论文部分内容阅读
近年来,随着 M2M (Machine to Machine)、Mesh、Ad-hoc 以及其他类型的分散随机无线通信系统的快速发展和部署,这些通信方式对具有短码长、强纠错能力的FEC (Forward Error Correction Codes)码有更多的需求。在各种类型的FEC码中,Turbo码纠错能力强,已经被应用到多种通信协议中。对经典的Turbo码进行改造,即可得到四进制短码长形式的Turbo码,即CTC (Convolutional Turbo Codes)码。CTC码拥有突出的纠错能力并且码长较短,因此CTC码迅速得到了广泛地应用。在实际工程以及科研中,为了快速评估所选Turbo码的理论性能,可以利用所选Turbo码的距离谱来计算理论性能。利用距离谱来分析多进制Turbo短码的理论性能,是本文的主要研究内容。绪论部分介绍课题研究背景与研究意义、国内外研究现状和论文主要研究内容。本文的第二部分给出了二进制和四进制双咬尾RSC码的理论性能分析算法。这部分首先回顾了 FAST算法,接着提出了改进的FAST算法,并利用改进的FAST算法搜索四进制RSC码的距离谱,这是本文的第一个创新点。然后基于卷积码的距离谱来计算卷积码的联合性能界,最后通过仿真来验证理论性能,并证明了距离谱计算方法的正确性。第三部分提出了 Turbo码和CTC码的理论性能分析算法。首先回顾双咬尾Turbo码和CTC码的编译码结构及其编译码算法,利用基于均匀交织器的距离谱算法分别求出Turbo码和CTC码的距离谱,并外推距离谱以得到更多项的距离谱。CTC码距离谱的计算是本文的第二个创新点。然后基于联合界的成对差错概率算法,利用距离谱求得Turbo码和CTC码的平均理论性能限,并通过仿真验证了理论性能的正确性,分析仿真和理论性能曲线发现CTC码的性能总是优于二进制Turbo码。第四部分将距离谱计算方法应用于串行级联Turbo码和混合级联Turbo码,主要的创新点在于利用改进的FAST算法搜索二进制和四进制SCCC码和HCCC码分量编码器的距离谱,然后利用基于均匀交织器的距离谱计算方法计算四进制SCCC码和四进制HCCC码的距离谱,并利用联合界计算理论性能限,最后通过仿真验证了理论性能的正确性。同样地,四进制的SCCC码和HCCC码所表现出来的性能均优于其二进制编码形式。