(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンボル・コンステレーションとして表現可能な符号化データ・シンボルを処理するための方法において、
受信符号化シンボル・データを遅延して遅延データを生成するステップと、
復号化されたシンボルを表すデータを再符号化して再符号化データを生成するステップと、
前記再符号化データをフィードフォワード処理して、連続するシンボル間の差分を表す差分データを生成するステップと、
前記遅延した受信符号化シンボル・データと前記差分データ間の距離を表す候補値を比較して、最小距離値を決定することにより前記遅延データと前記差分データを使用して復号されたシンボルを取り出すステップと
を備えたことを特徴とする復号シンボル・データを得るための方法。
【請求項２】
前記フィードフォワード処理は、フィードバック処理を除いたものであることを特徴とする請求項１に記載の復号シンボル・データを得るための方法。
【請求項３】
前記フィードフォワード処理は、フィードバック処理に起因するエラー伝播によって誘発されるエラーの蓄積を防ぐようにしたことを特徴とする請求項１に記載の復号シンボル・データを得るための方法。
【請求項４】
シンボル・コンステレーションとして表現可能な符号化データ・シンボルを処理するためのデコーダ装置において、
受信符号化シンボル・データを遅延して遅延データを生成する遅延手段と、
復号化されたシンボルを表すデータを再符号化して再符号化データを生成する再符号化手段と、
プロセッサであって、
前記再符号化データをフィードフォワード処理して、連続するシンボル間の差分を表す差分データを生成するフィードフォワード・プロセス手段と、
前記遅延データと前記差分データを使用して復号されたシンボルを取り出す手段と、
前記遅延した受信符号化シンボル・データと前記差分データ間の距離を表す候補値を比較して、最小距離値を決定する手段とを含むプロセッサと
を備えたことを特徴とするデコーダ装置。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記差分データと対応する遅延された受信符号化シンボル間の絶対距離を計算することにより、前記復号シンボル・データを取り出すための決定プロセッサを含むことを特徴とする請求項４に記載のデコーダ装置。
【請求項６】
前記遅延手段は、受信トレリス符号化データを遅延して遅延データを生成し、
前記再符号化手段は、前記トレリス符号化データに応動したトレリス・ステート遷移に関連付けられた決定データを使用して復号されたトレリス符号化データを再符号化することで再符号化されたサブセット・データを生成し、
前記プロセッサは、
エラー伝播無しに、フィードフォワード・システム構成の態様で過去のサブセット出力を使用して、連続するシンボル間の差分を表すサブセット差分を生成するために、前記再符号化サブセットをフィードフォワード・プロセス処理する手段と、
前記遅延したデ−タと前記差分データを使用して復号シンボル・データを取り出す手段とを含むことを特徴とする請求項４に記載のデコーダ装置。
【請求項７】
前記プロセッサのエラー伝播無しのフィードフォワード・システム構成は、復号されたビットそれ自身の代わりに過去のサブセット出力を使用して、復号されたシンボル・データを取り出すことを特徴とする請求項６に記載のデコーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、復号シンボル・データを得るための方法およびデコーダ装置に関し、特に、ディジタル信号処理の分野に関し、より詳細にはデジタル信号処理に関し、たとえば、マルチプル・モード・トレリス符号化された高精細テレビジョン（HDTV）型信号を復号するのに適したシンボル・コンステレーションとして表現可能な符号化データ・シンボルを処理するトレリス・デコーダ（trellis decoder）に関する。
【０００２】
なお、本明細書の記述は本件出願の優先権の基礎たる米国特許出願第０９／３９１、０５９号（１９９９年０９月０７日出願）の明細書の記載に基づくものであって、当該米国特許出願の番号を参照することによって当該米国特許出願の明細書の記載内容が本明細書の一部分を構成するものとする。
【０００３】
【従来の技術】
放送および通信の応用分野において、トレリス符号化（trellis encoding）は信号ノイズ耐性（signal noise immunity）を向上するために採用されている。トレリス符号化は、他の手法と併用することにより、特定のノイズ・ソース（雑音発生源）から保護するために用いられている。これらの手法の１つとして、データ・インタリービング（data interleaving）があるが、これは伝送中に発生する可能性のある干渉バーストから保護するために使用されている。この手法では、データは送信前にあらかじめ規定したシーケンスに配列され（インタリーブされ）、そしてオリジナル・シーケンスは受信時に復元される（デインタリーブされる）。このオペレーションによりデータは、あらかじめ決めたシーケンスで時間的に広げられ、または分散化されるので、伝送中にデータ損失が起こっても、連続するデータが損失しないようになっている。その代わりに、損失データは離散化されているので、その部分を隠蔽（conceal）したり、訂正することが容易になっている。干渉からの耐性（interference immunity）を得るために用いられているもう１つの手法は干渉排除フィルタリング（interference rejection filtering）であり、これはデータに依存するクロストークや同一チャネル干渉（co-channel interference）から信号を保護するために使用されている。
【０００４】
米国における高精細テレビジョン（high definition television）に関するトレリス符号化規格は、米国アドバンスト・テレビジョン・システム委員会（United States Advanced Television Systems Committee-ATSC）によって準備されたＨＤＴＶ伝送に関するディジタル・テレビジョン標準（Digital Television Standard for HDTV Transmission）（１９９５年４月１２日）のセクション４．２．４−４．２．６（附属書Ｄ）、１０．２．３．９、１０．２．３．１０、およびその他のセクションに記載されている（以下、ＨＤＴＶ標準と呼ぶ）。このＨＤＴＶ標準はトレリス符号化システムについて述べてあり、このシステムは、送信側が１２個の並列トレリス・エンコーダ（符号化器）をもち、受信側が１２個の並列トレリス・デコーダをもつことにより、１２個のインタリーブしたデータストリームを処理するインタリービング機能を採用している。ＨＤＴＶ標準のトレリス符号化システムは、また、受信側デコーダに干渉排除フィルタも採用しており、ＮＴＳＣ周波数に関連付けられたクロストークおよび同一チャネル干渉を減衰させている。ＨＤＴＶ標準に規定されている排除フィルタはオプションであるが、復号化される特定のデータに応じて動的に適用することが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
インタリーブされたコードまたは動的に選択可能なフィルタ機能をトレリス・デコーディングすると、付加的なトレリス・デコーダ設計上の制約および動作モードが生じる。これらの付加的な設計上の制約および動作モードは、たとえば、ＨＤＴＶ受信機の応用分野について、トレリス・デコーディング機能を設計し、実現することを著しく複雑にしている。特に、この複雑化は、多数のモード間でシームレス・スイッチング（seamless switching）を行うことがトレリス・デコーダに要求されているときに生じる。たとえば、ＮＴＳＣフィルタ処理された入力データと非フィルタ処理された入力データとの間でスイッチングするときや、ＨＤＴＶプログラム・チャネル間でスイッチングするときに生じる。さらに、コンシューマ用のＨＤＴＶ受信機にはコスト面とハードウェア面の制約があるために、使いやすく経済的で、コスト効率の面で有効なトレリス・デコーダの設計が要求されている。このように設計コストを効率化するためには、インタリーブされたデータストリームおよび多数の動作モードに適合する能力をもつ、効率的なトレリス・デコーダ・アーキテクチャを採用する必要がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シンボル・コンステレーションとして表現可能な符号化データ・シンボルを処理するための方法において、受信符号化シンボル・データを遅延して遅延データを生成するステップと、復号化されたシンボルを表すデータを再符号化して再符号化データを生成するステップと、前記再符号化データをフィードフォワード処理して、連続するシンボル間の差分を表す差分データを生成するステップと、前記遅延データと前記差分データを使用して復号されたシンボルを取り出すステップとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の復号シンボル・データを得るための方法において、前記フィードフォワード処理は、フィードバック処理を除いたものであることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の復号シンボル・データを得るための方法において、前記フィードフォワード処理は、フィードバック処理に起因するエラー伝播によって誘発されるエラーの蓄積を防ぐようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