一种基于模拟退火算法的双因子修正Turbo译码方法技术

本发明专利技术提供一种基于模拟退火算法的双因子修正Turbo译码方法，包括：S1、指定初始误码率P

【技术实现步骤摘要】
一种基于模拟退火算法的双因子修正Turbo译码方法


[0001]本专利技术涉及海上船舶信息处理
，具体而言，尤其涉及一种基于模拟退火算法的双因子修正Turbo译码方法。

技术介绍

[0002]在现有的海上无线通信体系中，针对VDES系统链路层、网络层以及硬件设备的研究很多，但对于物理层，尤其是译码算法的可行性方案研究不足。对于海上船舶而言，船
‑
船、船
‑
岸之间的通信是至关重要的一环。船舶在海上航行时，驾驶员不仅要把握船舶的航速、方向，对于海事信息、导航数据等通讯信息的需求也十分巨大。而现如今，海上频段的频谱资源已经严重不足，AIS系统数据链超负荷使用，造成信息传输阻塞，对海上航行安全产生不利影响，VDE
‑
TER平台物理层部分工程研究迫在眉睫。
[0003]自1993年首先提出了Turbo码并行级联编译码方案以来，Turbo码已成为3G移动通信的主要编码方式之一。目前普遍流行的译码算法大致有三种：Map算法、Log
‑
Map算法和Max
‑
Log
‑
Map算法。其中，最大后验概率算法，也称BCJR算法是Map类算法的基础。该算法的运算量大，虽然计算结果较后两种更精确，但不利于工程实现。Log
‑
Map算法在此基础上将Map算法的大量乘除运算改写为log形式的加减运算，大大提高了运算效率且损失很小的译码性能。Max
‑
Log
‑
Map算法在Log
‑
Map算法的基础上，将矫正式忽略，从而摒弃了很大一部分的运算过程，译码运算效率进一步提升，同时也损失了一部分的译码性能。

技术实现思路

[0004]根据上述提出的现有Turbo码译码方案无法兼顾运算效率和译码性能的技术问题，而提供一种基于模拟退火算法的双因子修正Turbo译码方法，在原有Turbo译码方式中附加双因子修正机制，并通过模拟退火算法得到双因子最优解，从而实现降低误码率的目的。
[0005]本专利技术采用的技术手段如下：
[0006]一种基于模拟退火算法的双因子修正Turbo译码方法，包括：
[0007]S1、指定初始误码率P
e0
以及修正因子初始解x0(sf1,sf2)，其中sf1为第一修正因子，sf2为第二修正因子；
[0008]S2、在当前修正因子解的临近子集中随机选择一个新解，基于所述新解对Turbo译码算法进行修正后，计算新的误码率P
enew
；
[0009]S3、判断新的误码率是否小于前一次译码的误码率，如果是，则接收修正因子的新解，否则根据新的误码率与前一次译码的误码率差值计算接收概率，并以所述接收概率接收修正因子的新解；
[0010]S4、将初始误码率P
e0
按照一定速率降低，判断是否达到终止条件，如果达到终止条件则执行S5，否则执行S2；
[0011]S5、输出当前修正因子的解为最优解。
[0012]进一步地，所述第一先验信息和第二先验信息根据以下方式获取：
[0013]L
a1_new
＝L
a1
*sf1
[0014]L
a2_new
＝L
a2
*sf2
[0015]其中，L
a1_new
为第一先验信息，L
a1
为上一次迭代译码过程中第二SISO译码器输出的外信息解交织后的信息，sf1为第一修正因子，L
a2_new
为第二先验信息，L
a2
为第一SISO译码器输出的外信息交织后的信息，sf2为第二修正因子。
[0016]进一步地，根据新的误码率与前一次译码的误码率差值计算接收概率根据以下方式获取：
[0017]ΔP
e
＝P
enew
(x
new
(sf1,sf2))
‑
P
e0
(x0(sf1,sf2))
[0018][0019]其中，P
enew
(x
new
(sf1,sf2))为新的误码率，x
new
(sf1,sf2)为修正因子的新解，P
e0
(x0(sf1,sf2))为初始误码率，x0(sf1,sf2)为修正因子的初始解，P为接收概率。
[0020]进一步地，基于所述新解对Turbo译码算法进行修正，包括：
[0021]将编码器输出的校验信息和系统信息输入到Turbo码译码器结构中，所述Turbo码译码器结构包括第一SISO译码器和第二SISO译码器，所述第一SISO译码器是对当前次接收到的系统信息、第一校验数据及第一先验信息进行SISO译码的译码器，所述第二SISO译码器是对当前次接收到的系统数据交织后的数据、第二校验信息及第二先验信息进行SISO译码的译码器，所述第一先验信息是上一次迭代译码过程中第二SISO译码器输出的外信息解交织后的信息经所述第一修正因子修正后的信息，所述第二先验信息是上一次迭代译码过程中第一SISO译码器输出的外信息交织后的信息经所述第二修正因子修正后的信息。
[0022]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0023]1、本专利技术在Turbo码译码算法中加入了两个修正因子，以实现更好的译码效果；通过机器学习中的模拟退火算法，在有效区间内选择出两个修正因子的最优解，可实现双修正因子的自适应选择，对译码算法的性能研究与工程实现具有重要参开价值和意义。
[0024]2、本专利技术基于VDE
‑
TER平台实现各部分运算，弥补了目前针对该系统的译码方法研究的空白。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术Turbo码译码器结构。
[0027]图2为本专利技术基于模拟退火算法的双因子修正Turbo译码方法流程图。
具体实施方式
[0028]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0029]一种基于模拟退火算法的双因子修正Turbo译码方法，包括：
[0030]S1、指定初始误码率P
e0
以及修正因子初始解x0(sf1,sf2)，其中sf1为第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模拟退火算法的双因子修正Turbo译码方法，其特征在于，包括：S1、指定初始误码率P
e0
以及修正因子初始解x0(sf1,sf2)，其中sf1为第一修正因子，sf2为第二修正因子；S2、在当前修正因子解的临近子集中随机选择一个新解，基于所述新解对Turbo译码算法进行修正后，计算新的误码率P
enew
；S3、判断新的误码率是否小于前一次译码的误码率，如果是，则接收修正因子的新解，否则根据新的误码率与前一次译码的误码率差值计算接收概率，并以所述接收概率接收修正因子的新解；S4、将初始误码率P
e0
按照一定速率降低，判断是否达到终止条件，如果达到终止条件则执行S5，否则执行S2；S5、输出当前修正因子的解为最优解。2.根据权利要求1所述的一种基于模拟退火算法的双因子修正Turbo译码方法，其特征在于，所述第一先验信息和第二先验信息根据以下方式获取：L
a1_new
＝L
a1
*sf1L
a2_new
＝L
a2
*sf2其中，L
a1_new
为第一先验信息，L
a1
为上一次迭代译码过程中第二SISO译码器输出的外信息解交织后的信息，sf1为第一修正因子，L
a2_new
为第二先验信息，L
a2
为第一SISO译码器输出的外信息交织后的信息，sf2为第二修正因子。3.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡青，赵晨淞，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：