TD-LTE系统咬尾卷积码译码算法研究

在TD-LTE系统中,要获得准确可靠的信道传输,就要在发送端采用差错控制编码。而卷积码作为一种前向纠错技术被应用于很多现代通信系统中,此外采用卷积码编码的数据在接收端通常都采用Viterbi译码来实现。首先介绍了咬尾卷积码编码原理,然后研究了译码的两种方法并在此基础上提出改进算法,最后通过性能仿真以及译码复杂度的比较来分析这三种译码算法。     

TD-LTE系统中咬尾卷积码译码器的FPGA实现

在LTE中,为了获得正确无误的数据传输,要采用差错控制编码技术。LTE中是采用Viterbi和Turbo加速器来实现前向纠错。咬尾卷积码保证格形起始和终止于某个相同的状态,它具有不要求传输任何额外比特的优点。本文提出一种在FPGA中实现的咬尾卷积码的Viterbi译码算法,并在Xilinx的XC3S500E芯片上实现了该算法,最后对该算法性能进行了分析。     

一种应用于LTE系统的Viterbi译码算法

LTE(long term evolution,长期演进)系统中采用了咬尾卷积码和Turbo码来实现前向纠错,Viterbi译码是卷积码的一种杰出的译码算法,它是一种最大似然译码方法。本文基于LTE系统中的咬尾卷积码,详细分析了几种较成熟的Viterbi译码算法,并综合现有算法,提出了一种改进算法,减小了译码计算的复杂度。仿真结果表明,改进算法在降低译码计算复杂度的同时还降低了译码误比特率,因此非常适合LTE系统的译码要求。     

基于可信位置排序的咬尾卷积码译码算法

咬尾卷积码的传统译码算法没有考虑咬尾格形图的循环性,译码起始位置固定,译码效率相对较低。该文首次证明了咬尾卷积码基于格形图的译码算法与译码起始位置无关,即从任意位置开始译码得到的最优咬尾路径即为全局最优咬尾路径。基于此提出一种基于可信位置排序的咬尾卷积码译码算法。新算法利用咬尾格形图的循环性,根据接收到的信道输出序列估算每个译码起始位置的可靠性,从而选择一个可靠性最高的译码起始位置。和传统译码算法相比,所提算法具有更快的收敛速度。     

一种低复杂度咬尾卷积码译码算法﹡

对于咬尾卷积码的译码,传统的最大似然译码算法需要遍历每个可能的起始状态对应的咬尾格形子图,译码复杂度过高.循环维特比算法是一种有效的低复杂度次优译码算法.通过对循环维特比算法中的循环陷阱进行研究,提出了一种新的循环陷阱检测方法,利用对循环陷阱的检测可以减少冗余迭代;同时利用最大似然咬尾路径对非似然起始状态进行排除,极大的缩小了循环维特比算法中译码搜索空间.在此基础上得到了一种低复杂度的译码算法.     

一种咬尾双二进制Turbo码并行译码方案

针对双二进制Turbo译码使用并行、滑动窗联合译码技术时,其咬尾的编码构造和窗分割导致边界状态值难以获取的问题,提出了一种新咬尾Turbo码并行、滑动窗译码方案——扩展交叠方案.该方案采用了边界状态盲估计和滑动窗状态回溯两种新译码技术.相比于传统的边界状态度量传播方法(又称迭代法),新方法一方面提高了边界状态度量的准确性,从而加快了译码收敛速度,一定程度上减小了高信噪比下的性能损失;另一方面避免了存储前一次译码的迭代度量值,更有利于硬件设计.仿真表明,新方案在64左右的中等窗长下即可消除并行和滑动窗影响,逼近原始无并行无滑动窗译码的性能,且窗长越小,其相较传统迭代法带来的译码性能增益就越明显.该方案具有较好的实用性和应用价值,可以满足5G的高速率、低时延和低存储的数据传输要求.     

TD-SCDMA中(2,1,9)卷积编码及其VITERBI译码算法的SIMULINK S-FUNCTION实现

文章提出了TD-SCDMA系统中一种(2,1,9)卷积编码及其Viterbi译码的软件实现方案,在Matlab/Simulink平台中应用S-Function实现了(2,1,9)卷积码的Viterbi译码器功能.测试证明,该Viterbi译码器输出的信息比特误码率在低信噪比下仍能达到0.0583.     

一种Viterbi译码的改进算法

Viterbi译码是一种应用广泛的最大似然估计算法。本文利用相邻几组判决数据之间的相互关系，对这几组数据进行联合判决估计，从而提高了译码性能。从仿真结果来看，当译码深度不大时，译码性能得到明显的改善。因此该算法可以在保证同等性能前提下，减小硬件规模，降低功耗。     

卷积编码及译码在数字通信系统中的仿真

本文介绍了利用点对点（哪）数字通信系统模型，推导卷积编码和Viterbi译码的非线性传输函数的方法以及对Viterbi译码软判决和硬判决的性能分析。通过Matlab中的Simulink仿真模块，对系统模型进行了建模，其仿真结果表明。增大卷积编码和Viterbi译码的约束长度可以提高误码性能。最后，得到了Viterbi译码在软判决和硬判决条件下的误码曲线。     

一种高效咬尾卷积码译码器的设计与仿真

介绍了咬尾卷积码的最优和次最优译码算法的实现细节,给出了采用新的蝶形图计算方法和环形内存来节省硬件资源的实现方法,最后给出了次最优算法在FPGA上的实现结果。     

卷积码的通用编译码

介绍了实现各种不同码型卷积码的编、译码的通用算法.在考虑程序代码效率、执行效率和程序的可读性的情况下,给出它的程序实现,只需要给定不同的生成多项式,就可以实现各种不同码率和不同约束长度的卷积码编码和译码,能简化通信系统中的软件实现.     

