[发明专利]维特比译码方法及维特比译码器

说明书

【技术领域】

本发明涉及信道编解码，尤其是涉及一种维特比译码方法及维特比译码器。

【背景技术】

在信道编解码领域，采用卷积码进行信道编码可以提高通信质量。传统一般采用维特比译码器对采用卷积码的信道编码进行译码输出。

以(2，1，3)卷积码为例，(2，1，3)卷积码共有4个状态，传统的维特比译码器对每一个状态必须有一个路径寄存器以存储路径或其信息序列，并且各状态还有一个度量值寄存器。译码器每次接收两比特待译码数据，并以上一个时间单元的各状态路径寄存器和度量值寄存器为基础，计算当前时间单元的各寄存器数值，完成各寄存器的更新，然后，任选一路径寄存器，采用截尾译码方式，输出1比特译码序列。至此，完成了一个时间单元的译码流程。

根据维特比卷积码译码原理可知，上述译码过程中一次译码一个时间单元的待译码序列，同时存在大量的加比选操作，花费大量时间。在对译码速度要求不断提高的过程中，传统的维特比译码器仍然不能满足应用系统对译码速率的要求。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能够提高译码速度的维特比译码方法。

一种维特比译码方法，用于对(n，k，v)型卷积码进行译码，包括如下步骤：步骤A：在时间单元t＝m开始，计算进入每一状态的单个路径的部分量度，存储每一状态下的幸存路径及量度；步骤B：t增加一个时间单元，将进入某一状态的分支量度与前一时间单元有关的幸存路径的量度相加，计算进入该状态的所有2^k路径的部分量度，从该状态的2^k个路径的量度中选取具有最大量度的路径，将该路径及量度存储；其他状态同此操作；步骤C：如果t＜m+t₀，重复步骤B；否则，将当前2ⁿ个路径的量度转化为相应的度量状态码x；其中，t₀是令所有2ⁿ个状态都能拥有幸存路径及其量度所需要的时间，所述度量状态码x与具有有限个度量状态的度量状态集中的度量状态一一对应且无重复，所述度量状态为某一时间单元内所有2ⁿ个分支量度按照顺序形成的向量的差值模式；步骤D：t增加u个时间单元，根据度量状态码x和输入的待译码序列y查询预先计算得到并存储的状态迁移数组TM[X][Y]，获取数组中的数据项TM[x][y]，并从数据项TM[x][y]中得到如下信息：新的度量状态码；更新所有2ⁿ条幸存路径所需的信息；并以此更新并保存新的幸存路径；其中，X是度量状态集中的度量状态的数量，Y＝2^nu，0≤x≤X-1，0≤y≤2^nu-1，u≥2；步骤E：输出译码序列，如果t＜h+m，重复步骤D；否则停止；其中h为待译码序列传输时间。

优选地，获取所述步骤C中的度量状态集的步骤包括：步骤C1：从t＝m到t＝m+t₀的时间段内，从状态0开始，向译码器输入0～2^nu-1共2^nu种不同的待译码序列，获得所有可能的度量状态，将获得的度量状态加入所述度量状态集；步骤C2：对于所述度量状态集中的每一个度量状态，从该处于度量状态的时刻开始的u个时间单元内，向译码器输入0～2^nu-1共2^nu种不同的待译码序列，获得所有可能的度量状态；步骤C3：判断是否有新的度量状态，若有，则将获得的新的度量状态加入所述度量状态集，执行步骤C2；否则结束。

优选地，获取所述步骤D中的状态迁移数组TM[X][Y]的步骤包括：对于所有的0≤x≤X-1、0≤y≤2^nu-1，模拟度量状态码为x且输入待译码序列为y时，在维特比译码器中的解码过程，获得所述2ⁿ条幸存路径在经过u个时间单元后，各条新的幸存路径对u个时间单元以前的旧的幸存路径的继承关系、以及继承所经过的路径，从而得到状态迁移数组中的数据项TM[x][y]。

优选地，所述的(n，k，v)型卷积码为(2，1，3)型卷积码，所述步骤A开始于t＝0。

优选地，所述u个时间单元为2个时间单元。

优选地，所述步骤E采用截尾译码方式输出信息序列，且在译码停止后继续将存留的信息序列输出。

此外，还提供一种维特比译码器。