JPH07131493A - Decoding circuit for nonencoded bit - Google Patents
Decoding circuit for nonencoded bitInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、トレリス符号化変調さ
れた情報シンボルを復号するトレリス復号回路の非符号
化ビット復号回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-coded bit decoding circuit of a trellis decoding circuit for decoding trellis coded modulated information symbols.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、放送の分野などでは、限られた周
波数帯域で符号化利得を得る符号化の方法としてトレリ
ス符号化変調方式が用いられる。その符号化の手法と効
果については、たとえば文献G.Ungerboeck著「Trellis-
Coded Modulation with Redundant Signal Sets Part
I;Introduction 」及び同著「Trellis-Coded Modulatio
nWith Redundant Signal Sets Part II;State of the A
rt」,IEEE Communications Magazine,1987-Vol.25.No.2
に述べられている。2. Description of the Related Art In recent years, in the field of broadcasting and the like, a trellis coded modulation system is used as a coding method for obtaining a coding gain in a limited frequency band. For the coding method and effects, see, for example, "Trellis-" by G. Ungerboeck.
Coded Modulation with Redundant Signal Sets Part
I; Introduction "and his work" Trellis-Coded Modulatio "
nWith Redundant Signal Sets Part II; State of the A
rt '', IEEE Communications Magazine, 1987-Vol.25.No.2
Are described in.
【0003】以下、簡単に概説する。トレリス符号化器
の一般形を図11に示す。図11を参照するに、情報シ
ンボル(k+m)ビットを非符号化ビット(kビット)
と、mビットをたたみ込み符号化器101により拡大し
た符号化ビット(nビット)を変調シンボル(k+n)
ビットとし、これを変調して送出する。トレリス符号化
変調方式はこの変調シンボルの配置の仕方に特徴があ
る。A brief overview will be given below. The general form of the trellis encoder is shown in FIG. Referring to FIG. 11, information symbol (k + m) bits are converted to uncoded bits (k bits).
And the encoded bits (n bits) obtained by expanding the m bits by the convolutional encoder 101 are modulation symbols (k + n).
Bits are modulated and transmitted. The trellis coded modulation system is characterized by the arrangement of the modulation symbols.
【0004】図10にk=2,m=1,n=2で、変調
方式を16QAMとした例を示す。この図10に示す例
では、上位の2bit が非符号化ビット、下位2bit が符
号化ビットに相当する。図11に示すトレリス符号化器
の構成から、下位2bit の符号化ビットの方が符号間距
離を大きくとってあることが明らかである。そこで上位
の2bit については、変調シンボル配置により符号間距
離をとる。FIG. 10 shows an example in which k = 2, m = 1, n = 2 and the modulation method is 16QAM. In the example shown in FIG. 10, the upper 2 bits correspond to non-coded bits and the lower 2 bits correspond to coded bits. From the configuration of the trellis encoder shown in FIG. 11, it is clear that the coded bits of the lower 2 bits have a larger inter-code distance. Therefore, for the upper 2 bits, the inter-code distance is determined by the modulation symbol arrangement.
【0005】図10において、例えば○のシンボルは下
位2bit が“00”のシンボルであり、△は“11”の
シンボルであり、□は“01”のシンボルであり、◎は
“10”のシンボルである。この図10に示すように配
置することにより、上位2bit のみ異なるシンボルにつ
いては、変調シンボル配置上での距離を最大化し、総合
の符号間距離をとるというのが、トレリス符号化変調方
式の基本原理である。In FIG. 10, for example, a symbol ◯ is a symbol whose lower 2 bits are “00”, a symbol “11”, a symbol “01”, and a symbol “10”. Is. By arranging as shown in FIG. 10, for symbols that differ only in the upper 2 bits, the distance in the modulation symbol arrangement is maximized and the total inter-code distance is taken, which is the basic principle of the trellis coded modulation method. Is.
【0006】ところで、受信側はこれをビタビアルゴリ
ズムにより復号するわけであるが、復号の基本となる状
態遷移図は図12のようにパラレルの状態遷移を含むも
のとなる。すなわち、この例の場合時刻(j−1)から
時刻jへの状態遷移のうち、状態{0,0}から状態
{0,0}への遷移に着目すると、可能な符号化器の出
力が4通りある。これは、非符号化の2bit がとり得る
場合の数が4通りであり、図10における○のシンボル
に相当する。また、符号化ビットが“11”のものにつ
いても△のシンボルに相当する4つのブランチが、時刻
jにおける状態{0,0}に入力する。よって、このノ
ードにおける、パス選択は8つのパスから、受信シンボ
ルの系列にもっとも距離の近いパスを選ぶことになる。By the way, the receiving side decodes this by the Viterbi algorithm. The basic state transition diagram of the decoding includes parallel state transitions as shown in FIG. That is, in the case of this example, among the state transitions from time (j-1) to time j, focusing on the transition from state {0,0} to state {0,0}, the possible encoder output is There are four ways. In this case, the number of cases where 2 bits of non-coding can be taken is four, which corresponds to the symbol of ◯ in FIG. Also, for the coded bits “11”, four branches corresponding to the symbols of Δ are input to the state {0,0} at time j. Therefore, the path selection at this node is to select the path having the closest distance to the received symbol sequence from the eight paths.
【0007】また、受信シンボルの軟判定する場合、例
えば伝送路ノイズの影響で図13のような位置に受信シ
ンボルの位置eが、軟判定により検出されたとする。こ
の場合、まずパスメトリックを求めるためにブランチメ
トリックを求める。このとき、4つの○シンボルとの距
離において○8のシンボルに対する距離が最も近いのは
明らかである。Further, in the case of soft decision of the received symbol, it is assumed that the position e of the received symbol is detected by the soft decision at a position as shown in FIG. In this case, first, the branch metric is obtained to obtain the path metric. At this time, it is clear that the distance to the symbol ∘8 is the shortest among the distances to the four ∘ symbols.
【0008】なお、文中、○8は○の中に8を記入した
もの(例えば、図8を参照)を意味し、同様に△Fは△
の中にFを記入したものを意味するものである。すなわ
ち、図形の直後に文字を記載することにより当該図形の
中に文字を記入したものを意味するものとする。[0008] In the text, ○ 8 means that 8 is entered in ○ (for example, refer to FIG. 8), and similarly ΔF is △.
It means the one in which F is entered. That is, by writing a character immediately after the figure, it means that the character is written in the figure.
【0009】このようにして、ブランチメトリックを用
いてパス選択をする場合、図14のように、時刻(j−
1)で残されたパス(Rj−1)は、○のシンボルのパ
スを通る4つのパスに共通であるから、そのパス(Rj
−1)に対するパスメトリックも共通である。従って、
これら4つのパスのパスメトリックの差は、○のシンボ
ルのそれぞれに対するブランチメトリックの差に等し
い。従って、パスの選択のためのパスメトリックの演算
は、○8を通るパスに対する演算で代表することができ
る。そこで、この○8を代表シンボルと呼ぶことにす
る。In this way, when the path is selected by using the branch metric, the time (j-
The path (Rj-1) left in 1) is common to the four paths passing through the path of the symbol ◯, so the path (Rj-1)
The path metric for -1) is also common. Therefore,
The difference in path metric for these four paths is equal to the difference in branch metric for each of the O symbols. Therefore, the calculation of the path metric for selecting the path can be represented by the calculation for the path passing through ∘8. Therefore, this ∘8 is called a representative symbol.
【0010】△のシンボルについては、図13より△F
が最も受信シンボルに近く、△Fが代表シンボルであ
る。従って、図14における点線のパスの内、△Fを通
るパスについてのみ考慮すれば十分で、○8を通るパス
のパスメトリックと、△Fを通るパスのパルスメトリッ
クを比較し、尤度の大きい、即ちパスメトリックの小さ
い方のパスを選択する。このように、トレリス復号にお
いては、全シンボルに対するブランチメトリックを計算
する必要はなく、受信シンボルの位置により決定される
代表シンボルに対してのみ、ブランチメトリックを計算
すれば良い。Regarding the symbol Δ, from FIG. 13, ΔF
Is the closest to the received symbol, and ΔF is the representative symbol. Therefore, it is sufficient to consider only the path passing through ΔF among the paths indicated by the dotted lines in FIG. 14, and the path metric of the path passing through ∘8 is compared with the pulse metric of the path passing through ΔF, and the likelihood is large. , That is, the path with the smaller path metric is selected. Thus, in trellis decoding, it is not necessary to calculate the branch metric for all symbols, and it is sufficient to calculate the branch metric only for the representative symbol determined by the position of the received symbol.
【0011】このようにして、ビタビアルゴリズムによ
り、時刻jにおける符号化ビットを復号し、それが“0
1”だったとすると、時刻jにおける代表シンボルの組
○8、△F、◎2、□5のうち、可能な変調シンボル
は、下位2bit が“01”である□5となる。従って、
非符号化ビットは、その上位2bit である“01”とな
る。すなわち、非符号化ビットは、ビタビ復号された符
号化ビットを用いて、復号することができる。In this way, the coded bit at time j is decoded by the Viterbi algorithm, and it is "0".
If it is 1 ”, the possible modulation symbols of the representative symbol set ∘8, ΔF, ⊚2, □ 5 at time j are □ 5 whose lower 2 bits are“ 01 ”.
The non-coded bit is “01” which is the upper 2 bits. That is, the non-coded bits can be decoded using the Viterbi-decoded coded bits.
【0012】以上をまとめると、トレリス復号の基本構
成は、図15のように大きく分けて非符号化ビット復号
部105と、ビタビ復号部103で構成される。なお、
非符号化ビットの復号には、ビタビ復号された符号化ビ
ットを用いる。To summarize the above, the basic structure of trellis decoding is roughly divided into an uncoded bit decoding unit 105 and a Viterbi decoding unit 103 as shown in FIG. In addition,
Viterbi-decoded coded bits are used for decoding the non-coded bits.
【0013】従来の非符号化ビット復号部の構成をさら
に詳細に示すと図16のようになる。これは、k=2、
m=1、n=2の例である。FIG. 16 shows the configuration of the conventional uncoded bit decoding unit in more detail. This is k = 2,
In this example, m = 1 and n = 2.
