JPH025642A - 誤り訂正方式 - Google Patents

誤り訂正方式

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JPH025642A
JPH025642A JP63154634A JP15463488A JPH025642A JP H025642 A JPH025642 A JP H025642A JP 63154634 A JP63154634 A JP 63154634A JP 15463488 A JP15463488 A JP 15463488A JP H025642 A JPH025642 A JP H025642A
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聡 相河
Hitoshi Takanashi
高梨 斉
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマルチキャリア通信方式を用いたディジタル無
線方式の分野における誤り訂正方式%式% 〔従来の技術〕 ディジタル無線通信では伝搬路で発生したフェーソング
による回線品質の劣化を防ぐため、マルチキャリア通信
を採用する場合がある。
第7図はマルチキャリア通信の原理を示す図である。
同図に示すように、この方式では、送信信号を周波数帯
域幅の小さい複数キャリア5050nに分割して伝送す
ることにより、シングルキャリア51の場合に比し、全
体の7エーノング許容値を大きくシ(この場合では許容
値xdBが r+−xdBになる )、7エーソングの
影響を低減するのがねらいである (文献1−Y。
S aito eLal、“Feasibility 
Con5ideraLio++sof Higb−le
vel QAM Multi−CarrierSyst
em  ICC’84 1984  pp 665−6
71  J参照)。
一方、ディジタル無線通信では、中継装置の不完全性等
に起因する定常時の残留誤りを取り除くために、誤り訂
正回路を併用することがある。
マルチキャリア通信と誤り訂正を併用した従来のディジ
タル無線方式の構成の例を示すブロック図を第8図に示
す。
同図において、52.〜52nは符号器、531〜53
11は変調器、54.〜547.は第1のキャリア〜第
n番目のキャリア、55、〜55oは復調器、561〜
5(3日は復号器を表わしている。
しかし、このような構成を採っても、7エーノングによ
る誤りはバースト的に発生するため、これが誤り訂正能
力を低下させる。
またマルチキャリア方式では、複数の符号器復号器を必
要とするため、回路規模、コストの増大につながる欠点
がある。
一方、誤り訂正と変復調を融合した技術に符号化変調が
ある(文献 [Q 、 Clugerbeock“ C
hannel  coding  with  Mul
Lilevel/phasesignals  r  
I E E E  T rans、  I 11for
mationTI+cory 、  vol  I T
−281)I)、 55−67Jun、1982  J
  参照)。これは信号空間配置aする際に、セットパ
ーティション(SetP arLition)と呼ばれ
る手法を用いて各符号語間の最小自由距離を信号空間上
のユークリッド距離として大きくとる方法である。
またその中で、従来の符号比変:11Mより更に大きな
符号化利得を得るため、多次元(2°次元、n=2  
、3  ・・・・・・)符号の検討が進められている 
(文’IRrA、R,Ca1derbank and 
N、  J。
S  Ioclane   ”  F our−dia
+ensional  modulationu+ij
l+  an  eiglit−state  tre
llis  code  ″ AT&T  Tecb、
  Jour、 vol 64  ppl 005−1
017  + May−June 1985  J参照
)これは最小自由距離を更に大さくするため、従来のn
個分に相当する符号化信号から77ピング回路によりn
個のシンボルを一組として出力する。
次に、これら−組のシンボルを並列−直列変換し、一つ
のキャリアで送(iする。このような多次元符号の送信
側の構成の例をブロック図として第9図に示す。
同図において、56は多次元符号器、57はマツピング
回路、58は拒列−直列変換器、59は変調器を表わし
ている。
このような構成により、n個のシンボルのマツピング方
法を最適化することにより、より大きい最小自由距離の
符号を得ることができる。
例えば、4次元群号では2系列の信号あるいは連続する
2yイムスひットの信号に冗長ビットを加える。
図の例では、2系列の2値信号に1ビツトの冗長ビット
を加えた3ビツトを2つの4PSKシンボルで送信する
。このとき、3ビツトの信号、000.001  、・
・・・・・ 111を2つの4PSKシンボルにマツピ
ング(信号配置)を行なう。このマツピング方法により
符号語間のユークリッド距離を大きくとることが多次元
符号の特徴である。
マンピング方法の一例を第1()図に示す。
同図において、(a)は第1のシンボルの場合を、(b
)は第2のシンボルの場合を示しており、例えば冗長ビ
ットを加えた3ビツトが1.1゜0のときは第1シンボ
ルは(、)の英字符Aで示す信号点のシンボルとなり、
第2のシンボルは(1))の左上の英字符Bで示す信号
点のシンボルとなる。
C発明が解決しようとする課題〕 上述したような符号化変調方式においては、7よ−ソン
グによるバースト誤りが発生した場合、−組シンボルの
うちの複数のシンボルが誤ることになり、誤り率の増加
につながる。
また回路を構成する場合、第9図によって説明したよう
に並列・直列変換が必要となる。
第11図に組み合わせ符号を用いた伝送系のブロック図
を示す。
同図において、60は第1の符号器、61はインタリー
バ、62は第2の符号器、63は変Iii!I器、64
はキャリア、65は復調器、66は第2の復号器、67
はデ・インタリーバ、68は第1の復号器を表わしてい
る。
組み合わせ符号は、2つ以上の異なった形式の誤り訂正
符号を情報信号に灯して直列に配置することにより誤り
訂正能力の増加を図る方式この場合、内側の符号を復号
したあと、誤り率は低下するが、12の復号器出力にお
ける誤9は伝搬路において発生する誤りに復号器での誤
り訂正による誤りが加わり、バースト的になる。
従って、一般に第1の符号と@2の符号の開にインター
リーブをかける必要がある。しかし本組み合わせ符号を
ディジタルマイクロ波方式のような高速信号伝送を行な
う方式に適用する場合、インターリーブ回路を構成する
ためには、メモリ、制御回路のアクセスタイムなどのた
め実現は非常に困難となる。
本発明は、以−にに挙げたバースト誤りによる訂正能力
の劣化を解決することのriT能なマルチキャリアゾイ
ノタル無線通信路における誤り訂正方式を提供すること
を目的としでいる。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、上述の目的は前記特許請求の範囲に記
載された手段により達成される。
すなわち、第1の発明は、ディジタル無線通信で送信信
号を周波数帯域幅の小さい複数のキャリアに分割して伝
送する・マルチキャリア通信方式において、送信側に、
符号速度f。(bit/5ec)の信号を出力する誤り
訂正用符号器と、該符号器出力を各々符号速度f。/ 
n  (bit/5ee)の n系列の並列信号に変換
する直列−並列変換器と、上記n系列の並列信号をマル
チキャリア通信方式の各キャリアに分割して送信する手
段を設けるとともに、受信側に、上記各キャリアの信号
を受信する受信機と、前記n系列の並列信号を 符号速
度f。(bit/5ee)の信号に変換する並列−直列
変換器と、該変換器量カイ3号を復号する誤り訂正用復
号器を設けた誤り訂正方式であり、第2の発明はディジ
タル無線通信で送イ8信号を周波数帯域幅の小さい複数
のキャリアに分;17’!して伝送するマルチキャリア
通信方式において、送信側に符号速度f。(bit/s
ec )の信号を出力する 誤り訂正用符号器と、該符
号器出力を 各々符号速度f。/ n (bit/se
c )のl系列の並列信号に変換する直列−並列変換器
と、上記r1系列の並列信号を各々1249検出符号化
するn個の誤り検出用符号器と、該誤り検出用符号器の
01?、列の出力をマルチキャリア通信方式の各キャリ
アに分割して送信する手段を設けるとともに、受信側に
、上記各キャリアの43号を受信する受信機と、前記n
系列の9F列信号を上記誤り検出用符号器によって生成
されたパリテイビットによって誤り検出する誤り検出用
復号器と、該誤り検出用復号器のn系列の出力を符号速
度∫0(bit/sec )の信号に変換する並列−直
列変換器と、該変換器量カイ、1号を復号する誤り訂正
用復号器と、該誤り訂正用復号器出力と復号される前の
並列−直列変換器出力を入力として上記誤り検出用復号
器出力を制御信号として誤りの検出されたキャリアの信
号に対してはに記誤り訂正用復号器出力を出力とし誤り
の検出されないキャリアの信号に肘!−では復号される
萌の並列−直列変換器出力を出力する回路を設けた誤り
訂正方式であり、第3の発明はディジタル無線通信で送
信信号を周波数帯域幅の小さい複数のキャリアに分割し
てf云送するマルチキャリア通信方式において、送信側
に、符号速度f。(bit/sec )の信号を出力す
る誤り訂正用符号器と、該符号器出力を各々符号速度f
 o / n  (bit/sec ) ノn系列の4
F列信号に変換する直列−並列変換器と、」−記n系列
の並列信号をマルチキャリア通信方式の各キャリアに分
割して送信する手段を設けるとともに、受fg側に、各
キャリアの信号を受信する受イ88!と、前記n系列の
並列信号を符号速度f。(1〕己/5ee)の信号に変
換する並列−直列変換器と、該変換器出力信号を復号す
る誤り訂正用ビタビ復号器と、各キャリアごとに誤りが
多いか否かをfIl定する回路を有し、各キャリアごと
に誤りが多いか否かによってビタビ復号器のブランチメ
トリックを変化させる手段を設けた誤り訂正方式である
〔作 用〕
本発明は誤り訂正符号器で・符号化された信号をマルチ
キナ9フ11式における複数のキャリアに分割して伝送
することを主要な特徴とするものである。
すなわち、マルチキャリア伝送を用いたディジタル無線
通信では、各キャリアは各々異なる中心の周波数で伝送
する。従って伝搬路に周波数選択性7エーノングが起さ
た場合でも複数のキャリアにおいて同時に誤りが起こる
確率は極めて少ない。この性質を利用して信号を各キャ
リアに分割することによって、バースト誤りをラングム
誤りに変換できるため、誤り訂正能力を最大限に活用で
きる。
また、従来技術のように、各キャリアごとに1浜り訂正
装置を用いた場合、装置数が増大し、回路規模、コスト
が増大する。
これに対し、本発明では1つの誤り訂正装j1で複数の
キャリアで伝送された43号の誤り訂正を行なうため、
回路規模、コストの削減を図ることができる。誤り訂正
は本来、ラングム誤りである残留ビットエラーを解消す
るために、マイクロ波方式に適用された。従ってランダ
ム誤リ訂正を採用している。
しかし、本構成によれば、マルチキャリアの各キャリア
の無相関性を利用してバースト誤りをランダム化するこ
とにより誤り訂正能力を7エーノング伝搬路においても
十分発揮できることが従来と異なる。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1の実施例を示すブロック図である
同図において、1は符号器、2は直列−並列変換器、3
1〜3oは変調器、41〜・1.1はそれぞれ第1のキ
ャリアル第n番目のキャリア、5〜5oは復調器、6は
1F列−直列変換器、7は復号器を表わしている。
符号速度f。の信号は符号器1で誤り訂正痔号化され、
直列−4L列変換器2で符号速度 f。
/nの11果列の信号に変換さね、たのも、各々蹟なる
キャリアで伝送される。受信信号はそれぞれ復調器51
〜5..においで復調された拶、並列−直列変換器6で
符号速度f。の1系列の信号に変換される。
このとき、各系列の信号は、クロンク同期されている必
要があるが、各系列にフレーム同期用イ、1号を加える
ことにより、みかけLの同期をとることができる。さら
に、変換された信号は、復号器7において復号される。
各キャリアにおける誤りと復号器入力における誤りの関
係を第2図に示す。ここでは、4マルチキヤリアの場合
を例に挙げている。
前述のようにディジタル無線通信においては、各伝送路
で同時に7エーノングに、J、る誤り率劣化が起、:ろ
確率;を極めて小さい。
、二の図て゛は、・tキャリアのうちの第2のキャリア
七32のみフェーシングによって劣化している場合を示
している。
図で・X印で示す箇所が、各キャリアiこおける誤りを
示している。第1.3.4のキャリア8)))184に
は誤りはない。しか1−1第2のキャリア8゜には誤r
)率1/2で誤りが起:っており、連続誤りも発生して
いる。
一般に誤り訂正装置では、高い誤り率はど符号化利得は
小さくなる。また、ラングム誤り訂正では連続誤りを訂
正することは困難であり、図で各キャリアごとに誤り訂
正を行なった場合、第2のキャリア82については符号
化利得は得られないと考えられる。
これに対して、PttJ2図の復号器人力9は4つのキ
ャリアを並列−直列変換したときの誤りである。図に示
すように、誤り率は、第2のキャリア82の誤り率の1
/4倍で1/8となり、なおかつ連続誤りはなくなる。
従って、誤り訂正Vcrf1の訂正能力が発揮でき十分
な符号化利得を期待できる。
第3図は本発明の第2の実施例を示すブロック図であっ
て、4次元(n = 2 )符号のものを例として挙げ
ている。
同図において、10は多次元符号器、11はマツピング
回路、12..122は変調器、13、.132は そ
れぞれ第1のキャリアおよび第2のキャリア、14..
142は復511器、15は復号器を表わしている。
多次元符号化された信号は、n個のシンボルで1組とな
るシンボルを出力する。このときに個のシンボルが同時
に誤る場合、復号信号が誤る確率が高くなる。これに対
して本発明ではn個のシンボルを異なるキャリアで伝送
するため、同時に誤る確率は低くなり、十分な誤り訂正
効果が期待される。
第4図は本発明の第3の実施例を示すブロック図であっ
て、16は第1の符号器、17はiff列−並列変換器
、181〜18「1は第2の符号器、1!31〜19n
は変調器、201〜20゜は第1のキャリアル第n番目
のキャリア、21〜214.は復調器、22.〜22.
+は第2の復号器、23は並列−直列変換器、24は第
1の復号器を表わしている。
本例では、fISlの符号と!¥S2の符号の組み合わ
せ符号による誤り訂正符号を用いている。そして、従来
のインターリーブの代わりに各キャリアの無相関性を利
用してインターリーブと同様の結果を得ている。
本実施例においては、前述の第1の実施例の場合と同様
の効果を得ることができる。
第5図は本発明の第4の実施例を示すブロック図である
同図において、(a)は送信側の構成を、 (b)は受
イJ側の構成を示しており、25は誤り訂正符号器、2
6は直列−並列変換器、271〜27.1は誤り検出符
号器、281〜284.は変調器、291−29nは復
IF4器、3 (1、−30口は誤り検出復号器、31
は第1の並列−直列変換器、32は第2の並列−直列変
換器、33は誤り訂正復号器、34は遅延回路、35は
選択回路を表わしている。
本実施例においては、マルチキャリアのうちの−っのキ
ャリアに7エーノングが発生し、誤りが起こった場合、
誤り訂正の結果、池のキャリアに誤りが伝搬することを
防ぐため、各キャリアごとに誤り検出回路を設けている
l”l<り検出はパリティチエツクなど簡単な回路で行
なうことができる。
また、組織符号を用いれば、復調信号はそのまま誤り訂
正復号を行なう前の信号となり、誤りがない場合は復号
信号と一致する。
そこで、誤り検出回路で誤りがないとt++定されたキ
ャリアに対しては復号を行なわず、復調信号をそのまま
出力とすることにより、7エーソングが発生したキャリ
アの誤りの伝搬を防ぐことができる。
図で遅延回路34は、誤り訂正復号器33の出力との位
相あわせを行なうために、復号I肖の信号を誤り訂正復
号器33に必要な時間だけ遅延させるものである。ただ
し、両者の遅延時間は、復号器での遅延量だけ異なる。
また、fjS2の並列−直列変換器32は、各誤り検出
回路出力を復号器出力の順番と同様になるように変換す
る。
第6図は、本発明の第5の実施例を示すブロック図であ
る。
同図において、(、)は送信側の構成を示しており、(
b)は受信側の構成を示している。
また、36は誤り訂正符号器、37は直列−並列変換器
、38.〜38nは変調器、3939、は復調器、40
は並列−直列変換器、41はビタビ復号回路、42はブ
ランチメトリック発生器、43はAC8,44はバスメ
モリ、45は各キャリアごとの誤りが多いことを判定す
る回路を表わしている。
図中のビタビ復号回路41は、各タイムスロットごとに
受信信号点から各シンボルの確からしさ (以下、ブラ
ンチメトリックと呼ぶ)を算出し、これを過去の符号語
の確からしさ く以下、バスメトリックと呼、「)に逐
次加算し、最も確からしい符号語を選択する。
このとき、本発明のように信号を各キャリアに分割して
送る場合、キャリアごとに誤り率が異なる。
従って、ブランチメトリ7りの信頼性も異なる。そこで
ブランチメトリック発生器42において7エーノングが
発生しているキャリアの信号は信頼性が低いとしてブラ
ンチメトリックを小さくする。このことにより、全体と
して信頼性の高いバスメトリックを得ることができ、よ
り高い符号化利得を期待できる。
各キャリアごとに、誤りが多いことを判定する回路とし
ては、誤り検出回路を用いる方法、各キャリアの受信レ
ベルを用いる方法、過去のブランチメトリックの値から
求める方法などが例として挙げられる。
〔発明の効果〕
以上、説明したように、本発明の誤り訂正方式はマルチ
キャリア方式における各キャリア間の無相関性を利用す
るため、各Aヤリアのうちいずれかが7エーソングによ
り劣化し、バーストIZ(りが発生した場合、あるいは
組み合わせ符号の内側の復号器によりバースト誤りが発
生した場合においてら外側の復号器に入力される信号の
誤りはランダム化される。
第2図に示したようにK  (K=2  、 3  ・
・・・・)キャリアのうち、(K −1)キャリアはエ
ラー7リーであり、1キヤリアでPの確率で誤りが発生
し、かつ連続誤りも多く発生している場合においても、
復号器入力としては誤り率は1/PKと低くなり、連続
誤りもなくなる。従って十分な誤り訂正効果が期待でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示すブロック図、第2
図はキャリアにおける誤りと復号器入力における誤りの
関係を示す図、第3図は本発明の第2の実施例を示すブ
ロック図、第4図は本発明の第3の実施例を示すプロン
グ図、第5図は本発明の第4の実施例を示すブロック図
、f:PJG図は本発明の第5の実施例を示すブロック
図、第7図はマルチキャリア通信の原理を示す図、第8
図は従来のディジタル無線方式の構成の例を示すブロッ
ク図、第9図は従来の多次元符号の送信側の構成の例を
示す図、第10図はマンピングツj法の一例を示す図、
第11図はMlみ合わせ符号を用いた伝送系を示すブロ
ック図である。 1 ・・・・・・符号器、   2 ・・・・・・直列
−並列変換器、    3+−3n、191〜19o。 28、−28n、38.〜38□ ・・・・・・変調器
、41〜4.、.20.〜2On ・・・・・・ 第1
のキャリアル第n番目のキャリア、       55
+++141〜142. 21.〜21n、29’−2
9n 1391−39n ・””’ 復55I器、6.
23.40  ・・・・・・ 並列−直列変換器、7.
15 ・・・・・・復号器、    8、〜8.・・・
・・・第1のキャリアル第4のキャリア、   9 ・
・・・・・復号器入力、     10 ・・・・・・
 多次元符号器、      11 ・・・・・・ マ
ツピング回路、12、〜122・・・・・・変調器、 
    131・・・tpJlのキャリア、    1
3.・・・・・・ 第2のキャリア、     16 
・・・・・・ [1の符号器、17.26.37  ・
・・・・・ 直列−並列変換器、181〜18.・・・
・・・ 第2の符号器、   22〜22.、  ・・
・・・・ 第2の復号器、      24・・・・・
・ 第1の復号器、    25  、36  ・・・
・・・誤り訂正符号器、     271〜270・・
・・・・誤り検出符号器、    30.〜30n  
・・・・・・誤り検出復号器、    31 ・・・・
・・第1の並列−直列変換器、    32 ・・・・
・・第2の並列−直列変換器、    33 ・・・・
・・誤り訂正復号器、     34 ・・・・・・遅
延回路、35 ・・・・・・選択回路、   41 °
・パ・ ビタビ復号回路、    42 ・・・・・・
 ブランチメトリ・ンク発生器、    43 ・・・
・・・ AC3゜44 ・・・・・・パスメモリ、  
   45 ・・・・・・ 各キャリアごとの誤りが多
いことを判定する回路第3 図 代理人 弁理士  本  間     崇第 4 目 (a) (b) 第 図 (a) (b) 卒 図 シレグル本ヤリア マルチキャリア 悴 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ディジタル無線通信で送信信号を周波数帯域幅の小
    さい複数のキャリアに分割して伝送するマルチキャリア
    通信方式において、 送信側に、符号速度∫_0(bit/sec)の信号を
    出力する誤り訂正用符号器と、該符号器出力を各々符号
    速度∫_0/n(bit/sec)のn系列の並列信号
    に変換する直列−並列変換器と、上記n系列の並列信号
    をマルチキャリア通信方式の各キャリアに分割して送信
    する手段を設けるとともに、 受信側に、上記各キャリアの信号を受信する受信機と、
    前記n系列の並列信号を符号速度∫_0(bit/se
    c)の信号に変換する並列−直列変換器と、該変換器出
    力信号を復号する誤り訂正用復号器を設けたことを特徴
    とする誤り訂正方式。 2、ディジタル無線通信で送信信号を周波数帯域幅の小
    さい複数のキャリアに分割して伝送するマルチキャリア
    通信方式において、 送信側に、符号速度∫_0(bit/sec)の信号を
    出力する誤り訂正用符号器と、該符号器出力を各々符号
    速度∫_0/n(bit/sec)のn系列の並列信号
    に変換する直列−並列変換器と、上記n系列の並列信号
    を各々誤り符号化するn個の誤り検出用符号器と、該誤
    り検出用符号器のn系列の出力をマルチキャリア通信方
    式の各キャリアに分割して送信する手段を設けるととも
    に、 受信側に、上記各キャリアの信号を受信する受信機と、
    前記n系列の並列信号を上記誤り検出用符号器によって
    生成されたパリテイビットによって誤り検出する誤り検
    出用復号器と、該誤り検出用復号器のn系列の出力を符
    号速度f_0(bit/sec)の信号に変換する並列
    −直列変換器と、該変換器出力信号を復号する誤り訂正
    用復号器と、該誤り訂正用復号器出力と復号される前の
    並列−直列変換器出力を入力として上記誤り検出用復号
    器出力を制御信号として誤りの検出されたキャリアの信
    号に対しては上記誤り訂正用復号器出力を出力とし誤り
    の検出されないキャリアの信号に対しては復号される前
    の並列−直列変換器出力を出力する回路を設けたことを
    特徴とする誤り訂正方式。 3、ディジタル無線通信で送信信号を周波数帯域幅の小
    さい複数のキャリアに分割して伝送するマルチキャリア
    通信方式において、送信側に符号速度∫_0(bit/
    sec)の信号を出力する誤り訂正用符号器と、該符号
    器出力を各々符号速度∫_0/n(bit/sec)の
    n系列の並列信号に変換する直列−並列変換器と、上記
    n系列の並列信号をマルチキャリア通信方式の各キャリ
    アに分割して送信する手段を設けるとともに、 受信側に、各キャリアの信号を受信する受信機と、前記
    n系列の並列信号を符号速度∫_0(bit/sec)
    の信号に変換する並列−直列変換器と、該変換器出力信
    号を復号する誤り訂正用ビタビ復号器と、各キャリアご
    とに誤りが多いか否かを判定する回路を有し、各キャリ
    アごとに誤りが多いか否かによってビタビ復号器のブラ
    ンチメトリックを変化させる手段を設けたことを特徴と
    する誤り訂正方式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0478227A (ja) * 1990-07-18 1992-03-12 Nec Corp 誤り訂正方式
US7095711B1 (en) 1996-07-18 2006-08-22 Fujitsu Limited Communication method and apparatus for a radio local area network system using macrodiversity
JP2007208870A (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Univ Meijo 誤り訂正装置、受信装置、誤り訂正方法および誤り訂正プログラム

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