[發(fā)明專利]Turbo碼的初始態(tài)估計(jì)及子幀譯碼方法、裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110173653.6
• 申請日: 2011-06-24
• 公開（公告）號: CN102843154A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 管武;梁利平;李婧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H03M13/29
• 分類號: H03M13/29;H04L1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信道編碼技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及Turbo碼的初始態(tài)估計(jì)及子幀譯碼方法、裝置。

背景技術(shù)

信道編碼技術(shù)作為保證通信系統(tǒng)可靠傳輸?shù)幕炯夹g(shù)，在近十年來得到了飛速發(fā)展，以Turbo碼、LDPC碼(低密度奇偶校驗(yàn)碼)為代表的一大批性能逼近理論極限的信道編碼相繼被發(fā)現(xiàn)并得到深入研究。Turbo碼以其簡單的編碼方式和接近香農(nóng)極限的優(yōu)異性能，得到廣泛的應(yīng)用，逐漸推廣到深空通信、移動通信、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域中。

自從Turbo碼技術(shù)發(fā)表后，許多研究人員對其譯碼算法進(jìn)行了改進(jìn)。出現(xiàn)了Log-MAP算法、MAX-Log-MAP算法、LOVA算法及SOVA算法等。在這些譯碼方法中，MAX-Log-MAP算法以其優(yōu)異的性能，成為硬件實(shí)現(xiàn)的首選。

根據(jù)迭代譯碼結(jié)構(gòu)和MAX-Lgo-MAP算法原理可知：各分量譯碼器首先進(jìn)行前向度量遞歸計(jì)算，同時(shí)存儲接收碼塊；然后進(jìn)行后向度量遞歸計(jì)算，最后由前后向度量值和分支度量值計(jì)算出外信息。我們稱這種傳統(tǒng)的方式為全局迭代法。從這種算法的原理可知，只有當(dāng)整個(gè)數(shù)據(jù)塊全部接收完畢后，才能進(jìn)行后向度量的計(jì)算，因此至少要產(chǎn)生一個(gè)碼塊長度時(shí)間的譯碼延時(shí)；同時(shí)經(jīng)過對全局迭代法的容量分析可以看出，若要直接實(shí)現(xiàn)MAX-Lgo-MAP算法，則需要大概上百K的存儲空間。

為了減小譯碼延遲和譯碼內(nèi)存，科學(xué)家又提出了用于Turbo碼的滑窗譯碼法。它將譯碼碼字劃分為多個(gè)子窗，每一個(gè)窗構(gòu)成一個(gè)子幀，通過在子幀內(nèi)運(yùn)行置信度譯碼BCJR算法完成譯碼，如圖1所示?；白g碼思想如下：在譯碼過程中，不需整個(gè)數(shù)據(jù)塊全部接收完畢后才開始進(jìn)行反向度量的計(jì)算，而是在接收的數(shù)據(jù)達(dá)到窗的長度后就開始進(jìn)行子幀譯碼；每完成一個(gè)子幀譯碼，再接收后一個(gè)窗的數(shù)據(jù)，進(jìn)行下一個(gè)子幀的譯碼。如圖2所示，Turbo碼滑窗譯碼方法在子幀譯碼過程中，當(dāng)進(jìn)行前向度量時(shí)，首先要進(jìn)行L1個(gè)時(shí)刻的前向度量計(jì)算，即前綴的前向度量計(jì)算(也稱為前向初態(tài)估計(jì))，假設(shè)前綴L1區(qū)的起點(diǎn)的狀態(tài)為隨機(jī)態(tài)，從前綴的起點(diǎn)處使用前向度量計(jì)算遞推到前綴的終點(diǎn)處。將前綴前向度量計(jì)算終狀態(tài)的狀態(tài)度量作為有效區(qū)D前向度量計(jì)算的初態(tài)的狀態(tài)度量，然后進(jìn)行有效區(qū)D個(gè)時(shí)刻的前向度量計(jì)算。同樣，進(jìn)行后向度量時(shí)，首先要進(jìn)行L2個(gè)時(shí)刻的后綴后向度量計(jì)算(也稱為后向初態(tài)估計(jì))，假設(shè)后綴L2區(qū)的終點(diǎn)的狀態(tài)為隨機(jī)態(tài)，從后綴的終點(diǎn)處使用后向度量計(jì)算遞推到后綴區(qū)的起點(diǎn)，即獲得后綴后向度量計(jì)算的終狀態(tài)。將后綴后向度量計(jì)算的終狀態(tài)作為有效區(qū)D后向度量計(jì)算的初態(tài)，然后進(jìn)行有效區(qū)D個(gè)時(shí)刻的后向度量計(jì)算。最后，根據(jù)有效區(qū)D前向度量計(jì)算的結(jié)果和有效區(qū)D的后向度量計(jì)算的結(jié)果完成有效區(qū)D個(gè)時(shí)刻的外信息的計(jì)算，完成子幀譯碼。

這種對滑窗初始態(tài)的估計(jì)，需要在滑窗首尾擴(kuò)展一定的無效數(shù)據(jù)，進(jìn)行長時(shí)間的遞推。而且，滑窗首尾擴(kuò)展的無效數(shù)據(jù)的長度L1和L2均要大于6倍約束長度，這些無效數(shù)據(jù)使有效數(shù)據(jù)在總數(shù)據(jù)中占到的比例變低。同時(shí)，這些初態(tài)估計(jì)需要消耗較大的時(shí)間，使得滑窗譯碼的效率大大降低，為高速譯碼帶來了困難。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種Turbo碼的初始態(tài)估計(jì)及子幀譯碼方法、裝置，以實(shí)現(xiàn)提高有效數(shù)據(jù)在總數(shù)據(jù)中的比例的目的，技術(shù)方案如下：

一種Turbo碼滑窗譯碼有效區(qū)后向度量計(jì)算的初始態(tài)估計(jì)方法，包括：

將各子幀中的后綴長度設(shè)置為1至2倍的約束長度；

獲取本子幀有效區(qū)前向度量計(jì)算的終態(tài)并將所述本子幀有效區(qū)前向度量計(jì)算的終態(tài)作為后綴前向度量計(jì)算的初態(tài)；

使用所述后綴前向度量計(jì)算的初態(tài)進(jìn)行后綴前向度量計(jì)算，得到后綴前行度量計(jì)算的終態(tài)并將所述后綴前行度量計(jì)算的終態(tài)作為后綴后向度量計(jì)算的初態(tài)；

使用所述后綴后向度量計(jì)算的初態(tài)進(jìn)行后綴后向度量計(jì)算，得到后綴后向度量計(jì)算的終態(tài)并將所述后綴后向度量計(jì)算的終態(tài)作為本子幀有效區(qū)后向度量計(jì)算的初態(tài)。

本發(fā)明還提供了一種Turbo碼滑窗譯碼有效區(qū)后向度量計(jì)算的初始態(tài)估計(jì)裝置，包括：

后綴設(shè)置模塊，用于將各子幀中的后綴長度設(shè)置為1至2倍的約束長度；

有效區(qū)前向度量計(jì)算終態(tài)獲取模塊，用于獲取本子幀有效區(qū)前向度量計(jì)算的終態(tài)并將所述本子幀有效區(qū)前向度量計(jì)算的終態(tài)作為后綴前向度量計(jì)算的初態(tài)；

后綴前向度量計(jì)算模塊，用于使用所述后綴前向度量計(jì)算的初態(tài)進(jìn)行后綴前向度量計(jì)算，得到后綴前行度量計(jì)算的終態(tài)并將所述后綴前行度量計(jì)算的終態(tài)作為后綴后向度量計(jì)算的初態(tài)；