通用的高性能Radix-4SOVA译码器及其译码方法

摘要

本发明公开了一种通用的高性能Radix‑4SOVA译码器及其译码方法，主要解决现有技术在Radix‑4SOVA译码器中只支持基于比特交织的二进制Turbo码的问题。其实现步骤是：接收信道信息并存储；读取第一个分量码的信道信息，进行第一次分量译码，即依次计算分支度量，累积路径度量，可信度，对数似然比和外信息，并交织该外信息后存储；读取第二个分量码的信道信息，完成第二次分量译码；判断是否达到最大迭代次数，如果否，开始下一次迭代译码，反之，硬判决对数似然比得到译码比特的估计值，译码结束。本发明采用基于比特对的可信度更新方法，可实现二进制Turbo码和双二进制卷积Turbo码通用可配置的高性能译码，可用于LTE和WiMAX系统中的通用可配置Turbo译码器。

主权项

一种通用的高性能基‑4的软输出维特比Radix‑4SOVA译码器，包括：输入数据存储模块(1)，用于接收并存储接收到的信道信息序列；分支度量计算模块(2)，利用输入数据存储模块(1)提供的信道信息序列，以及Turbo外信息计算存储模块(7)或CTC外信息计算存储模块(10)提供的先验信息序列，并根据分支度量计算公式，计算译码时两步状态转移的分支度量，并将计算得到的分支度量输出给累积路径度量计算模块(3)；累积路径度量计算模块(3)，用于对分支度量计算模块(2)输出的分支度量，利用累积路径度量的递归计算公式，计算译码路径的累积路径度量，并将累积路径度量输出给可信度计算模块(4)；可信度计算模块(4)，利用累积路径度量计算模块(3)输出的累积路径度量，并根据可信度递归更新公式，对译码比特对的可信度进行更新，得到如下k+1时刻状态关于译码比特对u_l,l+1＝00、u_l,l+1＝01、u_l,l+1＝10和u_l,l+1＝11的可信度，并将更新后的可信度输出给可信度存储模块(5)：$LLR(u_{l,l+1}=00|P_{k+1}^s,y_{{}_1}^{k+1})=\underset{P_{k-1}^{s_i}}{\max }\{LLR(u_{l,l+1}=00|P_{k-1}^{s_i},y_1^{k-1})+{\Delta }_{k-1\to k+1}^{s_i\to s}\}$$LLR(u_{l,l+1}=01|P_{k+1}^s,y_1^{k+1})=\underset{P_{k-1}^{s_i}}{max}\{LLR(u_{l,l+1}=01|P_{k-1}^{s_i},y_1^{k-1})+{\Delta }_{k-1\to k+1}^{s_i\to s}\}$$LLR(u_{l,l+1}=10|P_{k+1}^s,y_1^{k+1})=\underset{P_{k-1}^{s_i}}{max}\{LLR(u_{l,l+1}=10|P_{k-1}^{s_i},y_1^{k-1})+{\Delta }_{k-1\to k+1}^{s_i\to s}\}$$LLR(u_{l,l+1}=11|P_{k+1}^s,y_1^{k+1})=\underset{P_{k-1}^{s_i}}{max}\{LLR(u_{l,l+1}=11|P_{k-1}^{s_i},y_1^{k-1})+{\Delta }_{k-1\to k+1}^{s_i\to s}\}$其中，u_l,l+1表示相邻两个时刻编码器输入的信息比特组成的一个信息比特对，l＝k‑2,k‑4,…,k‑δ，δ＝20，k＝3,5,…,N‑1，N表示码长且取偶数，表示k+1时刻编码器的状态s，s∈{0,1,…,2^v‑1}，v表示编码器的寄存器个数，表示译码器从1到k+1时刻接收到的信息序列，LLR表示译码比特对的可信度符号，表示k‑1时刻编码器的状态s_i，i＝0,1,2,3，${\Delta }_{k-1\to k+1}^{s_i\to s}=M({\bar{l}}_{k-1}^{s_i}\to P_{k+1}^s)-\underset{{\bar{l}}_{k-1}^{s_j}}{\max }\left\{M({\bar{l}}_{k-1}^{s_j}\to P_{k+1}^s)\right\}$表示从k‑1时刻状态s_i转移到k+1时刻状态s的累积路径度量与转移到状态s的最大累积路径度量之差，表示k‑1时刻状态s_i的幸存路径，表示从k‑1时刻的幸存路径转移到第k+1时刻状态s的累积路径度量；s_j表示k‑1时刻的编码器状态，j＝0,1,2,3，表示k‑1时刻状态s_j的幸存路径，表示从k‑1时刻的幸存路径转移到第k+1时刻状态s的累积路径度量；可信度存储模块(5)，用于存储可信度计算模块(4)输出的译码比特对的可信度，当译码器工作在LTE系统时，将译码比特对的可信度输出给Turbo对数似然比计算模块(6)，当译码器工作在WiMAX系统时，将译码比特对的可信度输出给双二进制卷积Turbo码CTC对数似然比计算模块(9)；Turbo对数似然比计算模块(6)，利用可信度存储模块(5)提供的译码比特对的可信度，根据二进制Turbo码的对数似然比计算公式，计算译码比特的对数似然比，并将计算得到的对数似然比输出给Turbo外信息计算存储模块(7)和Turbo硬判决模块(8)；Turbo外信息计算存储模块(7)，利用Turbo对数似然比计算模块(6)输出的对数似然比，计算译码比特的外信息，并对该外信息交织后存储，将存储的信息输出给分支度量计算模块(2)，作为下一次分量译码的先验信息；Turbo硬判决模块(8)，利用Turbo译码的硬判决规则对Turbo对数似然比计算模块(6)输出的对数似然比进行硬判决，输出待译码比特的估计值；双二进制卷积Turbo码CTC对数似然比计算模块(9)，利用可信度存储模块(5)的译码比特对的可信度，根据双二进制卷积Turbo码CTC的对数似然比计算公式，计算译码比特对的对数似然比，并将计算得到的对数似然比输出给双二进制卷积Turbo码CTC外信息计算存储模块(10)和双二进制卷积Turbo码CTC硬判决模块(11)；双二进制卷积Turbo码CTC外信息计算存储模块(10)，利用双二进制卷积Turbo码CTC对数似然比计算模块(9)输出的对数似然比，计算译码比特对的外信息，并对该外信息交织后存储，将存储的外信息输出给分支度量计算模块(2)，作为下一次分量译码的先验信息；双二进制卷积Turbo码CTC硬判决模块(11)，利用双二进制卷积Turbo码CTC译码的硬判决规则对双二进制卷积Turbo码CTC对数似然比计算模块(9)输出的对数似然比进行硬判决，输出待译码比特的估计值。