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基于线性同余交织器的设计

【摘要】:Turbo码的出现,是信道编码理论发展史上的一个里程碑,它具有逼近Shannon限的性能,它改变了人们对编码方法的设计思路,使人们设计信道编码的方法从增加码的最小汉明距离转为减少低重量码字的个数。怎样使Turbo码拥有更佳的性能,是现在编码信息界研究的热点,而交织器的设计就是其中之一。 交织器的设计对于Turbo码系统的性能有很大影响,它直接影响编译码系统性能的好坏,不同的交织器设计策略针对不同的编码环境,有着不同的性能体现,所以在众多交织器设计策略中选择适当的策略才能获得较好的性能提升。在深入分析了交织器的作用和原理的基础上,本文对部分典型的交织器进行了系统分析与比较研究,对线性同余交织器进行适当改进,并且进行仿真分析与理论研究。 文中对线性同余交织器的研究工作主要包括以下几方面: 1.分析研究了Turbo码的基本组成部分,并且阐述了Turbo码的主要工作机理,分析了Turbo码的编码特性,对不同的编码环境选择相应的编码策略。 2.研究了Turbo码的编译码工作原理。针对几种典型译码算法,用较详细的分析论证了其主要参数对Turbo码译码的影响。对Turbo码的编码系统与译码系统中重要环节进行探讨,论述了不同类型的卷积码的特性。分析研究了在不同编码环境下,卷积码的选取策略。 3.对交织器的原理进行简要陈述,简单介绍了几种常用交织器与编码系统中的归零处理与删余处理。对MAP与Viterbi两类算法进行简单介绍。比较了不同译码算法的复杂性及适用范围。对译码算法的选取策略进行了简要陈述。 4.详细介绍了几种典型交织器,并且分析了它们的特性。探讨了交织器的属性及其设计原则。分析比较了不同交织器的优缺点,以及在不同编码环境下的交织器选取策略。 5.主要针对随机交织器、线性同余交织器进行了讨论,通过MATLAB搭建AWGN信道模型,在一定的编码环境下进行仿真实验。对随机交织器、线性同余交织器进行仿真实验,探讨了交织器对于Turbo码的影响。 6.针对较少帧数数据的传输,在线性同余交织器的基础上进行保奇偶序改进。对数据传输序列进入交织前经过一系列的保奇偶序处理,对原数据序列元素顺序进行一定的打乱。并对其进行仿真实验,分析研究该交织器针对较少帧数的数据传输的特性与优点。根据这三种交织器的基本结构分析比较三种交织器对Turbo码性能的影响,详细探讨了线性同余、随机交织器的优缺点,通过仿真实验数据论证其可行性,证明了改进过的交织器在较少帧数的数据传输中有着比较好的性能,相对随机交织器更容易实现。

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