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Turbo码在COFDM中的应用研究

王强  
【摘要】: Turbo码以其优异的纠错性能吸引了通信与信息学术界的广泛关注。本文针对无线信道的编码数据传输,研究了Turbo码在编码正交频分复用(COFDM)中的应用问题。提出了采用Turbo码的COFDM系统,它是将Turbo码与正交频分复用(OFDM)调制技术、差分编码技术相结合,称为差分Turbo-OFDM(DT-OFDM)。 本文首先研究了Turbo码的迭代译码算法和交织器设计方法。在修正BCJR算法的基础上,提出了一种改进的MAX-LOG-MAP译码算法。该算法采用蝶形与树形运算,结构简单明了,易于实现。在对Turbo码性能限分析的基础上,指出优化码字的距离谱是优化交织器设计的准则,并提出了扩散度的概念。在总结了一些常用交织方式的基础上,提出了一种新的交织方式——优选扩散交织,它具有良好的扩散度和随机性,增大了码字的距离谱。仿真研究了采用优选扩散交织与改进的MAX-LOG-MAP译码算法的Turbo码在加性白高斯噪声(AWGN)信道以及平衰落信道上的性能。 在Turbo码应用于COFDM方面,文中提出了DT-OFDM系统及DT-OFDM信号的差分软检测方法。通过比较相邻DT-OFDM信号各子载波上的幅值与相位差,获得所传输数据的可信度信息,可作为Turbo码迭代译码的软输入。在系统实现方面,分析了输入数据的定点量化对改进的MAX-LOG-MAP译码算法的影响,结果表明输入数据采用5比特量化时,量化误差对译码结果的影响已很小。在此基础上给出了一个DT-OFDM解调器的实现,其核心为基于定点数字信号处理器的Turbo码译码器,与其它一些采用DSP实现的Turbo码译码器相比,该译码器具有更高的译码速率。


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