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LTE(Long Term Evolution,长期演进)作为一种新的无线接入技术,其目标是达到上行50Mbps、下行100 Mbps的吞吐率。高吞吐率的要求是下行turbo译码的一个很大挑战。Turbo译码复杂的计算过程和多次迭代会造成很大的译码延时,降低系统的吞吐率。因此turbo译码的高速实现是达到LTE下行高吞吐率的关键之一。本文主要针对turbo译码的高速实现展开研究,设法降低译码延时,论文的主要工作如下:
1、详细阐述了turbo译码的基本算法MAP算法、Log-MAP算法和MAX-Log-MAP算法,这三种算法在复杂度和性能上不能达到一个好的折中。本文在基本算法的基础上简化公式,介绍了几种改进算法,大大降低运算复杂度,但是损失了译码性能,最后从性能和硬件实现复杂度综合考虑,确定了一种适合硬件实现的译码算法。
2、设计了两种改进的并行译码算法。现有并行译码算法在第一次迭代时各窗的状态初始化值不确定,会导致一定的性能损失。本文提出的两种改进算法,均是对第一次迭代做出改进。第一种改进算法是对第一次迭代的各个窗添加附加比特段,通过多算一段信息,来提高状态初始值的可靠性,减少并行译码的性能损失。第二种改进算法是对第一次迭代采用传统的滑动窗算法,之后的迭代用并行窗。仿真表明,两种改进算法均可以提升现有并行译码的性能。
3、介绍了turbo译码的定点化方法,主要包括量化方法、位宽和精度的确定,对定点化方案进行了仿真分析,仿真结果表明,turbo译码的定点化性能损失较少,说明了定点化方案的可行性。