Turbo码码字的生成方法和译码方法技术

本发明专利技术公开了一种Turbo码码字的生成方法和译码方法。Turbo码码字的生成方法包括：允许同时编解码的至少两个子编码器分别接收码的输入序列，码的输入序列至少包括：由至少两个信息位组成的符号；通过至少两个子编码器采用反馈系统卷积码编码RSC对接收到码的输入序列进行编码，生成并输出编码结果，Turbo码码字的译码方法包括：接收输入的待译码序列；通过译码器对待译码序列执行译码，得到并输出译码结果，其中，译码过程包括通过第一译码装置RSCDEC执行反馈系统卷积码编码RSC译码的第一译码阶段和通过第二译码装置PCRCDEC对第一译码阶段的译码结果执行并行循环冗余校验码PCRC译码的第二译码阶段。解决了相关技术中的低码率Turbo码的编码和译码的复杂度较高的技术问题。

The generation method and decoding method of Turbo code codeword

The invention discloses a method for generating a Turbo code code and a decoding method. Including the method of generating Turbo Codes: allows the input sequence and at least two sub encoder respectively receive code, input sequence includes at least by at least two bits of information symbols; through at least two sub encoder feedback system with convolutional code encoding RSC encoding the received code input sequence generate and output encoding results, including decoding method of Turbo Code: receiving input to be decoded by decoder decoding sequence; treat sequence decoding, and output decoding results, the decoding process including execution through the first decoding device RSCDEC first decoding stage feedback system convolutional encoding and RSC decoding and PCRCDEC decoding device by second on the first stage of the decoding decoding results second decoding stage parallel cyclic redundancy check code PCRC decoding. The technical problems of high complexity of coding and decoding of low bit rate Turbo codes in related technologies are solved.

