论文部分内容阅读
Turbo码是当今世界上最先进的信道编译码技术之一。因为它具有极其逼近Shannon极限的纠错性能,Turbo码从一问世便吸引了通信领域无数专家学者的关注与研究,进而被誉为继Ungerboeck提出格状编码调制(TCM)以来,信道编码领域最伟大的贡献。信道编译码在移动通信系统中是非常关键的部分,它很大程度上决定了移动通信系统的纠错性能及信噪比门限,从而对移动通信系统整体性能起到举足轻重的作用。通常,WCDMA系统采用的信道编译码方案为卷积码,或Turbo码。C.Berrou所作的计算机的仿真结果表明,在加性高斯白噪声无记忆信道(AWGN)上,在特定的参数条件下,Turbo码的误码率可以达到与Shannon理论极限极其接近的性能。 本文主要探讨了Turbo码的原理、迭代译码方法、常用的算法、软件仿真及在WCDMA系统中的硬件实现。针对WCDMA无线信道的特点,构建了相应的Turbo码的仿真模型,对码率、帧长、迭代次数以及交织器对Turbo码性能的影响做了仿真。针对目前固定迭代方法造成的不必要的译码时延和能耗的情况,提出了一种新的迭代译码算法--交迭代次数译码算法。仿真结果表明,在信噪比SNR(Signal Noise Ratio)为0.1dB~1.3dB的情况下,变迭代次数译码方法比固定5次迭代方法大约减少了1次的迭代,从而减少了译码时延。最后针对仿真得出的Turbo码参数,在Xilinx公司的FPGA XC2S200上用VHDL语言完成了基于LOG—MAP算法的变迭代译码次数Turbo码的译码器的硬件设计。取得了误比特率BER(Bit Error Rate)=10-6的情况下仅需要1.15dB的信噪比门限的性能。相比较固定5次迭代方法,节省了大约4.1ms的译码时延,和20%的能耗。从而达到了用较少迭代次数实现WCDMA 144kbps业务的信道译码的目的。最后对构建的硬件做出复杂度分析与时延分析并且给出了仿真波形图、结论与未来的研究方向。