專利名稱：通信裝置以及通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用多載波調(diào)制解調(diào)方式的通信裝置，具體地說，涉及通過DMT(Discrete multi Tone(離散多音))調(diào)制解調(diào)方式和OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex(正交頻分多址))調(diào)制解調(diào)方式等，可以實(shí)現(xiàn)使用現(xiàn)有通信線路的數(shù)據(jù)通信的通信裝置及通信方法。但是，本發(fā)明并不限于通過DMT調(diào)制解調(diào)方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的通信裝置，也可適用于通過通常通信線路，通過多載波調(diào)制解調(diào)方式及單載波解調(diào)方式來進(jìn)行有線通信及無線通信的所有通信裝置。
背景技術(shù)：
以下，說明傳統(tǒng)的通信裝置。在使用例如SS(Spread Spectrum(擴(kuò)頻))方式的寬帶CDMA(W-CDMACode Division MultipleAccess(寬帶碼分多址))中，作為將卷積碼的性能大大地提高的糾錯(cuò)碼，而提出特播碼。因?yàn)樵撎夭ゴa是將信息位序列進(jìn)行交織的序列與已知的編碼序列并列地予以編碼，所以可以得到接近于香農(nóng)界限的特性，成為現(xiàn)在最受注目的一個(gè)糾錯(cuò)碼。在上述W-CDMA中，因?yàn)榧m錯(cuò)碼的性能可顯著地左右在聲音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸中的傳輸特性，所以通過特播碼的應(yīng)用可使傳輸特性大幅地提高。
在此，具體地說明使用上述特播碼的傳統(tǒng)的通信裝置的發(fā)射系統(tǒng)及接收系統(tǒng)的操作。圖14是顯示使用在發(fā)射系統(tǒng)的特播編碼器的結(jié)構(gòu)的圖。在圖14(a)中，101是將信息位序列予以卷積編碼而輸出冗余位的第1遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器，102是交織器，103是將由交織器102交換后的信息位序列予以卷積編碼而輸出冗余位的第2遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器。圖14(b)是顯示第1遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器101及第2遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器103的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖，兩個(gè)遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器是只輸出各自的冗余位的編碼器。而且在上述特播編碼器所使用的交織器102中，進(jìn)行隨機(jī)交換信息位序列的處理。
在如上述所構(gòu)成的特播編碼器同時(shí)輸出信息位序列x1；通過第1遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器101的處理來編碼所述信息位序列x1而獲得的冗余位序列x2；及通過第2遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器103的處理來編碼交織處理后的信息位序列而獲得的冗余位序列x3。
圖15是顯示接收系統(tǒng)中所使用的特播解碼器的結(jié)構(gòu)的圖。在圖15中，111是從接收信號(hào)y1與接收信號(hào)y2來算出對數(shù)似然比的第1解碼器，112及116是加法器，113及114是交織器，115是從接收信號(hào)y1與接收信號(hào)y3來算出對數(shù)似然比的第2解碼器，117是去交織器，118是判斷第2解碼器的輸出而將原來的信息位序列的推測值予以輸出的判斷器。還有，接收信號(hào)y1、y2、y3是分別對所述信息位序列x1、及冗余位序列x2、x3給予傳輸路徑的噪聲和衰落的影響的信號(hào)。
在如上述所構(gòu)成的特播解碼器中，第1解碼器111首先算出由接收信號(hào)y1k與接收信號(hào)y2k所推測的推測信息位x1k’的對數(shù)似然比L(x1k’)(k表示時(shí)刻)。在此，相對于信息位x1k為0的機(jī)率來求出信息位x1k為1的機(jī)率。還有，圖示的Le(x1k)是表示外部信息，La(x1k)是表示前一個(gè)外部信息的先前信息。
其次，在加法器112中，從作為所述算出結(jié)果的對數(shù)似然比算出相對第2解碼器115的外部信息。還有，在第1次解碼中，因?yàn)闊o法求出先前信息，所以La(x1k)＝0。
其次，在交織器113及114中為了使接收信號(hào)y1k與外部信息Le(x1k)吻合于接收信號(hào)y3的時(shí)刻，而執(zhí)行信號(hào)的重排。其后，與第1解碼器111相同，在第2解碼器115中，基于接收信號(hào)y1、接收信號(hào)y3、及先前算出的外部信息Le(x1k)，算出對數(shù)似然比Le(x1k’)。因而，在加法器116中算出外部信息Le(x1k)。此時(shí)，被去交織器117重排的外部信息是作為先前信息La(x1k)而反饋于以所述第1解碼器111。
最后，在特播解碼器中，通過以預(yù)定的次數(shù)來反復(fù)執(zhí)行上述處理，算出精度更高的對數(shù)似然比，因而，判斷器118根據(jù)該對數(shù)似然比進(jìn)行判斷，推測原來的信息位序列。具體而言，若對數(shù)似然比例如為“L(x1k’)＞0”，則將推測信息位x1k’判斷為1，若為“L(x1k’)≤0”，則將推測信息位x1k’判斷為0。
而且，圖16、圖17、及圖18是顯示上述特播編碼器所使用的交織器102的處理的圖。在此，說明通過交織器102隨機(jī)交換信息位序列的處理。
在例如W-CDMA中，作為交織器而言，一般使用復(fù)數(shù)交織器(以下，稱為PIL)。該P(yáng)IL具有以下3個(gè)特征。
①在N(縱軸自然數(shù))×M(橫軸自然數(shù))緩沖器中進(jìn)行行與列的交換。
②在行內(nèi)的位交換中，使用應(yīng)用素?cái)?shù)的偽隨機(jī)圖案。
③依據(jù)行的交換而避免關(guān)鍵圖案。
在此，說明關(guān)于作為傳統(tǒng)的交織器PIL的動(dòng)作。例如，交織器長度Lturbo＝512位、N＝10、M＝P＝53(Lturbo/N≤P+1)及原始根g0＝2時(shí)，映射圖案c(i)如下述的(1)式形成。
c(i)＝(g0×c(i-)mod P…(1)式中，令i＝1、2……、(P-2)、c(0)＝1。
因此，映射圖案c(i)成為{1，2，4，8，16，32，11，22，44，35，17，34，15，30，7，14，28，3，6，12，24，48，43，33，13，26，52，51，49，45，37，21，42，31，9，18，36，19，38，23，46，39，25，50，47，41，29，5，10，20，40，27}。
而且，在PIC中，通過在每一跳讀圖案PPIP(j)中跳讀上述映射圖案c(i)進(jìn)行位交換，產(chǎn)生j行的映射圖案cj(i)。首先，為了得到{PPIP(j)}，在以下的式(2)、(3)(4)的條件下決定{qj(j＝0～N-1)}。
q0＝1……(2)g.c.d.{qj，P-1}＝1(式中，g.c.d是最大公約數(shù))……(3)qj＞6、qj＞qj-1(式中，j＝1～N-1)……(4)因此，{qj}成為{1、7、11、13、17、19、23、29、31、37}，{PPIP(j)}成為{37、31、29、23、19、17、13、11、7、1}(式中，PIP＝N-1～0)。
圖16是顯示根據(jù)該跳讀圖案PPIP(j)分別跳讀映射圖案c(i)的結(jié)果，即以各個(gè)跳讀圖案來重排各行的結(jié)果的圖。
