JPH04373313A

JPH04373313A - 復号装置

Info

Publication number: JPH04373313A
Application number: JP15136791A
Authority: JP
Inventors: Haruo Ota; 晴夫太田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1992-12-25

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル通信やディ
ジタル磁気記録再生装置などにおいて、受信ないしは再
生された信号からディジタル情報を最尤復号する復号装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル通信やディジタル磁気
記録再生装置などの分野では、たたみ込み符号の復号や
符号間干渉のある伝送路からのディジタル情報の復号に
際し、最尤復号の一種であるビタビ復号法が注目されて
いる。

【０００３】ビタビ復号法については、例えば、ジー・
デイビッド・フォーニー・ジェイ・アール：「ザ・ビタ
ビ・アルゴリズム」、プロシーディング　　オブ　　ジ
　　アイ・イー・イー・イー、　　６１巻、３号、２６
８頁、１９７３年［Ｇ．ＤＡＶＩＤＦＯＲＮＥＹ，ＪＲ
．：”Ｔｈｅ　　Ｖｉｔｒｂｉ　　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
”，ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧ　　ＯＦ　　ＴＨＥ　　ＩＥ
ＥＥ，Ｖｏｌ．６１，Ｎｏ．３，ｐｐ．２６８（１９７
３）］に記載されている。以下に、状態数が２の場合の
ビタビ復号器について説明する。

【０００４】（図３）は状態数が２の場合のトレリス線
図の一部を示している。１および２は時刻ｋにおける状
態を示しており、それぞれの状態をＳ１，ｋ、Ｓ２，ｋ
と記した。３および４は時刻ｋ＋１における状態を示し
ており、それぞれの状態をＳ１，ｋ＋１、Ｓ２，ｋ＋１
と記した。また、９から１２は状態間の推移を示す枝で
ある。

【０００５】このトレリス線図に示す状態推移を最尤復
号する従来のビタビ復号器の基本的な構成を（図４）に
示す。（図４）の従来のビタビ復号器について、（図３
）の時刻ｋ＋１における動作を、その構成とともに説明
する。

【０００６】入力信号２０は枝尤度計算回路２１に入力
される。枝尤度計算回路２１は、（図３）における枝９
の尤度を計算し、信号２２として出力する。また同様に
、枝１０、枝１１、および枝１２の尤度を計算し、それ
ぞれ信号２３、信号２４、および信号２５として出力す
る。

【０００７】生き残り経路選択回路２６には、状態１に
おける生き残り経路の尤度を示す信号２８と、枝９の枝
尤度を示す信号２２、さらに状態２における生き残り経
路の尤度を示す信号２９と、枝１０の枝尤度を示す信号
２３とが入力される。

【０００８】生き残り経路選択回路２６では、これらの
入力信号にもとづき、状態３においてより尤度が高いい
ずれかの経路を選択し、選択した枝を示す信号３３と、
状態３における生き残り経路の尤度を示す信号３２とを
出力する。信号３２は、遅延回路３０において単位時間
（時刻ｋから時刻ｋ＋１に至るまでの期間）だけ遅延さ
れたのち信号２８となる。

【０００９】同様に、生き残り経路選択回路２７には、
状態１における生き残り経路の尤度を示す信号２８と、
枝１１の枝尤度を示す信号２４、さらに状態２における
生き残り経路の尤度を示す信号２９と、枝１２の枝尤度
を示す信号２５とが入力される。

【００１０】生き残り経路選択回路２７では、これらの
入力信号にもとづき、状態４においてより尤度が高いい
ずれかの経路を選択し、選択した枝を示す信号３４と、
状態４における生き残り経路の尤度を示す信号３５とを
出力する。さらに信号３５は、遅延回路３１において単
位時間だけ遅延されたのち信号２９となる。

【００１１】復号出力決定回路３６は、信号３３および
信号３４によって示される枝の過去からの経路を記憶し
ており、状態３における生き残り経路の尤度を示す信号
３２および状態４における生き残り経路の尤度を示す信
号３５とから最も尤度が高い復号出力を決定し最尤復号
出力３７を得る。

【００１２】上述した、状態数が２である場合の従来の
ビタビ復号器に関するより詳細な構成および動作原理に
ついては、例えば、エイチ・コバヤシ：「アプリケーシ
ョンオブ　　プロバブリスティック　　デコーディング
　　トウ　　ディジタル　　マグネティック　　レコー
ディング　　システムズ」、アイ・ビー・エム　　ジェ
イ．アール・イー・エス．ディー・イー・ヴイ・イー・
エル・オー・ピー．、１５巻、６４頁（１９７１年１月
）［Ｈ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ：”Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏ
ｎ　　ｏｆ　　Ｐｒｏｂａｂｌｉｓｔｉｃ　　Ｄｅｃｏ
ｄｉｎｇ　　ｔｏ　　Ｄｉｇｉｔａｌ　　Ｍａｇｎｅｔ
ｉｃ　　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　　Ｓｙｓｔｅｍｓ”，Ｉ
ＢＭ　　ＪＲｅｓ．Ｄｅｖｅｌｏｐ．，Ｖｏｌ．１５，
ｐｐ．６４，Ｊａｎｕａｒｙ　　１９７１］に記載され
ている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】（図４）に示した従来
のビタビ復号器においては、上述の説明から明かなよう
に、枝尤度計算回路２１における枝尤度の計算、生き残
り経路選択回路２６および２７における生き残り経路を
選択するための演算などを単位時間内に行わなくてはな
らない。したがって、データ伝送速度が高速なディジタ
ル通信あるいは記録再生装置においては、単位時間内で
これらの演算を行うことがでず、最尤復号を行うことが
できないという課題があった。

【００１４】そこで本発明は、データ伝送速度が高速な
ディジタル通信あるいは記録再生装置においても最尤復
号を行うことができる復号装置を提供することを目的と
している。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の復号装置は、時刻ｋ（ｋは整数）における状
態ｉ（ｉは１≦ｉ≦Ｎなる整数）をＳｉ，ｋとしたとき
、Ｍ単位時間（Ｍは２以上の整数）ごとに状態Ｓｉ，（
ｎ−１）Ｍ（ｎは整数）から状態Ｓｊ，ｎＭに至る複数
の可能な状態推移の枝のうちで最も尤度の高い最尤ブロ
ック枝一本を選択してその最尤ブロック枝の尤度を求め
ることを１≦（ｉ，ｊ）≦Ｎなるそれぞれのｉおよびｊ
について行う最尤ブロック枝選択手段と、時刻（ｎ−１
）Ｍの各状態における生き残り経路の尤度と前記最尤ブ
ロック枝の尤度とから状態Ｓｊ，ｎＭにおける最も尤度
の高い経路を選択し生き残り経路とすることを１≦ｊ≦
Ｎなるそれぞれのｊについて行う生き残り経路選択手段
とを備えたものである。

【００１６】

【作用】本発明は上記した構成により、Ｍ単位時間ごと
に区切られたブロック内における可能な状態推移から最
も確からしい最尤ブロック枝を選択し、これより生き残
り経路を選択する。したがって、最尤ブロック枝を求め
る演算、生き残り経路を求める演算などは、単位時間の
Ｍ倍の時間内に計算すればよく、データ伝送速度が高速
なディジタル通信あるいは記録再生装置においても最尤
復号を行うことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を状態数が２である符号の復号
に適用した実施例について図面を参照しながら説明する
。

【００１８】まず、具体的な構成を説明するのに先立ち
、（図２）に示すトレリス線図を用いて、実施例におけ
る復号の考え方を説明する。（図２（ａ））は、状態数
が２の場合の２単位時刻間におけるトレリス線図を示し
ている。（図２（ａ））において、４０および４１は時
刻ｋにおける状態を示している。また、４２および４３
は時刻ｋ＋１における状態を、４４および４５は時刻ｋ
＋２における状態をそれぞれ示している。さらに、４６
から５３はは状態間の推移を示す枝である。

【００１９】ここで（図２（ａ））は、時刻ｋから時刻
ｋ＋２までの期間を一つにまとめることによって、（図
２（ｂ））のように書くことができる。（図２（ｂ））
において、５４は（図２（ａ））における枝４６と枝５
０を経る経路を一本の枝にまとめたものであって、ブロ
ック枝と呼ぶことにする。

【００２０】また、（図２（ｂ））の５５は、（図２（
ａ））における枝４８と枝５１を経る経路を一本の枝に
まとめたブロック枝である。以下同様にして、ブロック
枝５６は枝４７と枝５０を、ブロック枝５７は枝４９と
枝５１を、ブロック枝５８は枝４６と枝５２を、ブロッ
ク枝５９は枝４８と枝５３を、ブロック枝６０は枝４７
と枝５２を、ブロック枝６１は枝４９と枝５３を、それ
ぞれ経る経路を一本にまとめたものである。

【００２１】さて、（図２（ｂ））に示す状態推移を最
尤復号するにあたっては、（図２（ｃ））に示す、トレ
リス線図を考えればよい。（図２（ｃ））において、６
２は（図２（ｂ））におけるブロック枝５４とブロック
枝５５のうち、時刻ｋから時刻ｋ＋２に至る期間の尤度
が大きい方の枝を示す最尤ブロック枝である。また６３
は、（図２（ｂ））におけるブロック枝５６とブロック
枝５７のうち、時刻ｋから時刻ｋ＋２に至る期間の尤度
が大きい方の枝を示す最尤ブロック枝である。

【００２２】同様に、６４はブロック枝５８およびブロ
ック枝５９のうちの最尤ブロック枝、６５はブロック枝
６０およびブロック枝６１のうちの最尤ブロック枝であ
る。これにより、（図２（ｂ））のトレリス線図から（
図２（ｃ））のトレリス線図への変換過程において最尤
復号するために必要な情報は失われていないため、（図
２（ｃ））のトレリス線図において従来と同様にビタビ
復号することによって最尤復号が行なえる。

【００２３】上記の考え方にしたがって、最尤復号を行
なう復号装置の実施例の基本的な構成を（図１）に示す
。以下に、（図１）の実施例について、（図２）に示し
たトレリス線図の時刻ｋ＋２における動作を、その構成
とともに説明する。

【００２４】（図１）において、入力信号２０は直並列
変換回路７０において、時刻ｋから時刻ｋ＋１に至る期
間、および時刻ｋ＋１から時刻ｋ＋２に至る期間の２単
位時間ごとに並列化され、信号７１および信号７２とな
る。信号７１および信号７２は、ブロック枝尤度計算回
路７３に入力される。

【００２５】ブロック枝尤度計算回路７３は、信号７１
と信号７２とから、（図２（ｂ））におけるブロック枝
５４の時刻ｋから時刻ｋ＋２に至る期間のブロック枝尤
度を計算し、信号７４として出力する。同様にして、ブ
ロック枝５５からブロック枝６１のブロック枝尤度をそ
れぞれ計算し、信号７５から信号８１として出力する。

【００２６】信号７４および信号７５は最尤ブロック枝
選択回路８２に入力される。最尤ブロック枝選択回路８
２では、信号７４でその尤度を示される（図２（ｂ））
のブロック枝５４と信号７５でその尤度を示されるブロ
ック枝５５とを比較し、より尤度の高いブロック枝を（
図２（ｃ））に示す最尤ブロック枝６２として選択し、
その最尤ブロック枝６２の尤度を信号８６として出力し
、またブロック枝５４ないし５５のうちどちらを最尤ブ
ロック枝として選択したかを示す信号９０とを出力する
。

【００２７】同様にして，最尤ブロック枝選択回路８３
では、信号７６でその尤度を示される（図２（ｂ））の
ブロック枝５６と信号７７でその尤度を示されるブロッ
ク枝５７とを比較し、より尤度の高いブロック枝を（図
２（ｃ））に示す最尤ブロック枝６３として選択し、そ
の最尤ブロック枝６３の尤度を信号８７として出力し、
またブロック枝５６ないし５７のうちどちらを最尤ブロ
ック枝として選択したかを示す信号９１とを出力する。

【００２８】最尤ブロック枝選択回路８４は、信号７８
でその尤度を示される（図２（ｂ））のブロック枝５８
と信号７９でその尤度を示されるブロック枝５９とを比
較し、より尤度の高いブロック枝を（図２（ｃ））に示
す最尤ブロック枝６４として選択し、最尤ブロック枝６
４の尤度を信号８８として、またブロック枝５８ないし
５９のうちどちらを最尤ブロック枝として選択したかを
示す信号９２としてそれぞれ出力する。

【００２９】さらに、最尤ブロック枝選択回路８５は、
信号８０でその尤度を示される（図２（ｂ））のブロッ
ク枝６０と信号８１でその尤度を示されるブロック枝６
１とを比較し、より尤度の高いブロック枝を（図２（ｃ
））に示す最尤ブロック枝６５として選択し、最尤ブロ
ック枝６５の尤度を信号８９として、またブロック枝６
０ないし６１のうちどちらを最尤ブロック枝として選択
したかを示す信号９３としてそれぞれ出力する。

【００３０】生き残り経路選択回路９４には、（図２（
ｃ））における時刻ｋの状態４０における生き残り経路
の尤度を示す信号９６と、最尤ブロック枝６２のブロッ
ク枝尤度を示す信号８６、およびブロック枝５４ないし
５５のうちどちらを最尤ブロック枝として選択したかを
示す信号９０、さらに状態４１における生き残り経路の
尤度を示す信号９７と、最尤ブロック枝６３のブロック
枝尤度を示す信号８７、およびブロック枝５６ないし５
７のうちどちらを最尤ブロック枝として選択したかを示
す信号９１とが入力される。生き残り経路選択回路９４
では、これらの入力信号にもとづき、（図２（ｃ））に
示す状態４４においてより尤度が高いいずれかの経路を
選択し、選択したブロック枝を示す信号１０２と、状態
４４における生き残り経路の尤度を示す信号１００とを
出力する。信号１００は、遅延回路９８において２単位
時間（時刻ｋから時刻ｋ＋２に至るまでの期間）だけ遅
延されたのち信号９６となる。

