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２００７，４３（３）１引言Ｔｕｒｂｏ码由于具有出色的纠错性能，在各种通信系统中获得了应用，如移动通信、个人通信、深空通信、卫星通信等。
Ｔｕｒｂｏ码在移动通信中的应用尤其令人关注，第三代移动通信系统（３Ｇ）各无线传输技术方案的信道编码中均选用了Ｔｕｒｂｏ编码技术。
本文将以３ＧＰＰ提出的Ｔｕｒｂｏ编码方案［１］来展开。
传统的Ｔｕｒｂｏ译码采用迭代思想，分别对两个ＲＳＣ码进行最优译码，以迭代的方式使两者分享共同的信息，并利用反馈环路来改善译码器的译码性能。
与ＭＡＰ算法相比较，Ｌｏｇ－ＭＡＰ算法［２］把乘法运算转换成对数域的加法运算，可以减少运算复杂度，更利于实际实现。
尽管如此，进一步简化Ｌｏｇ－ＭＡＰ算法量和降低Ｌｏｇ－ＭＡＰ对存储空间的要求对算法的具体实现具有重要意义。
传统的Ｌｏｇ－ＭＡＰ算法通过式（１）计算出对数似然比ＬＬＲ：Ｌ（ｂｋ）＝ｍａｘ（ｓ′，ｓ）ｂｋ＝１＊（δｋ－１（ｓ′）＋"ｋ（ｓ′，ｓ）＋εｋ（ｓ））－ｍａｘ（ｓ′，ｓ）ｂｋ＝０＊（δｋ－１（ｓ′）＋"ｋ（ｓ′，ｓ）＋εｋ（ｓ））（１）其中ｍａｘ＊（ｘ，ｙ）＝ｌｎ（ｅｘ＋ｅｙ）＝ｍａｘ（ｘ，ｙ）＋ｌｎ（１＋ｅｘｐ｛－｜ｙ－ｘ｜｝）＝ｍａｘ（ｘ，ｙ）＋ｆｃ（｜ｙ－ｘ｜），δｋ（ｓ）＝ｌｎ｜&ｋ（ｓ）｜，"ｋ（ｓ′，ｓ）＝ｌｎ｜’ｋ（ｓ′，ｓ）｜，εｋ（ｓ）＝ｌｎ｜(ｋ（ｓ）｜，&ｋ（ｓ）、(ｋ（ｓ）和)ｋ（ｓ′，ｓ）分别为ＭＡＰ算法中的前向递推、后向递推和分支转移概率。
２改进的ＳＷ－Ｌｏｇ－ＭＡＰ算法本文将对传统的Ｌｏｇ－ＭＡＰ译码算法进行了改进，在保证译码性能的前提下，大大降低其运算复杂度和存储空间［３－５］。
２．１算法的改进（１）计算ＬＬＲ需要反复调用前向递归&和后向递归(，因此对&和(进行简化；（２）计算&、(和ＬＬＲ均需要分支度量)，而)中相同的常数在计算软输出时最终被抵消，利用这一规律对)进行简化，能有效地减少运算量；（３）针对译码器ＤＥＣ２进行简化，省掉了ＤＥＣ２的系统输入的交织操作，并对其引起的其他影响进行修正；（４）Ｌｏｇ－ＭＡＸ算法中的ｍａｘ＊（・）分成两部分，其中ｍａｘ（・）很容易实现，因此主要困难在于函数ｆｃ（ｘ），它是一个单调递减的非线性函数。
Turbo码编译码方法研究与实现Turbo码，又称并行级联卷积码（PCCC），是由C.Berrou等在1993年ICC 会议上提出的。
当时的模拟结果表明，如果采用大小为65535的随机交织器，并且进行18次迭代，则在E<sub>b</sub>/N<sub>o</sub>≥0.7dB时，码率为1/2的Turbo码在AWGN信道上的误比特率（BER）≤10<sup>-5</sup>，达到了近Shannon限的性能。
尽管目前对Turbo码算法性能还缺乏有效的理论解释，但Turbo码已经被看作自1982年TCM技术问世以来信道编码理论上一项伟大的技术成就，而且它重要的编译码思想正引起众多学者的关注和兴趣。
本文对Turbo码的研究工作主要集中在以下几个方面：对Turbo码的编译码方法进行研究。
Turbo码是建立在一种特殊的系统卷积码的基础上的，它以两个RSC码作为它的分量码，因此分量码的选取对Turbo码的性能有重要的影响。
本文主要使用了16状态的（37，21）原始码型和8状态的（15，13）码型。
Turbo码的译码算法主要有MAP算法和SOVA算法两大类，本文重点研究了前者。
研究了几种在MAP算法基础上的改进算法。
由于MAP算法存在巨大的计算量和时延，为了克服MAP算法的缺点，研究了MAP算法的对数域内的简化算法Log-MAP算法以及滑动窗MAP算法。
为了避免短帧情况下trellis的结束带来的译码性能的降低，本文把一种新颖的MAP译码结构应用到Log-MAP中并进行了计算机模拟，模拟结果表明短帧情况下这种新结构的译码方法在性能方面略有改进。
交织器对于Turbo码的性能有重大的影响，文中给出了Turbo码交织器的设计原则，对几种常用的Turbo码交织器的原理和实现方法进行了研究，进行了计算机模拟并对其性能进行了分析比较。
