Turbo码码字特性分析及其在高性能Turbo编码方案中的应用

论文摘要

Turbo码作为具有接近Shannon极限的纠错编码，由于其优异的性能引起国内外学者的广泛关注，它的出现被看作是信道编码理论发展史上一个里程碑。它使人们设计信道编码的方法从以单纯增加码的最小汉明距离转向了在增加码的最小汉明距离的同时，减小具有低汉明重量码字的个数。由于交织器的存在，使得对Turbo码码字特性的研究难以像传统卷积码那样定量分析，所以尽管Turbo码的研究成果层出不穷，但是针对Turbo码自由距离和码字重量谱的研究尚不充分。本文首先回顾了信道编码理论，然后在Turbo码编码分析基础上，比较分析了目前常用的Turbo码距离谱搜索算法。在约束子码算法这种目前最为有效的Turbo码距离谱搜索算法的基础上，结合近来提出的冲击响应分析方法来估算约束条件下Turbo码第二分量编码器的最小码字重量，提出了一种更为快速高效的Turbo码距离谱搜索算法。其次，针对快速算法计算不尽准确的缺点，本文提出了基于冲击响应分析方法的改进方案，使得计算结果更加准确，并针对计算结果对Turbo码码字性能做出了合理的分析。此外，在Turbo码距离谱搜索算法提供的结果基础上，论文研究了基于编码特性的高性能Turbo编码方案，在了解和掌握了Turbo码距离谱的基础上对Turbo码的编码端进行了改进，得到了更好的误比特率性能。论文工作为进一步研究和改进Turbo码码字重量谱的搜索算法进行了有益的探索，论文的有关搜索结果对于研究高性能Turbo编译码技术有很好的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 信道编码理论的基本内容
• 1.2 Turbo码的研究现状
• 1.3 论文研究内容和贡献
• 1.3.1 论文的研究意义
• 1.3.2 论文的研究内容
• 1.3.3 论文的贡献
• 1.4 论文的研究方法及组织结构
• 第2章 Turbo编码构造与距离谱特性
• 2.1 Turbo码编码器结构
• 2.2 Turbo码性能理论分析
• 2.2.1 Turbo码的性能限
• 2.2.2 Turbo码距离谱特性
• 2.3 Turbo码距离谱搜索算法
• 2.3.1 输入重量2搜索算法
• 2.3.2 错误事件算法
• 2.3.3 约束子码算法
• 2.4 Turbo码码字特性在改进Turbo编码方案中的应用
• 2.5 本章小节
• 第3章 基于冲击响应的Turbo码快速距离谱搜索
• 3.1 冲击响应分析（Impulse Response Analysis）
• 3.2 约束条件下的最小汉明重量问题
• 3.3 基于冲击响应分析的约束条件下最小汉明重量的计算
• 3.4 基于冲击响应分析的快速约束子码算法
• 3.5 搜索结果及分析
• 3.6 本章小节
• 第4章 基于快速算法改进的Turbo码距离谱搜索
• 4.1 分块IRA算法
• 4.2 Span算法
• 4.3 冲击输出算法
• 4.4 基于约束子码的反向算法
• 4.5 基于约束子码的正反向结合法
• 4.6 算法比较及搜索结果分析
• 4.7 本章小节
• 第5章 基于编码特性的高性能Turbo编码方案研究
• 5.1 关键比特
• 5.2 Turbo码的关键比特
• 5.3 伪符号编码（Dummy Symbol）方案
• 5.4 不等能量分配方案
• 5.5 仿真结果及分析
• 5.6 本章小节
• 第6章 结论与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 研究工作存在的问题分析
• 6.3 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 读硕士学位期间发表与完成的论文、著作及科研成果