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Turbo码在1993年被提出后,由于其接近香农极限的优越性能,立刻成为无线通信领域研究的热点课题。其中,该码的迭代译码算法一直是很多研究人员的重点研究方向。从1974年提出的MAP算法,包括后来的学者进行改进的Log—MAP和Max—Log—MAP算法,到近期提出的改进的滑动窗MAP算法、自适应迭代算法、逼近多项式Log—MAP算法和改进的SOVA算法等一系列Turbo码改进的译码算法,都围绕着降低译码的复杂度、减小译码的延时和提升译码的性能为目标。
本文采用的是一种改进的Log—MAP译码算法。算法通过用比较函数和加法运算取代Log—MAP算法中的修正函数,消除了Log—MAP算法中的对数和指数运算,也不需要用逼近多项式对Log—MAP进行近似和量化,避免了量化误差,降低了计算的复杂度。同时,硬件实现方面可以直接用高速的比较器和加法器来实现,大大降低了译码延时,可以满足实时通信的要求。
算法最初由Shahram应用于AWGN信道下的单输入单输出Turbo码系统中,计算机仿真显示其译码性能与Log—MAP接近。然而,在未来3G通信系统中,实际的无线信道中伴随着多径衰落和多址干扰,而人们对信号传输的有效性和可靠性有了更高的要求,所以多输入多输出系统就成为了无线通信的主流系统。空时Turbo网格码是将空时编码技术和Turbo码进行结合,具有很好的抗衰落效果和增益性能。因此,本文将Shahram的算法进一步推广应用到多输入多输出的空时Turbo网格码的译码中,提出了基于多输入多输出系统的改进的Log—MAP算法。在瑞利衰落信道下,计算机仿真表明,算法的性能与最优的MAP译码算法接近,同时比Max—Log—MAP算法有着0.5-2dB的增益。这为空时Turbo网格码在3G以及B3G无线通信系统中的进一步应用奠定了基础。