JP3229047B2 - Viterbi decoder - Google Patents

Viterbi decoder

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JP3229047B2
JP3229047B2 JP34895692A JP34895692A JP3229047B2 JP 3229047 B2 JP3229047 B2 JP 3229047B2 JP 34895692 A JP34895692 A JP 34895692A JP 34895692 A JP34895692 A JP 34895692A JP 3229047 B2 JP3229047 B2 JP 3229047B2
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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、ディジタル通信システ
ム等におけるディジタル信号の誤りを訂正するために用
いられるビタビ復号器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Viterbi decoder used for correcting an error in a digital signal in a digital communication system or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、図6に示すようなディジタル通信
システム等においては、情報源111から供給されるデ
ィジタル信号を畳込み符号化部113において符号化等
の処理を施した後に送出し、受信側ではこの受信信号を
復調部115で復調した後にビタビ復号器117で復号
化を行うようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a digital communication system or the like as shown in FIG. 6, a digital signal supplied from an information source 111 is subjected to processing such as encoding in a convolutional encoder 113 and then transmitted and received. On the side, the received signal is demodulated by the demodulation unit 115 and then decoded by the Viterbi decoder 117.

【0003】このビタビ復号器はディジタル信号の誤り
を訂正するために設けられるもので、符号化器において
生じ得るすべてのステート、具体的にはシフトレジスタ
の状態に対し、各復号時間でそれぞれのステートに遷移
し得る複数のパスの中で最も確からしいパス、換言すれ
ばあるステージにマージするパスの中で最尤のもの、い
わゆる「生き残りパス」を1つ選択し、さらにそれらの
生き残りパスを特定の長さだけ過去にさかのぼったとこ
ろのビットを出力することにより、高い確率で最尤な情
報系列を推定する復号器である。例えば、符号化率1/
nの畳み込み符号では、符号化器におけるシフトレジス
タの段数をmとすると、拘束長νは(m+1)、ステー
トの数は2m 個となる。
The Viterbi decoder is provided to correct errors in a digital signal, and all states that can occur in the encoder, specifically, the state of the shift register, are changed in each state at each decoding time. The most probable path among a plurality of paths that can transition to a certain stage, in other words, the most likely path among the paths to be merged into a certain stage, so-called “surviving path”, and further specifies those surviving paths Is a decoder that estimates the maximum likelihood information sequence with high probability by outputting bits that have been traced back in the past by the length of. For example, the coding rate 1 /
In the convolutional code of n, if the number of stages of the shift register in the encoder is m, the constraint length ν is (m + 1), and the number of states is 2 m .

【0004】図7は符号化率r=1/2、レジスタの段
数2の畳み込み符号化を行う符号化器の例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of an encoder that performs convolutional encoding with an encoding rate r = 1/2 and two stages of registers.

【0005】以下、この図7を用いて、畳み込み符号化
の具体的な動作を説明する。図7において、シフトレジ
スタ113aは前回の時刻(t−1)の入力データを記
憶するものであり、シフトレジスタ113bは前々回の
時刻(t−2)の入力データを記憶するものである。従
って、入力端T1 から入力データi(t)が与えられた
ときにはシフトレジスタ113aにはデータi(t−
1)、シフトレジスタ113bにはデータi(t−2)
が記憶されている。
Hereinafter, a specific operation of the convolutional coding will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the shift register 113a stores the input data at the previous time (t-1), and the shift register 113b stores the input data at the previous time (t-2). Thus, the data i to the shift register 113a when the input data i from input terminal T 1 (t) is given (t-
1) The data i (t-2) is stored in the shift register 113b.
Is stored.

【0006】また、加算器113cは、入力データi
(t)とシフトレジスタ113bの出力i(t−2)と
の排他的論理和を求め、加算器113dはシフトレジス
タ113aの出力i(t−1)と、加算器113cの出
力、すなわち入力データi(t)とシフトレジスタ11
3bの出力i(t−2)との排他的論理和との排他的論
理和を求めるものである。
The adder 113c receives the input data i
The exclusive OR of (t) and the output i (t−2) of the shift register 113b is obtained, and the adder 113d outputs the output i (t−1) of the shift register 113a and the output of the adder 113c, that is, the input data. i (t) and shift register 11
The exclusive OR with the exclusive OR of the output i (t−2) of 3b is obtained.

【0007】そして、加算器113cの出力は符号化デ
ータC0 (t)として出力端T2 から出力され、加算器
113dの出力は符号化データC1 (t)として出力端
3から出力される。
[0007] The output of the adder 113c is output from the output terminal T 2 as encoded data C 0 (t), the output of the adder 113d is output from the output terminal T 3 as encoded data C 1 (t) You.

【0008】従って、次に示す第(1)式、第(2)式
の関係が成立する。
Accordingly, the following equations (1) and (2) are established.

【0009】 C0 (t)=i(t)+i(t−2) …(1) C1 (t)=i(t)+i(t−1)+i(t−2) …(2) また、図7に示す符号化器はシフトレジスタ113a,
113bの内容に応じて以下に示す4個のステートを取
り得る。
C 0 (t) = i (t) + i (t−2) (1) C 1 (t) = i (t) + i (t−1) + i (t−2) (2) , The encoder shown in FIG. 7 is a shift register 113a,
The following four states can be taken according to the contents of 113b.

【0010】 ステートS0 :i(t−1)=0,i(t−2)=0 ステートS1 :i(t−1)=0,i(t−2)=1 ステートS2 :i(t−1)=1,i(t−2)=0 ステートS3 :i(t−1)=1,i(t−2)=1 そして、符号化器の出力C0 ,C1 は現在のステート
と、次に入力されるデータiとにより一意的に決定さ
れ、同時に次に遷移するステートが決まる。
State S 0 : i (t−1) = 0, i (t−2) = 0 State S 1 : i (t−1) = 0, i (t−2) = 1 State S 2 : i (t-1) = 1, i (t-2) = 0 state S 3: i (t-1 ) = 1, i (t-2) = 1 the output C 0, C 1 of the encoder It is uniquely determined by the current state and the next input data i, and at the same time, the next transition state is determined.

【0011】以下、図8に示すブロック図、図9に示す
ステート遷移図及び図10に示すトレリス線図を参照し
て、上述したステートS0 ,〜,S3 、及び符号化デー
タC0 ,C1 に基づいて受信側でデータの誤りを訂正す
る際の作用と共に、従来のビタビ復号器を説明する。
Hereinafter, referring to the block diagram shown in FIG. 8, the state transition diagram shown in FIG. 9, and the trellis diagram shown in FIG. 10, the above-mentioned states S 0 ,..., S 3 and the coded data C 0 , A description will be given of a conventional Viterbi decoder together with an operation of correcting a data error on the receiving side based on C 1 .

【0012】図10に示す各復号ステージ(復号時刻)
で軟判定、または硬判定された受信信号r0 ,r1 の組
が図8に示す入力端子Ta から入力され、各復号ステー
ジ(復号時刻)に対応する受信信号の包絡線情報が図8
に示す入力端子Tb に入力されると、これらの受信信号
0 ,r1 はブランチメトリック計算回路103に供給
され、図10に示すトレリス線図上の各ブランチB10
1,B102,…,B108の確からしさを示す数値、
すなわちブランチメトリックが計算される。
Each decoding stage (decoding time) shown in FIG.
In soft decision, or the hard decision received signal r 0, r 1 set is input from the input terminal T a shown in FIG. 8, the envelope information of the received signal corresponding to each decoding stage (decoding time) in FIG. 8
Is input to the input terminal T b shown in, the received signals r 0, r 1 is supplied to the branch metric calculating circuit 103, each branch on the trellis diagram shown in FIG. 10 B10
1, a numerical value indicating the likelihood of B102,.
That is, a branch metric is calculated.

【0013】その後、これらのブランチメトリックはA
CS(Add Compare Select)回路1
05に供給され、該ブランチメトリックの累計で計算さ
れるパスメトリックから、各ステートに遷移し得る最尤
のパスが選択される。例えば、図10のトレリス線図で
は、第(t−1)ステージのS0 へ遷移し得る最尤のパ
スを選択するため、第(t−2)ステージでのS0 のパ
スメトリックにブランチB101のブランチメトリック
を加えた値と、第(t−2)ステージでのS1のパスメ
トリックにブランチB103のブランチメトリックを加
えた値とが比較され、一方が選択される。
Thereafter, these branch metrics are represented by A
CS (Add Compare Select) circuit 1
05, and the path with the highest likelihood that can transition to each state is selected from the path metric calculated by the sum of the branch metrics. For example, in the trellis diagram of FIG. 10, for selecting the first (t-1) the maximum likelihood path can transition to S 0 of the stage, the branch path metric S 0 in the (t-2) stages B101 a value obtained by adding the branch metric, the (t-2) and a value obtained by adding the branch metric of the branch B103 path metric S 1 on stage are compared, one is selected.

【0014】一方、パスを記憶するメモリ107からは
第(t−2)ステージでのS0 とS1 の生き残りパスが
読み出され、前述のパスメトリックの比較結果に基づい
てパスが選択される。選択された生き残りパスは、新た
な1ビットと共に、再度メモリ107に書き込まれる。
ここで、生き残りパスの更新の際に付加される1ビット
は、図10の各ブランチに示すように、状態の遷移の仕
方により決定される。
[0014] On the other hand, from the memory 107 for storing the path read the (t-2) S 0 and S 1 of the surviving path at stage, the path is selected based on the comparison result of the above path metric . The selected surviving path is written into the memory 107 again together with a new bit.
Here, one bit added at the time of updating the surviving path is determined by a state transition method as shown in each branch of FIG.

【0015】そして、すべての入力受信信号系列に対し
て復号が終わると、それぞれの状態に対応する生き残り
パスから適当な判定法によって判定された出力信号が出
力端子Tc から出力される。
When decoding of all input received signal sequences is completed, an output signal determined by an appropriate determination method from a surviving path corresponding to each state is output from an output terminal Tc .

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のビタ
ビ復号器では、受信信号の包絡線情報を作り出す回路の
不完全性によって包絡線情報が正確に取り出されない場
合には、ブランチメトリック計算回路で計算されるブラ
ンチメトリックの値の信頼性が低下し、復号の信頼性が
落ちるという欠点がある。
In such a conventional Viterbi decoder, when the envelope information cannot be accurately extracted due to imperfection of a circuit for generating the envelope information of the received signal, a branch metric calculation circuit is required. However, there is a disadvantage that the reliability of the value of the branch metric calculated by the equation (1) decreases, and the reliability of decoding decreases.

【0017】また、従来のビタビ復号器は、情報源での
情報の生起確率が一様であるときには高い誤り訂正能力
を有する。しかしながら、情報の生起確率が非一様であ
る場合、従来のビタビ復号器は情報の生起確率を考慮し
て復号をしていないために、情報の生起確率の一部また
は全部がわかっているようなときには必ずしも最適な復
号能力を有するとは言えない。
Further, the conventional Viterbi decoder has a high error correction capability when the probability of occurrence of information at an information source is uniform. However, when the occurrence probability of the information is non-uniform, since the conventional Viterbi decoder does not perform decoding in consideration of the occurrence probability of the information, it seems that some or all of the occurrence probability of the information is known. In such a case, it cannot always be said that it has the optimum decoding capability.

【0018】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、復号誤り率の低いビタビ
復号器を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a Viterbi decoder having a low decoding error rate.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願第1の発明は、受信された受信信号に係る包絡線情
報を平滑化する平滑化手段と、この平滑化手段の出力と
前記受信信号とから、先行状態から次の状態への遷移に
対応する信号との間の相関を表すブランチメトリックを
計算するブランチメトリック計算手段と、可能な全ての
状態に対してその状態に至るパスを示す信号を記憶する
パス記憶手段と、前記パスの確からしさを示すパスメト
リックを記憶するパスメトリック記憶手段とを有し、こ
のパスメトリック記憶手段に記憶されるパスメトリック
に前記ブランチメトリック計算手段で計算されるブラン
チメトリックを加算し、各々の状態に対応する加算結果
を生成して、これらの加算結果を比較し次のパスを選択
すると共にこのパスによって前記パス記憶手段の記憶内
容を更新し、このパスに対応する前記加算結果によって
前記パスメトリック記憶手段の記憶内容を更新するAC
S回路と、このACS回路で選択されたパスを復号結果
として出力する出力手段とを有することを要旨とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a smoothing means for smoothing envelope information relating to a received signal, an output of the smoothing means, and a receiving means. A branch metric calculation means for calculating a branch metric from the signal to the signal corresponding to the transition from the preceding state to the next state; and a path to that state for all possible states. A path metric storage unit for storing a signal; and a path metric storage unit for storing a path metric indicating the likelihood of the path, wherein the path metric stored in the path metric storage unit is calculated by the branch metric calculation unit. The branch metric is added to generate the addition result corresponding to each state, these addition results are compared, the next path is selected, and this path metric is added. Wherein updating the stored contents of the path memory unit, updates the stored contents of said path metric storage means by said addition result corresponding to this path by AC
The gist of the present invention is to include an S circuit and output means for outputting a path selected by the ACS circuit as a decoding result.

【0020】また、本願第2の発明は、入力される受信
信号から、先行状態から次の状態への遷移に対応する信
号との間の相関を表すブランチメトリックを計算するブ
ランチメトリック計算手段と、可能な全ての状態に対し
てその状態に至るパスを示す信号を記憶するパス記憶手
段と、前記パスの確からしさを示すパスメトリックを記
憶するパスメトリック記憶手段とを有し、このパスメト
リック記憶手段に記憶されるパスメトリックに前記ブラ
ンチメトリック計算手段で計算されるブランチメトリッ
クを加算し、各々の状態に対応する加算結果を生成し
て、これらの加算結果を比較し次のパスを選択すると共
にこのパスによって前記パス記憶手段の記憶内容を更新
するACS回路と、前記パス記憶手段に記憶されるパス
から復号結果を判定し、当該復号結果に係る復号情報の
一部または全部を記憶する復号情報記憶手段とを具備
し、前記ACS回路は、前記復号情報記憶手段に記憶さ
れている情報に基づいて決定される所定のメトリックを
前記パスメトリックに加算することを要旨とする。
Further, the second invention of the present application provides a branch metric calculating means for calculating a branch metric representing a correlation between a signal corresponding to a transition from a preceding state to a next state from an input received signal, A path metric storage unit for storing a signal indicating a path leading to the state for all possible states; and a path metric storage unit for storing a path metric indicating the likelihood of the path. The branch metric calculated by the branch metric calculation means is added to the path metric stored in the step (a), an addition result corresponding to each state is generated, these addition results are compared, and the next path is selected. An ACS circuit for updating the storage content of the path storage means with a path, and determining a decoding result from the path stored in the path storage means Decoding information storage means for storing part or all of the decoding information relating to the decoding result, wherein the ACS circuit comprises a predetermined metric determined based on the information stored in the decoding information storage means. Is added to the path metric.

【0021】また、請求項2記載のビタビ復号器は、復
号結果が正しいか否かを判定する検査手段を有し、この
復号結果が正しいと判定されたときに、前記復号情報記
憶手段の内容を更新することが好ましい。
Further, the Viterbi decoder according to the second aspect of the present invention has a checking means for judging whether or not the decoding result is correct. When the decoding result is judged to be correct, the contents of the decoding information storage means are determined. Is preferably updated.

【0022】[0022]

【作用】上述の如く構成した本願第1の発明のビタビ復
号器は、受信された受信信号に係る包絡線情報を平滑化
した出力と前記受信信号とから先行状態から次の状態へ
の遷移に対応する信号との間の相関を表すブランチメト
リックを計算してブランチメトリックの信頼性を向上せ
しめ、次にACS回路でパスメトリック記憶手段に記憶
されるパスメトリックにブランチメトリックを加算し、
各々の状態に対応する加算結果を生成して、これらの加
算結果を比較し次のパスを選択すると共にこのパスによ
ってパス記憶手段の記憶内容を更新した後に、パス記憶
手段に記憶されるパスを復号結果として出力する。
The Viterbi decoder according to the first aspect of the present invention configured as described above performs a transition from the preceding state to the next state from the output obtained by smoothing the envelope information relating to the received signal and the received signal. Improving the reliability of the branch metric by calculating a branch metric representing the correlation with the corresponding signal, and then adding the branch metric to the path metric stored in the path metric storage means in the ACS circuit;
After generating the addition result corresponding to each state, comparing these addition results, selecting the next path, and updating the storage content of the path storage means with this path, the path stored in the path storage means is changed. Output as decryption result.

【0023】また本願第2の発明のビタビ復号器は、入
力される受信信号からブランチメトリックを計算し、A
CS回路でパスメトリック記憶手段に記憶されるパスメ
トリックにブランチメトリックを加算し、さらにこの加
算結果を比較し次のパスを選択すると共にこのパスによ
って前記パスメトリック記憶手段の記憶内容を更新す
る。さらに、ACS回路は、例えば情報の一部または全
部の生起の性質がわかっているときに、前記復号情報記
憶手段に記憶されている情報に基づいて決定される所定
のメトリックを前記パスメトリックに加算するため復号
誤り率が改善される。
The Viterbi decoder according to the second aspect of the present invention calculates a branch metric from an input received signal,
The branch metric is added to the path metric stored in the path metric storage means by the CS circuit, and the addition result is compared to select the next path and update the storage contents of the path metric storage means by this path. Further, the ACS circuit adds a predetermined metric determined based on the information stored in the decoded information storage means to the path metric, for example, when the nature of occurrence of part or all of the information is known. Therefore, the decoding error rate is improved.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】図1は本発明に係わるビタビ復号器の第1
の実施例の構成を示すブロック図である。図1におい
て、軟判定された受信信号の軟判定情報b1 ,b2 が入
力端子Ta に入力され、受信信号の包絡線情報cが入力
端子Tb に入力される。入力端子Tb から入力された受
信信号の包絡線情報cは、平滑化回路1に入力され、平
滑化されて、入力端子Ta から入力される受信信号と共
にブランチメトリック計算回路3に供給される。
FIG. 1 shows a first example of a Viterbi decoder according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the example. In Figure 1, the soft-decision information b 1, b 2 of the soft decision received signal is input to the input terminal T a, envelope information c of the received signal is inputted to the input terminal T b. Envelope information c of the received signal input from the input terminal T b is inputted to the smoothing circuit 1, is smoothed, it is supplied to the branch metric calculating circuit 3 with the received signal inputted from the input terminal T a .

【0026】ここで平滑化回路1によって平滑化された
包絡線情報を「c’」とすると、ブランチメトリック計
算回路3では当該平滑化された包絡線情報c’と受信信
号の軟判定情報b1 ,b2 から、ブランチメトリックが
計算される。ここで誤りのないときの軟判定情報を
「b’」とすると、ブランチメトリックmは、受信信号
の硬判定情報と各ブランチで仮定されている受信信号と
が一致するときには第(3)式、及び第(5)式、一致
しないときには第(4)式、及び第(6)式を用いて、
第(7)式によって計算される。
Here, assuming that the envelope information smoothed by the smoothing circuit 1 is “c ′”, the branch metric calculation circuit 3 performs the smoothed envelope information c ′ and the soft decision information b 1 of the received signal. , B 2 , a branch metric is calculated. Here, if the soft decision information when there is no error is “b ′”, the branch metric m is expressed by the following equation (3) when the hard decision information of the received signal matches the received signal assumed in each branch. And Expression (5), and when they do not match, Expression (4) and Expression (6) are used.
It is calculated by equation (7).

