[发明专利]一种咬尾卷积码译码方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种卷积码译码技术，尤其涉及一种咬尾卷积码译码技术。

背景技术

长期演进(Long Term Evolution，简称“LTE”)项目是3G的演进，始于2004年第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称“OFDM”)和多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，简称“MIMO”)作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。

LTE下行编码主要有两种，对物理下行共享信道(Physical Downlink SharedChannel，简称“PDSCH”)采用Turbo编码，而对物理下行控制信道(PhysicalDownlink Control Channel，简称“PDCCH”)和广播信道则采用咬尾卷积码进行编码。

通常的卷积码，编码器初状态为0，在此初状态的基础上将待编码的数据送入编码器，以约束长度为V、编码率为1/3的卷积码为例，长度为x的数据编码之后的数据为3x+y；而咬尾卷积码编码器的初状态不是设成0，而是设成编码数据的最后y个比特，也就是说咬尾卷积码的末状态和初状态是相同的(这也就是咬尾卷积码名称的由来)，这样编码完之后的数据长度为3x，其频谱利用率高于传统的卷积码，而且性能不会下降，因此LTE中采用了咬尾卷积码。

由于初状态不再是0，因此其译码的方法与传统的卷积码相比也需要复杂一些。目前常用的咬尾卷积码译码方法描述如图2所示。以8状态为例，8个状态有8个索引编号，记为S(1)，S(2)，...，S(8)，每个状态还有一个对应的度量值，分别记为f(1)，f(2)，...，f(8)。

步骤201，在所有状态度量值为0的初始条件下作第一次迭代译码，可采用Viterbi译码方法。第一次迭代后，得到8个末状态，其索引编号不变，对应的度量值f(1)，f(2)，...，f(8)发生了变化。在该次迭代完的状态度量值f(1)，f(2)，...，f(8)寻找最大的状态度量值f(x)，对应的末状态为S(x)，对末状态S(x)进行回溯，得到回溯路径的初状态S(y)，和一个译码结果，即最大似然解。

步骤202中，判断回溯得到的最大似然解是否是咬尾的，即初状态S(y)与末状态S(x)相同，如果是则进入步骤210，译码成功，结束译码并输出结果；如果不是咬尾的，则进入步骤203。

步骤203中，对于第I(I＞1)次迭代，用第I-1次迭代的末状态的状态度量值作为初始状态做一次迭代。即以第一次迭代结束时各个状态的度量值作为初始值开始迭代，同样迭代过程为更新状态度量的过程，当第二次迭代完之后，状态度量值f(1)，f(2)，...，f(8)又发生了变化。

接着进入步骤204，判断第I次迭代的最大似然解是否是咬尾的，如果是则进入步骤210，译码成功，结束解码并输出结果；如果不是咬尾的，则进入步骤205。

步骤205中，判断迭代的次数I是否已达到设定的上限值N，如果已达到N则进入步骤206，如果未达到N则重新返回步骤203。

步骤206中，对第N次迭代得到的所有末状态进行回溯。由于在上一步骤中，已对度量值最大的末状态进行了回溯，在本步骤中，可以不再对该末状态进行回溯，而对除此以外的其他所有末状态进行回溯。

步骤207中，判断步骤206的回溯结果中是否存在咬尾解，如果存在，则进入步骤209，输出末状态度量值最大的咬尾解，译码成功。如果不存在咬尾解，则进入步骤208，译码失败。

通常最大迭代次数N设为2就能获得较好的译码效果。其中步骤207中为了简化也可以先对所有状态度量值进行排序，只对其中部分度量值较大的末状态进行回溯，在回溯得到的这部分解中寻找度量值最大的咬尾解，如果在这部分解中不存在咬尾解，就认为译码失败，这种方法可以节省不少计算量，但进行回溯的状态数也不能太少，否则会影响译码性能。