[发明专利]一种新型的基于LDPC的混合型Turbo结构码的编、译码方法

说明书

（一）技术领域

本发明属于信道编码领域，具体涉及一种新型的基于LDPC的混合型Turbo结构码的编、译码方法。

（二）背景技术

香农定理是信道编码的基础理论，虽然香农定理是存在性定理，并没有提供具体的编码实现方法，但为通信信息的研究指明了方向。以下是定理证明中需要的三个基本条件：

（1）采用随机的边、译码方式；

（2）编码长度足够长；

（3）译码为最佳的最大似然译码法。

因此，寻找满足Shannon条件的好码成为人们努力的方向。到目前为止，在信道编码领域，Turbo码和低密度奇偶校验（LDPC）码是最好的两种码，它们都有接近Shannon限的性能，已经被应用到通信的各个领域。其中Turbo码（并行的）由通过一个内交织器并连的两个递归系统卷积编码器（RSC）产生，作为一种近Shannon限的号码，被用于第三代移动通信标准中发送高数据速率的数据。

H.Behairy等人于2000年提出的基于LDPC的Turbo结构码（PCGC），将LDPC码运用于Turbo结构中，用两个LDPC编码器取代了两个递归系统卷积编码器（RSC）。在相同条件下，已经证明，基于LDPC的并行Turbo结构码（PCGC）相对于以递归系统卷积码（RSC）为分量码时具有极大的编码增益，并且通过采用LDPC码作为简单分量码，利用了其在译码过程中自身迭代的优点，可以获得理想的纠错效果。

参见图1A。基于LDPC的Turbo结构码的编码结构中，信息通过一个内交织器并连的两个简单分量码输出。输入的系统信息_a分别一路传递给低密度奇偶校验（LDPC）编码器1进行编码，另一路经过交织器交织后送入低密度奇偶校验（LDPC）编码器2进行编码。由低密度奇偶校验（LDPC）编码器1和低密度奇偶校验（LDPC）编码器2，得到低密度奇偶校验（LDPC）编码器1输出的校验信息P_b和低密度奇偶校验（LDPC）编码器2输出的校验信息P_c。但是这种方法也有不好的方面，由于未充分满足信道编码条件中的随机性使得这种码在高信噪比的条件下，误码曲线趋于平坦，这就是所谓的错误平层效应。

（三）发明内容

本发明的目的，是提供一种新型的基于LDPC的混合型Turbo结构码的编、译码方法。它使Turbo码在高信噪比的条件下，依然有明显的下降趋势，基本消除了错误平层效应；同时提高编码性能。

为达上述目的，与通常的基于LDPC的Turbo结构码的编译码方法相比，这种新型的基于LDPC的混合型Turbo结构码的其中一条分路信息不是直接经过简单的LDPC编码器输出，而是先经过外码LDPC编码器编码，随后经过交织器，将伪随机化了的信息再经内码LDPC编码器编码后输出。

参见图2B。对于这种新型的基于LDPC的混合型Turbo结构码的译码器译码过程如下：

（1）将接受数据（a'，P_b'，P_c'）分解成Y_c=（a'，P_c'）和序列Y_b=（a'，P_b'）分别作为码字信息送到译码器2和译码器3中；

（2）当迭代次数j=1，对于译码器2，输入译码器2的先验信息均为0，（k=1,…,N），译码器2计算输出软的边信息

（3）对于译码器1，输入译码器1的先验信息恒为0，将译码器2计算输出软的边信息经过解交织器输出并且将作为码字信息送入译码器1，计算得到边信息当迭代次数j小于最大迭代次数时，将经交织器后反馈给译码器2作为下一次迭代的先验信息；

（4）将译码器1的边信息经过交织器输出的作为译码器3的先验信息送入译码器3，计算得到码信息L₃(k)和边信息当迭代次数j小于最大迭代次数时，将经解交织器后反馈给译码器2作为下一次迭代的先验信息；

（5）当迭代次数j等于最大迭代次数时，迭代停止，将码信息L₃(k)直接硬判决输出译码信息