[发明专利]一种基于水声语音通信Turbo码译码分段迭代停止方法

说明书

本发明公开了一种基于水声语音通信Turbo码译码分段迭代停止方法，包括以下步骤：S100、首先估计系统的SNR，依据不同的信噪比设置不同的迭代停止准则；S200、判断是否SNR＜0dB，若是，则舍弃本次结果，要求发送端重传，并结束迭代；否则，执行S300；S300、判断是否0≤SNR≤1dB，若是，则采用改进的SDR准则；否则，执行S400；S400、判断是否1＜SNR2.5dB，若是，则采用最大迭代次数为18次的SDR准则；S500、判断是否SNR≥2.5dB，若是，则采用分段固定迭代译码准则。本发明在保证性能的前提下拥有更低的迭代次数。

技术领域

本发明涉及一种基于水声语音通信Turbo码译码分段迭代停止方法，属于水声通信技术领域。

背景技术

近年来，随着水声通信技术的发展，数字式水声语音通信广泛应用于军事和民用领域。Turbo码作为一种趋近于香农限的拥有良好性能的纠错编码，广泛应用于水声通信的信道编码中。在水声信道中，由于存在海洋环境噪声，传播衰减，多径扩展等因素，导致系统的信噪比的不稳定性。传统的Turbo码的迭代停止一般基于带译码次数上限的各种迭代停止准则或者固定的迭代次数。迭代停止准则基于信号迭代译码收敛的前提，根据系统的交叉熵等参数结合设定门限进行判定。具有稳定的性能和自适应的迭代次数。但由于水声信道信噪比的不稳定性，在低信噪比下，使用迭代停止准则会出现迭代译码收敛慢甚至不收敛的情况，对于水声通信系统，迭代译码收敛过慢会导致系统迭代次数过多难于进行应用，不收敛的迭代译码会因为永远无法通过达到预定性能导致系统陷入死循环。对于固定次数的迭代译码，如果迭代次数选取较大在高信噪比和低信噪比时无法提升系统性能且会浪费迭代译码时间，而如果次数选取较低会使性能较差，达不到预期性能，因此需要结合迭代停止准则和固定次数迭代译码各自的优点，设计一种针对水声语音通信的Turbo码分段译码准则，确保系统在能达到预期性能的前提下，尽可能少的迭代译码次数以减少译码时间。SNR为系统的信噪比，即系统的信号平均功率与噪声平均功率比值的对数形式，S表示信号平均功率，N表示噪声的平均功率，则SNR＝10lg(S/N)。SDR准则为Turbo码的迭代停止准则中的一种，利用在译码收敛的前提下，信号的外部信息符号和先验信息符号的硬判决应保持一致。设Dm(i)表示第i次迭代中外部信息的硬判决结果和先验信息的硬判决结果符号不同的个数，q为门限值，N为帧长，则SDR准则为，当满足式下式时，

D_m(i)≤qN

停止迭代译码，否则继续迭代译码。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于水声语音通信Turbo码译码分段迭代停止方法，以解决现有技术存在的问题。

一种基于水声语音通信Turbo码译码分段迭代停止方法，所述译码分段迭代停止方法包括以下步骤：

S100、首先估计系统的SNR，依据不同的信噪比设置不同的迭代停止准则；

S200、判断是否SNR＜0dB，若是，则舍弃本次结果，要求发送端重传，并结束迭代；否则，执行S300；

S300、判断是否0≤SNR≤1dB，若是，则采用改进的SDR准则；否则，执行S400；

S400、判断是否1＜SNR2.5dB，若是，则采用最大迭代次数为18次的SDR准则；

S500、判断是否SNR≥2.5dB，若是，则采用分段固定迭代译码准则。

进一步的，在S300中，所述SDR准则为：设D₂(i)，表示第i次迭代后，外部信息和先验信息之间不同的符号次数，定义改进SDR函数辅助判决函数：

g(i)＝|D₂(i)-D₂(i-1)|。

进一步的，改进的SDR准则步骤为: