[发明专利]基于外信息并行更新的Turbo译码器

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及基于外信息并行更新的Turbo译码器。

背景技术

纠错编码是数字通信系统的重要组成部分。1948年，香农的“通信中的数学理论”一文提出了著名的有噪信道编码原理，奠定了差错控制码的基石。自20世纪40年代以来，有关纠错编码技术的研究已经取得了很多骄人的成果。在1993年的国际通信会议(ICC’93)上，法国不列颠通信大学的Claude Berrou教授等提出了Turbo码方案。该编码方式由于很好的运用了香农信道编码定理中的随机性编译码条件而获得了几乎接近香农理论极限的译码性能。

Turbo码的译码算法有很多中，其中基于BCJR算法(由Bahl、Cocke、Jelinek和Raviv于1974年提出)的MAP(Maximum a posteriori probability)算法应用范围最为广泛。为了便于实现MAP算法进行了相应的改造形成了log_MAP和MAX_log_MAP等实现形式。由于Turbo码卓越的性能，它一直是工业界和学术界的研究热点。Turbo码已经被3gpp、3gpp2和LTE等移动通信系统标准所采用，成为这些系统中的信道纠错编码方案。

虽然MAP算法有着非常优越的性能，但是由于MAP算法采用迭代方式进行运算，而且每次迭代运算中必须进行前向和反向的网格信息(metrics)逐个符号地进行搜索和更新，待完成整个码字前向和反向的网格信息更新后，才能计算用于下一次迭代的外部信息，因此解码时较延长。除了待解码的样值信息需要保存外，前向和反向网格信息以及用于迭代的外部信息在解码过程中都需要进行保持和更新，如果Turbo码的状态空间较大时，保存这些信息的存储器空间会变得非常庞大，数据交换量巨大。

因此，MAP算法在利用超大规模集成电路技术(VLSI)进行实现时，其面临有解码时延、存储容量需求等挑战。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于外信息并行更新的Turbo译码器，其网格信息在网格及外信息更新单元MEU(Metrics and Extrinsic information Update)之间惯序传递，而外信息在两个分量译码器之间并行传递，译码过程中不使用独立的存储器来保存每个分量译码器产生的外信息和网格信息。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种基于外信息并行更新的Turbo译码器，所述译码器包括第一分量译码器和第二分量译码器，每个分量译码器中均含有数量与码字长度K相等的网格及外信息更新单元MEU；

每个译码时钟，所述第一分量译码器和第二分量译码器均以惯序的方式进行网格信息更新，并分别产生K个外信息；

所述第一分量译码器每个译码时钟产生的外信息经连线交叉网络，形成第二分量译码器在下一个译码时钟所需要的外信息；所述第二分量译码器每个译码时钟产生的外信息经连线交叉网络，形成第一分量译码器在下一个译码时钟所需要的外信息；外信息以并行的方式进行传递和更新。

其中，在译码过程中：所述第一分量译码器的第K-1个MEU的前向网格信息输出，作为第二分量译码器第0个MEU的前向网格信息的输入；第一分量译码器的第0个MEU的后向网格信息输出，作为第二分量译码器第K-1个MEU的后向网格信息的输入；

所述第二分量译码器的第K-1个MEU的前向网格信息输出，作为第一分量译码器第0个MEU的前向网格信息的输入；第二分量译码器的第0个MEU的后向网格信息输出，作为分量译码器第K-1个MEU的后向网格信息的输入。

其中，每个网格及外信息更新单元MEU包括：边信息计算单元、前向网格信息更新单元、后向网格信息更新单元、外信息更新单元和译码判决输出单元，在每一个译码时钟：

所述边信息计算单元，用于根据待译码信息第K个信元的系统码和校验码软信息及来自另一个分量译码器的对应第k个信元的外信息，计算产生第一边信息和第二边信息；

所述前向网格信息更新单元，用于根据第k级MEU输出的前向网格信息和所述边信息计算单元输出的第一边信息，计算产生本MEU输出的前向网格信息；

所述后向网格信息更新单元，用于根据第k+1级MEU输出的后向网格信息和所述边信息计算单元输出的第一边信息，计算产生本MEU输出的后向网格信息；

所述外信息更新单元，用于根据所述边信息计算单元输出的第二边信息、所述前向网格信息更新单元输出的前向网格信息、和所述后向网格信息更新单元输出的后向网格信息，计算产生本MEU输出的外信息；