[发明专利]一种应用于Turbo乘积码的自适应迭代译码方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及通信中的信道编解码技术，具体是一种应用于Turbo乘积码的自适应迭代译码方法及装置。

背景技术

1.  Turbo乘积码简介

Berrou等人在1993年首次提出了Turbo码的概念，Turbo码能获得接近香农极限的纠错性能，并开始在各种通信系统中实现应用。之后在Turbo码的基础上又发展起来了Turbo乘积码。乘积码的性能更加接近香农极限，并且实现简单具有较小的译码复杂度，因此Turbo乘积码提出以后得到了广泛的研究，在各个通信领域也得到了广泛的应用。

2.  Turbo乘积码的编码原理

  我们以二维乘积码为例来讲述乘积码的构成。设分组码:                                                和。其中n表示编码长度，k表示信息比特长度，d表示最小汉明距离。二维乘积码的构造方式如图4所示。

3. 常见的Turbo乘积码译码方法

一般来说，Turbo乘积码的译码算法有两种，分别为硬判决译码和软判决译码。硬判决译码中，解调器提供给译码器作为译码用的每个码元只取0或1两个值，判决门限为0，若接收电压的幅度小于0，则译码器输出为0，反之则输出为1，这种判决结果会损失掉接收信号中所包含的有用信息。软判决译码使用软信息，充分利用了接收信号波形中的信息，是译码器能够以更大的正确概率判决所发的码字。

3.1   Turbo乘积码的硬判决译码算法

硬判决译码算法是根据Turbo乘积码的编码过程而提出的一种复杂度比较低的译码算法。该译码器由一个行硬判决译码器和一个列硬判决译码器级联组成，基本结构如图5所示。

3.2   Turbo乘积码的软判决译码算法

  Turbo乘积码是一种串行级联码，所以采用软判决迭代译码能提升Turbo乘积码的性能。最常用的就是Chase译码迭代算法，Chase算法是一种软输入硬输出的译码算法，其输出为硬判决信息，1998年Pyndiah针对Turbo乘积码提出一种基于修正的Chase译码算法的迭代译码算法（Chase-Pyndiah算法）。迭代译码结构由行、列译码器串行级联而成，结构如图6所示。

传统的大多数迭代译码法都是选择用固定的迭代次数，这些方案不能在不同的信噪比下给出最优的译码结果，并且在低噪声信道环境下，较大的迭代次数带来不必要的功耗浪费。

发明内容

为避免现有技术存在的上述不足，本发明提供一种应用于Turbo乘积码的自适应迭代译码方法及译码装置，其能够针对不同的信道环境选择合适的迭代因子实现最优译码，自适应的选择迭代次数，有效降低接收机的功耗。

本发明还提供一种信道环境估算方法，获得的信道环境值S可用来间接衡量信道的信噪比大小，用于自适应Turbo迭代译码中。

本发明应用于Turbo乘积码的自适应迭代译码方法，包括以下步骤：事先将由仿真获得的信道环境值与对应的迭代因子的仿真样本数据存储于一存储器；根据来自解调端的软信息R估算信道环境值S，针对不同的信道环境值S选择该存储器中的最接近的信道环境值所对应的一组迭代因子；然后将该软信息R及选择的迭代因子送入Turbo码SISO迭代译码器进行译码；由迭代终止判断单元检测当前次译码的码字，并和上一次译码的码字做比较，当当前次译码的码字与上一次译码的码字的距离小于等于迭代门限时，结束译码并输出码字，否则继续迭代译码。

 其中，1、信道环境估计获取信道环境值S方法是：

（1）、接收的软信息是一个的矩阵，对R的每一个元素做硬判决得到矩阵K

         ；

 （2）、根据现有行、列编码规则、对矩阵K做硬译码：硬译码可以先对K的行进行译码，然后对K的列进行译码，得到译码码字；

（3）、根据硬译码码字与软信息R估算信道环境。信道环境的好坏，表现为信道信噪比的大小，本发明不直接计算信道信噪比，而以硬译码码字与所述软信息R之间的距离作为信道环境值S，即以信道环境值S来间接衡量信道的信噪比大小。

 2、信道环境值S的最优迭代因子的选择方法是：

本发明用所述信道环境值S来衡量信道的信噪比大小，根据S的值选择最合适的迭代因子。S与的对应关系可以事先由MATLAB仿真获得。具体的步骤如下：

（1）  生成一组信噪比测试向量

（2）  选择一个信噪比进行仿真