JP2906820B2 - ビタビ復号器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビタビ復号器に関し、特
に畳込み符号の最尤復号法に用いる集積回路化されたビ
タビ復号器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビタビ復号器は、既知の複数個の符号系
列のうち、受信符号系列に最も近いパスを最尤パスとし
て選択し、そのパスに対応する復号データを得る畳込み
符号の最尤復号用の復号器であって、衛星通信等におけ
る誤り訂正装置等に用いられる。

【０００３】ビタビ復号器は、高い誤り訂正能力を有す
る復号法として知られているが、ハードウェア量が大き
いため、一般にＬＳＩ化により実用化されている。特に
高利得高速のビタビ復号器は、ＡＣＳ回路やパスメモリ
回路を状態の数だけ備えておく必要があるために、ＬＳ
Ｉの内部状態を限られた外部端子により観測するには効
率よく試験を行なうことが必要とされている。

【０００４】従来のビタビ復号器は、特別な試験要回路
を持たず、誤り訂正特性等を検討するために、ＦＯＲＴ
ＲＡＮ等のプログラミング言語を用いて作成したプログ
ラムの入力データおよび特性シミュレーション結果をＬ
ＳＩのテストパターンとして用い、ＡＣＳ回路やパスメ
モリ回路等を個別には試験しないものがあった。また、
例えば、特公平２−９４８７号公報に記載されているよ
うに、ＡＣＳ回路やパスメモリ回路の出力信号を選択し
外部端子で観測するためのセレクタおよびバス信号線を
備えているものがあった。

【０００５】図２は、従来のビタビ復号器の一例を示す
ブロック図であり、受信シンボルと各状態から派生する
枝に対応したシンボルの相関値すなわち枝メトリックを
算出する枝メトリック計算回路１４と、加算器（Ａｄｄ
ｅｒ）と比較器（Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）とセレクタ
（Ｓｅｌｅｃｔｏｒ）とを有し上記枝メトリックと前の
時刻までの生残りパスのパスメトリックとを加算しある
状態に合流する最も確らしいパスとそのパスメトリック
とを選択するＡＣＳ回路１１と、上記生残りパスを記憶
するパスメモリ回路１２と、上記パスメモリ回路が出力
する上記生残りパスの中から最も尤度が高い生残りパス
を選択し復号データとする最尤判定回路２３と、セレク
タ制御信号ＣＳにより制御され枝メトリック計算回路１
４からの枝メトリックと外部で設定した枝メトリックＥ
ＢＭとのいずれか一方を選択してＡＣＳ回路１１に入力
するセレクタ１５と、セレクタ制御信号ＣＳにより制御
されＡＣＳ回路１１とパスメモリ回路１２の出力信号と
のいずれか一方を選択して外部端子に出力するセレクタ
１６とを備えて構成されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のビタビ
復号器は、特別な試験回路を持たないものでは、実動作
に近いテストパターンによりある程度の機能確認は可能
であるが、ＬＳＩの故障検出率の向上は困難であり、ま
た、ＡＣＳ回路やパスメモリ回路あるいはそれらの細部
回路の動作状態についての確認を個別に実施できないた
めに、不良が発生した場合にその不良箇所の特定が困難
であるという欠点があった。

【０００７】また、テスト用のバス信号線とセレクタを
備え部分毎に試験を行うものについては、ＬＳＩの故障
検出率の向上は可能であるが、限られた外部端子におけ
るテスト信号の入出力のための複雑な信号切替が必要で
あり、特性シミュレーションから得られるテストパター
ンの直接利用が困難であるため専用テストパターンの作
成に時間を要することや、実動作では不要な試験回路の
占めるハードウェア量が大きくなるという欠点があっ
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のビタビ復号器
は、受信シンボルと状態から派生する枝に対応する前記
受信シンボルの相関値である枝メトリックを算出する枝
メトリック回路と、加算器と比較器とセレクタとを有し
前記枝メトリックと前の時刻までの生残りパスのパスメ
トリックとを加算し所定のｎ（ｎは正の整数）個の状態
の各々に合流する前記ｎ個の最も確らしい生残りパスと
その各々のパスメトリックとを選択するＡＣＳ回路と、
前記ｎ個の生残りパスを記憶するパスメモリ回路と、前
記パスメモリ回路が出力する前記ｎ個の生残りパスの中
から最も尤度が高い生残りパスを選択し復号データとす
る最尤判定回路とを備えるビタビ復号器において、前記
最尤判定回路が、前記ｎ個のパスメトリックの大小を比
較して最尤状態を判定し最尤状態信号を出力する最尤状
態判定回路と、モード切替信号の供給に応答して、前記
最尤状態信号と任意の状態を選択する状態選択信号との
いずれか一方を選択して選択最尤状態信号を出力する第
一のセレクタと、前記ｎ個の状態の中から前記選択最尤
状態信号に対応する状態の復号データとパスメトリック
とパスセレクト信号とをそれぞれ選択し出力する第二〜
第四のセレクタとを備えて構成されている。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１０】図１は本発明のビタビ復号器の一実施例を
示すブロック図である。

【００１１】本実施例のビタビ復号器は、図１に示すよ
うに、枝メトリックと前の時刻までの生残りパスのパス
メトリックとを加算しある状態に合流する最も確らしい
パスとそのパスメトリックとを選択するＡＣＳ回路１１
と、上記生残りパスを記憶するパスメモリ回路１２と、
上記パスメモリ回路が出力する上記生残りパスの中から
最も尤度が高い生残りパスを選択し復号データとする最
尤判定回路１３とを備えて構成されている。

【００１２】ＡＳＣ回路１１は、それぞれ加算器（Ａｄ
ｄｅｒ）と比較器（Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）とセレクタ
（Ｓｅｌｅｃｔｏｒ）とを有する４つの状態１１１〜１
１４を備えて構成されている。

【００１３】最尤判定回路１３は、入力された４つのパ
スメトリックＰＭの大小を比較し最も尤度の高い状態の
状態番号である最尤状態信号ＭＬを出力する最尤状態判
定回路１３１と、４つのセレクタ１３２〜１３５を備え
て構成されている。

【００１４】次に、本実施例の動作について説明する。

【００１５】前段の枝メトリック回路（図示省略）で計
算された受信シンボルと各状態から派生する枝に対応し
たシンボルの相関値である枝メトリックＢＭは、ＡＣＳ
回路１１に入力される。ＡＣＳ回路１１の４つの状態１
１１〜１１４は、それぞれ、入力された枝メトリックと
パスメトリックの加算を行ない、それら複数の加算結果
を比較器で比較し、上記加算結果の中から尤度の高いパ
スのパスメトリックＰＭと、パスセレクト信号ＰＳとを
出力する。パスセレクト信号ＰＳは、パスメモリ回路１
２に入力され、ここで尤度の高いパスデータが記憶され
る。

【００１６】最尤判定回路１３の最尤状態判定回路１３
１は、入力された４つのパスメトリックＰＭの大小を比
較し最も尤度の高い状態の状態番号である最尤状態信号
ＭＬを出力する。セレクタ１３５は、外部からのモード
切替信号ＭＳにより最尤状態信号ＭＬと外部で任意に設
定した状態選択信号ＳＳとのいずれかを選択して選択最
尤状態信号ＯＭＬを出力する。セレクタ１３２〜１３４
は、それぞれ選択最尤状態信号ＯＭＬを受けて４つの状
態１１１〜１１４からの復号データＤと、パスメトリッ
クＰＭと、パスセレクト信号ＰＳとから最尤状態の復号
データ出力ＯＤ、パスメトリック出力ＯＰＭ、パスセレ
クト信号ＯＰＳをそれぞれ選択する。

【００１７】一方、本実施例のビタビ復号器のテストパ
ターンとしては、誤り訂正特性等を検討するために、Ｆ
ＯＲＴＲＡＮ等のプログラミング言語を用いて作成した
テストプログラムの入力データおよび特性シミュレーシ
ョン結果を用いる。このシミュレーションは、例えばラ
ンダムな信号を送信データとし符号化を行ない、途中で
ノイズ成分を付加して被試験ビタビ復号器に入力し、そ
の復号データと送信データとを比較することにより誤り
訂正能力を評価するものである。

【００１８】この特性シミュレーション時に、上記復号
データとともに最尤状態の状態番号と、パスメトリック
と、パスセレクト信号とを記憶させておき、これらの結
果をテスト時の期待値として用いる。これにより、最尤
判定回路１３からは、復号データ出力ＯＤと、パスメト
リック出力ＯＰＭと、パスセレクト信号ＯＰＳとには常
に最尤状態のデータが出力されるために、複雑な制御を
行なうことなくＡＳＣ回路１１およびパスメモリ回路１
２の検証が実施できる。

【００１９】従来のように復号データのみを期待値とす
る場合と比較して、本実施例ではＡＳＣ回路１１の出力
を直接検証するために、ＬＳＩの故障検出率を向上でき
る。また、ＡＳＣ回路の全部の状態１１１〜１１４を同
時に外部出力することはしていないので所要端子数が少
なくて済み、テスト用にパスメトリック出力ＯＰＭとパ
スセレクト信号出力ＯＰＳとを外部出力するための所要
ハードウェアの増加分はセレクタ１３３，１３４のみで
済む。

【００２０】また、本実施例のビタビ復号器では、セレ
クタ１３５をモード切替信号ＭＳで切替え、最尤状態信
号ＭＬの代りに状態選択信号ＳＳを用いることにより、
任意の状態の復号データ出力ＯＤとパスメトリック出力
ＯＰＭとパスセレクト信号出力ＯＰＳとを得ることがで
きる。これにより、最尤状態がある特定の状態に片寄る
ような場合や故障箇所をＡＣＳ回路１１やパスメモリ回
路１２の中から特定するような場合に役立つ。例えば、
同一のテスト入力パターンを用い、状態１１１の’０’
から状態１１４の’３’までを順に出力し、検証を行な
った場合に、一番早いパターン番号で期待値と異なるパ
ターンが得られた状態が’３’であるならば、状態１１
４の内部で故障が発生していることになり、不良箇所の
特定に有効である。

【００２１】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限られることなく種々の変形が可能で
ある。例えば、状態数を４とする代りに、任意の状態数
に適用することも可能であり、特に状態数が多い場合に
は外部端子の有効利用が図られて有効である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のビタビ復
号器は、最尤判定回路が、ｎ個のパスメトリックの大小
を比較して最尤状態を判定し最尤状態信号を出力する最
尤状態判定回路と、モード切替信号の供給に応答して、
上記最尤状態信号と任意の状態を選択する状態選択信号
とのいずれか一方を選択して選択最尤状態信号を出力す
る第一のセレクタと、上記ｎ個の状態の中から上記選択
最尤状態信号に対応する状態の復号データとパスメトリ
ックとパスセレクト信号とをそれぞれ選択し出力する第
二〜第四のセレクタとを備えているので、比較的少ない
ハードウェア量と試験用外部端子とによりＬＳＩの故障
検出率の向上と、細部構成回路毎に機能確認が実施でき
ることにより不良箇所の特定が容易にできるという効果
がある。

【００２３】また、テスト信号の入出力のための複雑な
信号切替が不要となり、特性シミュレーションから得ら
れる実動作に近いテストパターンを直接利用できるた
め、専用のテストパターン作成の時間が節減できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のビタビ復号器の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２】従来のビタビ復号器の一例を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１１ ＡＣＳ回路 １２ パスメモリ回路 １３，２３ 最尤判定回路 １４ 枝メトリック計算回路 １５，１６，１３２〜１３５ セレクタ １１１〜１１４ 状態 １３１ 最尤状態判定回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信シンボルと状態から派生する枝に対
   応する前記受信シンボルの相関値である枝メトリックを
   算出する枝メトリック回路と、加算器と比較器とセレク
   タとを有し前記枝メトリックと前の時刻までの生残りパ
   スのパスメトリックとを加算し所定のｎ（ｎは正の整
   数）個の状態の各々に合流する前記ｎ個の最も確らしい
   生残りパスとその各々のパスメトリックとを選択するＡ
   ＣＳ回路と、前記ｎ個の生残りパスを記憶するパスメモ
   リ回路と、前記パスメモリ回路が出力する前記ｎ個の生
   残りパスの中から最も尤度が高い生残りパスを選択し復
   号データとする最尤判定回路とを備えるビタビ復号器に
   おいて、 前記最尤判定回路が、前記ｎ個のパスメトリックの大小
   を比較して最尤状態を判定し最尤状態信号を出力する最
   尤状態判定回路と、 モード切替信号の供給に応答して、前記最尤状態信号と
   任意の状態を選択する状態選択信号とのいずれか一方を
   選択して選択最尤状態信号を出力する第一のセレクタ
   と、前記ｎ個の状態の中から 前記選択最尤状態信号に対応す
   る状態の復号データとパスメトリックとパスセレクト信
   号とをそれぞれ選択し出力する第二〜第四のセレクタと
   を備えることを特徴とするビタビ復号器。