CN101771423A - 提高Turbo码解码效率的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的提高Turbo码解码效率的方法，包括：计算平均信噪比；根据平均信噪比查找对应的最大迭代次数；对数据进行迭代解码，并存储软比特结果；每次迭代解码后比较当前存储的软比特结果是否与之前相邻N-1次存储的每一个软比特结果都相同；若到达最大迭代次数前比较结果为相同或者迭代次数达到最大迭代次数，则结束解码过程并输出硬比特结果；否则，丢弃N-1次存储的软比特结果中对应迭代次数最早的软比特结果，进行下一轮迭代解码。同时还提出一种提高Turbo码解码效率的装置。本发明通过动态判断解码过程是否结束，来降低解码所需时间，进一步提高Turbo码解码效率。

Description

提高Turbo码解码效率的方法及装置

技术领域

本发明涉及TD-SCDMA移动通信技术通信技术领域，具体提出一种提高Turbo码解码效率的方法，还提出一种提高Turbo码解码效率的装置。

背景技术

TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code-Division Multiple Access，简称TD-SCDMA)移动通信技术是第三代移动通信系统中的三大国际标准之一。在TD-SCDMA系统中，交互式数据和后台数据采用Turbo码编码方式，目前Turbo码解码普遍采用固定迭代次数的最大后验概率方式解码。由于采用固定迭代次数，必须兼容所有信道条件情况，解码所需的时间都是固定的，因此在某些信道条件较好的情况下，会产生迭代冗余，浪费处理时间，影响解码效率。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种提高Turbo码解码效率的方法以及一种提高Turbo码解码效率的装置，提高TD-SCDMA通信系统中Turbo码的解码效率。

本发明提出的提高Turbo码解码效率的方法，包括：

步骤S1，计算本次需进行迭代解码的数据的平均信噪比；

步骤S2，根据所述平均信噪比，在最大迭代次数表内查找对应的最大迭代次数；

步骤S3，对所述数据进行迭代解码，并对迭代解码后输出的对应迭代次数的软比特结果进行存储；

步骤S4，每次迭代解码后则比较当前存储的软比特结果是否与之前相邻N-1次存储的每一个软比特结果都相同；若在到达最大迭代次数前比较结果为相同或者迭代次数达到所述最大迭代次数，则执行步骤S5；否则，丢弃所述N-1次存储的软比特结果中对应迭代次数最早的软比特结果，然后执行步骤S3；其中，N为预设的在所述最大迭代次数以下的比较次数；

步骤S5，结束解码过程并输出硬比特结果。

本发明还同时提出一种提高Turbo码解码效率的装置，包括信噪比计算模块、最大迭代次数表模块、Turbo码解码效率和软比特结果比较模块；

其中，信噪比计算模块，用于计算平均信噪比；

最大迭代次数表模块，用于存储最大迭代次数表，所述最大迭代次数表包含与平均信噪比相对应的最大迭代次数；

Turbo码解码模块，用于对数据进行迭代解码，并对迭代解码后输出的软比特结果进行存储；

软比特结果比较模块，用于软比特结果的比较；

所述信噪比计算模块计算本次需要进行迭代解码的数据的平均信噪比，并将计算结果发送至所述最大迭代次数表模块；

所述最大迭代次数表模块根据所述平均信噪比，查找对应的最大迭代次数，并将查找结果发送至所述Turbo码解码模块；

所述Turbo码解码模块对所述数据进行迭代解码，并对迭代解码后输出的对应迭代次数的软比特结果进行存储，然后将所述软比特结果发送至所述软比特结果比较模块；

所述软比特结果比较模块预设在所述最大迭代次数以下的比较次数N，在每次迭代解码后比较当前存储的软比特结果是否与之前相邻N-1次存储的每一个软比特结果都相同，并将比较结果发送至所述Turbo码解码模块；所述Turbo码解码模块根据比较结果执行以下操作：若在到达最大迭代次数前比较结果为相同或者迭代次数达到所述最大迭代次数，则所述Turbo码解码模块结束解码过程并输出硬比特结果；否则，所述Turbo码解码模块丢弃所述N-1次存储的软比特结果中对应迭代次数最早的软比特结果，进行下一次迭代解码。

由于信道条件较好的情况下，Turbo码解码所需要的迭代次数比在信道条件较差的情况下要少，本发明在每次迭代解码后比较当前存储的软比特结果是否与之前相邻N-1次存储的每一个软比特结果都相同，如果比较结果为相同，并且当前迭代次数未达到最大迭代次数，则可以认为解码过程已经结束，这样可以动态判断解码过程是否可以在到达最大迭代次数前结束，以此降低解码所需时间，提高Turbo码解码效率。

附图说明

图1为提高Turbo码解码效率的方法流程图；

图2为提高Turbo码解码效率的装置示意图。

具体实施方式

本发明提出了一种提高Turbo码解码效率的方法和装置，下面通过实施例来进行描述发明实施过程。

实施例1：

本实施例提出一种提高Turbo码解码效率的方法，如图1所述，下面描述该方法的具体内容：

步骤S1，计算本次需进行迭代解码的数据的平均信噪比。平均信噪比是通过midamble训练序列计算出来的，计算过程按照以下公式进行：

$E_b/N_o=\frac{\underset{i=0}{\overset{F-1}{\mathrm{\Σ}}}{(E_b/N_o)}_i}{F}$

式中，

其中tti为传输信道的传输时间间隔，F取值为2、4、8或16。(E_b/N_o)_i为传输时间间隔tti内第i子帧的信噪比：

${(E_b/N_o)}_i=\frac{E{\left\{{\left|r\left(n\right)\right|}^2\right\}}_i}{E{\left\{r^2\left(n\right)\right\}}_i-E{\left\{{\left|r\left(n\right)\right|}^2\right\}}_i}+\mathrm{sf}\left(\mathrm{dB}\right)+k\left(\mathrm{dB}\right)$

在(E_b/N_o)_i的表达式中，i为传输时间间隔内的子帧号；r(n)为接收到的midamble中导信号；sf为码道的扩频因子，取对数；k为Turbo码的编码增益，取对数。

步骤S2，根据平均信噪比，在最大迭代次数表内查找对应的最大迭代次数。通过仿真可以建立一个最大迭代次数表，由于建立的过程为公知技术，在此不做过多描述。在最大迭代次数表中，包含与平均信噪比相对应的最大迭代次数，根据得到的平均信噪比，经过查找即可获得最大迭代次数。一般情况下，该最大迭代次数可以为1～15中的任意一个值。

步骤S3，对数据进行迭代解码，并对迭代解码后输出的对应迭代次数的软比特结果进行存储。进行完上述步骤S1和S2后，即可初始化进行迭代解码过程。每一次迭代解码后获得的软比特结果都被存储，这个软比特结果与当前的迭代次数相对应。本发明提出的技术方案中，并未对迭代解码过程做任何限制，所以该过程可以参考现有TD-SCDMA通信系统中迭代解码过程进行。

步骤S4，每次迭代解码后则比较当前存储的软比特结果是否与之前相邻N-1次存储的每一个软比特结果都相同。N为预设的比较次数，N的数值在最大迭代次数以内。若在到达最大迭代次数前比较结果为相同或者迭代次数达到所述最大迭代次数，则执行步骤S5；否则，丢弃N-1次存储的软比特结果中对应迭代次数最早的软比特结果，然后执行步骤S3。

步骤S4的目的在于对迭代解码后的软比特结果进行比较，选择的比较对象是本次迭代解码之前相邻N-1次迭代解码后存储的软比特结果，比较的具体过程是比较本次的软比特结果是否与之前N-1次的每一个软比特结果都相同。在步骤S2中，若最大迭代次数为1次，则相应的比较次数也仅为1次；此时本次迭代解码的比较对象即为自身，比较结果为相同，可以执行步骤S5。

对上述比较过程在此举例说明，例如，根据平均信噪比查找的最大迭代次数为6次，则可以预设比较次数为4次，即N的数值为4，N-1的数值为3。在本次迭代解码后将本次迭代解码的软比特结果进行存储，然后将该软比特结果与前3次迭代解码后的软比特结果进行比较，比较本次的软比特结果和该相邻3次存储的每一个软比特结果是否都相同，若经过比较结果为全部相同的情况，并且当前的迭代次数还未达到最大迭代次数，则执行步骤S5，即结束解码过程并输出硬比特结果；若经过比较，本次的软比特结果与3次当中任意一次存储的软比特结果不相同，则丢弃前3次迭代解码后存储的软比特结果中对应迭代次数最早的软比特结果，然后继续返回步骤S3，对数据进行迭代解码；而本次存储的软比特结果将与相邻2次存储的软比特结果一起，作为下一次迭代解码后存储的软比特结果的比较对象。在迭代解码过程中，如果当前迭代次数已经到达最大迭代次数，则结束解码过程并输出硬比特结果。

步骤S5，结束解码过程并输出硬比特结果。在到达最大迭代次数前比较结果为相同或者迭代次数达到所述最大迭代次数，这样两种情况下，都执行步骤S5。

本实施例通过动态判断解码过程是否可以在到达最大迭代次数前结束，以此降低解码所需时间，提高Turbo码解码效率。

作为上述实施例的进一步改进，可以在步骤S4中预设在最大迭代次数以内的比较次数N为2次或者3次。由于一般迭代解码的最大迭代次数较大，此时选择与相邻1次存储的软比特结果或者相邻2次存储的每一个软比特结果进行比较，不仅可以减少数据量，而且软比特结果比较的操作时间更短，能够进一步提高Turbo码解码效率。

实施例2：

本发明还提出一种提高Turbo码解码效率的装置，如图2所示，包括：信噪比计算模块、最大迭代次数表模块、Turbo码解码模块和软比特结果比较模块。

其中，信噪比计算模块，用于计算平均信噪比。

最大迭代次数表模块，用于存储最大迭代次数表。这个最大迭代次数表包含与平均信噪比相对应的最大迭代次数。该最大迭代次数表是通过公知的仿真过程建立，建立过程不在本实施例中赘述。

Turbo码解码模块，用于对数据进行迭代解码，并对迭代解码后输出的软比特结果进行存储。

软比特结果比较模块，用于软比特结果的比较。

信噪比计算模块计算本次需要进行迭代解码的数据的平均信噪比，并将计算结果发送至所述最大迭代次数表模块。具体计算过程可以参考实施例1的对应描述进行。

最大迭代次数表模块根据平均信噪比，在存储的最大迭代次数表中查找对应的最大迭代次数，并将查找结果发送至Turbo码解码模块。

Turbo码解码模块在最大迭代次数内对数据进行迭代解码，并对迭代解码后输出的对应迭代次数的软比特结果进行存储，然后将软比特结果发送至软比特结果比较模块。

软比特结果比较模块预设在最大迭代次数以下的比较次数N，在每次迭代解码后比较当前存储的软比特结果是否与之前相邻N-1次存储的每一个软比特结果都相同，并将比较结果发送至Turbo码解码模块。

Turbo码解码模块根据比较结果执行以下操作：若在到达最大迭代次数前比较结果为相同或者迭代次数达到所述最大迭代次数，则Turbo码解码模块结束解码过程并输出硬比特结果；否则，Turbo码解码模块丢弃N-1次存储的软比特结果中对应迭代次数最早的软比特结果，进行下一次迭代解码。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种提高Turbo码解码效率的方法，其特征在于，包括：

步骤S计算本次需进行迭代解码的数据的平均信噪比；

步骤S2，根据所述平均信噪比，在最大迭代次数表内查找对应的最大迭代次数；

步骤S3，对所述数据进行迭代解码，并对迭代解码后输出的对应迭代次数的软比特结果进行存储；

步骤S4，每次迭代解码后则比较当前存储的软比特结果是否与之前相邻N-1次存储的每一个软比特结果都相同；若在到达最大迭代次数前比较结果为相同或者迭代次数达到所述最大迭代次数，则执行步骤S5；否则，丢弃所述N-1次存储的软比特结果中对应迭代次数最早的软比特结果，然后执行步骤S3；其中，N为预设的在所述最大迭代次数以下的比较次数；步骤S5，结束解码过程并输出硬比特结果。

2.根据权利要求1所述的提高Turbo码解码效率的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，预设在所述最大迭代次数以下的比较次数N为2次或3次。

3.一种提高Turbo码解码效率的装置，其特征在于，包括：

信噪比计算模块，用于计算平均信噪比；

最大迭代次数表模块，用于存储最大迭代次数表，所述最大迭代次数表包含与平均信噪比相对应的最大迭代次数；

Turbo码解码模块，用于对数据进行迭代解码，并对迭代解码后输出的软比特结果进行存储；

软比特结果比较模块，用于软比特结果的比较；

所述信噪比计算模块计算本次需要进行迭代解码的数据的平均信噪比，并将计算结果发送至所述最大迭代次数表模块；

所述最大迭代次数表模块根据所述平均信噪比，查找对应的最大迭代次数，并将查找结果发送至所述Turbo码解码模块；

所述Turbo码解码模块对所述数据进行迭代解码，并对迭代解码后输出的对应迭代次数的软比特结果进行存储，然后将所述软比特结果发送至所述软比特结果比较模块；

所述软比特结果比较模块预设在所述最大迭代次数以下的比较次数N，在每次迭代解码后比较当前存储的软比特结果是否与之前相邻N-1次存储的每一个软比特结果都相同，并将比较结果发送至所述Turbo码解码模块；所述Turbo码解码模块根据比较结果执行以下操作：若在到达最大迭代次数前比较结果为相同或者迭代次数达到所述最大迭代次数，则所述Turbo码解码模块结束解码过程并输出硬比特结果；否则，所述Turbo码解码模块丢弃所述N-1次存储的软比特结果中对应迭代次数最早的软比特结果，进行下一次迭代解码。

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