(57)【要約】【課題】通信状態が良好ではない環境下でも、簡易な構成で、より確実に誤り訂正を行えるようにする。【解決手段】送信装置１１の冗長ビット付加部１３は、分割部１２が１ビットずつ分割した各データビットに冗長ビットを付加し、インタリーバ１４は、インタリーブを行う。送信装置１１は、ＦＭ変調部１６がＦＭ変調した信号を送信する。受信装置２１のシンボル判定部２４は、ＦＭ復調部２３がＦＭ復調した信号に対して、ナイキスト点におけるシンボル判定を行い、ビット変換部２５は、シンボル判定の結果に基づいてビット変換し、フレーム復元部２７は、デインタリーバ２６がデインタリーブを行ったビット列から、送信装置１１の冗長ビット付加部１３が付加した冗長ビットを削除する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給されたデータのうちから選択された保護されるべき一部の特定のビットに冗長ビットデータを付加して符号化データを生成する冗長ビット付加部と、
前記冗長ビット付加部が生成した符号化データに基づいて、変調波信号を変調して被変調波信号を生成し、生成した被変調波信号を送出する変調部と、を備える、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記変調部は、保護されるデータと他のビットとを同一の変調方式で変調する、ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記変調部は、保護されるべきビットについて、前記保護されるべきビットと前記冗長ビットデータを所定数のビットを単位として、他のデータについては、前記所定数のビットを単位として変調波信号を変調して被変調波信号を生成し、生成した被変調波信号を送出する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記保護されるべき特定のビットは、フラグのデータを含む、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項５】
前記供給されたデータは、誤りチェック用のビットを含み、
前記保護されるべき特定のビットは、前記誤りチェック用のビットを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項６】
前記供給されたデータは、誤り訂正用のビットを含み、
前記保護されるべき特定のビットは、前記誤り訂正用のビットを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項７】
前記保護されるべき特定のビットの数は、保護されないビットの数よりも少ない、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項８】
前記冗長ビット付加部に供給されるデータは、重要度の高低が予め定められたデータであって、
前記冗長ビット付加部は、前記ビット配列されたデータのうちの重要度が高いビットデータについて冗長ビットを付加する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項９】
前記供給されたデータは、複数の情報を表し、
前記冗長ビット付加部は、各情報のそれぞれについて、保護されるべき特定の各ビットに冗長ビットデータを付加して符号化データを生成する、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記冗長ビット付加部は、冗長ビットデータを付加したデータのユークリッド距離が離れるように、前記冗長ビットデータを付加したシンボルを配置する、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１１】
前記冗長ビット付加部は、グレイ符号が生成されるように、前記供給されたデータの各ビットに冗長ビットデータを付加する、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１２】
前記変調部は、多値変調方式に従って変調を行うものである、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１３】
供給されたデータのうちから選択された保護されるべき一部に冗長ビットデータを付加して符号化データを生成し、この符号化データに基づいて、変調波信号を変調して生成された信号を受信する受信装置において、
前記受信した信号を復調する復調部と、
前記復調部が復調した信号に対して、ナイキスト間隔毎にシンボル判定を行うシンボル判定部と、
前記シンボル判定部がシンボル判定して得られたシンボル値をビット値に変換するビット変換部と、
前記ビット変換部が変換したビット値のデータから、付加された冗長ビットを削除してデータ列を合成し、元のデータを復元するデータ復元部と、を備えた、
ことを特徴とする受信装置。
【請求項１４】
供給されたデータのうちから選択された保護されるべき一部の特定のビットに冗長ビットデータを付加して符号化データを生成し、
前記生成した符号化データに基づいて、変調波信号を変調して被変調波信号を生成し、
前記生成した被変調波信号を送出する、
ことを特徴とするデータ送信方法。
【請求項１５】
供給されたデータのうちから選択された保護されるべき一部の特定のビットに冗長ビットデータを付加して符号化データを生成し、この符号化データに基づいて、変調波信号を変調して生成された信号を受信し、
受信した信号を復調し、
復調した信号に対して、ナイキスト間隔毎にシンボル判定を行い、
シンボル判定して得られたシンボル値をビット値に変換し、
変換したビット値のデータから、付加された冗長ビットを削除してデータ列を合成し、元のデータを復元する、
ことを特徴とするデータ受信方法。
【請求項１６】
コンピュータを、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載された構成として機能させ、或いは、
コンピュータに、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載された工程を実行させる、
コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置、受信装置、データ送信方法及びデータ受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信路でのデータ誤りを訂正する技術は、各方面で研究が進んでおり、シャノン限界に近い能力を有するものもある。
特に、移動体通信では、通信路の誤り特性が大きく変化することから、非常に強い誤り訂正が求められる。
【０００３】
誤り訂正技術としては、ＡＲＱ（Automatic Repeat Request）等の再送技術、ＦＥＣ（Forword Error Correction：前方向エラー訂正）の技術が知られている。ＡＲＱの技術は、受信後にエラーがあったデータを送信元に再送要求することでエラー訂正を行う（よって後方向に分類される）技術である。ＦＥＣの技術は、予め送受信データを工夫して、信頼性を有するデータを送信し、受信側でエラーを除去する技術（よって前方向の技術）である。尚、データ通信では、ＦＥＣとＡＲＱとの併用、音声や画像の同時処理が必要なものはＦＥＣのみを用いるのが一般的である。
【０００４】
しかし、ＡＲＱ等を用いた送受信装置では、再送が多くなると、伝送効率が低下する。また、ＡＲＱ等を用いた送受信装置では、通話やストリーミングで伝送される音声データ又は画像データを送受信することは、同時処理の必要性から、困難である。
【０００５】
このため、メール等のデータ通信、音声データ又は画像データの伝送には、受信データに対して誤り訂正を行うことにより、できるだけデータの再送を行わずに、受信データを復元するＦＥＣ等の技術を用いた送受信装置が適している（例えば、特許文献１参照）。この送受信装置では、ブロック符号や畳み込み符号を用いて誤り訂正が行われる。
【特許文献１】特開２００２−３４４４１３号公報（第６頁−第８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のＦＥＣの技術を用いた送受信装置では、誤り訂正の計算が複雑であり、計算処理が増える。このため、このような送受信装置では、計算に必要なメモリ容量も多く必要となる。
【０００７】
また、ＦＥＣ方式の送受信装置では、通信路におけるデータの誤りが多くなって誤り訂正の処理能力を超えると、かえって多くの誤りを発生させてしまうという不都合が生じる。
【０００８】
特に、音声通話のような通信では、このような不都合は、好ましくない。音声は人間の感覚としてとらえられる要素が多く、多少ノイズが入っていても、どのような言葉が発せられているかを認知できる方が重要である。つまり、ＦＥＣがより多くの誤りを発生させてしまった場合、データ補間や繰り返し、破棄（欠落）等が行われる。この処理をバッドフレームマスキング処理という。このバッドフレームマスキング処理が頻繁に起こると、通話の内容自体が聞き取れなくなる可能性が高くなる。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、確実に誤り訂正を行うことが可能な送信装置、受信装置、データ送信方法及びデータ受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る送信装置は、
供給されたデータのうちから選択された保護されるべき一部の特定のビットに冗長ビットデータを付加して符号化データを生成する冗長ビット付加部と、
前記冗長ビット付加部が生成した符号化データに基づいて、変調波信号を変調して被変調波信号を生成し、生成した被変調波信号を送出する変調部と、を備えた、
ことを特徴とする。
【００１１】
例えば、前記変調部は、保護されるデータと他のビットとを同一の変調方式で変調する。
【００１２】
例えば、前記変調部は、保護されるべきビットについて、前記保護されるべきビットと前記冗長ビットデータを所定数のビットを単位として、他のデータについては、前記所定数のビットを単位として変調波信号を変調して被変調波信号を生成し、生成した被変調波信号を送出する。
【００１３】
例えば、前記保護されるべき特定のビットは、フラグのデータを含む。
【００１４】
例えば、前記供給されたデータは、誤りチェック用のビットを含み、前記保護されるべき特定のビットは、前記誤りチェック用のビットを含む。
【００１５】
例えば、前記供給されたデータは、誤り訂正用のビットを含み、前記保護されるべき特定のビットは、前記誤り訂正用のビットを含む。
【００１６】
例えば、前記保護されるべき特定のビットの数は、保護されないビットの数よりも少ない。
【００１７】
例えば、前記冗長ビット付加部に供給されるデータは、重要度の高低が予め定められたデータである。前記冗長ビット付加部は、前記ビット配列されたデータのうちの重要度が高いビットデータについて冗長ビットを付加する。
【００１８】
例えば、前記供給されたデータは、複数の情報を表し、前記冗長ビット付加部は、各情報のそれぞれについて、保護されるべき特定の各ビットに冗長ビットデータを付加して符号化データを生成する。
【００１９】
例えば、前記冗長ビット付加部は、冗長ビットデータを付加したデータのユークリッド距離が離れるように、前記冗長ビットデータを付加したシンボルを配置する。
【００２０】
例えば、前記冗長ビット付加部は、グレイ符号が生成されるように、前記供給されたデータの各ビットに冗長ビットデータを付加する。
【００２１】
前記変調部は、例えば、多値変調方式に従って変調を行う。
【００２２】
この目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る受信装置は、
供給されたデータのうちから選択された保護されるべき一部に冗長ビットデータを付加して符号化データを生成し、この符号化データに基づいて、変調波信号を変調して生成された信号を受信する受信装置において、
前記受信した信号を復調する復調部と、
前記復調部が復調した信号に対して、ナイキスト間隔毎にシンボル判定を行うシンボル判定部と、
前記シンボル判定部がシンボル判定して得られたシンボル値をビット値に変換するビット変換部と、
前記ビット変換部が変換したビット値のデータから、付加された冗長ビットを削除してデータ列を合成し、元のデータを復元するデータ復元部と、を備える、
ことを特徴とする。
【００２３】
この目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るデータ送信方法は、
供給されたデータのうちから選択された保護されるべき一部の特定のビットに冗長ビットデータを付加して符号化データを生成し、
前記生成した符号化データに基づいて、変調波信号を変調して被変調波信号を生成し、
前記生成した被変調波信号を送出する、
ことを特徴とする。
【００２４】
この目的を達成するため、本発明の第４の観点に係るデータ受信方法は、
供給されたデータのうちから選択された保護されるべき一部の特定のビットに冗長ビットデータを付加して符号化データを生成し、この符号化データに基づいて、変調波信号を変調して生成された信号を受信し、
受信した信号を復調し、
復調した信号に対して、ナイキスト間隔毎にシンボル判定を行い、
シンボル判定して得られたシンボル値をビット値に変換し、
変換したビット値のデータから、付加された冗長ビットを削除してデータ列を合成し、元のデータを復元する、
ことを特徴とする。
【００２５】
この目的を達成するため、本発明の第５の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、上述の各構成として機能させ、或いは、
コンピュータに、上述の各工程を実行させる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、伝送路の通信状態が悪い場合でも、より確実な誤り訂正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態に係る送受信装置を図面を参照して説明する。
本実施の形態に係る送受信装置の構成を図１に示す。
本実施の形態に係る送受信装置は、送信装置１１と、受信装置２１と、からなる。
送信装置１１は、供給されたデータに従って変調された信号を送信するものであり、分割部１２と、冗長ビット付加部１３と、インタリーバ１４と、ベースバンド信号生成部１５と、ＦＭ変調部１６と、送信アンテナ１７と、を備える。
【００２８】
本実施の形態では、４値のルートナイキストＦＳＫ方式に従って、音声ボコーダを伝送する場合を例として説明する。
音声ボコーダは、音声信号をデジタル形式で表現するためのシステムであり、音声のパラメータの組を分析して抽出し、そのパラメータから音声を再合成するシステムである。音声ボコーダのデータは、図２に示すように、時間的な単位で情報を区切り、フレーム化されて処理される。
【００２９】
音声ボコーダのデータは、２０msecを単位としてフレーム化される。音声ボコーダのデータフレームは、音声データと、誤り訂正用データと、からなり、１フレームのビット（bit）数は、７２ビット（3600bps）とされる。音声データは、音声情報を示すデータであり、誤り訂正用データは、音声データのエラー訂正、エラー検出のためのデータである。
【００３０】
誤り訂正用データは、５ビットのＣＲＣデータと、５ビットのＣＲＣ保護用データと、１８ビットの音声保護用のデータと、からなる。
【００３１】
音声データのビット数は、１フレーム中４４ビットとされ、誤り訂正用ビットのビット数は、２８ビットとされる。
【００３２】
音声データの各ビットデータは、人間の聴覚にとって重要度の高い順に並べ替えられている。このうち、保護される音声データは１８ビット、保護されない音声データは２６ビットとして構成される。
【００３３】
保護される音声データは、エラーが多く発生しやすいような、通信状態が良好でない環境下においても、保護されるべき重要度の高いデータである。例えば、音声通話のような通信において、音声は人間の感覚としてとらえられる要素が多く、音声にノイズが重畳していたとしても、どのような言葉が発せられるかを認知できるようにすることが重要である。
【００３４】
音声や画像の伝送の場合、重要度の高いビットにエラーが発生した場合、人間の知覚として、情報とは無関係のノイズとしてとらえられてしまう。音声ボコーダでは、このような音声を構成する上で重要なデータは、保護される音声データとして扱われる。
【００３５】
例えば、音声の場合、ボコーダのデータには、音圧データ、ピッチ周波数データ等がある。ボコーダのデータが、図３に示すように、１６ビットの音圧データと、１０ビットの第１ピッチ情報と、１０ビットの第２ピッチ情報と、からなるものとする。図中、各データの最も左側のビットが最上位ビット（ＭＳＢ）であり、最も右側のビットが最下位ビット（ＬＳＢ）であることを示す。図３に示す例では、斜線で示すビットが重要度が高いビット、最上位ビットが最も重要度が高いビットとして、これらのデータのビットは、重要度に従って、配列されているものとする。尚、重要度が高いとされるビットは、ボコーダのアルゴリズムの検証、シミュレーション等で予め求められる。
【００３６】
ビットが上位になるに従って、エラーによる情報への影響は大きくなる。例えば、“ＦＦＦＦ”のデータのうち、最上位ビットにエラーが発生すると、データは、“７ＦＦＦ”となり、１０進数では、３２７６８だけの差が生じる。しかし、最下位ビットにエラーが発生しても、１だけの差しか生じない。
【００３７】
画像データについても同様であり、例えば、黄色は、赤色と緑色とを合成することによって生成され、最上位ビットにエラーが発生すると、色が変わってしまう。
【００３８】
このように重要度が高いビットデータをいかに保護するかということが重要である。本実施の形態では、簡易な構成で、このように重要度の高いビットデータを保護している。
【００３９】
図１に戻り、分割部１２は、図２に示すような音声ボコーダのデータが供給されて、供給されたデータを１ビットずつに分割するものである。尚、前述のように、重要度が高いとされるビットは、前述のようにボコーダのアルゴリズムの検証、シミュレーション等で予め求められ、音声ボコーダのデータのビットは、重要度が高い順に配列されている。
【００４０】
冗長ビット付加部１３は、分割部１２が分割した各ビットデータのうち、重要度が高いビットに“１”のビットを付加して、２ビットのデータを生成するものである。
【００４１】
インタリーバ１４は、冗長ビット付加部１３が生成した２ビットのデータを単位として、保護される音声データのビットと、保護されない音声データのビットとの間で、入れ替えを行い、重要ビットやＣＲＣのフレーム上での配置を分散させることで、フェージング等によるブロック誤りを軽減するためのデータ列を生成するものである。
【００４２】
ベースバンド信号生成部１５は、インタリーバ１４が入れ替えを行ったデータ列に基づいてベースバンド信号を生成するものである。
【００４３】
ＦＭ変調部１６は、ベースバンド信号生成部１５が生成したベースバンド信号で、４値のルートナイキストＦＳＫ方式に従って搬送波を変調するものである。ＦＭ変調部１６は、ルートコサインフィルタを備え、ベースバンド信号生成部１５が生成したベースバンド信号を、図４に示すようなアイパターンが形成されるような信号を生成する。送信アンテナ１７は、ＦＭ変調部１６がＦＭ変調した信号を電波として送出するものである。
【００４４】
受信装置２１は、受信アンテナ２２と、ＦＭ復調部２３と、シンボル判定部２４と、ビット変換部２５と、デインタリーバ２６と、フレーム復元部２７と、を備える。
受信アンテナ２２は、送信装置１１から送出された電波を受信して、ＦＳＫ方式による信号に変換するものである。
【００４５】
ＦＭ復調部２３は、受信アンテナ２２が変換したＦＳＫ方式の信号を、その周波数に基づいた電圧の電圧信号に変換することによりＦＭ復調を行い、検波信号を生成するものである。
【００４６】
シンボル判定部２４は、ＦＭ復調部２３が生成した検波信号のナイキスト点におけるシンボル判定を行うものである。ＦＭ復調部２３の検波信号により、図４に示すようなアイパターンが描かれる。４値のＦＳＫ方式によれば、このアイパターンに、最大３つの開口部が観測される。
【００４７】
この点をナイキスト点として、シンボル判定を行うための３つの閾値th+，th0，th-が予め設定される。シンボル判定部２４は、ナイキスト点におけるこの３つの閾値th+，th0，th-と、検波信号の電圧とを比較することにより、シンボル判定を行う。
【００４８】
シンボル判定部２４は、ナイキスト点における検波信号の電圧が閾値th+を越えると、シンボル値＋３と判定する。シンボル判定部２４は、ナイキスト点における検波信号の電圧が、閾値th0以上、かつ、閾値th+以下であれば、シンボル値＋１と判定する。シンボル判定部２４は、閾値th0未満、かつ、閾値th-以上であれば、シンボル値−１と判定する。シンボル判定部２４は、ナイキスト点における検波信号の電圧が閾値th-未満であれば、シンボル値−３と判定する。
【００４９】
ビット変換部２５は、シンボル判定部２４が判定したシンボル値を、その値に基づいたビット値のビットに変換するものである。図４に示すように、ビット変換部２５は、シンボル判定部２４が判定したシンボル値が＋３であれば、シンボル値＋３をビット値“０，１”に変換する。ビット変換部２５は、シンボル値が＋１であれば、シンボル値＋１をビット値“０，０”に変換する。ビット変換部２５は、シンボル値が−１であれば、シンボル値−１をビット値“１，０”に変換する。ビット変換部２５は、シンボル値が−３であれば、シンボル値−３をビット値“１，１”に変換する。尚、ビット変換部２５がビット変換したビットの配列はグレイ符号になっている。
【００５０】
デインタリーバ２６は、ビット変換部２５がビット変換したデータを、２ビット単位で入れ替え直すものである。
【００５１】
フレーム復元部２７は、デインタリーバ２６が入れ替え直したデータから、冗長ビットを削除して、元のデータフレームを生成するものである。
【００５２】
次に実施形態に係る送受信装置の動作を説明する。
送信装置１１の分割部１２は、図５（ａ）に示すような供給された音声ボコーダのデータのうち、ＣＲＣの５ビットも含めて、保護される音声データを１ビットずつ分割し、図５（ｂ）に示すような１ビットずつのビットデータを生成する。また、分割部１２は、保護されない音声データについては、２ビットずつに分割する。
【００５３】
冗長ビット付加部１３は、図５（ｃ）に示すように、ＣＲＣの５ビットも含めて、保護される音声データの分割した各ビットデータに“１”のビットを付加して、２ビットのデータを生成する。
【００５４】
図５（ｃ）に示すように、冗長ビット付加部１３が保護される音声データの各ビットデータに、冗長ビット“１”を付加することにより、保護される音声データのビットデータは、必ず、シンボル値＋３又は−３に対応することになる。言い換えると、シンボル値＋３とシンボル値−３との間隔は広がり、これにより、ナイキスト点における利得は大きくなる。
【００５５】
インタリーバ１４は、冗長ビット付加部１３が生成したデータの２ビットを単位として、冗長ビットデータを付加したビットと保護される音声データのビットとのペアと、保護されない音声データの２ビットとの間で、入れ替えを行って、図５（ｄ）に示すようなデータ列を生成する。
【００５６】
ベースバンド信号生成部１５は、インタリーバ１４が入れ替えを行ったデータ列に基づいてベースバンド信号を生成する。
ＦＭ変調部１６は、ベースバンド信号生成部１５が生成したベースバンド信号で、４値のルートナイキストＦＳＫ方式に従って搬送波を変調する。送信アンテナ１７は、ＦＭ変調部１６がＦＭ変調した信号を電波として送出する。
【００５７】
受信装置２１の受信アンテナ２２は、送信装置１１から送出された電波を受信して、ＦＳＫ方式による信号に変換し、ＦＭ復調部２３は、受信アンテナ２２が変換したＦＳＫ信号を、その周波数に基づいた電圧の電圧信号に変換し、検波信号を生成する。
【００５８】
シンボル判定部２４は、ＦＭ復調部２３が生成した検波信号のナイキスト点における電圧と、予め設定された３つの閾値th+，th0，th-とを比較して、シンボル判定を行う。
ビット変換部２５は、シンボル判定部２４が判定したシンボルを、その値に基づいたビット値のビットに変換する。
【００５９】
図６（ｅ）に示すように、シンボル判定部２４が判定した結果のシンボル値が−３であれば、ビット変換部２５は、図６（ｆ）に示すように、ビット値“０，１”に変換する。同様にして、ビット変換部２５は、シンボル判定値に従って、ビット変換を行う。尚、ビット変換したデータのビット配列は、グレイ符号の配列になっている。
【００６０】
デインタリーバ２６は、図６（ｇ）に示すように、ビット変換部２５がビット変換したデータを、冗長ビットデータを付加したビットと保護される音声データのビットとのペアと、保護されない音声データの２ビットと、のデータ配列となるように入れ替え直す。
【００６１】
フレーム復元部２７は、デインタリーバ２６が入れ替え直したデータから、図６（ｈ）に示すように、保護される音声データに付加された冗長ビットを削除し、各ビットを合成して、図６（ｉ）に示すような元のデータフレームを生成する。
【００６２】
保護されるビットデータのみに着目すると、送信装置１１は、結果として、４値変調ではなく、２値変調を行っていることになる。また、受信装置２１は、下位ビットを削除するだけで、受信装置２１が行う処理は、結果として２値の復調を行うことと等価になる。
【００６３】
従って、４値のときの各シンボル間隔は「２」であるものの、本実施形態のこのような構成により、シンボル間隔は、３倍の「６」になり、理論的には、ＢＥＲは、約4.8dB程度、改善されることになる。
【００６４】
このように、送信装置１１は、４値のＦＳＫ方式において、冗長ビットを付加し、受信装置２１は、送信装置１１が付加した冗長ビットを削除する。結果として、特性上では、２値のＦＳＫ方式と等価になっているものの、変調方式は４値のＦＳＫ方式のままである。
【００６５】
保護されるビットのみに着目した場合のＢＥＲ曲線を、図７に示す。
図７において、特性線Ｌ１０は、本実施の形態に係る送受信装置による特性を示す。特性線Ｌ１１は、符号化率１／２のビタビ（Viterbi）復号器で復号した場合の特性を示す。特性線Ｌ１２は、誤り訂正を行わない場合の特性を示す。また、グラフの右端は、通信状態が最も良好な場合であり、Ｅｂ／Ｎｏの値が左側に変化するに従って通信状態が低下していることを示す。
【００６６】
この図７に示すように、通信状態が良好な場合、特性線Ｌ１１で示すように、ビタビ復号器で復号した方が誤り訂正による効果は大きく、ＢＥＲは低い。しかし、通信状態が低下するに従って本実施形態に係る送受信装置で復号化した方が誤り訂正による効果は、ビタビ復号器で復号化した場合よりも誤り訂正能力の効果は大きくなる。
【００６７】
また、本実施形態の送受信装置を実際のボコーダに適用した場合の音質特性を図８に示す。
音質の評価には、ＩＴＵ−Ｔで勧告されているＰＥＳＱ（Perceptual evaluation of speech quality）を用いる。尚、図８において、Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２は、図７と同じように、それぞれ、本実施形態に係る送受信装置による特性、ビタビ復号器による特性、誤り訂正を行わない場合の特性を示す。
【００６８】
図８に示すように、ＢＥＲが低い場合、即ち、通信状態が良好な場合には、ビタビ復号器によって復号化した方が、本実施形態の送受信装置よりも、音質は良好である。但し、この差は、わずかなものであり、実際に聞き比べても判別できない程度の差である。ＢＥＲが高い場合、即ち、通信状態が良好ではない場合、本実施形態の送受信装置によって復号化した方が、ビタビ復号器よりも、音質は良好になり、高い音質を実現できる。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態によれば、送信装置１１は、音声ボコーダの各データビットに冗長ビットを付加し、インタリーブを行った後、ＦＭ変調して、この信号を送信する。受信装置２１は、ＦＭ復調した後、シンボル判定を行い、ビット変換デインタリーブを行った後、送信装置が付加した冗長ビットを削除するようにした。
【００７０】
従って、通信状態が良好でない環境下であっても、より確実に誤り訂正を行うことができる。特に、本実施形態の送受信装置は、通話やストリーミングでの音声や画像伝送に適したものになる。
【００７１】
また、送信装置１１がデータに冗長ビットを付加し、受信装置２１が、復調されたデータの冗長ビットを削除するという簡単な処理を行うことによって、誤り訂正が行われる。従って、多くの演算を行うＦＥＣ方式のもの、多くのメモリ容量を必要とするビタビ復号器等を用いたものに比較して、誤り訂正のための演算も、メモリ容量も必要としないので、構成を簡易なものにすることができる。またプロセッサを高速に動作させる必要もなく、低消費電力化を実現できる。
【００７２】
尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施の形態に限られるものではない。
例えば、上記実施の形態では、４値ルートナイキストＦＳＫを用いて音声通話を行う場合について説明した。しかし、処理されるデータは、音声データとはかぎられず、画像のデータであってもよい。ＦＳＫは、４値とは限られず、４値以上の多値であってもよい。また、ＦＳＫだけでなく、ＰＳＫ等、他の変調方式を用いてもよい。
【００７３】
また、上記実施の形態では、通話やストリーミングのようなビット重要度が規定された例について説明した。しかし、プロトコルやメール通信でも、簡易に利得を上げたい場合にも十分適用可能になる。
【００７４】
また、本実施の形態は、ソフトウェアにより実行されることができる。この場合、送信装置１１、受信装置２１は、ソフトウェアを実行するためのプロセッサを備える。本実施の形態をソフトウェアによって実行した場合でも、ＦＥＣのような演算を行う必要がないので、プログラムは、簡易となり、プログラムに要するメモリ容量を少なくすることができる。
【００７５】
本実施の形態では、音声ボコーダを例として説明した。しかし、音声ボコーダに限らず、データ通信にも本実施の形態を適用できる。この場合、部分的に保護を強くしたいデータとそれ以外のデータを、本実施の形態における保護されるデータと保護されないデータに適用すればよい。
【００７６】
また、データ通信等に用いられるデータでは、通信内容が変化する毎に、ビット数が変化することがある。また、例えば、“ＦＦ”、“ＦＥ”が、それぞれ、送信、受信を示すフラグである場合のように、最下位ビットであっても上位ビットと同じ重要度になることもある。このような場合、例えばデータの末尾に３ビットの制御フラグを付加して、この３ビットだけを誤りに強くして、重要度を定義できる場合、本実施の形態は、非常に有効なものになる。
【００７７】
また、本実施の形態では、冗長ビット付加部１３は、グレイ符号が生成されるように、供給データの各ビットに冗長ビットデータを付加するようにした。しかし、冗長ビット付加部１３が、冗長ビットデータを付加したデータのユークリッド距離が離れるように、冗長ビットデータを付加したシンボルを配置すれば、上記実施の形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】音声ボコーダのデータフレームの構成を示す説明図である。
【図３】データフレームの重要度についての説明図である。
【図４】４値のナイキストＦＳＫを用いた場合のアイパターン、シンボル判定の内容を示す説明図である。
【図５】図１に示す送信装置の動作を示す説明図である。
【図６】図１に示す受信装置の動作を示す説明図である。
【図７】図１に示す送受信装置におけるエラー特性を示す説明図である。
【図８】図１に示す送受信装置におけるＢＥＲとＰＥＳＱとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１  送信装置
１２  分割部
１３  冗長ビット付加部
１４  インタリーバ
１５  ベースバンド信号生成部
１６  ＦＭ変調部
２１  受信装置
２３  ＦＭ復調部
２４  シンボル判定部
２５  ビット変換部
２６  デインタリーバ
２７  フレーム復元部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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