JPS5919453A - Metric arithmetic circuit - Google Patents

Metric arithmetic circuit

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JPS5919453A
JPS5919453A JP12845182A JP12845182A JPS5919453A JP S5919453 A JPS5919453 A JP S5919453A JP 12845182 A JP12845182 A JP 12845182A JP 12845182 A JP12845182 A JP 12845182A JP S5919453 A JPS5919453 A JP S5919453A
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勝洋 中村
Yukitsuna Furuya
之綱 古谷
Shuji Murakami
修司 村上
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To speed up the processing, by devising an arithmetic equation obtaining a path metric in a Viterbi decoder for decreasing an arithmetic amount. CONSTITUTION:A branch metric operating circuit 601 receiving a receiving signal for one branch's share in a Viterbi decoder to a convolution code having 3 of restricting length and 1/2 of coding rate, calculates a pair branch metric and inputs it to a path metric arithmetic circuit 602. Basing on the circuit 602 outputs each metric of the survival path at a preceding decoding step stored in a path metric storage 603, and a just inputted pair branch metric, executing the prescribed metric arithmetic equation, thus the newest survival path in each state and the most probable and the oldest symbols in the survival paths are outputted from an output terminal 640 via path memory 604.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ビタビ復号器内において、各時点のメトリッ
クを演算し更新する回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit for calculating and updating metrics at each point in time within a Viterbi decoder.

従来、ピタビ復号器は、誤ね訂正符号、中でも畳み込み
符号を復号するのに最もパフォーマンスの良い復号器と
して知られているが、その反面。
Conventionally, the Piterbi decoder has been known as the decoder with the best performance for decoding error correction codes, especially convolutional codes, but on the other hand.

演算処理量が大きく、ハードウェア規模が大きくなると
いう欠点があった。
The drawbacks are that the amount of calculation processing is large and the hardware scale is large.

そのため、従来より、ビタビ復号器内の各部分回路に於
て、演算手数、ないしノ・−ドウエアを減少させる努力
がおこなわれてきた。
For this reason, efforts have been made to reduce the number of calculations or hardware in each subcircuit within the Viterbi decoder.

本発明は、ビタビ復号器内のメトリック演算回路の演算
処理1を減らし、従来より処理時間の速い簡単な、メト
リック演算回路を与えることを目的とする。
An object of the present invention is to reduce the number of arithmetic operations performed by a metric arithmetic circuit in a Viterbi decoder, and to provide a simple metric arithmetic circuit that is faster in processing time than the conventional one.

本発明によれば、該メトリック演算回路は、枝メトリツ
ク演算回路、パスのメトリック演算回路1パスメトリッ
ク記憶回路およびパスメモリーとから成るビタビ復号器
内の前記パスのメトリック演算回路であって、ベア枝メ
トリック並びicMベア枝メトリックに対応した状態対
のパスメトリック対をそれぞれ、前記技メトリック演算
回路並びにパスメトリンク記憶回路からの入力とし、該
ペア枝メトリツク間の差並びに該メ) IJノック間の
差を求める第1の回路と、該2つの差量の和および差の
正負の符号を求める第2の回路と、該和および差の正負
の符号を前記パスメモリー更新のための制御信号として
出力するための第1の出力端子と、該和および差の正負
の符号そ扛ぞれに応じて。
According to the present invention, the metric calculation circuit is a metric calculation circuit for the path in a Viterbi decoder comprising a branch metric calculation circuit, a path metric calculation circuit 1, a path metric storage circuit, and a path memory; The path metric pairs of state pairs corresponding to the metric arrangement icM bare branch metrics are respectively input from the technique metric calculation circuit and the path metric link storage circuit, and the difference between the paired branch metrics and the difference between the IJ knocks are calculated. a first circuit that calculates the sum of the two difference amounts and a positive or negative sign of the difference, and outputs the positive or negative sign of the sum and the difference as a control signal for updating the path memory. and the sign of the sum and difference depending on the first output terminal and the sign of the difference, respectively.

前記ベア枝メトリックの一つの枝メトリックと前記パス
メトリック対の1つのパスメトリックとを選び、選ばれ
たメトリック間の和を後記第4の回路からの信号に従っ
て正規化した形でそれぞれ算出する第3の回路と該得ら
れたそれぞれの和を。
A third step of selecting one branch metric of the bare branch metric and one path metric of the path metric pair, and calculating the sum of the selected metrics in a normalized form according to a signal from a fourth circuit described later. circuit and the respective sums obtained.

それぞれに対応する状態の新たなパスメトリックとして
、前記パスメトリック記憶回路にそnぞれ出力するため
の第2の出力端子と、該新たなパスメトリックを順次入
力し、すべての状態の中で最大の新たなメトリックを有
することになった状態の検出並びに上記正規化信号を生
成する前記第4の回路と、該最大メトリックを有する状
態の検出信号を前記パスメモリーに送るための第3の出
力端子とから成ることを特徴とするメトリック演算回路
として構成される。説明の都合上、まずビタビ復号法に
ついて簡単に説明し、その中で本発明の詳細な説明する
。しかる後、本発明の回路と従来の回路との差並びに本
発明の実施例について説明する。
As a new path metric for each state, the second output terminal for outputting each new path metric to the path metric storage circuit and the new path metric are sequentially input, and the maximum value among all states is input. a fourth circuit for detecting a state having a new metric and generating said normalized signal; and a third output terminal for sending a detection signal for a state having said maximum metric to said path memory. It is configured as a metric calculation circuit characterized by comprising: For convenience of explanation, the Viterbi decoding method will first be briefly explained, and then the present invention will be explained in detail. Thereafter, differences between the circuit of the present invention and conventional circuits and embodiments of the present invention will be explained.

第1図は畳み込み符号器の実施例を示す図である。、第
■図の畳み込み杓号器は拘東長3.符号化率1/2の符
号器を構成している。入力端子100から人力された1
又は00信号は、レジスタ1および2に順次蓄えられる
。入力信号とレジスタ1の内容と、レジスタ2の内容の
2を法とした加算が排他論理和回路3で求められ、出力
端子loiから出力される。また人力(1号とレジスタ
2の2を法とした加算が排他論理和回路4で求められ。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a convolutional encoder. , The convolution device in Figure ■ is 3. This constitutes an encoder with a coding rate of 1/2. 1 manually input from input terminal 100
or 00 signals are stored in registers 1 and 2 sequentially. An exclusive OR circuit 3 adds the input signal, the contents of register 1, and the contents of register 2 modulo 2, and outputs the result from the output terminal loi. In addition, the addition of No. 1 and register 2 modulo 2 is obtained by the exclusive OR circuit 4 manually.

出力端子102から出力される。このようにして1ビツ
トの入力信号が2ビツトに変換されて送信される。出力
の2ビツトはレジスタlおよび2の内容と入力信号で決
定されるので、この符号器の状態遷移図は第2図のよう
になる。第2図で4つの状態(00)、(10)、(0
1)、(11)はそれぞれレジスタ1,2の内部状態に
対応しておシそれぞれの状態と2次の状態を結ぶAg!
(これを枝と呼ぶ)(5) は入力信号の値によって次に異った状態に移ることを意
味している。また枝上の(00)、(11)。
It is output from the output terminal 102. In this way, a 1-bit input signal is converted into 2-bit signals and transmitted. Since the two output bits are determined by the contents of registers 1 and 2 and the input signal, the state transition diagram of this encoder is as shown in FIG. In Figure 2, there are four states (00), (10), (0
1) and (11) correspond to the internal states of registers 1 and 2, respectively, and connect each state to the secondary state.Ag!
(This is called a branch.) (5) means that the state moves to the next different state depending on the value of the input signal. Also (00) and (11) on the branch.

(1o)、(ot)の表現は端子101および端子10
2から出力される値を表現している。例えばレジスタ1
,2の初期値が(0,0)であって信号 1 が入力さ
れたとすると出力は(1,1)となりレジスタ1.2の
状態は(1,0)に変わる。第2図にはこれに続いて1
.0.1と信号が入力されたときの状態の変化を太線で
示す。このように各入力信号列に1対IK対応して状態
遷移図上の折線が形成される。この折線のことを通常パ
スと呼んでいる。
The expressions (1o) and (ot) are terminal 101 and terminal 10.
It represents the value output from 2. For example, register 1
, 2 are (0, 0) and the signal 1 is input, the output becomes (1, 1) and the state of register 1.2 changes to (1, 0). Figure 2 shows 1 following this.
.. The change in state when a signal of 0.1 is input is shown by a thick line. In this way, broken lines on the state transition diagram are formed in one-to-IK correspondence to each input signal string. This broken line is called a normal path.

さて、ビタビ復号器は各パスに対応した送信系列と受信
系列の相関値を計算し相関値の最大になるパスを判定し
て復号を行っている。受信系列と各パスとの相関値は通
常パス・メトリックと呼ばれている。ビタビ復号器は第
2図の4通りの状MK対応するパス・メトリックを 記
憶しておき1ビツトの情報に対応する2シンボルが受信
される毎にパス・メトリックを更新する。第2図から明
らかなように、4通りの各状態は送信信号に対応しく6
) て、2本の枝を出し再び4通りのいずれかの状態になる
。新たな状態の側から見れば、以前の状態のうち2つの
状態から異なった符号を送信した結果として新たな状態
が得られている。例えば(1゜0)という状態は(0,
0)という状態の時にゝゝl″が入力されて、(1,1
)が出力され(1,0)に達する場合と(0,1)とb
う状態の時にゝゝ1“ が入力されて、(0,0)が出
力さn(1,0)に達する場合とがある。
Now, the Viterbi decoder calculates the correlation value between the transmission sequence and the reception sequence corresponding to each path, determines the path with the maximum correlation value, and performs decoding. The correlation value between the received sequence and each path is usually called a path metric. The Viterbi decoder stores path metrics corresponding to the four types of MK shown in FIG. 2, and updates the path metrics every time two symbols corresponding to one bit of information are received. As is clear from Figure 2, each of the four states corresponds to the transmitted signal.
), two branches emerge, and one of the four states reappears. From the perspective of the new state, the new state is the result of transmitting different codes from two of the previous states. For example, the state (1°0) is (0,
0), ゝゝl'' is input, and (1, 1
) is output and reaches (1,0), and (0,1) and b
There are cases where "1" is input and (0,0) is output when n(1,0) is reached.

ビタビ復号器ではこの2通りの場合について前回のパス
・メ) IJツク値に、受信信号と各校に対応する受信
候l111g1号との相関値(これを枝メ) 17ツク
と呼ぶ)を加え、大きい方を新たなパス・メトリックと
するという方法でパス・メトリックの更新を行なう。こ
のパス・メ)IJソック演算並びに更新の方法について
より詳しく説明する。
In these two cases, the Viterbi decoder adds the correlation value between the received signal and the reception candidate No. 111g1 corresponding to each school (this is called the branch method) to the previous pass IJ value. , the path metric is updated by using the larger one as the new path metric. The path/me) IJ sock calculation and update method will be explained in more detail.

今、4番目の受信信号に対応するパス・メトリックを各
状MK合わせて、Ma(00)、Ma(10)。
Now, the path metrics corresponding to the fourth received signal are Ma (00) and Ma (10), respectively.

MA(Ol)、MA(11)と表現し、A+1番目の2
ビツトの受信信号と各校に対応した2ビツトの受信候補
信号(ル1.L2)との相関値を* R4+1 (Ll
 、L2 )と表わすことにする。
Expressed as MA(Ol), MA(11), A+1st 2
The correlation value between the received bit signal and the 2-bit reception candidate signal (L1.L2) corresponding to each school is *R4+1 (Ll
, L2).

このとき2例えば(A+1)番目のパス・メトリックM
4N (Io )は、MJ(00)+R遥+、(11)
とMA(01)+R,4+、(00)の太きb方となる
。そこで。
In this case, 2, for example, the (A+1)th path metric M
4N (Io) is MJ (00) + R Haruka +, (11)
and MA(01)+R,4+,(00), which is the thicker b side. Therefore.

M4+、(00)、 MJ+、(10)l Mル+、 
(01)、 M4+、(11)を数式で表現するならば
1次のようになる。
M4+, (00), MJ+, (10)l Mle+,
If (01), M4+, and (11) are expressed mathematically, they will be of the first order.

但し、Mu(A、B)はAとBのうち大きい方の値をと
ることを示す。もしA=Bならば、どちらを選んでもか
まわないが、説明の便宜上ここでは。
However, Mu (A, B) indicates that it takes the larger value of A and B. If A=B, it doesn't matter which one you choose, but for the sake of explanation, I will choose it here.

Aを選ぶものとする。Let us choose A.

つまり である。In other words It is.

さて、2本の枝のうちどちらを選択したかでどのような
パスをとったかがわかるので、その選択信号をもとに第
1図の符号器に対応するビタビ復号器は常に4通9のパ
スを記憶してゆく。つまり。
Now, depending on which of the two branches you select, you can tell which path you took, so based on that selection signal, the Viterbi decoder that corresponds to the encoder in Figure 1 always makes 4 passes and 9 passes. I will remember. In other words.

4通シの送信系列の候補を記憶してゆく。このパスを記
憶する回路は通常パス・メモリと呼ばれる。
Candidates for four transmission sequences are stored. The circuit that stores this path is usually called a path memory.

第3図にはパス・メモリに記憶されるパスの例を示す。FIG. 3 shows an example of paths stored in the path memory.

第3図には選択されたパスのみが記されている。第3図
にお込て時刻Aにおいてパス・メモリに記憶されている
全てのパスを逆にたどると時刻B以前の部分は全て同一
のパスに帰着していることがわかる。従って今後どのよ
うな信号が受信されようと時刻B以前のパス(太線の部
分)から外れることはあり得ない。この現象はマージと
言われるがマージが起れば、それ以前に受信された系列
は一意的に決定されるのでこれから判定出力を得ること
ができる。一般にマージするまでのパスの長さは伝送路
誤シのパタンによって異り、誤りパタンによっては無限
にマージしない場合もあシ得る。現実の回路では無限の
長さのパスを記憶(9) することは不可能なので、どこかでパスの長さを打切る
ことKなる。この場合には4本のパスがマージしないう
ちに判定をしなくてはならない場合が生じる。パスがマ
ージしてないときの判定誤シを少くするには現在(判定
時刻)で最も確からしいパスを正しいパスとする方法が
用すられる。従って通常のビタビ・復号器では一定長の
バスメモリを用い、各判定時刻で最大のパス・メ) I
Jランク持つパスの最も前のシンボルに対応する値を判
決に添った復号器の基本グロンク図は、第4図のように
示すことができる。
Only the selected path is shown in FIG. If all the paths stored in the path memory at time A in FIG. 3 are traced backwards, it can be seen that all the portions before time B result in the same path. Therefore, no matter what kind of signal is received in the future, it is impossible for the signal to deviate from the path before time B (thick line part). This phenomenon is called merging, and when merging occurs, the previously received sequences are uniquely determined, so a judgment output can be obtained from them. Generally, the length of the path until merging varies depending on the transmission path error pattern, and depending on the error pattern, it may not be possible to merge indefinitely. In an actual circuit, it is impossible to store a path of infinite length (9), so the length of the path must be cut off somewhere. In this case, it may be necessary to make a determination before the four paths are merged. In order to reduce the number of errors in judgment when paths are not merged, a method is used in which the most probable path at the current time (judgment time) is determined as the correct path. Therefore, in a normal Viterbi decoder, a bus memory of a fixed length is used, and the maximum path length (I) is determined at each judgment time.
The basic Gronk diagram of the decoder that determines the value corresponding to the first symbol of the path with rank J can be shown as shown in FIG.

第4図に於て、入力端子400 より2シンボルの受信
信号が入力され、枝メトリツク演算回路401で、 各
校についての受信信号に対する枝メトリックが計算され
る。該枝メトリックと、パスメトリック配憶回路403
に蓄えられているその前の復号ステップに於る生き残シ
バスの各メトリックとから、各状態の新しい生き残シパ
スを定める(10) ヘ<、前記(11式に従ったパスメトリックの演算が。
In FIG. 4, a two-symbol received signal is input from an input terminal 400, and a branch metric calculation circuit 401 calculates a branch metric for the received signal for each school. The branch metric and path metric storage circuit 403
A new surviving path for each state is determined from each metric of the surviving path in the previous decoding step stored in (10).

パスのメトリック演算回路402で行なわれる。This is performed by the path metric calculation circuit 402.

その結果、生残ったパスに対応する系列を生き残りパス
のメモリー404 KJIiえ、生き残りのパスの中で
最も確からしいパスの最も前の、つまり最も古いシンボ
ルを復号シンボルとして出力端子405に出力する。
As a result, the sequence corresponding to the surviving path is stored in the surviving path memory 404, and the earliest symbol, that is, the most probable path among the surviving paths, is outputted to the output terminal 405 as a decoded symbol.

、 (゛コ− さて0本発明は上記シーtタビ復号器に於て、特eこパ
スのメ) IJソック算回路の構成に関係する。
The present invention relates to the configuration of the IJ sock arithmetic circuit in the above-mentioned sheet-tabi decoder.

−そこで、まず、パスメl−IJクック算を表わす前記
(11弐について更に詳しく説明する。
- First, we will explain in more detail the above (112), which represents the Pasume l-IJ Cook calculation.

従来は、(1)式の演舞を、0)式の演算式通りにその
まま演算する回路を用いていた。これに対し。
Conventionally, a circuit has been used that directly calculates the performance of equation (1) according to the calculation equation of equation (0). Against this.

本発明では、(1)式の演舞順序を変更することにより
、演算量を減らし、従来より処理時間の速い簡単なパス
のメトリック演算回路を与える。
In the present invention, by changing the performance order of equation (1), the amount of calculation is reduced and a simple path metric calculation circuit with faster processing time than the conventional one is provided.

(1)式の演算式を図示すると、第5図のように表わさ
れることが分かる。第5図に於て、左端は各状態のム番
目データに対応する各パスメトリックを、枝は、加算さ
れるべき枝メトリックを、右端は(J−H)番目のデー
タに対応する新しい各パスメトリックを表わしている。
When the arithmetic expression of equation (1) is illustrated, it can be seen that it is expressed as shown in FIG. In Fig. 5, the left end shows each path metric corresponding to the Mth data of each state, the edges show the branch metrics to be added, and the right end shows each new path corresponding to the (J-H)th data. represents a metric.

第5図より明らかなように、パスメトリンクの演算式は
2つの式づつベアになって9分類されることが分かる。
As is clear from FIG. 5, it can be seen that the path metric link calculation expressions are classified into nine categories, with two expressions each being bare.

(1)式では、2つのベアができる。In equation (1), two bears are created.

しかも、各ベアに於て、枝メトリックの値としては2種
類しかなく、2種類の枝メトリックに対応する受信候補
信号(L、、A2)は、互いに反転した関係にあること
が分る。この2種類の枝メトリックを以後「ベア枝メト
リック」と呼ぶことにする。ここで、枝メトリック、つ
まり受信信号(U。
Furthermore, it can be seen that there are only two types of branch metric values in each bear, and the reception candidate signals (L, , A2) corresponding to the two types of branch metrics are in an inverted relationship with each other. These two types of branch metrics will hereinafter be referred to as "bare branch metrics." Here, the branch metric, i.e. the received signal (U.

u2)と受信候補信号(L、、L2)との相関値を(ル
l’1+ L2u2)とし、更に。
Let the correlation value between u2) and the reception candidate signal (L, , L2) be (l'1+L2u2), and further.

rr * r2 +鳩2M2を次のように定める。rr * r2 + pigeon 2M2 is determined as follows.

r、=R4+、(00)     RA+、(11) 
   −−−−−(31r2= R4,、(10)−1
’LA、、(01)  ・−曲−・−曲・曲(41M1
−Ma (00) −MA(01)  ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・+51M2 =  MA (1
0)   −MJ   (11)     ・・・・・
・・・・・・・ 1債6)に、それぞれ1.−1として
1算されるとすれば。
r, = R4+, (00) RA+, (11)
-----(31r2= R4,, (10)-1
'LA,, (01) ・-Song-・-Song・Song (41M1
-Ma (00) -MA (01) ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・+51M2 = MA (1
0) -MJ (11) ・・・・・・
...... 1 bond 6), 1. If it is counted as -1.

上記受信候補信号り、、L2は+1又は−1を表わすこ
とになる。従って、枝メトリックが(L、uI+L2I
+□)であることを考えれば、明らかに ”A + 1
(11)=−JL科、(OOL R4+、(ox)−R
4+、(10)であるので r、 = 2 RA+、 (00)   ・・・−・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・(7)[2= 2
R44,、(10)   ・・・・・・・・・・・・・
・・−・・・・・+8)である。
The reception candidate signal L2 represents +1 or -1. Therefore, the branch metric is (L, uI+L2I
+□), it is clear that ``A + 1
(11)=-JL family, (OOL R4+, (ox)-R
4+, (10), so r, = 2 RA+, (00) ・・・−・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・(7) [2= 2
R44,, (10) ・・・・・・・・・・・・・
...-...+8).

さて、(3)〜(6)式よシ、前記0)式の演算式は、
(2)式に注意して1次のようKも表現し得ることが分
かる。 すなわち2 (13) 従って1回科、(00)1MA+、(10)1回打、(
01)1MA++(11)は、それぞれ= N4’+ 
+ r1+ Ml  r++ M2+r2+M2−r2
の正負の符号を調べること蹟より、2つの候補のうちの
どちらかであるかを決定できる。
Now, from equations (3) to (6), the calculation formula for equation 0 above is:
By paying attention to equation (2), it can be seen that K can also be expressed as linear. That is, 2 (13) Therefore, 1st stroke, (00) 1MA+, (10) 1st stroke, (
01) 1MA++ (11) are each = N4'+
+ r1+ Ml r++ M2+r2+M2-r2
By checking the positive and negative signs of , it is possible to determine which of the two candidates it is.

ここで1例えばMル+、(oo)およびMム+、(1o
)  の値を算出するときの演算手数を従来の場合と比
較する。
Here 1 e.g. Mru+, (oo) and Mmu+, (1o
) will be compared with the conventional case.

従来の場合1回渥(00)十RA+1(oO)1MA(
ol)十RA+I(11)、 (MA(00)+I14
+、(00))  (MJ(01)+R4+、(11)
)および=  (MJ(00)+Rx++(”) ) 
、(MXOI)十R4++(00))。
In the conventional case, 1 time (00) 10 RA + 1 (oO) 1 MA (
ol) 10RA+I(11), (MA(00)+I14
+, (00)) (MJ(01)+R4+, (11)
) and = (MJ(00)+Rx++(”))
, (MXOI) 10R4++ (00)).

(Ma(00)十R4+、 (11) )−(M、(0
1)+aJ+、 (00) )O6回の加減算が必要で
ある。一方1本発明で用いた演算順序に従えば。
(Ma (00) + R4 +, (11) ) - (M, (0
1)+aJ+, (00) )O6 additions and subtractions are required. On the other hand, if the calculation order used in the present invention is followed.

MA (OO)−λ(s(01’) 、(MA(00)
  MJ(Of) )十r+(MA(00)−MJ(o
x )″)−rlの3回の加減算ならびに。
MA(OO)-λ(s(01'),(MA(00)
MJ(Of)) 10r+(MA(00)−MJ(o
3 additions and subtractions of x )″)−rl and.

MA(00)十R6A++(00)か又は、MJ(01
)+RJ+、(11)のどちらかの演算および、 MA
(00)十R6,(11)か(14) 又はM、(01) +RA、−,(Oo)のどちらかの
演算の2個の加算、計5個の加減算だけでよく、従来の
場合と比較して演算蓋を減少し得ることが分かる。
MA (00) 10R6A++ (00) or MJ (01
)+RJ+, either operation of (11) and MA
(00) 10R6, (11) or (14) or M, (01) Only 2 additions of either +RA, -, (Oo), a total of 5 additions and subtractions are required, which is different from the conventional case. It can be seen that the computation cost can be reduced by comparison.

Mム+1(01)およびMA+1(lI)の値を算出す
るときの演算手数についても同様である。このことは高
速のデータを処理するビタビ後号器にとって、有効な方
法となる。災に言えば、前述したように、出力すべき復
号シンボルをきめるために、生き残ったパスのうち、最
も確からしいパスを決定する必要がある。これは、パス
メトリックの値が最も大きいパスを捜すことになるので
各時点に於て。
The same applies to the number of operations when calculating the values of M+1 (01) and MA+1 (lI). This is an effective method for Viterbi post-decoder processing high-speed data. Unfortunately, as described above, in order to determine the decoded symbol to be output, it is necessary to determine the most probable path among the surviving paths. This means that we are looking for the path with the highest path metric value at each point in time.

MA+1(00)1MA+1(lO)1MA+l(01
)1Mルヤ、(11)の中で最大のものを選び出す必要
がある。
MA+1(00)1MA+1(lO)1MA+l(01
) 1M Luya, we need to choose the largest one among (11).

しかるk(7)〜顛式より であるので。Shikuru k (7) - From the sequel Because it is.

M糾、(00)、 M、4+、(10)のうちどちらが
大きいかは、前記M、+ r、l M、−r、  の正
負の符号と上記M1゜rlの正負の符号によって決定す
ることもできる。
Which of M, (00), M,4+, and (10) is larger is determined by the positive or negative sign of M, + r, l M, -r, and the positive or negative sign of M1゜rl. You can also do it.

同様に M打、(01)、 MA+、(10)のうちどちらが大
きいかは、前記M2 + rz * M2  r2の正
負の符号と上記M2.r2の正負の符号によって決定す
ることもでび出すだめの比較演算の回数が、すでに計算
されている4rl”るいはM2.  r2の正負の符号
を利用することにより、半分に減らすこともできるわけ
である。
Similarly, which of M stroke, (01), MA+, and (10) is larger is determined based on the positive/negative sign of M2 + rz * M2 r2 and M2. The number of comparison operations that can be determined by the positive or negative sign of r2 can be reduced by half by using the already calculated 4rl'' or M2. It is.

さて、パスメトリックM4(ル、、ル2)が(7)〜Q
l弐に従って演算されて続けて行くとすれば、ビタビ復
号器にデータが入力されるたびにパスメトリックは増加
し続けることになる。そのため、前記バスメトリック記
憶回路がオーバーフローし寿いように、パス・メトリッ
クに対し適切な正規化を行なう必要がある。
Now, the path metric M4 (ru,,ru2) is (7)~Q
If the calculation is continued according to l2, the path metric will continue to increase each time data is input to the Viterbi decoder. Therefore, it is necessary to perform appropriate normalization on the path metric so that the bus metric storage circuit does not overflow.

通常は、すべての状MVC対するパスメトリックの中で
最大または最小のパスメトリックを求め。
Usually, the maximum or minimum path metric is found among the path metrics for all MVCs.

該最大または最小のパスメトリックを各パスメトリック
から差し引くととKよって正規化が行なわれる。もちろ
ん最大または最小以外の特定番目の大きさのパスメトリ
ックでもよい。またA+1番目の受信信号に対応するパ
スメトリックMa4+(’+ 、=21の正規化に、ル
査目の受信信号に対応する。前記最大また杜峡小のパス
7) IJクック用いてもよ−。
Normalization is performed by subtracting the maximum or minimum path metric from each path metric. Of course, a path metric of a specific size other than the maximum or minimum may be used. In addition, for the normalization of the path metric Ma4+('+,=21) corresponding to the A+1st received signal, the path metric Ma4+('+, which corresponds to the Rth received signal, the maximum path 7 of Dukyo Small) may be used. .

なお、今迄の説明は、拘束長3.符号化率1/2じ゛ の畳み込み符号に対する廐タビ復号器内のメトリック演
算について説明して^たが、他のパラメシニ ータをもつ畳み込み符号に対する効キタビ腹号器内のメ
トリック演算についても、演算式が増えるのみで、#1
ぼIil1mK説明される。
The explanation so far is based on restraint length 3. We have explained the metric calculation in the Kitabi decoder for convolutional codes with a coding rate of 1/2, but we will also explain the metric calculations in the Kitabi decoder for convolutional codes with other parameter mesinators. Only the number of expressions increases, #1
This will be explained.

、−ε 次に1本発1j11の実施例を含むグ1タビ復号器のブ
ロック図である第6図に従って説明する。
, -ε Next, a description will be given with reference to FIG. 6, which is a block diagram of a G1Tabi decoder including a one-shot 1j11 embodiment.

第6図に於て2点線で囲んだ部分602が1本発明によ
るメトリック演算回路にあたり、#照数字601゜(1
7) 603.604はそれぞれ第4図における枝メトリツク
演算回路、パスメトリック記憶回路、パスメモリーを示
す。
In FIG. 6, a portion 602 surrounded by two dotted lines corresponds to a metric arithmetic circuit according to the present invention.
7) Reference numerals 603 and 604 respectively indicate a branch metric calculation circuit, a path metric storage circuit, and a path memory in FIG.

さて、クロック(A+x)に於て入力ライン610を経
て入力された一枝分の受信信号に対し、枝メトリンク演
算回路601では、該受信信号に対するベア枝メトリッ
ク”A+1(漆、!2) * RA+1 (弓、ら)が
、順次計算される。該ベア枝メトリ、りは、パスのメト
リック演算回路602へ、直列又は並列にて順次送られ
る。但し、前述したように通常ペア枝メトリックの各校
メトリックは、正負の符号を逆にした関係にあるので、
どちらか一方のみを送っても良い。ベア枝メトリックも
しくは単一の枝メトリックを受は取った参照数字621
の回路は。
Now, with respect to the received signal for one branch input via the input line 610 at the clock (A+x), the branch metric link calculation circuit 601 calculates the bare branch metric "A+1 (lacquer, !2) * RA+1 ( The bare branch metrics, ri, are sequentially calculated.The bare branch metrics, ri, are sequentially sent in series or parallel to the path metric calculation circuit 602.However, as described above, each branch metric of the pair branch metrics is normally is in a relationship with the positive and negative signs reversed, so
You may send only one of them. Reference numeral 621 that received a bare branch metric or a single branch metric.
The circuit is.

該ベア技メトリック間の差r(単一メトリックの場合は
差rは該単−メ) IJクック2倍に等しい)を求める
回路である。
This circuit calculates the difference r between the bare technique metrics (in the case of a single metric, the difference r is equal to twice the single metric).

一方、該枝メトリックに対応する。状態対に対するバス
メトリック対Ma(j、、j2)1M4(s、、 52
)(つまり(7)〜OI式の各式の右辺に現われるバス
タ(18) トリック対)が前記パスメトリック記憶回路603から
ライン630を経て読み出され、該パスメトリック対間
の差Mが減算回路622に於て求められる。
On the other hand, it corresponds to the branch metric. Bus metric pair Ma(j,,j2)1M4(s,,52
) (that is, the buster (18) trick pair appearing on the right side of each equation of (7) to OI equation) is read out from the path metric storage circuit 603 via line 630, and the difference M between the path metric pairs is calculated by the subtraction circuit. 622.

ついで、前記Mとrは回路623へ入力され2Mとrと
の和および差の正負の符号が該回路623に於て求めら
れる。
Next, M and r are input to a circuit 623, and the sign of the sum and difference of 2M and r is determined in the circuit 623.

該和と差の正負の符号および前記枝メトリック対Rル+
1(Ll’ル2 ” ”A+I乞、ぢ)並びに前記パス
メトリック対MA(j、、J2)+”j(s+” 2)
が回路624へ入力され、該和と差の正負の符号それぞ
れに従って、前記(7)〜01式で示したように、前記
枝メトリック対Rル+、(L、・L2)+ R4+、 
(暫、ら)の中の1つと、前記パスメトリック対MA(
j、、j2)、  MA($1182)の中の1つとが
それぞれ選ばれ1選ばれた枝メトリックとパスメトリッ
クとのそれぞれの和が該回路624で算出される。
The sign of the sum and the difference and the branch metric pair R +
1(Ll'ru2""A+I, ji) and the path metric pair MA(j,, J2)+"j(s+"2)
are input to the circuit 624, and according to the positive and negative signs of the sum and difference, the branch metric pairs R+, (L, ·L2)+R4+, as shown in equations (7) to 01 above, are
(Saku, et al.) and the path metric pair MA (
j, , j2), MA ($1182) are selected, and the circuit 624 calculates the respective sums of the selected branch metric and the path metric.

算出されたそれぞれの和が新しいパスタ) IJツクM
4+、 (u + * uz ) r M4+、 (V
 r l V2 )となるわけであるが、前述したよう
に後記6250回路からの正規化信号によって、該新し
いパスメトリックはそれぞれ一定値分だけ差し引かれ、
差し引かれたパスメトリンクが前記パスメトリック記憶
回路603を更新して蓄えられる。
Each calculated sum is a new pasta) IJTSUKM
4+, (u + * uz ) r M4+, (V
r l V2 ), but as mentioned above, each new path metric is subtracted by a certain value by the normalization signal from the 6250 circuit described later,
The subtracted path metric link is updated and stored in the path metric storage circuit 603.

但し、一定値を差し引く場合は、前記枝メトリックとパ
スメトリンクとのそれぞ扛の和をとる前KMJ(j、、
J2)およびM4(s、os2)を一定値差し引きしか
るのち、前記それぞれの和をとるとbうふうに回路62
4が構成されていてもよいことは当然である。一方また
。前記和および差の正負の符号はクロック(A+1)に
於て、如何なるパスを選んだかの信号ともなり、パスメ
モリー更新のための信号として、前記パスメモ’)−6
04へ送られこ る。パスメモIJ−604では、該更新のため信号に従
ってパスメモリーの更新が行なわれる。
However, when subtracting a certain value, KMJ(j, ,
After subtracting a certain value from J2) and M4(s, os2), and then taking the sum of the above, the circuit 62
4 may be configured. On the other hand again. The positive and negative signs of the sum and difference serve as a signal indicating which path has been selected at the clock (A+1), and are used as a signal for updating the path memory in the path memo')-6.
Sent to 04. In the pass memo IJ-604, the pass memory is updated in accordance with the signal for this update.

更Kまた。前記正規化された新しいパスメトリックは、
順次回路625へ送られる。クロック(A+1)に於け
る受信信号に対するすべてのペア枝メトリック並びに対
応する状態対のメトリック対に対し。
Sara K again. The normalized new path metric is
It is sent to sequential circuit 625. For all pairwise branch metrics and corresponding state pair metric pairs for the received signal at clock (A+1).

以上述べた動作が行なわれ2回路625では、各すべて
の状tlK対する新しいパスメトリックの中で最大のパ
スメト、すνり並びに骸最大メトリックを有する状態を
検出する回路である。検出された該最大メトリックは、
前記正規化のだめの、差し引かれるべき一定値分として
、前記回路624へ供給される。−また該最大メトリッ
クを有する状態の検出信号は、前記バスメモリー604
へ送られ、バスメモリーでは、該状態に対するバスメモ
リーの最も古いビットが復号信号としてライン640へ
流れる。
The above-described operations are performed, and the second circuit 625 is a circuit that detects the state having the maximum path metric, sum ν, and maximum metric among the new path metrics for all states tlK. The maximum metric detected is
It is supplied to the circuit 624 as a constant value to be subtracted from the normalization reserve. - Also, the detection signal of the state having the maximum metric is the bus memory 604
In the bus memory, the oldest bit of the bus memory for that state flows as a decode signal to line 640.

以上詳しく説明したように1本発明によるメトリック演
算回路では、従来の演算順序を変更し、演算数を少なく
しているために、従来よりも処理時間の短かい簡単な回
路となっている。そのため。
As described in detail above, the metric calculation circuit according to the present invention changes the conventional calculation order and reduces the number of calculations, resulting in a simpler circuit with shorter processing time than the conventional one. Therefore.

志− 超高速のデータを処理する≠9タビ復号器のメトリック
演算回路として重要である。
Aim - It is important as a metric calculation circuit for a ≠9 Tavi decoder that processes ultra-high-speed data.

同本発明では、メトリック演算を各ペア枝メトリツク毎
に、順次シリアルVC行なう形で説明したが、−1C高
速処理するためにパラレルに行なう回路も同様の手法で
構成し得ることは明らかである。
In the present invention, the metric calculation has been described in a form in which serial VC is performed sequentially for each pair of branch metrics, but it is clear that a circuit that performs the metric calculation in parallel for -1C high-speed processing can be constructed in a similar manner.

(21)(21)

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

第1図は畳み込み符号器の一例を示す図、第2図は、第
1図で示した符号器の状態遷移を示す図。 第3図は選択された生き残りパスの一例を示す図。 ε 第4図はhタビ復号器の構成とパスメトリック演算回路
の位置づけを示すブロック図、第5図はパスメトリック
の演算式を各ペア単位に図によって表わした図、第6図
は本発明の実施例を含むV壬タビ復号器の構成ブロック
図である。 第1図に於いて、参照数字1.2はレジスタ、3.4は
排他的論理和回路、100は入力端子、101゜102
は出力端子を表わす。第4図に於いて、b照数字400
は入力端子、401は枝メトリック演算回M、402は
パスのメトリック演算回路、4o3はパスメトリック記
憶回路、404はバスメモリー。 405は出力端子を表わす。第6図に於て、参照数字6
01は枝メトリツク演算回路、602はパスのメトリッ
ク演算回路、603はバスメトリック記憶回路、604
はバスメモリー、601は入力ライン。 640は出力ライン、630はパスのメトリック演(2
2) 算回路602への入力ライン、621は、ベア技メトリ
ック間の差を求める回路、622はメトリック対間の差
を求める回路、623は該ペア枝メ) IJソック間差
と該メトリック対間の差との和および差の正負の符号を
求める回路、624は該正負の信号並びに最大メトリッ
ク検出回路625より供給される正規化信号に従って、
入力枝メトリックとパスのメトリックとの正規化された
和を求める回路を表わす。 (23) オ l 図 オ 2 口 時間 オ 3 圓 第4 問 /+ 5 図 R縄+t(/−0)
FIG. 1 is a diagram showing an example of a convolutional encoder, and FIG. 2 is a diagram showing state transitions of the encoder shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of selected surviving paths. ε Fig. 4 is a block diagram showing the configuration of the h-Tabi decoder and the positioning of the path metric calculation circuit, Fig. 5 is a diagram showing the path metric calculation formula for each pair, and Fig. 6 is a block diagram showing the configuration of the h-Tabi decoder and the positioning of the path metric calculation circuit. FIG. 2 is a configuration block diagram of a V-Mitabi decoder including an embodiment. In Figure 1, reference numbers 1.2 are registers, 3.4 are exclusive OR circuits, 100 are input terminals, 101°102
represents an output terminal. In Figure 4, b is the number 400.
401 is an input terminal, 401 is a branch metric calculation circuit, 402 is a path metric calculation circuit, 4o3 is a path metric storage circuit, and 404 is a bus memory. 405 represents an output terminal. In Figure 6, reference numeral 6
01 is a branch metric calculation circuit, 602 is a path metric calculation circuit, 603 is a bus metric storage circuit, 604
is the bus memory, and 601 is the input line. 640 is the output line, 630 is the metric performance of the path (2
2) Input line to the arithmetic circuit 602; 621 is a circuit for calculating the difference between bare techniques metrics; 622 is a circuit for calculating the difference between a pair of metrics; 623 is a circuit for calculating the difference between pairs of metrics; A circuit 624 for calculating the sum of the difference between
It represents a circuit that calculates the normalized sum of the input branch metric and the path metric. (23) O l Figure O 2 Mouth time O 3 Circle No. 4 Question/+ 5 Figure R rope +t (/-0)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 枝メトリツク演算回路、パスのメトリック演算回路、パ
スメトリック記憶回路およびパスメモリーとから成るビ
タビ復号器内の前記パスのメトリック演算回路において
、ペア枝メトリ、り並びに該ベア枝メトリックに対応し
た状態対のパスメトリック対をそれぞれ、前記枝メトリ
ツク演算回路並びにパスメトリック記憶回路からの入力
とし。 該ベア枝メトリツク間の差並びに該メトリック対間の差
を求める第1の回路と、該2つの差量の和および差の正
負の符号を求める第2の回路と、該和および差の正負の
符号を前記パスメモリー更新のための制御信号として出
力するだめの第1の出力端子と、該和および差の正負の
符号それぞれに応じて、前記ベア枝メトリックの一つの
枝メトリックと前記パスメトリック対の1つのパスメト
リックとを選び1選ばれたメトリック間の和を後記第4
の回路からの信号に従って正規化した形でそれぞれ算出
する第3の回路と該得られたそれぞれの和を、それぞれ
に対応する状態の新たなパスメトリックとして、前記パ
スメトリック記憶回路にそれぞれ出力するための第2の
出力端子と、該新たなバスタ) IJソック順次入力し
、すべての状態の中で最大の新た表メトリックを有する
ことになった状態の検出並びに上記正規化信号を生成す
る前記第4の回路と、該最大メトリンクを有する状態の
検出信号を前記パスメモリーに送るための第3の出力端
子とから成ることを特徴とするメトリック演算回路。
[Scope of Claims] In the path metric calculation circuit in the Viterbi decoder, which includes a branch metric calculation circuit, a path metric calculation circuit, a path metric storage circuit, and a path memory, the pair branch metric and the bare branch metric are The path metric pairs of state pairs corresponding to the above are respectively input from the branch metric calculation circuit and the path metric storage circuit. A first circuit that calculates the difference between the bare branch metrics and a difference between the pair of metrics, a second circuit that calculates the sum of the two difference amounts and the sign of the difference, and a second circuit that calculates the sign of the sum and the difference. A first output terminal for outputting a sign as a control signal for updating the path memory, and one branch metric of the bare branch metric and the pair of path metrics according to the positive and negative signs of the sum and difference, respectively. Select one path metric and calculate the sum of the selected metrics as the fourth
a third circuit that calculates each in a normalized form according to the signal from the circuit, and outputs each of the obtained sums to the path metric storage circuit as a new path metric in a state corresponding to each. the second output terminal of the IJ sock (the second output terminal of the new buster) and the fourth one which sequentially inputs the IJ sock and generates the normalized signal as well as the detection of the state which has the largest new table metric among all the states. and a third output terminal for sending a detection signal of the state having the maximum metric link to the path memory.
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