Turbo码译码算法的研究

贵州大学硕士学位论文Turbo码译码算法的研究姓名：叶懋申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：刘宇红;刘桥20080501Turbo码译码算法的研究作者：叶懋学位授予单位：贵州大学相似文献(10条)1.学位论文夏威Turbo码在TD-SCDMA系统信道编码方案中的应用与实现2008在数字通信系统中,由于信道中不可避免地会引入噪声和干扰,所以要实现可靠通信就必须考虑到信道编码的问题。Turbo码自1993年问世以来,以其优异的纠错性能引起了通信技术界的广泛关注,它的出现被看作是信道编码理论发展史上的一个里程碑。由于其接近Shannon极限的译码性能,Turbo码迅速成为信道编码领域的研究热点。随着理论基础的日益完善,Turbo码开始进入实际应用领域,但由于其译码算法复杂度高,延时大,因此设计简单有效的译码算法使译码器性能优异,且易于工程实现,是Turbo码研究的重点之一。论文在研究Turbo码编码结构和译码思想的理论基础上,通过大量的仿真结果,分析了在进行Turbo码设计时,各个参数的选择对Turbo码性能的影响,总结了设计Turbo码时选择参数的原则和方法；通过推导Turbo码的两大类译码算法-MAP类译码算法和SOVA算法,分析了它们各自的优缺点,并对各类译码算法进行了仿真比较。本文针对上述问题,以Turbo码译码器的DSP实现为目标,对Turbo码的迭代译码算法及其实现中的技术问题进行了深入研究。主要内容包括：首先给出了Turbo码在TD-SCDMA系统中的编码结构,分析了常用的交织器,并介绍了3GPP标准交织器。其次,研究了MAP类算法和SOVA算法的原理、推导过程、计算步骤,以及在此基础上的两种改进类MAP算法,并建立了Matlab平台,对以上算法进行了仿真比较。然后对影响。Turbo码的因素进行逐一分析,包括分量码结构、迭代次数、交织长度等,从中得到了一些有益的结论。最后,论文研究了用MSC8144定点DSP芯片实现Turbo译码的相关问题。讨论了数的定标、译码量化精度、溢出处理等问题。结合文中给出的译码过程中相关问题的处理方法,用定点DSP实现了Turbo译码器,经测试,其性能与浮点译码接近。2.期刊论文郝潇.陶卉.HAOXiao.TAOHui信道编码技术中Turbo码的算法分析-重庆科技学院学报（自然科学版）2007,9(4)介绍信道编码中一种新型差错控制编码Turbo码的原理和译码算法,实现Log-MAP算法和SOVA算法的性能仿真,对不同译码算法下Turbo码的性能进行分析比较.3.学位论文王海燕基于Turbo码的OFDM系统信道编码技术研究2006Turbo码因其优越性能而被应用于OFDM系统中。Turbo码的译码算法及交织器的优化设计是提高Turbo码纠错性能的重要方法。通过分析BPSK，QPSK，16QAM调制下OFDM系统的抗噪及抗多径性能，发现在OFDM系统中，格雷码映射方式QPSK调制具有最佳的带宽效率。在Turbo码译码算法中，log-MAP算法具有最好的实用性，增加log-MAP译码算法的迭代次数、码率和交织器的长度均可以提高编码增益，但会给通信的实时性和译码复杂度带来负面影响。通过上述不同参数的Turbo码在OFDM系统中低信噪比区域的性能分析，综合考虑性能、复杂度和实时性三方面的性能，对Turbo码译码算法进行了优化设计；根据Turbo码交织器的相关性设计原则，针对螺旋交织器去相关性较差的缺点，改进了交织算法。仿真结果表明：改进后的螺旋交织器在去相关性提高的同时，使Turbo码在误比特率为10-4时获得了0.9dB的编码增益。将上述优化的Turbo-COFDM系统仿真方案，应用于静态图像的传输，达到了预期的效果。4.