[发明专利]前馈卷积码的分段并行编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是使用前馈卷积编码的通信，为一种前馈卷积码的分段并行编码方法。

背景技术

前馈卷积编码器是一个线性的有限状态系统，其串行地接收输入信息比特，进行处理后串行输出经编码比特。前馈卷积编码器内部没有反馈连接，其冲激响应是有限长的。常规的前馈卷积编码器的示例在图1中示出。前馈卷积编码器的吞吐量取决于系统时钟速率，当信息比特序列长度较大时编码过程耗时较大。寻找一种增大前馈卷积编码器吞吐量的算法对于日益增长的高速应用是有意义的。

现有的解决方案中有一种技术通过将输入信息比特分割成多个块，对各个块独立并行编码来增加卷积编码的吞吐量，对应的原理图如附图2所示，相关专利为：M.曼索，“采用分割的并行编码操作的卷积编码”，高通股份有限公司，申请公布号：CN101874353A，2010.10.27（参考专利1）。假如将原始长为L的信息比特序列分为4个块，则卷积编码器吞吐量提升为原来的4倍。

对于每个块并行编码需要正确配置其卷积编码器的初始状态，即图1中的存储单元D中初始存储的值。由于未知该初始状态信息，因此该方案对于每种可能的初始状态均应用一个卷积编码器来编码。假如采用图1中对应的卷积编码器，则其可能的初始状态有4种。各个卷积编码器完成对该块的编码后，当前块的选择器根据前面一个块的最终状态来选择应用对应初始状态的卷积编码器的结果作为本块的编码结果。如块1的最终状态为00，则块2的选择器选择0号卷积编码器的结果作为块2的编码结果。然而当卷积码的约束长度u较大时，可能的初始状态数目将随着u的增大呈指数级增长，考虑到资源以及功耗方面的限制，这种方案将不可用。同时，即使初始状态数目较小，如图2中示例的可能的初始状态数目为4，同样的资源以及功耗约束使得块的数量不可能很大，这也限制了卷积编码器吞吐量的进一步提升。

参考专利1适用于卷积编码器，包括前馈卷积编码器和反馈卷积编码器。针对前馈卷积编码器，利用其自身的特点，优化其并行结构、提高资源和能源的效率，进一步增大前馈卷积编码器吞吐量是合需的。

发明内容

本发明要解决的问题是，现有串行地接收输入信息前馈卷积编码器初始状态与资源及功耗之间相互制约，限制了卷积编码器吞吐量的进一步提升。

本发明的技术方案为：本发明包括以下两种实现方案：

技术方案1：前馈卷积码的分段并行编码方法，由多个串行前馈卷积编码器组成并行前馈卷积编码器，将输入的待编码信息比特序列分段，连续的两段之间重叠m个比特，m为串行前馈卷积编码器内部存储单元的数目，对于输入的每一段信息比特序列，分别应用一个串行前馈卷积编码器来进行编码，每段信息比特序列称为一个块，对于第一个块，其对应的串行前馈卷积编码器的初始编码状态为已知的；对于后面的块，其串行前馈卷积编码器的初始编码状态设定为全0，对于除第一块外的其他块，该块前m个输入比特与其前面一个块的最后m 个输入比特相同，将这m个输入比特对应的编码结果丢弃，各个块的编码结果的剩余部分依次串联起来，得到最终的编码结果，作为并行前馈卷积编码器的输出。

技术方案2：前馈卷积码的分段并行编码方法，由多个串行前馈卷积编码器组成并行前馈卷积编码器，将输入的信息比特序列分段，段与段之间没有重叠，对于每一段信息比特序列，分别应用一个串行前馈卷积编码器来进行编码，每段信息比特序列称为一个块，对于第一个块，其对应的串行前馈卷积编码器的初始编码状态为已知的；对于后面的块，其串行前馈卷积编码器的初始编码状态设定为全0；对除了最后一块外的其他块，在编码结束后，由输入端对应额外送入m个全0比特，m为串行前馈卷积编码器内部存储单元的数目，使得前后相邻的连续两个块的编码结果有重叠，重叠的比特为输入端额外送入的m个全0比特对应的编码结果，把重叠位置的比特对应相加，与未重叠位置的比特依次串联起来，得到最终的编码结果，作为并行前馈卷积编码器的输出。

上述两种方案中，“对于第一个块，其对应的串行前馈卷积编码器的初始编码状态为已知的；对于后面的块，其串行前馈卷积编码器的初始编码状态设定为全0”是进行本发明的卷积编码必须指明的条件，而且正是基于这一明确的特征使得我们可以减少所用的串行前馈卷积编码器的数目。