3G系统中Turbo译码改进及DSP实现

　Turbo码是近年来通信系统纠错编码领域的重大突破，他以其接近Shannon限的优越性能博得众多学者的青睐。在第三代移动通信系统中，Turbo码在各种标准中被普遍作为高速数据业务的信道编码方式，如何实现高性能的Turbo码译码器，成为第三代移动通信系统开发中接收机基带处理部分的重点和难点之一。Turbo译码器中的分量译码器的实现算法有SOVA算法，Max-Log-Map算法和Log-Map算法，其中SOVA算法复杂度最低，性能最差；Log-Map算法性能最佳，复杂度最大，本文采用基于Max-Log-Map的优化译码算法，对状态量度归一化计算和滑动窗算法等关键技术进行优化，在满足性能要求的情况下，大大降低算法复杂度。

　　1 Turbo编码器.译码器及算法

　　Turbo编码器采用3GPP的编码方案，由约束长度K为4，码率为1／2的RSC编码器通过1个交织器并行级联而成，为提高性能对2个译码器分别附加3个尾比特使译码器的最终状态为全0。

　　译码器采用反馈迭代结构，每级译码模块除了交织器，解交织器外主要包括两个级联的分量译码器；一个分量译码器的输出的软判决信息经过处理成为外信息输入另一个分量译码器，形成迭代译码，在迭代一定级数后硬判决输出。

　　编码网格表贯穿整个译码过程，任意时刻k～k+1的RSC网格结构如图3所示，图中编码器输入的0～7状态可以由二进制表示。

　　下面介绍Max-Log-Map算法。

　　由于需要进行大量的乘法运算和指数运算，Map算法不适用于硬件实现。Erfanian和Pasupanthy最早提出了Map算法在对数域的简化算*og-Map算法。通过转换到对数域运算，避免了指数运算，同时乘法变成加法，而加法则变成Max运算，不过由此也会带来了一定的性能损失。下面简要描述Max-Log-Map算法。设Ak(s)，Bk(s)，Γk(s)分别代表对数域的前向状态度量、后向状态度量和分支度量，其表达式分别可表示为：

　　如图3所示，每个节点状态s都对应于一个Ak(s)，1个Bk(5)和2个Γk(s)。因此编码网络贯穿整个编译码过程，译码前要先按图3建立网格映射表。