[发明专利]一种基于IntelCPU的并行Turbo译码方法

摘要

本发明公开了一种基于Intel CPU的并行Turbo译码方法，当CPU支持的单指令多数据流指令集为AVX2、AVX512或更新的指令集时，本发明的译码方法相应增加并行码块个数并在译码过程中使用对应的指令以充分利用指令集支持的位宽本发明使用的并行计算α、β的方法是用8位表示定点数，在128位中排列8个状态的α和8个状态的β，可以并行计算α、β。本发明的基于Intel CPU的并行Turbo译码方法具有吞吐量高、而误码率性能损失有限等优点。

主权项

一种基于Intel CPU的并行Turbo译码方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)在单指令多数据流指令中，每个码块分配128位，设定并行码块个数为CPU支持的单指令多数据流指令位宽除以128；设置迭代指示器index＝0；(2)对每个原始码块分别进行解剪裁，每个码块得到两串系统信息Lsys0，Lsys1和两串校验信息Lp0，Lp1，所述系统信息Lsys1由系统信息Lsys0交织得到，所述Lsys0、Lp0由系统中的分量译码器0处理，所述Lsys1、Lp1由系统中的分量译码器1处理；(3)以对数似然比形式计算分量译码器0各个码块中每个时序对应的分支度量值γ11、γ10，即γ11＝0.5(Lsys+Lp+La)，γ10＝0.5(Lsys‑Lp+La)，其中La为先验信息，Lsys为Lsys0和Lsys1的通用符号，Lp为Lp0和Lp1的通用符号；(4)分量译码器0中，在时序k，构建θk+1，具体为：根据各个码块的卷积码生成矩阵列出分支状态度量值γ11k、γ10k的对应序列，将γ11k、γ10k按所述对应序列构建矢量γk；使用单指令多数据流指令进行矢量运算，即θk+＝θk+γk，θk‑＝θk‑γk，然后根据卷积码生成矩阵对应状态位变化对θk+，θk‑内部数据进行重新排列；求θk+和θk‑对应数据的最大值作为下一时序的矢量θk+1，然后进行归一化处理；其中，θk由上一时序产生，θk中包含并行码块的八个前向状态度量值αjk和八个反向状态度量值βjm，j为状态序号，N为系统码长，当k＝0时，θ0内部数据为：α00＝‑127，β0N‑1＝‑127，αj≠00＝0，βj≠0N‑1＝0；θk+、θk‑为状态分别为正、负的中间矢量，m＝N‑k‑1；(5)分量译码器0中，当时序k小于N的一半时，令k＝k+1，并返回步骤(4)，否则载入矢量θm，将其内部的αjm和βjk调换位置，根据下式计算Lk+和Lk‑：Lk+＝θm+θk+，Lk‑＝θm+θk‑，其中Lk+和Lk‑分别为状态为正负的输出对数似然比中间矢量；所述Lk+和Lk‑每个矢量内部分别有并行码块的八个k时序的输出对数似然比中间值和八个m时序的输出对数似然比中间值；分别求出Lk+中k时序和m时序的输出对数似然比中间值的最大值lk+和lm+，Lk‑中k时序和m时序的输出对数似然比中间值的最大值lk‑和lm‑，然后计算出lk+‑lk‑即是k时刻的输出对数似然比信息Lok，lm+‑lm‑即是m时刻的输出对数似然比信息Lom；若k＝N‑1，则进入步骤(6)，否则令k＝k+1，并返回步骤(4)；(6)按照所述步骤(3)至(5)中分量译码器0的处理方法和流程，在分量译码器1中进行分量译码，得到输出对数似然比信息Lo，然后由公式Le＝Lo‑Lsys‑La得到外部信息Le，当前译码器为译码器0时，将Le0交织得到译码器1的先验信息La1，当前译码器为译码器1时，将Le1解交织得到译码器0的先验信息La0，其中Le0、La0为译码器0的外部信息和先验信息，Le1、La1为译码器1的外部信息和先验信息，Le是Le0、Le1的通用符号，La是La0、La1的通用符号；(7)迭代指示器index累加一次，如index<6，则返回步骤(3)，当index＝6时，译码结束。