JP3316724B2 - ビタビ復号器 - Google Patents

ビタビ復号器

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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
に畳み込み符号を復号するビタビ復号器に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】ビタビ復号器は畳み込み符号の最尤復号
法に使用されるものであり、既知の符号系列のうち受信
符号系列に最も近い符号距離が近いパスを最尤パスとし
て選択し、この選択されたパスに対応した復号データを
得るものであり、訂正能力が高いことから衛星通信方式
等における復号器として使用されている。
【0003】従来のこの種のビタビ復号器の一部概略ブ
ロック図を図5に示す。拘束長「8」のビタビ復号器と
して説明する。図5に示す如く、ブランチメトリックと
パスメトリック(PM)メモリ53または56からのパ
スメトリックとがACS(Adder−Compara
tor−Selector)計算回路(以下単にACS
と称す)51へ入力されている。
【0004】ACS51では、先ずPMメモリ53から
0と64のパスメトリックがセレクタ54を介して読出
され、ブランチメトリックとのACS計算が行われてセ
レクタ52を介してPMメモリ56に0と1とのパスメ
トリックが書込まれる。
【0005】次に、PMメモリ53から1と65とのパ
スメトリックが読出され、ACS計算が行われてPMメ
モリ56に2と3とのパスメトリックが書込まれる。以
上の処理が順次行われることにより、PMメモリ56に
0〜127までのパスメトリックが書込まれる。
【0006】パスメモリ57についても同様であり、0
と1とのパスメトリック生成時に、パスセレクト信号0
と1とを生成してパスメモリ57が制御されるようにな
っている。これ等のPMメモリやパスメモリのアドレス
制御がアドレス制御部55にて行われる。
【0007】PMメモリ56の書込みが完了(0〜12
7まで全て)して次の受信データが到来してブランチメ
トリックが入力されると、今度はPMメモリ56が読出
し側となり、PMメモリ53が書込み側となって、パス
メトリックの更新が同様の手順で行われる。以上の動作
を行わせるために、受信データの速度の128倍以上の
クロックを使用してPMメモリやパスメモリのアドレス
制御を行うようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の図5に示す構成
のビタビ復号器においては、受信データ速度の128倍
以上のクロックを用いてPMメモリやパスメモリ等のア
ドレス制御を行う必要があり、逆にいえば、デバイスの
処理可能な周波数の128分の1以下の伝送速度でしか
動作させることができないことになる。また、拘束長を
「1」増やす毎に伝送速度が半分になるという欠点があ
る。
【0009】本発明の目的は、高速動作を可能とし、か
つ拘束長を長くすることが可能なビタビ復号器を提供す
ることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によるビタビ復号
器は、パスメトリックメモリと、このパスメトリックメ
モリから読み出されたパスメトリックと入力ブランチメ
トリックに基づきACS算出で得られた新パスメトリッ
クを前記パスメトリックメモリへ書き込むACS計算手
段とを含むビタビ復号器であって、拘束長kが8のとき
の前記ACS計算手段にて生成される2 (k-1) 個の新パ
スメトリックを4分割し、4つに分割された新パスメト
リック群を1〜4系統とし、前記各系統には、対応する
前記新パスメトリック群を順次生成する一個のACS計
算手段と、自系統のACS計算手段に対して交互にパス
メトリックを読み出す2個のパスメトリックメモリと、
ACS計算手段にて生成された新パスメトリックを自系
統と他系統、もしくは2個の他系統を、書き込み動作が
重複しないように選択して自系統の前記パスメトリック
メモリの書き込みデータとして与える選択手段とを有
し、前記各系統が有するパスメトリックメモリへの新パ
スメトリックの書き込み及び読み出しを制御するアドレ
ス制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0011】本発明による他のビタビ復号器は、更にA
CS計算手段により生成されたパスセレクト信号をリー
ドアドレスとするパスメモリを含み、このパスメモリを
も複数個設けて読出し及び書込み動作を夫々並列にかつ
時分割制御するようにしたことを特徴とする。
【0012】
【作用】ACS,PMメモリ,パスメモリ等を複数個設
けて、ACSを夫々並列動作させ、PMメモリやパスメ
モリを夫々並列かつ時分割(リード/ライト)動作させ
て高速動作を可能とする。
【0013】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例について
詳述する。
【0014】図1は本発明の実施例の回路構成図であ
り、拘束長「8」の時分割4並列型ビタビ復号器の例で
ある。ACS計算回路1,12,23,34を設け、ま
たPMメモリ3,6,14,17,25,28,36,
39を設けている。これ等PMメモリのアドレス(リー
ド/ライトアドレス)制御のために、アドレス制御部
5,16,27,38を設け、またこれ等PMメモリの
入出力の選択制御のためにセレクタ2,4,13,1
5,24,26,35,37を設けている。
【0015】更に、パスメモリ9,11,20,22,
31,42,44を設け、これ等パスメモリのアドレス
(リード/ライトアドレス)制御のために、アドレス制
御部7,18,29,40を設けている。また、これ等
パスメモリの入力制御のためにセレクタ8,10,1
9,21,30,32,41,43を設けている。
【0016】尚、45は最尤パス検出器を示し、46は
最尤復号器を示している。この最尤復号器46から復号
データ出力が得られるようになっている。
【0017】PMメモリのうち読出し用と書込み用とが
時分割制御されるものであり、例えば、読出し用がPM
メモリ3,14,25,36であり、書込み用がPMメ
モリ6,17,28,39であるとする。この場合、A
CS1では新パスメトリックの0〜31について計算が
行われ、ACS12では新パスメトリックの32〜63
の計算が行われる。また、ACS23では新パスメトリ
ックの64〜95の計算が行われ、ACS34では新パ
スメトリック96〜127の計算が行われるもので、こ
れ等ACS1,12,23,34においても並列に計算
が行われる。
【0018】パスメトリック0〜16,64〜79はP
Mメモリ3,6に書込まれて記憶され、パスメトリック
17〜31,80〜95はPMメモリ14,17に記憶
される。また、パスメトリック32〜47,96〜11
1はPMメモリ25,28に記憶され、パスメトリック
48〜63,112〜127はPMメモリ36,39に
記憶される。
【0019】ACS計算は4個のACSにおいて同時に
並列に行われており、ACS1において、PMメモリ3
からのパスメトリックを読込んでACS計算が行われ、
PMメモリ6と17にその計算結果が書込まれる。AC
S12において、PMメモリ14からのパスメトリック
を読込んでACS計算が行われ、PMメモリ28と39
にその計算結果が書込まれる。
【0020】また、ACS23において、PMメモリ2
5からのパスメトリックを読込んでACS計算が行わ
れ、PMメモリ6と17にその計算結果が書込まれる。
ACS34において、PMメモリ36からのパスメトリ
ックを読込んでACS計算が行われ、PMメモリ28と
39にその計算結果が書込まれる。
【0021】ここで、PMメモリへの書込みに着目する
と、ACS1と23との結果が同一メモリに書込まれる
ので、互いに重複しないようにアドレス制御部5,1
6,27,38にてアドレス制御が行われる。PMメモ
リ6の前半はACS1からのパスメトリックが書込ま
れ、後半はACS23からのパスメトリックが書込まれ
る。PMメモリ17では逆に前半はACS23からのパ
スメトリックが書込まれ、後半はACS1からのパスメ
トリックが書込まれて、同一メモリでの重複が生じない
様になっている。
【0022】PMメモリ28では、前半はACS12か
らのパスメトリックが書込まれ、後半はACS34から
のパスメトリックが書込まれる。PMメモリ39では、
前半はACS34からのパスメトリックが書込まれ、後
半はACS12からのパスメトリックが書込まれる。
【0023】以上の動作をタイムチャートに示すと、図
2の如くなる。但し、ここでは、128のパスメトリッ
クアドレスで示しているが、実際に各アドレスは0〜3
1までで実現される。
【0024】パスメモリ9,11,20,22,31,
33,42,44はACS1,12,23,34にて生
成されるパスセレクト信号をリードアドレスとして制御
されるが、ACS23,34の実行順序がACS1,1
2のそれとは異なっているので、アドレス制御部29,
40により当該アドレスの補正制御がなされる。
【0025】尚、パスメモリは2面のメモリ9と11,
20と22,31と33,42と44で構成され、一方
が読出しの時は他方を書込みに使用されるもので、面の
切替えは復号データ1ビット毎に行われる。
【0026】各パスメモリの最終出力から復号データA
〜Dが導出され、最尤パス検出器45にて最尤パスが検
出されて最尤復号器46から誤り訂正された復号データ
が出力されることになる。
【0027】最尤パスが検出器45について説明する。
一般に最尤パスの検出は、新パスメトリックの値を順次
比較してゆき、1番大きいパスメトリックのパスを検出
するものである。例えば、新パスメトリックの値をM
0,M1,M2・・・,M127とすると、新パスメト
リックはこの順番で生成されるので、先ずM0をレジス
タに格納してマックスパルス(最大値検出パルス)を生
成する。次のM1とレジスタ内の値とを比較し、M1が
大きければ、M1をレジスタに格納してマックスパルス
を生成し、M1が小さければそのままとしてマックスパ
ルスも生成しない。
【0028】次にM2とレジスタ内の値とを比較してM
2が大きければM2をレジスタに格納してマックスパル
スを生成し、M2が小さければそのままとしてマックス
パルスも生成しない。順次この動作をM127まで行
い、最尤の新パスメトリックが発生したときに、最後の
マックスパルスを生成するようになっている。
【0029】そこで、この最尤パス検出器45として
は、図3に示す構成が考えられる。各ACS1,12,
23,34からの新パスメトリックA〜Dについて、3
2の新メトリックの最尤パスを検出するものであり、4
個の最大値検出器451〜454と、3個の比較器45
5〜457と、2個のセレクタ458,459とにより
構成されている。
【0030】各最大値検出器451〜454により最大
値が検出された時に出力されるマックスパルスA〜Dの
4本と、比較器455〜457から出力されるセレクト
信号A〜Cの3本とが最尤復号器46へ供給される。
【0031】最尤復号器46は図4の構成とされてお
り、各パスメモリ11,22,33,44からの復号デ
ータA〜Dを4本のマックスパルスA〜Dで対応してD
FF(Dタイプフリップフロップ)461〜464に夫
々ラッチし、これ等ラッチデータをセレクタ465,4
66へ入力して最尤パス検出器45からのセレクト信号
A〜Cで選択する。そして、これ等セレクタ465〜4
67の最終選択出力を、復号データに同期したクロック
にてDFF468にてラッチして、最終的な復号データ
として導出するものである。
【0032】以上は拘束長が「8」のビタビ復号器の例
であるが、PMメモリの各容量を全て2倍とし、アドレ
ス制御部のアドレス制御を所望とすることで、図1のブ
ロックの構成のままで拘束長が「9」のビタビ復号器を
実現することができる。
【0033】
【発明の効果】叙上の如く、本発明によれば、ACSを
複数個設けてACS処理を並列動作させ、また、PMメ
モリやパスメモリをACSに夫々対応して複数組設け
て、並列かつ時分割(リード/ライト)動作させること
により、高速動作が可能となり、よって拘束長が大なる
ビタビ復号器が簡単に実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のブロック図である。
【図2】図1のブロックの動作を示すタイムチャートで
ある。
【図3】図1の最尤パス検出器45の例を示すブロック
図である。
【図4】図1の最尤復号器46の例を示すブロック図で
ある。
【図5】従来のビタビ復号器の一部概略を示すブロック
図である。
【符号の説明】
1,12,23,34 ACS計算回路 2,4,8,10,13,15,19,21,24,2
6,30,32,35,37,41,43 セレクタ 3,6,14,17,25,28,36,39 PM
(パスメトリック)メモリ 5,7,16,18,27,29,38,40 アド
レス制御部 9,11,20,22,31,33,42,43 パ
スメモリ 45 最尤パス検出器 46 最尤復号器
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 G06F 11/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パスメトリックメモリと、このパスメト
    リックメモリから読み出されたパスメトリックと入力ブ
    ランチメトリックに基づきACS算出で得られた新パス
    メトリックを前記パスメトリックメモリへ書き込むAC
    S計算手段とを含むビタビ復号器であって、拘束長kが8のときの前記ACS計算手段にて生成され
    る2 (k-1) 個の新パスメトリックを4分割し、4つに分
    割された新パスメトリック群を1〜4系統とし、 前記各系統には、対応する前記新パスメトリック群を順
    次生成する一個のACS計算手段と、自系統のACS計
    算手段に対して交互にパスメトリックを読み出す2個の
    パスメトリックメモリと、ACS計算手段にて生成され
    た新パスメトリックを自系統と他系統、もしくは2個の
    他系統を、書き込み動作が重複しないように選択して自
    系統の前記パスメトリックメモリの書き込みデータとし
    て与える選択手段とを有し、 前記各系統が有するパスメトリックメモリへの新パスメ
    トリックの書き込み及び読み出しを制御するアドレス制
    御手段とを備えたことを特徴とするビタビ復号器。
  2. 【請求項2】 更に、前記ACS計算手段により生成さ
    れたパスセレクト信号をリードアドレスとするパスメモ
    リを有し、このパスメモリをも複数個設けて読み出し及
    び書き込み動作を夫々時分割にかつ並列動作制御するよ
    うにしたことを特徴とする請求項1記載のビタビ復号
    器。
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