JPH0832633A - トレリス復号器 - Google Patents

トレリス復号器

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JPH0832633A
JPH0832633A JP6168151A JP16815194A JPH0832633A JP H0832633 A JPH0832633 A JP H0832633A JP 6168151 A JP6168151 A JP 6168151A JP 16815194 A JP16815194 A JP 16815194A JP H0832633 A JPH0832633 A JP H0832633A
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JP6168151A
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Shigeru Okita
茂 沖田
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ブランチメトリックの演算に必要
な入力信号のビット数と出力のビット数を削減し、回路
規模を縮小することのできるトレリス復号器を提供する
ことを目的とする。 【構成】 本発明のトレリス復号器は、所定のビット配
置で設定されるシンボル群の内から前記復調データによ
って特定される所定のシンボルの組に対応する領域情報
を出力し、かつこの領域情報の一部のビットは当該シン
ボルの組の配置パターンに一致させた配置パターン情報
と対応づけて成る領域判定手段と、前記復調データに対
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振幅制限復調データの一部と
前記配置パターン情報を用いて前記ビタビ復号における
ブランチメトリックを演算するブランチメトリック演算
手段とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トレリス符号化変調方
式におけるトレリス復号器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、放送及び通信等の分野では、限ら
れた周波数帯域で符号化利得を得る符号化の方法として
トレリス符号化変調方式が用いられる。このトレリス符
号化変調方式の手法と効果については、たとえば文献G.
Ungerboeck著「Trellis-CodedModulation with Redunda
nt Signal Sets Part I;Introduction 」及び同著「Tre
llis-Coded Modulation With Redundant Signal Sets P
art II;State of the Art」,IEEE Communications Maga
zine,1987-Vol.25.No.2、あるいはA.J.Viterbi,J.K.Wol
f,E.Zehavi,R.Padovani, 著「A Pragmatic Approach to
Trellis-CodedModulation」,IEEE Communications Mag
azine,Vol.27,pp.11-19,jul.1989に述べられている。
【0003】以下、この変調方式について簡単に説明す
る。例えば、変調方式が256QAM(Quadrature Amp
litude Modulation;直交振幅変調)の場合のトレリス符
号化器の構成例を図17に示す。図17を参照するに、
情報シンボル(x1 〜x7 )の7ビットを非符号化ビッ
ト(6ビット)と、1ビットをたたみ込み符号化器10
1により拡大した符号化ビット(2ビット)をトレリス
符号化シンボル8ビットとし、これを信号配置分配器1
03によりI軸/Q軸の配置に対応した5ビットの送信
側の変調データIe /Qe に変換し、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。
【0004】図17に示すトレリス符号化器は、その構
成から、トレリス符号化シンボルの8ビットのうち下位
2ビットの符号化ビットの方がたたみ込み符号化により
符号間距離を大きく確保することができるものである。
また上位の6ビットについては、変調シンボルの配置に
より符号間距離を確保してバランスをとるようにする。
【0005】図5にQAM変調方式によるトレリス符号
化変調方式(QAM−TCM(Trellis-Coded Modulatio
n))の変調シンボル配置を示す。これは、前記文献の
「A Pragmatic Approach to Trellis-Coded Modulatio
n」をQAMに応用したものである。図5において、例
えば○のシンボルは下位2ビットが“00”のシンボル
であり、△は“10”のシンボルであり、□は“01”
のシンボルであり、◎は“11”のシンボルである。こ
のように、符号化ビットが共通のシンボルの集合をサブ
セットと呼ぶ。これらのシンボルを図5に示すように配
置することにより、上位の非符号化ビットのみ異なるシ
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ことが可能となる。これ
が、トレリス符号化変調方式の基本原理である。
【0006】なお、図2に上位の非符号化ビット(6ビ
ット)の配置例を示す。図は下位2ビットが“00”の
○のシンボルについてのみ示してある。他のサブセット
についても同様である。
【0007】次に、前記256QAM−TCMの場合に
ついて復号方法を説明する。図16に従来のトレリス復
号器の構成を示す。このトレリス復号器は、非符号化ビ
ット復号部20とビタビ復号部30からなり、また非符
号化ビット復号部20は代表シンボル検出手段27、遅
延回路28及び非符号化ビット選択手段29で構成さ
れ、ビタビ復号部30はBMU31、ビタビ復号回路3
3及びたたみ込み符号化回路35で構成される。
【0008】このような構成で、復調した受信シンボル
のI/Q軸上の配置に対応した256QAM復調データ
Id /Qd を入力とし(Id /Qd 、受信側の軟判定復
調データ)、トレリス復号シンボル(x7 …x1 )を出
力する。各軸における配置の判定において、受信シンボ
ルは軟判定される(図3を参照)。この図3の場合、各
変調シンボル間を各軸において8つに分割しており(図
3(a)ではI/Q軸共、4から12までの8区間)、
最低7×2bit の表現を必要とする。この軟判定された
復調データの14ビットよりビタビ復号部30のBMU
(branch metric unit)31によりビタビ復号のための
4つのブランチメトリックを計算し、それらを用いてビ
タビ復号回路33により情報ビット(x1 )を得る。
尚、通常、ビタビ復号回路にはBMUが含まれるが、本
明細書においては別個のものとする。
【0009】次に、トレリス復号の原理について説明す
る。まず、図3(a)に示すように各サブセットについ
て硬判定して、復号シンボルの候補(代表シンボル)を
検出する。つまり、トレリス符号化シンボル(y7…y
1 0 )のうち、下位の2ビットについてはビタビ復号
されるまで決定できないので、(y1 0 )=(00)
〜(11)の各々について、(××××××y1 0
を予め検出しておく。
【0010】例えば、図3において、受信シンボル●に
対し、(y1 0 )=(00)のサブセット、すなわち
○については(00100100)のシンボルが、同様
にして、□については(00000101)、△につい
ては(00100010)、◎については(00000
011)の各シンボルが各サブセットの代表シンボルと
なる。なお、代表シンボルの検出は上位6ビットのみで
よい(下位の2ビットはビタビ復号後に決定できる)。
したがって、代表シンボルの出力ビット数は、6×4=
24ビットとなる。
【0011】ビタビ復号に必要なブランチメトリックは
各代表シンボルと受信シンボルとの距離(ユークリッド
距離)に基づいて決定する。図3に示すように(y1
0 )=(00)〜(11)に対応するブランチメトリッ
クλ0 、λ1 、λ2 、λ3 をそれぞれBs ビットで表現
する。
【0012】ブランチメトリックの計算は、例えば軟判
定後の受信シンボルが図3(a)に示す位置にあると
き、図3(b)に示すようになる。ここで、各数字は◎
のシンボルから各受信位置における受信シンボルまでの
ユークリッド距離の2乗(つまり図3(a)に示す
λ3 )を表す。前記受信シンボルに対しては、λ3 =7
2(=01001000)である。また、ブランチメト
リックの取り得る値の範囲は0〜128であり、このま
まだと表現に8ビットを要する。しかしながら、ある程
度までビット打ち切りにより演算精度を下げても、BE
R特性はほとんど劣化しないことが知られており、上位
4ビットで打ち切ったときのブランチメトリックのテー
ブルは図4のようになる。この場合、Bs =4である。
【0013】これらを用いて、図16に示したビタビ復
号回路では、たたみ込み符号化の構成から決まる、Ns
個の可能な伝送系列(パス)に対応した誤差を累積して
パスメトリックとし、これに基づいてパスの選択が行わ
れてMs 段のパスメモリに記憶される。記憶されたNs
個のパスのうち、最も確からしいパス(最尤パス)の、
最過去のビットがビタビ復号ビットとして出力される。
このようにして、情報ビット(x1 )は、誤り訂正され
