JP2001144631A - ビタビ復号装置 - Google Patents
ビタビ復号装置Info
- Publication number
- JP2001144631A JP2001144631A JP32091199A JP32091199A JP2001144631A JP 2001144631 A JP2001144631 A JP 2001144631A JP 32091199 A JP32091199 A JP 32091199A JP 32091199 A JP32091199 A JP 32091199A JP 2001144631 A JP2001144631 A JP 2001144631A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- storage circuit
- decoded data
- internal state
- decoding device
- received signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Error Detection And Correction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ビタビ復号装置の復号速度を大幅に向上
させると共に、ハードウエア量を削減すること。 【解決手段】 復号装置の内部状態と受信信号より復号
データをただ一つ決定することができることに着目し、
誤り訂正を行なわずに、ルックアップテーブル方式のR
OMアクセスにより、復号データを高速に出力する。枝
メトリック記憶回路101で内部状態を特定し、受信予
測記憶回路で、次の受信データを複数予測し、比較選択
回路103で、実際の受信信号との比較により予測デー
タを選択し、その選択された予測データに応じて、復号
データ記憶回路部104から復号データを出力する。
させると共に、ハードウエア量を削減すること。 【解決手段】 復号装置の内部状態と受信信号より復号
データをただ一つ決定することができることに着目し、
誤り訂正を行なわずに、ルックアップテーブル方式のR
OMアクセスにより、復号データを高速に出力する。枝
メトリック記憶回路101で内部状態を特定し、受信予
測記憶回路で、次の受信データを複数予測し、比較選択
回路103で、実際の受信信号との比較により予測デー
タを選択し、その選択された予測データに応じて、復号
データ記憶回路部104から復号データを出力する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はビタビアルゴリズム
を用いた復号装置(ビタビ復号装置)に関する。
を用いた復号装置(ビタビ復号装置)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、デジタル通信において符号化され
た情報を伝送する場合、通信路での雑音の影響を受けて
伝送誤りが発生しやすくなる。その対策として、符号化
された情報に冗長情報を付加して伝送している。復号と
は、受信したデータの中から付加された冗長情報を取り
除いて、本来伝送するべき符号化された情報を推定する
ことである。
た情報を伝送する場合、通信路での雑音の影響を受けて
伝送誤りが発生しやすくなる。その対策として、符号化
された情報に冗長情報を付加して伝送している。復号と
は、受信したデータの中から付加された冗長情報を取り
除いて、本来伝送するべき符号化された情報を推定する
ことである。
【0003】復号の手法のなかに、ビタビアルゴリズム
を使用した復号(ビタビ復号)がある。ビタビ復号は、
符号化の方式に畳み込み符号の符号器で符号化されたデ
ータに対してビタビアルゴリズムを用いて最尤復号を行
う復号方法である。
を使用した復号(ビタビ復号)がある。ビタビ復号は、
符号化の方式に畳み込み符号の符号器で符号化されたデ
ータに対してビタビアルゴリズムを用いて最尤復号を行
う復号方法である。
【0004】ビタビアルゴリズムとは、受信信号が入力
されると、畳み込み符号器内部の状態遷移の複数のパス
に沿って全てのパスと受信信号との距離を演算し、その
中から確実と推定されるパスを選択して符号器の各内部
状態について1本のパスを生き残りパスとして選択し、
それ以外のパスを除去することによって、一番確実なパ
スを捜し出し、復号データを得るアルゴリズムである。
されると、畳み込み符号器内部の状態遷移の複数のパス
に沿って全てのパスと受信信号との距離を演算し、その
中から確実と推定されるパスを選択して符号器の各内部
状態について1本のパスを生き残りパスとして選択し、
それ以外のパスを除去することによって、一番確実なパ
スを捜し出し、復号データを得るアルゴリズムである。
【0005】図13は、ビタビ復号装置の基本構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【0006】このビタビ複号装置において、情報ビット
と冗長ビットが付加された受信信号はまず枝メトリック
計算回路1501へ入力される。そして、受信信号と符
号器内部の状態遷移のパスを構成している各々の枝につ
いて、対応するシンボルとの符号間距離が算出される。
これはトレリス線図のパスの探索に該当する。
と冗長ビットが付加された受信信号はまず枝メトリック
計算回路1501へ入力される。そして、受信信号と符
号器内部の状態遷移のパスを構成している各々の枝につ
いて、対応するシンボルとの符号間距離が算出される。
これはトレリス線図のパスの探索に該当する。
【0007】枝メトリック計算回路1501で算出され
た符号間距離の結果は、加算比較選択回路部1502の
加算比較選択演算部1503に入力され、トレリス線図
の各々のパスに沿って枝メトリックの符号間距離が累積
加算されてパスメトリックが求められる。
た符号間距離の結果は、加算比較選択回路部1502の
加算比較選択演算部1503に入力され、トレリス線図
の各々のパスに沿って枝メトリックの符号間距離が累積
加算されてパスメトリックが求められる。
【0008】また、図18に示すように、時刻(T−
1)において求められている全てのパスについてのパス
メトリックに、時刻Tで求められた符号間距離を加算し
て得られる結果について比較及び、選択を行い、確から
しいパスを選択して、時刻Tにおける生き残りパスとす
る。
1)において求められている全てのパスについてのパス
メトリックに、時刻Tで求められた符号間距離を加算し
て得られる結果について比較及び、選択を行い、確から
しいパスを選択して、時刻Tにおける生き残りパスとす
る。
【0009】レジスタ1504は、パスメトリックの更
新処理のために時刻(T−1)において求められた加算
比較選択演算部1503の結果を一度蓄え、時刻Tで枝
メトリックの符号間距離を累積加算する時に、パスメト
リックの累積加算量の更新を行う。このように受信信号
が入力される度に、加算比較選択演算部1503で生き
残りのパスを選択していく。前出の加算比較選択演算部
1503で選択された生き残りパスをパスメモリ150
5へ蓄えていき、全ての生き残りパスが選択されてか
ら、パスメモリ1505より復号データを得る。以上の
ように、ビタビ復号はビタビアルゴリズムを用いて最尤
復号を効率良く行うことができる。
新処理のために時刻(T−1)において求められた加算
比較選択演算部1503の結果を一度蓄え、時刻Tで枝
メトリックの符号間距離を累積加算する時に、パスメト
リックの累積加算量の更新を行う。このように受信信号
が入力される度に、加算比較選択演算部1503で生き
残りのパスを選択していく。前出の加算比較選択演算部
1503で選択された生き残りパスをパスメモリ150
5へ蓄えていき、全ての生き残りパスが選択されてか
ら、パスメモリ1505より復号データを得る。以上の
ように、ビタビ復号はビタビアルゴリズムを用いて最尤
復号を効率良く行うことができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ビタビ復号装置の構成では、復号データを求めるため、
復号装置のある1つの内部状態に対して、全てのパスの
パスメトリックを求めるために、加算比較選択回路で加
算比較演算部の結果をメモリに蓄え、枝メトリックの符
号間距離を累積加算して、パスメトリック値の更新を行
っているので演算量が増加する。
ビタビ復号装置の構成では、復号データを求めるため、
復号装置のある1つの内部状態に対して、全てのパスの
パスメトリックを求めるために、加算比較選択回路で加
算比較演算部の結果をメモリに蓄え、枝メトリックの符
号間距離を累積加算して、パスメトリック値の更新を行
っているので演算量が増加する。
【0011】また、メモリアクセス(メモリへのライ
ト,メモリからのリード)に時間がかかり、処理時間が
長い。処理時間を短縮するには、メモリアクセスを短縮
する必要があるが、このためには高価なRAMが必要と
なり、また、メモリのアクセス速度の改善には限界があ
る。
ト,メモリからのリード)に時間がかかり、処理時間が
長い。処理時間を短縮するには、メモリアクセスを短縮
する必要があるが、このためには高価なRAMが必要と
なり、また、メモリのアクセス速度の改善には限界があ
る。
【0012】また、受信信号が全て受信され、選択され
た生き残りパスをパスメモリに全て記憶してから復号デ
ータを出力しているのでパスメモリの記憶容量が受信信
号の長さに比例して大きくなるという問題がある。
た生き残りパスをパスメモリに全て記憶してから復号デ
ータを出力しているのでパスメモリの記憶容量が受信信
号の長さに比例して大きくなるという問題がある。
【0013】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、累積加算の演算処理と生き残りパスの記憶容量をな
くして、復号データを高速に求め、回路規模を削減する
ことが可能なビタビ復号装置を提供することを目的とす
る。
で、累積加算の演算処理と生き残りパスの記憶容量をな
くして、復号データを高速に求め、回路規模を削減する
ことが可能なビタビ復号装置を提供することを目的とす
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】「ビタビ復号」は、ハミ
ング距離の計算を行って確からしいパスを選択しながら
復号する方法(すなわち、誤り訂正を伴う復号方法)で
あるが、本発明では、誤り訂正動作を行なわないことと
し、ビタビ復号を、純粋に、信号の復号のみに用いる。
ング距離の計算を行って確からしいパスを選択しながら
復号する方法(すなわち、誤り訂正を伴う復号方法)で
あるが、本発明では、誤り訂正動作を行なわないことと
し、ビタビ復号を、純粋に、信号の復号のみに用いる。
【0015】すなわち、ビタビ復号では、復号装置の内
部状態と受信信号より復号データをただ一つ決定するこ
とができることに着目し、復号に必要な情報をROM化
(テーブル化)しておき、現実に入力されたデータに応
じてROMからデータを出力させ、これを繰り返して、
誤り訂正を行なうことなく、復号データを次々に出力す
る構成とする。
部状態と受信信号より復号データをただ一つ決定するこ
とができることに着目し、復号に必要な情報をROM化
(テーブル化)しておき、現実に入力されたデータに応
じてROMからデータを出力させ、これを繰り返して、
誤り訂正を行なうことなく、復号データを次々に出力す
る構成とする。
【0016】すなわち、枝メトリックを算出するための
演算処理や、全パスのデータのRAMへの格納,読み出
し、生き残りパスの特定,トレースバックといった処理
が不要となる。したがって、高速な復号が可能である。
高速にデータを復号できれば、DSP等のプロセッサに
早くデータを渡すことができ、その後の信号処理の負担
が軽減される。また、復号データをメモリに貯えておく
必要もないため、メモリ容量を削減することもできる。
演算処理や、全パスのデータのRAMへの格納,読み出
し、生き残りパスの特定,トレースバックといった処理
が不要となる。したがって、高速な復号が可能である。
高速にデータを復号できれば、DSP等のプロセッサに
早くデータを渡すことができ、その後の信号処理の負担
が軽減される。また、復号データをメモリに貯えておく
必要もないため、メモリ容量を削減することもできる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の一つの実施の態様では、
復号装置の現在の内部状態と遷移後の内部状態を記憶し
て、入力に応じて内部状態を決定する枝メトリック記憶
回路部と、復号装置の内部状態から複数の受信信号を予
測する受信予測記憶回路部と、予測した受信信号と実際
