基于综合优化考虑的Turbo码交织器的设计研究

论文摘要

Turbo码自1993年被提出以来，就被迅速接受并被认为是编码领域中具有里程碑意义的创新。它也从根本上影响了我们对于高性能纠错编码的思路和想法。 交织器的设计是Turbo编解码系统中一个非常重要的问题，不同的交织器设计策略将会直接影响到整个编解码系统的性能。在对交织器设计要求以及各种常用交织器进行充分的分析之后，本文对传统交织器在组合应用条件下的性能进行了仿真分析和理论探讨。接下来，重点提出和讨论了基于S随机算法的综合优化方法，并利用这种方法，就交织器的主要设计要求进行了综合优化设计和生成。在性能仿真的基础上，系统的分析和讨论了各个优化要素在不同条件下对于整体性能的不同影响及其互相制约的关系，并据此提出了交织器综合优化所应遵循的具有普遍意义的设计原则。 关于模拟退火(SIMULATED ANNEALING)这种被证明能有效提高Turbo码性能的交织器设计新思路，本文就其在综合优化中的应用进行了初步探讨，阐述了利用该算法对交织器实现更有效优化的具体方法，并且就短帧情况进行了实现和仿真。最后，给出了进一步研究的方向。 相对于传统交织器或单一优化性交织器的设计，本文提出的基于综合优化思想的交织器设计方法和具有普遍意义的优化设计原则，对于在更加复杂的设计要求和应用环境下提高Turbo码系统的性能，有着非常实际的意义。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1.关于Turbo码
• 1.2.Turbo码编解码结构
• 1.2.1.Turbo码的编码结构
• 1.2.1.Turbo码的解码结构
• 1.3.Turbo码性能及其解释
• 1.4.Turbo码系统中的交织器设计
• 1.5.主要工作及论文体系
• 1.5.1.主要工作
• 1.5.2.本文的篇章结构
• 第二章 Turbo码交织器设计
• 2.1 交织器设计要求
• 2.1.1.交织长度
• 2.1.2.随机化要求
• 2.1.3.扩散化要求
• 2.1.4.针对删截器的交织器设计
• 2.1.5.交织器的迫零
• 2.2.经典Turbo码交织器设计及性能
• 2.2.1.块交织器
• 2.2.2.螺旋交织器
• 2.2.4.经典交织器的性能分析及比较
• 2.3.Turbo码单一优化交织器设计及性能
• 2.3.1.Berrou-Glavieux交织器
• 2.3.2.S随机交织器
• 2.3.3.迫零交织器
• 2.3.4.奇偶交织器
• 2.3.4.单一优化设计交织器性能表现
• 2.4 本章小结
• 第三章 Turbo码交织器组合及综合优化设计
• 3.1.经典交织器的组合设计
• 3.1.1.交织器组合应用方法
• 3.1.2.组合交织器性能考察
• 3.2.基于S随机算法的Turbo码交织器综合优化设计
• 3.2.1.基于S随机算法的优化方法
• 3.2.2.基于S随机算法的优化设计交织器性能
• 3.2.3.关于交织器综合优化设计的几点认识
• 3.3.基于模拟退火算法的Turbo码交织器综合优化设计
• 3.3.1.模拟退火算法
• 3.3.2.Turbo码交织器的模拟退火设计
• 3.3.3.交织器模拟退火设计的实现及对SA综合优化的初步探讨
• 3.4.本章小结
• 第四章 Turbo码系统的实现与仿真环境
• 4.1.设定Turbo编解码系统仿真参数的主要考虑
• 4.1.1.编码长度
• 4.1.2.子码方案
• 4.1.3.删截方案
• 4.2.调制与信道建模
• 4.2.1.调制方式
• 4.2.2.加性高斯白噪声
• 4.3.仿真语言及仿真平台的选择
• 4.4.本章小结
• 第五章 结论
• 5.1.优化要素对于性能的影响及综合优化设计原则
• 5.2.基于S随机算法的综合优化方法
• 5.3.模拟退火算法
• 5.4.未来工作展望
• 参考文献
• 硕士在读期间发表论文
• 致谢