專利名稱：一種串/并行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器及其譯碼實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字、移動(dòng)通信領(lǐng)域中的信道編譯碼技術(shù)，更確切地說是涉及一種可快速、并行地實(shí)現(xiàn)Turbo-code的譯碼器及其譯碼實(shí)現(xiàn)方法。
Turbo-code是近幾年發(fā)展起來的一種非常引入注目的信道編碼方法，具有優(yōu)異的性能。Turbo的原意為“渦輪機(jī)”，其最初的中文名稱為并行、級(jí)聯(lián)卷積碼，隨著它的不斷發(fā)展，又將串行及分組結(jié)構(gòu)的級(jí)聯(lián)碼也稱作Turbo-code，因此可以將Turbo-code理解為一種采用級(jí)聯(lián)方式的串/并行卷積碼或分組碼一類的碼結(jié)構(gòu)。鑒于它的優(yōu)異性能，目前國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU-InternationalTelecommunication Union)已將其列為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(IMT-2000)信道編碼領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。
Turbo-code編碼器的實(shí)現(xiàn)技術(shù)比較簡(jiǎn)單，基本無難度可言，但其譯碼器及其譯碼實(shí)現(xiàn)方法卻有相當(dāng)大的難度，因?yàn)樾畔⒔?jīng)過有擾信道的傳輸后，譯碼器要從有擾信息中恢復(fù)出有用的、無噪的信號(hào)是十分困難的，必須通過大量復(fù)雜的運(yùn)算才能達(dá)到目的，也即譯碼器的結(jié)構(gòu)要比編碼器復(fù)雜得多?，F(xiàn)有的關(guān)于Turbo譯碼的技術(shù)大部分也是有關(guān)算法方面的介紹，且主要用于驗(yàn)證Turbo-code的優(yōu)異性能，即其在一定條件下與香農(nóng)(Shannon)極限的距離，其算法都是采用順序執(zhí)行即串行指令的方式，這是因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)上作仿真時(shí)只能采用串行方式執(zhí)行算法指令，除非是在真正的多任務(wù)、多CPU系統(tǒng)上才能做到并行處理，而這樣的情況并不多見?，F(xiàn)有技術(shù)中除了算法方面的介紹外，有關(guān)其具體實(shí)現(xiàn)的技術(shù)則不多見，如法國(guó)人Berrou于1995年申請(qǐng)的適用于卷積編碼的多籬笆圖專利則是Viterbi譯碼器。據(jù)申請(qǐng)人所知，到目前為止，還沒有一種能真正實(shí)現(xiàn)的、可用的、實(shí)時(shí)Turbo編碼譯碼器，特別是實(shí)現(xiàn)較高速率下的Turbo-code譯碼就更不是一件容易的事。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種串/并行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器及其譯碼實(shí)現(xiàn)方法，以解決如何實(shí)現(xiàn)Turbo譯碼實(shí)時(shí)系統(tǒng)的問題，和解決如何在每秒兆比特量級(jí)(Mbps)的較高輸入信息速率下，Turbo并行譯碼系統(tǒng)的問題。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器的譯碼實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括A．將一幀數(shù)據(jù)截?cái)喑蒒段并將N段數(shù)據(jù)不斷地分配給n個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，形成n個(gè)滑動(dòng)窗口；B．同一時(shí)刻，利用n個(gè)分別由m個(gè)并行運(yùn)算單元組成的后向或前向迭代譯碼器和一個(gè)由n×m個(gè)并行運(yùn)算單元組成的前向或后向迭代譯碼器并行地一次對(duì)n個(gè)滑動(dòng)窗口作每一滑動(dòng)窗口的后向或前向迭代與全滑動(dòng)窗口的前向或后向迭代；C．由合路器對(duì)由n個(gè)后向迭代譯碼器迭代出的各β值和由一個(gè)前向迭代譯碼器迭代出的α值作計(jì)算，獲得外信息與似然值。
