CN105846961A - 一种dmr协议网格码快速译码方法及译码装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DMR协议网格码快速译码方法，有效地解决了现有译码方法存在的使用较多存储资源和运算资源的问题。该快速译码方法包括以下步骤：（1）解交织：将判决之后的数据按照编码时的交织方式，对收到的数据进行解交织，得到待映射的数据；（2）解映射：对待映射的数据按照编码时的星座映射图进行解映射，得到状态对应的星座点数据；（3）有限状态机译码：用格雷码表示星座点，按照有限状态转换机进行译码；（4）解状态：将有限状态机译码之后的输出转化为对应的比特流，得到最后的输出比特流。本发明在译码过程中，不需计算分支距离和存储各个分支状态，即可直接得到每一级译码输出，节省了译码过程中的计算量和所需的存储资源。

Description

一种DMR协议网格码快速译码方法及译码装置

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，具体的说，是涉及一种DMR协议网格码快速译码方法及译码装置。

背景技术

在数字通信系统中，大多数信道编码的调制和编码技术处于相互分离的状态，而网格编码调制技术是将编码与调制技术相结合，编码增益的代价并不是频带利用率的降低和功率利用率的降低，而为了有效利用上述两种资源，以设备的复杂化作为代价，通过状态转换和分集映射的手段，增大码元间距，从而提高编码增益。因此，网格编码调制技术广泛应用于各种频带和功率同时受限的通信协议中。

DMR通信协议为欧洲电信标准协会于2006年制定发布，旨在向专网移动通信用户提供低成本窄带数字集群系统，具有协议标准开放，协议技术清晰简洁、高效频谱利用、较强保密性等特点。在DMR协议中， 3/4率网格码在DMR协议的语音帧中有非常重要的作用。

对网格码的译码方式，通常使用维特比译码方式，又称为最大似然译码。该译码方式需要不停计算每个状态转移分支距离，在最后保留距离值最短的一条路径，以该路径所代表的码元序列作为译码结果。在维特比译码过程中，需要使用较多的存储空间和运算资源。虽然网格编码调制技术是以设备的复杂化作为代价，但是在工程实现中，维特比译码算法存在如下技术缺陷：（1）使用较多运算资源，每一级状态需要多次乘法加法运算；（2）使用较多存储资源，需要记录每一级状态分支距离。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供一种实现简单、译码性能良好的DMR协议网格码快速译码方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种DMR协议网格码快速译码方法，包括以下步骤：

（1）解交织：对接收到的信号进行判决之后，按照编码时的交织方式，对判决后的数据进行解交织，得到待映射的数据；

（2）解映射：对待映射的数据按照编码时的星座映射图进行解映射，得到状态对应的星座点数据；

（3）有限状态机译码：用格雷码表示星座点，按照有限状态转换机进行译码；

（4）解状态：将有限状态机译码之后的输出转化为对应的比特流，得到最后的输出比特流。

进一步的，所述步骤（1）的具体方法如下：

首先，按照判决门限，对接收到的数据进行判决，得到判决后的二进制数据；

然后，按照编码时采用的交织规则，即编码时采用的数据下标映射表，对数据下标进行重新排序，得到解交织后的数据。

进一步的，所述步骤（2）的具体方法如下：根据3/4率网格码的星座映射图，将解交织后的二进制数据按照2bit转码，得到形式为 表示的星座点，然后，按照星座映射图转换为0-15表示的状态数据。

进一步的，所述步骤（3）的具体方法如下：

（31）输入当前级译码的当前状态和星座点；

（32）查找FSM状态转移图，若找到正确的状态转移，则将该状态转移作为输出，完成译码，同时，将当前输出作为下一级译码的当前状态；若找不到正确的状态转移输出，则选择与当前输入格雷码表示时汉明距离最近且奇偶性不同的星座点查找FSM状态转移图所得到的状态转移作为输出，完成译码，同时，将当前输出作为下一级译码的当前状态；

（33）重复执行步骤（31）-（32），直至译码全部完成；

其中，在步骤（31）中，若当前级为初始状态，则默认为0。

进一步的，所述步骤（32）中，根据接收到的星座点查找第i级的输入tribits作为第i级输出，同时，将输出作为第(i+1)级的当前状态，第(i+1)级接收到的星座点对应第(i+1)级的当前状态，查找第(i+1)级的输入tribits作为第(i+1)级的输出；其中，i表示译码级别，i+1表示i级的下一级。

