JP3489705B2 - 端数ビットの多重レベルコーディング - Google Patents
端数ビットの多重レベルコーディングInfo
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
- H04L25/03343—Arrangements at the transmitter end
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- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
- H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
- 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
- H04L25/4927—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 levels matched to the quantisation levels of the channel
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- Detection And Correction Of Errors (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コーディングに関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】モデムは、データをアナログ信号にマッ
ピングすることによりデジタルデータをアナログの通信
媒体を通じて通信する。現在の高機能なモデムにはデー
タをアナログ信号にマッピングし、その後これらの信号
でアナログ搬送波を変調することによりデジタル情報を
通信するものもある。一般的に、ビットの集まりをまと
めて２次元の記号にし、この記号の要素をアナログの形
式に変換し、このアナログ形式の要素でそれぞれ搬送波
とこれに直行する搬送波と同形の波を変調する。これら
の変調結果を結合し、フィルタに通してその結果を通信
媒体に適用する。遠隔地のモデムは信号を受取り、標本
抽出してアナログ標本の振幅と位相を識別し、標本を記
号に変換し、そして最終的にデータの元のビットを回復
する。要するにこれらのモデムが実行するのは、デジタ
ル信号を搬送波上で変調される２次元の記号のコンステ
レーションに符号化することである。
ピングすることによりデジタルデータをアナログの通信
媒体を通じて通信する。現在の高機能なモデムにはデー
タをアナログ信号にマッピングし、その後これらの信号
でアナログ搬送波を変調することによりデジタル情報を
通信するものもある。一般的に、ビットの集まりをまと
めて２次元の記号にし、この記号の要素をアナログの形
式に変換し、このアナログ形式の要素でそれぞれ搬送波
とこれに直行する搬送波と同形の波を変調する。これら
の変調結果を結合し、フィルタに通してその結果を通信
媒体に適用する。遠隔地のモデムは信号を受取り、標本
抽出してアナログ標本の振幅と位相を識別し、標本を記
号に変換し、そして最終的にデータの元のビットを回復
する。要するにこれらのモデムが実行するのは、デジタ
ル信号を搬送波上で変調される２次元の記号のコンステ
レーションに符号化することである。
【０００３】通信ネットワークが完全にアナログである
場合、エラーの主たる発生源は、無数の未知の発生源か
らの雑音と同様に、不完全な混成や他の通信回線の不連
続からくるエコー信号である。通信ネットワークがデジ
タルリンクを含む場合、アナログデータから標本抽出し
量子化する所で、ネットワークで発生する標本抽出と量
子化に根ざす追加の雑音が発生するようになる。
場合、エラーの主たる発生源は、無数の未知の発生源か
らの雑音と同様に、不完全な混成や他の通信回線の不連
続からくるエコー信号である。通信ネットワークがデジ
タルリンクを含む場合、アナログデータから標本抽出し
量子化する所で、ネットワークで発生する標本抽出と量
子化に根ざす追加の雑音が発生するようになる。
【０００４】ネットワークでの量子化によって発生する
追加の雑音は、達成するであろう最大のデータ転送速度
より低いと信じる者がいるかもしれないが、１９９２年
１０月２０日出願の同時係属出願第０７／９６３５３９
号では、従来のモデムによって達成できたデータ転送速
度より現実に高いデータ転送速度を達成するモデムを公
開している。新しいモデム内の標本抽出をネットワーク
内のμ法コーデックでの標本抽出に一致させ、モデムの
信号レベルがμ法コーデックでの信号レベルと一致する
ようにすることでより高い転送速度を実現している。基
本的に出願第０７／９６３５３９号のモデムはネットワ
ーク内の標本抽出プロセスではエラー信号は作られない
ことを保証している。
追加の雑音は、達成するであろう最大のデータ転送速度
より低いと信じる者がいるかもしれないが、１９９２年
１０月２０日出願の同時係属出願第０７／９６３５３９
号では、従来のモデムによって達成できたデータ転送速
度より現実に高いデータ転送速度を達成するモデムを公
開している。新しいモデム内の標本抽出をネットワーク
内のμ法コーデックでの標本抽出に一致させ、モデムの
信号レベルがμ法コーデックでの信号レベルと一致する
ようにすることでより高い転送速度を実現している。基
本的に出願第０７／９６３５３９号のモデムはネットワ
ーク内の標本抽出プロセスではエラー信号は作られない
ことを保証している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】’５３９出願の改良し
たモデムは、デジタルネットワークのコーデックによっ
て作られる量子化の問題を解決するが、ネットワークで
の量子化に先立つ信号への発生が避けられないエコーや
雑音からなお困難は発生する。この問題は、対話単位の
エコーを伴う雑音によって生じるエラーにかかわらず正
しい記号が復号されるように中央局へ送る記号を符号化
するモデムによって克服される。しかしながら、課題
は、効率的な方法で符号化することである。
たモデムは、デジタルネットワークのコーデックによっ
て作られる量子化の問題を解決するが、ネットワークで
の量子化に先立つ信号への発生が避けられないエコーや
雑音からなお困難は発生する。この問題は、対話単位の
エコーを伴う雑音によって生じるエラーにかかわらず正
しい記号が復号されるように中央局へ送る記号を符号化
するモデムによって克服される。しかしながら、課題
は、効率的な方法で符号化することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】記号の効率的な符号化
を、よりエラーの影響を受けやすい記号要素をエラーの
影響をより受けにくい要素以上に強固に符号化する多重
符号化によって実現する。バイナリーでない記号のコン
ステレーションを、多重エンコーダとつながった端数の
ビット転送速度コンバーターで処理して効果的かつ効率
的な記号のコンステレーションを生成する。
を、よりエラーの影響を受けやすい記号要素をエラーの
影響をより受けにくい要素以上に強固に符号化する多重
符号化によって実現する。バイナリーでない記号のコン
ステレーションを、多重エンコーダとつながった端数の
ビット転送速度コンバーターで処理して効果的かつ効率
的な記号のコンステレーションを生成する。
【０００７】開示された実施例では、モデムに適用され
たデジタルデータは、モデムによって供給されるレベル
のバイナリー表現中の２つの最下位ビットが多重コード
によって符号化されている状態で、符号化され中央局コ
ーデックで認識されるレベルのあるサブセット上にマッ
ピングされる。その最下位ビットは、最下位ビット中の
エラーはずっと存在しにくいという事実の認識で、最下
位の次のビットのコードよりも強固なコードで符号化さ
れる。最上位ビットは、平均パワーなどの記号のコンス
テレーションの選択した局面を最適化する端数ビット転
送速度のマッピング装置の助けによってマッピングす
る。
たデジタルデータは、モデムによって供給されるレベル
のバイナリー表現中の２つの最下位ビットが多重コード
によって符号化されている状態で、符号化され中央局コ
ーデックで認識されるレベルのあるサブセット上にマッ
ピングされる。その最下位ビットは、最下位ビット中の
エラーはずっと存在しにくいという事実の認識で、最下
位の次のビットのコードよりも強固なコードで符号化さ
れる。最上位ビットは、平均パワーなどの記号のコンス
テレーションの選択した局面を最適化する端数ビット転
送速度のマッピング装置の助けによってマッピングす
る。
【０００８】ネットワーク中の対応するエコーキャンセ
ラは、最初にエコーを評価し、中央局によってデジタル
ネットワークに適用された信号からエコーを抜き取る。
その後、段階的に受信信号を復号する。第１の工程で
は、記号の最下位ビットが第１のエラー訂正コードに基
づいて識別される。第２の工程では、記号の残りのビッ
トが第２のエラー訂正コードと第１の工程の結果によっ
て決定される。ブロックまたは畳み込み符号化が使用で
きる。
ラは、最初にエコーを評価し、中央局によってデジタル
ネットワークに適用された信号からエコーを抜き取る。
その後、段階的に受信信号を復号する。第１の工程で
は、記号の最下位ビットが第１のエラー訂正コードに基
づいて識別される。第２の工程では、記号の残りのビッ
トが第２のエラー訂正コードと第１の工程の結果によっ
て決定される。ブロックまたは畳み込み符号化が使用で
きる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、前述の’５３９出願（参
照として組み込む）で公開された型のモデム５が中央局
のコーデック１１に接続された配置を示す。モデム５に
連結された自局側の装置がデジタルデータを生成し、そ
のデータがマッピング装置５１で記号にマッピングさ
れ、その記号はレベルセレクタ５２で中央局のμ法コー
デック１１に同期して量子化器１０のレベルに変換さ
れ、プリイコライザ（pre-equalizer ）５３で均等化さ
れる。イコライザ５３の出力は中央局に信号を送るハイ
ブリッド５４によって２線式設備に適用される。
照として組み込む）で公開された型のモデム５が中央局
のコーデック１１に接続された配置を示す。モデム５に
連結された自局側の装置がデジタルデータを生成し、そ
のデータがマッピング装置５１で記号にマッピングさ
れ、その記号はレベルセレクタ５２で中央局のμ法コー
デック１１に同期して量子化器１０のレベルに変換さ
れ、プリイコライザ（pre-equalizer ）５３で均等化さ
れる。イコライザ５３の出力は中央局に信号を送るハイ
ブリッド５４によって２線式設備に適用される。
【００１０】レベルセレクタ５２での量子化器１０への
マッチング（レベルと標本抽出時間の両方）は、ハイブ
リッド５４およびレシーバ／コントローラ５５から得ら
れる中央局からのフィードバックによって達成される。
当然、工場出荷時の設定（apriori）や動的にレベルを
調整することが可能である。動的な調整は、継続的にで
も伝送の開始時のみでもよい。標本抽出時間は継続的に
調整される。中央局はハイブリッド１２を通して信号を
受け取り、それを量子化器１０に転送し、受信したレベ
ルが量子化され、デジタルストリームｒを作るためにデ
ジタル形式に変換される。図１に示されていないが、量
子化器１０で生成されたデジタルストリームは対向局側
の中央局に送られ、そこからデジタル加入者装置に送ら
れることを想定している。
マッチング（レベルと標本抽出時間の両方）は、ハイブ
リッド５４およびレシーバ／コントローラ５５から得ら
れる中央局からのフィードバックによって達成される。
当然、工場出荷時の設定（apriori）や動的にレベルを
調整することが可能である。動的な調整は、継続的にで
も伝送の開始時のみでもよい。標本抽出時間は継続的に
調整される。中央局はハイブリッド１２を通して信号を
受け取り、それを量子化器１０に転送し、受信したレベ
ルが量子化され、デジタルストリームｒを作るためにデ
ジタル形式に変換される。図１に示されていないが、量
子化器１０で生成されたデジタルストリームは対向局側
の中央局に送られ、そこからデジタル加入者装置に送ら
れることを想定している。
【００１１】中央局内の量子化器１０に適用される信号
は（簡単のため、図１ではエコーはある付加機構（adde
r） によって付加されているが）、主にハイブリッド１
２の動作を源とする雑音ｎやエコー信号ｅが付加されて
品質が落ちていることは、経験的にわかる。このように
中央局の量子化器１０への入力はｓ＋ｅ＋ｎであり、中
央局コーデックの出力はｓ＋ｅ＋ｎのレベルを量子化し
たｒである。信号ｓはモデム５によって量子化器１０の
出力レベルと一致するよう調整されてはいるが、付加さ
れる信号のために出力ｒは５からのものと異なるかもし
れない。
は（簡単のため、図１ではエコーはある付加機構（adde
r） によって付加されているが）、主にハイブリッド１
２の動作を源とする雑音ｎやエコー信号ｅが付加されて
品質が落ちていることは、経験的にわかる。このように
中央局の量子化器１０への入力はｓ＋ｅ＋ｎであり、中
央局コーデックの出力はｓ＋ｅ＋ｎのレベルを量子化し
たｒである。信号ｓはモデム５によって量子化器１０の
出力レベルと一致するよう調整されてはいるが、付加さ
れる信号のために出力ｒは５からのものと異なるかもし
れない。
【００１２】雑音のレベルはわからないが、エコーは適
当に見積もることができる。それゆえ、中央局が信号を
転送する前に見積もったエコーを削除することは意味が
ある。（しかし残念なことに）中央局の装置は既に設置
済みであり、これを変更することは現実的でない。それ
ゆえ、作らねばならない代替案は、中央局の後に続くネ
ットワークに流れるデジタル信号からエコー成分を取り
除こうと試みることである。このような装置は図２のブ
ロック２として示されており、ここでは削除装置（subt
ractor）１３がｒの値から見積もったエコーｅを削除
し、結果をデジタル信号ｓを生成する量子化器２０に適
用する。見積もったエコーは、Ｄ／Ａ変換機をとおして
ハイブリッド１２に連結した信号に反応するエコーキャ
ンセラ１４によってよく知られたテクニックで取り除か
れる。エコーキャンセラの動作（echo canceling）につ
いては、Ｄｉｔｌｉｎ等による「Ｄａｔａ ｃｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ」Ｐｌｅｎ
ｕｍ Ｐｒｅｓｓ １９９２年を参照のこと。
当に見積もることができる。それゆえ、中央局が信号を
転送する前に見積もったエコーを削除することは意味が
ある。（しかし残念なことに）中央局の装置は既に設置
済みであり、これを変更することは現実的でない。それ
ゆえ、作らねばならない代替案は、中央局の後に続くネ
ットワークに流れるデジタル信号からエコー成分を取り
除こうと試みることである。このような装置は図２のブ
ロック２として示されており、ここでは削除装置（subt
ractor）１３がｒの値から見積もったエコーｅを削除
し、結果をデジタル信号ｓを生成する量子化器２０に適
用する。見積もったエコーは、Ｄ／Ａ変換機をとおして
ハイブリッド１２に連結した信号に反応するエコーキャ
ンセラ１４によってよく知られたテクニックで取り除か
れる。エコーキャンセラの動作（echo canceling）につ
いては、Ｄｉｔｌｉｎ等による「Ｄａｔａ ｃｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ」Ｐｌｅｎ
ｕｍ Ｐｒｅｓｓ １９９２年を参照のこと。
【００１３】信号ｓ’は信号ｓと本質的に等しいと思う
かもしれない。つまり、残っているエラーは付加された
雑音信号ｎおよびエコーｅと見積もりのエコーｅ’との
違いに対応する信号だけである。残念なことに、図２の
配置では首尾良くすべてのエコーの影響を取り除くこと
はできない。図３〜５はこの問題を説明している。
かもしれない。つまり、残っているエラーは付加された
雑音信号ｎおよびエコーｅと見積もりのエコーｅ’との
違いに対応する信号だけである。残念なことに、図２の
配置では首尾良くすべてのエコーの影響を取り除くこと
はできない。図３〜５はこの問題を説明している。
【００１４】図３では、信号ｓがレベル１１で送信さ
れ、エコーがその信号をレベル１２まで引き上げてお
り、これはレベル１３とレベル１４との間の境界値２３
に近い。雑音がたまたま小さな負の値を持っていると、
中央局内の量子化器１０はレベル１３を選択し、信号
ｅ’が減ぜられてレベル１５となり、そして量子化器２
０は信号ｓ’を生成する。これはレベル１１の信号ｓで
ある。言い換えれば、エラーは起きなかったということ
になる。一方図４では、小さな雑音レベルがたまたま正
であり、量子化器１０の入力信号を境界値２３の上に移
動する。結果は、量子化器１０はレベル１４を出力し、
見積もりのエコーが減ぜられてレベル１６に到達する。
しかしながら、量子化器２０はレベル１１ではなくレベ
ル１７を生成する。これは、もちろん、１レベルエラー
である。
れ、エコーがその信号をレベル１２まで引き上げてお
り、これはレベル１３とレベル１４との間の境界値２３
に近い。雑音がたまたま小さな負の値を持っていると、
中央局内の量子化器１０はレベル１３を選択し、信号
ｅ’が減ぜられてレベル１５となり、そして量子化器２
０は信号ｓ’を生成する。これはレベル１１の信号ｓで
ある。言い換えれば、エラーは起きなかったということ
になる。一方図４では、小さな雑音レベルがたまたま正
であり、量子化器１０の入力信号を境界値２３の上に移
動する。結果は、量子化器１０はレベル１４を出力し、
見積もりのエコーが減ぜられてレベル１６に到達する。
しかしながら、量子化器２０はレベル１１ではなくレベ
ル１７を生成する。これは、もちろん、１レベルエラー
である。
【００１５】図５において、レベルは、均一でなく（こ
れは実際にμ法コーデックにおける場合）、それは２レ
ベルエラーの可能性を導く。レベル１１で始まる場合、
エコー信号は量子化器１０の入力信号をレベル１８に移
動する。雑音はレベル１９と２１との間のしきい値の上
に信号を押し上げ、量子化器１０はレベル２１を展開す
る。推定信号ｅ’がレベル２２を生成することを差し引
いて、量子化器２０はレベル２４の信号を展開する。そ
れは、レベル１１上の２つのレベルである。図４に示さ
れるタイプのエラーの発生確率が実質的に図５に示され
るタイプのエラーよりも高いことが分かる。
れは実際にμ法コーデックにおける場合）、それは２レ
ベルエラーの可能性を導く。レベル１１で始まる場合、
エコー信号は量子化器１０の入力信号をレベル１８に移
動する。雑音はレベル１９と２１との間のしきい値の上
に信号を押し上げ、量子化器１０はレベル２１を展開す
る。推定信号ｅ’がレベル２２を生成することを差し引
いて、量子化器２０はレベル２４の信号を展開する。そ
れは、レベル１１上の２つのレベルである。図４に示さ
れるタイプのエラーの発生確率が実質的に図５に示され
るタイプのエラーよりも高いことが分かる。
【００１６】上述したように、信号ｓの量子化されたレ
ベルはセレクタ５２により生じられた記号のひとセット
に対応する。モデムに関わる技術者にはよく知られた言
葉で、ｓおよびｒの記号はｘ軸に沿った記号のコンステ
レーションとしてみなされる。最も頻繁に起こるエラー
は、コンステレーション内でその隣り合うもののひとつ
に記号をシフトさせるものである。次に起こりそうなエ
ラーは、コンステレーションにおいて記号をとばすもの
である。量子化されたレベルのセットｓが順に示される
（すなわち、第１の記号が０００００、次が００００
１、その次が０００１０など）場合、最も頻繁に起こる
エラーは、記号の最下位ビットにおけるエラーである。
次に頻繁に起こるエラーは、記号の最下位ビットの次の
ビットにおけるものである。これはたとえどんなエラー
訂正コードが信号ｓに組み込まれても、少なくともこれ
ら２つのタイプのエラーは訂正可能でなければならな
い。
ベルはセレクタ５２により生じられた記号のひとセット
に対応する。モデムに関わる技術者にはよく知られた言
葉で、ｓおよびｒの記号はｘ軸に沿った記号のコンステ
レーションとしてみなされる。最も頻繁に起こるエラー
は、コンステレーション内でその隣り合うもののひとつ
に記号をシフトさせるものである。次に起こりそうなエ
ラーは、コンステレーションにおいて記号をとばすもの
