高吞吐率、低功耗的軟輸出維特比譯碼器.pdf

1、本文針對ECMA-368超寬帶標(biāo)準(zhǔn)采用的卷積碼設(shè)計(jì)了一個(gè)軟輸出維特比譯碼器。超寬帶(UWB)是一種具有廣泛應(yīng)用前景的短距離無線通信技術(shù)，被采納為無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)以及下一代藍(lán)牙通信的物理層。MB-OFDM是一種被廣泛采用的超寬帶的實(shí)現(xiàn)方案，被采納為ECMA-368標(biāo)準(zhǔn)。為了使得發(fā)出的高速數(shù)據(jù)在經(jīng)過信道之后能夠可靠地復(fù)現(xiàn)在通信系統(tǒng)的接收端，EMCA-368標(biāo)準(zhǔn)采用級聯(lián)的卷積碼-里德索羅蒙(RS)碼對它的PLCPHeader進(jìn)行編碼，并

2、單獨(dú)采用卷積碼對它的PPDUPayload編碼。
　　維特比譯碼算法(VA)是一種常用的卷積碼的譯碼算法，因其硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度降低，且譯碼性能較好而廣受歡迎。軟輸出維特比譯碼算法(SOVA)是一種改進(jìn)的維特比譯碼算法。SOVA譯碼器不但能夠接收軟判決信息，而且能夠給出每個(gè)譯碼符號的可信度值。這些可信度值可以提供給下一級譯碼器，以提高整個(gè)級聯(lián)譯碼器的譯碼性能。
　　本文設(shè)計(jì)的SOVA譯碼器能夠?qū)CMA-368定義的碼率為1/3

3、，約束長度為7的卷積碼譯碼。它也能對通過對碼率為1/3的“母碼”打孔產(chǎn)生的的打孔碼進(jìn)行譯碼，這些打孔碼的碼率分別為1/2，5/8，3/4。加-比-選擇單元(ACSU)通常是譯碼器的速度瓶頸。為了加快其最高工作頻率，譯碼器采用了E.Yeo提出的改進(jìn)的CSA結(jié)構(gòu)，而不是傳統(tǒng)的ACS結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)ACSU。另外，本文提出采用了7段量化方法來替代傳統(tǒng)的8段量化方法，這樣的話ACSU的最高工作頻率能夠進(jìn)一步加快，所需硬件開銷也能減少。
　　在S

4、OVA譯碼器中，需要大量的存儲器來存儲路徑度量的差值，且這些存儲器占據(jù)了整個(gè)譯碼器所需存儲器的很大部分。本論文提出了一種新穎的混合幸存路徑管理結(jié)構(gòu)。它采用了改進(jìn)的前向追溯方法，能夠減小所需的存儲器，并獲得較高的譯碼吞吐率，且不會有較大的功耗。另外，本文也對譯碼器的其他模塊進(jìn)行了優(yōu)化。例如，路徑比較單元(PCU)和可信度更新單元(RMU)中不必要的前K-1級被移除了，而這樣做并不會影響譯碼結(jié)果。
　　SOVA譯碼器的吸引力驅(qū)使我們?nèi)?/p>

5、尋找將它的軟輸出信息傳遞給RS譯碼器的方法。由于RS譯碼器需要每個(gè)符號的可信度值，而SOVA譯碼器只能給出每個(gè)比特的可信度值，因此需要找到一種將比特可信度值轉(zhuǎn)化為符號可信度值的方法。但是由于SOVA譯碼器的軟輸出信息是相關(guān)的，并不存在一種最優(yōu)的轉(zhuǎn)化方案。本文比較了兩種不同的次優(yōu)的轉(zhuǎn)換方案，并且提出了一種易于實(shí)現(xiàn)的SOVA-RS級聯(lián)譯碼方案。該方案適用于標(biāo)準(zhǔn)定義的多種碼率的卷積碼。仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的Viterbi-RS級聯(lián)譯碼器相比，