WO2005112275A1 - Ａｃｓ回路 - Google Patents

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WO2005112275A1
WO2005112275A1 PCT/JP2004/018724 JP2004018724W WO2005112275A1 WO 2005112275 A1 WO2005112275 A1 WO 2005112275A1 JP 2004018724 W JP2004018724 W JP 2004018724W WO 2005112275 A1 WO2005112275 A1 WO 2005112275A1
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dpm
basic
dbm
unit
path
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PCT/JP2004/018724
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yukio Arima
Akira Yamamoto
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. filed Critical Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Priority to US10/591,457 priority patent/US7779339B2/en
Priority to JP2006513494A priority patent/JP4217261B2/ja
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/37—Decoding methods or techniques, not specific to the particular type of coding provided for in groups H03M13/03 - H03M13/35
    • H03M13/39—Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes
    • H03M13/41—Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes using the Viterbi algorithm or Viterbi processors
    • H03M13/4107—Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes using the Viterbi algorithm or Viterbi processors implementing add, compare, select [ACS] operations

Definitions

  • the present invention relates to an ACS circuit that performs addition and comparison of path metrics and path selection related to Viterbi decoding, and particularly relates to an ACS circuit that performs path selection based on a metric difference.
  • Viterbi decoding is a technique for receiving a data sequence encoded by a specific convolution operation, predicting the most appropriate data sequence based on the rules of the convolution operation, and decoding the data sequence.
  • the rules of the convolution operation can be described as a state transition diagram. Furthermore, when the concept of time is added to this state transition diagram, a trellis diagram can be described.
  • FIG. 9 shows a configuration of a convolutional encoder generally used in Gigabit Ethernet (Ethernet: registered trademark).
  • the convolutional encoder is a 2-bit input 8-state convolutional encoder including delay elements 101, 102, and 103 for delaying an input value by one clock and outputting the delayed value, and adders 104 and 105. is there.
  • the adder 104 adds the output of the delay element 101 and the input upper bit.
  • the delay element 102 receives the addition result of the adder 104.
  • the adder 105 adds the output of the delay element 102 and the input lower bit.
  • Delay element 103 inputs the addition result of adder 105.
  • the delay element 101 inputs the output of the delay element 103.
  • the delay elements 101-103 represent 3-bit states, that is, eight states.
  • FIG. 10 is a trellis diagram according to the convolutional encoder.
  • the trellis diagram shows, for states SO, SI, S2, S3, S4, S5, S6, S7, and S8, the transition from the time lj (k_l) force to the time lk, and from time k to time (k + The transition of 1) is shown.
  • the line connecting each state is called a branch.
  • Each branch connects a state and a state to which the state transitions.
  • a “branch metric” is calculated using an evaluation function for each branch in order to evaluate the likelihood of transition from each state, that is, the likelihood. Normal, The calculation of the branch metric is obtained by the square error between the ideal value and the actually received value. On the other hand, since decoding is started, a value obtained by cumulatively adding the branch metrics of the most probable branch among the branches leading to that state is stored for each state. This is called "path metric".
  • the branch that minimizes the result of adding the path metric at time (k-1) and the branch metric at time Ijk is determined to be the most likely branch. In other words, the ACS circuit adds the path metric at time (k-1) and the branch metric at time k to determine the most likely branch, compares the results, and determines the most likely branch. Select—Add—Comp are—Select circuit.
  • a path connecting the most probable branches obtained at each time is called a "surviving path".
  • each state has a surviving path.
  • the surviving paths of all the states converge to one.
  • One surviving path obtained in this way is a final decoding result by Viterbi decoding.
  • a conventional ACS circuit uses square calculation to calculate a branch metric. For this reason, there has been a problem that the circuit becomes complicated, and an overflow occurs because the path metric is a cumulative value of the branch metric.
  • a method is known that monitors the value of the path metric as needed and subtracts the same value from the path metric value of each state when the overflow is about to occur. I have.
  • this method has a problem that the processing speed is reduced because overflow determination and subtraction processing are required after the normal ACS circuit processing.
  • a difference branch metric (hereinafter, referred to as “DBM”), which is a difference between branch metrics, is used to eliminate the square term related to the calculation of the branch metric to facilitate the calculation, and to reduce the path metric.
  • DPM differential path metric
  • an ACS circuit that performs path selection based on a metric difference as described above needs to hold a relatively large number of DPMs, and therefore requires a relatively large-scale holding circuit.
  • the ACS circuit uses a normal branch metric in addition to the DBM for calculating the DPM, there is a problem that a square calculation is required.
  • Patent Document 1 Patent No. 3258174
  • Non-Patent Document 1 Akira Yamamoto, et al, "A 500MHz 50mW Viterbi Detector for DVD Systems using Simplified ACS and New Path Memory Architecture", 2002
  • the conventional ACS circuit that performs path selection based on the metric difference involves a problem of an increase in circuit scale.
  • the circuit scale of the ACS circuit that decodes the data sequence generated by the 2-input 8-state convolutional encoder is compared with the case where DPM is used and the case where DPM is not used.
  • the former requires a holding circuit for holding eight path metrics and 32 adders for adding each path metric to each branch metric.
  • the number of adders is based on the fact that each of the eight states is connected to four branches from the four states one time earlier.
  • the former requires an additional circuit for overflow control.
  • the latter requires a holding circuit for holding 28 DPMs and 400 adders for adding each DPM to each DBM.
  • the number of adders is based on 16 DBMs associated with each of the 28 DPMs.
  • the number of adders for which the input DPM is "0" (48 in total) is excluded.
  • the conventional ACS circuit that performs path selection based on the metric difference has a relatively high processing speed, but has a disadvantage that the circuit scale becomes extremely large.
  • An increase in the circuit scale is not preferable because it causes an increase in power consumption and an increase in manufacturing cost.
  • an object of the present invention is to take measures against path metric overflow related to Viterbi decoding while minimizing an increase in circuit size of an ACS circuit used for Viterbi decoding.
  • Means taken by the present invention to solve the above problem is to input a differential branch metric (DBM) between any two branches related to Viterbi decoding, and to convert the input DBM into any two states.
  • An ACS circuit that adds a differential path metric (DPM) between the two, and compares the DPMs after the addition to select a maximum likelihood path.
  • the basic DPM which is the DPM between the path metric and the state metric, is held, and the maximum likelihood path is selected based on the basic DPM.
  • the ACS circuit is required for the basic DPM holding unit for holding the basic DPM, the basic DPM calculation unit for calculating the basic DPM, and the calculation of the basic DPM by the basic DPM calculation unit.
  • a reference DPM calculation unit that calculates a reference DPM that is a DPM other than the basic DPM, and a basic DBM that is a DBM required for calculating the basic DPM by the basic DPM calculation unit among the DBMs Based on the basic DBM calculation unit, the basic DPM held in the basic DPM holding unit, the reference DPM calculated by the reference DPM calculation unit, and the basic DBM calculated by the basic DBM calculation unit.
  • a path selection unit for selecting such a maximum likelihood path.
  • the basic DPM calculation unit includes a basic DPM held in the basic DPM holding unit, a reference DPM calculated by the reference DPM calculation unit, a basic DBM calculated by the basic DBM calculation unit, and the path selection unit. It is assumed that a new basic DPM is calculated based on the result of selection of the maximum likelihood path according to.
  • the DBM only needs to calculate the basic DBM, which is the DBM necessary for calculating the basic DPM.
  • the DPM only needs to calculate the reference DPM, which is the DPM necessary for calculating the basic DPM, in addition to the basic DPM.
  • the calculation of the basic DBM by the basic DBM calculation unit and the calculation of the reference DPM by the reference DPM calculation unit are performed in parallel.
  • the reference DPM calculation unit calculates the reference DPM by subtracting the other one of the basic DPMs held in the basic DPM holding unit from the other.
  • the basic DPM calculation unit is configured to calculate the basic DPM stored in the basic DPM storage unit and the reference DPM calculation unit based on the result of selecting the maximum likelihood path by the path selection unit.
  • the basic DPM and the basic DBM from which the new basic DPM is calculated are selected from the reference DPM calculated by the above and the basic DBM calculated by the basic DBM calculation unit, and the selected basic DPM and the basic DPM are calculated.
  • the new basic DPM is calculated by adding the basic DBM.
  • the basic DPM calculating unit calculates the basic DPM held by the basic DPM holding unit and the reference DPM calculated by the reference DPM calculating unit, and calculates the basic DPM by the basic DBM calculating unit.
  • the new basic DPM is calculated by adding each of the calculated basic DBMs, and the new basic DPM is selected from the candidates based on the result of the selection of the maximum likelihood path by the path selection unit. It shall be.
  • the path selection unit assigns different path selection numbers to branches related to transition to each state in Viterbi decoding, and indicates the path selection number as a maximum likelihood path selection result. It is assumed that a path selection signal is output.
  • the size of a circuit that holds a DPM is reduced. Also, since only the minimum required DBM (basic DBM) and DPM (basic DPM and reference DPM) need to be calculated, the number of arithmetic units such as adders to be provided in the ACS circuit is relatively small. Do it. Therefore, the circuit scale of the entire ACS circuit is reduced, the power consumption is reduced, and the manufacturing cost is also reduced.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an ACS circuit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an internal configuration diagram of a basic DPM calculation unit.
  • FIG. 3 is an internal configuration diagram of a reference DPM calculation unit.
  • FIG. 4 is an internal configuration diagram of a path selection unit.
  • FIG. 5 is an internal configuration diagram of an SPNO output unit in a path selection unit.
  • FIG. 6 is a table showing rules for generating a basic DPM.
  • FIG. 7 is an internal configuration diagram of a DPM01 calculation unit in a basic DPM calculation unit.
  • FIG. 8 is an internal configuration diagram of a DPM01 calculation unit in a basic DPM calculation unit.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of a convolutional encoder generally used in Gigabit Ethernet (Ethernet: registered trademark).
  • FIG. 10 is a trellis diagram according to the convolutional coding device of FIG. 9.
  • the branch metric is described as bij, which means a branch that transitions from state Si to state Sj.
  • b02 is a branch that transitions from state SO to state S2.
  • DBM means the difference branch metric in general.
  • DPMij indicates the DPM between the path metric related to state Sj and the path metric related to state Si. For example, if the path metric for state SO is PM0 and the path metric for state S2 is PM2,
  • FIG. 1 shows a configuration of an ACS circuit according to the preferred embodiment of the present invention.
  • the ACS circuit according to the present embodiment includes a path metric relating to a reference state and a path metric relating to another state.
  • a basic DPM holding unit 11 that holds a basic DPM that is a differential path metric between tricks, a basic DPM calculating unit 12 that calculates a basic DPM, and a reference that calculates a DPM required for calculating a basic DPM. It comprises a DPM calculation unit 13, a basic DBM calculation unit 14 for calculating a basic DBM that is a DBM required for calculation of a basic DPM, and a path selection unit 15 for selecting a maximum likelihood path for Viterbi decoding. .
  • the basic DPM holding unit 11 holds DPM01, DPM02, DPM03, DPM04, DPM05, DPM06, and DPM07 as basic DPMs. That is, the basic DPM holding unit 11 holds the DPM between the reference state and another state when the state SO is set as the reference state, as the basic DPM.
  • the basic DPM calculation unit 12 newly calculates the basic DPM, and outputs it to the basic DPM holding unit 11.
  • FIG. 2 shows the internal configuration of the basic DPM calculation unit 12.
  • the basic DPM calculating unit 12 calculates the basic DPM based on the basic DBM calculated by the basic DBM calculating unit 14, the basic DPM held in the basic DPM holding unit 11, and the reference DPM calculated by the reference DPM calculating unit.
  • a DPM01 calculation unit 121 for calculating DPM01, a DPM02 calculation unit 122 for calculating DPM02, a DPM03 calculation unit 123 for calculating DPM03, a DPM04 calculation unit 124 for calculating DPM04, a DPM05 calculation unit 125 for calculating DPM05, A DPM06 calculator 126 for calculating DPM06 and a DPM07 calculator 127 for calculating DPM07 are provided.
  • the configuration of these calculation units will be described later in detail.
  • the reference DPM calculation section 13 calculates a reference DPM from the basic DPM held in the basic DPM holding section 11.
  • FIG. 3 shows the internal configuration of the reference DPM calculation unit 13.
  • the reference DPM calculation unit 13 includes a DPM12 calculation unit 301 for calculating DPM12, which is one of the reference DPMs, a DPM14 calculation unit 302 for calculating DPM14, a DPM16 calculation unit 303 for calculating DPM16, and a DPM23 calculation unit 304 for calculating DPM23.
  • DPM24 calculator 305 for calculating DPM25
  • DPM26 calculator 307 for calculating DPM26
  • DPM27 calculator 308 for calculating DPM27
  • DPM34 calculator 309 for calculating DPM34
  • DPM36 DPM36 calculation unit 310 to calculate DPM45, DPM45 calculation unit 311 to calculate DPM45, DPM46 calculation unit 312 to calculate DPM46, DPM47 calculation unit 313 to calculate DPM47, DPM56 calculation unit 314 to calculate DPM56, and DPM67 calculation to calculate DPM67 Department It has 315.
  • the reference DPM is obtained as a difference between the basic DPMs. That is, the reference DPM, DPMij,
  • the reference DPM can be calculated without particularly complicated calculations.
  • the reference DPM required for calculating the basic DPM will be described in detail later.
  • the basic DBM operation unit 14 receives the convolutionally encoded data sequence and outputs a difference between branch metrics of a specific combination.
  • the branch metric is the square error between the input data and the ideal value. That is, if D is the input data and Yij is the ideal value, the branch metric is
  • the basic DBM operation unit 14 performs multiplication and addition once each on input data to calculate the basic DBM, it is realized with a relatively simple circuit configuration.
  • the basic DBM required for calculating the basic DPM will be described later in detail.
  • the path selection unit 15 receives the basic DBM, the basic DPM, and the reference DPM, and outputs a path selection signal indicating which branch is the most probable for each state.
  • FIG. 4 shows an internal configuration of the path selection unit 15.
  • the path selection unit 15 includes a SPN0 output unit 150 that outputs a path selection signal SPN0 corresponding to the state SO, a SPN1 output unit 151 that outputs a path selection signal SPN1 corresponding to the state S1, and a state S2 as path selection signal output units.
  • SPN2 output section 152 for outputting path selection signal SPN2, SPN3 output section 153 for outputting path selection signal SPN3 corresponding to state S3, and SPN4 output section 154 for outputting path selection signal SPN4 corresponding to state S4 , Path selection signal S corresponding to state S5 It has a SPNO output section 155 for outputting PN5, a SPN0 output section 156 for outputting a path selection signal SPN6 corresponding to state S6, and an SPN7 output section 157 for outputting a path selection signal SPN7 corresponding to state S7.
  • each of the eight states is connected to a total of four branches from the four states one time earlier.
  • the path selection unit 15 selects, for each state, a medium or a certain one of the four branches connected to the state, and outputs a path selection signal indicating the selected branch.
  • the SPN0 output unit 150 will be described as an example of the path selection signal output unit.
  • the other path selection signal output units are configured similarly to the SPN0 output unit 150.
  • FIG. 5 shows the internal configuration of SPN0 output section 150.
  • the SPN0 output unit 150 assigns a 2-bit path selection number to the four branches related to the transition to the state SO in ascending order of the transition source state number, and assigns this path selection number to the path selection signal corresponding to the state SO. Output as SPN0. Specifically, the path selection number is “0” when the selected branch is b00, “1” when the selected branch is b20, “3” when the selected branch is b40, and “when the selected branch is b60”. 3 ".
  • the calorie calculator 51 adds DPM02, which is the basic DPM, and (b20_b00), which is the basic DBM. That is, the adder 51 subtracts the path metric when the branch with the path selection number S "0" is selected from the path metric when the branch with the path selection number S "l” is selected. Output.
  • the sign determination unit 52 receives the addition result of the adder 51, and outputs a signal sigl that is “1” when the result is negative and “0” otherwise.
  • the adder 53 subtracts the path metric when the branch with the path selection number S “2” is selected from the path metric when the branch with the path selection number '3' is selected.
  • the sign decision unit 54 inputs the result of addition of the adder 53, and outputs a signal sig2 which becomes "1" when the result is negative and "0” otherwise.
  • the selector 55 outputs the result obtained by subtracting the path selection number force 2 "when both the signals sigl and sig2 have the force S" 0 ", and outputs the result obtained when the signal sigl is” 0 "and the signal sig2 is” 1 ". If the signal sigl is "1" and the signal sig2 is "0", the path selection number is output. The result of subtracting the branch metric of the branch of the path selection number S “l” from the branch metric of the branch of the signal S "3" is output. If both the signals sigl and sig2 have the power S “l”, The result of subtracting the branch metric of the branch with path selection number S "l” from the branch metric of the branch with path selection number S "3" is output.
  • the selector 56 determines from the path metric of the state S4, which is the start point of the branch of the path selection number power 2 ", the branch of the path selection number power S" 0 ". Output the DPM (basic DPM04) that is obtained by subtracting the path metric of the state SO, which is the starting point of the path.
  • the path selection number power S "3" A DPM (basic DPM06) is obtained by subtracting the path metric of the state SO which is the start point of the branch of the path S "0” from the path metric of the state S6 which is the start point, and outputs the signal sigl power and the signal sig2 " If the path selection number is 0, the path metric of state S2, which is the start point of the branch with the path selection number "1”, is subtracted from the path metric of the state S4, which is the start point of the branch with the path selection number S "2".
  • Adder 57 adds the output from selector 55 and the output from selector 56.
  • the sign judging unit 58 inputs the addition result of the adder 57, and outputs a signal sig3 that becomes “1” when the result is negative and “0” otherwise.
  • the selector 69 outputs the signal sigl when the signal sig3 is “0”, and outputs the signal sig2 when the signal sig3 is “1”. Then, the output from the selector 59 becomes the lower bit (SPN0 [0]) of the path selection signal SPN0, and the signal sig3 becomes the upper bit (SPN0 [1]).
  • the path selection numbers are assigned to the branches connected to the respective states in ascending order of the transition source state numbers, but the path selection signals are not necessarily generated according to the rules. Is also good.
  • FIG. 6 shows rules for generating various basic DPMs at time k. Among them, FIG. 6A shows the generation rule of DPM01 at time k.
  • DPMOl (k) which is DPM01 at time k, is calculated as the sum of DBM and DPM (k-1) selected by the path selection signals SPNO and SPN1. For example, if the path selection signals SPNO and SPN1 are "0" and "
  • DPM (k-1) represents the DPM at time lj (k-1), which is one hour before time l "k.
  • the basic DPMs other than DPMOl, DPM02, DPM03, DPM04, DPM05, DPM06 and DPM07, are shown in Figure 6 (b), (c), (d), (e), (f) and (g), respectively. It is generated according to the specified rules.
  • the ACS circuit according to the present embodiment holds only seven basic DPMs.
  • a DPM other than the basic DPM is required to calculate the basic DPM.
  • the reference DPM calculation unit 13 calculates a DPM other than the basic DPM.
  • the reference DPM is easily calculated as the difference between the basic DPMs.
  • the reference DPM required for calculating the basic DPM is one hour before the calculation of the basic DPM. That is, to calculate a new basic DPM, the basic DBM calculated by the basic DBM calculation unit 14, the basic DPM one hour before stored in the basic DPM holding unit 11, and the reference DPM calculation unit 13
  • the reference DPM obtained as the difference between the basic DPMs before the time may be used.
  • FIG. 7 shows the internal configuration of the DPMOl calculation unit 121.
  • the DPMOl operation unit 121 complies with the generation rule shown in FIG. , All values that can be candidates for DPM01 are calculated, and one of the calculated results is selected and output based on the path selection signals SPNO and SPN1.
  • FIG. 8 shows the internal configuration of the DPM01 calculation unit 121 having a configuration different from that of FIG.
  • the DPM01 calculation unit 121 selects the DBM and DPM required for the calculation of DPM01 based on the path selection signals SPN0 and SPN1, adds the selected DBM and DPM, and outputs the result.
  • the size of the holding circuit is smaller than before. Furthermore, for DPM, only the basic DPM and reference DPM need be calculated, so the number of adders required for DPM calculation is smaller than before.
  • the conventional ACS circuit needs to hold 28 DPMs, whereas the ACS circuit according to the present embodiment has 7 DPMs ( Just keep the basic DPM).
  • the conventional ACS circuit requires 400 adders to calculate the DPM, but the number of adders (including the subtractor) required in the ACS circuit according to the present embodiment depends on the basic DPM calculation. There are 115 adders, including 100 adders for calculation and 15 subtractors for calculating the reference DPM. Furthermore, by employing the DPMOm operation unit shown in FIG. 8, the number of adders is reduced to 25.
  • the ACS circuit calculates the basic DPM and then calculates the reference DPM. Therefore, it is assumed that the processing time becomes longer by the amount of calculating the reference DPM. It may be done. However, since the basic DPM (k) at time k and the reference DPM (k) are actually needed when calculating a new basic DPM at time (k + 1), the time (k + 1) The reference DPM at time k may be calculated simultaneously with the calculation of the basic DBM in. That is, the basic DBM operation unit 14 and the reference DPM operation unit 13 may be operated in parallel. By doing so, the processing time does not increase with the calculation of the reference DPM.
  • the state described as the state SO is used as a reference state. Needless to say, a state other than this may be used as a reference.
  • the ACS circuit according to the present invention can take measures against path metric overflow related to Viterbi decoding with a relatively small circuit scale and a relatively high processing speed. It is useful as an application to error correction technology in read channel systems for communications, optical disks, and magnetic disks.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

　ＡＣＳ回路は、基本ＤＰＭ（差分パスメトリック）を保持する基本ＤＰＭ保持部（１１）と、基本ＤＰＭを算出する基本ＤＰＭ演算部（１２）と、基本ＤＰＭ以外のＤＰＭである参照ＤＰＭを算出する参照ＤＰＭ演算部（１３）と、基本ＤＰＭの算出に必要なＤＢＭである基本ＤＢＭ（差分ブランチメトリック）を算出する基本ＤＢＭ演算部（１４）と、基本ＤＰＭ、参照ＤＰＭ及び基本ＤＢＭに基づいて、ビタビ復号に係る最尤パスを選択するパス選択部（１５）とを備えている。基本ＤＰＭ演算部（１２）は、基本ＤＰＭ、参照ＤＰＭ、基本ＤＢＭ及びパス選択部（１５）による最尤パスの選択結果に基づいて、新たな基本ＤＰＭを算出する。

Description

明 細 書
ACS回路
技術分野
[0001] 本発明は、ビタビ復号に係るパスメトリックの加算及び比較、及びパス選択を行う A CS回路に関し、特に、メトリック差分に基づいてパス選択を行う ACS回路に関する。 背景技術
[0002] ビタビ復号は、ある特定の畳み込み演算によって符号化されたデータ系列を受信し 、当該畳み込み演算の規則に基づいて、もっとも適当と思われるデータ系列を予測 し、復号する技術である。畳み込み演算の規則は状態遷移図として記述することがで きる。さらに、この状態遷移図に時間概念を加味すると、トレリス線図を記述することが できる。
[0003] 図 9は、ギガビットイーサネット (イーサネット：登録商標）で一般的に用いられる畳み 込み符号化器の構成を示す。当該畳み込み符号化器は、入力した値を 1クロック遅 延させて出力する遅延素子 101、 102及び 103と、加算器 104及び 105とを備えた、 2ビット入力 8ステートの畳み込み符号ィ匕器である。加算器 104は、遅延素子 101の 出力と入力上位ビットとを加算する。遅延素子 102は、加算器 104の加算結果を入 力する。加算器 105は、遅延素子 102の出力と入力下位ビットとを加算する。遅延素 子 103は、加算器 105の加算結果を入力する。そして、遅延素子 101は、遅延素子 103の出力を入力する。これにより、遅延素子 101— 103は、 3ビットのステート、すな わち、 8ステートを表す。
[0004] 図 10は、上記畳み込み符号化器に係るトレリス線図である。当該トレリス線図は、ス テート SO, SI, S2, S3, S4, S5, S6， S7及び S8に関して、時亥 lj (k_l)力、ら時亥 Ijk への遷移と、時刻 kから時刻（k+ 1)の遷移とを示している。各ステート間を結ぶ線は ブランチと呼ばれる。各ブランチは、あるステートとそのステートの遷移先のステートと を接続している。
[0005] ビタビ復号では、各ステートからの遷移の尤度、すなわち、確からしさを評価するた めに、各ブランチについて評価関数を用いて「ブランチメトリック」を計算する。通常、 ブランチメトリックの計算は、理想値と実際に受信した値との二乗誤差で求められる。 一方、復号を開始して以来、各ステートに関して、そのステートに至るブランチのうち のもっとも確からしいブランチのブランチメトリックを累積加算した値が記憶されている 。これを「パスメトリック」という。ビタビ復号では、時刻（k一 1)におけるパスメトリックと時 亥 Ijkでのブランチメトリックとを加算した結果が最小となるブランチをもっとも確からしい ブランチであると判断する。すなわち、 ACS回路とは、もっとも確からしいブランチを 決定するために、時刻（k一 1)におけるパスメトリックと時刻 kでのブランチメトリックとの 加算を行い、その結果を比較し、もっとも確からしいブランチを選択する Add— Comp are—Select回路のことである。
[0006] 各時刻で得られたもっとも確からしいブランチを連結したパスを「生き残りパス」と呼 ぶ。トレリス線図中、各ステートはそれぞれの生き残りパスを持っている力 復号処理 が進むにつれてすベてのステートが持つ生き残りパスは一つに収束する。このように して得られた一つの生き残りパスがビタビ復号による最終的な復号結果となる。
[0007] 従来の ACS回路は、ブランチメトリックの算出に二乗計算を用いる。このため、回路 が複雑化し、また、パスメトリックがブランチメトリックの累積であるためオーバーフロー が発生するという問題があった。このうち、パスメトリックのオーバーフローを解消する 対策として、パスメトリックの値を随時監視し、オーバーフローが発生しそうになつた時 点で各ステートのパスメトリック値から同じ値を減算するという手法が知られている。し 力し、この手法では、通常の ACS回路の処理の後に、さらにオーバーフローの判定 及び減算処理が必要となるため、処理速度が低下するという問題がある。そこで、ブ ランチメトリックどうしの差である差分ブランチメトリック（以下、「DBM」と称する。）を用 いて、ブランチメトリックの計算に係る二乗の項を消去して演算を容易化するとともに 、パスメトリックどうしの差である差分パスメトリック（以下、「DPM」と称する。）を用いて 、パスメトリックの計算に係るオーバーフローを回避するという手法が考案されている（ 例えば、特許文献 1参照）。
[0008] しかし、上記のようなメトリック差分に基づいてパス選択を行う ACS回路では、比較 的多くの DPMを保持しなければならないため、比較的大規模な保持回路が必要と なる。例えば、 8ステートのトレリス線図の場合、パスメトリックは 8個であるのに対して DPMは 28個（= C )である。そこで、保持回路の大規模化を抑制するために、保持 する DPMの個数を制限するという ACS回路が考案されている（例えば、非特許文献 1参照）。しかし、当該 ACS回路は、 DPMの算出に DBMの他に通常のブランチメト リックを用いるため、二乗計算が必要になるという問題がある。
特許文献 1 :特許第 3258174号明細書
非特許文献 1： Akira Yamamoto, et al, "A 500MHz 50mW Viterbi Detector for DVD Systems using Simplified ACS and New Path Memory Architecture", 2002
Symposium On VLSI Circuits Digest of Technical Papers, pp.256-259
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] 上述したように、メトリック差分に基づいてパス選択を行う従来の ACS回路について は回路規模の増大が問題となる。ここで、 2入力 8ステートの畳み込み符号化器によ つて生成されたデータ系列を復号する ACS回路について、 DPMを用いる場合と用 レ、ない場合とで回路規模を比較してみる。前者は、 8個のパスメトリックを保持するた めの保持回路、及び各パスメトリックと各ブランチメトリックとの加算を行う 32個の加算 器を必要とする。加算器の個数は、 8個の各ステートに 1時刻前の 4個のステートから の 4本のブランチが接続されることに基づいている。さらに、前者は、これ以外にォー バーフロー対策用の回路を必要とする。これに対し、後者は、 28個の DPMを保持す るための保持回路、及び各 DPMと各 DBMとの加算を行う 400個の加算器を必要と する。加算器の個数は、 28個の各 DPMに 16個の DBMが関連することに基づいて いる。なお、入力する DPMが" 0"となる加算器の数 (合計 48個）は除いている。
[0010] このように、メトリック差分に基づいてパス選択を行う従来の ACS回路については、 処理速度は比較的速いが、回路規模が極端に大きくなつてしまうという欠点がある。 回路規模の増大は、消費電力増さらには製造コスト増の要因となるため好ましくない
[0011] 上記問題に鑑み、本発明は、ビタビ復号に用いられる ACS回路について、回路規 模の増大を極力抑制しつつ、ビタビ復号に係るパスメトリックのオーバーフロー対策 を講じることを課題とする。 課題を解決するための手段
[0012] 上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、ビタビ復号に係る任意の二つ のブランチ間の差分ブランチメトリック（DBM)を入力し、当該入力した DBMを任意 の二つのステート間の差分パスメトリック（DPM)に加算し、当該加算後の DPMどうし を比較して最尤パスを選択する ACS回路であって、前記 DPMのうち、基準となるス テートに係るパスメトリックと他のステートに係るパスメトリックとの間の DPMである基本 DPMを保持し、当該基本 DPMに基づいて最尤パスを選択するものとする。
[0013] これによると、すべての DPMではなくその一部である基本 DPMを保持すればよく なるため、 DPMを保持するための回路の規模は比較的小さくて済む。また、当該 A CS回路は、メトリック差分に基づいて最尤パスを選択するため、処理速度を低下させ ることなくパスメトリックのオーバーフローが解消される。
[0014] 具体的には、上記の ACS回路は、前記基本 DPMを保持する基本 DPM保持部と 、前記基本 DPMを算出する基本 DPM演算部と、前記基本 DPM演算部による基本 DPMの算出に必要な DPMであって基本 DPM以外の DPMである参照 DPMを算 出する参照 DPM演算部と、前記 DBMのうち、前記基本 DPM演算部による基本 DP Mの算出に必要な DBMである基本 DBMを算出する基本 DBM演算部と、前記基 本 DPM保持部に保持された基本 DPM、前記参照 DPM演算部によって算出された 参照 DPM及び前記基本 DBM演算部によって算出された基本 DBMに基づいて、 ビタビ復号に係る最尤パスを選択するパス選択部とを備えている。そして、前記基本 DPM演算部は、前記基本 DPM保持部に保持された基本 DPM、前記参照 DPM演 算部によって算出された参照 DPM、前記基本 DBM演算部によって算出された基本 DBM及び前記パス選択部による最尤パスの選択結果に基づいて、新たな基本 DP Mを算出するものとする。
[0015] これによると、 DBMは、基本 DPMの算出に必要な DBMである基本 DBMのみを 算出すればよくなる。また、 DPMは、基本 DPM以外に、基本 DPMの算出に必要な DPMである参照 DPMのみを算出すればよくなる。
[0016] 好ましくは、前記基本 DBM演算部による基本 DBMの算出及び前記参照 DPM演 算部による参照 DPMの算出は、並列処理されるものとする。 [0017] また、好ましくは、前記参照 DPM演算部は、前記基本 DPM保持部に保持された 基本 DPMのうちのいずれ力から他を減算して参照 DPMを算出するものとする。
[0018] そして、具体的には、前記基本 DPM演算部は、前記パス選択部による最尤パスの 選択結果に基づいて、前記基本 DPM保持部に保持された基本 DPM、前記参照 D PM演算部によつて算出された参照 DPM及び前記基本 DBM演算部によって算出 された基本 DBMの中から前記新たな基本 DPMの算出の元となる基本 DPM及び基 本 DBMを選択し、当該選択した基本 DPM及び基本 DBMを加算して前記新たな基 本 DPMを算出するものとする。
[0019] また、具体的には、前記基本 DPM演算部は、前記基本 DPM保持部に保持された 基本 DPM及び前記参照 DPM演算部によって算出された参照 DPMと、前記基本 D BM演算部によって算出された基本 DBMとをそれぞれ加算して、前記新たな基本 D PMの候補を算出し、前記パス選択部による最尤パスの選択結果に基づいて、当該 候補の中から前記新たな基本 DPMを選択するものとする。
[0020] また、具体的には、前記パス選択部は、ビタビ復号における各ステートへの遷移に 係るブランチに互いに異なるパス選択番号を割り当て、最尤パスの選択結果として、 当該パス選択番号を示すパス選択信号を出力するものとする。
発明の効果
[0021] 以上のように本発明によると、メトリック差分に基づいてパス選択を行う ACS回路に おいて、 DPMを保持する回路の規模が小さくなる。また、必要最小限の DBM (基本 DBM)及び DPM (基本 DPM及び参照 DPM)のみを算出すればよいため、 ACS回 路におレ、て備えるべき加算器などの演算器の個数が比較的少なくて済む。したがつ て、 ACS回路全体としての回路規模が小さくなり、消費電力が低減するとともに、製 造コストもまた低減する。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]図 1は、本発明の最良の実施形態に係る ACS回路の構成図である。
[図 2]図 2は、基本 DPM演算部の内部構成図である。
[図 3]図 3は、参照 DPM演算部の内部構成図である。
[図 4]図 4は、パス選択部の内部構成図である。 [図 5]図 5は、パス選択部における SPNO出力部の内部構成図である。
[図 6]図 6は、基本 DPMの生成規則を示した表である。
[図 7]図 7は、基本 DPM演算部における DPM01演算部の内部構成図である。
[図 8]図 8は、基本 DPM演算部における DPM01演算部の内部構成図である。
[図 9]図 9は、ギガビットイーサネット (イーサネット：登録商標）で一般的に用いられる 畳み込み符号化器の構成図である。
[図 10]図 10は、図 9の畳み込み符号ィ匕器に係るトレリス線図である。
符号の説明
[0023] 11 基本 DPM保持部
12 基本 DPM演算部
13 参照 DPM演算部
14 基本 DBM演算部
15 パス選択部
発明を実施するための最良の形態
[0024] 以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明す る。なお、便宜上、図 10のトレリス線図を前提としたビタビ復号を想定して説明する。 なお、本発明は、当該トレリス線図を前提としたビタビ復号に限定されるものではない
[0025] まず、以後の説明で使用する表記の説明を行う。ブランチメトリックは bijと表記し、こ れはステート Siからステート Sjに遷移するブランチを意味する。例えば、 b02はステー ト SOからステート S2に遷移するブランチである。また、 DBMは差分ブランチメトリック 全般を意味する。 DPMijはステート Sjに係るパスメトリックとステート Siに係るパスメトリ ックとの間の DPMを示す。例えば、ステート SOに係るパスメトリックを PM0、ステート S2に係るパスメトリックを PM2とした場合、
DPM02 = PM2-PM0
となる。また、単に DPMと記述した場合は差分パスメトリック全般を意味する。
[0026] 図 1は、本発明の最良の実施形態に係る ACS回路の構成を示す。本実施形態に 係る ACS回路は、基準となるステートに係るパスメトリックと他のステートに係るパスメ トリックとの間の差分パスメトリックである基本 DPMを保持する基本 DPM保持部 11と 、基本 DPMを算出する基本 DPM演算部 12と、基本 DPMの算出に必要な DPMで ある参照 DPMを算出する参照 DPM演算部 13と、基本 DPMの算出に必要な DBM である基本 DBMを算出する基本 DBM演算部 14と、ビタビ復号に係る最尤パスを選 択するパス選択部 15とを備えてレ、る。
[0027] 基本 DPM保持部 11は、基本 DPMとして、 DPM01 , DPM02, DPM03, DPM0 4, DPM05, DPM06及び DPM07を保持する。すなわち、基本 DPM保持部 11は 、ステート SOを基準のステートとしたときの、当該基準ステートと他のステートとの間の DPMを基本 DPMとして保持する。
[0028] 基本 DPM演算部 12は、基本 DPMを新たに算出し、基本 DPM保持部 11に出力 する。図 2は、基本 DPM演算部 12の内部構成を示す。基本 DPM演算部 12は、基 本 DBM演算部 14によって算出された基本 DBM、基本 DPM保持部 11に保持され た基本 DPM及び参照 DPM演算部によって算出された参照 DPMに基づいて、基 本 DPMの一つである DPM01を算出する DPM01演算部 121、 DPM02を算出す る DPM02演算部 122、 DPM03を算出する DPM03演算部 123、 DPM04を算出 する DPM04演算部 124、 DPM05を算出する DPM05演算部 125、 DPM06を算 出する DPM06演算部 126及び DPM07を算出する DPM07演算部 127を備えて いる。これら演算部の構成については後ほど詳細に説明する。
[0029] 参照 DPM演算部 13は、基本 DPM保持部 11に保持された基本 DPMから参照 D PMを算出する。図 3は、参照 DPM演算部 13の内部構成を示す。参照 DPM演算部 13は、参照 DPMの一つである DPM12を算出する DPM12演算部 301、 DPM14 を算出する DPM14演算部 302、 DPM16を算出する DPM16演算部 303、 DPM2 3を算出する DPM23演算部 304、 DPM24を算出する DPM24演算部 305、 DPM 25を算出する DPM25演算部 306、 DPM26を算出する DPM26演算部 307、 DP M27を算出する DPM27演算部 308、 DPM34を算出する DPM34演算部 309、 D PM36を算出する DPM36演算部 310、 DPM45を算出する DPM45演算部 311、 DPM46を算出する DPM46演算部 312、 DPM47を算出する DPM47演算部 313 、 DPM56を算出する DPM56演算部 314及び DPM67を算出する DPM67演算部 315を備えている。ここで、参照 DPMは、基本 DPMどうしの差分として得られる。す なわち、参照 DPMである DPMijは、
DPMij = DPM0j-DPM0i
として表される。すなわち、参照 DPMは、特に複雑な計算を行うことなく算出すること ができる。なお、基本 DPMの算出に必要な参照 DPMについては後ほど詳細に説 明する。
[0030] 基本 DBM演算部 14は、畳み込み符号化されたデータ系列を受信し、特定の組み 合わせのブランチメトリックどうしの差分を出力する。一般に、ブランチメトリックは入力 データと理想値との間の二乗誤差である。すなわち、 Dを入力データ、 Yijを理想値と すると、ブランチメトリックは、
bij = (D-Yij) 2
となる。これに対し、 DBMは、
DBM = bij-bkl = (D— Yij ) - (D— Ykl) 2 = (Ykl-Yij ) (-Ykl-Yij + 2 · D)
となる。すなわち、 DBMを用いることによって、ブランチメトリックの計算式に現れる二 乗の項が消去される。ここで、 Ykl及び Yijは定数であるため、 CO及び C1を固定値と して、
DBM = C0 + C1 -D
となる。このように、基本 DBM演算部 14は、入力データに対して乗算及び加算をそ れぞれ 1回行って基本 DBMを算出するため、比較的簡単な回路構成で実現される 。なお、基本 DPMの算出に必要な基本 DBMについては後ほど詳細に説明する。
[0031] パス選択部 15は、基本 DBM、基本 DPM及び参照 DPMを入力し、各ステートに ついてもっとも確からしいブランチがいずれであるかを示すパス選択信号を出力する 。図 4は、パス選択部 15の内部構成を示す。パス選択部 15は、パス選択信号出力部 として、ステート SOに対応するパス選択信号 SPN0を出力する SPN0出力部 150、ス テート S1に対応するパス選択信号 SPN1を出力する SPN1出力部 151、ステート S2 に対応するパス選択信号 SPN2を出力する SPN2出力部 152、ステート S3に対応す るパス選択信号 SPN3を出力する SPN3出力部 153、ステート S4に対応するパス選 択信号 SPN4を出力する SPN4出力部 154、ステート S5に対応するパス選択信号 S PN5を出力する SPNO出力部 155、ステート S6に対応するパス選択信号 SPN6を 出力する SPN0出力部 156及びステート S7に対応するパス選択信号 SPN7を出力 する SPN7出力部 157を備えている。図 10のトレリス線図では、 8個の各ステートに 1 時刻前の 4個のステートからの計 4本のブランチが接続されている。パス選択部 15は 、各ステートについて、当該ステートに接続された 4本のブランチの中力、らもつとも確 力、らしいものを選択し、当該選択したブランチを示すパス選択信号を出力する。以下 、パス選択信号出力部の例として、 SPN0出力部 150について説明する。なお、これ 以外のパス選択信号出力部についても SPN0出力部 150と同様に構成される。
[0032] 図 5は、 SPN0出力部 150の内部構成を示す。 SPN0出力部 150は、ステート SO への遷移に係る 4本のブランチに、遷移元のステート番号の昇順に 2ビットのパス選 択番号を割り当て、このパス選択番号をステート SOに対応するパス選択信号 SPN0 として出力する。具体的には、パス選択番号は、選択ブランチが b00のとき" 0"、選択 ブランチが b20のとき "1"、選択ブランチが b40のとき" 3"、そして、選択ブランチが b 60のとき" 3"である。
[0033] カロ算器 51は、基本 DPMである DPM02と基本 DBMである（b20_b00)とを加算 する。すなわち、加算器 51は、パス選択番号力 S"l "のブランチが選択された場合の パスメトリックから、パス選択番号力 S"0"のブランチが選択された場合のパスメトリックを 引いた結果を出力する。符号判定器 52は、加算器 51の加算結果を入力し、当該結 果が負の場合は "1"、それ以外の場合は" 0"となる信号 siglを出力する。同様に、加 算器 53は、パス選択番号力 '3"のブランチが選択された場合のパスメトリックから、パ ス選択番号力 S"2"のブランチが選択された場合のパスメトリックを引いた結果を出力 する。符号判定器 54は、加算器 53の加算結果を入力し、当該結果が負の場合は" 1 "、それ以外の場合は" 0"となる信号 sig2を出力する。
[0034] セレクタ 55は、信号 sigl及び sig2のいずれも力 S"0"の場合、パス選択番号力 2"の 引いた結果を出力し、信号 siglが" 0"かつ信号 sig2が" 1"の場合、パス選択番号が ックを引いた結果を出力し、信号 siglが "1"かつ信号 sig2が" 0"の場合、パス選択番 号力 S"3"のブランチのブランチメトリックからパス選択番号力 S"l "のブランチのブランチ メトリックを引いた結果を出力し、そして、信号 sigl及び sig2のいずれも力 S"l "の場合 、パス選択番号力 S"3"のブランチのブランチメトリックからパス選択番号力 S"l "のブラン チのブランチメトリックを引いた結果を出力する。
[0035] セレクタ 56は、信号 sigl及び sig2のいずれも力 S"0"の場合、パス選択番号力 2"の ブランチの始点であるステート S4のパスメトリックからパス選択番号力 S"0"のブランチ の始点であるステート SOのパスメトリックを引いた DPM (基本 DPM04)を出力し、信 号 sigl力 S"0"かつ信号 sig2が" 1"の場合、パス選択番号力 S"3"のブランチの始点で あるステート S6のパスメトリックからパス選択番号力 S"0"のブランチの始点であるステ ート SOのパスメトリックを引いた DPM (基本 DPM06)を出力し、信号 sigl力 かつ 信号 sig2が" 0"の場合、パス選択番号力 S"2"のブランチの始点であるステート S4の パスメトリックからパス選択番号が" 1 "のブランチの始点であるステート S2のパスメトリ ックを引いた DPM (参照 DPM24)を出力し、信号 sigl及び sig2のいずれも力 '1 "の 場合、パス選択番号力 3"のブランチの始点であるステート S6のパスメトリックからパ ス選択番号が" 1 "のブランチの始点であるステート S2のパスメトリックを引いた DPM ( 参照 DPM26)を出力する。
[0036] 加算器 57は、セレクタ 55からの出力とセレクタ 56からの出力を加算する。符号判定 器 58は、加算器 57の加算結果を入力し、当該結果が負の場合は "1"、それ以外の 場合は" 0"となる信号 sig3を出力する。セレクタ 69は、信号 sig3が" 0"の場合、信号 siglを出力し、信号 sig3が "1 "の場合、信号 sig2を出力する。そして、セレクタ 59力 らの出力がパス選択信号 SPN0の下位ビット（SPN0 [0] )となり、信号 sig3が上位ビ ット（SPN0 [1] )となる。
[0037] なお、本実施形態では、各ステートに接続されたブランチに、遷移元のステート番 号の昇順にパス選択番号を割り当てているが、パス選択信号は必ずしも当該規則に 従って生成しなくてもよい。
[0038] 次に、基本 DPM演算部 12における、各基本 DPMを算出する DPMOm (mは 1か ら 7までの整数）演算部の例として、 PDM01演算部 121について説明する。なお、こ れ以外の DPMOm演算部についても DPM01演算部と同様に構成される。 [0039] まず、 DPM01演算部 121の具体的な構成を説明する前に、 DPM01の生成につ いて説明する。図 6は、時刻 kにおける各種基本 DPMの生成規則を示す。このうち、 図 6 (a)は、時刻 kにおける DPM01の生成規則を示す。時刻 kにおける DPM01で ある DPMOl (k)は、パス選択信号 SPNO及び SPN1によって選択される DBM及び DPM (k— 1)の和として算出される。例えば、パス選択信号 SPNO及び SPN1が、そ れぞれ、 "0"及び" の場合、
DPMOl (k) = (b21-b00) +DPM02 (k-l)
となる。なお、 DPM (k— 1)は、時亥 l」kの 1時刻前である時亥 lj (k一 1)における DPMを 表す。 DPMOl以外の基本 DPMである DPM02、 DPM03、 DPM04、 DPM05、 D PM06及び DPM07は、それぞれ、図 6 (b)、 （c)、 （d)、 （e)、 （f)及び（g)に示した規 則に従って生成される。
[0040] すでに述べたように、本実施形態に係る ACS回路が保持する DPMは 7個の基本 DPMのみである。し力し、図 6に示した生成規則によると、基本 DPMの算出に、基 本 DPM以外の DPMが必要となる。そして、基本 DPM以外の DPMを算出するのが 、参照 DPM演算部 13である。参照 DPMは、基本 DPMどうしの差分として容易に算 出されることはすでに述べたとおりである。し力も、基本 DPMの算出に必要となる参 照 DPMは、当該基本 DPM算出の 1時刻前のものでよレ、。すなわち、新たな基本 DP Mの算出には、基本 DBM演算部 14によって算出された基本 DBMと、基本 DPM保 持部 11に保持された 1時刻前の基本 DPMと、参照 DPM演算部 13によって 1時刻 前の基本 DPMどうしの差分として得られる参照 DPMとを用いればよい。
[0041] 参照 DPMとして、基本 DPM以外のすべての DPMを算出する必要はなレ、。図 10 のトレリス線図の場合、全部で 28個ある DPMのうち基本 DPMが 7個であり、残りの 2 1個の DPMが参照 DPMとなり得る。このうち、実際に必要な参照 DPMは、図 3に示 した 15個である。したがって、残り 6個の DPMについては、算出する必要がない。ま た、 DBMは、基本 DPMの算出に必要なものだけ、すなわち、基本 DBMのみを算 出すればよい。
[0042] 次に、 DPMOl演算部 121の具体的な構成について説明する。図 7は、 DPMOl 演算部 121の内部構成を示す。当該 DPMOl演算部 121は、図 6に示した生成規則 に従って、 DPM01の候補となり得る値をすベて算出しておき、パス選択信号 SPNO 及び SPN1に基づいて当該算出結果からいずれか一つを選択し、出力する。図 8は 、図 7とは異なる構成の DPM01演算部 121の内部構成を示す。当該 DPM01演算 部 121は、パス選択信号 SPN0及び SPN1に基づいて DPM01の算出に必要な DB M及び DPMを選択し、当該選択した DBMと DPMとを加算し、出力する。
[0043] 以上、本実施形態によると、基本 DPMのみを保持すればよいため、保持回路の規 模は従来よりも小さくなる。さらに、 DPMについては、基本 DPM及び参照 DPMのみ を算出すればよいため、 DPM算出に必要な加算器の個数は従来よりも少なくなる。 具体的には、図 10のトレリス線図の場合、従来の ACS回路では、 28個の DPMを保 持する必要があるのに対して、本実施形態に係る ACS回路では、 7個の DPM (基本 DPM)を保持するだけでよレ、。また、従来の ACS回路では、 DPMの算出に 400個 の加算器が必要となるが、本実施形態に係る ACS回路で必要となる加算器 (減算器 を含む）の個数は、基本 DPMの算出用の 100個の加算器と参照 DPMの算出用の 1 5個の減算器とを合わせた 115個である。さらに、図 8に示した DPMOm演算部を採 用することによって、加算器の個数は 25個にまで低減する。
[0044] なお、従来の ACS回路と比較して、本実施形態に係る ACS回路は、基本 DPMを 算出してから参照 DPMを算出するため、参照 DPMを算出する分だけ処理時間が 長くなると想像される力もしれない。しかし、時刻 kにおける基本 DPM (k)及び参照 D PM (k)が実際に必要となるのは、時刻（k+ 1)における新たな基本 DPMの算出のと きであるから、時刻（k+ 1)における基本 DBMの算出と同時に時刻 kにおける参照 D PMを演算すればよい。すなわち、基本 DBM演算部 14と参照 DPM演算部 13とを 並列に動作させればよい。このようにすることで、参照 DPM算出に伴って処理時間 が増加することがない。
[0045] また、上記説明ではステート SOを基準のステートとして説明した力 これ以外のステ ートを基準としてもよいことは言うまでもない。
産業上の利用可能性
[0046] 以上のように、本発明に係る ACS回路は、比較的小さな回路規模及び比較的高速 な処理速度で、ビタビ復号に係るパスメトリックのオーバーフロー対策を講じることが でき、通信、光ディスク、磁気ディスクのリードチャネルシステムにおける誤り訂正技術 に適用するものとして有用である。

Claims

請求の範囲
[1] ビタビ復号に係る任意の二つのブランチ間の差分ブランチメトリック（以下、「DBM」 と称する。）を入力し、当該入力した DBMを任意の二つのステート間の差分パスメトリ ック（以下、「DPM」と称する。）に加算し、当該加算後の DPMどうしを比較して最尤 パスを選択する ACS回路であって、
前記 DPMのうち、基準となるステートに係るパスメトリックと他のステートに係るパス メトリックとの間の DPMである基本 DPMを保持し、当該基本 DPMに基づいて最尤 パスを選択する
ことを特徴とする ACS回路。
[2] 請求の範囲 1に記載の ACS回路において、
前記基本 DPMを保持する基本 DPM保持部と、
前記基本 DPMを算出する基本 DPM演算部と、
前記基本 DPM演算部による基本 DPMの算出に必要な DPMであって基本 DPM 以外の DPMである参照 DPMを算出する参照 DPM演算部と、
前記 DBMのうち、前記基本 DPM演算部による基本 DPMの算出に必要な DBM である基本 DBMを算出する基本 DBM演算部と、
前記基本 DPM保持部に保持された基本 DPM、前記参照 DPM演算部によって算 出された参照 DPM及び前記基本 DBM演算部によって算出された基本 DBMに基 づいて、ビタビ復号に係る最尤パスを選択するパス選択部とを備え、
前記基本 DPM演算部は、前記基本 DPM保持部に保持された基本 DPM、前記 参照 DPM演算部によって算出された参照 DPM、前記基本 DBM演算部によって算 出された基本 DBM及び前記パス選択部による最尤パスの選択結果に基づいて、新 たな基本 DPMを算出する
ことを特徴とする ACS回路。
[3] 請求の範囲 2に記載の ACS回路において、
前記基本 DBM演算部による基本 DBMの算出及び前記参照 DPM演算部による 参照 DPMの算出は、並列処理される
ことを特徴とする ACS回路。
[4] 請求の範囲 2に記載の ACS回路において、
前記参照 DPM演算部は、前記基本 DPM保持部に保持された基本 DPMのうちの いずれ力から他を減算して参照 DPMを算出する
ことを特徴とする ACS回路。
[5] 請求の範囲 2に記載の ACS回路において、
前記基本 DPM演算部は、前記パス選択部による最尤パスの選択結果に基づいて 、前記基本 DPM保持部に保持された基本 DPM、前記参照 DPM演算部によって算 出された参照 DPM及び前記基本 DBM演算部によって算出された基本 DBMの中 力、ら前記新たな基本 DPMの算出の元となる基本 DPM及び基本 DBMを選択し、当 該選択した基本 DPM及び基本 DBMを加算して前記新たな基本 DPMを算出する ことを特徴とする ACS回路。
[6] 請求の範囲 2に記載の ACS回路において、
前記基本 DPM演算部は、前記基本 DPM保持部に保持された基本 DPM及び前 記参照 DPM演算部によって算出された参照 DPMと、前記基本 DBM演算部によつ て算出された基本 DBMとをそれぞれ加算して、前記新たな基本 DPMの候補を算出 し、前記パス選択部による最尤パスの選択結果に基づいて、当該候補の中から前記 新たな基本 DPMを選択する
ことを特徴とする ACS回路。
[7] 請求の範囲 2に記載の ACS回路において、
前記パス選択部は、ビタビ復号における各ステートへの遷移に係るブランチに互い に異なるパス選択番号を割り当て、最尤パスの選択結果として、当該パス選択番号を 示すパス選択信号を出力する
ことを特徴とする ACS回路。
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