JPH06177846A - ディジタルデータ語通信システム - Google Patents
ディジタルデータ語通信システムInfo
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- JPH06177846A JPH06177846A JP5204359A JP20435993A JPH06177846A JP H06177846 A JPH06177846 A JP H06177846A JP 5204359 A JP5204359 A JP 5204359A JP 20435993 A JP20435993 A JP 20435993A JP H06177846 A JPH06177846 A JP H06177846A
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
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- 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
- H04L27/3488—Multiresolution systems
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- 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
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- H04L27/04—Modulator circuits; Transmitter circuits
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- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、誤りに対する許容度と強度性とが
共に改善されるデータ通信システムを提供することを目
的とする。 【構成】 音声符号化装置（３４、３６）により供給さ
れる入力ディジタルデータ語を、最上位ビットと最下位
ビットに分離するための分割装置（３８）から成るディ
ジタルデータを通信するためのシステム。ディジタルデ
ータ語の最上位ビットは強度性のある信号化アルファベ
ットを用いて符号化され（４０）、最下位ビットは強度
性が極めて小さい信号化アルファベットを用いて符号化
される（４２，４４）。符号化後の全記号は結合され
（４６）、送信される（４８）。受信器（５０）で受信
された信号は分離され（５２）、受信されたデータ語そ
れぞれの部分を結合手段（６０）に供給するために復調
される（５４、５６、５８）。データ語が音声符号化装
置を供給源とする場合には、受信されたデータ語は再統
合装置（６２、６４）に供給される。信号化アルファベ
ットは、２レベル変調、３、４及び８レベル変調、及び
／又は、各種位相の位相変調により構成される。
共に改善されるデータ通信システムを提供することを目
的とする。 【構成】 音声符号化装置（３４、３６）により供給さ
れる入力ディジタルデータ語を、最上位ビットと最下位
ビットに分離するための分割装置（３８）から成るディ
ジタルデータを通信するためのシステム。ディジタルデ
ータ語の最上位ビットは強度性のある信号化アルファベ
ットを用いて符号化され（４０）、最下位ビットは強度
性が極めて小さい信号化アルファベットを用いて符号化
される（４２，４４）。符号化後の全記号は結合され
（４６）、送信される（４８）。受信器（５０）で受信
された信号は分離され（５２）、受信されたデータ語そ
れぞれの部分を結合手段（６０）に供給するために復調
される（５４、５６、５８）。データ語が音声符号化装
置を供給源とする場合には、受信されたデータ語は再統
合装置（６２、６４）に供給される。信号化アルファベ
ットは、２レベル変調、３、４及び８レベル変調、及び
／又は、各種位相の位相変調により構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、これに限ることはない
が、特に、雑音性環境におけるパラメータ値通信への応
用を有するデータ符号化及び復号化システムに関する。
本発明は、通信システムにも係り、かかるシステム用送
信器及び受信器にも関する。本発明は、更にかかるシス
テムに設けられる符号器及び復号器に係る。
が、特に、雑音性環境におけるパラメータ値通信への応
用を有するデータ符号化及び復号化システムに関する。
本発明は、通信システムにも係り、かかるシステム用送
信器及び受信器にも関する。本発明は、更にかかるシス
テムに設けられる符号器及び復号器に係る。
【０００２】
【従来の技術】通信及びデータ記憶システムの誤りに対
する許容度と強度性とを増加することを目的とする研究
努力は数多い。伝送中の誤りに起因する復元された信号
の雑音電力を最小化することを目的として、パルスの相
対的振幅がパルス符号変調機構で調節される技術が、Ed
ward Bedrosianによる論文「重み付けされたＰＣＭ（We
ighted PCM）」、ＩＲＥ情報理論学会誌、1958年3 月号
で説明されている。簡単に述べると、伝送される全情報
電力は一定という制約の下で、復元される信号に強い影
響を及ぼすパルスが、他よりも大きな振幅で伝送され
る。上記論文に記載の性能分析は、著しいＳＮ比の増大
を示している。しかしながら、この技術が広範に利用さ
れない理由として、高電力性能及び多数の異なる量子化
レベルが送信器に必要とされることが指摘されている。
その上、変調機構及び誤り訂正符号の重要性が増してい
る。
する許容度と強度性とを増加することを目的とする研究
努力は数多い。伝送中の誤りに起因する復元された信号
の雑音電力を最小化することを目的として、パルスの相
対的振幅がパルス符号変調機構で調節される技術が、Ed
ward Bedrosianによる論文「重み付けされたＰＣＭ（We
ighted PCM）」、ＩＲＥ情報理論学会誌、1958年3 月号
で説明されている。簡単に述べると、伝送される全情報
電力は一定という制約の下で、復元される信号に強い影
響を及ぼすパルスが、他よりも大きな振幅で伝送され
る。上記論文に記載の性能分析は、著しいＳＮ比の増大
を示している。しかしながら、この技術が広範に利用さ
れない理由として、高電力性能及び多数の異なる量子化
レベルが送信器に必要とされることが指摘されている。
その上、変調機構及び誤り訂正符号の重要性が増してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、誤りに対す
る許容度と強度性とが共に改善されるデータ通信システ
ムを提供することを目的とする。
る許容度と強度性とが共に改善されるデータ通信システ
ムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の面によれ
ば、各ディジタルデータ語の上位部分に応じて第１記号
を生成する手段と、第１記号と比較して多数の状態を表
わす第２記号を各ディジタルデータ語の下位部分に応じ
て生成する手段と、符号化信号を供給するために、第１
記号と第２記号とを結合する手段と、符号化信号を伝送
する手段と、伝送された符号化信号を受信する手段と、
受信された信号を第１記号と第２記号とに分離する手段
と、受信されたデータの上位部分を第１記号から抽出す
る手段と、受信されたデータの下位部分を第２記号から
抽出する手段と、出力ディジタルデータ語を供給するた
めに、受信されたデータの上位部分と下位部分とを結合
する手段とから成るディジタルデータ語通信用システム
が提供される。 ディジタルデータ語に基づいて少なく
とも２記号を生成することにより、語の上位１ビット又
は複数ビットが、例えば２−レベル（２元）振幅変調又
は他の強度性のある信号化を利用した、信頼できる方法
で送信される。下位ビットは多数の状態を各々に表わす
一つ以上の副部分と考えられ、これらは、２進変調が用
いられる場合の適用に比べ短時間間隔で送信するため
に、一つ以上の多状態記号に変換される。この技術を利
用すると、下位ビットは誤り易くなるが、パラメータ又
は量子化アナログ量が送信されるチャネル容量の増加が
この欠点よりもまさる。チャネル容量の増加は、チャネ
ルの強度性の改善或いは予備チャネルの提供に利用され
る。
ば、各ディジタルデータ語の上位部分に応じて第１記号
を生成する手段と、第１記号と比較して多数の状態を表
わす第２記号を各ディジタルデータ語の下位部分に応じ
て生成する手段と、符号化信号を供給するために、第１
記号と第２記号とを結合する手段と、符号化信号を伝送
する手段と、伝送された符号化信号を受信する手段と、
受信された信号を第１記号と第２記号とに分離する手段
と、受信されたデータの上位部分を第１記号から抽出す
る手段と、受信されたデータの下位部分を第２記号から
抽出する手段と、出力ディジタルデータ語を供給するた
めに、受信されたデータの上位部分と下位部分とを結合
する手段とから成るディジタルデータ語通信用システム
が提供される。 ディジタルデータ語に基づいて少なく
とも２記号を生成することにより、語の上位１ビット又
は複数ビットが、例えば２−レベル（２元）振幅変調又
は他の強度性のある信号化を利用した、信頼できる方法
で送信される。下位ビットは多数の状態を各々に表わす
一つ以上の副部分と考えられ、これらは、２進変調が用
いられる場合の適用に比べ短時間間隔で送信するため
に、一つ以上の多状態記号に変換される。この技術を利
用すると、下位ビットは誤り易くなるが、パラメータ又
は量子化アナログ量が送信されるチャネル容量の増加が
この欠点よりもまさる。チャネル容量の増加は、チャネ
ルの強度性の改善或いは予備チャネルの提供に利用され
る。
【０００５】下位ビットは、例えば振幅変調、直交振幅
変調（ＱＡＭ）、直交位相キーイング（ＱＰＳＫ）又は
８−ＰＳＫにより送信され、一方上位ビットは、２−レ
ベル又は２−相変調、３−レベル変調などにより送信さ
れる。より長い語は多数の副部分に分離され、例えば８
ビットディジタル語は、４個の２−状態記号、１個の３
−状態記号及び１個の８−状態記号として符号化され
る。本発明により符号化された語は、非整数個のビット
から構成されてもよい。語におけるビット間境界は記号
間境界に一致する必要はない。
変調（ＱＡＭ）、直交位相キーイング（ＱＰＳＫ）又は
８−ＰＳＫにより送信され、一方上位ビットは、２−レ
ベル又は２−相変調、３−レベル変調などにより送信さ
れる。より長い語は多数の副部分に分離され、例えば８
ビットディジタル語は、４個の２−状態記号、１個の３
−状態記号及び１個の８−状態記号として符号化され
る。本発明により符号化された語は、非整数個のビット
から構成されてもよい。語におけるビット間境界は記号
間境界に一致する必要はない。
【０００６】記号が伝送される時間長は、誤りの尤度に
も直接に影響を与える。３又はそれ以上のレベルから成
る多重レベル信号としてデータ語の下位ビットを表わす
ことにより、単なる２−レベルシステムと比べて節約さ
れた時間は、記号継続間隔の増加又は上位１ビット或い
は上位複数ビットを表わす記号の増加に利用される。こ
の記号継続間隔は、１語を表わすために利用される他の
記号の継続間隔の整数倍とすると都合が良いが、それ以
外の継続間隔は可能である。
も直接に影響を与える。３又はそれ以上のレベルから成
る多重レベル信号としてデータ語の下位ビットを表わす
ことにより、単なる２−レベルシステムと比べて節約さ
れた時間は、記号継続間隔の増加又は上位１ビット或い
は上位複数ビットを表わす記号の増加に利用される。こ
の記号継続間隔は、１語を表わすために利用される他の
記号の継続間隔の整数倍とすると都合が良いが、それ以
外の継続間隔は可能である。
【０００７】例えば、直交振幅変調又は位相キーイング
を利用して、異なる変調ディメンジョンにより、２記号
を同時に伝送することが可能である。最も強度性のある
伝送をデータ語の最上位ビットに提供すると、ディジタ
ル化されたアナログ信号通信用システムに特に適切であ
る。これを目的として、システムへの入力でアナログ信
号をディジタル化し、さらに、システムの出力でディジ
タル化された信号のレプリカを抽出する手段が設けられ
る。
を利用して、異なる変調ディメンジョンにより、２記号
を同時に伝送することが可能である。最も強度性のある
伝送をデータ語の最上位ビットに提供すると、ディジタ
ル化されたアナログ信号通信用システムに特に適切であ
る。これを目的として、システムへの入力でアナログ信
号をディジタル化し、さらに、システムの出力でディジ
タル化された信号のレプリカを抽出する手段が設けられ
る。
【０００８】本発明の第２の面によれば、各ディジタル
データ語の上位部分に応じて第１記号を生成する手段
と、第１記号と比較して多数の状態を表わす第２記号を
各ディジタルデータ語の下位部分に応じて生成する手段
と、符号化信号を供給するために、第１及び第２記号を
結合する手段と、符号化信号を伝送する手段とから成
り、本発明の第１の面によるシステムが利用するディジ
タルデータ送信装置が提供される。
データ語の上位部分に応じて第１記号を生成する手段
と、第１記号と比較して多数の状態を表わす第２記号を
各ディジタルデータ語の下位部分に応じて生成する手段
と、符号化信号を供給するために、第１及び第２記号を
結合する手段と、符号化信号を伝送する手段とから成
り、本発明の第１の面によるシステムが利用するディジ
タルデータ送信装置が提供される。
【０００９】かかる送信装置において、第１及び第２記
号の平均電力を実質的に等しく保つことが望ましい。本
発明の利用により、４−ビットデータ語は、最上位２ビ
ット用の２−状態記号２個及び最下位２ビット用の４−
状態記号１個により表わされる。このようにして得られ
た時間節約は、最上位ビットを表わす記号の長さを２倍
にして、記号の誤り易さを低減するために利用できる。
号の平均電力を実質的に等しく保つことが望ましい。本
発明の利用により、４−ビットデータ語は、最上位２ビ
ット用の２−状態記号２個及び最下位２ビット用の４−
状態記号１個により表わされる。このようにして得られ
た時間節約は、最上位ビットを表わす記号の長さを２倍
にして、記号の誤り易さを低減するために利用できる。
【００１０】８−ビットデータ語は、最上位４ビット用
の２−状態記号４個及び残りのビット用のさらに２個の
記号により表わされる。例えば、最下位４ビットは、４
−状態記号２個、又は、３−状態記号１個及び８−状態
記号１個により表わされる。後者の選択は、ある隣接す
る状態間に有効な余分の余裕を設けるために利用される
８−状態記号中の２可能状態が未使用状態のままにされ
る。
の２−状態記号４個及び残りのビット用のさらに２個の
記号により表わされる。例えば、最下位４ビットは、４
−状態記号２個、又は、３−状態記号１個及び８−状態
記号１個により表わされる。後者の選択は、ある隣接す
る状態間に有効な余分の余裕を設けるために利用される
８−状態記号中の２可能状態が未使用状態のままにされ
る。
【００１１】１語内の特定ビットへの伝送時間の割り当
ては、１クロック間隔を非整数個に分離することによっ
て行われる。しかし、これが受信器でのクロック復元に
好結果をもたらす。本発明の第３の面によれば、送信さ
れた信号を受信する手段と、受信された信号を第１及び
第２記号に分離する手段と、受信されたデータの上位部
分を第１記号から抽出する手段と、受信されたデータの
下位部分を第２記号から抽出する手段と、出力ディジタ
ルデータ語を供給するために受信されたデータの上位部
分と下位部分を結合する手段とから成り、本発明の第１
の面によるシステムに利用されるディジタルデータ受信
器が提供される。
ては、１クロック間隔を非整数個に分離することによっ
て行われる。しかし、これが受信器でのクロック復元に
好結果をもたらす。本発明の第３の面によれば、送信さ
れた信号を受信する手段と、受信された信号を第１及び
第２記号に分離する手段と、受信されたデータの上位部
分を第１記号から抽出する手段と、受信されたデータの
下位部分を第２記号から抽出する手段と、出力ディジタ
ルデータ語を供給するために受信されたデータの上位部
分と下位部分を結合する手段とから成り、本発明の第１
の面によるシステムに利用されるディジタルデータ受信
器が提供される。
【００１２】本発明は、ディジタルデータ語を符号化す
るシステム、及び、上記技術を具体化する符号化信号か
らデータ語を抽出するシステムもまた提供する。かかる
システムは、小型データ記憶装置を提供することを目的
として、記憶装置と共に利用される。
るシステム、及び、上記技術を具体化する符号化信号か
らデータ語を抽出するシステムもまた提供する。かかる
システムは、小型データ記憶装置を提供することを目的
として、記憶装置と共に利用される。
【００１３】
【実施例】本発明を添付図面により以下に一例として説
明する。図１において、４ビットディジタルデータ語
が、語を最上位２ビットと最下位２ビットとに分離する
分割装置１２に供給される。４ビットディジタル語が並
列形式で供給される場合には、装置１２は回路基板上に
プリントされたトラックと同程度の複雑さである。一
方、語が直列形式で供給されると、装置１２はマルチプ
レクサから構成される。最上位２ビットが、２値信号
が”１”ならば第１レベル、２値信号が”０”ならば第
２レベルから成る信号を供給するために配置された２−
レベル変調装置１４に供給される。典型的には、これら
のレベルは、プラス１とマイナス１との任意の値に夫々
割り当てられる。装置１４は、いずれか一方が、データ
語の最上位２ビット中の１ビットを２−レベル形式で表
わし、１クロック間隔長を有する一対の記号を供給す
る。最下位２ビットが、４状態のいずれか一つを示す単
一記号として２ビットを表わす出力記号を１クロック長
で供給する４−レベル変調装置１６に供給される。多重
レベル変調は、David R.Smith著、Van Nostrand Reinho
ld 出版の「ディジタル伝送システム("Digital Transmi
ssion Systems")」に極めて詳細に説明されている。変
調された記号が、送信のために適当な順序に記号を配列
し、チャネルを介した伝送のための送信器（Ｔｘ）２０
に記号を供給する結合装置１８に供給される。無線シス
テム用送信器について記述しているが、伝送が、例えば
固定されたライン又は光ファイバーリンクのような、代
わりのチャネルを介して行なわれること、又は、記号
が、例えば磁気的又は光学的な、適当な媒体に、後で再
現するために記録されることが可能である。
明する。図１において、４ビットディジタルデータ語
が、語を最上位２ビットと最下位２ビットとに分離する
分割装置１２に供給される。４ビットディジタル語が並
列形式で供給される場合には、装置１２は回路基板上に
プリントされたトラックと同程度の複雑さである。一
方、語が直列形式で供給されると、装置１２はマルチプ
レクサから構成される。最上位２ビットが、２値信号
が”１”ならば第１レベル、２値信号が”０”ならば第
２レベルから成る信号を供給するために配置された２−
レベル変調装置１４に供給される。典型的には、これら
のレベルは、プラス１とマイナス１との任意の値に夫々
割り当てられる。装置１４は、いずれか一方が、データ
語の最上位２ビット中の１ビットを２−レベル形式で表
わし、１クロック間隔長を有する一対の記号を供給す
る。最下位２ビットが、４状態のいずれか一つを示す単
一記号として２ビットを表わす出力記号を１クロック長
で供給する４−レベル変調装置１６に供給される。多重
レベル変調は、David R.Smith著、Van Nostrand Reinho
ld 出版の「ディジタル伝送システム("Digital Transmi
ssion Systems")」に極めて詳細に説明されている。変
調された記号が、送信のために適当な順序に記号を配列
し、チャネルを介した伝送のための送信器（Ｔｘ）２０
に記号を供給する結合装置１８に供給される。無線シス
テム用送信器について記述しているが、伝送が、例えば
固定されたライン又は光ファイバーリンクのような、代
わりのチャネルを介して行なわれること、又は、記号
が、例えば磁気的又は光学的な、適当な媒体に、後で再
現するために記録されることが可能である。
【００１４】図３は、第１クロック間隔ｂ１、第２クロ
ック間隔ｂ２及び第３クロック間隔ｂ３における、図１
に示す結合装置１８の出力の可能な状態を示す。クロッ
ク間隔ｂ３を占める４−レベル信号は、第１および第２
クロック間隔の２−レベル信号よりも大きいピーク振幅
を有することが図面より明らかである。これは、第３ク
ロック間隔に送信された記号は、最初の２間隔に送信さ
れた各記号と同一平均電力を有するためである。多重レ
ベル記号のピーク振幅をａとし、レベルは等距離で等確
率と仮定すると、
ック間隔ｂ２及び第３クロック間隔ｂ３における、図１
に示す結合装置１８の出力の可能な状態を示す。クロッ
ク間隔ｂ３を占める４−レベル信号は、第１および第２
クロック間隔の２−レベル信号よりも大きいピーク振幅
を有することが図面より明らかである。これは、第３ク
ロック間隔に送信された記号は、最初の２間隔に送信さ
れた各記号と同一平均電力を有するためである。多重レ
ベル記号のピーク振幅をａとし、レベルは等距離で等確
率と仮定すると、
【００１５】
【数１】
【００１６】であって、上式は、ａ＝１．３４を与え
る。ａのより一般的な式は：
る。ａのより一般的な式は：
【００１７】
【数２】
【００１８】であり、ここに、Ｓは記号に想定される状
態数である。特定状態の生起尤度は異なるが、平均期待
電力は生起確率を乗じたレベル電力の合計である。図２
は、図１の装置と共に利用する受信装置を示し、ここ
で、受信器（Ｒｘ）２２の出力は、２出力を有する分割
装置２４に接続される。第１出力が復調器２６に接続さ
れ、第２出力が復調器２８に接続される。２−レベル記
号が、結合装置３０の第１入力に２値出力を供給する復
調器２６により復調される。４−レベル記号が、結合装
置３０の第２入力に２値出力を供給する復調器２８によ
り復調される。結合装置３０は、出力バス３２に４ビッ
ト語を供給する。復調器の出力が並列で同時に作動する
ならば、装置３０は、プリント回路基板上のトラックと
同程度に複雑ではない。
態数である。特定状態の生起尤度は異なるが、平均期待
電力は生起確率を乗じたレベル電力の合計である。図２
は、図１の装置と共に利用する受信装置を示し、ここ
で、受信器（Ｒｘ）２２の出力は、２出力を有する分割
装置２４に接続される。第１出力が復調器２６に接続さ
れ、第２出力が復調器２８に接続される。２−レベル記
号が、結合装置３０の第１入力に２値出力を供給する復
調器２６により復調される。４−レベル記号が、結合装
置３０の第２入力に２値出力を供給する復調器２８によ
り復調される。結合装置３０は、出力バス３２に４ビッ
ト語を供給する。復調器の出力が並列で同時に作動する
ならば、装置３０は、プリント回路基板上のトラックと
同程度に複雑ではない。
【００１９】図４は、実効値（ＲＭＳ）誤り評価を使っ
て、４−レベル記号の誤り性能を一対の２−レベル記号
と比較して示す。水平軸Ｓ／Ｎは、ｄＢで表わされた通
信を担うチャネルのＳＮ比、垂直軸は、１０の負の階乗
で表わした誤り確率Ｐである。破線１ｑ、２ｑ及び３ｑ
は、単一の４−レベル記号を利用する場合における、誤
り距離１（換言すると、１が送信されて２が受信され、
４が送信されて３が受信される等）、距離２及び距離３
夫々の確率を示す。誤り距離１の確率はかなり高いが、
誤り距離２又は３はむしろ高くない。実線１ｂ、２ｂ及
び３ｂは、２個の２−レベル記号を利用する場合におけ
る、誤り距離１又は距離２のいずれか一方の確率、及び
誤り距離３の確率を夫々示す。誤り距離１又は距離２の
確率は、下位ビットにおける単一エラー及び上位ビット
における単一エラーに夫々対応するので、実質上一致す
る。１０b から０１b に、或いはその逆に転化する可能
性により誤り距離１の確率を徐々に増加させる、両ビッ
トの誤りを含む可能性は小さいが有限であるため、誤り
確率が全く同じではない。２−レベル記号を２個利用す
る場合、誤り距離１の尤度は、単一の４−レベル記号を
利用する場合に比べてかなり見込みが少ないことが認め
られる。しかしながら、２−レベル記号を２個利用する
場合、誤り距離２の尤度は、４−レベル記号を利用する
場合に比べて非常に見込みが高い。パラメータ又は連続
的に変化する量がディジタル形式で伝送される場合に
は、最下位ビットにおける誤りは無視し得るが、最上位
ビットにおける誤りは許容できない。かかる状況では、
４−レベル記号の性能が２−レベル記号２個の性能より
も望ましい。
て、４−レベル記号の誤り性能を一対の２−レベル記号
と比較して示す。水平軸Ｓ／Ｎは、ｄＢで表わされた通
信を担うチャネルのＳＮ比、垂直軸は、１０の負の階乗
で表わした誤り確率Ｐである。破線１ｑ、２ｑ及び３ｑ
は、単一の４−レベル記号を利用する場合における、誤
り距離１（換言すると、１が送信されて２が受信され、
４が送信されて３が受信される等）、距離２及び距離３
夫々の確率を示す。誤り距離１の確率はかなり高いが、
誤り距離２又は３はむしろ高くない。実線１ｂ、２ｂ及
び３ｂは、２個の２−レベル記号を利用する場合におけ
る、誤り距離１又は距離２のいずれか一方の確率、及び
誤り距離３の確率を夫々示す。誤り距離１又は距離２の
確率は、下位ビットにおける単一エラー及び上位ビット
における単一エラーに夫々対応するので、実質上一致す
る。１０b から０１b に、或いはその逆に転化する可能
性により誤り距離１の確率を徐々に増加させる、両ビッ
トの誤りを含む可能性は小さいが有限であるため、誤り
確率が全く同じではない。２−レベル記号を２個利用す
る場合、誤り距離１の尤度は、単一の４−レベル記号を
利用する場合に比べてかなり見込みが少ないことが認め
られる。しかしながら、２−レベル記号を２個利用する
場合、誤り距離２の尤度は、４−レベル記号を利用する
場合に比べて非常に見込みが高い。パラメータ又は連続
的に変化する量がディジタル形式で伝送される場合に
は、最下位ビットにおける誤りは無視し得るが、最上位
ビットにおける誤りは許容できない。かかる状況では、
４−レベル記号の性能が２−レベル記号２個の性能より
も望ましい。
【００２０】図５は、４クロック間隔に４個の２−レベ
ル記号（Ｂ）、及び、３クロック間隔に２個の２−レベ
ル記号及び１個の４−レベル記号（Ｍ１）として伝送さ
れた４−ビットデータ語に関して、水平軸上チャネル
（ＣＨ）ＳＮ比に対する通信（ＣＯＭ）ＳＮ比を垂直軸
上に示す。チャネルＳＮ比が７ｄＢ以下では、通信ＳＮ
比は本質的に一致するが、７ｄＢを越えると単なる２−
レベルシステムが優位な性能を示す。最下位ビットの大
きさ、６ｄＢ×４＝２４ｄＢ、も破線で同図にプロット
されている。パラメータ値を通信する場合には、最下位
値のビットの精度よりもはるかに高い精度は、実際的に
は不用である。実際、４ビットに量子化され、それゆえ
に量子化雑音を受ける原信号には、何ら高い精度はな
い。従って、最小ビットよりはるかに小さい誤り実効値
が復元される利点は殆ど無く、代わりの利点と交換でき
るならば、そうすべきである。ここでは、多重レベル技
術の場合に、伝送時間の短縮と引換えにされている。
ル記号（Ｂ）、及び、３クロック間隔に２個の２−レベ
ル記号及び１個の４−レベル記号（Ｍ１）として伝送さ
れた４−ビットデータ語に関して、水平軸上チャネル
（ＣＨ）ＳＮ比に対する通信（ＣＯＭ）ＳＮ比を垂直軸
上に示す。チャネルＳＮ比が７ｄＢ以下では、通信ＳＮ
比は本質的に一致するが、７ｄＢを越えると単なる２−
レベルシステムが優位な性能を示す。最下位ビットの大
きさ、６ｄＢ×４＝２４ｄＢ、も破線で同図にプロット
されている。パラメータ値を通信する場合には、最下位
値のビットの精度よりもはるかに高い精度は、実際的に
は不用である。実際、４ビットに量子化され、それゆえ
に量子化雑音を受ける原信号には、何ら高い精度はな
い。従って、最小ビットよりはるかに小さい誤り実効値
が復元される利点は殆ど無く、代わりの利点と交換でき
るならば、そうすべきである。ここでは、多重レベル技
術の場合に、伝送時間の短縮と引換えにされている。
【００２１】図５もまた、２−レベル記号３個及び４−
レベル記号１個で伝送され、最上位ビットは２個の２−
レベル記号で伝送される４−ビットデータ語に関して、
チャネルＳＮ比に対する通信ＳＮ比の曲線（Ｍ２）を示
す。この技術の利用による性能は、チャネルＳＮ比が約
１１ｄＢより低い場合には、記号３個の技術よりも優
れ、チャネルＳＮ比が約９ｄＢより低い場合には、２−
レベル信号４個の技術よりも優れている。４−レベル記
号を利用する両技術は、良質なチャネルを利用できる場
合には、４−レベル記号の存在により性能が制限され
る。
レベル記号１個で伝送され、最上位ビットは２個の２−
レベル記号で伝送される４−ビットデータ語に関して、
チャネルＳＮ比に対する通信ＳＮ比の曲線（Ｍ２）を示
す。この技術の利用による性能は、チャネルＳＮ比が約
１１ｄＢより低い場合には、記号３個の技術よりも優
れ、チャネルＳＮ比が約９ｄＢより低い場合には、２−
レベル信号４個の技術よりも優れている。４−レベル記
号を利用する両技術は、良質なチャネルを利用できる場
合には、４−レベル記号の存在により性能が制限され
る。
【００２２】例えば直交チャネルを利用すると、異なる
変調ディメンジョンで２つの記号を同時に伝送できる。
最上位ビットが２−レベル記号、及び残りのビットが４
−レベル記号で符号化された３ビット語を想定する。異
なるクロック間隔中に記号２個を伝送する代わりに、第
１直交チャネルは２−レベル記号を伝送し、第２直交チ
ャネルは４−レベル記号を伝送することが可能である。
前述の通り、４−レベル記号のピーク振幅がより大きい
ため、第２直交チャネルの信号のピーク振幅は、第１チ
ャネルの信号のピーク振幅よりも大きい。従って、異な
るクロック間隔ではなく、異なる変調ディメンジョンに
含まれる２個の記号が結合される。この記号結合は、変
調ディメンジョンの一方が、他方とは異なるように重み
付けされた直交振幅変調（ＱＡＭ）信号と見做すことが
できる。
変調ディメンジョンで２つの記号を同時に伝送できる。
最上位ビットが２−レベル記号、及び残りのビットが４
−レベル記号で符号化された３ビット語を想定する。異
なるクロック間隔中に記号２個を伝送する代わりに、第
１直交チャネルは２−レベル記号を伝送し、第２直交チ
ャネルは４−レベル記号を伝送することが可能である。
前述の通り、４−レベル記号のピーク振幅がより大きい
ため、第２直交チャネルの信号のピーク振幅は、第１チ
ャネルの信号のピーク振幅よりも大きい。従って、異な
るクロック間隔ではなく、異なる変調ディメンジョンに
含まれる２個の記号が結合される。この記号結合は、変
調ディメンジョンの一方が、他方とは異なるように重み
付けされた直交振幅変調（ＱＡＭ）信号と見做すことが
できる。
【００２３】上記４記号の例を利用すると、一直交チャ
ネルは、最上位ビットを表わす２−レベル記号２個を代
わる代わる搬送し、同時にもう一つのチャネルは、残り
の２−レベル記号とそれに続く４−レベル記号とを搬送
することが可能である。これは、変調ディメンジョンが
異なって重み付けされた、４−ＱＡＭ信号を含むクロッ
ク間隔と８−ＱＡＭ信号を含むクロック間隔とから成る
ＱＡＭ装置と類似している。
ネルは、最上位ビットを表わす２−レベル記号２個を代
わる代わる搬送し、同時にもう一つのチャネルは、残り
の２−レベル記号とそれに続く４−レベル記号とを搬送
することが可能である。これは、変調ディメンジョンが
異なって重み付けされた、４−ＱＡＭ信号を含むクロッ
ク間隔と８−ＱＡＭ信号を含むクロック間隔とから成る
ＱＡＭ装置と類似している。
【００２４】本発明による夫々の異なる状態数を表わす
２個の記号は、（２つのディメンジョンに等しく状態間
を分離する）従来のＱＡＭ記号と、１次元多重レベル記
号、又は、表わす状態がより少ないＱＡＭとから成る。
ＱＡＭは、前述の書物「ディジタル伝送システム（"Dig
ital Transmission Systems"）」に一層詳細に説明され
ている。簡単に述べると、１６−ＱＡＭでは、二つの異
なる変調ディメンジョン毎に含まれる異なる４レベルが
結合して、１６個の分離状態を設ける。この変調は、語
の下位ビットに利用され、一方、２−レベル（又は、３
−レベルなど）変調は、上位ビットに利用される。１６
−ＱＡＭ信号に適用されたディジタル語の値に関する一
つの可能な配置を簡単な格子で示すと、次の通りであ
る： 状態を語の値に割り当てる際の狙いは、例えば通信チャ
ネル上の雑音によって隣接状態が互いに取り違えられる
とき、隣接変調状態の値が受信時又は復号化時に誤りの
最小実効値を与えることである。
２個の記号は、（２つのディメンジョンに等しく状態間
を分離する）従来のＱＡＭ記号と、１次元多重レベル記
号、又は、表わす状態がより少ないＱＡＭとから成る。
ＱＡＭは、前述の書物「ディジタル伝送システム（"Dig
ital Transmission Systems"）」に一層詳細に説明され
ている。簡単に述べると、１６−ＱＡＭでは、二つの異
なる変調ディメンジョン毎に含まれる異なる４レベルが
結合して、１６個の分離状態を設ける。この変調は、語
の下位ビットに利用され、一方、２−レベル（又は、３
−レベルなど）変調は、上位ビットに利用される。１６
−ＱＡＭ信号に適用されたディジタル語の値に関する一
つの可能な配置を簡単な格子で示すと、次の通りであ
る： 状態を語の値に割り当てる際の狙いは、例えば通信チャ
ネル上の雑音によって隣接状態が互いに取り違えられる
とき、隣接変調状態の値が受信時又は復号化時に誤りの
最小実効値を与えることである。
【００２５】１６−ＱＡＭ信号は、１ディジタル語の４
ビットに対応する１６状態を表わすために利用され、そ
れゆえ、より長い語がより短いクロック間隔で伝送され
る。その代わりに、この信号が、例えば１０又は１２状
態を表わすために利用され、１６−ＱＡＭの残りの有効
な状態を活用するために、従来の技術で知られる誤り検
出又は誤り訂正符号をこれらの状態に当てることができ
る。
ビットに対応する１６状態を表わすために利用され、そ
れゆえ、より長い語がより短いクロック間隔で伝送され
る。その代わりに、この信号が、例えば１０又は１２状
態を表わすために利用され、１６−ＱＡＭの残りの有効
な状態を活用するために、従来の技術で知られる誤り検
出又は誤り訂正符号をこれらの状態に当てることができ
る。
【００２６】更なる代替では、１６に満たない状態を表
すために１６−ＱＡＭが利用され、誤り符号化を設ける
ために、残りの利用されない状態の全て又は幾らかを利
用することがない。隣接する状態との距離が大きくなる
と、その状態が正しくなる性能が改善される。例えば、
以下に示すように１６状態中に１４個を割り当てると、
その結果、誤り実効値は、前に示した１６状態割り当て
の約７５％となる。
すために１６−ＱＡＭが利用され、誤り符号化を設ける
ために、残りの利用されない状態の全て又は幾らかを利
用することがない。隣接する状態との距離が大きくなる
と、その状態が正しくなる性能が改善される。例えば、