ながら再生され、これをたたみ込み符号化すれば符号化
ビット(y1 0 )を再生することができる。Ms は通
常拘束長の4〜6倍の値が選ばれており、たたみ込み符
号化の状態数Ns =64のときMs =30〜40であ
る。つまり、ここで説明した従来例のビタビ復号では、
ひとつの(x1 )の復号に、30〜40個の受信シンボ
ルを用いることになる。
【0014】また、図16に示すトレリス復号器で復号
された符号化ビット(y1 0 )は、誤り訂正の効果を
含んでおり、これらを用いて非符号化ビット(y7 …y
2 )=(x7 …x2 )を復号する。ここで検出された各
代表シンボルは、ビタビ復号回路33でビタビ復号にか
かる時間分だけ遅延するため、Ms 段のシフトレジスタ
に入力される。このようにして復号再生された(y1
0 )に対応する(y7…y2 )が選択され、トレリス復
号シンボルの上位6ビットが決定される。
【0015】例えば、図3の例で、Ms 段シフトレジス
タの出力が(001001)、(000001)、(0
01000)、(000000)であるとき、(y1
0 )=(01)ならば、(y7 …y2 )=(x7
2 )=(000001)である。即ち、図3で対応す
る変調シンボルは(00000101)である。図3で
256QAMの硬判定を行うと(00100100)と
なるのだが、下位2ビットについて、その前後の受信系
列との繋がりから、実は(00000101)の方が正
しいと誤り訂正される。
【0016】なお、図16における代表シンボルの検出
は、256QAM復調データの復調精度によって決ま
る。例えば、I/Q各軸共に8ビットの精度が必要であ
る。ところで、QAMの場合は変調シンボルが格子状に
配置されるため上位の何ビットかが、代表シンボルを決
定する。例えば256QAMはI/Q各軸上位の5ビッ
トのみで代表シンボルの検出は可能である。
【0017】一方、BMUにおけるブランチメトリック
は、軟判定のレベル(すなわち量子化レベル)が高けれ
ば高い程、ビタビ復号の精度は向上するのだが、I/Q
各軸7ビットで十分だったとする。すると、トレリス復
号は、I/Q各軸が8ビット精度の7ビットの復調デー
タで可能となり、8ビットのうちのLSBの1ビットは
用いなくても良い。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、BMU
を、例えばROMで構成しようとすると、入力アドレス
7×2=14bit あるいは8bit ×2=16bit で、出
力4×4=16bit の構成となる。これは214×16=
256Kbit あるいは216×16=1000Kbit (1
K=1024)の膨大なメモリを必要とすることにな
る。このように大規模のROM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、非常に不
利である。
【0019】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演算に必要な入力信号のビッ
ト数と出力のビット数を削減し、回路規模を縮小するこ
とのできるトレリス復号器を提供することを目的とす
る。
【0020】
【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
て得られた復調データを基に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器で
あって、所定のビット配置で設定されるシンボル群の内
から前記復調データによって特定される所定のシンボル
の組に対応し、かつ当該シンボルの組の配置パターンに
係る配置パターン情報と対応付けられたビットを含む領
域情報を出力する領域判定手段と、前記復調データに対
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振幅制限復調データの一部と
前記領域判定手段から出力される領域情報から判別され
る配置パターン情報とを用いて前記ビタビ復号における
ブランチメトリックを演算するブランチメトリック演算
手段とを有することを要旨とする。
【0021】望ましくは、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2ビットの符号化ビットとし、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に対応する
復調データを基に、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非符号
化ビット復号部を有するトレリス復号器において、前記
所定のビット配置で設定されるシンボル群、すなわちサ
ブセットの内から前記受信シンボルによって特定される
シンボル、すなわちサブセットの代表シンボルの組に対
応する領域情報を出力する領域判定手段と、前記軟判定
して得られた復調データ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
データの一部と、前記領域判定手段の出力の一部を用い
て(配置パターン情報)、前記ビタビ復号におけるブラ
ンチメトリックを演算するブランチメトリック演算手段
を有すると良い。
【0022】本願第2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復調データを基にビタビ復号し
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
リス復号器であって、所定のビット配置で設定されるシ
ンボル群の内から前記復調データによって特定される所
定のシンボルの組を検出して代表シンボルの組データと
して出力する代表シンボル検出手段と、この代表シンボ
ル検出手段から出力される前記代表シンボルの組データ
から前記所定のシンボルの組の配置パターンに係る配置
パターン情報を検出して出力する配置パターン検出手段
と、前記復調データ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振幅
復調データの一部と前記配置パターン情報を用いて前記
ビタビ復号におけるブランチメトリックを演算するブラ
ンチメトリック演算手段とを有することを要旨とする。
【0023】望ましくは、前記トレリス復号器におい
て、所定のビット配置で設定されるシンボル群、すなわ
ちサブセットの内から前記受信シンボルによって特定さ
れるシンボル、すなわち代表シンボルの組を検出して出
力する代表シンボル検出手段と、前記代表シンボル組デ
ータから配置パターン情報を出力する配置パターン検出
手段と、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の一部と、前記配置パター
ン情報とから、前記ビタビ復号におけるブランチメトリ
ックを演算するブランチメトリック演算手段を有すると
良い。
【0024】本願第3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復調データを基にビタビ復号し
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
リス復号器であって、前記復調データに対して振幅制限
を施す振幅制限手段と、この振幅制限手段により振幅制
限が施された振幅制限復調データの一部である第1の振
幅制限復調データから、所定のビット配置で設定される
シンボル群の内から前記復調データによって特定される
所定のシンボルの組の配置パターンに係る配置パターン
情報を検出して出力する配置パターン検出手段と、前記
振幅制限復調データの一部である第2の振幅制限復調デ
ータと前記配置パターン情報とを用いて前記ビタビ復号
におけるブランチメトリックを演算するブランチメトリ
ック演算手段とを有することを要旨とする。
【0025】本願第4の発明は、前記請求項1又は2又
は3記載のブランチメトリック演算手段が、ブランチメ
トリック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。
【0026】本願第5の発明は、前記請求項1又は2又
は3又は4記載の振幅制限手段が、I/Q軸のそれぞれ
に投影した前記振幅制限の範囲を2n の倍数として、2
n 個のサンプル間隔で前記配置パターン情報を対応づけ
ることを要旨とする。
【0027】望ましくは、前記トレリス復号器の振幅制
限手段による各領域のI/Q各軸に相当する範囲を2n
として振幅制限範囲をI/Qの各軸で2n (nは自整
数)の倍数とすると良い。
【0028】本願第6の発明は、複数のQAM復調器を
具備するときに、前記請求項1又は2又は3又は4又は
5記載のブランチメトリック演算手段がそれぞれのQA
M復調器に対して共有されることを要旨とする。
【0029】
【作用】本願第1あるいは第2の発明によれば、前記振
幅制限により、4つの「ユークリッド距離の2乗」を演
算するためのテーブルを受信シンボルが属する各領域に
おいて共通化せしめ、かつ、前記配置組み合わせデータ
により、前記4つの「ユークリッド距離の2乗」を4つ
のブランチメトリックのそれぞれ(λ0 ,λ1 ,λ2
λ3 )に対応させて出力することができる。このとき、
前記4つのユークリッド距離の2乗の計算には、前記復
調データの一部で良いので、計算量を減らすことが可能
となる。
【0030】また、本願第3の発明によれば、前記4つ
のブランチメトリックの表現ビット数を減らすことがで
きるので、前記ユークリッド距離の2乗を計算する演算
手段(BMU)の回路規模を減らすことが可能である。
【0031】
【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は本願第1の発明と第3の発明に係
り、256QAM変調方式によるトレリス復号器の第1
の実施例の構成を示すブロック図である。まず、図1を
参照して構成を説明する。振幅制限手段11は、7bit
(8bit 精度) の256QAM復調データId ,Qd を
入力して所定の振幅制限範囲に制限するものである。こ
の振幅制限手段11の出力の上位5ビットは非符号化ビ
ット復号部20に入力され、下位3ビットはビタビ復号
部30に入力される。また非符号化ビット復号部20は
領域判定手段21、遅延手段23及び非符号化ビットデ
コーダ25により構成され、ビタビ復号部30はBMU
31、ビタビ復号回路33及びたたみ込み符号化回路3
5により構成される。
【0032】以下、このような構成のトレリス復号器の
作用について説明する。まず、振幅制限手段11に、軟
判定復調された受信シンボルの位置に対応したI/Q軸
のそれぞれの成分である復調データId ,Qd がそれぞ
れ入力され、図2に示す振幅制限範囲に制限される。例
えば、復調データId ,Qd は、それぞれ8ビット精度
の7ビットで表現され、−64(100000)〜63
(011111)の値を取り得る(図2では点線の範囲
内に復調データは対応する)。
【0033】特願平5−275660号によれば、適当
な振幅制限を施しても誤り特性の劣化はほとんどなく、
256QAMの場合、I/Q軸のそれぞれで、−60〜
+60に制限する。すなわち、図2で変調データの振幅
制限における下限値Il=Ql=−60,振幅制限にお
ける上限値Ih =Qh =+60として、2点鎖線の範囲
に復調データは変換されて制限される。これにより任意
の受信シンボルに対する、ビタビ復号のためのブランチ
メトリックは、図3のテーブルを用いて演算することが
可能になる。
【0034】図3は◎の変調シンボル(送信シンボル)
に対するブランチメトリックの演算テーブルであるが、
△の変調シンボルに対する演算テーブルは、図3の演算
テーブルを反時計回りに90°回転することで得られ
る。つまり、各変調シンボルに対する演算テーブルは4
種類だけ持っておけばよいことになる。
【0035】この演算テーブルの値は0〜128の値を
とるので8ビットの表現を必要とするが、ある程度まで
ビット打ち切り(正規化)を施しても、特性劣化はほと
んど生じないことが知られており、例えば図4のように
上位4ビットで表現することが可能である。
【0036】ところで、非符号化ビットの復号は、特願
平5−275599号において、受信シンボルの位置を
○、□、△、◎で囲まれる領域(判定領域)に対応づけ
る領域判定処理により可能であることが示されている。
図1の非符号化ビット復号部20はこれに基づいた構成
である。
【0037】この領域判定に用いる各領域のサブセット
の配置パターンは、図5の場合は図6のように4通りし
か存在しない。それぞれP0 ,P1 ,P2 ,P3 とする
と、図5のようにI軸方向、Q軸方向にP0 とP3 ある
いはP1 とP2 の組み合わせで交互に配置される。
【0038】また、前記特願平5−275599号によ
れば、上記各判定領域と受信シンボルがどの領域にある
かという領域情報とは1対1に対応していれば、任意で
あるので、例えば、P0 〜P3 と対応させて領域情報の
上位の2ビットを(00),(01),(10),(1
1)としてもよい。このようにすると、サブセットの配
置パターンをこの領域情報の上位2ビットで表現でき
る。これを配置パターン情報として図1においてBMU
31に入力することで、振幅制限手段の出力7bit ×2
(Id ,Qd )のうち下位の4bit ×2=8bit の入力
のみでブランチメトリックλ0 〜λ3 を計算することが
可能となる。すなわち、図4のブランチメトリックの演
算テーブルは4つ持っておき、それぞれの演算結果を配
置パターン情報により、振り分けてλ0 〜λ3 とする。
【0039】このときのBMU31の構成を図7に示
す。EDU311は,図4の演算テーブルに対応するユ
ークリッド距離の2乗を計算してa,b,c,dを表現
する出力を得るユークリッド距離演算手段を表す。この
場合、復調データId の振幅制限後の復調データをI’
d 、復調データQd の振幅制限後の復調データをQ’d
とするとき、入力はI’d ,Q’d の下位4ビットで、
それぞれ出力は4ビットであり、P0 〜P2 を表現する
配置パターン情報に従って選択出力され、λ0 〜λ3
割当てられて出力される。この場合λ0 〜λ3 のそれぞ
れは4ビットである。
【0040】このようにすることで、従来I’d ,Q’
d の7bit ×2=14bit を演算してλ0 〜λ3 の4bi
t ×4=16bit の出力を得ていたものをI’d ,Q’
d の下位4bit ×2=8bit と配置パターン情報2ビッ
トの合計10ビットと演算することでλ0 〜λ3 を得る
ことができる。この回路規模縮小の効果は、図7のBM
U31の構成をROMで構成することを考えると容易に
理解できる。つまり、従来の方法によれば、14ビット
入力16ビット出力のROMであり、256Kbit (1
K=1024bit )のメモリ容量を必要とする。ところ
が本実施例によると、10ビット入力16ビット出力で
あり16Kbit のメモリ容量のROMで実現でき、縮小
の効果は1/16となる。
【0041】次に第2の実施例について説明する。特願
平5−275660号によれば、図8に示すようにEA
Uの出力に非線形処理を施しても、特性はほとんど劣化
されないで、ブランチメトリックの表現ビット数を3ビ
ットとすることが可能となる。この場合もROMに換算
することで回路規模の縮小の効果を推定でき、10bit
入力3bit ×4=12bit 出力のROMとなる。すなわ
ち、12Kbit のメモリ容量であるから第2の実施例の
縮小の効果は3/64である。
【0042】次に第3の実施例について説明する。図8
に示す非線形処理を用いなくても、上記と同様にブラン
チメトリックの表現ビット数を3ビットとすることがで
き、しかもBMU31入力のビット数も削減可能であ
る。
【0043】以下、図9を参照して説明する。まず、図
5における振幅制限範囲を、Il =Ql =−60,Ih
=Qh =59とする(このように制限しても特性の劣化
はほとんどないのは明らかである)。そして、図9に示
すようにI/Q軸のそれぞれに投影した各領域の範囲
を、8値毎にとる。つまり、(−7)の領域は−60〜
−53であり、(−6)の領域は−52〜−49とす
る。このようにすると、I/Q軸のそれぞれに投影した
各領域(−7)〜(7)は図10及び図11に示すよう
にそれぞれ8値ずつの値に分けられ、したがって演算テ
ーブルは8×8=64値となってI’d ,Q’d の下位
3ビットと直接、対応付けることができる。また、図9
に示した表によるとブランチメトリックの値は0〜6の
範囲に納まっているので、3ビットで表現できる。
【0044】同様に、図7に示したBMU31の構成を
ROMで実現したとすると3bit ×2=6bit 入力12
bit 出力であるから、3Kbit のメモリ容量で可能とな
り、縮小の効果は3/256となる。
【0045】なお、図10及び図11において、(−
7)〜(7)の各領域は上位5ビットで表現できる。し
たがって、図1において領域判定手段21における領域
判定はI’d ,Q’d それぞれの上位5ビットで実現で
きる。
【0046】以上、変調方式から256QAMの場合を
例に説明してきたが、他のQAM変調でも同様の効果を
得る。図5に示す16QAM,32QAM,64QA
M,256QAMについて、回路規模縮小の効果をRO
Mに換算して表にしたものを図12に示す(ここで本実
施例の欄は第3の実施例に対応する)。各変調方式は、
変調シンボルの数が異なるので、復調データId ,Qd
のビット数が異なる。提案の構成によるBMU31の入
出力のビット数は各変調方式共通であるので、変調レベ
ルが高い程回路規模縮小の効果は大である。
【0047】これに、複数の変調方式に対応したトレリ
ス復号器を構成する場合、図5のようにサブセットの配
置を、各変調方式で重複する部分を共通とした場合は、
(振幅制限範囲は各変調方式に対応して変える必要があ
るが)BMU31を共通とすることができる。
【0048】また、これまでの例で配置パターン情報を
領域情報の上位2ビットとしたが任意の2ビットでもよ
いし、P0 〜P3 と1対1に対応すればよいので2ビッ
ト以上(例えば3ビット)で表現してもよい。
【0049】次に第4の実施例について説明する。前述
した各実施例は、領域情報の一部のビットをそのまま配
置パターン情報とした。図13に示すように配置パター
ン検出器41を用いれば、P0 〜P3 と1対1に対応さ
せて領域情報の一部を決める必要は無くなる。
【0050】各判定領域と領域情報とは1対1に対応し
ているので、領域情報の2ビット以上の一部または全部
をデコードすることで、判定領域をグループ分けした部
分集合であるP0 〜P3 と1対1に対応する配置パター
ン情報が得られるのは明らかである。ただし、本実施例
ではP0 〜P3 は4つなので少なくとも領域情報の2ビ
ットをデコードする必要がある。また、BMU31は第
1の実施例乃至第3の実施例と同じものを用いることが
可能である。
【0051】次に第5の実施例について説明する。配置
パターン情報は、代表シンボルの組データによって一意
に決まるので、図14に示すように代表シンボル検出手
段27により代表シンボルの組データとデコードするこ
とでも得られる。ただし、この場合はあまり高レベルの
変調方式を用いるときには、配置パターン検出手段43
の規模が大きくなるので回路規模の縮小上、不利にな
る。
【0052】図14は変調方式が16QAMの場合(非
符号化ビット数2ビット)で、配置パターン検出手段4
3はROMに換算して、十分に小さい512ビットのメ
モリ容量のROMで実現できる。この第5の実施例でも
BMU31は第1の実施例乃至第3の実施例と同じもの
を用いることが可能である。
【0053】次に第6の実施例について説明する。配置
パターン情報は受信シンボルの位置により一意に決まる
ため、I’d ,Q’d の上記5ビットからもデコードで
きる(256QAMの場合)。例えば、図15に示すよ
うに、振幅制限手段11とBMU31との間に配置パタ
ーン検出手段45を設け、BMU31に配置パターン情
報を与えるようにしても良い。この場合、非符号化ビッ
ト復号部20は、図14及び図16に示される代表シン
ボル検出手段27によるものであってもよい。このとき
の配置パターン検出手段45は図1の領域判定手段21
で配置パターン情報のみを出力するのに一致する。この
第6の実施例においてもBMU31は第1の実施例乃至
第3の実施例と同じものを用いることが可能である。
【0054】なお、上述した全ての実施例において、復
調データのビット数及びブランチメトリックのビット数
はこの限りではない。例えば、256QAMの場合は、
復調データId ,Qd ,I’d ,Q’d のビット数をそ
れぞれ8ビットとして、BMU31の入力ビット数を
I’d ,Q’d の下位4ビットずつとし(領域判定はI
/D軸16サンプルごととする)、また、ブランチメト
リックをそれぞれ4ビットで表現するとビタビ復号の誤
り率特性はわずかながら向上する。逆にId 、Qd 、
I’d ,Q’d のビット数を6ビットとすると誤り特性
は悪化するものの回路規模はさらに小さくなる。また、
全ての演算は、DSPによるソフトプログラム処理によ
っても可能であることは明らかである。
【0055】尚、符号化率をR=m/(m+1)より大
とするときの符号化の方法が特願平3−345145号
より提案されている。このときも符号化のビット数が2
のときは、本発明が適用できるのは明らかである。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ブランチ
メトリックの演算に必要な入力のビット数を削減でき簡
単化が可能となり、また出力のビット数も減らすことが
でき回路の簡単化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るトレリス復号器の一実施例の概略
の構成を示すブロック図である。
【図2】256QAM−TCMの非符号化ビット(上位
6ビット)の信号配置例を示す図である。
【図3】ブランチメトリックの一例を示す図である。
【図4】ブランチメトリックのビット打ち切りを示す図
である。
【図5】QAM−TCMの信号配置とサブセットを説明
するための図である。
【図6】サブセットの代表シンボルの配置の組み合わせ
例を示す図である。
【図7】BMUの概略の構成を示すブロック図である。
【図8】リミッタ付きEDUの概略の構成を示すブロッ
ク図である。
【図9】本発明に係るトレリス復号器における領域判定
とブランチメトリック演算テーブルの一実施例を示す図
である。
【図10】本発明に係るトレリス復号器における振幅制
限後の軟判定復調データ例を示す図である。
【図11】本発明に係るトレリス復号器における振幅制
限後の軟判定復調データ例を示す図である。
【図12】本発明に係るBMUと従来のBMUの、それ
ぞれのROMサイズを比較した図である。
【図13】本発明に係る第4の実施例におけるトレリス
復号器の概略の構成を示すブロック図である。
【図14】本発明に係る第5の実施例におけるトレリス
復号器の概略の構成を示すブロック図である。
【図15】本発明に係る第6の実施例におけるトレリス
復号器の概略の構成を示すブロック図である。
【図16】従来のトレリス復号器の概略の構成を示すブ
ロック図である。
【図17】従来のトレリス符号化器の概略の構成を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
11…振幅制限手段、20…非符号化ビット復号部、2
1…領域判定手段、23…遅延手段、25…非符号化ビ
ットデコーダ、27…代表シンボル検出手段、29…非
符号化ビット選択手段、30…ビタビ復号部、31…B
MU、33…ビタビ復号回路、35…たたみ込み符号化
回路、41…配置パターン検出手段、43…配置パター
ン検出手段、45…配置パターン検出手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04L 27/34

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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
    られた復調データを基に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器であっ
    て、 所定のビット配置で設定されるシンボル群の内から前記
    復調データによって特定される所定のシンボルの組に対
    応し、かつ当該シンボルの組の配置パターンに係る配置
    パターン情報と対応付けられたビットを含む領域情報を
    出力する領域判定手段と、 前記復調データ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振幅制限復
    調データの一部と前記領域判定手段から出力される領域
    情報から判別される配置パターン情報とを用いて前記ビ
    タビ復号におけるブランチメトリックを演算するブラン
    チメトリック演算手段とを有することを特徴とするトレ
    リス復号器。
  2. 【請求項2】 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
    られた復調データを基に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器であっ
    て、 所定のビット配置で設定されるシンボル群の内から前記
    復調データによって特定される所定のシンボルの組を検
    出して代表シンボルの組データとして出力する代表シン
    ボル検出手段と、 この代表シンボル検出手段から出力される前記代表シン
    ボルの組データから前記所定のシンボルの組の配置パタ
    ーンに係る配置パターン情報を検出して出力する配置パ
    ターン検出手段と、 前記復調データ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振幅復調デ
    ータの一部と前記配置パターン情報を用いて前記ビタビ
    復号におけるブランチメトリックを演算するブランチメ
    トリック演算手段とを有することを特徴とするトレリス
    復号器。
  3. 【請求項3】 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
    られた復調データを基に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器であっ
    て、 前記復調データ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振幅制限復
    調データの一部である第1の振幅制限復調データから、
    所定のビット配置で設定されるシンボル群の内から前記
    復調データによって特定される所定のシンボルの組の配
    置パターンに係る配置パターン情報を検出して出力する
    配置パターン検出手段と、 前記振幅制限復調データの一部である第2の振幅制限復
    調データと前記配置パターン情報とを用いて前記ビタビ
    復号におけるブランチメトリックを演算するブランチメ
    トリック演算手段とを有することを特徴とするトレリス
    復号器。
  4. 【請求項4】 前記ブランチメトリック演算手段は、前
    記ブランチメトリック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又は2又は3記載
    のトレリス復号器。
  5. 【請求項5】 前記振幅制限手段は、I/Q軸のそれぞ
    れに投影した前記振幅制限の範囲を2n の倍数として、
    n 個のサンプル間隔で前記配置パターン情報を対応づ
    けることを特徴とする請求項1又は2又は3又は4記載
    のトレリス復号器。
  6. 【請求項6】 複数のQAM復調器を具備するときに、
    前記ブランチメトリック演算手段はをそれぞれのQAM
    復調器に対して共有されることを特徴とする請求項1又
    は2又は3又は4又は5記載のトレリス復号器。
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