JPH07131494A - Branchmetric arithmetic circuit - Google Patents

Branchmetric arithmetic circuit

Info

Publication number
JPH07131494A
JPH07131494A JP5275660A JP27566093A JPH07131494A JP H07131494 A JPH07131494 A JP H07131494A JP 5275660 A JP5275660 A JP 5275660A JP 27566093 A JP27566093 A JP 27566093A JP H07131494 A JPH07131494 A JP H07131494A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bits
branch metric
coded
euclidean distance
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5275660A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3089149B2 (en
Inventor
Shigeru Okita
茂 沖田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP05275660A priority Critical patent/JP3089149B2/en
Priority to US08/334,349 priority patent/US5651032A/en
Priority to CA002134996A priority patent/CA2134996C/en
Priority to EP94117430A priority patent/EP0652643A3/en
Priority to KR1019940028844A priority patent/KR0181983B1/en
Publication of JPH07131494A publication Critical patent/JPH07131494A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3089149B2 publication Critical patent/JP3089149B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the branchmetric arithmetic circuit which can be reduced in circuit scale by decreasing the number of branchmetric bits. CONSTITUTION:This circuit is the branchmetric arithmetic circuit of a trellis decoding circuit which decodes nonencoded bits by using encoded bits after the Viterbi decoding of a Viterbi decoding part on the basis of a reception symbol obtained by demodulating data, trellis-encoded and modulated on a transmission side, decoded on a reception side and then making a soft decision, and is equipped with an amplitude limiting means 11 which limits the amplitude of the received symbol obtained by making the soft decision and a Euclidean distance arithmetic means 13 which calculates the square of a Euclidean distance as to the data after the amplitude limitation by the amplitude limiting means 11 as the branchmetric of Viterbi decoding.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、トレリス符号化変調さ
れた情報シンボルを復号するトレリス復号回路のブラン
チメトリック演算回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a branch metric operation circuit of a trellis decoding circuit which decodes a trellis coded and modulated information symbol.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、放送の分野などでは、限られた周
波数帯域で符号化利得を得る符号化の方法しとてトレリ
ス符号化変調方式が用いられる。その符号化の手法と効
果については、たとえば文献G.Ungerboeck著「Trellis-
Coded Modulation with Redundant Signal Sets Part
I:Introduction」及び同著「Trellis-Coded Modulatio
nwith Redundant Signal Sets Part II:State of the A
rt」,IEEE Communications Magazine ,1987-Vol.25.N
o.2に述べられている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of broadcasting, a trellis coded modulation system is used as a coding method for obtaining a coding gain in a limited frequency band. For the coding method and effects, see, for example, "Trellis-" by G. Ungerboeck.
Coded Modulation with Redundant Signal Sets Part
I: Introduction "and his work" Trellis-Coded Modulatio "
nwith Redundant Signal Sets Part II: State of the A
rt ”, IEEE Communications Magazine, 1987-Vol.25.N
It is mentioned in o.2.

【0003】以下、簡単に概説する。トレリス符号化器
の一般形を図9に示す。図9を参照するに、情報シンボ
ル(k+m)ビットを非符号化ビット(kビット)と、
mビットをたたみ込み符号化器101により拡大した符
号化ビット(nビット)を変調シンボル(k+n)ビッ
トとし、これを変調して送出する。トレリス符号化変調
方式はこの変調シンボルの配置の仕方に特徴がある。
A brief overview will be given below. The general form of the trellis encoder is shown in FIG. Referring to FIG. 9, information symbol (k + m) bits are uncoded bits (k bits),
The coded bits (n bits) obtained by expanding the m bits by the convolutional encoder 101 are used as modulation symbol (k + n) bits, which are modulated and transmitted. The trellis coded modulation system is characterized by the arrangement of the modulation symbols.

【0004】図10にk=2,m=1,n=2で、変調
方式を16QAMとした例を示す。この図10に示す例
では、上位の2bit が非符号化ビット、下位2bit が符
号化ビットに相当する。図9に示すトレリス符号化器の
構成から明らかに下位の2bit である符号化ビットの方
が、符号間距離を大きくとってある。そこで上位の2bi
t については、変調シンボル配置により符号間距離をと
る。
FIG. 10 shows an example in which k = 2, m = 1, n = 2 and the modulation method is 16QAM. In the example shown in FIG. 10, the upper 2 bits correspond to non-coded bits and the lower 2 bits correspond to coded bits. From the configuration of the trellis encoder shown in FIG. 9, the code bit which is the lower 2 bits obviously has a larger inter-code distance. So the top 2bi
For t, the intersymbol distance is taken depending on the modulation symbol arrangement.

【0005】図10において、例えば〇のシンボルは下
位2bit が“00”のシンボルである。△は“11”の
シンボルであり、□は“01”のシンボルであり、◎は
“10”のシンボルである。このように配置すること
で、上位2bit のみ異なるシンボルについては、変調シ
ンボル配置上での距離を最大化し、総合の符号間距離を
とるというのが、トレリス符号化変調方式の基本原理で
ある。
In FIG. 10, for example, a symbol ◯ is a symbol whose lower 2 bits are “00”. Δ is a symbol of “11”, □ is a symbol of “01”, and ⊚ is a symbol of “10”. The basic principle of the trellis coded modulation method is to maximize the distance on the modulation symbol arrangement and to obtain a total inter-code distance for symbols that differ only in the upper 2 bits by arranging in this way.

