一种低复杂度近性能限的Turbo译码器的实现方法_3

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刻计算的后向度量存储在RAM中,用于后 续对数似然比的计算。
[0069] 步骤4:后向度量计算完成后,进行前向度量的计算,前向度量的计算是从前向后 进行的。首先,对前向度量进行初始化馬= 本实施例中N = 4,本发明的硬 -〇〇,其他 件实现中对译码器将初始前向度量的最小值限制在-10 W上,则对爲仁)的初始化为 {成(0) =0,兩(1) =-10,兩(2) =-10,成(3.)=-10,而(4') =-10,马;(.5j =-10, &, (6j =-10, &, (7) =-10 },转移 度量的计算与步骤3相同,对每一个目的状态S,在化ellis图上存在两个源状态到S之间有 路径。将转移度量代入前向迭代计算公式:
[0070] 坏,(.V ) = m严*(沒W 批)+ 廷(S',:哨 則 &,(0) = max*片,(0) +V (0,0),兩(0-h汽〇,0)), 马(1) = max*佔)(3) + 六(3,〇,马口) + 户,)(2,g),
[0071] 同样,需要对前向度量进行归 却(7) = nuix* (而(句+v (6,7),5。仍 + 户。(7,7))。 一化
[00巧。如=<成(小為-(0),其他
[007;3]则归一化后的{马側,坏^),坏口),a 巧,6i(4), (5i(5),马(6),兩(7)}为{0,-3,-3,-6.5, 7,-6.5,-6.5,- 3},得到{沒1脚,:马(1)'沒1(2),51(3),毎(4),<51( 5),沒1(6),兩(7)}便 可W继续递推,得到每一个前向度量值,前向度量的计算与对数似然比的计算同步,因此无 需进行存储。
[0074] 步骤5:利用步骤3计算的后向度量和步骤4计算的前向度量计算关于发送比特的 对数似然比
[0075] 王位-)=,巧柯(為-,(叫+捉-1批A+度W)-,巧严*,,(馬-,M + (s',《)+反W) 別:,邮=1、 ! (_S別辦亡(J、 ' ' /
[0076] 在本实施例中,
[0077] ) = m祈(&。批)+知(如)+爲村)-m严* (而(叫+耗仁',句+奔(叫) .(占'.占左=1、 |立,义')、的=0、 }
[007引将对应的前向度量、后向度量和分之度量代入上式,可W得到I"访(4KK'非',sK別、'!) 为咒打咕脚十別0'0)+属州,或(1)+則1'4)+為(4),马,(7佔,片 3)+角(W,巧洁(兩的+只(知)+角W)为 巧号;三(瑪州+ 户。(0,4) +局(4),瑪(1) + &0,0) +局(0),......,瑪(7) +户。(7巧 + 為(7)),
[0079] (片,j + 只(.、'','、')+ 局(.0)对应Tre 11 iS图上Uk = 1 的转移,一共有2。条转移, ma巧{xi}是多元化CObi对数函数,可W用2"-1次二元化CObi对数函数进行等效的迭代运算, 本实施例中m = 3,有
[0080] max*(xi,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8)=max*(max*(xi,x2),max*(x3,x4),max*(x5,x6), max 本(X7,X8))
[0081 ]计算可得,!11 是:門I (&。(V) -f 只(.s-',.v) + A W)为6.
