(57)【要約】【課題】本来のビタビ復号結果や誤り検出器を使わずに信号処理の有無を判別する。【解決手段】入力データに畳み込み符号化を行った後にスクランブル処理を行うことが選択可能な送信機と、該送信機から送信されたデータを受信した受信データから前記入力データを得る受信機とで構成され、該受信機で前記スクランブル処理の有無を判別するとき、受信データを直接ビタビ復号したとき得られる第１のメトリック値と、受信データにデスクランブル処理を行いビタビ復号したとき得られる第２のメトリック値とを比較して、スクランブル処理の有無を判別する。【選択図】図１
2014022948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データに畳み込み符号化を行った後に可逆的信号処理を行うことが選択可能な送信機と、該送信機から送信されたデータを受信した受信データから前記入力データを得る受信機とで構成される通信システムに用いられる、前記可逆的信号処理の有無を判別する信号処理有無判別回路であって、
前記受信データを直接ビタビ復号した場合に得られる第１のメトリック値と、前記受信データに対して前記送信機で行われた前記可逆的信号処理を元に戻す処理を行った後にビタビ復号した場合に得られる第２のメトリック値とを比較し、前記可逆的信号処理の有無を判別することを特徴とする信号処理有無判別回路。
【請求項２】
請求項１に記載の信号処理有無判別回路において、
前記可逆的信号処理の有無の判別により、前記可逆的信号処理が行われていると判別されたときは前記第１のメトリック値を得る前記ビタビ復号の動作を停止させ、前記可逆的信号処理が行われていないと判別されたときは前記可逆的信号処理を元に戻す処理の動作および前記第２のメトリック値を得る前記ビタビ復号の動作を停止させることを特徴とする信号処理有無判別回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の信号処理有無判別回路において、
前記第１のメトリック値が前記第２のメトリック値より小さいとき前記可逆的信号処理が無く、前記第２のメトリック値が前記第１のメトリック値より小さいとき前記可逆的信号処理が有ると判別することを特徴とする信号処理有無判別回路。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の信号処理有無判別回路において、
前記第１のメトリック値を出力する第１のビタビ復号器と前記第２のメトリック値を出力する第２のビタビ復号器とを配置したことを特徴とする信号処理有無判別回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、畳み込み符号器の出力データに対しスクランブル処理等の可逆的信号処理の有無を選択可能な通信シスムに用いられる受信機において、特にビタビ復号を利用して上記可逆的信号処理の有無を判別する回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
劣悪な環境において通信を行うためには、畳み込み符号−ビタビ復号方式が広く利用されている。この方式を利用する通信システムでは、データを畳み込み符号化してから送信する。受信側では、受信データをビタビ復号器に入力して前記のデータを復号する。ビタビ復号は周知の技術であり、図７に示されるような構成となっている。図７は、受信データＳ１を、ブランチメトリック計算部２１０に入力し、ＡＣＳ（Add Compare Select：加算／比較／選択）処理部２２０でＡＣＳ操作を行う。ＡＣＳ処理部２２０よって選ばれた生き残りパス群はパスメモリ２４０に保存される。また、ＡＣＳ処理部２２０によって更新された生き残りパス群のメトリック値はパスメトリックメモリ２３０に保存され、ＡＣＳ処理部２２０にフィードバックされる。同時に、最小メトリック検索部２５０において、更新された生き残りパス群のメトリック値から最小値をもつ生き残りパスを検索し、トレースバック開始点Ｓ６としてトレースバック処理部２６０に出力する。トレースバック処理部２６０では、パスメモリ２４０に保存されている生き残りパス群と、トレースバック開始点Ｓ６の情報を用いて、トレースバック処理を行い、ビタビ復号結果を得る。
【０００３】
