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软判决译码在信道编码中的应用

作　者: 陶慧琪
导　师: 关宇东
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 信道编码 软判决 广义最小距离算法 软输出Viterbi算法
分类号: TN911.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 317次
引　用: 2次
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内容摘要


软判决译码,又称软译码,它充分利用接收信号波形中的信息,使译码器能以更大的准确概率判决所接收的码字。使用相同的算法,软判决译码能比硬判决译码获得额外的2~3dB的编码增益,因此软判决译码在信道编码中有重要的应用。本文对软判决译码的基本原理和方法、具体实现及应用做了研究和探讨,给出了一些实验的结果和数据。本文首先介绍了软判决译码的基本原理和方法,对其中比较重要的算法—广义最小距离(Generalized Minimum Distance,GMD)算法和Chase算法做了详细的讨论。分组码的软判决译码是本文研究的重要内容。因为分组码的软判决是以硬判决译码为基础的,因此本文以BCH码(RS码)为重点,介绍了常用的分组码译码算法,包括捕错译码算法及其修正算法,BM迭代译码算法。实现了(15,7)BCH码、Golay码、(15,9)RS码等的译码,实验仿真表明,本文使用VHDL设计的BCH码、Golay码的译码器能以与编码相同的速度完成译码,相比其它方法,大大地缩短了译码延迟。在此基础上,使用Chase算法中的CHS2实现了(15,7)BCH码、Golay码的软判决译码,并对其做了改进,得到性能更好同时复杂度并没有增加太多的软译码方式,设计实验验证了它的性能。卷积码的Viterbi算法及其软判决译码是本文研究的重点。在编程实现卷积码的Viterbi译码和软判决译码的基础上,本文讨论了级联码与乘积码,这是构造长码进而得到渐近好码的重要手段,也是信道编码研究的重要内容之一。在讨论级联码的时候,将卷积码的软判决应用到其中,得到更好的性能。随后,本文讨论了由Viterbi算法扩展得到的一个重要算法:软输出Viterbi算法(Soft-Output Viterbi Algorithm,SOVA),编程实现了该算法,设计实验将其应用于软输出迭代译码,验证了软输出迭代译码的优异性能。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 课题背景  9
  1.2 信道编码理论和技术的发展  9-13
    1.2.1 信道编码中的两个问题  10-11
    1.2.2 网格编码调制(TCM)技术  11-12
    1.2.3 Turbo码的提出及发展  12-13
  1.3 软判决译码技术的发展  13-16
    1.3.1 逐位软判决译码  13-14
    1.3.2 逐字软判决译码  14-15
    1.3.3 软输出译码算法  15-16
  1.4 研究的主要内容及章节安排  16-17
第2章 软判决译码的基本原理  17-26
  2.1 概述  17-18
  2.2 模拟电压的量化及其距离函数  18-20
  2.3 码元可信度与量化电平的关系  20-21
  2.4 GMD和Chase算法  21-25
  2.5 本章小结  25-26
第3章 分组码及其软判决译码  26-38
  3.1 循环码的硬判决译码  26-30
    3.1.1 捕错译码算法及其修正算法  26-28
    3.1.2 循环码捕错译码的实现  28-30
  3.2 BCH码（RS码）的硬判决译码  30-35
    3.2.1 RS码的译码算法  30-34
    3.2.2 RS码译码的实现  34-35
  3.3 BCH码（RS码）软判决译码的实现  35-37
  3.4 本章小结  37-38
第4章 卷积码的软判决译码及应用  38-52
  4.1 卷积码的Viterbi算法及其软判决译码  38-42
    4.1.1 Viterbi算法  39-40
    4.1.2 Viterbi算法的软判决  40-42
  4.2 乘积码和级联码  42-48
    4.2.1 级联码  42-46
    4.2.2 乘积码  46-48
  4.3 SOVA算法  48-51
    4.3.1 SOVA算法原理  48-49
    4.3.2 SOVA算法用于Turbo码迭代译码  49-51
  4.4 本章小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-56
附录伽罗华域上元素的表示及运算  56-59
致谢  59

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信息论 > 信道编码理论
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