Turbo码特点及应用分析

求。WCDMA 和cdma2000方案都建议采用除与IS-95 CDMA系统类似的卷积编码技术和交织技术之外，采用Turbo编码技术。

1. RSC 编码器的设计

cdma2000 方案中，Turbo 码被用在CDMA系统前向、反向链路信道中。反向链路信道中，子编码器(3，1，3)RSC 的生成矩阵为：

Turbo码

RSC编码器基于8状态的并行级联卷积码(8PCCC)。交织采用了比特翻转技术。通过删余处理，码率为1/4，1/2，1/3的Turbo码被采用。分别对两个子编码器的输出奇偶位V2和V2‘交替删余，可得到码率为1/4的Turbo码;对V1，V1' 删余，可得码率为1/3;对V2、V2’间隔几V1，V1‘删余，可得码率1/2。

WCDMA中，对于收务服务质量需求BER介于10-3e和10-6e之间。并且允许时延较长的数据业务，RSC子编码器使用8态并行级联卷积码8-PCCι 。生成矩阵为：

WCDMA中的turbo编码器

2. 交织长度的选择

在3G移动通信中，业务速率由32kbit/s到2Mbit/s。10ms一帧，帧长由20 到20000 。为了提高译码器性能，在一些低速业务中，可采用多帧组成一个数据块，加大交织深度。

在WCDMA中，Turbo 码交织器是可截短型块交织器。交织行数为5、10或20行，在行数确定的基础上选择列数。数据按行读入交织器，按固定模式进行行间转换，不同输入序列长度对应不同的行数和行间转换模式。行转换完成后，近行列转换。不同行对应不同列间转换参数，采取的是接近随机化的素数取模算法。数据在完成行列转换后，按列读出。

cdma2000 也是基于块交织。交织行数为25=32行，列数N=2n，n为满足使32N大于或等于帧长度的最小值。数据按行读人。行间转换的依据是比特翻转原则。列问转换的置换公式是：x( i+1) = [x(i) + c] mod N，即为同模取余法，为了更接近随机化，使每列的偏置取不同值。数据经过行列转换后，按列输出。

3. 译码器的设计

由于Turbo码译码算法复杂，译码延时长，所以对于时延要求高的数据业务应用受限。因而低复杂度译码器的设计成为Turbo码译码算法设计的焦点。为了换取复杂度的简化，允许次优性能译码的存在。例如3GPP中允许Turbo码的译间比标准MAP算法有1dB的增益损失。结合CRC校验来减少迭代次数，在SNR 较大时可以减少译码复杂度和译码延时。

发展前景

日前Turbo码的研究尚缺少理论基础支持，但是在各种恶劣条件下( 即低SNR情况下)，提供接近Shannon 极限的通信能力已经通过模拟证明。但Turbo码也存在着一些急待解决的问题，例如译码算法的改进、复杂性的降低、译码延时的减小。作为商用3G 移动通信系统的关键技术之一，Turbo 码也将逐渐获得较好的理论支持并且得到进一步开发和完善。