の復号シンボル・データを得るための方法において、前記遅延した受信符号化シンボル・データと前記差分データ間の距離を表す候補値を比較して、最小距離値を決定するステップと、時間的に前の出力で遅延した出力であって、フィードバックされた比較を表す出力に応動して最小距離候補間の等しいことを解決するステップとを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、シンボル・コンステレーションとして表現可能な符号化データ・シンボルを処理するためのデコーダ装置において、受信符号化シンボル・データを遅延して遅延データを生成する遅延手段（７０）と、復号化されたシンボルを表すデータを再符号化して再符号化データを生成する再符号化手段（５０）と、前記再符号化データをフィードフォワード処理して、連続するシンボル間の差分を表す差分データを生成するフィードフォワード・プロセス手段と、そして前記遅延データと前記差分データを使用して復号されたシンボルを取り出す手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のデコーダ装置であって、前記フィードフォワード・プロセス手段は、フィードバック処理を除いたものであることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のデコーダ装置であって、前記フィードフォワード・プロセス手段は、前記差分データと対応する遅延された受信符号化シンボル間の絶対距離を計算することにより、前記復号シンボル・データを取り出すための決定プロセッサを含むことを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項８に記載の発明は、請求項５に記載のデコーダ装置であって、前記差分データと前記遅延データを使用して絶対距離を計算することにより、前記復号シンボル・データを取り出すための決定プロセッサと、計算された絶対距離値を比較して最小シンボル差分値を決定する比較器とを含むことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項９に記載の発明は、請求項５に記載のデコーダ装置であって、前記フィードフォワード・プロセス手段は、前記差分データと前記遅延データの距離を表す候補値を比較し、時間的に前の出力で遅延した出力であって、フィードバックされた比較を表す出力に応動して最小距離値候補間の等しいことを解決するための決定プロセッサを含むことを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項５に記載のデコーダ装置であって、前記した時間的に前の出力で遅延した出力であって、フィードバックされた比較を表す出力は、最小距離値候補間が等しい場合に使用されるだけであることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項５に記載のデコーダ装置であって、前記遅延手段は、受信トレリス符号化データを遅延して遅延データを生成し、前記再符号化手段は、前記トレリス符号化データに応動したトレリス・ステート遷移に関連付けられた決定データを使用して復号されたトレリス符号化データを再符号化することで再符号化されたサブセット・データを生成し、エラー伝播無しに、フィードフォワード・システム構成の態様で過去のサブセット出力を使用して、連続するシンボル間の差分を表すサブセット差分を生成するために、前記再符号化サブセットをフィードフォワード・プロセス処理する手段と、前記遅延したデ−タと前記差分データを使用して復号シンボル・データを取り出す手段を備えることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のデコーダ装置であって、前記プロセッサのエラー伝播無しに、フィードフォワード・システム構成は、復号されたビットそれ自身の代わりに過去のサブセット出力を使用して、復号されたシンボル・データを取り出すことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の原理によれば、トレリス・デコーダ・システムは、エラー伝播を防ぐために、フィードフォワード・トレリス・逆マッピング・システム構成を使用する。シンボル・コンステレーションとして表現可能な符号化バイナリ・データ・シンボルを処理するシステムにおいて、デコーダは、受信した符号化シンボル・データを遅延させるためのディレイを含んでいる。また、デコーダは、データを表現する復号されたシンボルを再符号化するための再符号化器と、復号されたシンボル・データを取り出すためのプロセッサを含んでいる。このプロセッサは、遅延された符号化シンボル・データとエラー伝播無しのフィードフォワードシステム構成を使用して計算された連続するシンボル間の差分を表現する再符号化データを使用して復号シンボル・データを取り出す。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２０】
図１は、たとえば、ＨＤＴＶ標準に準拠して符号化されたデータのような、複数のインタリーブ化（interleaved）データストリームを復号（decoding）するための、本発明によるビデオ受信機のトレリス・デコーダ・システムを示す図である。このシステムは、複数のフォーマット（たとえば、通常の８レベル・フォーマットおよびパーシャル・レスポンス（partial response）１５レベル・フォーマット）に前処理されたデータストリームだけでなく、複数のモード（フィルタ処理モードまたは非フィルタ処理モード）の１つにおいて前処理されたデータストリームも、適応的に復号化する。このシステムは、また、フィルタ処理（filtered）データ・モードと非フィルタ処理（non-filtered）データ・モードとの間でシームレス・ビタビ・デコーダ（Viterbi decoder）スイッチングを行う。さらに、図１のデコーダ２４は、ＨＤＴＶ標準に規定されているような複数の並列トレリス・デコーダではなく、単一の適応型トレリス・デコーダ機能を使用している。
【００２１】
開示されているシステムはＨＤＴＶ受信システムを例に挙げて説明しているが、これは単なる例示にすぎない。開示されているシステムは、他のタイプのコミュニケーション・システムで使用することも可能である。このシステムは、他のタイプの前処理モードおよび機能、信号ノイズ耐性（immunity）を向上させる他の方法のような他のタイプのフィルタ機能および種々のデータ・インタリービング手法をもつ他のタイプの動作モードでも使用することが可能である。
【００２２】
まず、図１を参照して概要を説明すると、デモジュレータ（図示せず）からのトレリス符号化（encoded）入力データＤＡＴＡ１は同期コントロール・ユニット１０に入力される。ＤＡＴＡ１は、公知のようにデータ・シンボルのバイナリ・データ・シーケンスの形式になっており、そこでは各シンボルは割り当てられたディジタル値で表されている。シンボルの集合は、公知のように、信号コンステレーション（signal constellation）と呼ばれるポイント集合として複合平面（complex plane）に表される。ユニット１０はＤＡＴＡ１内のフィールドおよびセグメント同期信号を検出する。データ・フィールドは複数のセグメントを含んでおり、その各々は複数のデータ・パケットを収容している。これらの同期信号は、セクション１０．２．３．９〜１０．２．３．１３およびセクション４．２．６〜４．２．７においてＨＤＴＶ標準により定義されている（附属書Ｄ）。ユニット１０はこれらの検出同期信号を使用してＤＡＴＡ１を並べ替え（re-align）、並べ替えられた出力データをブランチ・メトリック・コンピュータ（branch metric computer- BMC）３０とディレイ・ユニット７０に供給している。同期コントロール・ユニット１０はレジスタ・リセットおよびレジスタ・イネーブル信号Ｒ／Ｅも生成し、これは、パワーオン時、同期外れ（out of sync）状態発生時、またはたとえば、グローバル・システム・リセットといった、別の入力に応動して、図１のデコーダ２４をリセットし、同期をとるために使用される。ユニット１０は、後に説明するように、同期モニタ８０からの同期外れ信号に応動してＲ／Ｅ信号も生成する。さらに、入力信号ＣＯＮＦは、図１のシステム・エレメントがフィルタ処理データまたは非フィルタ処理データを復号化するようにシステム構成するために使用される。ＣＯＮＦ信号は、ＤＡＴＡ１がＮＴＳＣ同一チャネル干渉排除フィルタによってプリ・フィルタ処理されていたかどうかを示している。ＣＯＮＦ信号は、図１のエレメントと通信して全システム機能を制御するコントロール・プロセッサ（図面を簡略化するため図示せず）から得ることも、たとえば、フィルタの存在を示すソースからのディスクリート信号として得ることも可能である。排除フィルタ（rejection filter）の使用については、図１２を参照して以下で詳しく説明する。
【００２３】
ブランチ・メトリック・コンピュータ３０は、各受信データ・シンボルごとに値の集合（メトリックス）を計算する。メトリックス（metrics）は、受信したシンボルがシンボル・コンステレーションを含む集合内で他のポイントにどれだけ近接しているかを表している。計算されたメトリックスは、公知のビタビ復号化アルゴリズムを採用しているコード・シーケンス検出システム４０に出力される。このコード・シーケンス検出システムは、加算−比較−選択（Add-Compare-Select -ACS）ユニット４３およびトレースバック（traceback）・コントロール・ユニット４７を用いて実現されているビタビ復号化システムを例にして説明する。ＡＣＳユニット４３は、ユニット３０からのメトリックスを使用して一連の反復的加算−比較−選択オペレーション（演算）を実行して、決定ビット（decision bits）のシーケンスをトレースバック・コントロール・ユニット４７およびユニット３０に供給する。ＡＣＳユニット４３から出力される決定ビットは、ユニット３０からのメトリックスに行った加算−比較−選択オペレーションの結果を示している。トレースバック・ユニット４７はユニット４３からの決定ビットを使用して、受信したデータ・シンボルに対して、エンコーダによって符号化されているはずのビット・シーケンスに一致すると思われるビット・シーケンスを決定する。さらに、ユニット４３からの入力決定ビットはフィルタ処理（filtered）モードで使用されて、ユニット３０のアーキテクチャ内のブランチ・メトリック計算信号パスを選択する。同期モニタ８０は、ユニット１０からの並べ替えられたデータ出力が正しく同期されているかどうかを、ＡＣＳユニット４３内の加算−比較−選択計算ユニットの１つからのメトリック値を評価することによって決定する。モニタ８０は、ユニット１０と他の受信機エレメントによって使用される同期外れ信号を、このメトリック値の評価に基づいて生成する。
【００２４】
トレースバック・ユニット４７は、トレリス復号化決定ビットのシーケンスをトレリス・デマッパ（trellis demapper）６０とリ・エンコーダ（re-encoder）５０に出力する。ユニット５０はユニット４７からのビット・シーケンスを再符号化し、再符号化ビット・シーケンスをデマッパ６０に出力する。さらに、ユニット１０からの並べ替えられたデータは、ユニット７０によって遅延されて、トレリス・デマッパ６０に送られる。トレリス・デマッパ６０はユニット４７，５０および７０からの入力データを使用して、送信データ・シンボルを識別すると共に対応するオリジナル符号化データを復元する。デマッパ６０からの得られた復元オリジナル・データはアセンブラ９０によってデータ・バイトに組み立てられ、必要に応じて他の受信機エレメントに出力される。
【００２５】
次に、図１に示したトレリス・デコーダ２４のオペレーションについて詳しく説明する。なお、この点に関して、ビタビ復号化、ブランチ・メトリック計算およびトレリス符号化は公知であり、その概要は、たとえば、参考文献「ディジタル・コミュニケーション（Digital Communication)」、Lee およびMesserschmidt(Kluwer Academic Press,Boston,MA,USA,1988）に記載されている。
【００２６】
トレリス・デコーダ２４へのＤＡＴＡ１入力信号は、図２に示す符号化機能を用いて、ＨＤＴＶ標準（附属書Ｄのセクション４．２．５および他のセクション）に従って符号化される。図２に示すように、２つの入力データ・ビットＸ１とＸ２は３ビットＺ２，Ｚ１およびＺ０として符号化される。各３ビット・ワードはＲの８シンボルの１つに対応している。この目的のために、Ｘ２はフィルタ・コンポーネントである加算器１００とレジスタ１０５を備えたプリ・コーダ（pre-coder）１０２によって処理され、公知のように符号化ビットＺ２が得られる。Ｘ１は、加算器１１５とレジスタ１１０，１２０を備えたトレリス・エンコーダ１０３によって、公知のように２ビットＺ１とＺ０として符号化される。図２のエンコーダ機能からの出力データ・ワードは、図２のマッパ１２５に示すように、１０進値のデータ・ワードまたはシンボルＲのシーケンスにマッピングされる。図２に示したエンコーダのオペレーションは、図３のステート遷移テーブルに示されている。
【００２７】
図２のエンコーダからのデータ出力Ｒは、８ポイントまたはレベルを有するシンボル・コンステレーションを４コセット（coset）で表している。これらのコセット値は、コセットＡ＝（Ａ−，Ａ＋）＝（−７，＋１）、コセットＢ＝（Ｂ−，Ｂ＋）＝（−５，＋３）、コセットＣ＝（Ｃ−，Ｃ＋）＝（−３，＋５）、およびコセットＤ（Ｄ−，Ｄ＋）＝（−１，＋７）である。このマッピングは任意的である。ＨＤＴＶ標準のセクション５．１にケーブル・オペレーションに関して言及されている１６レベル・マッピングなどの、他のマッピングを使用することも可能である。この形式で符号化されたデータは、変調されて搬送波に乗せられ、ＨＤＴＶ受信機へ伝送される。
【００２８】
図１２に示すようなＨＤＴＶ受信機の状況では、残留側帯波（Vestigial Side Band -VSB）変調された符号化データは入力プロセッサ・デモジュレータ・ユニット７５０に入力されているが、これについては後述する。復調されたデータはＮＴＳＣ同一チャネル干渉排除フィルタ（co-channel interference rejection filter）２２とマルチプレクサ（ｍｕｘ）２８を備えたプリ・プロセッサ２７によって前処理されてから、トレリス復号化（デコード化）される。図１２のプリ・プロセッサ２７では、ユニット７５０からの復調されたデータ、または、ＮＴＳＣ排除フィルタ２２によってフィルタ処理されたユニット７５０からの復調データのどちらかが、ＣＯＮＦ信号に応動してｍｕｘ２８によって選択される。マルチプレクサｍｕｘ２８からの選択されたデータはトレリス・デコーダ２４によって復号化される。トレリス復号の前にユニット２２によって事前にフィルタ処理されなかったデータは、公知のように、通信過程で発生したノイズや干渉によってさらに変更（ｍｏｄｉｆｙ）された８符号化レベルを含むデータ・フォーマットになっている。しかし、トレリス復号化の前にユニット２２によって事前にフィルタ処理されたデータは、これも、公知のように、通信過程で発生したノイズや干渉によって変更された１５符号化レベルを含むデータ・フォーマットになっている。
【００２９】
排除フィルタ２２が使用されるフィルタ処理モード（filtered mode）では、８ステート・トレリス・デコーダが必要であり、フィルタ２２が使用されない非フィルタ処理モード（non-filtered mode）では、４ステート・トレリス・デコーダが必要であるが、これは公知である。トレリス・デコーダ・システム２４（図１）は、単一の８ステート・トレリス・アーキテクチャを都合よく具現化したものであって、モード間でシームレスなスイッチングを行う。デコーダ２４によれば、オプショナルなフィルタ・モードの場合も、たとえばプログラム変更や他のタイプの遷移によって起こるデータ中断の場合も、シームレスにスイッチングを行うことができる。デコーダ２４から出力された、トレリス復号化され、デコーダ２４によって出力されたイントラ−セグメント（intra-segment：セグメント内）シンボル・デインタリーブ化（deinterleaved）データはユニット７６０に送られる。デコーダ２４からのシンボル・デインタリーブ化データは、次に、出力プロセス７６０によって別の処理を受けてから、他のＨＤＴＶ受信機エレメントへ渡され、処理された後、表示される。なお、これについては後述する。
【００３０】
トレリス・デコーダ２４のシームレス・スイッチング能力は、デコーダ・アーキテクチャと個々のデコーダ・エレメントの設計の両方に由来するものである。デコーダ２４のアーキテクチャの主要特徴は、デコーダがフィルタ処理あるいは非フィルタ処理されたどちらのデータ入力モードの場合も、単一の８ステートＡＣＳユニット（ユニット４３）を組み込んでいることである。これにより、ビタビ・デコーダ４０が、ＣＯＮＦシステム構成（configuration）信号のステートに関係なく、フィルタ処理または非フィルタ処理されたデータを判り易く（transparently）復号化することを可能にしている。本願の発明者は、８ステートＡＣＳユニットを使用すると、非フィルタ処理モードの場合に要求される４ステートＡＣＳアーキテクチャに似た働きをすることに気が付いた。これは、ＢＭＣユニット３０が並列等価計算を行って、複製したブランチ・メトリック値を非フィルタ処理モードでＡＣＳユニット４３に渡すからである。開示されたＡＣＳ構造は、入力複製値が与えられたとき所望の４ステートＡＣＳアーキテクチャをエミュレートするだけでなく、ＡＣＳユニット４３がフィルタ処理モードでも、非フィルタ処理モードでも同じように動作することを可能にしている。デコーダ２４のもう１つの特徴は、デコーダが入力システム構成信号ＣＯＮＦに応動する適応型アーキテクチャを採用していることである。ＣＯＮＦ信号は、デコーダ２４の入力データがＮＴＳＣ排除フィルタによってフィルタ処理されているかどうかを示している。これらの特徴により、デコーダ２４はＮＴＳＣフィルタのオプショナルな使い方に関連するフィルタ処理モードと非フィルタ処理モードとの間で、シームレスに動作することを可能にしている。
【００３１】
コントロール・ユニット１０は、入力ＤＡＴＡ１の中からＨＤＴＶ標準に準拠（compatible）しているフィールドおよびセグメント同期信号を検出する。このフィールドおよびセグメント同期信号は、トレリス符号化またはプリ符号化されていない。従って、これらの同期信号は、ＨＤＴＶ標準のセクション１０．２．３．９および１０．３．２−１０．３．３．３に記載されている公知の手法を使用して検出することができる。これらの同期信号はＤＡＴＡ１に含まれるデータをバッファリングして並べ替えるために、さらには、同期情報が除かれた並び替えられたデータ・セグメントをＢＭＣユニット３０とディレイ・ユニット７０に出力するために、ユニット１０内で使用される。このデータは、データをバッファ・レジスタまたは同等のメモリに順番にストアすることにより並べ替えられ、非データ同期パケットが取り除かれた状態でレジスタからデータを取り出される。非データ・パケットはストア前に取り除くことも、ストア後に取り除くことも可能である。ユニット１０から出力された符号化され、並び替えられたデータは、連続するセグメントの形式になっている。各セグメントは、１２個のインタリーブされたデータストリームの連続順次パケット（ＳＰ１〜ＳＰ１２）を収容している。各パケットは、ＨＤＴＶ標準に定義されているように１個の符号化データ・シンボルを収容している。連続セグメントと連続パケットのどちらも、間に介在する（intervening）同期インターバルを含んでいない。上記とは別のデータ並び替え手法を用いることも可能である。たとえば、同期インターバルを検出して、除去する代わりに、デコーダ２４は同期インターバルを検出し、その同期インターバルが持続している間に、リセット信号とレジスタ・イネーブル信号を使用してデコーダ２４の機能の働きを禁止したり、その機能を既知のステートにホールドしたりすることが可能である。
【００３２】
コントロール・ユニット１０はＲｅｓｅｔ（リセット）／Ｅｎａｂｌｅ（イネーブル）信号Ｒ／Ｅも生成し、この信号はデコーダ２４をリセットし、同期をとるために使用される。Ｒ／Ｅ信号は、パワーオン時に、そして同期外れデータ状態を示す同期モニタ８０からの信号に応動して生成される。Ｒ／Ｅ信号は、たとえば、グローバル・システム・リセットまたはプログラム変更指標信号などの、外部入力信号に応動して生成することもできる。デコーダ２４のアーキテクチャによれば、トレリス復号化オペレーションをＲ／Ｅ信号に応動して再同期化することができる。この再同期化能力により、デコーダ２４の単一トレリス復号化機能は、オプショナルなフィルタ・モードの場合も、データ中断が起こった場合も、シームレスなスイッチング、つまり、視聴者に見苦しくないスイッチングを行うことができる。
【００３３】
コントロール・ユニット１０はフィルタ処理データ・モードもＣＯＮＦ信号を使用して検出し、このモードは、ＮＴＳＣ排除フィルタが原因で起こったデータ乱れ（data corruption）を補正する別の機能を内蔵している。このデータ乱れは、セグメント同期信号の後に１２シンボル・インターバルに生じる４つのシンボル・パケット中に発生する。フィルタ処理データ・モードにおいて、同一チャネル排除フィルタは先行（previous）データ・セグメントの符号化データ・シンボルを、現データ・セグメントのコロケート（collocated）された（つまり、同一相対（relative）シンボル・パケット）符号化データ・シンボルから減算する。このオペレーションでは、パーシャル・レスポンス（partial response）入力データが得られることになる（ＨＤＴＶ標準のセクション１０．２．３．８および１０．２．３．９）。しかし、同期インターバル（持続時間が４シンボル）が１２シンボル・インターバルだけ４シンボル・パケットに先行するときは、減算が乱れる（corrupted）ことになる。これは、同期値およびコロケートされていないシンボル値が、これらの４シンボル・パケットから減算されるからである。従って、ユニット１０は、フィルタ処理データ・モードでは、セグメント同期インターバルの後に１２シンボルに現れる４シンボル・パケットを識別する。さらに、ユニット１０は排除フィルタで減算されたストア同期値（stored sync values）を加算して元に戻し、ストアされた正しいシンボル・パケット・データ（セグメント同期に先行する４つのコロケートされたシンボル・パケット）を減算する。このようにして、ユニット１０は訂正されたパーシャル・レスポンス並び替えデータ出力を、フィルタ処理データ・モードにて、ユニット３０と７０に渡している。パーシャル・レスポンス・データを訂正する同様な方法は、ＨＤＴＶ標準のセクション１０．２．３．９および図１０図１２に提案されている。
【００３４】
ブランチ・メトリック・コンピュータ３０は、ユニット１０から受信した各符号化インタリーブ化並び替えシンボル（interleaved re-aligned symbol）ごとに、値（メトリックス）を計算する。計算されたメトリックスは加算−比較−選択（Add-Compare-Select -ACS）ユニット４３とトレースバック・コントロール・ユニット４７を内蔵するユニット４０によってビタビ復号化される。図６は、図１に示したブランチ・メトリック・コンピュータ（ＭＢＣ）ユニット３０のアーキテクチャを示す図である。図７は、図６に示した個々のＢＭＣユニットのアーキテクチャを示す図であり、ＢＭＵ１〜ＢＭＵ８ユニット（ユニット６００〜６３５）の各々を表している。図６のユニットＢＭＵ１〜ＢＭＵ８のＳ入力端に入力される入力データは、ユニット１０からのインタリーブ化シンボル・データとＡＣＳユニット４３からの入力を含んでいる（図１参照）。このシンボル・データとＡＣＳ入力（ＡＣＳＩ）は、それぞれユニット７００と７３０への入力として図７に別々に示されている。
【００３５】
図７のＢＭＣユニットは、ユニット１０からの符号化されたインタリーブ化シンボル・シーケンスを順次に処理していく。ＣＯＮＦ信号によって選択された非フィルタ処理データ・モードにおいて、ユニット１０からのデータに含まれる１番目のインタリーブ化シンボルの入力データは加算器７００から未変更のままパスされる。このモードでは、マルチプレクサ（ｍｕｘ）７０５はゼロ値を加算器７００に出力する。第１および第２距離コンピュータ７１０，７１５は、それぞれ第１および第２コセットからの符号化入力シンボルのユークリッド幾何距離を計算し、２つの対応するメトリック値の出力として、ブランチ・メトリック・データ１とブランチ・メトリック・データ２を出力する。次に示す表１は、各ＢＭＵユニット距離コンピュータによって実行されるコセット計算を定義している。たとえば、ＭＢＵ１では、それぞれコセットＡとＢにどれだけ近接しているかが計算される。また、第１と第２距離コンピュータ７１０，７１５は各々が出力ビットＣとＤを、レジスタ７４０，７３５を通して出力する。ビットＣとＤは、入力シンボルが第１と第２コセットのうちの２値のどちらに最も近接しているかを示している。レジスタ７４０と７３５の各々は、直列に接続された個別１ビット・レジスタを備え、このレジスタを通してビットＣとＤがそれぞれ循環的にシフトされる。このようにして、ユニット１０（図１）からの１２インタリーブ化シンボルの各々について、出力ビットＣとＤがレジスタ７４０と７３５から順次に出力されていく。距離コンピュータはルックアップ・テーブルを使用して実現されているのが典型的であるが、たとえば、減算、絶対値および比較演算で距離を計算するといったように、他の方法で実現することも可能である。
【００３６】
【表１】
0004673964.tif 000002
【００３７】
フィルタ処理データ・オペレーティング・モードにおいて、ユニット１０からのデータに含まれる第１インタリーブ化シンボルの入力シンボル・データは、ｍｕｘ７２５，７０５を介してユニット７２０から入力されたコセット値Ｗ＋またはコセット値Ｗ−と加算器７００によって加算される。加算されたデータは前述したように距離コンピュータ７１０，７１５によって処理される。コセット値Ｗ＋とＷ−は、先に定義した４つのコセットＡ〜Ｄの１つに属している。個々のＢＭＵユニットで使用される特定のＷ＋とＷ−コセット値は、表１に定義されているように、その特定のＢＭＵユニット用の４つの定義されたコセットから選択される。Ｗ＋コセットとＷ−コセットは、ユニット１０からの修正された（ｍｏｄｉｆｉｅｄ）入力シンボル・データを、距離コンピュータ７１０と７１５によって処理できるシンボル・データに復元するように選択される。このオペレーションはフィルタ処理モードで要求される。その理由は、インタリービングと同一チャネル排除フィルタリングを組み合わせは前述したようにパーシャル・レスポンス入力データを生じさせ、これは、非フィルタ処理モード（ＨＤＴＶ標準のセクション１０．２．３．８および１０．２．３．９）で生じる通常（normal）シンボル・データではないからである。ｍｕｘ７３０を介してＡ，Ｂ，ＡＣＳＩの各信号を入力することにより、Ｗ＋またはＷ−のどちらが、修正された入力データと加算器７００で加算されるかを、ＡＣＳユニット４３からのＡＣＳＩ入力決定ビットのステートとビット入力信号ＡおよびＢのステートとに基づいて決定する。ユニット４３からのＡＣＳＩ入力決定ビットは、入力Ａまたは入力Ｂが加算器７００によって加算されたＷ＋値とＷ−値のどちらを選択しているかを決定する。たとえば、ＡＳＣＩ＝１ならば、入力Ｂがｍｕｘ７３０によって選択され、Ｂ＝１ならば、Ｗ＋が加算器７００で加算されるように、ｍｕｘ７３０を介してｍｕｘ７２５によって選択される。ＡとＢの入力相互接続は図６に示されており、たとえば、ユニットＢＭＵ４の場合のＡとＢは、それぞれＢＭＵ５とＢＭＵ８から得られる（図６）。図７のＢＭＣユニットのフィルタ処理モードにおけるその他のオペレーションは、非フィルタ処理モードに関して説明されているオペレーションと同じである。
【００３８】
図１のＢＭＣユニット３０は、ユニット１０からの並べ替えられたデータ・セグメントの残余（remaining）インタリーブ化シンボルを同じように順次に処理していく。並べ替えられたデータ・セグメントの処理を完了すると、ＢＭＣユニット３０は、ユニット１０からの次の並び替えられたデータ・セグメントの第１インタリーブ化データ・シンボル・パケットから始まる上述してきたプロセスを、繰り返す。
【００３９】
個々の同一構造のＢＭＵユニット（ＢＭＵ１〜ＢＭＵ８）の相互接続は、図６のＢＭＣアーキテクチャ全体図に示されている。ユニット１０からのインタリーブ化シンボル・データはユニットＢＭＵ１〜ＢＭＵ８のＳ入力端に入力され、図７に例示したユニットに関して上述したように、これらの相互接続されたユニットの各々によって処理される。ユニットＢＭＵ１〜ＢＭＵ８の端子Ｖ０とＶ１に出力された、処理結果のブランチ・メトリック・データ１とブランチ・メトリック・データ２はＡＣＳユニット４３（図１）に渡される。図１のＡＣＳユニット４３は、ユニット３０のＢＭＵユニットの各々からのブランチ・メトリック・データ１出力とブランチ・メトリック・データ２出力を使用して一連の反復的加算−比較−選択オペレーション（演算）を実行する。
【００４０】
図９は、図１に示したユニット４３のＡＣＳアーキテクチャ全体に含まれる個別ＡＣＳユニット相互間の接続を示す図である。図９に示すように、単一の８ステートＡＣＳアーキテクチャが、フィルタ処理データ入力モードと非フィルタ処理データ入力モードの両方で使用される。図９のＡＣＳアーキテクチャは、図５のフィルタ処理モードの８ステート遷移図（diagram）を実行する。各ＡＣＳユニット（ユニット９００〜９３５）はトレリス・ステート（０００．．．１１１）と関連づけられている。図４の４ステート遷移図は、非フィルタ処理モードの場合の等価なトレリス・ステート遷移を示している。図５のステート遷移図に示されているステートを整理（re-order）すると、図９に示す相互接続はもっと分かりやすくなる。
【００４１】
図８は、図９に示したＡＣＳユニット（ユニット９００〜９３５）の各々を代表する個別ＡＣＳユニットのアーキテクチャを示す図である。図９のＡＣＳアーキテクチャは、ユニット３０（図１）からの個別インタリーブ化データ・シンボルのブランチ・メトリック・データを順次に処理していく。図８の加算器８０５と８１０は、他のＡＣＳユニットから得られた入力パス・メトリック・データ１および入力パス・メトリック・データ２を、ＢＭＵユニット３０（図１）からインタリーブ化データ・シンボルとして出力されたブランチ・メトリック・データ１およびブランチ・メトリック・データ２と加算する。ユニット８０５と８１０から結果として得られた２つの合計データは、ユニット８１５によって比較される。２つの合計のどちらが小さいかを示している単一決定ビット出力は、ユニット８１５によってレジスタ８００とｍｕｘ８２０に出力される。ｍｕｘ８２０は、ユニット８０５と８１０の出力から、小さい方の合計を選択する。この選択された合計は、レジスタ８２５の出力端から出力パス・メトリック・データとして現れる。
【００４２】
レジスタ８００は１２個の直列接続された個別１ビット・レジスタから構成され、これらのレジスタを通してユニット８１５からの決定ビット出力は循環的にシフトされる。ＡＣＳＩ出力としてユニット３０（図１）に渡される決定ビット出力は、レジスタ８００による１２サイクルの遅延に続いている。トレースバック・コントロール・ユニット４７（図１）に渡される決定ビット出力は、レジスタ８００による単一サイクル遅延に続いている。このようにして、１２インタリーブ化シンボルの各々に関連する各単一決定ビット出力は、レジスタ８００から順次に出力されていく。同様に、レジスタ８２５は直列接続された個別レジスタから構成され、これらのレジスタを通してユニット８２０からの出力パス・メトリック・データは循環的にシフトされる。このようにして、１２インタリーブ化シンボルの各々に関連する出力パス・メトリック・データはレジスタ８２５から順次に出力される。ユニット８２５内の直列接続されたレジスタのビット幅は、ＡＣＳユニットの処理解像度要求に従って選択される。
【００４３】
レジスタ８２５からの出力パス・メトリック・データは図９の相互接続図に従って２つの他のＡＣＳユニットに渡される。たとえば、図９のＡＣＳユニット９００からの出力パス・メトリック・データは、ＡＣＳユニット９１０と９１５の入力パス・メトリック・データ１，Ｖ２の入力に供給される。同様に、図８の加算器８０５と８１０に渡される入力パス・メトリック・データ１と入力パス・メトリック・データ２は、図９の相互接続図に従って、２つの他のＡＣＳユニットに与えられる。たとえば、ＡＣＳユニット９００の入力パス・メトリック・データ１，Ｖ２の入力はＡＣＳユニット９０５によって与えられ、ＡＣＳユニット９００の入力パス・メトリック・データ２，Ｖ３の入力はＡＣＳユニット９２５によって与えられる。ユニット３０（図１）からのメトリックに関して一連の加算−比較−選択演算の結果を示す決定ビットのシーケンスは、次の単一サイクルの遅延後に図８のレジスタ８００からトレースバック・コントロール・ユニット４７に渡され、また、次の１２サイクルの遅延後にユニット３０（図１）に渡される。ユニット４３の８個のＡＣＳユニットの各々からは、一連の決定ビットがユニット４７とユニット３０に与えられる。８個の決定ビットは、ユニット１０から与えられたインタリーブ化シンボル・パケットの各々に、ユニット４３からユニット４７および３０へ循環的に並列形式で出力されていく。ＢＭＣユニット３０およびＡＣＳユニット４３（図１）は、次の表２に示すように相互接続されている。ユニット３０と４３は、それぞれ、図６と図９に示されている。
【００４４】
【表２】
0004673964.tif 000003
【００４５】
非フィルタ処理モードにおいて、所与の受信された非フィルタ処理シンボルに対して、個別（distinct）ブランチ・メトリック値は最大４個ある。また、このモードでは、ＢＭＣユニット３０は１６回の並列計算を行って、１６個のブランチ・メトリック値をＡＣＳユニット４３に渡し、そして、単一の計算が４回繰り返される。従って、ユニット４３に渡される１６個の値は４個の個別ブランチ・メトリック値の複製（replication）を含んでいる。ユニット４３に入力されるブランチ・メトリック値を反復することにより、ＡＣＳユニット４３（図９）のアーキテクチャが図４の所望の４ステートＡＣＳトレリスをエミュレートすることを可能にしている。なお、実際には、ブランチ・メトリック値は、システム・ノイズにより、ＢＭＣユニット３０によって、完全ではなく、実質的に反復されることに注意する必要がある。
【００４６】
フィルタ処理モードでは、ＢＭＣユニット３０（図１）は各入力シンボルごとに最大１５個の個別ブランチ・メトリック値を生成し、図５の８ステートＡＣＳトレリスに従って動作する。フィルタ処理入力モードと非フィルタ処理入力モードのどちらにも、図９に示すように、単一の８ステートＡＣＳアーキテクチャを使用しているので、トレリス・デコーダ２４をモード間でシームレスにかつ透過的（transparent）に遷移することが容易である。
【００４７】
また、ＡＣＳユニット（図９のユニット９００〜９３５）の１つのレジスタ８２５（図８）から出力される出力パス・メトリック・データの最上位ビット（Most Significant Bit-MSB）は、同期モニタ８０（図１）に供給される。同期モニタ８０は、レジスタ８２５から出力されるＭＳＢの中で、プログラムされたタイム・インターバル中に反転（inversion）の個数をカウントし、そのカウント値とプログラムされたしきい値とを比較する。プログラムされた値はコントロール・プロセッサ（図示せず）から得ることも、あるいはユニット８０にストアしておくことも可能である。もし、そのカウント値がしきい値を超えていれば、同期外れ（out-of-sync）表示信号が生成され、同期コントロール・ユニット１０（図１）に供給される。ユニット８０から同期外れ（out-of-sync）信号を受信すると、ユニット１０はリセット信号をユニット８０へ送り、次の同期外れ状態を検出できるように同期モニタをリセットする。モニタ８０は、種々のパラメータに応動するように構成することも可能である。
【００４８】
ＡＣＳユニット４３のアーキテクチャは、インタリーブ化データ・シンボルとＡＣＳユニット・トレリス・ステートとによって編成された決定ビット・データをトレースバック・ユニット４７（図１）へ送る。トレースバック・ユニット４７は、ユニット１０から与えられた符号化インタリーブ化シンボルの各々について、ユニット４３の対応する８つのＡＣＳユニットから８個の決定ビット（Ｂ１〜Ｂ８、１つの８ビット・ワード）を並列に循環的に受信する。１つの８ビット・ワードはインタリーブ化シンボルごとに循環的に受信される。受信された決定ワードは、ユニット４３の対応する８つのＡＣＳユニットからの８個の決定ビット・シーケンスを表している。ユニット４７は、個別インタリーブ化データ・シンボルに関連付けられたユニット４３からの各決定ワードを順次に処理していく。決定ワードはユニット４７によって使用され、送信側で先に符号化されたインタリーブ化シンボル・シーケンスを表している、最も近似しているＺ１ビット・シーケンスが得られる。各決定ビットは、２つの取り得るステート遷移パスのどちらがＡＣＳユニット・ステートに通じているかを示している。
【００４９】
図１０は、トレースバック・コントロール・ユニット４７（図１）のアーキテクチャを示している。以下、トレースバック・ユニット４７のオペレーションを、ＡＣＳユニット４３から出力される符号化インタリーブ化シンボルのシーケンスに関連付けられた決定ワードについて説明する。図１０のトレースバック・アーキテクチャは、図１５に示すトレリス復号化プロセスを実行する。図１５のステップ４４３において、ステップ４４０でスタートしたあと、ＡＣＳユニット４３（図１）からの決定ワードはＡＣＳユニット４３（図１）から、８個の決定ビット・シーケンスの形で循環的に入力される。入力決定ワードはフォワード・トレース・ユニット１６０（図１０）に供給され、ステップ４４５で、バッファ・メモリ１４０（図１０）にストアされて、遅延される。ステップ４５０で、図１０のトレースバック選択ユニット１４５は、ユニット１４０にストアされた決定ビット・シーケンスから８個のトレリス復号化ビット・シーケンスを取り出す。これらのトレリス復号化ビット・シーケンスは、符号化インタリーブ化データ・シンボルに対応する、最も近似した符号化Ｚ１ビット・シーケンスの候補となるものである。
【００５０】
図１５のステップ４５０において、ユニット１４５（図１０）は、トレースバック・プロセスでステート遷移トレリス・パスを決定することにより、候補となる復号化Ｚ１ビット・シーケンスを取り出す。このプロセスで、初期先行トレリス・ステートは、８個の決定ビット入力シーケンスの１つの現在ステートについて識別される。この初期ステートは、入力シーケンスにおいてＡＣＳユニット４３（図１）からの決定ビットを、先行遷移パスのインジケータとして使用することによって識別される。この初期先行ステートから、次の先行ステートは、ＡＣＳユニット４３からの決定ビットを使用してトレリス・ステート遷移図を逆方向にトラバースすることによって識別され、これは先行ステートのシーケンスが識別されるまで続けられる。この先行ステート・シーケンスから、対応するトレリス復号化ビット・シーケンスが決定される。これらのステップは、バッファ１４０（図１０）にストア（格納）された残りの決定ビット・シーケンスの各々ごとに繰り返される。このトレースバック・プロセスの背景にある理論は公知であり、Ｇ．Ｆｅｙｇｉｎ他著「ビタビ・デコーダにおけるサバイバ・シーケンス・メモリ管理のアーキテクチャ上のトレードオフ（Architectural Tradeoffs for Survivor Sequence Memory Management in Viterbi Decoders)」(発行 IEEE Transactions on Communications,vol.41,No.3,March 1993）に、他の異なるトレースバック手法と一緒に説明されている。
【００５１】
上述したトレースバック・プロセスは、トレースバックの深さである、あらかじめ決められた深さＴまで実行されて、あらかじめ決められた個数の先行ステートを識別する。この公知の理論によれば、トレースバックのインターバルＴは、実際には、マージされた（merged）または収束された（converged）ステートを識別するのに十分なトレースバックのインターバルとして採用されている（LeeおよびMesserschmidt、セクション７．４．３）。マージされたステート（merged state）とは、任意の初期先行トレリス・ステートからのトレースバックに続いて到達する可能性のあるステートのことである。マージされたステートは、真の符号化Ｚ１データとなる最大の可能性をもつデータ・シーケンスを識別する。従って、マージされたステートは、候補シーケンスから出力されるトレリス復号化データ・シーケンスを示している。トレースバック・プロセスは、この実施の形態では、エポック（Epoch）と呼ばれ、Ｔ／２に等しいトレースバック・インターバルについて、２ステージで実行される。このエポックを選択するか、サブトレースバック・インターバルを選択するかは任意であり、システム設計者の選択事項である。
【００５２】
候補となる復号化トレリス・シーケンスを識別するために、トレースバックは、連続する並び替えデータ・セグメントのコロケートされたインタリーブ化シンボル・パケットについて行われる。１２個のインタリーブ化シンボル・パケットの１つは、たとえば、パケット７（ＳＰ７）のトレースバックは、対応する先行の（この例では、ＳＰ７）、インタリーブ化シンボル・パケットに含まれるシンボル・データの先行ステートを識別するために行われる。
【００５３】
単一トレリス・パス上のトレースバックは公知であるが、開示されているシステムでは、インタリーブ化データと複数の候補決定ビット・シーケンスのトレースバックを含むように、トレースバック・プロセスが拡張されているという利点がある。この拡張されたトレースバック・プロセスは、図１０のユニット１４５によって実現されている図１３の方法を使用して、エポック単位でエポックに対して行われる。図１３のステップ６４５では、ステップ６４０でスタートしたあとに続いて、トレースバック選択ユニット１４５内の内部記憶レジスタは、コントロール・ユニット１６５（図１０）からの制御信号に応動してエポック・データ境界で初期化される。インタリーブ化シンボル・パケット、たとえば、ＳＰ１の決定ワードは、ステップ６５０でバッファ１４０（図１０）から循環的に入力される。先行ステートは、ステップ６５０で入力された決定ワードの決定ビット、たとえば、Ｂ１、を使用して、前述したトレースバック・プロセスを適用することによってステップ６５５で現ステートから識別される。このプロセスの主要特徴は、先行ステートは連続データ・セグメントのコロケートされたインタリーブ化パケットのシンボル・データについて識別（identify）されることである。たとえば、データ・セグメントの７番目のインタリーブ化シンボル・パケット（ＳＰ７）の場合は、対応する７番目のインタリーブ化シンボル・パケット決定ビットが使用されて、先行ステートが特定される。ステップ６５５において、インタリーブ化シンボルの識別された先行ステートに対応するトレリス復号化ビットはユニット１４５（図１０）によってメモリ１５０にストアされる。
【００５４】
ステップ６６０では、インタリーブ化シンボルの８トレリス復号化ビットがメモリ１５０（図１０）にストアされるまで、入力決定ワードの残りの決定ビット（この例では、Ｂ２〜Ｂ８）の各々についてステップ６５５が繰り返される。ステップ６６５において、並び替えられたデータ・セグメントの残りの１２個のインタリーブ化シンボル（この例では、ＳＰ２〜ＳＰ１２）の各々についてステップ６５０〜６６０が繰り返される。同様に、スエポック・インターバルを構成する並び替えデータ・セグメントの数だけステップ６７０でテップ６５０〜６６５が繰り返される。ステップ６７５において、入力インタリーブ化シンボルについて結果として生じた８個の候補トレリス復号化ビット・シーケンスは、ユニット１４５から図１０のメモリ１５０へ送られる。１つのエポック・インターバルに対するトレースバック・プロセスの上記繰り返しは図１３のステップ６８０で終了し、図１５に示した包括プロセスのステップ４５０が完了する。
【００５５】
図１５のステップ４６０および４６５において、フォワード・トレース・ユニット１６０（図１０）は、符号化されて受信側へ送信されたシーケンスに一致すると思われる８候補シーケンスに含まれるトレリス復号化ビット・シーケンスを識別する。ステップ４７０において、その結果として識別されたトレリス復号化シーケンスは、遅延されたあとで、トレース・ユニット１６０からの選択信号に応動してメモリ１５０からｍｕｘ１５５経由でトレリス・デマッパ６０とリ・エンコーダ５０（図１）へ送られる。
【００５６】
図１５のステップ４６０および４６５において、トレース・ユニット１６０はマージされたステートと、送信されたインタリーブ化シンボル・パケット・シーケンスに最も一致していると思われるトレリス復号化ビット・シーケンスを識別する。トレース・ユニット１６０は、図１４に示すフォワード・トレース・プロセスを使用して、エポックのトレリス復号化ビット・シーケンスをエポック単位で識別する。フォワード・トレース手法はデータ復号化遅延（レイテンシィ）を減少するコスト効率的な方法である。
【００５７】
図１５のステップ４６０において、図１４のフォワード・トレース・プロセスは入力データのエポック・インターバルの期間に行われ、８データ・シーケンスの各々について２つのポインタ、ｐｏｉｎｔｅｒ１とｐｏｉｎｔｅｒ２を更新する。これらのポインタは、トレリス復号化ビット・シーケンスを識別するために使用される。
【００５８】
図１４のステップ８４３において、ステップ８４０でスタートしたあとに続いて、８個のｐｏｉｎｔｅｒ２のインジケータは対応するｐｏｉｎｔｅｒ１のインジケータ値で更新される。これらのポインタはユニット１６０内にストアされる。ステップ８４５において、ユニット１６０内の内部記憶レジスタは、コントロール・ユニット１６５（図１０）からの制御信号に応動してエポック・データ境界で初期化される。コントロール・ユニット１６５はユニット１０（図１０）からのＲ／Ｅ入力信号に応動して制御信号を出力し、エポック境界でトレースを開始するように両方のトレース・ユニット１４５と１６０を同期させる。インタリーブ化シンボル・パケット、たとえば、ＳＰ１の非遅延決定ワードは、ステップ８５０でＡＣＳユニット４３（図１）から循環的に入力される。
【００５９】
ステップ８５５において、３ステージ・プロシージャは、入力決定ワードの８データ・シーケンスに関連づけられた８個の別々のｐｏｉｎｔｅｒ１インジケータの１つを更新するために使用される。入力された非遅延ワードの決定ビット、たとえば、Ｂ１は、前述したトレースバック・プロセスを適用することによって、現ステートから先行ステートを識別するために使用される。先行ステートは、ユニット１４５のトレースバック・プロセスで説明したように先行データ・セグメントのコロケートされたインタリーブ化シンボル・パケット（この例では、ＳＰ１）のシンボル・パケット・データについて識別される。識別された先行ステートは、入力決定ワードの８データ・シーケンスに関連づけられた８個の別々のｐｏｉｎｔｅｒ１インジケータの１つを選択するために使用される。インタリーブ化シンボル（この例では、ＳＰ１）の選択されたｐｏｉｎｔｅｒ１で示されたステートは、決定ビット・シーケンス（この例では、Ｂ１のシーケンス）に関連するｐｏｉｎｔｅｒ１インジケータにストアされ、以前のｐｏｉｎｔｅｒ１の内容はオーバライトされる。
【００６０】
ステップ８６０では、ステップ８５５を繰り返す。すなわち、８データ・シーケンスの個々のｐｏｉｎｔｅｒ１インジケータがインタリーブ化シンボル（ＳＰ１）についてユニット１６０にストアされるまで、入力決定ワード（この例では、Ｂ２〜Ｂ８）の残りの決定ビットの各々について繰り返される。ステップ８６５において、ステップ８５０〜８６０は１２個のシンボル並び替えデータ・セグメントの残りのインタリーブ化シンボル（この例では、シンボルＳＰ２〜ＳＰ１２）について繰り返される。同様に、ステップ８７０は、ステップ８５０〜８６５を繰り返す。すなわち、エポック・インターバル（Ｔ／２）を構成する個数の並び替えデータ・セグメントが処理されるまで繰り返される。フォワード・トレース・プロセスの上記繰り返しは図１４のステップ８８０で終了し、図１５に示した包括プロセスのステップ４６０が完了する。
【００６１】
図１５のステップ４６５において、更新されたポインタ、ｐｏｉｎｔｅｒ１とｐｏｉｎｔｅｒ２はマージされたステートを識別するために使用される。トレースバック・インターバルＴに続いて、定常状態で動作しているとき、特定のデータ・シーケンスのｐｏｉｎｔｅｒ１とｐｏｉｎｔｅｒ２は、どちらも、１エポック前に現れた先行ステートを示している。ｐｏｉｎｔｅｒ１は現エポック・ポインタであり、ｐｏｉｎｔｅｒ２は直前のエポック・ポインタである。ｐｏｉｎｔｅｒ１とｐｏｉｎｔｅｒ２は一緒になって、１トレースバック・インターバルだけ戻って収束またはマージされた先行ステートを指している。８データ・セグメントすべてのｐｏｉｎｔｅｒ１とｐｏｉｎｔｅｒ２は、エラーがなければ、同一のマージされたステートを示しているので、従って、メモリ１５０からリリースするために同じデータ・シーケンスを識別する。８データ・シーケンスのｐｏｉｎｔｅｒ１インジケータの１つが選択され、そしてそれは８個のｐｏｉｎｔｅｒ２インジケータの１つを識別するために使用される。この識別されたｐｏｉｎｔｅｒ２インジケータは、マージされたステートを識別するために使用される。従って、８個のｐｏｉｎｔｅｒ１インジケータの１つと８個のｐｏｉｎｔｅｒ２インジケータの１つとが一緒に使用されて識別が行われる。ただし、マージされたステート選択の信頼度を向上させるために、これらのポインタを平均化することも、多数またはその他を基準にして選択することも可能である。
【００６２】
ステップ４６５で決定されたマージされたステートは、ステップ４７０で使用され、８個の候補トレリス復号化ビット・シーケンスのどれがｍｕｘ１５５（図１０）を経由してメモリ１５０からリリースされるかを示す。選択された符号化データ・シーケンスは、送信された符号化インタリーブ化シンボル・シーケンスに最も一致していると思われるデータである。
【００６３】
結果として決定されたトレリス復号化シーケンスは、遅延されたあとで、トレース・ユニット１６０からの選択信号に応動して、メモリ１５０によって、トレリス・デマッパ６０とリ・エンコーダ５０（図１）に向けてｍｕｘ１５５（図１０）を経由してリリースされる。ｍｕｘ１５５からトレリス・デマッパ６０とリ・エンコーダ５０（図１）に出力された解放（ｒｅｌｅａｓｅｄ）トレリス復号化シーケンスは、図２のエンコーダによって符号化されたインタリーブ化シンボルのＸ１ビットのオリジナル・シーケンスを復元する。なお、Ｘ１ビット・シーケンスは、図２に示すようにＺ１ビット・シーケンスに等しくなっていることに、注意されたい。図１５のプロセスのステップは、利用可能な入力決定データが存在する限り間繰り返される。存在しなければ、プロセスはステップ４８０で終了する。
【００６４】
ユニット５０（図１）は、ユニット４７（および図１０のｍｕｘ１５５）からのインタリーブ化Ｚ１ビット・シーケンスを順次に再符号化して、再符号化Ｚ０ビット・シーケンスをデマッパ６０へ与える。Ｚ１からＺ０を得るために使用される再符号化機能は、図２に示すように送信前にエンコーダで行われる等価機能を複製する。さらに、ユニット１０からの並び替えられたインタリーブ化シンボル・データは、ユニット７０によって遅延され、ユニット４７の出力と同期がとられて、トレリス・デマッパ６０へ送られる。
【００６５】
図１１はトレリス・デマッパ６０（図１）のアーキテクチャを示す図である。トレリス・デマッパ６０はユニット４７，５０および７０（図１）からの同期化インタリーブ化データ・シーケンスを順次に処理していく。図１１の記述と説明において、以下の慣例が適用される。図２に関連して記述されている８ポイントシンボル・コンステレーションを表し、そして４コセット、コセットＡ＝（Ａ−、Ａ＋）；コセットＢ＝（Ｂ−、Ｂ＋）；コセットＣ＝（Ｃ−、Ｃ＋）；コセットＤ＝（Ｄ−、Ｄ＋）を含むデータは、ｎがタイム・インデックスであるとして、サブセット値Ｓn，Ｓn-1，そしてＳn+1の形式におけるタイム・ドメインをとして表現されている。これらのサブセット値は、座標対の値、特に、現在のシンボルタイム・ピリオドｎに対してＳn＝（Ｓｎ+，Ｓn-）、直前のシンボルタイム・ピリオドｎ−１に対してＳn-1＝（Ｓn-1+，Ｓn-1-）、直後のシンボルタイム・ピリオドｎ＋１に対してＳn+1＝（Ｓn+1+，Ｓn+1-）を表している。
【００６６】
デマッパ６０は、９５０から９８０のユニットを使用し、復号されたビットそれ自身の代わりに、過去のサブセット出力を上手に使用するマシン状態を使用して、シンボル座標表現サブセットの情報ビットを復号する。これは、過去のサブセットそして／あるいは過去の復号されたビットのフィードバックに含まれるエラー伝播の問題を回避している。
【００６７】
典型的なトレリス・デマッパにおいて、遅延された（たとえば、ユニット７０からの）受信データとともに再符号化された（たとえば、ユニット５０からの）データは、出力ビットＸ２の決定に使用される。発明者は、このような典型的なデマッパにおいて（そしてその他の復号アプリケーションにおいて）、最悪のエラー伝播は、累積的なエラー・フィードバックに起因すると認識している。これは、たとえば、ＮＴＳＣ同一チャンネル排除フィルタ（図１２のユニット１２）がアクティブのときのフィルタされたデータ・モードにおける条件、を含む条件の変化を受けて発生する。図１１のデマッパ６０は、中間状態あるいは復号されたデータのフィードバックよりむしろ前の状態あるいは復号出力のフィードフォワードを含むフィードフォワード技法を実行することによってこのような最悪のエラー伝播を上手に避けている。この技法は、可能性のある複数の候補から最良の可能性を取り出すためのエラー決定とタイム・ドメイン決定を含むパーシャル・レスポンスや他の復号システムに適用可能である。
【００６８】
図１１において、現在のサブセット値Ｓｎの形式で２つの取り得るコンステレーション・ポイントを表す２つの再符号化されたデータは、再符号化器５０によって、サブセット差分コンピュータに供給される。さらに、ユニット５０からの再符号化データは、コンピュータ９６０に供給される遅延されたサブセット値Ｓｎ−１を生成するためにマルチプレクサ９５５を経由してユニット９５０によって１シンボル期間遅延される。フィルタされないモードにおいて、コンピュータ９６０に供給された前のサブセット値Ｓｎ−１は、ＣＯＮＦ信号に応動して、マルチプレクサ９５５とディレイ９５０を経由してゼロにセットされる。ユニット９６０は、サブセットＳｎＳｎ−１の座標対の間の差分の４つのタイプを計算する、たとえばユニット９６０は、（Ｓn-―Ｓn-1-）、（Ｓn-，Ｓn-1+）、（Ｓn+，Ｓn-1-）、（Ｓn+，Ｓn-1+）を計算する。これらの４つの計算出力はコンピュータ９６０によって、コンステレーション距離コンピュータ９６５に供給され、コンステレーション距離コンピュータ９６５は、対応するユニット７０からの遅延データ入力ｆｎから、各計算されたサブセット差分の絶対距離を算出する。ユニット９６５からの４つの算出されたサブセット差分は、遅延されたデータｆｎからの最小サブセット差分を識別するために、マルチプレクサ９６３と９７７を使用してコンパレータ９７３、９７１、そして９６４によって、処理される。この目的のために、コンパレータ９７３と９７１は、それぞれ、最終コンパレータ９６４にマルチプレクサ９６３と９７７を経由して最小マイナスと最小プラスの中間コンステレーション距離差分を供給する。
【００６９】
デマッパ６０は、ユニット９６５が１つの算出されたサブセット差分を、曖昧さの無い決定を示す最小値として供給するかどうかに従う異なった方法によって、結果としての出力Ｘ２を取り出す。これは最もありえるケースであり、ユニット９６５によって出力された４つの信号のうちの１つのみが、最小距離値を含んでいるときに発生する。この場合、ユニット９６４は、現在のデマップされたビットを、デマップされた出力ビットＸ２ｐとして宣言する。この目的のために、ユニット９６４は、ユニット９６３からの最小マイナスとユニット９７７からの最小プラスのうちの最小値を決定する。もし、最小マイナス入力が最小値であるならば、デマップされたビットＸ２ｐはゼロにセットされる。もし、最小プラス入力が最小値であるならば、デマップされたビットＸ２ｐは１にセットされる。このビット出力の取り決めは、図２と図３に関連して前に記述されたように、オリジナルの信号マッピングに一致したビットを供給するように決定される。その結果、Ｘ２ｐは、復号されたビットあるいはサブセット出力のフィードバックの代わりに、過去のサブセット出力フィードフォワードを使用して上手に取り出され、これによって累積するエラー伝播を回避している。
【００７０】
ユニット９６５からの４つの出力値の１つ以上が等しく、そしてそれが最小距離値よりなっている場合、決定に曖昧さが発生する。このばあい、ユニット９６４の以前の出力（たとえば、ディレイ要素９７５によって遅延されたユニット９７５の出力）は、コンパレータ９７３によるｍｉｎ＿ｍｉｎｕｓ＿ｄｅｃ出力とともにユニット９６４によって比較される。もし、これらの２つの出力が同一の場合、そのデマップされたビットＸ２ｐはゼロにセットされる。そうで無い場合は、ビットＸ２ｐは１にセットされる。他の実施例において、コンパレータ９７１によるｍｉｎ＿ｐｌｕｓ＿ｄｅｃ信号は、この目的のために２者択一的に使用される。決定の曖昧さを解決するために、ユニット９７５からユニット９６４遅延された決定ビットがフィードバックされているけれども、これは、エラー伝播に帰着することにならないことは明記されるべきである。これは、前の復号された出力は、ユニット９６５によって生成された算出されたサブセット差分の間が等しい場合に次の出力を生成に使用するのみであるからである。この等しい場合が解決されると、通常の動作において、ユニット９６５は、その次のサイクルにおける最小距離値として唯一の値を生成し、これによって復号された出力の繰り返しのフィードバックを防ぎ、エラー伝播を誘発するフィードバック構造を排除する。最終的なデマップされた出力ビットＸ２は、Ｘ２ｐ（ユニット９６４の現在の出力）とユニット９７５によって生成された９６４の前の出力とのユニット９８０によるエクスクルーシブＯＲにより生成される。
【００７１】
デマッパ６０（図１）は、その結果として復元したＸ２データを同期化Ｘ１データと一緒にアセンブラ９０へ送る。デコーダ２４に入力された各インタリーブ化データ・シンボルに対応するＸ１ビットとＸ２ビットは、ユニット６０からアセンブラ９０へ順次に渡されていく。Ｘ１とＸ２ビットの各ペアは、シンボル・パケットのトレリス復号化データである。アセンブラ９０は、連続データ・セグメントのコロケートされたインタリーブ化パケットについて４つのＸ１、Ｘ２ビット・ペアを、１つの８ビット・バイトにアセンブルする。ユニット９０は、１２個のインタリーブ化シンボル・パケットの各々ごとに、このようにしてデータ・バイトをアセンブルしていく。ユニット９０はこれらのバイトを、１２個のインタリーブ化シンボル・パケット・ストリームの各々ごとに、バイト単位で（on a byte by byte basis）出力していく。このようにして、ユニット９０はイントラセグメント・シンボルのデインタリーブされた出力データを出力し、他の受信機エレメントで使用できるようにする。
【００７２】
図１２に一部だけが示されているＨＤＴＶ受信システムの例では、符号化データはプロセッサおよびデモジュレータ７５０によって処理され、そして復調される。ユニット７５０は入力チャネル・チューナ、ＲＦ増幅器、ＩＦ（中間周波数）増幅器およびミキサ・ステージを具備し、変調された信号を以後の処理に適したより低い周波数バンドにダウン・コンバートする。入力プロセッサ７５０は、また、自動利得制御回路、アナログ・ディジタル・コンバータ、タイミングおよび搬送波復元回路も備えている。受信された信号は、ユニット７５０内の搬送波復元回路によってベースバンドに復調される。この搬送波復元回路は、イコライザ（等化器）、ローテータ、スライサおよび位相誤差検出回路のほかに、公知の如く、イコライザとローテータの動作を制御する位相コントローラを用いることも可能である。
【００７３】
復調されたデータまたはＮＴＳＣ排除フィルタ２２によって処理された復調されたデータのどちらかが、ＣＯＮＦ信号に応動してｍｕｘ２８によって選択され、本発明に従ってデコーダ２４により復号化される。トレリス復号化され、そしてイントラセグメント・シンボル・デインタリーブされたデータはデコーダ２４から出力されて、ユニット７６０へ送られる。デコーダ２４からのシンボル・デインタリーブ化データは、出力プロセッサ７６０によってコンボルーショナルにインターセグメント・デインタリーブされ、リード・ソロモン復号化されてから、以後の処理と表示のために他のＨＤＴＶ受信機エレメントに送られる。トレリス・コーディングに関連したイントラセグメント・デインタリービング・プロセスは独特のもので、インターセグメント・デインタリービング・プロセス（ＨＤＴＶ標準のセクション１０．２．３．９および１０．２．３．１０）とは異なるものである。ユニット７５０と７６０に関して説明した機能は、たとえば、冒頭に引用したLeeおよびMesserschmidtの文献に記載されている。
【００７４】
図１から図１５までに関連して説明してきたアーキテクチャは、これだけに限定されるものではない。本発明の原理によれば、他のアーキテクチャを採用しても、同じ目標を達成することが可能である。たとえば、単一のトレリス・デコーダを使用してＮ個の入力データ・パケットを復号化することも、あるいは、特定システムの要件に応じて２つ以上のトレリス・デコーダ（たとえば、Ｎ個より少ない）を使用することも可能である。さらに、トレリス遷移ステート数が異なるごとに、異なるアーキテクチャを採用することも可能である。本発明の原理は上述した８ステート・アーキテクチャに限定されるものではない。さらに、さまざまなアーキテクチャのエレメントの機能は、全体的にも、部分的にも、マイクロプロセッサのプログラムされた命令で実現することが可能である。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シンボル・コンステレーションとして表現可能な符号化データ・シンボルを処理するためのシステムにおいて、受信符号化シンボル・データを遅延して遅延データを生成するステップと、復号化されたシンボルを表すデータを再符号化して再符号データを生成するステップと、前記再符号化データをフィードフォワード処理して、連続するシンボル間の差分を表す差分データを生成するステップと、そして前記遅延データと前記差分データを使用して復号されたシンボルを取り出すステップを備えたので、複数のモード間でシームレス・スイッチング（seamless switching）を行う可能とし、さらにエラー伝播無しに復号する適応型トレリス・デコーダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数のインタリーブされたデータストリームを復号し、複数の動作モード間でシームレスにスイッチングを行うための、本発明を適用したトレリス・デコーダ・システムを示す図である。
【図２】ＨＤＴＶ標準に述べられているトレリス・エンコーダ、プリ・コーダおよびシンボル・マッパを示す図である。
【図３】図２に示したエンコーダ・システム用に作成されたエンコーダ・ステート・テーブルを示す図である。
【図４】ＮＴＳＣ同一チャネル排除フィルタによって事前にフィルタ処理されなかったトレリス・デコーディング・データ用に作成された４ステート・トレリス図である。
【図５】ＮＴＳＣ排除フィルタによって事前にフィルタ処理されたトレリス・デコーディング・データ用に作成された８ステート・トレリス図である。
【図６】図１に示したトレリス・デコーダで使用するのに適した、ブランチ・メトリック・コンピュータ・アーキテクチャを示すブロック図である。
【図７】図６に示したブランチ・メトリック・コンピュータ・アーキテクチャで使用するのに適した、本発明を適用した、ブランチ・メトリック計算ユニット・アーキテクチャを示す図である。
【図８】図９のＡＣＳ機能アーキテクチャで使用するのに適した、本発明を適用した、個別的な加算−比較−選択（ＡＣＳ）ユニット・アーキテクチャを示す図である。
【図９】図１に示したトレリス・デコーダで使用するのに適した、本発明を適用した、ＡＣＳ機能アーキテクチャを示す図である。
【図１０】図１に示したトレリス・デコーダで使用するのに適した、本発明を適用した、トレースバック・コントロール・ユニット・アーキテクチャを示す図である。
【図１１】図１に示したトレリス・デコーダで使用するための本発明の原理に従ったフィードフォワード・マッピングと一体化したトレリス・デマッパ・アーキテクチャを示す図である。
【図１２】ＨＤＴＶ受信機システムの場合において、フィルタ処理データまたは非フィルタ処理データの複数インタリーブ化データストリームを適応的に復号化する、シームレスにスイッチング可能な、トレリス・デコーダを示す図である。
【図１３】本発明に従って、インタリーブされたデータのトレリス復号で使用されるトレリス・トレースバック機能を実行するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図１４】本発明に従って、インタリーブされたデータのトレリス復号で使用されるフォワード・トレース・プロセスを示すフローチャートである。
【図１５】図１３のプロセスと図１４のプロセスを一体化して、本発明に従って、図１０のトレースバック・コントロール機能を実現するトレリス・デコーディング・プロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  同期コントロール・ユニット
２４  適応型トレリス・デコーダ
３０  ブランチ・メトリック・コンピュータ
４０  ビタビ・デコーダ
４３  加算−比較−選択（ＡＣＳ）ユニット
４７  トレースバック・コントロール・ユニット
５０  リ・エンコーダ
６０  トレリス・デマッパ
７０  遅延（ディレイ）ユニット
８０  同期モニタ
９０  バイト・アセンブラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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