JP2872004B2 - デジタル通信システム - Google Patents

デジタル通信システム

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JP2872004B2
JP2872004B2 JP5183347A JP18334793A JP2872004B2 JP 2872004 B2 JP2872004 B2 JP 2872004B2 JP 5183347 A JP5183347 A JP 5183347A JP 18334793 A JP18334793 A JP 18334793A JP 2872004 B2 JP2872004 B2 JP 2872004B2
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
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  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデジタル通信システムに
係り、特に畳み込み符号化と最尤復号法とを組み合わせ
たデジタル通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、通信回線のデジタル化の機運にと
もなって、通信品質を向上させる誤り訂正方式の実シス
テムへの導入が盛んに検討されている。その中でも、畳
み込み符号化と最尤復号法との組み合せは非常に強力な
誤り訂正方式として知られている。
【0003】しかし、帯域制限の厳しい通信系では、帯
域の有効利用の観点から、誤り訂正能力が大きく、且つ
情報伝送の冗長度が低い誤り訂正方式を採用することが
望ましい。
【0004】このような要請に答える誤り訂正方式が、
特公昭63−7690号公報に記載されている。
【0005】図6は、上記公報に記載されているパンク
チャド符号を用いた誤り訂正方式の概略的ブロック構成
図である。
【0006】同図において、送信側の符号化装置では、
入力データ系列が畳み込み符号化回路101によって符
号化され、その符号化データ系列から符号シンボル消去
回路102によって一意的に数シンボルが消去されて送
信データ系列が生成される。この消去パターンは消去パ
ターン保持回路103に格納されており、符号化率ごと
最適消去パターンが存在する。
【0007】送信データ系列は通信路を通して伝送さ
れ、受信側の復号化装置に入力する。復号化装置では、
ダミーシンボル挿入回路104が受信データ系列に対し
て消去されたシンボルに対応するダミーシンボルを挿入
して復号回路入力データ系列を生成する。挿入されるシ
ンボルパターンは挿入パターン保持回路105に格納さ
れている。このデータ系列が最尤復号回路106によっ
て復号され、通常の最尤誤り訂正が行われる。
【0008】この従来の通信システムは、帯域制限があ
る伝送路において、仮想的に符号化率を低く抑えて伝送
路上に情報を圧縮して送出していることになり、高い伝
送効率が実現されうる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方式を用いたデジタル通信システムでは、送信側で
消去されたシンボルに対して受信側でダミーシンボルを
挿入するために、伝送路の回線品質が劣化した場合と同
じ状況となり、回線品質が低い環境下では望ましくな
い。
【0010】そこで、本発明の目的は、低回線品質等の
環境下であっても常に一定量の情報を圧縮して送信でき
るデジタル通信システムを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によるデジタル通
信システムは、前記入力データ系列Bm(m=1,2,
3,・・・)を畳み込み符号化し、符号化データ系列X
mを生成する符号化手段と、前記入力データ系列の第1
入力データB1に対応する前記符号化データ系列Xmの
第1符号化データX1を消去し、符号化データ系列Xn
(n=2,3,・・・)を生成するデータ圧縮手段と、
前記符号化データ系列Xnを伝送路へ送出する送信手段
と、前記伝送路から受信し前記符号化データ系列Xnに
対応するデータ系列Xn’と前回受信され復号化された
データ系列の最終復号データとに基づいて、第1受信デ
ータX1’を決定し、データ系列Xm’を生成するデー
タ伸張手段と、前記データ系列Xm’を最尤復号法によ
り復号する最尤復号手段と、からなることを特徴とす
る。
【0012】
【作用】畳み込み符号化データ系列Xmから先頭のデー
タを消去することで常に一定量分だけデータ圧縮でき、
受信側では受信信号Xn’をトレリス表現から分かるよ
うに一意的に伸張し再生することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
【0014】図1は、本発明によるデジタル通信システ
ムの一実施例を示すブロック図である。但し、ここで
は、畳み込み符号の拘束長K=3、符号化率R=1/2
の場合を一例として説明する。
【0015】送信側 畳み込み符号化回路1は入力データ系列Bmを入力して
畳み込み符号化し、符号化データ系列Pm及びQmを出
力する。第1入力ビットB1を例に取れば、1個の入力
ビットB1に対応して2個の符号化ビットP1及びQ1
が生成される。
【0016】続いて、符号化データ系列Pm及びQmは
符号シンボル消去回路2へ入力し、そこで第1符号化ビ
ットP1及びQ1が消去され、送信データ系列(1):
Pn及びQnが生成される。言い換えれば、符号シンボ
ル消去回路2は、符号化データ系列Pm及びQmを2ビ
ットだけ情報圧縮したことになる。
【0017】こうして情報圧縮された送信データ系列
(1)は並列/直列変換回路3によって多重化され、送
信データ系列(2):(Pn,Qn)として伝送路へ送
出される。
【0018】受信側 伝送路から受信した受信データ系列(Pn’,Qn’)
はP1Q1伸張回路3に入力する。
【0019】P1Q1伸張回路4は、今回の受信データ
系列(Pn’,Qn’)の直前に受信したデータ系列の
最終復号データB0’と今回の受信データ系列の先頭デ
ータ(P2’,Q2’)とを用いて、消去されたデータ
(P1’,Q1’)を一意的に決定する。そして、決定さ
れた(P1’,Q1’)によって受信データ系列(P
n’,Qn’)を伸張し、復号回路入力データ系列(P
m’,Qm’)を生成する。
【0020】こうして得られたデータ系列(Pm’,Q
m’)を入力して、最尤復号回路5はビタビ・アルゴリ
ズムにより復号を行い、復号データ系列Bm’を出力す
る。
【0021】復号データ系列Bm’の最終データBm-
1’はP1Q1伸張回路4へ出力され、次回の受信デー
タ系列の情報伸張に用いられる。
【0022】図2は、本実施例の送信側の構成をより詳
細に示すブロック図である。
【0023】畳み込み符号化回路1は、拘束長K=3に
等しい段数のシフトレジスタと、シフトレジスタの各ビ
ット出力の排他的論理和と第1及び第3ビット出力の排
他的論理和とをそれぞれ演算するEXOR回路と、から
構成される。この符号化回路1の構成によって、符号化
器としての状態遷移が決定され、従ってトレリス表現に
おける可能パスが決定される。
【0024】畳み込み符号化回路1の各EXOR回路か
ら出力される符号化データ系列Pm及びQm(m=1,
2,3,・・・)は、上述したように、符号シンボル消
去回路2で第1符号化ビットP1及びQ1が消去され
て、送信データ系列Pn及びQn(n=2,3,4,・
・・)が生成される。この圧縮された送信データ系列は
並列/直列変換回路3によって多重化されて、送信デー
タ系列(Pn,Qn)として伝送路へ送出される。
【0025】図3は、本実施例の受信側の構成をより詳
細に示すブロック図である。
【0026】受信データ系列(Pn’,Qn’)が上述
したようにP1Q1伸張回路4によって情報伸張され、
最尤復号回路5へ入力する。
【0027】最尤復号回路5では、加算比較選択(AC
S)部においてパスのメトリックが計算され、パスメモ
リ回路によって生き残りパスの更新が行われる。そし
て、最尤判定(MLD)回路によって生き残りパスの中
から復号出力が決定される。
【0028】次に、図2及び図3に示す本実施例のシス
テムにおいて、入力データ系列Bm=(0,1,0,
0)を与えた場合の動作を具体的に説明する。但し、畳
み込み符号化回路1のシフトレジスタの各ビット初期値
は全て0であるとする。
【0029】図4は、畳み込み符号のトレリス表現を示
す説明図である。尚、入力データビットが0の時は実線
で示す矢印、1の時は破線で示す矢印に従って遷移す
る。
【0030】入力データ系列Bmがどのようなビット系
列であっても、同図に示すトレリス内のいずれか一つの
パスに対応した符号化データ系列が畳み込み符号化回路
1から出力される。
【0031】ここでは入力データ系列Bm=(0,1,
0,0)であるから、符号化データ系列PmQm=0
0,11,10,11となる。
【0032】この符号化データ系列PmQmの第1符号
化データP1Q1=00が符号シンボル消去回路2によ
って消去されるから、送信データ系列(1)PnQn=
11,10,11となる。
【0033】受信側のP1Q1伸張回路4において、消
去されたデータP1’Q1’は、図4のトレリス表現か
ら分かるように、受信データ系列Pn’Qn’の先頭デ
ータP2’Q2’と前回の最終復号データB0’とから
一意的に決定することができる。即ち、前回の最終デー
タまでのパスが決定して、且つ今回の受信データP2’
Q2’が与えられれば、トレリス表現からその間のパス
が一意的に決定されることが分かる。
【0034】こうして伸張されたデータ系列Pm’Q
m’が最尤復号回路5に入力し、ビタビ復号によって図
5に示すようなパスが選択され、復号データ系列Bm’
が得られる。
【0035】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
るデジタル通信システムは、畳み込み符号化データ系列
Xmから先頭の符号化データを消去することで常に一定
量分だけデータ圧縮でき、受信側では受信信号Xn’を
トレリス表現から分かるように一意的に伸張し再生する
ことができる。従って、伝送路の帯域に厳しい制限があ
っても低回線品質の環境下であっても、大量のデータを
効率よく且つ高い誤り訂正能力で伝送することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるデジタル通信システムの一実施例
を示すブロック図である。
【図2】本実施例の送信側の構成をより詳細に示すブロ
ック図である。
【図3】本実施例の受信側の構成をより詳細に示すブロ
ック図である。
【図4】畳み込み符号のトレリス表現を示す説明図であ
る。
【図5】ビタビ復号により選択されたトレリス表現のパ
スを示す説明図である。
【図6】 パンクチャド符号を用いた従来の誤り訂正方
式の概略的ブロック構成図である。
【符号の説明】
1 畳み込み符号化回路 2 符号シンボル消去回路 3 並列/直列変換回路 4 P1Q1伸張回路 5 最尤復号回路

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信側で入力データ系列を畳み込み符号
    により符号化して送信し、受信側で最尤復号法により復
    号するデジタル通信システムにおいて、 前記入力データ系列Bm(m=1,2,3,・・・)を
    畳み込み符号化し、符号化データ系列Xmを生成する符
    号化手段と、 前記入力データ系列の第1入力データB1に対応する前
    記符号化データ系列Xmの第1符号化データX1を消去
    し、符号化データ系列Xn(n=2,3,・・・)を生
    成するデータ圧縮手段と、 前記符号化データ系列Xnを伝送路へ送出する送信手段
    と、 前記伝送路から受信し前記符号化データ系列Xnに対応
    するデータ系列Xn’と前回受信され復号化されたデー
    タ系列の最終復号データとに基づいて、第1受信データ
    X1’を決定し、データ系列Xm’を生成するデータ伸
    張手段と、 前記データ系列Xm’を最尤復号法により復号する最尤
    復号手段と、 からなることを特徴とするデジタル通信システム。
  2. 【請求項2】 前記符号化手段は、符号化率1/2で入
    力データBmを符号化し、符号化データXmを生成する
    ことを特徴とする請求項1記載のデジタル通信システ
    ム。
  3. 【請求項3】 送信側で入力データ系列を畳み込み符号
    により符号化して送信し、受信側で最尤復号法により復
    号するデジタル通信システムにおいて、 前記入力データ系列Bm(Bm=0又は1、m=1,
    2,3,・・・)を畳み込み符号化し、符号化データ系
    列PmQm(Pm=0又は1、Qm=0又は1)を生成
    する符号化手段と、 前記入力データ系列の第1入力データB1に対応する前
    記符号化データ系列PmQmの第1符号化データP1Q
    1を消去し、符号化データ系列PnQn(n=2,3,
    ・・・)を生成するデータ圧縮手段と、 前記符号化データ系列PnQnを伝送路へ送出する送信
    手段と、 前記伝送路から受信し前記符号化データ系列PnQnに
    対応するデータ系列Pn’Qn’と前回受信され復号化
    されたデータ系列の最終復号データB0’とに基づい
    て、第1受信データP1’Q1’を決定し、データ系列
    Pm’Qm’を生成するデータ伸張手段と、 前記データ系列Pm’Qm’を最尤復号法により復号す
    る最尤復号手段と、 からなることを特徴とするデジタル通信システム。
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JP3171772B2 (ja) * 1995-08-23 2001-06-04 沖電気工業株式会社 ビタビ復号方法及びビタビ復号装置
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