[发明专利]一种基于并行与加窗结构的Turbo码高速译码实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于并行与加窗结构的Turbo码高速译码实现方法，属于卫星移动通信系统技术领域。

背景技术

在卫星移动通信系统中，接收机收到的信号常受到衰落信道和干扰噪声等影响。对此，卫星移动通信系统常采用具有高信道编码增益的差错控制码Turbo或LDPC（低密度奇偶校验码）码来提高信息传输的可靠性，将误码率降低并逼近香农极限。Turbo码的优势在于，其短码码字在低信噪比条件下具有更好的误码性能，更适于突发传输或实时通信应用中。目前，Turbo码已被作为DVB-RCS（数字视频广播-卫星回传信道）、CCSDS（空间数据系统资讯委员会）等卫星移动通信系统和深空通信系统的推荐信道编码方案之一。同时，Turbo码也在地面移动通信系统如3GPP（第3代合作伙伴计划）标准组织的LTE（长期演进）系统和WiMax等系统中得到广泛应用。

比较这几种系统采用的Turbo码，可以发现3GPP TS212标准所定义的码字采用了最大无竞争交织器，可以提供更加灵活的并行阶数选择，更适用于宽带通信系统中高速编译码应用。所以，这里以母码编码效率为1/3的Turbo码为例，生成多项式表示为

G(D)=[1,g1(D)g0(D)],]]>

g₀(D)=1+D²+D³,g₁(D)=1+D+D³.

也可表示为八进制（15，13），该编码器的约束长度为v=4，其结构包含2个8状态子编码器、1个Turbo码内交织器。输入长度为K的信息c_k，编码输出长度为N=3K的码字，包含信息位u_k和校验位两部分。该码字在信息比特编码之后，添加尾比特使编码器回到初始状态0，经过不同删余方案可得到更多更高编码效率的Turbo码字。

相对于编码器，译码器的实现结构要复杂得多，也是宽带卫星通信接收机的设计难点。采用迭代译码的思想是Turbo码的一个重要特点，为了实现迭代译码过程中在分量译码器之间交换软信息，Turbo码的分量译码必须采用SISO（软输入软输出）算法。其中，MAP（最大后验概率）类算法相比SOVA（软输出维特比）算法类性能要好，而且降低复杂度的MAP类算法较易于硬件实现，得到了广泛的应用。其中，Max-Log-MAP算法的实现复杂度最低。常用的MAP译码器结构如下图所示，其中，表示分量编码器在k时刻的输出的信息位u_k，y^s、y^1p、y^2p表示接收机解调之后、译码之前的信息位和2个分量译码器各自的校验位信息，并记Y={y^s、y^1p、y^2p}。如图1所示为常用的MAP译码器结构图。

在迭代过程中，分量译码器1的输出L₁(u_k|Y)可表示为系统信息、先验信息和外部信息：L_1a(u_k)、L_1e(u_k)