JP2980914B2 - デジタル符号化伝送システム - Google Patents

デジタル符号化伝送システム

Info

Publication number
JP2980914B2
JP2980914B2 JP63284053A JP28405388A JP2980914B2 JP 2980914 B2 JP2980914 B2 JP 2980914B2 JP 63284053 A JP63284053 A JP 63284053A JP 28405388 A JP28405388 A JP 28405388A JP 2980914 B2 JP2980914 B2 JP 2980914B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
modulation
signal
phase
psk
mapping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63284053A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01155749A (ja
Inventor
ハーゲナウアー ヨアキム
サンドバーグ カールーエリック
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AT&T Corp filed Critical AT&T Corp
Publication of JPH01155749A publication Critical patent/JPH01155749A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2980914B2 publication Critical patent/JP2980914B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/186Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual signal points belong, e.g. coset coding or related schemes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデジタル符号化された信号の伝送技術及び伝
送の間の信号品質の低下に対する抵抗を与えるための装
置、より詳細には、音声バンド、モデム、あるタイプの
無線伝送及び或るタイプの光ファイバ伝送において発生
する伝送の際のキャリヤ位相の変動に対する抵抗の必要
性をもつ非二進デジタル符号化変調スキーム(non−bin
ary digitally−coded modulation schemes)、例え
ば、格子符号化位相偏移キーイング(trellis−coded p
hase−shift−keying)に対する技術及び装置に関す
る。
通信媒体内を通じて受信機に伝送を行なうための通信
システム内において一般に使用されるデジタル符号化に
はその情報信号が初めデジタル ソース データである
場合、或はデジタル信号に変換されている場合は2つの
タイプが存在する。最初のタイプは、通常、信号を所望
の或は標準のフォーマット、例えば、多重化に適当なフ
ォーマットにするために信号になされる符号化である。
第2のタイプの符号化は、通常、チャネル符号化(chan
nel coding)と呼ばれ、通信媒体を通じての伝送の際の
信号品質の劣化を防ぐ目的を持つ。
チャネル符号化の一般的なタイプはブロック符号化
(blok coding)として知られている。ブロック符号化
は、通常、複数のビット並びにエラー検出及び/或は修
正を助けるようにこれと関連する複数の追加のビットを
持つ。もう1つのタイプのチャネル符号化はコンボリュ
ーショナル コーディング(convolutional coding)で
あり、チェック ビットが連続したデータ流の中に周期
的に挿入される。
今日の通信技術の大きな問題の1つは高い需要が発生
する個々の全てのチャネルの通信容量をタイプに無関係
に完全に効果的に使用することである。以下の例は完全
ではないがこの問題の大きさを示す。
移動無線通信では、ある地域市場においては、需要が
あまりにも急速に増加したため最新のセラー技術(cell
ular techniques)でさえ他の技術による補強を必要と
する。
更に、ローカル ループ及び主要市外リンクとして格
付けされていない通信リンク内で光ファイバを使用する
まだ芽ばえたばかりの市場では、ときおりの需要からそ
のファイバのバンド幅をより完全に効果的に活用するた
めの技術が必要となることが予期される。
然しながら、従来のチャネル符号化は、実際には、伝
送される使用可能な同一の正味情報に対して追加のチェ
ック ビットが挿入されるため多くのバンド幅を使用す
る。
容量問題に対する1つのセットの解決法は非二進デジ
タル変調(nonbinary digital modulation)及び符号化
スキーム(coding schemes)、より正しくは、適当なマ
ッピング規則によって結合された非二進デジタル変調と
チャネル符号化を用いる。
例えば、直角振幅変調と位相偏移キーイングは両方と
もこれらをチャネル符号化と結合してさまざまな効率を
達成し、終局的には、それが無線であるか光ファイバで
あるか無関係にチャネルの利用可能な通信バンド幅が効
果的に活用されることを実現するようなマッピング規則
に容易にかなう。
ここで主な興味の対象となるクラスの非二進デジタル
信号は位相偏移キーイング(以降PSKと呼ばれる)を使
用するものである。こうして結合された変調及び符号化
スキームは格子符号化(trellis coding)として知られ
ている。
例えば、4−PSKにおいて、1つの信号がデジタル的
に情報の2ビットを伝送するキャリヤ信号の4つの離散
位相によって表わされる。このスキームは同一のバンド
幅を占める2−PSK信号の2倍の譲歩速度をもつ。理論
的には、更に高い情報の速度を8−PSK、或は16−PSK
(M−アレイPSKと一般化でき、ここでM=2、4、
8、16等である)によって達成が可能である。例えば、
同一の情報を8−PSK信号の個々の位相として表わすた
めには3つの二進ビットが必要とされる。
しかし、PSKにて生成された信号の実際の相対位相を
調べると(これはこれらを相対位相の極座標プロットに
て表わすことによって最も簡単にできる)、4−PSKシ
ステムは状態間に90゜の最小位相差を持ち;そして8−
PSKシステムはたった45゜の状態間の最小位相差をもつ
ことがわかる。従って、信号内の情報を伝送の際にチャ
ネル内で発生するランダム位相変動及びランダム附加的
ノイズ(random additive noise)に対して保存するた
めの追加のステップをとることが要求される。同様に、
信号を劣化させる受信機内で発生するキャリヤ位相オフ
セットの変動も幾つかのモデムでのみよくみかける問題
である。
ランダム附加的ノイズの影響の問題を克服するために
今日まで使用されてきた一般的な技術の1つは、一般的
にコンボリューショナル コーディングとして特性化で
きる方法である。
このコードにおいては、k1個の入力情報ビットに対応
してn1個の出力チャンネルビットが生成されるように、
入力情報ビットを有限メモリをもつ線形のネットワーク
に通過させる。このコードは、(コードメモリが状態の
数を定義する)有限状態“格子(トレリス)”によって
記述することができる。この“格子”記述は、これが符
号化メモリ(コーディング メモリ)を用いることによ
って生成される引き続く状態間での許容される変化の増
分特性を示唆するから適している。
このタイプのコンボリューショナル コーディングが
位相偏移キーイング、或は他の非二進タイプの変調、例
えば、直角振幅変調と、チャネル内のバンド幅の使用を
維持し、附加的ノイズの影響を克服するための両方の目
的に選択された変調フォーマットに結合される。一般
に、この符号化と変調の結合は格子符号化変調(trilli
s coded modulation)と呼ばれる。
過去においては、単純な8−PSKの符号化は商業的な
実際の使用においては4−PSKと比較し多少の利点のみ
があることがわかっていた。格子符号化8−PSKシステ
ムはジー.アンガーボエック(G.Ungerboeck)によって
開発され、IEEEトランザクション オン インフォメー
ションセオリー(IEEE Transaction on Information Th
eory)、Vol.1T−28、No.1、ページ55−56、1982年1月
号に記載の彼の論文[多重レベル/位相信号によるチャ
ネル符号化(Channel Coding with Multilevel/Phase S
ignals)]において開示されている。このいわゆるアン
ガーボエック符号化は理論的に可能な長所の一部を得る
ためにコンボリューショナル符号化出力ビットと離散位
相値を組合わせた変調フォーマットを用いる。8−PSK
と速度2/3コンボリューショナル コード(つまり、上
の説明によると速度=k1/n1=2/3)との組み合わせは
“最小ユークリッド距離(minimum Euclidean distanc
e)”と呼ばれる交互する信号(alternative signals)
のコード関連特性(code−related property)が向上す
るように行なわれる。この最小ユークリッド距離を可能
な限り大きく保つと伝送の間の劣化に対して信号が保護
される傾向がある。この長所がここでは符号化されない
4−PSK(これはより小さなユークリッド距離をもつ)
ではなく符号化された8−PSKで、使用されるバンド幅
を広げることなく得られる。
アンガーボエック符号化(例えば、格子符号化多重レ
ベル/位相偏移キーイング タイプの変調)に対する様
々な修正及び改良がここ数年の間になされている。これ
に関しては、例えば、(1)エル.エフ.ウィー(L.F.
Wei)によってアイイーイーイー ジャーナル オン
セレクテッド エリア イン コミュニケーションズ
(IEEE Journal on Selected Areas in Communication
s)Vol.SAC−2、No.5.、ページ659−671、1984年9月
号に発表の論文[拡張信号スペースをもつ回転的に不変
のコンボリューショナル チャネル符号化−パート1:18
0゜(Rotationally Invariant Convolutional Channel
Coding with Expanded Signal Space−Part1:180
゜)];(2)エムアーダー(M.Oerder)によってICC
'85、シカゴ、IL、1985年6月、ページ18.1.1−18.1.5
に発表の論文[MPSK変調に対する回転的に不変な格子コ
ード(Rotationally Invariant Trellis Codes for MPA
K Modulation)];(3)ジー.アンガーボエック(G.
Ungerboeck)、ジェイ.ハゲンノアー(J.Hagenaue
r)、テー.アブデル ナビ(T.Abdel−Nabi)によって
デジタル衛生通信に関する第7回国際会議(7th Intern
ational Conference no Digital Satellite)、1986年
5月、ミュンヘン開催の議事録ICDSCのページ299−304
に発表の論文[INTELSAT SCPC−システム用の符号化8
−PSK実験モデム(Coded 8−PSK Experimental Modems
for The INTELSAT SCPS−System)];(4)エムバー
テルスミアー(M.Bertelsmeier)によってIEEE国際電気
通信会議(IEEE Global Telecommunication Conferenc
e)、GLOBECOM '86、ホーストン(Houston)、TX、1986
年12月開催の議事録のページ38.4.1−38.4.5に発表の論
文[向上したキャリヤ位相追跡能力をもつ修正された符
号化8−位相偏移キーイング(Modified Coded Octal P
hase−Shift−Keying with Improved Carrier−Phase T
racking Ability)];及び(5)ジー.アンガーボエ
ック(G.Ungerboeck)によってIEEEコミュニケーション
マガジン(IEEE Communications Magazine)、Vol.2
5、No.2、ページ5−21、1987年号に掲載の論文[冗長
信号セットをもつ格子符号化変調−パートI及びII(Tr
ellis Coded Modulation with Redundant Signal Set
s、Part I及びPtart II)]を参照すること。
しかしながらまだ現在の多重レベル/位相偏移キーイ
ング システムの代表である格子符号化(trellis−cod
ed)8−PSKシステムの位相感度及びこの限られたプル
イン レンジ(pull in range)(約22゜)の点で問
題が残る。少なくともこの程度の大きさのキャリヤ位相
の変動は移動無線信号において、例えば、地域的或はト
ポロジカル的要因によって、或はフェーディング チャ
ネル、不安定な発振、不完全なキャリヤ回復或はこれら
の組合わせをもつ他のシステム内において容易に遭遇さ
れる。後者の3つのタイプの問題はモデム内、及び移動
無線伝送及びローカル ループを含む短い光ファイバ通
信リンク内の両方で遭遇され、これらはこれら問題をこ
れらの発端において阻止することは経済的に不可能であ
る。位相エラーがプル イン レンジ或は間隔を外れる
と、キャリヤの回復が失敗し、長いエラー バーストを
もつランダム ウォーク(random walk)状態が発生す
る。
従って、本発明の1つの目的はこの問題を解決するこ
と、つまり、これら信号の劣化に対する改良された保護
を提供することにある。
本発明によると、上記の問題が変調値の数を時間の経
過と伴に受信機の所で再生される信号の劣化が低減され
るように変化させることによって解決される。本発明の
1つの特定の実施態様においては、例えば、格子符号化
8−PSK(速度2/3符号化)と4−PSK信号が時間的に交
互される方法が用いられる。一般化された中間レベルに
おいては、Mアレイ位相偏移キーイング(速度(n−
1)/n)、ここで、M=2n)符号化とNアレイ(ここ
で、N=2(n-1))位相偏移キーイングがキャリヤ回復を
強化し、回復ループの“ランダム ウォーク”状態にお
けるエラー バーストの長さを減らすように時間的に交
互される。符号化プロセスからのビットの数は変わらな
いことに注意する。格子符号化プロセスはこのため全て
の時間を通じて同じように遂行される。然し、例えば、
変調の4−位相及び8−位相に対応する以降マッピング
と呼ばれる符号化の対応は符号化された位相シーケンス
の距離特性が保存されるような方法で周期的に変えられ
る。結果として時間変動マッピング規則が達成される
が、以降、これは変調フォーマットと呼ばれる。
このマッピング規則は2つの符号化速度を1対1のベ
ースにて変えることを必要としない。マッピング規則
は、例えば、この単一の期間に対して、8−PSK(速度2
/3)、4−PSK;或は8−PSK(速度2/3)、4−PSK、4
−PSK;或は8−PSK(速度2/3)、8−PSK(速度2/3)、
4−PSK;或は8−PSK(速度2/3)、8−PSK(速度2/
3)、8−PSK(速度2/3)、4−PSK等であり得る。つま
り、8−PSKと4−PSKセクションの任意のパターンであ
り得る。但し、このマッピング規則は距離損失(distan
ce losses)を回避するために所定の要領で変えられな
ければならない。つまり、8−4A−4Bの変調フォーマッ
トは特定のマッピングをもつ8−PSKにマッピングAを
もつ4−PSK及びマッピングBを持つ4−PSKがつづくこ
とを意味する。
速度2/3コンボリューショナル コード(rate 2/3 co
nvolutional code)を使用する符号変8−PSKシステム/
4−PSKシステムに要求されるバンド幅は符号化されてな
い4−PSKシステムに要求されるバンド幅及び符号化さ
れた8−PSK(速度2/3)(従来のアンガーボエック符号
化)コンボリューショナル コードに要求されるバンド
幅と同一である。従って、一般的に、本発明による方法
