專利名稱：一種基于軟信息平均最小值的Turbo碼譯碼迭代停止方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LTE/LTE-A技木，涉及Turbo碼高速譯碼技木，具體涉及ー種基于軟信息平均最小值的Turbo碼譯碼迭代停止方法。
背景技術(shù)：
Turbo碼是ー種性能優(yōu)越的信道編碼技木。Turbo碼通過相互迭代過程在兩個分量譯碼器之間交換外部信息來獲得性能的提高，迭代次數(shù)越多，譯碼性能越好，但同時復(fù)雜度越高，延時越大?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)對傳輸速率要求越來越高，如何有效降低Turbo碼的譯碼延時以及如何平衡譯碼性能和延時都是十分重要的研究課題。3GPP長期演進LTE系統(tǒng)和LTE-Advanced系統(tǒng)中的信道編碼均采用了 Turbo碼。LTE-A系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中要求下行峰值速率lGbit/s，上行峰值速率500Mbit/s。為符合LTE-A系 統(tǒng)lGbit/s的高傳輸速率的要求，需要對傳統(tǒng)的turbo編譯碼器進行改迸，設(shè)計和驗證符合未來無線通信系統(tǒng)中高傳輸速率要求的新型譯碼算法架構(gòu)。迭代停止策略是提高譯碼速度的關(guān)鍵技術(shù)之一，能夠在誤碼率性能損失較小的情況下大幅減少Turbo譯碼過程中平均迭代次數(shù)，提高譯碼速度。Turbo碼的誤比特性能隨著迭代的進行不斷減小，但是當(dāng)一定迭代次數(shù)后，turbo碼的性能不再隨著迭代的進行而提高，此時繼續(xù)迭代只會白白増加系統(tǒng)時延。而且對于ー些數(shù)據(jù)序列，經(jīng)過很少的迭代次數(shù)就能實現(xiàn)無差錯譯碼；還有一些數(shù)據(jù)序列，由于存在的錯誤太多，無論進行多少次迭代都不可能完全糾錯。因此，采用傳統(tǒng)的方法是對所有待譯碼序列都設(shè)置相同的固定次數(shù)是沒有必要的，會造成系統(tǒng)資源和時間的浪費；而按照一定的迭代停止策略動態(tài)確定每個數(shù)據(jù)序列的譯碼迭代次數(shù)，能在Turbo碼性能影響不大的條件下有效減少譯碼迭代次數(shù)，提高Turbo譯碼的器平均譯碼速度。用于衡量不同迭代停止方法的標(biāo)準(zhǔn)主要有譯碼速度(譯碼每幀的平均迭代次數(shù))、誤碼性能(誤碼率和幀錯誤率)、停止準(zhǔn)則的復(fù)雜度等。迭代停止方法要求在誤碼性能損失較小的情況下大幅減少Turbo譯碼過程中平均迭代次數(shù)，提高譯碼速度，同時對算法的復(fù)雜度加以考慮。ー些常用的迭代停止方法如HDA (硬判決輔助)準(zhǔn)則、IHDA (改進的硬判決輔助準(zhǔn)貝IJ)準(zhǔn)則、SDR (符號不同比率)準(zhǔn)則復(fù)雜度較低。HDA準(zhǔn)則在分量譯碼器II的連續(xù)兩次迭代輸出軟信息的硬判決符號不再發(fā)生變化時停止迭代；IHDA準(zhǔn)則對HDA準(zhǔn)則進行改進，目的是減少對上一次迭代信息的存儲，從而減小存儲要求；SDR通過比較同一次迭代分量譯碼器I或分量譯碼器II的先驗信息和外部信息符號不同的比特數(shù)與門限來確定是否繼續(xù)迭代。這幾種準(zhǔn)則基于迭代過程中軟信息的符號作為度量，平均迭代次數(shù)與理想準(zhǔn)則差距較大。CRC (循環(huán)冗余校驗)準(zhǔn)則對硬判決結(jié)果進行CRC校驗，結(jié)果為O則停止迭代迭代；CRC準(zhǔn)則速度較高，但復(fù)雜度較高
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于軟信息平均最小值的Turbo碼譯碼迭代停止方法，在誤碼率性能損失較小的情況下大幅減少Turbo譯碼過程中平均迭代次數(shù)，進ー步提高譯碼速度。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種基于軟信息平均最小值的Turbo碼譯碼迭代停止方法，包括如下步驟(I)Turbo譯碼器的兩個分量譯碼器間進行一次迭代譯碼；(2)計算待譯碼分塊中每個比特的軟信息度量S，比較并存儲最小M個S值，計算其均值，其中，1〈M〈0. 01K，K為信息分塊大小，M的大小可以根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境下的仿真結(jié)果選擇；(3)將計算所得的均值與預(yù)設(shè)的門限進行比較，若大于門限，則進入步驟(4);否則，重復(fù)步驟(I)、(2)、(3)，直到滿足預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)；(4)對分量譯碼器II最后一次生成的對數(shù)似然比進行解交織和硬判決，得到最終譯碼結(jié)果。在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟(I)具體為(11)進行首次迭代吋，初始化分量譯碼器I的先驗信息為O ;(12)系統(tǒng)信息比特、分量譯碼器I的校驗比特和先驗信息進入分量譯碼器I進行map譯碼，得到分量譯碼器I的外信息和對數(shù)似然比；(13)分量譯碼器I的外信息經(jīng)過QPP (Quadratic Permutation Polynomial)交織后，作為分量譯碼器II的先驗信息，分量譯碼器II的先驗信息與經(jīng)過交織的系統(tǒng)信息比特和譯碼器II的校驗比特進入分量譯碼器II進行map譯碼，得到分量譯碼器II的外信息和對數(shù)似然比；(14)分量譯碼器II的外信息經(jīng)過QPP解交織后，作為分量譯碼器I新的先驗信息。在本發(fā)明的另ー實施例中，步驟(2)中作為軟信息度量的S為
