KR0160719B1 - A decoder - Google Patents

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    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10Digital recording or reproducing

Abstract

본 발명은 디지탈 신호의 비터비 복호기에 관한 것으로서, 수신신호와 이전 신호의 생존 패스에 대한 차 평가량을 귀환적으로 갱신한 값과의 차를 구하는 차 계산기; 차 계산기에 의한 값과 임계 레밸 값을 비교하는 비교기; 비교된 생존 패스 선택신호에 의해 임계 레벨 값을 선택하는 다 중화기; 선택된 임계 레벨 값과 수신신호를 더하는 가산기; 두 개의 생존 패스 선택신호를 논리합하여 가산기에 의한 값을 갱신할 것인지를 선택하는 스위치부; 갱신된 차 평가량 값을 저장하는 상태메모리; 두 개의 생존 패스 선택신호에 의해 원신호를 복호하는 트렐리스형태로 구성된 패스 메모리를 포함함을 특징으로 한다.The present invention relates to a Viterbi decoder of a digital signal, comprising: a difference calculator for calculating a difference between a received signal and a value that feedbackly updates a difference evaluation amount for a survival path of a previous signal; A comparator for comparing the threshold value with the value obtained by the difference calculator; A multiplexer for selecting a threshold level value by the compared survival path selection signal; An adder for adding the selected threshold level value and the received signal; A switch unit for selecting whether to update the value by the adder by ORing two survival path selection signals; A state memory for storing the updated difference evaluation value; And a pass memory having a trellis type which decodes the original signal by two survival path selection signals.

본 발명에 의하면, 비터비 알고리즘을 사용한 최우복호 장치로 비터비 디코더를 사용함에 있어서, 하드웨어의 양을 감소시키고 또 신호의 재생성능을 향상시키는 효과가 있다. 그리고 제품 적용시 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the use of the Viterbi decoder as the best decoding device using the Viterbi algorithm has the effect of reducing the amount of hardware and improving the signal reproduction performance. In addition, cost reduction can be achieved by applying the product.

Description

디지탈 신호의 비터비 복호기Viterbi decoder of digital signal

제1도는 일반적인 디지탈 신호의 부호화 및 복호화를 도시한 전체 시스템의 블럭도.1 is a block diagram of an entire system showing encoding and decoding of a general digital signal.

제2도는 제1도의 전치부호화기(Precoder)와 자기 채널의 특성을 모델링한 NRZI 시스템.2 is an NRZI system modeling characteristics of a precoder and a magnetic channel of FIG.

제3a도는 제2도의 NRZI 시스템의 특성에 따른 신호의 특성을 나타내는 상태도.FIG. 3a is a state diagram showing the characteristics of a signal according to the characteristics of the NRZI system of FIG.

제3b도 내지 제3d도는 제3a도에서 발생 가능한 생존 패스를 나타낸 상태도.3b to 3d are diagrams showing survival paths that can occur in FIG. 3a.

제4도는 본 발명에 의한 단순화된 하드웨어를 갖는 비터비 디코더의 구성도.4 is a block diagram of a Viterbi decoder having simplified hardware according to the present invention.

제5도는 제4도의 임계 레벨(Threshold Level)검출기의 상세 블럭도.5 is a detailed block diagram of the threshold level detector of FIG.

제6도는 제4도의 패스메모리에 대한 상세 블럭도.6 is a detailed block diagram of the pass memory of FIG.

본 발명은 재생신호를 복호하는 비터비 복호기에 관한 것으로, 특히 차 평가량을 계산하여 복호기의 구성을 단순화 시켜 하드웨어의 양을 감소시키는 비터비 복호기에 관한 것이다.The present invention relates to a Viterbi decoder for decoding a reproduction signal, and more particularly, to a Viterbi decoder for reducing the amount of hardware by calculating a difference evaluation amount to simplify the configuration of the decoder.

일반적으로 길쌈부호(convolution code)는 그 구조상 부호 및 복호법에 있어서, 블럭부호(block code)와는 현저한 차이가 있으며, 다소 복잡한 구조를 가지나 오류 정정 능력은 매우 우수하다. 이러한 길쌈 부호의 복호법 중 비터비 복호기는 부호장과 더블어 지수함수적으로 하드웨어의 복잡도가 증가함에도 불구하고 산발 에러 정정에 매우 효율적인 것으로 알려져 있다.In general, the convolution code has a remarkable difference from the block code in the code and the decoding method of the structure, and has a somewhat complicated structure, but the error correction capability is very excellent. The Viterbi decoder of the convolutional code decoding method is known to be very effective for sporadic error correction even though the complexity of hardware is increased by the code length and the double-word exponential function.

부분 응답(Partial Response:PR)시스템에서 입력된 디지탈 신호는 채널을 통해 3치신호로 출력되어 지고, 이 재생된 신호는 채널의 특성과 노이즈등에 의해 신호의 왜곡이 발생한다. 이 왜곡된 재생신호로 부터 원신호를 검출하여 복호하는 방법으로 최우복호(Maximum likelihood sequence estimator)법인 비터비 알고리즘이 사용된다. 이 방법은 신호 검출방법으로 좋은 성능을 갖고 있지만 하드웨어의 양이 임계(threshold)검출 방법에 비해 상당히 증가한다.The digital signal input from the Partial Response (PR) system is output as a ternary signal through the channel, and the reproduced signal is distorted due to the characteristics of the channel and noise. The Viterbi algorithm, which is the maximum likelihood sequence estimator, is used to detect and decode the original signal from the distorted reproduction signal. This method has good performance as a signal detection method, but the amount of hardware increases considerably compared to the threshold detection method.

그리고 종래의 발명에 의한 비터비 디코더는 기존의 비터비 알고리즘에 적응적 알고리즘을 부가하여 신호를 복호하는 방법을 사용하여 성능향상을 시킨 것으로서, 이는 차 평가량을 사용하여 신호를 복호하는 방법이 아니므로 신호를 복호하는 하드웨어의 복잡성이 단순화되지 않는 방법이다.In addition, the Viterbi decoder according to the related art improves the performance by adding an adaptive algorithm to the existing Viterbi algorithm and decodes the signal. This is not a method of decoding a signal using a difference evaluation amount. The complexity of the hardware decoding the signal is not simplified.

본 발명에서는 하드웨어의 양을 감소시키기 위한 방법을 제공함에 제1목적이 있다. 즉 디지탈 신호를 기록하고 재생하는 자기채널에서 신호를 검출하는 복호기에서의 두 개의 생존패스사이의 차 평가량을 계산하여, 평가량을 갱신해 나가면서 신호를 복호한다.It is a first object of the present invention to provide a method for reducing the amount of hardware. That is, the difference evaluation value between two survival paths in the decoder which detects the signal in the magnetic channel for recording and reproducing the digital signal is calculated, and the signal is decoded while updating the evaluation amount.

한편 채널의 특성에 의하여 신호의 전테적인 진폭의 크기가 변하게 되는데, 이런 신호의 진폭 크기의 오차에 의하여 재생된 데이타의 크기는 가정된 데이타의 크기와 달라질 수 있게 되며 따라서 오차분에 대한 적응적인 보정이 요구된다. 이를 위해 본 발명에서는 재생된 3치레벨의 신호의 임계 레벨(Threshold Level)의 값을 적응적으로 변화되도록 임계 레벨(Threshold Level)값을 검출하여 비터비 디코더의 비교기에서 재생된 입력신호와 비교를 하여 비트에러율(BER)의 성능을 향상시키도록 구성하는데 제2목적이 있다.On the other hand, the amplitude of the global amplitude of the signal changes according to the characteristics of the channel, and the size of the reproduced data may be different from the assumed data size due to the error of the amplitude of the signal, and thus the adaptive correction of the error Is required. To this end, the present invention detects a threshold level value to adaptively change a threshold level value of a reproduced trilevel signal and compares it with an input signal reproduced by a comparator of a Viterbi decoder. The second purpose is to configure to improve the performance of the bit error rate (BER).

상기의 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지탈 신호를 기록 재생하는 장치에서의 재생된 신호를 복호하는 비터비 복호기는 복호기로 입력되는 수신신호와 이전 신호의 생존 패스에 대한 차평가량을 귀환적으로 갱신한 값과의 차를 구하는 제1가산기;기 제1가산기에 의한 값과 임계(Threshold)레벨 값을 비교하는 두 개의 제1, 제2비교기;상기 제1, 제2비교기에서 비교된 생존 패스 선택신호에 의해 임계 레벨 값을선택하는 다중화기;상기 다중화기를 통해 선택된 임계 레벨 값과 수신신호를 더하는 제2가산기;상기 제1,제2비교기에서 출력된 두 개의 생존패스 선택신호를 논리합(OR)하여 상기 제2가산기에 의한 값을 갱신할 것인지를 선택하는 스위치부;상기 스위치부를 통해 갱신된 차 평가량 값을 저장하는 통상적으로 래치를 사용하는 상태메모리;두 개의 생존패스 선택신호에 의해 원신호를 복호하는 트렐리스형태로 구성된 패스메모리를 포함함을 특징으로 하여 이루어진다.A Viterbi decoder which decodes a reproduced signal in a device for recording and reproducing a digital signal according to the present invention for achieving the above objects returns a differential evaluation amount for a survival path of a received signal and a previous signal input to the decoder. A first adder for obtaining a difference from the updated value; two first and second comparators for comparing a value by the first adder and a threshold level value; a survival pass compared in the first and second comparators; A multiplexer configured to select a threshold level value by a selection signal; a second adder configured to add a threshold level value selected by the multiplexer and a received signal; OR of two survival path selection signals output from the first and second comparators (OR A switch unit for selecting whether or not to update a value by the second adder; a state memory using a conventional latch to store a difference evaluation value updated through the switch unit; And a pass memory having a trellis type for decoding the original signal by means of four survival path selection signals.

그리고 상기 디지탈 신호를 기록 재생하는 장치에서의 재생된 신호를 복호하는 비터비 복호기는 입력신호와 선택신호에 의해 재생된 신호의 섭동현상에 의한 신호 례벨의 변화분 만큼 임계 레벨의 값이 적응적으로 변화되도록 임계 레벨 값을 검출하는 임계 레벨 검출기를 부가로 구비함을 특징으로 한다.In addition, the Viterbi decoder for decoding the reproduced signal in the apparatus for recording and reproducing the digital signal adaptively has a threshold level value corresponding to the change in the signal level due to the perturbation of the signal reproduced by the input signal and the selection signal. And a threshold level detector for detecting a threshold level value to be varied.

그리고 상기 임계 레벨 검출기는 입력신호와 상기 제1비교기의 출혁신호를 받아 래치하는 제1래치;입력신호와 상기 재2비교기의 출력신호를 받아 레치하는 제2래치;상기 제1래치 출력신호와 하기 제1메모리의 출력신호를 궤환적으로 가산하는 제3가산기;상기 제3가산기의 출력을 1/2로 곱하는 제1승산기;상기 제1승산기의 출력을 저장하는 통상 D 플립플롭으로 구성되는 제1메모리;상기 제2래치 출력신호와 하기 제2메모리의 출혁신호를 궤환적으로 가산하는 제4가산기;상기 제4가산기의 출력을 1/2로 곱하는 제2승산기;상기 제2승산기의 출력을 저장하는 통상 D 플립플롭으로 구성되는 기 제1메모리와 상기 제2메모리의 차를 구하는 제5가산기;상기 제5가산기의 출력을 1/4로 곱하여 하나는 그대로 출력하고 하나는 반전시켜 출력하는 제3승산기로 이루어짐을 특징으로 한다.The threshold level detector may include: a first latch configured to receive and latch an input signal and a signal of the first comparator; a second latch configured to receive an input signal and an output signal of the second comparator; and a latch of the first latch output signal; A third adder which feedbackly adds the output signal of the first memory; a first multiplier that multiplies the output of the third adder by one half; a general D flip-flop that stores the output of the first multiplier A first adder configured to feedback-add the second latch output signal and the output signal of the second memory; a second multiplier multiplying the output of the fourth adder by one half; an output of the second multiplier A fifth adder for obtaining a difference between the first memory and the second memory, which is usually configured as a D flip-flop; multiplying the output of the fifth adder by a quarter and outputting one as it is and inverting one 3rd multiplier It characterized.

그리고 상기 디지탈 신호를 기록 재생하는 장치에서의 재생된 신호를 복호하는 비터비 복호기에 있어서, 상기 패스메모리는 생존패스 선택신호와 상태도에 따라 설정된 복호되어질 값을 입력으로 받아, 다중화기(MUX)와 디플립플롭(D Flip Flop)으로 구성된 패스 메모리 셀이 원신호를 복호하기 위해 트렐리스의 메모리 셀로 이루어지는 패스 메모리로 이루어짐을 특징으로 한다.And a Viterbi decoder for decoding the reproduced signal in the apparatus for recording and reproducing the digital signal, wherein the pass memory receives as input a value to be decoded according to a survival path selection signal and a state diagram, and a multiplexer (MUX) and the like. A pass memory cell consisting of a D flip flop is made of a pass memory consisting of trellis memory cells for decoding an original signal.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 일반적인 디지탈 신호를 부호화 및 복호화하는 전체 시스템의 블럭도를 도시한 것이다. 먼저 디지탈 신호는 NRZI(Non Return to Zero invertor)신호로 변환하은 전치부호화기(Precoder,100)를 거쳐 채널에 해당하는 자기 테잎에 기록된다. 자기채널(110)을 통해 재생된 신호는 선형 등화기(120)를 통해 신호의 진폭보정을 한 후, A/D(Analog to Digital)변환기(130)에 의해 디지탈 신호로 변환되어 비터비 복호기(140)로 입력된다. 비터비 복호기(140)에서는 수신된 신호로부터 원래의 신호를 복호한다.1 shows a block diagram of an entire system for encoding and decoding a general digital signal. First, the digital signal is recorded on a magnetic tape corresponding to a channel through a precoder 100 converted to a non return to zero invertor (NRZI) signal. The signal reproduced through the magnetic channel 110 is corrected by the amplitude of the signal through the linear equalizer 120, and then converted into a digital signal by an analog-to-digital (A / D) converter 130 is converted to a Viterbi decoder ( 140). Viterbi decoder 140 decodes the original signal from the received signal.

제2도는 제1도의 전치부호화기(100)와 자기채널(110)의 특성을 모델로 도시한 NRZI시스템을 도시한 것이다. 제2도에서 D(210,220)는 신호의 지연(Delay)를 나타내는 기억소자를 의미하며, '+'블럭(220)은 가산기를 의미한다. 제2도에서 입력 디지탈 신호 A(k)는 전치부호화기(100)의 출력 B(k)를 심볼 간격 만큼 지연시킨 B(k-1)과의 배타적 논리합(Exclusive OR:XOR)게이트를 통해 전치부호화(precoding)되어 출력 B(k)로되고, 이 출력 B(k)는 (1-D)의 채널특성을 갖는 채널을 통해 재생신호 R(k)로 출력된다.FIG. 2 shows the NRZI system modeling the characteristics of the precoder 100 and the magnetic channel 110 of FIG. In FIG. 2, D 210 and 220 denote a memory device representing a delay of a signal, and a '+' block 220 denotes an adder. In FIG. 2, the input digital signal A (k) is precoded through an exclusive OR (XOR) gate with B (k-1), which delays the output B (k) of the precoder 100 by a symbol interval. It is precoded to an output B (k), and this output B (k) is output as a reproduction signal R (k) through a channel having a channel characteristic of (1-D).

제3도는 제2도의 NRZI시스템의 특성에 따른 신호의 특성을 나타내는 상태도를 도시한 것이다. 제3도에서 디지탈 입력신호 A(k)와 채널을 통해 재생된 출력신호 R(k)사이의 상태 변화에 따른 입출력 관계가 도시되어 있다. 입력신호가 -1이고 현재상태가 SO(k)일 때 출력은 O이고 다음 상태는 SO(k+l)이 되며, 입력신호가 1이고 현재상태가 SO(k)일 때 출력은 2이고 다음상태는 S1(k+l)로 된다. 그리고 입력신호가 1이고 현재상태가 S1(k)일 때 출력은 -2이고 다음상태는 SO(k+l)이 되며, 입력신호가 -1 이고 현재상태가 S1(k)일 때 출력은 O 이고 다음상태는 S1(k+l)로 된다.FIG. 3 shows a state diagram showing the characteristics of signals according to the characteristics of the NRZI system of FIG. In FIG. 3, the input / output relation according to the change of state between the digital input signal A (k) and the output signal R (k) reproduced through the channel is shown. When the input signal is -1 and the current state is SO (k), the output is O and the next state is SO (k + l) .When the input signal is 1 and the current state is SO (k), the output is 2 and next. The state becomes S1 (k + l). When the input signal is 1 and the current state is S1 (k), the output is -2 and the next state is SO (k + l) .When the input signal is -1 and the current state is S1 (k), the output is O And the next state becomes S1 (k + l).

제2도와 제3a도에서 상태도에 도시된 것처럼 다음 상태의 평가량 값은 현재상태의 평가량 값과 수신된 값과 상태도에 따른 가정된 값과의 계산에 의해 결정된다. 즉 다음 상태의 상태 평가량 값은 현재 상태에서 수신된 값 R(k)와 패스(Path)의 가정된 값과의 지로(branch)평가량을 구한 값에 현재 상태의 평가량을 더하여 두 패스에 대한 패스 평가량을 비교하여 더 최적인 패스의 평가량을 구하여 생존 패스로 선택한다.As shown in the state diagrams in FIG. 2 and FIG. 3A, the value of the evaluation amount of the next state is determined by the calculation of the value of the current state and the estimated value according to the received value and state diagram. In other words, the state evaluation value of the next state is the path evaluation amount for the two passes by adding the evaluation value of the current state to the value obtained by obtaining the branch evaluation value between the value R (k) received in the current state and the assumed value of the path. Comparing the two paths to obtain a more optimal evaluation value of the path is selected as a survival pass.

즉, -1 상태에 대한 다음 상태의 평가량은That is, the amount of evaluation of the next state for the -1 state is

이고, 1상태에 대한 다음 상태의 평가량은And the evaluation amount of the next state for one state is

으로 된다.Becomes

그러므로 다음 상태의 평가량은 두 패스의 평가량을 서로 비교하여 평가량 값이 더 작은 쪽을 선택한다. 상기의 (1), (2)식에서 서로 공통되는 부분을 생략하여 식을 더 간단히 하면,Therefore, the evaluation amount of the next state selects the smaller value of the evaluation amount by comparing the evaluation amounts of the two passes with each other. In the above formulas (1) and (2), the parts common to each other are omitted to simplify the expressions.

로 된다.It becomes

제3b도는 식(3), (4)에서 S1(k+l) = S1(k), SO(k+l) = SO(k) 이 될 때이고 이에 대한 확률은 Sl(k)-S0(k)+R(k)+l ≥ O, Sl(k)-SO(k)+R(k)-l ≤ O로 되어야 한다. 즉, 위의 식은 -1 ≤ S1(k)-S0(k)+R(k) ≤ 1로 될 때 제3b도가 생존 패스가 된다. 마찬가지로 제3c도는 S1(k)-S0(k)+R(k) ≥ 1로 될 때 생존패스가된다. 그리고 제3d도는 S1(k)-S0(k)+R(k) ≤ -1로 될 때의 생존 패스가 된다.FIG. 3b is when S1 (k + l) = S1 (k), SO (k + l) = SO (k) in equations (3) and (4), and the probability is Sl (k) -S0 (k ) + R (k) + l ≧ O, Sl (k) -SO (k) + R (k) −l ≦ O. That is, the above equation is a survival path when the third equation is -1 ≤ S1 (k)-S0 (k) + R (k) ≤ 1. Similarly, Figure 3c is a survival pass when S1 (k) -S0 (k) + R (k) ≥ 1. 3D is a survival pass when S1 (k) -S0 (k) + R (k) ≤ -1.

여기서 현재 상태의 차 평가량을 △(k)라 하면, △(k) = S1(k)-S0(k)로 된다. 그러면 제3c도의 생존 패스에 대한 다음 상태의 차 평가량은 △(k)+R(k) ≤ 1영역에 있을 때이고, 제3c도에서의 다음 상태의 차 평가량 △(k+1) = -R(k)+l 로 된다. 또한. 제3d도의 생존 패스에 대한 다음 상태의 차 평가량은 △(k)+R(k) ≥ 1의 영역에 있을 때이고, 다음 상태의 차 평가량 △(k+1) = -R(k)-1 으로 된다. 마찬가지로 제3b도의 생존 패스에 대한 다음 상태의 평가량은 -1 ≤ △(k)+R(k) ≤ 1의 영역에 있을 때이고 차 평가량 값은 △(k)로 된다.If the difference evaluation amount in the present state is Δ (k), Δ (k) = S1 (k) -S0 (k). Then, the difference evaluation amount of the next state for the survival pass of FIG. 3c is in the region Δ (k) + R (k) ≤ 1, and the difference evaluation amount Δ (k + 1) of the next state in FIG. 3c = -R ( k) + l. Also. The difference evaluation amount of the next state with respect to the survival pass of FIG. 3d is when it is in the area of (k) + R (k) ≥ 1, and the difference evaluation amount Δ (k + 1) = -R (k) -1 of the next state. do. Similarly, the evaluation amount of the next state with respect to the survival pass of FIG. 3b is when it is in the range of -1?? (K) + R (k)?

제3c도 처럼 k 노드에서 -1 상태에서 이전 패스가 합해진 경우에 △(k+1) = -R(k)+l 로 되고, 채널을 통해 재생된 신호는 노이즈 성분 n(k)를 포함하고 있으므로 수신된 신호 R(k) = B(k) - B(k-1) + n(k)로 되고 이는 R(k) = [A(K) + B(k-1)mod2 - B(K-1)+n(k)로 표현된다. 그리고 제3c도는 B(k-l) = -1 일 때의 상태도를 나타내므로 R(k) = A(k)-(-1) + n(k) 즉 R(k) = A(k) + 1 + n(k)로 된다. 그러므로 △(k+1) = -(A(k)+1) + 1 + n(k)로 되어 △(k+1) = -A(k) + n(k)로 된다.As shown in FIG. 3C, when the previous pass is summed at the -1 state at the k node, Δ (k + 1) = -R (k) + l, and the signal reproduced through the channel includes the noise component n (k) Thus the received signal R (k) = B (k)-B (k-1) + n (k), which is R (k) = [A (K) + B (k-1) mod2-B (K) It is expressed as -1) + n (k). And 3c shows the state diagram when B (kl) = -1, so R (k) = A (k)-(-1) + n (k), that is, R (k) = A (k) + 1 + n (k). Therefore, Δ (k + 1) =-(A (k) +1) + 1 + n (k), and Δ (k + 1) = -A (k) + n (k).

한편 제3c도에서 A(k)이 값은 +1, -1의 값을 가지므로 -1의 상태에서 -1의 상태로 주어진 패스에 대해 A(k)의 값은 -1 이므로 △(k+1) = +1 +n(k)로 되고, -1 의 상태에서 +1 의 상태로 주어진 패스에 대해 A(k)의 값은 +1 이므로 △(k+1) = -1 + n(k)로 된다.On the other hand, in Figure 3c, A (k) has values of +1 and -1, so A (k) is -1 for a path given from -1 to -1. 1) = +1 + n (k), and the value of A (k) is +1 for a given path from -1 to +1, △ (k + 1) = -1 + n (k ).

이상을 정리하면 △(k+1) = -R(k) + 1 = -1 + n(k) 이므로 R(k) = 2 - n(k) 즉 R(k) = 2 라는 의미이다. 그리고 △(k+1) = -R(k) + 1 = 1 + n(k) 이므로 R(k) = 0 - n(k) 즉 R(k) = 0 라는 의미이다.In summary, since Δ (k + 1) = -R (k) + 1 = -1 + n (k), it means that R (k) = 2-n (k), that is, R (k) = 2. Since Δ (k + 1) = -R (k) + 1 = 1 + n (k), R (k) = 0-n (k), that is, R (k) = 0.

그러나 제 3c도에서 차 평가량 구성하는 신호인 △(k+1) = -R(k) + 1에서 +1은 가정된 신호값에 대한 임계 레벨(Threshold Level) 값이고 재생신호의 임계 레벨 값은 채널의 특성에 의한 왜곡에 의해 진폭의 크기에 섭동이 생기며 이를 적응적으로 임계 레벨 값을 검출하여 수신된 신호와 비교를 하여 차 평가량을 계산하는데 사용하므로써 신호의 복호하는 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.However, in FIG. 3C, Δ (k + 1) = -R (k) + 1 to +1, which constitute the difference evaluation amount, is a threshold level value for the assumed signal value and a threshold level value of the reproduction signal is Distortion caused by the characteristics of the channel causes amplitude to fluctuate, and adaptively detects the threshold level and compares it with the received signal to calculate the difference estimate, thereby improving the decoding performance of the signal. .

제4도는 상기의 방법에 따라 생존 패스의 차 평가량을 이용하여 비터비 디코더를 단순화 하고 또 채널 특성에 의한 재생신호의 진폭의 섭동을 적응적으로 보완함으로써, 성능향상을 갖도록 구성된 비터비 복호기를 도시한 것이다. 제4도에서 재생된 수신신호 R(k)는 임계 레벨(Threshold Level) 검출기(400)로 입력되며, 또한 수신신호 R(k)는 차 평가량을 계산하기 위해 임계 레벨 값과 가산되는 제1가산기(410)로 입력된다. 상기 제1가산기(410)의 출력은 임계 레벨 값과 비교를 하는 제1비교기(450)와 제2비교기(460)로 입력된다. 상기 제1비교기(450)및 제2비교기(460)의 출력인 패스 선댁신호 중 하나인 PSO신호는 다중화기(Mux.420)의 제어신호로 입력되어 지고, 또 논리합(OR) 게이트(470)와 패스 메모리(480)로 입력되어 진다. 그리고 상기 제1비교기(450)및 제2비교기(460)의 출력인 패스 선택신호 중 하나인 PS1신호는 OR게이트(470)와 패스 메모리(480)로 입력되어 진다. 임계 레벨(Threshold level) 검출기(400)의 출력값 (+TH,-TH)는 두개의 비교기(450,460)에 각각 입력되고, 또 상기 다중화기(420)로 입력되어 진다. 상기 다중화기(420)의 출력신호는 제2가산기(430)로 입력되어 진다. 상기 OR게이트(470)의 출력신호는 스위치부(490)의 제어신호로 입력되어지고, 제2가산기(430)의 출력신호는 스위치부(490)로 입력되어 진다. 상기 스위치부(490)의 출력신호는 차 평가량을 저장하는 통상적으로 래치 구성되는 상태 메모리(440)로 입력되고, 상기 상태 메모리(440)의 출력값은 제1가안기(410)로 입력된다.4 shows a Viterbi decoder configured to improve performance by simplifying the Viterbi decoder by using the difference evaluation amount of the survival path and adaptively supplementing the perturbation of the amplitude of the reproduction signal by the channel characteristics according to the above method. It is. The received signal R (k) reproduced in FIG. 4 is input to a threshold level detector 400, and the received signal R (k) is added to a threshold level value to calculate a difference evaluation amount. 410 is entered. The output of the first adder 410 is input to the first comparator 450 and the second comparator 460 for comparing with a threshold level value. The PSO signal, which is one of the path select signals that are outputs of the first comparator 450 and the second comparator 460, is input as a control signal of the multiplexer (Mux. 420), and is OR gate 470. And pass memory 480 is input. The PS1 signal, which is one of the path selection signals output from the first comparator 450 and the second comparator 460, is input to the OR gate 470 and the pass memory 480. Output values (+ TH, -TH) of the threshold level detector 400 are input to two comparators 450 and 460, respectively, and to the multiplexer 420. The output signal of the multiplexer 420 is input to the second adder 430. The output signal of the OR gate 470 is input as a control signal of the switch unit 490, and the output signal of the second adder 430 is input to the switch unit 490. The output signal of the switch unit 490 is input to a state memory 440 which is typically latched to store the difference evaluation amount, and the output value of the state memory 440 is input to the first eyepiece 410.

제5도는 제4도의 임계 레벨(Threshold Level) 검출기(400)의 상세 블럭도이다. 제5도에서 수신신호값 R(k)는 제1래치(500)및 제2래치(502)로 입력되고, 패스 선택신호(PS0,PS1)는 상기 제1래치(500)및 상기 제2래치(502)의 제어신호로 입력된다. 상기 패스 선택신호(PS0.PS1)가 1이면 상기 제1,제2래치(500,502)는 인에이블된다. 상기 제1,제2래치(500,502)의 출력은 제3,제4가산기(504,506), 1/2을 곱하는 제1, 제2승산기(508,510) 및 통상적으로 D 플립플롭으로 구성되는 제1,제2메모리(512,514)로 구성된 제1,제2적분기(522.524)의 제3.제4가산기(504.506)로 입력되고, 현재 적분기로 입력되는 값과 이전까지의 적분된 값을 더하고 이 더해진 값을 1/2곱하기를 하여 상기 제1,제2메모리(512,514)에 저장된다. 상기 제1,제2적분기(522,524)의 출력은 제5가산기(5l6)를 통해 더하여 지고, 상기 제5가산기(516)의 출력은 1/4을 곱하는 제3승산기(518)에 의해 1/4로 축소된 후, 하나는 그대로 출력되고 다른 하나는 인버터(520)을 통해 반전되어, 임계 레벨(Threshold Level)값 (+TH, -TH)로 출력된다.5 is a detailed block diagram of the threshold level detector 400 of FIG. In FIG. 5, the received signal value R (k) is input to the first latch 500 and the second latch 502, and the path selection signals PS0 and PS1 are input to the first latch 500 and the second latch. It is inputted as a control signal of 502. When the path selection signal PS0. PS1 is 1, the first and second latches 500 and 502 are enabled. The outputs of the first and second latches 500 and 502 are the third and fourth adders 504 and 506, the first and second multipliers 508 and 510 to multiply by 1/2, and the first and second, typically D flip-flops. It is input to the third and fourth adders 504.506 of the first and second integrators 522.524, which are composed of two memories 512 and 514, and adds the current integrated value and the previous integrated value and adds this value to 1. It is stored in the first and second memories 512 and 514 by multiplying by two. The outputs of the first and second integrators 522 and 524 are added through a fifth adder 5101 and the outputs of the fifth adder 516 are 1/4 by a third multiplier 518 multiplying by 1/4. After being reduced to, one is output as it is and the other is inverted through the inverter 520 and output as a threshold level value (+ TH, -TH).

제6도는 제4도의 패스메모리(480)에 대한 상세 블럭도를 도시한 것이다. 제6도의 패스 메모리는 다중화기(MUX)와 D 플립플롭이 트렐리스도를 따라 트렐리스 형태로 구성되어 있다. 패스 메모리는 복호되어 질 값(0 또는 1)이 설정되어 있으며 이 설정된 복호되어질 값이 패스 선택신호(PS0, PS1)에 의해 트렐리스형태의 메모리를 따라 진행되면서 복호되어 진다. 패스 선택 신호는 트렐리스 형태로 구성된 메모리의 모든 MUX에 선택신호로 입력되어 진다.6 shows a detailed block diagram of the pass memory 480 of FIG. The pass memory of FIG. 6 has a multiplexer (MUX) and a D flip-flop in a trellis shape along the trellis degree. The pass memory has a value (0 or 1) to be decoded, and the decoded value is decoded as it passes along the trellis type memory by the path selection signals PS0 and PS1. The path select signal is input to all MUXs of the trellis type memory as a select signal.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 디지탈 신호를 기록하고 재생하는 자기채널에서 신호를 검출할 때, 재생신호의 특성이 열악한 상태에서 성능향상을 위하여, 비터비 알고리즘을 사용한 최우복호 장치로비터비 디코더를 사용함에 있어서, 하드웨어의 양을 감소시키고 또 신호의 재생성능을 향상시키는 효과가 있다. 이는 자기 채널과 같은 부분응답 시스템에서 하드웨어의 구현을 더 단순히 하고 SNR을 향상하기 위한 방법이며 실 제품 적용시 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, when detecting a signal in a magnetic channel for recording and reproducing a digital signal, a Viterbi decoder is used as the best decoding device using the Viterbi algorithm for performance improvement in a state in which the characteristics of the reproduction signal are poor. In use, there is an effect of reducing the amount of hardware and improving the signal reproduction performance. This is to simplify the hardware implementation and improve the SNR in the partial response system such as the magnetic channel, and it can reduce the cost of applying the actual product.

Claims (4)

디지탈 신호를 기록 재생하는 장치에서의 재생된 신호를 복호하는 비터비 복호기에 있어서,복호기로 입력되는 수신신호와 이전 신호의 생존 패스에 대한 차평가량을 귀환적으로 갱신한 값과의 차를 구하는 제1가산기; 상기 제1가산기에 의한 값과 임계(Threshold)레벨 값을 비교하는 두 개의 제1,제2 비교기; 상기 제1,제2비교기에서 비교된 비교결과 값을 생존패스 선택신호로 하고 이에 의해 임계 레벨 값을 선택하는 다중화기; 상기 다중화기를 통해 선택된 임계 레벨 값과 수신신호를 더하는 제2가산기; 상기 제1,제2비교기에서 출력된 두 개의 생존패스 선택신호를 논리합(OR)하여 상기 제2가산기에 의한 값을 갱신할 것인지를 선택하는 스위치부; 상기 스위치부를 통해 갱신된 차 평가량 값을 저장하는 상태메모리; 두 개의 생존패스 선택신호에 의해 원신호를 복호하는 트렐리스형태로 구성된 패스메모리를 포함함을 특징으로 하여 이루어지는 디지탈 신호의 비터비 복호기.A Viterbi decoder that decodes a reproduced signal in an apparatus for recording and reproducing digital signals, the Viterbi decoder comprising: obtaining a difference between a received signal input to the decoder and a value that reductively updates a difference evaluation amount for a survival path of a previous signal; Monoaddition group; Two first and second comparators for comparing a value by the first adder and a threshold level value; A multiplexer which uses the comparison result values compared in the first and second comparators as a survival path selection signal and thereby selects a threshold level value; A second adder for adding the received signal with a threshold level selected by the multiplexer; A switch unit for selecting whether to update a value by the second adder by performing a logical OR between two survival path selection signals output from the first and second comparators; A state memory for storing the value of the difference evaluation value updated through the switch unit; A Viterbi decoder of a digital signal, comprising: a pass memory configured in trellis form for decoding an original signal by two survival path selection signals. 제1항에 있어서, 입력신호와 선택신호에 의해 재생된 신호의 섭동현상에 의한 신호 레벨의 변화분 만큼 임계 레벨의 값이 적응적으로 변화되도록 임계 레벨 값을 검출하는 임계 레벨 검출기를 부가로 구비함을 특징으로 하는 디지탈 신호의 비터비 복호기.The apparatus of claim 1, further comprising a threshold level detector for detecting a threshold level value such that the threshold level is adaptively changed by a change in signal level caused by perturbation of the signal reproduced by the input signal and the selection signal. Viterbi decoder of the digital signal characterized in that. 제2항에 있어서, 상기 임계 레벨 검출기는 입력신호와 상기 제1비교기의 출력신호를 받아 래치하는 제1래치; 입력신호와 상기 제2비교기의 출력신호를 받아 래치하는 제2래치; 상기 제1래치 출력신호와 하기 제1메모리의 출력신호를 궤환적으로 가산하는 제3가산기; 상기 제3가산기의 출력을 1/2로 곱하는 제1승산기; 상기 제1승산기의 출력을 저장하는 제1메모리; 상기 제2래치 출력신호와 하기 제2메모리의 출력신호를 궤환적으로 가산는 제4가산기; 상기 제4가산기의 출력을 1/2로 곱하는 제2승산기; 상기 제2승산기의 출력을 저장하는 제2메모리; 상기 제I메모리와 상기 제2메모리의 차를 구하는 제5가산기; 상기 제5가산기의 출력을 1/4로 곱하여 하나는 그대로 출력하고 하나는 반전시켜 출력하는 제3승산기로 이루어짐을 특징으로하는 디지탈 신호의 비터비 디코더.3. The apparatus of claim 2, wherein the threshold level detector comprises: a first latch for receiving and latching an input signal and an output signal of the first comparator; A second latch receiving and latching an input signal and an output signal of the second comparator; A third adder for feedback adding the first latch output signal and an output signal of a first memory; A first multiplier that multiplies the output of the third adder by one half; A first memory for storing the output of the first multiplier; A fourth adder which feedbackly adds the second latch output signal and the output signal of the second memory; A second multiplier that multiplies the output of the fourth adder by one half; A second memory for storing the output of the second multiplier; A fifth adder for obtaining a difference between the I memory and the second memory; And a third multiplier configured to multiply the output of the fifth adder by a quarter to output one as it is and invert one to output the fifth adder. 제1항에 있어서, 상기 패스메모리는 생존패스 선택신호와 상태도에 따라 설정된 복호되어질 값을 입력으로 받아, 다중화기(MUX)와 디플립플롭(D Flip Flop)으로 구성된 패스 메모리 셀이 원신호를 복호하기 위해 트렐리스의 메모리 셀로 이루어지는 패스 메모리로 이루어짐을 특징으로 하는 디지탈 신호의 비터비 복호기.The pass memory of claim 1, wherein the pass memory receives a decoded value according to a survival path selection signal and a state diagram, and a pass memory cell including a multiplexer (MUX) and a flip-flop (D Flip Flop) receives an original signal. A Viterbi decoder of a digital signal, characterized in that it consists of a pass memory consisting of trellis memory cells for decoding.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100708025B1 (en) * 1999-04-12 2007-04-16 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 Apparatus and method for viterbi decoding

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