JPH0897866A - Fec復号器 - Google Patents

Fec復号器

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JPH0897866A
JPH0897866A JP6227878A JP22787894A JPH0897866A JP H0897866 A JPH0897866 A JP H0897866A JP 6227878 A JP6227878 A JP 6227878A JP 22787894 A JP22787894 A JP 22787894A JP H0897866 A JPH0897866 A JP H0897866A
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coded
bits
phase
control signal
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JP6227878A
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Shigeru Okita
茂 沖田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、信号配置復号手段(BMU)の回
路規模を大幅に縮小することができるFEC復号器を提
供することを目的とする。 【構成】 QAM復調し、それぞれの直交軸において軟
判定して得られた復調データを基に復号再生した符号化
ビットを用いて非符号化ビットを復号すると共に前記符
号化ビットと前記復調データとを比較して誤り率を検出
するFEC復号器であって、前記検出される誤り率が予
め設定される第1の値より大であるとき及び第2の値よ
り小であるときにそれぞれ制御信号を出力する比較判定
手段と、この比較判定手段から主力される制御信号に応
じて前記復調データ(Id /Qd )の位相を反転する位
相反転手段とId /Qd を交換するモニタ交換手段とを
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、回路構成を小規模とす
るFEC復号器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】符号化変調方式は、符号化ビットと非符
号化ビットをバランス良く信号配置することで、伝送特
性を改善する方式である。
【0003】この符号化ビットは、誤り訂正のための符
号化(例えばブロック符号化、たたみ込み符号化等)に
より符号間距離がとりやすい。したがって、変調のコン
スタレーション上で比較的近い位置にあるシンボル同士
においては、それらの符号化ビット同士が異なっていて
もよい。一方、非符号化ビットについては、符号化の効
果が含まれないので、コンスタレーション上でのみで距
離が決まる。
【0004】よって、符号化変調方式における信号配置
の基本は、符号化ビットが同じシンボル(サブセットシ
ンボル)について、最大の距離となるようにすることで
ある。すなわち、距離が最大となるようにすることで、
等価的に符号間距離を拡大することができ、伝送特性の
良好な伝送方式を実現することが可能となる。
【0005】上述したような符号化変調方式は、変調の
多値化を前提としている。一方、符号化のために伝送帯
域が拡大するのを防ぐため、変調レベルを上げる必要が
生じて非符号化の伝送特性は劣化することになる。しか
しながら、上述した符号化による改善度が、その伝送特
性の劣化分を補って余りあるものであり、これが符号化
利得になる。よって、符号化変調方式は、帯域制限下
で、多値変調を用いるときにも比較的容易に符号化利得
を得ることができる。
【0006】符号化として、たたみ込み符号化を用いた
ものを、一般にトレリス符号化変調(以下、単にTCM
と略記することもある。TCM:Trellis-Coded Modula
tion)と呼ぶ。
【0007】Ungerboeckが提案したトレリス符号化変調
方式(例えば、文献[1]G.Ungerboeck, “Channel Co
ding with Multilevel/Phase Signals”,IEEE Trans.I
nform.Theory,Vol.IT-28,pp.55-67,Jan.1982. 参照)の
特徴は、その符号化ビットと非符号化ビットをいかに効
果的に変調シンボルに割り当てるかにある(図9を参
照)。この割り当てのもとになるのが“set-partitioni
ng”という技術である。例えば、TCMにおいては、符
号化にたたみ込み符号化を用いるが、その構成はこの割
り当てを含めた符号間距離(ユークリッド距離)を最大
化するように決められ、別名“Ungerboeck Code ”とも
呼ばれる。
【0008】一方、2値符号としての符号間距離(ハミ
ング距離)を最大化するように設計されて、それまでに
実用化されてきた、たたみ込み符号を、このTCMに使
う試みがA.J.Viterbi により行われた(例えば、文献
[2]A.J.Viterbi,J.K.Wolf,E.Zehavi,R.Padovani,
“A Pragmatic Approach to Trellis-Coded Modulatio
n”,IEEE Communications Magazine,Vol.27,pp.11-19,
Jul.1989.参照)。これは、実用的な符号という意味で
“Pragmatic Code”と呼ばれている。
【0009】TCMの符号化の一般形を図9に示す。こ
の図9を参照するに、入力情報シンボルm0 bit を符号
化シンボルn0 bit に拡大して変調シンボルに割当てる
ものとする。このとき全体の符号化率R=m0 /n0 と
なる。また、符号拡大には符号化率r=m/nのたたみ
込み符号化を用いる(但し、たたみ込み符号化の符号化
