專(zhuān)利名稱：Turbo譯碼器及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速數(shù)據(jù)信道上的糾錯(cuò)編碼方式，尤其涉及碼分多路通訊系統(tǒng)(CDMA)中turbo譯碼器及其實(shí)現(xiàn)方法的改進(jìn)。
自從Shannon(香農(nóng))在1948年提出信息論以來(lái)，人們?cè)诓恍傅嘏ζ髨D逼近信道容量的極限(Shannon限)。經(jīng)眾多學(xué)者五十年的努力，提出了各種糾錯(cuò)碼方案，但距Shannon限的實(shí)現(xiàn)還有一定的距離。從信息論的角度看，只要傳輸?shù)男畔⑺俾市∮谛诺廊萘?，總存在使得錯(cuò)誤概率任意小的編碼方法。
Turbo碼自1993年由C.Berrou等人提出后，通信學(xué)界掀起了研究Turbo碼的熱潮，當(dāng)交織長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)時(shí)，Turbo碼具有接近Shannon限的優(yōu)越性能。大量的計(jì)算機(jī)仿真和不同碼結(jié)構(gòu)研究表明，雖然Turbo碼譯碼復(fù)雜度要大于傳統(tǒng)的卷積碼并具有較大的時(shí)延，但在無(wú)線信道信噪比較低的情況下，Turbo碼具有優(yōu)異的性能，所以在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，Turbo碼被普遍用于話音和控制信道，其誤碼率可達(dá)到10-6，而傳統(tǒng)的卷積編碼誤碼率一般在10-3。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)Turbo碼譯碼的研究，主要集中在簡(jiǎn)化MAP算法上，MAP算法使單個(gè)比特錯(cuò)誤最小，其目的在于一、降低算法復(fù)雜度，減小Turbo碼固有的時(shí)間遲延；二、減小硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)所需的資源，降低成本。其方法基本集中于定義MAP算法中的前、后向狀態(tài)度量，從而簡(jiǎn)化MAP算法，但對(duì)Turbo譯碼器結(jié)構(gòu)則研究較少，如S.Pietrobon，“Implementation and Performance of a Turbo/MAP Decoder”，International Journal of Satellite Communications，21 February1997。又如美國(guó)專(zhuān)利US6,014,411(Repetitive turbo codingcommunication method)提出的一種重復(fù)Turbo碼編碼方案，均側(cè)重Turbo編碼方案的研究。
在CDMA2000通訊系統(tǒng)中需要對(duì)碼率為1/2、1/3和1/4的并行級(jí)聯(lián)卷積碼進(jìn)行譯碼?，F(xiàn)有技術(shù)對(duì)碼率為1/2、1/3和1/4的Turbo碼采用不同結(jié)構(gòu)的譯碼器，需要較高的硬件實(shí)現(xiàn)成本。


圖1至圖3分別展示碼率為1/2、1/3和1/4Turbo碼的譯碼器結(jié)構(gòu)。在圖1中，編碼信號(hào)分別輸入兩個(gè)MAP譯碼器。原始信息比特和先驗(yàn)信息比特輸入第一MAP譯碼器。第一MAP譯碼器將更新后的外部信息比特經(jīng)過(guò)Turbo交織器后，作為第二個(gè)MAP譯碼器的先驗(yàn)信息，送入第二個(gè)MAP譯碼器。第二個(gè)MAP譯碼器接收更新過(guò)的原始信息比特。第二個(gè)MAP譯碼器軟判決輸出更新過(guò)的外部信息比特，作為第一個(gè)MAP譯碼器的先驗(yàn)信息，反饋到第一個(gè)MAP譯碼器，此過(guò)程重復(fù)進(jìn)行。1/3Turbo碼譯碼器和1/4Turbo碼譯碼器的工作原理與1/2Turbo碼譯碼器相同，但具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)不同。圖2是1/3Turbo碼譯碼器示意圖，它與1/2Turbo碼譯碼器的區(qū)別在于輸入不同。圖3是1/4Turbo碼譯碼器示意圖，需要四個(gè)MAP譯碼器。
本發(fā)明的目的在于提出一種Turbo譯碼器及其實(shí)現(xiàn)方法，以相同的譯碼器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)碼率為1/2、1/3和1/4的并行級(jí)聯(lián)卷積碼的譯碼。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種Turbo譯碼器，包括MAP譯碼器、交織器和去交織器，尤其還包括解復(fù)用模塊，譯碼器的輸入信號(hào)，即碼率為1/2、1/3或1/4的并行級(jí)聯(lián)卷積碼通過(guò)解復(fù)用模塊輸出五路信息比特，分別為未編碼信息比特Xk和編碼校驗(yàn)比特Y0k、Y1k、Y0k’、Y1k’；所述未編碼信息比特、編碼校驗(yàn)比特Y0k、Y1k輸入第一MAP譯碼器；第一MAP譯碼器將更新后外部信息比特Zk’經(jīng)過(guò)第二交織器后，作為第二MAP譯碼器的先驗(yàn)信息，送入第二MAP譯碼器；第二MAP譯碼器還接收經(jīng)第一交織器模塊更新過(guò)的未編碼信息比特Xk’和編碼校驗(yàn)比特Y0k’、Y1k’；從第二MAP譯碼器的軟判決輸出經(jīng)去第一去交織器更新的外部信息比特Zk，作為第一MAP譯碼器的先驗(yàn)信息，反饋到第一MAP譯碼器，此過(guò)程可重復(fù)三至八次，最后從第二MAP譯碼器輸出λk經(jīng)第二去交織器更新后，輸入最后一級(jí)硬判決模塊輸出譯碼信號(hào)。
MAP譯碼器的輸入信號(hào)為四個(gè)未編碼信息比特Xk、編碼校驗(yàn)比特Y0k、Y1k、先驗(yàn)信息比特Zk。
一種Turbo譯碼方法，包括以下步驟
①譯碼器的輸入，即碼率為1/2、1/3或1/4的并行級(jí)聯(lián)卷積碼通過(guò)解復(fù)用方法分解輸出五路信息比特，分別為未編碼信息比特Xk和編碼校驗(yàn)比特Y0k、Y1k、Y0k’、Y1k’；②所述未編碼信息比特Xk、編碼校驗(yàn)比特Y0k、Y1k和從第二MAP譯碼器的軟判決輸出經(jīng)去第一去交織器)更新的外部信息比特Zk，作為第一MAP譯碼器的先驗(yàn)信息，輸入第一MAP譯碼器譯碼，第一MAP譯碼器更新后的外部信息比特Zk’經(jīng)第二交織器后，作為第二個(gè)MAP譯碼器的先驗(yàn)信息，送入第二個(gè)MAP譯碼器；③所述未編碼信息比特Xk和編碼校驗(yàn)比特Y0k’、Y1k’也輸入第二MAP譯碼器，經(jīng)第二MAP譯碼器譯碼的軟判決輸出并經(jīng)第一去交織器更新過(guò)的外部信息比特Zk，作為第一MAP譯碼器的先驗(yàn)信息，反饋到第一MAP譯碼器；④重復(fù)上述步驟②③共三至八次，最后第二MAP譯碼器輸出λk送到去交織器，經(jīng)硬判決模塊輸出。
上述步驟②中MAP譯碼器的譯碼包括以下步驟第一步設(shè)置初始值，迭代開(kāi)始時(shí)，先驗(yàn)信息取為零。以后為前一次譯碼器的外部信息輸出，輸入為四個(gè)Xk、Y0k、Y1k、Zk，而不是傳統(tǒng)的三個(gè)Xk、Yk、Zk。
第二步對(duì)每一接收符號(hào)，計(jì)算分支度量，在計(jì)算分支度量時(shí)需利用兩個(gè)編碼比特C0k、C1k，而不是傳統(tǒng)的一個(gè)編碼比特Ck。
分支度量計(jì)算公式為δki，m＝χkξkiexp(Lc(xki＋y1kc1i，m＋y2kc2i，m))其中(xk，y1k，y2k)為時(shí)刻k的接收符號(hào)，定義為xk＝(2dk－1)＋pky1k＝(2c1k－1)＋qky2k＝(2c2k－1)＋okχk是一常數(shù)，Lc＝2/σ2ci，m是已知dk＝i，Sk＝m時(shí)的編碼比特，ξki＝Pr(dk＝i)。
