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Turbo码理论与技术的研究

【摘要】: Turbo码作为一种性能优异的信道编码方案,从提出到现在已经有20多年历史了。人们对它的理论研究已经深入到方方面面;在各个领域的通信系统里Turbo码得到了广泛的应用,取得了非常好的效果。目前Turbo码已经成为第三代移动通信系统的关键技术之一。 本文主要研究Turbo码的基础理论—编译码结构与算法、性能界及其关键技术—交织器技术。 在编译码结构与算法这部分的研究中,描述了Turbo码经典的编码器、译码器结构,阐述了Turbo码编译码的基本思想。随后对Turbo码常用的几种译码算法进行了研究,特别详细地给出了MAP算法(最大后验概率译码算法)、Log-MAP算法(对数域的最大后验概率译码算法)、Max-Log-MAP算法的推导过程。比较了这三种MAP类算法及SOVA(软软输出维特比译码算法)原理与性能的相同点与不同点,并通过MATLAB仿真进行了验证。指出了MAP类算法具有大译码延时的缺点,分析了常用的能减小译码延时的SW-MAP算法;最后提出了SW-MAP算法的改进方案。算法改进后能有效降低译码延时,提高译码性能。 在Turbo码的性能特性这部分的研究中,给出了衡量Turbo码性能的性能界,渐进性能界等基本概念,总结了影响Turbo码性能的多种因素。为Turbo码交织器技术的研究做了理论准备。 在Turbo码的交织器技术研究中,阐述了交织器的基本概念,分析了交织器在Turbo码中的重要地位。给出了常用的交织器,重点研究了随机交织器。给出了交织器设计与改进的多种原则,并提出了交织器改进的思路。对几种交织器做了仿真,并做出了结论。

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