LTE物理层信道编码--信息编码--咬尾卷积编码

模块作用：对控制信息和广播信道进行信道编码，增强鲁棒性。

咬尾卷积码优缺点：克服了码率损失的问题，并且适合迭代译码，但是译码复杂度增加了。

通常卷积码编码器开始工作时都要进行初始化，常常将编码器的所有寄存器单元都进行清零处理。而在编码结束时，还要使用尾比特进行归零的结尾操作（Tailed Termination）。相对于编码比特而言，尾比特增加了编码开销。

TD-LTE系统的卷积码编码器采用了咬尾编码方法，如图1所示，编码器开始工作时要进行特殊的初始化，将输入信息比特的最后m个比特依次输入编码器的寄存器中，当编码结束时，编码器的结束状态与初始状态相同。由于这个编码方法没有出现尾比特，因此称为咬尾编码。咬尾编码减少了尾比特的编码开销。对于咬尾编码方法，在译码过程中，由于编码器的初始状态和结尾状态是未知的，因此就需要增加一定的译码复杂度，才能确保好的译码性能。

LTE TS36.212中规定了使用的咬尾卷积编码的约束长度为7，码率为1/3。

其中 

约束长度：（constraint length）= 寄存器个数（N）+1，即能输出信号到加法器的点的和。

编码速率：若以（k,n,m）来描述卷积码，其中k为每次输入到卷积编码器的bit数，n为每个k元组码字对应的卷积码输出n元组码字，m称为约束长度，编码速率k/n。而这里一路输入有三路输出，还不用额外的尾比特。码率自然是1/3。

 

图1中D从左到右分别对应标准上的S0，S1，。。。S5。

初始化时，S0=Ck-1，S1=Ck-2，。。。，S5=Ck-6。　　//initialization

输入第一个比特C0，d0=C0⊕Ck-2⊕Ck-3⊕Ck-5⊕Ck-6,  //⊕代表异或

d1，d2同样的方法生成。 　　　　　　　　　　　　　　　　//

当输入第二个比特C1时，寄存器右移一位，最末位抛弃，即S5抛弃，第一位变为输入位，即S0=C0。　　//registered update

当最后的比特Ck-1进行编码完成后，寄存器又回到了初始状态，就像一条蛇咬住了自己的尾巴，这就是tailbiting的由来。因此，这个卷积码也叫做咬尾卷积码。

G0，G1，G2是生成公式，与输入比特异或的寄存器为1，不异或的寄存器为0，因此，第一个输出d0的生成公式是011011，同CRC的生成公式一样，最高位要置1，因此生成公式为1011011。

咬尾卷积译码：

咬尾卷积译码算法有以下几种：较早提出的Bar-David算法和最大似然算法，后来提出的循环维特比算法（CVA）,还有基于该算法的地复杂度的改进算法，如环绕维特比算法（WAVA），双向维特比算法（BVA），还有两步维特比算法、双回溯循环维特比译码算法。