Turbo码译码中的BCJR算法.docVIP

Ξ Turbo 码译码中的 BCJR 朱联祥, 李元彬, 周围 (重庆邮电学院, 重庆 400065) 算法 摘 要: BCJR 算法是在 T u rbo 码的译码中广泛使用的一种重要算法。对BCJR 算法进行了详细的推导, 并 简要讨论了其在 T u rbo 码译码中的一些实现问题。实践及理论研究证明, BCJR 算法对于 T u rbo 码译码性 能的提高具有相当重要的意义。 关键词: T u rbo 码; BCJR 算法; 回归系统卷积码 中图分类号: TN 911. 22 文献标识码: A 在 T u rbo 码 中, 通 常 使 用 回 归 系 统 卷 积 码 (R SC ) 作为其成员码。由于 T u rbo 码所采用的独特 迭代译码结构, 因此 R SC 码的软输入软输出译码成 为影响其性能及系统实现的一个关键因素。BCJR 算法是一种计算经过加性白高斯噪声 (AW GN ) 信 道传输的卷积码编码序列后验概率的最优算法。 本 文在对该算法进行详细推导的基础上, 讨论了其在 T u rbo 码译码中的一些实现问题。 引 言 0 自从 1993 年 C. B e r ro u 等人提出 T u rbo 码的 概念以来, T u rbo 码就以其接近 Sh an no n 限的差错 控制性能而受到了人们的普遍关注。T u rbo 码之所 以能够取得如此优异的性能, 主要得益于其独特的 编译码结构: 通过两个或者多个成员码通过交织器 的并行级联, 从而可以由简单的短码构造出长的“随 机码”, 接近 Sh an no n 信道编码的随机性假设; 使用 软输入软输出 (S ISO ) 的译码算法, 充分利用了解调 器的软输出信息, 在性能上较之于硬判决有很大改 善; 采用类似于涡轮发动机的迭代译码结构, 通过简 单成员译码器译码输出信息的重复利用实现近似最 优的序列译码, 降低了译码实现的复杂性。 回归系统卷积码 (RSC 码) 1 设 T u rbo 码的成员码为一码率 R = 1?2 的回归 系统卷积码, 在图 1 中, 给出了一个生成多项式为 ( 1, 7?5) 8 的R SC 编码器的一个示例。编码器的输入 序列记为 uN = 1 (u 1 , u 2 , , uN ) , 由 R SC 编码器产生 Ξ 收稿日期: 2001 06 05 The BCJR A lgor ithm in Turbo Code s D ecod in g ZHU L ian 2x ian g, L I Y u an 2b in , ZHOU W e i (C om m u n ica t ions and I nf orm a t ion I ns t itu te, CU P T , C h ong q ing 400065, C h ina ) A bstrac t: T h e BCJR a lgo r ithm is an im po r tan t and pop u la r a lgo r ithm u sed in tu rbo co de s deco d ing. In th is p ap e r, a tho ro ugh de r iva t io n o f th e a lgo r ithm is g iven and a lso som e im p lem en ta t io n a sp ec t s o f it in tu rbo co de s deco d ing a re d iscu ssed. T h e th eo ry and p rac t ice p ro ve th a t BCJR a lgo r ithm p lay s an im po r tan t ro le in im p ro v ing th e p e rfo rm ance o f T u rbo co de deco d ing. Key words: tu rbo co de s; BCJR a lgo r ithm ; recu r sive sy stem a t ic co nvo lu t io na l co de 朱联祥, 等: T u rbo 码译码中的BCJR 算法 的校验序列为 cN = , cN ) , 其中 u n , cn ∈{ 0, 和实线给出。 为了计算 P r (u n = 1|R N 和 P r u n = 0| 1 (c1 , c2 , 1 ) ( 1}。 在采用二元双极性调制的情况下, u n 及 cn 被转 R N , 可以将网格图中对应于 u n = 1 和 u