3G系統(tǒng)中Turbo譯碼改進及DSP實現(xiàn)

　Turbo碼是近年來通信系統(tǒng)糾錯編碼領域的重大突破，他以其接近Shannon限的優(yōu)越性能博得眾多學者的青睞。在第三代移動通信系統(tǒng)中，Turbo碼在各種標準中被普遍作為高速數(shù)據(jù)業(yè)務的信道編碼方式，如何實現(xiàn)高性能的Turbo碼譯碼器，成為第三代移動通信系統(tǒng)開發(fā)中接收機基帶處理部分的重點和難點之一。Turbo譯碼器中的分量譯碼器的實現(xiàn)算法有SOVA算法，Max-Log-Map算法和Log-Map算法，其中SOVA算法復雜度最低，性能最差；Log-Map算法性能最佳，復雜度最大，本文采用基于Max-Log-Map的優(yōu)化譯碼算法，對狀態(tài)量度歸一化計算和滑動窗算法等關鍵技術進行優(yōu)化，在滿足性能要求的情況下，大大降低算法復雜度。

　　1 Turbo編碼器.譯碼器及算法

　　Turbo編碼器采用3GPP的編碼方案，由約束長度K為4，碼率為1／2的RSC編碼器通過1個交織器并行級聯(lián)而成，為提高性能對2個譯碼器分別附加3個尾比特使譯碼器的最終狀態(tài)為全0。

　　譯碼器采用反饋迭代結構，每級譯碼模塊除了交織器，解交織器外主要包括兩個級聯(lián)的分量譯碼器；一個分量譯碼器的輸出的軟判決信息經(jīng)過處理成為外信息輸入另一個分量譯碼器，形成迭代譯碼，在迭代一定級數(shù)后硬判決輸出。

　　編碼網(wǎng)格表貫穿整個譯碼過程，任意時刻k～k+1的RSC網(wǎng)格結構如圖3所示，圖中編碼器輸入的0～7狀態(tài)可以由二進制表示。

　　下面介紹Max-Log-Map算法。

　　由于需要進行大量的乘法運算和指數(shù)運算，Map算法不適用于硬件實現(xiàn)。Erfanian和Pasupanthy最早提出了Map算法在對數(shù)域的簡化算*og-Map算法。通過轉(zhuǎn)換到對數(shù)域運算，避免了指數(shù)運算，同時乘法變成加法，而加法則變成Max運算，不過由此也會帶來了一定的性能損失。下面簡要描述Max-Log-Map算法。設Ak(s)，Bk(s)，Γk(s)分別代表對數(shù)域的前向狀態(tài)度量、后向狀態(tài)度量和分支度量，其表達式分別可表示為：

　　如圖3所示，每個節(jié)點狀態(tài)s都對應于一個Ak(s)，1個Bk(5)和2個Γk(s)。因此編碼網(wǎng)絡貫穿整個編譯碼過程，譯碼前要先按圖3建立網(wǎng)格映射表。