に受信した信号とを比較し一致する信号を選択する比較
選択回路とを有する構成を採る。
復号装置の現在の内部状態と遷移後の内部状態を記憶し
て、入力に応じて内部状態を決定する枝メトリック記憶
回路部と、復号装置の内部状態から複数の受信信号を予
測する受信予測記憶回路部と、予測した受信信号と実際
に受信した信号とを比較し一致する信号を選択する比較
選択回路とを有する構成を採る。
【0018】この構成によれば、復号装置の内部状態か
ら受信信号を予測して受信信号に合わせて、復号データ
をただ1つに決定することができるため、復号データ
を、より早く得ることができる。また、この構成によれ
ば、復号装置の内部状態から受信信号を予測し、最適な
パスを見つけるための受信信号とシンボルとの符号間距
離を求める演算処理と全てのパスについて累積加算を行
わないため、演算量を削減して、復号データを早く求め
ることができる。
ら受信信号を予測して受信信号に合わせて、復号データ
をただ1つに決定することができるため、復号データ
を、より早く得ることができる。また、この構成によれ
ば、復号装置の内部状態から受信信号を予測し、最適な
パスを見つけるための受信信号とシンボルとの符号間距
離を求める演算処理と全てのパスについて累積加算を行
わないため、演算量を削減して、復号データを早く求め
ることができる。
【0019】本発明の他の態様では、枝メトリック記憶
回路部,受信予測記憶回路部,復号データ記憶回路部の
各々を、テーブルを内蔵したROMにより構成し、ルッ
クアップテーブル方式によって、高速にデータを出力す
るのが望ましい。
回路部,受信予測記憶回路部,復号データ記憶回路部の
各々を、テーブルを内蔵したROMにより構成し、ルッ
クアップテーブル方式によって、高速にデータを出力す
るのが望ましい。
【0020】また、本発明の他の態様では、内部状態を
決定する枝メトリック記憶回路部が、複数の連続した状
態遷移を1つの状態遷移として記憶しているのが望まし
い。この構成によれば、複数の状態遷移を1つの状態遷
移にまとめているので一度に複数の受信信号を予測でき
る。このため、復号データを、早く求めることができ
る。
決定する枝メトリック記憶回路部が、複数の連続した状
態遷移を1つの状態遷移として記憶しているのが望まし
い。この構成によれば、複数の状態遷移を1つの状態遷
移にまとめているので一度に複数の受信信号を予測でき
る。このため、復号データを、早く求めることができ
る。
【0021】また、本発明の他の態様では、受信予測記
憶部と復号データ記憶回路部を1つの予測記憶回路とす
る構成を採る。この構成によれば、受信信号を受信した
ら、復号データをただ1つに決定することができるの
で、受信信号に比例した容量をもつ記憶回路は必要なく
なり、ハードウエア量をさらに削減することができる。
憶部と復号データ記憶回路部を1つの予測記憶回路とす
る構成を採る。この構成によれば、受信信号を受信した
ら、復号データをただ1つに決定することができるの
で、受信信号に比例した容量をもつ記憶回路は必要なく
なり、ハードウエア量をさらに削減することができる。
【0022】以下、本発明の実施の携帯について図面を
参照して具体的に説明する。
参照して具体的に説明する。
【0023】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1にかかる、ビタビ復号装置の構成を示すブロック
図である。
形態1にかかる、ビタビ復号装置の構成を示すブロック
図である。
【0024】図示されるように、このビタビ復号装置
は、復号装置の状態遷移を記憶して内部状態を決定する
枝メトリック記憶回路部101と、復号装置の内部状態
から複数の受信信号を予測する受信予測記憶回路部10
2と、予測した複数の受信信号と実際に受信した信号を
比較し一致する信号を選択する比較選択回路103と、
復号装置の内部状態と受信信号に対応する復号データを
記憶している復号データ記憶回路部104で構成され
る。各回路(比較選択回路103を除く)は、テーブル
形式でデータを格納したROMである。
は、復号装置の状態遷移を記憶して内部状態を決定する
枝メトリック記憶回路部101と、復号装置の内部状態
から複数の受信信号を予測する受信予測記憶回路部10
2と、予測した複数の受信信号と実際に受信した信号を
比較し一致する信号を選択する比較選択回路103と、
復号装置の内部状態と受信信号に対応する復号データを
記憶している復号データ記憶回路部104で構成され
る。各回路(比較選択回路103を除く)は、テーブル
形式でデータを格納したROMである。
【0025】このビタビ復号装置は、畳み込み符号化さ
れた受信データを高速に分解して復号することに主眼を
おいた装置である。
れた受信データを高速に分解して復号することに主眼を
おいた装置である。
【0026】すなわち、畳み込み符号は、シフトレジス
タの内部状態と入力が決まれば出力は一義的に定まる。
したがって、その逆に、シフトレジスタの内部状態と出
力がわかれば、何が入力されたかを特定することができ
る。また、シフトレジスタの内部状態が決まれば、次に
出力されるデータの選択肢は限定される。
タの内部状態と入力が決まれば出力は一義的に定まる。
したがって、その逆に、シフトレジスタの内部状態と出
力がわかれば、何が入力されたかを特定することができ
る。また、シフトレジスタの内部状態が決まれば、次に
出力されるデータの選択肢は限定される。
【0027】よって、復号装置側では、現在のシフトレ
ジスタの内部状態から、次に入力されるデータ(送信さ
れてくるデータ)をあらかじめ推測することができる。
このような点に着目し、実際に受信したデータが何であ
るかを調べて、これに応じて、テーブル(テーブルRO
M)に連続的にアクセスし、ルックアップテーブル方式
により、対応するデータを次々に生成していくようにす
る。
ジスタの内部状態から、次に入力されるデータ(送信さ
れてくるデータ)をあらかじめ推測することができる。
このような点に着目し、実際に受信したデータが何であ
るかを調べて、これに応じて、テーブル(テーブルRO
M)に連続的にアクセスし、ルックアップテーブル方式
により、対応するデータを次々に生成していくようにす
る。
【0028】以上の点について、より具体的に説明す
る。
る。
【0029】まず、畳み込み符号とビタビアルゴリズム
との関係を説明する。図14は、符号生成がG=(1+D
