JPH09298571A

JPH09298571A - 受信装置

Info

Publication number: JPH09298571A
Application number: JP8137698A
Authority: JP
Inventors: Michihiko Tsuda; 道彦津田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 1997-11-18

Abstract

(57)【要約】【課題】回線状況が劣悪な場合にも、最尤復号(ビタ
ビ復号)の精度を向上させ、ＢＥＲ(ビットエラーレー
ト)を低減させることの可能な受信装置を提供する。【解決手段】判定制御部１２０は、モデムの収束状況
を判定するのに、トレーニング中の誤差信号ｅの２乗平
均Ｅ(ｋ)を用いることができる。この場合、判定・復号
器１１４は、判定制御部１２０からの判定結果に基づき
復号に使用するトレリス長を変更する。すなわち、受信
側のモデムは、トレーニング中の誤差信号の２乗平均Ｅ
(ｋ)を予め設定されている所定の閾値と比較し、その比
較結果に応じて最尤復号(ビタビ復号)に使用するトレリ
ス長を可変にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリなど
に使用され、変調信号を復調し、復調されたデータ系列
が予め畳み込み符号化がなされたデータ列であるときに
これを最尤復号する機能を備えた受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】０．３〜３．４KHzの限られた帯域内で
の伝送を行なう時、９．６kbpsを越える伝送速度で良好
な伝送品質を得ようとする場合、モデム(変復調装置)に
は、近年、畳み込み符号化とその復号法としてビタビ復
号の誤り訂正の技術が導入されている。

【０００３】すなわち、近年、モデムの高速化にともな
い、１シンボルに多数のビットを割り当てることが必須
となってきており、その際、誤り率を低下させるため、
例えば、著者「矢幡」による文献「“２．１ＤＳＰのモ
デムへの応用”，情報処理Ｖｏｌ．３０Ｎｏ.１１，１
９８９年１１月，ｐｐ．１３１５〜１３２３」に示され
ているように、トレリス符号化変調方式とビタビ復号方
式を利用することが一般的になってきている。

【０００４】図７は畳み込み符号化とその復号法として
ビタビ復号法が適用されたモデムの概略的な構成例を示
す図である。図７を参照すると、送信側のモデム１に
は、スクランブラ８と、トレリス符号化器２と、変調器
３とが設けられ、また、受信側のモデム４には、復調器
５と、等化器６と、判定・復号器７と、デスクランブラ
９とが設けられている。

【０００５】ここで、送信側モデム１のスクランブラ８
は、受信側モデム４側でビット同期抽出と自動等化を容
易にするため、送信データをランダム化する機能を有し
ている。

【０００６】また、送信側モデム１のトレリス符号化器
２は、例えば、図８に示すような構成となっている。す
なわち、図８のトレリス符号化器(畳み込み符号器)の３
つのレジスタＦ₂，Ｆ₁，Ｆ₀の内容により、この符号化
器２には、８つの状態Ｓ₀〜Ｓ₇が存在し、また、この符
号化器２の２つの入力Ｙ_2n，Ｙ_1nの組合せで４つの入力
状態がある。この入力の状態による符号化器２の状態遷
移図が図９のように描かれる。これをトレリス線図とい
う。符号化器２からの出力の３ビットのうち，２ビット
はＹ_2n，Ｙ_1nそのままであり、Ｙ_0nはトレリス線図にお
いて状態Ｓ₀〜Ｓ₃にいたならば“０”に符号化され、Ｓ
₄〜Ｓ₇にいたならば“１”に符号化される。トレリス線
図をみれば分かるが、同一状態から出て、同一状態に入
るパスは、２つ離れた時間の間では２つあり、また３つ
離れた時間では、途中パスの重なりがないように選んで
４つある。

【０００７】このトレリス符号化は、Ｖ３２やＶ３３モ
デムのように帯域に比べて超効率的な伝送を行なうモデ
ムに使用されているもので、畳み込み符号による一種の
誤り訂正符号であり、送信データに冗長ビットを付加す
る。そのため、例えばＶ３３モデムの１４，４００ｂ／
ｓの伝送では２，４００ボーで２⁶＝６４値で送信でき
るはずであるが、トレリス符号化を使用する場合には、
１２８値で伝送することにより、信号点が多くなる。こ
のように、トレリス符号化を用いることにより、信号点
が多くなるが、信号点間の遷移に規制が生まれ、これを
利用して、後述のように、受信側でビタビ復号化するこ
とにより、ＳＮ比対誤り率特性を改善することができ
る。

【０００８】また、変調器３は、トレリス符号化器２か
らの出力を位相平面の各信号点にマッピングすることで
得られる位相が９０゜異なる２つのキャリアを変調し、
変調して得られた２つの信号を合成してＰＳＫまたはＱ
ＡＭの変調波形を生成するようになっている。

【０００９】また、受信側モデム４の復調器５は、送信
装置１から伝送路１０を介して伝送された送信信号を復
調するようになっている。この場合、高速のモデムで
は、まず、キャリア周波数に近い固定周波数発振器を受
信装置４側でもち、この周波数で受信信号を復調する。
これを準同期検波という。なお、ＰＳＫやＱＡＭを用い
る方式では、位相が９０゜ずれた２つの再生キャリア
(または固定周波数信号)で復調を行なうので、復調信号
が２つ得られる。

【００１０】また、等化器６は、伝送波形歪により起因
する符号間干渉を除去するもので、可変タップ・ゲイン
をもつトランスバーサル・フィルタが基本構成である。
なお、ＰＳＫやＱＡＭでは２系統の復調信号が得られ、
符号間干渉はこの２系統相互間でも発生するので、その
影響も除去する構成になっている。

【００１１】また、受信側モデム４の判定・復号器７
は、送信側モデム１の符号化器にトレリス符号化器２が
用いられることにより、これに対する最尤復号として、
ビタビ復号を行なうようになっている。ビタビ復号で
は、図９のようなトレリス線図の特徴を利用することに
なる。すなわち、受信信号系列Ｒに対して、符号語系列
がＳ_iであったときの各尤度Ｐ(Ｒ｜Ｓ_i)を求め、最大の
尤度をもつ系列Ｓ_kを送信された信号として最尤推定復
号するものである。符号語系列はトレリス線図のパスと
１対１に対応しているので、これは一番尤度の高いパス
をみつけることに対応する。従って、トレリス線図を使
用して、逐次的に尤度の高いパスを見つけていくことが
できる。すなわち、同一状態から出発して同一状態に入
るパスが複数あった場合、各パスの尤度を計算し、一番
高い尤度をもつパスを求める。そして、このパスによる
復号語がその部分に対応する送信符号語とされ、それ以
外のパスは棄てられる。このようにすると、生き残りパ
ス(残存パス)はいつも８つに限定される。以上のように
して、不要のパスを棄てていき、生き残ったパスのみを
残して復号を進めていくと、生き残りパス(残存パス)が
すべて一点より出発するようになる。そのときその一点
以前の符号が最尤復号されることになる。

【００１２】以上がビタビ復号法の原理であるが、モデ
ムにおいてはパスの尤度を求めるのに一つの仮定を設け
ている。すなわち、この仮定は、送信側である信号点を
送って、受信側の判定回路にくるまでに符号間干渉(等
化後であるので残留の符号間干渉)や雑音の影響を受け
るが、この影響(送信信号点と受信点の差)はガウス分布
に従っているというものであり、この仮定は妥当性のあ
る仮定である。

【００１３】図１０はＶ３３モデムの信号点の一部を示
している。受信点Ｒの信号を受けたとき、下位３ビット
が(ａ₂，ａ₁，ａ₀)である信号点が送られたとするなら
ば、下位３ビットが(ａ₂，ａ₁，ａ₀)である信号点のサ
ブ・セットのうち、一番近い信号点Ｓ(Ｒ：ａ₂，ａ₁，
ａ₀)を求めて、それを送信信号点の候補としてＲとの距
離r(ａ₂，ａ₁，ａ₀)を計算する。

【００１４】図１０の例では(ａ₂，ａ₁，ａ₀)＝(０，
０，０)のサブ・セットに対して信号点Ｓは(００１１０
００)であり、同様に(０，１，０)のサブ・セットに対
して信号点Ｓは(０１０１０１０)であることが分かる。
８つのサブ・セットに対してそれぞれＳを求め、それと
の距離ｒ(≡ｒ_i)を求める。ｒ(≡ｒ_i)はガウス分布に従
うから、この確率密度関数は次式のようになる。

【００１５】

【数１】

【００１６】従って、各状態間のパスのメトリックとし
てｒ²(≡ｒ_i ²)を使用し、ある部分パスの尤度の評価値
をそのパスのメトリックの総計でみることができる。も
ちろん、値が低いほど、尤度が高い。これにより最尤推
定による復号を進めていくことができる。

【００１７】図１１は畳み込み符号化がなされた受信信
号系列を、ビタビアルゴリズムを用いて復号する一般的
なビタビ復号器のブロック図である。一般に、ビタビ復
号器は、保存されているパスメトリックと入力されたデ
ータ列から求めたブランチメトリックとをいくつかの組
み合わせで加算し、その加算結果を比較して新しいパス
メトリックを選択し、そして、保存されているパスメト
リックの内容を、選択した新しいパスメトリックの内容
に更新するという処理を繰り返すことによって最も確か
らしいデータを復号するものである。ここに、ブランチ
(枝)とはある状態から次の状態に至るまでの復号経路を
いい、パスとはその枝の連なりで構成される一連の復号
経路をいう。また、ブランチメトリックおよびパスメト
リックとは、上記ブランチおよびパスからそれぞれ一定
の計算式により求めたデータをいう。

【００１８】図１１において、１１はビタビ復号器に入
力される入力情報、１２はこの入力情報１１からブラン
チメトリックを計算するブランチメトリック計算部、１
３はブランチメトリック計算部１２により計算されたブ
ランチメトリック、１５ａは上述の保存されているパス
メトリック、１５ｂは上述の新しいパスメトリックであ
る。

【００１９】また、１６は残存パスおよび新しいパスメ
トリック１５ｂを選択する加算比較選択部(ＡＣＳ部)、
１４は残存パスおよび新しいパスメトリック１５ｂを保
存しておくパスメトリックメモリ、１７は加算比較選択
部１６で選択された残存パスを表す残存パス情報、１８
は残存パス情報１７を記憶するパスメモリ、１９はパス
メモリ１８に記憶された複数の残存パス情報１７の中か
ら最も確からしいデータである最尤状態信号(最尤パス)
を選び出すパス選択部である。

【００２０】図１２は図１１のビタビ復号器の処理動作
を説明するためのフローチャートである。図１２を参照
すると、ビタビ復号器では、ブランチメトリック計算部
１２において、先ず、受信信号(入力情報)１１と受信装
置復調部のベースバンド信号星座内の信号点との距離の
二乗(ブランチメトリック)を計算する(ステップＳ１)。
すなわち、入力情報１１のある時点における各状態から
次の時点における各状態(トレリス符号化における各状
態)に至るまでの全ての枝についてブランチメトリック
を求める。

【００２１】このようにして、ブランチメトリックが計
算されると、ＡＣＳ部１６では、求められた全てのブラ
ンチメトリック１３とパスメトリックメモリ１４に保存
されている各状態におけるパスメトリック１５ａとを種
々の組み合せで加算する(ステップＳ２)。次いで、ＡＣ
Ｓ部１６では、これらの加算結果である各状態について
のパスメトリックの大小関係を比較し、最大値を与える
ブランチメトリックとパスメトリックとの組み合せを残
存パス情報として検出する(ステップＳ３)。ＡＣＳ部１
６は、このようにして検出した各状態(トレリス符号化
における各状態)についての残存パス情報１７を、パス
メモリ１８に記憶するとともに、検出した残存パス情報
に基づいて、パスメトリックメモリ１４内に保存されて
いる種々のパスメトリック１５ａの中から新しいパスメ
トリック１５ｂを各状態毎に選択し、選択した新しいパ
スメトリック１５ｂによりパスメトリックメモリ１４の
内容を更新する(ステップＳ４)。

【００２２】そして、このようなループ処理が何回か繰
り返し行なわれた後、パス選択部１９では、パスメモリ
１８に記憶された入力情報１１の状態数分の残存パス情
報１７の中から最大値を与える残存パス情報１７を最尤
状態信号(最尤パス)として選択し出力する(ステップＳ
５)。すなわち、パス選択部１９では、パスメモリ１８
に記憶されたパスの中から最尤パスを選び出し、そのパ
スの最初のブランチ，すなわち信号点を判定点として出
力する。

【００２３】このビタビアルゴリズムは、理論的背景と
して前述のような伝送路のモデルを仮定している。すな
わち、送信器１が信号点Ｓを送信した時に伝送路１０上
でガウス性ホワイトノイズが重畳すると仮定している。
この場合、受信点がＲとなる確率Ｐ(Ｒ｜Ｓ)は、次式に
よって表わされる。

【００２４】

【数２】

【００２５】ここで、ｒ(≡ｒ_i)は信号点と受信点の距
離ｒ＝Ｒ−Ｓ、σ²はノイズの分散、Ａは正規化のため
の定数を表わす。

【００２６】また、これとは逆に、Ｒを受信したときの
送信信号点がＳである確率は、ベイズの定理により次式
で表わされる。

【００２７】

【数３】

【００２８】ここで、信号の生起確率が一様であると仮
定し(信号Ｓ_i，Ｓ_jに対し、Ｐ(Ｓ_i)＝Ｐ(Ｓ_j)が常に成
り立つとし)、数３に伝送路のモデル式である数２を代
入すると、次式が得られる。

【００２９】

【数４】

【００３０】数４から(すなわち前述の数１から)、ｒ²
の小さいものが、事後確率最大の信号、すなわち尤度最
大の信号Ｓとなる。前述のように、通常のビタビアルゴ
リズムでは、数４(数１)を利用して、信号系列(パス)を
推定する。受信信号系列(Ｒ₀，Ｒ₁，…，Ｒ_n)を受信し
た時に、それが信号系列(Ｓ₀，Ｓ₁，…，Ｓ_n)である確
率は、次のように表わされる。

【００３１】

【数５】

【００３２】ビタビアルゴリズムでは、受信点と信号点
の距離が合計がもっとも短くなるパスを選択するが、そ
のパスは数５の事後確率を最大にするパスとなってい
る。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】このように、ビタビ復
号では、伝送路１０上にガウス性ホワイトノイズが重畳
していると仮定して復号を行なうが、回線状況すなわち
伝送路１０の状況が劣悪な場合には、ビタビ復号におい
ては、生き残りパス(残存パス)に沿ってトレリスを一定
期間(パス打ち切り長)遡っても、生き残りパスが１本に
絞られずに復号の精度が落ち、ＢＥＲ(ビットエラーレ
ート)が高くなるという問題があった。

【００３４】本発明は、回線状況が劣悪な場合にも、最
尤復号(ビタビ復号)の精度を向上させ、ＢＥＲ(ビット
エラーレート)を低減させることの可能な受信装置を提
供することを目的としている。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、送信側からのデータがあら
かじめ畳み込み符号が行なわれたデータであるときこれ
を最尤復号する最尤復号部を有する受信装置において、
該受信装置には、データ伝送に先立ってモデムの状況を
判定し該判定結果を最尤復号部に与えるモデム状況判定
手段がさらに設けられており、該モデム状況判定手段か
らモデムの状況の判定結果を受けたとき、前記最尤復号
部は、該判定結果に基づき、データの最尤復号に使用す
るトレリス長を可変設定することを特徴としている。

【００３６】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の受信装置において、最尤復号部には、ビタビ復号が
用いられることを特徴としている。

【００３７】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の受信装置において、モデム状況判定手段は、データ
伝送に先立って行なわれるトレーニング期間中の受信信
号に基づきモデムの状況を判定することを特徴としてい
る。

【００３８】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の受信装置において、モデムの状況の判定には、等化
器の係数更新に使用する判定点と受信点の差である誤差
信号を用いることを特徴としている。

【００３９】また、請求項５記載の発明は、請求項３ま
たは請求項４記載の受信装置において、該受信装置は、
トレーニング終了時点の誤差信号の大きさを予め設定さ
れている所定の閾値と比較し、誤差信号の大きさが所定
の閾値よりも大きいときに、データの最尤復号に使用す
るトレリス長を可変設定することを特徴としている。

【００４０】また、請求項６記載の発明は、請求項１記
載の受信装置において、モデム状況判定手段は、データ
伝送に先立って行なわれるモデムの状況判定を、トレー
ニング後のＴＣＦ／ＣＦＲ，ＦＴＴルーチンの正解ビッ
ト数に基づいて行なうことを特徴としている。

【００４１】また、請求項７記載の発明は、請求項６記
載の受信装置において、該受信装置は、ＴＣＦのうち正
解のビット数を予め設定した閾値と比較し、正解のビッ
ト数がこの閾値よりも小さいときに、データの最尤復号
に使用するトレリス長を可変設定することを特徴として
いる。

【００４２】また、請求項８記載の発明は、請求項１記
載の受信装置において、該受信装置は、データ伝送に先
立って行なわれるモデムの状況の判定結果に応じて、デ
ータの最尤復号に使用するトレリス長を連続的に可変設
定することを特徴としている。

【００４３】このように、請求項１乃至請求項８記載の
発明は、送信側からのデータがあらかじめ畳み込み符号
が行なわれたデータであるときこれを最尤復号する最尤
復号部を有する受信装置において、該受信装置には、デ
ータ伝送に先立ってモデムの状況を判定し、該判定結果
を最尤復号部に与えるモデム状況判定手段がさらに設け
られており、該モデム状況判定手段からモデムの状況の
判定結果を受けたとき、最尤復号部は、該判定結果に基
づき、データの最尤復号に使用するトレリス長を可変設
定するので、回線状況が劣悪な場合にも、それに応じて
トレリス長(パス打ち切り長)が最適なものに可変に設定
されるので、データの最尤復号を最適設定されたトレリ
ス長で行なうことができ、最尤復号(ビタビ復号)の精度
を向上させ、ＢＥＲ(ビットエラーレート)を低減させる
ことができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明に係る受信装置の構成
例を示す図である。図１の受信装置３１は、受信側のモ
デム３２と、通信制御部３３とを有している。ここで、
受信装置３１は、送信側モデム３０が図７の送信側モデ
ム１のようにトレリス符号化変調方式によって畳み込み
符号化されたデータを伝送路１０を介してこの受信装置
３１に伝送する場合に、畳み込み符号化されたデータを
モデム３２においてビタビ復号するように構成されてい
る。すなわち、受信側のモデム３２も、基本的には、図
７の受信側モデム４と同様に、ビタビ復号法によって復
号する機能を有している。

【００４５】図２は受信側のモデム３２の構成例を示す
図である。図２の例では、受信側モデム３２は、伝送路
１０からの受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器１００と、Ａ／Ｄ変換器１００からの信号に対し複
素化処理を施す複素化処理部１０２と、タイミング再生
を行なうタイミング再生部１０１と、伝送路１０からの
受信信号に含まれている不要な高周波成分などを除去し
符号間干渉を取り除くベースバンドフィルタ(ＢＢＦ)１
０４と、加入者線路の損失を補正する１次のＩＩＲフィ
ルタで構成される固定等化器１０６と、信号のレベルを
自動調整する自動利得制御部(ＡＧＣ)１０８と、受信信
号が伝送路の周波数により受けた歪みについて補償する
適応等化器１１０と、適応等化器１１０から出力される
信号に含まれる周波数シフトおよび位相揺らぎについて
補償する位相同期部１１２と、実数軸・虚数軸を２軸と
する２次元平面のシグナルコンストレーション(信号点
配置)上での受信点を用いて、送信装置側の畳み込み符
号化器(例えば、図７のトレリス符号化器２)の状態に応
じた判定点を決定し、受信点と判定点との誤差(誤差信
号ｅ)を用いてビタビ復号(最尤復号)を行ない、信号を
復号(最尤復号)する判定・復号器(最尤復号部)１１４
と、送信装置３０側のスクランブラ(例えば、図７と同
様のスクランブラ８)でランダム化された信号を元に戻
し、信号ＳＧＮとするためのデスクランブラ１１６と、
等化器誤差信号ｅを計算する誤差計算部１１８と、エラ
ーカウント値E_COUNTを出力するエラーカウンタ１１９
とを有している。

【００４６】ここで、適応等化器１１０には、トランス
バーサル型のＦＩＲフィルタが用いられ、そのフィルタ
タップ係数Ｃ_iは、誤差計算部１１８からの誤差信号ｅ
に基づき次式のように更新される。

【００４７】

【数６】Ｃ_i＝Ｃ_i−μ・ｅ・ｘ_i ^*

【００４８】数６において、ｘ_i ^*は適応等化器１１０へ
入力する信号ｘ_iの共役複素数、μは収束速度を調整す
る係数(収束係数)である。

【００４９】また、通信制御部３３は、動作制御ＣＰＵ
により構成されており、通信制御部３３においてモデム
３２の最終的な収束判定がなされるようになっている。

【００５０】図３には受信装置３１の通信手順の一例が
示されている。図３の例では、先づ、伝送速度等が送信
側，受信側間で取決められた後、送信側からトレ−ニン
グ信号とそれに続いてＴＣＦ信号が送られると、受信装
置３１は、そのトレ−ニング信号を用いて適応等化器１
１０，キャリア再生，タイミング再生回路の調整を行な
い、しかる後、ＴＣＦ信号を受信して、エラーカウント
E_COUNTを算出し、通信制御部３３でモデムの状態を評
価する。その結果、エラーカウントE_COUNTが所定閾値
よりも小さくトレ−ニングが成功していればＣＦＲ(Con
figuration Reciever)信号を送出してモデムトレ−ニン
グの成功を送信側へ知らせる。これに対し、エラーカウ
ントE_COUNTが所定閾値よりも大きい時には、ＦＴＴ(Fa
ilure ToTrain)信号を送信側へ送出してモデムトレ−ニ
ングの不成功を知らせる。ＣＦＲを送信側が受信する
と、送信側からはリトレ−ニング信号とそれに続いてデ
ータ情報(受信装置３１がファクシミリの場合には画情
報)が送信され、受信側ではそれを受信する。なお、受
信側ではＣＦＲを送信後６秒以内にデータ情報(例えば
画情報)の(最初の)ＥＯＬ(End of Line)が検出されない
ときには、フォ−ルバックや回線断の措置をとる。この
措置は、リトレ−ニングの失敗あるいは回線状況悪化を
判定し、ファクシミリ通信を保護するためになされる。

【００５１】このような手順は、一般に、Ｇ３ファクシ
ミリの伝送においてなされる。すなわちＧ３ファクシミ
リの伝送手順では、先ず、伝送速度等の設定が送受信フ
ァクシミリ間で取り決められ、その後、実際の画像デー
タの伝送(受信)に先立って、受信側ファクシミリの適応
等化器などの調整を行なうために、所定のトレーニング
信号を用いてモデムのトレーニングが実施される。すな
わち、トレーニング信号によるモデムの調整状況(すな
わちモデムの収束状況)を受信側のファクシミリの通信
制御部が知るために、ファクシミリ通信では、トレーニ
ング信号後に所定のデータパターン，すなわちトレーニ
ングチェックフラグ(ＴＣＦ)を送信し、これを受信側フ
ァクシミリが復調することでモデムの収束(調整)状況を
判定している。具体的には、モデムトレーニング信号の
ＴＣＦは約１．５秒間、連続“０”の信号であり、受信
側ではこれらの信号を何個“１”と誤ったかをエラーカ
ウントとして算出し、このエラーカウントを所定の閾値
と比較するなどしてモデムの収束状態を判定している。
このようにして、トレーニングを行なうことで、受信装
置においての伝送品質を向上させるようにしている。

【００５２】本願の発明者は、回線状況が劣悪な場合に
も、ビタビ復号の精度を向上させ、ＢＥＲ(ビットエラ
ーレート)を低減させるこのトレーニングに着目し、本
発明を完成させた。

【００５３】すなわち、本発明では、実際のデータの伝
送時に、回線状況が劣悪な場合、ビタビ復号において
は、生き残りパス(残存パス)に沿ってトレリスを一定期
間(パス打ち切り長)遡っても、生き残りパスが１本に絞
られずに復号の精度が落ち、ＢＥＲ(ビットエラーレー
ト)が高くなるという問題を回避するため、実際のデー
タの伝送に先立ってなされるモデム３２のトレーニング
時に、回線状況を判断し、回線状況が劣悪と判断された
ときには、パス打ち切り長をより長く設定し、実際のデ
ータの伝送(受信)時には、より長く設定されたパス打ち
切り長でビタビ復号を行なうようにしている。これによ
り、復号の精度を向上させ、ＢＥＲ(ビットエラーレー
ト)を低減させることを意図している。

【００５４】このようなトレーニング，復号機能を受信
側モデム３２にもたせるため、図２のモデム３２には、
さらに、トレーニング期間中にモデム３２の収束状況を
判定する判定制御部１２０が設けられている。この判定
制御部１２０は、誤差計算部１１８からの等化器誤差信
号ｅの２乗平均値を求め、この２乗平均値によりモデム
３２の収束状況を判定し、その判定結果を通信制御部３
３に与えるとともに、その判定結果を判定・復号器１１
４の制御に用いるようになっている。

【００５５】図４は判定制御部１２０の構成例を示す図
である。図４の例では、判定制御１２０は、誤差計算部
１１８からの誤差信号ｅの２乗平均Ｅ(ｋ)を計算する誤
差平均計算部４００と、誤差信号ｅの２乗平均Ｅ(ｋ)と
所定の閾値ＴＨＥとを比較する閾値比較部４０２と、受
信信号からトレーニング信号を監視し、トレーニング信
号の開始と終了を検知するトレーニング信号監視部４０
６と、トレーニング信号が検知された時点からトレーニ
ング信号の終了が検知されるまでの時間を管理する処理
時間管理部４０４と、モデム３２の収束状況を判定する
収束判定部４０８とを有している。

【００５６】ここで、収束判定部４０８は、モデムの収
束状況を判定するのに、トレーニング中の誤差信号ｅの
２乗平均Ｅ(ｋ)を用いることができる。この場合、判定
・復号器１１４は、収束判定部４０８からの判定結果に
基づき復号に使用するトレリス長を変更するようになっ
ている。すなわち、受信側のモデム３２は、トレーニン
グ中の誤差信号の２乗平均Ｅ(ｋ)を予め設定されている
所定の閾値と比較し、その比較結果に応じてトレリス長
を可変にするようになっている。

【００５７】より具体的に、受信側のモデム３２は、例
えば、処理時間管理部４０４において計数されたトレー
ニング信号の開始から終了までの時間の内、２乗平均Ｅ
(ｋ)が所定閾値ＴＨＥよりも小さくなった時間(回数)を
継続時間Ｃとして計数し、計数した継続時間Ｃが継続時
間に関する所定の閾値ＴＨＬよりも大きいときに、モデ
ム３２が収束していると判定し(回線状況が良好である
と判断し)、ビタビ復号におけるパス打ち切り長(トレリ
ス長)として、予め定められたものが用いられるように
決定する一方、計数した継続時間Ｃが所定閾値ＴＨＬよ
りも小さいときには、モデム３２は収束していないと判
定し(回線状況が悪いと判断し)、ビタビ復号におけるパ
ス打ち切り長(トレリス長)として、予め定められている
トレリス長よりも長いトレリス長が用いられるように決
定するようになっている。

【００５８】次に、このような構成の受信装置，特に判
定制御部１２０および判定・復号器１１４の処理動作に
ついて説明する。図５は判定制御部１２０および判定・
復号器１１４の処理動作例を示すフロ−チャ−トであ
る。なお、この例においては、処理時間管理部４０４は
カウンタから構成されているとする。いま、トレ−ニン
グ信号監視部４０６において受信信号からトレ−ニング
信号を検知すると、適応等化器１１０はトレーニング信
号によるフィルタタップ係数Ｃ_iの更新を行なう。ま
た、トレーニング信号監視部４０６において、受信信号
からトレーニング信号が検知されると、処理時間管理部
４０４がクリアされ、収束時間の判定カウント値Ｃが
“０”に初期セットされる(ステップＳ１)。次に、誤差
平均計算部４００では、誤差信号ｅの２乗平均Ｅ(ｋ)を
例えば次式のように計算する(ステップＳ２)。なお、Ｌ
は平均をとる時間長である。

【００５９】

【数７】

【００６０】しかる後、閾値比較部４０２では、上記２
乗平均Ｅ(ｋ)と所定の閾値ＴＨＥとを比較する(ステッ
プＳ３)。この結果、Ｅ(ｋ)＜ＴＨＥのときには、カウ
ント値Ｃを“１”だけ歩進し(ステップＳ４)、それ以外
の時には、カウント値Ｃを“０”にクリアする(ステッ
プＳ５)。これにより、処理時間管理部４０４において
は、Ｅ(ｋ)＜ＴＨＥとなる継続時間Ｃがカウントされ
る。トレ−ニング終了が検知されてトレ−ニングが終了
すると(ステップＳ６)、カウント値Ｃは収束判定部４０
８に渡される。

【００６１】収束判定部４０８では、例えば、上記カウ
ント値Ｃと継続時間に関する所定の閾値ＴＨＬとを比較
する(ステップＳ７)。その結果、Ｃ＞ＴＨＬのときには
モデムが収束しているものと判断し、モデムが収束して
いるか否かの状態情報(モデム収束フラグ)Ｓとして、こ
れを例えば“１”(モデムが収束している旨)に設定し
て、この状態情報を通信制御部３に通知するとともに、
判定・復号器１１４に与える(ステップＳ８)。モデムが
収束している旨の状態情報Ｓ(＝“１”)が判定・復号器
１１４に与えられると、判定・復号器１１４は、ビタビ
復号におけるパス打ち切り長(トレリス長)として、予め
定められたものが用いられるように決定する(ステップ
Ｓ９)。

【００６２】これに対し、ステップＳ７の比較の結果、
Ｃ＞ＴＨＬ以外のときには、収束判定部４０８は、モデ
ムは収束していないと判断し、上記状態情報(モデム収
束フラグ)Ｓを例えば“０”(モデムが収束していない
旨)に設定して、この状態情報を通信制御部３３に通知
するとともに、判定・復号器１１４に与える(ステップ
Ｓ１０)。モデムが収束していない旨の状態情報Ｓ(＝
“０”)が判定・復号器１１４に与えられると、判定・
復号器１１４は、ビタビ復号におけるパス打ち切り長
(トレリス長)として、予め定められているトレリス長よ
りも長いトレリス長が用いられるように決定する(ステ
ップＳ１１)。

【００６３】このようにして、トレーニング時に、トレ
リス長(パス打ち切り長)が決定されると、決定されたト
レリス長(パス打ち切り長)は、以後のデータ伝送におけ
るビタビ復号で用いられるため、保持される。

【００６４】また、このような収束判定を行なった後、
モデム３２はＴＣＦの処理を行なう(ステップＳ１２)。
この場合、通信制御部３３では、モデム３２の判定制御
部１２０からのトレ−ニング信号受信後のモデムの収束
判定結果，すなわちフラグＳとＴＣＦ後のエラーカウン
トとを用いて、トレ−ニングが成立したか失敗したかを
それぞれＣＦＲ，ＦＴＴにより送信側に知らせる。送信
側にトレ−ニングが成立したか失敗したかを知らせる判
断条件を示す方法として、一般には、エラーカウント値
E_COUNTと所定の閾値TH_COUNTとを比較し、E_COUNT<TH_
COUNTのときＣＦＲ、それ以外の時ＦＴＴを返している
が、上述のように、モデム収束フラグＳが出力される構
成となっている場合には、例えば、モデム収束フラグＳ
が“０”またはE_COUNT≧TH_COUNTのときにＦＴＴを返
すことができる。この場合には、モデム収束フラグＳの
条件がさらに加味されるので、所定の閾値TH_COUNTを従
来よりゆるめに設定しておくことができる。さらに、こ
の場合、E_COUNT≧TH_COUNTであっても、モデム収束フ
ラグＳが“１”のときには、通信制御部３３は、モデム
は収束しているが、ＴＣＦ期間の回線障害(インパルス
ノイズ、瞬断)によってエラーカウントが増加したと判
断することができる。また、モデム収束フラグＳが
“０”のときには、通信制御部３３は、モデムが収束し
ていないためにエラーカウントが増加していると判断す
ることができる。これにより、ＴＣＦにおけるエラーカ
ウントの信頼性をも評価することができて、収束判定を
より高精度に行なうことが可能となる。

【００６５】このようにして、ＴＣＦを受信し、ＣＦ
Ｒ，ＦＴＴを送信側に送った後、この受信装置３１は、
送信装置から伝送されたデータ(例えば画情報データ)を
受信し、これを復号する。この際、受信装置３１のモデ
ム３２は、送信装置から伝送されたデータ信号に対し、
前述のトレーニング時に決定したトレリス長(パス打ち
切り長)で、ビタビ復号を行なう。すなわち、トレーニ
ング時にモデムが収束し回線状況が良好であると判定さ
れトレリス長(パス打ち切り長)として予め設定されてい
るトレリス長(例えば標準的なトレリス長)を用いること
が決定されてきているときには、このトレリス長を用い
てビタビ復号を行なう。トレーニング時に回線状況が良
好であると判定された場合には、データ伝送時にも回線
状況は良好であると考えられるので、上記のように予め
設定されているトレリス長(例えば標準的なトレリス長)
を用いる場合にも、ビタビ復号を精度良く行なうことが
できる。

【００６６】これに対し、トレーニング時にモデムが収
束せず回線状況が悪いと判定されトレリス長(パス打ち
切り長)として予め設定されているトレリス長よりも長
いトレリス長を用いることが決定されているときには、
このトレリス長を用いてビタビ復号を行なう。トレーニ
ング時に回線状況が悪いと判定された場合には、データ
伝送時にも回線状況は悪いと考えられるので、この場
合、上記のように予め設定されているトレリス長よりも
長いトレリス長を用いることによって、ビタビ復号の精
度が低下するのを有効に防止することができる。

【００６７】また、図６は判定制御部１２０の他の処理
動作例を示すフロ−チャ−トである。この例において
も、図５とほぼ同様の処理(ステップＳ１１〜Ｓ２２)が
なされるが、収束判定をトレ−ニング信号受信中に常に
動作させている点が図５の処理と異なっている。すなわ
ち、誤差信号ｅの２乗平均Ｅ(ｋ)と所定の閾値ＴＨＥと
をトレーニング信号受信中に順次比較し、所定閾値ＴＨ
Ｅより誤差信号ｅの２乗平均Ｅ(ｋ)が連続して(継続し
て)小さくなる時間が予め設定された時間長に達したと
き、モデムが収束状態にあると判定する。これによっ
て、トレ−ニング中に何らかの回線障害が発生しても収
束状況判定誤りを軽減することができる。

【００６８】なお、図６においても、モデム収束フラグ
Ｓを例えば“１”あるいは“０”に設定して、通信制御
部３３および判定・復号器１１４にその結果を知らせ、
通信制御部３３および判定・復号器１１４に図５で説明
したと同様の処理を行なわせることができる。

【００６９】また、図５あるいは図６の処理例の他に
も、例えば、トレーニング終了時点の誤差信号ｅの大き
さを、予め設定されている所定の閾値と比較し、誤差信
号ｅの大きさが所定の閾値よりも大きいとき、トレリス
長をより長く決定するようにしても良い。

【００７０】なお、上述の例では、データ伝送に先立っ
て行なわれるモデムの収束状況の判定を、トレーニング
期間中の受信信号に基づき行なったが、これのかわり
に、例えば、トレーニング後のＴＣＦ／ＣＦＲ，ＦＴＴ
ルーチンの正解ビット数によりモデムの収束状況を判定
し、該判定結果を最尤復号部(判定・復号器１１４)に与
え、該判定結果に基づいてトレリス長(パス打ち切り長)
の決定(変更処理)を行なわせても良い。例えば、ＴＣＦ
のうち正解のビット数を予め設定した閾値と比較し、正
解のビット数がこの閾値よりも小さいときにトレリス長
を変化させる(長くする)ようにしても良い。

【００７１】また、上述の各例では、誤差信号ｅの２乗
平均Ｅ(ｋ)あるいは正解ビット数を所定の閾値と比較
し、誤差信号ｅの２乗平均Ｅ(ｋ)あるいは正解ビット数
が所定の閾値よりも大きいかあるいは小さいかを判断し
(これにより、モデムが収束しているか否かを判断し)、
誤差信号ｅの２乗平均Ｅ(ｋ)あるいは正解ビット数が所
定の閾値よりも大きいかあるいは小さい場合にトレリス
長を変更する(長くする)としたが、本発明は、上記のよ
うな場合に限定されず、任意の仕方で(最適な仕方で)、
トレリス長を変更する(可変設定する)こともできる。例
えば、上記のような所定閾値を用いずに、誤差信号ｅの
２乗平均Ｅ(ｋ)あるいは正解ビット数そのものの値を用
いて、トレリス長を可変設定することもできる。具体的
に、誤差信号ｅの２乗平均Ｅ(ｋ)が非常に小さかった
り、あるいは、正解ビット数が非常に大きかった場合に
は、トレリス長を短かく(例えば標準的なトレリス長に)
設定し、誤差信号ｅの２乗平均Ｅ(ｋ)が大きくなるに従
がい、あるいは、正解ビット数が小さくなるに従がい、
トレリス長を徐々に長くするように、トレリス長を例え
ば連続的に可変設定することもできる。

【００７２】また、上述の各構成例では、トレリス長の
変更(決定)を、トレーニング時に、あるいは、ＴＣＦ／
ＣＦＲ，ＦＴＴ時に行なうとしたが、データ伝送に先立
って、モデムの収束状況(回線の状況)を適確に判定でき
る他のフェーズが存在すれば、トレーニング時、あるい
は、ＴＣＦ／ＣＦＲ，ＦＦＴ時以外の他のフェーズで行
なうこともできる。

【００７３】換言すれば、データ伝送に先立ってモデム
の状況を判定できるものであれば、誤差信号ｅの２乗平
均Ｅ(ｋ)や正解ビット数以外のものを用いることもでき
る。

【００７４】また、図１の例では、受信装置３１には、
モデム３２の他に、通信制御部３３も含まれているが、
受信装置３１をモデム３２だけで構成し、通信制御部３
３を受信装置３１に対して外付けにしても良い。換言す
れば、本発明において、受信装置は、モデム３２だけに
よって構成されても良いし、モデム３２の他に、通信制
御部３３などの他の要素が含まれて構成されたものであ
っても良い。

【００７５】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１乃至請
求項８記載の発明によれば、送信側からのデータがあら
かじめ畳み込み符号が行なわれたデータであるときこれ
を最尤復号する最尤復号部を有する受信装置において、
該受信装置には、データ伝送に先立ってモデムの状況を
判定し、該判定結果を最尤復号部に与えるモデム状況判
定手段がさらに設けられており、該モデム状況判定手段
からモデムの状況の判定結果を受けたとき、前記最尤復
号部は、該判定結果に基づき、データの最尤復号に使用
するトレリス長を可変設定するので、回線状況が劣悪な
場合にも、それに応じてトレリス長(パス打ち切り長)が
最適なものに可変に設定されるので、データの最尤復号
を最適設定されたトレリス長で行なうことができ、最尤
復号(ビタビ復号)の精度を向上させ、ＢＥＲ(ビットエ
ラーレート)を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る受信装置の構成例を示す図であ
る。

【図２】図１に示す受信側のモデムの構成例を示す図で
ある。

【図３】図１の受信装置の通信手順の一例を示す図であ
る。

【図４】判定制御部の構成例を示す図である。

【図５】判定制御部の処理動作例を示すフローチャート
である。

【図６】判定制御部の他の処理動作例を示すフローチャ
ートである。

【図７】畳み込み符号化とその復号法としてビタビ復号
法が適用された送受信装置(モデム)の概略的な構成例を
示す図である。

【図８】トレリス符号化器の構成例を示す図である。

【図９】トレリス線図の一例を示す図である。

【図１０】Ｖ３３モデムの信号点の一部を示す図であ
る。

【図１１】一般的なビタビ復号器のブロック図である。

【図１２】図１１のビタビ復号器の処理動作を説明する
ためのフローチャートである。

【符号の説明】

１０伝送路３０送信側モデム３１受信装置３２受信側モデム３３通信制御部１００Ａ／Ｄ変換器１０８自動利得制御部１０２複素化処理部１０１タイミング再生部１０４ベースバンドフィルタ(ＢＢＦ) １０６固定等化器１１０適応等化器１１２位相同期部１１４判定・復号器(最尤復号部) １１８誤差計算部１１６デスクランブラ１１９エラーカウンタ１２０判定制御部４０６トレーニング信号監視部４００誤差平均計算部４０２閾値比較部４０４処理時間管理部４０８収束判定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信側からのデータがあらかじめ畳み込
み符号が行なわれたデータであるときこれを最尤復号す
る最尤復号部を有する受信装置において、該受信装置に
は、データ伝送に先立ってモデムの状況を判定し該判定
結果を最尤復号部に与えるモデム状況判定手段がさらに
設けられており、該モデム状況判定手段からモデムの状
況の判定結果を受けたとき、前記最尤復号部は、該判定
結果に基づき、データの最尤復号に使用するトレリス長
を可変設定することを特徴とする受信装置。
【請求項２】請求項１記載の受信装置において、最尤
復号部には、ビタビ復号が用いられることを特徴とする
受信装置。
【請求項３】請求項１記載の受信装置において、前記
モデム状況判定手段は、データ伝送に先立って行なわれ
るトレーニング期間中の受信信号に基づきモデムの状況
を判定することを特徴とする受信装置。
【請求項４】請求項３記載の受信装置において、モデ
ムの状況の判定には、等化器の係数更新に使用する判定
点と受信点の差である誤差信号を用いることを特徴とす
る受信装置。
【請求項５】請求項３または請求項４記載の受信装置
において、該受信装置は、トレーニング終了時点の誤差
信号の大きさを予め設定されている所定の閾値と比較
し、誤差信号の大きさが所定の閾値よりも大きいとき
に、データの最尤復号に使用するトレリス長を可変設定
することを特徴とする受信装置。
【請求項６】請求項１記載の受信装置において、前記
モデム状況判定手段は、データ伝送に先立って行なわれ
るモデムの状況判定を、トレーニング後のＴＣＦ／ＣＦ
Ｒ，ＦＴＴルーチンの正解ビット数に基づいて行なうこ
とを特徴とする受信装置。
【請求項７】請求項６記載の受信装置において、該受
信装置は、ＴＣＦのうち正解のビット数を予め設定した
閾値と比較し、正解のビット数がこの閾値よりも小さい
ときに、データの最尤復号に使用するトレリス長を可変
設定することを特徴とする受信装置。
【請求項８】請求項１記載の受信装置において、該受
信装置は、データ伝送に先立って行なわれるモデムの状
況の判定結果に応じて、データの最尤復号に使用するト
レリス長を連続的に可変設定することを特徴とする受信
装置。