JP3784896B2 - ビタビデコーダの論理ブロック - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＮの可能な状態のうちの１つにより各サンプリング瞬間の受信端部で限定されるコンボリューションコードによってエンコードされる信号をデコードするための論理ブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
受信端部の全てのＮの可能な状態が評価されなければならず、従っていわば予め定められたデータチャンネルに対応するので、これらのＮの可能な状態は“データチャンネル”と呼ばれる。この特定のエンコード技術はA. J. Viterbi により開発され、例えば文献（“Convolutional Codes and Their Performance in CommunicationSystems ”、IEEE Transactions on Communications Technology、COM-19、No.5、1971年10月、751 〜772 頁）に詳細に説明されている。通常、これは発明者の名から“ビタビコード化”と名付けられた。送信端部では、任意のデータシーケンスの冗長度は付加的なデータにより増加される。送信または記憶されるデータの保護は内部冗長を設けることによって達成されないが、冗長は選択的にデータへ付加される。これは任意のデータシーケンスが保護形態で送信されることを可能にし、それによってビタビコード化は一般的に応用可能である。消費者−電子装置の分野での１応用例は任意の形態で送信されるか、高記憶容量のためにエラーを生じがちであるデジタル記憶媒体から発生するデジタル化オージオデータの保護である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
受信端部で、どれが最も本来の情報に対応する可能性のあるデータシーケンスかを決定するために確率分析が複数の受信データワードについて行われる。誤ったデコードデータはそれぞれのデータシーケンスの単一のビットに影響するだけでなく、擾乱効果は広範囲のデータシーケンスにわたって分散される。したがって個々のデータワードの影響は比較的小さく、それ故デコーダは本来の信号の正確でエラーのない内容を再構成してさらに処理するためにその出力で使用することができる。
【０００４】
広範囲の受信され再構成されたデータシーケンスだけでなく、現在受信されたデータワードがエラーまたは妨害のために送信端部で異なったことを意味し誤って解釈される場合に、発生したデータシーケンスも記憶される必要があるので、ビタビデコーダを構成するための論理ブロックは非常に大きい。
【０００５】
ビタビデコードプロセスでは、全てのＮの可能な受信状態が各サンプリング瞬間に受信データに一致する程度に関して検査される。これは理論的に予測された値と受信されたデータワードとを比較して行われる。Ｎの可能な状態のそれぞれは使用されるビタビエンコード技術に応じた固定したデジタル予測値を割当てられる。受信データワードと予測された値との比較は距離または差の計算を使用して行われる。距離値が小さい程、現在検査されている状態が実際に受信されたデータワードへ割当てられる可能性が高くなる。連続的に距離値を累積することにより、可能性の考慮は既に受信されたデータワードのシーケンスにも及び、従って最も可能性のあるシーケンスは、やがて最小の累積距離値を有する。この累積的評価を通じて単一のエラーはエラーの合計で“消滅”する。
【０００６】
付加された距離値の連続評価は従って異なった確率を有する多数のデータシーケンスを生じ、これは各データクロックパルス後に最新に更新されなければならない。個々のデータシーケンスは“通路”と呼ばれる。例えば図５と７参照のグラフィック形態で個々の通路はトレリス図で表されることができる。トレリス図は連続的なサンプリング瞬間を有する水平の時間軸を有し、垂直方向は一種の行配置でＮの異なった状態を表す。受信データによって、１つの状態から次の状態への転移は予測された値と受信値とのそれぞれの差を決定することにより評価される。各状態は少なくとも２つの先行する状態から到達されることができ、多重転移の場合にさらに小さいまたは同一の累積距離値を有する各転移のみが使用される意味で選択が行われる。トレリス図では、個々の変換のグラフィックシーケンスはそれぞれの通路を表す。累積された距離値はトレリスの交差で入力され、最も可能性のある通路はトレリス図から容易に明白である。個々の通路は最初は異なりがちであるが、比較的古いサンプリング瞬間に対しては、これらは明らかにエラーのない単一通路に融合し、即ちこれは本来のエラーのない状態のシーケンスを含んでいる。従って、この範囲の状態は正確であることが想定され、それ故以後“候補”と呼ぶ本来のデータは逆ビタビコード化により決定されることができる。従って、各サンプリング瞬間において、最も可能性のある候補が決定され、これは既に決定された候補のシーケンスへ付加され、本来のデータのシーケンスが回復される。
【０００７】
それぞれＮの可能な状態に関して、関連する通路と累積された差値との両者が決定され記憶されなければならないので、ビタビデコード技術のこの短い説明は実時間で多数のデータが処理され、記憶され、再負荷されなければならないことを示している。各サイクルで、累積された距離値と新しい転移の新しい距離値の決定に加えて、全ての記憶された通路のデータの再負荷が行われる。これは図５および７のトレリス図から容易に明白である。
【０００８】
それ故、本発明の目的は、モノリシック集積信号処理回路へ内蔵し高いデータ速度で処理するのに適したフレキシブルなビタビデコーダの複雑性が減少されている回路の論理ブロックを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、この目的を達成するための方法は均一で並列の処理動作を識別するためにデコーダ中の処理を検査し、できる限り多数の機能ユニットが共有されることができることである。
【００１０】
本発明の目的は、回路の複雑性の実質的な減少を許容するビタビデコーダの有効なアーキテクチャを提供することにより実現される。アーキテクチャによって、デコーダの大量のデータ通信は論理ブロック内の同時的なデータ通信が狭い空間に限定されるように組織される。これは最適の記憶組織により達成され、それによって個々の状態メモリ近辺の多数のデータバスラインが電子スイッチまたはマルチプレクサにより減少され、最小のデータラインのみがより遠隔なデータバスのために必要とされる。これはまたシステムクロックにロックされた制御信号が電子スイッチを切換えるのに十分であるのでアドレス計算ユニットを簡単にする。請求項１に記載された特徴全体を通じて、最適のメモリ組織が達成される。
【００１１】
好ましい実施形態は体系的な特性を使用する距離値の形成に関する。距離計算はさらに概算方法により簡単にされる。距離決定の分解能は付加的な信号ビットを処理する必要なく範囲の有効な形成により増加される。これは特に高い雑音レベルでの雑音抑制を増加し、ほとんど価格を付加せずに品質を改良する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明と好ましい実施形態を添付図面を参照してより詳細に説明する。
図１はビタビコードを形成するための従来技術の回路を示している。データ源ｑは本来のデータシーケンスｓｑを生成し、これは長さＫ＝３のシフトレジスタｒｑ中に書込まれる。シフトレジスタの長さＫは一般的にもっと大きい。シフトレジスタに記憶されるデータシーケンスｓｑは３つの連続的なビットまたはデータ値ｘ（ｋ−２）、ｘ（ｋ−１）、ｘ（ｋ）を含んでおり、後者は最も新しいビットである。個々のサンプリング瞬間は以後ｋにより示される。Ｐ＝２のコード多項式にしたがって、新しいコードワードａ（ｋ）およびｂ（ｋ）は記憶されたデータ値から形成される。これらのコードワードは関数ｇ（ａ）とｇ（ｂ）にしたがって記憶されたデータの簡単な加算によりビタビエンコーダｖｃで形成される。瞬間ｋにおいて形成されるａ−およびｂ−コードワードは例えばマルチプレクサ等の組合わせ回路ｃｏにより直列形態に変換され、コードデータシーケンスａ、ｂとして出力される。ビタビコード化プロセスでは、少なくとも２つのコードワードａ、ｂは各サンプリング瞬間ｋにおいて構成され、しかしながらより精巧なエンコーダでは４つまでのコードワードが構成されることができる。
【００１３】
ビタビコード化およびデコード技術では、シフトレジスタｒｑに記憶されたデータシーケンスは基本的な部分を行い、これは瞬間ｋにおける“状態ｓｔ（ｋ）”と呼ばれる。新しく付加されたビット（ｋ）は既に評価されなければならないので、それぞれの状態ｓｔ（ｋ）は存在するデータシーケンス、即ち瞬間ｋ−１までのデータにより形成される。
【００１４】
図２は図１の多項式にしたがって、ビタビコード化ビットシーケンスａ（ｋ）、ｂ（ｋ）が本来のデータシーケンスｓｑから形成される態様をタイミング図により概略的に説明している。新しいビットシーケンスａ、ｂは本来のビットシーケンスｓｑの二倍のビット速度を有することが認められる。それぞれの瞬間に形成されたコードワードａ、ｂが与えられている。
【００１５】
図３では、図２のデータシーケンスの形成が僅かに異なった方法で、即ちシフトレジスタｒｑと結果的なコードワードａ（ｋ）、ｂ（ｋ）のそれぞれの内容にわたって示されている。それぞれの状態ｓｔ（ｋ）と新しく付加されたビットｘ（ｋ）から、コードワードは２つの多項式ｇ（ａ）、ｇ（ｂ）にしたがって形成される。これは図２の瞬間ｔ５乃至ｔ11で示されている。各サンプリングクロックパルスでは、シフトレジスタｒｑの内容は１位置だけシフトされ、従って新しく付加されたビットｘ（ｋ）は状態範囲ｓｔ（ｋ）に移動し、シフトレジスタの長さＫ＝３の端部に到達しシフトレジスタを離れるまでシフトし続ける。
【００１６】
ビタビエンコード技術の別の表示が図４に示されている。これはまた図１の多項式に対応し、したがってビタビエンコーダｖｃのコード化に対応する。表示は８の異なった状態ブロックを示し、これは４つの可能な現在の状態ｓｔ（ｋ）と４つの可能なそれに続く新しい状態ｓｔ（ｋ＋１）から構成される。過去の状態ｓｔ（ｋ−１）が左側で示され現在の状態ｓｔ（ｋ）が右側に示されるならば、方式は丁度同一に見える。各状態ブロックは状態ｓｔ（ｋ）またはｓｔ（ｋ＋１）の１つの可能なビットの組合わせを割当てられる。個々の状態ブロックは上昇または下降ビットシーケンスで配置される。
【００１７】
左側および右側の回路ブロックは方向線により交差され、これは特定の直後の後続する状態のみが各状態から到達されることができることをシンボル化している。これは例えば図１の対応するデータシーケンスｓｑが挿入されるならば明白になる。左側の状態のブロックｓｔ（ｋ）が正確に図１のシフトレジスタｒｑの状態に対応し、新しく付加されたビットｘ（ｋ）はそれぞれの転移ラインへ割当てられ、状態ブロックの右に入力される。現在の状態が００であるならば、例えば新しく付加された０ビットは状態００を生成する。しかしながら新しく付加されたビットｘ（ｋ）が１であるならば、新しい状態はビットシーケンス１０に変化する。方式から、各新しい状態が２つの異なった状態から生じることが明白である。各転移に割当てられたａ−、ｂ−コードワードａ（ｋ）、ｂ（ｋ）は構成の右側で示されており、関連する転移に対して右側から２番目に位置されている。ビタビエンコード技術の異なった多項式ｇ（ａ）、ｇ（ｂ）は状態構成の基本構造を変化せず、個々の転移におけるコード値ａ、ｂのみが多項式が変化するときに変化する。
【００１８】
図５はトレリス図で図２のデータシーケンスのエンコードを示しており、これは前述したようにビタビエンコードまたはデコードで非常に有効である。個々の状態ｓｔ（ｋ）は行で表され、水平軸は時間軸ｔである、異なったサンプリング瞬間ｋにしたがって、異なった状態が次々に到達され、全ての連続状態はいわゆる通路ｐ、ｐ' により接続されている。トレリス図上では、ａ−、ｂ−コードワードが各瞬間ｋで与えられる。個々の状態すなわち通路間の接続は鋸歯状の曲線を形成する。図５のトレリス図は２つの並列通路ｐ、ｐ' を示しており、これはシフトレジスタｒｑ中の状態が図１のように観察されるか否か、または先の状態が想定されるか否かによるものである。図５では通路ｐ' は図１および図２の状態に丁度対応する。通路ｐ' はそれぞれのトレリス交差を交差し、本来のデータシーケンスｓｑのビット値は円で囲まれて入力される。図２および図５の時間軸が同一であるので、通路ｐ' と本来のビットシーケンスｓｑとコード信号ａ、ｂとの関係は容易に明白である。
【００１９】
図６は個々の状態が３個のビットを有する別の状態の構成を示している。これはＮ＝８の可能な状態ｓｔ（ｋ）を与え、後続する状態ｓｔ（ｋ＋１）の場合と丁度同数である。図の下に示されているのは２つの関連する多項式ｇ（ａ）、ｇ（ｂ）である。状態図が図２の状態図よりも拡張されているが、本発明で使用される基本的な点では一致していることを示している。４つの状態ブロックのグループは４つのそれぞれの転移により接続される。共に属する状態ブロックは同一の大文字により示されており、状態ブロックＡから開始される。
【００２０】
図７は２つの詳細なトレリス図を示しており、これは図１乃至５と関連して明白でなければならず、同一のサンプリング瞬間ｔ５乃至ｔ11に関連する。図２の本来のデータシーケンスｓｑは図１の多項式ｇ（ａ）、ｇ（ｂ）によりエンコードされる。時間範囲ｔ５乃至ｔ８には、図４に従って可能である全ての転移が示されている。図７では、受信端部が考慮され、それは受信されたコード化データａ、ｂが正確であるということが確信できず、それ故ビタビに従って全ての転移および状態が検査されなければならない。図４の状態図から生じた予測されたコード値ａ、ｂはそれぞれの転移に割当てられ、受信コード値ａ（ｋ）、ｂ（ｋ）と比較され、図７の上部図に示されている。予測されたコードワードと受信されたコードワードが同一であるならば、エラー値０はこの転移に対して得られる。均一が一方のコードワードの場合に存在し、非均一が他方のコードワードの場合に存在するならば、結果的なエラーは値１に対応する。２つのコードワードが異なっているならば、エラーは値２を有する。各トレリス交差が２つの転移を介して到達されることができるので、最高のエラー値を有する転移が除外される。図７では、この転移が破線で示され、選択された転移が実線で示されている。個々のトレリス交差は方形であり、累積されたエラー値を含んでいる。瞬間ｔ７では例えばエラー値２、０、２と１は４つの状態００乃至１１で累積される。瞬間ｔ11において、対応するエラー値は１、３、２および３である。瞬間ｔ11で状態００から開始する通路は最小のエラーを有するのでおそらく正確な通路である。関連するトレリス交差は二重線の方形として示されている。
【００２１】
エラーの効果を表すため、正確な信号ｂ＝１の代わりに不正確な信号ｂ＝０が図７において瞬間ｔ９で受信された。従ってエラー値１が最初に瞬間ｔ９において正確な通路で生じ、一方、その上に位置する状態はエラーのない転移を検出する。エラーが瞬間ｔ９で生じないならば、他の累積エラー値が結果として生じ、これは右下部のそれぞれのトレリス交差において与えられている。
【００２２】
転移の選択は最小の累積エラーを与える転移に依存する。それぞれの転移エラーがより大きいという可能性もかなりある。図７の図から、ある通路はより新しい時間値方向に連続しないことが明らかであり、即ちこれらは“中断”する。他方で、個々の通路が時間をさかのぼって追跡するならば、全ての通路は単一の通路に融合し、これは最も可能性のあるものと見なされることが明白である。例えば、瞬間ｔ11から通路をさかのぼって追跡するとき、一番早いときは瞬間ｔ８で正確な通路を得ることができる。
【００２３】
前述のトレリス図は再度図７の下部で示され、トレリス交差は累積エラー値を示さないで、関連するビット値を示している。明瞭にする目的で、上部の図で破線で示されている除外された転移は下部の図面では省略されている。図４も参照して、トレリス交差において示されているビット値はそれぞれの転移から生じる。この再構成されたビット値は本来のデータシーケンスｓｑの関連するビット値と一致している。この点で、ビタビエンコードの効果は反対にされ、これは所望のデコードに対応する。
【００２４】
瞬間ｔ８から瞬間ｔ11までの最も可能性のある通路（ｐ）の再構成されたビットシーケンスは図７の下部で示されている。
【００２５】
図８は本発明にしたがったビタビデコーダの論理的ブロックを概略的に示している。基本的な動作は基本的に並列で行われることができることをアーキテクチャは考慮している。図６の状態構成を再度参照する。ここで設定されている状態ブロックＡ１乃至Ａ４はビタビ動作に対する全ての交換可能な情報を含んだ閉グループを形成する。各状態ブロックと関係するのは各通路ｐと各累積された距離値Ｄのメモリ装置ｍ（図４参照）であり、これは簡潔にする目的で図６の状態構成では示されていないが本質的に知られている。第１、第２の状態メモリＡ１、Ａ２は第３、第４の状態メモリＡ３、Ａ４の新しい内容を形成するために必要とされる情報を含んでいる。ビタビコード化技術の基本的な規則にしたがって、論理的動作がオペレータＢＰで行われ、そのデータ入力には第１、第２の状態メモリＡ１、Ａ２の内容が供給される。新しい累積された距離値Ｄを形成するため、オペレータには距離コンピュータＤＲから、２つの転移のそれぞれに対する１および０の距離値ｄ１、ｄ０が供給され、これは論理０および１レベルに対する距離を決定する。これらは絶対距離値であり、コードワードａ（ｋ）、ｂ（ｋ）のアナログ受信レベルとさらに可能なコードワードから生じる。距離計算のために予測された値ａ' 、ｂ' およびその他が必要とされ、それらは検査されるそれぞれの状態ｓｔ（ｋ）に対するテーブルメモリＭＴのテーブルＴから読取られることができる。必要ならば記憶されたテーブルは再度プログラムされ、または異なったビタビコードを処理することができるように異なったセットで存在してもよい。最後にオペレータＢＰは遅延装置Ｖ１、Ｖ２を介して新しい内容を第３、第４の状態メモリＡ３、Ａ４に書込む。
【００２６】
本発明にしたがってＮ個の状態メモリｍを組織化するとき、Ｎ個の状態メモリの単一の組のみを使用することが可能であり、それにもかかわらず並列して１以上のグループを処理する。これは例えば情報の古い内容が別のグループ、図６ではグループＣで処理されるために読取られるまで、第４の状態メモリＡ４へ書込む情報を保持する遅延装置Ｖ１、Ｖ２により可能にされる。新しい内容が第３の状態メモリＡ３へ書込まれなければならず、これは既に第１の状態メモリＡ１として読取られているので第１の状態メモリＡ１は問題をもたない。これは変形されたメモリ内容を同一メモリへ一般的に書戻しすることに対応する。後続するグループＢでのみ新しい内容で負荷されなければならず、従って読取りおよび書込み動作はあらゆる衝突状態では生じないので第２の状態メモリＡ２もまた問題がない。
【００２７】
第２のグループＢが考慮されるならば、これは第１のグループＡにほぼ類似して動作するが、状態メモリＢ３は書込み期間中に遅延装置を必要としないことがそれほど容易に明白ではない。対照的に、均一位置の状態メモリＣ２が後続のグループＣでのみ読取られるので、遅延装置は状態メモリＢ４の場合に再度必要とされる。同一方法で並列にＡおよびＢグループとＣおよびＤグループを処理することさえ可能であり、それによって処理速度は二倍にされる。実際のビタビデコーダは例えば６４状態を処理しなければならないので、このような並列処理ブロックは非常に有効であることが証明され、必要とされる回路量の増加が僅かにしか許されないならば、より有効である。
【００２８】
２進上昇状態にしたがって配置されたＮ個の状態のメモリｍが数字０乃至Ｎ−１を割当てられたならば、関連する読取りおよび書込みバスを有するメモリ組織は特に簡単になり、以下のように分離される。
【００２９】
０乃至Ｎ／２の、第１の領域ＥＴ（＝偶数の上部）への偶数番号の状態メモリと、
１乃至Ｎ／２−１の、第２の領域ＯＴ（＝奇数の上部）への奇数番号の状態メモリと、
Ｎ／２乃至Ｎ−２の、第３の領域ＥＢ（＝偶数の下部）への偶数番号の状態メモリと、
Ｎ／２＋２乃至Ｎ−１の、第４の領域ＯＢ（＝奇数の下部）への奇数番号の状態メモリ。
【００３０】
これらの領域の構成後、新しい番号付与が行われることができ、各領域は開始値（例えば０）で開始し、終了値Ｎ／４−１で終了する。グループ（例えばグループＡ）の全てのメンバーは同一番号を有し、これは増分アドレスとしても考えられる。このメモリ組織は図８の論理ブロックで使用される。電子スイッチまたはマルチプレクサＳ１乃至Ｓ４により、必要とされるそれぞれのデータバスは個々の領域とオペレータＢＰとの間で切換えられる。クロック発生器ＣＬは必要な制御クロックｅ、ｒ、ｗとシステムクロックｃｌとを提供する。増分とその制御は図８では示されていない。
【００３１】
オペレータＢＰはまた累積された距離値Ｄと、関連する候補Ｋｉを選択回路ＡＷへ供給し、これは最小の距離値Ｄｍｉｎ、従って関連する候補Ｋｉを決定し、再構成された出力データ値ｏ（ｋ）として出力される。最小の距離値Ｄｍｉｎは加重係数１／ｇ（例えば１／４）により乗算され、距離コンピュータＤＲの減数入力に供給され、この値Ｄｍｉｎはオバーフローを阻止するために累積距離値Ｄから連続して減算される。
【００３２】
絶対距離値ｄ１、ｄ０は図９の表示にしたがって決定される。受信されたアナログ信号ｕは予め定められた電圧レベルｕ１とｕ０にしたがって論理０または論理１としてデジタル情報を含んでいる。この電圧レベルからのそれぞれの偏差値ｄ０またはｄ１は０の上または１の距離を与え、これはＡ／Ｄ変換の分解能にしたがって量子化される。平均電圧レベルｕｍは穴あけ処理で使用される中性値を形成する。これはよく知られているようにビタビエンコードが行われる時に送信されるデータ速度を減少する。
【００３３】
図１０で示されているように、レベルｕ０とｕ１との間の予め定められた電圧範囲は予め定められた数のビットによって偶数の範囲（範囲Ａ参照）のみに分解されるので、これは絶対距離と相対距離との両者に供給される。相対距離は実際の電圧差とは無関係であり、２進数により量子化された相対位置を示すだけである。中性値または中性距離ｄｎは正確に平均電圧ｕｍを示し、付加的なビットによってしか形成されることができない。しかしながら、２．１ビットを有する範囲Ｂを参照してこれは分解能を改良しない。分解能を改良するために付加的なビットが０乃至１の論理範囲全体に対しても使用されることができるように、決定された距離値ｄ０、ｄ１を（２B −１）／２B により乗算することによって、範囲は例えば量子範囲の奇数２B −１に分割される。従って個々の範囲は規則的に小さい値により減少され、それによって付加的な範囲が得られる。これは奇数番号の量子範囲を提供する。Ｂは個々の量子範囲がエンコードされるビットの数であり、Ａ／Ｄコンバータの分解能はＢビットの相対的距離情報を有する分解能よりも微細である。任意の場合、量子範囲（１乃至７、図１０の範囲０１１参照）の中間２Ｂ／２−１が中性位置ｄｎと同一の２進値０１１を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ビタビコードを形成する従来技術の回路の概略図。
【図２】図１の回路のパルスのグラフ。
【図３】図１の回路のデータおよび状態シーケンスの概略図。
【図４】図１の回路のＮ＝４状態および関連する転移を有する構成の概略図。
【図５】図１の回路のトレリス図。
【図６】本発明にしたがったメモリ解析によるＮ＝８に対する構成の概略図。
【図７】図２を参照した２つの詳細なトレリス図。
【図８】本発明にしたがった論理ブロックのアーキテクチャの概略図。
【図９】時間図による距離値決定を示したグラフ。
【図１０】距離値決定期間中の範囲の有効な構造の概略図。
【発明の属する技術分野】
本発明はＮの可能な状態のうちの１つにより各サンプリング瞬間の受信端部で限定されるコンボリューションコードによってエンコードされる信号をデコードするための論理ブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
受信端部の全てのＮの可能な状態が評価されなければならず、従っていわば予め定められたデータチャンネルに対応するので、これらのＮの可能な状態は“データチャンネル”と呼ばれる。この特定のエンコード技術はA. J. Viterbi により開発され、例えば文献（“Convolutional Codes and Their Performance in CommunicationSystems ”、IEEE Transactions on Communications Technology、COM-19、No.5、1971年10月、751 〜772 頁）に詳細に説明されている。通常、これは発明者の名から“ビタビコード化”と名付けられた。送信端部では、任意のデータシーケンスの冗長度は付加的なデータにより増加される。送信または記憶されるデータの保護は内部冗長を設けることによって達成されないが、冗長は選択的にデータへ付加される。これは任意のデータシーケンスが保護形態で送信されることを可能にし、それによってビタビコード化は一般的に応用可能である。消費者−電子装置の分野での１応用例は任意の形態で送信されるか、高記憶容量のためにエラーを生じがちであるデジタル記憶媒体から発生するデジタル化オージオデータの保護である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
受信端部で、どれが最も本来の情報に対応する可能性のあるデータシーケンスかを決定するために確率分析が複数の受信データワードについて行われる。誤ったデコードデータはそれぞれのデータシーケンスの単一のビットに影響するだけでなく、擾乱効果は広範囲のデータシーケンスにわたって分散される。したがって個々のデータワードの影響は比較的小さく、それ故デコーダは本来の信号の正確でエラーのない内容を再構成してさらに処理するためにその出力で使用することができる。
【０００４】
広範囲の受信され再構成されたデータシーケンスだけでなく、現在受信されたデータワードがエラーまたは妨害のために送信端部で異なったことを意味し誤って解釈される場合に、発生したデータシーケンスも記憶される必要があるので、ビタビデコーダを構成するための論理ブロックは非常に大きい。
【０００５】
ビタビデコードプロセスでは、全てのＮの可能な受信状態が各サンプリング瞬間に受信データに一致する程度に関して検査される。これは理論的に予測された値と受信されたデータワードとを比較して行われる。Ｎの可能な状態のそれぞれは使用されるビタビエンコード技術に応じた固定したデジタル予測値を割当てられる。受信データワードと予測された値との比較は距離または差の計算を使用して行われる。距離値が小さい程、現在検査されている状態が実際に受信されたデータワードへ割当てられる可能性が高くなる。連続的に距離値を累積することにより、可能性の考慮は既に受信されたデータワードのシーケンスにも及び、従って最も可能性のあるシーケンスは、やがて最小の累積距離値を有する。この累積的評価を通じて単一のエラーはエラーの合計で“消滅”する。
【０００６】
付加された距離値の連続評価は従って異なった確率を有する多数のデータシーケンスを生じ、これは各データクロックパルス後に最新に更新されなければならない。個々のデータシーケンスは“通路”と呼ばれる。例えば図５と７参照のグラフィック形態で個々の通路はトレリス図で表されることができる。トレリス図は連続的なサンプリング瞬間を有する水平の時間軸を有し、垂直方向は一種の行配置でＮの異なった状態を表す。受信データによって、１つの状態から次の状態への転移は予測された値と受信値とのそれぞれの差を決定することにより評価される。各状態は少なくとも２つの先行する状態から到達されることができ、多重転移の場合にさらに小さいまたは同一の累積距離値を有する各転移のみが使用される意味で選択が行われる。トレリス図では、個々の変換のグラフィックシーケンスはそれぞれの通路を表す。累積された距離値はトレリスの交差で入力され、最も可能性のある通路はトレリス図から容易に明白である。個々の通路は最初は異なりがちであるが、比較的古いサンプリング瞬間に対しては、これらは明らかにエラーのない単一通路に融合し、即ちこれは本来のエラーのない状態のシーケンスを含んでいる。従って、この範囲の状態は正確であることが想定され、それ故以後“候補”と呼ぶ本来のデータは逆ビタビコード化により決定されることができる。従って、各サンプリング瞬間において、最も可能性のある候補が決定され、これは既に決定された候補のシーケンスへ付加され、本来のデータのシーケンスが回復される。
【０００７】
それぞれＮの可能な状態に関して、関連する通路と累積された差値との両者が決定され記憶されなければならないので、ビタビデコード技術のこの短い説明は実時間で多数のデータが処理され、記憶され、再負荷されなければならないことを示している。各サイクルで、累積された距離値と新しい転移の新しい距離値の決定に加えて、全ての記憶された通路のデータの再負荷が行われる。これは図５および７のトレリス図から容易に明白である。
【０００８】
それ故、本発明の目的は、モノリシック集積信号処理回路へ内蔵し高いデータ速度で処理するのに適したフレキシブルなビタビデコーダの複雑性が減少されている回路の論理ブロックを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、この目的を達成するための方法は均一で並列の処理動作を識別するためにデコーダ中の処理を検査し、できる限り多数の機能ユニットが共有されることができることである。
【００１０】
本発明の目的は、回路の複雑性の実質的な減少を許容するビタビデコーダの有効なアーキテクチャを提供することにより実現される。アーキテクチャによって、デコーダの大量のデータ通信は論理ブロック内の同時的なデータ通信が狭い空間に限定されるように組織される。これは最適の記憶組織により達成され、それによって個々の状態メモリ近辺の多数のデータバスラインが電子スイッチまたはマルチプレクサにより減少され、最小のデータラインのみがより遠隔なデータバスのために必要とされる。これはまたシステムクロックにロックされた制御信号が電子スイッチを切換えるのに十分であるのでアドレス計算ユニットを簡単にする。請求項１に記載された特徴全体を通じて、最適のメモリ組織が達成される。
【００１１】
好ましい実施形態は体系的な特性を使用する距離値の形成に関する。距離計算はさらに概算方法により簡単にされる。距離決定の分解能は付加的な信号ビットを処理する必要なく範囲の有効な形成により増加される。これは特に高い雑音レベルでの雑音抑制を増加し、ほとんど価格を付加せずに品質を改良する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明と好ましい実施形態を添付図面を参照してより詳細に説明する。
図１はビタビコードを形成するための従来技術の回路を示している。データ源ｑは本来のデータシーケンスｓｑを生成し、これは長さＫ＝３のシフトレジスタｒｑ中に書込まれる。シフトレジスタの長さＫは一般的にもっと大きい。シフトレジスタに記憶されるデータシーケンスｓｑは３つの連続的なビットまたはデータ値ｘ（ｋ−２）、ｘ（ｋ−１）、ｘ（ｋ）を含んでおり、後者は最も新しいビットである。個々のサンプリング瞬間は以後ｋにより示される。Ｐ＝２のコード多項式にしたがって、新しいコードワードａ（ｋ）およびｂ（ｋ）は記憶されたデータ値から形成される。これらのコードワードは関数ｇ（ａ）とｇ（ｂ）にしたがって記憶されたデータの簡単な加算によりビタビエンコーダｖｃで形成される。瞬間ｋにおいて形成されるａ−およびｂ−コードワードは例えばマルチプレクサ等の組合わせ回路ｃｏにより直列形態に変換され、コードデータシーケンスａ、ｂとして出力される。ビタビコード化プロセスでは、少なくとも２つのコードワードａ、ｂは各サンプリング瞬間ｋにおいて構成され、しかしながらより精巧なエンコーダでは４つまでのコードワードが構成されることができる。
【００１３】
ビタビコード化およびデコード技術では、シフトレジスタｒｑに記憶されたデータシーケンスは基本的な部分を行い、これは瞬間ｋにおける“状態ｓｔ（ｋ）”と呼ばれる。新しく付加されたビット（ｋ）は既に評価されなければならないので、それぞれの状態ｓｔ（ｋ）は存在するデータシーケンス、即ち瞬間ｋ−１までのデータにより形成される。
【００１４】
図２は図１の多項式にしたがって、ビタビコード化ビットシーケンスａ（ｋ）、ｂ（ｋ）が本来のデータシーケンスｓｑから形成される態様をタイミング図により概略的に説明している。新しいビットシーケンスａ、ｂは本来のビットシーケンスｓｑの二倍のビット速度を有することが認められる。それぞれの瞬間に形成されたコードワードａ、ｂが与えられている。
【００１５】
図３では、図２のデータシーケンスの形成が僅かに異なった方法で、即ちシフトレジスタｒｑと結果的なコードワードａ（ｋ）、ｂ（ｋ）のそれぞれの内容にわたって示されている。それぞれの状態ｓｔ（ｋ）と新しく付加されたビットｘ（ｋ）から、コードワードは２つの多項式ｇ（ａ）、ｇ（ｂ）にしたがって形成される。これは図２の瞬間ｔ５乃至ｔ11で示されている。各サンプリングクロックパルスでは、シフトレジスタｒｑの内容は１位置だけシフトされ、従って新しく付加されたビットｘ（ｋ）は状態範囲ｓｔ（ｋ）に移動し、シフトレジスタの長さＫ＝３の端部に到達しシフトレジスタを離れるまでシフトし続ける。
【００１６】
ビタビエンコード技術の別の表示が図４に示されている。これはまた図１の多項式に対応し、したがってビタビエンコーダｖｃのコード化に対応する。表示は８の異なった状態ブロックを示し、これは４つの可能な現在の状態ｓｔ（ｋ）と４つの可能なそれに続く新しい状態ｓｔ（ｋ＋１）から構成される。過去の状態ｓｔ（ｋ−１）が左側で示され現在の状態ｓｔ（ｋ）が右側に示されるならば、方式は丁度同一に見える。各状態ブロックは状態ｓｔ（ｋ）またはｓｔ（ｋ＋１）の１つの可能なビットの組合わせを割当てられる。個々の状態ブロックは上昇または下降ビットシーケンスで配置される。
【００１７】
左側および右側の回路ブロックは方向線により交差され、これは特定の直後の後続する状態のみが各状態から到達されることができることをシンボル化している。これは例えば図１の対応するデータシーケンスｓｑが挿入されるならば明白になる。左側の状態のブロックｓｔ（ｋ）が正確に図１のシフトレジスタｒｑの状態に対応し、新しく付加されたビットｘ（ｋ）はそれぞれの転移ラインへ割当てられ、状態ブロックの右に入力される。現在の状態が００であるならば、例えば新しく付加された０ビットは状態００を生成する。しかしながら新しく付加されたビットｘ（ｋ）が１であるならば、新しい状態はビットシーケンス１０に変化する。方式から、各新しい状態が２つの異なった状態から生じることが明白である。各転移に割当てられたａ−、ｂ−コードワードａ（ｋ）、ｂ（ｋ）は構成の右側で示されており、関連する転移に対して右側から２番目に位置されている。ビタビエンコード技術の異なった多項式ｇ（ａ）、ｇ（ｂ）は状態構成の基本構造を変化せず、個々の転移におけるコード値ａ、ｂのみが多項式が変化するときに変化する。
【００１８】
図５はトレリス図で図２のデータシーケンスのエンコードを示しており、これは前述したようにビタビエンコードまたはデコードで非常に有効である。個々の状態ｓｔ（ｋ）は行で表され、水平軸は時間軸ｔである、異なったサンプリング瞬間ｋにしたがって、異なった状態が次々に到達され、全ての連続状態はいわゆる通路ｐ、ｐ' により接続されている。トレリス図上では、ａ−、ｂ−コードワードが各瞬間ｋで与えられる。個々の状態すなわち通路間の接続は鋸歯状の曲線を形成する。図５のトレリス図は２つの並列通路ｐ、ｐ' を示しており、これはシフトレジスタｒｑ中の状態が図１のように観察されるか否か、または先の状態が想定されるか否かによるものである。図５では通路ｐ' は図１および図２の状態に丁度対応する。通路ｐ' はそれぞれのトレリス交差を交差し、本来のデータシーケンスｓｑのビット値は円で囲まれて入力される。図２および図５の時間軸が同一であるので、通路ｐ' と本来のビットシーケンスｓｑとコード信号ａ、ｂとの関係は容易に明白である。
【００１９】
図６は個々の状態が３個のビットを有する別の状態の構成を示している。これはＮ＝８の可能な状態ｓｔ（ｋ）を与え、後続する状態ｓｔ（ｋ＋１）の場合と丁度同数である。図の下に示されているのは２つの関連する多項式ｇ（ａ）、ｇ（ｂ）である。状態図が図２の状態図よりも拡張されているが、本発明で使用される基本的な点では一致していることを示している。４つの状態ブロックのグループは４つのそれぞれの転移により接続される。共に属する状態ブロックは同一の大文字により示されており、状態ブロックＡから開始される。
【００２０】
図７は２つの詳細なトレリス図を示しており、これは図１乃至５と関連して明白でなければならず、同一のサンプリング瞬間ｔ５乃至ｔ11に関連する。図２の本来のデータシーケンスｓｑは図１の多項式ｇ（ａ）、ｇ（ｂ）によりエンコードされる。時間範囲ｔ５乃至ｔ８には、図４に従って可能である全ての転移が示されている。図７では、受信端部が考慮され、それは受信されたコード化データａ、ｂが正確であるということが確信できず、それ故ビタビに従って全ての転移および状態が検査されなければならない。図４の状態図から生じた予測されたコード値ａ、ｂはそれぞれの転移に割当てられ、受信コード値ａ（ｋ）、ｂ（ｋ）と比較され、図７の上部図に示されている。予測されたコードワードと受信されたコードワードが同一であるならば、エラー値０はこの転移に対して得られる。均一が一方のコードワードの場合に存在し、非均一が他方のコードワードの場合に存在するならば、結果的なエラーは値１に対応する。２つのコードワードが異なっているならば、エラーは値２を有する。各トレリス交差が２つの転移を介して到達されることができるので、最高のエラー値を有する転移が除外される。図７では、この転移が破線で示され、選択された転移が実線で示されている。個々のトレリス交差は方形であり、累積されたエラー値を含んでいる。瞬間ｔ７では例えばエラー値２、０、２と１は４つの状態００乃至１１で累積される。瞬間ｔ11において、対応するエラー値は１、３、２および３である。瞬間ｔ11で状態００から開始する通路は最小のエラーを有するのでおそらく正確な通路である。関連するトレリス交差は二重線の方形として示されている。
【００２１】
エラーの効果を表すため、正確な信号ｂ＝１の代わりに不正確な信号ｂ＝０が図７において瞬間ｔ９で受信された。従ってエラー値１が最初に瞬間ｔ９において正確な通路で生じ、一方、その上に位置する状態はエラーのない転移を検出する。エラーが瞬間ｔ９で生じないならば、他の累積エラー値が結果として生じ、これは右下部のそれぞれのトレリス交差において与えられている。
【００２２】
転移の選択は最小の累積エラーを与える転移に依存する。それぞれの転移エラーがより大きいという可能性もかなりある。図７の図から、ある通路はより新しい時間値方向に連続しないことが明らかであり、即ちこれらは“中断”する。他方で、個々の通路が時間をさかのぼって追跡するならば、全ての通路は単一の通路に融合し、これは最も可能性のあるものと見なされることが明白である。例えば、瞬間ｔ11から通路をさかのぼって追跡するとき、一番早いときは瞬間ｔ８で正確な通路を得ることができる。
【００２３】
前述のトレリス図は再度図７の下部で示され、トレリス交差は累積エラー値を示さないで、関連するビット値を示している。明瞭にする目的で、上部の図で破線で示されている除外された転移は下部の図面では省略されている。図４も参照して、トレリス交差において示されているビット値はそれぞれの転移から生じる。この再構成されたビット値は本来のデータシーケンスｓｑの関連するビット値と一致している。この点で、ビタビエンコードの効果は反対にされ、これは所望のデコードに対応する。
【００２４】
瞬間ｔ８から瞬間ｔ11までの最も可能性のある通路（ｐ）の再構成されたビットシーケンスは図７の下部で示されている。
【００２５】
図８は本発明にしたがったビタビデコーダの論理的ブロックを概略的に示している。基本的な動作は基本的に並列で行われることができることをアーキテクチャは考慮している。図６の状態構成を再度参照する。ここで設定されている状態ブロックＡ１乃至Ａ４はビタビ動作に対する全ての交換可能な情報を含んだ閉グループを形成する。各状態ブロックと関係するのは各通路ｐと各累積された距離値Ｄのメモリ装置ｍ（図４参照）であり、これは簡潔にする目的で図６の状態構成では示されていないが本質的に知られている。第１、第２の状態メモリＡ１、Ａ２は第３、第４の状態メモリＡ３、Ａ４の新しい内容を形成するために必要とされる情報を含んでいる。ビタビコード化技術の基本的な規則にしたがって、論理的動作がオペレータＢＰで行われ、そのデータ入力には第１、第２の状態メモリＡ１、Ａ２の内容が供給される。新しい累積された距離値Ｄを形成するため、オペレータには距離コンピュータＤＲから、２つの転移のそれぞれに対する１および０の距離値ｄ１、ｄ０が供給され、これは論理０および１レベルに対する距離を決定する。これらは絶対距離値であり、コードワードａ（ｋ）、ｂ（ｋ）のアナログ受信レベルとさらに可能なコードワードから生じる。距離計算のために予測された値ａ' 、ｂ' およびその他が必要とされ、それらは検査されるそれぞれの状態ｓｔ（ｋ）に対するテーブルメモリＭＴのテーブルＴから読取られることができる。必要ならば記憶されたテーブルは再度プログラムされ、または異なったビタビコードを処理することができるように異なったセットで存在してもよい。最後にオペレータＢＰは遅延装置Ｖ１、Ｖ２を介して新しい内容を第３、第４の状態メモリＡ３、Ａ４に書込む。
【００２６】
本発明にしたがってＮ個の状態メモリｍを組織化するとき、Ｎ個の状態メモリの単一の組のみを使用することが可能であり、それにもかかわらず並列して１以上のグループを処理する。これは例えば情報の古い内容が別のグループ、図６ではグループＣで処理されるために読取られるまで、第４の状態メモリＡ４へ書込む情報を保持する遅延装置Ｖ１、Ｖ２により可能にされる。新しい内容が第３の状態メモリＡ３へ書込まれなければならず、これは既に第１の状態メモリＡ１として読取られているので第１の状態メモリＡ１は問題をもたない。これは変形されたメモリ内容を同一メモリへ一般的に書戻しすることに対応する。後続するグループＢでのみ新しい内容で負荷されなければならず、従って読取りおよび書込み動作はあらゆる衝突状態では生じないので第２の状態メモリＡ２もまた問題がない。
【００２７】
第２のグループＢが考慮されるならば、これは第１のグループＡにほぼ類似して動作するが、状態メモリＢ３は書込み期間中に遅延装置を必要としないことがそれほど容易に明白ではない。対照的に、均一位置の状態メモリＣ２が後続のグループＣでのみ読取られるので、遅延装置は状態メモリＢ４の場合に再度必要とされる。同一方法で並列にＡおよびＢグループとＣおよびＤグループを処理することさえ可能であり、それによって処理速度は二倍にされる。実際のビタビデコーダは例えば６４状態を処理しなければならないので、このような並列処理ブロックは非常に有効であることが証明され、必要とされる回路量の増加が僅かにしか許されないならば、より有効である。
【００２８】
２進上昇状態にしたがって配置されたＮ個の状態のメモリｍが数字０乃至Ｎ−１を割当てられたならば、関連する読取りおよび書込みバスを有するメモリ組織は特に簡単になり、以下のように分離される。
【００２９】
０乃至Ｎ／２の、第１の領域ＥＴ（＝偶数の上部）への偶数番号の状態メモリと、
１乃至Ｎ／２−１の、第２の領域ＯＴ（＝奇数の上部）への奇数番号の状態メモリと、
Ｎ／２乃至Ｎ−２の、第３の領域ＥＢ（＝偶数の下部）への偶数番号の状態メモリと、
Ｎ／２＋２乃至Ｎ−１の、第４の領域ＯＢ（＝奇数の下部）への奇数番号の状態メモリ。
【００３０】
これらの領域の構成後、新しい番号付与が行われることができ、各領域は開始値（例えば０）で開始し、終了値Ｎ／４−１で終了する。グループ（例えばグループＡ）の全てのメンバーは同一番号を有し、これは増分アドレスとしても考えられる。このメモリ組織は図８の論理ブロックで使用される。電子スイッチまたはマルチプレクサＳ１乃至Ｓ４により、必要とされるそれぞれのデータバスは個々の領域とオペレータＢＰとの間で切換えられる。クロック発生器ＣＬは必要な制御クロックｅ、ｒ、ｗとシステムクロックｃｌとを提供する。増分とその制御は図８では示されていない。
【００３１】
オペレータＢＰはまた累積された距離値Ｄと、関連する候補Ｋｉを選択回路ＡＷへ供給し、これは最小の距離値Ｄｍｉｎ、従って関連する候補Ｋｉを決定し、再構成された出力データ値ｏ（ｋ）として出力される。最小の距離値Ｄｍｉｎは加重係数１／ｇ（例えば１／４）により乗算され、距離コンピュータＤＲの減数入力に供給され、この値Ｄｍｉｎはオバーフローを阻止するために累積距離値Ｄから連続して減算される。
【００３２】
絶対距離値ｄ１、ｄ０は図９の表示にしたがって決定される。受信されたアナログ信号ｕは予め定められた電圧レベルｕ１とｕ０にしたがって論理０または論理１としてデジタル情報を含んでいる。この電圧レベルからのそれぞれの偏差値ｄ０またはｄ１は０の上または１の距離を与え、これはＡ／Ｄ変換の分解能にしたがって量子化される。平均電圧レベルｕｍは穴あけ処理で使用される中性値を形成する。これはよく知られているようにビタビエンコードが行われる時に送信されるデータ速度を減少する。
【００３３】
図１０で示されているように、レベルｕ０とｕ１との間の予め定められた電圧範囲は予め定められた数のビットによって偶数の範囲（範囲Ａ参照）のみに分解されるので、これは絶対距離と相対距離との両者に供給される。相対距離は実際の電圧差とは無関係であり、２進数により量子化された相対位置を示すだけである。中性値または中性距離ｄｎは正確に平均電圧ｕｍを示し、付加的なビットによってしか形成されることができない。しかしながら、２．１ビットを有する範囲Ｂを参照してこれは分解能を改良しない。分解能を改良するために付加的なビットが０乃至１の論理範囲全体に対しても使用されることができるように、決定された距離値ｄ０、ｄ１を（２B −１）／２B により乗算することによって、範囲は例えば量子範囲の奇数２B −１に分割される。従って個々の範囲は規則的に小さい値により減少され、それによって付加的な範囲が得られる。これは奇数番号の量子範囲を提供する。Ｂは個々の量子範囲がエンコードされるビットの数であり、Ａ／Ｄコンバータの分解能はＢビットの相対的距離情報を有する分解能よりも微細である。任意の場合、量子範囲（１乃至７、図１０の範囲０１１参照）の中間２Ｂ／２−１が中性位置ｄｎと同一の２進値０１１を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ビタビコードを形成する従来技術の回路の概略図。
【図２】図１の回路のパルスのグラフ。
【図３】図１の回路のデータおよび状態シーケンスの概略図。
【図４】図１の回路のＮ＝４状態および関連する転移を有する構成の概略図。
【図５】図１の回路のトレリス図。
【図６】本発明にしたがったメモリ解析によるＮ＝８に対する構成の概略図。
【図７】図２を参照した２つの詳細なトレリス図。
【図８】本発明にしたがった論理ブロックのアーキテクチャの概略図。
【図９】時間図による距離値決定を示したグラフ。
【図１０】距離値決定期間中の範囲の有効な構造の概略図。
Claims (10)
- 送信されるデータチャンネルがＮ個の可能な状態のうちの１つにより受信の各瞬間で限定されるコンボリューションコードによってエンコードされるデータシーケンスをデコードし、
それぞれ関連する通路および累積された距離値（Ｄ）を記憶するＮ個の状態メモリ（ｍ）と、
テーブル（Ｔ）に記憶されたデータ（ａ ' ，ｂ ' ）を受信データ（ａ（ｋ），ｂ（ｋ））と比較することによって前記Ｎ個の状態メモリの新しい内容を形成する制御および計算部分（ＤＲ，ＢＰ，ＡＷ，ＣＬ，Ｓ 1 〜Ｓ 4 ）と、
累積された距離値（Ｄ）および新しい距離値（ｄ 1 ，ｄ 2 ）を生成して前記Ｎ個の状態メモリ（ｍ）中に記憶させる距離コンピュータ（ＤＲ）と、
関連する通路の最も古い転移からのデータ値としての候補（Ｋ i ）を決定するオペレータ（ＢＰ）と、
累積された距離値（Ｄ）から最小の距離値（Ｄ min ）を生成し、出力ビット（ｏ（ｋ )) として関連する候補（Ｋ i ）が得られる転移を付勢する選択回路（ＡＷ）とを具備している論理ブロックにおいて、
前記Ｎ個の状態メモリ（ｍ）は並列の処理ブロックで組合わされ、並列に処理される最小のグループとして第１、第２、第３および第４の状態メモリ（Ａ 1 ，Ａ 2 ，Ａ 3 ，Ａ 4 ）を含むグループ（Ａ）が形成され、そのグループにおいて読取られる第１および第２の状態メモリ（Ａ 1 ，Ａ 2 ）と、書込まれる第３および第４の状態メモリ（Ａ 3 ，Ａ 4 ）は４つの転移を介して連結され、
前記距離コンピュータ（ＤＲ）は新しい距離値（ｄ 1 ，ｄ 2 ）および累積された距離値（Ｄ）をグループ（Ａ 1 〜Ａ 4 ）の４つの転移のそれぞれに対して生成し、
前記オペレータ（ＢＰ）は前記グループ（Ａ 1 〜Ａ 4 ）内において新しく書込まれる第３および第４の状態メモリ（Ａ 3 ，Ａ 4 ）のそれぞれに対してより小さい累積された距離値（Ｄ）の関数として２つの可能な転移のうちの１つを付勢し、
現在のグループ（Ａ）の第３、第４の状態メモリ（Ａ3 ，Ａ4 ）への新しい内容の書込みのための転移は、現在のグループ（Ａ 1 〜Ａ 4 ）中の古い内容の読取りと、新しい内容の書込みとの間の時間差を補償する機能を行う遅延装置（Ｖ 1 ，Ｖ 2 ）を含んでいることを特徴とする論理ブロック。 - Ｎ個の状態メモリは２進上昇順にしたがって配置され、それにより各グループ（Ａ 1 〜Ａ 4 ）で第１、第２の状態メモリ（Ａ 1 ，Ａ 2 ）が隣接対を形成し、第３、第４の状態メモリ（Ａ 3 ，Ａ 4 ）はＮ／２の記憶位置だけ離れていることを特徴とする請求項１記載の論理ブロック。
- Ｎ個の状態メモリは２進上昇順にしたがって配置され、上昇順序で０乃至Ｎ−１の番号を割当てられ、前記番号にしたがって、
第１の領域（ＦＴ）を形成する０からＮ／２−２までの偶数番号の状態メモリと、
第２の領域（ＯＴ）を形成する１からＮ／２−１までの奇数番号の状態メモリと、
第３の領域（ＥＢ）を形成するＮ／２からＮ−２までの偶数番号の状態メモリと、
第４の領域（ＯＢ）を形成するＮ／２＋１からＮ−１までの奇数番号の状態メモリとの４つの同様の領域に分割され、
Ｎ個の状態メモリは適切な領域（ＦＴ，ＯＴ，ＥＢ，ＯＢ）と、それぞれの領域中の状態メモリの相対的位置を規定するインクリメント可能なアドレスを介してアドレスされ、前記位置は開始値（０）で開始し、終了値（Ｎ／４−１）で終了することを特徴とする請求項２記載の論理ブロック。 - 第１乃至第４の領域（ＦＴ，ＯＴ，ＥＢ，ＯＢ）中の状態メモリを選択する評価サイクル中に、制御および計算部分は開始値（０）で開始し、終了値（Ｎ／４−１）までインクリメント可能なアドレスをインクリメントし、第１乃至第４の領域（ＦＴ，ＯＴ，ＥＢ，ＯＢ）の選択は制御および計算部分（ＤＲ，ＢＰ，ＡＷ，ＣＬ，Ｓ 1 〜Ｓ 4 ）において決定されたシーケンスにしたがって行われることを特徴とする請求項３記載の論理ブロック。
- 前記４つの領域（ＦＴ，ＯＴ，ＥＢ，ＯＢ）はそれぞれ別々の読取りバスと別々の書込みバスに接続され、４つの読取りバスと４つの書込みバスの選択は制御および計算部分により制御されるスイッチまたはマルチプレクサ装置（Ｓ 1 〜Ｓ 4 ）により行われることを特徴とする請求項４記載の論理ブロック。
- 距離値（ｄ 0 ，ｄ 1 ）は論理０および１位置への距離として距離コンピュータ（ＤＲ）において受信されたデータ対（ａ（ｋ），ｂ（ｋ））から決定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の論理ブロック。
- 論理０および１位置の間のアナログまたは論理距離範囲は受信信号により決定され、量子範囲の奇数（２ B −１）に分割され、量子範囲はＢビットにより連続的にエンコードされ、中間量子範囲（２B ／２−１）はまた中性距離値（ｄｎ）として機能することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の論理ブロック。
- 距離コンピュータ（ＤＲ）において、距離値は値１よりも小さい予め定められた係数(( ２ B −１）／２ B ）により乗算され、その積が得られ、それは２進コード化されたデジットとして与えられ、Ｂの上位桁ビットは相対的な距離値を形成するために使用され、それは個々の量子範囲に割当てられることを特徴とする請求項７記載の論理ブロック。
- 距離コンピュータ（ＤＲ）において、Ｂビットの切断前にオフセット値が積に加算され、それはそのビット数に関して短くされず、前記オフセット値は中間量子範囲が中性距離値（ｄｎ）に関して対称的であるように予め設定されることを特徴とする請求項８記載の論理ブロック。
- 絶対距離値（ｄ 1 ，ｄ 2 ）が近似方法を使用して決定されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の論理ブロック。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3639753A1 (de) * | 1986-11-21 | 1988-06-01 | Inst Rundfunktechnik Gmbh | Verfahren zum uebertragen digitalisierter tonsignale |
| US4998253A (en) * | 1988-03-11 | 1991-03-05 | Kokusai Denshin Denwa Co., Ltd. | Syndrome sequential decoder |
| US5068859A (en) * | 1989-06-19 | 1991-11-26 | California Institute Of Technology | Large constraint length high speed viterbi decoder based on a modular hierarchial decomposition of the deBruijn graph |
| CA2074174A1 (en) * | 1990-11-19 | 1992-05-20 | Takao Sugawara | Maximum likelihood decoding method and device thereof |
| KR930004862B1 (ko) * | 1990-12-17 | 1993-06-09 | 삼성전자 주식회사 | 상태 평가량 기억장치 |
| US5233629A (en) * | 1991-07-26 | 1993-08-03 | General Instrument Corporation | Method and apparatus for communicating digital data using trellis coded qam |
| US5416787A (en) * | 1991-07-30 | 1995-05-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for encoding and decoding convolutional codes |
| US5363408A (en) * | 1992-03-24 | 1994-11-08 | General Instrument Corporation | Mode selective quadrature amplitude modulation communication system |
| US5432803A (en) * | 1992-04-30 | 1995-07-11 | Novatel Communications, Ltd. | Maximum likelihood convolutional decoder |
| AU5550694A (en) * | 1992-11-06 | 1994-06-08 | Pericle Communications Company | Adaptive data rate modem |
| JP3250363B2 (ja) * | 1993-05-20 | 2002-01-28 | 松下電器産業株式会社 | 演算装置 |
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