[發明專利]一種卷積碼譯碼方法及裝置

有效

• 申請號: 200910090489.5
• 申請日: 2009-08-13
• 公開（公告）號: CN101997553A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 劉念;陳曉華;孫耀輝
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H03M13/23
• 分類號: H03M13/23
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜

技術領域

本發明主要涉及移動通信技術領域，特別是指一種帶有防溢出設計的卷積碼譯碼方法及卷積碼譯碼裝置。

背景技術

在無線通信系統中，為了提高通信性能，需要采用信道編碼技術。這樣傳輸信號能夠更好地抵抗各種信道噪聲、干擾以及衰落的影響，以一定程度的冗余代價降低了通信系統的誤碼率。卷積碼性能較高、實現復雜度適中、實時性好，因此廣泛應用于數字視頻廣播(DVB)、數字音頻廣播(DAB)、衛星通信、無線局域網(WLAN)、超寬帶(UWB)、3G、LTE等技術領域。卷積碼的編碼實現比較簡單，相關的研究主要集中在譯碼算法和硬件實現上。與其它卷積碼的譯碼算法相比，Viterbi(維特比)算法采用最大似然譯碼準則，目前來說是一種最優算法。

在卷積碼譯碼的過程中，格柵的終止是一個重要的問題。通常有兩種格柵終止的方法：零尾法和咬尾法。

零尾法(zero-tail?bits或zero-tail?termination)：將K-1個零比特添加到原始信息的尾部，其中K為約束長度，這種方法將導致信道的速率損失。

咬尾法(tail?biting)：將編碼器的初始狀態定義為最后K-1個信息比特，編碼的起始和結束狀態是一樣的，但不一定是零狀態。在這種方法下，只有信息被編碼，不會產生速率損失的問題。然而，因為起始和結束狀態的不確定，所以譯碼時的計算復雜度比較高。

現在的咬尾卷積碼譯碼器，最關鍵的是在解碼之前識別出未知的初始狀態，缺陷是需要更多的存儲空間，計算復雜度也更大。在譯碼之前確定未知的初始狀態成為關鍵問題。

現有的確定譯碼初始狀態的方法中，通常是將一個接收數據塊重復L次，即串聯后對長序列進行譯碼。以L＝3為例，譯碼時三個數據塊都用于計算幸存路徑，最后回溯時只將回溯路徑對應的第二個數據塊的數據作為譯碼輸出，第一個數據塊可以看成為第二個數據塊提供正確初始狀態，第三個數據塊可以看成為第二個數據塊提供正確的回溯狀態。這種方法增加了計算量和譯碼延遲。

Viterbi譯碼算法是由Viterbi于1967年提出的一種最大似然譯碼方法，即譯碼器選擇的輸出總是使接收序列條件概率最大的碼字。根據最大似然譯碼原理，在所有可能的路徑中求取與接收序列最相似的一條(距離最小的一條)，進行路徑回溯獲得判決輸出，目前該方法已被證明具有最佳糾錯譯碼性能。Viterbi算法主要由路徑度量的“加比選”運算(ACS，add_comp_select)、累積度量的更新(BMU)、最大似然路徑的回溯(TB)等過程組成。ACS單元是Viterbi譯碼器的核心電路，用于完成幸存路徑度量值的計算和選擇，但是累計度量值(PM)隨時間推移不斷累加，如果不加以控制，會有溢出的隱患，從而造成嚴重的譯碼錯誤，所以ACS計算單元同時要防止幸存路徑度量值在累加過程中的溢出問題。

發明內容

本發明提出一種卷積碼譯碼方法及裝置，能夠解決幸存路徑度量值在累加過程中的溢出問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種卷積碼譯碼裝置，包括：

支路度量計算單元，用于計算不同校驗碼組合對應的支路的支路度量值；

累計度量存儲單元，用于存儲幸存路徑累計度量值；

加比選計算單元，用于從所述累計度量存儲單元讀出存儲的幸存路徑累計度量值，將所述幸存路徑累計度量值與所述支路度量計算單元計算出的支路度量值進行累加，比較累加后得到的新路徑度量值，選擇其中一個較大者更新所述累計度量存儲單元用于下次加比選迭代計算，并在迭代計算完成后選擇輸出幸存路徑和最終的幸存路徑累計度量值；

溢出處理單元，用于在累加過程中根據累計度量值最高位的狀態變化，產生減法使能信號，控制所述加比選計算單元對幸存路徑累計度量值做減法運算；

幸存路徑存儲單元，用于存儲所述加比選計算單元選擇的幸存路徑；

回溯控制單元，用于對幸存路徑進行回溯并輸出譯碼結果。

優選的，還包括：

最大路徑選擇單元，用于接收所述加比選計算單元計算出的幸存路徑累計度量值，在所有幸存路徑累計度量值中選擇最大的幸存路徑累計度量值，并記錄最大的幸存路徑累計度量值對應的最大幸存路徑所對應的狀態；

所述回溯控制單元具體為，接收所述最大路徑選擇單元的最大幸存路徑所對應的狀態，并根據所述最大幸存路徑所對應的狀態對所述譯碼裝置進行初始化，對幸存路徑進行回溯并輸出譯碼結果。

優選的，還包括：

控制單元，用于產生時序控制信號和讀寫使能信號。

優選的，所述加比選計算單元包括：