IEEE802.16e信道编译码算法研究

论文摘要

WiMAX是基于无线城域网IEEE802.16标准的宽带无线技术,它可以在固定和移动的环境下提供高速的数据、语音和视频等业务,具有广阔的应用前景。IEEE802.16e是工作在26GHz频段支持移动性的宽带无线接入空中接口标准。802.16e标准的物理层中,数据分帧进行传输,采用前向纠错编码来提高信息传输的可靠性。最新标准协议中明确提出强制支持卷积编码,可选支持卷积Turbo编码。本文首先介绍了宽带无线技术和信道编码技术的发展,然后介绍了卷积码的编译码原理,并且重点介绍了802.16e支持的截尾卷积码的编译码算法,针对译码时不确定编码初始状态的问题,给出了一种可行的译码方法。接下来介绍了卷积Turbo码的编译码原理。卷积Turbo码是由两个循环递归系统卷积码通过交织器并行级联组成。卷积Turbo码是很灵活的码字,帧长和码率的变化范围很大,文中对编码过程中的循环状态的确定方法进行了推导;重点推导了卷积Turbo码的几种译码算法:MAP算法、Log-MAP算法、Max-Log-MAP算法,并对几种译码算法的性能和复杂度进行了比较。最后对卷积码和卷积Turbo码的性能进行了仿真,得到了不同设计参数对两种编码方式性能的影响并对相同调制和码率条件下两种编码方式的性能进行了对比。总体说来,本课题在学习和理解现有的相关理论的基础上,将主要工作集中在IEEE802.16e支持的卷积码和卷积Turbo码的编译码算法的推导和系统性能的仿真上,并取得了一定的成果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 宽带无线接入技术
• 1.1.1 IEEE802.16 标准的体系
• 1.1.2 IEEE802.16e的关键技术
• 1.2 信道编码技术的发展
• 1.2.1 差错控制方式的分类
• 1.2.2 信道编码理论的发展
• 1.3 主要研究工作与本文结构
• 第2章 卷积码编译码原理
• 2.1 卷积码的基本原理
• 2.1.1 卷积码的基本概念
• 2.1.2 卷积码的表示方法
• 2.1.3 IEEE802.16e支持的卷积码
• 2.2 维特比译码的基本原理
• 2.2.1 维特比算法的基本概念
• 2.2.2 维特比算法的译码过程
• 2.2.3 截尾卷积码的译码
• 2.3 本章小结
• 第3章 802.16e中卷积Turbo码编译码算法分析
• 3.1 卷积Turbo码编码原理
• 3.1.1 编码器结构和工作原理
• 3.1.2 循环状态的确定
• 3.1.3 卷积Turbo码的交织方法
• 3.1.4 码块的构成
• 3.2 卷积Turbo码译码原理
• 3.3 卷积Turbo码译码算法
• 3.3.1 MAP算法
• 3.3.2 Log-MAP算法
• 3.3.3 Max-Log-MAP算法
• 3.3.4 增强型Max-Log-MAP和增强型Log-MAP算法
• 3.3.5 几种译码算法的性能对比
• 3.4 本章小结
• 第4章 卷积码和卷积Turbo码的性能仿真
• 4.1 IEEE802.16e中卷积码的性能仿真
• 4.1.1 截尾卷积码和普通卷积码的性能对比
• 4.1.2 不同码率和不同调制方式下截尾卷积码的性能仿真
• 4.1.3 不同回溯长度对截尾卷积码性能的影响
• 4.2 IEEE802.16e中卷积Turbo码性能仿真
• 4.2.1 不同的前后向度量初始化方法对卷积Turbo码性能的影响
• 4.2.2 不同码长对卷积Turbo码性能的影响
• 4.2.3 不同迭代次数对卷积Turbo码性能的影响
• 4.2.4 不同码率和不同调制方式下卷积Turbo码性能仿真
• 4.3 IEEE802.16e中卷积码和卷积Turbo码性能对比仿真
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