率r)。ここで、符号化される情報ビットはm0 bit の
うちのmbit であり、符号化ビットはnbit である。し
たがって、符号化されない非符号化ビットは(m0 −
m)=(n0 −n)bit である。情報シンボルのうち、
mbit の復号にはビタビ復号が用いられる。
【0010】TCMにおける、信号配置(signal space
mapping)の基本ルールは、符号化ビットが共通で非符
号化ビットのみが異なる変調シンボル同士のユークリッ
ド距離du を、できるだけ大きくとるというものであ
る。なお、符号化ビットが共通の変調シンボルの集合を
サブセット(subset)と呼ぶ。
【0011】例えば、符号化として強力なたたみ込み符
号を用い、あるC/Nを越えた範囲において符号化ビッ
トの復号エラー率が“0”になるとする。するとユーク
リッド距離du のみで伝送誤りの特性が決定されるの
で、最適な信号配置となり得る。符号化シンボルは、こ
の配置となるよう信号配置分配器によりI/Q軸へのそ
れぞれの配置に対応した配置データIe /Qe に変換さ
れ変調される。
【0012】前記“Pragmatic Code”の符号化の構成と
信号配置の例を図10に示す。前記文献[2]では、変
調方式としてPSKを用いているが、図10は16QA
Mへ応用したものである(以下、これを16QAM−T
CMあるいは単に16TCMと略記する)。これは文献
[3]G.J.Pottie,D.P.Taylor,“Multilevel Codes Bas
ed on Partitioning,Appendix I”,IEEE Trans. on I
nform.Theory,Vol.35,No.1,pp.96-97,Jan.1989. に開示
されている。
【0013】また、たたみ込み符号化は符号化率r=1
/2のものを用いた場合を示す。また、全体の符号化率
はR=3/4であり、1変調シンボルあたり3bit 情報
を伝送できる。さらに、非符号化のビット数が2bit に
なるので各サブセットは4つの変調シンボルで構成され
る。
【0014】一般に、符号化ビットのビット数nに対
し、サブセットは2n 個あり、各サブセットを構成する
変調シンボルの数は、非符号化のビット数(n0 −n)
に対し2(n0-n)である。同様に各サブセットを構成する
変調シンボル同士の距離が最大となるように配置する。
図10に示す信号配置の場合、ユークリッド距離du =
2dc であり、非符号化16QAMに対する、おおよそ
の誤り率の改善度は6dBである。したがって、符号化利
得は、3bit /symbolの非符号化8PSKからの改善度
で定義され、約4dBとなる。
【0015】次に、前出の16TCMの場合における復
号の方法を述べる。図11に復号器の構成を示す。復調
した受信シンボルのI/Q軸上の配置に対応した配置デ
ータId /Qd を入力とし、トレリス復号シンボル(x
3 x2 x1)を出力する。図10に示すように、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
ており、例えばq=5である。これに対し16QAMの
硬判定ではq=3で十分であるから、差引き2bit 、I
/Q合わせて、合計4bit の軟判定となる。
【0016】この軟判定の情報から信号配置復号手段
(以下、BMU(branch metric unit)と略記する)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器により情報ビット
(x1 )を得る。尚、このとき通常ビタビ復号器にはB
MUが含まれるが、本明細書においては別個のものとす
る。
【0017】トレリス復号の原理は次のとおりである。
【0018】まず、図12に示すように各サブセットに
ついて硬判定し、復号シンボルの候補、すなわち代表シ
ンボルを検出する。つまり、トレリス符号化シンボル
(y3y2 y1 y0 )のうち、下位の2bit については
ビタビ復号されるまで決定できないので、(y1 y0 )
=(00)〜(11)について(××y1 y0 )を予め
検出しておくわけである。
【0019】例えば、図12においては受信シンボル●
に対し、(y1 y0 )=(00)のサブセット○につい
ては(1100)のシンボルが、同様にして(010
1)、(1010)、(0011)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2
bit のみでよい(下位の2bit 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2
×4=8bit となる。
【0020】また、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12に示すよう
に(y1 y0 )=(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 bi
t で表現する。例えば、Bs =4である(特願平5−2
75660号によればBs =3である)。これらを用い
て、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。この記憶された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。
【0021】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 y0 )を再生することができ
る。パスメモリ段数Ms は通常は拘束長の4〜6倍の値
が選ばれており、状態数Ns =64のとき、Ms =30
〜40である。つまり、本実施例のビタビ復号では、1
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。
【0022】図11に示す回路で復号された(y1 y0
)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(y3 y2 )=(x3 x2 )を復号する。
検出された各代表シンボルは、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。そうして復号再生された(y1 y0 )に対応する
(y3 y2 )が選択され、トレリス復号シンボルの上位
2bit が決定される。
【0023】例えば、前出の図12の例で、Ms 段シフ
トレジスタの出力が(11)、(01)、(10)、
(00)であるとき(y1 y0 )=(00)ならば(y
3 y2)=(x3 x2 )=(11)である。従って、図
12で対応する変調シンボルは(1100)である。す
なわち、図12(あるいは図10)に示す例で16QA
Mの硬判定を行うと(1010)となるが、下位2bit
についてその前後の受信系列の関係から、実は(110
0)の方が正しいと誤り訂正されたことになる。
【0024】変調方式が256QAMの場合も同様であ
る。図9の符号化シンボルのビット数がn0 =8になる
ため、受信側のI/Q各軸における軟判定復調データI
d /Qd とビット数は、それぞれq=7(あるいは8)
である。
【0025】また、図9に示す場合の符号化ビットのビ
ット数がn=2(r=1/2)の場合、非符号化のビッ
ト数はn0 −n=6になる。したがって、代表シンボル
検出回路の出力のビット数は(n0 −n)×2n =6×
4になる。
【0026】ところで、QAM復調データId /Qd を
復調するQAM復調器は、これのみでは絶対位相を判別
することができない。90°,180°あるいは270
°だけずれている可能性がある。すなわち、合っている
(0°)の場合も含めて位相の不確定性は4である。
【0027】図13はこの4つの位相の不確定性を、ビ
タビ復号の誤り率を検出することで、絶対位相を確定す
る機能を持ったトレリス復号器の従来例である。一般に
Ungerboeck code の場合は4つの位相の不確定性を有す
る。
【0028】ビタビ復号の誤り率は、例えば符号化ビッ
トを硬判定し、これと、ビタビ復号ビットを再度たたみ
込み符号化した符号化ビットの全部または一部とを比較
して、異なる頻度を検出することで求められる(特願平
6−163495号参照)。この誤り率が、予め指定し
た値を越えているときに、前記絶対位相がとれていない
と判定して復号位相制御信号を発生する。
【0029】図13においては、予め、4位相分の符号
化ビット硬判定回路,代表シンボル検出回路,BMUを
用意しておき、前記復号位相制御信号に従って順にこれ
らを切り換えながら誤り率を検出し、この誤り率が予め
指定の第2の値より小さいときに、正しい位相が取れた
と判定して復号位相の切り換えを停止する。
【0030】前記信号配置復号手段をROMで構成する
ときには、元の4倍のメモリが必要とされ、復号位相制
御信号は2bit で構成してそれぞれのアドレスに入力
し、‘00’→‘01’→‘10’→‘11’と順に切
り換えていって、誤り率が小さくなった所で固定する。
【0031】なお、変調方式がPAM(振幅変調)の場
合は、位相の不確定数は異なるので、信号配置復号手段
はそれぞれ2つ分必要であり、前記復号位相制御信号は
1bit 表現となる。
【0032】また、変調方式がQAMの場合でも、18
0°の位相不変マッピングを施した符号化変調方式(例
えば、文献[4]L.F.Wei,“Rotationally Invariant C
onvolutional Channel Coding with Expanded Signal S
pace -Part I:180°,”,IEEE J.on Selected Areas i
n Commun.,Vol.SAC-2.No.5,pp.659-671,Sep.1984.に
記載の方法)を用いるときは位相不確定数は2になるの
で同様に、信号配置復号手段を2つ分用意する必要が生
じる。また、一般にPragmatic codeの位相不確定数は2
である。
【0033】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た各実施例においては下記に示すような課題があった。
すなわち、第1にQAM変調を用いた符号化変調方式
(符号化QAM方式)のFEC復号器においては、QA
M復調データの位相の不確定数が4になるので、4つ分
の信号配置復号手段が必要となり不経済である。
【0034】第2にPAM変調を用いた符号化変調方式
(符号化PAM方式のFEC復号器)においては、PA
M復調データの位相の不確定数が2になるので、2つ分
の信号配置復号手段が必要とされる。
【0035】さらに、第3に180°位相不変マッピン
グを施した符号化変調方式のFEC復号器においては、
QAM復調データの位相の不確定数が2になるので、2
つ分の信号配置復号手段が必要となり、不経済である。
【0036】本発明は、上記各課題に鑑みてなされたも
ので、信号配置復号手段(BMU)の回路規模を大幅に
縮小することができるFEC復号器を提供することを目
的とする。
【0037】
【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FEC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符号化QA
M変調されたものを、受信側でQAM復調し、それぞれ
の直交軸において軟判定して得られた復調データを基に
復号再生した符号化ビットを用いて非符号化ビットを復
号すると共に前記符号化ビットと前記復調データとを比
較して誤り率を検出するFEC復号器であって、前記検
出される誤り率が予め設定される第1の値より大である
とき復号位相制御信号を切り換え、第2の値より小であ
るとき復号位相制御信号の切り換えを停止する比較判定
