JPS5991761A

JPS5991761A - 最尤復号器

Info

Publication number: JPS5991761A
Application number: JP20042682A
Authority: JP
Inventors: Yoshizumi Eto; 江藤　良純
Original assignee: Hitachi Denshi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Denshi KK; Hitachi Ltd
Priority date: 1982-11-17
Filing date: 1982-11-17
Publication date: 1984-05-26
Also published as: JPH054865B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は、３値信号として受信された信号を２値の符号
に識別する際に、より符号誤シが少なくなる様、最尤復
号する復号器に関するものである。

〔従来技術〕

２値の符号信号を３値の符号信号に変換し、伝送あるい
は記録を行う場合がある。３値信号は、直流成分を含ま
ない様に構成する事が可能であシ、特に直流を伝送ある
いは記録できない、又はしにくい様なシステムに用いら
れる例が多い。

２値の信号から３値の信号への変換の方法は、たとえば
（１）１が発生するたびに＋１．−１と交互に変換し、
０は０のままとする、（２）０から１に変化する時に＋
１，１から０に変化する時に−１とし、同一レベルが継
続する時はＯとする、などの方法がある。３値から２値
への逆変換は、まず受信信号−ｉｏ、５．−０．５のし
きい値を用いて＋１゜０に識別し、上記変換の逆変換を
行えばよい。

一般に受信信号には雑音が重じようしているために、上
記の識別の過程でいわゆる符号誤シが生じる。符号誤り
をより少なくする識別方法として最尤復号法が知られて
いる。３値信号に対する最尤復号法は、）（、Ｋｏｂａ
ｙａｓｈｉ　ＨＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆｐｒｏｂ
ａｂｉｌｉｓｔｉｃ　］）ｅｃｏｄｉｎｇ　　ｔｏ　］
）ｉｇｉｔａ１Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ
　３ｙｓｔｅｍｓ　：　ＩＢＭＪｏｕｒｎａｌ　　ｏｆ
　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　ａｎｄ　］）ｅｖｅｌｏｐｍｅｎ
ｔＪａｎ、、１９７１　　に詳しく述べられているが要
点を以下に記す。

上記（１）、（２）に示した３値信号は、＋１になれば
次は０か−１になり、−１になれば次はＯか＋１になる
性質がある。すなわち、次が０か−１になる状態（これ
１ｏｄｄとする）と０か＋１になる状態（これをｅｖｅ
ｎとする）の２つの状態がある。

各状態の確率に相当する値を尤度と呼び、より高い尤度
を選択してゆく方法を最尤復号法と呼ぶ。

時刻ｎの状態ｏｄｄの尤度’ｒｍｏ（ｎ）、状態ｅｖｅ
ｎの尤度をｍ、（ｎ）とし、受信値をｙｌとすると、雑
音がガウス分布に従う場合にはｍｏ（ｎ＋１）＝ｍａＸ
ｉｍｏ（”）、ｍｌ（ｎ）＋ｙＩｌ−０，５）　　−（
１）ｒｎｘ（ｎ＋１）＝ｍａＸ（’ｎｏ（”）　　ｙｖ
＝　　０．５．”ｘ（ｎＨ・−Ｃ２）が成立する。ここ
でｍａｘ　（Ａ、　Ｂ　）はＡとＢの大きい方をとる、
との意味である。

上式は以下全意味する。時刻ｎ十ｉで状態がｏｄｄの場
合に、時刻ｎでは状態がｏｄｄの場合とｅｖｅｎの場合
があり得る。時刻ｎでｏｄ’ｄの確率がｍ、（ｎ）、ｅ
　”、／　ｅ　ｎの確率がｍ、（ｎ）であると考えた場
合に、ｏｄｄおよびｅｖｅｎの状態が時刻ｎ＋１でｏｄ
ｄＨなシ得る確率は各々ｍｏ（ｎ）。

”Ｅ（ｎ）　＋ｙｎ　　ｏ、ｓである。この理由は上記
の文献に詳述されており、ここでは説明を省略する。実
際に時刻ｎ＋１でｏｄｄになるのは、これらの確率の大
きい方であるから、これ’ｔ”ｏ（ｎ＋１）とするのが
（１）式でおる。（２）式のｍｘ　（ｎ＋１　）につい
ても同様である。すなわち、ｍＯ＋　”ｚ　Ｋ適癌な初
期値を与えれば、各時刻毎の受信値を用い、各状態の尤
度が得られ、がっ”ａＸ（Ａ、　Ｂ　）においてＡ。