【技术实现步骤摘要】
Turbo码码字的生成方法和译码方法
本专利技术涉及信息处理领域，具体而言，涉及一种Turbo码码字的生成方法和译码方法。
技术介绍
目前，Turbo码的迭代译码思想已经被誉为“TurboPrinciple”，在很多的相关领域，比如多用户检测、联合信道参数的均衡估计、高密度存储领域，甚至人工智能方面都得到了不同程度的应用。在实际应用方面，虽然在Turbo码出现之后的一段时间里，由于Turbo码的复杂度和译码延时，限制了它在实际中的应用。但是经过十几年的研究，Turbo码无论是编码方案还是译码算法方面都已经相当成熟，现在Turbo码己经正式走上了主流舞台，成为真正的时代宠儿，各种通信规范都采用Turbo码作为其标准之一。在深空通信领域，16状态Turbo码被空间数据标准咨询委员会(CCSDs)列为一个新标准。而在移动通信领域，3GPP正式将Turbo码作为IMT2000的高速数据通信的信道编码标准之一。其中具有代表性的3个3G标准(WCDMA、CDMA-2000和TD-SCDMA)均在信道编码中使用了Turbo码，用于高速率、高质量的通信业务。1996年Berrou提出了双二进制Turbo码，与传统二进制Turbo码相比，双二进制Turbo码具有以下优点：(1)采用CRSC做子码，提高了编码效率；(2)交织深度是经典Turbo码的一半，译码时延减小；(3)通过符号间交织增大最小自由距离，消除误码平层；(4)相同复杂度译码器下，双二进制Turbo码的纠错性能优于传统Turbo码；(5)码率删余对于双二进制Turbo码的性能影响小于传统Turbo码。由于其优秀的性能，目前双二进制Turbo码已经广泛应用于很多无线通信的标准中，比如WiMAX(IEEE502.16)和欧洲卫星网络标准(DVB-RCS)都采用了双二进制Turbo码。然而，目前Turbo码主要用于高码率领域，在低码率领域的设计与应用还方兴未艾。设计低码率二元Turbo码，实现低复杂度低码率二元Turbo码的编码和译码，是亟待解决的一个问题。针对相关技术中的低码率Turbo码的编码和译码的复杂度较高的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种Turbo码码字的生成方法和译码方法，以至少解决相关技术中的低码率Turbo码的编码和译码的复杂度较高的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种Turbo码码字的生成方法，该方法包括：允许同时编解码的至少两个子编码器分别接收码的输入序列，其中，码的输入序列至少包括：由至少两个信息位组成的符号；通过至少两个子编码器采用反馈系统卷积码编码RSC对接收到码的输入序列进行编码，生成编码结果；输出编码结果。进一步地，每个子编码器包括两个循环递归系统卷积码CRSC编码器，在允许同时编解码的至少两个子编码器分别接收码的输入序列之前，该方法还包括：通过交织器消除至少两个子编码器接收到的码的输入序列之间的相关性。进一步地，CRSC编码器基于自截尾机制，控制每个子编码器的初始状态和终止状态相同，其中，通过至少两个子编码器采用反馈系统卷积码编码RSC对接收到码的输入序列进行编码，生成编码结果，包括：获取子编码器的初始状态位和预编码得到的末状态；根据末状态进行预编码，得到循环递归系统卷积码的循环状态，生成编码矩阵；将子编码器的初始状态设置为预编码求得的循环状态，并编码得到终止状态为初始状态位的最终编码结果。进一步地，在向子编码器输入码的输入序列的过程中，通过第一控制装置MesgInAddr执行时序控制，并在不同的阶段执行如下至少之一：输入信息比特、CRC校验和供编码使用的校验比特数据。进一步地，在编码的过程中，通过第二控制装置InnerAddr执行时序控制，并在不同的阶段执行如下至少之一：信息无交织的编码和信息交织的编码。进一步地，在输入编码结果的过程中，通过第三控制装置OutAddr和第四控制装置OutIndex执行时序控制，并在不同的阶段执行如下至少之一：输入预定长度的编码结果。进一步地，第一控制装置对输入信息进行第一计数，在第一计数达到预定位数之后进行比特校验，并将校验结果进行保存；在编码结束时控制第二控制装置开始第二计数，启动子编码进行编码。进一步地，子编码器的输入由第二控制装置控制，并读取已经保存的校验结果，并对校验结果进行编码。本专利技术还提供了一种Turbo码码字的译码方法的实施例，该方法包括：接收输入的待译码序列；通过译码器对待译码序列执行译码，得到译码结果，其中，译码过程包括第一译码阶段和第二译码阶段，第一译码阶段为通过第一译码装置RSCDEC执行反馈系统卷积码编码RSC译码，第二译码阶段为通过第二译码装置PCRCDEC对第一译码阶段的译码结果执行并行循环冗余校验码PCRC译码；输出译码结果。进一步地，接收输入的待译码序列包括：至少两个子译码器基于时序控制来分别接收对应的子编码器生成的编码结果；通过译码器对所述待译码序列执行译码，得到译码结果包括：所述至少两个子译码器分别对对应的所述编码结果进行迭代译码，得到译码结果。进一步地，在所述迭代译码的过程中，通过执行时序控制在不同的阶段执行如下至少之一：信息无交织和信息交织。进一步地，输入的待译码序列分为多个子码，每个子码由对应的编码器输出，多个子码对应多个编码器，接收输入的待译码序列包括：通过第一控制装置AddrInM控制对当前的编码器的输出进行计数；在第一控制装置AddrInM计数达到预设字数之后，通过第二控制装置AddInL按照预设顺序控制在多个编码器中选择下一个需要接收输入的编码器，并通过第一控制装置AddrInM重新执行计数。进一步地，输入的待译码序列分为多个子码，通过译码器对待译码序列执行译码，得到译码结果，包括：通过第三控制装置InnerItern执行对多个子码进行译码时的迭代时序控制，其中，第三控制装置用于进行计数，并根据当前计数在多个子码中选择对应的子码。进一步地，在通过第一译码装置RSCDEC执行反馈系统卷积码编码RSC译码时，分别执行前向转移概率和后向转移概率的计算，其中，在执行计算的过程中，通过第一存储单元AxInfo存储前向转移概率和后向转移概率，通过第二存储单元ExInfo存储外信息，通过第三存储单元DxMesg和第四存储单元DxBits同时存储译码判决比特。进一步地，在通过第二译码装置PCRCDEC对第一译码阶段的译码结果执行并行循环冗余校验码PCRC译码时，通过第四控制装置CRCAddr按照预设时序规则执行对CRC译码的时序控制，预设时序规则为从第三存储单元DxMesg中读取预设位数的数据。进一步地，输出译码结果包括：通过第五控制装置OutAddt执行对译码结果进行输出的时序控制，其中，译码结果为从第四存储单元DxBits中读取的数据。进一步地，第一译码装置RSCDEC包括支路度量Gamma模块、初始状态度量iniMetric模块、状态度量计算Metric模块、前向状态度量存储AxInfo模块、总状态度量TotalMetric模块、似然比计算LLR模块，其中，支路度量Gamma模块用于执行支路度量计算，初始状态度量iniMetric模块用于执行对度量Metric的初始化，状态度量计算Metric模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Turbo码码字的生成方法，其特征在于，包括：允许同时编解码的至少两个子编码器分别接收码的输入序列，其中，所述码的输入序列至少包括：由至少两个信息位组成的符号；通过所述至少两个子编码器采用反馈系统卷积码编码RSC对接收到所述码的输入序列进行编码，生成编码结果；输出所述编码结果。

