JP2000252840A - Error-correcting decoder - Google Patents

Error-correcting decoder

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JP2000252840A
JP2000252840A JP11053037A JP5303799A JP2000252840A JP 2000252840 A JP2000252840 A JP 2000252840A JP 11053037 A JP11053037 A JP 11053037A JP 5303799 A JP5303799 A JP 5303799A JP 2000252840 A JP2000252840 A JP 2000252840A
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JP
Japan
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path
metric
calculated
transition
path metric
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JP11053037A
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Japanese (ja)
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Shigetoshi Saito
成利 斉藤
Katsuya Noujin
克也 農人
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease the number of conflict paths to be obtained and to reduce the calculation quantity of path metrics by calculating differences between path metrics in various states on a selected path and a path metric that a calculated conflict path merges and selecting the minimum value as the logarithmic likelihood ratio of hard-decided bits. SOLUTION: A branch metric calculation part 14 of a survival path calculation part 11 calculates the transition likelihood, closure, and branch metric of a trellis on the basis of an information bit (x), a post-information bit Lu, and a parity bit (y) which are inputted and an ACS part 15 accumulates and sums up them to calculate path metrics. Furthermore, a survival path is selected according to viterbi algorithm and saved in a path memory 12. On the basis of it, an ML path selection and hard decision part 13 calculates an ML path, which is traced back to make a hard decision. Furthermore, a soft decision part 20 calculates the logarithmic likelihood ratio of soft-decided bits.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、再帰的組織畳み
込み符号化された伝送信号を受信して軟判定出力する誤
り訂正復号器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an error correction decoder which receives a transmission signal which has been subjected to recursive systematic convolutional coding and outputs a soft decision.

【0002】[0002]

【従来の技術】再帰的組織畳み込み符号化された信号を
軟判定出力する誤り訂正復号器は、ターボ符号や連接符
号の内符号を復号するために使用されている。軟判定を
行なう誤り訂正のアルゴリズムには、一般にMAP(Ma
ximum A Posteriori probability)のアルゴリズムと、
SOVA(Soft Output Viterbi Algorithm)のアルゴ
リズムとがある。
2. Description of the Related Art An error correction decoder for soft-decision-outputting a signal subjected to recursive tissue convolutional coding is used for decoding an inner code of a turbo code or a concatenated code. In general, MAP (Ma
ximum A Posteriori probability) algorithm and
There is an algorithm of SOVA (Soft Output Viterbi Algorithm).

【0003】このうちMAPのアルゴリズムは計算量が
膨大であり、ハードウエア化には不向きである。一方S
OVAのアルゴリズムはMAPのアルゴリズムに比べ計
算量は少ない。しかし、SOVAのアルゴリズムは複雑
であり、ハードウエアで実現しようとすると回路規模が
大きくなりまた消費電力も大きくなる問題がある。
[0003] Among them, the MAP algorithm has a huge amount of calculation and is not suitable for hardware implementation. On the other hand, S
The OVA algorithm requires less computation than the MAP algorithm. However, the SOVA algorithm is complicated, and there is a problem in that if it is to be realized by hardware, the circuit scale becomes large and the power consumption becomes large.

【0004】図6はSOVAのアルゴリズムを説明する
ためのトレリス遷移図である。同図において、時刻k+
6のときビタビアルゴリズムによりML(Most Likelih
ood)パスP61を選択し、時刻kまでトレースバック
して硬判定する。時刻kでビタビアルゴリズムにより硬
判定したビットの軟判定値は、時刻k〜k+6の間にM
Lパスにマージし、かつ時刻k−1からkへの遷移で硬
判定したビットと異なる値をとるパスのうちで、MLパ
スにマージする時刻で最大のパスメトリックを持つパス
を特定しなけらばならない。この様にして選択されたパ
スのパスメトリックと、マージ点でのMLパスのパスメ
トリックとの差を計算する。このパスメトリックの差を
Δとすると、図6では7個のΔが求められることにな
る。そうして求められた7個のΔのうち最小の値を持つ
ものを、ビタビアルゴリズムにより硬判定したビットの
軟判定値とする。
FIG. 6 is a trellis transition diagram for explaining the algorithm of SOVA. In the figure, time k +
In the case of 6, the ML (Most Likelih
ood) Select the path P61, trace back to time k, and make a hard decision. The soft-decision value of the bit hard-decided by the Viterbi algorithm at time k is M between time k and k + 6.
Among the paths that merge with the L path and have values different from the bits hard-decided in the transition from time k-1 to k, the path having the maximum path metric at the time of merging with the ML path must be specified. Must. The difference between the path metric of the path selected in this way and the path metric of the ML path at the merge point is calculated. Assuming that the difference between the path metrics is Δ, seven Δs are obtained in FIG. The one having the smallest value among the seven Δs obtained in this manner is set as the soft-decision value of the bit hard-decided by the Viterbi algorithm.

【0005】具体的に競合パスP62を例にとり説明す
る。時刻k+3からk+4までの状態の遷移は、MLパ
スとのマージ点への遷移であるため一意に決定される。
時刻k+2からk+3への状態遷移には二つの遷移が考
えられる。同様に、時刻k+1からk+2への遷移と時
刻kからk+1への遷移にも二つの遷移が考えられる。
時刻k−1から時刻kへの遷移は、ビタビアルゴリズム
により判定したビットと異なる値を持つ遷移であるので
一意に決定される。
[0005] A concrete description will be given taking the competitive path P62 as an example. The transition of the state from time k + 3 to k + 4 is uniquely determined because it is the transition to the merge point with the ML path.
Two transitions can be considered for the state transition from time k + 2 to k + 3. Similarly, two transitions can be considered for the transition from time k + 1 to k + 2 and the transition from time k to k + 1.
The transition from time k-1 to time k is uniquely determined because it is a transition having a value different from the bit determined by the Viterbi algorithm.

