JP3381286B2 - Viterbi decoding method and device - Google Patents
Viterbi decoding method and deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は再生搬送波信号の位相の
不確定状態を除去可能なビタビ復号方法およびその装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Viterbi decoding method and apparatus capable of removing a phase indeterminate state of a reproduced carrier signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】電力制限の厳しい通信路での通信システ
ムにおいては、一般的に誤り訂正符号を使用して符号化
利得を得ることにより電力の低減が図られる。このよう
な通信システムにおいては、送信機側で畳み込み符号化
を行い受信機側でビタビ復号を行う事が一般的である
が、特に符号化方式と変調方式を融合したトレリス符号
化変調方式が注目されている。2. Description of the Related Art In a communication system on a communication path with severe power limitation, power is generally reduced by using an error correction code to obtain a coding gain. In such a communication system, it is common to perform convolutional coding on the transmitter side and Viterbi decoding on the receiver side, but especially the trellis coding modulation method that fuses the coding method and the modulation method Has been done.
【0003】このトレリス符号化変調方式は入力デ−タ
を畳み込み符号化すると共に、この畳み込み符号をユ−
クリッド距離が最大になるように変調信号点に割り当て
る方式であり、受信機側ではビタビアルゴリズムを用い
て復号してゆく。具体的なトレリス符号化変調方式とし
て、例えば符号化8PSK方式、符号化16QAM方
式、符号化32QAM方式、および符号化64QAM方
式等がある。This trellis coded modulation system convolutionally codes input data, and also uses this convolutional code as a user code.
This is a method of allocating to modulation signal points so that the maximum Crid distance is maximized, and the receiver side uses the Viterbi algorithm for decoding. Specific trellis coded modulation methods include, for example, the coded 8PSK method, the coded 16QAM method, the coded 32QAM method, and the coded 64QAM method.
【0004】以下、従来のトレリス符号化変調方式によ
るデータの送受信について説明する。ここでは、符号化
16QAM方式を例に説明を行う。送信機側では、受信
機側に伝送するデータについて畳み込み符号化を行い、
さらに畳み込み符号化されたデータに信号割当を行い、
I信号(cos軸信号)およびQ信号(sin軸信号)
として直交変調回路に入力する。Data transmission and reception by the conventional trellis coded modulation method will be described below. Here, description will be made by taking the coded 16QAM system as an example. On the transmitter side, convolutional coding is performed on the data to be transmitted to the receiver side,
Furthermore, signal assignment is performed on the convolutionally encoded data,
I signal (cos axis signal) and Q signal (sin axis signal)
Is input to the quadrature modulation circuit.
【0005】直交変調回路においては、搬送波信号とI
信号、搬送波信号を90°移相した信号とQ信号をそれ
ぞれ乗算し、この乗算結果を加算して、バンドパスフィ
ルター(BPF)により帯域制限して受信機側に送出す
る。In the quadrature modulation circuit, the carrier signal and I
The signal and the carrier signal are phase-shifted by 90 ° and the Q signal are respectively multiplied, the multiplication results are added, and the band is limited by a band pass filter (BPF) and sent to the receiver side.
【0006】受信機側では送信機から送られてきた受信
信号を直交検波し、ディジタル形式のI信号およびQ信
号としてビタビ復号回路に入力する。受信機側における
直交検波は、以下のように行われる。受信機は、直交検
波の結果得られるI信号およびQ信号に基づいて搬送波
信号を再生する。この再生搬送波信号、および再生搬送
波信号を90°移相した信号と受信信号を乗算し、この
乗算結果をそれぞれローパスフィルター(LPF)によ
りフィルタリングし、さらにアナログ/ディジタル(A
/D)変換してディジタル形式のI信号およびQ信号を
再生する。On the receiver side, the received signal sent from the transmitter is subjected to quadrature detection and input to the Viterbi decoding circuit as digital I and Q signals. Quadrature detection on the receiver side is performed as follows. The receiver regenerates the carrier signal based on the I and Q signals obtained as a result of the quadrature detection. This reproduced carrier signal, a signal obtained by phase-shifting the reproduced carrier signal by 90 °, and the received signal are multiplied, and the multiplication results are filtered by a low-pass filter (LPF), respectively, and further analog / digital (A
/ D) convert to reproduce digital I and Q signals.
【0007】ビタビ復号回路においては、このI信号お
よびQ信号に基づいてブランチメトリックを算出し、さ
らに最尤パスを求め、この最尤パスの出力データをパラ
レル/シリアル(P/S)変換して復号データとして出
力する。In the Viterbi decoding circuit, a branch metric is calculated based on the I signal and the Q signal, a maximum likelihood path is further obtained, and output data of the maximum likelihood path is subjected to parallel / serial (P / S) conversion. Output as decrypted data.
【0008】以上述べた受信機側のビタビ復号回路にお
いては、送信機と受信機間の伝送路上で雑音等の影響を
受けて信号が乱された場合でも、最も送信信号系列に近
い系列を探し出してデータを復号することが可能であ
る。しかし、ビタビ復号回路によるデータの復号のため
には、受信信号とそれぞれの信号点とのユ−クリッド距
離の2乗を計算する必要がある。In the Viterbi decoding circuit on the receiver side described above, even if the signal is disturbed by the influence of noise or the like on the transmission line between the transmitter and the receiver, the sequence closest to the transmitted signal sequence is searched for. It is possible to decrypt the data. However, in order to decode the data by the Viterbi decoding circuit, it is necessary to calculate the square of the Euclidean distance between the received signal and each signal point.
【0009】以上述べた受信機においては、正確なデー
タ復号のため送信機から送られる搬送波信号の周波数お
よび位相を正確に再生する必要がある。一般的に搬送波
信号の再生は周波数に関しては正確に行うことが容易で
ある。しかし、位相に関しては正確な再生は難しく、再
生搬送波信号の位相に不確定さが残るのが一般的であ
る。In the receiver described above, it is necessary to accurately reproduce the frequency and phase of the carrier signal sent from the transmitter for accurate data decoding. Generally, it is easy to accurately reproduce the carrier signal in terms of frequency. However, it is difficult to accurately reproduce the phase, and it is general that uncertainty remains in the phase of the reproduced carrier signal.
【0010】搬送波信号の位相が正確に再生されない場
合、受信信号と仮定している信号点とのユ−クリッド距
離の2乗も本来と異なるので、何らかの手段で補正する
必要がある。When the phase of the carrier signal is not accurately reproduced, the square of the Euclidean distance from the signal point which is assumed to be the received signal is also different from the original, and it is necessary to correct it by some means.
【0011】図9は、搬送波位相補正回路71を有する
従来のビタビ復号回路7の構成を示す図である。従来の
ビタビ復号回路7には、上述のような一般的な直交検波
回路が前置され、この直交検波回路から入力されるI信
号およびQ信号についてデータの復号を行う。図9にお
いて、搬送波位相補正回路71は搬送波位相制御回路7
6の位相制御信号(SOi )に基づいて、直交検波回路
から入力されるI信号およびQ信号の位相補正を行う。FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a conventional Viterbi decoding circuit 7 having a carrier wave phase correction circuit 71. The conventional Viterbi decoding circuit 7 is preceded by the general quadrature detection circuit as described above, and performs data decoding on the I signal and the Q signal input from the quadrature detection circuit. In FIG. 9, a carrier phase correction circuit 71 is a carrier phase control circuit 7
Based on the phase control signal (SO i ) of No. 6, the phase correction of the I signal and the Q signal input from the quadrature detection circuit is performed.
