[發明專利]一種基于DVB-RCS2的turbo并行譯碼方法

在審

• 申請號: 202011124816.7
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112332868A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 李京娥;陳昱良;黨金瑞;張騫丹;郭偉
• 申請（專利權）人: 陜西航天技術應用研究院有限公司
• 主分類號: H03M13/29
• 分類號: H03M13/29
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王海棟

本發明公開了一種基于DVB?RCS2的turbo并行譯碼方法，包括：S1、接收待譯碼輸入序列；S2、對所述待譯碼輸入序列進行分段重排，得到重排序列；S3、初始化前向狀態度量和后向狀態度量，根據所述前向狀態度量和所述后向狀態度量對所述重排序列進行迭代，并更新前向狀態度量和后向狀態度量；S4、判斷迭代次數是否達到預設最大迭代次數條件，若否，則迭代執行S3，若是，則結束譯碼。本發明克服了現有技術中對數據分段要并行處理時需要多個處理器配合處理的缺點，使得本發明在降低硬件資源依賴的同時大幅提升了譯碼并行度，且同時降低了譯碼時延，并且本發明具有更低的復雜度，且譯碼性能不會降低。

技術領域

本發明屬于衛星通信領域，具體涉及一種基于DVB-RCS2的turbo并行譯碼方法。

背景技術

Turbo碼，又稱并行級聯卷積碼(PCCC)，最早由C.Berrou和Glavieux于1993年共同提出。它巧妙地將卷積碼和隨機交織器結合在一起，實現了隨機編碼的思想；同時采用軟輸出迭代譯碼來逼近最大似然譯碼。模擬結果表明，碼率為1/2的Turbo碼在采用大小為65535的隨機交織器，并迭代18次，在AWGN信道可以達到接近Shannon限的性能。隨后于1999年C.Berrou等人又提出了非二進制卷積Turbo碼，常見的是雙二元卷積Turbo碼(DoubleBinary Convolutional Turbo Code,DB-CTC)，編碼器每個時鐘節拍編碼2個比特，相較于經典Turbo碼，具有編碼效率高、譯碼延時小、更大的最小自由距離、降低誤碼平層等優點。所以DVB-RCS2標準將雙二元卷積Turbo作為物理層FEC的選用碼型，提高系統吞吐量。

Turbo碼的主流譯碼算法包括最大后驗概率算法(Maximum A Posteriori,MAP)以及Max-Log-MAP算法。其中，MAP算法譯碼性能最優但計算復雜度很高，MAX-Log-MAP算法是最大似然MAP算法的改進算法，由于省略了修正項的計算，計算復雜度大大降低，但相應的譯碼性能也有一定的損失。隨著衛星通信的發展，對于通信質量的要求越來越高，并且對通信時延的要求也越來越嚴格，這就需要在通信接收端上進行改進優化，因此必須提高譯碼器的譯碼速度，以適應衛星通信的要求。

傳統的Turbo譯碼時延主要有譯碼計算時延和譯碼等待時延，串行譯碼器要等到整個數據塊結束后方可譯碼，導致串行譯碼的缺點就是譯碼時延很大。在降低譯碼時延的研究中，除了降低運算復雜度，并行譯碼也是一種行之有效的方法，目前已有的比較典型的并行譯碼方案主要集中在三個層面：1)迭代譯碼結構中兩個分量譯碼器的并行迭代；2)分量譯碼器內部，正向遞歸和反向遞歸計算的并行，即雙向并行迭代；3)分量譯碼器內部譯碼信息序列的分段并行譯碼。

對于上述三點，其中1)分量譯碼器級的并行是同時使用多個Turbo譯碼器進行譯碼，每個譯碼器對不同的幀進行譯碼，對單個的數據幀而言，該方法并未提高計算效率。2)雙向并行譯碼根據前向狀態度量和后向狀態度量的遞歸計算相對獨立的特點，可以將狀態度量的正向遞歸和反向遞歸并行處理，提高譯碼速度。目前在硬件實現上均采用這種雙向并行的譯碼算法，但并行度受限譯碼效率最大只能提升2倍。3)譯碼器內部信息序列的分段并行是指將一個完整的數據幀劃分為多個交疊或不交疊的數據子幀，由多個處理器同時對子幀進行解碼運算，最終得到整個數據幀的譯碼結果，且已有發明多采用滑動窗的基本思想，在計算量、譯碼延時方面有折衷，但折衷方案的譯碼性能較經典MAP方法有近乎1dB的損失。

因此現有技術的譯碼效率和譯碼性能均未達到較好的改善。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于DVB-RCS2的turbo并行譯碼方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種基于DVB-RCS2的turbo并行譯碼方法，包括：

S1、接收待譯碼輸入序列；

S2、對所述待譯碼輸入序列進行分段重排，得到重排序列；