軟判決譯碼

簡介

　　利用數(shù)字技術(shù)對糾錯碼實(shí)現(xiàn)最佳或接近最佳譯碼的技術(shù)。軟判決譯碼的性能接近最佳的最大似然譯碼，而譯碼器卻比最大似然譯碼的簡單。如果所有碼字都是等可能發(fā)送，則最佳的譯碼方法是：收到序列r后，譯碼器對所有2k個(gè)碼字進(jìn)行條件概率p(r│ci)(也稱似然函數(shù))計(jì)算，i=1，2，…，2k。若對某一個(gè)l似然函數(shù)P(r|cl)取最大值，則譯碼器認(rèn)為碼字cl就是最可能發(fā)送的碼字。這種譯碼方案稱為最大似然譯碼，它的譯碼錯誤概率最小，但復(fù)雜性卻隨碼長n呈指數(shù)增長。

詳解

　　糾錯碼中常用的譯碼方法是只利用碼的代數(shù)結(jié)構(gòu)的硬判決譯碼。由解調(diào)器供給譯碼器的是二進(jìn)制序列，即解調(diào)器僅對接收序列進(jìn)行0、1硬判決，這樣就損失了接收信號中所含的有關(guān)信道差錯統(tǒng)計(jì)特性的信息。如果對解調(diào)器輸出的抽樣電壓進(jìn)行量化，并用這些量化值近似代替碼元似然函數(shù)送入譯碼器譯碼。因此供給譯碼器的值不止二個(gè)，而有Q個(gè)（通常為 2m個(gè)）。另一方面，在某些情況下也可由解調(diào)器輸出的未量化的模擬電壓序列或其變換序列作為似然函數(shù)，送入譯碼器譯碼。 　　譯碼器利用解調(diào)器送入的 Q進(jìn)制量化序列或模擬序列，并利用碼的代數(shù)結(jié)構(gòu)譯碼的方法稱為軟判決譯碼，它是一種概率譯碼方法。在高斯白噪聲信道中，軟判決譯碼比硬判決要高 2分貝的編碼增益，而在以突發(fā)錯誤為主的信道，如短波、散射、有線等信道中則要高 8分貝，因而有較大的實(shí)用價(jià)值。

類別

　　分組碼的軟判決譯碼分為兩類：一是使符號(碼元)錯誤概率最??；一是使碼字（組）錯誤概率最小。使符號錯誤概率最小的軟判決譯碼方法有刪除譯碼、廣義最小距離譯碼、信息集譯碼、格圖譯碼和契斯譯碼算法等，其中以契斯算法應(yīng)用最普遍。使碼字錯誤概率最小的軟判決譯碼方法有最大后驗(yàn)概率 (APP)譯碼、HR算法和重量刪除 (WED)譯碼算法，其中以重量刪除算法應(yīng)用較多。

　　卷積碼的軟判決譯碼算法中，除了最大后驗(yàn)概率譯碼方法外，1961年實(shí)現(xiàn)了序貫譯碼的軟判決譯碼，但用得最廣泛的是1967年由A.J.維特比提出的維特比算法及其軟判決譯碼。在高斯白噪聲信道中，當(dāng)誤碼率為10-5時(shí)，這種譯碼算法能獲得5分貝的編碼增益，故目前廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星、深空等信道的差錯控制設(shè)備，但這種譯碼算法僅適用于約束度較短的卷積碼。1978年R.M.F.古德曼提出的最小距離序貫譯碼的軟判決譯碼方法，能適用于約束度較長的卷積碼，從而可獲得較低的誤碼率，但譯碼器的復(fù)雜性比維特比譯碼算法為高。