【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、２進情報の送信の分野に関するものであり、特に、送信チャネルにより導入されるエラーに対して、送信されるビットの少なくともいくつかを保護できるようにするプロセスに関する。 【０００２】なお、“送信チャネル”とは、送信装置と受信装置との間において、情報ビットを運ぶための信号が通る任意の経路を意味する。 したがって、送信チャネルには送信装置と受信装置との間に設置された無線、有線その他のリンクが含まれ、記憶装置に応用される場合においては、送信装置から送信された情報が受信装置により受信されるのを待つ間に該情報が格納されるメモリもチャネルに含まれる。 【０００３】 【従来の技術】チャネル符号化技術においては、送信チャネルにより生じるエラーについてある程度の耐性を与えるために開発されている。 特に、冗長度が使用されている修正符号化技術においては、エラーを検出および／
もしくは修正するために広く利用されており、これらの技術には、畳み込み符号化およびブロック符号化が含まれる。 冗長符号化器の原理はｎ＞ｋであるｋの被送信情報ビットを特徴付けるｎビットが送出されることであり、ｋ／ｎの比率によって符号の効率が規定されるが、
その比率においては、低すぎて所要帯域幅に関して不利になってはならない。 所与の効率の符号の修正能力を高めるために、通常、保護は符号化器、特に実質的により複雑な（畳み込み符号の場合には制約長さが長くなり、
ブロック符号の場合にはブロック長さが長くなる）復号器へ向けられる。 【０００４】あるチャネル符号化器は、１フレームのビットに対して数クラスの保護を行うことができる。 各保護クラスは、効率が１よりも低い修正子符号のアプリケーションに対応しており、符号毎に異なる修正能力を有している。 これにより、フレームのビットをその重要度に応じてクラス間に分散させてビットの重要度に応じた保護を行うことができる。 【０００５】冗長度が使用されているエラー修正によれば、エラー確率が記号毎に無相関である場合に最善の結果が得られる。 この無相関状態は、実際上、良好な近似においてしばしば発生する加法性白ガウスノイズのあるチャネルの場合に満たされる。 しかしながら、特に、レーリーチャネルを介した無線リンクの場合のように、無相関状態が満たされない場合がある。 移動無線端末は動き廻ると、さまざまな伝搬経路に沿って受信され、破壊的に干渉している同じ信号のいくつかの互いに移相している信号を受信する、いわゆるディープフェージングを受けることがある。 このようなフェージングは、いくつかの記号にわたって拡がり修正子符号の性能が損なわれる。 この現象を除去するために、大概の移動無線システムにおいては、１つ以上の連続フレームの記号を並べ換えるインターリービングを使用して、それにより符号語の記号内のエラー確率に対して無相関状態をうまく満たすようにしている。 【０００６】ある無線伝送システムにおいては、冗長符号化後に得られたビットは、適切にインターリーブされていれば、差分符号化されてから送出される。 差分符号化においては、ビット自体ではなく２つの連続ビット間の差が送信される。 送信されるＮビットのフレームをＢ
0 ，Ｂ 1 ，． ． ． ，Ｂ N-1とすると、差分符号化により０
≦ｎ≦Ｎについて 【０００７】 【数４】 が実施される。 なお、 【０００８】 【外３】 は排他的ＯＲ演算を示し、Ｂ'-1は送信すべき初期化ビットを示す（Ｂ' -1は先行フレームの最後の差分符号化ビットとすることができる）。 関連する復号化は０≦ｎ
≦Ｎに対する単なる
【０００９】 【数５】 となる。 差分符号化においては、冗長度が導入されない。 それが使用される理由は、ある変調モード、特にＧ
ＭＳＫ変調、によりもたらされる波数ベクトル反転問題に関係がある。 特に符号の検出に関して、復調器による波数ベクトルの追尾は困難である。 ディープフェージング等のチャネル外乱によって波数ベクトルの振幅が低下すると、外乱の後で波数ベクトルの符号に関するあいまいさに直面することがあるが、差分符号化によってこのような符号反転から生じるエラーによるフレームの残りの伝搬が防止される。
【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述したような従来のものにおいては、差分符号化により復号ビットの符号問題を克服することができるが、送信ビットに影響を及ぼすエラーが２倍になってしまうという問題点がある。 伝搬チャネルにＢ' nビット内の局在エラーが含まれる場合には、それによりＢ nビット内にエラーが生じ、復号後にＢ n+1ビット内にもう１つのエラーが生じる。 したがって、差分符号化の保護によりフレームのビット内の送信エラーの確率が高くなる。 【００１１】本発明の目的は、平均エラーレートを増加させずむしろ減少させながら差分符号化の利点を取り入れた送信プロセスを提供することである。 また、もう１
つの目的は全体チャネル符号化手順の比較的高い効率を保持しながら送信されるシーケンスのビットのいくつかのクラスを保護できるようにすることである。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明は、情報ビットの第１シーケンスを送信する情報ビットシーケンスプロセスであって、送信装置は、０
≦Ｍ＜Ｌである前記第１のシーケンスのＭビットを表すＬビットからなる少なくとも１つの冗長サブセット）を含むように冗長度を示す第２のビットシーケンスを第１
のシーケンスに基づいて形成するプロセスと、ｃ nおよびｄ nをそれぞれ第２および第３のシーケンスのｎランクのビットとし、ｆ（ｎ）をｎ−１以下の整数とした場合に、前記ｃ nと前記ｆ（ｎ）との排他的ＯＲ演算の形式の差分符号化を前記第２のシーケンスへ適用することにより第３のビットシーケンスを形成するプロセスと、
該第３のシーケンスのビットを表す信号を指定された順序で送信するプロセスとを順次実行し、受信装置は、符号が前記第３のシーケンスの各ビットｄ nの値における尤度データアイテム、ｒ nの絶対値ｒ nと共に増大する信頼度の推定値を表す尤度データｒ nを送信チャネルを介して前記送信装置から受信する信号に基づいて求めるプロセスと、各々がｒ n・ｒ f(n)の符号によって決まる冗長サブセットのビットｃ nの第１の各推定値を計算するプロセスと、前記冗長サブセット内に存在する冗長度を利用して送信チャネルから生じるエラーによる誤った第１の推定値を有する冗長サブセットのビットを検出するプロセスと、前記第１の推定値が誤りであるとして検出されている冗長サブセットの各ビットｃ nについて２つの尤度データアイテムｒ nおよびｒ f(n)の絶対値が小さい方の符号を修正するプロセスとし、ｒ n・ｒ f(n)の符号によって決まる第２のシーケンスのビットｃ nの第２
の各推定値を求めるプロセスと、前記第２のシーケンスのビットの第２の推定値に基づいて第１のシーケンスのビットの推定値を求めるプロセスとを順次実行することを特徴とする。 【００１３】エラー符号が付いて受信される尤度データアイテムｒ nは一般的に絶対値が小さい。 差分復号後のビットｃ nの推定値が正しくないことを確認する手段を利用できる場合には、２つの尤度データアイテムｒ nおよびｒ f(n)のいずれの符号が正しくないかをかなり良い確率で推定することができる。 大概の場合、絶対値が小さいのは尤度データアイテムである。 冗長サブセット内に存在する冗長度により実際に正しくないビットを識別することができ、関連する尤度データを修正して冗長サブセットに属さない他のビットは修正により恩恵を受けるようにすることができる。 【００１４】したがって、付加保護により恩恵を受けるビットは冗長サブセットには属さずしかも冗長サブセットに属する少なくとも１ビットｃ nがありｎ'＝ｆ（ｎ）
もしくはｆ（ｎ'）＝ｎあるいはｆ（ｎ）であるｃ n '形式のビットである。 【００１５】差分符号化によるこの付加保護には送信に必要なビットレートの増加が伴わない。 【００１６】Ｍ≧１である場合には、冗長サブセットは第２のシーケンス形成中の第１のシーケンスのＭビットに基づいてエラー修正符号化により作り出されるＬビットにより構成される。 【００１７】Ｍ＝０であれば、冗長サブセットは受信装置には周知のＬビットにより構成される。 これら周知のビットレートは特に同期化ビットレートとすることができる。 【００１８】エラー修正能力を最適化するために、第２
のシーケンスの構造および関数ｆはｎ'＝ｆ（ｎ１）かつｆ（ｎ'）＝ｎ２もしくはｆ（ｎ２）である冗長サブセットの２ビットｃ n1 ，ｃ n2があるように冗長サブセットに属さない第２のシーケンスのＬ以下のビットｃn '
の数Ｌ'を最適化するように有利に選択される。 事実、
冗長サブセットにより修正可能な２つの尤度データアイテムの関数として推定される場合にはこれらのビットｃ
n 'は相当な保護による恩恵を受ける。 【００１９】また、ＭおよびＭ'を少なくとも１に等しい整数とした場合に、少なくとも第１のシーケンスのＭ
ビットに対する第１の保護クラスおよび前記第１のシーケンスのＭ'ビットに対する第２の保護クラスを有する情報ビットシーケンス符号化プロセスであって、少なくともＭ＜Ｌである第１のシーケンスの第１のクラスのＭ
ビットを表すＬビットからなる第１の冗長サブセットおよび第１のシーケンスの第２のクラスのＭ'ビットによって決まるＬ'ビットからなる第２のサブセットを含むような冗長度を示す第２のビットシーケンスを第１のシーケンスから形成するプロセスと、第２および第３のシーケンスのｎランクのビットをそれぞれｃ nおよびｄ nとし、ｎ−１以下の整数をｆ（ｎ）とした場合に、前記ｃ
nと前記ｆ（ｎ）との排他的ＯＲ演算の形式の差分符号化を前記第２のシーケンスへ適用することにより第３のビットシーケンスを形成するプロセスと、該第３のシーケンスのビットを表す信号を指定された順序で送信するステップとを順次実行し、ｎ'＝ｆ（ｎ）およびｆ
（ｎ'）＝ｎもしくはｆ（ｎ）である第２のシーケンスの第１のサブセットに属する少なくとも１ビットｃ nがあるように前記第２のシーケンスの第２のサブセットに属する各ビットｃ nに対して第２のシーケンスの構造および関数ｆが選択されることを特徴とする。 【００２０】また、送信チャネルを介して送信装置から受信される信号から得られる一連の尤度データｒ nを修正するプロセスであって、各尤度データアイテムｒ nの符号は、送信装置による第２のビットシーケンスの差分符号化による得られる符号化されたビットシーケンスの各ビットｄ nの値におけるｒ nの絶対値ｒ nと共に増大する信頼度の推定値を表し、第２のビットシーケンスは０
≦Ｍ＜Ｌである通信されるＭ情報ビットを表すＬビットからなる少なくとも１つの冗長サブセットを含み、第２
のシーケンスおよび符号化されたシーケンスのｎランクのビットをそれぞれｃ nおよびｄ nとし、ｎ−１以下の整数をｆ（ｎ）とした場合に、前記差分符号化は、前記ｃ
nと前記ｆ（ｎ）との排他的ＯＲ演算から求められ、各々がｒ n・ｒ f(n)の符号によって決まる冗長サブセットのビットｃ nの第１の各推定値を計算するステップと、
冗長サブセット内に存在する冗長度を利用して送信チャネルから生じるエラーによる誤った第１の推定値を有する冗長サブセットのビットを検出するステップと、誤った第１の推定値が検出されている冗長サブセットの各ビットｃ nについて２つの尤度データアイテムｒ nおよびｒ
f(n)の絶対値が小さい方の符号を修正するステップとを順次実行することにより一連の尤度データｒ nの修正を行うことを特徴とする。 【００２１】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 【００２２】図１は、本発明の情報ビットシーケンス送信プロセスの実施の一形態を示す図であり、送信される情報ビットａ 0 ，ａ 1 ，． ． ． のシーケンスＴ１（図１には図示せず）から形成されるビットｃ 0 ，ｃ 1 ，． ． ． のシーケンスＴ２が示されている。 【００２３】ここで、各シーケンスＴ１，Ｔ２は所与数のビットにより構成され、シーケンス、すなわちフレーム、Ｔ２はシーケンス、すなわちフレーム、Ｔ１に対する冗長度を示し、したがってフレームＴ１のビット数Ｋ
よりも大きいビット数Ｎを有している。 単純な実施例では、フレームＴ２の長さＮは１０であり、フレームＴ１
は例えばＫ＝８の長さを有している。 フレームＴ２はＬ
＝５ビットｃ 0 ，ｃ 2 ，ｃ 4 ，ｃ 6 ，ｃ 8からなる冗長サブセットＥを含み、フレームの他のＬ'＝５ビットはサブセットＥ'を構成するものとする。 【００２４】差分符号化によってフレームＴ２は同じビット数Ｎを有するシーケンスすなわちフレームＴ３へ変換される。 図１に斜線で示す差分符号化は単なる 【００２５】 【数６】 に過ぎない、すなわち前に使用した表記法によれば、ｆ
は関数ｆ（ｎ）＝ｎ−１である。 フレームＴ３は連続的に送出されるため、初期化ビット数ｄ
-1は例えば先行するフレームＴ３の最終ビット数である。 【００２６】サブセットＥおよびＥ'のビットが交互にフレームＴ２内に現れるものとすると、フレームＴ３の各ビットｄ nは冗長サブセットＥのビット、すなわちビットｃ n+(n modulo 2) 、の符号化へ入る。 受信装置において、このビットｃ n+(n mod ulo 2)の第１の推定値は、
サブセットＥ内に存在する冗長度を利用して修正することができ、それにより修正時に第３のフレームのビットｄ nの推定値を反転することができ、この反転により引き続きサブセットＥ'に属するビットｃ n+1-(n modulo 2)
の推定値を修正することもできる。 【００２７】受信装置においては、各フレームＴ３に対して、Ｎの実数すなわちｒ n ＝Ａ n （１−２ｄ n ）＋Ｂ nの形式のソフトビットｒ 0 ，ｒ 1 ，． ． ． ，ｒ N-1が求められる。 なお、Ａ nは受信信号の相対エネルギーレベルであり（Ａ nの符号は予め判っていない場合もある）、Ｂ n
はノイズサンプルである。 また、加法性ガウスノイズのあるチャネルに対して、ｒ nは、ｌｎ［Ｐｒ｛ｄ n ＝０｜
ｒ n ｝／Ｐｒ｛ｄ n =１｜ｒ n ｝］に比例し、Ｐｒ｛ｄ n ＝
ｉ｜ｒ n ｝については、値ｒ nが受信されている場合にｄ
n ＝ｉである確率を示すことが容易に判る場合には、値ｒ nはビットｄ nに関連する尤度データと見なすことができる。 言い換えれば、ｒ nの符号はビットｄ nの推定値を構成し、ｒ nの絶対値はこの推定値の信頼度を表す。 【００２８】使用される差分符号化によって、受信装置において、フレームＴ２のビット 【００２９】 【数７】 の第１の推定値 【００３０】 【外４】 がｒn・ｒ f(n)の符号ｓｇｎ（ｒ n・ｒ f(n) ）＝±１および随意ｒ nおよびｒ f(n)の絶対値の関数として計算される。 これらの第１の推定値はハード決定したり、例えば 【００３１】 【数８】 あるいは 【００３２】 【数９】 の形式のソフト決定したりすることができる。 なお、ｇ
は推定値の確率、例えば、ｇ（Ｘ，Ｙ）＝ｘｙを測定する関数である。 差分符号化により、エネルギーレベルＡ
nの符号のあいまいさは推定値 【００３３】 【外５】 に影響を及ぼすことがない。 サブセットＥの冗長度を利用してそのビットｃnの推定値 【００３４】 【外６】 が誤っていることが判れば、それはｒnもしくはｒ f(n)
の符号が正しくないためである。 ２つのデータアイテムｒ
n ，ｒ f(n)の信頼度が低いと考えられる、すなわち絶対値が小さい、方の符号が次に反転される。 符号が反転されたこのデータアイテムがフレームＴ２のもう１つのビット（もしくは数ビット）の差分符号化へ入るかぎり、この後者のビットも尤度データの第２の差分符号化中に行われる修正の恩恵を受けることができる。 【００３５】サブセットＥのビットの第１の推定値の修正によって確実な結果が得られるものとすると、サブセットＥのビットの差分符号化へ入る尤度データアイテムｒ nの符号のエラー確率を評価することができる。 【００３６】 【数１０】 ここで、Ｅｒｆｃはエラー関数を示し、Ｅｂ／Ｎ0は信号／ノイズ比を示す。 【００３７】Ｅ'はフレームＴ２の基数Ｌ'≦ｍｉｎ
（Ｌ，Ｎ−Ｌ）のあるサブセットを示し、このサブセットはサブセットＥには属さないビットｃ n 'からなり、冗長サブセットＥの２ビットｃ n1 ，ｃ n2がｎ'＝ｆ（ｎ
１）およびｆ（ｎ'）＝ｎ２を満たすようにされている。 ２つの関連する尤度データアイテムｒ n '，ｒ f(n')
が修正可能であれば、これらのビットｃ n 'は二重保護による恩恵を受ける。 （１）式からサブセットＥ'のビットのエラー確率は次式で表される。 【００３８】 【数１１】 この確率Ｐｒerr （ｃ n '）は差分符号化を使用せずに送出する場合に得られる確率よりも実質的に低い。 【００３９】Ｅ”はフレームＴ２の基数Ｌ”≦Ｎ−Ｌ−
Ｌ'のあるサブセットを示し、このサブセットはビットｃ n ”により構成され、ｎ”＝ｆ（ｎ）もしくはｆ
（ｎ”）＝ｎまたはｆ（ｎ）を満たす冗長サブセットＥ
のビットｃ nが１つだけ存在するようにされている。 これらのビットｃ n ”は単一保護の恩恵を受ける。（１）
式からサブセットＥ”のビットのエラー確率は次式で表される。 【００４０】 【数１２】 この確率Ｐｒerr （ｃ n ”）は差分符号化を使用せずに送出する場合に得られる確率と同程度である。 【００４１】Ｅ'''はフレームＴ２の基数Ｌ'''のあるサブセットを示し、このサブセットはＥにも、Ｅ'にもＥ”にも属さないビットｃ perm(n''')からなっている。これらのビットは差分符号化による保護の恩恵を受けない。関連するエラー確率は次式で表される。 【００４２】 【数１３】 差分符号化を使用しない場合に較べて２進エラーレートは３ｄＢ低下することが判る。 一般的に、フレームＴ２
の構造およびサブセットＥ'''が空である（Ｌ'''＝０）
関数ｆを選択することができる。
【００４３】好ましくは、フレームＴ２の構造および関数ｆはサブセットＥ'の基数Ｌ'を最大にするように選択される。 理想的には、図１の場合のように、サブセットＥ'は冗長サブセットＥに属さないフレームＴ２の全ビットからなっている。 この状態はＬ≧Ｎ／２である時に満たされる。 【００４４】図１で考慮した例では、冗長度はサブセットＥにしか適用されないが、フレームＴ２の全ビットが送信エラーに対する保護の恩恵を受ける。 したがって、
差分符号化によりチャネル符号化の全体効率を低減させることなくフレームのあるビットについて特定の保護を導入することができる。 【００４５】冗長サブセットＥのビットｃ nに関連する尤度データｒ n ，ｒ f(n)の符号修正にはこれらのデータの信頼度修正が伴うことがある。 例えば、 【００４６】 【外７】 が冗長サブセットのビットｃnの第１の各推定値を示し、かつ、 【００４７】 【外８】 がサブセットＥ内に存在する冗長度に基づいて修正を実施した後のこれらのいくつかの推定値を示す場合 【００４８】 【数１４】 、次の関係に従って尤度ｒnを変換することができる。 【００４９】 【数１５】 【００５０】 【数１６】 これらの関係（５），（６）は 【００５１】 【数１７】 である場合に必要な符号修正に影響を及ぼす。 さらに、
確率｜ｒ'
n ｜および｜ｒ' f(n) ｜が調整され、｜ｒ' n ｜
＝｜ｒ'
f(n) ｜となり、これは尤度データに適用される処理演算にソフト決定手順が伴う場合に重要である。 したがって、符号を修正した尤度データアイテム（例えば、ｒ n ）が最初に比較的信頼度が高い（｜ｒ n ｜が比較的大きい）場合には、他の尤度データアイテムの絶対値は一般的にかなり相似したものとなり、 【００５２】 【数１８】 及び式（５），（６）により比較的小さい信頼度｜ｒ'n
｜および｜ｒ'
f(n) ｜が得られ、符号修正が予め正当化される確率は５０％よりも僅かに高いにすぎないという事実を示している。 一方、ｒ nの符号は、 【００５３】 【数１９】 である場合に修正すべきであり、符号修正は正当化される確率が非常に高く、式（５），（６）により修正データｒ'nおよびｒ' f(n)に比較的高い確率が割り当てられる。 信頼度｜ｒ' n ｜および｜ｒ' f(n) ｜のこの調整は修正手順によりエラーが無い冗長サブセットＥのビットｃ
nについても介入する。 【００５４】前述したように、サブセットＥのビットは、同期化ビット等の、受信機に周知のビットとすることができる。 同期化ビットは連続フレームの各フレームに現れ、例えば先行フレームの分析により同期化が一部実施されている事実により、これら周知の同期化ビットの１つに影響を及ぼすエラーを修正できるようになる。
送信装置による第２のフレームＴ２の形成にはフレームＴ１に同期化ビットを付加してフレームＴ１のビット間に分散することが含まれる。 フレームＴ１のビットのインターリービングが必要であれば、同期化ビットを付加する前に実施することができる。 【００５５】サブセットＥに存在する冗長度はフレームＴ１からフレームＴ２を形成する間に実施されるエラー修正から生じることもある。 したがって、図２に示す例では、フレームＴ２の偶数ランクのビットのサブセットＥは送信される情報ビットのフレームＴ１のＭ＝３ビットだけで決まるＬ＝５ビットからなっている。 この例では、フレームＴ１はＫ＝８情報ビットからなり、その１
つのクラスＣＬ１＝｛ａ 0 ，ａ 1 ，ａ 2 ｝はサブセットＥ
の冗長度により符号化される。 フレームＴ１はサブセットＥ'内に冗長度が無くても（Ｌ'＝Ｍ'）再生されるＭ'
＝５の他のビットａ 3からａ 7により構成される第２のクラスＣＬ２を含んでいる。 なお、サブセットＥ'は、ある冗長度を含むこともできる（すなわちＬ'＞Ｍ'）。 図２の例では、フレームＴ１からフレームＴ２を形成することは２ステップで実施される。 第１のステップでは（系統的もしくは非系統的に）クラスＣＬ１のビットへ冗長２ビットが付加され、Ｎ＝１９ビットｂ nのフレームＴ１の始めに冗長サブセットＥがコンパイルされる。
フレームＴ１'の他方の５ビットは２位置だけシフトさせたクラスＣＬ２のビットである。 図１に示す差分符号化を単純にフレームＴ１'に適用すると、（ビットｄ 4を介した）ある保護の恩恵を受けるのはサブセットＥ'のビットｂ 5だけである。 修正能力を最適化するために、
サブセットＥおよびＥ'のビットの所望する交替を確立するのに適切なフレームＴ１'のビットの並べ換えが行われる。 図２に示す例では、この並べ換えはｃ n ＝ｂ
perm(n)であり、ｎが偶数であればｐｅｒｍ（ｎ）＝ｎ
／２となり、ｎが奇数（０≦ｎ≦９）であればｐｅｒｍ
（ｎ）＝（ｎ＋９）／２となる。 次に、こうして得られるフレームＴ２を図１の場合と同様に差分符号化してフレームＴ３が得られる。 【００５６】例えば、レーリーチャネルを考慮してビットのインターリービングが必要である場合には、フレームＴ１'からフレームＴ２へ通過する時にこのインターリービングを実施することができる。 事実、インターリービングはビットの並べ換えにすぎない。 インターリービングによりビット間の混合が幾分生じるが、この混合は修正能力を最適化するのに必要なサブセットＥおよびＥ'のビットの交替を保証するのに十分ではないと思われる。 したがって、従来のインターリービングにより規定される並べ換えを局所的に変更して近隣ビットのエラー確率間に相関を再導入することなくサブセットＥおよびＥ'のビットを適切に分散しなければならない。 【００５７】インターリービングがいくつかのフレームＴ１'にわたって拡がる場合には、フレームＴ１'の全ビットを含むインターリーブされた２進シーケンスのセグメントとしてフレームＴ２を理解しなければならない。
対角インターリービングを使用する場合には連続フレームＴ２が特に相互に重畳することがある。 【００５８】符号化器のレベルでフレームＴ２を明確な形式で生じないようにできることわかる。 したがって、 【００５９】 【数２０】 に従ってフレームＴ１'に基づいて直接差分符号化を実施することができ、ｐｅｒｍは整数０からＮ−１にわたる前述した並べ換えである（すなわちサブセットＥおよびｅ'のビットの交番および適切であればインターリービングを保証する）。 【００６０】図１および図２の特別なケースとして、差分符号化に使用される関数ｆはｆ（ｎ）＝ｎ−１である。 フレームＴ２に適切な構造が採用されている（あるいは適切な並べ換えｐｅｒｍが採用されている）場合、
この関数は冗長サブセットＥのビット数Ｌが少なくともフレームＴ２およびＴ３の長さＮの半分に等しい時に適切である。 フレームＴ２の各ビットは冗長サブセットＥ
もしくはサブセットＥ'のいずれかに属するようになる。 【００６１】しかしながら、Ｌ＜Ｎ／２であれば、Ｅ'
の基数Ｌ'がＥのＬを越えることがないためこの状態はもはや満たされない。 したがって、Ｅ'の基数を最大にするように関数ｆを修正するのが賢明である。 冗長サブセットＥがｉ＝０，１，． ． ． に対する３ｉランクのＬ
＝Ｎ／３ビットからなるケースを図３に示す。 ここでは、基数Ｌ'はｉ＝０，１，． ． ． に対する関数ｆ（３
ｉ）＝３ｉ−１，ｆ（３ｉ＋１）＝３ｉ，ｆ（３ｉ＋
２）＝３ｉにより最大とされる。 ３ｉ＋２ランクのビットにより二重保護ビットのサブセットＥ'が構成される。 ３ｉ＋１ランクのビットは基数Ｌ”＝Ｌ'＝Ｌ＝Ｎ
／３のサブセットＥ”を構成し、尤度データアイテムｒ
3iは修正できるがｒ 3i+1は修正できない。 図３の例では、送信される情報ビットのフレームＴ１はそれぞれＭ
＜Ｌ，Ｍ'≦Ｌ'およびＭ”≦Ｌ”ビットを有しそれぞれサブセットＥ，Ｅ'およびＥ”のビットを規定する３つのクラスＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３へ分解することができる。これら３つのクラスは保護レベルが異なる。 【００６２】フレームＴ３のビットｄ nの送出順序は差分符号化器の出力に存在する順序ではなくてもよいことがわかる。 したがって、フレームＴ３は０≦ｎ＜Ｎについてｅ perm'(n) ＝ｄ nである送出フレームＴ４＝（ｅ 0 ，
ｅ 1 ，． ． ． ，ｅ N-1 )を形成するように再び順序付けしてから送出することができ、ｐｅｒｍ'は整数０からＮ
−１にわたる並べ換えを示す。 特に、差分符号化されたフレームにインターリービングを実施することができる。 このような場合、ｓ 0 ，ｓ 1 ，． ． ． ，ｓ N-1がビットｅ 0 ，ｅ 1 ，． ． ． ，ｅ N-1に関して受信装置により得られる尤度データを示す場合には、差分符号化に使用されるフレームＴ３のビットｄ 0 ，ｄ 1 ，． ． ． ，ｄ N-1に対応する尤度データｒ 0 ，ｒ 1 ，． ． ． ，ｒ N-1はｒ n ＝ｓ
perm'(n)により与えられる。 一般的に、差分符号化手順は送出されたフレームＴ４の明確な２ビットを冗長度を示すフレームＴ１'の各ビットに結合するグラフと考えることができ、このグラフは閉ループを含んでいない。
例えば、図４に示す変換Ｔ１'→Ｔ４はｄ n ＝ｂ perm(n)
＋ｄ f(n)であるｅ perm'(n) ＝ｄ nへ分解することができｐｅｒｍ，ｐｅｒｍ'およびｆは、図５に示すように、
表１に示されている。 Ｅ'''≠φであるため図４および図５の例は最適例ではない。 さらに、ビットｂ 2はビットｅ 0およびｅ 5間に生じる波数ベクトルの（修正不能な）反転に感応する。 一般的に、波数ベクトル反転問題が起こる時に送出されたフレームの２つの遠すぎるビットがフレームＴ１'もしくはＴ２のビットを符号化することは興味のないことである。 【００６３】 【表１】 さらに、本発明によるプロセスは無線通信で従来使用されているスクランブリングプロセスと完全にコンパチブルである。 スクランブリングではいくつかのビットを反転させて送出端において０と１の疑似ランダム分布が得られる。 これは送出されるビットシーケンスに対して１
ビットが反転すべきビットの位置を示す２進シーケンスの排他的ＯＲ演算を行って実施され、同じ演算はデスクランブリングのために受信機でも実施される。 発明の範囲内で、差分符号化の前（フレームＴ２の形成時）あるいは差分符号化の後（フレームＴ３からフレームＴ４への通過時）にスクランブリングを実施することができる。 送出されたフレームＴ４の各ビットｅ
jはフレームＴ３のビットｄ nを表さなければならず、随意ｊ≠ｎとしたり送信機や受信機に周知の位置で反転を行うことができる。 【００６４】図１から図５を参照して説明した例では、
フレームＴ２は保護できる１つの冗長サブセットＥを含み、それは差分符号化によりフレームＴ２の他のビットへある程度拡張することができる。 しかしながら、本発明により、このようなサブセットＥ 1 ，． ． ． ，Ｅ Qの１
よりも大きい数Ｑを与えることができる。 各サブセットＥ q （１≦ｑ≦Ｑ）はフレームＴ１のＭ qビットによって決まるＬ qビットからなり、０≦Ｍ q ＜Ｌ Q ＜Ｎである。
長さＮ＝１０のフレームＴ２内にＱ＝２冗長サブセットＥ 1 ＝｛ｃ 0 ，ｃ 3 ，ｃ 6 ，ｃ 9 ｝およびＥ 2 ＝｛ｃ 1 ，ｃ 4 ，
ｃ 7 ｝を与えるケースを図６に示す。 尤度データｒ nの修正は各々がセットＥ qの１つに対して下記の手順を含むＱステージ（もしくはそれ以下）の手順となる。 【００６５】ｒ n・ｒ f(n)の符号（および随意｜ｒ n ｜
および｜ｒ f(n) ｜）の関数としてのＥ qのビットの第１
の推定値 【００６６】 【外９】 の計算 第１の推定値 【００６７】 【外１０】 内の任意のエラーを修正するようにＥq内に存在する冗長度を利用することによる、誤りであるＥ qのビットの第１の推定値 【００６８】 【外１１】 の検出 【００６９】 【外１２】 が誤りであると検出されており、かつ｜ｒn ｜＜｜ｒ
f(n) ｜であるような各尤度データアイテムｒ nおよびｃ n
が誤りであると検出されており、かつ｜ｒ
f(n) ｜＜｜ｒ
n ｜であるような各尤度データアイテムｒ f(n)の符号の反転。 【００７０】図６の例では、サブセットＥ 1に関する第１のステージによりデータアイテムｒ 0 ，ｒ 2 ，ｒ 3 ，
ｒ 5 ，ｒ 6 ，ｒ 8 ，ｒ 9を修正することができる。 例えば、
サブセットＥ 2のビットを求めるのに使用される冗長符号により１つのエラーしか修正できないものとする。 また、データアイテムｒ 4 ，ｒ 6の符号が受信端で誤っているものとする。 データアイテムｒ 6は第１の修正ステージ中にデータアイテムｒ 4は第２の修正ステージ中に修正することができるが、このような二重修正は第１のステージからすぐサブセットＥ 2を復号しようとしていたならば不可能であったと思われる。 この場合、本発明によりｑ＞１であるサブセットＥ qの修正能力を改善することができる。 したがって、サブセットＥ'＝｛ｃ 2 ，ｃ
5 ，ｃ 8 ｝のビット保護が向上する。 【００７１】次に、送信装置および受信装置間でデータおよび音声を伝達することができる特別な無線リンクの例により本発明の説明を行う。 送信フレームの長さは１
６０ビットであり本例では８同期化ビットが含まれている。 図７および図８は使用する送信機および受信機の一般的な略図である。 【００７２】送信装置はＫ (P) ＝１２０ビットの音声フレームａ 0 (P) ，． ． ． ，ａ 119 (P)を送出するオーディオ符号化器１０を具備し、その最初のＭ (P) ＝２０ビットａ 0 (P ) ，． ． ． ，ａ 19 (P)は保護クラスＣＬ１ (P)に、次のＭ' (P) ＝５２ビットａ 20 (P) ，． ． ． ，ａ 71 (P)は保護クラスＣＬ２ (P)に、最後のＭ” (P) ＝４８ビットａ 72
(P) ，． ． ． ，ａ 119 (P)は保護クラスＣＬ３ (P)にそれぞれ割り当てられる。 クラスＣＬ１ (P) ，ＣＬ２ (P)およびＣＬ３ (P)は低減する保護レベルに対応している。 送信装置はさらにＫ (D) ＝６６ビットのデータフレームａ 0
(D) ，． ． ． ，ａ 65 ( D)を送出するデータソース１２を具備し、その最初のＭ (D) ＝２３であるａ 0 (D) ，． ． ． ，
ａ 22 (D)は保護クラスＣＬ１ (D)に、次のＭ' (D) ＝２３であるａ 23 (D) ，． ． ． ，ａ 45 (D)は保護クラスＣＬ２ (D)
に、最後のＭ” (D) ＝２０であるａ 46 ( D) ，．．．，ａ 65
(D)は保護クラスＣＬ３ (D)にそれぞれ割り当てられる。
クラスＣＬ１ (D) ，ＣＬ２ (D)およびＣＬ３ (D)は低減する保護レベルに対応している。 【００７３】モジュール１４は音声／データ識別を行い、エラー検出のための巡回冗長検査を導入する。 符号化器１０から生じる音声フレームに対して、モジュール１４は下記のようにビットａ' i （−２≦ｉ≦２５）を定義する。 【００７４】・ａ' 0 ＝０（音声／データ識別ビット） ・ａ' i+1 ＝ａ i (P) ，０≦ｉ≦１９（クラスＣＬ１ (P) ） ・ａ' 21 ，ａ' 22およびａ' 23は多項式ａ' 0 Ｚ 23 ＋ａ' 1 Ｚ
22 ＋． ． ． ＋ａ' 22 Ｚ＋ａ' 23が１＋Ｚ＋Ｚ 3の倍数となるようなＣＲＣビットである。 【００７５】・畳み込み符号化の初期化に対してａ' -2
＝ａ' -1 ＝ａ' 24 ＝ａ' 25 ＝０． ソース１２から生じるデータフレームに対して、モジュール１４は下記の連続ステップによりビットａ' i （−２
≦ｉ≦２５）およびａ” j （−２≦ｊ≦４９）を定義する。 【００７６】・ａ' 0 ＝１（音声／データ識別ビット） ・ａ' i+1 ＝ａ i (D) ，０≦ｉ≦６５ ・ａ' 67 ，． ． ． ，ａ' 71は多項式ａ' 0 Ｚ 71 ＋ａ' 1 Ｚ
70 ＋． ． ． ＋ａ' 70 Ｚ＋ａ' 71が１＋Ｚ 2 ＋Ｚ 5の倍数となるようなＣＲＣビットである。 【００７７】・ａ” j ＝ａ' j+24 ，０≦ｊ≦４７（クラスＣＬ２ (D)およびＣＬ３ (D) ） ・畳み込み符号化の初期化に対してａ' -2 ＝ａ' -1 ＝ａ'
24 ＝ａ' 25 ＝ａ” -2 ＝ａ” -1 ＝ａ” 48 ＝ａ” 49 ＝０． モジュール１４には冗長符号化を実施するモジュール１
６が続き、これは実施例では畳み込み符号化ＣＣ（２，
１，３）である。 モジュール１６はｎ＝１５２ビットｂ
0 ，ｂ 1 ，． ． ． ，ｂ 151のフレームＴ１'を定義し、ビットｂ 0からｂ 51は下記のように定められる。 【００７８】 【数２１】 音声フレーム（ａ'0 ＝０）のビットｂ 52からｂ 151は５
２≦ｎ≦１５１に対して、ｂ
n ＝ａ n-32 (P)で与えられ（クラスＣＬ２ (P)およびＣＬ３ (P)に対する冗長度は無い）、データフレーム（ａ' 0 ＝１）に対するビットｂ 52
からｂ
151は同じ畳み込み符号化ＣＣ（２，１，３）により求められる。 【００７９】 【数２２】 畳み込み符号化モジュール１６から出力されると、ビットｂ0からｂ 51は予めＥと表示された（Ｌ＝５２）冗長サブセットを構成し、元のフレームのクラスＣＬ１ (P)
およびＣＬ１
(D)のビットを表す。 ビットｂは並べ換えられてから差分符号化されクラスＣＬ２ (P)もしくはＣ
Ｌ２
(D)のビットによって決まるビットｂ 52からｂ 103によりサブセットＥ'（Ｌ'＝Ｌ＝５２）が構成されるようにする。 ビットｂ 104からｂ 151はサブセットＥ”（Ｌ”
＝４８）を構成する。 Ｅ”のこれらのビットは音声フレームの場合はクラスＣＬ３
(P)のＭ” (P) ＝Ｌ”ビットによって決まる。 【００８０】モジュール１６にはモジュール１８が続き、フェージングによるエラー確立を均一にするようにインターリービングを行う。 実施例では、モジュール１
８が実施するインターリービングによりさらにサブセットＥ'の基数Ｌ'を最大にできるビット分布が保証される。 インターリービングでは０≦ｎ≦１５１に対して、
ｂ' n ＝ｂ tab intr(n)が実施されｔａｂ ｉｎｔｒ
（ｎ）は例えば下記の適切なインターリービングテーブルの第（ｎ＋１）番目の値を示す。 【００８１】 【表２】 上記ｔａｂ ｉｎｔｒ表において、太字エントリーは冗長サブセットＥのビットを示し、下線エントリーはサブセットＥ'のビットを示し、他のエントリーはサブセットＥ”のビットを示す。 【００８２】モジュール２０はインターリービングモジュール１８から送られるビットｂ' nをスクランブルしてそこに８同期化ビットを加える。 スクランブリングには例えば０≦ｋ≦６に対してはＳ（ｋ）＝０で定義され、
７≦ｋ≦１２７に対しては、 【００８３】 【数２３】 で定義される期間１２７のＳ（ｋ）が使用される。 スクランブルされたフレームＴ２は０≦ｎ≦１５１に対して、 【００８４】 【数２４】 に従って形成され、使用されるスクランブリングパラメータｓｃｒは送信装置および受信装置においては周知である。 フレームＴ２の前に置かれる同期化ビットｃ-8 ，
ｃ
-7 ，． ． ． ，ｃ -1は固定されており、例えば０１１０
００１０である。
【００８５】差分符号化はモジュール２２により実施される。 【００８６】同期化ビットは差分符号化されず、−８≦
ｉ≦−１に対してｄ i ＝ｃ iである。 次に、ビットｄ -1 ＝
ｃ -1 ＝０が差分符号化の初期化ビットとして働く。 実施例における差分符号化式は、 【００８７】 【数２５】 であり、ｔａｂ ｄｉｆはサブセットＥ，Ｅ'，Ｅ”のビットの所望する分布が得られるように構成された２進テーブルである。 【００８８】 【表３】 ８同期化ビットｄ-8 ，． ． ． ，ｄ -1およびフレームＴ３
のＮ＝１５２ビットｄ
0 ，． ． ． ，ｄ 151からなるシーケンスが変調ステージ２４へ送られ、無線信号Ｓ Eが発生してアンテナ２６から送り出される。 実施例では、ＧＭ
ＳＫ（“Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｓｈｉｆ
ｔ Ｋｅｙｉｎｇ”）型の変調が使用された。
【００８９】図８に図７の送信装置に関連する受信装置を示す。 アンテナ３０において受信された無線信号Ｓ R
は最初にステージ３２により復調される。 復調ステージ３２は、特に、８同期化ビットによりフレームの同期化を行う。 復調ステージ３２はビットｄ -8 ，． ． ． ，
ｄ -1 ，ｄ 0 ，ｄ 1 ，． ． ． ，ｄ 151に関連する尤度データｒ - 8 ，． ． ． ，ｒ -1 ，ｒ 0 ，ｒ 1 ，． ． ． ，ｒ 151を発生する。 【００９０】モジュール３４は差分符号化を実施する。
実施例では、これはハード決定復号であって、０≦ｎ≦
１５１に対して、 【００９１】 【数２６】 であり、関数ｆは予め定義されている。 【００９２】 【数２７】 はフレームＴ２のビットｃnの第１の推定値である。 デスクランブリングはモジュール３６により、０≦ｎ≦１
５１に対するｂ'
n ＝ｃ' n ＋Ｓ（ｓｃｒ＋ｎ）に従って実施される。 デインターリービングはモジュール３８により、０≦ｎ≦１５１に対する 【００９３】 【数２８】 に従って実施される。 【００９４】エラー修正復号器４０により冗長サブセットＥに関連するビットｂ 0 ，ｂ 1 ，． ． ． ，ｂ 51のＬ＝５
２推定値 【００９５】 【数２９】 が復号される。 この復号は例えばハード決定ビタービアルゴリズムに従って実施される。 このようにして、０≦
ｉ≦２３に対するビットａ'
iの推定値 【００９６】 【外１３】 が求められる。 【００９７】図８に４２で示すモジュールは次に尤度データｒ nの（任意の）修正を実施する。 モジュール４２
は最初に送信装置の符号化器１６が使用した畳み込み符号ＣＣ（２，１，３）に従ってビット 【００９８】 【数３０】 を再符号化し、 【００９９】 【数３１】 である。 【０１００】 【数３２】 ビット 【０１０１】 【数３３】 は、冗長サブセットＥに関連するビットｂnの修正された推定値を構成する。 【０１０２】 【数３４】 は、復号器４０が使用するビタービトレリスにより直接発生できることもわかる。 次に、モジュール４２は第１
の推定値が誤りである冗長サブセットＥのビットを検出する。 これらは０≦ｎ≦１５１および
【０１０３】 【数３５】 であるようなビットｃtab intr(n)である。 第１の推定値が誤りであると検出されている冗長サブセットＥの各ビットｃ mに対して、モジュール４２は２つのデータアイテムｒ m ，ｒ f(m)の絶対値が小さい方の符号を反転する。 復号器４０の入力へ供給される第１の推定値 【０１０４】 【外１４】 および対応する修正された推定値 【０１０５】 【外１５】 に基づいて、モジュール４２は下記の命令を実行する。 【０１０６】 【数３６】 畳み込み復号器がソフト決定に基づいて作動する場合には、モジュール４２は前記した式（５）および（６）を有利に使用して絶対値を修正し、適切であれば、冗長サブセットＥのビットに関連する尤度データｒnの符号も修正する。 これは下記の命令を実行して実行される 【０１０７】 【数３７】 であることをお判り願いたい）。 【０１０８】 【数３８】 少なくとも１つの尤度データアイテムｒn がモジュール４２により修正されていれば、モジュール３４，３６，
３８と同じであるが修正されたデータｒn で作動する各モジュール４４，４６，４８により差分符号化
【０１０９】 【数３９】 デスクランブリング 【０１１０】 【数４０】 およびデインターリービング 【０１１１】 【数４１】 が再開される。 【０１１２】受信装置が実施する残りの動作は考慮するフレームの性質（音声もしくはデータ）によって決まる。 モジュール５０が復号器４０から供給されるビットａ' 0に基づいてこの識別を実施する。 【０１１３】音声フレーム 【０１１４】 【数４２】 の場合には、モジュール５２は多項式 【０１１５】 【数４３】 が実際に１＋Ｚ＋Ｚ3の倍数であるかを検証することによりＣＲＣビット 【０１１６】 【外１６】 【０１１７】 【外１７】 および 【０１１８】 【外１８】 の有効性をチェックする。 エラーである場合には、フレームは正しくないものとしてオーディオ復号器５４に表示される。 さもなくば、オーディオ復号器５４は、 【０１１９】 【数４４】 で与えられるフレームＴ１のＫ(P) ＝１２０ビットａ 0
(P) ，． ． ． ，ａ 119 (P)を受信し、 【０１２０】 【外１９】 はモジュール３８から送られるかもしくは、少なくともつのデータアイテムｒnが修正されていれば、モジュール４８から送られるものである。 【０１２１】データフレーム 【０１２２】 【数４５】 の場合には、エラー修正符号化がやはりビタービアルゴリズムに従って作動する復号器５６により（モジュール３８もしくは、少なくとも１つのデータアイテムｒnが修正されている場合には、モジュール４８から送られる）ビット 【０１２３】 【数４６】 へ適用される。 このようにして、０≦ｊ≦４７に対するビットａ”jの推定値 【０１２４】 【外２０】 が求められる。 モジュール５８は多項式 【０１２５】 【数４７】 が実際に１＋Ｚ2 ＋Ｚ 5の倍数であるかを検証することによりＣＲＣビット 【０１２６】 【数４８】 の有効性をチェックする。 エラーである場合には、フレームは正しくないものとしてデータ処理モジュール６０
に表示される。 さもなくば、データ処理モジュール６０
は
【０１２７】 【数４９】 で与えられるフレームＴ１の情報ビット 【０１２８】 【数５０】 のＫ(D) ＝６６の推定値ａ 0 ，． ． ． ，ａ 65を受信する。 【０１２９】 【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成されているので、符号反転から生じるエラーによるフレームの残りの伝搬を防止するとともに、平均エラーレートを減少させることができる。 【０１３０】また、全体チャネル符号化手順の比較的高い効率を維持しながら、送信されるシーケンスのビットをエラーから保護することができる。 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に従ったプロセスで使用できる差分符号化のさまざまなモードを示す線図。 【図２】本発明に従ったプロセスで使用できる差分符号化のさまざまなモードを示す線図。 【図３】本発明に従ったプロセスで使用できる差分符号化のさまざまなモードを示す線図。 【図４】本発明に従ったプロセスで使用できる差分符号化のさまざまなモードを示す線図。 【図５】本発明に従ったプロセスで使用できる差分符号化のさまざまなモードを示す線図。 【図６】本発明に従ったプロセスで使用できる差分符号化のさまざまなモードを示す線図。 【図７】本発明に従った符号化プロセスのさまざまなステップを示す略図。 【図８】図７の符号化プロセスに対応する復号プロセスのさまざまなステップを示す略図。 【符号の説明】 １０ オーディオ符号化器 １２ データソース １４ 識別及びＣＲＣ １６ 畳み込み符号化器 １８ インターリービング ２０ デスクランブル／同期化 ２２ 差分符号化 ２４，３２ 変調 ２６，３０ アンテナ ３４，４４ 差分復号化 ３６，４６ デスクランブル ３８，４８ デインターリービング ４０，５６ ビタービ復号化 ４２ 尤度データ修正 ５０ 識別 ５２，５８ ＣＲＣチェック ５４ オーディオ復号器 ６０ データ処理 |
