基于虚拟无线电的wimax信道编译码技术研究.pdf

南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要
摘要
利用软件无线电来实现无线通信系统是未来发展的重要方向，而虚拟无线电是软件无线
电发展的最新趋势，它以通用计算机的计算能力代替专用器件来完成数字信号处理过程。本
文研究的虚拟无线电 WiMAX 系统是实现绿色宽带无线通信的重要基础探索。用通用计算机
实现通信系统的瓶颈是 CPU 信号处理的实时性，因此需要对一些算法复杂、耗时较大的模块
进行优化。WiMAX 系统信道编码采用卷积 Turbo 码，相比于 Turbo 码具有编码效率高、性能
好、译码延时小等优点。但在译码过程中采用的 Max_Log_MAP 算法较为复杂，限制了译码
速率的提高。
本文主要研究的是基于虚拟无线电的 WiMAX 系统信道编译码技术，首先分析了卷积
Turbo 码的编译码原理及分量译码器算法，并对不同序列长度、不同调制方式、不同码率以
及不同迭代次数下的性能进行了仿真。然后对衰落信道下 WiMAX 系统上行链路卷积 Turbo
码译码迭代次数进行了优化，在系统性能可以接受的情况下提出了一种联合自适应的优化方
案，使得平均迭代次数远远低于固定的最大迭代次数，从而提高了译码速率。最后对基于虚
拟无线电的 Max_Log_MAP 算法进行了并行优化，在对译码模块进行定点化后，采用 CPU 内
核指令 SIMD（单指令多数据流）并行化处理，最终将译码速率提高了约 倍，达到了优
化的目的。

关键词：虚拟无线电；WiMAX；卷积 Turbo 码；迭代译码；SIMD
I
南京邮电大学硕士研究生学位论文 Abstract
Abstract
The use of software radio for wireless communication systems is an important direction for
future development. Virtual radio is the latest trend in software radio development, which is based
on general computer instead of application-specific devices to realize digital signal processing. The
virtual radio WiMAX system studied in this thesis is an important foundation to explore the green
broadband wireless communications. The bottleneck of communication system based on general
computer is the real-time performance of CPU signal processing. Therefore, complex algorithm and
time-consuming module need to be optimized. The WiMAX system channel coding uses
Convolution Turbo Codes, which has high coding efficiency, good performance and low decoding
delay compared with Turbo Codes. But the Max