ofdm系統(tǒng)中turbo編碼混合arq技術(shù)的研究和實(shí)現(xiàn)-文庫吧在線文庫
【正文】 研究重點(diǎn) ? Turbo碼的原理、仿真和設(shè)計(jì) – Matlab建模仿真 – 矩陣推導(dǎo) MAP算法 – 短幀 Turbo碼的設(shè)計(jì)方法 ? Turbo編碼混合自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求方案 – 現(xiàn)有方案的分析比較 – 提出新穎的“分而治之 Turbo編碼 HARQ”方案 ? 系統(tǒng)模塊的 DSP實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化 – 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的快速實(shí)現(xiàn) – MaxLogMAP算法的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化 4 Bell Joint Lab OFDM—— 抗多徑衰落的尖兵 ? 頻譜劃分成窄的平坦衰落子信道 ? 串并變換后，每個(gè)子信道上的符號(hào)速率下降，可以很好的對(duì)抗時(shí)延擴(kuò)展 ? 把頻率和時(shí)間選擇性衰落的影響隨機(jī)化，有利于糾錯(cuò)碼工作 一個(gè)頻率選擇性信道 → 多個(gè)非頻率選擇性信道 5 Bell Joint Lab OFDM的 Matlab實(shí)現(xiàn) 6 Bell Joint Lab Turbo碼的原理、仿真和設(shè)計(jì) 7 Bell Joint Lab Turbo碼 —— 接近 Shannon限的好碼 ? 編碼器由兩個(gè)遞歸系統(tǒng)卷積碼通過交織器級(jí)聯(lián)的方式結(jié)合而成，以較小的編譯碼復(fù)雜度，生成碼重分布優(yōu)良的長碼 ? 譯碼器采用迭代的方式，兩個(gè)分量譯碼器互相幫助，充分利用碼子的約束信息 ? 在短約束長度、長分組以及 10到 20次迭代的情況下， Turbo碼在誤碼率（ BER） 10e5處距離 Shannon限 8 Bell Joint Lab Turbo編碼器 D DD Di n t e r l e a v e rkukx1 ky2kyku 3 ky 1 ky2y189。( ) ( 39。) ( 39。 39。( ) m a x ( ( 39。) ( 39。一般的對(duì)于語音系統(tǒng)，幀長為 200比特左右，對(duì)于視頻系統(tǒng)，幀長為 1000比特左右。在本系統(tǒng)中，我們使用MaxLogMAP算法， 6比特量化。 45 Bell Joint Lab Turbo碼 HARQ I型 ? 我們用 ARQ I型廣義的表示發(fā)送端在重發(fā)數(shù)據(jù)分組時(shí)，不生成新的碼子，與傳統(tǒng)定義不同的是，接收端不一定丟棄首發(fā)分組，完全可以利用首發(fā)的信息，增加系統(tǒng)的通過率。 49 Bell Joint Lab Turbo碼 HARQ II型 Turbo碼分而治之 HARQ ? 基本思想是：假設(shè)系統(tǒng)是 1/2碼率的 Turbo碼，我們的編譯碼硬件設(shè)計(jì)也是按照基本的 1/2碼率的 Turbo碼來設(shè)計(jì)，當(dāng)發(fā)送端被要求重發(fā)時(shí)，我們可以把信息序列分成奇數(shù)位和偶數(shù)位兩類，奇數(shù)位的信息比特保持不變，但是偶數(shù)位的信息比特用已知的“ 01”序列代替，然后經(jīng)過編碼器生成碼子，實(shí)際上，新生成的碼子的有效信息比特只有原來的一半，同時(shí)，碼率也下降了一半，這也就意味著碼子有著更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，在接收端，譯碼器首先對(duì)重發(fā)分組進(jìn)行譯碼，運(yùn)用相應(yīng)的先驗(yàn)信息，得到關(guān)于信息序列奇數(shù)位比特的可靠信息，然后把這些信息反饋到第一個(gè)分組的譯碼器，通過奇數(shù)位比特的可靠信息來獲得的正確譯碼。 ? 3次總線讀， 2次異或， 1次加法， 1次移位和 1次寄存器賦值 60 Bell Joint Lab CRC算法在 BLACKFIN DSP上的優(yōu)化 四字節(jié)序列算法 1. 為形如 [Da 0 0 0]的四字節(jié)和 [Db 0 0]的三字節(jié)構(gòu)造余數(shù)表。) m a x ( ( ) ( 39。, ) ( ) )kkk k k km m uk k km m uL u Y A m B M m m B mA m B M m m B m?? ? ? ??? ? ? ?? ? ?? ? ?63 Bell Joint Lab MaxLogMAP在 BLACKFIN DSP上實(shí)現(xiàn) ? 支路度量的計(jì)算用 Add on Sign指令完成。 – 第六，流水線沖突。 – 第二，總線 32位寬，一次可以讀取或保存兩個(gè) 16位操作數(shù)。, ) 1( | ) m a x ( ( 39。 61 Bell Joint Lab CRC算法優(yōu)化結(jié)果 ? 四字節(jié)算法相比三字節(jié)算法，平均對(duì)每個(gè)字節(jié)的操作少了 ，1次異或，但是多了一次寄存器數(shù)據(jù)搬移 ? 測(cè)試表明：效率提高33% 62 Bell Joint Lab MaxLogMAP算法 簡化前向遞推 139。與 II型類似的是系統(tǒng)不能充分利用硬件資源，編譯碼器的結(jié)構(gòu)和控制相對(duì)復(fù)雜。 47 Bell Joint Lab Turbo碼 HARQ II型 ? 我們用 ARQ II型表示發(fā)送端在重發(fā)數(shù)據(jù)分組時(shí)，生成新的校驗(yàn)信息，即所謂的增量冗余信息，但是新的分組沒有自解碼性質(zhì)。 42 Bell Joint Lab Turbo碼混合 ARQ系統(tǒng) 43 Bell Joint Lab s o u r c e C R C T u r b o E n c T x B u f f e rs i n k C R C T u r b o D e c R x B u f f e rF e e d b a c k C H C h a n n e lA R Q C o n t r o lA R Q C o n t r o lTurbo編碼混合 ARQ系統(tǒng) 44 Bell Joint Lab 傳統(tǒng) HARQ分類 ? Type I HARQ：數(shù)據(jù)被加以 CRC并用 FEC編碼，重傳時(shí)，錯(cuò)誤分組被丟棄，重傳分組與前一次相同。所有的交織器都可以通過查表的方式完成。在本系統(tǒng)中，我們選擇 PCCC結(jié)構(gòu)。, ) )k k kmB m B m m m? ? ? ?支路度量計(jì)算 11( 39。) ( 39。, )kmm?? ?k m?? ?km?( | )k
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