[0082] 巧我:,(沒。(叫+只片,*5) + A W)对应化e 11 iS图上Uk = 0的转移,计算方法同上,贝IJ 咒乾。(另〇的+只批5) +角(S))为-3.5,则1似为9.5。同理可W计算出1(。2)、王侣)和 M馬)分别为-4、6.5和4.5.针对化CObi对数函数进行等效的迭代运算,本方法中采用并行 流水结构,采用了并行流水结构,各级ma巧单元可同时并行运算,保证了译码器在每个时钟 内可W输出一个发送比特的对数似然比。
[0083] 步骤6:从SISO译码器输出的对数似然比中减去先验信息,由于第一次迭代的前半 轮先验信息初始化为0,所W相减后的结果为{9.5,-4,6.5,4.5},相减后结果的送入交织 器,同时,译码器状态指示信号切换为1,指示译码器进入后半轮迭代。交织器的输出作为新 的先验信息送入SISO译码器,考虑到SISO译码器先计算后向度量,对交织器的存储单元按 交织地址逆序进行访问,运样交织器的输出是按照编码时刻逆序排列的。SISO译码器检测 到有新的信息输入时,根据状态指示信号判断当前处于后半轮迭代,从RAM中读取第二校验 比特信息,系统比特信息赋值为〇(运部分信息已经包含在先验信息中)。
[0084] 步骤7:重复步骤3到步骤5,完成后半轮迭代;
[0085] 步骤8:从SISO译码器输出的对数似然比中减去先验信息,送入解交织器,同时,译 码器状态指示信号切换为0。至此,一次完整的迭代过程完成。解交织器的输出作为下一次 迭代的先验信息送入SISO译码器,同样,对解交织器的存储单元按交织地址逆序进行访问。 SISO译码器检测到有新的信息输入时,根据状态指示信号判断当前处于前半轮迭代,从RAM 中读取系统比特信息和第一校验比特信息,开始新一轮迭代。
[0086] 步骤9:重复步骤3到步骤8,进行迭代译码。
[0087] 步骤10:当迭代次数达到设定的最大迭代次数时,完成最后一个半轮迭代后,将 SISO译码器的输出直接送入解交织器(无需减去先验信息),解交织器的输出送入判决器进 行硬判决,输出判决结果即译码结果。
[0088] 参照图1,本发明的具体实现步骤包括:
[0089] 步骤1:译码器检测到有数据输入时,将译码器状态指示信号初始化为0,对输入译 码器的软信息进行解复用。W1/3码率的化rbo码为例,输入译码器的信息流按照系统比特、 第一校验比特、第二校验比特的顺序依次输入,利用有限状态机的辅助,将全部系统比特信 息写入同一个RAM,两组校验比特信息分别写入两个RAM。
[0090] 步骤2:数据写入完毕后,将SISO译码器的先验信息初始化为零,同时产生数据有 效指示,SISO译码器检测到数据有效指示,并根据译码器状态信号为0判断译码器当前处于 第一个半轮迭代,从RAM中读取系统比特信息和第一校验比特信息。
[0091] 步骤3:SIS0译码器利用先验信息和从RAM中读取的信息进行后向度量的计算,后 向度量的计算是从后向前进行的。首先,对后向度量进行初始化爲然后 按照下式进行从后向前的迭代
[OOW] A (.s')二 max*(A ,, ('V') + ;;,; 〇',叫)
[OOW]其中,n (sy)为转移度量,若在Trellis图上存在一条从巧Ijs'的路径,则污(W') 按下式计算
[0094] j?, (5,5^) = u,L {u, ) + clL (V;:) + clL (vf )
[00巧]化为编码器输入的比特,L(Uk)为化的先验信息,%,诗为该转移上编码器输出的 系统比特和校验比特,(乂)和王批)为关于系统比特和校验比特的软信息,若化ellis图 上不存在从S到S'的路径,则f; (S,S') = 0.。在基-2算法中,每一个源状态对应两个目的状态, 分别对应编码器的输入为0和1,因此只需要计算两条转移。ma巧(x,y)为二元化CObi对数函 数
[0096] ma:x*(x,y) = ln(eX+eY) =max(x,y)+log(l+e-lx-yl)
[0097] 对上式的计算可用分段线性近似法,近似规则如下:
[009引 当 I x-y I〉2.5时,max*(x,y) =max(x,y);
[0099] 当 I x-y I <2.5时,ma:x*(x,y) =max(x,y)-〇. 25 X ( I x-y I -2.5);
[0100] 二元化CObi对数函数的运算单元电路如图3所示。每个时钟内完成2"个状态的后 向度量更新,m为编码器记忆单元数目。为了防止迭代过程中状态度量的累积,需要对状态 度量按下式进行归一化
[0101] 度 W=卸、)_属;(〇),其他
[0102] 每个时刻计算的后向度量存储在RAM中,用于后续对数似然比的计算。
[0103] 步骤4:后向度量计算完成后,进行前向度量的计算,前向度量的计算是从前向后 进行的。首先,对前向度量进行初始化兩1>') = 10' S ,然后按下式从前向后
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