[發明專利]一種基于CVA的咬尾卷積碼信道譯碼方法

有效

• 申請號: 201710979858.0
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107911195B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 于秀蘭;秦利科;張祖凡
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H03M13/23;H03M13/41
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

本發明請求保護一種基于CVA的咬尾卷積碼信道譯碼方法，涉及到移動通信技術領域。為降低譯碼復雜度，提高譯碼效率，本發明提出了一種基于循環維特比算法(Circular Viterbi Algorithm，CVA)的譯碼算法，根據接收到信息序列的似然比信息來確定出可靠性最高的譯碼起始位置，從該起始位置開始進行修正的維特比譯碼，通過加比選過程，刪除不可能的狀態位置，經過幾次迭代搜索后，幸存路徑會收斂到較少的幸存狀態，選擇最大度量值的狀態作為最終譯碼的起始位置，根據其相對應的幸存路徑估計出譯碼結果。該算法具有更快的收斂速度，譯碼效率得到了進一步提高，降低了譯碼時延。

技術領域

本發明屬于移動通信的信道編譯碼技術領域，特別涉及到LTE中PBCH解碼的咬尾卷積碼譯碼方法。

背景技術

隨著通信技術的發展，數字通信逐步取代模擬通信成為通信技術的主流。然而，數字信息在信道中傳輸時，會受到噪聲的干擾，誤碼的產生總是不可避免的。為了在已知信噪比的情況下達到一定的誤碼率指標，在合理設計基帶信號，選擇調制、解調方式，并采用頻域均衡或時域均衡措施的基礎上，還應該采用差錯控制編碼等信道編碼技術，使誤碼率進一步降低。卷積碼和分組碼是差錯控制編碼的兩種主要形式，在編碼器復雜度相同的情況下，卷積碼的性能優于分組碼，因此卷積碼被應用在許多無線通信的標準中。

自卷積碼被發明以來，它一直作為一種高效的信道編碼技術應用在通信系統中。LTE系統作為3GPP標準化組織提出的無線空口技術演進，目前正在全球范圍內得到大力的發展和部署，該系統需要實現更高的帶寬、更大的容量、更高的數據傳輸速率、更低的傳輸時延、更低的運營成本、同時為滿足用戶對于廣播及多播業務等實時業務的高速率需求，LTE系統在信道編碼過程中根據不同傳輸信道采用了Turbo編碼和咬尾卷積碼編碼，其中咬尾卷積編碼主要用于廣播信道PBCH、上下行的控制信道信息DCI、UCI編碼過程，并且對于不同類型的傳輸信道和控制信道使用的編碼方案和編碼速率也有所不同。咬尾卷積碼編碼過程首先會用到咬尾技術，即保證格形起始和結尾在同一個狀態，這就需要將被編碼的數據塊的最后幾個比特作為寄存器的初始狀態。

采用咬尾方式編碼的卷積碼不僅消除了用已知比特初始化編碼器所導致的誤碼率損失，同時咬尾結構可以對所有的信息比特提供相同的保護能力。正是因為咬尾卷積碼的這些優點，它被廣泛應用在各種通信系統中，作為控制信令的編碼方式。對于較短的信息序列，咬尾編碼對碼率的保護是很可觀的，比如LTE中廣播信道，在加了循環冗余檢驗比特之后共有40比特，這40比特的信息序列如果不用咬尾編碼技術，碼率損失將達到13％。目前采用咬尾卷積碼作為控制信道編碼方式通信標準的系統有：EDGE、WIMAX和LTE等。

咬尾卷積碼雖然有很多優點，但是對于譯碼器來說，由于不知道譯碼的起始狀態和終止狀態，基于維特比算法的最優譯碼方案實現過于復雜，而基于循環維特比譯碼方法在達到最大迭代次數前，可能已檢測出最優咬尾路徑，多余的迭代造成了譯碼時延的加長和資源的浪費。目前還沒有實用的基于循環維特比算法的最優譯碼方案，基于以上問題，本發明設計出了一種基于CVA的咬尾卷積碼信道譯碼方法，適合工程實際應用。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種可以在低復雜度下實現咬尾卷積碼最優譯碼的基于CVA的咬尾卷積碼信道譯碼方法。本發明的技術方案如下：

一種基于CVA的咬尾卷積碼信道譯碼方法，其包括以下步驟：

101、輸入數據流，根據接收到數據流信息序列的似然比信息，確定出可靠性最高的譯碼起始位置，從該起始位置開始進行修正的維特比譯碼；

102、執行第i次迭代譯碼，到達每個狀態有2條路徑，分別計算到達每個狀態的2條分支之間的分支度量值，選擇最優的一個，此過程成為加比選操作。通過加比選過程并更新譯碼參數，刪除不可能的狀態，開始下次迭代譯碼。