JP3115735B2 - データ送受信装置および方法 - Google Patents
データ送受信装置および方法Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/3405—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power
- H04L27/3416—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes
- H04L27/3427—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes in which the constellation is the n - fold Cartesian product of a single underlying two-dimensional constellation
- H04L27/3433—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes in which the constellation is the n - fold Cartesian product of a single underlying two-dimensional constellation using an underlying square constellation
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
- Detection And Correction Of Errors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音声帯域データ伝送
（例えば、モデム）アプリケーションに有用なマルチレ
ベル符号変調に関する。
（例えば、モデム）アプリケーションに有用なマルチレ
ベル符号変調に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下、「マルチレベル符号変調」とは、
入力データが複数のストリームに分割され、各ストリー
ムがそれぞれの冗長符号を使用して符号化される方式を
いう。続いて符号化出力は、通信チャネル（例えば音声
帯域電話チャネル）による伝送用に所定の信号配置から
チャネル記号を選択するために共同して使用される。マ
ルチレベル符号変調方式を採用する主な利点は、符号の
複雑さおよび復号遅延に対するさまざまな制約条件を満
たしながら、所望のレベルの誤り率性能（「符号化利
得」）を備えた符号化方式をシステム設計者が設計する
際の柔軟性が大きいことである。従来技術では以下の符
号化方法が知られている。 （１） ２元ブロックおよび畳み込み符号。 （２） コセット符号（ウンガベックおよび格子符号を
含む）。 （３） ＧＦ（２m）上の符号（例えばリード・ソロモ
ン符号）。 （４） 非符号化ビット。 （５） 単一またはマルチレベル分割符号。 （６） （３）のクラスと他のクラスの連接。
入力データが複数のストリームに分割され、各ストリー
ムがそれぞれの冗長符号を使用して符号化される方式を
いう。続いて符号化出力は、通信チャネル（例えば音声
帯域電話チャネル）による伝送用に所定の信号配置から
チャネル記号を選択するために共同して使用される。マ
ルチレベル符号変調方式を採用する主な利点は、符号の
複雑さおよび復号遅延に対するさまざまな制約条件を満
たしながら、所望のレベルの誤り率性能（「符号化利
得」）を備えた符号化方式をシステム設計者が設計する
際の柔軟性が大きいことである。従来技術では以下の符
号化方法が知られている。 （１） ２元ブロックおよび畳み込み符号。 （２） コセット符号（ウンガベックおよび格子符号を
含む）。 （３） ＧＦ（２m）上の符号（例えばリード・ソロモ
ン符号）。 （４） 非符号化ビット。 （５） 単一またはマルチレベル分割符号。 （６） （３）のクラスと他のクラスの連接。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】マルチレベル符号変調
方式における柔軟性をさらに増大させることが所望され
る。
方式における柔軟性をさらに増大させることが所望され
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、これら
の種類の冗長符号のうちの２つの特定の組合せを使用し
たマルチレベル符号変調方式が特に有利となる。特に、
入力データの第１部分（以後「トレリス符号化ビット」
という）がトレリス符号化され、その結果の符号化され
たストリームは、連続する記号間隔のそれぞれに対し
て、所定のコンステレーションの記号の所定数のサブセ
ットのうちの特定のサブセットを識別するために使用さ
れる。残りの入力データ（以後「非トレリス符号化ビッ
ト」という）はリード・ソロモン（ＲＳ）符号を使用し
て符号化され、その出力は識別されたサブセットから特
定の記号を伝送用に選択するために使用される。本発明
によれば、ＲＳ符号が高いレートの場合（すなわち、低
い冗長度、高い帯域幅効率）でも、大きい符号化利得が
達成される。
の種類の冗長符号のうちの２つの特定の組合せを使用し
たマルチレベル符号変調方式が特に有利となる。特に、
入力データの第１部分（以後「トレリス符号化ビット」
という）がトレリス符号化され、その結果の符号化され
たストリームは、連続する記号間隔のそれぞれに対し
て、所定のコンステレーションの記号の所定数のサブセ
ットのうちの特定のサブセットを識別するために使用さ
れる。残りの入力データ（以後「非トレリス符号化ビッ
ト」という）はリード・ソロモン（ＲＳ）符号を使用し
て符号化され、その出力は識別されたサブセットから特
定の記号を伝送用に選択するために使用される。本発明
によれば、ＲＳ符号が高いレートの場合（すなわち、低
い冗長度、高い帯域幅効率）でも、大きい符号化利得が
達成される。
【０００５】好ましい実施例は、直角格子に基づく２Ｎ
次元コンステレーション（Ｎ＝１，２，４，
８，．．．）を使用する。コンステレーションは、４Ｎ
個のサブセットに分割される。トレリス符号の状態数
は、トレリス符号化ビットに対して所望される誤り率性
能に基づいて選択される。非トレリス符号化ビットの誤
り率性能は、全く符号化されない場合には、一般的にト
レリス符号化ビットの誤り率性能よりも悪いため、符号
化方式全体の誤り率性能（すなわち、全符号化利得）
は、非トレリス符号化ビットの誤り率性能によって決定
（支配）される。しかし、ＲＳ符号器によって実現され
る符号は、非トレリス符号化ビットの誤り率性能を、ト
レリス符号化ビットに与えられるのと少なくとも同じく
らい高いレベルに増大させるようなものであるため、符
号化方式全体の誤り率性能は、トレリス符号がトレリス
符号化ビットに与えるのと同じくらいにまで向上する。
本発明によれば、これを達成するために、非常に簡単な
高レートＲＳ符号が使用可能であることが分かる。