は同一の情報を伝送するために最良の先行技術によるア
ンガーボエック コード以上のバンド幅は要求されな
い。
本発明のハイブリッド時間可変手法が最良の先行技術
の“アンガーボエック”コードと(高チャンネルS/N比
で)同じ確率のビットエラーをもつが、同時にかなり少
ない“ランダム ウォーク”及び少なくて、かつ短いエ
ラーバーストをもつようなマッピング規則及びコンボリ
ューショナル コードが存在することは驚くべきことで
ある。こうして、プル イン レンジ及びキャリヤ回復
性能が向上される一方で、最小ユークリッド距離が減少
されないこととなる。
本発明は最初からコンピュータによって生成されたデ
ータ並びにアナログ デジタル変換を受けたアナログ情
報信号の両方に対して使用できる時間変動コーディング
概念を使用する。ここでは、情報のビット流への初期の
変換は扱われない。データは、パケット見出し(ヘッ
ダ)内に固有のワードをもつブロック(パケット)にて
伝送されるものと仮定される。キャリヤ位相、ビット、
タイミングなどは、パケット見出しを用いて得られ、こ
れらは次いでこのブロックを通して保持される。
前述の如く、格子符号化(trellis coded)8−PSK変
調(実際には、コンボリューショナル コードと位相変
調の結合)は、移動無線通信、或は光ファイバ網内にお
いて、例えば、通信媒体内のフェーディン、不安定な発
振器、或は不完全なキャリヤ回復が原因して遭遇される
キャリヤ位相変動に対して敏感である。
位相エラーが限界プル イン レンジ(limited pull
−in range)を外れた場合、或はキャリヤ回復が失敗し
た場合に、これらシステムの減損(impairment)を克服
するために、本発明の1つの好ましい実施態様において
は、コーディングを複数の離散変調値、より具体的には
速度2/3のコーディングをもつ格子符号化8−PSKと4−
PSKに時間の経過とともに交互してマッピングするため
のハイブリッド時間変動マッピングを使用する。この最
も単純なフォームおいては、これら異なる格子符号化信
号が単に時間の経過とともに交互されるが、より複雑な
パターンも可能であり、魅力的でもある。
従来のコンボリューショナル符号化8−PSK伝送シス
テムと比較して、本発明のシステムは前述の問題を殆ど
の時間において回避することができる。つまり、これは
同期損失の確率、つまり結果としてバーストの発生を低
減させ、従って、平均して(フレーミング時間の終りま
での)この長さを低減する。最尤も受信機(しばしば、
Viterbi復号器と呼ばれる)この複雑さは影響されな
い。本発明によるシステムは単により厳密なフレーム同
期を好なうのみで、これは以下の説明のように簡単に行
なわれる。
第1図において、入力ビット流はM=(n−1)情報
ビット/語にて特性化できるものと想定する。これらビ
ットが次に(速度=(n−1)/n)コンボリューショナ
ル符号器11内においてnビット/語に変換される。この
符号器11は複数のメモリ状態を持つがこの数はここでは
νと呼ばれる。このメモリ状態の数は必ずしもnの値に
よって指定されないことに注意する。符号器11はその出
力を時間変動マッパー12に送り、マッパーはこの出力コ
ード ビットを第3図から第6図との関連において語に
説明されるようにPSK信号にマップする。符号器11及び
マッパー12の動作のこれら8−PSKモードは本質的に197
8年2月28日付でコサジカ(Csajka)及びアンガーボエ
ック(Ungerboeck)に公布された合衆国特許第4,077,02
1号のコンボリューショナル或は格子符号化変調に関す
る基本特許において開示される動作と同一であることに
注意する。この特許でのマッパーの開示が参照の目的で
ここに編入される。本発明によるマッパー12はここに開
示されるごとく、マッパーに変調器駆動信号の幾つかを
時間変動ベースにて、位相偏移キーイング変調器への入
力の所で他の変調器駆動信号にスイッチするための手段
を加える。マッパー12内の代替マッピングの詳細が後に
第3図、第5図及び第6図に示される。
変調器13は、位相偏移キーイングするための当分野に
おいて周知の任意のタイプのものでよいが、好ましく
は、第7図との関連で説明のような適当な変調されたデ
ジタル位相値が得られるようにイン フェーズ成分と直
交成分(I及びQ成分)が結合されたタイプが用いられ
る。
一般的に、第1図の一般化された実施態様の動作にお
いて、マッパー内での本発明による時間変動マッピング
規則の使用は様々な可能な非二進信号値の等しくない確
率分布(unequal probability distribution)を与える
が;一方、従来の格子符号化M−PSKにおいては、典型
的には全ての2n信号値がランダム入力データが用いられ
た場合は同一の確率を持つ。これは従来の格子符号化M
−PSKが時間変動しないマッピング規則を用いるためで
ある。
速度2/3のコーディングをもつ8−PSKの特定のシステ
ムの様々なパラメータが第2図から第6図に示される。
第2図は一例として信号のコンボリューションを行なう
ためにメモリの2ビットを使用する符号器自体の略図を
示す。ここで、入力ビット流を2ビットごとに分けるも
のと想定する(この全く逆が受信機内において遂行され
る)。最初のこれら2ビットは符号器のメモリ ブラン
チに向けられ、これは結果として、メモリ セル22内に
在中するビットがメモリ セル23内に移動し、又メモリ
ブランチの上側部分に示されるように加算器122内の
入力ビットにパラレルに加えられるようにする。前か
ら、メモリ セル23内に在中するビットはその出力に移
動し、ここでこれは加算器123内において前の総和に加
えられビットb2を生成し、又加算器124内においてその
最初の入力情報ビットに加えられ出力b3を生成する。こ
の2つの入力ビットの他方はまっすぐにコード変換器21
の上側ブランチにパスされ、出力ビットb1となる。換言
すれば、個々の全ての2個の入力ビットに対して変換器
21は3つの出力ビットを生成し、このコーディング速度
は2/3となる。第3図は、出力ビットの様々な組合せが
第4図、第5図及び第6図に示される、つまり、夫々RO
M26、27及び28からの変調信号のパターンを与えるため
に位相変調器13を駆動するためにいかに使用されるかを
示す。この構成に対するマッピング規則は先行技術にお
ける教えのごとく要求される最小ユークリッド距離に対
して選択される。
先行技術の教示とは異なり、ある後の時点において、
第4図に示される極座標の対角線上に位置する位相変調
信号値が第3図の時間変動(時可変)マッピングによっ
て置換され、その結果、変調器は第5図に示される変調
の4つの位相のみを生成する。例えば、先行技術による
方法では番号1の信号値が伝送されたであろうときに番
号2の信号値が伝送され、番号7の信号値が伝送された
であろうときに番号0の信号値が伝送される。番号5の
信号値が伝送されたであろうときに、番号6の信号値が
伝送され;そして番号3の信号値が伝送されたであろう
ときに番号4の信号値が伝送される。第5図と同様に同
じ4つの位相変調信号のみを許容し類似しているが異な
るマッピング規則が第6図に示されており、このマッピ
ング規則は第5図のマッピング規則と交互に使用され
る。
第3図において、第2図の符号変換器21からの3つの
ビットが、スイッチ24と25の同期された動作によって、
読出し専用メモリ(ROMS)26、27及び28内に格納された
3つのマッピング規則の1つをアクセスし、これはビッ
ト組合わせからの夫々第4図、第5図及び第6図に個々
に示される変調信号値への翻訳を遂げる。
結果としての二進信号はデジタル アナログ変換器29
内での変換によって変調器13を駆動するための“I"及び
“Q"(一例としての極座標に注意)直角要素信号に対す
る所望のアナログ値に変換される。
ROMS26−28の詳細は当業者において周知であり、実
際、1つよりおおきなメモリの別個の領域を構成する。
従って、我々は、等しい周期にて反復する様々な組合
わせの周期的マッピング規則(combination periodic m
apping rules)、例えば、符号化8−PSK、4−PSK、4
−PSK(ここで後者の2つは実際には異なる)或は符号
化8−PSK、4−PSKを用いることができる。これは8−
PSKと4−PSKの間の使用されるマッピング規則に依存し
た1つの正味総結果を生成する。より一般的には、符号
化2n−PSK(速度(n−1)/n)及び2n-1−PSKを使用し
た場合、変調が恰かもこの2つのタイプの位相変調の間
のどこかであるように振舞う結果が得られる。
(任意の数の8−PSKセクションに続く1つの4−PSK
をもつ)8/4−PSKの場合は、マッパーA4がこの4−PSK
セクションに対して使用され;8/4/4−PSKスキームの場
合は、8/4A/4Bマッパーがこの順に使用される。より大
きな数の4−PSKセクションに対しては、4A/4Bマッパー
が交互に使用される。つまり、8/4A/4B/4A;8/4A/4B/4A/
4Bのように使用される。
第7図は送信機10と受信機50が通信チャネル37、例え
ば、移動無線リンク或は光ファイバによって接続された
完全なシステムのブロック図を示す。送信機10は格子符
号化変調ユニット31を含む。ユニット31は、一方、第1
図内の符号器11及び時間変動マッパー12を含む。マッパ
ー12は、第1図に一般的なケースに対して、そして第3
図により特定のケースに対して示される。送信機10は更
に変調器13を含む。変調器13は一例として掛算器33及び
34を含むが、これは互いに発振器32からの信号に対して
90゜位相を外れて応答し、変調値の直角座標部分を生成
する。結果としての信号は加算器35によって伝送フィル
タ36に結合され、フィルタ36はこれらを通信チャネル37
にパスする。
受信機50内において、受信フィルタ38の出力が掛算器
39と40の間で分割されるが、掛算器39及び40は発振器43
に対して送信機10の対応する発振器と同様に振舞う。掛
算器39及び40の出力は夫々ロウ パス フィルタ41及び
42、タイミング及びサンプリング要素45及び46を通じて
格子復号器/復調器44にパスされる。この格子復号器/
復調器44は後の第8図により詳細に示される。
第8図において、格子復号器(トレリス復号器)は、
復号/復調されたシンボルが解放される前の適当な遅延
を伴ういわゆるビタビ(Viterb)最尤決定手法(maximu
m likelihood decision−making technique)に基づ
く。しかしながら、位相ロックループは安定した状態で
キャリアを追跡するためより最新の情報を必要とする。
伝送された信号ポイントに関する仮の決定が位相検出器
によって使用される。これらは最終的に解放される最良
メートル(best metric)に対応する1シンボル期間遅
延された決定に相当する。単純な確定的決定を用いるこ
ともできるがあまり成功しない。位相検出器は、第7図
中の電圧制御ローカル発振器43に対して修正信号を発生
する。以上の議論を通じて、シンボル タイミング及び
フレーム タイミングは完全に確保されかつ追跡される
ものと仮定されている。シンボル タイミングに対する
サブシステムが第8図にされる。
第8図の最尤探索デバイス57及びそのフレーム同期は
ピー.ピー.チェビラット(P.P.Chevillat)等に公布
された合衆国特許第4,447,908号の第7図及び第8図に
おいて、或はここに参照のために編入されたホーニー
(Forney)によってIEEE議事録、Vol.61、No.3、1973年
3月号に発表された論文[Viterbiアルゴリズム(The V
iterbi Algorithm)]において開示のデバイスと、先行
技術によるフレーム シンクロナイザー、例えば、シン
クロナイザー51がここではシンクロナイザー51によって
同期されるマッピング シンクロナイザー52によって補
強されており、また探索デバイス57内に使用されるべき
適当な規則を決定するためにフレーム内に更に信号が提
供されることを除いて同一である。このデマッピングは
単に第3図のマッピングの逆を行なう。
第7図の実施態様の動作において、格子符号器31は本
質的に第2図の速度2/3コンボリューショナル符号器及
び第3図の時間変動マッパーと同じように動作し、結果
としての変調成分信号を変調器13の入力リード上におく
が、但し、符号器内において、例えば、入力ビットのグ
ループ化及びコンボリューションの程度等に関する幾つ
かの他の選択が行なわれる。
変調器13内で発振器32によって生成されるキャリヤ波
は変調器33及び34内においてこれに成分信号を掛けるこ
とによって変調される。
掛算器33及び34は発振器32からのサイン(90゜の位相
差)及びコサイン波によって直角に駆動される。こうし
て、格子符号器31によって要求される適当にマップされ
た変調値がサミング ジャンクション35の所で送信機10
の出力にパスされる。これらには第4図の正規の値及び
第5図或は第6図、或はこの両方のダブル マップマッ
ピングによって生成された変調値の両方が含まれる。
変調されたキャリヤ波の位相は望ましくない影響を伴
うことなく滑らかに変化することが要求されるため、通
常、送信機10の出力の所にフィルタ36が使用される。換
言すれば、伝送フィルタ36が送信機10の信号をチャネル
37に対して適当になるように調節する。
受信機50内においては、受信機フィルタ38がチャネル
37内において信号とともに累積されたノイズの幾らか
を、勿論、変調値の見掛けの位相に影響を与えたノイズ
を除いて除去する。
発振器43及び掛算器39と40が次にこの変調値を適当な
信号成分に解き、これら別個に夫々ロー パス フィル
タ41及び42に送り、その後、タイミング スイッチ45及
び46を通じて格子復号器44に送る。格子復号器44は基本
的に最尤シーケンス検出機能を遂行し、そして送信機10
内の格子符号器31によって遂行されたプロセスと逆のプ
ロセスを遂行する。
格子復号器44の動作に関しては、既に第4図との関連
で説明した。
上に説明のコード値の変調値への時間変動マッピング
の原理は多くの異なる非二進変調システムにおいて使用
でき、又上に説明の詳細の多くの本発明の原理の範囲か
ら逸脱することなく修正できることは明らかである。
例えば、同じタイプの時間変動マッピングを直角振幅
変調システム内に使用することができる。分析上の主な
変更はキャリヤ回復及び/或は信号判別問題を起こすタ
イプのチャネル ノイズである。但し、ここでも、長い
エラー バーストが回避できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による格子符号化M−PSKに対する時間
変動マッピングを使用する送信機のブロック図; 第2図は第1図の送信機内で使用が可能なタイプの2/3
速度符号器を示す図; 第3図は第1図の送信機の時間変動マッパーの典型的な
編成を示す図; 第4図は8−位相PSK信号に対する好ましい極座標変調
図及びマッピング規則を示す図; 第5図及び第6図は本発明の幾つかのオプションのバー
ジョンと様々な組合せにて使用される8−PSK信号に続
く4−PSK信号の好ましい極座標変調図及びマッピング
規則を示す図; 第7図は送信機が第1図に示されるタイプである本発明
を使用する伝送システムのブロック図; そして 第8図は第7図に示されるシステムを実現するために第
1図の送信機と共に最もよく使用できる受信機の一例と
してのブロック図である。 <主要部分の符号の説明> 11……コンボリューショナル符号器 12……時間変動マッパー 13……変調器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−213420(JP,A) 特開 昭54−120515(JP,A) 特開 昭50−28913(JP,A) IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS VOL.COM−34,No.8,AU GUST 1986 P.765〜P.772 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04L 27/00 H04L 27/18

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報のデジタル的に符号化した通信のため
