JP2589709B2 - データ伝送システム及びその方法 - Google Patents
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- H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
- H04L25/4917—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes
- H04L25/4919—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes using balanced multilevel codes
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はデータ伝送システム、より具体的には、デー
タ伝送システム内におけるチャネル符号化に関する。
タ伝送システム内におけるチャネル符号化に関する。
近年いわゆる符号化利得を実現するチャネル符号に対
して多くの関心が集められている。これらの中で特に注
目すべきものとしていわゆる「格子（trellis）」符号
があるが、これに関しては、G.アンガーボエック（G.Un
gurboeck）の論文「多重レベル／位相信号によるチャネ
ル符号化（Channel Coding With Multilevel/Phase Sig
nala）」（IEEEトランザクション オブ インフォメー
ション セオリ、IT−28（IEEE Trans. Information Th
eory,IT−28）、第55頁乃至第67頁）、A.R.カルダーバ
ンク（A.R.Calderbank）及びN.J.A.スローン（N.J.A.Sl
oane）の論文「ダイアル アップ音声ラインに対する符
号の新ファミリー（A New Family of Codes for Dial−
Up Voice Lines）」（IEEE国際電話通信会議の議事録
（Proc. IEEE Global Telecom. Conf.）、1984年11月、
第20.2.1頁乃至第20.2.4頁）、A.R.カルダーバンク（A.
R.Calderbank）及びN.J.A.スローン（N.J.A.Sloane）の
論文「８状態格子コードによる４次元変調（Four−Dime
nsional Modulation With an Eight−State Trellis Co
de）」（AT＆Ｔテクニカルジャーナル（AT＆T Technica
l Journal）、Vol.64、NO.5、1985年５−６月、第1005
頁乃至第1018頁）、A.R.カルダーバンク（A.R.Calderba
nk）及びN.J.A.スローン（N.J.A.Sloane）の論文「８次
元格子コード（An Eight−Dimensional Trellis Cod
e）」（IEEE議事録、Vol.74、No.5、1986年、第757頁乃
至第759頁）、及びL.F.ウエイ（L.F.Wei）の論文「拡張
信号空間を持つ回転的に不変の回旋チャネル符号化−パ
ートI:180度、パートII:非線形符号（Rotationally Inv
ariant Convolutional Channel Coding With Expanded
Sigal Space − Part I : 180 Degrees and Part II :
Nonlinear Codes）」（IEEE J.選択エリア通信（IEEE
J. Select. Areas Commun.）、Vol. SAC−２、1984年９
月、第659頁乃至第686頁）を参照すること。これら符号
の商業的使用はほとんどの部分が音声帯域データ セッ
ト及び他のキャリヤ データ システムに集中してい
る。しかし、これら符号をベースバンド システム、例
えば、ローカル エリア ネットワーク及び電話局間の
交換システムにも使用することが要望される。しかし、
格子符号をベース バンド システム内で使用するに際
する障害として、従来の格子符号化技術によって生成さ
れる符号化された信号には、直流成分（信号の周波数成
分のうち周波数が零の成分）がかなり存在するという問
題がある。これは多くの観点から問題となる。例えば、
多くの用途において必要とされる、あるいは少なくとも
要望される変圧器結合は、変圧器が直流成分を通過させ
ないためこれを使用することができない。これに加え、
遠隔信号のアース基準が正確でないと伝送エラーが発生
する場合がある。さらに、直流部分に信号パワーを含む
と、ほとんどの検出器構成において信号パワーの損失が
生じる。
して多くの関心が集められている。これらの中で特に注
目すべきものとしていわゆる「格子（trellis）」符号
があるが、これに関しては、G.アンガーボエック（G.Un
gurboeck）の論文「多重レベル／位相信号によるチャネ
ル符号化（Channel Coding With Multilevel/Phase Sig
nala）」（IEEEトランザクション オブ インフォメー
ション セオリ、IT−28（IEEE Trans. Information Th
eory,IT−28）、第55頁乃至第67頁）、A.R.カルダーバ
ンク（A.R.Calderbank）及びN.J.A.スローン（N.J.A.Sl
oane）の論文「ダイアル アップ音声ラインに対する符
号の新ファミリー（A New Family of Codes for Dial−
Up Voice Lines）」（IEEE国際電話通信会議の議事録
（Proc. IEEE Global Telecom. Conf.）、1984年11月、
第20.2.1頁乃至第20.2.4頁）、A.R.カルダーバンク（A.
R.Calderbank）及びN.J.A.スローン（N.J.A.Sloane）の
論文「８状態格子コードによる４次元変調（Four−Dime
nsional Modulation With an Eight−State Trellis Co
de）」（AT＆Ｔテクニカルジャーナル（AT＆T Technica
l Journal）、Vol.64、NO.5、1985年５−６月、第1005
頁乃至第1018頁）、A.R.カルダーバンク（A.R.Calderba
nk）及びN.J.A.スローン（N.J.A.Sloane）の論文「８次
元格子コード（An Eight−Dimensional Trellis Cod
e）」（IEEE議事録、Vol.74、No.5、1986年、第757頁乃
至第759頁）、及びL.F.ウエイ（L.F.Wei）の論文「拡張
信号空間を持つ回転的に不変の回旋チャネル符号化−パ
ートI:180度、パートII:非線形符号（Rotationally Inv
ariant Convolutional Channel Coding With Expanded
Sigal Space − Part I : 180 Degrees and Part II :
Nonlinear Codes）」（IEEE J.選択エリア通信（IEEE
J. Select. Areas Commun.）、Vol. SAC−２、1984年９
月、第659頁乃至第686頁）を参照すること。これら符号
の商業的使用はほとんどの部分が音声帯域データ セッ
ト及び他のキャリヤ データ システムに集中してい
る。しかし、これら符号をベースバンド システム、例
えば、ローカル エリア ネットワーク及び電話局間の
交換システムにも使用することが要望される。しかし、
格子符号をベース バンド システム内で使用するに際
する障害として、従来の格子符号化技術によって生成さ
れる符号化された信号には、直流成分（信号の周波数成
分のうち周波数が零の成分）がかなり存在するという問
題がある。これは多くの観点から問題となる。例えば、
多くの用途において必要とされる、あるいは少なくとも
要望される変圧器結合は、変圧器が直流成分を通過させ
ないためこれを使用することができない。これに加え、
遠隔信号のアース基準が正確でないと伝送エラーが発生
する場合がある。さらに、直流部分に信号パワーを含む
と、ほとんどの検出器構成において信号パワーの損失が
生じる。
本件発明の概要 本発明は多量の直流成分の存在が問題となるようなシ
ステムで格子符号を実現する格子符号化技術に関し、そ
のライン信号は、例えば信号の直流部分において信号ス
ペクトルを有さない。本発明においては、伝送されるべ
き信号ポイントが、少なくとも１つが格子符号化された
入力ビットの関数としてのみだけではなく、前に伝送さ
れた信号ポイントの成分の関数であるランニング値（ru
nning value、後述）の関数としても決定される。
ステムで格子符号を実現する格子符号化技術に関し、そ
のライン信号は、例えば信号の直流部分において信号ス
ペクトルを有さない。本発明においては、伝送されるべ
き信号ポイントが、少なくとも１つが格子符号化された
入力ビットの関数としてのみだけではなく、前に伝送さ
れた信号ポイントの成分の関数であるランニング値（ru
nning value、後述）の関数としても決定される。
本発明の一例としての実施例においては、（ｋ＋ｎ）
ビット入力語を表す出力信号ポイントが生成される。各
入力語のｎビットの値と前の入力語の少なくとも１ビッ
トの値とが信号法アルファベット（signaling alphabe
t）の2m個のサブセットの特定の１つを同定するのに使
用される。ここで、ｍ＞ｎである。入力語の他のｋビッ
トは同定されたサブセットの複数の信号ポイントを同定
する。一例として、このｋビットは、一対の信号ポイン
トのうち、ある所定の値以上である一の信号ポイントの
成分の総和を同定し、また、この所定の値以下である同
じ信号ポイント対の他方の信号ポイントの成分の総和を
同定する。任意の時点において、上述のランニング値、
即ち、前に伝送された信号ポイントの成分のランニング