である。量子化されたレベルのセットｓが順に示される
（すなわち、第１の記号が０００００、次が００００
１、その次が０００１０など）場合、最も頻繁に起こる
エラーは、記号の最下位ビットにおけるエラーである。
次に頻繁に起こるエラーは、記号の最下位ビットの次の
ビットにおけるものである。これはたとえどんなエラー
訂正コードが信号ｓに組み込まれても、少なくともこれ
ら２つのタイプのエラーは訂正可能でなければならな
い。
【００１７】エコーが取り除かれた場合でさえもエコー
と雑音は結合しエラーを引き起こし、また量子化器１０
のμ法コーデックの動きが問題を作るという事実に加え
て、高性能レベルを得るにはμ法コーデックの低レベル
同士が近づきすぎていることと、μ法コーデックのの高
レベルは精密であるが非常にパワーが「かかる」ことが
分かる。したがって、ネットワークのμ法コーデックの
２５５レベルすべてを使用しないことが有利であること
を示し、これはネットワークのコーデックにより送信さ
れるビット転送速度が１記号につき８ビットよりも少な
いことを意味する。一方、有効なレベルの数は、１２８
（１記号につき７ビットに相当）よりも多く、これは１
記号につき端数のビットが用いられることを意味する。
μ法コーデックの有効なレベルの数は所望の雑音安定度
のレベルに依存する。当該技術において周知なように、
多数の記号Ｌが多数の入力ビットＢから展開され、Ｂ／
Ｌが帯分数である場合、端数ビットの転送速度の転送が
生じる。この説明の文脈では、ビットを記号にマッピン
グすることは、また（後述するようにマッピングの注意
深い設計により）我々が使用を望まないコーデックレベ
ルに対応するそれら記号がマッピング装置の出力に表れ
ないことを確認する。
と雑音は結合しエラーを引き起こし、また量子化器１０
のμ法コーデックの動きが問題を作るという事実に加え
て、高性能レベルを得るにはμ法コーデックの低レベル
同士が近づきすぎていることと、μ法コーデックのの高
レベルは精密であるが非常にパワーが「かかる」ことが
分かる。したがって、ネットワークのμ法コーデックの
２５５レベルすべてを使用しないことが有利であること
を示し、これはネットワークのコーデックにより送信さ
れるビット転送速度が１記号につき８ビットよりも少な
いことを意味する。一方、有効なレベルの数は、１２８
（１記号につき７ビットに相当）よりも多く、これは１
記号につき端数のビットが用いられることを意味する。
μ法コーデックの有効なレベルの数は所望の雑音安定度
のレベルに依存する。当該技術において周知なように、
多数の記号Ｌが多数の入力ビットＢから展開され、Ｂ／
Ｌが帯分数である場合、端数ビットの転送速度の転送が
生じる。この説明の文脈では、ビットを記号にマッピン
グすることは、また（後述するようにマッピングの注意
深い設計により）我々が使用を望まないコーデックレベ
ルに対応するそれら記号がマッピング装置の出力に表れ
ないことを確認する。
【００１８】一般的に、数多くの応用において、使用が
望まれるコンステレーション記号の数は、７1/4 などの
帯分数である１記号につき多数のビットを有するのと等
しい２つの１パワーではない。１９９４年４月７日に発
行されたベッツ（Betts） の米国特許第５，１０３，２
２７号は、母数変換（modulus conversion）の概念に基
づくそのような記号を生じるための方法が開示されてい
る。その概念は、入ってくる一連のビットＢを一連のＬ
記号に変換することである。たとえば、コンステレーシ
ョン内に５つの記号（もしくはアルファベット）が存在
し、Ｂが１１１１１０００１（４９７）である場合、Ｂ
の値は、ベース５で３４４２5 として表される。これは
３×５3 ＋４×５2 ＋４×５1 ＋２×５0 に相当する。
ベースもしくは母数ｑは、もちろんマッピング装置の出
力アルファベットに相当する。
望まれるコンステレーション記号の数は、７1/4 などの
帯分数である１記号につき多数のビットを有するのと等
しい２つの１パワーではない。１９９４年４月７日に発
行されたベッツ（Betts） の米国特許第５，１０３，２
２７号は、母数変換（modulus conversion）の概念に基
づくそのような記号を生じるための方法が開示されてい
る。その概念は、入ってくる一連のビットＢを一連のＬ
記号に変換することである。たとえば、コンステレーシ
ョン内に５つの記号（もしくはアルファベット）が存在
し、Ｂが１１１１１０００１（４９７）である場合、Ｂ
の値は、ベース５で３４４２5 として表される。これは
３×５3 ＋４×５2 ＋４×５1 ＋２×５0 に相当する。
ベースもしくは母数ｑは、もちろんマッピング装置の出
力アルファベットに相当する。
【００１９】上記の例において、すべての入ってくるビ
ット（Ｂ）はマッピングされるが、これは絶対に必要と
いうものではない。端数ビットの転送速度Ｂ／Ｌについ
て、コンステレーション内の記号の数は、少なくとも次
の整数に切り上げられた２B/ L でなければならない。ま
た、全部ではないビットがマッピングされた場合、わず
かに重い負担（slightly heavier burden） が単にコン
ステレーションに置かれることも事実である。これは、
次の例からすぐに理解できるであろう。コンステレーシ
ョンが２５６よりも少なく１２８よりも多い記号を含む
場合、７と８との間の端数ビット転送速度は支持され
る。上記によれば、１記号につき７．２５ビットの転送
速度は（次の整数に切り捨てられた）２7.25つまり１５
３の記号のコンステレーションを必要とする。
ット（Ｂ）はマッピングされるが、これは絶対に必要と
いうものではない。端数ビットの転送速度Ｂ／Ｌについ
て、コンステレーション内の記号の数は、少なくとも次
の整数に切り上げられた２B/ L でなければならない。ま
た、全部ではないビットがマッピングされた場合、わず
かに重い負担（slightly heavier burden） が単にコン
ステレーションに置かれることも事実である。これは、
次の例からすぐに理解できるであろう。コンステレーシ
ョンが２５６よりも少なく１２８よりも多い記号を含む
場合、７と８との間の端数ビット転送速度は支持され
る。上記によれば、１記号につき７．２５ビットの転送
速度は（次の整数に切り捨てられた）２7.25つまり１５
３の記号のコンステレーションを必要とする。
【００２０】一方、これら７．２５ビットのうちのひと
つがマッピングされておらず、残りの６．２５のみがマ
ッピングされた場合には、マッピングされた６．２５ビ
ットに加えてマッピングされていないひとつのビットの
ためのコンステレーションが１５４の記号を含む必要が
ある。これはデミニマス（de minimus）増加である。興
味深いことに、下記の表１により示されるように、コン
ステレーションのサイズはマッピングされたビットの数
が減少するごとに適度に大きくなる。同時に、マッピン
グ装置（Ｂ）に適用されたビットの数は減少され、相応
するように、マッピング装置が複雑となる。
つがマッピングされておらず、残りの６．２５のみがマ
ッピングされた場合には、マッピングされた６．２５ビ
ットに加えてマッピングされていないひとつのビットの
ためのコンステレーションが１５４の記号を含む必要が
ある。これはデミニマス（de minimus）増加である。興
味深いことに、下記の表１により示されるように、コン
ステレーションのサイズはマッピングされたビットの数
が減少するごとに適度に大きくなる。同時に、マッピン
グ装置（Ｂ）に適用されたビットの数は減少され、相応
するように、マッピング装置が複雑となる。
【００２１】
【表１】
【００２２】マッピングされる必要のあるビットの数が
小さい場合は、マッピングを実行するための従来の手段
は、参照用テーブルメモリすなわちＲＯＭにより行われ
ていた。実際のマッピングを実行するために用いられる
メモリの内容は、上述した分母変換方法を用いて作成さ
れる。一方、ＲＯＭ内のマッピングは、たった一回計算
される。さらに重要且つ有利なことには、２B ≦ｑL で
ある（すなわち、ベースｑにおける組合せのすべてが使
用されるわけではない）ので、マッピングメモリにおけ
るデータは、全体の平均パワーを減少する目的で、記号
の異なる確率を調整するなど、選択された基準を改善す
るように調整可能である。これは以下に説明される。
小さい場合は、マッピングを実行するための従来の手段
は、参照用テーブルメモリすなわちＲＯＭにより行われ
ていた。実際のマッピングを実行するために用いられる
メモリの内容は、上述した分母変換方法を用いて作成さ
れる。一方、ＲＯＭ内のマッピングは、たった一回計算
される。さらに重要且つ有利なことには、２B ≦ｑL で
ある（すなわち、ベースｑにおける組合せのすべてが使
用されるわけではない）ので、マッピングメモリにおけ
るデータは、全体の平均パワーを減少する目的で、記号
の異なる確率を調整するなど、選択された基準を改善す
るように調整可能である。これは以下に説明される。
【００２３】いくつかのビットがマッピングされ残りが
マッピングされない場合、且つマッピングされたビット
は最上位ビットである場合、全体の信号コンステレーシ
ョン（ｑ×２u の記号を含む、ｕはマッピングされてい
ないビットの数を示す）は、Ｓ1 ，Ｓ2 ，．．．，Ｓq
で示されるｑ個のサブセットに分割されるものとみなさ
れる。サブセットＳi からの記号の確率がｐｒi であ
り、Ｐi がこのサブセットにおける記号の平均パワーで
ある場合、全体の平均パワーは、次式：
マッピングされない場合、且つマッピングされたビット
は最上位ビットである場合、全体の信号コンステレーシ
ョン（ｑ×２u の記号を含む、ｕはマッピングされてい
ないビットの数を示す）は、Ｓ1 ，Ｓ2 ，．．．，Ｓq
で示されるｑ個のサブセットに分割されるものとみなさ
れる。サブセットＳi からの記号の確率がｐｒi であ
り、Ｐi がこのサブセットにおける記号の平均パワーで
ある場合、全体の平均パワーは、次式：
【数１】
で表される。
【００２４】平均パワーを最小限におさえるには、ｐｒ
i はＰi に対して大きくなければならない。なお、μ法
モデムの場合、「スマート」マッピングの平均は、高レ
ベルの信号を有するサブセットの大きなパワーにより、
等しく離間された信号のコンステレーションの場合に得
られたものよりも大きい。また、ゼロのＤＣレベルを得
たい場合は、対称（ゼロレベルに関して）が要求され
る。このような場合、サブセットＳ1 における記号のア
ナログレベルは、サブセットＳq （Ｐi ＝Ｐq ）におけ
る記号のアナログレベルのマイナスの数値であり、それ
らの確率は（ｐｒi ＝ｐｒq ）に等しい。したがって、
一般的に、それらサブセットは２つの対称なグループに
分けることができ、ひとつのグループを伴うプラスの指
数およびもう一方のグループのためのマイナスの指数を
用いることができる。プラスの指数グループについて、
指数はＰi+1 ＞Ｐi となるように調整可能である。
i はＰi に対して大きくなければならない。なお、μ法
モデムの場合、「スマート」マッピングの平均は、高レ
ベルの信号を有するサブセットの大きなパワーにより、
等しく離間された信号のコンステレーションの場合に得
られたものよりも大きい。また、ゼロのＤＣレベルを得
たい場合は、対称（ゼロレベルに関して）が要求され
る。このような場合、サブセットＳ1 における記号のア
ナログレベルは、サブセットＳq （Ｐi ＝Ｐq ）におけ
る記号のアナログレベルのマイナスの数値であり、それ
らの確率は（ｐｒi ＝ｐｒq ）に等しい。したがって、
一般的に、それらサブセットは２つの対称なグループに
分けることができ、ひとつのグループを伴うプラスの指
数およびもう一方のグループのためのマイナスの指数を
用いることができる。プラスの指数グループについて、
指数はＰi+1 ＞Ｐi となるように調整可能である。
【００２５】例えとして、１記号ごと７．２５ビットの
マッピングが４つの記号ごとに９ビットをマッピングす
ることにより行われる手順を次に示す。これは、表１に
おける下から２番目の行に示されたように、１記号ごと
２．２５ビットに対応する。また、このような場合、５
つのサブセット（ｑ＝［２2.25］＝５）を有し、マッピ
ングされていない記号ごとに５ビットのまま、各サブセ
ットは３２の記号（２5 ）を含む。これらサブセットの
うちの２つ（Ｓ2 およびＳ3 ）は同じ数値のマイナスの
値を有し、Ｓ1 は固有の値である（記号の半分はプラス
のレベルに対応し、記号の半分はマイナスのレベルに対
応して、ゼロを両建てする。）。
マッピングが４つの記号ごとに９ビットをマッピングす
ることにより行われる手順を次に示す。これは、表１に
おける下から２番目の行に示されたように、１記号ごと
２．２５ビットに対応する。また、このような場合、５
つのサブセット（ｑ＝［２2.25］＝５）を有し、マッピ
ングされていない記号ごとに５ビットのまま、各サブセ
ットは３２の記号（２5 ）を含む。これらサブセットの
うちの２つ（Ｓ2 およびＳ3 ）は同じ数値のマイナスの
値を有し、Ｓ1 は固有の値である（記号の半分はプラス
のレベルに対応し、記号の半分はマイナスのレベルに対
応して、ゼロを両建てする。）。
【００２６】４つの記号シーケンスに含まれた組合せの
総数は、ｑ4 ＝６２５である。たとえば、シーケンス
（１2 、±２、±３）は、サブセットＳ1 から２つの記
号を含む。ひとつはＳ2 もしくはＳ-2からのいずれか、
そしてひとつはＳ3 もしくはＳ-3からのいずれかであ
る。このタイプのシーケンスの数は、
総数は、ｑ4 ＝６２５である。たとえば、シーケンス
（１2 、±２、±３）は、サブセットＳ1 から２つの記
号を含む。ひとつはＳ2 もしくはＳ-2からのいずれか、
そしてひとつはＳ3 もしくはＳ-3からのいずれかであ
る。このタイプのシーケンスの数は、
【数２】
【００２７】６２５の組合せはすべて、この場合におい
て、表２にある。
て、表２にある。
【表２】
【００２８】９ビットがマッピングされたので、単に２
9 つまり５１２の組合せは６２５の有効な組合せから選
択される必要がある。平均パワーを最小限に押さえるた
めには、Ｓ3 およびＳ-3からの記号が最もパワーを必要
とするのでそれらのの確率を最小としなければならな
い。ｐｒ3 が最小化される５１２のシーケンスのリスト
は、表３で得られる。この選択により得られた確率は、
ｐｒi ＝０．２２８５、ｐｒ2 ＝０．４５６１およびｐ
ｒ3 ＝０．３１５４である（なお、ｐｒi は３２の記号
に関連しており、一方ｐｒ2 およびｐｒ3 は６４の記号
に関連している）。４の最小間隔を伴うμ法モデムの場
合については、表３にリストされた場合の平均パワー
は、Ｐa ＝−１３．１５デシベルミリワット（ｄｂｍ）
（１ユニットのパワーはー６６デシベルミリワットに標
準化される）である。記号が等しい確率で５つのセット
からの記号を含むように選択された場合、Ｐa の値は、
−１２．２２デシベルミリワットとなる。これは、約１
デシベルミリワットのゲインがマッピングされたシンボ
ルの正しい選択により賢明な選択によってのみ得られる
ことを意味する。
9 つまり５１２の組合せは６２５の有効な組合せから選
択される必要がある。平均パワーを最小限に押さえるた
めには、Ｓ3 およびＳ-3からの記号が最もパワーを必要
とするのでそれらのの確率を最小としなければならな
い。ｐｒ3 が最小化される５１２のシーケンスのリスト
は、表３で得られる。この選択により得られた確率は、
ｐｒi ＝０．２２８５、ｐｒ2 ＝０．４５６１およびｐ
ｒ3 ＝０．３１５４である（なお、ｐｒi は３２の記号
に関連しており、一方ｐｒ2 およびｐｒ3 は６４の記号
に関連している）。４の最小間隔を伴うμ法モデムの場
合については、表３にリストされた場合の平均パワー
は、Ｐa ＝−１３．１５デシベルミリワット（ｄｂｍ）
（１ユニットのパワーはー６６デシベルミリワットに標
準化される）である。記号が等しい確率で５つのセット
からの記号を含むように選択された場合、Ｐa の値は、
−１２．２２デシベルミリワットとなる。これは、約１
デシベルミリワットのゲインがマッピングされたシンボ
ルの正しい選択により賢明な選択によってのみ得られる
ことを意味する。
【００２９】
【表３】
【００３０】なお、μ法モデムの場合、Ｓ1 からの記号
間の最小間隔は、Ｓ3 からの記号間の最小間隔よりも小
さい、従って、異なるエラー保護は異なるサブセットか
ら得られた記号にとって有利である。たとえば、おそら
くＳ3 およびＳ-3からの記号にはエラー保護は必要な
く、Ｓ2 およびＳ-2からの記号には小さな訂正能力が望
まれ、Ｓ1 からの記号には大きな訂正能力が望まれる。
表４に示されたものは、シーケンスにおける記号の少な
くともひとつはＳ3 もしくはＳ-3のいずれかからのもの
であること並びに選択がエラー訂正冗長度を含む必要が
ないためデータ処理量を増やすことを確保する。
間の最小間隔は、Ｓ3 からの記号間の最小間隔よりも小
さい、従って、異なるエラー保護は異なるサブセットか
ら得られた記号にとって有利である。たとえば、おそら
くＳ3 およびＳ-3からの記号にはエラー保護は必要な
く、Ｓ2 およびＳ-2からの記号には小さな訂正能力が望
まれ、Ｓ1 からの記号には大きな訂正能力が望まれる。
表４に示されたものは、シーケンスにおける記号の少な
くともひとつはＳ3 もしくはＳ-3のいずれかからのもの
であること並びに選択がエラー訂正冗長度を含む必要が
ないためデータ処理量を増やすことを確保する。
【００３１】
【表４】
【００３２】同様に、記号の少なくとも２つが次のサブ
セット：Ｓ2 、Ｓ-2、Ｓ3 もしくはＳ-3のひとつから得
られるようにシーケンスを選択することができる。つま
り、記号の半分については、小さな訂正能力が要求さ
れ、これにより、達成できるデータ転送速度はさらに増
加される。そのコストはより大きな平均パワーであるこ
とは明らかである。しかしながら、システムのパワー規
制に反しない限りは、平均パワーの増加における損害は
ない。
セット：Ｓ2 、Ｓ-2、Ｓ3 もしくはＳ-3のひとつから得
られるようにシーケンスを選択することができる。つま
り、記号の半分については、小さな訂正能力が要求さ
れ、これにより、達成できるデータ転送速度はさらに増
加される。そのコストはより大きな平均パワーであるこ
とは明らかである。しかしながら、システムのパワー規
制に反しない限りは、平均パワーの増加における損害は
ない。
【００３３】要約すると、一般的に、ここで開示された
マッピングスキーマは、特別な基準を進展させる特別な
マッピングを選択する考えに基づいている。平均パワー
（形成コードの一種）を最小限におさえる必要がある場
合、低パワーの記号を有するサブセットの確率は増加さ
れなければならない。均一に離間していないコンステレ
ーションの場合、データ転送速度の増加は、エラー保護
が要求される記号の数を減少することにより成し遂げら
れる。エラー訂正コーディングと同様に、コーディング
ゲインにおける増加は冗長度の増加により成し遂げられ
る場合、マッピングにおける有効な冗長度は増加され
る。１記号ごとに減少した数のビットで同サイズの信号
コンステレーションを用いることは、冗長度を増加する
ことと解釈されてもよい。冗長度を増加することによ
り、望ましい基準と一致するサブセットの確率もまた増
加される。
マッピングスキーマは、特別な基準を進展させる特別な
マッピングを選択する考えに基づいている。平均パワー
（形成コードの一種）を最小限におさえる必要がある場
合、低パワーの記号を有するサブセットの確率は増加さ
れなければならない。均一に離間していないコンステレ
ーションの場合、データ転送速度の増加は、エラー保護
が要求される記号の数を減少することにより成し遂げら
れる。エラー訂正コーディングと同様に、コーディング
ゲインにおける増加は冗長度の増加により成し遂げられ
る場合、マッピングにおける有効な冗長度は増加され
る。１記号ごとに減少した数のビットで同サイズの信号
コンステレーションを用いることは、冗長度を増加する
ことと解釈されてもよい。冗長度を増加することによ
り、望ましい基準と一致するサブセットの確率もまた増
加される。
【００３４】コーデック１１に適用された記号の２つの
最下位ビットを保護する必要性と、コーデック１１の利
用状態を最大限にするため端数ビット転送速度を使用す
る必要を組み合わせると、ビットすべてががマッピング
されるわけではないタイプの端数ビット転送速度のマッ
ピングは、上述したように有利に、優れた性能を達成す
るために端数ビット転送速度のマッピングに関与しない
ビットのコーディングと組み合わされる。
最下位ビットを保護する必要性と、コーデック１１の利
用状態を最大限にするため端数ビット転送速度を使用す
る必要を組み合わせると、ビットすべてががマッピング
されるわけではないタイプの端数ビット転送速度のマッ
ピングは、上述したように有利に、優れた性能を達成す
るために端数ビット転送速度のマッピングに関与しない
ビットのコーディングと組み合わされる。
【００３５】図６はマッピングされていないビットのい
ずれもがコーディング装置に適用されるそのような配置
の一例を示し、図７は端数ビット転送速度のマッピング
に関与しないビットのうちのいくつかのみが符号化され
る（そして残りのビットは符号化されない）場合の例を
示し、図８は符号化が多重レベルである例を表してい
る。図８の配置は特に手近な問題に適している。なぜな
ら量子化器１０に進む記号の最下位ビットに必要とされ
る符号化が最下位ビットの次のビットをさらに強固に保
護することを目的としているためである。もちろん、さ
らに強固な符号化は、より大きな冗長度を必要とし、転
送能力からみて非常に割高である。
ずれもがコーディング装置に適用されるそのような配置
の一例を示し、図７は端数ビット転送速度のマッピング
に関与しないビットのうちのいくつかのみが符号化され
る（そして残りのビットは符号化されない）場合の例を
示し、図８は符号化が多重レベルである例を表してい
る。図８の配置は特に手近な問題に適している。なぜな
ら量子化器１０に進む記号の最下位ビットに必要とされ
る符号化が最下位ビットの次のビットをさらに強固に保
護することを目的としているためである。もちろん、さ
らに強固な符号化は、より大きな冗長度を必要とし、転
送能力からみて非常に割高である。
【００３６】図９は、ここで開示された原理に従った配
置を示している。ここで構成要素３０、３１、３２およ
び３３は図１のマッピング装置５１と取って代わること
が言える。イコライザ５３は１９９４年１月３日付けの
「Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ−
Ｌｅｖｅｌ Ｓａｍｐｌｉｎｇ Ｍｏｄｅｍ ｗｉｔｈ
Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎ
ｔ」という題名のＡｙａｎｇｏｌｕ等の米国特許出願で
教示された原理に従ってもよい。
置を示している。ここで構成要素３０、３１、３２およ
び３３は図１のマッピング装置５１と取って代わること
が言える。イコライザ５３は１９９４年１月３日付けの
「Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ−
Ｌｅｖｅｌ Ｓａｍｐｌｉｎｇ Ｍｏｄｅｍ ｗｉｔｈ
Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎ
ｔ」という題名のＡｙａｎｇｏｌｕ等の米国特許出願で
教示された原理に従ってもよい。
【００３７】上述したように、量子化器１０の全２５５
のレベルを使用しないのが有利であり、その結果、１記
号ごと８ビットよりも少ない転送速度となる。６．７３
３３３の転送速度がある適用には好都合であり、その転
送速度は３０記号ごとに２０２の情報ビットの送信に相
当する。これはバッファ３０を介して流れる２０２の情
報ビットごとに、ブロック３０〜３３によって生ぜられ
る３０の記号が存在する。２つの記号間隔ごとに、バッ
ファ３０は、１１ビットを端数ビット転送速度マッピン
グ装置３３に送り込む。これに応答してマッピング装置
３３は記号間隔ごとに６ビットを送り込む。効率的に、
マッピング装置３３は２つの記号ごとに１ビットを生じ
る。
のレベルを使用しないのが有利であり、その結果、１記
号ごと８ビットよりも少ない転送速度となる。６．７３
３３３の転送速度がある適用には好都合であり、その転
送速度は３０記号ごとに２０２の情報ビットの送信に相
当する。これはバッファ３０を介して流れる２０２の情
報ビットごとに、ブロック３０〜３３によって生ぜられ
る３０の記号が存在する。２つの記号間隔ごとに、バッ
ファ３０は、１１ビットを端数ビット転送速度マッピン
グ装置３３に送り込む。これに応答してマッピング装置
３３は記号間隔ごとに６ビットを送り込む。効率的に、
マッピング装置３３は２つの記号ごとに１ビットを生じ
る。
【００３８】なお、このマッピングの出力は２12のアル
ファベットを支持することが可能であるが、入力は２11
の組合せに制限されているため、レベルセレクタ５２に
全く適用されないいくつかのアルファベットの構成文字
（member）が存在する。マッピング装置３３の６ビット
はレベルセレクタに適用された記号の最上位ビットを形
成する。バッファ３０に戻ると、３０の記号間隔ごと
に、バッファ３０は２７ビットをエンコーダ３２に送り
込む。
ファベットを支持することが可能であるが、入力は２11
の組合せに制限されているため、レベルセレクタ５２に
全く適用されないいくつかのアルファベットの構成文字
（member）が存在する。マッピング装置３３の６ビット
はレベルセレクタに適用された記号の最上位ビットを形
成する。バッファ３０に戻ると、３０の記号間隔ごと
に、バッファ３０は２７ビットをエンコーダ３２に送り
込む。
【００３９】相当するように、エンコーダ３２は、各記
号間隔ごとに１ビットをレベルセレクタ５２に送り込
む。効果的に、エンコーダ３２は１０記号間隔ごとに１
ビットを生じる。エンコーダ３２の出力は、レベルセレ
クタに適用された記号の最下位ビットの次のビットを形
成する。
号間隔ごとに１ビットをレベルセレクタ５２に送り込
む。効果的に、エンコーダ３２は１０記号間隔ごとに１
ビットを生じる。エンコーダ３２の出力は、レベルセレ
クタに適用された記号の最下位ビットの次のビットを形
成する。
【００４０】最後に、３０の記号間隔ごとにバッファ３
０は１０ビットをエンコーダ３１に送り込み、エンコー
ダ３１は各記号期間ごとに単一ビットをレベルセレクタ
５２に送り込む。効果的に、エンコーダ３１は３つの記
号間隔ごとに２ビットを生じる。エンコーダ３１の出力
は、レベルセレクタに適用された記号の最下位ビットを
形成する。特に、２０２ビットのうちエンコーダ３１、
３２または３３により採用されるビットは重要ではない
ので、周知のいかなる便利な工程アルゴリズムも可能で
あろう。よって受信された記号は、結局は適切なシーケ
ンスのビットに分解されることが可能である。
０は１０ビットをエンコーダ３１に送り込み、エンコー
ダ３１は各記号期間ごとに単一ビットをレベルセレクタ
５２に送り込む。効果的に、エンコーダ３１は３つの記
号間隔ごとに２ビットを生じる。エンコーダ３１の出力
は、レベルセレクタに適用された記号の最下位ビットを
形成する。特に、２０２ビットのうちエンコーダ３１、
３２または３３により採用されるビットは重要ではない
ので、周知のいかなる便利な工程アルゴリズムも可能で
あろう。よって受信された記号は、結局は適切なシーケ
ンスのビットに分解されることが可能である。
【００４１】エレメント３１、３２並びに３３の設計の
仕様は当該技術において周知である。つまり、技術者
は、所望の特別な入出力機能が得られるこれらの構成要
素をいかにして作り出すかを知っている。たとえば、マ
ッピング装置３３は、単にＲＯＭに適用されたアドレス
となる１１ビットの入力を有するＲＯＭであってもよ
い。ＲＯＭは、それぞれ６ビットごと２つのグループに
分割される１２の出力を有し、そのグループは、各記号
期間ごとにマッピング装置３３の出力へ交互に向けられ
る。マッピング装置３２は、たとえば各９ビットごとに
パリティビットを加える単一のパリティコードゼネレー
タ３３であってもよい。マッピング装置３１および／ま
たは３２は、ブロックエンコーダでも畳み込みエンコー
ダでもよい。マッピング装置３１の具体的な畳み込みエ
ンコーダが図１０に示されている。
仕様は当該技術において周知である。つまり、技術者
は、所望の特別な入出力機能が得られるこれらの構成要
素をいかにして作り出すかを知っている。たとえば、マ
ッピング装置３３は、単にＲＯＭに適用されたアドレス
となる１１ビットの入力を有するＲＯＭであってもよ
い。ＲＯＭは、それぞれ６ビットごと２つのグループに
分割される１２の出力を有し、そのグループは、各記号
期間ごとにマッピング装置３３の出力へ交互に向けられ
る。マッピング装置３２は、たとえば各９ビットごとに
パリティビットを加える単一のパリティコードゼネレー
タ３３であってもよい。マッピング装置３１および／ま
たは３２は、ブロックエンコーダでも畳み込みエンコー
ダでもよい。マッピング装置３１の具体的な畳み込みエ
ンコーダが図１０に示されている。
【００４２】図１０のエンコーダは、４つの遅延エレメ
ントと、モジュロ２加算器３５、３６および３７と、転
極器（commutating switch）３８とを含む。３つの記号
間隔の各セットごとに、ビットが図１０のエンコーダの
第１の遅延エレメント３４に挿入される（データは次の
遅延エレメントによりシフトする）。転極器３８は、各
記号間隔ごとに異なる加算器にアクセスし、３つの加算
器の間で電流の方向を変える。
ントと、モジュロ２加算器３５、３６および３７と、転
極器（commutating switch）３８とを含む。３つの記号
間隔の各セットごとに、ビットが図１０のエンコーダの
第１の遅延エレメント３４に挿入される（データは次の
遅延エレメントによりシフトする）。転極器３８は、各
記号間隔ごとに異なる加算器にアクセスし、３つの加算
器の間で電流の方向を変える。
【００４３】なお、異なるエンコーダが使用されても良
く、また図７後にモデル化された多重レベルのエンコー
ダ配列もまた可能である。そのような配置は図１１に示
されており、この配置において、多重レベルのエンコー
ダは図８のものと同様であり、変わったところは、端数
ビット転送速度（ＦＢＲ：Fractional Bit Rate） マッ
ピング装置３９により生成されたビットの数だけであ
る。なお、マッピング装置３３のＲＯＭ実行には１２×
２11ビットが必要とされ、マッピング装置３９のＲＯＭ
実行には１０×２9 ビットが必要とされる（４．８のフ
ァクタによる減少）。
く、また図７後にモデル化された多重レベルのエンコー
ダ配列もまた可能である。そのような配置は図１１に示
されており、この配置において、多重レベルのエンコー
ダは図８のものと同様であり、変わったところは、端数
ビット転送速度（ＦＢＲ：Fractional Bit Rate） マッ
ピング装置３９により生成されたビットの数だけであ
る。なお、マッピング装置３３のＲＯＭ実行には１２×
２11ビットが必要とされ、マッピング装置３９のＲＯＭ
実行には１０×２9 ビットが必要とされる（４．８のフ
ァクタによる減少）。
【００４４】図９のモデム５がレベルセレクタ５２に、
次に量子化器１０に適用された記号の２つの最下位ビッ
トのためのエラー保護を組み込む手段を含むという事実
は、もちろん行程の終わりではない。エラー保護を組み
込む手段は、エラー訂正コードを使うことによって出力
に出てくるであろうエラーを訂正するためにエレメント
２００に提供されるべきである。この仕事はデコーダ６
０に割り当てられる。このようなエラーを訂正する従来
の方法は、エコー推定ｅ’を引いた後に得られる実際の
レベルが、信号によって決められる２つの考えられる量
子化された値に相対して推定される。その工程を非常に
概略して説明すると、「費用／便益」メトリック（metr
ic）が２つの選択に指定され、「メトリック」が３０の
記号の全体のシーケンスにわたって累積される。エレメ
ント３１、３２並びに３３の符号化作用は、信号ｓにお
いて許可不能シーケンスのまたは費用のかさむシーケン
スの有限セットとなる。累積された「メトリック」の値
に基づいて、正しいシーケンスが確認され、よってエラ
ーが訂正される。
次に量子化器１０に適用された記号の２つの最下位ビッ
トのためのエラー保護を組み込む手段を含むという事実
は、もちろん行程の終わりではない。エラー保護を組み
込む手段は、エラー訂正コードを使うことによって出力
に出てくるであろうエラーを訂正するためにエレメント
２００に提供されるべきである。この仕事はデコーダ６
０に割り当てられる。このようなエラーを訂正する従来
の方法は、エコー推定ｅ’を引いた後に得られる実際の
レベルが、信号によって決められる２つの考えられる量
子化された値に相対して推定される。その工程を非常に
概略して説明すると、「費用／便益」メトリック（metr
ic）が２つの選択に指定され、「メトリック」が３０の
記号の全体のシーケンスにわたって累積される。エレメ
ント３１、３２並びに３３の符号化作用は、信号ｓにお
いて許可不能シーケンスのまたは費用のかさむシーケン
スの有限セットとなる。累積された「メトリック」の値
に基づいて、正しいシーケンスが確認され、よってエラ
ーが訂正される。
【００４５】図１２（Ａ）、（Ｂ）は、最下位ビットに
関して、図９のブロック２００で実行された復号化アル
ゴリズムのフローチャートを示す。ブロック長がＮの場
合のブロックコードの復号化を説明する。畳み込みコー
ドについては、以下に示す同様の「費用／便益」メトリ
ックとともにビタビデコーダが使用できる（前述したギ
トリンの引用を参照）。
関して、図９のブロック２００で実行された復号化アル
ゴリズムのフローチャートを示す。ブロック長がＮの場
合のブロックコードの復号化を説明する。畳み込みコー
ドについては、以下に示す同様の「費用／便益」メトリ
ックとともにビタビデコーダが使用できる（前述したギ
トリンの引用を参照）。
【００４６】図１２（Ａ）、（Ｂ）のフローチャート
は、ブロック６０の復号化とともにエレメント１３およ
び２０の動作を組み込んでいる。つまり、図１２
（Ａ）、（Ｂ）のフローチャートは、図１２（Ａ）、
（Ｂ）のプロセスを実行する記憶プログラム制御化プロ
セッサによりブロック２００の実施例に対応している。
は、ブロック６０の復号化とともにエレメント１３およ
び２０の動作を組み込んでいる。つまり、図１２
（Ａ）、（Ｂ）のフローチャートは、図１２（Ａ）、
（Ｂ）のプロセスを実行する記憶プログラム制御化プロ
セッサによりブロック２００の実施例に対応している。
【００４７】フローチャートのエレメント１０１から始
めると、信号のブロックにおけるメンバーを示すインデ
ックスｋは１に設定される。制御はエレメント１０２へ
進み、ここで信号ｔ（図９における削除装置１３の出
力）が評価される。図１２（Ａ）、（Ｂ）におけるエレ
メント１０３は、μ法エンコーダの減少されたアルファ
ベットに従って信号を量子化し、図９におけるブロック
２０の出力に対応する中間信号ｚA (k)を得る。エレメン
ト１０４において、信号ｚA (k)がブロック６０に適用さ
れた信号である信号ｘ(k) のラベルに関連すると認識さ
れる。
めると、信号のブロックにおけるメンバーを示すインデ
ックスｋは１に設定される。制御はエレメント１０２へ
進み、ここで信号ｔ（図９における削除装置１３の出
力）が評価される。図１２（Ａ）、（Ｂ）におけるエレ
メント１０３は、μ法エンコーダの減少されたアルファ
ベットに従って信号を量子化し、図９におけるブロック
２０の出力に対応する中間信号ｚA (k)を得る。エレメン
ト１０４において、信号ｚA (k)がブロック６０に適用さ
れた信号である信号ｘ(k) のラベルに関連すると認識さ
れる。
【００４８】エレメント１０３のＺオペレータにより実
行される量子化は、ｔ(k) の２つの両隣りのうち最も近
いものを選び出す。この２つの両隣りは、ここでｚA (k)
およびｚB (k)とみなされる。最もｔ(k) に近い隣りが量
子化プロセスにより選択され、ｚA (k)とされる。
行される量子化は、ｔ(k) の２つの両隣りのうち最も近
いものを選び出す。この２つの両隣りは、ここでｚA (k)
およびｚB (k)とみなされる。最もｔ(k) に近い隣りが量
子化プロセスにより選択され、ｚA (k)とされる。
【００４９】決定エレメント１０５は信号ｔ(k) の量子
化がより低い方を選択するかより高い方を選択するかを
決定する。ｚA (k)がｔ(k) よりも高い場合、決定エレメ
ント１０６は対応するラベルｘA (k)がＭ−１に等しいか
否かを決定する。ここでＭは、ブロック６０のモデムに
おけるラベルの数である（Ｍ−１はラベルのセットにお
ける最後のラベルであり、最大バイナリー数に相当す
る）。これが本当であれば、エレメント１０７はもう一
方の隣りｘB (k)をＭ−２に設定し、制御はエレメント１
０８に進む。またそうでない場合は、エレメント１０９
がｘB (k)をｘA (k)＋１に設定し、また制御はエレメント
１０８に進む。ｔ(k) がｚA (k)以下であり、且つｘA (k)
がゼロに等しい（すなわち、最下ラベル）場合は、エレ
メント１１１がｘB (k)を１に設定し、制御はエレメント
１０８に進む。最後に、ｘA (k)がゼロと等しくない場合
は、エレメント１１２がｘB (k)をｘA (k)−１に設定し、
同様に、制御はエレメント１０８に進む。
化がより低い方を選択するかより高い方を選択するかを
決定する。ｚA (k)がｔ(k) よりも高い場合、決定エレメ
ント１０６は対応するラベルｘA (k)がＭ−１に等しいか
否かを決定する。ここでＭは、ブロック６０のモデムに
おけるラベルの数である（Ｍ−１はラベルのセットにお
ける最後のラベルであり、最大バイナリー数に相当す
る）。これが本当であれば、エレメント１０７はもう一
方の隣りｘB (k)をＭ−２に設定し、制御はエレメント１
０８に進む。またそうでない場合は、エレメント１０９
がｘB (k)をｘA (k)＋１に設定し、また制御はエレメント
１０８に進む。ｔ(k) がｚA (k)以下であり、且つｘA (k)
がゼロに等しい（すなわち、最下ラベル）場合は、エレ
メント１１１がｘB (k)を１に設定し、制御はエレメント
１０８に進む。最後に、ｘA (k)がゼロと等しくない場合
は、エレメント１１２がｘB (k)をｘA (k)−１に設定し、
同様に、制御はエレメント１０８に進む。
【００５０】第２の隣りｘB (k)が評価されると、エレメ
ント１０８はｘB (k)に対応するｚB ( k)を決定する。エレ
メント１１４は、「費用／便益」メトリックに関連する
しきい値からの距離を評価し、制御はエレメント１１５
に進む。
ント１０８はｘB (k)に対応するｚB ( k)を決定する。エレ
メント１１４は、「費用／便益」メトリックに関連する
しきい値からの距離を評価し、制御はエレメント１１５
に進む。
【００５１】ｘA (k)もしくはｘB (k)を選択することに関
わる全ブロックにわたるメトリックは、エレメント１１
５に従うループにおいて評価される。エレメント１１５
は、指数ｉをゼロに設定し、エレメント１１６は、ｉの
値をｘA (k)、ｘA0 (k) の最下位ビットに比較する。それ
らが等しい場合、メトリックはブロック１１７において
決定される。雑音の差異 2 が分かっている場合は、
「費用／便益」メトリックはφi (k)＝φ（δ
1 (k)δ2 (k)）であり、ここでφ（δ1 δ2 ）は
わる全ブロックにわたるメトリックは、エレメント１１
５に従うループにおいて評価される。エレメント１１５
は、指数ｉをゼロに設定し、エレメント１１６は、ｉの
値をｘA (k)、ｘA0 (k) の最下位ビットに比較する。それ
らが等しい場合、メトリックはブロック１１７において
決定される。雑音の差異 2 が分かっている場合は、
「費用／便益」メトリックはφi (k)＝φ（δ
1 (k)δ2 (k)）であり、ここでφ（δ1 δ2 ）は
【数３】
である。
【００５２】上記式において、δ1 (k)とδ2 (k)は、
【数４】
であり、Ｑ（ｘ）は、
【数５】
であり、ここでΔは、ｒ(k) を囲むしきい値間の距離で
ある。
ある。
【００５３】ｘA (k)の最下位ビットがｉと等しくない場
合は、エレメント１１８に従って、φi (k)＝０である。
メトリックがｉ＝０について決定をすると、決定エレメ
ント１１９およびｉを増加する動作エレメント１１０の
助けによって、「費用／利益」メトリックはｉ＝１につ
いて決定される。コントロールは、その後決定されたφ
1 (k)とφ0 (k)および増加された指数ｋとともにエレメン
ト１２１に進む。また、雑音差異が分からない場合は、
φ（δ1 (k)δ2 (k)）によって画定された「費用／便益」
メトリックがδ2 2に等しい状態で、部分最適復号化（su
b-optimal decoding）が行われる。ここでδ1 2≧０およ
びδ2 2＜０は、δ1 ≧０およびδ2 ≧０である場合に０
に等しくなり、またδ1 ＜０およびδ2 ≦０の場合にδ
2 2−δ1 2等しくなる。
合は、エレメント１１８に従って、φi (k)＝０である。
メトリックがｉ＝０について決定をすると、決定エレメ
ント１１９およびｉを増加する動作エレメント１１０の
助けによって、「費用／利益」メトリックはｉ＝１につ
いて決定される。コントロールは、その後決定されたφ
1 (k)とφ0 (k)および増加された指数ｋとともにエレメン
ト１２１に進む。また、雑音差異が分からない場合は、
φ（δ1 (k)δ2 (k)）によって画定された「費用／便益」
メトリックがδ2 2に等しい状態で、部分最適復号化（su
b-optimal decoding）が行われる。ここでδ1 2≧０およ
びδ2 2＜０は、δ1 ≧０およびδ2 ≧０である場合に０
に等しくなり、またδ1 ＜０およびδ2 ≦０の場合にδ
2 2−δ1 2等しくなる。
【００５４】図１２に戻り、エレメント１２１は指数ｋ
を増加し、制御を決定エレメント１２２に進める。ｋが
ブロックＮのサイズよりも大きい場合、エレメント１２
２は制御をエレメント１０２に戻す。ｋがＮよりも大き
い場合、制御はエレメント１２３に進み、ここで指数ｉ
はゼロに設定され、最適なコードワードを決定するプロ
セスが開始する。エレメント１２４は、ｉthコードワー
ドＥの蓄積されたメトリックを評価し、エレメント１２
５は指数ｉを増加し、エレメント１２６は次のコードワ
ードのメトリックが評価されるべきか否かを決定する。
指数ｉがＥにおけるコードワードの数以下の場合、制御
はエレメント１２４（ここではＥは最下位ビットに使用
されるエラー訂正コードである）に戻る。もしくは、エ
レメント１２７が最大便益が得れる指数ｉを識別し、こ
の指数の値は指数ｆに割り当てることにより記憶され
る。制御は、その後エレメント１２８に進み、ここで指
数ｋは１に設定される。
を増加し、制御を決定エレメント１２２に進める。ｋが
ブロックＮのサイズよりも大きい場合、エレメント１２
２は制御をエレメント１０２に戻す。ｋがＮよりも大き
い場合、制御はエレメント１２３に進み、ここで指数ｉ
はゼロに設定され、最適なコードワードを決定するプロ
セスが開始する。エレメント１２４は、ｉthコードワー
ドＥの蓄積されたメトリックを評価し、エレメント１２
５は指数ｉを増加し、エレメント１２６は次のコードワ
ードのメトリックが評価されるべきか否かを決定する。
指数ｉがＥにおけるコードワードの数以下の場合、制御
はエレメント１２４（ここではＥは最下位ビットに使用
されるエラー訂正コードである）に戻る。もしくは、エ
レメント１２７が最大便益が得れる指数ｉを識別し、こ
の指数の値は指数ｆに割り当てることにより記憶され
る。制御は、その後エレメント１２８に進み、ここで指
数ｋは１に設定される。
【００５５】
【外１】
【００５６】図１２（Ａ）、（Ｂ）のプロセスの結果
は、エンコーダ３１により制限された基準を満たし、且
つおそらく送られた記号である記号の選択である。さら
に、それは有効なコードワードの一部である記号であ
り、正しい最下位ビットを有する。まだ決定されていな
いものは、他のビットもまた正しいビットであるか否か
であり、特に、最下位の次のビットが正しいか否かであ
る。
は、エンコーダ３１により制限された基準を満たし、且
つおそらく送られた記号である記号の選択である。さら
に、それは有効なコードワードの一部である記号であ
り、正しい最下位ビットを有する。まだ決定されていな
いものは、他のビットもまた正しいビットであるか否か
であり、特に、最下位の次のビットが正しいか否かであ
る。
【００５７】正しい記号の決定は図１３の構成に従う。
図１３において、デコーダ６１は図１２（Ａ）、（Ｂ）
のフローチャートに対応するものであり、仮の記号ｓを
決定する一方で、記号の最下位ビットを決定する。その
記号はエンコーダ３２の必要条件と一致する有効なレベ
ルを識別するデコーダ６２に適用され、そうすることに
より、残りのビットも同様に最終記号ｓ’の最下位の次
のビットを識別する。記号の最下位の次のビットは単一
のパリティチェック符号化から派生したものであるた
め、そのビットを訂正するプロセスは図１２（Ａ）、
（Ｂ）に示されたプロセスよりもいくらかシンプルであ
る。そのプロセスは図１４に表されている。デコーダ６
１および６２の出力は、エレメント３１および３２のエ
ラー訂正符号化に適用された最下位ビットに、またマッ
ピング装置３３の出力におけるビットに対応する。マッ
ピング装置３３の入力におけるビットを回復するには、
簡単な表の参照変換が用いられ、それはトランスレータ
６３により行われる。
図１３において、デコーダ６１は図１２（Ａ）、（Ｂ）
のフローチャートに対応するものであり、仮の記号ｓを
決定する一方で、記号の最下位ビットを決定する。その
記号はエンコーダ３２の必要条件と一致する有効なレベ
ルを識別するデコーダ６２に適用され、そうすることに
より、残りのビットも同様に最終記号ｓ’の最下位の次
のビットを識別する。記号の最下位の次のビットは単一
のパリティチェック符号化から派生したものであるた
め、そのビットを訂正するプロセスは図１２（Ａ）、
（Ｂ）に示されたプロセスよりもいくらかシンプルであ
る。そのプロセスは図１４に表されている。デコーダ６
１および６２の出力は、エレメント３１および３２のエ
ラー訂正符号化に適用された最下位ビットに、またマッ
ピング装置３３の出力におけるビットに対応する。マッ
ピング装置３３の入力におけるビットを回復するには、
簡単な表の参照変換が用いられ、それはトランスレータ
６３により行われる。
【００５８】
【外２】
【００５９】エレメント２１４は、その第２の記号の選
択について「費用／便益」メトリックを評価し、それは
択について「費用／便益」メトリックを評価し、それは
【数６】
に相当する。
【００６０】ここでΔは、ｒ(k) を囲むしきい値間の距
離である。その後、エレメント２１５はｋがＮ−１以下
であるか否かを決定する。ここでＮは、ブロックの長さ
最下位ビットおよび最下位の次のビットを符号化するに
あたってのブロックの長さは同じである必要はない）で
あり、そのような状況下で、制御はエレメント２０１に
戻りブロックの別の数と関連するメトリックを決定す
る。もしくは、制御はエレメント２１６に進み、ここで
信号のパリティ、すなわち記号のラベルにおける第２の
ビットのパリティに関して決定が行われる。
離である。その後、エレメント２１５はｋがＮ−１以下
であるか否かを決定する。ここでＮは、ブロックの長さ
最下位ビットおよび最下位の次のビットを符号化するに
あたってのブロックの長さは同じである必要はない）で
あり、そのような状況下で、制御はエレメント２０１に
戻りブロックの別の数と関連するメトリックを決定す
る。もしくは、制御はエレメント２１６に進み、ここで
信号のパリティ、すなわち記号のラベルにおける第２の
ビットのパリティに関して決定が行われる。
【００６１】
【外３】
【００６２】上記では、多数の原理およびいくつかの具
体例を開示したが、もちろん開示された発明の主旨およ
び範囲内において様々な向上が可能である。たとえば、
上記では、補正されたエラーの原因としてエコーについ
て述べたが、エレメント２００内で評価され得る他のエ
ラーの原因も取り扱えることは明らかである。また、マ
ッピング装置は平均パワーなどの特別な基準に合うよう
設計されたが、技術者は符号化されない記号のより下位
のビットを選択してもよい。さらに、マッピング装置に
おいて制限される他の基準には、エラー保護のための冗
長度を必要とする記号の数を最小におさえる記号のアル
ファベットを選択したいとするものもある。
体例を開示したが、もちろん開示された発明の主旨およ
び範囲内において様々な向上が可能である。たとえば、
上記では、補正されたエラーの原因としてエコーについ
て述べたが、エレメント２００内で評価され得る他のエ
ラーの原因も取り扱えることは明らかである。また、マ
ッピング装置は平均パワーなどの特別な基準に合うよう
設計されたが、技術者は符号化されない記号のより下位
のビットを選択してもよい。さらに、マッピング装置に
おいて制限される他の基準には、エラー保護のための冗
長度を必要とする記号の数を最小におさえる記号のアル
ファベットを選択したいとするものもある。
【００６３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、よりエラ
ーの影響を受けやすい記号要素をエラーの影響をより受
けにくい要素以上に強固に符号化する多重レベルの符号
化によって記号の効率的な符号化を実現することができ
る。バイナリーでない記号のコンステレーションを、多
重エンコーダとつながった端数のビット転送速度コンバ
ーターで処理して効果的かつ効率的な記号のコンステレ
ーションを生成することができる。
ーの影響を受けやすい記号要素をエラーの影響をより受
けにくい要素以上に強固に符号化する多重レベルの符号
化によって記号の効率的な符号化を実現することができ
る。バイナリーでない記号のコンステレーションを、多
重エンコーダとつながった端数のビット転送速度コンバ
ーターで処理して効果的かつ効率的な記号のコンステレ
ーションを生成することができる。
【図１】従来の技術での配置を示す説明図である。
【図２】エコーが誘引するエラーを完全には克服しない
エコー問題を解決する可能なアプローチを示す説明図で
ある。
エコー問題を解決する可能なアプローチを示す説明図で
ある。
【図３】図２の配置で発生し得るエコーが誘引するエラ
ーを表す説明図である。
ーを表す説明図である。
【図４】図２の配置で発生し得るエコーが誘引するエラ
ーを表す説明図である。
ーを表す説明図である。
【図５】図２の配置で発生し得るエコーが誘引するエラ
ーを表す説明図である。
ーを表す説明図である。
【図６】コーディングの配置の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図７】コーディングの配置の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図８】コーディングの配置の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図９】エコーが誘引するエラーを取り除く配置を示す
説明図である。
説明図である。
【図１０】図８のエンコーダ３１の畳み込み符号化の１
配置を示す説明図である。
配置を示す説明図である。
【図１１】別のコーディングの配置を示す説明図であ
る。
る。
【図１２Ａ】エンコーダ３１によって符号化された信号
を復号するフローチャートを示す説明図である。
を復号するフローチャートを示す説明図である。
【図１２Ｂ】エンコーダ３１によって符号化された信号
を復号するフローチャートを示す説明図である。
を復号するフローチャートを示す説明図である。
【図１３】エンコーダ３１および３２と連携する復号化
を結合し、送られた信号を評価するデコーダのブロック
ダイアグラムである。
を結合し、送られた信号を評価するデコーダのブロック
ダイアグラムである。
【図１４】図１３のブロック６２で実行される復号化の
フローチャートである。
フローチャートである。
１０、２０ 量子化器
１１ μ法コーデック
１２ ハイブリッド
１４ エコーキャンセラ
３０ バッファ
３１、３２ エンコーダ
３３、５１ マッピング装置
５２ レベルセレクタ
５３ プリイコライザ
５４ ハイブリッド
５５ レシーバ／コントローラ
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−292160（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−177846（ＪＰ，Ａ)
米国特許5541955（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04L 27/00 - 27/38
H03M 13/00 - 13/53
Claims (22)
- 【請求項１】デジタル化された記号を展開するための適
用されたデジタル信号に反応するエンコーダにおいて、 前記適用された信号の各Ｂビットに応じて、それぞれが
Ｃビットを含む上位ビットのＬセットを展開するための
マッピング装置と、前記適用された信号のビットに応じて、 それぞれがＡビ
ットを含む下位ビットのセットを展開するための符号化
手段とからなり、 Ａ、Ｂ、ＬおよびＣは整数であり、Ｂ／Ｌは帯分数であ
り、 下位ビットのセットは、予め選択されたエラー訂正スキ
ーマと一致し、 Ｃビットの、Ｌセットのうちの最上位ビットセットとＡ
ビットの下位ビットセットとの連結は、Ｃビットが記号
の上位ビットを形成し、Ａビットが記号の下位ビットを
形成する状態で、前記記号のひとつを形成することを特
徴とするエンコーダ。 - 【請求項２】 前記エラー訂正スキーマは、ブロックコ
ードであることを特徴とする請求項１記載のエンコー
ダ。 - 【請求項３】 前記エラー訂正スキーマは、畳み込みコ
ードであることを特徴とする請求項１記載のエンコー
ダ。 - 【請求項４】 前記符号化手段は、 前記記号の最下位ビットを展開するための前記適用され
た信号のビットに反応する第１のコーディング工程と、 前記記号の最下位の次のビットを展開するための前記適
用された信号のビットに反応する第２のコーディング工
程とからなることを特徴とする請求項１記載のエンコー
ダ。 - 【請求項５】 前記符号化手段は、 前記記号の最下位ビットを展開するための前記適用され
た信号のビットに反応する第１のコーディング工程と、 前記記号の最下位の次のビットを展開するための前記適
用された信号のビットに反応する第２のコーディング工
程とからなり、 前記記号の前記最下位ビットは第１の予め選択されたエ
ラー訂正コードと一致し、 前記記号の前記最下位の次のビットは第２の予め選択さ
れたエラー訂正コードと一致することを特徴とする請求
項１記載のエンコーダ。 - 【請求項６】 前記第１の予め選択されたエラー訂正コ
ードは前記第２の予め選択されたエラー訂正コードと異
なることを特徴とする請求項５記載のエンコーダ。 - 【請求項７】 前記第１の予め選択されたエラー訂正コ
ードは前記第２の予め選択されたエラー訂正コードより
もエラーを訂正することにおいてより強固であることを
特徴とする請求項５記載のエンコーダ。 - 【請求項８】 前記符号化手段は、 前記記号の最下位ビットからなるビットのグループを展
開するための前記適用された信号のビットに反応する第
１のコーディング工程と、 前記記号の前記最下位ビットと前記記号の前記最上位ビ
ットとの間にある、前記記号のビットからなる中間ビッ
トのグループを展開するための前記適用された信号のビ
ットに反応する第２のコーディング工程とからなり、 前記記号の前記最下位ビットは第１の予め選択されたエ
ラー訂正コードと一致し、前記記号の前記中間ビットの
グループは第２の予め選択されたエラー訂正コードと一
致することを特徴とする請求項１記載のエンコーダ。 - 【請求項９】前記符号化手段は、 ビットのグループＤを展開するための前記適用された信
号のビットに反応する第１のコーディング工程と、 ビットのグループＥを展開するための前記適用された信
号のビットに反応する第２のコーディング工程とからな
り、 前記グループＤは第１の予め選択されたエラー訂正コー
ドと一致し、ビットの前記グループＥは第２の予め選択
されたエラー訂正コードと一致し、 前記記号のそれぞれは、順に、前記マッピング装置から
の１セットの上位ビットのＣビットと、グループＥおよ
びＤからのビットとの連結であり、マッピング装置から
の前記Ｃビットは各記号の最上位ビットを構成すること
を特徴とする請求項１記載のエンコーダ。 - 【請求項１０】前記符号化手段は、 ビットのグループＤを展開するための前記適用された信
号のビットに反応する第１の符号化手段と、 ビットのグループＥを展開するための前記適用された信
号のビットに反応する第２の符号化手段と、 前記適用された信号の予め選択されたコーディングされ
ておらず、かつマッピングされていないビットから、グ
ループＦを展開するための手段と、 前記グループＤ、ＥおよびＦと前記マッピング装置から
の上位ビットのセットのＣビットとから、記号を形成す
る手段とからなり、 前記グループＤは第１の予め選択されたエラー訂正コー
ドと一致し、ビットの前記グループＥは第２の予め選択
されたエラー訂正コードと一致し、 前記記号のそれぞれは、順に、マッピング装置からのＣ
ビットと、グループＦ、ＥおよびＤからのビットとの連
結であり、マッピング装置からの前記Ｃビットは各記号
の最上位ビットを構成することを特徴とする請求項１記
載のエンコーダ。 - 【請求項１１】 マッピング装置により用いられたビッ
トと符号化手段により用いられたビットとは、相互に相
容れないことを特徴とする請求項１記載のエンコーダ。 - 【請求項１２】 前記符号化手段は、多重レベルコーデ
ィングを行うことを特徴とする請求項１記載のエンコー
ダ。 - 【請求項１３】 前記符号化手段は、多重レベルコーデ
ィングを行ってビットのセットＡを作成し、 各セットＡは、２つのサブセットからなり、 サブセットのひとつは、第１の予め選択されたエラー訂
正コードと一致し、サブセットのもう一方は、符号化さ
れていないことを特徴とする請求項１記載のエンコー
ダ。 - 【請求項１４】 前記符号化手段は、多重レベルコーデ
ィングを行ってビットのセットＡを作成し、 各セットＡは、２つのサブセットからなり、 サブセットのひとつは、第１の予め選択されたエラー訂
正コードと一致し、サブセットのもう一方は、第２の予
め選択されたエラー訂正コードと一致することを特徴と
する請求項１記載のエンコーダ。 - 【請求項１５】 前記第１の予め選択されたエラー訂正
コードはブロックコードであり、前記第２の予め選択さ
れたエラー訂正コードはパリティコードであることを特
徴とする請求項１４記載のエンコーダ。 - 【請求項１６】 前記第１の予め選択されたエラー訂正
コードは重畳コードであり、前記第２の予め選択された
エラー訂正コードはパリティコードであることを特徴と
する請求項１４記載のエンコーダ。 - 【請求項１７】 前記第１の予め選択されたエラー訂正
コードは重畳コードであり、前記第２の予め選択された
エラー訂正コードはブロックコードであることを特徴と
する請求項１４記載のエンコーダ。 - 【請求項１８】 前記符号化手段は、多重レベルコーデ
ィングを行ってビットのセットＡを作成し、 各セットＡは、３つのサブセットからなり、 サブセットのひとつは、第１の予め選択されたエラー訂
正コードと一致し、サブセットの別のひとつは、第２の
予め選択されたエラー訂正コードと一致し、サブセット
の残りのひとつは、コーディングされていないことを特
徴とする請求項１記載のエンコーダ。 - 【請求項１９】 マッピング装置は、前記記号から展開
された信号の平均パワーを最小にする記号のアルファベ
ットを含むことを特徴とする請求項１記載のエンコー
ダ。 - 【請求項２０】デジタル化された記号を展開するための
適用されたデジタル信号に反応するエンコーダにおい
て、 前記適用された信号の各Ｂビットに応じて、それぞれが
Ｃビットを含む上位ビットのＬセットを展開するための
マッピング装置と、前記適用された信号のビットに応じて、 それぞれがＡビ
ットを含む下位ビットのセットを展開するための符号化
手段とからなり、 Ａ、Ｂ、ＬおよびＣは整数であり、Ｂ／Ｌは帯分数であ
り、 マッピング装置は、前記記号から展開される信号の平均
パワーを最小にする記号のアルファベットを含み、 下位ビットのセットは、符号化されておらず、 Ｃビットの、Ｌセットのうちの最上位ビットセットとＡ
ビットの下位ビットセットとの連結は、Ｃビットが記号
の上位のビットを形成し、Ａビットが記号の下位のビッ
トを形成する状態で、前記記号のひとつを形成すること
を特徴とするエンコーダ。 - 【請求項２１】 マッピング装置は、与えられた最大平
均パワーの制限内で大きなパワーを要する信号に対応す
る記号の数を最大にする記号のアルファベットを含むこ
とを特徴とする請求項１記載のエンコーダ。 - 【請求項２２】 マッピング装置は、エラー保護のため
の冗長を必要とする記号の数を最小にする記号のアルフ
ァベットを含むことを特徴とする請求項１記載のエンコ
ーダ。
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