[發明專利]基于外信息并行更新的Turbo譯碼器

有效

• 申請號: 201210090510.3
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102611464A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 胡劍浩;陳杰男;凌翔;馬上;鄧艷萍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03M13/27
• 分類號: H03M13/27
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 林輝輪;王蕓

技術領域

本發明涉及無線通信領域，尤其涉及基于外信息并行更新的Turbo譯碼器。

背景技術

糾錯編碼是數字通信系統的重要組成部分。1948年，香農的“通信中的數學理論”一文提出了著名的有噪信道編碼原理，奠定了差錯控制碼的基石。自20世紀40年代以來，有關糾錯編碼技術的研究已經取得了很多驕人的成果。在1993年的國際通信會議(ICC’93)上，法國不列顛通信大學的Claude?Berrou教授等提出了Turbo碼方案。該編碼方式由于很好的運用了香農信道編碼定理中的隨機性編譯碼條件而獲得了幾乎接近香農理論極限的譯碼性能。

Turbo碼的譯碼算法有很多中，其中基于BCJR算法(由Bahl、Cocke、Jelinek和Raviv于1974年提出)的MAP(Maximum?a?posteriori?probability)算法應用范圍最為廣泛。為了便于實現MAP算法進行了相應的改造形成了log_MAP和MAX_log_MAP等實現形式。由于Turbo碼卓越的性能，它一直是工業界和學術界的研究熱點。Turbo碼已經被3gpp、3gpp2和LTE等移動通信系統標準所采用，成為這些系統中的信道糾錯編碼方案。

雖然MAP算法有著非常優越的性能，但是由于MAP算法采用迭代方式進行運算，而且每次迭代運算中必須進行前向和反向的網格信息(metrics)逐個符號地進行搜索和更新，待完成整個碼字前向和反向的網格信息更新后，才能計算用于下一次迭代的外部信息，因此解碼時較延長。除了待解碼的樣值信息需要保存外，前向和反向網格信息以及用于迭代的外部信息在解碼過程中都需要進行保持和更新，如果Turbo碼的狀態空間較大時，保存這些信息的存儲器空間會變得非常龐大，數據交換量巨大。

因此，MAP算法在利用超大規模集成電路技術(VLSI)進行實現時，其面臨有解碼時延、存儲容量需求等挑戰。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于外信息并行更新的Turbo譯碼器，其網格信息在網格及外信息更新單元MEU(Metrics?and?Extrinsic?information?Update)之間慣序傳遞，而外信息在兩個分量譯碼器之間并行傳遞，譯碼過程中不使用獨立的存儲器來保存每個分量譯碼器產生的外信息和網格信息。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種基于外信息并行更新的Turbo譯碼器，所述譯碼器包括第一分量譯碼器和第二分量譯碼器，每個分量譯碼器中均含有數量與碼字長度K相等的網格及外信息更新單元MEU；

每個譯碼時鐘，所述第一分量譯碼器和第二分量譯碼器均以慣序的方式進行網格信息更新，并分別產生K個外信息；

所述第一分量譯碼器每個譯碼時鐘產生的外信息經連線交叉網絡，形成第二分量譯碼器在下一個譯碼時鐘所需要的外信息；所述第二分量譯碼器每個譯碼時鐘產生的外信息經連線交叉網絡，形成第一分量譯碼器在下一個譯碼時鐘所需要的外信息；外信息以并行的方式進行傳遞和更新。

其中，在譯碼過程中：所述第一分量譯碼器的第K-1個MEU的前向網格信息輸出，作為第二分量譯碼器第0個MEU的前向網格信息的輸入；第一分量譯碼器的第0個MEU的后向網格信息輸出，作為第二分量譯碼器第K-1個MEU的后向網格信息的輸入；

所述第二分量譯碼器的第K-1個MEU的前向網格信息輸出，作為第一分量譯碼器第0個MEU的前向網格信息的輸入；第二分量譯碼器的第0個MEU的后向網格信息輸出，作為分量譯碼器第K-1個MEU的后向網格信息的輸入。

其中，每個網格及外信息更新單元MEU包括：邊信息計算單元、前向網格信息更新單元、后向網格信息更新單元、外信息更新單元和譯碼判決輸出單元，在每一個譯碼時鐘：

所述邊信息計算單元，用于根據待譯碼信息第K個信元的系統碼和校驗碼軟信息及來自另一個分量譯碼器的對應第k個信元的外信息，計算產生第一邊信息和第二邊信息；

所述前向網格信息更新單元，用于根據第k級MEU輸出的前向網格信息和所述邊信息計算單元輸出的第一邊信息，計算產生本MEU輸出的前向網格信息；

所述后向網格信息更新單元，用于根據第k+1級MEU輸出的后向網格信息和所述邊信息計算單元輸出的第一邊信息，計算產生本MEU輸出的后向網格信息；

所述外信息更新單元，用于根據所述邊信息計算單元輸出的第二邊信息、所述前向網格信息更新單元輸出的前向網格信息、和所述后向網格信息更新單元輸出的后向網格信息，計算產生本MEU輸出的外信息；