SF-MAX-Log-MAP并行译码算法及其应用研究

孙增友，张利杰，田 勇

(东北电力大学信息工程学院，吉林吉林132012)

Turbo码诞生于1993年，是由法国的Berrou［1］等人首次提出的。由于其解码性能非常接近于Shannon理论极限，Turbo码成为了第三代移动通信的信道编码方案之一。为满足移动用户的需求以及应对其他通信技术的挑战，3GPP提出了从WCDMA、HSPA到LTE的演进方案。由于3GPP LTE支持高达100 Mbps的峰值速率，而Turbo最大码块长达6 144 bit。当码块较长时，若采用串行译码方式，其实现的复杂度高，延时大，采用并行译码不失为一种较好的选择。

文章在阐述Turbo码的串行和并行译码结构的同时，探讨了SF-MAX-Log-MAP算法的优越性，将其应用于分块并行的Turbo译码算法中，并在LTE系统中进行了分析。

1 串行译码结构

1.1 Turbo 译码结构

Turbo译码需采用递归迭代方法。为使Turbo码达到较好的性能，分量译码器必须采用SISO算法，从而实现迭代译码过程中软信息在分量译码器之间的交换。

如图1所示:Turbo译码器的串行结构，在第一次迭代过程中，子译码器1由信息位xs和校验位sp作为输入，外信息Le(dk1)作为输出，子译码器2以经过交织的信息位xs'、xp2和经过正交织的E12作为输入，外信息Le(dk2)和硬判决值作为输出。在第二次迭代过程中，信息位xs、校验位xp1和经过反交织的Le(dk2)作为输入，这样周而复始进行下去，直到达到最大迭代次数。此时子译码器2得到对最大似然函数值(LLR)的硬判决输出值s'。

图1 Turbo译码器结构

1.2SF-MAX-Log-MAP 算法

Forney等人证明了最优的软输出译码器是后验概率(APP)译码器［2］，其中MAP(最大后验概率)算法最为经典。最大后验概率(MAP)译码算法是1974年由Balh，Cocke，Jelinek和Raviv共同提出的，因此也称为BCJR算法［3］。……