基于DVB-T的Turbo码解码仿真与实现

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DVB-T(数字视频地面广播)是欧洲的地面传输标准,由于地面无线通信信道的干扰和衰落,信道编译码的性能直接影响整个系统的优劣。因此,寻找到一种好的编码方案成为目前研究的重点。Turbo码作为一种新型的信道编码方案,其纠错性能逼近Shannon极限,从它产生开始,就成为信息与编码理论的研究焦点。本文主要对Turbo进行了研究和实现,对译码中涉及到的译码算法,交织器设计进行研究,将Turbo码运用到DVB-T中,并在DSP中进行了实现。详细的研究内容和特色如下:首先,论文简述了Turbo码编码理论,在深入研究了BCJR、MAP、Log-MAP、SOVA等通用译码算法的基础之上,经研究,译码算法、迭代次数、码元的冗余度、交织深度等都是影响Turbo码的重要因子。因此,本课题从如何提高编译码性能以及减少复杂度的角度出发,推导出了一种折线逼近算法和泰勒展开法,这也是论文的改进措施。仿真结果显示,二阶逼近算法与Log-MAP算法性能十分接近,它进一步降低了译码的复杂度,提高了编译码的效率,并且易于在硬件上实现。然后,讨论了交织器在Turbo编码中的地位,常用的几类交织器的设计。通过对它们各自特点的详细分析,总结出了Turbo码中交织器设计的准则。最终在研究了S随机交织器的局限性之后,对它作了改进。从仿真结果来看,在交织深度较大时,新型随机方案的生成时间和复杂度都要优于一般的S随机交织器。接着,介绍了DVB-T系统接收端的整体实现机制和基本原理。然后针对16QAM调制系统,推导了相应的软信息获取算法。本文尝试用纠错性能优异的Turbo码去替换原系统中的内码编码来达到改善DVB-T纠错机制的目的。结果,改进系统的纠错性能有明显的提高。最后,研究了TI公司的TMS320C6416芯片中的TCP模块,利用该模块完成了Turbo码编译码。根据性能和实现的复杂度综合考虑后,本文也运用CCS软件完成了Turbo码译码模块的DSP设计,并进行验证。结果表明Turbo码具有良好的性能,并且能稳定地工作。通过对比发现,芯片自带的TCP的性能更加优越,但是通过CCS设计的Turbo更加灵活方便,能应用到多种场合。
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