Turbo碼編解碼的算法研究及FPGA設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、Turbo碼以其具有良好的逼近香農(nóng)極限的譯碼性能，在無線通信領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用，并成了當(dāng)今信息時代研究糾錯編碼的重要課題之一。在人們生活質(zhì)量不斷提高的信息時代，通信系統(tǒng)中對工具的便捷性和技術(shù)的有效性要求也越來越嚴(yán)格，以促使人們對通信系統(tǒng)的關(guān)注越來越緊密。現(xiàn)在隨著4G的推出，人們能夠享受4G帶來的更快的速度和更高的性能，而這一進(jìn)步正是由于通信工程師們對通信協(xié)議、算法等不斷的研究和改進(jìn)的成果，其中，Turbo碼作為通信系統(tǒng)中常用的編

2、解碼算法之一，在算法的研究上也不斷的得到了改進(jìn)和創(chuàng)新。
　　通過研究Turbo碼編碼器和譯碼器結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)介紹了編解碼各個模塊的實現(xiàn)原理。其中，對于編碼模塊，詳細(xì)分析了分量編碼器和交織器兩個關(guān)鍵問題；對于譯碼模塊，對比了Turbo碼常用的兩種譯碼算法：SOVA和MAP，并詳細(xì)針對MAP算法進(jìn)行了數(shù)據(jù)推導(dǎo)和分析，同時針對碼率、交織長度和迭代次數(shù)的不同分別研究了Turbo碼的譯碼性能。
　　本文對 MAX-Log-MAP算法主要

3、從以下兩個方面做了改進(jìn)，第一方面，對MAP算法兩路信號局限性進(jìn)行了擴(kuò)展分析，當(dāng)有多路信號時，對算法進(jìn)行了優(yōu)化和近似分析；另一方面，針對 MAX-Log-MAP算法中忽略的修正函數(shù)入手，考慮了修正函數(shù)的影響，并對修正函數(shù)進(jìn)行了線性擬合，同時加入了外信息的比例因子，并且從性能和復(fù)雜度角度分析算法的有效性，通過MATLAB工具對算法的性能從不同的角度進(jìn)行了驗證。得到了以下結(jié)論：在損失了一定復(fù)雜度的前提下，有效地提高了算法的譯碼性能。
　

4、　在FPGA的實現(xiàn)中，借助XILINX設(shè)計軟件ISE12.2，完成了對編碼碼率為1/3，量化寬度為7bits的Turbo碼編解碼結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計，并通過ISE軟件仿真平臺使用硬件編程語言Verilog，完成了編解碼的FPGA實現(xiàn)，在編碼實現(xiàn)結(jié)構(gòu)中，完成了分量碼、交織、并串和串并的轉(zhuǎn)換，借助了三分頻的思想。在信道端，由于信號在實際的傳輸過程中會受到噪聲的干擾，為了模擬真實的信號通信過程，所以本文中還借助MATLAB模擬了離散的AWGN信道。