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基于无冲突多项式交织器的高速并行Turbo解码器
一、绪论
Turbo码是一种能够逼近香农极限的编码技术，它具有良好的误码性能。然而，Turbo码释放出的内在散值却阻挠了其大规模应用。为了愉快地开始Turbo码的最高速度，人们不断对Turbo码进行优化研究。其中，Turbo解码器的设计与实现对于Turbo码的应用而言至关重要。为提高Turbo解码器的效率，多项式交织器技术被广泛运用。又因为Turbo解码器的运算量巨大，高速并行Turbo解码器的研究和设计成为Turbo码开发的热点之一。
二、Turbo码的基本原理
Turbo码中采用了两个编码器，并通过一个交织器将两个编码器输出的比特串交织，再向一个代表信道的AWGN（加性白噪声）中传播。接收端将接收的码字通过另一个交织器再次交织，并分别输入到两个解码器中。解码器分别反馈信息，通过反馈信息得到新的码字，再经过交织器进行上述过程。最终，通过对两次解码结果的组合能获得原始信息序列。
三、Turbo解码器的基本原理
Turbo解码器的基本原理是利用迭代解码方法，对Turbo码进行迭代反馈，反复迭代得到更加准确的结果，从而得到原始信息序列。其中，Turbo解码器包括两个分别在两个编码器输出的比特串交织之前和解交织之后设计的信道解码器。对于无记忆、对称、盒形、交织器的Turbo解码器，它可以被看做是两个BCJR算法的迭代处理器（Turbo迭代解码器）。
四、无冲突多项式交织器
无冲突多项式交织器（Conflict-FreeMulti-PolynomialInterleaver，CFPI）是一种用于Turbo码交织器的独特交织器。为了降低Turbo解码器中的干扰效应，CFPI交织器利用m阶移位递归算法，将两个不同多项式的数据序列按照不同的插入位置进行交织，使其互相之间不存在交错干扰。与常用的Turbo码迭代解码器相比，CFPI交织器可以有效降低Turbo码解码能量，降低误码率，提高解码效率。
五、高速并行Turbo解码器
随着Turbo码在通信系统中的广泛应用，Turbo解码器的速度和效率成为一个重要的问题。因此，高速并行Turbo解码器被提出。高速并行Turbo解码器通过具有多个并行解码器和预处理单元的并行计算体系结构来提高解码速度。其中，预处理单元主要用于对输入码字进行预处理和比特变换。
六、总结
本文结合Turbo码和Turbo解码器的基本原理，重点介绍了无冲突多项式交织器和高速并行Turbo解码器。无冲突多项式交织器采用CFPI技术结合m阶移位递归算法，通过不同的插入位置实现了两个不同多项式数据序列的交织，有效降低Turbo码解码能量，降低误码率，提高解码效率。高速并行Turbo解码器则采用多个并行解码器和预处理单元的并行计算体系结构，提高了解码速度。无冲突多项式交织器和高速并行Turbo解码器在减小Turbo码解码能量和提高解码效率方面具有重要的应用价值。