JPH0730592A - 改良型多次元トレリス符号化通信システム - Google Patents
改良型多次元トレリス符号化通信システムInfo
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- JPH0730592A JPH0730592A JP6093917A JP9391794A JPH0730592A JP H0730592 A JPH0730592 A JP H0730592A JP 6093917 A JP6093917 A JP 6093917A JP 9391794 A JP9391794 A JP 9391794A JP H0730592 A JPH0730592 A JP H0730592A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/3405—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power
- H04L27/3416—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes
- H04L27/3427—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes in which the constellation is the n - fold Cartesian product of a single underlying two-dimensional constellation
- H04L27/3438—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes in which the constellation is the n - fold Cartesian product of a single underlying two-dimensional constellation using an underlying generalised cross constellation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トレリス符号器１１０の出力が多次元直交振
幅変調配置の部分集合を選択するのに使用される、トレ
リス符号化された変調システムを提供する。 【構成】 選択過程は、（ａ）逐次的選択部分集合の複
数の有効順列間の最小二乗ユークリッド空間距離が最大
化され、（ｂ）結果として生じた符号が回転不変性を有
し、（ｃ）現在状態ｉから、これと異なる次状態ｊへの
トレリス符号器の遷移と対応する選択部分集合が現在状
態ｊから次状態ｉへのトレリス符号器の遷移に対応する
選択部分集合と異なるように、行われる。
幅変調配置の部分集合を選択するのに使用される、トレ
リス符号化された変調システムを提供する。 【構成】 選択過程は、（ａ）逐次的選択部分集合の複
数の有効順列間の最小二乗ユークリッド空間距離が最大
化され、（ｂ）結果として生じた符号が回転不変性を有
し、（ｃ）現在状態ｉから、これと異なる次状態ｊへの
トレリス符号器の遷移と対応する選択部分集合が現在状
態ｊから次状態ｉへのトレリス符号器の遷移に対応する
選択部分集合と異なるように、行われる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、音声帯域デー
タ伝送（例えば、モデム）において有用な多次元トレリ
ス符号化変調に関する。
タ伝送（例えば、モデム）において有用な多次元トレリ
ス符号化変調に関する。
【０００２】
【従来の技術】通信路の音声帯域効率と雑音免疫性を改
良するために、種々の技術が使用されてきた。特に有用
な技術の１つは、回転不変多次元トレリス符号化済変調
である。このような符号は、例えば、１９８７年１２月
１５日付けで発行された、発明の名称「多次元畳込み符
号化済通信システム」の米国特許第４，７１３，８１７
号に開示されている。
良するために、種々の技術が使用されてきた。特に有用
な技術の１つは、回転不変多次元トレリス符号化済変調
である。このような符号は、例えば、１９８７年１２月
１５日付けで発行された、発明の名称「多次元畳込み符
号化済通信システム」の米国特許第４，７１３，８１７
号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術にかかる符号
は、トレリス符号器がトレリス状態の２つの異なる経路
を通過するとき、同一の信号点順列がトレリス符号器に
より生成されることがある点で欠点を有していた。従来
技術における、この欠点は、特に、符号が同時に回転不
変性と大きな符号化利得とを達成しなければならないと
き、容易に訂正されない。
は、トレリス符号器がトレリス状態の２つの異なる経路
を通過するとき、同一の信号点順列がトレリス符号器に
より生成されることがある点で欠点を有していた。従来
技術における、この欠点は、特に、符号が同時に回転不
変性と大きな符号化利得とを達成しなければならないと
き、容易に訂正されない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力ビット順
列を表現するために、４個の位相対称を有する４次元直
交振幅変調配置から信号点順列を選択する方法におい
て、各４次元信号間隔内に、前記入力ビットの第１部分
を、現在状態から次状態へ遷移しトレリス符号化済ビッ
トを生成する比率４／５のトレリス符号器に入力するス
テップと、トレリス符号化されたビットに応答して、４
次元配置を構成する複数の部分集合のうち一の部分集合
を選択するステップと、前記入力ビットの第２部分に応
答して、前記選択部分集合から４次元信号点を識別する
ステップと、逐次的で識別された複数の４次元信号点か
らなる有効順列を表現する出力信号を生成するステップ
とかなり、一の有効信号点順列は、９０度、１８０度ま
たは２７０度の回転の後で、他の一の有効信号点順列と
なり、前記トレリス符号器は、現在状態ｉから、これと
異なる次状態ｊへのトレリス符号器の遷移に応答する選
択部分集合が、現在状態ｊから次状態ｉへのトレリス符
号器の遷移と対応する選択部分集合と異なるように、操
作されることを特徴とする。
列を表現するために、４個の位相対称を有する４次元直
交振幅変調配置から信号点順列を選択する方法におい
て、各４次元信号間隔内に、前記入力ビットの第１部分
を、現在状態から次状態へ遷移しトレリス符号化済ビッ
トを生成する比率４／５のトレリス符号器に入力するス
テップと、トレリス符号化されたビットに応答して、４
次元配置を構成する複数の部分集合のうち一の部分集合
を選択するステップと、前記入力ビットの第２部分に応
答して、前記選択部分集合から４次元信号点を識別する
ステップと、逐次的で識別された複数の４次元信号点か
らなる有効順列を表現する出力信号を生成するステップ
とかなり、一の有効信号点順列は、９０度、１８０度ま
たは２７０度の回転の後で、他の一の有効信号点順列と
なり、前記トレリス符号器は、現在状態ｉから、これと
異なる次状態ｊへのトレリス符号器の遷移に応答する選
択部分集合が、現在状態ｊから次状態ｉへのトレリス符
号器の遷移と対応する選択部分集合と異なるように、操
作されることを特徴とする。
【０００５】
【作用】従来技術の欠点は、現在状態ｉから、これと異
なる次状態ｊへのトレイス符号器の遷移に対応する選択
部分集合が現在状態ｊから次状態ｉへのトレリス符号器
の遷移に対応する選択部分集合と異なるように、トレリ
ス符号器が操作される新規なトレリス符号を提供するこ
とにより、回転不変性と大きな符号化利得とを維持しつ
つ、克服される。
なる次状態ｊへのトレイス符号器の遷移に対応する選択
部分集合が現在状態ｊから次状態ｉへのトレリス符号器
の遷移に対応する選択部分集合と異なるように、トレリ
ス符号器が操作される新規なトレリス符号を提供するこ
とにより、回転不変性と大きな符号化利得とを維持しつ
つ、克服される。
【０００６】
【実施例】図面を参照すれば判るように、図１と図２と
は、それぞれ、本発明に使用されるように構成された通
信システムの発信回路部と受信回路部とを示す。図１に
よれば、データ発生源（例えば、コンピュータ端末）１
００から出力されたビット流は、（前記ビットを従来方
法でランダム化する）スクランブラ１０２に刻時入力さ
れる。スクランブラ１０２から出力された直列ビット流
は、（並列された複数の語を出力する）直列並列変換器
１０４に供給される。直列並列変換器１０４から出力さ
れた２ビットは、線路１０８を介して、差動符号器１０
６（例えば、モジュロ４の差動符号器）に供給される。
直列並列変換器１０４から出力された他の２ビットは、
線路１１２を介して、トレリス符号器１１０に供給され
る。後に一層詳しく述べられるように、トレリス符号器
１１０は、線路１１２から入力された２ビットを、差動
符号器１０６から線路１１３上で受信した２ビットと一
緒に符号化し、５ビット（「トレリス符号化済ビット」
という）を、２13（＝８１９２）点４次元９６直交振幅
変調信号配置の配置図作成器１１６に接続する線路１１
８上に出力する。
は、それぞれ、本発明に使用されるように構成された通
信システムの発信回路部と受信回路部とを示す。図１に
よれば、データ発生源（例えば、コンピュータ端末）１
００から出力されたビット流は、（前記ビットを従来方
法でランダム化する）スクランブラ１０２に刻時入力さ
れる。スクランブラ１０２から出力された直列ビット流
は、（並列された複数の語を出力する）直列並列変換器
１０４に供給される。直列並列変換器１０４から出力さ
れた２ビットは、線路１０８を介して、差動符号器１０
６（例えば、モジュロ４の差動符号器）に供給される。
直列並列変換器１０４から出力された他の２ビットは、
線路１１２を介して、トレリス符号器１１０に供給され
る。後に一層詳しく述べられるように、トレリス符号器
１１０は、線路１１２から入力された２ビットを、差動
符号器１０６から線路１１３上で受信した２ビットと一
緒に符号化し、５ビット（「トレリス符号化済ビット」
という）を、２13（＝８１９２）点４次元９６直交振幅
変調信号配置の配置図作成器１１６に接続する線路１１
８上に出力する。
【０００７】配置図作成器１１６は、所定の１２13点４
次元直交振幅変調信号配置から信号点を選択することに
より、変調器１２０に通信路信号点を供給する。詳しく
言えば、配置図作成器１１６は、４次元直交振幅変調信
号配置の部分集合を選択するため、トレリス符号器１１
０から入力された５ビットを使用し、選択部分集合から
４次元信号点を選択するため、直列並列変換器１０４か
ら線路１１４上に入力された追加の８ビットを使用す
る。
次元直交振幅変調信号配置から信号点を選択することに
より、変調器１２０に通信路信号点を供給する。詳しく
言えば、配置図作成器１１６は、４次元直交振幅変調信
号配置の部分集合を選択するため、トレリス符号器１１
０から入力された５ビットを使用し、選択部分集合から
４次元信号点を選択するため、直列並列変換器１０４か
ら線路１１４上に入力された追加の８ビットを使用す
る。
【０００８】逐次的選択部分集合により形成された順列
は、以後、トレリス符号の「有効」部分集合順列とい
う。同様に、逐次的選択信号点により形成された順列
は、トレリス符号の「有効」信号点順列という。一般的
に、トレリス符号化されたシステムの性能は、トレリス
符号の２本の有効信号点順列間の最小二乗ユークリッド
空間距離（ＭＳＥＤ）により決定される。
は、以後、トレリス符号の「有効」部分集合順列とい
う。同様に、逐次的選択信号点により形成された順列
は、トレリス符号の「有効」信号点順列という。一般的
に、トレリス符号化されたシステムの性能は、トレリス
符号の２本の有効信号点順列間の最小二乗ユークリッド
空間距離（ＭＳＥＤ）により決定される。
【０００９】選択４次元信号点は、従来のパルス整形フ
ィルタ（図示せず）に供給され、続いて、変調器１２０
に供給される。変調器１２０は、通信システムの受信回
路部へ伝送するため、選択信号点の順列を通信路１２２
上に変調する。
ィルタ（図示せず）に供給され、続いて、変調器１２０
に供給される。変調器１２０は、通信システムの受信回
路部へ伝送するため、選択信号点の順列を通信路１２２
上に変調する。
【００１０】図２に示された、通信システムの受信回路
部を参照すれば分るように、変調器１２０から入力され
た信号は、等化復調器２００により、従来方法で処理さ
れる。等化復調器２００は、通信路ひずみ信号点順列を
生成する。この通信路ひずみ信号点順列は、続いて、最
尤型復号器（一例として、ビタビ復号器または複雑度減
少型ビタビ復号器）により処理される。復号器２０２の
出力ビットは、従来方法で復号するための差動復号器２
０４に供給される。差動復号器２０４は、並列直列変換
器２０６にビットを出力する。このビットは、スクラン
ブル解除器２０８により従来方法でスクランブル解除さ
れ、データ受信装置２１０（例えば、大型コンピュー
タ）により受信される。
部を参照すれば分るように、変調器１２０から入力され
た信号は、等化復調器２００により、従来方法で処理さ
れる。等化復調器２００は、通信路ひずみ信号点順列を
生成する。この通信路ひずみ信号点順列は、続いて、最
尤型復号器（一例として、ビタビ復号器または複雑度減
少型ビタビ復号器）により処理される。復号器２０２の
出力ビットは、従来方法で復号するための差動復号器２
０４に供給される。差動復号器２０４は、並列直列変換
器２０６にビットを出力する。このビットは、スクラン
ブル解除器２０８により従来方法でスクランブル解除さ
れ、データ受信装置２１０（例えば、大型コンピュー
タ）により受信される。
【００１１】図３は、本発明に使用するのに適した２次
元直交振幅変調配置の一例を示す。この配置は、（８個
の２次元部分集合Ａ〜Ｈに区分される）９６個の記号を
有する。配置の２記号間の最小二乗ユークッド空間距離
は、ｄo 2 によって与えられる。配置は、４個の位相対
称を有する。すなわち、配置を構成する記号が９０度，
１８０度または２７０度回転されたとき、この記号は、
配置を構成する他の記号となる。特定の部分集合Ａ〜Ｈ
を構成する２個の記号間の最小二乗ユークッド空間距離
は、８ｄo 2 である。
元直交振幅変調配置の一例を示す。この配置は、（８個
の２次元部分集合Ａ〜Ｈに区分される）９６個の記号を
有する。配置の２記号間の最小二乗ユークッド空間距離
は、ｄo 2 によって与えられる。配置は、４個の位相対
称を有する。すなわち、配置を構成する記号が９０度，
１８０度または２７０度回転されたとき、この記号は、
配置を構成する他の記号となる。特定の部分集合Ａ〜Ｈ
を構成する２個の記号間の最小二乗ユークッド空間距離
は、８ｄo 2 である。
【００１２】２13点４次元９６直交振幅変調配置は、ま
ず、１対の２次元９６直交振幅変調配置を連結し、続い
て、１９８７年１２月１５日付で発行された、本願発明
者の先の米国特許である、発明の名称「多次元畳込み符
号化通信システム」の米国特許第４，７１３，８１７号
（以下、ワイ（ Wei）特許」という）に開示された技術
を使用して、選択信号を削除することにより、形成され
る。４次元配置は、ワイ特許の図１８に示されているよ
うに、続いて、３２個の４次元部分集合０〜３１に区分
される。４次元配置も４個の位相対称を有する。部分集
合０〜１５は、一緒にグループ化され、第１の４次元部
分集合族を形成する。部分集合１６〜３１は、一緒にグ
ループ化され、第２の４次元配置族を形成する。第２の
４次元配置の２点間の最小二乗ユークッド空間距離は、
ｄo 2 である。２個の４次元部分集合族の各部分集合内
の２点間の最小二乗ユークッド空間距離は、２ｄo 2 で
ある。３２個の４次元部分集合の各部分集合内の２点間
の最小二乗ユークッド空間距離は、８ｄo 2 である。
ず、１対の２次元９６直交振幅変調配置を連結し、続い
て、１９８７年１２月１５日付で発行された、本願発明
者の先の米国特許である、発明の名称「多次元畳込み符
号化通信システム」の米国特許第４，７１３，８１７号
（以下、ワイ（ Wei）特許」という）に開示された技術
を使用して、選択信号を削除することにより、形成され
る。４次元配置は、ワイ特許の図１８に示されているよ
うに、続いて、３２個の４次元部分集合０〜３１に区分
される。４次元配置も４個の位相対称を有する。部分集
合０〜１５は、一緒にグループ化され、第１の４次元部
分集合族を形成する。部分集合１６〜３１は、一緒にグ
ループ化され、第２の４次元配置族を形成する。第２の
４次元配置の２点間の最小二乗ユークッド空間距離は、
ｄo 2 である。２個の４次元部分集合族の各部分集合内
の２点間の最小二乗ユークッド空間距離は、２ｄo 2 で
ある。３２個の４次元部分集合の各部分集合内の２点間
の最小二乗ユークッド空間距離は、８ｄo 2 である。
【００１３】各４次元部分集合族は、グループ内の４個
の部分集合が互いを９０度回転することにより得ること
ができる４個のグループに等しく区分することができ
る。例えば、第１の４次元部分集合族内の４個のグルー
プは、｛０，１，２，３｝，｛４，５，６，７｝，
｛８，９，１０，１１｝および｛１２，１３，１４，１
５｝である。このように、例えば、４次元部分集合０，
１，２および３は、互いに９０度回転させることにより
得られるので、同一グループに属する。
の部分集合が互いを９０度回転することにより得ること
ができる４個のグループに等しく区分することができ
る。例えば、第１の４次元部分集合族内の４個のグルー
プは、｛０，１，２，３｝，｛４，５，６，７｝，
｛８，９，１０，１１｝および｛１２，１３，１４，１
５｝である。このように、例えば、４次元部分集合０，
１，２および３は、互いに９０度回転させることにより
得られるので、同一グループに属する。
【００１４】４次元配置の３２部分集合分割を使用し
て、回転不変の６４状態で比率４／５のトレリス符号器
がワイ特許の図１９に示されているように構成された。
て、回転不変の６４状態で比率４／５のトレリス符号器
がワイ特許の図１９に示されているように構成された。
【００１５】本明細書中で使用されているように、順列
内の各信号点が配置の位相対称に対応する所定位相角だ
け回転された後、一の有効信号点順列が他の一の有効信
号点順列になったとき、符号は、「回転不変」である。
内の各信号点が配置の位相対称に対応する所定位相角だ
け回転された後、一の有効信号点順列が他の一の有効信
号点順列になったとき、符号は、「回転不変」である。
【００１６】トレリス符号器は、各４次元信号間隔内で
受信された４入力ビットに応答して、現在状態から次状
態へ遷移し、５個のトレリス符号化済出力ビットを生成
する。これら５個のトレリス符号化済ビットは、配置図
作成器１１６により、４次元配置の一の部分集合を選択
するのに使用される。しかし、ワイ特許のトレリス符号
器は、以下の欠点を有する。すなわち、現在状態ｉか
ら、これと異なる次状態ｊへのトレリス符号器の遷移に
対応する選択部分集合が、トレリス符号器の現在状態ｊ
から次状態ｉへの遷移に対応する選択部分集合と同一で
あることが起りうる。
受信された４入力ビットに応答して、現在状態から次状
態へ遷移し、５個のトレリス符号化済出力ビットを生成
する。これら５個のトレリス符号化済ビットは、配置図
作成器１１６により、４次元配置の一の部分集合を選択
するのに使用される。しかし、ワイ特許のトレリス符号
器は、以下の欠点を有する。すなわち、現在状態ｉか
ら、これと異なる次状態ｊへのトレリス符号器の遷移に
対応する選択部分集合が、トレリス符号器の現在状態ｊ
から次状態ｉへの遷移に対応する選択部分集合と同一で
あることが起りうる。
【００１７】例えば、現在状態２から次状態３６へのト
レリス符号器の遷移と現在状態３６から次状態２へのト
レリス符号器の遷移とに対応する選択部分集合は、いず
れも５である。この特性の結果として、所定の有効部分
集合（または、信号点）順列に対して、所定順列と同一
の初期状態から発生し、所定順列からの二乗ユークリッ
ド空間距離が５ｄo 2 より短い他の一の有効順列が存在
しうる。例えば、初期トレリス状態０から発生する、上
記のような２個の有効部分集合順列は、２，５，５，
５，５，…，と０，２，５，５，５，…である。これら
２個の有効部分集合順列間の二乗ユークリッド空間距離
は、４ｄo 2 である。
レリス符号器の遷移と現在状態３６から次状態２へのト
レリス符号器の遷移とに対応する選択部分集合は、いず
れも５である。この特性の結果として、所定の有効部分
集合（または、信号点）順列に対して、所定順列と同一
の初期状態から発生し、所定順列からの二乗ユークリッ
ド空間距離が５ｄo 2 より短い他の一の有効順列が存在
しうる。例えば、初期トレリス状態０から発生する、上
記のような２個の有効部分集合順列は、２，５，５，
５，５，…，と０，２，５，５，５，…である。これら
２個の有効部分集合順列間の二乗ユークリッド空間距離
は、４ｄo 2 である。
【００１８】本願発明者は、従来技術におけるこの問題
を、前述された４次元配置の３２部分集合分割に基づい
て、新規な６４状態で比率４／５のトレリス符号器を構
成することにより克服した。この符号は、以下の特性
（ａ）および（ｂ）の両方を有する。（ａ）符号は、配
置の９０度、１８０度および２７０度回転に対して不変
である。（ｂ）現在状態ｉから、これと異なる次状態ｊ
へのトレリス符号器の遷移と現在状態ｊから次状態ｉへ
のトレリス符号器の遷移とに対応する選択部分集合は、
互いに異なる。後者の特性の結果として、有効部分集合
間の最小二乗ユークッド空間距離が５ｄo 2 となるよう
に、符号を設計することが可能である。このような符号
の一つが図４ないし図６に基づいて以下に記載される。
を、前述された４次元配置の３２部分集合分割に基づい
て、新規な６４状態で比率４／５のトレリス符号器を構
成することにより克服した。この符号は、以下の特性
（ａ）および（ｂ）の両方を有する。（ａ）符号は、配
置の９０度、１８０度および２７０度回転に対して不変
である。（ｂ）現在状態ｉから、これと異なる次状態ｊ
へのトレリス符号器の遷移と現在状態ｊから次状態ｉへ
のトレリス符号器の遷移とに対応する選択部分集合は、
互いに異なる。後者の特性の結果として、有効部分集合
間の最小二乗ユークッド空間距離が５ｄo 2 となるよう
に、符号を設計することが可能である。このような符号
の一つが図４ないし図６に基づいて以下に記載される。
【００１９】図４は、本発明の原理に従って構成された
新規なトレリス符号器４００を示す。トレリス符号器４
００は、６４状態で比率４／５の符号器である。トレリ
ス符号器４００は、２Ｔ（Ｔは、２次元信号間隔に伴う
遅延を表現する）というラベルが貼られた６個の遅延要
素と、ＡＮＤゲート４０２および４０４と、（記号
「＋」で表現される）排他的ＯＲゲートとからなる。
新規なトレリス符号器４００を示す。トレリス符号器４
００は、６４状態で比率４／５の符号器である。トレリ
ス符号器４００は、２Ｔ（Ｔは、２次元信号間隔に伴う
遅延を表現する）というラベルが貼られた６個の遅延要
素と、ＡＮＤゲート４０２および４０４と、（記号
「＋」で表現される）排他的ＯＲゲートとからなる。
【００２０】現在４次元信号間隔に対して、６個の遅延
要素内に蓄積されたビットは、図４に示されているよう
に、Ｗ１n ，Ｗ２n ，…，Ｗ６n と名付けられる。次の
４次元信号間隔に対して、対応する６個の遅延要素内に
蓄積されるビットは、Ｗ１n+ 2 ，Ｗ２n+2 ，…Ｗ６n+2
と名付けられる。現在４次元信号間隔に対して、トレリ
ス符号器４００により出力された５ビットは、図４に示
されているように、Ｙ０n ，Ｉ１n ，Ｉ２n ，Ｉ３′
n ，Ｉ４′n と名付けられる。
要素内に蓄積されたビットは、図４に示されているよう
に、Ｗ１n ，Ｗ２n ，…，Ｗ６n と名付けられる。次の
４次元信号間隔に対して、対応する６個の遅延要素内に
蓄積されるビットは、Ｗ１n+ 2 ，Ｗ２n+2 ，…Ｗ６n+2
と名付けられる。現在４次元信号間隔に対して、トレリ
ス符号器４００により出力された５ビットは、図４に示
されているように、Ｙ０n ，Ｉ１n ，Ｉ２n ，Ｉ３′
n ，Ｉ４′n と名付けられる。
【００２１】図５および図６は、それぞれ、トレリス符
号器４００により実現された符号を表現する状態遷移図
の一部を示す。各状態遷移図の縦軸は、トレリス符号器
の現在状態を示す。各状態遷移図の横軸は、トレリス符
号器の次状態を示す。この状態遷移図において、現在状
態Ｗ１n Ｗ２n Ｗ３n Ｗ４n Ｗ５n Ｗ６n と次状態Ｗ１
n+2 Ｗ２n+2 Ｗ３n+3 Ｗ４n+4 Ｗ５n+2 Ｗ６n+2 とは、
等価の１０進数字により表現される。
号器４００により実現された符号を表現する状態遷移図
の一部を示す。各状態遷移図の縦軸は、トレリス符号器
の現在状態を示す。各状態遷移図の横軸は、トレリス符
号器の次状態を示す。この状態遷移図において、現在状
態Ｗ１n Ｗ２n Ｗ３n Ｗ４n Ｗ５n Ｗ６n と次状態Ｗ１
n+2 Ｗ２n+2 Ｗ３n+3 Ｗ４n+4 Ｗ５n+2 Ｗ６n+2 とは、
等価の１０進数字により表現される。
【００２２】現在状態ｉから次状態ｊへの状態遷移が許
されたときは、状態図内の対応するエントリが番号によ
り充填される。この番号は、この状態遷移に対応する選
択部分集合を表示する。部分集合番号は、符号器出力ビ
ットパターンＹ０n Ｉ１n Ｉ２n Ｉ３′n Ｉ４′n と等
価の１０進数字によって表現される。例えば、現在状態
２０から次状態９への遷移は、許され、この状態遷移に
対応する選択部分集合は、５である（図５参照）。現在
状態ｉから次状態ｊへの状態遷移が許されないときは、
状態図内の対応するエントリは、空白のままである。
されたときは、状態図内の対応するエントリが番号によ
り充填される。この番号は、この状態遷移に対応する選
択部分集合を表示する。部分集合番号は、符号器出力ビ
ットパターンＹ０n Ｉ１n Ｉ２n Ｉ３′n Ｉ４′n と等
価の１０進数字によって表現される。例えば、現在状態
２０から次状態９への遷移は、許され、この状態遷移に
対応する選択部分集合は、５である（図５参照）。現在
状態ｉから次状態ｊへの状態遷移が許されないときは、
状態図内の対応するエントリは、空白のままである。
【００２３】当業者は、トレリス符号器４００と図５お
よび図６の状態図との内で実現された符号が上述の所望
特性を実現することを理解するはずである。すなわち、
（ａ）符号は、配置の９０度、１８０度および２７０度
回転に対して不変であり、（ｂ）現在状態ｉから、これ
と異なる次状態ｊへの各トレリス符号器の遷移と現在状
態ｊから次状態ｉへの各トレリス符号器の遷移とに対応
する選択部分集合は、互いに異なる。当業者は、前記符
号に対して、有効部分集合順列間または有効信号点順列
間の最小二乗ユークッド空間距離が５ｄo 2 であること
を理解するはずである。
よび図６の状態図との内で実現された符号が上述の所望
特性を実現することを理解するはずである。すなわち、
（ａ）符号は、配置の９０度、１８０度および２７０度
回転に対して不変であり、（ｂ）現在状態ｉから、これ
と異なる次状態ｊへの各トレリス符号器の遷移と現在状
態ｊから次状態ｉへの各トレリス符号器の遷移とに対応
する選択部分集合は、互いに異なる。当業者は、前記符
号に対して、有効部分集合順列間または有効信号点順列
間の最小二乗ユークッド空間距離が５ｄo 2 であること
を理解するはずである。
【００２４】本発明の好適な実施例によれば、トレリス
符号器４００が取りうる状態は、２つの範ちゅうに分け
られる。第１の範ちゅうは、偶数番号の状態からなり、
第２の範ちゅうは、奇数番号の状態からなる。偶数番号
の現在状態からの状態遷移と結び付いた４次元部分集合
は、（上述された）第１の４次元部分集合族に属する。
同様に、奇数番号の現在状態からの状態遷移と結び付い
た４次元部分集合は、第２の４次元部分集合族に属す
る。各現在状態からは、許される１６個の遷移が存在す
る。これらの遷移の半分は、偶数番号の次状態となる。
他方、残りの遷移は、奇数番号の次状態となる。
符号器４００が取りうる状態は、２つの範ちゅうに分け
られる。第１の範ちゅうは、偶数番号の状態からなり、
第２の範ちゅうは、奇数番号の状態からなる。偶数番号
の現在状態からの状態遷移と結び付いた４次元部分集合
は、（上述された）第１の４次元部分集合族に属する。
同様に、奇数番号の現在状態からの状態遷移と結び付い
た４次元部分集合は、第２の４次元部分集合族に属す
る。各現在状態からは、許される１６個の遷移が存在す
る。これらの遷移の半分は、偶数番号の次状態となる。
他方、残りの遷移は、奇数番号の次状態となる。
【００２５】４次元グループが、ある現在状態からの状
態遷移に使用されると仮定する。本発明の一の実施態様
によれば、４次元グループのうち２個の部分集合のみが
現在状態から偶数番号の次状態への状態遷移に使用され
る。４次元グループのうち残りの２個の部分集合は、現
在状態から奇数番号の次状態への状態遷移に使用され
る。
態遷移に使用されると仮定する。本発明の一の実施態様
によれば、４次元グループのうち２個の部分集合のみが
現在状態から偶数番号の次状態への状態遷移に使用され
る。４次元グループのうち残りの２個の部分集合は、現
在状態から奇数番号の次状態への状態遷移に使用され
る。
【００２６】例えば、部分集合０，１，２および３から
なる４次元グループは、現在状態０から始まる状態遷移
に使用される。部分集合０，１，２および３からなる４
次元グループの４次元部分集合０および１は、現在状態
０から次状態０および４への状態遷移に使用される。他
方、部分集合０，１，２および３からなる４次元グルー
プの４次元部分集合２および３は、現在状態０から次状
態１および５への状態遷移に使用される。
なる４次元グループは、現在状態０から始まる状態遷移
に使用される。部分集合０，１，２および３からなる４
次元グループの４次元部分集合０および１は、現在状態
０から次状態０および４への状態遷移に使用される。他
方、部分集合０，１，２および３からなる４次元グルー
プの４次元部分集合２および３は、現在状態０から次状
態１および５への状態遷移に使用される。
【００２７】当業者には、発明の範囲から外れることな
く、上述された実施例に対して他の変形例を実施するこ
とができることは、明らかであろう。例えば、本発明者
は、本発明に従って組立てられた一つの符号を開示した
けれども、本明細書の開示を考慮すれば、他の符号も直
ぐに組立てることができる。また、種々の大きさの配置
を使用することもでき、各４次元信号間隔に対して前記
実施例と異なる数の入力ビットを使用することもでき
る。さらに、他の実施例によれば、従来の配置整形技術
を使用して、４次元配置を形成することができる。
く、上述された実施例に対して他の変形例を実施するこ
とができることは、明らかであろう。例えば、本発明者
は、本発明に従って組立てられた一つの符号を開示した
けれども、本明細書の開示を考慮すれば、他の符号も直
ぐに組立てることができる。また、種々の大きさの配置
を使用することもでき、各４次元信号間隔に対して前記
実施例と異なる数の入力ビットを使用することもでき
る。さらに、他の実施例によれば、従来の配置整形技術
を使用して、４次元配置を形成することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明のトレリス符号によれば、トレリ
ス符号器は、トレリス状態の２つの異なる経路を通過す
るとき、互いに異なる２個の信号点順列を生成するよう
に操作される。このとき、回転不変性と大きな符号化利
得とが共に維持される。
ス符号器は、トレリス状態の２つの異なる経路を通過す
るとき、互いに異なる２個の信号点順列を生成するよう
に操作される。このとき、回転不変性と大きな符号化利
得とが共に維持される。
【図１】本発明の原理を実施するトレリス符号化変調体
系を利用する通信システムの送信回路部のブロック線図
である。
系を利用する通信システムの送信回路部のブロック線図
である。
【図２】図１に示された送信回路により生成された信号
を受信し処理することができる通信システムの受信回路
部のブロック線図である。
を受信し処理することができる通信システムの受信回路
部のブロック線図である。
【図３】図１に示された送信回路に、それ自身で、また
は、より高次の配置の一部として使用される２次元配置
の図である。
は、より高次の配置の一部として使用される２次元配置
の図である。
【図４】図１に示された送信回路のトレリス符号器の一
実施例の概略図である。
実施例の概略図である。
【図５】図４に示されたトレリス符号器内で実施された
トレリス符号を表現する状態遷移図である。
トレリス符号を表現する状態遷移図である。
【図６】図４に示されたトレリス符号器内で実施された
トレリス符号を表現する他の状態遷移図である。
トレリス符号を表現する他の状態遷移図である。
１００ データ発生源 １０２ スクランブラ １０４ 直列並列変換器 １０６ 差動符号器 １１０ トレリス符号器 １１６ 配置図作成器 １２０ 変調器 ２００ 等化復調器 ２０２ 復号器 ２０４ 差動復号器 ２０６ 並列直列変換器 ２０８ スクランブル解除器 ２１０ データ受信装置 ４００ トレリス符号器
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｌ 27/34
Claims (10)
- 【請求項１】 入力ビット順列を表現するために、４個
の位相対称を有する４次元直交振幅変調配置から信号点
順列を選択する方法において、 各４次元信号間隔内に、前記入力ビットの第１部分を、
現在状態から次状態へ遷移しトレリス符号化済ビットを
生成する比率４／５のトレリス符号器に入力するステッ
プと、 トレリス符号化されたビットに応答して、４次元配置を
構成する複数の部分集合のうち一の部分集合を選択する
ステップと、 前記入力ビットの第２部分に応答して、前記選択部分集
合から４次元信号点を識別するステップと、 逐次的で識別された複数の４次元信号点からなる有効順
列を表現する出力信号を生成するステップとかなり、 一の有効信号点順列は、９０度、１８０度または２７０
度の回転の後で、 他の一の有効信号点順列となり、前記トレリス符号器
は、現在状態ｉから、これと異なる次状態ｊへのトレリ
ス符号器の遷移に応答する選択部分集合が、現在状態ｊ
から次状態ｉへのトレリス符号器の遷移と対応する選択
部分集合と異なるように、操作されることを特徴とする
方法。 - 【請求項２】 前記複数の部分集合は、第１部分集合族
と第２部分集合族とを形成し、各部分集合族は、各部分
集合グループ内に４個の部分集合を有する複数の部分集
合グループに均一に区分され、各部分集合グループ内の
部分集合は、 互いに９０度位相回転することにより得ることができ、 前記トレリス符号器は、複数の状態のうち一の状態を取
り、前記複数の状態は、第１範ちゅうと第２範ちゅうと
に区分され、各現在状態から、全ての遷移の半数は、前
記第１範ちゅう内の次状態となり、前記全ての遷移の他
の半数は、前記第２範ちゅう内の次状態となり、 前記第１範ちゅう内の現在状態からの状態遷移と結び付
けられた部分集合は、前記第１部分集合族に属し、前記
第２範ちゅう内の現在状態からの状態遷移と結び付けら
れた部分集合は、前記第２部分集合族に属し、 現在状態からの状態遷移と結び付けられた各部分集合グ
ループに対して、 前記部分集合内の２個の部分集合は、現在状態から前記
第１範ちゅう内の次状態への状態遷移と結び付けられ、
前記部分集合内の他の２個の部分集合は、現在状態から
前記第２範ちゅう内の次状態への状態遷移に結び付けら
れることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記方法は、さらに、トレリス符号化前
に、前記入力ビットの前記第１部分の選択入力ビットを
差動符号化するステップを含むことを特徴とする請求項
１記載の方法。 - 【請求項４】 比率４／５のトレリス符号器は、６４個
の状態を有する有限状態機械であることを特徴とする請
求項１記載の方法。 - 【請求項５】 比率４／５のトレリス符号器は、配置の
９０度、１８０度および２７０度の回転に対して不変で
あることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 各４次元信号間隔に対して、現在状態か
ら次状態へ遷移し、トレリス符号化されたビットを生成
する比率４／５のトレリス符号器（１１０）と、 ４次元信号間隔内に送信回路により受信された複数の入
力ビットのうち第１の所定入力ヒットを前記トレリス符
号器に入力する手段（１０４）と、 前記トレリス符号器の出力と前記入力ビットの第２の所
定入力ビットとに応答して、所定の４次元直交振幅変調
信号配置から選択された通信路信号点を供給するマッピ
ング手段（１１６）とからなり、 前記配置の９０度、１８０度または２７０度の回転の
後、一の有効逐次的通信路信号点順列が他の一の有効逐
次的通信路信号点順列となり、前記トレリス符号器は、
現在状態ｉから、これと異なる次状態ｊへの遷移と現在
状態ｊから次状態ｉへの遷移とが前記トレリス符号器に
より出力される種々のパターンとなることを特徴とする
送信装置。 - 【請求項７】 前記信号点は、複数の部分集合にグルー
プ化され、前記複数の部分集合は、第１部分集合族と第
２部分集合族とを形成し、各部分集合族は、各部分集合
グループ内に４個の部分集合を有する複数の部分集合グ
ループに均一に分割され、各部分集合グループ内の部分
集合は、互いに９０度位相回転することにより得ること
ができ、 前記トレリス符号器は、複数の状態のうち一の状態を取
り、前記複数の状態は、第１範ちゅうと第２範ちゅうと
に区分され、各現在状態から、すべての遷移の半数は、
第１範ちゅう内の次状態となり、すべての遷移の他の半
数は、第２範ちゅう内の次状態となり、 第１範ちゅう内の現在状態からの状態遷移と結び付けら
れた部分集合は、 第１部分集合族に属し、第２範ちゅう内の現在状態から
の状態遷移と結び付けられた部分集合は、第２部分集合
族に属し、 現在状態からの状態遷移と結び付けられた各部分集合グ
ループに対して、 前記部分集合内の２個の部分集合は、現在状態から前記
第１範ちゅう内の次状態への状態遷移と結び付けられ、
前記部分集合内の他の２個の部分集合は、現在状態から
前記第２範ちゅう内の次状態への状態遷移に結び付けら
れることを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 前記方法は、さらに、トレリス符号化前
に、前記入力ビットの第１部分の選択入力ビットを差動
符号化する手段（１０６）を含むことを特徴とする請求
項６記載の方法。 - 【請求項９】 比率４／５のトレリス符号器は、６４個
の状態を有する有限状態機械であることを特徴とする請
求項６記載の方法。 - 【請求項１０】 比率４／５のトレリス符号器は、配置
の９０度、１８０度および２７０度の回転に対して不変
であることを特徴とする請求項６記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US4584693A | 1993-04-09 | 1993-04-09 | |
| US08/049,739 US5418798A (en) | 1993-04-09 | 1993-04-19 | Multidimensional trellis-coded communication system |
| US049739 | 1993-04-19 | ||
| US045846 | 1993-04-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0730592A true JPH0730592A (ja) | 1995-01-31 |
| JP3088238B2 JP3088238B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=26723257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06093917A Expired - Lifetime JP3088238B2 (ja) | 1993-04-09 | 1994-04-08 | 改良型多次元トレリス符号化通信システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5418798A (ja) |
| EP (1) | EP0619666B1 (ja) |
| JP (1) | JP3088238B2 (ja) |
| CA (1) | CA2115946C (ja) |
| DE (1) | DE69431772T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999041887A1 (fr) * | 1998-02-12 | 1999-08-19 | Fujitsu Limited | Codage multidimensionnel, et procede et dispositif de codage |
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| DE69228980T2 (de) * | 1991-12-06 | 1999-12-02 | Nat Semiconductor Corp | Integriertes Datenverarbeitungssystem mit CPU-Kern und unabhängigem parallelen, digitalen Signalprozessormodul |
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1993
- 1993-04-19 US US08/049,739 patent/US5418798A/en not_active Expired - Lifetime
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1994
- 1994-02-18 CA CA002115946A patent/CA2115946C/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-30 DE DE69431772T patent/DE69431772T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-30 EP EP94302320A patent/EP0619666B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-08 JP JP06093917A patent/JP3088238B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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|---|---|
| US5418798A (en) | 1995-05-23 |
| EP0619666A2 (en) | 1994-10-12 |
| DE69431772T2 (de) | 2003-09-04 |
| EP0619666B1 (en) | 2002-11-27 |
| DE69431772D1 (de) | 2003-01-09 |
| JP3088238B2 (ja) | 2000-09-18 |
| CA2115946A1 (en) | 1994-10-10 |
| EP0619666A3 (en) | 1997-11-19 |
| CA2115946C (en) | 1998-10-27 |
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