JPH07254861A - Viterbi decoding method and convolutional code encoding and transmission method - Google Patents

Viterbi decoding method and convolutional code encoding and transmission method

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JPH07254861A
JPH07254861A JP4578694A JP4578694A JPH07254861A JP H07254861 A JPH07254861 A JP H07254861A JP 4578694 A JP4578694 A JP 4578694A JP 4578694 A JP4578694 A JP 4578694A JP H07254861 A JPH07254861 A JP H07254861A
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JP
Japan
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path
information
code
reliability information
paths
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Pending
Application number
JP4578694A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Taguchi
努 太口
Tadashi Matsumoto
正 松本
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NTT Docomo Inc
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Mobile Communications Networks Inc
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Publication date
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  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Abstract

PURPOSE:To correctly obtain reliability information on each decoded symbol. CONSTITUTION:On the transmission side, an information sequence 21 is divided, and dummy bits 22 of a fixed pattern are inserted to transmit it; and on the reception side, a code trellis is terminated by the dummy bit 22, (always $1 in this example) in the end or each frame, and thereafter, the Viterbi algorithm is executed to determine the only surviving path 23. A difference DELTAk between both path metrics of a counter path 24 merged at each point (k) of time on the path 23 is calculated, and reliability information corresponding to the information symbol on the path 23 at the point of time when mutual information symbols are different before merging of the path 24 with the path 23 after diverging of the path 24 from the path 23 is updated.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、誤り訂正符号をヴィ
タビアルゴリズムを用いて復号する際に、ビット毎の復
号結果とともにそれに対応した信頼度情報を同時に出力
する復号方法に関するものである。具体的応用として
は、連接符号(Concatenated Code)
による誤り訂正において、内符号の復号過程で出力され
る信頼度情報を用いて外符号を軟判定復号することによ
る誤り率特性の改善、あるいは、選択ダイバーシティに
おける選択制御を信頼度情報を参照して行う、などが挙
げられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a decoding method which, when decoding an error correction code using a Viterbi algorithm, simultaneously outputs a decoding result for each bit and reliability information corresponding thereto. A concrete application is a concatenated code.
In the error correction by, the error rate characteristic is improved by soft-decision decoding the outer code by using the reliability information output in the decoding process of the inner code, or the selection control in the selection diversity is referred to the reliability information. Do, and so on.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば図5Aに示すシステム構成におい
て、送信側1で送信すべき情報系列2を1次誤り訂正符
号器3で符号化(たたみ込み符号化)し、その符号化系
列4(外符号)を、2次誤り訂正符号器5で再度符号化
(たたみ込み符号化)してその符号化系列6(内符号)
を送信し、受信側7で内符号6のヴィタビ復号器8によ
る復号を行い、その後復号された外符号と、外符号9の
ヴィタビ復号器10による復号を行い、復号結果11を
出力する。このような連接符号の復号化を考える。説明
の簡単のために、符号化系列は2値系列とする。一般
に、ヴィタビアルゴリズムによる復号を行う場合には、
受信シンボルと符号シンボルとのユークリッド距離によ
りブランチメトリックを計算して最尤復号を行う方法
(軟判定復号)のほうが、受信系列を識別判定してから
復号を行う方法(硬判定復号)よりも、誤り率特性が2
dBから3dB程良くなることが知られている〔S.L
in and D.J.Costello,Jr.,
“Error Control Coding:Fun
damentals and Application
s”(Prentice−Hall,pp.322〜3
28,1983)参照〕。しかし図5Aの受信側7で
は、内符号6のヴィタビ復号器8は2値の復号系列のみ
を出力する。このため、これを入力とする外符号9のヴ
ィタビ復号器10は硬判定復号を行うことになり、軟判
定復号による利得が得られないことになる。
2. Description of the Related Art For example, in the system configuration shown in FIG. 5A, an information sequence 2 to be transmitted by a transmitting side 1 is encoded (convolutional encoding) by a primary error correction encoder 3, and its encoded sequence 4 (outside) is encoded. Code) is re-encoded (convolutional encoding) by the secondary error correction encoder 5 and its encoded sequence 6 (inner code)
Then, the receiving side 7 decodes the inner code 6 by the Viterbi decoder 8, and then decodes the decoded outer code and the outer code 9 by the Viterbi decoder 10, and outputs a decoding result 11. Consider decoding of such a concatenated code. For simplicity of description, the coded sequence is a binary sequence. Generally, when decoding with the Viterbi algorithm,
The method of calculating the branch metric by the Euclidean distance between the received symbol and the code symbol and performing maximum likelihood decoding (soft-decision decoding) is better than the method of performing the decoding after the received sequence is identified (hard-decision decoding). Error rate characteristic is 2
It is known that it is improved from dB to 3 dB [S. L
in and D.D. J. Costello, Jr. ,
"Error Control Coding: Fun
dentals and Application
s "(Prentice-Hall, pp. 322-3.
28, 1983)]]. However, on the reception side 7 in FIG. 5A, the Viterbi decoder 8 with the inner code 6 outputs only a binary decoded sequence. For this reason, the Viterbi decoder 10 of the outer code 9 that receives this will perform hard-decision decoding, and the gain due to soft-decision decoding cannot be obtained.

