JPH04313983A - 情報通信方法および情報通信装置 - Google Patents
情報通信方法および情報通信装置Info
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- JPH04313983A JPH04313983A JP3302629A JP30262991A JPH04313983A JP H04313983 A JPH04313983 A JP H04313983A JP 3302629 A JP3302629 A JP 3302629A JP 30262991 A JP30262991 A JP 30262991A JP H04313983 A JPH04313983 A JP H04313983A
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- 108091006146 Channels Proteins 0.000 claims 12
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/12—Systems in which the television signal is transmitted via one channel or a plurality of parallel channels, the bandwidth of each channel being less than the bandwidth of the television signal
-
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- H04L27/3488—Multiresolution systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
- H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
- H04N21/41—Structure of client; Structure of client peripherals
- H04N21/426—Internal components of the client ; Characteristics thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/08—Systems for the simultaneous or sequential transmission of more than one television signal, e.g. additional information signals, the signals occupying wholly or partially the same frequency band, e.g. by time division
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル・データの
伝送に関する。特に、本発明は、テレビ信号を表現する
ディジタル・データの伝送に関するが、それに制限され
るものではない。
伝送に関する。特に、本発明は、テレビ信号を表現する
ディジタル・データの伝送に関するが、それに制限され
るものではない。
【０００２】
【従来の技術】通常高品位テレビ（ＨＤＴＶ）と呼ばれ
ている次世代のテレビ（ＴＶ）には、何らかの形式のデ
ィジタル伝送が要求されることが一般的に認められてい
る。この要求は、アナログ信号処理よりもディジタル信
号処理のほうが、ずっと強力な映像圧縮方式を実現可能
であるという事実に主によっている。しかし、さまざま
な受信地点での信号対ノイズ比（ＳＮＲ）の小さな変動
に対するディジタル伝送の潜在的な感受性のため、完全
ディジタル伝送システムに頼ることには懸念がある。
ている次世代のテレビ（ＴＶ）には、何らかの形式のデ
ィジタル伝送が要求されることが一般的に認められてい
る。この要求は、アナログ信号処理よりもディジタル信
号処理のほうが、ずっと強力な映像圧縮方式を実現可能
であるという事実に主によっている。しかし、さまざま
な受信地点での信号対ノイズ比（ＳＮＲ）の小さな変動
に対するディジタル伝送の潜在的な感受性のため、完全
ディジタル伝送システムに頼ることには懸念がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この現象（時に「しき
い値効果」と呼ばれる）は、テレビ放送局からそれぞれ
５０および６３マイルに位置する２つのテレビ受信機の
場合を考えることによって例示することができる。放送
信号の強度は大体距離の逆２乗に従って変化するので、
それらのテレビ受信機によって受信される信号強度の差
は約２ｄＢであることが容易に確かめられる。
い値効果」と呼ばれる）は、テレビ放送局からそれぞれ
５０および６３マイルに位置する２つのテレビ受信機の
場合を考えることによって例示することができる。放送
信号の強度は大体距離の逆２乗に従って変化するので、
それらのテレビ受信機によって受信される信号強度の差
は約２ｄＢであることが容易に確かめられる。
【０００４】いま、ディジタル伝送方式が使用され、５
０マイル離れた受信機への伝送が１０−６のビット誤り
率を示すと仮定する。もう一方のテレビに対する２ｄＢ
の追加信号損失は、受信機の入力でのＳＮＲの２ｄＢの
減少となるならば、この受信機は約１０−４のビット誤
り率で動作することになる。この程度のビット誤り率で
は、５０マイル離れたテレビは非常に良好な受信をする
が、もう一方のテレビの受信はおそらく非常に劣悪にな
る。 短距離にわたる性能のこの種の急速な劣化は、放送産業
では一般的に受容可能と見なされない。（比較すると、
現在使用されているアナログＴＶ伝送方式の性能劣化は
ずっと小さい。）
０マイル離れた受信機への伝送が１０−６のビット誤り
率を示すと仮定する。もう一方のテレビに対する２ｄＢ
の追加信号損失は、受信機の入力でのＳＮＲの２ｄＢの
減少となるならば、この受信機は約１０−４のビット誤
り率で動作することになる。この程度のビット誤り率で
は、５０マイル離れたテレビは非常に良好な受信をする
が、もう一方のテレビの受信はおそらく非常に劣悪にな
る。 短距離にわたる性能のこの種の急速な劣化は、放送産業
では一般的に受容可能と見なされない。（比較すると、
現在使用されているアナログＴＶ伝送方式の性能劣化は
ずっと小さい。）
【０００５】従って、この問題を解決するための、テレ
ビ・アプリケーションにおける使用に適合するディジタ
ル伝送方式が要求される。他のディジタル伝送環境にお
いて使用されている解決法、例えば、ａ）ケーブル・ベ
ースの伝送システムにおける再生中継器の使用や、ｂ）
音声バンド・データ・アプリケーションにおける代替デ
ータ速度や条件付き電話線の使用は、テレビの自由空間
放送環境には明らかに適用できない。
ビ・アプリケーションにおける使用に適合するディジタ
ル伝送方式が要求される。他のディジタル伝送環境にお
いて使用されている解決法、例えば、ａ）ケーブル・ベ
ースの伝送システムにおける再生中継器の使用や、ｂ）
音声バンド・データ・アプリケーションにおける代替デ
ータ速度や条件付き電話線の使用は、テレビの自由空間
放送環境には明らかに適用できない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の中心には、従来
のディジタル伝送システムの特性は、例えばテレビ伝送
環境に移行される際に不利であること、および、その特
性が問題の核心にあることの認識がある。特に、従来、
ディジタル伝送システムは、通信チャネルを伝送される
データ要素（一般的にはビット）のすべてに、障害に対
してほとんど等しい程度の保護を与えるように設計され
てきた。
のディジタル伝送システムの特性は、例えばテレビ伝送
環境に移行される際に不利であること、および、その特
性が問題の核心にあることの認識がある。特に、従来、
ディジタル伝送システムは、通信チャネルを伝送される
データ要素（一般的にはビット）のすべてに、障害に対
してほとんど等しい程度の保護を与えるように設計され
てきた。
【０００７】このような方法は、ディジタル移送機構が
ユーザのデータに対して透明であり、データの内容の以
前の知識が利用可能でない場合（例えば、音声バンド・
データまたはディジタル無線アプリケーションの場合）
には望ましい。しかし、全ビットが同等に扱われると、
それらはまた、チャネル条件を変えることによってすべ
て同様に影響を受け、その結果は、上記の例に示される
ように、破局的になることがある。
ユーザのデータに対して透明であり、データの内容の以
前の知識が利用可能でない場合（例えば、音声バンド・
データまたはディジタル無線アプリケーションの場合）
には望ましい。しかし、全ビットが同等に扱われると、
それらはまた、チャネル条件を変えることによってすべ
て同様に影響を受け、その結果は、上記の例に示される
ように、破局的になることがある。
【０００８】本発明によれば、ディジタルＴＶ信号の無
線放送のための標準的なディジタル伝送の欠点が、特殊
なソース符号化ステップと、それに続く特殊なチャネル
・マッピング・ステップからなる方法によって克服され
る。後者のステップは、ここでは、破局抵抗性（Ｃ−Ｒ
）マッピングと呼ばれる。
線放送のための標準的なディジタル伝送の欠点が、特殊
なソース符号化ステップと、それに続く特殊なチャネル
・マッピング・ステップからなる方法によって克服され
る。後者のステップは、ここでは、破局抵抗性（Ｃ−Ｒ
）マッピングと呼ばれる。
【０００９】特に、ソース符号化ステップは、テレビ信
号を２個以上のデータ・ストリームで表し、一方チャネ
ル・マッピング・ステップでは、マッピングは、さまざ
まなデータ・ストリームのデータ要素が受信機で誤って
検知される確率が相異なるようなものである。所望され
る実施例では、前記第１のデータ・ストリームは、最も
重要（以下で詳細に説明される）と見なされる全テレビ
信号の成分を搬送し、データ・ストリームは、そのデー
タ要素が最小の誤り確率を有するようにマッピングされ
る。
号を２個以上のデータ・ストリームで表し、一方チャネ
ル・マッピング・ステップでは、マッピングは、さまざ
まなデータ・ストリームのデータ要素が受信機で誤って
検知される確率が相異なるようなものである。所望され
る実施例では、前記第１のデータ・ストリームは、最も
重要（以下で詳細に説明される）と見なされる全テレビ
信号の成分を搬送し、データ・ストリームは、そのデー
タ要素が最小の誤り確率を有するようにマッピングされ
る。
【００１０】第２のデータ・ストリームは、第１データ
・ストリームに比べてあまり重要でないと見なされる全
テレビ信号の成分を搬送し、データ・ストリームは、そ
のデータ要素が第１データ・ストリームほど小さくない
誤り確率を有するようにマッピングされる。一般的に、
全テレビ信号を任意数のデータ・ストリームで表現し、
それぞれさまざまな重要性を有する成分を搬送し、それ
ぞれの誤り確率を有することが可能である。この方法に
よって、テレビ受信機の地点での受信品質の小さい劣化
が実現される。その理由は、受信機のビット誤り率が放
送送信機からの距離が増大するとともに増大し始めると
、非重要テレビ信号情報を表現するビットが最初に影響
を受けるためである。
・ストリームに比べてあまり重要でないと見なされる全
テレビ信号の成分を搬送し、データ・ストリームは、そ
のデータ要素が第１データ・ストリームほど小さくない
誤り確率を有するようにマッピングされる。一般的に、
全テレビ信号を任意数のデータ・ストリームで表現し、
それぞれさまざまな重要性を有する成分を搬送し、それ
ぞれの誤り確率を有することが可能である。この方法に
よって、テレビ受信機の地点での受信品質の小さい劣化
が実現される。その理由は、受信機のビット誤り率が放
送送信機からの距離が増大するとともに増大し始めると
、非重要テレビ信号情報を表現するビットが最初に影響
を受けるためである。
【００１１】本発明は、テレビ信号に制限されるもので
はなく、通信されるインテリジェンスの相異なる成分に
異なるレベルの誤り保護を与えることが所望されるよう
な、実質的に任意の環境において使用可能である。
はなく、通信されるインテリジェンスの相異なる成分に
異なるレベルの誤り保護を与えることが所望されるよう
な、実質的に任意の環境において使用可能である。
【００１２】
【実施例】図１および図２の送信機と、図３の受信機の
特定の説明に進む前に、まず本発明の理論的基礎を考察
することが有用である。
特定の説明に進む前に、まず本発明の理論的基礎を考察
することが有用である。
【００１３】まず、ここで記述されるさまざまなディジ
タル・シグナリングの概念（もちろん、本発明の概念自
体は除く）はすべて、例えばディジタル無線および音声
バンド・データ伝送（モデム）技術分野では周知であり
、ここで詳細に説明される必要はない。これらは、Ｎ次
元信号配置（Ｎはある整数）を使用した多次元シグナリ
ング、トレリス符号化、スクランブリング、通過バンド
形成、等化、ビテルビまたは最尤復号化などの概念を含
む。
タル・シグナリングの概念（もちろん、本発明の概念自
体は除く）はすべて、例えばディジタル無線および音声
バンド・データ伝送（モデム）技術分野では周知であり
、ここで詳細に説明される必要はない。これらは、Ｎ次
元信号配置（Ｎはある整数）を使用した多次元シグナリ
ング、トレリス符号化、スクランブリング、通過バンド
形成、等化、ビテルビまたは最尤復号化などの概念を含
む。
【００１４】これらの概念は、米国特許第３，８１０，
０２１号（１９７４年５月７日発行、発明者：Ｉ． Ｋ
ａｌｅｔ他）、米国特許第４，０１５，２２２号（１９
７７年３月２９日発行、発明者：Ｊ． Ｗｅｒｎｅｒ）
、米国特許第４，１７０，７６４号（１９７９年１０月
９日発行、発明者：Ｊ． Ｓａｌｚ他）、米国特許第４
，２４７，９４０号（１９８１年１月２７日発行、発明
者：Ｋ． Ｈ． Ｍｕｅｌｌｅｒ他）、米国特許第４，
３０４，９６２号（１９８１年１２月８日発行、発明者
：Ｒ． Ｄ． Ｆｒａｃａｓｓｉ他）、米国特許第４，
４５７，００４号（１９８４年６月２６日発行、発明者
：Ａ． Ｇｅｒｓｈｏ他）、米国特許第４，４８９，４
１８号（１９８４年１２月１８日発行、発明者：Ｊ．
Ｅ． Ｍａｚｏ）、米国特許第４，５２０，４９０号（
１９８５年５月２８日発行、発明者：Ｌ． Ｗｅｉ）、
および米国特許第４，５９７，０９０号（１９８６年６
月２４日発行、発明者：Ｇ． Ｄ． Ｆｏｒｎｅｙ，
Ｊｒ．）のような米国特許に開示されている。
０２１号（１９７４年５月７日発行、発明者：Ｉ． Ｋ
ａｌｅｔ他）、米国特許第４，０１５，２２２号（１９
７７年３月２９日発行、発明者：Ｊ． Ｗｅｒｎｅｒ）
、米国特許第４，１７０，７６４号（１９７９年１０月
９日発行、発明者：Ｊ． Ｓａｌｚ他）、米国特許第４
，２４７，９４０号（１９８１年１月２７日発行、発明
者：Ｋ． Ｈ． Ｍｕｅｌｌｅｒ他）、米国特許第４，
３０４，９６２号（１９８１年１２月８日発行、発明者
：Ｒ． Ｄ． Ｆｒａｃａｓｓｉ他）、米国特許第４，
４５７，００４号（１９８４年６月２６日発行、発明者
：Ａ． Ｇｅｒｓｈｏ他）、米国特許第４，４８９，４
１８号（１９８４年１２月１８日発行、発明者：Ｊ．
Ｅ． Ｍａｚｏ）、米国特許第４，５２０，４９０号（
１９８５年５月２８日発行、発明者：Ｌ． Ｗｅｉ）、
および米国特許第４，５９７，０９０号（１９８６年６
月２４日発行、発明者：Ｇ． Ｄ． Ｆｏｒｎｅｙ，
Ｊｒ．）のような米国特許に開示されている。
【００１５】図４を参照すると、ディジタル無線および
音声バンドデータ伝送システムで通常使用される型の標
準的な２次元データ伝送配置が示されている。この標準
的な方式（通常、直交振幅変調（ＱＡＭ）と呼ばれる）
では、それぞれ４ビットからなるデータ・ワードは、そ
れぞれ１６個の可能な２次元信号ポイントのうちの１つ
にマッピングされる。各信号ポイントは、水平軸上の同
相（Ｉ）座標および垂直軸上の直交位相（Ｑ）座標を有
する。各軸上では、信号ポイント座標は±１または±３
であるため、各ポイントと、それに水平または垂直に隣
接する各ポイントとの間の距離が全ポイントに対して等
しい（その距離は「２」）。
音声バンドデータ伝送システムで通常使用される型の標
準的な２次元データ伝送配置が示されている。この標準
的な方式（通常、直交振幅変調（ＱＡＭ）と呼ばれる）
では、それぞれ４ビットからなるデータ・ワードは、そ
れぞれ１６個の可能な２次元信号ポイントのうちの１つ
にマッピングされる。各信号ポイントは、水平軸上の同
相（Ｉ）座標および垂直軸上の直交位相（Ｑ）座標を有
する。各軸上では、信号ポイント座標は±１または±３
であるため、各ポイントと、それに水平または垂直に隣
接する各ポイントとの間の距離が全ポイントに対して等
しい（その距離は「２」）。
【００１６】（データ・ワードを特定の信号ポイントに
マッピングするプロセスはここでは「チャネル・マッピ
ング」と呼ばれ、信号ポイントは「チャネル・シンボル
」と呼ばれることがある。）
マッピングするプロセスはここでは「チャネル・マッピ
ング」と呼ばれ、信号ポイントは「チャネル・シンボル
」と呼ばれることがある。）
【００１７】図５の１６ポイント配置は、本発明の原理
を実現している。この配置と図４の配置の差は、相異な
る信号ポイント間の相対距離である。
を実現している。この配置と図４の配置の差は、相異な
る信号ポイント間の相対距離である。
【００１８】特に、図４のすべての隣接するポイント間
の距離は等しいため、信号ポイントが表現する全ビット
に対して本質的に等しい誤り確率が与えられる。（ノイ
ズ、位相ジッタおよびさまざまな他のチャネル現象／障
害の結果として、伝送された信号ポイントが、異なる信
号ポイントが伝送されたように受信機に現れるほどに配
置内のもとの位置から変位した場合に、伝送エラーが起
こる。）
の距離は等しいため、信号ポイントが表現する全ビット
に対して本質的に等しい誤り確率が与えられる。（ノイ
ズ、位相ジッタおよびさまざまな他のチャネル現象／障
害の結果として、伝送された信号ポイントが、異なる信
号ポイントが伝送されたように受信機に現れるほどに配
置内のもとの位置から変位した場合に、伝送エラーが起
こる。）
【００１９】他方、図５の隣接ポイント間の距離は全ポ
イントに対して同一ではない。特に、図５の個々の象限
内のポイント間の最小距離はｄ＝２１／２であり、隣接
象限内のポイント間の最小距離はその２倍、すなわち、
２ｄ＝２・２１／２である。従って、伝送されたポイン
トがどの象限に位置していたかを識別する際に受信機で
エラーが起こる確率は、その象限内のどのポイントが実
際のポイントであったかを識別する際にエラーが起こる
確率よりも小さい。
イントに対して同一ではない。特に、図５の個々の象限
内のポイント間の最小距離はｄ＝２１／２であり、隣接
象限内のポイント間の最小距離はその２倍、すなわち、
２ｄ＝２・２１／２である。従って、伝送されたポイン
トがどの象限に位置していたかを識別する際に受信機で
エラーが起こる確率は、その象限内のどのポイントが実
際のポイントであったかを識別する際にエラーが起こる
確率よりも小さい。
【００２０】これは、第１データ・ストリームのデータ
要素の相異なる値を表現する信号ポイント間の最小距離
（例えば、第１ストリームの双ビット００を表現する第
１象限のポイントと、第１ストリームの双ビット０１を
表現する第２象限のポイントの間の最小距離（２・２１
／２））が、第２データ・ストリームのデータ要素の相
異なる値を表現する信号ポイント間の最小距離（例えば
、第２ストリームの双ビット００を表現する第１象限の
ポイントと、第２ストリームの双ビット０１を表現する
同じ象限のポイントの間の最小距離（２１／２））より
も大きいという事実の結果である。
要素の相異なる値を表現する信号ポイント間の最小距離
（例えば、第１ストリームの双ビット００を表現する第
１象限のポイントと、第１ストリームの双ビット０１を
表現する第２象限のポイントの間の最小距離（２・２１
／２））が、第２データ・ストリームのデータ要素の相
異なる値を表現する信号ポイント間の最小距離（例えば
、第２ストリームの双ビット００を表現する第１象限の
ポイントと、第２ストリームの双ビット０１を表現する
同じ象限のポイントの間の最小距離（２１／２））より
も大きいという事実の結果である。
【００２１】ここで、伝送された各データ・ワードの４
ビットのうちの２ビットが、他の２ビットよりも重要で
あるため、他の２ビットよりも高い誤り保護を必要とす
ると仮定する。これは、本発明によれば、４個の象限（
図５で丸で囲まれた双ビットで示す）のうちの１つを選
択するためにそれら２個の重要ビットを使用し、各象限
内の４個のポイントのうちの１つを選択するために、各
ポイントに付けられた双ビットで示されるように、他の
２ビットを使用することによって実現される。伝送され
た信号ポイントの象限を正確に識別しない確率は、信号
ポイント自体を正確に識別しない確率よりも小さいため
、所望される保護が実現される。
ビットのうちの２ビットが、他の２ビットよりも重要で
あるため、他の２ビットよりも高い誤り保護を必要とす
ると仮定する。これは、本発明によれば、４個の象限（
図５で丸で囲まれた双ビットで示す）のうちの１つを選
択するためにそれら２個の重要ビットを使用し、各象限
内の４個のポイントのうちの１つを選択するために、各
ポイントに付けられた双ビットで示されるように、他の
２ビットを使用することによって実現される。伝送され
た信号ポイントの象限を正確に識別しない確率は、信号
ポイント自体を正確に識別しない確率よりも小さいため
、所望される保護が実現される。
【００２２】さらに一般的には、配置は信号ポイントの
グループに分割され、各グループはサブグループに分割
され、各サブグループは１個以上の信号ポイントからな
る。マッピングされる各データ・ワードからの少なくと
も１つのデータ要素（例えばビット）が、そのデータ・
ワードを表現する信号ポイントの属するグループを識別
し、他の少なくとも１つのデータ要素が、そのグループ
内のサブグループを識別する。
グループに分割され、各グループはサブグループに分割
され、各サブグループは１個以上の信号ポイントからな
る。マッピングされる各データ・ワードからの少なくと
も１つのデータ要素（例えばビット）が、そのデータ・
ワードを表現する信号ポイントの属するグループを識別
し、他の少なくとも１つのデータ要素が、そのグループ
内のサブグループを識別する。
【００２３】サブグループが複数の信号ポイントを含む
場合、それらの信号点のうちの特定の１つを最終的に識
別する（そのために、サブグループはさらにサブサブグ
ループに分割される）ためにさらに多くのデータ要素が
使用される。本発明によれば、ａ）グループおよびサブ
グループは、伝送された信号ポイントが属するグループ
を受信機が誤って決定する確率が、それが属するサブグ
ループを受信機が誤って決定する確率よりも小さく、ｂ
）グループを識別するデータ要素によって表現される情
報が、サブグループを識別するデータ要素によって表現
される情報よりも重要であるように配置される。
場合、それらの信号点のうちの特定の１つを最終的に識
別する（そのために、サブグループはさらにサブサブグ
ループに分割される）ためにさらに多くのデータ要素が
使用される。本発明によれば、ａ）グループおよびサブ
グループは、伝送された信号ポイントが属するグループ
を受信機が誤って決定する確率が、それが属するサブグ
ループを受信機が誤って決定する確率よりも小さく、ｂ
）グループを識別するデータ要素によって表現される情
報が、サブグループを識別するデータ要素によって表現
される情報よりも重要であるように配置される。
【００２４】図５の配置の一般的なバージョンが図６に
示されている。図６では、座標値は、±２１／２および
±２・２１／２ではなく、±αおよび±βである。配置
は、特定のサイズ（すなわち、信号ポイント数）に制限
されない。例えば、標準的な６４ＱＡＭ配置（その右上
象限によって表現される）が図７に示されており、本発
明の原理を実現し、３つの相異なる保護レベルを有する
一般的な６４ポイント配置が図８に示されている。
示されている。図６では、座標値は、±２１／２および
±２・２１／２ではなく、±αおよび±βである。配置
は、特定のサイズ（すなわち、信号ポイント数）に制限
されない。例えば、標準的な６４ＱＡＭ配置（その右上
象限によって表現される）が図７に示されており、本発
明の原理を実現し、３つの相異なる保護レベルを有する
一般的な６４ポイント配置が図８に示されている。
【００２５】さらに進む前に、いくつかの形式的な定義
をしておくことが有用である。上記のように、本発明に
よるチャネル・マッピングはここでは破局抵抗性（Ｃ−
Ｒ）マッピングと呼ばれる。一般的に、（ｎ１，ｎ２，
‥‥‥，ｎｋ；ｍ）Ｃ−Ｒマッピングは、ｎ１ビットに
第１（最高）レベルの保護を与え、ｎ２ビットに第２レ
ベルの保護を与え、などとなるマッピングである。マッ
ピング識別子の最終エントリは、伝送される情報ビット
の総数ｍの残部である（すなわち、ｍ＝ｎ１＋ｎ２＋‥
‥‥＋ｎｋ）。
をしておくことが有用である。上記のように、本発明に
よるチャネル・マッピングはここでは破局抵抗性（Ｃ−
Ｒ）マッピングと呼ばれる。一般的に、（ｎ１，ｎ２，
‥‥‥，ｎｋ；ｍ）Ｃ−Ｒマッピングは、ｎ１ビットに
第１（最高）レベルの保護を与え、ｎ２ビットに第２レ
ベルの保護を与え、などとなるマッピングである。マッ
ピング識別子の最終エントリは、伝送される情報ビット
の総数ｍの残部である（すなわち、ｍ＝ｎ１＋ｎ２＋‥
‥‥＋ｎｋ）。
【００２６】この定義では、図５および図６に示された
各Ｃ−Ｒマッピングは（２，２；４）マッピングである
。図８は（その右上象限によって表現される）６４ポイ
ント（２，２，２；６）マッピングの例である。１６ポ
イント（１，２，１；４）マッピングの例が図９に示さ
れている。最後に、図４および図７に示された型の標準
的なＱＡＭマッピングは（ｍ；ｍ）Ｃ−Ｒマッピングと
見なすことができる。
各Ｃ−Ｒマッピングは（２，２；４）マッピングである
。図８は（その右上象限によって表現される）６４ポイ
ント（２，２，２；６）マッピングの例である。１６ポ
イント（１，２，１；４）マッピングの例が図９に示さ
れている。最後に、図４および図７に示された型の標準
的なＱＡＭマッピングは（ｍ；ｍ）Ｃ−Ｒマッピングと
見なすことができる。
【００２７】次に、Ｃ−Ｒマッピングの設計において可
能なトレードオフの種類について説明する。まず、伝送
信号におけるパワーは、平均パワー制約条件に従うと仮
定する。ＩおよびＱ離散信号ポイント・レベルをそれぞ
れとａｉおよびｂｉと表し、これらの信号ポイントは無
相関であると仮定する。このとき、平均パワー制約条件
は、考慮中のすべての信号ポイント・レベル・シナリオ
に対して、
能なトレードオフの種類について説明する。まず、伝送
信号におけるパワーは、平均パワー制約条件に従うと仮
定する。ＩおよびＱ離散信号ポイント・レベルをそれぞ
れとａｉおよびｂｉと表し、これらの信号ポイントは無
相関であると仮定する。このとき、平均パワー制約条件
は、考慮中のすべての信号ポイント・レベル・シナリオ
に対して、
【数１】
を要求する。ここで、ｉ番目のレベルの保護をもつビッ
トに対してある性能を実現するために要求されるＳＮＲ
の大きさをＳＮＲｎｉと表す。
トに対してある性能を実現するために要求されるＳＮＲ
の大きさをＳＮＲｎｉと表す。
【００２８】標準的な（ｍ；ｍ）マッピングと比較して
、そのレベルの性能を実現するためにこれらのビットに
よって要求されるＳＮＲの大きさの変化は、
、そのレベルの性能を実現するためにこれらのビットに
よって要求されるＳＮＲの大きさの変化は、
【数２】
で定義される。ただし、ＳＮＲｍは、同一の性能を実現
するために（ｍ；ｍ）マッピングによって要求されるＳ
ＮＲの大きさである。（これは、全ビットに対して等し
い大きさの保護を与えるマッピングである。）
するために（ｍ；ｍ）マッピングによって要求されるＳ
ＮＲの大きさである。（これは、全ビットに対して等し
い大きさの保護を与えるマッピングである。）
【００２
９】数１および数２の式を使って、図６に示される（２
，２；４）マッピングに対する次の関係式が得られる。
９】数１および数２の式を使って、図６に示される（２
，２；４）マッピングに対する次の関係式が得られる。
【数３】
ただし、ＳＮＲの増分はｄＢ単位で表現されている。図
６のαを数３のパラメータとして使用すると、まずβの
値が決定され、続いてＳＮＲの増分が決定される。いく
つかの計算値を表１に示す。
６のαを数３のパラメータとして使用すると、まずβの
値が決定され、続いてＳＮＲの増分が決定される。いく
つかの計算値を表１に示す。
【００３０】表１のエントリの意味を見るために、特殊
例を考える。例えば、α＝２１／２の場合であるが、こ
れは図５に示された信号配置に対応する。２個の最高保
護ビットに対するＳＮＲの増分が第３列に与えられてい
る。考慮中の場合、これらのビットに対するＳＮＲの増
分は−３ｄＢに等しい。従って、与えられた誤り確率に
対して、これらのビットは、標準的な１６ポイントＱＡ
Ｍシステムに要求されるＳＮＲよりも３ｄＢ小さいＳＮ
Ｒでよい。他方、第４列から分かるように、最低保護ビ
ットは、標準的なＱＡＭシステムと同等の性能を達成す
るためにはさらに３ｄＢ高いＳＮＲを必要とする。
例を考える。例えば、α＝２１／２の場合であるが、こ
れは図５に示された信号配置に対応する。２個の最高保
護ビットに対するＳＮＲの増分が第３列に与えられてい
る。考慮中の場合、これらのビットに対するＳＮＲの増
分は−３ｄＢに等しい。従って、与えられた誤り確率に
対して、これらのビットは、標準的な１６ポイントＱＡ
Ｍシステムに要求されるＳＮＲよりも３ｄＢ小さいＳＮ
Ｒでよい。他方、第４列から分かるように、最低保護ビ
ットは、標準的なＱＡＭシステムと同等の性能を達成す
るためにはさらに３ｄＢ高いＳＮＲを必要とする。
【００３１】前記の例で達成されたトレードオフは非常
に乱暴なものに見えるかもしれない。一方では、最初の
２ビットに対して３ｄＢだけノイズに対する感度を減少
させ、他方、他の２人に対してはこの感度を同じ３ｄＢ
だけ増加させている。表１の他のエントリから明らかな
ように、このような明瞭なトレードオフが起こることは
まれである。例えば、α＝１．２の場合、ノイズに対す
る耐性は、最低保護ビットによって損失されるよりも、
最高保護ビットによって獲得されるほうが高くなる。こ
れは、効率的なＣ−Ｒマッピングの設計において求めら
れる型のふるまいである。
に乱暴なものに見えるかもしれない。一方では、最初の
２ビットに対して３ｄＢだけノイズに対する感度を減少
させ、他方、他の２人に対してはこの感度を同じ３ｄＢ
だけ増加させている。表１の他のエントリから明らかな
ように、このような明瞭なトレードオフが起こることは
まれである。例えば、α＝１．２の場合、ノイズに対す
る耐性は、最低保護ビットによって損失されるよりも、
最高保護ビットによって獲得されるほうが高くなる。こ
れは、効率的なＣ−Ｒマッピングの設計において求めら
れる型のふるまいである。
【００３２】
【表１】
【００３３】本発明は２次元配置に制限されるものでは
なく、実際には、Ｎ次元配置（Ｎ≧２）とともに実現可
能である。実際、次元が大きくなると、効率的なマッピ
ングの設計における柔軟性が増大する。ＱＡＭシステム
をもつ多次元Ｃ−Ｒマッピングを実現する１つの方法は
、相異なる２次元Ｃ−Ｒマッピングを連続する信号ポイ
ント間隔で使用する方法である。例えば、以下で説明さ
れるように、４次元配置は、図５の（２，２；４）マッ
ピングからのすべての可能な２次元信号ポイントを、図
９の（１，２，１；４）マッピングからのすべての可能
な２次元信号ポイントと連結することによって生成可能
である。
なく、実際には、Ｎ次元配置（Ｎ≧２）とともに実現可
能である。実際、次元が大きくなると、効率的なマッピ
ングの設計における柔軟性が増大する。ＱＡＭシステム
をもつ多次元Ｃ−Ｒマッピングを実現する１つの方法は
、相異なる２次元Ｃ−Ｒマッピングを連続する信号ポイ
ント間隔で使用する方法である。例えば、以下で説明さ
れるように、４次元配置は、図５の（２，２；４）マッ
ピングからのすべての可能な２次元信号ポイントを、図
９の（１，２，１；４）マッピングからのすべての可能
な２次元信号ポイントと連結することによって生成可能
である。
【００３４】容易に示されるように、このマッピング手
続きは（３，２，３；８）４次元Ｃ−Ｒマッピングを与
える。特に、図５の配置のポイント間の最大間隔は２・
２１／２であり、これは、ある象限のポイントと他の象
限のポイントの間の最小距離である。この同じ最大間隔
は、図９の配置の上半分と下半分を分離する。従って、
最高保護レベルが３ビットに対して実現される。２ビッ
トが図５の配置から１つの象限を選択（図５の丸で囲ま
れた双ビットで図示）し、第３ビットが図９の配置の２
つの（上および下）半分のうちの１つを選択する（図９
の丸で囲まれたビットで図示）。
続きは（３，２，３；８）４次元Ｃ−Ｒマッピングを与
える。特に、図５の配置のポイント間の最大間隔は２・
２１／２であり、これは、ある象限のポイントと他の象
限のポイントの間の最小距離である。この同じ最大間隔
は、図９の配置の上半分と下半分を分離する。従って、
最高保護レベルが３ビットに対して実現される。２ビッ
トが図５の配置から１つの象限を選択（図５の丸で囲ま
れた双ビットで図示）し、第３ビットが図９の配置の２
つの（上および下）半分のうちの１つを選択する（図９
の丸で囲まれたビットで図示）。
【００３５】次に大きい間隔は図９の配置の列間の距離
であり、その最小距離は２である。従って、第２保護レ
ベルが２ビットに対して実現される。この２ビットは、
図９の配置からの４列のうちの１つを選択する（図９の
四角で囲まれた双ビットで図示）。最後に、最小間隔は
２１／２であり、これは、図５の配置では象限内のポイ
ント間の最小距離であり、図９の配置では列内のポイン
ト間の最小距離である。従って、最低保護レベルは再び
３ビットに対して実現される。２ビットは図５の配置の
選択された象限内のポイントを選択（図５の各ポイント
に付けられた双ビットで図示）し、第３ビットは図９の
選択された半分および選択された列内に含まれる２ポイ
ントのうちの１つを選択する（図９の各ポイントに付け
られた１ビットで図示）。
であり、その最小距離は２である。従って、第２保護レ
ベルが２ビットに対して実現される。この２ビットは、
図９の配置からの４列のうちの１つを選択する（図９の
四角で囲まれた双ビットで図示）。最後に、最小間隔は
２１／２であり、これは、図５の配置では象限内のポイ
ント間の最小距離であり、図９の配置では列内のポイン
ト間の最小距離である。従って、最低保護レベルは再び
３ビットに対して実現される。２ビットは図５の配置の
選択された象限内のポイントを選択（図５の各ポイント
に付けられた双ビットで図示）し、第３ビットは図９の
選択された半分および選択された列内に含まれる２ポイ
ントのうちの１つを選択する（図９の各ポイントに付け
られた１ビットで図示）。
【００３６】従ってこの例によれば、８ビット・ワード
０１１１０１００は、図５のポイントＡと図９のポイン
トＡ’からなる４次元の単一のポイントを選択すること
になる。特に、第１および第２ビット（０１）は、図５
の左上象限を選択する。第３ビット（１）は、図９の下
半分を選択する。第４および第５ビット（１０）は、図
９の右から２番目の列を選択する。第６および第７ビッ
ト（１０）は、図５の前に選択された象限からポイント
Ａを選択する。第８ビット（０）は、図９の前に選択さ
れた半分および列からポイントＡ’を選択する。
０１１１０１００は、図５のポイントＡと図９のポイン
トＡ’からなる４次元の単一のポイントを選択すること
になる。特に、第１および第２ビット（０１）は、図５
の左上象限を選択する。第３ビット（１）は、図９の下
半分を選択する。第４および第５ビット（１０）は、図
９の右から２番目の列を選択する。第６および第７ビッ
ト（１０）は、図５の前に選択された象限からポイント
Ａを選択する。第８ビット（０）は、図９の前に選択さ
れた半分および列からポイントＡ’を選択する。
【００３７】このマッピングの場合、第２保護レベルを
もつ２ビットに対するＳＮＲ条件は、図４の標準的なＱ
ＡＭ信号配置に対するＳＮＲ条件と同一である。３個の
最高保護ビットおよび３個の最低保護ビットは、前のセ
クションで導出された２次元（２，２；４）マッピング
に対するＳＮＲ条件を有する。
もつ２ビットに対するＳＮＲ条件は、図４の標準的なＱ
ＡＭ信号配置に対するＳＮＲ条件と同一である。３個の
最高保護ビットおよび３個の最低保護ビットは、前のセ
クションで導出された２次元（２，２；４）マッピング
に対するＳＮＲ条件を有する。
【００３８】次に、図１の送信機の説明に入る。テレビ
信号ソース１０１が、アナログ・テレビ信号を生成し、
この信号はソース符号器１０４に渡される。ソース符号
器１０４は、データ要素のうちの少なくとも１つのサブ
セットが表現する情報が、データ要素の残部によって表
現される情報よりも重要であるようなディジタル信号を
生成する。この信号の生成方法の２つの例が以下で説明
される。
信号ソース１０１が、アナログ・テレビ信号を生成し、
この信号はソース符号器１０４に渡される。ソース符号
器１０４は、データ要素のうちの少なくとも１つのサブ
セットが表現する情報が、データ要素の残部によって表
現される情報よりも重要であるようなディジタル信号を
生成する。この信号の生成方法の２つの例が以下で説明
される。
【００３９】ソース符号化された信号は例えばＣ−Ｒマ
ッピングされる。このＣ−Ｒマッピングは、本発明によ
れば、各４次元信号ポイントが図５の配置からの２次元
信号ポイントと、それに連結された図９の配置からの２
次元信号ポイントからなるような、上記の４次元マッピ
ングを使用する。本発明の特徴によれば、４次元マッパ
１２１によって４次元信号ポイントにマッピングされる
前に必要なビットの処理にかかわらず、マッピングによ
って特定の保護レベルが与えられるビットの区別は保存
されることが望ましい。この区別が保持されない場合は
、もちろん、テレビ信号を表現するさまざまなデータ・
ストリームに相異なる保護レベルを割り当てることが不
可能になる。
ッピングされる。このＣ−Ｒマッピングは、本発明によ
れば、各４次元信号ポイントが図５の配置からの２次元
信号ポイントと、それに連結された図９の配置からの２
次元信号ポイントからなるような、上記の４次元マッピ
ングを使用する。本発明の特徴によれば、４次元マッパ
１２１によって４次元信号ポイントにマッピングされる
前に必要なビットの処理にかかわらず、マッピングによ
って特定の保護レベルが与えられるビットの区別は保存
されることが望ましい。この区別が保持されない場合は
、もちろん、テレビ信号を表現するさまざまなデータ・
ストリームに相異なる保護レベルを割り当てることが不
可能になる。
【００４０】本実施例では、特に、信号が取る周波数バ
ンドを通じて相対的に一様なエネルギー分布を保証する
ため、ディジタル信号を構成するビットをスクランブル
することが望ましい。従って、それらのビットは３個の
独立のグループでスクランブルされる。最重要情報を含
み、従って最高保護レベルが与えられるビットｂ１，ｂ
２およびｂ３は、第１スクランブラ１１１でスクランブ
ルされる。
ンドを通じて相対的に一様なエネルギー分布を保証する
ため、ディジタル信号を構成するビットをスクランブル
することが望ましい。従って、それらのビットは３個の
独立のグループでスクランブルされる。最重要情報を含
み、従って最高保護レベルが与えられるビットｂ１，ｂ
２およびｂ３は、第１スクランブラ１１１でスクランブ
ルされる。
【００４１】第２重要情報を含み、従って第２保護レベ
ルが与えられるビットｂ４およびｂ５は、第２スクラン
ブラ１１２でスクランブルされる。非重要情報を含み、
従って最低保護レベルが与えられるビットｂ６，ｂ７お
よびｂ８は、第３スクランブラ１１３でスクランブルさ
れる。（スクランブルは、通常、直列ビット・ストリー
ム上で実行される。従って、図１に明示しないが、スク
ランブラ１１１、１１２および１１３は、スクランブル
の前に各入力ビットに並列−直列変換を実行し、スクラ
ンブル後に直列−並列変換を実行すると仮定される。）
ルが与えられるビットｂ４およびｂ５は、第２スクラン
ブラ１１２でスクランブルされる。非重要情報を含み、
従って最低保護レベルが与えられるビットｂ６，ｂ７お
よびｂ８は、第３スクランブラ１１３でスクランブルさ
れる。（スクランブルは、通常、直列ビット・ストリー
ム上で実行される。従って、図１に明示しないが、スク
ランブラ１１１、１１２および１１３は、スクランブル
の前に各入力ビットに並列−直列変換を実行し、スクラ
ンブル後に直列−並列変換を実行すると仮定される。）
【００４２】スクランブルされた８ビットは、上記のよ
うに、並列に４次元マッパ１２１に送られ、４次元マッ
パ１２１は、例えば上記のビット割当方式を使用して生
成される４次元信号ポイントを識別する。マッパ１２１
は、例えば、表参照を使用して実現される。続いて、従
来の通過バンド形成およびテレビ変調がそれぞれ通過バ
ンド形成器１４１およびテレビ変調器１５１によって実
行される。続いて、生じたアナログ・テレビ信号は、ア
ンテナ１５２を介して放送される。
うに、並列に４次元マッパ１２１に送られ、４次元マッ
パ１２１は、例えば上記のビット割当方式を使用して生
成される４次元信号ポイントを識別する。マッパ１２１
は、例えば、表参照を使用して実現される。続いて、従
来の通過バンド形成およびテレビ変調がそれぞれ通過バ
ンド形成器１４１およびテレビ変調器１５１によって実
行される。続いて、生じたアナログ・テレビ信号は、ア
ンテナ１５２を介して放送される。
【００４３】図２の受信機を参照すると、アナログ・テ
レビ信号がアンテナ３０１によって受信され、例えば処
理装置３１１での復調を含む従来のテレビ・フロントエ
ンド処理を受け、Ａ／Ｄ変換器３１２によってディジタ
ル形式に変換される。次に、信号は通過バンド・チャネ
ル等化器３２１によって等化され、検波器３３１へ渡さ
れる。検波器３３１は、マッピングに関する情報（特に
、配置の信号ポイントの位置と、それらがグループおよ
びサブグループに分割されている方法に関する情報）を
格納し、等化された信号に対していわゆる「スライシン
グ」動作を実行して、格納された情報に対応する伝送さ
れた信号ポイントが何であるかを決定する。図５および
図９の配置が本発明に従って配置される方法に関する知
識を有することを除いては、この検波器は標準的なもの
である。
レビ信号がアンテナ３０１によって受信され、例えば処
理装置３１１での復調を含む従来のテレビ・フロントエ
ンド処理を受け、Ａ／Ｄ変換器３１２によってディジタ
ル形式に変換される。次に、信号は通過バンド・チャネ
ル等化器３２１によって等化され、検波器３３１へ渡さ
れる。検波器３３１は、マッピングに関する情報（特に
、配置の信号ポイントの位置と、それらがグループおよ
びサブグループに分割されている方法に関する情報）を
格納し、等化された信号に対していわゆる「スライシン
グ」動作を実行して、格納された情報に対応する伝送さ
れた信号ポイントが何であるかを決定する。図５および
図９の配置が本発明に従って配置される方法に関する知
識を有することを除いては、この検波器は標準的なもの
である。
【００４４】検波器３３１出力される８ビット・ワード
は、デスクランブラ３４１、３４２および３４３によっ
てデスクランブルされる。これらのデスクランブラはそ
れぞれ、送信機内のスクランブラ１１１、１１２および
１１３と反対の機能を実行する。次に、例えばＣＲＴデ
ィスプレイに表示可能なようにフォーマットされたテレ
ビ信号が、画像信号生成器３５３によってデスクランブ
ラ出力から生成される。その後、その信号がＣＲＴディ
スプレイ３６０に送られる。
は、デスクランブラ３４１、３４２および３４３によっ
てデスクランブルされる。これらのデスクランブラはそ
れぞれ、送信機内のスクランブラ１１１、１１２および
１１３と反対の機能を実行する。次に、例えばＣＲＴデ
ィスプレイに表示可能なようにフォーマットされたテレ
ビ信号が、画像信号生成器３５３によってデスクランブ
ラ出力から生成される。その後、その信号がＣＲＴディ
スプレイ３６０に送られる。
【００４５】効率的なＣ−Ｒマッピングの設計における
高度化のもう１つのステップが、信号配置に冗長性を付
加することによって達成される。冗長性を付加すること
によって、トレリス符号化のような前進誤り訂正符号化
の使用が可能になる。トレリス符号化の問題点の１つは
、個々のビットの誤り率への影響があまり理解されてい
ないことである。発表されている研究は、誤り事象の確
率に集中しているようであり、これはトレリス符号化さ
れたシステムのビット誤り率に容易には関連づけられな
い。それにもかかわらず、単純な例でも、さらに強力な
Ｃ−Ｒマッピングがトレリス符号化の使用によっていか
に獲得されるかを示すことができる。
高度化のもう１つのステップが、信号配置に冗長性を付
加することによって達成される。冗長性を付加すること
によって、トレリス符号化のような前進誤り訂正符号化
の使用が可能になる。トレリス符号化の問題点の１つは
、個々のビットの誤り率への影響があまり理解されてい
ないことである。発表されている研究は、誤り事象の確
率に集中しているようであり、これはトレリス符号化さ
れたシステムのビット誤り率に容易には関連づけられな
い。それにもかかわらず、単純な例でも、さらに強力な
Ｃ−Ｒマッピングがトレリス符号化の使用によっていか
に獲得されるかを示すことができる。
【００４６】信号ポイントあたり３ビットを伝送し、そ
のうちの１ビットが他の２ビットよりも高い保護を要求
すると仮定する。非トレリス符号化システムでは、これ
は、図１０に示される信号配置を有する（１，２；３）
Ｃ−Ｒマッピングを使用することによって実行される。 最重要ビットは上または下半平面を定義し、他の２ビッ
トは各半平面内の可能な４ポイントのうちの１つを定義
する。
のうちの１ビットが他の２ビットよりも高い保護を要求
すると仮定する。非トレリス符号化システムでは、これ
は、図１０に示される信号配置を有する（１，２；３）
Ｃ−Ｒマッピングを使用することによって実行される。 最重要ビットは上または下半平面を定義し、他の２ビッ
トは各半平面内の可能な４ポイントのうちの１つを定義
する。
【００４７】最重要ビットは、ノイズに対して、他の２
ビットよりも７ｄＢ大きいマージンを有することが容易
に確認される。ここで、図１０の各軸に沿って独立な１
次元トレリス符号が使用され、それによって実質的に、
行間の距離および、独立に、行内のポイント間の距離を
増大させると仮定する。これによって、図１１に示され
る信号配置が得られる。特に、３ビットのうちの１つが
トレリス符号化されて、図１１の４行のうちの１つを選
択する２個のビットとなり、他の２ビットは第１ビット
とは独立にトレリス符号化されて、図１１の８列のうち
の１つを選択する３個のビットとなる。
ビットよりも７ｄＢ大きいマージンを有することが容易
に確認される。ここで、図１０の各軸に沿って独立な１
次元トレリス符号が使用され、それによって実質的に、
行間の距離および、独立に、行内のポイント間の距離を
増大させると仮定する。これによって、図１１に示され
る信号配置が得られる。特に、３ビットのうちの１つが
トレリス符号化されて、図１１の４行のうちの１つを選
択する２個のビットとなり、他の２ビットは第１ビット
とは独立にトレリス符号化されて、図１１の８列のうち
の１つを選択する３個のビットとなる。
【００４８】図２は、図１１の配置を利用する送信機の
ブロック図を示す。テレビ信号ソース２０１はアナログ
・テレビ信号を生成し、この信号はソース符号器２０４
に渡される。ソース符号器２０４は、３ビットに２進デ
ータ・ワードｃ１，ｃ２，ｃ３からなるディジタル信号
を生成する。ビットｃ１は他の２ビットｃ２およびｃ３
よりも重要であると仮定される。ビットｃ１は第１スク
ランブラ２１１でスクランブルされ、ビットｃ２および
ｃ３は第２スクランブラ２１２でスクランブルされる。
ブロック図を示す。テレビ信号ソース２０１はアナログ
・テレビ信号を生成し、この信号はソース符号器２０４
に渡される。ソース符号器２０４は、３ビットに２進デ
ータ・ワードｃ１，ｃ２，ｃ３からなるディジタル信号
を生成する。ビットｃ１は他の２ビットｃ２およびｃ３
よりも重要であると仮定される。ビットｃ１は第１スク
ランブラ２１１でスクランブルされ、ビットｃ２および
ｃ３は第２スクランブラ２１２でスクランブルされる。
【００４９】スクランブラ２１１の出力は直交位相トレ
リス符号器２１５によってトレリス符号化され、スクラ
ンブラ２１２の出力は同相トレリス符号器２１６によっ
てトレリス符号化される。トレリス符号器２１５の２ビ
ット出力は、上記のように、図１１の配置の４行のうち
の１つを識別する。それらの２ビットは直交位相１次元
マッパ２２１に送られ、これは４個のｙ軸座標±１、±
３のうちの１つを識別する出力を生成する。
リス符号器２１５によってトレリス符号化され、スクラ
ンブラ２１２の出力は同相トレリス符号器２１６によっ
てトレリス符号化される。トレリス符号器２１５の２ビ
ット出力は、上記のように、図１１の配置の４行のうち
の１つを識別する。それらの２ビットは直交位相１次元
マッパ２２１に送られ、これは４個のｙ軸座標±１、±
３のうちの１つを識別する出力を生成する。
【００５０】同時に、トレリス符号器２１６の３ビット
出力は、図１１の配置の８列のうちの１つを識別する。 それらの３ビットは同相１次元マッパ２２２に送られ、
これは８個のｘ軸座標±０．５，±１．５，±２．５お
よび±３．５のうちの１つを識別する出力を生成する。 次に、従来の通過バンド形成が、直交位相通過バンド形
成器２４１および同相通過バンド形成器２４２によって
実行され、それらの出力は加算器２４３で結合される。 生じた結合信号は次にテレビ変調器２５１に送られ、そ
の出力アナログ信号はアンテナ２５２を介して放送され
る。
出力は、図１１の配置の８列のうちの１つを識別する。 それらの３ビットは同相１次元マッパ２２２に送られ、
これは８個のｘ軸座標±０．５，±１．５，±２．５お
よび±３．５のうちの１つを識別する出力を生成する。 次に、従来の通過バンド形成が、直交位相通過バンド形
成器２４１および同相通過バンド形成器２４２によって
実行され、それらの出力は加算器２４３で結合される。 生じた結合信号は次にテレビ変調器２５１に送られ、そ
の出力アナログ信号はアンテナ２５２を介して放送され
る。
【００５１】図２の送信機によって生成された信号に対
する特別の受信機は図示しない。しかし、当業者はただ
ちに、図３で使用されたのと同様の標準的な構成ブロッ
クを使用してこのような受信機を設計することが可能で
ある。ただし、この場合、トレリス符号によって得られ
る符号化利得を利用するため、検波器段階は最尤または
ビテルビ復号器を含むことが望ましい。
する特別の受信機は図示しない。しかし、当業者はただ
ちに、図３で使用されたのと同様の標準的な構成ブロッ
クを使用してこのような受信機を設計することが可能で
ある。ただし、この場合、トレリス符号によって得られ
る符号化利得を利用するため、検波器段階は最尤または
ビテルビ復号器を含むことが望ましい。
【００５２】この種のトレリス符号化法によって、ノイ
ズに対する感度を全ビットに対して３ｄＢ減少させるこ
とができる。１０−６の誤り確率の場合、最重要ビット
は約１１ｄＢのＳＮＲを要求し、他の２ビットは約１８
ｄＢのＳＮＲを要求する。（簡単のため、ここではチャ
ネルは平坦振幅応答を有すると仮定する。）代わりに、
標準的な８ポイント非符号化信号配置および１６ポイン
ト・トレリス符号化信号配置が使用された場合、同一の
誤り率に対して、それぞれ１８ｄＢおよび１５ｄＢのＳ
ＮＲが要求される。多次元空間で直接実行されるトレリ
ス符号化Ｃ−Ｒマッピングはさらに強力である。
ズに対する感度を全ビットに対して３ｄＢ減少させるこ
とができる。１０−６の誤り確率の場合、最重要ビット
は約１１ｄＢのＳＮＲを要求し、他の２ビットは約１８
ｄＢのＳＮＲを要求する。（簡単のため、ここではチャ
ネルは平坦振幅応答を有すると仮定する。）代わりに、
標準的な８ポイント非符号化信号配置および１６ポイン
ト・トレリス符号化信号配置が使用された場合、同一の
誤り率に対して、それぞれ１８ｄＢおよび１５ｄＢのＳ
ＮＲが要求される。多次元空間で直接実行されるトレリ
ス符号化Ｃ−Ｒマッピングはさらに強力である。
【００５３】ここまでは、本発明の原理の単なる説明で
ある。例えば、本発明はここではディジタルＴＶ伝送シ
ステムに関して例示された。しかし、本発明は他の型の
ディジタル伝送システムにも同様に適用可能である。さ
らに、ここでは特定の配置が示されたが、任意の所望さ
れる次元の多くの他の配置が使用可能である。例えば、
多次元（例えば４次元）マッピングを与えるために使用
されるさまざまな構成２次元Ｃ−Ｒマッピングが、さま
ざまな割合で使用可能である。また、相異なる数のポイ
ントをもつ信号配置もまた、連続する信号ポイント間隔
で使用可能である。すべてのこれらの可能性は、効率的
な多次元Ｃ−Ｒマッピングの設計に大きな柔軟性を与え
る。
ある。例えば、本発明はここではディジタルＴＶ伝送シ
ステムに関して例示された。しかし、本発明は他の型の
ディジタル伝送システムにも同様に適用可能である。さ
らに、ここでは特定の配置が示されたが、任意の所望さ
れる次元の多くの他の配置が使用可能である。例えば、
多次元（例えば４次元）マッピングを与えるために使用
されるさまざまな構成２次元Ｃ−Ｒマッピングが、さま
ざまな割合で使用可能である。また、相異なる数のポイ
ントをもつ信号配置もまた、連続する信号ポイント間隔
で使用可能である。すべてのこれらの可能性は、効率的
な多次元Ｃ−Ｒマッピングの設計に大きな柔軟性を与え
る。
【００５４】さらに、４次元は、水平および垂直極性を
同時に使用する可能性のため、ＨＤＴＶアプリケーショ
ンで自然に利用可能である。理論的には、これによって
２個の独立なＱＡＭ信号の同時伝送が可能となる。従っ
て、このアプリケーションでは、多次元Ｃ−Ｒマッピン
グを時間（相異なる信号ポイント期間にわたって）にお
いても空間（極性間）においても実現する機会がある。
同時に使用する可能性のため、ＨＤＴＶアプリケーショ
ンで自然に利用可能である。理論的には、これによって
２個の独立なＱＡＭ信号の同時伝送が可能となる。従っ
て、このアプリケーションでは、多次元Ｃ−Ｒマッピン
グを時間（相異なる信号ポイント期間にわたって）にお
いても空間（極性間）においても実現する機会がある。
【００５５】さらに、本実施例では特定の型のソース符
号化法が使用されたが、テレビ信号のディジタル表現（
すなわち、他の型のソース符号化法）のさまざまな他の
方法が、伝送されるビットのいくつかにより高い保護を
与えるために使用可能である。このような方法は、例え
ば、トレリス／重畳符号、ＢＣＨ符号、リード＝ソロモ
ン符号またはそれらの組合せの使用を含む。
号化法が使用されたが、テレビ信号のディジタル表現（
すなわち、他の型のソース符号化法）のさまざまな他の
方法が、伝送されるビットのいくつかにより高い保護を
与えるために使用可能である。このような方法は、例え
ば、トレリス／重畳符号、ＢＣＨ符号、リード＝ソロモ
ン符号またはそれらの組合せの使用を含む。
【００５６】残念ながら、あるチャネル・マッピング方
式は伝送信号のバンド幅を拡大し、または、潜在的な同
期の問題点を有し、効率的とは見積もられないことがあ
る。これらの方法はビット・ストリームに作用するので
、どんな場合でも、これらの問題点が解決可能であれば
、本発明は常にこれらの任意の方法と組み合わせること
ができる。また、ソース符号化法は他の型の処理（例え
ば、さまざまな形式のテレビ信号圧縮法のうちのいずれ
か）を含むことも可能である。
式は伝送信号のバンド幅を拡大し、または、潜在的な同
期の問題点を有し、効率的とは見積もられないことがあ
る。これらの方法はビット・ストリームに作用するので
、どんな場合でも、これらの問題点が解決可能であれば
、本発明は常にこれらの任意の方法と組み合わせること
ができる。また、ソース符号化法は他の型の処理（例え
ば、さまざまな形式のテレビ信号圧縮法のうちのいずれ
か）を含むことも可能である。
【００５７】また、本発明はここでは、離散的機能構成
ブロック（例えば、ソース符号器、スクランブラなど）
で実現されたが、それらの構成ブロックのいくつかの機
能は、いくつかの適当なプログラムされたプロセッサ、
ディジタル信号処理（ＤＳＰ）チップなどを使用して実
行されることが可能である。
ブロック（例えば、ソース符号器、スクランブラなど）
で実現されたが、それらの構成ブロックのいくつかの機
能は、いくつかの適当なプログラムされたプロセッサ、
ディジタル信号処理（ＤＳＰ）チップなどを使用して実
行されることが可能である。
【００５８】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、テ
レビ受信機の地点での受信品質の小さい劣化が実現され
る。その理由は、受信機のビット誤り率が放送送信機か
らの距離が増大するとともに増大すると、非重要テレビ
信号情報を表現するビットが最初に影響を受けるためで
ある。
レビ受信機の地点での受信品質の小さい劣化が実現され
る。その理由は、受信機のビット誤り率が放送送信機か
らの距離が増大するとともに増大すると、非重要テレビ
信号情報を表現するビットが最初に影響を受けるためで
ある。
【図１】例えばＨＤＴＶに対する４次元チャネル・マッ
ピング方式において、本発明の原理を実現する送信機の
ブロック図である。
ピング方式において、本発明の原理を実現する送信機の
ブロック図である。
【図２】ＨＤＴＶに対する２次元チャネル・マッピング
方式において、本発明の原理を実現するもう１つの送信
機のブロック図であり、この方式はトレリス符号化法を
包含する。
方式において、本発明の原理を実現するもう１つの送信
機のブロック図であり、この方式はトレリス符号化法を
包含する。
【図３】図１の送信機によって伝送された伝送信号に対
する受信機のブロック図である。
する受信機のブロック図である。
【図４】本発明の原理を説明する際に有用な信号配置マ
ップである。
ップである。
【図５】本発明の原理を説明する際に有用な信号配置マ
ップである。
ップである。
【図６】本発明の原理を説明する際に有用な信号配置マ
ップである。
ップである。
【図７】本発明の原理を説明する際に有用な信号配置マ
ップである。
ップである。
【図８】本発明の原理を説明する際に有用な信号配置マ
ップである。
ップである。
【図９】本発明の原理を説明する際に有用な信号配置マ
ップである。
ップである。
【図１０】本発明の原理を説明する際に有用な信号配置
マップである。
マップである。
【図１１】本発明の原理を説明する際に有用な信号配置
マップである。
マップである。
１０１ テレビ信号ソース
１０４ ソース符号器
１１１ 第１スクランブラ
１１２ 第２スクランブラ
１１３ 第３スクランブラ
１２１ ４次元マッパ
１４１ 通過バンド形成器
１５１ テレビ変調器
１５２ アンテナ
２０１ テレビ信号ソース
２０４ ソース符号器
２１１ 第１スクランブラ
２１２ 第２スクランブラ
２１５ 直交位相トレリス符号器
２１６ 同相トレリス符号器
２２１ 直交位相１次元マッパ
２２２ 同相１次元マッパ
２４１ 直交位相通過バンド形成器
２４２ 同相通過バンド形成器
２４３ 加算器
２５１ テレビ変調器
２５２ アンテナ
３０１ アンテナ
３１１ テレビ・フロントエンド処理装置３１２
Ａ／Ｄ変換器 ３２１ 通過バンド・チャネル等化器３３１ 検波
器 ３４１ デスクランブラ ３４２ デスクランブラ ３４３ デスクランブラ ３５３ 画像信号生成器 ３６０ ＣＲＴディスプレイ
Ａ／Ｄ変換器 ３２１ 通過バンド・チャネル等化器３３１ 検波
器 ３４１ デスクランブラ ３４２ デスクランブラ ３４３ デスクランブラ ３５３ 画像信号生成器 ３６０ ＣＲＴディスプレイ
Claims (24)
- 【請求項１】 情報を通信する方法において、前記情
報を表現するディジタル信号を生成するステップ（この
ディジタル信号はデータ要素の少なくとも第１および第
２データ・ストリームからなる）と、前記ディジタル信
号をチャネル・マッピングするステップと、前記マッピ
ングされた信号を通信チャネル上に伝送するステップと
からなり、前記マッピング・ステップは、前記第１デー
タ・ストリームのデータ要素に対するチャネル誘導性誤
りの確率が、前記第２データ・ストリームのデータ要素
に対するチャネル誘導性誤りの確率よりも小さいことを
特徴とする符号化方法。 - 【請求項２】 前記情報がテレビ信号情報であること
を特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記マッピング・ステップが、前記デ
ィジタル信号をトレリス符号化するステップを含むこと
を特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項４】 前記生成ステップが、前記情報を受信
するステップと、所定のソース符号を使用して前記情報
をソース符号化するステップを含むことを特徴とする請
求項１の方法。 - 【請求項５】 前記マッピング・ステップが、前記デ
ータ要素を表現する信号ポイントの所定の配置から信号
ポイントのシーケンスを選択するステップからなり、前
記配置は、前記第１データ・ストリームのデータ要素の
相異なる値を表現する信号ポイント間の最小距離が、前
記第２データ・ストリームのデータ要素の相異なる値を
表現する信号ポイント間の最小距離よりも大きいことを
特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項６】 前記配置がＮ次元配置（ただしＮ≧２
）であることを特徴とする請求項５の方法。 - 【請求項７】 前記生成ステップが、前記情報を受信
するステップと、所定のソース符号を使用して前記情報
をソース符号化するステップを含むことを特徴とする請
求項５の方法。 - 【請求項８】 前記生成ステップが、少なくとも１つ
の第１の所定の処理アルゴリズムを使用して前記ソース
符号化された情報を処理するステップを含み、前記処理
ステップは、前記第２データ・ストリームのデータ要素
に対して実行される処理とは独立に前記第１データ・ス
トリームのデータ要素に対して実行されることを特徴と
する請求項７の方法。 - 【請求項９】 所定の信号ポイント配置からの信号ポ
イントが、それぞれ付随するデータ・ワードを表現し、
送信機から通信チャネルを通って受信機へ通信されるよ
うな型のディジタル伝送システムで使用される装置にお
いて、前記データ・ワードは独立なデータ要素からなり
、前記配置は信号ポイントのグループに分割され、前記
グループはそれぞれ信号ポイントのサブグループに分割
され、前記各データ・ワードのデータ要素のうちの少な
くとも１つに応じて、前記グループのいずれが前記デー
タ・ワードに付随する信号ポイントであるかを識別し、
そのワードのデータ要素のうちの他の少なくとも１つに
応じて、前記の特定のグループ内のいずれのサブグルー
プが前記データ・ワードに付随する信号ポイントを含む
かを識別する手段と、識別されたサブグループからの信
号ポイントを表現する信号を生成し、その信号を前記通
信チャネルに送る手段からなり、前記グループおよびサ
ブグループは、伝送された信号ポイントがどのグループ
からのものであるかを前記受信機が誤って決定する確率
が、それがどのサブグループからのものであるかを前記
受信機が誤って決定する確率よりも小さいように配置さ
れることを特徴とする符号化装置。 - 【請求項１０】 前記特定のグループを識別するデー
タ要素が、前記特定のサブグループを識別するデータ要
素よりも重要な情報を表現することを特徴とする請求項
９の装置。 - 【請求項１１】 前記情報がテレビ信号情報であるこ
とを特徴とする請求項９の装置。 - 【請求項１２】 前記データ・ワードがトレリス符号
化データ・ワードであることを特徴とする請求項９の装
置。 - 【請求項１３】 前記配置がＮ次元配置（ただしＮ≧
２）であることを特徴とする請求項９の装置。 - 【請求項１４】 送信機によって受信機に伝送された
インテリジェンスを受信する受信機において使用される
装置において、前記送信機が、ａ）前記インテリジェン
スを表現するディジタル信号を生成し（前記ディジタル
信号はデータ要素の少なくとも第１および第２データ・
ストリームからなる）、 ｂ）所定の信号配置を使用して前記ディジタル信号をチ
ャネル・マッピングし、 ｃ）前記マッピングされた信号を、通信チャネルを通し
て前記受信機へ伝送する装置からなり、前記マッピング
は、前記第１データ・ストリームのデータ要素に対する
チャネル誘導性誤りの確率が、前記第２データ・ストリ
ームのデータ要素に対するチャネル誘導性誤りの確率よ
りも小さいようなものであり、前記伝送信号を受信する
手段と、前記信号配置に関する情報を格納し、前記格納
情報に応じて前記受信信号から前記インテリジェンスを
回復する手段とからなることを特徴とする符号化装置。 - 【請求項１５】 前記インテリジェンスがテレビ信号
情報であることを特徴とする請求項１４の装置。 - 【請求項１６】 前記マッピングが前記ディジタル信
号をトレリス符号化することを含み、前記回復手段が最
尤復号器からなることを特徴とする請求項１５の装置。 - 【請求項１７】 前記マッピングが、前記データ要素
を表現するための信号ポイントの所定の配置から信号ポ
イントのシーケンスを選択することを含み、前記格納情
報が前記配置の信号ポイントの位置を示すことを特徴と
する請求項１４の装置。 - 【請求項１８】 前記配置がＮ次元配置（ただしＮ≧
２）であることを特徴とする請求項１７の装置。 - 【請求項１９】 前記マッピングが、データ要素を表
現する信号ポイントの所定の配置から信号ポイントのシ
ーケンスを選択することを含み、前記配置は、前記第１
データ・ストリームのデータ要素の相異なる値を表現す
る信号ポイント間の最小距離が前記第２データ・ストリ
ームの相異なる値を表現する信号ポイント間の最小距離
よりも大きく、前記格納情報が前記配置の信号ポイント
の位置を示すことを特徴とする請求項１４の装置。 - 【請求項２０】 ディジタル伝送システムの受信機で
使用される方法において、前記システムは、所定の信号
ポイント配置から選択された信号ポイントがそれぞれ付
随するデータ・ワードを表現し送信機から通信チャネル
を通って受信機へ通信されるような型のものであり、前
記データ・ワードは独立なデータ要素からなり、前記配
置は信号ポイントのグループに分割され、前記グループ
はそれぞれ信号ポイントのサブグループに分割され、前
記信号ポイントが、 ａ）前記各データ・ワードのデータ要素のうちの少なく
とも１つに応じて、前記グループのいずれが前記データ
・ワードに付随する信号ポイントであるかを識別し、そ
のワードのデータ要素のうちの他の少なくとも１つに応
じて、前記の特定のグループ内のいずれのサブグループ
が前記データ・ワードに付随する信号ポイントを含むか
を識別するステップと、 ｂ）識別されたサブグループからの信号ポイントを表現
する信号を生成し、その信号を前記通信チャネルに送る
ステップからなり、前記グループおよびサブグループは
、伝送された信号ポイントがどのグループからのもので
あるかを前記受信機が誤って決定する確率が、それがど
のサブグループからのものであるかを前記受信機が誤っ
て決定する確率よりも小さいように配置され、前記方法
が、伝送された信号ポイントを受信するステップと、受
信された信号ポイントからそれによって表現されるデー
タ・ワードを回復するステップからなり、前記回復ステ
ップは、前記受信機内に格納された、前記配置およびそ
れが前記グループおよびサブグループに分割されている
方法に関する情報に応じて実行されることを特徴とする
符号化方法。 - 【請求項２１】 前記特定のグループを識別するため
に使用されるデータ要素が、前記特定のサブグループを
識別するデータ要素よりも重要なインテリジェンスを表
現する事を特徴とする請求項２０の方法。 - 【請求項２２】 前記情報がテレビ信号情報であるこ
とを特徴とする請求項２０の方法。 - 【請求項２３】 前記データ・ワードがトレリス符号
化データ・ワードであることを特徴とする請求項２０の
方法。 - 【請求項２４】 前記配置がＮ次元配置（ただしＮ≧
２）であることを特徴とする請求項２０の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/611,225 US5164963A (en) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | Coding for digital transmission |
| US611225 | 1996-03-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04313983A true JPH04313983A (ja) | 1992-11-05 |
| JP2665092B2 JP2665092B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=24448144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3302629A Expired - Lifetime JP2665092B2 (ja) | 1990-11-07 | 1991-10-23 | 情報通信方法および情報通信装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5164963A (ja) |
| EP (1) | EP0485105B1 (ja) |
| JP (1) | JP2665092B2 (ja) |
| KR (1) | KR950011198B1 (ja) |
| DE (1) | DE69123948T2 (ja) |
| HK (1) | HK42697A (ja) |
| SG (1) | SG43761A1 (ja) |
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