一种Ｔｕｒｂｏ乘积码的通用译码器及其方法技术

本发明专利技术公开了一种Ｔｕｒｂｏ乘积码的通用译码器及其方法。该通用译码器由初始信息存储模块，外信息存储模块，不可靠位计算模块，代数译码模块，两个先入先出存储模块，度量比较模块，外信息计算模块，译码控制模块以及接口组成。它的译码参数可以任意自由配置即Ｔｕｒｂｏ乘积码的二维子码，译码次数均可以任意选择，能够满足各种通信系统对不同码长、码率、译码延迟和吞吐量的需求；该装置的结构化设计使用灵活既可用可编程逻辑器件实现，也可用专用芯片实现；该装置多处采用流水线结构，提高了译码器的吞吐量。本发明专利技术兼顾了通用性，译码性能以及复杂度三个指标，可以方便灵活的用于各种码长、码率、实现平台及误码率需求的通信系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通讯
，尤其涉及一种Turbo乘积码的通用译码器及其方 法。
技术介绍
Turbo码作为一种新型的纠错编码类型备受通信界的注目，它的纠错能力能够接 近Shannon极限。Turbo码自1993年由C. Berrou提出后，已成为信道编码研究的热点其实 现的方法大体被分成两种类型增强型Turbo乘积编码(TurboProduct Codes TPC)和增强 型巻积编码(Turbo Convolutional Codes TCC) 。 TPC在许多方面都表现出诱人的应用前 景，一方面TPC的编码效率较TCC高，另外TPC的主要优势在于其采用矩阵交织方式，这使 系统结构相对简单。Turbo乘积编码串行连接的结构也比Turbo巻积编码并行连接的结构 有许多优势。本文主要是针对一种通用Turbo乘积码(TPC)译码进行研究。乘积码的发展 过程中曾经诞生过的几种硬判决和软判决译码算法，在实现复杂度和纠错性能上都不同。 但Turbo乘积码采用迭代的软输入软输出(SISO， Soft-Input Soft-Output)译码方式，这 种译码方法性能较好。 但是面对不同的业务需求和通信系统，若固定单一的译码器实现起来必然有诸多 不便，而目前却没有这样一种通用译码器，大多数实现方案均是针对特定的码字或码率。所 以专利技术人提出了这种通用的Turbo乘积码译码器，针对不同码长，码率，平台，译码延时及 吞吐量需求的通信系统进行译码。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种Turbo乘积码的通用译码器及 其方法 Turbo乘积码的通用译码器的配置参数有Turbo乘积码的子码码型、迭代次数， 它至少包括 初始信息存储模块，用于存储每次译码需要的接收序列； 外信息存储模块，用于存储每次译码需要的和得到的外部软信息； 第一先入先出模块或第二先入先出模块，用于暂时储存译码的输入序列； 不可靠位计算模块，根据外部配置参数中的不可靠位数对输入序列进行变换，得到代数译码的输入序列； 代数译码模块，根据配置参数不同进行不同的代数译码； 度量比较模块，通过比较代数译码模块的输出的欧式距离，得到最优码字D ; 外信息计算模块，计算本次迭代的外部软信息，提供给下一次迭代； 控制模块，对上述各种模块的时序，参数选择进行控制； 接口模块，进行参数设置； 外信息存储计算模块分别与第一先入先出模块、最不可靠位计算模块、外信息模块输入相连接；初始信息存储模块分别与第一先入先出模块、最不可靠位计算模块相连接；第一先入先出模块分别与外信息存储计算模块、初始信息存储模块、第二先入先出模块、度量比较模块相连接；最不可靠位计算模块分别与初始信息存储模块、外信息存储模块、代数译码模块相连接；代数译码模块分别与最不可靠计算模块、度量比较模块相连接；第二先入先出模块分别与第一先入先出模块、外信息模块输入相连接；度量比较模块分别与第一先入先出模块、代数译码模块、外信息模块输入相连接；外信息模块输入分别与度量比较模块、第二先入先出模块、外信息存储计算模块相连接；上述模块由控制模块控制；在接口模块中进行参数设置。 所述的Turbo乘积码的子码码型可为最长码长为64的任意汉明码或扩展汉明码及其縮短码，且縮短位数为任意数，最大值为该码字的长度。 所述的迭代次数是根据译码延时及误码率设置的任意数。 所述的外信息存储模块，初始信息存储模块的容量为64单元*64单元的，每个单元的容量为其量化比特数。 所述的第一先入先出模块或第二先入先出模块的容量为2*64单元，每个单元的容量为译码输入软信息的量化比特，其中的读出顺序是数据写入的顺序，数据读出后先入先出模块内数据为空。 所述的代数译码模块包括分量码码长最大为64的任意汉明码或扩展汉明码及其縮短码。 Turbo乘积码的通用译码方法包括以下步骤 1)参数化配置，根据需要在接口模块设定Turbo乘积码译码的二维子码以及迭代次数； 2)接收信道输出的解调符号信息，将该次译码所需的接收信息序列存入初始信息存储模块中，外信息存储模块初始信息为O，开始一次行或者列的迭代译码； 3)计算译码所需的序列信息，存入一块先入先出模块中，同时找到最不可靠的3位即度量值最小的3位，将这3个码字分别取0或l，得到8个候选码字序列； 4)将这8个码字在代数译码模块中进行代数译码，不同配置的代数译码方法不同，获得8个代数译码后的码字； 5)将代数译码的输出码字和第一块先入先出模块的输出送入度量比较模块，找到欧式距离最小的码字，判为该次行或者列的最优码字，同时第二块先入先出模块读入第一块先入先出模块的输出； 6)将第二块先入先出模块的输出和度量比较模块的输出送入外信息计算模块，计算该次该行或列迭代的外部软信息，并存入外部软信息存储器中，该次行或者列译码完毕； 7)重复上述步骤，直到所有行或者列译码完毕，则进行列或者行译码，整个完毕后一次迭代结束； 8)重复上述步骤，根据参数配置，控制模块控制整个过程直到整个迭代结束； Turbo乘积码子码的行和行，列和列之间的译码采用流水线结构。 本专利技术已经实现码长，码率和迭代次数可变，并且多平台的流水化Turbo乘积码译码，并对该译码器针对不同子码构成的Turbo乘积码和不同迭代次数译码的性能进行了5一系列测试。这种通用译码器有很强的可移植性，可以适用于不同的通信系统。附图说明 图1为本专利技术Turbo乘积码通用译码器的原理图； 图2为本专利技术Turbo乘积码通用译码器内部结构框图； 图3为本专利技术Turbo乘积码通用译码器的每次译码过程； 图4为本专利技术先入先出模块的结构； 图5为本专利技术代数译码器的工作流程； 图6为本专利技术度量比较模块的流水结构； 图7为本专利技术Turbo乘积码通用译码器的迭代译码过程； 图8为(15， 11)* (15， 11)汉明码和(31， 26)* (31， 26)汉明码构成的Turbo乘积码译码性能测试曲线图； 图9为(31， 26)* (31， 26)汉明码与(32， 26) * (32， 26)扩展汉明码构成的Turbo乘积码译码性能测试曲线图； 图10为不同迭代次数的Turbo乘积码译码性能测试曲线图。以下结合附图对本专利技术进行进一步说明具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行进一步说明 Turbo乘积码的通用译码器可以针对不同码长，码率，平台，译码延时及吞吐量需求的通信系统进行译码。该子码二维均可选为最长码长为64的任意汉明码或扩展汉明码及其縮短码，且縮短位数为任意数，最大值为该码字的长度。这样可以使用于不同码长，码率的需要；译码次数可任意选择，满足译码延迟和吞吐量的需求；其结构化的设计使用灵活，扩展性良好，既可以用可编程逻辑器件实现，如FPGA，也可以用专用芯片(ASIC)实现；多处采用流水线结构，充分提高了译码器的吞吐量。可应用于不同的通信系统，使用方便，结构简单明了。 Turbo乘积码的通用译码器，它的配置参数有Turbo乘积码的子码码型、迭代次数，该Turbo乘积码通用译码器的内部结构如图2所示，它至少包括 初始信息存储模块202，用于存储每次译码需要的接收序列； 外信息存储模块201，用于存储每次译码需要的和得到的外部软信息； 第一先入先出模块203或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｔｕｒｂｏ乘积码的通用译码器，它的配置参数有：Ｔｕｒｂｏ乘积码的子码码型、迭代次数，其特征在于它至少包括：初始信息存储模块（２０２），用于存储每次译码需要的接收序列；外信息存储模块（２０１），用于存储每次译码需要的和得到的外部软信息；第一先入先出模块（２０３）或第二先入先出模块（２０６），用于暂时储存译码的输入序列；不可靠位计算模块（２０４），根据外部配置参数中的不可靠位数对输入序列进行变换，得到代数译码的输入序列；代数译码模块（２０５），根据配置参数不同进行不同的代数译码；度量比较模块（２０７），通过比较代数译码模块的输出的欧式距离，得到最优码字Ｄ；外信息计算模块（２０８），计算本次迭代的外部软信息，提供给下一次迭代；控制模块（２０９），对上述各种模块的时序，参数选择进行控制；接口模块（１０１），进行参数设置；外信息存储计算模块（２０１）分别与第一先入先出模块（２０３）、最不可靠位计算模块（２０４）、外信息模块输入（２０８）相连接；初始信息存储模块（２０２）分别与第一先入先出模块（２０３）、最不可靠位计算模块（２０４）相连接；第一先入先出模块（２０３）分别与外信息存储计算模块（２０１）、初始信息存储模块（２０２）、第二先入先出模块（２０６）、度量比较模块（２０７）相连接；最不可靠位计算模块（２０４）分别与初始信息存储模块（２０２）、外信息存储模块（２０１）、代数译码模块（２０５）相连接；代数译码模块（２０５）分别与最不可靠计算模块（２０４）、度量比较模块（２０７）相连接；第二先入先出模块（２０６）分别与第一先入先出模块（２０３）、外信息模块输入（２０８）相连接；度量比较模块（２０７）分别与第一先入先出模块（２０３）、代数译码模块（２０５）、外信息模块输入（２０８）相连接；外信息模块输入（２０８）分别与度量比较模块（２０７）、第二先入先出模块（２０６）、外信息存储计算模块（２０１）相连接；上述模块由控制模块（２０９）控制；在接口模块（１０１）中进行参数设置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕宣宣，赵民建，郑晨，王志雄，吴杰，陈沪东，陈军波，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]