一种新的TURBO码编译码器结构的研究及其在AWGN信道中的性能仿真
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摘要
TURBO码是第三代移动通信系统中使用信道编码的技术,对其编译码器的研究有着非常重要的意义。
在系统的设计过程中,根据SCCC和PCCC的不同原理,搭建了各自相应的系统模型。并采用适当的模块分割,把整体系统的设计分解成对各个子模块的研究,并给出了相应的子模块仿真。最后通过对两个系统的仿真,获得了如下的结论:通过增加交织长度,选择好的交织器,采用合适的迭代系统卷积码(RSC)编码器结构,应用好的译码算法以及增加迭代次数可以获得性能优良的TURBO码。
本论文的主要工作包括:
1.首先简单介绍了TURBO码的提出,发展状况以及其应用价值。
2.详细讨论了三类TURBO码(串行级联卷积码(SCCC),并行级联卷积码(PCCC)和混合级联卷积码(HCCC)的编码器与译码器结构,原理。
3.论述了TURBO码编译码中的关键技术。并深入讨论了译码算法。
4.在此基础上,用使用SIMULINK平台搭建了在AWGN信道下SCCC和PCCC的通信系统模型。
5.统计了大量的仿真数据,绘制出相应不同参数条件下的SCCC和PCCC的性能曲线。从而得出影响SCCC和PCCC的性能的参数条件。并验证了TURBO码中的迭代循环译码,PCCC错误平层等理论。
本设计应用MATLAB中的SIMULINK仿真工具对TURBO的性能做出了仿真,证明TURBO码具有较低误码率,具有很高的实用价值。
TURBO code is the channel coding technology of the third generation mobile communication system , the study of its encoder and decoder have a very important significance.
In the course of designing the system, Constitute respective system models according to the different principles of PCCC and SCCC using the method of appropriate module division. Simulate the sub modules in order to design the integer system and execute the simulations of the sub-modules. At last, by simulating the two systems, acquire the conclusions below: By increasing the length of interlleaving, choosing a good interle-rleaver, adopting a appropriate RSC encoder strcture, applying a outstanding decoding arithmetic and increasing the number of iteration can get a good performance TURBO code
The primary contents of this thesis are:
1. Elaborate the inventing, development status and the application value of TURBO code at first.
2. Discuss the encoder and decoder structure and principle of three types of TURBO code (Serially Concatenated Convolutional Code (SCCC), Parallel Concatenated Convolutional Code (PCCC) and Hybrid Concatenated Convolutional Code (HCCC) detailedly.
3. Dissertate the key technique in the encoding and decoding of TURBO code. Deep into discussing the decoding algorithm.
4. Ground on the discussion above, establish two communication system models with SIMULINK which validate the performance of SCCC and PCCC in AWGN channel.
5. Get a mass of statistics of the simulation and draw the performance curve of PCCC and SCCC in different parameter conditions. Consequently acquire the parameter conditions which affect the performance of PCCC and SCCC. And validate the basic theories of TURBO code such as iterative decoding and the PCCC error floor and so on.
This design simulates the performance of TURBO code with SIMU-LINK in MATLAB and proves that TURBO code have low error rate , and have the high practical application value.
在系统的设计过程中,根据SCCC和PCCC的不同原理,搭建了各自相应的系统模型。并采用适当的模块分割,把整体系统的设计分解成对各个子模块的研究,并给出了相应的子模块仿真。最后通过对两个系统的仿真,获得了如下的结论:通过增加交织长度,选择好的交织器,采用合适的迭代系统卷积码(RSC)编码器结构,应用好的译码算法以及增加迭代次数可以获得性能优良的TURBO码。
本论文的主要工作包括:
1.首先简单介绍了TURBO码的提出,发展状况以及其应用价值。
2.详细讨论了三类TURBO码(串行级联卷积码(SCCC),并行级联卷积码(PCCC)和混合级联卷积码(HCCC)的编码器与译码器结构,原理。
3.论述了TURBO码编译码中的关键技术。并深入讨论了译码算法。
4.在此基础上,用使用SIMULINK平台搭建了在AWGN信道下SCCC和PCCC的通信系统模型。
5.统计了大量的仿真数据,绘制出相应不同参数条件下的SCCC和PCCC的性能曲线。从而得出影响SCCC和PCCC的性能的参数条件。并验证了TURBO码中的迭代循环译码,PCCC错误平层等理论。
本设计应用MATLAB中的SIMULINK仿真工具对TURBO的性能做出了仿真,证明TURBO码具有较低误码率,具有很高的实用价值。
TURBO code is the channel coding technology of the third generation mobile communication system , the study of its encoder and decoder have a very important significance.
In the course of designing the system, Constitute respective system models according to the different principles of PCCC and SCCC using the method of appropriate module division. Simulate the sub modules in order to design the integer system and execute the simulations of the sub-modules. At last, by simulating the two systems, acquire the conclusions below: By increasing the length of interlleaving, choosing a good interle-rleaver, adopting a appropriate RSC encoder strcture, applying a outstanding decoding arithmetic and increasing the number of iteration can get a good performance TURBO code
The primary contents of this thesis are:
1. Elaborate the inventing, development status and the application value of TURBO code at first.
2. Discuss the encoder and decoder structure and principle of three types of TURBO code (Serially Concatenated Convolutional Code (SCCC), Parallel Concatenated Convolutional Code (PCCC) and Hybrid Concatenated Convolutional Code (HCCC) detailedly.
3. Dissertate the key technique in the encoding and decoding of TURBO code. Deep into discussing the decoding algorithm.
4. Ground on the discussion above, establish two communication system models with SIMULINK which validate the performance of SCCC and PCCC in AWGN channel.
5. Get a mass of statistics of the simulation and draw the performance curve of PCCC and SCCC in different parameter conditions. Consequently acquire the parameter conditions which affect the performance of PCCC and SCCC. And validate the basic theories of TURBO code such as iterative decoding and the PCCC error floor and so on.
This design simulates the performance of TURBO code with SIMU-LINK in MATLAB and proves that TURBO code have low error rate , and have the high practical application value.
引文
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[4]周炯磐,庞沁华,续大我,吴伟陵 通信原理(下)北京邮电大学出版社 2002P55-P60
[5]刘东华 TURBO码原理与应用技术 电子工业出版社 2003 P33-P70
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[8]周炯磐,庞沁华,续大我,吴伟陵 通信原理(上)北京邮电大学出版社 2002P230-P250
[9]杨大成 CDMA2001x移动通信系统.北京:机械工业出版社 2003 P107-P120
[10]李建新,刘乃安,刘继平等 现代通信系统分析与仿真—MATLAB通信工具箱 西安电子科技大学出版社 2000
[11]孙屹 Matlab通信仿真开发手册 国防工业出版社 2005
[12]张志涌 精通Matlab6.5 北京航天航空出版社 2004
[13]张志涌,徐彦琴等 MATLAB教程 北京航空航天出版社 2003
[14]刘小同,万国春,陈岚 基于3G TS 25212的Turbo码交织器的研究 江西科学06期 2005
[15]Jeff Bemer,Kenneth Andrews Deep Space Network Turbo Decoder Implementation.IEEE 2001.02,1149-1157
[16]陈朝,陈芳,周峰。一种基于MATLAB的Turbo码编码仿真实现 信息与电子工程03期 2005 179-181.
[17]EUNA CHOI,JIWON JUNG,NAESOO KIM,et al.A Simplified Decoding Algorithm Using Symbol Transformation for Turbo Pragmatic TreUis —Coded Modulation.ETRI Journal,2005,27(2):223-226.
[18]Sanjay Sharma,Sanjay Attri,R.C.Chauhan A Simplified and Efficient Implementation of FPGA-Based Turbo Decoder.IEEE 8/03/2003 IEEE 207-213
[19]王玉静,张淑娥,孙军英。交织器的研究和在Turbo码中的应用 现代电子技术 2003年07期 2003
[20]刘瑜,朱光喜。Turbo码技术的发展 信息通信 2006年01期 2006
[21]周贤伟,赵欣,王丽娜 使用SIMULINK构建Turbo码仿真系统 微计算机信息2006年15期 2006
[22]冯镔,刘文予,朱光喜等。AWGN信道下Turbo码误比特率模型 计算机科学2006年04期 2006
[23]马飞 基于AWGN信道的Turbo码与SCCC的性能仿真与分析 微计算机信息2006年13期 2006
[24]You Xiaohu,Jiang Zhucheng.Turbo Code Simulation in W-CDMA System 东南大学学报(英文版)2000年02期 2000
[25]王新梅,马啸,白宝明.随机交织器的设计与实现 通信学报 2000年06期2000
[26]邹永忠,李道本Turbo码及其在无线通信中的应用 无线电工程 2003年12期 2003
[27]周金喜,孙季丰.Turbo码实用的Log-MAP译码算法研究 广西师范大学学报(自然科学版)2005年01期 2005
[28]蔡梦凡,姚冬苹,谈振辉.Turbo码SOVA算法的研究与仿真 系统仿真学报2004年12期 2004
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[30]宋文妙,张淑娥.Turbo码中的交织器的设计 华北电力大学学报 2003年01期 2003
[31]雷菁,刘东华,黎新.串行级联卷积码的设计与分析 中国民航飞行学院学报 2006年06期 2006
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[33]裴文端,罗伟雄,李文铎.SOVA译码算法与性能 无线电工程 2003年11期2003
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