[发明专利]传统二进制和双二进制Turbo码通用译码方法

摘要

本发明涉及一种应用于传统二进制Turbo码和双二进制Turbo码通用译码方法。目前而言没有一个既能够对传统二进制Turbo码译码，也能够对双二进制Turbo码译码的Turbo码译码器。本发明提出的Turbo码通用译码方法采用增强型Max－Log－MAP算法，利用广义分配率中的Max－Sum半环性质，对传统二进制Turbo码的前向和后向状态度量计算进行合并简化，从本质上也就是对传统二进制Turbo码的网格图进行合并，使得传统二进制Turbo码的状态度量具有和双二进制Turbo码一样的计算表达方式，从而使得通用译码装置对于传统二进制Turbo码和双二进制Turbo码都可实现。本发明很好的兼顾了通用性、译码性能、译码复杂度以及资源占用的四个指标。

主权项

1、传统二进制和双二进制Turbo码通用译码方法，其特征在于该方法的具体步骤包括：步骤(1)将接收到的序列顺序的存储到输入数据缓冲器，输入数据缓冲器的容量为两帧，在进行一帧译码操作的同时，接收下一帧数据；步骤(2)控制模块控制地址发生器产生顺序地址，将输入数据缓冲区中接收到的第一个子码信息位和校验位序列按照顺序地址读出到分量译码器中，同时将外信息存储器中的外信息也按照顺序地址读出到分量译码器中，外信息存储器中的外信息初始值为0；步骤(3-1)分量译码器通过式(1)计算第一个分量码的分支度量；${\gamma }_k(s^{\prime },s)=\frac{1}{2}{L}_C\underset{l=1}{\overset{m}{\Sigma }}{x}_{\mathrm{kl}}{y}_{\mathrm{kl}}+L^a\left(\mathrm{AB}\right)+\frac{1}{2}{L}_C\underset{l=1}{\overset{w}{\Sigma }}{x}_{\mathrm{kl}}{y}_{\mathrm{kl}}---\left(1\right)其中m＝2表示信息位的数量，w＝2表示校验位的数量，xkl表示信息位和校验位，取值范围为\{+1，-1\}，La(AB)表示先验信息；双二进制Turbo码四个符号先验信息La(AB)由式(2)计算得到：La(00)＝0La(01)＝Le(01)\; (2)La(10)＝Le(10)La(11)＝Le(11)而传统二进制Turbo码四个比特先验信息La(AB)由式(3)计算得到：La(00)＝0La(01)＝Le(B)＝Le(10)\; (3)La(10)＝Le(A)＝Le(01)La(11)＝Le(A)+Le(B)＝Le(01)+Le(10)其中Le(uk)是分量译码器接收到的外信息，通过控制模块实现传统二进制和双二进制Turbo码先验信息计算的切换；步骤(3-2)分量译码器通过式(4)计算前向状态度量，并且后向状态采用模归一化处理；$ {\alpha }_k\left(s\right)={\underset{s^{\prime }\in S}{\max }}^{*}({\alpha }_{k-1}\left(s^{\prime }\right)+{\gamma }_k(s^{\prime },s))---\left(4\right)步骤(3-3)分量译码器通过式(5)计算后向状态度量，并且采用模归一化处理；同时采用两个后向度量计算模块，当其中的一个输出有效数据的时候，另一个进行预热窗口的计算；$ {\beta }_{k-1}\left(s^{\prime }\right)=\underset{s^{\prime }\in S}{\max }({\beta }_k\left(s\right)+{\gamma }_k(s^{\prime },s))---\left(5\right)步骤(3-4)分量译码器通过式(6)、(7)计算符号外信息，通过式(6)、(8)计算比特外信息；对于双二进制Turbo码，传递的是符号外信息，而对于传统二进制Turbo码，传递的是比特外信息，每次传递的两个比特外信息或者三个符号外信息共用三根数据线通过两个数据选择器对比特外信息和符号外信息进行选择；$ {\mathrm{APP}}^e(u_k=i)=\underset{u_k=i}{\max }({\alpha }_{k-1}\left(s^{\prime }\right)+{\gamma }_k^e(s^{\prime },s)+{\beta }_k\left(s\right))---\left(6\right)APPe(uk＝i)表示uk＝i，i\in \{00，01，10，11\}对应的外信息的概率似然比；Le(uk＝00)＝0Le(uk＝01)＝APPe(uk＝01)-APPe(uk＝00)\; (7)Le(uk＝10)＝APPe(uk＝10)-APPe(uk＝00)Le(uk＝11)＝APPe(uk＝11)-APPe(uk＝00)Le(A)＝max(APPe(uk＝10)，APPe(uk＝11))\; -max(APPe(uk＝00)，APPe(uk＝01))\; (8)Le(B)＝max(APPe(uk＝01)，APPe(uk＝11))\; -max(APPe(uk＝00)，APPe(uk＝10))步骤(4)控制模块控制地址发生器产生顺序地址，将步骤(3-4)计算出来的三个外信息值按照顺序地址存储到外信息存储器中；步骤(5)控制模块控制地址发生器产生交织地址，将输入数据缓冲区中接收到的第二个子码信息位和校验位序列按照交织地址读出到分量译码器中，同时将外信息存储器中的外信息按照交织地址读出到分量译码器；步骤(6)分量译码器计算第二个分量码的分支度量、前向状态度量、后向状态度量和外信息，具体方法与步骤与(3-1)～(3-4)相同；步骤(7)控制模块控制地址发生器产生交织地址，将步骤(6)经过选择后的三个外信息值按照交织地址存储到外信息存储器中，方法与步骤(5)相同，一次完整迭代译码结束；步骤(8)分量译码器根据步骤(6)计算出来的比特外信息进行迭代译码停止判决，如果不满足迭代译码停止准则，转到步骤(9)；反之，转到步骤(10)；所述的迭代译码停止准则是基于比特外信息判决；步骤(9)判断当前的迭代次数是否等于预置的最大迭代次数，如果是则转到步骤(10)，反之，则转到步骤(1)；步骤(10)根据式(9)计算三个符号后验概率似然比，将\{0，LLR(uk＝1)，LLR(uk＝2)，LLR(uk＝3)\}中最大的后验概率似然比对应的uk作为译码输出，其中0对应的是uk＝0；控制模块控制地址发生器产生交织地址，将译码出来的uk序列按照交织地址写入到输出缓冲器中；$ L(u_k=i)=\underset{u_k=i}{\max }({\alpha }_{k-1}\left(s^{\prime }\right)+{\gamma }_k(s^{\prime },s)+{\beta }_k\left(s\right))---\left(9\right)步骤(11)控制模块控制地址发生器产生顺序地址，将输出缓冲器中的信息序列按照顺序地址输出。$$$$$