【0006】ところで、受信側はこれをビタビアルゴリ
ズムにより復号するわけであるが、復号の基本となる状
態遷移図は図11のようにパラレルの状態遷移を含むも
のとなる。すなわち、この例の場合時刻(j−1)から
時刻jへの状態遷移のうち、状態{0,0}から状態
{0,0}への遷移に着目すると、可能な符号化器の出
力が4通りある。これは、非符号化の2bit がとり得る
場合の数が4通りであり図10における〇のシンボルに
相当する。また、符号化ビットが“11”のものについ
ても△のシンボルに相当する4つのブランチが、時刻j
における状態{0,0}に入力する。よって、このノー
ドにおける、パス選択は8つのパスから、受信シンボル
の系列にもっとも距離の近いパスを選ぶことになる。
By the way, the receiving side decodes this by the Viterbi algorithm. The basic state transition diagram of the decoding includes parallel state transitions as shown in FIG. That is, in the case of this example, among the state transitions from time (j-1) to time j, focusing on the transition from state {0,0} to state {0,0}, the possible encoder output is There are four ways. This corresponds to the symbol ◯ in FIG. 10 in which the number of possible cases of 2 bits of non-coding is 4. Also, for the coded bit “11”, four branches corresponding to the symbols of Δ have time j
Enter the state {0,0} in. Therefore, the path selection at this node is to select the path having the closest distance to the received symbol sequence from the eight paths.

【0007】また、受信シンボルを軟判定する場合、た
とえば伝送路ノイズの影響で図12のような位置に受信
シンボルの位置eが、軟判定により検出されたとする。
この場合、まずパスメトリックを求めるためにブランチ
メトリックを求める。このとき、4つの〇のシンボルと
の距離において〇8のシンボルに対する距離が最も近い
のは明らかである。
When the received symbol is softly determined, it is assumed that the position e of the received symbol is detected by the soft determination at a position as shown in FIG. 12 due to the influence of transmission line noise.
In this case, first, the branch metric is obtained to obtain the path metric. At this time, it is clear that the distance to the symbol of 08 is the shortest in the distance to the symbols of four.

【0008】なお、文中、○8は○の中に8を記入した
もの(例えば、図8を参照)を意味し、同様に△Fは△
の中にFを記入したものを意味するものである。すなわ
ち、図形の直後に文字を記載することにより当該図形の
中に文字を記入したものを意味するものとする。
[0008] In the text, ○ 8 means that 8 is entered in ○ (for example, refer to FIG. 8), and similarly ΔF is △.
It means the one in which F is entered. That is, by writing a character immediately after the figure, it means that the character is written in the figure.

【0009】このようにして、ブランチメトリックを用
いてパス選択をする場合、図13のように、時刻(j−
1)で残されたパス(Rj−1)は、〇のシンボルのパ
スを通る4つのパスに共通であるから、そのパス(Rj
−1)に対するパスメトリックも共通である。従って、
これら4つのパスのパスメトリックの差は、〇のシンボ
ルのそれぞれに対するブランチメトリックの差に等し
い。従って、パスの選択のためのパスメトリックの演算
は、〇8を通るパスに対する演算で代表することができ
る。そこでこの〇8を代表シンボルと呼ぶことにする。
In this way, when the path is selected by using the branch metric, the time (j-
Since the path (Rj-1) left in 1) is common to the four paths passing through the path of the symbol ◯, the path (Rj-1) is
The path metric for -1) is also common. Therefore,
The difference in path metric for these four paths is equal to the difference in branch metric for each of the O symbols. Therefore, the calculation of the path metric for selecting the path can be represented by the calculation for the path passing through 08. Therefore, this 08 is called a representative symbol.

【0010】また、図12を参照するに、△のシンボル
については、△Fが最も受信シンボルに近く、△Fが代
表シンボルである。従って、図13における点線のパス
の内、△Fを通るパスについてのみ考慮すれば十分であ
り、〇8を通るパスのパスメトリックと、△Fを通るパ
スのパスメトリックとを比較し、尤度の大きい、すなわ
ちパスメトリックの小さい方のパスを選択する。このよ
うに、トレリス復号においては、全シンボルに対するブ
ランチメトリックを計算する必要はなく、受信シンボル
の位置により決定される代表シンボルに対してのみ、ブ
ランチメトリックを計算すれば良い。
Further, referring to FIG. 12, for the symbol Δ, ΔF is the closest to the received symbol, and ΔF is the representative symbol. Therefore, it is sufficient to consider only the path passing through ΔF among the paths of the dotted line in FIG. 13, and comparing the path metric of the path passing through 08 and the path metric of the path passing through ΔF, the likelihood With a larger path metric, that is, a path with a smaller path metric is selected. Thus, in trellis decoding, it is not necessary to calculate the branch metric for all symbols, and it is sufficient to calculate the branch metric only for the representative symbol determined by the position of the received symbol.

【0011】このようにして、ビタビアルゴリズムによ
り時刻jにおける符号化ビットを復号して、それが“0
1”だったとすると、時刻jにおける代表シンボルの組
〇8、△F、◎2、□5のうち、可能な変調シンボル
は、下位2bit が“01”である□5となる。従って、
非符号化ビットは、その上位2bit である“01”とな
る。すなわち、非符号化ビットは、ビタビ復号された符
号化ビットを用いて、復号することができる。以上をま
とめると、トレリス復号の基本構成は、図14に示すよ
うに大きく分けて非符号化ビット復号部105と、ビタ
ビ復号部103で構成される。なお、非符号化ビットの
復号には、ビタビ復号された符号化ビットを用いる。
In this way, the coded bit at time j is decoded by the Viterbi algorithm, and the coded bit is "0".
If it is 1 ”, the possible modulation symbols of the representative symbol set 008, ΔF, ◎ 2, and □ 5 at time j are □ 5 where the lower 2 bits are“ 01 ”.
The non-coded bit is “01” which is the upper 2 bits. That is, the non-coded bits can be decoded using the Viterbi-decoded coded bits. To summarize the above, the basic configuration of trellis decoding is roughly divided into an uncoded bit decoding unit 105 and a Viterbi decoding unit 103 as shown in FIG. Note that the Viterbi-decoded coded bits are used for decoding the non-coded bits.

【0012】さて、上述したように、ビタビ復号におい
てはブランチメトリックを計算する必要がある。ブラン
チメトリックを計算するための、従来のブランチメトリ
ックユニット(以下、BMUと略記することもある)の
構成例を図15に示す。トレリス復号においては、受信
シンボルと前記各サブセットの代表シンボルとのユーク
リッド距離の2乗を用いる。このユークリッド距離の2
乗をそのままブランチメトリックとすると、例えば、各
ブランチメトリック(〇,△,◎,□)が8bit で表現
される。
As described above, it is necessary to calculate the branch metric in Viterbi decoding. FIG. 15 shows a configuration example of a conventional branch metric unit (hereinafter sometimes abbreviated as BMU) for calculating a branch metric. In trellis decoding, the square of the Euclidean distance between the received symbol and the representative symbol of each subset is used. 2 of this Euclidean distance
If the square is used as a branch metric as it is, each branch metric (◯, Δ, ⊚, □) is represented by 8 bits.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】一方、後段に続くパス
メトリック演算回路の規模縮小のため、ビットを打ち切
る場合が多くある。すなわち、従来の構成ではたとえ
ば、ブランチメトリックユニットをROMで構成する場
合、軟判定された受信シンボルが10bit で表現され、
ビット打ち切りを上位4bit とすると、210×4×4=
8192ビットのROMを必要とする。この規模のRO
Mをトレリス復号LSIとして内蔵して、1チップ化す
るにはコスト上不利である。
On the other hand, in many cases, the bits are cut off due to the scale reduction of the path metric calculation circuit that follows. That is, in the conventional configuration, for example, when the branch metric unit is composed of ROM, the soft-decision received symbol is expressed by 10 bits,
If the bit censoring is the upper 4 bits, 2 10 × 4 × 4 =
Requires 8192 bit ROM. RO of this scale
There is a cost disadvantage in incorporating M as a trellis decoding LSI into one chip.

【0014】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、ブランチメトリックのビット数を削減し、回路規模
を縮小することのできるブランチメトリック演算回路を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a branch metric operation circuit capable of reducing the number of bits of branch metric and reducing the circuit scale.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願第1の発明は、送信側で複数ビットで構成される情
報シンボルに対して、その一部の所定ビット数をたたみ
込み符号化して符号化ビットとし、その残りのビットを
非符号化ビットとして前記符号化ビットと組にしてトレ
リス符号化変調されたものを、受信側で復調し、軟判定
して得られた受信シンボルを基に、ビタビ復号部により
ビタビ復号した符号化ビットを用いて非符号化ビットを
復号するトレリス復号回路のブランチメトリック演算回
路であって、前記軟判定して得られた受信シンボルに対
して振幅制限を施す振幅制限手段と、この振幅制限手段
により振幅制限が施されたデータについてのユークリッ
ド距離の2乗を計算して前記ビタビ復号におけるブラン
チメトリックとするユークリッド距離演算手段とを有す
ることを要旨とする。
In order to achieve the above object, the first invention of the present application is to convolutionally encode a part of a predetermined number of bits for an information symbol composed of a plurality of bits on the transmission side. Coded bits, and the rest of the bits are non-coded bits and are paired with the coded bits and subjected to trellis coded modulation, demodulated on the receiving side, and based on the received symbols obtained by soft decision. , A branch metric operation circuit of a trellis decoding circuit that decodes non-coded bits using coded bits that have been Viterbi-decoded by a Viterbi decoding unit, and applies amplitude limitation to a received symbol obtained by the soft decision. The square metric of the Euclidean distance for the amplitude limiting means and the data whose amplitude is limited by the amplitude limiting means is calculated as the branch metric in the Viterbi decoding. And summarized in that and a Euclidean distance calculation means.

