JPH06205053A

JPH06205053A - 復号装置

Info

Publication number: JPH06205053A
Application number: JP5015968A
Authority: JP
Inventors: Akira Sogo; 章十河; Satoru Kamiya; 了神谷
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1993-01-05
Filing date: 1993-01-05
Publication date: 1994-07-22
Also published as: US5568517A; US5436932A

Abstract

(57)【要約】【目的】領域判定等の処理を単純化すると共にメモリ
容量を削減する。【構成】領域番号決定部４１は、振幅位相平面を変調
の際の信号配置点の配置ピッチ以下のピッチで分割し、
受信点ｘnr，ｙnrが分割したどの領域に含まれるかを検
出する。候補パス座標決定部４２は、領域番号Ｎn から
候補パスｘnk，ｙnkを出力する。距離計算部４３は、候
補パスと受信点との距離ｒnkをそれぞれ計算する。ビタ
ビ復号器４４は、距離ｒnkに基づいて各候補パスの下位
３ビットに対してビタビ復号を行なって一定サンプル長
の距離の総和が最短である生き残りパスを求める。一
方、領域番号決定部４１で得られた領域番号Ｎn は、Ｒ
ＡＭ４５に一定サンプル長だけ保持される。上位ビット
決定部４６は、ＲＡＭ４５からの一定サンプル長前の領
域番号Ｎn-12とビタビ復号部４４で決定された復号デー
タの下位３ビットとから復号データの上位ビットを決定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、全二重データモデム
等に使用される復号装置に関し、特に畳み込み符号によ
り符号化され振幅位相変調されたデータを受信して、振
幅位相復調したのちビタビ復号することによりデータの
誤り訂正を行う復号装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、全二重モデム等に適用される復号
装置としてトレリスエンコーダ等の畳み込み符号化手段
と直交振幅位相変調器とを組合せた符号化復号化方式が
知られている。以下、ＣＣＩＴＴ勧告Ｖ．３２bis を例
にとり、この種の符号化復号化方式について説明する。
この方式では、14400bpsのシリアルデータが６ビット毎
に分割され、これら６ビットのデータがトレリスエンコ
ーダによって７ビットに符号化される。例えば、サンプ
リング時点がｎの符号化前の６ビットの入力データをＱ
6n，Ｑ5n，…，Ｑ1n、符号化後の７ビットの符号データ
をＹ6n，Ｙ5n，…，Ｙ0nとすると、トレリスエンコーダ
では、４ビットの入力データＱ6n〜Ｑ3nをそのまま符号
データの上位４ビットの出力データＹ6n〜Ｙ3nとして出
力すると共に、入力データのうちの下位２ビットＱ2n，
Ｑ1nを差動符号器に入力し、Ｙ2n，Ｙ1nを得、その２ビ
ットから、例えば図１３に示す状態遷移規則に従って、
符号データの最下位ビットＹ0nを決定し、これを冗長ビ
ットとして付加する。この７ビットのデータＹ6n〜Ｙ0n
は、直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Mod
ulation ）されて伝送される。図１４は、変調前の振幅
位相平面と各データに割り当てられた振幅位相平面上の
信号配置点とを示している。