所述的步驟A與步驟B間，于所述全滑動(dòng)窗口的前向迭代之前還包括有延時(shí)操作，延時(shí)時(shí)間從總體上等于一個(gè)滑動(dòng)窗的時(shí)間。
所述的前向或后向迭代譯碼器的處理速度約等于n倍的后向或前向迭代譯碼器的處理速度。
所述的步驟B還包括同一時(shí)刻，利用n個(gè)分別由m個(gè)并行運(yùn)算單元組成的后向迭代譯碼器和n個(gè)分別由m個(gè)并行運(yùn)算單元組成的前向迭代譯碼器并行地一次對(duì)n個(gè)滑動(dòng)窗口作每一滑動(dòng)窗口的后向及前向迭代。
所述的迭代是采用取對(duì)數(shù)的最大值算法或SOVA-軟輸出維特比算法或MAP算法完成的。
所述的N為幾十至幾百，所述的n為2至10，所述的m為2或4或8或16或32。
本發(fā)明的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器，其特征在于包括將構(gòu)成一幀的N段數(shù)據(jù)不斷地分配給n個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)分配器、分別對(duì)n段數(shù)據(jù)僅作后向或前向迭代的n個(gè)后向或前向迭代譯碼器、對(duì)n段數(shù)據(jù)僅作前向或后向迭代的一個(gè)前向或后向迭代譯碼器、用于分配指令的任務(wù)分配器和合路器；所述的n個(gè)后向或前向迭代譯碼器及一個(gè)前向或后向迭代譯碼器并行地連接在數(shù)據(jù)分配器與合路器之間，所述的任務(wù)分配器分別與所述的n個(gè)后向或前向迭代譯碼器及一個(gè)前向或后向迭代譯碼器連接。
所述的數(shù)據(jù)分配器與所述的一個(gè)前向或后向迭代譯碼器間還設(shè)置有延時(shí)器。
所述的并行地連接在數(shù)據(jù)分配器與合路器之間的是n個(gè)后向迭代譯碼器和n個(gè)前向迭代譯碼器。
所述的每一個(gè)后向或前向迭代譯碼器由m個(gè)并行運(yùn)算單元組成，每個(gè)并行運(yùn)算單元是由從所述的數(shù)據(jù)分配器中取出數(shù)據(jù)的查表單元、進(jìn)行加法或減法或乘法運(yùn)算的邏輯單元、求出最大值的比較單元和進(jìn)行減法運(yùn)算的減法單元順序連接構(gòu)成。
所述的一個(gè)前向或后向迭代譯碼器由n×m個(gè)并行運(yùn)算單元組成，每個(gè)并行運(yùn)算單元是由從所述的數(shù)據(jù)分配器中取出數(shù)據(jù)的查表單元、進(jìn)行加法或減法或乘法運(yùn)算的邏輯單元、求出最大值的比較單元和進(jìn)行減法運(yùn)算的減法單元順序連接構(gòu)成。
本發(fā)明的串/并行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器及其譯碼實(shí)現(xiàn)方法，通過采用多滑動(dòng)窗和多級(jí)并行結(jié)構(gòu)譯碼兩項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)，不僅解決了如何實(shí)現(xiàn)Turbo-code的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，而且主要解決了如何實(shí)現(xiàn)較高輸入信息速率(Mbps量級(jí))下Turbo-code的并行譯碼的技術(shù)難題，其最終處理能力將大于2.048Mbps(也是3GPP-ThirdGeneration Partnership Project標(biāo)準(zhǔn)中的用戶最高接人速率)，該串/并行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器及其譯碼實(shí)現(xiàn)方法，大大推動(dòng)了Turbo碼的實(shí)用化發(fā)展，從而帶來了極大的社會(huì)效益。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)。


