Método de decodificación de canales y decodificador convolucional en bucle.

Un método de decodificación de canales para decodificar un código convolucional en bucle con longitud de restricción N+1, caracterizado por que comprende:

tras efectuar, mediante un decodificador convolucional en bucle, un tratamiento de adición-comparación-selección de acuerdo con los datos de entrada para ser decodificados, continuar realizando, mediante el decodificador convolucional en bucle, N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparación-selección de datos de entrada que representan 0

(S402), en el que el hecho de que los datos de entrada de las N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparación-selección sean 0 resulta en que los valores métricos de ruta representan 0 en las N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparación-selección;

efectuar un retroceso, mediante el decodificador convolucional en bucle, desde uno cualquiera de los 2N estados del decodificador convolucional en bucle para obtener un resultado de decodificación intermedio, después de que el tratamiento de adición-comparación-selección ha terminado (S404); y

emitir, mediante el decodificador convolucional en bucle, bits excepto los N últimos bits del resultado de la decodificación intermedio como resultado decodificado de los datos de entrada para ser decodificados (S406).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CN2011/073284.

Solicitante: ZTE CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: China.

Dirección: ZTE PLAZA KEJI ROAD SOUTH HI-TECH INDUSTRIAL PARK NANSHAN DISTRICT SHENZHEN, GUANGDONG 518057 CHINA.

Inventor/es: DU,FANPING.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > CODIFICACION, DECODIFICACION O CONVERSION DE CODIGO,... > Codificación, decodificación o conversión de código... > H03M13/41 (usando el algoritmo de Viterbi o procesadores de Viterbi)

PDF original: ES-2549773_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método de decodificación de canales y decodificador convolucional en bucle Campo de la descripción La descripción se refiere al campo de la comunicación y, en particular, a un método de decodificación de canales y a un decodificador convolucional en bucle Antecedentes de la invención En el sistema de evolución a largo plazo (LTE - Long Term Evolution, en inglés) de la comunicación por radio de tercera generación, la codificación convolucional se aplica ampliamente a los canales tales como el canal de difusión (BCH-Broadcast CHannel, en inglés) , el canal de información de control del enlace descendente (DCI - Downlink Control Information, en inglés) y el canal de información de control del enlace ascendente (UCI - Uplink Control Information, en inglés) . Para mejorar la velocidad de codificación y el rendimiento, se adopta la codificación convolucional en bucle para efectuar codificación de canal en el sistema LTE.

La estructura de un codificador de la codificación convolucional en bucle adoptado en el sistema LTE se muestra en la Fig. 1. La velocidad de codificación de la codificación convolucional en bucle es 1/3. El valor inicial del registro de estado del codificador se configura como el valor correspondiente de los últimos 6 bits de información del flujo de datos de entrada, para hacer que el estado inicial del registro de desfase sea el mismo que el estado final del registro de desfase.

Actualmente, el método de decodificación del código convolucional en bucle normalmente es el algoritmo de Viterbi, que principalmente comprende las siguientes etapas:

etapa 1: calcular el valor métrico de ruta de acuerdo con los datos de entrada para ser decodificados, y acumular el valor métrico de ruta al valor métrico del estado original para obtener un nuevo valor métrico de estado.

etapa 2: guardar 64 valores métricos máximos de estado mediante el tratamiento de añadir - comparar - seleccionar, y guardar la ruta de selección, donde el diagrama de relación de la ruta del tratamiento de añadir - comparar - seleccionar se muestra en la Fig. 3.

etapa 3: debido al bucle, la etapa 1 y la etapa 2 pueden repetirse hasta que el rendimiento de decodificación cumple el requisito, como se muestra en la Fig. 2.

etapa 4: retroceso. El estado de la convolución en bucle no efectúa un retorno a cero, de manera que el retroceso puede iniciarse bien desde cualquier punto de estado, o desde el punto de máximo valor métrico de estado.

Debido a que la corrección de los datos en el punto de retroceso no puede ser asegurada cuando se efectúa un retroceso desde cualquier punto de estado, se requiere una cierta profundidad de retroceso para asegurar que la ruta de retroceso está estabilizada en la ruta final (la profundidad de retroceso es habitualmente de 5 a 10 veces la longitud de restricción) . Así, para conseguir el mismo rendimiento, el retroceso desde cualquier punto de inicio necesita más tiempo de cálculo y más recurso de ruta de almacenamiento que el retroceso desde el punto de máximo valor métrico de estado.

La ventaja del retroceso desde el punto de máximo valor métrico de estado es que: el valor métrico máximo cumple el principio fundamental de la decodificación de Viterbi: el principio de máxima probabilidad. Por ello, el punto de máximo valor métrico de estado es el punto de inicio de la ruta final. La confianza de los datos recuperados mediante retroceso desde este punto es la mayor, y los datos pueden ser emitidos directamente como datos decodificados sin necesidad de calcular los datos con una mayor profundidad de retroceso o de ahorrar el recurso de almacenamiento de esta ruta. La desventaja de efectuar un retroceso desde el punto de máximo valor métrico de estado es que: es necesario cierto recurso para buscar el punto de máximo valor métrico de estado, y el valor máximo es seleccionado de los 64 valores métricos de estado.