【0016】具体的には、送信側では複数ビットから構
成される情報シンボルに対してその一部であるmビット
をたたみ込み符号化することでn(>m)ビットに拡大
し、残りのkビットを非符号化ビットとして前記符号化
ビットと組で(k+m)ビットをトレリス符号化変調し
たものを伝達し、受信側では、復調器により復調し、軟
判定した受信シンボルを入力としてビタビ復号回路によ
り復号したnビットの符号化ビットを用いて前記kビッ
トの非符号化ビットを復号する構成としたトレリス復号
回路において、前記ビタビ復号に用いる、各サブセット
の代表シンボルに対するブランチメトリックを計算する
ブランチメトリック演算回路において、前記軟判定した
受信シンボルに対し、振幅制限手段により振幅制限を施
したデータについて、ユークリッド距離演算手段により
ユークリッド距離の2乗を計算してブランチメトリック
とする構成としたものである。
More specifically, on the transmission side, an information symbol composed of a plurality of bits is convolutionally coded, which is a part of m bits, to expand it to n (> m) bits, and the remaining k bits. A bit is a non-coded bit and a (k + m) bit trellis-coded and modulated in combination with the coded bit is transmitted, and on the receiving side, a demodulator demodulates and a soft-decision received symbol is input to a Viterbi decoding circuit. A branch metric for calculating a branch metric for a representative symbol of each subset used in the Viterbi decoding in a trellis decoding circuit configured to decode the k uncoded bits by using the n coded bits decoded by In the arithmetic circuit, for the received symbol that has been soft-decided, the amplitude-limited data is applied to the amplitude-limited data. Is obtained by a configuration in which a branch metric by calculating the square of the Euclidean distance by the Euclidean distance calculation means.

【0017】また、本願第2の発明は、請求項1記載の
ユークリッド距離演算手段の出力値が所定値を越えると
き当該出力値を前記所定値に制限する非線形処理を施す
非線形処理手段を有することを要旨とする。
Further, the second invention of the present application has a non-linear processing means for performing a non-linear processing for limiting the output value of the Euclidean distance calculating means according to claim 1 to the predetermined value when the output value exceeds the predetermined value. Is the gist.

【0018】また、本願第3の発明は、請求項1記載の
ユークリッド距離演算手段の出力についてビット打ち切
りを施すビット打ち切り手段を有することを要旨とす
る。
The third invention of the present application is summarized as having a bit truncation means for truncating the output of the Euclidean distance calculation means according to the first aspect.

【0019】また、本願第4の発明は、請求項2記載の
非線形処理手段の出力についてビット打ち切りを施すビ
ット打ち切り手段を有することを要旨とする。
The fourth invention of the present application is summarized in that it has bit truncation means for truncating the output of the non-linear processing means according to the second aspect.

【0020】さらに、本願第5の発明は、請求項3記載
のビット打ち切り手段の出力値が所定値を越えるとき当
該出力値を前記所定値に制限する非線形処理を施す非線
形処理手段を有することを要旨とする。
Further, the fifth invention of the present application has a non-linear processing means for performing non-linear processing for limiting the output value of the bit truncation means to a predetermined value when the output value exceeds the predetermined value. Use as a summary.

【0021】[0021]

【作用】上述の如く構成すれば、本願第1の発明のブラ
ンチメトリック演算回路は、送信側でトレリス符号化変
調されたものを、受信側で復調し、軟判定して得られた
受信シンボルに対してユークリッド距離を演算し易くす
るため、振幅制限手段で振幅制限を施す。さらに、この
振幅制限が施されたデータについてのユークリッド距離
の2乗をユークリッド距離演算手段で計算して、ビタビ
復号におけるブランチメトリックとする。
With the above configuration, the branch metric arithmetic circuit of the first invention of the present application demodulates the trellis coded modulation on the transmission side to the reception side to obtain a reception symbol obtained by soft decision. On the other hand, in order to easily calculate the Euclidean distance, the amplitude limiting means limits the amplitude. Further, the square of the Euclidean distance with respect to the data on which the amplitude is limited is calculated by the Euclidean distance calculating means and used as a branch metric in Viterbi decoding.

【0022】本願第2の発明のブランチメトリック演算
回路は、請求項1記載のユークリッド距離演算手段の出
力値が所定値を越えるとき非線形処理手段で非線形処理
を復号劣化が生じない程度に施し当該出力値を前記所定
値に制限することで各ブランチメトリックを表現するの
に必要なビット数を減らすことができる。
In the branch metric arithmetic circuit of the second invention of the present application, when the output value of the Euclidean distance arithmetic means according to claim 1 exceeds a predetermined value, the nonlinear processing means performs the nonlinear processing to such an extent that decoding deterioration does not occur, and the output concerned. By limiting the value to the predetermined value, the number of bits required to express each branch metric can be reduced.

【0023】本願第3の発明のブランチメトリック演算
回路は、請求項1記載のユークリッド距離演算手段の出
力についてビット打ち切り手段がビット打ち切りを施
す。
In the branch metric operation circuit according to the third aspect of the present invention, the bit truncation means performs the bit truncation on the output of the Euclidean distance computation means.

【0024】本願第4の発明のブランチメトリック演算
回路は、請求項2記載の非線形処理手段の出力について
ビット打ち切りを施す。
The branch metric operation circuit according to the fourth aspect of the present invention performs bit truncation on the output of the non-linear processing means according to the second aspect.

【0025】本願第5の発明のブランチメトリック演算
回路は、請求項3記載のビット打ち切り手段の出力値が
所定値を越えるとき復号劣化が生じない程度に非線形処
理を施し当該出力値を前記所定値に制限することで各ブ
ランチメトリックを表現するのに必要なビット数を減ら
すことができる。
The branch metric operation circuit according to the fifth aspect of the present invention performs non-linear processing to such an extent that decoding deterioration does not occur when the output value of the bit truncation means according to claim 3 exceeds a predetermined value, and the output value is set to the predetermined value. It is possible to reduce the number of bits required to express each branch metric by limiting to.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明に係る一実施例を図面を参照し
て説明する。図1は本発明に係るブランチメトリック演
算回路の構成を示したブロック図である。図1に示すよ
うに、本実施例のブランチメトリック演算回路では、リ
ミッタ部11、ユークリッド距離演算手段13、非線形
処理手段15、ビット打ち切り手段17が直列に接続さ
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a branch metric arithmetic circuit according to the present invention. As shown in FIG. 1, in the branch metric operation circuit of this embodiment, a limiter unit 11, a Euclidean distance operation unit 13, a non-linear processing unit 15, and a bit truncation unit 17 are connected in series.

【0027】まず、図2を参照して受信シンボルの振幅
制限の例について説明する。この図2に示すような振幅
制限を施してからブランチメトリックを求めても訂正能
力に劣化はみられない。これは、振幅制限を施しても各
代表シンボルに対するユークリッド距離の序列は変わら
ないからである。たとえば、図2に示す受信シンボルa
に最も近い代表シンボルは□9であり、また〇C,◎
6,△3の順に距離は小さい。そして、振幅制限を施し
た後のシンボルbでも、この序列に変化は生じない。
First, an example of amplitude limitation of a received symbol will be described with reference to FIG. Even if the branch metric is obtained after performing the amplitude limitation as shown in FIG. 2, the correction capability is not deteriorated. This is because the order of the Euclidean distance for each representative symbol does not change even if the amplitude is limited. For example, the received symbol a shown in FIG.
The representative symbol closest to is □ 9, and also ○ C, ◎
The distance is small in the order of 6 and Δ3. Then, even in the symbol b after the amplitude is limited, the order does not change.

【0028】このように振幅制限を施すことで、ユーク
リッド距離演算は、図3に示すような4つの代表シンボ
ルの組で囲まれる領域のみでユークリド距離の2乗を計
算すればよいことになる。図3は、9値軟判定において
左下の代表シンボルに対するユークリッド距離の2乗
が、受信シンボルの位置によりどういう値をとるかとい
う事例を示したものである。例えば、受信シンボルがc
の位置にあるとき、左下の起点にある代表シンボルから
のユークリッド距離の2乗は52 +52 =50である。
また、dの位置であるときの代表シンボルからのユーク
リッド距離は、72 +02 =49であり、同様にeの位
置に対しては82 +82 =128となる。
By thus limiting the amplitude, the Euclidean distance calculation can be performed by calculating the square of the Euclidean distance only in the area surrounded by the set of four representative symbols as shown in FIG. FIG. 3 shows an example of what value the square of the Euclidean distance with respect to the lower left representative symbol in the nine-value soft decision takes, depending on the position of the received symbol. For example, if the received symbol is c
At the position of, the square of the Euclidean distance from the representative symbol at the lower left starting point is 5 2 +5 2 = 50.
Further, the Euclidean distance from the representative symbol at the position of d is 7 2 +0 2 = 49, and similarly, at the position of e, 8 2 +8 2 = 128.

【0029】次に、この図3を参照して第2の実施例に
ついて説明する。図3を参照するに、ユークリッド距離
の2乗のとり得る値は、上記から明らかなように、0〜
128であり、その表現には8bit が必要となる。とこ
ろで図3において、そのMSBのビットが1となるのは
(c)の位置に受信シンボルがあるときのみでありこの
場合のためだけにMSB(Most Signific
ant Bit)の1bit を用いるのは不経済である。
そこで、このときの128の値を非線形処理手段103
によって127とする。これにより、全体を7bitで表
現可能とする。
Next, the second embodiment will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 3, the value that the square of the Euclidean distance can take is, as is clear from the above, 0 to
It is 128, and its representation requires 8 bits. By the way, in FIG. 3, the bit of the MSB becomes 1 only when there is a received symbol at the position of (c), and only for this case is the MSB (Most Significant).
It is uneconomical to use 1 bit of ant Bit).
Therefore, the 128 values at this time are set to the non-linear processing means 103.
To 127. As a result, the whole can be represented by 7 bits.

【0030】誤り率の特性の代表例として、コンピュー
タによるシミュレーション実験を行ったものを、図4に
示す(図中、TCMはTrellis Coded Modulationの略で
ある)。図4においてグラフ[g]は前記振幅制限も、
非線形処理も施していない場合のBER(Bit Error Ra
te)特性である。また、グラフ[f]は前記振幅制限と
非線形処理を施した場合のBER特性であり、各ブラン
チメトリックのビット数BSは7である。グラフ[g]
とグラフ[f]のグラフを比べるとBER特性にほとん
ど差がないのが判る。なお、参考のためグラフ[a]の
QPSK変調を用いたときのBER特性とグラフ[b]
の16QAMのBER特性(符号化を行わないとき)を
合わせて示しておいた。
As a representative example of the error rate characteristic, a simulation experiment by a computer is shown in FIG. 4 (in the figure, TCM is an abbreviation for Trellis Coded Modulation). The graph [g] in FIG.
BER (Bit Error Ra) when non-linear processing is not performed
te) characteristic. Further, the graph [f] is the BER characteristic when the amplitude limitation and the non-linear processing are performed, and the number of bits BS of each branch metric is 7. Graph [g]
It can be seen that there is almost no difference in the BER characteristics when comparing the graph of [f] with that of [f]. For reference, the BER characteristics and the graph [b] when the QPSK modulation of the graph [a] is used.
16QAM BER characteristics (when encoding is not performed) are also shown.

【0031】次に図4乃至図6を参照して第3の実施例
について説明する。前記振幅制限を施したあとに、ビッ
ト打ち切り手段によりビットを打ち切り、さらに後段の
パスメトリック演算を効率化することができる。図4の
シミュレーション実験結果のグラフ[e]によれば上位
3bit で打ち切ったとしても、復号劣化はほとんど生じ
ていないことが判る。そのときの図3に対応する各ブラ
ンチメトリックを10進表記したものを図5に示す。も
し、前記非線形処理を施さないまま、ビット打ち切りを
行う場合に、復号劣化が生じないようにするためには、
図6のように4bit が必要であることは、容易に想像で
きる。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. After the amplitude is limited, the bits are cut off by the bit cutoff means, and the path metric calculation in the subsequent stage can be made more efficient. According to the graph [e] of the simulation experiment result of FIG. 4, it is understood that the decoding deterioration hardly occurs even when the high-order 3 bits are discontinued. FIG. 5 shows each branch metric corresponding to FIG. 3 at that time in decimal notation. If bit truncation is performed without performing the non-linear processing, in order to prevent decoding deterioration,
It can be easily imagined that 4 bits are required as shown in FIG.

【0032】次に図5及び図6を参照して第4の実施例
について説明する。上記から明らかなように、図1の非
線形処理手段103とビット打ち切り手段104の順序
は交換可能である。たとえば、図6のブランチメトリッ
クのうち右上の“8”を“7”に強制的にすることで、
図5のブランチメトリックに一致し、3bit で表現可能
となる。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. As is apparent from the above, the order of the non-linear processing means 103 and the bit truncation means 104 in FIG. 1 can be exchanged. For example, by forcing "8" in the upper right of the branch metrics in Fig. 6 to "7",
It matches the branch metric in FIG. 5, and can be expressed in 3 bits.

【0033】次に図7及び図8を参照して本発明に係る
第5の実施例について説明する。図7は、非符号化のビ
ット数が2bit 以上の場合には、より良好な信号配置が
存在し、その一例をに示すものである(非符号化2bi
t)。
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 shows a better signal arrangement when the number of uncoded bits is 2 bits or more, and an example thereof is shown (uncoded 2bi
t).

【0034】これは、まず所定のビット配置で設定され
るシンボル群、すなわちサブセットの各サブセットシン
ボルにおける非符号化の2bit (上位2bit )の配置を
グレイコード(Gray code )でマッピングする。具体的
には、例えば○のシンボル(下位2bit が“00”)に
着目すると隣り合うシンボル○0と○4は1bit のみ異
なる。
In this, first, a symbol group set in a predetermined bit arrangement, that is, an uncoded 2 bit (higher 2 bits) arrangement in each subset symbol of a subset is mapped by a Gray code. Specifically, for example, when paying attention to the symbol of ◯ (the lower 2 bits are “00”), the adjacent symbols ◯ 0 and ◯ 4 differ by only 1 bit.

【0035】次に、各サブセットの代表シンボルの内、
隣り合うもの同志において下位2bit の符号化ビットに
ついて1bit のみ異なるように配置する。具体的には、
例えば隣り合う□5と○C、□5と△3は、それぞれ下
位2bit については1bit のみ異なるようにする。
Next, among the representative symbols of each subset,
Adjacent ones are arranged so that the lower 2 bits of the coded bits differ by only 1 bit. In particular,
For example, □ 5 and ◯ C, and □ 5 and Δ3 which are adjacent to each other are made to differ by only 1 bit for the lower 2 bits.

【0036】このようにすることで、非符号化ビットに
関するユークリッド距離とハミング距離との大小関係が
一致する。また、ビタビ復号の対象となり符号化ビット
について、ユークリッド距離とハミング距離との大小関
係も一致するので、BER特性は図10に示す例より
も、C/N換算にして0.1〜0.3dB程度改善され
る。
By doing so, the magnitude relationship between the Euclidean distance and the Hamming distance for the non-coded bits matches. In addition, since the magnitude relationship between the Euclidean distance and the Hamming distance is the same for the coded bits that are subject to Viterbi decoding, the BER characteristic is 0.1 to 0.3 dB in C / N conversion as compared with the example shown in FIG. The degree is improved.

【0037】この図7に示す信号配置を用いて、前記振
幅制限、非線形処理及び、ビット打切り(Bs =3)を
施したときと、施していないときのBER特性を図8に
示す(それぞれグラフ[i]、グラフ[j])。なお、
この例においては、受信シンボルの表現ビット数(量子
化ビット数)を12bit としている(図4は10bitで
ある)。この場合も、前記3つの処理、すなわち振幅制
限、非線形処理及び、ビット打切りの影響は無視でき、
有効であることが判る。
FIG. 8 shows the BER characteristics when the amplitude limitation, the non-linear processing, and the bit truncation (Bs = 3) are applied by using the signal arrangement shown in FIG. [I], graph [j]). In addition,
In this example, the number of representation bits (quantization bit number) of the received symbol is 12 bits (10 bits in FIG. 4). Also in this case, the effects of the above-mentioned three processes, that is, the amplitude limitation, the non-linear process, and the bit truncation can be ignored.
It turns out to be effective.

【0038】なお、グラフ[h]は、前記文献に基づい
て計算した、本実施例例の16TCMのBER特性の漸
近的下界値(理論値)である。
The graph [h] is an asymptotic lower limit value (theoretical value) of the BER characteristic of the 16TCM of the present embodiment calculated based on the above-mentioned document.

【0039】上述したように、上記各実施例によれば、
ユークリッド距離を演算し易くするため、まずリミッタ
(受信シンボルの振幅制限)を施す。これは、16QA
Mや32QAMなどのRectangular タイプやCross タイ
プの変調方式に対して有用である。また、ユークリッド
距離演算手段の出力に非線形処理(リミッタ)を、復号
劣化が生じない程度に施すことで各ブランチメトリック
のビット数を削減でき、これにより、後段のパスメトリ
ック演算の負担を軽減することができる。また、ブラン
チメトリック演算回路自体の規模も縮小することが可能
である。
As described above, according to the above embodiments,
In order to facilitate the calculation of the Euclidean distance, a limiter (amplitude limitation of received symbols) is first applied. This is 16QA
This is useful for rectangular type and cross type modulation schemes such as M and 32QAM. Further, the number of bits of each branch metric can be reduced by applying a non-linear process (limiter) to the output of the Euclidean distance calculation means to the extent that decoding deterioration does not occur, thereby reducing the load of the path metric calculation in the subsequent stage. You can In addition, the scale of the branch metric calculation circuit itself can be reduced.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ブランチ
メトリックのビット数を削減し、回路規模を縮小する等
の効果を奏するものである。
As described above, the present invention has effects such as reducing the number of bits of the branch metric and reducing the circuit scale.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るブランチメトリックユ
ニットの構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a branch metric unit according to an embodiment of the present invention.

【図2】受信シンボルの振幅制限の範囲の例を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a range of amplitude limitation of received symbols.

【図3】ブランチメトリックの演算例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of calculating a branch metric.

【図4】BERシミュレーション実験値を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing BER simulation experimental values.

【図5】非線形処理有りの場合を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a case where there is nonlinear processing.

【図6】非線形処理無しの場合を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a case without nonlinear processing.

【図7】より良好な信号配置の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a better signal arrangement.

【図8】計算機シミュレーション実験によるBER特性
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing BER characteristics by a computer simulation experiment.

【図9】トレリス符号化変調シンボル配置の例を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of trellis-coded modulation symbol arrangement.

【図10】トレリス符号化器の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a trellis encoder.

【図11】パラレルの状態遷移の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of parallel state transitions.

【図12】受信シンボルとブランチメトリックを示す図
である。
FIG. 12 is a diagram showing received symbols and branch metrics.

【図13】代表シンボルと状態遷移を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing representative symbols and state transitions.

【図14】トレリス復号の基本構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 14 is a block diagram showing a basic configuration of trellis decoding.

【図15】従来ブランチメトリックユニットの構成例を
示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of a conventional branch metric unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 リミッタ部 13 ユークリッド距離演算手段 15 非線形処理手段 17 ビット打ち切り手段。 11 limiter unit 13 Euclidean distance calculation means 15 non-linear processing means 17 bit truncation means

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 送信側で複数ビットで構成される情報シ
ンボルに対して、その一部の所定ビット数をたたみ込み
符号化して符号化ビットとし、その残りのビットを非符
号化ビットとして前記符号化ビットと組にしてトレリス
符号化変調されたものを、受信側で復調し、軟判定して
得られた受信シンボルを基に、ビタビ復号部によりビタ
ビ復号した符号化ビットを用いて非符号化ビットを復号
するトレリス復号回路のブランチメトリック演算回路で
あって、 前記軟判定して得られた受信シンボルに対して振幅制限
を施す振幅制限手段と、 この振幅制限手段により振幅制限が施されたデータにつ
いてのユークリッド距離の2乗を計算して前記ビタビ復
号におけるブランチメトリックとするユークリッド距離
演算手段とを有することを特徴とするブランチメトリッ
ク演算回路。
1. An information symbol composed of a plurality of bits on the transmission side is convolutionally coded by convolutionally coding a predetermined number of bits of a part of the information symbols, and the remaining bits are coded as uncoded bits. The coded bits, which have been trellis coded and modulated, are demodulated on the receiving side and are not coded using the coded bits that are Viterbi-decoded by the Viterbi decoding unit based on the received symbols obtained by soft decision. A branch metric operation circuit of a trellis decoding circuit for decoding bits, comprising amplitude limiting means for performing amplitude limitation on the received symbol obtained by the soft decision, and data subjected to amplitude limitation by the amplitude limiting means. And a Euclidean distance calculating means for calculating the square of the Euclidean distance for the branch metric in the Viterbi decoding. Inch metric arithmetic circuit.
【請求項2】 前記ユークリッド距離演算手段の出力値
が所定値を越えるとき当該出力値を前記所定値に制限す
る非線形処理を施す非線形処理手段を有することを特徴
とする請求項1記載のブランチメトリック演算回路。
2. The branch metric according to claim 1, further comprising a non-linear processing means for performing a non-linear processing for limiting the output value to the predetermined value when the output value of the Euclidean distance calculation means exceeds the predetermined value. Arithmetic circuit.
【請求項3】 前記ユークリッド距離演算手段の出力に
ついてビット打ち切りを施すビット打ち切り手段を有す
ることを特徴とする請求項1記載のブランチメトリック
演算回路。
3. The branch metric calculation circuit according to claim 1, further comprising a bit truncation unit that truncates the output of the Euclidean distance calculation unit.
【請求項4】 前記非線形処理手段の出力についてビッ
ト打ち切りを施すビット打ち切り手段を有することを特
徴とする請求項2記載のブランチメトリック演算回路。
4. The branch metric arithmetic circuit according to claim 2, further comprising bit truncation means for truncating the output of the non-linear processing means.
【請求項5】 前記ビット打ち切り手段の出力値が所定
値を越えるとき当該出力値を前記所定値に制限する非線
形処理を施す非線形処理手段を有することを特徴とする
請求項3記載のブランチメトリック演算回路。
5. The branch metric calculation according to claim 3, further comprising a non-linear processing means for performing a non-linear processing for limiting the output value to the predetermined value when the output value of the bit truncation means exceeds the predetermined value. circuit.
JP05275660A 1993-11-04 1993-11-04 Branch metric operation circuit Expired - Fee Related JP3089149B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05275660A JP3089149B2 (en) 1993-11-04 1993-11-04 Branch metric operation circuit
US08/334,349 US5651032A (en) 1993-11-04 1994-11-02 Apparatus and method for trellis decoder
CA002134996A CA2134996C (en) 1993-11-04 1994-11-03 Apparatus and method for trellis decoder
EP94117430A EP0652643A3 (en) 1993-11-04 1994-11-04 Apparatus and method for trellis decoder.
KR1019940028844A KR0181983B1 (en) 1993-11-04 1994-11-04 Apparatus and method for trellis decoder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05275660A JP3089149B2 (en) 1993-11-04 1993-11-04 Branch metric operation circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07131494A true JPH07131494A (en) 1995-05-19
JP3089149B2 JP3089149B2 (en) 2000-09-18

Family

ID=17558570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05275660A Expired - Fee Related JP3089149B2 (en) 1993-11-04 1993-11-04 Branch metric operation circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3089149B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002217746A (en) * 2000-12-26 2002-08-02 Motorola Inc Method and system for calculating branch metric used by soft decision decoding algorithm
US6810095B2 (en) 1999-12-20 2004-10-26 Nec Corporation Viterbi decoder with reduced number of bits in branch metric calculation processing
JP2018518093A (en) * 2015-04-24 2018-07-05 アルカテル−ルーセント Apparatus and method for regenerative network nodes between first and second link portions

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6810095B2 (en) 1999-12-20 2004-10-26 Nec Corporation Viterbi decoder with reduced number of bits in branch metric calculation processing
JP2002217746A (en) * 2000-12-26 2002-08-02 Motorola Inc Method and system for calculating branch metric used by soft decision decoding algorithm
JP4629223B2 (en) * 2000-12-26 2011-02-09 モトローラ・インコーポレイテッド Method and apparatus for calculating branch metrics used in soft decision decoding algorithms
JP2018518093A (en) * 2015-04-24 2018-07-05 アルカテル−ルーセント Apparatus and method for regenerative network nodes between first and second link portions

Also Published As

Publication number Publication date
JP3089149B2 (en) 2000-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0181983B1 (en) Apparatus and method for trellis decoder
JPH0846663A (en) System and method for decoding torerisu coded qvadrature amplitude modulation (qam) signal
JPH05335972A (en) Viterbi decoder
US8009773B1 (en) Low complexity implementation of a Viterbi decoder with near optimal performance
WO2019015743A1 (en) Apparatus and method for encoding a message having a target probability distribution of code symbols
JP3699344B2 (en) Decoder
Abdelaziz et al. Ternary convolutional codes for ternary phase shift keying
Zhang et al. Irregular trellis for the near-capacity unary error correction coding of symbol values from an infinite set
JPH0832633A (en) Trellis decoder
JP3089149B2 (en) Branch metric operation circuit
JP2004023691A (en) Error correction encoding/decoding method, transmitting device, and receiving device
US7356088B2 (en) M-dimension M-PAM trellis code system and associated trellis encoder and decoder
JP3676460B2 (en) Decoding device for input modulation signal
JP5586504B2 (en) Decoding device
AU717161B2 (en) Method for forming transition metrics and a receiver of a cellular radio system
JPH07131493A (en) Decoding circuit for nonencoded bit
Mrutu et al. Trellis analysis of transmission burst errors in Viterbi decoding
JP2006173724A (en) Decoding method and decoding apparatus in trellis or turbo trellis coding modulation system
JP3628311B2 (en) Viterbi decoding device, communication system, and viterbi decoding method
JPH08288967A (en) Transmission system, its transmitter-receiver and trellis decoder
JP3236979B2 (en) Viterbi decoding device
US6061408A (en) Method and apparatus for 45° phase ambiguity resolution for one coded bit per symbol 8PSK modulation
Schuh et al. Low complexity decoding for higher order punctured trellis-coded modulation over intersymbol interference channels
Williams Low complexity block coded modulation
JP2518355B2 (en) Coding modem circuit

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees