串行级联码的交织算法设计

摘　要：摘要：借鉴GSM系统的交织方案，设计了随机比特块交织器。将该交织器应用到串行级联码的设计，利用Simulink构建了仿真系统。通过对误码率的仿真分析，证明了随机比特块交织器对系统性能有一定的提高。

关键词：关键词：交织；串行级联码；Simulink；误码率

中图分类号：TN911.72    文献标识码：A     文章编号：
0 前言
    移动信道中存在各种衰落和干扰，信息传递过程中往往产生突发差错。在各种解决方案中存在两种思路：适应信道(信道编码)、改造信道(交织编码)。由于信道的多样化，在实际移动通信系统中，则采用级联码来实现独立差错和突发差错的纠正[1]。
    交织是级联码中的关键技术，交织器的好坏决定了纠正突发差错的能力。一般的级联码中采用单一的交织方案[2,3,4]。本文借鉴GSM系统的交织方案，改进了级联码中的交织器并进行了仿真。
1．串行级联码
1.1 编码器
    级联码是一种引入交织技术的信道编码，将短码复合成长码，提高码字的最小距离和抗干扰能力。级联方式有串行级联和并行级联，其中，并行级联码就是3G通信系统中采用的Turbo码。本文仅对串行级联码进行介绍，编码器结构如图1所示。
 
　 　 　 　 　 　 　 　 图1 串行级联编码器结构
1.2 译码器
　 串行级联码的译码算法采用多次迭代的对数似然译码[5,6,7]，译码器结构如图2所示。在译码过程中采用和编码器匹配的解交织器来实现内外译码器间信息的处理，并将外译码器的输出传递给内译码器作为外信息，进行下一次译码。经过多次迭代，外信息趋于稳定，译码器输出的似然比逼近于最大似然译码。

 
　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 图2 串行级联译码器结构
2．交织算法设计
    在GSM系统交织方案中，存在两次交织。第一次为比特间交织，即块内部交织。第二次为数据块之间的块交织。本文借鉴GSM交织方案设计以下算法构建“随机比特块交织器”。
第一步，对外编码器的输出码字进行数据分块；
   

 
图3 串行级联码仿真系统
3.2 关键子模块及参数说明
1) 编码器
    结合图1、3可知，本系统中串行级联码的编码器由两个卷积编码器(Outer EncoderY与Inner Encoder)及交织器Block Interleaver组成。外码的格型结构采用poly2trellis(3, [7 5],7)，内码格型结构为poly2trellis([3 3],[7 0 5;0 7 6],[7 7])。交织器采用前面设计的“随机比特块交织器”。
2) 译码器
    本系统中采用两个最大后验概率译码器及“随机比特块解交织器”(与交织器匹配)实现。
3) 其他参数
    采用信噪比为1.1dB的高斯白噪声信道，信源数据帧长 =1024，6次迭代。
3.3 仿真结果
    图4、5是对分别采用“随机交织器”和“随机比特块交织器”的串行级联码的性能曲线。图中，从上到下分别为1~6次迭代的结果。
    无论采用何种交织器，在低信噪比条件下，由于接收到的信号偏离原来位置较远，在判决时对数似然率较小，必须经过多次迭代才能实现误码率的下降。
    由图可知，随着数据的增加，随机比特块交织器的性能优于随机交织器。这是通过数据块交织提高了离散化程度，进一步降低了数据间的相关性。
   
       图4 采用随机交织器的SCCC性能                图5 采用随机比特块交织器的SCCC性能
4．结语
    本文借鉴GSM系统中的交织方案，实现了随机比特块交织器，并应用与串行级联码中。经过仿真分析，证明了随机比特块交织器对系统性能的提高。
参考文献
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