Turbo碼編-譯碼系統(tǒng)設計及其FPGA實現(xiàn).pdf

1、Turbo碼的出現(xiàn)是糾錯編碼史上的一個重大突破,它具有在低信噪比下接近Shannon理論極限的優(yōu)異譯碼性能,在許多通信系統(tǒng)中都有很大的應用前景。本文主要研究的是Turbo碼的編碼和譯碼算法及其FPGA硬件實現(xiàn)。首先,介紹了課題的研究背景和Turbo譯碼的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;其次在介紹Turbo編譯碼原理的基礎上對目前常用的各類譯碼算法進行介紹和性能分析;接著主要研究Turbo碼譯碼器的設計,最后用硬件實現(xiàn)了其電路。
　　本文分別對Tu

2、rbo碼的MAP算法,Max-Log-MAP算法,Log-MAP算法、SOVA算法等進行了推導。在深入分析譯碼算法的基礎上,決定采用Log-MAP算法作為本系統(tǒng)的譯碼算法。在對該系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)過程中,為了節(jié)約硬件資源和減少延時,對Log-MAP算法進行了一些改進。在系統(tǒng)設計中,根據(jù)FPGA技術的優(yōu)點,采用“自上而下”和“自下而上”結合的設計方法,通過適當?shù)哪K分割,將Turbo碼的譯碼器分為三大模塊: Log-MAP譯碼單元模塊、交織/

3、解交織器模塊和控制信號產(chǎn)生模塊。
　　本文針對編碼器中的延時模塊采用一種類似于交織器的方式來實現(xiàn)延時功能,使其精度更高,編碼效果更好。并對譯碼器進行了研究,給出了一種查找表法來實現(xiàn)復雜的 E函數(shù),此方法明顯的簡化了系統(tǒng)的運算復雜度。在硬件實現(xiàn)Log-MAP算法過程中,通過巧妙地改變前向矢量的計算順序,減少了系統(tǒng)占用的硬件資源。最后利用 Quartus II軟件對編譯碼系統(tǒng)做了計算機仿真,結果表明本系統(tǒng)實現(xiàn)的Turbo碼譯碼器的誤碼