JPH07288556A - 連鎖符号化を使って多重レベル変調データを通信するための方法及び装置 - Google Patents

連鎖符号化を使って多重レベル変調データを通信するための方法及び装置

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JPH07288556A
JPH07288556A JP7023387A JP2338795A JPH07288556A JP H07288556 A JPH07288556 A JP H07288556A JP 7023387 A JP7023387 A JP 7023387A JP 2338795 A JP2338795 A JP 2338795A JP H07288556 A JPH07288556 A JP H07288556A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 高い帯域幅効率及び低電力の最適データ変調
装置を与える。 【構成】 入力信号10は連続ブロックを生成の為外部記
号エラー補正コード12を使って符号化される。各ブロッ
クはN個の7ビット符号化記号から成り,その内M個は
通信情報を表し,残りのN-M個の符号化記号はエラー
補正情報である。M/Nは120/126,121/127,または122
/128のいずれかである。ブロックはインターリブ18さ
れ,M/N=121/127またはM/N=122/128に対する同期化
パターンを含む制御記号19により補足される。インター
リーブされたブロックは破損比4/5(64QAM)または3/4
(16QAM)を有する内部格子コード20を使って畳み込ん
で符号化される。出力記号は16または64QAMにより多重
レベル変調21される。送信記号は格子デコーダ32で復号
化され,デインターリーブ34され,外部記号エラーデコ
ーダ36で復号化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は格子コード直角振幅変
調(QAM)に関し,特に低コストのデジタルテレビ装置を
実現するための16及び64QAM送信を符号化するための実
用的方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の方法によりデジタル化され放送用
に使用されるデジタルビデオ信号または高品位テレビ(H
DTV)信号などのデジタルデータは,末端ユーザへ通信す
るための衛星,地上局またはケーブルVHFもしくはUHFア
ナログチャネルにより送信される。アナログチャネルは
さまざまなタイプの不純かつ変換された入力波形を送信
する。しばしば統計的な波形のみだれは,背景熱ノイ
ズ,衝撃ノイズ及びフェードにより,加算的及び/また
は積算的である。チャネルにより実行される変換は,周
波数変換,非線形または高調波ひずみ及び時間分散であ
る。
【0003】アナログチャネルを通じてデジタルデータ
を通信するために,例えばデータはパルス振幅変調(PA
M)の一形態を使用して変調される。典型的に,直角振幅
変調(QAM)は実効チャネル帯域幅内で送信されるデータ
量を増加させるために使用される。QAMは,16,32また
は64個の点を含む星座(constellation)と呼ばれる模様
で複数の情報ビットが一緒に送信されるところのPAMの
一形態である。QAM及び特に格子符号化QAMを使用してデ
ジタルデータを通信する装置の例は,参考文献として組
み込むPaikらによる米国特許第5,233,629号に与えられ
ている。
【0004】パルス振幅変調において,各信号は振幅レ
ベルが送信記号により決定されたパルスである。16ビッ
トQAMにおいて,各直角チャネル(I及びQ)内で記号振幅
の-3,-1,1及び3が典型的に使用される。デジタル通信
システムにおける帯域幅効率は帯域幅単位あたりの毎秒
送信ビット数,すなわち帯域幅に対するデータ転送速度
の比として定義される。高帯域幅効率を有する変調装置
は,高速データ転送及び少ない帯域幅占有の要求を有す
る応用に採用される。そのような応用のひとつは,標準
的6MHzまたは同程度の帯域幅内でのテレビ信号の送信で
ある。QAMはそうような応用に有用な帯域幅の効率的変
調を与える。
【0005】格子コード変調(TCM)は,チャネル制限帯
域でのデジタル送信のための符号化及び変調の結合技術
として発展した。それは,QAMのような従来の非符号化
マルチレベル変調に対し,帯域幅効率を妥協することな
く大きな符号化利得を達成することを可能とする。TCM
法は,コード信号のシーケンスを生成するべく変調信号
の選択を調節する有限状態エンコーダと組み合わせて冗
長(redundant)非バイナリ変調を利用する。レシーバに
おいて,ノイズ信号は軟決定最大可能(soft-decision m
aximum likelihood)シーケンスデコーダにより復号化さ
れる。そのような方法は,従来の非符号化変調に比べ付
加的ノイズに対するデジタル送信の粗さを3〜6dBまたは
それ以上改善する。これらの利得は帯域幅の著しい拡張
しまたは他の周知エラー補正法の要求する効果的情報速
度を減少させることなく得られる。格子(trellis)の語
は,これらの方法がバイナリ畳み込みコードの格子ダイ
アグラムに似た状態遷移(格子)ダイアグラムにより説
明されることから使用される。違いは,TCMが畳み込み
符号化の原理を任意のサイズの信号セットを有する非バ
イナリ変調に拡張することである。
【0006】帯域の制限され及び低コストの部品(特に
低コストデータデコーダ)の要求される応用に対し,従
来のQAM装置は,複雑さのため実行不可能であり,かつ
要求されるエンコーダ及びデコーダ回路は比較的コスト
が高かった。実際に,高価なカスタム集積回路チップ内
でQAM格子エンコーダ及びデコーダを実行することは典
型的である。
【0007】低コストがデジタルデータ通信に必要なと
ころの制限帯域の一つの応用は,ケーブルテレビ信号の
デジタル通信であって,それは圧縮された従来のまたは
高品位テレビ信号をふくむ。それらの信号を送信するた
めの装置は,1秒間に15〜30メガビット(Mbps)のオーダ
のデータ速度の要求,6MHz(従来のナショナル・テレビ
ジョン・システム・コミッティ(NTSC)テレビ信号)のオ
ーダの帯域幅占有の要求,及び非常に高いデータ信頼性
(非常に小さなビットエラー速度)の要求を有する。デ
ータ速度の要求は高品質圧縮テレビ画像を与える必要性
から生じたものである。帯域幅の制約は,それらの信号
が現在の6MHzのテレビチャネルを占めかつ現放送用NTSC
信号と共存しなければならないという米国フェデラル・
コミュニケーションズ・コミッションの要求の結果であ
る。同様の制約が,米国以外で使用されるPAL(Phase Al
ternating Line)及びSECAM(Sequential Color and Memo
ry)テレビジョンシステムにより委託されている。
【0008】データ速度及び標準テレビ送信システムに
委託された帯域幅占有の要求の組み合わせは,高い帯域
幅効果を有する変調装置を指令する。データ速度の帯域
幅に対する比は3から6のオーダである。これはQAMのよ
うな帯域幅効果的変調が要求されることを意味する。し
かし,上記のようにQAM装置はとても高価であるため大
量消費者の応用に対し実行不能である。
【0009】デジタルビデオ応用にける非常に高いデー
タ信頼性への要求は,高度に圧縮されたソースマテリア
ル(圧縮ビデオ)はチャネルエラーに対し不寛容である
という事実から生じる。信号の本来の冗長さは,データ
の固有値の簡潔な記述を得るために除去されてきた。た
とえば,24時間の間に1ビットエラー以下で15Mbpsで送
信する装置は,システムのビットエラー速度(BER)が10
12送信ビット内で1エラー以下であることを要求する。
【0010】しばしばデータ信頼性の要求は,問題解決
のための割り算及び共働アプローチである連鎖符号化技
術の使用を通じて実際に満たされる。そのような符号化
枠組内で2つのコードが採用される。内部変調コードは
チャネルをきれいにし,かつ小さな記号エラー速度を外
部デコーダに分配する。しばしば,内部コードは軟決定
(きれいに量子化されたチャネルデータ)を使用して効
果的に復号化される符号化変調である。周知のアプロー
チは,格子デコーダとしてのある形式のビテルビ(Viter
bi)アルゴリズムとともに,内部コードとして畳み込み
または格子コードを使用するものである。しばしば外部
コードは時間エラー補正のリード-ソロモン(Reed-Solom
on)コードである。デジタルテレビデータ通信用のデー
タ速度範囲で動作するそのようなリード-ソロモン符号
化装置は,広く有効であり,いくつかの業者の集積回路
内で実行されてきた。外部コードは最終出力エラー速度
が極端に小さいという方法により内部デコーダをすり抜
けた大部分の記号エラーを除去する。
【0011】連鎖符号化方法のより詳細な説明は,G.
