[发明专利]卷积码的前向纠错方法、装置及译码器

说明书

本发明提供了一种卷积码的前向纠错方法、装置及译码器，包括：抽取卷积码序列中的待搜索序列，根据卷积码的生成矩阵符合有向欧拉图规律的平滑贯穿特性，检测待搜索序列是否能够准确译码；若是，对待搜索序列进行译码处理，利用得到的译码序列生成正解卷积码序列并覆盖被噪声干扰后的卷积码序列对应的卷积码；基于卷积码序列的强收敛特性以及平滑贯穿特性，从被覆盖后的卷积码中分离后续干扰序列并进行译码处理；其基于数学思想，采用第二机制以先译码后纠错的方式对接收的卷积码进行译码处理，译码速度快且准确度高；且还实时启动第一机制督促第二机制维持在正确的译码路径上，有效地降低第二机制步入错误路径的问题，可靠地解决了门限效应问题。

技术领域

本发明涉及通信译码技术领域，特别设计一种用于高速抗干扰卷积码的前向纠错方法及装置。

背景技术

在信息传递和处理的过程中，存在着信号失真和噪声干扰，如何从信号失真和噪声污染中获得原始信号，一直是工程界和学术界十分关心的问题。自20世纪90年代以来，信息领域中，移动通信、深空通信、卫星导航、遥控、遥感等迅速发展。相对而言，与之密切相关的FEC(Forward Error Correction，前向纠错)技术，则长期处于技术发展的瓶颈状态。

FEC属于高可靠性通信技术，依据的是可靠性编码理论，研究如何利用抗干扰编码的规律性和关联性，解决最佳接收的问题。FEC采用单向传输信道，信源端负责对信息进行抗干扰编码处理，信宿端则执行抗干扰的译码处理过程，纠正传输过程产生的错误，尽最大可能提高信息的可靠性和实时性。因此，FEC不仅适用于一般通信应用，更适用于深空通信、同播通信等特殊场合。FEC受到重视的另一个原因是其译码算法在智能信息技术领域同样具有重要的影响。

在现代通信与数字信号处理领域内，维特比教授提出的卷积译码算法沿用至今。该译码器的基本运算过程涉及相加、比较和选择(英文缩写为ACS)三个步骤，其译码进程的每一步都需要重复进行一次ACS运算，最后再通过回溯从中选择一条误码最小的路径，回避了误码较大的路径，因而该算法不能抗拒强干扰。当前的各种概率译码算法都存在这种“避重就轻”的现象。在信息化社会中，环境干扰与人为干扰日益严重，所有“避重就轻”的算法都难以称为最优算法。目前，提高译码性能的手段只有增大卷积编码器的状态数M，而在增大状态数M的同时会使度量存储器和路径存储器的长度倍增，同时还会使ACS运算量的陡然增加。因此，上述译码器对于约束长度长的编码就相当复杂了。

另外，当信噪比非常低时，上述译码器的编码增益变为负值，在无误码的区域会产生大量的译码错误，形成噪声放大作用(即门限效应)，使得利用纠错码后的性能劣于信源端不编码直接传输原始信号的过程。

发明人在研究中发现，基于最大似然算法的现有卷积译码器，存在提高译码性能的手段对于约束长度长的编码处理过程复杂且本身存在门限效应的问题，针对该问题，目前尚未提出较好的解决方式。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种卷积码的前向纠错方法、装置及译码器，对约束长度长的编码处理过程简单有效并且能够可靠解决现有译码器存在的门限效应问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种卷积码的前向纠错方法，包括：

接收信源端发送的被噪声干扰后的卷积码序列；所述卷积码序列包括多个卷积字，所述卷积字是所述信源端根据生成矩阵生成的且其携带有信元序列信息和叠加的干扰序列；

抽取所述卷积码序列中的待搜索序列；

根据卷积码对应的生成矩阵符合有向欧拉图规律的平滑贯穿特性，检测所述待搜索序列是否能够准确译码；所述平滑贯穿特性为所述卷积码具有连贯性且所述连贯性符合生成矩阵设定的约束规律；

若是，对待搜索序列进行译码处理，利用译码处理得到的译码序列生成正解卷积码序列，并利用正解卷积码序列覆盖所述被噪声干扰后的卷积码序列对应的卷积码；