论文摘要
自香农（Shannon）1948年发表了论文《通信的数学的通信理论》以来,信道编码的发展取得了很大成就。Turbo码于1993年由法国学者C.Berrou等人提出,以其接近香农极限的良好性能,不仅在信噪比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,成为业界研究信道编码的热点,也是近年来纠错编码领域研究的重大突破。Turbo码的出现是纠错编码史上的一个重大突破,Turbo码的提出被称为信道编码的一个里程碑,随着理论基础的日益完善,Turbo码开始进入实际应用领域。现在,它已经被广泛使用在CDMA2000,WCDMA,3GPP等诸多的当代通信协议中。Turbo码译码运算较复杂,占用的存储空间较大,不利于工程实现。本文首先介绍了信道编码理论与技术的发展,深入研究了Turbo码编译码算法的基本理论;简述了Turbo码的编码原理、交织器原理、译码原理以及发展状况。在深入分析迭代译码算法的基础上,主要研究了最大后验概率算法（MAP算法）及其对数域简化的Log-MAP算法和MAX-Log-MAP算法,结果表明MAP算法和MAX-Log-MAP算法的性能比较接近,而Log-MAP算法由于软信息的损失较多从而有部分的性能损失。在任一算法中,增加迭代次数都会提高译码器的性能,但同时运算量也会增加。本文采用MAX-Log-MAP算法作为DSP实现Turbo码的译码算法;探讨了MAX-Log-MAP译码算法的原理、推导过程以及计算步骤;重点对算法进行优化调整,简化了译码器的结构、减少了计算的复杂度与存储量。最后,研究了用定点DSP芯片实现Turbo码译码器时的相关问题。讨论了译码量化精度、溢出处理和变量存储等问题。给出了防溢出处理方法,有效地防止运算过程中的溢出。结合文中给出的译码过程中相关问题的处理方法,并用C语言对其译码算法进行了验证仿真,在TI公司TMS320C5416 DSP芯片实现了Turbo码译码算法,经测试其译码性能与浮点译码接近。试验结果表明,设计实现的Turbo译码器工作稳定,具有良好的性能。