定点DSP实现的Turbo码译码器设计与测试

"这篇论文是关于 Turbo 码译码器的定点 DSP 实现，主要针对 WCDMA 系统，采用 TMS320C6201 DSP 进行设计，并在 EVM 板上进行了测试，展示了良好的性能表现。文章详细探讨了 Turbo 编码器和译码器的结构以及译码算法，包括 Max-Log-MAP 算法的应用。" Turbo 码，自1993年被提出以来，因其高效的纠错能力在通信系统中得到了广泛的关注。然而，Turbo 译码器的高运算复杂度和存储需求成为其实现的一大挑战。为解决这一问题，研究人员采用了一种简化的最大后验概率（MAP）算法——Max-Log-MAP算法，它在保持性能的同时降低了计算复杂度，更适合工程应用。 本文中，作者们基于数字信号处理器（DSP），具体是 Texas Instruments 的 32 位定点 DSP 模型 TMS320C6201，实现了 Turbo 码的译码器。这个译码器适用于 WCDMA（宽频码分多址）系统，经过测试，证明了其优异的性能，满足了 WCDMA 系统的需求。 Turbo 编码器的结构通常由两个约束长度为 4，码率为 1/2 的 RSC（递归系统卷积）编码器通过交织器并行级联组成。为了优化性能，编码器在结束时添加了 3 个尾比特，使得最终状态为全零。在译码过程中，采用反馈迭代的方式，包括交织器、解交织器以及两个级联的分量码译码器。分量码译码器的输出经过处理，形成外信息，输入到另一个分量码译码器，进行迭代译码，最后进行硬判决输出。 在 Turbo 码的译码算法中，通常采用软输入、软输出的 MAP 算法。由于逐序列译码算法如软输出维特比算法（SOVA）的计算复杂度较低，适合硬件实现，因此在某些情况下会优先考虑。而 MAP 算法及其在对数域的简化形式 Log-MAP 算法则提供了更好的性能，但计算复杂度较高。在本研究中，作者们选择了 Max-Log-MAP 算法，它在性能和实现难度之间找到了一个平衡点。 通过使用 TMS320C6201 DSP，作者成功地将 Turbo 码译码器实现了定点化，这不仅降低了硬件实现的难度，还减少了对存储空间的需求。在 EVM 板上的测试验证了该译码器的有效性和稳定性，为 Turbo 码在实际通信系统中的应用提供了可靠的解决方案。 这篇文章详细介绍了 Turbo 码译码器的定点 DSP 实现，讨论了算法选择和系统设计的关键点，为通信系统的错误纠正提供了重要的参考。