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摘要

同步错误存在于各类通信与存储系统中,如无线光通信中的差分脉冲位置调
制( Differential Pulse-Position Modulation,DPPM)系统和比特图形化磁存储(Bit
Patterned ic Recoding, BPMR)介质,并对其性能造成了恶劣的影响。该
类错误会造成接收序列中比特或符号的插入和删节。由于同步信道的记忆性,针
对仅存在替代错误信道的编码方案不再适用。为此,研究者们设计了一类可纠正
同步错误的纠错码方案。其中一种为基于扩展网格图的卷积码方案,该方案可同
时纠正卷积码接收序列中的插入、删节和替代错误。然而,该方案得以实施的前
提是接收端需要精确地知道卷积码块边界的信息,这在很多实际的系统中难以实
现。为此,本文设计可识别卷积码块边界并纠正同步错误的高性能同步译码方案。
为解决可纠正同步错误的卷积码方案无法识别块边界的问题,设计了两种可
同时识别卷积码块边界并纠正插入、删节和替代错误的译码算法:双向维特比算
法(Bidirectional Viterbi Algorithm,BVA)和改进的 Log-MAP 算法。所设计算
法的块边界识别和纠错可同时进行,不需要额外的同步运算,并且不需要改变已
有的卷积码编码架构。仿真结果表明,在卷积码块边界未知时,所设计的两种算
法都可有效识别卷积码块边界并纠正序列中的插入、删节和替代错误。该算法在
DPPM 系统中的应用验证了其纠正同步错误的有效性。
进一步,为改善可纠正同步错误的卷积码译码算法的性能,提出了一种
Reed-Solomon(RS)码级联卷积码的迭代译码算法。该方案采用内码卷积码获
取接收序列的同步信息并纠正部分同步错误和替代错误,利用外码 RS 码纠正由
于信道和内码误同步造成的突发性替代错误。接着,将外码的输出传递给内码,
用于网格图的初始化,从而获得迭代的性能增益。仿真结果表明,相比于卷积码
方案,所提出的迭代译码算法可获得显著的性能增益。
综上所述,本文提出了可识别卷积码块边界并纠正错误的同步译码算法,设
计了可纠正同步错误和替代错误的迭代译码算法。

关键词: 插入/删节错误维特比算法 Log-MAP 算法
ABSTRACT
Synchronization errors, in forms of insertions and deletions in bit or symbol level
in the received sequences, occur in munication and recording systems, such
as differential pulse-position modulation (DPPM) and bit patterned ic
recording (BPMR), and could have disastrous effects on these technologies. Since
channels with synchronization errors have memory, error-correcting codes designed
for substitution-only channels are not applicable. Researchers have proposed a variety
of coding schemes to tackle with this problem. One of these schemes is a
convolutional coding scheme ba