【0012】ブランチメトリック発生回路72は、搬送
波位相補正回路71で位相補正されたI信号およびQ信
号に基づいて受信信号と仮定している信号点とのユ−ク
リッド距離の2乗(ブランチメトリック)を算出する。
ACS回路73は、ブランチメトリック発生回路72で
算出されたブランチメトリックから最尤パス(パスメト
リック)を算出し、また、パスメモリ74を制御する。
パスメモリ74は、ACS回路73の制御により、最尤
パスを所定段数分だけ記憶する。The branch metric generation circuit 72 is the square of the Euclidean distance (branch metric) from the signal point which is assumed to be the received signal based on the I signal and the Q signal whose phase is corrected by the carrier phase correction circuit 71. To calculate.
The ACS circuit 73 calculates the maximum likelihood path (path metric) from the branch metric calculated by the branch metric generation circuit 72, and controls the path memory 74.
The path memory 74 stores the maximum likelihood path for a predetermined number of stages under the control of the ACS circuit 73.
【0013】P/S(パラレル/シリアル)変換回路7
5は、パスメモリ74の出力であるパラレル形式の復号
結果をシリアル形式のデータに変換して復号データとし
て出力する。搬送波位相制御回路76は、ACS回路7
3で算出された正規化された最小ステートメトリックの
累加算値に基づいて搬送波位相補正回路71の制御を行
う。P / S (parallel / serial) conversion circuit 7
Reference numeral 5 converts the parallel format decoding result output from the path memory 74 into serial format data and outputs the data as decoded data. The carrier wave phase control circuit 76 includes the ACS circuit 7
The carrier phase correction circuit 71 is controlled based on the cumulative addition value of the normalized minimum state metric calculated in 3.
【0014】図10は、従来の第一の搬送波位相補正回
路71の構成を示す図である。極性反転回路(INV)
711a、711bは、入力されるI信号およびQ信号
の極性を反転する。多重回路712a、712bは、そ
れぞれ搬送波位相制御回路76の位相制御信号SO01、
SO02の制御に従って、それぞれ入力される非反転I信
号と反転I信号のうちの一つを選択して出力し、非反転
Q信号と反転Q信号のうちの一つを選択して出力する。FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a conventional first carrier phase correction circuit 71. Polarity inversion circuit (INV)
711a and 711b invert the polarities of the input I signal and Q signal. The multiplexing circuits 712a and 712b are configured to control the phase control signal SO 01 of the carrier wave phase control circuit 76,
According to the control of SO 02, one of the non-inverted I signal and the inverted I signal which are respectively input is selected and output, and one of the non-inverted Q signal and the inverted Q signal is selected and output.
【0015】このように搬送波位相補正回路71を構成
することにより、搬送波位相補正回路71の出力は、非
反転I信号と非反転Q信号、反転I信号と非反転Q信
号、非反転I信号と反転I信号、および反転I信号と反
転I信号のいずれかとなる。この4組の組み合わせによ
り、符号化16QAM方式において生じる位相不確定状
態が生じる搬送波信号と再生搬送波信号の位相差0°、
90°、180°、および270°の位相状態に対応す
る。By configuring the carrier wave phase correction circuit 71 in this way, the output of the carrier wave phase correction circuit 71 is a non-inverted I signal and a non-inverted Q signal, an inverted I signal and a non-inverted Q signal, and a non-inverted I signal. It is the inverted I signal or one of the inverted I signal and the inverted I signal. With the combination of these four sets, the phase difference between the carrier signal and the reproduced carrier signal that causes the phase indeterminate state in the encoded 16QAM system is 0 °,
Corresponds to 90 °, 180 °, and 270 ° phase states.
【0016】図13は、16QAMの信号を示す図であ
る。つまり従来の第一の搬送波位相補正回路71は、図
13(A)に示す16QAM信号が、例えば(B)に示
す再生搬送波信号の位相が送信機の搬送波信号の位相と
90゜異なった場合、(C)に示すように180゜異な
った場合、(D)に示すように270゜異なった場合と
では、それぞれ図示したように本来のI信号およびQ信
号と異なった信号として復号されることになる。FIG. 13 is a diagram showing a 16QAM signal. That is, when the 16QAM signal shown in FIG. 13A is different from the phase of the carrier signal of the transmitter by 90 ° in the 16QAM signal shown in FIG. In the case of 180 ° difference as shown in (C) and the case of 270 ° difference as shown in (D), they are decoded as signals different from the original I signal and Q signal as shown in the figure. Become.
【0017】しかし、本来のI信号およびQ信号を得る
ための位相補正は、I軸およびQ軸を単にその極性ある
いは組み合わせを変更するだけで実現できる。従来の第
一の搬送波位相補正回路71は、このような原理による
ものである。However, the phase correction for obtaining the original I and Q signals can be realized by simply changing the polarities or combinations of the I and Q axes. The conventional first carrier wave phase correction circuit 71 is based on such a principle.
【0018】また、上記の他に従来から以下に述べるよ
うな搬送波位相補正回路も知られている。図11は、従
来の第二の搬送波位相補正回路81の構成を示す図であ
る。従来の第二の搬送波位相補正回路81は、従来の第
一の搬送波位相補正回路71を用いることによっては不
可能であった、例えば符号化8PSK方式に対応した4
5°、135°、225°、および315°の位相補正
が可能なように構成されたものである。従来の第二の搬
送波位相補正回路81は、従来のビタビ復号回路7にお
いて従来の第一の搬送波位相補正回路71に置き換えら
れて使用される。In addition to the above, a carrier phase correction circuit as described below has been conventionally known. FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a conventional second carrier phase correction circuit 81. The conventional second carrier wave phase correction circuit 81 is not possible by using the conventional first carrier wave phase correction circuit 71, for example, 4 corresponding to the coded 8PSK system.
It is configured to be capable of phase correction of 5 °, 135 °, 225 °, and 315 °. The conventional second carrier phase correction circuit 81 is used by replacing it with the conventional first carrier phase correction circuit 71 in the conventional Viterbi decoding circuit 7.
【0019】図11において、45°補正回路710
は、入力されるI信号およびQ信号をそれぞれ45°移
相する。多重回路713a、713bは、搬送波位相制
御回路76から入力される45°補正制御信号(S
O13)により制御され、45°移相されたI信号および
Q信号と移相されていないI信号およびQ信号のいずれ
かを選択して出力する。搬送波位相補正回路71は、上
述した従来の第一の搬送波位相補正回路71と同じ構成
であり、同様に位相補正を行う。In FIG. 11, a 45 ° correction circuit 710 is provided.
Shifts the input I and Q signals by 45 °. The multiplexing circuits 713a and 713b receive the 45 ° correction control signal (S) input from the carrier wave phase control circuit 76.
Controlled by O 13 ), the I signal and the Q signal which are phase-shifted by 45 ° and the I signal and the Q signal which are not phase-shifted are selected and output. The carrier wave phase correction circuit 71 has the same configuration as the above-described first conventional carrier wave phase correction circuit 71, and similarly performs the phase correction.
【0020】つまり、従来の第二の搬送波位相補正回路
81においては、45゜単位の位相補正を行うか否かを
多重回路713a、713bにより選択し、さらに従来
の第一の搬送波位相補正回路71と同様の位相補正を行
うことにより、45°、90°、135°、180°、
225°、270°、および315°の8つの位相状態
に対応した補正を行っている。That is, in the second conventional carrier wave phase correction circuit 81, it is selected by the multiplexing circuits 713a and 713b whether or not to perform the phase correction in 45 ° units, and the conventional first carrier wave phase correction circuit 71 is further selected. By performing the same phase correction as above, 45 °, 90 °, 135 °, 180 °,
Corrections corresponding to eight phase states of 225 °, 270 °, and 315 ° are performed.
