LTE 标准下Turbo 码的理论研究和性能分析,并FPGA 实现
[摘要]

信息传输的可靠性和有效性一直是通信系统中研究的热点问题,而信道编码技术则是很好解决这一矛盾的有效技术之一。由C.Berrou 等人于1993 年首次提出的Turbo 码,以其接近香农极限的良好性能,不仅在低信噪比下高噪声中表现出优越的性能,而且具有强大的抗干扰、抗衰落能力等优点,使其在通信领域得到了广泛的应用。因而,对Turbo 码的研究具有十分重要的实用价值。本文主要对LTE 标准下的Turbo 码进行了研究及FPGA 实现。

 

本文介绍了LTE 标准下Turbo 码的理论研究和性能分析,并FPGA 实现。首先,介绍了编码器的结构和译码算法:MAP,LOG_MAP 和MAX_LOG_MAP,接着在考虑译码速度、硬件实现复杂度及资源消耗的前提下,对复杂度较低,性能优异,基于Radix-4 的MAX_LOG_MAP 算法进行了详细推导,并得到了MATLAB下不同影响因素的译码性能曲线。其次,对接收数据量化,定点数据表示,内交织器,MAX_LOG_MAP 中的关键运算单元等模块进行了深入研究和设计。最后,在ISE 13.3 环境下,对FPGA 实现的Turbo 码进行了功能测试,并使用Xilinx公司的Kintex-7(XC7K325T)芯片进行了性能仿真,得到了FPGA 设计的译码性能,并对硬件实现做了进一步的优化。

 

测试的结果表明,本论文实现的Turbo 码具有良好的性能,工作稳定,是可以满足LTE 系统项目的性能要求的。

 

近年来由于信息网络化和经济全球化的迅猛发展,人们对移动通信的要求也随之提高,及时可靠,不受任何限制的进行信息传输交流,想要达到高的工作效率和经济效益,这就要求手机不仅仅用来打电话,收发电子邮件,而且还要能上网、文件传输,以及提供各种各样的多媒体服务。现有的移动网络已经很难满足用户的需要,一方面要求移动业务的增长要跟上用户对业务需要的增长速度,另一方面要求我们对技术进行革新,增加系统容量来满足日益增多的移动用户。在这两种要求的驱动下,移动通信技术得以不断的发展。

 

移动通信由马可尼于1897年率先采用无线电传输消息所开启[1]。时至今日,移动通信在这100多年的历史中已经取得了很大的进步和发展,从诞生于1978年的第一代的模拟蜂窝网电网系统,到第二代全数字蜂窝网电话系统的出现,再到现在第三代个人通信系统和新一代通信系统的普及,移动通信在社会中已不可缺少。

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上传时间:2018/12/04