软判决、迭代解码与维特比算法的深入剖析
1. 信噪比下限与R值关系
在通信领域,信号与噪声的比例是衡量通信质量的关键指标之一。对于不同的R值(这里R代表某种通信参数),存在着对应的信噪比下限。以下表格展示了不同R值下,根据特定公式(15.11)计算得出的信噪比下限(单位:dB):
| R | (2^{2R} - 1) (2R) (dB) |
| — | — |
| 3/4 | 0.86 |
| 1/2 | 0 |
| 1/3 | -0.55 |
| 1/6 | -1.08 |
这些数值对于理解通信系统在不同参数下的性能具有重要意义。例如,当R = 3/4时,信噪比下限为0.86 dB,这意味着在该参数设置下,为了保证一定的通信质量,信噪比至少要达到这个数值。
2. 软判决维特比算法
2.1 算法概述
维特比算法是一种常用的解码算法,传统的维特比算法属于硬判决解码算法。而软判决维特比算法则是对其的改进。当网格图中的边权重被恰当定义后,软判决维特比算法的执行方式与硬判决维特比算法基本相同,唯一的区别在于,软判决维特比算法中幸存路径是具有最高路径权重的路径。
硬判决维特比算法本质上是最近邻解码,在二进制对称信道中,它也是最大似然解码。软判决维特比算法同样具备最大似然解码的特性。
2.2 算法流程
假设输入消息 (x(i) = (x_1(i), \ldots, x_k(i)))((i = 0, 1, \ldots, L - 1))通过一个((n, k))二进制卷积码的生成矩阵 (G) 进行编码,生成输出码字 (c(i)