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Turbo码的设计与FPGA实现

作　者: 靳凡
导　师: 白宝明
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: Turbo码编译码器滑动窗 FPGA
分类号: TN911.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 227次
引　用: 3次
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内容摘要

Turbo码是一种逼近Shannon容量限的编码方式,它是信道编码理论领域的一项重要研究成果。由于其优异的性能,Turbo码在通信领域得到了广泛的应用。本文以实现Turbo码编译码器为目标,对Turbo码的编译码算法和硬件实现进行了深入的学习和研究。首先介绍了Turbo码的编译码原理,分析了影响Turbo码性能的几个关键因素,并通过C语言的仿真进行了验证。其次在FPGA实现方面,根据硬件特点对译码算法进行了分析、改进,使用了滑动窗的译码方式,降低了硬件资源占用率和处理时延。采用模块化的设计思想,针对译码时控制较为复杂的问题,使用了三层的控制方式,使整个系统的联合调试更加容易,各模块之间的关系得以简化。在设计和实现各子模块时,权衡硬件实现复杂度与处理时延,努力提高模块的通用性并降低运算的复杂度。最后在实际的硬件平台上进行验证,得到了理想的结果。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 数字通信和信道编码  7-8
  1.2 信道编码定理和Shannon 限  8-9
    1.2.1 信道编码定理  8
    1.2.2 Shannon 限  8-9
  1.3 Turbo 码的国内外研究状况  9-10
  1.4 本文的研究背景、研究工作和内容安排  10-11
第二章 Turbo 码的编码原理  11-17
  2.1 Turbo 码的编码原理  11-12
    2.1.1 Turbo 码的编码原理与框图  11
    2.1.2 编码器主要组成  11-12
  2.2 Turbo 码的交织器  12-17
    2.2.1 规则交织器  13-14
    2.2.2 伪随机交织器  14-17
第三章 Turbo 码译码原理及算法  17-29
  3.1 Turbo 码的译码原理  17-18
  3.2 Turbo 码的译码算法  18-22
    3.2.1 最大后验概率（MAP）算法  18-20
    3.2.2 MAP 算法的简化算法  20-22
  3.3 影响Turbo 码性能的几个因素  22-29
    3.3.1 交织长度对Turbo 码性能的影响  22-23
    3.3.2 码率对Turbo 码性能的影响  23-24
    3.3.3 迭代次数对Turbo 码性能的影响  24-25
    3.3.4 量化译码对Turbo 码性能的影响  25-29
第四章 Turbo 码编译码器的设计与实现  29-49
  4.1 FPGA 设计流程与设计环境  29-31
  4.2 Turbo 译码中滑动窗技术的应用  31-32
  4.3 编码器的设计与实现  32-35
    4.3.1 Turbo 编码器整体结构  32-33
    4.3.2 RSC 模块  33
    4.3.3 Encoder1 模块  33-34
    4.3.4 Encoder2 模块  34-35
  4.4 译码器的设计与实现  35-46
    4.4.1 译码器整体结构  35-39
    4.4.2 分支转移度量(gama)模块的实现  39-41
    4.4.3 前向状态度量模块和后向状态度量模块的实现  41-44
    4.4.4 对数似然比模块的实现  44-46
  4.5 性能结果  46-49
第五章结束语  49-51
致谢  51-53
参考文献  53-56
研究成果  56-57

Turbo码的设计与FPGA实现

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