LTE系统传输信道编码中Turbo码的研究与实现

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几十年来,无线通信技术的快速发展为人类社会进步做出了重大的贡献,它已经成为了人们生活中不可缺少的组成部分。随着无线移动用户的增加,对无线通信技术的要求也越来越高。为了满足市场的需求,3GPP经过仔细的讨论研究,启动了通用无线移动通信技术的长期演进(Long Term Evolution,LIE)项目。LTE作为一项3G到4G系统的过渡技术,在未来一段时间里将会是通信界内研究的热点。纠错编码技术是通信系统的重要组成部分,是保证信息传输有效性和可靠性的关键技术之一。人们基于Shannon有噪信道编码理论,经过长期的研究,提出了很多纠错编码方案。Turbo码作为一种信道编码技术,具有接近Shannon极限的性能,广泛地应用于各种通信系统。   本文首先介绍了TD-LTE关键技术和物理层结构,然后分析了传统Turbo码的组成结构和译码算法等。在对LTE物理层传输信道处理流程的分析过程中,重点研究了LTE Turbo码。LTE Turbo编码器采用了递归系统卷积码的形式,交织器使用二次多项式置换QPP交织器,而常规的打孔删余和复用级联的功能由专门针对Turbo码的速率匹配来完成。进行Turbo编码的数据块大小最大为6144bit,最小为40bit,一共有188种配置。利用MATLAB软件搭建了LTE Turbo编译码仿真链路,根据仿真结果讨论分析了不同因素对误码率性能的影响。   基于TI公司TMS320C6455 DSP芯片和集成化开发环境CCS平台,对LTETurbo编码及交织计算进行了编程实现。根据项目需求分析综合考虑,本文提出了一些简化实现方法。编码和交织计算处理可以采用查表的方法,花费一定的内存空间来换取程序执行速度的提高。交织处理还可以利用公式递推计算,降低了程序复杂度和运行时间。最后经过调试、优化,结合所选芯片的特点,综合分析了程序执行速度、复杂度和内存空间占用等硬件资源方面的耗费。采用的简化实现方案完全能够满足项目上的需求。
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