Buscar el valor máximo en 64 valores métricos de estado es un problema de búsqueda. Actualmente, para implementación mediante hardware, existen habitualmente dos métodos, a saber, la comparación en serie y la comparación en paralelo. La comparación en serie necesita solo un comparador, pero necesita comparar 64 veces sucesivamente. La comparación en serie necesita más tiempo de comparación, y por ello desperdicia tiempo. Si la comparación en paralelo desea obtener el valor máximo comparando solo con una etapa, necesita 63 comparadores, necesitando por ello más recursos de comparación.

El documento WO 2008/075125, WONJIN SUNG ET AL "Performance of a fixed delay decoding scheme for tail biting convolutional codes", y el documento US 2008/250303 proporcionan soluciones técnicas respectivas; no obstante, el problema anterior aún permanece sin resolver.

Compendio de la invención De acuerdo con un aspecto, la presente invención proporciona un método de decodificación de canales de acuerdo con la reivindicación 1. De acuerdo con otro aspecto, la presente invención proporciona un decodificador convolucional en bucle de acuerdo con la reivindicación 5.

La descripción proporciona un método de decodificación de canales y un decodificador convolucional en bucle, para al menos resolver los problemas de que la comparación en serie necesita más tiempo de comparación y que la comparación en paralelo necesita más recurso de comparación.

En un aspecto de la descripción, se proporciona un método de decodificación de canales, que comprende las siguientes etapas: efectuar, mediante un decodificador convolucional en bucle, el tratamiento de añadir - comparar - seleccionar sobre los valores métricos de 2N estados de acuerdo con los datos de entrada para ser decodificados, e introducir N ceros después de los datos para ser decodificados para obtener valores métricos acumulativos finales de los 2N estados, y almacenar, mediante el decodificador convolucional en bucle, un resultado de la selección del tratamiento de adición-comparación-selección, en el que N es una longitud de restricción de la codificación convolucional en bucle; efectuar un retroceso, mediante el decodificador convolucional en bucle, desde un estado de los 2N estados de acuerdo con el resultado de selección para obtener un resultado de codificación intermedio, después de que el tratamiento de adición-comparación-selección ha finalizado; y emitir, mediante el decodificador convolucional en bucle, bits, con la excepción de los últimos N bits del resultado de la decodificación intermedio, como resultado decodificado de los datos para ser decodificados.

La obtención mediante el decodificador convolucional en bucle de los valores métricos acumulativos finales de los 2N estados comprende las siguientes etapas: efectuar, mediante el decodificador convolucional en bucle, el tratamiento de adición-comparación-selección sobre los valores métricos de los 2N estados de acuerdo con los datos de entrada para ser decodificados, para obtener los valores métricos acumulativos intermedios de los 2N estados; y tomando los valores métricos acumulativos intermedios de los 2N estados como valores iniciales, continuar realizando N veces el tratamiento de adición-comparación-selección sobre los valores métricos de los 2N estados de acuerdo con los N ceros introducidos después de los datos para ser decodificados, para obtener los valores métricos acumulativos finales de los 2N estados.

Una manera de efectuar el tratamiento de adición-comparación-selección comprende: en el proceso en el que los 2N estados transitan desde un momento previo a un momento actual, acumular respectivamente un valor métrico recién añadido de esta transición a dos estados opcionales correspondientes a cada estado antes de esta transición, donde el valor métrico recién... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método de decodificación de canales para decodificar un código convolucional en bucle con longitud de restricción N+1, caracterizado por que comprende:

tras efectuar, mediante un decodificador convolucional en bucle, un tratamiento de adición-comparación-selección de acuerdo con los datos de entrada para ser decodificados, continuar realizando, mediante el decodificador convolucional en bucle, N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparación-selección de datos de entrada que representan 0 (S402) , en el que el hecho de que los datos de entrada de las N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparación-selección sean 0 resulta en que los valores métricos de ruta representan 0 en las N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparación-selección;

efectuar un retroceso, mediante el decodificador convolucional en bucle, desde uno cualquiera de los 2N estados del decodificador convolucional en bucle para obtener un resultado de decodificación intermedio, después de que el tratamiento de adición-comparación-selección ha terminado (S404) ; y emitir, mediante el decodificador convolucional en bucle, bits excepto los N últimos bits del resultado de la decodificación intermedio como resultado decodificado de los datos de entrada para ser decodificados (S406) .

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el efectuar, mediante el decodificador convolucional en bucle, el tratamiento de adición-comparación-selección de acuerdo con los datos de entrada para ser decodificados comprende:

efectuar, mediante el decodificador convolucional en bucle, el tratamiento de adición-comparación-selección sobre los valores métricos de los 2N estados de acuerdo con los datos de entrada para ser decodificados para obtener valores métricos acumulativos intermedios de los 2N estados; y el continuar realizando, mediante el decodificador convolucional en bucle, las N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparación-selección los datos de entrada que representan 0 comprende: continuar realizando, mediante el decodificador convolucional en bucle, las N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparaciónselección los datos de entrada que representan 0 en los valores métricos de los 2N estados para obtener los valores métricos acumulativos finales de los 2N estados, en el que los valores métricos acumulativos finales de los 2N estados estados son iguales a un valor métrico máximo de estado a través de las N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparación-selección de los datos introducidos que representan 0.

3. El método de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que un modo de efectuar el tratamiento de adición-comparación-selección comprende:

en el proceso en que los 2N estados transitan desde un momento previo a un momento actual, para cada estado, la acumulación respectivamente de un valor métrico de ruta con relación a los valores métricos de estado de dos estados opcionales correspondientes al estado antes de esta transición, en el que el valor métrico de ruta representa una distancia euclidiana calculada utilizando los datos de entrada; y seleccionar un valor mayor de acumulación como nuevo valor métrico acumulativo de un estado correspondiente tras esta transición.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que un retroceso, mediante el decodificador convolucional en bucle, a partir de uno cualquiera de los 2N estados del decodificador convolucional en bucle para obtener un resultado de decodificación intermedio después de que el tratamiento de adición-comparación-selección ha terminado comprende:

tomando un estado entre los 2N estados como punto de partida del retroceso, la búsqueda, mediante el decodificador convolucional en bucle, de un estado padre en función de un resultado de selección del tratamiento de adición-comparación-selección hasta que todos los estados históricos se han encontrado; y la composición, mediante el decodificador convolucional en bucle, de los bits más bajos emitidos por todos los estados históricos en el resultado de decodificación intermedio, en función de una dirección negativa del retroceso.

5. Decodificador convolucional en bucle que permite la decodificación de un código convolucional en bucle con una longitud de restricción de N+1, caracterizado por que comprende:

un módulo de adición-comparación-selección (10) , configurado para, tras la ejecución del tratamiento de adicióncomparación-selección en función de los datos de entrada en el decodificador, continuar con la ejecución de las N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparación-selección de datos de entrada que representan 0, en el cual el hecho de que los datos de entrada de las N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparaciónselección que representen 0 resulta en valores métricos de ruta que representan 0 en las N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparación-selección;

un módulo de retroceso (20) , configurado para efectuar un retroceso desde un estado cualquiera de los 2N estados del decodificador convolucional en bucle para obtener un resultado de decodificación intermedio después de que el módulo de adición-comparación-selección termina el tratamiento de adición-comparación-selección; y un módulo de salida (30) , configurado para emitir bits, con la excepción de los N últimos bits del resultado de decodificación intermedio, como resultado decodificado de los datos de entrada para ser decodificados.

6. El decodificador convolucional en bucle de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que el módulo de adición-comparación-selección comprende:

un primer módulo de tratamiento, configurado para efectuar el tratamiento de adición-comparación-selección sobre los valores métricos de los 2N estados de acuerdo con los datos para ser decodificados que son introducidos en el decodificador convolucional en bucle para obtener los valores métricos acumulativos intermedios de los 2N estados; y un segundo módulo de tratamiento, configurado para continuar realizando las N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparación-selección los datos de entrada que representan 0 sobre los valores métricos de los 2N estados para obtener valores métricos acumulativos finales de los 2N estados, en el que los valores métricos acumulativos finales de los 2N estados son iguales al valor métrico máximo de estado a través de las N etapas adicionales del tratamiento de adición-comparación-selección de los datos de entrada que representan 0.

7. El decodificador convolucional en bucle de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, caracterizado por que un modo de efectuar el tratamiento de adición-comparación-selección mediante el módulo de adición-comparación-selección comprende: en el proceso en el que los 2N estados transitan desde un momento previo a un momento actual, para cada estado, acumular respectivamente un valor métrico de ruta a valores métricos de estado de dos estados opcionales correspondientes al estado antes de esta transición, en el que el valor métrico de ruta representa una distancia euclidiana calculada utilizando los datos de entrada; y seleccionar un valor mayor de acumular como nuevo valor métrico acumulativo de un estado correspondiente tras esta transición.

8. El decodificador convolucional en bucle de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que el módulo de retroceso comprende:

un módulo de búsqueda, configurado para, tomando un estado de los 2N estados como el punto de inicio del retroceso, buscar un estado padre de acuerdo con un resultado de selección del tratamiento de adicióncomparación-selección hasta que se encuentren todos los estados históricos; y un módulo de composición, configurado para componer los bits más bajos emitidos por todos los estados históricos en el resultado de decodificación intermedio, según una dirección negativa de retroceso.