本實(shí)用新型涉及一種譯碼系統(tǒng)，特別是涉及一種咬尾卷積譯碼系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
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TD-LTE是移動通信標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上的一次飛躍，在移動通信系統(tǒng)的發(fā)展中起到承上啟下的作用，傳統(tǒng)卷積編碼之前編碼器的初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)是確定的，咬尾卷積編碼的初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)也都是確定的而且是要發(fā)送信息的最后六位，這也就決定了譯碼之前不知道初始狀態(tài)，譯碼時(shí)要嘗試所有狀態(tài)，然后最后根據(jù)度量值決定使用哪個(gè)路徑，因此可以看出咬尾卷積譯碼比傳統(tǒng)的卷積譯碼算法復(fù)雜度高很多，而且譯碼難度有所增加。

根據(jù)文獻(xiàn)檢索得知，咬尾卷積譯碼算法的現(xiàn)有技術(shù)有：（1）李小文, 羅友寶在《一種應(yīng)用于 LTE 系統(tǒng)的 Viterbi 譯碼算法》（參見《電信科學(xué)》2010年第7期）一文中提出了改進(jìn)的循環(huán)viterbi譯碼算法，這種利用了K+m算法給出的一種思想，即只在碼塊的末尾重復(fù)一小部分時(shí)，原碼塊的首末狀態(tài)可能已經(jīng)相同了，尤其是信噪比大的情況下，此時(shí)如果回溯路徑首末狀態(tài)相同，則譯碼輸出是正確的，如果回溯路徑首末狀態(tài)不相同， 則路徑的前 Lc 個(gè)狀態(tài)的錯(cuò)誤率最大，因此必須在 K+m 算法的基礎(chǔ)上采取糾正措施，最后將路徑中錯(cuò)誤的狀態(tài)替換掉，保證路徑的首末狀態(tài)相同，從而提高譯碼的正確性；（2）王俊 在《咬尾卷積碼的譯碼方法及裝置》（參見CN101969308 B）一文中提出了從待譯碼序列的累積度量最大值對應(yīng)的狀態(tài)點(diǎn)開始做回溯譯碼，得到第一譯碼結(jié)果，并判斷第一譯碼結(jié)果的初始狀態(tài)和最終狀態(tài)是否相同；如果不相同，則從第一譯碼結(jié)果中的初始狀態(tài)點(diǎn)開始回溯譯碼，得到第二譯碼結(jié)果，并將第一譯碼結(jié)果和第二譯碼結(jié)果中不一致的比特?cái)?shù)量與預(yù)定閾值進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果輸出譯碼結(jié)果；（3）魏璟鑫 在《咬尾卷積碼的譯碼方法和裝置》（參見CN101369817 B）一文中提出了對同一個(gè)傳輸塊重復(fù)多次后首尾相連得到的序列進(jìn)行維特比譯碼，所述序列中每一個(gè)傳輸塊譯碼結(jié)束后，根據(jù)所述譯碼得到的最大路徑判斷是否滿足輸出條件；判斷滿足輸出條件時(shí)，將所述最大路徑作為回溯路徑，輸出所述序列的譯碼數(shù)據(jù)。

在LTE系統(tǒng)中，信道譯碼之前進(jìn)行了子塊交織過程，子塊交織目的是使信息發(fā)送過程中突發(fā)錯(cuò)誤離散化，雖然經(jīng)過子塊交織過程可以使突發(fā)錯(cuò)誤離散化，但是仍存在整個(gè)待譯碼信息塊誤碼分布不均勻，即信息序列前后半部分的誤碼率分布不均，又因?yàn)橹荒軓那巴笠来巫g碼，所以會造成誤碼率高等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠有效提高譯碼性能，降低誤碼率的咬尾卷積譯碼系統(tǒng)。

本實(shí)用新型為解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種咬尾卷積譯碼系統(tǒng)，包括編碼器模塊和譯碼器模塊，所述編碼器模塊從數(shù)據(jù)接收器模塊接收數(shù)據(jù)幀，經(jīng)過編碼后的數(shù)據(jù)幀通過所述譯碼器模塊譯碼后傳給數(shù)據(jù)輸出器模塊，所述譯碼器模塊包括幸存路徑存儲單元、分支度量單元、比較單元、控制器單元、正序譯碼單元和逆序譯碼單元，所述正序譯碼單元通過所述幸存路徑存儲單元與所述分支度量單元連接，所述分支度量單元通過比較單元與所述控制器單元連接，所述控制器單元分別與正序譯碼輸出口和所述逆序譯碼單元連接，所述逆序譯碼單元與逆序譯碼輸出口連接。

所述幸存路徑存儲單元用于選取最優(yōu)的譯碼路徑，所述分支度量單元用于找出正序譯碼單元譯碼過程中最優(yōu)路徑產(chǎn)生的分支度量值。

所述比較單元采用比較器比較最優(yōu)路徑產(chǎn)生的兩個(gè)分支度量值，所述控制器單元根據(jù)比較單元產(chǎn)生的比較結(jié)果控制選擇正序譯碼輸出口或通過逆序譯碼單元選擇逆序譯碼輸出口。

所述譯碼器模塊通過所述正序譯碼輸出口或所述逆序譯碼輸出口將譯碼后的數(shù)據(jù)幀傳輸給所述數(shù)據(jù)輸出器模塊，所述正序譯碼單元用于數(shù)據(jù)幀的正序譯碼，所述逆序譯碼單元用于數(shù)據(jù)幀的逆序譯碼，正序譯碼是將接收到的待譯碼數(shù)據(jù)幀按順序排列，逆序譯碼是將接收到的待譯碼數(shù)據(jù)幀按倒序排列。

所述譯碼器模塊采用Viterbi譯碼器，所述編碼器模塊采用Xilinx公司的FPGA的卷積編碼器。

咬尾卷積譯碼系統(tǒng)中卷積譯碼包括以下步驟：

（1）接收數(shù)據(jù)幀同時(shí)進(jìn)行正序譯碼；

（2）得出度量值：根據(jù)正序譯碼的過程，找出最優(yōu)路徑對應(yīng)的度量值state_pm(q,K/2)和度量值state_pm(q,K),其中度量值state_pm(q,k)為1到k位所有路徑度量值累加之和；

（3）判斷并輸出譯碼結(jié)果：若度量值state_pm(q,K/2)的2倍大于度量值state_pm(q,K)，則采用正序譯碼，正序譯碼作為譯碼結(jié)果從正序譯碼輸出口輸出；若度量值state_pm(q,K/2)的2倍不大于度量值state_pm(q,K)，則采用逆序譯碼，逆序譯碼作為譯碼結(jié)果從逆序譯碼輸出口輸出。

在步驟（3）中的逆序譯碼是將接收到的待譯碼數(shù)據(jù)幀按倒序排列，然后再譯碼；逆序譯碼具體過程如下：

a.首先接收完一個(gè)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)，將整個(gè)數(shù)據(jù)幀前后順序顛倒，即(i)=d(K+1-i)，i=1，2，……，K；

b.按照最大似然算法開始譯碼第1位，假設(shè)末尾狀態(tài)為q，遍歷64種狀態(tài)，通過狀態(tài)q推出1bit的信息，即原發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第K位。

c.根據(jù)得出的1bit信息，推算出第二個(gè)狀態(tài)，即原發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第K-1位，按照這樣的方法依次譯碼，直到第K+Ld時(shí)刻，其中Ld表示咬尾卷積編碼判決深度。

d.根據(jù)度量值state_pm(q,K+Ld)選出最佳的路徑state_sequence(q,K+Ld)，若此時(shí)t=K時(shí)刻和t=0時(shí)刻狀態(tài)一樣則譯碼輸出，否則，接著進(jìn)行步驟d繼續(xù)譯碼，譯碼直到t=(K+Lc+Ld) mod K 時(shí)刻，其中Lc為糾正深度。

e.從t=(K+Lc+Ld) mod K 時(shí)刻找出最優(yōu)的分支度量值state_pm(q,K+Lc+Ld)，開始從t=(K+Lc+Ld) mod K 到t=0時(shí)刻回溯，這條路徑對應(yīng)的狀態(tài)序列是state_sequence(q,K+Lc+Ld)，譯出1到K+Lc個(gè)值，將第1,2,…,Lc的值用K+1,K+2,…,K+Lc的值代替，然后輸出替換完的前K個(gè)值，即譯碼的最終輸出結(jié)果。

f.將上述譯出的信息首末位置顛倒，完成逆序譯碼。

本實(shí)用新型的積極有益效果是：

1、本實(shí)用新型中若度量值state_pm(q,K/2)的2倍大于state_pm(q,K)，則最終譯碼結(jié)果采用正序譯碼，因?yàn)榇藭r(shí)正序譯碼比逆序性能好；反之進(jìn)行逆序譯碼，因?yàn)榇藭r(shí)輸出逆序譯碼作為譯碼結(jié)果比采用正序性能好，這種采用正序譯碼和逆序譯碼相結(jié)合的方式，能夠有效地降低信息塊的誤碼率，提高譯碼效率。

2、本實(shí)用新型能夠提高整個(gè)系統(tǒng)的性能，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，另外本發(fā)明方法能夠有效應(yīng)用于下一代移動通信領(lǐng)域，根據(jù)LTE以及LTE-A的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，為新一代移動通信做技術(shù)儲備，具有很好的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明：

圖1是本實(shí)用新型咬尾卷積譯碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)連接示意框圖；

圖2是圖1中譯碼器模塊內(nèi)結(jié)構(gòu)連接示意框圖；

圖3是本實(shí)用新型咬尾卷積譯碼系統(tǒng)譯碼器中譯碼流程示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的解釋和說明：

參見圖1、圖2和圖3：圖中，1-數(shù)據(jù)接收器模塊，2-編碼器模塊，3-譯碼器模塊，4-數(shù)據(jù)輸出器模塊，3-1-正序譯碼單元，3-2-幸存路徑存儲單元，3-3-分支度量單元，3-4-比較單元，3-5-控制器單元，3-6-正序譯碼輸出口，3-7-逆序譯碼單元，3-8-逆序譯碼輸出口。

實(shí)施例：一種咬尾卷積譯碼系統(tǒng)，包括編碼器模塊2和譯碼器模塊3，編碼器模塊2從數(shù)據(jù)接收器模塊1接收數(shù)據(jù)幀，經(jīng)過編碼后的數(shù)據(jù)幀通過譯碼器模塊3譯碼后傳給數(shù)據(jù)輸出器模塊4，譯碼器模塊3包括幸存路徑存儲單元3-2、分支度量單元3-3、比較單元3-4、控制器單元3-5、正序譯碼單元3-1和逆序譯碼單元3-7，正序譯碼單元3-1通過幸存路徑存儲單元3-2與分支度量單元3-3連接，分支度量單元3-3通過比較單元3-4與控制器單元3-5連接，控制器單元3-5分別與正序譯碼輸出口3-6和逆序譯碼單元3-7連接，逆序譯碼單元3-7與逆序譯碼輸出口3-8連接。

幸存路徑存儲單元3-2用于選取最優(yōu)的譯碼路徑，分支度量單元3-3用于找出正序譯碼單元3-1譯碼過程中最優(yōu)路徑產(chǎn)生的分支度量值。

比較單元3-4采用比較器比較最優(yōu)路徑產(chǎn)生的兩個(gè)分支度量值，控制器單元3-5根據(jù)比較單元3-4產(chǎn)生的比較結(jié)果控制選擇正序譯碼輸出口3-6或通過逆序譯碼單元3-7選擇逆序譯碼輸出口3-8。

譯碼器模塊3通過正序譯碼輸出口3-6或逆序譯碼輸出口3-8將譯碼后的數(shù)據(jù)幀傳輸給數(shù)據(jù)輸出器模塊4，正序譯碼單元3-1用于數(shù)據(jù)幀的正序譯碼，逆序譯碼單元3-7用于數(shù)據(jù)幀的逆序譯碼，正序譯碼是將接收到的待譯碼數(shù)據(jù)幀按順序排列，逆序譯碼是將接收到的待譯碼數(shù)據(jù)幀按倒序排列。

譯碼器模塊3采用Viterbi譯碼器，編碼器模塊2采用Xilinx公司的FPGA的卷積編碼器。

咬尾卷積譯碼系統(tǒng)中卷積譯碼包括以下步驟：

（1）接收數(shù)據(jù)幀同時(shí)進(jìn)行正序譯碼；

（2）得出度量值：根據(jù)正序譯碼的過程，找出最優(yōu)路徑對應(yīng)的度量值state_pm(q,K/2)和度量值state_pm(q,K),其中度量值state_pm(q,k)為1到k位所有路徑度量值累加之和；

（3）判斷并輸出譯碼結(jié)果：若度量值state_pm(q,K/2)的2倍大于度量值state_pm(q,K)，則采用正序譯碼，正序譯碼作為譯碼結(jié)果從正序譯碼輸出口3-6輸出；若度量值state_pm(q,K/2)的2倍不大于度量值state_pm(q,K)，則采用逆序譯碼，逆序譯碼作為譯碼結(jié)果從逆序譯碼輸出口3-8輸出。

在步驟（3）中的逆序譯碼是將接收到的待譯碼數(shù)據(jù)幀按倒序排列，然后再譯碼；逆序譯碼具體過程如下：

a.首先接收完一個(gè)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)，將整個(gè)數(shù)據(jù)幀前后順序顛倒，即(i)=d(K+1-i)，i=1，2，……，K；

b.按照最大似然算法開始譯碼第1位，假設(shè)末尾狀態(tài)為q，遍歷64種狀態(tài)，通過狀態(tài)q推出1bit的信息，即原發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第K位。

c.根據(jù)得出的1bit信息，推算出第二個(gè)狀態(tài)，即原發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第K-1位，按照這樣的方法依次譯碼，直到第K+Ld時(shí)刻，其中Ld表示咬尾卷積編碼判決深度。

d.根據(jù)度量值state_pm(q,K+Ld)選出最佳的路徑state_sequence(q,K+Ld)，若此時(shí)t=K時(shí)刻和t=0時(shí)刻狀態(tài)一樣則譯碼輸出，否則，接著進(jìn)行步驟d繼續(xù)譯碼，譯碼直到t=(K+Lc+Ld) mod K 時(shí)刻，其中Lc為糾正深度。

e.從t=(K+Lc+Ld) mod K 時(shí)刻找出最優(yōu)的分支度量值state_pm(q,K+Lc+Ld)，開始從t=(K+Lc+Ld) mod K 到t=0時(shí)刻回溯，這條路徑對應(yīng)的狀態(tài)序列是state_sequence(q,K+Lc+Ld)，譯出1到K+Lc個(gè)值，將第1,2,…,Lc的值用K+1,K+2,…,K+Lc的值代替，然后輸出替換完的前K個(gè)值，即譯碼的最終輸出結(jié)果。

f.將上述譯出的信息首末位置顛倒，完成逆序譯碼。

工作時(shí)系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)邊接受邊進(jìn)行譯碼，找出最優(yōu)路徑對應(yīng)的度量值state_pm(q,K/2)和度量值state_pm(q,K)，如果度量值state_pm(q,K/2)的2倍大于state_pm(q,K)，則最終譯碼結(jié)果采用正序譯碼；反之進(jìn)行逆序譯碼，最終譯碼結(jié)果采用逆序譯碼。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的優(yōu)先實(shí)施例而已，并未對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。