JP3348069B2 - ビタビ復号装置および方法 - Google Patents

ビタビ復号装置および方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、畳み込み符号の誤
り訂正復号を行うパストレース方式のビタビ復号装置お
よび方法に関する技術に属する。
【0002】
【従来の技術】ビタビ(Viterbi )復号は、畳み込み符
号の最尤復号法に使用されるものであり、誤り訂正能力
が高いことから、伝送誤りが生じやすい衛星通信、衛星
放送等の伝送方式における復号器に用いられている。復
調回路の高速化及び集積化に伴い、低消費電力であり高
速動作可能なビタビ復号装置が望まれている。
【0003】従来のビタビ復号装置の例として、マルチ
ポートメモリを4分割して4つのトレースバックメモリ
を構成し、各トレースバックメモリの動作のパイプライ
ン化を行い、動作の高速化かつ低消費電力化を図ったも
のがある(“A 45-Mbit/sec.VLSI Viterbi Decorder fo
r Digital Video Applications”,IEEE Natl Telesyste
ms Conf. Vol. 1993 p.127-130 '93.STANFORD TELECOM
)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ビタビ復号において誤
り訂正能力を向上させるためには、トレースバック長を
拘束長に対して十分大きくする必要がある。ところが、
トレースバック長を大きくすると、必要となるトレース
バックメモリの容量が増大する。
【0005】前記の問題に鑑み、本発明は、ビタビ復号
において、信号の復号に要する記憶容量を従来よりも削
減することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ビタビ復号の
各ステートを、トレースバック長単位ではなく、トレー
スバック長の1/n(nは2以上の整数)を単位として
実行するものである。
【0007】具体的には、請求項1の発明が講じた解決
手段は、入力された受信符号をパストレース方式によっ
て復号するビタビ復号装置として(トレースバック長を
m(mは正の整数)とする)、前記受信符号を入力と
し、各受信符号に対して、各ノードに各ビットが対応す
るパス選択信号を生成出力するACS(Add Compare Se
lect)回路と、ビット幅が前記パス選択信号のビット数
と等しく、ワード数が(m/n(nは2以上の整数))
である記憶領域を有し、前記ACS回路から出力された
パス選択信号を(m/n)個ずつ記憶する(n+2)個
の記憶部と、前記各記憶部のいずれか1つを順次選択
し、選択した記憶部に前記ACS回路から出力されたパ
ス選択信号を書き込む信号書き込み回路と、前記各記憶
部のいずれか1つを順次選択し、選択した記憶部からパ
ス選択信号を読み出す信号読み出し回路と、前記ACS
回路から出力されたm個のパス選択信号を入力し、入力
したパス選択信号から、前記各記憶部に書き込まれる
(m/n)個のパス選択信号毎に、最尤パスの終端のノ
ード番号である開始ノード番号を決定する開始ノード番
号決定部と、前記信号読み出し回路によって読み出され
た(m/n)個のパス選択信号を入力とし、この(m/
n)個のパス選択信号に対し、前記開始ノード番号決定
部によって決定された開始ノード番号からトレースバッ
クを行い、信号を復号するトレースバック回路とを備
え、当該ビタビ復号装置は、時間間隔mf/n(fはシ
ンボルレート)の期間を単位として動作し、前記各記憶
部はそれぞれ、(n+2)個の単位期間を1周期とし
て、巡回的に、かつ、1単位期間ずつタイミングがずら
されて動作し、かつ、第1の単位期間において、前記信
号書き込み回路によって(m/n)個のパス選択信号が
書き込まれ、第2〜第(n+1)の単位期間において、
前記開始ノード番号決定部によって開始ノード番号が決
定され、第(n+2)の単位期間において、前記信号読
み出し回路によって(m/n)個のパス選択信号が読み
出され、前記トレースバック回路によって信号が復号さ
れるものである。
【0008】請求項1の発明によると、パス選択信号
は、(m/n)個ずつ各記憶部に記憶され、(m/n)
個毎に、トレースバック回路によってトレースバック処
理が実行される。すなわち、開始ノード番号を決定する
ために必要なパス選択信号の個数は従来と同様にm個で
あっても、1回のトレースバックのために格納するパス
選択信号の個数がm個から(m/n)個に削減されるの
で、その分、パス選択信号を記憶するための記憶容量を
削減することができる。例えば、本願発明者がすでに提
案したようなパス選択信号の書き込みと開始ノード番号
の決定とを同時に実行するようなビタビ復号の場合(特
許第2996615号公報参照)には、信号復号を連続
的に行うために記憶する必要があるパス選択信号の個数
を、3m個から(m+2m/n)個に削減することがで