2、1+D+D2)で行われる符号化率1/2、拘束長3の
畳み込み符号の符号器の例である。
との関係を説明する。図14は、符号生成がG=(1+D
2、1+D+D2)で行われる符号化率1/2、拘束長3の
畳み込み符号の符号器の例である。
【0030】図14に示す通り、符号化率1/2、拘束
長3の畳み込み符号の符号器は、2段のシフトレジスタ
600(S1)、601(S2)を用いて実現できる。図
中、Dは1クロックの遅延要素を表わし、ハードウェア
的にはDフリップフロップで構成される。情報信号aが
符号器に入力されると生成される符号X(1)、X(2)は、
図14の下側に示すように、符号器の内部状態すなわ
ち、2段のシフトレジスタ600(S1)、601(S2)
の状態によって決定される。
長3の畳み込み符号の符号器は、2段のシフトレジスタ
600(S1)、601(S2)を用いて実現できる。図
中、Dは1クロックの遅延要素を表わし、ハードウェア
的にはDフリップフロップで構成される。情報信号aが
符号器に入力されると生成される符号X(1)、X(2)は、
図14の下側に示すように、符号器の内部状態すなわ
ち、2段のシフトレジスタ600(S1)、601(S2)
の状態によって決定される。
【0031】図15は、2段のシフトレジスタに当初”
0”,”0”がセットされている状態から、入力に応じ
てどのような出力が生成されるかを系統的に示す図であ
る。図中、”0”が入力されると上側に進み、”1”が
入力されたときには、下側に進むことになる。また、図
中の表記、XXSYYは、XXが出力されて、シフトレジ
スタの内部がYYの状態になることを表わしている。例
えば、”1001”を入力したとすると、図15中の太
線で示す経路を進んでいき、00111010が出力さ
れる。これからわかるように、図14の畳み込み符号器
では、入力と出力が1:1に対応すること、ならびに、
次の出力としては、2つの選択肢のいずかしかないこと
がわかる。
0”,”0”がセットされている状態から、入力に応じ
てどのような出力が生成されるかを系統的に示す図であ
る。図中、”0”が入力されると上側に進み、”1”が
入力されたときには、下側に進むことになる。また、図
中の表記、XXSYYは、XXが出力されて、シフトレジ
スタの内部がYYの状態になることを表わしている。例
えば、”1001”を入力したとすると、図15中の太
線で示す経路を進んでいき、00111010が出力さ
れる。これからわかるように、図14の畳み込み符号器
では、入力と出力が1:1に対応すること、ならびに、
次の出力としては、2つの選択肢のいずかしかないこと
がわかる。
【0032】図16(a)は、前出の畳み込み符号器の
内部状態が入力される情報信号に対応して変化する状況
を示す状態遷移図であり、図16(b)は、図16
(a)で使用されている表記の意味を示す図である。
内部状態が入力される情報信号に対応して変化する状況
を示す状態遷移図であり、図16(b)は、図16
(a)で使用されている表記の意味を示す図である。
【0033】この図より、図14の畳み込み符号の符号
器において、情報信号aによる内部状態S1 、S2の変化
と、生成される符号X(1)、X(2)の関係がわかる。
器において、情報信号aによる内部状態S1 、S2の変化
と、生成される符号X(1)、X(2)の関係がわかる。
【0034】図17は、畳み込み符号器の状態遷移につ
いて横軸に時間軸を用いて表現したトレリス線図であ
る。このトレリス線図では、符号器の2段シフトレジス
タ600(S1)、601(S2)の初期状態において、0
が入力された時の遷移パスを実線で、1が入力された時
の遷移パスを点線で表している。それぞれの内部状態か
ら入力信号に応じて出ているパスを枝メトリックと言
う。また、各パスの上にかっこでくくってある数値は生
成される復号データである。
いて横軸に時間軸を用いて表現したトレリス線図であ
る。このトレリス線図では、符号器の2段シフトレジス
タ600(S1)、601(S2)の初期状態において、0
が入力された時の遷移パスを実線で、1が入力された時
の遷移パスを点線で表している。それぞれの内部状態か
ら入力信号に応じて出ているパスを枝メトリックと言
う。また、各パスの上にかっこでくくってある数値は生
成される復号データである。
【0035】例えば、時刻T2の時に内部状態S1、S
2が”10”の場合、情報信号”1”が入力されると、
内部状態S1、S2が”11”に遷移して、”01”符号が
生成される。
2が”10”の場合、情報信号”1”が入力されると、
内部状態S1、S2が”11”に遷移して、”01”符号が
生成される。
【0036】このトレリス線図を用いると、次のように
復号データを得ることができる。例えば、図18に示す
ように、ある情報信号の入力に対して、ある時刻Tで合
流し、合流後は同じ経路を通る二つのパスAとパスBに
ついて考えたとき、ある時刻Tに到達するまでパスAの
方がパスBよりも確実な場合は、時刻T移行は同じパス
を通るので、パスBはパスの探索対象から外すことがで
きる。またパスAは確実なパスであるので探索対象とな
り、生き残りパスと呼ばれる。このように確実なパスを
探索をしていくことで、確実な復号データを得ることが
可能となる。
復号データを得ることができる。例えば、図18に示す
ように、ある情報信号の入力に対して、ある時刻Tで合
流し、合流後は同じ経路を通る二つのパスAとパスBに
ついて考えたとき、ある時刻Tに到達するまでパスAの
方がパスBよりも確実な場合は、時刻T移行は同じパス
を通るので、パスBはパスの探索対象から外すことがで
きる。またパスAは確実なパスであるので探索対象とな
り、生き残りパスと呼ばれる。このように確実なパスを
探索をしていくことで、確実な復号データを得ることが
可能となる。
【0037】これが従来、知られているビタビ復号の原
理であるが、本実施の形態では、復号段階において、全
パスについてのハミング距離の計算等を行なわず、畳み
込み符号の入力と出力とシフトレジスタの内部状態の関
係にのみ着目して、ROMテーブルのアクセスによっ
て、極めて高速に復号データを出力する構成とする。
理であるが、本実施の形態では、復号段階において、全
パスについてのハミング距離の計算等を行なわず、畳み
込み符号の入力と出力とシフトレジスタの内部状態の関
係にのみ着目して、ROMテーブルのアクセスによっ
て、極めて高速に復号データを出力する構成とする。
【0038】以下、図1に示されるビタビ復号装置の枝
メトリック記憶回路部101、受信予測記憶回路部10
2、復号データ記憶回路部104について、符号化率1
/2、拘束長3の符号器で受信信号を生成した場合を例
として、具体的に説明する。
メトリック記憶回路部101、受信予測記憶回路部10
2、復号データ記憶回路部104について、符号化率1
/2、拘束長3の符号器で受信信号を生成した場合を例
として、具体的に説明する。
【0039】枝メトリック記憶回路部101には、図3
に示すようなテーブル、すなわち、復号装置の内部状態
と受信信号に対応して遷移する内部状態とが対応付けら
れているテーブルが記憶されている。このテーブルがあ
るため、受信信号を受信後、遷移する内部状態を常に把
握しておくことが可能である。
に示すようなテーブル、すなわち、復号装置の内部状態
と受信信号に対応して遷移する内部状態とが対応付けら
れているテーブルが記憶されている。このテーブルがあ
るため、受信信号を受信後、遷移する内部状態を常に把
握しておくことが可能である。
【0040】受信予測記憶回路部102には、図4に示
すような、復号装置の内部状態に対応した、入力される
可能性がある信号(すなわち、予測される受信信号の
値)がテーブル形式で記憶されている。これにより、受
信信号の予測が可能である。
すような、復号装置の内部状態に対応した、入力される
可能性がある信号(すなわち、予測される受信信号の
値)がテーブル形式で記憶されている。これにより、受
信信号の予測が可能である。
【0041】比較選択回路103は、図5に示すよう
に、実際の受信信号を一時的に記憶するレジスタ110
と、受信予測記憶回路部102から出力される複数の予
測信号を一時的に記憶するレジスタ111と、受信予測
信号と実際の受信信号とを比較し、一致した予測信号を
選択して出力する比較回路112と、を有している。こ
の比較選択回路103の出力は、枝メトリック記憶回路
101にフィードバックされ、これに対応して、シフト
レジスタの遷移後の内部状態を示す情報が出力される。
に、実際の受信信号を一時的に記憶するレジスタ110
と、受信予測記憶回路部102から出力される複数の予
測信号を一時的に記憶するレジスタ111と、受信予測
信号と実際の受信信号とを比較し、一致した予測信号を
選択して出力する比較回路112と、を有している。こ
の比較選択回路103の出力は、枝メトリック記憶回路
101にフィードバックされ、これに対応して、シフト
レジスタの遷移後の内部状態を示す情報が出力される。
【0042】一方、比較選択回路103の出力は復号デ
ータ記憶回路部104にも入力され、これに応じて復号
データが出力される。すなわち、復号データ記憶回路部
104には、図6に示すような復号装置の内部状態と受
信信号から決定される復号データとが対応づけられて記
憶されており、このテーブルを参照することによって復
号データを一義的に特定して出力することができる。
ータ記憶回路部104にも入力され、これに応じて復号
データが出力される。すなわち、復号データ記憶回路部
104には、図6に示すような復号装置の内部状態と受
信信号から決定される復号データとが対応づけられて記
憶されており、このテーブルを参照することによって復
号データを一義的に特定して出力することができる。
【0043】このように、図1のビタビ復号装置では、
一つのROM回路(テーブルを格納している)の出力を
アドレス変数として、次のROM回路をアクセスし、復
号データを高速に出力させる。
一つのROM回路(テーブルを格納している)の出力を
アドレス変数として、次のROM回路をアクセスし、復
号データを高速に出力させる。
【0044】すなわち、まず、枝メトリック記憶回部1
01で受信信号に応じて遷移する復号装置の内部状態
(ここでは”00”)を決定する。
01で受信信号に応じて遷移する復号装置の内部状態
(ここでは”00”)を決定する。
【0045】次に、図17のトレリス線図からも明らか
なように、復号装置の内部状態から状態遷移が確実に起
こるパスを予測することができる。受信予測記憶回路部
102で復号装置の内部状態から確実に起こるパスとし
て受信信号”1”と”0”を予測する。
なように、復号装置の内部状態から状態遷移が確実に起
こるパスを予測することができる。受信予測記憶回路部
102で復号装置の内部状態から確実に起こるパスとし
て受信信号”1”と”0”を予測する。
【0046】さらに、受信予測記憶回路部102で予測
した受信信号”1”と”0”は、状態遷移が確実に起こ
る受信信号を予測しているので、実際に受信した受信信
号と一致している信号は確実なパスであると判断するこ
とができる。受信信号が”1”であった場合、比較選択
回路103で、予測した受信信号と一致しているので予
測した受信信号を”1”として選択する。
した受信信号”1”と”0”は、状態遷移が確実に起こ
る受信信号を予測しているので、実際に受信した受信信
号と一致している信号は確実なパスであると判断するこ
とができる。受信信号が”1”であった場合、比較選択
回路103で、予測した受信信号と一致しているので予
測した受信信号を”1”として選択する。
【0047】最後に、選択した受信信号1は図17のト
レリス線図より、確実なパスを通っているので、復号デ
ータ記憶回路部104より、内部状態に該当する復号デ
ータ11を得ることが可能である。
レリス線図より、確実なパスを通っているので、復号デ
ータ記憶回路部104より、内部状態に該当する復号デ
ータ11を得ることが可能である。
【0048】また、選択した受信信号1は、図17のト
レリス線図より確実なパスを通っているので、枝メトリ
ック記憶回路部101において、次の内部状態10へと
遷移することが可能である。上記の動作を繰り返すこと
で、復号データを次々と求めることができる。
レリス線図より確実なパスを通っているので、枝メトリ
ック記憶回路部101において、次の内部状態10へと
遷移することが可能である。上記の動作を繰り返すこと
で、復号データを次々と求めることができる。
【0049】図1の復号装置のビタビアルゴリズムを用
いた復号動作をまとめると、図2のようになる。
いた復号動作をまとめると、図2のようになる。
【0050】すなわち、シフトレジスタの内部状態から
受信データを予測し(ステップ105)、実際の受信デ
ータを特定し(ステップ106)、その受信データに対
応してシフトレジスタの内部状態を遷移させると共に
(ステップ108)、受信データに対応した復号データ
を出力させる(ステップ107,109)。
受信データを予測し(ステップ105)、実際の受信デ
ータを特定し(ステップ106)、その受信データに対
応してシフトレジスタの内部状態を遷移させると共に
(ステップ108)、受信データに対応した復号データ
を出力させる(ステップ107,109)。
【0051】このような一連の動作では、予測する受信
信号とは、異なる値の受信信号が入力されたときには誤
りが発生したことがわかるのみで、誤り訂正自体はでき
ない。誤り訂正は、例えば、復号後に行なう。
信号とは、異なる値の受信信号が入力されたときには誤
りが発生したことがわかるのみで、誤り訂正自体はでき
ない。誤り訂正は、例えば、復号後に行なう。
【0052】以上の説明では、受信信号が1ビットの場
合(”1”か”0”である場合)について説明したが、
受信信号がnビット(nは2以上の自然数)である場合
にも、まったく同様に適用可能である。
合(”1”か”0”である場合)について説明したが、
受信信号がnビット(nは2以上の自然数)である場合
にも、まったく同様に適用可能である。
【0053】例えば、受信信号が2ビットの場合には、
図1の枝メトリック記憶回路部101に、図7に示すよ
うなテーブルを記憶させ、受信予測記憶回路部102
に、図8に示すようなテーブルを記憶させ、また、復号
データ記憶回路部104には、図9に示すようなテーブ
ルを記憶させておけばよい。
図1の枝メトリック記憶回路部101に、図7に示すよ
うなテーブルを記憶させ、受信予測記憶回路部102
に、図8に示すようなテーブルを記憶させ、また、復号
データ記憶回路部104には、図9に示すようなテーブ
ルを記憶させておけばよい。
【0054】すなわち、枝メトリック記憶回路部101
は、まとめて受信する信号の数(=n)に対応して遷移
するように、内部状態を記憶している。また、受信予測
記憶回路部102は、まとめて受信する信号の数にあわ
せて、復号装置の内部状態に対応した受信信号を予測す
るように、受信信号を記憶している。そして、復号デー
タ記憶回路部104は、まとめて受信した受信信号の数
に合わせて、復号装置の内部状態と受信信号に対応した
復号データを記憶している。
は、まとめて受信する信号の数(=n)に対応して遷移
するように、内部状態を記憶している。また、受信予測
記憶回路部102は、まとめて受信する信号の数にあわ
せて、復号装置の内部状態に対応した受信信号を予測す
るように、受信信号を記憶している。そして、復号デー
タ記憶回路部104は、まとめて受信した受信信号の数
に合わせて、復号装置の内部状態と受信信号に対応した
復号データを記憶している。
【0055】このように、受信信号をまとめて受信でき
るように、枝メトリック記憶回路部101と、受信予測
記憶回路102と、復号データ記憶回路104のテーブ
ルの内容を変更することで、復号データを早く得ること
が可能となる。
るように、枝メトリック記憶回路部101と、受信予測
記憶回路102と、復号データ記憶回路104のテーブ
ルの内容を変更することで、復号データを早く得ること
が可能となる。
【0056】(実施の形態2)図10は、本発明の実施
の形態2にかかるビタビ復号装置の構成を示すブロック
図である。
の形態2にかかるビタビ復号装置の構成を示すブロック
図である。
【0057】本実施の形態の特徴は、図1における受信
予測記憶回路部102と復号データ記憶回路部104と
を一つにまとめて、受信復号予測記憶回路部1301と
したことである。この受信復号予測記憶回路部1301
には、例えば、図11に示すようなテーブルが記憶され
ている。
予測記憶回路部102と復号データ記憶回路部104と
を一つにまとめて、受信復号予測記憶回路部1301と
したことである。この受信復号予測記憶回路部1301
には、例えば、図11に示すようなテーブルが記憶され
ている。
【0058】すなわち、図10の受信復号予測記憶回路
部1301は、復号装置の内部状態から複数の受信信号
と復号データを予測するものである。
部1301は、復号装置の内部状態から複数の受信信号
と復号データを予測するものである。
【0059】つまり、枝メトリック記憶回路部101か
ら内部状態を示す情報が出力されると、これをアドレス
情報として受信復号予測記憶回路部1301が内蔵する
テーブル(図11のテーブル)がアクセスされて、複数
の予測受信信号が出力される。比較選択回路103で
は、予測した複数の受信信号と実際に受信した信号とを
比較し、一致する信号を選択する。その一致信号の情報
は、再び、受信復号予測記憶回路部1301に入力さ
れ、その入力情報により、内蔵するテーブル(図11の
テーブル)がアクセスされて、対応する復号データが出
力される。
ら内部状態を示す情報が出力されると、これをアドレス
情報として受信復号予測記憶回路部1301が内蔵する
テーブル(図11のテーブル)がアクセスされて、複数
の予測受信信号が出力される。比較選択回路103で
は、予測した複数の受信信号と実際に受信した信号とを
比較し、一致する信号を選択する。その一致信号の情報
は、再び、受信復号予測記憶回路部1301に入力さ
れ、その入力情報により、内蔵するテーブル(図11の
テーブル)がアクセスされて、対応する復号データが出
力される。
【0060】このように、受信復号予測記憶回路部13
01に内蔵するテーブルを工夫することにより、復号装
置の内部状態から、受信信号と復号データの双方を予測
することが可能となる。この場合、前掲の実施の形態に
比べ、記憶装置および回路の削減(ハードウエア量の削
減)ができ、また、より早く復号データを求めることが
可能となる。
01に内蔵するテーブルを工夫することにより、復号装
置の内部状態から、受信信号と復号データの双方を予測
することが可能となる。この場合、前掲の実施の形態に
比べ、記憶装置および回路の削減(ハードウエア量の削
減)ができ、また、より早く復号データを求めることが
可能となる。
【0061】図12に、本発明のビタビ復号装置を搭載
した通信機(受信回路)の構成を示す。送信回路200
0は、符号化部2100と、畳み込み符号を用いた誤り
訂正符号化2200と、インターリーブ回路2300
