CN114553372B - 数字信号的译码方法、装置、电子设备 - Google Patents

数字信号的译码方法、装置、电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114553372B
CN114553372B CN202210129536.8A CN202210129536A CN114553372B CN 114553372 B CN114553372 B CN 114553372B CN 202210129536 A CN202210129536 A CN 202210129536A CN 114553372 B CN114553372 B CN 114553372B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bit data
state node
bit
target
metric value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210129536.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114553372A (zh
Inventor
匡肃奉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Original Assignee
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd filed Critical Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority to CN202210129536.8A priority Critical patent/CN114553372B/zh
Publication of CN114553372A publication Critical patent/CN114553372A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114553372B publication Critical patent/CN114553372B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0045—Arrangements at the receiver end
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

本申请涉及一种数字信号的译码方法、装置、计算机设备和存储介质。包括：获取比特序列中比特数据的硬判决结果；基于所述硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值；所述候选路径度量值用于确定所述目标状态节点的目标路径度量值；所述目标路径度量值用于确定输出的译码码字；所述译码码字用于进行信息展示。采用本方法能够有效降低译码处理的时延。

Description

数字信号的译码方法、装置、电子设备
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种数字信号的译码方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质。
背景技术
随着计算机技术领域技术的发展，数字信号在信道的传输过程中，由于实际信道的数字传输特性不理想以及存在噪声，因此可能产生误码。为了控制差错，数字通信系统的信道编码器通常将自动请求重发(Automatic Request，ARQ)检错技术和前向纠错(ForwardError Correction，FEC)编码技术相结合，对数字信号进行处理，从而可以提高通信系统信息传输的可靠性。
然而，目前的数字信号的译码方式中，通常直接采用维特比译码方式对接收到的码字进行解码，由于这种方式计算量大，并且当码字长度较长时，需要较长的处理时间，存在较大的译码时延，因此无法保证译码处理的及时性。
发明内容
本申请实施例提供了一种数字信号的译码方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质，可以有效降低译码处理的时延，从而可以有效保证译码处理的及时性，同时也能够有效降低功耗。
一种数字信号的译码方法，包括：
获取比特序列中比特数据的硬判决结果；
基于所述硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值；所述候选路径度量值用于确定所述目标状态节点的目标路径度量值；所述目标路径度量值用于确定输出的译码码字；所述译码码字用于进行信息展示。
一种数字信号的译码装置，包括：
获取模块，用于获取比特序列中比特数据的硬判决结果；
确定模块，用于基于所述硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值；所述候选路径度量值用于确定所述目标状态节点的目标路径度量值；所述目标路径度量值用于确定输出的译码码字；所述译码码字用于进行信息展示。
一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述的数字信号的译码方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法的步骤。
上述数字信号的译码方法，通过获取比特序列中比特数据的硬判决结果，并基于硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值；候选路径度量值用于确定目标状态节点的目标路径度量值，目标路径度量值用于确定输出的译码码字，译码码字用于进行信息展示。由于将接收信号的比特序列进行硬判决处理，可以获取到比特序列中每位比特数据对应的硬判决结果，故可以直接通过硬判决结果，确定目标状态节点的各候选路径度量值，以降低候选路径度量值的计算时间，因此，能够有效降低译码处理的时延，从而有效保证译码处理的及时性，同时也能够有效降低功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个实施例中数字信号的译码方法的应用环境图；
图2为一个实施例中数字信号的译码方法的流程图；
图3为一个实施例中卷积码状态转移的示意图；
图4为一个实施例中编码生成器的原理示意图；
图5为一个实施例中基于比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的分支度量值步骤的流程图；
图6为一个实施例中数字通信系统的基本结构示意图；
图7为一个实施例中快速译码方法的流程图；
图8为一个实施例中基四前向追踪分步流程图；
图9为一个实施例中基四前向追踪合并流程图；
图10为一个实施例中数字信号的译码装置的结构框图；
图11为一个实施例中电子设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一客户端称为第二客户端，且类似地，可将第二客户端称为第一客户端。第一客户端和第二客户端两者都是客户端，但其不是同一客户端。
图1为一个实施例中数字信号的译码方法的应用环境示意图。如图1所示，该应用环境包括终端102和终端104。其中，终端102通过网络与终端104进行通信。终端102可以接收到终端104发送的信号，信号可以是数字信号，终端102对接收信号的比特序列进行硬判决处理，获取到比特序列中比特数据的硬判决结果；终端102基于硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值，候选路径度量值用于确定目标状态节点的目标路径度量值，目标路径度量值用于确定输出的译码码字，译码码字用于进行信息展示。此外，终端102还可以将输出的译码码字进行转换，以得到多种形式的信息进行展示。可以理解，终端102与终端104也可以以基站作为中间媒介，实现信号的传输。
其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。可以理解，本申请实施例提供的数字信号的译码方法也可以是由服务器执行的。
图2为一个实施例中数字信号的译码方法的流程图。本实施例中的数字信号的译码方法，以运行于图1中的终端上为例进行描述。如图2所示，数字信号的译码方法包括步骤202至步骤208。
步骤202，获取比特序列中比特数据的硬判决结果。
其中，信号是指信源产生的待传输信息的信号，即设备之间进行通信时所传输的信号，本实施例中的信号可以包括数字信号，例如，信源产生待传输信息的二进制比特流。比特序列是指接收到的信号的比特流数据，比特序列可以包括软比特序列和硬比特序列。
信号的比特序列是指通过解调器将接收到的信号解调后，得到的信号的比特序列，例如，信号的比特序列可以为数字信号的软比特序列。
硬判决是一个物理学名词，硬判决我们一般可认为是对解调器的输出信号作有限的N比特量化，高于门限值的认为是1，低于门限值的认为是0。对于最常见的二进制比特流来说，解调器的输出供给硬判决使用的仅限于0、1值，若接收电压幅度小于0，则解调器输出为0，若接收电压幅度大于0，则解调器输出为1。硬判决会损失波形信号的中所包含的有关信道干扰的统计特性信息，从而影响译码器的错误概率。
硬判决结果是指对比特序列进行硬判决处理后的结果，即对解调器的输出信号作有限的N比特量化的处理后，得到结果即为硬判决结果，例如，当对软比特序列进行硬判决处理时，如果软比特大于0，则硬判决结果为0，可以用符号sgn＝0表示；若软比特小于0，则硬判决结果为1，可以用符号sgn＝1表示。
咬尾卷积码(Tail-biting Conventional Code，TBCC)是长期演进(LTE，LongTerm Evolution)方案移动通信物理下行控制信道(Physical Downlink ControlChannel，PDCCH)和物理广播信道(Physical Downlink Broadcast,PBCH)的信道编码方案。设计高效准确的咬尾卷积码译码算法对保证LTE系统的通信质量至关重要。由于咬尾卷积码对于短码传输性能良好，也可被应用于第五代(Fifth Generation，5G)移动通信、未来移动通信中的机器类型通信(Machine-type Communication，MTC)中以及超高可靠超低时延通信(Ultra-reliable Low-latency Communication，URLLC)中，因此本申请实施例中接收到发送端发送的信号的比特序列可以是已编码的卷积码。
如图3所示，为卷积码状态转移的示意图。卷积码是由编码器将当前输入的比特数据和存储在寄存器中的比特数据进行异或处理，得到的编码序列。卷积码通常用(m，n，k)来表示，其中k表示发送码字长度，n表示编码码字长度，m为编码储存度，表示寄存器存储比特的数目。咬尾卷积码将发送码字的最后几位比特数据作为存储在寄存器中初始状态的初始比特数据。
具体的，终端设备中安装有编码器、调制器、解调器、以及译码器。其中，译码器可以根据发送端信道编码器所采用的编码技术，采用一定的译码准则，利用解调器解调得到的软比特信息，进行译码，得到发送端发送的二进制比特信息。本实施例中采用的译码方式可以包括最大似然(Maximum Likelihood，ML)译码、最大后验概率(Maximum A PrioriProbability，MAP)译码、置信传播(Belief Propagation，BP)译码等。
终端接收到对端发送的信号后，终端可以利用解调器对接收到的信号进行解调，即可得到信号对应的比特序列。解调器根据发送端调制器的调制方式，利用一定的准则，检测出发送端所发送的二进制比特。例如，数字通信系统通常采用软解调，则终端利用解调器对接收的信号进行软解调，从而得到发送比特对应的软比特序列。
进一步的，终端利用译码器对接收信号的比特序列进行硬判决处理，得到比特序列中比特数据对应的硬判决结果，比特序列可以为已编码的比特数据序列。
此外，在终端对接收信号的比特序列进行硬判决处理之前，终端还可以对信号的比特序列进行拓展，以得到拓展后的比特序列，并对拓展后的比特序列进行硬判决处理，本申请实施例中拓展处理是为了提高最终得到的译码码字的准确性。
举个例子，假设比特序列为软比特序列，当译码器对接收信号的软比特序列中的每一位软比特数据进行硬判决处理时，如果软比特数据大于0，则译码器得到的硬判决结果为0，可以用符号sgn＝0表示；若软比特数据小于0，则译码器得到的硬判决结果为1，可以用符号sgn＝1表示。
可以理解，本实施例中接收到的信号的比特序列为发送端按照一定的编码方式，生成的已编码的比特数据序列，例如，接收到发送端发送的已编码的卷积码。
步骤204，基于硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值；候选路径度量值用于确定目标状态节点的目标路径度量值；目标路径度量值用于确定输出的译码码字；译码码字用于进行信息展示。
其中，第一目标比特数据是指比特序列中的某个位置的比特数据，例如，第一目标比特数据可以是比特序列中的第一位比特数据。
正向追踪是指按照比特序列的正向方向进行路径追踪，以得到目标状态节点的路径度量值。
编码比特数据是指对比特序列中的比特数据进行编码处理后，得到的数据即为编码比特数据。例如，在对比特序列中的每一位比特数据进行编码时，可以将比特序列中的每一位比特数据与寄存器中的状态数据进行异或处理，从而得到比特序列中每一位比特数据对应的编码比特数据。本申请实施例中的编码比特数据可以为卷积码，即1位比特数据对应的编码比特数据为3个。例如，如图4所示，为编码生成器的原理示意图。当输入的第一位比特数据是ck，寄存器状态为a1a2a3a4a5a6时，编码的3个编码比特数据分别为：其中，^表示异或操作。
路径度量值是指路径上的各个分支度量值的累加值，例如，假设追踪到有一条路径ab可以从状态节点A到达当前状态节点B，则译码器可以在状态节点A的路径度量值的基础上，累加路径ab中的各个分支度量值，即可得到当前状态B的路径度量值。分支度量值用于表示从前一个状态节点转移到后一个状态节点的比特序列的增量。
目标状态节点的路径度量值是指对于特定的某个状态节点，存在不同的路径从先前状态节点到达该特定状态节点，则可以将从先前状态节点到达该特定状态节点的每条路径的路径度量值，作为该特定状态节点的候选路径度量值。
状态数据是指进行编码处理时寄存器中的状态数据，例如，寄存器的状态数据为a1a2a3a4a5a6。
具体的，终端对接收信号的比特序列进行硬判决处理，得到比特序列中比特数据对应的硬判决结果之后，终端以比特序列中的第一目标比特数据作为起始点，向前进行正向追踪，在正向追踪过程中，终端基于比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值。其中，编码比特数据是将比特序列中的每一位比特数据和寄存器中的状态数据进行异或处理得到的。
例如，假设终端接收到对端发送的码字为12位比特序列，则终端接收到对端发送的信号之后，终端可以利用解调器对信号进行软解调，以得到对端发送的12位软比特序列，进一步的，终端可以利用译码器对12位软比特序列进行硬判决处理，得到该软比特序列中每一位比特数据对应的硬判决结果，例如，终端对第一位软比特数据7进行硬判决处理之后，得到第一位软比特数据7对应的硬判决结果为0，可以用符号sgn＝0表示；若第二位软比特数据小于0，则译码器得到的硬判决结果为1，可以用符号sgn＝1表示。
当终端利用译码器对12位软比特序列进行硬判决处理，得到该比特序列中每一位比特数据对应的硬判决结果之后，假设动态确定的第一目标比特数据为该比特序列中的第一位比特数据，则终端以该比特序列中的第一位比特数据作为起始点，向前进行正向追踪，以追踪得到从初始状态节点到达目标状态节点的候选路径度量值。假设预设位数为2位，第一位比特数据的硬判决结果为sgn1＝0，第二位比特数据的硬判决结果为sgn2＝1，第一位比特数据的编码比特数据为第二位比特数据的编码比特数据为其中，/>表示第1步从状态节点a转移到状态节点b的编码比特数据在第1位的编码比特数据；/>表示第2步从状态节点a转移到状态节点b的编码比特数据在第2位的编码比特数据，则在正向追踪过程中，终端可以基于比特序列中第一位比特数据、第二位比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点b的候选路径度量值。即终端可以基于第一位比特数据的硬判决结果sgn1＝0和编码比特数据确定第1步从状态节点a转移到目标状态节点b的第一步的分支度量值，以及终端可以基于第二位比特数据的硬判决结果sgn2＝0和/>确定第2步从状态节点a转移到目标状态节点b的第二步的分支度量值，最后，终端基于初始状态节点a的路径度量值、第一步的分支度量值以及第二步的分支度量值，即可确定最终的目标状态节点b的候选路径度量值。
进一步的，终端可以基于候选路径度量值，确定目标状态节点的目标路径度量值，并以目标状态节点作为起始点，向前进行反向追踪得到目标比特序列。
其中，目标状态节点是指从候选路径度量值中进行筛选，得到的目标路径度量值对应的状态节点，即为目标状态节点。例如，从候选路径度量值中进行筛选时，可以将候选路径度量值中的最大值A作为目标路径度量值，则该最大值A对应的状态节点即为目标状态节点。
目标路径度量值是指从候选路径度量值中进行筛选，得到的目标路径度量值，例如，从候选路径度量值中进行筛选时，可以将候选路径度量值中的最大值作为目标路径度量值。
反向追踪是指按照比特序列的逆向方向进行路径追踪，以得到目标状态节点的路径度量值。
目标比特序列是指对接收到信号的比特序列进行译码后，得到发送端发送的二进制比特信息，即为目标比特序列。
例如，假设候选路径度量值有3个，分别为20、16、18，则终端可以从上述各候选路径度量值中，选取最大值20作为目标状态节点b的目标路径度量值。进一步的，终端以目标状态节点b作为起始点，向前进行反向追踪，得到反向追踪比特序列fedcba，终端可以对反向追踪比特序列进行反向排序，即可得到正向排序的目标比特序列abcdef。
进一步的，终端可以基于目标比特序列，确定第二目标比特数据，将第二目标比特数据作为输出的译码码字，译码码字用于进行信息展示。
其中，第二目标比特数据是指从目标比特序列中筛选得到的目标比特数据，即为第二目标比特数据。例如，目标比特序列为abcdef，基于预设策略动态选取bcde作为第二目标比特数据。
