專利名稱：一種Turbo碼譯碼裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信中的信道譯碼技術(shù)，特別是涉及一種新的Turbo碼譯碼裝 置及方法。
背景技術(shù)：
Turbo碼是1993年由C.Berrou、 A.Glavieux和RThitimajshiwa提出的 一種 編譯碼方案，目前Turbo碼已被作為無線信道的編譯碼標(biāo)準(zhǔn)之一，第三代(3G) 移動(dòng)通信系統(tǒng)所采用的Turbo碼編譯碼技術(shù)規(guī)范由第三代合作伙伴項(xiàng)目(3GPP ) 中TS25.212詳細(xì)描述。
隨著3G移動(dòng)通信的不斷發(fā)展，Turbo碼編譯碼技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種3G 移動(dòng)通信系統(tǒng)中，但在不同移動(dòng)通信系統(tǒng)中所釆用的具體譯碼方法和交織器有 所不同。比如3GPP Turbo碼使用二進(jìn)制(Binary)的編碼方法，相應(yīng)的使用 逐比特(bit-by-bit)的迭代譯碼方法；3GPPRelease 6 Turbo碼使用素?cái)?shù)交織器 (PIL, Prime Interleave",不能支持并行譯碼；3GPP LTE Turbo碼使用二次方 置換多項(xiàng)式(QPP, Quadratic Permutation Polynomial)交織器代替PIL交織器， 可支持并行譯碼；3GPPTurbo碼均使用尾比特結(jié)尾(tail bits termination )。因此， 3GPPTurbo碼的譯碼方法在每次Turbo迭代譯碼過程中， 一般都從全零的初始 狀態(tài)開始軟輸入軟輸出譯碼(SISO, soft-in soft-out decoding )。
再比如WiMAX的Turbo碼使用雙二進(jìn)制(Duo-Binary)的編碼方法，相 應(yīng)的使用逐符號(hào)(symbol-by-symbol)的迭代譯碼方法；WiMAX Turbo碼使用 特別規(guī)則的置換(ARP， Almost Regular Permutation )交織器，可支持并行譯碼； WiMAX Turbo碼使用tail-biting的結(jié)尾方法(tail-biting termination),無尾比特。 因此，WiMAX Turbo碼的譯碼方法在每次Turbo迭代譯碼過程中， 一般都需要先做初始狀態(tài)估計(jì)，然后利用初始狀態(tài)的估計(jì)進(jìn)行軟輸入軟輸出譯碼。
具體來說，3GPPTurbo碼編碼器的一種組成結(jié)構(gòu)如圖l所示，包括兩個(gè)分 量碼編碼器(constituentencoder) —一分量碼編碼器1和分量碼編碼器2，以及 內(nèi)交織器(internal interleave",其中，每個(gè)分量碼編碼器又由三個(gè)寄存器和四 個(gè)運(yùn)算器構(gòu)成，完成編碼功能。 一路輸入數(shù)據(jù)分為兩路，同時(shí)輸入分量器編碼 1和內(nèi)交織器分別進(jìn)行處理，經(jīng)過分量器編碼1或經(jīng)過內(nèi)交織器和分量碼編碼 器2的處理后分別輸出尾比特ZK和Z，K;并且，該3GPPTurbo碼編碼器還分兩
路輸出未經(jīng)過交織處理的和經(jīng)過交織處理的系統(tǒng)位XK和^K。圖l中，分量碼
編碼器的生成多項(xiàng)式以八進(jìn)制數(shù)表示為(13， 15)，對(duì)應(yīng)的反饋多項(xiàng)式{1，0， 1, 1}， 前饋多項(xiàng)式(l， 1,0, 1}。對(duì)于3GPPRelease 6 Turbo碼，內(nèi)交織器采用PIL交織 器；對(duì)于3GPPLTE Turbo碼，內(nèi)交織器釆用QPP交織器。3GPP Turbo碼均使 用尾比特結(jié)尾方法(tail bits termination)完成網(wǎng)格圖歸零結(jié)尾。
對(duì)應(yīng)于圖1給出的3GPP Turbo碼編碼器結(jié)構(gòu)，3GPP Turbo碼譯碼器的一 般組成結(jié)構(gòu)如圖2所示，是一種典型的迭代譯碼結(jié)構(gòu)，包括順序連接的第一分 量碼譯碼器和第二分量碼譯碼器，在第一分量碼譯碼器和第二分量碼譯碼器之
間，連接有一個(gè)交織器，在第二分量碼譯碼器的兩個(gè)輸出端分別連接一個(gè)去交 織器，其中一個(gè)去交織器的輸出反饋回譯碼器的輸入側(cè)，作為第一分量碼譯碼 器的輸入，另一去交織器與判決單元相連。圖2所示3GPPTurbo碼譯碼器中， 每個(gè)分量碼譯碼器一般都初始化為全零的初始狀態(tài)，使用逐比特的軟輸入軟輸 出譯碼。在每次迭代譯碼過程中，3GPPTurbo碼譯碼器使用單輸入的交織器和 去交織器；3GPPLTE Turbo碼譯碼器使用的QPP交織器和去交織器，能支持并 行譯碼。然而，根據(jù)3GPPTurbo碼譯碼器的實(shí)際應(yīng)用結(jié)果來看，效果并不是很 好，且信號(hào)輸入方式僅為單輸入。
WiMAX Turbo碼編碼器的 一種組成結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括CTC交織器和
分量碼編碼器，輸出系統(tǒng)位和經(jīng)過交織及編碼處理的校驗(yàn)位;r,^、 r2『2。其中，
分量碼編碼器進(jìn)一步由三個(gè)寄存器和五個(gè)運(yùn)算器組成，完成編碼功能。圖3中， 分量碼編碼器生成多項(xiàng)式以八進(jìn)制數(shù)表示為(15， 13 or 11),對(duì)應(yīng)的其反饋多項(xiàng)式(l,l，O, 1}，前饋多項(xiàng)式{1，0，1, l}or{l,0，0，l}，該Turbo碼是Duo-Binary 碼。圖3中所采用的CTC交織器是雙層交織結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)處理步驟第一步， 為對(duì)內(nèi)(intra-couple)的置換，即偶數(shù)位置的比特互換；第二步，為對(duì)間 (inter-couple)的交織，即所有成對(duì)的數(shù)據(jù)塊使用ARP交織器進(jìn)行交織處理。 WiMAX Turbo碼使用tail-biting的結(jié)尾方法(tail-biting termination),無尾比特。 WiMAXTurbo碼譯碼器的一般組成結(jié)構(gòu)如圖4所示，釆用迭代譯碼結(jié)構(gòu)。
該譯碼器包括順序連接的第一分量碼譯碼器和第二分量碼譯碼器，在第一分量 碼譯碼器和第二分量碼譯碼器之間，連接有一個(gè)交織器，在第二分量碼譯碼器
的輸出端順序連接有去交織器和判決單元，去交織器的輸出同時(shí)反饋回譯碼器 的輸入側(cè)，作為第一分量碼譯碼器的輸入。圖4所示W(wǎng)iMAX Turbo碼譯碼器 中，每個(gè)分量碼譯碼器一般都需要先做初始狀態(tài)估計(jì)，然后利用初始狀態(tài)的估 計(jì)進(jìn)行逐符號(hào)(symbol-by-symbol)的軟輸入軟輸出譯碼。在每次迭代譯碼過程 中，WiMAX Turbo碼譯碼器使用雙層的ARP交織器和去交織器，能夠支持并 行譯碼。由于WiMAX Turbo碼使用tail-biting結(jié)尾方法，編碼復(fù)雜度和譯碼復(fù) 雜度都比較大，且根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來看，效果也不是很好。
3GPP Turbo碼譯碼器和WiMAX Turbo碼譯碼器有很多共同的特點(diǎn)，比如
使用兩個(gè)分量碼譯碼器，每個(gè)分量碼譯碼器使用軟輸入軟輸出譯碼，接收包括 系統(tǒng)位信息、校驗(yàn)位信息、先驗(yàn)信息的三個(gè)輸入，提供包括附加信息、軟譯碼 信息的兩個(gè)輸出；使用交織器和去交織器將兩個(gè)分量碼譯碼器連接起來，實(shí)現(xiàn) 迭代譯碼。
3GPPTurbo碼譯碼器和WiMAXTurbo碼譯碼器也存在明顯的差異，比如 3GPPTurbo碼的分量碼譯碼器釆用逐比特的軟輸入軟輸出譯碼，是二進(jìn)制譯碼， 交織器和去交織器都基于單層的PIL或QPP交織器；WiMAX Turbo碼的分量 碼譯碼器釆用逐符號(hào)的軟輸入軟輸出譯碼，是雙二進(jìn)制譯碼，交織器和去交織 器都基于雙層的ARP交織器。
總體來說，無論3GPP Turbo碼還是WiMAX Turbo碼，目前都存在譯碼復(fù) 雜度較大，且實(shí)際應(yīng)用中譯碼性能不好的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種Turbo碼譯碼裝置，能在降低
