Turbo碼及相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、Turbo碼作為具有接近Shannon極限的糾錯編碼，由于其優(yōu)異的性能引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，是一段時期研究的熱點(diǎn)課題。雖然至今Turbo碼研究無論在理論上，還是在實(shí)用化上，都得到了快速的發(fā)展。但其編碼機(jī)理、迭代譯碼算法的改進(jìn)及其技術(shù)的應(yīng)用，仍然是學(xué)者們所關(guān)注的熱點(diǎn)。近十年來已經(jīng)召開了三次(97年、00年、03年)國際會議專門探討其理論、技術(shù)及應(yīng)用，2006年即將召開第四次Turbo碼及相關(guān)課題的研討會。 Turbo碼之所以表

2、現(xiàn)出接近香農(nóng)理論極限的優(yōu)異性能，主要是由于它采用了迭代譯碼思想，迭代譯碼思想也為解決其它通信技術(shù)問題提供了新的思路。論文結(jié)合具體科研課題，主要針對Turbo編碼結(jié)構(gòu)中交織器的優(yōu)化設(shè)計、提高Turbo碼的實(shí)時性以及Turbo碼的應(yīng)用等幾方面進(jìn)行了研究。 論文的主要研究工作包括以下幾個方面： 1.通過Turbo碼中交織器的基本特性和交織器結(jié)構(gòu)對Turbo碼性能的影響分析，從改善Turbo碼的距離譜和交織器對迭代譯碼適應(yīng)性的設(shè)

3、計原則出發(fā)。研究了基于距離譜和迭代譯碼適應(yīng)性的交織器綜合設(shè)計方案。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計的交織器具有良好的性能。 2.以提高譯碼實(shí)時性為出發(fā)點(diǎn)。研究了具有檢測功能的Turbo碼編譯碼方法，該方法借鑒通信系統(tǒng)中校驗(yàn)碼的檢測功能，通過插入奇偶比特Turbo編碼將檢測與Turbo碼譯碼相結(jié)合，根據(jù)誤碼性能要求，可以在Turbo碼迭代譯碼中減少不必要的迭代，從而提高譯碼實(shí)時性。此外，論文通過對Turbo碼譯碼算法和分塊并行譯碼算法的理論分

4、析，研究了基于分塊并行譯碼算法的Turbo碼譯碼。研究結(jié)果表明，該譯碼可以在不明顯增加硬件復(fù)雜度的情況下，大大縮短譯碼時間而無性能損失，為Turbo碼應(yīng)用于高速實(shí)時信道的數(shù)據(jù)通信提供了依據(jù)。 3.研究了Turbo碼譯碼迭代停止判決方法，通過對交叉熵(CE)、符號變化率(SCR)、輔助硬判決(HDA)和循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)等停止判決的分析，提出了改進(jìn)的迭代停止判決方案，該方案在不降低譯碼性能的情況下，可以進(jìn)一步減少Turbo譯碼

5、平均迭代次數(shù)。 4.研究了Turbo碼在OFDM中的應(yīng)用，完成了Turbo-OFDM在Rayleigh、Rician衰落信道和頻率選擇性衰落信道下的性能仿真。基于第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)WCDMA中Turbo碼編碼和交織方案，在譯碼時將整個幀長分成若干個子塊通過分塊并行譯碼算法處理，對Turbo碼在高速實(shí)時數(shù)據(jù)信道中的應(yīng)用進(jìn)行了可行性研究。 盡管Turbo碼的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，但是Turbo碼的硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和時延以及