decoder_3gpp_max.m

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% 内容概述：利用硬件化的方式实现TURBO码的MAX-LOG-MAP译码
%          生成矩阵按照3GPP标准为[1 1 0 1;1 0 1 1]
%          未使用另外一个译码器反馈的外部信息
%          输入为经过高斯信道的RSC软输入，而输出为软输出
% 创 建 人：朱殿荣/QQ:235347/MSN:[e-mail]
% 单    位：南京邮电大学，通信工程系
% 创建时间：2005年7月7日
% 修改时间：
% 参考文献：《数字通信－－基础与应用》
%          《改进的Turbo码算法及其FPGA实现过程的研究》,天津大学，张宁，赵雅兴
% 版权声明：任何人均可复制、传播、修改此文件，同时需保留原始版权信息。
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clear;
x=[0.8 -0.7 0.86 0.68];   %输入系统位
y=[0.9 0.96 -0.69 0.85];    %输入校验位
%---初始化&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
%Infty = 1e10;
Infty = -128;
d(1:8,1:2,1:4)=zeros(8,2,4);    %分支量度，8种可能状态，输入为0或者1
                                %D(S,i,k)
a(1:8,1:4)=Infty*ones(8,4);     %前向分支量度，A(S,k)
a(1,1)=0;                       %寄存器状态由全零开始
b(1:8,1:5)=Infty*ones(8,5);     %后向分支量度，B(S,k)
b(1,5)=0;                       %寄存器状态由全零结束

%计算分支量度D-----------------
%k=1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
k=1;
d(1,2,k)=x(k)+y(k);
d(2,2,k)=d(1,2,k);
d(7,2,k)=d(1,2,k);
d(8,2,k)=d(1,2,k);

d(3,2,k)=x(k);
d(4,2,k)=d(3,2,k);
d(5,2,k)=d(3,2,k);
d(6,2,k)=d(3,2,k);

d(3,1,k)=y(k);
d(4,1,k)=d(3,1,k);
d(5,1,k)=d(3,1,k);
d(6,1,k)=d(3,1,k);
%其他分支量度为0，已经在初始化时设定，每个k时无需计算。
%k=1时的前向状态量度已经初始化，无需计算。

%k=2&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
k=2;
d(1,2,k)=x(k)+y(k);
d(2,2,k)=d(1,2,k);
d(7,2,k)=d(1,2,k);
d(8,2,k)=d(1,2,k);

d(3,2,k)=x(k);
d(4,2,k)=d(3,2,k);
d(5,2,k)=d(3,2,k);
d(6,2,k)=d(3,2,k);

d(3,1,k)=y(k);
d(4,1,k)=d(3,1,k);
d(5,1,k)=d(3,1,k);
d(6,1,k)=d(3,1,k);
%其他分支量度为0，已经在初始化时设定，每个k时无需计算。
a(1,k)=max((a(1,k-1)+d(1,1,k-1)),(a(2,k-1)+d(2,2,k-1)));
a(2,k)=max((a(4,k-1)+d(4,1,k-1)),(a(3,k-1)+d(3,2,k-1)));
a(3,k)=max((a(5,k-1)+d(5,1,k-1)),(a(6,k-1)+d(6,2,k-1)));
a(4,k)=max((a(8,k-1)+d(8,1,k-1)),(a(7,k-1)+d(7,2,k-1)));
a(5,k)=max((a(2,k-1)+d(2,1,k-1)),(a(1,k-1)+d(1,2,k-1)));
a(6,k)=max((a(3,k-1)+d(3,1,k-1)),(a(4,k-1)+d(4,2,k-1)));
a(7,k)=max((a(6,k-1)+d(6,1,k-1)),(a(5,k-1)+d(5,2,k-1)));
a(8,k)=max((a(7,k-1)+d(7,1,k-1)),(a(8,k-1)+d(8,2,k-1)));

