WiMAX系统中CTC编译码器算法分析与方案设计.pdf

摘要摘要纠错编码是无线通信系统中非常重要的一个子系统,该模块的性能会极大影响到整个通信系统的性能。作为全球微波接入互通(WiMAX,World wide Interoperability forMicrowave Access)标准的信道编码方案之一,卷积Turbo码(CTC,Convolutional Turbo Code)是将多个卷积码以并行级联的方式结合组成的一种纠错编码方式,具有码字灵活,帧长和码率变化范围大的优点。CTC具有近似伪随机长码的特性,能够提供非常接近Shannon限的通信能力,并且又有很强的抗衰落和抗干扰能力,使得CTC即使在恶劣的通信环境中也能提供可靠性能。 CTC如此优异的性能吸引了来自全球各地研究人员的高度关注。深入研究了CTC编译码算法及其在W㈣系统中的应用。结合传统Turbo 码的编码原理系统介绍了IEEE ,并分析了该 CTC编码器结构对于传统Turb0码的改进。系统分析了在两个分量译码器之间进行迭代译码的CTC译码原理。在讨论 Viterbi算法和SOVA基础上,详细分析了MAP算法,Log—MAP算法以及Max. Log-MAP算法等CTC分量译码算法的数学原理和算法流程。从译码性能和运算复杂度两个方面对各分量译码算法进行评估对比。综合这两方面因素后,选择 Enhanced 。对CTC译码流程进行改进和优化。结合IEEE ,,来解决连续迭代译码之间前后向递归初始化的问题。。根据所选择的分量译码算法以及对译码流程进行的改进和优化,设计了基于 MATLAB的符合IEEE 。并且通过优化算法结构,改善算法流程以及分析系统中关键参数的设置,设计能够用于实际系统模块实现的CTC编译码器最佳解决方案。通过 AWGN信道下系统仿真显示,设计的CTC编译码器具有良好的性能。在信道信噪比为3如时,8次迭代的CTC译码器可达到比特误码率为10。的译码性能。关键词:WiMAX,卷积Turbo码,迭代译码,Enhanced ,递归反馈算法 ABSTRACT AB STRACT As a crucial sub—system munication system,error-correcting codes impact markedly on theoverallperformance munication aS an optional channel coding technology inWorld wide Interoperability forMicrowave Access(WiMAX)standard,the Convolutional Turbo Code(CTC),which concatenates severalconvolutional constituent encoders inparallel,has many advantages such嬲 flexiblecodeword,large range fordatablock sizes,varying coding rates and a resultofthecharacteristicsapproximating those ofthepseudorandom code,CTC isable toprovideperformance very near toShannon thesame time,CTC haS a strong ability tofightthechannelfadingand various interferingeffect,which makes it capable toperform satisfactorily even invery munication environment. Such superbperformance attractsenormous interestfromresearchers allOVer theworld. Implementation ofCTC codec inWiMAX system has been conductedandpresented. Combined with claSsic turbocode,CTC encoder in IEEE