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工学硕士学位论文

Turbo 乘积码译码算法研究












硕士研究生: 孙丽楠
导师: 王学东教授
申请学位: 工学硕士
学科、专业: 信息与通信工程
所在单位: 电子与信息技术研究院
答辩日期: 2007 年 7 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
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Dissertation for the Master’s Degree in Engineering



STUDIES ON DECODING ALGORITHM
OF TURBO PRODUCT CODE





Candidate: Sun Linan
Supervisor: Prof. Wang Xuedong
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Information munication
Engineering
Affiliation: School of Electronics and
Information Technology
Date of Defence: July, 2007
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要

提高通信的可靠性一直是通信系统设计所追求的最主要目标之一,纠错
码是提高信息传输可靠性的一种重要手段,Turbo码是一种性能卓越的前向
纠错码。自1993年Turbo码提出以来,众多学者发表了大量相关研究论文。
Turbo乘积码(TPC)作为一种分组的Turbo码,把码块的行和列都加以编码,
使得行和列都有纠检错的能力。与Turbo卷积码(TCC)相比,TPC实现复杂度
低,时延小,性能相近,在10−5 比特误码率下不具有误码平层效应。可以
说,TPC是未来通信系统中一种先进的前向纠错信道编码方式,有广阔的应
用前景。
本文首先介绍了 TPC 的提出与发展过程,并对国内外研究现状及前景
进行了阐述。描述了 TPC 的基本结构,分析了二维 TPC 的纠错能力,讨论
了译码原理,比较了几种译码算法的优缺点,重点分析了 Cyclic-2 PML 算
法及 Chase II 算法的基本原理。
在对译码算法分析研究的基础上,设计了分别以 Cyclic-2 PML 算法和
Chase II 算法作为单元译码器的 TPC 软输入软输出迭代译码器的流程和方
案,并在 MATLAB 环境下实现了基于这两种译码算法的 TPC 译码器。对
Cyclic-2 PML 算法重点设计了邻近码字的生成方法及差值度量的计算结
构。对 Chase II 算法主要设计了可信度的排序和软信息的计算流程。对两种
译码器的复杂度进行了分析和比较。
最后在 MATLAB 平台上构建了 AWGN 信道下的误码性能仿真系统,
并对不同码块长度、迭代次数、硬判决/软判决、量化比特数等条件下的
TPC 进行了误码性能的仿真,分析了以上因素对误码性能的影响。在不同
子码构成 TPC 的情况下,比较了由上述两种译码算法构造的 TPC 译码器的
性能。

关键词 Turbo 乘积码;迭代译码;Cyclic-2 PML 算法;Chase II 算法
- I -
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
One of the main intentions of the design munication system is to
enhance the reliability munication. Error-correcting code is an important
measure to enhance the reliability of information transmission. Turbo Codes is a
kind of forward error correction codes with excellent performance. Since it was
introduced in 1993, many research the