跳频系统中Turbo码译码器的FPGA实现

给出了跳频系统中Turbo码译码器的FPGA(field programmable gate array)实现方案.译码器采用了Max-Log-Map译码算法和模块化的设计方法,可以对不同帧长的Turbo码进行译码.在Xilinx公司的FPGA芯片xc3s2000-4fg676上实现了帧长可变的Turbo译码器.在帧长为1 024 bit、迭代5次条件下,该译码器时延为0.812 ms,数据吞吐量为1.261 Mbit/s.分别在高斯白噪声和部分频带噪声干扰两种信道环境中测试该Turbo码译码器的误码率性能,在部分频带噪声干扰中使用了AGC(自动增益控制),结果表明,AGC有效提高了译码器在部分频带噪声干扰下的性能.     

栅格终止方案对Turbo码性能的影响

针对码速率为1/3、编码存储级数为m的Turbo码,研究了3种栅格终止方案:传统的单归零栅格终止方案,作者提出的前m尾交织双归零栅格终止方案和第三代移动通信系统(3GPP)推荐采用的无尾交织双归零栅格终止方案.Turbo码的译码采用软输出维特比算法(SOVA).从译码原理出发,对3种栅格终止方案的设计、译码性能及编码效率进行了分析和比较,并通过仿真给出了分别采用3种栅格终止方案的Tur bo码的误码率曲线.仿真结果表明,前m尾交织双归零栅格终止方案具有最低的误码率底限.     

栅格终止方案地Turbo码性能的影响

针对码速率为1/3、编码存储级数为m的Turbo码,研究了3种栅格终止方案：传统的单归零栅格终止方案,作者提出的前m尾交织双归零栅格终止方案和第三代移动通信系统（3GPP）推荐采用的无尾交织双归零栅格终止方案。Turbo码的译码采用软输出维特比算法（SOVA）,从译码原理出发,对3种栅格终止方案的设计、译码性能及编码效率进行了分析和比较,并通过仿真给出了分别采用3种栅格终止方案的Turbo码的误码率曲线,仿真结果表明,前m尾交织双归零栅格终止方案具有最低的误码率底限。     

Turbo码的组合译码算法

针对Log-MAP,MAX-Log-MAP和SOVA这三种常用的Turbo码译码算法的计算复杂度与译码性能之间的矛盾,提出了一种Turbo码组合译码算法。通过把Log-MAP和SOVA这两个译码算法在译码过程中进行配比组合,能在少量降低译码性能的同时,有效降低译码复杂度,降低整个系统的译码延时,适用于对实时性要求较高的通信系统。     

基于Max-Log-MAP算法的Turbo码的硬件设计与实现

Turbo码的应用使得信道编码技术发生了革命性的变化，其译码性能距离Shannon极限只有0．7dB．因而被广泛用于功率受限的无线信道。针对3GPP TS25．212协议给出的WCDMA系统中的Turbo编码器结构．提出了一种硬件实现方法，用Verilog HDL语言描述了译码器各功能模块，并在active HDL中实现了编译和仿真。     

光PPM通信的Turbo编解码及性能研究

介绍了Turbo码编码/解码概念,在对Turbo码译码器的结构及译码算法分析的基础上,以256时隙的PPM为例来对Turbo码的译码算法进行了推导,对没有采用纠错编码和采用了1/3码率Turbo码的光PPM系统的误码率(BER)进行仿真后的性能曲线比较,证明采用Turbo码的PPM系统性能远远优于未加纠错编码时的系统性能,Turbo码PPM系统的性能得到明显改善.     

一种改进的Turbo码译码算法及其FPGA实现

为有效降低Turbo码在硬件实现时的译码复杂度并减少其存储资源消耗,将现有Turbo码译码算法中Log-MAP算法和Max-Log-MAP算法进行融合改进,提出一种适于并行计算的改进Max-Log-MAP算法,即在译码计算中间参数的过程中,只将具有多个输入变量的max*(·)运算简化为取最大值的max运算,而对具有2个输入变量的max*(·)运算进行精确计算. 仿真结果表明,改进Max-Log-MAP算法的复杂度可以接近Max-Log-MAP算法,而性能接近Log-MAP算法. 将采用新算法的Turbo码编译码器在现场可编程门阵列(FPGA)上实现,并应用于低轨卫星通信系统(LED)中的,能在保证Turbo编译码优异性能的同时,获得较低复杂度和较低资源消耗,有利于减小卫星手持通信终端的体积,降低功耗.      

