卷积码的一种译码方法的研究

作者：张婷婷

来源：《科技资讯》 2012年第29期

张婷婷

(燕山大学车辆与能源学院 河北秦皇岛 066004)

摘 要:卷积码是一种在深空通信和移动通信系统中使用较多的信道编码方案。CDMA IS-95标准和WCDMA 3GPP标准将卷积码作为实时要求较高业务的信道纠错编码。本文是在现有卷积码译码方法较为复杂的情况下，对卷积码的译码方法进行了分析，对于五位以内突发错误的译码进行纠错的方法进行了探索性研究。

关键词:卷积码 译码 纠错

中图分类号:TP3

文献标识码:A

文章编号:1672-3791(2012)10(b)-0002-01

1 卷积码基础

1948年香农提出了噪声信道编码理论,其核心是通过适当的编码后,当信息传输率小于信道容量时,能够高效无误地传输。卷积码是一个有限记忆系统，它是将信息序列分割成长度为k的一个个分组，然后将k个信息比特编成n个比特，但k和n通常很小，特别适合以串行形式进行传输，时延小。与分组码不同的是，在某一分组编码时，不仅参看本时刻的分组而且参看本时刻以前的m＋1个分组，编码过程中互相关联的码元个数为n(m+1)。N=m+1称为约束长度。N－1是卷积码的重要参数为了突出特征参数常把卷积码写成(n,k,m)卷积码[1]。

1.1 卷积码的原理

卷积码的编码器的一般结构如图1所示。它包括:一个由N段组成的输入移位寄存器，每段k个，共kN个寄存器;一组n个模2和相加器，一个由n级组成的输出移位寄存器。对应于每段k个比特的输入序列，输出n个比特。整个编码过程可以看成是输入信息序列与由移位寄存器和模2加法器之间连接所决定的另一个序列的卷积码，卷积码即由此得名。在(n,k,m)卷积码中，n为码长，k为码组中信息码元的个数，它的编码效率为R=k/n[2]。

正因为卷积码在编码过程中，充分利用了各组之间的相关性，无论是从理论上还是实际上均已证明其性能要优于分组码，因此在通信领域应用得越来越多。但目前尚未找到较为严密的数学手段，将码的构成与其纠/检错能力有规律的联系起来，另外，卷积码的译码算法也有待于进一步研究与完善。

1.2 卷积码的译码

一般卷积码的译码方法可分为两大类。一类是代数译码，该方法的硬件实现简单，但性能较差，其中具有典型意义的是门限译码。另一类是概率译码，由于计算时用到了信道的统计特性，因而提高了译码特性，但这种性能的提高是以增加硬件的复杂度为代价的[3]。

因此，本文以图2卷积码为例，以译码器的输出端的一个作为反馈，考虑一种新型的软判决纠错译码方法。

2 一种译码方法的设计

以通信系统中比较基本的卷积码为例。

基于对卷积码译码中反馈的研究，本文对于5位以内最多出现两个突发错误的情况，观察、总结出一种新的卷积码译码思路和方法，并进行了讨论与分析，当然在具体的实现过程中，数据量的限制、仿真方法的局限、软件的编程以及仿真的参数设置中存在的一些问题，导致误码率数量级较高，精确度低，有待于以后进一步详细的研究。

参考文献

[1] 朱小龙.数字通信技术[M].北京:化学工业出版社，2004,8.

[2] 杨震.Viterbi译码器的FPGA设计[D].西安电子科技大学，2002.

[3] (美)G·C小克拉克.数字通信中的纠错编码[M].聂涛[译].国防工业出版社，1988,7.