JP2001094442A

JP2001094442A - 復号装置及び復号方法

Info

Publication number: JP2001094442A
Application number: JP26551699A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Haruyama; 真一郎春山; Masao Nakagawa; 正雄中川; Hiroshi Hida; 博飛田; Kazuya Takahashi; 和也高橋
Original assignee: Keio University; Sony Corp
Current assignee: Keio University; Sony Corp
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2001-04-06
Anticipated expiration: 2019-09-20
Also published as: JP4226165B2

Abstract

(57)【要約】【課題】復号の精度を保ちつつ、消費電力を削減する
ビタビ復号器を実現する。【解決手段】シストリックアレイビタビ復号器１０
は、通信路を介して伝送されてきた符号系列を入力して
最小のパスメトリックを有するステートを選択する選択
ユニット１１と、符号系列と選択ユニット１１により選
択されたステートに基づいて演算された結果とを順次保
持する打ち切りパス長（truncated path length）Ｌ個
のトレースバックユニット１２₁，１２₂，１２₃，・・
・，１２_Lと、通信路を介して伝送されてきた符号系列
を入力して受信信号の品質を判別する品質判別ユニット
１３とを備える。シストリックアレイビタビ復号器１０
は、品質判別ユニット１３により判別された受信信号の
品質に基づいて、トレースバックユニットの数を動的に
変化させ、打ち切りパス長Ｌを動的に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、畳み込み符号の最
尤復号に適した復号装置及び復号方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、畳み込み符号（convolutiona
l code）を復号する方式の１つとして、ビタビ復号方式
（Viterbi decoding）が知られている。このビタビ復号
方式は、畳み込み符号に対する最尤復号方式（maximum
likehod decoding）であり、送信側のエンコーダにより
生成され得る既知の複数個の符号系列のうち、受信され
た符号系列に最も符号距離が近い系列である最尤パスを
選択し、この最尤パスに対応して復号データを得るもの
である。ビタビ復号方式は、通信路に生じるランダム誤
りに対する訂正能力が高く、例えば、干渉波の影響を受
けやすく、電力制限の厳しい衛星通信システムでは、誤
り訂正符号として畳み込み符号が用いられており、その
畳み込み符号の復号としてビタビ復号器が用いられてい
る。

【０００３】このビタビ復号アルゴリズムについて簡単
に説明する。なお、以下の説明においては、図９に示す
ように、ディジタル情報を畳み込み符号器１１０により
畳み込み符号化し、その符号系列を変調器１２０により
変調した後、任意の通信路１３０を介して復調器１４０
に入力して復調し、ビタビ復号器１５０にて復号する場
合を考える。

【０００４】畳み込み符号化は、過去の情報を用いて符
号化するものである。この畳み込み符号化を実現する畳
み込み符号器１１０は、例えば、拘束長Ｋ＝３、符号化
率Ｒ＝１／２の畳み込み符号化を行うものとすると、図
１０に示すように、３つのレジスタ１１１ａ，１１１
ｂ，１１１ｃと、２つのｍｏｄ２の加算器１１２ａ，１
１２ｂとを備えるものとなる。ここで、拘束長（constr
aint length）とは、過去の情報の影響が及ぶ範囲であ
り、ここでは、レジスタの数で表される。また、符号化
率（coding rate）とは、符号系列における情報ビット
の割合である。この畳み込み符号器１１０は、ディジタ
ル情報としての情報列｛Ｕ｝を入力し、加算器１１２
ａ，１１２ｂのそれぞれからの時刻ｊにおける出力値α
_j，β_jから送信符号語｛Ｖ｝を生成して出力する。情報
列｛Ｕ｝を｛Ｕ｝＝（０，０，１，０，１，０，０，・
・・）とした場合、畳み込み符号器１１０は、送信符号
語｛Ｖ｝＝（００，００，１１，１０，００，１０，１
１，・・・）を生成して出力する。

【０００５】この畳み込み符号器１１０の遷移ダイアグ
ラム（以下、トレリスと記す。）は、図１１に示すよう
になる。同図において各点から上側に枝分かれしている
枝は、入力が“０”により生じるレジスタの遷移状態を
示し、下側に枝分かれしている枝は、入力が“１”によ
り生じるレジスタの遷移状態を示している。また、同図
においてステートとは、レジスタの遷移状態を示し、レ
ジスタ１１１ｂ，１１１ｃに保持されている値を表すも
のである。例えば、レジスタ１１１ｂに“１”が保持さ
れ、レジスタ１１１ｃに“０”が保持されている場合に
は、ステートは、“１０”となる。

【０００６】送信符号語、すなわち、畳み込み符号系列
は、これらの枝の連なりで表すことができ、この一連の
枝は、パスと称される。畳み込み符号器１１０のトレリ
スは、各タイムスロット毎に全てのステートに対して、
合流する２本のパスが存在するものとなる。送信符号語
｛Ｖ｝＝（００，００，１１，１０，００，１０，１
１）は、同図中太線で表されるパスとなる。

【０００７】畳み込み符号器１１０及び変調器１２０に
より生成されて出力された送信符号語｛Ｖ｝には、通信
路１３０を伝送される際に、雑音等の影響により誤り列
が加わる。送信符号語｛Ｖ｝を｛Ｖ｝＝（００，００，
１１，１０，００，１０，１１）とすると、復調器１４
０を介してビタビ復号器１５０により受信される受信符
号語｛ｒ｝は、例えば、｛ｒ｝＝（００，０１，１１，
１０，１０，１０，１１）となる。なお、送信符号語
｛Ｖ｝＝（００，００，１１，１０，００，１０，１
１）は、情報列｛Ｕ｝＝（０，０，１，０，１，０，
０）に対応する符号系列であるが、この情報列｛Ｕ｝＝
（０，０，１，０，１，０，０）の最後の“００”は、
終結するためのビット列である。

【０００８】ビタビ復号器１５０は、受信符号語｛ｒ｝
から正しいパスを探索する。ビタビ復号器１５０は、こ
こでは、ハミング距離を用いて正しいパスを選択するも
のとする。まず、ビタビ復号器１５０は、各ステートに
おけるハミング距離を選択する。この際、ビタビ復号器
１５０は、各タイムスロット毎に各ステートに合流する
２つのパスのうち、ハミング距離が小さいパスを選択す
る。このようにして選択されたパスは、生き残りパスと
称される。このようにして、ビタビ復号器１５０は、正
しいパスと思われるものを選択して復号し、復号データ
を出力する。上述したように、情報列｛Ｕ｝の最後の２
ビットは、“００”であることから、ビタビ復号器１５
０は、受信符号語｛ｒ｝から“０”に対応するパスのみ
を選択していくことによって、同図中太線で表されるパ
スを選択することができる。

【０００９】このようなビタビ復号方式のうち、近年で
は、トレースバック法と称される手法が研究されてい
る。このトレースバック法とは、復号する際に、１時刻
進むにつれ、最も小さいパスメトリックを有する生き残
りパスの古い情報ビットを出力するものである。ここ
で、先に図１０に示した畳み込み符号器１１０を利用し
た場合における時刻ｊ−１から時刻ｊへの遷移状態を図
１２に示す。

【００１０】ここで、時刻ｊ−１から時刻ｊへの遷移に
おいて、先に図１１に示したようなトレリスを考えたと
き、同図における２つの枝のうち、各点から上側に枝分
かれしている枝は、ビタビ復号器１５０における受信ビ
ットが“０”の場合であり、下側に枝分かれしている枝
は、受信ビットが“１”の場合の遷移状態である。これ
は、各ステートにおける生き残りパスの履歴及びその生
き残りパスが選択された際の受信ビットとみなすことが
できる。これより、時刻ｊにおけるステートをｍ_j＝
（ａ_j，ｂ_j）とし、ｙ_j（ｍ_j）を生き残りパスの履歴を
示すものとすると、次式（１）及び次式（２）となるこ
とがわかる。

【００１１】ａ_j-1＝ｂ_j ・・・（１）ｂ_j-1＝ｙ_j（ｍ_j）・・・（２）

【００１２】このようなビタビ復号器は、符号語当たり
の復号操作回数が一定であり、複雑な論理回路を要しな
い点に大きな利点がある。一方、ビタビ復号器は、全て
のパス情報を蓄積・保持するための膨大なメモリを要す
ることに欠点があるといえる。一般に、ビタビ復号器
は、拘束長をＫとし、長さがＬビットの情報シンボルを
復号する場合には、Ｌ・２^K-1ビットのメモリを要す
る。ところが、このような膨大なメモリを用いること
は、最初のシンボルの出力がＬ個の全ての情報シンボル
を復号することと等価となる。ビタビ復号方式において
は、一般には、パスが長くなると終結時刻まで待たなく
ても、生き残りパスの先頭付近を確定できることが多
い。

【００１３】先に図１１に示した例を考えると、時刻３
にて生き残っているパスを調べた場合、（００，ｘｘ，
ｘｘ）である。すなわち、（１１，ｘｘ，ｘｘ）のパス
は生き残っていないことから、時刻０の符号系列は、
“００”に確定することができる。このようにして確定
されたビットは、復号結果として利用できるものであ
る。ビタビ復号方式においては、通常、パスが拘束長Ｋ
の数倍程度の長さになるまでに、過去の時刻における符
号系列を確定することができる場合が多い。

【００１４】このことから、通常のビタビ復号器は、蓄
積・保持するパスの長さをその全長ではなく、それより
も少ない長さとしている。この蓄積・保持するパスの長
さは、打ち切りパス長（truncated path length）と称
される。この打ち切りパス長をＭビットとすると、ビタ
ビ復号器におけるメモリは、Ｍ・２^K-1ビットで済む。

【００１５】このように、ビタビ復号器は、打ち切りパ
ス長に基づいてメモリの総数を決定することで、回路規
模を削減することが可能となる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のビタビ復号器は、復号データのビットエラーレート
が復号時の打ち切りパス長に依存するという性質を有す
る。すなわち、従来のビタビ復号器においては、一般
に、打ち切りパス長が大きい場合には、復号データのビ
ットエラーレートが低減し、打ち切りパス長が小さい場
合には、復号データのビットエラーレートが増加する。

【００１７】しかしながら、従来のビタビ復号器におい
ては、打ち切りパス長を大きくすると、要するメモリの
総数が増加することから、回路規模が大きくなり、消費
電力が増大するという問題があった。

【００１８】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、復号の精度を保ちつつ、消費電力を削減
することができる復号装置及び復号方法を提供すること
を目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明にかかる復号装置は、畳み込み符号系列からなる
受信信号をビタビ復号して復号データを出力する復号装
置であって、畳み込み符号系列から各時刻における全て
の尤度の高いパスを選択して各遷移状態におけるパスメ
トリックを求め、最小のパスメトリックを有する遷移状
態を選択する選択手段と、畳み込み符号系列と選択手段
により選択された遷移状態に基づいて演算された結果と
を順次保持し、打ち切りパス長分のトレースを行う打ち
切りパス長個のトレース手段と、受信信号の品質を判別
する品質判別手段とを備え、品質判別手段により判別さ
れた受信信号の品質に応じて打ち切りパス長を動的に変
化させることを特徴としている。

【００２０】このような本発明にかかる復号装置は、受
信信号をビタビ復号する際に、品質判別手段により判別
された受信信号の品質に応じて打ち切りパス長を動的に
変化させる。

【００２１】また、上述した目的を達成する本発明にか
かる復号方法は、畳み込み符号系列からなる受信信号を
ビタビ復号して復号データを出力する復号方法であっ
て、畳み込み符号系列から各時刻における全ての尤度の
高いパスを選択して各遷移状態におけるパスメトリック
を求めて最小のパスメトリックを有する遷移状態を選択
し、畳み込み符号系列と選択された遷移状態に基づいて
演算された結果とを打ち切りパス長個の記憶手段に順次
保持して打ち切りパス長分のトレースを行うとともに、
受信信号の品質を判別し、判別された受信信号の品質に
応じて打ち切りパス長を動的に変化させることを特徴と
している。

【００２２】このような本発明にかかる復号方法は、受
信信号をビタビ復号する際に、受信信号の品質を判別し
て得られた結果に応じて打ち切りパス長を動的に変化さ
せる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００２４】この実施の形態は、図１及び図２に示すよ
うに、畳み込み符号（convolutional code）をビタビ復
号方式（Viterbi decoding）により復号するシストリッ
クアレイビタビ復号器１０である。シストリックアレイ
ビタビ復号器１０は、同一構造を有する簡単な処理装置
であるトレースバックユニットを多数連結した構造を有
し、並列処理により高速演算を行うものであり、繰り返
し構造をＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）で
実現するのに適当であるとともに、設計上の自由度が大
きいといった利点を有するものである。

【００２５】なお、以下の説明においては、図３に示す
ように、ディジタル情報を畳み込み符号器５０により畳
み込み符号化し、その符号系列を変調器６０により変調
した後、任意の通信路７０を介して復調器８０に入力し
て復調し、シストリックアレイビタビ復号器１０にて復
号する場合を考える。

【００２６】シストリックアレイビタビ復号器１０は、
図１に示すように、通信路７０及び復調器８０を介して
伝送されてきた符号系列を入力して最小のパスメトリッ
クを有するステートを選択する選択ユニット１１と、符
号系列と選択ユニット１１により選択されたステートに
基づいて演算された結果とを順次保持する打ち切りパス
長（truncated path length）Ｌ個のトレースバックユ
ニット１２₁，１２₂，１２₃，・・・，１２_Lと、通信路
７０及び復調器８０を介して伝送されてきた符号系列を
入力して受信信号の品質を判別する品質判別ユニット１
３とを備える。

【００２７】選択ユニット１１は、通信路７０及び復調
器８０を介して伝送されてきた符号系列から各時刻にお
ける全ての尤度の高いパスである生き残りパスを選択し
て各ステートにおけるパスメトリックを求め、最小のパ
スメトリックを有するステートを選択する。選択ユニッ
ト１１は、選択したステートをトレースバックユニット
１２₁に供給する。

【００２８】打ち切りパス長Ｌ個のトレースバックユニ
ット１２₁，１２₂，１２₃，・・・，１２_Lは、それぞ
れ、符号系列と選択ユニット１１により選択されたステ
ートに基づいて演算された結果とを順次保持することに
よって、畳み込み符号器５０の遷移ダイアグラム（以
下、トレリスと記す。）に対応させ、パスをトレースす
る。トレースバックユニット１２₁は、図２に示すよう
に、符号系列を保持する４ビットのレジスタ２１_Y1，２
１_Y'1と、選択ユニット１１により選択されたステート
に基づいて演算された結果を保持する２ビットのレジス
タ２１_X1とを有する。また、トレースバックユニット１
２₂は、符号系列を保持する４ビットのレジスタ２
２_Y2，２２_Y'2と、選択ユニット１１により選択された
ステートに基づいて演算された結果を保持する２ビット
のレジスタ２２_X2とを有する。さらに、トレースバック
ユニット１２₃は、符号系列を保持する４ビットのレジ
スタ２３_Y3，２３_Y'3と、選択ユニット１１により選択
されたステートに基づいて演算された結果を保持する２
ビットのレジスタ２３_X3とを有する。その他、各トレー
スバックユニットは、これらのトレースバックユニット
１２₁，１２₂，１２₃と同様のレジスタを有する。

【００２９】なお以下では、レジスタ２１_Y1，２２_Y2，
２３_Y3，・・・を、それぞれ、Ｙ_ｉ（ｉ＝１，２，３，
・・・）と記し、レジスタ２１_Ｙ’１，２２_Y'2，２３
_Y'3，・・・を、それぞれ、Ｙ’_i（ｉ＝１，２，３，・
・・）と記し、レジスタ２１_X1，２２_X2，２３_X3，・・
・を、それぞれ、Ｘ’_i（ｉ＝１，２，３，・・・）と
記すものとする。

【００３０】レジスタＹ_i，Ｙ’_iは、それぞれ、保持し
ている値を１タイムスロット毎に右側のレジスタにシフ
トする。また、レジスタＸ_iは、それぞれ、時刻ｊにお
けるステートをｍ_j＝（ａ_j，ｂ_j）とし、ｙ_j（ｍ_j）を
生き残りパスの履歴を示すものとすると、次式（３）及
び次式（４）に基づいて演算された結果を１タイムスロ
ット毎に右側のレジスタにシフトする。例えば、時刻ｊ
−１において、各レジスタに図４（Ａ）に示すような値
が保持されているものとすると、時刻ｊにおいて、各レ
ジスタには、同図（Ｂ）に示すような値が保持される。

