一种单层迭代联合解调译码结构及其算法
【技术领域】
[0001] 本发明属于信道解调译码领域，具体涉及一种单层迭代联合解调译码结构及其算 法，适用于差分串行级联(SCCC)型Turbo码。
【背景技术】
[0002] 无线信道中，载波信息的精确获取较为困难，相比PSK调制，基于非相干解调的 DPSK由于解决了载波相位模糊，但相比PSK相干解调存在较大的性能损失。M.Pe1eg，S Shamai.Iterativedecodingofcodedandinterleavednon-coherentmultiple symbolsdetectedDPSK( [J].ElectronLett，1997，33:1018-1020)，提出了一种迭代解调 译码的方法，将Turbo码软信息迭代的思想应用到DPSK调制的卷积码的联合解调译码上，极 大提高了卷积码的译码性能，但未针对Turbo码提出迭代解调译码结构。因此，TurboDPSK 迭代解调译码技术引起了国内外众多学者的关注，文献《丁旭辉.低信噪比环境下基于低码 率Turbo码的可靠通信传输技术研究》(成都.西南交通大学[D]. 2011)基于上述串行级联卷 积码结构提出了Turbo码差分调制的联合解调译码结构。然而该结构为一种双层迭代解调 译码的结构，虽说在解调译码性能上相比传统差分软判决解调译码法提升不少，但系统运 算量也相对较大。
[0003] 本发明基于迭代解调译码在DPSK调制SCCC型Turbo编码系统中的应用，针对解调 译码过程中存在的双层迭代，提出了一种简化的单层迭代译码结构及基于此结构的算法， 在一次迭代过程中，同时进行解调器与两个信道子译码器之间的的软信息更新。相比双层 迭代解调译码结构及其算法，减小了运算复杂度;相比传统差分解调，其在信噪比较高条件 下可得到一定的性能增益。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种单层迭代联合解调译码结构及其算法，解决双层迭代 解调译码结构运算复杂度高、以及传统差分解调性能较低的问题。
[0005]实现本发明目的的技术解决方案为:一种单层迭代联合解调译码结构，适用于差 分SCCC型Turbo码，包括依次连接的MAP解调器、第一解交织器、内译码器、第二解交织器和 外译码器，其特征在于:还包括第一交织器和第二交织器，第一交织器输入端与内译码器的 输出端连接，输出端与MAP解调器输入端连接，第二交织器的输入端与外译码器的输出端连 接，输出端与内译码器的输入端连接。
[0006] 将待译码的SCCC型Turbo码序列Y输入MAP解调器解调，解调后输入第一解交织器 中解交织，得到内译码输入编码符号软信息Λ(C1;I);将内译码输入码符号软信息Λ(C1;I) 输入内译码器，并译码得到内译码输出信息符号软信息Λ(Ul;0)和内译码输出编码符号软 信息Λ(Cl;〇)，并将内译码输出编码符号软信息Λ(Cl;〇)经第一交织器后反馈到MAP解调器 并作为其先验信息Λ(c1;I);同时将内译码输出信息符号软信息Λ(Ul;〇)输入第二解交织 器中解交织，得到外译码输入符号软信息Λ(C2;I)，将其输入外译码器，并译码得到外译码 输出信息符号软信息Λ(u;0)和外译码输出编码符号软信息Λ(C2;〇)，同时输出外译码输 出编码符号软信息Λ(C2;0)至第二交织器，经第二交织器交织后，反馈到内译码器并作为 其先验信息Λ(U1;I);判断迭代次数是否达到外译码器中设置的迭代次数，若达到，对外译 码器输出的信息符号软信息Λ(u;0)进行判决，得到最终的译码结果;否则返回MAP解调器， 结合其中的先验信息，重新进行迭代。
[0007] 所述MAP解调器中采用最大后验概率译码算法。
[0008] 所述内译码器中采用最大后验概率译码算法。
[0009] 所述外译码器中采用最大后验概率译码算法。
[0010] -种基于单层迭代联合解调译码结构的算法，方法步骤如下：
[0011] 步骤1、待译码的SCCC型Turbo码序列Y输入MAP解调器解调，解调后输入第一解交 织器中解交织，得到内译码输入编码符号软信息Λ(C1;I)。
[0012] 步骤2、将上述内译码输入码符号软信息Λ(C1;I)输入内译码器，译码得到内译码 输出信息符号软信息Λ(m;0)和内译码输出编码符号软信息Λ(C1;0)，并将内译码输出编 码符号软信息Λ(C1;0)经第一交织器后反馈到MAP解调器并作为其先验信息Λ(c1;I)，同时 将内译码输出信息符号软信息Λ(m;0)输入第二解交织器。
[0013]步骤3、上述内译码输出信息符号软信息Λ(Ul;〇)在第二解交织器中解交织，得到 外译码输入符号软信息Λ(C2;I)，并将其输入外译码器，译码得到外译码输出信息符号软 信息Λ(U;〇)和外译码输出编码符号软信息Λ(C2;〇)，输出外译码输出编码符号软信息Λ (C2;0)至第二交织器，经第二交织器交织后，反馈到内译码器并作为其先验信息Λ(U1;I)。
