JP2004514342A - 符号化変調方法 - Google Patents

Abstract

有効ビットが並列な信号流に分割されかつそれから有効ビットがその誤り感度に従って異なった情報点率によって通話路符号化されるという、デジタルデータの符号化変調方法が提案される。このようにして異なった情報点率によって通話路符号化された有効ビットはそれから別個に時間的にスクランブル化される。その際受信機には、使用された異なっている情報点率と、異なっている情報点率によって通話路符号化された有効ビットの伝送フレーム当たりのそれぞれの数とがシグナリングされ、その結果受信機はデスクランブリングおよび通話路復号を実施することができる。

Description

【０００１】
本発明は、独立請求項の上位概念に記載の符号化変調方法から出発している。
【０００２】
通話路符号化（チャネルコーディング）と変調とが一緒に最適化される符号化変調を使用することは既に公知である。概念符号化変調と等価で、マルチレベル符号化という言い方も公知である。符号化変調の前にデータリダクションのために源符号化（ソースエンコーディング）が行われる。
【０００３】
発明の利点
これに対して請求項１の特徴部分に記載の構成を有する符号化変調のための本発明の方法は、符号化変調の際に不均一な誤り保護が使用され、ここで種々異なっている誤り感度を有する有効ビットに対して異なった情報点率（コードレート）が使用されるという利点を有している。その際情報点率および符号化すべき有効ビットの数は相互に無関係に選択することができる。
【０００４】
全体として本発明の方法によれば、比較的簡単なインプリメンテーションが可能になる。
【０００５】
従属請求項に記載の構成および実施の形態によって、独立請求項に記載の符号化変調方法の有利な改良形態が可能である。
【０００６】
異なっている情報点率によってそれぞれ通話路符号化された有効ビットを時間的なスクランブルのために並列なスクランブラに分配して、その後マルチプレクサによって１つの信号流にまとめることは特別有利である。これにより有利にも、同じ情報点率によって通話路符号化された有効ビットだけが相互にスクランブル化されることにもなる。これにより、通話路復号および通話路復号に先行する、受信機におけるデスクランブル化は相応に簡単になる。
【０００７】
択一的に、段毎に、符号器の後ろで、異なっている情報点率によって通話路符号化された有効ビットを順次時間的に別個にスクランブルするスクランブラが使用されるのは有利である。従って、必要なインテリジェンスを有しているスクランブラが使用されて、異なった情報点率によって通話路符号化された有効ビットが相応の群に分けられかつそれからそれぞれ相互に時間的にスクランブル化されることになる。
【０００８】
更に、少なくとも２つの異なって使用された、通話路符号化のための情報点率と、異なっている情報点率によって通話路符号化された有効ビットのそれぞれの数とを受信機にシグナリングすることは有利である。これにより受信機は、種々異なっている誤り感度を有する有効ビットがどの情報点率によって通話路符号化されかつ異なって符号化された有効ビットの数はいくつなのかが分かって、相応のデスクランブリングおよび通話路復号を正しく実施することができる。
【０００９】
更に、送信機も受信機も本発明の方法を実施するための手段を有していると有利である。
【００１０】
図面
本発明の実施例は図面に示されておりかつ以下の説明において詳細に説明する。図１には４ＡＳＫの区分（パーティション）が示されており、図２には本発明の送信機のブロック線図が示されており、図３には本発明の受信機のブロック線図が示されておりかつ図４には本発明の方法のフローチャート図が示されている。
【００１１】
説明
３０Ｈｚを下回る伝送帯域に対するデジタル伝送システムデジタル・ラジオ・モンディアーレ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒａｄｉｏ Ｍｏｎｄｉａｌｅ＝ＤＲＭ）が目下開発中である。通話路符号化としてマルチレベル符号化（Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ−Ｃｏｄｉｅｒｕｎｇ＝ＭＬＣ）が使用されることが決定された。その際通話路符号化および変調は共通に最適化され、それ故に符号化変調とも言われる。通話路符号化はデータに冗長性を付加し、冗長性に基づいて伝送誤りを検出しかつ必要に応じて訂正することができる。
