基于简化双二元Turbo码度量值的译码方法技术

本发明专利技术公开了一种基于简化双二元Turbo码度量值的译码方法，主要解决现有译码方法复杂度大效率低的问题。本发明专利技术的步骤为：接收数据；初始化；设置译码迭代次数；计算前半轮迭代的后向度量值；计算前半轮迭代的后验信息和前半轮迭代的外信息；获得后半轮迭代的先验信息；计算后半轮迭代的后向度量值；计算后半轮迭代的后验信息和后半轮迭代的外信息；获得前半轮迭代的先验信息；译码终止判决；判决对数似然比信息。本发明专利技术对不同分支度量表达式之间的相同部分只进行了一次计算，对前向度量中间值和后向度量中间值先比较再求解，从而减少译码计算量，降低了译码复杂度，提高了译码效率。

【技术实现步骤摘要】
基于简化双二元Turbo码度量值的译码方法
本专利技术属于无线通信
，更进一步涉及信道编码
中的基于简化双二元Turbo码度量值的译码方法。本专利技术可用于双二元Turbo码译码。
技术介绍
Turbo码作为一种优秀的信道编码方案，性能接近香农限，自其提出以来就备受关注，但是由于Turbo码译码过程复杂，硬件实现难度较大，所以经过二十余年的研究，才被广泛的应用到各种通信标准之中。双二元Turbo码在经典Turbo码基础上发展而来，它具有更高的编码效率，更好的纠错性能，而且误码平层不明显，国际数字视频广播回传信道DVB-RCS(DigitalVideoBroadcasting-ReturnChannelviaSatellite)和全球微波互联接入WIMAX(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)等标准采用了二元Turbo码作为信道编码方案。广州杰赛科技股份有限公司在其申请的专利文献“双二元卷积Turbo码译码方法和装置”(申请日：2009年11月02日，申请号：200910193580.X，公开号：CN101697492A)中公开了一种双二元卷积Turbo码译码方法。该方法在增强的Max-Log-MAP算法特有步骤处，并列地包括了常数Log-MAP算法相应的特有步骤，使得用户可以根据译码算法模式编号选择对应的译码算法。该方法存在的不足之处是，前向度量中间值和后向度量中间值只进行了计算，却没有对计算结果加以利用，造成了不必要的运算，从而增加了译码复杂度。李江鹏等人在其发表的论文“WIMAX系统双二进制Turbo码的译码算法及VLSI实现”([J].微电子学与计算机，2011,(03):43-47)中公开了一种双二元Turbo码译码方法。该译码方法在增加少量复杂度的基础上，对经典Max-Log-MAP译码算法进行了改进，提高了译码性能。但是，该方法仍然存在的不足之处是，在分支度量的计算过程中，存在重复的运算，由此增加了运算量，造成了资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种基于简化双二元Turbo码度量值的译码方法。本专利技术可实现对双二元Turbo码译码，有效的降低了增强的Max-Log-MAP算法译码过程中度量值的计算复杂度。实现本专利技术目的的具体步骤包括如下：(1)接收数据：(1a)依据双二元Turbo码交织器的交织深度，按照时序，接收两路系统位软信息，每路系统位软信息的长度与交织深度相等；按照时序，接收两路第一校验位软信息和第二校验位软信息，每路验位软信息的长度与交织深度相等；(1b)利用双二元Turbo码交织器，对两路的系统位软信息进行交织，得到两路交织后的系统位软信息；(2)初始化：(2a)将前半轮迭代的先验信息初始化为0；(2b)将前向度量和后向度量初始化为其中，log(·)表示以自然常数e为底的对数操作；L表示双二元Turbo码分量编码器中寄存器的总数；(3)设置译码迭代次数：设置译码最大迭代次数为M，M∈{1,2，...,10}，∈表示属于操作；将当前迭代次数初始化为1；(4)计算前半轮迭代的后向度量值：(4a)合并接收的两路系统位软信息和两路第一校验位软信息，得到两个合并后的系统位软信息和两个合并后的校验位软信息；(4b)由合并后的系统位软信息和合并后的校验位软信息，得到8个信道观测值；(4c)由信道观测值和前半轮迭代的先验信息，计算16个分支度量值；(4d)将起始状态相同且结束状态不同的所有后向度量中间值，以四个中间值为一组，划分成多个后向度量中间值小组；(4e)利用下式，在每个后向度量中间值小组中，分别计算后向度量差值和分支度量差值：X＝B1-C1P＝C2-B2其中，X表示后向度量差值；B1表示带有对应于码字(0,1)的先验信息的后向度量中间值中的后向度量；C1表示带有对应于码字(1,0)的先验信息的后向度量中间值中的后向度量；P表示分支度量差值；C2表示带有对应于码字(1,0)的先验信息的后向度量中间值中的分支度量；B2表示带有对应于码字(0,1)的先验信息的后向度量中间值中的分支度量；(4f)判断后向度量差值X是否大于分支度量差值P，若是，则将带有对应于码字(0,1)的先验信息的后向度量中间值作为第一个待选前向度量中间值，否则，将带有对应于码字(1,0)的先验信息的后向度量中间值作为第一个待选后向度量中间值；(4g)使用与步骤(4e)和步骤(4f)中相同的方法，由带有对应于码字(0,0)的先验信息的后向度量中间值和带有对应于码字(1,1)的先验信息的后向度量中间值，获得第二个待选后向度量中间值；(4h)取每个后向度量中间值小组中两个待选后向度量中间值中最大的一个，作为该后向度量中间值小组选取的后向度量；(5)计算前半轮迭代的后验信息和前半轮迭代的外信息：(5a)将结束状态相同且起始状态不同的所有前向度量中间值，以四个中间值为一组，划分成多个前向度量中间值小组；(5b)利用下式，在每个前向度量中间值小组中，分别计算前向度量差值和分支度量差值：Y＝A1-D1Q＝D2-A2其中，Y表示前向度量差值；A1表示带有对应于码字(0,0)的先验信息的前向度量中间值中的前向度量；D1表示带有对应于码字(1,1)的先验信息的前向度量中间值中的前向度量；Q表示分支度量差值；D2表示带有对应于码字(1,1)的先验信息的前向度量中间值中的分支度量；A2表示带有对应于码字(0,0)的先验信息的前向度量中间值中的分支度量；(5c)判断前向度量差值Y是否大于分支度量差值Q，若是，则将带有对应于码字(0,0)的先验信息的前向度量的中间值作为第一个待选前向度量中间值，否则，将带有对应于码字(1,1)的先验信息的前向度量中间值作为第一个待选前向度量中间值；(5d)使用与步骤(5b)和步骤(5c)中相同的方法，由带有对应于码字(0,1)的先验信息的前向度量中间值和带有对应于码字(1,0)的先验信息的前向度量中间值，获得第二个待选前向度量中间值；(5e)取每个前向度量中间值小组中两个待选前向度量中间值中最大的一个，作为该前向度量中间值小组选取的前向度量；(5f)利用后验信息公式，计算前半轮迭代的后验信息；(5g)利用外信息公式，计算前半轮迭代的外信息；(6)获得后半轮迭代的先验信息：利用双二元Turbo码交织器对前半轮迭代的外信息进行交织，获得后半轮迭代的先验信息；(7)计算后半轮迭代的后向度量值：(7a)合并两路交织后的系统位软信息和两路第二校验位软信息，得到两个合并后的系统位软信息和两个合并后的校验位软信息；(7b)由合并后的系统位软信息和合并后的校验位软信息，合并得到8个信道观测值；(7c)由信道观测值和先验信息，计算得到16个分支度量值；(7d)将起始状态相同且结束状态不同的所有后向度量中间值，以四个中间值为一组，划分成多个后向度量中间值小组；(7e)利用下式，在每个后向度量中间值小组中，分别计算后向度量差值和分支度量差值：X＝B1-C1P＝C2-B2其中，X表示后向度量差值；B1表示带有对应于码字(0,1)的先验信息的后向度量中间值中的后向度量；C1表示带有对应于码字(1,0)的先验信息的后向度量中间值中的后向度量；P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于简化双二元Turbo码度量值的译码方法，包括如下步骤：(1)接收数据：(1a)依据双二元Turbo码交织器的交织深度，按照时序，接收两路系统位软信息，每路系统位软信息的长度与交织深度相等；按照时序，接收两路第一校验位软信息和第二校验位软信息，每路验位软信息的长度与交织深度相等；(1b)利用双二元Turbo码交织器，对两路的系统位软信息进行交织，得到两路交织后的系统位软信息；(2)初始化：(2a)将前半轮迭代的先验信息初始化为0；(2b)将前向度量和后向度量初始化为

【技术特征摘要】
1.一种基于简化双二元Turbo码度量值的译码方法，包括如下步骤：(1)接收数据：(1a)依据双二元Turbo码交织器的交织深度，按照时序，接收两路系统位软信息，每路系统位软信息的长度与交织深度相等；按照时序，接收两路第一校验位软信息和第二校验位软信息，每路验位软信息的长度与交织深度相等；(1b)利用双二元Turbo码交织器，对两路的系统位软信息进行交织，得到两路交织后的系统位软信息；(2)初始化：(2a)将前半轮迭代的先验信息初始化为0；(2b)将前向度量和后向度量初始化为其中，log(·)表示以自然常数e为底的对数操作；L表示双二元Turbo码分量编码器中寄存器的总数；(3)设置译码迭代次数：设置译码最大迭代次数为M，M∈{1,2，...,10}，∈表示属于操作；将当前迭代次数初始化为1；(4)计算前半轮迭代的后向度量值：(4a)合并接收的两路系统位软信息和两路第一校验位软信息，得到两个合并后的系统位软信息和两个合并后的校验位软信息；(4b)由合并后的系统位软信息和合并后的校验位软信息，得到8个信道观测值；(4c)由信道观测值和前半轮迭代的先验信息，计算16个分支度量值；(4d)将起始状态相同且结束状态不同的所有后向度量中间值，以四个中间值为一组，划分成多个后向度量中间值小组；(4e)利用下式，在每个后向度量中间值小组中，分别计算后向度量差值和分支度量差值：X＝B1-C1P＝C2-B2其中，X表示后向度量差值；B1表示带有对应于码字(0,1)的先验信息的后向度量中间值中的后向度量；C1表示带有对应于码字(1,0)的先验信息的后向度量中间值中的后向度量；P表示分支度量差值；C2表示带有对应于码字(1,0)的先验信息的后向度量中间值中的分支度量；B2表示带有对应于码字(0,1)的先验信息的后向度量中间值中的分支度量；(4f)判断后向度量差值X是否大于分支度量差值P，若是，则将带有对应于码字(0,1)的先验信息的后向度量中间值作为第一个待选前向度量中间值，否则，将带有对应于码字(1,0)的先验信息的后向度量中间值作为第一个待选后向度量中间值；(4g)使用与步骤(4e)和步骤(4f)中相同的方法，由带有对应于码字(0,0)的先验信息的后向度量中间值和带有对应于码字(1,1)的先验信息的后向度量中间值，获得第二个待选后向度量中间值；(4h)取每个后向度量中间值小组中两个待选后向度量中间值中最大的一个，作为该后向度量中间值小组选取的后向度量；(5)计算前半轮迭代的后验信息和前半轮迭代的外信息：(5a)将结束状态相同且起始状态不同的所有前向度量中间值，以四个中间值为一组，划分成多个前向度量中间值小组；(5b)利用下式，在每个前向度量中间值小组中，分别计算前向度量差值和分支度量差值：Y＝A1-D1Q＝D2-A2其中，Y表示前向度量差值；A1表示带有对应于码字(0,0)的先验信息的前向度量中间值中的前向度量；D1表示带有对应于码字(1,1)的先验信息的前向度量中间值中的前向度量；Q表示分支度量差值；D2表示带有对应于码字(1,1)的先验信息的前向度量中间值中的分支度量；A2表示带有对应于码字(0,0)的先验信息的前向度量中间值中的分支度量；(5c)判断前向度量差值Y是否大于分支度量差值Q，若是，则将带有对应于码字(0,0)的先验信息的前向度量的中间值作为第一个待选前向度量中间值，否则，将带有对应于码字(1,1)的先验信息的前向度量中间值作为第一个待选前向度量中间值；(5d)使用与步骤(5b)和步骤(5c)中相同的方法，由带有对应于码字(0,1)的先验信息的前向度量中间值和带有对应于码字(1,0)的先验信息的前向度量中间值，获得第二个待选前向度量中间值；(5e)取每个前向度量中间值小组中两个待选前向度量中间值中最大的一个，作为该前向度量中间值小组选取的前向度量；(5f)利用后验信息公式，计算前半轮迭代的后验信息；(5g)利用外信息公式，计算前半轮迭代的外信息；(6)获得后半轮迭代的先验信息：利用双二元Turbo码交织器对前半轮迭代的外信息进行交织，获得后半轮迭代的先验信息；(7)计算后半轮迭代的后向度量值：(7a)合并两路交织后的系统位软信息和两路第二校验位软信息，得到两个合并后的系统位软信息和两个合并后的校验位软信息；(7b)由合并后的系统位软信息和合并后的校验位软信息，合并得到8个信道观测值；(7c)由信道观测值和先验信息，计算得到16个分支度量值；(7d)将起始状态相同且结束状态不同的所有后向度量中间值，以四个中间值为一组，划分成多个后向度量中间值小组；(7e)利用下式，在每个后向度量中间值小组中，分别计算后向度量差值和分支度量差值：X＝B1-C1P＝C2-B2其中，X表示后向度量差值；B1表示带有对应于码字(0,1)的先验信息的后向度量中间值中的后向度量；C1表示带有对应于码字(1,0)的先验信息的后向度量中间值中的后向度量；P表示分支度量差值；C2表示带有对应于码字(1,0)的先验信息的后向度量中间值中的分支度量；B2表示带有对应于码字(0,1)的先验信息的后向度量中间值中的分支度量；(7f)判断后向度量差值X是否大于分支度量差值P，若是，则将带有对应于码字(0,1)的先验信息的后向度量中间值作为第一个待选前向度量中间值，否则，将带有对应于码字(1,0)的先验信息的后向度量中间值作为第一个待选后向度量中间值；(7g)使用与步骤(7e)和步骤(7f)中相同的方法，由带有对应于码字(0,0)的先验信息的后向度量中间值和带有对应于码字(1,1)的先验信息的后向度量中间值，获得第二个待选后向度量中间值；(7h)取每个后向度量中间值小组中两个待选后向度量中间值中最大的一个，作为该后向度量中间值小组选取的后向度量；(8)计算后半轮迭代的后验信息和后半轮迭代的外信息：(8a)将结束状态相同且起始状态不同的所有前向度量中间值，以四个中间值为一组，划分成多个前向度量中间值小组；(8b)利用下式，在每个前向度量中间值小组中，分别计算前向度量差值和分支度量差值：Y＝A1-D1Q＝D2-A2其中，Y表示前向度量差值；A1表示带有对应于码字(0,0)的先验信息的前向度量中间值中的前向度量；D1表示带有对应于码字(1,1)的先验信息的前向度量中间值中的前向度量；Q表示分支度量差值；D2表示带有对应于码字(1,1)的先验信息的前向度量中间值中的分支度量；A2表示带有对应于码字(0,0)的先验信息的前向度量中间值中的分支度量；(8c)判断前向度量差值Y是否大于分支度量差值Q，若是，则将带有对应于码字(0,0)的先验信息的前向度量的中间值作为第一个待选前向度量中间值，否则，将带有对应于码字(1,1)的先验信息的前向度量中间值作为第一个待选前向度量中间值；(8d)使用与步骤(8b)和步骤(8c)中相同的方法，由带有对应于码字(0,1)的先验信息的前向度量中间值和带有对应于码字(1,0)的先验信息的前向度量中间值，获得第二个待选前向度量中间值；(8e)取每个前向度量中间值小组中两个待选前向度量中间值中最大的一个，作为该前向度量中间值小组选取的前向度量；(8f)利用后验信息公式，计算后半轮迭代的后验信息；(8g)利用外信息公式，计算后半轮迭代的外信息；(9)获得前半轮迭代的先验信息：利用双二元Turbo码解交织器，对后半轮迭代的外信息进行解交织，获得前半轮迭代的先验信息；(10)判断当前迭代次数是否达到最大迭代次数，若是，则执行步骤(11)，否则，将当前迭代次数加1后执行步骤(4)；(11)判决对数似然比信息：(11a)使用双二元Turbo码解交织器，对后半轮迭代的后验信息进行解交织，得到对数似然比；(11b)使用双二元Turbo码的符号判决规则，对对数似然比进行硬判决，译码结束。2.根据权利要求1所述的基于简化...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫丰奎，陈浩，宋佩阳，张航，李果，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61