きる。
【0009】請求項2の発明では、前記請求項1のビタ
ビ復号装置における開始ノード番号決定部は、並列に動
作するn個の開始ノード番号決定回路を有し、前記各開
始ノード番号決定回路はそれぞれ、周期がm×f(fは
シンボルレート)、互いの位相差が(m×f/n)であ
るn個の初期化信号によって順次初期化されるものと
し、前記トレースバック回路は、前記n個の開始ノード
番号決定回路のうち初期化の対象となるものの出力を開
始ノード番号として用いるものとする。
【0010】請求項3の発明では、前記請求項1のビタ
ビ復号装置における開始ノード番号決定部は、直列に接
続され、周期(m×f/n)の初期化信号によって初期
化されるn個の開始ノード番号決定回路を有し、初期化
の際に、第1段の開始ノード番号決定回路のノード番号
記憶手段は、そのノード番号計算手段の出力を初期値と
して記憶し、第2段以降の開始ノード番号決定回路のノ
ード番号記憶手段は、その直前段の開始ノード番号決定
回路のノード番号記憶手段のうち、そのノード番号計算
手段によって決定されたノード番号に対応するノード番
号記憶手段の出力を選択して、初期値として記憶するも
のとし、前記トレースバック回路は、前記n個の開始ノ
ード番号決定回路のうち最終段のものの出力を開始ノー
ド番号として用いるものとする。
【0011】請求項4の発明では、前記請求項1のビタ
ビ復号装置における(n+2)個の記憶部は、これらの
記憶部の総記憶容量の1/2の記憶容量をそれぞれ有す
る2個のシングルポートメモリによって、構成されたも
のとする。
【0012】また、請求項5の発明が講じた解決手段
は、受信符号をパストレース方式によって復号するビタ
ビ復号方法として(トレースバック長をm(mは正の整
数)とする)、m/n(nは2以上の整数)個のパス選
択信号を記憶可能である記憶部を(n+2)個用い、時
間間隔mf/n(fはシンボルレート)の期間を処理単
位として、前記各記憶部についてそれぞれ、(n+2)
個の単位期間を1周期として、巡回的にかつ1単位期間
ずつタイミングをずらして処理を行い、かつ、第1の単
位期間において、受信符号から生成されたパス選択信号
をm/n個当該記憶部に書き込み、第2〜第(n+1)
の単位期間において、他の記憶部に書き込むm個のパス
選択信号から、当該記憶部に書き込まれた(m/n)個
のパス選択信号における最尤パスの終端のノード番号を
求め、第(n+2)の単位期間において、求めたノード
番号を開始ノード番号として、当該記憶部に書き込まれ
た(m/n)個のパス選択信号に対してトレースバック
を行い、信号を復号するものである。
【0013】また、請求項6の発明が講じた解決手段
は、受信符号をパストレース方式によって復号するビタ
ビ復号装置として(トレースバック長をm(mは正の整
数)とする)、m/n(nは2以上の整数)個のパス選
択信号を記憶可能である記憶部を(n+2)個備え、時
間間隔mf/n(fはシンボルレート)の期間を処理単
位として、前記各記憶部についてそれぞれ、(n+2)
個の単位期間を1周期として、巡回的にかつ1単位期間
ずつタイミングをずらして処理を行い、かつ、第1の単
位期間において、受信符号から生成されたパス選択信号
をm/n個当該記憶部に書き込み、第2〜第(n+1)
の単位期間において、他の記憶部に書き込むm個のパス
選択信号から当該記憶部に書き込まれた(m/n)個の
パス選択信号における最尤パスの終端のノード番号を求
め、第(n+2)の単位期間において、求めたノード番
号を開始ノード番号として、当該記憶部に書き込まれた
(m/n)個のパス選択信号に対してトレースバックを
行い、信号を復号するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。ここでの説明では、トレ
ースバック長をm、符号器の拘束長をK、シンボルレー
トをfとする。
【0015】(第1の実施形態)図1は本発明の第1の
実施形態に係るビタビ復号装置の構成を示す図である。
図1の構成では、n=2の場合を示している。すなわ
ち、2(=n)個の開始ノード番号決定回路20A,2
0Bと、4(=n+2)個の記憶部としてのメモリ10
3a〜103dとを備えている。第1〜第4のメモリ1
03a〜103dは、それぞれ、ビット幅がパス選択信
号のビット数すなわち2(K-1) であり、ワード数が(m
/2(=m/n))である記憶領域を有するRAM(ラ
ンダムアクセスメモリ)であり、パス選択信号を(m/
2)個ずつ記憶する。開始ノード番号決定回路20A,
20Bによって、開始ノード番号決定部20が構成され
る。
【0016】101は受信符号を入力とし、各ノードで
のパス選択信号(PS信号)を出力するACS(Add Co
mpare Select)回路、102はACS回路101から出
力されたパス選択信号を、(m/2)個毎に、4個のメ
モリ103a〜103dに順次書き込む信号書き込み回
路、104は4個のメモリ103a〜103からパス選
択信号を(m/2)個毎に順次読み出す信号読み出し回
路、105は信号読み出し回路104が出力する(m/
2)個のパス選択信号と、開始ノード番号決定回路20
A,20Bの出力を入力として、トレースバックを行
い、復号信号を出力するトレースバック回路である。
【0017】第1の開始ノード番号決定回路20Aは第
1の初期化信号SR1によって初期化され、第2の開始
ノード番号決定回路20Bは第2の初期化信号SR2に
よって初期化される。
【0018】図2は第1の開始ノード番号決定回路20
Aの内部構成を示すブロック図である。なお、第2の開
始ノード番号決定回路20Bの内部構成も図2と同様で
ある。開始ノード番号決定回路20A内には、ACS回
路101から出力されるパス選択信号の各ビットに対し
て、ノード番号計算手段、ノード番号記憶手段、第1お
よび第2の選択手段からなるノード決定回路がそれぞれ
構成される。パス選択信号のビット数は2(K-1) である
ので、2(K-1) 個のノード決定回路が開始ノード番号決
定回路20A内に構成される。図2は符号器の拘束長K
が3である場合を示しており、4(=22 )個のノード
番号計算手段21a〜21d、4個のノード番号記憶手
段22a〜22d、4個の第1の選択手段23a〜23
dおよび4個の第2の選択手段24a〜24dが設けら
れている。開始ノード番号決定回路20A,20Bの動
作は、特許第2996615号公報に示されたとおりで
あり、ここではその詳細な説明を省略する。
【0019】図1に示すビタビ復号装置の動作につい
て、図3を参照して説明する。図3において、各時刻T
0,T1,T2,T3の時間間隔は、mf(トレースバ
ック長×シンボルレート)すなわちm個のパス選択信号
が出力される時間間隔に相当する。
【0020】図3に示すように、図1に示すビタビ復号
装置は、時間間隔mf/2を単位として動作する。すな
わち、時刻T0〜T0+mf/2においては、第1のメ
モリ103aに(m/2)個のパス選択信号が格納さ
れ、以後同様に、時刻T0+mf/2〜T1においては
第2のメモリ103bに(m/2)個のパス選択信号が
格納され、時刻T1〜T1+mf/2においては第3の
メモリ103cに(m/2)個のパス選択信号が格納さ
れ、時刻T1+mf/2〜T2においては第4のメモリ
103dに(m/2)個のパス選択信号が格納される。
これ以降、4個のメモリ103a〜103dに巡回的に
順次、パス選択信号が(m/2)個ごとに格納される。
【0021】時刻T0,T1,T2,T3において、第
2の開始ノード番号決定回路20Bが第2の初期化信号
SR2によって初期化され、時刻T0+mf/2,T1
+mf/2,T2+mf/2において、第1の開始ノー
ド番号決定回路20Aが第1の初期化信号SR1によっ
て初期化される。トレースバック回路105は、第1お
よび第2の開始ノード番号決定回路20A,20Bのう
ち初期化の対象となる方の出力を選択し、その出力が示
す開始ノード番号から、(m/2)個のパス選択信号の
トレースバックを行い、復号信号を出力する。
【0022】具体的には例えば、時刻T0〜T0+mf
/2の期間に第1のメモリ103aに書き込まれたパス
選択信号をトレースバックする場合は、次のように動作
する。このトレースバックのために必要な開始ノード番
号は、ノード番号Aである。開始ノード番号Aを求める
ために、時刻T0+mf/2において、第1の開始ノー
ド番号決定回路20Aを第1の初期化信号SR1によっ
て初期化する。第1の開始ノード番号決定回路20A
は、時刻T0+mf/2〜T1+mf/2の期間、第2
および第3のメモリ103b,103cに入力されるm
個のパス選択信号を入力として動作する。そして、時刻
T1+mf/2において、第1のメモリ103aに記憶
された(m/2)個のパス選択信号における,最尤パス
の終端のノード番号すなわちノード番号Aを出力する。
【0023】トレースバック回路105は、時刻T1+
mf/2〜T2の期間において、第1のメモリ103a
から読み出された(m/2)個のパス選択信号と、第1
の開始ノード番号決定回路20Aの出力である開始ノー
ド番号Aとを用いて、トレースバックを行う。
【0024】また、時刻T0+m/2〜T1の期間に第
2のメモリ103bに書き込まれたパス選択信号をトレ
ースバックする場合は、次のように動作する。このトレ
ースバックのために必要な開始ノード番号は、ノード番
号Bである。開始ノード番号Bを求めるために、時刻T
1において、第2の開始ノード番号決定回路20Bを第
2の初期化信号SR2によって初期化する。第2の開始
ノード番号決定回路20Bは、時刻T1〜T2の期間、
第3および第4のメモリ103c,103dに入力され
るm個のパス選択信号を入力として動作する。そして、
時刻T2において、第2のメモリ103bに記憶された
(m/2)個のパス選択信号における,最尤パスの終端
のノード番号すなわちノード番号Bを出力する。
【0025】トレースバック回路105は、時刻T2〜
T2+mf/2の期間において、第2のメモリ103b
から読み出された(m/2)個のパス選択信号と、第2
の開始ノード番号決定回路20Bの出力である開始ノー
ド番号Bとを用いて、トレースバックを行う。
【0026】このような動作を繰り返すことによって、
順次、復号が行われる。
【0027】このように本実施形態によると、ワード数
が(m/2)の記憶領域を有するメモリを4個設けるだ
けで、ビタビ復号を実行することが可能になる。
【0028】また、図1では、2個の開始ノード番号決
定回路20A,20Bを2個の初期化信号SR1,SR
2を用いて並列に動作させる構成としたが、開始ノード
番号決定回路20A,20Bを直列に接続してもよい。
これにより、トレースバック回路105および初期化信
号生成回路の構成を簡略化することができる。
【0029】図4は2個の開始ノード番号決定回路20
A,20Bを直列に接続した場合の構成を示す図であ
る。図4の構成では、第2の開始ノード番号決定回路2
0Bは選択手段35a〜35dを備えている。選択手段
35a〜35dは、第1の開始ノード番号決定回路20
Aのノード番号記憶手段22a〜22dの出力を、ノー
ド番号計算手段31a〜31dの出力に応じて選択す
る。選択手段35a〜35dの出力は、ノード記憶手段
32a〜32dへの入力を選択する選択手段34a〜3
4dの一方の入力となる。
【0030】図4の構成は、周期がm×f/2の初期化
信号によって初期化される。そして、初期化の際には、
開始ノード番号決定回路20Aの各ノード番号記憶手段
22a〜22dにはノード番号計算手段21a〜21d
の出力が入力され、開始ノード番号決定回路20Bの各
ノード番号記憶手段32a〜32dには、そのノード番
号に対応したノードに到達する最尤パスが直前に通過し
たノードに対応する開始ノード番号決定回路20Aのノ
ード番号記憶手段22a〜22dの内容が入力される。
【0031】初期化後は、特許第2996615号公報
に示すとおり、個々の開始ノード番号決定回路20A,
20Bはパス選択信号を入力とし、各ノードに到達する
最尤パスが直前に通過したノードに対応するノード番号
記憶手段に格納された値によりノード番号記憶手段の内
容を更新していく。
【0032】この動作をm/2サイクル繰り返すことに
より、言い換えれば、次の初期化信号によって初期化さ
れるまで繰り返すことにより、開始ノード番号決定回路
20Aの各ノード番号記憶手段には、対応する各ノード
の最尤パスがm/2だけ過去に通過したノード番号が格
納され、開始ノード番号決定回路20Bにはmだけ過去
に通過したノード番号、すなわち開始ノード番号が格納
される。
【0033】具体的に、図3を用いて説明する。この場
合は、初期化信号は信号SR1,SR2を合わせた周期
mf/2の信号になる。時刻T0+mf/2における初
期化信号によって、開始ノード番号決定回路20Aのノ
ード番号記憶手段22a〜22dにはノード番号計算手
段21a〜21dの出力が記憶される。その後、時刻T
1までの間に入力されるパス選択信号によって決定され
る各ノードに到達する最尤パスが直前に通過したノード
に対応するノード番号記憶手段22a〜22dに格納さ
れた値によって、それぞれのノード番号記憶手段22a
〜22dを更新していく。
【0034】この結果、時刻T1において、ノード番号
記憶手段22a〜22dには、時刻T1の各ノードに到
達する最尤パスが、時刻T0+mf/2で通過するノー
ド番号が格納されている。
【0035】時刻T1における初期化信号によって、開
始ノード番号決定回路20Bのノード番号記憶手段32
a〜32dには、ノード番号計算手段31a〜31dに
よって計算される,各ノードに到達する最尤パスが直前
に通過したノードに対応するノード番号をもつ、開始ノ
ード番号決定回路20Aのノード番号記憶手段22a〜
22dの値が格納され、開始ノード番号決定回路20A
のノード番号記憶手段22a〜22dにはノード番号計
算手段21a〜21dの出力が記憶される。
【0036】この後、個々の開始ノード番号決定回路2
0A,20Bはパス選択信号を入力とし、各ノードに到
達する最尤パスが直前に通過したノードに対応するノー
ド番号記憶手段に格納された値によって、ノード番号記
憶手段の内容をそれぞれ独立に更新していく。
【0037】この結果、時刻T1+mf/2において、
ノード番号記憶手段22a〜22dには、時刻T1+m
f/2の各ノードに到達する最尤パスが時刻T1で通過
するノード番号が格納され、ノード番号記憶手段32a
〜32dには、時刻T1+mf/2の各ノードに到達す
る最尤パスが時刻T0+mf/2で通過するノード番号
が格納される。
【0038】以後同様に、時刻T2において、ノード番
号記憶手段22a〜22dには、時刻T2の各ノードに
到達する最尤パスが時刻T1+mf/2で通過するノー
ド番号が格納され、ノード番号記憶手段32a〜32d
には、時刻T2の各ノードに到達する最尤パスが時刻T
