JPS6346819A - ヴイタビ複号方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ヴィタビ復号方式に関する。

（従来の技術） たたみ込み符号に対するヴィタビ復号法は、対象とする
たたみ込み符号の構造を表現する第２図のようなトレリ
ス線図を基に、送信パスとして最も確からしいパスをそ
の候補として常に含む複数の生き残りパス（トレリス線
図上の各状態に対して１本）を順次更新しながら記憶し
ていくものである。

このような生き残りパスは、トレリス線図上の各時刻毎
に、各々の状態に対し、受信データ系列に最も近いもの
として記憶されるが、その具体的方法はトレリス線図の
セル構造（第３図）を利用し、隣接時刻間の状態遷移情
報（すなわち、時刻ＣＲ＋１）の状態Ｘ　　が一時刻前
の２つの状態Ｒ＋１ ｘ　　、ｘ　　’のいずれから遷移したと考えるのがＲ
Ｉ？ 尤も確からしいという１ビツトの情報）という形で、有
限長にわたって記憶するものである。以下では、この情
報をパス選択信号と呼ぶことにする。

従って、このような形で記憶された生き残りパスを基に
、復号する場合、各信号ステップ毎に、記憶されたパス
選択信号に従って、時間方向を逆向きにさかのぼり、生
き残りパスの最終段（最もも過去のデータ）へ到着する
通常“トレースバック”と呼ばれる逆向きの追跡動作を
必要とする。

第４図は、パスメモリ回路を、ランダムアクセスメモリ
により実現したときの上記動作の概念図であり、縦軸方
向がトレリスの状態、また横軸方向が時間に対応してる
。

このようなパスメモリ回路上の一段のトレースバックは
基本的にはパスメモリ回路からのパス選択信号の読み出
しに対応しており、特にパス長が長いとき、メモリへの
アクセス回路が非常に多くなり、高速化が困難になると
いう欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来の技術では、復号に際し、パスメモリ
回路へのアクセス回数が非常に多くなり、復号動作の高
速化を阻害していた。

そこで、この発明は、トレースバックにおけるパスメモ
リ回路へのアクセス回数を減少させ、高速のヴィタビ復
号方式を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） この発明は、パス選択信号（１時刻間の状態遷移情報）
を複数時刻間にわたって合成することにより、複数時刻
間にわたる状態遷移情報を合成し、これをパスメモリ回
路へ記憶することにより、従来に比べて非常に少ない、
パスメモリ回路へのアクセスにより生き残りパスの最終
段までトレースバックし、これにより高速復号動作を実
現しようとするものである。

（作　用） この発明の着眼点は、以下のようである。すなわち、パ
ス選択信号は、隣接時刻間、従って一時刻間の状ａ遷移
情報を表現しており、これを記憶したパスメモリ回路で
は、１段毎のトレースバックの積み重ねにより生き残り
パスをさかのぼるしかない。

ところが複数時刻間のわたる状態遷移情報を扱うように
すれば、１回のメモリアクセスにより複数段ジャンプし
てバックすることができ、従って少ないパスメモリ回路
へのアクセスにより生き残すパスの最終段までさかのぼ
ることができる。

（実施例） 本発明の基本となるパス選択信号の合成法について、−
膜性を失うことなく、ｒ−’　　Ｋ−３２。

の符号を使って説明する。

Ｋ−１３−１ に−３より、符号トレリスは、２−２ −２２−４状態によって表現される。

今、時刻Ｖにおける各状態に対するパス選択信号を、ｊ
　　（Ｌ）〜Ｊ　３　（Ｌ）と書くことにする。これは
、各状態に対する生き残りパスが次の形で終了している
ことを示している。

・・ｊｏ（ｖ）００ ・・・Ｊｌ（Ｖ）０１ ・・・ｊ２（Ｖ）１０ ・・・Ｊ３（Ｖ）１１ 従ってこれは、次の状態遷移と等価である。

（ＪＯ（Ｖ）　Ｏ）　＝（Ｏ０） （ｊｌ（ｖ）Ｏ）→（ｏｌ） （ｊ２（ｖ）ｌ）→（１ｏ） （ｊ３　（Ｖ）　１）　＝（１１） この原理を使って、２つの時刻におけるパス選択信号を
合成することが出来る。具体例としてｊ　　（ｖ）　−
１ｊ（、（ｖ＋１）　−１ｊｌ（ｖ）　−０ｊｌ　（ｖ
＋１）　−０ｊ２　（ｖ）　＝Ｏｊ２　（ｖ＋１＞　−
１Ｊ　　（ｖ）　−１Ｊ３　（ｖ＋１）　＝０を考える
。

ｔｍｖの条件より （１０）→　（００） （００）→　（０１） （０１）→　（１ｏ） （１１）→　（１１） 又、ｉ−ｙ＋ｌの条件より （１０）　→　　（Ｏ０） （００）　　→　（０１） （１１）→　（１０） （０１）　→　（１１） 故に、２つを合成すると、 ｖ　十（ｖ＋１） （０１）→　（ＯＯ） （１０）→　（０１） （１１）→　（１０） （００）→　（１１） （※） これは、時刻Ｌ＋１におけるトレリス上の状態“００″
へは、２時刻前の状態“０１”より遷移すること、同じ
く、時刻（ｖ＋１）におけるトレリス上の状態“０１″
へは２時刻前の状態“１０”より遷移すること等を表わ
している。

実は、このような合成は、次のような手順で容易に達成
す′ることかできる。

スタート　　ｙ　　　　　ｙ＋１ ｊ　　１（ｖ）　　　　　　ｊ　　Ｉ（Ｖ＋１）すなわ
ち、第３図のセル構造と組み合わせることにより、 ＪＯ（Ｖ）−１は、　遷移　２→Ｏを表わしｊｌ（ｖ）
＝Ｏは、　遷移　０−１　を表わしｊ２（ｖ）−０は、
　遷移　１−２　を表わしＪ３（Ｖ）−１は、　遷移　
３−３　を表わすことになる。

よって、これに従ってスタートの数字の組を入れ換えれ
ばよい。

ｔ−Ｌ＋　１においても全く同様である。

このようにして得られた並び（ｏｌ）は先に合成した（
※）に一致している。

なお、最後に述べた合成の手段は、パス選択信号の得ら
れる順序に従って、前向きに合成する方法なので、デー
タ処理の手続上非常に都合がよい。

次に、今述べた合成の手続を利用し、具体的に得られる
パス選択信号を複数時刻間にわたる状態遷移情報へ合成
し、これらの合成データに基づいたトレースバックが従
来のトレースバックと本質的に同一であることを確認し
ておく。

具体例として、次のように、パス選択信号が得られるこ
とを仮定する。

”００°’（ｏ）　　　ｔ　　　ｉ　　　ｏ　　　ｔ　
　　。

”Ｏｆ”（１）　　　０　　０　　１　　０　　１”１
０”（２）　　　０　　１　　１　　０　　１”１１”
（３）　　　ｌ　　　０　　１　　０　　０ｖ＋５　　
　ｖ＋（１ｖ＋７ １　　　０　　　　〇 一般性を失うことなく、今、仮りに２ステツプづつ合成
する場合を考える。

ｖ　　　ｙ＋１　　スタートｖ　＋（ｖ＋１）０　　０
　　　（ＯＬ）　　　（００）　　　（１０）（ａ） Ｖ＋２　　Ｖ＋３　　スタート　　　　（ｖ＋２）＋（
ｖ＋３）ｏ　　　１　　　（Ｏｎ）　　　（００）　　
　（１１）１　　０　　　（Ｏｆ）　　　（１０）　　
　（００）（ｂ） ｖ＋４　　ｖ＋５　　スタート（Ｖ＋４）＋（Ｖ＋５）
ｔ　　　　　ｏ　　　　　（０１）　　　　（１０）　
　　　（００）（Ｃ） ｙ＋ｌｉ　　ｖ＋７　　スタート　　　　（ｖ＋６）＋
（ｖ＋７）０　　　　０　　　　　（００）　　　　（
００）　　　　＜００）１　　　　１　　　　　（ｏｔ
）　　　　（１０）　　　　（０１）０　　　　１　　
　　　（１０）　　　　（Ｏｆ）　　　　（０１）０　
　　　０　　　　　（１１）　　　　（Ｏｆ）　　　　
（１０）（ｄ） ゆえに （ａ）　　　　　（ｂ）　　　　　（ｃ）　　　　　（
ｄ）これをトレースバックすると （００）　−（００）　−（１１）→（ＯＯ）（１０）
→　（００）→　（１１）→　（００）（１１）→（旧
）　−（ＤＯ）　−（０１）一方、もともとのパス選択
信号に基づいて従来法によりトレースバックする。

ｖ　　　　　　ｖ　＋ｌ　　　　　ｖ　＋２　　　　　
ｙ　＋３Ｌ＋３　　　　　ｖ＋４　　　　　ｖ＋５　　
　　　ｖ＋６　　　　　ｖ＋７ｉ　　　　　ｏ　　　　
ｏ　　　　ｏ　　　　。

０　　　１　　　　０　　　　１、　　　　１０　　　
０　　　　１　　　０　　　　Ｄゆえに ｖ　＋７　　　　ｖ　−１ （Ｇｏ）　　−（００） （Ｏｌ）　　→　（００） （ｌＯ）　　→　（００） これは、先の合成法の結果と一致する。ゆえに、パス選
択信号を複数時間にわたって合成したデータによっても
矛盾なくトレースバック実現することがきる。

以上より次の方法を採用することができる。

手順１　複数時間区間にわたる合成された状態遷移情報
を生成する。

手順２　これらの合成された状態遷移情報に基づいてト
レースバックする。

先の例題で示すと １　　　０　　　０　　　　’ｌ　　　　０合成遷移　
　　　合成遷移 ｖ＋４　　　　　ｖ＋５　　　　　ｖ＋６　　　　　ｖ
＋７（１１）−（１０）　　　　　　（１０）→　（１
０）（００）→　（１１）　　　　　　（１，０）−（
１１）（００）−（Ｏｆ）　　　　　　（０１）−（０
１）（Ｏｆ、）−（１０）　　　　　　（Ｏｆ）−（１
０）ゆえに、パルスメモリ回路の構成は次のようになる
。

一時　刻− ｖ　、ｖ＋１．　　ｖ＋２．ｖ＋３　ｖ＋４．ｖ＋５　
ｖ＋Ｂ、ｖ＋７以下の説明のために、例えば状態”００
”と、時刻ｒ、ｒ＋１の交点にあるデータ０１をｆ　ｏ
、　（Ｌ）　、状態”００”を時刻Ｌ＋２、Ｌ＋３との
交点のデータ１１をで。（Ｌ＋２）等と書くことにする
。

次に、パスメモリ回路にランダムアクセスメモリを使っ
たより詳細な実施例について説明する。

復号手順を具体的にするためには、復号器演算部より得
られるパス選択信号をもとに、これらの合成、合成され
た遷移情報のパスメモリ回路への書き込み、トレースバ
ックのためのパスメモリ回路からの読み出し、そして、
最終的な復号法等についてタイムチャートを表現すれば
十分である。

第１図は、ｒ　”　２、Ｋ　−３の符号に対する一実施
例でのヴィタビ復号回路のうちパスメモリ回路の動作を
示すタイムチャートの具体例を示す。

■は、パス選択信号の得られ方を示したタイムチャート
であり、Ｋ−３より各時刻で４つの状態に対するパス選
択信号が順次合成されることを示している。

■は、■で得られるパス選択信号に対し、２時刻間にわ
たる合成を表現したタイムチャートであり、時刻（ｖ＋
１）でｊｌ（ｖ＋１）　（０≦ｉ≦３）が得られると同
じ状態ｉに対する一時刻前のパス選択信号ｊｉ（ｖ）と
合成することにより、合成された状態遷移信号ｆｌ（ｖ
）が得られることを示している。

■は、■で得られた合成遷移情報のＲＡ　Ｍへの書き込
みに対するタイムチャートであり、４つの遷移情報！（
Ｖ）〜ｊ２３（ｖ）を２タイムスロットにわたってメモ
リへ書き込めば十分であることを示す。

■は、トレースバックに相当するタイムチャートであり
、ここでは、パスメモリ回路へのデータ書き込みと読み
出しを交互に行なう方法を採用するものとし、■での書
き込み毎に合成された遷移情報をメモリより読み出しｌ
・レースバックを実行することを示す。

なお、第５図はパスメモリ回路の動作原理を示すタイム
チャートであり、説明の便宜上生き残りパスのパス長を
８ビツトとしている。

さて、■により、４回のＲＡＭからの読み出しにより、
８段のトレースバックを実行することができるか、この
ために、２タイムスロツトを費やすことになるので、生
き残りパスの最終段に到達したときは、一度に２ビット
復号し、１ビツト／１タイムスロツトの割合を保持して
いる。

この様子を表現したのが、■のタイムチャートである。

なお、一度に２ビット復号することは、極めて簡単であ
り、トレースバックにより最終的に到達した状態が２ピ
ツ！・で表現されていることにより、この２ビツトをま
とめて出力すればよい。

［発明の効果コ 本発明によれば、パスメモリ回路への少ないアクセス回
路により復号を実行できる。

又、本発明のパス選択信号の合成については、パス選択
信号の時間的得られ方に沿って（前向きに）合成できる
ため、構成上都合がよく、又、合成する時間長も任意に
変えることができるので、生き残りパス長の変動に応じ
て変更することが可能となる。又、本発明は、従来の１
粒毎のトレースバック法の自然な拡張になっており、従
来技術との整合性もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を表現する復号手順のタイ
ムチャート、第２図はたたみ込み符号の構成を表現する
トレリス線図の具体例を示す図、第３図はトレリス線図
上の隣接時刻間の状態遷移を表現する単位セル構造を示
す図、第４図は、パス選択信号を記憶したパスメモリ回
路上のバックトレースによる復号の概念図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）パスメモリ回路上のバックトレースを利用したヴ
   ィタビ復号法において、 複素時刻間にわたる状態遷移情報に基づいてトレースバ
   ックすることを特徴とするヴィタビ復号方式。
2. （２）復号器演算部より得られる各時刻毎のパス選択信
   号を複数時刻間にわたって前向きに合成し、この合成し
   た遷移情報に基づいて、複数段まとめてジャンプバック
   することにより生き残りパスの最終段までトレースバッ
   クすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のヴ
   ィタビ復号方式。
3. （３）復号演算部より得られる各時刻毎のパス選択信号
   を複数時刻間にわたって前向きに合成し、この合成した
   遷移情報のみをパスメモリ回路に書き込み、このパスメ
   モリ回路上のトレースバックにより復号することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載のヴィタビ復号方式。