用于长期演进的turbo译码器及工作方法技术

本发明专利技术公开了一种用于长期演进的turbo译码器，包括数据分组单元、分支度量计算单元、状态度量计算单元、存储单元、计算单元、RAM和交织单元，其中状态度量计算单元包括两个寄存器，实现了前向状态度量和后向状态度量的分开、并行计算，缩短了关键路径，提高了译码速度和精度。同时，本发明专利技术还提供了一种用于长期演进的turbo译码器的工作方法。

【技术实现步骤摘要】
用于长期演进的turbo译码器及工作方法
本专利技术属于无线通信
，特别涉及一种用于长期演进(LTE)的turbo译码器及工作方法。
技术介绍
1993年，在IntemationalConferenceonCommunication(国际通信大会)，C.Berrou，A.Glavieux和P.Thitimajshima提出Turbo码的概念。Turbo码的提出具有里程碑式的意义，以其接近Shannon(香农)限的优异性能引起了学者们的广泛关注和研究。Turbo码实际上是一种ParallelConcatenatedConvolutionalCodes(并行级联卷积码)。它巧妙地将两个简单分量码通过伪随机交织器并行级联来构造具有伪随机特性的长码，并通过在两组SISO(软入/软出)译码器之间进行多次迭代实现了伪随机译码。由于性能远远超过了其他的编码方式，Turbo码已逐渐被应用到卫星通信、网络、广播、个人通信等实时通信系统中。目前Turbo码已经作为3G和4G的信道编码标准。然而由于其译码算法复杂度较高，硬件实现难度较大，并且SISO迭代译码算法使得译码速度很慢，延时很大。所以如何在保证译码性能的前提下有效的提高译码速是人们一直研究的热点问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种用于长期演进的turbo译码器及工作方法，以解决上述的至少一项技术问题。(二)技术方案本专利技术提供了一种用于长期演进的turbo译码器，包括：数据分组单元，用于对输入数据分组，得到M组长度为K的数据，其中M、K为正整数；分支度量计算单元，用于根据分组后的数据，计算并输出分支度量，即前向分支度量和后向分支度量；状态度量计算单元包括第一寄存器和第二寄存器，用于分开且并行计算前向状态度量和后向状态度量，即状态度量，同时输出外部信息；存储单元，用于交叉存储K/2之前的前向状态度量和后向状态度量，且存储的前向状态度量和后向状态度量先入后出；计算单元，用于根据K/2之后的状态度量、存储单元输出的K/2之前的状态度量和分支度量，计算对数域的最大似然值；RAM，用于接收并输出所述最大似然值；交织单元，用于对RAM输出的数据进行交织处理，并输出交织后的数据至分支度量计算单元。优选地，所述译码器还包括延时单元，用于延时数据的传输。优选地，所述译码器还包括解交织单元，包括行地址解映射单元和列地址写入生成器，用于对所述交织后的数据进行解交织处理，并将解交织后的数据输出至RAM。优选地，所述分组后的数据按头尾顺序轮流输入所述分支度量计算单元。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种用于长期演进的turbo译码器的工作方法，包括：S1、将长度为N的输入数据分组，得到M组长度为K的数据；S2、从第一组数据的两端开始处理，从前向后计算前向分支度量，从后向前计算后向分支度量；S3、根据计算得到的分支度量计算相应的状态度量；S4、根据所述分支度量和状态度量，计算并输出对数域的最大似然值和外部信息；S5、根据所述最大似然值计算分支度量，并重复步骤S3和S4；S6、重复步骤S5，对其余组数据进行译码处理。优选地，步骤S3中状态度量的计算包括：将指向同一点的前一状态度量和分支度量相加，即为a；将后一状态度量和分支度量相加，即为b，求得|a-b|，以及max(a，b)；对|a-b|查表，与max(a，b)累加，选通输出操作结果，即为该点的状态度量。优选地，所述查表的表格数据为补偿曲线f(c)＝ln(1+exp(-|a-b|))的数据。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，相对于现有技术，在增加较少的硬件基础上，通过对前向状态度量和后向状态度量的交叉处理。缩短了关键路径，使得译码器在吞吐量不变的情况下可以用LOG-MAP(对数域的最大似然算法)的处理数据，和传统的MAX-LOG-MAP(最大对数近似算法)比较，译码精度能够提高0.3个DB。附图说明图1是本专利技术实施例的turbo译码器的系统结构图；图2为本专利技术实施例的分支向量的计算示意图；图4为本专利技术实施例的状态度量的计算示意图；图3为本专利技术实施例的计算单元的示意图；图5为本专利技术实施例的译码器信息传输示意图；图6为本专利技术实施例的步骤流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术实施例的一方面，提供了一种用于长期演进的turbo译码器，在不降低速率和增加极少硬件消耗的基础上，在状态度量计算单元增加了两个寄存器吗，实现采用LOG-MAP(对数域的最大似然算法)替代MAX-LOG-MAP(最大对数近似算法)，提高了译码精度。图1为本专利技术实施例的turbo译码器的系统结构图，如图1所示，该译码器包括：数据分组单元，用于对输入数据分组，得到M组长度为K的数据，其中M、K为正整数；分支度量计算单元，用于根据按头尾顺序轮流输入的分组后的数据，计算并输出分支度量，即前向分支度量和后向分支度量；状态度量计算单元包括第一寄存器和第二寄存器，用于分开且并行计算前向状态度量和后向状态度量，即状态度量，同时输出外部信息；存储单元，用于交叉存储K/2之前的前向状态度量和后向状态度量，且存储的前向状态度量和后向状态度量先入后出；计算单元，于根据K/2之后的状态度量、存储单元输出的K/2之前的状态度量和分支度量，计算对数域的最大似然值；RAM，用于接收并输出所述最大似然值，结束前半次译码过程。交织单元，用于对RAM输出的数据进行交织处理，并输出交织后的数据至分支度量计算单元。分支度量计算单元根据交织后的数据计算并输出分支度量，状态度量计算单元包括第一寄存器和第二寄存器，用于根据所述分支度量，分开且并行计算前向状态度量和后向状态度量，即状态度量，同时输出外部信息；存储单元，用于交叉存储K/2之前的前向状态度量和后向状态度量，且存储的前向状态度量和后向状态度量先入后出；计算单元用于根据K/2之后的状态度量、存储单元输出的K/2之前的状态度量和分支度量，计算对数域的最大似然值；RAM，用于接收并输出所述最大似然值，结束后半次译码过程，实现所述译码器的一次译码过程。所述译码器还包括：延时单元，用于延时数据的传输；解交织单元，包括行地址解映射单元和列地址写入生成器，用于对所述交织后的数据进行解交织处理，并将解交织后的数据输出至RAM，实现数据的还原。图2为本专利技术实施例的分支向量的计算示意图，如图2所示，输入的数据由前向传输数据和后向传输数据交叉形成的新数据。进入到了分支度量状态单元，根据奇偶选择，对输入的数据进行不同的处理，对于由前向后数据送入前向分支度量计算模块，输出的分支度量用于计算前向状态度量α的计算。从后向前传输的数据送入后向度量分支，计算出的分支度量用于后向状态度量β的计算。图3为本专利技术实施例的状态度量的计算示意图，如图3所示，从前向后计算前向分支状态度量其中m代表第m组，i代表数据序列号。从后向前计算后向分支度量其中k代表数据窗口的长度。当前向状态度量α和后向状态度量β到达K/2之前，计算相遇之前的分支度量和相应的状态度量；当前向状态度量α和后向状态度量β到达K/2之后，计算相应的状态度量同时进行译码和外信息的计算。图4为本专利技术实施例的状态单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于长期演进的turbo译码器，其特征在于，包括：数据分组单元，用于对输入数据分组，得到M组长度为K的数据，其中M、K为正整数；分支度量计算单元，用于根据分组后的数据，计算并输出分支度量，即前向分支度量和后向分支度量；状态度量计算单元包括第一寄存器和第二寄存器，用于分开且并行计算前向状态度量和后向状态度量，即状态度量，同时输出外部信息；存储单元，用于交叉存储K/2之前的前向状态度量和后向状态度量，且存储的前向状态度量和后向状态度量先入后出；计算单元，用于根据K/2之后的状态度量、存储单元输出的K/2之前的状态度量和分支度量，计算对数域的最大似然值；RAM，用于接收并输出所述最大似然值；交织单元，用于对RAM输出的数据进行交织处理，并输出交织后的数据至分支度量计算单元。

【技术特征摘要】
1.一种用于长期演进的turbo译码器，其特征在于，包括：数据分组单元，用于对输入数据分组，得到M组长度为K的数据，其中M、K为正整数；分支度量计算单元，用于根据分组后的数据，计算并输出分支度量，即前向分支度量和后向分支度量；状态度量计算单元包括第一寄存器和第二寄存器，用于分开且并行计算前向状态度量和后向状态度量，即状态度量，同时输出外部信息；存储单元，用于交叉存储K/2之前的前向状态度量和后向状态度量，且存储的前向状态度量和后向状态度量先入后出；计算单元，用于根据K/2之后的状态度量、存储单元输出的K/2之前的状态度量和分支度量，计算对数域的最大似然值；RAM，用于接收并输出所述最大似然值；交织单元，用于对RAM输出的数据进行交织处理，并输出交织后的数据至分支度量计算单元。2.根据权利要求1所述的译码器，其特征在于，还包括延时单元，用于延时数据的传输。3.根据权利要求1所述的译码器其特征在于，还包括解交织单元，包括行地址解映射单元和列地址写入生成器，用于对所述交织后的数据进行解交织处理，并将解交织后的数据输出至RAM。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨乐，吴斌，申山山，刘振，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11