《urbo码基础》PPT课件.ppt

Turbo码基础,前言,Shannon在其“通信的数学理论”一文中提出并证明了著名的有噪信道编码定理，它在证明信息速率达到信道容量可实现无差错传输时引用了3个基本条件：,前言,采用随机性编译码。 编码长度L趋于无穷，即分组的码组长度无限。 译码过程采用最佳的最大似然译码。,前言,Turbo码通过在编码器中引入随机交织器，使码字具有近似随机的特性； 通过分量码的并行级联实现通过短码（分量码）构造长码（Turbo码）； 在接受端虽然采用了次最优的迭代算法，但分量码采用的是最优的最大后验概率译码算法，同时通过迭代过程可使译码接近最大似然译码。,前言,综合上述分析可见，Turbo码充分考虑了shannon信道编码定理证明时所假设的条件，从而获得了接近shannon理论极限的性能。,主要内容,Turbo码的编码 Turbo码的译码结构 Turbo码的译码算法,Turbo码的编码,一个码率为1/3的Turbo码编码器的组成框图,Turbo码的编码,假设输入序列为 则第一个分量码的输出序列为,Turbo码的编码,假设经过交织器后信息序列变为 第二个分量码所输出的校验位序列为 得到Turbo码序列为,Turbo码的编码,若要将码率提高到1/2，可采用一个删余矩阵，如 与系统输出复接后得到,Turbo码的译码结构,Turbo码的译码结构,Turbo码的译码算法,MAP算法 Log-MAP算法 Max-Log-MAP算法 SOVA算法,MAP算法,MAP算法,根据Bayes规则，,MAP算法,上式中的求和是对所有由 （或 ）引起的 的状态转移进行的。 其中，,MAP算法,归一化之后，,MAP算法,式中， 是 的先验概率， 由信道转移概率决定。,MAP算法,递推示意图,MAP算法,假定分量编码器的初始状态和结束状态已知，则递归的初值可设为 若结束状态未知，则后向递推的初值为：,其中V为编码器的寄存单元数。,MAP算法,最终计算公式为 MAP算法根据上式的值进行判决,MAP算法,是关于 的先验信息，在迭代译码方案中是由前一级译码器作为外信息给出的。 可得：,MAP算法,对于 ，假定经过QPSK调制和信道衰落，可得： 由上两式可得,MAP算法,定义 定义信道可靠性值 对于AWGN信道上的QPSK传输，有,MAP算法,可得 第一项是信道值，第二项是先验信息，第三项是外部信息。 整个迭代中软信息的转移过程为,Log-MAP算法,Log-MAP算法是MAP的一种变形，实现比较简单。就是把MAP算法中的变量都转换为对数形式，从而把乘法运算转换为加法运算，同时译码器的输入输出相应的修正为对数似然比形式。 计算量和复杂度降低。,Max-Log-MAP算法,Max-Log-MAP算法就是将Log-MAP算法中的max*()运算简化为通常的最大值运算。 复杂度更低，存储量更小；但译码性能略有恶化。,SOVA算法,SOVA算法是Viterbi算法的改进类型。它的译码过程是在接受序列的控制下，在码的篱笆图上走编码器走过的路径。 运算量较小，适合工程运用；但性能降低。,小结,Turbo码就目前而言，已经有了很大的发