开题报告 - 图文

河南理工大学本科毕业设计（论文）开题报告

题目名称 学生姓名 刘勇 专业班级 通信0803班 学号 310809020319 一、 选题的目的和意义： Turbo码的提出改变了人们构造好码的传统观念，同时Turbo码迭代的思想也为解决不同通信领域的问题提供了新的思路。因此，Turbo码作为编码界的重大突破，其研究意义是不言而喻的。目前，在国外许多大学和研究机构都在进行Turbo码的研究。美国JPL实验室、纽约州立大学、瑞典的Chalmer大学、Lund大学以及澳大利亚的南澳大利亚大学等都在Turbo码研究领域取得了一系列的成果。此外，在ICC等许多通信和电子类的国际会议上，Turbo码都被作为一个独立的专题来讨论。Turbo码的研究已经得到了广泛重视。另外，Turbo码在实际系统中的成功应用也是促使Turbo码研究深入进行的一个重要因素。 目前，Turbo码已经在深空通信、(移动)卫星通信以及多媒体通信等领域得到了广泛应用。Turbo编译码器的硬件产品也已经问世。但对于Turbo码来说，在地面无线通信系统中的应用研究最富有挑战性。无线信道是功率受限(便携式用户终端的能量供给有限)和带宽受限的(用户对业务需求的不断增加使得带宽资源匾乏)，同时衰落、阴影和多径效应使得无线信道异常复杂；而且系统的实时性要求也比较高，这些因素都使Turbo码的应用受到严重挑战。更重要的一点是，第三代移动通信系统IMT-2000已经将Turbo码作为其传输高速数据的信道编码标准。因此，开展Turbo码关键技术及Turbo原理的应用研究，具有理论和实践两方面的意义。

二、 国内外研究综述： 1993年，在国际通信会议上法国学者C.Berrou等人首次提出了Turbo码。Turbo译码算法的特点是利用两个子译码器之间信息的往复迭代递归调用，加强后验概率对数似然比，从而提高判决可靠性，这种算法也被称为最大后验概率（MAP）算法。在加性高斯白噪声的环境下，采用编码效率R=1/2，交织长度为65536的Turbo码，经过18次迭代译码后，在Eb/No=0.7dB时，其误码率已低于10的-5次方，与香农极限只相差0.7dB。 Turbo码以其优异的性能引起各国研究学者的强烈关注，称为研究的热点课题。在第3代移动通信系统的建议中，无论WCDMA还是CDMA2000，都已将Turbo码作为高速率，高质量数据传输中信道编码方案的标准。虽然至今Turbo码在数学上的机理还没有定论，但是Turbo码的优越性能及其迭代译码算法的思想，很大程度上已经被人们所理解。 Turbo码在提出伊始，就受到各国学者和科学家的重视。从1997年开始国际上每隔三年便举办一次Turbo码及其相关主题的会议，提出了当时最新的理论与技术研究成果。国内外很多大学、研究所、大型通信公司都对Turbo码进行了大量的研究。国防科技大学、西安电子科技大学很多专家的成果都在此领域走在前列。 在Turbo码的原理方面。C.Berrou等人给出了Turbo码的基本组成，即由递归循环卷积码与随机交织器组成；由于缺乏详细的理论阐述与证明，很多科学家对其原理做了研究与推导。Hagenauer、Ryan等人相继对迭代译码的原理做了阐述;很多人偏向于从低密度校验码(LDPC)的角度分析Turbo码，将其看作一种特殊的低密度校验码，这也导致了人们重新重视低密度校验码的热潮。但是迄今为止，对于Turbo码机理的研究人们还没有形成一个满意的结论。 在Turbo码的性能分析方面。低信噪比时，通常采用计算机仿真的手段来对Turbo码性能进行评估；而在高信噪比时，一般使用联合界技术计算Turbo码的性能上界。有人提出从距离谱的角度对Turbo码进行分析，认为Turbo码的码字距离应该越大越好。人们也尝试从应用数学的角度对Turbo码的性能进行分析，也取得了一定的效果。 在Turbo码的编码译码方面。利用强约束短码构造伪随机长码是Turbo码编码的核心思想，这样可以最大限度地接近香农极限。由于在Turbo码中使用最大似然译码难度较大，目前技术还不能达到，主要采用软判决迭代译码方法。多年前Bahl、Cocke、Jelinek、Raviv就共同提出了前向后向最大后验概率译码算法(MAP )，随着Turbo码的出现，这种译码算法才得到重视；传统的维特比算法(Viterbi )经过修正，形成了维特比算法的软输出算法((SOVA)。后来Turbo码的译码主要形成了以MAP算法、SOVA算法为代表的两大类译码方法。通过对MAP算法的改进，形成了对数域上的Log-MAP

算法，Max-Log-MAP算法等方法。为了减小译码延时，有人提出了利用滑动窗的SW-MAP译码算法。很多人对低复杂性、低延时的译码算法进行了探求，有关译码算法改进的论文时有发表。 在Turbo码的交织器设计方面。Turbo码之所以取得如此优异的性能，交织器的应用是一个重要因素。但是由于交织器的使用，使Turbo码的性能分析更加困难，因此设计高性能、低复杂性的交织器也是一个重要课题。目前广泛应用的交织器有分组交织器与随机交织器两大类。一般来讲，随机交织器具有更好的性能;通过交织器的设计规则对随机交织器进行改进是交织器设计的一个重要思路。分组交织器的优点则是易于分析，很多人都偏向于寻求分组交织器的变体。在规则交织器中，常用的有螺旋交织器、卷积交织器、黄金分割交织器等;在随机类交织器中S-随机交织器也是一种广泛使用性能较优的交织器。 三、 毕业设计（论文）所用的主要技术与方法： 四、 主要参考文献与资料获得情况： 1. 攀昌信，曹丽娜 《通信原理》2006 2.刘东华 《Turbo 码原理与应用技术》2004 五、 毕业设计（论文）进度安排（按周说明）

六、 指导教师审批意见： 指导教师： （签名） 年 月 日

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