以下に示すように１６状態中に１４個を割り当てると、
その結果、誤り実効値は、前に示した１６状態割り当て
の約７５％となる。
【００２７】 一層強度性のある伝送を提供するために、割り当てる状
態を一層少数とすることができる。本発明による符号化
システムは、従って、１語を符号化するために複数の１
６−ＱＡＭ信号を設ける。語の上位ビットは、下位ビッ
トよりも低密度（疎ら）な１６−ＱＡＭ割り当てで符号
化される。ＱＡＭ信号は異なる状態数を表わす複数の記
号に容易には分解され得ないので、かかる低密度ＱＡＭ
割り当ては、変調ディメンジョンが異なる２記号ではな
く、１記号として都合よく考えられ得る。２つのディメ
ンジョンで状態間分離の最小値が異なる場合には、２記
号に含まれる全ての状態は、割り当てられることがなく
ても、異なる変調ディメンジョン内の２記号と見做すこ
とができる。
態を一層少数とすることができる。本発明による符号化
システムは、従って、１語を符号化するために複数の１
６−ＱＡＭ信号を設ける。語の上位ビットは、下位ビッ
トよりも低密度（疎ら）な１６−ＱＡＭ割り当てで符号
化される。ＱＡＭ信号は異なる状態数を表わす複数の記
号に容易には分解され得ないので、かかる低密度ＱＡＭ
割り当ては、変調ディメンジョンが異なる２記号ではな
く、１記号として都合よく考えられ得る。２つのディメ
ンジョンで状態間分離の最小値が異なる場合には、２記
号に含まれる全ての状態は、割り当てられることがなく
ても、異なる変調ディメンジョン内の２記号と見做すこ
とができる。
【００２８】本発明による多重ディメンジョン変調の活
用は、３次元及びそれ以上に拡張される。図６は、本発
明によるディジタルに符号化されたアナログ信号伝送用
送信器を示す。マイクロフォン３４として示されたアナ
ログ信号源の出力が、コードエクサイティッド線形予測
アナログ信号符号化装置３６に接続される。送信器、特
にボコーダーのようなパラメータに基づく装置における
利用では、他の型の符号化装置が適している。装置３６
の出力は、各々に最大８ビットから成るディジタルパラ
メータ値の集まりであり、これらは３出力を有する分割
装置３８に順々に供給される。装置３８の第１出力は、
パラメータの最上位４ビットから成り、この出力が、４
個の２−レベル変調記号を結合装置４６の第１入力に供
給する２−レベル変調装置４０に供給される。装置３８
の第２出力は、パラメータの最上位５及び６番目のビッ
トから成り、この出力が、第１多重レベル変調装置４２
に供給される。装置４２の出力は、結合装置４６の第２
入力に供給される３−レベル記号である。装置３８の第
３出力は、パラメータの最上位６、７及び８番目のビッ
トから成り、この出力が、第２多重レベル変調装置４４
に供給される。装置４４の出力は、結合装置４６の第３
入力に供給される８−レベル記号である。装置４６は、
６個の記号を直列に配列し、それらを送信用送信器（Ｔ
ｘ）４８に接続する。この配置では、１６状態中の一つ
を表す最下位４ビットは、３−レベル記号により表され
る３因子及び８−レベルにより表わされる８因子に再分
割される。８−状態記号に置き換えて６−レベル記号を
利用することができる。代わりに、２４状態を共に提供
するために、誤り検出又は訂正符号を最下位ビットに割
り当て、その結果、３−レベル及び８−レベル記号によ
り表わされる状態を完全に記述することができる。さら
に簡単には、前述の如く、状態相互間の距離を最大化し
て一層強度性のある符号化を提供するために、ディジタ
ル語の状態を８−レベル記号に割り当てることが可能で
ある。当然、装置３６により生成される一定のパラメー
タは、それを構成する何れのビットに対しても特別な重
み付けを有することはなく、そして、そのパラメータ
が、単なる２−レベル技術、又は、通常通り全パラメー
タに対して同一の多重レベル記号を使用して伝送される
場合がある。分割装置３８は、このようなパラメータ全
てを適当な変調装置に割り当てるために備えられる。
用は、３次元及びそれ以上に拡張される。図６は、本発
明によるディジタルに符号化されたアナログ信号伝送用
送信器を示す。マイクロフォン３４として示されたアナ
ログ信号源の出力が、コードエクサイティッド線形予測
アナログ信号符号化装置３６に接続される。送信器、特
にボコーダーのようなパラメータに基づく装置における
利用では、他の型の符号化装置が適している。装置３６
の出力は、各々に最大８ビットから成るディジタルパラ
メータ値の集まりであり、これらは３出力を有する分割
装置３８に順々に供給される。装置３８の第１出力は、
パラメータの最上位４ビットから成り、この出力が、４
個の２−レベル変調記号を結合装置４６の第１入力に供
給する２−レベル変調装置４０に供給される。装置３８
の第２出力は、パラメータの最上位５及び６番目のビッ
トから成り、この出力が、第１多重レベル変調装置４２
に供給される。装置４２の出力は、結合装置４６の第２
入力に供給される３−レベル記号である。装置３８の第
３出力は、パラメータの最上位６、７及び８番目のビッ
トから成り、この出力が、第２多重レベル変調装置４４
に供給される。装置４４の出力は、結合装置４６の第３
入力に供給される８−レベル記号である。装置４６は、
６個の記号を直列に配列し、それらを送信用送信器（Ｔ
ｘ）４８に接続する。この配置では、１６状態中の一つ
を表す最下位４ビットは、３−レベル記号により表され
る３因子及び８−レベルにより表わされる８因子に再分
割される。８−状態記号に置き換えて６−レベル記号を
利用することができる。代わりに、２４状態を共に提供
するために、誤り検出又は訂正符号を最下位ビットに割
り当て、その結果、３−レベル及び８−レベル記号によ
り表わされる状態を完全に記述することができる。さら
に簡単には、前述の如く、状態相互間の距離を最大化し
て一層強度性のある符号化を提供するために、ディジタ
ル語の状態を８−レベル記号に割り当てることが可能で
ある。当然、装置３６により生成される一定のパラメー
タは、それを構成する何れのビットに対しても特別な重
み付けを有することはなく、そして、そのパラメータ
が、単なる２−レベル技術、又は、通常通り全パラメー
タに対して同一の多重レベル記号を使用して伝送される
場合がある。分割装置３８は、このようなパラメータ全
てを適当な変調装置に割り当てるために備えられる。
【００２９】図８は、クロック間隔ｂ１からｂ６におけ
る結合装置４６（図６）の出力可状態を示す。間隔ｂ５
における３−状態記号は、付随する記号の重要度を低下
させ、即ち、その誤り寄与レベルを低減する効果を及ぼ
す。図７は、図６の送信器と共に利用する受信器を示
す。無線受信器（Ｒｘ）５０の出力が、３出力から成る
分割装置５２に接続される。装置５２の第１出力は、２
−レベル復調器５４に供給され、受信された信号の２−
状態信号４個により構成される。装置５２の第２出力
は、３−レベル復調器５６に供給され、受信された信号
の３−状態信号１個により構成される。装置５２の第３
出力は、８−レベル復調器５８に供給され、受信された
信号の８−状態信号１個により構成される。３台の復調
器の出力は、復調された信号を並列データ語に変換する
結合装置６０の入力に夫々供給される。この場合にはラ
ウドスピーカ６４であるトランスデューサに出力が接続
される、ＣＥＬＰアナログ信号再合成装置６２に、並列
データ語が供給される。
る結合装置４６（図６）の出力可状態を示す。間隔ｂ５
における３−状態記号は、付随する記号の重要度を低下
させ、即ち、その誤り寄与レベルを低減する効果を及ぼ
す。図７は、図６の送信器と共に利用する受信器を示
す。無線受信器（Ｒｘ）５０の出力が、３出力から成る
分割装置５２に接続される。装置５２の第１出力は、２
−レベル復調器５４に供給され、受信された信号の２−
状態信号４個により構成される。装置５２の第２出力
は、３−レベル復調器５６に供給され、受信された信号
の３−状態信号１個により構成される。装置５２の第３
出力は、８−レベル復調器５８に供給され、受信された
信号の８−状態信号１個により構成される。３台の復調
器の出力は、復調された信号を並列データ語に変換する
結合装置６０の入力に夫々供給される。この場合にはラ
ウドスピーカ６４であるトランスデューサに出力が接続
される、ＣＥＬＰアナログ信号再合成装置６２に、並列
データ語が供給される。
【００３０】図６及び図７の配置は、アナログ信号符号
化及び復号化装置が除かれると、アナログ信号以外の信
号通信に利用できる。８ビット語は、ちょうど６クロッ
ク間隔で伝送される。適当な記号を選択し、より多くの
クロック間隔を使用することにより、更に長い語の通信
が可能である。図９は、図６及び図７の伝送装置の性能
を全８ビットが２−レベル記号により符号化されるシス
テムと比較するグラフを示す。垂直軸（ＣＯＭ）は伝送
された信号の通信ＳＮ比であり、そして、水平軸（Ｃ
Ｈ）はチャネルＳＮ比である。曲線Ｂは、８クロック間
隔における２−レベルシステムの性能を示し、曲線Ｍ
は、６クロック間隔における多重レベル技術の性能を示
す。両システムの性能は１１ｄＢ以下のチャネルＳＮ比
に対して実質的に一致し、これより大きいＳＮ比におい
ても甚だしい差はないことがわかる。図５と同様に、図
面中の破線は、有効な精度の限界を示し、この場合は４
８ｄＢである。多重レベル技術は、この限界までは実質
的に同等な性能を示すことがわかる。
化及び復号化装置が除かれると、アナログ信号以外の信
号通信に利用できる。８ビット語は、ちょうど６クロッ
ク間隔で伝送される。適当な記号を選択し、より多くの
クロック間隔を使用することにより、更に長い語の通信
が可能である。図９は、図６及び図７の伝送装置の性能
を全８ビットが２−レベル記号により符号化されるシス
テムと比較するグラフを示す。垂直軸（ＣＯＭ）は伝送
された信号の通信ＳＮ比であり、そして、水平軸（Ｃ
Ｈ）はチャネルＳＮ比である。曲線Ｂは、８クロック間
隔における２−レベルシステムの性能を示し、曲線Ｍ
は、６クロック間隔における多重レベル技術の性能を示
す。両システムの性能は１１ｄＢ以下のチャネルＳＮ比
に対して実質的に一致し、これより大きいＳＮ比におい
ても甚だしい差はないことがわかる。図５と同様に、図
面中の破線は、有効な精度の限界を示し、この場合は４
８ｄＢである。多重レベル技術は、この限界までは実質
的に同等な性能を示すことがわかる。
【００３１】振幅変調の代わりに、特定状態が一連の位
相又は角度変化として送信器で変調される位相キーイン
グ（ＰＳＫ）により、多状態記号が生成される。２相Ｐ
ＳＫは、基準位相シフトが夫々０及びπである２信号中
の１信号を利用することによって、記号あたり二つの可
能な状態中の１状態を送信することができる。直交ＰＳ
Ｋは、基準位相シフト０、π／２、π及び３π／２ラジ
アンを利用し、そして、８−ＰＳＫは、基準位相シフト
０、π／４、π／２、３π／４、π、５π／４、３π／
２及び７π／４ラジアンを利用する。
相又は角度変化として送信器で変調される位相キーイン
グ（ＰＳＫ）により、多状態記号が生成される。２相Ｐ
ＳＫは、基準位相シフトが夫々０及びπである２信号中
の１信号を利用することによって、記号あたり二つの可
能な状態中の１状態を送信することができる。直交ＰＳ
Ｋは、基準位相シフト０、π／２、π及び３π／２ラジ
アンを利用し、そして、８−ＰＳＫは、基準位相シフト
０、π／４、π／２、３π／４、π、５π／４、３π／
２及び７π／４ラジアンを利用する。
【００３２】ＰＳＫを利用する本発明によるシステム
は、変調装置１４、１６が、２個の２相ＰＳＫ記号及び
１個の直交ＰＳＫ記号を夫々供給するように割り当てら
れた図１に示す配置から成る。結合装置１８及び送信器
２０は、ＰＳＫ信号によって作動するように配置され
る。同様に、図２に示す受信器２２，分割装置２４及び
復調装置２６、２８がＰＳＫ信号によって作動するよう
に配置される。ＰＳＫの利用は、２相、直交及び８−Ｐ
ＳＫの組合せのような多状態記号にまで、多重レベル記
号に関して前述したのと同様な方法によって拡張され
る。
は、変調装置１４、１６が、２個の２相ＰＳＫ記号及び
１個の直交ＰＳＫ記号を夫々供給するように割り当てら
れた図１に示す配置から成る。結合装置１８及び送信器
２０は、ＰＳＫ信号によって作動するように配置され
る。同様に、図２に示す受信器２２，分割装置２４及び
復調装置２６、２８がＰＳＫ信号によって作動するよう
に配置される。ＰＳＫの利用は、２相、直交及び８−Ｐ
ＳＫの組合せのような多状態記号にまで、多重レベル記
号に関して前述したのと同様な方法によって拡張され
る。
【００３３】ＰＳＫ信号受信時には、誤りが生じると、
振幅変調の場合と同様に、ある一状態として送信された
信号は二つの隣接する状態と均等に混じり合う。しか
し、ＰＳＫの特性による一層の複雑化要因、つまり、８
−ＰＳＫにおいて０ラジアンとして伝送された位相信号
が、等確率でπ／４ラジアン又は７π／４ラジアンとし
て受信されるという周期的な誤りの影響が存在する。か
くして、もしディジタル語により表わされた８状態がＰ
ＳＫの８状態に直接割り当てられると、単相目盛の伝送
中誤りが生じ、その結果第１状態で送信された信号が最
終状態の信号として受信され、逆もまた同様である。か
かるわずか単相目盛の小さな誤りが、受信された値にこ
のような程度まで影響を及ぼすことを防ぐために、語の
８状態はＰＳＫ位相に次のように割り当てられる： かくして、単相目盛つまりπ／４の伝送誤りが、ディジ
タル語における２状態より以上の大きさから成る顕著な
誤りとなることは決してない。異なる状態数を利用する
と、異なる状態割り当て法がＰＳＫ符号化に適用され
る。例えば、１２−状態記号が利用されると、直接割り
当ては： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 となるが、割り当て： 1 2 3 5 6 8 9 11 12 10 7 4 を利用すると，誤り実効値は４ｄＢ低減される。更なる
僅かな改良は、割り当て： 1 3 5 7 9 11 12 10 8 6 4 2 を利用することにより得られる。
振幅変調の場合と同様に、ある一状態として送信された
信号は二つの隣接する状態と均等に混じり合う。しか
し、ＰＳＫの特性による一層の複雑化要因、つまり、８
−ＰＳＫにおいて０ラジアンとして伝送された位相信号
が、等確率でπ／４ラジアン又は７π／４ラジアンとし
て受信されるという周期的な誤りの影響が存在する。か
くして、もしディジタル語により表わされた８状態がＰ
ＳＫの８状態に直接割り当てられると、単相目盛の伝送
中誤りが生じ、その結果第１状態で送信された信号が最
終状態の信号として受信され、逆もまた同様である。か
かるわずか単相目盛の小さな誤りが、受信された値にこ
のような程度まで影響を及ぼすことを防ぐために、語の
８状態はＰＳＫ位相に次のように割り当てられる： かくして、単相目盛つまりπ／４の伝送誤りが、ディジ
タル語における２状態より以上の大きさから成る顕著な
誤りとなることは決してない。異なる状態数を利用する
と、異なる状態割り当て法がＰＳＫ符号化に適用され
る。例えば、１２−状態記号が利用されると、直接割り
当ては： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 となるが、割り当て： 1 2 3 5 6 8 9 11 12 10 7 4 を利用すると，誤り実効値は４ｄＢ低減される。更なる
僅かな改良は、割り当て： 1 3 5 7 9 11 12 10 8 6 4 2 を利用することにより得られる。
【００３４】前述した異なる変調ディメンジョンを含む
多状態記号２個の組合せと同様の方法により、２記号が
単一ＰＳＫ信号に組み合わされる。例えば、０ラジアン
を２−状態記号中の１状態に、及び、πラジアンを他方
に割り当てることにより、２−状態記号と４−状態記号
とが組み合わされる。４−状態記号の状態は、−π／
４、−π／１２、＋π／１２又は＋π／４夫々に割り当
てられる。２記号の組合せの結果は、状態間目盛が均一
でない８状態記号となる。２−状態記号の記号間の最小
角度はπ／２ラジアン、及び、４−状態記号の間の最小
角度はπ／６ラジアンであり、かくして、最上位ビット
と残りのビットに異なる保護段階が設けられる。
多状態記号２個の組合せと同様の方法により、２記号が
単一ＰＳＫ信号に組み合わされる。例えば、０ラジアン
を２−状態記号中の１状態に、及び、πラジアンを他方
に割り当てることにより、２−状態記号と４−状態記号
とが組み合わされる。４−状態記号の状態は、−π／
４、−π／１２、＋π／１２又は＋π／４夫々に割り当
てられる。２記号の組合せの結果は、状態間目盛が均一
でない８状態記号となる。２−状態記号の記号間の最小
角度はπ／２ラジアン、及び、４−状態記号の間の最小
角度はπ／６ラジアンであり、かくして、最上位ビット
と残りのビットに異なる保護段階が設けられる。
【００３５】前記にて明らかなように、図５を参照する
と、１より以上の記号による最上位ビット表現は、１ク
ロック間隔だけで通信された最上位ビットと比較して、
システムの性能に顕著な影響を及ぼす。この影響は、伝
送さるべき全記号の継続間隔の置き換えにまで及ぶ。４
−ビット語の場合には、単なる２−レベルシステムとは
対照的に、多重記号信号化を利用して１クロック間隔の
節約を利用して、３記号間隔が因子４／３で拡張され
る。チャネル雑音は、通信システムの感度の結果的な改
善と共に、１０ｌｏｇ〔４／３〕＝１．２５ｄＢだけ低
減される。しかしながら、システムの受信端におけるク
ロック復元が課題である。
と、１より以上の記号による最上位ビット表現は、１ク
ロック間隔だけで通信された最上位ビットと比較して、
システムの性能に顕著な影響を及ぼす。この影響は、伝
送さるべき全記号の継続間隔の置き換えにまで及ぶ。４
−ビット語の場合には、単なる２−レベルシステムとは
対照的に、多重記号信号化を利用して１クロック間隔の
節約を利用して、３記号間隔が因子４／３で拡張され
る。チャネル雑音は、通信システムの感度の結果的な改
善と共に、１０ｌｏｇ〔４／３〕＝１．２５ｄＢだけ低
減される。しかしながら、システムの受信端におけるク
ロック復元が課題である。
【００３６】代わりに、記号継続間隔が互いに異なるよ
うに構成される。４−ビット語への４クロック間隔の一
つの可能な割り当ては、次の通りである： メッセージビット 記号 記号継続間隔 １（ＭＳＢ） ２−レベル ２．２５ ２ ２−レベル １．２５ ３，４ ４−レベル ０．５ ４−ビット語を３クロック間隔で伝送する一つの可能な
割り当てを以下に示す： メッセージビット 記号 記号継続間隔 １（ＭＳＢ） ２−レベル １．６ ２ ２−レベル ０．９ ３，４ ４−レベル ０．５ 図１０は、上記の単なる２−レベル記号機構（Ｂ）、４
クロック間隔機構（Ｍ１）及び３クロック間隔機構（Ｍ
２）に関して、水平軸上チャネル（ＣＨ）ＳＮ比に対す
る通信（ＣＯＭ）ＳＮ比を垂直軸上に示す。図５と比較
すると、記号のエッジがクロック間隔の境界と一致する
システムに対して、非整数クロック間隔割り当てによる
性能改善が見られる。４クロック間隔機構は、単なる２
−レベル機構よりも１．７ｄＢ優れた感度を有し、一
方、４分の３の伝送時間を占めるだけにもかかわらず、
３クロック間隔機構でさえ、単なる２−レベルシステム
を凌ぐ。前述と同様に、有効な精度の限界が、通信ＳＮ
比２４ｄＢに破線によって示される。
うに構成される。４−ビット語への４クロック間隔の一
つの可能な割り当ては、次の通りである： メッセージビット 記号 記号継続間隔 １（ＭＳＢ） ２−レベル ２．２５ ２ ２−レベル １．２５ ３，４ ４−レベル ０．５ ４−ビット語を３クロック間隔で伝送する一つの可能な
割り当てを以下に示す： メッセージビット 記号 記号継続間隔 １（ＭＳＢ） ２−レベル １．６ ２ ２−レベル ０．９ ３，４ ４−レベル ０．５ 図１０は、上記の単なる２−レベル記号機構（Ｂ）、４
クロック間隔機構（Ｍ１）及び３クロック間隔機構（Ｍ
２）に関して、水平軸上チャネル（ＣＨ）ＳＮ比に対す
る通信（ＣＯＭ）ＳＮ比を垂直軸上に示す。図５と比較
すると、記号のエッジがクロック間隔の境界と一致する
システムに対して、非整数クロック間隔割り当てによる
性能改善が見られる。４クロック間隔機構は、単なる２
−レベル機構よりも１．７ｄＢ優れた感度を有し、一
方、４分の３の伝送時間を占めるだけにもかかわらず、
３クロック間隔機構でさえ、単なる２−レベルシステム
を凌ぐ。前述と同様に、有効な精度の限界が、通信ＳＮ
比２４ｄＢに破線によって示される。
【００３７】不均一な記号継続間隔は、８クロック間隔
に８−ビットデータ語を符号化するシステムに適用でき
る。一つの可能な割り当ては次の通りである： メッセージビット 記号 記号継続間隔 １（ＭＳＢ） ２−レベル １．７８ ２ ２−レベル １．４７ ３ ２−レベル １．２１ ４ ２−レベル ０．９５ ５，６ ３−レベル １．６４ ６，７，８ ８−レベル ０．９５ 図１１は、単なる２−レベル記号機構（Ｂ）及び多重レ
ベル記号機構（Ｍ）に関して、水平軸上チャネル（Ｃ
Ｈ）ＳＮ比に対する通信（ＣＯＭ）ＳＮ比を垂直軸上に
示す。約１２．５ｄＢ以下のチャネルＳＮ比で、単なる
２−レベル機構は、多重レベル記号機構Ｍに性能が劣る
ことがわかる。極めて良質ではないチャネルにおいて、
誤り度が、単なる２−レベル機構に比べて最大２ｄＢ悪
化したチャネルＳＮ比で、多重レベル記号機構を利用し
て維持される。前述と同様に、有効精度の限界、４８ｄ
Ｂが破線で示される。
に８−ビットデータ語を符号化するシステムに適用でき
る。一つの可能な割り当ては次の通りである： メッセージビット 記号 記号継続間隔 １（ＭＳＢ） ２−レベル １．７８ ２ ２−レベル １．４７ ３ ２−レベル １．２１ ４ ２−レベル ０．９５ ５，６ ３−レベル １．６４ ６，７，８ ８−レベル ０．９５ 図１１は、単なる２−レベル記号機構（Ｂ）及び多重レ
ベル記号機構（Ｍ）に関して、水平軸上チャネル（Ｃ
Ｈ）ＳＮ比に対する通信（ＣＯＭ）ＳＮ比を垂直軸上に
示す。約１２．５ｄＢ以下のチャネルＳＮ比で、単なる
２−レベル機構は、多重レベル記号機構Ｍに性能が劣る
ことがわかる。極めて良質ではないチャネルにおいて、
誤り度が、単なる２−レベル機構に比べて最大２ｄＢ悪
化したチャネルＳＮ比で、多重レベル記号機構を利用し
て維持される。前述と同様に、有効精度の限界、４８ｄ
Ｂが破線で示される。
【００３８】本発明による、記号継続間隔とクロック間
隔との一致の代替として、節約された通信時間は、誤り
訂正又は検出符号をディジタル語の上位ビットに当てる
ために利用される。一つの適当な符号は、入力１ビット
毎に出力２ビットを供給する畳み込み符号である。ハミ
ング符号のような他の符号化技術も適用される。２−状
態記号として概ね通信される上位ビットに対する誤り検
出又は訂正符号化ビットが、多状態記号の一部分として
最下位ビットによって通信されるように配置される。
隔との一致の代替として、節約された通信時間は、誤り
訂正又は検出符号をディジタル語の上位ビットに当てる
ために利用される。一つの適当な符号は、入力１ビット
毎に出力２ビットを供給する畳み込み符号である。ハミ
ング符号のような他の符号化技術も適用される。２−状
態記号として概ね通信される上位ビットに対する誤り検
出又は訂正符号化ビットが、多状態記号の一部分として
最下位ビットによって通信されるように配置される。
【００３９】本明細書を理解することにより、当業者
は、容易に各種の変形を実施することができる。これら
の変形は、ディジタルデータ語通信用システムの公知な
特徴と、そのシステムの構成部品の設計、製造及び利用
に関する公知な特徴と、本明細書で既に説明した特徴に
代替又は追加して利用される特徴とを含む。本明細書で
は、ある特定な特徴の組合せに関する説明を行っている
が、本発明は、上記の特徴の組合せに限定されることは
なく、新規な特徴と、明示的又は暗示的に本明細書で記
述した特徴の新規な組合せと、利用分野及び技術課題に
限定されることなくより一般化した特徴と特徴の組合せ
とを含むことが理解されるであろう。これにより、本明
細書又はこれから派生した更なる明細書において、かか
る特徴、及び／又は、特徴の組合せに従って新たな請求
項が作成される可能性がある。
は、容易に各種の変形を実施することができる。これら
の変形は、ディジタルデータ語通信用システムの公知な
特徴と、そのシステムの構成部品の設計、製造及び利用
に関する公知な特徴と、本明細書で既に説明した特徴に
代替又は追加して利用される特徴とを含む。本明細書で
は、ある特定な特徴の組合せに関する説明を行っている
が、本発明は、上記の特徴の組合せに限定されることは
なく、新規な特徴と、明示的又は暗示的に本明細書で記
述した特徴の新規な組合せと、利用分野及び技術課題に
限定されることなくより一般化した特徴と特徴の組合せ
とを含むことが理解されるであろう。これにより、本明
細書又はこれから派生した更なる明細書において、かか
る特徴、及び／又は、特徴の組合せに従って新たな請求
項が作成される可能性がある。
【図１】本発明によるデータ送信装置のブロック図であ
る。
る。
【図２】図１の送信装置と共に利用するデータ受信装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図３】４ビットデータ語を符号化するために図１の送
信装置が使用された時の出力可レベルを示す。
信装置が使用された時の出力可レベルを示す。
【図４】標準２値信号化システムと４−レベル記号を利
用する装置との誤り確率の比較を示すグラフである。
用する装置との誤り確率の比較を示すグラフである。
【図５】多重レベル記号技術による４−レベル記号の利
用が通信ＳＮ比に及ぼす影響をチャネルＳＮ比の変化に
対して示すグラフである。
用が通信ＳＮ比に及ぼす影響をチャネルＳＮ比の変化に
対して示すグラフである。
【図６】８ビットデータ語を転送するための本発明によ
る送信器のブロック図である。
る送信器のブロック図である。
【図７】図６の送信器と共に利用するための受信器のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図８】図６の送信器の可能出力レベルを示す。
【図９】標準２−レベル信号化システムと、図６及び図
７の装置との誤り率の比較を示すグラフである。
７の装置との誤り率の比較を示すグラフである。
【図１０】２−レベルシステム及びクロック間隔の非整
