RCPC 码是在卷积编码技术的基础上应用了打孔技术的一种编码方法，将其应用于在现代通信系统中， 能大大增加系统的性能。本文中，主要研究了RCPC 码在AMC 系统中的应用。

【关键词】

RCPC 码;AMC

自适应调制编码（AMC）技术能够在时变信道下使信息得到更好的传输，而且频谱效率更高。基本思想就是在接收端估计出信道的特性，并把估计的结果反馈给发射端，然后发射端根据信道的特性自适应地调整传输方案。RCPC 码是一种可变码率的卷积码，使译码的效率大大提高，将AMC 技术与RCPC 编码技术融合于一体，大大提高了了通信系统的性能。

1 AMC 系统

AMC 技术作为链路自适应技术一种重要形式，通过改变系统中的星座图大小、编码效率、传输功率等参数来自适应跟踪信道的变化。在AMC 系统中采用RCPC 编码技术，由于编码技术的纠错功能，不能用误码率公式来确定每一条误码率曲线，误码率的计算通过输入与输出端数据的比较来求得的。此处，还假设系统中有一个信令反馈信道，并且反馈信道没有延迟。

2 RCPC 码

卷积码是与分组码相对应的一类差错控制技术，是提高信息传输的可靠性、抵抗信道中各种干扰的一种有效的编码技术。卷积码的优异性能使它在很多方面都得到了广泛的应用，在很多时候，人们所需要的并不是码率固定不变的卷积码，而是可能需要同时使用不同码率的码型，或者需要随时改变码率。打孔（Punctured）卷积码就是一咱改变码的一种有效方法。

码率兼容的打孔卷积码（RCPC） 就是一种改变编码效率的编码方法。RCPC 码是由一组不同编码效率的卷积码组成的，它的基本思想是：采用一个固定编码效率的编码器和解码器，通过不传输某些固定的比特（打孔）来改变编码效率。打孔技术是一种很有效的自适应编码技术，所有不同码率的编解码都采用相同的编码器和解码器，只是在发送端，按照一定的规律，删除某些固定的比特；解码器同样采用那个最低码率的译码器，只是在译码之前，在相应的打孔的位置插入一个“0”或者“1”比特即可。采用了打孔技术的自适应编码技术可以和固定的编码方式混合或者与自适应调制方式混合，成为一种混合自适应技术。

打孔卷积码其实是卷积码的一种应用，在它出现之前，进行卷积码的编、译码时，有如下两个问题难以解决：一是高码率卷积码，如3/4 码、7/8 码等，其Viterbi 译码器过于复杂；二是一种码率可选择的卷积码编码器――Viterbi 译码器难以实现。而打孔卷积码的出现，则为这两个问题的解决提供了一种方法。其原理就是由同一个1/n 码率的母码的编码器进行编码，根据要得到的码率的不同，周期性地删除要送入信道的编码序列中的某些比特；而译码时，对于接收到的序列，无论其码率是多少，均按照原来的母码的码率进行Viterbi 译码，从而以极小的附加复杂度，获得编、译码的灵活性和可变性。这种编码也叫做RCPC 码。

本文中以编码效率为1/2 的卷积码为母码，若产生2/3 码率的码型，可将编码器输出的码元序列每4 个分为一组， 删除掉每组中的第四个码元。因此，在编码器的输入端每输入两个码元，则在输出端可以得到3 个码元，从而实现了1/2 码率到2/3 码率的转换。同理，若实现1/2 码率到3/4 码率的转换，则将编码器输出的码元序列每6 个分为一组，删除掉每组中的第四个和第六个码元。在对打孔后的卷积码的码元序列进行译码时，并不需要按照转换后的码率译码器进行译码，可以仍旧把它看作是和母码码率相同的码序列进行译码，只需在原来打孔的位置插入任意一个比特即可。例如，对于2/3 码率的码序列，在译码之前，可以将这些码元序列每三个划分为一组，并在每组的第三个码元后面插入一个“伪造”的码元（0 或1 均可）。

本文所采用的打孔矩阵为P ：R ＝ 2/3 时，P ＝ [1　1　1　0 ] ；R ＝ 3/4 时， P ＝ [1　1　1　0　1　0 ] ；R ＝ 4/5 时， P ＝ [1　1　1　0　0　1　1　0 ]。

3 RCPC 码在AMC 系统的应用

在AWGN 条件下，采用5 级调制编码方式（QPSK ：R=1/2，QPSK ：R=3/4， 1 6 Q A M ：R = 1 / 2 ， 1 6 Q A M ：R = 3 / 4 ， 64QAM ：R=3/4）对AMC 系统的误码性能系统进行仿真。通过读图的方式， 根据给定目标BER 性能，可以得到关于SNR（dB）的阈值区间为：74.7-9.03， 1 0 7 . 7 - 1 2 . 2 4 ， 1 3 8 . 7 - 1 5 . 3 0 ， 1 7 3 . 5 - 18.89，234.7-25.06（10-4）。

4 小结

由上述分析可见，采用较高码率的卷积码编码方式，虽然编码效率提高了，可以增加系统的最大吞吐量，但是由于使用了打孔技术，系统的误码性能必然降低。因此，编码效率的提高是以牺牲误码性能为代价的。

【参考文献】

[1]David Haccoun,”High-Rate Punctured Convolutional Codes for Viterbi and Sequential Decoding”,IEEE transactions on communications,November1989,Vol37 ,No11,1113-1125

[2] 汪裕民 “OFDM 关键技术与应用” 北京：机械工业出版社 2007 年1 月[M].