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Turbo乘积码译码器的并行实现方法*陆连伟，冯占斌(广州海格通信集团股份有限公司，广东广州510663)摘要:本文介绍了Turbo乘积码(TPC)的串行和并行译码器结构，提供了一种TPC译码器的并行实现方法，该方法对译码器乘积码的P(P≥8)行或列进行并行译码，在性能不下降的情况下，显著提高了译码器的吞吐量。与此同时，文中对传统的分量译码器算法———CHASE算法进行了改进，改进后的译码器缩短了译码周期，从而进一步提高了吞吐量。本文设计的译码器结构适用于多子码的TPC译码器，可实现不同码字的兼容。关键词:Turbo乘积码迭代译码并行译码CHASE算法中图分类号:TN914．31文献标志码:A文章编号:1002－0802(2014)12－1371－04AParallelImplementationofTPCDecoderLULian－wei，FENGZhan－bin(GuangzhouHAIGECommunicationsGroupIncorporatedCompany，GuangzhouGuangdong510063，China)Abstract:Thispaperdescribestheserialandparallelstructuresofturboproductcodes(TPC)，proposesapar-allelimplementationofTPCtorealizesimultaneousdecodingofP(P≥8)row－wiseorcolumn－wisecodevec-torsofaproductcode，thusthedecodingthroughputisobviouslyraisedwithoutanyperformancedegradation．Furthermore，thetraditionaldecoderalgorithm———CHASEalgorithm，ismodified，andthismodifiedalgorithmcouldreducethedecodingcycleandthusfurtherincresethethroughput．TheproposeddecoderarchitectureisappliedtoTPCdecoderofmulti－subcodeandcouldachievecompatibilityofamongdifferentcodons．Keywords:Turboproductcode;iterativedecoding;paralleldecoding;CHASEalgorithmTPC译码算法通常采用软判决迭代译码算0引言［3－4］，该算法对码字的行和列进行重复迭代译码法Turbo码具有接近香农极限的优越性能［1］，它的出现是信道编码研究中的一项重大突破，被称为二十一世纪的纠错编码。Turbo乘积码(TPC)作为Turbo码在译码算法上的延伸，且译码复杂度较低，也受到了世界范围内信息和编码理论界的关注，并成为该领域近几年来研究的热点。TPC为块状码，一般由两个或两个以上的分组码经编码后成为二维、三维或多维的编码块。这里的分组码在乘积码中常称为子码，这些子码可以相同也可以不同，可以是BCH码、奇偶校验码、扩展汉明码等，并可对乘积码的编码块进行截短，从而构成满足通信系统要求的码率。目前无线通信系统中，以扩展汉明码作为子码的居多［2］。以此获得很高的纠错能力。由于按照串行的方式实现对行和列的译码严重影响了译码器的吞吐量，因此并行译码器的研究成为重点。文中，我们提供了一种更高效的并行译码方法，并对子码为扩展汉明码的TPC分量译码器进行了改进，经过改进后的译码器可以成倍提高吞吐量，而同时又不提高存储需求。本文结构如下，第1节介绍TPC串行译码结构及本文使用的并行译码结构，并对并行译码结构中存储单元这一关键模块做了说明，第2节介绍改进的分量译码器算法［5］，最后对本文所做工作进行总结。*收稿日期:2014－08－26;修回日期:2014－10－15Ｒeceiveddate:2014－08－26;Ｒeviseddate:2014－10－15·1371·通信技术2014年www．txjszz．com译码器设计时需使用额外的电路来选择对应关系。本文设计的存储器存储数据的方法如图3所示，其中方格中的数字表示存储器的编号，pi(i=0，…，7)表示并行处理器，分别对应所处理的行子码或列子码的位置，由图可以看出，存储器与处理器一一对应。存储器中每个方格存储TPC码字对应位置的一部分数据，该部分数据为(M/P，N/P)的矩阵，所有在这个方格中的信息都存储到对应的存储器中。在接收数据阶段，P个存储器按图中所示以列的方式存储接收到的信道信息。下面简单介绍一下分量译码器工作