一种Turbo码译码系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种Turbo码译码系统及方法，所述译码系统包括SISO单元、交织单元和门控单元。其中，所述门控单元控制所述SISO单元在第一时段对分量码1进行译码并且在第二时段对分量码2进行译码，以及控制所述交织单元在第一时段计算并存储交织地址。本发明专利技术提供的Turbo码译码系统及方法可降低译码的功耗和复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信道译码技术，具体涉及一种Turbo码译码系统及方法。
技术介绍
Turbo码是两个简单分量码通过伪随机交织器并行级联构造的具有伪随机特性的长码，Turbo码不仅在信道信噪比很低的高噪声环境下性能优越，而且还具有很强的抗衰落及抗干扰能力，因此它在信道条件差的移动通信系统中有很大的应用潜力。目前，Turbo码的研究主要集中在以下几个方面：(1)编译码技术，编码方面主要包括对并行级联编码与串行级联编码的分析，以及对混合级联方式的研究；译码方面主要包括迭代译码、译码算法(如最大后验概率算法MAP、修正的MAP算法Max-Log-MAP等)的研究；(2)Turbo码的设计和分析，主要包括交织器的设计、码的级联方式、译码算法、Turbo码的性能分析等。在译码方面，目前现有的Turbo码译码系统和方法虽然在译码性能上有了很大的提高，但却无法满足某些移动通信中低复杂度、低功耗的要求。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种Turbo码译码系统，包括：SISO单元，用于对分量码1或分量码2进行译码；交织单元，与所述SISO单元相连，用于生成并存储交织地址；门控单元，与所述SISO单元和所述交织单元相连，用于控制所述SISO单元和所述交织单元的运行；其中，所述门控单元控制所述SISO单元在第一时段对分量码1进行译码并且在第二时段对分量码2进行译码，以及控制所述交织单元在第一时段计算并存储交织地址；其中，分量码1由系统信息1和校验信息1组成，分量码2由系统信息2和校验信息2组成，并且系统信息2是利用所述交织单元生成的交织地址对系统信息1进行交织得到的。上述系统中，所述门控单元用于在译码开始时开启所述交织单元的时钟和所述SISO单元的时钟；在所述SISO单元完成对分量码1的译码且所述交织单元未完成交织地址的生成和存储时，关闭所述SISO单元的时钟；在所述交织单元完成交织地址的生成和存储时关闭所述交织单元的时钟；在译码未完成、所述SISO单元的时钟关闭并且所述交织单元完成交织地址的生成和存储时，开启所述SISO单元的时钟以使所述SISO单元开始对分量码2的译码；以及，在译码完成时关闭所述SISO单元的时钟。上述系统中，所述交织单元包括两个交织存储器，一个交织存储器用于存储N/2长度的第一交织地址，另一个交织存储器用于存储N-N/2长度的第二交织地址，N为译码数据的总长度。上述系统还包括判定单元，用于判定是结束译码还是由所述SISO单元重新进行译码。上述系统中，所述判定单元用于根据当前迭代次数来判定是否结束译码；根据CRC校验结果来判定是否结束译码；以及，根据当前得到的硬比特数据与上次迭代得到的硬比特数据的差异来判定是否结束译码。上述系统还包括修正单元，用于对译码时产生的先验信息进行修正。上述系统还包括微控制器，用于接收译码参数并且采用任务列表的方式存储该译码参数；其中，所述SISO单元、交织单元和门控单元根据该译码参数进行译码操作。根据本专利技术的一个方面，还提供一种Turbo码译码方法，包括：步骤1)、对分量码1进行译码，同时生成并存储交织地址；其中，分量码1由系统信息1和校验信息1组成；步骤2)、对分量码2进行译码得到软信息；其中，分量码2由系统信息2和校验信息2组成，并且系统信息2是利用所述交织地址对系统信息1进行交织得到的；步骤3)、对所述软信息进行硬判决并且进行解交织得到硬比特数据，根据迭代次数或者得到的硬比特数据进行判定，基于判定结果选择结束或者重新执行步骤1)至3)。上述方法中，在步骤1)中，利用先验信息2对分量码1进行译码，产生外信息1；其中，在首次执行步骤1)时，所述先验信息2为0；上述方法中，步骤2)包括：步骤21)、利用先验信息1对分量码2进行译码，产生外信息2和软信息；其中，先验信息1是利用所述交织地址对外信息1进行交织得到的；以及步骤22)、利用所述交织地址对外信息2进行解交织，得到先验信息2。上述方法中，在步骤1)和步骤2)中，采用滑动窗结构输入译码数据并进行译码；其中，所述译码数据包括分量码1或者分量码2。上述方法中，在步骤1)和步骤2)中，采用两个滑动窗输入译码数据，其中，滑动窗1输入N/2的译码数据，滑动窗2输入N-N/2的译码数据，N为译码数据的总长度，并且译码包括以下步骤：步骤A)、计算滑动窗1输入数据的先验概率；步骤B)、计算滑动窗2输入数据的先验概率；同时，计算滑动窗1输入数据的后验概率和转移概率；步骤C)、计算滑动窗2输入数据的后验概率和转移概率；从而得到外信息1或者外信息2。上述方法中，在步骤1)中，按照滑动窗口结构，将交织地址分为第一交织地址和第二交织地址并分别进行存储。上述方法中，在步骤2)中，根据以下步骤利用交织地址对外信息1和系统信息1进行交织：步骤a)、滑动窗1以第一交织地址读取N/2的系统信息1，得到N/2的系统信息2；其中，N为译码数据的总长度；步骤b)、滑动窗2以第二交织地址读取N-N/2的系统信息1，得到N-N/2的系统信息2；同时，滑动窗1以第一交织地址读取N/2的外信息1，得到N/2的先验信息1；步骤c)、滑动窗2以第二交织地址读取N-N/2的外信息1，得到N-N/2的先验信息1。