Turbo乘积码在衰落信道中的应用

2014-05-11殷云志韩明钥张玉琴

无线电通信技术 2014年3期

殷云志，韩明钥，张玉琴

（1.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081;2.冀州职教中心，河北冀州053200）

0 引言

Turbo乘积码（Turbo Product Code，TPC）由于具有优异的性能、较低的编译码复杂度以及短的译码延时，而且码字内部具有自交织结构，可以有效对抗快衰落，因此可将其应用于具有衰落信道的无线通信系统[1，2]。

主要研究TPC码在无线衰落信道中应用的设计实例。在研究过程中，为使开发工作能够科学、有效、快速的进行，按照以下步骤进行:

①TPC码的理论研究以及在衰落信道中应用码字的选取;

②利用Matlab工具进行编译码算法的性能仿真，指导硬件参数设计;

③以Quartus为设计工具、Altera StratixII开发板为平台进行硬件设计与实现;

④将编、译码模块应用到无线通信调制解调器中，并进行性能测试。

1 编译码原理及应用码字的选取

Turbo乘积码结构简单，可以有效地基于2个或多个短码来构造长码[1－3]。考虑2个系统线性分组码C1，参数为（n1，k1，δ1）和C2，参数为（n2，k2，δ2），其中，ni，ki，δi，i∈（1，2）分别代表分组码的码字长度、信息位长度、最小汉明距。Turbo乘积码P的参数分别为n=n1×n2，k=k1×k2，δ=δ1×δ2，码率为R=R1×R2，其中Ri，i∈（1，2）分别为C1、C2的码率。

Turbo乘积码编码步骤如下:

①（k1×k2）位信息比特放入k1行、k2列的方阵中;

②对k1行以C2进行编码;

③对n2列以C1进行编码。

Turbo乘积码采用软判决迭代译码，结构如图1所示。其行（列）译码器由SISO（soft-input/soft-output）的Chase译码器来实现。在2个子译码器之间传递的反馈信息是译码器输出码字的可靠性与接收字的差值，可靠性用对数似然比进行估值[4－6]。