圖1是不采用滑動(dòng)窗技術(shù)的迭代示意2是采用一個(gè)滑動(dòng)窗技術(shù)的迭代示意3是采用多個(gè)滑動(dòng)窗技術(shù)的迭代示意4是采用MMAP/MAP算法的串/并行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器結(jié)構(gòu)示意5是圖4中多級(jí)并行結(jié)構(gòu)譯碼器DEC1/DEC2結(jié)構(gòu)示意6是圖5中后向迭代譯碼器的結(jié)構(gòu)示意7是圖5中前向迭代譯碼器的結(jié)構(gòu)示意8是圖5中合路器的結(jié)構(gòu)示意9是本發(fā)明的串/并行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器及其譯碼實(shí)現(xiàn)方法在手機(jī)中的應(yīng)用示意圖參見圖1，圖中示出不采用滑動(dòng)窗技術(shù)的迭代方案，其譯碼是針對(duì)一個(gè)完整的幀數(shù)據(jù)作迭代，如圖中所示，在時(shí)間軸t上，一次迭代當(dāng)前幀數(shù)據(jù)F1，下一次迭代下一幀數(shù)據(jù)F2，由于需存儲(chǔ)全幀的迭代結(jié)果，因此所需的存儲(chǔ)量大。
參見圖2，圖中示出采用一個(gè)滑動(dòng)窗技術(shù)的迭代方案。在Turbo-code的譯碼實(shí)現(xiàn)中，為了節(jié)省存儲(chǔ)單元，可采用滑動(dòng)窗技術(shù)。具體地說就是譯碼不針對(duì)一個(gè)完整的幀數(shù)據(jù)作迭代，而是將一幀數(shù)據(jù)截(分)成N段(N通常為幾十至幾百)，采用滑動(dòng)窗一次只對(duì)其中的一段作迭代，如圖中所示的在時(shí)間軸t上，一次只對(duì)構(gòu)成當(dāng)前幀數(shù)據(jù)F1的N段數(shù)據(jù)中的1段作迭代，一塊迭代完后再對(duì)下一段作迭代，就好象有一個(gè)“滑動(dòng)的窗口”在數(shù)據(jù)上移動(dòng)一樣。由于每次只需存儲(chǔ)一段數(shù)據(jù)的迭代值，而不必存儲(chǔ)全幀的迭代結(jié)果，特別在較高信息速率下、幀長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，可大大節(jié)省存儲(chǔ)量，但運(yùn)算速度仍然較慢。
參見圖3，圖中示出本發(fā)明采用的多個(gè)滑動(dòng)窗技術(shù)的迭代方案。本發(fā)明不僅采用滑動(dòng)窗技術(shù)，而且利用多個(gè)滑動(dòng)窗口如n(N＞n≥3)個(gè)滑動(dòng)窗口一次對(duì)n段數(shù)據(jù)并行地作迭代。如圖中所示，在時(shí)間軸t上，用1至n個(gè)滑動(dòng)窗口并行地對(duì)構(gòu)成當(dāng)前幀數(shù)據(jù)F1的N段數(shù)據(jù)中的第i段至第i+n段數(shù)據(jù)作迭代。采用多個(gè)滑動(dòng)窗技術(shù)的迭代速度可大大快于采用一個(gè)滑動(dòng)窗技術(shù)的迭代速度。圖3中i=k×n，k=int[N/n]。
參見圖4，圖中示出采用MMAP/MAP算法的串/并行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器結(jié)構(gòu)(還可采用SOVA-軟輸出維特比算法)。包括入口高速緩存器(FIFO)1、譯碼器(DEC1)2、交織器3、譯碼器(DEC2)4、去交織器5、判決器6、出口高速緩沖器(FIFO)7和勻化因子(F)電路8。其中的關(guān)鍵部件是譯碼器(DEC1)2與譯碼器(DEC2)4，也是MMAP算法的執(zhí)行單元(MMAP/MAP-Maximum A Posteriori算法是取對(duì)數(shù)的最大值算法，簡(jiǎn)稱為MMAP算法或者M(jìn)AP算法，MMAP與MAP之間僅相差一個(gè)查表單元)。譯碼器(DEC1)2與譯碼器(DEC2)4具有完全相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖5所示。
從信道解調(diào)(或解擴(kuò))下來的信源數(shù)據(jù)流經(jīng)入口高速緩沖器(FIFO)1后形成收數(shù)據(jù)流，并以“包”的形式輸送給譯碼器(DEC1)2，經(jīng)譯碼器(DEC1)2按MMAP算法對(duì)冗余信息作迭代，生成第一外信息9，并送交織器3，由交織器3對(duì)第一外信息9與收數(shù)據(jù)流中的一部分作打散信息順序的處理，生成第一、第二兩中間值10、11，再送譯碼器(DEC2)4，經(jīng)譯碼器(DEC2)4按MMAP算法完成迭代，生成第二外信息12和似然值13，再送去交織器5，由去交織器5恢復(fù)原信息順序。去交織器5輸出一路送勻化因子(F)電路8，用于消除正反饋而形成外信息送譯碼器(DEC1)2；去交織器5輸出另一路送判決器6，獲得有用的供輸出的二進(jìn)制碼流14(DK)，再經(jīng)出口高速緩沖器(FIFO)7輸出。
