信道译码方法和咬尾卷积译码器技术

本发明专利技术公开了一种信道译码方法和咬尾卷积译码器，其中，方法包括：咬尾卷积译码器根据输入的待译码数据及其之后的N个0，对2N个状态的度量值进行加比选得到2N个状态的最终累计度量值，并保存加比选的选择结果，其中，N为咬尾卷积码的约束长度；咬尾卷积译码器在加比选结束后，根据选择结果从2N个状态中的一个状态开始进行回溯，得到中间译码结果；咬尾卷积译码器将中间译码结果中的除最后N个比特以外的其余比特作为待译码数据的译码结果输出。本发明专利技术节省了比较时间和比较资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，具体而言，涉及一种信道译码方法和咬尾卷积译码器。
技术介绍
在第三代无线通讯的LTE (Long Term Evolution，长期演进)系统中，卷积编码被广泛地应用于BCH (广播信道)、DCI (DownlinkControl Information,下行控制信息)、UCI 等信道中。为了提高码率及性能，LTE中采用咬尾卷积码(Tail biting convolutional coding)进行信道编码。LTE中采用的咬尾卷积码的编码器结构如图1所示，该咬尾卷积码的编码率为 1/3。编码器的状态寄存器的初始值设为输入数据流的最后6个信息比特的对应值，使得移位寄存器的初始状态与最终状态相同。目前，咬尾卷积码的译码方法一般采用Viterbi (维特比)算法，该算法主要包括以下步骤步骤1 根据输入的待译码数据计算路径度量值，并与原状态度量值累加求出新状态度量值；步骤2 通过加比选保留64个最大的状态度量值，并保存选择路径，其中，加比选的路径关系图如图3所示；步骤3 因为咬尾，所以可以一直循环步骤1和步骤2，直到认为译码性能满足要求，见图2;步骤4 回溯，因为咬尾卷积的状态不归零，因此可以从任意状态点回溯，也可以从最大状态度量值点回溯。因为采用从任意点回溯时不能保证回溯点的数据正确，因此需要一定的回溯深度以保证回溯路径稳定到幸存路径上(回溯深度一般是约束长度的5-10倍)。这样，为了达到相同的性能，从任意点回溯比从最大状态度量值点回溯需要更多的计算时间及路径存储资源。使用从最大状态度量值点回溯的优点是最大状态度量符合维特比译码的最根本的最大似然的原理，因此最大状态度量值点就是幸存路径的起始点，从此点回溯出的数据置信度最高，可以直接当作译码输出，不再需要计算回溯深度长的数据及保存这一段路径的存储资源。而其缺点是需要一定的资源进行最大状态度量值点的寻找，在64个状态度量值中选出最大值。在64个状态度量值中寻找最大值属于搜索问题，目前，在硬件实现上，一般有串行比较及并行比较两种方法。串行比较只需要一个比较器，但需要依次比较64次，这样需要较长的比较时间，浪费时间；并行比较如果要一步比较出最大值，则需要63个比较器，从而需要较多的比较资源
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种信道译码方法和咬尾卷积译码器，以至少解决上述的串行比较需要较长的比较时间以及并行比较需要较多的比较资源的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种信道译码方法，包括咬尾卷积译码器根据输入的待译码数据及其之后的N个0，对2n个状态的度量值进行加比选得到2N个状态的最终累计度量值，并保存加比选的选择结果，其中，N为咬尾卷积码的约束长度；咬尾卷积译码器在加比选结束后，根据选择结果从状态中的一个状态开始进行回溯，得到中间译码结果；咬尾卷积译码器将中间译码结果中的除最后N个比特以外的其余比特作为待译码数据的译码结果输出。根据本专利技术的另一方面，提供了一种咬尾卷积译码器，包括加比选模块，用于根据输入咬尾卷积译码器的待译码数据及其之后的N个0，对2N个状态的度量值进行加比选得到2N个状态的最终累计度量值，并保存加比选的选择结果，其中，N为咬尾卷积码的约束长度；回溯模块，用于在加比选模块进行加比选结束后，根据选择结果从2N个状态中的一个状态开始进行回溯，得到中间译码结果；输出模块，用于将中间译码结果中的除最后N个比特以外的其余比特作为待译码数据的译码结果输出。