手段と、この比較判定手段から出力される復号位相制御
信号に応じて前記復調データの位相を反転する位相反転
手段と、前記復号位相制御信号に応じて前記Id /Qd
の復調データを互いに交換するデータ交換手段とを有す
ることを要旨とする。
【0038】具体的には、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F
EC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符号
化QAM変調されたものを、受信側でQAM復調し、そ
れぞれの直交軸(I軸/Q軸)において軟判定して得ら
れた復調データ(Id /Qd )を基に、符号化ビット復
号部により復号再生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FEC
復号器であって、前記符号化ビットと前記復調データと
から誤り率を検出する誤り率検出部を有し、前記誤り率
検出部は、前記誤り率が予め指定の第1の値より大とな
るときに復号位相制御信号を切り換え、また、前記誤り
率が予め指定の第2の値より小となるときに復号位相制
御信号の切り換えを停止する比較判定手段を具備し、前
記復号位相制御信号により、復調データId /Qd のそ
れぞれの位相を反転する位相反転回路と、前記復号位相
制御信号に応じて前記Id/Qd の復調データを互いに
交換するデータ交換手段とを具備する。
【0039】また、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FEC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
組にして符号化PAM変調されたものを、受信側でPA
M復調し、軟判定して得られた復調データを基に、符号
化ビット復号部により復号再生した符号化ビットを用い
て非符号化ビットを復号すると共に前記符号化ビットと
前記復調データとを比較して誤り率を検出するFEC復
号器であって、前記検出される誤り率が予め設定される
第1の値より大であるとき復号位相制御信号を切り換
え、第2の値より小であるとき復号位相制御信号の切り
換えを停止する比較判定手段と、この比較判定手段から
出力される復号位相制御信号に応じて前記復調データの
位相を反転する位相反転手段と、前記復号位相制御信号
に応じて前記Id /Qd の復調データを互いに交換する
データ交換手段とを有することを要旨とする。
【0040】また、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FEC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
組にして符号化シンボルとして、180°の位相不変の
信号配置を施して符号化QAM変調されたものを、受信
側でQAM復調し、それぞれ直交するI軸とQ軸におい
て軟判定して得られた復調データId ,Qd を基に、符
号化ビット復号部により復号再生した符号化ビットを用
いて非符号化ビットを復号すると共に前記符号化ビット
と前記復調データとを比較して誤り率を検出するFEC
復号器であって、前記検出される誤り率が予め設定され
る第1の値より大であるとき復号位相制御信号を切り換
え、第2の値より小であるとき復号位相制御信号の切り
換えを停止する比較判定手段と、この比較判定手段から
出力される復号位相制御信号に応じて前記復調データI
d,Qd のうち復調データId のみ、あるいは復調デー
タQd のみの位相を反転する位相反転手段と、前記復号
位相制御信号に応じて前記Id /Qd の復調データを互
いに交換するデータ交換手段とを有することを要旨とす
る。
【0041】また、本願第4の発明は、請求項1又は2
又は3におけるFEC符号化がたたみ込み符号化による
ものであり、また符号化ビット復号がビタビ復号である
ことを要旨とする。
【0042】また、本願第5の発明は、請求項4におけ
る誤り率の検出がビタビ復号の最尤パスメトリックを用
いて行われることを要旨とする。
【0043】また、本願第6の発明は、請求項1又は2
又は3又は4又は5における第1の値は第2の値よりも
大としてヒステシリス特性を持たせたことを要旨とす
る。
【0044】また、本願第7の発明は、請求項1又は2
又は3又は4において、フレーム同期を確立してフレー
ム同期フラグを出力するフレーム同期回路と、前記フレ
ーム同期フラグがフレーム同期が確立していないことを
示しているときは前記復号位相制御信号を切り換え、フ
レーム同期が確立していることを示しているときは前記
復号位相制御信号の切り換えを停止する復号位相判定手
段とを具備することを要旨とする。
【0045】また、本願第8の発明は、請求項1又は2
又は3又は4又は5又は6又は7に記載の位相反転回路
はROMとセレクタとで構成されることを要旨とする。
【0046】また、本願第9の発明は、請求項1又は2
又は3又は4又は5又は6又は7に記載の位相反転回路
は−1の加算回路とインバータとセレクタ構成されるこ
とを要旨とする。
【0047】さらに、本願第10の発明は、請求項1又
は2又は3又は4又は5又は6又は7に記載の位相反転
回路は加算回路とスイッチ回路(例えばAND回路)と
排他的論理和回路とで構成されることを要旨とする。
【0048】
【作用】前記第1の課題に対して、請求項1又は3は前
記復号位相制御信号により、QAM復調データId ,Q
d の位相(正負の符号)を直接反転する位相反転回路を
具備するもので、例えば図7を参照するに、復調データ
Qd のみ反転させてIdとQd をデータ交換手段により
交換することで反時計まわりに90°だけFEC復号位
相を回転させたことと等価になる。また、復調データI
d のみ反転させてデータ交換手段によりId/Qd を交換
すると時計まわりに270°だけFEC復号位相を回転
させたことと等価となり、さらに復調データId ,Qd
の両方を反転すると180°だけFEC復号位相を回転
させたことと等価になる。
【0049】これにより1つ分の信号配置復号手段で4
つの位相に対応したFEC復号処理が可能となる。した
がって、それぞれの位相においてFEC復号処理を行
い、誤り率が予め所定の値より小のとき復号位相を固定
する。
【0050】この場合、信号配置復号手段(BMU)の
回路規模を1/4と大幅に縮小することができる。
【0051】前記第2の課題に対して、請求項2は前記
復号位相制御信号によりPAM復調データ(復調データ
はId のみとなる)の位相(正負の符号)を直接反転す
る位相反転回路を具備するもので、FEC復号は復調デ
ータId のみのデータを用いる(図8を参照)。この復
調データId を反転することは180°FEC復号の位
相を反転したことと等価である。この場合、信号配置復
号手段(BMU)の回路規模を1/2と大幅に縮小する
ことができる。
【0052】前記第3の課題に対して、請求項1又は3
は前記復号位相制御信号によりQAM復調データId ,
Qd のいずれか片方の位相を直接反転する、位相反転回
路とId /Qd を交換するデータ交換手段とを具備する
もので、180°位相不変のマッピングを施した符号化
変調方式においては、180°回転しても正常にFEC
復号可能である。したがって、復号位相が正しくないと
きは復調データId あるいは復調データQd のみを反転
させ、さらにId /Qd を交換して90°の回転を与え
れば、正しくFEC復号可能となる。この場合、信号配
置復号手段(BMU)の回路規模を1/2と大幅に縮小
することができる。
【0053】
【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FEC復号器の構成を
示したブロック図である。尚、図1及び後述の各実施例
を示す図において略同様の機能を有しているものと見做
せる回路等は同一の符号を以て示し重複した説明を省略
する。まず第1の実施例について説明する。この図1は
256QAM−TCMのFEC復号器(トレリス復号
器)の構成例を示すもので、符号化ビット復号部はビタ
ビ復号によるものである。
【0054】図1において、本実施例のFEC復号器
は、主として復調データId ,Qd が入力される一組の
位相反転回路10I,10Q、及びデータ変換回路15
I,15Q、これらと並列に接続される誤り率検出部2
0、非符号化ビット復号部30及びビタビ復号部(符号
化ビット復号部)40によって構成される。
【0055】位相反転回路10I(10Q)は、反転手
段11I(11Q)とセレクタ13I(13Q)によっ
て構成される。データ変換手段としてのデータ変換回路
15I,15Qは、後述する比較判定手段25から出力
される復号位相制御信号に応じて復調データId ,Qd
を互いに交換する。また誤り率検出部20は符号化ビッ
ト硬判定器21、遅延手段23及び比較判定手段25に
よって構成され、非符号化ビット復号部30は代表シン
ボル検出器31、遅延手段33及び非符号化ビットセレ
クタ35によって構成され、さらにビタビ復号部40は
BMU41、ビタビ復号回路43及びたたみ込み符号化
回路45によって構成される。
【0056】この第1の実施例では、位相の不確定数は
4であるから、復号位相制御信号は2bit である。誤り
率も検出しながら‘00’→‘01’→‘10’→‘1
1’→‘00’→〜と順に切り換わり、誤り率が、予め
指定され設定された第1の値より小となったとき、前記
切り換えを停止する(例えば‘01’で停止する)。位
相反転回路10は‘00’のときは復調データId ,Q
d 共に、その入力のデータをそのまま出力し、‘01’
のときは復調データId のみ反転してId /Qd を交換
し、‘10’のときは復調データQd のみ反転してId
/Qd を交換し、‘11’のときは復調データId ,Q
d の両方を反転して(Id /Qd の交換はしない)出力
する。
【0057】伝送チャンネルが切り換わって再度絶対位
相をとり直すとき(復号位相が切り換わったとき)は、
誤り率が高くなるので、これが予め指定の第1の値より
大きくなる。すると前記復号位相制御信号は‘01’→
‘10’→‘11’→‘00’→〜と切り換わって行
き、誤り率が予め指定され設定された第2の値より小と
なったとき前記切り換えを停止する。
【0058】なお、トレリス符号化PAMのトレリス復
号器の場合は、図1において復調データId のみのデー
タを用いる構成となる。
【0059】次に、第2の実施例について説明する。図
2は、前述した位相反転回路10の他の実施例である。
復調データId ,Qd がストレートタイプの2値系列な
らば、図1に示す反転手段11はROMによる構成とな
る。2’sコンプリメントのタイプなら図2に示す回路
とすることができ、より規模の小さいものとすることが
可能である。すなわち、2’sコンプリメントのタイプ
の2値符号を符号反転するときは‘1’引いて各ビット
を反転ればよい。例えば、図2(a)はセレクタ13を
用いてこれを直接的に実現したものであり、図2(b)
は、反転フラグが‘1’のときのみ復調データId orQ
d から1を引きEx −OR回路により各ビットを反転す
る構成としたものである。
【0060】次に、第3の実施例について説明する。図
3は、非符号化ビット復号部30を領域判定器32、遅
延手段33及び非符号化ビット復号回路37で構成した
ものであり、非符号化ビット復号部30を領域判定手段
を用いて実現したものである(特願平5−275599
号参照)。すなわち、図1に示す非符号化ビット復号部
30を構成する代表シンボル検出器31の代わりに、領
域判定器32を用いるようにすることで、より回路規模
を縮小することができる。
【0061】次に、第4の実施例について説明する。図
4は180°位相不変トレリス符号化器の構成例であ
る。この180°位相不変トレリス符号化器は、情報シ
ンボルの1bit X1 が入力される差動符号化回路49
と、この差動符号化回路49の出力X1 ’が入力される
たたみ込み符号化回路45によって構成される。また、
差動符号化回路49は排他的論理和回路493と1ビッ
ト遅延回路491によって構成され、たたみ込み符号化
回路45は6段のシフトレジスタ451a,451b,
451c,451d,451e,451fと2つの排他
的論理和回路453,455によって構成される。
【0062】この180°位相不変トレリス符号化器に
おいて、符号化される情報シンボルの1bit X1 は差動
符号化回路49で差動符号化後、たたみ込み符号化回路
45でたたみ込み符号化される。このたたみ込み符号化
回路45は、入力が反転すると出力は2bit とも反転す
る。
【0063】図10の信号配置は、図4の符号化に対応
した、実は180°位相不変のマッピングである。符号
化の下位2bit は、原点に関し点対称となるシンボル
(180°回転した位置にあるシンボル)を2bit とも
反転したものとなる。これに対し、原点に関し点対称と
なるシンボル同士の非符号化の上位2bit については全
く同じ2bit を配置してある。
【0064】図10に示す例は16QAM−TCMの場
合であるが、256QAM−TCMについても同様にマ
ッピングができる。復号側では、もし、QAM復調デー
タが正しい位相よりも復号位相が180°回転していた
とすると、受信シンボルの下位2ビットは送信シンボル
のそれとは反転したものとなり、ビタビ復号の結果は、
送信のX1 ’の反転した系列となる。これを差動復号す
れば元のX1 の系列を得ることができる。非符号化ビッ
トについては、復号位相が180°回転していても同じ
ビットが割り当てられているので正しく復号される。
【0065】図5は、このようなトレリス復号器の構成
を示す。図5に示すトレリス復号器は、誤り率検出部2
0が符号化ビット硬判定器22、排他的論理和回路22
a,遅延手段23及び比較判定手段25で構成され、非
符号化ビット復号部30が領域判定器32、遅延手段3
3及び非符号化ビット復号回路37で構成され、ビタビ
復号部(符号化ビット復号部)40がBMU41、ビタ
ビ復号回路43、差動復号回路47、及びたたみ込み符
号化回路45で構成される。尚、たたみ込み符号化回路
45の出力、符号化ビット(y1 y0 )は、排他的論理
和回路46を介して非符号化ビット復号回路37に入力
される。
【0066】このトレリス復号器において、ビタビ復号
により得られたX1 ”を再度、図4に示す180°位相
不変トレリス符号化器による符号化を施すことで符号化
ビット(y1 y0 )が再生され、非符号化ビットが復号
される。
【0067】これは、もし、復号位相が180°回転し
ているときには、ビタビ復号ビットX1 ”は図4のX1
’の反転した系列となる。図4のたたみ込み符号化を
用いる場合、X1 ’の反転した系列をたたみ込み符号化
した結果は(y1 y0 )を2bit とも反転した系列とな
る。ところが(y1 y0 )に対応する非符号化ビットと
(y1 y0 )の反転と対応する非符号化ビットは同じで
あるため点線aのように直接符号化しても復号可能とな
る。
【0068】また、(y1 y0 )を非符号化ビット復号
に直接用いなくとも、図5(b)に示すように、その排
他的論理和回路473で排他的論理和をとってから用い
ることが可能である。これは、(y1 y0 )と非符号化
ビットとの対応は、y1 =y0 かy1 ≠y0 のみにより
変わるからである。
【0069】しかしながら、誤り率検出部20を符号化
ビット硬判定器22を用いて構成するときは、必ず(y
1 y0 )の排他的論理和の出力を用いる必要がある。
【0070】すなわち、硬判定の結果と(y1 y0 )は
伝送路の状態が良く、ビタビ復号が正常に誤りなく行わ
れているときであっても必ず一致するとは限らないから
である。したがって、符号化ビットの硬判定の出力2bi
t をまず排他的論理和をとりビタビ復号にかかる時間分
遅延した後(y1 y0 )の排他的論理和と比較してその
頻度により誤り率は求められる(このとき、復号位相が
180°回転していても同様である)。
【0071】このように構成して同様に復号位相制御信
号を発生させることで、復号位相を確定することができ
る。180°の回転は許されるので90°のみの位相制
御となる。復調データId かQd の、いずれか一方のみ
の位相反転で実現できる。
【0072】次に第5の実施例について説明する。図6
は符号化にリード・ソロモン(以下、単にRSと略記す
る)符号化を用いたものである。一般にブロック符号を
用いた符号化変調方式とBCM(Block-Coded Modulati
on)符号化ビット復号部50にはRS復号回路55が含
まれる。RS復号は、符号化ビット硬判定器51により
硬判定された符号化ビットと消失判定器57により消失
領域(変調シンボル同士の中間にある領域)にあるか否
かを示す消失フラグにより誤り訂正処理を行う。
【0073】RS復号は、RS復号の区切り(フレー
ム)をまず検出し同期確立を行う必要がある。フレーム
同期確立の方法は種々の方法があるが、ユニークワード
(UW)を用いる方法は、例えば符号化ビットを用いる
場合は、図6のように硬判定された符号化ビットよりフ
レーム同期を確定し、フレーム同期フラグを立てる。そ
うして始めて正しいRS復号動作は開始する。もちろ
ん、復号位相が正しくない場合はフレーム同期は確立で
きない確率が高い。そこで、そのフレーム同期フラグを
用いて復号位相制御信号を発生することも可能である。
【0074】また、RS復号回路55は、誤り訂正不能
フラグを発生することができるので、これにより復号位
相制御信号を発生してもよい。
【0075】上述した第1の実施例乃至第4の実施例に
おいて、誤り率の検出の方法には、最尤パスメトリック
の値を用いる方法(例えば、特公平4−10773号公
報参照)があるが、これを用いて復号位相判定手段によ
り復号位相制御信号を発生しても良い。また、後段でフ
レーム同期をとるときには、フレーム同期フラグによる
復号位相制御信号を切り換えてもよい。また、すべての
実施例において復号位相切り換えに用いる予め指定の第
1の値と第2の値との間の関係を(第2の値)<(第1
の値)としてヒステリシス特性を持たせると、動作が安
定する。また第5の実施例において、符号化には任意の
ブロック符号を用いることができ(短縮化)差集合巡回
符号(SDSC符号,Best符号)を用いても良い。
【0076】以上、すべての実施例において、位相反転
回路とデータ変換回路は逆の順序にあってもよい(図7
参照)。
【0077】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
信号配置復号手段(BMU)の回路規模を大幅に縮小す
ることができる。
【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構成
を示すブロック図である。
【図2】本発明に係る位相反転回路の一実施例の構成を
示すブロック図である。
【図3】本発明に係るトレリス復号器の一実施例の構成
を示すブロック図である。
【図4】本発明に係る180°位相不変トレリス符号化
器の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図5】本発明に係るトレリス復号器の一実施例の構成
を示すブロック図である。
【図6】本発明に係るBCM復号回路の一実施例の構成
を示すブロック図である。
【図7】QAM復調データId ,Qd の位相を両方共を
反転させるとFEC復号の位相を180°回転させたこ
とと等価であることを説明するための図である。
【図8】PAM復調データQd の位相を反転させるとF
EC復号の位相を180°回転させたことと等価である
ことを説明するための図である。
【図9】トレリス符号化器の基本構成を示すブロック図
である。
【図10】16QAM−TCMの符号化器の概略の構成
を示すブロック図である。
【図11】トレリス復号器の基本構成(16QAM−T
CM用)を示すブロック図である。
【図12】各サブセットでの硬判定とブランチメトリッ
クを示す図である。
【図13】従来のトレリス復号器の構成例を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
10…位相反転回路,11…反転手段,13…セレク
タ,20…誤り率検出部,21…符号化ビット硬判定
器,23…遅延手段,25…比較判定手段,30…非符
号化ビット復号部,31…代表シンボル検出器,33…
遅延手段,35…非符号化ビットセレクタ,37…非符
号化ビット復号回路,40…ビタビ復号部(符号化ビッ
ト復号部),41…BMU,43…ビタビ復号回路,4
5…たたみ込み符号化回路,47…差動復号回路,49
…差動符号化回路,50…RS復号部(符号化ビット復
号部),51…符号化ビット硬判定器,53…フレーム
同期検出回路,55…RS復号回路,57…消失判定
器,61…復号位相判定手段。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年12月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0065
【補正方法】変更
【補正内容】
【0065】図5は、このようなトレリス復号器の構成
を示す。図5に示すトレリス復号器は、誤り率検出部2
0が符号化ビット硬判定器22、排他的論理和回路22
a,遅延手段23及び比較判定手段25で構成され、非
符号化ビット復号部30が領域判定器32、遅延手段3
3及び非符号化ビット復号回路37で構成され、ビタビ
復号部(符号化ビット復号部)40がBMU41、ビタ
ビ復号回路43、差動復号回路47、及びたたみ込み符
号化回路45で構成される。尚、たたみ込み符号化回路
45の出力、符号化ビット(y1 y0 )は非符号化ビッ
ト復号回路37に入力される。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0067
【補正方法】変更
【補正内容】
【0067】これは、もし、復号位相が180°回転し
ているときには、ビタビ復号ビットX1 ”は図4のX1
’の反転した系列となる。図4のたたみ込み符号化を
用いる場合、X1 ’の反転した系列をたたみ込み符号化
した結果は(y1 y0 )を2bit とも反転した系列とな
る。ところが(y1 y0 )に対応する非符号化ビットと
(y1 y0 )の反転と対応する非符号化ビットは同じで
あるためX1 ”を直接符号化しても非符号化ビットが復
号可能となる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0069
【補正方法】変更
【補正内容】
【0069】誤り率検出部20を符号化ビット硬判定器
22及び排他的論理和回路22aを用いて構成するとき
は、(y1 y0 )の排他的論理和の出力を用いる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図11
【補正方法】変更
【補正内容】
【図11】
───────────────────────────────────────────────────── 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 25/49 Z 9199−5K 27/34

Claims (10)

    【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FEC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符号化QAM変
    調されたものを、受信側でQAM復調し、それぞれの直
    交軸において軟判定して得られたId/Qd の復調デー
    タを基に復号再生した符号化ビットを用いて非符号化ビ
    ットを復号すると共に前記符号化ビットと前記復調デー
    タとを比較して誤り率を検出するFEC復号器であっ
    て、 前記検出される誤り率が予め設定される第1の値より大
    であるとき復号位相制御信号を切り換え、第2の値より
    小であるとき復号位相制御信号の切り換えを停止する比
    較判定手段と、 この比較判定手段から出力される復号位相制御信号に応
    じて前記Id /Qd の復調データの位相を反転する位相
    反転手段と、 前記復号位相制御信号に応じて前記Id /Qd の復調デ
    ータを互いに交換するデータ交換手段とを具備すること
    を特徴とするFEC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FEC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符号化PAM変
    調されたものを、受信側でPAM復調し、軟判定して得
    られた復調データを基に、符号化ビット復号部により復
    号再生した符号化ビットを用いて非符号化ビットを復号
    すると共に前記符号化ビットと前記復調データとを比較
    して誤り率を検出するFEC復号器であって、 前記検出される誤り率が予め設定される第1の値より大
    であるとき復号位相制御信号を切り換え、第2の値より
    小であるとき復号位相制御信号の切り換えを停止する比
    較判定手段と、 この比較判定手段から出力される復号位相制御信号に応
    じて前記復調データの位相を反転する位相反転手段とを
    具備することを特徴とするFEC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FEC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符号化シンボル
    として、180°の位相不変の信号配置を施して符号化
    QAM変調されたものを、受信側でQAM復調し、それ
    ぞれ直交するI軸とQ軸において軟判定して得られた復
    調データId ,Qd を基に、符号化ビット復号部により
    復号再生した符号化ビットを用いて非符号化ビットを復
    号すると共に前記符号化ビットと前記復調データとを比
    較して誤り率を検出するFEC復号器であって、 前記検出される誤り率が予め設定される第1の値より大
    であるとき復号位相制御信号を切り換え、第2の値より
    小であるとき復号位相制御信号の切り換えを停止する比
    較判定手段と、 この比較判定手段から出力される復号位相制御信号に応
    じて前記復調データId ,Qd のどちらか一方の位相を
    反転する位相反転手段と、 前記復号位相制御信号に応じてId ,Qd を交換するデ
    ータ交換手段とを具備することを特徴とするFEC復号
    器。
  4. 【請求項4】 前記FEC符号化がたたみ込み符号化で
    あって、かつ符号化ビット復号がビタビ復号であること
    を特徴とする請求項1又は2又は3に記載のFEC復号
    器。
  5. 【請求項5】 前記誤り率の検出がビタビ復号の最尤パ
    スメトリックを用いて行われることを特徴とする請求項
    4に記載のFEC復号器。
  6. 【請求項6】 予め設定される前記第1の値は第2の値
    よりも大としてヒステシリス特性を持たせたことを特徴
    とする請求項1又は2又は3又は4又は5に記載のFE
    C復号器。
  7. 【請求項7】 フレーム同期を確立してフレーム同期フ
    ラグを出力するフレーム同期回路と、 前記フレーム同期フラグがフレーム同期が確立していな
    いことを示しているときは前記復号位相制御信号を切り
    換え、フレーム同期が確立していることを示していると
    きは前記復号位相制御信号の切り換えを停止する復号位
    相判定手段とを具備することを特徴とする請求項1又は
    2又は3又は4に記載のFEC復号回路。
  8. 【請求項8】 前記位相反転回路はROMとセレクタと
    で構成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又は6又は7に記載のFEC復号器。
  9. 【請求項9】 前記位相反転回路は−1の加算回路とイ
    ンバータとセレクタとで構成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又は6又は7に記載の
    FEC復号器。
  10. 【請求項10】 前記位相反転回路は加算回路とスイッ
    チ回路と排他的論理和回路とで構成されることを特徴と
    するFEC復号器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999062237A1 (fr) * 1998-05-22 1999-12-02 Kabushiki Kaisha Kenwood Recepteur de diffusion numerique pour satellite de radiodiffusion
JP2003522470A (ja) * 2000-02-07 2003-07-22 モトローラ・インコーポレイテッド Pcmモデムシステムにおける180°位相不変送信を達成するためのための方法と装置

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