線形ブロック符号の最尤復号器の超大規模集積回路による実現に関する研究

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最尤復号器の超大規模集積回路による実現を,符号長が64,情報点数40の符号を対象として検討を行なった.情報点数を40としたのは,実用上,バイト(8ビット)単位で伝送されることが多いためである.符号としては,トレリスダイアグラムが比較的簡単な3次のリ-ドマラ-符号の部分符号を用いた.部分符号のうちで,トレリスダイアグラムの状態数が最小のものを選んだ.受信信号は3ビットに量子化されて復号器に入力されるものとしている.最尤復号の標準的実現法であるヴィタビ復号法の複雑さは,対象となる符号のトレリスダイアグラムの複雑さに依存している.4セクション最簡トレリスダイアグラムを使用した復号器Iと,8セクション最簡トレリスダイアグラムを使用した復号器II,そして16セクション最簡トレリスダイアグラムを使用した復号器IIIをそれぞれ設計した.設計に当たっては,線形符号のトレリスダイアグラムの構造の特徴(例えば,並列辺のラベルの規則性)を利用して回路規模の削減を図った.復号器の回路規模と最大復号遅延時間を概算した結果,復号器Iの総ゲート数は約14450Kゲートで最大復号遅延時間は約340ns,復号器IIの総ゲート数は12890Kゲートで最大復号遅延時間は約470nsとなり,復号器Iは復号器IIと比べて回路規模は約1.1倍になるが,遅延時間は約25パーセント小さくなることが分かった.復号器IIIの総ゲート数は約14180Kゲートで最大復号遅延時間は約610nsとなった.このままでは,規模が大き過ぎるが,トレリスダイアグラムの並列構造や対称性に基づき,回路を時分割で用いれば,回路規模は約1/8にでき,遅延は大きくなるものの実現できる見通しを得た.