【0006】以上のように、時刻k+4でMLパスとマ
ージする競合パスを求めるためには、23 個(8個)の
パスについてパスメトリックを計算しなければならな
い。つまり、図6では1+1+2+4+8+16+32
=64個の競合パスについてパスメトリックを計算しな
ければならない。
[0006] As described above, in order to obtain the ML path and merge competing path at time k + 4, 2 3 pieces for the path of the (eight) must calculate the path metric. That is, in FIG. 6, 1 + 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 32
= Path metric must be calculated for 64 competing paths.

【0007】また、競合パスを計算する方法の一つとし
て、Register Exchange法が提案されている。この方法
は、すべての考え得る競合パスを検索する方法に比べ
て、求めなければならない競合パスの数を削減できる。
しかし、十分な性能を得るためには、求める競合パスの
数は拘束長の5倍が必要であり、競合パスを求める処理
量は依然として大きくなってしまう。
[0007] Also, as one of the methods for calculating the conflict path, the Register Exchange method has been proposed. This method can reduce the number of conflict paths that need to be determined, compared to a method of searching for all possible conflict paths.
However, in order to obtain sufficient performance, the number of contention paths to be obtained needs to be five times the constraint length, and the processing amount for obtaining contention paths is still large.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】以上のように再帰的組
織畳み込み符号化された信号を軟判定出力する誤り訂正
復号器は、競合パスを求めるために非常に多くのパスの
パスメトリックを計算しなければならない。このため、
ハードウエアで実現しようとすると、回路規模が大きく
なりまた消費電力も大きくなる問題がある。
As described above, an error correction decoder which outputs a signal which has been subjected to recursive systematic convolutional coding in a soft-decision manner calculates path metrics of a large number of paths in order to obtain a competitive path. There must be. For this reason,
Attempts to implement with hardware have the problem of increasing the circuit scale and power consumption.

【0009】この発明は上記事情に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、求めなければならない
競合パスの数を低減することでパスメトリックの計算量
を減らし、これによりハードウエアの回路規模の小形化
と低消費電力化を図った誤り訂正復号器を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to reduce the number of competing paths that need to be obtained, thereby reducing the amount of calculation of the path metric. An object of the present invention is to provide an error correction decoder which has a small circuit size and low power consumption.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、再帰的組織畳み込み符号化された信号を
受信して軟出力する誤り訂正復号回路において、受信信
号の情報ビットと事後情報ビットと誤り検出ビットとか
らトレリスの遷移尤度を計算する遷移尤度計算手段と、
この遷移尤度計算手段により計算されたトレリスの遷移
尤度を累積加算してパスメトリックを計算し、各トレリ
スに入力する複数のパスから最大のパスメトリックを選
択する加算比較選択手段と、この加算比較選択手段によ
り選択されたパスのパスメトリックと、上記選択された
パスの遷移により硬判定されたビットをそれぞれ保存す
る保存手段と、予め決められた長さの信号が受信された
状態で、最大のパスメトリックを持つパスを選択してこ
の選択されたパスを予め決められた長さだけトレースバ
ックし、かつこのトレースバック後の点の復号ビットを
上記保存手段に保存されている硬判定されたビットとす
る硬判定手段と、この硬判定手段により硬判定されたビ
ットと異なる符号を与えるトレリス上の全ての遷移から
ブランチメトリックを計算し、この計算したブランチメ
トリックに上記保存手段で保存されているパスメトリッ
クを加えて新たなパスメトリックを計算するパスメトリ
ック計算手段と、このパスメトリック計算手段により計
算された新たなパスメトリックをもとに、上記遷移尤度
計算手段による遷移尤度の計算、及び上記加算比較選択
手段による最大パスメトリックの選択を再度行い、これ
により得られた新たなパスメトリックを上記保存手段に
保存する手段と、上記硬判定手段によって選択されたパ
ス上の各状態に入り込む遷移のブランチメトリックを計
算し、この計算したブランチメトリックに、当該ブラン
チメトリックの遷移元の状態に対応するパスメトリック
を上記保存手段から読み出して加えてこれを競合パスの
パスメトリックとし、予め決められた長さだけ競合パス
を計算する競合パス計算手段と、上記硬判定手段により
選択されたパス上の各状態のパスメトリックと、上記競
合パス計算手段により計算された競合パスとがマージす
る点のパスメトリックの差を計算する差計算手段と、こ
の差計算手段により計算されたパスメトリックの差の中
から最小値を選択して、これを上記硬判定手段で硬判定
したビットの対数尤度比とする手段とを具備したことを
特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides an error correction decoding circuit for receiving a signal subjected to recursive systematic convolutional encoding and softly outputting the information bit and the posterior information of a received signal. Transition likelihood calculating means for calculating a trellis transition likelihood from the bits and the error detection bits,
Addition / comparison / selection means for cumulatively adding the transition likelihoods of the trellis calculated by the transition likelihood calculation means to calculate a path metric, and selecting a maximum path metric from a plurality of paths input to each trellis, A path metric of the path selected by the comparison and selection means, and storage means for storing the bits hard-decided by the transition of the selected path, and a maximum value in a state where a signal of a predetermined length is received. Is selected, the selected path is traced back by a predetermined length, and the decoded bit at the point after the traceback is hard-determined stored in the storage means. And a branch metric from all transitions on the trellis giving a sign different from the bit hard-decided by the hard-decision means. Path metric calculation means for calculating a new path metric by adding the path metric stored in the storage means to the calculated branch metric, and a new path metric calculated by the path metric calculation means. The calculation of the transition likelihood by the transition likelihood calculation means and the selection of the maximum path metric by the addition / comparison / selection means are performed again, and the new path metric obtained by this is stored in the storage means. And a branch metric of a transition entering each state on the path selected by the hard decision means, and a path metric corresponding to a transition source state of the branch metric is calculated from the storage means in the calculated branch metric. Read and add this as the path metric of the competing path, and A competing path calculating means for calculating a competing path by a length, a path at a point where the path metric of each state on the path selected by the hard decision means and the competing path calculated by the competing path calculating means are merged. A difference calculating means for calculating a difference between the metrics, and a minimum value selected from the differences between the path metrics calculated by the difference calculating means, and a log likelihood ratio of the bits hard-decided by the hard decision means. And means for performing the above steps.

【0011】また他の発明は、再帰的組織畳み込み符号
化された信号を受信して軟出力する誤り訂正復号回路に
おいて、受信信号の情報ビットと事後情報ビットと誤り
検出ビットとからトレリスの遷移尤度を計算する遷移尤
度計算手段と、この遷移尤度計算手段により計算された
トレリスの遷移尤度を累積加算してパスメトリックを計
算し、各トレリスに入力する複数のパスから最大のパス
メトリックを選択する加算比較選択手段と、この加算比
較選択手段により選択されたパスのパスメトリックと、
選択されなかったパスのパスメトリックとの差を計算し
保存する差計算手段と、上記加算比較選択手段により選
択されたパスの遷移により硬判定されたビットを保存す
る保存手段と、予め決められた長さの信号が受信された
状態で、最大のパスメトリックを持つパスを選択してこ
の選択されたパスを予め決められた長さだけトレースバ
ックし、このトレースバック後の点の復号ビットを上記
保存手段に保存されている硬判定されたビットとし、そ
の対数尤度比と上記差計算手段に保存されている差との
一方を選択してこれを軟出力とする手段とを具備したこ
とを特徴とするものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an error correction decoding circuit for receiving a signal subjected to recursive systematic convolutional encoding and softly outputting the signal, wherein a trellis transition likelihood is determined from information bits, a posteriori information bits, and error detection bits of the received signal. And a path metric calculated by cumulatively adding the transition likelihoods of the trellis calculated by the transition likelihood calculation means, and calculating the maximum path metric from a plurality of paths input to each trellis. And a path metric of a path selected by the addition / comparison / selection means,
A difference calculating means for calculating and storing a difference from the path metric of the path not selected, and a storing means for storing bits hard-decided by the transition of the path selected by the addition / comparison / selection means; While the signal of the length is received, the path having the maximum path metric is selected, and the selected path is traced back by a predetermined length. And a means for selecting one of the log likelihood ratio and the difference stored in the difference calculation means and making this a soft output with the hard-decision bit stored in the storage means. It is a feature.

【0012】特に、上記競合パスを計算する長さは、伝
送路の特性及び通信に求められるQoS(Quality of S
ervice)に応じて可変するように構成するとよい。
In particular, the length of calculating the above-mentioned competing path depends on the characteristics of the transmission path and the quality of service (QoS) required for communication.
ervice).

【0013】すなわち本発明は、硬判定した時刻で、硬
判定したビットとは異なる値をとる遷移を持つパスを競
合パスとして選択し、これらの競合パスの中から、変更
を加えたビタビアルゴリズムにより生き残り競合パスを
計算する。そして、この求められた生き残り競合パスと
MLパスとがマージしている点のパスメトリックを計算
し、最も小さいものを軟判定値とするようにしたもので
ある。
That is, according to the present invention, at the time of hard decision, a path having a transition having a value different from that of the hard-decided bit is selected as a conflict path, and a modified Viterbi algorithm is selected from these conflict paths. Calculate the surviving conflict path. Then, a path metric at a point where the obtained surviving competitive path and the ML path are merged is calculated, and the smallest one is set as a soft decision value.

【0014】従ってこの発明によれば、従来の軟判定復
号器に比べ、求めなければならない競合パスの数を半減
することが可能となり、また求められる誤り訂正能力に
応じて競合パスを計算する長さを可変にすることで、必
要最小限の計算量で誤り訂正を行なうことができる。し
たがって、ハードウェアの回路規模の小形化と低消費電
力化が可能になる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the number of competing paths to be obtained by half compared with the conventional soft decision decoder, and to calculate the competing paths in accordance with the required error correction capability. By making the length variable, error correction can be performed with a minimum necessary amount of calculation. Therefore, the circuit size of the hardware can be reduced and the power consumption can be reduced.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1は、この
発明に係わる誤り訂正復号器の第1の実施形態を示す回
路ブロック図である。この誤り訂正復号器は、硬判定部
10と、軟判定部20とから構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a circuit block diagram showing a first embodiment of an error correction decoder according to the present invention. The error correction decoder includes a hard decision unit 10 and a soft decision unit 20.