【0003】これに対してJ.Hagenauerと
P.Hoeherは、内符号の復号を行う際に、受信シ
ンボルの事後確率を用いて復号系列に対応したシンボル
毎の信頼度情報を算出し、これと復号系列を用いて外符
号の軟判定復号を行うことを提案している〔J.Hag
enauer and P.Hoeher,“A Vi
terbi Algorithm with Soft
−Decision Outputs and its
Applications”,IEEE GCOM,
No.47.1.1,1989(文献1)〕。その復号
装置構成は図5Bに示すように、内符号6を復号するヴ
ィタビ復号器12から、2値の復号系列9に加えてそれ
に対応した信頼度情報13を出力する。従来のヴィタビ
復号を行うアルゴリズムに加えて、信頼度情報13は次
の反復アルゴリズムにより生成される。
On the other hand, J. Hagenauer and P.M. When decoding the inner code, Hoehher calculates the reliability information for each symbol corresponding to the decoded sequence using the posterior probability of the received symbol, and performs soft-decision decoding of the outer code using this and the decoded sequence. I have proposed that [J. Hag
enauer and P.M. Hoeher, “A Vi
terbi Algorithm with Soft
-Decision Outputs and its
Applications ”, IEEE GCOM,
No. 47.1.1, 1989 (Reference 1)]. As shown in FIG. 5B, the configuration of the decoding apparatus outputs the reliability information 13 corresponding to the binary decoding sequence 9 from the Viterbi decoder 12 that decodes the inner code 6. In addition to the conventional Viterbi decoding algorithm, the reliability information 13 is generated by the following iterative algorithm.

【0004】符号トレリス上の時点kでの状態Sk(0
≦Sk≦2p −1,p:符号の拘束長)において、 i)Skにマージする2つのパスの両パスメトリックの
差Δを記憶 ii)信頼度情報Lk(Sk)に十分大きな値の初期値を
代入 iii)j=k−pからj=k−δ(δ:パスメモリ長)の
間で、Skでマージする2つのパス(生き残りパスと対
抗パス)の時点je(e=1,2,…)での情報シンボ
ルが互いに異なる場合、生き残りパス上のその情報シン
ボルに対応する信頼度情報Ljを Lj=min(Lj,αΔ),α:定数(符号間の最大
距離と伝送路のS/Nとで決る) (C=min(a,b)はaとbのうち小さい方をCと
する)で更新 iv)パスメモリから、復号系列とそれに対応した信頼度
情報Ljを出力 符号トレリスの例を図5Cに示す。図5Bにおいて、外
符号のヴィタビ復号器14では、復号系列9とそれに対
応した信頼度情報13との積に符号トレリス上の符号シ
ンボルをかけることでシンボルメトリック(ブランチメ
トリック)を計算し、通常のヴィタビアルゴリズムによ
る復号を行い復号結果15を出力する。例えば図5Cに
おいて状態Skに実線のパス16と17がマージし、こ
の両パス16と17は時点k−5の状態Sk−5でダイ
バージしたものであって、これらパス16,17の時点
k−5,k−3で情報シンボルが互いに異なっており、
これらの時点k−5,k−3で生き残りパス(この例で
はパス16とする)上の情報シンボルに対応する信頼度
情報Ljの更新を前述のように行う。なお各パスに沿っ
て付けた「+1」と「−1」はその時点での情報シンボ
ルを示す。
The state Sk (0
≦ Sk ≦ 2 p− 1, p: constraint length of code), i) store difference Δ between both path metrics of two paths to be merged into Sk ii) initial value of sufficiently large value for reliability information Lk (Sk) Substitute values iii) Time points je (e = 1,2) between j = k−p and j = k−δ (δ: path memory length) of two paths (surviving path and opposing path) to be merged in Sk. , ...) are different from each other, the reliability information Lj corresponding to the information symbol on the surviving path is represented by Lj = min (Lj, αΔ), α: a constant (maximum distance between codes and S of the transmission path). / N)) (C = min (a, b) is the smaller of a and b is C) iv) Decoded sequence and corresponding reliability information Lj are output from the path memory Code trellis Is shown in FIG. 5C. In FIG. 5B, the outer code Viterbi decoder 14 calculates the symbol metric (branch metric) by multiplying the product of the decoded sequence 9 and the corresponding reliability information 13 by the code symbol on the code trellis, and Decoding by the Viterbi algorithm is performed and the decoding result 15 is output. For example, in FIG. 5C, the solid lines 16 and 17 are merged with the state Sk, and the two paths 16 and 17 are diverged in the state Sk-5 at the time point k-5. 5 and k-3, the information symbols are different from each other,
At these time points k-5 and k-3, the reliability information Lj corresponding to the information symbol on the surviving path (in this example, path 16) is updated as described above. The "+1" and "-1" added along each path indicate the information symbol at that time.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
アルゴリズムでは、各状態SkでΔを計算して信頼度情
報Ljを更新していくため、例えば図5Cで、状態S′
kにマージする点線で示す2つのパス18,19の各パ
スメトリックが、同じ時点kの他の状態S′kでマージ
するパス16,17の各パスメトリックと比べてともに
小さく(パスメトリックが小さいということは、そのパ
スが符号トレリス上の正しいパスである可能性が低いこ
とを意味する)、しかもその差Δ′が小さい場合、パス
メトリックの高いパス上(図5Cのパス16上)にあ
り、本来は確からしいはずの情報シンボル(下線)に対
応した信頼度情報が、確からしさが悪いΔ′によって更
新されてしまい、実際の信頼度を反映しない可能性がで
てくるという欠点がある。
However, in the above algorithm, since Δ is calculated in each state Sk to update the reliability information Lj, for example, in FIG.
The path metrics of the two paths 18 and 19 indicated by the dotted line to be merged with k are both smaller than the path metrics of the paths 16 and 17 to be merged in the other state S′k at the same time point k (the path metric is small). This means that the path is unlikely to be the correct path on the code trellis), and if the difference Δ ′ is small, then it is on the path with the high path metric (on path 16 in FIG. 5C). However, the reliability information corresponding to the information symbol (underline) which is supposed to be originally correct is updated by the uncertain Δ ′, and there is a possibility that the actual reliability may not be reflected.

【0006】以上は、連接符号を例に説明してきたが、
内符号の復号過程で得られる信頼度情報の利用には、外
符号の復号に限らない。例えば、移動通信において、選
択ダイバーシティ受信を行う際に、その複数の伝搬経路
についてのそれぞれの受信復号の選択制御のために信頼
度情報Ljを参照するなどの利用形態も考えられる。こ
の場合、信頼度情報が復号結果の信頼度を正しく反映し
ているかが重要となる。上述したように、従来の手法で
は、復号結果の信頼度を正しく反映しない可能性がでて
くるという欠点がある。
The concatenated code has been described above as an example.
The reliability information obtained in the decoding process of the inner code is not limited to the decoding of the outer code. For example, in mobile communication, when selective diversity reception is performed, a mode of use may be considered in which reliability information Lj is referred to for selective control of reception and decoding of each of the plurality of propagation paths. In this case, it is important that the reliability information correctly reflects the reliability of the decoding result. As described above, the conventional method has a drawback that the reliability of the decoding result may not be reflected correctly.

【0007】この発明の目的は、たたみ込み符号のヴィ
タビアルゴリズムによる復号過程において、復号結果に
対応した信頼度情報を求める際に、符号トレリス上のあ
る状態にマージする2つのパスで、パスメトリックがそ
れぞれ低くその差が小さいパス同志によって計算された
Δによって情報シンボルに対応した信頼度情報を更新し
てしまうといった問題を解決し、復号系列とその信頼度
を正しく反映した信頼度情報を出力する復号方法を提供
する。
An object of the present invention is to obtain a reliability information corresponding to a decoding result in the process of decoding a convolutional code by the Viterbi algorithm. Two paths are merged into a certain state on the code trellis. Solves the problem that the reliability information corresponding to the information symbol is updated by Δ calculated by the paths that have a small difference and a small difference, and output the reliability information that correctly reflects the decoded sequence and its reliability. A decryption method is provided.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれ
ば、符号トレリスを終端した唯一の生き残りパスのみに
ついて、信頼度情報の更新と、情報シンボルとその信頼
度情報を出力することを実行する。請求項2の発明によ
れば、各時点で各生き残りパス中のパスメトリックの最
も大きい生き残りパスについてのみ、信頼度情報の更新
と、情報シンボルとその信頼度情報を出力することを実
行する。
According to the present invention, the reliability information is updated and the information symbol and its reliability information are output only for the only surviving path that terminates the code trellis. To do. According to the invention of claim 2, the reliability information is updated and the information symbol and its reliability information are output only for the surviving path having the largest path metric among the surviving paths at each time point.

【0009】請求項3の発明によれば送信側で情報系列
をnビットごとに分別して、mビット(m<n,m:受
信側のパスメモリ長以上)の固定パターンのダミービッ
トを挿入し、そのダミービットが挿入された情報系列を
畳み込み符号化して送信し、受信側で請求項1の発明に
より復号する。
According to the third aspect of the invention, the transmitting side sorts the information sequence into n bits and inserts m bits (m <n, m: path memory length of the receiving side or more) of a fixed pattern dummy bit. , The information sequence in which the dummy bits are inserted is convolutionally encoded and transmitted, and the receiving side decodes according to the invention of claim 1.

【0010】[0010]

【実施例】請求項1の発明の実施例を図1を参照して説
明する。この発明では符号トレリスを終端した唯一の生
き残りパスのみについて信頼度情報の更新を行う。この
ように終端した唯一の生き残りパスを間違いなく得るた
めに、図1Aに示すように送信側の送信情報系列21に
対し適当な間隔で長さmの固定パターン(例えばすべて
−1)のダミービット22を挿入する。ダミービット2
2の符号長mは受信側の復号器におけるパスメモリの長
さと等しいか、これより長くする。隣接ダミービット2
2の間の情報系列21の長さnは、mより大とするが、
m+nだけ復号が遅れるのであまり大とすると問題とな
ることがある、一方、nを小にすると伝送効率が悪くな
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the invention of claim 1 will be described with reference to FIG. In the present invention, the reliability information is updated only for the only surviving path that terminates the code trellis. In order to surely obtain the only surviving path terminated in this way, as shown in FIG. 1A, a dummy bit of a fixed pattern (for example, all -1) of a length m at appropriate intervals with respect to the transmission information sequence 21 on the transmission side. Insert 22. Dummy bit 2
The code length m of 2 is equal to or longer than the length of the path memory in the decoder on the receiving side. Adjacent dummy bit 2
The length n of the information sequence 21 between 2 is greater than m,
Since decoding is delayed by m + n, if it is too large, it may cause a problem, while if n is small, transmission efficiency becomes poor.

【0011】受信側でダミービット22により符号トレ
リスが終端した生き残りパスを利用するが、伝送誤りが
多く、仮りに、終端した状態がダミービット22のそれ
と異っている場合でも、終端すべき状態が予めわかって
いるから、その状態に到達したパスのパスメトリックの
大きい方を、唯一の生き残りパスとして用い、そのパス
について信頼度情報の更新を行う。
On the receiving side, the survivor path in which the code trellis is terminated by the dummy bit 22 is used. However, even if the terminated state is different from that of the dummy bit 22 due to many transmission errors, the state to be terminated should be used. Is known in advance, the path with the larger path metric of the path that has reached that state is used as the only surviving path, and the reliability information is updated for that path.

【0012】例えば符号トレリス上において、図1Bに
示すように、各nビットの情報ビット21とその前後の
ダミービット22とからなる各フレームごとに、その後
端部のダミービット22によって符号トレリスを終端
し、この上でヴィタビアルゴリズムを実行することによ
り、唯一の生き残りパスを決定する。つぎにこの生き残
りパス23上の各時点kでマージする対抗パス24のパ
スメトリックと、時点kでのパス23のパスメトリック
との差Δkを計算する。そしてパス24がパス23から
ダイバージしてからマージするまでの間で、パスブラン
チ上の互いの情報シンボルが異なる時点je(e=1,
2,…)でのパス23上の情報シンボルに対応した信頼
度情報Ljを適当な初期値Ljから Lj=min(Lj,αΔk), α:定数 により更新していく。この反復をフレーム内のすべての
kについて行い、最終的なLjをそれに対応した情報シ
ンボルの信頼度情報として出力する。例えば、連接符号
の外符号の復号を行う場合には、復号結果とそれに対応
した信頼度情報を用いて軟判定復号を行うことができ
る。
For example, on the code trellis, as shown in FIG. 1B, the code trellis is terminated by a dummy bit 22 at the rear end of each frame consisting of each n-bit information bit 21 and dummy bits 22 before and after it. Then, by executing the Viterbi algorithm on this, the only surviving path is determined. Next, a difference Δk between the path metric of the opposing path 24 to be merged at each time point k on the surviving path 23 and the path metric of the path 23 at the time point k is calculated. Then, between the time when the path 24 diverges from the path 23 and the time when the information symbols on the path branches are different from each other je (e = 1,
2, ...) The reliability information Lj corresponding to the information symbol on the path 23 is updated from an appropriate initial value Lj by Lj = min (Lj, αΔk), α: constant. This iteration is performed for all k in the frame, and the final Lj is output as the reliability information of the information symbol corresponding to it. For example, when decoding the outer code of the concatenated code, soft-decision decoding can be performed using the decoding result and the reliability information corresponding thereto.

【0013】即ち図2に示すように通常のヴィタビ復号
器におけるメトリックコンピュータ26で、符号トレリ
ス上のブランチメトリック27を計算し、出力する。こ
のブランチメトリック27と、パスメモリ28に記憶さ
れているパスメトリック29とを用いて各状態での生き
残りパスの選択、情報シンボル31の出力がACS(A
dd−Compare−Select)回路32で行
う。この出力された情報シンボル29はパスメモリ(符
号トレリスを終端して用いるので、パスメモリ長は内符
号のフレーム長)28に入り、各状態の生き残りパス、
情報シンボル、マージするパス、それぞれのパスメトリ
ックを記憶する。そして、符号系列のフレームの終わり
まできた時点で、唯一の生き残りパス上の各時点での対
抗パスとのパスメトリックの差Δを算出し、信頼度情報
を更新、記憶する。この反復を終えた時点で、1フレー
ム分の復号系列33とそれに対応した信頼度情報34を
出力する。外符号用メトリックコンピュータ35で、そ
の復号系列33とそれに対応した信頼度情報34及び符
号トレリス上の符号シンボルをもちいてブランチメトリ
ックを計算し、ACS回路36、パスメモリ37によっ
てヴィタビアルゴリズムによる復号を行う。
That is, as shown in FIG. 2, a metric computer 26 in an ordinary Viterbi decoder calculates and outputs a branch metric 27 on the code trellis. Using this branch metric 27 and the path metric 29 stored in the path memory 28, the selection of the surviving path in each state and the output of the information symbol 31 are ACS (A
This is performed by the dd-Compare-Select) circuit 32. This output information symbol 29 enters the path memory (since the code trellis is used for termination, the path memory length is the frame length of the inner code) 28, and the surviving path of each state,
Information symbols, paths to be merged, and respective path metrics are stored. Then, when the end of the frame of the code sequence is reached, the difference Δ of the path metric from the opposing path at each time point on the only surviving path is calculated, and the reliability information is updated and stored. When this repetition is finished, the decoded sequence 33 for one frame and the reliability information 34 corresponding thereto are output. The outer code metric computer 35 calculates a branch metric by using the decoding sequence 33, the reliability information 34 corresponding to the decoding code 33, and the code symbol on the code trellis, and the ACS circuit 36 and the path memory 37 perform decoding by the Viterbi algorithm. To do.

【0014】次に請求項2の発明の実施例を説明する。
請求項2の発明では終端した符号トレリスを利用するも
のではなく、従ってダミービット22の送信は必要とし
ない。この発明では、パスメモリ内の各生き残りパスの
うち、パスメトリックの最も大きい生き残りパスを選
ぶ。例えば図3Aに示すように、時点kで状態Skにパ
ス41と42がマージし、状態S′kにパス43と44
がマージしているが、その各生き残りパス41と44と
では対応するパスメトリックがパス41の方が大きいか
ら、このパス41だけを選ぶ。つぎにこの生き残りパス
41上の各時点kでマージする対抗パス42のパスメト
リックと、時点kでのパス41のパスメトリックとの差
Δ′kを計算する。そしてパス42が41からダイバー
ジしてからマージするまでの間で、パスブランチ上の互
いの情報シンボルが異なる時点je(e=1,2,…)
でのパス41上の情報シンボルに対応した信頼度情報
L′jを適当な初期値L′jから L′j=min(L′j,αΔ′k), α:定数 により更新していく。この反復をパスメモリ内のすべて
のkについて行い、パスメモリより出力される情報シン
ボルに対応したL′jを情報シンボルに対応した信頼度
情報として出力する。例えば、連接符号の外符号の復号
を行う場合には、復号結果とそれに対応した信頼度情報
を用いて軟判定復号を行うことができる。
Next, an embodiment of the invention of claim 2 will be described.
The invention of claim 2 does not utilize a terminated code trellis and therefore does not require transmission of the dummy bit 22. According to the present invention, among the surviving paths in the path memory, the surviving path having the largest path metric is selected. For example, as shown in FIG. 3A, at time k, paths 41 and 42 are merged into state Sk, and paths 43 and 44 are merged into state S′k.
However, since the corresponding path metric of the surviving paths 41 and 44 is larger in the path 41, only this path 41 is selected. Next, the difference Δ′k between the path metric of the opposing path 42 to be merged at each time k on the surviving path 41 and the path metric of the path 41 at time k is calculated. Then, from the time when the path 42 is diverged from 41 to the time when the information symbols on the path branch are different from each other je (e = 1, 2, ...)
The reliability information L'j corresponding to the information symbol on the path 41 at is updated from an appropriate initial value L'j by L'j = min (L'j, αΔ'k), α: constant. This repetition is performed for all k in the path memory, and L'j corresponding to the information symbol output from the path memory is output as reliability information corresponding to the information symbol. For example, when decoding the outer code of the concatenated code, soft-decision decoding can be performed using the decoding result and the reliability information corresponding thereto.

