LTE系统中Turbo编码的研究与DSP实现

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<div class="articlecontent" jquery1320059368349="23">       通过对常用Turbo编码原理的研究分析，提出了一种简单有效的Turbo编码实现方案，该方案已经在TMS320C64× DSP中实现。将Turbo编码程序在CCS3.3中运行，验证了方案的可行性、高效性。该方案已应用于LTE-TDD无线综合测试仪表的开发中。
       信道编码是消除或降低信息传输错误概率的有效手段之一。根据Shannon有噪信道编码定理，在信道传输速率R不超过信道容量C的前提下，只有在码组长度无限的码集合中随机地选择编码码字并且在接收端采用最大似然译码算法时，才能使误码率接近为零。Turbo编码[1]巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起，获得了接近Shannon理论极限的译码性能。
    Turbo码又称并行级联卷积码PCCC(Parallel Concatenated Convolutional Code)，它将卷积码和随机交织器结合，实现了随机编码的思想，在实现随机编码思想的同时，通过交织器实现了由短码构造长码的方法。Turbo码由分量码经由交织器级联而成。分量码和交织器设计的好坏是决定Turbo码性能的关键因素。Turbo码的提出，不仅提供了一个性能优越的编码方法，还更新了编码理论研究中的一些概念和方法。由于Turbo码具有接近Shannon理论极限的性能[2]，尤其是低信噪比下的优异性能，使Turbo码成为第三代移动通信高质量、高速率信道中的首选编码方法。
1 LTE系统中的Turbo编码
         LTE作为准4 G技术，以正交频分复用OFDM和多输入多输出MIMO技术为基础，下行采用正交频分多址（OFDM）技术，上行采用单载波频分多址（SC-FDMA）技术，在20 MHz频谱带宽下能够提供下行100 Mb/s与上行50 Mb/s的峰值速率。
        在LTE系统中，Turbo编码主要应用于上行共享信道、下行共享信道、寻呼信道和多播信道的信道编码[3]处理。由MAC层传来的数据和控制信息比特流经过添加CRC以及码块分割后进入编码单元，编码完成后进行速率匹配[3-4]。
0。为了让编码器从0状态开始且编码之后回到0状态，编码后的输出比特数为D=K+4，最后的4个比特被称为栅格停止尾比特。Turbo编码器结构如图1 所示。