【摘要】：伴隨著數(shù)字通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,信道的帶寬在不斷增大,數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫恢痹诩涌?同時,人們也越來越關(guān)注通信的質(zhì)量。信道編碼是提高通信可靠性非常有效的方法,因而引發(fā)了人們研究信道編碼的熱潮。多種設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單,性能優(yōu)越的編碼方案被提出,而Turbo碼由于很好地應(yīng)用了Shannon信道編碼定理中的隨機(jī)性編譯碼條件,從而獲得了幾乎接近Shannon理論極限的譯碼性能,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他編碼方案。Turbo碼不僅在信道信噪比很低的高噪聲環(huán)境下性能優(yōu)越,而且還具有很強(qiáng)的抗衰落、抗干擾能力。然而,Turbo碼的譯碼計算過程中存在著大量的指數(shù)運(yùn)算和乘法運(yùn)算,從而使得譯碼運(yùn)算復(fù)雜度非常高,這樣由硬件實(shí)現(xiàn)起來就變得相當(dāng)困難。另外Turbo碼屬于塊狀編碼,即只能在接收到完整的一幀數(shù)據(jù)后才能開始進(jìn)行譯碼,當(dāng)編碼器交織深度比較大時,這不僅要耗費(fèi)很大的存儲空間,同時也會造成極大的譯碼時延,系統(tǒng)實(shí)時性下降。本論文在譯碼中引入滑窗算法很好地解決了這兩個問題。本文首先學(xué)習(xí)了數(shù)字通信、信道編碼以及香農(nóng)限等基礎(chǔ)概念,概述了Turbo碼的提出背景、研究及應(yīng)用現(xiàn)狀;然后深入研究了Turbo碼的編譯碼原理與結(jié)構(gòu),編譯碼器各組成部分特點(diǎn)與功能;最后詳細(xì)推導(dǎo)了Turbo碼三種常見的MAP類譯碼算法:MAP算法、Log-MAP算法與Max-Log-MAP算法。在這些基礎(chǔ)上,本人主要做了以下三大部分的工作。1.深入研究了Turbo譯碼中的滑窗算法;詳細(xì)分析了滑窗算法的原理與結(jié)構(gòu),解決了Turbo碼屬于塊狀譯碼所造成的消耗存儲資源多,譯碼時延大的問題;并剖析了滑窗算法相對于傳統(tǒng)的非滑窗譯碼算法是如何達(dá)到節(jié)約存儲資源、縮短譯碼時延目的的。2.通過C++編程實(shí)現(xiàn)了滑窗法Turbo編譯碼器;并改變程序中某些參數(shù),分別從編碼、譯碼、滑窗算法以及硬件實(shí)現(xiàn)這四個角度來分析影響Turbo碼性能的參數(shù);通過仿真對比找出滑窗法Turbo碼編譯碼器硬件實(shí)現(xiàn)的最佳參數(shù)。3.結(jié)合實(shí)際的工程應(yīng)用,在Quartus II集成開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行Verilog編程,實(shí)現(xiàn)了編譯碼器的FPGA設(shè)計;并通過ModelSim仿真軟件得到了編譯碼模塊的時序仿真圖,最終在硬件平臺上進(jìn)行實(shí)測并與理論值比對以驗(yàn)證結(jié)果的正確性,完成了Turbo碼編譯碼器的硬件設(shè)計。其中第1部分和第2部分的內(nèi)容集中在第三章,第3部分的內(nèi)容主要在第四章。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.22;TN791

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2554403