JP5523970B2 - メトリック計算装置及び復号器 - Google Patents

Description

本発明は、メトリックを計算するメトリック計算装置及びそれを用いた復号器に関する。

＜＜ビタビ復号の概略説明＞＞
ビタビ復号ではメトリック計算装置を必要とする（例えば、特許文献１参照）。以下、ビタビ復号について図８〜図１３を参照して説明する。

＜状態及び状態遷移＞
ここでは、「状態」と「状態遷移」の各概念について説明する。まず、「状態」の概念について図８を参照して説明する。図８は状態レジスタを示している。図８に示す状態レジスタＳ０及びＳ１はそれぞれ例えばＤフリップフロップで構成される。ここで、状態Ｓは、状態レジスタＳ０のレジスタ値ｓ０及び状態レジスタＳ１のレジスタ値ｓ１を用いて、次のように定義される。
Ｓ＝（ｓ１，ｓ０）

（ｓ１，ｓ０）の４つの組合せについて状態Ｓは次のように定まる。ｓ１＝０，ｓ０＝０であれば、Ｓ＝０となる。また、ｓ１＝０，ｓ０＝１であれば、Ｓ＝１となる。また、ｓ１＝１，ｓ０＝０であれば、Ｓ＝２となる。また、ｓ１＝１，ｓ０＝１であれば、Ｓ＝３となる。

なお、上記の説明では状態Ｓは２ビットであるが、一般的には状態Ｓは（Ｎ＋１）個の状態レジスタのレジスタ値ｓ０〜ｓＮを用いて、次のように定義でき、（Ｎ＋１）ビットとなる。
Ｓ＝（ｓＮ，・・・，ｓ１，ｓ０）

続いて、「状態遷移」の概念について図８〜図１０を参照して説明する。或る状態Ｓにおいて入力ａがあると、次の状態Ｓ’に遷移する。次の状態Ｓ’は、入力ａと或る状態Ｓの時点における状態レジスタＳ１のレジスタ値ｓ１とを用いて、次のように表すことができる。
Ｓ＝（ｓ１，ｓ０） → Ｓ’＝（ａ，ｓ１）

従って、或る状態Ｓにおいて入力ａがあって次の状態Ｓ’に遷移した場合、入力ａが０か１かに従って、次の状態Ｓ’は（０，ｓ１）か（１，ｓ１）のいずれかになる。逆に、或る状態へ遷移する場合、ｓ０が０か１かに従って、２つの状態のいずれかから遷移する。これにより、状態が２ビットの場合のトレリス線図は図９に示すようになる。

また、時間的に前後する２つの状態の遷移を図９から抜き出すと図１０に示すようになる。時間的に一つ前の状態と入力とによって次の状態が決まるのは、上記で説明した通りである。

＜枝メトリック及びメトリック＞
次に、「枝メトリック」と「メトリック」の各概念について説明する。まず、「枝メトリック」の概念について図１１を参照して説明する。枝メトリックは、入力が０または１にどの程度近いかを表す指標である。

例として、図１１のように、２値が１か−１のいずれかで送出されているとし、値が１のときに送出符号が１であり、値が−１のときに送出符号が０であるとする。送出符号が０に近いことを表す枝メトリックをｂｍ＿０、送出符号が１に近いことを表す枝メトリックをｂｍ＿１とすると、枝メトリックは入力信号の値ｘを用いて下記の（１）式及び（２）式のように表すことができる。
ｂｍ＿０＝（ｘ＋１）^２ …（１）
ｂｍ＿１＝（ｘ−１）^２ …（２）

ここで、ｂｍ＿０に着目すると、ｘ＝−１でｂｍ＿０＝０になる。同様に、ｂｍ＿１に着目すると、ｘ＝１でｂｍ＿１＝０になる。また、ｘ＝０（中間値）では、ｂｍ＿０＝ｂｍ＿１となる。

これにより、入力信号の値ｘが最も符号０に近いときにｂｍ＿０は最小になり、入力信号の値ｘが最も符号１に近いときにｂｍ＿１は最小になる。つまり、或る瞬間だけを見ると、ｂｍ＿０とｂｍ＿１とを比較し、小さい方を選択すれば、送出符号が０か１かを判定できることになる。

なお、ｂｍ＿０及びｂｍ＿１を下記の（３）式及び（４）式のように表すと、入力信号の値ｘが最も符号０に近いときにｂｍ＿０は最大になり、入力信号の値ｘが最も符号１に近いときにｂｍ＿１は最大になるが、今後の説明ではすべて枝メトリックは上記の（１）式及び（２）式のように表すこととする。
ｂｍ＿０＝−（ｘ＋１）^２ …（３）
ｂｍ＿１＝−（ｘ−１）^２ …（４）

また、ハードウェアの観点からも、枝メトリックは上記の（１）式及び（２）式のように表す方式のみを考慮すれば良い。なぜなら、上記の（３）式及び（４）式から上記の（１）式及び（２）式への変更は、枝メトリックの正負を反転するだけで可能であり、このような処置は例えばビタビ復号の前段でインバータにより対応可能だからである。

続いて、「メトリック」の概念について図１２を参照して説明する。メトリックは、或る状態から見て、一つ前の状態のメトリックと経路で発生する枝メトリックとの和である。ただし、或る状態には一つ前の２つの状態からの入力が有り得る。従って、２つの入力それぞれでメトリックを求め、それらを比較演算し小さい方を選択する。なぜなら、上記の説明から明らかなように、メトリックの値が小さい方が正解に近いからである。このようなメトリック計算の概略を図１２に示す。なお、図１２中のｍ００＿０，ｍ０１＿０，ｍ００＿１はそれぞれメトリックを示している。

＜ビタビ復号＞
ビタビ復号の概略説明の最後に、ビタビ復号自体について図１３を参照して説明する。

ビタビ復号は、
（I）各時刻における各状態のメトリックの計算、
（II）メトリック計算時に選択された枝メトリックの記憶、
（III）終端符号より選択された枝メトリックを逆にたどるトレースバック、
からなる。

ここではまず、終端符号について説明する。ビタビ復号では、開始状態と終端の状態を特定するために、定期的に終端符号を入れる。終端符号を００とすると、一連のデータは、
００ＡＡ・・・ＡＡ００ＡＡ・・・ＡＡ
となる。なお、Ａは、任意の信号である。

従って、一連のデータの状態遷移は状態００から始まり、００で終了する。このビタビ復号の例を図１３に示す。受信データはノイズ無しに受信されるものとする。従って、符号０が送出されたときは、ｂｍ＿０＝０，ｂｍ＿１＝１となり、符号１が送出されたときは、ｂｍ＿０＝１，ｂｍ＿１＝０となる。

いま送出符号を１０１とし、終端符号は００とする。図１３において、各状態の円の中の数値はメトリックであり、各枝のａ：ｂは符号ａが送出されたときの枝メトリックｂを示している。また、図１３において、実線の枝は選択された枝、破線の枝は選択されなかった枝を示している。尚、各状態に入る２つの枝のメトリックが同じ場合は、任意の枝を選択する。

開始時刻の状態００は既知であるので、状態００のメトリックを０とし、それ以外の状態のメトリックを大きな数値（図１３では５）とする。また、終了時刻の状態００も既知なので、トレースバックはこの状態からおこなう。太線の矢印がトレースバックで選択された枝である。各状態は、入力の重なりであるので、入力符号は、１０１００であると推定され、最後の００は終端符号であるので、送出符号は１０１である。

＜＜従来のメトリック計算装置＞＞
上述したビタビ復号等で用いられる従来のメトリック計算装置の概略構成を図１４に示す。

図１４に示す従来のメトリック計算装置は、状態数８のメトリック計算装置であって、８個の状態レジスタと、１６個のメトリック加算部と、８個の比較選択部とを備えている。なお、状態数が８である場合のトレリス線図は図１５に示すようになる。

８個の状態レジスタＳ０００、Ｓ００１、Ｓ０１０、Ｓ０１１、Ｓ１００、Ｓ１０１、Ｓ１１０、Ｓ１１１はそれぞれ、一般的にはＤフリップフロップで構成されるが、処理時間に余裕がある仕様であればメモリ等を用いてもよい。

１６個中の８個のメトリック加算部ＢＭ０＿０〜ＢＭ０＿７はそれぞれ、入力が０の場合のメトリックを算出するメトリック加算部であり、図１６に示すように、状態レジスタの出力と、入力が０である確からしさ（枝メトリックｂｍ＿０）とを加算する。

残り８個のメトリック加算部ＢＭ１＿０〜ＢＭ１＿７はそれぞれ、入力が１の場合のメトリックを算出するメトリック加算部であり、図１６に示すように、状態レジスタの出力と、入力が１である確からしさ（枝メトリックｂｍ＿１）とを加算する。

８個の比較選択部ＣＳ０〜ＣＳ７はそれぞれ２つのメトリックを比較し、小さい方を選択する。尚、２つのメトリックが同じ値であれば任意に選択する。

例えば、現在の状態が０００で入力が０の場合は、入力された０が状態レジスタＳ０００のＭＳＢ（Most Significant Bit）に入り現在の状態のＬＳＢ（Least Significant Bit）の０は無くなり、次の状態０００の候補となる。同様に、現在の状態が００１で入力が０の場合は、入力された０が状態レジスタＳ００１のＭＳＢに入り現在の状態のＬＳＢの１は無くなり、次の状態０００の候補となる。比較選択部ＣＳ０は、メトリック加算部ＢＭ０＿０から送出されるメトリックと、メトリック加算部ＢＭ０＿１から送出されるメトリックとを比較部ＣＯＭ０で比較し、最小値を選択部ＳＥＬ０で選択して出力することにより、上記の２つの候補から正解を選択している（図１７参照）。尚、枝メトリックの定義が上記の（３）式及び（４）式である場合は、逆に最大値を選択することになる。

特開平１１−１８６９１８号公報

従来のメトリック計算装置は、状態の数に比例して、メトリック加算部と比較選択部の数が増える構成である。例えば、国内外のデジタル放送では拘束長７の畳み込み符号がよく用いられており、その場合の状態数は６４である。状態数が６４であれば、従来のメトリック計算装置は、１２８個のメトリック加算部と、６４個の比較選択部とを備えなければならない。このように、従来のメトリック計算装置は、状態数が増えた場合に、回路規模が大きくなり過ぎてしまうという問題を有していた。

本発明は、上記の状況に鑑み、回路規模の小さいメトリック計算装置及びそれを用いた復号器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係るメトリック計算装置は、状態のメトリックを保持する状態レジスタと、前記状態レジスタの出力と、入力データに応じて生成した枝メトリックとを加算するメトリック加算部と、２つの前記メトリック加算部の出力を比較していずれかを選択する比較選択部とをそれぞれ複数備え、前記状態レジスタの入力と前記比較選択部の出力との接続状態及び前記状態レジスタの入出力間の接続状態を切り替える第１切替部と、前記状態レジスタの出力と前記メトリック加算部の入力との接続状態を切り替える第２切替部と、前記メトリック加算部の出力と前記比較選択部の入力との接続状態を切り替える第３切替部とを備える構成とする。

このような構成によると、前記メトリック加算部及び前記比較選択部において実行されるＡＣＳ（Add Compare Select）処理を時分割で行うことができるので、前記メトリック加算部及び前記比較選択部の個数を減らすことができる。したがって、回路規模を小さくすることができる。

したがって、状態数Ｎのメトリック計算装置である場合、前記状態レジスタをＮ個備え、前記メトリック加算部の個数を２Ｎより少なくし、前記比較選択部の個数をＮより少なくするとよい。

また、所定の期間において、前記第１切替部が前記状態レジスタの入力と前記比較選択部の出力との接続状態及び前記状態レジスタの入出力間の接続状態を切り替えることにより、全ての前記状態レジスタの入力と全ての前記比較選択部の出力との接続を遮断するとともに、互いの入出力間同士を接続して保持値を入れ替える２つの異なる前記状態レジスタが少なくとも一組存在するとよい。これにより、仮保持したレジスタ値を適切な状態レジスタに書き込むことができる。

また、省電力化の観点から、前記所定の期間において、前記第１切替部が前記状態レジスタの入力と前記比較選択部の出力との接続状態及び前記状態レジスタの入出力間の接続状態を切り替えることにより、自己の入出力間同士を接続して保持値を書き換える前記状態レジスタが一つも存在しないようにすることが好ましい。

上記目的を達成するために本発明に係る復号器は、上記いずれかの構成のメトリック計算装置を備えるようにする。

本発明によると、メトリック計算装置がＡＣＳ処理を時分割で行うことができる構成であるので、メトリック計算装置が備えるメトリック加算部及び前記比較選択部の個数を減らすことができる。したがって、メトリック計算装置の回路規模を小さくすることができる。

本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置の概略構成を示す図である。 図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置の動作タイミングを示す図である。 第１期間における図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置の各部接続状態を示す図である。 第２期間における図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置の各部接続状態を示す図である。 第３期間における図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置の各部接続状態を示す図である。 第３期間における図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置の各部接続状態の変形例を示す図である。 ビタビ復号器の一般的な概略構成を示す図である。 状態レジスタを示す図である。 状態が２ビットの場合のトレリス線図である。 時間的に前後する２つの状態の遷移を示す図である。 符号の伝送例を示す図である。 メトリック計算の概略を示す図である。 ビタビ復号の例を示す図である。 従来のメトリック計算装置の概略構成を示す図である。 状態数が８である場合のトレリス線図である。 メトリック加算部の概略構成を示す図である。 比較選択部の概略構成を示す図である。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置の概略構成を図１に示す。尚、図１において図１４と同一の部分には同一の符号を付す。

図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置は、状態数８のメトリック計算装置であって、８個の状態レジスタと、８個のメトリック加算部と、４個の比較選択部と、３個の切替部とを備えている。図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置は、図１４に示す従来のメトリック計算装置に比べて、メトリック加算部の個数と比較選択部の個数がそれぞれ半減しており、回路規模が小さくなっている。

８個の状態レジスタＳ０００、Ｓ００１、Ｓ０１０、Ｓ０１１、Ｓ１００、Ｓ１０１、Ｓ１１０、Ｓ１１１はそれぞれ、一般的にはＤフリップフロップで構成されるが、処理時間に余裕がある仕様であればメモリ等を用いてもよい。

８個中の４個のメトリック加算部ＢＭ０＿０〜ＢＭ０＿３はそれぞれ、入力が０の場合のメトリックを算出するメトリック加算部であり、状態レジスタの出力と、入力が０である確からしさ（枝メトリックｂｍ＿０）とを加算する（図１６参照）。

残り４個のメトリック加算部ＢＭ１＿０〜ＢＭ１＿３はそれぞれ、入力が１の場合のメトリックを算出するメトリック加算部であり、状態レジスタの出力と、入力が１である確からしさ（枝メトリックｂｍ＿１）とを加算する（図１６参照）。

４個の比較選択部ＣＳ０〜ＣＳ３はそれぞれ２つのメトリックを比較し、小さい方を選択する。尚、２つのメトリックが同じ値であれば任意に選択する。

第１切替部ＳＷ１は、状態レジスタの入力と比較選択部の出力との接続状態及び状態レジスタの入出力間の接続状態を切り替える。また、第２切替部ＳＷ２は、状態レジスタの出力とメトリック加算部の入力との接続状態を切り替える。また、第３切替部ＳＷ３はメトリック加算部の出力と比較選択部の入力との接続状態を切り替える。

図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置は、クロック信号に基づく動作タイミングで動作しており、例えば図２に示す動作タイミングで動作する。図２に示す例では、３クロック用いて１回のメトリック計算を行っている。

図２中の第１期間Ｔ１における図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置の各部接続状態は、図３に示すようになる。また、図２中の第２期間Ｔ２における図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置の各部接続状態は、図４に示すようになる。また、図２中の第３期間Ｔ３における図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置の各部接続状態は、図５に示すようになる。

第１期間Ｔ１において、図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置は、状態が０００，００１，０１０，０１１のメトリック計算を行う（図３参照）。

状態０００に関して、状態レジスタＳ０００の出力は、第２切替部ＳＷ２を介して、メトリック加算部ＢＭ０＿０とメトリック加算部ＢＭ１＿０とにそれぞれ入力される。また、メトリック加算部ＢＭ０＿０の出力は、第３切替部ＳＷ３を介して、図１４に示す従来のメトリック計算装置と同様に、比較選択部ＣＳ０に入力される。しかし、メトリック加算部ＢＭ１＿０の出力は、図１４に示す従来のメトリック計算装置では比較選択部ＣＳ４に入力されていたが、図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置には比較選択部ＣＳ４が存在しないため、第３切替部ＳＷ３を介して比較選択部ＣＳ２に入力される。

状態００１に関して、状態レジスタＳ００１の出力は、第２切替部ＳＷ２を介して、メトリック加算部ＢＭ０＿１とメトリック加算部ＢＭ１＿１とにそれぞれ入力される。また、メトリック加算部ＢＭ０＿１の出力は、第３切替部ＳＷ３を介して、図１４に示す従来のメトリック計算装置と同様に、比較選択部ＣＳ０に入力される。しかし、メトリック加算部ＢＭ１＿１の出力は、図１４に示す従来のメトリック計算装置では比較選択部ＣＳ４に入力されていたが、図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置には比較選択部ＣＳ４が存在しないため、第３切替部ＳＷ３を介して比較選択部ＣＳ２に入力される。

また、選択比較部ＣＳ２の出力は、本来状態レジスタＳ１００で保持すべきであるが、現在（第１期間Ｔ１）の状態レジスタＳ１００の保持している値が次のタイミング（第２期間Ｔ２）で使用すべきものであるので、第１切替部ＳＷ１を介して状態レジスタＳ０１０に入力し、状態レジスタＳ０１０で仮保持しておく。

状態０１０に関して、状態レジスタＳ０１０の出力は、第２切替部ＳＷ２を介して、メトリック加算部ＢＭ０＿２とメトリック加算部ＢＭ１＿２とにそれぞれ入力される。また、メトリック加算部ＢＭ０＿２の出力は、第３切替部ＳＷ３を介して、図１４に示す従来のメトリック計算装置と同様に、比較選択部ＣＳ１に入力される。しかし、メトリック加算部ＢＭ１＿２の出力は、図１４に示す従来のメトリック計算装置では比較選択部ＣＳ５に入力されていたが、図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置には比較選択部ＣＳ５が存在しないため、第３切替部ＳＷ３を介して比較選択部ＣＳ３に入力される。

状態０１１に関して、状態レジスタＳ０１１の出力は、第２切替部ＳＷ２を介して、メトリック加算部ＢＭ０＿３とメトリック加算部ＢＭ１＿３とにそれぞれ入力される。また、メトリック加算部ＢＭ０＿３の出力は、第３切替部ＳＷ３を介して、図１４に示す従来のメトリック計算装置と同様に、比較選択部ＣＳ１に入力される。しかし、メトリック加算部ＢＭ１＿３の出力は、図１４に示す従来のメトリック計算装置では比較選択部ＣＳ５に入力されていたが、図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置には比較選択部ＣＳ５が存在しないため、第３切替部ＳＷ３を介して比較選択部ＣＳ３に入力される。

また、選択比較部ＣＳ３の出力は、本来状態レジスタＳ０１１で保持すべきであるが、現在（第１期間Ｔ１）の状態レジスタＳ０１１の保持している値が次のタイミング（第２期間Ｔ２）で使用すべきものであるので、第１切替部ＳＷ１を介して状態レジスタＳ０１１に入力し、状態レジスタＳ０１１で仮保持しておく。

第２期間Ｔ２において、図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置は、状態が１００，１０１，１１０，１１１のメトリック計算を行う（図４参照）。

状態１００に関して、状態レジスタＳ１００の出力は、第２切替部ＳＷ２を介して、メトリック加算部ＢＭ０＿０（図１４に示す従来のメトリック計算装置におけるメトリック加算部ＢＭ０＿４に対応）とメトリック加算部ＢＭ１＿０（図１４に示す従来のメトリック計算装置におけるメトリック加算部ＢＭ１＿４に対応）とにそれぞれ入力される。また、メトリック加算部ＢＭ１＿０の出力は、第３切替部ＳＷ３を介して、比較選択部ＣＳ２（図１４に示す従来のメトリック計算装置における比較選択部ＣＳ６に対応）に入力される。しかし、メトリック加算部ＢＭ０＿０の出力は、図１４に示す従来のメトリック計算装置における比較選択部ＣＳ２に対応するものがないため、第３切替部ＳＷ３を介して比較選択部ＣＳ０（図１４に示す従来のメトリック計算装置における比較選択部ＣＳ４に対応）に入力される。

状態１０１に関して、状態レジスタＳ１０１の出力は、第２切替部ＳＷ２を介して、メトリック加算部ＢＭ０＿１（図１４に示す従来のメトリック計算装置におけるメトリック加算部ＢＭ０＿５に対応）とメトリック加算部ＢＭ１＿１（図１４に示す従来のメトリック計算装置におけるメトリック加算部ＢＭ１＿５に対応）とにそれぞれ入力される。また、メトリック加算部ＢＭ１＿１の出力は、第３切替部ＳＷ３を介して、比較選択部ＣＳ２（図１４に示す従来のメトリック計算装置における比較選択部ＣＳ６に対応）に入力される。しかし、メトリック加算部ＢＭ０＿１の出力は、図１４に示す従来のメトリック計算装置における比較選択部ＣＳ２に対応するものがないため、第３切替部ＳＷ３を介して比較選択部ＣＳ０（図１４に示す従来のメトリック計算装置における比較選択部ＣＳ４に対応）に入力される。

また、選択比較部ＣＳ０の出力は、本来状態レジスタＳ０１０で保持すべきであるが、第１切替部ＳＷ１を介して状態レジスタＳ１００に入力し、状態レジスタＳ１００で仮保持しておく。

状態１１０に関して、状態レジスタＳ１１０の出力は、第２切替部ＳＷ２を介して、メトリック加算部ＢＭ０＿２（図１４に示す従来のメトリック計算装置におけるメトリック加算部ＢＭ０＿６に対応）とメトリック加算部ＢＭ１＿２（図１４に示す従来のメトリック計算装置におけるメトリック加算部ＢＭ１＿６に対応）とにそれぞれ入力される。また、メトリック加算部ＢＭ１＿２の出力は、第３切替部ＳＷ３を介して、比較選択部ＣＳ３（図１４に示す従来のメトリック計算装置における比較選択部ＣＳ７に対応）に入力される。しかし、メトリック加算部ＢＭ０＿２の出力は、図１４に示す従来のメトリック計算装置における比較選択部ＣＳ３に対応するものがないため、第３切替部ＳＷ３を介して比較選択部ＣＳ１（図１４に示す従来のメトリック計算装置における比較選択部ＣＳ５に対応）に入力される。

状態１１１に関して、状態レジスタＳ１１１の出力は、第２切替部ＳＷ２を介して、メトリック加算部ＢＭ０＿３（図１４に示す従来のメトリック計算装置におけるメトリック加算部ＢＭ０＿７に対応）とメトリック加算部ＢＭ１＿３（図１４に示す従来のメトリック計算装置におけるメトリック加算部ＢＭ１＿７に対応）とにそれぞれ入力される。また、メトリック加算部ＢＭ１＿３の出力は、第３切替部ＳＷ３を介して、比較選択部ＣＳ３（図１４に示す従来のメトリック計算装置における比較選択部ＣＳ７に対応）に入力される。しかし、メトリック加算部ＢＭ０＿３の出力は、図１４に示す従来のメトリック計算装置における比較選択部ＣＳ３に対応するものがないため、第３切替部ＳＷ３を介して比較選択部ＣＳ１（図１４に示す従来のメトリック計算装置における比較選択部ＣＳ５に対応）に入力される。

また、選択比較部ＣＳ１の出力は、本来状態レジスタＳ０１１で保持すべきであるが、第１切替部ＳＷ１を介して状態レジスタＳ１０１に入力し、状態レジスタＳ１０１で仮保持しておく。

上記の第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２におけるメトリック計算では、状態レジスタＳ０１０の保持値と状態レジスタＳ１００の保持値との入れ替わり、状態レジスタＳ１１０の保持値と状態レジスタＳ０１０の保持値との入れ替わりが発生している。そこで、第３期間Ｔ３において、図１に示す本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置は、上記の入れ替わりを修正する（図５参照）。そして、第３期間Ｔ３において、各メトリック（比較選択部ＣＳ０〜ＣＳ３の各出力）を読み出し、例えばメトリック装置外部のメモリに記憶する。

なお、図５に示す接続状態では、全ての状態レジスタが書き換えを実施することになるが、これに代えて、図６に示す接続状態のように、上記の入れ替わりが発生していない状態レジスタ（状態レジスタＳ０００、状態レジスタＳ００１、状態レジスタＳ１１０、及び状態レジスタＳ１１１）については、書き換えを行わないようにし、省電力化を図るようにしてもよい。

上述した本発明の一実施形態に係るメトリック計算装置は、例えばビタビ復号器に用いることができる。ビタビ復号器の一般的な概略構成は図７に示すようになる。図７に示すビタビ復号器は、メトリック計算装置１と、経路情報メモリ２と、経路選択回路３と、最尤系列決定回路４とを備えている。

メトリック計算装置１は、或る状態へと遷移する２つの経路のうちで尤度の高い方の経路を選択し、その選択した経路を特定するための情報（メトリック）を、経路情報メモリ２及び最尤系列決定回路４に出力する。経路情報メモリ２は、メトリック計算装置１から出力されたメトリックを記憶している。また、最尤系列決定回路４は、終端符号を認識すると、再も尤度が高い状態（最もメトリックが小さい状態）を判定し、経路選択回路３は、再も尤度が高い状態から、選択した経路を逆にたどるトレースバックを行って、復号した符号系列を得ている。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。例えば、上述した実施形態では、メトリック計算の対象となる全状態を２つのグループに分け、各グループに属する状態の数を同数にしているが、各グループに割り当てられている状態の数は同数でなくてもよい。また、グループ数も２つに限らない。

ＢＭ０＿０〜ＢＭ０＿７ メトリック加算部
ＢＭ１＿０〜ＢＭ１＿７ メトリック加算部
ＣＯＭ０ 比較部
ＣＳ０〜ＣＳ７ 比較選択部
Ｓ０００ 状態レジスタ
Ｓ００１ 状態レジスタ
Ｓ０１０ 状態レジスタ
Ｓ０１１ 状態レジスタ
Ｓ１００ 状態レジスタ
Ｓ１０１ 状態レジスタ
Ｓ１１０ 状態レジスタ
Ｓ１１１ 状態レジスタ
ＳＥＬ０ 選択部
ＳＷ１ 第１切替部
ＳＷ２ 第２切替部
ＳＷ３ 第３切替部
１ メトリック計算装置
２ 経路情報メモリ
３ 経路選択回路
４ 最尤系列決定回路

Claims (4)

1. 状態のメトリックを保持する状態レジスタと、
   前記状態レジスタの出力と、入力データに応じて生成した枝メトリックとを加算するメトリック加算部と、
   ２つの前記メトリック加算部の出力を比較していずれかを選択する比較選択部とをそれぞれ複数備え、
   前記状態レジスタの入力と前記比較選択部の出力との接続状態及び前記状態レジスタの入出力間の接続状態を切り替える第１切替部と、
   前記状態レジスタの出力と前記メトリック加算部の入力との接続状態を切り替える第２切替部と、
   前記メトリック加算部の出力と前記比較選択部の入力との接続状態を切り替える第３切替部とを備え、
   前記状態レジスタがＮ個、
   前記メトリック加算部の個数が２Ｎより少なく、
   前記比較選択部の個数がＮより少ない
   ことを特徴とするメトリック計算装置。
2. 所定の期間において、
   前記第１切替部が前記状態レジスタの入力と前記比較選択部の出力との接続状態及び前記状態レジスタの入出力間の接続状態を切り替えることにより、
   全ての前記状態レジスタの入力と全ての前記比較選択部の出力との接続を遮断するとともに、互いの入出力間同士を接続して保持値を入れ替える２つの異なる前記状態レジスタが少なくとも一組存在することを特徴とする請求項１に記載のメトリック計算装置。
3. 前記所定の期間において、
   前記第１切替部が前記状態レジスタの入力と前記比較選択部の出力との接続状態及び前記状態レジスタの入出力間の接続状態を切り替えることにより、
   自己の入出力間同士を接続して保持値を書き換える前記状態レジスタが一つも存在しないことを特徴とする請求項２に記載のメトリック計算装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のメトリック計算装置を備えることを特徴とする復号器。

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