JP2001186026A - ビタビ復号化装置およびビタビ復号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ビタビ復号化装置およびビタビ復号化方法を提
供する。 【解決手段】ブランチメトリック処理において、前時刻
までのパスメトリック平均と比較して、生き残る可能性
の小さいパスを切り捨てることで、ＡＣＳ処理を削減で
きる。すなわち、従来例では５６回のところ、本発明で
は３４回のＡＣＳ処理で正しい復号データを復元可能で
あり、約４０％のＡＣＳ処理を削減している。加えて、
パスメトリックの最大尤度差は従来例では２であったと
ころ、本発明では３となり、より雑音に対して耐性を持
たせることができ、エラー訂正率を向上させることが可
能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビタビ復号化装置
およびビタビ復号化方法に関し、特に、そのＡｄｄ Ｃ
ｏｍｐａｒｅ Ｓｅｌｅｃｔ 処理（以下、ＡＳＣ処理
と略記する）の高速化とエラー訂正率の向上を図ったビ
タビ復号化装置およびビタビ復号化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通信分野において誤り訂正技術は非常に
重要な技術の一つである。当該技術においてビタビ復号
は畳み込み符号に対する最尤復号法の一般的なアルゴリ
ズムとして知られており、誤り訂正能力が高いことから
伝送誤りが生じ易い通信経路をもつ伝送方式における復
号方式として、専用ＬＳＩやデジタルシグナルプロセッ
サ（ＤＳＰ）で構成されたビタビ復号装置が多く使用さ
れている。

【０００３】また、近年、マイクロプロセッサの高性能
化、高機能化がめざましく、専用ＬＳＩなどのハードウ
エアで行っていたビタビ復号化処理をソフトウエアで実
現することが可能になってきている。

【０００４】このビタビ複合方式を有する従来のビタビ
復号化装置は、例えば、特開平８−２７９７６５号公報
に開示されている。

【０００５】以下、従来のビタビ復号化装置の動作につ
いて図面を参照して説明する。

【０００６】最初に、ビタビ復号と対をなす畳み込み符
号化器について説明する。

【０００７】図７は、拘束長２、符号化率１／２の畳み
込み符号化を行う符号化器を示す。この符号化器は、１
単位時間だけデータを遅延させる遅延回路７０１、７０
２と排他的論理和回路７０３、７０４、７０５より構成
されている。

【０００８】前述のように構成された畳み込み符号化器
の出力は入力と遅延回路７０１、７０２の保持している
データにより決定され、遅延回路７０１、７０２の状態
をそれぞれ （７０１、７０２）＝（０、０）の時、ｓｔａｔｅ（０） （７０１、７０２）＝（０、１）の時、ｓｔａｔｅ（１） （７０１、７０２）＝（１、０）の時、ｓｔａｔｅ（２） （７０１、７０２）＝（１、１）の時、ｓｔａｔｅ（３） とした時の入出力は図８に示される関係となる。

【０００９】この遅延回路７０１、７０２の状態の状態
遷移可能なパスを図示すると図９に示すようなトレリス
線図を描くことが出来る。同図における実線は、ｉｎ
に”１”を入力した場合の遷移パスであり、点線はｉｎ
に”０”を入力した場合の遷移パスである。ここで、図
７に示す畳み込み符号化器に、入力ビット列（１、１、
０、０、０、１、１）を入力した時の動作を説明する。

【００１０】前記畳み込み符号化器の初期内部状態をｓ
ｔａｔｅ（０）とし、時刻ｔ０において”１”が入力さ
れる、と図８から分かるように（ｏｕｔ１、ｏｕｔ２）
＝（１、１）を出力し、内部状態はｓｔａｔｅ（１）に
遷移する。時刻ｔ１において次の入力データである”
１”が入力されると、同様に（ｏｕｔ１、ｏｕｔ２）＝
（０、１）を出力し、ｓｔａｔｅ（３）に遷移する。

【００１１】以上のような動作を繰り返し時刻ｔ７の時
点で、出力データ列として（１１、０１、０１、１１、
００、１１、０１）が得られ、内部状態は図１０で示さ
れる状態遷移をする。

【００１２】次に、図７に示す畳み込み符号化器により
符号化されたデータを復号するビタビ復号化装置の説明
をする。

【００１３】図１１には、従来の一般的なビタビ復号化
装置が示されている。このビタビ復号化装置は、受信デ
ータと図９に示すあらかじめ知り得る各パスの出力とを
比較し、ブランチメトリックを計算するブランチメトリ
ック処理部１１１と、ブランチメトリック処理部１１１
により計算されたブランチメトリックと、前時刻までの
パスメトリックとを加算し、比較し、現時刻のパスメト
リックを計算するＡＣＳ（Ａｄｄ Ｃｏｍｐａｒｅ Ｓ
ｅｌｅｃｔ）処理部１１２と、ＡＣＳ処理部１１２に計
算されたパスメトリックをオーバーフローしないように
正規化する正規化処理部１１３と、トレースバック処理
を行い、復号データを出力するトレースバック処理部１
１４と、前記までの各処理部のパスメトリック等の中間
出力、復号データを記憶するパスメモリ１１５より構成
されている。

【００１４】以降の説明は、前記畳み込み符号化器の出
力である（１１、０１、０１、１１、００、１１、０
１）の第６ビット目にエラーが発生して（１１、０１、
００、１１、００、１１、０１）となったデータを受信
した場合を例に説明する。

【００１５】最初に、ビタビ復号化装置のブランチメト
リック処理について、説明する。

【００１６】受信データは、まず、ブランチメトリック
処理部１１１に入力される。ブランチメトリック処理部
１１１は、図１２で示されるフローチャートに従い、図
１３に示すように１単位時間で遷移可能な全てのパスに
ついて、出力と実際の受信データとのブランチメトリッ
クを計算し、ＡＣＳ処理部１１２に出力する。

【００１７】具体的には、時刻ｔ１においてデータ（１
１）を受信した時の図１３のブランチメトリックｂｒ
（０）を求める処理は以下のようになる。

【００１８】ｂｒ（０）の状態遷移による出力は、図９
から（００）であることが分かる。これと実際の受信デ
ータ（１１）とのビット毎の差の総和を示すハミング距
離を求める。この場合２ビットとも一致しないのでハミ
ング距離（ブランチメトリック）は２である。

【００１９】以上の処理をｂｒ（１）〜ｂｒ（７）につ
いても行う。

【００２０】次に、ビタビ復号化装置のＡＣＳ処理につ
いて、説明する。

【００２１】前述のブランチメトリック処理後、求めた
ブランチメトリックはＡＣＳ処理部１１２に入力され
る。ＡＣＳ処理部１１２では図１４で示されるフローチ
ャートに従い、生き残りパスを各状態毎に推定し、現時
刻におけるパスメトリックと前時刻状態及び復号データ
候補を決定する。

【００２２】なお、図１４中の配列変数ｐｍはｐｍ［時
間］［状態数］［データ］の要素からなり、データの要
素はｐｍ［］［］［０］：パスメトリック、ｐ
ｍ［］［］［１］：前時刻の状態番号、ｐｍ［］［］
［２］：復号データ候補となっている。

【００２３】具体的に、時刻ｔ１のｓｔａｔｅ（０）を
例にとってみると、図１３よりこの状態に遷移可能なパ
スは時刻ｔ０のｓｔａｔｅ（０）、ｓｔａｔｅ（２）か
らのパスであるから、このパスに対するブランチメトリ
ックはｂｒ（０）とｂｒ（４）である。

【００２４】これと時刻ｔ０までのｓｔａｔｅ（０）と
ｓｔａｔｅ（２）のパスメトリックｐｍ（０、０、
０）、ｐｍ（０、２、０）を加算、比較し、小さい方の
パスメトリックを時刻ｔ１におけるｓｔａｔｅ（０）の
パスメトリックｐｍ（１、０、０）とする。時刻ｔ０は
初期状態であるため、パスメトリックを０として計算す
ると、 ｂｒ（０）＋ｐｍ（０、０、０）＝２ ｂｒ（４）＋ｐｍ（０、２、０）＝０ となるので、最尤パスはｓｔａｔｅ（２）→ｓｔａｔｅ
（０）となり、パスメトリック（０）がｐｍ（１、０、
０）に、前時刻状態であるｓｔａｔｅ（２）の状態番号
（２）がｐｍ（１、０、１）に復号データ候補（０）が
ｐｍ（１、０、２）にそれぞれ代入される。以上の処理
をｐｍ（１、１、ｘ）〜ｐｍ（１、３、ｘ）についても
行う。

【００２５】次に、ビタビ復号化装置の正規化処理につ
いて説明する。

【００２６】パスメトリックは、言い換えると、累積ハ
ミング距離であるから、有限語長で処理する場合、その
ままではいずれオーバーフローしてしまう。そのため正
規化処理部１１３ではオーバーフローしないように前記
ＡＣＳ処理部１１２で求められたパスメトリックを正規
化する。正規化の方法については説明を省略する。

【００２７】次に、ビタビ復号化装置のトレースバック
処理について説明する。

【００２８】各時刻において受信したデータについて、
前記までの一連の処理を行い、全ての受信データに対し
ての処理が終了した時の状態遷移は図１５のようにな
る。最終時刻ｔ７においてパスメトリックが最も小さい
のはｓｔａｔｅ（３）であるので、ｐｍ（７、３、１）
から前時刻ｔ６の状態を読み出し、次にｐｍ（６、ｐｍ
（７、３、１）、１）と１単位時間ずつ過去へ遡り、そ
れを最初の時刻ｔ０まで過去に遡ってまで行うと、図１
５の太い実線で示したパス（最尤パスと呼ばれる）を通
る。このパスは、図１０の畳み込み符号化器の内部状態
遷移と一致し、このパスの復号データ候補を取り出す
と、（１、１、０、０、０、１、１）となり、符号化前
のデータと一致しており、受信データに１ビットの誤り
が有ったにもかかわらず正しく復号が出来ていることが
分かる。以上説明したように、ビタビ復号化では、伝送
されてきた符号化データに含まれるエラーを訂正し、正
しいデータに復号することが可能となる。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロプロセッサを用いたこの従来技術のビタビ復号化装置
およびビタビ復号化方法は、ビタビ処理をソフトウェア
で実行可能と言ってもこのマイクロプロセッサが通常マ
ルチタスク環境で動作しているので、ビタビ処理の高速
化が避けられない問題であった。

【００３０】また、高速化を実現するため、その代償と
してエラー訂正率を低く設計せざるを得ない問題もあっ
た。

【００３１】したがって、上記問題に鑑み本発明の目的
は、処理速度向上とエラー訂正率の向上を両立した、特
に、ＡＳＣ処理の高速化とエラー訂正率の向上を図った
ビタビ復号化装置およびビタビ復号化方法を提供するこ
とにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明のビタビ復号化装
置は、前時刻から現時刻までの１単位時間に遷移可能な
全てのパスについてブランチメトリックを計算するブラ
ンチメトリック処理手段と、前時刻までの最尤復号情報
と現時刻までの最尤復号情報をそれぞれ記憶するための
１対のデータバッファと、前時刻までのパスメトリック
と現時刻までのパスメトリックをそれぞれ記憶するため
の１対のパスメトリックバッファと、１単位時間毎に、
前記ブランチメトリック処理手段により計算されたブラ
ンチメトリックと前記１対のパスメトリックバッファの
一方に記憶された前時刻までのパスメトリックに基づい
て、現時刻の各状態における最も確からしいパスを推定
して、このパスに基づいて前記１対のデータバッファの
一方に記憶された前時刻までの最尤復号情報を並び替え
て他方に書き込むとともに、前記１対のパスメトリック
バッファの一方に記憶されたパスメトリックを更新して
他方に書き込むＡＣＳ処理手段と、前記パスメトリック
バッファに記憶された現時刻までのパスメトリックと前
記データバッファに記憶された現時刻までの最尤復号情
報に基づいて復号データを検索するトレースバック処理
手段とを有する構成である。

【００３３】また、本発明のビタビ復号化方法は、前時
刻から現時刻までの１単位時間に遷移可能な全てのパス
についてブランチメトリックを計算するブランチメトリ
ック処理ステップと、 １単位時間毎に、前記ブランチ
メトリック処理ステップにより計算されたブランチメト
リックと１対のパスメトリックバッファの一方に記憶さ
れた前時刻までのパスメトリックに基づいて、現時刻の
各状態における最も確からしいパスを推定して、このパ
スに基づいて１対のデータバッファの一方に記憶された
前時刻までの最尤復号情報を並び替えて他方に書き込む
とともに、１対のパスメトリックバッファの一方に記憶
されたパスメトリックを更新して他方に書き込むＡＣＳ
処理ステップと、前記パスメトリックバッファに記憶さ
れた現時刻までのパスメトリックと前記データバッファ
に記憶された現時刻までの最尤復号情報に基づいて復号
データを検索するトレースバック処理ステップとを有す
る。

【００３４】すなわち、本発明は、ブランチメトリック
処理において、ある閾値とブランチメトリックを比較
し、閾値より大きい場合は、そのブランチメトリックを
破棄し、次の処理であるＡＣＳ処理において、先に破棄
したブランチメトリックが関わる演算を行わないことに
よりＡＣＳ処理を削減する。

【００３５】また、ある時刻においてある状態に遷移す
るためのブランチメトリックが全て破棄されている場合
は最大パスメトリックをその状態におけるパスメトリッ
クとし、最尤パスとの尤度差を広げることで、特に周期
的な雑音によるエラー訂正率を向上させる。

【００３６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施の形態
について図面を参照して説明する。本発明の第１の実施
の形態のビタビ復号化装置およびビタビ復号化方法を図
１に示す。

【００３７】図１は、本発明によるビタビ復号化装置の
構成を示すブロック図である。

【００３８】図１を参照すると、本発明の第１の実施の
形態のビタビ復号化装置は、受信データと図９に示すあ
らかじめ知り得る各パスの出力を比較し、ブランチメト
リックを計算するとともに、前時刻までのパスメトリッ
ク平均値と比較し、その結果をフラグに反映させる機能
を具備したブランチメトリック処理部１０１と、前記ブ
ランチメトリック処理部１０１により計算されたブラン
チメトリックと前時刻までのパスメトリックを加算、比
較し、現時刻のパスメトリックを計算する機能と、前記
ブランチメトリック処理部１０１の出力であるフラグを
用いて加算、比較処理を適正に間引く機能を具備したＡ
ＣＳ処理部１０２と、ＡＣＳ処理部１０２により計算さ
れたパスメトリックをブランチメトリック範囲に止める
ようにパスメトリックの範囲をシフトする機能を具備し
たパスメトリック範囲シフト部１０３と、トレースバッ
ク処理を行い、復号データを出力する機能を具備したト
レースバック処理部１０４と、前記までの各処理部のパ
スメトリック等の中間出力、復号データを記憶するパス
メモリ１０５より構成される。

【００３９】以下、本発明の第１の実施の形態のビタビ
復号化装置の動作について前述の従来例の動作を説明し
た時と同様に、１ビットのエラーを含んだデータ系列
（１１、０１、００、１１、００、１１、０１）を受信
データとすることを前提に説明する。 （１）ブランチメトリック処理 受信データはまずブラ
ンチメトリック処理部１０１に入力される。ブランチメ
トリック処理部１０１は、図２で示されるフローチャー
トに従った処理を行い、ＡＣＳ処理部１０２にブランチ
メトリック及び、ブランチメトリック・フラグを出力す
る。

【００４０】具体的に、図２を参照して、説明する。ま
ず、図２に記載の変数について説明する。変数ｘ：ブラ
ンチメトリック番号、ａｖｅ＿ｐａｔｈ：前時刻までの
パスメトリックの平均値、ｂｒ＿ｆｌａｇ：変数ｘが示
すブランチメトリックに対するａｖｅ＿ｐａｔｈより大
きいかどうかを示すフラグ（大きい場合に１となる）、
ｙ：ｂｒ＿ｆｌａｇが１となったブランチメトリックの
数である。

【００４１】次に、図２を参照すると、ステップＳ２０
１は、処理前の初期化として、ｘ、ｙを０に初期化す
る。次に、ステップＳ２０２では、従来例と同様にブラ
ンチメトリックｂｒ（ｘ）を計算する。この時、同時に
ｂｒ（ｘ）のブランチメトリックに対するｂｒ＿ｆｌａ
ｇ（ｘ）を０にクリアする。

【００４２】次に、ステップＳ２０３では、算出したブ
ランチメトリックｂｒ（ｘ）とａｖｅ＿ｐａｔｈとを比
較し、ｂｒ（ｘ）＜＝ａｖｅ＿ｐａｔｈの場合は、ステ
ップＳ２０５に、ｂｒ（ｘ）＞ａｖｅ＿ｐａｔｈの場合
はＳ２０４に分岐する。

【００４３】ステップＳ２０４では、ｂｒ（ｘ）のブラ
ンチメトリックに対応するｂｒ＿ｆｌａｇ（ｘ）を１に
セットし、ｙをインクリメントする。

【００４４】そして、ステップＳ２０５では、ｘとブラ
ンチ数（この場合は７）を比較し、ｘ＞＝ブランチ数の
場合は、ステップＳ２０７に、ｘ＜ブランチ数の場合
は、ステップＳ２０６に分岐する。

【００４５】ステップＳ２０６では、ｘをインクリメン
ト（次のブランチメトリック番号にする）し、ステップ
Ｓ２０２にジャンプする。

【００４６】ステップＳ２０７では、ｙとブランチ数を
比較し、ｙ＝＝ブランチ数の場合はステップＳ２０８へ
分岐し、それ以外は本処理を終了する。

【００４７】ステップＳ２０８に分岐する事は、すなわ
ち、全てのブランチメトリックがａｖｅ＿ｐａｔｈ以上
であるので、この場合は、全てのｂｒ＿ｆｌａｇを０に
クリアし、本処理を終了する。

【００４８】したがって、ブランチメトリック処理で
は、従来例と同様にブランチメトリックを計算した後、
算出したｂｒ（０）〜ｂｒ（７）を平均パスメトリック
であるａｖｅ＿ｐａｔｈ（初期値はブランチメトリック
の平均である１とする）と比較し（図２のステップ２０
１）、この値より大きいブランチメトリックに対しｂｒ
＿ｆｌａｇを（１）に設定する（図２のステップ２０
２）。もし、全てのｂｒ＿ｆｌａｇが（１）の時は全て
０にする（図２のステップ２０３）。

【００４９】（２）ＡＣＳ処理 前記ブランチメトリッ
ク処理後、求めたブランチメトリックはＡＣＳ処理部１
０２に入力される。ＡＣＳ処理部１０２では図３で示さ
れるフローチャートに従い、生き残りパスを各状態毎に
推定し、現時刻におけるパスメトリックと前時刻状態及
び復号データ候補を決定する。

【００５０】図３を参照して、具体的に説明する。

【００５１】図３に記載の変数は、ｘ：現時刻の状態番
号、ｙ：現時刻の状態ｘから遷移可能なパスの数のカウ
ント用、ｚ：現時刻の状態ｘにおいてＡｄｄ処理がスキ
ップされたかどうかのフラグ（０の場合全ての遷移可能
なパスに対するＡｄｄ処理がスキップされたことにな
る）、ｔ：時間（ｔｉｍｅは現時刻を表す）、ｉ：状態
ｘに遷移可能なブランチメトリック番号、ｊ：ｉで示さ
れるブランチメトリックに対応するパスメトリック番
号、ｂｒ＿ｆｌａｇ：図２の説明と同様であるので参
照、ｔｍｐ＿ｐｍ（）：Ｃｏｍｐａｒｅ処理用パスメト
リックのテンポラリ（１次元配列、要素数はある状態か
ら遷移可能なパスの数）、ｐｍ（）：パスメモリ（３次
元配列、要素は時間、状態数、復号情報、それぞれの要
素数は時間がパスメモリ長分、状態数がある時刻におい
てとりうる状態の数、復号情報として状態番号と復号デ
ータ候補の２）、ｍａｘ＿ｂｒａｎｃｈ：ブランチメト
リックで取りうる最大値（固定値）である。

【００５２】まず、ステップＳ３０１では、処理前の初
期化として、ｘ、ｙ、ｚを０に、ｔを現時刻に初期化
し、ｉに状態ｘに遷移可能なブランチメトリック番号、
ｊにｉで示されるブランチメトリックに対応するパスメ
トリック番号を代入する。

【００５３】次に、ステップＳ３０２では、ｂｒ＿ｆｌ
ａｇのフラグチェックをし、１の場合は、ステップＳ２
０４（Ａｄｄ処理のスキップ）に分岐し、０の場合はス
テップＳ３０３に進む。

【００５４】ステップＳ３０３は、Ａｄｄ処理で、ブラ
ンチメトリックとパスメトリックを加算し、現時刻にお
けるパスメトリック候補を算出し、ｚをインクリメント
する。

【００５５】ステップＳ３０４では、全ての遷移可能パ
スについてＡｄｄ処理を行ったかどうかのチェックをす
る。すべて終了した場合は、ステップＳ３０６に分岐
し、終了していない場合はステップＳ３０５へ進む。

【００５６】次に、ステップＳ３０５で、ｙをインクリ
メントし、ｉ、ｊに次の値をセットする。さらに、ステ
ップＳ３０６で、ｚが０かどうかのチェックし、０（現
時刻の状態ｘにおいてＡｄｄ処理がスキップ）の場合、
ステップＳ３０７へ分岐し、それ以外の場合はＳ３０８
へ分岐する。

【００５７】ステップＳ３０７場合、現時刻において状
態ｘである可能性はないとみなし、パスメトリックを現
時刻における最大値に設定する。

【００５８】ステップＳ３０８は、Ｃｏｍｐａｒｅ Ｓ
ｅｌｅｃｔ処理で、算出したパスメトリックの中から最
小となるパスメトリックを選択し、そのパスメトリック
値と、前時刻の状態番号と、復号データ候補をパスメモ
リに記録する。

【００５９】そして、ステップＳ３０９では、全ての状
態について処理したかどうかのチェックする。全ての状
態について終了した場合は終了し、全ての状態について
終了していない場合はＳ３１０へ分岐する。

【００６０】ステップＳ３１０では、ｘをインクリメン
ト（次の状態番号にする）し、ｙを０クリアし、ｉに状
態ｘに遷移可能なブランチメトリック番号、ｊにｉで示
されるブランチメトリックに対応するパスメトリック番
号を代入する。

【００６１】具体的に、時刻ｔ１のｓｔａｔｅ（０）を
例にとってみると、図１３よりこの状態に遷移可能なパ
スは時刻ｔ０のｓｔａｔｅ（０）、ｓｔａｔｅ（２）の
パスであるから、このパスに対するブランチメトリック
はｂｒ（０）とｂｒ（４）である。このブランチメトリ
ックに対する有効フラグｂｒ＿ｆｌａｇ（０）、ｂｒ＿
ｆｌａｇ（４）はそれぞれ、（１）、（０）であるから
ｂｒ（０）は無効であるので（図３のステップ３０
１）、生き残りパスはｓｔａｔｅ（２）→ｓｔａｔｅ
（０）となり、ｂｒ（４）＋ｐｍ（０、２、０）がｐｍ
（１、０、０）に、前時刻状態であるｓｔａｔｅ（２）
の状態番号（２）がｐｍ（１、０、１）に復号データ候
補（０）がｐｍ（１、０、２）にそれぞれ代入される。
以上の処理をｐｍ（１、１、ｘ）〜ｐｍ（１、３、ｘ）
についても行う。もし、現状態に対する生き残りパスが
全て無効な場合は前時刻の最大パスメトリックと最大ブ
ランチメトリックの和を代入する（図３のステップ３０
２）。 （３）パスメトリック範囲シフト処理 前記ＡＣＳ処理
後、求めたパスメトリックの最大値（ｍａｘ＿ｐａｔ
ｈ）、最小値（ｍｉｎ＿ｐａｔｈ）を検索し、最大値が
ブランチメトリックの最大値（ｍａｘ＿ｂｒａｎｃｈ）
を超えている場合、全てのパスメトリックを最小値で減
ずることにより、パスメトリックの最小値を０にし（図
４のステップ４０１）、平均パスメトリック（ａｖｅ＿
ｐａｔｈ）を求める（図４のステップ４０２）。

【００６２】図４を参照して、具体的に説明する。ま
ず、図４に記載の変数は、ｔ：時間（ｔｉｍｅは現時刻
を表す、図３の説明と同様）、ｍａｘ＿ｐａｔｈ：現時
刻におけるパスメトリックの最大値、ｍｉｎ＿ｐａｔ
ｈ：現時刻におけるパスメトリックの最小値、ａｖｅ＿
ｐａｔｈ：現時刻までのパスメトリック平均値、ｍａｘ
＿ｂｒａｎｃｈ：ブランチメトリックで取りうる最大値
（固定値、図３の説明と同様）である。

【００６３】まず、ステップＳ４０１は、処理前の初期
化として、ｔを現時刻に初期化し、ｍａｘ＿ｐａｔｈに
現時刻におけるパスメトリックの最大値、ｍｉｎ＿ｐａ
ｔｈに現時刻におけるパスメトリックの最小値を代入す
る。

【００６４】次に、ステップＳ４０２では、ｍａｘ＿ｐ
ａｔｈと最大ブランチメトリックを比較し、ｍａｘ＿ｐ
ａｔｈの方が大きい場合は、ステップＳ４０３へ分岐
し、逆の場合はＳ４０４へ分岐する。

【００６５】ステップＳ４０３では、最小パスメトリッ
クが０となるように正規化処理を行う。そして、ステッ
プＳ４０４で、現時刻までの平均パスメトリックを算出
する。 （４）トレースバック処理 各時刻において受信したデ
ータについて、前記までの一連の処理を行い、全ての受
信データに対しての処理が終了した時の状態遷移は図５
のようになる。従来例と同様にトレースバックを行うと
図５の太い実線で示したパスを通り、従来例と同様、正
しく復号が出来ていることが分かる

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ブランチメトリック処理において前時刻までのパスメト
リック平均と比較して、生き残る可能性の小さいパスを
切り捨てることで、ＡＣＳ処理を削減できる。図５と図
１５を比較すると、各図中の矢印の数はＡＣＳ処理の回
数を示すものであるので、これを比較すると図５では３
４本、図１５では５６本である。

【００６７】すなわち、従来例では５６回のところ、本
発明では３４回のＡＣＳ処理で正しい復号データを復元
可能であることを示しており、約４０％のＡＣＳ処理を
削減している。加えて、パスメトリックの最大尤度差は
従来例では２であったところ、本発明では３となり、よ
り雑音に対して耐性を持たせることができ、エラー訂正
率を向上させることが可能になる。

【００６８】図６に拘束長２、符号化率１／２の畳み込
み符号化器により１０００ビット符号化し、周期的ノイ
ズを加えたデータ系列を従来例および、本発明のビタビ
復号化方法によりシュミレーションした結果を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のビタビ復号化装置
のブロック図である。

【図２】図１に示すビタビ復号化装置のブランチメトリ
ック処理部のフローチャートである。

【図３】図１に示すビタビ復号化装置のＡＣＳ処理部の
フローチャートである。

【図４】図１に示すビタビ復号化装置のパスメトリック
範囲シフト処理部のフローチャートである。

【図５】図１に示すビタビ復号化装置のトレースバック
処理の説明図である。

【図６】本発明の効果を説明する図である。

【図７】畳み込み符号化器を示すブロック図である。

【図８】図７に示す畳み込み符号化器の入出力表であ
る。

【図９】図７に示す畳み込み符号化器のトレリス線図で
ある。

【図１０】図７に示す畳み込み符号化器の状態遷移図で
ある。

【図１１】従来技術のビタビ復号化装置のブロック図で
ある。

【図１２】図１１に示すビタビ復号化装置のブランチメ
トリック処理部のフローチャートである。

【図１３】図１１に示すビタビ復号化装置のトレリス線
図である。

【図１４】図１１に示すビタビ復号化装置のＡＣＳ処理
部のフローチャートである。

【図１５】図１１に示すビタビ復号化装置のトレースバ
ック処理の説明図である。

【符号の説明】

１０１，１１１ ブランチメトリック処理部 １０２，１１２ ＡＣＳ処理部 １０３ パスメトリック範囲シフト処理部 １０４，１１４ トレースバック処理部 １０５，１１５ パスメモリ １１３ 正規化処理部 ７０１，７０２ 遅延回路 ７０３，７０４，７０５ 排他的論理和回路 Ｓ２０１〜Ｓ２０８，Ｓ３０１〜Ｓ３１０，Ｓ４０１〜
Ｓ４０４ 処理ステップ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前時刻から現時刻までの１単位時間に遷
   移可能な全てのパスについてブランチメトリックを計算
   するブランチメトリック処理手段と、 前時刻までの最尤復号情報と現時刻までの最尤復号情報
   をそれぞれ記憶するための１対のデータバッファと、 前時刻までのパスメトリックと現時刻までのパスメトリ
   ックをそれぞれ記憶するための１対のパスメトリックバ
   ッファと、 １単位時間毎に、前記ブランチメトリック処理手段によ
   り計算されたブランチメトリックと前記１対のパスメト
   リックバッファの一方に記憶された前時刻までのパスメ
   トリックに基づいて、現時刻の各状態における最も確か
   らしいパスを推定して、このパスに基づいて前記１対の
   データバッファの一方に記憶された前時刻までの最尤復
   号情報を並び替えて他方に書き込むとともに、前記１対
   のパスメトリックバッファの一方に記憶されたパスメト
   リックを更新して他方に書き込むＡＣＳ処理手段と、 前記パスメトリックバッファに記憶された現時刻までの
   パスメトリックと前記データバッファに記憶された現時
   刻までの最尤復号情報に基づいて復号データを検索する
   トレースバック処理手段と、 を有するビタビ復号化装置。
2. 【請求項２】 前記データバッファには、最尤復号情報
   として各パスの最尤復号データ候補が記憶されることを
   特徴とする請求項１記載のビタビ復号化装置。
3. 【請求項３】 前記データバッファには、最尤復号情報
   として各パスの最尤状態遷移履歴が記憶されることを特
   徴とする請求項１記載のビタビ復号化装置。
4. 【請求項４】 前時刻から現時刻までの１単位時間に遷
   移可能な全てのパスについてブランチメトリックを計算
   するブランチメトリック処理ステップと、１単位時間毎
   に、前記ブランチメトリック処理ステップにより計算さ
   れたブランチメトリックと１対のパスメトリックバッフ
   ァの一方に記憶された前時刻までのパスメトリックに基
   づいて、現時刻の各状態における最も確からしいパスを
   推定して、このパスに基づいて１対のデータバッファの
   一方に記憶された前時刻までの最尤復号情報を並び替え
   て他方に書き込むとともに、１対のパスメトリックバッ
   ファの一方に記憶されたパスメトリックを更新して他方
   に書き込むＡＣＳ処理ステップと、 前記パスメトリックバッファに記憶された現時刻までの
   パスメトリックと前記データバッファに記憶された現時
   刻までの最尤復号情報に基づいて復号データを検索する
   トレースバック処理ステップと、を有するビタビ復号化
   方法。
5. 【請求項５】 前記データバッファには、最尤復号情報
   として各パスの最尤復号データ候補が記憶されることを
   特徴とする請求項４記載のビタビ復号化方法。
6. 【請求項６】 前記データバッファには、最尤復号情報
   として各パスの最尤状態遷移履歴が記憶されることを特
   徴とする請求項４記載のビタビ復号化方法。