JPH06505846A - プリコーディングのための新規な装置および方法 - Google Patents

プリコーディングのための新規な装置および方法

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JPH06505846A
JPH06505846A JP5511620A JP51162093A JPH06505846A JP H06505846 A JPH06505846 A JP H06505846A JP 5511620 A JP5511620 A JP 5511620A JP 51162093 A JP51162093 A JP 51162093A JP H06505846 A JPH06505846 A JP H06505846A
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ユボルグ・エム ベダト
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コーデックス・コーポレイション
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 プリコーディングのための新規な装置および方法この発明は一般的にはデジタル 通信システムに関し、かつより特定的にはデジタル通信システムにおいて送信す るためにデジタルデータシーケンスをプリコーディング(precoding) することに関する。 発明の背景 ガウスノイズを有する厳格に帯域制限された高い信号対雑音比(SNR)のチャ ネルによって、デジタルデータは理想的なゼロフォーシング(zero−for cing)決定フィードバック等化(decision−feedback e qualization:DFE)および符号量干渉(ISI)がない理想的な チャネルに対して設計された知られた符号化変調(coded modu la  t 1on)およびコンステレイジョン整形(cons t e l 1at ion shaping)技術の組合せを使用することによりチャネル容量に近 いレートで信頼性よく送信できることが示されている。しかしながら、理想的な りFEは実現できない。トレリスプリコーディング(’l”rellis pr ecodtng)は実現可能な符号化、整形および等化技術の組合せであり理想 的なりFE並びに符号化および整形と同じ性能を達成する。 トレリスプリコーディングの1つの欠点はそれが信号ポイントがスペース充填( space−f i l l ing)境界領域内に一様に分布した信号集団( signal c。 n5tellations)に対してのみ効果的なことである。スペース充填は 実質的に前記境界領域の適切な非オーバラツプ変換の連合体(union)がス ペース全体をカバー(おおう:tile)することが可能なことを意味する。言 い換えれば、前記境界領域は、典型的にはプリコーディングラティスと称される 、ラティスの基本的な領域として表わされなければならない。知られた符号化変 調技術と両立するために、プリコーディングラティスは典型的には2次元整数ラ ティスz2のスケーリングされたバージョンMZ2(この場合Mはスケーリング ファクタ)として選択され、それによって前記境界領域が四角形(square )を持つようにされる。ある用途においては、四角形の信号集団は望ましくない が、その理由はそれらがより円形の境界を有する集団よりも高い2次元ピーク− 平均電力比(PAR)を持つからである。より重要なことは、四角形の集団はシ ンボルごとの分数ビット(fractiona L b i t s)を表わす のに適しておらずかつ分数レート変換を可能にするために集団切替え(cons  t e I 1ation switching)として知られた方法を必要 とし、これはさらに2次元PARを増大させる。トレリスプリコーディングにお いては、そのヴオロノイ領域(Voronoi region)が四角形のもの より円形でありかつある分数データレートを収容できるプリコーディングラティ スを検出することが可能である。しかしながら、この手法は非常に柔軟性あるも のではなく、その理由はそれが全ての分数データレートを一応に取り扱うことが なくかつ、ある実際の用途においては重要な要求事項である、90°の位相回転 に対する不変性を達成するのがより困難なためである。トレリスプリコーディン グの他の欠点は整形ゲイン(shaping gain)を達成するためにプリ コーディング動作は整形動作と組合されなければならず、これによって装置の複 雑さを増大させることである。 実質的に任意の信号集団と共に任意のデータレートで動作することができかつ少 なくともトレリスプリコーディングのものと同等の総合性能を達成する一方で、 集団整形から独立に実現できる柔軟性あるプリコーディング方法および装置の必 要性が存在する。 発明の概要 トレリス符号Cを使用した理想的でない応答h (D)によって特徴づけられる チャネルによって送信するためにデジタルデータシーケンスを信号ポイントシー ケンスx (D)にマツピングするための装置および方法が述べられている。 該装置および方法は形式u (D) +d (D)の全ての可能な信号ポイント シーケンスの部分集合から前記信号ポイントシーケンスx (D)を選択するた めの信号ポイントセレクタ(プリコーディングユニット)を具備する。前記U( D)は前記トレリス符号Cの変換(translate)からの信号ポイントシ ーケンスでありかつ前記デジタルデータシーケンスを独自的に表わし、かつ前記 d (D)は前記トレリス符号Cからの選択された非ゼロ符号シーケンスc ( D)と実質的lap (D)=x (D)[h (D) −1]の形式のポスト カーソル符号量干渉(I S I)シーケンスp (D)との間の非ゼロ差分を 表わし、それによってC(D)がp (D)のみに基づき選択される。 図面の簡単な説明 第1図は、本発明に係わる装置のブロック図である。 第2図は、本発明に係わる装置の第1の実施例を示すより詳細なブロック図であ る。 第3図は、本発明に係わる装置の第2の実施例を示すブロック図である。 第4図は、本発明に係わる装置の第3の実施例のブロック図である。 第5図は、本発明に係わる装置の第4の実施例のブロック図である。 第6図は、本発明に係わる装置を使用したデジタル通信システムの第1の実施例 のブロック図である。 第7図は、第6図のデジタル通信システムの復元ユニットをより詳細に示すブロ ック図である。 第8図は、本発明に係わる装置を使用したデジタル通信システムのインタリーブ を有する第2の実施例のブロック図である。 第9図は、本発明の方法の各段階を示すフロー図である。 好ましい実施例の詳細な説明 本発明の方法および装置はデジタル通信チャネルによる送信のために信号ポイン トの任意的な流れのプリコーディングを可能にし、ひどい減衰ひずみを有するチ ャネルにおいては特に良好に動作する。本発明を利用することにより次のような 実質的な利点が得られる。すなわち、集団スイッチング(constellat ion switching)なしに実質的に任意の所望のデータレートで送信 でき、円形の信号集団によって送信でき、かつ整形(shaping)をプリコ ーディングから完全に分離することにより整形を単純化することができる。 第1図に示されるように、本発明に係わる装置it(プリコーディングユニット 、100)はデジタルデータシーケンスをプリコートして複素インパルス応答h  (D)を有する(以下に規定される)離散時間チャネルユニットにより送信す るためのプリコートされたシーケンスx (D)を提供する。本発明の重要な特 徴は前記プリコートされたシーケンスx (D)が次の和によって表わされるこ とである。 x (D) =u (D) +ct (D)この場合u (D)はトレリス符号 Cの変換(translate)からの信号ポイントシーケンスでありかつデジ タルデータシーケンスを表わし、そしてd (D)は次の式で表わされるディザ −シーケンス(dither 5equ e n c e)である。 d (D)=c (D)−x (D)[h (D)−1]この場合c (D)は トレリス符号Cからの符号シーケンスである。該符号Cは任意のn次元トレリス 符号とすることができ、この場合nは整数であり、ラティス区分(lattic e partition)A/A’ に基づき、Aは選択されたラティスであり 、かつA′はへの選択されたサブラティスである。u (D)の個々の信号ポイ ントuk1但しに=1. 2.・・・、は2次元ラティスA2の変換からおよび 有限の2次元領域R内から選択される。 2つの重要な特徴が本発明を従来技術から区別している。 すなわち、(i)前記シーケンスc (D)はオールゼロのシーケンスでなく  (c (D)=0の場合、本技術は知られた送信機のリニア等化技術に帰する) 、および(i i) e(D)の選択は、e (D)がp (D)およびu ( D)の双方に基づき選択されるより伝統的なプリコーディング技術に対して、ポ ストカーソルISIシーケンスp (D)にのみ基づいていることである。 典型的には、本発明は複素インパルス応答h (D)が単位円」−にゼロを持た ない場合、あるいは等価的に、その逆数1/h(D)が安定である場合に利用さ れる。従って、以下の実施例は安定な逆数を有する標準的な(canonica l)応答であるh (D)を使用する。h (D)は、h (D)=1+0.7 5Dのようなオールゼロ応答、h(D)=1/ (1−0,75D)のようなオ ールボール応答、あるいはゼロおよびボールを含むより一般的な応答とすること が可能なことに注目すべきである。古典的なプリコーディング技術の場合のよう に、前記応答h (D)は決定されておりかつ送信機において知られているもの と想定される。 第2図の、数字200は、本発明に係わるプリコーディング装置の第1の実施例 のより詳細なブロック図である。 ここでは、前記デジタルデータシーケンスは先ずマツピングユニット(202) において知られた符号化、マツピングおよび整形技術の任意の組合せを使用して トレリス符号Cの変換から選択された信号ポイントシーケンスu (D)にマツ ピングされる。この実施例はまた第1の組合せユニット(204)およびろ波− スライスユニット(206)を具備する。前記第1の組合せユニッh(204) は、一般には加算器であり、信号ポイントシーケンスu (D)、符号シーケン スe (D)およびポストカーソルISIシーケンスp (D)=x (D)[ h (D)−13を受けるよう動作可能に結合され、かつ送信シーケンスx ( D) =u(D)+c (D)−p (D)を提供する。x (D)およびu  (D)の間の差はディザ−シーケンスd (D) =x (D)、−u (D) =e (D) −p(D)である。ろ波ユニット(208)はポストカーソルI SIシーケンスp (D)を提供するために送信されたシ・−ケンスx (D) を受信するよう動作可能に結合されている。 以下に説明する全ての実施例において、スライスユニット(210)は前記ポス トカーソルISIシーケンスp(D)を(シンボルごとのベースで)トレリス符 号Cから選択された可能な符号シーケンスe (D)へとスライスするために使 用される。前記符号シーケンスc (D)は多くの異なる方法で選択できる。2 次元トレリス符号Cに対しては、1つの実施例では、前記シーケンスc (D) のシンボルCkはサブラティスA′から選択される。これはC(D)が前記トレ リス符号Cに所属することを保証する。 池の実施例では、前記シンボルckはCのトレリス表現における単一のパスに従 うことによりシンボルごとのベースで選択される。多次元トレリス符号に対する 前記スライスユニット(210)の動作は後に説明する。 典型的には、前記シンボルCkはディザ−シンボルdk=ck ”kの瞬時的な エネルギを最小にするためにシンボルごとのベースで選択される。ろ波ユニット (208)は少なくとも1つの時間単位の遅延を有するから、ポストカーソルI SIシーケンスp (D)の要素pkは送信されたシーケンスx (D)の過去 の値X is但しi<k、にのみ依存する。従って、現在のディザ−シンボルd kは統計的に現在の信号ポイントukから相関しない(u (D)はそれ自体相 関のないシーケンスであると仮定する)。従つて、送信されたシンボル5x=E (Ixkl )のエネルギはu (D)およびd (D)のエネルギの和Su+ Sdであり、この場合Eは統計的な期待値(expectation)である。 送信されたシーケンスx (D)の平均エネルギSXは平均ディザ−エネルギS dが小さい限りほぼ前記信号シーケンスu (D)のエネルギSuと同じになる 。 これは、c (D) =: p (D)の近似が良好であればあるほど、ディザ −シーケンスd (D)による平均エネルギの増大は小さくなることを意味する 。なお、ここで記号=;はほぼ等しいことを示すために使用されている。 しかしながら、本発明は瞬時的ディザ−エネルギを最小にする基準に限定される ものではなく、かつ各々のCkの選択がx (D)の過去の値x0、但しi<k 、にのみ基づく限り、符号シーケンスc (D)を選択するために任意の基準を 使用できることに注目すべきである。例えば、ある用途においては、前記チャネ ル出力シンボルの範囲yk=uk+ckを限定することが望ましいかもしれない 。これはC5の値をある範囲に限定することにより、より高いディザ−エネルギ Sdを犠牲にして、達成できる。また、本発明のプリコーディング方法がマルチ レベルの符号と共に使用された時、Ckの選択はさらに限定されそれによっであ るパリティチェック条件が満たされる。 第3図〜第5図は第2図に示された第1の実施例と実質的に等価な本発明の3つ の別の実施例を示す。第3図は、参照数字300により、本発明に係わるプリコ ーディング装置の第2の実施例のブロック図を示す。この実施例では、前記組合 せユニット(304)はマツピングユニット(202)から信号ポイントシーケ ンスu (D)をかつ前記スライスユニット(210)から符号シーケンスc  (D)を受信するよう動作可能に結合されシーケンスs (D)を形成する。 s (D) =u (D) +c (D)前記シーケンスs (D)を受信する ために組合せユニット(304)に動作可能に結合された逆数ろ波ユニット(i nverse filtering unit)(306)は前記送信シーケン スx (D)をx (D) =s (D)/h (D)に従って前記プリコーデ ィングユニットの出力としておよび前記ろ波ユニット(208)への入力として 提供する。x (D) h (D) =x (D) +p (D) =s(D) であるから、次式が得られる。 X (D) =S (D) /h (D)=s (D) −p (D) =u (D) +c (D) −p (D)従って、同じ人力シーケンスu ( D)に対して、この第2の実施例は前記第1の実施例のものと本質的に同じ送信 シーケンスx (D)を生成することになる。 プリコーディング装置の第3の実施例は第4図に、参照数字400で、示されて いる。ここでは、ろ波ユニット(408)は第1の組合せユニット(304)に 動作可能に結合され、それによってポストカーソルISIシーケンスp (D) は直接前記送信シーケンスx (D)の代わりにシーケンスs (D)から発生 され、かつろ波ユニット(408)は応答(1−1/h (D))を有する。  x (D) =s (D) /h (D)であり、かつp (D) =s (D ) (1−1/h (D) )=x (D)(h (D)−1) であるから、この実施例におけるろ波ユニット(408)は前の実施例と同じポ スト181シーケンスp (D)を生成し、かつ従って前の実施例の場合と同じ 送信シーケンスx (D)が発生され、この場合も同じ入力シーケンスU(D) を想定している。第3の実施例のための他の動作可能な結合は第3図について述 べたものと同じである。 第5図に示される第4の実施例、参照数字500、は第4図のものと同じである が、例外として、x (D) =s (D) −p (D)に従って逆数ろ波操 作x (D) =s (D) /h (D)が行われ、この場合、第1の組合せ ユニット(304)および前記ろ波ユニット(408)に動作可能に結合された 、第2の組合せユニット(512)が実質的に前記ろ波ユニット(408)によ って与えられるポストカーソル131シーケンスp (D)を前記第1の組合せ ユニット(304)によって与えられるシーケンスs (D)から減算する。 上の説明ではチャネルは離散時間複素インパルス応答h(D)によって特徴づけ られるという仮定を用いている。 付加的なノイズを有する任意の離散時間または連続時間り0、k<0’)最小位 相(単位円の外側または上にオールゼロ)を有する標準的な離散時間等価チャネ ル、モニック(mon i c)(h =1)インパルス応答h (D)および 付加的なホワイトノイズw (D)によって表わすことができることは技術的に 良く知られている。ホワイト化されたマツチドフィルタおよび(連続時間チャネ ルの場合)ある選択されたシンボルレートで動作するサンプラを含む標準的な受 信機フロントエンドがそのような等価チャネルを提供するために使用できる。実 際に、典型的には、h (D)は送信機、チャネル、受信機、およびサンプラに おけるフィルタの組合された効果を表わすことを述べるべきである。 同様に、w(D)は受信機フィルタおよびサンプラを通過した後のノイズを表わ す。前記ホワイト化されたマツチドフィルタは適切なろ波によってひずみの強さ を低減しかつ伝統的なリニア等価よりも本発明の性能上の有利性を提供する。 実際に、h (D)がオールゼロ応答である場合は、ホワイト化されたマツチド フィルタは決定フィードバックイコライザのための標準的な適応技術を使用して 適応的に決定できる。h (D)がオールポールフィルタであることが望まれる 場合は、始めに標準的な方法を使用して適応的にオールゼロ応答h’ (D)を 決定しかつ次に良く知られた多項式除算技術を使用してh (D)=1/g’  (D)を検出することができ、この場合g’ (D)はほぼg’(D)=:1/ h’ (D)に等しい有限の多項式である。 デジタル通信システムに導入された本発明の装置の第1の実施例が第6図のブロ ック図に参照数字600で示されており、そこでは少なくとも1つの送信ユニッ トおよび受信ユニットが本発明を使用する。前記システムは典型的には少なくと も1つの送信ユニットおよび受信ユニットを含み、この場合前記送信ユニットは デジタルデータシーケンスを送信するための(典型的には送信機内の)プリコー トユニット(602)、および前記プリコートユニット(602)に動作可能に 結合され、前記プリコートされたシーケンスx (D)の送信を可能にするため の前に説明したようにして得られるチャネル(604)を有する。また、前記受 信ユニットは前記チャネルユニット(604)に動作可能に結合され、受信シー ケンスr (D)を受信およびデコードして推定出力シーケンスy (D)を提 供するためのデコードユニット(612)、および、前記デコードユニット(6 12)に動作可能に結合され、実質的に前記信号ポイントシーケンスu (D) の推定値を復元するための復元ユニット(614)を有する。送信されたデジタ ルデータシーケンスの推定値は次にインバースマツプおよび整形復元(もしコン ステレイジョン整形が使用されれば)を使用してu (D)から検出される。 上に述べたように表わされる、等価チャネル(604)は実質的に応答h (D )を有し、x (D)を受けかつ実質的に、前に規定した、s (D)に等しい 出力シーケンスy(D)=x (D)h (D)を生成するフィルタ(606) 、付加的ノイズを提供するための付加的ノイズユニツト(608)、および前記 h (D)ユニット(606)および前記付加的ノイズユニット(608)に動 作可能に結合され、典型的には加算器である、組合せユニツト(610)によっ て実質的に表現される。 前記デコードユニット(612)は典型的には、技術的に知られているように、 トレリス符号Cのためのデコーダである。デコードユニット(612)は典型的 には次の形式、 r (D) =X (D)h (D)+w (D)”V (D) +w (D) = (u (D)+c (D) 〕十w (D)を有するノイズの多い受信シー ケンスr (D)を受信しかつデコードしてチャネル出力シーケンスy (D)  =x(D)b (D)の推定値−y (D)を提供する。また、復元ユニット (614)は、前記デコードユニット(612)に動作可能に結合され、実質的 に、以下により詳細に説明する、入力シーケンスu (D)の推定値−u (D )を復元する。 c (D)はトレリス符号Cに所属するから、シーケンスY (D) =u ( D) +c (D)は信号ポイントシーケンスu (D)と同じCの変換(t  rans 1ate)におけるシーケンスでなければならない。もちろん、Ck は大きくすることができるから、y (D)のシンボルyk=uk+Cはu ( D)のシンボルukに対して前に規定された領に 域Rよりも大きな境界領域内にある。これはシーケンスy(D)は、技術的に知 られているように、Cに対して伝統的なデコーダ(612)によってそれがより 大きな範囲(あるいは無限)の範囲の信号ポイントにわたりサーチするという措 置によって推定または評価できることを意味する。 伝統的な受信機は引き続くチャネル出力信号y、の間の相関を活用しないことに 注意を要する。このことを知るため、yk=uk+ckでありかつckはykの 過去の値に依存するという事実を使用して増大したトレリスダイヤグラムを構築 することが可能なことに注目すべきである。もし、例えば、h (D)がm次の オールポール応答であれば、Cは有限の数の最近のシンボルy 0、i=1.・ −9k k−t mlに依存する(この場合mはある選択された整数である)。従って、シーケン スエスティメイター(sequence estjmator)は入力シーケン スu (D)の状態とチャネル状態sk−〔yk−1’ ”k−2,”” ”k −話 とを組合せることにより規定できる。そのようなトレリスは非常に大きな 数の状態を持つことができるから、から従ってサーチするのが困難であるから、 複雑さを低減したサーチ技術を使用して実質的に複雑さを低減してほぼ同じ性能 を達成することができる。MLトレリスにおける状態の数は縮小状態シーケンス 推定(reduc、ed−state 5equence estimatio n:R55E)のための状態併合技術を使用して低減できる。最も単純な形のR 85Eはトレリス符号Cのトレリスにわたるサーチを含み、かつそれが符号変数 Ckの推定値−Ckを検出するために各々の残存シーケンスのパス履歴を使用す る点を除き伝統的なデコーダと同様に動作する。異なる推定値−Ckが前記トレ リスの各々の状態に対して使用され、かつ各々の状態に関連する推定値はその状 態から去る全ての分岐に対する分岐メトリック(branch metrics )を計算するために使用されることに注目することが重要である。ある推定値( estimate)−ckが与えられれば、前記信号ポイントY k= u k + −Ckに対する推定された範囲R+ ” c kの決定が可能になりかつこ の制限された範囲はその推定値に対する全ての分岐メトリックの計算に使用され る。この技術の不都合な点はそれが計算の複雑さを増大させることであるが。そ の理由はそれがかなり多くの分岐メトリック計算を必要とするからである。しか しながら、この複雑さは前記推定値−Ckを形成するために可能な状態のよりあ りそうな部分集合のみを使用することにより低減できる。 第7図のブロック図において参照数字700によりさらに詳細に説明される、復 元ユニッ) (recoveryunit)(614)は、典型的には前記推定 (estima t e a)出力シーケンス“y (D)に動作可能に結合さ れ、“y (D)をろ波して、実質的に−p(D)=−y(D)(1−1/h  (D))の形式の、プリカーソルIsIシーケンスp (D)の推定値−p(D )を得るためのリカバリろ波ユニット(702)を含む。前記復元ユニット(6 14)は、さらに、前記リカバリろ波ユニット(702)に動作可能に結合され 、送信機において使用されるプリコーディングユニットにおいて使用されるもの と実質的に同様にして、トレリス符号Cからリカバリ符号シーケンス−c (D )を提供するために“p (D)をスライスするためのりカバリスライスユニッ ト(704)、および、前記リカバリスライスユニット(704)および前記デ コードユニット(612)に動作可能に結合され、前記出力シーケンス−y ( D)と前記シーケンス゛c (D)との間の差を実質的に決定して元の入力シー ケンスu (D)の推定値−u (D)を得るためのリカバリ組合せユニット( 706)を具備する。決定エラーがない限り(” y (D) =y(D))か つ送信機および受信機の動作が実質的に対称である限り、元のシーケンスu ( D)は正しく復元される。 復元回路の他の同等の構成も可能である。 要約すると、前記リカバリろ波ユニット(702)はボ04)はサブラティスΔ ′に所属するシンボル“Ck(または可能なA′の剰余類またはコーセット(c oset))をシンボルごとのベースで決定し送信機におけるプリコーディング ユニット(100)において実質的にc (D)と相関するシーケンス”c(D )を形成するために使用され、そして次に前記リカバリ組合せユニット(706 )を使用して−u (D) =−y (D)−“c (D)を提供する。 もちろん、チャネルノイズにより“y (D)に時折エラーが生じ、かつこれら はエラー伝搬につながり得る。しかしながら、1/h (D)は安定であるから 、1−1/h(D)におけるエラー伝搬は決して破滅的なものにならない。さら に、もしh (D)が次数mのオールポール応答であれば(ここでmは選択され た整数である)、エラー伝搬は多くてもm個のシンボルに厳密に制限される。 シーケンスc (D)の要素Ckが、復元の間に、符号Cのトレリスを通るパス に従うことにより送信機においてシンボルごとのベースで選択される実施例にお いては、時折発生するエラーは正しい状態の喪失を引き起こしそれによって、も し修正されなければ長い間続き得る、同期の喪失を引き起こす。この問題を回避 するための1つの方法は送信機においてc (D)をL番目のシンボルごとにト レリスの知られた状態に強制し、この場合しはあらかじめ選択された整数であり 、これによって送信エネルギのわずかな増大を犠牲にして受信機において同期を 再確立することである。 復元されたシーケンスu (D)のに番目の変数である、推定値−ukが入力シ ーケンスu (D)のに番目の変数Ukの可能な範囲Rの外側にある場合は、そ のような範囲の違背(violation)は現在のシンボルykにおいて決定 エラーが生じているか、あるいはckがなんらかの最近のシンボルy、i>0に おけるエラーのため二に−s′ ラーになっていることを示している。そのような範囲の違背が検出された場合、 推定値y、またはyk−iを強制することによりそれらを訂正するよう試みるこ とができる。 したがって、前記範囲の違背を監視することにより、ある程度のエラー修正を行 なうことができる。そのようなエラー検出能力はまた前記送信システムにおける 性能を監視するのに有用である。 本発明に係わる装置を有するデジタル通信システムの第2の実施例はインタリー ピングを含んでおり、第8図に参照数字800で示されている。ある用途におい ては、インタリーブ装置(interleaver:INT)(8Q2)がプリ コーディングユニット(810)に含められる。 前記プリコーディングユニット(810)は前記プリコーディングユニット(1 00)と同じであるが、例外として本ブリコーディングユニット(810)はさ らにインタリーブ装置を含み、それによって信号ポイントシーケンスU(D)が 該u (D)をイ”J9’)−ブ装置1 (802) ヲatことによって得ら れるインタリーブされた信号ポイントシーケンスu’ (D)に置き換えられて いる。前記インタリーブ装置はチャネルの出力における引き続くノイズサンプル の間の可能な相関の除去ができるようにする。前記インタリーブ装fit(80 2)は入力シンボルの順序付けを変更する実現可能な逆装置(inverse) (ディンタリーバ:deinterleaver)とともに任意の装置とするこ とができる。例えば、周期的インタリーブ装置においては、入力サンプルは同じ 周期Pによって周期的な遅延のシーケンスにしたがって遅延される。第6図に関 して説明したように、x (D)およびr (D)が発生される。 受信機においては、受信されたノイズを含むシーケンスr (d)=u’ (D )+c (D)+w (D)はr (d)を、r (d)を受信するよう動作可 能に結合された、ディンタリーバDEINT (806)を通すことによってデ コードする前にデインタリーブされ、デインタリーブされた受信シーケンスr’  (D)=u (D)+C’ (D)+w’ (D)が得られ、ここでw’ ( D)はその順序がディンタリーバ(804)においてシャツフルされているノイ ズシーケンスである。チャネルノイズがバースト的でるかあるいは相関している 場合に改善された性能を提供するのはこのノイズのシャツフルである。前記ディ ンタリーバ(804)は信号ポイントシーケンスu (D)のための元の順序を 復元するが、処理においてそれは送信機におけるブリコーディング装置において 加えられた符号シンボルckの順序付けを変更することに注意を要する。シャツ フルされた符号シーケンスc’ (D)はトレリス符号Cにおける符号シーケン スであり、それによって、前記ディンタリーバ(804)に動作可能に結合され た、典型的にはCに対する伝統的なビタービデコーダである、デコードユニット (612)が元のシーケンスY (D)=u (D)+c’ (D)を復元でき るようにすることが必須のことである。2次元トレリス符号Cに対しては、もし 前記要素ckがシンボルごとのベースでサブラティスA′から選択されメモリが なければこれは常に保証される。 元の入力シーケンスu (D)を復元するためには、Cのためのデコーダからの 推定シーケンス”y(D)は“y ゛(D)を再び、デコードユニット(612 )に動作可能に結合され、かつ実質的に前記送信機におけるインタリーブ装置( 802)と実質的に等化な、第2のインタリーブ装置INT (806)を通す ことにより再びインタリーブし符号シンボルc (D)の元の順序付けを復元し なければならない。このインタリーブは−V’ (D)=−u’ (D)−+% c(D)を提供する。第7図に詳細に示されている、復元ユニット(614)は 第2のインタリーブ装置(806)に動作可能に結合され、”y’ (D)を受 信しがつインタリーブされたシーケンスu’ (D)に対する推定値−u’ ( D)を提供する。元の信号ポイントシーケンスU(D)の推定値−u (D)は 次に−u’ (D)を前記復元ユニット(614)に含まれる第2のディンタリ ーバDEINT(808)を通すことにより得られる。第8図に示される復元ユ ニット(812)は前記復元ユニット(614)と同じであるが、例外としてそ れは前記リカバリ組合せユニット(706)に動作可能に結合されインバースマ ツピング装置(708)のためにデインタリーブされた推定信号ポイントシーケ ンス−u (D)を提供するディンタリーバ(808)を含んでいる。 したがって、デジタル通信受信機は本発明にしたがって、信号ポイントシーケン スx (D)にマツピングされかつトレリス符号Cを使用して理想的でない応答 h (D)によって特徴付けられるチャネルにより送信されたデジタルデータシ ーケンスを受信し、受信シーケンスr (D)を提供するために使用でき、前記 デジタル通信受信機は少なくとも、r (d)を受信するよう動作可能に結合さ れ、前記受信された送信シーケンスr (d)をデコードして推定出力シーケン ス°y (D)を提供するためのデコード手段、および前記デコード手段に動作 可能に結合され、u (D) +d(D)の形式を有する全ての可能な信号ポイ ントシーケンスの部分集合から選択された、送信信号ポイントシーケンスx ( D)に対するシーケンスu (D)のための推定されたシーケンス−u (D) を実質的に復元するための復元手段を具備する。この場合、前記u (D)は前 記トレリス符号Cの変換からの信号ポイントシーケンスでありかつ前記デジタル データシーケンスを独自的に表現し、そして前記d (D)は前記トレリス符号 Cからの選択された非ゼロ符号シーケンスc (D)と実質的にp (D) = x (D) [h(D)−11の形式のポストカーソルシンボル間干渉(ISI )シーケンスc (D)との間の非ゼロ差分を表し、それによって前記c (D )はp (D)のみに基づき選択される。 第7図に示されるように、前記復元手段の1つの実施例は前記推定出力シーケン ス“y (D)を受信するよう動作可能に結合され、推定ポストカーソル符号量 干渉(ISI)シー’rンス−p (D)を提供するためのりヵバリロ波ユニッ ト(702)、前記リカバリろ波手段に動作可能に結合され、実質的に送信シー ケンスx (D)を提供するために使用されるc (D)と相関する前記トレリ ス符号Cからの推定非ゼロ符号シーケンス−c (D)を提供するためのりカバ リスライスユニット(704)を使用する。前記りカバリ手段はさらに前記推定 出力シーケンス“y (D)を受信するよう動作可能に結合されかつ前記りカバ リスライス手段に動作可能に結合され、実質的に−u (D) =“y(D)− “c (D)の形式である推定シーケンス“u (D)的には加算器)、および 前記第3の組合せ手段に動作可能に結合され、前記推定シーケンス“u (D) をインバースマツピングして実質的に前記送信デジタルシーケンスと等しい復元 デジタルシーケンスを提供するためのインバースマツピングユニット(708) を使用する。前記受信機はさらに、前記信号ポイントシーケンスu (D)が送 信の前にインクリーブされる場合には、r (d)を受信するよう動作可能に結 合され、デインタリーブされたr (d)のシーケンスをデコードユニット(6 12)に提供するための第1のデインタリーブユニットDEINT(804)、 前記デコードユニット(612)に動作可能に結合され、前記デコードされたシ ーケンス、“y’ (D)、のインタリーブされた推定値を前記復元ユニット( 812)に提供するためのインタリーブユニットINT(806)を含み、かつ 前記復元ユニット(812)はさらに第2のデインタリーブユニット(808) を含む。前記デジタル通信受信機はさらに上に詳細に説明したように使用される 。 さらに、前記デジタル通信受信機はデコードユニット(612)がさらに引き続 くシンボルyk間の相関を利用する複雑さを低減した(reduced com plexity)シーケンス推定ユニットを含むよう選択できる。 1つの構成では、前記複雑さを低減したシーケンス推定ユニットは縮小状態シー ケンス推定(reduced−s tate 5equence estima tion:R35E)のための状態併合技術を使用して決定される低減された数 の状態を有するシーケンス推定装置を使用する。 希望する場合には、前記復元ユニットは範囲違背決定ユニットを含むよう選択で きる。復元されたシーケンス′U(D)のに番目の変数“ukが範囲Rの外側に ある時(範囲違背)、このユニットは推定値−ykおよび過去の推定値−y ( ここでiは正の整数)の内の少なくとも1に−1 つを調整して実質的に前記範囲違背を修正する。 本発明ははまた多次元符号(multi−dimensional codes )と共に使用できる。例えば、も基ずく4次元トレリス符号Cの変換からの任意 の複素シーケンスであれば、前記シーケンスc (D)は次のように選1、)と の連合体として表すことができる。さらに、前記4Dラテイス2Z4は全ての対 の偶数の整数からなる2次元(2D)ラティス2z2のデカルト積(Carte sian p roduc t)を取ることにより得られる。したがって、RD 4は次のように表される。 この場合、Uは前記連合(union)を表し、かっXはデカルト積を表す。2 Dラテイス2Z2とそのコーセト2z2+(1,1)の連合は2DラテイスRZ 2を形成する。 したがって、前記プリコーディングのためのスライスユニット(202)は、偶 数シンボルインターバルkにおいて、そのシンボルをCをRZ2から選択するこ とによりに 前記符号シーケンスc (D)を選択することができる。もしckが22 に所 属すれば、次の奇数シンボルインター4Dシンボル(CC)がRD4に所属する ことに’ k+1 が保証される。 あるいは、前記シーケンスc (D)は多次元符号のトレリスを通る最善の経路 に従うことによって選択できる。例えば、Weiによって開示された一般的な4 Dの16状態トレリス符号(Trellis−coded Modulatio n With Multi−dimensional Con5tellati ons、by L、F、WeI、IEEE Transactions on  Informat ion Theory、Vol、IT−33゜pp、483 −501.1987年7月)の場合は、偶数シンボル期間において、整数ラティ スZ2における最も近いシンボルckが選択できる。次の奇数シンボル期間にお いては、RZ またはそのコーセットRZ2+ (1,0)のいずれかにおける 最も近いシンボルが前記経路(path)の現在の状態に応じてかつCがRZ2 あるいはそのに コーセットRZ2+ (1,0)のいずれに所属するかに応じて、選択される。 このようにして、ディザ−変数dkは前記第1のシンボルに対するヴオロノイ領 域の内側に入るよう強制され、かつ第2のシンボルに対してはR22のヴオロノ イ領域内に来るように強制される。 上に述べた別のc (D)選択においては、単一のエラーが前記再構成において 不特定的に伝搬し第2のシンボルCk+1の選択においてエラーを生じさせるこ とがあるが、にあるかを正しく決定することができないかもしれないからである 。上に述べたように、この問題は前記トレリスをL (Lは偶数)シンボルイン ターバルごとにオールゼロ状態に強制することにより避けることができる。シン ボルインターバルの間に、前記強制が行なわれる場合、前記シンボルは2Z2の 特定のコーセットから選択されかつしたがってディザ−変数d は第2のシンボ ルにおいては2z2に のヴオロノイ領域にあり、それによってディザ−エネルギを塔や増大させる。 第9図は、参照数字900により、デジタル通信システムにおける送信のために 信号ポイントの流れをプリコートするための本発明の方法に係わる各ステップを 示すフロー図である。該方法はデジタルデータシーケンスをプリコートしてイン パルス応答h (D)を有する離散時間チャネルによって送信するためにシーケ ンスx (D)を発生できるようにする。トレリス符号Cのなんらかの変換から 選択された信号ポイントの流れu (D)はx (D) =u (D) +d  (D)として送信され、この場合、d (D)はd (D)=c (D) −p  (D)の形式のディザ−シーケンスであり、この場合p (D)はポストカー ソル符号量干渉(ISI)を表し、かつc (D)は符号シーケンスであり、こ の場合c (D)はオールゼロシーケンスとは異なりかつp (D)にのみ依存 するトレリス符号Cの変換されていないバージョンから得られる。1つの実施例 では、本方法は前記デジタルデータシーケンスを信号ポイントシーケンスu ( D)にマツピングする段階(902) 、u (D)と選択された符号シーケン スc (D)とポストカーソルISIシーケンスp (D)とを加算して送信シ ーケンスx (D) =u (D)+C(D) −p (D)を得る段階(90 4) 、x (D)をろ波して実質的に、 p (D) −x (D)[h (D)−11の形式のp (D)を得る段階( 906)、そしてp (D)をシンボルごとのベースでスライスして符号シーケ ンスC(D)を得る段階(908)を具備する。さらに、本発明の装置について 上により完全に説明した修正にしたがってこの方法のその他の修正を行なうこと ができる。 本発明は、インパルス応答h (D)を有する離散時間チャネルによって送信す るためにシーケンスx (D)を得るためデジタル時間シーケンスをプリコート するためにデジタル信号プロセッサが使用されるデジタル通信システムにおいて 実施できる。該プロセッサは典型的には前記デジタル信号プロセッサによって実 行されるべきコンピュータプログラムを有するプログラム記憶媒体を具備し、前 記プログラムはシーケンスx (D)を発生するためのユニットを具備し、この 場合x (D)はトレリス符号Cの変換から選択された信号ポイントu (D) の流れおよびディザ−シーケンスd (D) −c (D) −p (D)の和 u (D) +d(D)として表すことができ、この場合c (D)はトレリス 符号Cの変換からのシーケンスでありかっp (D)はp(D)=x (D)( h (D)−1)の形のポストカーソル符号量干渉(ISI)シーケンスを表す 。前記符号シーケンスc (D)はオールゼロのシーケンスとは異なりかつポス トカーソルISIシーケンスp (D)のみに基づき決定される。該プロセッサ の動作のその他の説明は上に述べた通りである。 本発明は送信機において入力シーケンスu (D)に加えられ送信シーケンスx  (D) =u (D) +ct (D)を形成するディザ−シーケンスd ( D)を除去するために過去のチャネル出力信号に依存し、前記ディザ−シーケン スは実質的ににポストカーソル符号量干渉p (D)とそこから入力シーケンス Cが選択されるトレリス符号からの適切な符号シーケンス、c(D)、の差であ る。本発明は事実上任意の信号方法および任意のデータレートにおいて利用でき る。さらに、本発明は集団(constellation)整形技術とは独立に 利用でき、これはu (D)はその信号ポイントが一様でないガウス様の確率分 布を有するすでに整形されたシーケンスを表すことができることを意味する。 本発明においては、前記ディザ−シーケンスは平均送信エネルギを増大させる。 実際には、該平均送信エネルギは一定に保たれなければならないから、信号x  (D)は同じ平均エネルギを維持するためにスケールダウンされなければならな い。平均送信エネルギの増大はここではディザ−損失(dithering 1 oss)と称される。 前記ディザ−損失は信号ポイントシーケンスu (D)の平均エネルギS に、 u (D)が符号化されているかあるいは符号化されていないかに、および前記 符号シーケンスu (D)を選択する上で使用される方法に依存する。例えば、 もしu (D)が平均エネルギS = (M2−1)/6を有する符号化されて いないMXM直交振幅変調(QAM)信号集団(この場合Mは選択された整数で あり、典型的には2の累乗である)から得られた選択されたシンボルのシーケン スであれば、前記送信レートは毎シンボルにつきr=log2M ビットであり 、かつディザ−シーケンスd(D)は辺の長さが1である四角形の内側に一様に 分布したディザ−変数d を有し、それによってSd=:1/6、かつS =・ s +S −:M2/6であり、この場合Sx’u d− dはディザ−エネルギである。したがって、ディザ−損失はM=4 (r=4) に対してほぼ0.28dBでありかつM=16 (r=8)に対してほぼ0.0 2dBであり、そしてMが大きくなるに応じて急速にゼロに接近する。この場合 、ディザ−損失は実質的にトムリンソン(Tomlinson)プリコーディン グにおいて生じることが知られている同様の損失と実質的に同じである。 MXMのQAM信号集団からのデータシンボルのシーケンスに対する、第2の例 示的な実施例においては、シーケンスu (D)はラティス区分Z2/2Z2お よびレート−1/2コンボリユーシヨンコードに基づく2次元トレリス符号Cの 変換C+ (0,5) 2からの符号シンボルのシーケンスであり、前記送信レ ートは毎シンボルにつきr=1ogM−1ビツトであり、かつディザ−変数dk は辺が2の四角形であるA′=222のヴオロノイ領域内に分布し、前記ディザ −エネルギは今や4倍高く、すなわち、S−−:2/3かっS =: (M2+ 3)/6である。しd x たがって、ディザ−損失はM=4(r=3)に対して約1゜02dBでありかつ M=16 (r=7)に対して約0.07dBである。 同じ信号集団(同じM)に対し、明らかにディザ−損失は符号化されないシステ ム(第1の例示的な実施例)におけるよりも前記トレリス符号化QAMシステム (第2の例示的な実施例)においてより高くなっている。しかしながらMが大き くなるに応じて、前記ディザ−損失は両方の場合に非常に小さくなる。また、同 じデータレートで比較した場合、前記ディザ−損失の差はより小さくなる。 約1dBの形成または整形(shaping)ゲインおよび2の整形集団拡張係 数(expansion factor)を有するトレリス整形システムによっ て発生されるMXMのQAM信号集団からのデータシンボルのシーケンスu ( D)に対する、第3の例示的な実施例においては、それ以外では符号化されてい ないシステムに対する送信し一トは毎シンボルにつきlog2M −1ビツトで ある。 15+0.1であり、かつディザ−損失は実質的にM=4(r a = 3 ) に対し0.67dBであり、かつM=16(r 3= 7 )に対し0.04d Bである。したがって、整形はディザ−損失をほんの少ししか増大させない。 第4の例示的な実施例はやや高い計算機的な複雑さを招く一方でディザ−損失の 低減を可能にする本発明の構成を示す。この場合、入力シーケンスは前記第2の 例示的な実施例と同じであるが、c (D)を決定するためのスライス方法が異 なっている。ここでは、c (D)は上に述べたようにいわゆる時間−ゼロラテ ィス八〇=RZ2の適切なコーセットから前記トレリス符号に関連するトレリス に従うことによってシンボルごとのベースで選択される。この場合、前記ディザ −変数はRZ2のヴオロノイ領域内に一様に分布しかつしたがって、Sd=:1 /3であり、したがってディザ−損失はM=4に対してたったの0.54dBで ありかつM;16に対して0.03dBである。 いくつかの例示的な実施例が上に説明されたが、当業者には本発明の範囲から離 れることなく数多くの変更および修正を行なうことが可能なことは明らかであろ う。例えば、主としてトレリス符号が上に説明されたが、本方法はブロックコー ドまたはラティスコードにも同様に使用できる。 前記トレリス符号は符号化されないシステムにおける場合の様にささいなことで ある。それはまた選択された多レベルトレリス符号とともに使用できる。また、 2次元(パスバンド、直交)送信システムが強調されているが、本方法はまた1 次元(ベースバンド)またはより高い次元(平行チャネル)の送信システムにも 適用できる。したがって、全てのそのような変更および修正は添付の請求の範囲 に規定されている様に本発明の精神および範囲内に含まれるものと考える。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.デジタルデータシーケンスをトレリス符号Cを使用して理想的でない応答h (D)によって特徴付けられるチャネルによって送信するために信号ポイントシ ーケンスx(D)にマッピングするための装置であって、u(D)+d(D)の 形式であるすべての可能な信号ポイントシーケンスの部分集合から前記信号ポイ ントシーケンスx(D)を選択するためのプリコードユニットであって、この場 合u(D)は前記トレリス符号Cの変換からの信号ポイントシーケンスでありか つ前記デジタルデータシーケンスを独自的に表し、かつd(D)は前記トレリス 符号Cからの選択された非ゼロ符号シーケンスc(D)および実質的にp(D) =x(D)[h(D)−1]の形式のポストカーソル符号間干渉(ISI)シー ケンスp(D)との間の非ゼロ差分を表し、それによってc(D)がp(D)の みに基づき選択されるもの、 を具備するデジタルデータシーケンスを信号ポイントシーケンスx(D)にマッ ピングするための装置。
  2. 2.前記プリコードユニットは、 2A)前記デジタルデータシーケンスをトレリス符号Cの変換から選択された信 号ポイントシーケンスu(D)にマッピングするためのマッピング手段、2B) 前記マッピング手段に、スライス手段に、そして、選択に応じて、ろ波手段に動 作可能に結合され、u(D)および少なくとも前記符号シーケンスc(D)を組 合せて組合せ出力シーケンスs(D)を提供するための第1の組合せ手段、 を具備し、前記スライス手段は前記ろ波手段に動作可能に結合され、かつ前記ポ ストカーソルシーケンスp(D)をトレリス符号Cから選択された信号ポイント c(D)の選択された符号シーケンスにスライスするために使用され、かつ 前記ろ波手段は前記第1の組合せ手段に動作可能に結合され、かつ前記ポストカ ーソルISIシーケンスp(D)を抽出するために使用され、そして 前記プリコーディングユニットはさらに、選択された場合には、 2C)前記第1の組合せ手段は加算器であること、2D)前記第1の組合せ手段 は前記マッピング手段におよび前記スライス手段に動作可能に結合され、さらに 、2D1)前記第1の組合せ手段と前記ろ波手段との間に動作可能に結合された 、インバースろ波手段がさらに含まれて実質的にs(D)/h(D)の形式の送 信シーケンスx(D)を提供すること、および2D2)前記第1の組合せ手段に 動作可能に結合された、インバースろ波手段がさらに含まれて実質的にs(D) /h(D)の形式の送信シーケンスx(D)を提供すること、 の内の少なくとも1つを含むこと、 2E)前記プリコーディングユニットはさらに、前記第1の組合せ手段および前 記ろ波手段に動作可能に結合され、実質的にx(D)=s(D)−p(D)の形 式の送信シーケンスx(D)を提供するための第2の組合せ手段を含み、かつ、 選択された場合には、該第2の組合せ手段は加算器であること、 2F)前記マッピングユニットは集団整形を含むこと、そして 2G)前記プリコードユニットはさらにインタリーブ手段を含むこと、 である2C〜2Gの内の少なくとも1つに該当する、請求の範囲第1項に記載の 装置。
  3. 3.さらに、 3A)前記プリコードユニットは少なくとも、3A1)前記デジタルデータシー ケンスをトレリス符号Cの変換から選択された信号ポイントシーケンスu(D) にマッピングするためのマッピング手段、そして3A2)前記マッピング手段に 、スライス手段に、そしてろ波手段に動作可能に結合され、u(D)および少な くとも前記符号シーケンスc(D)を組合せて前記送信シーケンスx(D)を提 供するための第1の組合せ手段、 を具備し、前記スライス手段は前記ろ波手段に動作可能に結合され、かつポスト カーソルシーケンスp(D)を前記トレリス符号Cから選択された信号ポイント c(D)の選択された符号シーケンスにスライスするために使用され、そして 前記ろ波手段は前記第1の組合せ手段に動作可能に結合され、かつ前記送信シー ケンスx(D)からポストカーソルISIシーケンスp(D)を抽出するために 使用され、そして、選択された場合には、前記第1の組合せ手段は加算器である こと、 3B)前記プリコードユニットは少なくとも、3B1)前記デジタルデータシー ケンスをトレリス符号Cの変換から選択された信号ポイントシーケンスu(D) にマッピングするためのマッピング手段、3B2)前記マッピング手段にかつス ライス手段に動作可能に結合され、u(D)を前記スライス手段からの少なくと も前記符号シーケンスc(D)と組合せて粗合せ出力シーケンスs(D)を提供 するための第1の組合せ手段、 3B3)前記第1の組合せ手段に動作可能に結合され、実質的にx(D)=s( D)/h(D)の形式の送信シーケンスを提供するためのインパースろ波手段、 そして 3B4)前記インバースろ波手段に動作可能に結合され、前記送信シーケンスx (D)からポストカーソルISIシーケンスp(D)を抽出するためのろ波手段 、を具備し、前記スライス手段は前記ろ波手段に動作可能に結合され、かつ前記 ポストカーソルシーケンスp(D)を前記トレリス符号Cから選択された信号ポ イントの選択された符号シーケンスc(D)にスライスするために使用され、か つ、選択された場合には、前記第1の組合せ手段は加算器であること、 3C)前記プリコードユニットは少なくとも、3C1)前記デジタルデータシー ケンスをトレリス符号Cの変換(translate)から選択された信号ポイ ントシーケンスu(D)にマッピングするためのマッピング手段、 3C2)前記マッピング手段におよびスライス手段に動作可能に結合され、u( D)を少なくとも前記スライス手段からの符号シーケンスc(D)と組合せて組 合せ出力シーケンスs(D)を提供するための第1の組合せ手段、そして 3C3)前記第1の組合せ手段に動作可能に結合され、実質的にx(D)=s( D)/h(D)の形式の送信シーケンスを提供するためのインバースろ波手段、 を具備し、前記スライス手段は前記ろ波手段に動作可能に結合され、かつ前記ポ ストカーソルシーケンスp(D)を前記トレリス符号Cから選択された信号ポイ ントの選択された符号シーケンスc(D)にスライスし、そして前記ろ波手段は 前記第1の組合せ手段に動作可能に結合され、かつ前記組合せ出力シーケンスs (D)からポストカーソルISIシーケンスp(D)を抽出するために使用され 、そして 選択された場合には、 3C3a)前記第1の組合せ手段は加算器であること、そして 3C3b)前記プリコードユニットはさらに前記第1の組合せ手段にかつ前記ろ 波手段に動作可能に結合され、実質的にx(D)=s(D)−p(D)の形式の 送信シーケンスを提供するための第2の組合せ手段を含むこと、 である3C3a〜3C3bの内の少なくとも1つに該当すること、 3D)前記トレリス符号Cは1つの状態のみを有するトレリスダイヤグラムによ って表されること、3E)前記トレリス符号Cはブロック符号であること、 3F)u(D)はnを選択された整数とし区分A/A′に基づくn次元トレリス 符号Cの変換からの任意の複素シーケンスであり、かつ前記スライス手段はシン ボルごとのベースで前記サブラティスA′から選択されたシーケンスc(D)と してシンボルのシーケンスを提供すること、3G)前記トレリス符号Cは2次元 ラティス区分A/A′に基づき、かつ前記シーケンスc(D)はゼロ遅延をもっ てCから選択されかつ前記選択はシンボルからシンボルヘと従属し、そして 選択された場合には、 3G1)前記シーケンスc(D)の選択はLシンボル毎に前記トレリス符号Cの 知られた状態に強制され、この場合Lは予め選択された整数であること、3G2 )Cは区分Z4/RD4に基づく4次元トレリス符号であり、前記サブラティス はRD4であり、そして前記スライス手段はRD4から選択されたシーケンスc (D)を第1のシンボルインターバルでRZ2からシンボルCkを選択し、2Z 2またはそのコーセット2Z2+(1,0)から第2のシンボルCk+1を、C kに基づき、選択することにより提供し、この場合kは偶数整数であること、 である3G1〜3G2の内の少なくとも1つに該当すること、そして 3H)前記シーケンスc(D)は、各々の時間インターバルkに対して、ディザ ーシーケンスd(D)のディーシンボルdkのエネルギ|dk|2が最小化され るように選択され、この場合dk=Ck−Pkであり、Ckは時間インターバル kにおけるシーケンスc(D)からのシンボルでありかつPkは時間インターバ ルkにおけるシーケンスp(D)からのシンボルであり、かつ選択された場合に は、前記Ckの選択はさらにチャネル出力シーケンスy(D)の時間インターバ ルkにおけるシンボルykの範囲を制限するための制約を含みこの場合y(D) =x(D)h(D)であること、である3A〜3Hの内の少なくとも1つに該当 する、請求の範囲第1項に記載の装置。
  4. 4.信号ポイントシーケンスx(D)にマッピングされかつトレリス符号Cを使 用して理想的でない応答h(D)によって特徴付けられるチャネルによって送信 されたデジタルデータシーケンスを受信し、受信シーケンスr(D)を提供する ためのデジタル通信受信機であって、r(D)を受信するよう動作可能に結合さ れ、前記受信された送信シーケンスr(D)をデコードして推定された出力シー ケンス^y(D)を提供するためのデコード手段、そして 前記デコード手段に動作可能に結合され、u(D)+d(D)の形式のすべての 可能な信号ポイントシーケンスの部分集合から選択された、送信信号ポイントシ ーケンスx(D)に対しシーケンスu(D)のための推定シーケンス^u(D) を実質的に復元するための復元手段であって、u(D)は前記トレリス符号Cの 変換からの信号ポイントシーケンスでありかつ前記デジタルデータシーケンスを 独自的に表し、かつd(D)は前記トレリス符号Cからの選選択された非ゼロ符 号シーケンスc(D)と実質的にp(D)=x(D)[h(D)−1]の形式の ポストカーソル符号間干渉(ISI)シーケンスp(D)との間の非ゼロ差分を 表し、それによってc(D)はp(D)のみに基づき選択されるもの、 を具備するデジタルデータシーケンスを受信するためのデジタル通信受信機。
  5. 5.さらに、 5A)前記復元手段は、 5A1)前記推定出力シーケンス^y(D)を受信するよう動作可能に結合され 、推定されたポストカーソル符号間干渉(1SI)シーケンス^p(D)を提供 するための復元ろ波手段、 5A2)前記復元ろ波手段に動作可能に結合され、前記送信シーケンスx(D) を提供するために使用されるc(D)と実質的に相関する前記トレリス符号Cか ら推定された非ゼロ符号シーケンス^c(D)を提供するための復元スライス手 段、 5A3)前記推定出力シーケンス^y(D)を受信するよう動作可能に結合され かつ前記復元スライス手段に動作可能に結合され、実質的に^u(D)=^y( D)−^c(D)の形式の、推定シーケンス^u(D)を決定するための第3の 組合せ手段、そして 5A4)前記第3の組合せ手段に動作可能に結合され、前記推定シーケンス^u (D)を逆マッピングして復元されたデジタルデータシーケンスを提供するため の逆マッピング手段、 を含むこと、 5B)さらに、前記信号ポイントシーケンスu(D)が送信の前にインタリーブ される場合には、5B1)r(D)を受信するよう動作可能に結合され、前記デ コード手段にデインタリープされたr(D)のシーケンスを提供するための第1 のデインタリープ手段、5B2)前記デコード手段に動作可能に結合され、前記 デコードされたシーケンスのインタリーブされた推定値^y′(D)、を前記復 元手段に提供するためのインタリーブ手段、 を含み、前記復元手段はさらに第2のデインタリープ手段を含むこと、 5C)さらに、 5C1)前記u(D)はnを選択された整数とし、区分A/A′に基づくn次元 のトレリス符号Cの変換からの任意の複素シーケンスであり、かつ前記スライス 手段はシンボルごとのベースで前記サブラティスA′から選択されたシーケンス c(D)としてシンボルのシーケンスを提供すること、 5C2)前記トレリス符号Cは2次元ラティス区分A/A′に基づき、かつシー ケンスc(D)はゼロ遅延によってCから選択され、かつシンボルからシンボル ヘと従属し、かつ 5C2a)前記シーケンスc(D)の選択は、Lをあらかじめ選択された整数と し、Lシンボル毎に前記トレリス符号Cの知られた状態へと強制されること、お よび 5C2b)前記シーケンスc(D)の選択はLシンボル毎に関して強制されない こと、である5C2a〜5C2bの内の1つに該当すること、5C3)前記Cは 区分Z4/RD4に基づく4次元トレリス符号であり、この場合前記サブラティ スはRD4であり、かつ前記スライス手段はRD4から前記選択されたシーケン スc(D)を第1のシンボルインターバルにおいてRZ2からシンボルCkを選 択し、2Z2またはそのコーセット2Z2+(1,0)から第2のシンボルck +1を、Ckに基づき、選択することにより提供し、この場合kは偶数整数であ ること、そして5C4)前記シーケンスc(D)は、各々の時間インターバルk に対して、ディザーシーケンスd(D)のディザーシンボルdkのエネルギ|d k|2が最小化されるように選択され、この場合、dk=Ck−Pkであり、C kは時間インターバルkにおけるシーケンスc(D)からのシンボルでありかつ Pkは時間インターバルkにおける前記シーケンスp(D)からのシンボルであ り、そして5C4a)前記Ckの選択はさらにチャネル出力シーケンスy(D) の時間インターバルkにおける前記シンボルykの範囲を制限するための制約を 含み、この場合y(D)=x(D)h(D)であること、そして5C4b)前記 Ckの選択は前記シンボルykの範囲に関して制約されないこと、 である5C4a〜5C4bの内の1つに該当すること、である5C1〜5C4の 内の1つに該当すること、5D)前記理想的でない応答h(D)はノイズ予測フ ィルタのインパルス応答を表すこと、5E)前記シーケンス^c(D)は、各々 の時間インターバルkに対して、ディザーシーケンス^d(D)のディザーシン ボル^dkのエネルギ1^dk|2が最小化されるように選択され、この場合^ dk=^Ck−^Pkであり、^Ckは時間インターバルkにおける前記シーケ ンス^c(D)からのシンボルでありかつ^Pkは前記時間インターバルkにお けるシーケンスp(D)からのシンボルであり、 かつ、選択された場合には、前記^Ckの選択はさらにチャネル出力シーケンス ^y(D)の時間インターバルkにおける前記シンボル^ykの範囲を制限する ための制約を含み、この場合^y(D)=x(D)h(D)であること、 5F)前記デコード手段はさらに引き続くシンボルykの間の相関を使用する複 雑さを低減したシーケンス推定手段を含み、 そして、選択された場合には、前記複雑さを低減したシーケンス推定手段は縮小 状態シーケンス推定(RSSE)のための状態併合技術を使用して決定される低 減された数の状態を有するシーケンス推定装置を使用すること、そして 5G)前記復元手段はさらに、前記復元されたシーケンス^u(D)のk番目の 変数^Ukが範囲Rの外側にある場合(範囲違背)、推定値^ykおよび推定値 ^ykーi(ここでiは正の整数)の1つを調整して実質的に前記範囲違背を修 正するための範囲違背決定装置を含むこと、である5A〜5Gの内の少なくとも 1つに該当する、請求の範囲第4項に記載のデジタル通信受信機。
  6. 6.インパルス応答h(D)を有する離散時間チャネルによって送信するために トレリス符号Cの変換から選択された信号ポイントシーケンスu(D)を使用し てデジタルデータシーケンスをプリコードする方法であって、p(D)はポスト カーソル符号間干渉(ISI)を表し、かつc(D)は信号ポイントc(D)の 非ゼロ符号シーケンスであり、c(D)は前記トレリス符号Cの変換されていな いものから得られ、前記方法は、 6A)前記デジタルデータシーケンスを信号ポイントシーケンスu(D)にマッ ピングする段階、6B)u(D),c(D)およびp(D)を加算して実質的に x(D)=u(D)+c(D)−p(D)の形式の送信シーケンスx(D)を提 供する段階、6C)x(D)をろ波して実質的にp(D)=x(D)〔h(D) −1]の形式のポストカーソル符号間干渉(ISI)シーケンスp(D)を得る 段階、そして6D)シンボルごとのベースでp(D)をスライスして前記符号シ ーケンスc(D)を得る段階、を具備するデジタルデータシーケンスをプリコー ドする方法。
  7. 7.さらに、 7A)以下の7A1〜7A6、すなわち、7A1)前記トレリス符号Cは1つの 状態のみを有するトレリスダイヤグラムによって表されること、7A2)前記ト レリス符号Cはブロックコードであること、 7A3)u(D)はnを選択された整数とし、区分A/A′に基づくn次元のト レリス符号Cの変換からの任意の複素シーケンスであり、かつ前記スライス手段 は前記サブラティスA′からシンボルごとのベースで前記選択されたシーケンス c(D)としてシンボルのシーケンスを提供すること、 7A4)前記トレリス符号Cは2次元ラティス区分A/A′に基づき、かつ前記 シーケンスc(D)はゼ口遅延をもって前記Cから選択されかつシンボルからシ ンボルヘと従属し、かつ 7A4a)前記シーケンスc(D)の選択はLシンボル毎に前記トレリス符号C の知られた状態に強制され、この場合Lは予め選択された整数であること、およ び 7A4b)前記シーケンスc(D)の選択はLシンボルごとに関して強制されな いこと、である7A4a〜7A4bの内の1つに該当すること、7A5)Cは区 分Z4/RD4に基づく4次元トレリス符号であり、前記サブラティスはRD4 であり、かつ前記スライス手段はRD4から選択されたシーケンスc(D)を、 第1のシンボルインターバルにおいてRZ2からシンボルCkを選択し、2Z2 またはそのコーセット2Z2+(1,0)から第2のシンボルCk+1を、Ck に基づき、選択することにより提供し、この場合kは偶数歴数であること、そし て、 7A6)前記シーケンスc(D)は、各々の時間インターバルkに対し、ディザ ーシーケンスd(D)のディザーシンボルdkのエネルギ|dk|2が最小化さ れるように選択され、dk=Ck−Pkであり、この場合ckは時間インターバ ルkにおけるシーケンスc(D)からのシンボルでありかつPkは前記時間イン ターバルkにおけるシーケンスp(D)からのシンボルであり、かつ7A6a) 前記Ckの選択はさらにチャネル出力シーケンスy(D)の時間インターバルk におけるシンボルykの範囲を制限するための制約を含み、この場合y(D)= x(D)h(D)であること、そして7A6b)前記Ckの選択は前記シンボル ykの範囲に関して制約されないこと、 である7A6a〜7A6bの内の1つに該当すること、である7A1〜7A6の 内の少なくとも1つに該当すること、 7B)前記シーケンスc(D)は、各々の時間インターバルkに対し、ディザー シーケンスd(D)のディザーシンボルdkのエネルギ|dk|2が最小化され るように選択され、dk=Ck−Pkであり、Ckは時間インターバルkにおけ る前記シーケンスc(D)からのシンボルでありかつPkは前記時間インターバ ルkにおける前記シーケンスp(D)からのシンボルであること、そして7C) 前記Ckの選択はさらにチャネル出力シーケンスy(D)の時間インターバルk における前記シンボルykの範囲を制限するための制約を含み、この場合y(D )=x(D)h(D)であること、 である7A〜7Cの内の少なくとも1つに該当する、請求の範囲第6項に記載の 方法。
  8. 8.インパルス応答h(D)を有する離散時間チャネルによって送信するために トレリス符号Cの変換から選択された信号ポイントの流れの入力シーケンスu( D)によって独自的に表されるデジタルデータシーケンスをプリコードするため にデジタル通信システムにおいて使用するためのデジタル信号プロセッサであっ て、 前記デジタル信号プロセッサによって実行されるべきコンピュータプログラムを 有するプログラム記憶媒体を具備し、前記プログラムは、 u(D)+d(D)の形式を有するすべての可能な信号ポイントシーケンスの部 分集合から前記信号ポイントシーケンスx(D)を選択するためのプリコードユ ニットであって、前記u(D)は前記デジタルデータシーケンスを独自的に表す ために選択され、かつ前記d(D)は前記トレリス符号Cからの選択された非ゼ ロ符号シーケンスc(D)と実質的にp(D)=×(D)[h(D)−1]の形 式のポストカーソル符号間干渉(ISI)シーケンスp(D)との間の非ゼロ差 分を表すもの、 を具備する、デジタル通信システムにおいて使用するためのデジタル信号プロセ ッサ。
  9. 9.さらに、 9A)前記プリコードユニットは、 9A1)前記デジタルデータシーケンスをトレリス符号Cの変換から選択された 信号ポイントシーケンスu(D)にマッピングするためのマッピング手段、9A 2)前記マッピング手段に、スライス手段に、および、選択された場合には、ろ 波手段に動作可能に結合され、前記u(D)と少なくとも前記符号シーケンスc (D)とを組合せて組合せ出力シーケンスs(D)を提供するための第1の組合 せ手段、 である9A1〜9A2を具備し、前記スライス手段は前記ろ波手段に動作可能に 結合され、かつ前記ポストカーソルシーケンスp(D)を前記トレリス符号Cか ら選択された信号ポイントの選択された符号シーケンスc(D)にスライスする ために使用され、そして 前記ろ波手段は前記第1の組合せ手段に動作可能に結合され、かつ前記ポストカ ーソルISIシーケンスp(D)を抽出するために使用されること、 9B)さらに、 9B1)前記トレリス符号Cは1つの状態のみを有するトレリスダイヤグラムに よって表すことができること、 9B2)前記トレリス符号Cはブロック符号であること、 9B3)前記u(D)は区分A/A′に基づくn次元トレリス符号Cの変換から の任意の複素シーケンスであり、この場合nは選択された整数であり、かつ前記 スライス手段はシンボルごとのベースでサブラティスA′からのシンボルのシー ケンスを前記選択されたシーケンスc(D)として提供すること、 9B4)前記トレリス符号Cは2次元ラティス区分A/A′に基づき、かつ前記 シーケンスc(D)はゼロ遅延により前記Cから選択されかつシンボルからシン ボルヘと従属し、そして 9B4a)前記シーケンスc(D)の選択はLシンボルごとに前記トレリス符号 Cの知られた状態に強制され、この場合Lはあらかじめ選択された整数であるこ と、そして 9B4b)前記シーケンスc(D)の選択はLシンボルごとに関して強制されな いこと、である9B4a〜9B4bの内の1つに該当すること、9B5)前記C は区分Z4/RD4に基づく4次元トレリス符号であり、前記サブラティスはR D4であり、かつ前記スライス手段はRD4からの前記選択されたシーケンスc (D)を第1のシンボルインターバルにおいてRZ2からシンボルCkを選択す ることにより、第2のシンボルCk+1を2Z2またそのコーセット2Z2+( 1,0)から、Ckに基づき、選択することにより提供し、ここでkは偶数歴数 であること、そして9B6)前記シーケンスc(D)は、各々の時間インターバ ルkに対して、ディザーシーケンスd(D)のディザーシンボルdkのエネルギ |dk|2が最小化されるように選択され、dk=Ck−Pkであり、この場合 Ckは時間インターバルkにおける前記シーケンスc(D)からのシンボルであ りかつPkは前記時間インターバルkにおける前記シーケンスp(D)からのシ ンボルであり、かつ 9B6a)前記Ckの選択はさらにチャネル出力シーケンスy(D)の時間イン ターバルkにおけるシンボルykの範囲を制限するための制約を含み、この場合 y(D)=x(D)h(D)であること、そして9B6b)前記Ckの選択は前 記シンボルykの範囲に関して制約されないこと、である9B6a〜9B6bの 内の1つに該当すること、である9B1〜9B6の内の少なくとも1つに該当す ること、 9C)前記シーケンスc(D)は、各時間インターバルkに対して、ディザーシ ーケンスd(D)のディザーシンボルdkのエネルギ|dk|2が最小化される ように選択され、dk=ck−Pkであり、この場合Ckは時間インターバルk における前記シーケンスc(D)からのシンボルでありかつPkは前記時間イン ターバルkにおけるシーケンスp(D)からのシンボルであること、そして9D )前記Ckの選択はさらにチャネル出力シーケンスy(D)の時間インターバル kにおける前記シンボルykの範囲を制限するための制約を含み、この場合y( D)=x(D)h(D)であること、 である9A〜9Dの内の少なくとも1つに該当する、請求の範囲第8項に記載の デジタル信号プロセッサ。
  10. 10.トレリス符号Cを使用して理想的でない応答h(D)によって特徴付けら れるチャネルによって送信するために少なくともデジタルデータシーケンスを信 号ポイントシーケンスx(D)にマッピングするためのデジタル通信システムに おいて、 送信ユニットであって、 10A)前記信号ポイントシーケンスx(D)をu(D)+d(D)の形式のす べての可能な信号ポイントシーケンスの部分集合から選択するためのプリコード ユニットであって、この場合u(D)は前記トレリス符号Cの変換からの信号ポ イントシーケンスでありかつ前記デジタルデータシーケンスを独自的に表し、か つ前記d(D)は前記トレリス符号Cからの選択された非ゼロ符号シーケンスc (D)と実質的にp(D)=x(D)[h(D)−1]の形式のポストカーソル 符号間干渉(ISI)シーケンスp(D)との間の非ゼロ差分を表し、それによ ってc(D)がp(D)のみに基づき選択されるもの、10B)前記プリコード 手段に動作可能に結合され、前記送信シーケンスx(D)の送信を可能にするた めのチャネル手段、 を備えた送信ユニット、そして 受信ユニットであって、 10C)前記チャネル手段に動作可能に結合され、前記受信された送信シーケン スr(D)を受信しかつデコードして推定出力シーケンスdy(D)を提供する ためのデコード手段、そして 10D)前記デコード手段に動作可能に結合され、u(D)+d(D)の形式の すべての可能な信号ポイントシーケンスの部分集合から選択された、送信信号ポ イントシーケンスx(D)のだめのシーケンスu(D)のために推定シーケンス ^u(D)を実質的に復元するための復元手段であって、前記u(D)は前記ト レリス符号Cの変換からの信号ポイントシーケンスでありかつ前記デジタルデー タシーケンスを独自的に表し、かつ前記d(D)は前記トレリス符号Cからの選 択された非ゼロ符号シーケンスc(D)と実質的にp(D)=x(D)[h(D )−1]の形式のポストカーソル符号間干渉(ISI)シーケンスp(D)との 間の非ゼロ差分を表し、それによって前記c(D)はp(D)のみに基づき選択 されるもの、を有する受信ユニット、 の内の少なくとも1つを具備し、前記プリコードユニットは、 10E)前記デジタルデータシーケンスをトレリス符号Cの変換から選択された 信号ポイントシーケンスu(D)にマッピングするためのマッピング手段、10 F)前記マッピング手段に、スライス手段に、および、選択された場合には、ろ 波手段に動作可能に結合され、u(D)および少なくとも前記符号シーケンスc (D)を組合せて組合せ出力シーケンスs(D)を提供するための第1の組合せ 手段であって、 前記スライス手段は前記ろ波手段に動作可能に結合され、かつ前記ポストカーソ ルシーケンスp(D)を前記トレリス符号Cから選択された信号ポイントの選択 された符号シーケンスc(D)にスライスするために使用され、そして前記ろ波 手段は前記第1の組合せ手段に動作可能に結合され、かつ前記ポストカーソルI SIシーケンスp(D)を抽出するために使用されるもの、 を少なくとも具備し、前記u(D)は区分A/A′に基づくn次元トレリス符号 Cの変換からの任意の複素シーケンスであり、この場合nは選択された整数であ り、かつ前記スライス手段は前記サプライデイスA′からのシンボルのシーケン スをシンボルごとのベースで前記選択されたシーケンスc(D)として提供し、 そしてインタリービングが選択された場合には、10G)前記プリコードユニッ トはさらにインタリーブされた符号化シーケンスx′(D)を前記チャネル手段 に提供するためのインタリーブ手段を含み、かつさらに、 10H)r(D)を受信するよう動作可能に結合され、デインタリーブされたr (D)のシーケンスを前記デコード手段に提供するための第1のデインタリープ 手段、10l)前記デコード手段に動作可能に結合され、前記デコードされたシ ーケンスのインタリーブされた推定値^y′(D)を前記復元手段に提供するた めのインタリーブ手段、 を含み、そして 10J)前記復元手段はさらに第2のデインタリーブ手段を含む、 デジタル通信システム。
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