專利名稱：一種循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法，屬于信道糾錯編碼的譯碼技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
信道糾錯編碼技術(shù)是移動通信系統(tǒng)不可或缺的一項關(guān)鍵技術(shù)。卷積碼作為一種高 效的信道編碼，不僅誤碼性能優(yōu)異，而且具有編譯碼結(jié)構(gòu)簡單、處理延時小等優(yōu)點，在現(xiàn)代 通信系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。一個碼率R = IVX、存儲級數(shù)為m的卷積碼編碼器，接受 K0比特分組的輸入序列，產(chǎn)生隊比特分組的輸出序列。每一個編碼分組不僅取決于當前單 位時間對應(yīng)的&比特消息組，而且與前m個消息組有關(guān)。與常規(guī)的分組碼不同的是，卷積 碼不是通過增加&和隊，而是通過增加存儲級數(shù)m來實現(xiàn)大的最小距離和低的誤碼率。根據(jù)卷積碼碼字是否以零比特結(jié)尾，可以分為零尾卷積碼 (Zero-tailConvolutional Code)禾口咬尾卷禾只石馬(Tail-biting Convolutional Code)。對 于零尾卷積碼，編碼寄存器的初始狀態(tài)為全零，并且在最后一個信息比特進入編碼器后還 要附加輸入m個零比特使編碼器的狀態(tài)歸零。因此，零尾卷積碼的實際編碼效率為R = K0/ (NQ+m)。而咬尾卷積碼沒有這些結(jié)尾清零比特，編碼時用信息序列的最后m個比特初始化 編碼器的狀態(tài)，以保證編碼器的初始狀態(tài)和結(jié)尾狀態(tài)相等。與零尾卷積碼相比，這種咬尾處 理提高了編碼效率，節(jié)約了載波資源。卷積碼具有很自然的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，基于這種結(jié)構(gòu)有兩種譯碼算法維特比算法 (Viterbi Algorithm)和最大后驗概率(MAP)譯碼方法。以某種特定準則而言，這兩種算法 都是最優(yōu)的。維特比算法是卷積碼的最大似然(ML)譯碼算法，譯碼器選擇的輸出總是使接 收序列條件概率最大的碼字，即整個序列的誤碼率是被最小化的。ML算法僅給出了硬譯碼 比特，并沒有給出它們的可靠性度量。而在MAP譯碼中，信息位的誤碼率被最小化；同時，作 為一種軟輸入軟輸出(SIS0)算法，MAP譯碼還提供譯碼比特的可靠性度量。循環(huán)冗余校驗碼(Cyclic Redundancy Check, CRC)是一種非常重要的檢錯碼，它 不但編碼簡單，而且誤判概率很低。CRC實質(zhì)上就是把長度為N的輸入序列，按照一定的規(guī) 則產(chǎn)生一個長度為L的校驗碼(CRC碼)，添加到原始序列的后面，構(gòu)成一個新的長度為N+L 的序列發(fā)送出去。接收端把接收序列按照相同的規(guī)則進行檢驗，就可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸是否 出錯。這個規(guī)則，在差錯控制理論中稱為“生成多項式”。CRC的主要作用是用來檢測出傳 輸數(shù)據(jù)塊中是否有誤碼，但對于誤碼本身并沒有糾正的能力。其實現(xiàn)步驟如下設(shè)輸入序列長度為A，表示成二進制多項式a (x) = aA_1xA-1+aA_2xA-2+. . . + + 。循 環(huán)冗余校驗的生成多項式表示成g(X) = gpL+gHXL-l+...+glX+g(i。發(fā)送端的編碼步驟可以 表示為步驟1 在輸入序列尾部添加L個零，對應(yīng)的二進制多項式表示就是x、(x)；步驟2 用生成多項式g(x)除妙&00，得到余式p(x)，該式對應(yīng)的長度為L的二進 制序列即為CRC ；
