LTE系统Turbo高速译码算法研究

论文摘要

Turbo码以其在中低信噪比下的优异性能,被广泛应用于无线通信系统中。为了适应信息速率高达上百兆的未来移动通信系统,研究高性能、高吞吐率的Turbo译码器的有效实现具有重要的应用价值。本文首先简要介绍了Turbo码的原理和结构特点,对目前存在的MAP、Log-MAP、Max-Log-MAP和SOVA类译码算法进行了理论分析和性能比较。随后,在权衡译码性能、硬件实现复杂度及资源消耗等因素的前提下,本文围绕着如何提高译码器的速度,从算法改进和结构改进两方面进行了详细的讨论。在算法改进技术上,一方面针对目前存在的复杂度较低、性能次优的Radix-4 Max-Log-MAP译码算法,通过尺度因子的补偿,得到了译码性能较好的SF-ML-MAP算法;另一方面,本文采用了HDA停止迭代准则,有效地减少了译码时延。在结构改进技术上,仍沿用并行分块方法,在详细介绍和对比了子块整体法、CT法、单滑动窗和双滑动窗四种子块译码方法后,确定了本文的子块译码方案为:短子块采用CT法,长子块采用双滑动窗法;同时,为了适应并行分块译码结构,本文设计出能够有效降低译码时延的并行无冲突交织器。基于以上方案,文章最后给出了高速译码器的系统构架并对各个模块进行了优化设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 移动通信技术发展概论
• 1.2 信道编码技术的发展
• 1.3 Turbo码的研究现状
• 1.4 本文主要研究工作与章节安排
• 第二章 Turbo码概述
• 2.1 Turbo码的编码原理
• 2.2 Turbo码的译码原理
• 2.3 SISO译码器
• 2.4 Turbo译码算法
• 2.4.1 MAP算法
• 2.4.2 Log-MAP算法
• 2.4.3 Max-Log-MAP算法
• 2.4.4 SOVA算法
• 2.4.5 各类译码算法比较
• 2.5 TD-LTE系统Turbo码型
• 第三章 Turbo高速译码技术研究
• 3.1 算法改进技术
• 3.1.1 Radix-4 算法
• 3.1.2 SF-ML-MAP算法
• 3.1.3 停止迭代准则
• 3.2 结构改进技术
• 3.2.1 并行分块译码方法
• 3.2.2 子块译码方法
• 3.2.3 并行无冲突交织器
• 3.3 Turbo译码器软件仿真系统设计
• 第四章 TD-LTE系统Turbo高速译码器实现方案
• 4.1 高速译码器系统架构
• 4.2 输入分块缓存模块设计
• 4.3 SISO译码模块
• 4.3.1 Gamma计算模块
• 4.3.2 Alpha/Beta计算模块
• 4.3.3 对数似然比和外信息计算模块
• 4.3.4 Alpha/Beta存储模块和Gamma存储模块
• 4.3.5 初始值存储模块
• 4.4 交织地址发生器模块
• 4.5 定点量化
• 第五章 总结和展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 对今后研究的展望
• 致谢
• 参考文献