JP3578736B2

JP3578736B2 - Branch metric calculation device and its calculation method

Info

Publication number: JP3578736B2
Application number: JP2001239762A
Authority: JP
Inventors: 宏彰高橋
Original assignee: Ｎｅｃマイクロシステム株式会社
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2021-08-07
Also published as: JP2003051749A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブランチメトリック算出装置およびその算出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル放送における受信信号の復号方式として、ビタビ復号方式が衆知である。特に、ノイズマージンの大きな復号方式の場合は、ビタビ復号方式が有効に用いられる。
【０００３】
ビタビ復号とは、畳み込み符号化されたデータを復号する一つの方式であり、デジタル放送サービスにおいては、畳み込み符号化と多値変調とを組み合わせた、トレリス符号化変調が適用されている。
【０００４】
このようなビタビ復号方式は、例えば、特開２０００−３１２２３４号公報に開示されている。
【０００５】
図８は、送信機８０１から受信機８０２への信号の流れの構成例であり、図９は、トレリス符号化を図解した回路図である。
【０００６】
送信機８０１は、送信するべきデータである情報源（１０）をシリパラ変換（１１）し、トレリス符号化（１２）を行った後、直行変調（１４）を行い、人工衛星システムを用いることにより伝送８０３を行う。
【０００７】
受信機８０２は、受信データを復調（１５）し、復調データ８１５をビタビ復号（１６）を行い、復号情報１７を得ることにより、もっとも確からしいデータを、受信することができる。
【０００８】
送信機８０１は、重畳され得るノイズに対するマージンを大きく取るため、図１０に示すように、送信するべき原データ（Ｂ１，Ｂ０）のユークリッド距離が大きくなるように変調信号点に割り当てるようＣ２，Ｃ１，Ｃ０のマッピングを行い、送信を行う。
【０００９】
図１０を参照すると、信号点配置は、単位円の円周にそって、４５°の角度を隔てた位置に３ビットの符号化データＣ２，Ｃ１，Ｃ０の全ての組み合わせである８通りの座標位置として規定されている。また、配置は、ユークリッド距離を大きく取るため、例えば
（Ｃ２，Ｃ１，Ｃ０）＝（０，０，１）と（Ｃ２，Ｃ１，Ｃ０）＝（１，１，０）は、原点０を基準として、対称に配置されている。
【００１０】
図１１を参照して、復号装置１１０１の動作概要を述べる。
【００１１】
この復号装置１１０１は、各復号ステップ毎のブランチメトリック（以下、ＢＭと略記する）およびセクターナンバー（以下、ＳＮと略記する）を算出するＢＭ／ＳＮ算出装置４０と、前述したＢＭをもとに、原データＢ０の復号を行うビタビ復号４１と、復号された原データＢ０を再符号化する再符号化ブロック４２と、再符号化されたデータとＳＮをディレイさせたデータより原データＢ１の復号を行うトレリス復号装置４３と、ＳＮをディレイさせる遅延装置４４を具備する。
【００１２】
次に、ＢＭ／ＳＮ算出手段４０の説明を行う。ＢＭ／ＳＮの算出には、図１２に示す変換テーブルデータを記憶させたＲＯＭテーブルを、受信データ（Ｉ、Ｑ）をＲＯＭの入力アドレスとして，ＢＭ００，ＢＭ０１，ＢＭ１０，ＢＭ１１，ＳＮを読み出すことが一般的である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような、従来のＲＯＭテーブルを使用した、ＢＭの生成方法では受信データが、高い多値データとなるほど、また、ＢＭ値の精度（ビット拡張）を向上させるほど、ＲＯＭサイズが膨大となり、ＬＳＩの大規模化、高価格、消費電流増大につながるという問題点があった。
【００１４】
また、特開２０００−３１２２３４号公報に記載のＢＭの生成方法では、ＲＯＭテーブルが、１／２にしか、縮小することが出来ない問題もあった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のブランチメトリック算出装置は、トレリス符号化変調方式によって符号化された多値データを復号し、復号データの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装置であって、
前記多値データは第１の受信信号である信号Ｉと、この信号Ｉに直交する第２の受信信号である信号Ｑの座標点として位相変換する位相変換手段と、
前記信号Ｉと信号Ｑからなる座標系の原点を中心とする円を前記中心を通るｎ（ｎは２以上の整数）個の線分で分割してｎ個のセクターを生成し、前記座標点のＱ座標と、前記座標点のＩ座標＊ｔａｎθ（θは前記線分とＩ軸とがなす角度）との大小とを比較し、前記座標点がどの前記セクターに含まれるのかを決定し、決定された前記セクターに対応する前記ブランチメトリックを参照して前記復号データの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回路と、を備える構成である。
【００１６】
またさらに、本発明のブランチメトリック算出装置の前記多値データは、互いに直交する第１の受信信号と第２の受信信号の構成である。
【００１７】
さらにまた、本発明のブランチメトリック算出装置の前記多値データを時計回りに４５度回転処理は、前記第１の受信信号から前記第２の受信信号を減ずる第１の処理をする第１処理手段と、前記第１の受信信号と前記第２の受信信号とを加算する第２の処理をする第２処理手段とを具備する構成であり、本発明のブランチメトリック算出装置の前記多値データを反時計回りに４５度回転処理は、前記第１の受信信号と前記第２の受信信号とを加算する第２の処理をする第２処理手段と、前記第２の受信信号から前記第１の受信信号を減ずる第３の処理をする第３処理手段とを具備する構成であり、本発明のブランチメトリック算出装置の前記多値データを時計回りに９０度回転処理は、０信号からから前記第２の受信信号を減ずる第４の処理をする第４処理手段と、前記第１の受信信号を直接入力する処理をする第５処理手段と具備する構成である。
【００１８】
また、本発明のブランチメトリック算出方法は、トレリス符号化変調方式によって符号化された多値データを復号し、復号データの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方法であって、前記多値データは第１の受信信号である信号Ｉと、この信号Ｉに直交する第２の受信信号である信号Ｑの座標点として位相変換され、前記信号Ｉと信号Ｑからなる座標系の原点を中心とする円を前記中心を通るｎ（ｎは２以上の整数）個の線分で分割してｎ個のセクターを生成し、前記座標点のＱ座標と、前記座標点のＩ座標＊ｔａｎθ（θは前記線分とＩ軸とがなす角度）との大小とを比較し、前記座標点がどの前記セクターに含まれるのかを決定し、決定された前記セクターに対応する前記ブランチメトリックを参照して前記復号データのブランチメトリックを算出することを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を以下に詳述する。
【００２０】
本発明の実施の形態は、ＲＯＭテーブルの対称性を利用して、ＲＯＭテーブルの縮体を行い、ＢＭ算出を演算回路をもちいて算出する構成である。
【００２１】
まず、ブランチメトリックの概念を説明する。第１にＢＭ００のＢＭの算出について、説明する。
【００２２】
ＲＯＭテーブルのデータは全て、原点を中心として対称である。よって、受信データをＩ軸及びＱ軸に対して、第一象限に折り返せば、図４で示す領域のみでＲＯＭテーブルを表すことが出来る。
【００２３】
次に、ＢＭ値の算出を行う。
【００２４】
まず、受信データＩ及び受信データＱの領域を図５で示す、境界線４にて、上下の判定を行う。上下の判定は、Ｑ及びＩ＊ｔａｎ（θ４）の比較を行う。
（以降、ｔａｎ（θ４）とは、図で示した、境界線の番号の角度情報とする。例えば、図中、境界２表す角度情報はｔａｎ（θ２）とする。）
次に、Ｑ＞＝Ｉ＊ｔａｎ（θ４）の場合、Ｑ＊ｔａｎ（θ６）とＩとの比較をし、Ｑ＜Ｉ＊ｔａｎ（θ４）の場合、ＱとＩ＊ｔａｎ（θ２）との比較を行う。
【００２５】
次に、Ｑ＊ｔａｎ（θ６）＞＝Ｉの場合、Ｑ＊ｔａｎ（θ７）とＩとの比較し、Ｑ＊ｔａｎ（θ６）＜Ｉの場合、Ｑ＊ｔａｎ（θ５）とＩとの比較する。
【００２６】
Ｑ＊ｔａｎ（θ２）＞＝Ｉの場合、ＱとＩ”＊ｔａｎ（θ３）との比較をし、Ｑ＊ｔａｎ（θ２）＜Ｉの場合、ＱとＩ”＊ｔａｎ（θ１）との比較を行う。
【００２７】
以上の結果より、また過去の判定結果より、
Ｑ＊ｔａｎ（θ７）＞＝Ｉの場合、ブランチメトリックの値が７となり、
Ｑ＊ｔａｎ（θ７）＜Ｉの場合、ブランチメトリックの値が６となり、
Ｑ＊ｔａｎ（θ５）＞＝Ｉの場合、ブランチメトリックの値が５となり、
Ｑ＊ｔａｎ（θ５）＜Ｉの場合、ブランチメトリックの値が４となり、
Ｑ＞＝Ｉ＊ｔａｎ（θ７）の場合、ブランチメトリックの値が３となり、
Ｑ＜Ｉ＊ｔａｎ（θ７）の場合、ブランチメトリックの値が２となり、
Ｑ＞＝Ｉ＊ｔａｎ（θ５）の場合、ブランチメトリックの値が１となり、
Ｑ＜Ｉ＊ｔａｎ（θ５）の場合、ブランチメトリックの値が０となるように、割り当てられ、一般的に使用されている、ＲＯＭテーブルデータと同一のものが算出されたことになる。
【００２８】
次に、ＢＭ０１，ＢＭ１０，ＢＭ１１のＢＭ算出について説明する。図１２、図１３で示した通り、上記３つのＲＯＭテーブルデータは、ＢＭ００のＲＯＭテーブルに対して、ＢＭ０１のテーブルは、時計回りに４５°回転し、ＢＭ１０のテーブルは、反時計回りに４５°回転し、ＢＭ１１のテーブルは、時計回りに９０°回転したものと同じである。
【００２９】
よって、受信データＩ、受信データＱを，それぞれ、下記の処理を行い、前述した、ＢＭ００と同一の処理を行えば、ＢＭ０１，ＢＭ１０，ＢＭ１１それぞれのＢＭを算出することができる（図６を参照）。
【００３０】
【数１】

【００３１】
なお、実際の処理は、Ｉ、Ｑの相対量のみ必要となるので、下記の簡単な計算のみ行えば、各ＢＭのアドレスが算出される。
【００３２】
【数２】

【００３３】
次に、本発明の第１の実施の形態のブランチメトリック算出装置について、説明する。
【００３４】
図１は、本発明の第１の実施の形態のブランチメトリック算出装置のブロック図で、本発明の第１の実施の形態のブランチメトリック算出装置の受信データ（Ｉ，Ｑ）は、ここでは、８ｂｉｔデータの多値データとする。
【００３５】
図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態のブランチメトリック算出装置１００は、各ＢＭ００，ＢＭ０１，ＢＭ１０，ＢＭ１１のブランチメトリック値を算出するＢＭ算出回路１０１〜１０４と、受信データ（Ｉ，Ｑ）のそれぞれについて、回転処理をするために、（Ｉ−Ｑ）の処理をする回路１０５と、回転処理をするために、（Ｉ＋Ｑ）の処理をする回路１０６と、回転処理をするために、（−Ｉ＋Ｑ）の処理をする回路１０７と、回転処理をするために、（０−Ｑ）の処理をする回路１０８とを備える。
【００３６】
次に、ＢＭ算出回路について、図２に示す回路の構成を説明する。
【００３７】
Ｉ１，Ｑ１は、前述した、受信データの回転処理を行ったデータ、Ｉ２，Ｑ２はＩ１，Ｑ１をそれぞれ、受信データステップ単位で１ステップ遅延を行ったデータ、Ｉ３，Ｑ３は、同様に２ステップ遅延を行ったデータである。
【００３８】
参照符号２１０は、第１の角度情報で、第４のＢＭの境界に値（以降、角度情報と表現する。）する、ｔａｎθ（ここでは、ｔａｎ（θ４）で表す、）値、であり、また、本構成例では、８ｂｉｔのデータであり、ＭＳＢには４５°より、大きい場合は１を、小さい場合には、０を格納するものとする。
【００３９】
同様に、参照符号２１１は第２の角度情報であり、参照符号２１２は第５の角度情報であり、参照符号２１３は第１の角度情報であり、参照符号２１４は第３の角度情報であり、参照符号２１５は第５の角度情報であり、参照符号２１６は第７の角度情報である。
【００４０】
本発明の第１の実施の形態のブランチメトリック算出装置のＢＭ算出回路２００は、選択回路２０１〜２０８と、８ｂｉｔｘ７ｂｉｔの乗算器２２０〜２２２と、受信データステップ単位でデータ更新を行うデータ保持素子２３０〜２３５と、比較装置２４０〜２４２とを具備する。
【００４１】
次に、本発明の第１の実施の形態のブランチメトリック算出装置１００の動作について説明する。
【００４２】
まず、図１のＢＭ算出ブロック構成例の図において、前述したとおり、受信されたデータについて、下記の処理を行い、ＢＭ算出回路１０１〜１０４にそれぞれ入力する。
【００４３】
【数３】

【００４４】
次に、ＢＭ算出回路内部（図２を参照）では、以下の処理を行う。
【００４５】
受信データステップ単位時刻ｔにおいて選択回路２０１は、ｔａｎ（θ４）のＭＳＢが０ならばＩ１を選択し、ＭＳＢが１ならばＱ１を選択する。
【００４６】
同様に、選択回路２０２は、ｔａｎ（θ４）のＭＳＢが０ならばＱ１を選択し、ＭＳＢが１ならばＩ１を選択する。
【００４７】
次に、乗算器２２０は、前述の選択されたデータをもとに、つまりｔａｎ（θ４）の角度情報２１０のＭＳＢが０ならば、Ｉ１＊ｔａｎ（θ４）を行い、ｔａｎ（θ４）のＭＳＢが１ならば、Ｑ１＊ｔａｎ（θ４）を行う。
【００４８】
次に、比較装置２４０では、前述した、乗算器２２０の乗算結果と、選択回路２０２の選択結果とのデータの大小比較を行い、比較結果をデータ保持素子２３０に格納する。格納するデータは、乗算結果のほうが大きい場合は１を格納し、小さい場合は０を格納する。
【００４９】
次に、受信データステップ単位の時刻（ｔ＋１）において、選択回路２０７は、前時刻ｔの比較結果が０の場合、ｔａｎ（θ２）の角度情報２１１の選択を行い、また、１の場合、ｔａｎ（θ６）の角度情報２１２の選択を行う。
【００５０】
選択回路２０３は、選択回路２０７が選択した角度情報のＭＳＢが０ならば、Ｉ２をを選択し、１ならばＱ２を選択する。
【００５１】
同様に、選択回路２０４は、選択回路２０７が選択した角度情報のＭＳＢが０ならばＱ２をを選択し、１ならばＩ２を選択する。
【００５２】
次に、乗算器２２１は、前述の選択されたデータをもとに、つまり、選択回路２０７が選択した角度情報のＭＳＢが０ならば、Ｉ２＊（選択回路２０７が選択した角度情報）を行い、選択回路２０７が選択した角度情報のＭＳＢが１ならば、Ｑ２＊（選択回路２０７が選択した角度情報）を行う。
【００５３】
次に、比較装置２４１では、前述した、乗算結果と、選択回路２０４との選択結果とのデータの大小比較を行い、比較結果をデータ保持素子２３３に格納する。格納するデータは、同様に乗算結果のほうが大きい場合は１を格納し、小さい場合は０を格納する。
【００５４】
また、データ保持素子２３０に格納されているデータをデータ保持素子２３１に格納する。そしてまた、データ保持素子２３０には、時刻（ｔ＋１）に受信されたデータを、同様の処理を行い、新しいデータ格納している。
【００５５】
次に、受信データステップ単位の時刻（ｔ＋２）において、選択回路２０８は，前々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３１）が０、及び前時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３３）が０の場合、ｔａｎ（θ１）の角度情報２１３を選択する。
【００５６】
また、前々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３１）が０、及び前時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３３）が１の場合、ｔａｎ（θ３）の角度情報を２１４選択する。
【００５７】
また、前々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３１）が１、及び前時刻ｔ＋１の比較結果（データ保持素子２３３）が０の場合、ｔａｎ（θ５）の角度情報を２１５選択する。
【００５８】
また、前々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３１）が１、及び前時刻ｔ＋１の比較結果（データ保持素子２３３）が１の場合、ｔａｎ（θ７）の角度情報を２１６選択する。
【００５９】
選択回路２０５は、選択回路２０８が選択した角度情報のＭＳＢが０ならば、Ｉ３を選択し、選択回路２０８が選択した角度情報のＭＳＢが１ならば、Ｑ３を選択する。
【００６０】
同様に、選択回路２０６は、前述の選択回路２０８が選択した角度情報のＭＳＢが０ならばＱ３を選択し、１ならばＩ３を選択する。
【００６１】
次に、乗算器２２２は、前選択されたデータをもとに、つまり、選択回路２０８が選択した角度情報のＭＳＢが０ならば、Ｉ３＊（選択回路２０８が選択した角度情報）を行い、選択回路２０８が選択した角度情報のＭＳＢが１ならば、Ｑ３＊（選択回路２０８が選択した角度情報）を行う。
【００６２】
次に、比較装置２４２では、前述した、乗算結果と、選択回路２０６の選択結果とのデータの大小比較を行い、比較結果をデータ保持素子２３５に格納する。格納するデータは、同様に、乗算結果のほうが大きい場合は１を、小さい場合は０を格納する。
【００６３】
また、データ保持素子２３１に格納されているデータをデータ保持素子２３２に格納する。そしてまた、データ保持素子２３３に格納されているデータをデータ保持素子２３４に格納する。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施の形態のブランチメトリック算出装置について、図３を参照して説明する。
【００６５】
図３は、本発明の第２の実施の形態のブランチメトリック算出装置であって、ＢＭの精度，ビタビ復号の精度を向上するため、４ｂｉｔ出力する場合の回路例である。
【００６６】
図３で示すとおり、本発明の第２の実施の形態のブランチメトリック算出装置３００のＢＭ算出回路は、３ｂｉｔ出力の場合の回路２５０に、さらに、領域判定回路３５０が付加されている。
【００６７】
次に、ＢＭ算出回路について、図３に示す回路の構成を説明する。
【００６８】
Ｉ１，Ｑ１は、前述した、受信データの回転処理を行ったデータ、Ｉ２，Ｑ２はＩ１，Ｑ１をそれぞれ、受信データステップ単位で１ステップ遅延を行ったデータ、Ｉ３，Ｑ３は、同様に２ステップ遅延を行ったデータで、Ｉ４，Ｑ４は、同様に３ステップ遅延を行ったデータである。
【００６９】
参照符号２１０は、第８の角度情報で、第８のＢＭの境界に値（以降、角度情報と表現する。）する、ｔａｎθ（ここでは、ｔａｎ（θ８）で表す、）値、であり、また、本構成例では、１６ｂｉｔのデータであり、ＭＳＢには４５°より、大きい場合は１を、小さい場合には、０を格納するものとする。
【００７０】
同様に、参照符号２１１は第４の角度情報であり、参照符号２１２は第１２の角度情報であり、参照符号２１３は第２の角度情報であり、参照符号２１４は第６の角度情報であり、参照符号２１５は第１０の角度情報であり、参照符号２１６は第１４の角度情報である。
【００７１】
本発明の第２の実施の形態のブランチメトリック算出装置３００のＢＭ算出回路２５０は、選択回路２０１〜２０８と、８ｂｉｔｘ７ｂｉｔの乗算器２２０〜２２２と、受信データステップ単位でデータ更新を行うデータ保持素子２３０〜２３５と、比較装置２４０〜２４２とを具備する。
【００７２】
またさらに、本発明の第２の実施の形態のブランチメトリック算出装置３００のＢＭ算出回路３５０は、選択回路３０１、３０２および選択回路３０３と、８ｂｉｔｘ７ｂｉｔの乗算器３２３と、比較装置３２４とを具備する。
【００７３】
そしてさらに、本発明の第２の実施の形態のブランチメトリック算出装置３００は、受信データステップ単位でデータ更新を行うデータ保持素子２３２の出力を保持するデータ保持素子３２６と、受信データステップ単位でデータ更新を行うデータ保持素子２３４の出力を保持するデータ保持素子３２７と、受信データステップ単位でデータ更新を行うデータ保持素子２３５の出力を保持するデータ保持素子３２８と、比較装置３２４の出力を保持するデータ保持素子３２９とを具備する。
【００７４】
次に、本発明の第２の実施の形態のブランチメトリック算出装置の動作について説明する。
【００７５】
まず、図１のＢＭ算出ブロック構成例の図において、前述したとおり、受信されたデータについて、本発明の第１の実施の形態のブランチメトリック算出装置１００と同様の処理を行い、ＢＭ算出回路１０１〜１０４にそれぞれ入力する。
【００７６】
次に、ＢＭ算出回路内部（図３を参照）では、以下の処理を行う。
【００７７】
受信データステップ単位時刻ｔにおいて選択回路２０１は、ｔａｎ（θ８）のＭＳＢが０ならばＩ１を選択し、ＭＳＢが１ならばＱ１を選択する。
【００７８】
同様に、選択回路２０２は、ｔａｎ（θ８）のＭＳＢが０ならばＱ１を選択し、ＭＳＢが１ならばＩ１を選択する。
【００７９】
次に、乗算器２２０は、前述の選択されたデータをもとに、つまりｔａｎ（θ８）の角度情報２１０のＭＳＢが０ならば、Ｉ１＊ｔａｎ（θ８）を行い、ｔａｎ（θ８）のＭＳＢが１ならば、Ｑ１＊ｔａｎ（θ８）を行う。
【００８０】
次に、比較装置２４０では、前述した、乗算器２２０の乗算結果と、選択回路２０２の選択結果とのデータの大小比較を行い、比較結果をデータ保持素子２３０に格納する。格納するデータは、乗算結果のほうが大きい場合は１を格納し、小さい場合は０を格納する。
【００８１】
次に、受信データステップ単位の時刻（ｔ＋１）において、選択回路２０７は、前時刻ｔの比較結果が０の場合、ｔａｎ（θ４）の角度情報２１１の選択を行い、また、１の場合、ｔａｎ（θ１２）の角度情報２１２の選択を行う。
【００８２】
選択回路２０３は、選択回路２０７が選択した角度情報のＭＳＢが０ならば、Ｉ２を選択し、選択回路２０７が選択した角度情報のＭＳＢが１ならば、Ｑ２を選択する。
【００８３】
同様に、選択回路２０４は、選択回路２０７が選択した角度情報のＭＳＢが０ならばＱ２を選択し、１ならばＩ２を選択する。
【００８４】
次に、乗算器２２１は、前述の選択されたデータをもとに、つまり、選択回路２０７が選択した角度情報のＭＳＢが０ならば、Ｉ２＊（選択回路２０７が選択した角度情報）を行い、選択回路２０７が選択した角度情報のＭＳＢが１ならば、Ｑ２＊（選択回路２０７が選択した角度情報）を行う。
【００８５】
次に、比較装置２４１では、前述した、乗算結果と、選択回路２０４との選択結果とのデータの大小比較を行い、比較結果をデータ保持素子２３３に格納する。格納するデータは、同様に、乗算結果のほうが大きい場合は１を格納し、小さい場合は０を格納する。
【００８６】
また、データ保持素子２３０に格納されているデータをデータ保持素子２３１に格納する。そしてまた、データ保持素子２３０には、時刻（ｔ＋１）に受信されたデータを、同様の処理を行い、新しいデータ格納している。
【００８７】
次に、受信データステップ単位の時刻（ｔ＋２）において、選択回路２０８は，前々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３１）が０、及び前時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３３）が０の場合、ｔａｎ（θ２）の角度情報２１３を選択する。
【００８８】
また、前々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３１）が０、及び前時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３３）が１の場合、ｔａｎ（θ６）の角度情報を２１４選択する。
【００８９】
また、前々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３１）が１、及び前時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３３）が０の場合、ｔａｎ（θ１０）の角度情報を２１５選択する。
【００９０】
また、前々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３１）が１、及び前時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３３）が１の場合、ｔａｎ（θ１４）の角度情報を２１６選択する。
【００９１】
選択回路２０５は、選択回路２０８が選択した角度情報のＭＳＢが０ならば、Ｉ３を選択し、１ならばＱ３を選択する。
【００９２】
同様に、選択回路２０６は、前述選択回路２０８が選択した角度情報のＭＳＢが０ならばＱ３を選択し、１ならばＩ３を選択する。
【００９３】
次に、乗算器２２２は、前選択されたデータをもとに、つまり、選択回路２０８が選択した角度情報のＭＳＢが０ならば、Ｉ３＊（選択回路２０８が選択した角度情報）を行い、選択回路２０８が選択した角度情報のＭＳＢが１ならば、Ｑ３＊（選択回路２０８が選択した角度情報）を行う。
【００９４】
次に、比較装置２４２では、前述した、乗算結果と、選択回路２０６の選択結果とのデータの大小比較を行い、比較結果をデータ保持素子２３２に格納する。格納するデータは、同様に、乗算結果のほうが大きい場合は１を、小さい場合は０を格納する。
【００９５】
また、データ保持素子２３１に格納されているデータをデータ保持素子２３２に格納する。そしてまた、データ保持素子２３３に格納されているデータをデータ保持素子２３４に格納する。
【００９６】
次に、受信データステップ単位の時刻（ｔ＋３）において、選択回路３０３の動作を説明する。
【００９７】
すなわち、選択回路３０３は、前々々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３２）が０で、及び前々時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３４）が０で、及び前時刻（ｔ＋２）の比較結果（データ保持素子２３５）が０の場合に、ｔａｎ（θ１）の角度情報３０５を選択する。
【００９８】
また、前々々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３２）が０で、及び前々時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３４）が０で、及び前時刻（ｔ＋２）の比較結果（データ保持素子２３５）が１の場合に、ｔａｎ（θ３）の角度情報３０６を選択する。
【００９９】
そしてまた、前々々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３２）が０で、及び前々時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３４）が１で、及び前時刻（ｔ＋２）の比較結果（データ保持素子２３５）が０の場合に、ｔａｎ（θ５）の角度情報３０７を選択する。
【０１００】
また、前々々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３２）が０で、及び前々時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３４）が１で、及び前時刻（ｔ＋２）の比較結果（データ保持素子２３５）が１の場合に、ｔａｎ（θ７）の角度情報３０８を選択する。
【０１０１】
また、前々々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３２）が１で、及び前々時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３４）が０で、及び前時刻（ｔ＋２）の比較結果（データ保持素子２３５）が０の場合に、ｔａｎ（θ１５）の角度情報３０９を選択する。
【０１０２】
また、前々々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３２）が１で、及び前々時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３４）が０で、及び前時刻（ｔ＋２）の比較結果（データ保持素子２３５）が１の場合に、ｔａｎ（θ１３）の角度情報３１０を選択する。
【０１０３】
また、前々々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３２）が１で、及び前々時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３４）が１で、及び前時刻（ｔ＋２）の比較結果（データ保持素子２３５）が０の場合に、ｔａｎ（θ１１）の角度情報３１１を選択する。
【０１０４】
そして、前々々時刻ｔの比較結果（データ保持素子２３２）が１で、及び前々時刻（ｔ＋１）の比較結果（データ保持素子２３４）が１で、及び前時刻（ｔ＋２）の比較結果（データ保持素子２３５）が１の場合に、ｔａｎ（θ９）の角度情報３１２を選択する。
【０１０５】
選択回路３０１は、選択回路３０３が選択した角度情報のＭＳＢが０ならば、Ｉ４を選択し、選択回路３０３が選択した角度情報のＭＳＢが１ならば、Ｑ４を選択する。
【０１０６】
同様に、選択回路３０２は、前述の選択回路３０３が選択した角度情報のＭＳＢが０ならば、Ｑ４を選択し、選択回路３０３が選択した角度情報のＭＳＢが１ならば、Ｉ４を選択する。
【０１０７】
次に、乗算器３２３は、前述の選択されたデータをもとに、つまり、選択回路３０３が選択した角度情報のＭＳＢが０ならば、Ｉ４＊（選択回路２０８が選択した角度情報）を行い、選択回路３０３が選択した角度情報のＭＳＢが１ならば、Ｑ４＊（選択回路２０８が選択した角度情報）を行う。
【０１０８】
次に、比較装置３２４では、前述した、乗算結果と、選択回路３０２の選択結果とのデータの大小比較を行い、比較結果をデータ保持素子３２９に格納する。格納するデータは、同様に、乗算結果のほうが大きい場合は１を、小さい場合は０を格納する。
【０１０９】
また、データ保持素子２３２に格納されているデータをデータ保持素子３２６に格納する。また、データ保持素子２３４に格納されているデータをデータ保持素子３２７に格納する。そしてまた、データ保持素子２３５に格納されているデータをデータ保持素子３２８に格納する。
【０１１０】
なお、図２で示した、角度情報ｔａｎ（θ１）〜角度情報ｔａｎ（θ７）または、図３で示した角度情報ｔａｎ（θ１）〜角度情報ｔａｎ（θ１５）は、容易に、任意に変更することが可能である。
【０１１１】
よって、伝送系の変更があった場合等でも、効率よく、かつ、好適に変更することが可能である。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のブランチメトリック算出装置は、ＢＭ算出を行うことにより、精度、処理速度の低下を回避しつつＬＳＩの大きさを削減する、すなわち、ＲＯＭテーブルを１／８以にすることができ、低価格化、低消費電流を実現することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のブランチメトリック算出装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のブランチメトリック算出装置のブランチメトリック算出回路の一例である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のブランチメトリック算出装置のブランチメトリック算出回路の一例である。
【図４】ＲＯＭテーブルの縮体を示す図である。
【図５】ブランチメトリックの算出を説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態のブランチメトリック算出装置の回転処理を説明する図である。
【図７】１６値の場合のブランチメトリック値算出を説明する図である。
【図８】送信機８０１から受信機８０２への信号の流れの構成例である。
【図９】トレリス符号化を図解した回路図である。
【図１０】信号点の構成例を示す図である。
【図１１】復号器の構成例を示す図である。
【図１２】ＲＯＭの構成例を示す図である。
【図１３】ＲＯＭ原点座標を中心としたブランチメトリック値を示す図である。
【符号の説明】
１０情報源
１１シリパラ変換
１２畳込み符号化
１３マッピング
１４直交変調
１５復調
１６ビタビ復号
１７復号情報
２０，２１，２２，２３，２４，２５遅延素子
２６，２７排他的論理和
４０ＢＭ／ＳＮ算出装置
４１ビタビ復号
４２再符号化ブロック
４３トレリス復号装置
４４遅延装置
１００ブランチメトリック算出装置
１０１，１０２，１０３，１０４ＢＭ算出回路
１０５，１０６，１０７，１０８受信信号処理回路
２００ＢＭ算出回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a branch metric calculation device and a calculation method thereof.
[0002]
[Prior art]
Viterbi decoding is well known as a method for decoding received signals in digital broadcasting. In particular, in the case of a decoding method having a large noise margin, the Viterbi decoding method is effectively used.
[0003]
Viterbi decoding is one method of decoding convolutionally coded data. In digital broadcasting services, trellis coded modulation, which combines convolutional coding and multilevel modulation, is applied.
[0004]
Such a Viterbi decoding method is disclosed in, for example, JP-A-2000-313234.
[0005]
FIG. 8 is a configuration example of a signal flow from the transmitter 801 to the receiver 802, and FIG. 9 is a circuit diagram illustrating trellis coding.
[0006]
The transmitter 801 performs serial-parallel conversion (11) on an information source (10), which is data to be transmitted, performs trellis coding (12), performs orthogonal modulation (14), and uses an artificial satellite system. Transmission 803 is performed.
[0007]
The receiver 802 can receive the most probable data by demodulating the received data (15), performing Viterbi decoding (16) on the demodulated data 815, and obtaining the decoded information 17.
[0008]
Transmitter 801 assigns C2 and C1 to modulation signal points such that the Euclidean distance of original data (B1, B0) to be transmitted is increased as shown in FIG. , C0, and performs transmission.
[0009]
Referring to FIG. 10, the signal point constellation includes eight kinds of coordinates which are all combinations of the 3-bit encoded data C2, C1, and C0 at positions separated by 45 ° along the circumference of the unit circle. Defined as a location. In addition, to take a large Euclidean distance,
(C2, C1, C0) = (0, 0, 1) and (C2, C1, C0) = (1, 1, 0) are symmetrically arranged with respect to the origin 0.
[0010]
With reference to FIG. 11, an operation outline of the decoding device 1101 will be described.
[0011]
The decoding device 1101 calculates a branch metric (hereinafter abbreviated as BM) and a sector number (hereinafter abbreviated as SN) for each decoding step, and a BM / SN calculation device 40 based on the BM described above. , A Viterbi decoder 41 for decoding the original data B0, a re-encoding block 42 for re-encoding the decoded original data B0, and decoding of the original data B1 from the re-encoded data and data obtained by delaying SN. And a delay device 44 for delaying the SN.
[0012]
Next, the BM / SN calculating means 40 will be described. For the calculation of BM / SN, it is necessary to read the BM00, BM01, BM10, BM11 and SN from the ROM table storing the conversion table data shown in FIG. 12 and using the received data (I, Q) as the input address of the ROM. General.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional BM generation method using a ROM table, the ROM size becomes enormous as the received data becomes higher multi-valued data and the accuracy (bit extension) of the BM value is improved. However, there has been a problem that the scale of the LSI is increased, the price is increased, and the current consumption is increased.
[0014]
Further, in the BM generation method described in JP-A-2000-313234, there is a problem that the ROM table can be reduced to only １／.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The branch metric calculation device of the present invention includes:A branch metric calculation device that decodes multi-level data encoded by a trellis coding modulation scheme and calculates a branch metric of the decoded data,
Phase conversion means for performing phase conversion on the multi-valued data as coordinate points of a signal I which is a first reception signal and a signal Q which is a second reception signal orthogonal to the signal I;
A circle centered on the origin of the coordinate system composed of the signal I and the signal Q is divided by n (n is an integer of 2 or more) line segments passing through the center to generate n sectors, And the I coordinate * tanθ (θ is the angle between the line segment and the I axis) of the coordinate point to determine which sector the coordinate point is included in, and A branch metric calculation circuit that calculates a branch metric of the decoded data with reference to the branch metric corresponding to the determined sector;It is a structure provided with.
[0016]
Still further, the multi-value data of the branch metric calculation device of the present invention has a configuration of a first reception signal and a second reception signal that are orthogonal to each other.
[0017]
Still further, the processing for rotating the multi-value data clockwise by 45 degrees in the branch metric calculation device of the present invention is a first processing means for performing a first processing for subtracting the second received signal from the first received signal. And second processing means for performing a second process of adding the first received signal and the second received signal. The multi-value data of the branch metric calculation device of the present invention is The 45-degree counterclockwise rotation process includes: a second processing unit that performs a second process of adding the first reception signal and the second reception signal; and a first processing unit that performs the first processing based on the second reception signal. And a third processing means for performing a third processing for reducing the reception signal. The multi-value data of the branch metric calculation device of the present invention is rotated clockwise by 90 degrees in the branch metric calculation apparatus. Fourth processing for reducing the reception signal of the second And fourth processing means for the a configuration comprising a fifth processing means for processing for inputting the first received signal directly.
[0018]
In addition, the present inventionThe branch metric calculation method is a branch metric calculation method for decoding multi-valued data encoded by a trellis coding modulation method and calculating a branch metric of the decoded data, wherein the multi-valued data is a first received signal. The phase is converted as a coordinate point of a certain signal I and a signal Q which is a second reception signal orthogonal to the signal I, and passes through a circle centered on the origin of a coordinate system composed of the signal I and the signal Q. n (n is an integer of 2 or more) line segments are divided to generate n sectors, and the Q coordinate of the coordinate point and the I coordinate of the coordinate point * tanθ (θ is the line segment and the I axis (The angle formed by the angle) and the magnitude of the coordinate point is determined, which sector the coordinate point is included in, and the branch metric of the decoded data is referred to by referring to the branch metric corresponding to the determined sector. Calculate lickIt is characterized byare doing.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
[0020]
In the embodiment of the present invention, the ROM table is contracted using the symmetry of the ROM table, and the BM is calculated using an arithmetic circuit.
[0021]
First, the concept of the branch metric will be described. First, the calculation of the BM of BM00 will be described.
[0022]
All data in the ROM table is symmetric about the origin. Therefore, if the received data is folded in the first quadrant with respect to the I axis and the Q axis, the ROM table can be represented only by the area shown in FIG.
[0023]
Next, the BM value is calculated.
[0024]
First, upper and lower determinations are made on the boundary line 4 shown in FIG. 5 in the areas of the reception data I and the reception data Q. For the determination of up and down, comparison of Q and I * tan (θ4) is performed.
(Hereinafter, tan (θ4) is the angle information of the boundary line number shown in the figure. For example, in the figure, the angle information representing boundary 2 is tan (θ2).)
Next, when Q> = I * tan (θ4), Q * tan (θ6) is compared with I. When Q <I * tan (θ4), Q is compared with I * tan (θ2). Make a comparison.
[0025]
Next, when Q * tan (θ6)> = I, Q * tan (θ7) is compared with I. When Q * tan (θ6) <I, Q * tan (θ5) is compared with I. I do.
[0026]
When Q * tan (θ2)> = I, Q is compared with I ″ * tan (θ3), and when Q * tan (θ2) <I, Q is compared with I ″ * tan (θ1) I do.
[0027]
From the above results, and from the past judgment results,
When Q * tan (θ7)> = I, the value of the branch metric is 7, and
If Q * tan (θ7) <I, the value of the branch metric is 6, and
If Q * tan (θ5)> = I, the value of the branch metric is 5, and
If Q * tan (θ5) <I, the value of the branch metric is 4, and
If Q> = I * tan (θ7), the value of the branch metric is 3, and
When Q <I * tan (θ7), the value of the branch metric is 2, and
If Q> = I * tan (θ5), the value of the branch metric is 1, and
In the case of Q <I * tan (θ5), the same data as the ROM table data that is allocated and commonly used so that the value of the branch metric becomes 0 is calculated.
[0028]
Next, the BM calculation of BM01, BM10, and BM11 will be described. As shown in FIGS. 12 and 13, the three ROM table data are such that the BM01 table rotates 45 ° clockwise with respect to the BM00 ROM table, and the BM10 table rotates 45 ° counterclockwise. Rotated, the table of BM11 is the same as that rotated 90 ° clockwise.
[0029]
Therefore, if the following processing is performed on the received data I and the received data Q, respectively, and the same processing as the above-described BM00 is performed, the BM of each of the BM01, BM10, and BM11 can be calculated (see FIG. 6). ).
[0030]
(Equation 1)

[0031]
Since the actual processing requires only the relative amounts of I and Q, the address of each BM is calculated by performing only the following simple calculation.
[0032]
(Equation 2)

[0033]
Next, a branch metric calculation device according to the first embodiment of the present invention will be described.
[0034]
FIG. 1 is a block diagram of a branch metric calculation device according to the first embodiment of the present invention. The received data (I, Q) of the branch metric calculation device according to the first embodiment of the present invention It is assumed that the data is 8-bit data.
[0035]
Referring to FIG. 1, a branch metric calculation device 100 according to the first embodiment of the present invention includes BM calculation circuits 101 to 104 for calculating branch metric values of BM00, BM01, BM10, and BM11, and reception data (I , Q) for performing a rotation process, a circuit 105 for performing an (I−Q) process, for performing a rotation process, a circuit 106 for performing an (I + Q) process, and for performing a rotation process. The circuit 107 includes a circuit 107 for performing (−I + Q) processing and a circuit 108 for performing (0−Q) processing for performing rotation processing.
[0036]
Next, the configuration of the BM calculation circuit shown in FIG. 2 will be described.
[0037]
I1 and Q1 are data obtained by performing the above-described rotation processing of the received data, I2 and Q2 are data obtained by delaying I1 and Q1 by one step in the unit of the received data step, and I3 and Q3 are data obtained by two steps similarly. This is the delayed data.
[0038]
Reference numeral 210 denotes a first angle information, which is a tan θ (here, represented by tan (θ4)) value at the boundary of the fourth BM (hereinafter, referred to as angle information), Further, in this configuration example, the data is 8-bit data, and 1 is stored in the MSB when it is larger than 45 °, and 0 is stored when it is smaller than 45 °.
[0039]
Similarly, reference numeral 211 is second angle information, reference numeral 212 is fifth angle information, reference numeral 213 is first angle information, and reference numeral 214 is third angle information. , 215 is fifth angle information, and 216 is seventh angle information.
[0040]
The BM calculation circuit 200 of the branch metric calculation device according to the first embodiment of the present invention includes selection circuits 201 to 208, 8-bit × 7-bit multipliers 220 to 222, and a data holding element 230 for updating data in units of received data steps. 235 and comparison devices 240 to 242.
[0041]
Next, the operation of the branch metric calculation device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described.
[0042]
First, in the diagram of the BM calculation block configuration example in FIG. 1, as described above, the following processing is performed on the received data, and the data is input to the BM calculation circuits 101 to 104, respectively.
[0043]
(Equation 3)

[0044]
Next, the following processing is performed inside the BM calculation circuit (see FIG. 2).
[0045]
At the reception data step unit time t, the selection circuit 201 selects I1 if the MSB of tan (θ4) is 0, and selects Q1 if the MSB is 1.
[0046]
Similarly, the selection circuit 202 selects Q1 if the MSB of tan (θ4) is 0, and selects I1 if the MSB is 1.
[0047]
Next, the multiplier 220 performs I1 * tan (θ4) based on the selected data, that is, if the MSB of the angle information 210 of tan (θ4) is 0, and performs the MSB of tan (θ4). Is 1, Q1 * tan (θ4) is performed.
[0048]
Next, the comparison device 240 compares the data of the multiplication result of the multiplier 220 and the selection result of the selection circuit 202, and stores the comparison result in the data holding element 230. As data to be stored, 1 is stored if the multiplication result is larger, and 0 is stored if the multiplication result is smaller.
[0049]
Next, at the time (t + 1) in units of the received data step, the selection circuit 207 selects the angle information 211 of tan (θ2) if the comparison result at the previous time t is 0, and if it is 1, tan (θ2). The angle information 212 of (θ6) is selected.
[0050]
The selection circuit 203 selects I2 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 207 is 0, and selects Q2 if it is 1.
[0051]
Similarly, the selection circuit 204 selects Q2 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 207 is 0, and selects I2 if it is 1.
[0052]
Next, the multiplier 221 performs I2 * (angle information selected by the selection circuit 207) based on the selected data, that is, if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 207 is 0. If the MSB of the angle information selected by the selection circuit 207 is 1, Q2 * (angle information selected by the selection circuit 207) is performed.
[0053]
Next, the comparison device 241 compares the data of the multiplication result with the selection result of the selection circuit 204, and stores the comparison result in the data holding element 233. Similarly, as the data to be stored, 1 is stored when the multiplication result is larger, and 0 is stored when the multiplication result is smaller.
[0054]
The data stored in the data holding element 230 is stored in the data holding element 231. Further, the data received at the time (t + 1) is subjected to the same processing, and new data is stored in the data holding element 230.
[0055]
Next, at the time (t + 2) in the unit of the received data step, the selection circuit 208 sets the comparison result (data holding element 231) of the time t before the previous time (data holding element 231) to 0 and the comparison result of the previous time (t + 1) (the data holding element 233). Is 0, the angle information 213 of tan (θ1) is selected.
[0056]
If the comparison result (data holding element 231) at the time t before the previous time t is 0 and the comparison result (data holding element 233) at the previous time (t + 1) is 1, the angle information 214 of tan (θ3) is selected.
[0057]
If the comparison result (data holding element 231) at the time t before the previous time t is 1 and the comparison result (data holding element 233) at the previous time t + 1 is 0, the angle information tan (θ5) is selected by 215.
[0058]
Further, when the comparison result (data holding element 231) at the time t before the previous time t is 1 and the comparison result (data holding element 233) at the previous time t + 1 is 1, the angle information tan (θ7) 216 is selected.
[0059]
The selection circuit 205 selects I3 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 208 is 0, and selects Q3 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 208 is 1.
[0060]
Similarly, the selection circuit 206 selects Q3 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 208 is 0, and selects I3 if the MSB is 1.
[0061]
Next, the multiplier 222 performs I3 * (the angle information selected by the selection circuit 208) based on the previously selected data, that is, if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 208 is 0, If the MSB of the angle information selected by the selection circuit 208 is 1, Q3 * (angle information selected by the selection circuit 208) is performed.
[0062]
Next, the comparison device 242 compares the data of the multiplication result with the selection result of the selection circuit 206, and stores the comparison result in the data holding element 235. Similarly, the data to be stored is 1 if the multiplication result is larger, and 0 if it is smaller.
[0063]
Further, the data stored in the data holding element 231 is stored in the data holding element 232. Then, the data stored in the data holding element 233 is stored in the data holding element 234.
[0064]
Next, a branch metric calculation device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0065]
FIG. 3 is a circuit example of a branch metric calculation device according to the second embodiment of the present invention, in which 4-bit output is performed in order to improve the accuracy of BM and the accuracy of Viterbi decoding.
[0066]
As shown in FIG. 3, in the BM calculation circuit of the branch metric calculation device 300 according to the second embodiment of the present invention, an area determination circuit 350 is added to the circuit 250 for 3-bit output.
[0067]
Next, the configuration of the BM calculation circuit shown in FIG. 3 will be described.
[0068]
I1 and Q1 are data obtained by performing the above-described rotation processing of the received data, I2 and Q2 are data obtained by delaying I1 and Q1 by one step in the unit of the received data step, and I3 and Q3 are data obtained by two steps similarly. The delayed data, I4 and Q4, are similarly delayed by three steps.
[0069]
Reference numeral 210 denotes eighth angle information, which is a value of tan θ (here, expressed as tan (θ8)) at the boundary of the eighth BM (hereinafter, referred to as angle information). In the present configuration example, the data is 16 bits, and 1 is stored in the MSB if it is larger than 45 °, and 0 is stored if it is smaller than 45 °.
[0070]
Similarly, reference numeral 211 is fourth angle information, reference numeral 212 is twelfth angle information, reference numeral 213 is second angle information, and reference numeral 214 is sixth angle information. , 215 is tenth angle information, and 216 is fourteenth angle information.
[0071]
The BM calculation circuit 250 of the branch metric calculation device 300 according to the second embodiment of the present invention includes selection circuits 201 to 208, 8-bit × 7-bit multipliers 220 to 222, and a data holding element for updating data in units of received data steps. 230 to 235 and comparison devices 240 to 242.
[0072]
Furthermore, the BM calculation circuit 350 of the branch metric calculation device 300 according to the second embodiment of the present invention includes the

selection circuits

301, 302 and 303, an 8-bit × 7-bit multiplier 323, and a comparison device 324. .
[0073]
Further, the branch metric calculation device 300 according to the second embodiment of the present invention includes a data holding element 326 for holding the output of the data holding element 232 that performs data update in units of received data, and a data holding element 326 in units of received data steps. A data holding element 327 for holding the output of the data holding element 234 for updating, a data holding element 328 for holding the output of the data holding element 235 for updating the data in units of received data, and an output of the comparing device 324. A data holding element 329.
[0074]
Next, the operation of the branch metric calculation device according to the second embodiment of the present invention will be described.
[0075]
First, in the diagram of the BM calculation block configuration example in FIG. 1, as described above, the same processing as that of the branch metric calculation device 100 according to the first embodiment of the present invention is performed on the received data, and the BM calculation circuit 101 To 104 respectively.
[0076]
Next, the following processing is performed inside the BM calculation circuit (see FIG. 3).
[0077]
At the reception data step unit time t, the selection circuit 201 selects I1 if the MSB of tan (θ8) is 0, and selects Q1 if the MSB is 1.
[0078]
Similarly, the selection circuit 202 selects Q1 if the MSB of tan (θ8) is 0, and selects I1 if the MSB is 1.
[0079]
Next, the multiplier 220 performs I1 * tan (θ8) based on the selected data, that is, if the MSB of the angle information 210 of tan (θ8) is 0, and performs the MSB of tan (θ8). Is 1, Q1 * tan (θ8) is performed.
[0080]
Next, the comparison device 240 compares the data of the multiplication result of the multiplier 220 and the selection result of the selection circuit 202, and stores the comparison result in the data holding element 230. As data to be stored, 1 is stored if the multiplication result is larger, and 0 is stored if the multiplication result is smaller.
[0081]
Next, at the time (t + 1) in units of the received data step, the selection circuit 207 selects the angle information 211 of tan (θ4) if the comparison result at the previous time t is 0, and if it is 1, tan (θ4). The angle information 212 of (θ12) is selected.
[0082]
The selection circuit 203 selects I2 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 207 is 0, and selects Q2 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 207 is 1.
[0083]
Similarly, the selection circuit 204 selects Q2 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 207 is 0, and selects I2 if the MSB is 1.
[0084]
Next, the multiplier 221 performs I2 * (angle information selected by the selection circuit 207) based on the selected data, that is, if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 207 is 0. If the MSB of the angle information selected by the selection circuit 207 is 1, Q2 * (angle information selected by the selection circuit 207) is performed.
[0085]
Next, the comparison device 241 compares the data of the multiplication result with the selection result of the selection circuit 204, and stores the comparison result in the data holding element 233. Similarly, as data to be stored, 1 is stored if the multiplication result is larger, and 0 is stored if the multiplication result is smaller.
[0086]
The data stored in the data holding element 230 is stored in the data holding element 231. Further, the data received at the time (t + 1) is subjected to the same processing, and new data is stored in the data holding element 230.
[0087]
Next, at the time (t + 2) in the unit of the received data step, the selection circuit 208 sets the comparison result (data holding element 231) of the time t before the previous time (data holding element 231) to 0 and the comparison result of the previous time (t + 1) (the data holding element 233). Is 0, the angle information 213 of tan (θ2) is selected.
[0088]
If the comparison result (data holding element 231) at time t before the time t is 0 and the comparison result (data holding element 233) at the previous time (t + 1) is 1, the angle information of tan (θ6) is selected as 214.
[0089]
When the comparison result (data holding element 231) at the time t before the previous time t is 1 and the comparison result (data holding element 233) at the previous time (t + 1) is 0, the angle information of tan (θ10) is selected by 215.
[0090]
If the comparison result (data holding element 231) at the time t before the previous time t is 1 and the comparison result (data holding element 233) at the previous time (t + 1) is 1, the angle information tan (θ14) 216 is selected.
[0091]
The selection circuit 205 selects I3 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 208 is 0, and selects Q3 if it is 1.
[0092]
Similarly, the selection circuit 206 selects Q3 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 208 is 0, and selects I3 if the MSB is 1.
[0093]
Next, the multiplier 222 performs I3 * (the angle information selected by the selection circuit 208) based on the previously selected data, that is, if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 208 is 0, If the MSB of the angle information selected by the selection circuit 208 is 1, Q3 * (angle information selected by the selection circuit 208) is performed.
[0094]
Next, the comparison device 242 compares the data of the multiplication result with the selection result of the selection circuit 206, and stores the comparison result in the data holding element 232. Similarly, the data to be stored is 1 if the multiplication result is larger, and 0 if it is smaller.
[0095]
Further, the data stored in the data holding element 231 is stored in the data holding element 232. Then, the data stored in the data holding element 233 is stored in the data holding element 234.
[0096]
Next, the operation of the selection circuit 303 at the time (t + 3) in units of the reception data step will be described.
[0097]
That is, the selection circuit 303 determines that the comparison result (data holding element 232) at the time two before the time t (data holding element 232) is 0, the comparison result at the time (t + 1) immediately before the time (data holding element 234) is 0, and the comparison result at the previous time (t + 2). If the comparison result (data holding element 235) is 0, the tan (θ1) angle information 305 is selected.
[0098]
Further, the comparison result (data holding element 232) at the time immediately before the time t (data holding element 232) is 0, the comparison result (data holding element 234) at the time immediately before the time (t + 1) is 0, and the comparison result at the time before the time (t + 2) ( When the data holding element 235) is 1, the angle information 306 of tan (θ3) is selected.
[0099]
Further, the comparison result (data holding element 232) at the time two before the previous time t (data holding element 232) is 0, the comparison result at the time immediately before the time (t + 1) (data holding element 234) is 1, and the comparison result at the previous time (t + 2). When (data holding element 235) is 0, the angle information 307 of tan (θ5) is selected.
[0100]
In addition, the comparison result (data holding element 232) at the time immediately before the time t (data holding element 232) is 0, the comparison result at the time immediately before the time (t + 1) (data holding element 234) is 1, and the comparison result at the time (t + 2) before the time (t + 2). When the data holding element 235) is 1, the angle information 308 of tan (θ7) is selected.
[0101]
In addition, the comparison result (data holding element 232) at the time immediately before the time t (data holding element 232) is 1, the comparison result at the time immediately before the time (t + 1) (data holding element 234) is 0, and the comparison result at the time before the time (t + 2) (t + 2). When the data holding element 235) is 0, the angle information 309 of tan (θ15) is selected.
[0102]
In addition, the comparison result (data holding element 232) at the time immediately before the time t (data holding element 232) is 1, the comparison result at the time immediately before the time (t + 1) (data holding element 234) is 0, and the comparison result at the time before the time (t + 2) (t + 2). When the data holding element 235) is 1, the angle information 310 of tan (θ13) is selected.
[0103]
In addition, the comparison result (data holding element 232) at the time t2 immediately before the time (data holding element 232) is 1, the comparison result (data holding element 234) at the time immediately before the time (t + 1) is 1 and the comparison result (t + 2) at the previous time (t + 2). When the value of the data holding element 235) is 0, the angle information 311 of tan (θ11) is selected.
[0104]
Then, the comparison result (data holding element 232) at the time immediately before the time t (data holding element 232) is 1, the comparison result at the time immediately before the time (t + 1) (data holding element 234) is 1, and the comparison result at the time before the time (t + 2) ( When the data holding element 235) is 1, the angle information 312 of tan (θ9) is selected.
[0105]
The selection circuit 301 selects I4 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 303 is 0, and selects Q4 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 303 is 1.
[0106]
Similarly, the selection circuit 302 selects Q4 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 303 is 0, and selects I4 if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 303 is 1.
[0107]
Next, the multiplier 323 performs I4 * (the angle information selected by the selection circuit 208) based on the selected data, that is, if the MSB of the angle information selected by the selection circuit 303 is 0. If the MSB of the angle information selected by the selection circuit 303 is 1, Q4 * (angle information selected by the selection circuit 208) is performed.
[0108]
Next, the comparison device 324 compares the data of the multiplication result with the selection result of the selection circuit 302, and stores the comparison result in the data holding element 329. Similarly, the data to be stored is 1 if the multiplication result is larger, and 0 if it is smaller.
[0109]
Further, the data stored in the data holding element 232 is stored in the data holding element 326. Further, the data stored in the data holding element 234 is stored in the data holding element 327. Then, the data stored in the data holding element 235 is stored in the data holding element 328.
[0110]
The angle information tan (θ1) to angle information tan (θ7) shown in FIG. 2 or the angle information tan (θ1) to angle information tan (θ15) shown in FIG. 3 can be easily changed arbitrarily. It is possible.
[0111]
Therefore, even when the transmission system is changed, the change can be made efficiently and suitably.
[0112]
【The invention's effect】
As described above, the branch metric calculation device of the present invention performs BM calculation to reduce the size of the LSI while avoiding a decrease in accuracy and processing speed, that is, to reduce the ROM table to 1/8 or less. Thus, there is an effect that the cost can be reduced and the current consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a branch metric calculation device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an example of a branch metric calculation circuit of the branch metric calculation device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an example of a branch metric calculation circuit of a branch metric calculation device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a contraction of a ROM table.
FIG. 5 is a diagram illustrating calculation of a branch metric.
FIG. 6 is a diagram illustrating a rotation process of the branch metric calculation device according to the first embodiment of this invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating calculation of a branch metric value in the case of 16 values.
FIG. 8 is a configuration example of a signal flow from a transmitter 801 to a receiver 802.
FIG. 9 is a circuit diagram illustrating trellis coding.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a signal point.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a decoder.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a ROM.
FIG. 13 is a diagram showing branch metric values centered on ROM origin coordinates.
[Explanation of symbols]
10 information sources
11 Transformation
12 Convolutional coding
13 Mapping
14 Quadrature modulation
15 Demodulation
16 Viterbi decoding
17 Decryption information
20, 21, 22, 23, 24, 25 delay element
26,27 Exclusive OR
40 BM / SN calculation device
41 Viterbi decoding
42 re-encoded block
43 Trellis decoding device
44 Delay device
100 branch metric calculator
101, 102, 103, 104 BM calculation circuit
105, 106, 107, 108 reception signal processing circuit
200 BM calculation circuit

Claims

A branch metric calculation method for decoding multi-valued data encoded by the trellis coding modulation scheme and calculating a branch metric of the decoded data,
The multi-valued data is phase-transformed as a coordinate point between a signal I which is a first received signal and a signal Q which is a second received signal orthogonal to the signal I. A circle centered on the origin is divided by n (n is an integer of 2 or more) line segments passing through the center to generate n sectors, and the Q coordinate of the coordinate point and the I coordinate of the coordinate point * Tan θ (θ is the angle between the line segment and the I axis) is compared to determine which sector the coordinate point is included in, and the branch metric corresponding to the determined sector is determined. in reference to the branch metric calculation how to calculate the branch metric of the decoded data, said even when n is 8, the angle between the I-axis and the n-th of the line segments .theta.n, said Q Coordinate is the I coordinate * tan (θ4) In the above case, the Q coordinate * tan (θ6) is compared with the I coordinate. If the Q coordinate is smaller than the I coordinate * tan (θ4), the Q coordinate and the I coordinate * tan (θ2) Then, when the Q coordinate * tan (θ6) is equal to or larger than the I coordinate, the Q coordinate * tan (θ7) is compared with the I coordinate to obtain the Q coordinate * tan (θ6). ) Is smaller than the I coordinate, the Q coordinate * tan (θ5) is compared with the I coordinate, and if the Q coordinate * tan (θ2) is greater than or equal to the I coordinate, the received data step of the I coordinate is performed. At a unit time (t + 1) (hereinafter, this coordinate is referred to as the I coordinate I2), the Q coordinate is compared with the I coordinate I2 * tan (θ3), and the Q coordinate * tan (θ2) is If less than the I coordinate, the Q coordinate and the coordinate I2 * tan (θ Wherein to determine the coordinate points are included in which the sector determined branch metric calculation method for calculating the branch metric corresponding to the sector by comparing with).