【正文】 獲得多位分組碼同樣的性能。碼的抗干擾能力與最小漢明距離之間的關(guān)系① 若碼集中碼字間的最小距離滿足，則該碼集中的碼字具有檢測e個錯誤的能力；② 若碼集中碼字間的最小距離滿足，則該碼集中碼字具有糾正t個錯誤的能力；③ 若碼集中碼字間最小距離滿足（et），則該碼集中的碼字具有糾t個錯誤同時檢出e個錯誤的能力。錯誤圖樣設(shè)發(fā)送的是n個碼元長的序列C：（）通過信道傳輸?shù)竭_(dá)接收端（糾錯碼譯碼器的輸入端）的序列為R：。按照信息碼元與監(jiān)督碼元之間的檢驗關(guān)系又可以分為線性碼和非線性碼。80年代以來，信道編碼無論在理論上或是在應(yīng)用方面都得到空前的發(fā)展。同時，還提出了一些結(jié)構(gòu)特殊或功能特殊的碼，如錯誤定位碼、級聯(lián)碼（concatenated code）、收縮碼、不等錯誤保護(hù)碼等等。定理指出：在有噪聲的信道環(huán)境下，只要信源的信息速率不超過信道容量，就可以找到一種編碼方法，使信息的傳輸速率任意逼近信道容量，而傳輸?shù)腻e誤概率任意逼近于零，或者傳輸?shù)氖д娑饶軌蛉我獾谋平o定的要求，即實現(xiàn)可靠通信。第一章解釋了信道編碼及其相關(guān)知識，包括信道編碼的分類和發(fā)展過程；第二章介紹了編碼中常用的基本概念和卷積碼的初步知識；第三章介紹了Turbo碼的提出以及研究現(xiàn)狀；第四章主要講了Turbo碼編碼方法、編碼器的結(jié)構(gòu)，并給出了具體的編碼算法；第五章是本文的核心，重點(diǎn)闡述了Turbo碼的譯碼原理、譯碼算法。第六章對Matlab做了簡要的介紹，并利用它對Turbo碼的編碼、譯碼的整個過程做了仿真。在這里，香農(nóng)定理指出了信道編碼在實現(xiàn)有效、可靠通信方面的重要地位和作用，并從理論上為信道編碼的發(fā)展指出來努力的方向。：串行級聯(lián)碼方案。在理論上，人們不僅從碼的未檢出錯誤概率、重量分布、覆蓋半徑、球半徑等各個方面綜合進(jìn)行研究，以期發(fā)現(xiàn)性能更好、譯碼方案更簡單的編碼方案、而且對級聯(lián)碼之類的特殊碼進(jìn)行深入分析。若編碼規(guī)則可以用線性方程組來表示，則稱之為線性碼，反之，若兩者不存在線性關(guān)系，則稱為非線性碼。由于信道中存在干擾，R序列中某些碼元可能與C序列中對應(yīng)的碼元的值不同。 卷積碼初步在當(dāng)今數(shù)字通信系統(tǒng)中大都使用信道編碼來提高系統(tǒng)性能。3 Turbo碼的產(chǎn)生及研究現(xiàn)狀Turbo碼是一類新型的信道編碼。香農(nóng)在導(dǎo)出上式時，是以隨機(jī)編碼論證為基礎(chǔ)的。1993年， 等提出了一種新的糾錯碼Turbo碼。它的研究目前主要集中在以下幾個方面：1編碼器的研究目前編碼器的研究著重于： ①子碼的選擇；②非二元Turbo碼，即子碼用元碼代替二元碼；③編碼器結(jié)構(gòu)的研究，如提出采用多子編碼器結(jié)構(gòu)；④為適應(yīng)語音、圖象等的傳輸，提出不等能力糾錯的Turbo編碼，即對信息比特和校驗比特的功率分配進(jìn)行優(yōu)化。 (5)尋找判決迭代收斂的規(guī)則，及時結(jié)束譯碼迭代；(6)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算器用于Turbo碼譯碼。 編碼器各部分介紹1成員編碼器（ponent encoder）成員編碼器（ponent encoder）也叫子編碼器。本文中實現(xiàn)的算法就是采用的這種方式，所以在這里詳細(xì)的介紹一下。圖42 [15,17]遞歸卷積碼編碼結(jié)構(gòu)圖輸入編碼器的信息序列為，它一方面直接輸入到進(jìn)行編碼,生成系統(tǒng)序列和校驗序列，另一方面,U經(jīng)過交織器后,輸入到中進(jìn)行編碼,產(chǎn)生另一個校驗序列，這三個序列經(jīng)復(fù)用單元復(fù)用后完成編碼，得到發(fā)送序列。從上面的介紹我們可以看到，Turbo碼編碼部分級聯(lián)結(jié)構(gòu)和交織器的共同作用，使Turbo編碼接近隨機(jī)編碼，從而保證了Turbo碼必定是一種好碼。第一行中的后m位表示產(chǎn)生反饋信息所用到的寄存器，比如說第j＋1位，它對應(yīng)于第j個寄存器，該位為1表示用到了該寄存器內(nèi)的信息，即該寄存器有反饋到輸出信息的那個加法器，為零則表示沒有反饋回去。迭代（iterative）譯碼思想是Turbo碼的一大特色。在執(zhí)行軟輸入/軟輸出的迭代譯碼過程中，子譯碼器之間相互配合，從而達(dá)到一種全局譯碼的效果，充分挖掘了碼的固有糾錯性能。 Turbo碼迭代譯碼基本原理為了下文介紹的方便，首先介紹一下迭代譯碼中常用的一些概念，然后介紹迭代譯碼的基本原理。經(jīng)過一個二進(jìn)制對稱信道或高斯/衰落信道，在接收端匹配濾波器輸出為的條件下，有： (53)運(yùn)用前面定義，有 (54)其中稱為信道可靠性能。 編碼器的輸出碼字序列為: ,在經(jīng)過離散無記憶高斯信道的傳輸后,碼字變?yōu)?其中, 。則聯(lián)合概率可用貝葉斯定理重寫為： （512）這樣，我們得到 （513）考慮到如果狀態(tài)已知，時刻k后的事件不受觀察值和比特的影響，則概率等于： （514）MAP算法從概率采用前、后向遞推的方式來計算和。熟練掌握并利用計算機(jī)進(jìn)行科學(xué)計算研究及工程應(yīng)用已是廣大科研設(shè)計人員所必備的基本技能之一。Matlab工具箱和內(nèi)容目前Matlab已經(jīng)成為國際上最流行的軟件之一，它除了傳統(tǒng)的交互式編程外，還提供了豐富可靠的矩陣運(yùn)算。 程序仿真結(jié)果本節(jié)對Turbo碼的整個編碼、譯碼過程做了仿真。BER采用矩陣得方式輸出，其中第i行、第j列的元素對應(yīng)的是第i個信噪比在第j次迭代后譯碼的BER。經(jīng)比較可以發(fā)現(xiàn)，改變生成矩陣可以改變Turbo碼的譯碼性能。由具體仿真結(jié)果比較可以看出，分別改變生成矩陣和幀長得到的譯碼性能改善是有較大差異的。7 結(jié)束語Turbo碼的出現(xiàn)為信道編碼理論和實踐帶來了一場革命，在理論上，它有著不同于以往的結(jié)構(gòu)，使通過可譯碼編碼逼近信道容量成為可能；在實踐上，只要時延和復(fù)雜度允許，Turbo碼可在各種惡劣條件下提供接近極限的通信能力。致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計中，我綜合運(yùn)用了所學(xué)過的很多知識，對以前很多單一的、片面的、分散的知識作了系統(tǒng)的總結(jié)、歸納，使我對通信系統(tǒng)有了更深刻的認(rèn)識和理解。在整個過程中我的指導(dǎo)老師馮媛老師和其他同學(xué)給了我極大的幫助，特別是老師對我的無私幫助和指導(dǎo)使我順利完成此論文，在此，我深表謝意！參考文獻(xiàn) [1] Zhang Zhongpei, Liu Weixin. Impact on Performances with Different Constraints for Turbo Equalization Receiver. Chinese of Journal Electronics, 2006, 15 (3): 510515.[2] Liu Xingcheng, Hu Yan, Zhang Lin. Design of a Deterministic Interleaver for Turbo Codes and Its Applications in SelfSimilar Traffic Streams. Chinese of Journal Electronics, 2004, 13 (2): 342345.[3] Transaction Information Theory, 2000, :19882006.[4] X. Liu, G. Zhang, The design of a new interleaver for turbo codes. Journal of SunYatSen University (Natural Science Edition), 2000, 39 (6):3943.[5] 汪漢新，陳少平，朱翠濤．，2007，43 (3): 99101．[6] 鄭銀香，張秀軍，趙明，周世東．一種適合于并行譯碼的Turbo交織器的設(shè)計．微計算機(jī)信息，2006 (11Z): 195197,211．[7] 程翔，袁東風(fēng)．基于并行均衡框架的Turbo均衡．通信學(xué)報，2006，27 (9): 1420．[8] 蔣宇中，胡修林，張曙霞．非高斯噪聲中Turbo碼的性能改進(jìn)研究．應(yīng)用科學(xué)學(xué)報，2006，24(4): 336340．[9] 吳團(tuán)鋒，楊喜根．Turbo編碼GMSK信號準(zhǔn)相干解調(diào)時的迭代信道估計和譯碼研究．通信學(xué)報，2006， 27(7): 106111．[10] 馮鑌，劉文予，朱光喜，馬展．AWGN信道下Turbo碼誤比特率模型．計算機(jī)科學(xué)，2006，33 (4): 114117．[11] （美）麥克伊利斯著，李斗等譯．信息論與編碼理論（第二版）．電子工業(yè)出版社，北京，2004年2月．[12] 王丙義編著．信息分類與編碼．國防工業(yè)出版社，北京，2003年7月．[13] 袁東風(fēng)，張海霞等編著．但是，Turbo碼也有自己的不足： （1）計算量大，要得到高碼率，往往需要很大的交織器，這就增加了譯碼的復(fù)雜性，而較短的交織器不可能達(dá)到高碼率，因此往往要根據(jù)實