一种基于MATLAB的Turbo码编码仿真实现

实现turbo码编码的一个matlab仿真

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第 3卷第 3期 2 0年 9月 05

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一

种基于 MA L T AB的 T ro码编码仿真实现 ub陈朝，陈芳 2 峰，周

(. 1中国地质大学 (武汉 )信息工程学院，湖北武汉 4 0 7;2华东理工大学金山校区图书馆，上海 2 1 l ) 304 . 0 5 2

摘要：介绍了 C DMA2 0 0 0系统中 T ro码的编码原理和通过 MAT AB实现编码仿真的 ub L关键元件和技术一交织器、抽样器以及交织器的实现过程。仿真结果表明，可以用数据输出长度来衡量编码器的有效性。 关键词：通信技术；编码；仿真；T ro码；MAT AB;交织器；抽样器 ub L中图分类号：T 1 . N9 1 2 7文献标识码：A 文章编号：1 7 .8 22 0 )30 7 .3 6 22 9 (0 50 . 190

Si ul to m p e e t to f heCo i g 0 r i g M ATLAB m a i n I l m n a i n 0 d n fTu bo Usn tCHEN a CHEN n, ZHOU n Zh o, Fa gz Fe g( . n t u eo I f r t n En i e rn, Ch n i e s t f o c e c s W u al 3 0 4, Ch n; 1 I si t f n o mai gn e g t o i i a Un v r i o Ge s i n e, y h l4 0 7 i a

2 Lb ayo Jn h ndsrc, Eat iaUnv ri fS in e& T c n lg, S a对lj 0l 2 Chn ) . irr f is a it t i s n iest o ce c Ch y eh oo y h h a 5l, 2 iaAb t a t sr c:Th mp a i ft i p p r i t e smu a in i lme tto ft e c d n f T r o b AT e e h s o s a e s h i lt mp e n ai n o h o i g o u b v M s h o LAB i n CD~ 2 0 0 0.Fi t r l t e p n i l f 1lb o i g i h y t m fCDM A2 0 s smp y ito u e t e

h e s y, h r cp e o、r O c d n t e s se o i n 0 0 i i l n r d c d: n t e k y h c mp n n sa d tc n l篮， it re v r s mp e d t e i o o e t n e h o o一 n e l a e, a lr a mplme t t n p o e u e f i tre v r a e p e e t d i n h e n ai r c d r s o e l a e r r s n e o n n d t ea l sl y,t esmu ai n u i g M ATL h i l t sn o AB ai a e ec d ngsg a dp o e a ev l i f u b o e c v l t st o i in l d h n a r v s t h a i t o r o c d a h t t d v T n b v u I d b h e g h o c d . ee a a e yt eln t f o e l Ke r: o y wo￣ c mmu ia i nt c n q e c d n; s nc t h i u; o ig o e i lt n; 1 lb o e MATL mu a i o、r O c d; AB: i tre v r s p e n e la e; a l r m

1引言 自从香农的信道编码定理提出之后，人们对设计出好的信道码的探索与研究就从未间断。1 9年，在国 93际通信会议上法国学者 CB r u人首次提出了 T ro l。 er等 o ub码 J在加性高斯白噪声的环境下，用编码效率 12 J采/、交织长度为 6 5 6的 T ro码，经过 1 53 ub 8次迭代译码后，在： .d时，其误码率已低于 1~ 07 B 0,与香农极限只相差 07 B。T ro码以其优异的性能引起各国研究学者的强烈关注，成为研究的热点课题。在第 3代移动 . d ub通信系统的建议中，无论是 U T ( C MA)是 I2 0 ( MA2 0 ) M SW D还 S 0 0CD 0 0,都已将 T ro码作为高速率、高质量 ub数据传输中信道编码方案的标准。虽然至今 T ro码在数学上的机理还没有定论，但是，T ro码的优越性能 ub ub及其迭代译码算法的思想，很大程度上已经被人们所理解。本文仿真了一种 T ro码的算法，较好地体现了 ub T ro码编码效率。 ub¨

2 T ro编码器原理

ub在 C DMA2 0 0 0系统中，T r o编码器有三种不同的编码速率，即 1,1,1,它们的转换函数可以表 ub/// 2 3 4

赫

G( D

1 n( )【 D . o】J

】 )

( 1 )

式中，反馈函数 (=1 D)+D+D,卷积编码器的两个生成多项式分别为 H (:1 oD)+D+D,1

(:1 D)+D+D+D 。

图 1所示是 C MA2 0 D 0 0系统中的 T ro编码器。在 u6 C DMA2 0 0 0系统中， ub T ro码编码器的输入信号一方面进入第一个卷积编码器进行卷积编码，另一方面输入信号通过一个 T r o交织器，产生的交织信号再通过第二个卷积编码 ub图 1 C DMA2 0中的 T ro编码器 00 ub器。这两个卷积编码器的约束长度都等于 4,并且产生 3 个卷积编码信号 ( Y、Y以及、 y 1。这六个输出信号并不是都能够成为输出信号，C 0 1 0、Y ) DMA2 0 0 0通收稿日期：2 0 .30;修回日期： 2 0—60 0 50 .3 0 50—2基金项目：中国地质大学 (汉 )优秀青年教师资助计划资助项目 ( U QNL 3 6武 C G 02)

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信息与电子工程

第 3卷

过信号抽取和重复技术抽取其中的某些数据组成 T ro编码信号。 ub T ro交织器是一种块交织器。设 T ro交织器输入信号的个数等于Ⅳ,个输入元素依次编号为 0, ub假 ub每，1 2…,N-,则交织器输出信号中第 i元素就等于第 (个输入信号。在计算 (的过程中，T ro交织器， 1个 f ) f ) ub采用了一个长度为 5个 bt i的计数器 c u tr o ne,其中满足条件 2n≥N。计数器 cu tr 5十 o ne的初始值等于 0,并且在后面的计算过程中依次递增。如果把 c u tr o ne写成 3 0…i,则可以把它分成两部分，即长度为的最高有效位( xma Sg icn i Ma i l inf at t i B,MS B)( 4 0 …i)和 5个 bt i的最低有效位 ( es Sg ic t i S )(为 L at i f a t ni n B,L B记

i o。T ro交织器以 L B为下标查表【

得到的一个 r个 bt 4 ) ub…/ S 2】/ i的数值，这个数值与最高有效位 MS B模 2加 1 的结果相乘，乘积中的最低比特 l .就构成了 (的低位。同时，计数器 cu t -t .o f ) one r的最低有效位 L B S在实施位反转操作 (即把『 0为 i 4 4变…i 0 )之后得到的 5个 bt为 (的 5个最高有效位。如果这个过程中…i i成 f )得到的 (大于输入信号的最大序号 N 1 ub f ) -,T ro交织器将丢弃这个数值，同时将计数器 c u tr 1后重新 o ne加之计算 AO (,这个过程一直持续到 (满足条件为止【。 f ) 3】n位最高有效位 n 5位计数器+ 5位最低有效位 5位位加 1选择 H最低有效 n位位

位低！’若入于最有位l l输大 苎，效 —————

_J _

JN则丢弃

最低有效位

图 2 T ro交织器的工作流程 ub

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