基于Turbo碼的抗突發(fā)干擾仿真研究

鄭麗敏

摘 要：在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，針對(duì)信道類型中的某些突發(fā)干擾，有許多對(duì)抗這些干擾錯(cuò)誤的編碼方法。該文采用Turbo碼，從改變突發(fā)干擾長(zhǎng)度、均值、位置來(lái)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：突發(fā)干擾 turbo碼 仿真

中圖分類號(hào)：TN914.42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）07（c）-0016-02

由于信道中存在各種噪聲和干擾，在信息傳輸?shù)倪^(guò)程中不可避免的引起突發(fā)性的差錯(cuò)，從而形成誤碼。Turbo碼由于誤碼率接近香農(nóng)限，譯碼性能優(yōu)異，因此該文基于Turbo碼，引入突發(fā)干擾的信道模塊來(lái)模擬信道中噪聲的真實(shí)環(huán)境，并對(duì)抗突發(fā)干擾性能進(jìn)行仿真驗(yàn)證，為實(shí)際的工作提供了幫助。

1 突發(fā)干擾信道模型

信道上的突發(fā)干擾可能出現(xiàn)在序列中的任意位置，在傳輸?shù)慕邮斩藭?huì)出現(xiàn)大量的誤碼。突發(fā)噪聲持續(xù)的長(zhǎng)度即為誤碼出現(xiàn)的長(zhǎng)度，突發(fā)噪聲的起始位置即為開始出現(xiàn)誤碼的比特位置。

該文信道采用BPSK調(diào)制模式傳輸，T為突發(fā)噪聲持續(xù)的長(zhǎng)度，以比特為單位，將每一段突發(fā)噪聲的起始位置看成隨機(jī)的，P為受突發(fā)干擾的比特?cái)?shù)目占總傳輸比特?cái)?shù)目的百分比。該文假設(shè)所建立的信道T和P在任意信噪比下都保持不變，而且所受到突發(fā)干擾的比特幅度衰減值為0。信道模型如圖1所示。

2 不同特性突發(fā)干擾的設(shè)計(jì)過(guò)程

假設(shè)在仿真的過(guò)程中，信息源序列長(zhǎng)度為M，在其某段上加上突發(fā)干擾序列長(zhǎng)度為N。由于此序列有一定的長(zhǎng)度、均值及其方差，因此各個(gè)點(diǎn)上的幅度值是隨機(jī)的。突發(fā)干擾的類型有以下3種。

（1）在信息源序列中出現(xiàn)的位置可變，長(zhǎng)度可變，幅度0和1所占比例可變的干擾序列。

（2）長(zhǎng)度、均值和方差鈞可變的干擾序列。

（3）類似于某種函數(shù)的干擾序列。

通過(guò)設(shè)定不同的參數(shù)，可以得到不同特性的突發(fā)干擾序列。該文以第二種為例進(jìn)行仿真。

3 突發(fā)干擾下Turbo碼性能仿真

3.1 干擾長(zhǎng)度改變

在仿真過(guò)程中，Turbo碼的幀長(zhǎng)取L=500，碼率 r=1/2，譯碼算法采用SOVA算法，編碼器個(gè)數(shù)m=K-1，迭代次數(shù)為6次。其中，譯碼器的糾錯(cuò)性能用接收的誤碼率（BER）作為衡量指標(biāo)。突發(fā)干擾序列均值為0，方差為2。信噪比[2.0]下，突發(fā)干擾長(zhǎng)度從100～500情況下對(duì)Turbo碼進(jìn)行仿真，由圖2可知，突發(fā)干擾序列的增長(zhǎng)，導(dǎo)致誤碼率的明顯提升。

3.2 均值改變

保持突發(fā)干擾的長(zhǎng)度不變，改變突發(fā)干擾序列的均值，即增強(qiáng)干擾強(qiáng)度。仿真環(huán)境與上圖相同，得到圖3。結(jié)果表明，Turbo碼的性能也受到突發(fā)干擾均值改變的影響，但是均值的影響沒(méi)有序列長(zhǎng)度的影響大。隨著突發(fā)干擾均值的增加，誤碼率的增長(zhǎng)幅度較干擾長(zhǎng)度增加也略為平緩。

3.3 干擾位置改變

在構(gòu)建突發(fā)干擾仿真模塊時(shí)，突發(fā)干擾在整個(gè)信息源序列中的出現(xiàn)位置可變。圖4是Turbo碼信噪比與誤碼率的關(guān)系圖，圖4中y1，y2，y3表示突發(fā)干擾出現(xiàn)的位置不同。從圖中可以得出，突發(fā)干擾出現(xiàn)的位置不同對(duì)Turbo碼的糾錯(cuò)能力影響不大。因此，Turbo碼不僅有很好的抗衰落和抗干擾性能，而且可以有效地抵御加性高斯噪聲。

4 結(jié)語(yǔ)

該文采用Turbo碼，從3個(gè)方面即突發(fā)干擾長(zhǎng)度、均值和位置改變來(lái)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。由結(jié)果可知，Turbo碼不僅具有非常好的抗衰落及抗干擾性能，而且可以有效地抵御加性高斯噪聲。從而指引和幫助實(shí)際通信中的抗突發(fā)干擾設(shè)計(jì)工作。

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