译码码字是指对解调器解调的比特序列进行译码后，得到的译码码字。译码码字理论上应该与发送端发送的发送码字是一致的。
具体的，终端基于各候选路径度量值，确定目标状态节点的目标路径度量值，并以目标状态节点作为起始点，向前进行反向追踪得到目标比特序列之后，终端可以基于目标比特序列，确定第二目标比特数据，并将第二目标比特数据作为输出的译码码字；译码码字用于进行信息展示。其中，根据经验值，终端可以将输出长度为mk的目标比特序列的中间k比特数据作为最终输出译码码字，即中间的k比特数据最为可靠，首端或者尾端的比特数据容易出现错误。比如当m＝3、k＝4，得到的目标比特序列为1001 1101 1001，终端可以选取目标比特序列中最中间的4比特，即1101作为最终输出的译码码字，其中，11对应译码码字的前两比特，01对应译码码字的后两比特，最终的译码码字为1101。如果m＝2、k＝2，输出的目标比特序列为1001 1101，终端也可以选取中间4比特数据，即01 11。其中，11对应译码码字的前两比特，01对应译码码字的后两比特，最终的译码码字为1101。
举个例子，终端可以选取目标比特序列abcdef的中间4位比特数据作为第二目标比特数据，并将第二目标比特数据bcde作为最终输出的译码码字。此外，终端得到译码码字之后，终端可以采用不同的方式对译码码字进行转换，以得到不同类型的信息，并进行信息展示，以使得用户可以查看。可以理解，信息的类型可以包括但不限于是文字信息、图片信息以及语音信息等。
本实施例中的数字信号的译码方法，通过对接收信号的比特序列进行硬判决处理，得到比特序列中比特数据对应的硬判决结果；比特序列为已编码的比特数据序列；并以比特序列中的第一目标比特数据作为起始点，向前进行正向追踪，在正向追踪过程中，基于比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值；编码比特数据是将比特序列中的比特数据和状态数据进行编码处理得到的；基于各候选路径度量值，确定目标状态节点的目标路径度量值，并以目标状态节点作为起始点，向前进行反向追踪得到目标比特序列；基于目标比特序列，确定第二目标比特数据，将第二目标比特数据作为输出的译码码字；译码码字用于进行信息展示。由于将接收信号的比特序列进行硬判决处理，可以得到比特序列中每位比特数据对应的硬判决结果，故可以直接通过硬判决结果，确定目标状态节点的各候选路径度量值，以降低候选路径度量值的计算时间，同时，通过在正向追踪过程中，并行处理预设位数的比特数据，能够有效降低正向追踪的计算时间；以及在反向追踪过程中并行处理比特数据，能够有效降低反向追踪的计算时间，因此，能够有效降低译码处理的时延，从而有效保证译码处理的及时性，同时也能够有效降低功耗。
在一个实施例中，比特序列为拓展比特序列；
基于预设的环绕系数，对比特序列进行拓展，得到拓展比特序列；
获取比特序列中比特数据的硬判决结果，包括：
对拓展比特序列进行硬判决处理，得到拓展比特序列中每个比特数据对应的硬判决结果。
其中，环绕系数是指将比特序列进行重复的次数，通常为采用环绕维特比算法处理时设置的系数，例如，当环绕系数为3时，则表示将软比特a重复3次，以得到拓展软比特aaa。
具体的，假设环绕系数为2，终端接收到发送端发送的信号的比特序列之后，终端可以基于预设的环绕系数，对比特序列进行拓展，得到拓展比特序列，并对拓展比特序列进行硬判决处理，得到拓展比特序列中每个比特数据对应的硬判决结果。为了保证译码处理的低时延，本申请提出的方法的环绕系数优选设置为2。若环绕系数大于2，时延会高于环绕系数为2时的情况，在某些情况下也可根据实际情况，将环绕系数设置为其他数值，以实现低时延、快速译码的技术效果。
举个例子，假设预设的环绕系数为2，在终端接收到对端发送的信号之后，终端利用解调器对信号进行软解调后，得到对应的软比特序列为abcd。进一步的，终端可以对该软比特序列进行扩展，即终端基于预设的环绕系数为2，将该软比特序列abcd重复2次，即可获得扩展软比特序列abcdabcd，即终端把接收到的软比特序列复制了2份。进一步的，终端可以对该拓展比特序列进行硬判决处理，得到拓展比特序列中每个比特数据对应的硬判决结果。例如，终端对扩展软比特序列abcdabcd中的第一位比特数据a进行硬判决处理，得到拓展比特序列中第一位比特数据a对应的硬判决结果为sgn1＝0。由此使得，通过拓展原始的比特序列，能够使得最终得到的译码码字更加准确，以提高译码处理的准确性。
在一个实施例中，基于硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值的步骤，包括：
基于比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的分支度量值；支度量值用于表示从前一个状态节点转移到后一个状态节点的比特序列的增量；
基于初始状态节点的路径度量值和分支度量值，确定目标状态节点的候选路径度量值。
具体的，终端可以基于比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的分支度量值，并基于初始状态节点的路径度量值和分支度量值，确定目标状态节点的候选路径度量值。
举个例子，假设终端接收到对端发送的码字为12位软比特序列，预设位数为2位，则终端可以利用译码器对12位软比特序列进行硬判决处理，得到该比特序列中每一位比特数据对应的硬判决结果，例如，终端对第一位软比特数据7进行硬判决处理之后，得到第一位软比特数据7对应的硬判决结果为0，可以用符号sgn＝0表示；若第二位软比特数据小于0，则译码器得到的硬判决结果为1，可以用符号sgn＝1表示。
当终端利用译码器对12位软比特序列进行硬判决处理，得到该比特序列中每一位比特数据对应的硬判决结果之后，假设动态确定的第一目标比特数据为该比特序列中的第一位比特数据，则终端以该比特序列中的第一位比特数据作为起始点，向前进行正向追踪，以追踪得到从寄存器的初始状态节点到达目标状态节点的候选路径度量值。假设预设位数为2位，第一位比特数据的硬判决结果为sgn1＝0，第二位比特数据的硬判决结果为sgnz＝1，第一位比特数据的编码比特数据为第二位比特数据的编码比特数据为/>其中，/>表示第1步从状态节点a转移到状态节点b的编码比特数据在第1位的编码比特数据；/>表示第2步从状态节点a转移到状态节点b的编码比特数据在第2位的编码比特数据，则在正向追踪过程中，终端可以基于比特序列中每两位的比特数据对应的1个硬判决结果和3个编码比特数据，确定目标状态节点的分支度量值。即终端可以基于sgn1＝0和/>确定第1步从状态节点a转移到目标状态节点b的第一步的分支度量值，以及终端可以基于sgn2＝0和/>确定第2步从状态节点a转移到目标状态节点b的第二步的分支度量值。进一步的，终端将初始状态节点a的路径度量值、第一步的分支度量值以及第二步的分支度量值进行累加计算，即可得到最终的目标状态节点b的候选路径度量值。
本实施例中，通过硬判决符号降低分支度量值的计算位宽和计算时间，同时在前向追踪的过程中并行处理预设位数的比特数据，能够有效降低前向追踪的计算时间，从而有效降低译码处理的时延。
在一个实施例中，分支度量值包括第一分支度量值和第二分支度量值；基于初始状态节点的路径度量值和分支度量值，确定目标状态节点的候选路径度量值的步骤，包括：
基于初始状态节点的路径度量值、第一分支度量值和第二分支度量值，确定目标状态节点的候选路径度量值。
具体的，预设位数可以为2位，则终端基于比特序列中每两位的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的各分支度量值之后，终端可以基于初始状态节点的路径度量值、第一分支度量值和第二分支度量值，确定目标状态节点的候选路径度量值。
其中，本申请实施例中的硬判决结果，只有符号信息，而没有幅度信息，因此，分支度量值的计算方式可以如下公式(1)所示：
其中，公式(1)中sgni，i∈{0，1}，表示硬判决结果的符号信息；BMk，a→b表示分支度量值；表示编码比特数据；^表示异或运算；/>表示求和运算。
本申请实施例中的预设位数优选设置为2位，因此，终端每次处理比特序列中的数据时，可以每两位进行并行处理，相较于传统方式中，针对每一位比特数据进行正向追踪，以得到目标状态节点的候选路径度量值的方式，能够极大的减少每次正向追踪处理的计算时间。
在一个实施例中，如图5所示，基于比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的分支度量值的步骤，包括：
步骤502，将比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据进行异或处理，得到从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的相关系数；
步骤504，基于相关系数，从预设的分支度量关系表中查找到从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的分支度量值；其中，预设的分支度量关系表中包含相关系数与分支度量值之间的映射关系。
