JP2001320284A - ビタビ復号器 - Google Patents

ビタビ復号器

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JP2001320284A JP2000140830A JP2000140830A JP2001320284A JP 2001320284 A JP2001320284 A JP 2001320284A JP 2000140830 A JP2000140830 A JP 2000140830A JP 2000140830 A JP2000140830 A JP 2000140830A JP 2001320284 A JP2001320284 A JP 2001320284A
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/37Decoding methods or techniques, not specific to the particular type of coding provided for in groups H03M13/03 - H03M13/35
    • H03M13/39Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes
    • H03M13/41Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes using the Viterbi algorithm or Viterbi processors
    • H03M13/4107Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes using the Viterbi algorithm or Viterbi processors implementing add, compare, select [ACS] operations

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パスメトリックメモリへのアクセス回数を半
減することにより、処理の高速化と低消費電力化を図
る。 【解決手段】 ブランチメトリック生成部1に2シンボ
ル分の復調シンボルを入力して、時刻Tと時刻T+1の
ブランチメトリックを生成する。最初にパスメトリック
メモリ7より読み出してラッチ2部8に保持された時刻
Tのパスメトリックデータと時刻Tのブランチメトリッ
クを加算し、比較して時刻T+1のパスメトリックデー
タを生成し、ラッチ1部5に保持する。次に、該保持さ
れた時刻T+1のパスメトリックデータの値をSW部2
で選択し、時刻T+1のブランチメトリックと加算し、
比較して時刻T+2のパスメトリックデータを生成し、
パスメトリックメモリ7にパスメトリックデータをライ
トする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、畳み込み符号を復
号するビタビ復号器に関し、特にビタビ復号器の処理の
高速化と低消費電力化を図る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】ビタビ復号器は、畳み込み符号の繰り返
し構造を利用して最ゆう復号を効率的に実行する手段と
して従来から使用されている。従来のビタビ復号器にお
いては、入力されたデータに対して、ブランチメトリッ
ク生成部から出力されたブランチメトリックと、パスメ
トリックメモリ部から読み出したパスメトリックを加算
し、比較し、小さい方を選択するというACS(add co
mpare select)処理を行い、パスメトリックメモリにパ
スメトリックデータを、パスメモリに生き残りパスの選
択情報を記憶するという処理を状態数回行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のビタビ復号
器では、ACS処理を行う時に、パスメトリックデータ
をパスメトリックメモリより読み出しておいて、ACS
処理後に、パスメトリックメモリに算出されたパスメト
リックデータをライトする必要がある為、ACS処理を
1回行う為にはパスメトリックメモリから2度リード
し、処理終了後2度ライトする必要がある。つまり、A
CS処理を1回行う時間にパスメトリックメモリから2
つのデータを読み出す時間が最低必要であり、それ以上
の高速化が出来ないという問題があった。
【0004】また、ACS処理を行う時にパスメトリッ
クメモリにRAMを使用して行う場合、ACS処理を1
回行う為にパスメトリックメモリから2度リードし、処
理終了後2度ライトする為、RAMへのアクセス回数が
多く、処理の割に消費電力が多いという問題があった。
【0005】本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、処
理の高速化と低消費電力化を図ることが可能なビタビ復
号器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のビタビ復号器
は、入力される復調シンボルを2シンボル分入力して、
時刻Tと時刻T+1のブランチメトリックを生成し、パ
スメトリックメモリより読み出して保持しておいた時刻
Tのパスメトリックデータと、時刻Tのブランチメトリ
ックをACS(add compare select)回路に入力して、
時刻T+1のパスメトリックデータを算出し、該算出し
た時刻T+1のパスメトリックデータはパスメトリック
メモリには書き込まずに、再度ACS回路に入力して時
刻T+1のブランチメトリックとにより、時刻T+2の
パスメトリックデータを算出し、時刻T+2のパスメト
リックデータをパスメトリックメモリ書き込むことを特
徴とする。
【0007】つまり、本発明では、時刻Tでパスメトリ
ックメモリからパスメトリックデータを読み出し、該読
み出したパスメトリックデータと時刻Tのブランチメト
リックとをACS回路で加算し、比較し、選択して時刻
T+1のパス選択情報とパスメトリックデータを算出す
る。算出した時刻T+1のパス選択情報とパスメトリッ
クデータの内、パス選択情報はパスメモリに書き込まれ
るが、パスメトリックデータはパスメトリックメモリに
は書き込まずに、時刻T+1のパスメトリックデータと
して再びACS回路に入力する。
【0008】そして、ACS回路において時刻T+1の
ブランチメトリックと加算し、比較し、選択して時刻T
+2のパス選択情報とパスメトリックデータを算出す
る。算出された時刻T+2のパス選択情報とパスメトリ
ックデータは、それぞれパスメモリ及びパスメトリック
メモリに書き込まれる。
【0009】従って、パスメトリックメモリでは、時刻
T+1のパスメトリックデータの書込、読み出しを省略
することができるので、パスメトリックメモリへのアク
セス回数を半減することができ、処理の高速化と消費電
力の低減が可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態を示
すブロック図である。図1において、ブランチメトリッ
ク生成部1は、入力される復調シンボルから2シンボル
分のブランチメトリックを生成する。SW部2a〜2d
は、ラッチ2部8が保持しているパスメトリックデータ
と、ラッチ1部5a,5bが保持しているパスメトリッ
クデータのどちらを出力するかを選択する。加算部3
a,3bは、上記生成されたブランチメトリックと、S
W部2a〜2dより出力されるパスメトリックデータと
を加算する。
【0011】比較選択部4a,4bは、前記加算された
データの小さい方を選択して、パスメトリックデータと
パス選択情報を出力する。ラッチ1部5a,5bは、比
較選択部4a,4bから出力されるパスメトリックデー
タをラッチして、出力するタイミングを合わせる。S/
P変換部10は、比較選択部4a,4bから出力される
パス選択情報をパスメモリ11にライトする為にシリア
ルパラレル変換を行う。
【0012】データ切替部6は、ラッチ1部5a,5b
より出力されるパスメトリックデータをパスメトリック
メモリ7にライトする為に入力されるデータを切り替え
る。ラッチ2部8は、パスメトリックメモリ7から、パ
スメトリックデータをリードしてラッチをしておく。ア
ドレス生成部9は、パスメトリックメモリ7及びパスメ
モリ11のリード/ライトアドレスを生成する。
【0013】トレースバック部12は、生成されたパス
選択情報を保存しているパスメモリ11からトレースバ
ックして、ビタビ復号データを生成する。また、タイミ
ング生成部13は、全体のタイミングの制御を行う。
【0014】SW部2a〜2dと加算部3a、3bと比
較選択部4a、4bとラッチ部5a、5bとで一つのA
CSユニットが構成され、これらのユニットをα個持
つ。なお、加算部3a、3b及び比較選択部4a、4b
の構成は従来のACS回路が備えているものと同様であ
る。
【0015】次に、本実施の形態の動作について、符号
化率R=1/2、拘束長K=9の時でACSユニットが
1の場合の例について図1、図2を用いて説明する。
【0016】拘束長K=9であるので、状態数(ステー
ト)は0〜255の256状態が存在する。ACS処理
は下記0〜4までを64回繰り返し、時刻T+1と時刻
T+2の状態0〜255までのパスメトリックデータ
と、パスメモリデータを生成する。下記0〜4を64回
(x=0〜63)繰り返すことにより2シンボル分のA
CS処理を行う。
【0017】まず、ACS回路で使用する時刻Tのパス
メトリックデータをパスメトリックメモリ7から読み出
して、ラッチ2部8で、状態0+x、128+x、64
+x、192+xのパスメトリックデータを保持してお
く。
【0018】0:ブランチメトリック生成 ブランチメトリック生成部1では、入力される復調シン
ボルを2シンボル分入力する。図2ののACS処理
用に、入力した1シンボル目のデータについて、時刻T
の状態0+xのZ側と、状態128+xのZ*側と、状
態64+xのZ側と、状態192+xのZ*側のブラン
チメトリックを生成する。
【0019】次のタイミングで図2ののACSの処
理用に、時刻Tの状態0+xのZ*側と、状態128+
xのZ側と、状態64+xのZ*側と、状態192+x
のZ側のブランチメトリックを生成する。
【0020】次のタイミングで、図2ののACS処
理用に、入力した2シンボル目のデータについて、時刻
T+1の状態0+xのZ側とZ*側、状態128+xの
Z*側とZ側のブランチメトリックを生成し、次のタイ
ミングで図2ののACS処理用に、時刻T+1の状
態1+xのZ側とZ*側、状態129+xのZ*側とZ
側のブランチメトリックを生成する。
【0021】1:ACS1、2回路の時刻T+1におけ
るZ側の処理 図2のとの処理について説明する。
【0022】SW部2aは、ラッチ2部8から出力され
ている、時刻Tの状態0+xのパスメトリックデータA
を選択して出力し、SW部2bは、同様に時刻Tの状態
128+xのパスメトリックデータBを選択し、SW部
2cも同様に、時刻Tの状態64+xのパスメトリック
データCを選択し、SW部2dも時刻Tの192+xの
パスメトリックデータDを選択する。
【0023】加算部3aは、SW部2a,2bより入力
された時刻Tの状態0+x,128+xのパスメトリッ
クデータに、ブランチメトリック生成部1で生成され
た、時刻Tの状態0+xのZ側,128+xのZ側のブ
ランチメトリックを加算する。
【0024】加算部3bは、SW部2c,2dより入力
された時刻Tの状態64+x,192+xのパスメトリ
ックデータに、ブランチメトリック生成部1で生成され
た、時刻Tの状態64+xのZ側,192+xのZ*側
のブランチメトリックを加算する。
【0025】比較選択部4aでは、状態0+xからのZ
側パスと状態128+xからのZ*側パスの比較を行
い、小さい方のパスを選択し、そのデータと選択情報を
出力する。比較選択部4bでは、状態64+xからのZ
側パスと状態192+xからのZ*側パスの比較を行
い、小さい方のパスを選択し、そのデータと選択情報を
出力する。
【0026】ラッチ1部5aは、時刻T+1の状態0+
xのパスメトリックデータを、ラッチ1部5bは時刻T
+1の状態128+xのパスメトリックデータをそれぞ
れラッチして保持しておく。
【0027】2:ACS1,2回路の時刻T+1におけ
るZ*側の処理 図2の,の処理について説明する。
【0028】加算部3aは、SW部2a,2bより入力
された時刻Tの状態0+x,128+xのパスメトリッ
クデータに、ブランチメトリック生成部1で生成され
た、時刻Tの状態0+xのZ*側,128+xのZ側の
ブランチメトリックを加算する。
【0029】加算部3bは、SW部2c,2dより入力
された時刻Tの状態64+x,192+xのパスメトリ
ックデータに、ブランチメトリック生成部1で生成され
た、時刻Tの状態64+xのZ*側,192+xのZ側
のブランチメトリックを加算する。
【0030】比較選択部4aでは、状態0+xからのZ
*側パスと状態128+xからのZ側パスの比較を行
い、小さい方のパスを選択し、そのデータと選択情報を
出力する。比較選択部4bでは、状態64+xからのZ
*側パスと状態192+xからのZ側パスの比較を行
い、小さい方のパスを選択し、そのデータと選択情報を
出力する。
【0031】ラッチ1部5aは、時刻T+1の状態1+
2xのパスメトリックデータを、ラッチ1部5bは時刻
T+1の状態129+2xのパスメトリックデータをそ
れぞれラッチして保持しておく。
【0032】3:ACS1,2回路の時刻T+2におけ
る小さいパス側の処理 図2の,の処理について説明する。
【0033】SW部2aと、SW部2cでは、ラッチ1
部5aから入力される時刻T+1の状態0+2xのパス
メトリックデータが選択され、SW部2bと、SW部2
dでは、ラッチ1部5bから入力される時刻T+1の状
態128+2xのパスメトリックデータが選択される。
【0034】加算部3aは、SW部2a,2bより入力
された時刻T+1の状態0+2x,128+2xのパス
メトリックデータに、ブランチメトリック生成部1で生
成された、時刻T+1の状態0+2xのZ側,128+
2xのZ*側のブランチメトリックを加算する。
【0035】加算部3bは、SW部2c,2dより入力
された時刻T+1の状態0+2x,128+2xのパス
メトリックデータに、ブランチメトリック生成部1で生
成された、時刻T+1の状態0+2xのZ*側,128
+2xのZ側のブランチメトリックを加算する。
【0036】比較選択部4aでは、状態0+2xからの
Z側パスと状態128+2xからのZ*側パスの比較を
行い、小さい方のパスを選択し、時刻T+2の状態0+
4xのパスメトリックデータとパス選択情報を出力す
る。
【0037】比較選択部4bでは、状態0+2xからの
Z*側パスと状態128+2xからのZ側パスの比較を
行い、小さい方のパスを選択し、時刻T+2の状態1+
4xのパスメトリックデータとパス選択情報を出力す
る。
【0038】ラッチ1部5aは、時刻T+2の状態0+
4xのパスメトリックデータを、またラッチ1部5b
は、時刻T+2の状態1+4xのパスメトリックデータ
をそれぞれラッチしてデータ切替部6へ出力する。
【0039】4:ACS1、2回路の時刻T+2におけ
る大きいパス側の計算 図2の,について説明する。
【0040】SW部2aと、SW部2cでは、ラッチ1
