B3G系统中高速Turbo编译码系统的研究与实现
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B3G系统中高速Turbo编译码系统的研究与实现
随着个人通信技术发展和用户对移动通信系统高速率业务的不断增加,人们越来越关注于下一代无线通信系统(Beyond 3G,B3G)的研究,信道编译码技术成为B3G系统中研究的一个重点。在1993年的国际通信会议(ICC’93)上,C.Berrou教授等人提出了Turbo码方案。
该Turbo编译码模块已经成功应用于B3G-TDD上行链路系统,实际的无线链路测试表明,基于FPGA实现的Turbo编译码模块具有较好的误码性能和较小的译码时延,满足B3G系统的要求,具有一定的参考价值。
Turbo码巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起,实现了随机编码的思想,并且采用软输入软输出(SISO)迭代译码来逼近最大似然译码,仿真表明在一定的参数条件下,Turbo码可以达到距Shannon极限仅差0.7dB的优异性能,成为编码理论界的重大进展。在第三代移动通信系统中,Turbo码已经成为非实时数据的编译码方案。
对于B3G系统而言,传输速率远远高于第三代移动通信,达到杂度高、吞吐率低等缺点,这也是实现100Mbps编译码的难点。
为了保证B3G系统100Mbps吞吐率的要求,必须使用多个并行的译码单元。本文通过对Turbo编译码算法的研究,在经典的Log-MAP译码算法的基础上提出了适合于FPGA实现的简化算法;并在简化算法的基础上通过合理划分译码单元模块,大大节省了实现所需要的硬件资源;为了保证系统100Mbps的传输,在FPGA实现中采用了资源换取速率的思想,并行实现了100Mbps吞吐率的Turbo编译码。
随着个人通信技术发展和用户对移动通信系统高速率业务的不断增加,人们越来越关注于下一代无线通信系统(Beyond 3G,B3G)的研究,信道编译码技术成为B3G系统中研究的一个重点。在1993年的国际通信会议(ICC’93)上,C.Berrou教授等人提出了Turbo码方案。
该Turbo编译码模块已经成功应用于B3G-TDD上行链路系统,实际的无线链路测试表明,基于FPGA实现的Turbo编译码模块具有较好的误码性能和较小的译码时延,满足B3G系统的要求,具有一定的参考价值。
Turbo码巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起,实现了随机编码的思想,并且采用软输入软输出(SISO)迭代译码来逼近最大似然译码,仿真表明在一定的参数条件下,Turbo码可以达到距Shannon极限仅差0.7dB的优异性能,成为编码理论界的重大进展。在第三代移动通信系统中,Turbo码已经成为非实时数据的编译码方案。
对于B3G系统而言,传输速率远远高于第三代移动通信,达到杂度高、吞吐率低等缺点,这也是实现100Mbps编译码的难点。
为了保证B3G系统100Mbps吞吐率的要求,必须使用多个并行的译码单元。本文通过对Turbo编译码算法的研究,在经典的Log-MAP译码算法的基础上提出了适合于FPGA实现的简化算法;并在简化算法的基础上通过合理划分译码单元模块,大大节省了实现所需要的硬件资源;为了保证系统100Mbps的传输,在FPGA实现中采用了资源换取速率的思想,并行实现了100Mbps吞吐率的Turbo编译码。