JP3497399B2

JP3497399B2 - ビタビ復号器

Info

Publication number: JP3497399B2
Application number: JP02104499A
Authority: JP
Inventors: 雅彦岸野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2004-02-16
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: US7062000B1; JP2000224050A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、畳み込み符号を受
信して誤り訂正を行うビタビ復号器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、畳み込み符号を最尤復号する
ビタビ復号技術が知られており、このビタビ復号技術で
は、ビタビアルゴリズムに基づいて、送信側エンコーダ
で生成され得る符号系列の中か受信符号系列に最も近い
系列を選択するため、この受信符号に誤りがある場合で
も正しく復号することができる。このように、このビタ
ビ復号技術は、通話路に生じるランダム誤りに対する訂
正能力が高く、特に軟判定復調方式と組み合わせると、
大きな符号化利得を得ることができるため、移動体通信
システム等の誤り訂正符号の復号に広くビタビ復号器が
採用されている。

【０００３】まず、このビタビアルゴリズムについて、
簡単に説明する。ここでは、生成多項式が、Ｇ１（Ｄ）＝１＋Ｄ² Ｇ２（Ｄ）＝１＋Ｄ＋Ｄ² で与えられる符号化率＝１／２、拘束長Ｋ＝３の畳み込
み符号を考える。尚、「Ｄ」はデータの遅延を、又
「＋」は１ビットのみの加算を示す。

【０００４】図１４はかかる畳み込み符号を発生するビ
タビ復号器の構成を示すブロック図である。同図に示す
ように、このビタビ復号器は、レジスタ１０１Ａ，１０
１Ｂからなるシフトレジスタと、モジュロ２の加算を行
う加算器１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃより構成され
る。ここで、この復号器の内部状態（ｂ１，ｂ２）は、
内部状態（０，０）、内部状態（０，１）、内部状態
（１，０）又は内部状態（１，１）の４通りの内部状態
があり、入力が与えられたときに遷移できる内部状態は
常に２通りである。

【０００５】即ち、図１５に示すように、内部状態
（０，０）の場合において、入力が０のときには内部状
態（０，０）に、入力が１のときには内部状態（０，
１）にそれぞれ遷移し、又内部状態（０，１）の場合に
おいて、入力が０のときには内部状態（１，０）に、入
力が１のときには内部状態（１，１）にそれぞれ遷移
し、又内部状態（１，０）の場合において、入力が０の
ときには内部状態（０，０）に、入力が１のときには内
部状態（０，１）にそれぞれ遷移し、更に内部状態
（１，１）の場合において、入力が０のときには内部状
態（１，０）に、入力が１のときには内部状態（１，
１）に遷移する。

【０００６】図１６はかかる内部状態の状態遷移を示す
トレリス線図であり、図中に示す実線のブランチは入力
が「０」のときの遷移を示し、又破線のブランチは入力
が「１」のときの遷移を示す。又、ブランチに付記した
数字は、該ブランチが遷移したときに出力される符号
（Ｇ１，Ｇ２）であり、同図に示すように、各状態では
必ず２つのパスが合流する。そして、ビタビ復号アルゴ
リズムでは、各内部状態で２つのパスのうち、最尤のパ
スを選択し、所定長まで生き残りパスの選択を行ったな
らば、各内部状態で選択したパスのうち最尤のものを検
出して受信符号を復号している。

【０００７】このとき、最尤のパスの選択には、合流す
るパスそれぞれが有する確からしさ情報を使用してお
り、硬判定ビタビアルゴリズムでは、各パスビット系列
と受信ビット列とのハミング距離を合算してパスの確か
らしさを示し、何判定ビタビアルゴリズムでは、各パス
ビット系列と受信ビット列とのユークリッド距離の二乗
を合算してパスの確からしさを示している。

【０００８】以下の説明では、このパスの確からしさを
示すための値をパスメトリックと称し、又各受信単位時
間毎の確からしさを示すための値をブランチメトリック
と称す。このパスメトリックは、ある内部状態に遷移す
る確からしさの合計と言い換えることもでき、又ブラン
チメトリックは、あるバイブ状態から次の内部状態に遷
移する場合の各ビットの確からしさの合計と言い換える
こともできる。

【０００９】尚、ユークッリッド距離は、受信データを
（ｒ₁，ｒ₂）、送信計で作成したデータを（ｓ₁，ｓ₂）
とした２データの場合、

【００１０】

【数１】

【００１１】の式で表され、ビタビ復号においては、ユ
ークリッド距離の二乗、即ち、（ｓ₁−ｒ₁）²＋（ｓ₂−ｒ₂）²＝ｓ₁ ²−２＊ｓ₁＊ｒ１
＋ｒ₁ ²＋ｓ₂ ²−２＊ｓ₂＊ｒ₂＋ｒ₂ ² の式で表され、この式を最小とする（ｓ₁，ｓ₂）を求め
る。

【００１２】ここで、受信データ（ｒ₁，ｒ₂）は固定値
なので、ｒ₁とｒ₂は（ｓ₁，ｓ₂）の値に依らず一定とな
るため、式から省くことができ、又送信データ（ｓ₁，
ｓ₂）については、その要素ｓ₁，ｓ₂について、データ
が「０」のときにはｓ₁又はｓ₂を「−１」とし、データ
が「１」のときにはｓ₁又はｓ₂を「１」として考える
と、ｓ₁ ²とｓ₂ ²は（ｓ₁，ｓ₂）の値に依らず一定となる
ため、式から省くことができ、更に定数の「２」で除算
すると、＝−ｓ₁＊ｒ₁−ｓ₂＊ｒ₂ の式で表される。

【００１３】そして、この式を考慮して−ｓ₁＊ｒ₁の項
について述べると、ｓ₁＝−１であれば−ｓ₁＊ｒ₁はｒ₁
となるため、ｒ₁＝−１ならば−１、ｒ₁＝０ならば０、
ｒ₁＝１ならば「１」が計算結果となり、又ｓ₁＝１であ
れば−ｓ₁＊ｒ₁は−ｒ₁となるため、ｒ₁＝−１ならば
「１」、ｒ₁＝０ならば「０」、ｒ₁＝−１ならば「１」
が計算結果となる。

【００１４】従って、−ｓ₁＊ｒ₁を考えた場合、ｓ₁＝
−１であれば受信データｒ₁（−１〜１）に応じてリニ
アに０〜２の計算結果となり、又ｓ₁＝１であれば受信
データｒ₁（−１〜１）に応じてリニアに２〜０の計算
結果となるため、この手法に従って図Ｄに示す受信デー
タｒ₁の分解能を３ビットとした場合には、図Ｅに示す
メトリックを得ることができる。

【００１５】次に、軟判定処理における演算について説
明する。硬判定処理が「０」と「１」の２値信号を使用
するのに対し、軟判定処理は多値信号として判別する手
法であり、図１７及び図１８に示すような３ビットでの
判定を行う８値軟判定では、１ビットのみを考えた場
合、情報ビットが「０」のとき、受信レベルが「０」で
あればブランチメトリックは「０」、受信レベルが
「７」であればブランチメトリックは「７」となり、情
報ビットが「１」のとき、受信レベルが「０」であれば
ブランチメトリックは「７」、受信レベルが「７」であ
ればブランチメトリックは「０」となる。尚、このブラ
ンチメトリックの値は、小さいほど確からしいことを示
している。

【００１６】図１９は軟判定メトリック処理例を示すト
リレス線図であり、このような軟判定メトリック処理に
おいて、情報系列が「０１１００００」、符号系列が
「００」「１１」「１０」「１０」「１１」「００」
「００」、受信系列が「２」「４」「３」「６」「７」
「２」「７」「５」「５」「７」「１」「０」「１」
「２」の場合には、時点「０」／内部状態「００」から
時点「１」／内部状態「００」に遷移するときには、最
初のビット「０」に対する確からしさが「２」であるこ
と及び２番目のビット「０」に対する確からしさが
「４」であることからメトリックは「２＋４」で「６」
となるように、以下同様に全てのパスについてブランチ
メトリックを計算することができる。尚、図中に示す線
上の数値はブランチメトリックを、又各時刻における内
部状態位置にある斜線掛けした数値はパスメトリックを
それぞれ示すものである。

【００１７】この計算の結果、時点「７」／内部状態
「００」に合流するパスは、時点「６」／内部状態「０
０」又は時点「６」／内部状態「１０」からのパスとな
るが、時点「６」／内部状態「００」からのパスに関し
ては、時点「６」／内部状態「００」におけるパスメト
リックが「２１」であること及び時点「６」／内部状態
「００」から時点「７」／内部状態「００」へのブラン
チメトリックが「３」であることからパスの確からしさ
は「２４」となるのに対し、時点「６」／内部状態「１
０」からのパスに関しては、時点「６」／内部状態「１
０」におけるパスメトリックが「３２」であること及び
時点「６」／内部状態「１０」から時点「７」／内部状
態「００」へのブランチメトリックが「１１」であるこ
とからパスの確からしさは「４３」となるため、時点
「７」／内部状態「００」におけるパスメトリックは
「２４」となり、時点「６」／内部状態「００」から時
点「７」／内部状態「００」へのパスを選択したことに
なる。尚、図中に示す線上に付された「×」は合流によ
り却下されたパスを示すものである。

【００１８】そして、図２０に示すように、生き残った
パスを矢印で示す方向、即ち受信データの逆方向に進む
こととにより、復号結果を得ることができる。尚、図１
９において、受信系列の数値において下線が付与されて
いるものは伝送時のエラービットを示すものであるが、
この復号結果から分かるように、３ビットのエラーが生
じた場合にも、元の情報系列を得ることができる。

【００１９】図２１は、このようなビタビアルゴリズム
に基づいて畳み込み符号を復号するビタビ復号器の代表
的な構成例を示すものであり、受信系列と各ブランチと
の間のメトリックを計算するブランチメトリック計算部
１と、生き残りパスを選択して生き残りパスのパスメト
リックを計算するＡＣＳ部２と、各内部状態でのパスメ
トリックの値をそれぞれ記憶するパスメトリックメモリ
３と、選択したパスの推定出力を記憶するパスメモリ４
と、最尤のパスメトリックのアドレスを検出してパスメ
モリの制御を行うバックトレース処理部５とから構成さ
れている。

【００２０】そして、このように構成されたビタビ復号
器は、図２２のフローチャートに示すように、フレーム
が完了するまでの間、受信データの読み込みを行ってブ
ランチメトリックの計算とパスメトリックの更新とパス
メモリの格納を行い（ステップＳ２〜Ｓ５）、フレーム
が完了したとき（ステップＳ１）、バックトレース処理
によって復号結果を出力する（ステップＳ６）ようにな
っている。

【００２１】又、このようなビタビ復号器においては、
計算効率を高めるための各種手法が提案されており、図
２３に示すように、軟判定データ変換回路Ａにより入力
データを状況に変換してブランチメトリックの演算に使
用することによって入力ビットの重み付けを変更する手
法（特開昭６３−１２２３２３号公報参照）や、図２４
に示すように、正規化回路（最尤値減算）Ｂによりブラ
ンチメトリックの各値から最尤値を探してその値を減算
しデータ範囲を減らすことによってブランチメトリック
における最尤値を求めて正規化を行う手法（特開平７−
２４５５６７号公報参照）等が提案されていた。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ビタビアル
ゴリズムの軟判定を使用した場合には、図２５のＢＥＲ
特性図に示すように、入力データのビット精度を向上す
る程、エラー訂正特性を向上することができるものの、
入力データのビット精度を向上することによって内部演
算部のビット数が増加するため、システムの規模が増大
してしまうといった問題点があり、これら問題点は入力
ビットの重み付けを変更する手法やブランチメトリック
における最尤値を求めて正規化を行う手法においても同
様に生じていた。

【００２３】即ち、例えば、図２５のＢＥＲ特性図に示
すように、拘束長「９」／符号化レート「１／３」のビ
タビ復号処理を対象とした場合において、入力データの
ビット精度を３ビットとしたときには、ＡＣＳ部にて適
当な正規化処理を行うことにより、内部演算ビット数は
６ビット以上あれば十分に処理を行うことができるが、
入力ビットのビット精度を４ビットとしたときには、Ａ
ＣＳ部にて適当な正規化処理を行うとしても、内部演算
ビット数は通常７ビット乃至８ビット以上必要となり、
内部演算ビット長が６ビットから８ビットになると、回
路規模も同様の比率で増加し、回路規模は１．３倍強の
規模になってしまう。

【００２４】本発明は、システム規模の増大を抑制しつ
つ、エラー訂正特性を向上することができるビタビ復号
器を提供することを目的とするものである。

【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、本発明に係るビタビ復号器は、受信系列に基づいて
ブランチメトリック値を算出するブランチメトリック算
出手段と、該ブランチメトリック算出手段によって算出
されたブランチメトリック値のビット範囲を変換するビ
ット範囲変換手段と、該ビット範囲変換手段によってビ
ット範囲の変換されたブランチメトリック値に基づいて
パスメトリック値を算出するパスメトリック算出手段
と、該パスメトリック算出手段によって算出されたパス
メトリック値に基づいて受信符号を復元する復号手段と
を設けたものである。前記ビット範囲変換手段が、前記
ブランチメトリック算出手段によって算出されたブラン
チメトリック値の下位ビットを切り捨てることによって
ビット数を削減し、前記パスメトリック算出手段の内部
演算処理ビット数に合わせたものである。また、ブラン
チメトリック長の下位ビットを切り捨てる際に、予めブ
ランチメトリック値に「１」を加算して、四捨五入を行
ってから切り捨てるようにしたものである。

【００２６】

【００２７】本発明に係るビタビ復号方法は、受信信
号列に基づいてブランチメトリック値を算出すると共
に、該ブランチメトリック値に基づいてパスメトリック
値を算出し、且つ該パスメトリック値に基づいて受信信
号を復元するビタビ復号方法において、前記ブランチメ
トリック値の下位ビットを切り捨てることによってビッ
ト数を削減する変換を行い、変換された該ビット数を有
するブランチメトリック値に基づいてパスメトリック値
の算出を行わせるものである。

【００２８】従って、本発明に係るビタビ復号器によ
れば、ブランチメトリック算出手段が受信系列に基づい
てブランクメトリック値を算出すると、ビット範囲変換
手段がその算出されたブランチメトリック値の下位ビッ
トを削減して、パスメトリック算出手段が演算処理可能
なビット数即ちビット範囲となるよう変換する。そのビ
ット範囲に変換されたブランチメトリック値に基づい
て、パスメトリック算出手段が、パスメトリック値を算
出すると共に、復号手段がその算出されたパスメトリッ
ク値に基づいて受信符号を復号することができる。この
ように、パスメトリック算出手段における内部演算ビッ
ト数を増加させることなく、システム規模の増大を抑制
しつつ、エラー訂正特性を向上することができる。ま
た、ブランチメトリック長の下位ビットを切り捨てる際
に、予めブランチメトリック値に「１」を加算して、四
捨五入を行ってから切り捨てるようにして、エラー訂正
特性をより向上させることができる。

【００２９】

【００３０】本発明に係るビタビ復号方法によれば、
受信信号列に基づいてブランチメトリック値を算出する
と共に、そのブランチメトリック値の下位ビットを切り
捨てることによってビット数を削減する変換を行い、変
換された該ビット数を有するブランチメトリック値に基
づいてパスメトリック値を算出し、且つそのパスメトリ
ック値に基づいて受信信号を復元することにより、パス
メトリック値の算出を行う演算ビット数を増加させるこ
となく、システム規模の増大を抑制しつつ、エラー訂正
特性を向上することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００３２】図１は本発明の一実施の形態であるビタビ
復号器の構成を示すブロック図であり、受信系列と各ブ
ランチとの間のメトリックを計算するブランチメトリッ
ク計算部１と、ブランチメトリック計算部１によって計
算されたブランチメトリック値のビット範囲をＡＣＳ部
２で用いる計算ビット数に合わせる変換を行うビット範
囲変換部１１と、生き残りパスを選択して生き残りパス
のパスメトリックを計算するＡＣＳ部２と、各内部状態
でのパスメトリックの値をそれぞれ記憶するパスメトリ
ックメモリ３と、選択したパスの推定出力を記憶するパ
スメモリ４と、最尤のパスメトリックのアドレスを検出
してパスメモリの制御を行うバックトレース処理部５と
から構成されている。

【００３３】そして、このように構成されたビタビ復号
器は、図２のフローチャートに示すように、フレームが
完了するまでの間、受信データの読み込みを行ってブラ
ンチメトリックの計算とブランチメトリックの最適化と
パスメトリックの更新とパスメモリの格納を行い（ステ
ップＳ２〜Ｓ５，Ｓ１１）、フレームが完了したとき
（ステップＳ１）、バックトレース処理によって復号結
果を出力する（ステップＳ６）ようになっている。

【００３４】まず、上記のように構成されたビタビ復号
器について、拘束長「３」／符号化レート「１／２」を
使用した場合について説明する。尚、生成多項式は、Ｇ０＝１＋Ｄ² Ｇ１＝１＋Ｄ＋Ｄ² を用いる。

【００３５】図３は上記のように構成されたビタビ復号
器において、入力ビット精度「４」とした場合の軟判定
メトリック処理例を示すトリレス線図であり、このよう
な軟判定メトリック処理において、情報系列が「０１１
００００」、符号系列が「００」「１１」「１０」「１
０」「１１」「００」「００」、受信系列が「７」
「８」「５」「１３」「１０」「４」「１２」「３」
「３」「９」「５」「８」「６」「５」の場合には、時
点「０」／内部状態「００」から時点「１」／内部状態
「００」に遷移するときには、図４のメトリックテーブ
ルに示すように、最初のビット「０」に対する確からし
さが「７」であること及び２番目のビット「０」に対す
る確からしさが「８」であることからメトリックは「７
＋８」で「１５」、即ち「１１１１」となり、その後、
ビット範囲変換部１１によって下位の１ビットが削除さ
れて「１１１」、即ち「７」となる。以下、同様に全て
のパスについてブランチメトリックを計算することがで
きる。尚、図中に示す線上の数値はブランチメトリック
を、又各時刻における内部状態位置にある斜線掛けした
数値はパスメトリックをそれぞれ示すものである。

【００３６】この計算の結果、時点「７」／内部状態
「００」に合流するパスは、時点「６」／内部状態「０
０」又は時点「６」／内部状態「１０」からのパスとな
るが、時点「６」／内部状態「００」からのパスに関し
ては、時点「６」／内部状態「００」におけるパスメト
リックが「３５」であること及び時点「６」／内部状態
「００」から時点「７」／内部状態「００」へのブラン
チメトリックが「５」であることからパスの確からしさ
は「４０」となるのに対し、時点「６」／内部状態「１
０」からのパスに関しては、時点「６」／内部状態「１
０」におけるパスメトリックが「３２」であること及び
時点「６」／内部状態「１０」から時点「７」／内部状
態「００」へのブランチメトリックが「９」であること
からパスの確からしさは「４１」となるため、時点
「７」／内部状態「００」におけるパスメトリックは
「４０」となり、時点「６」／内部状態「００」から時
点「７」／内部状態「００」へのパスを選択したことに
なる。尚、図中に示す線上に付された「×」は合流によ
り却下されたパスを示すものである。

【００３７】そして、生き残ったパスを受信データの逆
方向に進むこととにより、復号結果を得ることができ
る。尚、図３において、受信系列の数値において下線が
付与されているものは伝送時のエラービットを示すもの
であるが、この復号結果から分かるように、４ビットの
エラーが生じた場合にも、元の情報系列を得ることがで
きる。

【００３８】これに対して、従来の技術において説明し
たビタビ復号器において、同様の受信信号を、入力ビッ
ト精度「３」として軟判定メトリック処理を行った場合
には、図５に示すように、受信系列が「３」「４」
「２」「６」「５」「２」「６」「１」「１」「４」
「２」「４」「３」「２」となり、その受信系列に基づ
いてメトリックの計算を行うと、時点「７」／内部状態
「００」に合流するパスは、時点「６」／内部状態「０
０」又は時点「６」／内部状態「１０」からのパスとな
るが、時点「６」／内部状態「００」からのパスに関し
ては、時点「６」／内部状態「００」におけるパスメト
リックが「３４」であること及び時点「６」／内部状態
「００」から時点「７」／内部状態「００」へのブラン
チメトリックが「５」であることからパスの確からしさ
は「３９」となるのに対し、時点「６」／内部状態「１
０」からのパスに関しては、時点「６」／内部状態「１
０」におけるパスメトリックが「２９」であること及び
時点「６」／内部状態「１０」から時点「７」／内部状
態「００」へのブランチメトリックが「９」であること
からパスの確からしさは「３８」となるため、時点
「７」／内部状態「００」におけるパスメトリックは
「３８」となり、時点「６」／内部状態「１０」から時
点「７」／内部状態「００」へのパスを選択したことに
なる。尚、図中に示す線上に付された「×」は合流によ
り却下されたパスを示すものである。

【００３９】そして、生き残ったパスを受信データの逆
方向に進むこととにより、復号結果を得ることができる
が、この復号結果から分かるように、４ビットのエラー
が生じた場合には、時点「６」／内部状態「１０」から
時点「７」／内部状態「００」へのパスの選択において
ミスが発生し、情報系列においてエラーが発生するた
め、元の情報系列を得ることができない。

【００４０】このように、本実施の形態によれば、ＡＣ
Ｓ部３における演算ビット数を「６」に抑えつつ、エラ
ー訂正特性の向上を図ることができる。尚、図６は本実
施の形態を用いた場合のＢＥＲ特性（入力ビット精度
「４」）と従来例におけるＢＥＲ特性（入力ビット精度
「３」及び入力ビット精度「４」）とを比較したＢＥＲ
特性図、又図７は同図の要部を拡大した図であり、同図
から明らかなように、入力ビット精度「４」でフル演算
した従来例と比較した場合において多少の劣化が生じる
ものの、入力ビット精度「３」でフル演算した従来例と
比較して特性の改善が認められる。

【００４１】次に、上記のように構成されたビタビ復号
器について、拘束長「９」／符号化レート「１／３」を
使用した場合について説明する。尚、生成多項式は、Ｇ０＝１＋Ｄ²＋Ｄ³＋Ｄ⁵＋Ｄ⁶＋Ｄ⁷＋Ｄ⁸ Ｇ１＝１＋Ｄ＋Ｄ³＋Ｄ⁴＋Ｄ⁷＋Ｄ⁸ Ｇ２＝１＋Ｄ＋Ｄ²＋Ｄ⁵＋Ｄ⁸ を用いる。

【００４２】図８は上記のように構成されたビタビ復号
器におけるブランチメトリック計算部１の構成例を示す
ものであり、トレリスジェネレータ２１とセレクタ２
２，２３，２４と６ビット加算器２５，２６とによって
構成されている。

【００４３】そして、トリレスジェネレータ２１は、情
報ビット「０」からのメトリックを求めるか、情報ビッ
ト「１」からのメトリックを求めるかの決定を行うよう
になっており、内部状態「０１１１１０００ｂ（＝０７
８ｈ）」における計算例は、入力データ「０」について
は、Ｇ０＝１＋１＋１＝１Ｇ１＝１＋１＝０Ｇ２＝１＝１となり、入力データ「１」については、Ｇ０＝１＋１＋１＋１＝０Ｇ１＝１＋１＋１＝１Ｇ２＝１＋１＝０となる。

【００４４】又、セレクタ２２，２３，２４は、Ｇ０，
Ｇ１，Ｇ２が「０」の場合においては、ＤａｔａＡ，
Ｂ，Ｃの受信レベルに対して情報ビット「０」に対する
メトリックをそれぞれ使用し、Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２が
「１」の場合においてはＤａｔａＡ，Ｂ，Ｃの受信レベ
ルに対して情報ビット「０」に対するメトリックをそれ
ぞれ使用するようになっており、このセレクタ２２，２
３，２４の各出力が加算器２５，２６にて加算され、ブ
ランチメトリック値Ｙ１，Ｙ２として出力されるように
なっている。

【００４５】尚、入力ビット精度を３ビットとした場合
には、セレクタ２２，２３，２４の各出力値についての
値の範囲が０〜７であるため、ブランチメトリックの範
囲は０〜２１（２進数で１０１０１ｂ）となり、必要な
ビット精度は５ビットとなり、入力ビット精度を４ビッ
トとした場合には、セレクタ２２，２３，２４の各出力
値についての値の範囲が０〜１５であるため、ブランチ
メトリックの範囲は０〜４５（２進数で１０１１０１
ｂ）となり、必要なビット精度は６ビットとなる。

【００４６】図９は上記のように構成されたビタビ復号
器におけるビット範囲変換部１１の構成例を示すもので
あり、下位ビット切り捨て部３１，３２によって構成さ
れている。この下位ビット切り捨て部３１，３２は、ブ
ランチメトリック計算部１から出力されたブランチメト
リック値Ｙ１，Ｙ２の下位ビットをそれぞれ切り捨てる
ようになっおり、この下位ビットを切り捨てられた値が
ＡＣＳ部２にて演算処理可能なビット長のブランチメト
リック値Ｙ１’，Ｙ２’として出力される。即ち、例え
ば、入力ビット精度が４ビットの場合には、ブランチメ
トリックの最大値を考慮してブランチメトリック長は６
ビットとなっているため、このビット長をＡＣＳ部２に
て演算処理可能なビット数である５ビットに変更してい
る。

【００４７】尚、図１０に示すように、６ビット加算器
３３，３４によってブランチメトリック計算部１から出
力されたブランチメトリック値Ｙ１，Ｙ２に「１」を加
算することにより、四捨五入を行ってから下位ビット切
り捨て部３１，３２によって下位ビットを切り捨てるよ
うにしても良い。

【００４８】図１１は上記のように構成されたビタビ復
号器におけるＡＣＳ部２の構成例を示すものであり、６
ビット加算器４１〜４４とコンパレータ４５，４６とセ
レクタ４７，４８とによって構成されている。このう
ち、加算器４１はパスメトリックメモリ３からのデータ
Ｋ１とビット範囲変換部１１からのデータＹ１’とを加
算してｐｔ００とし、加算器４２はパスメトリックメモ
リ３からのデータＫ１とビット範囲変換部１１からのデ
ータＹ２’とを加算してｐｔ０１とし、加算器４３はパ
スメトリックメモリ３からのデータＫ２とビット範囲変
換部１１からのデータＹ２’とを加算してｐｔ１０と
し、加算器４２はパスメトリックメモリ３からのデータ
Ｋ２とビット範囲変換部１１からのデータＹ１’とを加
算してｐｔ１１とする。

【００４９】コンパレータ４５はｐｔ００とｐｔ１０を
比較して、その結果をパスデータ値としてＲ１に出力
し、セレクタ４７はコンパレータ４５の結果に従い、ｐ
ｔ００≦ｐｔ１０であればｐｔ００を選択し、又ｐｔ０
０＞ｐｔ１０であればｐｔ１０を選択し、新たなパスメ
トリックＳ１とする。一方、コンパレータ４６はｐｔ０
１とｐｔ１１を比較して、その結果をパスデータ値とし
てＲ２に出力し、セレクタ４８はコンパレータ４６の結
果に従い、ｐｔ０１≦ｐｔ１１であればｐｔ０１を選択
し、又ｐｔ０１＞ｐｔ１１であればｐｔ１１を選択し、
新たなパスメトリックＳ２とする。尚、新たなパスメト
リックＳ１，Ｓ２はパスメトリックメモリ３に格納され
る。

【００５０】そして、このような構成例にて、ビタビア
ルゴリズムによる処理を実現した場合には、図１２に示
すようなＢＥＲ特性となる。尚、図１２にはコーディン
グを行わない場合、入力ビット精度３ビットで演算ビッ
ト長を６ビットとした場合、入力ビット精度４ビットで
演算ビット長を６ビットとした場合で本実施の形態を使
用した場合、入力ビット精度４ビットで演算ビット長を
６ビットとした場合で本実施の形態を使用しない場合、
入力ビット精度４ビットで演算ビット長を８ビットとし
た場合で本実施の形態を使用しない場合のグラフを示
し、又その要部の拡大図を図１３に示す。

【００５１】そして、同図から分かるように、入力ビッ
ト精度を４ビットとしている場合において本実施の形態
を使用した場合、即ちブランチメトリック値を６ビット
から５ビットに変換し、内部演算ビット数を６ビットで
処理している場合のＢＥＲ特性は、入力ビット数を４ビ
ットとして演算ビット数を十分に取った場合、即ちブラ
ンチメトリック値をそのままとして内部演算ビット長を
８ビットとする場合と比較して多少劣化するものの、入
力ビット精度を３ビットとして演算ビット数を十分に取
った場合、即ち内部演算においての回路規模が本実施の
形態と同様な場合に比較して特性を改善することができ
る。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、請求項１乃至請求項３の
何れかに記載の発明によれば、パスメトリックを算出す
るときの演算ビット数を増加させることなく、入力デー
タのビット精度を向上することができるため、システム
規模の増大を抑制しつつ、エラー訂正特性を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるビタビ復号器の構
成を示すブロック図である。

【図２】同ビタビ復号器におけるビタビ復号処理手順を
示すフローチャートである。

【図３】同ビタビ復号器を用いた軟判定処理における内
部状態変化を示すトレリス線図である。

【図４】受信ビット精度を４ビットとした場合の情報ビ
ットのメトリックを示す説明図である。

【図５】従来例である軟判定処理においてエラーの発生
する場合を示すトリレス線図である。

【図６】同ビタビ復号器におけるＢＥＲ特性の一例を示
すＢＥＲ特性図である。

【図７】同ＢＥＲ特性図における要部拡大図である。

【図８】ブランチメトリック計算部の具体的な構成の一
例を示すブロック図である。

【図９】ビット範囲変換部の具体的な構成の一例を示す
ブロック図である。

【図１０】ビット範囲変換部の具体的な構成の他の例を
示すブロック図である。

【図１１】ＡＣＳ部の具体的な構成の一例を示すブロッ
ク図である。

【図１２】同ビタビ復号器におけるＢＥＲ特性の他の例
を示すＢＥＲ特性図である。

【図１３】同ＢＥＲ特性図における要部拡大図である。

【図１４】従来例である畳み込み符号器を示すブロック
図である。

【図１５】同畳み込み符号器における内部状態遷移を示
す説明図である。

【図１６】同畳み込み符号器における内部状態変化を示
すトリレス線図である。

【図１７】軟判定信号の一例を示す説明図である。

【図１８】受信ビット精度を３ビットとした場合の情報
ビットのメトリックを示す説明図である。

【図１９】従来例の軟判定処理における内部状態変化を
示すトリレス線図である。

【図２０】同トリレス線図における復号処理を示す説明
図である。

【図２１】従来例であるビタビ復号器の構成を示すブロ
ック図である。

【図２２】同ビタビ復号器におけるビタビ復号処理手順
を示すフローチャートである。

【図２３】従来例であるブランチメトリック計算の一例
を示すブロック図である。

【図２４】従来例であるブランチメトリック計算の他の
例を示すブロック図である。

【図２５】従来例のＢＥＲ特性を示すＢＥＲ特性図であ
る。

【符号の説明】

１ブランチメトリック計算部２ＡＣＳ部３パスメトリックメモリ４パスメモリ５バックトレース処理部１１ビット範囲変換部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】受信系列に基づいてブランチメトリック
値を算出するブランチメトリック算出手段と、該ブランチメトリック算出手段によって算出されたブラ
ンチメトリック値のビット範囲を変換するビット範囲変
換手段と、該ビット範囲変換手段によってビット範囲の変換された
ブランチメトリック値に基づいてパスメトリック値を算
出するパスメトリック算出手段と、該パスメトリック算出手段によって算出されたパスメト
リック値に基づいて受信符号を復元する復号手段と、を備え、前記ビット範囲変換手段は、前記ブランチメトリック算
出手段によって算出されたブランチメトリック値の下位
ビットを切り捨てることによってビット数を削減し、前
記パスメトリック算出手段の演算処理可能なビット数に
合わせたことを特徴とするビタビ復号器。
【請求項２】さらに、前記ビット範囲変換手段は、ブ
ランチメトリック長の下位ビットを切り捨てる際に、予
め、算出したブランチメトリック値に「１」を加算し
て、四捨五入を行ってから切り捨てるようにしたことを
特徴とする請求項１に記載のビタビ復号器。
【請求項３】受信信号列に基づいてブランチメトリッ
ク値を算出すると共に、該ブランチメトリック値に基づ
いてパスメトリック値を算出し、且つ該パスメトリック
値に基づいて受信信号を復元するビタビ復号方法におい
て、前記ブランチメトリック値の下位ビットを切り捨てるこ
とによってビット数を削減する変換を行い、変換された
該ビット数を有するブランチメトリック値に基づいてパ
スメトリック値の算出を行わせることを特徴とするビタ
ビ復号方法。