JP3221761B2 - Convolutional coding circuit - Google Patents

Convolutional coding circuit

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JP3221761B2 JP06706093A JP6706093A JP3221761B2 JP 3221761 B2 JP3221761 B2 JP 3221761B2 JP 06706093 A JP06706093 A JP 06706093A JP 6706093 A JP6706093 A JP 6706093A JP 3221761 B2 JP3221761 B2 JP 3221761B2
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真 樹 林
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル自動車電話
・携帯電話等のデータ伝送に使用する誤り訂正符復号回
路の一種である畳み込み符号化回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a convolutional coding circuit which is a kind of error correction codec used for data transmission in digital automobile telephones and portable telephones.

【0002】[0002]

【従来の技術】まず、図3に示される従来の畳み込み符
号化回路において生成される拘束長K=3,R=1/2
の符号Cを例に、畳み込み符号化および復号化方法につ
いて説明する。
2. Description of the Related Art First, constraint lengths K = 3 and R = 1/2 generated in the conventional convolutional coding circuit shown in FIG.
The convolutional coding and decoding method will be described with reference to the code C of FIG.

【0003】2個のシフトレジスタF0 ,F1 の状態に
よって、符号化回路の状態Sは4つの状態、すなわち、 S0 =(0,0),S1 =(1,0),S2 =(0,
1),S3 =(1,1) のいずれかの状態をとる。
Depending on the states of the two shift registers F 0 and F 1 , the state S of the encoding circuit has four states: S 0 = (0,0), S 1 = (1,0), S 2 = (0,
1), S 3 = (1, 1)

【0004】最初に状態S0 にあった符号化回路を時々
刻々、すなわち情報信号が入力される度に各状態を遷移
していく模様を表現したものがトレリス線図である。符
号Cのトレリス線図を図4に示す。なお、ここでは入力
情報信号系列長はJ−K+1であり、さらにK−1個の
0が続くものとする。
[0004] A trellis diagram is a representation of a coding circuit initially in the state S 0 , which represents a state in which each state changes every moment when an information signal is input. FIG. 4 shows a trellis diagram of the code C. Here, it is assumed that the input information signal sequence length is J−K + 1, and that K−1 zeros continue.

【0005】トレリス線図の枝状の部分をブランチ、2
個以上のブランチの連なりを部分パスと称する。図4に
示したトレリス線図において、点線のブランチは入力信
号が0であることを示し、実線は入力信号が1であるこ
とを示すものとする。さらにブランチ部分に符号化回路
の出力a,b,c,dを示す。ただし、 a=(0,0),b=(0,1),c=(1,1),d
=(1,0) とし、左側の成分がCi0を、また右側の成分がCi1を表
わすものとする。
[0005] The branch-like portion of the trellis diagram is divided into two branches,
A series of branches is called a partial path. In the trellis diagram shown in FIG. 4, it is assumed that the dotted branch indicates that the input signal is 0, and the solid line indicates that the input signal is 1. Further, outputs a, b, c, and d of the encoding circuit are shown in the branch portion. Where a = (0,0), b = (0,1), c = (1,1), d
= (1,0), the left component represents C i0 and the right component represents C i1 .

【0006】この出力を、例えばπ/4シフトQPSK
(4相位相変調)を用いて送信する場合、図5に示す信
号点配置となるように位相を変化させて送信する。この
位相平面上での信号点の2点間の距離がユークリッド距
離である。この場合、ab間の(2乗)ユークリッド距
離は2Eである。ここで、Eは信号の振幅の2乗であ
る。
The output is converted to, for example, π / 4 shift QPSK.
When transmission is performed using (four-phase modulation), transmission is performed with the phase changed so that the signal point arrangement shown in FIG. 5 is obtained. The distance between two signal points on this phase plane is the Euclidean distance. In this case, the (square) Euclidean distance between the abs is 2E. Here, E is the square of the signal amplitude.

