JP3059636B2 - 符号間干渉チャネルを介してデータを伝送する方法とその装置 - Google Patents
符号間干渉チャネルを介してデータを伝送する方法とその装置Info
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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
- H04L25/497—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 by correlative coding, e.g. partial response coding or echo modulation coding transmitters and receivers for partial response systems
- H04L25/4975—Correlative coding using Tomlinson precoding, Harashima precoding, Trellis precoding or GPRS
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- H03M13/25—Error detection or forward error correction by signal space coding, i.e. adding redundancy in the signal constellation, e.g. Trellis Coded Modulation [TCM]
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- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、データを符号間干渉チ
ャネルを通じて伝送する方法に関し、特に、伝送された
データに対する符号間干渉の影響を極小化する方法に関
する。
ャネルを通じて伝送する方法に関し、特に、伝送された
データに対する符号間干渉の影響を極小化する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】符号間干渉は、代表的な通信チャネルが
その通信チャネルを介して伝送される他の信号が現に伝
送される信号と干渉するようなメモリを生来的に持って
いる事実から起きる。このような符号間干渉の影響を極
小化するための従来技術には、伝送されるべき信号を
「予符号化（precordinf）」する技術が含まれている。
これら従来技術では、符号間干渉チャネル上の利得を符
号化し且つ整形することが可能になるが、これらの技術
に関連する、「予符号化損失」の為（即ち、符号間干渉
の上記影響を極小化するために余分な電力を伝送す
る）、次善の性能を与えることとなる。上記予符号化損
失は、より強力なトレリス符号が使用されるときには増
加するので、そのような予符号化技術ではチャネル容量
を増加できない。
その通信チャネルを介して伝送される他の信号が現に伝
送される信号と干渉するようなメモリを生来的に持って
いる事実から起きる。このような符号間干渉の影響を極
小化するための従来技術には、伝送されるべき信号を
「予符号化（precordinf）」する技術が含まれている。
これら従来技術では、符号間干渉チャネル上の利得を符
号化し且つ整形することが可能になるが、これらの技術
に関連する、「予符号化損失」の為（即ち、符号間干渉
の上記影響を極小化するために余分な電力を伝送す
る）、次善の性能を与えることとなる。上記予符号化損
失は、より強力なトレリス符号が使用されるときには増
加するので、そのような予符号化技術ではチャネル容量
を増加できない。
【０００３】符号間干渉の上記影響を極小化するための
一つの技術として、符号間干渉チャネル上でノイズを白
色化する為に、信号点系列を予符号化する技術が含まれ
ている。この予符号化技術は、そのチャネル出力即ちノ
イズ白色化フィルタの出力が確実に付加的白色ガウス・
ノイズに影響されたトレリス符号系列となるようにする
非線形演算である。上記トレリス符号系列中の各信号点
には、いわゆる「ディザー信号（dither signal）」が
加えられる。予符号化部は、符号化処理（即ち、符号化
利得を得る処理）を実行しない。それよりも、予符号化
は、整形された信号点配置から選択しうる既にトレリス
符号化された信号点系列上で実行される。予符号化は、
モジュロλ'演算を使用することによって実行される。
なお、λ'は剰余類束（coset lattice）、即ち、上記ト
レリス符号を生成するために使用される現時点より一つ
前のレベルの剰余類分割中の束である。この技法の性能
は、上記トレリス符号を生成するために使用される剰余
類分割の数が増加すると劣化する。
一つの技術として、符号間干渉チャネル上でノイズを白
色化する為に、信号点系列を予符号化する技術が含まれ
ている。この予符号化技術は、そのチャネル出力即ちノ
イズ白色化フィルタの出力が確実に付加的白色ガウス・
ノイズに影響されたトレリス符号系列となるようにする
非線形演算である。上記トレリス符号系列中の各信号点
には、いわゆる「ディザー信号（dither signal）」が
加えられる。予符号化部は、符号化処理（即ち、符号化
利得を得る処理）を実行しない。それよりも、予符号化
は、整形された信号点配置から選択しうる既にトレリス
符号化された信号点系列上で実行される。予符号化は、
モジュロλ'演算を使用することによって実行される。
なお、λ'は剰余類束（coset lattice）、即ち、上記ト
レリス符号を生成するために使用される現時点より一つ
前のレベルの剰余類分割中の束である。この技法の性能
は、上記トレリス符号を生成するために使用される剰余
類分割の数が増加すると劣化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、符号間干渉
及び予符号化損失を極小化するデータの伝送方法を提供
することを目的とする。
及び予符号化損失を極小化するデータの伝送方法を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、符号間干渉符
号化器に、未符号化入力信号点系列にディザー系列を加
える帰還ループが使用される。各入力信号点に加えられ
るディザー信号は未符号化入力信号点系列中の先の信号
点の関数である。この符号間干渉符号化器は、例えば、
ディザー信号の大きさを判定するために幾つかの異なる
モジュロ演算の一方を選択することによってトレリス符
号化処理を実行し、その選択は現在のトレリス符号に応
答して為される。符号間干渉符号化器から出力された信
号点系列はヴィテルビ復号器へ入力される有効なトレリ
ス符号系列を生成する.
号化器に、未符号化入力信号点系列にディザー系列を加
える帰還ループが使用される。各入力信号点に加えられ
るディザー信号は未符号化入力信号点系列中の先の信号
点の関数である。この符号間干渉符号化器は、例えば、
ディザー信号の大きさを判定するために幾つかの異なる
モジュロ演算の一方を選択することによってトレリス符
号化処理を実行し、その選択は現在のトレリス符号に応
答して為される。符号間干渉符号化器から出力された信
号点系列はヴィテルビ復号器へ入力される有効なトレリ
ス符号系列を生成する.
【０００６】本発明の一実施例では、符号間干渉符号化
器に未符号化入力信号点系列にディザー系列を加えるた
めの帰還ループが使用される。各入力信号点に加えられ
るディザー信号は上記未符号化入力信号点系列中の先の
信号点及び上記トレリス符号を生成するために使用され
る有限状態機械の現状態の非線形関数である。この符号
間干渉符号化器は、例えば、上記ディザー信号の大きさ
を判定するために二つの異なるモジュロ演算の一方を選
択することによってトレリス符号化処理を実行し、その
選択は上記トレリス符号を生成するために使用される上
記有限状態機械の現状態に基づいて為される。
器に未符号化入力信号点系列にディザー系列を加えるた
めの帰還ループが使用される。各入力信号点に加えられ
るディザー信号は上記未符号化入力信号点系列中の先の
信号点及び上記トレリス符号を生成するために使用され
る有限状態機械の現状態の非線形関数である。この符号
間干渉符号化器は、例えば、上記ディザー信号の大きさ
を判定するために二つの異なるモジュロ演算の一方を選
択することによってトレリス符号化処理を実行し、その
選択は上記トレリス符号を生成するために使用される上
記有限状態機械の現状態に基づいて為される。
【０００７】
【作用】本発明によれば、予符号化処理及び符号化処理
を統合することにより、符号間干渉及び予符号化損失が
極小化される。予符号化処理を符号化処理と一緒に実行
することによって、非線形モジュロ演算は上記トレリス
符号を生成するために使用される第一レベルの束分割に
基づいて実行される。この結果、予符号化損失が従来の
予符号化技術より小さくなり、且つ、その予符号化損失
が上記トレリス符号を生成するために使用される剰余類
分割の数には左右されなくなる。符号化処理は、上記ト
レリス符号を生成するために使用される有限状態機械の
現状態の関数として適切な非線形モジュロ演算を選択す
ることによって実行される。
を統合することにより、符号間干渉及び予符号化損失が
極小化される。予符号化処理を符号化処理と一緒に実行
することによって、非線形モジュロ演算は上記トレリス
符号を生成するために使用される第一レベルの束分割に
基づいて実行される。この結果、予符号化損失が従来の
予符号化技術より小さくなり、且つ、その予符号化損失
が上記トレリス符号を生成するために使用される剰余類
分割の数には左右されなくなる。符号化処理は、上記ト
レリス符号を生成するために使用される有限状態機械の
現状態の関数として適切な非線形モジュロ演算を選択す
ることによって実行される。
【０００８】
【実施例】図１は符号間干渉チャネルを包含する通信シ
ステムの送信機部分を示す。この送信機は、２進データ
・ソース１００、信号点配置符号化器１０２、及び伝送
フィルタ１０６を包含している。この送信機は、符号間
干渉チャネル１０８の全体に渡る伝送のための信号点系
列を出力する。符号間干渉チャネル１０８は、符号間干
渉チャネル・フィルタ１１０及び加算器へ加えられてい
るノイズとして表わすことができ、その加算器は更に図
式的にはノイズ要素１１２として表わされている。
ステムの送信機部分を示す。この送信機は、２進データ
・ソース１００、信号点配置符号化器１０２、及び伝送
フィルタ１０６を包含している。この送信機は、符号間
干渉チャネル１０８の全体に渡る伝送のための信号点系
列を出力する。符号間干渉チャネル１０８は、符号間干
渉チャネル・フィルタ１１０及び加算器へ加えられてい
るノイズとして表わすことができ、その加算器は更に図
式的にはノイズ要素１１２として表わされている。
【０００９】２進データ・ソース１００はデータをビッ
ト列の形で信号点配置符号化器１０２へ出力し、この信
号点配置符号化器１０２は、２進データ・ソース１００
から受信したビット列を、整形されてはいるがしかし符
号化化されていない信号点配置から選択された信号点系
列に写像する。信号点配置符号化器１０２は信号点・ス
トリームを符号間干渉符号化器１０４を出力する。本発
明によれば、符号間干渉符号化器１０４は以下で説明す
るように、（１）符号間干渉の影響を極小化するために
予符号化され、且つ、（２）受信機において、符号化利
得を得るための白色ガウス・ノイズに影響されている所
定の信号空間符号（例えば、トレリス符号）から順次生
じる信号点出力系列を生成する上記信号点・ストリーム
にディザー系列を加える。この信号点出力系列は通例の
伝送フィルタ１０６を通じて符号間干渉チャネル１０８
に加えられる。
ト列の形で信号点配置符号化器１０２へ出力し、この信
号点配置符号化器１０２は、２進データ・ソース１００
から受信したビット列を、整形されてはいるがしかし符
号化化されていない信号点配置から選択された信号点系
列に写像する。信号点配置符号化器１０２は信号点・ス
トリームを符号間干渉符号化器１０４を出力する。本発
明によれば、符号間干渉符号化器１０４は以下で説明す
るように、（１）符号間干渉の影響を極小化するために
