LTE标准下如何进行Turbo码的研究及FPGA实现

　　信息传输的可靠性和有效性一直是通信系统中研究的热点问题，而信道编码技术则是很好解决这一矛盾的有效技术之一。由C.Berrou 等人于1993 年首次提出的Turbo 码，以其接近香农极限的良好性能，不仅在低信噪比下高噪声中表现出优越的性能，而且具有强大的抗干扰、抗衰落能力等优点，使其在通信领域得到了广泛的应用。因而，对Turbo 码的研究具有十分重要的实用价值。本文主要对LTE 标准下的Turbo 码进行了研究及FPGA 实现。

　　本文介绍了LTE 标准下Turbo 码的理论研究和性能分析，并FPGA 实现。首先，介绍了编码器的结构和译码算法：MAP，LOG_MAP 和MAX_LOG_MAP，接着在考虑译码速度、硬件实现复杂度及资源消耗的前提下，对复杂度较低，性能优异，基于Radix-4 的MAX_LOG_MAP 算法进行了详细推导，并得到了MATLAB下不同影响因素的译码性能曲线。其次，对接收数据量化，定点数据表示，内交织器，MAX_LOG_MAP 中的关键运算单元等模块进行了深入研究和设计。最后，在ISE 13.3 环境下，对FPGA 实现的Turbo 码进行了功能测试，并使用Xilinx公司的Kintex-7（XC7K325T）芯片进行了性能仿真，得到了FPGA 设计的译码性能，并对硬件实现做了进一步的优化。

　　测试的结果表明，本论文实现的Turbo 码具有良好的性能，工作稳定，是可以满足LTE 系统项目的性能要求的。

　　近年来由于信息网络化和经济全球化的迅猛发展，人们对移动通信的要求也随之提高，及时可靠，不受任何限制的进行信息传输交流，想要达到高的工作效率和经济效益，这就要求手机不仅仅用来打电话，收发电子邮件，而且还要能上网、文件传输，以及提供各种各样的多媒体服务。现有的移动网络已经很难满足用户的需要，一方面要求移动业务的增长要跟上用户对业务需要的增长速度，另一方面要求我们对技术进行革新，增加系统容量来满足日益增多的移动用户。在这两种要求的驱动下，移动通信技术得以不断的发展。

　　移动通信由马可尼于1897年率先采用无线电传输消息所开启［1］。时至今日，移动通信在这100多年的历史中已经取得了很大的进步和发展，从诞生于1978年的第一代的模拟蜂窝网电网系统，到第二代全数字蜂窝网电话系统的出现，再到现在第三代个人通信系统和新一代通信系统的普及，移动通信在社会中已不可缺少。