專利名稱：一種實現(xiàn)維特比譯碼路徑度量歸一化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用維特比譯碼的各個領(lǐng)域，具體涉及2G、 3G、 Wimax等所有所有利用維 特比編解碼移動通信系統(tǒng)中譯碼電路的設(shè)計，尤其是涉及一種實現(xiàn)維特比譯碼路徑度量歸一 化的方法。
背景技術(shù)：
巻積糾錯碼在各種通信領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。圖1是巻積糾錯譯碼的核心單元。該核 心單元根據(jù)接收到的碼字，分別計算從兩個老狀態(tài)的路徑度量值SO， Sl到達(dá)新狀態(tài)的路徑度 量值S0'、 Sl'，并從這兩個路徑度量值中選擇較小的一條，作為新狀態(tài)的路徑度量值。該過 程主要有如下幾個單元路徑度量計算累加單元、路徑度量比較選擇單元以及路徑度量存儲單元。
上面的過程，對路徑度量的處理是一個比較麻煩的問題，這是由于譯碼長度比較長(有 時甚至是連續(xù)譯碼)，而且實際接收的符號值的范圍也比較大(基于軟判決的譯碼)。這就造 成每譯碼一比特數(shù)據(jù)，所產(chǎn)生的路徑度量值都比較大，隨著譯碼過程的進(jìn)行，路徑度量值不 斷累加，由于用于存儲路徑度量值的存儲單元的位寬總是有限的，如果不對路徑度量值進(jìn)行 處理，最終路徑度量值必然會發(fā)生溢出，因此必須實現(xiàn)路徑度量的歸一化。
針對這個問題，已經(jīng)有一些專利提出了一些解決方法。如The Boeing Company的專利 (專禾!J號US5390198，發(fā)明名稱Soft decision viterbi decoder for M-aryconvoluticmal codes),提出的方法是通過將全部路徑度量值減去最小的路徑度量值，以確保路徑度量不會 溢出。但這個方法有一個缺點，即必須從全部路徑度量值中找到最小的路徑度量值，這個操 作對于硬件設(shè)計來講是一個很大的挑戰(zhàn)。
因為在譯碼過程中， 一個時鐘周期內(nèi)通常會產(chǎn)生很多條路徑的路徑度量值，為了得到最 小路徑的路徑度量值，就必須在一個時鐘周期內(nèi)，從所有的這些路徑度量值中，找到路徑度 量值最小的那一個。為了完成這樣的功能，需要非常多、非常復(fù)雜的比較器。這樣一堆比較 器，將會大大增加硬件的占用資源量，降低電路的最高時鐘頻率，這種方法在快速并行譯碼 設(shè)計中的代價是很大的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種實現(xiàn)維特比譯碼路徑度量歸一化的方法。
本發(fā)明具體是這樣實現(xiàn)的
一種實現(xiàn)維特比譯碼路徑度量歸一化的方法，包括如下步驟-
第1步，設(shè)置存儲路徑度量值存儲單元的位寬比任意兩條路徑的最大距離大2bit;
第2步，進(jìn)行維特比譯碼，計算、累加路徑度量值時，將全部的路徑度量值轉(zhuǎn)換為正數(shù)， 比較選擇單元按照無符號數(shù)進(jìn)行比較選擇；
第3步，監(jiān)視器在路徑度量存儲時監(jiān)視路徑度量值的最高兩比特，如果所述兩比特的值 等于2'bl0，則在這一輪的路徑度量存儲過程中，在存儲時都把最高兩比特上減去1再存儲； 否則直接存儲。
所述任意兩條路徑的最大距離，為編碼器巻積深度減1與一個碼字所有接收符號的最大 范圍的乘積。
所述將全部的路徑度量值轉(zhuǎn)換為正值，具體是指-
在計算過程中，支路徑度量值都是使用補(bǔ)碼表示，其表示范圍為一2"1—1 2m"-l，其中m 為符號的度量位寬，將所有支路徑度量值都加上2"1—、則將所有的支路徑度量值都轉(zhuǎn)換為正值。
本發(fā)明所述方法通過簡潔的邏輯電路，將路徑度量歸一化問題在路徑度量存儲階段進(jìn)行 解決，將度量路徑全部轉(zhuǎn)換為正值，從而使路徑度量值運(yùn)算全部變換為加法運(yùn)算，簡化了運(yùn) 算單元的邏輯；然后利用一個兩bit的比較器， 一個兩bit的加法器，減少對計算和比較單元 的額外需求，簡化了比較選擇單元的邏輯；從而使計算和比較單元保持簡潔高速，從而能夠 實現(xiàn)并行高速譯碼。


圖1為維特比譯碼路徑度量計算、比較、選擇過程示意圖； 圖2為支路徑度量(BM)范圍變換示意圖； 圖3為滿足歸一化條件時，路徑度量范圍示意圖； 圖4為路徑度量歸一化過程示意圖； 圖5為具體實施方式
流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所述方法的具體實施方式
，進(jìn)行詳細(xì)的說明:
本發(fā)明所述方法，基于如下規(guī)則-
(1) 在維特比譯碼過程中，任意兩條路徑的距離必然小于(n-l)Xw，其中n是編碼器巻 積深度，w為一個碼字所有接收符號的最大范圍(比如對1/3碼率，8bit量化接收符號，則 w=3X28)。
(2) 在計算累加路徑度量值是，將全部的路徑度量值都換算成正數(shù)。 在計算過程中支路徑度量都是使用補(bǔ)碼表示，其表示范圍為(符號的度量位寬為m):
