[發明專利]Turbo 分量譯碼方法、分量譯碼器、支路計算器及Turbo 譯碼器

有效

• 申請號: 200910251012.0
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號: CN102111162A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 朱志輝
• 申請（專利權）人: 重慶重郵信科通信技術有限公司
• 主分類號: H03M13/27
• 分類號: H03M13/27;H03M13/29;H04L1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于移動通信系統中turbo碼的譯碼方法，特別涉及到第三代移動通信長期演進系統(簡稱3G?LTE)中Turbo碼的并行譯碼方法。

背景技術

Turbo碼是近年來通信系統糾錯編碼領域的重大突破，他以其接近shannon限的優越性能博得眾多學者的青睞。Turbo碼的最大特點在于它通過在編譯碼器中交織器和解交織器的使用，有效地實現了隨機性編譯碼的思想，通過短碼的有效結合實現長碼，達到了接近shannon理論極限的性能。在第三代移動通信系統中，Turbo碼在各種標準中被普遍作為高速數據業務的信道編碼方式，在3GLTE(長期演進)系統中依然采用Turbo碼作為數據業務的信道編碼。Turbo編碼器采用3GPP的編碼方案，由約束長度為4，碼率為1/2的RSC編碼器通過一個交織器并行級聯而成(如圖1)，為提高性能對2個譯碼器分別附加3個尾比特使譯碼器的最終狀態為全0，在turbo編碼器中交織器的作用是將信息序列中的比特順序重置。Turbo譯碼器由兩個SISO(soft?in?soft?out，軟輸入軟輸出)分量譯碼器、硬判決器、交織器和解交織器構成(如圖2)。譯碼過程分別為兩個分量譯碼器之間相互迭代的譯碼過程，最后通過硬判決得到譯碼輸出。譯碼器采用反饋迭代結構，每級譯碼模塊除了交織器，解交織器外主要包括兩個級聯的分量譯碼器；一個分量譯碼器的輸出的外信息經過處理成為先驗信息輸入另一個分量譯碼器，形成迭代譯碼，在迭代一定次數后硬判決輸出。Turbo碼譯碼是一個復雜的過程，因為除了算法本身復雜外，還有兩個主要的原因，一個是遞推計算過程中前向、后向度量不斷增大給信號處理器帶來的麻煩，即經常說的溢出；另一個是大存儲量要求。

由于LTE系統的傳輸速率比較高，那么對于接收機就需要一個高速的Turbo譯碼器。高速Turbo譯碼器通常采用并行Turbo譯碼方式，即將SISO分量譯碼器設計成多個并行的譯碼單元，即將長度為K的碼塊分成M個子塊并行譯碼，分量譯碼器的并行結構如圖3所示，將存儲器分成M個子存儲器，在并行譯碼過程中，M個譯碼器輸出的M個結果同時進行交織或解交織后分別存入M個子存儲器中。中國發明專利申請200910190922.2提供了一種并行Turbo碼內交織方法，在同一時刻i先計算M個譯碼數據的地址偏移量∏′(i)，再計算地址索引q_∏(i+tW)，實現同一時刻對M個譯碼結果交織尋址的處理。其具體算法為：在i＝0時刻，初始化，獲得∏′(0)和q_∏(0)，并從t＝1到M-1遞推計算q_∏(tW)；從i＝1到i＝W-1時刻，遞推計算∏′(i)和q_∏(i+tW)，t＝1，…，M-1；利用計算出來的第0個子存儲器的索引q_∏(i)來進行遞推計算得到第t個子存儲器的索引q_∏(i+tW)，t＝1，…，M-1，根據q_∏(i+tW)和∏′(i)就可以實現M路數據同時進行并行交織或解交織。基于并行Turbo碼內交織方法的并行Turbo譯碼器結構如圖3所示，每個并行分支包括兩個SISO分量譯碼器，每個SISO分量譯碼器具體如圖4所示，在計算出前向分支度量Alpha后順序存儲在中間存儲器(Alpha緩存器)中，在計算后向分支度量Beta的同時順序讀出Alpha，然后計算出每一個譯碼比特的LLR(對數似然比)，并存入LLR緩存器中。本方法每個并行分支內部的一個SISO計算的LLR在經過交織/解交織后作為另一個SISO的先驗信息，每個并行支路都需要一個Alpha緩存器和一個LLR緩存器，硬件開銷較大。

發明內容

本發明所解決的問題是提供一種節省硬件開銷的Turbo譯碼分量譯碼方法、裝置及Turbo譯碼器，在不損失性能和時間的情況下，實現高速turbo碼并行譯碼的同時，節省硬件開銷。

為解決以上問題，本發明提出一種Turbo譯碼分量譯碼方法：計算前向分支度量Alpha，并交織存儲于Alpha緩存器中；計算后向分支度量Beta，同時解交織讀取Alpha，計算對數似然比LLR，將計算出來的LLR原位存儲于Alpha緩存器中，在輸出時順序輸出；所述LLR原位儲存為將LLR存儲于讀取Alpha的地址中。