実際の通信システムでは、畳み込み符号器の出力に対し、必要に応じて種々の信号処理が行われる事がある。信号処理の例としては、耐タンパ性向上のために用いられるスクランブル処理、伝送路で発生する可能性のあるバースト的な誤りを分散させるインターリーブ処理等がある。このような通信システムでは、受信機において、送信側で行われた信号処理を復元する操作、上記例であれば、デスクランブル処理、デインターリーブ処理を行った後に、ビタビ復号器に入力する必要がある。
【０００４】
畳み込み符号−ビタビ復号方式と信号処理の組み合わせとして、畳み込み符号器の出力に対し、スクランブル処理の有無が選択可能な送信機である場合、受信機において、スクランブル処理の有無を判別する必要がある。スクランブル処理の有無を判別する方法としては、特許文献１に示される誤り検出機能を利用する方法がある。
【０００５】
この方法による送信機の構成例を図８に、対応する受信機の構成例を図９に示す。図８に示した送信機において、データに対して、誤り検出符号付加部８００において符号を付加し、畳み込み符号器５００において畳み込み符号化する。スクランブル処理部６００では、畳み込み符号器８００から得られた出力に対し、スクランブル処理を行う。スイッチ７００では、スクランブル制御信号を見て、畳み込み符号器５００から得られるスクランブル処理を行っていない出力と、スクランブル処理部６００から得られるスクランブル処理を行った出力のどちらか一方を送信データとして出力する。
【０００６】
図９に示した受信機では、受信データを、スイッチ１０００に通し、周知のビタビ復号器２００Ｃから、ビタビ復号結果を得る。この復号結果を誤り検出器１１００に入力し、誤りが検出されなかった場合には、スクランブル処理は行われていないと判別し、復号を終了して、ビタビ復号結果を前記のデータとする。メモリ９００は誤りが検出された場合にビタビ復号を再計算する場合に備えて、受信データを保存しておくメモリである。誤り検出器１１００で誤りが検出された場合には、メモリ９００から受信データを読み出し、デスクランブル処理部１００でデスクランブル処理を行う。その後、スイッチ１０００を通して、ビタビ復号器２００Ｃでもう一度ビタビ復号をやり直す。やり直したビタビ復号結果を誤り検出器１１００に入力し、誤りが検出されなかった場合には、復号を終了し、やり直したビタビ復号結果を前記のデータとする。再度誤りが検出された場合には、受信データを破棄する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許２００４−３２８０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような誤り検出によってスクランブル処理の有無を判別する方法は、受信データを全て復号し、誤り検出結果を得るまでは、スクランブル処理の有無を判別できない。また、誤りが検出された場合には、保持しておいた受信データを使用して、デスクランブル処理を行い、再び復号処理を行う必要があるため、処理時間が長くなってしまう。更に、受信データを全てメモリ９００等で保持する必要があることから、受信データが長い場合には、メモリ９００のサイズが大きくなってしまう問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題点を解消するために、本来のビタビ復号結果や誤り検出器を使わずに信号処理の有無を判別できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、入力データに畳み込み符号化を行った後に可逆的信号処理を行うことが選択可能な送信機と、該送信機から送信されたデータを受信した受信データから前記入力データを得る受信機とで構成される通信システムに用いられる、前記可逆的信号処理の有無を判別する信号処理有無判別回路であって、前記受信データを直接ビタビ復号した場合に得られる第１のメトリック値と、前記受信データに対して前記送信機で行われた前記可逆的信号処理を元に戻す処理を行った後にビタビ復号した場合に得られる第２のメトリック値とを比較し、前記可逆的信号処理の有無を判別することを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の信号処理有無判別回路において、前記可逆的信号処理の有無の判別により、前記可逆的信号処理が行われていると判別されたときは前記第１のメトリック値を得る前記ビタビ復号の動作を停止させ、前記可逆的信号処理が行われていないと判別されたときは前記可逆的信号処理を元に戻す処理の動作および前記第２のメトリック値を得る前記ビタビ復号の動作を停止させることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載の信号処理有無判別回路において、前記第１のメトリック値が前記第２のメトリック値より小さいとき前記可逆的信号処理が無く、前記第２のメトリック値が前記第１のメトリック値より小さいとき前記可逆的信号処理が有ると判別することを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１、２又は３に記載の信号処理有無判別回路において、前記第１のメトリック値を出力する第１のビタビ復号器と前記第２のメトリック値を出力する第２のビタビ復号器とを配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、受信データを直接ビタビ復号したとき得られる第１のメトリック値と、受信データにデスクランブル処理等の可逆的処理を元に戻す処理を行いビタビ復号したとき得られる第２のメトリック値とを比較して、スクランブル処理等の可逆的処理の有無を判別する構成となっている。そのため、ビタビ復号結果に対する誤り検出を行わずとも、スクランブル処理等の可逆的処理の有無を判別することができる。また、スクランブル処理等の可逆的処理の有無を判別した瞬間から、不要となったビタビ復号処理の動作を止めることによって、デスクランブル処理の有無の両方のケースを全て演算する場合よりも、演算量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例を示す受信機のブロック図である。
【図２】図１の受信機のビタビ復号器のブロック図である。
【図３】本実施例で使用する送信機のブロック図である。
【図４】図３の送信機の畳み込み符号器のブロック図である。
【図５】（ａ），（ｂ）はスクランブル処理の有無の判別する動作例を説明する図であり、ビタビ復号器２００Ａ，２００Ｂで演算されるトレリス線図である。
【図６】図５（ｂ）の時点３の状態Ｓ00を計算するＡＣＳ操作を示した説明図である。
【図７】一般的なビタビ復号器のブロック図である。
【図８】誤り検出、畳み込み符号化、スクランブル処理を組み合わせた従来の送信機のブロック図である。
【図９】図８に対応する受信機の従来例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、受信データに対してデスクランブル処理等を行った後にビタビ復号した復号結果と、デスクランブル処理等を行わずにビタビ復号した復号結果を演算し、２つのビタビ復号結果を演算する過程で得られる第１のメトリック値と第２のメトリック値を比較してスクランブル処理等の有無の判別結果を求める。そして、その判別結果を基にして、２つのビタビ復号結果のどちらか一方を選択し、選択されなかったビタビ復号結果を得た他方のビタビ復号器の動作を止める様に構成したものである。
【００１４】
図１に本発明の受信機の実施例を示す。１００はデスクランブル処理部、２００Ａ，２００Ｂは並列に配置されたビタビ復号器である。３００はビタビ復号器２００Ａ，２００Ｂから得られる最小メトリック値Ｓ３Ａ，Ｓ３Ｂを比較する最小メトリック比較部であり、比較結果をスクランブル処理の有無を示す制御信号Ｓ５として、デスクランブル処理部１００、ビタビ復号器２００Ａ，２００Ｂ、スイッチ４００に接続する。スイッチ４００は制御信号Ｓ５に基づいて、２つのビタビ復号結果Ｓ４Ａ，Ｓ４Ｂの一方を選択するスイッチである。
【００１５】
図２は図１の一方のビタビ復号器２００Ｂの詳細構成を示す図であり、図７に示した周知のビタビ復号器２００Ｃに対し、最小メトリック値Ｓ３Ｂを外部に出力する機能を最小メトリック検索部２５０に追加したものである。なお、デスクランブル処理部１００により得られたデスクランブル結果Ｓ２を入力するビタビ復号器２００Ａも同じ構成である。
【００１６】
図１のデスクランブル処理部１００において、受信データＳ１にデスクランブル処理を行い、デスクランブル処理後の受信データＳ２を得て、これをビタビ復号器２００Ａに入力し、最小メトリック値Ｓ３Ａを演算する。同時に、受信データＳ１を並列に配置されたビタビ復号器２００Ｂに入力し、最小メトリック値Ｓ３Ｂを演算する。最小メトリック比較部３００では、ビタビ復号器２００Ａから得られた最小メトリック値Ｓ３Ａと、ビタビ復号器２００Ｂから得られた最小メトリック値Ｓ３Ｂを比較することによって、スクランブル処理の有無を判別し、その結果を制御信号Ｓ５として出力する。最小メトリック比較部３００において、スクランブル処理が行われていると判別された場合には、スイッチ４００によって、ビタビ復号器２００Ａのビタビ復号結果Ｓ４Ａを選択する。スクランブル処理が行われていないと判別された場合には、スイッチ４００によって、ビタビ復号器２００Ｂのビタビ復号結果Ｓ４Ｂを選択する。このような動作を行うことにより、ビタビ復号結果Ｓ４Ａ，Ｓ４Ｂの中から正しいビタビ復号結果を選択する。また、制御信号Ｓ５をデスクランブル処理部１００、ビタビ復号器２００Ａ，２００Ｂに接続し、スクランブル処理が行われていると判別された場合には、ビタビ復号器２００Ｂの動作を止め、スクランブル処理が行われていないと判別された場合には、デスクランブル処理部１００とビタビ復号器２００Ａの動作を止める機能を有している。
【００１７】
スクランブル処理の有無を判別する動作について具体例を挙げて説明する。送信機の一例として、図３の構成を考える。データを畳み込み符号器５００に入力し、畳み込み符号化する。スクランブル処理部６００では、畳み込み符号器５００から得られた出力に対し、特定のスクランブル系列との排他的論理和をとる。スイッチ７００では、スクランブル制御信号を見て、スクランブル処理を行っていない畳み込み符号器の出力と、スクランブル処理部６００から得られるスクランブル処理を行った畳み込み符号器の出力のどちらか一方を送信データとして出力する。
【００１８】
畳み込み符号器５００は、例えば、図４のような構成が考えられる。２つのＤ型フリップフロップ５１０，５２０と２つの排他的論理和演算器５３０，５４０、パラレル−シリアル変換器５５０から構成される。図４において、１ビットが入力されると、排他的論理和演算器５３０，５４０において、フリップフロップ５１０，５２０の値と入力ビットから、値ａ，ｂが演算される。この値ａ，ｂは、パラレル−シリアル変換器５５０において、シリアル信号に変換され、出力される。
【００１９】
図５（ａ）はビタビ復号器２００Ａで演算されるトレリス線図であり、図５（ｂ）はビタビ復号器２００Ｂで演算されるトレリス線図の例である。図３の送信機において、データが０，０，０，０，０，０，０，・・・であった場合に、畳み込み符号器５００から得られる畳み込み符号器出力は、００，００，００，００，００，００，００，・・・となる。スクランブル処理部６００において、スクランブル系列１１，００，０１，１０，１１，００，１０，・・・と畳み込み符号器５００の出力との排他的論理和をとるスクランブル処理を行い、スクランブル処理を行った畳み込み符号器出力１１，００，０１，１０，１１，００，１０，・・・が送信されたとする。
【００２０】
伝送誤りがなく、図１の受信機で受信し、受信データＳ１として、１１，００，０１，１０，１１，００，１０，・・・が得られたとする。受信データＳ１は、図４の畳み込み符号器５００の２つのＤ型フリップフロップ５１０，５２０が取り得る組み合わせ（状態Ｓ00、Ｓ01、Ｓ10、Ｓ11）から決定される。また、（  ）の中の数値がメトリック値に対し、送信側と同じスクランブル系列との排他的論理和をとるデスクランブル処理を行うと、デスクランブル処理後の受信データＳ２は００，００，００，００，００，００，００，・・・となる。これがビタビ復号器２００Ａに入力され、図５（ａ）のトレリス線図が演算される。ビタビ復号器２００Ｂには受信データＳ１が直接入力され、図５（ｂ）トレリス線図が演算される。
【００２１】