一2"1—' 2"^-l，如果將所有的支路徑度量值都加上2"1—、就將所有的支路徑度量值都轉(zhuǎn)換成 了正值，這樣在計算路徑度量值的時候，運(yùn)算單元就可以簡單的只做加法運(yùn)算，從而是比較 和累加單元比較簡潔。
該處理過程參看圖2。該處理不會影響譯碼過程，這是因為只需要這些路徑度量的相對 大小，而不需要知道路徑度量的真實值。當(dāng)對所有的路徑度量都增加相同的值時，不會影響 到路徑度量之間的相對大小。
下面詳細(xì)說明該發(fā)明的實現(xiàn)方法
第一步設(shè)置存儲路徑度量值存儲單元的位寬比任意兩條路徑的最大距離((n-l)Xw) 大2bit。
第二步進(jìn)行常規(guī)維特比(viterbi)譯碼，譯碼過程中，計算、累加路徑度量值時，將全 部的路徑度量值轉(zhuǎn)換為正數(shù)，比較選擇單元也按照無符號數(shù)進(jìn)行比較選擇。 第三步設(shè)計監(jiān)視器，在路徑度量存儲時監(jiān)視路徑度量值的最高兩bit。
第四步如果最高兩bit的值等于2'M0，則在這一輪的路徑度量存儲過程中，在存儲時 都把最高兩bit減去l再存儲；否則直接存儲。
這樣做不會造成路徑度量的溢出，這是因為一條路徑度量值的高兩bit=2'bl0時，根據(jù) 規(guī)則(1)可以確認(rèn)，其他所有的路徑度量值的最高兩bit的取值必然為2'b01，2'bl0，2'b11, 參看圖3。因此在存儲路徑度量值時，可以將全部路徑度量值的最高兩bit減去1，這不會造 成溢出，從而將整個路徑度量值的范圍拉下來。
路徑度量值在整個譯碼過程中的變化參看圖4。
下面以l/2碼率，巻積深度為9，量化比特位寬為8為例，詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。
步驟l: 一個碼字的路徑度量范圍『2乂28=512，兩條路徑度量值的最大差值=(9一1) Xw=2l2，位寬為12bit，選擇路徑度量存儲單元的位寬為14bit。
對于巻積深度為9的維特比譯碼，共需要29"=256個路徑度量存儲單元(每個14bit)。 初始化全部存儲單元的值為0。
步驟2:進(jìn)行維特比譯碼，計算、累加路徑度量值，全部支路徑度量值都加上2^ = 128。累加運(yùn)算全部按照無符號數(shù)進(jìn)行累加。
步驟3:監(jiān)視器始終監(jiān)視第一路路徑度量值的最高2比特(13， 14bit),如果發(fā)現(xiàn)該兩bit =2'bl0。則在這一輪的路徑度量存儲過程中，256個路徑度量值都在高兩比特上減去2'b01 后再存儲。
權(quán)利要求
1、一種實現(xiàn)維特比譯碼路徑度量歸一化的方法，其特征在于，包括如下步驟第1步，設(shè)置存儲路徑度量值存儲單元的位寬比任意兩條路徑的最大距離大2bit；第2步，進(jìn)行維特比譯碼，計算、累加路徑度量值時，將全部的路徑度量值轉(zhuǎn)換為正數(shù)，比較選擇單元按照無符號數(shù)進(jìn)行比較選擇；第3步，監(jiān)視器在路徑度量存儲時監(jiān)視路徑度量值的最高兩比特，如果所述兩比特的值等于2’b10，則在這一輪的路徑度量存儲過程中，在存儲時都把最高兩比特上減去1再存儲；否則直接存儲。
2、 如權(quán)利要求l所述的實現(xiàn)維特比譯碼路徑度量歸一化的方法，其特征在于 所述任意兩條路徑的最大距離，為編碼器巻積深度減1與一個碼字所有接收符號的最大范圍的乘積。
3、 如權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)維特比譯碼路徑度量歸一化的方法，其特征在于 所述將全部的路徑度量值轉(zhuǎn)換為正值，具體是指在計算過程中，支路徑度量值都是使用補(bǔ)碼表示，其表示范圍為一2""—i 2"^-l，其中m 為符號的度量位寬，將所有支路徑度量值都加上2叭'，則將所有的支路徑度量值都轉(zhuǎn)換為正值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)維特比譯碼路徑度量歸一化的方法，包括如下步驟設(shè)置存儲路徑度量值存儲單元的位寬比任意兩條路徑的最大距離大2bit；進(jìn)行維特比譯碼，計算、累加路徑度量值時，將全部的路徑度量值轉(zhuǎn)換為正數(shù)，比較選擇單元按照無符號數(shù)進(jìn)行比較選擇；監(jiān)視器在路徑度量存儲時監(jiān)視路徑度量值的最高兩比特，如果所述兩比特的值等于2’b10，則在這一輪的路徑度量存儲過程中，在存儲時都把最高兩比特上減去1再存儲；否則直接存儲。本發(fā)明所述方法，將路徑度量歸一化問題在路徑度量存儲階段進(jìn)行解決，減少對計算和比較單元的額外需求，簡化了運(yùn)算單元和比較選擇單元的邏輯；從而使計算和比較單元保持簡潔高速，能夠?qū)崿F(xiàn)并行高速譯碼。
文檔編號H03M13/23GK101098150SQ20061009045
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者田學(xué)紅 申請人:中興通訊股份有限公司