一种Turbo码译码系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信道译码技术，具体涉及一种Turbo码译码系统及方法。
【背景技术】
[0002] Turbo码是两个简单分量码通过伪随机交织器并行级联构造的具有伪随机特性的 长码，Turbo码不仅在信道信噪比很低的高噪声环境下性能优越，而且还具有很强的抗衰落 及抗干扰能力，因此它在信道条件差的移动通信系统中有很大的应用潜力。目前，Turbo码 的研究主要集中在以下几个方面：（1)编译码技术，编码方面主要包括对并行级联编码与 串行级联编码的分析，以及对混合级联方式的研究；译码方面主要包括迭代译码、译码算法 (如最大后验概率算法MAP、修正的MAP算法Max-Log-MAP等）的研究；（2) Turbo码的设计 和分析，主要包括交织器的设计、码的级联方式、译码算法、Turbo码的性能分析等。
[0003] 在译码方面，目前现有的Turbo码译码系统和方法虽然在译码性能上有了很大的 提高，但却无法满足某些移动通信中低复杂度、低功耗的要求。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的一个方面，提供一种Turbo码译码系统，包括：
[0005] SIS0单元，用于对分量码1或分量码2进行译码；
[0006] 交织单元，与所述SIS0单元相连，用于生成并存储交织地址；
[0007] 门控单元，与所述SIS0单元和所述交织单元相连，用于控制所述SIS0单元和所述 交织单元的运行；
[0008] 其中，所述门控单元控制所述SIS0单元在第一时段对分量码1进行译码并且在第 二时段对分量码2进行译码，以及控制所述交织单元在第一时段计算并存储交织地址；其 中，分量码1由系统信息1和校验信息1组成，分量码2由系统信息2和校验信息2组成， 并且系统信息2是利用所述交织单元生成的交织地址对系统信息1进行交织得到的。
[0009] 上述系统中，所述门控单元用于在译码开始时开启所述交织单元的时钟和所述 SIS0单元的时钟；在所述SIS0单元完成对分量码1的译码且所述交织单元未完成交织地 址的生成和存储时，关闭所述SIS0单元的时钟；在所述交织单元完成交织地址的生成和存 储时关闭所述交织单元的时钟；在译码未完成、所述SIS0单元的时钟关闭并且所述交织单 元完成交织地址的生成和存储时，开启所述SIS0单元的时钟以使所述SIS0单元开始对分 量码2的译码；以及，在译码完成时关闭所述SIS0单元的时钟。
[0010] 上述系统中，所述交织单元包括两个交织存储器，一个交织存储器用于存储N/2 长度的第一交织地址，另一个交织存储器用于存储N-N/2长度的第二交织地址，N为译码数 据的总长度。
[0011] 上述系统还包括判定单元，用于判定是结束译码还是由所述SIS0单元重新进行 译码。
[0012] 上述系统中，所述判定单元用于根据当前迭代次数来判定是否结束译码；根据 CRC校验结果来判定是否结束译码；以及，根据当前得到的硬比特数据与上次迭代得到的 硬比特数据的差异来判定是否结束译码。
[0013] 上述系统还包括修正单元，用于对译码时产生的先验信息进行修正。
[0014] 上述系统还包括微控制器，用于接收译码参数并且采用任务列表的方式存储该译 码参数；其中，所述SIS0单元、交织单元和门控单元根据该译码参数进行译码操作。
[0015] 根据本发明的一个方面，还提供一种Turbo码译码方法，包括：
[0016] 步骤1)、对分量码1进行译码，同时生成并存储交织地址；其中，分量码1由系统 信息1和校验信息1组成；
[0017] 步骤2)、对分量码2进行译码得到软信息；其中，分量码2由系统信息2和校验信 息2组成，并且系统信息2是利用所述交织地址对系统信息1进行交织得到的；
[0018] 步骤3)、对所述软信息进行硬判决并且进行解交织得到硬比特数据，根据迭代次 数或者得到的硬比特数据进行判定，基于判定结果选择结束或者重新执行步骤1)至3)。
[0019] 上述方法中，在步骤1)中，利用先验信息2对分量码1进行译码，产生外信息1 ; 其中，在首次执行步骤1)时，所述先验信息2为0 ;
[0020] 上述方法中，步骤2)包括：
[0021] 步骤21)、利用先验信息1对分量码2进行译码，产生外信息2和软信息；其中，先 验信息1是利用所述交织地址对外信息1进行交织得到的；以及
[0022] 步骤22)、利用所述交织地址对外信息2进行解交织，得到先验信息2。
[0023] 上述方法中，在步骤1)和步骤2)中，采用滑动窗结构输入译码数据并进行译码； 其中，所述译码数据包括分量码1或者分量码2。
[0024] 上述方法中，在步骤1)和步骤2)中，采用两个滑动窗输入译码数据，其中，滑动窗 1输入N/2的译码数据，滑动窗2输入N-N/2的译码数据，N为译码数据的总长度，并且译码 包括以下步骤：
[0025] 步骤A)、计算滑动窗1输入数据的先验概率；
[0026] 步骤B)、计算滑动窗2输入数据的先验概率；同时，计算滑动窗1输入数据的后验 概率和转移概率；
[0027] 步骤C)、计算滑动窗2输入数据的后验概率和转移概率；从而得到外信息1或者 外信息2。
[0028] 上述方法中，在步骤1)中，按照滑动窗口结构，将交织地址分为第一交织地址和 第二交织地址并分别进行存储。
[0029] 上述方法中，在步骤2)中，根据以下步骤利用交织地址对外信息1和系统信息1 进行交织：
[0030] 步骤a)、滑动窗1以第一交织地址读取N/2的系统信息1，得到N/2的系统信息2 ; 其中，N为译码数据的总长度；
[0031] 步骤b)、滑动窗2以第二交织地址读取N-N/2的系统信息1，得到N-N/2的系统信 息2 ;同时，滑动窗1以第一交织地址读取N/2的外信息1，得到N/2的先验信息1 ;
[0032] 步骤c)、滑动窗2以第二交织地址读取N-N/2的外信息1，得到N-N/2的先验信息 1〇
[0033] 上述方法还包括：在得到先验信息1或先验信息2后，对所述先验信息1或先验信 息2进行修正。
[0034] 上述方法中，在步骤3)中，根据以下步骤进行判定并基于判定结果进行相应处 理：
[0035] 步骤31)、判断当前迭代次数是否大于或等于预定阀值，如果大于或等于该预定阈 值则输出译码结果并结束；否则执行步骤32);
[0036] 步骤32)、进行CRC校验，如果CRC校验正确则输出译码结果并结束，否则执行步 骤 33);
[0037] 步骤33)、将当前得到的硬比特数据与上一次迭代得到的硬比特数据进行比较，如 果两个硬比特数据之间的差异小于预定门限值，则输出译码结果并结束；否则重新执行步 骤1)至步骤3)。
[0038] 本发明提供的Turbo码译码系统及方法与现有技术相比，取得了以下有益效果：
[0039] 1、采用单个SIS0单元，并且采用门控单元对系统进行控制，降低了系统功耗和复 杂度；
[0040] 2、采用独立于译码迭代的交织单元（半静态存储交织器结构），使每一次译码只 需要执行一次交织算法，并且交织单元与SIS0单元同时启动，提高了系统单元间的并行 度，增加了系统的灵活性；
[0041] 3、在译码过程中采用修正单元对数据进行修正，减小了性能损失；
[0042] 4、利用微控制器对系统进行配置，增强了译码系统的灵活性；
[0043] 5、在输入译码数据时采用滑动窗结构，提高了系统的译码效率；
[0044] 6、对译码结果进行判定，当译码结果达到收敛时，提前停止系统的译码迭代操作， 从而进一步降低了系统功耗。
【附图说明】
[0045] 图1是本发明的一个实施例提供的Turbo码译码系统的结构示意图；
[0046] 图2是本发明的另一个实施例提供的Turbo码译码系统的结构示意图；
[0047] 图3是本发明的一个实施例中的Turbo码译码系统配置结构示意图；
[0048] 图4是本发明的一个实施例提供的Turbo码译码方法的数据流向图；
[0049] 图5和图6是本发明的一个实施例中的数据交织与解交织过程示意图；
[0050] 图7是本发明的一个实施例中的译码结果判定方法流程图；
[0051 ] 图8是本发明的一个实施例中的计算概率信息的时序图。
【具体实施方式】
[0052] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行说明