[發明專利]維特比譯碼方法

有效

• 申請號: 200810301181.6
• 申請日: 2008-04-17
• 公開（公告）號: CN101262233A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 楊璐
• 申請（專利權）人: 四川虹微技術有限公司
• 主分類號: H03M13/41
• 分類號: H03M13/41;H04L1/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所
• 代理人: 李順德

技術領域

本發明涉及譯碼技術，特別涉及采用OFDM(正交頻分復用)通信的數字音頻、視頻廣播系統中的維特比譯碼。

背景技術

傳統的AM、FM模擬廣播對于多徑干擾缺乏抵抗力，導致接收到的音頻節目質量下降；而數字音頻廣播(DAB)則具備優越的高速行動接收能力和信號品質，采用的單頻網技術能讓收聽者在不同信號區塊間使用同樣的頻率收聽，并且可以接收除音頻之外的多媒體信息。它是繼調頻和調幅廣播之后的第三代廣播。

DAB接收機分為高中頻前端、基帶數字處理、音頻譯碼和控制四部分。基帶數字處理對DAB數據進行整體處理。DAB數據通道分為同步通道、快速信息通道(FIC)和主業務通道(MSC)，MSC同時容納多路音頻和數據業務。解復用電路將FIC和MSC分離，并根據用戶控制信息在MSC中選擇子通道。解時域交織只用于MSC，糾錯譯碼則對FIC和MSC分別進行，采用了維特比(Viterbi)軟判決譯碼。譯碼后的FIC數據和MSC數據業務送入接收機的控制部分，譯碼后MSC音頻數據經速率調整后送入MPEG音頻譯碼器。譯碼后的PCM碼流經D/A后輸出。比起以前的模擬廣播，DAB信號傳輸時的信號強度非常小，特別是移動環境。因此要求DAB接收機能夠最大可能的接收信號并對傳輸中的誤碼進行糾正，這是影響DAB接收機品質的重要因素。

Viterbi譯碼方法(VA)是一種最佳的概率譯碼方法，是從2^m-1種(m為編碼器限制長度)可能狀態中更新最佳狀態和傳輸的最可能位序列的條件概率的有效計算方法，為計算這一概率，必須對每一位計算2^m-1種狀態，根據這些計算的每一個作出的最終判定被存儲在路徑存儲器中作為一個bit位。編碼過程實質上等效于在碼的網格圖上需找一條與源序列相對應的路徑過程，而譯碼過程則是在碼的網格圖上尋找一條與接收序列最近的路徑的過程。在Viterbi譯碼中會用到兩種量度，路徑量度(歐氏距離)和分支量度。分支量度為當前時刻狀態所對應的歐氏距離(歐幾里德距離)之和。

如圖1和2所示，在VA中，設定初始狀態數后計算分支量度；對每種狀態都有可能轉向其后繼兩種可能狀態中的一個，每一種對應于卷積編碼器移位寄存器中最新輸入的bit，該bit為0對應一種狀態，或為1對應一種狀態；把網格圖每個狀態節點上的兩條路徑的歐氏距離(路徑量度)進行比較，將具有較小歐氏距離的路徑(概率事件較高的路徑)保存下來，把另一條路徑丟棄，同時存儲相應的分支量度值。譯碼器通過加-比-選(ACS)操作來判定哪一種是可能的狀態。相加指的是將先前水平的每一路徑量度加到允許轉移的兩個分支中，比較指在給定的水平上對進入某一狀態的分支的分支量度進行比較，選擇指的是選擇兩者中概率事件較高的一個，拋棄較低的一個。由于每個狀態節點引出兩條支路，因此第2級以后的各級路徑的延伸都增加一倍，但經過比較和選擇后，丟棄了一半，結果留存下來的路徑總數保持常數(幸存路徑數等于初始狀態數)。對于幸存路徑的儲存和處理有兩種不同的方法，一種叫“寄存器交換交換”法，一種叫“路徑回溯”法。

如圖1所示，??“寄存器交換”法需要對每個狀態都存儲一個幸存路徑序列。每處理一步，都要按比較結果對幸存路徑進行交換，并在路徑序列的一側加上一個新的判決值且將組先存入的一個判決值輸出。在高速譯碼時，這些操作需要由硬件并行完成。在低速譯碼是，這些操作可以串行完成，但延時較大。

如圖2所示，“路徑回溯”法適用于較高速率的譯碼，因為它比寄存器交換方法的串行實現速度要快。該方法不需要存儲實際的判決信息序列，而代以存儲時相反的順序進行回索，從而找出最大似然譯碼序列，可高速地多次對多個支路進行譯碼。

Viterbi的復雜度主要體現在計算量和譯碼過程中的變量存儲問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種通過采取減少似然度低的幸存路徑來降低復雜度的Viterbi譯碼方法。

本發明為解決上述技術問題，所采用的技術方案是：維特比譯碼方法包括以下步驟：

a、設定初始狀態數；

b、根據CSI值計算狀態量度：以CSI值作為加權系數的當前時刻狀態所對應的歐氏距離之和；

c、根據CSI值確定保留狀態數目，CSI值越大保留的狀態數越少；

d、計算分支量度；

e、計算保留狀態對應的分支量度，再根據分支量度進行路徑選擇；

f、譯碼是否完成，如是，譯碼輸出，若否，返回步驟b。