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一種自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法

文檔序號:7570318閱讀:264來源:國知局
專利名稱:一種自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種Turbo譯碼算法,特別是一種自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法。
背景技術(shù)
在TD-SCDMA中,很多業(yè)務(wù)(如PS,HSDPA等)根據(jù)協(xié)議3GPP協(xié)議25. 222是采用Turbo編碼的,那么相應(yīng)的接收端很顯然要用turbo譯碼算法。基于迭代譯碼的方法是 turbo譯碼的基本方法,但其譯碼的復(fù)雜度和實現(xiàn)時資源利用過多使其成為實際應(yīng)用的主要障礙。所以在保證譯碼性能良好的情況下如何減少譯碼的復(fù)雜性已成為需要突破的主要技術(shù)難點。迭代譯碼的次數(shù)是Turbo碼譯碼性能好壞的關(guān)鍵之一,譯碼次數(shù)的多少也直接影響誤碼率的大小。迭代次數(shù)過多,誤碼率有可能沒有什么改善,卻帶來了硬件資源占用量大,譯碼時延長等問題。目前有多種迭代停止準(zhǔn)則硬判決停止準(zhǔn)則通過在每一次迭代或者每一個分量碼完成譯碼之后估計臨時譯碼比特(硬判決信息)來檢測被譯序列的置信度。軟判決停止準(zhǔn)則基于譯碼器輸出似然值(軟判決信息)與給定門限比較。交叉熵準(zhǔn)則基于兩個分量譯碼器的軟輸出服從相同的概率分布。SDR準(zhǔn)則根據(jù)外部信息與先驗信息的符號的不同作為停止準(zhǔn)則以上的迭代停止準(zhǔn)則都基于譯碼本身的信息,主要是對兩個分量譯碼器的內(nèi)部信息進(jìn)行比較,通過設(shè)定門限值作為迭代停止的準(zhǔn)則,沒有利用外來任何信息,另外還有以 CRC作為判斷是否停止迭代的準(zhǔn)則,在低信噪比下會一直迭代直至達(dá)到最大迭代次數(shù),且需要每次都進(jìn)行判斷,很顯然,上述算法都需要額外的復(fù)雜計算。而在TD-SCDMA系統(tǒng)中,其軟信息輸出來自于解調(diào)軟判(Demodulationand Soft Decision, DSD)的結(jié)果,即其不是孤立的信息,會受到信道狀況的影響,因此上述迭代停止準(zhǔn)則不能適應(yīng)信道狀況的變化,僅僅關(guān)注于每次譯碼的中間結(jié)果,沒有利用信道的先驗信息,從而導(dǎo)致硬件資源占用量大,譯碼時延長以及終端功耗大等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服使用現(xiàn)有迭代停止準(zhǔn)則時硬件資源占用量大,譯碼時延長以及終端功耗大等問題,本發(fā)明提供一種自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法,本方法根據(jù)信道的狀況自適應(yīng)的動態(tài)調(diào)整Turbo譯碼的迭代次數(shù),充分利用解調(diào)軟判的信噪比Gignalto Noise Ratio, SNR)估計結(jié)果,對迭代次數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整,以達(dá)到節(jié)省硬件資源和終端功耗,以及減少譯碼時延的目的。本發(fā)明的一種自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法,該方法包括如下步驟
獲取上次循環(huán)冗余校驗結(jié)果;判斷上次循環(huán)冗余校驗結(jié)果是否正確;如正確,取得本次傳輸時間間隔內(nèi)信噪比與上次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比,并根
4據(jù)二者的大小關(guān)系初步確定本次譯碼迭代次數(shù);判斷初步確定的本次譯碼迭代次數(shù)是否大于最大迭代次數(shù),如是,則將最大迭代次數(shù)確定為最終的本次迭代次數(shù);如否,則進(jìn)一步判斷初步確定的本次譯碼迭代次數(shù)是否小于最小迭代次數(shù),如是,則將最少迭代次數(shù)確定為最終的迭代次數(shù)輸出。較佳地,當(dāng)根據(jù)上次循環(huán)冗余校驗結(jié)果和兩次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比之間的關(guān)系來初步確定本次迭代次數(shù)的具體的方法如下(1)如果上次循環(huán)冗余校驗的結(jié)果為正確,且本次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比估計值大于上次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比估計值,則初步確定本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)減去1 ;(2)如果上次循環(huán)冗余校驗的結(jié)果為正確,且本次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比估計值等于上次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比估計值,則初步確定本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù);(3)如果上次循環(huán)冗余校驗的結(jié)果為正確,且本次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比估計值小于上次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比估計值,則初步確定本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)加上1 ;(4)如果上次循環(huán)冗余校驗的結(jié)果為錯誤,則初步確定本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)加上1可選地,若傳輸時間間隔內(nèi)包括多個子幀,則多個子幀的信噪比估計值分別對應(yīng)進(jìn)行比較(1)當(dāng)本次傳輸時間間隔內(nèi)所有子幀的信噪比估計值分別大于上次傳輸時間間隔內(nèi)所有子幀的信噪比估計值,則初步確定將本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)減去1 ;(2)當(dāng)本次傳輸時間間隔內(nèi)所有子幀的信噪比估計值分別等于上次傳輸時間間隔內(nèi)所有子幀的信噪比估計值,則初步確定將本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù);(3)當(dāng)不滿足(1)、(2)中的條件時,則初步確定本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)加上1??蛇x地,如果所述的子幀含有多個時隙,則所述的信噪比估計值為本子幀中多個時隙的信噪比的平均值??蛇x地,如果初步確定的本次迭代次數(shù)小于或者等于0,則將最少迭代次數(shù)設(shè)置為最終的本次迭代次數(shù)。可選地,如果初步確定的本次譯碼迭代次數(shù)大于或等于最小迭代次數(shù)并小于或者等于最大迭代次數(shù)時,則將初步確定的本次譯碼迭代次數(shù)設(shè)置為最終的本次迭代次數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明根據(jù)信道的狀況自適應(yīng)的動態(tài)調(diào)整Turbo譯碼的迭代次數(shù),充分利用解調(diào)軟判的SNR估計結(jié)果,對迭代次數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整,可達(dá)到節(jié)省硬件資源和終端功耗,以及減少譯碼時延的目的。


圖1是終端下行接收的示意圖。
圖2是自適應(yīng)迭代次數(shù)選擇方法的流程圖。圖3是固定迭代次數(shù)方法與實施本發(fā)明的自適應(yīng)迭代方法的性能曲線對比圖。圖4是固定迭代次數(shù)方法與實施本發(fā)明的自適應(yīng)迭代方法的迭代次數(shù)對比圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施方式
進(jìn)行說明。請參圖1所示,是終端下行接收的示意圖,具體包括如下過程首先射頻信號經(jīng)過低噪聲放大器(LAN),然后經(jīng)過I/O解調(diào)單元,放大低通濾波器,模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣,經(jīng)過有限沖擊響應(yīng)(FIR)濾波器濾波后的數(shù)據(jù),其訓(xùn)練序列 (midamble碼)部分進(jìn)入信道估計(CharmelEstimation,CHE)模塊進(jìn)行信道估計,最后數(shù)據(jù)部分經(jīng)過聯(lián)合檢測(JointDetectionJD)后,得到解調(diào)軟判(DSD)信號;對解調(diào)軟判DSD 信號進(jìn)行后處理,包括信號解映射解交織等,直到Turbo譯碼并完成。上述信道估計采用Steiner估計器。在上述信號處理過程中,現(xiàn)有的Turbo譯碼迭代停止準(zhǔn)則都是基于譯碼本身的信息,沒有利用任何外來信息。而在TD-SCDMA系統(tǒng)中,其軟信息來自于DSD的結(jié)果,即,其不是孤立的信息;其信道狀況在進(jìn)入Turbo譯碼器前應(yīng)該有所初步知悉。如果信道條件比較好, 可以減少迭代次數(shù),如果信道條件比較差可以增加迭代次數(shù),即便最差的情況,也有一個最大迭代次數(shù)?;谏鲜鏊枷耄景l(fā)明提出了自適應(yīng)迭代的理念,也就是,根據(jù)信道的狀況自適應(yīng)的動態(tài)調(diào)整Turbo譯碼的迭代次數(shù)。這樣充分利用了 DSD的SNR估計結(jié)果,對迭代次數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整,以達(dá)到節(jié)省硬件資源和終端功耗,減少時延的目的。