其它诸如trellis结尾问题、删余矩阵的设计、TCM调制等方面，本文给出了初步介绍，详细可查阅文献。
Turbo 码在3G 通信中的应用1. Turbo 码的研究现状对于Turbo 码的研究最初集中于对其译码算法、性能界和独特编码结构的研究上，经过十多年来的发展历程，已经取得了很大的成果，在各方面也都走向使用阶段。
Turbo 码由于很好地应用了香农信道编码定理中的随机性编译码条件而获得了接近香农理论极限的译码性能。
它不仅在信噪比较低的高噪声环境下性能优越，而且具有很强的抗衰落、抗干扰能力。
目前，Turbo 码的研究主要集中在以下几个方面：(1)编译码技术。
编码方面主要包括对并行级联编码与串行级联编码的分析，以及对混合级联方式的研究；译码方面主要包括迭代译码、译码算法（最大后验概率算法MAP 、修正的MAP 算法Max-Log-MAP 、软输出Viterbi 算法SOVA 等）的研究。
(2)Turbo 码的设计和分析。
主要包括交织器的设计、码的级联方式、译码算法、Turbo 码的性能分析等。
在性能分析中，主要对码重分布及距离谱进行分析，但由于没有相应的理论支持，这种分析只能是近似的，且仅局限于短码长、小码重的情况。
(3) Turbo 码在直扩(CDMA) 系统中的研究及应用。
Turbo 码不仅在信道信噪比很低的高噪声环境下性能优越，而且还具有很强的抗衰落、抗干扰能力，因此它在信道条件差的移动通信系统中有很大的应用潜力，在3G 系统(IMT-2000)中己经将Turbo 码作为其传输高速数据的信道编码标准。
3G 系统(IMT-2000)的特点是多媒体和智能化，要能提供多元传输速率、高性能、高质量的服务，支持大数据量的多媒体业务。
由于无线信道传输媒质的不稳定性及噪声的不确定性，一般的纠错码很难达到较高要求的译码性能(一般要求比特误码率小于e)，而Turbo 码优异的译码性能，可以纠正高速率数据传输时发生的误码。
另外，由于在直扩(CDMA) 系统中采用Turbo 码技术可以进一步提高系统的容量，所以有关Turbo 码在直扩(CDMA) 系统中的应用，也就受到了各国学者的重视。
LTE系统中Turbo编码的研究与DSP实现摘要：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。
关键词：长期演进；Turbo；循环冗余编码；查表法；DSP实现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。
LTE系统高吞吐率Turbo译码器研究与实现的开题
报告
为了满足现代通信技术对高速数据传输的需求，LTE系统采用了Turbo译码器来提高系统的吞吐率。
Turbo译码器是一种采用迭代解码算法的译码器，在数据传输中起到了重要的作用。
本文的研究重点是基于LTE系统的高吞吐率Turbo译码器，旨在研究Turbo译码器的原理和算法，并通过软硬件实现来验证其性能。
首先，本文将综述Turbo译码器的基本原理和算法，包括Turbo编
码和Turbo译码两个部分。
Turbo编码是一种充分利用信道特性的码型，能够克服信道干扰和噪声的影响，提高系统吞吐率。
Turbo译码是一种迭代解码算法，能够对比普通译码算法更好的克服信道干扰和噪声的影响。
接着，本文将介绍Turbo译码器在LTE系统中的应用和相关性能指标。
接下来，本文将详细介绍实现高吞吐率Turbo译码器的软硬件系统
结构和相关技术方案。
这包括硬件模块的设计和实现、编码译码算法的
设计和优化等。
在硬件方面，首先设计多个并行的处理器，用于加速Turbo译码的计算。
在软件方面，将针对Turbo译码器的算法进行优化和改进，进一步提高编码译码系统的性能。
最后，为了验证系统的性能，
本文将设计并实现一组实验来进行测试和分析，以验证系统实际效果。
本文的研究意义是：深入研究Turbo编码和Turbo译码算法的原理
和特点，加深对LTE系统中Turbo译码器应用的理解；探索一种能够提