4
步驟3 聯(lián)合XLa(x)和p(x)，獲得碼多項式xLa(x)+p(x)，該式對應(yīng)的長度為A+L 的二進制序列即為添加了 CRC的已編碼序列。接收端在譯碼時只需用相同的g(x)除接收序列對應(yīng)的二進制多項式。若余式為 零，表示數(shù)據(jù)傳輸過程中沒有錯誤，將接收序列的最后L位去掉即得到原始輸入序列；否 則，表示數(shù)據(jù)傳輸出錯。契斯(Chase)譯碼算法最初是針對糾LP_l)/2」個錯誤的二進制線性分組碼設(shè)計 的，d是線性分組碼的最小漢明距離。它的基本思想是將接收序列加上(對二進制碼為模 2加)測試序列，然后對這個新的序列進行硬判決譯碼；通過選擇一定的測試向量集，就可 以獲得多個譯碼結(jié)果，在這些譯碼結(jié)果中選擇與接收序列歐氏距離最小的碼字作為最終的 譯碼輸出?？梢钥闯?，契斯算法是通過測試向量集的選擇來達到擴展譯碼器糾錯能力的目 的。
契斯譯碼有三種根據(jù)接收序列軟信息選擇測試序列集的譯碼f法。，斯I型算法 的測試序列集包括所有重量等于P/2」的序列，該測試集的數(shù)量為^/2j，"為序列的
長度。契斯II型算法的測試序列為P/2」個置信度最小的位置(LRP)選擇所有可能的錯誤 測試序列，此時該集合數(shù)量為2_」。契斯III型算法則更為簡單，僅僅包括如/2) + 1」個測試 序列。契斯II型算法在性能和譯碼復(fù)雜度之間比其它兩種算法取得更好的折中，因此在實 際通信系統(tǒng)中得到更多的應(yīng)用。 為了獲得系統(tǒng)性能與實現(xiàn)復(fù)雜度之間的平衡，現(xiàn)代通信系統(tǒng)中普遍采用檢錯碼級 聯(lián)糾錯碼作為信道編碼方案，循環(huán)冗余校驗作外碼、卷積碼做內(nèi)碼的級聯(lián)編碼方案就是其 中的一個典型。該方案的傳統(tǒng)譯碼方法首先對接收序列進行內(nèi)碼卷積碼譯碼，得到硬判決 碼字序列后進行一次循環(huán)冗余校驗。若校驗結(jié)果為零，則認為譯碼正確，否則認為譯碼錯 誤。這種方法僅使用了內(nèi)碼譯碼器的硬判結(jié)果，而沒有利用內(nèi)碼譯碼器提供的每個譯碼符 號的可靠性度量。本發(fā)明聯(lián)合基于可靠性度量的改進的契斯譯碼算法，提出了一種循環(huán)冗 余校驗輔助的卷積碼譯碼方法。這種方法充分利用了每個譯碼符號的可靠性度量，可以在 計算復(fù)雜度增加極少的基礎(chǔ)上，使譯碼性能獲得較大的提高。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法，可以 在計算復(fù)雜度增加極少的基礎(chǔ)上，使譯碼性能獲得較大的提高。技術(shù)方案本發(fā)明的一種循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法，首先根據(jù)卷積碼 編碼的結(jié)尾方式，對接收序列進行相應(yīng)的卷積碼譯碼，并利用編碼信息位中的循環(huán)冗余校 驗數(shù)據(jù)，進行一次循環(huán)冗余校驗來判斷卷積碼譯碼輸出的碼字是否有效；如果循環(huán)冗余校 驗正確，則終止譯碼，并將該碼字作為譯碼輸出；否則用改進的契斯譯碼對卷積碼譯碼輸出 的比特軟信息進行譯碼，逐一對改進的契斯譯碼的輸出碼字進行循環(huán)冗余校驗；如果循環(huán) 冗余校驗正確，則終止改進的契斯譯碼并將該碼字作為譯碼輸出；否則若改進的契斯譯碼 未獲得循環(huán)冗余校驗正確的碼字，則終止譯碼，譯碼失敗。卷積碼編碼的結(jié)尾方式可采用零尾結(jié)尾，得到零尾卷積碼，零尾卷積碼的譯碼可采用簡化的對數(shù)域最大后驗概率譯碼方法，設(shè)卷積碼碼率為1/N，即每個編碼分組的輸入比特數(shù)為1，輸出比特 數(shù)為N，編碼器存儲級數(shù)為m，狀態(tài)總數(shù)為M = 2m，信息序列長度為K，記為B =(b0, . . .，bK_i)，信息序列經(jīng)卷積碼編碼得到長度為N(K+m)的編碼序列
