[发明专利]译码方法及其装置

说明书

技术领域

本发明有关于译码装置及其方法，特别是有关于一种用于译码程序中决定较佳存活路径的译码方法及其装置。

背景技术

在通讯系统中，发射端发射通信讯号至远程的接收端，通信讯号经过无线信道通常会造成讯号衰减(fading)并导致讯号错误等现象。因此，通信讯号需进行回旋编码(convolutional encoding)后才发射至远程，再由远程的接收器对回旋编码后的通信讯号进行回旋译码(convolutional decoding)以取得通信讯号，如此即可减少讯号错误的现象。回旋编码系一种信道编码(channel encoding)，可由信道编码器执行。在信道编码中码字(codeword)的输出不但与目前输入的消息位(information bit)有关，更受到之前输入的消息位的影响，所以码字具有记忆性。一般而言，回旋码包括三个参数(n，k，m)，亦即每k个位消息产生n个码字输出，而且这n个位码字输出是由前面m个消息位与目前输入的k个消息位所决定；其中，k与n的比值R＝k/n，称为回旋码的码率(code rate)，代表每个码字所含有的消息量，而m定义为记忆级数(memory order)，表示输入消息位在编码器中需储存的单位时间，也就是编码器所需的缓存器数目，记忆级数越高回旋码的错误更正能力也越高。另一常用的系数是束缚长度(constraint length)，对于k＝1的编码器而言，束缚长度可以表示为K＝m+1，其代表编码器输出的位可被影响的最大位数目。

回旋码编码器可视为一个有限状态机(finite state machine)，可以用一个状态图(state diagram)来描述其输入与输出的关系，所有状态都是由编码器的位移缓存器中的内容所定义而成。

图1(a)为现有技术的(2，1，2)回旋码状态图，图1(b)为现有技术的(2，1，2)回旋码栅状图。(2，1，2)回旋码编码器其记忆级数m＝2，因此共有2²＝4个状态。建立其状态图如第一图A，可以将每一单位时间对应状态转移的表达方式进一步地将状态图扩展形成栅状图(trellis diagram)，如第一图B。

由栅状图可得知每一输入消息序列(information sequence)编码时所经过的路径及所对应的码字。如状态S₀由输入消息位0或1，改变至状态S₀或状态S₁。输出的码字不仅与目前的状态有关，而且与输入的消息位有关。在接收端也可透过接收序列并利用栅状图找出可能传送的码字，这就是回旋码的译码动作。

至目前为止，现有技术针对回旋码所提出的译码算法有相当多种，而维特比算法(Viterbi algorithm)是其中较有效率的近似译码算法。以下举(2，1，2)回旋码说明如何利用维特比算法译码回旋码。首先介绍一些名词定义。两个码字的距离代表两个码字不相等的位的数目，例如：(10)与(01)的距离为2，而(11)与(01)的距离为1。分支路径计量值(branch metric)表示接收到的序列与分支路径码字间的距离，由状态S_i在时间T＝t时进入状态S_j的分支路径计量值，记为BM_i，j，t。累积路径计量值(accumulated path metric)表示至时间T＝t时，所有会到状态S_j的路径其分支路径计量值总和的最小值，记为PM_j，t。存活路径(survivor path)表示至译码结束后，进入具有最小累积路径计量值的状态的路径。

举例而言，初始状态为S₀，时间由T＝0开始，传送的消息序列为u＝(0，1，0，1，0)，经过(2，1，2)回旋编码器之后得到的码字为v＝(00，11，10，00，10，11，00)。受到二位对称信道的影响，接收到的码字序列(codeword s equence)为r＝其中有一个位发生错误(以粗体表示)。