一种新的TURBO码编译码器结构的研究及其在AWGN信道中的性能仿真

摘要

TURBO码是第三代移动通信系统中使用信道编码的技术，对其编译码器的研究有着非常重要的意义。 在系统的设计过程中，根据SCCC和PCCC的不同原理，搭建了各自相应的系统模型。并采用适当的模块分割，把整体系统的设计分解成对各个子模块的研究，并给出了相应的子模块仿真。最后通过对两个系统的仿真，获得了如下的结论：通过增加交织长度，选择好的交织器，采用合适的迭代系统卷积码(RSC)编码器结构，应用好的译码算法以及增加迭代次数可以获得性能优良的TURBO码。 本论文的主要工作包括： 1．首先简单介绍了TURBO码的提出，发展状况以及其应用价值。 2．详细讨论了三类TURBO码(串行级联卷积码(SCCC)，并行级联卷积码(PCCC)和混合级联卷积码(}tCCC)的编码器与译码器结构，原理。 3．论述了TURBO码编译码中的关键技术。并深入讨论了译码算法。 4．在此基础上，用使用SIMULINK平台搭建了在AWGN信道下SCCC和PCCC的通信系统模型。 5．统计了大量的仿真数据，绘制出相应不同参数条件下的SCCC和PCCC的性能曲线。从而得出影响SCCC和PCCC的性能的参数条件。并验证了TURBO码中的迭代循环译码，PCCC错误平层等理论。 本设计应用MATLAB中的SIMULINK仿真工具对TURBO的性能做出了仿真，证明TURBO码具有较低误码率，具有很高的实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究目的

1.2 Turbo码的研究状况

1.3本文研究内容以及论文章节介绍

第二章 Turbo码的分类及编译码原理

2.1并行级联卷积型Turbo码(PCCC)的编译码原理

2.1.1并行级联卷积型Turbo码(PCCC)编码器结构

2.1.2并行级联卷积型Turbo码(PCCC)译码器结构

2.2串行级联卷积型Turbo码(SCCC)的编译码原理

2.2.1串行级联卷积型Turbo码(SCCC)的编码器结构

2.2.2串行级联卷积型Turbo码(SCCC)的译码器结构

2.3混合级联卷积型Turbo码(HCCC)的编译码原理

2.3.1混合级联卷积型Turbo码(HCCC)的编码器结构

2.3.2混合级联卷积型Turbo码(HCCC)的译码器结构

第三章 Turbo码中的关键技术以及译码算法研究

3.1 Turbo码中的关键技术

3.1.1 Turbo码中的交织器的设计

3.1.2 Turbo码编码器中的RSC编码器的设计

3.2 Turbo码的译码算法

3.2.1最大似然译码原则

3.2.2 MAP译码算法原理

3.2.3 Max-Log-Map算法

3.2.4 Log-MAP算法

3.2.5 SOVA算法

3.2.6各种译码算法的比较以计算量分析

第四章 Turbo码性能的SIMULINK仿真

4.1 SCCC的系统仿真

4.1.1 SCCC的完整系统模型

4.1.2 Bernoulli Binary Generator

4.1.3外卷积码编码器

4.1.4随机交织器

4.1.5内卷积码编码器

4.1.6单双极性转换器(Unipolar to Bipolar Converter)

4.1.7 AWGN Channel

4.1.8信道增益(Gain)

4.1.9抽样保持器(Zero-Order Hold)

4.1.10 APP Decoder(最大后验概率解码器)

4.1.11随机解交织器

4.1.12 Term i nator(终端)

4.1.13 0序列发生器

4.1.14抽样延时器

4.1.15脉冲产生器

4.1.16乘法器

4.1.17硬判决器

4.1.18误比特率判决器

4.1.19 Display显示器

4.1.20控制模块

4.1.21 SCCC的工作原理

4.2 PCCC的系统仿真

4.2.1 PCCC的完整系统模型

4.2.2 frame格式转换器

4.2.3多路复用器MUX

4.2.4解复用器DEMUX

4.2.5卷积码编码器

4.2.6 PCCC码的工作原理

4.2.7 PCCC的子模块的功能测定

4.2.8系统编码器部分的删除器

4.2.9复用器MUX的实现

4.3 HCCC的系统仿真

第五章TURBO码的系统仿真结果

5.1 SCCC的性能测试

5.1.1交织长度对SCCC性能的影响

5.1.2交织器对SCCC性能的影响

5.1.3 RSC编码器结构对RSC性能的影响

5.1.4译码算法对SCCC性能的影响

5.1.5迭代次数对SCCC性能的影响

5.2 PCCC的性能测试

5.2.1交织长度对PCCC性能的影响

5.2.2交织器对PCCC性能的影响

5.2.3 RSC编码器结构对PCCC性能的影响

5.2.4译码算法对PCCC性能的影响

5.2.5迭代次数对PCCC性能的影响

5.3 SCCC与PCCC的性能比较

第六章 结束语

附录

参考文献

致 谢

作者攻读学位期间发表的学术论文目录