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Turbo码原理与交织技术研究

【摘要】:随着社会的发展及科技的进步,人们对信息传输的可靠性和实时性的要求越来越高。Turbo码作为一种信道编码技术,自1993年提出以来备受关注,它将卷积码和交织器结合起来,实现了随机编码,并采用迭代译码,在较低信噪比条件下实现了较低误比特率的数据传输,这使Turbo码得到了广泛的应用;目前Turbo编码技术已经被纳入第三代移动通信系统和LTE系统标准中。 本文主要在卷积码的基础上介绍了Turbo码的编码和译码的基本原理,并对最大后验概率译码算法(MAP)、对数MAP、MAX-logMAP三种译码算法做了比较。然后分析了Turbo码的性能限和交织器的设计,通过仿真比较了在不同设计参数下Turbo码性能。Turbo码获得优异性能的同时也产生了较大的译码延时,因此不能直接应用于实时的系统中。针对Turbo码延时较大的问题,本文介绍了分块并行译码的方法,以及如何设计无冲突的交织器来避免该方法中潜在的内存访问冲突问题。最后本文提出了三种改进的交织器设计方案并对其进行了性能仿真和分析,第一种是针对传统的Turbo码结构设计的一种改进的分组交织方案,它综合了分组交织器和随机交织器的优点,性能优异而且实现也不复杂;第二种是基于高效算法设计的S交织方案,生成交织参数的效率较高,而且设计出的交织器具有较大S值,性能更好;第三种是改进的并行交织器设计方案,它不仅实现了无冲突的内存访问,而且大大提高了生成交织模式的效率。

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