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移动WiMAX网络编译码技术研究

2020-11-29阅读(285)

移动WiMAX网络编译码技术研究

论文摘要

宽带无线接入技术从20世纪90年代开始快速的发展起来,但是一直没有统一的全球性标准。IEEE802.16标准的提出的目的是为了建立一个全球统一的宽带无线接入标准。WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access,微波接入全球互操作性）（即802.16e协议）论坛的成立很快得到了厂商和运营商的关注,并积极加入到其中,很好的促进了IEEE802.16标准的推广和发展。WiMAX技术具有诸多优势,诸如较小的开销和风险投资,长距离下的高容量,系统容量的可升级性以及有效的服务质量控制等。本文首先介绍了WiMAX物理层信道编译码原理。编码部分协议规定了卷积码,块Turbo码,卷积Turbo码和低密度校验码等四种编码方式,强制要求支持卷积码。本文选择了卷积Turbo码作为研究对象。协议中对卷积Turbo码的编码原理有详细介绍,本文选择了卷积Turbo码作为译码方法。卷积Turbo码以Turbo码为基础,拥有可以达到山农极限的突出纠错能力。其次阐述了卷积Turbo码几种译码方法的推导过程,包括最大后验概率译码（MAP）,LOG-MAP译码,MAX-LOG-MAP译码,Enhanced MAX-LOG-MAP译码。MAP算法是卷积Turbo码的经典译码算法,但由于其复杂度太高,对其进行简化得到LOG-MAP算法。MAX-LOG-MAP算法则是LOG-MAP的进一步简化,并在MAX-LOG-MAP的基础上进行加权,得到Enhanced MAX-LOG-MAP算法。本文采用的滑动窗Enhanced MAX-LOG-MAP算法是考虑到实现时吞吐量的要求,将数据分块进行处理。最后介绍了译码器的FPGA实现。给出了译码器的整体结构,并分别阐述了译码器五个主要模块（主控模块,分量译码器模块,交织/解交织模块,迭代终止检测模块和硬判决打包模块）的功能,计算结构和实现原理。对译码器的定点量化性能,译码性能进行了仿真对比,并对程序的主要路径进行了优化,因而大大提高了译码器工作频率。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题研究背景
  • 1.2 研究目的和意义
  • 1.2.1 WiMAX的技术优势
  • 1.2.2 WiMAX的物理层关键技术
  • 1.2.3 差错控制码的应用价值
  • 1.3 国内外在该方向的研究现状及分析
  • 1.4 本文研究内容和组成结构
  • 第2章 移动WiMAX物理层信道编码原理
  • 2.1 数据的随机化
  • 2.2 FEC编码
  • 2.2.1 卷积码
  • 2.2.2 Turbo码
  • 2.2.3 卷积Turbo码
  • 2.2.4 咬尾卷积编码
  • 2.3 交织与解交织
  • 2.4 重复及数据调制
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 卷积Turbo码译码原理
  • 3.1 最大后验概率译码
  • 3.1.1 前后向状态度量的计算
  • 3.1.2 分支度量的计算
  • 3.1.3 MAP算法的实现步骤
  • 3.2 LOG-MAP算法
  • 3.3 MAX-LOG-MAP算法
  • 3.3.1 状态度量与分支度量
  • 3.3.2 后验软信息的计算
  • 3.3.3 外信息的计算
  • 3.3.4 Enhanced MAX-LOG-MAP算法
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 卷积Turbo码译码器的FPGA实现
  • 4.1 卷积Turbo码译码器的整体架构
  • 4.2 卷积Turbo码译码器核的算法及结构
  • 4.3 Enhanced MAX-LOG-MAP的译码量化性能
  • 4.4 吞吐量的计算
  • 4.5 FEC块包格式
  • 4.5.1 输入数据包格式
  • 4.5.2 输出数据包格式
  • decodercore模块的实现'>4.6 Ctcdecodercore模块的实现
  • 4.6.1 主控模块
  • 4.6.2 分量译码器模块
  • 4.6.3 交织/解交织模块
  • 4.6.4 迭代终止检测模块
  • 4.6.5 硬判决打包模块
  • 4.7 译码器核的优化工作
  • 4.7.1 模归一化的问题
  • 4.7.2 主要路径优化
  • 4.7.3 资源占用率
  • 4.8 小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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