JPH0810880B2 - 多次元回旋コード化通信システム - Google Patents

多次元回旋コード化通信システム

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JPH0810880B2
JPH0810880B2 JP61067009A JP6700986A JPH0810880B2 JP H0810880 B2 JPH0810880 B2 JP H0810880B2 JP 61067009 A JP61067009 A JP 61067009A JP 6700986 A JP6700986 A JP 6700986A JP H0810880 B2 JPH0810880 B2 JP H0810880B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、複数の信号スロットにおいてチヤンネルを
通して対応のシーケンスの信号を送ることにより情報ビ
ツトの流れを伝送することに関する。
典型的ないわゆるコード化されない通信システムにお
いて、信号スロットに現われるQ個の情報ビツトは、2Q
の信号ポイントを有する二次元(2D)配列から信号ポイ
ントを選択するのに用いられる。与えられた信号スロツ
トにおいて送られる信号ポイントの選択は、他の信号ス
トツトにおいて送られる信号ポイントの選択とは無関係
である。受信機は、雑音で変化させられた受信信号に最
も近い2D信号ポイントを見つけるだけでどの信号ポイン
トが送られたかを判断する。雑音に対する斯かるシステ
ムの免疫性は、2D配列における任意の2つの信号ポイン
ト間の最小距離に依存する。
斯かるシステムの雑音免疫性を改良するための種々の
技術が開発されてきている。
例えば、米国特許第4,077,021号及びウンゲルベツク
の「多重レベル/位相信号を用いるチヤンネルコード
化」(IEEEトランザクシヨンズ・オン・インフオメーシ
ヨン・セオリ,IT−28巻,55−67ページ,1982年1月)に
開示されている型式のいわゆる回旋コード化システムで
は、2D配列は、2Q+1信号ポイントを含むために寸法にお
いて2倍になつている。送信機における回旋コーダは、
信号スロツトに現われるQ個の情報ビツトに冗長ビツト
を加え、その結果生じるQ+1ビツトは、送られるべき
信号ポイントを選択するのに用いられる。2D配列におけ
るこの2Q+1信号ポイントは、あるサブセツトにおける任
意の2つの信号ポイント間の最小距離が配列における任
意の2つの信号ポイント間の最小距離より大きいという
特性を有している等寸法のサブセツトに分割される。
回旋コーダは、送られるべき信号ポイントが、特定の
許容されたシーケンスのサブセツトからのみそれぞれ導
かれるように構成されている。受信機は、送られた信号
ポイントのシーケンスを、雑音で変化させられた受信信
号のシーケンスに最も近い(全体において)2Dサブセツ
トの許容されたシーケンスからの信号ポイントとして判
断する。雑音に対する斯かる回旋コード化システムの免
疫性は、2Dポイントの任意の2つの許容されたシーケン
ス間の最小距離に依存する。最小距離はコード化されな
いシステムの最小距離よりも大きいため、コード化利得
が生じる。このシステムの1つの代償は、2D配列の寸法
が2倍であり、これによつてコード化利得のいくらかを
相殺してしまうことである。
サジカ及びウンゲルベツクの技術の場合、復号化は本
明細書に引用されているフオーニーの「ビテルビアルゴ
リズム」(Proc.IEEE,第61巻,268−278ページ,1973年3
月)に記載されているビテルビアルゴリズムによつて行
なわれる。
ウエイの「拡張された信号スペースを有する回転不変
回旋チヤンネルコード化−第1部:180°及び第2部:非
直線コード)(通信における選択された領域に関するIE
EEジヤーナルSAC−2巻,659−686ページ,1984年9月)
は、迅速な搬送波位相変化に対する免疫性のための差動
コード化が可能なサジカ及びウンゲルベツク型の回旋コ
ード化システムについて述べている。
いわゆるブロツクコード化システム(例えば、米国特
許出願S.N.485,069号に開示されているシステム)にお
いて、2つ以上の信号スロツトのブロツクに現われる情
報ビツトは、伝送のための多次元配列から多次元信号ポ
イントを選択するのに用いられる。多次元配列は、多数
の構成2D配列の連結として考えることができる。尚この
数は、ブロツク中の信号スロツトの数である。多次元信
号ポイントは、1つが各構成2D配列からきている構成2D
信号ポイントの連結である。(この場合、構成信号ポイ
ントを連結するということは、それぞれの構成信号ポイ
ントの座標を多次元信号ポイントの座標として組み立て
ることを意味し、構成配列を連結することは、構成配列
のそれぞれの信号ポイントを連結することを意味す
る。)あるブロツクに対して選択された多次元信号ポイ
ントの構成2D信号ポイント間には特定の依存性が存在す
る。これらの依存性からはコード化利得が生じる。しか
しながら、任意の2つのブロツクの信号スロツトに対し
て選択された2つの多次元信号ポイント間には依存性は
何も存在しない。
依存性が異なつたブロツクに対して選択された多次元
信号ポイント間に存在する多次元回旋コード化システム
もまた提案されている。
1つの斯かるシステムは、米国特許出願S.N.577,044
号に提案されている。
この特許出願は、信号スロツト毎に7つの情報ビツト
を送るのに240信号ポイント矩形構成2D配列を用いる四
次元(4D)回旋コード化システムを示している。この2D
配列は、4つのサブセツトに分割されている。この特許
出願において、2つの信号スロツトの各ブロツクに現わ
れる14の情報ビツトは、(比3/48の状態回旋コーダによ
つて)4D配列における4D信号ポイントを選択するのに用
いられる15個の選択ビツトに拡大される。この4D配列
は、2つの240信号ポイント構成2D配列の連結であり且
つそれぞれが2Dサブセツトの2つの連結である16個の4D
サブセツトに分割される。(4Dサブセツトにおける全て
の4Dポイントがそれぞれこれら2つの2Dサブセツトから
の2つの2Dポイントの連結である場合、4Dサブセツトは
2つの2Dサブセツトの連結である)。信号ポイント選択
ビツトは、許容されたシーケンスのサブセツト選択ビツ
ト間のハミング距離が許容されたシーケンスの4D信号ポ
イント間の最小二乗距離を示すように4Dサブセツトに関
連される4つのサブセツト選択ビツトを含んでいる。上
記の特許出願は、180°のチヤンネル誘導位相回転に対
する透明性を達成するために回旋コーダに供給されるビ
ツトを差動的にコード化する。
別の4D回旋コード化システムが、フアング及びリーの
「厳しいISI及びCCIの影響に打ち勝つための四次元コー
ド化PSKシステム」(Globecom,1983,1032−1038ペー
ジ)に開示されている。フアング及びリーは、信号化ス
ロツト毎に9個の情報ビツトを送るために2Q+1の信号ポ
イント円形構成2D配列を用いている。この4D配列は、2
つの2Q+1信号ポイント円形構成2D配列の連結である。2
2Q+2可能4D信号ポイントの内22Q+1が伝送されるために
選択される。この選択は、任意の2つの選択された4D信
号ポイント間の最小距離が最大化するようになされる。
この22Q+1選択4D信号ポイントは、あるサブセツトにお
ける任意の2つの4D信号ポイント間の最小距離が任意の
2つの選択された4D信号ポイント間の最小距離よりも大
きくなるように等寸法のサブセツトに分割される。この
分割は、構成2D配列の分割に対する言及なしに4D配列に
直接なされる。8状態までの回旋コーダは、2つの信号
化スロツトの各ブロツクに現われる2Q情報ビツトを4D信
号ポイントを選択するための2Q+1選択ビツトに拡大す
るのに用いられる。
別の4D回旋コード化システムが、ウイルソン及びスリ
ーパの「四次元変調及びコード化:周波数再使用の代
替」(NASAレポート,UVA/528200/EE83/107,1983年9
月)に開示されている。これらの4D配列は、ブロツクコ
ード化システムに対して用いられる4D格子(即ち、信号
ポイントの規則正しい配列)からとられる。4D配列のサ
ブセツトへの分割は、構成2D配列の分割への言及なしに
直接行なわれる。4状態未満を有する回旋コードの設計
に関する予備的調査は2までのQに対してなされる。
発明の要約 本発明の1つの一般的な特徴は、各多次元サブセツト
が、上気多次元配列の構成配列の構成サブセツトに基づ
くように、しかし斯かる構成サブセツトの連結以外であ
るように多次元配列の多次元サブセツトへの分割を定義
する伝送装置である。
好ましい実施例は、以下の特徴を含んでいる。多次元
信号ポイントが導かれる多次元サブセツトは、回旋コー
ダからの回旋コード化ビツトに基づいて選択される。多
次元配列のサブセツトへの分割は、構成サブセツト内の
最小距離に基づいており、各構成配列の構成サブセツト
のサブフアミリ及びフアミリ並びに多次元サブセツト
は、これもこれらの距離に基づいて多次元フアミリを形
成するためにまとめられる。各多次元サブセツトは、そ
れぞれが構成サブセツトの連結である多次元型からなつ
ている。与えられた構成配列に属し且つ与えられた多次
元サブセツトの多次元に関連する構成サブセツトは、異
なつており且つその構成配列の1つの構成フアミリ(又
は1つのサブフアミリ)に属する。
本発明の別の一般的な特徴は、多次元配列の分割を定
義し、且つ、上記多次元配列の構成配列が位相回転の曖
味さを有する時の任意の量のチヤンネル誘導位相回転の
影響を避けるように復号されることに対して多次元信号
ポイントが敏感であるよう信号ポイント選択ビツトと多
次元信号ポイントの座標とを対応させる伝送装置であ
る。
幾つかの好ましい実施例では、各構成サブセツトは、
これらの構成配列位相の曖味さの1つに相当する位相回
転量の下で別の構成サブセツトに変換され、多次元配列
は、各多次元サブセツトがこの位相回転量の下では回転
的に不変であるようにするために多次元型をグルーピン
グすることにより、多次元サブセツトに分割される。
幾つかの好ましい実施例は、次の特徴を含んでいる。
分割は、位相の曖味さの任意の量の位相回転の下では各
多次元サブセツトが不変であるように定義される。この
伝送装置は、その出力ビツトが多次元信号ポイントが導
かれる多次元サブセツトを選択するのに用いられる回旋
コーダ及び位相回転の曖味さを取り除くために少なくと
も1つの非回旋コード化情報を差動的にコード化する差
動エンコーダを含んでいる。特に、この差動エンコーダ
は、非回旋コード化情報ビツトのみを差動的にコード化
するのに構成することができる。
他の好ましい実施例は、次の特徴を含んでいる。多次
元サブセツトは、構成配列の位相回転の曖味さの幾つか
であつて全部ではない位相回転の下では回転的に不変で
あり、構成配列の位相回転の曖味さを別の位相回転の下
では他の多次元サブセツトに変換され、回旋コーダは、
後者の位相回転の曖味さを取り除くような方法でもつて
多次元サブセツトに関連される状態遷移を有している。
これは、第1多次元サブセツトが割り当てられる遷移の
1対1機能に基づいて決定される状態遷移に対する後者
の曖味さによる第1多次元サブセツトの回転から生じる
多次元サブセツトを割り当てることにより達成される。
回旋コーダは、少なくとも2つの差動コード化情報ビツ
トを含む回旋コード化ビツトを発生する。前者の位相回
転の曖味さを取り除くために少なくとも1つの非回旋コ
ード化情報ビツトもまた差動的にコード化される。
本発明の別の一般的な特徴によると、各多次元サブセ
ツトは、それぞれが構成2Dサブセツトの連結である少な
くとも2つの多次元サブタイプを含んでおり、多次元信
号ポイントが引かれるサブタイプは、回旋コード化ビツ
ト及び少なくとも1つの非回旋コード化サブタイプ選択
情報ビツトに基づいて選択される。
好ましい実施例は次の特徴を含んでいる。送信機は、
サブタイプ選択ビツトと回旋コード化ビツトの各ビツト
値組合せを、それぞれが多次元サブタイプに対応する構
成2Dサブセツトを規定するのに用いられる構成2Dサブセ
ツト選択ビツトのグループに変換するビツトコンバータ
を含んでいる。このサブタイプにおける多次元信号ポイ
ントは、残りの情報ビツトに基づいて選択される。少な
くとも1つのサブタイプ選択ビツトは、構成配列の位相
の曖味さを避けるために差動的にコード化される。各構
成2Dサブセツトは、第1及び第2グループに分割され、
1つの構成信号ポイントが導かれるグループは、別の構
成信号ポイントが導かれるグループに依存する。送信機
は、少なくとも1つの残りの情報ビツトから、構成グル
ープをそれぞれ規定するのに用いられるグループ選択ビ
ツトのセツトを生成するブロツクエンコーダを含んでい
る。他の残りの情報ビツトは、それぞれが構成グループ
の1つから構成信号ポイントを選択するのに用いられる
セツトに組織される。各構成2Dサブセツトの第1及び第
2グループはそれぞれ、構成2D配列の位相回転の曖味さ
に対応する回転の際に別の構成2Dサブセツトの第1及び
第2グループに変換する。グループ選択ビツトの各組の
同じビツトパターンは、これらの位相回転の際に互いか
ら得られる構成グループと関連する。構成信号ポイント
選択ビツトの各セツトの同じビツトパターンは、これも
またこれらの位相回転の際に互いから得られる構成信号
ポイントに関連する。
本発明の別の一般的な特徴は、送られた多次元信号ポ
イントの最もあり得るシーケンスを判断するための技術
であり、この技術では、各受け取つた構成信号(次元は
多次元配列の次元より少ない)と対応の構成サブセツト
における最も近い構成信号ポイントとの距離が決定さ
れ、各受け取つた多次元信号と各多次元サブセツトにお
ける最も近い多次元信号ポイントとの距離が多次元サブ
セツトに対応する構成サブセツトに対する距離の組合せ
に基づいて決定され、最もあり得るシーケンスが、各受
け取つた多次元信号と各多次元サブセツトにおける最も
近い多次元信号との距離に基づいて決定される。
好ましい実施例は次の特徴を含んでいる。受け取つた
多次元信号と各多次元サブセツトにおける最も近い多次
元信号ポイントとの距離は多次元サブセツト内の各多次
元型の構成サブセツトに対する合成距離に基づいて決定
され、多次元型は、その次元が多次元配列の次元より少
ない構成サブセツトの連結である。各受け取つた二次元
信号と対応する二次元サブセツトにおける最も近い二次
元信号ポイントとの距離が決定され、各受け取つた構成
信号と対応する構成サブセツトにおける最も近い構成信
号ポイントとの距離は、構成サブセツトに対応する二次
元サブセツトに対する距離の組合せに基づいている。
本発明の別の一般的な特徴によると、多次元サブセツ
トは、それぞれ、多次元格子及びこの格子の変換を含ん
でいる。
好ましい実施例の場合、この格子は、ブロツクコード
化変調システムにおいて用いられる型式の多次元配列を
含んでいる。
本発明の別の一般的な特徴によると、構成2D配列は5
以上の構成サブセツトに分割される。
本発明の一般的な特徴の他の好ましい実施例は次の特
徴を含んでいる。各構成2D配列は2つのグループに分割
される。多次元配列は構成2D配列に属する信号ポイント
の連結である幾つかの多次元信号ポイントを排除する。
排除された多次元信号ポイントは構成信号ポイントが属
するグループに基づいている。各構成2D配列に対する構
成サブセツトの全ては、同じ数の構成信号ポイントは各
グループに有している。各グループは、構成配列の曖味
さに対応する位相回転の下では不変である。あるグルー
プは、これらの位相回転の下では回転的に不変であるサ
ブグループに分割される。各構成2D配列に対する構成サ
ブセツトの全ては、同じ数の構成信号ポイントを各サブ
グループに有している。N個の構成2D配列が存在し、各
構成2D配列におけるグループは、第2グループのN倍の
数の信号ポイントを有する第1グループを含んでいる。
第1グループはN個のサブグループに分割される。排除
された多次元信号ポイントは第2グループにおける2つ
以上の構成信号ポイントに対応する。この多次元配列
は、Nが2のべき数(例、2、4,又は8)の場合、2N個
の次元を有している。この構成配列は、Nが2のべき数
である時、2N次元配列を含んでいる。多次元サブセツト
の数は、2Nが多次元配列の次元の数である場合、4Nより
少ない。8個,16個,又は32個の多次元サブセツト(そ
れぞれN=2,4,8,)が存在する。多次元サブセツトの数
は、2Nが多次元配列の次元数の場合、8Nより小さい。32
個の多次元サブセツト(N=2)が存在する。多次元配
列内の最小距離は各多次元サブセツト内の最小距離より
小さい。構成配列は全て二次元配列である。構成配列は
全て四次元配列である。各構成配列内の最小距離は各構
成サブセット内の最小距離より小さい。位相の曖味さの
量は90°,180°及び270°を含んでいる。8個の構成2D
サブセツトが存在する多次元配列は4又は8の次元を有
しており、回旋コーダはそれぞれ16状態又は64状態を有
している。各フアミリ内の最小距離が多次元配列内の最
小距離より大きくなるように多次元サブセツトを含む多
次元フアミリが存在しこれらの情報ビツトはこれらのフ
アミリに基づいてコード化される。これらの多次元フア
ミリは、各サブフアミリ内の最小距離が各フアミリ内の
最小距離より大きくなるように多次元サブフアミリを含
んでいる。Q個の情報ビツトが各信号スロツトに現われ
る。尚Qは整数(例えば7)又は非整数(例えば6
,5,又は4)である。これらのグループ
は、それぞれ異なつた平均電力を要する内部及び外部グ
ループを含んでいる。これらの信号スロツトは連続的な
信号インタバルに対応する。90°の位相回転に対して免
疫性がある回旋コーダは直線性回旋コーダである。構成
2D配列は矩形格子の諸部分である。この回旋コーダは1
冗長ビツトを加算する。
本発明は、エラー事象と最小距離との多重性が比較的
小さい許容されたシーケンスの信号ポイントと許容でき
るピーク対平均電力比率を有する信号配列の位相回転に
対する透明度との最小距離における比較的良好なコード
化利得を達成する。この構成2D配列は比較的小さく、こ
れはより簡単な受信機の設計及び良好な性能を意味す
る。多次元信号マツピングは、ビツトコンバータ及びブ
ロツクエンコーダによつて、送信機及び受信機における
非常に短いマツピング表の反復使用を可能にする多重二
次元マツピングに変換される。多次元型又はサブタイプ
を多次元サブセツトにグルーピングすると、単純で且つ
強力なコードの設計が可能になり且つ各状態に導かれる
状態遷移の数を減少することによりデコーダの複雑性が
減少する。デコーダにおける格子ブランチメトリクスの
計算は構成サブセツトに対するブランチメトリクスを決
定し、これらを合成して多次元ブランチメトリクスを得
ることによつて段階的に進行し得る。特定の実施例で
は、回旋コードの設計は信号配列の位相回転を考慮する
必要がない。
信号スロツト毎に7つの状態ビツトを伝送する際、16
状態4Dシステムは、128ポイント2D交差配列を用いるコ
ード化されないシステムに対して4.66dB(最小距離にお
ける)のコード化利得を達成する。エラー事象と最小距
離(最も近い近隣の数)との多重性は12である。ピーク
対平均電力比率は2.16である。構成2D配列は192ポイン
トを有している。コードは90°,180°,及び270°の位
相の曖味さに対して透明となつている。比較すると、最
もよく知られた8状態2Dコードの場合、コード化利得は
最小距離において4.01dBであり、エラー事象と最小距離
との多重性は16であり、ピーク対平均電力比率は1.93で
あり、2D配列は256ポイントを有している。理論的に言
うと、大きなコード化利得とエラー事象と4Dコードの最
小距離との小さな多重性の両方は、2Dコードに対するよ
り良好な性能を意味する。更に、4Dコードの更に大きな
コード化利得は、ピーク対平均電力比率を許容できない
程大きな値に増加するような代償をもつてしても得られ
ない。伝送媒体が伝送された信号の非直線性を歪ませる
可能性があるため、この比率を小さく保つことが重要で
あり、2Dコードの場合よりも小さな4Dコードに対する2D
配列は、受け取つた信号が信号依存ノイズを含む時はよ
り簡単な受信機の設計とより良好な性能を意味する。4D
コードは、公知の8状態2Dコードより複雑性が小さい。
64状態8Dコードは、最小距離における5.41dBのコード
化されない場合に対するコード化利得を達成する。エラ
ー事象と最小距離との多重性は60である。ピーク対平均
電力比率は2.14である。コードは90°,180°,270°位相
の曖味さに対して透明である。構成2D配列は160ポイン
トを有している。比較すると、最もよく知られた32状態
2Dコードのコード化利得は最小距離において4.80dBであ
る。エラー事象と最小距離との多重性は16である。ピー
ク対平均電力比率は1.93である。2D配列は256ポイント
を有している。理論的に言うと、8Dコードはエラー事象
と最小距離とのより大きな多重性を有しているが、この
より大きな多重性の影響は、8Dコードの最小距離におけ
るより大きなコード化利得によつて補償されるより大き
くなつている。4Dコードの場合と同じようにして、8Dコ
ードのより大きなコード化利得は、ピーク対平均電力比
率を許容できない程大きな値に増加しても得られない。
8Dコードは4Dコードの場合よりも更に小さい2D配列を有
しており、これは4D及び2Dコードに対する8Dコードの更
なる改善を意味している。8Dコードの90度位相の瞹眛さ
に対する透明性は迅速な搬送波位相変化に対する免疫性
を与える。64状態8Dコードは32状態2Dコードよりも複雑
性が少なく、8D状態2Dコードの複雑性の半分である。
64状態4Dコードはコード化されない場合に対する最小
距離における5.63dBコード化利得を達成する。エラー事
象と最小距離との多重性は72であり、このコードは全て
の90°位相の瞹眛さに対して透明である。
構成及び動作 第1図について説明する。送信機10において、スクラ
ンブラ12は、チヤンネル14を通して送られるべき直列ビ
ツト流の情報を受ける。スクランブルされた情報ビツト
は次に、信号インタバル当りQビツトの割合で(例えば
Q=信号インタバル当り7ビツト)エンコーダ及びグル
ーピングデバイス18に送られる。斯くして、与えられた
信号インタバル(例えば、N番目の信号インタバル)に
対してエンコーダ及びグルーピングデバイス18の入力に
現われるビツトは、I1nからIQnとして表わすことができ
る。連続的な信号インタバルのある数N(例えばN=
2)のブロツクに対して現われる情報ビツト、即ち、m
=n,n+1,…n+N−1の場合の情報ビツトI1nからIQm
に基づいて、エンコーダ及びグルーピングデバイス18
は、モジユレータ22N対の同位相及び直角位相座標を直
列に各信号インタバルにおいて一対づつ送る。尚各対は
二次元(2D)信号配列におけるある点に対応する。これ
らの対の座標は次に搬送波を変調するためにモジユレー
タ20において用いられる。変調された搬送波は次にパル
ス波形整形・濾波され、次に、従来の直角位相振幅変調
(QAM)搬送波システムにおいて行なわれるように、デ
ジタルアナログ変換されチヤンネル14を通して伝送され
るアナログ信号に変換される。
第2図について説明する。エンコーダ及びグルーピン
グデバイス18は直列−並列ビツトコンバータ29を含んで
おり、このコンバータ29は、スクランブルされた入力直
列ビツト流をNQスクランブル情報ビツトのブロツクに集
め、NQビツトの各ブロツクを差動エンコーダ30に並列に
送る。次に、差動コード化情報ビツトは回旋エンコーダ
32に送られ、このエンコーダ32は、この回旋エンコーダ
によつて表わされる有限状態デバイスの現在の状態を示
す1つの冗長ビツトを加える。この回旋コード化ビツト
は次にビツトコンバータ及びブロツクエンコーダ34に送
られる。このブロツクエンコーダは入力ビツトの幾つか
をコード化し、N−1個の付加的なビツトを加える。ビ
ツトコンバータは1組のビツトる以下に説明する方法に
より等しい数のビツトに変換する。
ビツトコンバータ及びブロツクエンコーダ34の出力ビ
ツトは1組のNRポイント選択ビツトであり、この場合、
RはQ+1に等しい整数である(回旋エンコーダ及びブ
ロツクエンコーダによつてビツトが加えられたからであ
る)。ビツトグルーピングデバイス及び並列直列ビツト
グループコンバータ36は次に、NRコード化ビツトをm=
n,n+1,…,n+N−1であるZOmからZQmとして示される
Nグループに組織し、各信号インタバルにおける1つの
グループを2Dマツピング表38に送る。あるグループにお
けるビツトの各組合せの場合、表38は対応対の変調座標
を含んでおり、これらの座標はモジユレータ20(第1
図)に送られる。
回旋エンコーダによつて表わされる有限状態デバイス
の次の状態がその現在の状態及び現在の状態ビツトに依
存するため、回旋エンコーダ(及び従つて伝送された信
号)の出力ビツトは、送られている情報ビツトのシーケ
ンスに関する履歴情報を運ぶ。この履歴情報はチヤンネ
ル14の受信器端において利用される。
差動コード化によつて信号配列の位相瞹眛さが取除か
れる。
一度にNQビツトを回旋的にコード化すると、N個の信
号化インタバル毎に(N個ではなく)1つの冗長ビツト
のみが加えられ、従つて、付加的なコード化利得が達成
される。ブロツクエンコーダ及びビツトコンバータは、
N個の信号化インタバル毎に付加的なN−1ビツトを加
えるが、回旋コード化によつて達成された殆んど全ての
コード化利得を保持し、多次元信号配列マツピングをN
個の二次元信号配列マツピングに変換する。
第3図について説明する。受信機40において、受信さ
れた変調搬送波チヤンネル信号はアナログデジタルコン
バータ42、適応性イコライザ44及び適応性復調器46に送
られる。等化され且つ復調された座標対は復調器46から
デコーダ48に直列に送られる。デコーダ48は受信された
座標対に関する予備決定をイコライザ/復調器更新信号
計算器45にフイードバツクする。これらの予備決定は、
イコライザ及び復調器に対する更新信号を発生するため
に従来の方法でもつて計算器45において処理される。尚
このことは、1976年3月発行のベル・システム・テクニ
カル・ジヤーナル(317−334p)のフアルコナーによる
「二次元デジタル通信システムにおける合同適用性等化
及び搬送波回収」に開示されている。この予備決定は遅
延され得る。この場合、復調器出力は計算器45に送られ
る前に遅延エレメント47によつて相応に遅延される。デ
コーダ48はまた多数の信号インタバルの遅延の後に、既
に送られたスクランブルされた情報ビツトの最終決定を
デスクランブラ52に送る。デスクランブラ52の出力は元
の直列ビツト流である。
第4図について説明する。デコーダ48において、直列
座標対はビテルビアルゴリズムデバイス60に送られ、こ
のデバイス60は予備決定をイコライザ及び復号器にフイ
ードバツクし、ある遅延の後に、N個の最終座標対決定
をN個の信号インタバルのブロツク毎に並列に送る。コ
ンバータ62は各信号化インタバルにおける1つの座標対
をビツトマツピング表64に適用する。表64に適用された
N個の座標対の各ブロツクに対して、R個の決定ビツト
の対応するN個のグループは直列−並列グループコンバ
ータ65において共に集められ、ビツトデコンバータ及び
ブロツクデコーダ66に送られ、次に差動デコーダ68に送
られる。デコンバータ及びデコーダはトランスミツタに
おいて実行された変換及び復号の逆のことを実行する。
並列・直列ビツトコンバータ69は次に、元のスクランブ
ルされた情報ビツト流をデスクランブラ52に供給する。
一度に選択数N個の信号インタバル分の情報ビツトに
作用する選択された数の状態を有する回旋エンコーダを
用いると、異なつた所望の特性を有するコード化構造を
達成することができる。
送信機及び受信機は、マイクロプロセツサ及び米国特
許出願S.N.586,681号に開示された方法で相互接続され
ている2つの信号プロセツサをプログラミングすること
により実施される。
16状態四次元(4D)コード 例えば、16状態4Dコード(即ち、1度に2信号インタ
バル分の情報ビツトを処理するコード)を用いて信号イ
ンタバル毎に7ビツトを送るためには、送信機10は、2
つの連続的信号インタバルに現われる14個の情報ビツト
を取り、これらを192ポイントを有する2D配列から導か
れた2つの2D信号ポイントにコード化する。
第5図は、2D配列70が如何に構成され分割されるかを
示している。この2D配列は、信号化インタバル毎に7ビ
ツトを送るための非チヤンネルコード化システム(Q=
7)に一般的に用いられる同一の128ポイント交差配列7
2(図示の境界内に位置している)を含んでいる。この
境界内のこれらの128ポイント(ドツトで示す)は内部
グループポイントと呼ばれる。2D配列はまた64ポイント
の外部グループを含んでおり、これは内部グループにお
けるポイントの半分となつている。この外部グループポ
イントは、128ポイント交差配列の境界を越える領域へ
の内部グループ矩形グリツトの延長部に存在するポイン
トから選択される。これらの外部グループポイントはで
きるだけ原点に近く配列される。更に、2D配列が原点を
中心90°,180°,又は270°回転する場合、各外部グル
ープポイントは別の外部グループポイントの上に重な
る。そして同一の特性は内部グループポイントに対して
も真を保つ。(2D配列は全体に90°,180°,270°の位相
回転の瞹眛さによつて特徴付けられる。即ち、この配列
における2D信号ポイントのパターンがこれらの瞹眛さに
対応する量だけ回転する場合、2D信号ポイントの同じパ
ターンが得られる。) 192ポイント2D配列はA,B,C,及びDと示された4つの
等寸法サブセツトに分割される。第5図において、各ポ
イントが属するサブセツトは、対応する下部ケース文字
a,b,c,又はdによつて示される。これらのサブセツト
は、A∪B(AとBの合成)及びC∪Dと示される2つ
の2D群に集められる。全てのサブセツトは同じ数の内部
グループポイント及び外部グループポイントを有してい
る。各サブセツトにおける外部グループポイントの数と
内部グループポイントの数との比は斯くして、2D配列の
全体に対する比と同様である。同じサブセツトに属する
ポイントの間の最小二乗距離4d2 0は、同一の2Dフアミリ
内の異なつたサブセツトに属するポイントの間の最小二
乗距離2d2 0より大きく、この最小二乗距離2d2 0は、任意
の2つのポイントの間の最小二乗距離d2 0より大きい。
(斯かる距離の例が第5図のポイント74に関して示され
ている。) 第5図の配列の場合、サブセツトAの2Dポイントはビ
ツトパターンZ2n+iZ3n+iZ4n+i Z5 n+i Z6 n+i Z7 n+i(i=0
又は1)を表わす6ビツト値で表示されている。サブセ
ツトAにおけるあるポイントの同一のビツトパターン
が、90°の回転によつてサブセツトAにおいて与えられ
たポイントから得ることができる3個の2Dポイントの各
々に割り当てられる。
共に取られる2つの同等の斯かる2D配列は36864個
(=192×192)の4Dポイントを有する単一4D配列の構成
配列と考えることができる。尚各4Dポイントの4座標は
対応する対の2Dポイントの座標の2対と同様である。1
対は各2D配列から来ている。この36864個の4Dポイント
の32768(=215)のみが用いられ。即ち、その対応する
対の2Dポイントが両方共外部グループに属していないポ
イントである。この時点から、信号インタバル毎に7ビ
ツトを伝送するための16状態コードについて論じる上
で、この32768ポイント4D配列を4D配列と呼ぶことにす
る。4D配列に対する信号インタバル毎の平均エネルギ
は、28.0625d2 0と示すことができる。信号インタバル毎
のピークエネルギは、60.5d2 0であるため、ピーク対平
均電力比率は2.16であり、これは信号インタバル毎に6
ビツトを送るための非チヤンネルコード化システムに共
通に用いられる64ポイント矩形2D配列に対するピーク対
平均電力比率2.33よりも小さい。
ここで16(=4×4)この4D型を定義する。各型は1
対の2Dサブセツトの連結に対応し、(A,A),(A,B),
…,及び(D,D)と示される。各4D型は2048個のポイン
トを有しており、同一の型に属する2つの4Dポイント間
の最小二乗距離は4d2 0であり、これは同一の2Dサブセツ
トに属する2つの2Dポイント間の最小二乗距離に同じで
ある。(2つの4Dポイント間の二乗距離は単にこれらの
2つの4Dポイントが対応する2Dポイントの2つの対に対
しての二乗距離の和である。)ここでまた銘記すべきこ
とは、4D配列の様な各4D型は対応する対の2Dポイントが
両方ともその4D型に対応する2Dサブセツトの外部グルー
プに属していない場合の4Dポイントのみを含むというこ
とである。
第6図について説明する。4D型は、0,1,2,…,及び7
(第6図の行80,82を参照せよ)として示される8個の4
Dサブセツトを形成するように対になつている。この対
形成は4D型の半分の4Dサブセツトのみを生じるが、各4D
型内の2つの4Dポイントの間に存在するのと同じ最小二
乗距離(4d2 0)を各4Dサブセツト内の2つの4Dポイント
間に維持するように行なわれる。対形成の2つの利点
は、4Dサブセツトが少ないと、単純で且つ強力な回旋コ
ードの設計がより簡単に行なわれ、デコーダの複雑性が
小さくなるということである。
4Dサブセツトが形成される方法は次の通りである。
各4Dサブセツトにおける2つの4D型に関連する2つの
最初の2Dサブセツトは、最初の2D群A∪Bあるいは第2
の2D群C∪Dのどちらかにまたがり、4Dサブセツトに関
する2つの第22Dサブセツトも同様である。斯くして、
同一の2Dフアミリ内の異なつた2Dサブセツトに属する2
つの2Dポイント間の最小二乗距離は2d2 0であるため、同
一の4Dサブセツトに属する2つの4Dポイント間の最小二
乗距離は4d2 0である。この8個の4Dサブセツトはそれ自
身0∪1∪2∪3及び4∪5∪6∪7と示される2つの
4Dフアミリにグループ化される。
最初の4Dフアミリ0∪1∪2∪3における各4Dサブセ
ツトに関連する2つの最初のサブセツト及び2つの第2
の2Dサブセツトは同一の2D群A∪B又はC∪Dにまたが
り、第2の4Dフアミリの場合、各4Dサブセツトに関連す
る2つの最初のサブセツト及び2つの第2の2Dサブセツ
トは異なつた2Dフアミリにまたがる。同じ2Dフアミリ内
の異なつた2Dサブセツトに属する2つのポイント間の最
小二乗距離は2d2 0であり、異なつた2Dフアミリの異なつ
た2Dサブセツトに属する2つの2Dポイント間の最小二乗
距離はd2 0であるため、同じ4Dフアミリ内の異なつた4D
サブセツトに属する2つの4Dポイント間の最小二乗距離
は2d2 0であり、異なつた4Dフアミリの異なつた4Dサブセ
ツトに属する2つの4Dポイント間の最小二乗距離はd2 0
である。更に銘記すべきことは、4Dサブセツトが原点を
中心に90°時計方向に回転した場合、別の4Dサブセツト
が得られることである。4Dサブセツトが180°回転した
場合、同一の4Dサブセツトが得られる。
これら8個の4Dサブセツトを有する16状態90度回転不
変直線性回旋コードの設計は、第6図及び第7図に示さ
れている。(あるコードが信号配列の90度、180度及び2
70度の位相の瞹眛さの全てに対して透明である場合この
コードは90度回転不変として説明される。) 4Dポイントが導かれる4Dサブセツトを規定するのに必
要な3つのビツト(YOn,I1n,及びI2n)を発4するの
に、比2/3 16状態直線性回旋エンコーダ84が用いられ
る。第6図のYOn,I1n,I2n行におけるビツトパターンは
各サブセツトに対する10進数に相当する。(ここで銘記
すべきことは、回旋エンコーダ84が、特定のビツトを回
旋的にコード化する回旋エンコーダ32(第2図)の部分
であるように意図されることである。) 回旋エンコーダ84において、2Tとマークされた各ボツ
クス(第7図)は2つの信号化インタバルに対する任意
の入力値を保持する一時的記憶エレメントを表わしてい
る。即ち、このエレメントに保持される値は常にその出
力に現われる。「プラス」のマークを付けられた丸は、
排他的論理和エレメントである。この2Tエレメントの出
力はW1n,W2n,W3n,及びW4nのマークを付けられたビツト
であり、これらのビツトは共にエンコーダ84によつて表
わされる有限状態デバイスの現在の状態を構成してい
る。この2Tエレメントの入力はW1n+2,W2n+2,W3n+2,及
びW4n+2のマークを付けられたビツトであり、これらの
ビツトは共にエンコーダ84の次の状態を構成している。
この回旋エンコーダの状態遷移の特定のシーケンスの
みが第8図の格子図におけるブランチによつて表わされ
ることる許されている。
第8図の場合、16個の可能な現在の状態がドツト86の
行によつて表わされており、これらのドツト86はそれぞ
れ、対応するパターンの状態定義ビツトを(ドツトの左
に)マークされている。この16個の可能な次の状態は行
88によつて現わされる。現在の状態を次の状態に接続す
る格子ブランチ90は許容される状態遷移を現わしてい
る。格状態は4つの可能な遷移によつてのみ追従され、
4つの可能な遷移のみから生じ得る。各遷移は1つの4D
サブセツトを割り当てている。各現在状態からの遷移に
対する割当はその状態の左にある行92に現われている4D
サブセツト数によつて表わされる。例えば、現在状態00
00からの遷移はそれぞれ図示のように4Dサブセツト0213
を割り当てられている。この割当は次の3つの規則を満
足するものである。
(1)ある状態から導かれる遷移に割り当てられる4Dサ
ブセツトは全て同じ4D群からであり、ある状態から導か
れる遷移と関連する4Dサブセツトも同様である。
(2)2つの明確な格子径路に相当する4D点の2つの許
容されたシーケンス間の最小二乗距離は、4Dサブセツト
内の2つの4D間の最小二乗距離より大きい。例えば、こ
の規則は第7図,第8図に関して述べられる以下の方法
によつて満足する。即ち、(a)各現在状態W1nW2nW3nW
4wに対して、4つの可能な次の状態はW3nW4nX1X2であ
る。ここでX1X2=00,01,10,及び11である。(b)偶数
状態から導かれる全ての遷移(W4nを有する状態はゼロ
等しい)は最初の4D群0∪1∪2∪3からの4Dサブセツ
トを割り当てられる。(c)奇数状態から始まる全ての
遷移(W4nを有する状態は1に等しい)は第2の4D群4
∪5∪6∪7からの4Dサブセツトを割り当てられる。
(d)Yが現在状態W1nW2nW3nW4nから偶数(あるいは奇
数)の次の状態の遷移に割り当てられた4Dサブセツトで
ある場合、Yはまた、現在状態W1nW2n▲▼W4nか
ら奇数(あるいは偶数)の次の状態への遷移に割り当て
られた4Dサブセツトでもある。尚、文字の上に現われて
いる「−」は反転を示している。
(3)現在状態W1nW2nW3nW4nから許容された次の状態W1
n+2W2n+2W3n+2W4n+2への各遷移の場合、Xがこの遷移に
割り当てられた4Dサブセツトを示し、Yが4Dサブセツト
Xを時計方向に90°回転した時に得られる4Dサブセツト
を示す場合、Yは現在状態▲▼nW2n▲▼nW4nか
ら次の状態▲▼n+2W2n+2▲▼n+2W4n+2への遷移
に割り当てられなければならない。例えば、4Dサブセツ
ト0が状態0000から状態000.0への遷移に割り当てられ
る場合、4Dサブセツト1は状態1010から状態1010への遷
移に割り当てられなければならない。
最初の規則は任意の2つの許容されたシーケンスの4D
ポイント間の最小二乗距離が4d2 0であることを保証す
る。従つて、コード化されていない128ポイント2D交差
配列にわたるコードのコード化利得(最小距離で表わさ
れる)は ここでd2 0は128ポイント2D交差配列の2つの2Dポイント
間の最小二乗距離であり、20.5d2 0は128ポイント2D交差
配列の信号インタバル毎の平均エネルギである。
第2の規則によつて、2つ以上の4Dポイントにおいて
与えられたシーケンスの4Dポイントから異なる最小二乗
距離のエラーの事象が減少し、これにより、最小二乗距
離エラーの事象の多重性が4Dポイント当り24(即ち2Dポ
イント当り12に同等である)に減少する。これはこの場
合、同一の4Dサブセツトにおける与えられた4Dポイント
からの二乗距離4d2 0における4Dポイントの数である。
第3の規則はこのコードが受信された信号の全ての90
度回転に対して透明となり得るように保証する。4Dサブ
セツトが180度回転した時に同じ4Dサブセツトが得られ
るため、回転不変回旋コードの設計は90度回転のみを考
慮に入れればよい。従つて、直線回旋コードは90度回転
の全てに対する透明度を達成するのに十分である。
ここで、回旋エンコーダの3つの出力ビツト及び12の
残りのコード化されていない情報ビツトを4D配列にマツ
プする方法について述べる。各4Dポイントを定義するの
に4つの座標値が必要である。従つて、直接的なマツピ
ングは131072個(=215×4)の座標値の表を必要とす
る。たとえ座標値の数を減らすために全ての4D配列の対
称が利用されても、8192個(2″×4)の座標値の表が
まだ必要となる。しかしながら、本発明によつて、この
表は384個(=192×2)の座標値のみに減少することが
でき、更に、配列の対称の全てを利用すると96個(=48
×2)まで減少することができ、これによりハードウエ
ア容量のかなりの節約ができる。
また第6図及び第7図について説明する。4Dサブセツ
トを規定するために回旋エンコーダの3つの出力ビツト
を用いた後、第4の非回旋的コード化情報ビツト(I3′
n)が用いられて4Dサブセツト内の4D型を規定する。コ
ードを90度位相の瞹眛さに対して透明とするためには、
3つの回旋的にコード化されたビツトY01n,I1n,I2′n
及び第4のコード化されていないビツトI3′nの4D型と
の組合せが以下のように行なわれる。T0nI1nI2′nI3′
nの各パターンに対して、Xを関連付けられた4D型とし
て示す。Y1,Y2,Y3を4D型Xが回転方向にそれぞれ90°,1
80°,及び270°回転した時に得られる4D型として示
す。S31S21,S32S22,及びS33S23をビツト対I3nI2nが円
形シーケンス00,01,10,11にそれぞれ1位置、2位置及
び3位置だけ進められた時に得られるビツト対として示
す。次に、ビツトパターンY0nI1nS21S31,Y0nI1nS22S32
及びY0nI1nS23S33に関連した4D型はそれぞれY1,Y2,及び
Y3である。
マツピングの第1段階として、ビツトコンバータ96は
4つのビツト(Y01I1nI2′nI3′n)を2対の選択ビツ
トZOnZ1n及びZ0n+1Z1n+1に変換する。これらのビツトは
4D型に対応する2Dサブセツトの対を選択するのに用いら
れる。(ビツトコンバータ96がビツト変換を実行するビ
ツトコンバータ及びブロツクエンコーダ34(第2図)の
部分であるように意図されていることを銘記すべきであ
る。)このコードにおいて、各対の選択ビツトは次表に
従つて2Dサブセツトに対応する。2Dサフ゛セツト Z0 n Z1 n又はZ0 n+1 Z1 n+1 A 00 B 01 C 10 D 11 残るこの11個のコード化されていない情報ビツトは、
前に選択された4D型から4Dポイントを選択するのに用い
られる。
第5図,第7図及び第9図について説明する。4Dブロ
ツクエンコーダ97は残りのコード化されていない情報ビ
ツト(I1n+1,I2n+1,及びI3n+1)の3つをとり、2対
の選択ビツト(Z2nZ3n及びZ2n+1Z3n+1)を発生する。
(ここで銘記すべきことは、ブロツクエンコーダ96がビ
ツト変換を実行するビツトコンバータ及びブロツクエン
コーダ34(第2図)の部分であるように意図されること
である。)これらの対の選択ビツトの各々は値00,01又
は10の任意の値を取ることができるが、両方共値10を取
ることはできない。最初の対Z2nZ3nは、前に選択された
4D型に対応する最初の2Dサブセツトの内部グループ又は
外部グループを選択するのに用いられる。第2 2Dサブセ
ツトに対する第2対Z2n+1Z3n+1についても同様である。
内部グループはサブグループと呼ばれる2つの半部に組
織される。この選択ビツトの対が00である場合、この内
部グループの半部の一方が選択される。これらのビツト
が01である場合、内部グループの他方の半部が選択され
る。でなければ外部グループが選択される。
外部グループあるいは2Dサブセツトの内部グループの
どちらかの半部に16個の2Dポイントを存在し、8個のコ
ード化されない情報ビツトがこれら2Dポイントの中から
選ぶために保留する。これらの8ビツトはそれぞれ4ビ
ツトの2個のグループに集められ、Z4nZ5nZ6nZ7n及びZ4
n+1Z5n+1Z6n+1Z7n+1と称される。最初のグループZ4nZ5n
Z6nZ7nは、前に選択された外部グループ又は第1 2Dサブ
セツトの内部グループの選択された半部から2Dポイント
を選択するのに用いられ、第2グループZ4n+1Z5n+1Z6n
+1Z7n+1に対しても同様である。
斯くして、ビツトコンバータ96及び4Dブロツクエンコ
ーダ97は回旋エンコーダの3つの出力ビツト並びに12の
残りのコード化されない情報ビツトをとり、16個のポイ
ント選択ビツト(R=8)を発生する。これらの16個の
選択ビツトは次にグルーピングデバイス36によつて、そ
れぞれがZ2nZ3nZ4nZ5nZ6nZ7nZ0nZ1n及びZ2n+1Z3n+1Z4n
+1Z5n+1Z6n+1Z7n+1Z0n+1Z1n+1の8個の選択ビツトから
なる2グループにまとめられる。最初のグループZ2nZ3n
Z4nZ5nZ6nZ7nZ0nZ1nは、回旋エンコーダの3入力ビツト
及び12個の残りのコード化されていない情報ビツトによ
つて定義される4Dポイントに対応する最初の2Dポイント
に対する座標の対を得るために、2Dマツピング表38をア
ドレスするのに用いられる。尚この表は、このポイント
を表わすのに必要な8ビツト(即ち6ビツトはこのポイ
ントの下にマークされており、2ビツトは2Dサブセツト
を規定するのに必要なビツトZ0nZ1nである)を各ポイン
トの座標に関連付けることによつて第5図の配列から構
成されている。同様にして、第2 2Dポイントの座標を得
るために、第2グループの選択ビツトは同じ表38をアド
レスする。各グループの8選択ビツトZ2mZ3mZ4mZ5mZ6mZ
7mZ0mZ1m(m=n又はn+1)が(Z2mZ3mが11となり得
ないため)192個の値のみを取れないため、この表は384
個(=192×2)の座標値を有するだけである。この表
は更に、96個(=48×2)の座標値のみに減少すること
ができる。というのは、m=nあるいはn+1の場合の
Z2mZ3mZ4mZ5mZ6mZ7mの同一のパターンが90度回転によつ
て互いから得ることのできる4つの2Dポイントの各々と
関連しているからである。この場合、この表はm=nあ
るいはn+1の時のZ0mZ1mの特定のパターンに対すぬZ2
mZ3mZ4mZ5mZ6mZ7mに対応する座標値の対を与える。Z0mZ
1mの他のパターンに対応する座標値の対はZ0mZ1mの特定
のパターンに対して得られる座標の対の90度回転を通し
て得ることができる。
今述べた技術によるとまた、コードを(チヤンネルに
おける位相ビツトによつて生じ得る種類の)配列の90度
回転に対して透明にすることができる。これは以下のよ
うにして達成される。
第6図及び第7図について説明する。ここで銘記すべ
きように、回旋エンコーダ及びビツトコンバータの入力
に現われるビツト対I3′nI2′nのシーケンスをビツト
対00,01,10,11の円形シーケンスにおいて全て同一の数
の位置(1,2,あるいは3)でもつて翻訳する場合、4D配
列マツピング手続によつて発生される2Dポイントのシー
ケンスはそれぞれ回転方向に90°,180°,及び270°回
転する。従つて、受信機における回旋コーダの出力にお
けるI3′nI2′n=(I3′n-2I2′n-2+I3nI2n)mod100
低2の形の差動エンコーダ30及びI3nI2n=(I3′nI2′
n−I3′n-2I2′n-2)mod100低2の形の対応の差動デコ
ーダ(第4図の68)は、配列における全ての90度位相の
瞹眛さを取り除く。(ここで銘記すべきように、第7図
の差動エンコーダは特定のビツトを差動的にコード化す
る第2図に示す差動エンコーダ30の部分であるように意
図される。) 受信機において、デコーダはフオーニ・ビテルビのア
ルゴリズムの論文に述べられているビテルビ復号化アル
ゴリズム等の従来の最大見込の復号化アルゴリズムを用
いる。
第10図について説明する。予備段階として、デコーダ
は、受信されたポイントに最も近い8個の4Dサブセツト
の各々における4Dポイントを求めなければならず、受信
したポイントに最も近い各々の4Dポイントから二乗距離
を計算しなければならない。この二乗距離は、このサブ
セツトが割り当てられる各格子ブランチに対する4Dブラ
ンチメトリツクと呼ばれる。8個の4Dサブセツトの各々
には4096個の4Dポイントがあるため、受信されたポイン
トに最も近い4Dポイントを見つけることは以下の単純化
無しには実行できない。
1つの受信された4Dポイントに対応する2つの受信さ
れた2Dポイントの各々に対して、デコーダは受信された
2Dポイント(100)に最も近い4つの2Dサブセツトの各
々における2Dポイントを決定し、これらの最も近い2Dポ
イントの各々と受信された2Dポイント(102)との二乗
距離を計算する。これらの二乗距離は2Dブランチメトリ
ツクと呼ばれる。これらの4つの2Dサブセツトの各々に
は48個の2Dポイントしかないため、探査プロセスは2Dコ
ードに関して必要な探査よりも複雑ではない。
次に、デコーダは、受け取つた4Dポイントに最も近い
16個の4D型の各々における4Dポイントを計算し、これら
の最も近い4Dポイントの各々と受け取つた4Dポイントと
の二乗距離を計算する。これは各々の4Dタイプに対応す
る2Dサブセツトの対に対する2つの2Dブランチメトリツ
クを加えることによつて行なわれる。というのは、各4D
タイプにおける最も近い4Dポイントは、その4Dタイプ
(104)に対応する2Dサブセツトの対に対する最も近い2
Dポイントの対に相当するからである。最後に、デコー
ダは各4Dサブセツト内の4Dタイプの対に対応する2Dブラ
ンチメトリツクの2つの和を比較する。小さい方の和は
その4Dサブセツトに関連する4Dブランチメトリツクにな
り、小さい方の和に関連する2Dポイントの対は、受け取
つたポイント(106)に最も近いその4Dサブセツトにお
ける4Dポイントに相当する。
これらの4Dブランチメトリツクは次に格子径路を延長
し、最終的な遅延決定を通常の方法(112)でもつて発
生するのに用いられる。
ここで銘記すべきように、上の過程から得られる4Dサ
ブセツトにおける最も近い4Dポイントは、対応の2Dポイ
ントの両方が外部グループから来ることができるため、
妥当な4Dポイントではあり得ない。この状態は、2Dポイ
ントの対に関連するビツトZ2nZ3n及びZ2n+1Z3n+1の対を
試験することにより、多次元信号ポインに関する最終的
な決定がなされた後ブロツクデコーダ66において検出さ
れる。両方が10である場合、対応の4Dポイントは妥当で
ない。これが起きると、これらのビツト対の一方は2つ
の対を共に妥当にするべく変化する。
4D配列マツピングにおける単純化の故に、各々の最終
的に決定された4Dポイントからデコーダにおける14個の
情報ビツトに帰るマツピングは単純化される。でなけれ
ば、4D配列から14個の情報ビツトに帰る直接的なマツピ
ングは32768×14(=215×14)ビツトの表を必要とする
であろう。配列の対称の全てを利用しても、2048×11
(=2″×11)このビツトサイズの表は依然として必要
である。しかしながら、本発明では4Dポイントに対応す
る2Dポイントの対の各2Dポイントは単一ビツトマツピン
グ表64(第4図)を用いて8個のZビツトに最初にマツ
プすることができる。次に、ビツトコンバータ及び4Dブ
ロツクエンコーダに対応する逆変換を実施すると、14個
の情報ビツトが作られる。2Dポイントから8個のZビツ
トに帰るマツピングは配列の対称が全く利用されなくて
も1536(=192×8)このビツトだけの表しか必要とし
ない。
デコーダの複雑性を更に減じることは2つの4D型を4D
サブセツトに対形成することによつて行なわれる。これ
は、各状態に導かれる可能な遷移の数を8から4に減じ
る。
このコード化システムによつて多数の利点が生まれ
る。最小距離で表わされるコード化されない場合に対す
るコードのコード化利得は4.66dBである。エラー事象と
最小距離(最も近い近隣の数)との多重性は12である。
ピーク対平均電力比率は2.16である。構成2D配列は192
個のポイントを有している。コードは90度位相、180度
位相及び270度位相の瞹眛さに対して透明である。比較
すると、例えば最もよく知られた8状態2Dコードの場
合、コード化利得は最小距離で表わして4.01dBであり、
最小距離とのエラー事象の多重性は16であり、ピーク対
平均電力比率は1.93であり、2D配列は256ポイントを有
する。理論的にいつて、大きなコード利得と及び4Dコー
ドの最小距離とのエラー事象の小さな多重性は2Dコード
に対して良い特性を意味する。更に、4Dコードの大きな
コード利得はピーク対平均電力比率を許容できない程大
きな値に増加しても得られない。伝送媒体は伝送された
信号を非直線的に歪めるため、この比率を小さく保つこ
とが重要である。2Dコードの場合よりも4Dコードの方が
小さい2D配列は、受信された信号が信号依存雑音を含む
時は簡単な受信機の設計及び良い特性を意味する。4Dコ
ードの90度位相の瞹眛さに対する透明性は迅速な搬送波
位相変化に対する免疫性を与える。4Dコード及び2Dコー
ドの両方が実験室で試験されると、4Dコードの特性は多
くの種類のチヤンネル減損の存在の下での2Dコードより
も実際かなり良くなつており、4Dコーダは複雑さが少な
い。
64状態8Dコード 別の実施例の場合、送信機は、4つの連続的な信号イ
ンタバルに現われる28個の情報ビツトを取り、これらを
160ポイントのみを有する2D配列から導かれた4つの2D
信号ポイントにコード化する。
第11図は、2D配列が如何に構成され且つ分割されるか
を示している。2D配列は、16状態4Dコードと同じように
境界120によつて画成されるポイントの内部グループ及
び外部グループを含んでいる。この内部グループは依然
として128ポイント交差配列である。しかしながら、外
部グループは32ポイント即ち内部グループにおけるポイ
ントの1/4のみを有する。外部グループポイントは内部1
28ポイント交差配列から延長された矩形グリツトに存在
する可能なポイントからまた選択され、できるだけ原点
に近く配列される。更に、外部グループポイントが原点
を中心に90度,180度又は270度回転すると、別の外部グ
ループポイントが得られる。16状態4Dコードと同じよう
に、160ポイント2D配列はA,B,C,及びDとして示される
4つの等寸法サブセツトに分割される。即ち2Dサブセツ
トはA∪B及びC∪Dと示される2つの2Dフアミリに集
められ、全ての2Dサブセツトは同じ数の内部グループポ
イント及び外部グループポイントを有する。各2Dサブセ
ツトの外部グループポイントの数と内部グループポイン
トの数との比率は斯くして2D配列の比率と同じである。
これらの2Dサブセツトにおけるポイントの距離特性は16
状態4Dコードに対するそれと同じである。第11図の配列
の場合、各2Dポイントにはi=0,1,2,又は3である時の
ビツトZ2n+iZ3n+iZ4n+iZ5n+iZ6n+iZ7n+iを表わす6ビツ
ト値が表示されている。同一のパターンが、90°回転に
よつてお互いから得られる4つの2Dポイントの各々に割
り当てられる。
共に取られる4つの同等の斯かる2D配列は655,360,00
0(=1604)個の8Dポイントを有する1つの8D配列とし
て考えられ得る。尚、各8Dポイントの8個の座標は対応
の4つの2Dポイントの座標の4対と同じであり、1つの
対は各々の2D配列からきている。655,360,000個の8Dポ
イントの536,870,912(=229)個のみが用いられる。即
ち、その対応する4つの2Dポイントが外部グループに存
する最大1つの2Dポイントを含むポイントである。この
時点から、信号インタバル毎に7ビツトを伝送するため
の64状態コードを論じる上で、この536,870,912ポイン
ト8D配列を8D配列と呼ぶ。8D配列の信号インタバル毎の
平均エネルギは23.59375d2 0として示すことができる。
信号インタバル毎のピークエネルギは50.5d2 0であるた
め、ピーク対平均電力比率は2.14,即ち16状態4Dコード
のそれとおよそ同じである。
ここで各々が4つの2Dサブセツトの組合せに対応し且
つ(A,A,A,A),(A,A,A,B),…,(B,C,C,B),(B,
C,C,C),…,及び(D,D,D,D)として示される256(=4
4)個の8Dサブタイプを定義する。各8Dサブタイプは2.0
97,152個のポイントを有しており、同一の8Dサブタイプ
に属する2つの8Dポイント間の最小二乗距離は4d2 0であ
り、これは同一の2Dサブセツトに属する2つの2Dポイン
ト間の最小二乗距離と同じである。(2つの8Dポイント
間の二乗距離はこれら2つの8Dポイントが対応する4対
の2Dポイントに対しての4つの二乗距離の和である。)
8D配列のような各8Dサブタイプは4つの対応2Dポイント
の最大1つがこの8Dサブタイプが対応する4つの2Dサブ
セツトの外部グループに属する場合の8Dポイントのみを
含んでいる。
第12A図について説明する。256個の8Dサブタイプが16
個の8Dサブセツト(行122)にまとめられる。このグル
ーピングは8Dサブタイプの1/16だけの2Dサブセツトを生
じるだけであるが、各8Dサブタイプ内の2つの8Dポイン
ト間に存在すると同じ最小二乗距離を各8Dサブセツト内
の2つの8Dポイント間に維持する。
8Dサブセツトを形成するために、8D配列に対応する第
1及び第2構成2D配列は連結され、第1構成4D配列を形
成する。この4D配列は、0,1,2,…,及び7として示され
る8個の4Dサブセツトに分割され、16状態4Dコードと同
じように、0∪1∪2∪3及び4∪5∪6∪7として示
される2つの4Dフアミリにまとめられる。8D配列に対応
する第三及び第四2D配列の連結によつて形成される第2
構成4D配列は同様にして分割される。4Dサブセツトにお
けるポイントの距離特性は16状態4Dコードのそれと同じ
である。
次に、それぞれが1対の4Dサブセツトに対応し(0,
0),(0,1),…,及び(7,7)として示される64(=
8×8)個の8D型を定義する。各8D型は4つの8Dサブタ
イプを含んでいる(各4Dサブセツトは2つの4D型を含ん
でいるからである。ここで銘記すべきように4D型は、4D
サブタイプに同等である。)。同じ8D型に存する2つの
8Dポイント間の最小二乗距離は4d2 0であり、これは所望
のように、同一の4Dサブセツトに属する2つの4Dポイン
ト間のそれと同じであり、同一の8Dサブタイプに属する
2つの8Dポイント間のそれと同じである。
これら64個の8D型は0,1,2,…,及び15として示される
16個の8Dサブセツトを形成するために一度に4つにまと
められ、16個の8Dサブセツトは、0∪1∪2∪3∪4∪
5∪6∪7及び8∪9∪10∪11∪12∪13∪14∪15として
示される2つの8Dフアミリにまとめられる。これらの16
個の8Dサブセツトの距離特性は次のように説明される。
先ず、各8Dサブセツトにおける4つの8D型に関連する
4つの第1・4Dサブセツトは、第1・4Dフアミリ0∪1
∪2∪3あるいは第2・4Dフアミリ4∪5∪6∪7にま
たがり、その8Dサブセツトに関連する4つの第2・4Dサ
ブセツトに対しても同様である。斯くして、同一の4Dフ
アミリ内の異なつた4Dサブセツトに属する2つの4Dポイ
ント間の最小二乗距離が2d2 0であるため、同一の8Dサブ
セツトに属する2つの8Dポイント間の最小二乗距離は4d
2 0,即ち同一の8Dサブタイプに属する2つの8Dポイント
間のそれと同じである。
第2に、第1・8Dフアミリ0∪1∪2∪3∪4∪5∪
6∪7における各8Dサブセツトに関連する4つの第1及
び第4つの第2・4Dサブセツトは、同じ4Dフアミリ0∪
1∪2∪3又は4∪5∪6∪7にまたがつており、第2
・8Dフアミリでは、各8Dサブセツトに関連する4つの第
1及び4つの第2・4Dサブセツトは異なつた4Dフアミリ
にまたがつている。同じ4Dフアミリ内の異なつた4Dサブ
セツトに属する2つのポイント間の最小二乗距離が2d2 0
であり、異なつた4D群の異なつた4Dサブセツトに属する
2つの4Dポイント間の最小二乗距離がd2 0であるため、
同じ8D群内の異なつた8Dサブセツトに属する2つの8Dポ
イント間の最小二乗距離は2d2 0であり、異なつた8D群の
異なつた8Dサブセツトに属する2つの8Dポイント間の最
小二乗距離はd2 0である。
ここで銘記すべきように、この特定の分割に対する8D
サブセツト0はフオーニの特許出願に開示されている非
回旋ブロツクコード化技術に用いられる8D格子の一部か
らきており、他の8Dサブセツトはその格子の翻訳の諸部
分で見ることができる。
上記の分割と同じ距離特性をサブセツト間に与えるた
めに8D配列を16個の8Dサブセツトに分割する方法は他に
も存在する。しかしながら、上記の分割は8Dサブセツト
が90度,180度あるいは270度回転すると、同じ8Dサブセ
ツトが得られるという特殊な特性を有している。この特
性があるため、これらの16個の8Dサブセツトを用いる90
度回転不変回旋コードの設計は、配列の如何なる90度回
転も考慮に入れる必要がなく、従つて簡単になすことが
できる。更に、8D配列の全ての位相の瞹眛さを取り除く
には直線性回旋コードで十分である。
256個の8Dサブタイプを16個の8Dサブセツトにグルー
ピングすると、単純で且つ強力な回旋コードの設計を可
能且つより簡単にし、従つて、後に説明するようにデコ
ーダの複雑性が減少する。
これらの16個の8Dサブセツトを有する64状態90度回転
不変直線性回旋コードの設計が第12A図及び第13図に説
明されている。8Dポイントが導かれるべき8Dサブセツト
を規定するのに必要な4個の選択ビツトを発生するため
に比が3/4の64状態直線性回旋エンコーダ130が用いられ
る。エンコーダ130は図示のように接続された4T遅延エ
レメント132及び排他的論理和エレメント134を含んでい
る。エンコーダの現在状態はW1nW2nW3nW4nW5nW6nであ
る。エンコーダの次の状態はW1n+4W2n+4W3n4W4n+4W5n+4
W6n+4である。格子図に関する情態に対応する第14A図及
び第14B図のチヤートにおける充填されたエントリによ
つて表わされるように状態遷移の特定のシーケンスのみ
が許容される。
第14A図及び第14B図において、行138は、十進法数の
現在状態を有している。このチヤートの残りの行はそれ
ぞれ、次の状態の1つの状態の十進数に代表されてい
る。このチヤートにおける数エントリは、このエントリ
が現われる行列によつて示される現在状態と次の状態の
間の許容遷移を表わす。この数エントリはそれ自身、そ
の遷移に割り当てられる8Dサブセツトを識別する。例え
ば、現在41から次の状態14への遷移が許容され、8Dサブ
セツト15がその遷移に割り当てられる。各々の現在状態
は8個の可能な遷移のみに追従されるだけであり、8個
の可能な遷移のみから生じるのである。8Dサブセツトの
遷移への割当は次の規則を満足する。
(1)ある状態から導かれる遷移に割り当てられる8Dサ
ブセツトは全て、同一の8Dフアミリからきており、ある
状態から導かれる遷移に関連する8Dサブセツトに対して
も同様である。
(2)2つの明確な格子径路に対応する8Dポイントの2
つの妥当なシーケンス間の最小二乗距離は、各8Dサブセ
ツト内の2つの8Dポイント間の最小二乗距離より大き
い。例えば、第14A図及び第14B図について述べると、こ
の規則はとりわけ次の方法によつて満足される。(a)
各現在状態W1nW2nW3nW4nW5nW6nに対して、8個の可能な
次の状態はX1X2X3=000,001,010,011,100,101,110,111
に対してW4nW5nW6nX1X2X3である。(b)偶数状態(W6n
を有する状態は0に等しい)から始まる全ての諸遷移は
第1・8Dフアミリ0∪1∪2∪3∪4∪5∪6∪7から
の8Dサブセツトを割り当てられる。(c)奇数状態(W6
nを有する状態は1に等しい)から始まる全ての諸遷移
は第2・8D群8∪9∪10∪11∪12∪13∪14∪15からの8D
サブセツトを割り当てられる。次に、第2規則は次のよ
うに満足される。(i)Yが現在状態W1nW2nW3nW4nW5nW
6nから偶数(又は奇数)の次の状態への遷移に割り当て
られた8Dサブセツトである場合、Yはまた、X1X2=00,0
1,10及び11の場合の現在状態W1nX1W3n▲▼X2W6n
から奇数(又は偶数)の次の状態への遷移に割り当てら
れた8Dサブセツトである。(ii)Yが現在状態W1nW2nW3
nW4nW5nW6nから次の状態W4nW5nW6nX1X2X3への遷移に割
り当てられた8Dサブセツトである場合、Yはまた、現在
状態W1nW2nW3nW4n▲n▼W6nから次の状態W4n▲
n▼W6nX1▲▼X3への遷移に割り当てられた8Dサブ
セツトである。(iii)Yが現在状態W1nW2nW3nW4nW5nW6
nから次の状態W4nW5nW6nX1X2X3への遷移に割り当てられ
た8Dサブセツトである場合、Yはまた、現在状態W1n▲
n▼W3nW4n▲n▼W6nからX4=0又は1の場合
の次の状態W4n▲n▼W6n▲▼X4X3への遷移に割
り当てられた8Dサブセツトである。
第1規則は8Dポイントの任意の2つの許容されたシー
ケンス間の最小二乗距離が4d2 0であることを保証する。
従つて、コード化されていない128ポイント2D交差配列
に対するコードの(最小距離で表わされる)コード化利
得は、 である。
第2規則は、8Dポイントの与えられたシーケンスと異
なる2つ以上の8Dポイントにおける最小距離のエラー事
象を減少せしめるため、最小距離エラー事象の多重制を
8Dポイント当り240(あるいは2Dポイント当り60に同
等)に減少せしめる。これはこの場合、同一の8Dサブセ
ツトにおける与えられた8Dポイントからの二乗距離4d2 0
における8Dポイントの数でもある。
8Dサブセツトが90°,180°,あるいは270°回転した
時に同一の8Dサブセツトが得られるため、90°回転不変
回旋コードの設計において配列の90°回転を考慮する必
要がない。
ここで、回旋エンコーダの4つの出力ビツト及び25個
の残りのコード化されてない情報ビツトを8D配列にマツ
プする方法について述べる。各8Dポイントを画成するに
は8個の座標値が必要である。従つて、直接的なマツピ
ングは4,294,967,296(=229×8)の座標値の表を必要
とする。座標値の数を減らすのに8D配列の全ての対称が
利用されても、16,777,216(=221×8)の座標値の表
が依然として必要となる。しかしながら、本発明による
と、この表は320(=160×2座標値)のみに減少するこ
とができ、更に、配列の全ての対称が利用されると80
(=40×2)に減少することができるため、ハードウエ
ア容量のかなりの節約を行うことができる。
再び第12A図及び第12B図並びに第13図について説明す
る。8Dサブセツトを規定するために回旋エンコーダの4
つの出力ビツトを用いた後、8Dサブセツト内の8Dサブタ
イプを規定するために別の4つの非回旋コード化情報ビ
ツトが用いられる。
8Dサブタイプを規定する上でコードを90度位相の瞹眛
さに対して透明にするために、次の要求条件が達成され
る。先ず、最初の2つのコード化されていない情報ビツ
トI4n及びI5nの同一のパターンが、90度回転によつてお
互いから得ることができる4つの8Dサブタイプの各々と
関連される。次に、第2の2つのコード化されていない
情報ビツトI6′n及びI7′nと8Dサブタイプとの関連付
けは次の通りである。90度回転を通して互いから得るこ
とができる4つの8Dサブタイプの各セツトに対して、こ
のシーケンスの第2,第3,及び第4値に対応する8Dサブタ
イプが、シーケンスの第1の値に対応する8Dサブタイプ
をそれぞれ時計方向に90度,180度,及び270度回転する
ことによつて得られるようにするために、ビツト対I6′
nI7′nの4つの関連値を4エレメントシーケンスに構
成する。次に、これら4エレメントシーケンスの全ては
ビツト対の同一の4エレメント円形シーケンスの回転計
である。このコードの場合、4エレメント円形シーケン
スは00,01,10、11である。そして、例えば、4エレメン
ト円形シーケンスの回転計はシーケンス01,10,11,00で
ある。
ビツトコンバータ140は次に、回旋エンコーダの4つ
の出力ビツト及び4つのコード化されていない情報ビツ
トを4対の選択ビツトZ0mZ1m・m=n,n+1,n+2,n+3
に変換し、これにより8Dサブタイプに対応する4つの2D
サブセツトを選択する。選択ビツトZ0mZ1m及び2Dサブセ
ツト間の対応は16状態4Dコードの場合と同じである。こ
のビツト変換表は、第12図に示される手順から導き出す
ことができ、この手順は4つのコード化されていないビ
ツトを8Dサブセツト内の8Dサブタイプにマツプするため
の上記の2つの要求条件を満足する。
残りのこの21個のコード化されていない情報ビツト
は、前に選択された8Dサブタイプから8Dポイントを選択
するのに用いられる。第11図、第13図及び第15図につい
て述べる。8Dブロツクエンコーダ142は残りのコード化
されていない情報ビツトの9個のビツトをとり、各々が
Z2mZ3mZ4m,m=n,n+1,n+2,n+3である3つの選択ビツ
トの4つのグループを発生する。各グループは、000,00
1,010,011及び100の値の任意の値を取ることができる
が、これら4つのグループの最大1つのグループは値10
0をとることができる。第1のグループZ2nZ3nZ4nは前に
選択された8Dサブタイプに対応する第1・2Dサブセツト
の内部グループ又は外部グループを選択するのに用いら
れ、第2,第3及び第4・2Dサブセツトに対する3つの他
のグループに対しても同様である。内部グループは4つ
の四半部に組織される。3つの選択ビツトのグループが
000,001,010又は011である場合、内部グループのこれら
の四半部の1つが選択される。でなければ、外部グルー
プが選択される。
外部グループあるいは2Dサブセツトの内部グループの
これら4つの四半部の各々には8個の2Dポイントが存在
し、12個のコード化されない情報ビツトがこれら2Dポイ
ントから選択するために保留される。これら12個のビツ
トは各々3ビツトの4つのグループにとられ、Z5mZ6mZ7
m,m=n,n+1,n+2,n+3と称される。最初のグループZ5
nZ6nZ7nは、前に選択された外部グループからあるいは
最初の2Dサブセツトの内部グループの選択された四半部
から2Dポイントを選択するのに用いられ、他の3つのグ
ループZ5mZ6mZ7m,m=n+1,n+2,n+3に対しても同様
である。
要約すると、ビツトコンバータ及び8Dブロツクエンコ
ーダは回旋エンコーダの4つの出力ビツト及び25個の残
りのコード化されない情報ビツトをとり、32個のポイン
ト選択ビツト(R=8)を生成する。これら32個の選択
ビツトは次は、各々がZ2mZ3mZ4mZ5mZ6mZ7mZ0mZ1m,m+n,
n+1,n+2,n+3である8個の選択ビツトの4つのグル
ープにまとめられる。この最初のグループZ2nZ3nZ4nZ5n
Z6nZ7nZ0nZ1nは2Dマツピング表をアドレスし、これによ
り回旋エンコーダの4つの出力ビツト及び25個の残りの
コード化されない情報ビツトによつて画成された8Dポイ
ントに対応する第1の2Dポイントに対する座標の対を得
るために用いられる。尚、この表は、ポイントを表わす
のに必要な8個のビツト(即ち、6ビツトはポイントの
下にマークされており、2ビツトは2Dサブセツトを規定
するのに必要なZ0nZ1n)を各ポイントの座標に関連付け
ることにより第11図の配列から構成される。同様にし
て、第2,第3及び第4・2Dポイントをそれぞれ得るため
に、第2,第3及び第4グループの選択ビツトは同じ表を
アドレスする。8個の選択ビツトの各グループは(Z2mZ
3mZ4mが値101,110及び111のどれもとることができない
ため)160個の値のみをとることができないため、この
表は320個(=160×2)の座標値しか有していない。同
一のパターンのZ2mZ3mZ4mZ5mZ6mZ7mが90度回転によつて
互から得ることができる4つの2Dポイントの各々と関連
されるため、この表は80(=40×2)の座標値にのみに
更に減少することができる。この場合、この表はZ0mZ1m
の特殊なパターンに対するZ2mZ3mZ4mZ5mZ6mZ7mに対応す
る座標値の対を与える。Z0mZ1mの他のパターンに対応す
る座標値の対はZ0mZ1mの特殊なパターンに対して得られ
る座標値の対の90度回転を通して得ることができる。
今述べた技術はまた、後に述べるように、このコード
を配列の90度回転に対して透明にすることができる。
ビツトコンバータ140の直接の実施は250×8(=28×
8)のビツトの表を必要とする。8Dブロツクエンコーダ
142の直接の実施は512×12(=29×12)のビツトの表を
必要とする。これらの表の寸法はビツトコンバータ及び
8Dブロツクエンコーダを用いなかつた8D配列マツピング
に必要とされる表と比べた場合重要ではないが、更に減
少することができる。
第15図について述べる。8Dブロツクエンコーダ142は
如何なる表を用いなくても短いプログラムとして実施す
ることができる。第12B図の段階1について述べる。ビ
ツトコンバータ表の寸法は、4つのコード化されていな
い情報ビツトI4nI5nI6′nI7′nの特殊なパターン、例
えば、ビツトコンバータの入力に現われる0000(第13
図)に対する回旋エンコーダの4つの出力ビツトに対応
する4対の選択ビツトZ0mZ1m,m=n,n+1,n+2,n+3を
この表に含めるだけで、16×8個(=24×8)のビツト
に減少することができる。I4nI5nI6′nI7′nの他のパ
ターンに対応する4対の選択ビツトはこの特殊なパター
ンのI4nI5nI6′nI7′nに対する4対の選択ビツトの修
正を通して得ることができる。この修正はI4nI5nI6′nI
7′nが如何にして8Dサブタイプ(第12B図)にマツプさ
れるかに基づいている。
第13図について述べる。ビツト対16′n17′nの8Dサ
ブタイプへのマツピングに関して上記に定義されたビツ
ト対00,01,10,11の同一の円形シーケンスにおいて全て
同一の数の位置(1,2,あるいは3)によつて、ビツトコ
ンバータの入力に現われるビツト対16′n17′nのシー
ケンスを翻訳する場合、その結果得られるこの8D配列マ
ツピングによつて生じる2Dポイントのシーケンスはそれ
ぞれ、90度,180度,及び270度時計方向に回転する。従
つて、送信機(第13図)におけるI6′nI7′n=(I6n
-4′I7n-4′I6nI7n)mod100低2の形の差動エンコーダ
144及び受信機における回旋デコーダの出力におけるI6n
I7n=(I6n′I7n′−I6n-4′I7n-4′)mod100低2
形の対応の差動デコーダは、配列における全ての90度位
相の瞹眛さを取り除く。
受信機において、デコーダは再び、ビテルビ復号化ア
ルゴリズム等の従来の最大見込復号化アルゴリズムを用
いる。
第16図について述べる。予備段階として、デコーダは
受信されたポイントに最も近い16個の8Dサブセツトの各
々における8Dポイントを決定しなければならず、受信さ
れたポイントに最も近い8Dポイントの各々からの二乗距
離を計算しなければならない。この二乗距離はこのサブ
セツトが割り当てられる各格子ブランチに対する8Dブラ
ンチメトリツクと呼ばれる。16個の8Dサブセツトの各々
には33,554,432個の8Dポイントが存在するため、受信さ
れたポイントに最も近い8Dポイントを見つけることは次
の単純化がないと実行できない。受信された8Dポイント
に対応する4つの受信された2Dポイントの各々に対し
て、デコーダは受信された2Dポイント(145)に最も近
い4つの2Dサブセツトの各々における2Dポイントを求
め、これらの最も近い2Dポイントの各々と受信された2D
ポイント(146)との二乗距離を計算する。これらの二
乗距離は4つの2Dサブセツトの各々に40個の2Dポイント
しかないため、探査プロセスは簡単であり、2Dコードに
関して必要な探査よりも複雑でない。
次に、デコーダは、受信された8Dポイントの第1及び
第2の2Dポイントに対応する4Dポイントである第1の受
信された4Dポイントに最も近い8個の4Dサブセツトの各
々における4Dポイント(147)を求め、これらの最も近
い4Dポイントの各々と第1の受信された4Dポイントとの
二乗距離(4Dブランチメトリツクと呼ばれる)を16状態
4Dコードと同じ方法でもつて計算する。各4Dサブセツト
に対しては2つの付加及び1つの比較のみが必要とな
る。受信された8Dポイントの第3及び第4・2Dポイント
に対応するポイントである第2の受信された4Dポイント
に対しても同じ手順が繰り返される。
デコーダは次に、受信された8Dポイントに最も近い64
個の8D型の各々における8Dポイントを求め、これらの最
も近い8Dポイントの各々と受信された8Dポイントとの二
乗距離を計算する。これは、各8D型における最も近い8D
ポイントがその8D型に対応する4Dサブセツトの対の場合
の最も近い4Dポイントに対応するため、各8D型に対応す
る4Dサブセツトの対の場合の2つの4Dブランチメトリツ
クを加える(149)ことによつてなされる。最後に、デ
コーダは各8Dサブセツト内の4つの8D型に対応する4Dブ
ランチメトリツクの4つの和を比較(151)する。最も
小さい和はその8Dサブセツトに関連する8Dブランチメト
リツクとなり、最も小さい和に関連する4Dポイントの対
は、受信されたポイントに最も近い8Dサブセツトにおけ
る8Dポイントに対応する。8Dブランチメトリツクは次に
格子径路を延長し、最終的な遅延決定を通常の方法で発
生するのに用いられる(153)。
しかしながら、上記の手順から得られる特定の8Dサブ
セツトにおける最も近い8Dポイントは、この4つの対応
2Dポイントの2つ以上が外部グループから来ることがあ
るため、妥当とはなり得ない。この状態は、4つの対応
の2Dポイントに関連する4グループのビツトZ2mZ3mZ4m,
m=n,n+1,n+2,n+3を試験することによりブロツクデ
コーダ66において検出される。2つ以上のグループが10
0である場合、対応の8Dポイントは妥当でない。次に、
これらの4つのグループを共に妥当にするために、これ
らのグループに修正がなされる。
8D配列マツピングにおける単純化の故に、受信機にお
いては、最終的に決定された8Dポイントからデコーダで
の28個の情報ビツトに戻る迄のマツピングもまた単純化
される。でなければ、8D配列から28個の情報ビツトに戻
る直接的なマツピングは536,870,912×28(=229×28)
ビツトのビツトマツピング表を必要とすることになる。
配列の対称のすべてが利用されても、2,097,152×21
(=221×21)のビツトの寸法の表は依然として必要と
なる。しかしながら、本発明の場合、8Dポイントに対応
する4つの2Dポイントの各2Dポイントは最初に8個のZ
ビツトに戻るようにマツプすることがでる。次に、ビツ
トコンバータ及び8Dブロツクエンコーダに対応する逆変
換を実行すると、28個の情報ビツトが生成される。2Dポ
イントから8個のZビツトに戻るマツピングは、配列の
対称が利用されなくても、160×8ビツトのみの表を必
要とするだけである。8Dブロツクエンコーダに対応する
逆変換は、8Dブロツクエンコーダに対してなされたと同
じようにして、表を必要としない短いプログラムでなさ
れ得る。ビツトコンバータに対応する逆変換は256×7
ビツトのみの表を必要とするだけであり、8D配列から28
個の情報ビツトに戻すマツピングに必要となる表の寸法
と比べると重要ではない。
デコーダの複雑性における別の減少は16個の8Dサブタ
イプを8Dサブセツトにまとめることからきており、斯く
して、各状態に至る遷移の数は128から8に減少し、こ
れにより実質的な処理時間、ソフトウエア及びハードウ
エアの容量が節約される。
最小距離で表わされるコード化されない場合に対する
このコードのコード化利得は5.41dBである。エラー事象
と最小距離との多重性は60である。ピーク対平均電力比
率は2.14である。コードは90°,180°及び270°の位相
の瞹眛さに対して透明である。構成2D配列は160個のポ
イントを有している。比較すると、最もよく知られた32
状態2Dコードのコード化利得は最小距離で表わすと4.80
dBである。エラー事象の最小距離との多重性は16であ
る。ピーク対平均電力比率は1.93である。2D配列は256
ポイントを有している。理論的には、8Dコードはエラー
事象と最小距離とのより大きな多重性を有しているが、
この大きな多重性の効果は8Dコードの最小距離で表わさ
れるより大きなコード化利得によつて保償されるよりも
大きくなつている。4Dコードに関して、8Dコードのより
大きなコード化利得はピーク対平均電力比率を許容でき
ない程大きな値に増加しても得られない。8Dコードは4D
コードの場合よりも更に小さな2D配列を有しており、4D
及び2Dコードに対する8Dコードの性能における更なる改
良である。8Dコードの90度位相瞹眛さに対する透明性は
迅速な搬送波の位相変化に対して免疫性を与える。実験
室において実施されると、8Dコードは2Dコードよりもか
なりよい性能を(ある場合においては、多くの種類のチ
ヤンネル減損の存在において1.0dB以上良い性能を)有
することが判る。64状態8Dコードは32状態2Dコードより
も複雑性が少なく、8状態2Dコードよりも複雑性が半分
となつている。64状態8Dコードはそれ故、2Dコードから
の進歩を表わす。これは複雑性を増すことなしに2Dコー
ドの性能を改善するからである。
少ない状態を有する実施例 16状態4D又は64状態8Dコードの状態数は最小距離にお
けるコード化利得を犠牲にしなくても減少することがで
きるが、エラー事象と最小距離との多重性は増加する。
例えば、32状態8Dコードは、コード化されない場合に
対して最小距離における5.41dBコード化利得即ち、64状
態8Dコードの場合と同じものを与えることができるが、
そのエラー事象と最小距離との多重性は124であり、こ
れは64状態8Dコードの場合の60よりも大きい。ここで判
ることであるが、8D回旋コードがコード化されない場合
に対する最小距離における35.41dBコード化利得を与え
るのに必要な状態の最小数は16である。4D回旋コードが
4.66dBコード化利得を与えるのに必要な状態の最小数は
8である。
状態が少ないこれらのコードは、16状態4D又は64状態
8Dコードの最小距離におけるより大きなコード化利得を
達成するのに必要な複雑性が問題になる時は有用であ
る。
状態が少ない4D又は8D回旋コードの設計は、状態が少
ないと、2つの明確な格子径路に対応する2つの妥当な
シーケンスの4D(又は8D)ポイント間の最小二乗距離が
各4D(又は8D)サブセツト内の2つの4D(又は8D)ポイ
ント間の最小二乗距離よりも大きくなる必要がないこと
を除いて、16状態4D又は64状態8Dコードの場合と同じで
ある。その結果、エラー事象と状態が少ないこれらのコ
ードの最小距離との多重性は16状態4D又は64状態8Dコー
ドの場合より大きい。
構成2D配列の同じ分割を用いる4D又は8D配列のより細か
い分割を有する実施例 16状態4D又は64状態8Dコードに対する4D又は8D配列の
分割が与えられているため、より複雑な回旋コードを設
計することにより、例えば、状態の数を増加させること
により、最小距離におけるコード化利得を更に増加させ
たりエラー事象と最小距離との多重性を減少させたりす
ることは不可能である。
しかしながら、4D又は8D配列のより細かい分割を行う
と、状態が多い回旋コードを設計することによりエラー
事象と最小距離との多重性を更に減少することが可能で
ある。
例えば、各々が16状態4Dコードに対して定義された1
つの4D型のみからなる16個の4Dサブセツトを有する32状
態4Dコードは、コード化されない場合に対して最小距離
における4.66dBコード化利得、即ち16状態4Dコードの場
合と同じものを与えることができるが、エラー事象と最
小距離との多重性は唯4であり、これは16状態4Dコード
の場合の12よりも小さく、コード化されないシステムの
場合と同じである。
エラー事象と最小距離との多重性が小さいこれらのコ
ードは、16状態4D又は64状態8Dコードに対して余分な処
理容量が得られる時は有用であるが、5以上の2Dサブセ
ツト(以下に述べる種類)に分割される構成2D配列を有
する4D又は8D回旋コードを実施するのに十分な余裕がな
い。
構成2D配列のより細かな分割を用いる4D又は8D配列のよ
り細かな分割を有する実施例 単純な4D又は8D配列マツピングを維持すると同時に16
状態4D又は64状態8Dコードの最小距離におけるコード化
利得からの4D又は8Dコードの最小距離におけるコード化
利得を更に増加せしめるためには、構成2D配列のより細
かな分割を用いることができる。
一例としてあげると、8個の2Dサブセツトに分割され
る構成2D配列を有する64状態4Dコードは、コード化され
ていない場合に対する最小距離における5.63dBコード化
利得を与えることができる。これは16又は32状態4Dコー
ドの利得よりも0.97dB多い。
第17図について説明する。信号インタバル毎に7情報
ビツトを送るための斯かる64状態4Dコードにおいて、2D
配列は16状態4Dコードの場合と同じように外部グループ
のポイント及び内部グループのポイントを含んでいる。
内部グループは128ポイント交差配列として残る。ここ
で銘記すべきように、配列は16状態4Dコード配列と比較
すると45度回転していることである。外部グループは64
ポイントを有しており、これも内部グループポイントの
半分である。外部グループポイントは再び、内部128ポ
イント交差配列から延長された格子から選択され、でき
るだけ原点に近くに配列されるが、次の2つの制限を満
足しなければならない。最初の制限は、外部ポイントが
90度,180度又は270度回転した場合、別の外部ポイント
が得られることである。第2の制限は、2D配列が以下に
述べるように8サブセツトに分割されると、各サブセツ
トは、他のサブセツトと同じ数の外部ポイントを有する
ことである。内部128ポイント交差配列も、これらの2
つの制限を満足する。
192ポイント2D配列は、A,B,…,及びHとして示され
る8個の等寸法サブセツトに分割される。各2Dサブセツ
トの外部グループのポイントの数と内部グループポイン
トの数との比は全体としての2D配列に対する場合と同じ
である。これらのサブセツトはA∪B,C∪D,E∪F,及びG
∪Hとして示される4つの2Dサブフアミリにまとめら
れ、これらのサブフアミリは、更に、A∪B∪C∪D及
びE∪G∪F∪Hとして示される2つの2Dフアミリに更
にまとめられる。同じサブセツトに属するポイント間の
最小二乗距離8d2 0は同じサブフアミリに属するポイント
間の最小二乗距離4d2 0より大きく、この最小二乗距離は
同じフアミリに属するポイント間の最小二乗距離2d2 0
り大きく、この最小二乗距離は任意の2つのポイント間
の最小二乗距離d2 0より大きい。
第17図の配列の場合、同じ5ビツトパターンが、90°
回転によつて互いから得ることができる4つの2Dポイン
トの各々に割り当てられる。
共にとられる2Dの同等の斯かる2D配列は3686(=192
×192)の4Dポイントを有する1つの4D配列として考え
ることができる。36864個のポイントの32768個(=
215)の4Dポイントのみを用いることができる。即ち、
その対応の対の2Dポイントが両方共外部グループに属し
ていないポイントである。これから、信号インタバル毎
に7情報ビツトを伝送するための64状態コードを論じる
上で、この32768ポイント4D配列を4D配列として呼ぶこ
とにする。この配列は、45°回転の場合を除いて、16状
態4Dコードの場合と同等であることがある。この4D配列
の場合の信号インタバル毎の平均エネルギは28.0625d2 0
であると示され得る。信号インタバル毎のピークエネル
ギが60.5d2 0であるため、ピーク対平均電力比率は2.16
である。
ここで、各々が1対の2Dサブセツトに対応し且つ(A,
A),(A,B),…,及び(H,H)として示される64個
(=8×8)の4D型を定義する。各4D型は512個のポイ
ントを有しており、同じ4D型に属する2つの4Dポイント
間の最小二乗距離は8d2 0であり、これは同じ2Dサブセツ
トに属する2つの2Dポイント間の最小二乗距離と同じで
ある。ここでまた銘記すべきように、各4D型は4D配列と
同じ構造を有している。即ち、この4Dポイントに属する
2Dポイントの対がその4D型が対応する2Dサブセツトの対
の外部グループに両方とも属さない場合のみにおいて4D
ポイントは4D型に属する。
第18図について説明する。4D型は0,1,…,及び31とし
て示される32個の4Dサブセツト(行150)を形成するよ
うに対形成される。この対形成は4D型の半分の4Dサブセ
ツトしか生成しないが、各4D型内の2つの4Dポイント間
に存在するのと同じ最小二乗距離を各4Dサブセツト内の
2つの4Dポイント間に維持する。
この32個の4Dサブセツトは0∪1∪8∪9,2∪3∪10
∪11,4∪5∪12∪13,6∪7∪14∪15,16∪17∪24∪25,18
∪19∪26∪27,20∪21∪28∪29,及び22∪23∪30∪31とし
て示される8個の4Dサブフアミリにまとめられ、更に、 として示される2つの4Dフアミリにまとめられる。ここ
で銘記すべきように、同じ4Dサブセツトに属する4Dポイ
ント間の最小二乗距離8d2 0は同じ4Dサブフアミリに属す
る4Dポイント間の最小二乗距離4d2 0より大きく、この最
小二乗距離は同じ4Dフアミリに属する4Dポイント間の最
小二乗距離2d2 0より大きく、この最小二乗距離は任意の
2つの4Dポイント間の最小二乗距離d2 0より大きくなつ
ている。ここでまた銘記すべきように、4Dサブセツトが
90度,180度又は270度回転する場合、別の4Dサブセツト
が得られる。
第19図について説明する。4Dポイントが導かれるべき
4Dサブセツトを規定するのに必要な5つの選択ビツトを
発生するのに、比4/5 63状態回旋エンコーダを用いるこ
とができる。4Dサブセツトの状態遷移への割当は少なく
とも次の2つの規則を満足すべきである。先ず、ある状
態から導かれる遷移に割り当てられる4Dサブセツトは全
て、同じ4Dフアミリからきており、ある状態に導かれる
遷移に導かれる4Dサブセツトの場合も同様である。各状
態から16個の異なつた次の状態に導かれる16個の遷移が
存在する。これらの16個の次の状態は、同じ後続の16個
の状態があるグループにおける4つの次の状態の各々に
追従するように各々4つの状態の4つのグループにまと
めることができる。次に第2の規則は、与えられた状態
から与えられたグループにおける4つの次の状態への遷
移(a)あるいは与えられたグループにおける4つの状
態から与えられた次の状態への遷移(b)に割り当てら
れる4Dサブセツトが同じ4Dサブセフアミリからきている
ことである。
少なくともこれらの2つの規則に従うと、4Dポイント
の任意の2つの妥当シーケンス間の最小二乗距離が5d2 0
となるように64状態4Dコードを設計できることが示され
る。コード化されない場合に対する最小距離におけるこ
のコードのコード化利得は以下のようになる。
第1の規則を満足することにより、任意の2つの許容
されたシーケンスの4Dポイント間の最小二乗距離が少な
くとも4d2 0であることが保証される。上記第2規則を満
足することは任意の2つのシーケンスの4Dポイント間の
最小二乗距離が4d2 0よりも大きくなるようにするために
必要である。
エラー事象と64状態4Dコードの最小距離との多重性は
72であり、このコードは全ての90度位相の瞹眛さに対し
て透明である。
最小距離におけるコード化利得を更に増加せしめるた
めに、あるいはこれらの32個の4Dサブセツトを用いる回
旋コードの最小距離とのエラー事象の多重性を減少せし
めるために、状態の数を増加させることができる。この
場合の最小距離におけるコード化利得の制限は7.66dBで
あり、エラー事象と最小距離との多重性の制限は12であ
る。4D配列の更に細かい分割を用いると更なる改良を達
成することができる。
第18図及び第19図について説明する。得られるビツト
を4D配列にマツピングする際、4Dサブセツトを規定する
のに回旋エンコーダ151の5つの出力ビツトを用いた
後、第6のコード化されない情報ビツトを用いて4Dサブ
セツト内の4D型を規定する。次に、ビツトコンバータ15
2は、4D型に対応する2Dサブセツトの対を選択するのに
用いられるそれぞれがZ0nZ1nZ2n及びZ0n+1Z1n+1Z2n+1
ある3つの選択ビツトの2つのグループに変換する。第
17図の配列において、各3つの選択ビツトは次の表に従
つて2Dサブセツトに対応する。
残る9個のコード化されない情報ビツトは前に選択さ
れた4D型から4Dポイントを選択するのに用いられる。
16状態4Dコードの場合と同等である4Dブロツクエンコ
ーダ154は残りのコード化されない情報ビツトの3つを
とり、その特性及び使用が16状態4Dコードブロツクエン
コーダの所で述べられた対Z2nZ3n及びZ2n+1Z3n+1と似て
いる2対の選択ビツトZ3nZ4n及びZ3n+1Z4n+1を発生す
る。
外部グループ又は2Dサブセツトの内部グループのどち
らかの半部には8個の2Dポイントが存在し、6個のコー
ド化されない情報ビツトがこれらの2Dポイントから選択
するために残る。これらの6つのビツトはそれぞれが3
ビツトの2グループにまとめられ、Z5nZ6nZ7n及びZ5n+1
Z6n+1Z6n+1Z7n+1と称される。最初のグループZ5nZ6nZ7
n,前に選択された外部グループあるいは第12Dサブセツ
トの内部グループの選択された半部から2Dポイントを選
択するのに用いられ、第2グループZ5n+1Z6n+1Z7n+1
場合も同様である。
要約すると、4D配列の構造及び分割、ビツトコンバー
タ及び4Dブロツクエンコーダがあるため、4D配列マツピ
ングは2つの2D配列マツピングを通して達成される。エ
ンコーダとデコーダの複雑性の両方は斯くして減少す
る。
16D回旋コードを用いる実施例 信号インタバル毎に7状態ビツトを送るために、16D
配列が以下のようにして構成され且つ分割される。
第20図について説明する。構成2D配列は内部及び外部
グループのポイントを含んでおり、この内部グループは
128ポイント交差配列である。この外部グループは内部
グループポイントの1/8である16ポイントしか有してい
ない。外部グループポイントは内部128ポイント交差配
列から延長された矩形グリツトから選択され、できるだ
け原点に近く配列される。更に、外部ポイントが90°,1
80又は270度回転する場合、別の外部ポイントが得られ
る。16状態4D及び64状態8Dコードの場合と同じようにし
て、144ポイント2D配列はA,B,C,及びDとして示される
4つの等寸法サブセツトに分割され、A∪B及びC∪D
として示される2つのフアミリにまとめられる。これら
のサブセツトの距離特性は16状態4D及び64状態8Dコード
に対する場合と同じである。全てのサブセツトは同じ数
の内部及び外部グループポイントを有しており、各2Dサ
ブセツトの外部グループポイントの数と内部グループポ
イントの数との比率は全体としての2D配列の場合と同じ
である。
共にとられる8個の同等な斯かる2D配列は1448の16D
ポイントを有する1つの16D配列として考えることがで
きる。各16Dポイントの16個の座標はそれぞれが各2D配
列からきている対応の8個の2Dポイントの座標の8対と
同じである。1448の16Dポイントの257のみが用いられ
る。即ち、8個の対応2Dポイントの最大1つが外部グル
ープからくるポイントである。以後、16D配列について
言及する時は他に規定しない限り、この257ポイント16D
配列を意味する。ここで判るように、16D配列の信号イ
ンタバル毎の平均エネルギは21.875d2 0である。信号イ
ンタバル毎のピークエネルギは44.5d2 0であるため、ピ
ーク対平均電力比率は2.03であり、非チヤンネルコード
化128ポイント交差2D配列のピーク対平均電力比率2.07
よりも更に小さい。2つの16Dポイント間の二乗距離は
これら2つの16Dポイントが対応する8対の2Dポイント
に対する8個の二乗距離の和である。
ここで、8個の2Dサブセツトの組合せに対応し且つ
(A,A,A,A,A,A,A,A),(A,A,A,A,A,A,A,B),…及び
(D,D,D,D,D,D,D,D)として示される48個の16Dサブタイ
プを定義する。各16Dサブタイプは241ポイントを有して
おり、同一の16Dサブタイプに属する2つの16Dポイント
間の最小二乗距離は4d2 0であり、同じ2Dサブセツトに属
する2つの2Dポイント間の最小二乗距離と同じである。
各16Dサブタイプは16D配列の場合と同じ構造を有してい
る。即ち、この16Dポイントに属する8個の2Dポイント
のうち最大1つが、この16Dサブタイプが対応する8個
の2Dサブセツトの外部グループに属する場合のみ16Dポ
イントが16Dサブタイプに属する。16Dサブタイプは、各
16Dサブセツト内の2つの16Dポイント間の最小二乗距離
を各16Dサブタイプ内のそれと同じくなるように維持す
ると同時に16Dサブセツトの数を最小化するように16Dサ
ブセツトにまとめられる。これを達成するためには、先
ず第1,第2,第3,及び第4・2D配列が第1・8D配列を形成
するようにまとめられる。この8D配列は、0,1,…,及び
15として示される16個の8Dサブセツトに分割され、64状
態8Dコードの場合と同じようにして、0∪1∪2∪3∪
4∪5∪6∪7及び8∪9∪10∪11∪12∪13∪14∪15と
して示される2つの8Dフアミリにまとめられる。8D配列
の第5,第6,第7,及び第8・2D配列によつて形成される第
2・8D配列は同様にして分割される。これら8Dサブセツ
トの距離特性は、64状態8Dコードの場合と同じである。
次に、各々が1対の8Dサブセツトに対応し且つ16D型
(0,0),(0,1),…,(15,15)として示される256個
(=16×16)の16D型を定義する。ここで銘記するよう
に、各16D型は256個の16Dサブタイプを有しており、同
じ16D型に属する2つの16Dポイント間の最小二乗距離は
4d2 0であり、同じ8Dサブセツトに属する2つの8Dポイン
ト間の最小二乗距離と同じであり、これは所望に応じ
て、同じ16Dサブタイプに属する2つの16Dポイント間の
最小二乗距離と同じである。これは16Dサブタイプの16D
サブセツトへのグルーピングに向けての第1段階であ
る。
ここで、第21A図及び第21B図について説明する。これ
らの256個の16D型は、16Dサブセツト0,1,…,及び31と
して示される32個の16Dサブセツトを形成するためにま
とめられ、更に として示される2つの16Dフアミリにまとめられる。こ
のグルーピングにおいて、各16Dサブセツトに対して
は、この16Dサブセツトにおける9個の16D型に関連する
8個の最初の8Dサブセツトは第1・8Dフアミリ0∪1∪
2∪3∪4∪5∪6∪7あるいは第2・8Dフアミリ8∪
9∪10∪11∪12∪13∪14∪15のどちらかにまたがつてお
り、この16Dサブセツトに関連する8個の第2・8Dサブ
セツトに対しても同様である。同じ8Dフアミリ内の異な
つた8Dサブセツトに属する2つの8Dポイント間の最小二
乗距離が2d2 0であるため、同じ16Dサブセツトに属する
2つの16Dポイント間の最小二乗距離は4d2 0であり、同
じ16Dサブタイプに属する2つの16Dポイント間の最小二
乗距離と同じである。
第1・16Dフアミリ における各16Dサブセツトに対しては、この16Dサブセツ
トの8個の16D型と関連する8個の第1及び8個の第2
・8Dサブセツトは、同じ8Dフアミリ0∪1∪2∪3∪4
∪5∪6∪7又は8∪9∪10∪11∪12∪13∪14∪15にま
たがる。そして、第2・16Dフアミリ における各16Dサブセツトの場合、この16Dサブセツトの
8個の16D型に関連する8個の第1及び8個の第2・8D
サブセツトは異なつた8Dフアミリにまたがる。同じ8Dフ
アミリ内の異なつた8Dサブセツトに属する2つの8Dポイ
ント間の最小二乗距離が2d2 0であるため、また異なつた
8Dフアミリの異なつた8Dサブセツトに属する2つの8Dポ
イント間の最小二乗距離がd2 0であるため、同じ16Dフア
ミリ内の異なつた16Dサブセツトに属する2つの16Dポイ
ント間の最小二乗距離は2d2 0であり、異なつた16Dフア
ミリの異なつた16Dサブセツトに属する2つの16Dポイン
ト間の最小二乗距離はd2 0である。
8Dサブセツトが90度,180度,又は270度回転した時に
同じ8Dサブセツトが得られたため、この特性は、これら
の16Dサブセツトが得られる時の方法の故に16Dサブセツ
トに保存される。斯くして、これら32個の16Dサブセツ
トを有する90度回転不変回旋コードの設計は、配列の如
何なる90度回転も考慮に入れる必要がない。90度回転不
変回旋コードの設計は斯くして、かなり簡単になされ
る。配列の90度位相の瞹眛さの全てを取り除くには直線
性回旋コードで十分である。
これらの32個の16Dサブセツトを用いると、16Dポイン
トの任意の2つの妥当なシーケンス間の最小二乗距離が
4d2 0となるように非4/5 32状態回旋コードを設計できる
ことが明らかである。コード化されない場合に対する最
小距離におけるこのコードのコード化利得は以下のよう
になる。
このコードの設計は、次の要求条件を満足するだけで良
い。ある状態から導かれる遷移に割り当てられる16Dサ
ブセツトは全て、16Dサブセツトの同じフアミリからき
ており、ある状態に導かれる遷移に割り当てられる16D
サブセツトに対しても同様である。エラー事象のこのコ
ードの最小距離との多重性は1000より大きい。この数は
更に多い状態を用いることにより減少することができ
る。これらの32個の16Dサブセツトを有する回旋コード
の4d2 0に限定される、最小距離とのエラー事象の多重性
の限度は284である。16D配列のより細かい分割を用いる
と更なる性能の改善が得られる。
4D及び8D回旋コードの場合と同じようにして、16D配
列マツピングは、ビツトコンバータ及び16Dブロツクエ
ンコーダにより8個の2D配列マツピングを通して達成す
ることができる。更に、デコーダにおいて、受信された
ポイントに最も近い32個の16Dサブセツトの各々におけ
るポイントを見つけるという仕事は、先ず、最初の受信
された8Dポイントに最も近い16個の8Dサブセツトの各々
における8Dポイントを見つけることによつて行うことが
できる。尚、この最初の受信された8Dポイントは、受信
された16Dポイントの最初の4つの2Dポイントからな
る。これは、受信された16Dポイントの残りの4つの2D
ポイントからなる第2の受信された8Dポイントに対して
も同様である。斯くして、エンコーダ及びデコーダは比
較的単純となる。これらの16D回旋コードは、最小距離
におけるより大きなコード化利得及びより小さな構成2D
配列が望ましい時には有様である。
他の実施例 他の実施例は特許請求の範囲内に含まれる。
回旋コードは、フイードフオワード型となり得る。こ
の場合、回旋コーダ(第4図)は、最終的に決定された
多次元ポイントを与えるのに加えて、非m/m+1回旋エ
ンコーダの入力に対応する関連mビツトを与える必要が
ある。この場合、ビツトマツピング表64のN回の使用に
よつて得られるNRビツトに対してビツトコンバータ及び
多次元ブロツクエンコーダに対応する逆変換を実行する
と、NQ-m差動コード化情報ビツトのみが与えられる。残
りのm個の差動コード化ビツトは差動デコーダから直接
与えられるmビツトである。
整数としてN個の信号インタバルのブロツクで伝送さ
れるべき情報ビツト数を維持している間は、数Qは整数
である必要がない。例えば、Qは6,5,又
は4であり得る。(8Dコードを用いるインタバル
毎の6ビツトの場合は、送られているブロツク毎
のビツトの数は24と25に交互する)。この場合、回転不
変回旋コード、差動エンコーダ及びデコーダ、配列マツ
ピングのためのビツトコンバータ及びデコンバータ、並
びに多次元サブセツトの各々における最も近いポイント
に対する探査は前と同じである。2N次元配列にマツプさ
れるよう結果的に得られるNQ+S+1ビツトがNで割り
きれるように、S個の付加ビツトを発生するためにブロ
ツクエンコーダが必要により用いられる。その結果得ら
れる商をRとする。Sは斯くして最大N−1である。ブ
ロツクエンコーダは並列に作動する(前に述べた種類
の)Jブロツクエンコーダの組合せであり、jが1,2,
…,Jに等しい場合の2Nj次元ブロツクエンコーダとして
示される。Jは1に等しくなり得る。各Njは2のべき数
であり、最大Nに等しい。異なつたjに対する2つのNj
は等しくても等しくなくてもよい。ここで銘記すべきよ
うに、各2Nj次元ブロツクエンコーダはNj−1付加ビツ
トを増す。Njの選択は、jが1,2,…,Jに等しい場合のNj
の和が最大Nに等しく、好ましくはできる限りNに近く
なるように、且つjが1,2,…Jに等しい場合のNj−1が
Sに等しくなるようになされる。
各2Nj次元ブロツクエンコーダの場合、2Nj次元配列は
前と同じように、2R-1に等しいN個の構成2D信号配列の
各々における内部グループポイントの数及び(1/Nj)×
2R-1に等しい2D配列における外部グループポイントの数
から形成される。
2N次元配列は、これらの2Nj次元配列と各々が2Rポイ
ント(2つのグループに分割されない)を有する (もしあれば)と連結することによつて形成される。
次に、2N次元配列マツピング及びデマツピングは、必
要となる最大構成2D配列に対する表のN回の使用によつ
て相応に実行される。
Nは2のべき数である必要がない。2N次元配列の分割
は前と同じようにして、相互作用的に依然としてなすこ
とができる。Nが偶数の整数である時、2N次元配列の分
割は前と同じ方法にしてN次元配列の分割に基づく。N
が奇数の整数である場合、2N次元配列の分割はNが2の
べき数である場合に類似の方法でもつて2N1及び2N2次元
配列の分割に基づく。N1及びN2はその和がNに等しくな
るように選択される。N1とN2の差は1であることが好ま
しい。2N1次元フアミリ(又はサブフアミリ)の各々に
はM1の2N1次元サブセツトが存在し、2N2次元フアミリの
各々にはM2の2N2次元サブセツトが存在すると仮定す
る。M1がM2に等しい時、2N次元配列の分割はNが2のべ
き数である場合と同じである。でなければ、M1がM2より
も小さいと仮定する。すると、各2N次元サブセツトはM1
の2N次元型からなり、各2N次元型は1対の2N1次元サブ
セツト及び2N2次元サブセツトである。各2N次元サブセ
ツトに関連するM1の2N1次元サブセツトは同じ2N1次元フ
アミリにまたがつている。各2N次元サブセツトに関連す
るM1の2N2次元サブセツトは互いに異なつており、同じ2
N2次元フアミリに属している。2N次元サブセツトのフア
ミリへの更なるグルーピングは同様にして行なわれる。
回転不変回旋コードの設計や差動エンコーダ及びデコ
ーダ、並びに配列マツピングのためのビツトコンバータ
及びデコンバータの設計は、Nが2のべき数である場合
と同じようにして行なわれる。2N次元サブセツトの各々
における最も近いポイントに対する探査は、上に論じた
2N次元配列の分割に用いられるのと同様の相互作用方法
でもつてなされる。
必要ならば、上記と同じ方法でもつて、しかし、2N次
元配列にマツプされるべき結果として得られるNQ+S+
1ビツトがNによつて割りきれることを必要とせずに、
S個の付加ビツトを発生するために、並列に作動する
(前に述べた種類の)jが1,2,…,Jに等しい場合のJ個
の2Nj次元ブロツクエンコーダの組合せが用いられ得
る。
次に、N構成2D配列及び2N次元配列は上記の方法と同
じ方法で相応に形成される。2N次元信号配列マツピング
及びデマツピングは、必要となる最大構成2D配列に対す
る表のN回使用によつて相応に実行される。
他の実施例の場合、回旋コーダは2つ以上の冗長ビツ
トを増すことができ、信号スロツトはQAMシステムにお
ける信号インタバル以外であることもでき、構成2D配列
は矩形格子以外の形、例えば六角形又は円形から作るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は送信機のブロツク図。第2図は第1図のエンコ
ーダ及びグルーピングデバイスのブロツク図。第3図は
第1図に用いられる受信機のブロツク図。第4図は第3
図のデコーダのブロツク図。第5図は192ポイント信号
配列の図。第6図は4Dサブセツト及び対応のビツトパタ
ーンのチヤート。第7図は16ステート4Dコードに対する
第2図のエンコーダのブロツク図。第8図は16ステート
4Dコードに対する格子図。第9図は第7図のブロツクエ
ンコーダの機能を表わすビツトチヤート。第10図は4Dコ
ードに対するビテルビアルゴリズムのフローチヤート。
第11図は160ポイント信号配列を示す図。第12A図及び第
12B図は8Dサブセツト及びビツト変換手続のチヤート。
第13図は64ステート8Dコードに対する第2図のエンコー
ダのブロツク図。第14A図及び第14B図は64状態8Dコード
に対する格子表。第15図は第13図のブロツクエンコーダ
の出力ビツトを示す図。第16図は8Dコードに対するビテ
ルビアルゴリズムのフローチヤート。第17図は8サブセ
ツトに分割された192ポイント信号配列を示す図。第18
図は32個の4Dサブセツトのチヤート。第19図は64状態4D
コードに対する第2図のエンコーダのブロツク図。第20
図は144ポイント信号配列を示す図。第21A図及び第21B
図は32個の16Dサブセツトのチヤート。 10…送信機、12…スクランブラ、14…チヤンネル信号、
18…エンコーダ及びグルーピングデバイス、20…モジユ
レータ,パルス形成フイルタ,デジタル−アナログコン
バータ、29…直列−並列ビツトコンバータ、30…差動エ
ンコーダ、32…回旋エンコーダ、34…ビツトコンバータ
及びブロツクエンコーダ、36…ビツトグルーピングデバ
イス及び並列−直列ビツトグループコンバータ、38…2D
マツピング表、42…アナログ−デジタルコンバータ、44
…適応性イコライザ、46…適応性デモジユレータ、45…
イコライザ/デモジユレータ更新信号計算器、48…デコ
ーダ、52…デスクランブラ、60…ビテルビアルゴリズム
デバイス、62…並列−直列座標対コンバータ、64…ビツ
トマツピング表、65…直列−並列ビツトグループコンバ
ータ、66…ビツトコンバータ及びブロツクデコーダ、68
…差動デコーダ、69…並列−直列ビツトコンバータ、84
…回旋エンコーダ、96…ビツトコンバータ、97…4Dブロ
ツクエンコーダ、130…回旋エンコーダ、140…ビツトコ
ンバータ、142…8Dブロツクエンコーダ、144…差動エン
コーダ、151…回旋エンコーダ、152…ビツトコンバー
タ、154…4Dブロツクエンコーダ。
───────────────────────────────────────────────────── 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 9297−5K H04L 27/00 E

Claims (75)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の信号スロットにおいてチャンネルを
    介して対応の信号を送出することにより情報ビットの流
    れを送信するための送信装置において、 少なくとも1個の冗長ビットを加えることにより、少な
    くとも2個の前記信号スロットのブロックの期間に出現
    する情報ビットをコード化し、前記ブロックに対する信
    号ポイント選択ビットの組に形成するためのコード化手
    段(第2図の32、34)と、 前記信号ポイント選択ビットの組毎に、2次元配列を除
    く多次元配列から導かれた多次元信号ポイントを前記ブ
    ロックに対して選択するための選択手段(第2図の36、
    38)であって、特定の前記ブロックに対して選択された
    前記多次元信号ポイントを少なくとも1個の他の前記ブ
    ロックに対して選択された多次元信号ポイントに依存さ
    せてなる選択手段と、 を備え、 前記選択手段は、前記信号ポイント選択ビットの組の可
    能なそれぞれの組み合わせと前記多次元配列における多
    次元信号ポイントの座標との間の対応を確立するように
    なされ、 前記コード化手段及び前記選択手段は、前記多次元配列
    の複数の多次元サブセットへの分割を規定するように動
    作し、前記多次元配列は、それぞれが該多次元配列より
    も低い次元の複数の構成配列の連結であり、前記構成配
    列は特定の量の位相回転の下で曖昧である信号ポイント
    の配置を含み、 前記コード化手段及び前記選択手段により、前記の選択
    された前記多次元信号ポイントはチャンネル誘導された
    前記量の位相回転に影響されずに復号されるようになさ
    れ、 前記送信装置は、それぞれの前記選択された多次元信号
    ポイントによって表される座標に従って前記チャンネル
    での送信のために少なくとも1つの搬送波を変調するた
    めの手段(第1図の20)を更に具備する ことを特徴とする送信装置。
  2. 【請求項2】前記コード化手段及び前記選択手段は更
    に、所与の前記多次元サブセットにおけるそれぞれの前
    記多次元信号ポイントの座標を、前記量の位相回転の下
    で、前記所与の多次元サブセットにおける他の前記多次
    元信号ポイントの座標に変換するために、前記多次元サ
    ブセットへの前記分割を規定するように構成されること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の送信装置。
  3. 【請求項3】それぞれの前記構成配列は、1つの前記構
    成サブセットを1つの前記特定の量に対応する位相回転
    の下で別の前記構成サブセットに変換するように構成サ
    ブセットに分割され、 前記コード化手段及び前記選択手段は前記多次元配列の
    前記分割を規定するように構成され、該分割は、それぞ
    れの前記多次元サブセットが前記構成サブセットの連結
    である多次元タイプを含み、且つ、前記多次元サブセッ
    トが前記特定の量の位相回転の下で不変であるように行
    われることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の送
    信装置。
  4. 【請求項4】前記コード化手段は、少なくとも1つの前
    記情報ビットから前記冗長ビットを含む複数の回旋コー
    ド化ビットを発生する回旋コーダを備え、 前記選択手段は、前記回旋コード化ビットに基づいて前
    記多次元ポイントが導かれる前記多次元サブセットを選
    択し、 前記コード化手段は更に、前記量の回転から生じる曖昧
    さを除去するために少なくとも1つの回旋コード化され
    ない前記情報ビットを差動的にコード化するための差動
    エンコーダを備える ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の送信装
    置。
  5. 【請求項5】前記差動エンコーダは、回旋コード化され
    ない前記情報ビットのみをコード化することを特徴とす
    る特許請求の範囲第4項記載の送信装置。
  6. 【請求項6】前記コード化手段及び前記選択手段は更
    に、所与の前記多次元サブセットにおけるそれぞれの前
    記多次元信号ポイントの座標を、前記量のうちの一部の
    量からなる組のうちの少なくとも1つの組の位相回転の
    下で、前記所与の多次元サブセットにおける別の前記多
    次元信号ポイントの座標に変換し、且つ、前記少なくと
    も1つの組とは別の組だけ、別の前記多次元サブセット
    における別の前記多次元信号ポイントの座標に変換する
    ように、前記多次元サブセットへの前記分割を規定する
    よう構成され、 前記コード化手段及び前記選択手段は、前記別の組だけ
    の前記変換から生じる曖昧さが除去されるように状態遷
    移が前記多次元サブセットに関連付けられる回旋コーダ
    を備える ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の送信装
    置。
  7. 【請求項7】前記別の組だけの第1の多次元サブセット
    の回転から生じる多次元サブセットが、前記第1の多次
    元サブセットが割り当てられる状態遷移と所定の関係を
    有する状態遷移に割り当てられることを特徴とする特許
    請求の範囲第6項記載の送信装置。
  8. 【請求項8】前記第1の多次元サブセットが、前記回旋
    コーダの第1状態から第2状態への遷移に割り当てられ
    る場合、前記の生じた多次元サブセットは前記第1状態
    及び第2状態の所定の1対1機能によって決定される2
    つの状態間の遷移に割り当てられることを特徴とする特
    許請求の範囲第7項記載の送信装置。
  9. 【請求項9】前記回旋コーダは、前記冗長ビットを含む
    複数の回旋コード化ビットを少なくとも1つの前記情報
    ビットから発生し、 前記選択手段は、前記回旋コード化ビットに基づいて前
    記多次元ポイントが導かれる前記多次元サブセットを選
    択し、 前記コード化手段は更に、前記量の回転から生じる曖昧
    さを除去するために、少なくとも1つの回旋コード化さ
    れない前記情報ビットを差動的にコード化するための差
    動エンコーダを備える ことを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の送信装
    置。
  10. 【請求項10】前記回旋コーダは、少なくとも1つの差
    動コード化された前記情報ビットを含むビットから前記
    回旋コード化ビットを発生するように構成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第9項記載の送信装置。
  11. 【請求項11】前記位相の曖昧さの量は90°、180°及
    び270°を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の送信装置。
  12. 【請求項12】前記多次元配列は4次元であり、前記回
    旋コーダは16個の状態を有することを特徴とする特許請
    求の範囲第9項記載の送信装置。
  13. 【請求項13】前記多次元配列は8次元であり、前記回
    旋コーダは64個の状態を有することを特徴とする特許請
    求の範囲第4項記載の送信装置。
  14. 【請求項14】前記位相の曖昧さの量は90°、180°及
    び270°を含み、前記回旋コーダは直線性回旋コーダで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の送信
    装置。
  15. 【請求項15】前記位相の曖昧さの量は90°、180°及
    び270°を含み、前記回旋コーダは直線性回旋コーダで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第9項記載の送信
    装置。
  16. 【請求項16】前記タイプは前記構成サブセットの全て
    の可能な連結を含み、それぞれの前記タイプは少なくと
    も1つの前記多次元サブセットに属することを特徴とす
    る特許請求の範囲第3項記載の送信装置。
  17. 【請求項17】複数の信号スロットにおいてチャンネル
    を介して対応の信号を送出することにより情報ビットの
    流れを送信するための送信装置において、 少なくとも1個の冗長ビットを加えることにより、少な
    くとも2個の前記信号スロットのブロックの期間に出現
    する情報ビットをコード化し、前記ブロックに対する信
    号ポイント選択ビットの組を形成するためのコード化手
    段(第2図の32、34)と、 前記信号ポイント選択ビットの組毎に、2次元配列を除
    く多次元配列から導かれた多次元信号ポイントを前記ブ
    ロックに対して選択するための選択手段(第2図の36、
    38)であって、特定の前記ブロックに対して選択された
    前記多次元信号ポイントを、少なくとも1個の他のブロ
    ックに対して選択された多次元信号ポイントに依存させ
    てなる選択手段と、 を備え、 前記選択手段は、前記信号ポイント選択ビットの組の可
    能なそれぞれの組み合わせと前記多次元配列における多
    次元信号ポイントの座標との間の対応を確立するように
    なされ、 前記コード化手段及び前記選択手段は、前記多次元配列
    の複数の多次元サブセットへの分割を規定するように、
    且つ、前記多次元信号ポイントが少なくとも1個の前記
    信号ポイント選択ビットに基づいて選択されるサブセッ
    トを決定するように動作し、 前記多次元配列は、それぞれが前記多次元配列よりも低
    い次元を持ち且つ構成サブセットへ分割される構成配列
    の連結であり、 それぞれの前記多次元サブセットは、前記構成サブセッ
    トに基づいているが前記構成配列の構成サブセットの連
    結ではなく、 更に、前記送信装置は、それぞれの選択された前記多次
    元信号ポイントに従って、前記チャンネルに送信するた
    めに少なくとも1つの搬送波を変調するための変調手段
    (第1図の20)を備え、 それぞれの前記構成配列における前記構成サブセットは
    構成ファミリを形成するようにグループ化され、それぞ
    れの前記構成サブセット内の構成ポイントの間の最小距
    離はそれぞれの前記構成ファミリ内の構成ポイントの間
    の最小距離よりも大きくなされ、後者の最小距離は前記
    構成配列内の構成ポイントの間の最小距離よりも大きく
    なされており、 前記多次元配列は、前記構成ファミリと前記構成サブセ
    ットとの前記距離に基づいて前記多次元サブセットへ分
    割され、 前記多次元サブセットは、前記距離に基づいて多次元フ
    ァミリを形成するようにグループ化され、 それぞれの前記多次元サブセットは、それぞれの前記構
    成サブセットの連結である多次元タイプを含み、 所与の前記構成配列に所属し且つ所与の前記多次元サブ
    セットの多次元タイプと関連する前記構成サブセットど
    おしは異なっていて、前記所与の構成配列の前記構成フ
    ァミリの1つに所属する ことを特徴とする送信装置。
  18. 【請求項18】それぞれの前記構成ファミリは構成サブ
    ファミリを含み、 それぞれの前記構成サブファミリは、それぞれの前記構
    成サブファミリ内の構成ポイントの間の最小距離がそれ
    ぞれの前記構成ファミリ内の構成ポイントの間の最小距
    離よりも大きく、それぞれの構成サブセット内の構成ポ
    イントの間の最小距離よりも小さいように選択された複
    数の前記構成サブセットを含み、 前記多次元配列の前記多次元サブセットへの分割は、前
    記構成サブファミリの前記距離に基づいて行われる ことを特徴とする特許請求の範囲第17項記載の送信装
    置。
  19. 【請求項19】前記多次元配列は、それぞれが2次元で
    ある別の構成配列の連結であり、 該別の構成配列は、同じく2次元である別の構成サブセ
    ットへ分割され、 前記構成配列及び前記構成サブセットは、前記別の構成
    配列及び前記別の構成サブセットよりも高い次元を持
    ち、 それぞれの前記多次元サブセットは、前記別の構成サブ
    セットの連結によりそれぞれ形成される少なくとも2つ
    の多次元サブタイプを含み、 前記コード化手段(第2図の32、24)は、少なくとも1
    個の前記情報ビットから、前記冗長ビットを含む複数の
    回旋コード化ビットを発生する回旋エンコーダ(32)を
    備え、 前記選択手段は、前記回旋コード化ビットと回旋コード
    化されていない前記情報ビットからの少なくとも1個の
    サブタイプ選択ビットとに基づいて、前記多次元信号ポ
    イントが導かれる多次元サブタイプを選択するようにな
    されている ことを特徴とする特許請求の範囲第17項記載の送信装
    置。
  20. 【請求項20】前記コード化手段は、前記サブタイプ選
    択ビットと前記回旋コード化ビットとのビット値のそれ
    ぞれの組み合わせを複数のグループの構成サブセット選
    択ビットに変換するためのビットコンバータを含み、 前記選択手段は、前記多次元信号ポイントが導かれる前
    記多次元サブタイプに対応する前記別の構成サブセット
    を特定するためにそれぞれ前記グループを用いるように
    更に構成されている ことを特徴とする特許請求の範囲第19項記載の送信装
    置。
  21. 【請求項21】前記多次元サブタイプに属する前記多次
    元ポイントは、残りの前記情報ビットに基づいて選択さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第19項記載の送信
    装置。
  22. 【請求項22】前記別の構成配列は、少なくとも1つの
    特定の量のチャンネル誘導位相回転の下では曖昧になる
    信号ポイントの配列を含み、 前記コード化手段は、前記選択された多次元信号ポイン
    トが任意の前記量のチャンネル誘導位相回転に影響され
    ずに復号されるように、少なくとも1つの前記サブタイ
    プ選択ビットを差動的にコード化するための差動エンコ
    ーダを含むことを特徴とする特許請求の範囲第19項記載
    の送信装置。
  23. 【請求項23】それぞれの前記別の構成サブセットは第
    1及び第2のグループに分割されており、 それぞれの選択された多次元信号ポイントの構成信号ポ
    イントが導かれるグループは、1つの前記構成信号ポイ
    ントが導かれるグループが別の前記構成信号ポイントが
    導かれるグループに基づいて決定されるように、残りの
    前記情報ビットからの組み合わせ選択ビットに基づくよ
    うになされた ことを特徴とする特許請求の範囲第19項記載の送信装
    置。
  24. 【請求項24】前記コード化手段は、前記組み合わせ選
    択ビットを、前記構成グループを特定するためにそれぞ
    れ用いられる複数の組のグループ選択ビットに変換する
    ためのブロックエンコーダを更に備えることを特徴とす
    る特許請求の範囲第23項記載の送信装置。
  25. 【請求項25】前記組み合わせ選択ビット以外の残りの
    前記情報ビットが、前記の選択された構成グループの1
    つから構成信号ポイントを選択するのにそれぞれ用いら
    れる複数の組に組織されることを特徴とする特許請求の
    範囲第23項記載の送信装置。
  26. 【請求項26】前記別の構成サブセットの第1及び第2
    のグループを、前記別の構成配列の位相の曖昧さに対応
    する位相回転により、他の前記別の構成サブセットの前
    記第1及び第2のグループからそれぞれ求めることを特
    徴とする特許請求の範囲第23項記載の送信装置。
  27. 【請求項27】前記多次元配列の位相の曖昧さに対応す
    る位相回転の下で互いから得られるグループの組み合わ
    せに対して、前記組み合わせ選択ビットの同じパターン
    を割り当てることを特徴とする特許請求の範囲第26項記
    載の送信装置。
  28. 【請求項28】前記別の構成配列の位相の曖昧さに対応
    する位相回転の下で互いから得られる構成グループに、
    前記グループ選択ビットのそれぞれの組の同じパターン
    を関連付けることを特徴とする特許請求の範囲第24項又
    は第27項記載の送信装置。
  29. 【請求項29】前記別の構成配列の位相の曖昧さに対応
    する位相回転の下で互いから得られる構成信号ポイント
    に、前記構成信号ポイント選択ビットのそれぞれの組の
    同じパターンを関連付けることを特徴とする特許請求の
    範囲第25項又は第27項記載の送信装置。
  30. 【請求項30】前記多次元サブセットが多次元格子の部
    分又はその変換であることを特徴とする特許請求の範囲
    第17項記載の送信装置。
  31. 【請求項31】前記多次元格子が、ブロックコード化変
    調システムにおいて用いられる形式の多次元配列を含む
    ことを特徴とする特許請求の範囲第30項記載の送信装
    置。
  32. 【請求項32】前記多次元配列は、それぞれが2次元で
    ある構成配列の連結であり、前記コード化手段及び前記
    選択手段は、前記構成配列の5個以上の構成サブセット
    への分割を規定するようになされたことを特徴とする特
    許請求の範囲第17項記載の送信装置。
  33. 【請求項33】それぞれの前記構成配列は2つのグルー
    プに分割されることを特徴とする特許請求の範囲第17項
    又は第32項のいずれか1つに記載の送信装置。
  34. 【請求項34】前記コード化手段及び前記選択手段は、
    前記多次元配列から、構成配列に属する信号ポイントの
    連結である複数の多次元信号ポイントを除外するように
    構成されており、除外される前記多次元信号ポイントは
    前記構成信号ポイントの属するグループに基づくように
    なされていることを特徴とする特許請求の範囲第33項記
    載の送信装置。
  35. 【請求項35】前記構成配列がN個存在し、それぞれの
    前記構成配列におけるグループは、第1のグループと、
    該第1のグループのN倍の信号ポイントを有する第2の
    グループとを含むことを特徴とする特許請求の範囲第34
    項記載の送信装置。
  36. 【請求項36】それぞれの前記構成配列が2個のグルー
    プに分割され、それぞれの前記構成配列に対する前記構
    成サブセットの全部が、それぞれの前記グループに同数
    の構成信号ポイントを有することを特徴とする特許請求
    の範囲第17項又は第31項のいずれか1つに記載の送信装
    置。
  37. 【請求項37】前記の除外される多次元信号ポイント
    は、前記第1のグループにおける2個以上の構成信号ポ
    イントに対応する多次元信号ポイントを含むことを特徴
    とする特許請求の範囲第35項記載の送信装置。
  38. 【請求項38】前記構成配列は、特定の量のチャンネル
    誘導位相回転の下では曖昧な信号ポイントの配置を含
    み、 それぞれの前記グループは前記特定の量の位相回転の下
    では不変である ことを特徴とする特許請求の範囲第33項記載の送信装
    置。
  39. 【請求項39】それぞれの前記ブロックの長さはN個
    (ただし、Nは2のべき数である)の前記信号スロット
    に相当することを特徴とする特許請求の範囲第17項、第
    30項又は第32項のいずれか1つに記載の送信装置。
  40. 【請求項40】Nが2であることを特徴とする特許請求
    の範囲第39項記載の送信装置。
  41. 【請求項41】Nが4であることを特徴とする特許請求
    の範囲第39項記載の送信装置。
  42. 【請求項42】Nが8であることを特徴とする特許請求
    の範囲第39項記載の送信装置。
  43. 【請求項43】前記多次元配列は2N次元配列(ただし、
    Nは2のべき数である)を含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第17項又は第32項のいずれか1つに記載の送信
    装置。
  44. 【請求項44】前記多次元サブセットの数は、2Nを前記
    多次元配列の次元数としたとき、4Nよりも小さいことを
    特徴とする特許請求の範囲第17項又は第30項のいずれか
    1つに記載の送信装置。
  45. 【請求項45】Nが2であり、前記多次元サブセットが
    8個存在することを特徴とする特許請求の範囲第44項記
    載の送信装置。
  46. 【請求項46】Nが4であり、前記多次元サブセットが
    16個存在することを特徴とする特許請求の範囲第44項記
    載の送信装置。
  47. 【請求項47】Nが8であり、前記多次元サブセットが
    32個存在することを特徴とする特許請求の範囲第44項記
    載の送信装置。
  48. 【請求項48】前記多次元サブセットの数は、2Nを前記
    多次元配列の次元数としたとき、8Nよりも小さいことを
    特徴とする特許請求の範囲第17項、第30項又は第32項の
    いずれか1つに記載の送信装置。
  49. 【請求項49】Nが2であり、前記多次元サブセットが
    32個存在することを特徴とする特許請求の範囲第48項記
    載の送信装置。
  50. 【請求項50】前記多次元配列内の最小距離は、それぞ
    れの前記多次元サブセット内の最小距離よりも小さいこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第17項、第30項又は第32
    項のいずれか1つに記載の送信装置。
  51. 【請求項51】前記構成配列が全て2次元配列であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第17項記載の送信装置。
  52. 【請求項52】前記構成配列が全て4次元配列であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第17項記載の送信装置。
  53. 【請求項53】前記構成配列内の最小距離はそれぞれの
    前記構成サブセット内の最小距離よりも小さいことを特
    徴とする特許請求の範囲第17項又は第32項のいずれか1
    つに記載の送信装置。
  54. 【請求項54】前記構成サブセットが8個存在すること
    を特徴とする特許請求の範囲第32項記載の送信装置。
  55. 【請求項55】1つの前記グループは、前記構成配列が
    不変となる位相回転の下で回転的に不変であることを特
    徴とする特許請求の範囲第33項記載の送信装置。
  56. 【請求項56】それぞれの前記構成配列に対する前記構
    成サブセットの全ては、同じ数の構成信号ポイントをそ
    れぞれの前記サブグループに有することを特徴とする特
    許請求の範囲第55項記載の送信装置。
  57. 【請求項57】前記多次元サブセットは多次元ファミリ
    を含み、それぞれの前記多次元ファミリ内の最小距離は
    前記多次元配列内の最小距離よりも大きく、 前記コード化手段は、前記多次元ファミリに基づいて前
    記情報ビットをコード化するように構成されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第17項、第30項又は第32項
    のいずれか1つに記載の送信装置。
  58. 【請求項58】前記多次元ファミリは多次元サブファミ
    リを含み、それぞれの前記多次元サブファミリ内の最小
    距離はそれぞれの前記多次元ファミリ内の最小距離より
    も大きいことを特徴とする特許請求の範囲第57項記載の
    送信装置。
  59. 【請求項59】それぞれの前記信号スロットにQ個(た
    だし、Qは整数である)の前記情報ビットが出現するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第17項、第30項又は第32
    項のいずれか1つに記載の送信装置。
  60. 【請求項60】それぞれの前記信号スロットにQ個(た
    だし、Qは整数ではない)の前記情報ビットが現れるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第17項、第30項又は第32
    項のいずれか1つに記載の送信装置。
  61. 【請求項61】Qは7であることを特徴とする特許請求
    の範囲第59項記載の送信装置。
  62. 【請求項62】Qは6 1/8であることを特徴とする特許
    請求の範囲第60項記載の送信装置。
  63. 【請求項63】Qは5 1/4であることを特徴とする特許
    請求の範囲第60項記載の送信装置。
  64. 【請求項64】Qは4 3/8であることを特徴とする特許
    請求の範囲第60項記載の送信装置。
  65. 【請求項65】前記2つのグループは、それぞれ異なる
    平均電力を要する内部グループ及び外部グループを含む
    ことを特徴とする特許請求の範囲第23項又は第33項に記
    載の送信装置。
  66. 【請求項66】前記信号スロットは連続的なインターバ
    ルに対応することを特徴とする特許請求の範囲第17項、
    第30項又は第32項のいずれか1つに記載の送信装置。
  67. 【請求項67】前記情報ビットは1スロット当たり7個
    の割合で出現し、 それぞれの前記ブロックの長さは2つの前記信号スロッ
    トに相当し、 前記多次元配列は4次元であって、8個の多次元サブセ
    ットに分割され、 前記コード化手段は16個の状態を有する有限状態デバイ
    スを備え、 前記構成配列は、それぞれが192個の2次元信号ポイン
    トを有する2つの同じ2次元配列である ことを特徴とする特許請求の範囲第17項又は第30項のい
    ずれか1つに記載の送信装置。
  68. 【請求項68】前記情報ビットは1スロット当たり7個
    の割合で出現し、 それぞれの前記ブロックの長さは4つの前記信号スロッ
    トに相当し、 前記多次元配列は8次元であって、16個の多次元サブセ
    ットに分割され、 前記コード化手段は64個の状態を有する有限状態デバイ
    スを備え、 前記構成配列は、それぞれが160個の2次元信号ポイン
    トを有する4つの同 前記構成配列は、それぞれが160個の2次元信号ポイン
    トを有する4つの同じ2次元配列である ことを特徴とする特許請求の範囲第17項又は第30項のい
    ずれか1つに記載の送信装置。
  69. 【請求項69】前記情報ビットは1スロット当たり7個
    の割合で出現し、 それぞれの前記ブロックの長さは2つの前記信号スロッ
    トに相当し、 前記多次元配列は4次元であって、32個の多次元サブセ
    ットに分割され、 前記コード化手段は64個の状態を有する有限状態デバイ
    スを備え、 前記構成配列は、8つのサブセットに分割された192個
    の2次元信号ポイントをそれぞれ有する2つの同じ2次
    元配列である ことを特徴とする特許請求の範囲第17項、第30項又は第
    32項のいずれか1つに記載の送信装置。
  70. 【請求項70】前記構成配列が矩形格子の部分であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第17項、第30項又は第32
    項のいずれか1つに記載の送信装置。
  71. 【請求項71】前記冗長ビットが1つ存在することを特
    徴とする特許請求の範囲第17項、第30項又は第32項のい
    ずれか1つに記載の送信装置。
  72. 【請求項72】前記サブタイプ選択ビットの数と前記回
    旋コード化ビットとの数の和は、前記グループにおける
    前記構成サブセット選択ビットの総数と同じであること
    を特徴とする特許請求の範囲第20項記載の送信装置。
  73. 【請求項73】少なくとも1個の冗長ビットを加えるこ
    とにより、少なくとも2個の前記信号スロットのブロッ
    クの期間に出現する情報ビットをコード化し、前記ブロ
    ックに対する信号ポイント選択ビットの組に形成するた
    めのコード化手段(第2図の32、34)と、 前記信号ポイント選択ビットの組毎に、2次元配列を除
    く多次元配列から導かれた多次元信号ポイントを前記ブ
    ロックに対して選択するための選択手段(第2図の36、
    38)であって、特定の前記ブロックに対して選択された
    前記多次元信号ポイントを少なくとも1個の他の前記ブ
    ロックに対して選択された多次元信号ポイントに依存さ
    せてなる選択手段と、 を備え、 前記選択手段は、前記信号ポイント選択ビットの組の可
    能なそれぞれの組み合わせと前記多次元配列における多
    次元信号ポイントの座標との間の対応を確立するように
    なされ、 前記コード化手段及び前記選択手段は、前記多次元配列
    の複数の多次元サブセットへの分割を規定するように動
    作し、前記多次元配列は、それぞれが該多次元配列より
    も低い次元の複数の構成配列の連結であり、前記構成配
    列は特定の量の位相回転の下で曖昧である信号ポイント
    の配置を含み、 前記コード化手段及び前記選択手段により、前記の選択
    された前記多次元信号ポイントはチャンネル誘導された
    前記量の位相回転に影響されずに復号されるようになさ
    れ、 それぞれの前記選択された多次元信号ポイントによって
    表される座標に従って前記チャンネルでの送信のために
    少なくとも1つの搬送波を変調するための手段(第1図
    の20)を更に具備する 送信装置から、複数の信号スロットにおいて送出された
    多次元信号を受信して、多次元信号ポイントの最尤列を
    評価して多次元信号ポイントを決定する受信方法であっ
    て、 それぞれの受信された多次元信号とそれに対応する前記
    構成サブセットでの最も近い構成信号ポイントとの間の
    距離を決定するステップ(第16図のステップ145−149)
    と、 前記多次元サブセットに対応する構成サブセットに関す
    る前記距離の組み合わせに基づいて、それぞれの前記受
    信された多次元信号とそれぞれの前記多次元サブセット
    における最も近い多次元信号ポイントとの間の距離を決
    定するステップ(第16図のステップ151)と、 それぞれの前記受信された多次元信号とそれぞれの前記
    多次元サブセットにおける最も近い多次元信号ポイント
    との間の距離に基づいて、前記最尤列を決定するステッ
    プ(第16図のステップ153)と、 を備えることを特徴とする受信方法。
  74. 【請求項74】前記多次元サブセット内のそれぞれの前
    記多次元タイプの構成サブセットに関する距離の組み合
    わせに基づいて、前記受信された多次元信号とそれぞれ
    の前記多次元サブセットにおける最も近い多次元信号ポ
    イントとの距離を決定するステップを更に備えることを
    特徴とする特許請求の範囲第73項記載の受信方法。
  75. 【請求項75】それぞれの前記構成配列は3次元以上で
    あって2次元配列の連結であり、それぞれの前記2次元
    配列は2次元サブセットに分割され、 それぞれの受信された2次元信号とそれに対応する前記
    2次元サブセットにおける最も近い2次元信号ポイント
    との間の距離を決定するステップを更に備え、 それぞれの受信された多次元信号と前記構成サブセット
    における最も近い構成信号ポイントとの間の距離を決定
    する前記ステップは、前記構成サブセットに対応する前
    記2次元サブセットに関する前記距離の組み合わせに基
    づく ことを特徴とする特許請求の範囲第73項記載の受信方
    法。
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