權(quán)利要求
1.一種基于軟信息平均最小值的Turbo碼譯碼迭代停止方法，包括如下步驟(1)Turbo譯碼器的兩個分量譯碼器間進行一次迭代譯碼；(2)計算待譯碼分塊中每個比特的軟信息度量S，比較并存儲最小M個S值，計算其均值，其中，1〈M〈0.01K，K為信息分塊大小，M的大小可以根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境下的仿真結(jié)果選擇；(3)將計算所得的均值與預(yù)設(shè)的門限進行比較，若大于門限，則進入步驟(4);否則，重復(fù)步驟(I)、(2)、(3)，直到滿足預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)；(4)對分量譯碼器II最后一次生成的對數(shù)似然比進行解交織和硬判決，得到最終譯碼結(jié)果。
2.如權(quán)利要求I所述的基于軟信息平均最小值的Turbo碼譯碼迭代停止方法，其特征 在于，所述步驟(I)具體為(11)進行首次迭代時，初始化分量譯碼器I的先驗信息為O;(12)系統(tǒng)信息比特、分量譯碼器I的校驗比特和先驗信息進入分量譯碼器I進行map譯碼，得到分量譯碼器I的外信息和對數(shù)似然比；(13)分量譯碼器I的外信息經(jīng)過QPP交織后，作為分量譯碼器II的先驗信息，分量譯碼器II的先驗信息與經(jīng)過交織的系統(tǒng)信息比特和分量譯碼器II的校驗比特進入分量譯碼器II進行map譯碼，得到分量譯碼器II的外信息和對數(shù)似然比；(14)分量譯碼器II的外信息經(jīng)過QPP解交織后，作為分量譯碼器I新的先驗信息。
3.如權(quán)利要求I所述的基于軟信息平均最小值的Turbo碼譯碼迭代停止方法，其特征在于，步驟(2)中作為軟信息度量S為S=去 K;+A| (1-1)其中，和Λη2分別表示η次迭代后分量譯碼器I和分量譯碼器II輸出的第i個比特的對數(shù)似然比Λ = a) ■+ τ y" + Κι (fO (I _2)= ^(U1)+y+^i) (1-3)其中，；和為n2分別為η次迭代后分量譯碼器I和分量譯碼器II的第i個比特的系統(tǒng)信息，ん汍)和1:2汍)分別為η次迭代后分量譯碼器I和分量譯碼器II的第i個比特的外部信息，·^為信道置信度；”力接收到的信息分塊中的第i個系統(tǒng)比持。
4.如權(quán)利要求3所述的基于軟信息平均最小值的Turbo碼譯碼迭代停止方法，其特征在于，待譯碼分塊中每個比特計算出的S值與存儲最小M個S值的數(shù)組中的最大值比較，若計算所得的S值小于數(shù)組中的最大值，則替換最大值存儲在數(shù)組中，最終得到的數(shù)組元素即為最小M個S值。
5.如權(quán)利要求4所述的基于軟信息平均最小值的Turbo碼譯碼迭代停止方法，其特征在于，將ー個碼塊中最小M個S值的均值作為度量與預(yù)設(shè)的門限Θ進行比較，若大于門限則停止迭代過程，即迭代停止條件為—V min . S > θ ( 1—4 )MT, 1其中，i彡j彡M，IninjS為ー個碼塊中S的最小M個值。
6.如權(quán)利要求5所述的基于軟信息平均最小值的Turbo碼譯碼迭代停止方法，其特征在干，預(yù)設(shè)ー個最大迭代次數(shù)Nmax,當(dāng)?shù)螖?shù)達(dá)到Nmax時無論是否滿足迭代停止條件式(1-4)都停止迭代過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于軟信息平均最小值的Turbo碼譯碼迭代停止方法，包括如下步驟(1)Turbo譯碼器的兩個分量譯碼器間進行一次迭代譯碼；(2)計算待譯碼分塊中每個比特的軟信息度量S，比較并存儲最小M個S值，計算其均值；(3)將計算所得的均值與預(yù)設(shè)的門限進行比較,若大于門限，則進入步驟(4)；否則，重復(fù)步驟(1)、(2)、(3)，直到滿足預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)；(4)對分量譯碼器Ⅱ最后一次生成的對數(shù)似然比進行解交織和硬判決，得到最終譯碼結(jié)果。本方法顯著提高了在LTE/LTE-A系統(tǒng)中，特別是分塊長度較長情況下的Turbo碼迭代譯碼速度，對于設(shè)計滿足LTE/LTE-A系統(tǒng)要求的高速率Turbo譯碼器有一定價值。
文檔編號H03M13/27GK102832954SQ20121034439
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者譚力, 郝斌, 蘇鋼, 吳迪, 周泉, 許婭 申請人:華中科技大學(xué)