JP2891190B2 - 逐次復号装置 - Google Patents

逐次復号装置

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JP2891190B2
JP2891190B2 JP16861696A JP16861696A JP2891190B2 JP 2891190 B2 JP2891190 B2 JP 2891190B2 JP 16861696 A JP16861696 A JP 16861696A JP 16861696 A JP16861696 A JP 16861696A JP 2891190 B2 JP2891190 B2 JP 2891190B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は逐次復号装置に関
し、特に受信データのビット誤り率を検出するビット誤
り率検出回路を備えた逐次復号装置に関する。
【0002】
【従来の技術】逐次復号装置で処理する逐次復号は、畳
込み符号の木構造を利用して、与えられたメモリ量と限
られた演算量(計算回数)で近似的に最尤復号を行う復
号法として知られている。逐次復号装置には、通常、送
信側と同一の機能を有するレプリカとしての符号器を備
え、受信した符号系列と再符号化した符号系列とが最も
よく一致するような木構造の枝を所定のアルゴリズムに
基づいて逐次選択しつつ試行錯誤的に復号する。
【0003】このような背景から、逐次復号にあっては
1ビットの復号に要する演算量も伝送路の品質、即ち雑
音状態に依存し、逐次復号において選択する枝が正しい
か否かはフアノメトリック(Fano metric)と呼ぶ尤度値
を評価尺度として現在辿っているパスの正否を判定しつ
つ処理される。
【0004】この逐次復号装置では、データの伝送誤り
を検出して訂正するために、当該データをいくつかの情
報シンボルに区切り、誤り訂正符号化器(以下、符号器
という)で畳込み符号化して符号シンボルにし、伝送さ
れた符号シンボルを誤り訂正復号化器(以下、単に復号
器という)で、フアノアルゴリズムを用いて逐次復号す
ることが行われている。
【0005】図3を参照して、符号器の基本構成につい
て説明する。但し、情報シンボルの長さを(n−1)ビ
ットとし、符号シンボルの長さをnビットとしている。
図3において、入力端子201から1ビットずつ入力さ
れてくる情報ビットは、直列並列変換器(S/P)20
5で直列並列変換されてビット長(n−1)ビットの情
報シンボルに変換された後、状態保持回路202に保持
されて行き、保持された状態シンボルによって状態保持
回路202の内部状態を更新して行く。
【0006】状態保持回路202には、一般にシフトレ
ジスタを(n−1)段並列に並べたものが用いられ、状
態シンボルが入力されるごとに、シフトレジスタの各段
の内容が1ビットずつ右にシフトされてシフトレジスタ
の左端に新しい状態シンボルが保持される。一方、状態
保持回路202の内部状態は関数発生器203の入力と
して供給されており、情報シンボルが入力されるたびに
関数発生器203は冗長ビットを出力し、情報シンボル
と共に合計nビットが符号シンボルとして出力されて、
並列直列変換器(P/S)206で並列直列変換された
後に1ビットずつ出力端子204から伝送のために出力
されて行く。
【0007】図3の符号器において、n=4とした場合
の具体的な構成の一例を図4に示す。図4において、直
列並列変換器305が長さ3ビットの情報シンボルを出
力するのに対応して、状態保持回路302はそれぞれ1
段のシフトレジスタ317、318、319からなる3
段並列のシフトレジスタとして構成される。直列並列変
換器305から情報ビットが入力されるごとにシフトレ
ジスタ317、318、319の内容が1ビットずつ右
にシフトされてシフトレジスタ317、318、319
の左側に新しい情報シンボルが保持される。
【0008】一方、状態保持回路302の内部状態は関
数発生器303の入力に供給されており、状態保持回路
302に情報シンボルが入力されるたびに関数発生器3
03は冗長ビットを出力し、状態保持回路302からの
情報シンボルとともに合計4ビットの符号シンボルとし
て出力されて、並列直列変換器306で並列直列変換さ
れた後、出力端子304から1ビットずつ伝送のために
出力されていく。なお関数発生器303は排他的論理和
回路311、312、313、314、315、316
によって構成されている。
【0009】復号器が受取る受信信号列は、伝送誤りに
より必ずしも送られた符号シンボルのビット列とは一致
しない。復号器は、対応する符号器と同一の機能を有す
るレプリカ(以下、符号器複製という)をもっており、
例えば情報シンボルの長さが3ビットならば、000、
001、……、111の8通りのすべての可能な(情報
シンボルの)ビット列を符号器複製にそれぞれ入力した
ときの符号器複製の出力ビット列を受信信号列とそれぞ
れ比較して、受信信号列に最も近い符号シンボルを与え
る情報シンボルを送られた情報シンボルと推定する。
【0010】この場合の推定の評価の尺度として、逐次
復号で利用されるフアノ(fano)メトリックと呼ばれる尤
度値が用いられる。このフアノアルゴリズムでは、基本
的には、フアノ尤度の累積尤度が最も大きくなる情報シ
ンボル列を、送られた情報シンボル列であると判定して
いく。
【0011】しかしながら、受信信号列に誤りが多発す
ると、間違った情報シンボルを送られた情報シンボルで
あると判定する可能性がある。一旦誤った判定をする
と、それ以後の符号器複製の内部状態が符号器の内部状
態とくいちがい、それ以後はフアノ尤度の大きな情報シ
ンボルを見付けようとしてもなかなか見付けられなくな
るので、過去において誤った判定をしたことが検出でき
る。誤った判定をしたことを検出すると、符号器複製の
内部状態を過去の状態に戻した後、過去において選んだ
情報シンボルの次にフアノ尤度の大きな情報シンボル
を、送られた情報シンボルであると判定して復号化をや
り直す。
【0012】また、フアノ尤度が次に大きな情報シンボ
ルを見付けようとしても、すでに探索済みで、見付ける
ことができなければ、もう1つの過去の状態に戻って同
様な操作を行う。このように試行錯誤を繰り返して復号
化を行い、一旦出力した復号結果を後で変更する可能性
があるので、復号器は、入力した受信信号列のバッファ
および復号結果のバッファを必要とする。
【0013】次に、逐次復号装置の動作について、図2
を参照して説明する。図2は、従来方式の逐次復号装置
を示しており、逐次復号回路401とビット誤り率検出
回路402により構成されている。本図では符号化率3
/4の場合を示しており、情報速度(復号データ速度)
を300Kbps、復号化速度(受信データ速度)を4
00Kbpsとしている。
【0014】まず、逐次復号回路401の動作について
説明する。図2の407は受信データを蓄積するバッフ
ァとしてのRAM、408は復号データを蓄積するバッ
ファとしてのRAMである。これらRAM407、40
8は、いずれもN個のアドレス数を有する。D401
は、MODEMなどの復調器(図示せず)から入力され
る受信データ、CL401は、受信データD401に同
期した受信クロックである。カウンタ403は、受信ク
ロックCL401計数し、計算結果をアドレス信号A4
01として出力するN進カウンタである。カウンタ40
4もN進カウンタであり、計数出力をアドレスA402
として出力する。セレクタ405は、制御回路411か
らの制御信号B405によりアドレスA401、A40
2のいずれか一方を選択し、RAM407、RAM40
8へ出力する。
【0015】受信データD401が入力されると、カウ
ンタ403が400KHzの受信クロックCL401を
計数してアドレス信号A401が1つ増大する。このと
き制御回路411は、受信クロックCL401に応答し
制御信号B401、B402、B405を出力する。セ
レクタ405は、制御信号B405に応答してアドレス
信号A401出力する。このときRAM407は、制御
信号B401に応答して、入力した受信データD401
をアドレスA401に書き込み、一方、RAM408は
制御信号B402に応答して、アドレスA401に書き
込まれている復号結果D405を読み出す。従って、ア
ドレスA401は、RAM407へ受信データを書き込
んだ最新アドレスを示している。
【0016】RAM408のアドレスA401より出力
された復号結果D405は、制御信号B405がセレク
タ405にアドレスA401を選択させるタイミングで
ラッチ回路409に保持される。RAM408より出力
された復号結果D405には、まだ冗長ビットが含まれ
ているで、最終的な復号データとして復号器外部に出力
するためには、復号結果D405より冗長ビットを除去
し速度変換をする必要がある。
【0017】従って、ラッチ回路409の出力の復号結
果D406は、速度変換回路410において、制御回路
411より出力される冗長ビット位置識別信号B403
に応じて冗長ビットを除去し、更に情報ビットに対応す
る周波数(300KHz)のクロックCL402に同期
したデータに変換される。これが復号データD402と
なる。
【0018】一方、アドレスA402は、復号回路40
6が現在復号処理している受信データD403のRAM
407におけるアドレスを示している。復号回路406
は、直前にRAM407から読み出した受信データD4
03の復号が完了すると、復号終了を知らせる制御信号
B404を制御回路411へ出力すると同時に、復号結
果D404をRAM408へ出力する。制御回路411
は、制御信号B404に応答して制御信号B401、B
402、B405、B406を出力する。セレクタ40
5は制御信号B405に応答してアドレスA402を出
力し、復号結果D404は制御信号B402にしたがっ
てRAM408のアドレスA402へ格納される。カウ
ンタ404は、制御信号B406に応答してアドレスA
402を1つ増大させる。続いてRAM407は制御信
号B401にしたがって(1つ増大した)アドレスA4
02に格納されている受信データD403を復号回路4
06へ読み出し、次の復号処理に移る。
【0019】復号処理に用いられる100MHzのクロ
ックCL403の周期は、クロックCL401の周期よ
りも充分短いので受信データD401に伝送誤りが少な
く、復号が順調に進むとアドレスA402がアドレスA
401に追いつき、RAM407に書き込んだ最新のデ
ータを復号処理することになり、当該データの復号が終
了すると、それ以上読み出すべきデータD403がなく
なる。
【0020】したがって、アドレスA402がアドレス
A401に等しくなると、制御回路411は制御信号B
407を出力し、さらに復号回路406は制御信号B4
07に応答して復号処理を一時停止する。フアノアルゴ
リズムにしたがって復号回路406が復号を後退させる
と判断したとき、復号回路406は制御回路411に対
して制御信号B404を出力する。制御回路411は、
制御信号B404に応答して、制御信号B402、B4
06を出力する。カウンタ404は制御信号B406に
応答し、アドレスA402の値を1つ減少させる。RA
M408は(1つ減少した)アドレスA402から以前
に復号したことのある復号結果D405を復号回路40
6へ読み出し、復号回路406は復号をやり直す。
【0021】次に、受信データのビット誤り率を算出す
るビット誤り率検出回路402の動作について説明す
る。受信データのビット誤りは、受信データと復号デー
タとを比較することにより検出される。復号データにも
残留ビット誤りが含まれているが、受信データに含まれ
ているビット誤り数に比べれば、はるかに小さいので無
視できる。
【0022】400Kbpsの受信データD401は、
速度変換回路412において、制御回路411より出力
される冗長ビット位置識別信号B408に応じて冗長ビ
ットを除去し、さらに情報ビットに対応する周波数のク
ロックCL402に同期したデータに変換される。速度
変換された受信データD407は、復号データD402
と位相を一致させるために、遅延回路413において逐
次復号回路401での復号遅延分(N(RAMのアドレ
ス長)+α)だけ遅延される。位相が一致した受信デー
タD408と復号データD402とを排他的論理和をと
ることにより、ビット誤り位置を示すビット誤り位置検
出信号E401を求めることができる。誤り率計算回路
415は、ビット誤り位置検出信号E401を、ある一
定時間計数し、ビット誤り率BERを算出する。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の逐次復
号装置では、入力データのビット誤り率を検出するため
に、逐次復号回路における復号遅延分に相当する遅延回
路を備えなければならない。ところが、逐次復号装置に
おける復号遅延は一般的に非常に長く、数千〜1万ビッ
トであるため、回路規模が大きくなるということが避け
られないという欠点を有していた。
【0024】本発明の目的は上述した欠点を除去し、簡
素な回路規模によるビット誤り率検出回路を備えた逐次
復号装置を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次の手段構成を有する。即ち、逐次復号
装置に関する本発明の第1の構成は、情報シンボルに畳
込み符号化を施した符号シンボルを伝送路を介して入力
し、これを逐次復号しつつ受信データビット誤り率とと
もに出力することを特徴とする逐次復号回路であって下
記に示す(イ)および(ロ)の各構成を有する。 (イ)送信側での畳込み符号化に供する符号器と同一の
機能を有するレプリカとしての符号器複製を有し、符号
シンボルとして入力する受信データに対してフアノ尤度
を評価尺度とする逐次復号を施して復号データを出力す
る逐次復号回路 (ロ)前記逐次復号回路に入力して逐次復号に供される
べく蓄えられる受信データの最も古いデータ系列として
の第1のデータ系列と、この第1のデータ系列を逐次復
号した復号データによる第2のデータ系列とを入力し、
前記第1のデータ系列を、前記第2のデータ系列を生成
すべき逐次復号におけるデータ保留時間だけ遅延せしめ
て第2のデータ系列との位相差を排除したうえ第2のデ
ータ系列と比較してビット誤り率を算出するビット誤り
率検出回路
【0026】また、本発明の第2の構成は、前記第1の
構成において、前記逐次復号回路が、前記第1のデータ
系列を含む受信データと、前記第2のデータ系列を含む
復号データを、それぞれ独立したバッファとしてのRA
Mに蓄える構成を有する。
【0027】また、本発明の第3の構成は、前記第1ま
たは第2の構成において、前記ビット誤り率検出回路に
おける前記第1のデータ系列と前記第2のデータ系列と
の比較を、排他的論理和演算によって行うものとした構
成を有する。
【0028】
【発明の実施の形態】送信側で畳込み符号化されたデー
タを伝送路を介して受信し、送信側に備える符号化器と
同一機能を有する符号化器複製を備えて逐次復号処理を
行う逐次復号装置では、復号データと共に送出するビッ
ト誤り率(BER)の検出処理を行うために、復号処理
における遅延時間に相当する遅延量の遅延回路を用いて
BERの検出に必要な受信データと復号データとの時間
的整合をとって両データを照合してビット誤り位置を検
出している。
【0029】しかしながら、逐次復号における復号遅延
は、受信データバッファや復号データバッファとして利
用するRAMの容量を考慮すると、一般的には非常に長
くて数千ないし1万ビットにもなるため、回路規模が大
型化することが避けられないという問題がある。
【0030】本発明では、図1に示す如く、ビット誤り
率検出回路102には、比較すべき第1のデータ系列と
しての受信データD108と第2のデータ系列としての
復号結果D106との排他的論理和をとってビット誤り
位置信号E101を出力する排他的論理和回路114を
有し、この回路に入力する受信データD108は、逐次
復号回路101のRAM107に蓄積された受信データ
のうちの最も古いデータを対象とし、これを遅延回路1
13によって復号処理における受信データバッファによ
る遅延分だけ、図1の場合は、復号回路106の含む符
号器複製の有する受信データバッファとしてのシフトレ
ジスタのレジスタ長による約100ビット程度だけ遅延
したものを利用し、これにより復号結果D106との位
相差を零として両者の排他的論理和をとる処理形式で構
成の著しい簡素化を実現している。
【0031】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。図1に示す実施例は、逐次復号処理を行う逐次
復号回路101と、逐次復号処理におけるBER(ビッ
ト・エラー・レート)を検出するビット誤り率検出回路
102とを備える。逐次復号回路101は、アドレスを
出力するカウンタ103,104と、カウンタ103も
しくは104の出力を選択するセレクタ105と、フア
ノアルゴリズムに基づく復号化処理を行う復号回路10
6と、受信データを蓄積するバッファとしてのRAM1
07と、復号データを蓄積するバッファとしてのRAM
108と、RAM108から送出する復号結果を一時保
持するラッチ回路109と、ラッチ回路109の出力す
る復号結果に対してデータの速度変換を施して復号デー
タとして送出する速度変換回路110と、全体動作を制
御する制御回路111とを備える。
【0032】また、ビット誤り率検出回路102は、R
AM107から読み出される最も古い受信データを一時
保持するラッチ回路112と、ラッチ回路112の送出
する受信データに復号回路116の含む符号器複製の受
信データバッファ用のシフトレジスタのレジスタ長に相
当する遅延を与える遅延回路113と、ビット誤り検出
のための受信データと復号データとの排他的論理和をと
りビット誤り位置検出信号を出力する排他的論理和回路
114と、所定の時間ごとのビット誤り位置検出信号を
累積してBERを出力する誤り率計算回路115とを備
える。
【0033】次に、本実施例の動作について説明する。
図1に示す逐次復号回路101は、RAM107から読
み出される受信データD103が復号回路106の他に
ビット誤り率検出回路102にも供給され、また、セレ
クタの動作を制御する制御信号B105がビット誤り率
検出回路102にも供給され、さらに、受信データD1
01のビット誤り率検出回路102への供給を無くし、
400KHzの受信クロックCL101のビット誤り率
検出回路102に対する供給を行っている点が図4に示
す逐次復号回路401との主たる相違点であり、ほかは
図2に示す400番号で示す符号による対番の同名の構
成要素と略同一の動作を行っているので、以下の説明で
は、ビット誤り率検出回路102の動作を中心とし、逐
次復号回路101については、特に図4と異なる動作に
関してのみ言及し、略同一の動作を行う構成要素に関す
る詳細な説明は省略する。
【0034】400Kbpsの受信データD101が逐
次復号回路101に入力すると、カウンタ103が40
0KHzの受信クロックCL101を計数してアドレス
信号A101が1つ増大する。このとき制御回路111
は、受信クロックCL101に応答し、○印で示す3つ
の制御信号B101、B102、B105を出力する。
セレクタ105は、制御信号B105に応答して、アド
レス信号A101をRAM107に出力する。RAM1
07は、制御信号B101に応答して、既にアドレスA
101に書き込んであるRAM107のアドレス数Nビ
ット以前の最も古い受信データD103を読み出してビ
ット誤り率検出回路102のラッチ回路112に供給す
ると共に、入力した受信データD101をアドレスA1
01に書き込む。
【0035】RAM107から読み出された受信データ
D103は、制御信号B105の制御の下に、RAM1
08から読み出された復号結果D105がラッチ回路1
09に保持されるのと同一のタイミングでラッチ回路1
12に保持される。ラッチ回路112に保持されて出力
する受信データD107は、ラッチ回路109に保持さ
れて出力する復号結果D106と位相を合わせるために
遅延回路113に入力される。この場合の、受信データ
D107と復号結果D106との位相差は、復号回路1
06に含まれる符号器複製のシフトレジスタのレジスタ
長に相当した約100ビット程度である。位相が一致し
た受信データD108と復号データ102とを排他的論
理和回路114で排他的論理和をとることにより、ビッ
ト誤り位置を示すビット誤り位置検出信号E101を求
めることができる。
【0036】誤り率計算回路115は、受信クロックC
L101の供給を受けつつビット誤り位置検出信号E1
01を、ある一定時間計数し、ビット誤り率を算出して
出力する。こうして、ビット誤り率検出回路102に配
備する遅延回路の規模を大幅に圧縮し、さらに、受信デ
ータから冗長ビットを除去し、かつクロックレートを変
換する速度変換回路の遅延回路に対する前置を不要とし
て著しく装置の構成の簡素化が図れる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、逐次復号
回路とビット誤り率検出回路とを備えた逐次復号装置に
おいて、受信クロックの入力ごとに、蓄積受信データの
うちの最も古いデータとその復号結果とを対象とするビ
ット誤り率検出を行うことにより、ビット誤り率検出回
路に配置すべき遅延回路の遅延量を著しく圧縮し、かつ
速度変換回路の配置を不要として、構成を著しく簡素化
した逐次復号装置が実現できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の逐次復号装置の構成を示す
ブロック図である。
【図2】従来の逐次復号装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図3】誤り訂正符号化器の基本的構成を示すブロック
図である。
【図4】誤り訂正符号化器の具体的構成を示すブロック
図である。
【符号の説明】
101 逐次復号回路 102 ビット誤り率検出回路 103 カウンタ 104 カウンタ 105 セレクタ 106 復号回路 107 RAM 108 RAM 109 ラッチ回路 110 速度変換回路 111 制御回路 112 ラッチ回路 113 遅延回路 114 排他的論理和回路 115 誤り率計算回路 401 逐次復号回路 402 ビット誤り率検出回路 403 カウンタ 404 カウンタ 405 セレクタ 406 復号回路 407 RAM 408 RAM 409 ラッチ回路 410 速度変換回路 411 制御回路 412 速度変換回路 413 遅延回路 414 排他的論理和回路 415 誤り率計算回路

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の各構成を備え、情報シンボルに畳込
    み符号化を施した符号シンボルを伝送路を介して入力
    し、これを逐次復号しつつ受信データビット誤り率とと
    もに出力することを特徴とする逐次復号装置。 (イ)送信側での畳込み符号化に供する符号器と同一の
    機能を有するレプリカとしての符号器複製を有し、符号
    シンボルとして入力する受信データに対してフアノ尤度
    を評価尺度とする逐次復号を施して復号データを出力す
    る逐次復号回路 (ロ)前記逐次復号回路に入力して逐次復号に供される
    べく蓄えられる受信データの最も古いデータ系列として
    の第1のデータ系列と、この第1のデータ系列を逐次復
    号した復号データによる第2のデータ系列とを入力し、
    前記第1のデータ系列を、前記第2のデータ系列を生成
    すべき逐次復号におけるデータ保留時間だけ遅延せしめ
    て第2のデータ系列との位相差を排除したうえ第2のデ
    ータ系列と比較してビット誤り率を算出するビット誤り
    率検出回路
  2. 【請求項2】 前記逐次復号回路が、前記第1のデータ
    系列を含む受信データと、前記第2のデータ系列を含む
    復号データを、それぞれ独立したバッファとしてのRA
    Mに蓄える構成を有することを特徴とする請求項1記載
    の逐次復号装置。
  3. 【請求項3】 前記ビット誤り率検出回路における前記
    第1のデータ系列と前記第2のデータ系列との比較を、
    排他的論理和演算によって行うものとした構成を有する
    ことを特徴とする請求項1または2記載の逐次復号装
    置。
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