OFDM系统中Turbo编码混合ARQ技术的研究和实现

摘要

本文的研究对象就是OFDM系统，Turbo编码混合ARQ方案在高频通信中的应用，以及系统的软件无线电实现。论述的有关理论和方法同样适用于一般的无线通信系统中。 深入研究了高频通信中的几项关键技术，主要包括：正交频分复用技术（OFDM）；Turbo编码原理，迭代译码算法，短帧Turbo码的设计；Turbo编码混合ARQ技术；应用软件无线电的思想，在BLACKFIN DSP上实现系统的主要模块，并探讨了DSP程序优化设计等等。 总结了多径衰落信道的一般特性，介绍了高频信道的多径时变的物理本质，介绍了OFDM技术的原理，建立了OFDM系统的Matlab模型，从而为后续Turbo码的设计应用和Turbo-HARQ技术的研究奠定基础。 对Turbo码的编码理论和译码算法进行了详细的研究分析，在Matlab上建立了仿真模型，并在加性高斯噪声信道环境下针对编译码器的结构、各个组件的选取进行了误码率性能的大量仿真，并基于上述试验结果，给出了短帧Turbo码的设计方法。 研究了Turbo码混合自动重复请求方案的设计，当信道具有时变特性时，传统的通信系统通常根据最差的信道条件设计，无法充分利用衰落信道容量，与自动重复请求相结合的纠错编码系统是一种重要的实现物理层和链路层自适应的方法。本文在系统介绍和分析已有方案的基础上，提出了一种新的分而治之的Turbo编码HARQ系统。 基于软件无线电的设计思想，进行短波电台的数字化、软件化和模块化。通过软件编程实现信息处理，动态配置系统功能，可使系统引入新的业务十分方便，缩短研制周期和降低成本。系统的阐述了BLACKFIN DSP的程序设计和优化方法，高效地实现了循环冗余校验码的生成和校验程序，Turbo译码器中的Max-Log-MAP算法等。