【0016】このうち先ず硬判定部10は、生き残りパ
ス計算部11と、パスメモリ12と、MLパス選択・硬
判定部13とから構成される。生き残りパス計算部11
は、ブランチメトリック計算部14と、ACS(Add Co
mpare Select)部15とを備える。ブランチメトリック
計算部14では、入力された情報ビットx、事後情報ビ
ットLu及びパリティビットyをもとに、トレリスの遷
移尤度つまりブランチメトリックが計算される。ACS
部15では、上記ブランチメトリック計算部14により
算出されたブランチメトリックを累積加算することでパ
スメトリックが計算され、さらにビタビアルゴリズムに
従い生き残りパスが選択される。この選択された生き残
りパスの情報はパスメモリ12に保存される。MLパス
選択・硬判定部13は、上記パスメモリ12に保存され
た生き残りパスをもとにML(Most Likelihood)パス
を計算し、このMLパスに沿ってトレースバックし硬判
定を行なう。
The hard decision unit 10 includes a surviving path calculation unit 11, a path memory 12, and an ML path selection / hard decision unit 13. Survival path calculator 11
Is the branch metric calculation unit 14 and the ACS (Add Co
mpare Select) unit 15. The branch metric calculator 14 calculates the transition likelihood of the trellis, that is, the branch metric, based on the input information bits x, posterior information bits Lu and parity bits y. ACS
The unit 15 calculates a path metric by cumulatively adding the branch metrics calculated by the branch metric calculation unit 14, and further selects a surviving path according to the Viterbi algorithm. Information on the selected surviving path is stored in the path memory 12. The ML path selection / hard decision unit 13 calculates an ML (Most Likelihood) path based on the surviving paths stored in the path memory 12, and traces back along the ML path to perform a hard decision.

【0017】一方軟判定部20は、硬判定されたビット
の対数尤度比を算出するもので、生き残り競合パス計算
部21と、Δ計算部22と、Δ更新部23と、乗算部2
4とから構成される。生き残り競合パス計算部21は、
競合パスブランチメトリック計算部25と、競合パスA
CS部26とを有する。
On the other hand, the soft decision unit 20 calculates the log likelihood ratio of the hard-decided bits, and survives a competitive path calculation unit 21, a Δ calculation unit 22, a Δ update unit 23, and a multiplication unit 2.
And 4. The surviving competitive path calculation unit 21
Competing path branch metric calculator 25 and competing path A
CS unit 26.

【0018】競合パスブランチメトリック計算部25
は、上記硬判定部10のMLパス選択・硬判定部13に
より選択されたMLパスに対する競合パスを求めるもの
で、競合パスのブランチメトリックを計算する。競合パ
スACS部26は、上記競合パスブランチメトリック計
算部25により計算された競合パスのブランチメトリッ
クを使って生き残り競合パスを計算し、この計算結果を
Δ計算部22に与える。Δ計算部22は、上記競合パス
ACS部26により求められた生き残り競合パスと、上
記硬判定部10のMLパス選択・硬判定部13で求めら
れたMLパスとがマージする点で、MLパスのパスメト
リックと競合パスのパスメトリックとの差Δを計算す
る。
Competing path branch metric calculator 25
Is used to find a conflict path for the ML path selected by the ML path selection / hard decision section 13 of the hard decision section 10, and calculates a branch metric of the conflict path. The competing path ACS unit 26 calculates a surviving competing path using the branch metric of the competing path calculated by the competing path branch metric calculating unit 25, and provides the calculation result to the Δ calculating unit 22. The Δ calculation unit 22 is different from the ML path in that the surviving competition path obtained by the competition path ACS unit 26 and the ML path obtained by the ML path selection / hard decision unit 13 of the hard decision unit 10 are merged. Of the path metric of the competing path is calculated.

【0019】Δ更新部23は、上記Δ計算部22により
新たな差Δが算出されるごとに、この新たな差Δと保存
されている差Δとを比較する。そして、上記新たな差Δ
が保存されている差Δより小さければ、保存されている
差Δに新たな差Δを上書きすることで保存内容を更新す
る。これに対し新たな差Δが保存されている差Δと同等
か又は大きければ、保存されている差Δをそのままに
し、現在計算された新たな差Δを廃棄する。この差Δの
更新は、硬判定部10が硬判定したビットに対し所定の
回数行なわれる。すなわち、競合パスの長さに相当する
回数だけ差Δの更新が行われる。
Each time a new difference Δ is calculated by the Δ calculation unit 22, the Δ update unit 23 compares the new difference Δ with the stored difference Δ. And the new difference Δ
Is smaller than the stored difference Δ, the stored content is updated by overwriting the stored difference Δ with a new difference Δ. On the other hand, if the new difference Δ is equal to or larger than the stored difference Δ, the stored difference Δ is left as it is, and the currently calculated new difference Δ is discarded. The update of the difference Δ is performed a predetermined number of times for the bits hard-decided by the hard decision unit 10. That is, the difference Δ is updated by the number of times corresponding to the length of the competition path.

