[发明专利]最大后验概率译码方法和装置

说明书

                        技术领域

本发明涉及最大后验概率(MAP)译码方法以及使用此译码方法的译码装置。更确切地说，本发明涉及用于在最大后验概率译码中计算反向概率，然后计算正向概率，从而降低所使用的存储量的最大后验概率译码方法和装置。

                        背景技术

将纠错码应用于各种系统，其中纠错码用于改正所接收信息或重构信息中包含的差错，以便对原始信息进行正确译码。例如，当需要在进行移动通信、传真或其他数据通信时正确发送数据时，或者需要从诸如磁盘或CD之类的大容量存储介质正确重构数据时，应用纠错码。

在众多可用纠错码中，决定采用turbo码(见USP5,446,747)作为下一代移动通信的标准。最大后验概率译码(MAP译码)证明了其在此类turbo码中的有效性。MAP译码方法是一种类似维特比译码的译码方法。

(a)维特比译码

对于输入第k项数据时的各主要状态，维特比译码使用通过对信息长度N的信息的编码获得的编码数据的第k项数据，选择通向具有较少差错的状态的两条路径中的一条路径，废除具有较多差错的路径，其后，对于输入最后的第N项数据时的各主要状态，以类似方式，选择通向具有较少差错的状态的两条路径中的一条路径，并使用在各状态所选路径中具有最小差错的路径，执行译码。译码结果为硬判决输出。

由于维特比译码方法是卷积码译码方法，所以首先说明卷积编码，然后再说明维特比译码。

图11表示卷积编码器的示例，该编码器具有一个2比特移位寄存器SFR和两个异或门EXOR1、EXOR2。EXOR1输出一个输入和R₁之间的异或g₀，EXOR2输出该输入和R₁、R₂之间的异或g₁(当“1”的个数为奇数时，输出“1”，否则输出“0”。)。因此，图12表示输入数据为01101时，该输入和卷积编码器之输出之间的关系，以及移位寄存器SFR的状态。

将卷积编码器的移位寄存器SFR的内容定义为“状态”。如图13所示，有四种状态，即00、01、10和11，分别称为状态a、状态b、状态c和状态d。借助图11的卷积编码器，根据移位寄存器SFR的状态指示状态a到d中的哪个状态，并根据下一项输入数据是“0”还是“1”，唯一确定输出(g₀，g₁)和下一状态。图14表示卷积编码器的状态和其输入和输出之间的关系，其中虚线表示“0”输入，而实线表示“1”输入。

(1)如果在状态a输入“0”，则输出为00且状态为a；如果输入“1”，则输出为11且状态变为c。

(2)如果在状态b输入“0”，则输出为11且状态为a；如果输入“1”，则输出为00且状态变为c。

(3)如果在状态c输入“0”，则输出为01且状态变为b；如果输入“1”，则输出为10且状态变为d。

(4)如果在状态d输入“0”，则输出为10且状态变为b；如果输入“1”，则输出为01且状态变为d。

如果使用以上输入/输出关系，以格子表示图11所示卷积编码器的卷积编码，则图15(a)表示其结果，其中k表示输入第k比特的时刻，并且编码器的初始(k＝0)状态为a(00)。虚线表示“0”输入，实线表示“1”输入，线路上的两个数值为输出(g₀，g₁)。因此，可以理解，如果在初始状态a(00)中输入“0”，则输出为00且状态为a，如果输入“1”，则输出为11且状态变为c。

通过参考上述格子形式的表示，可以理解，如果原始数据为11001，则经由图15(b)中虚线箭头所示路径，到达状态c，并且编码器的输出变为

11→10→10→11→11

当对卷积码进行译码时，首先作出与所接收数据有关的第一判决。有两种判决，即硬判决和软判决。

在硬判决中，以两个量化电平为基础作出判决，例如，如果检测的输出电平大于0，则判定为“1”，如果检测的输出电平小于0，则判定为“0”。如果以上述方式进行标准化判决，则在图16所示的各概率密度函数的边缘的延伸部分(阴影区域所示部分)出现差错判决。

软判决补偿硬判决的缺点。如图16左侧的示例所示，以8个级别量化检测的输出，应用与各级别一致的似然加权，然后将判决结果输出到译码器。

对于维特比译码，硬判决输入和硬判决输出以及软判决输入和硬判决输出均是可能的。首先说明前者。