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LTE信道纠错码原理与实现

作　者: 连立杰
导　师: 林家儒
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 长期演进信道纠错编码 Reed-Muller码咬尾卷积码 Turbo码
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

2004年,第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)开始了通用移动通信系统技术(UMTS)的长期演进(Long Term Evolution, LTE)项目。信道纠错编码技术是LTE系统物理层的关键技术之一。在广播信道和控制信道这些较低速率的信道上主要采用咬尾卷积码,在数据信道上主要采用Turbo码,信道控制信息的纠错传输主要采用Reed-Muller (RM)码。本文研究了以上三种编码以及数据信道的混合自动重传(Hybrid Automatic Repeat Request, HARQ)技术,通过仿真对三种码的编译码算法进行了分析,并给出了部分模块基于picoChip的硬件实现。在编码方面,本文分别分析了LTE系统中三种码的编码方案。在译码方面,对于RM码,本文结合TD-SCDMA系统的RM码编码表找出了LTE系统编码表的规律,并引入了快速哈达马变换(Fast Hadamard Transform, FHT)来缩小RM码的译码时延,给出了译码的方案。对于咬尾卷积码,本文介绍了目前主流的三种译码算法：循环Viterbi算法、环绕Viterbi算法和双向Viterbi算法。对于Turbo码,本文通过仿真分析了影响Turbo译码性能的几个因素,论述了Turbo码的四种译码算法,对其中的Log-MAP算法和Max-Log-MAP算法的译码性能进行了分析仿真比较。此外,本文还讨论了LTE系统中的HARQ方案和冗余版本的定义,并通过仿真分析了Chase合并和IR合并的性能。本文在多核DSP的平台上给出了RM译码、Turbo译码和HARQ模块的硬件实现方案,设计实现的模块已经通过了LTE系统物理层的系统测试,对于LTE系统的实现具备一定的参考意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-13
  1.1 LTE概述  9-10
  1.2 信道纠错码的研究现状  10-11
  1.3 本文的主要工作和内容安排  11-13
第二章信道纠错码基础  13-23
  2.1 数字通信系统简介  13-14
  2.2 信道编码原理  14-21
    2.2.1 分组码  14
    2.2.2 卷积码  14-18
    2.2.3 HARQ技术  18-21
  2.3 本章小结  21-23
第三章 LTE中信道纠错码原理  23-48
  3.1 REED-MULLER码  23-30
    3.1.1 LTE中的RM码编码方案  23-27
    3.1.2 快速哈达马变换  27-28
    3.1.3 RM码译码  28-29
    3.1.4 性能分析  29-30
  3.2 咬尾卷积码  30-36
    3.2.1 LTE中的咬尾卷积码编码方案  30-31
    3.2.2 VITERBI译码原理  31-32
    3.2.3 咬尾卷积码译码  32-36
  3.3 TURBO码  36-43
    3.3.1 LTE中的TURBO码编码方案  36-38
    3.3.2 TURBO码内交织器  38-39
    3.3.3 TURBO码的译码算法  39-41
    3.3.4 性能分析  41-43
  3.4 HARQ  43-47
    3.4.1 LTE中的HARQ方案  43-44
    3.4.2 冗余版本(RV)定义  44
    3.4.3 性能仿真  44-47
  3.5 本章小结  47-48
第四章 LTE中信道纠错码实现  48-65
  4.1 PICOCHIP多核DSP平台介绍  48-50
  4.2 RM译码的实现  50-53
  4.3 TURBO译码器的实现  53-60
  4.4 HARQ的实现  60-64
  4.5 系统测试结果及分析  64
  4.6 本章小结  64-65
结束语  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-69
在读期间发表论文  69

LTE信道纠错码原理与实现

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