【００３１】ａ_j-1＝ｂ_j ・・・（３）ｂ_j-1＝ｙ_j（ｍ_j）・・・（４）

【００３２】トレースバックユニット１２₁，１２₂，１
２₃，・・・，１２_Lは、それぞれ、保持する値を１タイ
ムスロット毎に右側のレジスタにシフトしていくことに
よりパスをトレースする。そして、シストリックアレイ
ビタビ復号器１０は、トレースバックユニット１２_Lか
ら順次復号データを出力する。

【００３３】品質判別ユニット１３は、通信路７０及び
復調器８０を介して伝送されてきた符号系列を入力し、
受信信号の品質を判別することによって、通信路７０の
状態を推定する。品質判別ユニット１３は、受信信号の
品質を判別した結果を示す信号を図示しないコントロー
ラに供給する。

【００３４】なお、このようなシストリックアレイビタ
ビ復号器１０は、その機能をソフトウェアで実現するこ
ともでき、ハードウェアで実現することもできる。

【００３５】シストリックアレイビタビ復号器１０は、
受信状況に応じて打ち切りパス長Ｌを動的に変化させ
る。すなわち、シストリックアレイビタビ復号器１０
は、図５に示すように、品質判別ユニット１３により判
別された受信信号の品質に基づいて、図示しないコント
ローラによって、トレースバックユニットの数を動的に
変化させる。そのため、シストリックアレイビタビ復号
器１０は、いわゆるＦＰＧＡを用いて実現するのが望ま
しい。

【００３６】具体的に説明するために、図６に示すよう
に、シストリックアレイビタビ復号器１０を無線により
信号の送受信を行う移動体端末機９１に適用し、この移
動体端末機９１が区間Ａから区間Ｂへと移動しながら、
基地局９２から送信される符号系列からなる信号を受信
し、この受信信号をシストリックアレイビタビ復号器１
０により復号する場合を考える。同図に示すように、区
間Ａは、移動体端末機９１と基地局９２との間に障害物
がなく、受信状況が良好である区間であり、区間Ｂは、
移動体端末機９１と基地局９２との間に障害物があり、
受信状況が劣悪である区間である。

【００３７】このとき、図５（Ａ）に示すシストリック
アレイビタビ復号器１０は、移動体端末機９１が区間Ａ
に存在する場合には、受信状況が良好であることから、
受信信号の品質も良好であり、小さい打ち切りパス長Ｌ
でも復号データの精度が確保できるものとみなし、同図
（Ｂ）に示すように、図示しないコントローラによっ
て、トレースバックユニットの数を２個とし、打ち切り
パス長Ｌ＝２とする。

【００３８】一方、シストリックアレイビタビ復号器１
０は、移動体端末機９１が区間Ｂに存在する場合には、
受信状況が劣悪であることから、受信信号の品質も劣悪
であり、大きい打ち切りパス長Ｌでなければ復号データ
の精度を確保できないとみなし、同図（Ｃ）に示すよう
に、図示しないコントローラによって、トレースバック
ユニットの数を８個とし、打ち切りパス長Ｌ＝８とす
る。

【００３９】このように、シストリックアレイビタビ復
号器１０は、品質判別ユニット１３によって、受信信号
の品質を判別し、その判別結果に応じて打ち切りパス長
Ｌを動的に変化させる。この際、シストリックアレイビ
タビ復号器１０は、復号データが所望のビットエラーレ
ートを満たすように、打ち切りパス長Ｌを決定する。

【００４０】ここで、打ち切りパス長Ｌと復号データの
ビットエラーレートとの関係を調べるために、要求する
ビットエラーレートの目標値を１０^-3とし、打ち切りパ
ス長Ｌをパラメータとして、レイリーフェージング環境
下におけるビットエラーレートと１ビット当たりのエネ
ルギであるＥｂ／Ｎ０との関係を数値計算により求めた
結果を図７に示す。このモデルは、変調方式を２相ＰＳ
Ｋ（Bi Phase Shift Keying；ＢＰＳＫ）として同期検
波を行い、同期が完全であり、通信路の状況の推定が完
全であるものとしている。また、このモデルは、データ
に完全ブロック型３２×３２のインターリーブを施し、
１６値軟判定復号で復号を行うものとしている。さら
に、このモデルでは、拘束長（constraint length）Ｋ
＝３、符号化率（coding rate）Ｒ＝１／２の畳み込み
符号を利用し、ビットレートを３２Ｋｂｐｓ、最大ドッ
プラ周波数を８０Ｈｚとしている。なお、要求するビッ
トエラーレートである１０^-3は、生の音声を伝送するの
に要求されるビットエラーレートである。

【００４１】同図に示すように、打ち切りパス長Ｌを固
定した場合には、ビットエラーレートは、打ち切りパス
長Ｌの大小に拘泥せず、Ｅｂ／Ｎ０が増大するにつれ単
調に減少する傾向にあるとともに、打ち切りパス長Ｌが
大きいほど、減少する傾向にあり、打ち切りパス長Ｌが
“８”以上では、顕著な相違はみられないことがわか
る。

【００４２】すなわち、このモデルは、１ビット当たり
のエネルギが大きい場合ほど、或いは、打ち切りパス長
Ｌが大きい場合ほど、ビットエラーレートが低くなると
いう事実と一致しており、数値計算の信頼性があるもの
とみなすことができる。そして、このモデルにおいて
は、打ち切りパス長Ｌが“８”以上では、ビットエラー
レートと１ビット当たりのエネルギであるＥｂ／Ｎ０と
の関係がそれほど変化しないことが示されており、打ち
切りパス長Ｌを“８”以上設ける必要はないことがわか
る。

【００４３】より具体的には、Ｅｂ／Ｎ０が約１３以上
の場合に１０^-3以下のビットエラーレートを確保するた
めには、Ｌ＝８以上の打ち切りパス長を要するが、Ｅｂ
／Ｎ０が約１５以上の場合には、Ｌ＝４以上の打ち切り
パス長でよく、Ｅｂ／Ｎ０が約１８以上の場合には、Ｌ
＝２以上の打ち切りパス長でよいことがわかる。

【００４４】そこで、打ち切りパス長Ｌを動的に変化さ
せた場合には、ビットエラーレートは、Ｅｂ／Ｎ０が増
大するにつれ減少する傾向にあり、Ｅｂ／Ｎ０が約１３
以下では、打ち切りパス長がＬ＝８以上のものと同一の
傾向となる。そして、ビットエラーレートは、Ｅｂ／Ｎ
０が約１３以上では、１０^-3以下の値を常時確保してい
る。

【００４５】シストリックアレイビタビ復号器１０は、
このようなビットエラーレートとＥｂ／Ｎ０との関係に
基づいて、受信状況に応じて打ち切りパス長を動的に変
化させることによって、所望のビットエラーレートを確
保することができる。また、シストリックアレイビタビ
復号器１０は、予め打ち切りパス長を大きくする必要が
ないことから、消費電力を削減することができる。

【００４６】ここで、上述した数値計算にて用いたモデ
ルにおいて、拘束長Ｋをパラメータとし、打ち切りパス
長Ｌを動的に変化させた場合における電力消費率とＥｂ
／Ｎ０との関係を求めると、図８に示すようになる。す
なわち、このモデルにおいて、電力消費率は、拘束長が
Ｋ＝３の場合に比してＫ＝４の場合の方が低い。

【００４７】このことは、打ち切りパス長が大きくなる
のにともない、すなわち、大きい拘束長や高符号化率の
畳み込み符号を用いるのにともない、消費電力削減量が
大きくなることを示している。したがって、シストリッ
クアレイビタビ復号器１０は、受信状況に応じて打ち切
りパス長を動的に変化させることによって、大きい拘束
長や高符号化率の畳み込み符号を用いる場合において、
顕著に消費電力を削減することができる。

【００４８】以上説明したように、シストリックアレイ
ビタビ復号器１０は、受信状況に応じて打ち切りパス長
を動的に変化させて適切な打ち切りパス長で復号を行う
ことによって、所望のビットエラーレートを確保して復
号の精度を保ちつつ、消費電力を削減することができ
る。

【００４９】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されるものではない。例えば、上述した実施の形態で
は、シストリック型のシストリックアレイビタビ復号器
１０について説明したが、本発明は、シストリック型で
なくともトレースバックを行うビタビ復号器であれば適
用することができる。

【００５０】また、打ち切りパス長を動的に変化させる
時期としては、任意に設定することができるが、例え
ば、受信信号がパケット化されて伝送されてくる場合に
は、パケットの途切れ目で打ち切りパス長を動的に変化
させるようにしてもよく、特殊なコードが挿入された受
信符号語を構成し、この特殊なコードに基づいて、打ち
切りパス長を動的に変化させるようにしてもよい。

