译码处理方法及译码器与制造工艺

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种译码处理方法及译码器。

背景技术：
在现代通信系统中，为了保证各种数据在信道中可靠有效的传输，往往需要利用纠错编码技术。尤其随着无线数字通信的发展和各种高速率、突发性强的业务的出现，对纠错码技术提出了越来越高的要求。Turbo码实现的就是通信系统中信道编码到信道译码这一阶段的内容，它的误码率对整个系统起决定性作用Turbo码是一种前向纠错信道编译码技术，其编码器由两个递归循环卷积码通过交织器以并行级联的方式结合而成，采用反馈迭代的译码方式。为提高Turbo码译码性能，现有技术中通过列表维特比算法辅助的Turbo码迭代译码方法，该方法主要为在原有的Turbo迭代译码的基础上，利用迭代输出软量再进行列表维特比算法，输出多条最优路径，由循环冗余校验(CyclicalRedundancyCheck，简称CRC)进行错帧检测和提前终止迭代或次优路径输出。然而，该列表维特比算法辅助的Turbo码迭代译码方法用于通信系统时，其性能增益并不高。

技术实现要素：
本发明实施例提供一种Turbo码译码方法及设备，以提高译码增益。第一方面，本发明实施例提供一种译码处理方法，包括：获取Turbo码生成矩阵Gturbo与循环冗余校验CRC生成矩阵Gcrc的联合生成矩阵Gcom，并获取Turbo码译码器输出的对数似然比值序列；采用所述联合生成矩阵Gcom和所述对数似然比值序列，进行CRC辅助的Turbo码迭代排序统计译码，获得译码处理结果。在第一种可能的实现方式中，根据第一方面，具体实现为：所述获取Turbo码译码器输出的对数似然比值序列，包括：获取所述Turbo码译码器的分量译码器经过第一内迭代次数的迭代译码后输出的对数似然比值序列；或者，在所述分量译码器经过第二内迭代次数的迭代译码后，将每次迭代输出的对数似然比累加，获取累加后的对数似然比值序列。在第二种可能的实现方式中，根据第一方面或第一方面第一种可能的实现方式，具体实现为：所述采用所述联合生成矩阵Gcom和所述对数似然比值序列，进行CRC辅助的Turbo码迭代排序统计译码，获得译码处理结果，包括：根据所述对数似然比值序列获取硬判序列C，所述对数似然比值序列、所述硬判序列C以及所述联合生成矩阵Gcom具有对应关系；对所述对数似然比值序列中的对数似然比值取绝对值获得可靠度序列；对所述可靠度序列中的对数似然比绝对值进行排序，并根据所述对应关系，得到排序后的联合生成矩阵O1(Gcom)及硬判序列O1(C)；对所述排序后的联合生成矩阵O1(Gcom)进行高斯消去，得到高斯消去后的矩阵Ggauss和矩阵O2，并根据所述对应关系以及所述矩阵O2，得到再次排序后的硬判序列O2(O1(C))；根据所述硬判序列O2(O1(C))的前Km列及所述高斯消去后的矩阵Ggauss编码得到排序统计译码的码字再做逆序重排得到译码处理结果所述Km为原始信息序列长度。在第三种可能的实现方式中，根据第一方面第二种可能的实现方式，所述获得译码处理结果之后，还包括：若所述译码处理结果与Turbo码译码器接收的信息序列的欧氏距离小于预设判决门限，则判决通过，输出译码结果；若所述译码处理结果与Turbo码译码器接收的信息序列的欧氏距离大于预设判决门限，则判决不通过，进行比特翻转译码。在第四种可能的实现方式中，根据第一方面第三种可能的实现方式，所述进行比特翻转译码，包括：将所述硬判序列O2(O1(C))的前Km个比特符号按位遍历翻转至少一位，得到比特翻转的硬判序列；根据所述比特翻转的硬判序列及所述高斯消去后的矩阵Ggauss编码得到排序统计译码的码字再做逆序重排得到比特翻转后的译码处理结果在第五种可能的实现方式中，根据第一方面第三种可能的实现方式或第一方面第四种可能的实现方式，所述预设判决门限采用下述方式确定：确定在所述Turbo码译码方法迭代不正确的条件下，错误译码的帧数中译码处理结果与Turbo码译码器接收的信息序列的欧氏距离中的最小值；确定小于所述最小值的任一数值作为所述预设判决门限。第二方面，本发明实施例提供一种译码器，包括：接收器：用于获取Turbo码生成矩阵Gturbo与循环冗余校验CRC生成矩阵Gcrc的联合生成矩阵Gcom，并获取Turbo码译码器输出的对数似然比值序列；处理器：用于采用所述联合生成矩阵Gcom和所述对数似然比值序列，进行CRC辅助的Turbo码迭代排序统计译码，获得译码处理结果。在第一种可能的实现方式中，根据第二方面，具体实现为：所述接收器具体用于：获取所述Turbo码译码器的分量译码器经过第一内迭代次数的迭代译码后输出的对数似然比值序列；或者，在所述分量译码器经过第二内迭代次数的迭代译码后，将每次迭代输出的对数似然比累加，获取累加后的对数似然比值序列。在第二种可能的实现方式中，根据第二方面或第二方面第一种可能的实现方式，具体实现为：所述处理器具体用于：根据所述对数似然比值序列获取硬判序列C，所述对数似然比值序列、所述硬判序列C以及所述联合生成矩阵Gcom具有对应关系；对所述对数似然比值序列中的对数似然比值取绝对值获得可靠度序列；对所述可靠度序列中的对数似然比绝对值进行排序，并根据所述对应关系，得到排序后的联合生成矩阵O1(Gcom)及硬判序列O1(C)；对所述排序后的联合生成矩阵O1(Gcom)进行高斯消去，得到高斯消去后的矩阵Ggauss和矩阵O2，并根据所述对应关系以及所述矩阵O2，得到再次排序后的硬判序列O2(O1(C))；根据所述硬判序列O2(O1(C))的前Km列及所述高斯消去后的矩阵Ggauss编码得到排序统计译码的码字再做逆序重排得到译码处理结果所述Km为原始信息序列长度。在第三种可能的实现方式中，根据第二方面第二种可能的实现方式，所述处理器还具体用于：若所述译码处理结果与Turbo码译码器接收的信息序列的欧氏距离小于预设判决门限，则判决通过，输出译码结果；若所述译码处理结果与Turbo码译码器接收的信息序列的欧氏距离大于预设判决门限，则判决不通过，进行比特翻转译码。在第四种可能的实现方式中，根据第二方面第三种可能的实现方式，所述译码模块具体用于：将所述硬判序列O2(O1(C))的前Km个比特符号按位遍历翻转至少一位，得到比特翻转的硬判序列；根据所述比特翻转的硬判序列及所述高斯消去后的矩阵Ggauss编码得到排序统计译码的码字再做逆序重排得到比特翻转后的译码处理结果在第五种可能的实现方式中，根据第二方面第三种可能的实现方式或第二方面第四种可能的实现方式，所述处理器还具体用于：确定在所述Turbo码译码方法迭代不正确的条件下，错误译码的帧数中译码处理结果与Turbo码译码器接收的信息序列的欧氏距离中的最小值；确定小于所述最小值的任一数值作为所述预设判决门限。本发明实施例提供的Turbo码译码方法及译码器，该Turbo码译码方法通过获取Turbo码生成矩阵Gturbo与循环冗余校验CRC生成矩阵Gcrc的联合生成矩阵Gcom，并获取Turbo码译码器输出的对数似然比值序列，采用联合生成矩阵Gcom和对数似然比值序列，进行CRC辅助的Turbo码迭代排序统计译码，获得译码处理结果，与现有技术相比，可以提高Turbo码译码性能，获得更高的译码增益。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例译码处理方法实施例一的流程示意图；图2为本发明实施例编码过程示意图；图3为本发明实施例译码处理方法实施例二的流程示意图；图4为本发明实施例译码处理方法实施例三的流程示意图；图5为本发明实施例译码处理方法实施例四的流程示意图；图6为本发明实施例译码处理方法的译码性能曲线示意图一；图7为本发明实施例译码处理方法的译码性能曲线示意图二；图8为本发明实施例译码处理方法的译码性能曲线示意图三；图9为本发明实施例译码处理方法的译码性能曲线示意图四；图10为本发明实施例译码处理方法的译码性能曲线示意图五；图11为本发明实施例译码处理方法的译码性能曲线示意图六；图12为本发明实施例译码器实施例一结构示意图；图13为本发明实施例译码器实施例二结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在通信系统中，由于信道和噪声等因素的影响，数据在传输过程中不可避免地会发生错误。为了在相同信噪比的情况下降低误码率，发射端需采用合适的信道编码，接收端则需要进行相应译码以恢复正常数据。本发明实施例中的译码处理方法，可以应用到通信系统中的接收端的译码。本发明实施例以长期演进(LongTermEvolution，简称LTE)通信系统为例，对Turbo码译码方法进行描述，但本发明实施例并不以此为限，凡是通过Turbo码译码以恢复正常数据的，均可通过本发明实施例Turbo码译码方法实现。图1为本发明实施例译码处理方法实施例一的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供的译码处理方法包括以下步骤：S101：获取Turbo码生成矩阵Gturbo与循环冗余校验CRC生成矩阵Gcrc的联合生成矩阵Gcom，并获取Turbo码译码器输出的对数似然比值序列；S102：采用联合生成矩阵Gcom和对数似然比值序列，进行CRC辅助的Turbo码迭代排序统计译码，获得译码处理结果。LTE系统中Turbo码编码之前会进行CRC编码，Turbo码编码器的输出结果实际为一种Turbo-CRC级联码，编码过程如图2所示，在译码过程中，将CRC的生成矩阵与Turbo码生成矩阵一起考虑，共同参与译码，使译码转变为一种级联编码方式。在步骤S101中，LTE通信系统中的Turbo码由两个递归系统卷积分量码并联而成，单个递归系统卷积分量码的生成多项式为：其中，对应的Turbo码生成矩阵为：式中K为待编码的信息序列长度，IK×K为前K列经过高斯消去的单位阵，D为多项式变量，为PK×K根据经过交织器交织地址进行列交换后的矩阵。PK×K由式(2)所示生成多项式顺序移位而得。在LTE系统中，对于一个长度小于等于6144的码常采用24位a号CRC，其生成多项式为：对应的CRC生成矩阵为：Gcrc＝[IKm×IKm|PKm×24](5)式中Km为原始信息序列长度，IKm×IKm为前Km列经过高斯消去的单位阵，PKm×24由式(4)所示生成多项式顺序移位而得。特别地，如图2所示，上述K与Km的关系为K＝Km+24，其中24代表24位CRC校验码。最终CRC编码和Turbo码的联合生成矩阵为：Gcom＝Gturbo·Gcrc(6)Turbo码译码器在输出硬判决结果之前，输出值为信息的对数似然比值序列。在步骤S101中，在进行CRC辅助的Turbo码迭代排序统计译码时，可通过常规的迭代译码算法获取信息的对数似然比值序列。其中，常规的迭代译码算法包括最大后验概率(MaximumAPosteriori，简称MAP)以及其他有软量输出的Turbo码译码算法，如软量输出维特比算法(Soft-OutputViterbiAlgorithm，简称SOVA)等。凡是能够实现软量输入输出的迭代译码，本发明实施例提供的Turbo码译码方法均适用。其中MAP算法为较为常用的Turbo译码算法，MAP算法包括简化MAP算法，Max-Log-MAP算法。特别地，对数似然比值序列作为上述迭代译码的软输出，对数似然比值是一个似然概率值，而不是判决后的二进制序列0和1。在步骤S102中，本发明实施例可以在Turbo码迭代译码结束后，采用联合生成矩阵Gcom和对数似然比值序列，进行CRC辅助的Turbo码迭代排序统计译码，获得译码处理结果。主要过程为根据对数似然比值序列获取硬判序列C，对对数似然比值序列中的对数似然比值取绝对值获得可靠度序列；对可靠度序列中的对数似然比绝对值进行降序排序，并根据对应关系，得到降序排序后的联合生成矩阵O1(Gcom)及硬判序列O1(C)；对排序后的联合生成矩阵O1(Gcom)进行高斯消去，该高斯消去具体为将前Km列消成单位阵，得到高斯消去后的矩阵Ggauss；及由于高斯消去过程中矩阵的列之间会出现线性相关，将这些线性相关的列再做一次降序排序调整，获取排序图样O2。根据得到的再次排序后的硬判序列O2(O1(C))，再根据硬判序列O2(O1(C))的前Km列序列及高斯消去后的矩阵Ggauss编码得到排序统计译码的码字再做逆序重排得到译码处理结果。由于CRC生成矩阵辅助反编码的Turbo码迭代排序统计译码比传统的排序统计译码多了一次CRC24a生成矩阵的高斯消去，复杂度有...