CN1913368A - 一种自适应turbo译码的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种自适应turbo译码的方法，用于数字移动通信领域，包括如下步骤：将接收到的数据按照码约束长度和输入数据的实际长度分为多块，并标识分好的每一块序列，以便在合并数据时可以按照数据原来的顺序合并输出；分别对应送入多个并行的译码处理器，对接收数据同时进行译码；完成一次译码后均送入其后相应的误差因子控制器，计算其误差因子；继续进行迭代，直到该块性能达到系统要求或者达到最大设定的迭代次数上限为止；输出与分块译码前相同顺序的译码后序列。本发明方法在一定程度上降低了部分数据块的迭代次数和系统时延，但是系统性能并不会损失。

Description

一种自适应turbo译码的方法

技术领域

本发明涉及一种数字移动通信领域，特别是涉及通信系统turbo码的译码方法，尤其涉及的是一种采用自适应turbo译码的方法，对turbo码进行并行分块译码，通过多个误差因子控制器来控制分块译码中每一块的迭代次数，在不影响系统性能的前提下，可以在一定程度上降低部分数据块中的译码迭代次数，从而减小译码时延。

背景技术

现有技术的turbo码因其优异的性能而广受关注，在移动通信系统的有关提案中包括WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA等，除了采用与IS-95CDMA系统相类似的卷积码技术和交织技术外，还建议采用turbo编码技术。但是turbo码的实际应用还有些困难，其中很重要的一个方面在于译码过程，在数据业务下，一般处理数据长度比较大，很多时候在一千甚至几千比特之上。在这种情况下，如果依靠传统的对数最大后验概率(MAX-LOG-MAP)算法进行turbo译码，再加上多次迭代，其时间延迟量是非常大的。

Andrew J.Viterbi在文献“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”中曾针对卷积码译码提出了“先行判决(Intuitive Justification)”的概念以减小存储量和时延。即对于卷积码，在计算状态矩阵时，无论从哪一点开始，只要经过足够长度(约束长度的5～10倍)的递推，其可信度就如同从起始状态(或终止状态)开始计算一样。Goo-hyun Park等人在文献“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”中将其用于turbo码，即对于同样是网格码的turbo码，译码的初始状态不一定要从序列起点开始。

针对上述思想，有人提出turbo码分块译码处理方式：将接收到的数据按照约束长度和输入数据的实际长度分为n块，每块长度为Lf，采用n个并行译码处理器，同时对接收数据进行译码。由前面所述可知，只有经过足够长度(约束长度的5～10倍)的递推，其可信度才能如同从起始状态(或终止状态)开始计算一样。所以这里分块的时候不是简单的将总长度平均为n块，而是每一块之间会重叠一定数目的比特，目前使用的turbo码约束长度为4，可以选取5～10倍约束长度的重叠比特，考虑到复杂度与性能的折中，以下仿真中使用的均为32个重叠比特。这样在满足了分块译码要求的前提下，就可以对这n块数据并行地进行译码处理。

传统的并行分块译码处理器中每一块数据的迭代次数都是相同的，一般为4～6次，即n块数据经过相同次数的迭代后同时完成全部的译码过程。在处理过程中，每次译码完毕后依次合并所有块输出的译码序列，然后采用两种方式来决定是否继续迭代：一种是设定固定的迭代次数，只要当前迭代次数小于设定的迭代次数，则继续返回进行每一块的重新迭代处理；一种是误差因子控制器，根据SCR标准“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”设定误差控制原理，当计算出来的误差因子不满足系统性能要求时，则继续返回进行每一块的重新迭代处理。这种误差因子控制的传统并行分块译码处理器的原理如图1所示，它需要对每一次译码完毕后、所有块的译码序列进行合并后，对序列的整体性能进行误差控制，这样所有块必须经过相同的迭代次数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应turbo译码的方法，利用多个误差因子控制器，对turbo码进行自适应的并行分块迭代译码，在不降低系统性能的前提下，从一定程度上降低传统并行分块译码处理器中部分数据块的迭代次数。

本发明技术方案如下：

一种自适应turbo译码的方法，用于数字移动通信领域，包括如下步骤：

a、将接收到的数据按照码约束长度和输入数据的实际长度分为多块，并标识分好的每一块序列，以便在合并数据时可以按照数据原来的顺序合并输出；

b、将这分好多块数据分别对应送入多个并行的译码处理器，对接收数据同时进行译码；

c、每一块数据完成一次译码后均送入其后相应的误差因子控制器，计算其误差因子；

d、某块的误差因子如果达到与预先设定的系统性能要求，则停止迭代，将此块译码后的数据送入缓冲器，该译码处理器可以进行下一个块序列的译码处理；反之此块继续进行迭代，直到该块性能达到系统要求或者达到最大设定的迭代次数上限为止；

e、等待所述多块数据全部迭代完毕，将所述步骤d输出、存在缓冲器中的序列按照标识排序，输出与分块译码前相同顺序的译码后序列。

本发明所提供的一种自适应turbo译码的方法，与现有技术相比，当通信环境比较好的时候，部分块迭代3次已经能够获得良好系统性能，就不必继续迭代了；而不像传统的并行分块译码处理器，每一块都需要达到相同的迭代次数4～6次才能够停止译码；从而本方法在保证了系统性能的前提下，尽量减少了并行分块处理中部分数据块的迭代次数。本发明方法的仿真结果表明：采用本发明提出的自适应并行turbo码分块译码处理方法，可以在一定程度上降低部分数据块的迭代次数和系统时延，但是系统性能并不会损失。

附图说明

图1是现有技术的并行turbo码分块译码处理结构示意图；

图2是本发明方法的自适应并行turbo码分块译码处理结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，将对本发明的较佳实施例进行较为详细的说明。

本发明所述的自适应turbo译码的方法，比传统并行分块译码处理器方法增加了n-1个误差因子控制器，同时对n块并行的迭代译码结果进行控制，这样可以动态的控制每一块数据的迭代次数，尤其在当系统中移动台的移动速度相当高、多径传播环境变化快且衰落变化剧烈时，每一块待译码序列之间就会有一定的差异性，从而以最少的迭代次数达到了系统要求的性能。

如图2所示的，本发明的自适应turbo译码的方法，包括如下步骤：

a、将接收到的数据按照码约束长度和输入数据的实际长度分为n块，并标识分好的每一块序列，以便在合并数据时可以按照数据原来的顺序合并输出；

b、将这些分好的n块数据分别送入n个并行的译码处理器，对接收数据同时进行译码；

c、每一块数据完成一次译码后均送入其后相应的误差因子控制器，计算误差因子；

d、某块数据的误差因子如果达到与预先设定的系统性能要求，则停止迭代，将此块译码后的数据送入缓冲器，该译码处理器可以进行下一个块序列的译码处理；反之此块继续进行迭代，直到该块性能达到系统要求或者达到最大设定的迭代次数为止，这里需要注意的是：由于迭代译码不可能无限制的进行下去，所以本发明提出的自适应方式，在使用误差因子控制器判断每一块译码后的序列是否符合系统性能的要求的时候，需要设定一个迭代次数上限；当达到该迭代次数上限之后，系统性能已经不会再改善了，这时候应该停止迭代；

e、等待n块数据全部迭代完毕，将第4步骤输出、存在缓冲器中的序列按照标识排序，输出与分块译码前相同顺序的译码后序列。

采用本发明上述自适应turbo译码的方法，与现有技术相比，当通信环境比较好的时候，部分块迭代3次已经能够获得良好系统性能，就不必继续迭代了。而不像传统的并行分块译码处理器，每一块都需要达到相同的迭代次数(4～6次)才能够停止译码。从而本算法在保证了系统性能的前提下，可以尽量减少并行分块处理中部分数据块的迭代次数。本发明的仿真结果表明：采用本发明提出的自适应并行turbo码分块译码处理方法，可以在一定程度上降低部分数据块的迭代次数和系统时延，但是系统性能并不会降低。

应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为具体，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1、一种自适应turbo译码的方法，用于数字移动通信领域，包括如下步骤：

a、将接收到的数据按照码约束长度和输入数据的实际长度分为多块，并标识分好的每一块序列，以便在合并数据时可以按照数据原来的顺序合并输出；

b、将这分好多块数据分别对应送入多个并行的译码处理器，对接收数据同时进行译码；

c、每一块数据完成一次译码后均送入其后相应的误差因子控制器，计算其误差因子；

d、某块的误差因子如果达到与预先设定的系统性能要求，则停止迭代，将此块译码后的数据送入缓冲器，该译码处理器可以进行下一个块序列的译码处理；反之此块继续进行迭代，直到该块性能达到系统要求或者达到最大设定的迭代次数上限为止；

e、等待所述多块数据全部迭代完毕，将所述步骤d输出、存在缓冲器中的序列按照标识排序，输出与分块译码前相同顺序的译码后序列。

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