[发明专利]非本原turbo码

说明书

技术领域

本发明涉及信道编码技术，尤其涉及一种可用于语音通信和数据通信的高性能非本原turbo码。

背景技术

Claude E . Shannon 于1948年发表的《A Mathematical Theory of Communication》标志着信息与编码理论这一学科的创立。Shannon在文中指出：任一通信信道的传信能力都可用信道容量C来描述。如果通信系统所要求的传输速率R小于C，则存在一种编码方法，当码长n充分长并应用最大似然译码时，系统的错误概率可以达到任意小。随着1993年turbo码的问世，迭代译码的概念引起了人们的重视，即通过在级连码或乘积码的多个软输出译码器之间进行迭代，系统的性能逼近MLDA。Turbo码出现后，我国的许多高等院校和科研机构都相继投入了不少的人力和财力对其进行研究。如今，turbo码早已发展为与其它通信技术相结合。如文献 “ Comparative Study of Turbo Equalization Schemes Using Convolutional, Convolutional Turbo, and Block-Turbo Codes ” 研究了多种码率对性能的影响：在不同的信道编码方案中，采用PCCC码的均衡系统较之于采用卷积码的系统，具有更好的性能。文献“Wireless Communications and Mobile Computing”把空时码的软译码和空间干扰消除器（spatial-interference canceller）结合在一起构成迭代接收器。文献“ Using EXIT to Develop an Early stopping Criterion for Turbo Decoding” 采用的的turbo码系统，接收器的性能用EXIT图理论进行分析，便捷的图解分析准确。把消除器的EXIT特性和译码器的EXIT特性结合在一起，解释了迭代算法的收敛性。文献“ The Performance of Turbo coding Over Power-controlled Fading Channel in Ka-Band LEO Satellite Systems”把功耗和turbo码编码综合在一起可以在基于低轨（LEO）卫星系统的Ka波段上实现可靠通信。对纠错能力强的turbo码而言，复杂性和较大的时延是应用的两大障碍。针对时延问题，文献“Convolutional/Single Parity Check Turbo Codes for Wireless Multimedia Communications”为无线多媒体通信设计了短帧turbo乘积码。

把turbo码和MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术结合起来，可以抑制Rayleigh信道的信号衰减，更加明显地体现turbo码的性能。利用多天线传输turbo码有两个优点：其一，不同的天线发射和传输信号时，相邻信号间的相关性小于SISO(Single Input Single Output)系统中只经过交织器生成的turbo码的相关性；其二，多天线增加了信号分集，从而减小了突发差错概率。随着探索的深入，出现了MIMO的多种算法，主要有贝尔实验室的BLAST算法、ZF算法、MMSE算法、ML算法。总之，近Shannon限时，较之于其它的前向纠错码，turbo 码具有更好的性能。turbo码的优异性能使之很快成为3GPP以及DVB-RCS (Direct Video Broadcast for Return Channel Satellite) 的应用标准。

Turbo码的分量码为卷积码，研究turbo码时，不可避免地要分析卷积码的特性。实际上，卷积码和Turbo码应用于实际通信系统时，存在一定程度的局限性，具体体现如下：

1、 国内对卷积码的研究较少，基本上限于引用国外文献的结论，而没有对卷积码的码型等特性进行实质性的研究和探索；

2、卷积码、turbo码用于实际通信系统时，具体到选用卷积码或turbo码的哪一种码型，一直是通过计算机的搜索实现的，并没有探索出哪些类型的卷积码和turbo码的性能好一些；

3、以往国内和国外的turbo码研究中，几乎所有关于turbo码的文献对turbo码反馈分量码的分析与研究集中在本原多项式上。无可否论，信噪比较高时，本原turbo码的性能很好，误码率很低。但低信噪比时，本原turbo码的性能很差。