Turbo码在LTE系统中的应用.pdf

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1、j应用技术与研究学术探讨{‘一二==二=二二=二二=二=-=二二=．=l二_二二====二=￡=二～21)l2率第J{J期lTurbo码在LTE系统中的应用于伟(广东白云学院，广东广州1510450)[摘要]LTE是3G的演进，旨在增加系统的频谱利用率，提高数据传输率和降低系统的传输延迟，所以要实现可靠通信就不得不考虑到信道的编码。本文将目前性能最好的两种信道码LDPC码和Turbo码作了对比，并介绍了改进的Turbo码在LTE系统中的应用。[关键词]LTE；Turbo码；信道编码高，削弱了其运算复杂度低的优点；其次，混合自动重传1．引言请求(HARQ，Hybr

2、idAutomaticRepeatrequest是LTE的关LTE被通称为3．9G，具有100Mbps的数据下载能力，键技术，而LDPC增量冗余性能还不太清楚；再次，Turbo被视作从3G向4G演进的主流技术。3GPPLTE项目的主码在3GPPR6中已经被标准化，只需在此基础上对其改要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行进就可以满足LTE系统的要求。因此，选用改进的Turbo100Mbps、上行50Mbps的峰值速率：改善小区边缘用户的码作为LTE系统的信道编码方案。性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向3．LTE系统中Turbo码编码器传

3、输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移LTE系统中的Turbo编码器采用并行级联方式，码率时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于为1／3，分量码编码器为两个8状态的卷积码编码器，结构lOOms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Krn／h高如图1所示：速移动用户提供大于lOOkbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1．25MHz到20MHz多种带宽。2．LTE系统的信道编码方案在LTE的信道中，广播信道和控制信道等数据速率较低，采用的信道编码技术是比较明确的，即用卷积码进行编码。而对于数据信道，为了支持新的高数据率

4、的业：=三=：=二=：0：：：：：：=二：=三=：：=二=．．务，需要在20MHz带宽下达到支持下行峰值数据率I100Mb／s、上行峰值数据率50Mb／s的高数据率要求。因此，需要考虑更适合宽带传输的信道编码。Turbo码【】】，又称并行级联卷积码(pccc)，是由C．Berrou等在1993年的ICC国际会议上提出的，因为这种。⋯一⋯⋯⋯。。⋯一；⋯⋯⋯⋯。码的译码结构类似于涡轮机的工作原理，所以称之为图1LTE系统中Turbo码编码器结构Turbo码。它巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起，实现了随机编码的思想；同时，采用软输出迭代译码来逼传递函数为：近最大

5、似然译码。LDPC码即低密度奇偶校验码fLowDensityParityG(D)=[1，](1)CheckCode)，由Robe~G．Gallager博士于1963年提出的其中一类具有稀疏校验矩阵的线性分组码，不仅有逼近gl(D)=I+D+D(2)Shannon限的良好性能，而且译码复杂度较低，结构灵活。go(D)=1+D2+D(3)Turbo码和LDPC码是目前性能最好的两种信道码，Turbo码编码器输入的信息比特为C。，Cl，C2⋯，Ck-II其中因此，成为了讨论的重点。有些观点认为Turbo码译码复K为码块的长度，经过交织器的信息比特为c’。，C’。，C’

6、⋯，杂度高，而且难以达到如此高的数据率，因此应选用C’k_1oZo，Zl，Z2⋯，Zk_l和Z’。，Z’1，z’2⋯，Z’b1分别为两个分量编码器LDPC码作为LTE系统的信道码。但是LDPC码本身存在输出的校验比特。因此，对于k=0，1，2，⋯，K-1时，Turbo码固有的缺陷：首先，译码器所需的内存太大及路由复杂度编码器的输出为：作者简介：于伟，女，山东青岛人，硕士研究生，助教，研究方向：移动通信。学术探讨应用技术与研究520j2端：第l}{≯嘴d~k=xkd1k=Zk(4)dk=Z’k比特收集为了实现栅格终止，在所有信息比特被编码后，将移位寄存器的状态信息

7、送入编码器，此时输出的比特为尾比特，附加在编码后的信息比特之后。因为编码器寄存器的数量为3，尾比特长度也为3。当输入信息比特长度为K时，则输出的系统图2Turbo码的速率匹配比特的长度为K+3。因此，用于栅格终止传送的比特为：dOK=XK，dUK十l：zK+l，d0K+X’K，d‘=z’K_1；dK==zK，d1=xK’2，dK+2~Z’K，dK+3=x’K+2；(5)dK=xK_1，d21~ZK+2，d2K+2=X’l，dK+]=z’K惶；i-!iiiii将以、d、d2输出便完成了Turbo码的编码工作。oiiiiii；iiiiiiiiiiiii；、ii；ii

8、i3．1Turbo码内交