低复杂度自适应Turbo乘积码译码算法的研究与应用

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:ebear2009
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信息传输的可靠性和高效性是现代通信系统中两个非常重要的指标。为了实现这两个指标,通信领域的专家们一直在不断地研究和探索。信道编码是提升系统性能的关键技术之一,可以在很大程度上保证信息传输的有效性。Turbo乘积码是一种高效的前向纠错编码技术,它的译码复杂度比较低,并且有很快的迭代收敛速度,在低信噪比时仍然可以保证较强的纠错性能。这些优点让Turbo乘积码成为了当今通信领域研究的热点。另外一方面,为了提高信息传输的高效性,近些年来,MIMO(多输入多输出)技术引起了通信领域的广泛研究。它通过增加发射天线和接收天线的数量,提高信息传输的速率,增加信道容量。论文将TPC编译码技术和MIMO技术相结合,研究SISO(单输入单输出)和MIMO系统下的TPC纠错性能。同时还分析了TPC在航空遥测高效频谱调制技术SOQPSK/OQPSK中的性能,并且提出了自适应TPC译码算法,它可以在误码性能损失很小的情况下,大幅度降低译码复杂度,提高信息传输的高效性,降低译码延迟。与已有的报道不同,在译码过程中,新算法首先统计TPC码块内每一行(列)产生的代数译码后的备选序列与接收序列的相同最小欧氏距离的个数,然后根据统计结果,按照算法步骤调整译码所需的不可靠位数值。通过Monte Carlo仿真可以验证,当TPC行列编码采用相同的扩展汉明码,并且编码效率为0.66时,本算法与R. Pyndiah采用固定不可靠位数值迭代译码算法相比,在误码率为104处可以仅损失约0.03dB的性能,但是译码平均复杂度降低约达45%。论文最后利用Xilinx公司的ISE Design Suite12.2开发平台,成功实现了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的TPC编译码硬件功能仿真。文中给出了系统的整体设计方案和每个模块的输入输出接口,其中编程语言选择硬件描述语言Verilog,并且采用ModelSim软件进行功能仿真,经过验证,该仿真结果与Matlab仿真结果是一致的。
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