JP2008211489A - Mapping method, decoding method, and communicating system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a mapping method capable of suppressing an error rate of a decoding result in multivalued modulation where an influence degree to a decoding characteristic is used for mapping and an error rate on a communication path is changed by a bit to be mapped, and to provide a decoding method, and a communication system. <P>SOLUTION: This invention relates to the mapping method in the communication system using the multivalued modulation where a convolution code and the information of not less than three bits per one symbol are assigned, and also where the bit with the smallest influence on the decoding result is assigned to a position of the bit with the largest error rate compared with the other bit. Especially, the bit which can be omitted in a punctured encoding system is assigned as the bit with the smallest influence on the decoding result. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明はマッピング方法、復号方法、および、通信システムに関し、特に、多値変調のマッピング方法、復号方法、および、通信システムに関する。   The present invention relates to a mapping method, a decoding method, and a communication system, and more particularly, to a mapping method, a decoding method, and a communication system for multi-level modulation.

畳込み符号化方式には、パンクチャド符号化方式と呼ばれる、符号語の一部分を省略して送信することにより、高符号化率を容易に実現する手法があり、実際のシステムにもよく使用されている(例えば、非特許文献1参照)。このパンクチャド符号化方式では、符号語の中で省略されるビットは、省略して送ったときの復号後の誤り率の劣化が最も少ないビットとなるよう決定される。どのビットを省略した場合に最も特性劣化が少ないかについては、計算機探索などにより検討され、よく使用される符号化率については一般的によく知られるところとなっている。   The convolutional coding method is called a punctured coding method, which is a technique that easily realizes a high coding rate by omitting a part of the codeword and transmitting it, and is often used in actual systems. (For example, refer nonpatent literature 1). In this punctured coding method, bits omitted in the codeword are determined to be the bits with the least deterioration in the error rate after decoding when they are sent without transmission. Which bits are omitted to determine the least deterioration in characteristics is examined by computer search or the like, and frequently used coding rates are generally well known.

これらのことから、復号特性への影響度は、符号語の各ビットにより異なっていることが分かる。パンクチャド符号化方式は、このビットごとの復号特性への影響度を利用して、符号語の一部を省略して送信せずに、他のビットのみを送信することにより、容易にいろいろな符号化率を実現しつつ特性劣化を最小限に抑えるようにしたものである。   From these facts, it can be seen that the degree of influence on the decoding characteristics varies depending on each bit of the codeword. The punctured encoding method uses various influences on the decoding characteristics for each bit, and transmits various other bits easily by transmitting only other bits without transmitting a part of the code word. The characteristic deterioration is minimized while realizing the coding rate.

G. Begin et al., “High-Rate Punctured Convolutional Codes: Structure Properties and Construction Technique”, IEEE Transactions on Communications, VOL. 37, NO. 12, December 1989G. Begin et al., “High-Rate Punctured Convolutional Codes: Structure Properties and Construction Technique”, IEEE Transactions on Communications, VOL. 37, NO. 12, December 1989

多値変調においては、マッピングするビットにより通信路上での誤り率が変わる。多値変調においては、1つの信号点にマッピングされる複数個の各ビットは、ビット毎に通信路上で加わる雑音などに対する耐性が異なる。そこで、従来は、雑音に弱く誤り率が高いビットにマッピングされる符号語ビットが復号時に連続しないように、インターリーブなどの手法を用いることはあったが、基本的には変調器に入力されるデータの順にマッピングを行うため、符号語の各ビットの復号特性への影響は全く考慮されていなかった。そのため、雑音に弱く誤り率が高いビットにマッピングされてしまう符号語ビットに、復号特性への影響の大きい符号語ビットを割り当ててしまうと、復号結果の全体の誤り率特性が高くなってしまうという問題点があった。   In multi-level modulation, the error rate on the communication path varies depending on the bit to be mapped. In multilevel modulation, a plurality of bits mapped to one signal point have different immunity to noise added on the communication path for each bit. Therefore, conventionally, a method such as interleaving has been used so that codeword bits mapped to bits that are vulnerable to noise and have a high error rate are not consecutive during decoding, but are basically input to the modulator. Since the mapping is performed in the order of the data, the influence on the decoding characteristics of each bit of the codeword has not been considered at all. Therefore, if a codeword bit that has a large influence on decoding characteristics is assigned to a codeword bit that is mapped to a bit that is vulnerable to noise and has a high error rate, the overall error rate characteristic of the decoding result will be high. There was a problem.