【0020】次に、以上のように構成された誤り訂正復
号器による軟判定のアルゴリズムを、トレリス遷移図を
用いて具体的に説明する。いま仮に、MLパス選択・硬
判定部13において図2に示すMLパスP21が選択さ
れ、時刻tで0と硬判定されたとする。このとき、先ず
競合パスブランチメトリック計算部25により、硬判定
されたビットと異なる値を与える遷移のブランチメトリ
ックが計算される。例えば、図2では時刻t−1からt
への遷移で値が1となる遷移P22,P23,P24,
P25のブランチメトリックが計算される。
Next, the algorithm of soft decision by the error correction decoder configured as described above will be specifically described with reference to a trellis transition diagram. Now, suppose that the ML path selection / hard decision unit 13 selects the ML path P21 shown in FIG. 2 and makes a hard decision of 0 at time t. At this time, first, the competing path branch metric calculation unit 25 calculates the branch metric of the transition giving a value different from the hard-decided bit. For example, in FIG.
To transitions P22, P23, P24,
The branch metric of P25 is calculated.

【0021】このブランチメトリックが計算されると、
これが時刻t−1の各状態のパスメトリックに加えら
れ、これにより時刻tの競合パスのパスメトリックが得
られる。図2では、時刻tでの競合パスのパスメトリッ
クが求められると、この競合パスP22とMLパスP2
1とが時刻tにおいて状態0でマージする。そして、こ
のマージ点での競合パスP22とMLパスP21とのパ
スメトリックの差Δ0がΔ計算部22で計算され、この
算出された差Δ0がΔ更新部23に保存される。かくし
て、時刻tにおける競合パスのパスメトリックの計算が
なされる。
When this branch metric is calculated,
This is added to the path metric of each state at time t−1, whereby the path metric of the competing path at time t is obtained. In FIG. 2, when the path metric of the conflicting path at time t is obtained, the conflicting path P22 and the ML path P2 are determined.
1 merges with the state 0 at the time t. Then, a difference Δ0 of the path metric between the competing path P22 and the ML path P21 at the merge point is calculated by the Δ calculation unit 22, and the calculated difference Δ0 is stored in the Δ update unit 23. Thus, the path metric of the competing path at time t is calculated.

【0022】続いて、図3を用いて時刻tから時刻t+
1における生き残り競合パスの計算手法を説明する。生
き残り競合パス計算部21では、先ず時刻t+1の各状
態について、ビタビアルゴリズムに従い、各状態に流入
する2つのパスから一つのパスが選択される。その際、
競合パス選択に関してビタビアルゴリズムが一部変更さ
れる。つまり、MLパスが通過している状態から流入し
ているパスを生き残り競合パスの候補としない条件がビ
タビアルゴリズムに付加される。例えば図3では、時刻
tの状態0から時刻t+1の状態0への遷移のパスP3
1は、時刻tの状態0上にMLパスが通過しているた
め、時刻t+1での生き残り競合パスの選択候補から除
かれる。
Subsequently, referring to FIG. 3, from time t to time t +
1 will be described. The surviving contention path calculation unit 21 first selects one path from two paths flowing into each state according to the Viterbi algorithm for each state at time t + 1. that time,
The Viterbi algorithm is partially changed with respect to contention path selection. In other words, a condition is added to the Viterbi algorithm that the path that has flowed in from the state in which the ML path has passed does not survive and become a candidate for a competitive path. For example, in FIG. 3, the path P3 of the transition from state 0 at time t to state 0 at time t + 1
1 is excluded from the selection candidates for the surviving conflict path at time t + 1 because the ML path passes on state 0 at time t.

【0023】以上のアルゴリズムよりパスP32,P3
3,P34,P35が生き残り競合パスとして選択され
る。このとき、パスP33は、MLパスと時刻t+1の
状態2でマージしているので、Δ計算部22ではマージ
点でのパスメトリックの差Δ1が計算される。このパス
メトリックの差Δ1が計算されると、Δ更新部23では
この新たに得られた差Δ1と保存されている差Δが比較
され、この比較の結果新たなパスメトリックの差Δ1が
保存されている差Δより小さければ、保存されている差
Δは上記新たな差Δ1に更新される。
From the above algorithm, the paths P32, P3
3, P34 and P35 are selected as surviving competitive paths. At this time, since the path P33 is merged with the ML path in state 2 at time t + 1, the Δ calculation unit 22 calculates the difference Δ1 of the path metric at the merge point. When the path metric difference Δ1 is calculated, the Δ update unit 23 compares the newly obtained difference Δ1 with the stored difference Δ, and stores a new path metric difference Δ1 as a result of the comparison. If the difference is smaller than the difference Δ, the stored difference Δ is updated to the new difference Δ1.

【0024】次に、図4を用いて生き残り競合パスの計
算手法及び差Δの更新手法を説明する。生き残り競合パ
ス計算部21では、時刻t+2での各状態に流入するパ
スメトリックが計算されて、比較選択される。このと
き、時刻t+1の状態2から時刻t+2の状態1への遷
移のパスP41は、時刻t+1の状態2にMLパスが通
過するので、生き残り競合パスとして選択されず、他の
パス、つまり時刻t+1の状態3から時刻t+2の状態
1へ遷移するパスP42が、生き残り競合パスの1つと
して選択される。
Next, a method of calculating a surviving competitive path and a method of updating the difference Δ will be described with reference to FIG. The surviving and competing path calculation unit 21 calculates the path metric flowing into each state at the time t + 2, and performs comparison and selection. At this time, the path P41 of the transition from the state 2 at the time t + 1 to the state 1 at the time t + 2 passes through the ML path to the state 2 at the time t + 1. The path P42 that transits from the state 3 at the time t + 2 to the state 1 at the time t + 2 is selected as one of the surviving conflict paths.

【0025】そうして、以上の条件及びビタビアルゴリ
ズムによる生き残り競合パス選択により、パスP42,
P43,P44,P45が選択されたとする。このと
き、パスP42は、時刻t+2の状態3でMLパスとマ
ージしているので、このマージ点でのパスメトリックの
差Δ2がΔ計算部22で計算される。このパスメトリッ
クの差Δ2が計算されると、Δ更新部23ではこの新た
に得られた差Δ2と保存されている差Δが比較され、こ
の比較の結果新たなパスメトリックの差Δ2が保存され
ている差Δより小さければ、保存されている差Δは上記
新たな差Δ2に更新される。
Then, by selecting the surviving competing path by the above conditions and the Viterbi algorithm, the path P42,
It is assumed that P43, P44, and P45 have been selected. At this time, since the path P42 is merged with the ML path in the state 3 at time t + 2, the difference Δ2 of the path metric at this merge point is calculated by the Δ calculation unit 22. When the path metric difference Δ2 is calculated, the Δ update unit 23 compares the newly obtained difference Δ2 with the stored difference Δ, and stores a new path metric difference Δ2 as a result of the comparison. If the difference Δ is smaller than the difference Δ, the stored difference Δ is updated to the new difference Δ2.

【0026】この様に、生き残り競合パスを決められた
長さだけ計算し、随時差Δを更新してゆく。生き残り競
合パスを計算する長さは、通常、拘束長の3倍程度に設
定する。かくして、図2の時刻tで硬判定されたビット
の軟判定値Δが求められる。
In this way, the surviving competing path is calculated for a determined length, and the difference Δ is updated as needed. The length for calculating the surviving competition path is usually set to about three times the constraint length. Thus, the soft decision value Δ of the bit hard-decided at time t in FIG. 2 is obtained.

【0027】以上述べたように第1の実施形態では、硬
判定した時刻で、硬判定したビットとは異なる値をとる
遷移を持つパスを競合パスとし、これらの競合パスの中
から、変更を加えたビタビアルゴリズムにより生き残り
競合パスを計算する。そして、この求められた生き残り
競合パスとMLパスとがマージしている点のパスメトリ
ックを計算し、最も小さいものを軟判定値とするように
している。
As described above, in the first embodiment, at the time of hard decision, a path having a transition having a value different from that of the hard-decided bit is defined as a conflict path, and a change is made from these conflict paths. The surviving competitive path is calculated by the added Viterbi algorithm. Then, a path metric at a point where the obtained surviving competitive path and the ML path are merged is calculated, and the smallest one is set as the soft decision value.

【0028】したがって、求めなければならない競合パ
スの数は半減され、また求められる誤り訂正能力に応じ
て競合パスを計算する長さを可変にすることで、必要最
小限の計算量で誤り訂正を行なうことができる。このた
め、ハードウェアの回路規模の削減と低消費電力化が可
能になる。
Therefore, the number of competing paths that must be obtained is halved, and the length of calculating the competing paths is made variable according to the required error correction capability, so that error correction can be performed with a minimum necessary amount of calculation. Can do it. For this reason, it is possible to reduce the circuit scale of hardware and reduce power consumption.

【0029】(第2の実施形態)前記第1の実施形態で
は、生き残り競合パスを計算する長さを拘束長の3倍程
度に設定したが、伝送路品質が良好でそれほど情報の誤
りが発生しない場合には、生き残り競合パスを計算する
長さを1に設定しても、十分な誤り訂正能力が得られ
る。
(Second Embodiment) In the first embodiment, the length for calculating the surviving contention path is set to about three times the constraint length. However, the transmission path quality is good and information errors occur so much. Otherwise, a sufficient error correction capability can be obtained even if the length for calculating the surviving conflict path is set to one.

【0030】そこで、伝送路品質が良好な場合には、図
5に示すように軟判定誤り訂正器を構成し、軟判定値を
導出する。なお、同図において前記図1と同一部分には
同一符号を付してある。
Therefore, when the transmission path quality is good, a soft decision error corrector is constructed as shown in FIG. 5 to derive a soft decision value. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0031】すなわち、軟判定部20′では、硬判定さ
れたビットに関して差Δを更新する必要がないので、Δ
更新部23が省略されている。また、軟判定を行なうア
ルゴリズムも、図2で求めた差Δ0をそのまま判定値と
することで、実現できる。この様に構成することで、伝
送路品質が良好な場合には軟判定のための計算量をさら
に削減することができる。
That is, in the soft decision unit 20 ', there is no need to update the difference Δ with respect to the hard-decided bits.
The update unit 23 is omitted. Also, an algorithm for performing a soft decision can be realized by using the difference Δ0 obtained in FIG. 2 as a decision value as it is. With this configuration, when the transmission path quality is good, the amount of calculation for soft decision can be further reduced.

