基于matlab的lte系统中turbo编译码仿真【字数：10134】
摘 要自从手机的出现，使得人们之间的沟通不再局限于传统的面对面的模式。然而，通信的过程中往往会带有误码率的产生，为了降低误码率，人们研究出了Turbo码。Turbo码是由短码构造而成，却可以有着短码相同性能的长码。本文主要研究的内容是基于MATLAB软件对Turbo码进行编译。为了可以更加清晰的了解Turbo码的编码性能，本文将未编码产生的误码率与编码后的误码率进行对比，显示出Turbo优越的性能。不仅如此，还使用误码率对比了Turbo译码中的SOVA与logMAP在不同条件下的性能。对Turbo码来说，尽管处于信噪比较低的环境下，经过多次迭代译码，它仍然可以保持误码率很低的情况。所以，Turbo码的研究可以说是推动了当代通信进程的进一步发展。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景与意义 1
1.2 课题研究现状 1
1.2.1 Turbo码编码的现状 1
1.2.2 Turbo码译码的现状 2
1.2.3 Turbo码的问题 2
1.3 课题研究的内容和论文架构 2
1.3.1 研究内容 2
1.3.2 论文架构 2
第二章 设计的基本理论 4
2.1 LTE通信系统介绍 4
2.2 信道编码理论 5
2.3 Turbo码编译码 6
2.3.1 Turbo码编码的基本原理 6
2.3.2 Turbo码译码的基本原理 8
2.4 本章小结 9
第三章 方案的代码设计与实现 10
3.1 Matlab的介绍及相关软件安装 10
3.1.1 Matlab程序语言的概述 10
3.2 程序设计的主要思路 11
3.3 本章小结 12
第四章 程序的调试与分析 13
4.1 调试 13
4.2 测试结果及性能分析 13
4.3 本章小结 16
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19
附录 20
第一章 绪论
1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
.1课题研究的背景与意义
现今，随着差错技术的日益发展，差错技术已经逐渐深入到各个行业各个领域如通信、传输、存储等，成为不可缺少的部分，特别是在如今的移动通信和无线局域网中，为了提高宽带数据传输的可靠性，差错技术已经成为了十分关键的减低误码率的技术[1]。在1948年，香农提出了香农码，给通信的差错技术的发展提供了具体研究方向后，很多学者就一直在不断的在改造信道码，寻找一种可以将误码率降得很低的码。直至1993年，Turbo码被首次提出，它可以在加了高斯白噪声的环境中，通过多次的迭代译码，仍然可以将误码率降低至0.00001。由于它优异的性能，一直吸引着各地的学术研究者的目光，将它作为主要研究对象。
Turbo码的出现让信道编码的发展进入了更高级的层面，它的出现对该领域来说意义重大。首先，Turbo码为各位研究者提供了一种在高斯白噪声环境中依旧能够维持性能较好的级联编码模式与较为比较优秀的迭代译码模式；其次，研究人员设计研究信道编码的思路在它的产生的同时，也被彻底改变了，就是由最大化码字的距离最小值变成最小化低重码字数目，并且，衡量信道编码的优先码的优劣标准也随之改变，即将其与香农极限码比较;最后,多次迭代Turbo的设计想法为后面实现信号检测或者是迭代均衡提供了新的方向。
1.2课题研究现状
文章中的Turbo码，又被大多学者称之为并行级联卷积码，由于它将卷积码和随机交织码混在一起使用而得名。由于使用了卷积码与随机交织码，使得它在随机编码的时候，又可以用交织器将短码转换成长码。目前,在通信行业的各个领域中，人们一直不断的在使用Turbo码。由于它优越的性能，第三代移动通信系统IMT2000已经把Turbo码认定为一种信道编码标准[2]，主要原因是其传输性能比较好，便于使用。
1.2.1Turbo码编码的现状
自上个世纪90年代，R．Podemskiski等研究出了计算汉明距离谱(HDs)的算法，随后，Svirid也能借助使用分组码的性能来总结分析Turbo码的特性，并设计交织器，得到了误比特率(BER)的联合性边界，Perez等从距离谱的研究方向入手分析了Turbo码在低信噪比时的优异性能，并且还通过距离谱译释了Turbo码译码性能中可能会出现的误码底限现象。S．Belledetto和G．MontorSi在此加入了均匀交织器的想法，找到了Turbo码的一个误比特率的联合性能上界，并指出存在较为好的交织器。之后，他们研究了很多的RSC子码，找到了一些优性能的RSC成员码。他们所研究出来的各个理论想法为以后构造优秀的Turbo码奠定了基础。
1.2.2Turbo码译码的现状
Turbo码在译码方面的研究也有很多。在调研MAP类译码的计算方式还有SOVA类译码的计算方法时，要探讨的问题大致可以归纳为：对比两类译码计算方式的不同、衡量改善两类译码算法的简化的好坏、完善译码架构、对比译码时延的好坏、对数据进行量化并对其进行定点译码，从而产生对译码性能产生影响。
Turbo码迭代译码的概念慢慢的在更多的行业应用开来，就像迭代均衡技术、迭代和很多用户检测整合起来、迭代和高效调制技术结合起来，Turbo码迭代译码技术还能够在信道编码和有记忆调制的级联系统联系起来。Turbo码也可以在它基础上增加或者更改些东西使其变体，如MacKav提出了低密度校验码(LDPC)。
1.2.3Turbo码的问题
经过多年的研究，Turbo码仍然还有很多问题急需解决：选择哪种交织方法、对译码算法进行怎么样的改进、使用怎么样的终止技术。以上描述的问题，在现实生活Turbo码的使用被妨碍，究其原因就是以上阐述的问题，也是Turbo码未来深入探究的主要方向。
1.3课题研究的内容和论文架构
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景与意义 1
1.2 课题研究现状 1
1.2.1 Turbo码编码的现状 1
1.2.2 Turbo码译码的现状 2
1.2.3 Turbo码的问题 2
1.3 课题研究的内容和论文架构 2
1.3.1 研究内容 2
1.3.2 论文架构 2
第二章 设计的基本理论 4
2.1 LTE通信系统介绍 4
2.2 信道编码理论 5
2.3 Turbo码编译码 6
2.3.1 Turbo码编码的基本原理 6
2.3.2 Turbo码译码的基本原理 8
2.4 本章小结 9
第三章 方案的代码设计与实现 10
3.1 Matlab的介绍及相关软件安装 10
3.1.1 Matlab程序语言的概述 10
3.2 程序设计的主要思路 11
3.3 本章小结 12
第四章 程序的调试与分析 13
4.1 调试 13
4.2 测试结果及性能分析 13
4.3 本章小结 16
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19
附录 20
第一章 绪论
1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
.1课题研究的背景与意义
现今，随着差错技术的日益发展，差错技术已经逐渐深入到各个行业各个领域如通信、传输、存储等，成为不可缺少的部分，特别是在如今的移动通信和无线局域网中，为了提高宽带数据传输的可靠性，差错技术已经成为了十分关键的减低误码率的技术[1]。在1948年，香农提出了香农码，给通信的差错技术的发展提供了具体研究方向后，很多学者就一直在不断的在改造信道码，寻找一种可以将误码率降得很低的码。直至1993年，Turbo码被首次提出，它可以在加了高斯白噪声的环境中，通过多次的迭代译码，仍然可以将误码率降低至0.00001。由于它优异的性能，一直吸引着各地的学术研究者的目光，将它作为主要研究对象。
Turbo码的出现让信道编码的发展进入了更高级的层面，它的出现对该领域来说意义重大。首先，Turbo码为各位研究者提供了一种在高斯白噪声环境中依旧能够维持性能较好的级联编码模式与较为比较优秀的迭代译码模式；其次，研究人员设计研究信道编码的思路在它的产生的同时，也被彻底改变了，就是由最大化码字的距离最小值变成最小化低重码字数目，并且，衡量信道编码的优先码的优劣标准也随之改变，即将其与香农极限码比较;最后,多次迭代Turbo的设计想法为后面实现信号检测或者是迭代均衡提供了新的方向。
1.2课题研究现状
文章中的Turbo码，又被大多学者称之为并行级联卷积码，由于它将卷积码和随机交织码混在一起使用而得名。由于使用了卷积码与随机交织码，使得它在随机编码的时候，又可以用交织器将短码转换成长码。目前,在通信行业的各个领域中，人们一直不断的在使用Turbo码。由于它优越的性能，第三代移动通信系统IMT2000已经把Turbo码认定为一种信道编码标准[2]，主要原因是其传输性能比较好，便于使用。
1.2.1Turbo码编码的现状
自上个世纪90年代，R．Podemskiski等研究出了计算汉明距离谱(HDs)的算法，随后，Svirid也能借助使用分组码的性能来总结分析Turbo码的特性，并设计交织器，得到了误比特率(BER)的联合性边界，Perez等从距离谱的研究方向入手分析了Turbo码在低信噪比时的优异性能，并且还通过距离谱译释了Turbo码译码性能中可能会出现的误码底限现象。S．Belledetto和G．MontorSi在此加入了均匀交织器的想法，找到了Turbo码的一个误比特率的联合性能上界，并指出存在较为好的交织器。之后，他们研究了很多的RSC子码，找到了一些优性能的RSC成员码。他们所研究出来的各个理论想法为以后构造优秀的Turbo码奠定了基础。
1.2.2Turbo码译码的现状
Turbo码在译码方面的研究也有很多。在调研MAP类译码的计算方式还有SOVA类译码的计算方法时，要探讨的问题大致可以归纳为：对比两类译码计算方式的不同、衡量改善两类译码算法的简化的好坏、完善译码架构、对比译码时延的好坏、对数据进行量化并对其进行定点译码，从而产生对译码性能产生影响。
Turbo码迭代译码的概念慢慢的在更多的行业应用开来，就像迭代均衡技术、迭代和很多用户检测整合起来、迭代和高效调制技术结合起来，Turbo码迭代译码技术还能够在信道编码和有记忆调制的级联系统联系起来。Turbo码也可以在它基础上增加或者更改些东西使其变体，如MacKav提出了低密度校验码(LDPC)。
1.2.3Turbo码的问题
经过多年的研究，Turbo码仍然还有很多问题急需解决：选择哪种交织方法、对译码算法进行怎么样的改进、使用怎么样的终止技术。以上描述的问题，在现实生活Turbo码的使用被妨碍，究其原因就是以上阐述的问题，也是Turbo码未来深入探究的主要方向。
1.3课题研究的内容和论文架构
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