再經(jīng)方差為o 2的加性高斯白噪聲信道傳輸，輸入譯碼器的似然比序列為
^ 定義Bi為時刻1輸入編碼器的信息比特，s'和s分別為該比特輸入前后編碼器 的狀態(tài)，？工^'，S)為編碼器從狀態(tài)S'轉(zhuǎn)移到狀態(tài)S的分支轉(zhuǎn)移概率，a i(s)為狀態(tài)S的 前向概率，0JS)為狀態(tài)S的后向概率，A (bx)為信息比特1^解碼判決的對數(shù)似然比，簡化 的對數(shù)域最大后驗概率譯碼方法，按照以下步驟進行步驟(1)初始化 步驟⑵對信息比特‘1=0，...，K-1，分別計算Y ” a ” 3 i禾日A (bx)，
，
max* (a, b, c) = ln(ea+eb+ec)，//; =l-2x;，i = 0，1， ，N_l，信道噪聲方差 o2;步驟(3)解碼得到長度為K的信息比特對數(shù)似然比序列U= (A(b0), A他)，...，A (Bj)，并根據(jù)信息比特的對數(shù)似然比符號進行判決，獲得長度為K的譯碼
輸出序列
，其中或 卷積碼譯碼輸出的碼字i要通過一次循環(huán)冗余校驗，以檢驗碼字i是否有效，對卷積碼譯碼輸出的碼字為進行循環(huán)冗余校驗Ci C(靶，如果校驗結(jié)果Ci C(i) = 0， 則表示該碼字有效，用邏輯0表示；否則若C7 C(i) = l表示該碼字無效，用邏輯1表示。所述的改進的契斯譯碼，采用的是P階契斯II型算法，P為契斯譯碼方法中設(shè)定的 最不可靠比特數(shù)；該算法主要包括根據(jù)卷積碼譯碼輸出的比特軟信息序列U = ( A (b0)， A (b:)，...，A (bK_i))中元素的絕對值大小| A (Bx) ,1 = 0,1,..., K-1作為可靠度，進行 比特可靠度排序，確定P個可靠度最小的比特位置(0(|，01，. . .，Oh)；這P個最不可靠的譯 碼輸出比特為(&,&，.；對第t，t = 1，2，. . .，2P_1次契斯譯碼，構(gòu)建一個P比特的二 進制數(shù)=(《 _丄作為錯誤圖樣，錯誤圖樣以P比特的二進制形式，取值按照從
列遞增變化， 共計2P_1種取值，將第t，t = 1,2, ...，2P_1個二進制數(shù)值tf對應(yīng)的錯誤圖樣 (H)，對序列(K,...，、」做異或操作修正成。eq'J^eq；,...,^ ^)，得到第t， t = 1,2, . . .，2P_1次修正的序列旮，并進行相應(yīng)的循環(huán)冗余校驗Ci C(旮)，若(務(wù))=0，則輸出邏輯0，即終止譯碼并將該碼字作為譯碼的輸出，否則如果P階錯誤圖樣遍歷，仍然沒 有輸出邏輯0，則終止譯碼，譯碼失敗。卷積碼編碼的結(jié)尾方式也可采用咬尾結(jié)尾，得到咬尾卷積碼，咬尾卷積碼的譯碼 可采用簡化的對數(shù)域最大后驗概率譯碼方法，咬尾卷積碼的編碼序列D、輸入的似然比序列Y長度均為NK，分別
^^(^…，…， 。—^’乂’…，；；廠，乂，^…，少廣，…，^，乂-”…’^力，譯碼步驟⑴的初始
化過程修改為 aQ(s) = l/M，s = 0，...，M-l，3N(s) = 1/M，s = 0，. . .，M_1，其余譯碼過 程與權(quán)利要求2中的零尾卷積碼譯碼相同。有益效果本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面1)卷積碼譯碼后不僅輸出碼字的硬判結(jié)果，還輸出碼字的比特軟信息；契斯譯碼 方法通過錯誤圖樣集合的構(gòu)造，充分利用了該軟信息，進一步提高了譯碼性能。2)與標準的契斯II型方法相比，本發(fā)明所采用改進的契斯II型方法更為靈活。3)與現(xiàn)有的循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法相比，本發(fā)明在計算復(fù)雜度增加 極少的基礎(chǔ)上，使譯碼性能獲得較大的提高。


圖1為本發(fā)明一實施例的循環(huán)冗余校驗作外碼、卷積碼做內(nèi)碼的級聯(lián)系統(tǒng)示意 圖；圖2為本發(fā)明一實施例的譯碼方法流程圖；圖3為本發(fā)明一實施例的契斯譯碼方法流程圖；圖4為本發(fā)明一實施例的譯碼誤幀率性能仿真結(jié)果圖。
具體實施例方式在對本發(fā)明例具體實施方式
提供的方案進行詳細描述之前，首先對實施例中將出 現(xiàn)的概念和符號進行說明長度為K的信息比特序列經(jīng)過L位循環(huán)冗余校驗編碼后得到長 度K+L的序列B，記為B = (b0,、...，bKn)；然后經(jīng)過碼率為1/N、存 儲級數(shù)為m的卷積碼編碼，結(jié)尾采用零尾處理，得到編碼序列D ，記為
D =(…，‘，…，(！尤+厶+^) = (c/0，式，…，式 9dx ，…，”",dK+L+m_l,dK+L+m—1”",dK+L+m_1)，
編碼序列長度為N(K+L+m)；序列D經(jīng)二相移相鍵控BPSK調(diào)制得到發(fā)送序列 X - (X0，Xl,...,X+_L+m-i) — (X0 ,1()，.",Io 9*^1，、,."，、,..., XK+L+m_l,？.. ？ XK+L+m_l )，
序列X經(jīng)過零均值方差為0 2的加性高斯白噪聲AWGN信道傳輸?shù)玫浇邮招蛄?br> 可靠性度量用比特的對數(shù)似然比表示。譯碼方法對接收序列進行譯碼，獲得對原始信息序 列的估計5。上述方案中卷積碼的結(jié)尾也可以采用咬尾處理，此時編碼序列D記為D 二 ，…,dj^.j) = [dQ,d0,...,dQ 11,..., d°K+L_x, d\^L_x,..., ^，編石馬長度為
N(K+L)。本發(fā)明實施例中，循環(huán)冗余校驗編碼、卷積碼編碼和速率匹配使用的方案均基于 3GPP LTE 標準。循環(huán)冗余校驗編碼采用系統(tǒng)碼編碼方法，由循環(huán)生成多項式gara6(D)= [D16+D12+D5+l]計算得到長度L = 16的校驗序列Po^ = (p0, Pl，. . .，p15)，追加到信息序列 后端，即得到序列B，bk = akfor k = 0,1,2, ...，A_1bk = pk_Afor k = A, A+l, A+2, ...，A+15-1.卷積碼采用表示為(3，1，7)的0DS (Optimal Distance Spectrum 最優(yōu)距離譜) 卷積碼，其生成多項式為八進制的[133 ；171 ；165]，且它所包含的1/2碼也是一種0DS卷積 碼，生成多項式為[133;171]。本發(fā)明實施例采用編碼效率更高的咬尾卷積碼編碼方案，在 編碼開始前用序列B的最后6個比特初始化移位寄存器組，編碼得到長度為K+L的三個比 特序列，分別記為劣，式，劣，劣，…，力+^，/^丄二最后，將這三個比特序列經(jīng)過！^標準的 速率匹配，得到長度為N的發(fā)送序列。本發(fā)明實施例提供一種循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法的具體實施方式
，如 圖2所示，主要包括S201，初始化將接收序列的可靠性度量用對數(shù)似然比來表示；設(shè)定契斯譯碼方 法中最不可靠比特的個數(shù)P。S202，卷積碼譯碼譯碼算法是簡化的對數(shù)域最大后驗概率譯碼算法，譯碼后得到 譯碼序列各比特的可靠性度量即后驗似然比，以及硬判決輸出序列。S203，循環(huán)冗余校驗采用循環(huán)冗余校驗編碼時的生成多項式對S202步驟得到的 硬判決序列進行校驗。S204,判斷S203步驟中循環(huán)冗余校驗是否獲得有效碼字，如果是，則執(zhí)行S206，如 果否，則執(zhí)行S205，開始契斯譯碼。其中，判斷循環(huán)冗余校驗中所得碼字是否有效的檢驗方法為如果校驗結(jié)果為零， 表示該碼字有效，用邏輯0表示，否則，表示該碼字無效，用邏輯1表示。S205，契斯譯碼將卷積碼譯碼輸出的比特軟信息序列進行契斯譯碼。S206，終止迭代，如果S204步驟判斷為獲得有效碼字，則輸出該有效碼字；否則， 將契斯譯碼的結(jié)果作為譯碼輸出。本發(fā)明實施例提供的循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法中，契斯譯碼算法使用 的是改進的契斯II型方法，與標準的契斯II型方法相比，該方法具有較為靈活的優(yōu)點。標準的契斯II型方法必須構(gòu)造P/2」個最不可靠位的錯誤圖樣，嘗試總數(shù)為2W2」 的錯誤圖樣集合，將錯誤圖樣加在最不可靠比特上，進行代數(shù)硬判決譯碼，直到所有的錯誤 圖樣都被遍歷，并從所有的譯碼結(jié)果中選擇和輸入序列的歐氏距離最小的碼字作為譯碼碼 字輸出，其復(fù)雜度較高。實際應(yīng)用中為了減少復(fù)雜度，我們只選取一部分錯誤圖樣，因為當錯誤圖樣達到 一定的數(shù)量以后，即使再增加圖樣，性能的增長也很有限。為了保證獲得較好的性能，對大 部分碼字采用至少8個錯誤圖樣，即最不可靠比特數(shù)3。并且，在我們的方法中，契斯譯碼方法直接取第一個通過校驗的譯碼結(jié)果作為譯碼碼字輸出。如果進一步提高錯誤圖樣數(shù) 量的上限，我們可以得到更好的性能，但是計算復(fù)雜度也相應(yīng)的增加了。因此，具體采用多 高的上限要根據(jù)具體的情況進行權(quán)衡。本發(fā)明實施例提供循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法中，契斯譯碼方法的具體 實施方式，如圖3所示，主要包括S301，通過卷積碼譯碼輸出的比特軟信息序列U的符號進行判決，得到序列5。S302，對該比特軟信息序列U中元素的絕對值大小進行排序，確定P個最不可靠的
比特位置(0。，01，. . .，，即可靠性度量絕對值最小的P個比特(民。入,...,、,)。S303，構(gòu)造錯誤圖樣集合t = 1,2, . . .，2P_1}，構(gòu)建一個P比特的二進制數(shù) Q'=(H)b，錯誤圖樣以P比特的二進制序列形式，按照從Q1 = 1 = (00. l)b到 gf^f-l—ll...^遞增順序給出，每個二進制數(shù)據(jù)對應(yīng)一個錯誤圖樣，初始化t = 1。S304，取出Qt對應(yīng)的錯誤圖樣(W《...^M)，根據(jù)錯誤圖樣對P個最不可靠比特 (n...，^^)做異或操作，形成新的待譯碼字旮。S305，將當前的待譯碼字務(wù)，進行循環(huán)冗余校驗。S306，判斷S305步驟中是否獲得有效碼字，如果是，則執(zhí)行S309，如果否，則執(zhí)行
5307。判斷碼字是否為有效碼字的檢驗方法，同S205。S307，判斷是否已經(jīng)遍歷集合{Q\t = 1，2，…，2P_1}對應(yīng)的所有錯誤圖樣，如果 是，則執(zhí)行S309，如果否，則執(zhí)行S308。S308, t = t+1中，取Qt+1對應(yīng)的錯誤圖樣，為下一輪譯碼準備。S309，停止遍歷，如果S306步驟中判斷為獲得有效碼字，則輸出當前有效碼字，如 果S307步驟中判斷為已經(jīng)遍歷完所有的錯誤圖樣，則輸出原始接收序列經(jīng)硬判決后的結(jié)
EB 八
米5 o另外，在S304步驟中，每次可以產(chǎn)生一個或多個錯誤圖樣用于譯碼，同時使用多 個錯誤圖樣可通過并行的譯碼結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，即多組結(jié)構(gòu)同時執(zhí)行S304、S305、S306、S307和
5308。同時使用的錯誤圖樣數(shù)越多，譯碼吞吐量也將越大，所需的硬件結(jié)構(gòu)也越多，實際中 可以根據(jù)所需的譯碼吞吐量和可行的硬件復(fù)雜度進行權(quán)衡。本發(fā)明實施例還給出了一種常用的循環(huán)冗余校驗碼級聯(lián)卷積碼的性能仿真結(jié)果， 圖4繪制了不同信噪比下的譯碼誤幀率性能曲線。其中，信噪比采用的是比特信噪比(Eb/ Nb)。標注中，K表示輸入信息序列的長度，L表示循環(huán)冗余校驗序列的長度，N表示經(jīng)過循 環(huán)冗余校驗編碼、咬尾卷積碼編碼和速率匹配得到的發(fā)送序列的長度，P表示契斯譯碼方法 中設(shè)定的最不可靠比特數(shù)。從圖中不同輸入信息序列的長度、不同輸出序列的長度和不同最不可靠比特數(shù)對 應(yīng)曲線的對比和兩圖之間譯碼誤幀率性能的對應(yīng)可以看到，級聯(lián)改進的契斯譯碼算法的循 環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法，其有益結(jié)果主要體現(xiàn)在契斯譯碼方法通過錯誤圖樣 集合的構(gòu)造，充分利用了卷積碼輸出的譯碼序列的比特軟信息，可以在計算復(fù)雜度增加極 少的基礎(chǔ)上，使譯碼性能獲得較大的提高。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以 通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于計算機可讀取存儲介質(zhì)中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法，其特征在于，首先根據(jù)卷積碼編碼的結(jié)尾方式，對接收序列進行相應(yīng)的卷積碼譯碼，并利用編碼信息位中的循環(huán)冗余校驗數(shù)據(jù)，進行一次循環(huán)冗余校驗來判斷卷積碼譯碼輸出的碼字是否有效；如果循環(huán)冗余校驗正確，則終止譯碼，并將該碼字作為譯碼輸出；否則用改進的契斯譯碼對卷積碼譯碼輸出的比特軟信息進行譯碼，逐一對改進的契斯譯碼的輸出碼字進行循環(huán)冗余校驗；如果循環(huán)冗余校驗正確，則終止改進的契斯譯碼并將該碼字作為譯碼輸出；否則若改進的契斯譯碼未獲得循環(huán)冗余校驗正確的碼字，則終止譯碼，譯碼失敗。
2.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法，其特征在于卷積碼編 碼的結(jié)尾方式可采用零尾結(jié)尾，得到零尾卷積碼，零尾卷積碼的譯碼可采用簡化的對數(shù)域 最大后驗概率譯碼方法，設(shè)卷積碼碼率為1/N，即每個編碼分組的輸入比特數(shù)為1，輸出比特數(shù) 為N，編碼器存儲級數(shù)為m，狀態(tài)總數(shù)為M = 2m，信息序列長度為K，記為B = (b0, b” . . .，bK_i)，信息序列經(jīng)卷積碼編碼得到長度為N(K+m)的編碼序列D = ((，(！”…，^+坩])=(d0 ,d0’…,dQ,《,. ,《，".,^:+m_i，^:+m_i,.",^:+m_i)，再經(jīng)方差為o 2的加性高斯白噪聲信道傳輸，輸入譯碼器的似然比序列為 定義bi為時刻1輸入編碼器的信息比特，S'和S分別為該比特輸入前后編碼器的狀 態(tài)，Yjs'，S)為編碼器從狀態(tài)S'轉(zhuǎn)移到狀態(tài)S的分支轉(zhuǎn)移概率，a i(s)為狀態(tài)s的前向 概率，^^(S)為狀態(tài)S的后向概率，a (bx)為信息比特bi解碼判決的對數(shù)似然比，簡化的對 數(shù)域最大后驗概率譯碼方法，按照以下步驟進行 步驟⑴初始化 步驟⑵對信息比特bp 1 = 0，...，K-1，分別計算 其中 ，信道噪聲方差 o2;步驟⑶解碼得到長度為K的信息比特對數(shù)似然比序列U = (A (b0)，A (b:) A (bK_i))，并根據(jù)信息比特的對數(shù)似然比符號進行判決，獲得長度為K的譯碼輸出序列5 = (H ..人])，其中或
3.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法，其特征在于卷積碼譯 碼輸出的碼字為要通過一次循環(huán)冗余校驗，以檢驗碼字i是否有效，對卷積碼譯碼輸出的碼字i進行循環(huán)冗余校驗o c(i)，如果校驗結(jié)果o c(勿=o，則表 示該碼字有效，用邏輯o表示；否則若表示該碼字無效，用邏輯1表示。
4.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法，其特征在于，所述的改 進的契斯譯碼，采用的是p階契斯n型算法，p為契斯譯碼方法中設(shè)定的最不可靠比特 數(shù)；該算法主要包括根據(jù)卷積碼譯碼輸出的比特軟信息序列u = ( A (b0)，A (b:)A (b^))中元素的絕對值大小| A (bx) |，1 = 0，1，. . .，K-1作為可靠度，進行比特可靠度 排序，確定P個可靠度最小的比特位置(0(|，01，. . . , o^)；這P個最不可靠的譯1碼輸出 比特為(^，&，...』…);對第t，t = 1，2，...，2P_1次契斯譯碼，構(gòu)建一個P比特的二進制 數(shù)《=(《 _、作為錯誤圖樣，錯誤圖樣以P比特的二進制形式，取值按照從Q1 = 1 = (00. . . l)b 到=2p-l = (ll...l)^列遞增變化， 共計2P-1種取值，將第t，t = 1,2, ...，2P-1個二進制數(shù)值Qt對應(yīng)的錯誤圖樣{q'd-q'p^)，對序列(K,…人J做異或操作修正成。 <iU-AP_l ，得到第t， t = 1,2, . . .，2P_1次修正的序列眾，并進行相應(yīng)的循環(huán)冗余校驗CJ C(僉)，若a C(i') = 0，則 輸出邏輯0，即終止譯碼并將該碼字作為譯碼的輸出，否則如果P階錯誤圖樣遍歷，仍然沒 有輸出邏輯0，則終止譯碼，譯碼失敗。
5.如權(quán)利要求1或2所述的循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法，其特征在于卷積 碼編碼的結(jié)尾方式也可采用咬尾結(jié)尾，得到咬尾卷積碼，咬尾卷積碼的譯碼可采用簡化的 對數(shù)域最大后驗概率譯碼方法，咬尾卷積碼的編碼序列D、輸入的似然比序列Y長度均為NK，分別記 為Z) = (djpdw.jdn)= ，dQ,."，dQ，《,為，…，, .,,dK_x,.dK_x)和^二 …，…， 力—義，乂，…，；^，乂，乂，…’少廣1,…,^,^,…,^1)，譯碼步驟⑴的初始化過程修改為 aQ(s) = l/M，s = 0，...，M-l，3N(s) = 1/M，s = 0，. . .，M_1，其余譯碼過 程與權(quán)利要求2中的零尾卷積碼譯碼相同。
全文摘要
一種循環(huán)冗余校驗輔助的卷積碼譯碼方法，將改進的契斯譯碼應(yīng)用于循環(huán)冗余校驗與卷積碼級聯(lián)的編譯碼方案中。譯碼過程主要包括首先根據(jù)卷積碼編碼的結(jié)尾方式，對接收序列進行相應(yīng)的卷積碼譯碼，并利用編碼信息位中的循環(huán)冗余校驗數(shù)據(jù)，進行一次循環(huán)冗余校驗來判斷卷積碼譯碼輸出的碼字是否有效；如果循環(huán)冗余校驗正確，則終止譯碼，并將該碼字作為譯碼輸出；否則用改進的契斯譯碼對卷積碼譯碼輸出的比特軟信息進行譯碼，逐一對改進的契斯譯碼的輸出碼字進行循環(huán)冗余校驗；如果循環(huán)冗余校驗正確，則終止改進的契斯譯碼并將該碼字作為譯碼輸出；否則若改進的契斯譯碼未獲得循環(huán)冗余校驗正確的碼字，則終止譯碼，譯碼失敗。
文檔編號H03M13/23GK101867379SQ20101021041
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者姜明, 張華 , 趙春明, 金毅, 黃鶴 申請人:東南大學