JPS6395737A - データ伝送システム - Google Patents

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】 本発明はデータ伝送システム、より具体的には、データ
伝送システム内におけるチャネル符号化に関する。

近年いわゆる符号化利得を実現するチャネルコードに対
して多くの関心が集められている。これらの中で特に注
意するものとしていわゆる“格子（ｔｒｅｌｌｉｓ　）
　　”コードがあるが、これに関しては、Ｇ、アンガー
ボエック（Ｇ、　Ｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋ　）の論文［多
重レベル／位相信号によるチャネル符号化（Ｃｈａｎｎ
ｅｌ　Ｃｏｄｉｎｇ　Ｗｉｔｈ　Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ
／ＰｈａｓｅＳｉｇｎａｌａ　）　］　、Ｉ　ＥＥＥ　
トランザクション　オブインフォーメーション　七オリ
、Ｉ　Ｔ　−２８（ＩＥｔＥＥＴｒａｎｓ、　Ｉｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｈｅｏｒｙ＋　ＩＴ−２８）　ｓベ
ージ５５−６７　、Ａ、Ｒ，カルダーバンク（Ａ、　Ｒ
。

Ｃａ１ｄｅｒｂａｎｋ）及びＮ、Ｊ、Ａ、スローン（Ｎ
、　Ｊ、　Ａ。

５ｌｏａｎｅ）の論文［ダイアル　アップ音声ラインに
対する新ファミリーのコード（Ａ　Ｎｅｗ　Ｆａｍｉｌ
ｙ　ｏｆＣｏｄｅｓ　ｆｏｒ　Ｄｉａｌ−Ｕｐ　Ｖｏｉ
ｃｅ　Ｌｉｎｅｓ　）　、Ｉ　Ｅ　Ｅ　Ｅ国際雲気通信
ム議の記事４　（Ｐｒｏｃ、　ＩＥＥＥ　Ｇｌｏｂａｌ
Ｔｅｌｅｃｏｍｍ、　Ｃｏｎｆ、　）　、１９８４年１
１月、ページ２０．２．１−２０．２．４ｉＡ、Ｒ，カ
ルダーバンク（Ａ、　Ｒ，Ｃａ１ｄｅｒｂａｎｋ）及び
Ｎ、Ｊ、Ａ、スローン（Ｎ、Ｊ、　Ａ、　５ｌｏａｎｅ
　）の論文［８−状態格子コードによる４−次元変調（
Ｆｏｕｒ−ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＭｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ　Ｗｉｔｈ　ａｎ　Ｅｉｇｈｔ−Ｓｔａｔｅ　Ｔｒｅ
ｌｌｉｓ　Ｃｏｄｅ）］、ＡＴ＆Ｔテクニカル　ジャー
ナル（八Ｔ　＆　Ｔ　ＴｅｃｈｎｉｃａｌＪｏｕｒｎａ
ｌ　）　、Ｖｏｌ、　６４、寛５．１９８５年５−６月
、ページ１００５−１０１８　；Ａ、Ｒ，カルダーバン
ク（Ａ、　Ｒ，Ｃａ１ｄｅｒｂａｎｋ）及びＮ、Ｊ、Ａ
。

スローン（Ｎ、　Ｊ、　Ａ、　５ｌｏａｎｅ　）の論文
［８−次元格子コード（Ａｎ　Ｅｉｇｈｔ−Ｄｉｍｅｎ
ｓｉｏｎａｌ　Ｔｒｅｌｌｉｓ　Ｃｏｄｅ）］、Ｉ　Ｅ
ＥＥ記事録、Ｖｏｌ、　７４、隘５．１９８６年、ペー
ジ７５７−７５９；及びり、Ｆ、ウェイ（Ｌ。

Ｆ、　Ｗｅｔ）の論文［拡張信号空間を持つ回転的に不
変の回旋チャネル符号化−バートＩ：１８０度及びバー
ト■：非線形符号（Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌｌｙ　Ｉｎｖ
ａｒｉａｎｔＣｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ　　Ｃｈａｎ
ｎｅｌ　　Ｃｏｄｉｎｇ　Ｗｉｔｈ　　Ｅｘｐａｎｄｅ
ｄＳｉｇａｌ　　５ｐａｃｅ　　−Ｐａｒｔ　　Ｉ　　
：　　１８０　Ｄｅｇｒｅｅｓ　ａｎｄ　ＰａｒｔＩＩ
：　Ｎｏｎ１ｉｎｅａｒ　Ｃｏｄｅｓ　）　］　、Ｉ　
ＥＥＥ　　Ｊ、選択エリア通信（ＩＥＥＥ　Ｊ、　５ｅ
ｌｅｃｔ、　Ａｒｅａｓ　Ｃｏｍｍｕｎ、　）、Ｖｏｌ
、　Ｓ　Ａ　Ｃ−２，１９８４年９月、ページ６５９−
６８６を参照すること。これらコードの商業的使用はほ
とんどの部分が音声帯域データ　′セット及び他のキャ
リヤ　データ　システムに集中している。しかし、これ
らコードをベースバンド　システム、例えば、ローカル
　エリア　ネットワーク及び電話局間の交換システムに
も使用することが要望される。しかし、格子コードのベ
ース　バンド　システム内での使用の障害として、従来
の格子符号化技術によって生成される符号化された信号
がｄｃの所にかなりの成分を持つという問題がある。こ
れは多くの観点から問題となる。例えば、多くの用途に
おいて必要とされる、あるいは少なくとも要望されるト
ランスフォーマ結合はトランスフォーマがｄｃをバスし
ないため使用することができない。これに加え、遠隔信
号のアース基準が正確でないと伝送エラーが発生する場
合がある。さらに、ｄａにおいて信号パワーを含むと、
はとんどの検出器構成において信号パワーの損失が生じ
る。

本発明は多量のｄｃ酸成分存在が問題となるようなシス
テム内での格子コードを実現するためのライン信号が、
−例として、ｄｃにおいてスペクトル　ナル（ｎｕｌｌ
）を持つ格子符号化技術に関する。本発明においては、
伝送されるべき信号ポイントが少なくとも１つが格子シ
ード化された入力ビットの関数としてのみでなく、前に
伝送された信号ポイントの成分の関数であるライニング
値（ｒｕｎｎｉｎｇ　ｖａｌｕｅ　）の関数としても決
定される。

本発明の一例としての実施態様においては、（ｋ＋ｎ）
−ビット入力語を表わす出力信号ポイントが生成される
。個々の入力語のｎビットの値、及び前の入力語の少な
くとも１ビットの値が信号法アルファベット（ｓｉｇｎ
ａｌｉｎｇ　ａｌｐｈａｂｅｔ）の２１１個のサブセッ
トの特定の１つを同定するのに使用される。ここで、ｍ
　＞　ｎである。入力語の他のにビットは同定されたサ
ブセットの複数の信号ポイントを同定する。−例として
、この他のにビットはペアの信号ポイントを同定するが
、ここで個々のペアの１つの信号ポイントの成分の総和
はある所定の値以上であり、同一ペアの他の信号ポイン
トの成分の総和はこの所定の値以下である。任意の時点
において、上のライニング値、−例として、前に伝送さ
れた信号ポイントの成分のライニング総和（ｒｕｎｎｉ
ｎｇ　ｓｕ＋ｗ　）がこの所定の値より大きな場合は、
成分総和がこの所定の値以下である同定ペアの信号ポイ
ントが生成される。逆に、ライニング総和がこの所定の
値以下である場合は、成分総和がこの所定の値と少なく
とも等しい同定ペアの信号ポイントが生成される。この
−例としての実施態様においては、この所定の値はゼロ
とされる。従って、成分総和がゼロ以上（以下）の場合
は、成分総和がゼロ以下（以上）の信号ポイントが生成
される。後に詳細に解説されるごとく、本方法はｄｃに
おいてスペクトル　ナル（ｎｕｌｌ）を持つチャネル−
コード化信号を提供する。

第１図の符号器１０はデータ源９からシリアルビット流
の形式にてデータを受信する。このビット流は直列／並
列（Ｓ／Ｐ）コンバータｌｌに加えられるが、コンバー
タ１１は（ｋ＋ｎ）−ビット語のシーケンスを生成する
。−例として、ｋ＝４及びｎ＝２と想定すると、コンバ
ータ１１はこれら６ビット語を並列に１−ビット　リー
ド１２ａ−ｄ及び１３ａ−ｂ上に生成する。これらビッ
トのうちの４ビットはリード１２ａ−ｄ上に出現し、他
の２ビットはリード１３ａ−ｂ上に出現する。リード１
２ａ−ｄ及び１３ａ−ｂ上の入力語のシーケンスは後に
詳細に説明されるように処理される。ただし、現時点に
おいては、これら入力語に応答して、格子ポイント（ｌ
ａｔｔｉｃｅ　ｐｏｉｎｔ　）発生器２０は四次元ポイ
ント、つまり、奇数整数の格子からとられる４−チュー
プル（ｔｕｐｌｅｓ）を生成することを述にとどめる。

こうして生成された個々の格子ポイントの個々の成分は
４つの多重ビット　リード’１ｌａ−ｄの対応する１つ
の上に出現する。リード２１ａ−ｄ上の個々の格子ポイ
ントは符号（ｓｉｇｒ＋）インバータ回路３５に送くら
れる。回路３５はライニング総和回路３５の制御下にお
い゛ζ動作し、その格子ポイントを修正しないまま通過
させるか、あるいは個々の成分の符号を反転し、格子内
の異なるポイントを生成する。

回路３５の多重ビット　リード２５ａ−ｄ上の出力は伝
送されるべき信号ポイントを表わす。

そこで直ちに個々が伝送されるべき信号ポイントの１つ
を表わす出力信号のシーケンスが生成され、所望の伝送
チャネルに加えられる。より具体的には、リード２５ａ
−ｄ上の信号ポイントは並列／直列（Ｐ／Ｓ）コンバー
タ４０に加えられ、コンバータ４０は符号器出力リード
４５」二にシリアル　ビット流を生成する。このビット
流の“Ｏｗ及び“１”は従来のベースバンド　パルス発
生器５０に加えられる。発生器５０は伝送チャネルを通
じてこれら０”及び“１”を伝送するのに適当なベース
バンド　ライン信号を生成する。

この実施態様における信号ポイントの４成分の各々は４
つの値、１、−、３、−３の１つの値をとる。−例とし
て、これら信号ポイントは（１，３、−３、■）及び（
−３，３，３、−３）の値をとる。従って、信号ポイン
トのアルファベットは４’＝２５６要素を持つ。このア
ルファベットは一例として２ｎ個のサブセットに分割さ
れる。

ここで、ｍ＞ｎである。ｍ＝３と想定すると、２３＝８
のサブセットが存在し、そのアルファベントは２　（ｋ
＋ｍ＋Ｉ）個の信号ポイントを持つ。

このサブセットにＨＭ　’Ｊ−するために、４−チュー
プルが最初に１６のバートＳ　（ｅｌ、ｅ２、ｅ３、ｅ
４）に分割される。ここで、ｅｉ＝Ｑあるいは１である
。つまり、この１６パートを５（００００）、Ｓ　（０
００１）　、Ｓ　（００１０）　、ｅｔｃ、によって表
わす。ある特定の４チユープル（ｘｉ、ｘ２、ｘ３、及
びｘ４）はｘｉが（−１）”（モジュロ４）に正確に合
致する場合は、特定のバート５（ｅｌ、ｅ２、ｅ３、ｅ
４）に属する。つまり、例えば、ある特定の４−チュー
プルはその４−チュープルの最初の２つの要素が成分＋
１及び−３を包括する（−１）ｏ　（モジュロ４）に合
致し、この４−チュープルの他の２成分が−１及び＋３
を包括する（−１）ｌ　（モジュロ４）に合致する場合
は、パート５（００１１）に属する。従って、５（００
１１）は以下の１６要素を含む。

（−３１−１−１＞　　　（１−３−１３）この１６個
のパートが次に以下のようにｍ＝８個のサブセットに分
割される。

Ｓ、＝Ｓ（００００）Ｕ　５（１１１１）　　５Ｓ＝Ｓ
（０００１）Ｕ　５（１１１０）ｓｚ＝ｓ（００１１）
ｕ　５（１１００）　　５６＝Ｓ（００１０）Ｕ’　５
（１１０１）Ｓ、＝Ｓ（１０１０）Ｕ　５（０１０１）
　　Ｓ、＝Ｓ（０１００）Ｕ　Ｓ（１０１１）Ｓ、＝Ｓ
（１００１）Ｕ　５（０１１０）　　Ｓ、＝Ｓ（１００
０）Ｕ　５（０１１１）ここで、記号Ｕは“併合（ｕｎ
ｉｏｎ　ｏｆ）　”を意味する。つまり、サブセットＳ
２は上にリストされたバート５（００１１）の１６個の
４−チュープルに加えてこのパートの個々の成分の符号
を反転することによって得られる１６個の４−チュープ
ルを含む。−例として、テーブル■はサブセットＳ１、
Ｓ２及びＳ３の要素を個々のサブセットを二半分に細分
して示す。より具体的には、個々のサブセットのスーパ
スクリプト“＋”にて示される片方の半分は成分の総和
が正の数となる全てのポイントを含み、スーパスクリプ
ト“−”にて示される他方の半分は成分の総和が負数に
なる全てのポイントを含む。成分の総和が零になるポイ
ントは各々任意に二半分のどちらかに割り当てられる。

（このテーブル内において、“−”及び“−３”はそれ
ぞれ紙面を制約する目的で“Ｔ”及び“丁”として示さ
れる。） テーブル■ ００００　　　　（１１１１）　　（汀１１）　　（１
１１１）０１０１　　　　（３３１１）　　（Ω１１）
　　（３１３１）Ｓ　ｚ　　　　　Ｓ　ｓ＋Ｓ　ｅ （！１３１）　　　（３３１１）　　　（３３１１）第
１図に再び戻どり、格子ポイント発生器２０は読出し専
用メモリ　（ＲＯＭ）１７及び格子符号器（ｔｒｅｌｌ
ｉｓ　ｃｏｄｅｒ　）　　１５を含む。リード１３ａ−
ｂ上の２ビットは格子符号器１５に送くられ、符号器１
５は後に詳細に説明される方法にて８個のサブセットＳ
１から８８の特定の１つを同定する。符号器１５は、従
って、いわゆる速度２／３格子符号器である。個々のサ
ブセット内に２Ｓ−３２個の信号ポイントが存在するも
のと仮定すると、Ｓ／Ｐコンバータ１１は、これが従来
の格子符号器構成を持つ場合は、５ビットをＲＯＭ１７
に加え、これら５ビットが同定されたサブセット内の３
２個の信号ポイントの特定の１つを同定するために使用
される。

しかし、本発明によると、５ビットより少いビットを持
つ１つの入力語がこのサブセット内の複数の信号ポイン
トを同定するためにＲＯＭに加えられる。より具体的に
は、リード１２ａ−ｄ上の４ビットのみがＲＯＭ１７に
加えられ、これらビットが同定されたサブセット内のあ
る特定の信号ポイント　ペアを同定するのに使用される
。（後に説明のごと（、この特定の信号ポイント　ペア
はＲＯＭ出力リード１３ａ−ｄ上にそのペアの２つの信
号ポイントの１つを生成することによって同定される。

）この実施態様においては、信号ポイントは個々のサブ
セット内において、ペアの２つの信号ポイントの片方の
信号の成分の総和、つまり、成分の演算総和がペアの他
方の信号ポイントの成分総和に等しく符号が反対となる
ようにペアを組まれる。個々のペアのポイントはテーブ
ルＩ内に隣接して位置する。実際、本実施態様におてい
は、ペア内の個々の信号ポイントは単に個々の成分の符
号を反転することによってペアの他方から誘渾できる。

−例として、サブセットＳ２は信号ポイント　ペア（３
，３、−３，１）／　（−３、−３，３、−１）を含み
、これらの成分は総和するとそれぞれ４及び−４となる
。ただし、本発明のより広い面においては、個々のペア
の信号ポイントの成分総和が少なくとも所定の値Ｎに等
しく、当該信号ポイントの他方の成分総和がＮ以下であ
ることで十分である。

４ビット語値の信号ポイント　ペアへの割り当ては個々
のサブセットに任意に割り当てることもできる。ただし
、この実施態様においては、割り当てはり一ド１２ａ−
ｄ上の“０”及び“１”の１６個の可能な組合せの個々
が全てのサブセットを通じて、符号を無視し、“１”及
び“３”の特定のパターンに割り当てられるように遂行
される。

従って、例えば、テーブル■に示されるように、ビット
　パターン００００は個々の成分が１あるいは−ｌであ
る全てのポイントに対応する。

同定されたペアのどの信号ポイントが符号器１０によっ
て出力されるべきかを決定するために、符号器によって
前に生成された信号ポイントの成分の関数であるライニ
ング値が維持される。このライニング値は一例としてラ
イニング総和とされる。時間の任意のポイントにおいて
、このライニング値がＯより大きな（小さな）場合は、
符号器は同定されたペアのうちの成分総和がＯよりも小
さな（大きな）信号ポイントを出力し、ライニング値を
正（負）の少い方向にする。ライニング値が零である場
合、あるいは同定されたペアの個々のポイントの成分総
和が零である場合は、符号器は同定されたペアの信号ポ
イントの任意の１つを出力する。従って、ライニング値
が既に零でない場合は、これは零の方向にドライブされ
る。（より一般的には、時間の任意のポイントにおいて
ライニング総和が少なくともＮに等しいときは、符号器
は成分総和がＮより大きくない信号ポイントを出力し、
一方、ライニング総和がＮより大きくない場合は、符号
器は成分総和がＮより小さくない信号ポイントを出力す
ると記述することができる。） 上に説明の符号化スキームは少なくとも２つの大事な特
徴を持つ。第１に、任意の良く設計された格子符号化ス
キームと同様に、いわゆる“符号化利得”を提供し、Ｓ
／Ｎ比を向上させ、結果として性能を上げる。つまり、
ａ）続けて伝送される信号ポイント間の最小二乗ユーク
リッド距離とｂ）伝送された信号ポイントの平均パワー
の比が“未符号化”系、つまり、２’＝６４−要素アル
ファベットにて符号化ができるが実際には符号化されな
いリード１２ａ−ｄ及び１３ａ−ｂ上の６ビット系と比
較して大きくなる。

より具体的には、未符号化のケースにおいて使用される
６４−要素アルファベットがａ）個々の成分が＋１ある
いは−１である１６個の４チユープル、及びｂ）個々が
＋１あるいは−１の３つの成分及び＋３つの成分及び＋
３あるいは−３の１つの成分を含む４８個の４チユープ
ルから構成されるものと仮定すると、本発明による符号
化系によって提供される符号化利得は３．０１ｄｂとな
る。

この例の２５６−要素アルファベット同一の格子に基づ
いて１２８−要素アルファベントを使用することによっ
てさらに大きな符号化利得を達成することも考えられる
。本発明の考慮すべき事項は１つの入力語を表わすため
に２つの信号ポイントのどちらかが生成されるという事
実に起因するある程度の符号化効率の低下である。ただ
し、多少の符号化利得を“犠牲”にすることによって、
それ以上のものを得ることができる。

より具体的には、上に説明のライニング総和は上限及び
下限を持つように保証されるため、つまり、１２を越え
ることはなく、また−１２以下となることもないため、
符号器スペクトルの出力、従って、チャネルに加えられ
るライン信号のスペクトルは、ｄｃにおいてスペクトル
　ナルを持つことが保証される。この点に関しては、例
えば、Ｊ、シャステセンＵ、Ｊｕｓｔｅｓｅｎ　）、［
デジタル符号の情報速度及びパワー　スペクトル（Ｉｎ
ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｒａｔｅａｎｇ　Ｐｏｈｅｒ　５
ｐｅｃｔｒａ　ｏｆ　ＤｉｇｉｔａｌＣｏｄｅＳ）］、
ＩＥＥＥトランザクション　オプインフォーメンシッン
　セオリー、ＩＴ−２８（ＩＥＥＢ　Ｔｒａｎｓ、　Ｉ
ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｈｅａｒｙ、　ＩＴ−２８）
、１９８２年、ベージ４５７−４７２、及びＧ、ピアロ
ボン（Ｇ、　Ｐｉｅｒｏｂｏｎ　）、［零周波数での零
スペクトル密度に対するコード（Ｃｏｄｅｓ　ｆｏｒ　
Ｚｅｒ。

５ｐｅｃｔｒａｌ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　ａｔ　Ｚｅｒｏ　
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）　］　ＩＥＥＥ　トＴｈｅａｒｙ
、　ＩＴ−３０）　、１９８４年、ベージ４３５−４３
９を参照すること。上に説明のごとく、ｄｃにおいてス
ペクトル　ナルを提供することは、多くのデータ伝送ア
プリケーションにおいて必須要件である。従って、本発
明は、データ伝送アプリケーションに格子コードを利用
する可能性、従って、符号化利得を確保する道を開くも
のである。

これらを符号器１０がいかに実現するか理解するために
は、まず最初にライニング総和回路３０の動作を解説す
ることが必要である。この回路のタスクは符号器出力の
所の信号ポイントの総和がライニング総和が現在負であ
る場合は正となり、総和が正である場合は負となること
を保証することである。これを達成するため、回路３０
は現在のライニング総和を保持するレジスタ３６を含む
。

この総和の符号、つまりこの例においては、レジスタ３
６の出力リード３６ａの１つの上の符号ビットによって
表わされる符号が、排他的ＯＲゲート３８の１つの入力
に加えられる。ゲート３８の他方の入力はり−ド２１ａ
−ｄ上の格子ポイントの成分総和の符号を表わす。この
人力は加算器３３の符号ビット出力である。ゲート３８
の出力は符号インバータ回路３５内の複数の掛算器３７
の個々に延びる。このビットの値によって、掛算器３７
の個々はリード２１ａ−ｄ上の格子ポイント成分の対応
する１つを未修正のままＰ／Ｓコンバータ４０にバスす
るか、あるいはその成分の符号を反転する。

動作において、従って、ライニング総和と発生器２０に
よって現在出力されている信号ポイントの成分総和が両
方とも正であるあるいは両方とも負である場合は、ゲー
ト３８の出力は負となり、その格子ポイントの成分の符
号は全て反転される。

出力される信号ポイントは、従って、リード２１ａ−ｄ
上の格子ポイントではなく選択されたサブセット内の同
一ペアの他方の信号ポイントである。

従って、ライニング総和回路３０内の掛算器３１によっ
て生成されたリード２５ａ−ｄ上の結果としての信号ポ
イントの成分総和がその後累算器３９内で多重ビット　
リード３２上に提供される現在のライニング総和と結合
されるとき、ライニング総和は零に向けてドライブされ
る。この新たな値が次にレジスタ３６内に蓄積される。

他方、ライニング総和が正（負）であり、リード２１ａ
−ｄ上の現在の格子ポイントの成分総和が負（正）の場
合は、ゲート３８の出力は正となる。リード２１ａ−ｄ
上の成分は、従って、未修正のままインバータ回路３５
からＰ／Ｓコンバータ４０にバスされ、この場合もライ
ニング総和が零にドライブされる。ライニング総和及び
／あるいは成分総和が任意の時間において零の場合は、
ゲート３８の出力は、掛算器３３及びレジスタ３６によ
って零がどのように表わされるかによって“０”あるい
は“１”となるゆこうして、」二に説明のように、同定
されたペアの２つの信号ポイントの任意の１つが選択さ
れる。

（必要であれば、割２回路（図示なし）を掛算器３１と
累算器３９の間に挿入することもできる。

これはり一ド３７上の符号ビットの値にはなんの影響も
与えないが、処理されるデータ語が１ビット小さくなる
ため、累算器３９及びレジスタ３６の実現を少し単純に
する効果を持つ。）零より大きな信号ポイントがいかに
具現されるか理解するためには、再度信号法アルファペ
ア）について考慮することが必要である。例えば、テー
ブルＩにおいて、サブセットの任意の最初のセットが与
えられると、そのサブセットの第２のセット内の個々の
信号ポイントはその他方のサブセラＩ・と関連する特定
の符号パターン変化を介して誘導することができること
がわかる。従って、例えば、サブセットＳ２内の任意の
信号ポイントはサブセットＳ１内の特定の信号ポイント
から最後の２つの成分の符号を変えることによって誘導
できる。従って、信号ポイント発生器２０は、ａ）ＲＯ
Ｍ１７内にサブセットの特定の１つ、例えば、サブセッ
トＳ１の信号ポイントを格納する、ｂ）これら３２個の
格納された信号ポイントの特定の１つをＲＯＭ１７から
読み出す、及びＣ）出力信号ポイントを派生するべきサ
ブセットに対応する符号パターン変化を生成するように
格子符号器１５を構成するように構成される。

ただし、信号ポイント発生器２０は、個々のサブセット
内の個々の信号ポイント　ペアの１つの信号ポイントの
みをリード２１ａ−ｄ上に生成すればよいという事実か
らさらに単純化できる。これは以下の説明によって理解
できる。

例えば、ライニング総和が現在圧であり、リード２１ａ
−ｄ上の格子ポイントが（サブセットＳ３からの）ポイ
ント（−１，１，１，１）であるものと想定する。この
格子ポイントの成分総和も正であるため、回路３０は掛
算器３７に格子ポイント（−１，１，１，１）の全ての
成分の符号を反転するように指令し、結果として、リー
ド２５ａ−ｄ上に同一ペアの他方の信号ポイント、つま
り、信号ポイント（１、−１、−１、−１）が生成され
る。他方、リード２１ａ−ｄ上の格子ポイントがポイン
ト（１、−１、−１、−１）である場合は、回路３０は
（１、−１、−１、−１）成分総和が負であるため、掛
算器３７に反転するよう命令しない。従って、この場合
もポイント（１、−１、−１、−１）がＰ／Ｓコンバー
タ４０に加えられる。

上記の結果、ＲＯＭ１７はサブセット内の個々のペアの
信号ポイントの１つのみを格納するだけで良く、格子符
号器１５はＲＯＭ１７によって出力される４つの成分の
３つに対して１つの符号ビット　パターンを提供するの
みでよい。例えば、この−例としての実施態様において
は、テーブルによって内にＳ＋とじて示されるＳｌの半
分のみをＲＯＭ１７に格納し、格子符号器１５は以下の
テーブル■に従ってリード１３ｂ−ｄに対して符号ビッ
トを生成する。

テーブル■ ｓ　、　　　　　　　　　ｏｏ。

Ｓ　、　　　　　　　　　１０１ Ｓ　ａ　　　　　　　　　１１０ Ｓ、　　　　　　　　００１ ｓ　、　　　　　　　　ｏｉ。

Ｓ　？　　　　　　　　　１００ ｓ、　　　　　　　　　１１１ ここで、“１”は“符号ビットの変更”を意味し、“０
”は“符号ビットを変更しないこと”を意味する。ＲＯ
Ｍ出力リーリードＢ　ｂ−ａ上の成分の符号ビットの実
際の変更は掛算器セット１９によって遂行される。掛算
器セット１９はリード１６ａ−ｃ上の格子符号器１５の
３つの出力に応答して、第２、第３及び第４のＲＯＭ出
力リードＩＢｂ−ａ上の成分の対応する１つの符号ビッ
トを符号器出力値に従って変更したりしなかったりする
。

どのサブセットからの信号ポイントを出力するかを決定
するために使用される特定の格子コードは第２図に示さ
れる格子ダイヤグラムによって表わされる。符号器は０
００．１００．０１０．１１０．００、１０、０１１及
び１１１と命名される８つの“状態”を持つ。格子符号
器の状態は現在の入力語の前に受信された少なくとも１
つの入力語の少なくとも１つのビットの関数として決定
される。より具体的には、この実施態様においては、符
号器の状態はａ）２つの現在のビットの前に符号器に加
えられた２つのビット及びｂ）この前に符号器に加えら
れたビットの１つの関数として決定される。従って、例
えば、符号器が状態００１にある場合、これは前に符号
器に加えられた２ビットが“１”及び“Ｏ”であり（状
態のビットは右から左に読まれる）、その前に符号器に
加えられたペアのビットの１つ、−例として、リード１
３ｂ上のビットは、“０”であることを意味する。さら
に、リード１３ａ−ｂ上の現在のビット　ペアが、例え
ば、１１である場合は、次の状態は１１である。

第２図内のポイントの２つの縦のラインは一連の時間間
隔において可能な８つの符号器状態を表わし、状態のさ
まざまなペアを接続する線は可能な状態遷移を示す。従
って、例えば、符号器は状ｓｏ　１０から状態００１に
遷移することはできるが、状態１００に遷移することは
できない。

これら接続線の各々は生成されるべき次の信号ポイント
がどのサブセットから来るかを示すラベルを持つ。上の
例では、符号器の現在の状態が００１であり、Ｓ／Ｐコ
ンバータ１１から次のビットのセットが出力されるとき
、リード１３ａ−す上のビット　ペアは“１１”である
と想定する。

これは左の列の状態００１を右列内の状態１１１に接続
する線はＳ７とラベルされているため生成されるべき次
の信号ポイントはサブセットＳ７から来ることを意味す
る。

格子符号器１５の回路実施態様が第３図に示される。符
号器に加えられる２つの現在のビットはリード１３ａ−
ｂから加えられる。符号器に前に加えられた２ビットは
１ビット遅延要素１５１及び１５２内に保持される。こ
の前にリード１３ｂを通じて符号器に加えられたビット
は１ビット遅延要素１５３内に保持されるが、要素１５
３はこの入力を遅延要素１５２から受信する。これら３
つの遅延要素内に保持される値はり一ド１３ａ−ｂ上の
２つの現在ビットの値とともに２進加算器１５４．１５
５及び１５６に加えられる。個々の２進加算器はその入
力ビットの偶数（奇数）が値“１″を持つときは“０”
　（“１”）を出力する。

加算器１５４．１５５及び１５６の出力は第２図及びテ
ーブル■の格子によって指定される適当な符号ビット　
パターンを構成する。

第４図の受信機は従来の設計である。より具体的には、
チャネル上のベースバンド　パルス流がＡ／Ｄコンバー
タ７１に加えられ、ここから従来の等化器７２に送くら
れる。等化器７２はチャネル内の歪みを補正し、その出
カリードア３上に伝送されたデータ　ビット流を表わす
信号を提供する。

リード７３上のビットはＳ／Ｐコンバータ７４によって
多重ビット語に変換される。より具体的には、Ｓ／Ｐコ
ンバータ４７はその多重ビット出カリードア５ａ−ｄの
個々の上に受信された信号ポイントの４つの成分の対応
する１つの値を表わす１つの多重ビット信号を提供する
。通常、これら成分値は、無数のチャネル効果及び等化
器７２が補正することができなかった妨害等に起因して
、それらが伝送されたときのような完全に整数ではない
。従って、典型的には、例えば、（−１，１，３，４、
−２，８，１，０）のような値の信号ポイントが受信さ
れる。

伝送された信号ポイントが実際はどんなシーケンスを持
っていたかを決定するのはり一ド５ａ−ｄ上に信号ポイ
ントを受信するビテルビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）復号器７６
のタスクである。受信機の残りの部分と同様に、ビテル
ビ（Ｖｉ　ｔｅｒｂｉ）復号器は従来の設計を持ち、詳
細な説明は必要としない。ビテルビ（Ｖｉｔｅｒｈｔ）
復号器の動作の詳細に関しては、例えば、Ａ、Ｊ、ビテ
ルビ（Ａ、　Ｊ、Ｖｉｔｅｒｂｉ）及びＪ。

Ｋ、オオムラ（Ｊ、　Ｋ、　０ｎｕｒａ　）による著書
；１翌タル通信及び符号化のＱ　（Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ
ｓ　ｏｆ　ＤｉｇｉｔａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｓ　ａｒｉｄ　Ｃｏｄｉｎｇ　）　、、　ニューヨーク
ヱマグロービル（ＭｃＧｒａｉｙ−Ｈｉｌｌ　）　、１
９７９年出版を参照すること。ここでは、復号器７６は
第２図の格子に伝送された信号ポイントの最も可能性の
高いシーケンスがどれであったかを決定するため、及び
このプロセスによって個々の信号ポイントが生成された
ときの符号器の状態を決定するためにいわゆるビテルビ
（Ｖｉｔｅｒｂｉ）アルゴリズムを加えることだけを述
べておく。信号ポイントの推定シーケンスは多重ビット
出カリードア７ａ−ｂ上に提供される。これに加え、符
号器状態のシーケンスに関しての知識を得ると、復号器
７６はリード７７ａ−ｂ上にそれら信号ポイントの各々
が生成された時点において送信機の所でリード１３ａ−
ｂ」二に出現した２つのビットの値を出力することが可
能となる。

その時点においてリード１２ａ−ｄ上に出現した４つの
ビットはり一ド７７ａ−ｄ上の信号ポイントから回復さ
れる。上に述べたごとく、リード１２ａ−ｄ上の“０”
と“１”の１６個の可能な組合せの各々は成分規模の同
一パターンとなる。

これら４つのビットは、従って、リード７７ａ−ｄ上の
信号ポイントの成分の全てを符号変換器・８１内で正の
値に変換し、次にＲＯＭ８３内の対応する“０”及び“
１”のシーケンスを検索することによって得られる。リ
ード８３ａ−ｄ及び７８ａ−ｄ上の結果としての６−ビ
ット語のビットはＰ／Ｓコンバータ８５によってシリア
ル形式に変換され、データ　シンク９０に加えられる。

上の記述は原理的に零周波数（ｚｅｒｏ　ｆｒｅｑｕｅ
ｎｃｙ）、つまり、ｄＣでのスペクトル　ナル（ｓｐｅ
ｃｔｒａｌｎｕｌｌ）の提供に焦点が置かれたが、本発
明の原理は他の周波数にてスペクトル　ナルを提供する
ために使用することも可能である。例えば、ｄｃ及び１
／２Ｔの所に同時にスペクトル　ナルを生成することも
可能である。ここで、Ｔはいわゆる信号法間隔（ｓｉｇ
ｎａｌｉｎｇ　１ｎｔｅｒｖａｌ　９　　を表わし、１
／Ｔは従って記号あるいはポー速度である。これを遂げ
る１つの方法は２進入カビット流を２つに分割し、個々
のビット流が本発明の原理を独立的に使用するコードを
生成し、次にこうして生成された信号ポイントをインク
リーブする（差し込む）方法である。この点に関しては
、例えば、Ｊ、ピアス（Ｊ、　Ｐｉｅｒｃｅ　）の論文
［デジタル伝送の幾つかの実用面（Ｓｏｍｅ　Ｐｒａｃ
ｔｉｃａｌ　Ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ＤｉｇｉｔａｌＴ
ｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）コ、ＩＥＥＥスペクトラム（
１１３ＥＩＥＳｐｅｃｔｒｕｍ）　、Ｖｏｌ、　５．１
９６８年、ベージ６３−７０を参照すること。

別の方法として、ｄＣ及び１／２Ｔにおけるスペクトル
　ナルは個々のＲＯＭ入力語を本発明の一例としての実
施態様のように、２つのみでなく個々のサブセット内の
４つの信号ポイントの１グループと関連づけることによ
っても達成できる。

Ｍ個の信号ポイントの伝送の後に、同定されたグループ
から４つの信号ポイントの中の生成されるべき特定の１
つが以下の２つのライニング値を使用して同定される。

Ｒ，＝デ°、 Ｒ１は、勿論、−例としての実施態様において使用され
たのと同一のライニング総和であり、Ｒ２は個々の伝送
された信号ポイントの第１及び第３の成分の総和からこ
の第２及び第４の成分の総和を引いたイ直である。

個々のサブセットのポイントは４つのこれらグループ内
において、グループの１つのポイントが両方のライニン
グ値をより正に、例えば、ポイント（３、−１，３、−
３）；グループの１つのポイントが両方のライニング値
をより負に、例えば、ポイント（−３，１、−３，１）
　；グループの１つのポイントが片方のライニング値を
より正にそして他方をより負に、例えば、ポイント（−
１，３、−１，３）；そしてグループの１つのポイント
が片方のライニング値をより負にそして他方をより正に
、例えば、ポイント（１、−３，１、−３）にするよう
に配列される。（この目的のためには、ライニング値の
特定の１つを変化させないポイントがそのライニング値
より正にあるいはより負にするものとみなされる。）選
択される特定のポイントは、従って、４つのなかの両方
のライニング値を零に向ってドライブするポイントであ
る。ライニング値の特定の１つが既に零であるときは、
信号ポイントの選択は他方のライニング値との関連のみ
で決定でき、また両方が零である場合は、ポイントは任
意に選択される。

この方法は最初のインタリーブ法と比較してスペクトル
　ナルからより緩やかに上昇するスペクトルを提供する
。これは多くの用途において要求される特性の１つであ
る。

信号ポイントの大きなグループ及び対応するライニング
値の数を使用してのこのアプローチのさらに一般化され
たものを信号性周波数の他の所望の有理分周におけるス
ペクトル　ナルを提供するのに採用することが可能であ
る。

上の説明は単に本発明の原理を解説するものである。例
えば、この−例としての実施態様においては特定のアル
ファベット及び特定の格子コードが使用されたが、本発
明は任意の複数の異なる可能なアルファベント及び格子
コードを使用するシステム内において実現できることは
勿論である。

さらに、ここに開示のシステムはさまざまな離散電子構
築ブロック及び成分の形式にて具現されるが、本発明は
これら構築ブロック及び成分の任意の１つあるいは複数
の関数、さらにはこれらの関数の全てが、例えば、１つ
あるいは複数の適当にプログラムされたプロセッサによ
って実現されるようなシステム内においても同様に具現
できるものである。

従って、本発明を具備するここには明示あるいは開示さ
れない他のさまざまな構成を本発明の範囲及び精神から
逸脱することなく考案できることは等業者においては明
白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は年の原理を具現する送信機のブロック図； 第２図は第１図の送信機内において使用される格子コー
ドを図解した： 第３図は第１図の送信機内におて使用される格子コード
のブロック図；そして 第４図は第１図の送信機によって符号化及び伝送された
データを回復するために使用される受信機のブロック図
である。 〈主要部分の符号の説明〉 データ源・・・９ 符号器・・・１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ｋ＋ｎ）−ビット入力語のシーケンスに応答して
   出力信号のシーケンスを生成するために使用されるデー
   タ伝送システムにおいて、該出力信号の個々が信号ポイ
   ントの所定のアルファベットの対応するポイントを表わ
   し、該システムが 該入力語シーケンス内の個々の入力語のｎビットの値及
   び該入力語シーケンス内の１つの先行入力語の少なくと
   も１ビットの値に応答して該アルファベットの２個の所
   定のサブセットの１つを同定するための手段（例えば、
   １５）、ここでｍはｎより大きな整数、 該個々の入力語の他のｋビットに応答して該１つのサブ
   セットの複数の信号ポイントを同定するための手段（例
   えば、１７、１９）、及び出力信号の該シーケンスの独
   立した１つとして該複数の信号ポイントの選択された１
   つのポイントを表わす信号を生成するための手段（例え
   ば、３０、３５）を含み、該信号ポイントの該１つのポ
   イントが該出力信号の前に生成された１つによって表わ
   される信号ポイントの成分の関数として選択されること
   を特徴とするシステム。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のシステムにおいて、
   該信号ポイントの該１つが該出力信号の前に生成された
   １つによって表わされる信号ポイントの成分のライニン
   グ総和に応答して選択されることを特徴とするシステム
   。 ３、特許請求の範囲第２項に記載のシステムにおいて、
   個々の該複数の信号ポイントがペアの信号ポイントであ
   り、該ペアの信号ポイントの１つの成分の総和が少なく
   ともある所定の値と等しく、該ペアの信号ポイントの他
   方のポイントの成分の総和が該所定の値以下であり、該
   生成手段が該ライニング総和が該所定の値より小さなと
   きは該ペアの該信号ポイントの該１つを選択し該ライニ
   ング総和が該所定の値より大きなときは該ペアの該信号
   ポイントの該他方のポイントを選択することを特徴とす
   るシステム。 ４、特許請求の範囲第３項に記載のシステムにおいて、
   該アルファベットの信号ポイントの成分の個々が奇数の
   整数であることを特徴とするシステム。 ５、特許請求の範囲第３項に記載のシステムにおいて、
   該所定の値がゼロであることを特徴とするシステム。 ６、特許請求の範囲第３項に記載のシステムにおいて、
   該ペアの該信号ポイントの該１つの成分の個々が該ペア
   の該信号ポイントの該他方のポイントの対応する成分と
   同一で符号が反対の規模を持つことを特徴とするシステ
   ム。 ７、個々が（ｋ＋ｎ）−ビット入力語のシーケンスの対
   応する入力語を表わ信号ポイントのシーケンスを生成す
   るためにデータ伝送システム内において使用される方法
   において、個々の該信号ポイントが２＾（＾ｋ＾＋＾ｍ
   ＾＋＾１＾）個の信号ポイントの所定のアルファベット
   から選択され、ｋ、ｍ及びｎが所定の整数であり、ｍは
   ｎより大きく、該方法が 該個々の入力語のｎビットの値及び該入力語シーケンス
   内の１つの先行入力語の少なくとも１ビットの値に応答
   して該入力語シーケンスの個々の入力語に対して該アル
   ファベットの２＾ｍ個の所定のサブセットの１つを同定
   するステップ、 該個々の入力語の他のｋビットに応答して該１つのサブ
   セットのペアの信号ポイントを同定するステップ、及び 該信号ポイントシーケンスの前の信号ポイ ントの成分の値に応答して該ペアの信号ポイントの選択
   された１つを生成するステップを含むことを特徴とする
   方法。 ８、特許請求の範囲第７項に記載の方法において、該生
   成ステップにおいて、該ペアの信号ポイントの該選択さ
   れた１つが該前の信号ポイントの成分の値のライニング
   総和に応答して生成されることを特徴とする方法。 ９、特許請求の範囲第８項に記載の方法において、該ペ
   アの信号ポイントの１つの成分の総和が少なくともある
   所定の値と等しく、該ペアの信号ポイントの他方のポイ
   ントの成分の総和が該所定の値以下であり、該生成ステ
   ップにおいて該ライニング総和が該所定の値より小さな
   ときは該ペアの該信号ポイントの片方のポイントが生成
   され該ライニング総和が該所定の値より大きなときは該
   ペアの該信号ポイントの該他方のポイントが生成される
   ことを特徴とする方法。 １０、特許請求の範囲第９項に記載の方法において、該
   アルファベットの信号ポイントの各々の成分の個々が奇
   数の整数であることを特徴とする方法。 １１、特許請求の範囲第９項に記載の方法において、該
   所定の値がゼロであることを特徴とするシステム。 １２、特許請求の範囲第９項に記載の方法において、該
   アルファベットが該アルファベットの信号ポイントの特
   定の１つを含む個々のサブセットがまたその成分の各々
   が該特定の１つの信号ポイントの対応する成分の負であ
   る信号ポイントを含むように分割されることを特徴とす
   る方法。