Ｂのいずれが大きいかにより、２つの隣接した時刻間に
状態の変化があったかどうかが分る。たとえば、（１）
式でｍＱ　（ｎ）＞ｍｚ　（ｎ）＋ｙ、　−ｏ、ｓの場
合には、時刻ｎ十ｉがｏｄｄであれば、時刻ｎもｏｄｄ
であり、’ｎｏ（ｎ）＜ｍｘ（ｎ）−＋−）’、　　０
．５　　ノ”Ａ合ＫＢ、時刻ｎ＋１がｏｄ、ｄであれば
、時刻ｎはｅｖｅｎである。

この様に、状態の変化の様子を各時刻毎に図示してゆく
と、第１図のトレリス、嵌崗と呼ばれる図が得られる。

各時刻間には必らず２本の線が存在するが、あるものは
途中で途切れ、Φるものは連続する。この内、連続した
ものを、正しい状態の変化と推定し、この状態にもとづ
いて、各時刻の復号値を推定してゆく方法が最尤復号法
である。

最尤復号法により、たとえば受信した信号対雑音比が１
３ｄＢの場合には、通常の復号法による符号誤り率は約
１０−３であるが、とｈ−ｔｚ約１０−５に改善できる
と言われている。

最尤復号法を実現する従来知られている回路構成を第２
図に示す。受信端子１に３値の受信信号ｙｌ１与える。

メモリ２．３には尤度ｍｏ（ｎ）。

ｍ、（ｎ）が一時記憶されている。４，５は尤度計算回
路で各々、”１ｉ（ｎ）　＋　Ｙｍ　　Ｏ，５、および
ｍｏ（ｌ　　ｙｎ　　ｏ、ｓを求める。比較回路６，７
は各各、ｍｏ（ｎ）とｍ”（ｎ）　＋ｙｎ　　Ｏ，５，
ｌ１ｌｚ（ｎ）とｍＱ　（ｎ　）　−ｙ＋＋−０，５の
大小を判定し、選択回路８゜９は比較結果を用いてその
大きい方を出力する◇この出力結果が、（１）、　（２
）式のｍｏ　（ｎ＋１）、ｒｎｇ（ｎ＋１）に相当する
から、これらを次の尤度としてメモリ２．３に記憶する
。一方、上記の比較結果音用いて、復号値推定回路１０
により出力端子１１に復号値を得る。復号値推定回路１
０の詳細は上述の文献に述べられており、ここでは省略
する。

状態の変化の推定全第２図の回路で行うと、以下の問題
が生じる。状態の変化は、メモリ、尤度計算回路、比較
回路、選択回路を用いた閉回路よシ得られる。この様に
、回路数が多く、回路規模が大きくなると言った欠点が
ある。また、閉回路であるために全体の動作速度は、各
回路の遅延時間の総和で制限される。すなわち、回路数
が多いことはｔ高速動作を実現しにくい要因にもなって
いる。

〔発明の目的〕

本発明は、３値信号に対する最尤復号器に占める状態推
定部を実現する回路を簡略化し、全体の回路規模を縮少
すると同時に、回路の高速動作を〔発明の概要〕と全特徴とする。

更に詳しく言えば、「０または正、０または負」のレベ
ルの〈シ返しよシなる３値信号と、上記３値信号の２種
の状態の尤度差を入力とし、１デ一タ周期後の尤度差お
よび上記状態の変化の有無を出力する状態推定部と、上
記状態の変化の有無を入力とし２値の復号値を出力する
復号値推定部とで復号器を禍成したものである。

筐ず、本発明の詳細な説明する。

上記（１）、　（２）式の両辺より、各々ｍ、（ｎ）を
減する。また、新たに３ｍ（ｎ）＝ｍｏ（ｎ）−ｍｚ（ｎ）　　　−・・−・
−−−−・−−−−−（３）とおく。これよシｍ（、（ｎ−１−１）−ｍ、（ｎ）−ｍａｘ（３ｍ（ｎ
）、ｙｌ−０，５）・・川・（４）ｍｉｉ（ｎ＋１）　
”１ｌｚ（ｎ）””ａＸ（３ｍ（ｎ）　　ｙ　ｎ　　ｏ
、ｓ　、　ｏ　）・・・・・・（５）を得る。さらに（４）、　（５）式の差を求めるとΔｒ
ｎ（ｎ＋１）＝ｍａｘ（３ｍ　（ｎ）　、　）’ｍ　−
０，５）−ｍａｘ　ｉΔｍ　（ｎ　）　−ｙ、　　０．
５　、０　）・・・・・・・・・（６）を得る。

（６）式は上記（１）、（２）式と全く同じ機能を有す
る。

すなわち、３ｍ（ｎ）＞Ｙカー０．５の場合には、時刻
１１＋１がｏｄｄであれば時刻ｎもｏｄｄでろシ、不等
式が逆になれば、時刻ｎはｅｖｅｎである。また、３ｍ
（ｎ）−３’、−０，５）０　の場合には、時刻ｎ＋１
がｅｖｅｎであれば時刻ｎはｏｄｄであり、不等式が逆
になれば時刻ｎはｅｖｅｎである。しかるに、ここで一
時記憶すべき値は尤度差Δｍ（ｎ）のみとなシ、従来必
要としていた値の半分となる。

さらに、（６）式の（）の中の大小関係により４つの場
合が生じる手をここで述べたが、夷はこれは下記の３つ
の場合で十分である。すなわち、〔１〕　３ｍ（ｎ）≧
Ｙ、＋０．５　　　　　　　・・・・・・・・・（７）
（２）　　ｙ、＋ｏ、５〉３ｍ（ｎ））ｙｌｌ−０，５
−−−−・−・−・＜８）〔３〕　３ｍ　（ｎ　）≦Ｙ
、　−０，５・・・・・・・・・（９）さらに、状態の
変化を示す符号として、下記のｄｏ　（ｎ＋１）　、　
ｄｉ　（ｎ＋１）　を１１ｒたに考える。すなわちｄｏ（ｎ＋１）＝０　：時刻ｎ、ｎ＋１ともｏｄｄｄｏ
（１１＋１）＝１　：時刻ｎはｅｖｅｎ、ｎ＋１はｏｄ
ｄｄｉ（ｎ＋１）＝０　：時刻ｎ、ｎ−１−１ともｅｖ
ｅｎｄｇ（ｎ＋１）＝ｔ　：時刻ｎはＯｄｄ、ｎ−１−
１はｅｖｅｎこれらと、（６）式を用いると各場合の状
態推定部の結果は以下の様に求まる。

〔１〕　　３ｍ　（ｎ＋ｘ　）　＝　ｙ、　＋０．５　
　　　・・・叩・・・・・α０ｄｏ（ｎ＋１）＝０　　
　　　　　　由由・旧・・（ロ）ｄＥ（ｎ＋１）＝１　
　　　　　　　・・・・・・・・・・・・（６）〔２〕
　３ｍ（ｎ＋１＞＝ΔｍＣｎ）　　　　　−・・・−団
・−・−α３ｄｏ（ｎ＋１）＝０　　　　　　　　・・
・・旧・団・α呻ｄｉ（ｎ＋１）：＝０　　　　　　　
　　・旧・川・川（至）〔３〕　　３ｍ　（ｎ＋１）　
＝　ｙ、−０，５−由由用ＤｆｊｄｏＣｎ＋１）＝１　
　　　　　　　　・・・・・・・・・・・・αηｄｘ（
”＋１）＝０　　　　　　　　　・・・・・・・・・川
（至）以上の本発明の原理によれば、尤度差Δｍのみを
記憶すれｉ−ｔ’、受信値ｙ、との大小関係よシ決まる
３種の場合に応じて、次の尤度差と、状態変化の有無が
１．ｔＯ−０８）式により自動的に与えられる。

〔発明の実施例〕

第３図に本発明による最尤符号器の第一の実施例の構成
を示す。ここでは、入力端子１２の受信値ｙ１はＡ／Ｄ
変換器１３で２進行号に変換される。Ｙ、Ｉｆｉ４ビッ
ト程度で量子化しても、量子化しない場合の最尤復号器
の性能に比べて、劣化は極めて少ない。また、（１０，
（ハ）、（ト）式より、Δｍはｙ３の１／２の振幅変化
しかなくｙ、＊４ビットで量子化すれば、Δｍは３ビツ
トで与えられる事が分る。１４′はＲＯＭ　（Ｒｅａｄ
　Ｏｎ　ｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ　）であり、Ｙｎの４ビツ
トとΔｍ（ｎ）の３ビツトの合計７ビツトを番地入力と
している。またＲＯＭの出力ｉｄＪｍ（ｎ＋１）の３ビ
ツト、ｄｏ（ｎ＋１）。

ｄ、（ｎ＋１）各１ビツトの合計５ビツトである。また
、ＲＯＭの各番地のデータは、（７）〜（９）式の場合
に応じて切〜Ｑ８）式で与えられるものである。

Δｍ　（ｎ＋１　）は３ビツトのラッチ１５にデータの
周期毎に一時記憶され、次の時刻のＲＯＭの番地入力と
して使われる。状態変化を示す結果ｄｏ（ｎ＋１）　、
　ｄｉ（ｎ＋１）は端子１６，１７．１：り出力さｎ、
後に述べる復号値推定部の入力として用いられる。

第３図を第２図と比較すると明らかな様に、第一の実施
例は入カフビット、出力５ビツトの通常規模のＲＯＭ３
ビツトのラッチのみで構成され、回路規模は極めて小さ
い。また、回路の動作速度もＲＯＭとラッチの２回路の
遅延のみで制限され、高速化が容易に（はかれる。

信号全高速に処理する方法として、信号を複数の系列に
分割して、並列に処理する多相処理で行うことができる
。最尤復号の場合には、尤度は１時刻前の尤度と受信値
より求めるために、これを分割して並列処理はできない
。しかし、本発明の第３図の構成を拡張すれば、多相処
理が可能となの構成を示すもので２相処理により高速化
をはかったものである。

（７）、（財）式によりΔｍ（ｎ）、ｙ１全与えれば＼
Δｍ（ｎ−１−１）、ｄｏ（ｎ＋ｉ）、ｄＥ（ｎ＋１）
　　が求まるが、ここで得らｎたΔｍ（ｎ＋１）　　と
次の時刻に得られるｙｎ＋１によりΔｍ　（ｎ＋２　＞
　、　ｃｔＯＣｎ＋２　）、　ｄｇ　（ｎ＋２）が求ま
ることは容易に理解できる。そこで、受信値Ｙ、に偶数
時刻のｙ２ｉ＋と奇数時刻のＹ２にや！に分けて考え、
Ｙ２ｋ　＋　ｙ２に＋１とΔｍ（２ｋ）　’に与え、Δ
ｍ（２に＋２）、ｄｏ（２に＋１）、ｄｏ（２に＋２）
、（ＩＫ（２に＋１　）　、　ｄ　ｚ　（２に＋２）　
　を得る数表を作るごとができる。第４図において、入
力端子１２に与えられた受信値ｙｎは、Ａ／Ｄ変換器１
３で２追打号化され、ソフトレジスター１８を用いて直
並列変換されｙ２にとＹ２に＋ｘ　　に分割される。Ｒ
ＯＭ１４’は上述の数表を格納したもので、Δｒｎ（２
ｋ）、　Ｙ２に＋ｙｚｋ＋ｌｋ’ｔｉ地とし、Δｍ（２
に＋２）’ｉｒラッチ１５Ｋ、ｄｏ（２に＋１）、ｄｏ
（２に＋２）ｋシフトレジスタ１９に、ｄｉ（２に＋１
）、ａ、（２に＋２）全シフトレジスタ２０に出力する
。ラッチ１５は受信１直ｙｎのデータ周期の２倍の周期
で動作するために、第３図と同一速度のＲＯＭとラッチ
を用いれば、全体の動作速度は第３図の２倍に高速化で
きる。なお、ｄｏ’（２に＋１）、ｄｏ（２，に＋２）
、ｄｒ、（２に＋１）。

ｄ　Ｋ　（２に＋’２　）はシフトレジスタ１９．２０
で並直列変換されてｄｏ　（ｎ＋　１　）　＋　ｄＥ　
（ｎ＋　１　）　　として端子１７．１８に出力δれ、
全体としては第３図と同一の入出力関係を持つ状態推定
部として動作する。

すなわち、第４図の構成は、大容量のＲＯＭ（ｙ。

全４ビツトとすれば、番地が１１ビツト、データ出力は
７ビツト）は必要とするが、２相処理と等価な動作を災
現しておシ、動作速度が２倍に向上している。さらに大
容量のＲＯＭ’に用いれば、同様の）ｊｊｃ埋で３相、
４相などの処理も可能である。

第３図、第４図では、Ｙ、’７４ビットで童子化する例
を述べた。このピット数金減せば所要の回路規模はさら
に少なくなるが、反面量子化誤差により最尤復号法の効
果が少なくなる。ここでは、３ビツトの量子化の例を考
えてみる。すなわち、＋１と−１の間のレベルを８個の
代表値で表わすことＫなる。たとえば、代表値の例とし
てｅｌ、５，５１５が適当である。ところで、±０．５ケしきいイ直として
、受信１直ｙ１を＋１．０．−１に判定する通常の復号
法から容易（（想像できるが、受信値ｙ、が土０．５近
傍の値をとる時が最尤復号法による符号誤りの改善が太
きい。何故ならば、もし雑音がなければ、受信；直ｙ１
は±１，０の３１直しかない。

また、雑音が小さい時はｙｎは土１，０の近傍に集中し
、雑音による符号誤りは発生しない。また、本来０とな
るべき受信値が、たとえば＋１近傍の値をとる程の大き
な雑音はめったに発生しないし、発生したら最尤復号法
を用いたとしてもこれ’ｋＯと判定する事は困難である
。したがって、通常の復号法では符号誤りとなるが、最
尤復号法では正しく復号される可能性のめるのは、受信
値が±０．５近傍の場合である。

そこで、量子化の際の代表値を、前述の様に等間隔にと
らず、±０．５近傍を他よ１ｆｆｌかくする。

たとえばとする。この場せの符号誤シ率の測定結果を第５図に示
すが、同じ８個の代表値を等間隔に選んだ場合よりも符
号誤シ率の改善が犬８＜、１６個の代表値を用いた場合
の特性に近づく事が分る。

本発明の構成の実施例は、第３図と同一である。

この場合に、Ａ／Ｄ変換器は４ビツトを用い、ｙｌｌと
しては４ビットヲ考えるが、ＲＯＭ１４の中になｙｌは
３ビツト相当になシ、Δｍは２ピツトとなる。したがっ
て、ＲＯＭの番地は４＋２＝６ビツト〜出力はｄＯとｄ
、を加えて２＋（ＩＸ２）＝４ビットとなシ、先に第３
図全周いて説明した数値例よりは入出力とも１ビツト少
なくなる。特にＲＯＭの容量が１／２Ｘ４１５＝０．４
倍になるなど、性能劣化が少なくて回路規模を小さくで
きる。

第６図はアナログ回路で状態推定部を実現する実施例で
ある。端子１３に与えられるｙ、はＮＰＮトランジスタ
２１のベースに接続されるが、バイアスを適当に設定す
ることにより、上記べ一δの電位’１Ｙ１１−０．５に
選ぶ。ＮＰＮトランジスタ２２のベースにはΔｍ（ｎ）
’に接続し、両トランジスタのエミッタを共通に接続す
ると、エミッタにはｍａｘ（Δｍ（ｎ）　ｌ　ｙｌｌ　
−０，５）−εが得られる。ここでεはトランジスタの
ベース、エミッタ開成位差である。一方、ｙｌｌはＮＰ
Ｎ）ランジスタ２３のベースにも接続し、バイアスの設
定によｐベース電位−ｉｙ、＋０．５とする。トランジ
スタ２３のエミッタ電位はｙ、＋０．５−εとなる。さ
らに、トランジスタ２１．２２のエミッタ＝ｚＰＮＰト
ランジスタ２４のベースに、トランジスタ２３のエミッ
タ＝’ｆＰＮＰ）ランジスタ２５のベースに接続し、ト
ランジスタ２４．２５のエミッタを接続すると、エミッ
タより、ｍ（ｍａｘ（Δｍ（ｎ）　＋　Ｙｎ　　Ｏ，５
）−ε。

ｙ、＋ｏ、５−ｔ　）＋ε＝ｔｎｉｎ　（ｍａｘｉΔｍ
（”）　＋　ｙｎ　　ｏ、５）　。

ｙ、＋ｏ、ｓ）　　が得られる。ここで、調（Ａ、Ｂ）
とはＡ、Ｂの小さい方、の意味である。上記間【）を（
７）〜（９）式の場合に応じて計算してみると、いずれ
の場合も（１０、Ｑ３　、　Ｑｆｔ式で表わせるΔｍ（
ｎ＋１）に一致することが分る。すなわち、トランジス
タ２４．２５のエミッタよりΔｍ（ｎ−１−１）が得ら
れる。

これを標本低保持回路２６で、−データ周期間保持し、
トランジスタ２２のベースに、次の時刻の尤度として供
給する。なお、トランジスタ２１゜２２のペース電圧の
大小全比較器２７で、ざらにトランジスタ２１，２３の
ベース電圧の大小を比較器２８で判定すれば、各々ｄｏ
　（ｎ＋　１）　、ｄ、（ｎ　＋　１）が得られるので
、端子１６．１７に出力する。第６図の構成では、エミ
ツタヲ接続した２個のスイッチ回路と標本値保持回路で
尤度を求める閉回路が成シ立っており、藁速化が容易に
達成しやすい。

また、この様な構成は、（３）〜α印式で表現される。

本発明の原理によシ可能になっているものである。

以上の実施例においては、受信信号ｙ、より、状態変化
の有無を示す符号ｄｏ（ｎ＋１）、ｄπ（ｎ＋１）を得
る状態推定部について述べた。ここで、ｄｏ（ｎ＋ｉ）
、　ａｘ（ｎ＋１）　＊用いた復号値の推定について述
べる。ここで、本来の３値信号は、復号値が１になる度
に＋１．−１と変化し、０の時は０になる場合を例にと
る。第７図にｅｖｅｎとｏｄｄの２つの状態間の変化、
ｄｏ（ｎ＋１）、　ａｘ（ｎ＋１）と復号値の関係の実
例を示す。これよす復号値全得るには（１）　　ｄｏ（ｎ＋１）ｋ仮の復号値とする。

０）たたし、ｄｏ（ｎ＋１）＝１となった場合には、前
回ｄｏ（ｎ＋１）とｄｉ（ｎ＋１）の論理和が１になっ
た時刻のｄｏ（ｎ＋１）’ｒ反転する。

とすれば良い。これを実現する実施例が第８図である。

入力端子２９．３０に与えられたｄｏ（ｎ＋１）。

ｄｉ＋（ｎ＋１）ノ内、ｄｏ（ｎ＋１）はＮ段のＤ形フ
リップ７０ツゾ３１−１〜３１−Ｎで遅延される。一方
、ＯＲゲート３２で得られるｄｏ（ｎ＋１）＋ｃｉＥ（
ｎ＋１）も、Ｎ段のＤ形フリップフロップ３３−１〜３
３−Ｎで遅延される。ｄｏ＄−よびｄｏ’＋ｄ、が共に
１となる位置がＡＮＤゲート３４−１〜３４−Ｎで俟出
され、その時刻のｄｏはＢｘｃｌｕｓｉｖｅ　　ＯＲゲ
ー）　３５−１〜３５−Ｎで反転される。この結果が次
段の７リツプフロツプ３１−２〜３１−Ｎに転送される
が、その直後、フリップ７０ツブ３１．３３−ｔ、駆動
する１デ一タ周期間隔のクロックを端子３６にもらい、
このクロックの後半で、フリップフロップ３３−２以後
の内容をＯとする。この結果、フリップフロップ３３は
すべて０か、あるいは前回のｄｏ＋ｄｇ＝１となった時
刻のみが１となっており、ｄ□＝１となる度にその時刻
のｄｏが反転され、出力３８に復号値としてとシ出され
る。なお、Ｎが有限であるために、ｄｏ＝１となった時
には、前回のｄｏ＋ｄＥ＝ｌなる情報が７リツプフロツ
プ３３−Ｎ全通９過ぎてしまっている場合がある。その
際は端子３９に２ｍ　（ｎ　）を入力し、この正負を比
較器４０で判定し、尤度の尚い状態を現在の状態と推定
する方法が、前述の文献に述べられているが、この効果
については本発明には直接関係がないので省略する。

以上では、受信信号として３値信号が得られる例を示し
た。しかし、受信信号は２値信号であっても、これ全３
値信号に変換後、最尤復号することによ多、２値信号の
ままで復号するより符号誤シ率を改善できる場合がある
。

２値信号を３櫃信号に変換する方法として、２値信号を
一定時間遅延し、原２値信号に加算あるいは減算する方
法がある。

たとえば、２値信号としてＦＭ信号を考える。

ＦＭ信号とは、たとえばデータの変化点では必らずレベ
ルが変化し、データが０の際にはデータの中央でも変化
するものである。また、上記一定時間として、データ周
期Ｔの１／２全考える。この時の原データ、ＦＭ信号お
よびＴ／２遅延されたＦＭ信号との和を第９図Ｑｌ）、
←）、０に示す。（Ｃ）より明らかな様に、原データが
１となる毎に±１と変化し、原データがＯの時は０とな
る３値信号が得られておＬ（ｂ）ｋ直接復号する代りに
、（Ｃ）ｆｆｉ本発明の最尤復号器を用いて信号する事
が可能である。

また、次の実施例として、Ｎ几２の２値信号を考え、一
定遅延時間としてデータ周期Ｔｋ考える。

この際の、原ＮＲＺ信号と、Ｔ遅延されたＮ几Ｚ信号の
尭ヲ第９図（ｄ）、（ｅ）に示す。（ｅ）より明らかな
様に、原データが０から１あるいは１から０に変化する
毎に±１と変化し、その他はＯとなる３値信号が得られ
、やはり本発明の最尤復号器を用いて復号できる。たた
し、（ｅ）と（→の関係は、（Ｃ）と（ａ）の関係とは
若干異なるため、（ｅ）では第８図の復号推定部で復号
後の符号を積分することで（ａ）の符号が得られる。

コノ他、２値信号として、Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ＦＭ。

Ｍｉｌｌｅｒ　５ｑｕａｒｅと呼ばれる符号など、多く
の符号に本発明が適用できる。

なお、信号を一定時間τたけ遅延して原信号と加減算す
ると言うことは、ある。このフィルタ操作により、原信号に含まれる雑音
の周波数分布が変化し、全雑音電力が増加する場曾もあ
り、減少する場合もある。フィルタ操作で雑音が増力口
してしまっては３値化して最尤復号する効果がｌぐなる
が、原信号の雑音が高周波に多い場合にば２ｃｏｓ−の
特性のフィルタで雑音が減少するために、原信号と遅延
信号の加算操作により、また原信号の雑音が低周波に多
い場合には２５ｉｎ−の特性のフィルタで雑音が減少す
るために、原信号と遅延信号の減算操作により、フィル
タ操作による雑音増加を発生させることなく３値化でき
、最尤復号の効果を発揮できる。この様に、加減算のい
ずれを選ぶか、あるいは遅延時間でとして何を用いるか
は、加減算による雑音増加がなるべく少なくなる様に、
あるいは加減算により雑音が減少する様に決めれば良い
。

〔発明の効果〕

以上述べた様に、本発明においては、３値信号を最尤復
号する復号器の状態推定部において、従来、尤度計算、
比較、選択、一時記憶の４動作が必要であったものを、
２つの状態の尤度差を用いることで、最初の３動作を一
括して実現することが可能になった。こ几により、全体
の回路規模が縮少する他、上記４動作の総遅延時間で制
限されていた動作速度の同上ケはかることが可能になっ
た。さらに、従来、不可能であった多相化による並列処
理も可能になり、これによっても一層の動作速度の向上
がはかれるようになった。また、３値信号の重子化の際
に、不等間隔の量子化を行えば、さらに回路規模を小さ
くでさる様になった。