[0014]步骤4、判断迭代次数是否达到外译码器中设置的迭代次数，若达到，对外译码输 出信息符号软信息Λ(u;0)进行判决，得到最终的译码结果；否则返回步骤1，将序列Y联合 MAP解调器和内译码器中的先验信息，重新进行迭代。
[0015] 所述MAP解调器、内译码器和外译码器中的算法均为最大后验概率译码算法。
[0016] 本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1)将传统DPSK调制SCCC型Turbo码的 迭代解调译码结构中的两层迭代结构简化为单层迭代结构，减少了Turbo译码过程，从而降 低了复杂度；（2)相比传统差分解调，其在信噪比较高条件下可得到一定的性能增益。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的单层迭代联合解调译码结构的示意图。
[0018]图2为本发明的基于单层迭代联合解调译码结构的算法流程图。
[0019]图3为本发明的基于单层迭代联合解调译码结构、双层迭代结构、传统差分软判决 法解调译码性能对比图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0021] 结合图1，一种单层迭代联合解调译码结构，适用于差分SCCC型Turbo码，包括依次 连接的MAP解调器、第一解交织器、内译码器、第二解交织器和外译码器，其特征在于:还包 括第一交织器和第二交织器，第一交织器输入端与内译码器的输出端连接，输出端与MAP解 调器输入端连接，第二交织器的输入端与外译码器的输出端连接，输出端与内译码器的输 入端连接。
[0022] 将待译码的SCCC型Turbo码序列Y输入MAP解调器解调，MAP解调器采用最大后验概 率译码算法，解调后输入第一解交织器中解交织，得到内译码输入编码符号软信息Λ(C1; I);将内译码输入码符号软信息Λ(C1;I)输入内译码器，内译码器采用最大后验概率译码 算法，译码得到内译码输出信息符号软信息Λ(Ul;〇)和内译码输出编码符号软信息Λ(C1; 〇)，并将内译码输出编码符号软信息Λ(C1;0)经第一交织器后反馈到MAP解调器并作为其 先验信息Λ(c1;〗）；同时将内译码输出信息符号软信息Λ(Ul;〇)输入第二解交织器中解交 织，得到外译码输入符号软信息Λ(C2;I)，并将其输入外译码器，外译码器采用最大后验概 率译码算法，译码得到外译码输出信息符号软信息Λ(u;〇)，同时输出外译码输出编码符号 软信息Λ(C2;〇)至第二交织器，经第二交织器交织后，反馈到内译码器并作为其先验信息 Λ(m;I);两次反馈的先验信息Λ(c1;〗)和Λ(U1;I)将被用于下一次迭代过程，通过将待译 码的SCCC型Turbo码序列Y与先验信息联合解调译码，可以让解调译码输出值更加精确。迭 代次数的增加也可以提高整体性能，但性能增益达到一定值后再增加迭代次数性能增益将 不再明显，反而会增加运算量，所以，通过设置一个合适的迭代次数，可以在运算量较低的 情况下，达到一定的性能，而这个迭代次数是根据实际仿真的性能要求来设置的。判断迭代 次数是否达到外译码器中设置的迭代次数，若达到，对外译码器输出的信息符号软信息进 行判决得到最终的译码结果;否则返回MAP解调器，结合其中的先验信息，重新进行迭代。
[0023]结合图2,一种基于单层迭代联合解调译码结构的算法，其具体实施步骤如下： [0024]步骤1、待译码的SCCC型Turbo码序列Y输入MAP解调器解调，MAP解调器采用最大后 验概率译码算法，解调后输入第一解交织器中解交织，得到内译码输入编码符号软信息Λ (ci；I)〇
[0025] 步骤2、将步骤1中内译码输入码符号软信息Λ(C1;I)输入内译码器，内译码器采 用最大后验概率译码算法，译码得到内译码输出信息符号软信息Λ(Ul;〇)和内译码输出编 码符号软信息Λ(C1;0)，并将内译码输出编码符号软信息Λ(C1;0)经第一交织器后反馈到 MAP解调器并作为其先验信息Λ(c1;I)，MAP解调器先验信息Λ(c1;I)将被用于下一次迭代 过程，通过与序列Υ联合迭代解调译码，可以使译码输出更加精确；同时将内译码输出信息 符号软信息Λ(Ul;0)输入第二解交织器。
[0026] 步骤3、上述内译码输出信息符号软信息Λ(Ul;〇)在第二解交织器中解交织，得到 外译码输入符号软信息Λ(C2;I)，将其输入外译码器，外译码器采用最大后验概率译码算 法，译码得到外译码输出信息符号软信息Λ(u;〇)和外译码输出编码符号软信息Λ(C2;〇)， 输出外译码输出编码符号软信息Λ(C2;0)至第二交织器，经第二交织器交织后，反馈到内 译码器并作为其先验信