と、を有する。参照符号2400は送信アンテナであ
る。また、受信回路3000は、でインターリーブ回路
3200と、本発明のビタビ復号装置3300と、誤り
訂正回路3400と、を有する。参照符号3000は受
信アンテナである。
した通信機(受信回路)の構成を示す。送信回路200
0は、符号化部2100と、畳み込み符号を用いた誤り
訂正符号化2200と、インターリーブ回路2300
と、を有する。参照符号2400は送信アンテナであ
る。また、受信回路3000は、でインターリーブ回路
3200と、本発明のビタビ復号装置3300と、誤り
訂正回路3400と、を有する。参照符号3000は受
信アンテナである。
【0062】この本発明のビタビ復号装置を用いた通信
機では、復号データを高速に出力して、DSP等のプロ
セッサに早くデータを渡すことができ、その後の信号処
理が効率化されるという利点がある。
機では、復号データを高速に出力して、DSP等のプロ
セッサに早くデータを渡すことができ、その後の信号処
理が効率化されるという利点がある。
【0063】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
累積加算の演算処理や生き残りパス用の記憶容量をなく
して、復号データを高速に求めると共に、回路規模を削
減することが可能となる。
累積加算の演算処理や生き残りパス用の記憶容量をなく
して、復号データを高速に求めると共に、回路規模を削
減することが可能となる。
【図1】本発明の実施の形態1にかかるビタビ復号装置
の全体構成を示すブロック図
の全体構成を示すブロック図
【図2】実施の形態1にかかるビタビ復号装置の動作を
説明するためのフロー図
説明するためのフロー図
【図3】実施の形態1にかかるビタビ復号装置の、枝メ
トリック記憶回路部に記憶されているテーブルの内容の
一例を示す図
トリック記憶回路部に記憶されているテーブルの内容の
一例を示す図
【図4】実施の形態1にかかるビタビ復号装置の、受信
予測記憶回路部に記憶されているテーブルの内容の一例
を示す図
予測記憶回路部に記憶されているテーブルの内容の一例
を示す図
【図5】実施の形態1にかかるビタビ復号装置の、比較
選択回路の構成を示す図
選択回路の構成を示す図
【図6】実施の形態1にかかるビタビ復号装置の、受信
予測記憶回路部に記憶されているテーブルの内容の一例
を示す図
予測記憶回路部に記憶されているテーブルの内容の一例
を示す図
【図7】実施の形態1にかかるビタビ復号装置の、枝メ
トリック記憶回路部に記憶されているテーブルの内容の
他の例を示す図
トリック記憶回路部に記憶されているテーブルの内容の
他の例を示す図
【図8】実施の形態1にかかるビタビ復号装置の、受信
予測記憶回路部に記憶されているテーブルの内容の他の
例を示す図
予測記憶回路部に記憶されているテーブルの内容の他の
例を示す図
【図9】実施の形態1にかかるビタビ復号装置の、受信
予測記憶回路部に記憶されているテーブルの内容の他の
例を示す図
予測記憶回路部に記憶されているテーブルの内容の他の
例を示す図
【図10】本発明の実施の形態2にかかるビタビ復号装
置の全体構成を示すブロック図
置の全体構成を示すブロック図
【図11】実施の形態2にかかるビタビ復号装置の、受
信復号予測記憶回路部に記憶されているテーブルの内容
の一例を示す図
信復号予測記憶回路部に記憶されているテーブルの内容
の一例を示す図
【図12】本発明のビタビ復号装置を組み込んだ通信機
器(受信回路)の構成を示すブロック図
器(受信回路)の構成を示すブロック図
【図13】一般的なビタビ復号装置の構成と基本的な動
作を説明するためのブロック図
作を説明するためのブロック図
【図14】畳み込み符号器の構成を示す図
【図15】畳み込み符号をトリー(樹枝)で表現した図
【図16】(a)畳み込み符号の状態遷移と生成される
符号を説明するための図 (b)状態遷移図における符号の意味を説明するための
図
符号を説明するための図 (b)状態遷移図における符号の意味を説明するための
図
【図17】横軸に時間軸をとって、ビタビ復号における
状態遷移の様子を示すトレリス線図
状態遷移の様子を示すトレリス線図
【図18】ビタビ復号におけるトレリス線図から生き残
りパスを求める方法を示す図
りパスを求める方法を示す図
101 枝メトリック記憶回路部 102 受信予測記憶回路部 103 比較選択回路 104 復号データ記憶回路部
Claims (5)
- 【請求項1】 ビタビアルゴリズムを用いた復号処理を
行うビタビ復号装置において、復号装置の現在の内部状
態と、入力に応じて遷移した後の内部状態とを記憶して
いる枝メトリック記憶回路部と、復号装置の内部状態か
ら受信信号を複数予測する受信予測記憶回路部と、予測
した受信信号と実際に受信した信号を比較し一致する信
号を選択する比較選択回路と、復号装置の内部状態と受
信信号に対応する復号データを記憶している復号データ
記憶回路部と、を有することを特徴とするビタビ復号装
置。 - 【請求項2】 前記枝メトリック記憶回路部,受信予測
記憶回路部,復号データ記憶回路部の各々は、テーブル
を内蔵したROMであり、前記枝メトリック記憶回路か
ら出力される内部状態を示す信号をアドレス情報として
前記受信予測記憶回路部をアクセスし、この受信予測記
憶回路部から出力される複数の予測信号を前記比較選択
回路に入力し、この比較選択回路から出力される受信信
号と一致した予測信号をアドレス情報として前記復号デ
ータ記憶回路部をアクセスし、対応する復号データを出
力させると共に、前記比較選択回路から出力される受信
信号と一致した予測信号を前記枝メトリック記憶回路に
も入力することを特徴とする請求項1記載のビタビ復号
装置。 - 【請求項3】 前記枝メトリック記憶回路が、複数回の
連続した状態遷移を一つの状態遷移として記憶している
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のビタビ
復号装置。 - 【請求項4】 前記受信予測記憶回路部と復号データ記
憶回路部を1つの予測記憶回路とすることで、復号装置
の内部状態から受信信号と復号データを予測することを
可能としたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいず
れかに記載のビタビ復号装置。 - 【請求項5】 ビタビアルゴリズムを用いて復号処理を
