[发明专利]一种Turbo迭代译码方法和译码装置

说明书

本发明公开了一种Turbo迭代译码方法及译码装置，装置包括第一子译码器、第一交织器、第二交织器、第二子译码器、第一解交织器、第二解交织器、硬判决单元和译码差异判决单元。本发明的方法包括两个软输入软输出的子译码器对系统信息、第一校验信息和第二校验信息的迭代译码以及译码差异判决单元依据两个子译码器的输出比特软信息的差异进行的迭代停止判决。本发明可以有效降低接收信号质量较差时的译码迭代次数，降低译码复杂度，节省硬件和时间开销，进而提高整个系统的性能。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及Turbo迭代译码方法及译码装置。

背景技术

Turbo码，又称并行级联卷积码，是由C.Berrou，A.Glavieux和P.Thitimajshiwa于1993年国际通信年会(ICC：International Conference on Communication)提出。经各种研究和仿真结果表明，Turbo码不仅在抵御加性高斯白噪声方面性能优越，而且具有很强的抗衰落、抗干扰能力，其纠错性能接近香农极限。因此，被广泛的应用于各种通信系统，其中第三代、第四代移动通信系统都将Turbo码作为其传输高速数据大的信道编码标准。

Turbo编码器由两个并行级联分量卷积编码器和一个随机交织器构成，可以生成同一信息序列的不同交织版本上的两个分量码，如图1所示为LTE标准中采用的Turbo编码结构图。Turbo译码器，通常使用两个最大后验概率(MAP)解码器以迭代的方式来解码判决。图2为Turbo译码器的基本结构图，由两个子译码器串行级联而成，其中两个子译码器都是软输入软输出MAP译码器。如图2所示，随着迭代次数的增加，先验信息的置信度逐渐增大，因此硬判决输出数据的正确性也越高。

为了能够判断译码器输出是否是正确的解码数据，循环冗余校验(CRC)比特被添加到传输数据中。当CRC校验指示接收数据被正确译码时，Turbo译码器的迭代即停止。当接收信号质量较高时，Turbo译码器所需迭代次数较少；否则，为了得到正确的接收数据，Turbo译码器的迭代次数可能很高，而此时的硬件开销和时间开销都非常大。在具体实现中，常常采用限制最大迭代次数的方法来避免过高的译码复杂度。此外，也有其他方法引入其他判决条件来有效降低迭代次数，以降低译码开销。

然而，当信号传输环境非常恶劣，接收信号质量非常差的时候，Turbo译码器即使重复迭代足够多次仍然不能将接收数据正确译码。如图3示例所示，当信噪比较低时(具体地小于-4.6dB)，Turbo译码器的输出误块率(BLER：BLock Error Rate)总为1，也即译码输出全部错误，但是对应的Turbo译码平均迭代次数几乎都达到了设置的最大迭代次数(如图4所示)。这里，图3和图4的仿真场景为：基于LTE Turbo编码，码块长度为6144，调试方式为BPSK，传输信道为AWGN，仿真次数为10000个码块。因此，此时Turbo译码器不仅没能获得正确的译码结果，而且使用了大量的硬件资源、花费了过多的时间。对于具有实时性要求的移动通信系统来说，如果能有效减少在这种情况下的Turbo译码迭代次数、进而降低译码复杂度和开销，并进而提高整个系统的性能，将是非常有意义的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

由此可见，当接收信号质量非常差时，Turbo译码器消耗大量硬件资源、进行尽可能多次的迭代译码，但译码的误块率仍非常高。此时，硬件和时间开销非常大，功耗也非常高，但译码性能很差。

(二)技术方案

针对上述问题，本发明提出一种Turto迭代译码方法和装置，可以有效降低接收信号质量较差时的Turbo译码迭代次数，降低译码复杂度，节省硬件和时间开销，进而提高整个系统的性能。

本发明一方面提出一种Turbo迭代译码方法，应用于Turbo迭代译码装置中，所述Turbo迭代译码装置包括第一子译码器、第一交织器、第二交织器、第二子译码器、第一解交织器、第二解交织器、硬判决单元和译码差异判决单元，该方法包括：