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MATLAB 2022a
1、算法描述
本文章介绍了卷积码、Turbo码和LDPC码。以相同的码率仿真这三种编码#xff0c;并对比其误码率性能
信源输出的数据符号#xff08;二进制#xff09;是相互独立和等概率的#xff1b;
信道是加性白高斯噪声信道#…操作环境
MATLAB 2022a
1、算法描述
本文章介绍了卷积码、Turbo码和LDPC码。以相同的码率仿真这三种编码并对比其误码率性能
信源输出的数据符号二进制是相互独立和等概率的
信道是加性白高斯噪声信道AWGN采用BPSK调制忽略载波3,1,2卷积码移位寄存器个数为2码率为1/3生成多项式g[5,7,7]卷积码译码采用Viterbi最大似然译码回溯长度为18Turbo码编码器结构为并行级联卷积码由两个2,1,2递归系统卷积码作为分量编码器总码率为1/3分量编码器具有相同的生成矩阵为
Turbo码译码采用BCJR算法它是一种最大后验概率算法MAPTurbo码的译码是一个迭代过程仿真中迭代次数设置为4次。
LDPC码仿真取信息位长度K200码字长度N400因此校验位长度MN-K200码率为1/2仿真中校验矩阵H是稀疏且不规则的irregular。译码算法采用和积算法SPASPA也是一种迭代译码算法在达到最大迭代次数以前若某次迭代所得结果满足
则开始判决输出否则继续迭代若当迭代次数大于最大迭代次数时仍不满足条件则译码失败。仿真中将最大迭代次数分别设置4次和10次以便于与卷积码、Turbo码相比较的同时比较最大迭代次数对LDPC译码性能的影响。仿真中卷积码和Turbo的码率都是1/3LDPC码率为1/2因此为了比较的公平性在计算高斯白噪声方差时需要考虑到码率。仿真量对每个SNR值发送信源符号的个数的选择根据蒙特卡罗仿真量确定方法的结论对于误码率仿真统计而言只有平均出错个数大于100才能将相对误差超过20%的可能性控制在5%以内。例如要想使传输误码率达到10^-5且结果可靠要求仿真量需要大于10^7。
由仿真结果可知LDPC码的抗噪声性能是最佳的Turbo码次之卷积码的抗噪声性能相对较差。但这种关系也不是一定的当LDPC的码长较小时其性能也可能比Turbo码的性能要差因为码长越长LDPC码的性能越好。LDPC的SPA译码和Turbo的BCJR译码都是迭代译码因此性能与迭代次数有关。迭代次数越大译码性能越好但复杂度也越高。如上图1所示在信噪比较小时Turbo码的BCJR译码性能要明显优于卷积码但随着信噪比的增加这种优势逐渐变弱直至消失。当信噪比增加到一定值时BER随SNR增加而下降的速度突然变慢形成差错平台这是Turbo的一个内在的缺点它是由于小码重码字的出现所引起的。
2、仿真结果演示 3、关键代码展示
略
4、MATLAB 源码获取 V
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