LTE系统信道译码研究及多核DSP实现

论文摘要

LTE（Long Term Evolution，长期演进）是准4G移动通信系统，它支持3G到4G的平滑过渡。为了满足用户对高速率数据、图像业务的要求，LTE规定在20M带宽情况下要达到下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率。TBCC（Tail biting Convolutional Codes，咬尾卷积码）和Turbo码是LTE系统中的主要信道编码方式。它们在保证传输可靠性的同时，为系统引入了大量延时，尤其是基于迭代译码的Turbo码。为了能够满足LTE系统的高速率要求，信道译码需要采用并行方式实现。本文研究了TBCC和Turbo码的传统译码方法，并对它们的BER（Bit ErrorRate，误码率）性能和复杂度进行了分析与比较。在此基础上重点研究了这两种码的并行译码算法。针对TBCC码，本文根据它的咬尾特性以及Viterbi译码的收敛特性提出了一种基于交叠分块的并行译码算法，对它的BER性能进行了MATLAB仿真，验证了其译码正确性。它的译码复杂度低于已有的并行译码算法。并在TI公司的多核DSP评估板C6474EVM（TMS320C6474Evaluation Module，C6474评估板）上对该并行算法进行了实现与优化，结果表明对于长码，译码时间基本上与译码核数成反比。针对Turbo码，本文比较了现有的并行译码算法，选择了适合LTE的不交叠分块译码算法进行MATLAB仿真，验证了其译码正确性。并在C6474EVM上对该并行算法进行了实现与优化，结果表明译码时间基本上与译码核数成反比。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 LTE系统物理层概述
• 1.1.2 信道编码简介
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 TBCC并行译码的研究现状
• 1.2.2 Turbo并行译码的研究现状
• 1.3 本文研究工作及内容安排
• 第二章 LTE系统中卷积码的编译码
• 2.1 卷积码的编码
• 2.1.1 基本卷积码编码
• 2.1.2 LTE系统中的TBCC编码结构
• 2.2 卷积码的译码
• 2.2.1 Viterbi译码算法
• 2.2.2 ZTCC与DTCC的译码
• 2.2.3 TBCC的译码
• 2.3 卷积码的并行译码
• 2.3.1 Viterbi算法的并行分解
• 2.3.2 TBCC的并行译码算法
• 2.4 本章小结
• 第三章 LTE系统中Turbo码的编译码
• 3.1 Turbo编码
• 3.1.1 基本Turbo编码结构
• 3.1.2 LTE系统中的Turbo编码结构
• 3.2 Turbo译码
• 3.2.1 迭代译码结构
• 3.2.2 BCJR算法
• MAP算法'>3.2.3 log_MAP算法
• 3.2.4 Max-log-MAP算法
• 3.3 Turbo并行译码
• 3.4 本章小结
• 第四章 多核DSP软硬件环境
• 4.1 C6474EVM特征简介
• 4.2 通信方式介绍
• 4.2.1 片内通信方式介绍
• 4.2.2 片间通信方式介绍
• 4.3 TI DSP集成开发环境CCS
• 4.4 TI C6000 系列DSP C代码的优化
• 4.4.1 编写高效代码
• 4.4.2 使用编译器优化选项
• 4.4.3 使用优化库
• 4.4.4 优化效果仿真
• 4.5 本章小结
• 第五章 仿真与实现
• 5.1 TBCC译码算法的仿真、实现与优化
• 5.1.1 传统译码算法仿真与分析
• 5.1.2 并行译码算法仿真与分析
• 5.1.3 并行译码在多核DSP上的实现与优化
• 5.2 Turbo码译码算法的仿真、实现与优化
• 5.2.1 传统译码算法仿真与分析
• 5.2.2 并行译码算法仿真与分析
• 5.2.3 并行译码在多核DSP上的实现与优化
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历及攻读硕士学位期间的研究成果