次元コンステレーション（Ｎ＝１，２，４，
８，．．．）を使用する。コンステレーションは、４Ｎ
個のサブセットに分割される。トレリス符号の状態数
は、トレリス符号化ビットに対して所望される誤り率性
能に基づいて選択される。非トレリス符号化ビットの誤
り率性能は、全く符号化されない場合には、一般的にト
レリス符号化ビットの誤り率性能よりも悪いため、符号
化方式全体の誤り率性能（すなわち、全符号化利得）
は、非トレリス符号化ビットの誤り率性能によって決定
（支配）される。しかし、ＲＳ符号器によって実現され
る符号は、非トレリス符号化ビットの誤り率性能を、ト
レリス符号化ビットに与えられるのと少なくとも同じく
らい高いレベルに増大させるようなものであるため、符
号化方式全体の誤り率性能は、トレリス符号がトレリス
符号化ビットに与えるのと同じくらいにまで向上する。
本発明によれば、これを達成するために、非常に簡単な
高レートＲＳ符号が使用可能であることが分かる。
【０００６】本発明によれば、特に２つのマルチレベル
符号変調方式が有利であることが分かる。第１の方式
は、８個の４次元（４Ｄ）サブセットに分割された４Ｄ
コンステレーション、４Ｄ，６４状態トレリス符号、お
よび単一誤り訂正ＲＳ符号を使用する。第２の方式は、
４個の２次元（２Ｄ）サブセットに分割された２Ｄコン
ステレーション、２Ｄ，６４状態トレリス符号、および
二重誤り訂正ＲＳ符号を使用する。これらの方式は、現
在関心のある２つのアプリケーションで特に有利に使用
される。その１つは、ダイヤル呼出電話チャネルによる
約１９．２Ｋｂｐｓでのデータの伝送である。もう１つ
は、いわゆる電話加入者地域ループによる１．５４４Ｍ
ｂｐｓ（いわゆるＴ１速度）までの速度でのデータの伝
送である。後者は、米国特許第４，９２４，４９２号
（発明者：Ｒ．Ｄ．ギトリン他、発行日：１９９０年５
月９日）に一般的に記載されている。
符号変調方式が有利であることが分かる。第１の方式
は、８個の４次元（４Ｄ）サブセットに分割された４Ｄ
コンステレーション、４Ｄ，６４状態トレリス符号、お
よび単一誤り訂正ＲＳ符号を使用する。第２の方式は、
４個の２次元（２Ｄ）サブセットに分割された２Ｄコン
ステレーション、２Ｄ，６４状態トレリス符号、および
二重誤り訂正ＲＳ符号を使用する。これらの方式は、現
在関心のある２つのアプリケーションで特に有利に使用
される。その１つは、ダイヤル呼出電話チャネルによる
約１９．２Ｋｂｐｓでのデータの伝送である。もう１つ
は、いわゆる電話加入者地域ループによる１．５４４Ｍ
ｂｐｓ（いわゆるＴ１速度）までの速度でのデータの伝
送である。後者は、米国特許第４，９２４，４９２号
（発明者：Ｒ．Ｄ．ギトリン他、発行日：１９９０年５
月９日）に一般的に記載されている。
【０００７】
【実施例】図１で、データソース１０１（例えばパーソ
ナル・コンピュータ）からの２値データは、所定の２Ｎ
次元信号コンステレーションからとられた２Ｎ次元記号
によって表現され、この記号は、音声帯域電話チャネル
１５０によって伝送するための搬送波上に変調される。
ナル・コンピュータ）からの２値データは、所定の２Ｎ
次元信号コンステレーションからとられた２Ｎ次元記号
によって表現され、この記号は、音声帯域電話チャネル
１５０によって伝送するための搬送波上に変調される。
【０００８】少し図３を参照する。図３は、この技術分
野で従来使用されているいくつかの用語および概念を理
解するのに有用である。前記の記号はそれぞれＮ個の成
分２次元（２Ｄ）「信号点」Ｎ＝１，２，３，．．．の
連結からなる。このような各信号点は、所定の２Ｄコン
ステレーション（例えば、図３に示すいわゆるＱＡＭコ
ンステレーション）内の点である。（２Ｄコンステレー
ション内の信号点の数は、アプリケーションの要求に依
存する。）２Ｎ次元記号は、持続時間Ｔの「信号間隔」
Ｎ個の間に、各信号間隔ごとに１信号点ずつ、伝送チャ
ネルに送出される。特定の符号変調方式で使用されるす
べての異なる２Ｎ次元記号の総体は、「２Ｎ次元コンス
テレーション」と呼ばれる。
野で従来使用されているいくつかの用語および概念を理
解するのに有用である。前記の記号はそれぞれＮ個の成
分２次元（２Ｄ）「信号点」Ｎ＝１，２，３，．．．の
連結からなる。このような各信号点は、所定の２Ｄコン
ステレーション（例えば、図３に示すいわゆるＱＡＭコ
ンステレーション）内の点である。（２Ｄコンステレー
ション内の信号点の数は、アプリケーションの要求に依
存する。）２Ｎ次元記号は、持続時間Ｔの「信号間隔」
Ｎ個の間に、各信号間隔ごとに１信号点ずつ、伝送チャ
ネルに送出される。特定の符号変調方式で使用されるす
べての異なる２Ｎ次元記号の総体は、「２Ｎ次元コンス
テレーション」と呼ばれる。
【０００９】図１の実施例では、Ｎの値は２である。す
なわち、信号コンステレーションは、各４Ｄ記号間隔の
第１および第２信号間隔においてそれぞれ第１および第
２の２Ｄ信号コンステレーションからとられた記号から
なる４次元（４Ｄ）コンステレーションである。例え
ば、同一の２Ｄコンステレーションが両方の信号間隔に
対して使用される。特に、その２Ｄコンステレーション
は、例えば、図４の６４信号点（６４点）ＱＡＭコンス
テレーションである。さらに、２つの２Ｄ信号点のすべ
ての可能な組合せが本実施例では使用されるため、４Ｄ
コンステレーションは６４2＝４０９６個の４Ｄ記号か
らなる。
なわち、信号コンステレーションは、各４Ｄ記号間隔の
第１および第２信号間隔においてそれぞれ第１および第
２の２Ｄ信号コンステレーションからとられた記号から
なる４次元（４Ｄ）コンステレーションである。例え
ば、同一の２Ｄコンステレーションが両方の信号間隔に
対して使用される。特に、その２Ｄコンステレーション
は、例えば、図４の６４信号点（６４点）ＱＡＭコンス
テレーションである。さらに、２つの２Ｄ信号点のすべ
ての可能な組合せが本実施例では使用されるため、４Ｄ
コンステレーションは６４2＝４０９６個の４Ｄ記号か
らなる。
【００１０】図１に戻り、ソース１０１からのビットの
ストリームは、４Ｄ記号間隔あたり１０．８８７５ビッ
トの平均速度でスクランブラ１０４に入力される。（こ
の速度の意味は後で明らかになる。）スクランブラ１０
４は、そのデータを通常の方法でランダム化する。スク
ランブラ１０４の直列ビットストリーム出力は、直並列
（Ｓ／Ｐ）変換器１０５に送られる。
ストリームは、４Ｄ記号間隔あたり１０．８８７５ビッ
トの平均速度でスクランブラ１０４に入力される。（こ
の速度の意味は後で明らかになる。）スクランブラ１０
４は、そのデータを通常の方法でランダム化する。スク
ランブラ１０４の直列ビットストリーム出力は、直並列
（Ｓ／Ｐ）変換器１０５に送られる。
【００１１】Ｓ／Ｐ変換器１０５は、各４Ｄ記号間隔に
対して、リード１０８／１０９上に１１ビットの出力ワ
ードを送出する。（文脈から明らかなように、明細書お
よび図面中のさまざまなリード（例えばリード１０８ま
たはリード１０９）は、実際にはリードの束であり、そ
の束の各リードがそれぞれビットを運搬するものと解す
べきである。）特に、２ビットがリード１０８上に送出
され、他の９ビットがリード１０９上に送出される。Ｓ
／Ｐ変換器１０５は、リード１０９上にビットを送出せ
ずにリード１０８上にのみ２ビットを送出することもあ
る（詳細は後述）。
対して、リード１０８／１０９上に１１ビットの出力ワ
ードを送出する。（文脈から明らかなように、明細書お
よび図面中のさまざまなリード（例えばリード１０８ま
たはリード１０９）は、実際にはリードの束であり、そ
の束の各リードがそれぞれビットを運搬するものと解す
べきである。）特に、２ビットがリード１０８上に送出
され、他の９ビットがリード１０９上に送出される。Ｓ
／Ｐ変換器１０５は、リード１０９上にビットを送出せ
ずにリード１０８上にのみ２ビットを送出することもあ
る（詳細は後述）。
【００１２】リード１０８／１０９上のビットのストリ
ームは、４Ｄ，６４状態トレリス符号器１１２およびレ
ート１５８／１６０リード・ソロモン（ＲＳ）符号器１
１４からなる符号器１１に送られる。特に、リード１０
８上の連続するビット対からなるビットのストリームが
トレリス符号器１１２に供給され、そのリード１１３上
の出力は３ビットからなる。この３ビットは、４Ｄコン
ステレーションの４０９６個の４Ｄ記号のうち、８個の
所定のサブセットのうちの１つを識別する。
ームは、４Ｄ，６４状態トレリス符号器１１２およびレ
ート１５８／１６０リード・ソロモン（ＲＳ）符号器１
１４からなる符号器１１に送られる。特に、リード１０
８上の連続するビット対からなるビットのストリームが
トレリス符号器１１２に供給され、そのリード１１３上
の出力は３ビットからなる。この３ビットは、４Ｄコン
ステレーションの４０９６個の４Ｄ記号のうち、８個の
所定のサブセットのうちの１つを識別する。
【００１３】記号は、次のような標準的な方法でサブセ
ットに割り当てられる。４Ｄコンステレーション全体の
２個の２Ｄ成分コンステレーション（図４）はそれぞれ
４個の２Ｄサブセットに分割される。それらをａ、ｂ、
ｃ、およびｄと表す。図３に、参照符号によって、これ
ら４個の２Ｄサブセットのうちのいずれが各２Ｄ点に割
り当てられるかを示す。こうして、４Ｄコンステレーシ
ョン全体の８個のサブセットは、図５のようになる。
ットに割り当てられる。４Ｄコンステレーション全体の
２個の２Ｄ成分コンステレーション（図４）はそれぞれ
４個の２Ｄサブセットに分割される。それらをａ、ｂ、
ｃ、およびｄと表す。図３に、参照符号によって、これ
ら４個の２Ｄサブセットのうちのいずれが各２Ｄ点に割
り当てられるかを示す。こうして、４Ｄコンステレーシ
ョン全体の８個のサブセットは、図５のようになる。
【００１４】特に、４ＤサブセットＳ０は、第１および
第２成分２Ｄ信号点がいずれも２Ｄサブセットａまたは
２Ｄサブセットｂからとられた各４Ｄ記号からなる。図
５で、信号点のこれらの組合せを（ａ，ａ）および
（ｂ，ｂ）と表す。これらをそれぞれ「４Ｄ型」と呼
ぶ。他の４Ｄサブセットのそれぞれ（Ｓ１〜Ｓ７）もま
た、図示のように２Ｄサブセットを組み合わせることに
よって形成される。
第２成分２Ｄ信号点がいずれも２Ｄサブセットａまたは
２Ｄサブセットｂからとられた各４Ｄ記号からなる。図
５で、信号点のこれらの組合せを（ａ，ａ）および
（ｂ，ｂ）と表す。これらをそれぞれ「４Ｄ型」と呼
ぶ。他の４Ｄサブセットのそれぞれ（Ｓ１〜Ｓ７）もま
た、図示のように２Ｄサブセットを組み合わせることに
よって形成される。
【００１５】例えば、４ＤサブセットＳ３は、第１およ
び第２成分２Ｄ信号点が、それぞれ、２Ｄサブセットａ
およびｄから（（ａ，ｄ）とラベルされた４Ｄ型）、ま
たは、２Ｄサブセットｂおよびｃから（（ｂ，ｃ）とラ
ベルされた４Ｄ型）とられた各４Ｄ記号からなる。全部
で４０９６個の４Ｄ記号があり、８個のサブセットがあ
るため、各４Ｄサブセットは５１２個の４Ｄ記号を含
む。
び第２成分２Ｄ信号点が、それぞれ、２Ｄサブセットａ
およびｄから（（ａ，ｄ）とラベルされた４Ｄ型）、ま
たは、２Ｄサブセットｂおよびｃから（（ｂ，ｃ）とラ
ベルされた４Ｄ型）とられた各４Ｄ記号からなる。全部
で４０９６個の４Ｄ記号があり、８個のサブセットがあ
るため、各４Ｄサブセットは５１２個の４Ｄ記号を含
む。
【００１６】従来のトレリス符号変調（ＴＣＭ）方式で
は、リード１０９に送出されるビットはいわゆる「非符
号化ビット」である。このビットは、リード１１３上の
ビットによって識別される４Ｄサブセットから特定の記
号を伝送用に選択するために使用される。従って、従来
のＴＣＭ方式では、リード１０９上の各９ビットワード
は、識別された４Ｄサブセットの２9＝５１２個の４Ｄ
記号のうちの１つを選択するために使用される。
は、リード１０９に送出されるビットはいわゆる「非符
号化ビット」である。このビットは、リード１１３上の
ビットによって識別される４Ｄサブセットから特定の記
号を伝送用に選択するために使用される。従って、従来
のＴＣＭ方式では、リード１０９上の各９ビットワード
は、識別された４Ｄサブセットの２9＝５１２個の４Ｄ
記号のうちの１つを選択するために使用される。
【００１７】しかし、本発明によれば、リード１０９上
のビットのストリームは、記号を直接選択するために使
用されない。むしろ、それらのビットはまずＲＳ符号器
１１４によって符号化され、識別されたサブセットから
特定記号を選択するために使用されるのはこのＲＳ符号
器の出力（９ビットワードの形式のままである）であ
る。従って、全符号化方式は、複数（この場合、２個）
のレベルの入力ビットが符号化されるという意味で「マ
ルチレベル符号変調方式」である。特に、いくつかのビ
ットはトレリス符号化され、残り（いわゆる「非トレリ
ス符号化」ビット）は、リード・ソロモン（ＲＳ）符号
化される。
のビットのストリームは、記号を直接選択するために使
用されない。むしろ、それらのビットはまずＲＳ符号器
１１４によって符号化され、識別されたサブセットから
特定記号を選択するために使用されるのはこのＲＳ符号
器の出力（９ビットワードの形式のままである）であ
る。従って、全符号化方式は、複数（この場合、２個）
のレベルの入力ビットが符号化されるという意味で「マ
ルチレベル符号変調方式」である。特に、いくつかのビ
ットはトレリス符号化され、残り（いわゆる「非トレリ
ス符号化」ビット）は、リード・ソロモン（ＲＳ）符号
化される。
【００１８】ＲＳ符号器１１４は、周知の型のものであ
り、例えば、ＧＦ（２9）でｋ＝１５８の従来のレート
ｋ／ｋ＋２組織符号器である。リード・ソロモン符号化
および復号は、例えば、マイケルソン他「ディジタル通
信のための誤り制御技術」第６章、ジョン・ワイリー・
アンド・サンズ（１９８５年）に記載されている。それ
に記載されるように、符号器１１４は、ＲＳフレームで
その出力を送出する。
り、例えば、ＧＦ（２9）でｋ＝１５８の従来のレート
ｋ／ｋ＋２組織符号器である。リード・ソロモン符号化
および復号は、例えば、マイケルソン他「ディジタル通
信のための誤り制御技術」第６章、ジョン・ワイリー・
アンド・サンズ（１９８５年）に記載されている。それ
に記載されるように、符号器１１４は、ＲＳフレームで
その出力を送出する。
【００１９】図６に示すように、各ＲＳフレームは、リ
ード１１５上の１６０（すなわち、ｋ＋２）個の９ビッ
トＲＳワードからなる。ＲＳ符号はいわゆる組織符号で
あるため、フレームの最初のｋ＝１５８ワードは単にリ
ード１０９からの１５８個の連続する入力ワードであ
る。これらを、「情報伝達ワード」と呼ぶ。１６０ワー
ドのフレームの最後の２ワードは、選択されたＲＳ符号
に従って最初の１５８ワードの値に応じて生成されたい
わゆる「冗長ワード」である。
ード１１５上の１６０（すなわち、ｋ＋２）個の９ビッ
トＲＳワードからなる。ＲＳ符号はいわゆる組織符号で
あるため、フレームの最初のｋ＝１５８ワードは単にリ
ード１０９からの１５８個の連続する入力ワードであ
る。これらを、「情報伝達ワード」と呼ぶ。１６０ワー
ドのフレームの最後の２ワードは、選択されたＲＳ符号
に従って最初の１５８ワードの値に応じて生成されたい
わゆる「冗長ワード」である。
【００２０】１６０ワードの全フレームがまず受信機で
回復され、２個の冗長ワードの存在によって、１６０ワ
ードのうち、誤って回復された１ワード、または、消去
された２ワードの識別および訂正が可能となる。従っ
て、この特定のＲＳ符号を単一誤り訂正ＲＳ符号と呼
ぶ。ＲＳ符号器１１４の動作は、９ビットのワードが、
フレームを構成する最初の１５８個の連続する４Ｄ記号
間隔のそれぞれに対してリード１０９に送出され、残り
の２個の４Ｄ記号間隔ではビットが送出されないよう
に、Ｓ／Ｐ変換器１０５の動作と同期する。符号器１１
４が前記の２個の冗長ワードを出力するのはこの２個の
間隔中である。
回復され、２個の冗長ワードの存在によって、１６０ワ
ードのうち、誤って回復された１ワード、または、消去
された２ワードの識別および訂正が可能となる。従っ
て、この特定のＲＳ符号を単一誤り訂正ＲＳ符号と呼
ぶ。ＲＳ符号器１１４の動作は、９ビットのワードが、
フレームを構成する最初の１５８個の連続する４Ｄ記号
間隔のそれぞれに対してリード１０９に送出され、残り
の２個の４Ｄ記号間隔ではビットが送出されないよう
に、Ｓ／Ｐ変換器１０５の動作と同期する。符号器１１
４が前記の２個の冗長ワードを出力するのはこの２個の
間隔中である。
【００２１】上記のように、１６０個の４Ｄ記号間隔の
それぞれに対して３ビットがリード１１３上に送られ
る。従って、各４Ｄ記号間隔に対して、リード１１３お
よび１１５上に１２ビットが供給される。そのうち３ビ
ット（リード１１３）は４Ｄサブセットを識別し、残り
の９ビット（リード１１５）は、そのサブセットの特定
の記号を選択する。これらのビットは、４Ｄ，６４−Ｑ
ＡＭコンステレーションマッパ１２０に送られる。４
Ｄ，６４−ＱＡＭコンステレーションマッパ１２０は、
選択された４Ｄ記号の２つの成分２Ｄ信号点の表現（例
えばｘおよびｙ座標）を出力する。これらの表現は、従
来型変調器１４１に送られる。従来型変調器１４１は、
チャネル１５０に、それらの２Ｄ信号点を表現する通過
帯域データ信号を送る。
それぞれに対して３ビットがリード１１３上に送られ
る。従って、各４Ｄ記号間隔に対して、リード１１３お
よび１１５上に１２ビットが供給される。そのうち３ビ
ット（リード１１３）は４Ｄサブセットを識別し、残り
の９ビット（リード１１５）は、そのサブセットの特定
の記号を選択する。これらのビットは、４Ｄ，６４−Ｑ
ＡＭコンステレーションマッパ１２０に送られる。４
Ｄ，６４−ＱＡＭコンステレーションマッパ１２０は、
選択された４Ｄ記号の２つの成分２Ｄ信号点の表現（例
えばｘおよびｙ座標）を出力する。これらの表現は、従
来型変調器１４１に送られる。従来型変調器１４１は、
チャネル１５０に、それらの２Ｄ信号点を表現する通過
帯域データ信号を送る。
【００２２】ここで、データソース１０１が、そのデー
タを上記のように４Ｄ記号間隔あたり１０．８８７５ビ
ットの平均速度で供給するように刻時する理由が明らか
となる。コンステレーションの４０９６個の４Ｄ記号の
うちの特定の１つを選択するのに要する１２ビットのう
ち、１個の冗長ビットがトレリス符号器によって導入さ
れ、平均０．１１２５（＝９ビット×２／１６０）ビッ
ト（すなわち、２個の冗長ワードのビット）がＲＳ符号
器によって導入される。その結果、ソース１０１のデー
タ速度は、４Ｄ記号間隔あたり（１２−１−０．１１２
５）＝１０．８８７５ビットであることが必要となる。
タを上記のように４Ｄ記号間隔あたり１０．８８７５ビ
ットの平均速度で供給するように刻時する理由が明らか
となる。コンステレーションの４０９６個の４Ｄ記号の
うちの特定の１つを選択するのに要する１２ビットのう
ち、１個の冗長ビットがトレリス符号器によって導入さ
れ、平均０．１１２５（＝９ビット×２／１６０）ビッ
ト（すなわち、２個の冗長ワードのビット）がＲＳ符号
器によって導入される。その結果、ソース１０１のデー
タ速度は、４Ｄ記号間隔あたり（１２−１−０．１１２
５）＝１０．８８７５ビットであることが必要となる。
【００２３】次に、図２の受信機に移る。
【００２４】受信機は、チャネル１５０から、図１の送
信機によって生成された通過帯域データ信号を受信す
る。信号はまず等化器／復調器回路２１０に送られる。
等化器／復調器回路２１０は、通常のように、信号点の
列を回復してリード２１１上で復号器２２に送出し、特
に、その中の最尤復号器２２０に送出する。回路２１０
が完全に補償できない歪みおよび他のチャネルの以上の
ため、リード２１１上の信号点は、２Ｄ信号空間におい
て、送信された２Ｄ信号点からやや変位する。
信機によって生成された通過帯域データ信号を受信す
る。信号はまず等化器／復調器回路２１０に送られる。
等化器／復調器回路２１０は、通常のように、信号点の
列を回復してリード２１１上で復号器２２に送出し、特
に、その中の最尤復号器２２０に送出する。回路２１０
が完全に補償できない歪みおよび他のチャネルの以上の
ため、リード２１１上の信号点は、２Ｄ信号空間におい
て、送信された２Ｄ信号点からやや変位する。
【００２５】名称から分かるように、最尤復号器２２０
の機能は、ａ）トレリス符号器１１２によって使用され
るトレリス符号の知識に基づいて、送信された４Ｄ記号
の列として最も可能性のあるものは実際にはいずれかを
決定すること、および、ｂ）リード２２１および２２２
上に、それらの４Ｄ記号に対応する（すなわち、送信機
内のリード１０８および１１５上のビットにそれぞれ対
応する）１１ビットを送出することである。
の機能は、ａ）トレリス符号器１１２によって使用され
るトレリス符号の知識に基づいて、送信された４Ｄ記号
の列として最も可能性のあるものは実際にはいずれかを
決定すること、および、ｂ）リード２２１および２２２
上に、それらの４Ｄ記号に対応する（すなわち、送信機
内のリード１０８および１１５上のビットにそれぞれ対
応する）１１ビットを送出することである。
【００２６】図２の受信機で実行される処理の残りは送
信機で実行される処理の逆である。すなわち、特に、復
号器２２内のＲＳ復号器２３０はリード２２２上の１６
０個の９ビットワードの各受信フレームに作用して、そ
の中の１５８個の情報伝達９ビットワードを回復する。
特に、上記のように、復号器は、最尤復号器２２０によ
って与えられる、誤りによって破壊された単一の９ビッ
トワードまたは２個の消去されたワードを識別・訂正す
ることができる。１５８個の訂正された情報伝達ワード
のストリームは、ＲＳ復号器２３０によってリード２３
２上に送られる。その後、リード２２１および２３２上
の１１ビットが並直列変換器２７０によって直列形式に
変換され、デスクランブラ２８０によってデスクランブ
ルされ、データシンク２９０（例えばメインフレーム・
コンピュータ）に送られる。
信機で実行される処理の逆である。すなわち、特に、復
号器２２内のＲＳ復号器２３０はリード２２２上の１６
０個の９ビットワードの各受信フレームに作用して、そ
の中の１５８個の情報伝達９ビットワードを回復する。
特に、上記のように、復号器は、最尤復号器２２０によ
って与えられる、誤りによって破壊された単一の９ビッ
トワードまたは２個の消去されたワードを識別・訂正す
ることができる。１５８個の訂正された情報伝達ワード
のストリームは、ＲＳ復号器２３０によってリード２３
２上に送られる。その後、リード２２１および２３２上
の１１ビットが並直列変換器２７０によって直列形式に
変換され、デスクランブラ２８０によってデスクランブ
ルされ、データシンク２９０（例えばメインフレーム・
コンピュータ）に送られる。
【００２７】本発明の利点を理解するための説明を以下
で行う。
で行う。
【００２８】単一レベル符号変調方式で使用される場合
（すなわち、非トレリス符号化ビットが全く符号化され
ない場合）、与えられたトレリス符号は、トレリス符号
化ビットおよび非トレリス符号化ビットに対してそれぞ
れ特定レベルの誤り率性能を与える。関心のある多くの
トレリス符号に対して、非トレリス符号化ビットの誤り
率性能は、トレリス符号化ビットの誤り率性能より悪
い。従って、符号化方式全体の誤り率性能（すなわち全
符号化利得）は、非トレリス符号化ビットの誤り率性能
によって決定（支配）される。さらに、非トレリス符号
化ビットの誤り率性能は、この場合、サブセット内の記
号間の最小ユークリッド距離の関数である。
（すなわち、非トレリス符号化ビットが全く符号化され
ない場合）、与えられたトレリス符号は、トレリス符号
化ビットおよび非トレリス符号化ビットに対してそれぞ
れ特定レベルの誤り率性能を与える。関心のある多くの
トレリス符号に対して、非トレリス符号化ビットの誤り
率性能は、トレリス符号化ビットの誤り率性能より悪
い。従って、符号化方式全体の誤り率性能（すなわち全
符号化利得）は、非トレリス符号化ビットの誤り率性能
によって決定（支配）される。さらに、非トレリス符号
化ビットの誤り率性能は、この場合、サブセット内の記
号間の最小ユークリッド距離の関数である。
【００２９】（当業者には理解されるように、トレリス
符号化ビットの誤り率性能は、主として４Ｄサブセット
の異なる妥当な列間の最小ユークリッド距離によって決
定される。この距離を「トレリス距離」という。（「妥
当」な列とは、実際に生じるトレリス符号によって許容
される列である。）一方、非トレリス符号化ビットの誤
り率性能は、主として、（ａ）トレリス距離と（ｂ）４
Ｄサブセットの同じ妥当な列からそれぞれ選択される４
Ｄ記号の異なる妥当な列間の最小ユークリッド距離
（「非トレリス距離」という）のうちの小さいほうによ
って決定される。）
符号化ビットの誤り率性能は、主として４Ｄサブセット
の異なる妥当な列間の最小ユークリッド距離によって決
定される。この距離を「トレリス距離」という。（「妥
当」な列とは、実際に生じるトレリス符号によって許容
される列である。）一方、非トレリス符号化ビットの誤
り率性能は、主として、（ａ）トレリス距離と（ｂ）４
Ｄサブセットの同じ妥当な列からそれぞれ選択される４
Ｄ記号の異なる妥当な列間の最小ユークリッド距離
（「非トレリス距離」という）のうちの小さいほうによ
って決定される。）
【００３０】全誤り率性能が、与えられたアプリケーシ
ョンにとって十分または受容可能ではない場合、従来技
術のアプローチでは、コンステレーションをさらに多数
のサブセットに分割する。すると、サブセットあたりの
記号数が少なくなるため、それらの間の距離は増大し、
その増大は一般的に全誤り率性能がトレリス符号化ビッ
トの誤り率性能によって支配されるようになる程度であ
る。これによって全誤り率性能が増大する。しかし、こ
のために払われる代償は大きい。サブセット数の増大
は、符号を実現する有限状態マシン内のトレリス状態数
の増大したトレリス符号器の使用を要求する。最尤復号
器の複雑さは、サブセット数とトレリス状態数の積にだ
いたい比例する。すなわち、最尤復号器の複雑さは極度
に増大する。実際、符号化方式の実際的でコストが受容
可能な実現が不可能な点まで増大する。
ョンにとって十分または受容可能ではない場合、従来技
術のアプローチでは、コンステレーションをさらに多数
のサブセットに分割する。すると、サブセットあたりの
記号数が少なくなるため、それらの間の距離は増大し、
その増大は一般的に全誤り率性能がトレリス符号化ビッ
トの誤り率性能によって支配されるようになる程度であ
る。これによって全誤り率性能が増大する。しかし、こ
のために払われる代償は大きい。サブセット数の増大
は、符号を実現する有限状態マシン内のトレリス状態数
の増大したトレリス符号器の使用を要求する。最尤復号
器の複雑さは、サブセット数とトレリス状態数の積にだ
いたい比例する。すなわち、最尤復号器の複雑さは極度
に増大する。実際、符号化方式の実際的でコストが受容
可能な実現が不可能な点まで増大する。
【００３１】対照的に、本発明は、非トレリス符号化ビ
ットの誤り率性能を増加させるメカニズムとして、サブ
セット数の増大ではなく、上記のリード・ソロモン符号
化を使用する。実際、非トレリス距離をトレリス距離よ
り大きいレベルまで増大させることができる複雑さの低
いＲＳ符号が利用可能であり、その結果、全誤り率性能
は、トレリス符号によってトレリス符号化ビットに与え
られる誤り率性能によって支配されるようになる。トレ
リス符号化ビットが支配的となることによって、符号化
方式全体の誤り率性能のレベルが向上する。最初に、同
一のトレリス符号が使用されると仮定すると、最尤復号
器の複雑さは同一のままである。さらに、単一誤り訂正
ＲＳ符号（例えば上記の実施例で使用されるもの）は高
度に帯域幅効率がよい。例えば、上記の実施例では、Ｒ
Ｓ符号によって生じる「オーバヘッド」は、上記のよう
に、４Ｄ記号あたり０．１１２５ビットのみである。
ットの誤り率性能を増加させるメカニズムとして、サブ
セット数の増大ではなく、上記のリード・ソロモン符号
化を使用する。実際、非トレリス距離をトレリス距離よ
り大きいレベルまで増大させることができる複雑さの低
いＲＳ符号が利用可能であり、その結果、全誤り率性能
は、トレリス符号によってトレリス符号化ビットに与え
られる誤り率性能によって支配されるようになる。トレ
リス符号化ビットが支配的となることによって、符号化
方式全体の誤り率性能のレベルが向上する。最初に、同
一のトレリス符号が使用されると仮定すると、最尤復号
器の複雑さは同一のままである。さらに、単一誤り訂正
ＲＳ符号（例えば上記の実施例で使用されるもの）は高
度に帯域幅効率がよい。例えば、上記の実施例では、Ｒ
Ｓ符号によって生じる「オーバヘッド」は、上記のよう
に、４Ｄ記号あたり０．１１２５ビットのみである。
【００３２】今度はトレリス符号化ビットの誤り率性能
が支配的となるため、この時点で、必要であれば、サブ
セット数の増大を要求しないトレリス符号（状態数は増
大するが）を使用することによって、さらに高いレベル
の全誤り率性能を達成することができる。この場合、全
体的効果は、最尤復号器の複雑さは比較的ゆっくり増大
するが、全誤り率性能が向上することである。
が支配的となるため、この時点で、必要であれば、サブ
セット数の増大を要求しないトレリス符号（状態数は増
大するが）を使用することによって、さらに高いレベル
の全誤り率性能を達成することができる。この場合、全
体的効果は、最尤復号器の複雑さは比較的ゆっくり増大
するが、全誤り率性能が向上することである。
【００３３】上記のことを図６の図表に図式的に説明す
る。「基準線」として、図表中の変調方式ＩＩＩをと
る。この方式は、上記の４０９６記号４Ｄコンステレー
ションに基づき、同じく上記のように８個のサブセット
に分割されたものである。この図表に示すように、この
方式は、（ａ）トレリス符号化ビットに対しては４Ｄ，
１６状態トレリス符号（例えば、Ｌ．ウェイ「多次元コ
ンステレーションでのトレリス符号変調」ＩＥＥＥトラ
ンザクションズ・オン・インフォメーション・セオリ
（１９８７年７月）参照）を使用し、（ｂ）残りの非ト
レリス符号化ビットに対しては符号化を使用しない。こ
の方式では、非トレリス符号化ビットが誤り率性能を支
配する。
る。「基準線」として、図表中の変調方式ＩＩＩをと
る。この方式は、上記の４０９６記号４Ｄコンステレー
ションに基づき、同じく上記のように８個のサブセット
に分割されたものである。この図表に示すように、この
方式は、（ａ）トレリス符号化ビットに対しては４Ｄ，
１６状態トレリス符号（例えば、Ｌ．ウェイ「多次元コ
ンステレーションでのトレリス符号変調」ＩＥＥＥトラ
ンザクションズ・オン・インフォメーション・セオリ
（１９８７年７月）参照）を使用し、（ｂ）残りの非ト
レリス符号化ビットに対しては符号化を使用しない。こ
の方式では、非トレリス符号化ビットが誤り率性能を支
配する。
【００３４】１つ上の欄（変調方式ＩＩ）は、本発明の
原理を実現する。この変調方式は、方式ＩＩＩと同じコ
ンステレーション、同じ分割および同じトレリス符号を
使用する。しかし、非トレリス符号化ビットは単一誤り
訂正ＲＳ符号（例えば上記のレート１５８／１６０ＲＳ
符号）を使用して符号化される。図表に示すように、上
記のように、支配的な誤り要因はトレリス符号化ビット
である。表の左側の矢印で記号的に表現したように、こ
の方式の全誤り率性能は方式ＩＩＩの全誤り率性能より
も良好である。
原理を実現する。この変調方式は、方式ＩＩＩと同じコ
ンステレーション、同じ分割および同じトレリス符号を
使用する。しかし、非トレリス符号化ビットは単一誤り
訂正ＲＳ符号（例えば上記のレート１５８／１６０ＲＳ
符号）を使用して符号化される。図表に示すように、上
記のように、支配的な誤り要因はトレリス符号化ビット
である。表の左側の矢印で記号的に表現したように、こ
の方式の全誤り率性能は方式ＩＩＩの全誤り率性能より
も良好である。
【００３５】表の最上欄（変調方式Ｉ）も本発明の原理
を実現する。今度は、さらに強力なトレリス符号を使用
する。特に、その符号は４Ｄ，６４状態トレリス符号で
あって、都合良く、同じ４Ｄコンステレーションの同じ
８サブセット分割に基づく。全誤り率性能は、トレリス
符号化ビットに対してこの符号が与える誤り率性能の増
大によって再び改善される。この場合、トレリス距離は
非トレリス距離ほど大きくないため、トレリス符号化ビ
ットの誤り率性能が支配的のままである。
を実現する。今度は、さらに強力なトレリス符号を使用
する。特に、その符号は４Ｄ，６４状態トレリス符号で
あって、都合良く、同じ４Ｄコンステレーションの同じ
８サブセット分割に基づく。全誤り率性能は、トレリス
符号化ビットに対してこの符号が与える誤り率性能の増
大によって再び改善される。この場合、トレリス距離は
非トレリス距離ほど大きくないため、トレリス符号化ビ
ットの誤り率性能が支配的のままである。
【００３６】方式Ｉのトレリス符号器１１２によって使
用されるトレリス符号は図８の回路によって実現され
る。図８で、「２Ｔ」とラベルされた各要素は、２Ｔ秒
（すなわち４Ｄ記号間隔の持続時間）だけ入力を遅延す
る遅延要素である。「＋」とラベルされた要素は排他的
ＯＲゲートである。これは「組織」符号であるため、リ
ード１１３上の３個の出力ビットのうちの２個は単にリ
ード１０８からの２個の入力ビットである。第３の出力
ビットは、２個の入力ビットおよびその遅延バージョン
に応答して図示の回路によって発生される。リード１１
３上の３個の出力ビットは、８個の４ＤサブセットＳ
０，Ｓ１，．．．，Ｓ７のうちの１つを識別する。特
に、３個の出力ビットによって形成される２進ワードの
１０進値（図の上、中、下のビットが最上位、第２位お
よび最下位ビットとなる）がサブセットを定義する。例
えば、２進数１００は１０進数４と等価であるため、リ
ード１１３上に現れる１００というビットパターンはサ
ブセットＳ４を識別する。
用されるトレリス符号は図８の回路によって実現され
る。図８で、「２Ｔ」とラベルされた各要素は、２Ｔ秒
（すなわち４Ｄ記号間隔の持続時間）だけ入力を遅延す
る遅延要素である。「＋」とラベルされた要素は排他的
ＯＲゲートである。これは「組織」符号であるため、リ
ード１１３上の３個の出力ビットのうちの２個は単にリ
ード１０８からの２個の入力ビットである。第３の出力
ビットは、２個の入力ビットおよびその遅延バージョン
に応答して図示の回路によって発生される。リード１１
３上の３個の出力ビットは、８個の４ＤサブセットＳ
０，Ｓ１，．．．，Ｓ７のうちの１つを識別する。特
に、３個の出力ビットによって形成される２進ワードの
１０進値（図の上、中、下のビットが最上位、第２位お
よび最下位ビットとなる）がサブセットを定義する。例
えば、２進数１００は１０進数４と等価であるため、リ
ード１１３上に現れる１００というビットパターンはサ
ブセットＳ４を識別する。
【００３７】上記の説明は単に本発明の原理を例示した
ものである。例えば、特定のビット速度、符号、コンス
テレーションおよび分割が示され、特定のパラメータ値
（例えばＮ、ｋなどに対する）が使用されているが、こ
れらはすべて単なる例示である。例えば、一般に、ＲＳ
およびトレリス符号の符号化／復号アルゴリズムやＲＳ
フレーム調などを変更する必要なく、さまざまな異なる
ソースビット速度が（ａ）異なるサイズ（ビット数）の
ＲＳワード、および（ｂ）さまざまな異なるコンステレ
ーションサイズの使用によって、さまざまな異なるソー
スビット速度が許容される。さらに、２Ｎ次元コンステ
レーションは低次の成分コンステレーションからなるこ
とが可能である。例えば、４Ｄコンステレーションは４
個の１Ｄコンステレーションからなることが可能であ
る。また、２Ｎ次元コンステレーションには、成分低次
元コンステレーションに分解不能のものもある。さら
に、本発明は、通過帯域伝送装置に関して説明したが、
ベースバンド装置でも使用可能である。
ものである。例えば、特定のビット速度、符号、コンス
テレーションおよび分割が示され、特定のパラメータ値
（例えばＮ、ｋなどに対する）が使用されているが、こ
れらはすべて単なる例示である。例えば、一般に、ＲＳ
およびトレリス符号の符号化／復号アルゴリズムやＲＳ
フレーム調などを変更する必要なく、さまざまな異なる
ソースビット速度が（ａ）異なるサイズ（ビット数）の
ＲＳワード、および（ｂ）さまざまな異なるコンステレ
ーションサイズの使用によって、さまざまな異なるソー
スビット速度が許容される。さらに、２Ｎ次元コンステ
レーションは低次の成分コンステレーションからなるこ
とが可能である。例えば、４Ｄコンステレーションは４
個の１Ｄコンステレーションからなることが可能であ
る。また、２Ｎ次元コンステレーションには、成分低次
元コンステレーションに分解不能のものもある。さら
に、本発明は、通過帯域伝送装置に関して説明したが、
ベースバンド装置でも使用可能である。
【００３８】さらに、本発明の符号変調方式は特定のア
プリケーションについて説明したが、本発明は他のアプ
リケーションでも同様に使用可能である。
プリケーションについて説明したが、本発明は他のアプ
リケーションでも同様に使用可能である。
【００３９】さらに、本発明は、離散的な機能構成ブロ
ック（例えば、符号器、マッパなど）で実現されるよう
に説明したが、それらの構成ブロックの機能は、適切に
プログラムされたプロセッサ、ディジタル信号処理（Ｄ
ＳＰ）チップなどを使用して実行可能である。すなわ
ち、特許請求の範囲に記載のさまざまな「手段」はそれ
ぞれ、何らかの実施例で、その手段の機能を実行するよ
うに特別に設計された特定回路に対応することが可能で
あるが、このような「手段」は、他の実施例では、回路
にその機能を実行させる格納プログラム命令を有するプ
ロセッサベースの回路の組合せに対応することも可能で
ある。
ック（例えば、符号器、マッパなど）で実現されるよう
に説明したが、それらの構成ブロックの機能は、適切に
プログラムされたプロセッサ、ディジタル信号処理（Ｄ
ＳＰ）チップなどを使用して実行可能である。すなわ
ち、特許請求の範囲に記載のさまざまな「手段」はそれ
ぞれ、何らかの実施例で、その手段の機能を実行するよ
うに特別に設計された特定回路に対応することが可能で
あるが、このような「手段」は、他の実施例では、回路
にその機能を実行させる格納プログラム命令を有するプ
ロセッサベースの回路の組合せに対応することも可能で
ある。
【００４０】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明には、非常に
多くの利点がある。例えば、ＲＳ符号は、所望のレベル
の全誤り率性能（符号化利得）を達成するためにほとん
ど冗長度を要しないため、帯域幅効率（記号あたりのビ
ット数）は、非トレリス符号化ビットが全く符号化され
ないようなシステムのものに接近させることができる。
任意の大きさのインパルスノイズによる誤りが訂正可能
である。さまざまな異なるビット速度でのデータの伝送
が容易に受容される。伝送用に選択されるマルチレベル
符号化記号は、チャネルインパルスノイズや相関ノイズ
に対する耐性を強化するためにインタリーブ可能であ
る。
多くの利点がある。例えば、ＲＳ符号は、所望のレベル
の全誤り率性能（符号化利得）を達成するためにほとん
ど冗長度を要しないため、帯域幅効率（記号あたりのビ
ット数）は、非トレリス符号化ビットが全く符号化され
ないようなシステムのものに接近させることができる。
任意の大きさのインパルスノイズによる誤りが訂正可能
である。さまざまな異なるビット速度でのデータの伝送
が容易に受容される。伝送用に選択されるマルチレベル
符号化記号は、チャネルインパルスノイズや相関ノイズ
に対する耐性を強化するためにインタリーブ可能であ
る。
【図１】本発明の原理を実現するマルチレベル符号変調
方式を利用した電話音声帯域モデムの送信部分のブロッ
ク図である。
方式を利用した電話音声帯域モデムの送信部分のブロッ
ク図である。
【図２】図１の送信機によって生成されたデータ信号を
受信し処理することが可能な電話音声帯域モデムの受信
部分のブロック図である。
受信し処理することが可能な電話音声帯域モデムの受信
部分のブロック図である。
【図３】いくつかの従来の用語および概念を理解する際
に有用な図である。
に有用な図である。
【図４】図１の送信機において、それ自体で、または、
より高い次元（例えば４次元コンステレーション）の成
分として使用される２次元コンステレーションの図であ
る。
より高い次元（例えば４次元コンステレーション）の成
分として使用される２次元コンステレーションの図であ
る。
【図５】実施例で使用される４次元コンステレーション
が８個のサブセットに分割される方法を示す図である。
が８個のサブセットに分割される方法を示す図である。
【図６】本発明の原理を実現するマルチレベル符号変調
方式を含むさまざまな符号変調方式を比較する図表であ
る。
方式を含むさまざまな符号変調方式を比較する図表であ
る。
【図７】図１の送信機のリード・ソロモン符号器のため
に使用されるフレーム編成の図である。
に使用されるフレーム編成の図である。
【図８】図１の送信機のトレリス符号器によって使用さ
れる特定のトレリス符号を実現する回路の図である。
れる特定のトレリス符号を実現する回路の図である。
１０１ データソース １０４ スクランブラ １０５ Ｓ／Ｐ変換器 １１ 符号器 １１２ ４Ｄ，６４状態トレリス符号器 １１４ レート１５８／１６０リード・ソロモン符号
器 １２０ ４Ｄ，６４−ＱＡＭコンステレーションマッ
パ １４１ 従来型変調器 １５０ 音声帯域電話チャネル ２１０ 等化器／復調器回路 ２２ 復号器 ２２０ 最尤復号器 ２３０ ＲＳ復号器 ２７０ 並直列変換器 ２８０ デスクランブラ ２９０ データシンク
器 １２０ ４Ｄ，６４−ＱＡＭコンステレーションマッ
パ １４１ 従来型変調器 １５０ 音声帯域電話チャネル ２１０ 等化器／復調器回路 ２２ 復号器 ２２０ 最尤復号器 ２３０ ＲＳ復号器 ２７０ 並直列変換器 ２８０ デスクランブラ ２９０ データシンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−11829（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−46416（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−2277（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−294140（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 27/00 - 27/38 G06F 11/10 330 H03M 13/00
Claims (15)
- 【請求項１】 第１データストリームをトレリス符号器
（１１２）に入力し、第２データストリームをリード・
ソロモン符号器（１１４）に入力する手段（１０１，１
０４，１０５）と、 符号化された第１および第２データストリームに応答し
て所定の信号コンステレーションから選択されるチャネ
ル記号を出力するマッピング手段（１２０）とからなる
データ送信装置において、 前記マッピング手段および前記トレリス符号器は、共同
して、符号化された第１データストリームに対する第１
の特定レベルの誤り率性能を備え、 前記マッピング手段、前記トレリス符号器および前記リ
ード・ソロモン符号器は、共同して、符号化された第２
データストリームに対する第２の特定レベルの誤り率性
能を備え、 前記第２の特定レベルは前記第１の特定レベルと少なく
とも同程度の大きさであることを特徴とするデータ送信
装置。 - 【請求項２】 前記信号コンステレーションは、チャネ
ル記号の複数のサブセットからなり、各サブセットのチ
ャネル記号は、ある最小距離だけ互いに離れており、 前記マッピング手段は、 （ａ）符号化された第１データストリームに応答して前
記サブセットの列を識別し、 （ｂ）符号化された第２データストリームに応答して前
記列の各サブセットからチャネル記号を選択して、ある
トレリス距離を有する記号の列を生成し、 前記トレリス距離は前記最小距離より大きいことを特徴
とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記トレリス符号器によって実現される
トレリス符号は、前記トレリス距離を前記最小距離より
大きくするのに必要な状態数より多くの状態数を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記マッピング手段によって出力される
チャネル記号を表現する通過帯域信号を発生し、該通過
帯域信号を伝送チャネルへ送る手段（１４１）をさらに
有することを特徴とする請求項１、２または３に記載の
装置。 - 【請求項５】 前記コンステレーションは、直角格子に
基づく２Ｎ次元コンステレーションであり、 Ｎは整数１，２，４，８，．．．のうちのいずれかであ
り、 ４Ｎ個の前記サブセットがあることを特徴とする請求項
１に記載の装置。 - 【請求項６】 前記トレリス符号は２次元６４状態トレ
リス符号であることを特徴とする請求項３に記載の装
置。 - 【請求項７】 第１冗長符号によって符号化された第１
データストリームの関数として信号コンステレーション
のチャネル記号のサブセットの列を識別するステップ
と、 第２冗長符号によって符号化された第２データストリー
ムの関数として前記列の各サブセットからチャネル記号
を選択して、あるトレリス距離を有する記号の列を生成
するステップとによって生成された受信信号を処理する
信号処理方法において、 各サブセットのチャネル記号はある最小距離だけ互いに
離れており、前記第１冗長符号はトレリス符号であり、
前記符号化された第１データストリームは第１の特定レ
ベルの誤り率性能を有し、前記符号化された第２データ
ストリームは第２の特定レベルの誤り率性能を有し、前
記第２の特定レベルは前記第１の特定レベルと少なくと
も同程度の大きさであり、前記トレリス距離は前記最小
距離より大きく、 前記方法は、 最尤復号器を用いて、前記受信信号から、（ａ）前記第
１データストリーム、および、（ｂ）前記符号化された
第２データストリーム、を回復するステップと、 回復された前記符号化された第２データストリームを復
号して前記第２データストリームを回復するステップと
からなることを特徴とする信号処理方法。 - 【請求項８】 チャネル記号の複数のサブセットからな
る信号コンステレーションからチャネル記号を選択する
選択ステップと、 選択されたチャネル記号をチャネルに出力するステップ
とからなる信号処理方法において、 各サブセットのチャネル記号はある最小距離だけ互いに
離れており、 前記選択ステップは、（ａ）第１冗長符号によって符号
化された第１データストリームの関数として前記サブセ
ットの列を識別するステップと、（ｂ）第２冗長符号に
よって符号化された第２データストリームの関数として
前記列の各サブセットからチャネル記号を選択して、あ
るトレリス距離を有する記号の列を生成するステップと
を有し、前記第１冗長符号はトレリス符号であり、 前記符号化された第１データストリームは第１の特定レ
ベルの誤り率性能を有し、前記符号化された第２データ
ストリームは第２の特定レベルの誤り率性能を有し、前
記第２の特定レベルは前記第１の特定レベルと少なくと
も同程度の大きさであり、前記トレリス距離は前記最小
距離より大きいことを特徴とする信号処理方法。 - 【請求項９】 前記トレリス符号は、前記トレリス距離
を前記最小距離より大きくするのに必要な状態数より多
くの状態数を有することを特徴とする請求項７または８
に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記第２冗長符号はリード・ソロモン
符号であることを特徴とする請求項７、８または９に記
載の方法。 - 【請求項１１】 前記コンステレーションは、直角格子
に基づく２Ｎ次元コンステレーションであり、 Ｎは整数１，２，４，８，．．．のうちのいずれかであ
り、 ４Ｎ個の前記サブセットがあることを特徴とする請求項
１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 Ｎは２であり、 前記リード・ソロモン符号は単一誤り訂正リード・ソロ
モン符号であることを特徴とする請求項１１に記載の方
法。 - 【請求項１３】 前記トレリス符号は４次元６４状態ト
レリス符号であることを特徴とする請求項８または１２
に記載の方法。 - 【請求項１４】 Ｎは１であり、 前記リード・ソロモン符号は二重誤り訂正リード・ソロ
モン符号であることを特徴とする請求項１１に記載の方
法。 - 【請求項１５】 前記トレリス符号は２次元６４状態ト
レリス符号であることを特徴とする請求項９に記載の方
法。
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