进一步的，所述步骤（4）的具体方法如下：将有限状态机译码后的状态输出按照格雷码形式转换为二进制比特数据，然后按照译码顺序得到依次排列的二进制比特数据，完成整个译码流程。

本发明还提供了一种DMR协议网格码快速译码方法的译码装置，其包括：

解交织模块：将判决之后的数据按照编码时的交织方式，对收到的数据进行解交织，得到待映射的数据；

解映射模块：对待映射的数据按照编码时的星座映射图进行解映射，得到状态对应的星座点数据；

有限状态机译码模块：用格雷码表示星座点，按照有限状态转换机进行译码；

解状态模块：将有限状态机译码之后的输出转化为对应的比特流，得到最后的输出比特流。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采用解交织、解映射、FSM译码、解状态的技术手段，实现了在译码过程中，不需计算分支距离、不需存储各个分支状态，而直接得到每一级译码输出，从而有效地节省了译码过程中的计算量和所需的存储资源。

附图说明

图1为本发明的译码流程框图。

图2为本发明中的星座映射图。

图3 为本发明中的FSM状态转移图。

图4本发明中有限状态机译码的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例1

如图1-4所示，本实施例提供了一种DMR协议网格码快速译码方法，该译码方法将解交织、解映射、FSM译码（有限状态机译码）、解状态四大步骤融入至译码过程中，其过程过程如下：输入为判决之后的数据，然后完成解交织操作，得到双比特dibits数据，然后按照图2的星座映射图完成解映射工作，得到状态对应的星座点，将得到的星座点按照图3中的FSM有限状态机进行译码，得到输出的串行三比特流数据，即图1中的tribits（比特数据），最后组合tribits数据，去掉添加的末状态000，得到最终译码结果。由此，避免了现有技术中，译码需要使用较多运算资源，每一级状态需要多次乘法加法运算，以及需要使用较多存储资源，记录每一级状态分支距离所存在的问题，从而直接得到每一级译码输出，减少了计算量，节省了存储资源。

具体的说，一种DMR协议网格码快速译码方法包括以下四步：

一、解交织

为了应对连续的比特信息位错误，3/4率网格码使用了交织技术，因此，需要对其进行解交织，即将判决之后的数据按照编码时的交织方式，对收到的数据进行解交织，完成解交织后，会得到双比特dibits数据，即待映射的数据。具体的说，首先，按照判决门限，对接收到的数据进行判决，得到判决后的二进制数据；然后，按照编码时采用的交织规则，即编码时采用的数据下标映射表，对数据下标进行重新排序，得到解交织后的数据。

二、解映射

DMR协议中的3/4率网格码实际为编码方式，星座点转化为二进制，然后采用4FSK方式进行调制。因此，对待映射的数据按照编码时的星座映射图进行解映射，得到状态对应的星座点数据；解映射时，将解交织后的数据 映射为0-15的星座点，星座映射图如图2所示。

三、有限状态机译码

用格雷码表示星座点，然后按照有限状态转换机进行译码。当星座点按有限状态机译码时出错，即无法找到与之对应的前一状态时，则选择该星座点格雷码最小汉明距离且奇偶性不同的点作为这一级输出；具体流程如图4所示：

首先，输入当前级译码的当前状态和星座点，若当前级为初始状态，则默认为0；

其次，查找FSM状态转移图（3/4率网格码的状态转换表），若按照图3能找到正确的状态转移输出，则将该输出作为输出，完成译码，同时，将当前输出作为下一级译码的当前状态；若找不到正确的状态转移输出，则选择与当前输入格雷码表示时，汉明距离最近且奇偶性不同的星座点查找FSM状态转移图所得到的状态转移作为输出，完成译码，同时，将当前输出作为下一级译码的当前状态；具体的说，译码时初始状态默认为0，然后根据接收到的星座点查找第i级的输入tribits作为第i级输出，同时将输出作为第(i+1)级的当前状态，第(i+1)级接收到的星座点对应第(i+1)级的当前状态，查找第(i+1)级的输入tribits作为第(i+1)级的输出。

最后，重复执行上述步骤，直至译码全部完成。

四、解状态

也称之为解tribits流，将有限状态机译码之后的输出转化为对应的比特流，得到最后的输出比特流。具体的说，将有限状态机译码后的状态输出按照格雷码形式转换为二进制比特数据，然后按照译码顺序得到依次排列的二进制比特数据，完成整个译码流程。

实施例2

本实施例提供了一种实现DMR协议网格码快速译码方法的译码装置，该译码装置包括：解交织模块：将判决之后的数据按照编码时的交织方式，对收到的数据进行解交织，得到待映射的数据；解映射模块：对待映射的数据按照编码时的星座映射图进行解映射，得到状态对应的星座点数据；有限状态机译码模块：用格雷码表示星座点，按照有限状态转换机进行译码；解状态模块：将有限状态机译码之后的输出转化为对应的比特流，得到最后的输出比特流。

通过上述的译码装置，可实现在译码过程中，不需计算分支距离、不需存储各个分支状态，而直接得到每一级译码输出，从而有效地节省了译码过程中的计算量和所需的存储资源。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构或方法基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种DMR协议网格码快速译码方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）解交织：对接收到的信号进行判决之后，按照编码时的交织方式，对判决后的数据进行解交织，得到待映射的数据；

（2）解映射：对待映射的数据按照编码时的星座映射图进行解映射，得到状态对应的星座点数据；

（3）有限状态机译码：用格雷码表示星座点，按照有限状态转换机进行译码；

（4）解状态：将有限状态机译码之后的输出转化为对应的比特流，得到最后的输出比特流。

2.根据权利要求1所述的DMR协议网格码快速译码方法，其特征在于，所述步骤（1）的具体方法如下：

首先，按照判决门限，对接收到的数据进行判决，得到判决后的二进制数据；

然后，按照编码时采用的交织规则，即编码时采用的数据下标映射表，对数据下标进行重新排序，得到解交织后的数据。

3.根据权利要求1所述的DMR协议网格码快速译码方法，其特征在于，所述步骤（2）的具体方法如下：根据3/4率网格码的星座映射图，将解交织后的二进制数据按照2bit转码，得到形式为 表示的星座点，然后，按照星座映射图转换为0-15表示的状态数据。

4.根据权利要求1所述的DMR协议网格码快速译码方法，其特征在于，所述步骤（3）的具体方法如下：

（31）输入当前级译码的当前状态和星座点；

（32）查找FSM状态转移图，若找到正确的状态转移，则将该状态转移作为输出，完成译码，同时，将当前输出作为下一级译码的当前状态；若找不到正确的状态转移输出，则选择与当前输入格雷码表示时汉明距离最近且奇偶性不同的星座点查找FSM状态转移图所得到的状态转移作为输出，完成译码，同时，将当前输出作为下一级译码的当前状态；

（33）重复执行步骤（31）-（32），直至译码全部完成；

其中，在步骤（31）中，若当前级为初始状态，则默认为0。

5.根据权利要求4所述的DMR协议网格码快速译码方法，其特征在于，所述步骤（32）中，根据接收到的星座点查找第i级的输入tribits作为第i级输出，同时，将输出作为第(i+1)级的当前状态，第(i+1)级接收到的星座点对应第(i+1)级的当前状态，查找第(i+1)级的输入tribits作为第(i+1)级的输出；其中，i表示译码级别，i+1表示i级的下一级。

6.根据权利要求1所述的DMR协议网格码快速译码方法，其特征在于，所述步骤（4）的具体方法如下：将有限状态机译码后的状态输出按照格雷码形式转换为二进制比特数据，然后按照译码顺序得到依次排列的二进制比特数据，完成整个译码流程。

7.实现如权利要求1-6任一项所述的DMR协议网格码快速译码方法的译码装置，其特征在于，包括：

解交织模块：将判决之后的数据按照编码时的交织方式，对收到的数据进行解交织，得到待映射的数据；

解映射模块：对待映射的数据按照编码时的星座映射图进行解映射，得到状态对应的星座点数据；

有限状态机译码模块：用格雷码表示星座点，按照有限状态转换机进行译码；

解状态模块：将有限状态机译码之后的输出转化为对应的比特流，得到最后的输出比特流。