図６は、図５（ｂ）の時点３の状態Ｓ00におけるメトリック値の演算過程を示したものである。時点２において、パスメトリックメモリ２３０に保存されているＳ00のメトリック値は（２）である。ブランチメトリックは、畳み込み符号器５００の２つのフリップフロップ５１０，５２０が共に０であり、入力ビットが０であった場合の出力００と、受信データ０１とのハミング距離より（１）となる。これより、時点２のＳ00から時点３のＳ00に向かうパスメトリックは２＋１＝３となる。同様にして、時点２のＳ10から時点３のＳ00へ向かうパスメトリックを求めると（２）となる。時点２のＳ00から時点３のＳ00へ向かうパスメトリック（３）と、時点２のＳ10から時点３のＳ00へ向かうパスメトリック（２）を比較して、より小さい値である（２）をメトリック値として、パスメトリックメモリ２３０に保存し、時点４の演算に用いる。図５のトレリス線図は、図６と同様な動作を、各時点において、各状態Ｓ00、Ｓ01、Ｓ10、Ｓ11について行うことによって得ることができる。
【００２２】
また、図２のビタビ復号器の最小メトリック検索部２５０は、各時点のメトリック値の最小値を検索し、最小メトリック値Ｓ３Ａ，Ｓ３Ｂとして出力する。例えば、図５（ｂ）の点線枠で示される時点３の場合には、状態Ｓ00のメトリック値は（２）、状態Ｓ01は（２）、状態Ｓ10は（３）、状態Ｓ11は（１）であるから、時点３における最小メトリック値Ｓ３ＢはＳ11のメトリック値である（１）となる。
【００２３】
デスクランブル処理後の受信データＳ２をビタビ復号器２００Ａに入力したトレリス線図である図５（ａ）において、時点７の最小メトリック値Ｓ３Ａは（０）であり、受信データＳ１をビタビ復号器２００Ｂに入力したトレリス線図である図５（ｂ）において、時点７の最小メトリック値Ｓ３Ｂは（２）である。最小メトリック値Ｓ３Ａ，Ｓ３Ｂを比較すると、最小メトリック値Ｓ３Ａの方がより小さい値であるから、受信データＳ１にはスクランブル処理が行われていると判別することができる。
【００２４】
逆に、送信時にスクランブル処理が行われず、受信データＳ１が００，００，００，００，００，００，００，・・・であった場合には、デスクランブル処理後の受信データＳ２は、１１，００，０１，１０，１１，００，１０，・・・となる。この場合、時点７において、ビタビ復号器２００Ａから得られる最小メトリック値Ｓ３Ａは（２）となり、ビタビ復号器２００Ｂから得られる最小メトリック値Ｓ３Ｂは（０）となり、ビタビ復号器２００Ｂから得られる最小メトリック値Ｓ３Ｂの方が小さい値であるから、受信データＳ１にはスクランブル処理が行われていないと判別することができる。
【００２５】
本実施例では、時点７において、スクランブル処理の有無を判別したが、スクランブル処理の有無を判別する時点は任意に選択することが可能である。なぜならば、畳み込み符号器５００の出力がそのままビタビ復号器２００Ｂに入力された場合、最小メトリック値は必ず０となり、畳み込み符号器５００の出力とビタビ復号器２００Ｂの入力に違いがある場合、最小メトリック値は単調増加の傾向にあるからである。
【００２６】
本実施例は並列に配置された２つのビタビ復号器２００Ａ，２００Ｂによって、デスクランブル処理の有無の両方のケースについて同時に演算を進める構成となっている。そのため、図９のような誤り検出器１１００を使う従来の方法のように、ビタビ復号を２回繰り返す可能性はない。また、受信データを保存しておくメモリ９００のような回路も不要となる。更に、誤り検出機能を利用して判別する場合と異なり、全データを受信する前に、スクランブル処理の有無を判別できる。そのため、最小メトリック比較部３００で得られる制御信号Ｓ５によって、ビタビ復号器２００Ａ，２００Ｂのうち、不要とされた側のビタビ復号器の動作を止めることも可能となり、演算量を小さくすることができる。
【００２７】
本発明に適用できる送信機は、図３に示す構成に限定されない。本実施例の説明で使用した畳み込み符号器、スクランブル系列、スクランブル処理を行う範囲等は任意に変更することが可能である。また、ズクランブル処理の代わりに、その他の可逆変換の信号処理の判別も可能である。更に、ビタビ復号器から得られるメトリック値を比較する構成を特徴とするならば、ビタビ復号器の数、配置には限定されない。
【図１】
2014022948.tif 000003
【図２】
2014022948.tif 000004
【図３】
2014022948.tif 000005
【図４】
2014022948.tif 000006
【図５】
2014022948.tif 000007
【図６】
2014022948.tif 000008
【図７】
2014022948.tif 000009
【図８】
2014022948.tif 000010
【図９】
2014022948.tif 000011