參見圖5，本發(fā)明為提高收端譯碼器的運(yùn)算速度，將譯碼器2、4設(shè)計(jì)成“多重并行的結(jié)構(gòu)單元，同一時(shí)刻不僅對(duì)n個(gè)滑動(dòng)窗內(nèi)的n段數(shù)據(jù)作迭代，還同時(shí)對(duì)前向和后向作迭代，而且每一譯碼單元內(nèi)部對(duì)執(zhí)行指令也作并行處理。
多級(jí)并行結(jié)構(gòu)的譯碼器(DEC1)2或譯碼器(DEC2)4包括數(shù)據(jù)分配器21，用于將構(gòu)成一幀的N段數(shù)據(jù)不斷地分配給n個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并看作n個(gè)滑動(dòng)窗口；后向迭代譯碼器22的個(gè)數(shù)等于滑動(dòng)窗口數(shù)n，n個(gè)后向迭代譯碼器22，標(biāo)為1,2,……,n，分別對(duì)第i塊、第i+1塊，……，第i+n塊數(shù)據(jù)按MMAP算法作后向迭代，獲得各β值；一個(gè)前向迭代譯碼器23，對(duì)n全塊(全滑動(dòng)窗)內(nèi)的數(shù)據(jù)按MMAP算法作前向迭代，i=k×n,k=int[N/n]。在前向迭代譯碼器23前可設(shè)置一個(gè)延時(shí)器26，設(shè)置該延時(shí)器26的目的是為節(jié)省前向迭代的存儲(chǔ)量，應(yīng)用延時(shí)器26，前向迭代就只需存儲(chǔ)一個(gè)時(shí)刻的α值，而不必存儲(chǔ)n全段(全滑動(dòng)窗)內(nèi)所有的α值。當(dāng)前、后向迭代開始后，從時(shí)間上看，前向迭代會(huì)落后于后向迭代一段(一個(gè)滑動(dòng)窗)時(shí)間，延時(shí)器26的延時(shí)大小取決于主時(shí)鐘的頻率和段數(shù)據(jù)(滑動(dòng)窗)的大小，但總的來說，延時(shí)必須等于一個(gè)滑動(dòng)窗(一段數(shù)據(jù))的時(shí)間，但當(dāng)有更強(qiáng)的實(shí)時(shí)要求時(shí)，還是應(yīng)去掉延時(shí)器26，此時(shí)就必須存儲(chǔ)所有的α值和β值；任務(wù)分配器24，用于分配指令，使每一個(gè)后向迭代譯碼器22與前向迭代譯碼器23內(nèi)部對(duì)執(zhí)行指令也作并行處理；合路器25對(duì)由n個(gè)后向迭代譯碼器22迭代出的各β值及由一個(gè)前向迭代譯碼器23迭代出的α值進(jìn)行計(jì)算，獲得所要的外信息及似然值。
參見圖6、圖7，分別為圖5中后向迭代譯碼器22及前向迭代譯碼器23的結(jié)構(gòu)，是一種譯碼器內(nèi)部的多狀態(tài)并行結(jié)構(gòu)。其中，后向迭代譯碼器22具有m個(gè)并行運(yùn)算單元，前向迭代譯碼器23具有n×m個(gè)并行運(yùn)算單元，每個(gè)并行運(yùn)算單元均由查表單元221、邏輯單元222、比較單元223和減法單元224順序連接構(gòu)成，用于實(shí)現(xiàn)取對(duì)數(shù)的最大值MMAP算法。查表單元221用于從圖5中數(shù)據(jù)分配器21的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)取出數(shù)據(jù)，由邏輯單元222進(jìn)行加法或減法或乘法運(yùn)算，比較單元223對(duì)運(yùn)算結(jié)果求最大值，最后由減法單元224作減法運(yùn)算。
圖5中，作α值迭代的前向迭代譯碼器23只能有一個(gè)，這是由MMAP迭代算法過程決定的，而作β值迭代的后向迭代譯碼器22的個(gè)數(shù)則等于滑動(dòng)窗口數(shù)n(數(shù)據(jù)段數(shù))，這是為求得運(yùn)算速度平衡而使用的。為了使前、后向迭代兩種譯碼器23、22能在同一時(shí)間段內(nèi)完成運(yùn)算，就要求在同一時(shí)鐘頻率下，使前向迭代譯碼器23的并行處理速度約等于n倍的后向迭代譯碼器22的處理速度。圖7結(jié)構(gòu)就是為實(shí)現(xiàn)該目的而設(shè)置的，即將圖6中后向迭代譯碼器22的并行結(jié)構(gòu)(m個(gè)并行運(yùn)算單元)擴(kuò)展n倍，即為n×m個(gè)并行運(yùn)算單元。
當(dāng)譯碼速度要求不太高時(shí)，可以僅對(duì)后向迭代采用多滑動(dòng)窗技術(shù)，對(duì)前向迭代采用n×m并行技術(shù)，如附圖6、7的結(jié)構(gòu)所示。但實(shí)際上前向迭代與后向迭代是等效的，兩者可以調(diào)換并行的方式，即對(duì)前向迭代采用多滑動(dòng)窗技術(shù)，對(duì)后向迭代采用n×m并行技術(shù)；甚至在譯碼速度要求非常高時(shí)，如大于20Mbps，此時(shí)多狀態(tài)并行度n×m已達(dá)到滿狀態(tài)，狀態(tài)并行技術(shù)本身已無能力再提高速度，就可同時(shí)對(duì)后向及前向迭代采用多滑動(dòng)窗技術(shù)，前、后向迭代同時(shí)由n個(gè)后向迭代譯碼器(含m個(gè)并行運(yùn)算單元)和n個(gè)前向迭代譯碼器(含m個(gè)并行運(yùn)算單元)完成。稱之為“雙滑動(dòng)多窗并行”技術(shù)。即本發(fā)明的技術(shù)方案所強(qiáng)調(diào)的是多個(gè)滑動(dòng)窗口的并行技術(shù)；譯碼器內(nèi)多狀態(tài)的并行處理技術(shù)；并行處理的多級(jí)性；和前向迭代與后向迭代的等效性。
實(shí)際使用時(shí)，考慮到設(shè)備的復(fù)雜度和當(dāng)前對(duì)Turbo-code應(yīng)用速率的需求，如Turbo-code的應(yīng)用場(chǎng)合一般為中、低速率的移動(dòng)無線環(huán)境，特別是3GPP的最高信息速率也才到2.048Mbps，因此在選擇本發(fā)明的關(guān)鍵參數(shù)時(shí)，滑動(dòng)窗口數(shù)n的取值不宜過大，一般為2至10左右，而前、后向迭代譯碼器23、22內(nèi)并行運(yùn)算單元m的取值一般為2、4、8、16、32，m取為21形式的值，是為了任務(wù)分解時(shí)的方便，當(dāng)然m也可取為其它值。
參見圖8，為圖5中合路器25的結(jié)構(gòu)。包括m個(gè)比較器251、與m個(gè)比較器251連接的合路器252、第一減法器253和第二減法器254。m個(gè)比較器251用于求最大值，合路器252獲得m×2個(gè)值，第一減法器獲得似然值256，第二減法器254獲得外信息255。
參見圖9，當(dāng)前第三代移動(dòng)通信(3G)，是通信領(lǐng)域較為熱門的研究課題之一，通過使用本發(fā)明的譯碼器及譯碼方法，不僅實(shí)現(xiàn)了在3G標(biāo)準(zhǔn)信道編碼部分采用Turbo碼，而且實(shí)現(xiàn)了在較高速率下的Turbo-code譯碼。具體實(shí)施時(shí)，可分為兩步首先通過高性能的可編程邏輯器件(FPGA，如XILINX公司的主頻為200MHz的Virtex系列)來實(shí)現(xiàn)一個(gè)試用的Turbo-code編譯碼實(shí)時(shí)系統(tǒng)；然后利用非常方便、快捷的現(xiàn)有手段將FPGA轉(zhuǎn)化為超大規(guī)模集成電路ASIC，進(jìn)一步做到多功能、低功耗，在批量較大時(shí)也降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本，使之能在不遠(yuǎn)將來的3G手機(jī)中及移動(dòng)臺(tái)中得到廣泛的應(yīng)用。
圖9中給出本發(fā)明的多滑動(dòng)窗及多級(jí)并行結(jié)構(gòu)的Turbo-code譯碼器及譯碼實(shí)現(xiàn)方法，在手機(jī)中應(yīng)用的結(jié)構(gòu)。手機(jī)主要包括前端射頻(RF)單元15、解調(diào)/解擴(kuò)單元16、模/數(shù)變換單元(A/D)17、Turbo-code譯碼器18和基帶復(fù)/分接器19，基帶復(fù)/分接器19輸出語(yǔ)音及數(shù)據(jù)信號(hào)。
