[發明專利]刪余卷積碼的維特比譯碼方法

有效

• 申請號: 201710550331.6
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107342775B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 袁冰;黃瑤;劉夢雪;吳修治;王軍;來新泉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H03M13/41
• 分類號: H03M13/41;H04L1/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發明公開了一種刪余卷積碼的維特比譯碼方法，主要解決為提高編碼碼率而刪余引入大量誤碼從而導致無法正確譯碼的問題。其實現步驟為：1)設定編碼碼率和調整因子；2)輸入待譯碼序列；3)按照刪余模式在待譯碼序列中插入零數據；4)根據卷積碼編碼器結構畫出對應網格圖；5)計算待譯碼序列中的分支度量值；6)根據分支度量值計算累計度量值；7)設置終止條件并選取最優路徑；8)回溯譯碼最優路徑，輸出譯碼輸出序列。本發明采用對待譯碼序列引入調整因子，將序列改成非零序列處理，實現方法簡單，運算復雜性低，有效改善了譯碼性能，減少了刪余對譯碼的影響，可用于對無線通信中的數據處理。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤其涉及一種維特比譯碼方法，可用于對無線通信中的數據處理。

背景技術

卷積碼廣泛運用于通信領域，采用信道編碼能夠提高信道的通信質量，是一種很好的糾錯編碼方法。在802.11無線通信協議中，有低密度奇偶校驗編碼LDPC和二進制卷積編碼BCC兩種編碼方式，其中，二進制卷積編碼是一種必選的編碼方式。在卷積碼的編碼過程中，對輸入信息比特進行分組編碼，將N組長度為k的信息比特編成n個比特，編碼完以后的n個比特不僅與當前的k個信息有關，還與前面的N-1組信息有關。因此，在卷積碼譯碼的時候，不僅要從當前時刻收到的分組中獲取譯碼信息，還要從前后關聯的分組中提取相關信息。卷積碼充分利用了信息之間的相關性，使得卷積碼具有相當好的性能增益。

維特比譯碼算法是卷積碼譯碼方法中運用最為廣泛的算法，是一種最大似然算法，即在卷積碼編碼器所對應的網格圖中的所有可能路徑集合中尋找一條具有最大路徑度量值的路徑作為譯碼結果。在卷積碼約束度較小的時候，維特比譯碼算法具有設計結構簡單，計算速度快，效率高等優點。

在802.11無線通信協議中，采用(2,1,7)二進制卷積編碼，卷積碼的生成矢量用八進制數表示為(133,171)，因此，該卷積編碼器的編碼效率為1/2。為了提高編碼的碼率，對利用1/2碼率的編碼器編碼完的序列進行刪余，不同的刪余模式可以將其碼率提高到2/3，3/4，5/6。在接收端進行譯碼的時候，若編碼碼率高于1/2，則首先根據編碼碼率所對應的刪余模式，在接收序列中按照刪余模式指定的刪余位置添加“0”以補齊被刪除的數據，再對序列進行維特比譯碼。

傳統的維特比譯碼算法是將接收到的信號序列和所有可能的信號序列作比較，選擇其中漢明距離最小的序列作為輸出的譯碼序列。在發送端，編碼完的序列需要經過交織，調制等操作，再進入信道，經過信道傳輸之后，在接收端進行解調，解交織的操作，再對其進行解碼，如果采用硬解調方法，則解調輸出為“0”，“1”的序列，由于信道傳輸過程中有噪聲存在，因此可能會發生誤碼情況。此時，需要通過卷積碼譯碼方法來糾錯，當編碼碼率為1/2時，不需要進行補刪余數據的操作，維特比譯碼算法能夠較好地糾錯，在輸入誤碼率較低的情況下，編碼增益能夠良好的體現。但是，當編碼碼率高于1/2時，就需要通過在刪余位置添加“0”的方法補齊被刪余的數據，此時，補上的“0”就會被譯碼系統誤認為信息位，原來的信息位可能是“1”也被“0”補上，則視為引入大量的誤碼，就會導致由于輸入誤碼率過高而無法正確譯碼。

發明內容

本發明的目的在于提供一種刪余卷積碼的維特比譯碼方法，以有效改善刪余而引入的大量誤碼導致無法正確譯碼的影響，提高譯碼正確率。

本發明是通過對現有的二進制卷積譯碼維特比算法進行改進實現的，即在經過刪余以后的0,1序列中，引入調整因子成為不為0，1的數，再在刪余位置插入零，得到插入數據以后的序列；運用加乘的方法計算當前度量值進而可避免插入的零對比較的度量值產生影響，并進行維特比譯碼算法的后續步驟。其具體實現如下：

(1)設置計算所需的參數，包括編碼碼率R，調整因子Θ；

(2)輸入待譯碼序列A，將其序列中的各項減去調整因子Θ得到第一新的序列A’；

(3)在第一新的序列A’中根據編碼碼率R對應的刪余模式中所指定的刪余位置，插入“0”，得到第二新的序列A”；