一种基于译码信息的TPC帧同步方法.pdf

总第３６７期ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＴＥＬＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１１年第３期

种基于译码信息的ＴＰＣ帧同步方法
一

邓人奕赵艳秋涂世龙

摘要：在ＴＰＣ帧同步过程中常利用相关法来判定帧同步码，当信噪比较低时，由于
误码的影响会引起误判而导致丢帧，可靠性难以保证。文章研究了在低信噪比条件下帧
同步与失步时ＴＰＣ译码后平均后验信息的概率统计分布的差异，提出利用平均后验信息
的有效性来辅助判定帧同步码。仿真结果表明，这种方法可以提高帧同步的可靠性，减
少丢帧数量。
关键词：ＴＰＣ；帧同步；平均后验信息

ｌ引言
：ｋ．

１■］
在对信息数据进行ＴＰＣ（Ｔｕｒｂｏ乘积码）
编码时，通常在每一帧编码数据前添加一定长
信息位行校验位Ｋ２
度的帧同步码，这样便于接收终端准确识别每
帧编码数据的开始与结尾，从而实现正确译

一
码。相关法是一种常用的帧同步判定方法，它
通过逐比特移位与己知的帧同步码做相关计算，列校验位校验位的
校验位
当相关值最大且大于某一门限时则判定为同步。

在低信噪比条件下使用该方法时，由于误码较图１乘积码的结构
高，经常出现判定失败的结果，影响了信息恢
乘积码的编码过程可以分为３个步骤：
复。本文在分析ＴＰＣ迭代译码算法原理的基础
（１）将信息码元填入一个七ｚ行、七列的矩
研究了在帧同步与失步情况下ＴＰＣ译码后
，阵。
平均后验信息的概率分布的差异，得出在同步
（２）对矩阵的每一行用个（，ｋ１）系统分
情况下译码后的平均后验信息均值人失步状
组码ｃ进行编码，得到一个ｋｚ行、列的矩阵。
态下的均值，提出利用该信息来辅助判定帧同
（３）对这个矩阵的每一列用一个（七ｚ）系
步。仿真结果表明与相关法相比，这种方法在
统分组码ｃ进行编码，最终得到一个／＇／２行、
低信噪比条件下具有更加良好的抗误码性能。
列的矩阵。
２ＴＰＣ的编码和迭代译码这样得到的纠错码是一个（／７１×Ｖ／２，ｋｌ×ｋ２）分
组码，所以称为乘积码。由以上编码过程可看出
２．１ＴＰＣ编码结构ＴＰＣ码字的参数分别为：码长＝１×ｇ１２，信息
ＴＰＣ采用了乘积码的编码方式，它的分量位长度ｋ＝ｋ·×七ｚ，最小汉明距离ｄ＝ｄｌ×ｄ２。对
码般采用线性分组码。乘积码的结构如图１线性分组码添加位奇偶校验位，使得分量码的

所示。最小汉明距离也随之变大，纠错能力得到增加。
因此，常采用扩展汉明码作为ＴＰＣ分量码。

·３６·
科技论文：一种基于译码信息的ＴＰＣ帧同步方法

２．２ＴＰＣ迭代译石马原理（）＝Ｌ．Ｙ＋上。（）＋三（）（１）

文献［１］对迭代译码原理做出了详细描述。Ｌ（ｖ０即为后验信息，其中Ｌ为信道可靠性
ＴＰＣ的迭代译码是基于软输出信息的迭代交互，因子，Ｌ．Ｙ代表信道对传输码字的度量，厶１
其基本思想就是将每一次的迭代译码分成两步为先验信息。每一次行（列）译码器的软输出
进行，即对ＴＰＣ分别进行行译码和列译码，通信息作为先验信息参与到下一次（行）译码中，
过两个软输入软输｝｝ｊ（ｓｏｆｔ－ｉｎ，ｓｏｆｔ—ｏｕｔ，ＳＩＳＯ）为译码提供关于码字的新的信息熵，故将这部
译码器实现，一次完整的行译码和列译码合称分信息称作外信息，即厶（）。每经过一次迭代
为一次迭代译码。其中，每一码字比特的软信译码器的输出就变得更加可靠。迭代译码器原
息值被分为三部分，即理如图２所示。

反馈到下一次迭代

次
出

图２迭代译码基本原理

３相关法帧同步序列，０∈ｆ０，１｝；Ｌ是一帧ＴＰＣ编码数
据长度。
如前所述，帧同步的任务是准确识别出每相关法最大的优点是实现简单，但是基于
帧编码数据的起始点。这里讨论帧同步码型这种方法检测到的帧起始点的准确性受信道环
一
已知的情况，这实质上是一个码型已知而出现境的影响比较大，特别是在低信噪比和衰落信
时刻未知的信号检测问题。道条件下，信号解调后的误码率很高，经常会
作为帧同步标志的特殊码组，，般具有良出现判定失败而导致丢帧。
好的自相关特性，所以相关法是一种常用的帧
４基于译码信息的ＴＰＣ帧同步方法
同步方法。由于帧同步码型已知，所以可以在
接收数据上添加一个长度与帧同步码长度相等４．１帧同步与失步下平均后验信息的概
的滑动窗，通过逐比特移位求出不同位置上窗率统计分布

内数据与帧同步码的相关值。若在某一位置相下面考虑利用译码信息作为辅助特征来判
关值最大且人于某一门限值ｏ，则该位置就是定帧同步码。本文中采用Ｍａｘ．１ｏｇ—ＭＡＰ算法译
帧同步码的起始点。如式（２）所示。码，该算法是根据编码约束关系在码字网格图

１中寻找后验概率最大的码字。首先对该算法进
Ａｃｒ（）＝∑１（巧＋，ｃＪ）：。（２）
行理论分析，然后从中找出可用于判定帧同步
ｊ＝ｏ、
ｏ的具体特征。
式中，０．（／２）是为帧同步码起始点时的由