其中，相关系数是指将比特序列中的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据进行异或处理后，得到的数据即为相关系数。
具体的，预设位数可以为2位，终端将比特序列中每两位的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据进行异或处理，得到从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的相关系数。进一步的，终端可以基于相关系数，从预设的分支度量关系表中查找到从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的分支度量值；其中，预设的分支度量关系表中包含相关系数与分支度量值之间的映射关系。预设的分支度量关系表如下表1所示：
表1：分支度量值的计算规则表
如表1所示，表示相关系数，BMk，a→b表示分支度量值。
由上述表1可知，本申请实施例中的分支度量值的取值范围为{0，1，2，3}，分支度量值的取值由硬判决结的符号信息sgni，i∈{0，1}和编码比特数据决定。在终端实际的译码处理过程中，终端可以通过查表法确定到达每个状态节点的分支度量值BMka→b的数值，即终端可以从上述表1中查找到从寄存器中初始状态节点转移到各目标状态节点的分支度量值。
传统的译码处理方式中，采用软比特计算分支度量和路径度量，计算位宽较大，且分支度量需要实时计算，需要较长的计算时间。此外，传统方式中在前向追踪和反向追踪过程中，每次仅处理1比特，当码字长度较长时，需要较长的处理时间。
而本实施例中，由于将接收信号的比特序列进行硬判决处理，可以得到比特序列中每位比特数据对应的硬判决结果，故可以直接通过硬判决结果和编码数据进行查表，利用查表法即可实时确定目标状态节点的各分支度量值以及各候选路径度量值，有效降低了分支度量值的计算时间，从而能够有效降低译码处理的时延。
在一个实施例中，分支度量值包括第一分支度量值和第二分支度量值；从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点包括第一步骤和第二步骤；第一步骤为从初始状态节点转移到第一状态节点的处理过程；第二步骤为从第一状态节点转移到目标状态节点的处理过程，基于比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的分支度量值的步骤，包括：
若预设位数为两位，则获取比特序列中两位比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据；
将比特序列中两位比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据进行异或处理，得到从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点过程中第一步骤的第一相关系数，以及第二步骤的第二相关系数；
基于第一相关系数，从预设的分支度量关系表中查找到从初始状态节点转移到第一状态节点的第一分支度量值；
基于第二相关系数，从预设的分支度量关系表中查找到从第一状态节点转移到目标状态节点的第二分支度量值。
具体的，本实施例中的预设位数可以为2位，则终端可以获取比特序列中前两位比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，并将比特序列中前两位的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据进行异或处理，得到从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点过程中第一步骤的第一相关系数，以及第二步骤的第二相关系数。进一步的，终端可以基于第一相关系数，从预设的分支度量关系表中查找到从初始状态节点转移到第一状态节点的第一分支度量值；同时，终端基于第二相关系数，从预设的分支度量关系表中查找到从第一状态节点转移到目标状态节点的第二分支度量值。进一步的，终端可以将第一分支度量值和第二分支度量值进行累加计算，即可得到从寄存器中初始状态节点转移到各目标状态节点的总分支度量值。其中，预设的分支度量关系表表如前述表1所示。
举个例子，假设比特序列A为567892，则终端可以获取比特序列A中前两位比特数据56对应的硬判决结果为sgn1＝0、sgn2＝0和编码比特数据以及进一步的，终端可以将前两位的比特数据对应的硬判决结果sgn1＝0、sgn2＝0和编码比特数据/>以及/>进行异或处理，假设/>异或处理的结果为0，即/>异或处理的结果为0，即/>异或处理的结果为0，即/>则可以得到从寄存器中初始状态节点a转移到状态节点b过程中第一步骤的第一相关系数为000。假设/>异或处理的结果为0，即/>异或处理的结果为1，即/>异或处理的结果为0，即/>则可以得到从寄存器中状态节点b转移到目标状态节点c过程中第二步骤的第二相关系数为010。进一步的，终端可以基于第一相关系数000，从预设的分支度量关系表(即表1)中查找到从初始状态节点a转移到第一状态节点b的第一分支度量值/>为0；同时，终端基于第二相关系数010，从预设的分支度量关系表中(即表1)查找到从第一状态节点b转移到第二状态节点c的第二分支度量值/>为1。进一步的，终端可以将第一分支度量值0和第二分支度量值1进行累加计算，即可得到从寄存器中初始状态节点a转移到目标状态节点c的总分支度量值为
本实施例中，由于将接收信号的比特序列进行硬判决处理，可以得到比特序列中每位比特数据对应的硬判决结果，故可以直接通过硬判决结果和编码数据进行查表，利用查表法即可实时确定目标状态节点的各分支度量值，将各分支度量值进行简单的累加计算，即可得到从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的总分支度量值，有效降低了分支度量值的计算时间，从而能够有效降低译码处理的时延。
在一个实施例中，所述方法还包括：
若预设位数为两位，则获取比特序列中两位比特数据；两位比特数据包括第一位比特数据和第二位比特数据；
在第一步骤的状态转移过程中，将第一位比特数据与初始状态节点的初始比特数据进行转移处理，得到从初始状态节点转移到第一状态节点的第一反向追踪比特数据和第一状态节点的第一比特数据；
在第二步骤的状态转移过程中，将第二位比特数据与第一状态节点的第一比特数据进行转移处理，得到从第一状态节点转移到目标状态节点的第二反向追踪比特数据和目标状态节点的目标比特数据；
将第一反向追踪比特数据和目标反向追踪比特数据存储在反向追踪内存中。
其中，反向追踪内存中存储的反向追踪比特数据用于在进行反向追踪时，作为输入的比特数据，进行反向追踪，以得到反向追踪比特序列。
具体的，本申请实施例中从寄存器中的初始状态节点转移到目标状态节点包括第一步骤和第二步骤，第一步骤为从初始状态节点转移到第一状态节点的处理过程，第二步骤为从第一状态节点转移到目标状态节点的处理过程。
若预设位数为两位，则终端可以获取比特序列中两位比特数据，两位比特数据包括第一位比特数据和第二位比特数据。在终端利用译码器以比特序列中的第一目标比特数据作为起始点，向前进行正向追踪的过程中，在正向追踪的第一步骤的状态转移过程中，译码器将第一位比特数据与初始状态节点的初始比特数据进行转移处理，得到从初始状态节点转移到第一状态节点的第一反向追踪比特数据和第一状态节点的第一比特数据；在终端利用译码器执行第二步骤的状态转移过程中，将第二位比特数据与第一状态节点的第一比特数据进行转移处理，得到从第一状态节点转移到目标状态节点的目标反向追踪比特数据和目标状态节点的目标比特数据。进一步的，终端利用译码器将第一反向追踪比特数据和目标反向追踪比特数据存储在反向追踪内存中，以使得后续进行反向追踪的过程中，终端可以将反向追踪内存中的每一位反向追踪比特数据作为输入数据，进行反向追踪，以得到反向追踪比特序列。
举个例子，假设比特序列A为abcd，若预设位数为两位，则终端可以获取比特序列A中前两位比特数据为ab，即输入的比特数据为ab，在终端利用译码器执行第一步骤的状态转移过程中，译码器将第一位比特数据a与初始状态节点a的初始比特数据00 00 00进行转移处理，得到从初始状态节点a转移到第一状态节点b的第一反向追踪比特数据为0和第一状态节点a的第一比特数据a 00 00 0；在终端利用译码器执行第二步骤的状态转移过程中，将第二位比特数据b与第一状态节点b的第一比特数据a00 00 0进行转移处理，得到从第一状态节点b转移到目标状态节点c的目标反向追踪比特数据为0和目标状态节点c的目标比特数据ba 00 00。进一步的，终端利用译码器将第一反向追踪比特数据0和目标反向追踪比特数据0存储在反向追踪内存中，即反向追踪内存中存储的数据为00。进一步的，终端继续获取比特序列A中下两位比特数据为cd，即输入的比特数据为cd，在终端利用译码器执行第一步骤的状态转移过程中，译码器将第一位比特数据c与初始状态节点c的初始比特数据ba00 00进行转移处理，得到从初始状态节点c转移到第一状态节点d的第一反向追踪比特数据为0和第一状态节点d的第一比特数据c ba 00 0；在终端利用译码器执行第二步骤的状态转移过程中，将第二位比特数据d与第一状态节点d的第一比特数据c ba 00 0进行转移处理，得到从第一状态节点d转移到目标状态节点e的目标反向追踪比特数据为0和目标状态节点e的目标比特数据dc ba 00。进一步的，终端利用译码器将第一反向追踪比特数据0和目标反向追踪比特数据0存储在反向追踪内存中，此时，反向追踪内存中存储了4位反向追踪比特数据为0000，后续进行反向追踪的过程中，终端可以将反向追踪内存中的每一位反向追踪比特数据作为输入数据，进行反向追踪，以得到反向追踪比特序列。