【0007】符号Cの場合、ある状態から次の状態へ遷
移するブランチは1本であるが、符号によっては、図6
に示すように複数であることもある。このような同じ状
態へ遷移する複数のブランチをパラレルブランチとい
う。
In the case of the code C, there is one branch that transitions from a certain state to the next state.
May be plural as shown in FIG. A plurality of such branches that transition to the same state are called parallel branches.

【0008】時刻t=t0 における状態S0 (t=
0 )からt=tj における状態S(t=tj )に至る
ブランチの連なりをパスという。このパスは畳み込み符
号Cの符号語に対するパスである。部分パスとの混同を
避ける必要がある場合には、符号語パスと呼ぶことにす
る。
The state S 0 (t = t 0 ) at time t = t 0
t 0) from t = state at t j S (t = t j ) a series of branches that path to the. This path is a path for the code word of the convolutional code C. When it is necessary to avoid confusion with a partial path, it is referred to as a codeword path.

【0009】図7に符号Cのトレリス線図における部分
パスを示す。この部分パスに対応する符号語の部分集合
を便宜上、 Cs 1 =(00 00 11),Cs 2 =(11 10
00) とする。ビタビ復号では、パスCs 1 とパスCs 2 の尤
度を比較して、例えば、Cs 1 の尤度の方がパスCs 2
の尤度よりも低くなければCs 2 を棄却する。これによ
り、パスCs 2 を部分パスとして含むすべての符号語パ
スが送信符号語の候補から棄却されたことになる。Cs
1 のように棄却されずに残った部分パスを生き残りパス
という。パラレルブランチも再合流する部分パスと同様
に、尤度の低いブランチは棄却される。
FIG. 7 shows a partial path in the trellis diagram of the symbol C. For convenience, a subset of codewords corresponding to this partial path is represented by C s 1 = (00 00 11) and C s 2 = (11 10
00). In Viterbi decoding, the path C s 1 and by comparing the likelihood of the path C s 2, for example, the path is more likelihood of C s 1 C s 2
If it is not lower than the likelihood, C s 2 is rejected. Thus, all codewords path including the path C s 2 as a partial path will have been rejected from the candidate of the transmission codeword. C s
A partial path that is not rejected as in 1 is called a surviving path. Similar to the partial path that rejoins the parallel branch, the branch with low likelihood is rejected.

【0010】図4のトレリス線図を見ると、各状態には
図7に示したような分岐状態を同一とする2本の部分パ
スが存在することがわかる。また、符号語の両端の状態
を除いた定常状態においては、各時刻において常に2
K-1 個の生き残りパスが存在することがわかる。時刻t
J-K+2 以降は、生き残りパスは1/2ずつ減少し、時刻
j においては、ただ1個の生き残りパスとなる。そし
てこの生き残りパスが、送信符号語として復号される。
Referring to the trellis diagram of FIG. 4, it can be seen that each state has two partial paths having the same branch state as shown in FIG. In the steady state excluding the states at both ends of the codeword, always 2 at each time.
It can be seen that there are K-1 surviving paths. Time t
After J-K + 2 , the number of surviving paths decreases by ず , and at time t j , there is only one surviving path. The surviving path is decoded as a transmission codeword.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このような誤り訂正符
号回路においては、パラレルブランチを含む再合流する
部分パスの間のユークリッド距離が大きいほど誤り訂正
能力が高い。再合流する部分パス間のユークリッド距離
の最小値を符号語の最小ユークリッド距離というが、こ
れはパラレルブランチ間のユークリッド距離の最小値よ
り大きくはできない。したがって、パラレルブランチ間
のユークリッド距離は重要であり、これを拡大すること
が本発明の課題となる。
In such an error correction code circuit, the error correction capability increases as the Euclidean distance between the rejoining partial paths including the parallel branch increases. The minimum value of the Euclidean distance between the rejoining partial paths is referred to as the minimum Euclidean distance of the code word, and cannot be larger than the minimum value of the Euclidean distance between the parallel branches. Therefore, the Euclidean distance between the parallel branches is important, and it is an object of the present invention to increase the Euclidean distance.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、パラレルブランチに対応する信号点が、
π/4シフトQPSKの位相平面において互いに対角に
位置するように符号化する畳み込み符号回路を提供す
る。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a signal point corresponding to a parallel branch is expressed by:
Provided is a convolutional coding circuit that performs coding so as to be positioned diagonally to each other in a phase plane of π / 4 shift QPSK.

【0013】[0013]

【作用】したがって、本発明によれば、符号化率を下げ
ることなく、より誤り訂正能力の高い符号化復号化を行
なうことが可能である。
Therefore, according to the present invention, it is possible to perform coding / decoding with higher error correction capability without lowering the coding rate.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明の一実施例における畳み込み符
号回路の構成を示し、1はシフトレジスタ回路、2は論
理演算回路、3は符号化回路である。図2(a),
(b),(c)は本発明の一実施例における具体例であ
り、F0 〜F3 はシフトレジスタである。
FIG. 1 shows the configuration of a convolutional encoding circuit according to an embodiment of the present invention, wherein 1 is a shift register circuit, 2 is a logical operation circuit, and 3 is an encoding circuit. FIG. 2 (a),
(B) and (c) are specific examples in one embodiment of the present invention, and F 0 to F 3 are shift registers.

【0015】図2に示すこれらの符号回路に、(I0
1 ,I2 ),(I0', I1',I2')を入力した場合の
出力を、それぞれ(C0 ,C1 ,C2 ,C3 ),
(C0',C 1',C2',C3')とする。内部シフトレジス
タF0 〜F3 の値が同じで、 I≠I0',I=I1',I=I2' である場合に、(C0 ,C1 )と(C0',C1'),(C
2 ,C3 )と(C2',C 3')が、図5においてそれぞれ
対角に位置する。
These encoding circuits shown in FIG.0,
I1, ITwo), (I0', I1', ITwo')
Outputs each (C0, C1, CTwo, CThree),
(C0', C 1', CTwo', CThree'). Internal shift register
TA F0~ FThreeI ≠ I0', I = I1', I = ITwo', Then (C0, C1) And (C0', C1'), (C
Two, CThree) And (CTwo', C Three') Are respectively shown in FIG.
Located diagonally.

【0016】図2(a)の符号化回路を例にとると、状
態S0 (F0 =F1 =F2 =0)に、(I0 ,I1 ,I
2 )=(0,1,0)、または(I0', I1',I2')=
(1,1,0)を入力すると、どちらも、状態S2 (F
0 =F2 =0,F1 =1)へ遷移する。このとき、 F0 =F1 =F2 =0, I0 =0,I0'=1, I1
=I1'=1, I2 =I 2'=0 である。 (I0 ,I1 ,I2 )に対する出力は、(C0 ,C1
2 ,C3 )=(0,1,1,0) (I0', I1',I2')に対する出力は、(C0',C1',
2',C3')=(1,0,0,1) となり、図5において、 (C0 ,C1 )=(0,1)=bと(C0',C1')=
(1,0)=d,(C2 ,C3 )=(1,0)=dと
(C2',C3')=(0,1)=bは、それぞれ互いに対
角に位置している。
Taking the encoding circuit of FIG. 2A as an example,
State S0(F0= F1= FTwo= 0) and (I0, I1, I
Two) = (0,1,0) or (I0', I1', ITwo') =
When (1, 1, 0) is input, both state STwo(F
0= FTwo= 0, F1= 1). At this time, F0= F1= FTwo= 0, I0= 0, I0'= 1, I1
= I1'= 1, ITwo= I Two'= 0. (I0, I1, ITwoThe output for () is (C0, C1,
CTwo, CThree) = (0,1,1,0) (I0', I1', ITwo') Is (C0', C1',
CTwo', CThree') = (1,0,0,1). In FIG. 5, (C0, C1) = (0,1) = b and (C0', C1') =
(1,0) = d, (CTwo, CThree) = (1,0) = d
(CTwo', CThree') = (0,1) = b
Located at the corner.

【0017】これによって、図6のトレリス線図におい
て一つの状態S0 から同じ状態S2へ遷移する2本のパ
ラレルブランチ、dbとbdの(2乗)ユークリッド距
離は、第1信号点:dとbの(2乗)ユークリッド距離
が4E、第2信号点:bとdの(2乗)ユークリッド距
離が4Eで、合わせて8Eとなり、これはブランチ間の
距離としては最大である。
As a result, in the trellis diagram of FIG. 6, the (square) Euclidean distance between two parallel branches, db and bd, which transits from one state S 0 to the same state S 2 becomes the first signal point: d The (squared) Euclidean distance between b and d is 4E, and the (squared) Euclidean distance between the second signal points b and d is 4E, which is 8E, which is the maximum distance between branches.

【0018】したがって、信号点配置が互いに対角に位
置するように符号化することにより、最小ユークリッド
距離の大きな符号を実現できる。
Therefore, a code having a large minimum Euclidean distance can be realized by coding such that the signal point arrangements are located diagonally to each other.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、符号語間の最小ユークリッド距離の大きな符号を実
現することができるので、符号化率を下げることなく、
より誤り訂正能力の高い通信を行なうことが可能とな
る。
As is apparent from the above embodiment, the present invention can realize a code having a large minimum Euclidean distance between codewords.
Communication with higher error correction capability can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例における畳み込み符号化回路
の構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a convolutional encoding circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における具体的構成を示すブ
ロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration according to an embodiment of the present invention.

【図3】従来例における畳み込み符号化回路の一例を示
すブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a convolutional coding circuit in a conventional example.

【図4】従来例における符号器状態遷移の一例を示すト
レリス線図
FIG. 4 is a trellis diagram showing an example of an encoder state transition in a conventional example.

【図5】π/4シフトQPSKにおける信号点配置の一
例を示す模式図
FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a signal point arrangement in π / 4 shift QPSK;

【図6】従来例におけるパラレルブランチの一例を示す
部分トレリス線図
FIG. 6 is a partial trellis diagram showing an example of a parallel branch in a conventional example.

【図7】従来例における再合流する部分パスの一例を示
す部分トレリス線図
FIG. 7 is a partial trellis diagram showing an example of a partial path that rejoins in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シフトレジスタ回路 2 論理演算回路 3 符号化回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shift register circuit 2 Logical operation circuit 3 Encoding circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38 H03M 13/12 - 3/23 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H04L 27/00-27/38 H03M 13/12-3/23

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 トレリス符号化変調に用いる入力3ビッ
ト(I0 ,I1 ,I2)、出力4ビット(C0 ,C1
2 ,C3 )の畳み込み符号化回路において、その出力
4ビットをπ/4シフトQPSK変調を用いて2個の信
号点(C0 ,C 1 ),(C2 ,C3 )に分割配置して送
信する際に、入力ビットのうちの1ビット(I0 とす
る)の値のみが異なり、他の入力ビットI1 ,I2 およ
び符号器内部のシフトレジスタの値はそれぞれ等しいよ
うな場合に、符号データとして出力される2組の出力ビ
ット(C0 ,C1 ,C2 ,C3 )と(C0',C1',
2',C 3')について、2つのπ/4シフトQPSK信
号点の組(C0 ,C1 )と(C0',C1')、および(C
2 ,C3 )と(C2',C3')が、位相平面上においてそ
れぞれ互いに対角に位置するような配置条件を満たす畳
み込み符号化回路。
1. An input 3 bits used for trellis coded modulation
To (I0, I1, ITwo), Output 4 bits (C0, C1,
CTwo, CThree), The output of
Four bits are used for two signals using π / 4 shift QPSK modulation.
No. (C0, C 1), (CTwo, CThree)
When transmitting, one of the input bits (I0Toss
Only), and the other input bits I1, ITwoAnd
And the values in the shift register inside the encoder are equal.
In such a case, two sets of output
(C0, C1, CTwo, CThree) And (C0', C1',
CTwo', C Three') Two π / 4 shifted QPSK signals
No. set (C0, C1) And (C0', C1') And (C
Two, CThree) And (CTwo', CThree') On the topological plane
Tatami that satisfies the layout conditions that are located diagonally to each other
Convolutional coding circuit.
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