本發(fā)明的多滑動(dòng)窗及多級(jí)并行結(jié)構(gòu)的Turbo-code譯碼器及譯碼實(shí)現(xiàn)方法，與采用單處理器、串行的MMAP譯碼算法相比，在運(yùn)算速度上具有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)其一是由于采用多滑動(dòng)窗技術(shù)，且n個(gè)滑動(dòng)窗并行，而使運(yùn)算速度提高近n倍，當(dāng)然，此時(shí)所占用的器件相對(duì)要多一些(不使用圖5中的延時(shí)器26時(shí))，對(duì)于較長(zhǎng)幀，分段數(shù)N可以取得很大，使每一段的存儲(chǔ)量相對(duì)減小，在這種條件下，迭代所占用的存儲(chǔ)器相對(duì)于交織/去交織來說也不算很大；其二是由于采用了多級(jí)并行結(jié)構(gòu)的譯碼技術(shù)，由此帶來了明顯的運(yùn)算速度方面的好處，如圖6、圖7中所示的，當(dāng)譯碼器2、4(DEC1、DEC2)內(nèi)采用m個(gè)并行運(yùn)算單元時(shí)，其迭代速度就會(huì)增加近m倍。如當(dāng)n=3,m=4時(shí)，本發(fā)明可將串行的MMAP譯碼實(shí)時(shí)系統(tǒng)的處理速度提高近10倍左右，再加上流水線式的處理結(jié)構(gòu)，因此其運(yùn)算速度是相當(dāng)高的，如為10Mbps(在該點(diǎn)上完全不同于數(shù)字信號(hào)處理器DSP，DSP是通過對(duì)一個(gè)或某幾個(gè)運(yùn)算單元作指令級(jí)的反復(fù)循環(huán)，而這樣做循環(huán)運(yùn)算的速度肯定不會(huì)太高)。
權(quán)利要求
1．一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器的譯碼實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括A．將一幀數(shù)據(jù)截?cái)喑蒒段并將N段數(shù)據(jù)不斷地分配給n個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，形成n個(gè)滑動(dòng)窗口；B．同一時(shí)刻，利用n個(gè)分別由m個(gè)并行運(yùn)算單元組成的后向或前向迭代譯碼器和一個(gè)由n×m個(gè)并行運(yùn)算單元組成的前向或后向迭代譯碼器并行地一次對(duì)n個(gè)滑動(dòng)窗口作每一滑動(dòng)窗口的后向或前向迭代與全滑動(dòng)窗口的前向或后向迭代；C．由合路器對(duì)由n個(gè)后向迭代譯碼器迭代出的各β值和由一個(gè)前向迭代譯碼器迭代出的α值作計(jì)算，獲得外信息與似然值。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器的譯碼實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的步驟A與步驟B間，于所述全滑動(dòng)窗口的前向迭代之前還包括有延時(shí)操作，延時(shí)時(shí)間從總體上等于一個(gè)滑動(dòng)窗的時(shí)間。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器的譯碼實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的步驟B還包括同一時(shí)刻，利用n個(gè)分別由m個(gè)并行運(yùn)算單元組成的后向迭代譯碼器和n個(gè)分別由m個(gè)并行運(yùn)算單元組成的前向迭代譯碼器并行地一次對(duì)n個(gè)滑動(dòng)窗口作每一滑動(dòng)窗口的后向及前向迭代。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器的譯碼實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的前向或后向迭代譯碼器的處理速度約等于n倍的后向或前向迭代譯碼器的處理速度。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器的譯碼實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的迭代是采用取對(duì)數(shù)的最大值算法或SOVA-軟輸出維特比算法或MAP算法完成的。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器的譯碼實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的N為幾十至幾百，所述的n為2至10，所述的m為2或4或8或16或32。