【0032】また、競合パスを計算する長さを、伝送路
の状態や通信に求められるQoS(Quality of Servic
e)に応じて可変することにより、最小の計算量で最適
な誤り訂正を行なうことができる。
Also, the length of calculating the contention path is determined by the quality of service (QoS) required for the state of the transmission path and communication.
By making the variable according to e), it is possible to perform optimal error correction with a minimum amount of calculation.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明では、硬判
定した時刻で、硬判定したビットとは異なる値をとる遷
移を持つパスを競合パスとして選択し、これらの競合パ
スの中から、変更を加えたビタビアルゴリズムにより生
き残り競合パスを計算する。そして、この求められた生
き残り競合パスとMLパスとがマージしている点のパス
メトリックを計算し、最も小さいものを軟判定値とする
ようにしている。
As described in detail above, according to the present invention, at the time of hard decision, a path having a transition having a value different from that of the hard-decided bit is selected as a competing path. The surviving competitive path is calculated by the modified Viterbi algorithm. Then, a path metric at a point where the obtained surviving competitive path and the ML path are merged is calculated, and the smallest one is set as the soft decision value.

【0034】従ってこの発明によれば、従来の軟判定復
号器に比べ、求めなければならない競合パスの数を半減
することが可能となり、また求められる誤り訂正能力に
応じて競合パスを計算する長さを可変することで、必要
最小限の計算量で誤り訂正を行なうことができ、これに
よりハードウエアの回路規模の小形化と低消費電力化を
図った誤り訂正復号器を提供することができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the number of competing paths to be obtained by half compared with the conventional soft decision decoder, and to calculate the competing path in accordance with the required error correction capability. By varying the error, it is possible to perform error correction with a minimum necessary amount of calculation, thereby providing an error correction decoder with a reduced hardware circuit size and reduced power consumption. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明に係わる誤り訂正復号器の第1の実
施形態を示す回路ブロック図。
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a first embodiment of an error correction decoder according to the present invention.

【図2】 図1に示した復号器における軟判定アルゴリ
ズムの手順及び内容を説明するためのトレリス遷移図。
FIG. 2 is a trellis transition diagram for explaining a procedure and contents of a soft decision algorithm in the decoder shown in FIG. 1;

【図3】 図1に示した復号器における軟判定アルゴリ
ズムの手順及び内容を説明するためのトレリス遷移図。
FIG. 3 is a trellis transition diagram for explaining a procedure and contents of a soft decision algorithm in the decoder shown in FIG. 1;

【図4】 図1に示した復号器における軟判定アルゴリ
ズムの手順及び内容を説明するためのトレリス遷移図。
FIG. 4 is a trellis transition diagram for explaining a procedure and contents of a soft decision algorithm in the decoder shown in FIG. 1;

【図5】 この発明に係わる誤り訂正復号器の第2の実
施形態を示す回路ブロック図。
FIG. 5 is a circuit block diagram showing a second embodiment of the error correction decoder according to the present invention.

【図6】 SOVAのアルゴリズムを説明するためのト
レリス遷移図。
FIG. 6 is a trellis transition diagram for explaining an SOVA algorithm.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…硬判定部 11…残りパス計算部 12…パスメモリ 13…MLパス選択・硬判定部 14…ブランチメトリック計算部 15…ACS部 20,20′…軟判定部 21…残り競合パス計算部 22…Δ計算部 23…Δ更新部 24…乗算部 25…競合パスブランチメトリック計算部 26…ACS部 x…情報ビット Lu…事後情報ビット y…パリティビット P21…MLパス P22…競合パス P31,P32.P33,P41,P42,P43…パ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hard decision part 11 ... Remaining path calculation part 12 ... Path memory 13 ... ML path selection / hard decision part 14 ... Branch metric calculation part 15 ... ACS part 20, 20 '... Soft decision part 21 ... Remaining competition path calculation part 22 ... Δ calculation section 23 .DELTA. Update section 24... Multiplication section 25... Competitive path branch metric calculation section 26... ACS section x... Information bit Lu... Post information bit y... Parity bit P21. P33, P41, P42, P43 ... Pass

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 再帰的組織畳み込み符号化された信号を
受信して軟出力する誤り訂正復号回路において、 受信信号の情報ビットと事後情報ビットと誤り検出ビッ
トとからトレリスの遷移尤度を計算する遷移尤度計算手
段と、 この遷移尤度計算手段により計算されたトレリスの遷移
尤度を累積加算してパスメトリックを計算し、各トレリ
スに入力する複数のパスから最大のパスメトリックを選
択する加算比較選択手段と、 この加算比較選択手段により選択されたパスのパスメト
リックと、上記選択されたパスの遷移により硬判定され
たビットをそれぞれ保存する保存手段と、 予め決められた長さの信号が受信された状態で、最大の
パスメトリックを持つパスを選択してこの選択されたパ
スを予め決められた長さだけトレースバックし、かつこ
のトレースバック後の点の復号ビットを前記保存手段に
保存されている硬判定されたビットとする硬判定手段
と、 この硬判定手段により硬判定されたビットと異なる符号
を与えるトレリス上の全ての遷移からブランチメトリッ
クを計算し、この計算したブランチメトリックに前記保
存手段で保存されているパスメトリックを加えて新たな
パスメトリックを計算するパスメトリック計算手段と、 このパスメトリック計算手段により計算された新たなパ
スメトリックをもとに、前記遷移尤度計算手段による遷
移尤度の計算、及び前記加算比較選択手段による最大パ
スメトリックの選択を再度行い、これにより得られた新
たなパスメトリックを前記保存手段に保存する手段と、 前記硬判定手段によって選択されたパス上の各状態に入
り込む遷移のブランチメトリックを計算し、この計算し
たブランチメトリックに、当該ブランチメトリックの遷
移元の状態に対応するパスメトリックを前記保存手段か
ら読み出して加えてこれを競合パスのパスメトリックと
し、予め決められた長さだけ競合パスを計算する競合パ
ス計算手段と、 前記硬判定手段により選択されたパス上の各状態のパス
メトリックと、前記競合パス計算手段により計算された
競合パスとがマージする点のパスメトリックの差を計算
する差計算手段と、 この差計算手段により計算されたパスメトリックの差の
中から最小値を選択して、これを前記硬判定手段で硬判
定したビットの対数尤度比とする手段とを具備したこと
を特徴とする誤り訂正復号器。
An error correction decoding circuit for receiving a signal subjected to recursive tissue convolutional encoding and softly outputting the signal, calculates a transition likelihood of a trellis from information bits, a posteriori information bits, and error detection bits of the received signal. A transition likelihood calculating means, and a path metric is calculated by cumulatively adding the transition likelihoods of the trellis calculated by the transition likelihood calculating means, and adding the maximum path metric from a plurality of paths input to each trellis. Comparing and selecting means; a path metric of the path selected by the adding and comparing means; and storing means for storing the bits hard-decided by the transition of the selected path, and a signal of a predetermined length. In the received state, select the path with the largest path metric, trace back the selected path by a predetermined length, and Hard decision means for setting decoded bits at a point after the traceback to hard decision bits stored in the storage means; and all transitions on the trellis giving codes different from the bits hard decided by the hard decision means. A path metric calculating means for calculating a new path metric by adding the path metric stored in the storing means to the calculated branch metric; and a new path metric calculated by the path metric calculating means. Based on the path metric, the calculation of the transition likelihood by the transition likelihood calculation means and the selection of the maximum path metric by the addition / comparison / selection means are performed again, and the new path metric obtained by this is stored in the storage means. A storage unit; and a transition block that enters each state on the path selected by the hard decision unit. A launch metric is calculated, and a path metric corresponding to the state of the transition source of the branch metric is read out from the storage means and added to the calculated branch metric to obtain a path metric of a competing path. A competing path calculating unit that calculates only the competing path, a path metric of each state on the path selected by the hard decision unit, and a path metric of a point where the competing path calculated by the competing path calculating unit is merged. A difference calculating means for calculating the difference; and a means for selecting a minimum value from among the differences of the path metrics calculated by the difference calculating means, and using this as a log likelihood ratio of the bit hard-decided by the hard decision means. An error correction decoder comprising:
【請求項2】 再帰的組織畳み込み符号化された信号を
受信して軟出力する誤り訂正復号回路において、 受信信号の情報ビットと事後情報ビットと誤り検出ビッ
トとからトレリスの遷移尤度を計算する遷移尤度計算手
段と、 この遷移尤度計算手段により計算されたトレリスの遷移
尤度を累積加算してパスメトリックを計算し、各トレリ
スに入力する複数のパスから最大のパスメトリックを選
択する加算比較選択手段と、 この加算比較選択手段により選択されたパスのパスメト
リックと、選択されなかったパスのパスメトリックとの
差を計算し保存する差計算手段と、 前記加算比較選択手段により選択されたパスの遷移によ
り硬判定されたビットを保存する保存手段と、 予め決められた長さの信号が受信された状態で、最大の
パスメトリックを持つパスを選択してこの選択されたパ
スを予め決められた長さだけトレースバックし、このト
レースバック後の点の復号ビットを上記保存手段に保存
されている硬判定されたビットとし、その対数尤度比と
前記差計算手段に保存されている差との一方を選択して
これを軟出力とする手段とを具備したことを特徴とする
誤り訂正復号器。
2. An error correction decoding circuit for receiving a signal subjected to recursive tissue convolutional encoding and softly outputting the signal, calculates a transition likelihood of a trellis from information bits, a posteriori information bits, and error detection bits of the received signal. A transition likelihood calculating means, and a path metric is calculated by cumulatively adding the transition likelihoods of the trellis calculated by the transition likelihood calculating means, and adding the maximum path metric from a plurality of paths input to each trellis. Comparison and selection means; difference calculation means for calculating and storing the difference between the path metric of the path selected by the addition and comparison means and the path metric of the non-selected path; and Storage means for storing bits hard-decided by path transitions, and a maximum path metric when a signal of a predetermined length is received The path having the selected path is traced back by a predetermined length, and the decoded bit at the point after the traceback is set as a hard-decision bit stored in the storage unit, and its logarithm is calculated. Means for selecting one of the likelihood ratio and the difference stored in the difference calculation means and for making the soft output a soft output.
【請求項3】 前記競合パスを計算する長さを、伝送路
の特性及び通信に求められるQoS(Quality of Servi
ce)に応じて可変することを特徴とする請求項1又は2
記載の誤り訂正復号器。
3. The length of calculating the competing path is determined by the characteristics of the transmission path and the QoS (Quality of Service) required for communication.
3. A variable according to ce).
An error correction decoder as described.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003077426A1 (en) * 2002-03-12 2003-09-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Bit liklihood calculation method and demodulation device
KR100483004B1 (en) * 2002-09-12 2005-04-15 한국전자통신연구원 Soft Decision Decoder, Apparatus of Generalized Log Likelihood Ratio considered Channel Estimation Errors for Soft Decision Decoding at QAM Signals and method thereof

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