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軟判決解碼是利用數字技術對糾錯碼實現最佳或接近最佳解碼的技術。

1 軟判決解碼 -軟判決解碼

軟判決解碼的性能接近最佳的最大似然解碼,而解碼器卻比最大似然解碼的簡單。如果所有碼字都是等可能發送,則最佳的解碼方法是:收到序列r后,解碼器對所有2k個碼字進行條件概率p(rci)(也稱似然函數)計算,i=1,2,…,2k。若對某一個l似然函數P(r|cl)取最大值,則解碼器認為碼字cl就是最可能發送的碼字。這種解碼方案稱為最大似然解碼,它的解碼錯誤概率最小,但複雜性卻隨碼長n呈指數增長。
  糾錯碼中常用的解碼方法是只利用碼的代數結構的硬判決解碼。由解調器供給解碼器的是二進位序列,即解調器僅對接收序列進行0、1硬判決,這樣就損失了接收信號中所含的有關通道差錯統計特性的信息。如果對解調器輸出的抽樣電壓進行量化,並用這些量化值近似代替碼元似然函數送入解碼器解碼。因此供給解碼器的值不止二個,而有Q個(通常為 2m個)。另一方面,在某些情況下也可由解調器輸出的未量化的模擬電壓序列或其變換序列作為似然函數,送入解碼器解碼。
  解碼器利用解調器送入的Q進位量化序列或模擬序列,並利用碼的代數結構解碼的方法稱為軟判決解碼,它是一種概率解碼方法。在高斯白雜訊通道中,軟判決解碼比硬判決要高 2分貝的編碼增益,而在以突發錯誤為主的通道,如短波、散射、有線等通道中則要高 8分貝,因而有較大的實用價值。
  分組碼的軟判決解碼分為兩類:一是使符號(碼元)錯誤概率最小;一是使碼字(組)錯誤概率最小。使符號錯誤概率最小的軟判決解碼方法有刪除解碼、廣義最小距離解碼、信息集解碼、格圖解碼和契斯解碼演算法等,其中以契斯演算法應用最普遍。使碼字錯誤概率最小的軟判決解碼方法有最大后驗概率 (APP)解碼、HR演算法和重量刪除 (WED)解碼演算法,其中以重量刪除演算法應用較多。
  卷積碼的軟判決解碼演算法中,除了最大后驗概率解碼方法外,1961年實現了序貫解碼的軟判決解碼,但用得最廣泛的是1967年由A.J.維特比提出的維特比演算法及其軟判決解碼。在高斯白雜訊通道中,當誤碼率為10-5時,這種解碼演算法能獲得5分貝的編碼增益,故目前廣泛應用於衛星、深空等通道的差錯控制設備,但這種解碼演算法僅適用於約束度較短的卷積碼。1978年R.M.F.古德曼提出的最小距離序貫解碼的軟判決解碼方法,能適用於約束度較長的卷積碼,從而可獲得較低的誤碼率,但解碼器的複雜性比維特比解碼演算法為高。

2 軟判決解碼 -配圖

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