【0021】図12は、45°補正回路710の構成を
示す図である。45°補正回路710は、加算回路71
10、減算回路7111、および乗算回路7112a、
7112bから構成される。45°補正回路710に入
力されたI信号およびQ信号は加算回路7110で和が
計算され、また減算回路7111で差が計算され、それ
ぞれの計算結果は極性反転回路7112a、7112b
で(1/√2)倍されて出力される。I信号およびQ信
号は互いに90°の位相差を有するため、上記処理によ
り45°の移相が可能である。FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the 45 ° correction circuit 710. The 45 ° correction circuit 710 includes the addition circuit 71.
10, a subtraction circuit 7111, and a multiplication circuit 7112a,
7112b. The addition circuit 7110 calculates the sum of the I signal and the Q signal input to the 45 ° correction circuit 710, and the subtraction circuit 7111 calculates the difference. The respective calculation results are the polarity inversion circuits 7112a and 7112b.
Is multiplied by (1 / √2) and output. Since the I signal and the Q signal have a phase difference of 90 ° with each other, a phase shift of 45 ° is possible by the above processing.
【0022】[0022]
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の第一の搬
送波位相補正回路によれば、例えば符号化16QAM方
式による信号のように90°ごとに位相不確定の状態が
生じる信号について再生搬送波信号の位相補正が可能で
ある。しかし、従来の第一の搬送波位相補正回路ような
装置によった場合、QAM符号化方式のように再生搬送
波信号の位相不確定が4状態までの符号化方式には対応
できるが、例えば8PSKのように再生搬送波信号の位
相不確定状態が8状態であるような符号化方式に対して
は対応できなかった。According to the first conventional carrier wave phase correction circuit described above, a reproduced carrier wave signal is generated for a signal in which a phase indeterminate state occurs every 90 °, such as a signal by the coded 16QAM system. It is possible to correct the phase. However, in the case of using the first conventional carrier wave phase correction circuit, although it is possible to cope with a coding method in which the phase indeterminacy of the reproduced carrier wave signal is up to four states like the QAM coding method, for example, 8PSK As described above, it is not possible to cope with an encoding method in which the phase indeterminate state of the reproduced carrier signal is eight states.
【0023】再生搬送波信号の位相不確定が8状態であ
るような符号化8PSK方式等については、再生搬送波
信号の位相補正のためには従来の第二の搬送波位相補正
回路のような装置構成をとる必要がある。従来、位相不
確定が4状態以上の符号化方式に対応するためには、加
算回路、減算回路、および乗算回路等を有する、回路構
成が複雑で回路規模の大きな位相補正回路が必要であっ
た。For a coded 8PSK system in which the phase indeterminacy of the reproduced carrier signal is in eight states, a device configuration such as a conventional second carrier phase correction circuit is used to correct the phase of the reproduced carrier signal. Need to take. Conventionally, a phase correction circuit having a complicated circuit configuration and a large circuit scale, which has an addition circuit, a subtraction circuit, a multiplication circuit, and the like, has been required to cope with an encoding method in which the phase indeterminacy is four states or more. .
【0024】本発明は以上述べた従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、回路構成が複雑でなく、また
回路規模が小さいにもかかわらず、4状態以上の位相不
確定状態を有する符号化変調方式にも対応可能なビタビ
復号方法およびその装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has a phase uncertain state of four states or more, although the circuit configuration is not complicated and the circuit scale is small. It is an object of the present invention to provide a Viterbi decoding method and an apparatus therefor capable of coping with a coded modulation method.
【0025】[0025]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のビタビ復号方法およびその装置は、トレリス
符号化変調により符号化変調された受信信号について、
符号化変調方式に基づいて受信信号についてそれぞれブ
ランチメトリックを算出し、前記ブランチメトリックに
基づいて最尤パスを算出し、正規化された最小のステー
トメトリックを所定数累加算して累加算値を算出し、前
記累加算値に基づいて前記各ブランチメトリックと前記
受信信号の信号点との対応付けを行う。In order to achieve the above object, a Viterbi decoding method and apparatus according to the present invention provide a received signal coded and modulated by trellis coded modulation,
A branch metric is calculated for each of the received signals based on the coded modulation system, a maximum likelihood path is calculated based on the branch metric, and a predetermined minimum number of state metrics are cumulatively added to calculate a cumulative addition value. Then, each branch metric is associated with the signal point of the received signal based on the cumulative addition value.
【0026】また、前記対応付けは、前記各ブランチメ
トリックの入替えによって行われることを特徴とする。Further, the association is performed by replacing the branch metrics.
【0027】また、前記対応付けは、前記累加算値が所
定の規準値以上であることを条件に行われることを特徴
とする請求項1または請求項2に記載のビタビ復号方
法。The Viterbi decoding method according to claim 1 or 2, wherein the associating is performed on condition that the cumulative addition value is equal to or larger than a predetermined reference value.
【0028】また、前記対応付けは、前記累加算値が前
記規準値以下になるまで行われることを特徴とする。The association is performed until the cumulative addition value becomes equal to or less than the reference value.
【0029】また、トレリス符号化変調により符号化変
調された受信信号について、符号化変調方式に基づいて
受信信号についてそれぞれブランチメトリックを算出す
るブランチメトリック算出手段と、前記ブランチメトリ
ックに基づいて最尤パスを算出し、正規化された最小の
ステートメトリックを所定数累加算して累加算値を算出
する累加算手段と、前記累加算値に基づいて前記各ブラ
ンチメトリックを入れ替えるブランチメトリック入替え
手段とを有する。Further, with respect to the received signal coded and modulated by the trellis coded modulation, branch metric calculating means for calculating a branch metric of the received signal based on the coded modulation method, and a maximum likelihood path based on the branch metric. And cumulative addition means for calculating a cumulative addition value by cumulatively adding a predetermined number of normalized minimum state metrics, and branch metric replacement means for replacing each branch metric based on the cumulative addition value. .
【0030】また、前記ブランチメトリック入替え手段
はバレルシフタを有し、このバレルシフタにより前記ブ
ランチメトリックの入替えを前記1組のブランチメトリ
ックの順番をシフトすることにより行うことを特徴とす
る。Further, the branch metric replacement means has a barrel shifter, and the branch metric replacement is performed by shifting the order of the one set of branch metrics by the barrel shifter.
【0031】また、前記ブランチメトリック入替え手段
はセレクタを有し、このセレクタにより前記ブランチメ
トリックの入替えを前記1組のブランチメトリックの順
番をシフトすることにより行うことを特徴とする。Further, the branch metric replacement means has a selector, and the branch metric replacement is performed by shifting the order of the one set of branch metrics by the selector.
【0032】また、前記入れ替えは、前記累加算値が所
定の規準値以上であることを条件に行われることを特徴
とする。Further, the replacement is performed on condition that the cumulative addition value is equal to or more than a predetermined reference value.
【0033】また、前記入れ替えは、前記累加算値が前
記規準値以下になるまで行われることを特徴とする。The replacement is performed until the cumulative addition value becomes equal to or less than the reference value.
【0034】[0034]
【作用】再生搬送波信号が送信機の搬送波信号を位相的
に正確に再生されているか否かにかかわらず、受信信号
と変調信号点とのユ−クリッド距離の2乗を仮のブラン
チメトリックとして発生し、この仮のブランチメトリッ
クに基づいて再生搬送波信号と送信機の搬送波信号の位
相的な同期がとれているか否かを識別する。さらに仮の
ブランチメトリックを入れ換えることにより仮のブラン
チメトリックがそれぞれ本来のどの信号点に対応するも
のかを決定することにより、再生搬送波信号が位相的に
正確に再生された場合と同じ、本来のブランチメトリッ
クを得る。Operation: The square of the Euclidean distance between the received signal and the modulation signal point is generated as a temporary branch metric regardless of whether the reproduced carrier signal is phase-correctly reproduced from the carrier signal of the transmitter. Then, based on this temporary branch metric, it is discriminated whether or not the reproduced carrier signal and the carrier signal of the transmitter are in phase synchronization. Furthermore, by replacing the provisional branch metrics by deciding which original signal point each provisional branch metric corresponds to, the same original branch as when the reproduced carrier signal was reproduced exactly in phase. Get the metric.
【0035】[0035]
【実施例】以下、本発明のビタビ復号方法およびその装
置の実施例について説明する。本発明のビタビ復号方法
およびその装置が実現される送信機5および受信機1の
構成について説明する。図1は、トレリス符号化変調方
式でデータの伝送を行う一般的な送信機5の構成を示す
図である。図2は、本発明のビタビ復号方法およびその
装置が適用される受信機1の構成を示す図である。図3
は、受信機1のビタビ復号回路20の構成を示す図であ
る。Embodiments of the Viterbi decoding method and apparatus according to the present invention will be described below. The configurations of the transmitter 5 and the receiver 1 that implement the Viterbi decoding method and apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a general transmitter 5 that transmits data by a trellis coded modulation method. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a receiver 1 to which the Viterbi decoding method and apparatus of the present invention are applied. Figure 3
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a Viterbi decoding circuit 20 of the receiver 1.
【0036】図1において、畳み込み符号器51は、外
部から設定された符号化変調方式に対応したレートで伝
送の対象となるデータ入力について並列畳み込み符号化
を行い、信号割当回路52に入力する。以下、畳み込み
符号器51における畳み込み符号化、および信号割当回
路52における信号割当を8PSKを例にして説明す
る。図4は、8PSKの信号間のユークリッド距離を示
す図である。図4に示すように、
ユークリッド距離Δ0 =Δ2 sin(π/8)≒0.3
827Δ2
ユークリッド距離Δ1 =Δ2 /√2 ≒0.7
071Δ2
ユークリッド距離Δ0 =Δ2 cos(π/8)≒0.9
239Δ2
という関係になる。In FIG. 1, a convolutional encoder 51 performs parallel convolutional encoding on a data input to be transmitted at a rate corresponding to a coded modulation method set from the outside, and inputs it to a signal allocation circuit 52. Hereinafter, convolutional coding in the convolutional encoder 51 and signal allocation in the signal allocation circuit 52 will be described by taking 8PSK as an example. FIG. 4 is a diagram showing the Euclidean distance between 8PSK signals. As shown in FIG. 4, the Euclidean distance Δ 0 = Δ 2 sin (π / 8) ≈0.3
827 Δ 2 Euclidean distance Δ 1 = Δ 2 / √2 ≈0.7
071 Δ 2 Euclidean distance Δ 0 = Δ 2 cos (π / 8) ≈0.9
The relationship is 239Δ 2 .
【0037】図5は、拘束長3、レジスタ数νが2の場
合の畳み込み符号器51のトレリス表現の例を示す図で
ある。畳み込み符号器51は、2ビットの入力信号(x
1 ,x0 )に対して3ビットの出力信号(y2 ,y1 ,
y0 )を出力する。この出力信号(y2 ,y1 ,y0 )
を図5の各信号S0 〜S7 に対応させる。図5におい
て、レジスタ状態(0,0,0)から3番目のタイムス
ロットで再び(0,0,0)に再合流するパス(0−0
−0)、およびパス(6−7−6)の2つのパスについ
て信号間距離を求める。ここで、パス(6−7−6)の
ユークリッド距離は、図5を参照して、第一のブランチ
では一方の信号点はS0 であり、他方の信号点はS6 で
あるからこのユークリッド距離はΔ1 となる。FIG. 5 is a diagram showing an example of the trellis representation of the convolutional encoder 51 when the constraint length is 3 and the number of registers ν is 2. The convolutional encoder 51 has a 2-bit input signal (x
1, x 0) 3-bit output signal to the (y 2, y 1,
y 0 ) is output. This output signal (y 2 , y 1 , y 0 )
Correspond to the signals S 0 to S 7 in FIG. In FIG. 5, the path (0-0) that rejoins from the register state (0,0,0) to (0,0,0) in the third time slot.
The inter-signal distance is obtained for two paths of (−0) and path (6-7-6). Here, as for the Euclidean distance of the path (6-7-6), referring to FIG. 5, one signal point is S 0 and the other signal point is S 6 in the first branch. The distance is Δ 1 .
【0038】同様に第二のブランチのユークリッド距離
はΔ0 、第二のブランチのユークリッド距離はΔ1 とな
る。よって、パス(6−7−6)のユークリッド距離の
2乗は、
d0 2 =Δ2 (6−√2)/2
となる。Similarly, the Euclidean distance of the second branch is Δ 0 , and the Euclidean distance of the second branch is Δ 1 . Therefore, the square of the Euclidean distance of the path (6-7-6) is d 0 2 = Δ 2 (6−√2) / 2.
【0039】このパス(6−7−6)の他に、レジスタ
状態(0,0,0)から3タイムスロット後にレジスタ
状態(0,0,0)に至るパスはパス(0−0−0)、
パス(6−5−2)、パス(4−1−2)、およびパス
(4−3−6)があるが、これらのパスのユークリッド
距離の2乗はいずれもd0 2 より大きくなる。このよう
にして得られる最小ユークリッド距離の2乗の最小値が
最大になるように図4の各信号点に割り当てて符号化を
行う。In addition to this path (6-7-6), the path from the register state (0,0,0) to the register state (0,0,0) after 3 time slots is the path (0-0-0). ),
There are a path (6-5-2), a path (4-1-2), and a path (4-3-6), and the square of the Euclidean distance of each of these paths is larger than d 0 2 . Coding is performed by allocating to each signal point in FIG. 4 so that the minimum value of the square of the minimum Euclidean distance obtained in this way becomes maximum.
【0040】信号割当回路52は、畳み込み符号器51
の並列畳み込み符号出力について信号割当を行い、I信
号およびQ信号としてPSK変調回路6に入力する。局
部発振回路64は、搬送波信号を生成し、ハイブリッド
回路65およびミキサ61aに入力する。ハイブリッド
回路65は、局部発振回路64で発生された搬送波信号
の位相を90°遅らせ、ミキサ61bに入力する。The signal allocation circuit 52 is a convolutional encoder 51.
A signal is assigned to the parallel convolutional code output of and is input to the PSK modulation circuit 6 as an I signal and a Q signal. The local oscillator circuit 64 generates a carrier signal and inputs it to the hybrid circuit 65 and the mixer 61a. The hybrid circuit 65 delays the phase of the carrier signal generated by the local oscillation circuit 64 by 90 ° and inputs it to the mixer 61b.
【0041】ミキサ61a、61bがそれぞれI信号と
搬送波信号の乗算、および、Q信号とハイブリッド回路
65で90°遅延移相された搬送波信号の乗算を行う。
加算回路62は、ミキサ61a、61bの出力信号を加
算してBPF63に入力する。BPF63は、加算回路
62の出力信号の所定の周波数成分をフィルタリングし
て被変調出力信号とする。The mixers 61a and 61b perform multiplication of the I signal and the carrier signal, and multiplication of the Q signal and the carrier signal delayed in phase by 90 ° in the hybrid circuit 65.
The adder circuit 62 adds the output signals of the mixers 61a and 61b and inputs them to the BPF 63. The BPF 63 filters a predetermined frequency component of the output signal of the adder circuit 62 to obtain a modulated output signal.
【0042】以下、図2を参照して受信機1の構成を説
明する。受信機1は、QAM復調回路10とビタビ復調
回路20から構成されている。The configuration of the receiver 1 will be described below with reference to FIG. The receiver 1 is composed of a QAM demodulation circuit 10 and a Viterbi demodulation circuit 20.
【0043】QAM復調回路10において、搬送波再生
回路15は、A/D変換回路13a、13bの出力信号
に基づいて搬送波信号の再生を行い、ミキサ11aおよ
びハイブリッド回路14に入力する。ハイブリッド回路
14は、搬送波再生回路15で再生された搬送波信号を
90°移相してミキサ11bに入力する。In the QAM demodulation circuit 10, the carrier wave reproduction circuit 15 reproduces the carrier wave signal based on the output signals of the A / D conversion circuits 13a and 13b, and inputs it to the mixer 11a and the hybrid circuit 14. The hybrid circuit 14 phase-shifts the carrier signal reproduced by the carrier reproducing circuit 15 by 90 ° and inputs the carrier signal to the mixer 11b.
【0044】ミキサ11a、11bはそれぞれ搬送波再
生回路15で再生された搬送波信号と送信機5の被変調
出力信号の乗算を行ってLPF12aに入力し、ハイブ
リッド回路14で90°移相された再生搬送波信号と送
信機5の被変調出力信号の乗算を行って基底帯域に変換
し、LPF12bに入力する。Each of the mixers 11a and 11b multiplies the carrier signal regenerated by the carrier regenerating circuit 15 by the modulated output signal of the transmitter 5 and inputs the result into the LPF 12a, and the regenerated carrier shifted by 90 ° in the hybrid circuit 14. The signal and the modulated output signal of the transmitter 5 are multiplied to be converted into a base band, and the result is input to the LPF 12b.
【0045】LPF12a、12bは、それぞれミキサ
11a、11bの出力信号の所定の高域遮断周波数以下
の周波数成分をフィルタリングし、A/D変換回路13
a、13bに入力する。A/D変換回路13a、13b
は、それぞれLPF12a、12bの出力信号をアナロ
グ/ディジタル(A/D)変換して、ディジタル形式の
I信号、Q信号としてビタビ復調回路20に入力する。The LPFs 12a and 12b filter the frequency components below a predetermined high cutoff frequency of the output signals of the mixers 11a and 11b, respectively, and the A / D conversion circuit 13
a and 13b. A / D conversion circuits 13a and 13b
Respectively perform analog / digital (A / D) conversion on the output signals of the LPFs 12a and 12b, and input them to the Viterbi demodulation circuit 20 as digital I and Q signals.
【0046】以下、図3を参照してビタビ復調回路20
の構成を説明する。ブランチメトリック発生回路21
は、QAM復調回路10から入力されるI信号およびQ
信号に基づいてそのユークリッド距離の2乗(ブランチ
メトリック)を算出する。The Viterbi demodulation circuit 20 will be described below with reference to FIG.
The configuration of will be described. Branch metric generation circuit 21
Is the I signal and Q input from the QAM demodulation circuit 10.
The square of the Euclidean distance (branch metric) is calculated based on the signal.
【0047】ブランチメトリック補正回路22は、図6
(A)に示すようなバレルシフタ220から構成されて
おり、搬送波位相制御回路26からの制御信号に基づい
て入力データ(I1k)と出力データ(O2k)(k=
1〜xx)との接続関係を変更し、再生搬送波の位相補
償を等価的に行う。The branch metric correction circuit 22 is shown in FIG.
It is composed of a barrel shifter 220 as shown in (A), and based on a control signal from the carrier phase control circuit 26, input data (I1k) and output data (O2k) (k =
1 to xx) and the phase compensation of the reproduced carrier is equivalently performed.
【0048】図6(B)において、ここでI101〜I
1XXはブランチメトリック発生回路21からのブラン
チメトリック入力を示す。バレルシフタ220は、搬送
波位相制御回路26からの制御により、図中に示すよう
に、指定されたシフト量を入力されるブランチメトリッ
ク(I101〜I1XX)に与え出力データ(O201
〜O2xx)として出力する。In FIG. 6B, here, I101 to I
1XX indicates a branch metric input from the branch metric generation circuit 21. Under the control of the carrier wave phase control circuit 26, the barrel shifter 220 gives a specified shift amount to the input branch metrics (I101 to I1XX) and outputs the output data (O201).
~ O2xx).
【0049】図6(B)は、シフト量1の場合について
示してある。バレルシフタ220に与えられた制御信号
により入力データを1ビットシフトしたとすると、補正
されたブランチメトリックとして出力データO201は
入力データI102を、出力データO202は入力デー
タI103を出力する。このような関係は図示を省略し
た入出力データ間にも成立する。また、異なるシフト量
に対しても、同様にシフト量に対応したシフトを入力デ
ータに与えて与えて出力する。FIG. 6B shows the case where the shift amount is 1. Assuming that the input data is shifted by 1 bit by the control signal given to the barrel shifter 220, the output data O201 outputs the input data I102 and the output data O202 outputs the input data I103 as the corrected branch metrics. Such a relationship also holds between input and output data (not shown). Also, for different shift amounts, similarly, a shift corresponding to the shift amount is given to the input data and given to be output.
【0050】このように受信信号と各信号点とのユ−ク
リッド距離の2乗である1組のブランチメトリックがど
の位相状態の信号点に対するのものであるかに応じて順
次シフトしてゆくことにより再生搬送波信号の位相を補
正する。なお、バレルシフタ220の代わりにマルチプ
レクサのような回路を使用してもよい。In this way, the set of branch metrics, which is the square of the Euclidean distance between the received signal and each signal point, is sequentially shifted according to the phase state of the signal point. The phase of the reproduced carrier signal is corrected by. A circuit such as a multiplexer may be used instead of the barrel shifter 220.
【0051】ACS回路23は、入力されたブランチメ
トリックに基づいて最尤パス計算を行い、最も尤度の高
いブランチを算出してパスメモリ24を制御し、このブ
ランチメトリックと既に記憶されているステートメトリ
ックを加算し、この加算値から前記ステートメトリック
の最小値を減算して正規化し、この値を新たなステート
メトリックとして記憶する。The ACS circuit 23 calculates the maximum likelihood path based on the input branch metric, calculates the branch with the highest likelihood, controls the path memory 24, and stores this branch metric and the state already stored. A metric is added, the minimum value of the state metric is subtracted from the added value and normalized, and this value is stored as a new state metric.
【0052】パスメモリ24は、ACS回路23からの
制御に基づいて選択されたパスを所定段数分記憶する。
P/S変換回路25は、パスメモリ24出力のパラレル
形式の最尤パス出力データをパラレル/シリアル変換し
て直列データの形式で出力する。搬送波位相制御回路2
6は、ACS回路23から出力される正規化された最小
のステートメトリックに基づいて再生搬送波信号の位相
が送信機の搬送波信号と位相的にずれていることを識別
し、ブランチメトリック補正回路22を制御して移相補
償を行わせる。The path memory 24 stores the paths selected under the control of the ACS circuit 23 for a predetermined number of stages.
The P / S conversion circuit 25 performs parallel / serial conversion on the maximum likelihood path output data in parallel format output from the path memory 24 and outputs the data in serial data format. Carrier wave phase control circuit 2
6 identifies that the phase of the reproduced carrier signal is out of phase with the carrier signal of the transmitter on the basis of the normalized minimum state metric output from the ACS circuit 23. Control to perform phase shift compensation.
【0053】以下、送信機5および受信機1の動作を説
明する。送信機5は、例えば符号化8PSK方式に対応
したレートでデータ入力について畳み込み符号器51で
畳み込み符号化を行い、この畳み込み符号化されたデー
タについて信号割当回路52でその信号間の最小ユーク
リッド距離が最大になるように設定された符号化変調方
式に対応した信号割当を行い、I信号およびQ信号とし
てPSK変調回路6に入力する。The operation of the transmitter 5 and the receiver 1 will be described below. The transmitter 5 performs convolutional coding on the data input by the convolutional encoder 51 at a rate corresponding to the coded 8PSK method, and the signal allocation circuit 52 determines the minimum Euclidean distance between the signals on the convolutional coded data. Signal allocation corresponding to the coded modulation scheme set so as to be maximum is performed and input to the PSK modulation circuit 6 as an I signal and a Q signal.
【0054】さらに、PSK変調回路6は信号割当回路
52から入力されるI信号およびQ信号を変調して受信
機1に送出する。PSK変調回路6において、局部発振
回路64は、搬送波信号を生成する。この搬送波信号は
そのままミキサ61aおよびハイブリッド回路65に入
力される。Further, the PSK modulation circuit 6 modulates the I signal and the Q signal input from the signal allocation circuit 52 and sends them to the receiver 1. In the PSK modulation circuit 6, the local oscillator circuit 64 generates a carrier signal. This carrier signal is directly input to the mixer 61a and the hybrid circuit 65.
【0055】ハイブリッド回路65に入力された搬送波
信号は90°移相され、ミキサ61bに入力される。ミ
キサ61a、61bは、それぞれ移相の異なる搬送波信
号と信号割当回路52から出力されるI信号およびQ信
号を乗算する。この2つの乗算結果は加算回路55で加
算され、BPF63でのフィルタリングにより帯域制限
され、受信機1に送出される。The carrier signal input to the hybrid circuit 65 is phase-shifted by 90 ° and input to the mixer 61b. The mixers 61a and 61b multiply the carrier signals having different phase shifts by the I signal and the Q signal output from the signal allocation circuit 52, respectively. The two multiplication results are added by the adding circuit 55, band-limited by the filtering in the BPF 63, and sent to the receiver 1.
【0056】送信機5からの信号を受けた受信機1は、
ミキサ11a、11bにより、搬送波再生回路11で再
生された搬送波信号、およびこの搬送波信号をハイブリ
ッド回路14で90°移相した信号とそれぞれ乗算す
る。この乗算結果はそれぞれLPF12a、12bによ
りフィルタリングされ、さらに、A/D変換回路13
a、13bによりA/D変換される。このA/D変換回
路13a、13bの出力信号はそれぞれI信号、および
Q信号としてビタビ復調回路20に入力される。The receiver 1, which receives the signal from the transmitter 5,
The mixers 11a and 11b multiply the carrier wave signal reproduced by the carrier wave reproducing circuit 11 and the signal obtained by phase-shifting the carrier wave signal by 90 degrees in the hybrid circuit 14, respectively. The multiplication results are filtered by the LPFs 12a and 12b, respectively, and further, the A / D conversion circuit 13
A / D conversion is performed by a and 13b. The output signals of the A / D conversion circuits 13a and 13b are input to the Viterbi demodulation circuit 20 as an I signal and a Q signal, respectively.
【0057】以下、ビタビ復調回路20の動作について
説明する。まず、前提として再生搬送波信号と送信機5
の搬送波信号に位相差があり、かつ、位相補正をしない
場合、復号データにどのような影響が出るか、また、そ
の際のブランチメトリックの性質を説明する。図7は、
ビタビ復調回路20動作を説明するために、受信機1の
再生搬送波信号と送信機5の搬送波信号の位相差が0゜
である場合と45゜である場合の8PSK信号を示した
図である。The operation of the Viterbi demodulation circuit 20 will be described below. First, as a premise, the reproduced carrier signal and the transmitter 5
Described below is how the decoded data will be affected if the carrier signal has a phase difference and no phase correction is performed, and the nature of the branch metric at that time. Figure 7
FIG. 6 is a diagram showing an 8PSK signal when the phase difference between the reproduced carrier signal of the receiver 1 and the carrier signal of the transmitter 5 is 0 ° and 45 ° in order to explain the operation of the Viterbi demodulation circuit 20.
【0058】受信機1の再生搬送波信号と送信機5の搬
送波信号の位相差が0゜である場合、つまり再生搬送波
信号が位相的に正確に再生されている場合、各信号点S
0 〜S7 は受信機1と送信機5で一致する。このため、
正しい復号データを得ることができる。When the phase difference between the reproduced carrier signal of the receiver 1 and the carrier signal of the transmitter 5 is 0 °, that is, when the reproduced carrier signal is accurately reproduced in phase, each signal point S
0 to S 7 match between the receiver 1 and the transmitter 5. For this reason,
Correct decoded data can be obtained.
【0059】一方、図7(A)と(B)を比較してわか
るように、再生搬送波信号と送信機5の搬送波信号に4
5゜の位相差がある場合、送信機5がS0 を送信しても
受信機1ではS7 を復号データとして出力することとな
る。このように両者に位相差がある場合、受信機1が受
信信号と信号点S7 の間のブランチメトリックとして計
算している値は、実際には信号点S0 との間のブランチ
メトリックである。On the other hand, as can be seen by comparing FIGS. 7 (A) and 7 (B), the reproduced carrier signal and the carrier signal of the transmitter 5 have 4
When there is a phase difference of 5 °, even if the transmitter 5 transmits S 0 , the receiver 1 outputs S 7 as decoded data. When there is a phase difference between them, the value calculated as the branch metric between the received signal and the signal point S 7 by the receiver 1 is actually the branch metric between the signal point S 0. .
【0060】しかし、同時に算出される一組のブランチ
メトリックは、再生搬送波信号と送信機5の再生搬送波
信号の位相のずれにかかわらず、同じ要素から構成され
る。つまり、ブランチメトリックの計算値は、位相差に
対応していずれかの信号点に対して算出されるかが異な
るのみである。これは再生搬送波信号の位相不確定状態
を与える信号点が、搬送波信号に対して軸対称、または
点対称になっているためである。However, a set of branch metrics calculated at the same time is composed of the same elements regardless of the phase shift between the reproduced carrier signal and the reproduced carrier signal of the transmitter 5. That is, the branch metric calculation value differs only in which signal point is calculated corresponding to the phase difference. This is because the signal point that gives the uncertain phase of the reproduced carrier signal is axially symmetric or point symmetric with respect to the carrier signal.
【0061】以上より、信号点と受信信号のユ−クリッ
ド距離の2乗であるブランチメトリックも搬送波信号に
対して軸対称、または点対称であるため、そこで求めた
一組のブランチメトリックが、どの位相状態の信号点に
対するのかをシフトする事によって再生搬送波信号の位
相の不確定性を補正できる。From the above, since the branch metric which is the square of the Euclidean distance between the signal point and the received signal is also axially symmetric or point symmetric with respect to the carrier signal, the set of branch metrics found there is It is possible to correct the uncertainty of the phase of the reproduced carrier signal by shifting whether or not the signal point in the phase state is shifted.
【0062】以下、ビタビ復調回路20における再生搬
送波信号と送信機5の搬送波信号の位相補正の動作につ
いて説明する。ブランチメトリック発生回路21は受信
されたI信号及びQ信号と、現在仮定されている符号化
方式における各信号点とのユ−クリッド距離の2乗をブ
ランチメトリックとして発生する。The operation of correcting the phase of the reproduced carrier signal in the Viterbi demodulation circuit 20 and the carrier signal of the transmitter 5 will be described below. The branch metric generation circuit 21 generates, as a branch metric, the square of the Euclidean distance between the received I signal and Q signal and each signal point in the currently assumed coding method.
【0063】ただし、この場合においては、再生搬送波
信号の位相は送信機5の搬送波信号の位相と一致してい
ると仮定する。ブランチメトリック補正回路22では、
ブランチメトリック発生回路21から入力されるブラン
チメトリックと搬送波信号位相制御回路26からの制御
信号に基づいて、各信号点にどのブランチメトリックを
割り付けるかを決める。However, in this case, it is assumed that the phase of the reproduced carrier signal matches the phase of the carrier signal of the transmitter 5. In the branch metric correction circuit 22,
Based on the branch metric input from the branch metric generation circuit 21 and the control signal from the carrier signal phase control circuit 26, which branch metric is assigned to each signal point is determined.
【0064】ブランチメトリック補正回路22で再生搬
送波信号の位相不確定さを除去し、正しいブランチメト
リックとしてACS回路23に補正後のブランチメトリ
ックを入力する。ACS回路23はブランチメトリック
発生回路21が算出したブランチメトリックに基づいて
最尤パスを算出するとともに、ブランチ選択信号および
パス選択信号によりパスメモリ回路24を制御する。な
お、パスメモリ24の出力データはパラレル形式並ある
ため、P/S変換回路25によりシリアル形式の信号に
変換され、復号データとして出力される。The branch metric correction circuit 22 removes the phase uncertainty of the reproduced carrier signal and inputs the corrected branch metric to the ACS circuit 23 as a correct branch metric. The ACS circuit 23 calculates the maximum likelihood path based on the branch metric calculated by the branch metric generation circuit 21, and controls the path memory circuit 24 by the branch selection signal and the path selection signal. Since the output data of the path memory 24 is in parallel format, it is converted into a serial format signal by the P / S conversion circuit 25 and output as decoded data.
【0065】搬送波位相制御回路26は、ACS回路2
3から入力される正規化された最小のステートメトリッ
クに基づいてブランチメトリック補正回路22を制御す
る。つまり、搬送波位相制御回路26は正規化された最
小のステートメトリックを所定の回数累加算し、この累
加算結果が所定の規準値以上であればブランチメトリッ
ク補正回路22のバレルシフタ220のシフト量を再生
搬送波信号と送信機5の搬送波信号の位相差があると識
別して1増やし、規準値以下であれば両者の位相差がな
いと識別してバレルシフタ220のシフト量をその値に
保持する。The carrier wave phase control circuit 26 is the ACS circuit 2
The branch metric correction circuit 22 is controlled on the basis of the normalized minimum state metric input from the controller 3. That is, the carrier wave phase control circuit 26 cumulatively adds the normalized minimum state metric a predetermined number of times, and if the cumulative addition result is greater than or equal to a predetermined reference value, the shift amount of the barrel shifter 220 of the branch metric correction circuit 22 is reproduced. If there is a phase difference between the carrier wave signal and the carrier wave signal of the transmitter 5, it is incremented by one, and if it is below the reference value, it is discriminated that there is no phase difference between the two and the shift amount of the barrel shifter 220 is held at that value.
【0066】図8は、ビタビ復調回路20で行われる処
理を示すフローチャートである。以下、図9を参照して
ビタビ復調回路20、特に搬送波位相制御回路26での
処理について説明する。図8において、ステップ01
(S01)において、ブランチメトリック発生回路21
はブランチメトリックを算出する。ステップ02(S0
2)において、ACS回路23はブランチメトリック発
生回路21で算出されたブランチメトリックに基づいて
正規化された最小のステートメトリックを算出する。FIG. 8 is a flowchart showing the processing performed by the Viterbi demodulation circuit 20. The processing in the Viterbi demodulation circuit 20, particularly the carrier phase control circuit 26 will be described below with reference to FIG. In FIG. 8, step 01
In (S01), the branch metric generation circuit 21
Calculates the branch metric. Step 02 (S0
In 2), the ACS circuit 23 calculates a normalized minimum state metric based on the branch metric calculated by the branch metric generation circuit 21.
【0067】ステップ03(S03)以下は搬送波位相
制御回路26での処理である。ステップ03(S03)
において、搬送波位相制御回路26はACS回路におい
て算出された正規化された最小のステートメトリックを
累加算する。ステップ04(S04)において、搬送波
位相制御回路26は、正規化された最小のステートメト
リックを規定の回数累加算したか否かを判断する。規定
の回数累加算した場合、S01の処理に進み、規定の回
数累加算していない場合はS05の処理に進む。The process in step 03 (S03) and subsequent steps is the process in the carrier wave phase control circuit 26. Step 03 (S03)
At, the carrier wave phase control circuit 26 cumulatively adds the normalized minimum state metric calculated in the ACS circuit. In step 04 (S04), the carrier phase control circuit 26 determines whether or not the normalized minimum state metric has been cumulatively added a prescribed number of times. If the specified number of times has been cumulatively added, the process proceeds to S01. If the specified number of times has not been cumulatively added, the process proceeds to S05.
【0068】ステップ05(S05)において、搬送波
位相制御回路26は正規化された最小のステートメトリ
ックの累加算結果が規準値以下か否かを判断する。規準
値以下である場合、累加算値をリセット(S06)して
S01の処理に進む。規準値以下でない場合、累加算値
をリセット(S07)して、ブランチメトリック補正回
路22のシフト量を1増加させる(S08)。In step 05 (S05), the carrier phase control circuit 26 determines whether or not the result of cumulative addition of the normalized minimum state metric is less than or equal to the reference value. If it is equal to or less than the reference value, the cumulative addition value is reset (S06) and the process proceeds to S01. If it is not less than the reference value, the cumulative addition value is reset (S07), and the shift amount of the branch metric correction circuit 22 is increased by 1 (S08).
【0069】上述の通りS05における判断は、この正
規化された最小のステートメトリックの累加算値につい
ての判断である。ここで、再送搬送波信号と送信機5の
搬送波信号の位相的な同期が取れている場合、この累加
算値は伝送路における雑音、歪および妨害のレベルを表
す。一方、再送搬送波信号と送信機5の搬送波信号の位
相的な同期が取れていない場合、このパスメトリックの
累加算値は伝送路における雑音、歪および妨害のレベル
に関係なく一定数値以上になっている。As described above, the determination in S05 is a determination regarding the cumulative value of the normalized minimum state metric. Here, when the retransmitted carrier signal and the carrier signal of the transmitter 5 are in phase synchronization, this cumulative addition value represents the level of noise, distortion, and interference in the transmission path. On the other hand, when the retransmitted carrier signal and the carrier signal of the transmitter 5 are not phase-synchronized, the cumulative addition value of this path metric becomes a certain value or more irrespective of the levels of noise, distortion, and interference in the transmission path. There is.
【0070】一般に、再送搬送波信号と送信機5の搬送
波信号の位相的な同期が取れている場合の前記累加算値
は同期がとれていない場合の累加算値に比べて約(1/
2)程度の値となる。累加算値に対する規準値はこの2
つの場合の累加算値を明確に識別可能な値に設定され
る。Generally, the cumulative addition value when the retransmitted carrier signal and the carrier signal of the transmitter 5 are in phase synchronization is about (1/1) compared to the cumulative addition value when the carrier signal is not synchronized.
The value is about 2). The standard value for cumulative value is 2
The cumulative addition value in one case is set to a value that can be clearly identified.
【0071】以上述べた他、本発明のビタビ復号方法お
よびその装置は、例えば実施例中に変形例として示した
ような種々の構成をとることが可能である。以上述べた
実施例は例示である。In addition to the above description, the Viterbi decoding method and apparatus of the present invention can have various configurations such as those shown as modifications in the embodiments. The embodiments described above are merely examples.
【0072】[0072]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、回路
構成が複雑でなく、また回路規模が小さいにもかかわら
ず、4状態以上の位相不確定状態を有する符号化変調方
式にも対応可能なビタビ復号方法およびその装置を提供
することが可能である。As described above, according to the present invention, a coded modulation system having a phase uncertain state of four states or more is supported even though the circuit configuration is not complicated and the circuit scale is small. It is possible to provide a possible Viterbi decoding method and its apparatus.
【図1】トレリス符号化変調方式でデータの伝送を行う
一般的な送信機の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a general transmitter that transmits data by a trellis coded modulation method.
【図2】本発明のビタビ復号方法およびその装置が適用
される受信機の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a receiver to which the Viterbi decoding method and apparatus of the present invention are applied.
【図3】受信機のビタビ復号回路の構成を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a Viterbi decoding circuit of a receiver.
【図4】8PSKの信号間のユークリッド距離を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing a Euclidean distance between 8PSK signals.
【図5】拘束長3、レジスタ数νが2の場合の畳み込み
符号器のトレリス表現の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a trellis representation of a convolutional encoder when the constraint length is 3 and the number of registers ν is 2.
【図6】バレルシフタを示す図である。FIG. 6 is a view showing a barrel shifter.
【図7】ビタビ復調回路の動作を説明するために、受信
機の再生搬送波信号と送信機の搬送波信号の位相差が0
゜である場合と45゜である場合の8PSK信号を示す
図である。FIG. 7 illustrates a phase difference between a reproduced carrier signal of a receiver and a carrier signal of a transmitter to explain the operation of a Viterbi demodulation circuit.
It is a figure which shows 8PSK signal in the case of (degrees) and 45 degrees.
【図8】ビタビ復調回路で行われる処理を示すフローチ
ャートである。FIG. 8 is a flowchart showing processing performed by a Viterbi demodulation circuit.
【図9】搬送波位相補正回路を有する従来のビタビ復号
回路の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional Viterbi decoding circuit having a carrier wave phase correction circuit.
【図10】従来の第一の搬送波位相補正回路の構成を示
す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a first conventional carrier wave phase correction circuit.
【図11】従来の第二の搬送波位相補正回路の構成を示
す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a second conventional carrier wave phase correction circuit.
【図12】45°補正回路の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a 45 ° correction circuit.
【図13】16QAMの信号を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a 16QAM signal.
1・・・受信機 10・・・QAM復調回路 11・・・乗算回路 12・・・LPF 13・・・A/D変換回路 14・・・ハイブリッド回路 15・・・搬送波再生回路 20・・・ビタビ復調回路 21・・・ブランチメトリック発生回路 22・・・ブランチメトリック補正回路 220・・・バレルシフタ 23・・・ACS回路 24・・・パスメモリ 25・・・P/S変換回路 5・・・送信機 51・・・畳み込み符号器 52・・・信号割当回路 6・・・PSK変調回路 61・・・乗算回路 62・・・加算回路 63・・・BPF 64・・・局部発振回路 65・・・ハイブリッド回路 1 ... Receiver 10 ... QAM demodulation circuit 11 ... Multiplier circuit 12 ... LPF 13 ... A / D conversion circuit 14 ... Hybrid circuit 15 ... Carrier recovery circuit 20: Viterbi demodulation circuit 21 ... Branch metric generation circuit 22 ... Branch metric correction circuit 220 ... Barrel shifter 23 ... ACS circuit 24: Path memory 25 ... P / S conversion circuit 5 ... Transmitter 51 ... Convolutional encoder 52 ... Signal allocation circuit 6 ... PSK modulation circuit 61 ... Multiplier circuit 62 ... Adder circuit 63 ... BPF 64 ... Local oscillator circuit 65 ... Hybrid circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−291552(JP,A) 特開 平4−354422(JP,A) 特開 平1−198846(JP,A) 特開 昭59−12654(JP,A) 特開 平4−335718(JP,A) 特開 平4−291552(JP,A) 特開 昭63−153923(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 25/08 H04L 27/00 - 27/38 H03M 13/23 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) Reference JP-A-4-291552 (JP, A) JP-A-4-354422 (JP, A) JP-A-1-198846 (JP, A) JP-A-59- 12654 (JP, A) JP 4-335718 (JP, A) JP 4-291552 (JP, A) JP 63-153923 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 7 , DB name) H04L 25/08 H04L 27/00-27/38 H03M 13/23
Claims (9)
た受信信号について、符号化変調方式に基づいて受信信
号についてそれぞれブランチメトリックを算出し、 前記ブランチメトリックに基づいて最尤パスを算出し、
正規化された最小のステートメトリックを所定数累加算
して累加算値を算出し、 前記累加算値に基づいて前記各ブランチメトリックと前
記受信信号の信号点との対応付けを行うビタビ復号方
法。1. A received signal coded and modulated by trellis coded modulation, a branch metric is calculated for each received signal based on a coded modulation method, and a maximum likelihood path is calculated based on the branch metric.
A Viterbi decoding method for calculating a cumulative addition value by cumulatively adding a predetermined number of normalized minimum state metrics, and associating each branch metric with a signal point of the received signal based on the cumulative addition value.
クの入替えによって行われることを特徴とする請求項1
に記載のビタビ復号方法。2. The association is performed by replacing each of the branch metrics.
The Viterbi decoding method described in.
準値以上であることを条件に行われることを特徴とする
請求項1または請求項2に記載のビタビ復号方法。3. The Viterbi decoding method according to claim 1, wherein the associating is performed on condition that the cumulative addition value is equal to or larger than a predetermined reference value.
値以下になるまで行われることを特徴とする請求項3に
記載のビタビ復号方法。4. The Viterbi decoding method according to claim 3, wherein the associating is performed until the cumulative addition value becomes equal to or less than the reference value.
た受信信号について、符号化変調方式に基づいて受信信
号についてそれぞれブランチメトリックを算出するブラ
ンチメトリック算出手段と、 前記ブランチメトリックに基づいて最尤パスを算出し、
正規化された最小のステートメトリックを所定数累加算
して累加算値を算出する累加算手段と、 前記累加算値に基づいて前記各ブランチメトリックを入
れ替えるブランチメトリック入替え手段とを有するビタ
ビ復号装置。5. A branch metric calculating unit for calculating a branch metric of a received signal coded and modulated by trellis coded modulation based on a coded modulation method, and a maximum likelihood path based on the branch metric. And calculate
A Viterbi decoding device comprising: a cumulative addition unit that cumulatively adds a predetermined number of normalized minimum state metrics to calculate a cumulative addition value; and a branch metric replacement unit that replaces each branch metric based on the cumulative addition value.
ルシフタを有し、このバレルシフタにより前記ブランチ
メトリックの入替えを前記1組のブランチメトリックの
順番をシフトすることにより行うことを特徴とする請求
項5に記載のビタビ復号装置。6. The branch metric replacement means has a barrel shifter, and the branch metric replacement is performed by shifting the order of the set of branch metrics by the barrel shifter. Viterbi decoding device.
クタを有し、このセレクタにより前記ブランチメトリッ
クの入替えを前記1組のブランチメトリックの順番をシ
フトすることにより行うことを特徴とする請求項6に記
載のビタビ復号装置。7. The branch metric replacement means has a selector, and the branch metric replacement is performed by shifting the order of the set of branch metrics by the selector. Viterbi decoding device.
準値以上であることを条件に行われることを特徴とする
請求項5〜7のいずれかに記載のビタビ復号装置。8. The Viterbi decoding device according to claim 5, wherein the replacement is performed on condition that the cumulative addition value is equal to or larger than a predetermined reference value.
値以下になるまで行われることを特徴とする請求項5〜
8のいずれかに記載のビタビ復号装置。9. The replacement is performed until the cumulative addition value becomes equal to or less than the reference value.
8. The Viterbi decoding device according to any one of 8.
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---|---|---|---|
JP01741093A JP3381286B2 (en) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | Viterbi decoding method and device |
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JPH06232918A JPH06232918A (en) | 1994-08-19 |
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