上述方法还包括：在得到先验信息1或先验信息2后，对所述先验信息1或先验信息2进行修正。上述方法中，在步骤3)中，根据以下步骤进行判定并基于判定结果进行相应处理：步骤31)、判断当前迭代次数是否大于或等于预定阀值，如果大于或等于该预定阈值则输出译码结果并结束；否则执行步骤32)；步骤32)、进行CRC校验,如果CRC校验正确则输出译码结果并结束，否则执行步骤33)；步骤33)、将当前得到的硬比特数据与上一次迭代得到的硬比特数据进行比较，如果两个硬比特数据之间的差异小于预定门限值，则输出译码结果并结束；否则重新执行步骤1)至步骤3)。本专利技术提供的Turbo码译码系统及方法与现有技术相比，取得了以下有益效果：1、采用单个SISO单元，并且采用门控单元对系统进行控制，降低了系统功耗和复杂度；2、采用独立于译码迭代的交织单元(半静态存储交织器结构)，使每一次译码只需要执行一次交织算法，并且交织单元与SISO单元同时启动，提高了系统单元间的并行度，增加了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Turbo码译码系统，包括：SISO单元，用于对分量码1或分量码2进行译码；交织单元，与所述SISO单元相连，用于生成并存储交织地址；门控单元，与所述SISO单元和所述交织单元相连，用于控制所述SISO单元和所述交织单元的运行；其中，所述门控单元控制所述SISO单元在第一时段对分量码1进行译码并且在第二时段对分量码2进行译码，以及控制所述交织单元在第一时段计算并存储交织地址；其中，分量码1由系统信息1和校验信息1组成，分量码2由系统信息2和校验信息2组成，并且系统信息2是利用所述交织单元生成的交织地址对系统信息1进行交织得到的。

【技术特征摘要】
1.一种Turbo码译码系统，包括：
SISO单元，用于对分量码1或分量码2进行译码；
交织单元，与所述SISO单元相连，用于生成并存储交织地址；
门控单元，与所述SISO单元和所述交织单元相连，用于控制所述SISO
单元和所述交织单元的运行；
其中，所述门控单元控制所述SISO单元在第一时段对分量码1进行译
码并且在第二时段对分量码2进行译码，以及控制所述交织单元在第一时段
计算并存储交织地址；其中，分量码1由系统信息1和校验信息1组成，分
量码2由系统信息2和校验信息2组成，并且系统信息2是利用所述交织
单元生成的交织地址对系统信息1进行交织得到的。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述门控单元用于在译码开始
时开启所述交织单元的时钟和所述SISO单元的时钟；在所述SISO单元完
成对分量码1的译码且所述交织单元未完成交织地址的生成和存储时，关
闭所述SISO单元的时钟；在所述交织单元完成交织地址的生成和存储时关
闭所述交织单元的时钟；在译码未完成、所述SISO单元的时钟关闭并且所
述交织单元完成交织地址的生成和存储时，开启所述SISO单元的时钟以使
所述SISO单元开始对分量码2的译码；以及，在译码完成时关闭所述SISO
单元的时钟。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述交织单元包括两个交织
存储器，一个交织存储器用于存储N/2长度的第一交织地址，另一个交织存
储器用于存储N-N/2长度的第二交织地址，N为译码数据的总长度。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述系统还包括：
判定单元，用于判定是结束译码还是由所述SISO单元重新进行译码。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述判定单元用于根据当前迭
代次数来判定是否结束译码；根据CRC校验结果来判定是否结束译码；
以及，根据当前得到的硬比特数据与上次迭代得到的硬比特数据的差异来
判定是否结束译码。
6.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述系统还包括：
修正单元，用于对译码时产生的先验信息进行修正。
7.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述系统还包括：
微控制器，用于接收译码参数并且采用任务列表的方式存储该译码参数；
其中，所述SISO单元、交织单元和门控单元根据该译码参数进行译码操作。
8.一种Turbo码译码方法，包括：
步骤1)、对分量码1进行译码，同时生成并存储交织地址；其中，分
量码1由系统信息1和校验信息1组成；
步骤2)、对分量码2进行译码得到软信息；其中，分量码2由系统信
息2和校验信息2组成，并且系统信息2是利用所述交织地址对系统信息
1进行交织得到的；
步骤3)、对所述软信息进行硬判决并且进行解交织得到硬比特数据，
根据迭代次数或者得到的硬比特数据进行判定，基于判定结果选择结束或
者重新执行步骤1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙刚，唐会彦，苏泳涛，周一青，石晶林，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11