【０００３】一方、受信側では、受信信号をＱＡＭ復調
したのち、得られた受信点の振幅位相平面上の座標の情
報ｘnr，ｙnrを図１５に示すような復号系に供給する。
まず、領域比較部１は、座標ｘnr，ｙnrに基づいて振幅
位相平面上での領域比較を行う。ここでは、図１６及び
図１７に示すような８つの領域比較を行なうことによ
り、下位３ビットのデータの８つの組合せＹ2n，Ｙ1n，
Ｙ0n＝（０，０，０）、（０，０，１）、…、（１，
１，１）に対してそれぞれ候補パスを求める。そして、
候補パス座標決定部２では、求められた８つの候補パス
の座標を決定し、距離計算部３で、これらの候補パスの
座標と受信点の座標ｘnr，ｙnrとの間の距離をそれぞれ
計算する。そして、最尤復号方式の一つであるビタビ復
号部４で、図１３に示した状態遷移規則に基づき一定デ
ータ長の距離の総和が最も少ない生き残りパスを求めて
いく。例えば、１２段（１２サンプル）のデータから生
き残りパスを求めるとすると、図１３に示したステート
Ｓ000 ，Ｓ001 ，…，Ｓ111 からそれぞれ出発して１２
サンプル後に任意のステートに至るパスのうちの最短パ
スを生き残りパスとする。生き残りパスが得られた時点
で、１２サンプル前の受信データを確定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の復号装置では、１つの受信点が求められると、
図１６及び図１７に示したように領域比較を複数回行っ
て複数の候補パスを決定しなければならない。このた
め、候補パスの決定までの比較判定処理が複雑で時間が
かかるという問題点がある。また、上述の例において
は、ビタビ復号に際して下位３ビットのデータと対にな
る上位４ビットのデータを各ステートについて記憶し、
更に生き残りパス決定に必要な段数分だけ記憶しておく
必要があるので、生き残りパス決定に要する段数を１２
段とすると、ＲＡＭ５には、４ビット×８ステート×１
２段のデータを記憶しておかなければならない。このた
め、大きな容量のメモリを必要とするという問題点もあ
る。

【０００５】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、領域判定等の処理が単純化され、
メモリ容量も削減することができる復号装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る復号装置
は、畳み込み符号により符号化され振幅位相変調されて
伝送されたデータを受信して振幅位相復調したのちビタ
ビ復号する復号装置において、振幅位相復調における振
幅位相平面を振幅位相変調の際の信号配置点の配置ピッ
チ以下のピッチで分割し、受信点が分割したどの領域に
含まれるかを検出してその領域を示す領域情報を出力す
る領域決定手段と、この領域決定手段で得られた領域情
報からその領域及びその周辺の信号配置点であって予め
各領域に対して定められている信号配置点の組合せを候
補パスとして出力する候補パス決定手段と、この候補パ
ス決定手段から出力される候補パスと前記受信点との距
離をそれぞれ計算する距離計算手段と、この距離計算手
段で求められた前記各候補パスと受信点との距離に基づ
いて前記各候補パスに対してビタビ復号を行なって一定
サンプル長の前記距離の総和が最短である生き残りパス
を求めることにより前記一定サンプル長前の候補パスの
中の受信パスを決定するとともに、前記一定サンプル長
前の受信点に対する復号データの下位ビットを決定する
ビタビ復号手段と、前記領域決定手段で得られた領域情
報を前記一定サンプル長だけ保持する記憶手段と、この
記憶手段から出力される一定サンプル長前の前記領域情
報と前記ビタビ復号手段で決定される一定サンプル長前
の受信点に対する復号データの下位ビットとから前記予
め各領域に対して定められている信号配置点の組合せに
基づいて前記復号データの上位ビットを決定する上位ビ
ット決定手段とを具備してなることを特徴とする。

【０００７】

【作用】この発明によれば、領域決定手段で受信点の領
域が決定されると、その領域情報から候補パスの組合せ
が特定されるので、領域判定の処理が一回で足りること
になり、領域判定処理が簡単になる。また、この発明に
よれば、領域情報から候補パスが特定されるので、ビタ
ビ復号によって復号データの下位ビットが求められる
と、この下位ビットと領域情報とで復号データの上位ビ
ットを特定することができる。このため、ビタビ復号の
際には、各サンプル点の各ステートについて上位ビット
を記憶しておく必要がなく、受信点の領域情報を各サン
プル点について記憶しておくだけでよい。このため、生
き残りパス決定までに各パスの情報を記憶しておくため
のメモリの容量を削減することができる。

【０００８】

【実施例】以下、添付の図面を参照してこの発明をＣＣ
ＩＴＴ勧告Ｖ．３２bis のシステムに適用した実施例に
ついて説明する。図１及び図２はこの発明の実施例に係
るデータ送受信システムの構成を示すブロック図で、図
１はデータ送信装置、図２はデータ受信装置の構成をそ
れぞれ示している。図１において、送信データは、トレ
リス符号化器１１で符号化され、マッピング部１２で振
幅位相平面上の特定の信号配置点に配置されたのち、各
直交成分をロールオフフィルタ１３，１４で整形され、
変調器１５により変調されて送信される。一方、図２に
おいて、受信データは、復調器２１にて復調され、ロー
ルオフフィルタ２２，２３及び等化器２４により等化さ
れ、復号器２５により復号される。

【０００９】図３は送信側に配置されたトレリス符号化
器１１の詳細ブロック図である。送信データは、６ビッ
ト毎にトレリス符号化器１１に入力され、１ビットの冗
長ビットを付加されて７ビットの符号データに変換され
る。サンプリング時点ｎで入力される４ビットのデータ
Ｑ6n〜Ｑ3nは、そのまま符号データの上位４ビットのデ
ータＹ6n〜Ｙ3nとして出力される。また、入力される６
ビットのデータのうち、下位２ビットのデータＱ2n，Ｑ
1nは、差動符号器３０に入力されてＹ2n，Ｙ1nを得、さ
らにＹ2n，Ｙ1nは冗長ビットＹ0nの生成に供される。即
ち、１サンプル遅延回路３１、排他的論理和回路３２，
３３、１サンプル遅延回路３４、排他的論理和回路３
５，３６及び１サンプル遅延回路３７が、この順に縦続
接続され、最終段の遅延回路３７の出力は、初段の遅延
回路３１にフィードバックされている。差動符号器３０
の出力Ｙ2n，Ｙ1nは、排他的論理和回路３８に入力さ
れ、この排他点論理和回路３８の出力が排他的論理和回
路３２の一方の入力として与えられている。最終段の遅
延回路３７の出力と排他的論理和回路３５の出力とは、
ＡＮＤゲート３９で論理積をとられ、その出力が排他的
論理和回路３３の一方の入力として与えられている。デ
ータＹ2nは排他的論理和回路３５の一方の入力として供
給されている。また、データＹ1nと最終段の遅延回路３
７の出力とは、ＡＮＤゲート４０で論理積をとられ、こ
の出力が排他的論理和回路３６の一方の入力として供給
されている。

【００１０】このように構成されたトレリス符号化器１
１では、差動符号器３０の出力Ｙ2n，Ｙ1nを用いた畳み
込み演算によって出力Ｙ0nが図１３の状態遷移図のよう
に決定される。図１３の各ステートＳ[D0][D1][D2]の添
字D0，D1，D2は、それぞれ図３における遅延回路３１，
３４，３７に保持されるデータを示している。また、状
態遷移図の各線の上段の符号は出力データＹ2n, Ｙ1n、
下段の符号は出力データＹ0nをそれぞれ示している。

【００１１】次に、図１のマッピング部１２では、トレ
リス符号化器１１で得られた７ビットの符号データＹ6n
〜Ｙ0nに基づいて、図１４に示した振幅位相平面上の信
号配置点の座標ｘns，ｙnsを出力する。この座標ｘns，
ｙnsに基づいて変調器１５で変調された送信データが伝
送路を介して伝送される。なお、図１４において、各信
号配置点に表示されている７ビットのデータは、符号デ
ータＹ6n，Ｙ5n，…Ｙ0nである。

【００１２】一方、受信側では、復調ののち、得られた
受信データの座標ｘnr，ｙnrから復号処理が行われる。
図４は、復号器２５の構成を示すブロック図である。ま
ず、領域番号決定部４１は、受信点の座標ｘnr，ｙnrが
振幅位相平面上のどの領域に含まれるのかを決定し、領
域番号Ｎn を出力する。振幅位相平面は、例えば図５に
示すように、各信号配置点の配置ピッチ以下のピッチで
分割されている。この例では、各信号配置点を通るＸＹ
軸方向に延びる線で振幅位相平面を分割している。ま
た、斜め四隅の領域は、斜めに延びる線で分割してい
る。これらの各領域には、領域番号Ｎn が付与される。
振幅位相平面の各象限は、00，01，10，11の２ビットで
示される。また、各象限の分割数は５８であるから、６
ビットのデータで各象限内の領域を特定することができ
る。したがって、領域番号Ｎn は８ビットで表すことが
できる。

【００１３】領域決定部４１から出力される領域番号Ｎ
n は、候補パス座標決定部４２に供給される。候補パス
座標決定部４２では、領域番号Ｎn からその領域及びそ
の周辺の８つの信号配置点を候補パスとしてそれらの座
標を出力する。領域番号と８つの候補パスとの関係は、
例えば図６及び図７に示すように、各領域毎に予め定め
られている。図中斜線で示す領域が受信点を含む領域、
円の内部の点が８つの候補パスである。これらの８つの
候補パスは、図１４に示した振幅位相平面からも明らか
なように、下位３ビットのデータＹ2n〜Ｙ0nがそれぞれ
（０，０，０）、（０，０，１）、…、（１，１，１）
となるように決定されている。従って、候補パス座標決
定部４２では、領域番号Ｎn と、例えばカウンタ等から
順次与えられる下位３ビットのデータＹ2n〜Ｙ0nとから
決定される候補パスの座標ｘnk，ｙnkを順次出力する。

【００１４】この候補パス座標決定部４２から順次出力
される８つの候補パスの座標ｘnk，ｙnkは、距離計算部
４３に供給される。距離計算部４３では、受信点の座標
ｘnr，ｙnrと各候補パスの座標ｘnk，ｙnk（ｋ＝０，
１，…，７）との間の距離ｒnkを、下記数１により計算
する。

【００１５】

【数１】ｒnk＝√｛（ｘnr−ｘnk）²＋（ｙnr−ｙnk）²｝

【００１６】求められた距離ｒnkは、ビタビ復号部４４
に供給される。ビタビ復号部４４では、ビタビ復号アル
ゴリズムに従って最短経路の探索を行うことにより、生
き残りパスを決定していく。即ち、例えばサンプリング
点Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 での受信点がそれぞれ図８に
示す，，，の白丸である場合、各時点の検出領
域は、図中斜線で示す領域であり、各８つの候補パス
は、点線エリア内の信号配置点となる。各時点での領域
番号Ｎn と各候補パスへの距離ｒnkは、図９のように求
められる。

【００１７】いま、サンプリングタイミングＴ0 におい
て、トレリス符号化器１１のステートがＳ000 であった
とすると、図１０に示すように、まず、サンプリング点
Ｔ0でステートＳ000 から出発し、図１３の状態遷移規
則に基づいて、サンプリング点Ｔ0 のステートＳ000 か
らサンプリング点Ｔ2 のステートＳ000 に至るパスを探
索すると、Ｓ000 →Ｓ000 →Ｓ000 のパスと、Ｓ000 →
Ｓ010 →Ｓ000 の２通りである。前者は受信データが
［----000----000］のときにとり得るパス、後者は受信
データが［----010----110］のときにとり得るパスであ
る。サンプリング点Ｔ1 における候補パス［----000 ］
と受信点との距離が1.5 、同じく候補パス［----010 ］
と受信点との距離が1.5 、サンプリング点Ｔ2 における
候補パス［----110 ］と受信点との距離が1.6 であるか
ら、前記２つパスのうち、前者は距離の総計が3.1 、後
者は距離の総計が3.8 となる。従って、短いほうのパス
Ｓ000 →Ｓ000 →Ｓ000 が生き残る。ここでは、生き残
ったパスを実線、消去されたパスを点線で示している。

【００１８】同様に、サンプリング点Ｔ0 におけるステ
ートＳ000 からサンプリング点Ｔ2におけるステートＳ0
01 ，Ｓ010 ，…，Ｓ111 にそれぞれ至るパスのうち、
距離が短い方のパスを選択すると、Ｔ0 のＳ000 からＴ
2 のＳ000 ，Ｓ001 ，…，Ｓ111 にそれぞれ至る８つの
パスが生き残る。各パスの距離の総和は、それぞれ3.1
，3.1 , 2.0 ，2.0 ，2.4 ，2.8 ，2.4 ，1.8 とな
る。

【００１９】次に、これら８つのパスとサンプリング点
Ｔ2 からサンプリング点Ｔ3 までの遷移可能なパスとを
含めて、Ｔ0 のＳ000 からＴ3 のＳ000 ，Ｓ001 ，…，
Ｓ111 にそれぞれ至るパスのうち距離の総計が最も少な
いパスをそれぞれ選択すると、Ｔ0 からＴ3 までの８つ
のパスが生き残る。各パスの距離の総和は、それぞれ3.
5 ，2.9 ，3.3 ，3.3 ，3.3 ，2.5 ，3.5 ，2.3 とな
る。以上の処理をサンプリング点Ｔ12まで続けると、Ｔ
0 のＳ000 からＴ12のＳ000 ，Ｓ001 ，…，Ｓ111 にそ
れぞれ至る８つのパスが生き残る。そして、これらの８
つのパスのうち、距離の総計が最も少ないパスを１つ選
択する。

【００２０】Ｔ12で生き残りパスが確定すると、Ｔ0 に
おける復号データの下位３ビットＹ2(n-12) ，Ｙ1(n-1
2) ，Ｙ0(n-12) が決定する。

【００２１】一方、図４において、領域番号決定部４１
から出力される領域番号Ｎn は、ＲＡＭ４５にも供給さ
れ、ここで一旦記憶されたのち、１２サンプル後に出力
される。ＲＡＭ４５から出力される領域番号Ｎn-12は、
上位ビット決定部４６に供給される。上位ビット供給部
４６では、ＲＡＭ４５から与えられる領域番号Ｎn-12
と、ビタビ復号部４４で決定された復号データの下位３
ビットＹ2(n-12) 〜Ｙ0(n-12) とに基づいて、復号デー
タの上位４ビットＱ6(n-12) 〜Ｑ3(n-12) を決定すると
ともに、Ｙ2(n-12) ，Ｙ1(n-12) を差動符号復号器４７
に入力し、Ｑ2(n-12) ，Ｑ1(n-12) を得る。このような
処理により、送信データＱ6(n-12) 〜Ｑ1(n-12) の誤り
訂正処理が完了する。尚、上述の例では、サンプリング
タイミングＴ0 において、Ｓ000 からステートが開始さ
れるように記述したが、これは通信の最初だけ、ステー
トが特定される場合であり、連続的な処理において、一
定長サンプル前のステートが一つに決められていること
はない。

【００２２】図１１は、復号器２５の実際の構成例を示
す図である。領域番号決定部４１には、受信点の座標ｘ
nr，ｙnrをアドレスとし、領域番号Ｎn をデータとする
ＲＯＭ５１を用いることができる。候補パス座標決定部
４２には、領域番号Ｎn とカウンタ等で生成される３ビ
ットのデータＹ2n〜Ｙ0nをアドレスとし、それによって
特定される信号配置点の座標ｘnk，ｙnkをデータとして
出力するＲＯＭ５２を用いることができる。また、上位
ビット決定部４６には、領域番号Ｎn と復号データの下
位３ビットＹ2n〜Ｙ0nをアドレスとし、復号データの上
位４ビットをデータとするＲＯＭ５３を用いることがで
きる。

【００２３】このように、この実施例の復号器２５によ
れば、領域比較が１回で足りるため、領域比較処理が簡
単になると共に、ＲＡＭ４５の容量としては、８ビット
×１２段のデータを記憶できるものでよいため、従来よ
りも小さい容量のものを使用することができる。

【００２４】なお、振幅位相平面での領域分割方法は、
例示したものだけに限られるものではなく、例えば図１
２に示すように、信号配置の方法に応じて種々変形して
実施することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
領域決定手段で受信点の領域が決定されると、その領域
情報から候補パスの組合せが特定されるので、領域判定
の処理が一回で足りることになり、領域判定処理が簡素
化されるという利点がある。また、この発明によれば、
領域情報から候補パスが特定されるので、ビタビ復号に
よって復号データの下位ビットが求められると、この下
位ビットと領域情報とで復号データの上位ビットを特定
することができる。このため、ビタビ復号の際には、各
サンプル点の各ステートについて上位ビットを記憶して
おく必要がなく、受信点の領域情報を各サンプル点につ
いて記憶しておくだけでよい。このため、生き残りパス
決定までに各パスの情報を記憶しておくためのメモリの
容量を削減できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係るシステムの送信装置
を示すブロック図である。

【図２】同システムの受信装置を示すブロック図であ
る。

【図３】同送信装置におけるトレリス符号化器の構成
を示すブロック図である。

【図４】同受信装置における復号器の構成を示すブロ
ック図である。

【図５】同復号器における受信点の領域決定のための
振幅位相平面上の領域分割方法を示す図である。

【図６】同領域に対する候補パスを示す図である。

【図７】同領域に対する候補パスを示す図である。

【図８】同振幅位相平面上の受信点の例を示す図であ
る。

【図９】同各受信点と各候補パスとの距離算出結果を
示す図である。

【図１０】同距離を用いた生き残りパスの決定方法を
示す図である。

【図１１】同復号器の具体的構成例を示すブロック図
である。

【図１２】この発明の他の領域分割方法を示す図であ
る。

【図１３】トレリス符号化方式における状態遷移図で
ある。

【図１４】Ｖ３２bis システムにおける振幅位相平面
上の信号配置点を示す図である。

【図１５】従来の復号器の構成を示すブロック図であ
る。

【図１６】従来の領域判定方法を説明するための図で
ある。

【図１７】従来の領域判定方法を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１…領域比較部、２，４２…候補パス座標決定部、３，
４３…距離計算部、４，４４…ビタビ復号部、５，４５
…ＲＡＭ、１１…トレリス符号化器、１２…マッピング
部、１３，１４，２２，２３…ロールオフフィルタ、１
５…変調器、２１…復調器、２４…等化器、２５…復号
器、４６…上位ビット決定部、４７…差動符号復号器、
５１〜５３…ＲＯＭ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】畳み込み符号により符号化され振幅位相
変調されて伝送されたデータを受信して振幅位相復調し
たのちビタビ復号する復号装置において、振幅位相復調における振幅位相平面を振幅位相変調の際
の信号配置点の配置ピッチ以下のピッチで分割し、受信
点が分割したどの領域に含まれるかを検出してその領域
を示す領域情報を出力する領域決定手段と、この領域決定手段で得られた領域情報からその領域及び
その周辺の信号配置点であって予め各領域に対して定め
られている信号配置点の組合せを候補パスとして出力す
る候補パス決定手段と、この候補パス決定手段から出力される候補パスと前記受
信点との距離をそれぞれ計算する距離計算手段と、この距離計算手段で求められた前記各候補パスと受信点
との距離に基づいて前記各候補パスに対してビタビ復号
を行なって一定サンプル長の前記距離の総和が最短であ
る生き残りパスを求めることにより前記一定サンプル長
前の候補パスの中の受信パスを決定するとともに、前記
一定サンプル長前の受信点に対する復号データの下位ビ
ットを決定するビタビ復号手段と、前記領域決定手段で得られた領域情報を前記一定サンプ
ル長だけ保持する記憶手段と、この記憶手段から出力される一定サンプル長前の前記領
域情報と前記ビタビ復号手段で決定される一定サンプル
長前の受信点に対する復号データの下位ビットとから前
記予め各領域に対して定められている信号配置点の組合
せに基づいて前記復号データの上位ビットを決定する上
位ビット決定手段とを具備してなることを特徴とする復
号装置。