因而，圖17是顯示把交織長度Lturbo＝512位的數(shù)據(jù)映射到上述重排后的映射圖案時(shí)數(shù)據(jù)配置的圖。在此，分別向第1行映射數(shù)據(jù){0～52}、向第2行映射數(shù)據(jù){53～105}、向第3行映射數(shù)據(jù){106～158}、向第4行映射數(shù)據(jù){159～211}、向第5行映射數(shù)據(jù){212～264}、向第6行映射數(shù)據(jù){265～317}、向第7行映射數(shù)據(jù){318～370}、向第8行映射數(shù)據(jù){371～423}、向第9行映射數(shù)據(jù){424～476}、向第10行映射數(shù)據(jù){477～529}。
最后，圖18是顯示最終的重排圖案的圖。在此，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則，如圖18的數(shù)據(jù)配置所示地進(jìn)行行間的交換，生成最終的重排圖案(在此，使各行的順序號(hào)碼相反)。因而，在PIL中將所生成的重排圖案以列為單位、即縱向讀出。
如此一來，通過使用PIL作為交織器，可提供在廣范圍的交織長度(例如，Lturbo＝257～8192 bit)，來產(chǎn)生良好的加權(quán)分布的碼字的特播碼。
圖19是顯示以使用含有上述PIL的傳統(tǒng)的特播編碼器及特播解碼器的場合時(shí)的BER(bit error rate(誤碼率))特性的圖。如圖所示，隨著SNR變高，BER特性提高。例如，如圖19，用BER判斷特播編碼的性能時(shí)，特播編碼后的「最小哼聲加權(quán)Wmin」影響高SNR的BER，具體而言，眾所周知只要最小哼聲加權(quán)小，則差錯(cuò)平緩區(qū)域(BER的下落變?yōu)槠骄彽膮^(qū)域)的BER變高。
還有，最小哼聲加權(quán)是指圖14所示的序列(x1、x2、x3)所取得的各圖案的‘1’的個(gè)數(shù)的最小值。因此，例如，碼字為x1＝…0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0…x2＝…0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0…x3＝…0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0…在顯示‘1’的個(gè)數(shù)的最小值的圖案的場合時(shí)，該特播編碼器的最小哼聲加權(quán)是Wmin＝7。式中，x1是表示編碼器的輸入數(shù)據(jù)序列，x2、x3是表示來自編碼器的輸出數(shù)據(jù)序列。
如此而來，在傳統(tǒng)的通信裝置中，通過應(yīng)用特播碼作為糾錯(cuò)碼，即使在根據(jù)調(diào)制方式的多值化而信號(hào)間距離變近的場合時(shí)，也可大幅地提高聲音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸中的傳輸特性，而得到比已知的卷積編碼更優(yōu)越的特性。
而且，在傳統(tǒng)的通信裝置中，對所有的輸入信息序列(在具有多條信息位序列的場合時(shí)是對于其所有的序列)實(shí)施特播編碼，而且，在接收側(cè)將被編碼的所有的信號(hào)予以特播解碼，其后，執(zhí)行軟判斷。具體而言，例如，若為16QAM則對4位的所有的數(shù)據(jù)(0000～11114位星座)、若為256QAM則對8位的所有的數(shù)據(jù)執(zhí)行判斷。
然而，在采用上述的特播編碼的傳統(tǒng)的通信裝置中，在圖14(b)所示的傳統(tǒng)的特播編碼器中使用的編碼器(相當(dāng)于遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器)及交織器尚有改善的余地，很難說使用如該傳統(tǒng)的編碼器及交織器的特播碼會(huì)得到接近于香農(nóng)界限的最佳的傳輸特性，即最佳的BER特性。
而且，因?yàn)樯鲜鰝鹘y(tǒng)的特播編碼器是專門化成1系統(tǒng)信息位序列，所以會(huì)有無法應(yīng)付2系統(tǒng)信息位序列的問題。
因此，本發(fā)明是可適用于所有使用多載波調(diào)制解調(diào)方式及單載波調(diào)制解調(diào)方式的通信。而且，以提供與傳統(tǒng)技術(shù)相比可以實(shí)現(xiàn)BER特性的大幅提高的通信裝置及通信方法作為目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的通信裝置采用特播編碼器，該特播編碼器包括第一遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器，用于將2系統(tǒng)信息位序列進(jìn)行卷積編碼而輸出第一冗余數(shù)據(jù)；及第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器，用于將交織處理后的所述信息位序列進(jìn)行卷積編碼而輸出第二冗余數(shù)據(jù)，而且，其特征在于，所述特播編碼器包括交織器，用于在「M(橫軸素?cái)?shù))＝2m+1」×「N(縱軸自然數(shù))＝2m+1」的輸入緩沖器內(nèi)存儲(chǔ)所述信息位序列(m為整數(shù))，將使用所述素?cái)?shù)所產(chǎn)生的特定的(M-1)位的隨機(jī)序列以行為單位各移位一位，產(chǎn)生(M-1)種隨機(jī)序列，而且把最小值映射到所有的隨機(jī)序列中各行的第M位，并使第N行的映射圖案與第一行相同，而產(chǎn)生M×N的映射圖案，把交織長度的信息位序列映射到所述M×N的映射圖案；及將所述映射后的信息位序列以列為單位讀出，并對所述第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器輸出。
另外，本發(fā)明的通信裝置中，其特征在于，在將所述2系統(tǒng)信息位序列存儲(chǔ)于輸入緩沖器的場合時(shí)，所述交織器至少替換任何一方的行，使它們的信號(hào)點(diǎn)間距離不為0。
另外，本發(fā)明的通信裝置中，其特征在于，所述交織器在(M-1)×(N-1)的緩沖器內(nèi)形成拉丁方圖案，作為所述(M-1)種隨機(jī)序列。
另外，本發(fā)明的通信裝置中，其特征在于，所述交織器決定N，使其滿足「N(縱軸自然數(shù))≥2m+1」。
另外，本發(fā)明的通信裝置中，其特征在于，所述交織器把最大值映射到所述素?cái)?shù)(M-1)種的隨機(jī)序列的所有的行的開始，并使第N行的映射圖案與第一行相同，以產(chǎn)生M×N的映射圖案。
另外，本發(fā)明的通信方法，是在特播編碼器內(nèi)重排2系統(tǒng)信息位序列，其特征在于包括位序列存儲(chǔ)步驟，用于在例如「M(橫軸素?cái)?shù))＝2m+1」×「N(縱軸自然數(shù))＝2m+1」的輸入緩沖器內(nèi)存儲(chǔ)所述信息位序列；映射圖案生成步驟，將使用所述素?cái)?shù)所產(chǎn)生的特定的(M-1)位的隨機(jī)序列以行為單位各移位一位，以產(chǎn)生(M-1)種隨機(jī)序列，而且把最小值映射到所有的隨機(jī)序列中的各行的第M位，并使第N行的映射圖案與第一行相同，以產(chǎn)生M×N的映射圖案；映射步驟，把交織長度的信息位序列映射到所述M×N的映射圖案上；及位序列讀出步驟，將所述映射后的信息位序列以列為單位讀出。
另外，本發(fā)明的通信方法中，其特征在于，在所述位序列存儲(chǔ)步驟中，在將所述2系統(tǒng)信息位序列存儲(chǔ)于輸入緩沖器的場合時(shí)，至少替換任何一方的行，使它們的信號(hào)點(diǎn)間距離不為0。
另外，本發(fā)明的通信方法中，其特征在于，在所述映射圖案生成步驟中，在(M-1)×(N-1)的緩沖器內(nèi)形成拉丁方圖案作為所述(M-1)種隨機(jī)序列。
另外，本發(fā)明的通信方法中，其特征在于，決定N，使其滿足「N(縱軸自然數(shù))≥2m+1」。
另外，本發(fā)明的通信方法中，其特征在于，在所述映射圖案生成步驟中，把最大值映射到所述素?cái)?shù)(M-1)種的隨機(jī)序列的所有的行的開始，并使第N行的映射圖案與第一行相同，以產(chǎn)生M×N的映射圖案。


圖1是顯示在本發(fā)明的通信裝置中所使用的編碼器及解碼器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是顯示本發(fā)明的通信裝置的發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是顯示本發(fā)明的通信裝置的接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是顯示各種數(shù)字調(diào)制的信號(hào)點(diǎn)配置的圖。
圖5是顯示特播編碼器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是顯示與圖5(b)的遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器構(gòu)成相同編碼的遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器的一例的圖。
圖7是顯示使用本發(fā)明的特播編碼器來解碼發(fā)送數(shù)據(jù)的場合時(shí)的BER特性、及使用傳統(tǒng)特播解碼器來解碼發(fā)送數(shù)據(jù)的場合時(shí)的BER特性的圖。
圖8是顯示在采用某特定大小的交織器的場合中，本發(fā)明的特播編碼器的最小哼聲加權(quán)及在傳統(tǒng)的特播編碼器的最小哼聲加權(quán)的圖。
圖9是顯示交織器內(nèi)的u1輸入緩沖器的排列的圖。
圖10是顯示交織器內(nèi)的u2輸入緩沖器的排列的圖。
圖11是顯示行單位的重排圖案的圖。
圖12是顯示向重排圖案映射輸入數(shù)據(jù)序列u1的場合時(shí)的數(shù)據(jù)排列的圖。
圖13是顯示向重排圖案映射輸入數(shù)據(jù)序列u2的場合時(shí)的數(shù)據(jù)排列的圖。
圖14是顯示使用在發(fā)射系統(tǒng)的傳統(tǒng)的特播編碼器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖15是顯示使用在接收系統(tǒng)的傳統(tǒng)的特播解碼器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖16是顯示使用在傳統(tǒng)的特播編碼器的交織器的處理的圖。
圖17是顯示使用在傳統(tǒng)的特播編碼器的交織器的處理的圖。
圖18是顯示使用在傳統(tǒng)的特播編碼器的交織器的處理的圖。
圖19是顯示使用傳統(tǒng)的特播編碼器及特播解碼器的場合時(shí)的誤碼率特性的圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例以下，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的通信裝置的實(shí)施例。還有，本發(fā)明不只限于該實(shí)施例。實(shí)施例一圖1是顯示在本發(fā)明的通信裝置所用的編碼器(特播編碼器)、及解碼器(特播解碼器、硬判斷器和R/S(里德索羅蒙碼)解碼器的組合)的結(jié)構(gòu)的圖，詳細(xì)而言，圖1(a)是顯示本實(shí)施例中的編碼器的結(jié)構(gòu)的圖，圖1(b)是顯示本實(shí)施例中的解碼器的結(jié)構(gòu)的圖。
在本實(shí)施例的通信裝置中，包括上述編碼器及解碼器兩方面的結(jié)構(gòu)，通過具有高精度的數(shù)據(jù)糾錯(cuò)能力，可以在數(shù)據(jù)通信及聲音通信中得到優(yōu)越的傳輸特性。還有，在本實(shí)施例中，雖然括有上述兩方面的結(jié)構(gòu)，但為了便于說明起見，也可假設(shè)成只包括例如兩個(gè)當(dāng)中的編碼器的發(fā)射機(jī)，或假設(shè)成只包括解碼器的接收機(jī)。
而且，在圖1(a)的編碼器中，1是通過采用特播編碼作為糾錯(cuò)碼而可得到接近于香農(nóng)界限的性能的特播編碼器，例如，在特播編碼器1中，對于2位的信息位輸入，則輸出2位的信息位與2位的冗余位。而且，在此，產(chǎn)生各冗余位使得在接收側(cè)對于各信息位的修正能力變得均一。
一方面，在圖1(b)的解碼器中，11是從接收信號(hào)Lcy(相當(dāng)于后述的接收信號(hào)y2、y1、ya)算出對數(shù)似然比的第一解碼器，12及16是加法器，13及14是交織器，15是從接收信號(hào)Lcy(相當(dāng)于后述的接收信號(hào)y2、y1、yb)算出對數(shù)似然比的第二解碼器，17是去交織器，18是判斷第一解碼器11的輸出并輸出原來的信息位序列的推測值的第一判斷器，19是解碼里德索羅蒙碼并輸出精度更高的信息位系列的第一R/S解碼器，20是判斷第二解碼器15的輸出而輸出原來的信息位序列的推測值的第二判斷器，21是解碼里德索羅蒙碼而輸出精度更高的信息位序列的第二R/S解碼器，22是硬判斷Lcy(相當(dāng)于后述的接收信號(hào)y3、y4……)并輸出原來的信息位序列的推測值的第三判斷器。
在此，在說明上述編碼器及解碼器的動(dòng)作之前，根據(jù)圖面來簡單說明本發(fā)明的通信裝置的基本動(dòng)作，例如，作為使用DMT(DiscreteMulti Tone)調(diào)制解調(diào)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的有線系統(tǒng)數(shù)字通信方式，有使用既設(shè)的電話線路來執(zhí)行數(shù)百萬位/秒的高速數(shù)字通信的ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line(非對稱數(shù)字用戶線路))通信方式、及HDSL(high-bit-rate Digital Subscriber Line(高比特率數(shù)字用戶線路))通信方式等的xDSL通信方式。還有，該方式是按ANSI的T1.413等標(biāo)準(zhǔn)化的方式。以下，關(guān)于本實(shí)施例的說明，是指采用可適用于例如上述ADSL的通信裝置。
圖2是顯示本發(fā)明的通信裝置的發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。在圖2中，在發(fā)射系統(tǒng)中是在多工/同步控制(相當(dāng)于圖示的MUX/SYNCCONTROL)41中對發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行多工化，對于被多工化的發(fā)送數(shù)據(jù)，在循環(huán)冗余檢查(相當(dāng)于CRCCyclic redundancy check)42、43中附加糾錯(cuò)碼，而且，在前向糾錯(cuò)(SCRAM&FEC)44、45中執(zhí)行FEC用碼的附加及加密處理。
還有，從多工/同步控制41至音調(diào)排序處理49為止有兩條通路，一個(gè)是含有交織處理(INTERLEAVE)46的交織數(shù)據(jù)緩沖器(Interleaved Data Buffer)通路，另一個(gè)是不含交織器的快速數(shù)據(jù)緩沖器(Fast Data Buffer)通路，在此，執(zhí)行交織處理的交織數(shù)據(jù)緩沖器通路的延遲變大。
其后，發(fā)送數(shù)據(jù)是在速率轉(zhuǎn)換器(相當(dāng)于RATE-CONVERTOR)47、48中進(jìn)行速率轉(zhuǎn)換處理，并在音調(diào)排序處理(相當(dāng)于TONEORDERRING)49中進(jìn)行音調(diào)排序處理。因而，基于音調(diào)排序處理后的發(fā)送數(shù)據(jù)，在星座編碼器/增益調(diào)整(相當(dāng)于CONSTELLATIONAND GAIN SCALLING)50中做成星座數(shù)據(jù)，在逆快速傅立葉變換部(IFFTInverse Fast Fourier transform)51中執(zhí)行逆快速傅立葉變換。
最后，在輸入并行/串行緩沖器(相當(dāng)于INPUTPARALLELL/SERIAL BUFFER)52中將傅立葉變換后的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，并在模擬處理/數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(相當(dāng)于ANALOGPROCESSING AND DAC)53中將數(shù)字波形轉(zhuǎn)換成模擬波形，在執(zhí)行濾波處理后，將發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送到電話線路上。