学位论文韩佳佳Turbo码大气激光通信系统的性能研究2007由于大气激光通信信道对光信号的影响极大，所以实际通信系统的信道编码应具有极强的纠随机差错和突发差错能力。本文针对大气激光通信信道的特殊性，结合具有接近Shannon限优异性能的信道编码方案-Turbo码对信息进行了编码保护。本文主要研究的是基于Turbo码的大气激光通信系统性能。目前对Turbo码的研究主要还集中在电子通信领域中，要在大气激光通信系统中使用Turbo码还没有完善的理论支持。为了实现Turbo码在大气激光通信系统中的应用，本文设计了一套完整的基于Turbo码的大气激光通信仿真系统，通过与未编码系统和卷积码系统的比较，得出在大气光通信系统中使用Turbo码的优越性。论文分为三大部分。首先，介绍了课题的研究背景、信道编码的基本理论以及Turbo码的编译码原理；第二，从性能限出发，对Turbo码分量编码器的设计进行了理论分析，还对常用交织器的设计作了详细的论述。同时，简要介绍了大气随机信道对光信号的主要影响。这些都为随后的Turbo码系统仿真应用奠定了基础；最后，设计仿真系统，通过系统仿真结果分析出Turbo码在编码约束度、码率、交织长度以及交织器方案的选择上对系统性能的影响，并分析了在实际大气激光通信系统使用Turbo码的优势所在。到目前为止，由于Turbo码具有的优异性能，已成为信道编码的热门领域。但是由于它的译码延时过长等原因，在光通信领域的应用尚不广泛。希望通过本文的分析和设计，能对Turbo码大气激光通信系统的硬件实现提供一定的理论基础。5.期刊论文吴伟陵通向信道编码定理的Turbo码及其性能分析-电子学报1998,(7)本文综述了Shannon编码定理指导下信道编、译码的发展概况及趋势.全面、系统地分析了最近引起普遍强烈关注的Turbo码的基本构造原理和其能够达到惊人的优异性能的原因.指出了目前该领域一些很有理论价值与应用意义的研究方向.6.学位论文方敏分组Turbo码的研究20031993年C.Berrou等人首先提出了Turbo码(或称并行级联卷积码PCCC),它的编码部分由两个或多个卷积码并行级联而成,译码部分则采用一种软输入软输出的反馈迭代结构.由于Turbo码在接近Shannon极限的低信噪比条件下仍然能够获得较低的误码率,所以在近几年已成为编码理论界的热门课题.在此基础上,1994年P.Ryndiah用线性分组码作为Turbo码的子码,构造出分组Turbo码(BlockTurboCode,简称BTC).分组Turbo码引入了乘积码的概念,很好地应用了随机性编译码条件和迭代译码的思想,不仅在信噪比较低的高噪声环境下性能优越,而且具有很强的抗衰落、抗干扰能力,在信道条件较差的无线通信系统中有很大的应用潜力.该文首先介绍了课题的研究背景,Turbo码的国内外研究现状,并指出了研究工作中存在的问题.其次,介绍了信道编码的基础理论和几种常用的信道编码.接着,阐述了PCCC码的编译码原理和主要的迭代译码算法,并对LOG-MAP算法和SOVA算法进行了性能仿真.然后,详细介绍了分组Turbo码(或称Turbo乘积码)的编译码原理,提出了它的两种迭代译码方法--Chase迭代译码算法和梯度迭代译码算法,并分别对采用这两种译码方法的TPC编译码系统进行了编程实现和性能分析.最后,对PCCC、TPC和卷积码的性能进行了比较.虽然到目前为止,人们的研究主要集中在卷积Turbo码上,对分组Turbo码的研究还不是很深入和广泛,不论是理论上还是在实际应用中都有许多问题需要解决.但是,分组Turbo码在无线信道中的优良性能必将使其具有更广阔的应用空间.7.会议论文张宏苏Nakagami-m信道条件下Turbo码的性能2007提高信息传输的可靠性和有效性，是数字通信的最基本要求，也是通信工作所追求的目标。从数字通信发展的历程来看，信道编码已经成为保证和提高信息传输可靠性的一种必要手段。对于无线通信系统而言，信道编码是提高通信可靠性的重要的方法。本文在分析AWGN信道条件下Turbo码性能的基础上，提出并推导了在Nakagami信道条件下Turbo码的性能限。8.学位论文官鑫Turbo码及OvCDM技术的应用与研究2009在信道编码的发展进程中，编码研究人员一直致力于追寻性能尽可能的接近Shannon极限，且译码复杂度较低的信道编码方案。1993年Berrou等提出了Turbo码，这种码在接近香农极限的低信噪比下仍能够获得较低的误码率，它的出现在编码界引起了广泛的关注，并成为编码研究领域最新的发展方向之一。在下一代移动通信系统的开发中，Turbo码被普遍认为是高速数据通信的纠错编码方式，目前已经被802．16、LTE、WCDMA和CDMA2000等多个国际标准采用作为其信道编码方案。频谱效率是未来移动通信设计中最重要的指标之一，传统的方法是用高阶调制来提高频谱效率，同时结合信道编码改善比特错误性能。重叠码分复用是一种能够同时提高频谱效率和改善比特错误性能的新技术，这项技术的关键是重叠：符号之间的重叠复用可以提高频谱效率，而这种重叠形成的符号之间的约束关系则提供了较大的性能增益。本文首先围绕Turbo码的编译码原理，阐述了涉及到的基础知识；其次，介绍了信道编码的原理以及Turbo码的构造原理；随后探讨了Turbo码内交织器类型及设计方法；再次，以LTE中规定的Turbo码结构，通过软件仿真得到了其性能结果。本文还研究了OvCDM技术的基础和编译码原理并提出了两种针对OvCDM的译码改进算法并通过软件仿真实现了该改进译码算法，得到了译码性能结果。9.学位论文洪瑜Turbo码的编解码研究2006C．E．Shanrion在其的“通信数学理论”一文中提出并证明了信道编码定理，并给出了信息速率到达信道容量时实现无差错传输的三个基本条件，这为有噪声条件下的信道编码指明了方向。1993年Berrou等提出Turbo码，通过并行编码，引入随机交织器和带有反馈的迭代译码结构，首次获得了接近Shannon理论极限的性能，成为信道编码史上的一个重大突破。对于Turbo码的研究目前已经取得了大量的理论和仿真成果，但是Turbo码仍然缺乏系统严格的理论指导，实际应用中几个关键问题需要解决。本文将从Turbo码的基本概念出发，介绍了Turbo的编码解码结构。并从一致界和距离谱的角度对Turbo码进行了分析，给出了Turbo码的性能界。在此基础上给出Turbo码两种译码算法：Viterbi算法和MAP算法，以MAP算法为基础，针对不同的参数条件和应用环境对Turbo码的各种性能做了仿真，并给出设计约束参考。最后在更一般的角度上对Turbo码进行了理论分析，针对提高译码速度对Turbo码做了提前判决的分析，给出两种提前判决方式和一种基于软信息统计特征的修正收敛算法，给出了利用前向概率值对编码器终止状态值估计的方法和利用前向概率值简化译码算法，最后给出了插入保护比特后Turbo码的性能仿真。文章的最后对Turbo码做了系统概括，给出了几个值得深入研究的方向。10.会议论文王玮.孙本大.徐洪洲Turbo码在OFDM系统中的应用2008正交频分复用(OFDM)技术和Turbo码均是下一代移动通信中的关键技术，OFDM是利用互相正交的多个子载波传输信息，具有较高的频谱利用率和良好的抗多径干扰的能力，而Turbo码由于采用交织器和迭代译码的方法，具有优异的纠错性能。利用MATLAB对信道编码采用Turbo码的OFDM系统进行仿真，从仿真结果可以看出，采用Turbo码的OFDM系统具有优良的特性。本文链接：授权使用：国家图书馆(gjtsg)，授权号：f79b393b-864b-4151-abfb-9e1800fdffca下载时间：2010年10月23日