第三步在全部N個(gè)符號(hào)序列接收后，對(duì)每一接收符號(hào)和所有狀態(tài)，利用第二步計(jì)算出的分支度量值，計(jì)算反向分支度量。
第四步對(duì)每一接收符號(hào)和所有狀態(tài)，利用第二步計(jì)算出的分支度量值，計(jì)算前向分支度量。
第五步計(jì)算傳遞給下一譯碼器的外部信息。
第六步最后，利用計(jì)算出的分支度量值、反向分支度量值、前向分支度量值，計(jì)算似然比，進(jìn)行判決。
本發(fā)明利用改進(jìn)的MAP譯碼器，實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的MAP譯碼算法，從而減少了Turbo譯碼器中MAP譯碼器的數(shù)量，在Turbo譯碼器的輸入端增加解復(fù)用模塊，以相同的譯碼器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)碼率為1/2、1/3和1/4的并行級(jí)聯(lián)卷積碼的譯碼，節(jié)省了硬件實(shí)現(xiàn)資源，降低了成本下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明圖1是1/2碼率Turbo譯碼器結(jié)構(gòu)圖；圖2是1/3碼率Turbo譯碼器結(jié)構(gòu)圖；圖3是1/4碼率Turbo譯碼器結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明所提出的Turbo譯碼器結(jié)構(gòu)框圖；圖5 Turbo編碼刪減圖案；圖6 Turbo編碼尾碼刪減和重復(fù)圖案；圖7解復(fù)用模塊設(shè)計(jì)框圖。
在CDMA2000通訊系統(tǒng)中，Turbo編碼器包含兩個(gè)并行的遞歸卷積編碼器(Constituent Encoder)。設(shè)輸入Turbo編碼器的信息Bit長(zhǎng)度為Nturbo，對(duì)于編碼器1，Nturbo個(gè)信息Bit直接輸入；對(duì)于編碼器2，Nturbo個(gè)信息Bit要經(jīng)過(guò)一個(gè)Turbo交織器進(jìn)行交織后再輸入。兩個(gè)遞歸的編碼器分別輸出碼X、Y0、Y1和X’、Y0’、Y1’，它們?cè)谧鳛榫幋a符號(hào)輸出之前要經(jīng)過(guò)既定的圖案進(jìn)行符號(hào)刪減或符號(hào)重復(fù)，使輸出符號(hào)的長(zhǎng)度滿足Nturbo/R，其中R是該Turbo編碼器的編碼效率，R＝1/2或1/3或1/4。在Nturbo/R個(gè)Turbo碼之后，Turbo編碼器還生成6/R個(gè)尾符號(hào)，一起構(gòu)成(Nturbo＋6)/R個(gè)完整的編碼符號(hào)輸出。
本發(fā)明所提出的Turbo譯碼器內(nèi)部功能模塊框圖如圖4所示，包括解復(fù)用模塊10、第一MAP譯碼器21、第二MAP譯碼器22、第一交織器模塊31、第二交織器模塊32和去交織器模塊(41、42)。從圖4可以看出只需兩個(gè)MAP譯碼器，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)碼率為1/2、1/3和1/4Turbo碼的譯碼。
在圖4中，輸入信號(hào)首先送入解復(fù)用模塊10，該模塊實(shí)現(xiàn)解復(fù)用、解刪減算法，把譯碼器的輸入信號(hào)解復(fù)用、解刪減后分別送給兩個(gè)MAP譯碼器21、22。未編碼信息比特Xk和編碼校驗(yàn)比特Y0k和Y1k輸入到第一MAP譯碼器21。第一MAP譯碼器21將更新后的外部信息比特Zk經(jīng)過(guò)第二Turbo交織器32后，作為第二個(gè)MAP譯碼器22的先驗(yàn)信息，送入第二個(gè)MAP譯碼器22。第二個(gè)MAP譯碼器22還接收經(jīng)第一交織器模塊31更新過(guò)的未編碼信息比特Xk’。經(jīng)去交織器模塊41更新過(guò)的外部信息比特λk，從第二個(gè)MAP譯碼器22的軟判決輸出，作為第一個(gè)MAP譯碼器21的先驗(yàn)信息，反饋到第一個(gè)MAP譯碼器21，重復(fù)此過(guò)程。此過(guò)程可重復(fù)3～8次，過(guò)多的迭代會(huì)造成輸出飽和，最后一級(jí)為硬判決輸出。
解復(fù)用模塊10實(shí)現(xiàn)解復(fù)用和解刪減算法，解刪減是刪減的逆過(guò)程。編碼器的刪減模式可以按照相應(yīng)的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)如CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。在輸出Nturbo/R個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)階段，用到符號(hào)刪減。符號(hào)刪減器將來(lái)自兩個(gè)編碼器的數(shù)據(jù)BitX、Y0、Y1和X’、Y0’、Y1’按照刪減圖案(Puncturing Patterns)進(jìn)行刪除，刪減圖案如圖5所示，其中‘0’代表刪除；‘1’代表通過(guò)。讀出時(shí)先從上到下再?gòu)淖蟮接摇?br> 對(duì)于R＝1/2，輸出X、Y0；X、Y0’；……對(duì)于R＝1/3，輸出X、Y0、Y0’；X、Y0、Y0’；……對(duì)于R＝1/4，輸出X、Y0、Y1、Y1’；X、Y0、Y0’、Y1’；……在Turbo編碼器輸出6/R個(gè)尾符號(hào)階段，用到符號(hào)刪減和符號(hào)重復(fù)。將來(lái)自編碼器1和編碼器2的尾Bit(先X、Y0、Y1，后X’、Y0’、Y1’)按照?qǐng)D6所示的刪減和重復(fù)圖案進(jìn)行刪減或重復(fù)。讀出時(shí)，對(duì)R＝1/2先從上到下再?gòu)淖蟮接?，?次輸出X、Y0；X、Y0；X、Y0，后3次輸出X’、Y0’；X’、Y0’；X’、Y0’。
對(duì)于R＝1/3和R＝1/4，讀出時(shí)，從上到下再?gòu)淖蟮接遥玐和X’需重復(fù)一次，分別輸出如下R＝1/3前3次X、X、Y0；X、X、Y0；X、X、Y0，后3次X’、X’、Y0’；X’、X’、Y0’；X’、X’、Y0’。
R＝1/4前3次X、X、Y0、Y1；X、X、Y0、Y1；X、X、Y0、Y1，后3次X’、X’、Y0’、Y1’；X’、X’、Y0’、Y1’；X’、X’、Y0’、Y1’。
解刪減是刪減的逆過(guò)程。圖7是解復(fù)用模塊10的結(jié)構(gòu)框圖。在解復(fù)用模塊10中，輸入緩存于第二變換模塊14中。通過(guò)第一變換模塊12和第一計(jì)數(shù)器11查找刪減圖案相應(yīng)位置上是0或是1，若為1，則從第二變換模塊14中取一個(gè)值，經(jīng)復(fù)用模塊13輸出，同時(shí)第二計(jì)數(shù)器15加1。若刪減圖案相應(yīng)位置上是0，則復(fù)用模塊13輸出0。這樣采用補(bǔ)零的做法實(shí)現(xiàn)了解刪減，把被刪減的比特補(bǔ)回去。
交織器模塊31、32是Turbo譯碼器的一個(gè)重要模塊，其主要作用是將原始信息序列置亂，使得交織前后的信息序列的相關(guān)性減小，這樣可使突發(fā)錯(cuò)誤隨機(jī)化。交織器越大，突發(fā)錯(cuò)誤修正得越好。去交織是交織的逆過(guò)程。去交織器模塊41、42的主要作用是使信息序列以交織前的順序輸出。
MAP譯碼器21、22實(shí)現(xiàn)MAP譯碼算法。本發(fā)明提出一種新Turbo譯碼器結(jié)構(gòu)，為了實(shí)現(xiàn)這種譯碼器結(jié)構(gòu)，對(duì)MAP算法做了改進(jìn)，根據(jù)本發(fā)明的MAP算法，MAP譯碼器的輸入信號(hào)為時(shí)刻k、輸入dk的編碼比特c1k和c2k，增加了一路輸入信號(hào)，從而減少M(fèi)AP譯碼器的數(shù)量，簡(jiǎn)化了Turbo譯碼器結(jié)構(gòu)。設(shè)v編碼器存儲(chǔ)單元數(shù)；Sk時(shí)刻k的編碼器狀態(tài)；dk時(shí)刻k的信息比特，與從時(shí)刻k到時(shí)刻k＋1的轉(zhuǎn)移有關(guān)，引起編碼器狀態(tài)從Sk到Sk＋1轉(zhuǎn)變。信息比特序列{dk}由N－ν個(gè)獨(dú)立的比特dk組成，取值0或1，具有先驗(yàn)概率(APrP)ξk0和ξk1(ξk0＋ξk1＝1)；c1k時(shí)刻k、輸入dk的編碼比特1；c2k時(shí)刻k、輸入dk的編碼比特2；S1編碼器初始狀態(tài)，為0；SN＋1最后時(shí)刻N(yùn)＋1的狀態(tài)，為0，輸入序列最后的v個(gè)信息比特(dN－v＋1到dN)將使其為0；R1N＝(R1，A，Rk，A，RN)接收到的序列，其中Rk＝(xk，y1k，y2k)為時(shí)刻k的接收符號(hào)，定義為xk＝(2dk－1)＋pky1k＝(2c1k－1)＋qky2k＝(2c2k－1)＋ok其中pk、qk和ok是三個(gè)獨(dú)立的服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量，方差為σ2。
在本算法中，比特dk的似然比λk定義為λk=Pr(dk=0|R1N)Pr(dk=1|R1N)---(1)]]>其中Pr(dk＝i|R1N)，i＝0，1是數(shù)據(jù)比特dk的后驗(yàn)概率(APoP)。
定義聯(lián)合概率λki，m＝Pr(dk＝i，Sk＝m|R1N)(2)因此，譯碼數(shù)據(jù)比特dk的APoP等于Pr(dk=i|R1N)=Σmλki,m---(3)]]>其中i＝0，1，求和在所有的2v個(gè)狀態(tài)上進(jìn)行。(1)式可重寫(xiě)為λk=Σmλk0,mΣmλk1,m---(4)]]>譯碼器根據(jù)上式λk做出譯碼判決d^k={1,λk<10,λk≥1---(5)]]>α、β和δ的定義利用Bayes原理，(2)式的聯(lián)合概率可重寫(xiě)為λki，m＝Pr(dk＝i，Sk＝m，R1N)/Pr(R1N)＝Pr(R1k-1|dk＝i，Sk＝m，RkN)Pr(Rk＋1N|dk＝i，Sk＝m，Rk)(6)×Pr(dk＝i，Sk＝m，Rk)/Pr(R1N)前向狀態(tài)度量、后向狀態(tài)度量定義為Pr(R1k-1|dk＝i，Sk＝m，RkN)＝Pr(R1k-1|Sk＝m)＝αkm(7)
Pr(Rk＋1N|dk＝i，Sk＝m，Rk)＝Pr(Rk＋1N|Sk＋1＝f(i，m))＝βkf(i，m)(8)其中f(i，m)是已知輸入i和狀態(tài)m時(shí)的下一狀態(tài)。分支度量定義為δki，m＝Pr(dk＝i，Sk＝m，Rk)(9)則聯(lián)合概率(6)式變?yōu)棣薻i，m＝αkm·δki，m·βk＋1f(i，m)/Pr(R1N)因此，似然比變?yōu)?amp;lambda;k=Σmαkm·δk0,m·βk+1f(0,m)Σmαkm·δk1,m·βk+1f(1,m)---(10)]]>其中求和在所有的2v個(gè)狀態(tài)上進(jìn)行。α、β和δ的計(jì)算這里，α，β可如下簡(jiǎn)單地遞推計(jì)算αkm=Σj=01αk-1b(j,m)·δk-1j,b(j,m)---(11)]]>其中b(j，m)是在對(duì)應(yīng)輸入為j的分支上從狀態(tài)m回溯到達(dá)的狀態(tài)。類(lèi)似地，有βkm=Σj=01δkj,m·βk+1f(j,m)---(12)]]>對(duì)于零均值，方差為σ2的AWGN信道，則δki，m＝χkξkiexp(Lc(xki＋y1kc1i，m＋y2kc2i，m))(13)其中χk是一常數(shù)，Lc＝2/σ2，ci，m是已知dk＝i，Sk＝m時(shí)的編碼比特，ξki＝Pr(dk＝i)。因?yàn)樯鲜街械摩謐并不影響(10)式中的λk，通常忽略。
似然比為λk=ξk0ξk1exp(-Lcxk)Σmαkmexp(Lc(y1kc10,m+y2kc20,m))βk+1f(0,m)Σmαkmexp(Lc(y1kc10,m+y2kc20,m))βk+1f(1,m)---(14)]]>＝ξkexp(-Lcxk)ξk″其中ξk＝ξk0/ξk1是輸入的APrP比，ξk″是輸出外部信息。初始條件α10＝1，α1m＝0 m≠0(15a)βN＋10＝1，βN＋1m＝0 m≠0(15b)迭代譯碼算法步驟第一步對(duì)i＝0，1，初始化下列概率α10＝1；α1m＝0，m≠0βN＋10＝1；βN＋1m＝0，m≠0迭代開(kāi)始時(shí)，外部輸入信息ξk″＝1。以后為前一次譯碼器的外部信息輸出。
第二步從k＝1開(kāi)始，對(duì)每一接收符號(hào)Rk，由(13)式計(jì)算分支度量δki，m。
第三步在全部N個(gè)符號(hào)序列接收后，從k＝N開(kāi)始，對(duì)每一接收符號(hào)Rk和所有狀態(tài)m，由(12)式計(jì)算反向分支度量βkm。
第四步對(duì)每一接收符號(hào)Rk和所有狀態(tài)m，從k＝1開(kāi)始，由(11)式計(jì)算前向分支度量αkm。
第五步計(jì)算傳遞給下一譯碼器的外部信息。ξk′=Σmαkmexp(Lcykc0,m)βk+1f(0,m)Σmαkmexp(Lcykc1,m)βk+1f(1,m)]]>第六步最后，由(14)式計(jì)算似然比，進(jìn)行判決。λk=ξk0ξk1exp(-Lcxk)Σmαkmexp(Lc(y1kc10,m+y2kc20,m))βk+1f(0,m)Σmαkmexp(Lc(y1kc10,m+y2kc20,m))βk+1f(1,m)]]>＝ξkexp(-Lcxk)ξk″
權(quán)利要求
1.一種Turbo譯碼器，包括MAP譯碼器、交織器和去交織器，其特征在于還包括解復(fù)用模塊(10)，譯碼器的輸入信號(hào)，即碼率為1/2、1/3或1/4的并行級(jí)聯(lián)卷積碼通過(guò)解復(fù)用模塊(10)輸出五路信息比特，分別為未編碼信息比特Xk和編碼校驗(yàn)比特Y0k、Y1k、Y0k’、Y1k’；所述未編碼信息比特、編碼校驗(yàn)比特Y0k、Y1k輸入第一MAP譯碼器(21)；第一MAP譯碼器將更新后外部信息比特Zk’經(jīng)過(guò)第二交織器(32)后，作為第二MAP譯碼器的先驗(yàn)信息(22)，送入第二MAP譯碼器(22)；第二MAP譯碼器(22)還接收經(jīng)第一交織器模塊(31)更新過(guò)的未編碼信息比特Xk’和編碼校驗(yàn)比特Y0k’、Y1k’；從第二MAP譯碼器(22)的軟判決輸出經(jīng)去第一交織器(41)更新的外部信息比特Zk，作為第一MAP譯碼器(21)的先驗(yàn)信息，反饋到第一MAP譯碼器(21)，此過(guò)程可重復(fù)三至八次，最后從第二MAP譯碼器(22)輸出λk經(jīng)第二去交織器更新后，輸入最后一級(jí)硬判決模塊輸出譯碼信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Turbo譯碼器，其特征在于所述解復(fù)用模塊(10)包括第一計(jì)數(shù)器(11)和第二計(jì)數(shù)器(15)、第一變換模塊(12)和第二變換模塊(14)以及復(fù)用模塊(13)，第一計(jì)數(shù)器(11)、第一變換模塊(12)和復(fù)用模塊(13)順序相聯(lián)，第二計(jì)數(shù)器(15)和第二變換模塊(14)相聯(lián)后再輸入復(fù)用模塊(13)，譯碼器的輸入信號(hào)緩存于第二變換模塊(14)中，通過(guò)第一變換模塊(12)和第一計(jì)數(shù)器(11)查找刪減圖案相應(yīng)位置上是0或是1，若為1，則從第二變換模塊14中取一個(gè)值，經(jīng)復(fù)用模塊13輸出，同時(shí)第二計(jì)數(shù)器15加1。若刪減圖案相應(yīng)位置上是0，則復(fù)用模塊13輸出0。
