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Turbo码及ovcdm技术的应用与研究

Turbo码及OvCDM技术的应用与研究

作者：官鑫山东大学

学位级别：硕士

在信道编码的发展进程中,编码研究人员一直致力于追寻性能尽可能的接近Shannon极限,且译码复杂度较低的信道编码方案。1993年Berrou等提出了Turbo码,这种码在接近香农极限的低信噪比下仍能够获得较低的误码率,它的出现在编码界引起了广... 详细信息

在信道编码的发展进程中,编码研究人员一直致力于追寻性能尽可能的接近Shannon极限,且译码复杂度较低的信道编码方案。1993年Berrou等提出了Turbo码,这种码在接近香农极限的低信噪比下仍能够获得较低的误码率,它的出现在编码界引起了广泛的关注,并成为编码研究领域最新的发展方向之一。在下一代移动通信系统的开发中,Turbo码被普遍认为是高速数据通信的纠错编码方式,目前已经被802.16、LTE、WCDMA和CDMA2000等多个国际标准采用作为其信道编码方案。频谱效率是未来移动通信设计中最重要的指标之一,传统的方法是用高阶调制来提高频谱效率,同时结合信道编码改善比特错误性能。重叠码分复用是一种能够同时提高频谱效率和改善比特错误性能的新技术,这项技术的关键是重叠:符号之间的重叠复用可以提高频谱效率,而这种重叠形成的符号之间的约束关系则提供了较大的性能增益。本文首先围绕Turbo码的编译码原理,阐述了涉及到的基础知识;其次,介绍了信道编码的原理以及Turbo码的构造原理;随后探讨了Turbo码内交织器类型及设计方法;再次,以LTE中规定的Turbo码结构,通过软件仿真得到了其性能结果。本文还研究了ovcdm技术的基础和编译码原理并提出了两种针对ovcdm的译码改进算法并通过软件仿真实现了该改进译码算法,得到了译码性能结果。

关键词：信道编码 Turbo码 ovcdm 交织 SISO 迭代译码球形译码

High spectrum efficiency channel encoding method

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The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications 2009年第3期16卷 30-32,44页

作者： YANG Chun-ping LI Dao-ben School of Electrical and Electronic Engineering North China Electric Power University Beijing 102208 China School of Information Engineering Beijing University of Posts and Telecommunications Beijing 100876 China

A novel high spectrum efficiency channel encoding method called overlapped code division multiplexing （ovcdm） is presented. It is a convolutional encoding method with code rate greater than 1. Compared with traditional coded modulation （CM） technologies, ovcdm emphasizes the constrain relation between encoded codes. It is actually a blind modulation. The simulation results in the additive white Gaussian noise （AWGN） channel indicate that ovcdm can significantly improve spectrum efficiency of mobile communications systems. Meanwhile, the proposed ovcdm can ensure high decoding performance.

关键词： spectrum efficiency convolutional encoding code rate AWGN ovcdm

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统计检测算法在重叠移位编码中的应用

统计检测算法在重叠移位编码中的应用

作者：公培祝北京邮电大学

学位级别：硕士

随着移动通信系统对数据传输速率以及质量的要求越来越高,现有的通信技术基本上都无法满足未来移动通信的数据传输要求。当下的数据传输都受到奈奎斯特准则的禁锢,采用的检测译码方式都是基于符号检测的方式,同时将符号之间的重叠看成... 详细信息

随着移动通信系统对数据传输速率以及质量的要求越来越高,现有的通信技术基本上都无法满足未来移动通信的数据传输要求。当下的数据传输都受到奈奎斯特准则的禁锢,采用的检测译码方式都是基于符号检测的方式,同时将符号之间的重叠看成是一种破坏因素,因而导致数据传输速率无法提高,本文采用的是基于序列检测译码的方式,提高了数据传输的频谱效率与误码性能。同时由于现有的检测译码方式主要是最小欧氏距离检测译码方式,这种检测译码方式有其局限性,因为它的译码信道条件必须是AWGN信道,同时发送符号必须是等概率的,本文采用了一种新的检测译码方式——统计检测译码方式。在论文中采用LS码及LA时频码尝试性验证了统计检测译码算法的性能。后续工作则建立在满足多用户并行传输同时单用户传输速率相比于仅有一个用户传输时速率不发生降低的设计目标之上,采用ovcdm编码作为预编码,采用正交重复编码保证多用户并行传输。后面则采用Pure-OVTDM与Shift-OVTDM的串行级联结构来确保上述设计目标的实施,并发展了Pure-OVTDM与递归形式Shift-OVTDM的串行级联结构,以及Pure-OVTDM与递归形式Shift-OVTDM串行级联的Turbo结构。

关键词：奈奎斯特准则统计检测 ovcdm Pure-OVTDM Shift-OVTDM

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独立信源下的重叠复用技术研究

独立信源下的重叠复用技术研究

作者：赵玉杰北京邮电大学

学位级别：硕士

众所周知,对于通信系统而言,有效性和可靠性是我们所不断追求的两个重要指标,为了提高通信系统的有效性,我们可以采用复用多址技术,对于通信系统的可靠性,我们可以采用较可靠的信号检测译码算法。李道本提出的重叠复用思想,对现有的通... 详细信息

众所周知,对于通信系统而言,有效性和可靠性是我们所不断追求的两个重要指标,为了提高通信系统的有效性,我们可以采用复用多址技术,对于通信系统的可靠性,我们可以采用较可靠的信号检测译码算法。李道本提出的重叠复用思想,对现有的通信技术可以说是改革性的创新,重叠复用技术不仅有着较高的谱效率,同时在可靠性方面也是比较理想的。本论文主要是在前人的基础上对重叠移位思想的OVTDM和ovcdm技术以及应用做了进一步的研究。本文第一章主要介绍近几十年来移动通信系统的快速发展历程,以及目前的差错概率译码准则的发展历程。然后是本论文的内容安排。第二章内容主要介绍了李道本教授所提出的重叠复用思想的基本原理,以及OVTDM的基本原理,在此基础上介绍了OVTDM的功率谱密度和信道容量。然后对重叠复用技术在码域上的实现技术ovcdm做了详细的介绍,并对不同编码矩阵下的ovcdm的性能做了仿真比较,同时对级联结构的ovcdm方案做了初步的仿真。第三章内容主要介绍在ovcdm的基础上将编码域扩展到(+1,-1)有限域上,并设计了乘积结构的ovcdm (P-ovcdm)方案,对于P-ovcdm译码算法,我们分别设计了添加已知导频的译码算法,单方向的译码算法,双方向的译码算法,最大测度的译码算法,从仿真结果可以看出,各个算法之间均有其优劣势,并且这四种算法也只是基本的算法,对于其后续的算法设计可能还有较长的路要走。第四章内容首先介绍了Turbo码的基本原理,编码和译码方案,然后介绍了在OVTDM技术的基础上,设计的高频谱效率下的纯重叠时分复用技术P-OVTDM (Pure Overlapped Time Division Multiplexing)和移位的重叠时分复用技术S-OVTDM (Shift Overlapped Time Division Multiplexing)方案。与谱效率相同的调制技术相比,该系统的性能要优于前者,同时该系统又可以达到普通的调制技术所无法达到的高频谱效率,例如谱效率可以高达24比特／符号。另外本论文还借鉴了Turbo码的思想,设计了互相交织的Turbo结构的P-OVTDM和S-OVTDM系统。论文的第五章是对本论文所研究内容的一个总结以及对未来的展望。

关键词：重叠复用 OVTDM ovcdm P-ovcdm S-OVTDM P-OVTDM