一种基于DVB-RCS标准的双二元Turbo码译码方法技术

基于ＤＶＢ－ＲＣＳ标准的双二元Ｔｕｒｂｏ码译码方法及译码器：（１）将接收码字的双比特系统位输入预译码器，求出向递归因子α↓［１］和后向递归因子β↓［１］的初始值；（２）求出对数似然比Λ↓［１］；（３）求出外信息Ｌ↓［ｅ１］；（４）将外信息Ｌ↓［ｅ１］经交织得到先验信息Ｌ↓［ａ２］；（５）将接收码字的双比特系统输入交织器；（６）将交织结果输入预译码器，求出前向递归因子α↓［２］和后向递归因子β↓［２］的初始值；（７）求对数似然比Λ↓［２］；（８）求外信息Ｌ↓［ｅ２］；（９）将外信息Ｌ↓［ｅ２］经解交织得到先验信息Ｌ↓［ａ１］；（１０）重复上述步骤（２）－（４）及步骤（７）－（９），直至满足终止迭代译码准则；（１１）将对数似然比Λ↓［２］再经解交织器后，进行硬判决得到最终的译码比特。本发明专利技术易于硬件实现，能够适应多种可选码率和灵活的分组长度，且功耗小、误码率低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双二元Turbo码译码器技术，特别是一种基于DVB-RCS标准的双二元Turbo码译码方法及译码器。
技术介绍
Turbo码是一种利用伪随机交织器和简单分量码构造的并行级联码，在白噪声信道下其性能接近Shannon限，其码译码方式为软输入或软输出的迭代译码。所谓的迭代就是各译码器按迭代顺序相互传递外信息，随着迭代次数的增加，迭代译码渐次收敛于最大似然译码是一种低复杂度的次最佳译码。Turbo码的发现改变了长期以来把信道截至速率作为实际容量的历史，使信道编码理论和实践进入了一个崭新的阶段。目前第三代移动通信中已开始采用Turbo码。 传统的Turbo码编码器为单比特输入，采用RSC码作为分量码。这种编码器在编码时需要加入“收尾比特”，这导致编码效率下降。由于传统Turbo码的最小自由距离较小，其在低误码率时有误码平层。常用的Turbo码译码算法有Log-MAP算法、Max-Log-MAP算法及SOVA算法，其中Log-MAP算法为最优算法，但是难于硬件实现；Max-Log-MAP算法及SOVA算法为次优算法，较易实现。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种基于DVB-RCS标准的双二元Turbo码译码方法及译码器，它易于硬件实现，能够适应多种可选码率和灵活的分组长度，且功耗小、误码率低。 本专利技术的技术解决方案是基于DVB-RCS标准的双二元Turbo码译码方法，其特征在于实现如下 (1)将接收码字的双比特系统位yks1和yks2输入第一预译码器，求出第一前向递归因子α1和第一后向递归因子β1的初始值，所述的初始值用于在每次迭代运算中对第一分量译码器中的第一前向递归因子和第一后向递归因子进行初始化，此处k的取值范围是1～t，t表示预译码长度； (2)将接收码字的双比特系统位yks1和yks2、对应发射端第一分量编码器输出的校验位ykp1、第一先验信息La1以及步骤(1)中求出的第一前向递归因子α1和第一后向递归因子β1的初始值输入至第一分量译码器，并由第一分量译码器求出第一对数似然比Λ1，其中所述的第一先验信息La1在第一步迭代译码时初始化为零，在后续的译码过程中来自第一解交织器； (3)根据第一对数似然比Λ1、第一先验信息La1和第一系统信息Ls1求出第一外信息Le1； (4)将第一外信息Le1经第二交织器得到第二先验信息La2； (5)将接收码字的双比特系统位yks1和yks2，输入第一交织器得到交织后的结果yks3和yks4，此处k的取值范围是1～N，N表示接收码字中系统码的长度； (6)将第一交织器交织后的结果yks3和yks4输入第二预译码器，求出第二前向递归因子α2和第二后向递归因子β2的初始值，所述的初始值用于在每次迭代运算中对第二分量译码器中的第二前向递归因子和第二后向递归因子进行初始化，此处k的取值范围是1～t，t表示预译码长度； (7)将经过第一交织器后的接收码字的双比特系统位yks3和yks4、对应发射端第二分量编码器输出的校验位ykp1、第二先验信息La2以及步骤(6)中求出的第二前向递归因子α2和第二后向递归因子β2的初始值输入第二分量译码器，并由第二分量译码器求出第二对数似然比Λ2，其中所述的第二先验信息La2在第一步迭代译码时初始化为零，在后续的译码过程中来自第二交织器； (8)根据第二对数似然比Λ2、第二先验信息La2和第二系统信息Ls2求出第二外信息Le2； (9)将第二外信息Le2经第一解交织器得到第一先验信息La1； (10)重复上述步骤(2)-(4)及步骤(7)-(9)的译码过程，直至满足终止迭代译码准则； (11)将第二对数似然比Λ2经第二解交织器后，进行硬判决得到最终的译码比特。 本专利技术与现有技术相比具有如下优点本专利技术采用双二元输入，因此在具有相同的约束长度的条件下，相对于传统的Turbo码译码器，只需要一半的存储器，并且译码器所需的时钟频率也可以减少一半，因此硬件易于实现，且功耗大大降低。仿真实验证明本专利技术应用次优的Max-Log-MAP算法进行译码相对于应用最优的Log-MAP算法只有0.1-0.2dB的损失。本专利技术能适应多种可选码率(从1/3到6/7)和非常灵活的分组长度(从96到1728bit)。 附图说明 图1为本专利技术的系统示意图； 图2为本专利技术的译码器硬件实现框图。 具体实施例方式 如图1所示，本专利技术的方法实现由第一预译码器、第二预译码器、第一分量译码器、第二分量译码器、第一交织器、第二交织器、第一解交织器、第二解交织器及硬判决器构成，其具体实施步骤为 (1)将接收码字的双比特系统位yks1和yks2输入第一预译码器，求出第一前向递归因子α1和第一后向递归因子β1的初始值，所述的初始值用于在每次迭代运算中对第一分量译码器中的第一前向递归因子和第一后向递归因子进行初始化。 第一预译码器中第一前向递归因子α1的计算公式为 第一后向递归因子β1的计算公式为 其中，Sk表示编码器在k时刻的状态，z表示编码器在k时刻的输入，记为z∈{00，01，10，11)； y表示译码器接收到的码字； 表示状态转移概率的自然对数形式，计算公式为 上述 的计算公式中xkp表示编码器在k时刻输出的校验位， yks1和yks2北分别表示在k时刻输入译码器的系统码的第一位和第二位， ykp，表示在k时刻输入译码器的校验位， 上述k在1～t之间取值，t为预译码长度， No为噪声单边功率谱密度。 (2)将接收码字的双比特系统位yks1和yks2、对应发射端第一分量编码器输出的校验位ykp1、第一先验信息La1以及步骤(1)中求出的第一前向递归因子α1和第一后向递归因子β1的初始值输入至第一分量译码器，并由第一分量译码器求出第一对数似然比Λ1，其中所述的第一先验信息La1在第一步迭代译码时初始化为零，在后续的译码过程中来自第一解交织器。 第一分量译码器中的第一对数似然比Λ1的计算公式为 其中Sk表示编码器在k时刻的状态； 表示状态转移概率的自然对数形式，其计算公式为 其中z表示编码器在k时刻的输入，记为z∈{00，01，10，11}； xkp表示编码器在k时刻输出的校验位； yks1和yks2分别表示在k时刻输入译码器的系统码的第一位和第二位； ykp表示在k时刻输入译码器的校验位； 上述k在1～N之间取值，N为码字中系统码的长度； No为噪声单边功率谱密度。 (3)根据第一对数似然比Λ1、第一先验信息La1和第一系统信息Ls1求出第一外信息Le1。 第一外信息Le1的计算公式为 其中La1为第一先验信息；Λ1为第一对数似然比； 第一系统信息 的计算公式为 其中为译码器接收到的系统码； z表示编码器在k时刻的输入，记为z∈{00，01，10，11}； 上述k在1～N之间取值，N为码字中系统码的长度； No为噪声单边功率谱密度。 (4)将第一外信息Le1经第二交织器得到第二先验信息La本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ＤＶＢ－ＲＣＳ标准的双二元Ｔｕｒｂｏ码译码方法，其特征在于实现步骤如下：（１）将接收码字的双比特系统位ｙ↓［ｋ］↑［ｓ１］和ｙ↓［ｋ］↑［ｓ２］输入第一预译码器，求出第一前向递归因子α↓［１］和第一后向递归因子β↓［１］的初始值 ，所述的初始值用于在每次迭代运算中对第一分量译码器中的第一前向递归因子和第一后向递归因子进行初始化，此处ｋ的取值范围是１～ｔ，ｔ表示预译码长度；（２）将接收码字的双比特系统位ｙ↓［ｋ］↑［ｓ１］和ｙ↓［ｋ］↑［ｓ２］、对应发射端第一 分量编码器输出的校验位ｙ↓［ｋ］↑［ｐ１］、第一先验信息Ｌ↓［ａ１］以及步骤（１）中求出的第一前向递归因子α↓［１］和第一后向递归因子β↓［１］的初始值输入至第一分量译码器，并由第一分量译码器求出第一对数似然比Λ↓［１］，其中所述的第一先验信息Ｌ↓［ａ１］在第一步迭代译码时初始化为零，在后续的译码过程中来自第一解交织器；（３）根据第一对数似然比Λ↓［１］、第一先验信息Ｌ↓［ａ１］和第一系统信息Ｌ↓［ｓ１］求出第一外信息Ｌ↓［ｅ１］；（４）将第一外信息Ｌ↓［ｅ１ ］经第二交织器得到第二先验信息Ｌ↓［ａ２］；（５）将接收码字的双比特系统位ｙ↓［ｋ］↑［ｓ１］和ｙ↓［ｋ］↑［ｓ２］，输入第一交织器得到交织后的结果ｙ↓［ｋ］↑［ｓ３］和ｙ↓［ｋ］↑［ｓ４］，此处ｋ的取值范围是１～Ｎ，Ｎ表示接收码字 中系统码的长度；（６）将第一交织器交织后的结果ｙ↓［ｋ］↑［ｓ３］和ｙ↓［ｋ］↑［ｓ４］输入第二预译码器，求出第二前向递归因子α↓［２］和第二后向递归因子β↓［２］的初始值，所述的初始值用于在每次迭代运算中对第二分量译码器中的第二前 向递归因子和第二后向递归因子进行初始化，此处ｋ的取值范围是１～ｔ，ｔ表示预译码长度；（７）将经过第一交织器后的接收码字的双比特系统位ｙ↓［ｋ］↑［ｓ３］和ｙ↓［ｋ］↑［ｓ４］、对应发射端第二分量编码器输出的校验位ｙ↓［ｋ］↑［ｐ２］ 、第二先验信息Ｌ↓［ａ２］以及步骤（６）中求出的第二前向递归因子α↓［２］和第二后向递归因子β↓［２］的初始值输入第二分量译码器，并由第二分量译码器求出第二对数似然比Λ↓［２］，其中所述的第二先验信息Ｌ↓［ａ２］在第一步迭代译码时初始化为零，在后续的译码过程中来自第二交织器；（８）根据第二对数似然比Λ↓［２］、第二先验信息Ｌ↓［ａ２］和第二系统信息Ｌ↓［ｓ２］求出...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谈树峰，程子敬，邹光南，刘大禹，
申请(专利权)人：北京卫星信息工程研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]