一种低复杂度近性能限的Turbo译码器的实现方法

摘要

本发明公开了一种低复杂度近性能限的Turbo译码器的实现方法，主要解决传统的基于查找表的Turbo译码器复杂度高，基于Max-Log-MAP算法的译码器性能差的问题。该方法包括：对输入软信息流进行解复用并存储在RAM中；SISO(软输入软输出)译码器根据译码器状态指示信号从RAM中选择数据；SISO译码器迭代计算后向度量、前向度量和对数似然比，采用基于线性近似的Log-MAP算法；前后半轮迭代复用同一个SISO译码器；逆序访问交织地址单元，对外信息进行交织和解交织。本发明通过对Log-MAP算法进行线性近似，比传统的近似方案获得了更好的纠错性能，比基于查找表的方案大大降低了复杂度，可用于LTE系统。

主权项

一种低复杂度近性能限的Turbo译码器的实现系统，其特征在于包括：解复用模块、第一存储器、第二存储器、第三存储器、SISO译码器、加法器、交织器、解交织器、硬判决器；解复用模块对输入译码器的量化软信息，量化位宽为L，进行解复用，输入译码器的量化软信息包括串行的比特软信息流、第一校验比特软信息流和第二校验比特软信息流，解复用分流后得到并行的比特软信息流、第一校验比特软信息流和第二校验比特软信息流，分别存储在第一存储器、第二存储器、第三存储器中；将SISO译码器的先验信息初始化为零，然后SISO译码器从第一存储器、第二存储器中读取比特软信息和第一校验比特软信息；在读取比特软信息和第一校验比特软信息的同时，SISO译码器根据读取的比特软信息和第一校验比特软信息确定转移度量的状态值，公式如下：设定为转移度量，若在Trellis图上存在一条从s到s′的路径，则按如下公式计算：${\tilde{\gamma }}_k(s,s^{\prime })=u_{k}L\left(u_k\right)+c_k^{s}L\left(y_k^s\right)+c_k^{p}L\left(y_k^p\right)$式中，u_k为输入的量化软信息预先编码后的比特，L(u_k)为u_k的先验信息，和为比特软信息的先验信息和第一校验比特软信息的先验信息；若Trellis图上不存在从s到s′的路径，则根据进行后向度量的迭代，迭代的初始条件为迭代的公式如下：${\tilde{\beta }}_k\left(s\right)=\underset{s^{\prime }}{max}*\left({\tilde{\beta }}_{k+1}\right(s^{\prime })+{\tilde{\gamma }}_k(s,s^{\prime }\left)\right)$式中表示当前时刻的后向度量，表示当前时刻的下一时刻的后向度量，表示转移度量，s表示当前时刻SISO译码器状态，s′表示当前时刻的下一时刻SISO译码器状态；将迭代的初始条件代入迭代公式右边的即通过对Trellis图上的路径求和计算，得到二元Jacobi对数函数：max*(x,y)＝ln(e^x+e^y)＝max(x,y)+log(1+e^‑|x‑y|)做如下线性近似：当|x‑y|>2.5时，max*(x,y)＝max(x,y)；当|x‑y|<2.5时，max*(x,y)＝max(x,y)‑0.25×(|x‑y|‑2.5)；用和代替max*(x,y)中的未知量x和y进行线性近似计算，计算后的max*(x,y)即为后向度量在读取比特软信息和第一校验比特软信息的同时，SISO译码器根据读取的比特软信息和第一校验比特软信息，进行前向度量的迭代，初始条件为${\tilde{\alpha }}_0\left(s\right)=\left\{\begin{array}{cc}0,& s=0\\ -\infty ,& s\ne 0\end{array}\right.,$迭代的公式如下：${\tilde{\alpha }}_k\left(s\right)=\underset{s^{\prime }}{max}*\left({\tilde{\alpha }}_{k-1}\right(s^{\prime })+{\tilde{\gamma }}_k(s^{\prime },s\left)\right);$式中，为当前时刻的前向度量，为当前时刻前一时刻的前向度量；根据当前时刻后向度量和当前时刻前一时刻的前向度量计算对数似然比，对数似然比计算与前向度量计算同时进行，对数似然比计算公式如下$L\left({\hat{u}}_k\right)=\underset{(s^{\prime },s),u_k=1}{max}*\left({\tilde{\alpha }}_{k-1}\right(s^{\prime })+{\tilde{\gamma }}_{k-1}(s^{\prime },s)+{\tilde{\beta }}_k(s\left)\right)-\underset{(s^{\prime },s),u_k=0}{max}*\left({\tilde{\alpha }}_{k-1}\right(s^{\prime })+{\tilde{\gamma }}_{k-1}(s^{\prime },s)+{\tilde{\beta }}_k(s\left)\right)$式中，表示对数似然比；SISO译码器的先验信息，即输出的对数似然比信息初值，减去SISO译码器输出的对数似然比，得到比特软信息，即得到交织器和解交织器的输入，分别送至交织器和解交织器，进行交织或者解交织后，作为SISO译码器的新的先验信息反馈给SISO译码器，替换原来的SISO译码器的先验信息，进行新一轮的迭代运算，直至达到设定的最大迭代次数时，输出解交织后的比特软信息到硬判决器，硬判决器对该比特软信息进行硬判决，得到最终的判决结果。