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在宽带无线通信技术中,Turbo码的出现是过去20年在信道编码方面最令人激动的事情之一,被看作是信道编码理论发展史上的一个里程碑。它巧妙地将交织器与递归系统卷积码结合起来,并采用软输入/软输出解码方式,在高斯信道下,Turbo码方案能达到接近Shannon极限的性能,由于其优异的性能使得它己成为第三代移动通信信道差错控制编码方案。
根据对Turbo码性能的研究可知,Turbo码在低信噪比条件下具有非常优异的性能,因此非常适合作为恶劣信道环境下的信道编码方案。但是当信噪比比较低时由于信道估计误差增大会使信号同步变得异常困难,尤其在低速编码时存在严重的载波相位偏移。因此同步技术对于Turbo系统就显的格外重要。本文主要探讨了Turbo系统的同步技术,重点介绍Turbo系统中的载波相位偏移的同步技术。
本文首先回顾了信道编码学科发展历史,介绍了Turbo码的研究现状及基本特性,指出了研究Turbo码系统同步技术的必要性和重要性。分析了Turbo码编译码结构和基本原理,比较了常用Turbo译码算法的性能和复杂度。
接着,详细介绍了Turbo码系统的同步技术,首先介绍基于最大似然准则的信号参数估计方法。然后在分析Turbo迭代译码输出软信息的统计量与符号定时偏移和载波相位偏移的关系基础上,介绍了利用Turbo迭代译码思想实现符号定时估计和载波相位估计的方法。重点分析与探讨了Turbo码系统载波相位恢复的同步技术。
最后,在研究Turbo码系统载波相位恢复的同步技术的基础上,重点介绍了联合Turbo译码和载波相偏恢复的方法,分析并仿真在AWGN信道中分别采用BPSK和GMSK调制下利用联合Turbo译码和载波相偏恢复的方法,仿真结果表明采用该方法能够取得非常好的载波相位恢复:并在此基础上提出了一种在瑞利衰落信道下的Turbo系统载波相位恢复方法,该方法使用PSAM(pilot symbol assisted modulation)调制引入导频符号,并采用开销较小的查表算法,对瑞利衰落信道进行估计与补偿,使得联合Turbo译码和载波相偏恢复的方法不仅在白噪声信道而且在瑞利衰落信道下仍能取得较好的载波相位恢复,从而有效保持系统的可靠性。