一种具有低运算复杂度的卷积码快速译码方法

摘要

本发明公开了一种具有低运算复杂度的卷积码快速译码方法，属于数字通信中的信道编译码技术领域。本方法充分利用现有数字通信系统中数据帧结构特点，采用帧头辅助卷积译码，同时综合考虑代数译码和概率译码的优势，将二者融入到一种译码体系结构中，使得新译码方法既具有接近代数译码的运算复杂度，又具有不亚于概率译码的纠错性能。使用此方法，译码器可以节省硬件资源，提高通信系统工作速率，保证实时输出译码数据，特别是在信道情况较好的环境下，能够大幅度降低译码复杂度，具有良好的应用前景。

主权项

1.一种具有低运算复杂度的卷积码快速译码方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤一、对于卷积编码器(n，k，L)，将每一帧数据帧头的前k*(L-1)位作为编码器的初始状态，并计算后N_head-k*L+k位数据的编码输出，记为code_head，其中N_head为帧头长度且N_head>k*(L-1)； 步骤二、将code_head与接收序列作线性相关运算，设定门限值TH=n/k*(N_head–k*L+k)，当滑动相关值大于或等于门限值TH时，即认为搜索到帧头位置； 步骤三、从搜索到帧头时刻起，连续储存n/k*N_data个数据，其中N_data为编码前每帧有效数据的长度； 步骤四、计算校正子S=R*H^T，式中，R为步骤三中连续储存的n/k*N_data个接收数据，H是(n,k,L)卷积编码器以固定帧头的后k*(L-1)位作为编码器初始状态时的N_data*(n-k)×N_data*n阶截短监督矩阵； 步骤五、判断本帧数据错误情形，若S为全0的矢量，则判定本帧接收数据无错，转到步骤八；若S不为全0的矢量，但与监督矩阵H中的某一列完全相同，则判定本帧接收数据有1个错误，转到步骤七；否则判定本帧接收数据有多个错误，转到步骤六； 步骤六、利用维特比纠错方法，对本帧数据进行纠错，并输出纠错后的编码序列，转到步骤八； 步骤七、搜索确定监督矩阵H中的第m列与校正子S完全相同，将本帧数据的第m个数据取反纠错，并输出纠错后的编码序列，转到步骤八； 步骤八、将无错或经过纠错的编码序列反编码，输出本帧数据的最终译码序列； 步骤九、从本帧接收数据后开始，跳过n/k*N_head个数据，再连续储存n/k*N_data个数据，循环回到步骤四，即可对后续的每一帧数据连续不断的进行 译码输出； 上述过程中，所述步骤八的序列反编码按如下方式递推进行： 首先，以固定帧头的后k*(L-1)位作为编码器初始状态d_L-1、d_L-2、…、d₁，其中d_L-1、d_L-2、…、d₁均为k维矢量； 然后，根据编码器结构写出输出方程： 其中，d₀为当前待求解的k维编码输入数据矢量，C₁、C₂、…、C_n为接收序列的前n个数据，g_ij(1≤i≤n，0≤j≤L-1)为已知编码器的生成系数；求解上述线性方程组得到一组k维译码输出数据d₀； 最后，将新得到的数据d₀作为新的编码器输入数据送入本地编码器，更新编码器初始状态为d_L-2、d_L-3、…、d₀，重新进入方程（1），将C₁、C₂、…、C_n更新为上一次参与递推数据的后n个数据，即可得到一组新的k维译码输出数据；重复递推过程直至本帧数据译码完毕为止。