JPS60183823A - ビタビ復号回路 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明はビタビ復号［回路に脈り、・侍ζこバースト
状のたたみ込み付帰化データ系列に対して動作するビク
ビ復号回路に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

無液電力がｆｔｔｉｌ限されている衛星通信等では、誤
り訂正１守号を用いて無線電力の節約を図っているが、
４存に符号化利得の大きい最尤ｊ「、定による誤り訂正
技術がノ１↓近注目されている。

第１図は衛星１を介して地球送信局２ａ、２ｂ、・・・
２ζ・・・から地球受信局２ｒに信号を伝達する多元接
続の通信形態である。この場合、送信側においては第２
図に示すように、送信データＣを誤り訂正符号器４で符
号化し、変調器５を介して変調信号が送出される。一方
、受信側では復調器６により受信信号を復調し、誤り訂
正復号器７において復−けすることにより復号データｄ
をイ！Ｉている。

このような衛星通信方式では、地上および衛星での送信
電力を有効に使うため、時分割多元接続が多く用いらイ
ｔている。第１図の各地球送信局２ａ。

２ｂ、・・・、２１．・・・からは、２）ｒ　３１ｊ旧
Ａｔ、１３＋　、、・・、　（Ｉ）　、・・・Ｃど示す
ようなバースト信号３ａ、　３ａ’、　３ｂ、　３ｂ’
、　−、３ｉ、　３　ｉ’。

・・・がそれぞれ送出され、地球受信局２ｒには、これ
らが多−重化された同図（Ｊｌｌに示す如き波形の信号
が到達する。

したがって、誤り訂正符号化法としてたたみ込み符号化
並びにビタビ復号を行なった場合、！［￥に復号側のビ
タビ復号器がこのようなバースト状の受信データに対し
て的確に動作するものでなければならない。

さて、ビタビ復号法は、対象とするたたみ込み符号の４
．゛り造を祝電的に表わした第４図のような格子状図（
以下トレリスと呼ぶ）、すなわらあらゆる１すｆ！ｆ、
；’な符号化コード系列（通常パスと呼ばれる）を示す
一種の経路図をもとに、実際に受信されたシンボル系列
に確率的な意味で最も近い符号化コード系列（これを最
尤パスという）をノ順次決ン１ニジて行くこさによって
、送信シンボルの復号を行なうものである。

さらに置体的には、各復号ステップ１σに、トレリス上
の各内部状態に対して、１つの生き残りパスすなわら初
期状態からスタートしてその状態に至るあらゆるＩ：Ｉ
Ｔ＋ｊｌ：なパスのうち、′、Ａ啼の受・ｆ１τ！１７
号系列との距ｉ、Ｊ　（これをパスメトリックと呼ぶ）
が最小となるものおよびそのパスのもつパスメトリック
をｌ１ｔｉ’１次決定し、かつ記（ｉ’ｊ　Ｌで行くア
ルゴリズムを指している。

Ｌころが、ビタビアルゴリズムのもつ際立った４ｑＧ’
にとして、各内部状態に対して記憶された生き残りパス
の十分過去の部分が次第に一木の共通パスに収束して行
くという事実があり、したがって実際には各内部状態に
対して適当な有限長で記憶された生き残りパス（ただし
、このとき、情・：・１４ビツトの形で記憶すると考え
る）の最古の共通ビットをそのまま復−号出力とするこ
とによって復号が行なイつれる。

なお、この、場合に注；酢を映するのけ、得号出力には
生き残りパスの記憶長に相当する徨号遅々（ξが発生し
ていることである。

さて、信号）；ｔへの入力データが連続的に発生してい
る場合には、このような復号遅延の発生はそれ程問題に
はならないと考えられるが、力α３ｔン１に示ずような
バースト状のデータ系列を受信する場合には、特別に新
たな問題が発生する。

この点全１説明するため、再び；ｊｒ　３図の波形を参
照する。同図（Ｉｌｌは、着目する受信局に到達する多
重化されたデータ系列であるが、いまこのデータ系列の
１つのフレームがｎ個のバーストｌこよって４ｉ１Ｊ成
さイ１ているものと仮定する。１つのフレームを構成す
る悶々のバーストは、互いに異なった送信局から送出さ
れる場合もあるし、また１つの送信局がｔＸ　ａチャン
ネルをもち１フレーム中の？、’）、　数のバーストを
占有する場合も考えられるが、復号器の立場からいえば
、それらは互いｒこ独立なものと考えてよい。

このような鳴合に対するビタビ律号器の動作は、通常各
フレームの同じ位１１庁を占める各バースト信号を一連
のＩシワ係するデータ系列と見なして復号を行なってい
くものである。したがって、ビタビ復号器は、そイア、
ぞれがバースト状の全体でｎ叙詔のデータ系列に対して
独立に復号を実行し、このとき受信ず。）号の形ル、１
１にあわぜて、そイ１らが時分割的になされるべきもの
である。

ところで、このような動作は、ビタビ１す号器を構成す
る主要間１１．δのうち１１￥にパスタ）　ＩＪソック
生き残りバスを記“１点するバスメトリック記憶回路あ
るいは生き残りバス記憶回路のみを、バーストの位置を
示す適当な制御信号を使って制御することにより可能と
なることがわかる。

ところが、前述したように、ビタビ病号ζこおける復号
遅延のため、例えば１つの送信局が１フレーム中にｒｊ
　Ｅｌのバーストを占有したような場合には、新たな［
、）仁υＣが発生する。

第５１＞ｇｌは、具体例として、１つの送信局が、１フ
レーム中に第１および第２のバーストを占イ１している
場合の送信ガータ系列（α）、符号化データ系列（β）
および０号データ系列（γ）の関係を（（４人的に示し
ている。

ビタビロ号）急が、各フレームの同じ位置にある各バー
スト信号を一連の関係するデータ系列と見なして復号す
ること、およびビタビ復号に−ＡＥけろ復号遅延が避け
ら、７ｔないことにより、最終的に１′９号されたデー
タ系列は（γ）のような状態になる。

ずなわぢ、符号化データ系列（β）中斜、靜をノ泡して
示した第１フレームにおける第１バーストの１ｄ号が復
号されたときその復号結果は復号データ系列（γ）の第
１フレームにおける第１バーストに収まりきれず、一部
は第２フレームの第１バーストに分離された状帽で復号
される。したがって本来の送信データ系列（α）の時間
的順序が破壊された状態となり、このような復号パター
ンは受信（ＩＩにとって以後各種のデータ処理を行なう
場合４１＠めで不便でありその後の取り扱いが田、）、
ｊｐとなる欠点があった。

〔発明の１］的〕 この発明は上記の事情に基づきなされたもので、時分’
＝’＋’Ｊ多電化され多電−スト状の入力データ系列に
対し１フレーム中の１バ一スト分に対応する送（Ｖデー
タが連続する２つのフレームに分離されるようなｆＱｉ
号を行なうことなく、正しく１バ一スト分として復号す
ることができ以後の信号処理の容易なビタビ１■号回路
を提供しようとするものである。

〔発りＪｌのイ１１て要　〕 この発明は、ブランチメトリック発生回路、ＡＣ８回路
、パスタ）　ＩＪソック憶回路、および生き残りバス記
憶回路に加えてこの生き残りバス記憶回路より出力され
た復−号データを入力とじ整列されたイη号データを出
力する編集回路を備え、各フレームの同じ位、＋９にあ
る各バースト信号を一連の関連１−７ｓ−Ｆ−力ＭＥ　
ｈｌ【Ｌ　５　ｆｒ−＋　ア倫ｐ−ａ−ｚ＝　、ｂ−ｒ
　＋　、１　、ｍ　？−データ系列の各１バ一スト分を
復号側でも正しく１バ一スト分古してｒ’ｓｌ＝号する
ようにしたことを１１デ徴とするものである。

〔発１男の効果〕 この発１：ｌＪは、時分割多重化されたバースト状の入
力データ系列に対して動作するビタビ復号回Ｐ；５ｃコ
ｆＨ単な編集機Ｒ１！をもたぜるこ♂により１フレーム
中の１バ一スト分の送信データが復号側でも正しくｌバ
ースト分として復号されるようにしたものであり、これ
ζこより復号後のデータ処理４ｉ９能を高めることがで
きる。

また１、このような編集処理は、バースト状の入力デー
タに対して動作するビタビ復号回路の本ｚ（ｅの復号動
作に完全に同期してフレームをイ１（〒成するバースト
単位に行なわれており、したがって１フレームを構成す
るバースト数の変化にも容易に対応することができるだ
けでなく、データ編集のための付加回路を最小限ｔこ抑
えることが可＾゛ヒとなるような特長を有するものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第６１図１こおいて１１および１２はそれぞれ受信信号
およびバースト制御信号の入力端子であり、また１３は
編集後の整列された復号データを出力する出力端子であ
る。

全体を符号２０で示したこの実施例のビタビ復号回路は
、ブランチメトリック発生回路２１、ＡＣ８回ｌｌπ２
２、パスメトリック記す、俵回路２３、生き残りパス記
□ｉ、ｉ１回路２４および編集回路２５によって（１１
ケ成されている。

第６図の回ｈ’？ｊにおいて、ブランチメトリック発生
回路２１は入力端子１１から供給された受信信号を入力
として）゛ランチメトリックを発生する。

ＡＣ８１ｉｐｌ路２２は、このブランチメトリックおよ
びパスメトリック記憶回ｇ２３より出力されたパスメト
リックを入力として、これらに加算（Ａｄｄ）、比１９
　（Ｃｏｍｐａｒｅ　）、および選択（Ｓｅｌｅｃｔ）
　演算を施すことにより、更新パスメトリックおよび生
き残りパス指定信号を発生し、それぞれパスタ）　ＩＪ
ツク詔憶回路２３および生き残りパス記憶回路２４へ出
力する。

パスメトリック記憶回路２３においては、ＡＣ８回路２
２で算出された更新パスタ）　ＩＪソック入力信号とし
てこれらを記憶するとさもに、次の復号ステップにおい
て読み出されＡＣ８回路２２へ入力信号の１つとして供
給される。

生き残りバス１ｊ己憶回蹟２４（才、パスメトリック記
憶回路２３に同期して動作するものであり、バスメトリ
ック記憶回路２３よりパスメトリックがｔ？Ｎみ出され
るのに四ｍｌ　Ｌで生き残りパスが読み出さイ１７、こ
のとき））口記ＡＣ８回路２２より出力された生き残り
パス指定信号にしたがって更新生き残りパスが指定され
、選択された生き残りパスが再び生き残りパス記憶回路
２４へ入力されて記憶される。

なお、このような一連の回路動作は、入力端子１２を介
して入力されるバースト制御信号によって制御されてお
り、特にパスメトリック記憶回路２３および生き残りパ
ス記憶回路２４をｆｉｔ！Ｉ　御することにより、各フ
レームの同じ位置にある各バーストイ、１号を一連の１
４’−１係する入力データ系列と見なして上記の復号動
作を実行するものである。

！ｉ！３−に、編集回路２５はこのビクビ阜号回路にお
いて重要なｆ、ｉ：’ＩＪきをするものであり、前記生
き残りパス記・罰回路２４より出力されるｌＱ号データ
および入力端子１２よりのバースト制御信号をもとに、
復号データの並べ変えを行ない、整列された復号データ
を出力ｐｌ”ＩＡＡｌＢ２り出力する。

以下、纒イに回路２５の動作について詳述する。

＋ＪＴび・′３５図の復号データ系列を参照すると、通
常の復号を実行した場合には、同図（γ）に示すように
、１つのフレームの１バ一スト分に相当する送信データ
が２つのフレームにまたがり分ＵｊＦｆ、　Ｌ）た状Ω
、にで□＋’Ｍ−号されることｌこなるので、この分β
１（シて復−号されたデータを同図（δ）に示すように
適当な手段によりｉ９合してやる必要がある。

第７図は、このような編集様能を実現するための原理を
示すもので、１つの記憶回路を制御することにより行な
いｍることを示している。なお第７図においては、音１
明を正ｅＭにするために、τ１号さ１１、る１バースト
長をｒとし、編集前の復−号データ列が２つのフレーム
に才たがって（ｒ−ｄ）個およびｄ個に分１１１トされ
ているものと仮定している。ここで、第１（フレームロ
までの復号・が糸冬了し、）斤たｔこ（ｋ＋１）后目の
フレームのり号が始った状態を想定する。また、フレー
ムを楢成する各バーストに対する４１ｉ　’、ｊ’：　
’Ａ　Ｊ里はすべて同じで１ちるから、１つのバースト
の処理に注目して説明を行なう。

そこで、いま編魯回ｌ烙２５に相当する記・障回１１”
？■には％２Ｊｒ１図（ａ）に示す第にフレームにス・
を応する復号データが未！！シシ理のまま記憶されてい
ると考える。

ここで（ｋ＋１．）フレームロの復号の開始に同期して
同図（ム）ζこ示すように各１４号データのｌタイムス
ロット長を２分別し、前半をｗｔみ出し、後半をバき込
みモードとし、ざらにこのとき諧１み出しは（ｄ＋ｌ）
番地より始めてｒ番地を経由して再び１１１？地までも
どりざらにｄ番地まで実行するようｔこし、一方書き込
みは１番地より始めて最後の”ｆｉｊ’　：ｋｊ１４ま
で行なうよう？こすれば、結果としてに布目および（ｋ
＋１　）　所Ｈの２つのフレームにまたがって分離され
ていた釧弓−データを正確に接合することができる。

ずなわら、（ｄ＋ｌ）番地からｒ番地にいたる前半ｏ）
ｒ＞ｊｅみ出しにおいてにフレーム目の復号データがｉ
ｉ＋’ｌ：み出さｉ’（、、続く１番）出からｄ番地ｌ
で至る後半の１、ノ１゛、み出しではＪｌ［だに取り込
まれた（ｋ＋１）フレームロの復号データの前フレーム
に一圭１８している分が記・１意回１、′６への１４！
き込みを経由した形て謬１・、み出されることに／、Ｃ
＋）、結果古して２フレームにわたり分子［（されてい
／こ復はデータを１■三しく送１ト（データの１バ一ス
ト分として整列することができる。

このようｆ、１回路動作が１４］゛イクル終了した時点
て記憶回Ｆ′トには、新た１；復号された（ｋ＋１）フ
レームロの未−理の復号データが纒集の開始時と同様に
記憶されていることになるので、以下１１１１次上述し
た１１□１１集処理をパ＾・７ａシて行なうことにより
整列さイ１．た復号データを得ることができる。

置体的には、このような編集回路はゴ、１当な容柾をも
つＷ（ランダシ　アクセス　メモリ）を用いることによ
って容易に実現できる。

また１つのフレームをイ１斤成型る異なったバーストに
対する処理は、本来の復号す・ｈ作を制御しているバー
スト制却・信州をそのオオ使用することζこより、バス
メトリック記憶回路２；３や生き残りバス記憶回路２４
の場合と同様、前述の記・臆回ｊ烙の記憶領域のみを制
イパ；りすることにより実現できる。なお、以上の説１
明かられかるように、このような泊１．１μ４処理は本
来のビクビ復号動作に完全に同期して行なわれている。

なお、この発明は上記実７Ｊｆｆｊ例ｔこ限定されるも
のではなく′λ２旨を変更し１．ｆ（ｔ）＋座間におい
て神々悴：形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

′；Ｘ１図は衛星による多元接続通信形態を表わす説明
図、ｇｌ！２図は１；１：％り訂正符号化方式を用いた
Ｊ不信側および受信側の概略的な４１・Ｙ成図、第３図
は［１゛ｊ分割多元接続を説明するためのバースト信号
の波形図、第４図はたたみ込み符号の４１“・ｆ造を示
すトレリスの具体例第５図は１つの送信局が１フレーム
中にＣ１λ１およびｌ’＋Ｔ　２のバーストを占有して
いるＪ凸金の；４信デ一タ系列、符号化データ系列、未
整列な状ｇｉ５の信号データ系列およびｅｊｌｈ集後の
街号デー回トイｉを記憶回＃’？ｉによって構成すると
きの−１＋１き込みおよＯ籍ｊ＞ｊみ出しの１５“−１
係を表わす説明図である。 １　：　？Ｑｒ星　２ａ２１）・・・２１・・・：地球
送信局２ｒ：地、＋：、ｌＳ受信局 ３ａ、３ｂ・・・３ｉ・・・：バースト信号４　：　ｒ
二Ｉ′↓り訂正符号）（：÷　５：変調器６：ｒすｊ−
ｊ、ｌ　４：子　７：誤り訂正復ル」７：ｘｌ、１，１
２：入力ダメ１ｇ１１子　１３：出力１・１゛招子２０
：ビタビＥ号回路 ２Ｉニブランチメトリツクぎ、ｉ主回路２２　：　ＡＣ
８回路 ２３：バスメトリック記憶回路 ２４：生き残りバス記憶回路 ２５：編集回路 ＠２図 第３図 第１頁の続き ０発　明　者　高　橋　清　明　日野市旭が丘３工場内 ０発　明　者　武　中　延　夫　日野市旭が丘３工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信信号を入力としブランチメトリックを楕生ず
   るブランチメトリック発生回路さ、このフランチメトリ
   ック発生１（０路より出力されたブランチメトリックお
   よびパスメトリック記憶回鼾より出力されたパスメトリ
   ックを入力としてそれらに加算、比較および５“ｒ択演
   算を施すことＫより更新パスメトリックおよび生き残り
   パス（［定信号を発生しこれらをそれぞれ前ｒｆｌＥパ
   スメトリック記憶回路および生き残りパス記憶回路へ出
   力するＡＣ８回路と、このＡＣ８回路で算出さイまた前
   記更新パスメトリックを入力（６号としてこれらを記憶
   ずろとともに次の復号ステップに表いてこれらの値を出
   力し前記ＡＣ８回路への入大信号の１つとするパス７）
   　ＩＪソック憶回路と、このパスメトリック記憶回路の
   動作に同期して生き残りパスを読み出し前記ＡＣ８回路
   より出丈される生き残りパス指定信号に基づいて更新生
   き残りパスを選択し再び記憶するとともにこれら生き残
   りパスのもつ最古のビットより復号ｒｎ！ｆ果を決定し
   その値を復号データとして出力する生き残りパス記憶回
   路き、この生き残りパス記憶、へ回路より出力された前
   記復号データを入力とし整列された復号データを出力す
   る編集回１・”＆　（！：を個３え、前記パスメトリッ
   クｊ７ｅ憶回路、生き；、゛モリパス記憶回路および編
   集回路はバース）　？ｆｊＪ　ｎ’Ｉｌ信号によりｌｉ
   ｊ！制御され、各フレームの同じ位脳にある各バースト
   信号を一連の１′；４連するデータ系列と見なして復号
   を行ないかつ送イ１（データ系列の各１バ一スト分を伏
   号側でも正しくエバースト分として復号するようにした
   ことを特徴とするビタビ復刊・回路。
2. （２）上８１シ編集回路として記憶回路を用い、各フレ
   ームの着目バーストの復号の開始に同期して各復号デー
   タの１タイムスロット分を２分割し前半を読み出しモー
   ド後半を書き込みモードとし、前フレームの対応するバ
   ーストの後半のデータを１負次１洸み出すとともに現フ
   レームの着目バーストの前半のデータを順次書き込んだ
   後再び読み出すことによりデータの接合を行なうことを
   １１を徴とする特許請求の範囲第１項記載のビタビ復′
   弓回路。
3. （３）　上ｉｆ’４　ｉｉ［、＋　ｆＪ回路としてラン
   ダムアクセスメモリを用いたことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載のビタビ復号回路。