【００１２】
ｑ次元の信号点配置を有する比較的高次の変調方法において信号アルファベットは正確にｑ値を有している。ＭＬＣに対する基礎は信号アルファベットの部分量への区分（パーティション）を形成している。それぞれの分割ステップに、信号空間表示のアドレスベクトルの成分が指定される。この場合それぞれの成分は独自の符号によって保護される。２^ｍ段の信号点配置を考察すると、ｍ＝ｎのとき、アドレスベクトルｃ（＝ｃ_０，ｃ_１，…，ｃ_ｎ−１）に相応してｎ段への分割が生じる。６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒａｍｐｌｉｔｕｄｅｎｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）が使用されるとき、変調の次数ｍは例えば段の数に必ずしも等しくない。
【００１３】
図１には、４−ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ＝Ａｍｐｌｉｔｕｄｅｎｕｍｔａｓｔｕｎｇ）のパーティションが示されている。すなわち４−ＡＳＫでは、４つの状態が符号化される。データ流の符号化はｎ個の並列な符号器によって行われ、その際符号Ｃ_０は最小の情報点率Ｒ_０を有し、すなわち最大の冗長性を付加しかつアドレスベクトルの誤りに最も陥りやすい場所を保護する。図１の最も上の状態ビームにおいて４つの状態が塗りつぶされた円によって表されている。真ん中の２つの状態ビームを介して４ＡＳＫにおける個々の符号化可能な状態が得られる。第１の段はＣ_０＝０または１になる。相応に４つの塗りつぶされた円は２つの数字ビームに分割される。この２つのビームは２つの相互に相補的に塗りつぶされた円および空の円を有している。それから下側の４つの状態ビームでは４ＡＳＫにおける個々の状態、すなわち００，０１，１０，１１が符号化される。その際状態００は一番左側の塗りつぶされた１つの円およびそれに続く３つの空の円を有している。状態０１は左から出発して３番目に塗りつぶされた円を有している。状態１０は左から出発して２番目に塗りつぶされた円を有しておりかつ状態１１は一番右側に塗りつぶされた円を有している。その他の位置は０に対する空の円によってシンボライズされる。
【００１４】
図２には、本発明の送信機のブロック線図が示されている。データメモリ１には、本発明の送信機によって送信すべきであるデータが格納されている。しかしここで別のデータ源を利用することもできる。これらのデータはデータメモリ１から源符号器２に伝送される。符号器は源符号化を行って、伝送すべきデータの量を低減する。それからこのようにして源符号化された、有効ビットを有するデータはビットマルチプレクサ３に伝送される。ビットマルチプレクサはデータ流をｎ本の並列な線路に分配する。０からｎ−１まで通し番号が付されているこれらｎ個の線路それぞれに、それぞれの符号器が接続されている。この符号器はデータ流（ｑ_０…ｑ_ｎ−１）の１つを通話路符号化する。ここでは線路０中の符号器５および線路ｎ−１中の符号器４が例示されている。それぞれの符号器の出力側には信号ｃ_０ないしｃ_ｎ−１が現れる。符号器４および５は畳み込み符号化を用いて通話路符号化を実施しかつこれにより有効ビットに再び冗長性を付加する。ここで２つの符号器４および５は２つの異なった情報点率を使用するのである。源符号器２は、第１の誤り保護を必要とする有効ビットおよび第２の誤り保護を必要とする残りの有効ビットを識別する。それからこのために通話路符号器４および５はそれぞれ異なっている情報点率を使用する。従ってその場合有効ビットは、これに関する有効ビットの評価が行われることなく、前以て決められている規則に従って複数の段に分配される。それからまず、第１の情報点率によって通話路符号化される有効ビットが複数の段、すなわち符号器４および５に分配されかつそれから、第２の情報点率で通話路符号化される有効ビットが続く。それからこのために存在しているすべての符号器において情報点率が切り換えられる。
【００１５】
それから符号器４および５の出力側には異なって通話路符号化された有効ビットが存在しているので、これらは後置接続されているスクランブラにおいて別個に時間的にスクランブルされる。符号器５に続くマルチプレクサ６１および符号器４に続くマルチプレクサ５１は異なって符号化された有効ビットをスクランブラ６２および６３並びに５２および５３に分配する。スクランブラは英語でインタリーバーとも称される。スクランブルは、隣接したビットと高い相関を有する情報を有している時間的に近接しているビットを相互に時間的に分離して、バースト誤りがある場合通話路復号によってそれでもなお多くある誤りを受信側で訂正できるようにして、可聴の誤りの数が最小化されるようにすることを意味している。それからスクランブル化された有効ビットはスクランブラ５２および５３から出発してデマルチプレクサ５４において再び１つの信号流にまとめられる。スクランブラ６２および６３のスクランブル化された有効ビットは同じようにしてデマルチプレクサ６４において再び１つの信号流にまとめられる。
【００１６】
それからこのようにして通話路符号化されたデータはブロック６において信号空間点に割り当てられて、それからそれぞれの変調シンボルが生成されるのである。
【００１７】
個々の符号器４および５における構成部分符号として、パンクチャが行われる畳み込み符号が使用される。ＭＬＣの場合ここでは、それぞれの段に対して少なくとも２つの異なった情報点率が使用される。機能ブロック６における変調後、信号流にシグナリングデータが付加される。これらシグナリングデータは受信機に、通話路符号化のためにいずれの異なっている情報点率が使用されかつ第１の情報点率を有するフレーム当たりいくつのビットが通話路符号化されかつ第２の情報点率を有するフレーム当たりいくつのビットが通話路符号化されたのかを信号報知（シグナリング）する。従ってそれから受信機により、正しい復調およびデスクランブル並びに通話路復号を実施することができる。
【００１８】
それから図２には、このようにして符号化された変調シンボルが機能ブロック６からＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ＝Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｚｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）変調器に伝送される。変調器は個々の変調シンボルを、相互に直交している近接配置された周波数搬送波に分配する。このようにして生じたＯＦＤＭ信号はそれからアナログ高周波部８で混合され、増幅され、それからアンテナ９から放射される。
【００１９】
図３には本発明の受信機のブロック線図が示されている。ＯＦＤＭ信号を受信するためのアンテナは高周波受信部１１の入力側に接続されている。高周波受信部１１は受信された信号を中間周波数に変換し、それを増幅しかつフィルタリングする。更に高周波受信部１１はこれらの信号をデジタル部１２に伝送する。デジタル部は受信された信号をデジタル化しかつＯＦＤＭ復調を実施する。それからこのようにして得られた変調シンボルはプロセッサ１３において復調され、デスクランブリング、通話路復号および源復号が行われて、それからこれらはアナログ信号に変換される。それからアナログ信号はオーディオ増幅器１４によって増幅されて、これらは最終的にスピーカ１５によって再生されることになる。その際殊に、使用の２つの情報点率および情報点率に対するフレーム当たりの有効ビットの数を示しているシグナリングデータが評価される。それによりそれから受信機は、正しいデスクランブリングおよび通話路デスクランブリングを実施することができるのである。
【００２０】
２つの情報点率に代わって、それ以上の数の情報点率を使用することもできる。源符号器２に代わってビットマルチプレクサ３がどのビットをどの情報点率で通話路符号化するかを決定するようにしてもよい。このことは更に、本発明の送信機に配置されている上位のプロセッサにタスクとして割り当てるようにしてもよい。この場合択一選択的に、マルチメディアデータを受信し、これらをそれから光学的に再生するようにすることもできる。
【００２１】
図４にて本発明の符号化変調方法をフローチャートを用いて説明する。ステップ１６においてデータがデータメモリ１から用意されかつ源符号器２によって源符号化が行われる。更にここで源符号器２が、どの有効ビットがどの情報点率で符号化されるかを決定する。すなわち不均一な誤り保護が確定される。ステップ１７においてこのようにして生じたデータ流がビットマルチプレクサ３によって並列に延在しているデータ流に分割される。ここで択一的に、ビットマルチプレクサ３が種々異なっている通話路符号化に対する有効ビットの分割を実施するようにもできる。ステップ１８において個々の符号器４および５は通話路符号化を実施する。その際有効ビットは、源符号器２によって確定されたように、２つの異なった情報点率によって通話路符号化される。ステップ１９においてこのようにして異なって通話路符号化された有効ビットが時間的にスクランブル化される。その際同じ情報点率によっても通話路符号化された有効ビットだけが相互に時間的にスクランブル化される。このことは、並列接続されたスクランブラによって行うことができるかまたはインテリジェントスクランブラによって行うことができる。インテリジェントスクランブラは、異なっている情報点率によって通話路符号化された有効ビットを順次相互に別個にスクランブル化する。ステップ２０では機能ブロック６において、このようにして生じた通話路符号化されたビットに信号空間点が割り当てられて、変調シンボルが生成される。ステップ２１において変調シンボルがＯＦＤＭ変調が行われかつステップ２１においてＯＦＤＭ信号の増幅ないし送信が行われる。この場合付加的に更に、有効ビットに対する２つの異なっている情報点率および送信機によって使用される情報点率当たりの有効ビットの伝送フレーム当たりの数がシグナリングとして受信機に伝送され、その結果受信機は、異なって通話路符号化された有効ビットをデスクランブリングしかつ通話路復号することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
４ＡＳＫの区分を説明する図である。
【図２】
本発明の送信機のブロック線図である。
【図３】
本発明の受信機のブロック線図である。
【図４】
本発明の方法のフローチャート図である。

Claims (8)

1. デジタルデータの符号化変調方法であって、
   デジタルデータが有効ビットを有しており、
   符号化変調は多階で実施される
   そういう形式の方法において、
   有効ビットをその誤り感度に従って分け、
   有効ビットを並列な信号流に分割し、
   それぞれの信号流に対して符号器（４，５）によって、段当たり少なくとも２つの異なっている情報点率を有する通話路符号化を行い、ここで異なっている情報点率は有効ビットの誤り感度に依存して使用され、
   異なった情報点率によって通話路符号化された有効ビットを別個に時間的にスクランブル化しかつ
   それから通話路符号化されかつスクランブル化された有効ビットを信号空間点に対応付けて、変調シンボルが生成されるようにする
   ことを特徴とする方法。
2. 段毎に、異なっている情報点率によって通話路符号化された有効ビットを時間的なスクランブルのために並列なスクランブラ（５２，５３，６２，６３）に分配しかつその後再びデマルチプレクサ（５４）によって１つの信号流にまとめる
   請求項１記載の方法。
3. 段毎に、符号器（４，５）の後ろで、スクランブラが異なっている情報点率によって通話路符号化された有効ビットを順次時間的に別個にスクランブル化する
   請求項１記載の方法。
4. 少なくとも２つの異なっている情報点率と、異なっている情報点率によって通話路符号化された有効ビットのそれぞれの数とを受信機にシグナリングする
   請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 送信機は、第１のマルチプレクサ（３）と、段毎に通話路符号化するための符号器（４，５）と、段当たり１つのスクランブルユニット（５１，５２，５３，５４，６１，６２，６３，６４）と、通話路符号化された有効ビットを信号空間点に対応付けするための手段（６）とを有している
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法を実施するための送信機。
6. 送信機はスクランブラを備えたスクランブルユニットを有している
   請求項５記載の送信機。
7. 送信機はスクランブルユニット毎に１つの第２のマルチプレクサ（５１，６１）と、１つのデマルチプレクサ（５４，６４）と、使用情報点率当たりに１つのスクランブラ（５２，５３，６２，６３）とを有している
   請求項５記載の送信機。
8. 受信機はシグナリングを評価し、変調シンボルを復調し、通話路復号しかつデスクランブリングするための手段（１３）を有している
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法を実施するための受信機。