【0015】即ち、例えば図3Bに図2と対応する部分
に同一符号を付けて示すように、ACS回路45におい
て、メトリックコンピュータ26で計算されたブランチ
メトリック27と、パスメモリ40からのパスメトリッ
ク29とを用いて各状態での生き残りパスの選択、最大
パスメトリックを持つ生き残りパスとそれにマージする
対抗パスとのパスメトリックの差Δの算出を行い、情報
シンボル31、Δ46及び最大パスメトリックを持つ状
態番号47をパスメモリ40に出力する。パスメモリ
(パスメモリ長は、各状態の生き残りパスが時間的に古
い方向へさかのぼったときに、すべてのパスがマージす
るのに十分な長さで、通常は拘束長の5〜6倍程度が用
いられる)40では、各状態の生き残りパス、情報シン
ボル、パスメトリックを記憶し、Δを用いて信頼度情報
を更新、記憶する。そして、復号系列33とそれに対応
した信頼度情報34を出力する。外符号用メトリックコ
ンピュータ35で復号系列33とそれに対応した信頼度
情報34及び符号トレリス上の符号シンボルをもちいて
ブランチメトリックを計算し、ACS回路36、パスメ
モリ37によってヴィタビアルゴリズムによる復号を行
う。
That is, for example, as shown in FIG. 3B by attaching the same reference numerals to the portions corresponding to FIG. 2, the branch metric 27 calculated by the metric computer 26 and the path metric 29 from the path memory 40 in the ACS circuit 45. Using and to select the surviving path in each state, calculate the difference Δ in the path metric between the surviving path having the maximum path metric and the opposing path to be merged with it, and the state having the information symbols 31, Δ46 and the maximum path metric. The number 47 is output to the path memory 40. Path memory (The path memory length is long enough for all paths to merge when the surviving paths in each state go back in the direction of time lag, and usually about 5 to 6 times the constraint length. (Used) 40, the survivor path, information symbol, and path metric of each state are stored, and the reliability information is updated and stored using Δ. Then, the decoded sequence 33 and the reliability information 34 corresponding thereto are output. The outer code metric computer 35 calculates a branch metric by using the decoding sequence 33, the reliability information 34 corresponding thereto and the code symbol on the code trellis, and the ACS circuit 36 and the path memory 37 perform decoding by the Viterbi algorithm.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上述べたように請求項1の発明によれ
ば、符号トレリス上で終端した唯一の生き残りパス(し
かも既知の状態にマージする)についてのみ、Δの演算
をし、かつ信頼度情報の更新を行っているため、パスメ
トリックの低い、つまり正しいパスである可能性が低
い、パス同士で計算されたΔによって信頼度情報が更新
されるおそれはない。
As described above, according to the first aspect of the present invention, Δ is calculated and reliability is calculated only for the only surviving path terminated on the code trellis (and merged into a known state). Since the information is updated, there is no possibility that the reliability information is updated by Δ calculated between the paths having a low path metric, that is, the possibility that the path is correct.

【0017】同様に請求項2の発明によれば、各時点で
マージするパス中のパスメトリックが最大の生き残りパ
スのみについて信頼度情報の更新を行うため、パスメト
リックの低いパス同士で計算されたΔによって信頼度情
報が更新されるおそれはない。請求項1,2の各発明方
法を用いてシミュレーションによって連接符号の復号を
行った後の誤り率特性を図4の曲線51,52にそれぞ
れ示す。また硬判定復号後の誤り率特性、前記文献1に
示す手法による復号後の誤り率特性をそれぞれ参照とし
て曲線53,54を示す。横軸、縦軸はそれぞれ内符号
復号後の誤り率、外符号復号後の誤り率であり、内符
号、外符号の符号化レートはともに1/2、拘束長はと
もに7とした。内符号復号器出力系列における誤りをラ
ンダム化するためにインタリーブを用いた。そのサイズ
は40×32とした。このシミュレーション結果から、
請求項1,2の発明による復号を行うことによって、硬
判定復号を行ったときと比べて誤り率特性が大きく改善
(誤り率が、請求項1の復号で2桁程度、請求項2の復
号で1桁程度)しているのがわかる。それに対して、ハ
ーゲナウアらの手法による復号を行っても、硬判定復号
に対する改善はごくわずかである。
Similarly, according to the second aspect of the present invention, since reliability information is updated only for the surviving path having the maximum path metric among the paths to be merged at each time point, it is calculated between paths having low path metrics. There is no possibility that the reliability information will be updated by Δ. The error rate characteristics after decoding the concatenated code by simulation using the methods of the inventions of claims 1 and 2 are shown by curves 51 and 52 in FIG. 4, respectively. Curves 53 and 54 are shown with reference to the error rate characteristic after hard-decision decoding and the error rate characteristic after decoding by the method shown in the above-mentioned Document 1, respectively. The horizontal axis and the vertical axis are the error rate after the inner code decoding and the outer code decoding, respectively. The coding rates of the inner code and the outer code are both 1/2 and the constraint length is 7. Interleaving was used to randomize the errors in the output sequence of the inner code decoder. Its size was 40 × 32. From this simulation result,
By performing the decoding according to the inventions of claims 1 and 2, the error rate characteristic is greatly improved as compared with the case where the hard decision decoding is performed (the error rate is about two digits in the decoding of claim 1, and the decoding of claim 2 is performed. It is understood that it is about 1 digit). On the other hand, even if the decoding by the method of Hagenauer et al. Is performed, the improvement on the hard-decision decoding is negligible.

【0018】この発明は連接符号による誤り訂正におけ
る内符号の復号過程で出力される信頼度情報を用いて外
符号を軟判定復号する場合のみならず、複数の伝搬経路
の受信復号を誤り訂正復号し、その復号結果を信頼度情
報を用いて選択するダイバーシティ受信、その他にも適
用できる。図1Aでは情報系列を分割したが、送信情報
系列の最後にのみダミービットを付加してもよい。
The present invention is not limited to the case where the outer code is soft-decision-decoded by using the reliability information output in the decoding process of the inner code in the error correction by the concatenated code, but the error-correction decoding of the reception decoding of a plurality of propagation paths is performed. However, the present invention can also be applied to diversity reception in which the decoding result is selected using reliability information, and so on. Although the information sequence is divided in FIG. 1A, dummy bits may be added only at the end of the transmission information sequence.

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

【図1】Aは請求項1の発明に復号方法に適する送信フ
レームの例を示す図、Bは請求項1の発明による復号を
行うときの符号トレリスの例を示す図である。
1A is a diagram showing an example of a transmission frame suitable for a decoding method according to the invention of claim 1, and FIG. 1B is a diagram showing an example of a code trellis when performing decoding according to the invention of claim 1;

【図2】請求項1の発明を適用した復号装置を示すブロ
ック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a decoding device to which the invention of claim 1 is applied.

【図3】Aは請求項2の発明による復号を行うときの符
号トレリスの例を示す図、Bは請求項2の発明を適用し
た復号装置を示すブロック図である。
3A is a diagram showing an example of a code trellis when performing decoding according to the invention of claim 2, and FIG. 3B is a block diagram showing a decoding device to which the invention of claim 2 is applied.

【図4】この発明の方法、従来の方法をそれぞれ用いた
連接符号復号後の誤り率特性のシミュレーション結果を
示す図。
FIG. 4 is a diagram showing simulation results of error rate characteristics after concatenated code decoding using the method of the present invention and the conventional method.

【図5】Aは連接符号による符号化送信と、その受信復
号とを示すブロック図、Bは連接符号の復号において、
ヴィタビ復号と結果とともに信頼度情報とを出力して外
符号を軟判定復号する装置を示すブロック図、Cは従来
法により復号を行うときの符号トレリスの例を示す図で
ある。
FIG. 5A is a block diagram showing coded transmission using a concatenated code and reception and decoding thereof, and B is a decoding of the concatenated code.
FIG. 3 is a block diagram showing an apparatus for outputting Viterbi decoding and reliability information together with a result to perform soft decision decoding of an outer code, and FIG. C is a diagram showing an example of a code trellis when decoding is performed by a conventional method.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力符号系列を、符号トレリス上でヴィ
タビアルゴリズムにより復号し、 上記符号トレリス上のある時点における各状態から生き
残りパス上の各時点kでマージする一対のパスのパスメ
トリックの差Δkを計算し、 上記一対のパスがそれぞれダイバージしてからマージす
るまでの間でパスブランチ上の互いの情報シンボルが異
なる時点jでの、上記一対のパスのパスメトリック中の
大きい(確からしい)方のパス上の上記情報シンボルに
対応した信頼度情報Ljを、初期値Ljから、 Lj=min(Lj,αΔk), α:定数 により更新して、最終的なLjをその情報シンボルに対
応した上記信頼度情報としてその情報シンボルとともに
出力するヴィタビ復号方法において、 上記符号トレリスを終端した唯一の生き残りパスのみに
ついて、上記信頼度情報Ljの更新、上記情報シンボル
とその信頼度情報の出力を実行することを特徴とするヴ
ィタビ復号方法。
1. A difference in path metric between a pair of paths that decodes an input code sequence by a Viterbi algorithm on a code trellis, and merges from each state at a certain time on the code trellis at each time k on a surviving path. Δk is calculated, and a large value (probably) in the path metric of the pair of paths at a time point j when the information symbols on the path branches are different between the diverging and merging of the pair of paths. The reliability information Lj corresponding to the information symbol on the other path is updated from the initial value Lj by Lj = min (Lj, αΔk), α: a constant, and the final Lj corresponds to the information symbol. In the Viterbi decoding method that outputs the reliability information together with the information symbol, the only surviving path that terminates the code trellis is For, Viterbi decoding method and executes updating the reliability information Lj, the information symbols and the output of the reliability information.
【請求項2】 入力符号系列を、符号トレリス上でヴィ
タビアルゴリズムにより復号し、 上記符号トレリス上のある時点における各状態から生き
残りパス上の各時点kでマージする一対のパスのパスメ
トリックの差Δkを計算し、 上記一対のパスがそれぞれダイバージしてからマージす
るまでの間でパスブランチ上の互いの情報シンボルが異
なる時点jでの、上記一対のパスのパスメトリック中の
大きい(確からしい)方のパス上の上記情報シンボルに
対応した信頼度情報Ljを、初期値Ljから、 Lj=min(Lj,αΔk), α:定数 により更新して、最終的なLjをその情報シンボルに対
応した上記信頼度情報としてその情報シンボルとともに
出力するヴィタビ復号方法において、 上記各時点kで各生き残りパスのうちパスメトリックの
最も大きい生き残りパスについてのみ、上記信頼度情報
Ljの更新、上記情報シンボルとその信頼度情報の出力
を実行することを特徴とするヴィタビ復号方法。
2. A difference in path metric between a pair of paths, which decodes an input code sequence by a Viterbi algorithm on a code trellis and merges from each state at a certain time on the code trellis at each time k on a surviving path. Δk is calculated, and a large value (probably) in the path metric of the pair of paths at a time point j when the information symbols on the path branches are different between the diverging and merging of the pair of paths. The reliability information Lj corresponding to the information symbol on the other path is updated from the initial value Lj by Lj = min (Lj, αΔk), α: a constant, and the final Lj corresponds to the information symbol. In the Viterbi decoding method for outputting the reliability information together with the information symbol, the path metric of each surviving path at each time point k is used. The largest for the survivor path only, update of the reliability information Lj, Viterbi decoding method characterized by executing the output of the reliability information and the information symbols.
【請求項3】 送信側で情報系列をnビットごとに分割
して、mビット(m<n,m:受信側のパスメモリ長以
上)の固定パターンのダミービットを挿入し、 そのダミービットが挿入された情報系列を畳み込み符号
化して送信し、 受信側で受信系列を、符号トレリスを終端したトレリス
上でヴィタビアルゴリズムにより復号し、 その復号の際に、上記符号トレリス上の唯一の生き残り
パスの各時点kでマージする対抗パスとのパスメトリッ
クの差Δkを計算し、 上記生き残りパスと上記その対抗パスがそれぞれダイバ
ージしてからマージするまでの間で、パスブランチ上の
互いの情報シンボルが異なる時点jでのその生き残りパ
ス上のその情報シンボルに対応した信頼度情報Ljを初
期値Ljから、 Lj=min(Lj,αΔk), α:定数 により更新していき、最終的なLjをその情報シンボル
に対応した信頼度情報として、その情報シンボルととも
に出力することを特徴とする畳み込み符号化伝送方法。
3. A transmission side divides an information sequence into n bits, and a dummy bit of a fixed pattern of m bits (m <n, m: path memory length of the reception side or more) is inserted, and the dummy bits are The inserted information sequence is convolutionally encoded and transmitted, and the reception sequence is decoded by the Viterbi algorithm on the trellis that terminates the code trellis at the receiving side, and at the time of decoding, the only surviving path on the above code trellis. At each time point k, the difference Δk in the path metric with the opposing path to be merged is calculated, and between the surviving path and the opposing path diverging and merging, information symbols on the path branch are From the initial value Lj, the reliability information Lj corresponding to the information symbol on the surviving path at different time points j is Lj = min (Lj, αΔk), α: constant And the final Lj is output as reliability information corresponding to the information symbol together with the information symbol.
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