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基于Turbo码的信道编译码方法研究

2020-12-11阅读(207)

基于Turbo码的信道编译码方法研究

论文摘要

Turbo码一出现,就以它接近香农限的优异性能引起了信息与编码理论界的轰动,得到了广泛的研究与应用,被确定为第三代移动通信系统的信道编码方案之一。Turbo码获得优异性能的根本原因是它采用了迭代译码的思想,但是采用迭代译码的方式进行译码,使得译码的计算复杂度提高,译码延时也很大。因此,改进和简化Turbo码的迭代译码,是当前研究的主要方向之一。本文在对Turbo码的编译码原理及算法进行了简单介绍的基础上,重点研究了Turbo码的改进迭代译码算法和迭代停止准则。首先,本文利用MATLAB软件针对影响Turbo码性能的参数如分量码,归零处理方法,交织长度,码率,交织器,迭代次数,译码算法进行仿真,通过分析合理选择参数来提高Turbo码性能。基于对传统Turbo码译码算法的研究与分析,为了减少译码复杂度和译码延时,本文提出改进的迭代译码算法,即改进的基于滑动窗的对数域最大后验概率算法（Improved Sliding Windows Log Max A Posteriori, improved SW-Log-MAP）和改进的组合译码算法。改进SW-Log-MAP算法是利用了滑动窗的技术,降低了译码延时并且简化了Log-MAP算法,使得改进算法的计算量大大减少；改进组合译码算法是结合软输出维特比算法（Soft-Output Viterbi Algorithm, SOVA）（?）（?）Log-MAP算法各自的优点,使得改进算法既能够达至（?）Log-MAP算法的译码性能又能够减少译码复杂度。仿真结果表明所提出的改进迭代译码算法能够在降低译码计算复杂度的同时保持译码性能与传统的Log-MAP算法的性能近似。为了减少译码延时,本文提出新的改进迭代停止准则。这个准则是利用两个分量译码器输出的对数似然比的方差比值来决定是否停止迭代。仿真结果表明该准则能够减少平均译码迭代次数并且不降低译码性能。最后,把Turbo码作为信道编码方案应用到正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）系统中,仿真结果表明使用Turbo码作为信道编码能够提高系统抗干扰,抗瑞利衰落特性,从而提高系统的传输速度和传输质量。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 信道编码理论的发展
  • 1.2 国内外研究现状与发展趋势
  • 1.3 OFDM技术及研究
  • 1.4 本文的主要内容及工作安排
  • 第2章 Turbo码的编译码原理与算法研究
  • 2.1 Turbo码编码原理
  • 2.1.1 分量编码器
  • 2.1.2 Turbo码交织器的作用和设计
  • 2.1.3 删余处理
  • 2.2 Turbo码译码原理
  • 2.3 译码算法
  • 2.3.1 MAP算法
  • 2.3.2 Log-MAP算法
  • 2.3.3 Max-Log-MAP算法
  • 2.3.4 SOVA算法
  • 2.3.5 Turbo码译码算法比较
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 Turbo码的设计参数对性能的影响分析
  • 3.1 仿真环境及流程图
  • 3.2 Turbo码的设计参数的仿真
  • 3.2.1 不同分量码对Turbo码性能的影响
  • 3.2.2 不同归零处理方法对Turbo码性能的影响
  • 3.2.3 不同交织长度对Turbo码性能的影响
  • 3.2.4 不同码率对Turbo码性能的影响
  • 3.2.5 不同交织器对Turbo码性能的影响
  • 3.2.6 不同迭代次数对Turbo码性能的影响
  • 3.2.7 不同译码算法对Turbo码性能的影响
  • 3.3 Turbo码优化设计的参数选择方法
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 改进的迭代译码算法与性能仿真分析
  • 4.1 改进的SW-Log-MAP算法
  • 4.1.1 改进目的
  • 4.1.2 改进的SW-Log-MAP算法的设计
  • 4.1.3 改进的SW-Log-MAP算法的算法说明与流程图
  • 4.1.4 性能仿真与分析
  • 4.2 改进的组合译码算法
  • 4.2.1 改进目的
  • 4.2.2 改进组合译码算法的设计
  • 4.2.3 改进组合译码算法的算法说明与流程图
  • 4.2.4 性能仿真与分析
  • 4.3 Turbo码在OFDM系统中的应用及性能仿真
  • 4.3.1 OFDM的原理
  • 4.3.2 Turbo-OFDM系统
  • 4.3.3 系统仿真流程图与说明
  • 4.3.4 系统性能仿真与分析
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 迭代停止判决方法的改进与性能仿真分析
  • 5.1 几种常用迭代停止准则
  • 5.2 改进的迭代停止判决方法
  • 5.2.1 改进目的
  • 5.2.2 改进迭代停止判决方法（LCB）的设计
  • 5.2.3 性能仿真与分析
  • 5.3 基于LCB的改进迭代译码算法性能仿真与分析
  • 5.4 本章小结
  • 第6章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的论文

    • 相关论文文献

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