【0014】まず受信シンボルの軟判定値10bit (q
=10)のシンボルから4つの代表シンボルを代表シン
ボル検出部113により検出する。各シンボルは4bit
であるが、復号するのは上位2bit なので、代表シンボ
ルの検出も上位2bit ずつでよい。ビタビ復号にT段の
パスメモリを用いるとき、つまり1つのシンボルの復号
にT個の受信シンボルを用いるときには、復号にTステ
ップ分の処理時間がかかるのでT段シフトレジスタ11
5でこの処理時間に相当するだけの遅延を施す。そして
ビタビ復号部111により復号された符号化ビット(2
bit )から可能な組み合わせである非符号化ビットを、
非符号化ビットセレクタ117により選択出力する。な
お、情報シンボル(3bit )から非符号化ビットを除い
た残りの1bit は、ビタビ復号回路111より直接得ら
れる。First, the soft decision value of the received symbol is 10 bits (q
= 10), four representative symbols are detected by the representative symbol detection unit 113. Each symbol is 4bit
However, since the upper 2 bits are decoded, the representative symbols may be detected in the upper 2 bits. When a T-stage path memory is used for Viterbi decoding, that is, when T received symbols are used for decoding one symbol, the decoding requires a processing time of T steps.
At 5, a delay corresponding to this processing time is applied. Then, the coded bits (2
uncoded bits, which is a possible combination of
The non-coded bit selector 117 selects and outputs. The remaining 1 bit obtained by removing the non-coded bits from the information symbol (3 bits) is directly obtained from the Viterbi decoding circuit 111.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図10の例によれば可能な代表シンボルの組は9通り
(J=9)であり、本来4bit で表現可能であるにも拘
らず(3<log 2 J<4)、図16に示す構成によれ
ば、代表シンボル検出部113の出力は8bit であり冗
長である。特に代表シンボル検出部113をROMで構
成すると210×8≒8kビット=16kトランジスタの
規模となり、またT段のシフトレジスタ115はT=3
2として、1ビット当たり22トランジスタを必要とす
ると、8×32×22=5632トランジスタの規模と
なってしまう(図2参照)。However, according to the example of FIG. 10 described above, there are nine possible sets of representative symbols (J = 9), and although it can be represented by 4 bits originally (3 <Log 2 J <4) According to the configuration shown in FIG. 16, the output of the representative symbol detection unit 113 is 8 bits and redundant. In particular, if the representative symbol detection unit 113 is composed of a ROM, the scale will be 2 10 × 8≉8 kbits = 16k transistors, and the T-stage shift register 115 will have T = 3.
If 22 transistors are required for 1 bit as 2, the scale will be 8 × 32 × 22 = 5632 transistors (see FIG. 2).
【0016】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、誤り訂正能力を劣化させることなく回路規模を縮小
することのできる非符号化ビット復号回路を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a non-coded bit decoding circuit capable of reducing the circuit scale without deteriorating the error correction capability.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願第1の発明は、送信側で複数ビットで構成される情
報シンボルに対して、その一部の所定ビット数をたたみ
込み符号化して符号化ビットとし、その残りのビットを
非符号化ビットとして前記符号化ビットと組にしてトレ
リス符号化変調されたものを、受信側で復調して得られ
た受信シンボルを基に、ビタビ復号部により復号した符
号化ビットを用いて非符号化ビットを復号するトレリス
復号回路の非符号化ビット復号回路であって、所定のビ
ット配置で設定されるシンボル群、すなわちサブセット
の内から前記受信シンボルによって特定されるシンボ
ル、すなわち代表シンボルの組に対応する領域情報を出
力する領域判定手段と、この領域判定手段から出力され
る領域情報に対して前記ビタビ復号部で符号化ビットを
復号するに要する時間分だけ遅延を施す遅延手段と、こ
の遅延手段の出力と前記ビタビ復号部によりビタビ復号
された符号化ビットとを入力して復号された非符号化ビ
ットを出力する非符号化ビット復号手段とを有すること
を要旨とする。In order to achieve the above object, the first invention of the present application is to convolutionally encode a part of a predetermined number of bits for an information symbol composed of a plurality of bits on the transmission side. A Viterbi decoding unit based on a received symbol obtained by demodulating at the receiving side a coded bit, the rest of the bits being non-coded bits and paired with the coded bits, and being trellis coded and modulated. A non-coded bit decoding circuit of a trellis decoding circuit that decodes non-coded bits using coded bits decoded by, wherein a symbol group set in a predetermined bit arrangement, that is, a received symbol from a subset is selected. For the area determination unit that outputs area information corresponding to a specified symbol, that is, a set of representative symbols, and area information output from this area determination unit The delay means for delaying the time required for decoding the coded bits in the Viterbi decoding section, and the output of this delay means and the coded bits that are Viterbi decoded by the Viterbi decoding section are input and decoded. The gist is to have a non-coded bit decoding unit that outputs coded bits.
