JPS6342525A - ブランチメトリツク演算方式 - 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、ビタビ信号器におけるブランチメトリック
演算方式に関する。

（従来の技術） ＣＣＩＴＴ勧告Ｖ３３では、トレリスコーディング及び
ビタビ復号を採用した１４．４Ｋｂｐｓの音声帯域モデ
ムの勧告がなされている。このピタピ復号法は、ガラス
雑音に対して誤り訂正を実行するための有効な復号法で
ある。ところが、とタビ復号を芙現するためには、かな
り多くの演算量を必要とし、実現を困難なものとしてい
る。ＣＣＩＴＴ勧告Ｖ３３におけるピタビ復号を実現す
るにおいてもその例外ではない。

Ｖ３３において勧告されているたたみ込み符号器の構成
を第６図に示す。たたみ込み符号は、送信データ６ビツ
トのうち下位２ビツトにのみ施され、レートＶ３の符号
化後１ビットの冗長ピットを得る。たたみ込み符号器１
は、一時点の遅延素子１０〜１２　、　ＡＮＤグー）　
１３．１４．　Ｅ−０几ゲート１５〜１９から成る。上
位４ビツトは符号化されないため、符号化後は計７ビツ
トのデータとなる。

このようにして得られた符号器出力の７ピツトデータに
、第５図に示す１２８個の信号点へのマツピングが施さ
れる。この１２８個の信号点は、下位３ビツトによって
決定される８つのグループ（以後サブセットと呼ぶ）か
ら成る。すなわち、第５図において、下位３ビツトが等
しい信号点１６個の集合が１つのサブセットを形成し、
計８種のサブセットによって、１２８個の信号点を成す
。サブセットの例を第３図、第４図に示す。マツピング
は、このサブセット構成を利用し、次のように行われる
。まず、７ピツトデータの下位３ビツトにより、８つの
サブセットのうちの１つが選択される。次にこの選択さ
れたサブセットに金談れる１６個の信号点のうちの１つ
が、残りの上位４ビツトにより選択され、マツピングが
完了する。

上に述べた符号化器によるトレリス縁図を第７図＜１＞
に示す。図に示されている数値は状態を意味しており、
それは、たたみ込み符号化器内のレジスタに記憶されて
いる２進データによって定義される。ここでは、レジス
タが３個あるため、２３、すなわち８つの状態が存在す
る。また、図中の各直線は、それらの状態間の遷移を示
し、１６本のパラレルパスを表している。Ｉ＠７図（ｂ
）は、これらの状態遷移のうち、状態Ｏに到達するパス
について示したものである。パスを示す直線の上に示し
である記号は、出力される下位３ビツトに対応する信号
点を含むサブセットを意味している。

ビタビ復号は、通常、次の手順により実行される。

■ブランチメトリックの計算、 ■１つの状態に致達するパスの中で、最小のメトリック
を与えるパルスを状態毎に決定、■■の結果によるパス
メモリの入し換工、上述の手順のにおけるブランチメト
リックは、次式によって定義される。

Ｍ７　＝＝　ｍｉｎ　（Ｐ　−Ｃ７Ａ　）”　　　　　
−”１１）Ｍｊ：サプセッ）７と信号Ｐによっ て得られるブランチメトリック。

Ｐ：ビタビ復号器への入力信号。

Ｃ，（ａ　：サブセットＪの信号点。

（／−０，１，２，・・・７．　Ａ＝０．１，２．・・
・１５）前述のように各サブセットには、１６個の信号
点が含まれている。よって、上式を実行するためには、
１６回の距離計算と、その結果得られたｉｌｌの距離の
比較計算が必要であり、更にこれらの計算をサブセット
数に相当する回数、すなわち８回行わなければならない
。また、上式の実行にあたって、８つのサブセットをす
べて記憶する必要かある。

（発明が解決しようとする問題点） ビタビ復号器を実現するに際し、前項で述べたように、
ブランチメトリックを求めるたけでもかなりの演算を行
わなければならない。更に、サブセットの信号点をすべ
て記憶してお（必要がある。

従って、これらの諸要求は、ハードウェア規模の増大、
あるいは、処理時間の増大をまねき、とタビ復号器の実
現を困難なものにするという問題がある。

本発明は、以上の問題を解決し、ハードウェア規模が小
さく、かつ、高速処理の可能なブランチメトリック演算
方式を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） ８つのサブセットＧＡ（Ａ＝０．１，２．山７）のうち
の１つ０４？のみを記憶し、とりと復号器への入力信号
Ｐに平行移動９回転、線対称あるいはその組合せによる
変換を施し、更に、記憶しているすプセットＧ４９．に
よる硬判定を行う。この硬判定によって決定されたＧｅ
ｇに属する信号点のうちの１つと上記信号Ｐとのユーク
リッド距離の計算を行い、入力信号Ｐとサブセット間Ｋ
間のブランチメトリックを得る。

（作用） 本発明によれば、ビタビ復号器への入力信号Ｐに平行移
動９回転、Ｍ対称あるいは、その組合せによる変ｍ＋施
すことにより、８つのサブセットのうち、１つのサブセ
ットのみを記憶すればよい。よって必要とされるメモリ
容量の大幅な削減が可能である。また、記憶しているサ
ブセットを用いて硬判定を行うことにより、各サブセッ
トに対するユークリッド距離の計算は、それぞれ１回ず
つ行えばよい。すなわち、各サブセット毎に必要であっ
た１６回の距離計算及び比較演算が１回の距離計算のみ
でブランチメトリックを得ることが可能となる。従って
、演算量を大幅に削減することができるため、演算時間
の縮小あるいは、ハードウェアの小規模化が図れる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明する
。

変調部をにｇ８図に示す。６ビツトの伝送情報をａ、、
ａう＊　ａ４　＋　”３　＋　ａｌ　＋　ａｌとする。

下位２ビツト％　＋　ａｌは、たたみ込み符号器１によ
って符号化され、冗長ピットへを発生する。上位４ピツ
）　％　＋　８５　＊　”４　＋　ａ３に対しては、符
号化を施さない。”８　＋　ａ５　＋　”４　＋　ａ３
　＋　”！　＋”ｓ　＊　ａｏの７ビツトの信号は、第
５図に従ったマツピングがマツピング用テーブル２によ
って行われ、更に変調器３によって変調され、送信され
る。

マツピングの規則は、以下の通りである。

まず、下位３ピツ）”２．ａｌ＋”０が８つのサブセフ
）　ＧＡ　（Ａ＝０．１，２．・・・、７）のうちの１
つを決定する（ここで、４の値は、ビット列”２．ａｌ
＊”Ｏの１０進表現を示しているものとする）。残りの
上位４ピツ）　”＠　＋　”！＋　＋　”４　＋　”３
は、ａｌ　＊　”１　＋　ａＯによって選択されたサブ
セットに属する信号点１６点のうちの１つを決定する。

これらのサブセット間ム（ム＝０．１，２．・・・、７
）ハ、そのうちの１つのサブセラ）　Ｇａｂｐを用いて
、その他のサブセフ）　ＯＡが、平行移動９回転、線対
称あるいは、その組合せにより容易に聚現可能な関係に
ある。例として、サブセラ）ＧｏとＧ、の関係について
説明する。ＧｏとＧ、の信号点配置をそれぞれ第３図、
第４図に示す。Ｇ、の直行成分、同相成分にそれぞれ＋
１．−１の加算を施すことによって平行移動を行うと、
Ｇ、の信号点はＧｏのそれ〈一致する。

すなわら、次式を満足する。

ｔ６　（’ｅ　　Ｑ）＝ｔ。（ｉ＋１．ｇ−−１）　　
　・・・・・・（２）ｙｏ：　ｆプセットＧ０の信号点 ？、：サプセットＧ、の信号点 この変換は、上位ビットが一致した状態でＧ。とＧ！が
一致するように実行されている。これは、後に上位４ビ
ツトを決定するために必要な操作である。

受信部の構成を第１図に示す。復調器４は受信信号Ｋ（
ｉ調９等化、キャリア位相補正等の処理を施し、信号Ｐ
を出力する。信号Ｐは、その後、本発明に係わるブラン
チメトリック回路５に入力される。

ブランチメトリック回路５では、まず、演算器６にて第
１表に従う演算を信号Ｐに施す。

第　　１　　表 第１表中、ｒＩ、ｒＱは、それぞれ、信号Ｐの同相成分
、直行成分を示す。

第１表に示す演算は、判定器７に記憶されているサブセ
ットＧ０によるユークリッド距離の計算を行うため、信
号Ｐに対する変換を行っている。この変換は、前述のよ
うなサブセット間の幾何学的な位置関係から求められる
。例として、Ｇｌに対するユークリッド距離を計算し、
Ｇｏを用いて行う場合について、第２図を用いて説明す
る。同図において、Ｐ点に受信信号点があるものとする
。サブセットＧｓに属する１ｇ号点のうちＰ点と最短距
離をなす？≦とのユークリッド距離１を求める場合、ま
ず、式（２）に示した変換を点Ｐに施す。すなわち、Ｐ
（ｒｌ、ｒｑ）＝Ｐ（ｒｌ＋ｉ、ｒｑ−１）　　−（３
）但し、Ｐは変換後の信号点を表す。この変換の結果、
Ｐ点は、第２図に示すようにＰ点に移動する。

その結果、ユークリッド距離１は、ＰとｔＣのユークリ
ッド距離りと等しくなる。従って、点Ｐに上述の変換を
行うことにより、ユークリッド距１ｌ１１．ｊは、サブ
セットＧ０を用いて行うことが可能となる。

第１図の判定器７では、信号Ｐを第３図の判定境界１９
によって硬判定を行い、上位４ビツトを決定する。更に
、硬判定の結果得られたＧつに属する１つの信号点Ｐと
のユークリッド距離の計算が演算器８によって行われ、
ブランチメトリックが得られる。この同様の処理を各サ
ブセットに対応して８回行うことによって、必要となる
８つのブランチメトリックをすべて得ることができる。

以上のようにして得たブランチメトリックを用いて、最
尤推定を行うことにより、下位３ビツトが決定される。

〔発明の効果〕

本発明により、ブランチメトリックの計算に用いる８つ
のサブセットのうちの１つを記憶すればよく、８つすべ
てのサブセットを記憶する必要がない。すなわち、必要
なメモリ容量が従来より大幅に削減可能である。

また、記憶しているサブセットによる硬判定を行うこと
により、各サブセット毎に１６回の距離計算及びその結
果得られた１６侭の距離の間番ておける比較計算を行う
必要がなくなる。すなわち、演算量が大幅に削減可能な
ため、演昇時間の縮少、あるいは、ハードウェア規模の
縮小化が図れる。

本発明は、ＣＣＩＴＴ勧告Ｖ３３におけるビタビ復号処
理に限らず、同様の変調方式について適用可能であるこ
とは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のブランチメ）　ＩＪブック算方式を
用いた受信部の構成を示すブロック図、第２図は、本発
明のブランチメトリック演算方式の原理を説明するため
の図、第３図は、サブセットＧ０の信号点及び硬判定を
行うための判定領域を示す図、第４図は、サプセッ）Ｇ
ｓの信号点配置図、第５図は、ＣＣＩＴＴ勧告Ｖ３３に
おける信号点配置図、第６図は、ＣＣＩＴＴ勧告Ｖ３３
におけるたたみ込み符号化器の構成及びこの符号化器と
マツピング用テーブルの接続を示す図、第７図は、ＣＣ
ＩＴＴ勧告Ｖ３３におけるたたみ込み符号におけるトレ
リス線図、第８図は、変調部を示す図である。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 閤　　竹花喜久感 第　　２　　図 第　　３　図 ２７σ 第　　４　図 第　　５　図 第　　６　図 ＜（ｉ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）第７図 第　　８　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディジタル信号列をＮビット単位に区切り、該Ｎ
   ビット中の下位ｍビットにたたみ込み符号化を施して得
   たｍビットと残りの上位ｎビット（ｎ＝Ｎ−ｍ）を組み
   合わせて得たｍ＋ｎビットから成る信号を２＾ｍ＾′＾
   ＋＾ｎ個の信号点にマツピングし、多相多値変調する変
   換方式であって、かつ上記のｎビットが一致する２＾ｎ
   個の信号点を要素とするサブセットＧ＿ｋ（ｋ＝１、２
   、・・・２＾ｍ＾′）のすべてが、そのうちのあるサブ
   セットＧ＿ｅ＿ｇの平行移動、回転、線対称あるいはそ
   の組合せによる変換によって得られる変調方式（すなわ
   ち、Ｇ＿ｅ＿ｇ＝Ｔ＿ｋ（Ｇ＿ｋ）と表現可能な変調方
   式、但し、Ｔｔは平行移動、回転、線対称あるいはその
   組合せによる変換）において、ビタビ復号器への入力信
   号ＶをＴ＿ｋによって変換し、該変換によって得られる
   Ｖ＿ｅ＿ｇとサブセットＧ＿ｅ＿ｇとの距離の計算を行
   い、前記入力信号ＶとサブセットＧ＿Ｋ間のブランチメ
   トリックを得ることを特徴とするブランチメトリック演
   算方式。
2. （２）Ｖ＿ｅ＿ｇをサブセットＧ＿ｅ＿ｇによる硬判定
   を行い、該判定によって得られるＧ＿ｅ＿ｇに含まれる
   １つの信号点とＶ＿ｅ＿ｇとの２乗距離を求めることに
   よってサブセットＧ＿ｅ＿ｇとＶ＿ｅ＿ｇとのブランチ
   メトリックの演算を行うことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のブランチメトリック演算方式。