Turbo碼的Max-Log-MAP算法研究.pdf

1、Turbo碼最先在1993年被發(fā)現(xiàn)。由于其接近Shannon極限的解碼性能，Turbo碼曾一度成為信道編碼領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。經(jīng)過科學(xué)研究者十多年的不懈努力，Turbo碼優(yōu)異性能背后的理論解釋也漸漸浮出水面。隨著理論基礎(chǔ)的日益完善，Turbo碼開始進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。現(xiàn)在，它已經(jīng)被使用在諸如CDMA2000，WCDMA，3GPP等諸多的當(dāng)代通信協(xié)議中。 一般而言，硬件實(shí)現(xiàn)Turbo碼的難點(diǎn)在于尋找硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度與對應(yīng)解碼性能之間的平衡

2、。本文主要討論Max-Log-MAP算法下的Turbo解碼器的算法復(fù)雜度的減低。加法運(yùn)算阿拉，乘法運(yùn)算，加之所有Max-Log-MAP算法使用到的定點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成了一個(gè)交換max-sum半環(huán)。由于交換率適用于半環(huán)，本論文利用這一性質(zhì)，不僅使得硬件實(shí)現(xiàn)Max-Log-MAP時(shí)的復(fù)雜度大大降低，同時(shí)也避免了傳統(tǒng)算法中的向右移位(shift)運(yùn)算。使用(21，37，4096)Turbo碼性能仿真表明：由于避免了移位運(yùn)算，數(shù)據(jù)量化以后的精度比特在幾

3、乎不影響最終性能的前提下，可以從3位減少到2位。這樣的話使用Max-Log-MAP算法的Turbo解碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間可以進(jìn)一步降低。 本論文第1章為緒論，介紹Turbo碼的性能以及研究現(xiàn)狀。 第2章回顧了Turbo碼編解碼器結(jié)構(gòu)以及幾種常用的解碼算法。由于Max-Log-MAP算法的某些特有性質(zhì)，對應(yīng)的簡化的Turbo碼解碼器結(jié)構(gòu)以及已有的算法簡化方法在第3章給出。 作為預(yù)備知識(shí)，本文第4章介紹了定點(diǎn)量化以及ma

4、x-sum半環(huán)的基本概念。第5章推導(dǎo)如何在Max-Log-MAP構(gòu)成的max-sum半環(huán)上使用分配率以降低計(jì)算復(fù)雜度和減少臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。應(yīng)用上述的簡化算法在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的仿真在第6章給出。 對于基于Max-Log-MAP算法的Turbo解碼器的實(shí)現(xiàn)，本文具有一定的指導(dǎo)意義。第5章推導(dǎo)出結(jié)論：由于使用了分配率，基于Max-Log-MAP算法的Turbo解碼器的計(jì)算復(fù)雜度的降低是相當(dāng)可觀的。同時(shí)程序仿真的結(jié)果也驗(yàn)證了在幾乎不影響