JP2002185333A

JP2002185333A - 冗長パリティ検査を用いたブロック符号化変調方法

Info

Publication number: JP2002185333A
Application number: JP2000382212A
Authority: JP
Inventors: Kanhou Ri; 還幇李
Original assignee: Communications Research Laboratory
Current assignee: Communications Research Laboratory
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2002-06-28
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: JP3425625B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電力利用効率および周波数利用効率の高い符
号化変調技術であるブロック符号化変調法に、さらに冗
長パリティ検査符号を用いることによって、変調から復
調までの信号の伝送に大きな遅延を引起すことなく、符
号化利得を大きくすることができる冗長パリティ検査を
用いたブロック符号化変調方法を提供する。【解決手段】デジタル信号のブロック符号化変調を複
数個束ねて、符号ブロックの要素をＸ方向に、また、異
なる符号ブロックをＹ方向に並べることによって形成さ
れる行列について、Ｘ方向の符号ブロックについては、
ブロック符号化変調の操作を行い、異なる符号ブロック
の要素をひとつづつまたは２つづつ含む列のビット列に
ついては、その列についてのパリティ検査符号をさらに
付加した構成をもったブロックを用いて伝送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル信号の無
線あるいは有線による伝送におけるデジタル変復調技術
に関し、より詳しくは、電力利用効率および周波数利用
効率の高い符号化変調技術であるブロック符号化変調法
に、さらに冗長パリティ検査符号を用いることによっ
て、伝送品質の向上を図る冗長パリティ検査を用いたブ
ロック符号化変調方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】符号化変調方式は、変調と符号化とを一
体化し、デジタル通信での誤り率特性を改善する変調方
式であり、ブロック符号を用いたブロック符号化変調、
畳み込み符号を用いたトレリス符号化変調などがあるこ
とが知られている。

【０００３】これらの符号化変調技術は、デジタル変復
調技術において、電力利用効率および周波数利用効率の
高いものとして、知られている。この符号化変調技術以
下に、トレリス符号化変調とブロック符号化変調との特
徴について述べる。

【０００４】トレリス符号化変調は、ガウス雑音通信路
において、最尤復号として効率の良いビタビ復号が行え
るという特徴を持つため、大きな発展を遂げてきてい
る。しかし、ビタビ復号を行う際、トレリス線図を終結
させる操作が必要であり、それによって符号の最適性が
損なわれ、復号されたシンボル系列は必ずしも符号系列
と合致したものにならない、などの不具合が発生すると
いう欠点がある。

【０００５】一方、ブロック符号化変調において、ビタ
ビ復号は、一般に適用できない。しかし、ブロック符号
化変調の中に、ブロック構造と同時にトレリス構造も有
する符号構成がある。このような符号構成によるブロッ
ク符号化変調では、トレリス構造をもつことによって最
尤復号であるビタビ復号が行えることに加えて、ブロッ
ク構造をもつことによって、トレリス符号化変調で必要
となるトレリスの打ち切りなどの終結操作が不要とな
り、より効率的な復号が行える。しかし、このようなブ
ロック符号化変調により得られる符号化利得は充分大き
いとは言えない。

【０００６】また、より大きな符号化利得が得られるも
のとして、近年ターボ符号が提案されている。ターボ符
号は送信側でインタリーバーを符号器の一部として用
い、受信側で軟判定に基づく復号を繰り返し行うことに
よって、理論値（シャノン限界）に近い伝送を実現でき
ることで大きく注目されている。しかし、インタリーブ
と軟判定に基づく繰り返し復号は、信号の伝送に関して
大きな遅延をもたらすため、音声通信などの遅延に敏感
なアプリケーションに適用しようとするときには、その
ままでは適用できないので、何らかの対策を講ずる必要
があるという欠点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上の様に、従来のデ
ジタル変復調技術においては、ブロック符号化変調は符
号化利得が不充分という欠点や、符号化利得の大きいタ
ーボ符号では信号の伝送に大きな遅延が発生するという
欠点があった。