通过本专利技术，通过在传统的译码过程完成后，再输入N个0即还需额外多计算N步输入为0的数据，使得最终所有2N个状态的累计度量值均等于在传统的译码过程完成时这 2N个状态的累计度量值的最大值，从而无需再专门进行最大状态度量值的搜索，回溯时从任意状态开始只需N步即可回溯到最大状态度量值点，之后便可以正常地从最大状态度量值点回溯输出译码数据，节省了进行最大状态度量值的搜索资源，即节省了比较时间和比较资源。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1是根据相关技术的咬尾卷积编码器的结构示意图；图2是根据相关技术的咬尾卷积码的栅格示意图；图3是根据相关技术的加比选的路径关系图；图4是根据本专利技术实施例的信道译码方法的示意图；图5是根据本专利技术实施例的咬尾卷积译码器的结构示意图；图6是根据本专利技术优选实施例的咬尾卷积译码器的结构示意图。具体实施例方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。图4是根据本专利技术实施例的信道译码方法的示意图，包括以下步骤步骤S402，咬尾卷积译码器根据输入的待译码数据及其之后的N个0，对2N个状态的度量值进行加比选得到该2N个状态的最终累计度量值，并保存加比选的选择结果，其中， N为咬尾卷积码的约束长度；步骤S404，咬尾卷积译码器在上述加比选结束后，根据上述选择结果从该2N个状态中的任意一个状态开始进行回溯，得到中间译码结果；步骤S406，咬尾卷积译码器将上述中间译码结果中的除最后N个比特以外的其余比特作为该待译码数据的译码结果输出。该实施例在充分理解维特比译码方法的回溯的本质的基础上，采用了归零的思想，通过在传统的译码过程完成后，再输入N个0即还需额外多计算N步输入为0的数据， 使得最终所有2N个状态的累计度量值(即上述的最终累计度量值)均等于在传统的译码过程完成时这状态的累计度量值的最大值(即最大状态度量值)，从而无需再专门进行最大状态度量值的搜索，回溯时从任意状态开始只需N步即可回溯到最大状态度量值点， 之后便可以正常地从最大状态度量值点回溯输出译码数据。该实施例节省了进行最大状态度量值的搜索资源，即节省了比较时间和比较资源。上述方法由于再多输入了 N个0，来强制咬尾卷积译码器的状态归零，因此也可以称为一种强制归零的方法。显然，在上述的方法中，也可以在待译码数据之后再输入M(M> N)个0，同样也可以使得所有2N个状态的最终累计度量值等于在传统的译码过程完成时这2N个状态的累计度量值的最大值，后续回溯后，在步骤S406中将得到的中间译码结果中的除最后M个比特以外的其余比特作为该待译码数据的译码结果输出即可。但是优选地是输入N个0。优选地，步骤S402包括咬尾卷积译码器根据输入的待译码数据，对上述2N个状态的度量值进行加比选，得到该2N个状态的中间累计度量值；以该2N个状态的中间累计度量值作为初始值，根据在上述待译码数据之后输入的上述N个0，继续对该2n个状态的度量值进行N次加比选得到该2N个状态的上述最终累计度量值。具体地，上述方法的原理是维特比译码的加比选实际上就是天然的比较器，通过输入为O的数据(即路径度量值为0)，实际上是完成了 2N个状态的度量值的比较而并未改变状态的度量值本身，因此通过计算N步输入为零的数据(即进行N次加比选)实际上是完成了 2N个状态的度量值中选出最大值的这一过程，这一过程因为同正常的输入非零数据的过程一样，因此是可以回溯的，保存的幸存路径(即加比选的选择结果)实际上是保存了最大值的寻找路径，所以通过正常的回溯过程，只需要N步便本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜凡平，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：