譯碼復(fù)雜度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更好的譯碼性能。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種Turbo碼譯碼方法，能實(shí)現(xiàn)更好的譯碼性 能，且降低譯碼復(fù)雜度。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明公開了一種Turbo碼譯碼裝置，包括第一分量碼譯碼器、第二分 量碼譯碼器、交織處理單元、去交織處理單元及判決單元；其中，
所述第一分量碼譯碼器，用于對(duì)對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特、校驗(yàn)位比特和尾比特 的接收信息進(jìn)行雙二進(jìn)制譯碼；
所述第二分量碼譯碼器，用于對(duì)對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)位比特和尾比特的接收信息、
以及經(jīng)過加權(quán)和交織處理的第一分量碼譯碼的結(jié)果進(jìn)行雙二進(jìn)制譯碼；
所述交織處理單元，用于對(duì)第一分量碼譯碼器的譯碼輸出信息進(jìn)行加權(quán)處
理和交織處理；
去交織處理單元，用于對(duì)第二分量碼譯碼器的譯碼輸出信息進(jìn)行加權(quán)處理 和去交織處理；
判決單元，用于在譯碼結(jié)束時(shí)進(jìn)行判決處理，輸出最終的Turbo譯碼結(jié)果。
上述方案中，所述交織處理單元進(jìn)一步包括交織器和第一信息處理單元； 其中，所述交織器，用于進(jìn)行交織處理；所述第一信息處理單元，用于對(duì)第一 分量碼譯碼器的譯碼輸出信息進(jìn)行加權(quán)處理。
其中，所述交織器包括一個(gè)或兩個(gè)雙層交織器。所述交織器進(jìn)一步包括外 層交織單元和內(nèi)層交織單元，分別對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行外層交織處理和內(nèi)層交織處 理。所述外層交織單元，用于實(shí)現(xiàn)基于二次置換多項(xiàng)式的交織處理；所述內(nèi)層 交織單元，對(duì)組內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行置換處理。
上述方案中，所述第一信息處理單元由兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成；所 述兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器均位于交織器的輸入側(cè)，或分別位于交織器的輸入側(cè)和輸出側(cè)。
上述方案中，所述去交織處理單元進(jìn)一步包括去交織器和第二信息處理單 元；其中，所述去交織器，用于進(jìn)行去交織處理；所述第二信息處理單元，用 于對(duì)第二分量碼譯碼器的譯碼輸出信息進(jìn)行加權(quán)處理。
其中，所述去交織器包括一個(gè)或兩個(gè)雙層去交織器。所述去交織器進(jìn)一步 包括外層去交織單元和內(nèi)層去交織單元，分別對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行外層去交織處理 和內(nèi)層去交織處理。所述外層去交織單元，用于實(shí)現(xiàn)基于二次置換多項(xiàng)式的去
交織處理；所述內(nèi)層去交織單元，對(duì)組內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行置換處理。
所述第二信息處理單元由一個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成；所述一個(gè)運(yùn)算器
和一個(gè)乘法器均位于去交織器的輸入側(cè)，或均位于去交織器的輸出側(cè)，或分別
位于去交織器的輸入側(cè)和輸出側(cè)。
上述方案中，所述第一分量碼譯碼器和第二分量碼譯碼器使用結(jié)構(gòu)相同的、
雙二進(jìn)制分量碼譯碼結(jié)構(gòu)；所使用的分量碼生成多項(xiàng)式包括一個(gè)反饋多項(xiàng)式和
一個(gè)或一個(gè)以上前饋多項(xiàng)式，所述一個(gè)以上前饋多項(xiàng)式為不同的前饋多項(xiàng)式；
所述分量碼使用雙二進(jìn)制的編碼結(jié)構(gòu)。
其中，當(dāng)所述分量碼使用一個(gè)前饋多項(xiàng)式和一個(gè)反饋多項(xiàng)式時(shí)，所使用的
分量碼為(11,13)、 (11,15)、 (13,11)、 (13,15)、 (13,17)、 ( 15， 11 )、 ( 15， 13 )、 (15, 17)中任意一種；當(dāng)所述分量碼使用兩個(gè)前饋多項(xiàng)式和一個(gè)反饋多項(xiàng)式時(shí)， 所使用的分量碼為(11,13,15)、 (13,11,15)、 (13,11,17)、 (13,15,17)、 (15, 11,13)、 (15， 11， 17)、 (15,13,17)中任意一種；當(dāng)所述分量碼使用三個(gè)前饋多 項(xiàng)式和一個(gè)反饋多項(xiàng)式時(shí)，所使用的分量碼為(13,11,15,17)、 (15,11,13,17)
中任意一種；這里，每個(gè)括號(hào)中的第一個(gè)參數(shù)為以八進(jìn)制數(shù)表示的分量碼的反 饋多項(xiàng)式，其余參數(shù)均為以八進(jìn)制數(shù)表示的分量碼的前饋多項(xiàng)式。
上述方案中，所述判決單元進(jìn)一步將輸入信號(hào)進(jìn)行分組，按每組對(duì)應(yīng)系統(tǒng) 位取值的概率進(jìn)行判決處理。
上述方案中，該裝置進(jìn)一步包括一運(yùn)算器，將對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特的原始的 接收信息，與對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特的先驗(yàn)信息相加，之后將運(yùn)算結(jié)果作為第一分量碼譯碼器的輸入。
本發(fā)明還公開了一種Turbo碼譯碼方法，包括
將對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特、校驗(yàn)位比特和尾比特的接收信息進(jìn)行第一分量碼譯 碼，并將對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)位比特和尾比特的接收信息、以及經(jīng)過加權(quán)和交織處理的
第一分量碼譯碼的結(jié)果進(jìn)行第二分量碼譯碼；之后，對(duì)第二分量碼譯碼的結(jié)果
進(jìn)行加權(quán)和去交織處理；譯碼結(jié)束時(shí)進(jìn)行判決并輸出最終的Turbo譯碼結(jié)果。
其中，所述交織處理進(jìn)一步包括對(duì)輸入信號(hào)分別進(jìn)行外層交織處理和內(nèi)層 交織處理。該方法進(jìn)一步包括將輸入信號(hào)按每四個(gè)一組進(jìn)行分組；所述外層 交織處理使用的二次置換多項(xiàng)式為i:(frj + frf)mod N;所述內(nèi)層交織處 理為當(dāng)imod2-0時(shí)，將第i組內(nèi)的四個(gè)輸入信號(hào)(Slb S2b S3b S4i)置換位 置為(SkS3i，S2i，S4i),放在經(jīng)過外層交織后的第j組位置；其中，i為輸入信 號(hào)的分組的位置序號(hào)，j為輸入信號(hào)經(jīng)過外層交織和內(nèi)層交織后的分組的位置序 號(hào)，N為按組計(jì)的輸入信號(hào)長度，&和&為二次置換多項(xiàng)式系數(shù)。
其中，所述去交織處理進(jìn)一步包括對(duì)輸入信號(hào)分別進(jìn)行外層去交織處理和 內(nèi)層去交織處理。該方法進(jìn)一步包括將輸入信號(hào)按每四個(gè)一組進(jìn)行分組；所 述外層去交織處理使用的二次置換多項(xiàng)式為i-(f「j + frf)mod N;所述內(nèi) 層去交織處理為當(dāng)i mod 2 = 0時(shí)，將第j組內(nèi)的四個(gè)輸入信號(hào)(tlj， t2j, t3j, t4j) 置換位置為(tlj，t3j,t2j,t4j)，放在經(jīng)過外層去交織后的第i組位置；其中，』=0，…, N-l， j為輸入信號(hào)的分組的位置序號(hào)；i=0， ...，N-l, i為輸入信號(hào)經(jīng)過外層去 交織和內(nèi)層去交織后的分組的位置序號(hào)；N為按組計(jì)的輸入信號(hào)長度；&和& 為二次置換多項(xiàng)式系數(shù)。