【0027】 m1 =c’2 (|b1 |−b’)2 …(3) c’2 (|b1 |+b’)2 …(4) m2 =c’2 (|b2 |−b’)2 …(5) c’2 (|b2 |+b’)2 …(6) m=m1 +m2 …(7) ここで、ブランチメトリックは上記第(3)式乃至第
(6)式の代わりに、次に示すような第(8)式乃至第
(11)式などによっても計算可能である。
M 1 = c ′ 2 (| b 1 | −b ′) 2 (3) c ′ 2 (| b 1 | + b ′) 2 (4) m 2 = c ′ 2 (| b 2 | −b ′) 2 ... (5) c ′ 2 (| b 2 | + b ′) 2 ... (6) m = m 1 + m 2 (7) where the branch metric is expressed by the above formulas (3) to (3). Instead of the expression (6), the calculation can also be performed by the following expressions (8) to (11).

【0028】 m1 =c’2 |b1 | …(8) −c’2 |b1 | …(9) m2 =c’2 |b2 | …(10) −c’2 |b2 | …(11) これらのブランチメトリックは、ACS回路5に供給さ
れる。ACS回路5は、ブランチメトリックの累積で計
算されるパスメトリックから、各ステートに遷移し得る
中で最尤のパスを選択する。すなわち、ACS回路5内
に設けられているパスメトリック記憶手段に記憶された
前ステージのパスメトリックにブランチメトリックを加
えることにより、そのステートに遷移可能なすべてのパ
スのパスメトリックを計算・比較し、最尤のパスメトリ
ックに対応するパスを選択する。ここで、前ステージで
のパスはパス記憶手段たるパスメモリ6から読み出さ
れ、更新されたパスは再度パスメモリ6に書き込まれ、
その更新されたパスに対応したパスメトリックはパスメ
トリック記憶手段に書き込まれる。そして復号が終了す
ると出力端子Tc から最尤なパスが復号結果として出力
される。
M 1 = c ′ 2 | b 1 | (8) −c ′ 2 | b 1 | (9) m 2 = c ′ 2 | b 2 | (10) −c ′ 2 | b 2 | (11) These branch metrics are supplied to the ACS circuit 5. The ACS circuit 5 selects, from the path metrics calculated by accumulating the branch metrics, the most likely path among the states that can transition to each state. That is, by adding a branch metric to the path metric of the previous stage stored in the path metric storage means provided in the ACS circuit 5, the path metrics of all paths that can transition to the state are calculated and compared, The path corresponding to the maximum likelihood path metric is selected. Here, the path at the previous stage is read from the path memory 6 as the path storage means, and the updated path is written again to the path memory 6,
The path metric corresponding to the updated path is written to the path metric storage. When the decoding is completed, the maximum likelihood path is output from the output terminal Tc as a decoding result.

【0029】すなわち、従来のビタビ復号器では、ブラ
ンチメトリックを計算する際に用いる包絡線情報にガウ
スノイズ等の外乱が残っていると、その外乱がブランチ
メトリックの計算の信頼性を低下させ、復号誤り率を劣
化させていた。これに対して、本発明に係る第1のビタ
ビ復号器では、包絡線情報を平滑化することによって包
絡線情報に含まれる外乱を小さくし、あるいは取り除く
ことにより、ブランチメトリックの計算の信頼性が従来
よりも増し、復号誤り率を向上させることになる。
That is, in the conventional Viterbi decoder, if a disturbance such as Gaussian noise remains in the envelope information used for calculating the branch metric, the disturbance lowers the reliability of the branch metric calculation, and The error rate was degraded. On the other hand, in the first Viterbi decoder according to the present invention, the reliability of the calculation of the branch metric is reduced by smoothing the envelope information to reduce or remove the disturbance included in the envelope information. This will increase the decoding error rate more than before.

【0030】次に、図2に示すブロック図を参照して本
発明に係るビタビ復号器の第2の実施例の構成を説明す
る。図2に示すように入力端子Tから軟判定、または硬
判定された受信信号が入力されると、これらの受信信号
はブランチメトリック計算回路3に供給され、図10の
トレリス線図上の各ブランチB101,B102,…に
対応するブランチメトリックが計算される。
Next, the configuration of a second embodiment of the Viterbi decoder according to the present invention will be described with reference to the block diagram shown in FIG. As shown in FIG. 2, when the received signals subjected to the soft decision or the hard decision are input from the input terminal T, these received signals are supplied to the branch metric calculation circuit 3 and the respective branches on the trellis diagram of FIG. The branch metrics corresponding to B101, B102,... Are calculated.

【0031】これらのブランチメトリックはACS回路
5Aに供給される。ACS回路5Aは、ブランチメトリ
ックと、復号情報の一部または全部から決定される第3
のメトリックの累積で計算されるパスメトリックから、
各ステートに遷移し得る中で最尤のパスを選択する。す
なわち、前ステージでのパスメトリックにブランチメト
リックを加え、さらに第3のメトリックを加えることに
より、そのステートに遷移可能な全てのパスのパスメト
リックを計算、比較し、最尤のパスメトリックに対応す
るパスを選択する。
These branch metrics are supplied to the ACS circuit 5A. The ACS circuit 5A determines a third value determined from the branch metric and part or all of the decoded information.
From the path metric calculated by accumulating the metrics of
The path with the highest likelihood among the states that can transition to each state is selected. That is, by adding a branch metric to the path metric in the previous stage and further adding a third metric, the path metrics of all paths that can transition to the state are calculated and compared, and the path metric corresponding to the maximum likelihood path metric is calculated. Select a path.

【0032】ここで、復号情報の一部または全部から決
定される第3のメトリックは、例えば情報系列の生起確
率から求める。一例として、情報系列のk、及び(k+
1)番目のビットに前フレームとの相関関係がある場合
を考える。前フレームの復号結果のk、及び(k+1)
番目のビットは図2の第2のメモリ7bに記憶される。
すなわち、第2のメモリ7bに記憶されているk、及び
(k+1)番目のビットの内容によって、現フレームで
復号されるべきk、及び(k+1)番目のビットがある
確率をもって生起することがわかっていて、その生起確
率は復号器側で持っているものとする。例えば、前フレ
ームのk番目のビットが「0」、(k+1)番目のビッ
トが「0」である場合、現フレームでの復号系列のk、
及び(k+1)番目のビットが、送信側ではACS回路
に記憶されるテーブル(表1参照)で与えられるような
確率pをもって生起するものとする。
Here, the third metric determined from part or all of the decoded information is obtained, for example, from the occurrence probability of the information sequence. As an example, k and (k +
1) Consider a case where a bit has a correlation with the previous frame. K and (k + 1) of the decoding result of the previous frame
The second bit is stored in the second memory 7b of FIG.
That is, it is understood that the k and (k + 1) -th bits to be decoded in the current frame occur with a certain probability according to the contents of the k and (k + 1) -th bits stored in the second memory 7b. It is assumed that the occurrence probability is held at the decoder side. For example, if the k-th bit of the previous frame is “0” and the (k + 1) -th bit is “0”, k,
And the (k + 1) th bit occurs on the transmitting side with a probability p as given in a table (see Table 1) stored in the ACS circuit.

【0033】[0033]

【表1】 図5に示すトレリス線図において、復号結果のk、及び
(k+1)番目の出力には、それぞれに第kステージと
第(k+1)ステージが対応しているとする。図5にお
いて各ステートの生き残りパスのk、及び(k+1)番
目のビットは、第(k+1)ステージでステートS0
マージするパスでは「0」「0」、ステートS1 では
「1」「0」、ステートS2 では「0」「1」、ステー
トS3 では「1」「1」である。ここで第3のメトリッ
クに、第2のメモリ7bに記憶されている前フレームの
復号結果と生起確率の値pから次式に基づき計算され
る。
[Table 1] In the trellis diagram shown in FIG. 5, the k-th and (k + 1) -th stages correspond to the k-th and (k + 1) -th outputs of the decoding result, respectively. In FIG. 5, the k-th and (k + 1) -th bits of the surviving path of each state are “0” and “0” in the path merged with the state S 0 in the (k + 1) -th stage, and “1” and “0” in the state S 1. ", in the state S 2" 0 "and" 1 ", which is in the state S 3" 1 "and" 1 ". Here, the third metric is calculated from the decoding result of the previous frame and the value p of the occurrence probability stored in the second memory 7b based on the following equation.

【0034】m3 =−w*loge (p) 但し、wは適当な係数とする。M 3 = −w * log e (p) where w is an appropriate coefficient.

【0035】そして、前ステージでのパスは第1のメモ
リから読み出され、ブランチメトリックが加えられると
共に、第(k+1)ステージのACS演算時にのみ第3
のメトリックのm3 がパスメトリックに加えられる。更
新されたパスは再度第1のメモリに書き込まれる。そし
て復号が終了すると出力端子から最尤なパスが復号結果
として出力される。
Then, the path in the previous stage is read from the first memory, the branch metric is added, and the third metric is obtained only during the ACS calculation of the (k + 1) th stage.
M 3 metric is added to the path metric. The updated path is written again to the first memory. When the decoding is completed, the maximum likelihood path is output from the output terminal as a decoding result.

【0036】つまり、従来のビタビ復号器は情報系列の
一部または全部の生起確率が一様なものとして復号す
る。このとき、情報系列の一部または全部の生起確率が
非一様であれば、従来のビタビ復号器は必ずしも最適な
復号をするわけではない。これに対して本実施例のビタ
ビ復号器は、復号側で情報系列の一部または全部の生起
確率がわかっているとき、その情報を使うことによって
復号誤り率を低下させることができる特徴がある。
That is, the conventional Viterbi decoder decodes the information sequence assuming that the occurrence probabilities of part or all of the information sequence are uniform. At this time, if the occurrence probabilities of part or all of the information sequence are not uniform, the conventional Viterbi decoder does not always perform optimal decoding. On the other hand, the Viterbi decoder according to the present embodiment has a feature that when the occurrence probability of a part or all of an information sequence is known on the decoding side, the decoding error rate can be reduced by using the information. .

【0037】次に、図3に示すブロック図を参照して、
本発明に係るビタビ復号器の第3の実施例の構成を説明
する。前述した第2の実施例において、生起確率のわか
っている復号情報の系列に対応して式によって第3のパ
スメトリックを計算したが、この値が復号情報の系列に
対していつも一定値をとることがわかっているときに
は、これを図3に示す第3のメモリ7cに書き込んでお
き第2のメモリ7bに記憶されている情報に基づいて読
み出し、ACS回路5Bに入力するようなことができ
る。
Next, referring to the block diagram shown in FIG.
The configuration of a third embodiment of the Viterbi decoder according to the present invention will be described. In the above-described second embodiment, the third path metric is calculated by an equation corresponding to a sequence of decoded information whose occurrence probability is known, but this value always takes a constant value for the sequence of decoded information. When it is known, this can be written in the third memory 7c shown in FIG. 3, read out based on the information stored in the second memory 7b, and input to the ACS circuit 5B.

【0038】このようにすると第2の実施例の場合は、
毎回第3のメトリックを計算していたのを、第3のメモ
リ7cからの読み出しに置き換えることができ、演算量
を削減できる特徴がある。
In this way, in the case of the second embodiment,
The calculation of the third metric every time can be replaced with the reading from the third memory 7c, which has a feature that the amount of calculation can be reduced.

【0039】さらに、図4に示すブロック図を参照し
て、本発明に係るビタビ復号器の第4の実施例の構成を
説明する。前述した第2の実施例において、復号結果を
検査回路9に入力し、検査回路9によって復号結果に誤
りが生じていない場合にのみ、第2のメモリ7bに記憶
される復号情報を更新する。この第2のメモリ7bに記
憶されている復号情報の系列に対応して第3のメトリッ
クを計算する。検査回路9としては、送信側で付加され
たCRCビットによって誤りを検出する回路や、復号結
果のパスメトリックの値があるしきい値を越えたときに
誤りが生じていると判断するような回路がある。前記第
2の実施例においては、復号結果に誤りが生じていると
きに、誤った復号情報を用いて第3のメトリックを計算
し、パスメトリックに加算することが生じる。これは、
復号の信頼性を悪化させる。これに対して本実施例のビ
タビ復号器では、復号結果に誤りが生じているときにで
も、検査回路によって第2のメモリの更新が制御される
ことにより、復号結果の信頼性を悪化させないという特
徴がある。
Further, the configuration of the fourth embodiment of the Viterbi decoder according to the present invention will be described with reference to the block diagram shown in FIG. In the above-described second embodiment, the decoding result is input to the check circuit 9 and the decoding information stored in the second memory 7b is updated only when no error occurs in the decoding result by the check circuit 9. A third metric is calculated in accordance with the series of the decoded information stored in the second memory 7b. As the check circuit 9, a circuit for detecting an error based on a CRC bit added on the transmission side or a circuit for determining that an error has occurred when the value of the path metric of the decoding result exceeds a certain threshold value There is. In the second embodiment, when an error occurs in the decoding result, a third metric is calculated using erroneous decoding information and added to the path metric. this is,
Deteriorating the reliability of decoding. On the other hand, in the Viterbi decoder of this embodiment, even when an error occurs in the decoding result, the update of the second memory is controlled by the check circuit, so that the reliability of the decoding result is not deteriorated. There are features.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、包絡線情
報を平滑化してブランチメトリックの信頼性を上げるこ
とによって、また復号情報の一部または全部を用いて求
められる所定のメトリックをパスメトリックにさらに加
算することによって、復号誤り率を低下させることがで
きる。
As described above, according to the present invention, the predetermined metric obtained by smoothing the envelope information to improve the reliability of the branch metric and by using a part or all of the decoded information is used as the path metric. , The decoding error rate can be reduced.

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

【図1】本発明に係る第1の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment according to the present invention.

【図2】本発明に係る第2の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment according to the present invention.

【図3】本発明に係る第3の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment according to the present invention.

【図4】本発明に係る第4の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment according to the present invention.

【図5】第2実施例乃至第4の実施例の作用を説明する
ためのトレリス線図である。
FIG. 5 is a trellis diagram for explaining the operation of the second to fourth embodiments.

【図6】通信システム全体の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the entire communication system.

【図7】符号化器の構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an encoder.

【図8】従来のビタビ復号器の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional Viterbi decoder.

【図9】図7に示す符号化器におけるステート遷移とそ
の入出力を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing state transitions and input / output thereof in the encoder shown in FIG. 7;

【図10】図7に示す符号化器のトレリス線図である。FIG. 10 is a trellis diagram of the encoder shown in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 平滑化回路 3 ブランチメトリック計算回路 5 ACS回路 7 メモリ 7a 第1のメモリ 7b 第2のメモリ 7c 第3のメモリ 9 検査回路 Reference Signs List 1 smoothing circuit 3 branch metric calculation circuit 5 ACS circuit 7 memory 7a first memory 7b second memory 7c third memory 9 inspection circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 13/00 H04L 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03M 13/00 H04L 1/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 受信された受信信号に係る包絡線情報を
平滑化する平滑化手段と、 この平滑化手段の出力と前記受信信号とから、先行状態
から次の状態への遷移に対応する信号との間の相関を表
すブランチメトリックを計算するブランチメトリック計
算手段と、 可能な全ての状態に対してその状態に至るパスを示す信
号を記憶するパス記憶手段と、前記パスの確からしさを
示すパスメトリックを記憶するパスメトリック記憶手段
とを有し、このパスメトリック記憶手段に記憶されるパ
スメトリックに前記ブランチメトリック計算手段で計算
されるブランチメトリックを加算し、各々の状態に対応
する加算結果を生成して、これらの加算結果を比較し次
のパスを選択すると共に、このパスによって前記パス記
憶手段の記憶内容を更新し、このパスに対応する前記加
算結果によって前記パスメトリック記憶手段の記憶内容
を更新するACS回路と、 このACS回路で選択されたパスを復号結果として出力
する出力手段とを有することを特徴とするビタビ復号
器。
1. A smoothing means for smoothing envelope information related to a received signal received, and a signal corresponding to a transition from a preceding state to a next state from an output of the smoothing means and the received signal. Branch metric calculation means for calculating a branch metric indicating a correlation between the path and the path, path storage means for storing a signal indicating a path leading to the state for all possible states, and a path indicating the likelihood of the path Path metric storage means for storing a metric, and adding a branch metric calculated by the branch metric calculation means to the path metric stored in the path metric storage means to generate an addition result corresponding to each state Then, these addition results are compared, the next path is selected, and the storage contents of the path storage means are updated by this path. Viterbi decoder and having an output means for outputting a decoding result and the ACS circuit for updating the stored contents, the selected path in the ACS circuit of the path metric storage means by said addition result corresponding to.
【請求項2】 入力される受信信号から、先行状態から
次の状態への遷移に対応する信号との間の相関を表すブ
ランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手
段と、 可能な全ての状態に対してその状態に至るパスを示す信
号を記憶するパス記憶手段と、前記パスの確からしさを
示すパスメトリックを記憶するパスメトリック記憶手段
とを有し、このパスメトリック記憶手段に記憶されるパ
スメトリックに前記ブランチメトリック計算手段で計算
されるブランチメトリックを加算し各々の状態に対応す
る加算結果を生成して、これらの加算結果を比較し次の
パスを選択すると共に、このパスによって前記パス記憶
手段の記憶内容を更新するACS回路と、 前記パス記憶手段に記憶されるパスから復号結果を判定
し、当該復号結果に係る復号情報の一部または全部を記
憶する復号情報記憶手段と、 を具備し、前記ACS回路は、前記復号情報記憶手段に
記憶されている情報に基づいて決定される所定のメトリ
ックを前記パスメトリックに加算することを特徴とする
ビタビ復号器。
2. A branch metric calculation means for calculating a branch metric indicating a correlation between a signal corresponding to a transition from a preceding state to a next state from an input received signal; Path storage means for storing a signal indicating a path leading to the state, and path metric storage means for storing a path metric indicating the certainty of the path. The branch metrics calculated by the branch metric calculation means are added to generate an addition result corresponding to each state. An ACS circuit for updating the storage content, and a decoding result is determined from the path stored in the path storage unit. Decoding information storage means for storing part or all of signal information, wherein the ACS circuit converts a predetermined metric determined based on information stored in the decoding information storage means into the path metric. A Viterbi decoder characterized by adding.
【請求項3】 復号結果が正しいか否かを判定する検査
手段を有し、前記復号結果が正しいと判定されたとき
に、前記復号情報記憶手段の内容を更新することを特徴
とする請求項2記載のビタビ復号器。
3. The decoding device according to claim 2, further comprising a checking unit for determining whether or not the decoding result is correct, wherein when the decoding result is determined to be correct, the content of the decoding information storage unit is updated. 2. The Viterbi decoder according to 2.
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