【０００８】本発明は、上記に鑑み提案されたもので、
変調から復調までの信号の伝送に大きな遅延を引起すこ
となく、符号化利得を大きくすることができる冗長パリ
ティ検査を用いたブロック符号化変調方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明は、ビタビ復号を用いたブロック符号
化変調を対象とし、インタリーブと軟判定復号を使用せ
ずにブロック符号化変調の符号化利得を大きくすること
を目指すもので、デジタル信号のブロック符号化変調を
複数個束ねて、それぞれの符号ブロックは複数の要素か
らなり、それぞれの符号ブロックの要素数は等しく構成
され、それぞれの要素には、時間と共に変化する単位デ
ジタル信号が対応し、予め決められた時間範囲で、デジ
タル信号の１クロック以下には分解しない任意の時刻に
おいて、ひとつの符号ブロックにおける異なる要素間に
成り立つ関係が、同時刻の他のブロックにおける異なる
要素間においても成り立つという特徴をもったブロック
によるブロック符号化変調において、符号ブロックの要
素をＸ方向に並べ、異なる符号ブロックをＹ方向に並べ
ることによって形成される行列について、Ｘ方向の符号
ブロックについては、ブロック符号化変調の操作を行
い、異なる符号ブロックの要素をひとつづつまたは２つ
づつ含む列のビット列については、その列についてのパ
リティ検査符号をさらに付加した構成をもったブロック
を用いて伝送することを特徴とするものである。

【００１０】また、第２の発明は、符号化利得を向上さ
せるために、第１の発明による冗長パリティ検査を用い
たブロック符号化変調方法によって伝送された、デジタ
ル信号の復号操作において、符号ブロックの要素をＸ方
向に並べ、異なる符号ブロックをＹ方向に並べることに
よって形成される行列について、Ｘ方向の要素の復号に
は、復号器の状態を記述するトレリス線図における最尤
系列を複数記憶して復号に用いる冗長ビタビ復号を行な
い、また、異なる符号ブロックの要素をひとつづつまた
は２つづつ含む列のビット列については、パリティ検査
に基づく繰り返し復号を行うことを特徴とするものであ
る。

【００１１】また、第３の発明は、復号による遅延を短
くするために、第２の発明の冗長パリティ検査を用いた
ブロック符号化変調方法における、Ｘ方向の冗長ビタビ
復号において、トレリス線図の各々の状態に至る全ての
パスを予めきめられた記憶領域に記憶する手続きと、上
記のパリティ検査に基づく繰り返し復号を行う際に、該
記憶領域の記憶情報を用いて、トレリス線図の中間から
の冗長ビタビ復号を行う手続きを含むことを特徴とする
ものである。

【００１２】更に、第４の発明は、誤り率特性を改善す
るために、第１の発明の冗長パリティ検査を用いたブロ
ック符号化変調方法における、異なる符号ブロックの要
素をひとつづつ含む列のビット列についてのパリティ検
査操作において、異なる符号ブロックの要素をひとつづ
つ含む列のビット列にパリティ検査ビットをそれぞれ２
つ用い、それぞれＸ方向のブロック符号化変調の予め決
められた列番号の要素に対してパリティ検査を行う手続
きを含むことを特徴とするものである。

【００１３】また、第５の発明は、誤り率特性を改善す
るために、第１の発明の冗長パリティ検査を用いたブロ
ック符号化変調方法における、異なる符号ブロックの要
素を２つづつ含む列のビット列のパリティ検査操作にお
いて、異なる符号ブロックの要素を２つづつ含む列のビ
ット列の各ビット列にパリティ検査ビットをそれぞれ１
つ用いて復号する手続きを含むことを特徴とするもので
ある。

【００１４】更に、第６の発明は、第１乃至第５のいず
れかの発明の冗長パリティ検査を用いたブロック符号化
変調方法において、異なる符号ブロックの要素をひとつ
づつまたは２つづつ含む列のビット列は、Ｙ方向のビッ
ト列であることを特徴とするものである。

【００１５】更に、第７の発明は、誤り率を改善するた
めに、第６の発明の冗長パリティ検査を用いたブロック
符号化変調方法における、異なる符号ブロックの要素を
ひとつづつ含む列の信号列のパリティ検査に基づく繰り
返し復号において、異なる符号ブロックの要素をひとつ
づつ含む列の信号列の各信号列にパリティ検査ビットを
それぞれ１つ用いて行う手続きを含むことを特徴とする
ものである。

【００１６】さらに第８の発明は、第６あるいは第７の
発明の特徴に加えて、遅延時間の短縮およびパリティ検
査の効果向上するために、予め決められた符号ブロック
の予め決められた要素をパリティ検査において除外して
復号を行う手続きを含むことを特徴とするものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】先ず、本発明の基礎となる従来の
ブロック符号化変調について説明し、次に本発明の実施
の形態について、以下に説明する。

【００１８】ブロック符号化変調は、予め決められたビ
ット数ごとにまとめてブロック化し、それぞれのブロッ
クごとに、ブロック符号化変調の操作を行うものであ
る。

【００１９】図２に、本発明が改善しようとするブロッ
ク符号化変調の符号化器のビットマトリクスおよびシン
ボルの生成法を示す。本発明のブロック符号化変調で
は、まず、入力ビットを符号化規則にしたがってマトリ
クス状に配列する。このビットマトリクスにおいて、そ
れぞれの行を符号レベルと呼ぶ。３つの符号レベルを上
からの順でｌ（エル）₁、ｌ₂およびｌ₃と記す。また、
その、ビットマトリクスの縦の１列を１つのシンボルに
対応させる。また、このシンボルの伝送には、ＰＳＫ(p
haseshift keying)方式を用いるとすると、３ビットの
シンボルの変調であるから、８−ＰＳＫを用いることが
できる。図２の場合のシンボルをＳ₁、Ｓ₂、…、Ｓ₇で
表す。

【００２０】図２において、ａ₁、ａ₂、…、ａ₁₄はデー
タビットで、ｃは符号レベルｌ₂におけるパリティ検査
ビットである。良く知られている様に、パリティとして
は偶奇のどちらでも設定することは可能であり、ここで
は、偶数パリティとすると、検査ビットｃは数１を満た
す。

【００２１】

【数１】

【００２２】符号レベルｌ₁とｌ₂はそれぞれ符号長７の
重複符号であるものと、パリティ検査符号を用いたもの
であるため、それぞれの符号レベルにおける７ビットに
ついてのハミング距離をδ₁とδ₂で表すとき、δ₁＝７
とδ₂＝２である。符号レベルｌ₃は符号操作を行わない
ため、そのハミング距離をδ₃で表すとき、δ₃＝１であ
る。８‐ＰＳＫに対するセット分割を用いたときに
ｌ₁、ｌ₂およびｌ₃に対応する信号点セットにおける信
号点間の最小距離の２乗は、それぞれｄ₁＝４sin²(π/
8)、ｄ₂＝２およびｄ₃＝4.0で与えられる。また、各符
号レベルにおける最小２乗ユークリッド距離は数２によ
って求められる。

【００２３】

【数２】

【００２４】従って、このブロック符号化変調の最小２
乗ユークリッド距離は4.0である。ここで、図２の７つ
のシンボルの中に、14個のデータビットが含まれている
ので、伝送効率は2bits/symbolである。また、同じ伝送
効率を有するＱＰＳＫ変調（４−ＰＳＫ変調）と比較す
ると、このブロック符号化変調は3dBの漸近符号化利得
（２乗ユークリッド距離の比）を得ている。

【００２５】図２のブロック符号化変調に対応するトレ
リス線図を図３に示す。トレリスの各ブランチのラベル
を示している数値０、１、２、…、７は８−ＰＳＫの８
つの信号点を表す。このトレリス線図は自動的に収束し
ているので、打ち切りなどの終結操作を使用せずにビタ
ビ復号が行える事がわかる。

【００２６】次に、本発明の第１の実施形態を説明す
る。本発明は上記のブロック符号化変調（以下では、元
ブロック符号化変調と呼ぶ）の誤り率特性を改善するた
めに、図１に示すように上記のブロック符号化変調を以
下に説明する様に変形させたものをＫ個用い、その図１
横方向のブロック符号化変調と縦方向のパリティ検査符
号とを行うように組み合わせた２次元的な符号化構成を
用いたものである。

【００２７】図１の構成において、横の各符号化変調Ｃ
₁、Ｃ₂、…、Ｃ_Kをそれぞれ１つの符号ブロックと呼
ぶ。これらの符号ブロックは全て同じ構造を持ち、ま
た、符号長を２倍にしたことを除いて元ブロック符号化
変調と同じ構造を有する。すなわち、各符号ブロックＣ
_k（ｋ＝１、２、…、Ｋ）において、次の関係が成立す
る。

【００２８】

【数３】

【００２９】したがって、各符号ブロックにおける一番
上の符号レベルｌ_k,1（ｋ＝１、２、…、Ｋ）に長さ14
の重複符号が用いられ、ハミング距離は14である。よっ
て、各符号レベルｌ_k,1の２乗ユークリッド距離は元ブ
ロック符号化変調における符号レベルｌ₁のそれの２倍
となった。一方、各符号ブロックにおける他の２つの符
号レベルは、元ブロック符号化変調の対応する符号レベ
ルと同じ２乗ユークリッド距離を有する。各符号ブロッ
クにおいて、符号レベルｌ_k,1は符号レベルｌ_k _,2および
ｌｋ_,3よりも大きい２乗ユークリッド距離を有すること
は、符号レベルｌ_k,1にあるビットがｌ_k,2およびｌ_k,3
にあるビットよりも信頼度が高いことを意味する。この
ことを利用して、以下に述べる縦方向のパリティ検査を
行うとき、符号レベルｌ_k,1にあるビットをパリティ検
査から外すことができ、パリティビット当たりの効果を
高くすることができる。

【００３０】ここで、以下の数４と数５で示される２種
類の縦方向のパリティ検査符号を考える。まず、縦の１
列に対して２つのパリティ検査ビットを用いるものとす
る。たとえば、図１において、第Ｋ個の符号ブロックの
符号レベルｌ_K,2とｌ_K,3にあるビットをパリティ検査ビ
ットとして用いることにする。ただし、符号レベルｌ
_K,2とｌ_K,3にあるビットはそれぞれ各符号ブロックのｌ
_k,2とｌ_k,3（ｋ＝１、２、…、Ｋ）にあるビットに対し
て、パリティ検査符号の操作を次の数４と数５で示され
る様に行う。

【００３１】

【数４】

【００３２】

【数５】

【００３３】ここで、数４は前13列においてパリティ検
査符号の操作を行っているが、第14列目ではパリティ検
査符号の操作が行われていない。これに対して、数５は
全ての14列においてパリティ検査符号の操作を行ってい
ることに注意されたい。これは符号レベルｌ_K,2の最後
のビットb_K,2,14は第Ｋ個の符号ブロックにおけるブロ
ック符号化変調の条件を満たすために、符号レベルｌ
_K,2のパリティ検査ビットとして用いられる必要がある
からである。すなわち、これらは次の関係を持ってい
る。

【００３４】

【数６】

【００３５】次に第２の実施形態を示す。この実施形態
におけるパリティ検査符号の操作では、符号レベルｌ
_K,3のビットのみパリティ検査ビットとして用いられ
る。したがって、１列に対して１つのパリティ検査ビッ
トのみを用いることになるが、ここで、パリティ検査符
号の効果を向上させるために、列を斜めに定義し、パリ
ティ検査符号を次の数７のように構成する。

【００３６】

【数７】

【００３７】上記の実施形態１と実施形態２の操作を比
較すると、実施形態１の方が実施形態２よりも符号の検
査条件はより限定的であり信頼度は高いが、伝送効率は
低くなる。伝送効率は、用いた符号ブロックの数Ｋにも
よるが、実施形態１と実施形態２の伝送効率はそれぞれ
次の数８と数９を用いて計算できる。例えばＫ＝４また
は10の時、伝送効率については、それぞれ実施形態１で
は、1.52または1.81であり、実施形態２では、1.75また
は1.90である。

【００３８】

【数８】

【００３９】

【数９】

【００４０】次に、本発明における復号法について述べ
る。図１の符号構成に対する復号を行う際、まず、各符
号ブロックにおいて横方向のビタビ復号を行う。ビタビ
復号は図３のトレリス線図の長さを7シンボルから14シ
ンボルに増やしたものを用いて行われる。ただし、ここ
でのビタビ復号は従来のビタビ復号と１つ大きな相違点
がある。従来のビタビ復号では、トレリスの各節点（ス
テート）において、その節点までの最大尤度を有するパ
ス（最尤系列）のみを記憶すれば良いが、ここでは後で
述べる繰り返し復号を行うため、各節点に入る４つのパ
スを全て記憶する必要がある。従来のビタビ復号と区別
するため、ここでのビタビ復号を冗長ビタビ復号と呼
ぶ。

【００４１】冗長ビタビ復号を用いて、各符号ブロック
Ｃ₁、Ｃ₂、…、Ｃ_Kで得られた最初の復号系列は全て最
尤系列である。これらの最尤系列をＬ₁、Ｌ₂、…、Ｌ_K
と記し、最初の復号結果とする。ここで、各符号ブロッ
クにおける最尤系列Ｌ_i（ｉ＝１、２、…、Ｋ）と符号
全体の復号結果としての最尤系列Ｌ₁、Ｌ₂、…、Ｌ_Kと
を区別するために、Ｌ_iを子最尤系列と呼ぶことにす
る。最尤系列Ｌ₁、Ｌ₂、…、Ｌ_Kから復号後のビット系
列が得られ、図１と同じような復号後のビットマトリク
スを構築できる。このビットマトリクスにおいて、縦方
向における２つのパリティ検査ビットまたは１つのパリ
ティ検査ビットによる符号操作に対するパリティ検査を
行う。全ての列におけるパリティ検査条件が満たされれ
ば、最尤系列Ｌ₁、Ｌ₂、…、Ｌ_Kを最終の復号結果とす
る。パリティ検査条件が満たされない列があれば、最初
の最尤系列を記憶して、引き続く次の繰り返し復号を行
う。

【００４２】この様に、復号されたビットのマトリクス
におけるパリティ検査を左から右へ順に行い、パリティ
検査条件が満たされない列が検出されれば、その列でパ
リティ検査操作を終了させる。

【００４３】ここで、ｊ（ｊ＝１、２、…、Ｋ）列目を
最初に検出されたパリティ検査条件が満たされない列と
仮定すると、用いられたパリティ検査符号は全て単一パ
リティ検査符号なので、一般性を失うことなく、そのパ
リティ検査符号に含まれているビットの中は、１つのビ
ットだけが誤っていると推測できる。ただし、実施形態
２の場合、数７の斜め列の定義を用いる。したがって、
如何にして誤っているビットの位置を検出できるかは正
しく復号されるかのカギとなる。次に、この点について
説明する。

【００４４】誤っているビットが含まれているシンボル
を次のようにして決める。まず、各符号ブロックにおい
て、子最尤系列に続く最大尤度を有する子復号系列を求
め、これを新たな子復号系列候補とする。このとき、以
上に述べた冗長ビタビ復号を最初から行う必要はない。
前のステップで得られた深さ、ｊ、までのパスの尤度に
続く最大尤度を有するパスを新たな深さ、ｊ、までのパ
スとして用い、深さ、ｊ+１、から冗長ビタビ復号を行
えば良い。ただし、深さは冗長ビタビ復号がトレリス線
図に沿って進めたシンボル数を意味する。

【００４５】ここで、実施形態１と実施形態２によって
は、得られる復号系列の候補の数が異なる。実施形態１
の場合、縦の第ｊ列だけがパリティ検査符号操作に加わ
ったため、各符号ブロックともに、深さ、ｊ+１、から
の冗長ビタビ復号を行うことによって、１個ずつの子復
号系列候補が得られる。これらをＣＬ₁、ＣＬ₂、…、Ｃ
Ｌ₁₄と記する。それに対して、実施形態２の場合、列が
斜めに定義されているため、数７から分かるように、１
つの符号ブロックから縦の２つの列がパリティ検査符号
操作に加わっている。したがって、各符号ブロックにお
いて、それぞれ深さ、ｊ_k+1、と、ｊ_k+2、からの冗長ビ
タビ復号を行うことによって２個ずつの子復号系列候補
が得られる。これらをＣＬ¹ ₁、ＣＬ¹ ₂、…、ＣＬ¹ ₁₄お
よびＣＬ² ₁、ＣＬ² ₂、…、ＣＬ² ₁₄と記する。

【００４６】次に、各符号ブロックにおいて、子復号系
列候補の尤度と子最尤系列の尤度の差を計算する。実施
形態２の場合、子復号系列候補が２つ得られていること
から、各符号ブロックにおいて尤度の差を２つ計算しな
ければならないことに注意されたい。そして、各符号ブ
ロックで得られた尤度の差を比較し、１番小さい尤度差
を有する符号ブロックが誤った子復号系列を与えたと判
断する。この符号ブロックをｋ番目の符号ブロックと
し、実施形態１の場合、最尤系列Ｌ₁、Ｌ₂、…、Ｌ_Kの
ｋ番目の子最尤系列Ｌ_kを子復号系列候補中のＣＬ_kで引
き換え、また、実施形態２の場合、Ｌ_kをＣＬ¹ _kまたは
ＣＬ² _kで引き換えて新たな復号系列とする。すなわち、
実施形態１の場合はＬ₁、Ｌ₂、…、Ｌ_K-1、ＣＬ_k、Ｌ
_k+1、Ｌ_k+2、…、Ｌ_K、そして実施形態２の場合はＬ₁、
Ｌ₂、…、Ｌ_K-1、ＣＬ¹ _k(またはＣＬ² _k)、Ｌ_k+1、
Ｌ_k+2、…、Ｌ_Kが復号系列として得られる。

【００４７】上記の復号結果から復号ビットを生成し、
再度パリティ検査を行う。全てのパリティ検査条件が満
たされれば、上記の結果を最終的な復号結果とする。パ
リティ検査条件が満たされない列が検出された場合、各
符号ブロックにおいて、前のステップからさらに次の最
大尤度を有する子復号系列候補を求め、上記の復号過程
を繰り返す。以上の繰り返し復号を全てのパリティ検査
条件が満たされるまで行う。ただし、繰り返し復号の回
数はあらかじめ与えられた値に達したとき、繰り返し復
号を打ち切って、最初の最尤系列Ｌ₁、Ｌ₂、…、Ｌ_Kを
最終的な復号結果とする。

【００４８】繰り返し復号における最大繰り返し回数を
Ｎとする。以上の記述から分かるように、１つの復号過
程において、縦方向のパリティ検査条件が全て満たされ
れば、最大繰り返し回数Nに達しなくても復号が終わ
る。また、最初の最尤系列は縦方向のパリティ検査条件
を全て満たせれば、繰り返し復号を用いずに復号が終わ
る。すなわち、個々の復号過程が全て最大繰り返し回数
Ｎまで繰り返し復号を行う必要はない。

【００４９】図４に実施形態１と実施形態２を用いて、
Ｋ＝４のときの計算機シミュレーションによって求めた
ビット誤り率特性の結果を示す。比較のため、元ブロッ
ク符号化変調のビット誤り率（ＢＥＲ）も合わせて示し
た。ただし、Ｅ_b／Ｎ₀はデータビット当りの電力対雑音
比である。Ｅ_b／Ｎ₀が大きいとき、実施形態１と実施形
態２はともにビット誤り率の改善が得られているが、と
りわけ実施形態２は最も小さいビット誤り率を与えてい
る。これは実施形態１に比べて、実施形態２の伝送効率
が大きく、データビット当りのＥ_b／Ｎ₀が大きいからで
ある。

【００５０】しかし、実施形態２と実施形態１の伝送効
率の差は、Ｋが大きくなるにつれて、次第に小さくな
る。数８と数９を用いて、実施形態２と実施形態１の伝
送効率を図５に示す。Ｋが大きくなるにしたがって、実
施形態２よりも実施形態１の伝送効率の改善は大きいこ
とが分かる。

【００５１】図６に符号ブロックの数Ｋがビット誤り率
特性に与える影響を示す。ここで、Ｋ＝4、6、8、10の
ときのそれぞれの結果を示している。Ｋが大きくなるに
つれて、両実施形態のビット誤り率特性はともに改善さ
れるが、特にＥ_b／Ｎ₀の大きいところでは、実施形態２
よりも実施形態１の改善効果は大きい。Ｋが6以上のと
き、Ｅ_b／Ｎ₀が7.5dB以上の領域では、実施形態１は実
施形態２よりも小さいビット誤り率を示している。これ
は両実施形態の伝送効率の差が縮まった結果、そのビッ
ト誤り率への影響は小さくなり、一方、用いたパリティ
ビットの１ビット当たりの効率の高さは、ビット誤り率
に対して主導的な影響を与えるようになったためであ
る。実施形態１の符号条件は、実施形態２の符号条件よ
りも限定が強いため、以上のようなビット誤り率の逆転
を生じたものである。Ｋ＝8のときは、上記の両実施形
態で、ともにビット誤り率が２×１０^-6の領域では、元
ブロック符号化変調に対して1dBほどの符号化利得を得
ることができた。

【００５２】次に、図４と図６では、繰り返し復号にお
ける最大繰り返し回数（Ｎ）として、それぞれＮ＝30と
Ｎ＝50を用いたが、図７にＮのビット誤り率への影響に
ついて調べた結果を示す。ただし、Ｅ_b／Ｎ₀を7dBと
し、Ｋ＝4と8のときの結果のみを示している。実施形態
１ではビット誤り率はＮ＝15の前後で収束し、Ｎをそれ
以上に増やしても、ビット誤り率は変わらずほぼ一定で
ある。それに対して、実施形態２ではＮが大きくなるに
つれて、Ｎ＝50になってもビット誤り率はまだ徐々に下
がる傾向が見られる。以上から、ビット誤り率は、実施
形態１の方がＮに関して速い収束特性を有することが分
かる。

【００５３】以上本発明の構成法および復号法を実施形
態１および実施形態２に基づいて説明したが、本発明は
上記した実施形態に限定されるものではなく、上記した
構成を変更しない限り、種々の形態において実施するこ
とができる。例えば、上記の実施形態１と実施形態２で
は、縦方向と斜め方向のパリティ検査符号を用いたが、
これらを組み合わせた符号方式や、より限定された符号
を用いることによっても、誤り率特性の改善を有効に行
うことができることは、容易に理解できる。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、上記で説明した構成をもつの
で、以下に説明するような効果を奏することができる。

【００５５】まず、請求項１に記載の発明では、ブロッ
ク符号化変調の誤り率特性が改善され、しかも、並列処
理に適していることを利用して、復号に要される時間を
減らすことが出来る。

【００５６】また、請求項２に記載の発明では、簡単な
符号と復号操作によって符号化利得を向上させることが
できる。

【００５７】また、請求項３に記載の発明では、冗長ビ
タビ復号を行うことにより、繰り返し復号の際、トレリ
ス線図の中間からの復号を行うことによって復号におけ
る遅延を削減することができる。

【００５８】また、請求項４に記載の発明では、請求項
２に記載の発明の効果に加えて、さらに、誤り率特性を
改善することができる。

【００５９】また、請求項５ないし７のいずれかに記載
の発明では、誤り率特性を改善することができる。

【００６０】また、請求項８に記載の発明では、請求項
６あるいは７に記載の発明の効果に加えて、さらに、パ
リティビットの１ビット当たりの効果を高くすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるブロック符号化変調とパリティ
検査符号の結合による符号構成を示す図である。

【図２】従来のビタビ復号を用いたブロック符号化変調
の構成を示す図である。

【図３】従来のブロック符号化変調のトレリス線図であ
る。

【図４】実施形態１と実施形態２の誤り率特性を示す図
である。

【図５】実施形態１と実施形態２の伝送効率を示す図で
ある。

【図６】本発明の構成における符号ブロックの数が誤り
率特性に与える影響を示した図である。

【図７】実施形態１と実施形態２の収束性の比較を示す
図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタル信号のブロック符号化変調を複
数個束ねて、それぞれの符号ブロックは複数の要素から
なり、それぞれの符号ブロックの要素数は等しく構成さ
れ、それぞれの要素には、時間と共に変化する単位デジ
タル信号が対応し、予め決められた時間範囲で、デジタ
ル信号の１クロック以下には分解しない任意の時刻にお
いて、ひとつの符号ブロックにおける異なる要素間に成
り立つ関係が、同時刻の他のブロックにおける異なる要
素間においても成り立つという特徴をもったブロックに
よるブロック符号化変調において、符号ブロックの要素をＸ方向に並べ、異なる符号ブロッ
クをＹ方向に並べることによって形成される行列につい
て、Ｘ方向の符号ブロックについては、ブロック符号化
変調の操作を行い、異なる符号ブロックの要素をひとつづつまたは２つづつ
含む列のビット列については、その列についてのパリテ
ィ検査符号をさらに付加した構成をもったブロックを用
いて伝送することを特徴とする冗長パリティ検査を用い
たブロック符号化変調方法。
【請求項２】請求項１に記載の冗長パリティ検査を用
いたブロック符号化変調方法によって伝送されたデジタ
ル信号の復号操作において、符号ブロックの要素をＸ方向に並べ、異なる符号ブロッ
クをＹ方向に並べることによって形成される行列につい
て、Ｘ方向の要素の復号には、復号器の状態を記述する
トレリス線図における復号系列を複数記憶して復号に用
いる冗長ビタビ復号を行い、また、異なる符号ブロック
の要素をひとつづつまたは２つづつ含む列のビット列に
ついては、パリティ検査を行い、その結果に基づいて符
号ブロック全体の復号を終了させるかまたは繰り返し復
号を行うことを特徴とする冗長パリティ検査を用いたブ
ロック符号化変調方法。
【請求項３】請求項２に記載の冗長パリティ検査を用
いたブロック符号化変調方法におけるＸ方向の冗長ビタ
ビ復号において、トレリス線図の各々の状態に至る全て
のパスを予めきめられた記憶領域に記憶する手続きと、上記のパリティ検査に基づく繰り返し復号を行う際に、
該記憶領域の記憶情報を用いて、トレリス線図の中間か
らの冗長ビタビ復号を行う手続きを含むことを特徴とす
る冗長パリティ検査を用いたブロック符号化変調方法。
【請求項４】請求項１に記載の冗長パリティ検査を用
いたブロック符号化変調方法における異なる符号ブロッ
クの要素をひとつづつ含む列のビット列についてのパリ
ティ検査操作において、異なる符号ブロックの要素をひ
とつづつ含む列のビット列にパリティ検査ビットをそれ
ぞれ２つ用い、それぞれＸ方向のブロック符号化変調の
予め決められた列番号の要素に対してパリティ検査を行
う手続きを含むことを特徴とする冗長パリティ検査を用
いたブロック符号化変調方法。
【請求項５】請求項１に記載の冗長パリティ検査を用
いたブロック符号化変調方法における異なる符号ブロッ
クの要素を２つづつ含む列のビット列のパリティ検査操
作において、異なる符号ブロックの要素を２つづつ含む
列のビット列の各ビット列にパリティ検査ビットをそれ
ぞれ１つ用いてパリティ検査を行う手続きを含むことを
特徴とする冗長パリティ検査を用いたブロック符号化変
調方法。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の冗長
パリティ検査を用いたブロック符号化変調方法におい
て、異なる符号ブロックの要素をひとつづつまたは２つ
づつ含む列のビット列は、Ｙ方向のビット列であること
を特徴とする冗長パリティ検査を用いたブロック符号化
変調方法。
【請求項７】請求項６に記載の冗長パリティ検査を用
いたブロック符号化変調方法における異なる符号ブロッ
クの要素をひとつづつ含む列の信号列のパリティ検査に
基づく繰り返し復号において、異なる符号ブロックの要
素をひとつづつ含む列の信号列の各信号列にパリティ検
査ビットをそれぞれ１つ用いて行う手続きを含むことを
特徴とする冗長パリティ検査を用いたブロック符号化変
調方法。
【請求項８】請求項６あるいは７に記載の冗長パリテ
ィ検査を用いたブロック符号化変調方法において、予め
決められた符号ブロックの予め決められた要素をパリテ
ィ検査において除外して復号を行う手続きを含むことを
特徴とする冗長パリティ検査を用いたブロック符号化変
調方法。