其中，所述判決為將輸入信號(hào)進(jìn)行分組，按每組對(duì)應(yīng)系統(tǒng)位取值的概率 進(jìn)行判決處理。
本發(fā)明所提供的Turbo碼譯碼裝置及方法，由于釆用雙二進(jìn)制編碼方式、 尾比特結(jié)尾方法以及基于QPP的雙層交織結(jié)構(gòu)，所以，本發(fā)明可支持并行譯碼，
由于本發(fā)明釆用尾比特結(jié)尾方法，使譯碼復(fù)雜度大大降低；并且，本發(fā)明的分量碼譯碼器可以使用對(duì)應(yīng)不同分量碼的多種可變的譯碼器結(jié)構(gòu)，使用靈活 多樣、簡單方便。


圖1為3GPPTurbo碼編碼器的一種組成結(jié)構(gòu)示意圖2為3GPPTurbo碼譯碼器的一種組成結(jié)構(gòu)示意圖3為WiMAXTurbo碼編碼器的一種組成結(jié)構(gòu)示意圖4為WiMAXTurbo碼譯碼器的一種組成結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明所基于的Turbo碼編碼裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明Turbo碼譯碼裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明第三實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖IO為本發(fā)明第四實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖11為本發(fā)明第五實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖12為本發(fā)明第六實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖13為本發(fā)明Turbo碼在一種實(shí)際應(yīng)用中的性能效果示意圖。
具體實(shí)施例方式
經(jīng)過對(duì)3GPP Turbo碼和WiMAX Turbo碼的編譯碼性能研究發(fā)現(xiàn) 一般來 說，Turbo碼釆用雙二進(jìn)制編碼方式的性能優(yōu)于二進(jìn)制編碼的方式；釆用 tail-biting結(jié)尾方法的性能與尾比特結(jié)尾方法的性能相同，但tail-biting結(jié)尾方 法的編碼和譯碼復(fù)雜度要大于尾比特結(jié)尾方法。
基于此，本申請(qǐng)人在另一專利申請(qǐng)中提出了一種針對(duì)特定雙二進(jìn)制Turbo 碼的Turbo碼編碼裝置，由兩個(gè)分量碼編碼器和雙層結(jié)構(gòu)的交織器構(gòu)成，且將
原始數(shù)據(jù)分為并行的兩路，成對(duì)地輸入Turbo碼編碼裝置，經(jīng)過處理后由兩個(gè) 分量碼編碼器分別輸出各自的校驗(yàn)位比特序列和尾比特序列。具體參見圖5所示，所述Turbo碼編碼裝置包括第一分量碼編碼器51、第 二分量碼編碼器52和雙層結(jié)構(gòu)的交織器53,圖5中的黑色圓點(diǎn)表示線路發(fā)生 連接的接頭。其中，第一分量碼編碼器51和第二分量碼編碼器52，分別用于 對(duì)成對(duì)輸入的原始數(shù)據(jù)A、 B和經(jīng)過交織處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，之后輸出校驗(yàn) 位比特序列Y1、 Y2和尾比特序列Z1、 Z2,兩個(gè)分量碼編碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全 相同；雙層結(jié)構(gòu)的交織器53,用于將兩個(gè)相同的分量碼編碼器進(jìn)行并行級(jí)聯(lián)， 實(shí)現(xiàn)雙二進(jìn)制Turbo編碼方法，具體的，雙層結(jié)構(gòu)的交織器53對(duì)成對(duì)輸入的原 始數(shù)據(jù)A、 B進(jìn)行內(nèi)層和外層兩層交織處理，再將交織處理后的數(shù)據(jù)成對(duì)輸出 至第二分量碼編碼器52;該Turbo碼編碼裝置還將成對(duì)輸入的原始數(shù)據(jù)A、 B
作為系統(tǒng)位成對(duì)輸出。
圖5中，數(shù)據(jù)輸入端將原始數(shù)據(jù)分為并行的兩路A和B,成對(duì)(couple) 地輸入至第一分量碼編碼器51和雙層結(jié)構(gòu)的交織器53，這里所述成對(duì)是指A 路數(shù)據(jù)和B路數(shù)據(jù)按順序分別輸出一個(gè)比特，構(gòu)成一對(duì)的關(guān)系；第一分量碼編 碼器51輸出相應(yīng)的校驗(yàn)位比特序列Yl和尾比特序列Zl;雙層結(jié)構(gòu)的交織器 53收到成對(duì)輸入的原始數(shù)據(jù)后進(jìn)行內(nèi)層交織和外層交織處理，之后將交織處理 后的數(shù)據(jù)成對(duì)的輸出給第二分量碼編碼器52;第二分量碼編碼器52獲得原始 數(shù)據(jù)經(jīng)過交織器后的成對(duì)輸出，輸出相應(yīng)的校驗(yàn)位比特序列Y2和尾比特序列 Z2?？梢钥闯觯景l(fā)明Turbo碼編碼裝置全部的編碼輸出包括系統(tǒng)位比特， 即原始數(shù)據(jù)A、 B;網(wǎng)格圖歸零結(jié)尾的尾比特序列Z1、 Z2;以及校驗(yàn)位比特序 列Yl、 Y2，其中，校驗(yàn)位比特序列Yl、 Y2中包含系統(tǒng)位比特的校驗(yàn)位比特 和尾比特的校驗(yàn)位比特，輸出尾比特時(shí)對(duì)應(yīng)輸出的校驗(yàn)位比特稱作尾比特的校 驗(yàn)位比特。
圖5中所示雙層結(jié)構(gòu)的交織器進(jìn)一步包括外層交織單元和內(nèi)層交織單元， 分別對(duì)原始數(shù)據(jù)塊進(jìn)行外層交織和內(nèi)層交織。外層交織處理使用的二次置換多 項(xiàng)式為i= (flXj + f2Xj2) modN;內(nèi)層交織處理為i值滿足i mod 2 = 0時(shí)，將 原始數(shù)據(jù)輸入的第i個(gè)成對(duì)的兩路(Ai,Bi)交換位置，變?yōu)?Bi,Ai),放在經(jīng) 過外層交織后的第j個(gè)成對(duì)位置。其中，i為原始數(shù)據(jù)塊成對(duì)位置序號(hào)，j為數(shù)據(jù)塊經(jīng)過外層交織和內(nèi)層交織后的成對(duì)位置序號(hào)，N為數(shù)據(jù)塊的成對(duì)數(shù)目，f, 和f2為二次置換多項(xiàng)式系數(shù)。
圖5中的分量碼編碼器選用性能符合要求的8種基本分量碼，以及通過將 其兩個(gè)或兩個(gè)以上前饋多項(xiàng)式同時(shí)使用而得到的9種新分量碼中的任意一種。
所使用的分量碼生成多項(xiàng)式包括一個(gè)反饋多項(xiàng)式和一個(gè)或一個(gè)以上前饋多項(xiàng) 式，所述一個(gè)以上前饋多項(xiàng)式為不同的前饋多項(xiàng)式；所述分量碼使用雙二進(jìn)制 的編碼結(jié)構(gòu)。
具體的，這17種分量碼的生成多項(xiàng)式以八進(jìn)制數(shù)表示分別為(11, 13)、 (11， 15 )、 ( 13, 11 )、 ( 13, 15 )、 ( 13， 17 )、 ( 15， 11 )、 ( 15， 13 )、 ( 15, 17 )、 ( 11, 13, 15)、 (13,11,15)、 (13，11，17)、 (13,15,17)、 (13,11,15,17)、 (15，11，13)、 (15,11,17)、 (15,13,17)、 (15,11,13,17)。其中，每個(gè)括號(hào)內(nèi)的第一個(gè)參數(shù) 為以八進(jìn)制數(shù)表示的分量碼的反饋多項(xiàng)式，其余參數(shù)均為以八進(jìn)制數(shù)表示的分 量碼的前饋多項(xiàng)式。
針對(duì)圖5給出的Turbo碼編碼裝置，本發(fā)明相應(yīng)提出一種針對(duì)特定雙二進(jìn) 制Turbo碼的Turbo碼譯碼裝置及方法，基本思想是將兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的、雙 二進(jìn)制的分量碼譯碼器，通過雙層交織器和雙層去交織器進(jìn)行級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)Turbo 碼譯碼方案。每個(gè)分量碼譯碼器針對(duì)上述特定的17種分量碼中的任意一種，建 立歸零結(jié)尾的網(wǎng)格圖或狀態(tài)圖，基于相應(yīng)的歸零結(jié)尾的網(wǎng)格圖或狀態(tài)圖進(jìn)行分 量碼譯碼器。雙層交織器由外層交織和內(nèi)層交織構(gòu)成，雙層去交織器也由外層 交織和內(nèi)層交織構(gòu)成，外層交織按分組的方式使用的二次置換多項(xiàng)式進(jìn)行交織 處理，內(nèi)層交織按分組的方式對(duì)組內(nèi)信號(hào)進(jìn)行位置置換。
圖6為本發(fā)明Turbo碼譯碼裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖，參見圖6，該譯碼裝 置包括第一分量碼譯碼器61、第二分量碼譯碼器62、交織處理單元63、去 交織處理單元64以及判決單元65;其中，第一分量碼譯碼器61和第二分量碼 譯碼器62內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，分別用于對(duì)對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特RX1/RX2、校驗(yàn)位比 特RY1/RY2和尾比特RZ1/RZ2的接收信息進(jìn)行雙二進(jìn)制譯碼；交織處理單元 63,用于對(duì)第一分量碼譯碼器61的譯碼輸出信息進(jìn)行加權(quán)處理和交織處理；去交織處理單元64,用于對(duì)第二分量碼譯碼器62的譯碼輸出信息進(jìn)行加權(quán)處理和去交織處理；判決單元65,用于將經(jīng)過去交織處理的信息按組劃分，在譯碼 結(jié)束時(shí)進(jìn)行判決處理，輸出最終的Turbo譯碼結(jié)果。這里，交織處理單元63進(jìn)一步包括交織器和第一信息處理單元，交織器用 于進(jìn)行交織處理，包括一個(gè)或兩個(gè)交織器。第一信息處理單元用于對(duì)第一分量 碼譯碼器61的譯碼輸出信息進(jìn)行加權(quán)處理， 一般由兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組 成，特殊的也可以僅包括一個(gè)運(yùn)算器；所述兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器一般均位 于交織器的輸入側(cè)，特殊的也可以分別位于交織器的輸入側(cè)和輸出側(cè)。去交織處理單元64進(jìn)一步包括去交織器和第二信息處理單元，去交織器用 于進(jìn)行去交織處理，包括一個(gè)或兩個(gè)去交織器。第二信息處理單元用于對(duì)第二 分量碼譯碼器62的譯碼輸出信息進(jìn)行加權(quán)處理， 一般由一個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法 器組成，特殊的也可以僅包括一個(gè)運(yùn)算器；所述一個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器可以 均位于去交織器的輸入側(cè)，也可以均位于去交織器的輸出側(cè)，還可以分別位于 去交織器的輸入側(cè)和輸出側(cè)。判決單元65，將輸入信號(hào)(qo，q!,…，qN)按每四個(gè)為 一組進(jìn)行分組.'q尸 (qli, q2i,q3i, q4i), i=0, ...,N-l, N為輸入信號(hào)的分組個(gè)數(shù)。每組的四個(gè)信號(hào) 依次對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位(A， B)取值分別為(0, 0)、 (0, 1)、 (1, 0)、 (1, 1)的 四種譯碼信息。判決單元65基于第i組四個(gè)信息qli,q2i,q3i,q4i，推算出與第i 組相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)位(A， B)取值分別為(0， 0)、 (0, 1)、 (1， 0)、 (1， 1)的 四個(gè)概率值P1、 P2、 P3、 P4,并按下述方案進(jìn)行判決處理，將判決結(jié)果作為最 終的Turbo譯碼結(jié)果輸出當(dāng)PI + P2 > P3 + P4時(shí)，判決A為0;否則為l。當(dāng) PI+P3>P2 + P4時(shí)，判決B為0;否則為1。圖6中，第一分量碼譯碼器61有三個(gè)輸入RX1、 RY1、 RZ1， RX1又來源 于RU1和W1，其中，RU1是對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A, B)的原始的接收信息， 包含對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A, B)取值分別為(0, 0)、 (0, 1)、 (1, 0)、 (1, 1) 的四種來自信道的接收信息(channel value); Wl是對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A， B) 的先驗(yàn)信息，包含對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A, B)取值分別為(0, 0)、 (0， 1)、(1, 0)、 (1， 1)的四種先驗(yàn)信息(apriori information), Wl反饋?zhàn)匀ソ豢椘?的輸出；RX1包含了原始接收信息RU1和先驗(yàn)信息Wl; RYl是對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)位 比特Y1的來自信道的接收信息，包含對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A, B)的校驗(yàn)位比 特和尾比特Z1的校驗(yàn)位比特的接收信息；RZ1是對(duì)應(yīng)于尾比特Z1的來自信道 的接收信息。第一分量碼譯碼器61的輸出為LLR1，對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A， B)的譯碼 輸出，包含對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A, B)取值分別為(0， 0)、 (0， 1)、 (1， 0)、 (1， 1)的四種軟信息。第二分量碼譯碼器62有三個(gè)輸入RX2、 RY2、 RZ2, RX2包含原始接收信 息RU2和先驗(yàn)信息W2，其中，RU2是對(duì)應(yīng)于將系統(tǒng)位比特(A， B)進(jìn)行交 織處理后獲得的新的系統(tǒng)位比特(A， B)'的原始的接收信息，包含對(duì)應(yīng)于系 統(tǒng)位比特(A, B)'取值分別為(0, 0)、 (0， 1)、 (1, 0)、 (1, 1)的四種來 自信道的接收信息；W2是對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A， B)'的先驗(yàn)信息，包含對(duì) 應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A， B)'取值分別為(0, 0)、 (0, 1)、 (1, 0)、 (1， 1)的 四種先驗(yàn)信息；RY2是對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)位比特Y2的來自信道的接收信息，包含對(duì) 應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A, B)'的校驗(yàn)位比特和尾比特Z2的校驗(yàn)位比特的接收信 息；RZ2是對(duì)應(yīng)于尾比特Z2的來自信道的接收信息。其中，(A, B)'對(duì)應(yīng)于 對(duì)系統(tǒng)位比特(A， B)進(jìn)行交織處理后獲得的新的系統(tǒng)位比特。第二分量碼譯碼器62的輸出為LLR2，對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A, B)'的譯 碼輸出，包含對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A, B)'取值分別為(0， 0)、 (0， 1)、 (1， 0)、 (1,1)的四種軟信息。本發(fā)明中，第一或第二分量碼譯碼器使用圖5所述編碼裝置使用的17種分 量碼中的任意一種，所述分量碼用于支持的分量碼譯碼處理。所述分量碼譯碼 器針對(duì)一種分量碼建立相應(yīng)的分量碼的網(wǎng)格圖(trellis diagram)或狀態(tài)圖(state diagram),并基于所建立的網(wǎng)格圖或狀態(tài)圖進(jìn)行軟輸入軟輸出譯碼。其中，所 述軟輸入軟輸出譯碼釆用傳統(tǒng)的BCJR譯碼算法，包括MAP算法、Log-MAP 算法和Max-Log-MAP算法及其改進(jìn)算法。第一分量碼譯碼器61基于所選用的分量碼的網(wǎng)格圖或狀態(tài)圖，對(duì)接收信息 進(jìn)行軟輸入軟輸出譯碼，并在輸出端給出譯碼信息LLR1。第二分量碼譯碼器62基于所選用的分量碼的網(wǎng)格圖或狀態(tài)圖對(duì)這些接收信息進(jìn)行軟輸入軟輸出 譯碼，并在輸出端給出譯碼信息LLR2。本發(fā)明中，對(duì)所選用的分量碼的網(wǎng)格圖或狀態(tài)圖進(jìn)行歸零結(jié)尾處理，網(wǎng)格 圖或狀態(tài)圖從全零的初始狀態(tài)開始，在結(jié)東時(shí)采用歸零結(jié)尾的方式回歸到全零 的最終狀態(tài)。本發(fā)明的分量碼譯碼器使用這種歸零結(jié)尾的網(wǎng)格圖或狀態(tài)圖進(jìn)行 軟輸入軟輸出譯碼。在網(wǎng)格圖或狀態(tài)圖的歸零結(jié)尾處理階段，本發(fā)明的第一分 量碼譯碼器61和第二分量碼譯碼器62分別利用接收信息RZ1和RY1、 RZ2和 RY2進(jìn)行軟輸入軟輸出譯碼。圖6中所述的交織器均為雙層交織結(jié)構(gòu)，包含對(duì)輸入信號(hào)(So，S,,…，Sn) 進(jìn)行外層交織處理和內(nèi)層交織處理，分別對(duì)應(yīng)外層交織處理單元和內(nèi)層交織處 理單元。本發(fā)明的交織器將輸入信號(hào)按每四個(gè)一組進(jìn)行分組S產(chǎn)(Sl,，S2i,S3i, S4》，i=0，…，N-1， N為輸入信號(hào)的分組個(gè)數(shù)；外層交織以組為基本單元進(jìn)行 組間的交織處理，同時(shí)保持組內(nèi)信號(hào)的相對(duì)位置不變；內(nèi)層交織對(duì)組內(nèi)的四個(gè) 信號(hào)進(jìn)行置換處理；外層交織基于二次置換多項(xiàng)式。本發(fā)明中雙層交織器的具 體結(jié)構(gòu)是這樣a. 外層交織i = (f\ x j+ f2x j2)modN;其中，將第i組的輸入信號(hào)放在經(jīng)過交織后的第j組位置，同時(shí)該組內(nèi)的四 個(gè)信號(hào)的相對(duì)位置保持不變。b. 內(nèi)層交織當(dāng)imod2:0時(shí)，將第i組內(nèi)的四個(gè)輸入信號(hào)(Slb S2b S3;, S4J置換位置,變?yōu)?Sli,S3i，S2i,S4i),放在經(jīng)過外層交織后的第j組位置。其中，i=0,…，N-1， i為輸入信號(hào)的分組的位置序號(hào)；j-O,…，N-1， j為輸 入信號(hào)經(jīng)過外層交織和內(nèi)層交織后的分組的位置序號(hào)；N為輸入信號(hào)的長度(按 組計(jì))；系數(shù)fi和f2可通過計(jì)算機(jī)搜索、優(yōu)化得到。本發(fā)明的雙層交織結(jié)構(gòu)中，經(jīng)過交織后的第j組信號(hào)取自輸入信號(hào)的第i 組信號(hào)。其中，外層交織為組間交織(inter-group interleaving),輸入信號(hào)按分組方式使用QPP交織器進(jìn)行交織，保持組內(nèi)信號(hào)特相對(duì)位置不變。內(nèi)層交織為組內(nèi)置換(intra-group permutation),當(dāng)輸入信號(hào)的分組的位置序號(hào)是偶數(shù)時(shí)， 該組內(nèi)的第二信號(hào)與第三信號(hào)進(jìn)行位置互換，第一信號(hào)和第四信號(hào)的位置不變； 當(dāng)輸入信號(hào)的分組的位置序號(hào)是奇數(shù)時(shí)，該組內(nèi)的四個(gè)信號(hào)相對(duì)位置不變。本發(fā)明的去交織器也均為雙層去交織結(jié)構(gòu)，包含對(duì)輸入信號(hào)(t。,tb ...,tN) 進(jìn)行外層去交織和內(nèi)層去交織處理，分別對(duì)應(yīng)外層去交織處理單元和內(nèi)層去交 織處理單元。本發(fā)明的去交織器將輸入信號(hào)按每四個(gè)為一組進(jìn)行分組tj=(tlj, t2j，t3j，t4j)， j=0，…，N-1， N為輸入信號(hào)的分組個(gè)數(shù)。外層去交織以組為基本單 元進(jìn)行組間的去交織處理，同時(shí)保持組內(nèi)信號(hào)的相對(duì)位置不變；內(nèi)層去交織對(duì) 組內(nèi)的四個(gè)信號(hào)進(jìn)行置換處理；外層去交織基于二次置換多項(xiàng)式。具體的，本 發(fā)明的雙層去交織器結(jié)構(gòu)是這樣的a. 外層去交織i二(&xj + f2xj2)modN;其中，將第j組的輸入信號(hào)放在經(jīng)過去交織后的第i組位置，同時(shí)該組內(nèi)的 四個(gè)信號(hào)的相對(duì)位置保持不變。b. 內(nèi)層去交織當(dāng)imod2二0時(shí)，將第j組內(nèi)的四個(gè)輸入信號(hào)Ulj,t2j，t3j， t4j)置換位置，變?yōu)?tlj,t3j,t2j,t4j)，放在經(jīng)過外層去交織后的第i組位置。其中，j=0,…，N-1， j為輸入信號(hào)的分組的位置序號(hào)；i=0，…，N-1， i為輸 入信號(hào)經(jīng)過外層去交織和內(nèi)層去交織后的分組的位置序號(hào)；N為按組計(jì)的輸入 信號(hào)的長度；系數(shù)fi和f2與上述雙層交織器的系數(shù)fi和f2完全相同。在本發(fā)明的雙層去交織結(jié)構(gòu)中，經(jīng)過去交織后的第i組信號(hào)取自輸入信號(hào) 的第j組信號(hào)。其中，外層去交織為組間去交織(inter-group deinterleaving), 輸入信號(hào)按分組方式使用QPP去交織器進(jìn)行去交織，保持組內(nèi)信號(hào)特相對(duì)位置 不變。內(nèi)層去交織為組內(nèi)置換，當(dāng)去交織后的信號(hào)分組的位置序號(hào)是偶數(shù)時(shí)， 該組內(nèi)信號(hào)的第二信號(hào)與第三信號(hào)進(jìn)行位置互換，第一信號(hào)和第四信號(hào)的位置 不變；當(dāng)去交織后的信號(hào)分組的位置序號(hào)是奇數(shù)時(shí)，該組內(nèi)信號(hào)的四個(gè)信號(hào)相 對(duì)位置不變。本發(fā)明中，第一分量碼譯碼器61通過雙層交織器連接到第二分量碼譯碼器62,第二分量碼譯碼器62再通過雙層去交織器連接到第一分量碼譯碼器61上, 通過這樣的方式可實(shí)現(xiàn)迭代譯碼結(jié)構(gòu)。在迭代譯碼的過程中，第一分量碼譯碼器61提供相應(yīng)的譯碼輸出信息LLR1，其中部分信息經(jīng)過雙層交織處理后，作 為先驗(yàn)信息W2傳送給第二分量碼譯碼器62，第二分量碼譯碼器62提供相應(yīng) 的譯碼輸出信息LLR2,其中部分的信息經(jīng)過雙層去交織處理后，作為先驗(yàn)信 息Wl傳送給第一分量碼譯碼器61。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明譯碼裝置的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。實(shí)施例一本實(shí)施例中，所述交織處理單元包括兩個(gè)交織器和第一信息處理單元，第 一信息處理單元由兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成，其中， 一個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘 法器位于交織器2的輸入側(cè)， 一個(gè)運(yùn)算器位于交織器2和交織器1的輸出側(cè)。所述去交織處理單元包括兩個(gè)去交織器和第二信息處理單元，第二信息處理單 元由一個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成，其中， 一個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器位于去交圖7中，Lel對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A， B )的附加信息(extrinsic information )， 包含對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A， B)取值分別為(0, 0)、 (0, 1)、 (1, 0)、 (1, 1) 的四種附加信息。Le2對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特(A， B)'的附加信息，包含對(duì)應(yīng)于 系統(tǒng)位比特(A， B)'取值分別為(0, 0)、 (0, 1)、 (1, 0)、 (1， 1)的四種 附加信息。其中，(A， B)'對(duì)應(yīng)于對(duì)系統(tǒng)位比特(A, B)進(jìn)行交織處理后獲得的新的系統(tǒng)位比特。如圖7所示,本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)輸入端有并行的五路,分別是接收信息RU1、 RY1、 RZ1、 RZ2、 RY2,其中，接收信息RU1、 RY1、 RZ1輸入至第一分量碼 譯碼器，接收信息RY2、 RZ2輸入至第二分量碼譯碼器；第一分量碼譯碼器通 過一個(gè)交織器連接到第二分量碼譯碼器；第二分量碼譯碼器再通過一個(gè)去交織 器連接到第一分量碼譯碼器，通過這樣的方式實(shí)現(xiàn)迭代的譯碼結(jié)構(gòu)。在迭代譯 碼的過程中，第一分量碼譯碼器提供相應(yīng)的譯碼輸出信息，并輸入給第二分量碼譯碼器；第二分量碼譯碼器提供相應(yīng)的譯碼輸出信息，并輸入給第一分量碼 譯碼器。當(dāng)?shù)g碼的結(jié)東時(shí)，第二分量碼譯碼器對(duì)相應(yīng)的譯碼輸出信息先進(jìn) 行去交織處理，然后再經(jīng)過判決處理得出最終的譯碼輸出。
具體來說，本實(shí)施例使用兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的雙層交織器和兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的雙
層去交織器。在本實(shí)施例的譯碼過程中，對(duì)Le2進(jìn)行加權(quán)處理即乘以系數(shù)P, 以及去交織處理得到W1;再將Wl與RUl相加給出RXl,并通過LLR1減去 RX1給出Lel。本實(shí)施例對(duì)Lel進(jìn)行加權(quán)處理即乘以系數(shù)a，以及交織處理得 到W2;對(duì)RU1進(jìn)行交織處理給出RU2，再將RU2與W2相加得到RX2，并 通過LLR2減去RX2得出Le2。
當(dāng)?shù)g碼結(jié)東時(shí)，譯碼裝置對(duì)LLR2進(jìn)行去交織處理，然后送入判決單 元進(jìn)行判決處理和譯碼輸出。當(dāng)然，本發(fā)明還可以先將LLR1與Wl相加，然 后送入判決單元進(jìn)行判決處理和譯碼輸出。
實(shí)施例二
本實(shí)施例中，所述交織處理單元包括一個(gè)交織器和第一信息處理單元，第 一信息處理單元由兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成，其中，兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘 法器均位于交織器的輸入側(cè)。所述去交織處理單元包括兩個(gè)去交織器和第二信 息處理單元，第二信息處理單元由一個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成，其中， 一個(gè) 運(yùn)算器和一個(gè)乘法器均位于去交織器1的輸入側(cè)。
如圖8所示，本實(shí)施例是實(shí)施例一的優(yōu)化方案，使用一個(gè)雙層交織器和兩 個(gè)結(jié)構(gòu)相同的雙層去交織器，比實(shí)施例一少使用一個(gè)交織器。在本實(shí)施例的譯 碼過程中，對(duì)Lel先進(jìn)行加權(quán)處理即乘以系數(shù)a，然后與RU1相加，再進(jìn)行交 織處理來給出RX2，并通過LLR2減去RX2來給出Le2。
本實(shí)施例中其它部件及其處理過程與實(shí)施例 一相同。
實(shí)施例三
本實(shí)施例中，所述交織處理單元包括一個(gè)交織器和第一信息處理單元，第 一信息處理單元由兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成，其中，兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器均位于交織器的輸入側(cè)。所述去交織處理單元包括兩個(gè)去交織器和第二信 息處理單元，第二信息處理單元由一個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成，其中， 一個(gè) 運(yùn)算器和一個(gè)乘法器分別位于去交織器1的輸入側(cè)和輸出側(cè)。
如圖9所示，本實(shí)施例是實(shí)施例一的優(yōu)化方案，使用一個(gè)雙層交織器和兩
個(gè)結(jié)構(gòu)相同的雙層去交織器。在本實(shí)施例的譯碼過程中，先對(duì)Le2進(jìn)行去交織 處理，然后再進(jìn)行加權(quán)處理即乘以系數(shù)(3得到Wl。
本實(shí)施例中的其它部件及其處理過程與實(shí)施例二相同。
實(shí)施例四
本實(shí)施例中，所述交織處理單元包括一個(gè)交織器和第一信息處理單元，第 一信息處理單元由兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成，其中，兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘 法器均位于交織器的輸入側(cè)。所述去交織處理單元包括一個(gè)去交織器和第二信
息處理單元，第二信息處理單元由一個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成，其中， 一個(gè) 運(yùn)算器和一個(gè)乘法器位于去交織器的輸出側(cè)。
如圖IO所示，本實(shí)施例是一種更優(yōu)化的方案，使用一個(gè)雙層交織器和一個(gè) 雙層去交織器，比實(shí)施例二少使用一個(gè)去交織器。在本實(shí)施例的譯碼過程中， 將去交織器的輸出信號(hào)與交織器的輸入信號(hào)直接相減，再進(jìn)行加權(quán)處理即乘以 系數(shù)P得到W1。本實(shí)施例減少了與Le2直接相關(guān)的減法處理、加權(quán)處理即乘以 系數(shù)P、去交織處理的相關(guān)部分及過程。
本實(shí)施例的其它部件及其處理過程與實(shí)施例二相同。
實(shí)施例五
本實(shí)施例中，所述交織處理單元包括一個(gè)交織器和第一信息處理單元，第 一信息處理單元由兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成，其中，兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘 法器均位于交織器的輸入側(cè)。所述去交織處理單元包括一個(gè)去交織器和第二信 息處理單元，第二信息處理單元由一個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成，其中， 一個(gè) 運(yùn)算器和一個(gè)乘法器位于去交織器的輸出側(cè)。
如圖ll所示，本實(shí)施例是一種更優(yōu)化的方案，使用了一個(gè)雙層交織器和一個(gè)雙層去交織器。在本實(shí)施例的譯碼過程中，將Wl與RU1相加得到RX1，并
通過LLR1減去RU1、再減去Wl得出Lel。
本實(shí)施例的其它部件及其處理過程與實(shí)施例五相同。
實(shí)施例六
本實(shí)施例中，所述交織處理單元包括一個(gè)交織器和第一信息處理單元，第 一信息處理單元只包括一個(gè)運(yùn)算器，位于交織器的輸入側(cè)。所述去交織處理單 元包括一個(gè)去交織器和第二信息處理單元，第二信息處理單元僅包括一個(gè)運(yùn)算 器，位于去交織器的輸出側(cè)。
如圖12所示，本實(shí)施例是一種極為優(yōu)化的方案，使用一個(gè)雙層交織器和一 個(gè)雙層去交織器，比實(shí)施例五少使用兩個(gè)乘法器和一個(gè)運(yùn)算器，本實(shí)施例中不 使用加權(quán)處理。在本實(shí)施例的譯碼過程中，將LLRl減去Wl,并進(jìn)行交織處理 得到RX2。
本實(shí)施例的其它部件及其處理過程與實(shí)施例五相同。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方案中，a和(3的取值一般為經(jīng)驗(yàn)值，在0.5-0.9之間。隨著 迭代過程的變化可以進(jìn)一步調(diào)整oc和P的取值，以使譯碼的效果和性能更好。
與3GPP Turbo碼和WiMAX Turbo碼相比，本發(fā)明中Turbo碼的譯碼性能 更好，且復(fù)雜度復(fù)雜度比較小?；谏鲜鲎g碼裝置的結(jié)構(gòu)及處理過程，以下通 過一個(gè)仿真實(shí)例來說明本發(fā)明的性能效果，并與3GPP Turbo碼和WiMAX Turbo 碼的譯碼性能進(jìn)行對(duì)比。
本仿真實(shí)例中，雙二進(jìn)制Turbo碼的原始數(shù)據(jù)塊大小為1920比特；碼率R 為1/2，不計(jì)入尾比特及其檢驗(yàn)位比特；釆用BPSK調(diào)制；譯碼算法使用 Max-Log-MAP算法，迭代次數(shù)為8次；信道模型為AWGN信道；QPP多項(xiàng)式 系數(shù)&和f2參考LTE的QPP交織器系數(shù)。本仿真實(shí)例中，使用生成多項(xiàng)式以 八進(jìn)制數(shù)表示為(11， 13)、 (11， 15)、 (13,11)、 (13,15)、 (13， 17)、 (15,11)、 (15,13)、 (15，17)的八種分量碼編碼器，且使用本發(fā)明實(shí)施六的方案。另外， 給出了在相同的假設(shè)條件下，3GPP Rel.6 Turbo碼、LTE Turbo碼和WiMAXTurbo碼的譯碼性能，其中，需要對(duì)3GPPRe1.6 Turbo碼和LTE Turbo碼進(jìn)行打 孔(puncturing)來實(shí)現(xiàn)碼率1/2，打孔方式為[1 1; 1 0; 0 1]均勻的、對(duì)稱的打 孔。
圖13中橫坐標(biāo)為信噪比(Eb/No),以dB為單位，縱坐標(biāo)為誤塊率(BLER), 11條曲線1301、 1302、 1303、 1304、 1305、 1306、 1307、 1308、 1309、 1310、 1311依次給出了本發(fā)明使用分量碼(11， 13 )、 ( 11, 15 )、 ( 13, 11 )、 ( 13, 15 )、 ( 13, 17 )、( 15， 11 )、( 15, 13 )、( 15， 17 )的Turbo碼時(shí)的譯碼性能曲線、以及3GPPRe1.6 Turbo碼、LTE Turbo碼和WiMAX Turbo碼的譯碼性能曲線。
從圖13中可以看出，本發(fā)明的Turbo譯碼裝置及方法與3GPP Rel.6 Turbo 碼、LTE Turbo碼和WiMAX Turbo碼的譯碼方法相比， 一般都具有更好性能。 此外，WiMAXTurbo碼的明顯缺點(diǎn)是復(fù)雜度都比較大，而本發(fā)明的復(fù)雜度都相 對(duì)較小。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種Turbo碼譯碼裝置，其特征在于，該譯碼裝置包括第一分量碼譯碼器、第二分量碼譯碼器、交織處理單元、去交織處理單元及判決單元；其中，所述第一分量碼譯碼器，用于對(duì)對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特、校驗(yàn)位比特和尾比特的接收信息進(jìn)行雙二進(jìn)制譯碼；所述第二分量碼譯碼器，用于對(duì)對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)位比特和尾比特的接收信息、以及經(jīng)過加權(quán)和交織處理的第一分量碼譯碼的結(jié)果進(jìn)行雙二進(jìn)制譯碼；所述交織處理單元，用于對(duì)第一分量碼譯碼器的譯碼輸出信息進(jìn)行加權(quán)處理和交織處理；去交織處理單元，用于對(duì)第二分量碼譯碼器的譯碼輸出信息進(jìn)行加權(quán)處理和去交織處理；判決單元，用于在譯碼結(jié)束時(shí)進(jìn)行判決處理，輸出最終的Turbo譯碼結(jié)果。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的Turbo碼譯碼裝置，其特征在于，所述交織處理單元進(jìn)一步包括交織器和第一信息處理單元；其中， 所述交織器，用于進(jìn)行交織處理；所述第一信息處理單元，用于對(duì)第一分量碼譯碼器的譯碼輸出信息進(jìn)行加 權(quán)處理。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的Turbo碼譯碼裝置，其特征在于，所述交織器包 括一個(gè)或兩個(gè)雙層交織器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的Turbo碼譯碼裝置，其特征在于，所述交織器進(jìn) 一步包括外層交織單元和內(nèi)層交織單元，分別對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行外層交織處理和 內(nèi)層交織處理。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的Turbo碼編碼裝置，其特征在于，所述外層交織 單元，用于實(shí)現(xiàn)基于二次置換多項(xiàng)式的交織處理；所述內(nèi)層交織單元，對(duì)組內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行置換處理。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的Turbo碼譯碼裝置，其特征在于，所述第一信息處理單元由兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成；所述兩個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器均位于交織器的輸入側(cè)，或分別位于交織器 的輸入側(cè)和輸出側(cè)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的Turbo碼譯碼裝置，其特征在于，所述去交織處理單元進(jìn)一步包括去交織器和第二信息處理單元；其中，所述去交織器，用于進(jìn)行去交織處理；所述第二信息處理單元，用于對(duì)第二分量碼譯碼器的譯碼輸出信息進(jìn)行加 權(quán)處理。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的Turbo碼譯碼裝置，其特征在于，所述去交織器 包括一個(gè)或兩個(gè)雙層去交織器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的Turbo碼譯碼裝置，其特征在于，所述去交織器 進(jìn)一步包括外層去交織單元和內(nèi)層去交織單元，分別對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行外層去交 織處理和內(nèi)層去交織處理。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的Turbo碼編碼裝置，其特征在于，所述外層去交織單元，用于實(shí)現(xiàn)基于二次置換多項(xiàng)式的去交織處理； 所述內(nèi)層去交織單元，對(duì)組內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行置換處理。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的Turbo碼譯碼裝置，其特征在于，所述第二信 息處理單元由一個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器組成；所述一個(gè)運(yùn)算器和一個(gè)乘法器均位于去交織器的輸入側(cè)，或均位于去交織 器的輸出側(cè)，或分別位于去交織器的輸入側(cè)和輸出側(cè)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求l至11任一項(xiàng)所述的Turbo碼譯碼裝置，其特征在于，所述第一分量碼譯碼器和第二分量碼譯碼器使用結(jié)構(gòu)相同的、雙二進(jìn)制分量碼 譯碼結(jié)構(gòu)；所使用的分量碼生成多項(xiàng)式包括一個(gè)反饋多項(xiàng)式和一個(gè)或一個(gè)以上前饋多項(xiàng)式，所述一個(gè)以上前饋多項(xiàng)式為不同的前饋多項(xiàng)式；所述分量碼使用雙二進(jìn)制的編碼結(jié)構(gòu)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的Turbo碼譯碼裝置，其特征在于，當(dāng)所述分量碼使用一個(gè)前饋多項(xiàng)式和一個(gè)反饋多項(xiàng)式時(shí)，所使用的分量碼為(11,13)、 (11， 15)、 (13,11)、 (13,15)、 (13,17)、 (15,11)、 (15,13)、 (15， 17)中任意一種；當(dāng)所述分量碼使用兩個(gè)前饋多項(xiàng)式和 一個(gè)反饋多項(xiàng)式時(shí)，所使用的分量碼 為(11,13,15)、 (13,11， 15)、 (13,11,17)、 (13,15,17)、 (15,11,13)、 (15,11, 17)、 ( 15， 13, 17)中任意一種；當(dāng)所述分量碼使用三個(gè)前饋多項(xiàng)式和一個(gè)反饋多項(xiàng)式時(shí)，所使用的分量碼 為(13,11,15,17)、 (15,11,13,17)中任意一種；其中，每個(gè)括號(hào)中的第一個(gè)參數(shù)為以八進(jìn)制數(shù)表示的分量碼的反饋多項(xiàng)式， 其余參數(shù)均為以八進(jìn)制數(shù)表示的分量碼的前饋多項(xiàng)式。
14、 根據(jù)權(quán)利要求l至11任一項(xiàng)所述的Turbo碼譯碼裝置，其特征在于， 所述判決單元進(jìn)一步將輸入信號(hào)進(jìn)行分組，按每組對(duì)應(yīng)系統(tǒng)位取值的概率進(jìn)行 判決處理。
15、 根據(jù)權(quán)利要求l至11任一項(xiàng)所述的Turbo碼譯碼裝置，其特征在于， 該裝置進(jìn)一步包括一運(yùn)算器，將對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特的原始的接收信息，與對(duì)應(yīng) 于系統(tǒng)位比特的先驗(yàn)信息相加，之后將運(yùn)算結(jié)果作為第一分量碼譯碼器的輸入。
16、 一種Turbo碼譯碼方法，其特征在于，該譯碼方法包括 將對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)位比特、校驗(yàn)位比特和尾比特的接收信息進(jìn)行第一分量碼譯碼，并將對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)位比特和尾比特的接收信息、以及經(jīng)過加權(quán)和交織處理的 第一分量碼譯碼的結(jié)果進(jìn)行第二分量碼譯碼；之后，對(duì)第二分量碼譯碼的結(jié)果 進(jìn)行加權(quán)和去交織處理；譯碼結(jié)束時(shí)進(jìn)行判決并輸出最終的Turbo譯碼結(jié)果。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的Turbo碼譯碼方法，其特征在于，所述交織處 理進(jìn)一步包括對(duì)輸入信號(hào)分別進(jìn)行外層交織處理和內(nèi)層交織處理。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的Turbo碼譯碼方法，其特征在于，該方法進(jìn)一 步包括將輸入信號(hào)按每四個(gè)一組進(jìn)行分組；所述外層交織處理使用的二次置換多項(xiàng)式為i = ( f,. j + f2. f) mod N; 所述內(nèi)層交織處理為當(dāng)imod2-0時(shí)，將第i組內(nèi)的四個(gè)輸入信號(hào)(SUS2j， S3b S4i)置換位置為(Sli， S3;, S2b S4j),放在經(jīng)過外層交織后的第j組位置;其中，i為輸入信號(hào)的分組的位置序號(hào)，j為輸入信號(hào)經(jīng)過外層交織和內(nèi)層 交織后的分組的位置序號(hào)，N為按組計(jì)的輸入信號(hào)長度，f,和f2為二次置換多 項(xiàng)式系數(shù)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的Turbo碼譯碼方法，其特征在于，所述去交織 處理進(jìn)一步包括對(duì)輸入信號(hào)分別進(jìn)行外層去交織處理和內(nèi)層去交織處理。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的Turbo碼譯碼方法，其特征在于，該方法進(jìn)一 步包括將輸入信號(hào)按每四個(gè)一組進(jìn)行分組；所述外層去交織處理使用的二次置換多項(xiàng)式為i= (frj + frf) mod N;所述內(nèi)層去交織處理為當(dāng)imod2-0時(shí)，將第j組內(nèi)的四個(gè)輸入信號(hào)(tlj, t2j， t3j， t4j)置換位置為(tlj,t3j，t2j,t4j),放在經(jīng)過外層去交織后的第i組位置；其中，j=0, ...,N-l, j為輸入信號(hào)的分組的位置序號(hào)；i=0,…，N-1， i為輸 入信號(hào)經(jīng)過外層去交織和內(nèi)層去交織后的分組的位置序號(hào)；N為按組計(jì)的輸入 信號(hào)長度；A和f2為二次置換多項(xiàng)式系數(shù)。
21、 根據(jù)權(quán)利要求16至20任一項(xiàng)所述的Turbo碼譯碼方法，其特征在于， 所述第一分量碼譯碼和第二分量碼譯碼使用結(jié)構(gòu)相同的、雙二進(jìn)制的分量碼譯 碼結(jié)構(gòu)；所使用的分量碼生成多項(xiàng)式包括一個(gè)反饋多項(xiàng)式和一個(gè)或一個(gè)以上前饋多項(xiàng)式，所述一個(gè)以上前饋多項(xiàng)式為不同的前饋多項(xiàng)式；所述分量碼使用雙二進(jìn) 制的編碼結(jié)構(gòu)。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的Turbo碼譯碼方法，其特征在于，當(dāng)所述分量碼使用 一個(gè)前饋多項(xiàng)式和一個(gè)反饋多項(xiàng)式時(shí)，所使用的分量碼 為(11,13)、 (11， 15)、 (13,11)、 (13,15)、 (13,17)、 (15,11)、 (15,13)、 (15, 17)中任意一種；當(dāng)所述分量碼使用兩個(gè)前饋多項(xiàng)式和一個(gè)反饋多項(xiàng)式時(shí)，所使用的分量碼 為(11,13,15)、 (13,11,15)、 (13，11，17)、 (13，15，17)、 (15,11,13)、 (15,11, 17)、 ( 15,13, 17)中任意一種；當(dāng)所述分量碼使用三個(gè)前饋多項(xiàng)式和一個(gè)反饋多項(xiàng)式時(shí)，所使用的分量碼為(13,11,15,17)、 (15， 11, 13， 17)中任意一種；其中，每個(gè)括號(hào)中的第一個(gè)參數(shù)為以八進(jìn)制數(shù)表示的分量碼的反饋多項(xiàng)式, 其余參數(shù)均為以八進(jìn)制數(shù)表示的分量碼的前饋多項(xiàng)式。
23、根據(jù)權(quán)利要求16至20任一項(xiàng)所述的Turbo碼譯碼方法，其特征在于， 所述判決為將輸入信號(hào)進(jìn)行分組，按每組對(duì)應(yīng)系統(tǒng)位取值的概率進(jìn)行判決處 理。
全文摘要
本發(fā)明公開一種Turbo碼譯碼裝置及方法，將兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的、雙二進(jìn)制的分量碼譯碼器，通過雙層交織器和雙層去交織器進(jìn)行級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)Turbo碼譯碼方案，對(duì)于每個(gè)分量碼譯碼器，可采用特定的17種分量碼中的任意一種。采用本發(fā)明的方法及裝置，能在降低譯碼復(fù)雜度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更好的譯碼性能。
文檔編號(hào)H03M13/00GK101409599SQ200710175749
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月11日
發(fā)明者孫韶輝, 海 畢, 軍 陳 申請(qǐng)人:大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司