提供一种涡轮码的并行译码数据处理方法和设备以及并行译码设备，所述方法包括：码字划分步骤，用于将整个码字划分为Ｑ个子块以使所述Ｑ个子块中的相邻子块形成多个边界，从而对所述Ｑ个子块并行进行译码处理，其中所述译码处理包括Ｐ次迭代译码处理，Ｑ是正整数，且Ｑ＞１，Ｐ是正整数，且Ｐ＞１；以及边界移动步骤，用于在第ｐ＋ｎ次迭代译码处理之前，以移动量Δ来移动在第ｐ次迭代译码处理中形成的所述多个边界中的至少一个的位置，其中ｐ是正整数，且１≤ｐ＜Ｐ，ｎ是正整数，且１≤ｎ≤Ｐ－ｐ，所述移动量Δ是固定的步长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信系统信道译码，尤其涉及涡轮码的并行译码的方法 和装置。
技术介绍
近年来，正在发展一种在包含移动通信系统、信息记录系统、数字广播 系统等的通信领域和信息处理领域中所使用的高性能、高可靠性的编码方式，所谓涡轮码(Turbo)方式。随着数据速率日益增加的需要，涡轮码面临着严 峻的挑战。传统的涡轮码在其子译码器(component decoder)中釆用串行的 方式进行软入软出(soft in soft out) (SISO)处理。这种处理需要大量的时钟 周期，从而制约了硬件译码速度。为了清楚起见，下面简要说明涡轮码的传统的串行译码机制(以下称为 "SD"方法)。图1示出了传统的串行迭代涡轮译码器的图(详见C. Berrou， A. Glavieux， 和P. Thitimajshima， "Near Shannon limit error-correcting coding and decoding: Turbo-codes(I)," Proc.1993 IEEE Int. Conf. Commun. (ICC，93)， Geneva, Switzerland, 1993年5月，1064-1070页)。该译码器包括两个子译码器(1、 2 )、 交织器、以及去交织器，以迭代方式来进行译码。在每次迭代中，子译码器 l将其计算的外信息(extrinsic information) (Le!)在经过交织器交织后发送 给子译码器2，作为先验信息(priori information) (La2)。然后，子译码器2 将其外信息(Le2)在经过去交织器去交织后反馈给子译码器1,用作先验信 息(LaJ。图1中的x和x，分别是接收的信息比特和其交织后的版本。yt和 y2是接收到的4交-睑位，它们分别由两个子递归系统巻积(Recursive Systematic Convolutional) (RSC)编码器(未示出)产生。子译码器的功能是计算每个信息比特的对数似然比(Logarithm of Likelihood Ratio) (LLR)。这种计算通常使用最大后验概率(Maximum A6Posteriori Probability) (MAP)算法(详见，L.R.Bahl, J.Cocke, F.Jelinek和 J.Raviv， "Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate", IEEE Trans.Inform.Theory,VoLIT-20,284-287页，1974年3月)，其中第i(其中， i=l，2,…N-l)个信息比特的LLR为丄丄《=log^- 公式(1 )图2示出了整个处理过程。显然，为了计算^0)(即，前向处理中计算 的前向路径度量(forward path metric)),应该首先计算a卜;只有在算 出所有过去的a,.(力之后，才能计算"n("。 A(力(即，后向处理中计算的后 向路径度量(backward path metric))情形类似。因此，本领域:f支术人员公 知，在传统的SISO算法中，网格(trellis)中一个分支的处理依赖于过去的 分支的所有过去的计算结果，必须等待所有分支处理完成之后，才能获得子 译码器的整个输出。因此，不能在N个时钟周期内完成在一次迭代中的一个 子译码器的处理(可能需要一些额外的时钟周期来执行一些其他的操作)，因 此一个单元SISO译码器的处理需要至少N个时钟周期，其中N是网格图的 长度(涡轮码的帧长度或交织器长度)。如果时钟频率是fe，则MAP的处理 时延大于7^=;。假设最大迭代次数为Imax,则译码涡轮码的一个码字的延迟大于7; =2r / =^/狀，使得信息吞吐量小于^ = !=丄。例如， "* dec map max 尸 max "* ， " 》~ 2y ， / c 血c max当fTl00MHz且In^-8时，吞吐量不可能大于6.25Mbps。需要注意的是，采 用提前迭代中止技术(early-stop iteration strategy)虽然能4吏成功译码一个码字的迭代的实际迭代次数少于Imax，但硬件仍必须按照Lax来设计。为了减少译码延迟并增加其吞吐量，现有技术中提出了涡轮码的并行译 码方法。普遍的做法是通过将整个码字划分为Q个子块并使用Q个并行工作的 MAP处理器来对这Q个子块并行译码，从而将所需的时钟周期减少到N/Q, 译码速度相应提高到Q倍。但存在的问题是，子块处理中边界处的初始条件 缺失原本不分子块时，计算边界处的值需要已知前面的计算结果。如果随机或任意设置各个子块译码时的初始条件，则会导致严重的性能恶化。因此，直接并行译码面临如何初始化每个子块的边界处的前向变量和 后向变量的问题。为了在子块的边界处得到较好的初始条件，现有技术中提出了两种涡轮码并行译码方法。 一种涡轮码并#^码方法是在Jah-Ming Hsu和Chin-LiangWang的 "a parallel decoding scheme for turbo codes", Proc.ISCAS'98, Vol.4，1998年6月，445-448页中提出的方法(以下，简称为"OL"方法)。图3示出了根据传统的OL的用于计算cti(s)的重叠的子块的图。对于从k到k+M-1的长度为M的特定子块，可以从k-L开始计算，为了在一次迭代中 在一个子译码器中获得所有前向变量",("，处理Q个子块且重叠L的整个过程需要！ +丄时钟周期，而不是^个时钟周期，译码速度相应下降到 ^倍。L和Q越大，译码速度越低。例如，假设码字块长度为2298,将其划分为(^50个子块，且重叠的长度1=30,则需要^^ + 30 76个时钟周期来产50生所有的前向变量，而不是^^《46个周期，因此MAP译码速度仅可以被提高到30倍，没有达到预期的()=50倍。另 一种涡4仑石马并4亍译石马方法是在Seokhyn Yoon和Yeheskel Nar-Ness的"A parallel MAP algorithm for low latency turbo decoding" ， IEEE communications letters,VOL.6，NO.7，2002年7月中提出的方法(以下,简称为"SBI"方法)。 该方法将上一次迭代中边界处的计算值进行存储，并稍后在下一次迭代译码 处理中使用该计算结果作为该子块边界的初始条件的近似。相比于重叠方法，该方法不需要冗余的计算。因此，译码速度可以线性 增加到子块的数量Q倍。但它需要总量大小为2 x Q x 2 的额外的存储器来 存储在前一次迭代中的最终结果a^(",其中v是用于量化这些变量的比特数，2""是网格中的状态数量。综上，OL的缺点在于，重叠导致了一些额外的计算时延，这将降低译码 速度，尤其在Q较大且N较小的情况下。而SBI的缺点在于，需要额外的存 储器容量来存储该中间的边界信息。当Q值较大时，此部分存储所占的比例 不可忽-现。
技术实现思路
8鉴于上述技术问题，本专利技术提出了一种新的涡轮码的数据处理以及并行 译码装置。在没有大幅度增本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种涡轮码的并行译码数据处理方法，所述方法包括： 码字划分步骤，用于将整个码字划分为Ｑ个子块以使所述Ｑ个子块中的相邻子块形成多个边界，从而对所述Ｑ个子块并行进行译码处理，其中所述译码处理包括Ｐ次迭代译码处理，Ｑ是正整数，且Ｑ＞１，Ｐ是 正整数，且Ｐ＞１；以及 边界移动步骤，用于在第ｐ＋ｎ次迭代译码处理之前，以移动量Δ来移动在第ｐ次迭代译码处理中形成的所述多个边界中的至少一个的位置， 其中ｐ是正整数，且１≤ｐ＜Ｐ，ｎ是正整数，且１≤ｎ≤Ｐ－ｐ，所述移动量Δ是固定 的步长。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：王乐，杨鸿文，杨鸿魁，
申请(专利权)人：美商威睿电通公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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