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一種譯碼方法及譯碼器與流程

文檔序號:12133036閱讀:284來源:國知局
一種譯碼方法及譯碼器與流程
本發明涉及移動通信領域,尤其涉及一種譯碼方法及譯碼器。
背景技術
:在通信系統中,各種語音和數據業務,編碼過程中都用到了卷積編碼,接收端對其進行譯碼時,通常選取viterbi(維特比)軟件譯碼。viterbi軟件譯碼的原理:對于長為kL的信息序列,其對應的碼序列的可能的數量約為2KL個。當L很大時,這將是一個天文數字。因此,要在這么多的可能碼序列中找出一個與接收序列的路徑度量為最小的信息序列來,是很難實現的。viterbi算法正是在解決這個困難中引進的一種算法,其算法的基本思想是,不是在格狀圖上一次比較2KL條路徑(序列),而是接收一段,計算比較一段,選擇一段最可能的碼段(分支),從而使整個碼序列是一個有最大似然函數的序列。卷積碼的格狀圖中共2k(N-1)個狀態,離開或到達每一個狀態的支路數為2K個(它對應于此編碼輸入的信號的“狀態”個數)。為簡便起見,我們討論k=1的情形,從全0狀態(狀態0)起始點開始討論。在viterbi算法中,把會聚到每個節點上的兩條路徑的路徑度量值進行比較,然后把具有較小路徑度量(歐式距離)的路徑保存(此路徑稱為“幸存路徑”),而丟棄另一條路徑,并存貯相應的路徑度量值。由于每個節點引出兩條支路,因此第N-1級以后的各級中路徑的延伸都增大一倍,但經過比較和選擇之后,丟棄了一半,結果留存下來的路徑總數保持常數(等于2(N-1),即編碼器的狀態個數)。可見,上述譯碼過程中的基本操作是“加-比-選”(ACS),即每級求出路徑度量的累加值,然后兩 兩比較并做出選擇。有時會出現兩條累加的路徑度量值相等的情形,此時可任選一條作為“幸存路徑”。這就是viterbi軟件譯碼的基本思想。一般常把路徑度量稱為累積度量,而支路度量稱為分支度量。對于幸存路徑的存貯和處理有兩種不同的方法,一種叫做寄存器交換方法,一種叫做“回跡(Traceback)法”。因為編碼狀態較多、需高速譯碼,GSM采用“回跡法”的譯碼策略:(1)在每一時刻T,計算接收信號與各支路狀態值的軟判決距離,把它作為該支路的分支度量;(2)在時刻T+1,將進入某一狀態的分支度量值與前一時刻的相應狀態的累積度量值相加計算出新的累積度量值;(3)比較;(4)選擇、存儲最大累積度量,存儲最大累積度量對應的支路判決值作為相應狀態的幸存路徑判決值;(5)若未回索的長度大于2~3倍譯碼深度,開始回索,取得該段幸存路徑;或者,L不大時,可以在整個碼段處理結束后再開始回索;(6)若沒有大于2~3倍譯碼深度,T增加1,回到(1);(7)將回索得到的幸存路徑進行反向排序,并輸出。可見,由于編碼狀態較多,按照協議編碼來譯碼時,處理量會非常大,所以現有的譯碼方案存在譯碼效率低的問題。技術實現要素:本發明提供一種譯碼方法及譯碼器,用以解決現有技術中的譯碼方式存在譯碼效率低的問題。依據本發明的一個方面,提供一種譯碼方法,其特征在于,包括:接收業務的卷積碼;對所述卷積碼的生成多項式進行去重處理,得到降階的卷積碼;對所述降階的卷積碼進行譯碼。可選地,本發明所述方法中,所述對所述卷積碼的生成多項式進行去重處理,包括:將所述卷積碼的生成多項式中相同的多項式進行合并,實現去重處理。可選地,本發明所述方法中,在將所述卷積碼的生成多項式中相同的多項式進行合并后,還包括:將合并之后的結果按照原多項式的量綱進行量化處理。可選地,本發明所述方法中,所述對所述卷積碼的生成多項式進行去重處理,包括:比較所述卷積碼的生成多項式中相同的多項式的鑿孔位,通過僅保留鑿孔位最少的多項式,實現去重處理。可選地,本發明所述方法中,對所述降階的卷積碼進行viterbi譯碼。依據本發明的另一個方面提供一種譯碼器,包括:接收模塊,用于接收業務的卷積碼;降階模塊,用于對所述卷積碼的生成多項式進行去重處理,得到降階的卷積碼;譯碼模塊,用于對所述降階的卷積碼進行譯碼。可選地,本發明所述譯碼器中,所述降階模塊,具體用于將所述卷積碼的生成多項式中相同的多項式進行合并,實現去重處理。可選地,本發明所述譯碼器中,所述降階模塊,還用于將合并之后的結果按照原多項式的量綱進行量化處理。可選地,本發明所述譯碼器中,所述降階模塊,具體用于比較所述卷積碼的生成多項式中相同的多項式的鑿孔位,通過僅保留鑿孔位最少的多項式,實現去重處理。可選地,本發明所述譯碼器中,所述譯碼模塊,具體用于使用viterbi軟件譯碼對所述降階的卷積碼進行譯碼。本發明有益效果如下:本發明采用降階的方式來改進譯碼算法,不僅降低了累積度量的計算,而且減少了算法循環的次數,更重要的是降低了譯碼運算的復雜度,提高了譯碼效率。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動性的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的一種譯碼方法的流程圖;圖2為本發明應用示例中降階前后的仿真性能對比圖;圖3為TU3信道軟譯碼降階前后的仿真性能對比圖;圖4為TU50干擾信道軟譯碼降階前后的仿真性能對比圖;圖5為TU50環境實測軟譯碼降階前后性能對比圖;圖6為TU1.5環境實測軟譯碼降階前后性能對比圖;圖7為本發明實施例提供的一種譯碼器的結構框圖。具體實施方式下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。實施例一本發明實施例提供一種譯碼方法,如圖1所示,包括如下步驟:步驟S101,接收業務的卷積碼;步驟S102,對所述卷積碼的生成多項式進行去重處理,得到降階的卷積碼;該步驟中,對所述卷積碼的生成多項式進行去重處理的方式包括但不限于為如下方式:方式一:將所述卷積碼的生成多項式中相同的多項式進行合并;其中,合并指簡單的累加;方式二:將所述卷積碼的生成多項式中相同的多項式進行合并,并將合并之后的結果按照原多項式的量綱進行量化處理,即,保持跟原多項式的量綱一致,例如:如果是2個多項式合并相加,結果需要除以2,消除掉相加帶來的量綱變化;方式三:比較所述卷積碼的生成多項式中相同的多項式的鑿孔位,通過僅保留鑿孔位最少的多項式,實現去重處理。該去重方式的實施原理在于:卷積碼編碼后,為了適應信道編碼標準長度的要求,會對編碼后的數據進行舍掉一些的處理,稱為鑿孔。每個多項式下,被鑿掉的數據位以及個數是不同的,那么對于接收端來說,就需要恢復被鑿掉的數據,來進行譯碼,一般的做法都是補零。如果一個多項式被鑿掉的數據越多,那么它的置信度就越低,相反,我們是希望保留鑿孔位最少的多項式,置信度比較高。步驟S103,對所述降階的卷積碼進行譯碼。本實施例中,對所述降階的卷積碼優選地進行viterbi譯碼。綜上所述,可知本發明提供了一種譯碼優化方案,該方案考慮到多種業務所用的卷積碼生成多項式都是5階以上,根據生成多項式的構造特點,找出重復性的多項式,做合并或挑選處理,實現對卷積碼的降階處理,并對降階后的卷積碼進行譯碼,這種對降階之后的卷積碼進行譯碼方案,節省了資源和運算復雜度,提高了譯碼速度。為了更清楚的說明本發明,下面通過一個具體應用示例對本發明的具體實施例過程進行詳細闡述。本應用示例以業務AFS4.75的(5,1,6)卷積碼為例,(5,1,6)譯碼可 以降階為(3,1,6)去處理,其他業務有類似卷積編碼特點的,也可以效仿,具體實施方式如下。參見GSM協議45003,AFS4.75的卷積碼生成多項式如下:G4/G6=1+D2+D3+D5+D6/1+D+D2+D3+D4+D6G4/G6=1+D2+D3+D5+D6/1+D+D2+D3+D4+D6G5/G6=1+D+D4+D6/1+D+D2+D3+D4+D6G6/G6=1G6/G6=1可以看到:第1,2位生成多項式是相同的,第4,5位也是相同的。除去相同的位不看,其余位結合起來即為(3,1,6)卷積碼。因此考慮在譯碼過程中,把(5,1,6)軟件譯碼降階為(3,1,6)譯碼。本發明得到三種實現方法:(一)把1,2位合并,4,5位合并,這樣就變成了(3,1,6)譯碼。(二)考慮到解調輸出的軟信息是經過量化的,因此在(一)的基礎上,對合并之后的結果按照原多項式的量綱進行量化處理。(三)1、2位是重復的,4、5位也是重復的,對于第1、2位,比較二者的鑿孔位,保留鑿孔位少的一位;同理對4、5位做同樣的處理。這樣就舍掉了2位,構成(3,1,6)譯碼。對于上述降階譯碼處理的方法,我們將其與之前的(5,1,6)譯碼在仿真平臺上進行了性能驗證。方法(三)把信息的有效位數直接刪除,這樣跟(5,1,6)譯碼相比,會帶來接近2.5dB的靈敏度損失,參見圖2,建議降階過程中最好不采用這種方法。圖3是在GSM900單天線TU3信道的仿真結果,可以看到(5,1,6)譯碼的靈敏度跟(一)相比,完全吻合;跟(二)相比,僅相差約0.1dB。圖4是在GSM900單天線TU50同頻干擾下的仿真結果,可以看到(5,1,6)譯碼的干擾下性能跟(一)相比,相差約0.2dB;跟(二)相比,幾乎完全 吻合。以上說明,無論采用(一)還是(二),仿真出來的性能跟原來的(5,1,6)譯碼都是很接近的,因此這種把(5,1,6)降階成(3,1,6)的方法是可行的。我們需要在實際測試環境中對這兩種方法進行驗證,選取一個最優方案采用。環境中的實測數據如下表:表1TU50數據(FER%)方法(一)增益(db)方法(二)增益(db)40-0.25-0.27330016-0.25-0.5100-0.1550.10表2TU1.5數據(FER%)方法(一)增益(db)方法(二)增益(db)16-0.25-0.512-0.1-0.258-0.2-0.770-0.44-0.5-13-0.4-0.62-0.2-0.4借鑒圖5和圖6,結合以上兩個表格,可以看到,方法(一)在實測當中與原來的(5,1,6)譯碼算法性能最接近。因此我們選取了在進入viterbi譯碼之前:直接把第1,2位合并;4,5位合并,進行(3,1,6)軟譯碼。可見,只要高階的卷積碼生成多項式,有多個重復位的存在。就可以采用這種降階的方法來改進譯碼算法,驗證降階后的性能沒有損失后,可以采用, 不局限于GSM系統。采用改進后的軟譯碼算法,不僅降低了累積度量的計算,而且減少了算法循環的次數。最重要的一點,降低了接收機譯碼的復雜度。實施例二本發明實施例提供一種譯碼器,如圖7所示,包括:接收模塊710,用于接收業務的卷積碼;降階模塊720,用于對所述卷積碼的生成多項式進行去重處理,得到降階的卷積碼;譯碼模塊730,用于對所述降階的卷積碼進行譯碼。本實施例中,降階模塊720實現對所述卷積碼的生成多項式進行去重處理的方式包括:方式一:將所述卷積碼的生成多項式中相同的多項式進行合并。方式二:將所述卷積碼的生成多項式中相同的多項式進行合并,并將合并之后的結果按照原多項式的量綱進行量化處理。方式三:比較所述卷積碼的生成多項式中相同的多項式的鑿孔位,通過僅保留鑿孔位最少的多項式,實現去重處理。進一步地,本實施例中,譯碼模塊730,具體用于使用viterbi軟件譯碼對所述降階的卷積碼進行譯碼。本發明實施例所述譯碼器采用降階的方式來改進譯碼算法,不僅降低了累積度量的計算,而且減少了算法循環的次數,更重要的是降低了譯碼運算的復雜度,提高了譯碼效率。雖然通過實施例描述了本申請,本領域的技術人員知道,本申請有許多變形和變化而不脫離本發明的精神和范圍。這樣,倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內,則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。當前第1頁1 2 3 
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