Turbo码的设计与FPGA实现.pdf

西安电子科技大学
硕士学位论文
Turbo码的设计与FPGA实现
姓名:靳凡
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:白宝明
20090101
摘要项重要研究成果。由于其优异的性能,朐谕ㄐ帕煊虻玫搅斯惴旱挠τ谩1文以实现氡嘁肼肫魑C氨辏訲码的编译码算法和硬件实现进行了深首先介绍了氲谋嘁肼朐恚中⑻擞跋霻码性能的几个关键因素,并通过镅缘姆抡娼辛搜橹ぁF浯卧贔迪址矫妫萦布氐愣砸肼算法进行了分析、改进,使用了滑动窗的译码方式,降低了硬件资源占用率和处理时延。采用摸块化的设计思想,针对译码时控制较为复杂的问题,使用了三层的控制方式,使整个系统的联合调试更加容易,各模块之间的关系得以简化。在设计和实现各子模块时,权衡硬件实现复杂度与处理时延,努力提高模块的运用性并降低运算的复杂度。最后在实际的硬件平台上进行验证,得到了理想的结果。编译码器胧且患矩帽平黃容量限的编码方式,它是信道编码理论领域的一入的学****和研究。关键词:滑动窗
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本人签名:兰车翩魏圭趔本人签名:堑垦日期望:至:创新性声明关于论文使用授权的说明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中徽了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文和使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采震影印、缩印或其它复印手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章~律署名单位为蘸安电子科技大学。C荇鹇畚脑诮饷芎笞裱斯娑匿期
第一章绪论用传输速率震比特艚道符号衡量,可靠性用错误毙特率饬俊5牵导数字通信和信道编码就引出了衡量通信系统性能的两个主要指标——有效性和可靠性。通常,有效性本章首先论述了数字通信与信道编码的关系,其次介绍了编码系统的基础知识——信道编码理论和限,之后说明了氲睦贩⒄购湍壳扒榭觯后对作者所做主要工作和本文内容安排做出了总结。逶信系统的鼷的是将信息从发送端高效、可靠、安全地传送到接收端。嚣焉信道中嗓声的存在总会对传输信息产生干扰,从而可能降低通信可靠性。为了保证通信的可靠性,需要采取一定的措施来减少干扰的影响,信道编码或纠错码就是一种保证通信可靠性的重要技术。对于数字通信系统,其其体做法为,在消息序列中加入一定的冗余,使得编码器输出序列之间满足一定的约束关系,接收端可以根据这些约束关系将受干扰丽如现的错误检测或纠正过来。嚣此,消息从发送端发出后,首先要经过信道编码,之后再经过调制才能发送出去;当然,接收端在解调后,也要经过译码才可以恢复出原始消息。之前人们普遍认为:通信系统的可靠性与有效性是一对不可调和的矛盾,在有扰通信信道上实现任意小的错误概率的信息传输的唯一途径就是把传输速率降低至零【俊6辏琒信息与编码理论的奠基性论文“通信的数学理论⒈碇蟆沟赘谋淞苏庖还鄣恪K状翁岢隽嗽谟腥判诺乐惺迪挚煽客ㄐ的方法,指出实现有效丽可靠地传输信息的途径是编码。根据男畔⒋码器和信宿五个部分,编码器又可分为信源编码器和信道编码器两部分。可见作图数字透信系统静基本组成输理论,数字通信系统的基本组成如图所示【浚治P旁础⒈嗦肫鳌⑿诺馈⒁第一章缝论编码信道
。川。矿:鐲·惫墨:——丝二——,/切旁氡取T谑滞ㄐ畔低持校敲啃畔⒈忍为通信系统的重要一环,信道编码是较合理的解决通信有效性和可靠性这对矛盾的关键,也是实现通信系统经济性所必需的。但是,男诺辣嗦攵ɡ斫鲋明了这种码的存在性,在实际系统中如何实现信道编码仍是人们需要继续研究的。信道编码定理【浚喝我饫肷⑽藜且湫诺蓝即嬖诔浦P诺廊萘康男畔⒋渌俾上界,它表示信道传送信息的最大能力。给定一个容量为男诺溃灰P畔⒋输速率∮贑,就肯定存在一个编码方案,使译码错误概率孀疟嗦氤ざ鹊增加而变得任意小:反之,则无论采用何种编码方式都不能保证错误概率任意小。这虽然只是一个存在性定理,只给出了信息传输速率的上限,但却为人们指明了方向,驱使着人们不断研究,使传输速率一步步地向信道容量靠近。奘呛饬肯低承阅艿谋曜迹愿髦中诺辣嗦敕绞浇行阅鼙冉鲜保常都是将其与对应码率的薇冉