C. Clark, Jr.及びJ. B. Cainによる“Error-Correctio
n Coding for Digital Communications”Plenum Press,
NewYork, 1981,及びS. Lin及びD. J. Costello, Jr.
による“Error Control Coding: Fundamentals and App
lications”Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Je
rsey, 1983に見られる。格子符号化は広く,G. Ungerbo
eckの“Channel Codingwith Multilevel/Phase Signal
s”, IEEE Transactions on Information Theory, Vol.
IT-28, No.1, pp. 55-67, January 1982,G. Ungerboe
ck,による“Trellis-Coded Modulation with Redundant
Signal Sets --PartI: Introduction, --PartII: Stat
e of the Art”, IEEE Communications Magazine, Vol.
25, No.2, pp. 5-21, February 1987,及びA. R. Caul
derbank及びN. J. A. Sloaneによる“New Trellis Code
s Based on Lattices and Cosets”, IEEE Transaction
son Information Theory, Vol. IT-33, No.2, pp. 177-
195, March 1987において議論されている。ビテルビ・
アルゴリズムは,G. D. Forney, Jr.による“The Viter
bi Algorithm”, Proceedings of the IEEE, Vol. 61,
No. 3, March 1973に説明されている。リード・ソロモ
ン符号化装置は,Clark, Jr.ら及びLinらの上記参考文
献で議論されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】連鎖コード装置におけ
る内部変調コードの出力でのエラー速度性能は,大きく
信号対ノイズ比(SNR)に依存している。あるコードは低
いエラー速度を与えて低いSNRでよりよく働き,他のコ
ードは高いSNRでよりよく働く。これは,連鎖符号化装
置のための変調コードの最適化は特定のSNR範囲に依存
する異なる解を導くことを意味する。今日まで,最適解
は装置設計者により見つかっていない。
【0013】高い帯域幅効率及び低電力要求を有する最
適データ変調装置を与えることが有利である。そのよう
な装置は最小帯域幅占有を伴う高データ速度及び非常に
高いデータ信頼性を与える。そのような装置とともに使
用するためのレシーバの複雑さは,大量生産で低コスト
を与えるべく最小化される。
【0014】本発明は上記長所を有する変調装置を与え
る。特に,本発明による方法及び装置は,内部格子符号
化速度及び外部リード・ソロモンエラー補正速度が,所
望の記号速度及び帯域幅で優れた符号化利得を達成し
て,装置(低コスト及び単純なクロックデザインを可能
にする)の要求するさまざまなクロック間で整数関係を
与えるべく最適化されるところの連鎖符号化実行を与え
る。発明は非常に高い(たとえば,7dB)符号化利得を
達成し,非常に小さな送信オーバーヘッドを要求し,か
つリード・ソロモン記号同期,ブロック同期,インター
リーブブロック同期,格子記号同期及びフレーム同期を
含むリード・ソロモン同期のための単純な方法を与え
る。これらの長所は,低コスト及び初期化が簡単かつ同
期が単純に回復する非常に耐久力のある装置を与えるべ
く全部結合される。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明に従って,標準
(ほぼ6MHz)の帯域幅テレビチャネル内でデジタルデー
タを通信する際に使用する多重次元格子コードととも
に,外部記号エラー補正コード(たとえば,リード・ソ
ロモンアルゴリズム)を連鎖するための方法が与えられ
る。入力信号は連続ブロックを生成するべく外部記号エ
ラー補正コードを使って符号化される。各ブロックはN
個の7ビットコード記号から成り,そのうちM個のコー
ド記号は通信情報を表し,残りのN-M個のコード記号
はエラー補正オーバーヘッドから成る。M/Nは121/127
と122/128のうちの一つである。各ブロック内の記号は
送信後の入力信号を回復した時のバーストエラー効果を
最小化するべく,インターリーブされた順序で送信する
ようインターリーブされる。7ビット制御信号がF個の
ブロックの各フレームに対し与えられ,ここでM/Nが122
/128の時F=10でありM/Nが121/127の時F=20である。制
御記号の付加は,実情報に対するM/N比を送信データ
比の120/126=20/21へ効果的に下げる。
【0016】制御信号はレシーバでの情報の回復を同期
させるのに必要な同期情報を含む。ブロックは比4/5ま
たは3/4を有する内部畳み込み符号化アルゴリズムを使
って畳み込んで符号化される。この方法において,16QA
M実行のために4つの2ビット出力記号が各I及びQのQAM成
分に対する各7入力ビットに対し与えられ,64QAM実行の
ために5つの3ビット出力記号が各一対の7ビット(2×7=
14ビット)コード記号に対し与えられる。16QAMに対す
る3/4比及び64QAMに対する4/5比は単一または二重7ビッ
ト記号を考慮している。2ビット(16QAM)または3ビッ
ト(64QAM)出力記号は通信経路を通じた送信のために
多重レベルに変調される。
【0017】多重レベル変調2または3ビット出力記号
は,通信パスからの受信後に,7ビットコード記号及び
前記制御信号のブロックを回復するべく比3/4または4/5
の復号アルゴリズムを使って,復号化のためにそれを復
調することにより復号化される。一つの7ビットコード
及び/または制御記号は,16QAM実施例における受信2ビ
ット出力記号の4つの各グループに対し与えられる。2つ
の7ビットコード及び/または制御は,64QAM実施例にお
ける受信3ビット出力記号の5つの各グループに対し与え
られる。回復ブロックはそこから制御ビットをはぎ取っ
た後にデインターリーブされる。デインターリーブブロ
ック内の7ビットコード記号は,入力信号を回復するた
めの外部記号エラー補正コードに対応する代数記号エラ
ー補正アルゴリズムを使って復号化される。図示された
実施例において,外部記号エラー補正コードはリード・
ソロモンアルゴリズムから成り,多重レベル変調段階は
出力記号を変調するべく16QAMまたは64QAMのいずれかを
使用する。比3/4または4/5復号アルゴリズムはビテルビ
復号アルゴリズムであり,代数記号エラー補正アルゴリ
ズムはリード・ソロモン復号アルゴリズムである。
【0018】本発明に従って,多重レベル変調を使って
標準帯域幅テレビチャネル内でデジタルデータを効果的
に通信するべく,外部記号エラー補正コードを多次元格
子コードにより連鎖させるためのエンコーダが与えられ
る。外部記号エラーエンコーダは,連続データブロック
を生成するべく入力信号を符号化するために与えられ
る。各ブロックはN個の7ビットコード記号から成り,
そのうちM個のコード記号は通信情報を表す。残りのN
-M個のコード記号はエラー補正オーバーヘッドから成
る。M/Nは121/127及び122/128のひとつである。送信
後に入力信号を回復する際のバーストエラー効果を最小
化するべく,インターリーブされた順序で送信するよう
各ブロック内の記号をインターリーブするための手段が
与えられる。7ビット制御信号はFブロックの各フレー
ムに対し与えられ,ここでM/Nが122/128のときF=10
でありM/Nが121/127のときF=20である。制御信号の
付加は実情報に対するM/N比を送信データ比120/126=2
0/21へ効果的に下げる。制御信号はレシーバでの情報の
回復を同期化するのに必要な同期情報を含む。比4/5の
畳み込みエンコーダは,64QAM実施例の各I及びQに対す
る2つの7ビットコード記号に対し5つの3ビット出力記号
を与えるべく,ブロック及び制御記号を畳み込んで符号
化するよう外部記号エラーエンコーダと連鎖する。16QA
M実施例において,比3/4のエンコーダは,連続7ビット
コード記号のストリーム内の各7ビットに対し,4つの2
ビット出力記号を与える。通信パスを通じた送信用に2
または3ビット出力記号を多重レベル変調するための手
段もまた与えられる。
【0019】好適実施例において,外部記号エラーエン
コーダはリード-ソロモン・エンコーダから成る。変調
手段は16QAM及び64QAM変調器の一つから成る。畳み込み
エンコーダは格子エンコーダである。
【0020】エンコーダにより与えられる畳み込み符号
化ブロックを復号化するための手段が与えられる。該デ
コーダは通信パスからの出力データを受信しかつ復調す
るための手段を含む。内部デコーダは7ビットコード記
号のブロック及び制御記号を受信するべく比3/4または4
/5を使って復調出力記号を復号化するために与えられ
る。2つの7ビットコード記号及び/または制御信号は,6
4QAM実施例内の通信パスから受信した5つの3ビット出力
記号の各グループに対し与えられる。一つの7ビットコ
ード記号または制御記号は,16QAM実施例内に受信され
た4つの2ビット出力記号の各グループに対し与えられ
る。制御記号がそこから除去された後,回復ブロックを
デインターリーブするための手段が与えられる。外部記
号エラーデコーダは,入力信号を回復するべく内部デコ
ーダからのブロックを復号化するよう内部デコーダと連
鎖する。好適実施例において,内部デコーダはビテルビ
デコーダであり,外部記号エラーデコーダはリード−ソ
ロモンデコーダである。
【0021】デコーダは標準帯域幅のテレビチャネル内
で通信される多重レベル変調デジタルデータ用に与えら
れる。通信パスからの畳み込み符号化出力記号を受信し
かつ復調するための手段が与えられる。内部デコーダは
データのインターリーブブロックを回復するべく比3/4
または4/5を使用して復調出力記号を復号化するために
与えられる。各ブロックはN個の7ビットコード記号か
ら成り,そのうちM個のコード記号は回復すべき情報を
表す。残りのN-M個のパリティ記号はエラー補正の冗
長さから成る。M/Nは121/127及び122/128の一つであ
る。内部デコーダはまた,F個のブロックの各フレーム
に対し7ビット制御記号を回復し,ここでM/Nが122/12
8のときFは10であり,M/Nが121/127のときFは20で
ある。制御信号は実情報に対するM/Nの比を送信デー
タ比の120/126=20/21に下げる。2つの7ビットコード及
び/または同期記号は64QAM実行内の通信パスから受信さ
れる5つの3ビット出力記号の各グループに対し与えられ
る。16QAMに対し,受信された4つの2ビット出力記号の
各グループは,連続7ビットコード及び/または同期記号
へ組み立てるため7ビットを与える。
【0022】制御記号がそこから除去された後,回復ブ
ロックをデインターリーブするための手段が与えられ
る。外部記号エラーデコーダは送信情報信号を回復する
べく,制御記号に応答して内部デコーダからのブロック
を復号化するために内部デコーダと連鎖する。内部デコ
ーダはビテルビデコーダであり,外部記号エラーデコー
ダはリード-ソロモンデコーダである。
【0023】同期を得るために分割制御記号が必要ない
ところの装置で本発明を実行することは可能である。た
とえば,同期情報は送信情報データの一部として与えら
れる。そのような方法を適応させるため,ほぼ6MHzの帯
域幅テレビチャネル内でデジタルデータを通信する際に
使用するために,外部記号エラー補正コード(たとえ
ば,リード-ソロモンアルゴリズム)を破損(punctured)
多次元格子コードと連鎖させるための方法が与えられ
る。入力信号は連続ブロックを生成するべく外部記号エ
ラー補正コードを使って符号化される。各ブロックはN
個の7ビットコード記号からなり,そのうちM個のコー
ド記号は通信情報を表し,残りのN-M個のコード記号
はエラー補正オーバーヘッドから成る。M/Nは120/12
6,121/127,及び122/128のうちの一つである。各ブロ
ック内の記号は送信後の入力信号を回復する際バースト
エラー効果を最小化するべく,インターリーブされた順
序で送信するためにインターリーブされる。ブロックは
比3/4または4/5を有する内部畳み込み符号化アルゴリズ
ムを使って畳み込んで符号化される。この方法におい
て,5つの3ビット出力記号が,64QAM実施例内の各一対
の7ビットコード記号に対して与えれる。16QAM実施例に
おいて,4つの2ビット出力記号がコード入力記号の各7
つの連続ビットに対し与えられる。2または3ビット出力
記号は通信パスを通じた通信用に多重レベル変調され
る。
【0024】多重レベル変調された出力記号は通信パス
からの受信後に比3/4または4/5の復号化アルゴリズムを
使って復号化される。2つの7ビットコード記号は64QAM
モード内の受信3ビット出力記号の5つの各グループに対
し与えられ,9個の連続ビットは16QAMモード内の受信2
ビット出力記号の5つの各グループに対し与えられる。
回復ブロックはデインターリーブされる。デインターリ
ーブされたブロック内のコード記号は入力信号を回復す
るべく外部記号エラー補正コードに対応する代数記号エ
ラー補正アルゴリズムを使って復号化される。図示され
た実施例において,外部記号エラー補正コードはリード
-ソロモンアルゴリズムから成る。比3/4または4/5の復
号化アルゴリズムはビテルビ復号化アルゴリズムであ
り,代数記号エラー補正アルゴリズムはリード-ソロモ
ン復号化アルゴリズムである。
【0025】本発明に従って,多重レベル変調を使用し
て標準帯域幅テレビチャネル内で効率的にデジタルデー
タを通信するべく,外部記号エラー補正コードを多次元
格子コードと連鎖するためのエンコーダが与えれる。外
部記号エラーエンコーダは連続データブロックを生成す
るべく入力信号を符号化するために与えられる。各ブロ
ックはN個の7ビットコード記号から成り,そのうちM
個のコード記号は通信すべき情報を表す。残りのN-M
個のコード記号はエラー補正オーバーヘッドから成る。
M/Nは120/126,121/127,及び122/128のうちの一つで
ある。送信後入力信号を回復する際バーストエラー効果
を最小化するべく,インターリーブされた順序での送信
用に各ブロック内の記号をインターリーブするための手
段が与えられる。該インターリーバは2n/N個のインター
リーバから成り,ここでNは1から6までの整数であり,
2nは分散した最大バースト長を表す。そのようなインタ
ーリーバは7ビットコード記号の全ブロック(N)にわたっ
てバーストエラーを広げる。比3/4または4/5の畳み込み
エンコーダは,2つの7ビットコード記号(64QAM)に対
して5つの3ビット出力記号を与え,または各7ビットの
コード記号(16QAM)に対して4つの2ビット出力記号を
与えるべく,ブロックを畳み込んで符号化するために外
部記号エラーエンコーダと連鎖する。通信パスを通じた
通信用に出力記号を多重レベル変調するための手段も与
えれる。
【0026】好適実施例において,外部記号エラーエン
コーダはリード-ソロモンエンコーダから成る。変調手
段は16QAM及び64QAMの一つから成る。畳み込みエンコー
ダは格子エンコーダである。
【0027】デコーダはエンコーダにより与えれた畳み
込み符号化ブロックを復号化するために与えれる。該デ
コーダは通信パスからの出力記号を受信しかつ復調する
ための手段を含む。内部デコーダは7ビットコード記号
のブロックを回復すべく比3/4または4/5コードを使って
復調出力記号を復号化するために与えられる。回復ブロ
ックをデインターリーブするための手段が与えられる。
外部記号エラーデコーダは入力信号を回復するべく内部
デコーダからのブロックを復号化するための内部デコー
ダと連鎖する。好適実施例において,内部デコーダはビ
テルビデコーダであり,外部記号エラーデコーダはリー
ド−ソロモンデコーダである。
【0028】デコーダは標準帯域幅テレビチャネル内で
通信されるデジタルデータを多重レベル変調するために
与えられる。通信パスからの畳み込み符号化出力記号を
受信しかつ復調するための手段が与えられる。内部デコ
ーダは,インターリーブされたブロックデータを回復す
るべく,比3/4または4/5を使って復調出力記号を復号化
するために与えられる。各ブロックはN個の7ビットコ
ード記号から成り,そのうちM個のコード記号は回復情
報を表す。残りのN-M個のコード記号はエラー補正オ
ーバーヘッドから成る。M/Nは120/126,121/127及び1
22/128の一つである。回復ブロックをデインターリーブ
するための手段が与えられる。外部記号エラーデコーダ
は,送信された情報信号を回復するべく,内部デコーダ
からのブロックを復号化するための内部デコーダと連鎖
する。好適実施例において,多重レベル変調デジタルデ
ータは16QAM及び64QAMデータのひとつである。内部デコ
ーダはビテルビデコーダであり,外部記号エラーデコー
ダはリード−ソロモンデコーダである。
【0029】
【実施例】図1はQAMデータを通信するための連鎖符号
化装置を示す。送信されるデジタル情報は入力端子10を
通じてリード-ソロモンエンコーダのような記号エラー
補正コーダ12へ入力される。エンコーダ12は,n=7であ
るところのN個の連続nビットコード記号16から成るブ
ロック14(RSコード語)へ情報を変換する。N個のコ
ード記号のうちM個は通信される実情報を表し,残りの
N-M個のパリティ記号はエラー補正の冗長さから成
る。
【0030】外部畳み込みコードはエンコーダ12に対し
使用可能であるが,送信システム内のエラーの破裂性
質,ハードに量子化されたデータしか利用可能でないと
いう事実,及び高速コードへの要求により,その記号が
バイナリストリームのnビットセグメントから形成され
るところのリード-ソロモンコードが外部コードとして
適している。リード-ソロモンコードの性能はブロック
内の記号エラーの数にのみ依存するため,そのようなコ
ードはnビット記号内のバーストエラーにより乱されな
い。しかし,連鎖装置の性能は記号エラーの長いバース
トにより著しく劣化される。したがって,インターリー
バ18は,符号化最中に記号(個別ビットに対照するもの
として)をインターリーブするべく,リード-ソロモン
エンコーダ12の出力において与えれる。インターリーブ
することの目的は記号エラーのバーストを終わらせるこ
とである。
【0031】同期化情報を送信データストリームに挿入
することが所望される。これは,たとえば通信されてい
る情報データがまだ同期化情報を含んでいないところ
で,要求される。そのような場合には,リード-ソロモ
ン記号がインターリーブされた後,制御記号(同期化記
号を含む)はリード-ソロモンブロックの各フレームに
対し7ビット制御記号一つの比で端子19を通じて付加さ
れる。図示された実施例において,127または128個のリ
ード-ソロモン記号が処理されている時に制御記号のみ
が付加されるが,各リード-ソロモンブロックは126,12
7または128個のいずれかのリード-ソロモン記号から成
る。フレームはそのようなF個のブロックから成る。ブ
ロックが122個の情報記号及び6個のパリティ記号の128
個のリード-ソロモン記号を含むところで,F=10であ
る。各ブロックが121個の情報記号及び6個のパリティ記
号の127個のリード-ソロモン記号を含むところで,F=2
0である。
【0032】インターリーブされたリード-ソロモン記
号(必要により,制御記号を付加された)は,格子エン
コーダ20及びQAM変調器21へ入力される。変調器21の出
力はQAM星座(constellation)模様の実数(I)及び虚数(Q)
平面における座標を表す記号から成る。そのような星座
の1点22が図1において記号化されている。記号は通信
チャネル26を通じて従来の送信器24により送信される。
通信チャネルは,信号がレシーバ28に受信される前にそ
れを汚すさまざまなひずみ及び遅延を導入する。結果的
に,受信記号内に含まれる座標値は厳密には送信座標値
と相関せず,それで受信ポイント30は星座模様上の実際
の送信ポイント22と異なる位置に至る。受信ポイントに
対する正しい位置を決定するために,及びそれによって
実際の送信データと同じデータを得るために,受信デー
タ数1はQAM復調器31内で復調され,送信情報を回復す
るべく軟決定(soft-decision)畳み込み復号化アルゴリ
ズムを使う格子デコーダ32に入力される。本発明に従う
デコーダは以下に詳細に説明される。
【0033】
【数1】 デコーダ32からの復号出力は,上記インターリーバ18と
逆効果のデインターリーバ及び制御記号を取り外す制御
記号ストリッパ34へ入力される。デインターリーブされ
たデータはオリジナル情報ビットを回復するためのリー
ド-ソロモンデコーダ36に入力される。
【0034】図2は本発明に従うエンコーダを示す。デ
ータビット(たとえば,図1のインターリーバ18から
の)は入力端子40を通じて従来のパーシング回路42へ入
力される。本発明の64QAM実行の特別の要求に従って,
送信されるべきインターリーブされたリード-ソロモン
データの14ビット(すなわち,IまたはQのいずれかに対
する2つの7ビットリード-ソロモン記号)の各グループ
は,ライン44上でQAMマッパー50に直接出力するための1
0個の非符号化ビットと,ライン46上で畳み込みエンコ
ーダ48へ出力するための4つの符号化ビットに分解され
る。畳み込みエンコーダ48は,ジェネレータが8進の25
及び37であるところの破損比4/5の16状態格子コードを
採用する。エンコーダ48への各入力4ビットの代わりの
そこからの出力5ビット及び非符号10ビット(パーシン
グ回路42へのIまたはQデータ入力の各14ビットの代わり
の全15ビット)は,送信用に5つの3ビット記号へ写像す
るラベルとしてQAMマッパー50へ送られる。こうして同
等の2つの7ビットリード-ソロモン記号(全部で14ビッ
ト)は,送信された星座模様内のIまたはQに対応する5
つの3ビット64QAM記号として送信される。
【0035】16QAM実行は,パーシング回路42が4つの非
符号ビット及び3つのコードビットを1サイクルで与える
ことを除いて類似し,その結果QAMマッパー50は送信用
の4つの2ビット記号に写像するためのラベルとして各サ
イクル毎に全8ビットを受信する。したがって,リード-
ソロモン記号の7ビットが,送信される星座模様内のIま
たはQに対応する4つの2ビット16QAM記号として送信され
る。
【0036】図3は本発明による64QAM格子デコーダの
実行を示したものである。受信された記号データは入力
端子60を通ってプルーナ62に入力される。プルーナ62は
送信された符号化ビットに対応する距離のセット,及び
送信された非符号化ビットにより同定される信号ポイン
トの複数の条件決定を表す複数のサブグループを与える
よう記録変調関数を処理する。比4/5の16状態ビテルビ
デコーダ68へライン66上で出力される各5つのビットに
対し,4つの複合化ビットがビテルビデコーダの出力で
与えられる。非符号化ビットの条件決定はライン64上で
出力される。当該ビテルビデコーダは以下の文献に説明
される周知技術を使って比4/5まで破損された比1/2デコ
ーダである。(Y. Yasudaらによる,“High-Rate Punctu
red Convolutional Codes for Soft Decision Viterbi
Decoding”IEEE Transactions onCommunications, Vol.
COM-32, No. 3, March, 1984, pp.315-318) 16QAM実行のためには,デコーダ68は比3/4デコーダと交
替される。デコーダへのライン66上の各4ビット出力に
対し,3つの復号化ビットが与えられる。比3/4デコーダ
は周知の比3/4まで破損された比1/2ビテルビデコーダで
ある。
【0037】プルーナ62は,予備計算された距離のセッ
ト及び入力値数2の異なるセットに対する条件決定を含
むルックアップ・テーブルを保存するプログラム可能読
みとり専用メモリ(PROM)のようなメモリデバイスから成
る。数3値は対応する保存距離及び決定を出力するべく
PROMをアドレスするのに使用される。これは超高速プル
ーニング(pruning)動作を保証する。ビテルビデコーダ
は,符号化ビットを復号化するべくプルーナから受信さ
れた距離の集積履歴を使用する。
【0038】
【数2】
【数3】 図3に図示された実施例において,プルーナ62から出力
された距離は図2のエンコーダ内のライン46上で出力さ
れる各単一ビットに対応する単一ビットを回復するべく
デコーダ68により復号化される。これらのビットは,ラ
イン46上での4つの符号化ビットの各セットに対応する5
つの符号化ビットを再作成するべく比4/5の16状態畳み
込みエンコーダ70(図2のエンコーダ48と同一の)によ
り再符号化される。再符号化ビットは,サブグループが
デコーダ68により導入された遅延と同じ時間だけ遅延バ
ッファにより遅延された後,プルーナから出力された硬
(hard)決定を選択するべくセレクタ74により使用され
る。選択された硬決定は,格子復号出力を与えるべくシ
リアライザ76内のデコーダ68からの回復ビットと結合さ
れる。16QAM実施例に対し,エンコーダ70は,ライン46
上の3つの符号化ビットの各セットに対応する4つの符号
化ビットを再作成するべく使用される比3/4の畳み込み
エンコーダである。
【0039】復号化出力は,外部デコーダによりさらに
改良される小さな記号エラー率を示す。したがって,デ
インタリーバ34及びリード−ソロモン外部デコーダ36に
よる更なる復号化出力の処理は,オリジナル情報ビット
の回復ように使用される。与えられた入力記号エラー率
で時間tエラー補正のリード−ソロモンコードに対する
出力ビットエラー率の見積もりは,上記米国特許第5,23
3,629号に示されるような周知技術により簡単に計算さ
れる。
【0040】本発明はQAM装置に対する連鎖符号化の最
適な組み合わせを与える。装置のパラメータは,リード
-ソロモンブロックサイズM,リード-ソロモンブロック
内の記号数N,及び格子符号化比p/qを含む。本発明
に従うN,M,p及びqの特定の組み合わせは,実質的
かつ驚くべき長所を生み,特に改良符号化利得,低コス
ト前方エラー補正(FEC)及びクロック回路,改良された
記号速度及び帯域幅,情報クロックとの簡略化インタフ
ェースを与える能力において,並びにこれらの長所を64
QAMと16QAM通信法の両方に対し与える能力において,有
利である。
【0041】本発明により与えられる特定のパラメータ
は,120/126(付加的同期化制御記号なしで),121/127
またはQAMレベルに依存する4/5または3/4の格子符号化
比(p/q)を有する122/128のいずれかのリード−ソロモン
比(M/N)である。この格子符号化比は標準比1/2の格子コ
ードを破損させることにより与えられる。(B,N)により
パラメータ化された畳み込みインタリーバの使用はまた
有利であり,たとえばB=32は最大バースト長であり,
N=128はインタリーブされたリード−ソロモンブロック
の分割数である。本発明にしたがって,Nはまたリード
-ソロモンブロックサイズ(たとえば,1ブロック当たり
128または127個の7ビットのリード-ソロモン記号)であ
る。
【0042】本発明に従って使用される特定のパラメー
タは格子符号化QAMを使ってデジタルデータを通信する
ための装置のエンコーダ及びデコーダ部分内で使用され
るさまざまなクロック間の非常に有利な関係を与える。
一つの可能な実行において,記号格子コードごとの5.6
ビットは,以下に示すクロックトリー内の小さな整数を
与えるべく,個々に拡張された(122,128)リード-ソ
ロモンコードと結合される。
【0043】
【表1】 表1から,64QAM実施例に対し,装置クロックf
clockは,正確にQAM記号クロックfbaudの16倍であり,
正確に入力データクロックfinfoの6倍であり,かつ正
確にリード−ソロモン記号クロックfRSの40倍である。
さらにfbaud/finfo=3/8である。格子コーダへ入力さ
れる(全14ビット)7ビットリード-ソロモン記号入力の
各ペアに対し5つの3ビット出力記号(全15ビット)を与
えるための比4/5の格子コードの使用は,64QAMに対し記
号格子コードごとに5.6ビットを有する整数関係を可能
にする。特に,(fclock/finfo)×(14/15)=5.6であ
り,ここで(fclock/finfo)=6である。マスタークロッ
ク,入力データ速度及びQAM記号時間間隔の間の小さい
整数関係(6,16)は,単一位相ロックループを使用す
る50%の使用率を伴う必要クロックを与えることを容易
にする。
【0044】16QAM実施例に対し,fclockはfbaudの6
から2/3倍であり,finfoの4倍である。さらにfbaud/
info=3/5である。格子コーダへ入力される各7ビット
リード-ソロモン記号に対し4つの2ビット出力記号(全8
ビット)を与えるための比3/4の格子コードの使用は,
記号格子コードごとに3.5ビットを有する整数関係を可
能にする。特に,(fclock/finfo)×(7/8)=3.5であ
り,ここで(fclock/finfo)=4である。
【0045】本発明にしたがって,各リード-ソロモン
ブロックはN個の7ビット符号化記号から成り,そのう
ちM個の符号化記号は通信されるべき情報を表す。残り
のN-M個の符号化記号は特にパリティ情報であるエラ
ー補正冗長から成る。したがって,128個の記号リード-
ソロモンブロックに対し,122個の記号が実通信情報を
移送し,残りの6個の記号がレシーバでの使用のための
パリティ情報を与える。
【0046】121/127または122/128のリード-ソロモン
比の使用は,デインターリーバを同期させる際のレシー
バによる使用のための同期化記号の付与を容易にする。
これらの実施例において,7ビット制御記号が,インタ
ーリーバと同期する際にF個のリード-ソロモンブロッ
クのそれぞれに対し挿入される。該制御記号は,格子デ
コーダから出力された後,連続リード-ソロモンブロッ
クの開始を決定しかつデインターリーバを同期化するべ
く,レシーバにより使用される同期化記号を含む。たと
えば,リード-ソロモン比として122/128が使用される
際,ひとつの制御記号が各1280個の符号化リード-ソロ
モン記号(F=10)に対し挿入される。リード-ソロモン
比として121/127が使用される際,ひとつの制御記号が
各2540個の符号化リード-ソロモン記号(F=20)に対し
付加される。Fはリード-ソロモン記号のフレームのサ
イズ(ブロック内の)を定義する。NFはフレームごと
の記号数を定義する。したがって,122/128のリード-ソ
ロモン比に対して,フレームごとに128×10=1280個の記
号が存在する。121/127のリード-ソロモン比に対して,
フレームごとに127×20=2540個の記号が存在する。
【0047】制御記号が格子デコーダの後に適正な順序
で現れるために,それらは連続フレーム内の同じ記号位
置に挿入される。フレーム内のブロック数(F)及び挿入
されたオーバーヘッド記号数(S)の合計(すなわち,F+
S)は,インターリーブする深さIにより割り切れる。
したがって,Nが記号のリード-ソロモンブロックサイ
ズであるなら,Sは同期化及びパイプライン(すなわ
ち,制御)記号の数である。64QAMに対して,
【数4】 16QAMに対して,
【数5】 F及びSは,入力データ比と与えられたリード-ソロモ
ン比に対し所望されるQAM記号時間間隔との間の厳密な
関係を与えるのに必要なように調節可能である。デコー
ダにおいて,制御記号は格子デコーダからの記号がリー
ド-ソロモンデコーダに入力される前に除去される。
【0048】同期化記号が挿入された複数のリード-ソ
ロモンブロックの特定の実施例が図5に示されている。
この実行において,スーパーフレーム100は全60個のリ
ード-ソロモンブロックに対し,6つの10ブロックフレー
ムを含む。各リード-ソロモンブロック106,108...110
は,ブロックあたり全128個のリード-ソロモン記号に対
し,122個の情報記号から成る情報部分102及び6つのパ
リティ記号から成るパリティ部分104を含む。一つの制
御記号は10ブロックの各フレームに対し与えられる。し
たがって,6フレーム(60ブロック)のリード-ソロモン
記号に対し,全6つの制御記号112が与えられる。これ
は,スーパーフレームあたり全53,760個のリード-ソロ
モンビット(128×7×60)及び42個の制御ビット(6×7),
またはスーパーフレームあたり7,686個の記号に言い換
えられる。
【0049】好適実施例において,6つの制御記号のう
ち4つが同期化記号である。該4つの同期化記号はデコー
ダでの検出に対し28ビットの同期化パターンを与える。
2つの異なる28ビット同期化パターンが与えられる。一
つはIチャネル用に使用され,他はQチャネル用に使用さ
れる。デコーダは,スーパーフレームが付属するチャネ
ル(IまたはQ)同様に各スーパーフレームのエンドを
決定する際に使用するこれらのパターンを探す。各スー
パーフレーム内の残り2つの制御記号は,装置が64QAMま
たは16QAMのいずれを使用しているかを識別するために
パリティ用に使用される。
【0050】もし必要なら,付加的制御記号がスーパー
フレームのサイズを増加させることにより付加される。
各付加的制御記号に対し,リード-ソロモン記号の他の1
0ブロックフレームはスーパーフレームに付加される。
【0051】デコーダにおいて,すべてのパリティ記号
及び制御記号は情報データの更なる処理の前に,スーパ
ーフレームから取り除かれる。一度キャリア回復同期が
達成されると,格子デコーダは破損状態のあいまいさを
決定する。したがって,調査工程は28ビット同期化コー
ドを同定するように約束される。一度この工程が完了す
ると,フレーム同期化は同期のために各スーパーフレー
ムに送信された4つの7ビット記号を検出することにより
達成される。同期化パターンは,周知技術により,記号
に基づいたそれ自身のシフト変化及び他の入射波形の予
想可能セクションとあまり相互関係がないように設計さ
れる。
【0052】本発明による特定の実施例はケーブルテレ
ビ環境での使用に対し特に適用される。この環境におい
て,ホワイトノイズ,非等化(unequalized)エコー,フ
ェーズノイズ,固定計算エラー,及びすべての実行ロス
の全干渉は,23〜24dBのホワイトノイズと等価である。
この条件の下,64QAM方法は記号エラーの確率として約1
×10-3を生成する。よりよい記号エラー性能を達成する
ために,15分に一度のエラー発生のような約7dBの符号
化利得が要求される。本発明の連鎖符号化法がそのよう
な利得を与える。
【0053】レシーバにおいて,ビテルビデコーダは軟
決定及び良好な符号化利得を与える。リード-ソロモン
デコーダはさらに記号エラー確率を減少させる。4/5ま
たは3/4の格子符号化及び122/128(または120/126また
は121/127)リード-ソロモン連鎖符号化の付与は,16状
態ビテルビデコーダに対し7.2dBの符号化利得を与え
る。21.5dBのキャリア対ノイズ比(C/N)に対し,リード
-ソロモンブロックエラーの確率は2×10-8である。連鎖
符号化は,t=5のリード-ソロモンのみの符号化より約2.
5dB大きな符号化利得を与える。上記のように,比4/5の
ビテルビデコーダで,入力データの各5つの記号(15ビ
ット)は64QAM実行におけるリード-ソロモンデータの2
つの記号(14ビット)を生成する。これは,装置クロッ
ク,入力データ速度及びQAM記号時間間隔の間の上記整
数関係を与えることにより,クロック回路を単純化す
る。リード-ソロモンデコーダのクロックは,2.0MHzの
クロック速度に達するようメインクロックを40で割るこ
とによって引き出される。比3/4(16QAM)のビテルビデコ
ーダに対し,入力データの各4つの記号(8ビット)がリー
ド-ソロモンデータの一つの記号(7ビット)を生成する。
【0054】本発明の装置において,全送信比は,64QA
M実施例に対する情報比である9/8及び16QAM実施例に対
する情報比である6/5である。これらの比は上記単純な
整数関係を伴ってさらにクロック設計を単純化する。
【0055】本発明の特定の64QAM実施例内のさまざま
なクロック信号間の関係が図4に示されている。この図
は4/5比の格子及び121/127リード-ソロモン比を使用す
る,レシーバに与えられる記号デコーダの主な要素を示
す。マスタークロック80は80.0MHzの周波数で動作す
る。このクロックは13.333MHzの入力データ速度を生成
するべくデバイダ88内で6で割られ,当該クロックは前
方エラー補正ユニット94のリード-ソロモンデコーダ92
により使用される。マスタークロックの16分の1である
(すなわち,5.0MHz)QAM記号時間間隔クロックは,前
方エラー補正ユニット94の格子デコーダユニット90に印
加される。マスタークロック周波数と,フロントエンド
64QAM復調器82,バックエンド64QAM復調器及びレシーバ
の適応イコライザ86との間にまた単純な関係が与えられ
る。特に,クロック80を4で割れば20.0MHzクロックを与
え,8で割れば10.0MHzクロックを与え,及び40で割れば
2.0MHzクロックを与える。同様の関係がここに議論され
ている16QAM実施例にも生じる。
【0056】ここに本発明は,ほぼ6MHzの帯域幅のテレ
ビチャネル内でデジタルデータを通信する際に使用する
べく,外部記号エラー補正コードを破損多次元格子コー
ドと連鎖するための最適な方法を与える。エンコーダ及
びデコーダ装置が該方法をもたらすために与えられる。
本発明の方法及び装置は,低コストのデコーダが要求さ
れるケーブルテレビ通信パスを通じてデジタルテレビ信
号を通信する際に特に有用である。連鎖符号化法に対し
本発明により与えられる特定のパラメータは,符号化利
得を改善し,さまざまな必要なクロック間に単純な整数
関係を与えることにより回路のコストを減少させ,しか
も64及び16QAM実行の両方に対し作用する。
【0057】発明は特定の実施例について説明されてき
たが,特許請求の範囲に記載された思想及び態様から離
れることなく,さまざまな応用及び変形が可能であるこ
とは当業者の知るところである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は連鎖符号化を採用するQAM送信装置のブ
ロック図である。
【図2】本発明に従った格子エンコーダのブロック図で
ある。
【図3】本発明に従った格子デコーダのブロック図であ
る。
【図4】さまざまなレシーバクロック信号間の整数関係
を表す本発明の特定の実施例のレシーバ部分のブロック
図である。
【図5】本発明に従って,外部記号エラー補正コードに
より制御記号が挿入された状態でのスーパーフレームの
ブロックの略示図である。
【符号の説明】
10 入力信号 12 外部記号エラー補正コード 18 インターリーバ 19 制御記号 20 内部格子コード 21 多重レベル変調器 26 通信パス 32 格子デコーダ 34 デインターリーバ 36 外部記号エラーデコーダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/015 7/24 H04N 7/00 A 7/13 Z

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 標準帯域幅のテレビチャネル内でデジタ
    ルデータを通信する際に使用するべく,外部記号エラー
    補正コードを多次元格子コードと連鎖するための方法で
    あって,連続ブロックを生成するべく前記外部記号エラ
    ー補正コードを使って入力信号を符号化する段階であっ
    て,各ブロックはN個の7ビット符号化記号から成り,
    その内M個の符号化記号は通信されるべき情報を表し,
    残りのN-M個の符号化記号はM/Nが120/126,121/12
    7,及び122/128のひとつであるところのエラー補正情報
    から成るところの符号化段階と,送信後の入力信号を回
    復する際,バーストエラーの効果を最小化するべくイン
    ターリーブされた順序で送信するよう前記ブロック内の
    記号をインターリーブする段階と,出力記号を与えるべ
    く比4/5または3/4の内部格子コードを使って前記ブロッ
    クを畳み込んで符号化する段階と,通信パスを通じての
    送信用に出力記号を多重レベル変調する段階と,から成
    る方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法であって,前記外
    部記号エラー補正符号はリード-ソロモンアルゴリズム
    から成る,ところの方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の方法であっ
    て,前記多重レベル変調段階は64QAM星座のI及びQ成分
    で前記出力記号を変調し,前記内部格子コードは,一つ
    の前記I及びQ成分での変調に対し2つの前記7ビット符号
    化記号から5つの3ビット記号を与える,ところの方法。
  4. 【請求項4】 請求項1または2に記載の方法であっ
    て,前記多重レベル変調段階は16QAM星座のI及びQ成分
    で前記出力記号を変調し,前記内部格子コードは,前記
    I及びQ成分のひとつでの変調に対し2つの前記7ビット符
    号化記号から5つの3ビット記号を与える,ところの方
    法。
  5. 【請求項5】 請求項1から4の一つに記載の多重レベ
    ル変調出力記号を復号化するための方法であって,前記
    通信パスからの前記出力記号を受信しかつ復調する段階
    と,7ビット符号化記号の前記ブロックを回復するべ
    く,比4/5または3/4の復号化アルゴリズムを使って,該
    復調された出力記号を復号化する段階と,回復ブロック
    をデインターリーブする段階と,前記入力信号を回復す
    るべく,前記外部記号エラー補正コードに対応する代数
    記号エラー補正アルゴリズムを使って,デインターリー
    ブされたブロック内の7ビット符号化記号を復号化する
    段階と,から成る方法。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の方法であって,前記外
    部記号エラー補正コードはリード-ソロモンアルゴリズ
    ムから成り,前記多重レベル変調段階は前記出力記号を
    変調するべく16QAM及び64QAMのひとつを使用し,前記復
    号化アルゴリズムがビテルビ復号化アルゴリズムであ
    り,前記代数記号エラー補正アルゴリズムはリード-ソ
    ロモン復号化アルゴリズムである,ところの方法。
  7. 【請求項7】 前記標準帯域幅テレビチャネル内で前記
    デジタル情報が,同期化データを含む制御データと連結
    されるところの請求項1から6のひとつに記載の方法で
    あって,さらにM/Nが122/128のとき10個のブロックの
    各フレームに対し7ビット制御記号を与える段階であっ
    て,前記制御記号の付加が実情報に対するM/N比を送
    信データ比の120/126まで効果的に下げるところの段階
    と,から成り,前記制御記号は前記畳み込み符号化段階
    の間に前記ブロックとともに畳み込んで符号化される,
    ところの方法。
  8. 【請求項8】 前記標準帯域幅テレビチャネル内で前記
    デジタル情報が,同期化データを含む制御データと連結
    されるところの請求項1から6のひとつに記載の方法で
    あって,さらにM/Nが121/127のとき12個のブロックの
    各フレームに対し7ビット制御記号を与える段階であっ
    て,前記制御記号の付加が実情報に対するM/N比を送
    信データ比の120/126まで効果的に下げるところの段階
    と,から成る方法。
  9. 【請求項9】 請求項7または8に記載の多重レベル変
    調出力記号を復号化するための方法であって,前記通信
    パスからの前記出力記号を受信しかつ復調する段階と,
    7ビット符号化記号及び前記制御記号の前記ブロックを
    回復するべく,比4/5または3/4の復号化アルゴリズムを
    使って,該復調された出力記号を復号化する段階と,回
    復ブロックをデインターリーブする段階と,前記制御記
    号を前記回復ブロックから取り除く段階と,前記制御記
    号がそこから除去された後,回復ブロックをデインター
    リーブする段階と,前記入力信号を回復するべく,前記
    外部記号エラー補正コードに対応する代数記号エラー補
    正アルゴリズムを使って,デインターリーブされたブロ
    ック内の7ビット符号化記号を前記制御記号に応答して
    復号化する段階と,から成る方法。
  10. 【請求項10】 多重レベル変調を使って,標準帯域幅
    テレビチャネル内でデジタルデータを効率的に通信する
    べく,外部記号エラー補正コードを多次元格子コードと
    連鎖するためのエンコーダであって,連続データブロッ
    クを生成するべく入力信号を符号化するための外部記号
    エラーエンコーダであって,各ブロックはN個の7ビッ
    ト符号化記号から成り,その内M個の符号化記号は通信
    されるべき情報を表し,残りのN-M個の符号化記号は
    M/Nが120/126,121/127,及び122/128のひとつである
    ところのエラー補正オーバーヘッドから成る外部記号エ
    ラーエンコーダと,送信後の入力信号を回復する際,バ
    ーストエラーの効果を最小化するべくインターリーブさ
    れた順序で送信するために前記ブロック内の記号をイン
    ターリーブするための手段と,出力記号を与えるべく前
    記ブロックを畳み込んで符号化するための前記外部記号
    エラーエンコーダと連鎖された比4/5または3/4の格子エ
    ンコーダと,通信パスを通じての送信用に出力記号を多
    重レベル変調するための手段と,から成るエンコーダ。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載のエンコーダであっ
    て,前記外部記号エラーエンコーダはリード-ソロモン
    エンコーダから成るところの,エンコーダ。
  12. 【請求項12】 請求項10または11に記載されたエ
    ンコーダであって,前記変調手段は64QAM星座のI及びQ
    成分で前記出力記号を変調し,前記格子エンコーダは,
    前記I及びQ成分のひとつでの変調に対し2つの前記7ビッ
    ト符号化記号から5つの3ビット出力記号を与える,とこ
    ろのエンコーダ。
  13. 【請求項13】 請求項10または11に記載されたエ
    ンコーダであって,前記変調手段は16QAM星座のI及びQ成
    分で前記出力記号を変調し,前記格子エンコーダは,前
    記I及びQ成分のひとつでの変調に対し1つの前記7ビット
    符号化記号から4つの2ビット出力記号を与える,ところ
    のエンコーダ。
  14. 【請求項14】 前記標準帯域幅テレビチャネル内で前
    記デジタル情報が,同期化データを含む制御データと連
    結されるところの請求項10から13のひとつに記載の
    エンコーダであって,さらにM/Nが122/128のとき10個
    のブロックの各フレームに対し7ビット制御記号を与え
    るための手段であって,前記制御記号の付加が実情報に
    対するM/N比を送信データ比の120/126まで効果的に下
    げるところの手段と,から成り,前記制御記号は前記格
    子エンコーダ内の前記ブロックとともに畳み込んで符号
    化される,ところのエンコーダ。
  15. 【請求項15】 前記標準帯域幅テレビチャネル内で前
    記デジタル情報が,同期化データを含む制御データと連
    結されるところの請求項10から13のひとつに記載の
    エンコーダであって,さらにM/Nが121/127のとき12個
    のブロックの各フレームに対し7ビット制御記号を与え
    るための手段であって,前記制御記号の付加が実情報に
    対するM/N比を送信データ比の120/126まで効果的に下
    げるところの手段と,から成るエンコーダ。
  16. 【請求項16】 請求項14または15に記載のエンコ
    ーダにより与えれる畳み込み符号化ブロックを復号化す
    るためのデコーダであって,前記通信パスからの前記出
    力記号を受信しかつ復調するための手段と,7ビット符
    号化記号及び前記制御記号の前記ブロックを回復するべ
    く,比4/5または3/4の復号化アルゴリズムを使って,該
    復調された出力記号を復号化するための内部デコーダ
    と,前記制御記号を前記回復ブロックから取り除くため
    の手段と,前記制御記号がそこから除去された後,回復
    ブロックをデインターリーブするための手段と,前記入
    力信号を回復するべく,前記制御記号に応答して前記内
    部デコーダからのブロックを復号化するための,前記内
    部デコーダと連鎖する外部記号エラーデコーダと,から
    成るデコーダ。
  17. 【請求項17】 請求項10から13のひとつに記載の
    エンコーダにより与えれる畳み込み符号化ブロックを復
    号化するためのデコーダであって,前記通信パスからの
    出力記号を受信しかつ復調するための手段と,7ビット
    符号化記号の前記ブロックを回復するべく,比4/5また
    は3/4のコードを使って,該復調された出力記号を復号
    化するための内部デコーダと,回復ブロックをデインタ
    ーリーブするための手段と,前記入力信号を回復するべ
    く,前記内部デコーダからのブロックを復号化するため
    の,前記内部デコーダと連鎖する外部記号エラーデコー
    ダと,から成るデコーダ。
  18. 【請求項18】 請求項17に記載のデコーダであっ
    て,前記外部記号エラーエンコーダはリード-ソロモン
    エンコーダから成り,前記変調器は16QAM及び64QAMのひ
    とつであり,前記内部デコーダはビテルビデコーダであ
    り,前記外部記号エラーデコーダはリード-ソロモンデ
    コーダである,ところのデコーダ。
  19. 【請求項19】 請求項10から15のひとつに記載の
    エンコーダであって,前記インターリーバ手段は2n/N
    個のインターリーバから成り,ここでnは1から6までの
    整数であり,2nは前記ひとつのブロック内のN個の7ビ
    ット符号化記号に対し分散される最大バースト長を表
    す,ところのエンコーダ。
  20. 【請求項20】 標準帯域幅テレビチャネル内で通信さ
    れる多重レベル変調デジタルデータのためのデコーダで
    あって,通信パスからの畳み込み符号化出力記号を受信
    しかつ復調するための手段と,インターリーブされたブ
    ロックのデータを回復するべく比4/5のコードを使っ
    て,復調された出力記号を復号化するための内部デコー
    ダであって,各ブロックはN個の7ビット符号化記号か
    ら成り,その内M個の符号化記号は回復されるべき情報
    を表し,残りのN-M個の符号化記号はM/Nが120/12
    6,121/127,及び122/128のひとつであるところのエラ
    ー補正オーバーヘッドから成るところの内部デコーダ
    と,回復ブロックをデインターリーブするための手段
    と,送信情報信号を回復するべく,前記内部デコーダか
    らのブロックを復号化するための,前記内部デコーダと
    連鎖する外部記号エラーデコーダと,から成るデコー
    ダ。
  21. 【請求項21】 請求項20に記載のデコーダであっ
    て,前記多重レベル変調デジタルデータは16QAM及び64Q
    AMデータのひとつであり,前記内部デコーダはビテルビ
    デコーダであり,前記外部記号エラーデコーダはリード
    -ソロモンデコーダである,ところのデコーダ。
  22. 【請求項22】 請求項20または21に記載のデコー
    ダであって,M/Nは122/128または121/127のいずれか
    であり,前記入力デコーダはまたF個のブロックの各フ
    レームに対し7ビットの制御記号を回復し,ここでM/N
    が122/128ならF=10で,121/127ならF=20であり,前記
    制御記号は実情報に対するM/N比を送信データ比の120
    /126まで効果的に下げ,前記デインターリーブ手段は前
    記制御記号をそこから除去したのち回復ブロックをデイ
    ンターリーブする,ところのデコーダ。
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