3GPP LTE系统纠错编码研究

论文摘要

3GPP长期演进（LTE）是近年来3GPP启动的最大的新技术项目,LTE将提供100Mbit/s甚至更高的数据传输速率,支持语音、数据以及多媒体等业务。高速率的传输对传统的信道纠错编码技术是一种挑战。为了实现实时可靠通信,LTE的纠错编码要求具有:复杂度低、码字随机性好等特点。本文研究了LTE中的咬尾卷积码和Turbo码,通过仿真对这两种码的编译码结构和影响译码性能的几个参数进行了分析。本文首先介绍了卷积码及维特比译码算法,在此基础上对咬尾卷积码的三种基于循环维特比译码算法做了分析,总结了这三种算法的优缺点,并对循环维特比算法进行改进,给出了一种双向扩展的循环维特比译码算法,仿真结果表明该算法在码字较长时可以有效降低译码复杂度,同时对性能也有所提升。随后,本文分析了Turbo码的基本编译码原理和LTE系统中的Turbo码编码结构,通过仿真分析了交织长度、迭代次数和交织器类型等参数对译码性能的影响;在Max-Log-MAP译码算法的基础上,本文研究了一种二次增强的Max-Log-MAP算法,该算法的复杂度与Max-Log-MAP算法相当,性能接近于Log-MAP算法。最后,本文对降低Turbo码译码时延的停止迭代准则做了比较分析,给出了基于CRC-MR的译码停止迭代准则,仿真结果说明,在不降低译码性能的条件下,该准则能够有效地减少译码平均迭代次数。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 移动通信的发展
• 1.2 LTE 无线通信系统.
• 1.3 纠错编码研究背景和发展
• 1.4 本文主要工作及内容安排
• 第二章 纠错编码理论基础
• 2.1 数字通信系统组成
• 2.2 纠错编码基本原理
• 2.2.1 纠错编码基本概念
• 2.2.2 信道编码定理
• 2.2.3 最大似然译码
• 2.3 卷积码
• 2.3.1 卷积码编码器
• 2.3.2 卷积码的表示方法
• 第三章 咬尾卷积码及译码研究
• 3.1 LTE 中的咬尾卷积码
• 3.2 维特比译码
• 3.2.1 维特比译码原理
• 3.2.2 维特比译码性能
• 3.3 咬尾卷积码的译码
• 3.2.1 循环维特比算法
• 3.2.2 环绕维特比算法
• 3.2.3 双向维特比算法
• 3.2.4 改进的循环维特比算法
• 3.4 性能分析及比较
• 3.4.1 译码复杂度
• 3.4.2 译码性能
• 第四章 TURBO 码及译码研究
• 4.1 TURBO 码编码器
• 4.1.1 编码器结构
• 4.1.2 分量码的选择
• 4.1.3 交织器的选择
• 4.1.4 LTE 的Turbo 码编码器
• 4.2 TURBO 码译码原理
• 4.3 LTE 中的TURBO 码性能仿真
• 4.3.1 分量译码器性能
• 4.3.2 交织器对Turbo 码性能的影响
• 4.3.3 交织长度对Turbo 码性能影响
• 4.3.4 迭代次数Turbo 码性能的影响
• 4.4 TURBO 码译码算法
• 4.4.1 MAP 算法
• 4.4.2 MAP 算法的改进
• 4.4.3 改进的二次增强Max-Log-MAP 算法
• 4.4.4 译码算法的比较与性能仿真
• 4.5 TURBO 码迭代停止准则
• 4.5.1 迭代停止准则的定义
• 4.5.2 改进的CRC-MR 准则
• 4.5.3 不同迭代停止准则的分析比较
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 进一步工作展望
• 致谢
• 参考文献