請參閱圖2所示,為實施本發(fā)明的自適應(yīng)迭代次數(shù)選擇方法的流程圖,假設(shè)上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為Ni,最大迭代次數(shù)為Nmax,最小迭代次數(shù)為Nmin,則本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)Nw由如下步驟具體確定步驟S201,獲取上次循環(huán)冗佘校驗(CRC)結(jié)果,并判斷上次傳輸時間間隔內(nèi)CRC是否正確,如是,則執(zhí)行步驟S202,如否,則執(zhí)行步驟S203 ;步驟S202,獲取本次傳輸時間間隔(TTI)內(nèi)信噪比(SNR)和上次TTI內(nèi)的信噪比, 并判斷本次TTI內(nèi)的信噪比(SNR)是否與上次TTI內(nèi)的信噪比相等,如相等,則執(zhí)行步驟 S204 ;如大于,則執(zhí)行步驟S205 ;如小于,則執(zhí)行步驟S203 ;步驟S203,初步確定本次迭代次數(shù)Nw為隊+1 ;步驟S204,初步確定本次迭代次數(shù)Nw為Ni ;步驟S205,初步確定本次迭代次數(shù)Nw為Ni-I ;步驟S206,判斷本次迭代次數(shù)Nw是否大于最大迭代次數(shù)Nmax,如是,則執(zhí)行步驟 S207 ;如否,則執(zhí)行步驟S208 ;步驟S207,最終確定本次迭代次數(shù)Nw為最大迭代次數(shù)Nmax ;步驟S208,判斷本次迭代次數(shù)Nw是否小于最小迭代次數(shù)為Nmin,如是,則執(zhí)行步驟S209,如否,則執(zhí)行步驟S210 ;步驟S209,最終確定本次迭代次數(shù)Nw為最小迭代次數(shù)為Nmin ;步驟S210,輸出最終確定的本次迭代次數(shù)Ni+1。在本發(fā)明的一個實施例中,假設(shè)最大迭代次數(shù)為Nmax,最少迭代次數(shù)為Nmin,上次第i個數(shù)據(jù)包的迭代次數(shù)為N,傳輸時間間隔TTI為20ms,且上次傳輸時間間隔內(nèi)4個子幀的信噪比估計值為SA次,SNRf , SNRf, SA^,本次傳輸時間間隔內(nèi)4個子幀的信噪比估計值為SMt,灘1,SNRl, ‘ SAZi^1,如果每個子幀含有多個時隙,則上述信噪比估計值為本子幀中多個時隙的信噪比的平均值。首先,根據(jù)上次CRC校驗結(jié)果和兩次信噪比之間的關(guān)系來初步確定本次迭代次數(shù)(1)如果第 i 次 CRC 正確,且 SNRll > SNRxl,SNR^ > SNRf , SNRll > SNR], SNR^ >SNR),則本次TTI內(nèi)的迭代次數(shù)為N-I ;(2)如果第 i 次 CRC 正確,且 SNRll = SNR],SNR^ = SNRf,SNRf+] = SNRf, SNR,+、= SA/7 ,4則本次TTI的迭代次數(shù)為N ;(3)如果第i次CRC正確,但不滿足(1)、⑵中的信噪比關(guān)系,則本次TTI的迭代次數(shù)為N+1 ;(4)如果第i次CRC錯誤,且則本次TTI的迭代次數(shù)為N+1 ;然后,將N-I,N+1與最大迭代次數(shù)Nmax,最少迭代次數(shù)Nmin相比較,最終確定本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)(5)如果N+1大于或者等于最大迭代次數(shù)Nmax,則將本次迭代次數(shù)設(shè)置為Nmax ;(6)如果N-I小于或者等于0,則將本次迭代次數(shù)設(shè)置成Nmin ;(7)如果不滿足(5),(6)中的條件,則維持(1),(2),(3),(4)中確定的本次迭代次數(shù)不變。我們對某種信道下,某種業(yè)務(wù)在固定迭代K次與利用信道信息至少迭代2 4次的自適應(yīng)迭代的性能及總迭代次數(shù)進(jìn)行對比,請參閱圖3與圖4所示,圖3為固定迭代次數(shù)方法與實施本發(fā)明的自適應(yīng)迭代方法的性能曲線對比圖,其橫坐標(biāo)為信號譜密度與噪聲譜密度只比1 /1。。,縱坐標(biāo)為誤包率,從圖3中可以看到,至少迭代3次的和固定迭代K次沒有明顯降低;圖4為固定迭代次數(shù)方法與實施本發(fā)明的自適應(yīng)迭代方法的總迭代次數(shù)對比圖,其橫坐標(biāo)為信號譜密度與噪聲譜密度只比,縱坐標(biāo)為迭代次數(shù),從圖4中可以看到,至少迭代3次的需要的迭代次數(shù)明顯降低,這樣會大大降低終端的計算復(fù)雜度和功耗??梢?, 最少3次迭代可以滿足性能需要。圖中,origin是仿真時間為100s,Turbo譯碼固定迭代K次,共30000次, at-leat-once為至少迭代一次,at-leat-twice為至少迭代兩次,at-leat-three為至少迭代三次,at-least-four為至少迭代四次。當(dāng)1 /1。。在6 8的時候至少迭代3次的方案比固定迭代次數(shù)的方案需要的總迭代次數(shù)減少約一半,即Turbo譯碼可以節(jié)省一半的能量和時間。與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明根據(jù)信道的狀況自適應(yīng)的動態(tài)調(diào)整Turbo譯碼的迭代次數(shù),充分利用解調(diào)軟判的SNR估計結(jié)果,對迭代次數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整,可達(dá)到節(jié)省硬件資源和終端功耗,以及減少譯碼時延的目的??梢岳斫獾氖牵瑢Ρ绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法,其特征在于,該方法包括如下步驟獲取上次循環(huán)冗余校驗結(jié)果;判斷上次循環(huán)冗余校驗結(jié)果是否正確;如正確,取得本次傳輸時間間隔內(nèi)信噪比與上次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比,并根據(jù)二者的大小關(guān)系初步確定本次譯碼迭代次數(shù);判斷初步確定的本次譯碼迭代次數(shù)是否大于最大迭代次數(shù),如是,則將最大迭代次數(shù)確定為最終的本次迭代次數(shù);如否,則進(jìn)一步判斷初步確定的本次譯碼迭代次數(shù)是否小于最小迭代次數(shù),如是,則將最少迭代次數(shù)確定為最終的迭代次數(shù)輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法,其特征在于,當(dāng)上次循環(huán)冗余校驗的結(jié)果為正確,且本次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比估計值大于上次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比估計值時,則初步確定本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)減去1。
3.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法,其特征在于,當(dāng)上次循環(huán)冗余校驗的結(jié)果為正確,且本次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比估計值等于上次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比估計值時,則初步確定本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法,其特征在于,當(dāng)上次循環(huán)冗余校驗的結(jié)果為正確,且本次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比估計值小于上次傳輸時間間隔內(nèi)的信噪比估計值時,則初步確定本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)加上1。
5.如權(quán)利要求2或3或4所述的自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法,其特征在于, 若傳輸時間間隔內(nèi)包括多個子幀,則多個子幀的信噪比估計值分別對應(yīng)進(jìn)行比較(1)當(dāng)本次傳輸時間間隔內(nèi)所有子幀的信噪比估計值分別大于上次傳輸時間間隔內(nèi)所有子幀的信噪比估計值,則初步確定將本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)減去1 ;(2)當(dāng)本次傳輸時間間隔內(nèi)所有子幀的信噪比估計值分別等于上次傳輸時間間隔內(nèi)所有子幀的信噪比估計值,則初步確定將本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù);(3)當(dāng)不滿足(1)、(2)中的條件時,則初步確定本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)加上1。
6.如權(quán)利要求5所述的自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法,其特征在于,如果所述的子幀含有多個時隙,則所述的信噪比估計值為本子幀中多個時隙的信噪比的平均值。
7.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法,其特征在于,當(dāng)上次循環(huán)冗佘校驗的結(jié)果為錯誤時,則初步確定本次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)為上次傳輸時間間隔內(nèi)的迭代次數(shù)加上1。
8.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法,其特征在于,當(dāng)初步確定的本次迭代次數(shù)小于或者等于0時,則將最少迭代次數(shù)設(shè)置為最終的本次迭代次數(shù)。
9.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法,其特征在于,當(dāng)初步確定的本次譯碼迭代次數(shù)大于或等于最小迭代次數(shù)并小于或者等于最大迭代次數(shù)時,則將初步確定的本次譯碼迭代次數(shù)設(shè)置為最終的本次迭代次數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)的Turbo譯碼迭代次數(shù)選擇方法,本方法根據(jù)信道的狀況自適應(yīng)的動態(tài)調(diào)整Turbo譯碼的迭代次數(shù),充分利用解調(diào)軟判的信噪比估計結(jié)果,對迭代次數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整,以達(dá)到節(jié)省硬件資源和終端功耗,以及減少譯碼時延的目的。
文檔編號H04L1/00GK102420671SQ20111002513
公開日2012年4月18日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者劉威鑫, 董霄劍 申請人:展訊通信(上海)有限公司
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