Đồ án: Nghiên cứu mã Turbo

Bộ mã hóa và giải mã Turbo cho chất lượng rất cao và được ứng dụng rộng rãi trong thông tin di động. Nó cho phép tiến gần giới hạn Shannon. Để đi đến khái niệm về mã Turbo, ta nghiên cứu tới những khái niệm có liên quan là nền tảng để xây dựng nên cấu trúc bộ mã hóa và giải mã. Đó là những khái niệm về mã chập, mã kề,và các khái niệm toán học về xác suất, các quá trình ngẫu nhiên của một thống kê kiểm tra: Xác suất hậu nghiệm, xác suất tiền...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đồ án: Nghiên cứu mã Turbo BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG…………………. Đồ ánNghiên cứu mã Turbo GVHD Ths. Đoàn Hữu Chức Lêi c¶m ¬n Sau quá trình học tập và nghiên cứu. em đã hoàn thành khóa luận củamình về “ Nghiên cứu mã Turbo” dưới sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình củaThạc sỹ Đoàn Hữu Chức. Với tình cảm trân trọng. em xin chân thành cảm ơn Thạc sỹ Đoàn HữuChức đã hướng dẫn, chỉ bảo em hoàn thành khóa luận. Em xin gửi lời cảm ơnsâu sắc tới các thầy cô trong khoa Điện tử - Viễn thông cùng toàn thể các thầycô trong trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng đã dạy dỗ em trong bốn nămhọc vừa qua.Sự tiến bộ trong học tập và nghiên cứu của tôi có sự giúp đỡ và động viên rấtlớn của các bạn cùng lớp và người thân. Tôi xin cảm ơn những tình cảm quýbáu đó. Hải Phòng, ngày 09 tháng 07 năm 2009 Hoàng Hữu Hiệp GVHD Ths. Đoàn Hữu Chức Më ®Çu Bộ mã hóa và giải mã Turbo cho chất lượng rất cao và được ứng dụngrộng rãi trong thông tin di động. Nó cho phép tiến gần giới hạn Shannon. Để đi đến khái niệm về mã Turbo, ta nghiên cứu tới những khái niệmcó liên quan là nền tảng để xây dựng nên cấu trúc bộ mã hóa và giải mã. Đó lànhững khái niệm về mã chập, mã kề,và các khái niệm toán học về xác suất,các quá trình ngẫu nhiên của một thống kê kiểm tra: Xác suất hậu nghiệm, xácsuất tiền nghiệm. hàm mật độ xác suất.Và đặc biệt là những khái niệm : Đạisố log-hợp lệ( log-likelihood), thông tin ngoại lai,…Thông qua ví dụ về mãnhân chúng ta thấy tác dụng của bộ giải mã SISO. Sau khi có được những khái niệm cơ bản đó. chúng ta tìm hiểu về cấutrúc bộ mã hóa và giải mã lặp dựa trên thuật toán MAP với bộ giải mã SISO( Soft Input - Soft Output).Tìm hiểu về thuật toán giải mã Turbo. Sau đó làcác ứng dụng của mã hóa Turbo trong hệ thống thông tin di động. Cuối cùng là chương trình mô phỏng việc mã hóa và giải mã Turbotrong hệ thống thông tin di động CDMA 2000 qua đó thấy được chất lượngcủa mã Turbo và các ứng dụng to lớn của mã Turbo trong đời sống khoa họckỹ thuật. Nội dung đồ án gồm 5 chương : Chương 1 : Mã chập, mã kề. Chương 2 : Các khái niệm về mã Turbo. Chương 3 : Cấu trúc mã Turbo và bộ giải lặp. Thuật toán giải mã Turbo. Chương 4 : Ứng dụng mã Turbo trong thông tin di động. Chương 5 : Chương trình mô phỏng mã Turbo trông hệ thống thông tin di động CDMA 2000 và rút ra nhận xét. Phục lục mô phỏng bằng Matlap Sv. Hoàng Hữu Hiệp Trang 1 GVHD Ths. Đoàn Hữu Chức MỤC LỤC TrangLời mở đầu .............................................................................................. 01Các ký hiệu viết tắt .................................................................................. 05Chương 1 : Mã kề. Mã chập 1.1 Giới thiệu .......................................................................... 08 1.2 Cấu trúc mã chập và giản đồ biểu diễn ............................. 08 1.2.1 Cấu trúc mã chập ................................................... 08 1.2.2 Biểu diễn mã chập ................................................. 13 1.2.3 Phân bố trọng số mã chập ...................................... 16 1.3 Mã kề................................................................................. 19 1.3.1 Cấu trúc và nguyên lý ............................................ 19 1.3.2 Sơ đồ mã hóa 21Chương 2 : Các khái niệm về mã Turbo 2.1 Các khái niệm mã Turbo ................................................... 25 2.1.1 Các hàm hợp lệ ...................................................... 25 2.1.2 Trường hợp lớp hai tín hiệu ................................... 26 2.1.3 Tỷ số Log-Hợp lệ ................................................... 28 2.1.4 Nguyên lý của giải mã lặp Turbo .......................... 29 2.2 Đại số Log-Hợp lệ............................................................. 31 2.2.1 Mã chẵn lẻ đơn hai chiều ....................................... 33 2.2.2 Mã nhân ................................................................. 34 2.2.3 Hợp lệ ngoại lai...................................................... 36 2.2.4 Tính toán Hợp lệ ngoại lai ..................................... 37Chương 3: Cấu trúc mã Turbo và bộ giải lặp Thuật toán giải mã Turbo .................................................... 41 3.1 Giới thiệu .......................................................................... 41 3.2 Cấu trúc bộ mã hóa và giải mã ......................................... 43 3.3 Thuật toán giải mã mã Turbo ............................................ 36 3.3.1 Tông quan về các thuật toán giải mã ............................. 36 3.3.2 Giải thuật MAP .............................................................. 39 3.3.3 Sơ đồ khối của bộ giải mã SOVA.................................. 55 Sv. Hoàng Hữu Hiệp ...