專利名稱：一種自適應(yīng)turbo譯碼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字移動(dòng)通信領(lǐng)域，特別是涉及通信系統(tǒng)turbo碼的譯碼方法，尤其涉及的是一種采用自適應(yīng)turbo譯碼的方法，對(duì)turbo碼進(jìn)行并行分塊譯碼，通過(guò)多個(gè)誤差因子控制器來(lái)控制分塊譯碼中每一塊的迭代次數(shù)，在不影響系統(tǒng)性能的前提下，可以在一定程度上降低部分?jǐn)?shù)據(jù)塊中的譯碼迭代次數(shù)，從而減小譯碼時(shí)延。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的turbo碼因其優(yōu)異的性能而廣受關(guān)注，在移動(dòng)通信系統(tǒng)的有關(guān)提案中包括WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA等，除了采用與IS-95CDMA系統(tǒng)相類似的卷積碼技術(shù)和交織技術(shù)外，還建議采用turbo編碼技術(shù)。但是turbo碼的實(shí)際應(yīng)用還有些困難，其中很重要的一個(gè)方面在于譯碼過(guò)程，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)下，一般處理數(shù)據(jù)長(zhǎng)度比較大，很多時(shí)候在一千甚至幾千比特之上。在這種情況下，如果依靠傳統(tǒng)的對(duì)數(shù)最大后驗(yàn)概率(MAX-LOG-MAP)算法進(jìn)行turbo譯碼，再加上多次迭代，其時(shí)間延遲量是非常大的。
Andrew J.Viterbi在文獻(xiàn)“Viterbi A J.An intuitive justification and asimplified implementation of the MAP decoder for convolutional codesSelected Areas[J].IEEE Journal of Communications，1998，16(2)260～264”中曾針對(duì)卷積碼譯碼提出了“先行判決(Intuitive Justification)”的概念以減小存儲(chǔ)量和時(shí)延。即對(duì)于卷積碼，在計(jì)算狀態(tài)矩陣時(shí)，無(wú)論從哪一點(diǎn)開始，只要經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)度(約束長(zhǎng)度的5～10倍)的遞推，其可信度就如同從起始狀態(tài)(或終止?fàn)顟B(tài))開始計(jì)算一樣。Goo-hyun Park等人在文獻(xiàn)“park GH，Yoon S H，Jin I S，et al.A block-wise MAP decoder using a probability ratiofor branch metrics[A]50th Vehicular Technology Conference，1999.Amsterdam，The Netherlands”中將其用于turbo碼，即對(duì)于同樣是網(wǎng)格碼的turbo碼，譯碼的初始狀態(tài)不一定要從序列起點(diǎn)開始。
針對(duì)上述思想，有人提出turbo碼分塊譯碼處理方式將接收到的數(shù)據(jù)按照約束長(zhǎng)度和輸入數(shù)據(jù)的實(shí)際長(zhǎng)度分為n塊，每塊長(zhǎng)度為L(zhǎng)f，采用n個(gè)并行譯碼處理器，同時(shí)對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼。由前面所述可知，只有經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)度(約束長(zhǎng)度的5～10倍)的遞推，其可信度才能如同從起始狀態(tài)(或終止?fàn)顟B(tài))開始計(jì)算一樣。所以這里分塊的時(shí)候不是簡(jiǎn)單的將總長(zhǎng)度平均為n塊，而是每一塊之間會(huì)重疊一定數(shù)目的比特，目前使用的turbo碼約束長(zhǎng)度為4，可以選取5～10倍約束長(zhǎng)度的重疊比特，考慮到復(fù)雜度與性能的折中，以下仿真中使用的均為32個(gè)重疊比特。這樣在滿足了分塊譯碼要求的前提下，就可以對(duì)這n塊數(shù)據(jù)并行地進(jìn)行譯碼處理。
傳統(tǒng)的并行分塊譯碼處理器中每一塊數(shù)據(jù)的迭代次數(shù)都是相同的，一般為4～6次，即n塊數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)相同次數(shù)的迭代后同時(shí)完成全部的譯碼過(guò)程。在處理過(guò)程中，每次譯碼完畢后依次合并所有塊輸出的譯碼序列，然后采用兩種方式來(lái)決定是否繼續(xù)迭代一種是設(shè)定固定的迭代次數(shù)，只要當(dāng)前迭代次數(shù)小于設(shè)定的迭代次數(shù)，則繼續(xù)返回進(jìn)行每一塊的重新迭代處理；一種是誤差因子控制器，根據(jù)SCR標(biāo)準(zhǔn)“R.Y.Shao，S.Lin，and M.P.C.Fossorier.Two simple stopping criteria for turbo decoding.IEEE Transactionson Communications，vol.47，pp.1117～1120，1999”設(shè)定誤差控制原理，當(dāng)計(jì)算出來(lái)的誤差因子不滿足系統(tǒng)性能要求時(shí)，則繼續(xù)返回進(jìn)行每一塊的重新迭代處理。這種誤差因子控制的傳統(tǒng)并行分塊譯碼處理器的原理如圖1所示，它需要對(duì)每一次譯碼完畢后、所有塊的譯碼序列進(jìn)行合并后，對(duì)序列的整體性能進(jìn)行誤差控制，這樣所有塊必須經(jīng)過(guò)相同的迭代次數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)turbo譯碼的方法，利用多個(gè)誤差因子控制器，對(duì)turbo碼進(jìn)行自適應(yīng)的并行分塊迭代譯碼，在不降低系統(tǒng)性能的前提下，從一定程度上降低傳統(tǒng)并行分塊譯碼處理器中部分?jǐn)?shù)據(jù)塊的迭代次數(shù)。
本發(fā)明技術(shù)方案如下一種自適應(yīng)turbo譯碼的方法，用于數(shù)字移動(dòng)通信領(lǐng)域，包括如下步驟a、將接收到的數(shù)據(jù)按照碼約束長(zhǎng)度和輸入數(shù)據(jù)的實(shí)際長(zhǎng)度分為多塊，并標(biāo)識(shí)分好的每一塊序列，以便在合并數(shù)據(jù)時(shí)可以按照數(shù)據(jù)原來(lái)的順序合并輸出；b、將這分好多塊數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)送入多個(gè)并行的譯碼處理器，對(duì)接收數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行譯碼；c、每一塊數(shù)據(jù)完成一次譯碼后均送入其后相應(yīng)的誤差因子控制器，計(jì)算其誤差因子；d、某塊的誤差因子如果達(dá)到與預(yù)先設(shè)定的系統(tǒng)性能要求，則停止迭代，將此塊譯碼后的數(shù)據(jù)送入緩沖器，該譯碼處理器可以進(jìn)行下一個(gè)塊序列的譯碼處理；反之此塊繼續(xù)進(jìn)行迭代，直到該塊性能達(dá)到系統(tǒng)要求或者達(dá)到最大設(shè)定的迭代次數(shù)上限為止；e、等待所述多塊數(shù)據(jù)全部迭代完畢，將所述步驟d輸出、存在緩沖器中的序列按照標(biāo)識(shí)排序，輸出與分塊譯碼前相同順序的譯碼后序列。
本發(fā)明所提供的一種自適應(yīng)turbo譯碼的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，當(dāng)通信環(huán)境比較好的時(shí)候，部分塊迭代3次已經(jīng)能夠獲得良好系統(tǒng)性能，就不必繼續(xù)迭代了；而不像傳統(tǒng)的并行分塊譯碼處理器，每一塊都需要達(dá)到相同的迭代次數(shù)4～6次才能夠停止譯碼；從而本方法在保證了系統(tǒng)性能的前提下，盡量減少了并行分塊處理中部分?jǐn)?shù)據(jù)塊的迭代次數(shù)。本發(fā)明方法的仿真結(jié)果表明采用本發(fā)明提出的自適應(yīng)并行turbo碼分塊譯碼處理方法，可以在一定程度上降低部分?jǐn)?shù)據(jù)塊的迭代次數(shù)和系統(tǒng)時(shí)延，但是系統(tǒng)性能并不會(huì)損失。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的并行turbo碼分塊譯碼處理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明方法的自適應(yīng)并行turbo碼分塊譯碼處理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖，將對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行較為詳細(xì)的說(shuō)明。
本發(fā)明所述的自適應(yīng)turbo譯碼的方法，比傳統(tǒng)并行分塊譯碼處理器方法增加了n-1個(gè)誤差因子控制器，同時(shí)對(duì)n塊并行的迭代譯碼結(jié)果進(jìn)行控制，這樣可以動(dòng)態(tài)的控制每一塊數(shù)據(jù)的迭代次數(shù)，尤其在當(dāng)系統(tǒng)中移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)速度相當(dāng)高、多徑傳播環(huán)境變化快且衰落變化劇烈時(shí)，每一塊待譯碼序列之間就會(huì)有一定的差異性，從而以最少的迭代次數(shù)達(dá)到了系統(tǒng)要求的性能。
如圖2所示的，本發(fā)明的自適應(yīng)turbo譯碼的方法，包括如下步驟a、將接收到的數(shù)據(jù)按照碼約束長(zhǎng)度和輸入數(shù)據(jù)的實(shí)際長(zhǎng)度分為n塊，并標(biāo)識(shí)分好的每一塊序列，以便在合并數(shù)據(jù)時(shí)可以按照數(shù)據(jù)原來(lái)的順序合并輸出；b、將這些分好的n塊數(shù)據(jù)分別送入n個(gè)并行的譯碼處理器，對(duì)接收數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行譯碼；
c、每一塊數(shù)據(jù)完成一次譯碼后均送入其后相應(yīng)的誤差因子控制器，計(jì)算誤差因子；d、某塊數(shù)據(jù)的誤差因子如果達(dá)到與預(yù)先設(shè)定的系統(tǒng)性能要求，則停止迭代，將此塊譯碼后的數(shù)據(jù)送入緩沖器，該譯碼處理器可以進(jìn)行下一個(gè)塊序列的譯碼處理；反之此塊繼續(xù)進(jìn)行迭代，直到該塊性能達(dá)到系統(tǒng)要求或者達(dá)到最大設(shè)定的迭代次數(shù)為止，這里需要注意的是由于迭代譯碼不可能無(wú)限制的進(jìn)行下去，所以本發(fā)明提出的自適應(yīng)方式，在使用誤差因子控制器判斷每一塊譯碼后的序列是否符合系統(tǒng)性能的要求的時(shí)候，需要設(shè)定一個(gè)迭代次數(shù)上限；當(dāng)達(dá)到該迭代次數(shù)上限之后，系統(tǒng)性能已經(jīng)不會(huì)再改善了，這時(shí)候應(yīng)該停止迭代；e、等待n塊數(shù)據(jù)全部迭代完畢，將第4步驟輸出、存在緩沖器中的序列按照標(biāo)識(shí)排序，輸出與分塊譯碼前相同順序的譯碼后序列。
采用本發(fā)明上述自適應(yīng)turbo譯碼的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，當(dāng)通信環(huán)境比較好的時(shí)候，部分塊迭代3次已經(jīng)能夠獲得良好系統(tǒng)性能，就不必繼續(xù)迭代了。而不像傳統(tǒng)的并行分塊譯碼處理器，每一塊都需要達(dá)到相同的迭代次數(shù)(4～6次)才能夠停止譯碼。從而本算法在保證了系統(tǒng)性能的前提下，可以盡量減少并行分塊處理中部分?jǐn)?shù)據(jù)塊的迭代次數(shù)。本發(fā)明的仿真結(jié)果表明采用本發(fā)明提出的自適應(yīng)并行turbo碼分塊譯碼處理方法，可以在一定程度上降低部分?jǐn)?shù)據(jù)塊的迭代次數(shù)和系統(tǒng)時(shí)延，但是系統(tǒng)性能并不會(huì)降低。
應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)具體實(shí)施例的描述較為具體，并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)turbo譯碼的方法，用于數(shù)字移動(dòng)通信領(lǐng)域，包括如下步驟a、將接收到的數(shù)據(jù)按照碼約束長(zhǎng)度和輸入數(shù)據(jù)的實(shí)際長(zhǎng)度分為多塊，并標(biāo)識(shí)分好的每一塊序列，以便在合并數(shù)據(jù)時(shí)可以按照數(shù)據(jù)原來(lái)的順序合并輸出；b、將這分好多塊數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)送入多個(gè)并行的譯碼處理器，對(duì)接收數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行譯碼；c、每一塊數(shù)據(jù)完成一次譯碼后均送入其后相應(yīng)的誤差因子控制器，計(jì)算其誤差因子；d、某塊的誤差因子如果達(dá)到與預(yù)先設(shè)定的系統(tǒng)性能要求，則停止迭代，將此塊譯碼后的數(shù)據(jù)送入緩沖器，該譯碼處理器可以進(jìn)行下一個(gè)塊序列的譯碼處理；反之此塊繼續(xù)進(jìn)行迭代，直到該塊性能達(dá)到系統(tǒng)要求或者達(dá)到最大設(shè)定的迭代次數(shù)上限為止；e、等待所述多塊數(shù)據(jù)全部迭代完畢，將所述步驟d輸出、存在緩沖器中的序列按照標(biāo)識(shí)排序，輸出與分塊譯碼前相同順序的譯碼后序列。
全文摘要
本發(fā)明的一種自適應(yīng)turbo譯碼的方法，用于數(shù)字移動(dòng)通信領(lǐng)域，包括如下步驟將接收到的數(shù)據(jù)按照碼約束長(zhǎng)度和輸入數(shù)據(jù)的實(shí)際長(zhǎng)度分為多塊，并標(biāo)識(shí)分好的每一塊序列，以便在合并數(shù)據(jù)時(shí)可以按照數(shù)據(jù)原來(lái)的順序合并輸出；分別對(duì)應(yīng)送入多個(gè)并行的譯碼處理器，對(duì)接收數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行譯碼；完成一次譯碼后均送入其后相應(yīng)的誤差因子控制器，計(jì)算其誤差因子；繼續(xù)進(jìn)行迭代，直到該塊性能達(dá)到系統(tǒng)要求或者達(dá)到最大設(shè)定的迭代次數(shù)上限為止；輸出與分塊譯碼前相同順序的譯碼后序列。本發(fā)明方法在一定程度上降低了部分?jǐn)?shù)據(jù)塊的迭代次數(shù)和系統(tǒng)時(shí)延，但是系統(tǒng)性能并不會(huì)損失。
文檔編號(hào)H03M13/00GK1913368SQ20051009005
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月11日
發(fā)明者李穎, 劉虎, 肖煉斌 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司