[发明专利]一种BPTC码在4FSK调制方式下的译码方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种BPTC码在4FSK调制方式下的译码方法。

背景技术

信道编码与调制是整个通信理论的精髓，广泛应用于宇航深空通信，个人移动通信，公用电话网，互联网和DVD纠错等各种领域，为社会信息化提供了高效、可靠的技术保障。

Turbo乘积码是Elias于1954年提出的，它是香农信息理论提出后第一个在非零码率时可以实现无误码传输的纠错编码，是一种能用两个或多个短码构造长码的有效方法，可以看成是一个中间插入了行列交织器的串行级联码。考虑两个系统线性分组码C₁(n₁，k₁，d₁)，C₂(n₂，k₂，d₂)，其中n₁，k₁，d₁分别为码字长度、信息位数数目和最小汉明距离，则由C₁，C₂组成的乘积码P＝C₁×C₂可通过以下步骤得到：

1)将(k₁×k₂)信息比特排成k₁行k₂列的矩阵；

2)用C₂对k₁行进行编码，得到(k₁×n₂)矩阵；

3)对2)得到的矩阵，用C₁对n₂列进行编码，得到(n₁×n₂)码字矩阵。

乘积码的结构如图1示，得到Turbo乘积码的参数为n＝n₁×n₂，k＝k₁×k₂，d＝d₁×d₂。码率R＝R₁×R₂，其中R_i就是C_i的码率。乘积码P中对校验位的校验数字无论是按照列用C₂的校验规则生成还是按照行用C₁的校验规则生成，其结果都是相同的。它的分量码通常为汉明码、扩展汉明码、奇偶校验码、BCH码和扩展BCH码，RS码和扩展RS码等线性分组码。目前国际上多采用前三种码型，其编译码相对简单。

在DMR协议中，BPTC的子码为汉明码，行子码为Hamming(15，11，3)，列子码为Hamming(13，9，3)，从而得到乘积码为BPTC(196，96)，其中额外的3bit信息补0，编码后再补1bit 0。

对于其硬判决译码，可采用两步译码，即按照先行(列)后列(行)的顺序进行，在这种情况下，当且仅当完成行纠正后，留下的行不可纠正错误模式是列可纠正的错误模式时，整个错误模式才是可纠正的。

从信息论的角度来看，任何硬判决都会损失部分信息，因此在时间允许下可采用软判决译码。1994年，Pyndiah等人在分组码Chase译码方法的基础上，提出了一种线性分组码的软输入软输出(Soft-In-Soft-Out，SISO)迭代译码方法，应用于乘积码子码的译码，称为Turbo乘积码(TPC)。具体的做法是：设接收软信息矩阵为[R]，对其交替进行行译码和列译码，译码方法为Chase2算法。请参阅图2，为SISO迭代译码方法的流程图。两次译码之间相互提供外信息，每进行一次行译码或列译码可以看作半次迭代。首先对[R]进行行译码然后列译码，则第m次半迭代的软输入信息矩阵为

[R(m)]＝[R]+α(m)[W(m)]

其中[W(m)]为外部信息。α为引入的尺度因子，用于抑制[R]和[W(m)]不同的抽样标准差，同时减少了迭代初期误码率较高时[W(m)]的影响，其值随着迭代次数的增加而增加，范围为[0，1]，对BPTC的纠错性能有较大的影响，可根据经验值进行选取。软输出外部信息矩阵为

[W(m+1)]＝[R′(m)]-[R(m)]

式中R′(m)为第m次半迭代的软输出。

BPTC迭代算法中最为重要的一步是外部信息W的计算，不失一般性，考虑软输入矩阵[R]中某一行或列，则有