%k=3&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
k=3;
d(1,2,k)=x(k)+y(k);
d(2,2,k)=d(1,2,k);
d(7,2,k)=d(1,2,k);
d(8,2,k)=d(1,2,k);

d(3,2,k)=x(k);
d(4,2,k)=d(3,2,k);
d(5,2,k)=d(3,2,k);
d(6,2,k)=d(3,2,k);

d(3,1,k)=y(k);
d(4,1,k)=d(3,1,k);
d(5,1,k)=d(3,1,k);
d(6,1,k)=d(3,1,k);
%其他分支量度为0，已经在初始化时设定，每个k时无需计算。
a(1,k)=max((a(1,k-1)+d(1,1,k-1)),(a(2,k-1)+d(2,2,k-1)));
a(2,k)=max((a(4,k-1)+d(4,1,k-1)),(a(3,k-1)+d(3,2,k-1)));
a(3,k)=max((a(5,k-1)+d(5,1,k-1)),(a(6,k-1)+d(6,2,k-1)));
a(4,k)=max((a(8,k-1)+d(8,1,k-1)),(a(7,k-1)+d(7,2,k-1)));
a(5,k)=max((a(2,k-1)+d(2,1,k-1)),(a(1,k-1)+d(1,2,k-1)));
a(6,k)=max((a(3,k-1)+d(3,1,k-1)),(a(4,k-1)+d(4,2,k-1)));
a(7,k)=max((a(6,k-1)+d(6,1,k-1)),(a(5,k-1)+d(5,2,k-1)));
a(8,k)=max((a(7,k-1)+d(7,1,k-1)),(a(8,k-1)+d(8,2,k-1)));

%k=4&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
k=4;
d(1,2,k)=x(k)+y(k);
d(2,2,k)=d(1,2,k);
d(7,2,k)=d(1,2,k);
d(8,2,k)=d(1,2,k);

d(3,2,k)=x(k);
d(4,2,k)=d(3,2,k);
d(5,2,k)=d(3,2,k);
d(6,2,k)=d(3,2,k);

d(3,1,k)=y(k);
d(4,1,k)=d(3,1,k);
d(5,1,k)=d(3,1,k);
d(6,1,k)=d(3,1,k);
%其他分支量度为0，已经在初始化时设定，每个k时无需计算。
a(1,k)=max((a(1,k-1)+d(1,1,k-1)),(a(2,k-1)+d(2,2,k-1)));
a(2,k)=max((a(4,k-1)+d(4,1,k-1)),(a(3,k-1)+d(3,2,k-1)));
a(3,k)=max((a(5,k-1)+d(5,1,k-1)),(a(6,k-1)+d(6,2,k-1)));
a(4,k)=max((a(8,k-1)+d(8,1,k-1)),(a(7,k-1)+d(7,2,k-1)));
a(5,k)=max((a(2,k-1)+d(2,1,k-1)),(a(1,k-1)+d(1,2,k-1)));
a(6,k)=max((a(3,k-1)+d(3,1,k-1)),(a(4,k-1)+d(4,2,k-1)));
a(7,k)=max((a(6,k-1)+d(6,1,k-1)),(a(5,k-1)+d(5,2,k-1)));
a(8,k)=max((a(7,k-1)+d(7,1,k-1)),(a(8,k-1)+d(8,2,k-1)));
%前向状态量度和分支量度计算完毕，最后的后向状态量度已经处于初始化状态
%可以开始计算后向状态量度以及LLR
b(1,k)=max((b(1,k+1)+d(1,1,k)),(b(5,k+1)+d(5,2,k)));
b(2,k)=max((b(5,k+1)+d(5,1,k)),(b(1,k+1)+d(1,2,k)));
b(3,k)=max((b(6,k+1)+d(6,1,k)),(b(2,k+1)+d(2,2,k)));
b(4,k)=max((b(2,k+1)+d(2,1,k)),(b(6,k+1)+d(6,2,k)));
b(5,k)=max((b(3,k+1)+d(3,1,k)),(b(7,k+1)+d(7,2,k)));
b(6,k)=max((b(7,k+1)+d(7,1,k)),(b(3,k+1)+d(3,2,k)));
b(7,k)=max((b(8,k+1)+d(8,1,k)),(b(4,k+1)+d(4,2,k)));
b(8,k)=max((b(4,k+1)+d(4,1,k)),(b(8,k+1)+d(8,2,k)));
%计算LLR--------------------------------------
l(k)=max([...
    (a(1,k)+d(1,2,k)+b(5,k+1)),(a(2,k)+d(2,2,k)+b(1,k+1)),...
    (a(3,k)+d(3,2,k)+b(2,k+1)),(a(4,k)+d(4,2,k)+b(6,k+1)),...
    (a(5,k)+d(5,2,k)+b(7,k+1)),(a(6,k)+d(6,2,k)+b(3,k+1)),...
    (a(7,k)+d(7,2,k)+b(4,k+1)),(a(8,k)+d(8,2,k)+b(8,k+1))...
    ])-max([...
    (a(1,k)+d(1,1,k)+b(1,k+1)),(a(2,k)+d(2,1,k)+b(5,k+1)),...
    (a(3,k)+d(3,1,k)+b(6,k+1)),(a(4,k)+d(4,1,k)+b(2,k+1)),...
    (a(5,k)+d(5,1,k)+b(3,k+1)),(a(6,k)+d(6,1,k)+b(7,k+1)),...
    (a(7,k)+d(7,1,k)+b(8,k+1)),(a(8,k)+d(8,1,k)+b(3,k+1))...
    ]);

