[发明专利]一种基于反向蝶形计算的Turbo码译码器及处理方法

权利要求书

1.一种基于反向蝶形计算的Turbo码译码器，其特征在于，包括

分支度量计算模块，将接收机接收到的经过信道传输后的系统信息和校验比特以及外信息Λ_apr,k输入到分支度量模块计算出分支度量然后将初始状态度量与分支度量计算模块计算出的输入到前向递归计算模块；

前向递归计算模块，通过基本单元、多路选择器、计数器与选择器后，将得到的符号比特I_k与不满足反向计算的前向状态度量存入到SMC存储器中；同时将输出的状态度量输出，并作为下一次递归计算的状态度量；

将编码网格图分为4个蝶形基本单元；第一个基本单元对应：由K-1时刻的和对应状态从0和1到0和4的分支度量和去计算K时刻的其他的三个蝶形基本单元与此类似：

SMC模块，完成前向递归计算之后，将计数器C、分支度量与的结果输入到反向计算模块；

反向计算模块，通过反向计算单元、计算与选择模块，同时读取SMC中的符号函数，当判断出状态度量不能反向重算时，需要读取SMC中状态度量，并将得到的状态度量作为下一次递归计算的状态度量输入，同时输出最终完成反向计算操作。

2.一种应用于Turbo码译码器的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤

步骤1.在分支度量计算单元完成分支度量的计算；

步骤2.在前向递归计算模块内完成相应的状态度量的计算；

首先将和放入一个寄存器RAM里，为初始值，为递归状态度量；

然后将K-1时刻的8个状态度量和对应的4个分支度量按照蝶形单元分别输入到4个FU单元中，这4个FU的实现原理是相同的；

给出一个基本单元FU，假设K-1时刻的向前状态度量为和对应状态从e1和e2到e3和e4，在K-1时刻的分支度量分别为和K时刻的向前状态度量为由上式可得FU单元的计算公式为(2)式；

为了降低复杂度，对max*做如下修正：

为了便于硬件实现，通过f(x)＝x+0.375去近似逼近ln(1+exp(x))，将max*近似如(4)所示：

通过近似的max*函数，基本单元FU和反向计算单元RCU分为下边四种情况：

1，如果

符号比特I_(k,1)＝10；

则计算如公式(5)所示：

那么，反向计算如公式(6)所示：

2，如果

则计算如公式(7)所示：

那么由公式(8)计算出，不能反向重算，则将它存储在SMC中；

3，如果

符号比特I_(k,3)＝01；

则计算如公式(9)所示：

那么用公式(10)反向计算出；

4，如果

符号比特I_(k,4)＝00；

则计算公式为：

那么由公式(12)反向计算出，不能反向重算，所以将它存储在SMC中；

最后，将4个符号比特I_k和不满足反向计算的前向状态度量存储到SMC中；

当进行反向计算时，先读出符号比特进行判断，然后满足反向计算的直接进行计算即可，不满足的顺序读取SMC里存储的状态度量；

需要2×4个比特存储符号比特，然后需要平均2×10个比特存储不能被反向重算的前向状态度量因此一共需要28个比特，较传统的译码器直接存储8个前向状态度量所需的80比特，SMC容量降低了65％；

将4个FU计算出的状态度量和符号比特进行挑选和计数及SC模块，存储符号比特I_k和通过多路选择器将得到的状态度量输出，并作为下一次递归计算的状态度量同时对不能反向计算的符号比特I_k进行计数得到C，便于对不能反向计算的状态度量进行恢复，同时挑选出此时的状态度量进行存储；

步骤3.状态度量存储入SMC模块；

步骤4.状态度量完成反向计算；

将完成前向递归的最后一个状态度量作为反向计算的初始状态和反向计算出的存储到RAM中，读取SMC中的符号比特，判断符号比特I_k，如果不满足反向计算，则直接读取SMC存储的状态度量作为K-1时刻的状态度量同时计数器C减去不能反向计算的蝶形单元个数；如果符号比特I_k满足反向计算，通过4个RCU单元进行反向计算，其中这四个RCU单元的原理是相同的，按照编码网，同时输入对应的分支度量4个分支度量判断读取的符号比特I_k，进行相应的蝶形反向计算，计算出K-1时刻的状态度量