JPH118610A - データ伝送システムにおいて情報のフレーム誤り率を低下させる方法及びそのシステムと移動局 - Google Patents
データ伝送システムにおいて情報のフレーム誤り率を低下させる方法及びそのシステムと移動局Info
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Abstract
の形で伝送されるべき情報のフレーム誤り率を低下させ
るための方法を提供する。 【解決手段】 伝送される情報はデータフレーム202
に分割され、伝送される情報の一部を使って作成された
誤り訂正データが該データフレームに付加される。誤り
訂正データの作成に使用される情報の少なくとも一部は
誤り訂正符号化206によって保護されて誤り訂正符号
化されたデータフレーム207が得られ、このデータフ
レームでは保護される情報の異る部分が異る誤り率を有
する。誤り訂正符号化されたデータフレーム212はデ
ータ伝送チャネルで送信装置から転送され、このように
保護されて誤り訂正データの作成に使用される情報部分
207を送信段で整形することによって、保護される情
報の誤り率が均等化される。
Description
形で情報を伝送するデータ伝送システムにおけるフレー
ム誤りレート(frame error rate)を
低下させるための、請求項1の前提部に記載されている
方法に関する。本発明は、更に、この方法によるデータ
伝送システムと、請求項11の前提部に記載されている
移動局とにも関する。
は、伝送されるべき情報は普通は一定の(正規の)長さ
のデータフレームに分割される。主要な情報の他に、各
データフレームは、データフレームの伝送に必要なタイ
トル情報及びその他の情報も含むことができる。各デー
タフレームは、例えば無線チャネル又はその他の無線伝
送チャネルから成る伝送チャネルを介して送信装置から
受信装置に伝送される。伝送チャネルは、各電気装置に
より引き起こされる点火干渉などの外乱と、無線データ
伝送に使われる例えば無線送信装置などの同種の他の装
置により引き起こされる干渉にさらされる。特に移動可
能な送受信装置における外乱のもう一つの無視できない
原因は、受信されるべき信号が長さの異なる数個の経路
を介して受信装置に入る結果として、受信されるべき信
号が歪むことがあるという事実にある。従って、伝送エ
ラーをなくするために、普通は誤り訂正データ或いは少
なくとも誤り検出データが各データフレームに付加され
る。誤り訂正データを付加する1つの方法は、いわゆる
たたみ込み符号(convolutional cod
es)の使用である、即ち、その方法では、伝送される
べき情報を適当なたたみ込み符号を使って符号化し、そ
のたたみ込み符号化された情報をデータ伝送チャネルに
送る。受信段階では、逆の操作を行って、受信したデー
タ伝送ストリームから、送信されてきた情報を分離す
る。使用される誤り検出データは、普通は、伝送される
べき情報或いは少なくともその一部から計算されるパリ
ティ検査データ(parity checking d
ata)である。その様な公知のパリティ検査方法は、
いわゆる周期的冗長検査(cyclic redund
ancy check)(CRCと略記)である。この
方法によると、受信端において、対応する操作が受信さ
れた情報に対して実行され、受信端で作成されたパリテ
ィ検査データが受信されたパリティ検査データと比較さ
れる。それらのデータが等価であるならば、受信側の装
置はデータが正しく受信されたと判断する。もし計算さ
れたパリティデータと受信されたパリティデータとが等
価でなければ、受信側の装置は受信されたデータフレー
ムが少なくとも部分的に正しくないと判断する。その
後、再送信を要求したり、或いは例えば補間により、正
しくないフレームを復号しようと試みたりすることが可
能となる。
のうちの少なくとも一部を訂正することができるけれど
も、その場合、あらゆる誤り状態で再送信が必要である
とは限らない。しかし、誤り検査方法が使用されるとき
には、正しいか正しくないかが検出されるにすぎず、誤
りがある場合には再送信が要求されるのでデータ伝送が
遅れる結果となる。これらの符号は外符号(outer
code)及び内符号(inner code)とも
呼ばれる。外符号化(outer coding)は内
符号化(inner coding)の前に行われる。
従って、外符号化により作成された符号化データに対し
て更に内符号化が行われ、これにより伝送の信頼性が向
上する。外符号は普通は誤り検出符号であり、内符号は
誤り訂正符号であるが、これらは反対であってもよい。
符号化は、3つ以上の符号を連結することもできる。
声もデータフレームの形で伝送される。例えば、GSM
移動通信システム(Global System for Mobile Communi
cations (移動通信用広域システム))では、全速音声
通信チャネル(full rate speech communication chann
el)において、オーディオ信号から作成されたデジタル
情報の大半が誤り訂正符号化によって保護される。音声
符号器において、20ミリ秒の各音声シーケンスについ
て260ビットの音声パラメータが作成される。その2
60ビットのうち、主観的に最も重要な182ビットは
誤り訂正符号で保護される。これらの182ビットに対
して1/2の符号化率でたたみ込み符号化が実行され
る、即ち、各情報ビットについて、伝送チャネルに送ら
れる2ビットが作成される。残りの78ビットは保護無
しで送られる、即ち、それらの中に存在する可能性のあ
る誤りは受信段階で検出されない。
号)誤り率は、時にはデータフレームの伝送に使われて
いる誤り訂正方法の誤り訂正能力を超えることがある。
その結果として、全ての誤りを訂正できるとは限らず、
その場合の最も普通の手順はその様なデータフレームの
再送信を要求することであり、或いは例えば音声符号化
の場合には、以前に受信したデータフレームに基づいて
合成されたデータフレームを作ろうと試みることであ
る。オーディオ信号及びビデオ信号の伝送ではデータフ
レームを合成する方法を或る程度は使用することができ
るけれども、例えばデータ信号の伝送では合成されたデ
ータフレームを使うことは不可能である。
くなったときには、誤り訂正後にもなお残っている誤り
を検出することが重要である。送信された情報を復元
(再構成)するときに、その様な間違っている情報を受
信装置で使うべきではない。例えばGSMシステムの全
速トラヒックチャネルでは、訂正されていない誤りの検
出は、3個のパリティ検査ビットを作ることによりCR
C符号化で実行される。これらのパリティ検査ビットを
作るとき、各データフレームからの、伝送されるべき情
報にとって最も重要な50ビットが使用される。これら
の50データフレーム・ビットに対して受信装置におい
て対応する操作が実行され、そのパリティ検査ビットは
データフレームとともに送られてきたパリティ検査ビッ
トと比較され、もし変化があれば、それはデータ伝送に
誤りがあったことを意味する。
誤りを訂正できなかったデータフレームの全てを除去す
る。それらのデータフレームは、以前に受信された容認
できるデータフレームに基づいて形成されるデータフレ
ームと置き換えられる。間違っているデータフレームの
数が割合に少なければ、置換されるデータフレームは、
復号される音声信号の質をさほど低下させない。しか
し、間違っているデータフレームの数が増えると、その
影響が徐々に音声信号ではっきり聞き取れるようになる
ことがある。そのために、復号された音声信号が最早理
解できなくなることもあり得る。
テムを示すブロック図である。これはGSMシステムの
全速音声符号化システムの例である。図1(A)は、音
声符号化、パリティ検査ビットの付加、及びたたみ込み
符号化を示すブロック図である。図5は、従来技術によ
るGSM移動通信システムの音声信号の伝送に使われる
このチャネル符号化を示すフローチャートである。次
に、図1(A)の装置と図5のフローチャートとを参照
してチャネル符号化の動作を説明する。
時間間隔に、分割されるが、それはこのシステムでは2
0ミリ秒である。各フレームは別々に符号化される。2
0ミリ秒の長さの各音声信号フレームはデジタル形の音
声パラメータのグループを生じさせる。音声信号から作
られたデジタル音声サンプル100は、音声パラメータ
・フレームを作るために音声符号器101で符号化され
る。この音声符号器は、音声を圧縮して13.0kbi
t/sのビットストリームとする。20ミリ秒の各音声
フレームから、該符号器は音声パラメータ・フレーム1
02を構成する260個の音声パラメータ・ビットを形
成する(段階401)。
に、それらのビットを例えばエラー訂正符号化で保護さ
れるべきビットと保護されないビットとにグループ分け
するためのチャネル符号器104に送られる。更に、該
チャネル符号器は誤り検出情報を作るためにも使われ
て、その計算のために音声パラメータの一部が使われ
る。
は、各パラメータの各ビットは重要度が低下する順に並
べられる、即ち、重要な(上位の)ビットほどそのデー
タフレームの始まりの部分に近い。その後、該ビットは
グループ分けブロック103で先ず重要度の順に配列さ
れ、音声パラメータ・フレーム102の中の全てのビッ
トについて最上位ビットは該データフレームの始まりの
部分(左側)に置かれ、最下位ビットは終わりの部分
(右側)に置かれる。更に、該ビットは3グループに分
けられる:その第1のグループは、後の段階でチャネル
符号化により保護されてパリティ検査ビットを作るため
に使われる50個の最上位ビットを含んでおり、第2グ
ループの132ビットはチャネル符号化によって保護さ
れるけれどもパリティ検査ビットを作成するためには使
われず、第3グループの78ビットはチャネル符号化に
よる保護無しでデータ伝送チャネルで送られる。
3は音声パラメータ・ビットを別々の2つのクラスに分
ける。そのうちのクラスIは前記の第1グループ(クラ
スIa)及び第2グループ(クラスIb)の各ビットか
ら成り、クラスIIは第3グループの各ビットから成
る。主観的に最も重要なクラスIの182ビットは、エ
ラー検査情報を符号化するためにブロック107に送ら
れる。しかし、クラスIIの78ビットは全く保護され
ない。次に、50個の最上位ビットについての3個のパ
リティ検査ビット(CRC)がパリティ生成ブロック1
05で計算される(段階403)。次に、音声パラメー
タの中の音声にとって非常に重要なビットがたたみ込み
符号化でより良く保護される部分に(より良いビット誤
り率)、即ち、データフレームの保護されるべき部分の
始めと終わりとに位置することとなるように、該ビット
は第1配列ブロック106で配列される(段階40
4)。それより重要でないビットと3個のパリティ検査
ビットとはその部分の中央部に置かれるが、中央部のビ
ット誤り率は良くない。この状態が図4(A)に示され
ており、ここで文字Sは誤り検査情報内の強力に保護さ
れるビットを意味し、文字Wは誤り検査情報内での弱く
保護されるビットを意味し、文字Nは誤り検査情報の作
成に使われない弱く保護されるビットを意味する。図4
(A)には各ビットのビット誤り確率を示すカーブも描
かれていて、データフレームのどの部分がよりよく保護
され、どの部分がより弱く保護されるかを示している。
器を最終的に既知の状態にするための4個のテールビッ
トが付加される(段階405)。この段階で、チャネル
符号化されるべき189ビット(50+3+132+
4)を有するデータフレームは1/2ビット率でチャネ
ル符号器107に転送され(段階406)、この様にし
てチャネル符号化された378ビットを有するデータフ
レームが得られる。
頼性を確実に持たせるために、CRCビットに対しても
誤り訂正符号化107が実行される。GSMシステムの
全速音声チャネルでは、誤り訂正符号化は、ビット率1
/2でのたたみ込み符号化と4個のテールビットの付加
とを含んでいる。たたみ込み符号化は、182個の音声
パラメータ・ビットの各々から2ビットを作り、4個の
テールビットの各々から2ビットを作り、また3個のC
RCビットの各々からも2ビットを作る。送信装置によ
って20ミリ秒の各音声フレームから合計456ビット
が出力部111に作られる。これらのビットのうち、7
8ビットはクラスIIの無保護ビットであり、378ビ
ットはたたみ込み符号化107によって作られる。たた
み込み符号化から出てきたビット108と無保護ビット
109とはマルチプレクサ・ブロック110で結合さ
れ、このマルチプレクサ・ブロック110の出力は20
ミリ秒の音声信号フレームからの456ビットの表示を
与える(段階407)。このビットストリーム111の
ビットレートは22.8kbit/sである。
作が大部分は逆の順序で行われる。図1(B)は、その
様な従来技術の受信装置の例を示している。この受信装
置はGSMシステムの全速音声チャネルの受信装置とし
て使われるべきものである。受信されたデータフレーム
112即ち456ビットのビット列はビット再順序付け
ブロック113に転送され、ここで該データフレームの
チャネル符号化されている部分114とチャネル符号化
されていない部分123とが互に分離される。チャネル
符号化されている部分はチャネル復号器115に転送さ
れ、ここで、はじめに復号ブロック116においてチャ
ネル符号化されている部分の復号が行われる。この段階
で、誤りの個数が誤り訂正符号の誤り訂正能力の範囲内
であれば、間違っているビットを訂正することができ
る。復号されたデータフレーム117は第2のビット再
順序付けブロック118に転送され、ここでビットの順
序が音声符号器による配列の順序に並べ直される、即
ち、音声にとって非常に重要な(上位の)ビットがデー
タフレームの左側に置かれる。
ャネル復号されたデータフレームがパリティ検査ビット
に適合するか否かを検査する。パリティ検査ブロック
は、データフレームが正常(真)か間違っている(偽)
かにより真値(例えば論理0状態)又は偽値(例えば論
理1状態)の選択信号120を生成する。更に、パリテ
ィ検査ブロック119は、チャネル復号されたデータフ
レームを該パリティ検査ブロックの第2出力側121に
伝え、そこから該データフレームは第2マルチプレクサ
122の第1入力側に送られる。パリティ検査ブロック
119の動作は、例えば使用されるパリティ検査方法に
依存するが、それは当該分野の専門家に知られている従
来技術である。
化されていない即ち無保護の部分123は第2マルチプ
レクサ122の第2入力側に転送され、この第2マルチ
プレクサの出力は、データ伝送が正しい場合には音声符
号器101により生成された音声パラメータ・フレーム
102に対応する音声パラメータ・フレーム125を有
する。該マルチプレクサの出力側から、音声パラメータ
・フレーム125はセレクタ126の第1入力側に転送
される。合成ブロック124の出力はセレクタ126の
第2入力側に入力される。セレクタ126の制御入力に
は、パリティ検査ブロック119により生成された選択
信号120が入力され、この選択信号に基づいてセレク
タ126は、セレクタ126の出力に、もし選択信号1
20の値が真であれば第2マルチプレクサ122の出力
を、もし選択信号120の値が偽であれば合成ブロック
124の出力を、接続する。該セレクタの出力側から、
音声パラメータ・フレーム又は合成されたデータフレー
ムが、音声信号128を生成するための音声復号器12
7に転送される。
して誤り訂正が行われた後は、保護されている全てのビ
ットのビット誤り確率が等しいとは限らない。この事態
は、既知状態で始まって終わるたたみ込み符号に特有で
ある。たたみ込み符号化されたデータフレームの始めと
終わりのビットの誤り確率は、データフレームの中央部
に位置するビットのそれより小さい。フレーム誤り率が
誤り訂正により保護されるビットの最大(最悪の)誤り
率より小さい(良い)ということはあり得ないことは明
らかである。その結果として、もし誤り訂正により保護
されるビットのいずれかが間違って受信されたことが検
出されたならば、パリティ検査でより良く保護されるビ
ットが正しく受信されたとしても、そのデータフレーム
の全体が捨てられる。従って、現在知られている方法を
使うときには、この様な状況では誤り訂正効率が低下す
る。
(117)の誤りはしばしばバーストを成して発見され
る、即ち、短時間のうちに数個の誤りが生じ、その後に
より長い誤りのない期間が続くことがある。それでも、
誤りの平均の個数は割合に少ないことがある。その結果
として、そのバースト状の誤りを含むサイクルがパリテ
ィ検査によって保護されるビットのうちの小さな部分を
占めるに過ぎなくても、そのデータフレームの全体が捨
てられることになるかも知れない。
の欠点を大幅に解消して、データフレームの形で情報を
伝送するためのより効率の良い方法を提供することであ
る。
パリティ検査で保護されるビット同士の誤り率が実質的
に等しくなるように調整するという着想に基づいてい
る。本発明の方法は、請求項1の特徴付け部分に記載さ
れている事項を特徴とする。本発明のデータ伝送システ
ムは、請求項8の特徴付け部分に記載されている事項を
特徴とする。本発明の移動局は、請求項11の特徴付け
部分に記載されている事項を特徴とする。換言すれば、
本発明は、誤り訂正により保護されるビットのための誤
り訂正能力を、より良く保護されるビットから、より弱
く保護されるビットへと移動させることに関連する。こ
のことは、主として、全体としての誤り訂正能力は増大
しないけれどもフレーム誤り確率が低下することを意味
する。特に音声信号の伝送ではフレーム誤り率は非常に
重要な要素の1つである。音声の了解度は、フレーム誤
り率が大きくなるに従って急速に低下する。
る。本発明の符号化方法を使えば、平均フレーム誤り確
率は現在公知の方法を使うよりも良好となる。その結果
として、例えば、特に混信(干渉)状態での音声の質が
改善され、この種の移動通信システムの使用性も改善さ
れる。誤りを含むデータフレームの再送信を行う伝送シ
ステムでは、再送信の必要が減少し、通信チャネルに無
用の負荷を負わせることが少なくなり、データ伝送チャ
ネルの性能が改善される。次に添付図面を参照して本発
明を更に詳しく説明する。
ステムで音声信号を伝送するために使われる、本発明を
有利に使用することのできる装置を示す略ブロック図で
ある。この装置は例えば移動局の音声チャネルの送信装
置である。次に、図6のフローチャートと図2(A)の
装置とを参照して本発明の方法の作用を説明する。この
例で使われる誤り訂正符号化はたたみ込み符号化であ
り、誤り検査符号化はパリティ計算(CRC)である。
この記述で提示される数値は単なる例に過ぎず、本発明
は、誤り訂正符号化及び誤り検査符号化を行う他のデー
タ伝送システムにも使用し得るものである。
は音声符号器201に送られるべき20msの音声フレ
ーム200に変換されている。20ミリ秒の各音声フレ
ームから、音声符号器201は、音声パラメータ・フレ
ーム202を形成する260個の音声パラメータ・ビッ
トを作る(段階501)。各パラメータについて、該ビ
ットは重要度が下がる順に並べられている、即ち、この
実施例では最上位ビットが重要度の劣るビットよりデー
タフレームの始まりの部分により近い位置にある。本発
明のデータ伝送システムでは、データフレームの誤り検
出符号化に使われることになる、保護される部分の各ビ
ットのビット誤り率には著しい違いはないので、それら
のビットを重要度の順に並べる必要はない。従って、該
各ビットが音声符号器201から出てゆく音声パラメー
タ・フレーム202の中での順番を使うことができる。
る。第1のグループは50個の最上位ビットから成り、
これらのビットは後の段階でチャネル符号化により保護
され、該ビットに基づいて例えばパリティ検査ビットが
作られる。第2グループは、パリティ検査ビットの計算
には使われないけれどもチャネル符号化によって保護さ
れる132ビットから成る。第3グループの78ビット
は、チャネル符号化による保護無しでデータ伝送チャネ
ルに送られる。
従来技術の装置の動作の説明との関係で本明細書におい
て既に説明した方法と同様の方法で音声パラメータ・ビ
ットを異なる2つのクラスに分割する。主観的に最も重
要なクラスIの182ビットは誤り訂正及び誤り検出の
符号化ブロック205及び206に送られるが、クラス
IIの78ビットは全く保護されない。パリティ生成ブ
ロック205においてクラスIの50個の最上位ビット
から3個のパリティ検査ビットが計算される(段階50
3)。
1〜503は、既に説明した従来技術の処理手順、即ち
音声パラメータ・フレームの作成(段階501)、各ビ
ットの3グループへの分割(段階502)、及びパリテ
ィ検査ビットの生成(段階503)、に対応する。図2
(A)の装置のブロック201及び203も図1(A)
のブロック101及び103に実質的に対応するもので
あるけれども、ビット・グループ分けブロック203で
は、誤り検出符号化に使われる各ビットを重要度の順に
並べる必要はないので、ビット・グループ分けブロック
203は従来技術の装置のビット・グループ分けブロッ
ク103より単純となる可能性がある。一方、各ビット
をより大きなもの(entities)として配列する
ことができ、例えば音声パラメータの順序をデータフレ
ーム内で変えることができる。
ープ2の各ビットが結合されて、チャネル符号化される
べきデータフレームとされるけれども、ビットの位置が
重要度の順に応じて変更されることはない。従って、ビ
ットの順序は段階501で形成されたデータフレームの
中での順序と同じである。パリティビットも保護される
部分の中で情報ビットの直後に置かれる。更に、チャネ
ル符号化されるべきデータフレームの終わりに4個のテ
ールビットが付加される(段階505)。この実施例で
は、チャネル符号化動作はチャネル符号器206を1/
3レート符号で使用するが(段階506)、そのとき2
つの生成多項式の他に、次に説明するように第3の生成
多項式も必要である。1/3たたみ込み符号器は378
ビットではなくて567ビット(=3×(50+3+1
32+4))から成るデータフレーム207を作るの
で、データ伝送チャネルに送られるべきデータフレーム
を形成する前に、たたみ込み符号化されたビットの一部
を削除しなければならない。余分のビットの削除は整形
ブロック208で行われるが(段階507)、次に本明
細書においてチャネル符号器の動作の説明と関連させて
ブロック208の動作を詳しく説明する。
符号化だけに限定されるものではなくて、その他のレー
トの符号も使用できることは明らかである。本発明は、
データ伝送チャネルに送られるべきデータフレームの、
誤り訂正符号化で保護される部分が1/2レート符号で
の符号化以外のたたみ込み符号化で符号化されるシステ
ムにも適用可能である。
フレーム212は、一部のビットが削除されているたた
み込み符号化済みデータフレームとチャネル符号化無し
で送られるべき第3のグループ210の78ビットとを
結合させるマルチプレクサ211で生成される(段階5
08)。この様にして、保護されるビットのビット誤り
率を一様にするためにこの方法を利用することができ、
これを利用すれば、データ伝送がより正しく行われる確
率が大きくなる、即ちフレーム誤り率が低下する。
のデータフレーム212のビット誤り率を示している。
文字Mは誤り訂正情報でカバーされて中程度に保護され
るビットを意味し、文字Nは誤り検査情報を作るために
使われない、最も弱く保護されるビットを意味する。こ
の図4(B)は、各ビットについてのビット誤り率を示
すために描かれた曲線も示している。その曲線は、デー
タフレームのどの部分で保護が良好で、どの部分で保護
が弱いかを示している。
ロック図である。入力側INは、第1シフトレジスタD
1の入力側と、総和器(summer)SUM1,SU
M2,SUM3の第1入力側とに結合されている。第1
シフトレジスタD1の出力側は、第2シフトレジスタD
2の入力側と、第2総和器SUM2の入力側と、第3総
和器SUM3の第2入力側とに結合されている。第2シ
フトレジスタD2の出力側は、第3シフトレジスタD3
の入力側と第3総和器SUM3の第3入力側とに結合さ
れている。第3シフトレジスタD3の出力側は、第4シ
フトレジスタD4の入力側と、第1総和器SUM1の第
2入力側と、第2総和器SUM2の第3入力側とに結合
されている。更に、第4シフトレジスタD4の出力側
は、第1総和器SUM1の第3入力側と、第2総和器S
UM2の第4入力側と、第3総和器SUM3の第4入力
側とに結合されている。第1総和器の出力OUT1,第
2総和器の出力OUT2,及び第3総和器の出力OUT
3はセレクタMUXの入力側に結合されており、セレク
タMUXの出力はチャネル符号器206の出力OUTを
形成している。第1総和器SUM1の状態は式a(D)
(1+D3 +D4 )に従って入力INの状態に依存する
ようになっており、ここでa(D)は入力INに送られ
る情報を表し、1+D3 +D4 は第1生成多項式G1で
ある。同様に、第2総和器の出力の状態は式a(D)
(1+D+D3 +D4 )に従って入力INの状態に依存
するようになっており、この1+D+D3 +D4 は第2
生成多項式G2である。本発明のチャネル符号化では第
3生成多項式G3も使用されるのが好ましいが、それは
例えば1+D+D2 +D4 である、即ち、第3総和器の
出力の状態は式a(D)(1+D+D2 +D4 )に従っ
て入力INの状態に依存する。生成多項式G1,G2,
G3において、インデックスDは時点t−1における入
力INの状態(=第1シフトレジスタD1の出力の状
態)を表しており、D2は時点t−2における入力IN
の状態(=第2シフトレジスタD2の出力の状態)を表
しており、D3 は時点t−3における入力INの状態
(=第3シフトレジスタD3の出力の状態)を表してお
り、D4 は時点t−4における入力INの状態(=第4
シフトレジスタD4の出力の状態)を表している。総和
器SUM1,SUM2,SUM3の入力に奇数個の状態
1があるときには総和器SUM1,SUM2,SUM3
の出力は状態1である。その他の場合には、総和器SU
M1,SUM2,SUM3の出力は状態0である。
であり、該チャネル符号器の出力は、そのときに符号化
されるべきビットだけではなくて、以前に符号化された
ビットのうちの一部のビットの状態からも影響を受け
る。
トレジスタD1,D2,D3,D4の入力の情報をシフ
トレジスタD1,D2,D3,D4の出力に転送すると
ともに制御信号SEL1,SEL2を作るためのタイミ
ング回路CLKも示しており、これによりセレクタMU
Xは出力OUTとしてセレクタMUXの第1,第2又は
第3入力の信号を、即ち第1総和器SUM1,第2総和
器SUM2又は第3総和器SUM3の出力の状態を、選
択する。例えば、該セレクタの第1制御信号SEL1及
び第2制御信号SEL2が0状態であるときには、即
ち、もっと簡潔に表現すれば選択信号SEL1,SEL
2が00状態であるときには、セレクタMUXの出力は
第1総和器SUM1の状態である。セレクタの第1制御
信号SEL1が1状態で第2制御信号SEL2が0状態
であるときには、即ち、もっと簡潔に表現すれば選択信
号SEL1,SEL2が10状態であるときには、セレ
クタMUXの出力は第2総和器SUM2の状態である。
該セレクタの第1制御信号SEL1が0状態で第2制御
信号SEL2が1状態であるときには、即ち、もっと簡
潔に表現すれば選択信号SEL1,SEL2が01状態
であるときには、セレクタMUXの出力は第3総和器S
UM3の状態である。制御信号SEL1,SEL2は、
例えば、それ自体としては公知の2個の1/2分周器
(dividers-by-two )DIV1,DIV2を次のように
結合することによって形成される、即ち、第1分周器D
IV1の入力側にはシフトレジスタD1,D2,D3,
D4のトリガー信号Kの周波数の3倍の周波数を有する
パルス列が伝送され、第1分周器DIV1の出力側は第
2分周器DIV2の入力側に結合され、これらの分周器
は3個目のクロックパルスが到来するごとに初期状態に
セットされる。図3に示されている結合態様の例では、
それは、タイミング回路CLKの出力がセレクタMUX
の制御入力と第1分周器DIV1の入力とに結合される
ようにして実現されている。第2分周器DIV2の出力
はシフトレジスタD1,D2,D3,D4のトリガー入
力に結合されている。例えばマイクロプロセッサのアプ
リケーションプログラムを使うなどして、それ自体とし
ては当該分野の専門家に知られている他の方法でタイミ
ングを実現することもできる。
げてチャネル符号器206の動作について更に説明す
る。該データフレームの情報はビット列0101であ
り、テールビット列は0000であり、ここで0は論理
0状態を表し、1は論理1状態を表す。実際的なアプリ
ケーションでは、論理0状態は普通は約0Vの電圧値で
あり、論理1状態は同様にほぼ動作電圧(例えば3.3
V)である。前記のビット列は時間の順に左から右へ進
むように表示されており、第1ビットは0である。情報
a(D)はチャネル符号器206の入力側INに送られ
る。従って、もしシフトレジスタD1、D2,D3,D
4が最初は0状態であったとすれば、第1総和器の出力
OUT1は0状態であり、他の総和器OUT2,OUT
3の出力も0状態である。選択信号SEL1,SEL2
が00状態、10状態、及び01状態であるときには、
セレクタMUXの出力は0状態であり、チャネル符号器
206の出力にビット列000が作られる。次に入って
くるビットは1であり、シフトレジスタD1,D2,D
3,D4は0状態であり、各総和器の出力OUT1,O
UT2,OUT3は1状態である。従って、選択信号S
ELが異なる状態であるときにはセレクタMUXの出力
は1状態であり、チャネル符号器206の出力にビット
列111が作られる。次のビットは0であり、第1シフ
トレジスタD1は1状態であり、第2,第3及び第4の
シフトレジスタD2,D3,D4は0状態である。従っ
てビット列011がチャネル符号器206の出力に作ら
れる。4番目のビットは1であり、第1シフトレジスタ
D1は0状態であり、第2シフトレジスタD2は1状態
であり、第3シフトレジスタD3は0状態であり、第4
シフトレジスタD4は0状態である。従ってビット列1
10がチャネル符号器206の出力に作られる。テール
部分のビットでは、出力はビット列101110110
110となる。ここでテール部分の意味は、例えば、最
後の情報ビットもチャネル符号器のシフトレジスタD
1,D2,D3,D4を通過したということである。こ
れを得るために、チャネル符号器のシフトレジスタD
1,D2,D3,D4は最後の情報ビットの後で少なく
とも4ステップ進められる。テール部分の長さは少なく
とも4であるべきである。この例では、データフレーム
a(D)01010000はビット列00011101
1110101110110110に符号化される。
器206では、各入力ビットについて3個の出力ビット
が作られる。しかし、データ伝送チャネルに送られるべ
きデータフレームの長さは、従来技術の符号化の場合と
同じであるべきである。従って、たたみ込み符号化によ
って形成されたビットの一部は、データフレームがデー
タ伝送チャネルに送られる前に削除されなければならな
い。1つの選択方法が表1(その1及びその2)に示さ
れており、この表において数字1は前記ビットをデータ
フレームに含めることを意味し、数字0はそのビットを
削除することを意味する。数字は3個のグループにグル
ープ分けされており、その第1の数字は第1総和器SU
M1の出力を意味し、第2の数字は第2総和器SUM2
の出力を意味し、第3の数字は第3総和器SUM3の出
力を意味する。この例では、189グループ、即ち(1
82+3+4)グループがある(保護される182ビッ
ト、保護される50個の最上位ビットから計算される3
個のパリティ検査ビット、及び4個のテールビット)。
例えば、はじめの4グループでは、第1総和器SUM1
の出力だけが選択され、続く5グループでは第1総和器
SUM1及び第2総和器SUM2の出力が選択され、1
0番目のグループでは3つの総和器SUM1,SUM
2,SUM3の全ての出力が選択される、等々である。
この表における数字1の個数は378個であり、最終結
果は、GSMシステムで音声信号を伝送するときに使わ
れる従来技術の方法で符号化されたデータフレームと同
じ長さを有するデータフレームである。この例では、こ
の表は、数字1の個数が、即ちデータフレームに含めら
れるべきビットの個数が、はじめの部分では終わりの部
分より多いように作成されている。その結果として、誤
り訂正能力は、データフレームのはじめの部分では終わ
りの部分でよりも良好である。
を選択ブロック231に送り、ここで3つの値(即ち、
総和器の出力OUT1,OUT2,OUT3)のグルー
プごとに、それらの3つの値のうちのどれを送信される
べきデータフレームに含めるかを選択するようにして、
データフレームで、送信されるべきビットの選択を実行
することができる。選択ブロック231において、上記
の表を例えば読み出し専用メモリー(ROM)にコンパ
イルすることができ、或いは選択の規則をプログラミン
グしたプログラムを作成することができる。例えば、3
値の各グループをそれ自身のアドレスに置き、その1つ
のビットがそのグループの1つの数字に対応するように
(例えばビット0がそのグループの1番目の数字に対応
し、ビット1が2番目の数字に対応し、ビット2が3番
目の数字に対応するように)、ROMの表を作成するこ
とができる。ROM回路は普通は8ビットの幅を持って
いる、即ち、8ビットの幅を有するバイトを1つのアド
レスに記憶させることができる。従って、この実施例で
は、使用される読み出し専用メモリーは少なくとも56
7バイトの記憶領域を持っていなければならない。表の
読み出しは、そのアプリケーションソフトウェアが表を
読み出したり比較したりする上記の操作(それは当該分
野の専門家に知られている従来技術である)を含んでい
るマイクロプロセッサによって有利に制御される。
として逆の順で実行される。図2(B)は、本発明によ
るその種の受信装置の有利な実施例を示している。この
受信装置はGSMシステムの全速音声チャネルの受信装
置として使われるべきものであって、その機能の大部分
は図1(B)の受信装置のそれに対応する。該受信装置
は例えば移動局の音声チャネルの受信装置である。次
に、図2(B)の受信装置の動作について説明する。
56ビットのビット列はビットグループ分けブロック2
14に送られ、ここでデータフレームでのチャネル符号
化されている部分215とチャネル符号化されていない
部分225とが互いに分離される。チャネル符号化され
ている部分はチャネル復号器219に送られ、その再整
形ブロック216において、送信段の整形ブロック20
8で削除されたビットに対応するビットがチャネル符号
化されている部分に付加される。削除されたビットの値
を受信装置は知っていないけれども、それらのビットの
値を例えば復号器に対しては中性の0.5にセットして
元の所に置く(replace)ことができる。
8のそれと同様の内容を持った表を持っており、それで
再整形ブロック216はどの箇所に欠けているビットを
付加しなければならないかを知る。その表を受信装置で
も例えばROMの表で実現することができる。
16により再構成されたデータフレーム217、即ち欠
けていたビットが付加されたチャネル符号化されている
部分、の復号を実行する。この段階で、誤りの個数が誤
り訂正符号の誤り訂正能力の範囲内であれば、データ伝
送誤りの一部を訂正することができる。復号されたデー
タフレーム220においては、ビットの順序は音声符号
器によって置かれた順序と一致する、即ち、音声にとっ
て最も重要なビット(最上位ビット)がデータフレーム
の左側に置かれている。従って、従来技術の装置の場合
とは違ってビットの再編成は不要である。
リティ検査によってカバーされるビットについて、チャ
ネル復号されたデータフレーム220が正常な状態であ
るか否かチェックする。パリティ検査ブロックは選択信
号222を作るが、その値は、そのデータフレームが正
常であるか(真)、間違っているか(偽)により真(例
えば論理0状態)又は偽(例えば論理1状態)である。
更に、パリティ検査ブロック221はチャネル復号され
たデータフレームをパリティ検査ブロックの第2出力側
223に送り、そこから該データフレームは第2マルチ
プレクサ224の第1入力側に送られる。
は、受信されたデータフレームのチャネル無符号化部分
即ち保護されない部分225が送られ、第2マルチプレ
クサの出力は音声パラメータ・フレーム227を含んで
おり、それは正しいデータ伝送が行われた場合には音声
符号器201により形成された音声パラメータ・フレー
ム202と一致する。マルチプレクサの出力側から、音
声パラメータ・フレーム227はセレクタ228の第1
入力側に送られる。合成ブロック226の出力がセレク
タ228の第2入力側に送られる。セレクタ228の制
御入力側にはパリティ検査ブロック221で作られた選
択信号222が送られ、それに基づいてセレクタ228
は、もし選択信号222の値が真であればセレクタ22
8の出力側に第2マルチプレクサ224の出力を結合
し、また、もし選択信号222の値が偽であれば合成ブ
ロック226の出力を結合する。音声信号230を作る
ために、セレクタの出力から音声パラメータ・フレーム
又は合成されたデータフレームが音声復号器229に送
られる。
保護されて誤り訂正に使用されるビットは、データフレ
ームの始まり又は終わりの部分に有利に置かれる。好ま
しくは、これらのビットの直ぐ近くに、段階503で作
られるパリティ検査ビットなどの誤り検出情報が置かれ
る。この配置により、始まり又は終わりの部分でのバー
スト状の誤りがデータフレーム全体を使用不能にする確
率が小さくなる。充分な数の最上位ビットが正しいかも
知れず、そうであれば該ビットを使って元のデータフレ
ームと殆ど一致するデータフレームを作ることができ
る。
ルとの関係で本発明を解説したけれども、本発明は上記
の実施例のみに限定されるものではなくて、特許請求の
範囲における各請求項の範囲内で修正し得るものであ
る。伝送されるべきデータフレームに対して誤り訂正符
号化が実行されるようになっていて、ビット誤り率がデ
ータフレーム全体にわたって一様ではなくて、伝送され
るべき情報の一部分が誤り検出情報の作成に使われるよ
うになっているデータ伝送システムに本発明を適用する
と有利である。
るブロック図であり、(B)は、従来技術による音声復
号を説明するブロック図である。
施例を示すブロック図であり、(B)は、本発明による
音声復号の有利な実施例を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
タフレームを示す図であり、(B)は、本発明による有
利な実施例に従って符号化されたデータフレームを示す
図である。
ある。
ーチャートである。
Claims (11)
- 【請求項1】 データ伝送システムにおいてデータフレ
ームの形で伝送されるべき情報のフレーム誤り率を低下
させる方法であって、 伝送されるべき情報はデータフレーム(102,20
2)に分割され、 伝送されるべき情報の一部分を使って作成された誤り検
出データが該データフレーム(102,202)に追加
され、 誤り検出データの作成に使われるべき情報の少なくとも
一部分は誤り訂正符号化(107,206)によって保
護され、これにより誤り訂正符号化されたデータフレー
ム(111,212)が得られ、該データフレームの少
なくとも幾つかの部分は均等でない誤り率(BER)を
持っており、 誤り訂正符号化されたデータフレーム(111,21
2)はデータ伝送チャネルで送信装置から受信装置に転
送されるようになっており、 保護される情報の少なくとも1つの部分の誤り率は、情
報部分(207)のうちの、少なくとも誤り訂正符号化
によって保護されて誤り検出データの作成に使用される
部分を送信段において整形することによって均等化され
るようになっていることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 伝送されるべき情報は2進形であり、デ
ータフレーム(102,202)はいくつかのビットか
ら成っており、前記情報部分(207)での各ビットの
誤り率は送信段において実質的に均等となるように調整
されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 伝送されるべき情報は2進形であり、デ
ータフレーム(102,202)はいくつかのビットか
ら成っており、該誤り訂正符号化されたデータフレーム
(207)でのビットの一部が該整形時に削除されるこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】 該誤り訂正符号化はたたみ込み符号化で
あり、誤り検出符号化はパリティ検査符号化(CRC)
であることを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 該たたみ込み符号化は1/3たたみ込み
符号化であり、たたみ込み符号化されたデータフレーム
の三分の一は整形時に削除されることを特徴とする請求
項4に記載の方法。 - 【請求項6】 誤り検出データの作成に使用されるべき
情報部分(207)は、データ伝送チャネルに送られる
べきデータフレーム(212)での保護される情報部分
の始まり又は終わりの部分に置かれることを特徴とする
請求項4又は5に記載の方法。 - 【請求項7】 データフレームの、誤り検出符号化に使
用されるべき誤り訂正符号化により保護されるべき各ビ
ットを含む部分のビット同士の相互順序は、前記ビット
の重要度の相対的順序とは無関係に該データフレームの
前記部分において自由に配列されることができることを
特徴とする請求項2乃至6のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項8】 情報がデータフレームの形で伝送される
ようになっているデータ伝送システムであって、 伝送されるべき情報をデータフレーム(102,20
2)に分配するための手段(101,201)と、 誤り検出データを該データフレーム(102,202)
に付加するための手段(105,205)と、 少なくとも幾つかの部分が均等でない誤り率(BER)
を有する誤り訂正符号化されたデータフレーム(10
8,207)を得るために誤り検出データの作成に使用
されるべき情報の少なくとも一部分を誤り訂正符号化で
保護する手段(107,206)とから成っており、 該データ伝送システムは、前記の保護される情報の少な
くとも一部分の誤り率を均等化するための手段(20
8)を更に有することを特徴とするデータ伝送システ
ム。 - 【請求項9】 前記の保護される情報の少なくとも一部
分の誤り率を均等化するための前記手段(208)は、
誤り訂正符号化で保護されて誤り検出データの作成に使
用される情報部分(207)の少なくとも一部分を送信
段で整形するための手段(208)から成ることを特徴
とする請求項8に記載のデータ伝送システム。 - 【請求項10】 該データ伝送システムはGSM移動通
信システムであり、伝送されるべき情報は音声チャネル
の情報であることを特徴とする請求項8又は9に記載の
データ伝送システム。 - 【請求項11】 伝送されるべき情報をデータフレーム
(102,202)に分割するための手段(101,2
01)と、 該データフレーム(102,202)に誤り訂正データ
を付加するための手段(105,205)と、 少なくとも幾つかの部分がいろいろな誤り率(BER)
を有する誤り訂正符号化されたデータフレーム(10
8,207)を得るために誤り検出データの作成に使用
されるべき情報の少なくとも一部分を誤り訂正符号化で
保護する手段(107,206)とから成る移動局であ
って、 該移動局は前記の保護される情報の少なくとも一部分の
誤り率を均等化するための手段(208)を更に有する
ことを特徴とする移動局。
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