この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、復号特性への影響度をマッピングに利用し、多値変調における復号結果の誤り率を低く抑えることが可能なマッピング方法、復号方法、および、通信システムを得ることを目的としている。   The present invention has been made to solve such a problem, and uses a degree of influence on decoding characteristics for mapping, and a mapping method and decoding method capable of suppressing an error rate of a decoding result in multilevel modulation to a low level And to obtain a communication system.

この発明は、畳込み符号と1シンボル当たり3ビット以上の情報を割り当てる多値変調を使用する通信システムにおけるマッピング方法であって、上記多値変調において、各ビットの中で誤り率の最も高いビット位置に、復号結果に対して与える影響が最も小さいビットを割り当ててマッピングを行うマッピング方法である。   The present invention relates to a mapping method in a communication system using multilevel modulation that allocates convolutional codes and information of 3 bits or more per symbol, and in the multilevel modulation, the bit having the highest error rate among the bits. This is a mapping method in which mapping is performed by allocating bits having the least influence on decoding results to positions.

この発明は、畳込み符号と1シンボル当たり3ビット以上の情報を割り当てる多値変調を使用する通信システムにおけるマッピング方法であって、上記多値変調において、各ビットの中で誤り率の最も高いビット位置に、復号結果に対して与える影響が最も小さいビットを割り当ててマッピングを行うマッピング方法であるので、復号特性への影響度をマッピングに利用し、マッピングするビットにより通信路上での誤り率が変わる多値変調において、復号結果の誤り率を低く抑えることが可能である。   The present invention relates to a mapping method in a communication system using multilevel modulation that allocates convolutional codes and information of 3 bits or more per symbol, and in the multilevel modulation, the bit having the highest error rate among the bits. Since this mapping method assigns bits with the least influence on the decoding result to the position and performs mapping, the degree of influence on the decoding characteristics is used for mapping, and the error rate on the communication path changes depending on the bits to be mapped. In multi-level modulation, the error rate of the decoding result can be kept low.

実施の形態1.
この発明においては、全てのビットを送信することを前提としながら、復号特性への影響度をマッピングに利用し、マッピングするビット位置により通信路上での誤り率が変わる多値変調において、復号結果の誤り率を低減させる方法について述べる。
Embodiment 1 FIG.
In the present invention, on the assumption that all bits are transmitted, the degree of influence on the decoding characteristics is used for mapping, and in the multilevel modulation in which the error rate on the communication path changes depending on the bit position to be mapped, A method for reducing the error rate will be described.

図1は、この発明の実施の形態1に係る通信システムを示すブロック図である。図1に示すように、本実施の形態1に係る通信システムは、送信側に、送信するデータを誤り訂正もしくは検出符号化する符号器10と、符号化後のデータの復号時における重要性などの符号語の情報11を利用して符号化後のデータを変調して、受信側に向けて送信する変調器12とが設けられている。送信側と受信側とは、変調後のデータを伝送する通信路13を介して接続されている。また、受信側には、通信路13により伝送されてきた受信データを受信して復調する復調器14と、復調された受信データを復号する復号器15とを備えている。   1 is a block diagram showing a communication system according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, in the communication system according to the first embodiment, an encoder 10 that performs error correction or detection encoding of data to be transmitted to the transmission side, importance at the time of decoding the encoded data, and the like And a modulator 12 that modulates the encoded data using the codeword information 11 and transmits the data to the receiving side. The transmission side and the reception side are connected via a communication path 13 that transmits the modulated data. Further, the receiving side includes a demodulator 14 that receives and demodulates received data transmitted through the communication path 13 and a decoder 15 that decodes the demodulated received data.

次に、動作について説明する。本実施の形態1に係る通信システムは、上述した図1の構成において、まず、送信するデータを符号器10により符号化し、次に、変調器12により、符号語の情報11を利用して、符号化後のデータを変調して送信する。受信側では受信データを復調器14で復調し、復号器15で復号する。なお、以下では、符号器10は畳込み符号器、復号器15はビタビ復号器を使用し、変調器12は差動変調で16DAPSK(16 Differential Amplitude Phase Shift Keying)として説明する。   Next, the operation will be described. In the configuration of FIG. 1 described above, the communication system according to the first embodiment first encodes data to be transmitted by the encoder 10, and then uses the codeword information 11 by the modulator 12, The encoded data is modulated and transmitted. On the receiving side, the received data is demodulated by the demodulator 14 and decoded by the decoder 15. In the following description, the encoder 10 is a convolutional encoder, the decoder 15 is a Viterbi decoder, and the modulator 12 is 16 DAPSK (16 Differential Amplitude Phase Shift Keying) by differential modulation.

本実施の形態1では変調方式を16DAPSKとして説明する。図2に、16DAPSKの信号点とマッピングの例を示す。図2において、各信号点(a0,a1,a2,a3)における各ビットは、a0〜a2が位相項に割り当てるビットであり、a3が振幅項に割り当てるビットを示す。このように、16DAPSKでは、位相項に3ビット、振幅項に1ビットの情報がマッピング(割り当て)される。このとき振幅項に割り当てられる1ビットは、位相項に割り当てられる3ビットに比べて、誤り率が最も高いことが一般的に知られている。振幅項のマッピングは、図2の通り、送信したい信号により外側と内側の円を選択する場合と、時刻tの時の振幅項に割り当てるビットをCとするとき、次式のように割り当てる場合の2通りがある。 In the first embodiment, the modulation method is assumed to be 16 DAPSK. FIG. 2 shows an example of 16 DAPSK signal points and mapping. In FIG. 2, each bit at each signal point (a0, a1, a2, a3) is a bit assigned by a0 to a2 to a phase term, and a3 shows a bit assigned to an amplitude term. Thus, in 16 DAPSK, information of 3 bits is mapped (assigned) to the phase term and 1 bit to the amplitude term. At this time, it is generally known that 1 bit assigned to the amplitude term has the highest error rate compared to 3 bits assigned to the phase term. Mapping amplitude term, as in FIG. 2, when the case of selecting a circle outside and inside by a signal to be transmitted, the bits allocated to amplitude term at time t and C t, when assigning as: There are two ways.

=Ct−1のとき 振幅a=at−1
≠Ct−1のとき 振幅a≠at−1
When C t = C t−1 Amplitude a t = a t−1
When C t ≠ C t−1 Amplitude a t ≠ a t−1

16DAPSKでは、4ビットのうち1ビットが特に誤りやすいため、本実施の形態1においては、全体の特性への影響がもっとも小さいと思われる1ビットを振幅項に割り当てることにより、符号語4ビットのうちの1ビットが万一誤ったとした場合にも、全体の性能改善を目指すことができる。   In 16 DAPSK, 1 bit out of 4 bits is particularly prone to error. Therefore, in the first embodiment, by assigning 1 bit that seems to have the least influence on the overall characteristics to the amplitude term, Even if one of the bits is wrong, it is possible to improve the overall performance.

図1に示した、符号語の情報11は、どの1ビットを振幅項へ割り当てるかという情報、もしくは、各ビットの復号特性への影響を数値化したものなどであり、変調器12がこの情報11によりどのビットを誤り率の高いビット位置へ割り当てれば良いかの判断ができるようにするものである。   The code word information 11 shown in FIG. 1 is information indicating which one bit is allocated to the amplitude term, or a value obtained by quantifying the influence of each bit on the decoding characteristics. 11 makes it possible to determine which bit should be assigned to a bit position having a high error rate.

本実施の形態1の例では、畳込み符号器から構成された符号器10の符号化率を1/2とするとき、符号語は4ビットのうちの1ビットが特性の悪い振幅項に割り当てられる。拘束長K=7の符号器であれば、符号語の4ビットに1ビットを省略して符号化率3/4の符号を作るパンクチャド符号化方式のパンクチャーパターンは図3の2×2行列で表される。つまり、この例では、4ビット目が最も復号特性への影響度の小さいビットである。そこで、4ビット目を振幅項に割り当てるビットとして変調する。受信側では通常の一般的な手順で復調、復号することにより、振幅項の誤り率が悪い影響を全体の性能に対して最小限に抑えることができる。   In the example of the first embodiment, when the coding rate of the encoder 10 composed of the convolutional encoder is halved, one of the four bits of the code word is assigned to the amplitude term having poor characteristics. It is done. In the case of an encoder with a constraint length K = 7, the puncture pattern of the punctured coding method for generating a code with a coding rate of 3/4 by omitting 1 bit in 4 bits of the codeword is 2 × 2 in FIG. Represented by a matrix. That is, in this example, the fourth bit is the bit that has the least influence on the decoding characteristics. Therefore, the fourth bit is modulated as a bit assigned to the amplitude term. On the receiving side, by performing demodulation and decoding in a normal general procedure, it is possible to minimize the influence of the error rate of the amplitude term on the overall performance.

また、復号器15においては、誤り率の高いビット位置にマッピングされたビットのデマッピングにおいて、1を送信したか0を送信したかの可能性が同程度のとき(たとえば1と0の判定の境界付近(境界からの距離が所定の範囲)に受信信号点がある場合など)、この信号点から得られるこのビットの情報を復号に加味しないで復号を行うようにしてもよい。   Further, in the decoder 15, in the demapping of the bit mapped to the bit position having a high error rate, the possibility of transmitting 1 or 0 is almost the same (for example, determination of 1 and 0) In the vicinity of the boundary (for example, when the reception signal point is near the boundary), decoding may be performed without taking into account the information of this bit obtained from this signal point.

ここでは16DAPSKの場合で説明したが、その場合に限らず、たとえば8PSK(8 Phase Shift Keying)、16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation)、64QAM(64 Quadrature Amplitude Modulation)などといった他の変調方式であってもビットごとの誤り特性に差がある変調方式であれば、同様に本実施の形態1の適用が可能であり、1信号当たりに割り当てられる情報のビット数は4に限らない。また、拘束長7、符号化率1/2の畳込み符号を例に説明したが、拘束長、符号化率はこの限りではなく、システムで使用する符号器がパンクチャド符号でも同様な考え方は適用できる。たとえば、システムとして符号化率2/3のパンクチャド符号を使用し、16DAPSKで変調する場合、符号化率8/9のパンクチャーパターンを参考に振幅項への割り当てビットを決定すればよい。パンクチャーパターンが不明な場合は、計算機探索などにより、事前に復号特性への影響の小さいビットを求めて振幅項への割り当てビットを決定する。   Here, the case of 16 DAPSK has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, other modulation schemes such as 8 PSK (8 Phase Shift Keying), 16 QAM (16 Quadrature Amplitude Modulation), and 64 QAM (64 Quadrature Amplitude Modulation) may be used. As long as the modulation method has a difference in error characteristics for each bit, the first embodiment can be similarly applied, and the number of bits of information allocated per signal is not limited to four. In addition, the convolutional code having a constraint length of 7 and a coding rate of 1/2 has been described as an example. However, the constraint length and the coding rate are not limited to this, and the same idea can be applied even if the encoder used in the system is a punctured code Applicable. For example, when a punctured code with a coding rate of 2/3 is used as a system and modulation is performed with 16 DAPSK, an allocation bit to an amplitude term may be determined with reference to a puncture pattern with a coding rate of 8/9. If the puncture pattern is unknown, a bit having a small influence on the decoding characteristic is obtained in advance by computer search or the like, and the bit assigned to the amplitude term is determined.

以上のように、本実施の形態1においては、変調方式を16DAPSKとし、畳込み符号と1信号当たり4ビットの情報を割り当てる多値変調を使用する通信システムにおいて、多値変調において他のビットに比べて、雑音に弱く誤りから最も弱いマッピングをせざるを得ない符号語ビットに、パンクチャド符号において一般に省略可能とされているビット(振幅項)を割り当てるようにしたので、復号結果の誤り率を低減することができる。また、これにより、全体の誤り率特性を低く抑えることができる。   As described above, in the first embodiment, in the communication system using multilevel modulation in which the modulation scheme is 16 DAPSK and the convolutional code and 4 bits of information per signal are allocated, other bits are used in the multilevel modulation. In comparison, the bit rate (amplitude term), which can be generally omitted in the punctured code, is assigned to the codeword bits that are weak against noise and have to perform the weakest mapping from errors. Can be reduced. As a result, the overall error rate characteristic can be kept low.

実施の形態2.
本実施の形態2では、図1と同様のシステムの別の例で説明する。本実施の形態2では、符号化率1/2の畳込み符号器、16QAMを用いた場合について述べる。なお、通信システムの構成としては、基本的に、図1と同様であるため、図1を参照することとし、ここでは詳細な説明は省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, another example of the same system as in FIG. 1 will be described. In the second embodiment, a case will be described in which a convolutional encoder with a coding rate of 1/2 and 16QAM are used. Since the configuration of the communication system is basically the same as that of FIG. 1, reference is made to FIG. 1, and detailed description thereof is omitted here.

16QAMのマッピングは図4のようになる。この場合は、1つの信号点に割り当てられる4ビットの内の2ビットが誤りに弱い。符号化率1/2でさらに4ビット中2ビットが誤りに弱いと、パンクチャドコードを参考にしようとする場合、対象となるパンクチャーパターンの符号化率は1となってしまうため、無理である。従って、この場合は、パンクチャド符号化方式で省略可能とされているビットを割り当てずに、事前に計算機探索や計算機シミュレーションにより、各符号語ビットの復号への影響度を見極めておき、変調信号の誤りやすいビット位置に当該復号への影響の最も少ないビットを割り当てるようにする。   The 16QAM mapping is as shown in FIG. In this case, 2 bits out of 4 bits assigned to one signal point are vulnerable to errors. If the coding rate is 1/2 and 2 bits out of 4 bits are vulnerable to errors, the coding rate of the target puncture pattern will be 1 when trying to refer to the punctured code. is there. Therefore, in this case, without assigning bits that can be omitted in the punctured coding method, the degree of influence on the decoding of each codeword bit is determined by computer search or computer simulation in advance, and the modulated signal The bit having the least influence on the decoding is assigned to the bit position where error is likely to occur.

この場合の計算機探索および計算機シミュレーションでは、たとえば、符号語4ビットのうち2ビットをなくした状態で、復号誤り率が最も小さくなる2ビットの組み合わせをシミュレーション演算により探し、選択する。   In the computer search and computer simulation in this case, for example, a combination of 2 bits with the smallest decoding error rate is searched for and selected with 2 bits out of 4 bits in the codeword.

このように、計算機探索および計算機シミュレーションにより、特性の悪いビット位置に割り当てるビットを見つける方法は符号化率によらず適用可能であり、上記の実施の形態1の例においてもパンクチャーパターンを使わず、上記の方法で見つけることも可能である。   As described above, the method of finding bits to be assigned to bit positions with poor characteristics by computer search and computer simulation can be applied regardless of the coding rate, and the puncture pattern is not used in the example of the first embodiment. It is also possible to find by the above method.

ここでは16QAMを例に述べたが、その場合に限らず、マッピングのビット位置により誤り率特性の異なる変調方式を使用する場合には、同様の方法が適用可能である。   Here, 16QAM has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the same method can be applied when using a modulation method having different error rate characteristics depending on the bit position of mapping.

以上のように、本実施の形態2においては、変調方式を16QAMとし、畳込み符号と1シンボル当たり4ビットの情報を割り当てる多値変調を使用する通信システムにおいて、多値変調において他のビットに比べて、雑音に弱く誤りから弱いマッピングをせざるを得ない符号語ビットに、予め計算機シミュレーション等で探索しておいた復号への影響の最も少ないビットを割り当てるようにしたので、復号結果の誤り率を低減することができる。また、これにより、全体の誤り率特性を低く抑えることができる。   As described above, in the second embodiment, in a communication system using multilevel modulation in which a modulation scheme is 16QAM and a convolutional code and 4 bits of information per symbol are allocated, other bits are used in multilevel modulation. Compared to the codeword bits that are weak to noise and have to be mapped from error to weak, the bit that has the least influence on decoding that has been searched in advance by computer simulation etc. is assigned. The rate can be reduced. As a result, the overall error rate characteristic can be kept low.

実施の形態3.
図5は、本実施の形態3に係る通信システムを示すブロック図である。図5に示すように、本実施の形態3に係る通信システムは、送信側に、送信するデータを誤り訂正もしくは検出符号化する符号器10と、符号化後のデータをインターリーブして並び替えるインターリーバ16aと、符号化後のデータの復号時における重要性などの符号語の情報11を利用してインターリーブ後の符号化データを変調して、受信側に向けて送信する変調器12とが設けられている。また、送信側と受信側とは通信路13を介して接続されている。受信側には、通信路13により伝送されてきた受信データを受信して復調する復調器14と、復調された受信データをデインターリーブして並び替えて元の並び順に戻すデインターリーバ17aと、デインターリーブ後の復調された受信データを復号する復号器15とを備えている。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a communication system according to the third embodiment. As shown in FIG. 5, in the communication system according to the third embodiment, an encoder 10 that performs error correction or detection coding on data to be transmitted and an interleaved rearranged data after interleaving are performed on the transmission side. A leaver 16a and a modulator 12 that modulates encoded data after interleaving using codeword information 11 such as importance at the time of decoding the encoded data and transmits the encoded data to the receiving side are provided. It has been. In addition, the transmission side and the reception side are connected via a communication path 13. On the receiving side, a demodulator 14 that receives and demodulates the reception data transmitted through the communication path 13, a deinterleaver 17a that deinterleaves and rearranges the demodulated reception data and returns the original arrangement order, And a decoder 15 for decoding the demodulated received data after deinterleaving.

次に、動作について説明する。本実施の形態3に係る通信システムは、上述した図5の構成において、まず、送信側において、送信するデータを符号器10により符号化し、符号化後のデータをインターリーバ16aにより並べ替え、符号語の情報11を考慮して並べ替え後のデータを変調する変調器12により変調して送信する。次に、受信側において、通信路13により伝送されてきた送信データを受信して、当該受信データを復調器14で復調し、デインターリーバ17aでデータの順序を並べ替え、復号器15で復号する。このように、本実施の形態3においては、送信側において、インターリーバ16aにより符号化データの並べ替えを行い、受信側において、デインターリーバ17aにより元の順序に戻すようにしている点のみが、上述の実施の形態1と異なり、他の動作については、実施の形態1と同じであるため、ここでは同一の動作についての説明は省略する。   Next, the operation will be described. In the communication system according to the third embodiment, in the configuration of FIG. 5 described above, first, on the transmission side, data to be transmitted is encoded by the encoder 10, and the encoded data is rearranged by the interleaver 16a. The data after the rearrangement is modulated by the modulator 12 in consideration of the word information 11 and transmitted. Next, on the receiving side, the transmission data transmitted through the communication path 13 is received, the received data is demodulated by the demodulator 14, the data order is rearranged by the deinterleaver 17 a, and decoded by the decoder 15. To do. As described above, in the third embodiment, the encoded data is rearranged by the interleaver 16a on the transmitting side, and the original order is restored by the deinterleaver 17a on the receiving side. Unlike the above-described first embodiment, the other operations are the same as those of the first embodiment, and thus the description of the same operations is omitted here.

本実施の形態3では、たとえば、上述の実施の形態1と同様、符号器10は畳込み符号器、復号器15はビタビ復号器を使用し、変調器は差動変調で16DAPSKとして説明する。インターリーバ16aは、振幅項に割り当てたいビットが正しく振幅項に割り当てられるような順序で出力する必要がある。そこで、図6に示すように、2つのインターリーバ16aaおよび16abを設けておき、振幅項に割り当てたいビットとそれ以外のビットを別のインターリーバでインターリーブする。すなわち、誤り率の高いビット位置(ここでは、振幅項)に割り当てたいビットについてはインターリーバ16aaによりインターリーブし、それ以外のビットについては別のインターリーバ16abでインターリーブする。このようにして、誤り率の高いビットとそれ以外のビットとをそれぞれ別個にインターリーブするので、振幅項に割り当てたいビットが正しくかつ自動的に振幅項にマッピング(割り当て)されるようになる。   In the third embodiment, for example, as in the first embodiment, the encoder 10 is a convolutional encoder, the decoder 15 is a Viterbi decoder, and the modulator is 16 DAPSK by differential modulation. The interleaver 16a needs to output in the order in which the bits to be assigned to the amplitude terms are correctly assigned to the amplitude terms. Therefore, as shown in FIG. 6, two interleavers 16aa and 16ab are provided, and bits to be assigned to the amplitude term and other bits are interleaved by different interleavers. That is, the bits to be assigned to the bit position (here, the amplitude term) having a high error rate are interleaved by the interleaver 16aa, and other bits are interleaved by another interleaver 16ab. In this way, since the bit with a high error rate and the other bits are interleaved separately, the bit to be assigned to the amplitude term is correctly and automatically mapped (assigned) to the amplitude term.

なお、デインターリーバ17aについても、同様に、2つのデインターリーバ(図示省略)を設けておき、振幅項に割り当てたいビットとそれ以外のビットを別のデインターリーバでデインターリーブするようにしてもよいが、その場合に限らず、1つのデインターリーバによりデインターリーブするようにしてもよい。   Similarly, two deinterleavers (not shown) are provided for the deinterleaver 17a so that the bit to be assigned to the amplitude term and the other bits are deinterleaved by another deinterleaver. However, the present invention is not limited to this, and deinterleaving may be performed by one deinterleaver.

以上のように、本実施の形態3においては、基本的に実施の形態1と同様に、畳込み符号と1シンボル当たり4ビットの情報を割り当てる多値変調を使用する通信システムにおいて、多値変調において他のビットに比べて、雑音に弱く誤りから弱いマッピングをせざるを得ない符号語ビットに、パンクチャー符号において一般に省略可能とされているビットを割り当てるようにしたので、復号結果の誤り率を低減することができる。また、これにより、全体の誤り率特性を低く抑えることができる。また、符号化後のデータを、誤り率の高いビットとそれ以外のビットとに分けてそれぞれ別個にインターリーブするインターリーバ16aを備えるようにしたので、誤り率の高いビットを振幅項に正しくかつ自動的にマッピングすることができる。   As described above, in the third embodiment, basically, as in the first embodiment, in a communication system using multilevel modulation that assigns convolutional codes and information of 4 bits per symbol, multilevel modulation is performed. In comparison with other bits, the bit rate that is generally susceptible to being omitted in the puncture code is assigned to the codeword bits that are vulnerable to noise and have to be mapped from error to weakness. Can be reduced. As a result, the overall error rate characteristic can be kept low. In addition, since the encoded data is provided with an interleaver 16a that divides the data into a bit with a high error rate and other bits and interleaves them separately, the bit with a high error rate is correctly and automatically used as an amplitude term. Can be mapped.

実施の形態4.
本実施の形態4においては、上述の実施の形態3と同様の通信システムにおいて、インターリーバを図7に示すようなブロックインターリーバ16bにより構成した例について説明する。符号器の出力4ビットの4番目のビットを振幅項に割り当てようとするとき、普通に横に書き込んで縦に読み出して、インターリーバ16bの出力を順に変調していくと、4番目のビットが振幅項に割り当たるかどうか分からない。そこで、図7のように、インターリーバ16b内のメモリを、誤り率の高いビット位置(ここでは、振幅項)に割り当てたいビットを書き込むアドレスと、それ以外のビットを書き込むアドレスとに、予め分けておき、振幅項に割り当てたいビットは、インターリーバ16bでの並び替え後の出力が、振幅項に割り当たるメモリのアドレスとして予め設定された所定のアドレス群に順に書き込まれるようにし、それをアドレス順に普通に読み出すことによって、振幅項に正しくマッピングされるようにする。なお、図7において、各数字は書き込み順序を示しており、また、誤り率の高いビット位置に割り当てたいビットを書き込むアドレスがハッチング(斜線)が施されているアドレス群であり、それ以外のビットを書き込むアドレスがハッチング(斜線)が施されていないアドレス群である。図7においては、各4番目毎のビットが、ハッチング(斜線)が施されている所定のアドレス群に順に書き込まれる様子が図示されている。他の動作については実施の形態1および3と同様であるため、ここでは説明を省略する。
Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment, an example in which an interleaver is configured by a block interleaver 16b as shown in FIG. 7 in the same communication system as in the third embodiment described above will be described. When trying to assign the fourth bit of the encoder's output 4 bits to the amplitude term, normally writing horizontally and reading vertically, and modulating the output of the interleaver 16b in sequence, the 4th bit becomes I do n’t know if it ’s assigned to the amplitude term. Therefore, as shown in FIG. 7, the memory in the interleaver 16b is divided in advance into an address for writing a bit to be assigned to a bit position (in this case, an amplitude term) with a high error rate and an address for writing other bits. The bit to be assigned to the amplitude term is set so that the output after the rearrangement by the interleaver 16b is sequentially written in a predetermined address group set in advance as the address of the memory assigned to the amplitude term. By reading normally in order, it is mapped correctly to the amplitude term. In FIG. 7, each numeral indicates the order of writing, and the address for writing a bit to be assigned to a bit position with a high error rate is a group of addresses that are hatched (hatched), and the other bits The address to which is written is a group of addresses not hatched. FIG. 7 shows a state in which each fourth bit is sequentially written to a predetermined address group that is hatched. Since other operations are the same as those in the first and third embodiments, description thereof is omitted here.

ここでは、ブロックインターリーバの場合について説明したが、ランダムインターリーバなど他のインターリーバでも同様に、誤り率の高いビット位置に割り当てたいビットを、インターリーバにおいて、誤り率が高いビット位置に割り当てられたメモリ位置を先に確認し、そこへある決まった順序に従って出力されたビットを順に書き込むことによって、符号語の特性とマッピングの特性を一致させて、システム全体の特性を上げることができる。また、ここでは16DAPSKの場合について説明したが、マッピング位置で誤り率特性が変わる変調方式であれば他の方式にも適応できる。   Here, the case of the block interleaver has been described. Similarly, in other interleavers such as a random interleaver, a bit to be assigned to a bit position having a high error rate can be assigned to a bit position having a high error rate in the interleaver. By confirming the memory location first and sequentially writing the output bits in accordance with a certain order, the characteristics of the code word and the mapping characteristics can be matched to improve the characteristics of the entire system. Further, although the case of 16 DAPSK has been described here, the present invention can be applied to other schemes as long as the modulation scheme changes the error rate characteristics at the mapping position.

以上のように、本実施の形態においては、基本的に実施の形態1および3と同様に、畳込み符号と1シンボル当たり4ビットの情報を割り当てる多値変調を使用する通信システムにおいて、多値変調において他のビットに比べて、雑音に弱く誤りから弱いマッピングをせざるを得ない符号語ビットに、パンクチャー符号において一般に省略可能とされているビットを割り当てるようにしたので、復号結果の誤り率を低減することができる。また、これにより、全体の誤り率特性を低く抑えることができる。また、符号化後のデータをインターリーブして、誤り率の高いビットを他のビットと区別して所定のアドレスに記憶するインターリーバ16bを備えるようにしたので、インターリーバ16bからそれらを普通に読み出すことにより、誤り率の高いビットを振幅項に正しくかつ自動的にマッピングすることができる。   As described above, in the present embodiment, as in Embodiments 1 and 3, in a communication system using multilevel modulation that assigns a convolutional code and 4-bit information per symbol, Compared to other bits in modulation, bits that are generally noiseless and have a weak mapping from error to weak mapping are assigned to bits that are generally omissible in puncture codes. The rate can be reduced. As a result, the overall error rate characteristic can be kept low. In addition, since the interleaver 16b is provided that interleaves the encoded data and distinguishes bits having a high error rate from other bits and stores them at a predetermined address, the data is normally read from the interleaver 16b. Thus, a bit with a high error rate can be correctly and automatically mapped to an amplitude term.

この発明の実施の形態1に係る通信システムの構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る通信システムにおける16DAPSKの信号点とマッピングの一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the 16 DAPSK signal point and mapping in the communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る通信システムにおけるパンクチャド符号化のパンクチャーパターンの一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the puncture pattern of the punctured encoding in the communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る通信システムにおける16QAMの信号点とマッピングの一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the 16QAM signal point and mapping in the communication system which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る通信システムの構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the communication system which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3に係る通信システムにおけるインターリーバの構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the interleaver in the communication system which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る通信システムにおけるインターリーバの構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the interleaver in the communication system which concerns on Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 符号器、11 情報、12 変調器、13 通信路、14 復調器、15 復号器、16a,16aa,16ab,16b インターリーバ、17a デインターリーバ。   10 encoder, 11 information, 12 modulator, 13 channel, 14 demodulator, 15 decoder, 16a, 16aa, 16ab, 16b interleaver, 17a deinterleaver.

Claims (5)

畳込み符号と1シンボル当たり3ビット以上の情報を割り当てる多値変調を使用する通信システムにおけるマッピング方法であって、
上記多値変調において、各ビットの中で誤り率の最も高いビット位置に、復号結果に対して与える影響が最も小さいビットを割り当ててマッピングを行うことを特徴とするマッピング方法。
A mapping method in a communication system using multilevel modulation that assigns convolutional codes and information of 3 bits or more per symbol,
In the multi-level modulation, a mapping method characterized in that mapping is performed by allocating a bit having the least influence on a decoding result to a bit position having the highest error rate in each bit.
上記復号結果に対して与える影響が最も小さいビットとして、パンクチャド符号化方式において省略可能とされているビットを割り当てることを特徴とする請求項1に記載のマッピング方法。   2. The mapping method according to claim 1, wherein a bit that can be omitted in the punctured coding scheme is assigned as a bit that has the least influence on the decoding result. 計算機探索あるいはコンピュータシミュレーションにより復号結果に対して与える影響が最も小さいビットを予め決定しておき、上記復号結果に対して与える影響が最も小さいビットとして、当該ビットを割り当てることを特徴とする請求項1に記載のマッピング方法。   The bit having the smallest influence on the decoding result is determined in advance by computer search or computer simulation, and the bit is assigned as the bit having the smallest influence on the decoding result. The mapping method described in 1. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載のマッピング方法によるマッピングが施された場合に、誤り率の最も高いビット位置にマッピングされたビットのデマッピングにおいて、1を送信したか0を送信したかの可能性が同程度のとき、上記ビットの情報を復号に加味しないで復号を行うことを特徴とする復号方法。   When mapping by the mapping method according to any one of claims 1 to 3, 1 is transmitted or 0 is transmitted in demapping of a bit mapped to a bit position having the highest error rate A decoding method characterized by performing decoding without taking into account the information of the bits when decoding is possible. 送信するデータを誤り訂正もしくは検出符号化する符号化手段と、
符号化後のデータを変調して、受信側に向けて送信する変調手段と、
送信された上記データを伝送する通信手段と、
上記通信手段により送信側から伝送されてきた上記データを受信して復調する復調手段と、
復調された上記データを復号する復号手段と
を備え、
上記変調手段は、畳込み符号と1シンボル当たり3ビット以上の情報を割り当てる多値変調において各ビットの中で誤り率の最も高いビット位置に、復号結果に対して与える影響が最も小さいビットを割り当ててマッピングを行うことを特徴とする通信システム。
Encoding means for error correction or detection encoding of data to be transmitted;
Modulation means for modulating the encoded data and transmitting it to the receiving side;
A communication means for transmitting the transmitted data;
Demodulation means for receiving and demodulating the data transmitted from the transmission side by the communication means;
Decoding means for decoding the demodulated data,
The modulation means allocates the bit having the least influence on the decoding result to the bit position having the highest error rate in each bit in multilevel modulation in which convolutional code and information of 3 bits or more per symbol are allocated. A communication system characterized by performing mapping.
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