JPH04170227A - ビタビ復号器 - Google Patents

ビタビ復号器

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JPH04170227A
JPH04170227A JP29761890A JP29761890A JPH04170227A JP H04170227 A JPH04170227 A JP H04170227A JP 29761890 A JP29761890 A JP 29761890A JP 29761890 A JP29761890 A JP 29761890A JP H04170227 A JPH04170227 A JP H04170227A
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Toshiharu Yagi
八木 敏晴
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、畳み込み符号化方式で伝送されるディジタル
情報をビタビ復号法により復号するビタビ復号器に係り
、特に時分割処理型のビタビ復号器におけるパスメモリ
回路に関する。
(従来の技術) 近年、ディジタル信号処理技術の発達にともない、伝送
路において発生する符号誤りを訂正することのできる誤
り訂正方式がいろいろ提案されているが、畳み込み符号
により符号化されたデータ系列をビタビアルゴリズムに
よって復号するビタビ復号法は、実用性の高い復号技術
として評価されている。
本発明が対象とするビタビ復号器は、時分割処理型のも
のであるが、理解を容易にするため、まず始めに、ビタ
ビ復号法について拘束長に−3゜符号化率R=1/2の
場合を例にとり説明する。
符号器は、例えば第2図に示すように、B1.B2及び
B3の3ビツトのシフトレジスタ40と排他的論理和回
路41.同42により構成され、入力端子51から入力
される1系列の2値情報信号が第3図に示ず状態遷移図
に従って2シンボルの符母語系列に変換され出力端子5
2、同53からそれぞれ送出される。
第3図において、各状態Sl  の円内の数字は、タイ
ムスロッ1〜tの終了時におけるシフ1〜レジスタ40
の前2ビット(B1.B2)の状態を示している。即ち
、前2ビット(Bl、B2)の状態には、−(0,1)
、S4  =(1,1)の4状態があへの遷移では、矢
印付き実線で示される遷移パスTJ) P11′の上側に付記されている情報人力ビットく1)
又は(0)が入力端子51から入力されると、遷移パス
P11′の下側に付記されている符号語(0,0)、同
(1,0)、同く0.1)、同く1.1)それぞれの各
ビットが出力端子52、同53の対応するものから送出
されることを示しく0.0)であるが、この状態で入力
端子51から情報ピッ1〜(0)が入力すると、出力端
子52と同53から共に情報ビット(0)が出力され、
状態Sl に移行する。(Bl、B2)−(0,0)で
ある。一方、入力端子51から情報ビット(1)が入力
すると、Bl−<1)、B2 ”B3−(0)となるか
ら、出力端子52と同53から共に情報ビット(1)が
出力され、(Bl、B2)−(1,0)である状態S2
 に移行する。
ビタビ復号法は、受信側において、この状態遷移図にお
ける各状態に合流する2本のパスについて受信符号語シ
ンボルと遷移パスpH’の期待値的符号語シンボルとの
相関(ブランチメトリック)を求め、それぞれのパスの
1タイムスロツ1〜以前の状態における累積メトリック
にそれぞれ加算し、それらの大きい方をより尤もらしい
パスとして選択しく残存パス)、その残存パスの加算値
を当該状態の累積メトリックとし、その際、残存パスの
1タイムスロツト以前の状態が有していた情報信号系列
に、今、選択したパスに対応する情報ビットを加え、当
該状態の情報信号系列とする、という操作を繰り返し、
最も確からしいパスを検出し、そのパスに対応する情報
信号を復号信号として出力する方法である。
良く知られているようにビタビ復号器は、ブランチメト
リック生成回路、AC3回路、パスメモリ回路、データ
出力回路により構成される。第4図に、拘束長に=3.
符号化率R=1/2の場合の構成を示す。
第4図において、ブランチメトリック生成回路11では
、受信符号語シンボル1−01が並設される4個の相関
器に並列的に入力する。受信符号語シンボル101は前
記符号化器の出力なる2シンボルの符号語系列が伝送系
を介して受信されたものである。4個の相関器では、前
記遷移パスP I+’の4種の期待値的符号語シンボル
、即ち、く0.0)、(0,1)、(1,0)、(1,
1)の対応するものと入力される受信符号語シンボル]
01との相関(ブランチメトリック)を求め、その相関
値(ブランチメトリック102)をAC3回路12の対
応する単位AC3回路15に出力する。
AC3回路12は、K=3の場合、状態数は4であるの
で、単位AC3回路15の4個で構成される。各単位A
C3回路15は次のような加算、比較、選択操作を行う
回路である。即ち、各単位AC3回路15では、前記状
態遷移図における4状態の対応する状態に合流する2つ
のパスについて、1タイムスロツト以前までに蓄積した
各状態における累積メトリック105とそのパスにおけ
るブランチメトリック102を加算(Add) シ、そ
の結果をそれぞれ比較(Compare ) L、さら
に、その内の大きな方の加算値を選択<5elect)
して、当該状態の累積メトリックとする。そして、同時
に、その選択情報をパス選択信号103としてパスメモ
リ回路13へ伝達する。
パスメモリ回路13は、2人力1出力の選択器(S)と
フリップフロップ(F)のペアを横にM個並べたものを
状態数分く4個)縦に並べたものからなる。ここに、M
は、パスメモリの長さを示し、打ち切りパス長と呼ばれ
るが、横方向M個の選択器(S)には対応する単位AC
8回路15から送られてきたパス選択信号103が制御
信号として与えられる。そして、入力段の縦4個の選択
器(S)には初期値((0,0)、(1,1)、(0,
0)、(1,1〉)の対応するものが設定され、2段目
以降ではいわゆるたすきかけに信号が入力する。
このパスメモリ回路13では、パス選択信号103に従
って、状態遷移図におけるそれぞれの状態に合流する2
つのパスの1タイムスロツト以前におけるそれぞれの状
態が保有していた長さMビットの情報信号系列のうちの
一方を選択し、当該状態の保有する新たな情報信号系列
とする。その際、その情報信号系列の時間的に新しい部
分にその選択したパスに対応した情報ビットを付加し、
出力段の縦4個のフリップフロップ(F)に蓄積される
時間的に最も古い4ビツトの情報ビットを復号データ候
補ビット106として出力する。
パスメモリ回路13から出力された復号テ゛−タ候補ビ
ット106は、データ出力回路14にて処理され、復号
データ104として出力される。このデータ出力回路1
4における処理方法には、いろいろあるが、4ビツトの
復号データ候補ビット106のうちの任意の1個を出力
したり、それらの多数決により(0)又はく1)を決定
しなりする。
ところで、ビタビ復号器を構成する場合、そのハードウ
ェアの大半は、AC3回路、パスメモリ回路で゛占めら
れているなめ、いかにAC3回路、および゛、パスメモ
リ回路のハードウェアサイズを少なくするかが、回路設
計者が最も苦慮するところである。最も一般的なAC3
回路の構成は、第4図に示すように、単位AC8回路を
並列に状態数分くこの場合、4個)並べる構成である。
また、パスメモリ回路は、簡単に言えば、4Mビットの
メモリ回路であるが、復調器からデータシンボルが入力
される毎にたずきかけ操作によって全ビットのメモリ素
子を書き直さなくてはならないため、汎用のRAM等は
使用できず、第4図に示すように、2人力1出力の選択
器とフリップフロップのベアを横にM個並べなものを縦
に4個並べた構成となる。
さて、AC3回路の構成は、すぐわかるように、同様の
回路が状態数分だけ存在している。即ち、AC3回路は
、4個の単位AC5回路により構成されている。従って
、シンボルレイトが比較的低い場合、AC8回路処理を
1つの単位A、C3回路を時分割にて4回使用すること
により行うことができる。そうすると、パス選択信号も
1状態ずつしか出力されないのて゛、それに対応して、
パスメモリ回路内の各メモリ素子の書き直しは、1状態
(Mビット)ずつ行うことになる。従って、状態数をア
ドレスに割り振り、打ち切りパス長をビット数に割り振
ったRAMにより構成できることになり、パスメモリ回
路も簡単化することが可能になる。但し、この場合には
、RAMの処理スピードは、シンボルレイトの4倍以上
必要であることは言うまでもない。
このように構成したビタビ復号器が、本発明が対象とす
る時分割処理型ビタビ復号器であるが、従来の時分割処
理型のパスメモリ回路は例えば第5図に示すように構成
されていた。このパスメモリ回路は、1対のRAM群(
31,32)と、1/2分周器33と、選択器(SEL
)34、同35、同36と、内部クロック発生器37と
、読み出しアドレス発生器38と、書き込みアドレス発
生器39と、インバータ40とで構成される。
1/2分周器33は、外部から与えられるシンボルクロ
ック301.を1/2分周して1シンボル毎に(1)と
(0)を繰り返す書き込み制御信号304を生成出力す
る。この書き込み制御信号304は、直接的に一方のR
AM群3群上1/W端子に与えられると共に、インバー
タ40を介して他方のRAM群32のR/W端子と選択
器(34〜36)の制御入力端子とに与えられる。つま
り、1対のRAM群3群上132は、一方が書き込みモ
ードのときは他方が読み出しモードとなり、これを交互
するようにしである。R,AMは、゛読みだし′°とパ
書き込み″を両方同時に実行することができないから、
RAM群3群上132の2面設け、交互動作を行わせる
のである。
RAM群3群上132は、それぞれ複数個のRAMを並
設してなる。前記したように、打ち切りパス長をRAM
の入出力ビット数に割り振るのであるが、打ち切りパス
長は例えばR=1/2の場合、拘束長にの3倍から5倍
となる。ところが、入手可能なRAMにおける入出力ビ
ット数は8または9である。従って、打ち切りパス長は
設計者が任意に定めるのであるが、所望の打ち切りパス
長を物理的に1個のRAMで賄うことは出来ず、図示す
る構成となる。なお、第5図では、RAMは8ビツト(
Io〜■7、Qo〜Q7)としである。
RAM群3群上1ドレス信号(AD)は選択器34から
与えられ、RAM群32のアドレス信号(AD)は選択
器35から与えられる。RAM群3群上132間では、
最前段RAMの第1入力端子■。には書き込みアドレス
発生器39のアドレス信号の最下位ビットLSBが与え
られ、最終段RAMの最終出力端子(図示例では第8出
力端子−Q7)の送出データビットは選択器36の入力
となっているが、その他の入出力端子は一方の出力が他
方の入力となるように接続されている。
内部クロック発生器37は、シンボルクロックの状態数
(前記例で言えば4)倍以上の速度を有する内部クロッ
ク305を発生ずる。この内部クロック305は、書き
込みアドレス発生器39と読み出しアドレス発生器38
に出力される。
読み出しアドレス発生器38には、国外のAC8回路か
らパス選択信号302が制御信号として与えられるが、
この読み出しアドレス発生器38と書き込みアドレス発
生器39の各出力(アドレス信号)は選択器34と同3
5の入力となっており、書き込み制御信号304にて制
御されて書き込みアドレスは、書き込みモードのRAM
群に、読みだしアドレスは、読みだしモードR,AM群
に供給される。
ここに、書き込みアドレス発生器3つの出力なる書き込
みアドレスは、0状態(0,0)は、0アドレスに、1
状態(0,1)は、1−アドレスに、と言うように、順
に割り振られる。また、読み出しアドレス発生器38は
、パス選択信号302により制御されて読み出しアドレ
スを発生するが、状態遷移図から明らかな通り、Sl 
 の状態の書き込みではSl   の状態を読み出すの
であるから、1(−3の場合、書き込みモートのRAM
群が0状態の書き込み時には読みだしモードのRAM群
にOアドレス、或いは、2アドレスを出力し、1状態の
書き込み時も同様にOアドレス、或いは、2アドレスを
出力し、2状態(1、O)の書き込み時及び3状態(1
,1)の書き込み時では1アドレス、或いは、3アドレ
スを出力する。なお、パスメモリへの各状態における最
新データは、RAMの■。に入力されるが、状態遷移図
を見ると、書き込みアドレスの最下位ビットに一致して
いることがわかる。
選択器36は、書き込み制御信号304の制御により、
RAMより読みだされた各状態における復号データ候補
ビットと、書き込みモード時に出力端子に現れている規
定されないデータとを選択し、時分割復号データ候補ビ
ット303を出力する。
なお、1/2分周器33、選択器34、同35、書き込
みアドレス発生器39、読み出しアドレス発生器38、
及び、内部クロック発生器37は、通常、AC3回路で
も必要となり、この場合、これらは、AC3回路とパス
メモリ回路とで共有される。
(発明が解決しようとする課題) 以上説明したように、従来の時分割処理型ビタビ復号器
のパスメモリ回路では、RAMの入出力を打ち切りパス
要分必要となる。打ち切りパスの長さは、前述したよう
に、R=1/2の場合、拘束長にの3倍から5倍程度必
要となり、符号化率Rが高くなればさらに必要となる。
K=7を例にとれば、R=1/2で約30ビツト、R=
3/4で約60ビツト、R=7/8で約120ビツトで
ある。通常、RAMにおける入出力ビット数は8または
9である。今、RAMの入出力ビット数を9とすると、
R=7/8の場合、RAMは、28個も必要となる。R
AMが、1つのビタビ復号器で28個も必要であるとい
うことは、スペース効率的にも、コスト的にも大きなデ
メリッ1〜となる。
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、その
目的は、時分割処理型ビタビ復号器において、RAMの
数量の少ないパスメモリ回路を備えたビタビ復号器を提
供することにある。
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明のビタビ復号器は次
の如き構成を有する。
即ち、本発明のビタビ復号器は、2面のRAMの一方を
書き込みモードに他方を読み出しモードに交互制御しな
がら、畳み込み符号の各遷移状態の残存パスに対応する
情報信号系列を記憶するパスメモリ回路を備える時分割
処理型のビタビ復号器において; パスメモリ回路は、
前記2面のRAMが、所望される打ち切りパス長を使用
するRAMの入出力ビット数で割り算して切り上げた正
数値をNとしなとき、前記遷移状態数のN倍のアドレス
数を有するものからなり; かつ、打ち切りパス長のビ
ット数からなる前記情報信号系列を2つのアドレスに分
割して記憶させるためのアドレス信号を発生ずる手段;
 を備えることを特徴とするものである。
(作用〉 次に、前記の如ぐ構成される本発明のビタビ復号器の作
用を説明する。
例えば、K=3、R=1/2、打ち切りパス長−16と
しなとき、従来ではRAMの1つのアドレスに、状態遷
移図における各状態が保有している16ビツトの情報系
列を記憶していたが、本発明では2つのアドレスに8ビ
ツトずつ分割して記憶する。つまり、使用する1個のR
AMの入出力ビット数を8とすれば、2面のRAMは、
従来ではそれぞれ2個ずつ必要となるが、本発明ではそ
れぞれ1個で済むのである。
ところで、RAMの入出力数は、1/2となるが、使用
するRAMのアドレス数は、従来の回路において使用す
るアドレス数の2倍必要となる。
しかし、RAMの開発状況を見ると、アドレス数は増え
る傾向にあるが、入出力数はパッケージの大きさに影響
を与えることもあり、一定のままである。そのことを考
慮すると、RAMのアドレス数が増えることは、本発明
を実施する上で、全く制限にならない。又、このような
構成にすることにより従来の回路に比べてビタビ復号器
の処理できる信号速度の上限が、低くなるが、移動体衛
星通信システムのように低速度の信号を処理する要求が
昨今増えているので、このことも、大きな制限とはなら
ない。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例に係るパスメモリ回路を示す
。構成要素は、従来例回路とほぼ同様である。第1図は
、K=3、R=1/2、打ち切りパス長=16の場合の
構成例を示す。以下、本発明に係る部分を中心に説明す
る。
1/2分周器23は、従来例回路33と同様の構成によ
って、シンボルクロック201から書き込み制御信号2
04を生成する。この書き込み制御信号204は、直接
的に一方のRAM21のR/W端子に与えられると共に
、インバータ30を介して他方のRAM22のR/Wと
選択器(24〜26)の制御入力端子とに与えられる。
RAM21と同22は、それぞれ物理的に1個のものか
らなり、それぞれ入出力ビット数は8(Io”I7.Q
o〜Q7)である。但し、アドレス数は、従来例回路の
ものとは異なり、「8」である。即ち、打ち切りパス長
16を入出力ビット数8で割った値2に状態数4を掛け
た数8である。
従って、選択器24と同25は、機能的には従来例回路
34と同35と同様であるが、入出力のビット数が異な
る。即ち、RAMのアドレス数が8であるから、2人力
1出力の各ビット数は3となっている。
内部クロック発生器27は、従来はシンボルレイトの4
倍以上の速度であったが、本発明では(状態数)XN倍
の速度のクロックを発生する必要がある。ここに、Nは
、所望される打ち切りパス長を使用するRAMの入出力
ビット数で割算して切り上げた正数値であり、本実施例
では前記した通りN=2である。従って、本実施例にお
ける内部クロック205は、シンボルレイトの8倍以上
の速度のクロックということになる。
書き込みアドレス発生器29は、この内部クロック20
5に従って、1シンボルの間で、状態数のN倍の値まで
順に計数するカウンタである。即ち、1シンボルの間で
、値Oから値7までを計数し、これを各シンボルにおい
て繰り返し行い、計数しな各値を示す3ビツトのアドレ
ス信号を選択器24と同25に出力する。
ここで、RAMのアドレスの割り振りは、以下のように
する。0状態(0,0)が保持している情報信号系列は
、時間的に新しい8ビツトをOアドレス(0,0,O)
に、古い部分を1アドレス(0,0,1)とする。同様
に、1状態(0,1)は、2アドレス(0、]−10)
と3アドレス(0,1,1)とを、2状態(1,0)は
、4アドレス(1、O,O)と5アドレス(1,021
)とを、3状態(1,1)は、6アドレス(1,1,0
)と7アドレス(1,1,1)とをそれぞれ割り振る。
一方、読み出しアドレス発生器28は、パス選択信号2
02により制御され、書き込みアドレスがO(0,0,
0)の時、0アドレス(0,0,0)或いは4アドレス
(1,0,0)を、書き込みアドレスが1(0,0,1
)の時、1アドレス<0.0.1)或いは5アドレス(
1,0,1)を、書き込みアドレスが2く0.1.0)
の時、0アドレス(0,0,0)或いは4アドレス(1
,0,0)を、書き込みアドレスが3(0,1,1)の
時、1アドレス(0,0,1)或いは5アドレス(1,
0,1)を、書き込みアドレスが4(1,0,0)の時
、2アドレス(0,1,0)或いは6アドレス(1,1
,0)を、書き込みアドレスが5(1,1,0)の時、
3アドレス(0,1,1)或いは7アドレス(1,1,
1)を、書き込みアドレスが6(1,1,0)の時、2
アドレス(0,1,0)或いは6アドレス(1,1,0
)を、書き込みアドレスが7(1,1,1)の時、3ア
ドレス(0,1,1)或いは7アドレス(1,1,1)
をそれぞれ出力する。このような値を出力する回路は、
例えば次のように構成できる。書き込みアドレス発生器
29と同様な、Oから7まで゛計数するカウンタを設置
して、出力する読み出しアドレスとして、その計数値の
LSBをLSBとし、MSBを2番目のビットとし、パ
ス選択信号202をMSBとする。この時、パス選択信
号202は、AC8回路において、0の時、番号の若い
状態を選択することを示し、1の時、その逆を示す“よ
うに生成する。さらに、パス選択信号202における1
状態分のパス選択情報は、RAM21、同22が2アド
レス分、書き込み、読み出しする間保持していなくては
ならないので、AC3回路は、内部クロック205の1
/2の速度で動作する必要がある。
選択器26は、従来例回路36と同じ構成で、RAMよ
り読み出された情報ビットを出力する。
ここで、RAMでは、ある状態の保持している情報系列
の新しい部分の8ビットが偶数アドレスに記憶され、古
い8ビツトが奇数アドレスに記憶されているので、選択
器26は書き込みアドレスが奇数の時、時分割復号デー
タ候補ピッ1−203を出力するが、偶数の時には次の
アドレスに書き込むべき情報ビットを出力することにな
る。そこで、この「次のアドレスに書き込むべき情報ビ
ット」を1クロック間保持するなめ、フリップフロップ
18を設置しである。このフリップフロップ18の出力
は選択器19の一方の入力となっている。
選択器19ては、他方の入力に書き込みアドレス信号の
第2ビツトくセカンドビット)が与えられ、書き込みア
ドレス信号の最下位ビットLSBを制御信号として、2
人力のいずれか一方をRAMの第1入力端■。に出力す
る。これにより、RAMの第1入力端IOには、偶数ア
ドレス時では各状態における最新情報ビットが書き込ま
れ、奇数アドレス時ではフリップフロップ18に保持さ
れている情報ビットが書き込まれる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の時分割処理型のビタビ復
号器によれば、パスメモリ回路はRAMの数量を少なく
できる構成としであるので、回路規模、コストを低減で
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のビタビ復号器で用いるパスメモリ回路
の一例を示す構成ブロック図、第2図は符号化器の構成
例を示す図、第3図は第2図に示す符号化器の状態遷移
図、第4図は時分割処理型ではないビタビ復号器の一般
的な構成を示す図、第5図は時分割処理型のしタビ復号
器て用いられる従来のパスメモリ回路の一例を示す図で
ある。 18・・・・・・フリップフロップ、  21.22・
・・・・・RAM、 23・・・・・・1/2分周器、
 19,24゜25.26・・・・・・選択器、 27
・・・・・・内部クロック発生器、 28・・・・・読
み出しアドレス発生器、29・・・・・・書き込みアド
レス発生器、 30・・・・・・インバータ、 201
・・・・・・シンボルクロック、202・・・・・・パ
ス選択信号、 203・・・・・・時分割復号データ候
補ビット 204・・・・・・書き込み制御信号、 2
05・・・・・・内部クロック。 代理人 弁理士  八 幡  義 博

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  2面のRAMの一方を書き込みモードに他方を読み出
    しモードに交互制御しながら、畳み込み符号の各遷移状
    態の残存パスに対応する情報信号系列を記憶するパスメ
    モリ回路を備える時分割処理型のビタビ復号器において
    ;パスメモリ回路は、前記2面のRAMが、所望される
    打ち切りパス長を使用するRAMの入出力ビット数で割
    り算して切り上げた正数値をNとしたとき、前記遷移状
    態数のN倍のアドレス数を有するものからなり;かつ、
    打ち切りパス長のビット数からなる前記情報信号系列を
    2つのアドレスに分割して記憶させるためのアドレス信
    号を発生する手段;を備えることを特徴とするビタビ復
    号器。
JP29761890A 1990-11-02 1990-11-02 ビタビ復号器 Pending JPH04170227A (ja)

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JP29761890A JPH04170227A (ja) 1990-11-02 1990-11-02 ビタビ復号器

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994020961A1 (en) * 1993-03-02 1994-09-15 Sony Corporation Apparatus for reproducing information

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