高Turbo译码效率的实现方式，以期提高整个LTE系统的性能。
Turbo码迭代译码方法的改进及性能仿真分析的开题报告一、选题背景与意义随着通信技术的快速发展，可靠的数据传输成为了现代通信的基础，而编码技术在数据传输过程中起到了非常重要的作用。
通信中最常见的编码方式是纠错编码，其中最具代表性的是卷积码和Turbo码。
Turbo码是一种误码率性能非常卓越的编码方式，是1993年由Berrou等人提出的，经过多年的发展，已成为现代通信中的重要编码方式。
Turbo码利用迭代译码的方法，通过多次反复迭代来逐步改进码字的译码性能，因此Turbo码的解调精度比传统卷积码高出很多。
Turbo码的迭代译码方法有很大的改进空间，可以通过一些方法来提高其译码性能，同时还可以通过性能仿真来评估这些方法的效果，并找出最佳的优化方案。
因此，本文将探讨Turbo码迭代译码方法的改进及性能仿真分析。
二、研究内容和思路本文将从以下几个方面对Turbo码迭代译码方法进行改进和优化：1. 码内交织（Interleaving）：采用不同的交织方式来优化Turbo码的译码性能。
2. 偏置因子（Bias Factor）：优化偏置因子的设置，提高译码准确度。
3. 迭代次数和停止准则：通过合理的迭代次数和停止准则来优化Turbo码的译码性能。
在以上基础上，通过性能仿真来评估所提出的改进方法的正确性和有效性，并找出最佳的优化方案。
三、预期成果本文预期达到以下几个方面的成果：1. 研究并提出Turbo码迭代译码方法的改进和优化方案。
2. 在Matlab等仿真工具中实现所提出的改进方案，进行性能仿真，并通过仿真结果来证明改进方案的有效性。
3. 分析不同参数对Turbo码译码性能的影响，并提出优化方案。
四、研究难点和挑战1. 码内交织和偏置因子的设置：选择合适的交织方式和优化偏置因子的设置对Turbo码的译码性能有着很大的影响，需要进行充分的实验和分析。
2. 迭代次数和停止准则的确定：为了得到最优的Turbo码译码性能，需要寻找最合适的迭代次数和停止准则，这需要进行大量的实验和分析。
分组Turbo码的译码性能分析及DSP优化张守柱;李青;崔慧娟;唐昆【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2012(038)002【摘要】Based on the classic decoding algorithm of Block TurboCode(BTC), the relationship between decoding parameters and decoding complexity, and the impact of different parameters on performance, are analyzed. Taking a kind of (15, 1 l)x(13, 9) BTC for example, the software implementation scheme on C55 series Digital Signal Processor(DSP) is presented considering the compromise between performance and complexity. The optimization is done through different levels such as fix-point processing, compiler options, high-level language and assembly language. Computational complexity has 89% reduction after optimization.%基于分组Turbo码的经典译码算法,分析译码参数与译码复杂度的关系及其对译码性能的影响,以一种(15,11)x(13,9)分组Turbo码为例,在权衡复杂度与性能的前提下,给出其在C55系列数字信号处理器(DSP)上的软件实现方案,并从定点化、编译选项、高级语言与汇编语言多个层面对译码算法进行优化,使译码运算量较未优化时降低89％.【总页数】3页(P116-118)【作者】张守柱;李青;崔慧娟;唐昆【作者单位】清华大学电子工程系,北京100084;清华大学电子工程系,北京100084;清华大学电子工程系,北京100084;清华大学电子工程系,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TN911.22【相关文献】1.Turbo-空时分组码系统信道编译码方法 [J], 何亮;杨胜天;仇佩亮2.自适应量化测试序列数的分组Turbo码译码算法 [J], 刘星成;王康3.分组相关快衰落信道下Turbo码译码算法研究 [J], 姚如贵;王永生;徐娟4.基于自适应估计SNR的分组Turbo码译码算法 [J], 刘星成;王康;黄志军5.分组乘积Turbo码动态迭代译码算法分析与优化 [J], 杜月林;陆婷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于DSP的TURBO编译码器的设计与实现
陈冬冬;杜兴民
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2007(000)04Z
【摘要】基于Log_MAP算法,提出了一种TURBO码DSP实现方案。
利用内联函数、循环展开,软件流水线技术对算法进行了优化,在TMS320C6416芯片上实现了36Mbps的编码速率及1.6Mbps译码速率（5次迭代）。
该方案可以灵活设置码率、帧长、迭代次数等关键参数,适用于不同要求的高速通信系统。
【总页数】3页(P197-199)
【作者】陈冬冬;杜兴民
【作者单位】空军工程大学工程学院,陕西西安710038
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.4
【相关文献】
1.帧长可配置Turbo码编译码器的设计与实现 [J], 赵旦峰;朱铁林;刘渊
2.基于DSP的通用语音编译码器设计与实现 [J], 董少杰;聂伟;张永杰
3.基于DSP的TURBO编译码器的设计与实现 [J], 陈冬冬;杜兴民
4.面积优先的CCSDS Turbo码编译码器的设计与实现 [J], 应晖;于海勋;张永学
5.基于DSP的Reed-Solomon编译码器的设计与实现 [J], 李志勇;徐韦峰;周汀;丁晓兵;王涛
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3G系统中Turbo译码改进及DSP实现
Turbo 码是近年来通信系统纠错编码领域的重大突破，他以其接近Shannon 限的优越性能博得众多学者的青睐。
在第三代移动通信系统中，Turbo 码在各种标准中被普遍作为高速数据业务的信道编码方式，如何实现高性能的Turbo 码译码器，成为第三代移动通信系统开发中接收机基带处理部分的重点
和难点之一。
Turbo 译码器中的分量译码器的实现算法有SOVA 算法，Max- Log-Map 算法和Log-Map 算法，其中SOVA 算法复杂度最低，性能最差；
Log-Map 算法性能最佳，复杂度最大，本文采用基于Max-Log-Map 的优化译
码算法，对状态量度归一化计算和滑动窗算法等关键技术进行优化，在满足性
能要求的情况下，大大降低算法复杂度。
1 Turbo 编码器.译码器及算法
Turbo 编码器采用3GPP 的编码方案，由约束长度K 为4，码率为1／2 的RSC 编码器通过1 个交织器并行级联而成，为提高性能对2 个译码器分别附加3 个尾比特使译码器的最终状态为全0。
译码器采用反馈迭代结构，每级译码模块除了交织器，解交织器外主要
包括两个级联的分量译码器；一个分量译码器的输出的软判决信息经过处理成
为外信息输入另一个分量译码器，形成迭代译码，在迭代一定级数后硬判决输出。
编码网格表贯穿整个译码过程，任意时刻k～k+1 的RSC 网格结构如图3 所示，图中编码器输入的0～7 状态可以由二进制表示。
下面介绍Max-Log-Map 算法。