    の方法であって、該方法が、 送信機内においてキャリヤ波を提供するステップ、 あるタイプのコンボリューショナル コーディングに従
    って情報を符号化するステップ、及び コンボリューショナルに符号化された情報値の非二進変
    調値へのマッピングを含む、非二進デジタル符号化変調
    スキームに従って、コンボリューショナルに符号化され
    た情報でキャリヤ波を変調するステップを含むタイプの
    方法において、 送信時に位相ノイズ又は位相オフセットの影響を軽減す
    るようコンボリューショナルに符号化された情報から非
    二進変調値へのマッピングを対応して変化させるために
    非二進デジタル変調スキームの変調値の数を周期的に変
    更するステップを含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の方法において、さらに 該変調ステップが2n位相偏移キーイングを採用すること
    を含み、該2n変調値が速度(n−1)/nのコンボリュー
    ショナル コードに結合された等しい最小位相分離を有
    し(nは1より大きい正の整数)、 該変調値の数を周期的に変更するステップが変調値の数
    を2(n-1)へ周期的に低減すること及び変調値の数を2n
    周期的に回復することを含むことを特徴とする方法。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の方法において、さらに 該変更ステップは変調値の数を2(n-1)へ低減することを
    含み、該変調値の数は、低減した数の多数の生成の後、
    2nへ後に回復させており、該変更ステップが周期的に繰
    り返されることを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の方法において、さらに 該変調値の低減した数の多数の生成を制御するステップ
    が、2つの規則の両方、即ち、第1に、ゼロ位相基準か
    ら2番目で開始する交互の変調値の相対位相角度を+φ
    位相だけ変化させて位相角度を増加させる見地より次に
    続く値の位相角度に対応させ、第2に、交互の変調値の
    相対位相角度を−φ位相だけ変化させて位相を増加させ
    る見地より次の先行する値の位相角度に対応させること
    に従って、その順序で多数の生成の連続するもののため
    の異なるマッピング規則を含むことを特徴とする方法。
  5. 【請求項5】請求項2に記載の方法において、 該変調ステップが、2/3速度のコンボリューショナル
    コーディングと共に、8−PSKを採用し、そして該変更
    ステップが周期的に変調値の数を4に減少すること及び
    周期的に変調値の数を元の数に回復することを含むこと
    を特徴とする方法。
  6. 【請求項6】情報のデジタル的に符号化した送信のため
    の、送信機を含む装置において、 キャリヤ波を生成する手段、 該キャリヤ波の組合せたコンボリューショナル コーデ
    ィング及び変調のための情報信号を準備する手段を含
    み、 該キャリヤ波をそのように変調するための手段は、 コンボリューショナル コーディングを提供するための
    論理装置、及び 該コンボリューショナル コードをセットの多数の離散
    変調値にマッピングするための手段を含み、さらに該装
    置は該送信機において、 該コンボリューショナル コーディングに応答して選択
    された数の変調値を生成し、受信機内でのキャリヤ回復
    を強化するために変調値の数を減少させ、そしてその後
    変調値の該選択された数を回復するための時可変マッピ
    ング手段を含むことを特徴とする装置。
  7. 【請求項7】請求項6に記載の装置において、 該時可変マッピング手段が、 第1の分離された信号期間において速度2/3コンボリュ
    ーショナル コードから派生される3つの信号ビットか
    ら8−PSK信号へのマッピングを行うための第1の手
    段、及び 該分離された第1の信号期間の間の第2の信号期間にお
    いて該3つの信号ビットから1つ以上の4−PSK信号へ
    のマッピングを行うための第2の手段を含むことを特徴
    とする装置。
  8. 【請求項8】位相偏移キーイングされた信号を伝送する
    ための装置であって、キャリヤ波を生成する手段、 毎回2個の入力情報ビットを速度2/3コンボリューショ
    ナル コードから派生される3つの符号化ビットに変換
    する手段、及び 該キャリヤ波を該符号化されたビットに応答して位相偏
    移キーイングされた信号として変調する手段を含む装置
    において、 該変換手段と該変調手段との間に配置され、3つの符号
    化ビットから8−PSK信号へのマッピングを行うための
    第1の手段であって、該変調値が、等しく離隔した異な
    る相対位相を有しており、 第1の信号期間にて該変調手段を制御する第1の手段
    と、 該変換手段と該変調手段の間に配置され、該3つの符号
    化ビットから4−PSK信号へのマッピングを行うための
    第2の手段であって、該ゼロ位相基準からの2番目のも
    ので開始する交互の変調値が、45度位相角だけ変更され
    て位相角度を増加させる見地より次の続く変調値の位相
    角度をもたせ、該第1の信号期間の直後の該第2の信号
    期間に該変調を制御するものである第2の手段とを含む
    ことを特徴とする装置。
  9. 【請求項9】請求項8に記載の装置において、 該変換手段と該変調手段の間に配置され、該3つの信号
    ビットからの4−PSK信号へのマッピングを行うための
    第3の手段であって、該ゼロ位相基準からの2番目のも
    ので開始する交互の変調値が、−45度位相角だけ変更さ
    れて位相角度を増加させる見地より次の先行する変調値
    の位相角度をもたせ、該第2の信号期間の直後の該第3
    の信号期間にて該変調を制御するものである第3の手段
    を含むことを特徴とする装置。
JP63284053A 1987-11-13 1988-11-11 デジタル符号化伝送システム Expired - Fee Related JP2980914B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/120,305 US4807253A (en) 1987-11-13 1987-11-13 Time-varying trellis-coded modulation formats which are robust in channels with phase variations
US120,305 1987-11-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01155749A JPH01155749A (ja) 1989-06-19
JP2980914B2 true JP2980914B2 (ja) 1999-11-22

Family

ID=22389465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63284053A Expired - Fee Related JP2980914B2 (ja) 1987-11-13 1988-11-11 デジタル符号化伝送システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4807253A (ja)
EP (1) EP0317127B1 (ja)
JP (1) JP2980914B2 (ja)
CA (1) CA1292516C (ja)
DE (1) DE3887097T2 (ja)

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5150381A (en) * 1989-02-16 1992-09-22 Codex Corporation Trellis shaping for modulation systems
US5159610A (en) * 1989-05-12 1992-10-27 Codex Corporation Trellis precoding for modulation systems
US5208816A (en) * 1989-08-18 1993-05-04 At&T Bell Laboratories Generalized viterbi decoding algorithms
DE4018911A1 (de) * 1990-06-13 1992-01-02 Ant Nachrichtentech Verfahren zur rahmensynchronisation bei zeitvarianter codierter phasenumtastung
US5283780A (en) * 1990-10-18 1994-02-01 Stanford Telecommunications, Inc. Digital audio broadcasting system
US5469452A (en) * 1991-09-27 1995-11-21 Qualcomm Incorporated Viterbi decoder bit efficient chainback memory method and decoder incorporating same
US5544180A (en) * 1992-06-08 1996-08-06 Qlogic Corporation Error-tolerant byte synchronization recovery scheme
KR100195177B1 (ko) * 1992-12-31 1999-06-15 윤종용 트렐리스 부호화 변조시스템
CA2113941A1 (en) * 1993-01-25 1994-07-26 Andrew J. Macdonald Error correcting decoder and decoding method for receivers in digital cellular communications systems
US5428631A (en) * 1993-02-01 1995-06-27 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for resolving phase ambiguities in trellis coded modulated data
US5535228A (en) * 1993-02-19 1996-07-09 Motorola, Inc. Device and method for achieving rotational invariance in a multi-level trellis coding system
US5844922A (en) * 1993-02-22 1998-12-01 Qualcomm Incorporated High rate trellis coding and decoding method and apparatus
US5633881A (en) * 1993-02-22 1997-05-27 Qualcomm Incorporated Trellis encoder and decoder based upon punctured rate 1/2 convolutional codes
US5428641A (en) * 1993-07-23 1995-06-27 Motorola, Inc. Device and method for utilizing zero-padding constellation switching with frame mapping
TW249873B (en) * 1994-03-21 1995-06-21 At & T Corp Time division multiplexing data communication arrangement with different signal constellation
DE19620843B4 (de) 1996-05-23 2005-08-11 Siemens Ag Verfahren zur Modulation eines Modulationsträgers und Mobil-Kommunikationssystem
DE19639309B4 (de) * 1996-09-25 2013-12-05 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Bestimmen der zeitlichen Lage einer Synchronisationsfolge in einem empfangenen Datenstrom mittels Rahmensynchronisation
FR2756996A1 (fr) * 1996-12-10 1998-06-12 Philips Electronics Nv Systeme et procede de transmission numerique comportant un code produit combine a une modulation multidimensionnelle
US6501771B2 (en) 1997-02-11 2002-12-31 At&T Wireless Services, Inc. Delay compensation
US5875208A (en) * 1997-02-06 1999-02-23 At&T Wireless Services, Inc Delay compensation in a discrete multitone spread spectrum communications system
US5933421A (en) 1997-02-06 1999-08-03 At&T Wireless Services Inc. Method for frequency division duplex communications
US6584144B2 (en) * 1997-02-24 2003-06-24 At&T Wireless Services, Inc. Vertical adaptive antenna array for a discrete multitone spread spectrum communications system
US6359923B1 (en) * 1997-12-18 2002-03-19 At&T Wireless Services, Inc. Highly bandwidth efficient communications
US6408016B1 (en) * 1997-02-24 2002-06-18 At&T Wireless Services, Inc. Adaptive weight update method and system for a discrete multitone spread spectrum communications system
US6606355B1 (en) 1997-05-12 2003-08-12 Lucent Technologies Inc. Channel coding in the presence of bit robbing
US6487235B2 (en) 1998-08-24 2002-11-26 At&T Wireless Services, Inc. Delay compensation
US6775334B1 (en) * 1998-11-03 2004-08-10 Broadcom Corporation Equalization and decision-directed loops with trellis demodulation in high definition TV
US6567475B1 (en) 1998-12-29 2003-05-20 Ericsson Inc. Method and system for the transmission, reception and processing of 4-level and 8-level signaling symbols
US6879640B1 (en) * 1999-10-20 2005-04-12 Broadcom Corporation Method, apparatus and system for high-speed transmission on fiber optic channel
JP2001251200A (ja) * 2000-03-03 2001-09-14 Nec Corp 符号化方法
DE10209825A1 (de) * 2002-03-06 2003-10-02 Infineon Technologies Ag Optische Sendeeinrichtung und optische Empfangseinrichtung
US7111228B1 (en) 2002-05-07 2006-09-19 Marvell International Ltd. System and method for performing parity checks in disk storage system
US7210092B1 (en) * 2002-05-31 2007-04-24 Broadcom Corporation Symbol by symbol variable constellation type and/or mapping capable communication device
US7657822B2 (en) * 2002-05-31 2010-02-02 Broadcom Corporation True bit level decoding of TTCM (turbo trellis code modulation) of variable rates and signal constellations
US7007114B1 (en) 2003-01-31 2006-02-28 Qlogic Corporation System and method for padding data blocks and/or removing padding from data blocks in storage controllers
US7287102B1 (en) 2003-01-31 2007-10-23 Marvell International Ltd. System and method for concatenating data
US7870346B2 (en) * 2003-03-10 2011-01-11 Marvell International Ltd. Servo controller interface module for embedded disk controllers
US7099963B2 (en) * 2003-03-10 2006-08-29 Qlogic Corporation Method and system for monitoring embedded disk controller components
US7080188B2 (en) 2003-03-10 2006-07-18 Marvell International Ltd. Method and system for embedded disk controllers
US7039771B1 (en) 2003-03-10 2006-05-02 Marvell International Ltd. Method and system for supporting multiple external serial port devices using a serial port controller in embedded disk controllers
US7492545B1 (en) 2003-03-10 2009-02-17 Marvell International Ltd. Method and system for automatic time base adjustment for disk drive servo controllers
US7064915B1 (en) 2003-03-10 2006-06-20 Marvell International Ltd. Method and system for collecting servo field data from programmable devices in embedded disk controllers
EP1524772B1 (en) 2003-10-13 2008-03-19 STMicroelectronics S.r.l. Method and system for phase recovery and decoding
US7526691B1 (en) 2003-10-15 2009-04-28 Marvell International Ltd. System and method for using TAP controllers
US7139150B2 (en) * 2004-02-10 2006-11-21 Marvell International Ltd. Method and system for head position control in embedded disk drive controllers
DE102004021816A1 (de) * 2004-04-30 2005-11-24 Universität Stuttgart Gerät und Methode zur optischen achtstufigen differentiellen Phasenumtastung (8-DPSK)
US7120084B2 (en) 2004-06-14 2006-10-10 Marvell International Ltd. Integrated memory controller
US8166217B2 (en) * 2004-06-28 2012-04-24 Marvell International Ltd. System and method for reading and writing data using storage controllers
US9201599B2 (en) * 2004-07-19 2015-12-01 Marvell International Ltd. System and method for transmitting data in storage controllers
US8032674B2 (en) * 2004-07-19 2011-10-04 Marvell International Ltd. System and method for controlling buffer memory overflow and underflow conditions in storage controllers
US7757009B2 (en) * 2004-07-19 2010-07-13 Marvell International Ltd. Storage controllers with dynamic WWN storage modules and methods for managing data and connections between a host and a storage device
US7386661B2 (en) 2004-10-13 2008-06-10 Marvell International Ltd. Power save module for storage controllers
US7240267B2 (en) 2004-11-08 2007-07-03 Marvell International Ltd. System and method for conducting BIST operations
US7802026B2 (en) * 2004-11-15 2010-09-21 Marvell International Ltd. Method and system for processing frames in storage controllers
US7609468B2 (en) 2005-04-06 2009-10-27 Marvell International Ltd. Method and system for read gate timing control for storage controllers
EP2747311B1 (en) 2012-12-19 2015-03-11 Alcatel Lucent Method of optical data transmission
US10686490B2 (en) 2017-09-28 2020-06-16 Qualcomm Incorporated Modulation spreading for wireless communications

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH609510A5 (ja) * 1976-06-18 1979-02-28 Ibm
US4208739A (en) * 1978-07-20 1980-06-17 Communications Satellite Corporation Integrated encryption and channel coding technique
EP0054583B1 (en) * 1980-12-23 1984-03-07 International Business Machines Corporation Method of transmitting binary data sequences and arrangement for enabling the rapid determination of the end of a transmitted binary data sequence
JPS57155857A (en) * 1981-03-23 1982-09-27 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Maximum likelihood method and apparatus for error
US4483012A (en) * 1983-04-18 1984-11-13 At&T Information Systems Differentially convolutional channel coding with expanded set of signalling alphabets
US4653053A (en) * 1984-05-11 1987-03-24 Harris Corporation Performance monitoring of antijam satellite communication network
US4631735A (en) * 1984-12-28 1986-12-23 Codex Corporation Coded modulation system with feedback
US4641327A (en) * 1985-07-09 1987-02-03 Codex Corporation Frame synchronization in trellis-coded communication systems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS VOL.COM−34,No.8,AUGUST 1986 P.765〜P.772

Also Published As

Publication number Publication date
EP0317127B1 (en) 1994-01-12
CA1292516C (en) 1991-11-26
DE3887097D1 (de) 1994-02-24
DE3887097T2 (de) 1994-05-05
EP0317127A2 (en) 1989-05-24
US4807253A (en) 1989-02-21
JPH01155749A (ja) 1989-06-19
EP0317127A3 (en) 1990-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2980914B2 (ja) デジタル符号化伝送システム
US5541955A (en) Adaptive data rate modem
US5394439A (en) Bisdn compatible modem codec for digital information communication system
JP3181577B2 (ja) 通信システム及び通信方法
US6606010B1 (en) Quadrature vestigial sideband digital communications method
US5642384A (en) Trellis coded modulation scheme with low envelope variation for mobile radio by constraining a maximum modulus of a differential phase angle
WO1995026081A1 (en) High performance modem using pilote symbols for equalization and frame synchronization
EP1901509A1 (en) M-GFSK receiver with a Viterbi-decoder having reduced trellis states
Andersson et al. Noncoherent detection of convolutionally encoded continuous phase modulation
Leib et al. Error-control properties of minimum shift keying
JP2779973B2 (ja) 変調方式用トレリスコーディング
Taricco et al. Applicability of four-dimensional modulations to digital satellites: a simulation study
Du et al. New 16-QAM trellis codes for fading channels
US6532253B1 (en) Spread spectrum systems with trellis-coded modulation
Simmons et al. Low Complexity Carrier Phase Tracking Decoders for Continuous Phase Modulations
Carden A Quantized Euclidean Soft-Decision Maximum Likelihood Sequence Decoder: A Concept for Spectrally Efficient TM Systems
CN1153580A (zh) 将引导符号用于均衡和帧同步的高性能调制解调器
Hemmati et al. Low-complexity coding methods for high-data-rate channels
Reddy Voice-band modem: A device to transmit data over telephone networks: Advanced ideas which made high data rates possible
Ziemer Digital Modulation
Yuen et al. Telemetry system
Serizawa et al. Phase‐tracking viterbi demodulator
KR970000163B1 (ko) 시분할 다원접속 단말기의 변/복조장치
LoCASALE Replacing unencoded PCM/PSK with convolutional encoded PCM/PSK
WO2014122285A1 (en) Transmitter for performing an 8-qam or a 7-qam modulation and correspondent receiver

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees