LTE系統(tǒng)中的信道編解碼技術(shù)研究.pdf

1、本文主要研究3GPP長期演進(jìn)（LongTermEvolution，LTE）標(biāo)準(zhǔn)中的信道編解碼技術(shù)，包括卷積碼和Turbo碼。同時還分析了另一種近香農(nóng)限的低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)碼，LDPC碼以高速并行譯碼和優(yōu)異的譯碼性能在近年里引起了廣泛關(guān)注。
　　 LTE對較短的數(shù)據(jù)如小編碼塊和廣播、控制信令的編碼，采用咬尾卷積碼。本文首先研究咬尾卷積碼已有的循環(huán)維特比算法和環(huán)繞維特比算法，分析其譯碼復(fù)雜度和譯碼性能。在此基礎(chǔ)上，提出一種

2、旨在降低譯碼時延的改進(jìn)循環(huán)維特比算法。仿真結(jié)果表明，相比已有算法，新的改進(jìn)算法可以在損失很小性能的基礎(chǔ)上，有效降低譯碼時延和譯碼復(fù)雜度。
　　 其次，本文分析討論了LTE中Turbo碼的并行譯碼算法。LTE規(guī)定的下行100Mbps的峰值譯碼速率使得Turbo碼必須采用并行譯碼算法。首先研究了LTE新采用的二次置換多項(xiàng)式交織器，隨后簡介Turbo碼的MAP譯碼算法和常用的滑窗MAP算法。以此為基礎(chǔ)，重點(diǎn)探討了5種并行譯碼算法，包括

3、有交疊、無交疊、混合、內(nèi)部滑窗和基4等并行譯碼方案。對5種并行譯碼方案的計(jì)算復(fù)雜性、存儲資源占用和譯碼性能做了詳細(xì)的對比分析，最終確定一種適合硬件實(shí)現(xiàn)的并行譯碼方案。
　　 在第四章，我們選擇內(nèi)部滑窗的并行譯碼方案作為Turbo碼的并行譯碼方案，采用VerilogHDL語言描述實(shí)現(xiàn)，最后在Xilinx的Virtex5平臺上驗(yàn)證通過。最終主時鐘頻率可工作在133MHz，在譯碼并行度為16、迭代次數(shù)為8、信息比特長為6144的情況下

4、，譯碼速率達(dá)到104Mbps，能夠滿足LTE標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　 最后，本文詳細(xì)對比分析了目前譯碼性能最優(yōu)異的兩種信道編碼:Turbo碼和LDPC碼。首先簡要介紹一種實(shí)用的準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼字，隨后將其與LTE中的Turbo碼做對比，包括譯碼速率、譯碼性能和編譯碼復(fù)雜度。對比的結(jié)果表明，雖然LDPC碼在譯碼速率和譯碼性能上都占有優(yōu)勢，但Turbo碼在碼率自適應(yīng)方面優(yōu)勢明顯，能很方便地與無線通信系統(tǒng)中的HARQ相結(jié)合，因此更具實(shí)用價(jià)值