本实施例中，通过在正向追踪过程中，并行处理预设位数的比特数据，能够有效降低正向追踪的的计算时间，并将每次处理的反向追踪比特数据存储在反向追踪内存中，使得后续在反向追踪过程中也能够并行处理预设位数的比特数据，从而能够有效降低反向追踪的计算时间，以保证译码处理的及时性，同时也能够有效降低功耗。
在其中一个实施例中，该方法还包括：基于候选路径度量值，确定目标状态节点的目标路径度量值，并以目标状态节点作为起始点，向前进行反向追踪得到目标比特序列的步骤，具体包括：
若预设位数为四位，则以目标状态节点的作为起始点，每次从反向追踪内存中获取四位比特数据，将四位比特数据与目标状态节点的比特数据进行转移处理，直到遍历完反向追踪内存中所有的反向追踪比特数据停止，得到反向追踪比特序列；
将反向追踪比特序列进行反向排序，得到目标比特序列。
其中，反向追踪比特序列是指进行反向追踪得到的比特序列。
具体的，若反向追踪的预设位数为四位，则终端基于各候选路径度量值，确定目标状态节点的目标路径度量值之后，终端以目标状态节点作为起始点，每次从反向追踪内存中获取四位比特数据，将四位比特数据与目标状态节点的比特数据进行转移处理，直到遍历完反向追踪内存中所有的反向追踪比特数据停止，得到反向追踪比特序列。进一步的，终端可以将反向追踪比特序列进行反向排序，以得到目标比特序列。
举个例子，假设比特序列A为abcd，在终端以该比特序列中的第一目标比特数据作为起始点，向前进行正向追踪到该比特序列的尾端，即将cd作为输入的比特数据进行状态转移处理之后，此时，反向追踪内存中存储了4位反向追踪比特数据位0000，则终端以目标状态节点e作为起始点，每次从反向追踪内存中获取四位比特数据，假设从反向追踪内存中获取的四位比特数据为0000，则终端将四位比特数据0000与目标状态节点的比特数据dcba 00进行转移处理，直到遍历完反向追踪内存中所有的反向追踪比特数据停止，得到反向追踪比特序列dc ba。进一步的，终端可以将反向追踪比特序列dc ba进行反向排序，以得到目标比特序列ab cd。即在终端进行反向追踪的过程中，终端可以将反向追踪内存中的每4位反向追踪比特数据作为输入数据，进行反向追踪，以得到反向追踪比特序列。由此使得，通过在反向传播中并行处理四位比特数据，能够有效降低反向传播的计算时间。
在一个实施例中，基于硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值之后，所述方法还包括：
若确定接收信号的码字长度为偶数，则将所有状态转移时得到的第一反向追踪比特数据和目标反向追踪比特数据储存在反向追踪内存中；
若确定接收信号的码字长度为奇数，且当前时刻正向追踪的步数大于预设阈值，则将当前时刻正向追踪过程中得到的反向追踪比特数据存储在反向追踪内存中。
其中，信号的码字是指信号的比特序列，例如，本申请实施例中码字可以为发送端发送的二进制比特流数据。
具体的，在正向追踪过程中，终端确定目标状态节点的候选路径度量值之后，终端可以获取接收信号的码字长度，并确定信号的码字长度为奇数或者偶数。若终端确定信号的码字长度为偶数，则终端将所有状态转移时得到的第一反向追踪比特数据和目标反向追踪比特数据储存在反向追踪内存中；若终端确定信号的码字长度为奇数，且当前时刻正向追踪的步数大于预设阈值，则终端将当前时刻正向追踪过程中得到的反向追踪比特数据存储在反向追踪内存中。
举个例子，假设比特序列A为abcd，在终端以该比特序列中的第一目标比特数据作为起始点，向前进行正向追踪至该比特序列的尾端的过程中，每一次终端将两位比特数据作为输入数据进行正向追踪之后，终端可以获取接收信号的码字即比特序列A的长度为4，并确定该信号的码字长度为偶数，则终端将所有状态转移时得到的第一反向追踪比特数据00和目标反向追踪比特数据00储存在反向追踪内存中；假设比特序列A为abcde，即终端确定信号的码字长度为奇数，且当前时刻正向追踪的步数大于预设阈值，则终端将当前时刻正向追踪过程中得到的反向追踪比特数据0储存在反向追踪内存中。
由于本申请实施例中，在进行反向追踪时，预设位数优选设置为4位，反向追踪内存的宽度为4比特，如果码字长度为奇数，则扩展码字长度不是4的整数倍，不方便存储。因此，需要设置判决条件，终端在每一次进行正向追踪时，处理2位比特数据，预设阈值可以设置为1，即终端需要判断信号的码字长度是否为偶数，若不是偶数，则只有当正向追踪的步数大于1时，在反向追踪内存中存储第二步状态转移时得到的反向追踪比特数据，即当码字长度为奇数时，第一步正向传播的2比特数据不会被存储在反向追踪内存中。由此使得，通过在正向追踪过程中，并行处理预设位数的比特数据；以及在反向追踪过程中并行处理预设位数的比特数据，能够有效降低追踪过程中的计算时间，因此，能够有效降低译码处理的时延，从而有效保证译码处理的及时性，同时也能够有效降低功耗。
在一个实施例中，基于硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值之后，，所述方法还包括：
若确定已处理至比特序列的尾端，则从候选路径度量值中选取最大值作为目标状态节点的目标路径度量值；
若确定未处理至比特序列的尾端，则继续基于比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值。
其中，比特序列的尾端是指比特序列的最后一位比特数据。例如。比特序列为abcd，则比特序列的尾端是指比特数据d的位置。
具体的，在正向追踪过程中，终端确定目标状态节点的候选路径度量值之后，终端可以进一步判断是否已处理至该比特序列的尾端；若终端确定已处理至比特序列的尾端，则终端可以从各候选路径度量值中选取最大值作为目标状态节点的目标路径度量值；若终端确定未处理至比特序列的尾端，则终端继续基于比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定各目标状态节点的候选路径度量值。
本申请实施例中，只有当确定已处理至比特序列的尾端时，终端才从各候选路径度量值中选取最大值作为目标状态节点的目标路径度量值，否则，终端继续进行正向追踪，以得到目标状态节点的所有候选路径度量值。由此，能够快速并行处理多位比特数据，在有效降低码处理的时延的同时，也能够有效保证译码处理的准确性。
在一个实施例中，本申请实施例提供的方法，可以应用于基于手机终端信息交互的场景中。以下以手机终端信息交互的场景为例，对本申请实施例提供的数字信号的译码方法进行说明。
传统方式中，针对现有的维特比算法主要存下如下缺点：1)采用软比特计算分支度量和路径度量，计算位宽较大，且分支度量需要实时计算，需要较长的计算时间；2)在前向追踪和反向追踪过程中，每次仅处理1比特，当码字长度较长时，需要较长的处理时间。
因此，本申请实施例中提出一种快速译码方法。本实施例中针对高信噪比场景，即信号强度高的场景，为满足译码处理的低时延需求，提出了一种快速维特比方法，以降低译码时延。同时，由于译码完成后可以关闭其他模块，如射频单元、控制单元等，本实施例中提出的快速维特比算法可以极大地降低功耗。此外，本实例中提出的快速译码方法，采用环绕维特比方法的处理方式，需要将输入的码字进行扩展，得到扩展码字，并对拓展码字进行译码处理，得到拓展译码码字，并筛选扩展译码码字的中间位置的部分码字作为最终输出码字。为了保证译码处理的低时延，本实施例中提出的快速译码方法的环绕系数设置为2。
本申请实施例提供的方法，可以应用于实时处理手机终端发送的码字的场景中。以下以实时处理手机终端发送的码字为例，对本申请实施例提供的数字信号的译码方法进行说明，包括以下步骤：
如图6所示，为数字通信系统的基本结构示意图。终端设备中安装有编码器、调制器、解调器、以及译码器。其中，解调器可以根据发送端调制器的调制方式，利用一定的准则，检测出发送端所发送的二进制比特。目前的数字通信系统中通常采用软解调，从而得到发送比特对应的软比特，即发送比特的对数似然比(Log Likelihood Ratio，LLR)，其定义如下公式(2)所示：
其中，LLR(vn)表示发送比特vn对应的软比特；pr(yn|vn＝a)表示发送比特vn＝a时，接收到符号yn的条件概率，a∈{0，1}；ln(·)表示取对数操作。
相较与传统的环绕维特比方法，本实施例提出的方法主要在分支度量计算、前向追踪和反向追踪的处理步骤具有较大区别，如图7所示，为本实施例中提出的快速译码方法的流程图。
具体细节如下：
(1)硬判决符号的分支度量计算：
本实施例中硬判决结果输入的只有符号信息，而没有幅度信息。此时，分支度量的计算如前述公式(1)所示，硬判决分支度量计算规则如前述表1所示，本实施例中终端通过硬判决结果输入的符号信息sgni，i∈{0，1，2}和编码比特数据可以直接从前述表1中查找到分支度量的数值。
