解析卫星通信中的turbo码编解码原理

摘要：我台节传机房涉及的卫星通信中用到的是串行级联编码方式，这种方式已经不能满足现在对高增益、高纠错能力日益增长的需求。本文提出用一种性能更 优越的Turbo码替代原来RS码和卷积码的方法，分析Turbo码编码和解码的原理，并指出目前Turbo码存在一些亟待解决的问题。
　　关键词：Turbo码 卫星通信 编码 解码
　　1 引言
　　节传机房通过数字卫星接收机接收卫星节目源，再将节目源转发给发射机房通过发射机发射出去，如图一，如果不能稳定可靠地接收卫星节目源而做发射工作就无法延续，所以卫星通信在无线电台安全播音工作中起着不可或缺的作用。
　　节传机房涉及的卫星通信中使用的是RS码和卷积码组成的串行级联编码，外码使用RS码，内码使用卷积码及软判决维特比译码的算法，内码和外码 间使用卷积交织器来处理。串行级联码在Eb/n0=2.5dB时达到10-5的误码率，基本上能满足卫星通信的要求。但是为了进一步提高卫星通信的纠错能 力，可以引入Turbo码，Turbo码编解码代表了世界上最先进的信道编解码技术，它可以在Eb/n0=0.7dB时达到10-6的误码率，这个值是非 常接近香农（Shannon）极限的纠错性能。
　　2 Turbo码原理
　　Turbo码（Turbo Code）是一种应用在外层空间卫星通信和设计者寻找完成最大信息传输通过一个限制带宽通信链路在数据破坏的噪声面前的其它无线通信应用程序的高性能纠错码。
　　2.1 Turbo码的判决
　　传统的数字化方法一般是先确定一个阈值电平。信号电平低于这个阈值就判决为“0”，高于就判决为“1”，即硬判决。在Turbo码的解码过程 中，对于一个给定比特的电平被量化成整数，例如从-99到+99。其数值就被作为判决这个比特为“0”或“1”的可信度的指标（如-89意味着这个比特很 可能是“0”，如+28意味着这个比特也许是“1”，但把握不是很大），即软判决。
　　2.2 编解码概述
　　Turbo码系统和其它系统不同，它是在发送端和接收端分别设有2个编码器和解码器。对其中一组编解码器的一段特定的比特流加入奇偶校验码和 校验计算，对另一组编解码器在同段比特流交织扰动后对它重复以上操作。由于两段比特流包含了相同的数据，在没有信道噪声的情况下，解码的结果应该是一致 的。但是在噪声的干扰下，这两组的结果会有差异。通过以上对比特判决可信度信息的说明，对这两组的结果进行参照，可以得到第一次近似结果。这个结果“反 馈”给解