Turbo交织器的设计及相关技术研究

Turbo交织器的设计及相关技术研究

论文摘要

Shannon理论的提出奠定了差错控制编码的基石,而Turbo码的提出是纠错码发展的一个重要的里程碑。由于Turbo码应用了Shannon编码定理中随机性编译码条件以及采用迭代译码来逼近最大似然译码等条件,获得了接近Shannon理论极限的译码性能。因此,Turbo码的研究成为信道编码领域的研究热点。Turbo码采用交织器实现了随机性编码,获得了优异的性能。因此交织器在Turbo码系统中具有十分重要的作用。本文设计了一种新的交织器,该交织器是针对短帧系统进行设计,称为双螺旋交织器。采用螺旋写入螺旋读出的交织方法,改善了码字距离谱,从而提高了译码性能。文中通过计算机仿真验证了其优于其他几种常用规则交织器的性能。迭代译码是Turbo码具有优越性能的又一个重要原因。而迭代停止准则的设计对迭代译码来说又起着非常重要的作用。本文在研究迭代译码输出特性的基础上,设计了一种基于译码器输出外部信息的停止准则。该准则可根据具体系统的要求自行设计迭代参数。文中也给出了仿真图形,结果表明该准则在低信噪比下可以减少迭代次数,并且提高了系统性能,减少了译码器的计算量,降低了系统的延时。本文还对影响Turbo码性能的因素进行了分析,并作了大量的仿真。从而得到各设计要素对Turbo码系统性能的影响程度,以便在进行Turbo码系统设计时,能够从各方面把握设计的重点。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的目的和意义
  • 1.2 信道编码的发展
  • 1.3 Turbo码的发展现状
  • 1.4 本文的研究内容和结构安排
  • 第2章 Turbo码基本原理
  • 2.1 Turbo编码原理
  • 2.2 Turbo译码原理
  • 2.3 Turbo译码算法
  • 2.3.1 MAP算法
  • 2.3.2 Log-MAP算法
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 Turbo码交织器的设计
  • 3.1 交织器基础
  • 3.2 常用的交织器
  • 3.2.1 分组交织器
  • 3.2.2 螺旋交织器
  • 3.2.3 奇偶交织器
  • 3.2.4 随机交织器
  • 3.2.5 S-随机交织器
  • 3.3 双螺旋交织器
  • 3.4 仿真实验及分析
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 迭代停止准则的研究
  • 4.1 停止准则
  • 4.1.1 硬判决准则
  • 4.1.2 软判决准则
  • 4.1.3 交叉嫡准则
  • 4.1.4 SCR准则
  • 4.1.5 SDR准则
  • 4.2 外部信息的统计特性
  • 4.3 基于外部信息的迭代停止准则
  • 4.4 仿真结果及分析
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 Turbo码性能分析
  • 5.1 分量码对性能的影响
  • 5.1.1 约束长度对性能的影响
  • 5.1.2 码率对性能的影响
  • 5.2 交织器类型对性能的影响
  • 5.3 译码算法对性能的影响
  • 5.4 迭代次数对性能的影响
  • 5.5 帧长对性能的影响
  • 5.6 信噪比对性能的影响
  • 5.7 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间所发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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