基于LTE截尾卷积码的译码算法改进研究

文章基于LTE(长期演进)采用的截尾卷积码.介绍了截尾卷积码的循环维特比译码算法(CVA)和环绕维特比算法(WAVA).并综合两种算法的优点,对现有算法做了改进,减小了译码计算的复杂度.仿真结果表明,同WAVA相比.改进算法可获得较好的效果,且计算量减小了1/4.     

大约束度卷积码快速译码方法的研究

针对Viterbi译码算法的计算复杂度随着卷积码约束长度的增加呈指数增加,译码延迟过大,只适用于约束长度较小的卷积码译码的缺陷,提出了适用于大约束度的卷积码译码方法.采用了改进粒子群优化算法,弥补传统粒子群优化算法在解决离散问题方面的缺陷--对卷积码快速译码.该方法通过设定种群规模M来确定译码路径数,极大地缩小了译码网格中的路径搜索范围,使译码延迟减小,更适用于约束长度较大的卷积码.还提出了译码宽度自适应的卷积码译码方法,对Viterbi译码算法进行了改进,把固定的译码路径宽度改进为随信道噪声的变化而变化,大大降低译码计算复杂度.仿真实验表明提出的2种译码方法的有效性.     

联合判决估计的Viterbi译码算法

利用相邻几组判决数据之间的相互关系，对这几组数据进行联合判决估计，从而提两了Viterbi译码性能。从理论分析和仿真结果来看，当译码深度τ=2m左右时，译码性能相当于深度2τ传统算法的性能。此外，仿真表明参考状态的位置对性能影响不大。因此该算法在保证同等性能前提下，对留选路径存储的规模和功耗减少约20％，对回溯单元减少达30％。     

基于GPU的Viterbi并行解码算法的设计与实现

针对GPU并行计算特征,对Viterbi解码自身做了并行处理探索,并提出使用Zero-Termination卷积码来实现基于GPU的Viterbi解码分块并行处理.设计的实现结果表明:Zero-Termination卷积码的简单而适用于GPU分块并行;误码率降低,特别是在信噪比低的情况下,Zero-Termination卷积码误码率比不损失码率的卷积码要低.同时,还实现了基于GPU的7,9,15三种不同约束长度的Viterbi解码,获得了良好的误码性能曲线及高吞吐率表现.     

高码率无线光通信交织卷积编码新方案研究

为了克服大气湍流引起的光信号的深衰落,提高交织器的交织深度是一种有效的方法。提出了一种新的前向纠错方案用来降低交织深度较大的交织器设计的复杂性,该方案在发射端采用交错卷积编码结构,将编码输出序列经字节组合后,再通过字节交织方式离散大气湍流所引起的衰落信号;在接收端设计成字寻址的解交织,给出了一种对数度量量化的软判决Viterbi并行译码方式。针对该方案进一步优化了字节组合方式,提出了与之相匹配的新型的互质型分段字节卷积交织结构。将该方案用于通信速率为300Mbit/s的无线光通信系统,仿真结果表明,该方案能够降低交织器和单译码器的处理速度要求,而且在误码率为10？6时,相对于最佳阈值判决有约6.9dB的编码增益,与完美交织下的编码性能仅相差0.3dB,这在高码率无线光通信系统中抑制大气湍流的影响有潜在的应用价值。     

数字HDTV地面广播传输方法 第七讲 格状编码调制的维特比译码算法

格状编码调制（ＴＣＭ）可以在相同的频带利用率下，使信号得到２．５５～７．３７ｄＢ的编码增益，在数字通信中得到了广泛的应用。ＴＣＭ的维特比（Ｖｉｔｅｒｂｉ）译码算法是一种最大似然译码方法，它可以充分体现ＴＣＭ的优点。本文讨论了维特比译码算法的原理，并以４状态卷积码和ＨＤＴＶ地面广播中使用的ＴＣＭ－３２ＱＡＭ为例，介绍了硬判决维特比译码和软判决维特比译码算法的译码过程。     

卫星通信协议中卷积码序列译码的计算机模拟

主要研究卫星通信协议IESS 309协议中的系统卷积码的编码及其序列译码的计算机模拟。用C语言实现了码率为1／2的36位的系统卷积码的编码，然后模拟高斯噪声信道生成一个Fano度量表，最后用Fano算法实现该卷积码的软判决序列译码，并进行了性能分析，为以后的工程应用打下一个良好的基础。     

截尾卷积码的译码算法分析

介绍了截尾卷积码的循环维特比译码算法和BCJR译码算法，以及在循环维特比算法基础上改进的环绕维特比译码算法和双向维特比算法，最后对各种译码算法的性能进行了仿真分析。     

一种低复杂度双二元卷积Turbo码译码算法

双二元卷积Turbo码（ DB CTC)的非二进制编码使得译码复杂度增加,限制了其在某些实际通信工程中的使用。在最大后验概率（ MAP)译码算法的基础上,提出了一种优化算法,将译码的存储量和计算量降为原来的1/4。仿真结果表明：在不同编码长度和码率的情况下,优化算法与原算法性能相当;在误码率为10-5的条件下,两者的Eb/N0差异同样不大于0.1 dB。