1で通過するノード番号が格納される。
【0039】このように、各初期化時刻において、開始
ノード番号決定回路20Bのノード番号記憶手段32a
〜32dの内容が、その時刻に各ノードに到達する最尤
パスが時間mf/2だけ過去に通過したノード番号とな
る。
【0040】トレースバック回路105はこの出力を開
始ノード番号として用いて、順次トレースバックを行
う。開始ノード番号として用いる出力は、予め定めたノ
ード番号に対応するノード番号記憶手段32a〜33d
の出力であってもよいし、最尤パスのパス尤度が最も確
からしいパスに対応するノード番号のものを選択しても
よい。
【0041】この構成によって、トレースバック回路1
05の入力が、開始ノード番号決定回路20Bの出力の
みになる。さらに、初期化信号が1個ですむので、初期
化信号生成のための制御回路の簡略化が可能になり、復
号回路自体の小面積化および省電力化が可能になる。
【0042】また、開始ノード番号決定回路20A,2
0Bが有するノード番号計算手段21a〜21d,31
a〜31dは、対応するノード番号が同一であれば、構
成が同一である。このため、選択手段35a〜35dは
開始ノード番号決定回路20Aの選択手段23a〜23
dと全く同一機能を有する。このため、選択手段23a
〜23dと選択手段35a〜35dとを共用化すること
によって、さらなる回路削減が可能になる。
【0043】具体的には、第2の開始ノード番号決定回
路20Bに選択手段35a〜35dを設けないで、選択
手段34a〜34dの入力として、選択手段35a〜3
5dの出力の代わりに、第1の開始ノード番号決定回路
20Aの選択手段23a〜23dの出力を用いる。この
構成により、開始ノード番号決定回路20A,20B全
体の回路のさらなる簡略化が実現され、ビタビ復号装置
の回路自体の小面積化および省電力化が可能になる。
【0044】(第2の実施形態)図5は本発明の第2の
実施形態に係るビタビ復号装置の構成を示す図である。
図5の構成では、n=3の場合を示している。図5の構
成は、図1と基本的には同様であるが、3個の開始ノー
ド番号決定回路40A,40B,40Cと、それぞれ
(m/3)個のパス選択信号を格納可能な5個の記憶部
としてのメモリ401a〜401eとを備えている点
が、図1と異なる。開始ノード番号決定回路40A,4
0B,40Cによって、開始ノード番号決定部40が構
成される。
【0045】図5に示すビタビ復号装置の動作につい
て、図6を参照して説明する。
【0046】図6に示すように、図5に示すビタビ復号
装置は、時間間隔mf/3を単位として動作する。すな
わち、時刻T0〜T0+mf/3においては、第1のメ
モリ401aに(m/3)個のパス選択信号が格納さ
れ、以後同様に、時刻T0+mf/3〜T0+2mf/
3においては第2のメモリ401bに(m/3)個のパ
ス選択信号が格納され、時刻T0+2mf/3〜T1に
おいては第3のメモリ401cに(m/3)個のパス選
択信号が格納され、時刻T1〜T1+mf/3において
は第4のメモリ401dに(m/3)個のパス選択信号
が格納され、時刻T1+mf/3〜T1+2mf/3に
おいては第5のメモリ401eに(m/3)個のパス選
択信号が格納される。これ以降、5個のメモリ401a
〜401eに巡回的に順次、パス選択信号が(m/3)
個ごとに格納される。
【0047】時刻T0,T1,T2において、第3の開
始ノード番号決定回路40Cが第3の初期化信号SR3
によって初期化され、時刻T0+mf/3,T1+mf
/3において、第1の開始ノード番号決定回路40Aが
第1の初期化信号SR1によって初期化され、時刻T0
+2mf/3,T1+2mf/3において、第2の開始
ノード番号決定回路40Bが第2の初期化信号SR2に
よって初期化される。トレースバック回路105は、第
1〜第3の開始ノード番号決定回路40A〜40Cのの
うち初期化の対象となるものの出力を選択し、その出力
が示す開始ノード番号から、(m/3)個のパス選択信
号のトレースバックを行い、復号信号を出力する。
【0048】具体的には例えば、時刻T0〜T0+mf
/3の期間に第1のメモリ401aに書き込まれたパス
選択信号をトレースバックする場合は、次のように動作
する。このトレースバックのために必要な開始ノード番
号は、ノード番号Aである。開始ノード番号Aを求める
ために、時刻T0+mf/3において、第1の開始ノー
ド番号決定回路40Aを第1の初期化信号SR1によっ
て初期化する。第1の開始ノード番号決定回路40A
は、時刻T0+mf/3〜T1+mf/3の期間、第2
〜第4のメモリ401b〜401dに入力されるm個の
パス選択信号を入力として動作する。そして、時刻T1
+mf/3において、第1のメモリ401aに記憶され
た(m/3)個のパス選択信号における,最尤パスの終
端のノード番号すなわちノード番号Aを出力する。
【0049】トレースバック回路105は、時刻T1+
mf/3〜T1+2mf/3の期間において、第1のメ
モリ401aから読み出された(m/3)個のパス選択
信号と、第1の開始ノード番号決定回路40Aの出力で
ある開始ノード番号Aとを用いて、トレースバックを行
う。
【0050】また、時刻T0+mf/3〜T0+2mf
/3の期間に第2のメモリ401bに書き込まれたパス
選択信号をトレースバックする場合は、次のように動作
する。このトレースバックのために必要な開始ノード番
号は、ノード番号Bである。開始ノード番号Bを求める
ために、時刻T0+2mf/3において、第2の開始ノ
ード番号決定回路40Bを第2の初期化信号SR2によ
って初期化する。第2の開始ノード番号決定回路40B
は、時刻T0+2mf/3〜T1+2mf/3の期間、
第3〜第5のメモリ401c〜401eに入力されるm
個のパス選択信号を入力として動作する。そして、時刻
T1+2mf/3において、第2のメモリ401bに記
憶された(m/3)個のパス選択信号における,最尤パ
スの終端のノード番号すなわちノード番号Bを出力す
る。
【0051】トレースバック回路105は、時刻T1+
2mf/3〜T2の期間において、第2のメモリ401
bから読み出された(m/3)個のパス選択信号と、第
2の開始ノード番号決定回路40Bの出力である開始ノ
ード番号Bとを用いて、トレースバックを行う。
【0052】さらに、時刻T0+2mf/3〜T1の期
間に第3のメモリ401cに書き込まれたパス選択信号
をトレースバックする場合は、次のように動作する。こ
のトレースバックのために必要な開始ノード番号は、ノ
ード番号Cである。開始ノード番号Cを求めるために、
時刻T1において、開始ノード番号決定回路40Cを第
3の初期化信号SR3によって初期化する。第3の開始
ノード番号決定回路40Cは、時刻T1〜T2の期間、
第4,第5および第1のメモリ401d,401e,4
01aに入力されるm個のパス選択信号を入力として動
作する。そして、時刻T2において、第3のメモリ40
1cに記憶されたパス選択信号における,最尤パスの終
端のノード番号すなわちノード番号Cを出力する。
【0053】トレースバック回路105は、時刻T2〜
T2+mf/3の期間において、第3のメモリ401b
から読み出された(m/3)個のパス選択信号と、第3
の開始ノード番号決定回路40Cの出力である開始ノー
ド番号Cとを用いて、トレースバックを行う。
【0054】このような動作を繰り返すことによって、
順次、復号が行われる。
【0055】このように本実施形態によると、ワード数
が(m/3)の記憶領域を有するメモリを5個設けるだ
けで、ビタビ復号を実行することが可能になる。
【0056】また、図5では、3個の開始ノード番号決
定回路40A〜40Cを3個の初期化信号SR1〜SR
3を用いて並列に動作させる構成としたが、第1の実施
形態と同様に、開始ノード番号決定回路40A〜40C
を直列に接続してもよい。これにより、第1の実施形態
で説明したものと同様の効果を得ることができる。
【0057】<記憶容量の削減効果> このように、ビタビ復号の各ステートを、トレースバッ
ク長mの1/nを単位として実行することによって、復
号に要する記憶容量を大幅に削減することができる。こ
れにより、高速動作および低消費電力化が可能になる。
【0058】本発明において、必要な総記憶容量は、シ
ングルポートメモリを用いた場合には、(n+2)×m
/nワードとなり、2ポートメモリを用いた場合は、
(n+1)×m/nワードとなる。
【0059】例えば第1の実施形態では、n=2である
ので、総記憶容量は、1ポートメモリを用いた場合は、
2mワード、2ポートメモリを用いた場合は、3m/2
ワードとなる。また第2の実施形態では、n=3である
ので、総記憶容量は、1ポートメモリを用いた場合は、
5m/3ワード、2ポートメモリを用いた場合は、4m
/3ワードとなる。
【0060】総記憶容量は、nの値を大きくすればする
ほど削減することができる。例えば1ポートメモリを用
いた場合には、n=1のときの3mワードから、nに反
比例して、最小mワードまで削減することができる。し
かしながら、nの値に比例して、開始ノード番号決定回
路の回路規模が増加するため、nの値が大きくなると、
記憶容量の削減効果よりも、開始ノード番号決定回路の
回路規模の増加の影響の方が大きくなっていく。このた
め、記憶容量の削減効果と開始ノード番号決定回路の回
路規模の増加の影響とのトレードオフを考慮して、nの
値を選択するのが好ましい。現実的には、n=2〜3が
適切であると考えられる。
【0061】また、図3の動作タイミングから明らかな
ように、パス選択信号の書き込みおよび読み出しは、同
時に、1個のメモリのみに対して行われる。このため、
図1の構成のように4個のメモリを用いる代わりに、m
個のパス選択信号を格納可能な2個のシングルポートメ
モリを用いて、同様の動作を行わせることが可能であ
る。
【0062】具体的には、各シングルポートメモリを、
ワード数m/2の2個の領域に分割する。そして、一方
のシングルポートメモリの第1の領域を第1のメモリ1
03aと見なすとともに第2の領域を第3のメモリ10
3cと見なし、他方のシングルポートメモリの第1の領
域を第2のメモリ103bと見なすとともに第2の領域
を第4のメモリ103dと見なす。これによって、第1
の実施形態と同様に、復号が可能である。各シングルポ
ートメモリは、アドレスの前半と後半とに分割してもよ
いし、奇数アドレスと偶数アドレスとに分割してもかま
わない。
【0063】すなわち、(n+2)個の記憶部は、
((n+2)×m/n/2)個のパス選択信号を記憶す
ることが可能な容量を持つシングルポートメモリを2個
用いて、構成することが可能である。この構成により、
必要な総記憶容量は変わらないが、メモリの個数を大幅
に削減することができるので、ブロック間配線等を削減
することが可能になり、ビタビ復号装置のLSI化が容
易になる。
【0064】なお、各実施形態では、パス選択信号の書
き込みと開始ノード番号の決定とを同時に実行するビタ
ビ復号の場合について説明したが、これ以外の方式によ
るビタビ復号であっても、本発明は容易に適用可能であ
り、記憶容量の削減の効果が得られる。
【0065】
【発明の効果】以上のように本発明によると、ビタビ復
号の各ステートを、トレースバック長mの1/n(nは
2以上の整数)を単位として実行するので、1回のトレ
ースバックのために格納するパス選択信号の個数が、m
個から(m/n)個に削減される。したがって、その
分、復号に要する記憶容量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るビタビ復号装置
の構成を示す図である。
【図2】開始ノード番号決定回路の内部構成を示す図で
ある。
【図3】図1のビタビ復号装置の動作を示す図である。
【図4】開始ノード番号決定回路を直列に接続した構成
を示す図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係るビタビ復号装置
の構成を示す図である。
【図6】図5のビタビ復号装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
101 ACS回路 102 信号書き込み回路 103a〜103d メモリ(記憶部) 104 信号読み出し回路 105 トレースバック回路 20 開始ノード番号決定部 20A,20B 開始ノード番号決定回路 40 開始ノード番号決定部 40A,40B,40C 開始ノード番号決定回路 401a〜401e メモリ(記憶部) SR1,SR2,SR3 初期化信号
───────────────────────────────────────────────────── 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 G06F 11/10 330 H04L 1/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力された受信符号をパストレース方式
    によって復号するビタビ復号装置であって(トレースバ
    ック長をm(mは正の整数)とする)、 前記受信符号を入力とし、各受信符号に対して、各ノー
    ドに各ビットが対応するパス選択信号を生成出力するA
    CS(Add Compare Select)回路と、 ビット幅が前記パス選択信号のビット数と等しく、ワー
    ド数が(m/n(nは2以上の整数))である記憶領域
    を有し、前記ACS回路から出力されたパス選択信号を
    (m/n)個ずつ記憶する(n+2)個の記憶部と、 前記各記憶部のいずれか1つを順次選択し、選択した記
    憶部に、前記ACS回路から出力されたパス選択信号を
    書き込む信号書き込み回路と、 前記各記憶部のいずれか1つを順次選択し、選択した記
    憶部から、パス選択信号を読み出す信号読み出し回路
    と、 前記ACS回路から出力されたm個のパス選択信号を入
    力し、入力したパス選択信号から、前記各記憶部に書き
    込まれる(m/n)個のパス選択信号毎に、最尤パスの
    終端のノード番号である開始ノード番号を決定する開始
    ノード番号決定部と、 前記信号読み出し回路によって読み出された(m/n)
    個のパス選択信号を入力とし、この(m/n)個のパス
    選択信号に対し、前記開始ノード番号決定部によって決
    定された開始ノード番号からトレースバックを行い、信
    号を復号するトレースバック回路とを備え、当該ビタビ復号装置は、時間間隔mf/n(fはシンボ
    ルレート)の期間を単位として動作し、 前記各記憶部は、それぞれ、(n+2)個の単位期間を
    1周期として、巡回的に、かつ、1単位期間ずつタイミ
    ングがずらされて、動作し、かつ、 第1の単位期間において、前記信号書き込み回路によっ
    て(m/n)個のパス選択信号が書き込まれ、 第2〜第(n+1)の単位期間において、前記開始ノー
    ド番号決定部によって 開始ノード番号が決定され、 第(n+2)の単位期間において、前記信号読み出し回
    路によって(m/n)個のパス選択信号が読み出され、
    前記トレースバック回路によって信号が復号される こと
    を特徴とするビタビ復号装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のビタビ復号装置におい
    て、 前記開始ノード番号決定部は、並列に動作するn個の開
    始ノード番号決定回路を有し、前記各開始ノード番号決
    定回路は、それぞれ、周期がm×f、互いの位相差が
    (m×f/n)であるn個の初期化信号によって、順次
    初期化されるものであり、 前記トレースバック回路は、前記n個の開始ノード番号
    決定回路のうち初期化の対象となるものの出力を、開始
    ノード番号として用いるものであることを特徴とするビ
    タビ復号装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のビタビ復号装置におい
    て、 前記開始ノード番号決定部は、直列に接続され、周期
    (m×f/n)の初期化信号によって初期化されるn個
    の開始ノード番号決定回路を有し、初期化の際に、第1
    段の開始ノード番号決定回路のノード番号記憶手段は、
    そのノード番号計算手段の出力を初期値として記憶し、
    第2段以降の開始ノード番号決定回路のノード番号記憶
    手段は、その直前段の開始ノード番号決定回路のノード
    番号記憶手段のうち、そのノード番号計算手段によって
    決定されたノード番号に対応するノード番号記憶手段の
    出力を選択して、初期値として記憶するものであり、 前記トレースバック回路は、前記n個の開始ノード番号
    決定回路のうち最終段のものの出力を、開始ノード番号
    として用いるものであることを特徴とするビタビ復号装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のビタビ復号装置におい
    て、前記(n+2)個の記憶部は、これらの記憶部の総
    記憶容量の1/2の記憶容 量をそれぞれ有する2個のシングルポートメモリによっ
    て、構成されたものであることを特徴とするビタビ復号
    装置。
  5. 【請求項5】 受信符号をパストレース方式によって復
    号するビタビ復号方法であって(トレースバック長をm
    (mは正の整数)とする)、 m/n(nは2以上の整数)個のパス選択信号を記憶可
    能である記憶部を(n+2)個用い、時間間隔mf/n(fはシンボルレート)の期間を処理
    単位として、 前記各記憶部について、それぞれ、(n+2)個の単位
    期間を1周期として、巡回的に、かつ、1単位期間ずつ
    タイミングをずらして、処理を行い、かつ、 第1の単位期間において、 受信符号から生成されたパス
    選択信号を、m/n個、当該記憶部に書き込み 第2〜第(n+1)の単位期間において、他の 記憶部に
    書き込むm個のパス選択信号から、当該記憶部に書き込
    まれた(m/n)個のパス選択信号における最尤パスの
    終端のノード番号を求め 第(n+2)の単位期間において、 求めたノード番号を
    開始ノード番号として、当該記憶部に書き込まれた(m
    /n)個のパス選択信号に対してトレースバックを行
    い、信号を復号すことを特徴とするビタビ復号方法。
  6. 【請求項6】 受信符号をパストレース方式によって復
    号するビタビ復号装置であって(トレースバック長をm
    (mは正の整数)とする)、 m/n(nは2以上の整数)個のパス選択信号を記憶可
    能である記憶部を(n+2)個備え、時間間隔mf/n(fはシンボルレート)の期間を処理
    単位として、 前記各記憶部について、それぞれ、(n+2)個の単位
    期間を1周期として、巡回的に、かつ、1単位期間ずつ
    タイミングをずらして、処理を行い、かつ、 第1の単位期間において、 受信符号から生成されたパス
    選択信号を、m/n個、当該記憶部に書き込み、第2〜第(n+1)の単位期間において、他の 記憶部に
    書き込むm個のパス選択信号から、当該記憶部に書き込
    まれた(m/n)個のパス選択信号における最尤パスの
    終端のノード番号を求め、第(n+2)の単位期間において、 求めたノード番号を
    開始ノード番号として、当該記憶部に書き込まれた(m
    /n)個のパス選択信号に対してトレースバックを行
    い、信号を復号することを特徴とするビタビ復号装置。
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