基于TMS320C6713 DSP的Turbo码译码器的实现

摘要

在信道编码史上,Turbo码的提出可谓是具有里程碑的意义。作为一款高性能的信道编码,Turbo码因其接近香农极限的良好特性,给纠错码的研究带来了重大突破。随着研究的不断深入及其性能的日益完善,Turbo码已被广泛应用到多媒体、卫星以及深空通信等多种实际领域中,并入选3G/4G移动通信系统的信道纠错码备选方案。
　　一直以来,Turbo码的相关研究多集中于低码率(1/2或1/3)Turbo码,因此本文对使用删余技术设计的高码率(2/3、3/4和4/5)Turbo码进行了仿真与性能分析。Turbo码的MAP类译码算法常见的有MAP算法、Log-MAP算法、以及Max-Log-MAP算法等,在使用MATLAB仿真软件对这三种译码算法进行了仿真与性能比较的基础上,本文选择在性能与复杂度上具有良好折中的 Max-Log-MAP算法作为译码算法,研究了基于 TMS320C6713 DSP平台的 Turbo码译码功能的实现。
　　论文首先介绍了Turbo码的发展历史,然后对Turbo码的编码结构及原理进行了回顾,主要包括分量编码器、交织器、删余器等几部分。对几个不同高码率(2/3、3/4和4/5)Turbo码进行了大量仿真,重点分析了码率对 Turbo码性能的影响。随后简述了Turbo码译码原理及结构,详细介绍了MAP算法、Log-MAP算法和 Max-Log-MAP算法,并对不同码率下这三种MAP类算法进行了仿真与性能比较。最后详细介绍了 Max-Log-MAP译码算法的DSP编程实现过程中的优化、调整以及溢出处理问题,并以 TI公司 TMS320C6713 DSP为平台用汇编语言实现了 Turbo码的译码功能,同时验证了 DSP汇编语言程序运行结果的正确性。本文设计的 DSP汇编语言实现的 Turbo码 Max-Log-MAP译码器能够以相对较低的复杂度与处理延迟完成 Turbo码译码,因而具有一定的实际应用价值。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 Turbo 码的研究现状

1.3 Turbo 码原理的应用

1.4 本文的工作及内容安排

第二章 信道编码理论基础

2.1 信道编码概述

2.1.1 信道编码定理

2.1.2 信道编码的分类

2.2 卷积码

2.2.1 基本概念

2.2.2 卷积码的描述方法

2.2.3 递归卷积码

2.2.4 删余卷积码

2.3 本章小结

第三章 Turbo 码编译码器分析

3.1 Turbo 码编码器

3.1.1 Turbo 码编码器结构及原理

3.1.2 交织器

3.1.3 删余器

3.1.4 高码率 Turbo 码

3.1.5 仿真分析

3.2 Turbo 码译码器

3.2.1 Turbo 码译码原理及结构

3.2.2 MAP 译码算法

3.2.3 Log-MAP 译码算法和 Max-Log-MAP 算法

3.2.4 不同 MAP 类译码算法的比较

3.3 本章小结

第四章 Turbo 码译码算法的 DSP 实现

4.1 DSP 软硬件开发环境简介

4.1.1 CCS 集成开发环境

4.1.2 DSP 开发板

4.1.3 硬件仿真器

4.2 译码算法的 DSP 实现

4.2.1 DSP 软件开发流程

4.2.2 译码算法 DSP 程序构成模块

4.2.3 DSP 代码的编写与优化分析

4.2.4 DSP 程序的编译与连接

4.2.5 译码算法 DSP 实现的性能分析

4.3 本章小结

第五章 结束语

致谢

参考文献