予符号化され、且つ、（２）受信機において、符号化利
得を得るための白色ガウス・ノイズに影響されている所
定の信号空間符号（例えば、トレリス符号）から順次生
じる信号点出力系列を生成する上記信号点・ストリーム
にディザー系列を加える。この信号点出力系列は通例の
伝送フィルタ１０６を通じて符号間干渉チャネル１０８
に加えられる。
【００１０】図２は、符号間干渉チャネル１０８から信
号点系列を受信する上記通信システムの受信機部分を示
す。この受信機は、等化・標本化器２００、この等化・
標本化器２００と共にノイズ白色化フィルタ２０３を構
成するノイズ予測誤差フィルタ２０２、ヴィテルビ復号
化器２０４、符号間干渉復号化器２０６、信号点配置復
号化器２０８、及びデータ・リンク２１０を包含する。
ノイズ予測誤差フィルタ２０２は、伝達関数Ｈ（ｚ）を
持っている。等化・標本化器２００、ノイズ予測誤差フ
ィルタ２０２、ヴィテルビ復号化器２０４、及び信号点
配置復号化器２０８は公知である。
号点系列を受信する上記通信システムの受信機部分を示
す。この受信機は、等化・標本化器２００、この等化・
標本化器２００と共にノイズ白色化フィルタ２０３を構
成するノイズ予測誤差フィルタ２０２、ヴィテルビ復号
化器２０４、符号間干渉復号化器２０６、信号点配置復
号化器２０８、及びデータ・リンク２１０を包含する。
ノイズ予測誤差フィルタ２０２は、伝達関数Ｈ（ｚ）を
持っている。等化・標本化器２００、ノイズ予測誤差フ
ィルタ２０２、ヴィテルビ復号化器２０４、及び信号点
配置復号化器２０８は公知である。
【００１１】符号間干渉チャネル１０８の出力は、等化
・標本化器２００及びノイズ予測誤差フィルタ２０２へ
入力され、ノイズ予測誤差フィルタ２０２から上記信号
点系列がヴィテルビ復号化器２０４へ出力される。或い
は、その代わりに、符号間干渉チャネル１０８の出力は
直接ヴィテルビ復号化器２０４へ与えられるようにする
ことができ、この場合は符号間干渉チャネル・フィルタ
１１０が伝達関数Ｈ（ｚ）を持つこととなる。符号間干
渉チャネル１０８の出力（或いは、もしノイズ白色化を
行なう状況ので使用される場合にはノイズ予測誤差フィ
ルタ２０２の出力）は白色ガウス・ノイズのようなノイ
ズに影響された上記所定の信号空間符号からの系列であ
る。ヴィテルビ復号化器２０４は、上記信号点系列を識
別し、且つ、このノイズを効果的に除去する最尤型ディ
テクタである。上記伝送された信号点配置は続いて、図
５の論考中で後述するように、符号間干渉復号化器２０
６によってヴィテルビ復号化器２０４の出力から一意的
に復元される。信号点配置復号化器２０８は、符号間干
渉復号化器２０６から信号点系列を受信し、信号点・ブ
ロックであるビット列をデータ・リンク２１０へ出力す
る。
・標本化器２００及びノイズ予測誤差フィルタ２０２へ
入力され、ノイズ予測誤差フィルタ２０２から上記信号
点系列がヴィテルビ復号化器２０４へ出力される。或い
は、その代わりに、符号間干渉チャネル１０８の出力は
直接ヴィテルビ復号化器２０４へ与えられるようにする
ことができ、この場合は符号間干渉チャネル・フィルタ
１１０が伝達関数Ｈ（ｚ）を持つこととなる。符号間干
渉チャネル１０８の出力（或いは、もしノイズ白色化を
行なう状況ので使用される場合にはノイズ予測誤差フィ
ルタ２０２の出力）は白色ガウス・ノイズのようなノイ
ズに影響された上記所定の信号空間符号からの系列であ
る。ヴィテルビ復号化器２０４は、上記信号点系列を識
別し、且つ、このノイズを効果的に除去する最尤型ディ
テクタである。上記伝送された信号点配置は続いて、図
５の論考中で後述するように、符号間干渉復号化器２０
６によってヴィテルビ復号化器２０４の出力から一意的
に復元される。信号点配置復号化器２０８は、符号間干
渉復号化器２０６から信号点系列を受信し、信号点・ブ
ロックであるビット列をデータ・リンク２１０へ出力す
る。
【００１２】上記トレリス符号を生成するために、２次
元（２Ｄ）束λ ＝ Ｚ2が、Ｚ2の部分束（sublattice）
である剰余類束λ'の剰余類（coset）に分割される。な
お、「Ｚ2」なる表記は座標平面上の全ポイントのＸ座
標及びＹ座標の双方が整数であることを示している。図
３は、第一レベルの束分割において上記２Ｄ束λが二つ
の部分束λA及びλBに分割されることを示している。こ
の例では、λA ＝ ＲＺ2及びその（λ内の）剰余類λB
＝ ＲＺ2 ＋ （０，１）は上記第一レベルの束分割、即
ち、束分割連鎖からのλ/λA/λ'を表わしている。
「ｘ」及び「０」によって識別される上記束λ上のポイ
ントは、それぞれ、部分束λA及びλBからのポイントを
表わしている。１ビット／２Ｄの冗長量を持つ全剰余類
符号（coset code）について、何れかのトレリス状態か
らの全出力トランジッションがλA中の各信号点かまた
はλB中の各信号点かの何れかに対応するが、しかし双
方の信号点には対応しない。信号点配置符号化器１０２
（図１参照）の出力はλA上の未符号化ポイント系列で
ある。
元（２Ｄ）束λ ＝ Ｚ2が、Ｚ2の部分束（sublattice）
である剰余類束λ'の剰余類（coset）に分割される。な
お、「Ｚ2」なる表記は座標平面上の全ポイントのＸ座
標及びＹ座標の双方が整数であることを示している。図
３は、第一レベルの束分割において上記２Ｄ束λが二つ
の部分束λA及びλBに分割されることを示している。こ
の例では、λA ＝ ＲＺ2及びその（λ内の）剰余類λB
＝ ＲＺ2 ＋ （０，１）は上記第一レベルの束分割、即
ち、束分割連鎖からのλ/λA/λ'を表わしている。
「ｘ」及び「０」によって識別される上記束λ上のポイ
ントは、それぞれ、部分束λA及びλBからのポイントを
表わしている。１ビット／２Ｄの冗長量を持つ全剰余類
符号（coset code）について、何れかのトレリス状態か
らの全出力トランジッションがλA中の各信号点かまた
はλB中の各信号点かの何れかに対応するが、しかし双
方の信号点には対応しない。信号点配置符号化器１０２
（図１参照）の出力はλA上の未符号化ポイント系列で
ある。
【００１３】図３において、上記束の原点に記号Ｖによ
って識別されている領域（斜線の領域）がある。この領
域は上記束λAのヴォロノイ領域（Voronoi area）であ
る。このヴォロノイ領域は、この束上の他のポイントよ
りも上記原点に近いその座標平面上の全ポイントを包含
している。このヴォロノイ領域はその境界を成す二辺を
実線で区切られ、これらの線に沿う上記信号点がこの領
域に包含されていることを示している。このヴォロノイ
領域はその境界を成す残りの二辺を点線で区切られ、こ
れらの線に沿う上記信号点がこの領域から閉め出されて
いることを示している。このヴォロノイ領域の重要性は
以下で明らかにされる。
って識別されている領域（斜線の領域）がある。この領
域は上記束λAのヴォロノイ領域（Voronoi area）であ
る。このヴォロノイ領域は、この束上の他のポイントよ
りも上記原点に近いその座標平面上の全ポイントを包含
している。このヴォロノイ領域はその境界を成す二辺を
実線で区切られ、これらの線に沿う上記信号点がこの領
域に包含されていることを示している。このヴォロノイ
領域はその境界を成す残りの二辺を点線で区切られ、こ
れらの線に沿う上記信号点がこの領域から閉め出されて
いることを示している。このヴォロノイ領域の重要性は
以下で明らかにされる。
【００１４】本発明によれば、（ａ）符号化利得を与え
るためのトレリス符号化処理、及び、（ｂ）符号間干渉
の影響を克服するための予符号化処理が、単一の処理に
統合される。本発明の符号間干渉符号化器は、符号間干
渉チャネルを通じてデータを伝送し、同時に符号化と利
得の整形との双方を実現する。本発明は、トレリス符号
化と予符号化とを単一の処理に統合することによって、
予符号化損失を従来技術で可能とされていたものよりも
小さくする。更にまた、本発明による符号間干渉符号化
器の予符号化損失は上記トレリス符号を生成するために
使用される剰余類分割の数には左右されない。
るためのトレリス符号化処理、及び、（ｂ）符号間干渉
の影響を克服するための予符号化処理が、単一の処理に
統合される。本発明の符号間干渉符号化器は、符号間干
渉チャネルを通じてデータを伝送し、同時に符号化と利
得の整形との双方を実現する。本発明は、トレリス符号
化と予符号化とを単一の処理に統合することによって、
予符号化損失を従来技術で可能とされていたものよりも
小さくする。更にまた、本発明による符号間干渉符号化
器の予符号化損失は上記トレリス符号を生成するために
使用される剰余類分割の数には左右されない。
【００１５】図４は符号間干渉符号化器１０４のブロッ
ク・ダイヤグラムを示す。この符号間干渉符号化器１０
４には、トレリス符号化器４００、フィルタ４０２、モ
ジュロ演算手段４０４及び二個の加算器４０６、４０７
が包含される。上記で論考したように、符号間干渉符号
化器１０４は導入線４０８に信号点を受信し、その信号
点を導出線４１０に接続されている符号間干渉チャネル
１０８を通じて伝送するために出力する。フィルタ４０
２、モジュロ演算手段４０４及び加算器４０６は、符号
間干渉符号化器１０４の出力におけるノード４１２と加
算器４０６との間の帰還ループを構成している。符号間
干渉符号化器１０４にあっては、ノイズ予測誤差フィル
タ２０２の出力は白色ガウス・ノイズに影響されたａn
＋ｑnとなる。なお、ｑnは部分束λAまたはλB上のポイ
ントである。フィルタ４０２の出力はまた、ノード４１
２からの信号点に加算されてトレリス符号化器４００へ
の入力を生成するための加算器４０７へ加えられる。
ク・ダイヤグラムを示す。この符号間干渉符号化器１０
４には、トレリス符号化器４００、フィルタ４０２、モ
ジュロ演算手段４０４及び二個の加算器４０６、４０７
が包含される。上記で論考したように、符号間干渉符号
化器１０４は導入線４０８に信号点を受信し、その信号
点を導出線４１０に接続されている符号間干渉チャネル
１０８を通じて伝送するために出力する。フィルタ４０
２、モジュロ演算手段４０４及び加算器４０６は、符号
間干渉符号化器１０４の出力におけるノード４１２と加
算器４０６との間の帰還ループを構成している。符号間
干渉符号化器１０４にあっては、ノイズ予測誤差フィル
タ２０２の出力は白色ガウス・ノイズに影響されたａn
＋ｑnとなる。なお、ｑnは部分束λAまたはλB上のポイ
ントである。フィルタ４０２の出力はまた、ノード４１
２からの信号点に加算されてトレリス符号化器４００へ
の入力を生成するための加算器４０７へ加えられる。
【００１６】フィルタ４０２はＨ（Ｚ）−１の伝達関数
を有し、上記モジュロ演算が無視されている場合（即
ち、単純結線に置換されている場合）に、符号間干渉符
号化器１０４が１／Ｈ（ｚ）の有効伝達関数を持つよう
にする。従って、モジュロ演算手段４０４の演算を無視
することにより、符号間干渉符号化器１０４はノイズ予
測誤差フィルタ２０２の伝達関数の逆数である伝達関数
を持つこととなる。
を有し、上記モジュロ演算が無視されている場合（即
ち、単純結線に置換されている場合）に、符号間干渉符
号化器１０４が１／Ｈ（ｚ）の有効伝達関数を持つよう
にする。従って、モジュロ演算手段４０４の演算を無視
することにより、符号間干渉符号化器１０４はノイズ予
測誤差フィルタ２０２の伝達関数の逆数である伝達関数
を持つこととなる。
【００１７】本発明によれば、符号間干渉符号化器１０
４により、ヴィテルビ復号化器２０４への入力が加法性
白色ガウス・ノイズに影響されたトレリス符号系列ａn
＋ｑnとなることが確保される。これはモジュロ演算手
段４０４において適切なモジュロ演算を選択することに
よって達成される。符号間干渉符号化器１０４は、上記
トレリス符号を生成する上記有限状態機械の現状態に基
づいて適切なモジュロ演算を選択する。もしその現状態
が、現出力が部分束λA中にあれば、モジュロλA演算が
選択される。他方、もし上記現状態が現出力が部分束λ
B中にあることを必要としている場合には、モジュロλB
演算が選択される。このモジュロ演算の後、ノイズ予測
誤差フィルタ２０２の出力ａn＋ｑnは、ノイズが無いと
想定すると、上記有限状態機械の次の状態を判定するた
めに使用される。
４により、ヴィテルビ復号化器２０４への入力が加法性
白色ガウス・ノイズに影響されたトレリス符号系列ａn
＋ｑnとなることが確保される。これはモジュロ演算手
段４０４において適切なモジュロ演算を選択することに
よって達成される。符号間干渉符号化器１０４は、上記
トレリス符号を生成する上記有限状態機械の現状態に基
づいて適切なモジュロ演算を選択する。もしその現状態
が、現出力が部分束λA中にあれば、モジュロλA演算が
選択される。他方、もし上記現状態が現出力が部分束λ
B中にあることを必要としている場合には、モジュロλB
演算が選択される。このモジュロ演算の後、ノイズ予測
誤差フィルタ２０２の出力ａn＋ｑnは、ノイズが無いと
想定すると、上記有限状態機械の次の状態を判定するた
めに使用される。
【００１８】トレリス符号化器４００は上記トレリス符
号を生成する有限状態機械である。トレリス符号化器４
００は上記トレリス符号の全レベルの分割を扱うが、し
かしモジュロ演算は上記トレリス符号の第一レベルの束
分割だけに基づいている。
号を生成する有限状態機械である。トレリス符号化器４
００は上記トレリス符号の全レベルの分割を扱うが、し
かしモジュロ演算は上記トレリス符号の第一レベルの束
分割だけに基づいている。
【００１９】ノイズ白色化フィルタ２０３の出力がトレ
リス符号からの有効な系列である理由は、以下のことを
検討することによって理解することができる。過去の出
力信号点系列、…，ａ0＋ｑ0，…，ａn-2＋ｑn-2，ａ
n-1＋ｑn-1が有効なトレリス符号系列を構成するものと
想定する。もし出力ａn-1＋ｑn-1がそのトレリスを、部
分束λA中の各ポイントに対応するそれらトランジッシ
ョンだけを可能にする状態のままにしておく場合には、
トレリス符号化器４００はモジュロλA演算を選択す
る。しかし、もし出力ａn-1＋ｑn-1がそのトレリスを、
部分束λB中の各ポイントに対応するそれらトランジッ
ションだけを可能にする状態のままにしておく場合に
は、トレリス符号化器４００はモジュロλB演算を選択
する。モジュロλA演算を実行することによって、以下
で述べるように、帰還信号ｆnを部分束λA中の最も近い
ポイントｑnへ量子化して量子化誤差ｍnを判定する。同
様に、モジュロλB演算は部分束λB中の最も近いポイン
トｑnへの帰還信号ｆnを量子化して量子化誤差ｍnを判
定することを意味している。
リス符号からの有効な系列である理由は、以下のことを
検討することによって理解することができる。過去の出
力信号点系列、…，ａ0＋ｑ0，…，ａn-2＋ｑn-2，ａ
n-1＋ｑn-1が有効なトレリス符号系列を構成するものと
想定する。もし出力ａn-1＋ｑn-1がそのトレリスを、部
分束λA中の各ポイントに対応するそれらトランジッシ
ョンだけを可能にする状態のままにしておく場合には、
トレリス符号化器４００はモジュロλA演算を選択す
る。しかし、もし出力ａn-1＋ｑn-1がそのトレリスを、
部分束λB中の各ポイントに対応するそれらトランジッ
ションだけを可能にする状態のままにしておく場合に
は、トレリス符号化器４００はモジュロλB演算を選択
する。モジュロλA演算を実行することによって、以下
で述べるように、帰還信号ｆnを部分束λA中の最も近い
ポイントｑnへ量子化して量子化誤差ｍnを判定する。同
様に、モジュロλB演算は部分束λB中の最も近いポイン
トｑnへの帰還信号ｆnを量子化して量子化誤差ｍnを判
定することを意味している。
【００２０】モジュロ演算手段４０４内での量子化は、
上記量子化誤差ｍn（加算器４０６へ加えられる上記デ
ィザー信号）が常に部分束λAのヴォロノイ領域Ｖ中の
ポイントとなるように実行される。導入線４０８上の現
入力信号点（各信号点は未符号化信号点配置から選択さ
れる）が常に部分束λA中のポイントであるので、ａn＋
ｑnは、上記トレリス符号の有限状態機械中の有効なト
ランジッションに対応し、上記有限状態機械が新しい状
態を取るようにする。この処理は逐次的次入力（例え
ば、ａn+1）に対して継続的に反復される。このように
して、符号間干渉符号化器１０４により、この受信機中
のヴィテルビ復号化器２０４への入力が、加法性白色ガ
ウス・ノイズに影響された有効なトレリス符号系列であ
ることが保証される。
上記量子化誤差ｍn（加算器４０６へ加えられる上記デ
ィザー信号）が常に部分束λAのヴォロノイ領域Ｖ中の
ポイントとなるように実行される。導入線４０８上の現
入力信号点（各信号点は未符号化信号点配置から選択さ
れる）が常に部分束λA中のポイントであるので、ａn＋
ｑnは、上記トレリス符号の有限状態機械中の有効なト
ランジッションに対応し、上記有限状態機械が新しい状
態を取るようにする。この処理は逐次的次入力（例え
ば、ａn+1）に対して継続的に反復される。このように
して、符号間干渉符号化器１０４により、この受信機中
のヴィテルビ復号化器２０４への入力が、加法性白色ガ
ウス・ノイズに影響された有効なトレリス符号系列であ
ることが保証される。
【００２１】上記で論考したように、上記予符号化損失
は符号間干渉チャネル１０８によって引き起こされた符
号間干渉の影響を克服するために必要な付加伝送エネル
ギーである。図４の実施例では、上記予符号化損失は量
子化誤差ｍnの平均エネルギーであり、上記部分束λAの
ヴォロノイ領域Ｖの平均エネルギーである。上記予符号
化処理を上記符号化処理と統合すること、即ち、ディザ
ー信号（即ち、逐次ディザー信号系列ｍn）を入力チャ
ンル信号点系列に加えることによって、符号間干渉符号
化器１０４は上記トレリス符号を生成するために使用さ
れる第一レベルの束分割中での部分束に基づいてモジュ
ロ演算を実行する。上記第一レベルの束分割中の上記各
部分束は、その束のもっと後の各分割より更に稠密（微
細）である。そのため、上記第一レベルの束分割に対応
している束はもっと後の各分割に対応している各束のも
のよりも小さいヴォロノイ領域を持ち、従って、より低
い平均エネルギーを有している。この結果、予符号化損
失が小さくなる。同様に、上記第一レベルの束分割での
演算により、上記予符号化損失が上記トレリス符号を生
成する剰余類分割の数には左右されなくなる。
は符号間干渉チャネル１０８によって引き起こされた符
号間干渉の影響を克服するために必要な付加伝送エネル
ギーである。図４の実施例では、上記予符号化損失は量
子化誤差ｍnの平均エネルギーであり、上記部分束λAの
ヴォロノイ領域Ｖの平均エネルギーである。上記予符号
化処理を上記符号化処理と統合すること、即ち、ディザ
ー信号（即ち、逐次ディザー信号系列ｍn）を入力チャ
ンル信号点系列に加えることによって、符号間干渉符号
化器１０４は上記トレリス符号を生成するために使用さ
れる第一レベルの束分割中での部分束に基づいてモジュ
ロ演算を実行する。上記第一レベルの束分割中の上記各
部分束は、その束のもっと後の各分割より更に稠密（微
細）である。そのため、上記第一レベルの束分割に対応
している束はもっと後の各分割に対応している各束のも
のよりも小さいヴォロノイ領域を持ち、従って、より低
い平均エネルギーを有している。この結果、予符号化損
失が小さくなる。同様に、上記第一レベルの束分割での
演算により、上記予符号化損失が上記トレリス符号を生
成する剰余類分割の数には左右されなくなる。
【００２２】符号間干渉符号化器１０４は、もし上記信
号点系列ａnをヴィテルビ復号化器２０４の出力ａn'＋
ｑn'から一意的に復元することができる場合には、上手
く働くこととなる。なお、上記表記ａn'＋ｑn'は上記量
ａn＋ｑnの推定値を表わしている。図５に詳細に示され
ている符号間干渉復号化器２０６はこの復号処理を実行
する。
号点系列ａnをヴィテルビ復号化器２０４の出力ａn'＋
ｑn'から一意的に復元することができる場合には、上手
く働くこととなる。なお、上記表記ａn'＋ｑn'は上記量
ａn＋ｑnの推定値を表わしている。図５に詳細に示され
ている符号間干渉復号化器２０６はこの復号処理を実行
する。
【００２３】図５において、符号間干渉復号化器２０６
はフィルタ５００及び量子化器５０２を包含している。
フィルタ５００はノイズ予測誤差フィルタ２０２の上記
伝達関数の逆数である伝達関数１／Ｈ（ｚ）を持ってい
る。チャネル誤差が無い場合、フィルタ５００はａn＋
ｑnの値を持つ信号点をヴィテルビ復号化器２０４の出
力から受信する。上記系列ａn＋ｑnはフィルタ５００で
濾波して除去され、信号ａn−ｍnが得られる。ｍnは常
に上記部分束λAのヴォロノイ領域Ｖ中にあり、且つ、
ａnは上記部分束λA上のポイントであるので、量子化器
５０２は、従来方法で単に上記部分束λA中の最も近い
ポイントへの量子化を（上記量子化誤差がヴォロノイ領
域Ｖ内にあるように）行なうことによって、ａn−ｍnか
らａnを復元することができる。
はフィルタ５００及び量子化器５０２を包含している。
フィルタ５００はノイズ予測誤差フィルタ２０２の上記
伝達関数の逆数である伝達関数１／Ｈ（ｚ）を持ってい
る。チャネル誤差が無い場合、フィルタ５００はａn＋
ｑnの値を持つ信号点をヴィテルビ復号化器２０４の出
力から受信する。上記系列ａn＋ｑnはフィルタ５００で
濾波して除去され、信号ａn−ｍnが得られる。ｍnは常
に上記部分束λAのヴォロノイ領域Ｖ中にあり、且つ、
ａnは上記部分束λA上のポイントであるので、量子化器
５０２は、従来方法で単に上記部分束λA中の最も近い
ポイントへの量子化を（上記量子化誤差がヴォロノイ領
域Ｖ内にあるように）行なうことによって、ａn−ｍnか
らａnを復元することができる。
【００２４】上記説明では、符号間干渉符号化器１０４
は未符号化信号点配置から選択される信号点系列を受信
する状況で述べられている。しかし、符号間干渉符号化
器１０４はこの符号間干渉符号化器１０４が別のトレリ
ス符号へ変換する第一トレリス符号を使用して符号化さ
れた信号点を受信することも可能である。
は未符号化信号点配置から選択される信号点系列を受信
する状況で述べられている。しかし、符号間干渉符号化
器１０４はこの符号間干渉符号化器１０４が別のトレリ
ス符号へ変換する第一トレリス符号を使用して符号化さ
れた信号点を受信することも可能である。
【００２５】本発明は１ビット／２Ｄの冗長量を持つ２
Ｄトレリス符号化信号点を扱う状況で記述されている
が、本発明は他の次元や冗長量のトレリス符号、及び他
の信号空間符号に同様に適用可能である。更にまた、無
整形信号点配置、及び、異なる規模や異なる次元の信号
点配置も使用可能である。
Ｄトレリス符号化信号点を扱う状況で記述されている
が、本発明は他の次元や冗長量のトレリス符号、及び他
の信号空間符号に同様に適用可能である。更にまた、無
整形信号点配置、及び、異なる規模や異なる次元の信号
点配置も使用可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予符号化処理及び符号化処理を統合することにより、符
号間干渉及び予符号化損失が極小化される効果がある。
更に、予符号化処理を符号化処理と一緒に実行すること
によって、非線形モジュロ演算は上記トレリス符号を生
成するために使用される第一レベルの束分割に基づいて
実行され、この結果、予符号化損失が従来の予符号化技
術より小さくなり、且つ、その予符号化損失が上記トレ
リス符号を生成するために使用される剰余類分割の数に
は左右されなくなる効果がある。符号化処理もまた、上
記トレリス符号を生成するために使用される有限状態機
械の現状態の関数として適切な非線形モジュロ演算を選
択することによって実行される効果がある。
予符号化処理及び符号化処理を統合することにより、符
号間干渉及び予符号化損失が極小化される効果がある。
更に、予符号化処理を符号化処理と一緒に実行すること
によって、非線形モジュロ演算は上記トレリス符号を生
成するために使用される第一レベルの束分割に基づいて
実行され、この結果、予符号化損失が従来の予符号化技
術より小さくなり、且つ、その予符号化損失が上記トレ
リス符号を生成するために使用される剰余類分割の数に
は左右されなくなる効果がある。符号化処理もまた、上
記トレリス符号を生成するために使用される有限状態機
械の現状態の関数として適切な非線形モジュロ演算を選
択することによって実行される効果がある。
【００２７】なお、特許請求の範囲に記載した参照符号
は、発明の理解を容易にするためのもので、その範囲を
制限するように理解されるべきものではない。
は、発明の理解を容易にするためのもので、その範囲を
制限するように理解されるべきものではない。
【図１】図１は本発明の原理によって構成された通信シ
ステムの送信機部分を示すブロック・ダイヤグラムであ
る。
ステムの送信機部分を示すブロック・ダイヤグラムであ
る。
【図２】図２は本発明の原理によって構成された通信シ
ステムの受信機部分を示すブロック・ダイヤグラムであ
る。
ステムの受信機部分を示すブロック・ダイヤグラムであ
る。
【図３】図３は本発明により、トレリス符号を生成する
ために使用することができる２次元束の第一レベルの束
分割を示す図である。
ために使用することができる２次元束の第一レベルの束
分割を示す図である。
【図４】図４は図１の符号間干渉符号化器を示すブロッ
ク・ダイヤグラムである。
ク・ダイヤグラムである。
【図５】図５は図２の符号間干渉復号化器を示すブロッ
ク・ダイヤグラムである。
ク・ダイヤグラムである。
１００ ２進データ・ソース １０２ 信号点配置符号化器 １０４ 符号間干渉符号化器 １０６ 伝送フィルタ １０８ 符号間干渉チャネル １１０ 符号間干渉チャネル・フィルタ １１２ ノイズ要素 ２００ 等化・標本化器 ２０２ ノイズ予測誤差フィルタ ２０３ ノイズ白色化フィルタ ２０４ ヴィテルビ復号化器 ２０６ 符号間干渉復号化器 ２０８ 信号点配置復号化器 ２１０ データ・リンク ４００ トレリス符号化器 ４０２ フィルタ ４０４ モジュロ演算手段 ４０６ 加算器 ４０７ 加算器 ４０８ 導入線 ４１０ 導出線 ４１２ ノード ５００ フィルタ ５０２ 量子化器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−275747（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−256251（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−11829（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−30591（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 27/00 - 27/38 H03M 13/23 - 13/25
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の信号空間符号を用いて符号間干渉
チャネルを介してデータを伝送する方法において、該方
法は、 入力データストリームを受け取るステップと、 前記信号空間符号の符号化信号点系列を生成するステッ
プとを有し、 前記信号空間符号の現信号点は、前記入力データストリ
ームのデータと、有限状態機械の現出力との関数であ
り、 前記有限状態機械への現入力は、前に生成された前記信
号空間符号の信号点から導出されることを特徴とする、
符号間干渉チャネルを介してデータを伝送する方法。 - 【請求項２】 前記信号空間符号はトレリス符号からな
ることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 所定の信号空間符号を用いて符号間干渉
チャネルを介してデータを伝送する装置において、該装
置は、 入力データストリームを受け取る手段と、 現入力を受け取り、現出力を生成する有限状態機械と、 前記信号空間符号の符号化信号点系列を生成する手段と
を有し、 前記信号空間符号の現信号点は、前記入力データストリ
ームのデータと、有限状態機械の現出力との関数であ
り、 前記有限状態機械への現入力は、前に生成された前記信
号空間符号の信号点から導出されることを特徴とする、
符号間干渉チャネルを介してデータを伝送する装置。 - 【請求項４】 前記信号空間符号はトレリス符号からな
ることを特徴とする請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 所定の信号空間符号を用いて符号間干渉
チャネルを介してデータを受信機へ伝送する方法におい
て、該方法は、 入力データストリームを受け取るステップと、 現入力信号点の値を修正して、前記受信機のビタビ復号
器への入力として前記信号空間符号系列の現サンプルを
生成する修正ステップとを有し、 前記修正ステップは、有限状態機械の現出力の関数とし
て実行され、 前記有限状態機械は、前記信号空間符号系列の前のサン
プルを現入力として受け取ることを特徴とする、符号間
干渉チャネルを介してデータを受信機へ伝送する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/076,603 US5488633A (en) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Intersymbol interference channel coding scheme |
| US076603 | 1993-06-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0799510A JPH0799510A (ja) | 1995-04-11 |
| JP3059636B2 true JP3059636B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=22133080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6153107A Expired - Lifetime JP3059636B2 (ja) | 1993-06-14 | 1994-06-13 | 符号間干渉チャネルを介してデータを伝送する方法とその装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5488633A (ja) |
| EP (1) | EP0633679B1 (ja) |
| JP (1) | JP3059636B2 (ja) |
| CA (1) | CA2121757C (ja) |
| DE (1) | DE69433075T2 (ja) |
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| US5878077A (en) * | 1995-10-10 | 1999-03-02 | Paradyne Corporation | Apparatus for high-speed simultaneous voice/data communications |
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| US4888779A (en) * | 1988-03-18 | 1989-12-19 | International Business Machines Corporation | Matched spectral null trellis codes for partial response channels |
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1993
- 1993-06-14 US US08/076,603 patent/US5488633A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-04-20 CA CA002121757A patent/CA2121757C/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-07 EP EP94304063A patent/EP0633679B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-07 DE DE69433075T patent/DE69433075T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-13 JP JP6153107A patent/JP3059636B2/ja not_active Expired - Lifetime
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