CN101848002B - Rs级联网格调制码的迭代译码装置及其译码方法 - Google Patents

Abstract

一种无线通信技术领域的RS级联网格调制码的迭代译码装置及其译码方法，装置包括：量化单元、乒乓软值读写缓存单元、软输入Viterbi译码器、状态记录单元、解交织器、RS译码器、译码状态处理单元、交织器和软值修改单元，其中：乒乓软值读写缓存单元包括乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元，接收量化单元送来的符号软值，并将符号软值进行Viterbi译码，译码后进行解交织、RS译码；当部分译码错误时，将译码信息和标识信息经过交织反馈到软值修改单元，再根据对应符号软值的大小来修改软值，进入下一次迭代，直至译码正确。本发明硬件资源消耗少，方法复杂度低，迭代增益高，更适合硬件的实现。

Description

RS级联网格调制码的迭代译码装置及其译码方法

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信技术领域的装置及其方法，具体是一种RS(Reed Solomn，里德-所罗门码)级联网格调制码的迭代译码装置及其译码方法。

背景技术

信道编解码技术使通信系统更加可靠，合适的选取信道编码技术可以使得系统性能逼近香浓极限，LDPC码(低密度奇偶校验码)和Turbo码都是比较经典的信道编码技术，而级联码技术更是得到了广泛的应用，比如时候并行级联码、乘积码、Turbo级联网格调制码等，另外RS级联网格调制码的技术在现今通信系统中也得到了比较广泛的应用，例如美国地面数字电视ATSC标准中就采用了对信息序列先RS编码，再交织，后实施网格调制编码的级联方法。

网格调制编码技术将编码和调制方式结合在一起，优点是无需展宽带宽即可获得编码增益，而RS码则是一种对抗突发错误比较有效的编码方法，RS码主要基于符号段，每个段包含若干个符号，每个符号可能由几个比特组成，一般来说对于一个(n，k)码，可以纠正小于等于

个符号错误。针对RS级联网格调制码的译码方法，目前实际用到的是针对网格调制码的Viterbi(维特比)译码方法和针对RS码的Berlekamp译码方法，但这种单向无反馈的译码方法虽然实现简单，但是其性能距离香农限还有很大一段距离。

经对现有文献检索发现，Aitsab，O.和Pyndiah，R.在1997年《IEEE GlobalTelecommunications Conference(电气和电子工程协会全球远程电信会议)》上发表了题为“Performance of concatenated reed-solomon/convolutional codes with iterativedecoding(RS码级联卷积码在迭代译码下的性能)”的文章，该文提出了基于Viterbi软判决和RS软判决的迭代译码方法，该方法通过RS译码后的软信息反馈到Viterbi译码输入端，可以提升一定的译码性能，但是RS软判译码的复杂度与最小汉明距离呈指数关系，该文也指出了，对于码长较长的RS码，硬件实现成本太大，不被采用。

经检索又发现，Hasib Vekkiradim Akejsabdar Javeie等人在2010年《IEEE Transactionson Information theory(电气和电子工程协会信息论事务)》上发表了题为“Low-ComplexitySoft-Decoding Algorithms for Reed-Solomon Codes-Part II：Soft-Input Soft-OutputIterative Decoding(针对RS码的低复杂软判决译码-第二部分：软输入软输出迭代译码)”的文章，该文提出了一种所谓低复杂度的RS迭代软判决译码，但是事实上是比传统的软输入软输出译码复杂度要低一个等级，而与比较一般的硬盘RS译码，还是存在非常高的复杂度的，所以该技术并不适用。

