一种应用于LTE系统的Viterbi译码算法.pdf

研究与开发种应用于ＬＴＥ系统的Ｖｉｔｅｒｂｉ译码算法一李小文。罗友宝（重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆４０００６５）信息比特来初始化编码寄存器，使编码器的初始状态和结１引言束状态相同，这样做可以提高编码效率．节约带宽资源，但在通信系统中，发送端发出的信号不可避免地要受到对译码器来说初始状态和结束状态都是未知的．因此也增随机噪声和突发噪声的影响，信号的传输波形若受到破加了译码复杂度。坏，则会使接收端可能发生错误判决。消除或降低噪声干目前，在咬尾卷积码Ｖｉｔｅｒｂｉ译码方面的研究主要有以扰的方法包括均衡、提高发射信号功率等，但是这些方法下的情况。通常不能满足传输要求。参考文献ｆ１提出了一种自适应的循环Ｖｉｔｅｒｂｉ译码信道编码是现代通信系统广泛采用的一种差错控制算法，并且提出了３种不同的译码结束规则．不同措施。利用将“数据序列”转变成“更好的序列”产生冗余比的结束规则，译码计算复杂度和译码ＢＥＲ（ｂｉｔｅｒｒｏｒ特，这些冗余比特可以用于检测错误和纠正错误ｒａｔｅ，误比特率）不同。卷积码是信道编码中最为重要的一类。根据卷积码码参考文献【２］基于编码判决深度，利用Ｖｉｔｅｒｂｉ译码的字是否以零比特结尾，可以分为零尾比特卷积码ｆｚｅｒ０．ｔａｉｌ收敛性，提出了一种优化的循环Ｖｉｔｅｒｂｉ译码算法。ＣＣ）和咬尾卷积码ｆｔａｉｌ．ｂｉｔｉｎｇＣＣ）。零尾比特卷积码有固定参考文献［３］基于译码复杂度的考虑，提出了一种改的结尾清零比特作为结束状态，译码相对较简单；咬尾卷进的Ｖｉｔｅｒｂｉ译码算法，此算法可以将译码计算复杂积码没有结尾清零比特，编码时使用数据块的最后ｍ个度降到很低的水平。参考文献［４］基于Ｖｉｔｅｒｂｉ译码的码块迭代思想，提国家科技重大专项“ＴＤ—ＬＴＥ无线综合测试仪表开发”出了一种环绕Ｖｉｔｅｒｂｉ译码算法．且在此基础上提出臻究与开发了一种并行译码的双向Ｖｉｔｅｒｂｉ译码算法。多改进循环Ｖｉｔｅｒｂｉ算法】的基础，其基本思想为：将接收参考文献【５】提出了一种改进的环绕Ｖｉｔｅｒｂｉ译码算到的码块重复连接，对连接后的长序列进行Ｖｉｔｅｒｂｉ译码．法，该算法在每个码块译码结束时都判断当前码块即译码器任意选择一个初始状态或从所有初始化度量相及之前码块是否满足译码输出条件，通常迭代较少同的状态开始进行ＶＡ译码的ＡＣＳ（ａｄｄ．ｃｏｍｐａｒｅ－ｓｅｌｅｅｔ．加次数就可以得到正确译码。比选）计算，这样前一个码块的可用信息将传输到后一个本文第二部分介绍ＬＴＥ系统中的咬尾卷积码，第三部码块并在后一码块中累积，每个码块的可用信息将不会被分详细分析几种现有的咬尾卷积Ｖｉｔｅｒｂｉ译码算法，主要分浪费。同时，参考文献［１］也提出了固定的译码结束规则和析它们的译码原理和译码计算复杂度，并提出改进的可变的译码结束规则以及二者兼顾的译码结束规则，不同Ｖｉｔｅｒｂｉ译码算法；第四部分对几种算法进行仿真，并对仿的结束规则有着不同的译码性能，这在后来的改进算法中真结果进行分析，通过对ＢＥＲ及译码计算复杂度进行比都有所体现较，评判译码性能的优劣。为了提高译码性能，降低译码复杂度，减少译码延迟。参考文献［２１和［３］分别提出了ＢＤＤ．ＣＶＡ译码算法和Ｌｗ．ＣＶＡ２ＬＴＥ系统中的咬尾卷积码译码算法，它们都有固定的译码时间．且通常只需将接收ＬＴＥ作为准４Ｇ技术．以ＯＦＤＭｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ￣ｅｑｕｅｎｃｙ码块部分重复。以参考文献［２］提出的ＢＤＤ．ＣＶＡ算法为ｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｈｉｐｌｅｘｉｎｇ，正交频分复用）和ＭＩＭＯｆｍｕｌｔｉｐｌｅ．例，其算法描述为：ｉｎｐｕｔｍｕｌｔｉｐｌｅ．ｏｕｔ．ｐｕｔ，多输人多输出）技术为基础．下行采ａ．初始化所有（个）开始状态的度量值，一般设置为０；用正交频分多址技术，上行采用单载波频分多址技术．在ｂ．从开始的个状态做ＶＡ译码的ＡＣＳ操作，执行到时２０ＭＨｚ频谱带宽下能够提供下行１００Ｍｂｉｔ／ｓ与上行５０Ｍｂｉｔ／ｓ刻ｔ＝Ｌｉｎｉｔ；的峰值速率，降低了系统延迟。ｃ．在ｔ＝Ｌｉｎｉｔ时刻选择路径度量最小的节点，清除其他ＬＴＥ系统采用咬尾卷积码和Ｔｕｒｂｏ码来实现前向纠节点的路径，然后从选择的节点继续ＶＡ译码的ＡＣＳ操错［６１，其咬尾卷积编码器结构如图１所示，它的限制长度作，直到ｔ＝（２Ｌｉｎｉｔ一１１ｍｏｄＫ时刻：为７，编码速率为１／３，使用码块的最后６ｂｉｔ信息来初始ｄ．译码输出ｔ＝Ｌｉｎｉｔ时刻的数据符号．然后继续向后以化６个编码移位寄存器，促使编码器的初始状态和结束状ｃｆ（Ｌｆ＜￣Ｌｉｎｉｔ）为窗滑动做ＶＡ译码的ＡＣＳ操作一１个时态相同，从而提高编码效率。刻，到达ｔ＝（Ｌｉｎｉｔ＋Ｌｆ＋Ｋ一２）ｍｏｄＫ时刻，并译码输出剩下的Ｋ一１个数据符号。３咬尾卷积码Ｖｉｔｅｒｂｉ译码算法其中Ｌｉｎｉｔ、Ｌｆ以及后文即将提到的ｗｉｎ的具