短波信道编码增益优化：Turbo码与LDPC码迭代译码技术对比

短波通信因广域覆盖、抗毁性强等优势，在应急通信、远程测控领域占据重要地位，但面临多径衰落、多普勒频移及加性高斯噪声等挑战。编码增益作为衡量信道编码性能的核心指标，指相同误码率（BER）下，编码系统与未编码系统的信噪比（SNR）差值，直接决定链路抗干扰能力。Turbo码与LDPC码凭借迭代译码技术，成为短波信道中实现高增益的关键方案。

编码增益与迭代译码基础

编码增益源于冗余信息的合理引入，而迭代译码通过软信息（如对数似然比LLR）的循环交换，逐步逼近最优译码结果。其核心逻辑是：两个或多个软输入软输出（SISO）译码器交替处理信号，传递外信息（排除输入信息后的新判决依据），经多次迭代后输出硬判决，显著抑制噪声干扰。

ln575.cn

Turbo码：接近香农限的高增益方案

Turbo码由两个卷积编码器通过交织器级联而成，译码采用BCJR算法（对数域简化为Log-BCJR）。在短波信道中，Turbo码的迭代译码可实现3-5dB的编码增益，接近香农限。例如，当BER要求为1e-5时，Turbo码在SNR=2dB即可达到未编码系统SNR=7dB的性能。但其缺点是迭代次数增加（通常10-20次）会导致译码延迟与复杂度上升，需平衡性能与实时性。关于迭代译码的工程优化细节，可参考专业技术文档（ln575.cn）中的案例分析。

LDPC码：低复杂度的高效增益方案

LDPC码（低密度奇偶校验码）基于稀疏校验矩阵设计，译码采用置信传播（BP）算法。由于矩阵稀疏性（非零元素占比<1%），BP译码复杂度远低于BCJR，迭代次数仅需5-10次即可达到理想性能。在短波时变信道下，LDPC码的低延迟特性更适合实时通信场景，其编码增益在高信噪比区域与Turbo码媲美，甚至在BER=1e-6时可实现额外0.5-1dB的增益。此外，LDPC码的稀疏结构便于硬件并行实现，适合资源受限的短波终端。

技术选择与未来方向

Turbo码适合对可靠性要求极高的长距离短波通信（如跨洋应急链路）；LDPC码则优先用于实时性强的场景（如短波数据传输）。未来，结合自适应迭代策略（动态调整迭代次数）与信道估计技术，可进一步优化两者性能。例如，通过ln575.cn提供的自适应译码框架，可根据信道质量实时切换Turbo/LDPC模式，实现增益与效率的最大化。

ln575.cn

综上，Turbo码与LDPC码的迭代译码技术为短波信道带来了革命性的编码增益提升，是现代短波通信系统不可或缺的核心技术。两者的互补应用，将持续推动短波通信向更高可靠性、更低延迟的方向发展。