数倍によって４ビット語をコード化する２種の多重レベ
ル技術に関する誤り確率を示すグラフである。
数倍によって４ビット語をコード化する２種の多重レベ
ル技術に関する誤り確率を示すグラフである。
【図１１】標準２−レベル信号化システム及びクロック
間隔の非整数倍により８ビット語を符号化する多重レベ
ル技術の誤り率を示すグラフである。
間隔の非整数倍により８ビット語を符号化する多重レベ
ル技術の誤り率を示すグラフである。
１０ 入力 １２、２４、３８、５２ 分割装置 １４、４０ ２−レベル変調装置 １６ ４−レベル変調装置 １８、３０、４６、６０ 結合装置 ２０、４８ 送信器 ２２ 受信器 ２６、２８ 復調器 ３２ 出力バス ３４ マイクロフォン ３６ ＣＥＬＰアナログ信号符号化装置 ４２、４４ 多重レベル変調装置 ５０ 無線受信器 ５４ ２−レベル復調器 ５６ ３−レベル復調器 ５８ ８−レベル復調器 ６２ ＣＥＬＰアナログ信号再合成装置 ６４ ラウドスピーカ
Claims (15)
- 【請求項１】 各ディジタルデータ語の上位部分に応じ
て第１記号を生成する手段と、 該第１記号と比較して多数の状態を表わす第２記号を各
ディジタルデータ語の下位部分に応じて生成する手段
と、 符号化信号を供給するために、該第１記号と該第２記号
とを結合する手段と、 該符号化信号を伝送する手段と、 伝送された該符号化信号を受信する手段と、 受信された信号を第１記号と第２記号とに分離する手段
と、 受信されたデータの上位部分を該第１記号から抽出する
手段と、 受信されたデータの下位部分を該第２記号から抽出する
手段と、 出力ディジタルデータ語を供給するために、受信された
データの該上位部分と該下位部分とを結合する手段とか
ら成るディジタルデータ語通信システム。 - 【請求項２】 前記第１記号の継続間隔は前記第２記号
の継続間隔より大きい請求項１記載のシステム。 - 【請求項３】 前記第１記号及び前記第２記号が同時に
伝送される請求項１記載のシステム。 - 【請求項４】 前記第１記号を生成する手段及び前記第
２記号を生成する手段が等平均電力を有する記号を供給
するために配置されている請求項１ないし３のいずれか
一項記載のシステム。 - 【請求項５】 各ディジタルデータ語の上位部分に応じ
て第１記号を生成する手段と、 該第１記号と比較して多数の状態を表わす第２記号を各
ディジタルデータ語の下位部分に応じて生成する手段
と、 符号化信号を供給するために該第１記号と該第２記号と
を結合する手段と、 該符号化信号を伝送する手段とから成るディジタルデー
タ送信装置。 - 【請求項６】 前記第１記号の継続間隔は前記第２記号
の継続間隔より大きい請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 第３、第４、第５及び第６記号を生成す
る手段を更に有し、ここで、第１、第３、第４及び第５
記号はディジタルデータ語の上位部分の最上位４ビット
夫々に応じて生成され、第２及び第６記号はディジタル
データ語の下位部分の最下位４ビットに応じて生成され
る請求項５又は６記載の装置。 - 【請求項８】 送信された信号を受信する手段と、 受信された信号を第１記号と、該第１記号と比較して多
数の状態を表わす第２記号とに分離する手段と、 受信されたデータの上位部分を該第１記号から抽出する
手段と、 受信されたデータの下位部分を該第２記号から抽出する
手段と、 出力ディジタルデータ語を供給するために、受信された
データの該上位部分と該下位部分とを結合する手段とか
ら成るディジタルデータ受信装置。 - 【請求項９】 各ディジタルデータ語の上位部分に応じ
て第１記号を生成する手段と、 該第１記号と比較して多数の状態を表わす第２記号を各
ディジタルデータ語の下位部分に応じて生成する手段
と、 符号化信号を供給するために該第１記号と該第２記号と
を結合する手段とから成るディジタルデータ語符号化シ
ステム。 - 【請求項１０】 符号化信号を第１及び第２記号に分離
する手段と、 データの上位部分を該第１記号から抽出する手段と、 データの下位部分を該第２記号から抽出する手段と、 ディジタルデータ語を供給するためにデータ語の該上位
部分と該下位部分とを結合する手段とから成る符号化信
号からディジタルデータ語を抽出するシステム。 - 【請求項１１】 添付図面の図１、図２、図６及び図７
を参照して、本質的に前記の通り動作するように構成及
び配置されたディジタルデータ語を通信するシステム。 - 【請求項１２】 添付図面の図１及び図６を参照して、
本質的に前記の通り動作するように構成及び配置された
ディジタルデータ送信装置。 - 【請求項１３】 添付図面の図２及び図７を参照して、
本質的に前記の通り動作するように構成及び配置された
ディジタルデータ受信装置。 - 【請求項１４】 添付図面の図１及び図６を参照して、
本質的に前記の通り動作するように構成及び配置された
ディジタルデータ語符号化システム。 - 【請求項１５】 添付図面の図２及び図７を参照して、
本質的に前記の通り動作するように構成及び配置された
符号化信号からディジタルデータ語を抽出するシステ
ム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9217819:3 | 1992-08-21 | ||
| GB929217819A GB9217819D0 (en) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | Data coding system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06177846A true JPH06177846A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=10720743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5204359A Pending JPH06177846A (ja) | 1992-08-21 | 1993-08-18 | ディジタルデータ語通信システム |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5502744A (ja) |
| EP (1) | EP0584865B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06177846A (ja) |
| KR (1) | KR100303581B1 (ja) |
| DE (1) | DE69328058T2 (ja) |
| GB (1) | GB9217819D0 (ja) |
| TW (1) | TW291629B (ja) |
Families Citing this family (35)
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|---|---|---|---|---|
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| JP3258022B2 (ja) * | 1993-12-29 | 2002-02-18 | ゼニス、エレクトロニクス コーポレーション | 可変サイズデータ配列のためのデータ・フレーム・フォーマット |
| CA2145566C (en) * | 1994-04-29 | 1999-12-28 | Nambirajan Seshadri | Methods of and devices for enhancing communications that use spread spectrum technology |
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| FI97504C (fi) * | 1994-12-19 | 1996-12-27 | Nokia Telecommunications Oy | Tiedonsiirtomenetelmä, tiedonsiirtojärjestelmä ja solukkoradiojärjestelmä |
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| AU2003287628A1 (en) | 2002-11-12 | 2004-06-03 | Quellan, Inc. | High-speed analog-to-digital conversion with improved robustness to timing uncertainty |
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