【摘要】：Turbo碼于1993年被法國(guó)學(xué)者C.Berrou等人提出,一經(jīng)問(wèn)世就因其接近香農(nóng)限的優(yōu)異性能而被廣泛使用。對(duì)于深空通信而言,由于信道編碼需要克服遠(yuǎn)距離傳輸?shù)牡托旁氡群蛡鬏敪h(huán)境的衰落影響,所以空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)(CCSDS)選擇Turbo碼作為衛(wèi)星通信和深空通信的信道編碼標(biāo)準(zhǔn)。本論文所研究的Turbo譯碼器的應(yīng)用場(chǎng)景為基于超遠(yuǎn)距離傳輸?shù)腗IMO-SCFDE通信系統(tǒng),具有傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸時(shí)延長(zhǎng)等特點(diǎn),故本論文對(duì)Turbo譯碼器的研究采用了 CCSDS標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。Turbo碼雖然性能優(yōu)異但是譯碼結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,所以本論文主要針對(duì)Turbo碼的低復(fù)雜度譯碼方案展開研究,著重研究了一種基于SOVA算法的簡(jiǎn)化算法。首先,為降低計(jì)算復(fù)雜度,本論文的研究從快速尋找最大似然路徑和降低分支路徑數(shù)量?jī)煞矫嫒胧?得到了一種復(fù)雜度較低的SOVA譯碼方案。其次,將該低復(fù)雜度算法應(yīng)用到基于CCSDS標(biāo)準(zhǔn)的Turbo碼中,并在基于超遠(yuǎn)距離傳輸?shù)腗IMO-SCFDE通信系統(tǒng)中開創(chuàng)性地應(yīng)用Turbo均衡方案,利用該低復(fù)雜度Turbo譯碼器與均衡器迭代傳遞互信息,提升系統(tǒng)對(duì)抗衰落和干擾的能力。最后,經(jīng)過(guò)充分地性能仿真及復(fù)雜度分析,開發(fā)該簡(jiǎn)化算法的C語(yǔ)言定點(diǎn)程序,為后續(xù)在DSP或ARM上應(yīng)用該算法提供便利。本論文研究的低復(fù)雜度Turbo譯碼算法,雖然在譯碼性能上與Log-MAP算法有約0.3dB的差異,但是在計(jì)算量和存儲(chǔ)量上相比于傳統(tǒng)的Log-MAP算法和SOVA算法有大幅度下降,在高信噪比條件下,存儲(chǔ)量降低超過(guò)50%。在此基礎(chǔ)上,將Turbo均衡方案應(yīng)用于MIMO-SCFDE系統(tǒng),通過(guò)鏈路級(jí)仿真進(jìn)一步驗(yàn)證了本論文研究的低復(fù)雜度Turbo譯碼器在超遠(yuǎn)距離傳輸中的應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

總結(jié)為以下三步：逡逑１）以時(shí)刻／＝７Ｖ＠為起始，計(jì)算進(jìn)入各狀態(tài)的不同路徑的分支路徑度量?jī)?chǔ)每個(gè)狀態(tài)的幸存路徑及其分支度量值ＢＭ。逡逑２）令／邋＝邋／＋１，將進(jìn)入某一狀態(tài)的分支度量值與其前一段路程的幸存度量，然后計(jì)算進(jìn)入該狀態(tài)的所有最小度量的路徑，得到新的ＰＭ值，這樣就某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的幸存路徑及其累計(jì)度量值，并刪去所有其他路徑。逡逑３）若／＜Ｌ＋ｉＶｒｅｇ，重復(fù)步驟２，若／邋＝邋Ｌ＋Ａ＾ｇ則停止上述步驟，譯碼結(jié)上述３個(gè)步驟中，第一步是第二步運(yùn)算的初始化，第三步是第一步和第二續(xù)，上述過(guò)程的關(guān)鍵在于第二步。譯碼算法第二步的核心在于三點(diǎn)，，即累積、選擇。所謂累積值，指的是將每個(gè)路徑的分支度量值進(jìn)行累加，度量方選擇漢明距離或歐式距離等計(jì)算方法；比較指的是將到達(dá)節(jié)點(diǎn)的兩條分支累積度量值相比較；選擇指的是選出到達(dá)某節(jié)點(diǎn)的兩條路徑中度量值最小路徑作為幸存路徑。逡逑為了更加清晰、明確地展示維特比譯碼方法，以（２，１，２）卷積碼為例說(shuō)明譯碼過(guò)程。假設(shè)其輸入數(shù)據(jù)為ｘ邋＝邋［１邋１邋０邋１邋１］，卷積編碼器結(jié)構(gòu)如下圖所示

圖中圓圈代表編碼器內(nèi)部?jī)蓚�(gè)寄存器的狀態(tài)，共有四種情況即逡逑００，０１，１０，１１，實(shí)線箭頭表示編碼器輸入為１的情況，虛線表示編碼器輸入為０的逡逑情況，圖中紅色數(shù)字表示編碼器在當(dāng)前寄存器狀態(tài)下輸入為０或１時(shí)，輸出２比逡逑特碼字的情況。逡逑ｙ邐１１邋ｏｉ邋ｏｉ邋１0邐ｏｉ逡逑—（））兩兩－兩爽｜＾７０逡逑R[１１邋＼！逡逑Ｓ３Ｈ
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN911.22

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本文編號(hào)：2616413