【００５１】このように、本発明は、その趣旨を逸脱し
ない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもな
い。

【００５２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる復号装置は、畳み込み符号系列からなる受信信号を
ビタビ復号して復号データを出力する復号装置であっ
て、畳み込み符号系列から各時刻における全ての尤度の
高いパスを選択して各遷移状態におけるパスメトリック
を求め、最小のパスメトリックを有する遷移状態を選択
する選択手段と、畳み込み符号系列と選択手段により選
択された遷移状態に基づいて演算された結果とを順次保
持し、打ち切りパス長分のトレースを行う打ち切りパス
長個のトレース手段と、受信信号の品質を判別する品質
判別手段とを備え、品質判別手段により判別された受信
信号の品質に応じて打ち切りパス長を動的に変化させ
る。

【００５３】したがって、本発明にかかる復号装置は、
受信信号をビタビ復号する際に、品質判別手段により判
別された受信信号の品質に応じて打ち切りパス長を動的
に変化させることによって、復号の精度を保ちつつ、消
費電力を削減することができる。

【００５４】また、本発明にかかる復号方法は、畳み込
み符号系列からなる受信信号をビタビ復号して復号デー
タを出力する復号方法であって、畳み込み符号系列から
各時刻における全ての尤度の高いパスを選択して各遷移
状態におけるパスメトリックを求めて最小のパスメトリ
ックを有する遷移状態を選択し、畳み込み符号系列と選
択された遷移状態に基づいて演算された結果とを打ち切
りパス長個の記憶手段に順次保持して打ち切りパス長分
のトレースを行うとともに、受信信号の品質を判別し、
判別された受信信号の品質に応じて打ち切りパス長を動
的に変化させる。

【００５５】したがって、本発明にかかる復号方法は、
受信信号をビタビ復号する際に、受信信号の品質を判別
して得られた結果に応じて打ち切りパス長を動的に変化
させることによって、復号の精度を保ちつつ、消費電力
を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態として示すシストリックア
レイビタビ復号器の構成を説明するブロック図である。

【図２】同シストリックアレイビタビ復号器の構成を説
明するブロック図であって、トレースバックユニットの
内部構成を説明するブロック図である。

【図３】同シストリックアレイビタビ復号器を適用する
通信モデルの構成を説明するブロック図である。

【図４】同シストリックアレイビタビ復号器の動作を説
明するための図であって、（Ａ）は、トレースバックユ
ニットが有するレジスタの時刻ｊ−１における記憶内容
を示し、（Ｂ）は、トレースバックユニットが有するレ
ジスタの時刻ｊにおける記憶内容を示す図である。

【図５】打ち切りパス長を変化させる様子を説明するた
めの図であって、（Ａ）は、打ち切りパス長が“Ｌ”の
場合における同シストリックアレイビタビ復号器の構成
を示し、（Ｂ）は、打ち切りパス長が“２”の場合にお
ける同シストリックアレイビタビ復号器の構成を示し、
（Ｃ）は、打ち切りパス長が“８”の場合における同シ
ストリックアレイビタビ復号器の構成を示すブロック図
である。

【図６】同シストリックアレイビタビ復号器を移動体端
末機に適用した場合の状況を説明する図である。

【図７】打ち切りパス長をパラメータとした場合におけ
るビットエラーレートとＥｂ／Ｎ０との関係を説明する
図である。

【図８】拘束長をパラメータとした場合における電力消
費率とＥｂ／Ｎ０との関係を説明する図である。

【図９】通信モデルの構成を説明するブロック図であ
る。

【図１０】拘束長が“３”、符号化率が“１／２”の畳
み込み符号器の構成を説明するブロック図である。

【図１１】図１０に示した畳み込み符号器のトレリスを
説明する図である。

【図１２】図１０に示した畳み込み符号器を利用した場
合における時刻ｊ−１から時刻ｊへの遷移状態を説明す
る図である。

【符号の説明】

１０シストリックアレイビタビ復号器、１１選択
ユニット、１２₁，１２₂，１２₃，・・・，１２_L ト
レースバックユニット、１３品質判別ユニット、
２１_Y1，２１_Y'1，・・・，２１_X1，２２_X2，・・・
レジスタ

フロントページの続き (72)発明者中川正雄神奈川県横浜市港北区日吉３丁目14番１号慶應義塾大学理工学部情報工学科内 (72)発明者飛田博神奈川県横浜市港北区日吉３丁目14番１号慶應義塾大学理工学部情報工学科内 (72)発明者高橋和也神奈川県横浜市港北区日吉３丁目14番１号慶應義塾大学理工学部情報工学科内Ｆターム(参考） 5B001 AA10 AB02 AC05 AD06 AE02 5J065 AC02 AD10 AF02 AG05 AG06 AH05 AH07 AH09 AH13 AH19 AH21 AH23 5K014 AA01 AA05 BA10 BA11 FA16 GA02 HA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】畳み込み符号系列からなる受信信号をビ
タビ復号して復号データを出力する復号装置であって、上記畳み込み符号系列から各時刻における全ての尤度の
高いパスを選択して各遷移状態におけるパスメトリック
を求め、最小のパスメトリックを有する遷移状態を選択
する選択手段と、上記畳み込み符号系列と上記選択手段により選択された
遷移状態に基づいて演算された結果とを順次保持し、打
ち切りパス長分のトレースを行う上記打ち切りパス長個
のトレース手段と、上記受信信号の品質を判別する品質判別手段とを備え、上記品質判別手段により判別された上記受信信号の品質
に応じて上記打ち切りパス長を動的に変化させることを
特徴とする復号装置。
【請求項２】上記復号データのビットエラーレートが
目標値以下となるように上記打ち切りパス長を決定する
ことを特徴とする請求項１記載の復号装置。
【請求項３】上記打ち切りパス長個のトレース手段
は、直列に接続されており、それぞれ、上記畳み込み符
号系列を保持する第１の記憶手段と、上記選択手段によ
り選択された遷移状態に基づいて演算された結果を保持
する第２の記憶手段とを有し、上記第１の記憶手段は、それぞれ、各タイムスロット毎
に保持している値を次段の第１の記憶手段にシフトする
とともに、上記第２の記憶手段は、それぞれ、各タイム
スロット毎に保持している値を次段の第２の記憶手段に
シフトすることを特徴とする請求項１記載の復号装置。
【請求項４】上記選択手段と上記トレース手段が並列
処理を行うシストリック型であることを特徴とする請求
項１記載の復号装置。
【請求項５】無線により信号の送受信を行う移動体端
末機に適用されることを特徴とする請求項１記載の復号
装置。
【請求項６】畳み込み符号系列からなる受信信号をビ
タビ復号して復号データを出力する復号方法であって、上記畳み込み符号系列から各時刻における全ての尤度の
高いパスを選択して各遷移状態におけるパスメトリック
を求めて最小のパスメトリックを有する遷移状態を選択
し、上記畳み込み符号系列と選択された遷移状態に基づ
いて演算された結果とを打ち切りパス長個の記憶手段に
順次保持して上記打ち切りパス長分のトレースを行うと
ともに、上記受信信号の品質を判別し、判別された上記
受信信号の品質に応じて上記打ち切りパス長を動的に変
化させることを特徴とする復号方法。
【請求項７】上記復号データのビットエラーレートが
目標値以下となるように上記打ち切りパス長を決定する
ことを特徴とする請求項６記載の復号方法。
【請求項８】上記打ち切りパス長個の記憶手段は、上
記畳み込み符号系列を保持する直列に接続された上記打
ち切りパス長個の第１の記憶手段と、選択された遷移状
態に基づいて演算された結果を保持する直列に接続され
た上記打ち切りパス長個の第２の記憶手段とを有し、上記第１の記憶手段は、それぞれ、各タイムスロット毎
に保持している値を次段の第１の記憶手段にシフトする
とともに、上記第２の記憶手段は、それぞれ、各タイム
スロット毎に保持している値を次段の第２の記憶手段に
シフトすることを特徴とする請求項６記載の復号方法。
【請求項９】上記遷移状態の選択と上記打ち切りパス
長分のトレースが並列処理により行われることを特徴と
する請求項６記載の復号方法。
【請求項１０】無線により信号の送受信を行う移動体
端末機に適用されることを特徴とする請求項６記載の復
号方法。