[发明专利]一种基于循环压缩的Turbo码译码方法及其装置

说明书

本发明提供一种基于循环压缩的Turbo码译码方法及其装置，该方法包括：将前向状态度量计算出来的信息进行压缩处理后存放在后进先出的SMC中；从所述后进先出的SMC读取压缩信息，并将读取的压缩信息进行解压缩处理以估算出对应的前向状态度量值；将该估算出的前向状态度量值用于后验概率对数似然比的计算，最终实现译码。本发明可以显著减小SMC容量，且译码性能较最优的Log‑MAP算法只有很小的损失。循环压缩和解压缩模块引入的硬件开销只有简单的加法、移位和比较操作，便于实现。

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种基于循环压缩的Turbo码译码方法及其装置。

背景技术

近年来，Turbo码已经被多种通信标准确定为必须支持的信道编码码型。为了提高无线数据传输的可靠性，Turbo码在(Wireless Sensor Networks，以下简称：WSNs)中也有相应的应用。在很多场合中，传感器节点电源能量有限，而无线数据通信消耗了多达80％的节点功耗，并且过多功耗将严重缩短传感器节点的生命周期。为了降低传输功耗并且尽可能减少传感器节点的数据帧重传概率，低功耗近最优Turbo码译码器的研究引起了广泛关注。

然而，在Turbo码译码器的工程实现中，为获得满意的BER性能，译码算法需经过多次迭代处理。由于译码算法自身的属性，译码器需要大容量的SMC和频繁的访问操作，致使Turbo译码器的功耗很高。所以，传统的Turbo译码器不适合于功率受限的WSNs.

为了解决Turbo码译码器的功耗问题，目前研究者们提出了不同的译码结构设计方案。具体包括：特定准则下停止迭代方法、反向计算试探设计方案和减小状态量度缓存(State Metric Cache,以下简称：SMC)容量的设计策略。在这些技术中，减小SMC容量是降低Turbo码译码器整体功耗的一个有效策略。根据这种策略，目前提出了基-4追溯计算译码方案和Walsh-Hadamard变换法。其中，基-4追溯计算译码方案通过将8个状态度量值转化为6个差值度量和4个比特的符号位，使SMC容量降低了20％；Walsh-Hadamard变换法，通过对状态度量值做压缩变换，再做非均匀量化处理，使得变换值位宽为5比特，进而将SMC容量降低了50％。

基-4追溯计算译码方案中，由于存储的差值度量采用了和状态度量相同的量化位宽，SMC容量降低不足以适应低功耗的需求。

Walsh-Hadamard变换法虽然降低了更多的SMC容量，但是其引入的量化误差使得BER性能有较大的损失且冗余计算复杂度较高。

发明内容

本发明的目的在于针对在功率受限的无线传感器网络(WSNs)中Turbo码译码器的功耗问题，提供一种基于循环压缩的Turbo码译码方法及其装置。

一种基于循环压缩的Turbo码译码方法，包括：

将前向状态度量计算出来的信息进行压缩处理后存放在后进先出的SMC中；

从所述后进先出的SMC读取压缩信息，并将读取的压缩信息进行解压缩处理以估算出对应的前向状态度量值；

将该估算出的前向状态度量值用于后验概率对数似然比的计算，最终实现译码；

所述循环压缩处理包括：

首先，将前向状态度量计算出来度量值进行对数域的规整化处理；

其次，对规整化处理后的前向状态度量值做递归压缩处理：

最后，输出压缩度量值并存储于SMC中；

所述解压缩处理包括：

从SMC读取压缩度量值进行解压缩处理：

最后，输出解压处理后的度量值，用于后验概率LLR的计算。