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Turbo乘积码技术及其在B3G移动通信系统中的应用

何业军  
【摘要】:随着B3G(Beyond Third Generation)移动通信系统高速率业务需求的不断增加,前向纠错码和信号处理技术已越来越受到人们的广泛关注。本文着重研究迭代的Turbo 类前向纠错码的一个子类——Turbo 乘积码(TPC,Turbo Product Code)及其在B3G 移动通信系统中的应用问题。B3G 移动通信系统中的主要技术是正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术、采用多个发射天线和多个接收天线的多输入多输出(MIMO,Multiple-Input Multiple-Output)技术以及这两种技术的相互结合。 本文首先研究了Turbo 乘积码的编译码原理,提出了Turbo 乘积码的并行迭代译码原理框图。Turbo 乘积码从编码的角度看属于乘积码,从译码的角度看是Turbo 码的一种延伸。Turbo 乘积码是多维的分组码,由两个、三个或多个分组码构成。本文比较了乘积码的发展过程中曾经诞生过的几种硬判决和软判决译码算法,在实现复杂度和纠错性能上都不同。但Turbo 乘积码采用迭代的软输入软输出(SISO,Soft-Input Soft-Output)译码方式,本文还对一种新近出现的Turbo 乘积码的并行迭代译码器与传统的串行迭代译码器进行了比较。Turbo 乘积码码率构造灵活,实现复杂度低,在10-5比特错误率(BER,Bit Error Rate)下不具有错误平层。因此,它是未来宽带移动通信系统中一种先进的前向纠错(FEC,Forward Error Correction)信道编码方式。 本文接着从系统误比特率的角度研究了Turbo 乘积码在B3G 移动通信系统中的应用。所有应用中都假定是理想信道估计,且严格同步。 本文第一个方面的应用研究是Turbo 乘积码与空时分组码(STBC,Space-Time Block Code)的结合。为了加深对无线通信系统整体的认识,本文分析了无线信道小尺度传播模型。这些分析对构造移动通信系统有重要作用。平坦Rayleigh 衰落信道是从信道的频率选择性以及包络统计特性两方面的结合产生的一种小尺度(Small-scale)衰落信道类型,也是移动通信研究者广泛采用的一种最简单的信道类型,它是单径的,由此可以组合成频率选择性Rayleigh 衰落信道,如本文中采用的IMT-2000 信道就属


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