数据传输方法、数据接收方法、数据调制设备、数据解调设备 |
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| 申请号 | CN201080054629.4 | 申请日 | 2010-12-01 | 公开(公告)号 | CN102714649B | 公开(公告)日 | 2015-02-18 |
| 申请人 | 日本电气株式会社; | 发明人 | 神谷典史; 佐佐木英作; | ||||
| 摘要 | 通过使用通过对以矩形形状或十字形状布置的 信号 点的一部分进行重配置而获得的圆形布置的信号点，减少了平均信号功率和峰值信号 能量 以改善非线性失真特性。提供了一种位映射方法，其中相邻信号点之间的按照规定的低位部分的Hamming距离的平均值是小的，且所分配的低位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离变为最大。通过仅应用误差校正码到该低位部分，提供了一种在位误差率特性上卓越的数据传输方法，同时抑制了频带扩展率。 | ||||||
| 权利要求 | 2n |
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| 说明书全文 | 数据传输方法、数据接收方法、数据调制设备、数据解调设备 技术领域[0001] 本发明涉及一种数据传输方法、数据接收方法、数据调制设备、和数据解调设备，其使用了已经应用误差校正码的调制和解调方案，以及更特别地，涉及一种合适在QAM（正交幅度调制）方案中使用的数据传输方法、数据接收方法、数据调制设备，和数据解调设备，m其中多值数量是2（m是等于或大于５的整数）。 背景技术[0002] 传统地，2m QAM（m是正整数）调制和解调方案，诸如64 QAM、128 QAM、或256 QAM，m已经被用于诸如数字微波通信系统的各种通信系统中。在2 QAM调制和解调方案中，通过m m 位映射过程来执行通信，其中总计2 个m位数据模式被分配给2 个信号点。 [0003] 为了使数据免受要在通信中生成的噪声的影响，增加了误差校正码，该误差校正码是要被增加到通信数据以增加抗误差性的冗余数据。误差校正码的应用通常显著地改善了误差率。然而，已知的是，误差校正编码的效果根据如何将误差校正码与信号点映射相组合而不同（例如，参见非专利文献1和2）。特别是，通过考虑信号点间的距离与映射到各自信号点的m位数据模式间的Hamming距离之间的关系而改变误差校正码的冗余位的分布，可增加误差校正编码的效果。这也有可能在带宽受限的通信信道中抑制由增加冗余位引起的频带扩展，而不使误差率降级。 [0004] 在下文中，为了在信号点间的距离与作为位序列间的距离的Hamming距离之间进行区分，前者被称为“欧几里得距离”。 [0005] 图1和图2均说明了相关技术的示例，其中诸如里德-索罗蒙码（RS码）或低密度奇偶校验码（LDPC码）的误差校正码被应用到16 QAM调制方案以便执行数据通信。 [0006] 图1说明了格雷映射（gray mapping）的应用，其中以相邻信号点的位序列之间的Hamming距离为1的方式来将4个位映射到16个信号点。传输侧将已经经受由编码设备11所误差校正编码的数据划分成4位片段，通过格雷映射设备12来计算对应的信号点，并对传输信号进行传输。接收侧从接收信号中选择按照欧几里得距离与所计算的信号点最靠近的信号点，并使用解码设备14来为通过解映射设备13所获得的位串执行误差校正码的解码，解映射设备13导致了与所选择的信号点相对应的4个位。 [0007] 然而，由于通信信道噪声，可能发生接收侧所选择的信号点与所传输的信号点不同的情况。在这种情况下，位误差作为解映射的结果而发生。在通信系统中误差发生的主要因素是热噪声，该热噪声的振幅服从正态分布，并且按照欧几里得距离与所传输的信号点最靠近的信号点具有更高的概率被该接收侧所选择。因此，在可能由于热噪声而被错误地选择的相邻信号点之间的Hamming距离较大的情况下，相对于相同噪声级的位误差率变得更高。在这种意义上，所有相邻信号点之间的Humming距离是1的格雷映射是最优方案。然而，根据误差校正码的有效应用的观点，并不总是有必要将误差校正编码均匀地应用到已经被映射到信号点的所有4个位，而是可通过将误差校正编码应用到4个位的仅一部分来获得相同的效果。 [0009] 在这种位映射中，尽管相邻信号点之间的Hamming距离不必是1。仅按照低2位，相邻信号点之间的Hamming距离是1，并且所分配的低2位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是最大的。 [0010] 在传输侧上，编码设备21将已经经受误差校正编码的位串分配给低2位，通过如图2中所说明的双格雷映射设备22来计算对应的信号点，并对传输信号进行传输。在接收侧上，第一解映射设备23从接收信号中选择按照欧几里得距离与所计算的信号点最靠近的信号点，并且解码设备24为与所选择的信号点相对应的4位中的低2位执行误差校正码的解码。随后，使用第二解映射设备25来从四个信号点中选择按照欧几里得距离与所接收的信号点最靠近的一个信号点以便确定未确定的高2位，在该四个信号点处通过误差校正编码获得的2位与分配给四个信号点的低2位部分彼此一致。 [0011] 由于按照欧几里得距离与所传输的信号点最靠近的信号点，在通过误差校正编码正确地校正低2位的状况下，具有更高的概率被接收侧所选择的性质，以及所分配的低2位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离较大的事实，在高2位中出现误差的概率变得显著地低。因此，可以说缺少了用于高2位的误差校正编码基本上不产生缺点。特别是，在通信信道中，由于误差校正编码的应用而引起在受限制的带宽上的增加，相比于图1中所说明的方法，可用更小数量的冗余位来实现同等的误差率，这是非常有效的。图2的方法可以被说成一种方法，其中位映射被设计成将与每个信号点相对应的4个位划分成位误差概率较低的位部分和位误差概率较高的剩余的位部分，以便将误差校正编码仅应用到位误差概率较高的位部分。 [0012] 图2中所说明的映射方法的示例被称为“双格雷映射”（非专利文献3）。将格雷映射独立地应用到误差校正编码所未应用到的高位部分和误差校正编码所应用到的低位部2n+1 分的这种方法，可以被应用到信号群是矩形的情况，但不能被应用到指数是奇数的2 QAM调制和解调方案或即使指数是偶数而信号群不是矩形的情况（非专利文献4）。 [0013] 进一步，同样在图1中所示范的格雷映射中，其中不包括非编码部分，但误差校正码被应用到所有位，在信号群不是矩形的情况下，通常不可能使分配给相邻信号点的位序2n+1 列之间的Hamming距离为1。关于信号群是指数为奇数的2 QAM中的十字形的情况，专利文献1的方法被称为映射方法，其中相邻信号点之间的Hamming距离变为最小。 [0014] 集合分区（set partitioning）被称为用于以不同形状的信号群的位映射方法，以及用格码来编码低位部分的TCM方案（非专利文献2）被称为集合分区方法。在集合分区方法中，尽管经受编码的所分配的低位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是最大的，但相邻信号点之间的平均Hamming距离未加以考虑，使得低位部分的误差率是高的。由此可见，集合分区可以被说成是除了支持所应用的集合分区的格码外不足以应用到误差校正码（例如RS码或LDPC码）的映射方法。 [0015] （引证列表） [0016] （专利文献） [0017] （专利文献1）编号为WO2007/046558的国际公开小册子。 [0018] （非专利文献） [0019] （非专利文献1） G. Ungerboeck, Channel Coding with Multilevel/phase signals, IEEE Transactions on Information Theory, 1982年1月1日，第55-67页。 [0020] （非专利文献2） H. Imai 和 S. Hirakawa, A New Multilevel Coding Method using Error-Correcting Codes, IEEE Transactions on Information Theory,1977年5月1日，第371-377页。 [0021] （非专利文献3） E. Eleftheriou和S.Olcer, "Low-Density Parity-Check Codes for Digital Subscriber Lines", IEEE International Conference on Communications,2002年4月28日,第1753-1757页。 [0022] （非专利文献4）H. Tahara, T. Deguchi, S. Mizoguchi, Y. Yoshida, 6 GHz 140 Mbps Digital Radio System with 256-SSQAM Modulation, IEEE Global Communications Conference, 1987年11月15日，第1495-1500页。 发明内容[0023] （技术问题） [0024] 关于信号群，其中按照低s位部分（s是小于m的正整数）的相邻信号点之间的Hamming距离的平均值是小的，并且相邻信号点的低s位部分在使用以任意形状布置的信m号点来传输m位数据的2 QAM方案中彼此一致，有可能提供一种数据通信方法，能够通过执行将信号点之间的欧几里得距离最大化的位映射，尤其通过将误差校正码应用到低s位部分，来抑制传输带宽上的增加并在误差率特性上是卓越的。然而，如在“背景技术”中所描述的，除了以矩形形状布置信号点的情况外，这种位映射方法还尚未被提出。基于集合分区的位映射方法是一种位映射，其中所分配的低s位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离变为最大。然而，因为按照低s位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离不是小的，所以要求未被满足。 [0025] （发明目的） [0026] 已经考虑以上技术问题来作出本发明，以及本发明的示例性目的是，提供一种位映射方法，其中在通过对以矩形形状或十字形状布置的信号点的一部分进行重布置而获得的信号群是十字形和信号群是圆形的情况下，按照低位部分的相邻信号点之间的Hamming距离的平均值是小的，并且对所分配的低位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是大的，以便提高平均功率和峰值功率，以及提供一种使用以上位映射方法的数据通信方法。相比于矩形布置，信号群的圆形布置可减少峰值能量，并由此允许在非线性失真特性上是卓越的通信方法被实现。 [0027] （问题解决方案） [0028] 根据本发明的第一示例性数据传输方法，存在一种22n （n是正整数）QAM调制方案2n 2n 的数据传输方法，其中使用以圆形形状布置的2 个信号点来传输2n位数据，该2 个信号 2n 点通过对以矩形形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而获得，该方法包括： [0029] 第一步骤，将2n位模式和与矩形布置相一致的每个信号点相关联，该2n位模式的低2t（t是小于n 的正整数）位和高2（n-t）位已经独立地经受格雷码；以及 [0030] 第二步骤，将2n位模式与重布置成圆形形状的每个信号点相关联，该每个信号点被如此重布置成圆形形状，使得以按照低2t位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离最小且所分配的低2t位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离最大，该2n位模式在除了分配给与矩形布置相一致的信号点的2n位模式外的所有2n位模式之中， [0031] 由第二步骤所确定的信号点与要被传输的2n位数据相对应地被传输。 [0032] 根据本发明的第二示例性数据传输方法，存在一种22n （n是正整数）QAM调制方案2n 2n 的数据传输方法，其中使用以圆形形状布置的2 个信号点来传输2n位数据，该2 个信号 2n 点通过对以矩形形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而获得，该方法包括： [0033] 提供n个类型的区域映射表，用于均将包括22n个信号点的信号区域划分成多个区域，均通过应用相邻区域之间的Hamming距离相差1的格雷码来将2个位分配给包括在矩形布置中的每个所划分的区域，以及均以相邻区域之间的平均Hamming距离变为最小的方式来将2个位分配给不包括在矩形布置中的每个所划分的区域；以及 [0034] 将2n位数据划分成n个2位数据，并且将该2n位数据的信号点定位到通过如同参考n个2位数据中的每个2位数据一样参考n个区域映射表而获得的n个信号区域间的公共部分，在该n个区域映射表间，该所划分的区域在形状上不同。 [0035] 根据本发明的第三示例性数据传输方法，存在一种22n+1（n是正整数）QAM调制方2n+1 案的数据传输方法，其中使用以十字形状布置的2 个信号点来传输2n+1位数据，该方法包括： [0036] 提供第一区域映射表和第二区域映射表，该第一区域映射表将包括22n+1个信号点的信号区域划分成多个区域，并以位值在相邻区域之间彼此不同的方式来将2个位分配给2n+1 每个所划分的区域，该第二区域映射表将包括2 个信号点的信号区域划分成多个区域，并以位值在相邻区域之间彼此不同的方式来将1个位分配给每个所划分的区域；以及[0037] 将2n+1位数据划分成n个2位数据和一个1位数据，并将该2n+1位数据的信号点定位到公共部分，该公共部分在通过如同参考n个2位数据中的每个2位数据一样参考n个第一区域映射表而获得的n个信号区域间的公共部分与由与该1位数据相对应的该第二区域映射表所确定的区域之间，在该n个第一区域映射表间，该所划分的区域在形状上不同。 [0038] 根据本发明的第四示例性数据传输方法，存在一种22n+（1 n是正整数）QAM调制方案2n+1 2n+1 的数据传输方法，其中使用以圆形形状布置的2 个信号点来传输2n+1位数据，该2 个 2n+1 信号点通过对以十字形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而获得，该方法包括： [0039] 提供第一区域映射表和第二区域映射表，该第一区域映射表将包括22n+1个信号点的信号区域划分成多个区域，并以位值在相邻区域之间彼此不同的方式来将2个位分配给2n+1 每个所划分的区域，该第二区域映射表将包括2 个信号点的信号区域划分成多个区域，并以位值在相邻区域之间彼此不同的方式来将1个位分配给每个所划分的区域；以及[0040] 将2n+1位数据划分成n个2位数据和一个1位数据，并将该2n+1位数据的信号点定位到公共部分，该公共部分在通过如同参考n个2位数据中的每个2位数据一样参考n个第一区域映射表而获得的n个信号区域间的公共部分与由与该1位数据相对应的该第二区域映射表所确定的区域之间，在n个第一区域映射表间，该所划分的区域在形状上不同。 [0041] 根据本发明的第一示例性数据接收方法，存在一种使用22n（n是正整数）QAM调制2n 方案的数据接收方法，其中使用以圆形形状布置的2 个信号点来传输2n位数据，通过如权 2n 利要求2中所要求保护的方法所限定的数据传输方法来确定要被传输的2n位数据与2 个信号点之间的对应性，以及根据所接收的信号点来计算与最靠近该所接收的信号点的所传输的信号点相对应的该2n位数据，该方法包括： [0043] 根据本发明的第二示例性数据接收方法，存在一种使用22n+1（n是正整数）QAM调2n+1 制方案的数据接收方法，其中使用以十字形状布置的2 个信号点来传输2n+1位数据，通过如权利要求11中所要求保护的方法所限定的数据传输方法来确定要被传输的2n+1位数 2n+1 据与2 个信号点之间的对应性，以及根据所接收的信号点来计算与最靠近该所接收的信号点的所传输的信号点相对应的该2n+1位数据，该方法包括： [0044] 通过参考与包括该所接收的信号点的区域相对应的如权利要求11中所要求保护的n个2位区域映射表来采集n个2位数据，以及通过参考1位区域映射表来采集1个位。 [0045] 根据本发明的第三示例性数据接收方法，存在一种使用22n+1（n是正整数）QAM调2n+1 制方案的数据接收方法，其中使用以圆形形状布置的2 个信号点来传输2n+1位数据，该 2n+1 2n+1 2 个信号点通过对以十字形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而获得，通过如权利要求14中所要求保护的方法所限定的数据传输方法来确定要被传输的2n+1位数据与 2n+1 2 个信号点之间的对应性，以及根据所接收的信号点来计算与最靠近该所接收的信号点的所传输的信号点相对应的该2n+1位数据，该方法包括： [0046] 通过参考与包括该所接收的信号点的区域相对应的如权利要求14中所要求保护的n个2位区域映射表来采集n个2位数据，以及通过参考1位区域映射表来采集1个位。 [0047] 根据本发明的第一示例性调制设备，存在一种22n （n是正整数）QAM调制方案的调2n 2n 制设备，其中使用以圆形形状布置的2 个信号点来传输2n位数据，该2 个信号点通过对 2n 以矩形形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而获得，该设备包括： [0048] 第一关联部，其将2n位模式和与矩形布置相一致的信号点相关联，该2n位模式的低2t（t是小于n 的正整数）位和高2（n-t）位已经独立地经受格雷码；以及 [0049] 第二关联部，其将2n位模式与重布置成圆形形状的每个信号点相关联，该每个信号点被如此重布置成圆形形状，使得以按照低2t位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离最小且所分配的低2t位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离最大，该2n位模式在除了分配给与矩形布置相一致的信号点的2n位模式外的所有2n位模式之中。 [0050] 根据本发明的第二示例性调制设备，存在一种22n （n是正整数）QAM调制方案的调2n 2n 制设备，其中使用以圆形形状布置的2 个信号点来传输2n位数据，该2 个信号点通过对 2n 以矩形形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而获得，该设备包括： [0051] n个类型的区域映射表，用于均将包括22n个信号点的信号区域划分成多个区域，均通过应用相邻区域之间的Hamming距离相差1的格雷码来将2个位分配给包括在矩形布置中的每个所划分的区域，以及均以相邻区域之间的平均Hamming距离变为最小的方式来将2个位分配给不包括在矩形布置中的每个所划分的区域；以及 [0052] 设置部，其将2n位数据划分成n个2位数据，并且将该2n位数据的信号点定位到通过如同参考n个2位数据中的每个2位数据一样参考n个区域映射表而获得的n个信号区域间的公共部分，在该n个区域映射表间，该所划分的区域在形状上不同。 [0053] 根据本发明的第三示例性调制设备，存在一种22n+1（n是正整数）QAM调制方案的2n+1 调制设备，其中使用以十字形状布置的2 个信号点来传输2n+1位数据，该设备包括： [0054] 第一区域映射表，其将包括22n+1个信号点的信号区域划分成多个区域，并以位值在相邻区域之间彼此不同的方式来将2个位分配给每个所划分的区域，以及第二区域映射2n+1 表，其将包括2 个信号点的信号区域划分成多个区域，并以位值在相邻区域之间彼此不同的方式将1个位分配给每个所划分的区域；以及 [0055] 设置部，其将2n+1位数据划分成n个2位数据和一个1位数据，并将该2n+1位数据的信号点定位到公共部分，该公共部分在通过如同参考n个2位数据中的每个2位数据一样参考n个第一区域映射表而获得的n个信号区域间的公共部分与由与该1位数据相对应的该第二区域映射表所确定的区域之间，在该n个第一区域映射表间，该所划分的区域在形状上不同。 [0056] 根据本发明的第四示例性调制设备，存在一种22n+1（n是正整数）QAM调制方案的2n+1 2n+1 调制设备，其中使用以圆形形状布置的2 个信号点来传输2n+1位数据，该2 个信号点 2n+1 通过对以十字形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而获得，该设备包括： [0057] 第一区域映射表，其将包括22n+1个信号点的信号区域划分成多个区域，并以位值在相邻区域之间彼此不同的方式来将2个位分配给每个所划分的区域，以及第二区域映射2n+1 表，其将包括2 个信号点的信号区域划分成多个区域，并以位值在相邻区域之间彼此不同的方式来将1个位分配给每个所划分的区域；以及 [0058] 设置部，其将2n+1位数据划分成n个2位数据和一个1位数据，并将该2n+1位数据的信号点定位到公共部分，该公共部分在通过如同参考n个2位数据中的每个2位数据一样参考n个第一区域映射表而获得的n个信号区域间的公共部分与由与该1位数据相对应的该第二区域映射表所确定的区域之间，在该n个第一区域映射表间，该所划分的区域在形状上不同。 [0059] 根据本发明的第一示例性解调设备，存在一种使用22n（n是正整数）QAM调制方案2n 的解调设备，其中使用以圆形形状布置的2 个信号点来传输2n位数据，该设备包括： [0060] 计算部，其通过如权利要求2中所要求保护的方法所限定的数据传输方法来确定2n 要被传输的2n位数据与2 个信号点之间的对应性，以及根据所接收的信号点来计算与最靠近该所接收的信号点的所传输的信号点相对应的该2n位数据；以及 [0061] 采集部，其通过参考与如权利要求2中所要求保护的n个区域映射表相同的n个区域映射表来采集n个2位数据，该n个区域映射表与包括该所接收的信号点的区域相对应。 [0062] 根据本发明的第二示例性解调设备，存在一种使用22n+（1 n是正整数）QAM调制方案2n+1 的解调设备，其中使用以十字形状布置的2 个信号点来传输2n+1位数据，该设备包括： [0063] 计算部，其通过如权利要求11中所要求保护的方法所限定的数据传输方法来确2n+1 定要被传输的2n+1位数据与2 个信号点之间的对应性，以及根据所接收的信号点来计算与最靠近该所接收的信号点的所传输的信号点相对应的该2n+1位数据，以及 [0064] 采集部，其通过参考与包括该所接收的信号点的区域相对应的如权利要求11中所要求保护的n个2位区域映射表来采集n个2位数据，以及通过参考1位区域映射表来采集个1位。 [0065] 根据本发明的第三示例性解调设备，存在一种使用22n+1（n是正整数）QAM调制方2n+1 2n+1 案的解调设备，其中使用以圆形形状布置的2 个信号点来传输2n+1位数据，该2 个信 2n+1 号点通过对以十字形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而获得，该设备包括： [0066] 计算部，其通过如权利要求14中所要求保护的方法所限定的数据传输方法来确2n+1 定要被传输的2n+1位数据与2 个信号点之间的对应性，以及根据所接收的信号点来计算与最靠近该所接收的信号点的所传输的信号点相对应的该2n+1位数据，以及 [0067] 采集部，其通过参考与包括该所接收的信号点的区域相对应的如权利要求14中所要求保护的n个2位区域映射表来采集n个2位数据，以及通过参考1位区域映射表来采集1个位。 [0068] （发明的有利效果） [0070] 图1是用于解释涉及16 QAM数据通信的相关技术（为所有位编码）的视图。 [0071] 图2是用于解释涉及16 QAM数据通信的另一个相关技术（不为高二位编码）的视图。 [0072] 图3是用于解释信号群空间的划分（32划分）的视图。 [0073] 图4是用于解释信号群空间的划分（256划分）的视图。 [0074] 图5是用于解释信号群空间的划分（512划分）的视图。 [0075] 图6是用于解释区域划分和位分配（高2位）的视图。 [0076] 图7是用于解释区域划分和位分配（第三位、第四和第五位）的视图。 [0077] 图8是用于解释区域划分和位分配（第三位、第四和第五位）的视图。 [0078] 图9是用于解释区域划分和位分配（第一和第二位、第三和第四位）的视图。 [0079] 图10是用于解释区域划分和位分配（第五和第六位、第七和第八位）的视图。 [0080] 图11是用于解释区域划分和位分配（第一和第二位、第三和第四位）的视图。 [0081] 图12是用于解释区域划分和位分配（第五和第六位）的视图。 [0082] 图13是用于解释区域划分和位分配（第一和第二位、第三位）的视图。 [0083] 图14是用于解释区域划分和位分配（第四和第五位、第六和第七位）的视图。 [0084] 图15是用于解释区域划分和位分配（第八和第九位）的视图。 [0085] 图16是用于解释区域划分和位分配（第三位、第四和第五位）的视图。 [0086] 图17是说明了32 QAM方案中的I和Q轴与信号点之间的关系的视图。 [0087] 图18A和18B是用于解释22n+1 QAM方案（编码）的视图。 [0088] 图19A和19B是用于解释22n+1 QAM方案（解码）的视图。 [0089] 图20是用于解释22n QAM方案（编码；n≥4）的视图。 [0090] 图21是用于解释22n QAM方案（解码；n≥4）的视图。 [0091] 图22是用于解释22n+1 QAM方案（编码；n≥4）的视图。 [0092] 图23是用于解释22n+1 QAM方案（解码；n≥4）的视图。 [0093] 图24是用于解释信号群空间的划分（1024划分）的视图。 [0094] 图25是用于解释区域划分和位分配（第一和第二位）的视图。 [0095] 图26是用于解释区域划分和位分配（第三和第四位）的视图。 [0096] 图27是用于解释区域划分和位分配（第五和第六位）的视图。 [0097] 图28是用于解释区域划分和位分配（第七和第八位）的视图。 [0098] 图29是用于解释区域划分和位分配（第九和第十位）的视图。 [0099] 图30是用于解释区域划分和位分配（第一和第二位）的视图。 [0100] 图31是用于解释区域划分和位分配（第三和第四位）的视图。 [0101] 图32是用于解释区域划分和位分配（第五和第六位）的视图。 [0102] 图33是说明了22（n n为正整数）QAM调制方案的调制设备的一个配置示例的框图，2n 其中使用通过对以矩形形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而获得的圆形布置的 2n 2 个信号点来传输2n位数据。 [0103] 图34是说明了22n（n为正整数）QAM调制方案的调制设备的另一个配置示例的框2n 图，其中使用通过对以矩形形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而获得的圆形布 2n 置的2 个信号点来传输2n位数据。 [0104] 图35是说明了图18B的地址生成设备的一个配置示例的框图。 [0105] 图36是说明了22n+1 QAM调制方案的调制设备的一个配置示例的框图，其中使用通2n+1 2n 过对以十字形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而获得的圆形布置的2 个信号点来传输2n+1位数据。 [0106] 图37是说明了执行解映射的设备（解调设备）的一个配置示例的框图。 具体实施方式[0107] 将在以下参照附图详细描述本发明的典型示例性实施例。 [0108] （第一实施例） [0109] （配置解释） [0110] 图3、4和5是信号区域被划分成32个区域（图3）、信号区域被划分成256个区域（图4）、以及信号区域被划分成512个区域（图5）的图示。假设2g（g是等于或大于0的偶数，即g=0、2、4…）个信号点被布置在一个单元（在图3、4和5中由“0 ”所表示）中。图3说明了在“ ”中布置一个（=2）信号点（附图中的区域2-1中的一个 2 信号点），或在“ ”中布置四个（=2）信号点（附图中的区域2-2中的四个信号点）的示例。 图3表示了当“ ”中的信号点的数量为1时，被划分成32个区域的32-QAM十字信号群，以及表示了当“ ”中的信号点的数量为4时，被划分成32个区域的128-QAM十字信号群。 [0111] 首先，将描述32 QAM信号群的映射方法。在32 QAM方案中，要被传输的5位数据被划分成2位+1位+2位，并且将所获得的2位、1位和2位分别与再划分的信号区域相关联。信号区域的再划分方法和创建区域映射表的方法如下，区域映射表规定了对再划分的区域的位分配。 [0112] 为了减少要被传输的5位数据的位误差率，有必要减少相邻信号点之间的平均Hamming距离。在这种情况下，使用图6来确定高2位（第一和第二位）的信号区域。在图6中，信号区域被划分成4个象限（第一象限：“11”、第二象限：“10”、第三象限：“00”、第四象限：“01”）。表29和表69与图6中的表相同。图7说明了第三位（左）以及第四和第五位（右）的信号区域。在图6和7中，相邻区域之间的Hamming距离都为1。使用图7来选择第三位以及第四和第五位的区域导致了为要被传输的5位数据选择图3中所说明的32个区域之一。在通过使用图6和7来将5位数据分配给32个信号点的情况下，如在专利文献1的情况下，相邻信号点之间的平均Hamming距离变为最小，使得可实现在位误差率特性上优越的映射方法。 [0113] 接下来，集中在低3位上，将描述一种映射方法，其中按照低3位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离是小的，且所分配的低3位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是大的。 [0114] 在根据图6和7的映射方法中，所分配的低位例如是000的四个信号点间的欧几里得距离与相邻信号点之间的欧几里得距离△相一致，并因此变为最小，使得要求未被满足。在这种情况下，使用图6来确定高2位的信号区域，并接着使用图8来确定低3位的信号区域。如在图7的情况下，映射到每个区域的1位或2位具有相邻区域之间为1的 Hamming距离。使用图8来选择第三位（5-C-1）以及第四和第五位（5-C-2）的区域导致了为要被传输的5位数据选择图3中所说明的32个区域之一。表31和71与图8的表5-C-1相同，且表30和70与图8的表5-C-2相同。按照低3位，当使用图6和图8将5位数据分配给32个信号点时，相邻信号点之间的平均Hamming距离变得稍微大于使用图6和图7的情况；然而，所分配的低3位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离变为2△或更大（当第三位为1时，为（ 10) △或更大），因此实现了显著的改进。 [0115] 在每个所划分的区域中包括四个信号点的情况下，图3表示一种128 QAM方案，其中执行了7位数据传输。同样在这种情况下，高5位的映射方法与以上所描述的32 QAM完全相同。就是说，将格雷映射应用到剩余的低2位。 [0116] 以下描述了用于图4的环形布置的256个信号点的映射方法。在将四个信号点置于每个“ ”中的情况下，图4表示1024 QAM。 [0117] 通常，在256 QAM或1024 QAM方案中，以矩形形状来布置信号点。在信号群是矩形的情况下，可通过如在“背景技术”中所描述的格雷映射或双格雷映射（非专利文献3）来实现最优映射。 [0118] 然而，圆形信号群的使用使峰值能量减少，这有利地改善了非线性失真特性。在图4的圆形信号群中，在群区域内被标记“A”的信号点被移动到群区域外被标记“A”的部分，并且类似地，在群区域内被标记“B”到“H”的信号点被移动到群区域外被标记“B”到“H”的部分，由此可获得矩形群。以这种方式，可通过移动矩形群中的一部分信号点来获得圆形信号群。 [0119] 要通过256 QAM方案传输的8位数据被划分成2位+2位+2位+2位，并且将所获得的2位、2位、2位和2位分别与再划分的信号区域相关联。信号区域的再划分方法和创建区域映射表的方法如下，区域映射表规定了对再划分的区域的位分配。 [0120] 首先，使用图9的6-A-1来确定高2位（第一和第二位）的信号区域。在图9的6-A-1中，信号区域被划分成4个象限（第一象限：11、第二象限：10、第三象限：00、第四象限：01）。接着，使用图9的6-A-2来选择第三和第四位的信号区域。表2和42与图9的表6-A-1相同，且表3、11、43和51与图9的表6-A-2相同。类似地，基于图10的6-B-1和 6-B-2中所说明的区域划分图来分别选择第五和第六位、以及第七和第八位的信号区域。最后，图4的256个区域之一被选择为所选择的四个区域间的公共部分。表4、8、44和48与图10的表6-B-1相同，且表5、9、13、45、49和53与图10的表6-B-2相同。在如以上所描述的使用图9和图10来将8位数据分配给256个信号点的情况下，相邻信号点之间的平均Hamming距离变成小的，使得可实现在位误差率特性上优越的映射方法。与矩形群的情况不同，格雷映射通常不能被应用到圆形信号群，使得平均Hamming距离变得大于1。在每个所划分的区域中包括四个信号点的情况下，图4表示一种1024 QAM方案，其中执行了10位数据传输。同样在该情况下，高8位的映射方法与以上所描述的256 QAM完全相同。就是说，将格雷映射应用到剩余的低2位。 [0121] 接下来，集中在低6位上，将描述一种映射方法，其中按照低6位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离是小的，且所分配的低6位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是大的。在根据图9和图10的映射方法中，所分配的低6位例如是000000的4个信号点间的欧几里得距离与相邻信号点之间的欧几里得距离△相一致，并因此变为最小，使得要求未被满足。在这种情况下，使用图11的6-C-1来确定高2位（第一和第二位）的信号区域，并且接着使用图11的6-C-2来确定第三和第四位的信号区域。表6、10、46和50与图11的表6-C-1相同，且表7和47与图11的表6-C-2相同。如在以上情况下使用图10来确定第五、第六、第七和第八位的信号区域。同样在使用图11代替图9来选择第一和第二位以及第三和第四位的信号区域的情况下，选择了图4中所说明的256个区域之一。按照低6位，当使用图10和图11来将8位数据分配给256个信号点时，相邻信号点之间的平均Hamming距离变得稍微大于使用图6和图7的情况；然而，所分配的低6位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离变为（ 50）△或更大，因此实现显著的改进。“ 50”表示“五十的平方根”的意思。仅将误差校正码应用到低6位允许提供一种通信设备，该通信设备能够抑制传输带宽上的增加并且在误差率特性上是卓越的。 [0122] 接下来，集中到低4位上，将描述一种映射方法，其中按照低4位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离是小的，且所分配的低4位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是大的。在这种情况下，要被传输的8位的信号区域被按如下确定。就是说，使用图11的6-C-1来选择第一和第二位的信号区域，使用图9的6-A-2来选择第三和第四位的信号区域，使用图12来选择第五和第六位的信号区域，以及使用图10的6-B-2来选择第七和第八位的信号区域。最后，图4的256个区域之一被选择作为所有选择的区域间的公共部分。表12和52与图12的表相同。所分配的低4位部分彼此一致的信号点间的欧几里得距离变为（ 10）△或更大。在每个所划分的区域中包括四个信号点的情况下，图4表示一种1024 QAM方案，其中执行了10位数据传输。然而，同样在这种情况下，高8位的映射方法与以上所描述的256 QAM完全相同。就是说，将格雷映射应用到剩余的低2位。 [0123] 以下描述了用于图5的圆形布置的512个信号点的映射方法。在将四个信号点置于每个“ ”中的情况下，图5表示2048 QAM。通常，在512 QAM或2048 QAM方案中，可如图3的32 QAM和128 QAM的描述中所描述的以十字形状来布置信号点。然而，圆形信号群的使用允许峰值能量降低，这有利地改善了非线性失真特性。 [0124] 在图5的圆形信号群中，群区域内的被标记“A”的信号点被移动到群区域外的被标记“A”的部分，并且类似地，群区域内的被标记“B”到“H”的信号点被移动到群区域外的被标记“B”到“H”的部分，由此可获得十字形群。以这种方式，可通过移动十字形群中的一部分信号点来获得圆形信号群。要通过512 QAM方案来传输的9位数据被划分成2位+1位+2位+2位+2位，并且将所获得的2位、1位、2位、2位、和2位分别与再划分的信号区域相关联。信号区域的再划分方法和创建区域映射表的方法如下，区域映射表规定了对再划分的区域的位分配。 [0125] 首先，使用图13的7-A-1来确定高2位（第一和第二位）的信号区域。在图13的7-A-1中，信号区域被划分成4个象限（第一象限：11、第二象限：10、第三象限：00、第四象限：01）。接着，使用图13的7-A-2来选择第三位的信号区域。表32、37、72和77与图13的表7-A-1相同，且表41和81与图13的表7-A-2相同。类似地，基于图14的7-B-1和 7-B-2中所说明的区域划分图来分别选择第四和第五位、以及第六和第七位的信号区域，并接着基于图15中所说明的区域划分图来选择第八和第九位的信号区域。表38和78与图 14的表7-B-1相同，且表34、39、74和79与图14的表7-B-2相同。表35、40、75和80与图 10的表相同。最后，图5的512个区域之一被选择为所选择的五个区域间的公共部分。在如以上所描述的使用图13、14和15来将9位数据分配给512个信号点的情况下，相邻信号点之间的平均Hamming距离变成小的，使得可实现在位误差率特性上优越的映射方法。与矩形群的情况不同，格雷映射通常不能被应用到圆形信号群，使得平均Hamming距离变得大于1。在每个所划分的区域中包括四个信号点的情况下，图5表示一种2048 QAM方案，其中执行了11位数据传输。同样在该情况下，高9位的映射方法与以上所描述的512 QAM完全相同。就是说，将格雷映射应用到剩余的低2位。 [0126] 接下来，集中在低7位上，将描述一种映射方法，其中按照低7位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离是小的，且所分配的低7位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是大的。在根据图13、14和15的映射方法中，所分配的低7位例如是0000000的4个信号点间的欧几里得距离与相邻信号点之间的欧几里得距离△相一致，并因此变为最小，使得要求未被满足。在这种情况下，使用图13的7-A-1来确定高2位（第一和第二位）的信号区域，并且使用图16的7-D-1和7-D-2来分别确定第三位以及第四和第五位的信号区域。表36和76与图16的表7-D-1相同，且表33和73与图16的表7-D-2相同。如在 以上情况下使用图14的7-B-2来确定第六和第七位的信号区域，以及使用图15来确定第八和第九位的信号区域。同样在使用图16来选择第三位以及第四和第五位的信号区域的情况下，选择了图5中所说明的512个区域之一。按照低7位，当将9位数据分配给512个信号点时，相邻信号点之间的平均Hamming距离变得稍微大于使用图13、14和15的情况； 然而，所分配的低7位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离变为8△或更大，因此实现显著的改进。将误差校正码仅应用到低7位允许提供一种通信设备，该通信设备能够抑制传输带宽上的增加并在误差率特性上是卓越的。 [0127] （配置和操作的解释） [0128] 在2m QAM方案中，其中信号区域如图3、4或5中所说明的被划分，并且信号点被布置在每个“ ”中，群点被布置在二维平面中，使得其布置均可由两个数字所表示。假设水平方向参考I轴以及垂直方向参考Q轴，并且将信号区域的左下角设置为原点，可由I轴和Q轴上的坐标值来表示每个信号点。因此，对用于将位映射到每个信号点的设备输入要被传输的m位数据，并且该设备输出I和Q轴的坐标值。 [0129] 图17说明了32 QAM信号群以及I和Q轴坐标值的示例。图18A是说明了使用图2n+1 3的十字形信号群来传输2n+1位数据的2 QAM映射设备（调制设备）的示例的框图。 [0130] 在下文中，为了简单解释，n被设为2，就是说，将描述32 QAM方案（图17）。如以上所描述的，将格雷编码应用到低位部分，使得可将相同配置应用到n>2的情况。在n>2的情况下，由格雷编码设备32（参见图18A）来使低2（n-2）位经受格雷编码。 [0131] 在区域映射表31中，使用区域映射表（1,2）来参考与要被传输的5位数据的高2位（第一和第二位）相对应的区域，使用区域映射表（3）来参考与该5位数据的第三位相对应的区域，以及使用区域映射表（4,5）来参考与该5位数据的低2位相对应的区域。通过综合这样所选择的区域，存在于这些区域间的公共部分中的唯一信号点的I和Q轴坐标值被确定。 [0132] 区域映射表（1,2）确定了与使用图6的输入2位相对应的区域。参考图6，该输入位与I轴的第一位和Q轴的第一位相对应，其从区域映射表（1,2）中输出。在使用图7的表5-B-1作为区域映射表（3）的情况下，当输入第三位为1时，I轴的第二位被固定，而当输入第三位为0时，Q轴的第二位被固定。在将图8的表5-C-1用于第三位的区域映射的情况下，当输入第三位为0时，I轴和Q轴两者的第二位被固定，而当输入第三位为1时，I轴和Q轴的第二位都不被固定。最后，通过参考区域映射表（4,5）（图7的5-B-2）来确定第四和第五位的区域。利用以上的操作，I和Q轴的未确定的位被固定。结果，为要被传输的5位数据固定了I轴和Q轴的坐标值（3位，3位），由此可执行到信号点的映射。 [0133] 图18B是说明了图18A的区域映射设备（调整设备）的配置的视图。例如ROM或RAM的存储设备34用于保留输出数据。地址生成设备33根据输入位生成存储设备的地址，在该地址中保留了与该输入位相对应的输出数据。例如，在使用图6（第一和第二位）和图7（第三位，第四和第五位）作为区域映射表的情况下，可从该区域映射表中生成随后的表（表1）。该所生成的表被存储在诸如ROM或RAM的存储设备中。 [0134] 图35是说明了图18B的地址生成设备33的配置示例的框图。地址生成设备33包括第一区域映射表112和114、第二区域映射表113和设置部111，该第一区域映射表112和114均将包括32个信号点的信号区域划分成多个区域，并且均以位值在相邻区域之间彼此不同的方式来将2个位分配给每个所划分的区域，该第二区域映射表113将包括32个信号点的信号区域划分成多个区域，并均以位值在相邻区域之间彼此不同的方式来将1个位分配给每个所划分的区域，该设置部111将5位数据划分成两个2位数据和一个1位数据，并将该5位数据的信号点定位到通过参考两个第一区域映射表112和114而获得的两个信号区域间的公共部分与由第二区域映射表113所确定的区域之间的公共部分，在两个第一区域映射表112和114间，已经分配了2位数据的所划分的区域在形状上不同，该第二区域映射表与该1位数据相对应。区域映射表112、113、和114分别与图18A的区域映射表（1,2）、区域映射表（3）、以及区域映射表（4,5）相对应。设置部111包括用于存储表（表1）信息的诸如ROM或RAM的存储设备。该设置部111根据输入位生成该存储设备的地址，在该地址中保留了与该输入位相对应的输出数据。 [0135] （表1） [0136] [0138] 以下描述了解码设备，该解码设备在接收侧上计算来自所接收的信号点的所传输的5位，该所接收的信号点是32 QAM方案的情况下的通信信道输出。在以上所描述的信号群映射方法中，通过区域划分来得到与要被传输的5位相对应的信号点的I轴和Q轴坐标值。然而，在接收侧上，该过程是相反的，就是说，根据I轴和Q轴坐标值来计算所传输的5位。 [0139] 图19A是说明了执行这种解映射的设备（解调设备）的示例的框图。 [0140] 图19A的设备包括区域确定解码设备（1,2）41、区域确定解码设备（3）42、以及区域确定解码设备（4,5）43。每个区域确定解码设备输入与通信信道输出的所接收的信号点相对应的I轴和Q轴坐标值，并输出被分配给包括该所接收的信号点的区域的位序列。当该所接收的信号点存在于第一象限中时，区域确定解码设备（1,2）43使用图6来输出“11”，当该所接收的信号点存在于第二象限中时，输出“10”，当该所接收的信号点存在于第三象限中时，输出“00”，以及当该所接收的信号点存在于第四象限中时，输出“11”。类似地，区域确定解码设备（3）42使用图7的5-B-1来输出被分配给该所接收的信号群所存在的区域的1位。在传输侧已经如以上所描述的使用图8来执行映射的情况下，区域确定解码设备（3）42使用图8的5-C-1来输出被分配给该所接收的信号群所存在的区域的1位。区域确定解码设备（4,5）43使用图7的5-B-2（或在传输侧已经使用图8的5-C-2来执行映射的情况下，使用图8的5-C-2）来输出被分配给该所接收的信号群所存在的区域的1位。如以上所描述的，从每个区域确定解码设备输出的位序列是与所传输的信号点相对应的位串，该所传输的信号点按照欧几里得距离与所接收的信号点最接近。格雷解码设备44对输出的2（n-2）位执行格雷解码。 [0141] 图19A的区域确定解码设备（1,2）、（3）、和（4,5）均相反地执行图18A的区域映射，使得可通过颠倒每个表的输入和输出来实现其操作。此外，可使用与表参考等效的组合电路来实现每个区域确定解码设备的操作，并且在使用图6至图8中所说明的映射的示例中，该组合电路的使用可减少总体硬件尺寸。例如，图19A的区域确定解码设备（1,2）41、（3）42和（4,5）43与图19B的逻辑表达式相等效。在这个表达式中，“+”表示异或（在图中，+被圆圈所围绕）操作，且“·”表示与操作。 [0142] 以下描述了使用图37执行图19A的解映射的设备（解调设备）的配置示例。该解2n+1 调设备是使用2 （n是正整数）的QAM调制方案的解调设备的示例，其中使用以十字形状 2n+1 布置的2 个信号点来传输2n+1位数据，并且在这个示例中，n被设为2。就是说，图19A的设备是使用32 QAM调制方案的解调设备，其中使用以十字形状布置的32个信号点来传输5位数据。如图37中所说明的，调制设备包括计算部131和采集部132，该计算部131依照由图18B所确定的要被传输的该5位数据与该32个信号点之间的对应性和由图35的调制设备所限定的数据传输方法，来根据所接收的信号点计算与最接近该所接收的信号点的所传输的信号点相对应的5位数据，该采集部132与包括该所接收的信号点的区域相对应地，通过参考图18B和与图35的调制设备的两个2位区域映射表112和114相同的区域映射表，来采集两个2位数据，以及通过参考与1位区域映射表113相同的区域映射表来采集 1个位。该采集部132包括与区域映射表112、113和114相同的区域映射表。 [0143] 稍后要描述的图20、22、21和23可被配置为图18A、18B、19A、和19B。 [0144] 图20是说明了22n QAM方案的映射设备的示例的框图，其中使用图4中所说明的圆形信号群来传输2n位数据（n是等于或大于4的整数）。在下文中，为简单解释，n被设为4，就是说，将描述256 QAM方案。如以上所描述的，将格雷编码应用到低位部分，使得可将相同配置应用到n>4的情况。在n>4的情况下，通过格雷编码设备32（参见图20）来使低 2（n-4）位经受格雷编码。 [0145] 在I轴和Q轴中的每个轴的坐标值由使用图4的圆形信号群的256 QAM中的5位所表示的情况下，涉及了用于对信号点进行位映射的位映射设备的基本操作与使用图18所描述的操作相同。 [0146] 在区域映射表51中，可能存在使用图9来执行要被传输的8位中的第一、第二、第三、和第四位的区域映射，以及使用图10来执行第五、第六、第七、和第八位的区域映射的情况（第一映射）。进一步，可能存在使用图11来执行第一、第二、第三、和第四位的区域映射，以及使用图10来执行第五、第六、第七、和第八位的区域映射的情况（第二映射）。更进一步，可能存在使用图11的6-C-1来执行第一和第二位的区域映射、使用图9的6-A-2来执行第三和第四位的区域映射、使用图12来执行第五和第六位的区域映射、以及使用图10的6-B-2来执行第七和第八位的区域映射的情况（第三映射）。在第一映射的情况下，相邻信号点之间的平均Hamming距离是小的。在第二映射的情况下，按照低6位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离是小的，且所分配的低6位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是大的。在第三映射的情况下，按照低4位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离是小的，且所分配的低4位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是大的。在应用误差校正码的情况下，在第一映射中，所有位都经受误差校正码，在第二映射中，仅低6位部分经受误差校正码，以及在第三映射中，仅低4位部分经受误差校正码。 [0147] 图21是说明了执行解映射的设备的示例的框图，该解映射根据所接收的信号点计算所传输的位。图21的设备包括区域确定解码设备（1,2）61、区域确定解码设备（3,4）62、区域确定解码设备（5,6）63、以及区域确定解码设备（7,8）64。每个区域确定解码设备输入与通信信道输出的所接收的信号点相对应的I轴或Q轴坐标值，并且输出被分配给包括所接收的信号点的区域的位序列。其基本操作与使用图18所描述的那些操作相同，并且为每个区域确定解码使用与在传输侧上所使用的那些区域映射表相同的区域映射表。格雷解码设备65对输出的2（n-4）位执行格雷解码。 [0148] 最后，将描述使用在图5所说明的圆形信号群来传输2n+1位数据的22n+1 QAM方2n+1 案。图22是说明了2 QAM方案（n是等于或大于4的整数）的映射设备的示例的框图。 在下文中，为简单解释，n被设为4，就是说，将描述512 QAM方案。如以上所描述的，将格雷编码应用到低位部分，使得可将相同配置应用到n>4的情况。在n>4的情况下，通过格雷编码设备72（参见图22）来使低2（n-4）位经受格雷编码。 [0149] 在I轴和Q轴中的每个轴的坐标值由使用图5的圆形信号群的512 QAM中的5位所表示的情况下，涉及了用于对信号点进行位映射的位映射设备的基本操作与使用图18和图19所描述的操作相同。 [0150] 在区域映射表71中，可能存在使用图13来执行要被传输的9位中的第一、第二和第三位的区域映射、使用图14来执行第四、第五、第六和第七位的区域映射、以及使用图15来执行第八和第九位区域映射的情况（第一映射）。进一步，可能存在使用图13的7-A-1来执行第一和第二位的区域映射、使用图16来执行第三、第四和第五位的区域映射、使用图14的7-B-1来执行第六和第七位的区域映射、以及使用图15来执行第八和第九位的区域映射的情况（第二映射）。在第一映射的情况下，相邻信号点之间的平均Hamming距离是小的。 在第二映射的情况下，按照低7位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离是小的，且所分配的低7位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是大的。在应用误差校正码的情况下，在第一映射中，所有位都经受误差校正码，在第二映射中，仅低7位部分经受误差校正码。 [0151] 图23是说明了执行解映射的设备的示例的框图，该解映射根据所接收的信号点计算所传输的位。图23的设备包括区域确定解码设备（1,2）81、区域确定解码设备（3）82、区域确定解码设备（4，5）83、区域确定解码设备（6，7）84、以及区域确定解码设备（8，9）85。每个区域确定解码设备输入与通信信道输出的所接收的信号点相对应的I轴或Q轴坐标值，并且输出被分配给包括所接收的信号点的区域的位序列。其基本操作与使用图18和图 21所描述的那些操作相同，并且为每个区域确定解码使用与在传输侧上所使用的那些区域映射表相同的区域映射表。格雷解码设备86对输出的2（n-4）位执行格雷解码。 [0152] 图33说明了22n（n是正整数）QAM调制方案的调制设备的配置示例，其中使用通2n 2n 过对以矩形形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而得到的圆形布置的2 个信号点来传输2n位数据。第一关联部91将2n位模式与与矩形信号群相一致的信号点相关联以执行映射，该2n位模式的低2t位和高2（n-t）位已经独立地经受格雷码（t是小于n 的正整数）。接着，第二关联部92以下面的方式来将2n位模式与重布置成圆形形状的每个信号点相关联：按照低2t位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离最小，且所分配的低2t位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离，在除了已经被分配给与矩形信号群相一致的信号点的模式外的所有2n位模式之中。如已经使用图4所描述的，可通过移动矩形群中的一部分信号点来获得圆形信号群。可为圆形布置的信号点使用已经使用图9至图12所描述的映射方法（n=4）。可在第一关联部91的处理之前执行第二关联部92的处理。第一和第二关联部91和92均包括用于在映射中使用的区域映射表。 [0153] 图34说明了22n（n是正整数）QAM调制方案的调制设备的另一个配置示例，其中2n 2n 使用通过对以矩形形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而得到的圆形布置的2 个信号点来传输2n位数据。这里，将描述256 QAM（n=4）调制设备的示例。该调制设备包括四个区域映射表102至105和设置部101，该四个区域映射表102至105均将包括256个信号点的信号区域划分成多个区域，均对包括在矩形群中的所划分的区域应用格雷编码以对每个所划分的区域分配2个位，通过该格雷编码，相邻区域之间的Hamming距离彼此相差1，以及均以相邻区域之间的平均Hamming距离变为最小的方式将2个位分配给不包括在矩形群中的每个所划分的区域，该设置部101将8位数据划分成四个2位数据，并将该8位数据的信号点定位到通过参考四个区域映射表102至105而获得的四个信号区域间的公共部分，在四个区域映射表102至105间，已经分配了2位数据的所划分的区域在形状上不同。区域映射表102至105分别与图20的区域映射表（1,2）、区域映射表（3,4）、区域映射表（5,6）、以及区域映射表（7,8）相对应。如已经使用图4所描述的，可通过移动矩形群中的一部分信号点来获得圆形信号群。可为圆形布置的信号点使用已经使用图9至图12所描述的映射方法（n=4）。 [0154] 图36说明了22n+1 QAM调制方案的调制设备的配置示例，其中使用通过对以十字2n+1 2n+1 形状布置的2 个信号点的一部分进行重布置而得到的圆形布置的2 个信号点来传输 2n+1位数据。这里，将描述512 QAM（n=4）调制设备的示例。该调制设备与图22的调制设备相对应，包括第一区域映射表122、124、125、和126、第二区域映射表123以及设置部，该第一区域映射表122、124、125、和126均将包括512个信号点的信号区域划分成多个区域，以及均以位值在相邻区域之间彼此不同的方式来将2个位分配给每个划分的区域，该第二区域映射表123将包括512个信号点的信号区域划分成多个区域，并以位值在相邻区域之间不同的方式来将1个位分配给每个划分的区域，该设置部将9位数据划分成四个2位数据和一个1位数据，并将9位数据的信号点定位到公共部分，该公共部分在通过如同参考四个2位数据中的每个2位数据一样参考四个第一区域映射表122、124、125、和126而获得的四个信号区域间的公共部分与由与该1位数据相对应的第二区域映射表所确定的区域之间，在该四个第一区域映射表122、124、125、和126间，所划分的区域在形状上不同。区域映射表122至126分别与图22的区域映射表（1,2）、区域映射表（3）、区域映射表（4,5）、区域映射表（6,7）、以及区域映射表（8,9）相对应。如已经使用图5所描述的，可通过移动十字形群中的一部分信号点来获得圆形信号群。可为圆形布置的信号点使用已经使用图13至图16所描述的映射方法（n=4）。 [0155] 可如图37来配置使用22n QAM调制方案的解调设备，其中使用圆形布置的22n个信号点来传输2n位数据（n为正整数）。这里，将描述256 QAM（n=4）调制方案的解调设备的示例。如图37中所说明的，解调设备包括计算部和采集部132，该计算部131依照由使用图34所描述的调制设备的映射方法所确定的要被传输的该8位数据与该256个信号点之间的对应性，来根据所接收的信号点计算与最接近该所接收的信号点的所传输的信号点相对应的8位数据，该采集部132与包括该所接收的信号点的区域相对应地，通过参考与使用图34所描述的调制设备的四个区域映射表102至105相同的区域映射表，来采集四个2位数据。该四个区域映射表被包括在该采集部132中。 [0156] 可如图37来配置使用22n+1 QAM调制方案的解调设备，其中使用通过对以十字形状2n+1 2n+1 布置的2 个信号点的一部分进行重布置而获得的圆形布置的2 个信号点来传输2n+1位数据（n为正整数）。因此，将使用图37来描述解调设备的配置。这里，将描述512 QAM（n=4）调制方案的解调设备的示例。解调设备包括计算部131和采集部132，该计算部131依照由使用图36所描述的调制设备的数据传输方法所确定的要被传输的该9位数据与该 512个信号点之间的对应性，来根据所接收的信号点计算与最接近该所接收的信号点的所传输的信号点相对应的9位数据，该采集部132与包括该所接收的信号点的区域相对应地，通过参考与图36的调制设备的四个2位区域映射表122、124、125、和126相同的区域映射表，来采集四个2位数据，以及通过参考与1位区域映射表123相同的区域映射表来采集1个位。该五个区域映射表被包括在该采集部132中。 [0157] （第二实施例） [0158] 在图4中，在示例中，信号群空间被划分成256个区域，并且在以圆形形状布置的1024个圆形信号点中，每个所划分的区域中包括四个信号点。通过修改该1024个信号点中的一些信号点的位置，可获得具有更低平均信号功率的信号群。即使在这样的信号群中，可执行与第一实施例中所描述的相同的映射。 [0159] 图24说明了一个示例，其中信号区域被划分成1024个区域。在圆形布置的信号群中，在群区域内被标记“A”的信号点被移动到群区域外被标记“A”的部分，并且类似地，在群区域内被标记“B”到“Q”的信号点被移动到群区域外被标记“B”到“Q”的部分，由此可获得图4中所说明的与1024 QAM信号群相一致的信号群，其中每个“ ”中包括四个信号点。可以说通过移动由划分所获得的1024个信号点中的16个信号点来获得图24的信号群，以便减少平均信号功率。因此，与以上所描述的相同的映射可被应用到通过对一部分信号点进行重布置而获得的信号群，以便最小化平均功率。将在以下描述具体的示例。 [0160] 如在第一实施例中所描述的方法中，在数据传输在图24的1024 QAM中被执行的10 情况下，10位数据（1024=2 ）被划分成2位+2位+2位+2位+2位，并且将所获得的2位、2位、2位、2位、和2位分别与再划分的信号区域有关。首先，使用图25-32来确定高2位（第一和第二位）的信号区域。在图25的16-A-1中，信号区域被划分成4个象限（第一象限： 11、第二象限：10、第三象限：00、第四象限：01）。表14和54与图25的表16-A-1相同。接着，使用图26的16-A-2来选择第三和第四位的信号区域。表15、25、55和65与图26的表 16-A-2相同。类似地，基于图27和图28中所说明的区域划分图来分别选择第五和第六位、以及第七和第八位的信号区域，以及基于图29中所说明的区域划分图来选择第九和第十位的信号区域。表16、21、56和61与图27的表16-B-1相同。表17、22、27、57、62和67与图28的表16-B-2相同。表18、23、28、58、63和68与图29的表相同。接着，图24的1024个区域之一被选择为所选择的五个区域间的公共部分。在如以上所描述的使用图25、26、 27、28和29来将10位数据分配给1024个信号点的情况下，相邻信号点之间的平均Hamming距离变小，使得可实现在位误差率特性上优越的映射方法。与矩形群的情况不同，格雷映射通常不能被应用到圆形信号群，使得平均Hamming距离变得大于1。 [0161] 接下来，集中在低8位上，将描述一种映射方法，其中按照低8位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离是小的，且所分配的低8位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是大的。在根据图25、26、27、28和29的映射方法中，所分配的低8位例如是00000000的4个信号点间的欧几里得距离与相邻信号点之间的欧几里得距离△相一致，并因此变为最小，使得要求未被满足。在这种情况下，使用图30的16-D-1来确定高2位（第一和第二位）的信号区域。表19、24、59和64与图30的表16-D-1相同。接着，使用图31的16-D-2来确定第三和第四位的信号区域。如在以上情况下使用图27、28和29来确定第五、第六、第七、第八、第九和第十位的信号区域。同样在使用图30和图31代替图25和图 26来选择第一和第二位以及第三和第四位的信号区域的情况下，选择了图24中所说明的 1024个区域之一。表20和60与图31的表16-D-2相同。按照低8位，当使用图30和31来将10位数据分配给1024个信号点时，相邻信号点之间的平均Hamming距离变得稍微大于以上所描述的情况；然而，所分配的低8位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离变为（ 178）△或更大，因此实现显著的改进。将误差校正码仅应用到低8位允许提供一种通信设备，该通信设备能够抑制传输带宽上的增加并在误差率特性上是卓越的。 [0162] 接下来，集中到低6位上，将描述一种映射方法，其中按照低6位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离是小的，且所分配的低6位部分彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是大的。在这种情况下，该10位的信号区域被按如下确定。就是说，使用图30的16-D-1来选择第一和第二位的信号区域，使用图26的16-A-2来选择第三和第四位的信号区域，使用图32来选择第五和第六位的信号区域，以及使用图28的16-B-2和图29来选择第七、第八、第九和第十位的信号区域。最后，图24的1024个区域之一被选择作为所有所选择的区域间的公共部分。所分配的低6位部分彼此一致的信号点间的欧几里得距离变为（ 26）△或更大。表26和66与图32的表相同。 [0163] 显然，也可通过以下方式来执行具有相同效果的数据传输和数据接收：将通过使用转换算法（其中相邻区域之间的Hamming距离不改变）转换在本示例性实施例的以上所描述的数据传输方法和数据接收方法中所使用的个别区域映射表（图6、图7的5-B-2、图8的5-C-2、图9、图10、图11、图12、图13的7-A-1、图14、图15、图16的7-D-2、图25、图26、图 27、图28、图29、图30、图31）中的四个2位模式00、01、10、11而获得的表用作为区域映射表，以及将通过替换个别区域映射表（图7的5-B-1、图8的5-C-1、图13的7-A-2、图16的 7-D-1）中的两个1位模式0、1而获得的表用作为区域映射表。 [0164] （多个示例） [0165] 将使用具体数值来描述本发明的效果。在256 QAM数据传输方法中，其中将8位数据分配给256个信号点以执行数据传输，使用图4中所说明的圆形布置的256个信号点来分别用图11的6-C-1、图9的6-A-2、图12、以及图10的6-B-2中所说明的映射方法来执行第一和第二位、第三和第四位、第五和第六位、以及第七和第八位的映射。在低4位（第五、第六、第七和第八位）部分经受误差校正编码的情况下，使用矩形信号群和双格雷映射，以及由此可获得与应用了相同误差校正编码的传统方法等效的编码增益，并且峰值能量和平均电功率可分别被减少大约30%和大约4.3%。 [0166] 进一步，在1024 QAM 方案中，使用图24中所说明的圆形布置的256个信号点来分别用图30的16-D-1、图31的16-D-2、图27的16-B-1、图28的16-B-2和图29中所说明的映射方法来执行第一和第二位、第三和第四位、第五和第六位、第七和第八位、以及第九和第十位的映射。在低8位（第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九和第十位）部分经受误差校正编码的情况下，使用矩形信号群和双格雷映射，以及由此可获得与应用了相同误差校正编码的传统方法等效的编码增益，并且峰值能量和平均电功率可分别被减少大约32%和大约4.4%。 [0167] 根据本发明的示例性实施例，可提供一种在位误差率特性和非线性失真特性上卓越的多值数据传输方法。 [0168] 以上的理由在于，根据本发明的示例性实施例，在2m QAM数据通信中，其中使用以十字形状或圆形形状布置的信号点来传输m位数据，可获得一种映射设备，其中所分配的m位中的预先指定的低s位彼此一致的信号点之间的欧几里得距离是大的，且按照该低s位部分的相邻信号点之间的平均Hamming距离是小的，以及诸如RS码或LDPC码的误差校正码可被应用到该低s位。 [0169] 进一步，这是因为相比于使用矩形信号群的情况，可减少峰值能量，以允许非线性失真特性的改善。 [0170] 尽管已经描述了本发明的示例性实施例，应当理解的是，可在不背离如由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，以各种形式来实践本发明。因此，以上的示例性实施例仅是说明性的，并且不应当以任何方式被认为是限制性的。本发明的范围由所附的权利要求所限定，并且不被说明书和摘要的描述所限制。进一步，在权利要求的等效范围内的所有变形和修改被包含在本发明的范围中。 [0171] 本申请基于在编号为2009-273461、2009年12月1日提交的在先日本专利申请，并要求来自该在先日本专利申请的优先权的权益，其整体内容通过引用被合并于此。 [0172] （工业适用性） [0173] 本发明可作为调制方法和解调方法被应用，以满足通信系统中的诸如位误差率特性和非线性失真特性的系统配置要求，该通信系统诸如是数字微波通信系统。 [0174] （参考标记列表） [0175] 2-1, 2-2: 信号群 [0176] 5-B-1, 5-B-2: 区域划分 [0177] 5-C-1, 5-C-2: 区域划分 [0178] 6-A-1, 6-A-2: 区域划分 [0179] 6-B-1, 6-B-2: 区域划分 [0180] 6-C-1, 6-C-2: 区域划分 [0181] 7-A-1, 7-A-2: 区域划分 [0182] 7-B-1, 7-B-2: 区域划分 [0183] 7-D-1, 7-D-2: 区域划分 [0184] 16-A-1, 16-A-2: 区域划分 [0185] 16-B-1, 16-B-2: 区域划分 [0186] 16-D-1, 16-D-2: 区域划分。 |
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