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1、卷积码的译码方法分析邢庆君,王云鹤,刘玉君(信息工程大学信息工程学院,河南郑州450002)摘要:为了在实际中更好地利用卷积码的优异性能,文章从应用角度出发,对卷积码的译码方法进行了分析,给出了在不同的情况下,如何利用各种译码方法,得到理论性能和实际应用的最佳结合。同时对维特比译码算法中量度值的计算提出了一种改进算法,该改进算法有效地提高了卷积码的译码速度。关键词:大数逻辑译码;维特比译码;序列译码;网格图;树图中图分类号:TP91112文章编号:1671-0673(2004)01-0033-04文献标识码:AAnalysisonDecodi
2、ngMethodsofConvolutionalCodesXINGQing2jun,WANGYun2he,LIUYu2jun(InstituteofInformationEngineering,InformationEngineeringUniversity,Zhengzhou450002,China)Abstract:Inordertopracticallyutilizetheexcellentperformanceofconvolutionalcodes,severaldecodingmethodsofconvolutionalcodes
3、areanalyzedinthepaperfromtheapplicationangle,andthewaysarepre2sentedtoutilizedifferentkindsofdecodingmeansindifferentconditionstoobtainthebestperfor2mance1Atthesametime,theauthorsputforwardakindofimprovedalgorithmforthemetriccalculationofViterbidecodingtoachieveeffectiveimp
4、rovementinthedecodingspeedofconvolutonalcodes.Keywords:majoritylogicdecoding;viterbidecoding;sequentialdecoding;trellisdiagram;treediagram内(几十位)能有1dB～2dB的译码增益。卷积码的概率译码通常能够获得最佳或次最佳译码方法(最大似然译码)所获得的性能,对这类码要求有较大的自由距离等特性,通常由计算机搜索得到。下面介绍卷积码的几种译码方法。1引言1948年香农提出了噪声信道编码理论,其核心是通过适当的编
5、码后,当信息传输率小于信道容量时,能够高效无误地传输。此后数字通信中的信道编码,无论是在理论上还是在实践上都得到快速的发展。由于卷积码的优异性能,其在卫星通信、空间通信和移动通信等领域发挥着重要作用。卷积码的各码元之间均有约束关系,如何利用各码元之间的约束关系进行译码,人们构造了多种译码方法,不同的译码方式产生不同的码元距离特性,因而就会有不同的性能。卷积码主要分为代数译码和概率译码两类。代数译码中通常利用大数逻辑译码的自正交码和可正交码来完成,该类码构造容易,码类较多,且译码器构造简单,通常在约束长度2卷积码的代数译码对卷积码来说,代数译码
6、的主要方式是大数逻辑译码(又称门限译码),该译码方法曾是卷积码第一种实用译码方法。相对于概率译码的维特比译码和序列译码来说,性能差一些,但由于设备简单,译码速度快,其约束长度可取大一些,并且可利用交织、扩散等技术,适用于突发错误信道等优点,所以在某些情况下,仍不失其实用性,主要用于误码率低的系统卷积码和类似系统卷积码的内快检码收稿日期:2003-06-09作者简介:邢庆君(1974-),男,黑龙江齐齐哈尔人,信息工程大学硕士研究生,主要研究方向为信道编码、信号与信息处理。34信息工程大学学报2004年(非系统卷积码的子生成元只差一项)和部分非
7、系统卷积码。其译码基本原理是利用监督矩阵求出伴随式,并且从伴随式分量中直接或通过线性组合构成J个正交监督和式组,构成正交码或可正交码,然后通过大数逻辑判决逐位进行译码,可以纠正J/2(截尾取整)个错误。如果为了消除错误比特所代来的影响,可以采用反馈译码进行纠正,然而超过了纠错范围能力时,反馈译码有误差传播现象。为了防止误差传播,也可以采用定译码,但其纠错性能也相应地下降了。是通常所说的硬判决。而在离散无记忆信道中(DMC),软判决译码器采用的是欧氏距离,其可信度最高者为幸存路径。通常软判决译码器比硬判决译码器的性能要好2dB～3dB,并且其译
8、码结构并不比硬判决复杂。虽然维特比译码的性能达到了最佳,但其复杂性随约束度指数增加的局限性,限制了其误码率不能达到很低。在误码率要求不高的卫星通信和其它通信系统中,
