一种Turbo译码装置及方法制造方法及图纸

一种Ｔｕｒｂｏ译码装置及方法，包括交织器（３），判断单元（５），两个解交织器（６，１０），判决器（７），两个ＳＩＳＯ译码器（１，４），两个ＳＩＳＯ译码器（１，４）串行级联，两个加权单元（２，９），每个ＳＩＳＯ译码器后串联一个加权单元，ＳＩＳＯ译码器输出的外附信息都由加权单元做乘加权系数Ｓ的操作。还包括迭代次数单元（８），所述加权系数Ｓ是迭代次数单元（８）中的迭代次数ｎ产生后传输给加权单元的。其相比原来的ＭＡＸ－Ｌｏｇ－ＭＡＰ算法，既不明显增加计算量，又能显著的提高其性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，特别是涉及一种Turbo译码装置及方法。
技术介绍
Turbo译码器是终端物理层的一个重要器件。在通信数据业务中，Turbo编/解码是最重要的信道编译码方法。Turbo编码器的原理和实现方法相对固定，但译码器的性能是直接影响终端接收机性能的因素。Turbo码是最早发表在1993年中。1993年C.Berrou等人提出的Turbo码通过对子码的伪随机交织实现大约束长度的编码，具有接近随机编码的特性，采用迭代译码取得了中等的译码复杂度，它的误码性能在10-5数量级上，逼近了香农(Shannon)极限。Turbo码的基本原理是通过编码器的巧妙构造，即多个子码通过交织器进行并行或串行级联(PCC/SCC)，然后以类似内燃机引擎废气反复利用的机理进行迭代译码，从而获得卓越的纠错性能，Turbo码也因此得名。计算机仿真表明，Turbo码不但在抵御加性高斯噪声方面性能优越，而且具有很强的抗衰落、抗干扰能力，其纠错性能接近香农极限，这使得Turbo码在信道条件较差的移动通信系统中有很大的应用潜力。目前，Turbo码在实际应用方面的研究已经有很多，其中第三代移动通信系统IMT-2000已经将Turbo码作为其传输高速数据的信道编码标准之一；在国际海事卫星组织的INMARSAT-phone M4系统中，也是以Turbo码为核心技术来实现压缩频带的高速数据传输的；此外，由于Turbo码的译码采用了迭代译码的思想，因此可以把它推广到CDMA多用户检测中，实现基于Turbo码译码原理的CDMA多用户检测接收机。Turbo码的纠错能力包括两个含义：一个是这种码本身的能力，另一个则是在特定译码算法下的纠错能力。从Turbo码的译码器结构也可以看到，两个软入软出子译码器(SISO)是其核心，子译码器的一个重要问题则是如何对三个软输入R(Xk)，R(Y1k)，R(Y2k)进行处理，以获得信息比特Xk的外附-->信息W(Xk)及其软输出W’(Xk)。一般有三种方法：(1)MAP算法：在最初提出Turbo码时所采用的译码算法是修正的Bahl算法，也叫做最大后验概率(MAP)算法，它是Turbo码译码的最优算法。MAP算法采用对数似然比函数(LLR，也即后验概率(APP)的比值的对数值)作为其软判决的输出，但由于需要大量的运算，限制了译码的规模和速度；(2)Log-MAP算法：实际上是把MAP算法中似然值运算全部用对数似然值表示，这样将乘法运算就变成加法运算，而加法运算变成了log(eΛ1+eΛ2)=max(Λ1,Λ2)+log(1+e-|Λ2-Λ1|)]]>=max(Λ1,Λ2)+fc(|Λ2-Λ1|)]]>这里fc(·)是一个相关函数，可预先做成表，利用查表来完成运算。(3)Max-Log-MAP算法：在对数域算法中，将加法表示式中的对数分量忽略掉，采用近似式log(eΛ1+eΛ2)≈max(Λ1,Λ2),]]>使加法完全变成求最大值运算，进一步简化了算法，但付出的代价是性能的下降。目前大多数终端采用Max-Log-MAP算法实现Turbo译码器，对于从每个软输入软输出(SISO)译码器输出的外附信息是不做任何处理的，经过交织或者去交织后被当作先验信息输入到下一个SISO译码器。但Max-Log-MAP算法性能相比Log-MAP算法是较差的，而如果在终端中采用Log-MAP算法，其计算复杂，对硬件的要求就很高，或者就会增加计算延时。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺陷而提供的一种Turbo译码装置及方法。其相比原来的MAX-Log-MAP算法，既不明显增加计算量，又能显著的提高其性能。为实现本专利技术而提供的一种Turbo译码装置，包括交织器，判断单元，两个解交织器，判决器，两个SISO译码器，两个SISO译码器串行级联，两个加权单元，每个SISO译码器后串联一个加权单元，SISO译码器输出的外附信息都由加权单元做乘加权系数S的操作。-->所述的译码装置，还包括迭代次数单元，所述加权系数S是迭代次数单元中的迭代次数n产生后传输给加权单元的。所述加权系数S设为迭代次数n乘以参数A，再加参数B得到。所述参数A设为迭代次数乘4后的倒数。所述参数B设为0.6～0.65。本专利技术还提供了一种Turbo译码方法，包括下列步骤：(一)外附信息被初始化为零；(二)系统信息和外附信息输入到SISO译码器中，经过计算得到新的外附信息；(三)新的外附信息与加权单元中的加权系数相乘，得到加权外附信息；(四)加权外附信息与系统信息相加，经过交织器交织后输入到SISO译码器后，输出对数似然比；(五)判断单元判断是否达到迭代完成的条件，如果达到则将对数似然比解交织后硬判输出；否则，进入步骤(六)；(六)如果判断单元判断没有达到迭代完成的条件，则根据对数似然比得到新的外附信息，其乘以加权单元中的加权系数，得到加权外附信息；(七)加权外附信息经过解交织器解交织后重新输入SISO译码器，重复步骤(二)～(七)，进行下一轮译码。所述步骤(三)和步骤(六)还包括下列步骤：步骤A：所述加权系数S由迭代次数单元中的迭代次数n产生后传输给加权单元。所述步骤A中加权系数S等于迭代次数n乘以参数A，再加参数B。所述参数A为迭代次数乘4后的倒数。所述参数B为0.6～0.65。本专利技术的有益效果：本专利技术针对Turbo译码器中MAX-Log-MAP算法性能较差的缺陷，提出了提高性能的方法。该方法通过对SISO译码器输出后的外附信息乘一个系数的方法来提高译码性能，系数的值由当前的迭代确定。不管由ASIC还是DSP实现turbo译码，几乎不用增加硬件成本，同时计算量的增加也微乎其微，而性能得到大幅度的提高，在通信系统中，对于给定-->的误码率，译码性能的提高能提高系统容量。附图说明图1为本专利技术的Turbo译码器的结构示意图；图2是帧长为5114时译码性能比较图；图3是帧长为3856时译码性能的比较图；图4是帧长为2896时译码性能的比较图；图5是帧长为1296时译码性能的比较图；图6是帧长为640时译码性能的比较图；图7是帧长为40时译码性能的比较图。具体实施方式下面结合附图1～7进一步详细说明本专利技术的一种Turbo译码装置及方法。其对现有的Turbo译码器使用MAX-Log-MAP算法时，对于外附信息乘一个系数，并且系数由当前的迭代决定。此方法大大提高了MAX-Log-MAP算法的性能。如图1所示，本专利技术的译码装置包括交织器3，判断单元5，两个解交织器6和10，判决器7，两个SISO译码器1和4，以及两个加权单元2和9。两个SISO译码器1和4串行级联；并在每个SISO译码器后串联一个加权单元，SISO译码器输出的外附信息都由加权单元做乘一个加权系数S的操作。Turbo译码是一个迭代的过程，完成如图1这样的一次计算即进行了一次迭代。在第一次迭代开始的时候，外附信息(也称为先验信息)初始化为零，然后系统信息和外附信息输入到SISO译码器1中，经过计算得到新的外附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｔｕｒｂｏ译码装置，包括交织器（３），判断单元（５），两个解交织器（６，１０），判决器（７），两个ＳＩＳＯ译码器（１，４），两个ＳＩＳＯ译码器（１，４）串行级联，其特征在于，还包括两个加权单元（２，９），每个ＳＩＳＯ译码器后串联一个加权单元，ＳＩＳＯ译码器输出的外附信息都由加权单元做乘加权系数Ｓ的操作。

【技术特征摘要】
1.一种Turbo译码装置，包括交织器(3)，判断单元(5)，两个解交织器(6，10)，判决器(7)，两个SISO译码器(1，4)，两个SISO译码器(1，4)串行级联，其特征在于，还包括两个加权单元(2，9)，每个SISO译码器后串联一个加权单元，SISO译码器输出的外附信息都由加权单元做乘加权系数S的操作。2.根据权利要求1所述的译码装置，其特征在于，还包括迭代次数单元(8)，所述加权系数S是迭代次数单元(8)中的迭代次数n产生后传输给加权单元的。3.根据权利要求2所述的译码装置，其特征在于，所述加权系数S设为迭代次数n乘以参数A，再加参数B得到。4.根据权利要求3所述的译码装置，其特征在于，所述参数A设为迭代次数乘4后的倒数。5.根据权利要求4所述的译码装置，其特征在于，所述参数B设为0.6～0.65。6.一种Turbo译码方法，其特征在于，包括下列步骤：(一)外附信息被初始化为零；(二)系统信息和外附信息输入到SISO译码器(1)中，经过计算得到新的外附信息；(三)新的外附信息与加权单元(2)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑未，
申请(专利权)人：大唐移动通信设备有限公司，上海大唐移动通信设备有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]