【００３１】同様にして、生き残り経路選択回路９５に
は、（図２（ｃ））における状態４０における生き残り
経路の尤度を示す信号９６と、最尤ブロック枝６４のブ
ロック枝尤度を示す信号８８、およびブロック枝５８な
いし５９のうちどちらを最尤ブロック枝として選択した
かを示す信号９２、さらに状態４１における生き残り経
路の尤度を示す信号９７と、最尤ブロック枝６５のブロ
ック枝尤度を示す信号８９、およびブロック枝６０ない
し６１のうちどちらを最尤ブロック枝として選択したか
を示す信号９３とが入力される。生き残り経路選択回路
９５では、これらの入力信号にもとづき、（図２（ｃ）
）に示す状態４５においてより尤度が高いいずれかの経
路を選択し、選択したブロック枝を示す信号１０３と、
状態４５における生き残り経路の尤度を示す信号１０１
とを出力する。信号１０１は、遅延回路９９において２
単位時間だけ遅延されたのち信号９７となる。

【００３２】復号出力決定回路１０４は、信号１０２お
よび信号１０３によって示されるブロック枝の過去から
の経路を記憶しており、（図２（ｃ））に示す状態４４
における生き残り経路の尤度を示す信号１００および状
態４５における生き残り経路の尤度を示す信号１０１と
から最も尤度の高い復号出力を決定し最尤復号出力１０
５を得る。

【００３３】以上のように本実施例によれば、２単位時
間ごとに信号をブロック化して最尤復号を行なうため、
ブロック枝尤度計算回路７３におけるブロック枝尤度の
計算、最尤ブロック枝選択回路８２ないし８５における
最尤ブロック枝を選択するための演算、生き残り経路選
択回路９４および９５における生き残り経路を選択する
ための演算など、すべて２単位時間内に行えばよい。

【００３４】したがって、先の従来例に比べて演算に許
される時間が２倍長い。これにより、データ伝送速度が
高速なディジタル通信あるいは記録再生装置においても
最尤復号を行うことができる。

【００３５】なお、本実施例では２単位時間ごとにブロ
ック化して復号したが、Ｎ単位時間（Ｎは２より大きな
整数）ごとにブロック化して復号するようにしてもよい
。この場合には、演算に許される時間は単位時間のＮ倍
となり、いっそう高速なディジタル通信あるいは記録再
生装置においても最尤復号を行うことができる。

【００３６】また、本実施例は状態数が２である場合の
最尤復号に用いるものであったが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、さらに大きな状態数の場合にも適用
できる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は以上のように、Ｍ単位時間（Ｍ
は２以上の整数）ごとに区切られたブロック内における
可能な状態推移から最も確からしい最尤ブロック枝を選
択し、これよりＭ単位時間ごとに生き残り経路を選択す
る。したがって、最尤ブロック枝を求める演算、生き残
り経路を求める演算などは、単位時間のＭ倍の期間内に
計算すればよく、データ伝送速度が高速なディジタル通
信あるいは記録再生装置においても最尤復号を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の復号装置の一実施例を示す構成図であ
る。

【図２】図１の実施例の動作を説明するトレリス線図で
ある。

【図３】従来のビタビ復号を説明するトレリス線図であ
る。

【図４】従来のビタビ復号器の構成図である。

【符号の説明】

７０　　直並列変換回路７３　　ブロック枝尤度計算回路８２、８３、８４、８５　　最尤ブロック枝選択回路９
４、９５　　生き残り経路選択回路９８、９９　　遅延回路１０４　　復号出力決定回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　時刻ｋ（ｋは整数）における状態ｉ（
ｉは１≦ｉ≦Ｎなる整数）をＳｉ，ｋとしたとき、Ｍ単
位時間（Ｍは２以上の整数）ごとに状態Ｓｉ，（ｎ−１
）Ｍ（ｎは整数）から状態Ｓｊ，ｎＭに至る複数の可能
な状態推移の枝のうちで最も尤度の高い最尤ブロック枝
一本を選択してその最尤ブロック枝の尤度を求めること
を１≦（ｉ，ｊ）≦Ｎなるそれぞれのｉおよびｊについ
て行う最尤ブロック枝選択手段と、時刻（ｎ−１）Ｍの
各状態における生き残り経路の尤度と前記最尤ブロック
枝の尤度とから状態Ｓｊ，ｎＭにおける最も尤度の高い
経路を選択し生き残り経路とすることを１≦ｊ≦Ｎなる
それぞれのｊについて行う生き残り経路選択手段とを備
えた復号装置。