基于重要性抽样的Turbo码快速仿真

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1993年,法国学者C.Berrou等人提出了一种全新的将递归系统卷积码和交织器结合在一起的纠错编码,被称为Turbo码。Turbo码以其优异的性能引起了广泛的关注。对Turbo码的误码率性能的估计称为一个重要的研究方向。然而由于Turbo码编码器中引入了交织器,使得对Turbo码的误码率性能严格的数学分析变得十分困难。应用传统的一致界来估计Turbo码性能也不够紧致。因此,计算机仿真技术就成为Turbo码性能估计的一个重要的手段。使用传统的蒙特卡洛法对通信系统的误比特率进行估计时,在低信噪比情况下可以得到理想的效果。但是在高信噪比下又要求一定精度时,蒙特卡洛仿真所需的数据量非常巨大。在研究了基带通信模型重要性抽样仿真技术的基础上,针对Turbo码的编码特性,本文采用了指向特定错误译码的重要性抽样仿真方案对Turbo码的误比特率进行估计。该仿真方案的关键在于根据特定的译码错误集合设计好的重要性抽样所需的仿真概率密度函数,使得误比特率估计器的方差减小,从而在同精度条件下减少仿真所需的数据量。最后,在高斯信道和瑞利衰落信道下的具体Turbo码编码译码系统实例中,分别针对不同长度的交织器进行了蒙特卡洛法仿真和重要性抽样的仿真比较。从而证明了在高信噪比和相同的仿真精度下,重要性抽样的仿真的时间消耗远远小于蒙特卡洛仿真。
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