LTE標準下如何進行Turbo碼的研究及FPGA實現(xiàn)

　　信息傳輸?shù)目煽啃院陀行砸恢笔?a target='_blank' class='arckwlink_none'>通信系統(tǒng)中研究的熱點問題，而信道編碼技術(shù)則是很好解決這一矛盾的有效技術(shù)之一。由C.Berrou 等人于1993 年首次提出的Turbo 碼，以其接近香農(nóng)極限的良好性能，不僅在低信噪比下高噪聲中表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，而且具有強大的抗干擾、抗衰落能力等優(yōu)點，使其在通信領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。因而，對Turbo 碼的研究具有十分重要的實用價值。本文主要對LTE 標準下的Turbo 碼進行了研究及FPGA 實現(xiàn)。

　　本文介紹了LTE 標準下Turbo 碼的理論研究和性能分析，并FPGA 實現(xiàn)。首先，介紹了編碼器的結(jié)構(gòu)和譯碼算法：MAP，LOG_MAP 和MAX_LOG_MAP，接著在考慮譯碼速度、硬件實現(xiàn)復(fù)雜度及資源消耗的前提下，對復(fù)雜度較低，性能優(yōu)異，基于Radix-4 的MAX_LOG_MAP 算法進行了詳細推導(dǎo)，并得到了MATLAB下不同影響因素的譯碼性能曲線。其次，對接收數(shù)據(jù)量化，定點數(shù)據(jù)表示，內(nèi)交織器，MAX_LOG_MAP 中的關(guān)鍵運算單元等模塊進行了深入研究和設(shè)計。最后，在ISE 13.3 環(huán)境下，對FPGA 實現(xiàn)的Turbo 碼進行了功能測試，并使用Xilinx公司的Kintex-7（XC7K325T）芯片進行了性能仿真，得到了FPGA 設(shè)計的譯碼性能，并對硬件實現(xiàn)做了進一步的優(yōu)化。

　　測試的結(jié)果表明，本論文實現(xiàn)的Turbo 碼具有良好的性能，工作穩(wěn)定，是可以滿足LTE 系統(tǒng)項目的性能要求的。

　　近年來由于信息網(wǎng)絡(luò)化和經(jīng)濟全球化的迅猛發(fā)展，人們對移動通信的要求也隨之提高，及時可靠，不受任何限制的進行信息傳輸交流，想要達到高的工作效率和經(jīng)濟效益，這就要求手機不僅僅用來打電話，收發(fā)電子郵件，而且還要能上網(wǎng)、文件傳輸，以及提供各種各樣的多媒體服務(wù)?，F(xiàn)有的移動網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)很難滿足用戶的需要，一方面要求移動業(yè)務(wù)的增長要跟上用戶對業(yè)務(wù)需要的增長速度，另一方面要求我們對技術(shù)進行革新，增加系統(tǒng)容量來滿足日益增多的移動用戶。在這兩種要求的驅(qū)動下，移動通信技術(shù)得以不斷的發(fā)展。

　　移動通信由馬可尼于1897年率先采用無線電傳輸消息所開啟［1］。時至今日，移動通信在這100多年的歷史中已經(jīng)取得了很大的進步和發(fā)展，從誕生于1978年的第一代的模擬蜂窩網(wǎng)電網(wǎng)系統(tǒng)，到第二代全數(shù)字蜂窩網(wǎng)電話系統(tǒng)的出現(xiàn)，再到現(xiàn)在第三代個人通信系統(tǒng)和新一代通信系統(tǒng)的普及，移動通信在社會中已不可缺少。