[发明专利]软输出维特比算法方法和解码器

说明书

技术领域

本发明涉及对纠错码解码的领域。更具体地讲，其涉及对格子码解码。

背景技术

例如，在J.Hagenauer、E.Offer和L.Papke发表的“二进制块和卷积码的迭代解码(Iterative decoding of binary block and convolutional codes”)(参见IEEE Trans.Inf.Theory，vol.42，no.2，pp.429-445，Mar.1996)以一文中描述了迭代解码器的原理。通常，迭代解码可以基于软输入软输出(SISO)组成解码器(constituent decoder)之间的去相关外部信息(extrinsic information)的交换。

图1A示出了使用这种组成SISO解码器11和13的设置的迭代解码的示例实现，其可以适于使用1/2速率的组成码(constituent code)来对例如，turbo码解码。

在该示例中，如附图标记41和42所示出的，将表示两个码比特(在更一般性的情况下，码符号)的接收到的先验(intrinsic)软值输入到第一SISO解码器11(解码器1)中。解码器1输出针对每个信息比特(或者更一般地，每个信息符号)的外部软值，如附图标记22所示，并在交织器12中交织外部软值。

将附图标记23所示的已交织的外部软值与附图标记43或44所示的接收到的先验软值一起输入到第二SISO解码器13(解码器2)(交织为可依据具体的编码设置而应用之后)。解码器2输出针对每个信息比特的外部软值，如附图标记24所示。在去交织器14中对外部软值进行去交织，并与接收到的先验软值一起反馈回解码器1，以担当如附图标记21所示的第二次迭代的输入。在第一次迭代中，向输入21馈送中性(neutral)的软值。

该外部信息的迭代交换逐步提高外部信息的可靠性。在适当的迭代次数之后，在判决单元15中可以基于从解码器2输出的外部软值进行与每个信息比特有关的硬判决30。

通常可以使用格状图来示出图1A的每个SISO模块11、13的操作。图1B示出了代表turbo码的示例组成码的示例格状图100的一部分。在该具体示例中，格子的每一级具有四个节点(第一级是101、103、105、107，第二级是111、113、115、117，等等)，其中，每个节点代表对应编码器的状态。此外，该示例格子具有至每个节点的两条进入路径(例如，到节点111的111a和111b)。格状图在本领域中是熟知，并在此不做更详细的描述。

SISO模块本身可以由BCJR(Bahl、Cocke、Jelinek、Raviv)算法(的变型)构成(可从L.R.Bahl等人发表的“Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate”(IEEE Trans.Inf.Theory，vol.20，no.2，pp.284-287，Mar.1974)以及P.Robertson、P.和E.Villebrun发表的“A comparison of optimal and sub-optimal MAP decoding algorithms operating in the log domain”(Proc.IEEE lntl.Conf.Comm.，Seattle，June 1995，pp.1009-1013 for the logarithmic domain)了解)。

然而，BCJR算法及其变型因其非常复杂而受到不利影响。为了满足一些应用的吞吐量要求，通常需要在专用硬件中实现以及需要高级的并行化技术。

SISO模块的另一可能性是基于传统维特比算法的方案(的变型)，即，软输出维特比算法(SOVA)，在J.Hagenauer和P.发表的“A Viterbi algorithm with soft-decision output and its applications”(参见Proc.IEEE Globecom，Dallas，Nov.1989，pp.1680-1686)中公开了这种算法。

与BCJR算法相比，SOVA通常以较低的复杂度成本提供软输出值。与BCJR相比，SOVA的另一好处是降低了等待延迟。SOVA的等待延迟基本上取决于解码窗的深度(如从传统的维特比解码了解的)。SOVA还可以具有需要较少的并行化的好处。然而，在一些情况下，与BCJR算法相比，SOVA受困于较差的误码率性能。