高性能的MaxLogMAP线性分段算法研究.pdfVIP

第17 卷 第6 期 电路与系统学报 Vol.17 No.6 20 12 年 12 月 JOURNAL OF CIRCUITS AND SYSTEMS December ，20 12 文章编号：1007-0249 (20 12) 06-0027-04 * 高性能的Max-Log-MAP 线性分段算法研究 毕岗， 陈国宏， 王建毅 （浙江大学 城市学院 信息与电气工程分院，浙江 杭州 310015 ） 摘要：针对 Max-Log-MAP 算法存在译码性能比 Log-MAP 算法差 0.5dB ，而Log-MAP 算法复杂度大的问题。论 文提出了用线性分段（piecewise-linear term ：PLT ）的最大值运算来替代Log-MAP 算法中雅克比公式，并通过研究比 例因子对译码性能的影响，获得了最佳的优化 Turbo 译码性能的方法。研究结果证明，用分段项数 r 等于 3 ，比例因 子s 为0.7 时，获得的Turbo 译码性能略优于Log-MAP 算法，而算法的计算复杂度比Max-Log-MAP 算法仅增加一次 乘法、一次加法和求最大值运算。 关键词：Turbo 码；MAP 算法；线性分段；比例因子 中图分类号：TN911.2 文献标识码：A 1 引言 [1] Turbo 码 被认为是最有效的信道编码方案之一，特别适用于移动通信系统，并已成为 UMTS 和 [2,3] CDMA2000 的第三代移动通信标准 。在移动通信系统中，如果采用Turbo 码进行译码，则信道译码 [4] 占接收端功耗的大约30%~50% ，这就意味着信道译码器成为信号接收终端功耗的主要瓶颈 。 [4~6] 基于MAP 算法的Turbo 译码是目前主要研究的热点，如Log-MAP 算法、Max-Log-MAP 算法等 。 MAP 算法理论上可以准确计算每个信息比特的后验概率，但其计算量巨大，在实际中难以实现。 Log-MAP 算法利用对数的单调递增性使MAP 算法的乘法转换成加法运算，从而减少了运算量，但校 正函数仍然存在大量的指数和对数运算。Max-Log-MAP 算法消除了Log-MAP 算法中雅可比公式的校 正函数，使得算法复杂度明显降低，但其译码性能受到很大影响。文献[7]中提到，Turbo 码在误比特 率为105 的条件下，Max-Log-MAP 算法比 Log-MAP 算法在性能上差约 0.3~0.5dB 。文献[8]利用图来 分析译码器的收敛特性，用比例因子改变外信息的方法来补偿每次迭代过程的先验信息，从而使得分 量译码器之间的互信息交换最大化，并有效地缓和了迭代译码中的错误信息的传播，降低了误码率。 文献[9]提出一种减少复杂度的 Turbo 网格编码调制的改进算法，并根据在加性高斯白噪声信道 （AWGN ）上的复杂度与误比特率性能进行评估。 本文提出使用多项线性分段公式来替代雅克比公式，并在此基础上，研究了不同比例因子对译码 性能的影响，得到了使 Max-Log-MAP 算法译码性能最好的比例因子值的有效办法。结果表明