其中，本实施例中的硬判决符号是指软比特做硬判决处理后的结果，如果软比特大于0，则硬判决符号为sgn＝0，若软比特小于0，则硬判决符号为sgn＝1。而传统方式中，实时计算分支度量值的表达式如下公式(3)所示，公式(3)中需要考虑软比特的幅度信息：
其中，表示第k步从状态a转移到状态b的编码序列在第i个数据流上的比特，sgni表示第i个数据流上LLR的符号，/>表示第i个数据流上LLR的绝对值，BMk，a→b表示第k步从状态a转移到状态b的的分支度量值。
(2)基四前向追踪：
本实施例中终端在以比特序列中的第一位比特数据作为起始点，向前进行正向追踪时，采用基四前向追踪一次处理两个输入比特，当输入两个比特后，最后状态得到的前四位比特与最初状态的前四个比特相同。
如图8所示，为基四前向追踪分步流程图。在基四前向追踪中，每个时刻的64个状态分成16个子集，每个子集包括4个状态。对于子集Γd，图8中最初状态的前四个比特、中间状态的中间四个比特、以及最后状态的最后四个比特都等于子集Γd。
其中，子集Γd是由四个比特数据组成，可以看作子集的序列。在状态转移过程中，终端利用译码器将第一个状态、第二个状态和第三个状态转换成最初状态、中间状态和最后状态。协议中的咬尾卷积码总共有64个状态，表示为(00 00 00-11 11 11)，假设输入比特为ab，最初状态为00 00 00，中间状态为a 00 00 0，最后状态为ba 00 00，由此可知，输入两比特数据时，状态转移中的最初状态、中间状态以及最后状态的前四个比特数据、中间四个比特数据和最后四个比特数据相同。可以理解，本申请实施例中的子集代表独立的运算单元，每个子集的运算相互独立，子集内部的计算过程相似，划分子集可以了解到译码器是如何每两位比特数据进行正向追踪的。相较于传统技术中一次只能处理1位比特数据，即在正向追踪过程中，每次处理只能往前最终1比特数据。
为了方便表示最终状态和最初状态的关系，可以将图8中的两步处理合并为一步，如图9所示，为基四前向追踪合并流程图。
如图9所示，合并后有四条路径到达最终状态，终端需要从这四条路径中选择路径度量值中最大值作为目标路径度量值。每条路径需要经过两步，等同于最初状态的路径度量值加上两步的分支度量值。从最初状态ai，经过中间状态bi，达到最终状态cj的路径度量值为：
其中，是第一步的分支度量值，/>是第二步的分支度量，可以通过硬判决符号分支度量计算的查表法计算得到。从这四条路径中选择路径度量值最大的路径作为最终状态cj的路径度量值：
该路径最初状态ai的后2比特为反向追踪比特。假设输入比特为ab，最初状态为0000 00，中间状态为a 00 00 0，最后状态为ba 00 00，此时终端需要从ba 00 00恢复至0000 00，需要获取到最初状态00 00 00的00，即后两个比特。
(3)基十六反向追踪
本实施例中以目标状态节点作为起始点，向前进行反向追踪得到目标比特序列的处理过程中，采用基十六反向追踪的处理方式，即在反向追踪过程中一次回溯4比特数据，反向追踪内存的宽度为4比特，如果发送端发送的码字长度为奇数，则扩展码字长度不是4的整数倍，不方便存储。因此，需要设置判决条件，若码字长度为奇数，为了保证最后储存的比特数据能够被4整除，因此第一步基四前向传播的2比特数据不会被存储在反向追踪内存中。
由于每次基四前向追踪输出2个反向追踪比特，反向追踪内存一个地址中需要存储2次基四前向追踪的4个反向追踪比特，需要一个临时反向追踪寄存器中存储第一次基四前向追踪的2比特数据，当2次前向追踪完成后，将临时反向追踪寄存器中存储的2比特数据存入反向追踪内存一个地址位的前2比特，将最优路径中间状态的后2位比特数据存储到反向追踪内存一个地址位的后2比特。
即如图7所示的流程图中，当确定码本长度不为偶数时，终端需要进一步判断前向追踪步数是否大于1，由于前向追踪一次处理2比特数据，因此只有当前向追踪的步数大于1时，才将当前时刻前向追踪过程中得到的2比特数据存储在反向追踪内存中。
传统方式中反向追踪般一次只回溯一比特数据，而本申请实施例中在进行反向追踪时一次可以回溯四比特数据。
本申请实施例中提出的方法可以有效克服传统方式的缺点，具体来说：1)通过硬判决符号降低分支度量值的计算位宽和计算时间；2)通过基四前向传播在前向传播中并行处理二比特数据，降低前向传播的计算时间；3)通过基十六反向传播在反向传播中并行处理四比特数据，降低反向传播的计算时间。
本实施例中，前向追踪的计算时间为传统方式的50％，反向追踪的时间为传统方式的25％，计算位宽为传统方式的1/6，能够有效降低译码处理的时延。
可以理解，本方案中前向传播或反向传播的基数可以配置，根据实际的芯片面积和时延需求选择。具体而言，当前向传播的基数增加时，所需芯片面积增加，时延降低。同时，本方案降低前向传播和反向传播的方法也可以扩展到采用软比特输入的维特比方法中，适用于各种信噪比场景。
此外，本申请实施例中提出的数字信号的译码方法，也可以扩展到所适用的其他数学问题和应用场景，并可以有效地提升性能。具体而言，应用场景可以包括：1)卷积码译码，应用于LTE、GSM等网络；或者卫星、深空通信以及无线局域网络；2)基于隐马尔可夫模型的隐藏序列选取，包括语音识别和目标跟踪的场景中。
应该理解的是，虽然图1-9的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-9中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
图10为一个实施例的数字信号的译码装置的结构框图。如图10所示，提供了一种数字信号的译码装置，包括：获取模块1002和确定模块1004，其中：
获取模块1002，用于获取比特序列中比特数据的硬判决结果。
确定模块1004，用于基于硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值；候选路径度量值用于确定目标状态节点的目标路径度量值；目标路径度量值用于确定输出的译码码字；译码码字用于进行信息展示。
在一个实施例中，该装置还包括：拓展模块。
拓展模块用于基于预设的环绕系数，对比特序列进行拓展，得到拓展比特序列。处理模块还用于对拓展比特序列进行硬判决处理，得到拓展比特序列中每个比特数据对应的硬判决结果。
在一个实施例中，确定模块还用于基于比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的分支度量值；分支度量值用于表示从前一个状态节点转移到后一个状态节点的比特序列的增量；基于初始状态节点的路径度量值和分支度量值，确定目标状态节点的候选路径度量值。
在一个实施例中，确定模块还用于基于初始状态节点的路径度量值、第一分支度量值和第二分支度量值，确定目标状态节点的候选路径度量值。
在一个实施例中，该装置还包括：查找模块。
处理模块还用于将比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据进行异或处理，得到从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的相关系数。查找模块用于基于相关系数，从预设的分支度量关系表中查找到从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点的分支度量值；其中，预设的分支度量关系表中包含相关系数与分支度量值之间的映射关系。
在一个实施例中，该装置还包括：获取模块。
获取模块用于若预设位数为两位，则获取比特序列中两位比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据。处理模块还用于将比特序列中两位比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据进行异或处理，得到从寄存器中初始状态节点转移到目标状态节点过程中第一步骤的第一相关系数，以及第二步骤的第二相关系数。查找模块还用于基于第一相关系数，从预设的分支度量关系表中查找到从初始状态节点转移到第一状态节点的第一分支度量值；基于第二相关系数，从预设的分支度量关系表中查找到从第一状态节点转移到目标状态节点的第二分支度量值。
在一个实施例中，该装置还包括：存储模块。
获取模块还用于若预设位数为两位，则获取比特序列中两位比特数据；两位比特数据包括第一位比特数据和第二位比特数据。处理模块还用于在第一步骤的状态转移过程中，将第一位比特数据与初始状态节点的初始比特数据进行转移处理，得到从初始状态节点转移到第一状态节点的第一反向追踪比特数据和第一状态节点的第一比特数据；在第二步骤的状态转移过程中，将第二位比特数据与第一状态节点的第一比特数据进行转移处理，得到从第一状态节点转移到目标状态节点的目标反向追踪比特数据和目标状态节点的目标比特数据。存储模块用于将第一反向追踪比特数据和目标反向追踪比特数据存储在反向追踪内存中。
在一个实施例中，该装置还包括：排序模块。
处理模块还用于若预设位数为四位，则以目标状态节点的作为起始点，每次从反向追踪内存中获取四位比特数据，将四位比特数据与目标状态节点的比特数据进行转移处理，直到遍历完反向追踪内存中所有的反向追踪比特数据停止，得到反向追踪比特序列。排序模块用于将反向追踪比特序列进行反向排序，得到目标比特序列。
在一个实施例中，存储模块还用于若确定接收信号的码字长度为偶数，则将所有状态转移时得到的第一反向追踪比特数据和目标反向追踪比特数据存储在反向追踪内存中；若确定接收信号的码字长度为奇数，且当前时刻正向追踪的步数大于预设阈值，则将当前时刻正向追踪过程中得到的反向追踪比特数据存储在反向追踪内存中。
在一个实施例中，该装置还包括：选取模块。
选取模块用于若确定已处理至比特序列的尾端，则从候选路径度量值中选取最大值作为目标状态节点的目标路径度量值。确定模块还用于若确定未处理至比特序列的尾端，则继续基于比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值。
上述数字信号的译码装置中各个模块的划分仅仅用于举例说明，在其他实施例中，可将数字信号的译码装置按照需要划分为不同的模块，以完成上述数字信号的译码装置的全部或部分功能。
关于数字信号的译码装置的具体限定可以参见上文中对于数字信号的译码方法的限定，在此不再赘述。上述数字信号的译码装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
图11为一个实施例中电子设备的内部结构示意图。该电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)、车载电脑、穿戴式设备等任意终端设备。该电子设备包括通过系统总线连接的处理器和存储器。其中，该处理器可以包括一个或多个处理单元。处理器可为CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)或DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)等。存储器可包括非易失性存储介质及内存储器。非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该计算机程序可被处理器所执行，以用于实现以下各个实施例所提供的一种数字信号的译码方法。内存储器为非易失性存储介质中的操作系统计算机程序提供高速缓存的运行环境。
本申请实施例中提供的数字信号的译码装置中的各个模块的实现可为计算机程序的形式。该计算机程序可在终端或服务器上运行。该计算机程序构成的程序模块可存储在电子设备的存储器上。该计算机程序被处理器执行时，实现本申请实施例中所描述方法的步骤。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。一个或多个包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行数字信号的译码方法的步骤。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行数字信号的译码方法。
本申请所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、PROM(Programmable Read-only Memory，可编程只读存储器)、EPROM(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-only Memory，电可擦除可编程只读存储器)或闪存。易失性存储器可包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如SRAM(Static Random Access Memory，静态随机存取存储器)、DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器)、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存取存储器)、双数据率DDRSDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access memory，双数据率同步动态随机存取存储器)、ESDRAM(Enhanced Synchronous Dynamic Random Access memory，增强型同步动态随机存取存储器)、SLDRAM(Sync Link Dynamic Random Access Memory，同步链路动态随机存取存储器)、RDRAM(Rambus Dynamic Random Access Memory，总线式动态随机存储器)、DRDRAM(Direct Rambus Dynamic Random Access Memory，接口动态随机存储器)。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种数字信号的译码方法，其特征在于，包括：
基于预设的环绕系数，对比特序列进行拓展，得到拓展比特序列；对所述拓展比特序列进行硬判决处理，得到所述拓展比特序列中每个比特数据对应的硬判决结果；
基于所述硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值；所述候选路径度量值用于确定所述目标状态节点的目标路径度量值；所述目标路径度量值用于确定输出的译码码字；所述译码码字用于进行信息展示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值，包括：
基于所述拓展比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定从寄存器中初始状态节点转移到所述目标状态节点的分支度量值；所述分支度量值用于表示从前一个状态节点转移到后一个状态节点的比特序列的增量；
基于所述初始状态节点的路径度量值和所述分支度量值，确定所述目标状态节点的候选路径度量值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分支度量值包括第一分支度量值和第二分支度量值；所述基于所述初始状态节点的路径度量值和所述分支度量值，确定所述目标状态节点的候选路径度量值，包括：
基于所述初始状态节点的路径度量值、所述第一分支度量值和所述第二分支度量值，确定所述目标状态节点的候选路径度量值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述拓展比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定从寄存器中初始状态节点转移到所述目标状态节点的分支度量值，包括：
将所述拓展比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据进行异或处理，得到从寄存器中初始状态节点转移到所述目标状态节点的相关系数；
基于所述相关系数，从预设的分支度量关系表中查找到从寄存器中初始状态节点转移到所述目标状态节点的分支度量值；其中，预设的分支度量关系表中包含相关系数与分支度量值之间的映射关系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分支度量值包括第一分支度量值和第二分支度量值；所述从寄存器中初始状态节点转移到所述目标状态节点包括第一步骤和第二步骤；所述第一步骤为从所述初始状态节点转移到第一状态节点的处理过程；所述第二步骤为从所述第一状态节点转移到所述目标状态节点的处理过程；
所述基于所述拓展比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定从寄存器中初始状态节点转移到所述目标状态节点的分支度量值，包括：
若预设位数为两位，则获取所述拓展比特序列中两位比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据；
将所述拓展比特序列中两位比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据进行异或处理，得到从寄存器中初始状态节点转移到所述目标状态节点过程中所述第一步骤的第一相关系数，以及所述第二步骤的第二相关系数；
基于所述第一相关系数，从预设的分支度量关系表中查找到从所述初始状态节点转移到第一状态节点的第一分支度量值；
基于所述第二相关系数，从预设的分支度量关系表中查找到从所述第一状态节点转移到所述目标状态节点的第二分支度量值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若预设位数为两位，则获取所述拓展比特序列中两位比特数据；所述两位比特数据包括第一位比特数据和第二位比特数据；
在所述第一步骤的状态转移过程中，将所述第一位比特数据与所述初始状态节点的初始比特数据进行转移处理，得到从所述初始状态节点转移到第一状态节点的第一反向追踪比特数据和所述第一状态节点的第一比特数据；
在所述第二步骤的状态转移过程中，将第二位比特数据与所述第一状态节点的第一比特数据进行转移处理，得到从所述第一状态节点转移到所述目标状态节点的目标反向追踪比特数据和所述目标状态节点的目标比特数据；
将所述第一反向追踪比特数据和所述目标反向追踪比特数据存储在反向追踪内存中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若预设位数为四位，则以所述目标状态节点作为起始点，每次从所述反向追踪内存中获取四位比特数据，将所述四位比特数据与所述目标状态节点的目标比特数据进行转移处理，直到遍历完所述反向追踪内存中所有的反向追踪比特数据停止，得到反向追踪比特序列；
将所述反向追踪比特序列进行反向排序，得到目标比特序列。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值之后，所述方法还包括：
若确定接收信号的码字长度为偶数，则将所有状态转移时得到的所述第一反向追踪比特数据和所述目标反向追踪比特数据存储在反向追踪内存中；
若确定所述接收信号的码字长度为奇数，且当前时刻正向追踪的步数大于预设阈值，则将当前时刻正向追踪过程中得到的反向追踪比特数据存储在反向追踪内存中。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值之后，所述方法还包括：
若确定已处理至所述比特序列的尾端，则从所述候选路径度量值中选取最大值作为目标状态节点的目标路径度量值；
若确定未处理至所述比特序列的尾端，则继续基于所述拓展比特序列中预设位数的比特数据对应的硬判决结果和编码比特数据，确定所述目标状态节点的候选路径度量值。
10.一种数字信号的译码装置，其特征在于，包括：
拓展模块，用于基于预设的环绕系数，对比特序列进行拓展，得到拓展比特序列；
处理模块，用于对所述拓展比特序列进行硬判决处理，得到所述拓展比特序列中每个比特数据对应的硬判决结果；
确定模块，用于基于所述硬判决结果和编码比特数据，确定目标状态节点的候选路径度量值；所述候选路径度量值用于确定所述目标状态节点的目标路径度量值；所述目标路径度量值用于确定输出的译码码字；所述译码码字用于进行信息展示。
11.一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至9中任一项所述的数字信号的译码方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。
CN202210129536.8A 2022-02-11 2022-02-11 数字信号的译码方法、装置、电子设备 Active CN114553372B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210129536.8A CN114553372B (zh) 2022-02-11 2022-02-11 数字信号的译码方法、装置、电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210129536.8A CN114553372B (zh) 2022-02-11 2022-02-11 数字信号的译码方法、装置、电子设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114553372A CN114553372A (zh) 2022-05-27
CN114553372B true CN114553372B (zh) 2024-05-03

Family

ID=81673137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210129536.8A Active CN114553372B (zh) 2022-02-11 2022-02-11 数字信号的译码方法、装置、电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114553372B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115426079B (zh) * 2022-11-04 2023-02-24 浙江地芯引力科技有限公司 数据解调方法、装置及电子产品
CN115567168B (zh) * 2022-12-06 2023-03-24 北京蓝玛星际科技有限公司 Pdcch盲检的实现方法、装置及电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102611457A (zh) * 2012-02-29 2012-07-25 西安空间无线电技术研究所 一种多维tcm译码器
CN110138390A (zh) * 2019-06-12 2019-08-16 中国计量大学 一种基于深度学习的极化码sscl算法译码器
CN111786683A (zh) * 2020-05-29 2020-10-16 东南大学 一种低复杂度的极化码多码块译码器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7496159B2 (en) * 2003-12-01 2009-02-24 Mediatek Inc. Survivor memory management in a Viterbi decoder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102611457A (zh) * 2012-02-29 2012-07-25 西安空间无线电技术研究所 一种多维tcm译码器
CN110138390A (zh) * 2019-06-12 2019-08-16 中国计量大学 一种基于深度学习的极化码sscl算法译码器
CN111786683A (zh) * 2020-05-29 2020-10-16 东南大学 一种低复杂度的极化码多码块译码器

Also Published As

Publication number Publication date
CN114553372A (zh) 2022-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108462558B (zh) 一种极化码scl译码方法、装置及电子设备
CN114553372B (zh) 数字信号的译码方法、装置、电子设备
US7395495B2 (en) Method and apparatus for decoding forward error correction codes
KR101330132B1 (ko) 랩터 코드의 디코딩
US8397148B2 (en) Low complexity decoding algorithm for tail-biting convolutional codes
KR102349209B1 (ko) 멀티-스테이지 소프트 입력 디코딩을 위한 방법 및 시스템
US9071406B2 (en) Apparatus and method using matrix network coding
WO2011026330A1 (zh) 一种信道译码方法和装置
US8843811B2 (en) Apparatus and method for decoding in communication system
US20070153693A1 (en) Transport format detecting apparatus and method
US7925964B2 (en) High-throughput memory-efficient BI-SOVA decoder architecture
US9793944B2 (en) System and apparatus for decoding tree-based messages
CN109639290B (zh) 一种半随机分组叠加编码及译码方法
US10826541B2 (en) Convolutional code decoder and convolutional code decoding method
CN112953569A (zh) 译码方法及装置、存储介质、电子设备、译码器
JP2005294898A (ja) ビタビ復号方法、復号化装置、移動局無線装置、基地局無線装置および移動通信システム
CN102142848B (zh) 一种咬尾卷积码的译码方法及译码器
CN102291198B (zh) 信道译码方法和装置
JP2004349901A (ja) ターボ復号器及びそれに用いるダイナミック復号方法
CN110830166B (zh) 联合检测译码方法、装置、计算机设备及存储介质
CN112564859A (zh) 一种软比特量化方法、装置、终端及存储介质
US20030194025A1 (en) Viterbi decoder and method using sequential two-way add-compare-select operations
KR20130081279A (ko) 채널 복호화 방법과 테일 바이팅 길쌈부호 복호기
CN114499548B (zh) 一种译码方法、装置及存储介质
CN112737600A (zh) 译码方法和译码器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant