JPH05244017A - Viterbi decoder - Google Patents
Viterbi decoderInfo
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- JPH05244017A JPH05244017A JP3940892A JP3940892A JPH05244017A JP H05244017 A JPH05244017 A JP H05244017A JP 3940892 A JP3940892 A JP 3940892A JP 3940892 A JP3940892 A JP 3940892A JP H05244017 A JPH05244017 A JP H05244017A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は軟判定データをビタビア
ルゴリズムを用いて復号するビタビ復号器に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Viterbi decoder for decoding soft decision data using a Viterbi algorithm.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ビタビ復号は、畳み込み符号等を復号す
るアルゴリズムであり、このような手法を用いて誤り訂
正を行うことにより、高品質なデータ伝送を行えること
が知られている。このビタビ復号とは、受信したデータ
の確からしさを足し合わせて行くことにより最も可能性
の高いデータ系列を選択し復号結果とするものである。
また、送信データがｘ＝０，１である場合に、受信デー
タｙを０，１の２値ではなく受信レベルに応じてＱ値に
判定する軟判定を行うと、Ｑ値の受信データに対し確か
らしさのレベル付けが行えるためより確かな復号が可能
となる。この軟判定のレベル数としてはＱ＝８でＱ＝∞
の場合とほぼ等しい訂正能力が得られることが知られて
いる。すなわち、軟判定ビット数は３ビットでよいこと
になる。2. Description of the Related Art Viterbi decoding is an algorithm for decoding a convolutional code or the like, and it is known that high quality data transmission can be performed by performing error correction using such a method. This Viterbi decoding is to select the data sequence with the highest possibility as the decoding result by adding the probabilities of the received data.
In addition, when the transmitted data is x = 0,1, when the soft decision is made to determine the received data y as the Q value according to the reception level instead of the binary value of 0,1, the received data having the Q value is compared. Since the level of certainty can be set, more reliable decoding is possible. As the number of levels of this soft decision, Q = 8 and Q = ∞
It is known that a correction capability almost equal to that in the case can be obtained. That is, the number of soft decision bits may be 3 bits.
【０００３】軟判定データをビタビアルゴリズムを用い
て復号するビタビ復号器は、一般につぎのような構成が
とられている。図８は、文献：安田、樫木、平田「符号
化率可変軟判定ビタビ復号装置の開発とその諸特性」電
子通信学会技術研究報告CS82-86(1982) に示された従来
のビタビ復号器を示すブロック図であり、図において、
１は受信信号を復調する復調器、２は前記復調器により
復調された受信信号、３は前記受信信号をディジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器、４は前記Ａ／Ｄ変換器より
出力されたディジタルデータでビタビ復号器に入力する
軟判定データ、７は前記軟判定データをビタビアルゴリ
ズムにより復号するビタビ復号器、８は前記ビタビ復号
器により復号された復号データである。図９は従来の軟
判定ビタビ復号器における軟判定しきい値と軟判定デー
タを示した図であり、受信信号の０に対応するレベルと
１に対応するレベルの間を等間隔に分割したしきい値に
より軟判定を行うものである。A Viterbi decoder for decoding soft-decision data using a Viterbi algorithm generally has the following configuration. FIG. 8 shows a conventional Viterbi decoder shown in the literature: "Development of coding rate variable soft-decision Viterbi decoder and its characteristics" by IEICE Technical Report CS82-86 (1982) "Yasuda, Kashiki, Hirata". It is a block diagram showing, in the figure,
Reference numeral 1 is a demodulator for demodulating a received signal, 2 is a received signal demodulated by the demodulator, 3 is an A / D converter for converting the received signal into a digital signal, and 4 is output from the A / D converter. Soft decision data to be inputted to the Viterbi decoder by the digital data, 7 is a Viterbi decoder for decoding the soft decision data by the Viterbi algorithm, and 8 is decoded data decoded by the Viterbi decoder. FIG. 9 is a diagram showing a soft decision threshold and soft decision data in a conventional soft decision Viterbi decoder, in which the level corresponding to 0 and the level corresponding to 1 of the received signal are divided at equal intervals. The soft decision is made based on the threshold value.
【０００４】次に動作について説明する。図８のよう
に、一般的な軟判定ビタビ復号器は、受信信号を復調器
１により復調した後、Ａ／Ｄ変換器３によりディジタル
値に変換し、軟判定データ４としてビタビ復号器７に入
力し誤り訂正復号化を行い、復号データとして出力す
る。以上のような軟判定ビタビ復号器においては図９に
示すようにＡ／Ｄ変換器により０と１の間の受信レベル
を３ビットで等間隔に分割した軟判定データを用いてビ
タビ復号している。Next, the operation will be described. As shown in FIG. 8, the general soft-decision Viterbi decoder demodulates the received signal by the demodulator 1 and then converts it into a digital value by the A / D converter 3, and outputs it to the Viterbi decoder 7 as the soft-decision data 4. It is input, error-corrected and decoded, and output as decoded data. In the soft-decision Viterbi decoder as described above, as shown in FIG. 9, the A / D converter performs Viterbi decoding using soft-decision data obtained by dividing the reception level between 0 and 1 into 3 bits at equal intervals. There is.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の軟判定データ
は、Ａ／Ｄ変換器により０と１の間の受信レベルを等間
隔に分割したしきい値により生成されている。ところ
で、このように常に一定のしきい値で軟判定を行った場
合、Ｃ／Ｎが変化すると正しく受信される確率が変化す
る。ここで送信レベルを一定とすると、Ｃ／Ｎの変化は
ノイズレベルの変化に対応する。図１０に、あるディジ
タルデータにノイズが加わった場合の受信データを３種
類示している。図１０中の（ａ）が送信データ（１、
０、１、１、０、０、０）である。このデータに対し通
信路上でノイズが加わった場合の受信データが（ｂ）
（ｃ）（ｄ）であり、ノイズレベルは（ｂ）→（ｃ）→
（ｄ）と大きくなっている。この様な受信データを受信
した場合、０と１の中間レベルを超えた場合に誤りとな
る。この誤りの部分は図中斜線で示したが、図に示され
るようにノイズのレベルにより受信データの誤りのレベ
ルも変化する。Conventional soft-decision data is generated by a threshold value obtained by dividing the reception level between 0 and 1 into equal intervals by an A / D converter. By the way, when the soft decision is always performed with a constant threshold value, the probability of correct reception changes as the C / N changes. Here, assuming that the transmission level is constant, a change in C / N corresponds to a change in noise level. FIG. 10 shows three types of received data when noise is added to certain digital data. (A) in FIG. 10 indicates transmission data (1,
0, 1, 1, 0, 0, 0). The received data when noise is added to this data on the communication path is (b)
(C) and (d), and the noise level is (b) → (c) →
It is as large as (d). When such received data is received, an error occurs when the intermediate level between 0 and 1 is exceeded. Although this error portion is shown by hatching in the figure, the error level of the received data also changes depending on the noise level as shown in the figure.
【０００６】すなわち、（ｂ）のようにノイズレベルの
小さいときには、誤りに達した場合のレベルも小さく中
間レベル付近に多く分布することになる。よって、０と
１の間に等間隔にしきい値を設けても中間付近に誤りが
集中して生じるため端の方のしきい値は重要でなくなる
ので、等間隔の中間レベル付近に軟判定のしきい値を集
めた方が有効な判定が行える。また、（ｃ）→（ｄ）の
ようにノイズレベルが大きくなるに従って、誤りのレベ
ルが大きくなり最大軟判定レベルを超えてしまうような
ものも比較的多く現われることになる。よって、軟判定
のしきい値は広めに取った方が有効な判定が行える。よ
って、等間隔のしきい値による軟判定データはＣ／Ｎの
変化に対し最適なものとはいえない。そこで、このよう
な軟判定データを入力した場合、ビタビ復号器において
Ｃ／Ｎの変動に対し最適な訂正能力が得られない。That is, when the noise level is low as in (b), the level when an error is reached is small and the level is distributed around the intermediate level. Therefore, even if thresholds are provided at equal intervals between 0 and 1, errors concentrate in the vicinity of the middle and the thresholds at the ends are not important. It is possible to make more effective judgments by collecting threshold values. Further, as shown in (c) → (d), as the noise level increases, the error level increases and the maximum soft decision level is exceeded, so that relatively many appear. Therefore, it is effective to make the soft decision threshold wider. Therefore, the soft-decision data based on the equally-spaced threshold values cannot be said to be optimal for the change of C / N. Therefore, when such soft-decision data is input, the Viterbi decoder cannot obtain the optimum correction capability for C / N fluctuations.
【０００７】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、Ｃ／Ｎが変動した場合にも常に
ビタビ復号の最大の能力が発揮できるビタビ復号器を得
ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a Viterbi decoder capable of always exhibiting the maximum Viterbi decoding ability even when the C / N changes. And
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係るビタビ復号
器は、受信信号のＣ／Ｎ検出手段と、前記軟判定データ
を受信Ｃ／Ｎに対し最適なものとするための軟判定しき
い値変換手段とを備え、所定のテーブルに従って、Ｃ／
Ｎが悪い場合にはしきい値間隔を受信信号の最低レベル
と最高レベルの間の全レベルにわたって広く分布するよ
うに、またＣ／Ｎがよい場合には受信信号の最低レベル
と最高レベルの中間レベル付近に集中的に分布するよう
にしきい値を変換するものである。A Viterbi decoder according to the present invention includes a C / N detecting means for a received signal and a soft decision threshold for optimizing the soft decision data for the received C / N. Value conversion means, and C /
If N is bad, the threshold interval is widely distributed over all levels between the lowest level and the highest level of the received signal, and if C / N is good, it is between the lowest level and the highest level of the received signal. The threshold value is converted so as to be concentratedly distributed near the level.
【０００９】また、上記所定の変換テーブルについて、
受信Ｃ／Ｎと受信信号レベルに対する変換軟判定データ
を以下の変換式、Regarding the above-mentioned predetermined conversion table,
The conversion soft decision data for the received C / N and the received signal level are converted into the following conversion formulas,
【００１０】[0010]
【数２】 [Equation 2]
【００１１】に基づいて生成するものである。It is generated based on
【００１２】さらに、受信信号のＣ／Ｎ検出手段と、前
記軟判定データを受信Ｃ／Ｎに対し適したものとするた
めの簡単なハードロジックにより実現できる軟判定しき
い値変換手段とを備え、Ｃ／Ｎが悪い場合にはしきい値
間隔を等間隔に、Ｃ／Ｎがよい場合にはしきい値間隔を
受信信号の振幅値の中間レベル付近に集中するように２
パターンのしきい値変換を行うようにしたものである。Further, it comprises a C / N detecting means for the received signal, and a soft decision threshold value converting means which can be realized by a simple hardware logic for making the soft decision data suitable for the received C / N. , When the C / N is bad, the threshold intervals are equally spaced, and when the C / N is good, the threshold intervals are concentrated near the intermediate level of the amplitude value of the received signal.
The pattern threshold conversion is performed.
【００１３】[0013]
【作用】本発明における軟判定しきい値変換器は、所定
の変換テーブルに従って、Ｃ／Ｎが悪い場合にはしきい
値間隔を受信信号の最低レベルと最高レベルの間の全レ
ベルにわたって広く分布するように、Ｃ／Ｎがよい場合
にはしきい値間隔を受信信号の中間レベル付近に集中的
に分布するように、Ｃ／Ｎに応じて最適な軟判定しきい
値を与えることにより、Ｃ／Ｎの変化が生じても常に最
適な訂正能力を得るような軟判定データを生成するため
のものである。According to the soft decision threshold value converter of the present invention, the threshold value interval is widely distributed over all levels between the lowest level and the highest level of the received signal when C / N is bad according to a predetermined conversion table. As described above, when C / N is good, by giving an optimum soft decision threshold value in accordance with C / N so that the threshold value interval is concentratedly distributed around the intermediate level of the received signal, This is for generating soft-decision data that always obtains the optimum correction capability even if the C / N changes.
【００１４】[0014]
【実施例】実施例１．図１は本発明の一実施例であるビ
タビ復号器の構成を示す図であり、図において、１は受
信信号を復調する復調器、２は前記復調器により復調さ
れた受信信号、３は前記受信信号を０と１の受信レベル
の間でディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、４は前
記Ａ／Ｄ変換器より出力されたディジタルデータ、５は
前記ディジタルデータより軟判定データを生成するため
の軟判定しきい値を受信Ｃ／Ｎに対し最適なものに変換
するしきい値変換器、６はビタビ復号器に入力する軟判
定データ、７は前記軟判定データをビタビアルゴリズム
により復号するビタビ復号器、８は前記ビタビ復号器に
より復号された復号データ、９は受信Ｃ／Ｎを検出し前
記しきい値変換器にＣ／Ｎ情報を与えるＣ／Ｎ検出器で
ある。EXAMPLES Example 1. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a Viterbi decoder which is an embodiment of the present invention, in which 1 is a demodulator for demodulating a received signal, 2 is a received signal demodulated by the demodulator, and 3 is the above An A / D converter for converting a received signal into a digital signal between the reception levels of 0 and 1, 4 is digital data output from the A / D converter, and 5 is soft decision data generated from the digital data. Threshold converter for converting the soft-decision threshold for optimal to the received C / N, 6 is the soft-decision data to be input to the Viterbi decoder, and 7 is the soft-decision data that is decoded by the Viterbi algorithm. A Viterbi decoder, 8 is decoded data decoded by the Viterbi decoder, and 9 is a C / N detector which detects a received C / N and gives C / N information to the threshold converter.
【００１５】図２はＱ値軟判定時のビタビ復号後のビッ
ト誤り率を求める理論式としてよく知られている文献：
安田、平田、小川「軟判定ビタービ復号の理論ビット誤
り率特性」電子通信学会技術研究報告CS80-126(1980)に
示される理論式を用いて８値軟判定を行った場合に、各
Ｃ／Ｎにおいて最小の誤り率を与える最適なしきい値を
求めた結果を示す図である。この図により、最適なしき
い値間隔はＣ／Ｎに対して異なり、Ｃ／Ｎが悪い場合に
は値が大きくなり（全体的に分布する）、Ｃ／Ｎがよい
場合には値が小さくなる（中間レベルに集中して分布す
る）ことがわかる。FIG. 2 is a well-known theoretical formula for obtaining the bit error rate after Viterbi decoding in soft decision of Q value:
Yasuda, Hirata, and Ogawa "Theoretical bit error rate characteristics of soft-decision Viterbi decoding" C / It is a figure which shows the result of having calculated | required the optimal threshold value which gives the minimum error rate in N. According to this figure, the optimum threshold value interval differs from C / N, and when C / N is bad, the value is large (distributed as a whole), and when C / N is good, the value is small. It can be seen that they are distributed in the middle level.
【００１６】図３は図１のしきい値変換器をＲＯＭを用
いて構成し図２に示された最適なしきい値に変換する場
合のしきい値変換ＲＯＭ中に記憶されているデータを示
した図である。受信Ｃ／Ｎと受信信号レベルに対する変
換軟判定データは以下の変換式より求めたものである。FIG. 3 shows the data stored in the threshold value conversion ROM when the threshold value converter of FIG. 1 is constructed by using a ROM and converted to the optimum threshold value shown in FIG. It is a figure. The conversion soft decision data for the received C / N and the received signal level is obtained by the following conversion formula.
【００１７】[0017]
【数３】 [Equation 3]
【００１８】図中、入力の上位３ビットはＣ／Ｎ検出器
からのＣ／Ｎ情報であり、Ｃ／Ｎ＝１〜８をディジタル
データの０〜７に割り当て３ビットデータとし、下位５
ビットをＡ／Ｄ変換器により生成された５ビットの受信
データとすることにより、入力８ビットのＲＯＭで構成
できるようにした。また、出力は各Ｃ／Ｎにおける受信
データの軟判定データである。In the figure, the upper 3 bits of the input are C / N information from the C / N detector. C / N = 1 to 8 are assigned to digital data 0 to 7 as 3 bit data, and the lower 5 bits.
By setting the bits to be the 5-bit received data generated by the A / D converter, the ROM can be configured with an 8-bit input. The output is soft decision data of the received data at each C / N.
【００１９】図４は図３の変換テーブルをグラフ化した
ものである。但し、図が煩雑となるため、Ｃ／Ｎ＝１、
２、４、８の場合のみについて示した。FIG. 4 is a graph of the conversion table of FIG. However, because the figure becomes complicated, C / N = 1,
Only cases of 2, 4, and 8 are shown.
【００２０】図５は軟判定しきい値ＲＯＭによりＣ／Ｎ
の変化に対し最適なしきい値間隔を用いて軟判定を行っ
た場合のＢＥＲ特性である。計算式は先の文献記載の理
論式により求め、従来例のものと比較して示した。FIG. 5 shows the C / N ratio of the soft decision threshold ROM.
It is a BER characteristic when a soft decision is made using an optimum threshold value interval with respect to the change of. The calculation formula was obtained by the theoretical formula described in the above literature, and shown by comparison with that of the conventional example.
【００２１】次に動作について説明する。図１に示す軟
判定ビタビ復号器は、受信信号を復調器１により復調し
た後、Ａ／Ｄ変換器３により０と１の受信レベルの間で
５ビットのディジタル値に変換し、軟判定しきい値変換
器５に入力する。また、同時にＣ／Ｎ検出器９により検
出された３ビットのＣ／Ｎ情報（ｄＢ値）を軟判定しき
い値変換器５に入力する。ここで、軟判定しきい値変換
器５は図３に示すようなデータをもつＲＯＭで構成さ
れ、Ｃ／Ｎ情報と受信データの入力によりＣ／Ｎに最適
なしきい値で軟判定された軟判定データ６を出力する。
この軟判定データをビタビ復号器７に入力しビタビアル
ゴリズムにより誤り訂正復号化を行い、復号データを出
力する。Next, the operation will be described. The soft-decision Viterbi decoder shown in FIG. 1 demodulates the received signal by the demodulator 1 and then converts it into a 5-bit digital value between the reception levels of 0 and 1 by the A / D converter 3 to make a soft decision. Input to the threshold converter 5. At the same time, the 3-bit C / N information (dB value) detected by the C / N detector 9 is input to the soft decision threshold value converter 5. Here, the soft-decision threshold converter 5 is composed of a ROM having data as shown in FIG. 3, and the soft-decision threshold converter 5 is soft-decisioned at the optimum threshold value for C / N by inputting C / N information and received data. The judgment data 6 is output.
This soft-decision data is input to the Viterbi decoder 7, error correction decoding is performed by the Viterbi algorithm, and the decoded data is output.
【００２２】以上のような軟判定ビタビ復号器において
は、しきい値変換ＲＯＭにより、Ｃ／Ｎが悪い場合には
しきい値間隔を受信信号の最低レベルと最高レベルの間
の全レベルにわたって広く分布するようにとり、Ｃ／Ｎ
がよい場合にはしきい値間隔を受信信号の中間レベル付
近に集中的に分布するようにとるような軟判定しきい値
に変換を行い軟判定データを生成する。８値軟判定の場
合を例にとって考えると、Ａ／Ｄ変換器により５ビット
に変換したデータと受信Ｃ／Ｎ情報３ビットの入力に対
し、図２に示した理論式により求められたＣ／Ｎに対し
て最適なしきい値により軟判定を行った場合の軟判定デ
ータを出力するようなしきい値変換ＲＯＭデータとす
る。このような軟判定データを用いてビタビ復号を行っ
た場合のＣ／Ｎに対する復号データの誤り率を従来例の
場合の誤り率と比較するとＣ／Ｎの悪い場合において改
善されていることがわかる（図５）。すなわち、Ｃ／Ｎ
に適応した軟判定しきい値に変換するＲＯＭを用いるこ
とによりビタビ復号器において良質な復号データを得る
ことが可能となるわけである。In the soft-decision Viterbi decoder as described above, the threshold conversion ROM widens the threshold interval over all levels between the lowest level and the highest level of the received signal when the C / N is bad. Take as distributed, C / N
If is good, the soft-decision data is generated by converting the threshold interval into a soft-decision threshold so that it is concentratedly distributed around the intermediate level of the received signal. Taking the case of 8-value soft decision as an example, the C / N calculated by the theoretical formula shown in FIG. 2 is applied to the data converted into 5 bits by the A / D converter and the input of 3 bits of the received C / N information. The threshold conversion ROM data is such that soft decision data is output when soft decision is made by using an optimum threshold value for N. When the error rate of the decoded data with respect to C / N when Viterbi decoding is performed using such soft decision data is compared with the error rate of the conventional example, it is understood that the error rate is improved in the case of poor C / N. (Fig. 5). That is, C / N
It is possible to obtain good quality decoded data in a Viterbi decoder by using a ROM that converts to a soft decision threshold adapted to.
【００２３】実施例２．本発明の先の一実施例は、軟判
定しきい値変換器としてＲＯＭを用いることによりＣ／
Ｎの変化に対し細かなしきい値変換を行なうものであっ
た。本発明の他の実施例としては、先の一実施例におけ
る軟判定しきい値変換をＣ／Ｎの変化に対し、特にＣ／
Ｎの悪い場合に改善度が大きいことに着目し、Ｃ／Ｎの
悪い場合を特に検出し、Ｃ／Ｎのよい場合との２種類の
しきい値変換を行うことにより先の効果を得ることを可
能とするものである。この実施例における軟判定しきい
値変換器は数個の論理素子と２つのしきい値パターンを
切り替えるセレクタにより構成することにより、非常に
簡単な回路の付加によりＣ／Ｎが変動した場合にもビタ
ビ復号の十分に高い能力が発揮できるビタビ復号器が実
現できる。Example 2. The previous embodiment of the present invention uses a ROM as the soft decision threshold converter to provide C / C
A fine threshold value conversion is performed with respect to changes in N. As another embodiment of the present invention, the soft-decision threshold conversion in the previous embodiment is applied to the change of C / N, especially C / N.
Focusing on the fact that the degree of improvement is large when N is bad, the case where C / N is bad is detected in particular, and the above effect is obtained by performing two types of threshold value conversion, that is, when C / N is good. Is possible. The soft-decision threshold converter in this embodiment is composed of several logic elements and a selector for switching two threshold patterns, so that even if the C / N changes due to the addition of a very simple circuit. A Viterbi decoder capable of exhibiting sufficiently high Viterbi decoding capability can be realized.
【００２４】図６は本発明の他の実施例における軟判定
しきい値変換パターンを示した図であり、図において、
４ビットディジタルデータ（ａ3，ａ2，ａ1，ａ0）はＡ
／Ｄ変換器の出力、パターン１（ｂ2，ｂ1，ｂ0） はＣ
／Ｎが悪い場合の軟判定しきい値変換パターン、パター
ン２（ｂ2，ｂ1，ｂ0） はＣ／Ｎがよい場合の軟判定し
きい値パターンである。FIG. 6 is a diagram showing a soft decision threshold value conversion pattern in another embodiment of the present invention.
The 4-bit digital data (a 3 , a 2 , a 1 , a 0 ) is A
The output of the D / D converter, pattern 1 (b 2 , b 1 , b 0 ) is C
A soft decision threshold conversion pattern when / N is bad, and a pattern 2 (b 2 , b 1 , b 0 ) is a soft decision threshold pattern when C / N is good.
【００２５】図７は本発明の他の実施例における軟判定
しきい値変換器を示した図であり、図において、１１は
Ａ／Ｄ変換器の出力（ａ3，ａ2，ａ1，ａ0）から変換さ
れた軟判定しきい値パターン１、１２はＡ／Ｄ変換器の
出力をしきい値パターン２に変換する変換回路、１３は
前記変換回路により変換された軟判定しきい値パターン
２、１４は前記しきい値パターン１としきい値パターン
２を選択するためのセレクタ、１５は前記セレクタにお
いてしきい値パターンを選択するためのＣ／Ｎ情報、１
６は前記Ｃ／Ｎ情報により選択されセレクタから出力さ
れるしきい値変換パターンである。FIG. 7 is a diagram showing a soft-decision threshold converter according to another embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 11 denotes outputs of the A / D converter (a 3 , a 2 , a 1 , a 0 ), the soft decision threshold patterns 1 and 12 converted from a 0 ) are conversion circuits for converting the output of the A / D converter into the threshold pattern 2, and 13 is the soft decision threshold values converted by the conversion circuit. Patterns 2 and 14 are selectors for selecting the threshold patterns 1 and 2, and 15 is C / N information for selecting threshold patterns in the selector, 1
Reference numeral 6 is a threshold conversion pattern selected by the C / N information and output from the selector.
【００２６】次に動作について説明する。図７に示す軟
判定しきい値変換器は、Ａ／Ｄ変換器から４ビットのデ
ィジタルデータ（ａ3，ａ2，ａ1，ａ0）の上位３ビット
のデータ（ａ3，ａ2，ａ1） より図６に示す軟判定しき
い値パターン１を生成し、同時に前記のディジタルデー
タをパターン変換回路１２により軟判定しきい値パター
ン２を生成し、セレクタ１４に入力する。セレクタ１４
では、Ｃ／Ｎ検出器からのＣ／Ｎ情報１５にしたがって
Ｃ／Ｎの悪い場合にはしきい値パターン１を、よい場合
にはしきい値パターン２を選択し、軟判定しきい値パタ
ーン１６を出力する。Next, the operation will be described. The soft-decision threshold converter shown in FIG. 7 has the upper 3 bits of data (a 3 , a 2 , a 0 ) of the 4-bit digital data (a 3 , a 2 , a 1 , a 0 ) from the A / D converter. a 1 ), the soft decision threshold pattern 1 shown in FIG. 6 is generated, and at the same time, the pattern conversion circuit 12 generates the soft decision threshold pattern 2 from the digital data and inputs it to the selector 14. Selector 14
Then, according to the C / N information 15 from the C / N detector, the threshold pattern 1 is selected when the C / N is bad, and the threshold pattern 2 is selected when the C / N is good. 16 is output.
【００２７】以上のような軟判定しきい値変換器におい
ては、Ｃ／Ｎが悪い場合に特にしきい値間隔を受信信号
の最低レベルと最高レベルの間の全レベルにわたって広
く分布するようにとり、Ｃ／Ｎがよい場合にはしきい値
間隔を受信信号の中間レベル付近に集中的に分布するよ
うにとるような２パターンの軟判定しきい値により軟判
定データを生成する。このような軟判定データを用いて
ビタビ復号を行った場合、Ｃ／Ｎの悪い場合において特
に誤り率が改善されるため、ビタビ復号器において非常
に簡単な回路の付加によりＣ／Ｎの変化した場合にも十
分良質な復号データを得ることが可能となる。In the above soft-decision threshold converter, particularly when the C / N is poor, the threshold interval is widely distributed over all levels between the lowest level and the highest level of the received signal, When C / N is good, soft decision data is generated by two patterns of soft decision thresholds such that the threshold intervals are concentratedly distributed near the intermediate level of the received signal. When Viterbi decoding is performed using such soft-decision data, the error rate is improved especially when the C / N is bad. Therefore, the C / N is changed by adding a very simple circuit in the Viterbi decoder. Even in this case, it is possible to obtain sufficiently good decoded data.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ビット
数の高いＡ／Ｄ変換器と軟判定しきい値変換器とＣ／Ｎ
検出器を設け、Ｃ／Ｎ検出器により得られるＣ／Ｎ情報
に応じて軟判定しきい値変換器により最適な軟判定しき
い値を選択し、そのしきい値によりＡ／Ｄ変換器により
得られる最適な軟判定データを生成するのに十分な情報
量をもったディジタルデータから軟判定データを生成し
ているので、Ｃ／Ｎの変化が生じても常に最適な訂正能
力を得るようなビタビ復号器が得られる。また、他の実
施例においては、Ｃ／Ｎの悪い場合を特に検出しＣ／Ｎ
のよい場合との２パターンのしきい値変換を行うので、
非常に簡単回路でＣ／Ｎの変化に対して十分な訂正能力
を得るようなビタビ復号器が得られる。As described above, according to the present invention, an A / D converter having a high bit number, a soft decision threshold converter, and a C / N converter are provided.
A detector is provided, an optimum soft-decision threshold is selected by the soft-decision threshold converter according to the C / N information obtained by the C / N detector, and the A / D converter is selected by the threshold. Since the soft-decision data is generated from the digital data having a sufficient amount of information to generate the obtained optimum soft-decision data, the optimum correction capability is always obtained even if the C / N changes. A Viterbi decoder is obtained. Further, in another embodiment, a case where the C / N is bad is detected and the C / N is detected.
Since two patterns of threshold conversion are performed for the case of
It is possible to obtain a Viterbi decoder which can obtain a sufficient correction ability with respect to a change in C / N with a very simple circuit.
【図１】本発明の一実施例によるビタビ復号器を示すブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a Viterbi decoder according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例において各Ｃ／Ｎに対する最
適なしきい置間隔を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an optimum threshold spacing for each C / N in one embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例による軟判定しきい値変換器
中のＣ／Ｎに応じた最適軟判定しきい値データを示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing optimum soft decision threshold value data according to C / N in a soft decision threshold value converter according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例による受信ディジタルデータ
に対するＣ／Ｎに応じた最適なしきい値による軟判定デ
ータをＣ／Ｎ＝１、２、４、８の場合についてグラフ化
した図である。FIG. 4 is a graph showing soft decision data based on an optimum threshold value corresponding to C / N for received digital data according to an embodiment of the present invention when C / N = 1, 2, 4, 8. ..
【図５】本発明の一実施例によるビタビ復号器で軟判定
ビタビ復号を行った場合のＢＥＲ特性と従来例によるも
のを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a BER characteristic when soft-decision Viterbi decoding is performed by the Viterbi decoder according to the embodiment of the present invention, and a conventional example.
【図６】本発明の他の実施例による受信Ｃ／Ｎに対する
軟判定しきい値変換のパターンを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a pattern of soft decision threshold value conversion for received C / N according to another embodiment of the present invention.
【図７】本発明の他の実施例による軟判定しきい値変換
器を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a soft decision threshold value converter according to another embodiment of the present invention.
【図８】従来のビタビ復号器を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a conventional Viterbi decoder.
【図９】従来の軟判定しきい値と軟判定データを示す図
である。FIG. 9 is a diagram showing a conventional soft decision threshold and soft decision data.
【図１０】ノイズレベルの変化に対する受信レベルを示
す図である。FIG. 10 is a diagram showing a reception level with respect to a change in noise level.
３ Ａ／Ｄ変換器 ５ 軟判定しきい値変換器 ６、１６ 軟判定データ ７ ビタビ復号器 ９ Ｃ／Ｎ検出器 １１ Ｃ／Ｎが悪い場合の軟判定データ １２ Ｃ／Ｎが良い場合の軟判定パターン変換器 １３ Ｃ／Ｎが良い場合の軟判定データ １４ 軟判定しきい値パターンセレクタ １５ Ｃ／Ｎ情報 １６ 軟判定データ 3 A / D converter 5 Soft decision threshold converter 6, 16 Soft decision data 7 Viterbi decoder 9 C / N detector 11 Soft decision data when C / N is bad 12 Soft when C / N is good Judgment pattern converter 13 Soft decision data when C / N is good 14 Soft decision threshold pattern selector 15 C / N information 16 Soft decision data
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成４年５月２７日[Submission date] May 27, 1992
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００３[Name of item to be corrected] 0003
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００３】軟判定データをビタビアルゴリズムを用い
て復号するビタビ復号器は、一般につぎのような構成が
とられている。図８は文献：安田、樫木、平田「符号化
率可変軟判定ビタビ復号装置の開発とその諸特性」電子
通信学会技術研究報告CS82-86(1982) に示された従来の
ビタビ復号器を示すブロック図であり、図において、１
は受信信号を復調する復調器、２は前記復調器により復
調された受信信号、３は前記受信信号をディジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器、４は前記Ａ／Ｄ変換器より出
力されたディジタルデータでビタビ復号器に入力する軟
判定データ、７は前記軟判定データをビタビアルゴリズ
ムにより復号するビタビ復号器、８は前記ビタビ復号器
により復号された復号データである。図９は従来の軟判
定ビタビ復号器における軟判定しきい値と軟判定データ
を示した図であり、受信信号の０に対応するレベルと１
に対応するレベルの間を等間隔に分割したしきい値によ
り軟判定を行うものである。A Viterbi decoder for decoding soft-decision data using a Viterbi algorithm generally has the following configuration. 8 literature: Yasuda, Kashiki, Hirata "code Karitsu variable soft-decision Viterbi decoder development and characteristics of" conventional Viterbi decoder shown in Electronics and Communication Engineers Technical Research Report CS82-86 (1982) FIG. 3 is a block diagram showing, in which 1
Is a demodulator for demodulating a received signal, 2 is a received signal demodulated by the demodulator, 3 is an A / D converter for converting the received signal into a digital signal, and 4 is output from the A / D converter Soft-decision data input to the Viterbi decoder as digital data, 7 is a Viterbi decoder that decodes the soft-decision data by the Viterbi algorithm, and 8 is decoded data that is decoded by the Viterbi decoder. FIG. 9 is a diagram showing a soft decision threshold value and soft decision data in a conventional soft decision Viterbi decoder, in which a level corresponding to 0 of a received signal and a level of 1 are shown.
The soft decision is made by a threshold value obtained by equally dividing the levels corresponding to.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００６[Correction target item name] 0006
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００６】すなわち、（ｂ）のようにノイズレベルの
小さいときには、誤りに達した場合のレベルも小さく中
間レベル付近に多く分布することになる。よって、０と
１の間に等間隔にしきい値を設けても中間付近に誤りが
集中して生じるため端の方のしきい値は重要でなくなる
ので、等間隔の中間レベル付近に軟判定のしきい値を集
めた方が有効な判定が行える。また、（ｃ）→（ｄ）の
ようにノイズレベルが大きくなるに従って、誤りのレベ
ルが大きくなり最大軟判定レベルを超えてしまうような
ものも比較的多く現われることになる。よって、軟判定
のしきい値は広めに取った方が有効な判定が行える。以
上のように、等間隔のしきい値による軟判定データはＣ
／Ｎの変化に対し最適なものとはいえない。そこで、こ
のような軟判定データを入力した場合、ビタビ復号器に
おいてＣ／Ｎの変動に対し最適な訂正能力が得られな
い。That is, when the noise level is low as in (b), the level when an error is reached is small and the level is distributed around the intermediate level. Therefore, even if thresholds are provided at equal intervals between 0 and 1, errors concentrate in the vicinity of the middle and the thresholds at the ends are not important. It is possible to make more effective judgments by collecting threshold values. Further, as shown in (c) → (d), as the noise level increases, the error level increases and the maximum soft decision level is exceeded, so that relatively many appear. Therefore, it is effective to make the soft decision threshold wider. Since
As above, the soft decision data by the equally-spaced threshold value is C
It is not optimal for changes in / N. Therefore, when such soft-decision data is input, the Viterbi decoder cannot obtain the optimum correction capability for C / N fluctuations.
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００７[Correction target item name] 0007
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００７】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、Ｃ／Ｎが変動した場合にも常にビ
タビ復号の最大の能力が発揮できるビタビ復号器を得る
ことを目的とする。[0007] The present invention has been made in order to solve the problems described above SL, aimed at obtaining always Viterbi decoder maximum capacity of the Viterbi decoding can demonstrate even when the C / N varies And
【手続補正４】[Procedure correction 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２５[Name of item to be corrected] 0025
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００２５】図７は本発明の他の実施例における軟判定
しきい値変換器を示した図であり、図において、１１は
Ａ／Ｄ変換器の出力（ａ3，ａ2，ａ1，ａ0）から変換さ
れた軟判定しきい値パターン１、１２はＡ／Ｄ変換器の
出力をしきい値パターン２に変換する変換回路、１３は
前記変換回路により変換された軟判定しきい値パターン
２、１４は前記しきい値パターン１としきい値パターン
２の一方を選択するためのセレクタ、１５は前記セレク
タにおいてしきい値パターンを選択するためのＣ／Ｎ情
報、１６は前記Ｃ／Ｎ情報により選択されセレクタから
出力されるしきい値変換パターンである。FIG. 7 is a diagram showing a soft-decision threshold converter according to another embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 11 denotes outputs of the A / D converter (a 3 , a 2 , a 1 , a 0 ), the soft decision threshold patterns 1 and 12 converted from a 0 ) are conversion circuits for converting the output of the A / D converter into the threshold pattern 2, and 13 is the soft decision threshold values converted by the conversion circuit. pattern 2, 14 is the threshold pattern 1 and a selector for selecting one of the threshold pattern 2, 15 C / N information for selecting the threshold pattern at the selector, 16 is the C / N It is a threshold conversion pattern selected by information and output from the selector.
【手続補正５】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２６[Correction target item name] 0026
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００２６】次に動作について説明する。図７に示す軟
判定しきい値変換器は、Ａ／Ｄ変換器から４ビットのデ
ィジタルデータ（ａ3，ａ2，ａ1，ａ0）の上位３ビット
のデータ（ａ3，ａ2，ａ1） より図６に示す軟判定しき
い値パターン１を生成し、同時に前記のディジタルデー
タよりパターン変換回路１２において軟判定しきい値パ
ターン２を生成し、セレクタ１４に入力する。セレクタ
１４では、Ｃ／Ｎ検出器からのＣ／Ｎ情報１５にしたが
ってＣ／Ｎの悪い場合にはしきい値パターン１を、よい
場合にはしきい値パターン２を選択し、軟判定しきい値
パターン１６を出力する。Next, the operation will be described. The soft-decision threshold converter shown in FIG. 7 has the upper 3 bits of data (a 3 , a 2 , a 0 ) of the 4-bit digital data (a 3 , a 2 , a 1 , a 0 ) from the A / D converter. a 1) from generating soft decision threshold pattern 1 shown in FIG. 6, to generate a Oite soft decision threshold pattern 2 to pattern conversion circuit 12 from the digital data simultaneously input to the selector 14. The selector 14 selects the threshold pattern 1 when the C / N is bad and the threshold pattern 2 when the C / N is bad according to the C / N information 15 from the C / N detector, and selects the soft decision threshold. The value pattern 16 is output.
【手続補正６】[Procedure Amendment 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２８[Correction target item name] 0028
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ビット
数の高いＡ／Ｄ変換器と軟判定しきい値変換器とＣ／Ｎ
検出器を設け、Ｃ／Ｎ検出器により得られるＣ／Ｎ情報
に応じて軟判定しきい値変換器により最適な軟判定しき
い値を選択し、そのしきい値によりＡ／Ｄ変換器により
得られる最適な軟判定データを生成するのに十分な情報
量をもったディジタルデータから軟判定データを生成し
ているので、Ｃ／Ｎの変化が生じても常に最適な訂正能
力を得るようなビタビ復号器が得られる。また、他の実
施例においては、Ｃ／Ｎの悪い場合を特に検出しＣ／Ｎ
のよい場合との２パターンのしきい値変換を行うので、
非常に簡単な回路でＣ／Ｎの変化に対して十分な訂正能
力を得るようなビタビ復号器が得られる。As described above, according to the present invention, an A / D converter having a high bit number, a soft decision threshold converter, and a C / N converter are provided.
A detector is provided, an optimum soft-decision threshold is selected by the soft-decision threshold converter according to the C / N information obtained by the C / N detector, and the A / D converter is selected by the threshold. Since the soft-decision data is generated from the digital data having a sufficient amount of information to generate the obtained optimum soft-decision data, the optimum correction capability is always obtained even if the C / N changes. A Viterbi decoder is obtained. Further, in another embodiment, a case where the C / N is bad is detected and the C / N is detected.
Since two patterns of threshold conversion are performed for the case of
It is possible to obtain a Viterbi decoder which can obtain a sufficient correction ability with respect to a change in C / N with a very simple circuit.
【手続補正７】[Procedure Amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】符号の説明[Correction target item name] Explanation of code
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【符号の説明】 ３ Ａ／Ｄ変換器 ５ 軟判定しきい値変換器 ６、１６ 軟判定データ ７ ビタビ復号器 ９ Ｃ／Ｎ検出器 １１ Ｃ／Ｎが悪い場合の軟判定データ １２ Ｃ／Ｎが良い場合の軟判定パターン変換器 １３ Ｃ／Ｎが良い場合の軟判定データ １４ 軟判定しきい値パターンセレクタ １５ Ｃ／Ｎ情報[Description of Codes] 3 A / D converter 5 Soft-decision threshold converter 6, 16 Soft-decision data 7 Viterbi decoder 9 C / N detector 11 Soft-decision data when C / N is bad 12 C / N Soft-decision pattern converter 13 when C / N is good Soft-decision data when C / N is good 14 Soft-decision threshold pattern selector 15 C / N information
【手続補正８】[Procedure Amendment 8]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図７[Correction target item name] Figure 7
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図７】 [Figure 7]
Claims (3)
り復号するビタビ復号器において、受信信号のＣ／Ｎ検
出手段と、前記軟判定データを受信Ｃ／Ｎに対し最適な
ものとするための軟判定しきい値変換手段とを備え、所
定のテーブルに従って、Ｃ／Ｎが悪い場合にはしきい値
間隔を受信信号の最低レベルと最高レベルの間の全レベ
ルにわたって広く分布するように、またＣ／Ｎがよい場
合には受信信号の最低レベルと最高レベルの中間レベル
付近に集中的に分布するようにしきい値を変換すること
を特徴とするビタビ復号器。1. A Viterbi decoder for decoding soft-decision data by a Viterbi algorithm, wherein a C / N detecting means for a received signal and a soft-decision for optimizing the soft-decision data with respect to a received C / N. A threshold value conversion means, and according to a predetermined table, when the C / N is bad, the threshold interval is widely distributed over all levels between the minimum level and the maximum level of the received signal, and the C / N A Viterbi decoder characterized by converting the threshold value so as to be concentrated in the vicinity of an intermediate level between the lowest level and the highest level of the received signal when the value is good.
いて、受信Ｃ／Ｎと受信信号レベルに対する変換軟判定
データを以下の変換式、 【数１】 に基づいて生成することを特徴とする請求項１記載のビ
タビ復号器。2. The predetermined conversion table according to claim 1, wherein the conversion soft decision data for the received C / N and the received signal level is converted by the following conversion formula: The Viterbi decoder according to claim 1, wherein the Viterbi decoder is generated based on
り復号するビタビ復号器において、受信信号のＣ／Ｎ検
出手段と、前記軟判定データを受信Ｃ／Ｎに対し適した
ものとするための簡単なハードロジックにより実現でき
る軟判定しきい値変換手段とを備え、Ｃ／Ｎが悪い場合
にはしきい値間隔を等間隔に、Ｃ／Ｎが良い場合にはし
きい値間隔を受信信号の振幅値の中間レベル付近に集中
するように２パターンのしきい値変換を行うようにした
ことを特徴とするビタビ復号器。3. A Viterbi decoder for decoding soft-decision data by a Viterbi algorithm, and a simple hardware for making C / N detection means for a received signal and the soft-decision data suitable for the received C / N. A soft-decision threshold conversion means that can be realized by logic, and when the C / N is bad, the threshold intervals are set to equal intervals, and when the C / N is good, the threshold intervals are set to the amplitude value of the received signal. A Viterbi decoder characterized in that two patterns of threshold value conversion are performed so as to concentrate near the intermediate level of.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3940892A JPH05244017A (en) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | Viterbi decoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3940892A JPH05244017A (en) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | Viterbi decoder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05244017A true JPH05244017A (en) | 1993-09-21 |
Family
ID=12552170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3940892A Pending JPH05244017A (en) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | Viterbi decoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05244017A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001022598A1 (en) * | 1999-09-17 | 2001-03-29 | Fujitsu Limited | Soft decision data creating method and device |
| WO2003026239A1 (en) * | 2001-09-13 | 2003-03-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical reception apparatus |
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| US7386068B2 (en) | 2003-12-03 | 2008-06-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Decoder and receiver |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP3940892A patent/JPH05244017A/en active Pending
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| WO2003026239A1 (en) * | 2001-09-13 | 2003-03-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical reception apparatus |
| US7239673B2 (en) | 2001-09-13 | 2007-07-03 | Mitsubishi Denki Kabashiki Kaisha | Optical reception apparatus |
| US7386068B2 (en) | 2003-12-03 | 2008-06-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Decoder and receiver |
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