Turbo码的初始态估计及子帧译码方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种Turbo码滑窗译码有效区后向度量计算的初始态估计方法及装置，在后缀中首先进行前向度量计算，推至后缀的最后一个值，并将该后缀的终态作为后缀中后向度量计算的初态，进行后向度量计算，推至后缀的第一个值。由于采用了往复的计算方式，因此后缀的长度仅需要为1至2倍的约束长度就可以满足有效区后向度量计算初值的后缀递推长度需要。因此，本发明专利技术可以有效减小后缀区的长度，提高有效数据在总数据中所占到的比例。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信道编码
，特别是涉及Turbo码的初始态估计及子帧译码方·法、装置。
技术介绍
信道编码技术作为保证通信系统可靠传输的基本技术，在近十年来得到了飞速发展，以Turbo码、LDPC码(低密度奇偶校验码)为代表的一大批性能逼近理论极限的信道编码相继被发现并得到深入研究。Turbo码以其简单的编码方式和接近香农极限的优异性能，得到广泛的应用，逐渐推广到深空通信、移动通信、卫星通信等领域中。自从Turbo码技术发表后，许多研究人员对其译码算法进行了改进。出现了 Log-MAP算法、MAX-Log-MAP算法、LOVA算法及SOVA算法等。在这些译码方法中，MAX-Log-MAP算法以其优异的性能，成为硬件实现的首选。根据迭代译码结构和MAX-Lgo-MAP算法原理可知各分量译码器首先进行前向度量递归计算，同时存储接收码块；然后进行后向度量递归计算，最后由前后向度量值和分支度量值计算出外信息。我们称这种传统的方式为全局迭代法。从这种算法的原理可知，只有当整个数据块全部接收完毕后，才能进行后向度量的计算，因此至少要产生一个码块长度时间的译码延时；同时经过对全局迭代法的容量分析可以看出，若要直接实现MAX-Lgo-MAP算法，则需要大概上百K的存储空间。为了减小译码延迟和译码内存，科学家又提出了用于Turbo码的滑窗译码法。它将译码码字划分为多个子窗，每一个窗构成一个子帧，通过在子帧内运行置信度译码BCJR算法完成译码，如图I所示。滑窗译码思想如下在译码过程中，不需整个数据块全部接收完毕后才开始进行反向度量的计算，而是在接收的数据达到窗的长度后就开始进行子帧译码；每完成一个子帧译码，再接收后一个窗的数据，进行下一个子帧的译码。如图2所示，Turbo码滑窗译码方法在子帧译码过程中，当进行前向度量时，首先要进行LI个时刻的前向度量计算，即前缀的前向度量计算(也称为前向初态估计)，假设前缀LI区的起点的状态为随机态，从前缀的起点处使用前向度量计算递推到前缀的终点处。将前缀前向度量计算终状态的状态度量作为有效区D前向度量计算的初态的状态度量，然后进行有效区D个时刻的前向度量计算。同样，进行后向度量时，首先要进行L2个时刻的后缀后向度量计算(也称为后向初态估计)，假设后缀L2区的终点的状态为随机态，从后缀的终点处使用后向度量计算递推到后缀区的起点，即获得后缀后向度量计算的终状态。将后缀后向度量计算的终状态作为有效区D后向度量计算的初态，然后进行有效区D个时刻的后向度量计算。最后，根据有效区D前向度量计算的结果和有效区D的后向度量计算的结果完成有效区D个时刻的外信息的计算，完成子帧译码。这种对滑窗初始态的估计，需要在滑窗首尾扩展一定的无效数据，进行长时间的递推。而且，滑窗首尾扩展的无效数据的长度LI和L2均要大于6倍约束长度，这些无效数据使有效数据在总数据中占到的比例变低。同时，这些初态估计需要消耗较大的时间，使得滑窗译码的效率大大降低，为高速译码带来了困难。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种Turbo码的初始态估计及子帧译码方法、装置，以实现提高有效数据在总数据中的比例的目的，技术方案如下一种Turbo码滑窗译码有效区后向度量计算的初始态估计方法，包括将各子帧中的后缀长度设置为I至2倍的约束长度；获取本子帧有效区前向度量计算的终态并将所述本子帧有效区前向度量计算的终态作为后缀前向度量计算的初态； 使用所述后缀前向度量计算的初态进行后缀前向度量计算，得到后缀前行度量计算的终态并将所述后缀前行度量计算的终态作为后缀后向度量计算的初态；使用所述后缀后向度量计算的初态进行后缀后向度量计算，得到后缀后向度量计算的终态并将所述后缀后向度量计算的终态作为本子帧有效区后向度量计算的初态。本专利技术还提供了一种Turbo码滑窗译码有效区后向度量计算的初始态估计装置，包括后缀设置模块，用于将各子帧中的后缀长度设置为I至2倍的约束长度；有效区前向度量计算终态获取模块，用于获取本子帧有效区前向度量计算的终态并将所述本子帧有效区前向度量计算的终态作为后缀前向度量计算的初态；后缀前向度量计算模块，用于使用所述后缀前向度量计算的初态进行后缀前向度量计算，得到后缀前行度量计算的终态并将所述后缀前行度量计算的终态作为后缀后向度量计算的初态；后缀后向度量计算模块，用于使用所述后缀后向度量计算的初态进行后缀后向度量计算，得到后缀后向度量计算的终态并将所述后缀后向度量计算的终态作为本子帧有效区后向度量计算的初态。本专利技术还提供了一种Turbo码滑窗译码的子帧译码方法，包括将各子帧中的后缀长度设置为I至2倍的约束长度；进行前缀前向度量计算，得到前缀前向度量计算的终状态并将所述前缀前向度量计算的终状态作为有效区前向度量计算的初状态；根据所述有效区前向度量计算的初状态进行有效区前向度量计算；获取本子帧有效区前向度量计算的终态并将所述本子帧有效区前向度量计算的终态作为后缀前向度量计算的初态；使用所述后缀前向度量计算的初态进行后缀前向度量计算，得到后缀前行度量计算的终态并将所述后缀前行度量计算的终态作为后缀后向度量计算的初态；使用所述后缀后向度量计算的初态进行后缀后向度量计算，得到后缀后向度量计算的终态并将所述后缀后向度量计算的终态作为本子帧有效区后向度量计算的初态；使用所述有效区后向度量计算的初态进行有效区后向度量计算；使用所述有效区前向度量计算的结果和所述有效区后向度量计算的结果进行外信息计算，完成子帧译码。本专利技术还提供了一种Turbo码滑窗译码的子帧译码装置，包括前缀前向度量计算模块、有效区前向度量计算模块、外信息计算模块和上述的Turbo码滑窗译码有效区后向度量计算的初始态估计装置，所述前缀前向度量计算模块，用于进行前缀前向度量计算，得到前缀前向度量计算的终状态并将所述前缀前向度量计算的终状态作为有效区前向度量计算的初状态；所述有效区前向度量计算模块，用于使用所述有效区前向度量计算的初状态进行有效区前向度量计算； 上述的Turbo码滑窗译码有效区后向度量计算的初始态估计装置，用于获得有效区后向度量计算的初始态；有效区后向度量计算模块，用于使用获得的有效区后向度量计算的初始态进行有效区后向度量计算；外信息计算模块，用于使用所述有效区前向度量计算的结果和所述有效区后向度量计算的结果进行外信息计算，完成子帧译码。本专利技术还提供了一种Turbo码滑窗译码的子帧译码方法，包括将各子帧中的前缀长度设置为O ;将各子帧中的后缀长度设置为I至2倍的约束长度；判断本子帧是否为第一子帧，如果是，将本子帧的有效区前向度量计算的初始态设置为0，否则，获取上一子帧子帧译码过程中有效区前向度量计算的末状态；将所述有效区前向度量计算的末状态作为本子帧译码过程中有效区前向度量计算的初始态；使用所述有效区前向度量计算的初状态进行有效区前向度量计算；获取本子帧有效区前向度量计算的终态并将所述本子帧有效区前向度量计算的终态作为后缀前向度量计算的初态；使用所述后缀前向度量计算的初态进行后缀前向度量计算，得到后缀前行度量计算的终态并将所述后缀前行度量计算的终态作为后缀后向度量计算的初态；使用所述后缀后向度量计算的初态进行后缀后向度量计算，得到后缀后向度量计算的终态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Turbo码滑窗译码有效区后向度量计算的初始态估计方法，其特征在于，包括：将各子帧中的后缀长度设置为1至2倍的约束长度；获取本子帧有效区前向度量计算的终态并将所述本子帧有效区前向度量计算的终态作为后缀前向度量计算的初态；使用所述后缀前向度量计算的初态进行后缀前向度量计算，得到后缀前行度量计算的终态并将所述后缀前行度量计算的终态作为后缀后向度量计算的初态；使用所述后缀后向度量计算的初态进行后缀后向度量计算，得到后缀后向度量计算的终态并将所述后缀后向度量计算的终态作为本子帧有效区后向度量计算的初态。

【技术特征摘要】
1.一种Turbo码滑窗译码有效区后向度量计算的初始态估计方法，其特征在于，包括 将各子帧中的后缀长度设置为I至2倍的约束长度； 获取本子帧有效区前向度量计算的终态并将所述本子帧有效区前向度量计算的终态作为后缀前向度量计算的初态； 使用所述后缀前向度量计算的初态进行后缀前向度量计算，得到后缀前行度量计算的终态并将所述后缀前行度量计算的终态作为后缀后向度量计算的初态； 使用所述后缀后向度量计算的初态进行后缀后向度量计算，得到后缀后向度量计算的终态并将所述后缀后向度量计算的终态作为本子帧有效区后向度量计算的初态。2.—种Turbo码滑窗译码有效区后向度量计算的初始态估计装置，其特征在于，包括 后缀设置模块，用于将各子帧中的后缀长度设置为I至2倍的约束长度； 有效区前向度量计算终态获取模块，用于获取本子帧有效区前向度量计算的终态并将所述本子帧有效区前向度量计算的终态作为后缀前向度量计算的初态； 后缀前向度量计算模块，用于使用所述后缀前向度量计算的初态进行后缀前向度量计算，得到后缀前行度量计算的终态并将所述后缀前行度量计算的终态作为后缀后向度量计算的初态； 后缀后向度量计算模块，用于使用所述后缀后向度量计算的初态进行后缀后向度量计算，得到后缀后向度量计算的终态并将所述后缀后向度量计算的终态作为本子帧有效区后向度量计算的初态。3.一种Turbo码滑窗译码的子帧译码方法，其特征在于，包括 将各子帧中的后缀长度设置为I至2倍的约束长度； 进行前缀前向度量计算，得到前缀前向度量计算的终状态并将所述前缀前向度量计算的终状态作为有效区前向度量计算的初状态； 根据所述有效区前向度量计算的初状态进行有效区前向度量计算； 获取本子帧有效区前向度量计算的终态并将所述本子帧有效区前向度量计算的终态作为后缀前向度量计算的初态； 使用所述后缀前向度量计算的初态进行后缀前向度量计算，得到后缀前行度量计算的终态并将所述后缀前行度量计算的终态作为后缀后向度量计算的初态； 使用所述后缀后向度量计算的初态进行后缀后向度量计算，得到后缀后向度量计算的终态并将所述后缀后向度量计算的终态作为本子帧有效区后向度量计算的初态； 使用所述有效区后向度量计算的初态进行有效区后向度量计算； 使用所述有效区前向度量计算的结果和所述有效区后向度量计算的结果进行外信息计算，完成子帧译码。4.一种Turbo码滑窗译码的子帧译码装置，其特征在于，包括前缀前向度量计算模块、有效区前向度量计算模块、外信息计算模块和权利要求I所述的Turbo码滑窗译码有效区后向度量计算的初始态估计装置， 所述前缀前向度量计算模块，用于进行前缀前向度量计算，得到前缀前向度量计算的终状态并将所述前缀前向度量计算的终状态作为有效区前向度量计算的初状态； 所述有效区前向度量计算模块，用于使用所述有效区前向度量计算的初状态进行有...

【专利技术属性】
技术研发人员：管武，梁利平，李婧，
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：