[发明专利]一种多维TCM译码器

说明书

技术领域

本发明属于TCM译码技术领域，涉及一种多维TCM译码器。 

背景技术

以往的编码技术是以增加系统带宽而换取编码增益的，这对于深空通信和早期的卫星通信等带宽富裕的场合是适合的，而对于诸如电话通信和海量高速数据传输这类带宽严格受限的系统就不是很合适。特别是今天，一方面高数据率要求系统的带宽效率要高，另一方面成本或移动性要求小天线与低发射功率。TCM(网格编码调制)技术的问世，为上述两个方面提供了解决途径。 

将TCM用于高速数据传输时，若使用编码符号速率与调制符号速率等同的二维TCM，对译码器的处理速度具有较高的要求，例如在信息速率为300Mbps编码效率为2/3的TCM-8PSK中，如使用二维TCM，那么译码器将以150Msps的符号速率进行路径的搜索。如果采用同样的信息速率和编码效率四维的TCM，那么在译码器中，路径搜索将以75Msps的符号速率进行。在相同的吞吐量条件下，采用2*D维TCM能使译码器的处理速率降到二维TCM的1/D，这使得多维TCM在高速数据传输中具有很大的吸引力。 

但使用多维TCM会带来新的问题，若在译码端不能正确判断哪几个连续接收的调制符号属于同一个编码符号，将无法进行正确的译码，即编码符号同步问题。现有技术中，通常采用非盲同步插入导频法，即每隔一段特定的时间在待传输的数据流中插入一段已知的同步信息比特来获取编码符号的同步信息的方法，这种方法会增加系统带宽，降低信息的传输效率。关于盲同步的方法，前期的研究均不可利用Viterbi译码器运算的中间结果，一直没得到广泛的应用，而近年来开始研究利用Viterbi译码器的中间结果的盲同步方法，取得了比较好的效果，如(杨军，张尔扬，多维TCM的编码符号同步方法，国防科技大 学学报，2005年，第27卷第5期，48-51.)，该文献提出了两种多维TCM编码符号盲同步方法，一种是累加相位差同步法是对这种相位差累加同步法的一种改进，这种方法可以利用Viterbi译码器当前各状态的最小累加和值与L个时刻之前保存路径中此状态的累加和值之差来直接获取相位差累加值，降低了计算累加和值的复杂度，但该方法在每次判断时还需要处理浮点数或多比特量化的定点数的减法和比较，复杂度还是较高。另一种是回溯初始状态比较同步法。在该方法中，若编码符号同步正确，那么接收的调制符号在Viterbi译码器中会沿着一条正确的路径延伸。若接收的多维符号在译码器中不同步，在编码网格中不存在这样的路径。通过判断当前大多数状态的幸存路径在L时刻前的状态相同与否，来判断编码符号是否同步。对于2D维TCM，回溯初始状态比较同步法需要进行M次比较，并且需要回溯M条幸存路径。需要的运算量比累计度量和同步法还要大。对高速硬件实现是非常不利的。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对现有技术的不足，提供了一种多维TCM译码器，采用本发明可利用译码器的中间结果实现对输入译码数据的盲同步，且不对译码器的性能造成损失。 

本发明的技术解决方案是： 

一种多维TCM译码器，包括：控制模块、同步检测模块、分支度量模块、辅助网格模块、ACS模块、回溯模块和差分模块， 

所述分支度量模块根据输入的同步译码数据产生分支度量值和分支度量值的符号值并输出到辅助网格模块； 

所述辅助网格模块根据输入的分值度量值产生分支度量和值输出给ACS模块；再根据分支度量和值获得硬判决码字以及与分支度量和值对应的路径信息，其中，所述的硬判决码字输出给同步检测模块，所述路径信息输出到回溯模块； 

所述ACS模块根据输入的分支度量和值获得编码过程中产生分支度量和值的状态信号和路径度量信号，并根据路径度量信号产生路径度量归一化信号， 所述状态信号输出给回溯模块，所述路径度量归一化信号输出给同步检测模块；并将迭代译码过程中，最大路径度量信号的状态信号输出给回溯模块； 

所述回溯模块根据输入的产生分支度量和值的状态信号状态、最大路径度量信号的状态信号和路径信息生成译码码字，并将译码码字分别输出到同步检测模块和差分模块； 

所述差分模块对输入的译码码字进行星座逆映射，产生译码结果并输出。