JPH05327526A - ビタビ復号器 - Google Patents

ビタビ復号器

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JPH05327526A
JPH05327526A JP4133758A JP13375892A JPH05327526A JP H05327526 A JPH05327526 A JP H05327526A JP 4133758 A JP4133758 A JP 4133758A JP 13375892 A JP13375892 A JP 13375892A JP H05327526 A JPH05327526 A JP H05327526A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 符号化変調方式を用いて、多値化されたシン
ボルを受信側でビタビ復号する場合に、非符号化ビット
を求めるために要するゲートを削減する。 【構成】 直交同期検波によりIchおよびQchデー
タを2m 値に軟判定したものを一定時間保持するシフト
レジスタ回路を設け、ビタビ復号で得られた符号化ビッ
トとシフトレジスタ回路の出力より、残りの非符号化ビ
ットを決定する。 【効果】 ビタビ復号器の簡素化、小型化、低価格化。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル通信装置に利
用する。特に、ビタビ復号器の簡素化および小型化に関
する。
【0002】
【従来の技術】アイ・イー・イー・トランザクションズ
・オン・インフォメーションセオリ、第IT−28巻第
1号(1982年1月)のLingerboeckの論
文「チャンネル・コーディング・ウィズ・マルチレベル
/フェーズ・シグナル」には、2N 個の信号点(Nビッ
トのシンボルを単純に写像するのに必要な数)を有する
従来の2次元信号配置が2倍されて2N+1 の信号点を持
つ符号化方式が明示されている。符号器内の有限状態メ
モリの状態に基づいて符号器は、Nビットの各シンボル
に対して1ビットの情報を付加することにより一定の冗
長性を導入し、その結果生じた各シンボルのN+1ビッ
トは、2次元に配列された2N+1 個の信号点の1つへ写
像される。2N+1 個の信号点は、任意の2個の信号点間
のユークリッド距離よりも部分集合に属する2個の信号
点のユークリッド距離が大きくなるように集合分割がな
されている。符号化は、まず、情報ビットNを有限状態
メモリの状態遷移に影響を与えるIBビットと影響を与
えないNBビット(=非符号化ビットUB)に分け、I
Bビットを有限状態メモリへ入力し有限状態メモリの状
態遷移を使って、いくつかの系列のみが有効となるよう
に状態間の遷移に応じて、対応する部分集合(符号化ビ
ットCBとすると、部分集合の数は2CB個)を選択し、
選択された部分集合の中から非符号化ビットUBを使っ
て送信される2N+1 個の中の信号点が決められていく。
このように符号化された信号系列を復号する方法として
ビタビアルゴリズムが用いられる。ここで、従来のビタ
ビ復号器は、電子情報通信学会論文誌A. VolJ73
−A No.2(1990年2月)の相河等の論文「高
速・多値トレリス符号化変調に適したビタビ復号回路の
構成法」で説明されている。
【0003】次に、図3を参照して従来例を説明する。
図3は、従来のビタビ復号器のブロック図である。ビタ
ビ復号法は、受信符号系列とハミング距離が最短の符号
系列を求めるため、縦軸に符号器の状態を取り、横軸に
ブロックの番号を取った格子図を用いて考えるものであ
る。したがって、出力される復号データは二つで一組で
ある。ここで、有限状態メモリを3つ持ちN=3で、符
号化ビットCBは2(したがって部分集合の数は4個で
A、B、C、Dとする)、非符号化ビットUBを2とし
ている。符号化変調において受信された信号は、直交同
期検波され、得られたIch、Qchデータは、識別回路で
mビットに表現される(以後2m 値軟判定と呼ぶ)。I
ch、Qchm 値軟判定データは入力端子31、32から
入力される。逆写像回路33は、Ich、Qch軟判定デー
タより、各部分集合の代表信号点を求め、各々24 の信
号点から4ビットのデータへ逆写像する。逆写像された
4ビットデータの非符号化2ビットは、各部分集合A、
B、C、Dに対応するシフトレジスタ38に入力され
る。さらに各部分集合A、B、C、Dの代表信号点と受
信点(Ich、Qchm 値軟判定データ)とのユークリッ
ド距離に基づいた枝メトリックを枝メトリック発生器3
4で算出する。各枝メトリックは8つの状態(有限状態
メモリを3としているので23 =8となる)に対応する
アキュムレータスイッチ回路35に入力され、累積値
(以下、パスメトリックと呼ぶ)が算出され、最尤な状
態遷移が各状態ごとに選択される。この結果はパスメモ
リ36に入力され、パスメモリのメモリ内容が順次更新
され、最終的にパスメモリ36の出力として復号データ
を得る。このとき得られる復号データは、符号化ビット
CBではなく、IBビットであり、この例では1ビット
となる。そこで、復号データから再び符号化ビットを得
るために再符号器37により、再符号化が行われる。得
られた再符号化ビットを用い、(部分集合A、B、C、
Dのいずれか一つとなる)パスメモリ36と再符号器3
7の遅延を考慮した段数をもつシフトレジスタ38の出
力の1つをセレクタ39より選択する。最後に、パスメ
モリ36の出力とセレクタ39の出力データは出力端子
40および41より出力され、推定情報ビットを得る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来の符号化変調
用ビタビ復号器では、符号器と軟判定ビットmを固定
し、多くの情報ビットを伝送するために多値化していっ
た場合、条件 UB・2CB-2>m を満足したところで、各部分集合の非符号化ビットを蓄
えるシフトレジスタに冗長が出始め、ビタビ復号器LS
Iにおいて、むだなゲートを使用する結果となってい
た。従来例では、CB=2としているので、仮にm=5
(32値軟判定)とすると、UB>2.5、すなわちU
Bが3以上でむだなシフトレジスタを構成することにな
る。
【0005】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、非符号化ビットを求めるために要するゲートを
削減し、簡素化、小型化が図れ、安価で低消費電力のビ
タビ復号器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、符号化変調さ
れた多値軟判定データを入力しこの多値軟判定データの
複数の部分集合の代表信号点をそれぞれ求め、このそれ
ぞれの代表信号点に対応するビットをそれぞれ求める第
一の逆写像回路と、前記代表信号点と軟判定データが示
す受信点とのユークリッド距離に基づく枝メトリックを
算出する枝メトリック発生器と、この枝メトリック発生
器により算出された枝メトリックの取り得る状態毎に枝
メトリックと過去の枝メトリックとの累積値より新しい
累積値が算出され最尤の状態遷移が選択され保持される
アキュムレータスイッチ回路と、この選択結果によりメ
モリ内容を順次更新し最終的に復号データの一方を出力
するパスメモリと、この復号データを再符号化する再符
号器とを含むビタビ復号器において、前記多値軟判定デ
ータを分岐して入力し一定時間保持するシフトレジスタ
回路と、このシフトレジスタ回路の出力と前記再符号器
の出力とを入力し前記復号データに対応する部分集合か
ら、それに対応する非符号化ビットを復号データの他方
として出力する第二の逆写像回路を含むことを特徴とす
る。
【0007】
【作用】符号化変調された多値軟判定データがIchお
よびQchにより入力されると、第一の逆写像回路は、
それぞれの部分集合の代表信号点を求め、この代表信号
点に対応するビットを求める。同時に、シフトレジスタ
回路にはIchおよびQchからの多値軟判定データが
分岐入力され一定時間保持される。パスメモリから出力
された復号データは分岐され、その一方は出力端子から
出力され、もう一方は再符号器が再び符号化し、第二の
逆写像回路に入力する。
【0008】第二の逆写像回路では、この再符号化され
たデータに表された部分集合に対応する非符号化ビット
をシフトレジスタ回路に保持されていた多値軟判定デー
タを入力して求める。パスメモリの出力と第二の逆写像
回路の出力データは出力端子から出力される。
【0009】この構成により、最終段階での求めるべき
非符号化ビットの決定により符号化ビットを求めるた
め、入力データがさらに多値化されてもシフトレジスタ
の数や非符号化ビットを求める手段には変わりなく、回
路構成が簡素化できる。
【0010】
【実施例】図1を参照して本発明実施例の構成を説明す
る。図1は本発明実施例のビタビ復号器の構成図であ
る。
【0011】本発明は、符号化変調された2m 値軟判定
データを入力しこの2m 値軟判定データの複数の部分集
合の代表信号点をそれぞれ求め、このそれぞれの代表信
号点に対応するビットをそれぞれ求める第一の逆写像回
路3と、前記代表信号点と軟判定データが示す受信点と
のユークリッド距離に基づく枝メトリックを算出する枝
メトリック発生器4と、この枝メトリック発生器4によ
り算出された枝メトリックの取り得る状態毎に枝メトリ
ックと過去の枝メトリックとの累積値より新しいパトリ
ックが算出され最尤の状態遷移が選択され保持されるア
キュムレータスイッチ回路5と、この選択結果によりメ
モリ内容を順次更新し最終的に復号データの一方を出力
するパスメモリ6と、この復号データを再符号化する再
符号器7とを含むビタビ復号器において、前記2m 値軟
判定データを分岐入力し一定時間保持するシフトレジス
タ回路8および9と、このシフトレジスタ回路8および
9の出力と再符号器7の出力とを入力し前記復号データ
に対応する部分集合から、それに対応する非符号化ビッ
トを復号データの他方として出力する第二の逆写像回路
10を含むことを特徴とする。
【0012】次に、図2を参照して本発明実施例の動作
を説明する。図2は本発明実施例の動作を示すフローチ
ャートである。ここで、情報ビットN=3、符号化ビッ
トCB=2、非符号化ビットUB=2としている。符号
化変調において、受信された信号は、直交同期検波さ
れ、得られたIchおよびQchデータは、本発明実施例の
ビタビ復号器の前段に設けられた識別回路で2m 値に軟
判定される。IchおよびQchの2m 値軟判定データを入
力端子1および2から入力する(S1)。第一の逆写像
回路3は、IchおよびQchデータより、各部分集合A、
B、C、Dの代表信号点を求め(S2)、各々24 個の
中の各代表信号点を対応する4ビットに変換する(S
3)。また、IchおよびQch軟判定データは、シフトレ
ジスタ8および9にも入力され、一定時間保持される
(S10)。各部分集合A、B、C、Dの代表信号点と
受信点とのユークリッド距離に基づく枝メトリックを枝
メトリック発生器4で算出する(S4)。各枝メトリッ
クは8つの状態(有限状態メモリを3としているので2
3 =8となる)に対応するアキュムレータスイッチ回路
5に入力され、各アキュムレータスイッチ回路5は、状
態遷移で得られる系列と受信系列において、枝メトリッ
ク累積値であるパスメトリックが最尤となるものを保持
しており、新しいいくつかの枝メトリックとパスメトリ
ックを各々足し合せ、最尤となるものを再び保持し直し
ている(S5)。パスメモリ6は、メモリ内容が各アキ
ュムレータスイッチ回路が最尤パスメトリックを選んだ
時の選択情報に基づいて、順次更新され、最終的に復号
データを出力している(S6)。このとき得られる復号
データは符号化ビットCBではなく、IBビットであ
り、この例では1ビットとなる。そこで復号データから
再び符号化ビットを得るために再符号器7により再符号
化が行われる(S7)。得られる再符号化ビットは部分
集合A、B、C、Dのいずかを表わし、第二の逆写像回
路10において、再符号化ビットと、パスメモリ6と再
符号器7の遅延を考慮した段数を備えているシフトレジ
スタ8および9の出力から非符号化ビットを求める(S
11)。最後にパスメモリ6の出力と第二の逆写像回路
10の出力データは出力端子11および12より出力さ
れ、推定情報ビットを得る(S8)。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、従来の符
号化変調用ビタビ復号器の各部分集合の代表信号点に対
する非符号化ビットを一定時間保持するシフトレジスタ
の替わりに直接Ich、Qch軟判定データを一定時間保持
するシフトレジスタを使用したので、 UB・2CB-2>m を満足する条件のときは、非符号化ビットを求めるため
の回路構成に必要なゲート数が削除でき、簡素化、小型
化が図れ、LSI化においてもコストや消費電力の問題
が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のビタビ復号器のブロック図。
【図2】本発明実施例の動作を示すフローチャート。
【図3】従来例のビタビ復号器のブロック図。
【符号の説明】
1、2、31、32 入力端子 3、33、10 逆写像回路 4、34 枝メトリック発生器 5、35 アキュムレータスイッチ回路 6、36 パスメモリ 7、37 再符号器 8、9、38 シフトレジスタ回路 11、12、40、41 出力端子 39 セレクタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 符号化変調された多値軟判定データを入
    力しこの多値軟判定データの複数の部分集合の代表信号
    点をそれぞれ求め、このそれぞれの代表信号点に対応す
    るビットをそれぞれ求める第一の逆写像回路と、前記代
    表信号点と軟判定データが示す受信点とのユークリッド
    距離に基づく枝メトリックを算出する枝メトリック発生
    器と、この枝メトリック発生器により算出された枝メト
    リックの取り得る状態毎に枝メトリックと過去の枝メト
    リックとの累積値より新しい累積値が算出され最尤の状
    態遷移が選択され保持されるアキュムレータスイッチ回
    路と、この選択結果によりメモリ内容を順次更新し最終
    的に復号データの一方を出力するパスメモリと、この復
    号データを再符号化する再符号器とを含むビタビ復号器
    において、 前記多値軟判定データを分岐入力し一定時間保持するシ
    フトレジスタ回路と、 このシフトレジスタ回路の出力と、前記再符号器の出力
    とを入力し前記復号データに対応する部分集合からそれ
    に対応する非符号化ビットを復号データの他方として出
    力する第二の逆写像回路とを含むことを特徴とするビタ
    ビ復号器。
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