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卷积码译码次优路径算法在第三代移动通信中的应用

作　者: 王志斌
导　师: 栾英姿
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: WCDMA卷积码次优路径算法 Viterbi算法
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 133次
引　用: 2次
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内容摘要

移动通信系统中,在传输数字信号时,由于信道传输特性不理想及加性噪声的影响,接收端所收到的数字信号不可避免地会发生错误。为了在已知信噪比情况下达到一定的误比特率指标,首先应该合理设计基带信号,选择调制解调方式,采用时域、频域均衡等技术使误比特率尽可能地降低。但若误比特率仍不能满足要求,则必须采用差错控制编码技术来进一步降低误比特率以满足系统指标要求。在移动通信所采用的编码技术中,卷积编码无论在理论上还是实际上均要优于分组码。卷积编码是Elias等人在1955年提出的一种非常有前途的编码方法,它是深度空间通信系统和无线通信系统中常用的一种差错控制编码。卷积码与分组码不同,它的本码组的校验元不仅与本组的信息元有关,而且还与以前的信息组有关。在编码过程中,卷积码充分利用了各码字间的相关性,而且它的信息元和校验元也比分组码小,在与分组码同样的码率和设备复杂性的条件下,无论从理论上还是从实践上都证明,卷积码的性能至少不比分组码差;而且卷积码在实现最佳译码方而也较分组码容易。所以从信道编码定理来看,卷积码是一种非常有前途的码类。卷积码作为一种有效的前向纠错码,在3G与后3G时代必将发挥更显著的作用。因此,在现有译码基础上,找寻新的卷积码译码方法是非常有必要的。本文以第三代移动通信系统为研究背景,采用理论分析和计算机仿真相结合的方法,对卷积码译码技术在第三代移动通信系统(WCDMA)中的应用进行了探讨。主要完成的工作有以下几个方面:简要介绍了3G的三种主流技术、详细介绍并解析了WCDMA中的编码流程、系统地介绍了卷积码的译码原理。在传统Viterbi译码算法基础上,作者结合华为公司科研项目,提出了一种改进算法--次优路径算法,该算法有效地提高了卷积码的译码性能;同时,在专用测试平台上给出了该算法的性能仿真结果,结果表明,与传统维特比译码算法相比,在相同BLER时,该算法信噪比可提高大约0.2～0.4dB。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-15
  1.1 数字通信与信道编码  8-9
  1.2 码率与Shannon 容量限  9-12
  1.3 选题背景与国内外研究现状  12-14
    1.3.1 选题背景  12-13
    1.3.2 研究现状  13
    1.3.3 选题意义  13-14
  1.4 本文研究内容及安排  14-15
第二章 3G主流标准及WCDMA中的编码流程介绍  15-33
  2.1 移动通信的基本发展过程  15-21
  2.2 WCDMA系统编码与复用  21-32
    2.2.1 相关术语  21-22
    2.2.2 上行链路的编码与复用  22-32
  2.3 典型业务  32-33
第三章卷积码原理及维特比译码  33-52
  3.1 卷积码原理  33-37
    3.1.1 卷积码的树图描述  34-35
    3.1.2 卷积码的网格图描述  35-36
    3.1.3 卷积码的状态图描述  36-37
  3.2 卷积码的性能分析  37-38
  3.3 Viterbi译码算法的基本原理  38-52
    3.3.1 最大似然译码  38-40
    3.3.2 Viterbi译码  40-49
    3.3.3 实现Viterbi译码器的一些具体考虑  49-52
第四章卷积码的次优路径译码方法研究  52-65
  4.1 3GPP中的1/2 速率卷积码编码器  52
  4.2 次优路径Viterbi算法（LVA, List Viterbi Algorithm）  52-53
  4.3 PLVA算法过程  53-61
    4.3.1 局部优选路径的选择过程  54-56
    4.3.2 全局优选路径的回溯过程  56-59
    4.3.3 SLVA算法过程  59-61
  4.4 PLVA算法DSP实现  61-62
  4.5 测试结果  62-65
    4.5.1 测试环境  62-63
    4.5.2 测试结果  63-64
    4.5.3 测试结论  64-65
第五章结束语  65-66
致谢  66-68
参考文献  68-70
研究成果  70-71

卷积码译码次优路径算法在第三代移动通信中的应用

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