% k=3&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
k=3;
b(1,k)=max((b(1,k+1)+d(1,1,k)),(b(5,k+1)+d(5,2,k)));
b(2,k)=max((b(5,k+1)+d(5,1,k)),(b(1,k+1)+d(1,2,k)));
b(3,k)=max((b(6,k+1)+d(6,1,k)),(b(2,k+1)+d(2,2,k)));
b(4,k)=max((b(2,k+1)+d(2,1,k)),(b(6,k+1)+d(6,2,k)));
b(5,k)=max((b(3,k+1)+d(3,1,k)),(b(7,k+1)+d(7,2,k)));
b(6,k)=max((b(7,k+1)+d(7,1,k)),(b(3,k+1)+d(3,2,k)));
b(7,k)=max((b(8,k+1)+d(8,1,k)),(b(4,k+1)+d(4,2,k)));
b(8,k)=max((b(4,k+1)+d(4,1,k)),(b(8,k+1)+d(8,2,k)));
%计算LLR--------------------------------------
l(k)=max([...
    (a(1,k)+d(1,2,k)+b(5,k+1)),(a(2,k)+d(2,2,k)+b(1,k+1)),...
    (a(3,k)+d(3,2,k)+b(2,k+1)),(a(4,k)+d(4,2,k)+b(6,k+1)),...
    (a(5,k)+d(5,2,k)+b(7,k+1)),(a(6,k)+d(6,2,k)+b(3,k+1)),...
    (a(7,k)+d(7,2,k)+b(4,k+1)),(a(8,k)+d(8,2,k)+b(8,k+1))...
    ])-max([...
    (a(1,k)+d(1,1,k)+b(1,k+1)),(a(2,k)+d(2,1,k)+b(5,k+1)),...
    (a(3,k)+d(3,1,k)+b(6,k+1)),(a(4,k)+d(4,1,k)+b(2,k+1)),...
    (a(5,k)+d(5,1,k)+b(3,k+1)),(a(6,k)+d(6,1,k)+b(7,k+1)),...
    (a(7,k)+d(7,1,k)+b(8,k+1)),(a(8,k)+d(8,1,k)+b(3,k+1))...
    ]);

% k=2&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
k=2;
b(1,k)=max((b(1,k+1)+d(1,1,k)),(b(5,k+1)+d(5,2,k)));
b(2,k)=max((b(5,k+1)+d(5,1,k)),(b(1,k+1)+d(1,2,k)));
b(3,k)=max((b(6,k+1)+d(6,1,k)),(b(2,k+1)+d(2,2,k)));
b(4,k)=max((b(2,k+1)+d(2,1,k)),(b(6,k+1)+d(6,2,k)));
b(5,k)=max((b(3,k+1)+d(3,1,k)),(b(7,k+1)+d(7,2,k)));
b(6,k)=max((b(7,k+1)+d(7,1,k)),(b(3,k+1)+d(3,2,k)));
b(7,k)=max((b(8,k+1)+d(8,1,k)),(b(4,k+1)+d(4,2,k)));
b(8,k)=max((b(4,k+1)+d(4,1,k)),(b(8,k+1)+d(8,2,k)));
%计算LLR--------------------------------------
l(k)=max([...
    (a(1,k)+d(1,2,k)+b(5,k+1)),(a(2,k)+d(2,2,k)+b(1,k+1)),...
    (a(3,k)+d(3,2,k)+b(2,k+1)),(a(4,k)+d(4,2,k)+b(6,k+1)),...
    (a(5,k)+d(5,2,k)+b(7,k+1)),(a(6,k)+d(6,2,k)+b(3,k+1)),...
    (a(7,k)+d(7,2,k)+b(4,k+1)),(a(8,k)+d(8,2,k)+b(8,k+1))...
    ])-max([...
    (a(1,k)+d(1,1,k)+b(1,k+1)),(a(2,k)+d(2,1,k)+b(5,k+1)),...
    (a(3,k)+d(3,1,k)+b(6,k+1)),(a(4,k)+d(4,1,k)+b(2,k+1)),...
    (a(5,k)+d(5,1,k)+b(3,k+1)),(a(6,k)+d(6,1,k)+b(7,k+1)),...
    (a(7,k)+d(7,1,k)+b(8,k+1)),(a(8,k)+d(8,1,k)+b(3,k+1))...
    ]);

% k=1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
k=1;
b(1,k)=max((b(1,k+1)+d(1,1,k)),(b(5,k+1)+d(5,2,k)));
b(2,k)=max((b(5,k+1)+d(5,1,k)),(b(1,k+1)+d(1,2,k)));
b(3,k)=max((b(6,k+1)+d(6,1,k)),(b(2,k+1)+d(2,2,k)));
b(4,k)=max((b(2,k+1)+d(2,1,k)),(b(6,k+1)+d(6,2,k)));
b(5,k)=max((b(3,k+1)+d(3,1,k)),(b(7,k+1)+d(7,2,k)));
b(6,k)=max((b(7,k+1)+d(7,1,k)),(b(3,k+1)+d(3,2,k)));
b(7,k)=max((b(8,k+1)+d(8,1,k)),(b(4,k+1)+d(4,2,k)));
b(8,k)=max((b(4,k+1)+d(4,1,k)),(b(8,k+1)+d(8,2,k)));
%计算LLR--------------------------------------
l(k)=max([...
    (a(1,k)+d(1,2,k)+b(5,k+1)),(a(2,k)+d(2,2,k)+b(1,k+1)),...
    (a(3,k)+d(3,2,k)+b(2,k+1)),(a(4,k)+d(4,2,k)+b(6,k+1)),...
    (a(5,k)+d(5,2,k)+b(7,k+1)),(a(6,k)+d(6,2,k)+b(3,k+1)),...
    (a(7,k)+d(7,2,k)+b(4,k+1)),(a(8,k)+d(8,2,k)+b(8,k+1))...
    ])-max([...
    (a(1,k)+d(1,1,k)+b(1,k+1)),(a(2,k)+d(2,1,k)+b(5,k+1)),...
    (a(3,k)+d(3,1,k)+b(6,k+1)),(a(4,k)+d(4,1,k)+b(2,k+1)),...
    (a(5,k)+d(5,1,k)+b(3,k+1)),(a(6,k)+d(6,1,k)+b(7,k+1)),...
    (a(7,k)+d(7,1,k)+b(8,k+1)),(a(8,k)+d(8,1,k)+b(3,k+1))...
    ]);