论文摘要
香农有噪信道编码定理指出：使用足够长的分组长度可以在不超过信道容量C的任意信道传输速率R下达到任意低的误码率。特别的,香农证明了随机选择码字并且采用最大似然译码算法能够获得接近信道容量的性能。Turbo码最先在1993年被发现,这种编码方式具有类随机码的特性,同时具有足够的结构信息,这使得能够使用一种,高效的迭代译码方法进行译码。一般而言,硬件实现Turbo码的难点在于寻找硬件实现复杂度与对应解码性能之间的平衡。本文主要讨论LOG-MAP算法下的Turbo译码器的算法复杂度的减低。本文以FPGA硬件实现为例,基于硬件实现思想,做了大量的定点仿真程序。本文详细分析了Turbo码编码器与译码器结构,详细推导了MAP系列译码算法,并针对硬件实现设计提出了量化方案。同时,采用模算法使硬件资源得到了优化。Turbo码性能仿真表明：由于避免了移位运算,数据量化以后的精度比特在几乎不影响最终性能的前提下,可以从3位减少到2位。这样使用LOG-MAP算法的Turbo译码器数据存储空间可以进一步降低。本论文第1章为绪论,介绍Turbo码的编译码性能以及研究现状。第2章介绍了Turbo码编译码器结构、原理与算法以及并行译码器工作原理。第3章详细描述了LTE系统中使用的Turbo编码器结构,包括交织器、栅格结尾等,并给出了并行译码器硬件结构设计,采用多级并行分量译码器,内部使用两级流水,提高了译码速率。本文第4章介绍了并行译码算法的定点量化设计方案,并根据第三章的设计结构进行了大量的仿真。第5章给出了本论文研究的总结与展望。对于基于LOG-MAP)算法的Turbo译码器的实现,本文具有一定的指导意义。根据第3、4章的设计,基于LOG-MAP算法的Turbo译码器采用六比特量化输入的软信息,相对于传统的八比特量化不管是计算复杂度还是存储复杂度都得到了极大的简化。通过大量的仿真结果也验证了该设计所引入的误码性能损失可以控制在一定范围内：