【0018】具体的には、送信側では複数ビットから構
成される情報シンボルに対して、その一部であるmビッ
トをたたみ込み符号化しn(>m)ビットの符号化ビッ
トとして、残りのkビットを非符号化ビットとして前記
符号化ビットと組で(k+m)ビットをトレリス符号化
変調したものを、伝送し、受信側では復調器により復調
した受信シンボルを入力として、ビタビ復号回路により
復号したnビットの符号化ビットを用いてkビットの非
符号化ビットを復号する構成としたトレリス復号回路に
おいて、前記受信シンボルから非符号化ビット復号に必
要なサブセットの代表シンボルの組(2n 個のシンボ
ル)と1対1に対応する情報を出力する、受信シンボル
の領域判定手段と、前記符号化ビットを復号するに要す
る時間分だけ遅延を施す遅延手段と、その出力と前記ビ
タビ復号された符号化ビットとを入力し、デコードする
ことで前記非符号化ビットを出力する非符号化ビットデ
コーダにより構成される。Specifically, on the transmitting side, with respect to an information symbol composed of a plurality of bits, m bits that are a part of the information symbol are convolutionally coded, and the remaining k bits are coded as n (> m) bits. Trellis coded modulation of (k + m) bits in combination with the coded bits is performed with the bits as uncoded bits, and the received signal is decoded by the Viterbi decoding circuit with the received symbol demodulated by the demodulator as an input. In a trellis decoding circuit configured to decode k non-coded bits by using n coded bits, a set of representative symbols (2 n Symbol) and information for one-to-one correspondence with the received symbol area determination means, and a delay corresponding to the time required to decode the coded bits. And to delay means inputs the its output the Viterbi decoding coded bits, and the uncoded bits decoder outputs the uncoded bits by decoding.
【0019】また、本願第2の発明は、請求項1に記載
の非符号化ビット復号回路に、受信シンボルに振幅制限
を施す振幅制限手段を具備し、この振幅制限手段の出力
について領域情報を得るようにしたことを要旨とする。According to a second aspect of the present invention, the non-coded bit decoding circuit according to the first aspect further comprises amplitude limiting means for limiting the amplitude of the received symbol, and the area information is output on the output of the amplitude limiting means. The main point is to get it.
【0020】さらに、本願第3の発明は、請求項1,2
に記載の非符号化ビット復号回路の領域情報は、可能な
前記シンボル群、すなわちサブセットの受信シンボルに
よって特定されるシンボル、すなわち代表シンボルの組
の数をJ個とするとき、log2 Jより小さくない、例え
ば最小の数のビット数で表現されることを要旨とする。Further, the third invention of the present application is as follows.
The area information of the non-coded bit decoding circuit described in (3) is smaller than log 2 J, where J is the number of symbols specified by the received symbols of the possible symbol group, that is, a subset, that is, a set of representative symbols. The gist is that it is not represented, for example, it is represented by the minimum number of bits.
【0021】[0021]
【作用】本願第1の発明の非符号化ビット復号回路は、
領域判定手段で受信シンボルから非符号化ビット復号に
必要とされる所定のビット配置で設定されるシンボル
群、すなわちサブセットの内から前記受信シンボルによ
って特定されるシンボル、すなわち代表シンボルの組に
対応する領域情報が判定され、この判定された領域情報
が出力される。この領域情報に対して、遅延手段ではビ
タビ復号部で符号化ビットを復号するに要する時間分だ
け遅延が施される。この遅延手段の出力とビタビ復号部
によりビタビ復号された符号化ビットが非符号化ビット
復号手段に入力され復号され非符号化ビットが出力され
る。The non-coded bit decoding circuit of the first invention of the present application is
Corresponds to a symbol group that is set by the region determination means in a predetermined bit arrangement required for non-coded bit decoding from the received symbol, that is, a symbol specified by the received symbol from the subset, that is, a set of representative symbols. Area information is determined, and the determined area information is output. The delay means delays the area information by the time required for the Viterbi decoding unit to decode the coded bits. The output of the delay unit and the coded bits that are Viterbi-decoded by the Viterbi decoding unit are input to the non-coded bit decoding unit and decoded to output the non-coded bits.
【0022】本願第2の発明の非符号化ビット復号回路
は、さらに受信シンボルに振幅制限を施す振幅制限手段
を具備していることから、より効率を高められる。Since the non-coded bit decoding circuit of the second invention of the present application further comprises the amplitude limiting means for limiting the amplitude of the received symbol, the efficiency can be further improved.
【0023】本願第3の発明の非符号化ビット復号回路
は、領域情報は、可能なシンボル群の受信シンボルによ
って特定されるシンボルの組の数をJ個とするとき、lo
g 2Jより小さくない、例えば最小の数のビット数で表
現される。In the non-coded bit decoding circuit of the third invention of the present application, the region information is lo when the number of symbol sets specified by the received symbols of the possible symbol group is J.
It is represented by the minimum number of bits that is not smaller than g 2 J, for example.
【0024】[0024]
【実施例】以下、本発明に係る一実施例を図面を参照し
て説明する。図1は本発明に係る非符号化ビット復号回
路の構成を示したブロック図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an uncoded bit decoding circuit according to the present invention.
【0025】以下、図1を参照して本実施例の構成を説
明する。本実施例の非符号化ビット復号回路は、受信シ
ンボルがそれぞれビタビ復号部11と領域判定部13に
入力される。この領域判定部13には、T段シフトレジ
スタ15を介して非符号化ビットデコーダ17が直列に
接続される。また、この非符号化ビットデコーダ17に
はビタビ復号部11から出力される符号化ビットが入力
される。これによりビタビ復号部11からはビタビ復号
ビットが得られ、非符号化ビットデコーダ17からは非
符号化ビットが得られる。なお、この図1に示す構成例
では(k=2,m=1,n=2)である。The configuration of this embodiment will be described below with reference to FIG. In the non-coded bit decoding circuit of this embodiment, the received symbols are input to the Viterbi decoding unit 11 and the area determination unit 13, respectively. An uncoded bit decoder 17 is serially connected to the area determination unit 13 via a T-stage shift register 15. The coded bits output from the Viterbi decoding unit 11 are input to the non-coded bit decoder 17. As a result, the Viterbi decoding unit 11 obtains a Viterbi decoded bit, and the non-coded bit decoder 17 obtains a non-coded bit. In the configuration example shown in FIG. 1, (k = 2, m = 1, n = 2).
【0026】次に、本実施例の作用を説明する。図1に
示す領域判定部13の出力と、受信シンボルの位置関係
の例を図3に示す。この図3に示す9値軟判定の例の場
合、点線は各領域の境界を示し、全部で9つの領域があ
り、それぞれに対して、4bit の数値を割り当ててい
る。また、これらは9通りの代表シンボルの組と1対1
で対応している。例えば、受信シンボルの位置がaの場
合、領域判定部13の出力は(0010)であり、これ
は代表シンボルの組{□9,○C,◎6,△3}に対応
する。Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 3 shows an example of the positional relationship between the output of the area determination unit 13 shown in FIG. 1 and the received symbol. In the case of the nine-valued soft decision shown in FIG. 3, the dotted line indicates the boundary of each area, and there are nine areas in total, and a 4-bit numerical value is assigned to each area. In addition, these are one-to-one with nine sets of representative symbols.
It corresponds with. For example, when the position of the received symbol is a, the output of the area determination unit 13 is (0010), which corresponds to the set of representative symbols {□ 9, ○ C, ◎ 6, △ 3}.
【0027】また受信シンボルがbの位置にあるとき
は、領域判定部13の出力は(0110)であり、これ
は代表シンボルの組{○C,□5,△3,◎2}に相当
する。なお、受信シンボルが丁度境界上にあるときは、
どちらの領域に含まれるものとしても、訂正能力に影響
はない。When the received symbol is at the position of b, the output of the area judgment unit 13 is (0110), which corresponds to the set of representative symbols {○ C, □ 5, △ 3, ◎ 2}. . If the received symbol is exactly on the boundary,
The correction ability is not affected even if it is included in either area.
【0028】代表シンボルの組を表現するには、図3の
例では9通りしかないことから4bit で十分なはずであ
る。そこで受信シンボルがどの領域にあるかという領域
情報を得るために、当該受信シンボルを代表シンボルの
組と結びつけ、どの領域にあるかを判定する領域判定部
13を用いる。To represent the set of representative symbols, 4 bits should be sufficient because there are only 9 ways in the example of FIG. Therefore, in order to obtain the area information indicating in which area the received symbol is located, the area determination unit 13 that associates the received symbol with the set of representative symbols and determines in which area the received symbol is located.
【0029】この領域判定部13により、当該受信シン
ボルがどの代表シンボルの組と1対1に対応するかが判
定され領域情報としての領域判定ビット(4bit )が出
力される。この領域判定ビットに遅延手段としてのT段
シフトレジスタ15で、ビタビ復号部11での復号処理
時間に見合うだけの時間の遅延が施され、非符号化ビッ
トデコーダ17に出力される。この非符号化ビットデコ
ーダ17は、T段シフトレジスタ15の遅延出力の4bi
t とビタビ復号部11から復号された符号化ビット(2
bit )とをデコードして非符号化ビット2bit を出力す
る。このとき、代表シンボルの組は、9通りしかなく、
4bit でそれぞれの組が表現されており、これにより下
位の2bit が決まれば上位の2bit が一意に決定できる
のは明らかである。The area determination unit 13 determines which representative symbol group the received symbol corresponds to one-to-one, and outputs an area determination bit (4 bits) as area information. This area determination bit is delayed by the T-stage shift register 15 as a delay means by a time corresponding to the decoding processing time in the Viterbi decoding unit 11, and is output to the non-coding bit decoder 17. This non-coded bit decoder 17 has a delay output of 4bi of the T-stage shift register 15.
t and the coded bit (2
bit) and are decoded to output the uncoded bit 2 bits. At this time, there are only 9 sets of representative symbols,
Each set is represented by 4 bits, and it is clear that if the lower 2 bits are determined by this, the upper 2 bits can be uniquely determined.
【0030】この図1に示す本実施例の非符号化ビット
復号部(領域判定部13、T段シフトレジスタ15、非
符号化ビットデコーダ17)と、図16に示した従来の
非符号化ビット復号部(代表シンボル検出部113、T
段シフトレジスタ115、非符号化ビットセレクタ11
7)とを、それぞれを構成するトランジスタの数で比較
した図表を図2に示す。図2を参照するに、トランジス
タの数では(A)代表シンボル検出/領域判定を行う部
分と(B)T段シフトレジスタ部分が、(C)非符号化
ビットセレクタ/デコーダ部分に対して支配的で、従来
の約22Kトランジスタが本実施例では約11Kトラン
ジスタと約半分の規模になっていることが判る。The non-encoded bit decoding section (area determination section 13, T stage shift register 15, non-encoded bit decoder 17) of the present embodiment shown in FIG. 1 and the conventional non-encoded bit shown in FIG. Decoding unit (representative symbol detection unit 113, T
Stage shift register 115, uncoded bit selector 11
FIG. 2 shows a chart comparing 7) and 7) by the number of transistors constituting each. Referring to FIG. 2, in terms of the number of transistors, (A) representative symbol detection / region determination part and (B) T-stage shift register part are dominant in (C) uncoded bit selector / decoder part. It can be seen that the conventional about 22K transistor is about half the size of about 11K transistor in this embodiment.
【0031】また、図3に示す9値軟判定の例で、Ic
hとQchとを、図4に示すように、それぞれ独立に領
域判定をする場合、入出力の関係は図5(各ch分)の
ようになる。この図5から明らかに各chの5bit のす
べてをデコードする必要はなく、上位の3bit のみで良
いことが判る。よってROMで構成するときは23 ×2
=16ビットのROMが2個で実現できる。Further, in the example of 9-value soft decision shown in FIG.
When areas of h and Qch are independently determined as shown in FIG. 4, the input / output relationship is as shown in FIG. 5 (for each channel). It is clear from FIG. 5 that it is not necessary to decode all 5 bits of each channel, and only the upper 3 bits are required. Therefore, when it is composed of ROM, it is 2 3 × 2
= 16-bit ROM can be realized with two ROMs.
【0032】次に、図6を参照して本発明に係る第2の
実施例について説明する。図6は、受信シンボルに振幅
制限を施してからブランチメトリックを求める場合の領
域判定手段の出力例を示す図である。Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing an output example of the area determination means when the branch metric is obtained after the received symbol is subjected to amplitude limitation.
【0033】この図6にあるように受信シンボルの振幅
制限を施してからブランチメトリックを求めても、訂正
能力に劣化はみられない。これは振幅制限を施しても各
代表シンボルに対するユークリッド距離の序列は変わら
ないからである。たとえば、図6に示す受信シンボルc
に最も近い代表シンボルは□9であり、また○C、◎
6、△3の順に距離は小さい。振幅制限を施した後の受
信シンボルdでも、この序列に変化はない。Even if the branch metric is obtained after limiting the amplitude of the received symbol as shown in FIG. 6, the correction capability is not deteriorated. This is because the order of the Euclidean distance for each representative symbol does not change even if the amplitude is limited. For example, the received symbol c shown in FIG.
The representative symbol closest to is □ 9, and ○ C and ◎
The distance is small in the order of 6 and Δ3. Even in the received symbol d after the amplitude is limited, there is no change in this order.
【0034】このように振幅制限を施した後の受信シン
ボルdに対して領域判定を行うと、さらに効率の高い
(規模の小さい)回路構成が可能となる。When the area determination is performed on the received symbol d after the amplitude is limited in this way, a circuit configuration with higher efficiency (small scale) becomes possible.
【0035】図7に、このときの各chの領域判定手段
の入出力の関係を示す。入力は“011”、“01
0”、“001”、“000”“111”、“11
0”、“101”の7種なのでこの7種についてのみデ
コードすれば良い。FIG. 7 shows the input / output relationship of the area determining means of each channel at this time. Input "011", "01"
0 "," 001 "," 000 "," 111 "," 11 "
Since there are 7 types of "0" and "101", only these 7 types should be decoded.
【0036】次に、図8及び図9を参照して本発明に係
る第3の実施例について説明する。図8は、非符号化の
ビット数が2bit 以上の場合には、より良好な信号配置
が存在し、その一例を示すものである(非符号化2bit
)。Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 shows an example of a better signal arrangement when the number of uncoded bits is 2 bits or more (non-coded 2 bits).
).
【0037】これは、まず所定のビット配置で設定され
るシンボル群、すなわちサブセットの各サブセットシン
ボルにおける非符号化の2bit (上位2bit )の配置を
グレイコード(Gray code )でマッピングする。具体的
には、例えば○のシンボル(下位2bit が“00”)に
着目すると隣り合うシンボル○0と○4、シンボル○0
と○8は、それぞれ1bit のみ異なるようにする。In this, first, a symbol group set with a predetermined bit arrangement, that is, an uncoded 2-bit (higher-order 2 bits) arrangement in each subset symbol of the subset is mapped by a Gray code. Specifically, for example, when paying attention to a symbol of ◯ (lower 2 bits are “00”), adjacent symbols ◯ 0 and ◯ 4, and a symbol ◯ 0
And ◯ 8 should be different only in 1 bit.
【0038】次に、各サブセットの代表シンボルの内、
隣り合うもの同志において下位2bit の符号化ビットに
ついて1bit のみ異なるように配置する。具体的には、
例えば隣り合う□5と○C、□5と△3は、それぞれ下
位2bit については1bit のみ異なるようにする。Next, among the representative symbols of each subset,
Adjacent ones are arranged so that the lower 2 bits of the coded bits differ by only 1 bit. In particular,
For example, □ 5 and ◯ C, and □ 5 and Δ3 which are adjacent to each other are made to differ by only 1 bit for the lower 2 bits.
【0039】このようにすることで、非符号化ビットに
関するユークリッド距離とハミング距離との大小関係が
一致する。また、ビタビ復号の対象となる符号化ビット
について、ユークリッド距離とハミング距離との大小関
係も一致するので、BER特性は図10に示す例より
も、C/N換算にして0.1〜0.3dB程度改善され
る。By doing so, the magnitude relationship between the Euclidean distance and the Hamming distance for the non-coded bits matches. In addition, since the magnitude relationship between the Euclidean distance and the Hamming distance is the same for the coded bits to be subjected to Viterbi decoding, the BER characteristic is 0.1 to 0. It is improved by about 3 dB.
【0040】この図8に示す信号配置を用いて前述の第
2の実施例の振幅制限と領域判定を施して、計算機によ
りシミュレーション実験を行った例を図9に示す。図
中、グラフ[a]は非符号化のQPSKのBER特性、
グラフ[b]は16QAMのBER特性、グラフ[c]
は前記文献に基づいて計算した本実施例の16TCMの
BERと特性の漸近的下界値(理論値)である。グラフ
[d]は受信シンボルの軟判定値のビット数が10bit
(q=10)の場合のシミュレーションによるBER特
性である。グラフ[e]はq=12としたときのBER
特性である。この場合は、領域判定手段において、I、
Q、それぞれ6bit 入力、2bit 出力となる。第1の実
施例あるいは第2の実施例に示すように6bit すべてを
デコードする必要はなく、I、Qのそれぞれ上位3bit
ずつをデコードしても実現できる(上位3bit を6bit
の精度で決定する)。また、q=12とした方が領域判
定をより正確に行える分、良い特性を得る。FIG. 9 shows an example in which a simulation experiment is performed by a computer by applying the amplitude limitation and the region determination of the second embodiment using the signal arrangement shown in FIG. In the figure, graph [a] is the BER characteristic of uncoded QPSK,
Graph [b] is the BER characteristic of 16QAM, graph [c]
Is an asymptotic lower bound (theoretical value) of BER and characteristics of 16TCM of this embodiment calculated based on the above-mentioned document. In the graph [d], the bit number of the soft decision value of the received symbol is 10 bits.
It is a BER characteristic by simulation in the case of (q = 10). Graph [e] is the BER when q = 12
It is a characteristic. In this case, in the area determination means, I,
Q, 6-bit input and 2-bit output respectively. As shown in the first or second embodiment, it is not necessary to decode all 6 bits, and the upper 3 bits of I and Q respectively.
It can also be realized by decoding each (the upper 3 bits are 6 bits
Of accuracy). Further, when q = 12, the region determination can be performed more accurately, so that good characteristics are obtained.
【0041】なお、上述した領域判定出力のビット数
は、受信シンボルによって特定されるシンボル(代表シ
ンボル)の組の数Jに対し、log 2 Jより小さくない、
最小のビット数とするのが最適である。例えば、図3に
示す例ではJ=9であり、3<log 2 J<4なので領域
判定出力のビット数は、これまでの各実施例では4とし
た。The number of bits of the above-mentioned area determination output is not smaller than log 2 J with respect to the number J of symbol (representative symbol) pairs specified by the received symbol,
It is optimal to use the minimum number of bits. For example, in the example shown in FIG. 3, J = 9 and 3 <log 2 J <4, so the number of bits of the region determination output is 4 in each of the above embodiments.
【0042】この領域判定の出力のビット数は4以上で
あれば(log 2 Jより小さくないビット数)、任意の数
で実現できる。If the number of bits of the output of this area determination is 4 or more (the number of bits not smaller than log 2 J), it can be realized by an arbitrary number.
【0043】例えば、ビット数を5としたとき図3で示
す各領域を示す4bit に0あるいは1を加えて5bit で
構成しても、各領域と1対1に対応した領域判定出力を
得ることができる。この場合の非符号化ビット復号部の
回路規模は、図2に示す第1の実施例の5/4倍になる
ので14〜15Kトランジスタを必要とするが、従来例
の22Kトランジスタよりは小さくすることができる。For example, when the number of bits is 5, even if 4 or 4 bits indicating each area shown in FIG. 3 are added with 0 or 1 to form 5 bits, an area judgment output corresponding to each area on a one-to-one basis can be obtained. You can In this case, the circuit scale of the non-encoded bit decoding unit is 5/4 times as large as that of the first embodiment shown in FIG. 2 and therefore requires 14 to 15K transistors, but is smaller than the conventional 22K transistor. be able to.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、誤り訂正
能力を劣化させることなく、トレリス復号回路の非符号
化ビット復号回路の回路規模縮小を実現できる。As described above, according to the present invention, the circuit scale of the non-coded bit decoding circuit of the trellis decoding circuit can be reduced without deteriorating the error correction capability.
【図1】本発明の一実施例の非符号化ビット復号部の構
成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a non-coded bit decoding unit according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示した非符号化ビット復号部と従来の非
符号化ビット復号部とを比較するための図表である。FIG. 2 is a chart for comparing the non-coded bit decoding unit shown in FIG. 1 with a conventional non-coded bit decoding unit.
【図3】受信シンボル位置と領域判定手段の出力との関
係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a received symbol position and an output of a region determination means.
【図4】IチャンネルとQチャンネルを独立に領域判定
を行う場合の領域判定手段の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an area determination unit when the area determination is independently performed for the I channel and the Q channel.
【図5】図4に示す領域判定手段の入出力の関係を示す
図表である。5 is a chart showing the input / output relationship of the area determination means shown in FIG.
【図6】振幅制限を含む場合の領域判定手段の出力例を
示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an output example of a region determination means when an amplitude limit is included.
【図7】振幅制限を施した場合の領域判定手段の入出力
の関係を示す図表である。FIG. 7 is a table showing the input / output relationship of the area determination means when amplitude is restricted.
【図8】より良好な信号配置の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a better signal arrangement.
【図9】計算機シミュレーション実験によるBER特性
を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing BER characteristics by a computer simulation experiment.
【図10】トレリス符号化変調シンボル配置の一例を示
す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a trellis-coded modulation symbol arrangement.
【図11】トレリス符号化器の一般形を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a general form of a trellis encoder.
【図12】パラレルの状態遷移の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of parallel state transitions.
【図13】受信シンボルとブランチメトリックとを示す
図である。FIG. 13 is a diagram showing received symbols and branch metrics.
【図14】代表シンボルと状態遷移の一例を示すブロッ
ク図である。FIG. 14 is a block diagram showing an example of representative symbols and state transitions.
【図15】トレリス復号化器の基本形を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a basic form of a trellis decoder.
【図16】従来の非符号化ビット復号部の概略の構成を
示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional non-coded bit decoding unit.
11 ビタビ復号部 13 領域判定部 15 T段シフトレジスタ 17 非符号化ビットデコーダ。 11 Viterbi decoding unit 13 area determination unit 15 T-stage shift register 17 non-coded bit decoder.
Claims (3)
ンボルに対して、その一部の所定ビット数をたたみ込み
符号化して符号化ビットとし、その残りのビットを非符
号化ビットとして前記符号化ビットと組にしてトレリス
符号化変調されたものを、受信側で復調して得られた受
信シンボルを基に、ビタビ復号部により復号した符号化
ビットを用いて非符号化ビットを復号するトレリス復号
回路の非符号化ビット復号回路であって、 所定のビット配置で設定されるシンボル群の内から前記
受信シンボルによって特定されるシンボルの組に対応す
る領域情報を出力する領域判定手段と、 この領域判定手段から出力される領域情報に対して前記
ビタビ復号部で符号化ビットを復号するに要する時間分
だけ遅延を施す遅延手段と、 この遅延手段の出力と前記ビタビ復号部によりビタビ復
号された符号化ビットとを入力し、復号することで非符
号化ビットを出力する非符号化ビット復号手段とを有す
ることを特徴とする非符号化ビット復号回路。1. An information symbol composed of a plurality of bits on the transmission side is convolutionally coded by convolutionally coding a predetermined number of bits of a part of the information symbols, and the remaining bits are coded as uncoded bits. Trellis that decodes non-coded bits using the coded bits decoded by the Viterbi decoding unit based on the received symbols obtained by demodulating the trellis coded modulation in pairs with the coded bits on the receiving side. A non-coded bit decoding circuit of the decoding circuit, which includes area determining means for outputting area information corresponding to a set of symbols specified by the received symbol from a symbol group set in a predetermined bit arrangement; A delay unit that delays the area information output from the area determination unit by a time required for decoding the coded bits in the Viterbi decoding unit, and an output of the delay unit. And a coded bit that has been Viterbi-decoded by the Viterbi decoding unit, and a non-coded bit decoding unit that outputs a non-coded bit by decoding the coded bit. .
制限手段を具備し、この振幅制限手段の出力について領
域情報を得ることを特徴とする請求項1に記載の非符号
化ビット復号回路。2. The non-coded bit decoding circuit according to claim 1, further comprising amplitude limiting means for limiting the amplitude of the received symbol, and obtaining area information about an output of the amplitude limiting means.
の内の受信シンボルによって特定されるシンボルの組の
数をJ個とするとき、log 2 Jより小さくない数のビッ
ト数で表現されることを特徴とする請求項1,2に記載
の非符号化ビット復号回路。3. The area information is represented by a bit number that is not smaller than log 2 J, where J is the number of symbol sets specified by received symbols in the possible symbol groups. The non-coded bit decoding circuit according to claim 1 or 2, characterized in that:
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5275599A JPH07131493A (en) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | Decoding circuit for nonencoded bit |
US08/334,349 US5651032A (en) | 1993-11-04 | 1994-11-02 | Apparatus and method for trellis decoder |
CA002134996A CA2134996C (en) | 1993-11-04 | 1994-11-03 | Apparatus and method for trellis decoder |
EP94117430A EP0652643A3 (en) | 1993-11-04 | 1994-11-04 | Apparatus and method for trellis decoder. |
KR1019940028844A KR0181983B1 (en) | 1993-11-04 | 1994-11-04 | Lattice Decoding Circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5275599A JPH07131493A (en) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | Decoding circuit for nonencoded bit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07131493A true JPH07131493A (en) | 1995-05-19 |
Family
ID=17557692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5275599A Pending JPH07131493A (en) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | Decoding circuit for nonencoded bit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07131493A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6389083B1 (en) | 1998-08-27 | 2002-05-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Trellis decoder |
JP2010263476A (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | Optical receiving apparatus and optical receiving method |
-
1993
- 1993-11-04 JP JP5275599A patent/JPH07131493A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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