この結果、符号誤り率の改善に効果がある復号法ではあ
るが、回路規模が複雑で、高速動作は難しいとさ扛てい
た最尤復号器の問題点を解決できる様になった。

さらに、復号前に３値信号に変換することにより、本発
明の最尤復号器の効果を２値信号の復号にも利用できる
ようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は３値信号の状態変化を示すトレリス線図、第２
図は従来の最尤復号器の構成を示す図、第３図、第４図
、第６図、第８図はいずれも本発明による最尤復号器の
実施例の構成図、第５図は、本発明の符号誤シ率に及ぼ
す効果の実測例、第７図、第９図は本発明の・１ぎ号変
化金示す図である。１．１２．１３，２９，３０，３６．３９・・・入力端
子、１１，１６，１７．３８・・・出力端子、２゜３・
・・メモ１バ　４，５・・・尤度計算回路、６，７゜２
７．２８．４０・・・比較回路、８，９・・・選択回路
、１０・・・復号値推定部、１３・・・Ａ／Ｄ変換器、
１４゜１４′・・・ＲＯ１’ＶＩ、１５・・・ラッチ、
１８・・・直並列変換器、１９．２０・・・並直列変換
器、２１，２２゜２３．２４．２５・・・トランジスタ
、２６・・・標本値保持回路、３１，３３．４１・・・
Ｄ形フリップフロ。ツブ、３２・・・ＯＲゲート、３４・・・ＡＮＤゲート
、３５・・・排他的ＯＲゲート、３７・・・ＮＡＮＤゲ
ート。第　１　図＋＊ＩＩ　　　　　　　　　　　　　　　ｙｔ−ｔ　　
　　　ｙｔ　　　　　−ｙｔｔｔ′″ｆＪ　２　区第　３　冴ｊ第　４−２遁　５　図４開対雑挺ｂ（ｄす第　　　　乙　　　しイ］ｙ　７　口ｄ、　　　　ρ　　／　θ　　／　６　　θ　　θ　θ
　θ　／　　ρｄｐ　　　　　ρ　　０　　θ　ρ　　
θ　　／　　り　　６　　／　　θ　ρｄｏ　−ｒｄＥ
　　　　ρ　　　／　　　θ　　　／　　　θ　　　／
　　　ρ　　θ　　／　　　／　　ρ４ａ号櫃　θ　θ
　θ　／　６　θ　θ　θ　／　／第　８２第　ｑ　２（ｅ）

Claims

【特許請求の範囲】１、「０または正、０または負」のレベルのくシ返しよ
りなる３値信号と、上記３値信号の２樵の状態の尤度差
を入力とし、１デ一タ周期後の尤度差および上記状態の
変化の有無を出力とする状態推定部と、上記状態の変化
の有無を入力とし２値の復号値全出力とする復号値推定
部を有してなる事を特徴とする最尤復号器。２、上記３値信号の２進符号値と、上記尤度差の２進符
号値を番地とし、１デ一タ周期後の尤度差の２進符号値
と上記状態変化の有無の符号値を出力符号とするメモリ
より上記状態推定部が構成された＄を特徴とする第１項
記載の最尤復号器。３、上記３値信号の２進符号値系列の隣接した複数の符
号値と、上記尤度差の２進符号値の上記複数値毎の値と
を番地とし、上記複数値データ周期後の尤度差の２進符
号値と、上記複数値データ周期間の上記状態変化の有無
を出力符号とする事を特徴とする第２項記載の最尤復号
器。４、上記３値信号の２進符号は、上記正および負の信号
レベルの中心近傍の量子化を他より細かくした事を特徴
とする第２項記載の最尤復号器。５、上記状態推定部は、３値信号と尤度差をペース入力
としエミッタを共通接続した２個のＮＰＮトランジスタ
と、上記共通エミッタおよび上記３値信号をベース入力
としエミッタを共通接続した２個のＰＮＰ　）ランジス
タと、上記ＰＮＰトランジスタのエミッタ出力を１デ一
タ周期遅延する回路とよシなる事を特徴とする第１項記
載の最尤復号器。６、上記３値信号は、２値打号系列と、上記２値打号系
列を一定時間たけ遅延した系列との和または差よシ合成
されたことを特徴とする第１項記載の最尤復号器。