[發明專利]采用單錯轉向校正的維特比譯碼

無效

• 申請號: 00117656.0
• 申請日: 2000-05-26
• 公開（公告）號: CN1275836A
• 公開（公告）日: 2000-12-06
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·A·阿爾普里斯;馬克·D·哈姆
• 申請（專利權）人: 朗迅科技公司
• 主分類號: H03M13/00
• 分類號: H03M13/00;H03M13/41;H04L1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 蔣世迅

本發明涉及數字通信蜂窩系統，更確切地說，涉及數字通信系統中采用的糾錯譯碼器。

眾多通信系統接收機使用維特比算法，通過卷積編碼的正向糾錯技術，來譯碼在相應發射機中生成的符號。已證明維特比算法在接收機提供最初進入發射機卷積編碼器的比特序列的最大似然估計。本質上，如果接收機能夠(或愿意)對傳輸的比特序列僅做一個估計，那么就統計意義而言，維特比算法產生的估計比任何其他估計方法更準確。

許多采用卷積編碼作為正向糾錯技術的通信系統，通常以由幾十比特或幾千比特組成的固定長度的數據包傳送數據。可以對以上比特數據包附加一個較小的塊代碼，如循環冗余代碼(CRC)，作為糾錯設備。在傳輸前，使比特數據包和附加的塊代碼一起通過發射機的卷積編碼器。

糾錯碼的目的是用來表示是否有理由相信，傳輸信道對數據包造成的訛誤已經達到正向糾錯技術不能恢復的程度。通常，糾錯碼的能力僅局限于得出是否在收到的數據包和譯碼數據包中檢測到錯誤，糾錯碼并不能夠確定數據包中出現錯誤的位置，也不能確定譯碼比特中的錯誤數。如果在通過維特比算法譯碼后，附加的錯誤檢測塊代碼表示未在傳輸的數據包中發現錯誤，則接收該正確的數據包。如果在通過維特比算法譯碼后，附加的錯誤檢測塊代碼表示在傳輸的數據包中發現錯誤，通常將拒絕整個有訛誤的數據包，導致數據包(或幀)刪除。

在接收機出現數據包刪除，表示所傳輸比特的最大似然序列(即維特比算法輸出的比特序列)并不是所傳輸比特的正確序列。換句話說，在接收機生成發射機所發送比特之“最佳猜測”的維特比算法，作出了錯誤猜測。

如果能夠通過糾錯碼提供的證據，確定通過標準維特比算法不能成功譯碼數據包，則通過根據不同于標準維特比算法的其他方法，如不生成最初進入發射機卷積編碼器的比特序列的最大似然估計的譯碼方法，可以改進接收機的性能。人們提出了許多此類算法，包括各種列表維特比譯碼器。

例如，“List?Viterbi?Decoding?Algorithms?with?Application(列表維特比譯碼算法及其應用)”，作者Seshadri等，IEEE通信學報，Vol.42，No.2/3/4，1994年2/3/4月，中說明的列表維特比譯碼器，不僅記錄所傳輸比特的最佳(最大似然)序列，而且還記錄第二最佳序列，第三最佳序列，第四最佳序列，直到第L個最佳序列，其中L為大于1的整數。在譯碼后，利用用于評估最大似然序列的同一糾錯碼評估以上序列，并且如果發現沒有錯誤的序列，則從接收機中輸出該序列作為最大似然序列。列表維特比譯碼器提供的接收機性能改進是以附加的處理電路和譯碼操作為代價的。

本發明的目的在于提供一種遞歸技術，該技術超過普通維特比算法和各種常規列表維特比譯碼器的性能，并且其計算量更少物理復雜度更低。

具體而言，本發明的目的在于提供一種遞歸技術，該技術不需要附加電路或處理來連續記錄L條最佳路徑的連續。如果最大似然(ML)路徑使幀的質量度量失敗，則使用生存者(survivor)(回溯)存儲器中存儲的現有生存者(回溯)信息搜索格子。遞歸算法中的迭代包括沿ML路徑回溯到某個特殊階段，然后偏離ML路徑并遵循新的偏移路徑上的生存者信息，最后檢查完全譯碼的幀，以查看該幀的質量度量對該幀是否是可接受的。可以對格子中的各階段執行相同的回溯步驟，以便每次從ML路徑的不同階段偏離。

本發明的遞歸維特比技術的累加—比較—選擇操作與常規維特比譯碼器的操作相同。以常規維特比譯碼器中存儲回溯信息的相同方式存儲回溯信息。然而，本發明的遞歸維特比技術的回溯操作與其完全不同。事實上，為了改進最初傳輸的數據序列的估計，使其超過常規維特比譯碼器，可以通過回溯信息的存儲格子進行多次回溯。在本發明的遞歸回溯技術中：

—執行標準回溯，與常規維特比譯碼器中的所述算法相同。糾錯碼(通常為CRC碼)用于確定譯碼幀中的某些比特是否錯誤。如果錯誤檢測代碼表示譯碼幀中沒有錯誤，則無需執行更多的回溯操作，并且輸出最大似然譯碼序列作為所傳輸數據序列的估計；以及