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1、2014年第1期通信與廣播電視周期衰落信道下Turbo碼性能仿真研究衛(wèi)新剛陳曉林一朱小流摘要針對周期衰落信道下通信性能損失較大的問題，文章通過對周期衰落信道的仿真建模，利用Turbo編譯碼方案對其進行改善，在Matlab環(huán)境中對該方案的進行了仿真驗證。結(jié)果表明，該方案對周期衰落條件下的通信性能有的改善。關(guān)鍵詞：周期衰落信道Turbo編譯碼Matlab仿真Log—MAP算法ResearchonTurboEncodingSimulationinPeriodicFadingChannelsWeiXingangChenXiaolinZhuXiaoliu
2、AbstractAimingattheproblemoflargeperformancelossofcommunicationinperiodicfadingchan—nels，thisarticledescribestheimprovingmethodofusingperiodicfadingchannelsimula—tionmodelingandTurboencodinganddecodingsolution．ItalsomakessimulationandverificationofthesolutionunderMadabenviro
3、nment．Theresultsshowthatthecommuni．cationperformanceinperiodicfadingchannelimprovesgreatly．Keywords：PeriodicfadingchannelsTurboencodinganddecodingMatlabsimulationLog——MAPalgorithm與傳統(tǒng)的分組碼和卷積碼相比，Turbo碼具有接近仙農(nóng)限的誤碼率性能?。Turbo碼被多項國際工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)列為信道編碼的主要糾錯碼。Turbo碼之所以取得了優(yōu)異的性能，是由于它
4、把遞歸系統(tǒng)卷積碼、交織器、并行級聯(lián)、軟出譯碼算法和循環(huán)譯碼等要素巧妙綜合到了一起。許多Turbo碼的研究都是在加性高斯白噪聲(AWGN)信道上進行，這是由于AWGM信道是一種非常典型而且易于在數(shù)學(xué)上實現(xiàn)的信道模型，而且其他信道上的Turbo碼編解碼，通過合理的假設(shè)和變換都可以類推利用AWGN信道上的有關(guān)結(jié)論。在實際的無線通信中，無線信號往往是通過若干折射，反射和散射才達到接收機，接收到的信號幅度往往都會發(fā)生變化，形成各種衰落。周期性衰落信道是其中的一種，對通信性能的影響非常大。作者系南京熊貓漢達科技有限公司工程師作者系73686部隊工程師作者系
5、南京熊貓漢達科技有限公司工程師2通信與廣播電視2014年第1期文章首先研究了周期衰落信道的特點，建立了數(shù)學(xué)模型。其次介紹了Turbo碼的編解碼原理，分析了影響Turbo碼性能的各個因素，并給出了基于Turbo碼的抵抗周期衰落信道的數(shù)字通信系統(tǒng)模型。最后提出了仿真條件和具體參數(shù)，給出了仿真結(jié)果。一、周期性衰落信道周期性衰落指的是信號從發(fā)送方傳送到接受方的過程中時間上存在周期性的遮擋。遮擋占空比大小的不同，對通信性能的影響也明顯不同，占空比越大，遮擋越嚴(yán)重，對通信的性能影響也更大；在一個周期時間內(nèi)，對信號的遮擋位置也可能不止一處，如果每次遮擋時間一
6、定，那么遮擋次數(shù)越多，通信性能下降也越嚴(yán)重。在周期性衰落信道上信號的接收和發(fā)送過程中，信號幅度會產(chǎn)生明顯的周期性衰落。圖1清楚的表示了信號周期性衰落的這些特點。圖1周期性衰落示意圖文章為了便于仿真實現(xiàn)，將遮擋位置的信號幅度都設(shè)定為0(表示完全遮擋)，未遮擋位置則只考慮AWGN的影響?，F(xiàn)對遮擋情況建立數(shù)學(xué)模型如下：shade()=0，(k：，+1，?，+[，I=2])(1)式(1)中，1表示一個周期T對應(yīng)傳輸碼字長度，6表示遮擋位置占整個碼字長度的比例，表示遮擋的起始位置。仿真時，隨機遮擋方式一段位置是通過對需要遮擋的碼字的調(diào)制符號位置乘以式(1
7、)來實現(xiàn)，對于多段位置遮擋的情況則需要根據(jù)取值來改變遮擋位置，再通過對碼字的調(diào)制符號位置乘以不同僅值對應(yīng)的多段遮擋表達式(即重復(fù)乘以式(1))來實現(xiàn)。同時改變6取值可以調(diào)整遮擋占空比。二、Turbo碼編碼Turbo碼可以又稱為并行級聯(lián)卷積碼，它的編碼器是由分量編碼器、交織器、刪余器和復(fù)接器這幾個關(guān)鍵部分組成，如圖2所示。圖2Turbo碼編碼原理框圖2014年第1期通信與廣播電視3在Turbo碼編碼器中，兩個分量編碼器的結(jié)構(gòu)是相同的，并且兩者是采取并行級聯(lián)的結(jié)構(gòu)，在兩個分量編碼器之間的交織器是為了保證輸出的信息盡量不相關(guān)。為了適配相應(yīng)的碼率，在編
8、碼輸出前加上一個刪余器。分量碼的類型主要包括遞歸系統(tǒng)卷積碼、非遞歸卷積碼、非系統(tǒng)卷積碼、分組碼等。通常我們在選擇遞歸系統(tǒng)卷積碼的時候，遞歸系統(tǒng)卷級碼(
