[发明专利]卷积Turbo码双向并行译码方法

说明书

技术领域

本发明属于通信领域，主要涉及信道编码，尤其是Turbo码译码的相关技术。

背景技术

自从迭代译码概念的提出开始，Turbo码就被广泛研究和应用。卷积Turbo码(CTC)以其编码效率更高、编码速度更快和自由距离更大的特点得以在近年来快速发展，目前已被标准802.16e和802.16m选作物理层的前向纠错码型。

标准802.16m选用双二元卷积Turbo码(DB-CTC)作为信道编码方案之一。系统码DB-CTC是在编时每一时刻并行输入2比特信息，输出6比特。由于采用了二次编码的方案，编码前、后的状态一致，从而无需收尾比特。然而DB-CTC的这些特点也使得其译码比较复杂。

DB-CTC的译码器采用两个相同分量译码器并行迭代的结构，待译码的数据(卷积Turbo码经信号传输后的信号符号经软解调后所得到的软信息值(信道软输出似然比信息))分别输入这两个分量译码器(分量译码器1、分量译码器2)，分量译码器1输出后验似然比信息，并将该后验似然比信息作为外部信息再经过交织后传回给分量译码器2作为译码的先验似然比信息；分量译码器2经译码后输出后验似然比信息，并作为外信息经解交织后成为分量译码器1的先验似然比信息，由此完成一次迭代。当达到预设的最大迭代次数时，分量译码器2输出的后验似然比信息经解交织和硬判决，得到最终的译码结果。卷积Turbo码的迭代译码正是通过在两个分量译码器间相互传递外部信息的方式逐渐使译码结果收敛，并由此提高译码性能。

由于MAP算法的实现过程中含有大量的乘法运算和中间变量，因此译码复杂度高，且译码时延长。所以在仿真研究和工程中常用MAP算法的改进型Log-MAP算法或其简化型Max-Log-MAP译码算法。虽然减少了乘法运算，但是采用了Log-MAP算法或Max-Log-MAP算法的分量译码器仍然有较长的译码延时。

分量译码器用于将接收的信道软信息值通过MAP算法计算输出后验似然比信息。采用了Log-MAP算法或Max-Log-MAP算法的分量译码器的译码过程包括：分支度量的计算、前向递归、后向递归和后验似然比信息的计算。第i时刻的后验似然比信息L_i(i＝0，...，N-1)由第i时刻的前向状态度量、第i+1时刻的后向状态度量以及第i时刻的分支度量计算得到，N为卷积Turbo码编码过程中输入的双二元比特组长度。通常，分量译码器用从信道软解调的软信息值计算0至N-1时刻的分支度量后，需要先通过前向递归依次计算出从0至N时刻的前向状态度量，并进行存储，之后再通过后向递归依次计算从N至0时刻的后向状态度量，并存储。最后，进行后验似然比信息的计算。0至N-1时刻的前向状态度量、1至N时刻的后向状态度量用于0至N-1时刻的后验似然比信息的直接计算，第N时刻的前向状态度量、第0时刻的后向状态度量用作初始化下一次迭代的状态度量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，采用双向并行的译码结构，提供一种减少译码延时、节省存储器的卷积Turbo码的译码方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术手段是，卷积Turbo码双向并行译码方法，包括：

待译码的数据输入采用两个分量译码器并联的迭代译码器；

当未达到预设最大迭代次数时，分量译码器译码后输出后验似然比信息，转化为外部信息，再经交织或解交织后，作为先验似然比信息输入至所述另一个分量译码器；

当达到预设最大迭代次数时，最后一个工作的分量译码器经译码后输出的后验似然比信息，经解交织和硬判决，得到译码结果；

其特征在于，分量译码器的译码过程具体包括以下步骤：

分支度量计算与双向递归的初始化步骤：利用输入的待译码的数据与先验似然比信息计算并存储从0至(N/2)-1时刻的前N/2个时刻的分支度量、N/2至N-1时刻的后N/2个时刻的分支度量，初始化第0时刻的前向状态度量与第N时刻的后向状态度量；所述N为双二元比特组长度；

第一阶段步骤：以初始化的第0时刻的前向状态度量为起点，用前N/2个时刻的分支度量参与前向递归计算，依次得到0至N/2时刻的前向状态度量，并存储；同时，以第N时刻的后向状态度量为起点，用后N/2个时刻的分支度量参与后向递归计算，依次得到N至N/2时刻的后向状态度量，并存储；