部5aから入力される時刻T+1の状態1+2xのパス
メトリックデータが選択され、SW部2bと、SW部2
dでは、ラッチ1部5bから入力される時刻T+1の状
態129+2xのパスメトリックデータが選択される。
【0041】加算部3aは、SW部2a,2bより入力
された時刻T+1の状態1+2xの,129+2xのパ
スメトリックデータに、ブランチメトリック生成部1で
生成された、時刻T+1の状態1+2xのZ側,129
+2xのZ*側のブランチメトリックを加算する。
【0042】加算部3bは、SW部2c,2dより入力
された時刻T+1の状態1+2x,129+2xのパス
メトリックデータと、ブランチメトリック生成部1で生
成された、時刻T+1の状態1+2xのZ*側,129
+2xのZ側のブランチメトリックを加算する。
【0043】比較選択部4aでは、状態1+2xからの
Z側パスと状態129+2xからのZ*側パスの比較を
行い、小さい方のパスを選択し、時刻T+2の状態2+
4xのパスメトリックデータとパス選択情報を出力す
る。
【0044】比較選択部4bでは、状態1+2xからの
Z*側パスと状態129+2xからのZ側パスの比較を
行い、小さい方のパスを選択し、時刻T+2の状態3+
4xのパスメトリックデータとパス選択情報を出力す
る。
【0045】ラッチ1部5aは、時刻T+2の状態2+
4xのパスメトリックデータを、またラッチ1部5b
は、時刻T+2の状態3+4xのパスメトリックデータ
をそれぞれラッチしてデータ切替部6へ出力する。
【0046】上記0〜4の処理が終了すると、データ切
替部6は、ラッチ1部5aから出力される時刻T+2の
状態0+4xのパスメトリックデータと、ラッチ1部5
bから出力される時刻T+2の状態1+4xのパスメト
リックデータをパスメトリックメモリ7にライトする為
にパスメトリックデータを切り替える。
【0047】更にラッチ1部5aから出力される時刻T
+2の状態2+4xのパスメトリックデータと、ラッチ
1部5bから出力される時刻T+2の状態3+4xのパ
スメトリックデータをパスメトリックメモリ7にライト
する為に切り替える。
【0048】S/P変換部10は、上記0〜4の処理に
より算出された、時刻T+1とT+2のパス選択情報を
入力し、それぞれのパス選択情報をシリアル/パラレル
変換して、パスメモリ11のフォーマットに従ってライ
トデータを生成する。
【0049】アドレス生成部9は、パスメトリックメモ
リ7へのライト/リードアドレスの生成、およびパスメ
モリ11のライト/リードアドレスの生成を行う。
【0050】タイミング生成部13は、ブランチメトリ
ック生成部1、SW部2a〜2d、ラッチ1部5a、5
b、データ切替部6、S/P変換部10、アドレス生成
部9で使用する基準となるタイミングを生成する。従っ
て、x=0〜63までのカウントと、復号回数をカウン
トするカウンタを持ち、設定シンボルの1/2カウント
したら、パスメモリ部11に保存されているパス選択情
報をリードし、トレースバックを行い、ビタビ復号デー
タを出力して終了する。
【0051】なお、図1記載の実施形態のようにACS
ユニットをα個備えている場合には、ブランチメトリッ
ク生成部1から、(4系統×α)個のブランチメトリッ
クを出力し、それぞれのACSユニットへ出力し、ま
た、パスメトリックメモリ7から、パスメトリックデー
タを(4×α)個読み出して、ラッチして処理すること
ができる。
【0052】その場合、それぞれのACSユニットから
出力されたパスメトリックデータは、パスメトリックメ
モリ7にライトするが、単位時間でライトするパスメト
リックデータがα倍増える為、パスメトリックメモリ7
を1/αに分割して、ある時間でリード/ライト出来る
ようにする。ACSユニットから出力されたパス選択情
報は、同じくα倍増える為、S/P変換部10では、シ
リアルパラレル回路を増やして、パスメモリ11にデー
タをライトすることが必要である。
【0053】図3は、本発明の他の実施の形態を示すブ
ロック図である。本実施の形態は、図1の実施の形態に
minレジスタ14及び減算部15を付加した点を特徴
としており、他の構成要素は図1の実施の形態と同様で
あるので、以下、該特徴点に関係する部分ついて説明
し、図1と同一構成要素の説明は省略する。
【0054】図3において、比較選択回路4a、4b
は、入力されるパスメトリックデータの小さい方を選択
する回路になっている。minレジスタ14は、データ
切替部6より出力されるパスメトリックデータを状態0
から状態255までの中で一番小さいものを選択しラッ
チしておく。
【0055】減算部15では、パスメトリックメモリ7
からパスメトリックデータを読み出し、読み出したパス
メトリックデータからminレジスタ14の値を減算し
て、ラッチ2部8へ出力する。minレジスタ14の切
替は、状態0のパスメトリックデータを読み出す時であ
る。
【0056】ここで、読み出したパスメトリックデータ
が全て1(all 1)の時は、minレジスタの値を
減算しても、減算した値は使用せず、もともとのall
1のデータを出力する。こうすることで、ACS回路
で使用するパスメトリックデータから、2シンボル前の
パスメトリックデータの最小値を引いているので、パス
メトリックデータの値が大きくなるのを抑える。
【0057】
【発明の効果】本発明は、ACS回路から出力されたパ
スメトリックデータを次の時間のパスメトリックデータ
として使用しているので、パスメトリックメモリからパ
スメトリックデータをリードする回数が半分になり、ま
た、パスメトリックメモリへパスメトリックデータをラ
イトする回数も半分になるため、RAMへのアクセスが
半減し、消費電力を減らすことができる。
【0058】また、パスメトリックメモリへのアクセス
回数が半分になり、ACSから出力したパスメトリック
データを再び入力して、使用するので、同じ処理能力で
ACSの回路を半減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】ACSユニットの処理の流れを示す状態遷移図
である。
【図3】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 ブランチメトリック生成部 2a〜2d SW部 3a,3b 加算部 4a,4b 比較選択部 5a,5b ラッチ1部 6 データ切替部 7 パスメトリックメモリ 8 ラッチ2部 9 アドレス生成部 10 S/P変換部 11 パスメモリ 12 トレースバック部 13 タイミング生成部 14 minレジスタ 15 減算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 祥晴 静岡県掛川市下俣800番地 静岡日本電気 株式会社内 Fターム(参考) 5B001 AA10 AB02 5J065 AA01 AB01 AC01 AD10 AE06 AF01 AF03 AH02 AH06 AH15 AH23

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 復調シンボルを入力してブランチメトリ
    ックを生成するブランチメトリック生成部と、パスメト
    リックデータを記憶するパスメトリックメモリと、パス
    選択情報を記憶するパスメモリと、時刻毎に前記ブラン
    チメトリックと前記パスメトリックデータを加算する加
    算部と該加算結果を比較して小さい方を次時刻のパスメ
    トリックデータ及びパス選択情報として算出する比較選
    択部を有するACS(add compare select)装置と、前
    記比較選択部から出力されるパスメトリックデータ及び
    パス選択情報の前記パスメトリックメモリ及びパスメモ
    リへの書込と前記パスメトリックメモリ及びパスメモリ
    からの前記パスメトリックデータ及びパス選択情報の読
    み出しを制御する記憶制御手段とを有するビタビ復号器
    において、 前記ブランチメトリック生成部は、入力される復調シン
    ボルを2シンボル分入力して、時刻Tと時刻T+1のブ
    ランチメトリックを生成する機能を備えており、前記A
    CS装置は、前記パスメトリックメモリより読み出され
    た時刻Tのパスメトリックデータと前記時刻Tのブラン
    チメトリックを入力して、時刻T+1のパスメトリック
    データを算出して保持するとともに、該保持された時刻
    T+1のパスメトリックデータと前記時刻T+1のブラ
    ンチメトリックを入力して、時刻T+2のパスメトリッ
    クデータを算出して保持する機能を備えており、前記記
    憶制御手段は、前記パスメトリックメモリに対して、前
    記時刻T+1のパスメトリックデータの書込は省略し、
    前記時刻T+2のパスメトリックデータのみを書き込む
    機能を備えていることを特徴とするビタビ復号器。
  2. 【請求項2】 前記ACS装置は、複数のACS回路を
    並列に備えたACSユニットとして構成され、該ACS
    ユニットにより、前記ブランチメトリック生成部で生成
    された複数のブランチメトリックと前記パスメトリック
    メモリより読み出された複数のパスメトリックデータを
    一グループとして、グループ単位に処理する機能を有し
    ていることを特徴とする請求項1記載のビタビ復号器。
  3. 【請求項3】 前記ACS装置は、前記ACSユニット
    をα個(αは2以上の整数)備えていることを特徴とす
    る請求項2記載のビタビ復号器。
  4. 【請求項4】 前記時刻T+2に前記パスメトリックメ
    モリに記憶されるパスメトリックデータの中で一番小さ
    いものを選択してラッチするminレジスタと、前記パ
    スメトリックメモリから読み出されたパスメトリックデ
    ータから前記minレジスタの値を減算して前記パスメ
    トリックデータとして出力する減算部を備えていること
    を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のビタビ復
    号器。
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