(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信データを任意の同期パターンで符号語単位に分ける同期調整手段と、
前記符号語を用いて枝単位に枝メトリックを計算後、既知のＡＣＳ演算により生き残りパスを選択し、当該生き残りパスおよび生き残りパスに対応するパスメトリックを記憶するビタビ復号手段と、
各状態の生き残りパスのパスメトリックから最も尤度の高い生き残りパスを選択する最尤パス選択手段と、
前記最尤パスのパスメトリックと最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのパスメトリックとの差を求める減算手段と、
前記パスメトリックの差を積分し、当該積分結果を記憶する積分／記憶手段と、
すべての同期パターンでの積分結果が記憶された段階で、最大の積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定する同期判定手段と、
を備えることを特徴とする符号同期判定装置。
【請求項２】
受信データを任意の同期パターンで符号語単位に分ける同期調整手段と、
前記符号語を用いて枝単位に枝メトリックを計算後、既知のＡＣＳ演算により生き残りパスを選択し、当該生き残りパスおよび生き残りパスに対応するパスメトリックを記憶するビタビ復号手段と、
各状態の生き残りパスのパスメトリックから最も尤度の高い生き残りパスを選択する最尤パス選択手段と、
前記最尤パスのパスメトリックと最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのパスメトリックとの差を求める減算手段と、
前記パスメトリックの差を積分する積分手段と、
前記積分結果が所定のしきい値を超えた段階で、その積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定する同期判定手段と、
を備えることを特徴とする符号同期判定装置。
【請求項３】
受信データを任意の同期パターンで符号語単位に分ける同期調整手段と、
前記符号語を用いて枝単位に枝メトリックを計算後、既知のＡＣＳ演算により生き残りパスを選択し、当該生き残りパスおよび生き残りパスに対応するパスメトリックを記憶するビタビ復号手段と、
各状態の生き残りパスのパスメトリックから最も尤度の高い生き残りパスを選択する最尤パス選択手段と、
前記最尤パスのパスメトリックと任意の生き残りパスのパスメトリックとの差を求める減算手段と、
前記パスメトリックの差を積分し、当該積分結果を記憶する積分／記憶手段と、
すべての同期パターンでの積分結果が記憶された段階で、最大の積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定する同期判定手段と、
を備えることを特徴とする符号同期判定装置。
【請求項４】
受信データを任意の同期パターンで符号語単位に分ける同期調整手段と、
前記符号語を用いて枝単位に枝メトリックを計算後、既知のＡＣＳ演算により生き残りパスを選択し、当該生き残りパスおよび生き残りパスに対応するパスメトリックを記憶するビタビ復号手段と、
各状態の生き残りパスのパスメトリックから最も尤度の高い生き残りパスを選択する最尤パス選択手段と、
前記最尤パスのパスメトリックと任意の生き残りパスのパスメトリックとの差を求める減算手段と、
前記パスメトリックの差を積分する積分手段と、
前記積分結果が所定のしきい値を超えた段階で、その積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定する同期判定手段と、
を備えることを特徴とする符号同期判定装置。
【請求項５】
受信データを任意の同期パターンで符号語単位に分ける同期調整手段と、
前記符号語を用いて枝単位に枝メトリックを計算後、既知のＡＣＳ演算により生き残りパスを選択し、当該生き残りパスおよび生き残りパスに対応するパスメトリックを記憶するビタビ復号手段と、
各状態の生き残りパスのパスメトリックから最も尤度の高い生き残りパスを選択する最尤パス選択手段と、
すべての状態における生き残りパスのパスメトリックの平均値を求める平均値計算手段と、
前記最尤パスのパスメトリックと前記パスメトリックの平均値との差を求める減算手段と、
前記パスメトリックの差を積分し、当該積分結果を記憶する積分／記憶手段と、
すべての同期パターンでの積分結果が記憶された段階で、最大の積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定する同期判定手段と、
を備えることを特徴とする符号同期判定装置。
【請求項６】
受信データを任意の同期パターンで符号語単位に分ける同期調整手段と、
前記符号語を用いて枝単位に枝メトリックを計算後、既知のＡＣＳ演算により生き残りパスを選択し、当該生き残りパスおよび生き残りパスに対応するパスメトリックを記憶するビタビ復号手段と、
各状態の生き残りパスのパスメトリックから最も尤度の高い生き残りパスを選択する最尤パス選択手段と、
すべての状態における生き残りパスのパスメトリックの平均値を求める平均値計算手段と、
前記最尤パスのパスメトリックと前記パスメトリックの平均値との差を求める減算手段と、
前記パスメトリックの差を積分する積分手段と、
前記積分結果が所定のしきい値を超えた段階で、その積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定する同期判定手段と、
を備えることを特徴とする符号同期判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、畳込み符号化されたデータをビタビ復号する受信装置において、当該ビタビ復号の同期／非同期の判定を行う符号同期判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、畳込み符号はｋビットの情報ビットに対してｎビットの符号語が出力される符号である。畳込み符号器は遅延素子を持ち、ｎビットの符号語はＫ×ｋビットの過去の情報ビットの影響を受けて生成される。このとき、Ｋを拘束長、情報ビット数に対する符号語ビット数の割合ｋ／ｎを符号化率Ｒと呼ぶ。また、畳込み符号化されたデータの復号には、一般的にビタビ復号がよく使われ、ビタビ復号では、畳込み符号の内部状態の遷移とそのときの入出力を表したトレリス線図が用いられる。このビタビ復号法の詳しい説明は、たとえば、今井秀樹：「符号理論」電子情報通信学会（１９９０）に示されている。
【０００３】
上記ビタビ復号では、受信データがビタビ復号器に対してｎビットの符号語単位に入力され、送信データが推定される。そのため、復号時には、受信データの符号語の正しい区切りを知る必要がある。なお、符号語が正しく区切られている状態を同期状態、区切る位置が正しくない状態を非同期状態、と呼ぶ。また、非同期状態は、符号語の区切りが正しくない場合だけでなく、たとえば、ＱＰＳＫ変調で同期検波を行った際などの、同期検波による位相不確定性によるマッピングのずれや、パンクチャド符号化された場合にデパンクチャーする同期状態のずれでも起こりえる。
【０００４】
以下、従来の符号同期判定装置について説明する。図１１は、文献「ヴィタビ復号における符号同期方式に対する検討」（電子情報通信学会技術報告CS82-43、pp.17〜24、安田豊他）に記載された従来の符号同期判定装置の構成を示す図である。図１１において、１０１は同期調整器であり、１０２はビタビ復号器であり、１０３は最大／最小のパスメトリックを検出する最大／最小メトリック検出器であり、１０４は最大メトリックと最小メトリックの差を求める減算器であり、１０５は最大メトリックと最小メトリックの減算結果を積分する積分器であり、１０６は積分結果記憶器であり、１０７は符号同期の判定を行う同期判定器である。また、ビタビ復号器１０２において、１１１は枝メトリック計算器であり、１１２はＡＣＳ演算器であり、１１３は生き残りパスを記録するパスメモリであり、１１４はパスメトリック記憶器である。
【０００５】
まず、同期調整器１０１では、受信データを最初の同期パターンで符号語単位に分け、当該符号語をビタビ復号器１０２に対して出力する。
【０００６】
つぎに、ビタビ復号器１０２では、受け取った符号語が枝メトリック計算器１１１に入力され、ここでは、トレリス線図の各枝に対応する符号語のレプリカと比較され、枝メトリックが求められる。得られた枝メトリックは、ＡＣＳ演算器１１２にて、その枝の始点となる状態の生き残りパスメトリックと足し合わされ、枝の終点となる状態では、その状態に終端するパスの中から最も尤度の高いパスが新たな生き残りパスとして選択される。そして、生き残りパスの情報はパスメモリ１１３に、生き残りパスのパスメトリックはパスメトリック記憶器１１４に、それぞれ保存される。
【０００７】
つぎに、最大／最小メトリック検出器１０３では、パスメトリック記憶器１１４に記憶されたすべての生き残りパスのパスメトリックの中から、最大値と最小値を検出する。そして、減算器１０４では、最大メトリックと最小メトリックの差を求める。たとえば、符号同期の判定に、１同期パターン当たりＴ回の積分を行う場合、上記の動作をＴ回にわたって繰り返す。
【０００８】
つぎに、積分器１０５では、減算器１０４の出力をＴ回にわたって積分し、その積分結果を積分結果記憶器１０６に対して記憶する。以上の処理を、すべての同期パターンでの積分値が求まるまで繰り返す。最後に、同期判定器１０７では、すべての同期パターンでの積分値が求まったときに、積分結果記憶器１０６内の最大の積分値に対応する同期パターンを同期状態として判定する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来の符号同期判定装置においては、最大メトリックと最小メトリックを探すために、それぞれの場合について生き残りパスメトリックの比較処理を行わなければならず、計算量が多くなってしまう、という問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より少ない計算量で符号同期を判定可能な符号同期判定装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる符号同期判定装置にあっては、受信データを任意の同期パターンで符号語単位に分ける同期調整手段（後述する実施の形態の同期調整器１に相当）と、前記符号語を用いて枝単位に枝メトリックを計算後、既知のＡＣＳ演算により生き残りパスを選択し、当該生き残りパスおよび生き残りパスに対応するパスメトリックを記憶するビタビ復号手段（ビタビ復号器２に相当）と、各状態の生き残りパスのパスメトリックから最も尤度の高い生き残りパスを選択する最尤パス選択手段（最尤メトリック選択器３に相当）と、前記最尤パスのパスメトリックと最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのパスメトリックとの差を求める減算手段（減算器４に相当）と、前記パスメトリックの差を積分し、当該積分結果を記憶する積分／記憶手段（積分器５、積分結果記憶器６に相当）と、すべての同期パターンでの積分結果が記憶された段階で、最大の積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定する同期判定手段（同期判定器７に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
つぎの発明にかかる符号同期判定装置にあっては、受信データを任意の同期パターンで符号語単位に分ける同期調整手段と、前記符号語を用いて枝単位に枝メトリックを計算後、既知のＡＣＳ演算により生き残りパスを選択し、当該生き残りパスおよび生き残りパスに対応するパスメトリックを記憶するビタビ復号手段と、各状態の生き残りパスのパスメトリックから最も尤度の高い生き残りパスを選択する最尤パス選択手段と、前記最尤パスのパスメトリックと最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのパスメトリックとの差を求める減算手段と、前記パスメトリックの差を積分する積分手段（積分器５に相当）と、前記積分結果が所定のしきい値を超えた段階で、その積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定する同期判定手段（しきい値判定器２１に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
つぎの発明にかかる符号同期判定装置にあっては、受信データを任意の同期パターンで符号語単位に分ける同期調整手段と、前記符号語を用いて枝単位に枝メトリックを計算後、既知のＡＣＳ演算により生き残りパスを選択し、当該生き残りパスおよび生き残りパスに対応するパスメトリックを記憶するビタビ復号手段（ビタビ復号器２ａに相当）と、各状態の生き残りパスのパスメトリックから最も尤度の高い生き残りパスを選択する最尤パス選択手段と、前記最尤パスのパスメトリックと任意の生き残りパスのパスメトリックとの差を求める減算手段と、前記パスメトリックの差を積分し、当該積分結果を記憶する積分／記憶手段と、すべての同期パターンでの積分結果が記憶された段階で、最大の積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定する同期判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
つぎの発明にかかる符号同期判定装置にあっては、受信データを任意の同期パターンで符号語単位に分ける同期調整手段と、前記符号語を用いて枝単位に枝メトリックを計算後、既知のＡＣＳ演算により生き残りパスを選択し、当該生き残りパスおよび生き残りパスに対応するパスメトリックを記憶するビタビ復号手段と、各状態の生き残りパスのパスメトリックから最も尤度の高い生き残りパスを選択する最尤パス選択手段と、前記最尤パスのパスメトリックと任意の生き残りパスのパスメトリックとの差を求める減算手段と、前記パスメトリックの差を積分する積分手段と、前記積分結果が所定のしきい値を超えた段階で、その積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定する同期判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
つぎの発明にかかる符号同期判定装置にあっては、受信データを任意の同期パターンで符号語単位に分ける同期調整手段と、前記符号語を用いて枝単位に枝メトリックを計算後、既知のＡＣＳ演算により生き残りパスを選択し、当該生き残りパスおよび生き残りパスに対応するパスメトリックを記憶するビタビ復号手段（ビタビ復号器２ｂに相当）と、各状態の生き残りパスのパスメトリックから最も尤度の高い生き残りパスを選択する最尤パス選択手段と、すべての状態における生き残りパスのパスメトリックの平均値を求める平均値計算手段（平均値計算器３１に相当）と、前記最尤パスのパスメトリックと前記パスメトリックの平均値との差を求める減算手段と、前記パスメトリックの差を積分し、当該積分結果を記憶する積分／記憶手段と、すべての同期パターンでの積分結果が記憶された段階で、最大の積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定する同期判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
つぎの発明にかかる符号同期判定装置にあっては、受信データを任意の同期パターンで符号語単位に分ける同期調整手段と、前記符号語を用いて枝単位に枝メトリックを計算後、既知のＡＣＳ演算により生き残りパスを選択し、当該生き残りパスおよび生き残りパスに対応するパスメトリックを記憶するビタビ復号手段と、各状態の生き残りパスのパスメトリックから最も尤度の高い生き残りパスを選択する最尤パス選択手段と、すべての状態における生き残りパスのパスメトリックの平均値を求める平均値計算手段と、前記最尤パスのパスメトリックと前記パスメトリックの平均値との差を求める減算手段と、前記パスメトリックの差を積分する積分手段と、前記積分結果が所定のしきい値を超えた段階で、その積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定する同期判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる符号同期判定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる符号同期判定装置の実施の形態１の構成を示す図である。図１において、１は同期調整器であり、２はビタビ復号器であり、３は最尤パスメトリックを検出する最尤メトリック選択器であり、４は最尤メトリックと最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのメトリックとの差を求める減算器であり、５は減算結果を積分する積分器であり、６はそれぞれの同期パターンに対応する積分結果を記憶する積分結果記憶器であり、７は符号同期の判定を行う同期判定器である。また、ビタビ復号器２において、１１は枝メトリック計算器であり、１２はＡＣＳ演算器であり、１４はパスメトリック記憶器であり、１３は生き残りパスを記憶するパスメモリである。
【００１９】
なお、符号語が正しく区切られている状態を同期状態、区切る位置が正しくない状態を非同期状態、と呼ぶ。また、非同期状態とは、受信信号をビタビ復号器２に入力する際の符号語セットのずれ、同期検波の引き込み方向によるマッピングの誤り、受信データが畳込み符号化後にパンクチャーされている場合のデパンクチャーのタイミングのずれ、などが挙げられる。これらの非同期状態は、上記同期調整器１によって任意のタイミングに調整できる。
【００２０】
ここで、本実施の形態の符号同期判定装置の動作を説明する。まず、同期調整器１では、受信データを最初の同期パターンで符号語単位に分け、当該符号語をビタビ復号器２に対して出力する。
【００２１】
つぎに、ビタビ復号器２では、受け取った符号語を枝メトリック計算器１１に入力し、ここでは、トレリス線図の各枝に対応する符号語のレプリカと比較され、枝メトリックが求められる。得られた枝メトリックは、ＡＣＳ演算器１２にて、その枝の始点となる状態の生き残りパスメトリックと足し合わされ、枝の終点となる状態では、その状態に終端するパスの中から最も尤度の高いパスが新たな生き残りパスとして選択される。そして、生き残りパスの情報はパスメモリ１３に、生き残りパスのパスメトリックはパスメトリック記憶器１４に、それぞれ保存される。
【００２２】
つぎに、最尤メトリック選択器３では、パスメトリック記憶器１４に記憶されたすべての生き残りパスのパスメトリックの中から、その時点で最尤のパスに対応するパスメトリックを選択する。そして、減算器４では、選択された最尤パスのメトリックと、最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのメトリックと、の差を求める。たとえば、符号同期の判定に、１同期パターン当たりＴ回の積分を行う場合、上記の動作をＴ回にわたって繰り返す。
【００２３】
つぎに、積分器５では、減算器４の出力をＴ回にわたって積分し、この積分結果を積分結果記憶器６に対して記憶する。以上の処理を、すべての同期パターンでの積分値が求まるまで繰り返す。
【００２４】
最後に、同期判定器７では、すべての同期パターンでの積分値が求まったときに、積分結果記憶器６内の最大の積分値に対応する同期パターンを同期状態と判定し、判定した同期パターンの情報を同期調整器１に対して出力する。
【００２５】
以下、たとえば、符号化率Ｒ＝１／２かつ拘束長Ｋ＝７のトランスペアレントな系列を持つ畳込み符号で符号化された場合、における上記符号同期判定装置の動作を具体的に説明する。なお、トランスペアレントな符号とは、入力系列の１，０が反転すると、符号語系列も１，０が反転したものになる、という特徴を持つ符号である。この符号は、畳込み符号化の前に差動符号化しておくと、同期検波の引き込みのずれなどにより反転データを受け取った場合においても正しい復号結果が得られるため、実際の通信システムでよく使われる。
【００２６】
図２は、ＱＰＳＫマッピングと同期検波の引き込み方向を示す図であり、図３は、同期調整器１において想定される同期パターンを示す図である。図２のような場合、ＱＰＳＫ変調では１シンボルに１符号語セットが対応するため、符号語セットの同期が取れなくなることはないと判断し、また、同期検波による１８０°の引き込みのずれは反転した系列が得られるため、無視できるものと判断すると、同期調整器１において想定される同期パターンは、図３に示すような２通りが考えられる。
【００２７】
まず、同期調整器１で同期パターンａに調整された符号語セットを受け取った枝メトリック計算器１１が、枝メトリックを計算する。このとき、メトリックをユークリッド距離の２乗とし、受信信号の符号語セットを（ｒ0，ｒ1）とし、符号語のレプリカを（ａ0，ａ1）とすると、枝メトリックＢＭは、（１）式で表すことができる。
【００２８】
【数１】
0003816752.tif 000002
【００２９】
つぎに、このようにして得られた枝メトリックＢＭはＡＣＳ演算器１２に入力され、ここでは、パスメトリックが求められ、生き残りパスが選択される。ＡＣＳ演算器１２において、枝メトリックＢＭは、この枝の始点となる状態Ｓbにおける生き残りパスのパスメトリックＳＰＭSmと足し合わされ、時点ｔｉで状態Ｓeに終端しているパスの一つとして、そのパスメトリックＰＭSe1が（２）式により求められる。
【００３０】
【数２】
0003816752.tif 000003
【００３１】
このとき、メトリックが受信系列と符号語のレプリカとのユークリッド距離の２乗であるため、メトリックが小さいほど尤度は高い。したがって、この状態Ｓeにおける生き残りパスメトリックＳＰＭSeは、トレリス線図で一つの状態に流入する枝の数が２であることから、（３）式により求められる。
【００３２】
【数３】
0003816752.tif 000004
【００３３】
そして、ＡＣＳ演算器１２によって求められた生き残りパスの情報はパスメモリ１３に、生き残りパスのパスメトリックはパスメトリック記憶器１４に、それぞれ記憶される。
【００３４】
つぎに、最尤メトリック選択器３では、すべての生き残りパスメトリックの中から最も尤度の高いメトリックを選択する。この例においては、最尤の生き残りパスが最小のメトリックに対応する生き残りパスであるため、ここでは、最小のメトリックの値を選択する。
【００３５】
つぎに、減算器４では、最尤パスメトリックと、最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのメトリック、との差を求める。最尤パスの終端の状態を、たとえば、Ｓx＝（０，１，０，１，０，１）とすると、最尤パスの終端する状態を反転させた状態とは、状態Ｓxの反転した状態Ｓy＝（１，０，１，０，１，０）である。ここで、トランスペアレントな系列を持つ符号は、状態が反転している場合、すなわち、符号器への入力が反転している場合には、符号語もまた反転した系列となるという特徴があるため、このメトリックの差は、最尤パスとその符号語が反転したパスのメトリックとの差となっている。
【００３６】
このとき、１同期パターン当たりＴ回にわたってこの減算値を積分して符号同期を判定する場合は、上記処理をＴ回にわたって繰り返し行う。そして、積分器５では、Ｔ回の積分値を積分結果記憶器６に保存する。また、上記符号同期判定装置では、同期パターン２に対しても上記と同様の処理を行い、Ｔ回の積分値を積分結果記憶器６に保存する。
【００３７】
最後に、同期判定器７では、同期パターン１および２のうち、積分結果が大きい方の同期パターンを同期状態と判定し、判定した同期パターンの情報を同期調整部１に対して出力する。以降、同期の取れたビタビ復号が行われる。
【００３８】
図４は、実施の形態１の符号同期判定誤り率特性を示す図である。ここでは、ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）通信路において、符号化率１／２かつ拘束長Ｋ＝７のトランスペアレントな系列を持つ畳込み符号を用い、ＱＰＳＫ変調を行った場合の、実際の同期状態とは異なる同期パターンを同期状態と判定してしまう割合を表している（計算機シミュレーション）。なお、符号同期判定のための積分回数Ｔを１０００とした。
【００３９】
この場合、トレリス線図の状態数は６４状態となるため、１回の積分につき、従来方式では最大メトリックと最小メトリックをそれぞれ求めるために６３×２＝１２６回のメトリックの大小比較が必要であるのに対し、実施の形態１の符号同期判定装置では、半分の６３回の比較で済む。また、図４から、実施の形態１の符号同期判定装置は、従来の符号同期判定装置と比較して、符号同期判定誤り率でごく僅かの劣化が認められるが、半分の計算量で従来と近い性能が得られていることがわかる。
【００４０】
このように、本実施の形態においては、最尤メトリックと、最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのメトリックと、の差の積分値から符号同期を判定する構成とした。これにより、最尤パスを求めれば自動的に反転した状態が求まるため、最大メトリックと最小メトリックの差を積分する従来方式と比較して、大幅に計算量を少なくすることができる。また、誤判定確率の劣化もごく僅かで済むため、計算量の制約の厳しいシステムにおいて特に有効である。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、畳込み符号の符号化率を１／２としたが、これに限らず、任意の符号化率ｋ／ｎ（ｋ、ｎは任意の実数）を用いることとしてもよい。また、拘束長をＫ＝７としたが、これに限らず、たとえば、Ｋ＝６，８，９などでもよい。
【００４２】
また、本実施の形態においては、特に、トランスペアレントな系列を持つ符号である必要はない。また、変調方式をＱＰＳＫとしたが、ＢＰＳＫや８相ＰＳＫなどを用いることとしてもよい。
【００４３】
また、本実施の形態においては、メトリックをユークリッド距離の２乗としたが、これに限らず、たとえば、ハミング距離やその他の尤度を用いることもでき、メトリックの値が大きいほど尤度が高いか、小さいほど尤度が高いか、の判断は、メトリックをどう計算するかによって決まる。また、積分回数を１０００回としたが、これは一例であり、１０００回より多くてもよいし少なくてもよい。
【００４４】
実施の形態２．
前述の実施の形態１における符号同期判定装置では、メトリックの積分値から符号同期を判定した。実施の形態２においては、所定のしきい値を設け、メトリックの積分値がそのしきい値を越えたか否かにより符号同期を判定する。
【００４５】
図５は、本発明にかかる符号同期判定装置の実施の形態２の構成を示す図である。なお、前述の実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図５において、２１は積分器５の出力が所定のしきい値を越えているか否かを判定するしきい値判定器である。
【００４６】
ここで、本実施の形態の符号同期判定装置の動作を説明する。なお、ここでは、前述の実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。しきい値判定器２１では、積分器５の出力であるＴ回のメトリックの差の積分値が、あらかじめ決められたしきい値を越えているかどうかを判定する。たとえば、積分値がしきい値を越えている場合、しきい値判定器２１では、そのときの同期パターンを同期状態と判定し、一方、しきい値を越えていない場合は、そのときの同期パターンを非同期状態と判定する。以降、本実施の形態では、積分器５から積分値が出力されるたびに、しきい値判定器２１によるしきい値判定処理が繰り返し実行される。
【００４７】
図６は、実施の形態２の符号同期判定誤り率特性を示す図である。ここでは、ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）通信路において、符号化率１／２かつ拘束長Ｋ＝７のトランスペアレントな系列を持つ畳込み符号を用い、ＱＰＳＫ変調を行った場合の、実際の同期状態とは異なる同期パターンを同期状態と判定してしまう割合を表している（計算機シミュレーション）。なお、符号同期判定のための積分回数Ｔを１０００とした。
【００４８】
このように、本実施の形態では、最尤メトリックと最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのメトリックとの差の積分値が、所定のしきい値を超えている場合に、そのときの同期パターンを同期状態と判定する構成とした。これにより、すべての同期パターンについて積分を行う実施の形態１と比較して、さらに計算量を少なくすることができる。また、実施の形態１と同様に、計算量の制約の厳しいシステムにおいて特に有効である。
【００４９】
なお、畳込み符号の符号化率、拘束長、トランスペアレントな系列を持つ符号、変調方式、尤度の判断（メトリック）、積分回数については、前述の実施の形態１と同様、上記どおりである必要はない。
【００５０】
実施の形態３．
前述の実施の形態１における符号同期判定装置では、最尤メトリックと最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのメトリックとの差の積分値から符号同期を判定した。実施の形態３においては、最尤メトリックと任意の生き残りパスメトリックとの差の積分値から符号同期を判定する。
【００５１】
図７は、本発明にかかる符号同期判定装置の実施の形態３の構成を示す図である。なお、先に説明した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図７において、２ａはビタビ復号器であり、１４ａはパスメトリック記憶器である。
【００５２】
ここで、本実施の形態の符号同期判定装置の動作を説明する。なお、ここでは、前述の実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。最尤メトリック選択器３では、パスメトリック記憶器１４ａに記憶されたすべての生き残りパスのパスメトリックの中から、その時点で最尤のパスに対応するパスメトリックを選択する。また、パスメトリック記憶器１４ａでは、最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのメトリックを出力する実施の形態１のパスメトリック記憶器１４と異なり、任意の生き残りパスメトリックを出力する。そして、減算器４では、選択された最尤パスのメトリックと、任意の生き残りパスメトリックと、の差を求める。
【００５３】
図４は、実施の形態３の符号同期判定誤り率特性を示す図である。ここでは、ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）通信路において、符号化率１／２かつ拘束長Ｋ＝７のトランスペアレントな系列を持つ畳込み符号を用い、ＱＰＳＫ変調を行った場合の、実際の同期状態とは異なる同期パターンを同期状態と判定してしまう割合を表している（計算機シミュレーション）。なお、符号同期判定のための積分回数Ｔを１０００とした。
【００５４】
この場合、トレリス線図の状態数は６４状態となるため、１回の積分につき、従来方式では最大メトリックと最小メトリックをそれぞれ求めるために６３×２＝１２６回のメトリックの大小比較が必要であるのに対し、実施の形態３の符号同期判定装置では、半分の６３回の比較で済む。また、図４から、実施の形態３の符号同期判定装置は、従来の符号同期判定装置と比較して、符号同期判定誤り率でごく僅かの劣化が認められるが、半分の計算量で従来と近い性能が得られていることがわかる。
【００５５】
このように、本実施の形態においては、最尤メトリックと、任意の生き残りパスのメトリックと、の差の積分値から符号同期を判定する構成とした。これにより、最尤パスを求めるだけでよいため、最大メトリックと最小メトリックの差を積分する従来方式と比較して、大幅に計算量を少なくすることができる。また、誤判定確率の劣化もごく僅かで済むため、計算量の制約の厳しいシステムにおいて特に有効である。
【００５６】
なお、畳込み符号の符号化率、拘束長、トランスペアレントな系列を持つ符号、変調方式、尤度の判断（メトリック）、積分回数については、前述の実施の形態１と同様、上記どおりである必要はない。
【００５７】
実施の形態４．
前述の実施の形態３における符号同期判定装置では、メトリックの積分値から符号同期を判定した。実施の形態４においては、所定のしきい値を設け、メトリックの積分値がそのしきい値を越えたか否かにより符号同期を判定する。
【００５８】
図８は、本発明にかかる符号同期判定回路の実施の形態４の構成を示す図である。なお、先に説明した実施の形態１〜３と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
ここで、本実施の形態の符号同期判定装置の動作を説明する。なお、ここでは、前述の実施の形態３と異なる動作についてのみ説明する。しきい値判定器２１では、積分器５の出力であるＴ回のメトリックの差の積分値が、あらかじめ決められたしきい値を越えているかどうかを判定する。たとえば、積分値がしきい値を越えている場合、しきい値判定器２１では、そのときの同期パターンを同期状態と判定し、一方、しきい値を越えていない場合は、そのときの同期パターンを非同期状態と判定する。以降、本実施の形態では、積分器５から積分値が出力されるたびに、しきい値判定器２１によるしきい値判定処理が繰り返し実行される。
【００６０】
図６は、実施の形態４の符号同期判定誤り率特性を示す図である。ここでは、ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）通信路において、符号化率１／２かつ拘束長Ｋ＝７のトランスペアレントな系列を持つ畳込み符号を用い、ＱＰＳＫ変調を行った場合の、実際の同期状態とは異なる同期パターンを同期状態と判定してしまう割合を表している（計算機シミュレーション）。なお、符号同期判定のための積分回数Ｔを１０００とした。
【００６１】
このように、本実施の形態では、最尤メトリックと任意の生き残りパスメトリックとの差の積分値が、所定のしきい値を超えている場合に、そのときの同期パターンを同期状態と判定する構成とした。これにより、すべての同期パターンについて積分を行う実施の形態３と比較して、さらに計算量を少なくすることができる。また、実施の形態１〜３と同様に、計算量の制約の厳しいシステムにおいて特に有効である。
【００６２】
なお、畳込み符号の符号化率、拘束長、トランスペアレントな系列を持つ符号、変調方式、尤度の判断（メトリック）、積分回数については、前述の実施の形態１と同様、上記どおりである必要はない。
【００６３】
実施の形態５．
前述の実施の形態１における符号同期判定装置では、最尤メトリックと最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのメトリックとの差の積分値から符号同期を判定した。また、実施の形態３における符号同期判定装置では、最尤メトリックと任意の生き残りパスメトリックとの差の積分値から符号同期を判定した。実施の形態５においては、最尤メトリックとすべての生き残りパスメトリックの平均値との差の積分値から符号同期を判定する。
【００６４】
図９は、本発明にかかる符号同期判定装置の実施の形態５の構成を示す図である。なお、先に説明した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図９において、２ｂはビタビ復号器であり、１４ｂはパスメトリック記憶器であり、３１は平均値計算器である。
【００６５】
ここで、本実施の形態の符号同期判定装置の動作を説明する。なお、ここでは、前述の実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。最尤メトリック選択器３では、パスメトリック記憶器１４ｂに記憶されたすべての生き残りパスのパスメトリックの中から、その時点で最尤のパスに対応するパスメトリックを選択する。また、パスメトリック記憶器１４ｂでは、先に説明した実施の形態１，３にそれぞれ対応するパスメトリック記憶器１４，１４ａと異なり、すべての生き残りパスメトリックを出力する。
【００６６】
つぎに、平均値計算器３１では、受け取ったすべての生き残りパスメトリックの平均値を求める。そして、減算器４では、選択された最尤パスのメトリックとすべての生き残りパスメトリックの平均値との差を求める。
【００６７】
図４は、実施の形態５の符号同期判定誤り率特性を示す図である。ここでは、ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）通信路において、符号化率１／２かつ拘束長Ｋ＝７のトランスペアレントな系列を持つ畳込み符号を用い、ＱＰＳＫ変調を行った場合の、実際の同期状態とは異なる同期パターンを同期状態と判定してしまう割合を表している（計算機シミュレーション）。なお、符号同期判定のための積分回数Ｔを１０００とした。
【００６８】
この場合、トレリス線図の状態数は６４状態となるため、１回の積分につき、従来方式では最大メトリックと最小メトリックをそれぞれ求めるために６３×２＝１２６回のメトリックの大小比較が必要であるのに対し、実施の形態５の符号同期判定装置では、メトリックの平均値を求めなければならないが比較回数は半分の６３回で済む。また、図４から、実施の形態５の符号同期判定装置は、半分の計算量で従来と同程度の性能が得られていることがわかる。
【００６９】
このように、本実施の形態においては、最尤メトリックと、すべての生き残りパスメトリックの平均値と、の差の積分値から符号同期を判定する構成とした。これにより、最大メトリックと最小メトリックの差を積分する従来方式と比較して、最大メトリックのかわりにメトリックの平均値を求めることでメトリックの大小比較回数を少なくでき、従来と同程度の符号同期判定誤り率特性が得られるため、計算量の制約の厳しいシステムにおいて特に有効である。
【００７０】
なお、畳込み符号の符号化率、拘束長、トランスペアレントな系列を持つ符号、変調方式、尤度の判断（メトリック）、積分回数については、前述の実施の形態１と同様、上記どおりである必要はない。
【００７１】
実施の形態６．
前述の実施の形態５における符号同期判定装置では、メトリックの積分値から符号同期を判定した。実施の形態６においては、所定のしきい値を設け、メトリックの積分値がそのしきい値を越えたか否かにより符号同期を判定する。
【００７２】
図１０は、本発明にかかる符号同期判定回路の実施の形態６の構成を示す図である。なお、先に説明した実施の形態１〜５と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
ここで、本実施の形態の符号同期判定装置の動作を説明する。なお、ここでは、前述の実施の形態５と異なる動作についてのみ説明する。しきい値判定器２１では、積分器５の出力であるＴ回のメトリックの差の積分値が、あらかじめ決められたしきい値を越えているかどうかを判定する。たとえば、積分値がしきい値を越えている場合、しきい値判定器２１では、そのときの同期パターンを同期状態と判定し、一方、しきい値を越えていない場合は、そのときの同期パターンを非同期状態と判定する。以降、本実施の形態では、積分器５から積分値が出力されるたびに、しきい値判定器２１によるしきい値判定処理が繰り返し実行される。
【００７４】
図６は、実施の形態６の符号同期判定誤り率特性を示す図である。ここでは、ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）通信路において、符号化率１／２かつ拘束長Ｋ＝７のトランスペアレントな系列を持つ畳込み符号を用い、ＱＰＳＫ変調を行った場合の、実際の同期状態とは異なる同期パターンを同期状態と判定してしまう割合を表している（計算機シミュレーション）。なお、符号同期判定のための積分回数Ｔを１０００とした。
【００７５】
このように、本実施の形態では、最尤メトリックとすべての生き残りパスメトリックの平均値との差の積分値が、所定のしきい値を超えている場合に、そのときの同期パターンを同期状態と判定する構成とした。これにより、すべての同期パターンについて積分を行う実施の形態５と比較して、さらに計算量を少なくすることができる。また、実施の形態１〜５と同様に、計算量の制約の厳しいシステムにおいて特に有効である。
【００７６】
なお、畳込み符号の符号化率、拘束長、トランスペアレントな系列を持つ符号、変調方式、尤度の判断（メトリック）、積分回数については、前述の実施の形態１と同様、上記どおりである必要はない。
【００７７】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、最尤メトリックと、最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのメトリックと、の差の積分値から符号同期を判定する構成としたため、最大メトリックと最小メトリックの差を積分する従来方式と比較して、大幅に計算量を少なくすることができる、という効果を奏する。
【００７８】
つぎの発明によれば、最尤メトリックと最尤パスが終端する状態を反転させた状態に終端する生き残りパスのメトリックとの差の積分値が、所定のしきい値を超えている場合に、そのときの同期パターンを同期状態と判定する構成としたため、すべての同期パターンについて積分を行う方式と比較して、さらに計算量を少なくすることができる、という効果を奏する。
【００７９】
つぎの発明によれば、最尤メトリックと、任意の生き残りパスのメトリックと、の差の積分値から符号同期を判定する構成としたため、最大メトリックと最小メトリックの差を積分する従来方式と比較して、さらに大幅に計算量を少なくすることができる、という効果を奏する。
【００８０】
つぎの発明によれば、最尤メトリックと任意の生き残りパスメトリックとの差の積分値が、所定のしきい値を超えている場合に、そのときの同期パターンを同期状態と判定する構成としたため、すべての同期パターンについて積分を行う方式と比較して、さらに計算量を少なくすることができる、という効果を奏する。
【００８１】
つぎの発明によれば、最尤メトリックと、すべての生き残りパスメトリックの平均値と、の差の積分値から符号同期を判定する構成としたため、最大メトリックと最小メトリックの差を積分する従来方式と比較して、計算量を少なくすることができる、という効果を奏する。
【００８２】
つぎの発明によれば、最尤メトリックとすべての生き残りパスメトリックの平均値との差の積分値が、所定のしきい値を超えている場合に、そのときの同期パターンを同期状態と判定する構成としたため、すべての同期パターンについて積分を行う方式と比較して、さらに計算量を少なくすることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる符号同期判定装置の実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】  ＱＰＳＫマッピングと同期検波の引き込み方向を示す図である。
【図３】  同期調整器において想定される同期パターンを示す図である。
【図４】  実施の形態１，３，５の符号同期判定誤り率特性を示す図である。
【図５】  本発明にかかる符号同期判定装置の実施の形態２の構成を示す図である。
【図６】  実施の形態２，４，６の符号同期判定誤り率特性を示す図である。
【図７】  本発明にかかる符号同期判定装置の実施の形態３の構成を示す図である。
【図８】  本発明にかかる符号同期判定回路の実施の形態４の構成を示す図である。
【図９】  本発明にかかる符号同期判定回路の実施の形態５の構成を示す図である。
【図１０】  本発明にかかる符号同期判定回路の実施の形態６の構成を示す図である。
【図１１】  従来の符号同期判定回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  同期調整器、２，２ａ，２ｂ  ビタビ復号器、３  最尤メトリック選択器、４  減算器、５  積分器、６  積分結果記憶器、７  同期判定器、１１  枝メトリック計算器、１２  ＡＣＳ演算器、１３  パスメモリ、１４，１４ａ，１４ｂ  パスメトリック記憶器、２１  しきい値判定器、３１  平均値計算器。
【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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