[發明專利]基于代數譯碼和MAP譯碼級聯的TPC譯碼方法

有效

• 申請號: 202011100955.6
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112187292B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 宋慶飛;陳洪明;張皓亮
• 申請（專利權）人: 寧夏金硅信息技術有限公司
• 主分類號: H03M13/45
• 分類號: H03M13/45;H03M13/29
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于數字通信技術領域，具體涉及一種基于代數譯碼和MAP譯碼級聯的TPC譯碼方法。本發明的TPC譯碼算法應用于糾錯碼為擴展線性分組碼或單偶校驗碼的TPC，并采取軟輸入/軟輸出(SISO)的反饋遞推迭代譯碼，迭代部分由多維代數譯碼單元和多維MAP譯碼單元級聯構成。改進了代數譯碼算法，使之能適用軟輸入/軟輸出的擴展線性分組碼譯碼。本發明提出的代數譯碼和MAP譯碼級聯方法，可以降低譯碼器的實現復雜度，并能對多種類型TPC進行譯碼，應用適用性強。

技術領域

本發明屬于數字通信技術領域，具體涉及一種基于代數譯碼和MAP譯碼級聯的TPC譯碼方法。

背景技術

無線通信信道中存在各種干擾和衰落，差錯控制編碼技術即用來檢測和糾正信道失真引起的信息傳輸錯誤，提高信息傳輸的可靠性。Turbo乘積碼(TPC)具有譯碼復雜性低、譯碼延時小的特點，并在低信噪比下仍能保持低誤碼率的特點。TPC以其優越的糾錯性能成為糾錯碼領域的研究熱點，并廣泛地應用于各種通信標準中，如IEEE 802.16。TPC是將多個短糾錯碼通過行列交織方式級聯構成二維或多維碼字，增大了碼字最小漢明距離，提高了糾錯能力，子糾錯碼可為漢明碼、BCH、RS碼。TPC通常會在子糾錯碼編碼時增加一個單偶校驗位以增大碼間最小漢明距離，稱為擴展TPC。TPC的子糾錯碼可以只有單偶校驗。TPC對各維信息位縮短后再編碼，可得到縮短型TPC。在對角線上加入單偶校驗形成超軸，可得到增強型TPC(eTPC)。

TPC譯碼算法有硬判決信息譯碼和軟判決信息譯碼。

硬判決為解調器傳給譯碼器的碼元只有符號位，即0、1兩種信息，對硬判決碼字可采用代數譯碼算法。代數譯碼是針對TPC子糾錯碼為線性分組碼的情況，先根據線性分組碼的校驗矩陣求接收碼字的伴隨式，根據伴隨式圖樣判斷錯誤碼元位置。代數譯碼算法具有運算簡單，處理方便的優點。代數譯碼算法存在的問題。

(1)代數譯碼算法對硬判決數據進行處理，硬判決會損失接收信號包含的有用信息，糾錯能力有限。

(2)代數譯碼算法存在不能糾正的#字型錯誤的情況。

(3)代數譯碼算法不能對單奇偶校驗碼的TPC進行糾錯。

TPC經過二元AWGN信道后，接收碼字為發送碼字和高斯白噪聲的混合，解調器輸出硬判決時，同時輸出碼元的信任值到譯碼器，譯碼器按照一定規則進行譯碼，可極大改善譯碼性能，稱為軟判決譯碼。常見軟判決譯碼有最大似然譯碼算法、偽最大似然譯碼算法、Cyclic-2PML譯碼算法、Chase譯碼算法、Box and Match譯碼算法等。

最大似然譯碼算法需要窮盡所有可能的碼字，尋找滿足與接收碼字的歐式距離最小的一個最佳碼字，從而得到最優判決碼字。

偽最大似然譯碼算法是將接收碼字硬判決譯碼后得到中心碼字，只將中心碼字漢明距離最小和次最小的集合中的碼字作為搜索空間碼字，縮小最大似然譯碼算法的搜索空間。

Cyclic-2 PML譯碼算法是在偽最大似然譯碼算法的基礎上，針對碼字是循環碼的情況，根據循環碼碼字在循環移動后仍然在碼字空間內的特性，進一步縮小最佳碼字搜索范圍。

Chase算法的算法思想是認為接收序列中可信值較低的位置相應的出錯概率較大，根據每個碼元的信任值，找到最不可靠位元，產生試探序列，從中挑選與接收序列有最近歐式距離的碼字。

Box and Match譯碼算法是一種規則的統計譯碼算法，以空間的復雜度來換取時間的復雜度。譯碼的基本思想是將所有可能的錯誤圖樣編碼來產生陪集元素，使用橢圓重量來尋找最可能的陪集元素，并用它來計算迭代的外信息。

以上介紹的TPC譯碼方法都是基于SISO的迭代譯碼算法，還存在以下缺點：

(1)以上軟判決譯碼算法都是在最大似然譯碼算法的基礎上，采用不同的方法進行縮小搜索碼字空間，在待選碼字空間中搜索碼字的實現過程較為復雜。