【技术特征摘要】
1.一种Turbo码码字的生成方法，其特征在于，包括：允许同时编解码的至少两个子编码器分别接收码的输入序列，其中，所述码的输入序列至少包括：由至少两个信息位组成的符号；通过所述至少两个子编码器采用反馈系统卷积码编码RSC对接收到所述码的输入序列进行编码，生成编码结果；输出所述编码结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个子编码器包括两个循环递归系统卷积码CRSC编码器，在允许同时编解码的至少两个子编码器分别接收码的输入序列之前，所述方法还包括：通过交织器消除所述至少两个子编码器接收到的所述码的输入序列之间的相关性。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述CRSC编码器基于自截尾机制，控制每个子编码器的初始状态和终止状态相同，其中，通过所述至少两个子编码器采用反馈系统卷积码编码RSC对接收到所述码的输入序列进行编码，生成编码结果，包括：获取所述子编码器的初始状态位和预编码得到的末状态；根据所述末状态进行预编码，得到循环递归系统卷积码的循环状态，生成编码矩阵；将所述子编码器的初始状态设置为预编码求得的循环状态，并编码得到终止状态为所述初始状态位的最终编码结果。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在向所述子编码器输入所述码的输入序列的过程中，通过第一控制装置MesgInAddr执行时序控制，并在不同的阶段执行如下至少之一：输入信息比特、CRC校验和供编码使用的校验比特数据。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在编码的过程中，通过第二控制装置InnerAddr执行时序控制，并在不同的阶段执行如下至少之一：信息无交织的编码和信息交织的编码。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在输入所述编码结果的过程中，通过第三控制装置OutAddr和第四控制装置OutIndex执行时序控制，并在不同的阶段执行如下至少之一：输入预定长度的编码结果。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一控制装置对输入信息进行第一计数，在第一计数达到预定位数之后进行比特校验，并将校验结果进行保存；在编码结束时控制所述第二控制装置开始第二计数，启动子编码进行编码。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述子编码器的输入由所述第二控制装置控制，并读取已经保存的校验结果，并对校验结果进行编码。9.一种Turbo码码字的译码方法，其特征在于，包括：接收输入的待译码序列；通过译码器对所述待译码序列执行译码，得到译码结果，其中，译码过程包括第一译码阶段和第二译码阶段，所述第一译码阶段为通过第一译码装置RSCDEC执行反馈系统卷积码编码RSC译码，所述第二译码阶段为通过第二译码装置PCRCDEC对所述第一译码阶段的译码结果执行并行循环冗余校验码PCRC译码；输出所述译码结果。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，接收输入的待译码序列包括：至少两个子译码器基于时序控制来分别接收对应的子编码器生成的编码结果；通过译码器对所述待译码序列执行译码，得到译码结果包括：所述至少两个子译码器分别对对应的所述编码结果进行迭代译码，得到译码结果。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述迭代译码的过程中，通过执行时序控制在不同的阶段执行如下至少之一：信息无交织和信息交织。12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述输入的待译码序列分为多个子码，每个子码由对应的编码器输出，所述多个子码对应多个编码器，接收输入的待译码序列包括：通...

【专利技术属性】
技术研发人员：管武，梁利平，吴凯，任雁鹏，
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