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《探索turbo碼特性及譯碼實(shí)現(xiàn)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、西南交通大學(xué)博士學(xué)位論文Turbo碼特性及譯碼實(shí)現(xiàn)研究姓名：張忠培申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：交通信息工程及控制指導(dǎo)教師：靳蕃2000.7.1摘要Turbo碼具有接近Shannon限的性能，成為編碼理論的～重要里程碑，突破了最小碼距的設(shè)計(jì)思想，挖掘了級聯(lián)碼的潛力。由于其優(yōu)異的譯碼性能，受到人們的重視，它已成為第三代移動通信信道差錯控制編碼方案。因此，需要對Turbo碼的編譯碼方法及性能作進(jìn)一步研究。本文主要對Turbo碼的構(gòu)成設(shè)計(jì)及調(diào)制特性、譯碼算法及其串并行集成電路實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究o(主要內(nèi)容包括：1．總結(jié)了Turbo碼的研究現(xiàn)狀及存在的問題，闡述了Turbo碼編碼原理，迭代譯碼機(jī)理，
2、主要譯碼算法及改進(jìn)算法，以及各種算法之間的性能比較。2．從Turbo碼距離特性解釋了Turbo碼的性能，由于分量碼采用遞歸系統(tǒng)卷積碼，具有碼距拖尾性，使得交織器長度為N的Turbo碼能使誤碼率降低到卷積碼的1／N。通過Turbo碼編譯碼對分量碼輸入序列相關(guān)的要求，提出了以序列交織前后相關(guān)性作為交織器設(shè)計(jì)性能是否優(yōu)異的判據(jù)，并得到一種斜對角交織方案。研究了高碼率Turbo碼的兩種構(gòu)成方案，給出刪除法交織器的設(shè)計(jì)方法，通過對兩種構(gòu)成方案的性能和譯碼復(fù)雜度比較，得到了刪除法構(gòu)成高碼率Turbo碼能在譯碼復(fù)雜度和性能上取得較好折衷的結(jié)論。3．由于Turbo碼MAP譯碼算法需要大量中間量遞歸
3、計(jì)算，使譯碼算法集成電路化困難，本文提出了MAP算法的矩陣實(shí)現(xiàn)方法，矩陣算法簡化了中間計(jì)算過程，由并行運(yùn)算提高了運(yùn)算速度。由于其運(yùn)算矩陣為稀疏矩陣，可用稀疏矩陣算法對譯碼進(jìn)一步簡化，使譯碼算法的集成電路實(shí)現(xiàn)變得容易。4．MAP算法需要在接收完一幀數(shù)據(jù)才能開始譯碼，譯碼延遲大，本文依據(jù)維特比譯碼的路徑概念提出了固定延遲的MAP譯碼算法，它只有前向遞歸，延遲大小為編碼寄存器長度的5至lO倍，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)譯碼，而譯碼增益與MAP算法比較損失較小，是一種優(yōu)化算法。5．根據(jù)改進(jìn)MAX-LOG-MAP算法，提出了Turbo碼譯碼的串行電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，給出了輸入量化及狀態(tài)、路徑度量方法。由于這種度量
4、方法解決了譯碼過程的中間計(jì)算，在有限長計(jì)算中提高了運(yùn)算精度，這種實(shí)現(xiàn)方案獲得了較好的譯碼增益。6．根據(jù)MAX—LOG—MAP算法，提出了Turbo碼譯碼的并行實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，用運(yùn)算處理單元構(gòu)成處理陣列·使譯碼算法的中間量計(jì)算并行進(jìn)行，提高了運(yùn)算速度，將中間量的存貯分散到各處理器中，減小了數(shù)據(jù)存貯規(guī)模。這種方法在有限長運(yùn)算中，中間計(jì)算量次數(shù)多，帶來誤差較大，譯碼性能比串行方案稍差。7．討論了Turbo碼網(wǎng)格調(diào)制方法及性能．給jJ；刪格調(diào)制的‘般方案及譯碼算法。提出將歐氏距離作為網(wǎng)格調(diào)制碼性能優(yōu)異與否的判據(jù)，給出一種編碼優(yōu)化方案。提出多級調(diào)制的碼設(shè)計(jì)及性能分析方法，推導(dǎo)了Turbo碼多級調(diào)制
5、誤碼率限。一、——～8．最后是對本文的總結(jié)，提出了進(jìn)一步研究的方向。1關(guān)鍵詞：’rurbo碼軟輸出譯碼交織器譯碼實(shí)現(xiàn)tAbstractTurbocodcsisanewclassoferror-correctingcodesthatcarlapproachtheShannonbound，itisconsideredasoneofthemostexcitingandpotentiallyimportantdevelopmentsincodetheoryinrecentyears，itsinventionhaschangedtheconventionaldesignprincipleso
6、fthecodingschemefromtheattempttoincreasetheminimumHammingdistanceofthecodetothegoalofreducingthenumberofcodewordswithlowHammingweights．Turbocodestapthepotentialitiesofconcmenatedcodes．Foritsexcellentdecodingperformance，ithasbecometheerror·correctingcodingschemein3rdmobilecommunicationchannel．S
7、oitisnecessarytoresearchTurbocodes’coding＆decodingmethodsanditsperformance．ThisthesisinvestigatessomeproblemsofTurbocodeswithemphasisonperformance；itscomponentscodestructures，modulationcharacteristics，decodingalgorithmandtheVLSIdecoding