经检索还发现，Young Ho Oh等人在2008年《International Conference on ConsumerElectronics(消费者电子国际会议)》上发表了题为“A recursive Trellis Decoder toApproach the Shannon Capacity in ATSC DTV Receivers(ATSC数字电视接收机系统中一种接近香农限的译码器)”的文章，该文提供了一种迭代译码装置，包括：若干延迟缓存器、若干RS译码器、若干交织器、若干解交织器和若干Viterbi译码器，该装置基于流水线的技术，通过重复的使用译码硬件资源来实现的，但是该技术需要大量的硬件开销，且不灵活。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种RS级联网格调制码的迭代译码装置及其译码方法。本发明针对现有迭代译码器基于流水线结构导致的硬件开销过大且不灵活的问题，提出了一种基于乒乓软值读写缓存单元的迭代译码装置，有效地利用了硬件资源；同时在保证译码性能的前提下，提出了一种复杂度较低的，适于硬件实现的的迭代译码方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及的RS级联网格调制码的迭代译码装置，包括：量化单元、乒乓软值读写缓存单元、软输入Viterbi译码器、状态记录单元、解交织器、RS译码器、译码状态处理单元、交织器和软值修改单元，其中：量化单元与信道输出端相连传输符号幅值序列，乒乓软值读写缓存单元与量化单元相连传输符号软值序列，乒乓软值读写缓存单元与状态记录单元相连传输读使能信号，乒乓软值读写缓存单元的与软输入Viterbi译码器的输入端相连传输符号软值序列，乒乓软值读写单元与软值修改单元相连传输符号软值序列，状态记录单元与软输入Viterbi译码器相连传输状态信息，软输入Viterbi译码器的输出端与解交织器的输入端相连传输译码后比特流信息，解交织器的输出端与RS译码器的输入端相连传输解交织后的RS符号块信息，RS译码器的输出端分别与译码状态处理单元的输入端和交织器的输入端相连传输RS正误标识位序列和RS译码信息段序列，译码状态处理单元的一个输出端与状态记录单元相连传输写使能信息，译码状态处理单元的另一个输出端与交织器的另一个输入端相连传输使能信息，译码状态处理单元的第三个输出端输出RS译码信息段序列，交织器的输出端与软值修改单元的输入端相连传输交织后的RS信息符号序列的RS正误标识符号序列，软值修改单元与乒乓软值读写缓存单元相连传输符号软值序列。

所述的乒乓软值读写缓存单元包括：乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元，其中：量化单元分别与乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元相连传输符号软值序列，乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元分别与软输入Viterbi译码器相连传输符号软值序列，乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元分别与状态记录单元相连传输能信号，乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元还分别与软值修改单元相连传输符号软值序列。

所述的状态记录单元包括若干使能寄存器，其中：每个使能寄存器的读使能端口都与乒乓软值读写缓存单元的输出端相连传输读使能信号，每个使能寄存器的写使能端都与译码状态处理单元的输出端相连传输写使能信号，每个使能寄存器的数据端口都与软输入Viterbi译码器相连传输状态信息。

所述的译码状态处理单元包括：判断标识信息子单元、统计迭代次数子单元和输出子单元，其中：RS译码器与判断标识信息子单元相连传输RS正误标识位序列，RS译码器与输出子单元相连传输RS译码信息段序列，判断标识信息子单元与统计迭代次数子单元相连接传输更新信息，统计迭代次数子单元分别与状态记录单元和输出子单元相连传输写使能信号，统计迭代次数子单元还与交织器相连传输使能信息，输出子单元输出RS信息段序列作为最终输出结果。

所述的软值修改单元包括：重组符号子单元和修正符号软值子单元，其中：重组符号子单元与交织器相连传输交织后的RS信息符号序列的RS正误标识符号序列，重组符号子单元与修正符号软值子单元相连传输重组后的TCM信息符号序列和TCM正误标识符号序列，修正符号软值子单元与乒乓软值读写缓存单元相连传输符号软值序列。

所述的交织器的交织间隔大于或者等于RS码字的长度。

所述的解交织器的交织间隔大于或者等于RS码字的长度。

本发明涉及的上述RS级联网格调制码的迭代译码装置的译码方法，包括以下步骤：

步骤一，将接收到的信息符号幅值序列进行量化，得到符号软值序列，并将符号软值写入乒室软值读写缓存子单元，当写满乒室软值读写缓存子单元时，执行步骤二，将新的符号软值写入乓室软值读写子单元，当乓室软值读写缓存子单元也写满符号软值时，执行步骤二，此时将新的符号软值写入乒室软值读写缓存子单元，如此反复。

步骤二，对乒室软值读写缓存子单元或者是乓室软值读写缓存子单元中的符号软值进行Viterbi译码，得到信息比特序列。

所述的Viterbi译码，是：软输入、硬输出(Soft In Hard Out，SIHO)Viterbi译码方法，其输入为软值符号，输出为比特序列。

步骤三，将信息比特序列重组成若干RS符号块，并进行深度为RS符号段长度的解交织处理，得到解交织后的RS符号块序列。

所述的RS符号段包括n个RS符号块。

所述的RS符号块的长度为p比特。

所述的解交织处理是块解交织方法，或者是卷积解交织方法。

步骤四，将解交织后的RS符号块序列组成若干RS符号段，对各个RS段进行RS译码，得到译码后的RS信息段序列和对应各RS信息段的RS正误标识位序列。

所述的RS译码，是通过Berlekamp方法和Chien搜索方法实现的，对于RS(n，k)码，其纠错能力范围为：

所述的RS正误标识位是1的序列或者0的序列，其中：1的序列表示正确的RS段，0的序列表示错误的RS段。

步骤五，当每个RS段都正确时，则译码正确，输出RS译码后的信息序列，返回步骤一；

当每个RS段都错误时，则译码失败，返回步骤一；

当部分RS段正确，部分RS段错误时，执行步骤六；

步骤六，将RS译码后的信息段序列和每个RS段的正误标识信息分别重组成基于RS符号长度的信息符号块序列和正误标识符号块序列，并进行深度为RS段长度的交织处理，得到交织后的RS信息符号块序列和RS标识符号块序列。

步骤七，将交织后的RS信息符号块序列和RS标识符号块序列分别重组成基于r比特长度的TCM(网格调制码)信息符号序列和基于r比特长度的TCM正误标识符号序列，对乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元进行更新软值处理，得到新的符号软值，返回步骤二，直至重复步骤六和步骤七m次且译码正确时，输出RS译码后的信息序列，m≤N，N是更新迭代阈值。

所述的r是：r＝t/(1-t)，其中：t是网格调制码的码率。

所述的更新软值处理，是：

1)当TCM信息符号正确时，确定该TCM信息符号的范围是{a，b}，其中：a＜b，

1.1)当乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元中对应的符号软值s大于b时，将s修改为b；

1.2)当乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元中对应的符号软值s小于a时，将s修改为a；

1.3)当乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元中对应的符号软值s大于a且小于b时，不作修改；

2)当TCM信息符号错误时，不作修改；

如此反复，直至完成乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元中所有符号软值的修改。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用乒乓存储结构循环迭代，与现有迭代译码所采用的流水线延迟结构相比，大大节省了硬件资源。

2、本发明中用到的软值修改方法为用正确的未编码的k比特信息序列去确定一个符号(k+1比特)所对应软值映射范围，巧妙的利用到了网格调制码的特点，对网格调制码具有普适性，较现有的生存路径选择法来说，译码增益高，且复杂度低很多。

3、本发明中所使用的RS译码器是基于Berlekamp方法和chien搜索，相比于现有技术中普遍涉及到软输入软输出的RS译码方法，更适合硬件的实现。

附图说明

图1是本发明的装置组成示意图；

图2是实施例在不同迭代次数下的误码率性能曲线图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进一步描述：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，本实施例涉及的RS级联网格调制码的迭代译码装置，包括：量化单元、乒乓软值读写缓存单元、软输入Viterbi译码器、状态记录单元、解交织器、RS译码器、译码状态处理单元、交织器和软值修改单元，其中：量化单元与信道输出端相连传输符号幅值序列，乒乓软值读写缓存单元与量化单元相连传输符号软值序列，乒乓软值读写缓存单元与状态记录单元相连传输读使能信号，乒乓软值读写缓存单元的与软输入Viterbi译码器的输入端相连传输符号软值序列，乒乓软值读写单元与软值修改单元相连传输符号软值序列，状态记录单元与软输入Viterbi译码器相连传输状态信息，软输入Viterbi译码器的输出端与解交织器的输入端相连传输译码后比特流信息，解交织器的输出端与RS译码器的输入端相连传输解交织后的RS符号块信息，RS译码器的输出端分别与译码状态处理单元的输入端和交织器的输入端相连传输RS正误标识位序列和RS译码信息段序列，译码状态处理单元的一个输出端与状态记录单元相连传输写使能信息，译码状态处理单元的另一个输出端与交织器的另一个输入端相连传输使能信息，译码状态处理单元的第三个输出端输出RS译码信息段序列，交织器的输出端与软值修改单元的输入端相连传输交织后的RS信息符号序列的RS正误标识符号序列，软值修改单元与乒乓软值读写缓存单元相连传输符号软值序列。

所述的量化单元传输符号幅值序列A＝{a₁，a₂，...，a_i，...}，量化单元对每个符号幅值a_i采用q比特量化(其中第一比特是正负符号位，0表示正，1表示负，q₁个比特表示整数部分，q₂个比特表示小数部分，满足q＝1+q₁+q₂)，量化的精度为

量化范围为

对A＝{a₁，a₂，...，a_i，...}量化后产生软值序列S＝{s₁，s₂，...，s_i，...}，量化单元的输出端与乒乓软值读写缓存单元的输入端相连传输软值序列S＝{s₁，s₂，...，s_i，...}。

所述的乒乓软值读写缓存单元包括：乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元，其中：乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元的输入端均与量化单元相连接，接收符号软值序列S＝{s₁，s₂，...，s_i，...}，接收到的符号软值序列先存入乒室软值读写缓存子单元，当存满后，则存入乓室软值读写缓存子单元，如此循环；乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元还都与软值修改单元相连传输软值序列，乒室软值读写缓存子单元(或乓室软值读写缓存子单元)中的软值序列送入软值修改单元进行软值，修改完毕后，写回乒室(或者乓室)读写缓存子单元中，更新软值序列；乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元的输出端都与软输入Viterbi译码器的输入端相连传输软值序列，乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元的另一个输出端都与状态记录单元的输入端相连传输读使能信号，当乒室软值读写缓存子单元(或乓室软值读写缓存子单元)中的软值存满或者更新完成时，则触发一个读使能‘10’信号到状态记录单元，同时将乒室软值读写缓存子单元(或乓室软值读写缓存子单元)中的软值序列输入Viterbi译码器。

所述的状态记录单元包括若干使能寄存器，其中：使能寄存器的个数R_num与具体所采用的viterbi译码器(或者网格调制码)的状态数State_num有关，满足：R_num＝log₂(State_num)的关系；每个使能寄存器相互独立，每个使能寄存器均包括三个端口，其中：读使能端口和写使能端口为输入端，数据端口为双向端口，各个使能寄存器的读使能端口与乒乓软值读写缓存单元的一个输出端相连接收读使能信号‘10’，各个使能寄存器的数据端口均与软输入Viterbi译码器相连传输状态信息，各个使能寄存器的写使能端口均与译码状态处理单元的一个输出端相连传送写使能信号‘01’；当收到读使能信号时，通过数据端口读出状态记录单元中的状态信息到软输入Viterbi译码器中，更新当前Viterbi译码状态。当收到写使能信号时，将Viterbi译码器中的状态写入状态记录单元中。

所述的译码状态处理单元包括：判断标识信息子单元、统计迭代次数子单元和输出子单元，其中：RS译码器与判断标识信息子单元相连传输RS正误标识位序列，RS译码器与输出子单元相连传输RS译码信息段序列，判断标识信息子单元与统计迭代次数子单元相连接传输更新信息，统计迭代次数子单元分别与状态记录单元和输出子单元相连传输写使能信号，统计迭代次数子单元还与交织器相连传输使能信息，输出子单元输出RS信息段序列作为最终输出结果。判断标识信息子单元通过分析RS正误标识位序列得出各个RS信息段是否正确译码，当所有段正确译码或者所有段错误译码则产生‘a’更新信息，否则产生‘b’更新信息；当更新信息为‘a’时，则统计迭代次数子单元的统计次数归零，并触发‘01’的使能信号，当更新信息为‘b’时，则统计次数加1，加1后不超过最大迭代次数N，则触发使能信号‘10’，加1后大于最大迭代次数N，则触发使能信号‘01’；当输出子单元收到使能信号‘01’时，则输出译码信息序列作为最终输出结果。

所述的软值修改单元包括：重组符号子单元和修正符号软值子单元，其中：交织器与重组符号子单元相连传输交织后的RS符号序列和RS正误标识符号序列，重组符号子单元将RS信息符号序列和正误标识符号序列重组为基于网格调制码符号长度的TCM(网格调制码)信息符号序列和TCM正误标识符号序列，其中网格调制码符号长度为r比特(r＝t/(1-t)，其中：t是网格调制码的码率)；重组符号子单元与修正符号软值子单元相连传输重组后的TCM信息符号序列和TCM正误标识符号序列；修正符号软值子单元与乒室(或乓室)软值读写缓存子单元相连传输符号软值序列，修正符号软值子单元根据TCM符号序列、TCM正误标识符号序列和乒室软值读写缓存子单元(或者是乓室软值读写缓存子单元)中对应的符号软值序列，对软值序列进行修正，修正完毕后写回乒室软值读写缓存子单元(或者是乓室软值读写缓存子单元)中。

所述的软输入Viterbi译码器接收乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元送来的软值信息S＝{s₁，s₂，...，s_i，...}，并对其进行译码，输出比特信息流B＝{{b₁₁，...，b_1r}，{b₂₁，...，b_2r}，...，{b_i1，...，b_ir}，...}(其中b_ij∈{0，1})到解交织器，其中对于码率为r/r+1的网格调制码，一个符号s_i译码后对应r个比特{b_i1，...，b_ir}。

所述的解交织器接收软输入Viterbi译码器的比特流信息B，并对比特流B进行基于RS符号块(定义在GF(2^p)上的一个RS(n，k)码字由n个RS符号块组成，每个R S符号块由p个比特组成，满足p＝σr，σ∈{1，2，3，...})的解交织，解交织的间隔Gap大于等于RS码字的长度(即：对于定义在GF(2^p)上的RS(n，k)满足Gap≥(p×n)bit)，解交织器的输出端与RS译码器相连传输解交织后的RS符号块序列。

所述的RS译码器接收解交织器传送来的RS符号块序列，将其重组成RS段(即完整的RS码字，一个RS(n，k)码字由n个RS符号块组成)序列，并基于Berlekamp方法和Chien搜索对各个RS段进行译码，得到译码后的RS信息段序列和对应各RS段的RS正误标识位序列(RS正误标识位序列指示当前段是否正确译码，‘1’指示正确，‘0’指示错误)；RS译码器的输出端分别与译码状态处理单元和交织器相连传输译码后的RS信息段序列和RS正误标识位序列。

所述的交织器接收RS译码器送来的RS信息段序列和RS正误标识位序列，同时交织器还接收译码状态处理单元送来的使能信号。当接收到使能信号为‘10’时，交织器对RS信息序列和RS正误标识位序列首先进行基于RS符号块的并行交织(即两个并行的交织器分别对RS信息序列和RS正误标识位序列同时进行交织)，交织间隔Gap同解交织器一样；交织器的输出端与软值修改单元相连传输交织后的RS信息符号序列和RS正误标识符号序列。

本实施例涉及的上述RS级联网格调制码的迭代译码装置的译码方法，包括以下步骤：

步骤一，对信道输出的信息符号幅值A＝{a₁，a₂，...，a_i，...}进行q比特量化(其中第一比特是正负符号位，0表示正，1表示负，q₁个比特表示整数部分，q₂个比特表示小数部分，满足q＝1+q₁+q₂)，得到符号软值S＝{s₁，s₂，...，S_i，...}，则对于每个s_i量化的精度为

量化范围为

并将符号软值S＝{s₁，s₂，...，S_i，...}写入乒室软值读写缓存子单元，当写满乒室软值读写缓存子单元时，对乓室软值读写缓存子单元中的符号软值进行后面步骤的操作，且将新的符号软值写入乓室软值读写子单元，当乓室软值读写缓存子单元也写满符号软值时，也对乓室软值读写缓存子单元中的符号软值进行后面步骤的操作，且将新的符号软值写入乒室软值读写缓存子单元，如此反复。

步骤二，将乒室软值读写缓存子单元或乓室软值读写缓存子单元中的软值S＝{s₁，s₂，...，s_end}进行Viterbi译码，得到信息比特序列B＝{{b_1，1，...，b_1，r}，{b_2，1，...，b_2，r}，...，{b_end，1，...，b_end，r}}，b_i，j∈{0，1}，其中：end代表了乒(乓)室软值缓存子单元的地址长度、容量(即能存end个软值)；r＝t/(1-t)，t代表网格调制码的码率。

所述的Viterbi译码，具体指：软输入、硬输出(Soft In Hard Out，SIHO)Viterbi译码方法，即输入为软值符号s_i，输出为比特序列{b_i，1，...，b_i，r}。

步骤三，将信息比特序列B＝{{b_1，1，...，b_1，r}，{b_2，1，...，b_2，r}，...，{b_end，1，...，b_end，r}}重组成RS符号块序列，其中每个RS符号块为RS_block＝{{b_1，1，...，b_1，r}，...，{b_σ，1，...，b_σ，r}}，且满足

为整数，并对RS符号块序列进行深度为RS符号段长度(即n)的解交织处理，得到解交织后的RS符号块序列RS_block_seq＝{...，RS_block_i，RS_block_j，...}。

所述的RS符号段的长度为：定义在GF(2^p)上的一个RS(n，k)符号段即为一个RS(n，k)码字，由n个RS符号块组成。

所述的RS符号块的长度为p比特，且满足p＝r×σ。

所述的解交织处理是块解交织方法，或者是卷积解交织方法。

步骤四，将解交织后的RS符号块序列RS_block_seq＝{...，RS_block_i，RS_block_i，...}组成若干RS符号段，每个RS符号段表示为

对各个RS(n，k)段进行RS译码，得到RS译码后的信息段序列{RS_seg_inf₁，...，RS_seg_inf_i，...}和每个RS段的正误标识信息序列{seg_flag₁，...，seg_flag_i，...}；其中每个RS信息段表示为而针对每个RS信息段的正误标识信息表示为

其中f∈{0，1}。

所述的RS译码是基于Berlekamp方法和Chien搜索方法，对于RS(n，k)码，其纠错能力范围为

个RS符号块RS_block_i。

所述的正误标识信息中f∈{0，1}，其中：

表示正确的RS信息段，

表示错误的RS信息段。

步骤五，当{seg_flag₁，...，seg_flag_i，...}中每个seg_flag_i都为时，则指示所有的RS信息段都正确，即译码正确，此时输出RS译码后的信息段序列，返回步骤一；

当{seg_flag₁，...，seg_flag_i，...}中每个seg_flag_i都为

时，则指示每个RS信息段都存在错误，则译码失败，返回步骤一；

当{seg_flag₁，...，seg_flag_i，...}中，部分seg_flag_i为

部分seg_flag_i为

时，即指示部分RS段正确，部分RS段错误，执行步骤六。

步骤六，将RS译码后的信息序列和每个RS段的正误标识信息分别重组成基于RS符号长度的信息符号块序列和标识符号块序列，并进行深度为RS段长度的交织处理，得到交织后的信息符号块序列和标识符号块序列。

本实施例中交织处理的参数与步骤三中解交织处理的参数相同。

步骤七，将交织后的信息符号块序列和标识符号块序列分别重组成基于r比特长度的TCM信息符号流和基于r比特长度的TCM正误标识符号流，其中：每个TCM符号表示为{b_i，1，b_i，2，...，b_i，r}，b_i，j∈{0，1}，每个TCM正误标示符号表示为

或者

根据TCM信息符号流和TCM正误标识符号流对乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元进行更新软值处理，得到新的符号软值，返回步骤二，直至重复步骤六和步骤七m次后，译码正确，输出RS译码后的信息序列。

所述的r是：r＝t/(1-t)，其中：t是网格调制码的码率。

所述的m小于或者等于更新迭代阈值N。

所述的更新软值处理，具体为：

1)当前TCM正误标识符号为

时，即指示当前TCM信息符号{b_i，1，b_i，2，...，b_i，r}为正确译码时，则根据{b_i，1，b_i，2，...，b_i，r}所对应的乒(乓)室软值读写缓存子单元中的符号软值s_i的值域范围，去修改s_i的大小；具体过程为，正确译码的TCM信息符号{b_i，1，b_i，2，...，b_i，r}对应着星座点上两个确定的幅值点{a，b}，再判断乒室软值读写缓存子单元(或者乓室软值读写缓存子单元)中对应的符号软值大小s_i，当s_i＞max{a，b}时，则将软值符号s_i修改为max{a，b}，当s_i＜min{a，b}时，则将符号软值s修改为min{a，b}，当min{a，b}＜s_i＜max{a，b}时，则不修改；

2)当TCM正误标识信息为

时，即指示信息符号{b_i，1，b_i，2，...，b_i，r}为错误译码时，则不修改对应的s_i；

如此反复，直至完成乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元中所有符号软值的修改。

当采用本实施例技术对ATSC(美国国家数字电视标准)系统中定义的RS(207，107)级联2/3码率、8VSB网格调制码进行译码时，在不同的迭代次数下得到的SNR(信噪比)和BER(误码率)的关系示意图如图2所示。

ATSC中的RS(207，187)码定义在GF(2⁸)域，即RS(207，187)每个符号的长度为8比特；而网格调制编码的码率则为2/3，即t＝2/3，r＝2；网格调制码采用8VSB的星座映射方式，对应的星座点的关系见表1所示。

表1

比特序列	000	001	010	011	100	101	110	111
									对应星座	-7	-5	-3	-1	+1	+3	+5	+7

所述的更新软值处理，具体为：

1)当正误标识位为{0，0}时，则指示对应的信息符号是正确的：

1.1)当信息符号为{00}时，判断对应的乒(乓)室读写缓存子单元中对应的软值s_i的区间，当-7＜s_i＜-5，则不修改；当s_i＜-7，令s_i＝-7；当s_i＞-5，则s_i＝-5；

1.2))当信息符号为{01}时，当-3＜s_i＜-1，则不修改；当s_i＜-3，则s_i＝-3；当s_i＞-1，则s_i＝-1；

1.3)当信息符号为{10}时，当+1＜s_i＜+3，则不修改；当s_i＜+1，则s_i＝+1；当s_i＞+3，则s_i＝+3；

1.4)当信息符号为{11}时，当+5＜s_i＜+7，则不修改；当s_i＜+5，则s_i＝+5；当s_i＞+7，则s_i＝+7；

2)当正误标志位为{11}时，则指示对应的信息符号是错误的，此时不作修改。

由图2可知，随着迭代次数的增加，译码性能得到明显的提升：在3e^-6的误码率下，3次迭代后，其性能比未采用迭代的译码方法提升0.68db。同时随着迭代次数的增加，其译码性能的提升空间越趋减少，基本上3次迭代以后性能几乎提升很少，因此针对ATSC系统中，本实施例选取最大迭代次数为3，作为性能和复杂度的最佳平衡。

Claims (9)

1.一种基于RS级联网格调制码迭代译码装置的译码方法，其特征在于，迭代译码装置包括：量化单元、乒乓软值读写缓存单元、软输入Viterbi译码器、状态记录单元、解交织器、RS译码器、译码状态处理单元、交织器和软值修改单元，其中：量化单元与信道输出端相连传输符号幅值序列，乒乓软值读写缓存单元与量化单元相连传输符号软值序列，乒乓软值读写缓存单元与状态记录单元相连传输读使能信号，乒乓软值读写缓存单元的与软输入Viterbi译码器的输入端相连传输符号软值序列，乒乓软值读写单元与软值修改单元相连传输符号软值序列，状态记录单元与软输入Viterbi译码器相连传输状态信息，软输入Viterbi译码器的输出端与解交织器的输入端相连传输译码后比特流信息，解交织器的输出端与RS译码器的输入端相连传输解交织后的RS符号块信息，RS译码器的输出端分别与译码状态处理单元的输入端和交织器的输入端相连传输RS正误标识位序列和RS译码信息段序列，译码状态处理单元的一个输出端与状态记录单元相连传输写使能信息，译码状态处理单元的另一个输出端与交织器的另一个输入端相连传输使能信息，译码状态处理单元的第三个输出端输出RS译码信息段序列，交织器的输出端与软值修改单元的输入端相连传输交织后的RS信息符号序列的RS正误标识符号序列，软值修改单元与乒乓软值读写缓存单元相连传输符号软值序列；

所述译码方法包括以下步骤：

步骤一，将接收到的信息符号幅值序列进行量化，得到符号软值序列，并将符号软值写入乒室软值读写缓存子单元，当写满乒室软值读写缓存子单元时，执行步骤二，将新的符号软值写入乓室软值读写子单元，当乓室软值读写缓存子单元也写满符号软值时，执行步骤二，此时将新的符号软值写入乒室软值读写缓存子单元，如此反复；

步骤二，对乒室软值读写缓存子单元或者是乓室软值读写缓存子单元中的符号软值进行Viterbi译码，得到信息比特序列；

步骤三，将信息比特序列重组成若干RS符号块，并进行深度为RS符号段长度的解交织处理，得到解交织后的RS符号块序列；

步骤四，将解交织后的RS符号块序列组成若干RS符号段，对各个RS段进行RS译码，得到译码后的RS信息段序列和对应各RS信息段的RS正误标识位序列；

步骤五，当每个RS段都正确时，则译码正确，输出RS译码后的信息序列，返回步骤一；

当每个RS段都错误时，则译码失败，返回步骤一；

当部分RS段正确，部分RS段错误时，执行步骤六；

步骤六，将RS译码后的信息段序列和每个RS段的正误标识信息分别重组成基于RS符号长度的信息符号块序列和正误标识符号块序列，并进行深度为RS段长度的交织处理，得到交织后的RS信息符号块序列和RS标识符号块序列；

步骤七，将交织后的RS信息符号块序列和RS标识符号块序列分别重组成基于r比特长度的TCM信息符号序列和基于r比特长度的TCM正误标识符号序列，对乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元进行更新软值处理，得到新的符号软值，返回步骤二，直至重复步骤六和步骤七m次且译码正确时，输出RS译码后的信息序列，m≤N，N是更新迭代阈值。

2.根据权利要求1所述的译码方法，其特征是，所述的RS译码，是通过Berlekamp方法和Chien搜索方法实现的，对于RS(n，k)码，其纠错能力范围为：

3.根据权利要求1所述的译码方法，其特征是，所述的解交织处理是块解交织方法，或者是卷积解交织方法。

4.根据权利要求1所述的译码方法，其特征是，所述的Viterbi译码，是：软输入、硬输出Viterbi译码方法，其输入为软值符号，输出为比特序列。

5.根据权利要求1所述的译码方法，其特征是，所述的更新软值处理，是：

1)当TCM信息符号正确时，确定该TCM信息符号的范围是{a，b}，其中：a＜b，

1.1)当乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元中对应的符号软值s大于b时，将s修改为b；

1.2)当乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元中对应的符号软值s小于a时，将s修改为a；

1.3)当乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元中对应的符号软值s大于a且小于b时，不作修改；

2)当TCM信息符号错误时，不作修改；

如此反复，直至完成乒室软值读写缓存子单元或者乓室软值读写缓存子单元中所有符号软值的修改。

6.根据权利要求1所述的译码方法，其特征是，所述的迭代译码装置的乒乓软值读写缓存单元包括：乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元，其中：量化单元分别与乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元相连传输符号软值序列，乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元分别与软输入Viterbi译码器相连传输符号软值序列，乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元分别与状态记录单元相连传输能信号，乒室软值读写缓存子单元和乓室软值读写缓存子单元还分别与软值修改单元相连传输符号软值序列。

7.根据权利要求1所述的译码方法，其特征是，所述的迭代译码装置的状态记录单元包括若干使能寄存器，其中：每个使能寄存器的读使能端口都与乒乓软值读写缓存单元的输出端相连传输读使能信号，每个使能寄存器的写使能端都与译码状态处理单元的输出端相连传输写使能信号，每个使能寄存器的数据端口都与软输入Viterbi译码器相连传输状态信息。

8.根据权利要求1所述的译码方法，其特征是，所述的迭代译码装置的译码状态处理单元包括：判断标识信息子单元、统计迭代次数子单元和输出子单元，其中：RS译码器与判断标识信息子单元相连传输RS正误标识位序列，RS译码器与输出子单元相连传输RS译码信息段序列，判断标识信息子单元与统计迭代次数子单元相连接传输更新信息，统计迭代次数子单元分别与状态记录单元和输出子单元相连传输写使能信号，统计迭代次数子单元还与交织器相连传输使能信息，输出子单元输出RS信息段序列作为最终输出结果。

9.根据权利要求1所述的译码方法，其特征是，所述的迭代译码装置的软值修改单元包括：重组符号子单元和修正符号软值子单元，其中：重组符号子单元与交织器相连传输交织后的RS信息符号序列的RS正误标识符号序列，重组符号子单元与修正符号软值子单元相连传输重组后的TCM信息符号序列和TCM正误标识符号序列，修正符号软值子单元与乒乓软值读写缓存单元相连传输符号软值序列。

Images