3.如權(quán)利要求2所述的Turbo譯碼器，其特征在于所述MAP譯碼器(21、22)的輸入信號(hào)為四個(gè)未編碼信息比特Xk、編碼校驗(yàn)比特Y0k、Y1k、先驗(yàn)信息比特Zk。
4.一種Turbo譯碼方法，其特征在于包括以下步驟①譯碼器的輸入，即碼率為1/2、1/3或1/4的并行級(jí)聯(lián)卷積碼通過(guò)解復(fù)用方法分解輸出五路信息比特，分別為未編碼信息比特Xk和編碼校驗(yàn)比特Y0k、Y1k、Y0k’、Y1k’；②所述未編碼信息比特Xk、編碼校驗(yàn)比特Y0k、Y1k和從第二MAP譯碼器(22)的軟判決輸出經(jīng)去第一去交織器(41)更新的外部信息比特Zk，作為第一MAP譯碼器(21)的先驗(yàn)信息，輸入第一MAP譯碼器(21)譯碼，第一MAP譯碼器更新后的外部信息比特Zk’經(jīng)第二交織器(32)后，作為第二個(gè)MAP譯碼器(22)的先驗(yàn)信息，送入第二個(gè)MAP譯碼器(22)；③所述未編碼信息比特Xk和編碼校驗(yàn)比特Y0k’、Y1k’也輸入第二MAP譯碼器(22)，經(jīng)第二MAP譯碼器譯碼的軟判決輸出并經(jīng)第一去交織器(41)更新過(guò)的外部信息比特Zk，作為作為第一MAP譯碼器(21)的先驗(yàn)信息，反饋到第一MAP譯碼器(21)；④重復(fù)上述步驟2、3共三至八次，最后第二MAP譯碼器(22)的輸出λk送到去交織器(42)，然后經(jīng)硬判決模塊輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的Turbo譯碼方法，其特征在于所述步驟②中MAP譯碼器的譯碼包括以下步驟第一步設(shè)置初始值，迭代開(kāi)始時(shí)，外部輸入信息取為零。以后為前一次譯碼器的外部信息輸出，輸入為四個(gè)Xk、Y0k、Y1k、Zk，而不是傳統(tǒng)的三個(gè)Xk、Yk、Zk。第二步對(duì)每一接收符號(hào)，計(jì)算分支度量，在計(jì)算分支度量時(shí)需利用兩個(gè)編碼比特C0k、C1k，而不是傳統(tǒng)的一個(gè)編碼比特Ck，分支度量計(jì)算公式為δki，m＝χkξkiexp(Lc(xki＋y1kc1i，m＋y2kc2i，m))其中(xk，y1k，y2k)為時(shí)刻k的接收符號(hào)，定義為xk＝(2dk－1)＋pky1k＝(2c1k－1)＋qky2k＝(2c2k－1)＋okχk是一常數(shù)，Lc＝2/σ2，ci，m是已知dk＝i，Sk＝m時(shí)的編碼比特，ξk1＝Pr(dk＝i)。第三步在全部N個(gè)符號(hào)序列接收后，對(duì)每一接收符號(hào)和所有狀態(tài)，利用第二步計(jì)算出的分支度量值，計(jì)算反向分支度量。第四步對(duì)每一接收符號(hào)和所有狀態(tài)，利用第二步計(jì)算出的分支度量值，計(jì)算前向分支度量。第五步計(jì)算傳遞給下一譯碼器的外部信息。第六步最后，利用計(jì)算出的分支度量值、反向分支度量值、前向分支度量值，計(jì)算似然比，進(jìn)行判決。
全文摘要
一種Turbo譯碼器,包括改進(jìn)的MAP譯碼器、交織器和去交織器,還包括解復(fù)用模塊,將碼率為1/2、1/3或1/4的并行級(jí)聯(lián)卷積碼分解輸出五路信息比特,未編碼信息比特、編碼校驗(yàn)比特Y
文檔編號(hào)H03M13/23GK1328384SQ0110746
公開(kāi)日2001年12月26日 申請(qǐng)日期2001年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月18日
發(fā)明者王錦山 申請(qǐng)人:深圳市中興集成電路設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司