光PPM通信的Turbo编解码及性能研究

介绍了Turbo码编码／解码概念,在对Turbo码译码器的结构及译码算法分析的基础上,以256时隙的PPM为例来对Turbo码的译码算法进行了推导,对没有采用纠错编码和采用了1／3码率Turbo码的光PPM系统的误码率(BER)进行仿真后的性能曲线比较,证明采用Turbo码的PPM系统性能远远优于未加纠错编码时的系统性能,Turbo码PPM系统的性能得到明显改善。     

软输出维特比译码器结构优化

分析Turbo Code的软输出维特比（SOVA）译码器的结构优化方法,首先简介了SOVA译码原理,然后从两方面讨论SOVA算法的硬件实现的优化问题：一是讨论硬件结构的比特级优化结构,提高译码速度;二是在算法级将代数环的理论引入到算法的分析中,将实数环上的非线性运算转换成另一个歪上的线性运算,从而简化译码器结构,提高译码速度。     

准循环LDPC码快速编译码算法及DSP实现

为了降低准循环低密度奇偶校验QC-LDPC(quasi-cyclic low-density parity-check)码编译码算法的复杂度,研究了QC-LDPC码的构造方法.介绍了一种由校验矩阵构造系统生成矩阵的简化方法,该方法可以在很大程度上降低编码复杂度,实现线性编码.基于上述校验矩阵结构,译码提出了Turbo串行消息传递的最小和译码算法(TMS算法).在保持性能基本不变的情况下,改善消息传递的收敛特性,同时降低译码复杂度.基于定点DSP结构,设计了一种高效LDPC码编译码器.仿真结果表明,该算法以较低的复杂度实现了QC-LDPC码的快速编译码.     

基于AWGN多次迭代的Turbo码与卷积码性能比较

分析了卷积码及由其发展出的Turbo码的编码原理,给出了这2种编码方法的结构特征和最大后验概率(MAP)的译码算法;分别对卷积码和Turbo码进行仿真,得到在码长1024尽可能多的迭代次数情况下的Turbo码误码率(BER)曲线和采用维特比译码方法的卷积码误码率曲线.通过比较2种编码方法的仿真结果验证了Turbo码编码和译码系统的性能比传统的卷积码系统性能优异的结论,提出并描述了尽可能多次迭代的Turbo码对卷积码在性能上的具体优势.     

基于Turbo码的差分级联译码算法

在一个未经信道编码的M-PSK／DPSK数字通信系统中，M—DPSK信号非相干解调比M-PSK信号相干解调要损失3dB的信噪比，该情况同样出现在采用卷积信道编码的系统中．为了提高差分调制系统的性能，从级联编码的角度分析卷积编码、M-DPSK调制系统，采用Turbo算法实现对级联编码信号的接收．仿真结果显示，Turbo算法得到了比SOVA算法多3．5dB的增益．在小BER情况下，M-DPSK信号Turbo接收的性能好于M-PSK信号SISO译码．这种Turbo迭代思想也适用于具有类似级联编码结构系统的译码．     

关于Turbo码可实现解码方法的研究

Turbo码解码算法包括SOVA（soft output viterbi algorithm),MAP(max a posterior),以及LOGMAP算法,其中LOGMAP算兼有高性能和低计算复杂度的优点。为了降低解码复杂度,对LOGMAP算法进行了模拟优化;为进一步减少解码时间,在解码过程中引入了滑动窗技术。并对整个Turbo码解码过程进行量化模拟,得出了优化结果。     

Turbo Decoding中BCJR算法的应用及改进

并行级连卷积码（Ｔｕｒｂｏ Ｃｏｄｅｓ）是近年来在编码理论上的一个重大突破,其性能与信道容量极限的差距可小于１ｄＢ,有着极其广阔的应用前景,而其独特的迭代译码方法更成了编码界和通信界讨论的热点。讨论了Ｔｕｒｂｏ Ｃｏｄｅｓ的编译码原理及ＢＣＪＲ算法,比较了ＳＯＶＡ,Ｍ－ＢＣＪＲ及Ｔ－ＢＪＣＲ等几种简化译码算法的性能,并对后两者的工程应用进行了探讨。     

基于SOVA译码算法的Turbo码在TMS320C54X上的实现

Turbo码是迄今为止性能最为优异的一种信道编码方式,是IMT2000信道编码的推荐标准。本文采用（7,5）递归系统卷积码,最小距离伪随机交织,软输出维持比译码算法在TMS320C54X上实现了Turbo码,并对所实现的Turbo码在不同信道,不同信噪比情况下的性能指标进行了模拟测试比较。     

SOVA解码的有效中止判据

Turbo解码的迭代解码的循环次数越多，误码性能就越能得到改善。但是SOVA解码的循环次数有一个限度，超过这一限度，改善程度有限，只会增加计算量和解码迟滞。为了减少不必要的计算量和解码迟滞，需要更有效率的迭代解码中止判据。提出为了SOVA（Soft out put Viterbi algorithm）解码的高效率的迭代解码中止判据，通过模拟，比较、分析了其性能。     

基于Turbo编译码方案的BPSK系统性能研究

在介绍Turbo码编、译码原理的基础上，建立一个典型BPSK通信系统模型。将Turbo码与其它编码方式分别运用于该系统模型，通过Matlab仿真，研究、分析了系统在不同编译码方式下的误比特性能。仿真结果表明，Turbo编译码方案在差错控制和纠错方面性能明显优于目前广泛应用的卷积码及其它线性分组码。在误比特率达到10^-5时。Turbo码的编码增益比其它编码方式高出1．5dB以上。