Turbo程式碼的編碼原理，你應該知道Turbo程式碼的基本原理

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匿名使用者2024-02-09

總結。您好，在傳統編碼中，人們關注的是通道編碼的短碼構建，即找到乙個解碼結構，使其具有盡可能小的距離。然而，在Turbo碼中使用了兩個遞迴系統卷積碼並行級聯（RSC-PCCC），在解碼器中使用了交織器和解交織器，有效地實現了隨機解碼的思想，並通過短碼的有效組合獲得了長碼的效果，從而達到了接近夏農理論極限的效能。

您好，在傳統編碼中，人們關注的是通道編碼的短碼構建，即找到乙個解碼結構，使其具有盡可能小的距離。然而，在Turbo碼中採用了兩個遞迴系統卷積碼並行級聯（RSC-PCCC），在Turbo編解碼器中，在Zen解碼器中使用了Zen交織器和去交織器，有效地實現了隨機解碼的思想，並通過短滑伏碼的有效組合獲得了長碼的效果，從而達到了接近Shannon理論極限的效能。

編碼由3部分組成：直接輸入複雜介面，通過水平編碼器1，然後通過開關電路進入多路復用器，並通過垂直編碼器Chang合併2，再通過開關電路進入多路復用器。水平編碼器1的水平碼和垂直編碼器2的垂直碼稱為渦輪增壓碼的分量碼。
匿名使用者2024-02-08

turbo 程式碼的主要創新是使用似然比來調解兩個解碼器輸出之間的差異。每個解碼器生成一組對應於 m 輸入位（似然比）的假設，然後比較兩組假設的結果，如果存在差異，則解碼器交換假設結果。每個解碼器都可以使用另乙個的假設來估計新假設，然後比較新假設的結果，重複該過程，直到兩個解碼器得出相同的假設。

這個過程類似於小強的填字遊戲或數獨。可以理解，兩個不同的人（解碼器）得到相同的小強填字遊戲，但他們使用不同的方法來解決填字遊戲問題，乙個只看橫向和垂直方向，另乙個只看斜線方向。當然，他們獨立做出的結果並不能保證自己會完全正確，所以他們在填字的同時寫下了自己對結論的確定性，比如有些字他們敢於承諾自己永遠不會犯錯，有些字不準確，有些是隨機猜測......

然後他們將自己的結果與相應的確定性進行比較，通過參考彼此的結果，雙方都可以根據差異獲得一些啟示，然後他們根據這些啟示再次嘗試填字遊戲，重複這個過程，直到兩者的結果完全相同（但仍然不確定它是否與正確答案相同，只是它們幾乎相同）。它是一種概率解碼演算法，即最大後驗概率演算法（MAP）。然而，在渦輪增壓碼出現之前，通道編碼中使用的概率解碼演算法是最大似然演算法（ML）。

ML 演算法是 MAP 演算法的簡化，也就是說，它是一種假設存在源符號和其他概率的次優解碼演算法。 Turbo碼的解碼演算法採用map演算法，改進了解碼的結構，再次引入反饋的概念，得到了效能和複雜度的折衷。同時，turbo碼的解碼採用迭代解碼，與經典代數解碼完全不同。

Turbo碼的解碼演算法首先在BCJR演算法的基礎上進行了改進，我們稱之為MAP演算法，後來形成了log-map演算法、max-log-map和軟輸入軟輸出（SOVA）演算法。渦輪增壓碼的解碼結構圖。

1）序列級聯。

2）迭代解碼。

3）在迭代解碼過程中，交換外部資訊。

概率解碼原理和結構。

解碼時，首先對接收到的資訊進行處理，外部資訊在兩個成員解碼器之間傳輸，形成迴圈迭代的結構。由於外部資訊的影響，在一定訊雜比下的誤位元速率會隨著週期數的增加而降低。但同時，外部資訊與接收序列的相關性也隨著解碼次數的增加而逐漸增大，外部資訊提供的糾錯能力也減弱，經過一定次數的迴圈後，解碼效能將不再提高。
匿名使用者2024-02-07

Link Turbo全方位分析前磨：原理、棚子的爛接頭、測試鏈的洩漏。
匿名使用者2024-02-06

如前所述，Turbo 程式碼需要軟輸入軟輸出解碼演算法。軟輸出解碼器的輸出不僅應包含硬判斷，還應包含做出該判斷的一定程度的置信度。解碼演算法應考慮三個方面：外部資訊的引入; 如何在迭代解碼中充分利用各種資訊，防止形成簡單的正反饋，保證演算法的收斂性; 充分利用有關原始程式碼的資訊。

模組化有幾種常見的演算法：它的計算密集型是標準 Viterbi 演算法的兩倍。 Viterbi演算法是一種最大似然序列估計演算法，但它不能提供軟輸出，因為它必須在每一步刪除一些低似然路徑，每個狀態只留下一條最優路徑。

為了讓 Tachibana 為他輸出的每個位元提供可信度，需要進行一些更正以刪除低可能性路徑以保留必要的資訊。其基本思想是利用最優保留路徑和刪除路徑之間的度量差值，差值越小，計算的可靠性越好。然後，該差異用於糾正路徑上每個位的可信度。
匿名使用者2024-02-05

編碼理論長期以來一直遵循傳統的截止率概念，儘管各種複雜的編碼方法不斷湧現，但超過夏農極限的幾分貝的效能差距總是被巨大的計算複雜性所阻擋。渦輪碼的出現，突破了這些傳統觀念的束縛和技術壁壘，巧妙地開闢了編碼理論和迭代處理技術的新路，開創了通道編碼和相關領域研究的新時代。 turbo 程式碼是 1993 年等人首次提出的級聯程式碼。

其基本原理是編碼器通過交錯器將兩個分量編碼器併聯級聯，兩個分量編碼器分別輸出相應的校驗位位; 解碼器在兩個分量解碼器之間進行迭代解碼，分量解碼器將正反饋之外的資訊相互傳遞，使整個解碼過程類似於渦輪工作。因此，這種編碼方法也被形象地稱為turbo程式碼。 Turbo碼具有優異的糾錯效能，效能接近夏農極限，編碼複雜度不高。

Turbo程式碼通過偽隨機交織器巧妙地將兩個簡單的元件程式碼並行連線起來，構造出具有偽隨機特性的長程式碼，並通過在兩個軟進軟出（SISO）解碼器之間進行多次迭代來實現偽隨機解碼。他的表現遠超其他編碼方法，受到廣泛關注和發展，對當今的編碼理論和研究方法產生了深遠的影響，通道編碼進入了乙個新的階段。