行なう場合に、復号装置の内部状態から受信信号を予測
し、実際の受信信号と予測信号とを比較して実際の受信
信号を特定し、その特定された受信信号に対応する復号
データを出力すると共に、前記特定された受信信号に応
じて遷移した後の前記復号装置の内部状態を特定し、再
度、前記受信信号の予測を行ない、前記動作を繰り返し
て、復号データを連続的に得ることを特徴とするビタビ
復号方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32091199A JP2001144631A (ja) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | ビタビ復号装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32091199A JP2001144631A (ja) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | ビタビ復号装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001144631A true JP2001144631A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18126653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32091199A Pending JP2001144631A (ja) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | ビタビ復号装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001144631A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2377598A (en) * | 2001-02-19 | 2003-01-15 | Radioscape Ltd | Convolutional decoder realised as a look up table |
-
1999
- 1999-11-11 JP JP32091199A patent/JP2001144631A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2377598A (en) * | 2001-02-19 | 2003-01-15 | Radioscape Ltd | Convolutional decoder realised as a look up table |
GB2377598B (en) * | 2001-02-19 | 2003-09-03 | Radioscape Ltd | Convolutional decoder |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5432803A (en) | Maximum likelihood convolutional decoder | |
EP0590597B1 (en) | Arithmetic apparatus | |
JP3604955B2 (ja) | 畳込み復号装置 | |
JP3515720B2 (ja) | ビタビ復号器 | |
US5802116A (en) | Soft decision Viterbi decoding with large constraint lengths | |
JPH10107651A (ja) | ビタビ復号装置 | |
EP3996285A1 (en) | Parallel backtracking in viterbi decoder | |
US6601215B1 (en) | Traceback buffer management for VLSI Viterbi decoders | |
CN100499379C (zh) | 一种卷积码译码方法 | |
KR20030036845A (ko) | 트렐리스에 기초한 채널 부호화를 위한 복호기 | |
JPH09232971A (ja) | ビタビ復号方法及びビタビ復号回路 | |
JP2798123B2 (ja) | ビタビ復号装置 | |
KR20010067413A (ko) | 브랜치 메트릭 계산 처리에서 감소된 비트수를 갖는비터비 디코더 | |
US20070201586A1 (en) | Multi-rate viterbi decoder | |
US7263653B2 (en) | Algorithm for a memory-based Viterbi decoder | |
JP2001144631A (ja) | ビタビ復号装置 | |
FI100564B (fi) | Menetelmä transitiometriikan muodostamiseksi ja solukkoradiojärjestelm än vastaanotin | |
US7852960B2 (en) | Method of computing path metrics in a high-speed Viterbi detector and related apparatus thereof | |
JP2010206570A (ja) | 復号装置、復号方法 | |
EP1542370A1 (en) | Method and system for branch label calculation in a Viterbi decoder | |
JP2591332B2 (ja) | 誤り訂正復号装置 | |
US6904105B1 (en) | Method and implemention of a traceback-free parallel viterbi decoder | |
JP3235333B2 (ja) | ビタビ復号方法およびビタビ復号化装置 | |
JPH05335973A (ja) | ビタビ復号器及び畳み込み符号の復号器 | |
KR0140779B1 (ko) | 비터비 복호기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040413 |