圖3是顯示本發(fā)明的通信裝置的接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。在圖3中，在接收系統(tǒng)中是對接收數(shù)據(jù)(所述的發(fā)送數(shù)據(jù))，在模擬處理/模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(相當(dāng)于圖示的ANALOG PROCESSING ANDADC)141中執(zhí)行濾波處理后，將模擬波形轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形，并在時(shí)域均衡器(相當(dāng)于TEQ)142中進(jìn)行時(shí)域的適應(yīng)均衡處理。
執(zhí)行了時(shí)域的適應(yīng)均衡處理的數(shù)據(jù)，在輸入串行/并行緩沖器(相當(dāng)于INPUT SERIAL/PARALLEL BUFFER)143中從串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，并在快速傅立葉變換部(相當(dāng)于FFTFast Fouriertransform)144中對該并行數(shù)據(jù)執(zhí)行快速傅立葉變換，其后，在頻域均衡器(相當(dāng)于FEQ)145中執(zhí)行頻域的適應(yīng)均衡處理。
然后，執(zhí)行了頻域的適應(yīng)均衡處理的數(shù)據(jù)，通過在星座解碼器/增益調(diào)整(相當(dāng)于CONSTELLATION DECODER AND GAINSCALLING)146及音調(diào)排序處理(相當(dāng)于TONE ORDERRING)147中執(zhí)行解碼處理(最大似然解碼法)及音調(diào)排序處理來轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)。其后，執(zhí)行依據(jù)速率轉(zhuǎn)換器(相當(dāng)于RATE-CONVERTOR)148、149的速率轉(zhuǎn)換處理、依據(jù)去交織處理(相當(dāng)于DEINTERLEAVE)150的去交織處理、依據(jù)前向糾錯(cuò)(相當(dāng)于DESCRAM&FEC)151、152的FEC處理與加密處理、以及依據(jù)循環(huán)冗余檢查(相當(dāng)于cyclicredundancy check)153、154的循環(huán)冗余檢查等的處理，最后從多工/同步控制(相當(dāng)于MUX/SYNC CONTROL)155再生接收數(shù)據(jù)。
在如上述的通信裝置中，在接收系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)里分別包括兩個(gè)通路，通過分開使用該兩個(gè)通路，或通過同時(shí)使該兩個(gè)通路動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)低傳輸延遲及高速率的數(shù)據(jù)通信。
還有，在如上述構(gòu)成的通信裝置中，圖1(a)所示的編碼器是位于上述發(fā)射系統(tǒng)里的星座編碼器/增益調(diào)整50，而圖1(b)所示的解碼器是位于上述接收系統(tǒng)的星座解碼器/增益調(diào)整146。
以下，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本實(shí)施例中的編碼器(發(fā)射系統(tǒng))及解碼器(接收系統(tǒng))的動(dòng)作。首先，說明圖1(a)所示的編碼器的動(dòng)作。還有，在本實(shí)施例中，采用例如16QAM方式作為多值正交調(diào)幅調(diào)制(QAMQuadrature Amplitude Modulation)。而且，在本實(shí)施例的編碼器中，與對所有的輸入數(shù)據(jù)(4位)執(zhí)行特播編碼的傳統(tǒng)技術(shù)有所不同，如圖1(a)所示，只對輸入數(shù)據(jù)的低2位實(shí)施特播編碼，而對于其他高位則將輸入數(shù)據(jù)照舊予以輸出。
在此，說明只對輸入數(shù)據(jù)的低2位執(zhí)行特播編碼的理由。圖4是顯示各種數(shù)字調(diào)制的信號(hào)點(diǎn)配置的圖，詳細(xì)而言，圖4(a)為4相PSK(Phase Shift Keying)方式的信號(hào)點(diǎn)配置，(b)為16QAM方式的信號(hào)點(diǎn)配置，(c)為64QAM方式的信號(hào)點(diǎn)配置。
例如，在上述所有的調(diào)制方式的信號(hào)點(diǎn)配置中，接收信號(hào)點(diǎn)為a或b的位置的場合時(shí)，通常在接收側(cè)通過軟判斷來推測最確實(shí)的數(shù)據(jù)作為信息位序列(發(fā)送數(shù)據(jù))。即，將與接收信號(hào)點(diǎn)的距離最接近的信號(hào)點(diǎn)判斷為發(fā)送數(shù)據(jù)。然而，此時(shí)只要著眼于圖4的接收信號(hào)點(diǎn)a及b，即可了解到即使于任何場合時(shí)(相當(dāng)于圖4(a)(b)(c))，最接近于接收信號(hào)點(diǎn)的4點(diǎn)的低2位為(0，0)(0，1)(1，0)(1，1)。在此，在本實(shí)施例中，對于特性有劣化可能性的4個(gè)信號(hào)點(diǎn)(即，信號(hào)點(diǎn)間距離為最接近的4點(diǎn))的低2位，實(shí)施具有優(yōu)越的糾錯(cuò)能力的特播編碼，在接收側(cè)執(zhí)行硬判斷。一方面，對于特性劣化可能性低的其他高位，照舊予以輸出，構(gòu)成在接收側(cè)執(zhí)行硬判斷的結(jié)構(gòu)。
因此，在本實(shí)施例中，可使提高具有隨著多值化而劣化的可能性的特性，再者，因?yàn)橹粚Πl(fā)送信號(hào)的低2位實(shí)施特播編碼，所以與將所有的位作為特播編碼的對象的傳統(tǒng)技術(shù)相比較，可大幅削減運(yùn)算量。
接著，對所輸入的低2位的發(fā)送數(shù)據(jù)u1、u2實(shí)施特播編碼，并說明圖1(a)所示的特播編碼器1的動(dòng)作。例如，圖5是顯示特播編碼器1的結(jié)構(gòu)的圖，詳細(xì)而言，圖5(a)為顯示特播編碼器1的方框結(jié)構(gòu)的圖，而圖5(b)為顯示遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器的電路結(jié)構(gòu)的一例的圖。還有，在此，雖然在這里作為遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器采用了圖5(b)的結(jié)構(gòu)，但并不限于此，例如，也可使用與傳統(tǒng)技術(shù)相同的遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器、及其他的已知的遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器。
在圖5(a)中，31是將相當(dāng)于信息位序列的發(fā)送數(shù)據(jù)u1、u2予以卷積編碼而輸出冗余數(shù)據(jù)ua的第一遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器，32和33是交織器，34是將交織處理后的數(shù)據(jù)u1t、u2t予以卷積編碼而輸出冗余數(shù)據(jù)ub的第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器。在特播編碼器1中同時(shí)輸出發(fā)送數(shù)據(jù)u1、u2；通過第一遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器31的處理對所述發(fā)送數(shù)據(jù)u1、u2進(jìn)行編碼而獲得的冗余數(shù)據(jù)ua；及通過第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器34的處理對交織處理后的數(shù)據(jù)u1t、u2t進(jìn)行編碼而獲得(與其他數(shù)據(jù)在不同時(shí)刻)的冗余數(shù)據(jù)ub。
而且，在圖5(b)所示的遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器中，61、62、63、64是延遲器，65、66、67、68、69是加法器。在此遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器中，第1級(jí)的加法器65將所輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)u2(或數(shù)據(jù)u1t)及被反饋的冗余數(shù)據(jù)ua(或冗余數(shù)據(jù)ub)相加并輸出，第2級(jí)的加法器66將所輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)u1(或數(shù)據(jù)u2t)及延遲器61的輸出相加并輸出，第3級(jí)的加法器67將所輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)u1(或數(shù)據(jù)u2t)、發(fā)送數(shù)據(jù)u2(或數(shù)據(jù)u1t)、及延遲器62的輸出相加并輸出，第4級(jí)的加法器68將所輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)u1(或數(shù)據(jù)u2t)、發(fā)送數(shù)據(jù)u2(或數(shù)據(jù)u1t)、及延遲器63的輸出、及被反饋的冗余數(shù)據(jù)ua(或冗余數(shù)據(jù)ub)相加并輸出，最終一級(jí)的加法器69將所輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)u2(或數(shù)據(jù)u1t)、及延遲器64的輸出相加，最終輸出冗余數(shù)據(jù)ua(冗余數(shù)據(jù)ub)。
在特播編碼器1中，在各冗余位的加權(quán)上不產(chǎn)生偏差，使得在使用冗余數(shù)據(jù)ua、ub的接收側(cè)的發(fā)送數(shù)據(jù)u1、u2的推測精度可變得均一。即，為了使發(fā)送數(shù)據(jù)u1、u2的推測精度得以均一化，而將例如發(fā)送數(shù)據(jù)u2輸入第一遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器31中的加法器65、67、68、69(參考圖5(b))，并將實(shí)施交織后的數(shù)據(jù)u2t輸入第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器34中的加法器66～68，另一方面，將發(fā)送數(shù)據(jù)u1輸入第一遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器31中的加法器66～68，通過將實(shí)施交織后的數(shù)據(jù)u1t輸入第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器34中的加法器65、67、68、69，使得在發(fā)送數(shù)據(jù)u1的序列與發(fā)送數(shù)據(jù)u2的序列之間，通到輸出為止的延遲器的數(shù)目相同。
如此而來，在使用圖1(a)所示的編碼器的場合時(shí)，作為交織的效果而言，可以提高對突發(fā)的數(shù)據(jù)差錯(cuò)的糾錯(cuò)能力，再者，通過將發(fā)送數(shù)據(jù)u1的序列的輸入與發(fā)送數(shù)據(jù)u2的序列的輸入在第一遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器31與第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器34之間替換，可以使接收側(cè)的發(fā)送數(shù)據(jù)u1和u2的推測精度得以均一化。
還有，圖6是顯示構(gòu)成與圖5(b)的遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器相同編碼的遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器的一例的圖。因此，即使將圖5(b)所示的遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器替換成圖6的電路結(jié)構(gòu)的場合時(shí)，也可得到與上述同樣的效果。
在圖6所示的遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器中，71、72、73、74是延遲器，75、76、77、78是加法器。該遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器中，第1級(jí)的加法器75將所輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)u1(或數(shù)據(jù)u2t)及延遲器71的輸出相加并輸出；第2級(jí)的加法器76將所輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)u1(或數(shù)據(jù)u2t)、發(fā)送數(shù)據(jù)u2(或數(shù)據(jù)u1t)、及延遲器72的輸出相加并輸出；第3級(jí)的加法器77將所輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)u1(或數(shù)據(jù)u2t)、延遲器73的輸出、及被反饋的延遲器74的輸出相加并輸出；而最終一級(jí)的加法器78將所輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)u2(或數(shù)據(jù)u1t)及延遲器74的輸出相加，最終輸出冗余數(shù)據(jù)ua(冗余數(shù)據(jù)ub)。
其次，說明圖1(b)所示的解碼器的動(dòng)作。還有，本實(shí)施例中，以采用例如為16QAM方式作為多值正交調(diào)幅調(diào)制(QAM)的場合加以說明。而且，在本實(shí)施例的解碼器中，對接收數(shù)據(jù)的低2位實(shí)施特播解碼，并通過軟判斷來推測原來的發(fā)送數(shù)據(jù)，而對其他高位則通過第3判斷器22來硬判斷接收數(shù)據(jù)，以推測原來的發(fā)送數(shù)據(jù)。其中，接收信號(hào)Lcyy4、y3、y2、y1、ya、yb是分別向所述發(fā)送側(cè)的輸出u4、u3、u2、u1、ua、ub給予傳輸路徑的噪聲和衰落的影響的信號(hào)。
首先，在接收了接收信號(hào)Lcyy2、y1、ya、yb的解碼器中，第1解碼器11抽出接收信號(hào)Lcyy2、y1、ya，算出從這些接收信號(hào)所推測的信息位(相當(dāng)于原來的發(fā)送數(shù)據(jù)u1k、u2k)u1k’、u2k’的對數(shù)似然比L(u1k’)、L(u2k’)(k是表示時(shí)刻)。即，在此，可求出相對于u2k為0的機(jī)率，u2k為1的機(jī)率、及相對于u1k為0的機(jī)率，u1k為1的機(jī)率。還有，在以下的說明是將u1k、u2k簡稱為uk，將u1k’、u2k’簡稱為uk’。
在圖1(b)中，Le(uk)表示外部信息，La(uk)表示作為前一個(gè)外部信息的先前信息。還有，作為算出對數(shù)似然比的解碼器，雖然多為使用已知的最大事后機(jī)率解碼器(MAP算法Maximum A-Posteriori)，但也有使用例如已知的Viterbi解碼器。
其次，在加法器12中，從作為所述算出結(jié)果的對數(shù)似然比，算出對于第2解碼器15的外部信息Le(uk)。在第1次解碼中，因?yàn)闊o法求取先前信息，所以La(uk)＝0。
其次，在交織器13及14中，對接收信號(hào)Lcy與外部信息Le(uk)進(jìn)行信號(hào)的重排。因而，在第2解碼器15中，與第1解碼器11同樣，根據(jù)接收信號(hào)Lcy、及先前算出的先前信息La(uk)算出對數(shù)似然比L(uk’)。
其后，在加法器16中，與加法器12一樣，算出外部信息Le(uk)。此時(shí)，在去交織器17中重排的外部信息作為先前信息La(uk)而被反饋至所述第1解碼器11。
因而，在上述特播解碼器中，通過將上述處理反復(fù)執(zhí)行預(yù)定的次數(shù)(疊代次數(shù))，而算出精度更高的對數(shù)似然比，因而，第1判斷器18及第2判斷器20根據(jù)該對數(shù)似然比進(jìn)行信號(hào)的判斷，來推測原來的發(fā)送數(shù)據(jù)。具體而言，例如，對數(shù)似然比若為“L(uk’)＞0”，則將推測信息位uk’判斷為1，若為“L(uk)≤0”，則將推測信息位uk’判斷為0。還有，關(guān)于同時(shí)接收的接收信號(hào)Lcyy3、y4…，則使用第3判斷器22做硬判斷。
最后，在第一R/S解碼器19及第二R/S解碼器21中以預(yù)定的方法來執(zhí)行使用里德索羅蒙編碼的差錯(cuò)校驗(yàn)，而在判斷推定精度超過某特定基準(zhǔn)的階段使上述反復(fù)處理結(jié)束。因而，使用里德索羅蒙編碼來執(zhí)行所述被各判斷器所推測的原來的發(fā)送數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，而輸出推測精度更高的發(fā)送數(shù)據(jù)。
在此，以具體例來說明依據(jù)第一R/S解碼器19及第二R/S解碼器21推測原來發(fā)送數(shù)據(jù)的方法。這里舉出3個(gè)具體例子。第1方法為每次以第1判斷器18或第2判斷器20來推測原來發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，對應(yīng)的第一R/S解碼器19、或第二R/S解碼器21則交互執(zhí)行差錯(cuò)的檢查，在任一方的R/S解碼器判斷為「無差錯(cuò)」的階段使上述依據(jù)特播編碼器的反復(fù)處理結(jié)束，因而，使用里德索羅蒙編碼來執(zhí)行所述所推測的原來的發(fā)送數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，而輸出推測精度更高的發(fā)送數(shù)據(jù)。
另外，第2方法是每次以第1判斷器18或第2判斷器20來推測原來發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，對應(yīng)的第一R/S解碼器19、或第二R/S解碼器21交互執(zhí)行差錯(cuò)的檢查，在兩方的R/S解碼器均判斷為「無差錯(cuò)」的階段使上述依據(jù)特播編碼器的反復(fù)處理結(jié)束，因而，使用里德索羅蒙編碼來執(zhí)行所述所推測的原來的發(fā)送數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，而輸出推測精度更高的發(fā)送數(shù)據(jù)。
另外，第3方法用以改善這樣的問題，即當(dāng)上述第1及第2方法中判斷為「無差錯(cuò)」，在沒有實(shí)施反復(fù)處理的場合時(shí)錯(cuò)誤地進(jìn)行了糾錯(cuò)的問題，例如，實(shí)施預(yù)先所決定的預(yù)定次數(shù)的反復(fù)處理，將誤碼率降低到某一程度后，用里德索羅蒙編碼進(jìn)行所述所推測的原來的發(fā)送數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，輸出推測精度更高的發(fā)送數(shù)據(jù)。
這樣，在使用圖1(b)所示的解碼器的場合時(shí)，即使在隨著調(diào)制方式的多值化而增大星座的情形，也可以通過具備特播解碼器，用以實(shí)施對有特性劣化可能性的接收信號(hào)的低2位的軟判斷處理及依據(jù)里德索羅蒙編碼的糾錯(cuò)；以及判斷器，對接收信號(hào)中的其他位執(zhí)行硬判斷，從而可能實(shí)現(xiàn)計(jì)算量多的軟判斷處理的削減、及良好的傳輸特性。
而且，通過使用第一R/S解碼器19及第二R/S解碼器21來推測發(fā)送數(shù)據(jù)，可降低疊代次數(shù)，進(jìn)一步削減計(jì)算量多的軟判斷處理及其處理時(shí)間。還有，如在隨機(jī)差錯(cuò)和突發(fā)差錯(cuò)混在一起的傳輸路徑中，通過執(zhí)行以碼為單位的糾錯(cuò)的R-S碼(里德索羅蒙)和其他已知糾錯(cuò)碼等的并用而得到優(yōu)越的傳輸特性。
其次，比較使用本發(fā)明的特播編碼器解碼發(fā)送數(shù)據(jù)的場合時(shí)的BER(bit error rate)特性與使用傳統(tǒng)的特播編碼器解碼發(fā)送數(shù)據(jù)的場合時(shí)的BER特性。圖7是顯示兩者BER特性的圖。例如，在使用BER來判斷特播編碼的性能的場合時(shí)，特播編碼后的「最小哼聲加權(quán)Wmin」對高SNR的BER給予影響。即，眾所周知只要最小哼聲加權(quán)一變小，則差錯(cuò)平緩區(qū)域(BER的下降變?yōu)槠骄彽膮^(qū)域)的BER變高。因此，可了解在高Eb/No區(qū)域、即在差錯(cuò)平緩區(qū)域中，最小哼聲加權(quán)Wmin對BER特性的影響最大。因而，這里，作為各編碼器的性能比較的指標(biāo)，采用特播碼碼字的最小哼聲加權(quán)。
另外，圖8是顯示在采用某特定的交織器的場合時(shí)，本發(fā)明的特播編碼器的最小哼聲加權(quán)與傳統(tǒng)的特播編碼器的最小哼聲加權(quán)的圖。該最小哼聲加權(quán)是將被輸入的哼聲加權(quán)為‘2’及‘3’的信息位序列在所有圖案進(jìn)行特播編碼后，求得所編碼的序列的哼聲加權(quán)中的最小值。
從圖7及圖8中的比較研討結(jié)果，可知最小哼聲加權(quán)大、差錯(cuò)平緩區(qū)域的BER特性低，圖1所示的特播編碼器的性能明顯地比傳統(tǒng)技術(shù)優(yōu)越。
因此，特播編碼器1所使用的遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器(編碼器)中，例如，如圖5(b)及圖6所示，采用將發(fā)送數(shù)據(jù)的任一方的序列輸入到最終一級(jí)的加法器的形式，從而能夠?qū)θ哂鄶?shù)據(jù)更強(qiáng)地反映發(fā)送數(shù)據(jù)的影響。即，比起傳統(tǒng)技術(shù)來可大幅地提高在接收側(cè)的解調(diào)特性。
以上，至此為止的說明中，在傳統(tǒng)的特播解碼器與圖1所示的特播解碼器的兩方，以使用同一交織器作為前提，通過遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器的不一樣使在接收側(cè)的解調(diào)特性得以提高。在以下的說明中，通過使用本實(shí)施例的交織器，進(jìn)一步大幅地提高在接收側(cè)的解調(diào)特性，而得到近于香農(nóng)界限的最佳傳輸特性，即，最佳BER特性。
例如，圖9、圖10、圖11、圖12、及圖13顯示使用在圖5(a)所示特播解碼器中的交織器32、33的處理的圖。具體而言，圖9是顯示在圖5(a)的交織器32內(nèi)的u1輸入緩沖器的配置的圖，圖10是顯示交織器33內(nèi)的u2緩沖器的配置的圖，圖11是顯示以行為單位的重排圖案的圖，圖12是顯示把輸入數(shù)據(jù)序列u1映射到重排圖案的場合時(shí)的數(shù)據(jù)排列的圖，圖13是顯示把輸入數(shù)據(jù)序列u2映射到重排圖案的場合時(shí)的數(shù)據(jù)排列的圖。
在此，說明使用如圖所示般執(zhí)行位重排的交織器32、33隨機(jī)替換信息位序列的處理。還有，關(guān)于交織器以外的結(jié)構(gòu)，因?yàn)榕c所述相同，所以給予同一符號(hào)并省略其說明。
本實(shí)施例的交織器執(zhí)行以下四個(gè)處理。
①在17(M橫軸)×17(N縱軸)的輸入緩沖器(289位)內(nèi)存儲(chǔ)信息位序列(參考圖9及圖10)。
②將使用素?cái)?shù)而產(chǎn)生的特定的16位隨機(jī)序列以行為單位每一列地依順序進(jìn)行移位，產(chǎn)生16種的隨機(jī)序列。在所有的隨機(jī)序列的第17位映射0，并使第17行的映射圖案與第一行相同，產(chǎn)生17(M)×17(N)的映射圖案(參考第11圖)。
③在如上述生成的17(M)×17(N)的映射圖案中，映射交織長度的信息位序列(參考圖12、及圖13)。
④以列為單位讀出被映射的信息位序列，并對各遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器輸出。
以下，詳細(xì)說明上述各處理的動(dòng)作。首先，將橫軸的位數(shù)定為M＝17及縱軸的位數(shù)定為N＝17的理由、也就是將映射圖案定為17位的理由加以說明。例如，在遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器中，依據(jù)延遲器(一般稱呼為存儲(chǔ)器)的數(shù)目，以某特定的間隔產(chǎn)生自終結(jié)圖案。具體而言，在2系統(tǒng)信息位序列的場合時(shí)，以最大2m-1間隔產(chǎn)生自終結(jié)圖案(輸出無限地成為0的輸入圖案)。還有，m是表示存儲(chǔ)器數(shù)目。
在使用圖5(b)所示的遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器的場合時(shí)，例如，設(shè)信息位序列u1為{1(第1位)、0、0、0、0、0、0、0、0、0、0、0、0、0、0、1(第16位)、…(以下假設(shè)為0)}、設(shè)信息位序列u2為全0，則產(chǎn)生自終結(jié)圖案，17位以下無限地輸出0，使得在接收機(jī)側(cè)的解調(diào)特性劣化。
在此，本實(shí)施例中，進(jìn)行位的重排，使得在第一遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器31及第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器34的任何一方一定可以避免自終結(jié)圖案。
為了在上述編碼器的任何一方避免自終結(jié)圖案，必需使輸入緩沖器的橫軸M≥2m+1，而且行(M)與列(N)均為隨機(jī)圖案，而且，為了產(chǎn)生使用計(jì)算式(1)的隨機(jī)圖案，M必須為素?cái)?shù)，所以在本實(shí)施例中，使輸入緩沖器的橫軸M、也就是映射圖案的位數(shù)是滿足「M≥2m+1且為素?cái)?shù)」的值。而且，通常在交織器中，從將使用隨機(jī)圖案重排后的信息位序列以列為單位進(jìn)行讀出的觀點(diǎn)看來，即使在縱軸為了必須避免自終結(jié)圖案，而使縱軸為「N≥2m+1(非素?cái)?shù)也可)」。因此，在如圖5(b)的所示的延遲器使用4個(gè)遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器的場合時(shí)，成為M≥17的素?cái)?shù)、及N≥17(在本實(shí)施例M＝17、N＝17)。
其次，在交織器32及33中，在如上述所決定的17(M)×17(N)的輸入緩沖器(289位)內(nèi)存儲(chǔ)信息位序列。此時(shí)，因?yàn)橄虮緦?shí)施例的特播編碼器輸入2系統(tǒng)信息位序列，所以2系統(tǒng)信息位序列的信號(hào)點(diǎn)間距離可不成為0，如圖9及圖10的所示，至少替換任何一方的行。作為具體的替換方法，如，求得信息位序列u1與信息位序列u2的距離為1行～16行的場合時(shí)的所有信號(hào)間距離，然后從中決定可得到最佳傳輸特性的u1及u2間的距離，并替換至少任何一方的行。
其次，在交織器32及33中，產(chǎn)生使用素?cái)?shù)所產(chǎn)生的特定的16位隨機(jī)序列。具體而言，例如，作成交織長度Lturbo＝289位、N＝17、M＝P＝17、原始根go＝3，并使用所述的式(1)來作成隨機(jī)圖案(隨機(jī)序列)C。其結(jié)果為，隨機(jī)圖案C成為{1、3、9、10、13、5、15、11、16、14、8、7、4、12、2、6}。
因而，如圖11的所示，將隨機(jī)圖案以行為單位依順序(向左)各移位一位，產(chǎn)生16種的隨機(jī)序列。具體而言，通過形成拉丁方圖案(16×16)，所有的行和列均成為隨機(jī)序列。因而，通過將16種的隨機(jī)序列的第17位映射成0，而產(chǎn)生17(M)×16的映射圖案，而且，并使第17行的映射圖案與第一行相同，從而產(chǎn)生17(M)×17(N)映射圖案。因此，與為了產(chǎn)生偽隨機(jī)圖案而復(fù)雜化計(jì)算式的傳統(tǒng)技術(shù)相比較，可以以簡單的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)交織器。
其次，在交織器32及33中，把交織長度(在本實(shí)施例是289位)的信息位序列映射到如上述般產(chǎn)生的17(M)×17(N)的映射圖案上。即，如圖12及圖13的所示，使用17(M)×17(N)的映射圖案，以行為單位，進(jìn)行輸入緩沖器內(nèi)的信息位序列的替換。
最后，在交織器32及33中，如圖12及圖13所示，將被映射的信息位序列以列為單位讀出，對各遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器輸出。
這樣，在本實(shí)施例中，由于包括這樣的交織器，用以通過在「M≥2m+1且為素?cái)?shù)」×「N≥2m+1」的輸入緩沖器內(nèi)存儲(chǔ)信息位序列、使用素?cái)?shù)所產(chǎn)生的特定的(M-1)位的隨機(jī)序列以行為單位各移位一位，而產(chǎn)生(M-1)種的隨機(jī)序列，并把信息位序列映射到從該(M-1)種的隨機(jī)序列所產(chǎn)生的M×N的映射圖案上，而且，在第一遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器31及第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器34的任何一方都可以避免自終結(jié)圖案，所以可大幅提高糾錯(cuò)能力。因此，因?yàn)榭纱蠓岣咴诮邮諅?cè)的解調(diào)特性，所以可得到接近于香農(nóng)界限的最佳傳輸特性、即最佳BER特性。
還有，在本實(shí)施例中，雖是以列為單位讀出映射到17(M)×17(N)的映射圖案的信息位序列，但不限于此，因?yàn)镹為「N≥2m+1」，所以也可如N＝18、19、20、……般地以自然數(shù)來增加。因此，可提高交織長度的靈活性。而且，雖無法如上述般地提高交織長度的靈活性，但也可以在滿足「M≥2m+1且為素?cái)?shù)」的范圍內(nèi)來變更M(例如為19、23、29……)。
還有，在本實(shí)施例中，雖是如上述般地將映射圖案的第17位為全0(對應(yīng)各行的信息位序列的開始位)來執(zhí)行終端處理，但不限于此，相反地，也可以令映射圖案的第1位為17(對應(yīng)各行信息位序列的末位)，而在第2位以下形成16×16的拉丁方圖案。因此，因?yàn)榻豢椙白鳛槟┪槐蛔x出的信息位序列的第289位，在交織實(shí)施后可在開始的行讀出，所以確實(shí)可增加卷積后的奇偶性。
如以上所做的說明，根據(jù)本發(fā)明，由于包括這樣的交織器，用以通過在「M≥2m+1且為素?cái)?shù)」×「N≥2m+1」的輸入緩沖器內(nèi)存儲(chǔ)信息位序列、使用素?cái)?shù)所產(chǎn)生的特定的(M-1)位的隨機(jī)序列以行為單位各移位一位，而產(chǎn)生(M-1)種的隨機(jī)序列，并把信息位序列映射到從該(M-1)種的隨機(jī)序列所產(chǎn)生的M×N的映射圖案上，而且，在第一遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器31及第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器34的任何一方均可以避免自終結(jié)圖案，所以可大幅提高糾錯(cuò)能力。因此，可達(dá)成大幅提高接收側(cè)的解調(diào)特性，得到接近于香農(nóng)界限的最佳傳輸特性、即最佳BER特性的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過求得2系統(tǒng)信息位序列的距離為1行～(N-1)行的場合時(shí)的所有的信號(hào)間距離，而達(dá)到從中獲得可選擇的最佳傳輸特性的通信裝置的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，可達(dá)到與為了產(chǎn)生偽隨機(jī)圖案而復(fù)雜化計(jì)算式的傳統(tǒng)技術(shù)相比較，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)交織器的通信裝置的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，可達(dá)到能夠提高交織長度的靈活性的通信裝置的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榻豢椙白鳛槟┪欢蛔x出的信息位序列的(M×N)位，在交織實(shí)施后可在開始的行讀出，所以可達(dá)到能夠確實(shí)增加卷積后的奇偶性的通信裝置的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于包括這樣的交織器，用以在「M≥2m+1且為素?cái)?shù)」×「N≥2m+1」的輸入緩沖器內(nèi)存儲(chǔ)信息位序列、使用素?cái)?shù)所產(chǎn)生的特定的(M-1)位的隨機(jī)序列以行為單位各移位一位，而產(chǎn)生(M-1)種的隨機(jī)序列，并向從該(M-1)種的隨機(jī)序列所產(chǎn)生的M×N的映射圖案映射信息位序列，而且，在第一遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器31及第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器34的任何一方均可以避免自終結(jié)圖案，所以可大幅提高糾錯(cuò)能力。因此，可達(dá)成大幅提高在接收側(cè)的解調(diào)特性，得到接近于香農(nóng)界限的最佳傳輸特性、即最佳的BER特性的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過求得2系統(tǒng)信息位序列的距離為1行～(N-1)行的場合時(shí)的所有的信號(hào)間距離，而達(dá)到的從中獲得可選擇的最佳傳輸特性的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，可達(dá)到與為了產(chǎn)生偽隨機(jī)圖案而復(fù)雜化計(jì)算式的傳統(tǒng)技術(shù)相比較，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)交織器的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，可達(dá)到能夠提高交織長度的靈活性的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榻豢椙白鳛槟┪欢蛔x出的信息位序列的(M×N)位，在交織實(shí)施后可在開始的行讀出，所以可達(dá)到能夠確實(shí)增加卷積后的奇偶性的效果。
(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)如上所述，本發(fā)明的通信裝置及通信方法是通過DMT(DiscreteMulti Tone)調(diào)制解調(diào)方式和OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplex)調(diào)制解調(diào)方式，適用于使用現(xiàn)有通信線路的數(shù)據(jù)通信。
權(quán)利要求
1.一種通信裝置，采用特播編碼器，所述特播編碼器包括第一遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器，對2系統(tǒng)信息位序列進(jìn)行卷積編碼而輸出第一冗余數(shù)據(jù)；及第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器，對交織處理后的所述信息位序列進(jìn)行卷積編碼而輸出第二冗余數(shù)據(jù)，其特征在于所述特播編碼器包括交織器，用以在「M(橫軸素?cái)?shù))＝2m+1」×「N(縱軸自然數(shù))＝2m+1」的輸入緩沖器內(nèi)存儲(chǔ)所述信息位序列(m為整數(shù))；將使用所述素?cái)?shù)所產(chǎn)生的特定的(M-1)位的隨機(jī)序列以行為單位各移位一位，而產(chǎn)生(M-1)種的隨機(jī)序列，而且把最小值映射到所有的隨機(jī)序列中的各行的第M位，并使第N行的映射圖案與第一行相同，而產(chǎn)生M×N的映射圖案；把交織長度的信息位序列映射到所述M×N的映射圖案；將所述映射后的信息位序列以列為單位讀出，并對所述第二遞歸結(jié)構(gòu)卷積編碼器輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其特征在于，所述交織器在將所述2系統(tǒng)信息位序列存儲(chǔ)于輸入緩沖器的場合時(shí)，替換至少任何一方的行，使得這些信號(hào)點(diǎn)間距離不為0。
3.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其特征在于，所述交織器在(M-1)×(N-1)的緩沖器內(nèi)形成拉丁方圖案，作為所述(M-1)種的隨機(jī)序列。
4.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其特征在于，所述交織器決定N，使得其還滿足「N(縱軸自然數(shù))≥2m+1」。
5.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其特征在于，所述交織器把最大值映射到所述素?cái)?shù)(M-1)種的隨機(jī)序列的所有的行的開始，并使第N行的映射圖案與第一行相同，而產(chǎn)生M×N的映射圖案。
6.一種通信方法，在特播編碼器內(nèi)重排2系統(tǒng)信息位序列，其特征在于包括位序列存儲(chǔ)步驟，用以在「M(橫軸素?cái)?shù))2m+1」×「N(縱軸自然數(shù))2m+1」的輸入緩沖器內(nèi)存儲(chǔ)所述信息位序列；映射圖案生成步驟，用以將使用所述素?cái)?shù)所產(chǎn)生的特定的(M-1)位的隨機(jī)序列以行為單位各移位一位，而產(chǎn)生(M-1)種的隨機(jī)序列，而且把最小值映射到所有的隨機(jī)序列中的各行的第M位，并使第N行的映射圖案與第一行相同，而產(chǎn)生M×N的映射圖案；映射步驟，用以把交織長度的信息位序列映射到所述M×N的映射圖案；位序列讀出步驟，將所述映射后的信息位序列以列為單位讀出。
7.如權(quán)利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述位序列存儲(chǔ)步驟在將所述2系統(tǒng)信息位序列存儲(chǔ)于輸入緩沖器的場合時(shí)，替換至少任何一方的行，使得這些信號(hào)點(diǎn)間距離不為0。
8.如權(quán)利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述映射圖案生成步驟在(M-1)×(N-1)的緩沖器內(nèi)形成拉丁方圖案，作為所述(M-1)種的隨機(jī)序列。
9.如權(quán)利要求6所述的通信方法，其特征在于，決定N，使得其還滿足「N(縱軸自然數(shù))≥2m+1」。
10.如權(quán)利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述映射圖案生成步驟把最大值映射到所述素?cái)?shù)(M-1)種的隨機(jī)序列的所有的行的開始，并使第N行的映射圖案與第一行相同，而產(chǎn)生M×N的映射圖案。
全文摘要
通信裝置內(nèi)的特播編碼器(1)的結(jié)構(gòu)包括:交織器(32,33),用以通過在17(橫軸M:素?cái)?shù))×17(縱軸N:自然數(shù))的輸入緩沖器內(nèi)存儲(chǔ)289位的信息位序列、并將使用素?cái)?shù)所產(chǎn)生的特定的16位的隨機(jī)序列以行為單位各移位一位,而產(chǎn)生16種的隨機(jī)序列,把交織長度(289位)的信息位序列映射到從16種的隨機(jī)序列所產(chǎn)生的17(M)×17(N)的映射圖案,并以列為單位讀出映射后的信息位序列。
文檔編號(hào)H03M13/45GK1386328SQ01802087
公開日2002年12月18日 申請日期2001年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月22日
發(fā)明者松本涉 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社