7．一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器，其特征在于包括將構(gòu)成一幀的N段數(shù)據(jù)不斷地分配給n個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)分配器、分別對(duì)n段數(shù)據(jù)僅作后向或前向迭代的n個(gè)后向或前向迭代譯碼器、對(duì)n段數(shù)據(jù)僅作前向或后向迭代的一個(gè)前向或后向迭代譯碼器、用于分配指令的任務(wù)分配器和合路器；所述的n個(gè)后向或前向迭代譯碼器及一個(gè)前向或后向迭代譯碼器并行地連接在數(shù)據(jù)分配器與合路器之間，所述的任務(wù)分配器分別與所述的n個(gè)后向或前向迭代譯碼器及一個(gè)前向或后向迭代譯碼器連接。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器，其特征在于所述的數(shù)據(jù)分配器與所述的一個(gè)前向或后向迭代譯碼器間還設(shè)置有延時(shí)器。
9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器，其特征在于所述的并行地連接在數(shù)據(jù)分配器與合路器之間的是n個(gè)后向迭代譯碼器和n個(gè)前向迭代譯碼器。
10．根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器，其特征在于所述的每一個(gè)后向或前向迭代譯碼器由m個(gè)并行運(yùn)算單元組成，每個(gè)并行運(yùn)算單元是由從所述的數(shù)據(jù)分配器中取出數(shù)據(jù)的查表單元、進(jìn)行加法或減法或乘法運(yùn)算的邏輯單元、求出最大值的比較單元和進(jìn)行減法運(yùn)算的減法單元順序連接構(gòu)成。
11．根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器，其特征在于所述的一個(gè)前向或后向迭代譯碼器由n×m個(gè)并行運(yùn)算單元組成，每個(gè)并行運(yùn)算單元是由從所述的數(shù)據(jù)分配器中取出數(shù)據(jù)的查表單元、進(jìn)行加法或減法或乘法運(yùn)算的邏輯單元、求出最大值的比較單元和進(jìn)行減法運(yùn)算的減法單元順序連接構(gòu)成。
12．根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器，其特征在于所述的N為幾十至幾百，所述的n為2至10。
13．根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器，其特征在于所述的m為2或4或8或16或32。
14．根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼譯碼器，其特征在于所述的n為2至10，所述的m為2或4或8或16或32。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種并/串行級(jí)聯(lián)卷積碼(Turbo－code)譯碼器的譯碼實(shí)現(xiàn)方法。通過采用多滑動(dòng)窗及多級(jí)并行結(jié)構(gòu)的譯碼兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),解決了較高速率下Turbo－code的實(shí)時(shí)譯碼問題。多滑動(dòng)窗技術(shù)是將一幀數(shù)據(jù)分成N段,同時(shí)采用n個(gè)滑動(dòng)窗一次對(duì)其中的n段數(shù)據(jù)并行地作迭代;多級(jí)并行結(jié)構(gòu)的譯碼技術(shù)是在同一時(shí)刻,利用n個(gè)分別由m個(gè)并行運(yùn)算單元組成的后向迭代譯碼器和一個(gè)由n×m個(gè)并行運(yùn)算單元組成的前向迭代譯碼器對(duì)n段數(shù)據(jù)并行地一次作后向迭代與前向迭代。
文檔編號(hào)H03M13/00GK1288292SQ99119360
公開日2001年3月21日 申請(qǐng)日期1999年9月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月13日
發(fā)明者盧紅旗, 曲秉玉 申請(qǐng)人:深圳市華為技術(shù)有限公司