総和（running sum、後述）がこの所定の値より大きい
場合は、この所定の値以下の成分総和を有する同定され
た信号ポイントが生成される。逆に、ランニング総和が
この所定の値以下である場合は、この所定の値よりと少
なくとも等しい同定された信号ポイントが生成される。
この好ましい実施例においては、この所定の値は零であ
る。従って、成分総和が零以上（以下）の場合は、成分
総和が零以下（以上）の信号ポイントが生成される。後
に詳細に解説されるごとく、本方法は信号の直流部分に
スペクトルが無いチャネル符号化信号を提供する。
ビット入力語を表す出力信号ポイントが生成される。各
入力語のｎビットの値と前の入力語の少なくとも１ビッ
トの値とが信号法アルファベット（signaling alphabe
t）の2m個のサブセットの特定の１つを同定するのに使
用される。ここで、ｍ＞ｎである。入力語の他のｋビッ
トは同定されたサブセットの複数の信号ポイントを同定
する。一例として、このｋビットは、一対の信号ポイン
トのうち、ある所定の値以上である一の信号ポイントの
成分の総和を同定し、また、この所定の値以下である同
じ信号ポイント対の他方の信号ポイントの成分の総和を
同定する。任意の時点において、上述のランニング値、
即ち、前に伝送された信号ポイントの成分のランニング
総和（running sum、後述）がこの所定の値より大きい
場合は、この所定の値以下の成分総和を有する同定され
た信号ポイントが生成される。逆に、ランニング総和が
この所定の値以下である場合は、この所定の値よりと少
なくとも等しい同定された信号ポイントが生成される。
この好ましい実施例においては、この所定の値は零であ
る。従って、成分総和が零以上（以下）の場合は、成分
総和が零以下（以上）の信号ポイントが生成される。後
に詳細に解説されるごとく、本方法は信号の直流部分に
スペクトルが無いチャネル符号化信号を提供する。
発明の詳細な記述 第１図の符号器10は、データ源９からシリアルビット
流の形式にてデータを受信する。このビット流は直列／
並列（S/P）コンバータ11に加えられ、コンバータ11は
（ｋ＋ｎ）ビット語のシーケンスを生成する。一例とし
て、ｋ＝４及びｎ＝２と想定すると、コンバータ11はこ
れら６ビット語を並列に１ビット リード12a−ｄ及び1
3a−ｂ上に生成する。これらのビットのうちの４ビット
はリード12a−ｄ上に出現し、他の２ビットはリード13a
−ｂ上に出現する。リード12a−ｄ及び13a−ｂ上の入力
語のシーケンスは後に詳細に説明されるように処理され
る。ただし、現時点においては、これら入力語に応答し
て、格子ポイント発生器20は四次元ポイント、つまり、
奇数整数の格子からとられる４チュープル（４つの成分
からなる要素）を生成することを述べるに留める。こう
して生成された格子ポイント（即ち、リード25a−ｄ上
に発生する４シュープルのうちの一つ、本願発明におい
ては「信号ポイント」とも称される。）の各々成分は４
つの多重ビット リード21a−ｄの対応する１つの上に
出現する。リード21a−ｄ上の個々の格子ポイントは符
号インバータ回路35に送られる。回路35はランニング総
和回路30の制御下において動作し、その格子ポイントを
修正しないまま通過させるか、あるいは個々の成分の符
号を反転して格子内に異なるポイントを生成する。回路
35の多重ビット リード25a−ｄ上の出力は伝送される
べき信号ポイントを表す。
流の形式にてデータを受信する。このビット流は直列／
並列（S/P）コンバータ11に加えられ、コンバータ11は
（ｋ＋ｎ）ビット語のシーケンスを生成する。一例とし
て、ｋ＝４及びｎ＝２と想定すると、コンバータ11はこ
れら６ビット語を並列に１ビット リード12a−ｄ及び1
3a−ｂ上に生成する。これらのビットのうちの４ビット
はリード12a−ｄ上に出現し、他の２ビットはリード13a
−ｂ上に出現する。リード12a−ｄ及び13a−ｂ上の入力
語のシーケンスは後に詳細に説明されるように処理され
る。ただし、現時点においては、これら入力語に応答し
て、格子ポイント発生器20は四次元ポイント、つまり、
奇数整数の格子からとられる４チュープル（４つの成分
からなる要素）を生成することを述べるに留める。こう
して生成された格子ポイント（即ち、リード25a−ｄ上
に発生する４シュープルのうちの一つ、本願発明におい
ては「信号ポイント」とも称される。）の各々成分は４
つの多重ビット リード21a−ｄの対応する１つの上に
出現する。リード21a−ｄ上の個々の格子ポイントは符
号インバータ回路35に送られる。回路35はランニング総
和回路30の制御下において動作し、その格子ポイントを
修正しないまま通過させるか、あるいは個々の成分の符
号を反転して格子内に異なるポイントを生成する。回路
35の多重ビット リード25a−ｄ上の出力は伝送される
べき信号ポイントを表す。
そこで直ちに伝送されるべき信号ポイントを表す出力
信号のシーケンスが生成され、所望の伝送チャネルに加
えられる。より具体的には、リード25a−ｄ上の信号ポ
イントは並列／直列（P/S）コンバータ40に加えられ、
コンバータ40は符号器出力リード45上にシリアル ビッ
ト流を生成する。このビット流の「０」及び「１」は通
常のベースバンド パルス発生器50に加えられる。発生
器50は伝送チャネルを通じてこれら「０」及び「１」を
伝送するのに適当なベースバンド ライン信号を生成す
る。
信号のシーケンスが生成され、所望の伝送チャネルに加
えられる。より具体的には、リード25a−ｄ上の信号ポ
イントは並列／直列（P/S）コンバータ40に加えられ、
コンバータ40は符号器出力リード45上にシリアル ビッ
ト流を生成する。このビット流の「０」及び「１」は通
常のベースバンド パルス発生器50に加えられる。発生
器50は伝送チャネルを通じてこれら「０」及び「１」を
伝送するのに適当なベースバンド ライン信号を生成す
る。
この実施例における信号ポイントの４成分の各々は４
つの値、１、−１、３、−３のうちの１つの値をとり、
例えば信号ポイント（１、３、−３、１）や（−３、
３、３、−３）となる（これ以降、各信号ポイントの４
つの成分を仮定することができる４つの値（すなわち上
述の１、−１、３、−３の可能な組合せを「アルファベ
ット」と称する。）。
つの値、１、−１、３、−３のうちの１つの値をとり、
例えば信号ポイント（１、３、−３、１）や（−３、
３、３、−３）となる（これ以降、各信号ポイントの４
つの成分を仮定することができる４つの値（すなわち上
述の１、−１、３、−３の可能な組合せを「アルファベ
ット」と称する。）。
従って、信号ポイントのアルファベットは44＝256要
素を持つことになる。このアルファベットが一例として
2m個のサブセットに分割される。ここで、ｍ＞ｎであ
る。ｍ＝３と想定すると、23＝８のサブセットが存在
し、そのアルファベットは2(k+m+1)個の信号ポイントを
持つ。
素を持つことになる。このアルファベットが一例として
2m個のサブセットに分割される。ここで、ｍ＞ｎであ
る。ｍ＝３と想定すると、23＝８のサブセットが存在
し、そのアルファベットは2(k+m+1)個の信号ポイントを
持つ。
この８つのサブセットを導き出すため、まず４チュー
プルを16個の部分Ｓ（e1,e2,e3,e4）に分類する。ここ
で、ef＝０あるいは１である。即ち、この16個の部分Ｓ
をＳ（0000）、Ｓ（0001）、Ｓ（0010）等として表す。
ある特定の４チュープル（x1,x2,x3,x4）は、xiが（−
１）ei（モジェロ４）に正確に合致する場合は、部分Ｓ
（e1,e2,e3,e4）に属する。つまり、例えば、ある４チ
ュープルの最初の２つの要素が（−１）０（モジェロ
４）（＋１及び−３）であり、残りの２成分が（−１）
１（モジェロ４）（−１及び＋３）である場合には、こ
の４チュープルはＳ（0011）に属する。従って、例えば
（0011）は以下の16要素を有する。
プルを16個の部分Ｓ（e1,e2,e3,e4）に分類する。ここ
で、ef＝０あるいは１である。即ち、この16個の部分Ｓ
をＳ（0000）、Ｓ（0001）、Ｓ（0010）等として表す。
ある特定の４チュープル（x1,x2,x3,x4）は、xiが（−
１）ei（モジェロ４）に正確に合致する場合は、部分Ｓ
（e1,e2,e3,e4）に属する。つまり、例えば、ある４チ
ュープルの最初の２つの要素が（−１）０（モジェロ
４）（＋１及び−３）であり、残りの２成分が（−１）
１（モジェロ４）（−１及び＋３）である場合には、こ
の４チュープルはＳ（0011）に属する。従って、例えば
（0011）は以下の16要素を有する。
（ 1 1 −1 −１）（ 1 −3 3 −１） （−3 1 −1 −１）（ 1 −3 −1 ３） （ 1 −3 −1 −１）（ 1 1 3 ３） （ 1 1 3 −１）（−3 −3 3 −１） （ 1 1 −1 ３）（−3 −3 −1 ３） （−3 −3 −1 −１）（−3 1 3 ３） （−3 1 3 −１）（ 1 −3 3 ３） （−3 1 −1 ３）（−3 −3 3 ３） 次に、この16個の部分Ｓ（Ｓ（0000）乃至Ｓ（111
1））を以下のようにｍ＝８個のサブセットにグループ
化する。これは、前述の如く８つのサブセットを導くた
めに、それぞれ相補的な関係（成分の符号を反転すると
同一となる関係）を有する部分Ｓをグループ化するため
である。
1））を以下のようにｍ＝８個のサブセットにグループ
化する。これは、前述の如く８つのサブセットを導くた
めに、それぞれ相補的な関係（成分の符号を反転すると
同一となる関係）を有する部分Ｓをグループ化するため
である。
S1＝Ｓ(0000)U S(1111) S5＝Ｓ(0001)U S(1110) S2＝Ｓ(0011)U S(1100) S6＝Ｓ(0010)U S(1101) S3＝Ｓ(1010)U S(0101) S7＝Ｓ(0100)U S(1011) S4＝Ｓ(1001)U S(0110) S8＝Ｓ(1000)U S(0111) ここで、記号Ｕは「合併（union of）」を意味する。
つまり、例えばサブセットS2は、上に記載した部分Ｓ
（0011）に含まれる16個の４チュープルと、この部分Ｓ
の個々の成分の符号を反転することによって得られるＳ
（0011）に含まれる16個の４チュープル計32個の４チュ
ープルをサブセットS2に所属させることを意味する。一
例として、表Ｉは、サブセットS1、S2及びS8の要素をそ
れぞれ二つに分けて示している。より具体的には、個々
のサブセットにスーパスクリプト“＋”を付した欄は成
分総和が正となる全ての信号ポイントを含んでおり、ス
ーパスクリプト“−”を付した欄は成分総和が負となる
全てのポイントを含んでいる。成分の総和が零になるポ
イントは各々任意にどちらかに割り当てられる（この表
内において“−1"及び “−3"はそれぞれ紙面を制約する目的で“”及び
“”として示される。）。
つまり、例えばサブセットS2は、上に記載した部分Ｓ
（0011）に含まれる16個の４チュープルと、この部分Ｓ
の個々の成分の符号を反転することによって得られるＳ
（0011）に含まれる16個の４チュープル計32個の４チュ
ープルをサブセットS2に所属させることを意味する。一
例として、表Ｉは、サブセットS1、S2及びS8の要素をそ
れぞれ二つに分けて示している。より具体的には、個々
のサブセットにスーパスクリプト“＋”を付した欄は成
分総和が正となる全ての信号ポイントを含んでおり、ス
ーパスクリプト“−”を付した欄は成分総和が負となる
全てのポイントを含んでいる。成分の総和が零になるポ
イントは各々任意にどちらかに割り当てられる（この表
内において“−1"及び “−3"はそれぞれ紙面を制約する目的で“”及び
“”として示される。）。
第１図に再び戻り、格子ポイント発生器20は読出し専
用メモリ（ROM）17と格子符号器15を含む。ROM17は、リ
ード12a−ｄの入力ビットパターンに対応する出力パタ
ーンを蓄積している。具体的動作については後述する。
リード13a−ｂ上の２ビットは格子符号器15に送られ、
符号器15は後に詳細に説明される方法で８個のサブセッ
トS1からS8の特定の１つを同定する。符号器15は、従っ
て、いわゆる速度2/3格子符号器と称される。個々のサ
ブセット内に25＝32個の信号ポイントが存在するものと
仮定すると、S/Pコンバータ11は、これが従来の格子符
号器構成である場合には、５ビットをROM17に加え、こ
れら５ビットが同定されたサブセット内の32個の信号ポ
イントの特定の１つを同定するために使用される。
用メモリ（ROM）17と格子符号器15を含む。ROM17は、リ
ード12a−ｄの入力ビットパターンに対応する出力パタ
ーンを蓄積している。具体的動作については後述する。
リード13a−ｂ上の２ビットは格子符号器15に送られ、
符号器15は後に詳細に説明される方法で８個のサブセッ
トS1からS8の特定の１つを同定する。符号器15は、従っ
て、いわゆる速度2/3格子符号器と称される。個々のサ
ブセット内に25＝32個の信号ポイントが存在するものと
仮定すると、S/Pコンバータ11は、これが従来の格子符
号器構成である場合には、５ビットをROM17に加え、こ
れら５ビットが同定されたサブセット内の32個の信号ポ
イントの特定の１つを同定するために使用される。
しかし、本発明によると、５ビットより少ないビット
を持つ１つの入力語がこのサブセット内の複数の信号ポ
イントを同定するためにROMに加えられる。より具体的
には、リード12a−ｄ上の４ビットのみがROM17に加えら
れ、前述のサブセットのうちのある特定の信号ポイント
対を同定するために使用される（後に説明のごとく、こ
の特定の信号ポイント対はROM出力リード18a−ｄ上にそ
の２つの信号ポイントのうちの１つを生成することによ
って同定される。）。この実施例においては、信号ポイ
ントは、個々のサブセット内において、信号ポイント対
の片方の信号ポイントの成分の総和、つまり、成分の演
算総和が他方の信号ポイントの成分総和に等しく符号が
反対となるようになっている。個々の対の信号ポイント
は表Ｉ内に隣接して位置している。実際、本実施例にお
いては、対の信号ポイントの各々は、単に個々の成分の
符号を反転することによって他方から誘導できる。一例
として、サブセットS2は信号ポイント対（３、３、−
３、１）／（−３、−３、３、−１）を含み、これらの
成分は総和とするそれぞれ４及び−４となる。ただし、
本発明のより広い面においては、信号ポイント対の個々
の成分総和が少なくとも所定の値Ｎに等しく、当該信号
ポイントの他方の成分総和がＮ以下であることで十分で
ある。
を持つ１つの入力語がこのサブセット内の複数の信号ポ
イントを同定するためにROMに加えられる。より具体的
には、リード12a−ｄ上の４ビットのみがROM17に加えら
れ、前述のサブセットのうちのある特定の信号ポイント
対を同定するために使用される（後に説明のごとく、こ
の特定の信号ポイント対はROM出力リード18a−ｄ上にそ
の２つの信号ポイントのうちの１つを生成することによ
って同定される。）。この実施例においては、信号ポイ
ントは、個々のサブセット内において、信号ポイント対
の片方の信号ポイントの成分の総和、つまり、成分の演
算総和が他方の信号ポイントの成分総和に等しく符号が
反対となるようになっている。個々の対の信号ポイント
は表Ｉ内に隣接して位置している。実際、本実施例にお
いては、対の信号ポイントの各々は、単に個々の成分の
符号を反転することによって他方から誘導できる。一例
として、サブセットS2は信号ポイント対（３、３、−
３、１）／（−３、−３、３、−１）を含み、これらの
成分は総和とするそれぞれ４及び−４となる。ただし、
本発明のより広い面においては、信号ポイント対の個々
の成分総和が少なくとも所定の値Ｎに等しく、当該信号
ポイントの他方の成分総和がＮ以下であることで十分で
ある。
入力ビットパターンをいかなる信号ポイント対へ割り
当てるかは、各サブセットにおいて任意とすることがで
きる。ただし、この実施例においては、割り当てはリー
ド12a−ｄ上の「０」及び「１」の16個の可能な組合せ
の各々が全てのサブセットを通じて、符号を無視し、
「１」及び「３」の特定のパターンに割り当てられるよ
うに遂行されなければならない。従って、例えば、表Ｉ
に示されるように、ビット パターン0000は、個々の成
分が１あるいは−１である信号ポイントに対応してい
る。
当てるかは、各サブセットにおいて任意とすることがで
きる。ただし、この実施例においては、割り当てはリー
ド12a−ｄ上の「０」及び「１」の16個の可能な組合せ
の各々が全てのサブセットを通じて、符号を無視し、
「１」及び「３」の特定のパターンに割り当てられるよ
うに遂行されなければならない。従って、例えば、表Ｉ
に示されるように、ビット パターン0000は、個々の成
分が１あるいは−１である信号ポイントに対応してい
る。
同定された信号ポイント対のどの信号ポイントが符号
器10によって出力されるべきかを決定するために、符号
器によって前に生成された信号ポイントの成分の関数で
あるランニング値が維持されている。このランニング値
は一例としてランニング総和である。このランニング総
和（ランニング値）とは数学用語として周知のものであ
り、例えば、ある数を以前の総和に加算した結果を意味
するものである。ある時間の任意のポイントにおいて、
このランニング値が０より大きな（小さな）場合は、符
号器は同定された対のうちの成分総和が０よりも小さな
（大きな）信号ポイントを出力し、ランニング値を正
（負）の少ない方向へ向ける。ランニング値が零である
場合、即ち、同定された対の各々の信号ポイントの成分
総和が零である場合は、符号器は同定された対の信号ポ
イントの任意の１つを出力する。従って、ランニング値
が既に零でない場合は、これは零の方向に向けられる
（より一般的には、ある時間の任意のポイントにおいて
ランニング総和が少なくともＮに等しいときは、符号器
は成分総和がＮより大きくない信号ポイントを出力し、
一方、ランニング総和がＮより大きくない場合は、符号
器は成分総和がＮより小さくない信号ポイントを出力す
るといえる。）。
器10によって出力されるべきかを決定するために、符号
器によって前に生成された信号ポイントの成分の関数で
あるランニング値が維持されている。このランニング値
は一例としてランニング総和である。このランニング総
和（ランニング値）とは数学用語として周知のものであ
り、例えば、ある数を以前の総和に加算した結果を意味
するものである。ある時間の任意のポイントにおいて、
このランニング値が０より大きな（小さな）場合は、符
号器は同定された対のうちの成分総和が０よりも小さな
（大きな）信号ポイントを出力し、ランニング値を正
（負）の少ない方向へ向ける。ランニング値が零である
場合、即ち、同定された対の各々の信号ポイントの成分
総和が零である場合は、符号器は同定された対の信号ポ
イントの任意の１つを出力する。従って、ランニング値
が既に零でない場合は、これは零の方向に向けられる
（より一般的には、ある時間の任意のポイントにおいて
ランニング総和が少なくともＮに等しいときは、符号器
は成分総和がＮより大きくない信号ポイントを出力し、
一方、ランニング総和がＮより大きくない場合は、符号
器は成分総和がＮより小さくない信号ポイントを出力す
るといえる。）。
上に説明した符号化による意図は少なくとも２つの大
事な特徴を持つ。第１に、任意に設計された格子符号化
と同様に、いわゆる“符号化利得”を提供し、S/N比を
向上させ、結果として性能を上げる。つまり、ａ）連続
して伝送する信号ポイント間の最小二乗ユークリッド距
離とｂ）伝送された信号ポイントの平均パワーとの比
が、“未符号化”システム、即ち、リード12a−ｄ及び1
3a−ｂ上の６ビットが26＝64要素アルファベットを用い
て符号化することができるシステムと比較して大きくな
る。
事な特徴を持つ。第１に、任意に設計された格子符号化
と同様に、いわゆる“符号化利得”を提供し、S/N比を
向上させ、結果として性能を上げる。つまり、ａ）連続
して伝送する信号ポイント間の最小二乗ユークリッド距
離とｂ）伝送された信号ポイントの平均パワーとの比
が、“未符号化”システム、即ち、リード12a−ｄ及び1
3a−ｂ上の６ビットが26＝64要素アルファベットを用い
て符号化することができるシステムと比較して大きくな
る。
より具体的には、未符号化のケースにおいて使用され
る64要素アルファベットが、ａ）＋１あるいは−１の成
分を含む４チュープルの16個と、及びｂ）＋１あるいは
−１である３つの成分と＋３あるいは−３である１つの
成分を含む４チュープルの48個、とから構成されるもの
と仮定すると、本発明による符号化系によって提供され
る符号化利得は3.01dbとなる。
る64要素アルファベットが、ａ）＋１あるいは−１の成
分を含む４チュープルの16個と、及びｂ）＋１あるいは
−１である３つの成分と＋３あるいは−３である１つの
成分を含む４チュープルの48個、とから構成されるもの
と仮定すると、本発明による符号化系によって提供され
る符号化利得は3.01dbとなる。
現在の256要素アルファベットと同一の格子に基づい
た128要素アルファベットを使用することによってさら
に大きな符号化利得を達成することも考えられる。本発
明の考慮すべき事項は、１つの入力語を表すために２つ
の信号ポイントのどちらかが生成されるという事実に起
因する、ある程度の符号化効率の低下である。ただし、
多少の符号化利得を“犠牲”にすることによって、それ
以上のものを得ることができる。
た128要素アルファベットを使用することによってさら
に大きな符号化利得を達成することも考えられる。本発
明の考慮すべき事項は、１つの入力語を表すために２つ
の信号ポイントのどちらかが生成されるという事実に起
因する、ある程度の符号化効率の低下である。ただし、
多少の符号化利得を“犠牲”にすることによって、それ
以上のものを得ることができる。
より具体的には、上に説明のランニング総和は上限及
び下限を持つように保証されるため、つまり、12を越え
ることはなく、また−12以下となることもないため、符
号器スペクトルの出力、従って、チャネルに加えられる
ライン信号の直流部分のスペクトルが存在しないことが
保証される。この点に関しては、例えば、J.ジャステセ
ン（J.Justesen）の「デジタル符号の情報速度及びパワ
ー スペクトル（Infomation Rateang Power of Digita
l Codes）」（IEEEトランザクション オブ インフォ
メーション セオリー、IT−28（IEEE Trans.Informati
on Theary,IT−28）、1982年、第457頁乃至第472頁）、
及びG.ピアロボン（G.Pierobon）の「零周波数での零ス
ペクトル密度のための符号化（Codes for Zero Spectra
l Density at Zero Frequency）」（IEEEトランザクシ
ョン オブ インフォメーション セオリー、IT−30
（IEEE Trans. Information Theary,IT−30）、1984
年、第435頁乃至第439頁）を参照すること。上に説明の
ごとく、直流部分において信号スペクトルがないことを
提供することは、多くのデータ伝送応用において必須条
件である。従って、本発明は、データ伝送のための応用
に格子コードを利用する可能性、従って、符号化利得を
確保する道を開くものである。
び下限を持つように保証されるため、つまり、12を越え
ることはなく、また−12以下となることもないため、符
号器スペクトルの出力、従って、チャネルに加えられる
ライン信号の直流部分のスペクトルが存在しないことが
保証される。この点に関しては、例えば、J.ジャステセ
ン（J.Justesen）の「デジタル符号の情報速度及びパワ
ー スペクトル（Infomation Rateang Power of Digita
l Codes）」（IEEEトランザクション オブ インフォ
メーション セオリー、IT−28（IEEE Trans.Informati
on Theary,IT−28）、1982年、第457頁乃至第472頁）、
及びG.ピアロボン（G.Pierobon）の「零周波数での零ス
ペクトル密度のための符号化（Codes for Zero Spectra
l Density at Zero Frequency）」（IEEEトランザクシ
ョン オブ インフォメーション セオリー、IT−30
（IEEE Trans. Information Theary,IT−30）、1984
年、第435頁乃至第439頁）を参照すること。上に説明の
ごとく、直流部分において信号スペクトルがないことを
提供することは、多くのデータ伝送応用において必須条
件である。従って、本発明は、データ伝送のための応用
に格子コードを利用する可能性、従って、符号化利得を
確保する道を開くものである。
これらを符号器10がいかに実現するか理解するために
は、まず最初にランニング総和回路30の動作を解説する
ことが必要である。この回路の働きは、符号器出力にお
ける信号ポイントの総和が、ランニング総和が現在負で
ある場合は正となり、総和が正である場合は負となるこ
とを保証することである。これを達成するため、回路30
は現在のランニング総和を保持するレジスタ36を含む。
この総和の符号、つまりこの例においては、レジスタ36
の出力リード36aの１つの上の符号ビットによって表さ
れる符号が、排他的論理和ゲート38の入力の一つに加え
られる。ゲート38の他方の入力はリード21a−ｄ上の格
子ポイントの成分総和の符号を表す。この入力は加算器
33の符号ビット出力である。ゲート38の出力は符号イン
バータ回路35内の複数の掛算器37の個々に入力する。こ
のビットの値によって、掛算器37の個々はリード21a−
ｄ上の格子ポイント成分の対応する１つを未修整のまま
P/Sコンバータ40に通過させるか、あるいはその成分の
符号を反転する。
は、まず最初にランニング総和回路30の動作を解説する
ことが必要である。この回路の働きは、符号器出力にお
ける信号ポイントの総和が、ランニング総和が現在負で
ある場合は正となり、総和が正である場合は負となるこ
とを保証することである。これを達成するため、回路30
は現在のランニング総和を保持するレジスタ36を含む。
この総和の符号、つまりこの例においては、レジスタ36
の出力リード36aの１つの上の符号ビットによって表さ
れる符号が、排他的論理和ゲート38の入力の一つに加え
られる。ゲート38の他方の入力はリード21a−ｄ上の格
子ポイントの成分総和の符号を表す。この入力は加算器
33の符号ビット出力である。ゲート38の出力は符号イン
バータ回路35内の複数の掛算器37の個々に入力する。こ
のビットの値によって、掛算器37の個々はリード21a−
ｄ上の格子ポイント成分の対応する１つを未修整のまま
P/Sコンバータ40に通過させるか、あるいはその成分の
符号を反転する。
動作において、従って、ランニング総和と発生器20に
よって現在出力されている信号ポイントの成分総和が両
方とも正であるあるいは両方とも負である場合は、ゲー
ト38の出力は負となり、その格子ポイントの成分の符号
を全て反転する。従って、出力される信号ポイントは、
リード21a−ｄ上の格子ポイントではなく、選択された
サブセット内の同一の対の他方の信号ポイントである。
従って、ランニング総和回路30内の掛算器31によって生
成されたリード25a−ｄ上の結果としての信号ポイント
の成分総和が、その後多重ビット リード32上に現れる
現在のランニング総和と累算器39内で加算されるとき、
ランニング総和は零に向けられる。次にこの新たな値が
レジスタ36内に蓄積される。他方、ランニング総和が正
（負）であり、リード21a−ｄ上の現在の格子ポイント
の成分総和が負（正）の場合は、ゲート38の出力は正と
なる。リード21a−ｄ上の成分は、従って、未修整のま
まインバータ回路35からP/Sコンバータ40に通過され、
この場合もランニング総和が零に向けられる。ランニン
グ総和及び成分総和、又はそのいずれか一方の任意の時
間において零の場合は、ゲート38の出力は、掛算器33及
びレジスタ36によって零がどのように表されるかによっ
て「０」あるいは「１」となる。こうして、上に説明の
ように、同定された対の２つの信号ポイントの任意の１
つが選択される。
よって現在出力されている信号ポイントの成分総和が両
方とも正であるあるいは両方とも負である場合は、ゲー
ト38の出力は負となり、その格子ポイントの成分の符号
を全て反転する。従って、出力される信号ポイントは、
リード21a−ｄ上の格子ポイントではなく、選択された
サブセット内の同一の対の他方の信号ポイントである。
従って、ランニング総和回路30内の掛算器31によって生
成されたリード25a−ｄ上の結果としての信号ポイント
の成分総和が、その後多重ビット リード32上に現れる
現在のランニング総和と累算器39内で加算されるとき、
ランニング総和は零に向けられる。次にこの新たな値が
レジスタ36内に蓄積される。他方、ランニング総和が正
（負）であり、リード21a−ｄ上の現在の格子ポイント
の成分総和が負（正）の場合は、ゲート38の出力は正と
なる。リード21a−ｄ上の成分は、従って、未修整のま
まインバータ回路35からP/Sコンバータ40に通過され、
この場合もランニング総和が零に向けられる。ランニン
グ総和及び成分総和、又はそのいずれか一方の任意の時
間において零の場合は、ゲート38の出力は、掛算器33及
びレジスタ36によって零がどのように表されるかによっ
て「０」あるいは「１」となる。こうして、上に説明の
ように、同定された対の２つの信号ポイントの任意の１
つが選択される。
（必要であれば、割２回路（図示なし）を掛算器31と累
算器39の間に挿入することもできる。これはリード37上
の符号ビットの値になんの影響も与えないが、処理され
るデータ語が１ビット小さくなるため、累算器39及びレ
ジスタ36の実現を少し単純にする効果を持つ。） 零より大きな信号ポイントがいかに具現されるか理解
するためには、再度信号法アルファベットについて考慮
することが必要である。例えば、表Ｉにおいて、サブセ
ットの任意の最初の組が与えられると、そのサブセット
の第２の組の個々の信号ポイントはその他方のサブセッ
トと関列する特定の符号パターン変化を介して誘導する
ことができることがわかる。従って、例えば、サブセッ
トS2内の任意の信号ポイントはサブセットS1内の特定の
信号ポイントから最後の２つの成分の符号を変えること
によって誘導できる。従って、信号ポイント発生器20
は、ａ）ROM17内にサブセットの特定の１つ、例えば、
サブセットS1の信号ポイントを格納する、ｂ）これら32
個の格納された信号ポイントの特定の１つをROM17から
読み出す、及びｃ）出力信号ポイントを派生するべきサ
ブセットに対応する符号パターン変化を生成するように
格子符号器15を構成する、ように構成される。
算器39の間に挿入することもできる。これはリード37上
の符号ビットの値になんの影響も与えないが、処理され
るデータ語が１ビット小さくなるため、累算器39及びレ
ジスタ36の実現を少し単純にする効果を持つ。） 零より大きな信号ポイントがいかに具現されるか理解
するためには、再度信号法アルファベットについて考慮
することが必要である。例えば、表Ｉにおいて、サブセ
ットの任意の最初の組が与えられると、そのサブセット
の第２の組の個々の信号ポイントはその他方のサブセッ
トと関列する特定の符号パターン変化を介して誘導する
ことができることがわかる。従って、例えば、サブセッ
トS2内の任意の信号ポイントはサブセットS1内の特定の
信号ポイントから最後の２つの成分の符号を変えること
によって誘導できる。従って、信号ポイント発生器20
は、ａ）ROM17内にサブセットの特定の１つ、例えば、
サブセットS1の信号ポイントを格納する、ｂ）これら32
個の格納された信号ポイントの特定の１つをROM17から
読み出す、及びｃ）出力信号ポイントを派生するべきサ
ブセットに対応する符号パターン変化を生成するように
格子符号器15を構成する、ように構成される。
ただじ、信号ポイント発生器20は、個々のサブセット
内の個々の信号ポイント対の１つの信号ポイントのみを
リード21a−ｄ上に生成すればよいという事実がさらに
単純化できる。これは以下の説明によって理解できる。
内の個々の信号ポイント対の１つの信号ポイントのみを
リード21a−ｄ上に生成すればよいという事実がさらに
単純化できる。これは以下の説明によって理解できる。
例えば、ランニング総和が現在正であり、リード21a
−ｄ上の格子ポイントが（サブセットS3からの）ポイン
ト（−１、１、１、１）であるものと想定する。この格
子ポイントの成分総和も正であるため、回路30は掛算器
37に格子ポイント（−１、１、１、１）の全ての成分の
符号を反転するように指令し、結果として、リード25a
−ｄ上に同一対の他方の信号ポイント、つまり、信号ポ
イント（１、−１、−１、−１）が生成される。他方、
リード21a−ｄ上の格子ポイントがポイント（１、−
１、−１、−１）である場合は、（１、−１、−１、−
１）の成分総和が負であるため、回路30は掛算器37に反
転するよう命令しない。従って、この場合もポイント
（１、−１、−１、−１）がP/Sコンバータ40に加えら
れる。
−ｄ上の格子ポイントが（サブセットS3からの）ポイン
ト（−１、１、１、１）であるものと想定する。この格
子ポイントの成分総和も正であるため、回路30は掛算器
37に格子ポイント（−１、１、１、１）の全ての成分の
符号を反転するように指令し、結果として、リード25a
−ｄ上に同一対の他方の信号ポイント、つまり、信号ポ
イント（１、−１、−１、−１）が生成される。他方、
リード21a−ｄ上の格子ポイントがポイント（１、−
１、−１、−１）である場合は、（１、−１、−１、−
１）の成分総和が負であるため、回路30は掛算器37に反
転するよう命令しない。従って、この場合もポイント
（１、−１、−１、−１）がP/Sコンバータ40に加えら
れる。
上記の結果、RMO17はサブセット内の個々の対の信号
ポイントの１つのみを格納するだけで良く、格子符号器
15はROM17によって出力される４つの成分の３つに対し
て１つの符号ビット パターンを提供するのみでよい。
例えば、この実施例においては、表によって内にS1 +と
して示されるS1の半分のみをROM17に格納し、格子符号
器15は以下の表IIに従ってリード18b−ｄに対して符号
ビットを生成する。
ポイントの１つのみを格納するだけで良く、格子符号器
15はROM17によって出力される４つの成分の３つに対し
て１つの符号ビット パターンを提供するのみでよい。
例えば、この実施例においては、表によって内にS1 +と
して示されるS1の半分のみをROM17に格納し、格子符号
器15は以下の表IIに従ってリード18b−ｄに対して符号
ビットを生成する。
ここで、「１」は「符号ビットの変更」を意味し、
「０」は「符号ビットを変更しない」を意味する。ROM
出力リード18b−ｄ上の成分の符号ビットの実際の変更
は掛算器セット19によって遂行される。掛算器セット19
はリード16a−ｃ上の格子符号器15の３つの出力に応答
して、第２、第３及び第４のROM出力リード18b−ｄ上の
成分の対応する１つの符号ビットを符号器出力値に従っ
て変更したりしなかったりする。
「０」は「符号ビットを変更しない」を意味する。ROM
出力リード18b−ｄ上の成分の符号ビットの実際の変更
は掛算器セット19によって遂行される。掛算器セット19
はリード16a−ｃ上の格子符号器15の３つの出力に応答
して、第２、第３及び第４のROM出力リード18b−ｄ上の
成分の対応する１つの符号ビットを符号器出力値に従っ
て変更したりしなかったりする。
どのサブセットからの信号ポイントを出力するかを決
定するために使用される特定の格子コードは、第２図に
示される格子ダイヤグラムによって表される。符号器は
000、100、010、110、001、101、011及び111と命名され
る８つの「状態」を持つ。格子符号器の状態は現在の入
力語の前に受信された少なくとも１つの入力語の少なく
とも１つのビットの関数として決定される。より具体的
には、この実施例においては、符号器の状態は、ａ）２
つの現在のビットの前に符号器に加えられた２つのビッ
ト、及びｂ）この前に符号器に加えられたビットの１つ
の関数として決定される。従って、例えば、符号器が状
態001にある場合、これは前に符号器に加えられた２ビ
ットが「１」及び「０」であり（状態のビットは右から
左に読まれる）、その前に符号器に加えられた対のビッ
トの１つ、一例として、リード13b上のビットは、
「０」であることを意味する。さらに、リード13a−ｂ
上の現在のビット対が、例えば、11である場合は、次の
状態は11である。
定するために使用される特定の格子コードは、第２図に
示される格子ダイヤグラムによって表される。符号器は
000、100、010、110、001、101、011及び111と命名され
る８つの「状態」を持つ。格子符号器の状態は現在の入
力語の前に受信された少なくとも１つの入力語の少なく
とも１つのビットの関数として決定される。より具体的
には、この実施例においては、符号器の状態は、ａ）２
つの現在のビットの前に符号器に加えられた２つのビッ
ト、及びｂ）この前に符号器に加えられたビットの１つ
の関数として決定される。従って、例えば、符号器が状
態001にある場合、これは前に符号器に加えられた２ビ
ットが「１」及び「０」であり（状態のビットは右から
左に読まれる）、その前に符号器に加えられた対のビッ
トの１つ、一例として、リード13b上のビットは、
「０」であることを意味する。さらに、リード13a−ｂ
上の現在のビット対が、例えば、11である場合は、次の
状態は11である。
第２図のポイントの２つの縦のラインは一連の時間間
隔において可能な８つの符号器状態を表し、状態のさま
ざまな対を接続する線は可能な状態遷移を示す。従っ
て、例えば、符号器は状態010から状態001に遷移するこ
とはできるが、状態100に遷移することはできない。
隔において可能な８つの符号器状態を表し、状態のさま
ざまな対を接続する線は可能な状態遷移を示す。従っ
て、例えば、符号器は状態010から状態001に遷移するこ
とはできるが、状態100に遷移することはできない。
これら接続線の各々は生成されるべき次の信号ポイン
トがどのサブセットから来るかを示すラベルを持つ。上
の例では、符号器の現在の状態が001であり、S/Pコンバ
ータ11から次のビットのセットが出力されるとき、リー
ド13a−ｂ上のビット対は「11」であると想定する。こ
れは左の列の状態001を右列内の状態111に接続する線は
S7とラベルされているため生成されるべき次の信号ポイ
ントはサブセットS7から来ることを意味する。
トがどのサブセットから来るかを示すラベルを持つ。上
の例では、符号器の現在の状態が001であり、S/Pコンバ
ータ11から次のビットのセットが出力されるとき、リー
ド13a−ｂ上のビット対は「11」であると想定する。こ
れは左の列の状態001を右列内の状態111に接続する線は
S7とラベルされているため生成されるべき次の信号ポイ
ントはサブセットS7から来ることを意味する。
格子符号器15の回路実施態様が第３図に示される。符
号器に加えられる２つの現在のビットはリード13a−ｂ
から加えられる。符号器に前に加えられた２ビットは１
ビット遅延要素151及び152内に保持される。この前にリ
ード13bを通じて符号器に加えられたビットは１ビット
遅延要素153内に保持されるが、要素153はこの入力を遅
延要素152から受信する。これら３つの遅延要素内に保
持される値はリード13a−ｂ上の２つの現在ビットの値
とともに２進加算器154、155及び156に加えられる。個
々の２進加算器はその入力ビットの個数（奇数）が値
「１」を持つときは「０」（「１」）を出力する。加算
器154、155及び156の出力は第２図及び表IIの格子によ
って指定される適当な符号ビット パターンを構成す
る。
号器に加えられる２つの現在のビットはリード13a−ｂ
から加えられる。符号器に前に加えられた２ビットは１
ビット遅延要素151及び152内に保持される。この前にリ
ード13bを通じて符号器に加えられたビットは１ビット
遅延要素153内に保持されるが、要素153はこの入力を遅
延要素152から受信する。これら３つの遅延要素内に保
持される値はリード13a−ｂ上の２つの現在ビットの値
とともに２進加算器154、155及び156に加えられる。個
々の２進加算器はその入力ビットの個数（奇数）が値
「１」を持つときは「０」（「１」）を出力する。加算
器154、155及び156の出力は第２図及び表IIの格子によ
って指定される適当な符号ビット パターンを構成す
る。
第４図の受信機は従来の設計である。より具体的に
は、チャネル上のベースバンド パルス流がA/Dコンバ
ータ71に加えられ、ここから従来の等化器72に送られ
る。等化器72はチャネル内の歪みを補正し、その出力リ
ード73上に伝送されたデータ ビット流を表わす信号を
提供する。
は、チャネル上のベースバンド パルス流がA/Dコンバ
ータ71に加えられ、ここから従来の等化器72に送られ
る。等化器72はチャネル内の歪みを補正し、その出力リ
ード73上に伝送されたデータ ビット流を表わす信号を
提供する。
リード73上のビットはS/Pコンバータ74によって多重
ビット語に変換される。より具体的には、S/Pコンバー
タ74はその多重ビット出力リード75a−ｄの個々の上に
受信された信号ポイントの４つの成分の対応する１つの
値を表わす１つの多重ビット信号を提供する。通常、こ
れら成分値は、無数のチャネル効果及び等化器72が補正
することができなかった妨害等に起因して、それらが伝
送されたときのような完全に整数ではない。従って、典
型的には、例えば、（−1.1、3.4、−2.8、1.0）のよう
な値の信号ポイントが受信される。
ビット語に変換される。より具体的には、S/Pコンバー
タ74はその多重ビット出力リード75a−ｄの個々の上に
受信された信号ポイントの４つの成分の対応する１つの
値を表わす１つの多重ビット信号を提供する。通常、こ
れら成分値は、無数のチャネル効果及び等化器72が補正
することができなかった妨害等に起因して、それらが伝
送されたときのような完全に整数ではない。従って、典
型的には、例えば、（−1.1、3.4、−2.8、1.0）のよう
な値の信号ポイントが受信される。
伝送された信号ポイントが実際はどんなシーケンスを
持っていたかを決定するのはリード5a−ｄ上に信号ポイ
ントを受信するビテルビ（Viterbi）復号器76の仕事で
ある。受信機の残りの部分と同様に、ビテルビ復号器は
従来の設計を持ち、詳細な説明は必要としない。ビテル
ビ復号器の動作の詳細に関しては、例えば、A.J.ビテル
ビ（A.J.Viterbi）及びJ.K.オオムラ（J.K.Omura）の
「デジタル通信及び符号化の原理（Principles of Digi
tal Communications and Coding）」（ニューヨーク、
マグローヒル（McGraw−Hill）、1979年出版）を参照す
ること。ここでは、復号器76は第２図の格子に伝送され
た信号ポイントの最も可能性の高いシーケンスがどれで
あったかを決定するため、及びこのプロセスによって個
々の信号ポイントが生成されたときの符号器の状態を決
定するためにいわゆるビテルビアルゴリズムを加えるこ
とだけを述べておく。信号ポイントの推定シーケンスは
多重ビット出力リード77a−ｂ上に提供される。これに
加え、符号器状態のシーケンスに関しての知識を得る
と、復号器76はリード77a−ｂ上にそれら信号ポイント
の各々が生成された時点において送信機の所でリード13
a−ｂ上に出現した２つのビットの値を出力することが
可能となる。
持っていたかを決定するのはリード5a−ｄ上に信号ポイ
ントを受信するビテルビ（Viterbi）復号器76の仕事で
ある。受信機の残りの部分と同様に、ビテルビ復号器は
従来の設計を持ち、詳細な説明は必要としない。ビテル
ビ復号器の動作の詳細に関しては、例えば、A.J.ビテル
ビ（A.J.Viterbi）及びJ.K.オオムラ（J.K.Omura）の
「デジタル通信及び符号化の原理（Principles of Digi
tal Communications and Coding）」（ニューヨーク、
マグローヒル（McGraw−Hill）、1979年出版）を参照す
ること。ここでは、復号器76は第２図の格子に伝送され
た信号ポイントの最も可能性の高いシーケンスがどれで
あったかを決定するため、及びこのプロセスによって個
々の信号ポイントが生成されたときの符号器の状態を決
定するためにいわゆるビテルビアルゴリズムを加えるこ
とだけを述べておく。信号ポイントの推定シーケンスは
多重ビット出力リード77a−ｂ上に提供される。これに
加え、符号器状態のシーケンスに関しての知識を得る
と、復号器76はリード77a−ｂ上にそれら信号ポイント
の各々が生成された時点において送信機の所でリード13
a−ｂ上に出現した２つのビットの値を出力することが
可能となる。
その時点においてリード12a−ｄ上に出現した４つの
ビットはリード77a−ｄ上の信号ポイントから回復され
る。上に述べたごとく、リード12a−ｄ上の「０」と
「１」の16個の可能な組合せの各々は成分規模の同一パ
ターンとなる。これら４つのビットは、従って、リード
77a−ｄ上の信号ポイントの成分の全てを符号変換器・8
1内で正の値に変換し、次にROM83内の対応する「０」及
び「１」のシーケンスを検索することによって得られ
る。リード83a−ｄ及び78a−ｄ上の結果としての６ビッ
ト語のビットはP/Sコンバータ85によってシリアル形式
に変換され、データ シンク90に加えられる。
ビットはリード77a−ｄ上の信号ポイントから回復され
る。上に述べたごとく、リード12a−ｄ上の「０」と
「１」の16個の可能な組合せの各々は成分規模の同一パ
ターンとなる。これら４つのビットは、従って、リード
77a−ｄ上の信号ポイントの成分の全てを符号変換器・8
1内で正の値に変換し、次にROM83内の対応する「０」及
び「１」のシーケンスを検索することによって得られ
る。リード83a−ｄ及び78a−ｄ上の結果としての６ビッ
ト語のビットはP/Sコンバータ85によってシリアル形式
に変換され、データ シンク90に加えられる。
上の記述は原理的に零周波数（zero frequency）、つ
まり、直流において信号スペクトルがないことを提供す
る点に焦点が置かれたが、本発明の原理は他の周波数に
てスペクトルがないことを提供するために使用すること
も可能である。例えば、直流及び1/2Tの所に同時に信号
スペクトルをなくすることも可能である。ここで、Ｔは
いわゆる信号法間隔（signaling interval）９を表わ
し、1/Tは従って記号あるいはボー速度である。これを
遂げる１つの方法は２進の入力ビット流を２つに分割
し、個々のビット流が本発明の原理を独立的に使用する
コードを生成し、次に生成された信号ポイントをインタ
リーブする（差し込む）方法である。この点に関して
は、例えば、J.ピアス（J.Pierce）の論文「デジタル伝
送幾つかの実用面（Some Practical Aspects of Digita
l Transmisson）」（IEEEスペクトラム（IEEE Spectru
m）、Vol.5、1968年、第63頁乃至第70頁）を参照するこ
と。
まり、直流において信号スペクトルがないことを提供す
る点に焦点が置かれたが、本発明の原理は他の周波数に
てスペクトルがないことを提供するために使用すること
も可能である。例えば、直流及び1/2Tの所に同時に信号
スペクトルをなくすることも可能である。ここで、Ｔは
いわゆる信号法間隔（signaling interval）９を表わ
し、1/Tは従って記号あるいはボー速度である。これを
遂げる１つの方法は２進の入力ビット流を２つに分割
し、個々のビット流が本発明の原理を独立的に使用する
コードを生成し、次に生成された信号ポイントをインタ
リーブする（差し込む）方法である。この点に関して
は、例えば、J.ピアス（J.Pierce）の論文「デジタル伝
送幾つかの実用面（Some Practical Aspects of Digita
l Transmisson）」（IEEEスペクトラム（IEEE Spectru
m）、Vol.5、1968年、第63頁乃至第70頁）を参照するこ
と。
別の方法として、直流及び1/2Tにおいてスペクトルが
ないことを、個々のROM入力語を本発明の実施例のよう
に、２つのみでなく個々のサブセット内の４つの信号ポ
イントの１グループと関連づけることによっても達成で
きる。Ｍ個の信号ポイントの伝送の後に、同定されたグ
ループから４つの信号ポイントの中の生成されるべき特
定の１つが以下の２つのランニング値を使用して同定さ
れる。
ないことを、個々のROM入力語を本発明の実施例のよう
に、２つのみでなく個々のサブセット内の４つの信号ポ
イントの１グループと関連づけることによっても達成で
きる。Ｍ個の信号ポイントの伝送の後に、同定されたグ
ループから４つの信号ポイントの中の生成されるべき特
定の１つが以下の２つのランニング値を使用して同定さ
れる。
R1は、勿論、一例としての実施態様において使用され
たのと同一のランニング総和であり、R2は個々の伝送さ
れた信号ポイントの第１及び第３の成分の総和からこの
第２及び第４の成分の総和を引いた値である。
たのと同一のランニング総和であり、R2は個々の伝送さ
れた信号ポイントの第１及び第３の成分の総和からこの
第２及び第４の成分の総和を引いた値である。
個々のサブセットのポイントは、４つのこれらグルー
プ内において、グループの１つのポイントが両方のラン
ニング値をより正に（例えば、ポイント（3,−1,3,−
３））、グループの１つのポイントが両方のランニング
値をより負に（例えば、（−3,1,−3,1）、グループの
１つのポイントが片方のランニング値をより正にそして
他方をより負に（例えば、ポイント（−１、３、−１、
３））、そしてグループの１つのポイントが片方のラン
ニング値をより負にそして他方をより正に（例えばポイ
ント（１、−３、１、−３））するように配列される
（この目的のためには、ランニング値の特定の１つの変
化させないポイントがそのランニング値より正にあるい
はより負にするものとみなされる。）。選択される特定
のポイントは、従って、４つの中の両方のランニング値
を零に向かわせるポイントである。ランニング値の特定
の１つが既に零であるときは、信号ポイントの選択は他
方のランニング値との関連のみで決定でき、また両方が
零である場合はポイントは任意に選択される。
プ内において、グループの１つのポイントが両方のラン
ニング値をより正に（例えば、ポイント（3,−1,3,−
３））、グループの１つのポイントが両方のランニング
値をより負に（例えば、（−3,1,−3,1）、グループの
１つのポイントが片方のランニング値をより正にそして
他方をより負に（例えば、ポイント（−１、３、−１、
３））、そしてグループの１つのポイントが片方のラン
ニング値をより負にそして他方をより正に（例えばポイ
ント（１、−３、１、−３））するように配列される
（この目的のためには、ランニング値の特定の１つの変
化させないポイントがそのランニング値より正にあるい
はより負にするものとみなされる。）。選択される特定
のポイントは、従って、４つの中の両方のランニング値
を零に向かわせるポイントである。ランニング値の特定
の１つが既に零であるときは、信号ポイントの選択は他
方のランニング値との関連のみで決定でき、また両方が
零である場合はポイントは任意に選択される。
この方法は最初のインタリーブ法と比較してスペクト
ルなしからより穏やかに上昇するスペクトルを提供す
る。これは多くの用途において要求される特性の１つで
ある。
ルなしからより穏やかに上昇するスペクトルを提供す
る。これは多くの用途において要求される特性の１つで
ある。
信号ポイントの大きなグループ及び対応するランニン
グ値の数を使用してのこのアプローチのさらに一般化さ
れたものを信号法周波数の他の所望の有理分周における
スペクトルなしを提供するのに採用することが可能であ
る。
グ値の数を使用してのこのアプローチのさらに一般化さ
れたものを信号法周波数の他の所望の有理分周における
スペクトルなしを提供するのに採用することが可能であ
る。
上の説明は単に本発明の原理を解説するものである。
例えば、この一例としての実施態様においては特定のア
ルファベット及び特定の格子コードが使用されたが、本
発明は任意の複数の異なる可能なアルファベット及び格
子コードを使用するシステム内において実現できること
は勿論である。さらに、ここに開示のシステムはさまざ
まな離散電子構築ブロック及び成分の形式にて具現され
るが、本発明はこれら構築ブロック及び成分の任意の１
つあるいは複数の関数、さらにはこれらの関数の全て
が、例えば、１つあるいは複数の適当にプログラムされ
たプロセッサによって実現されるようなシステム内にお
いても同様に具現できるものである。
例えば、この一例としての実施態様においては特定のア
ルファベット及び特定の格子コードが使用されたが、本
発明は任意の複数の異なる可能なアルファベット及び格
子コードを使用するシステム内において実現できること
は勿論である。さらに、ここに開示のシステムはさまざ
まな離散電子構築ブロック及び成分の形式にて具現され
るが、本発明はこれら構築ブロック及び成分の任意の１
つあるいは複数の関数、さらにはこれらの関数の全て
が、例えば、１つあるいは複数の適当にプログラムされ
たプロセッサによって実現されるようなシステム内にお
いても同様に具現できるものである。
従って、本発明を具備するここには明示あるいは開示
されない他のさまざまな構成を本発明の範囲及び精神か
ら逸脱することなく考案できることは当業者においては
明白である。
されない他のさまざまな構成を本発明の範囲及び精神か
ら逸脱することなく考案できることは当業者においては
明白である。
第１図は本件発明の原理を具現する送信機のブロック
図、 第２図は第１図の送信機内において使用される格子コー
ドを図解した図、 第３図は第１図の送信機内において使用される格子コー
ドのブロック図、そして 第４図は第１図の送信機によって符号化及び伝送された
データを回復するために使用される受信機のブロック図
である。 〈主要部分の符号の説明〉 データ源……９ 符号器……10 ベースバンドパルス発生器……50
図、 第２図は第１図の送信機内において使用される格子コー
ドを図解した図、 第３図は第１図の送信機内において使用される格子コー
ドのブロック図、そして 第４図は第１図の送信機によって符号化及び伝送された
データを回復するために使用される受信機のブロック図
である。 〈主要部分の符号の説明〉 データ源……９ 符号器……10 ベースバンドパルス発生器……50
フロントページの続き (72)発明者 ユアンージェン ダイ リー 台湾 33502，タオーユアン，ダーシグ, タイーウー ニュー ヴィレッジ 39 (56)参考文献 特開 昭57−150249（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】（ｋ＋ｎ）ビット入力語のシーケンスに応
答して出力信号のシーケンスを生成するために使用され
るデータ伝送システムにおいて、該出力信号の個々は、
所定の信号要素からなる信号ポイントの組合せである所
定のアルファベットのそれぞれの信号ポイントを表し、
該システムが、 該入力語シーケンス内の各々の入力語のｎビットの値と
該入力語シーケンス内の先行入力語の少なくとも１ビッ
トの値とに応答して該アルファベットの2m個（ｍはｎよ
り大きな整数）の所定のサブセットの１つを同定する ための手段（例えば15）、 該各々の入力語の他のｋビットに応答して該１つのサブ
セットの複数の信号ポイントを同定するための手段（例
えば、17、19）、及び、 出力信号の該シーケンスの個々の１つとして該複数の信
号ポイントの選択された１つのポイントを表す信号を生
成するための手段（例えば、30、35）を含み、前に生成
された出力信号によって表される信号ポイントの成分の
ランニング総和に基づいて、該信号ポイントの該１つの
ポイントが選択されることを特徴とするデータ伝送シス
テム。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載のデータ伝送
システムにおいて、各々の該複数の信号ポイントが対の
信号ポイントであり、該対の信号ポイントのうちの１つ
の信号ポイントの成分の総和が少なくともある所定の値
と等しく、該対の信号ポイントの他方のポイントの成分
の総和が該ある所定の値以下であり、該生成手段が該ラ
ンニング総和が該所定の値より小さなときは該対の該信
号ポイントの該１つを選択し該ランニング総和が該所定
の値より大きなときは該対の該信号ポイントの該他方の
ポイントを選択することを特徴とするデータ伝送システ
ム。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項に記載のデータ伝送
システムにおいて、該アルファベットの信号ポイントの
成分の各々が奇数の整数であることを特徴とするデータ
伝送システム。 - 【請求項４】特許請求の範囲第２項に記載のデータ伝送
システムにおいて、該ある所定の値が零であることを特
徴とするデータ伝送システム。 - 【請求項５】特許請求の範囲第２項に記載のデータ伝送
システムにおいて、該対の該信号ポイントの該１つの成
分の各々が該対の該信号ポイントの該他方のポイントの
対応する成分と符号が反対で同じ大きさを持つことを特
徴とするデータ伝送システム。 - 【請求項６】個々が（ｋ＋ｎ）ビット入力語のシーケン
スの対応する入力語を表す、所定の信号要素からなる信
号ポイントのシーケンスを生成するデータ伝送方法にお
いて、該信号ポイントの各々が2(k+m+1)個の信号ポイン
トの組合せである所定のアルファベットから選択され、
ｋ、ｍ、及びｎが所定の整数であり、ｍはｎよりも大き
く、該方法が、 該各々の入力語のｎビットの値及び該入力語シーケンス
内の１つの先行入力語の少なくとも１ビットの値に応答
して該入力語シーケンスの個々の入力語に対して該アル
ファベットの2m個の所定のサブセットの１つを同定する
ステップ、 該各々の入力語の他のｋビットに応答して該１つのサブ
セットの対の信号ポイントを同定するステップ、及び 該信号ポイント シーケンスの前の信号ポイントの成分
の値のランニング総和に基づいて、該対の信号ポイント
から１つの信号ポイントを選択するステップを含むこと
を特徴とするデータ伝送方法。 - 【請求項７】特許請求の範囲第６項に記載のデータ伝送
方法において、該対の信号ポイントの１つの成分の総和
が少なくともある所定の値と等しく、該対の信号ポイン
トの他方のポイントの成分の総和が該ある所定の値以下
であり、該生成ステップにおいて該ランニング総和が該
ある所定の値より小さなときは該対の該信号ポイントの
該１つのポイントが生成され該ランニング総和が該ある
所定の値より大きなときは該対の該信号ポイントの該他
方のポイントが生成されることを特徴とするデータ伝送
方法。 - 【請求項８】特許請求の範囲第７項に記載のデータ伝送
方法において、該アルファベットの信号ポイントの各々
の成分の各々が奇数の整数であることを特徴とするデー
タ伝送方法。 - 【請求項９】特許請求の範囲第７項に記載のデータ伝送
方法において、該所定の値が零であることを特徴とする
データ伝送方法。 - 【請求項１０】特許請求の範囲第７項に記載のデータ伝
送方法において、該アルファベットの信号ポイントの特
定の一つを含む各々のサブセットがさらに、各々の成分
が該信号ポイントの特定の一つに対応する成分の負であ
る信号ポイントを含むように、該アルファベットが分割
されることを特徴とするデータ伝送方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/914,337 US4831635A (en) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | Trellis codes with spectral nulls |
| US914337 | 1986-10-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6395737A JPS6395737A (ja) | 1988-04-26 |
| JP2589709B2 true JP2589709B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=25434210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62248223A Expired - Fee Related JP2589709B2 (ja) | 1986-10-02 | 1987-10-02 | データ伝送システム及びその方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4831635A (ja) |
| EP (1) | EP0287586B1 (ja) |
| JP (1) | JP2589709B2 (ja) |
| DE (1) | DE3775383D1 (ja) |
| WO (1) | WO1988002585A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4901331A (en) * | 1989-05-19 | 1990-02-13 | American Telephone And Telegraph Company | Trellis codes with passband spectral nulls |
| US5351249A (en) * | 1991-07-19 | 1994-09-27 | Interdigital Technology Corporation | Trellis coded FM digital communications system and method |
| US5216694A (en) * | 1991-09-12 | 1993-06-01 | At&T Bell Laboratories | Trellis coding for fractional bits |
| US5450443A (en) * | 1993-09-01 | 1995-09-12 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for constructing asymptotically optimal second order DC-free channel codes |
| KR0129577B1 (ko) * | 1994-04-30 | 1998-04-10 | 배순훈 | 32-직각진폭변조방식을 이용하는 영상수신시스템에서 개선된 메트릭 계산방법 |
| US5809081A (en) * | 1996-05-20 | 1998-09-15 | Mitel Semiconductor Americas Inc. | System and method for encoding data such that after precoding the data has a pre-selected parity structure |
| US5953376A (en) * | 1996-09-26 | 1999-09-14 | Lucent Technologies Inc. | Probabilistic trellis coded modulation with PCM-derived constellations |
| US7016428B1 (en) | 1998-11-14 | 2006-03-21 | Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd. | Methods of efficient implementation of trellis based spectral shaping with lookahead |
| US7260155B2 (en) * | 2001-08-17 | 2007-08-21 | Synopsys, Inc. | Method and apparatus for encoding and decoding digital communications data |
| TWI325725B (en) * | 2006-11-17 | 2010-06-01 | Novatek Microelectronics Corp | Method for image compression codin |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3521274A (en) * | 1966-12-29 | 1970-07-21 | Nippon Electric Co | Multilevel code signal transmission system |
| FR2128131B1 (ja) * | 1971-03-05 | 1975-02-21 | Lignes Telegraph Telephon | |
| CH609510A5 (ja) * | 1976-06-18 | 1979-02-28 | Ibm | |
| GB2088676B (en) * | 1980-11-14 | 1985-09-04 | Plessey Co Ltd | Transmission systems |
| US4457004A (en) * | 1982-02-08 | 1984-06-26 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Multidimensional channel coding |
| US4562426A (en) * | 1982-11-08 | 1985-12-31 | Codex Corporation | Symbol coding apparatus |
| US4528550A (en) * | 1983-10-31 | 1985-07-09 | Northern Telecom Limited | Method and apparatus for code conversion of binary of multilevel signals |
| US4581601A (en) * | 1984-06-25 | 1986-04-08 | At&T Bell Laboratories | Multi-dimensional coding for error reduction |
-
1986
- 1986-10-02 US US06/914,337 patent/US4831635A/en not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-09-04 DE DE8787906257T patent/DE3775383D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-04 EP EP87906257A patent/EP0287586B1/en not_active Expired
- 1987-09-04 WO PCT/US1987/002242 patent/WO1988002585A1/en active IP Right Grant
- 1987-10-02 JP JP62248223A patent/JP2589709B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1988002585A1 (en) | 1988-04-07 |
| US4831635A (en) | 1989-05-16 |
| DE3775383D1 (de) | 1992-01-30 |
| EP0287586B1 (en) | 1991-12-18 |
| EP0287586A1 (en) | 1988-10-26 |
| JPS6395737A (ja) | 1988-04-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |