(57)【要約】デジタル伝送システム１は、送信機２、受信機３、及び該送信機２と受信機３の間に接続される伝送チャネル４を備えている。送信機２と受信機３の両者には、エンコーダ５及びデコーダ６がそれぞれ設けられており、マルチレベル入力信号は、ＤＣバランスデジタルチャネルコードが伝送されるように符号化される。エンコーダ５及びデコーダ６は、ＤＣフリーなマルチレベル入力信号のレベルと、ＤＣバランスデジタルチャネルコードのコードワードとを整合して、選択されたコードワードの不一致はゼロ不一致の周辺に対称的に集められる。その結果、制限された伝送帯域幅を有するＤＣフリーなデジタルチャネルコード信号となり、該信号は、通常のＡＣ結合伝送チャネルを通じて最小のハードウェアにより伝達することができる。
2004516746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機、受信機、及び該送信機と該受信機の両者に接続される伝送チャネルを備えるデジタル伝送システムであって、
前記送信機にはエンコーダが設けられ、
符号化されたＤＣバランスデジタルチャネルコードが前記受信機に伝送されるように、マルチレベル入力信号が符号化され、
選択されたコードワードの不一致がゼロ不一致の周辺に対称的に集められるように、前記エンコーダは、前記マルチレベル入力信号のレベルと、前記ＤＣバランスデジタルチャネルコードのコードワードとを整合するために実現される、
ことを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項２】
送信機、受信機、及び該送信機と該受信機の両者に接続される伝送チャネルを備えるデジタル伝送システムであって、
前記受信機にはデコーダが設けられ、
受信された符号化ＤＣバランスデジタルチャネルコードは、マルチレベル出力信号に復号され、
前記デコーダは、前記受信されたＤＣバランスデジタルチャネルコードワードを復号するために実現され、該コードワードの不一致は、ゼロ不一致の周辺に対称的に集められる、
ことを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項３】
前記エンコーダ及び前記デコーダは、前記ＤＣバランスデジタルチャネルコードのコードワードに対応する前記マルチレベル信号のレベルに関するデータを含むルックアップテーブルを備える、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のデジタル伝送システム。
【請求項４】
前記ルックアップテーブルにおけるデータは、前記マルチレベル入力信号の連続的なレベルと、対応する前記選択されたコードワードの連続する不一致の間の単調な関係を示す、
ことを特徴とする請求項３記載のデジタル伝送システム。
【請求項５】
前記ルックアップテーブルにおけるデータは、前記マルチレベル入力信号の連続的に増加又は減少するそれぞれのレベルと、対応する前記選択されたコードワードの連続的に増加又は減少するそれぞれの不一致との間の単調な関係を示す、
ことを特徴とする請求項４記載のデジタル伝送システム。
【請求項６】
１つ以上の選択されていないコードワードが同期ワードとして使用される、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のデジタル伝送システム。
【請求項７】
前記デジタル伝送システムは、送信機、受信機、及び該送信機と該受信機の両者に接続される伝送チャネルを備え、
前記送信機にはエンコーダが設けられ、
符号化されたＤＣバランスデジタルチャネルコードが前記受信機に伝送されるように、マルチレベル入力信号が符号化され、
選択されたコードワードの不一致がゼロ不一致の周辺に対称的に集められるように、前記エンコーダは、前記マルチレベル入力信号のレベルと、前記ＤＣバランスデジタルチャネルコードのコードワードとを整合するために実現される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載のデジタル伝送システムにおける適用に適した送信機。
【請求項８】
デジタル伝送システムは、送信機、受信機、及び該送信機と該受信機の両者に接続される伝送チャネルを備え、
前記受信機にはデコーダが設けられ、
受信された符号化ＤＣバランスデジタルチャネルコードは、マルチレベル出力信号に復号され、
前記デコーダは、前記受信されたＤＣバランスデジタルチャネルコードワードを復号するために実現され、該コードワードの不一致は、ゼロ不一致の周辺に対称的に集められる、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載のデジタル伝送システムにおける適用に適した受信機。
【請求項９】
不一致を有するコードワードを備え、
前記コードワードの不一致はゼロ不一致の周辺に対称的に集められる、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載のデジタル伝送システムにおける適用向けのデジタルコードワードのセット。
【請求項１０】
前記コードワードの不一致は、減少しない不一致において集められる、
ことを特徴とする請求項９記載のデジタルコードワードのセット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、送信機、受信機、及び送信機と受信機の両者に接続される伝送チャネルを備え、送信機にはエンコーダが設けられており、符号化されたＤＣバランスデジタルチャネルコードが受信機に送信されたマルチレベル入力信号が符号化されるデジタル伝送システムに関する。
また、本発明は、デジタル伝送システムにおける適用のための送信機及び受信機、並びにデジタル伝送システムにおける適用のためのデジタルコードワードのセットに関する。
【０００２】
［発明の背景］
かかるデジタル伝送システムは、欧州特許出願０１７８０２７号から知られている。この公知の伝送システムでは、デジタル情報は、伝送チャネルを介して伝送され、この伝送チャネルは、たとえば、磁気手段、ケーブル手段又は光手段、或いは自由空間からなる場合がある。かかる伝送チャネルでは、最小の低周波数成分を有する周波数成分を有するＤＣフリーなデジタル信号を伝達することが一般に望ましい。かかるＤＣフリーなデジタル信号は、デジタルコードワードを備えている場合があり、このコードワードは、たとえば、０の数と同じ１の数を有する２相コードワードから選択される。
【０００３】
不一致、これは、かかるコードワードセットのうちのコードワードのビット値を通しての総和であり、２相コードワードについてゼロであり、連続して伝送される信号はＤＣフリーである。かかるＤＣフリーなデジタル信号についての別の可能性は、特定の非ゼロの不一致のコードワードのみが選択されることである。
【０００４】
この場合、反対の不一致を有するコードワードの選択がなされ、この選択は、先行するコードワードを通してのデジタルの総和値（和を計算してその都度出力する）に依存する。このようにして、このデジタル総和値の絶対値、それに加えてＤＣ成分が制限されたままとなる。
【０００５】
上記欧州特許出願では、なお更なる可能性が明らかにされる。ここでは、特定のデジタル総和値を制限することにより、コードワードのエネルギースペクトルの２次導関数は、周波数ゼロについてゼロとなり、この結果、スペクトルの周波数成分の低減となる。
【０００６】
上述したこれら全ての場合は、選択可能なコードワードの数が制限され、したがってその効率が制限されるという問題点がある。また、一般に、様々なデジタル総和値を計算するための追加のハードウェアが必要とされる。
したがって、本発明の目的は、その送信機及び受信機において非常に少ない追加のハードウェアを必要とするデジタル伝送システム、及び非常に有効なＤＣフリーなコードワードセットを提供することにある。
【０００７】
［発明の概要］
本発明によるデジタル伝送システムは、選択されたコードワードの不一致がゼロ不一致の周辺に対称的に集められるように、マルチレベル入力信号のレベルと、ＤＣバランスデジタルチャネルコードのコードワードとを整合するために、エンコーダが実現されることを特徴としている。
【０００８】
類似のデジタル伝送システムでは、受信機にはデコーダが設けられる。ここで、受信された符号化ＤＣバランスデジタルチャネルコードは、マルチレベル出力信号に復号される。受信されたＤＣバランスデジタルチャネルコードワードを復号するために、デコーダが実現され、上記コードワードの不一致は、ゼロ不一致の周辺に対称的に集められることを特徴としている。
【０００９】
本発明による上記デジタル伝送システムの利点は、かかる整合、及びゼロ不一致の周辺で選択されたコードワードの不一致を対称的に集中することにある。符号化されたＤＣバランスチャネルコードの振幅確率密度関数もまた、ゼロ周辺に対称的になる。ＤＣフリーな入力信号から開始する結果として、平均ＤＣフリー及び低周波のチャネルコード信号となる。
【００１０】
ＤＣフリーなチャネルコード信号についての結果として、その帯域幅が制限される。したがって、たとえば、位相ロックループによる同期が適切に作用される。好適には、同じ不一致を有するコードワードを置き換えることができ、この置換えにより、コードワードセットの符号化構造に関する柔軟性が増加する。余分な符号化ビットが必要とされることなしに、殆ど全てのコードワードを使用することができるので、符号化は、現実的に損失なしで行われて非常に効率的であり、高いビットレートを達成することができる。
【００１１】
本発明によるデジタル伝送システムの実施の形態は、エンコーダ及び／又はデコーダが、ＤＣバランスデジタルチャネルコードのコードワードに対応するマルチレベル入力信号のレベルに関するデータを含むルックアップテーブルを備えることを特徴としている。
【００１２】
好ましくは、本発明によるデジタル伝送システムの実施の形態では、簡単なルックアップテーブルのみが、マルチレベル入力信号から、ゼロバランス不一致を有する割当てられたコードワードへの変換を満足させる。
【００１３】
本発明によるデジタル伝送システムの更なる実施の形態は、ルックアップテーブルにおけるデータがマルチレベル入力信号の連続するレベルと、対応する選択されたコードワードの連続する不一致との間の単調な関係を示すことを特徴としている。
かかる実施の形態は、結果として、低減されたサイズを有する簡単なルックアップテーブルとなる。
【００１４】
本発明による、迅速なルックアップテーブルを提供するデジタル伝送システムの更なる実施の形態によれば、ルックアップテーブルにおけるデータが、マルチレベル入力信号の連続して増加又は減少するそれぞれのレベルと、対応する選択されたコードワードの連続して増加及び減少するそれぞれの不一致との間の単調な関係を示すことを特徴としている。
【００１５】
好適には、追加の同期ビットを必要とすることなしに、本発明によるデジタル伝送システムに関する以下の実施の形態は、１つ以上の選択されていないコードワードが、同期ワードとして使用されることを特徴としている。
【００１６】
［発明の実施の形態］
本発明によるデジタル伝送システム、送信機、受信機及びコードワードセットは、その追加の効果とともに解明される。ここでは、添付図面に対して参照がなされ、同一の構成要素は、同じ参照符号により参照される。
【００１７】
図１は、送信機２、受信機３、及び送信機２と受信機３の両者に接続される伝送チャネル４を備えるデジタル伝送システム１を示している。送信機２には、エンコーダ５が設けられており、同様に、受信機３にはデコーダ６が設けられている。送信機２の入力端子２の信号は、その振幅が多数の離散値を取る場合があるマルチレベル入力信号である。この離散値は、たとえば、２，４，８，１６，．．．，１０２４等である。以下の例では、この離散値が１６及び１０２４である場合の実現に関して与えられる。
【００１８】
マルチレベル入力信号は、アナログ／デジタルコンバータ８によりデジタル信号に変換され、次いで、エンコーダ５により符号化される。このエンコーダ５は、コンバータ８に含まれていることが好ましい。符号化された出力信号は、コードワードを含んでおり、このコードワードは、以下に説明されるように、適切に選択され、伝送チャネル４を介して伝送されるときに、ごく僅かなＤＣ成分を含むように導出される。
【００１９】
伝送チャネル４は、ケーブル手段、配線手段、グラスファイバのような光手段、自由空間、或いはこれらの組合せを含んでいる場合があり、したがって、雲のように概念的に示されている。システム１は、たとえば、ＣＡＴＶ戻り信号経路で実現される場合があり、振幅変調されたＲＦ搬送波は、３ＭＨｚから４２ＭＨｚまで（米国）、又は６５ＭＨｚまで（欧州）の帯域幅を有するチャネルを通して伝送される。これらのチャネルは、通常ＡＣ結合され、したがって、伝送された符号化出力ストリームは、受信機３により受信され、ＤＣフリーでなければならず、非常に少ない低周波成分を有さなければならない。
【００２０】
受信機３にはデコーダ６が設けられている。このデコーダ６は、伝送された信号の受信されたコードワードを復号するためにチャネル４に接続され、その後、復号されたコードワードは、アナログ出力信号を受信機の出力端子１２に供給するために、デジタル／アナログコンバータ９に供給される。
【００２１】
エンコーダ５は、デコーダ６とともに、図示されるような場合では、マルチレベル入力信号の振幅レベルと、デジタルチャネルコードワードのセットとを整合するために実現される。この整合は、エンコーダ５及びデコーダ６のそれぞれにおけるルックアップテーブル１０，１１により通常行われ、このルックアップテーブル１０，１１のそれぞれは、振幅レベル及びコードワードの形式でデータを含んでいる。整合は、選択されたコードワードの不一致がゼロ不一致の周辺に対称的に集まり、結果としてＤＣバランスデジタルチャネルコードとなるように行われる。
【００２２】
この可能な実現は、以下の表１に与えられており、第１列において、端子７の入力信号の振幅レベルが示され、第２列において、特定の振幅レベルにそれぞれ割当てられた考案されたコードからなる端子のコードワードが示され、第３列において、コードワードのそれぞれの不一致が示されている。
【表１】
2004516746.tif 000003
【００２３】
コードワードは、それぞれのレベルのマルチレベル入力信号にそれぞれ割当てられ、この示される特定の場合では、マルチレベル入力信号の連続するレベルと、対応する選択されたコードワードの不一致との間に、単調な（減少することのない）関係が存在する。ここでは、５つの異なる不一致のクラス、すなわち＋４，＋２，０，−２及び−４が存在する。
【００２４】
入力信号の振幅レベルの関数としてのコードワードの不一致が図２に示されており、この場合について、ゼロ不一致の周辺での不一致の対称性とともに、単調さを明らかに示している。この対称性は、ゼロ以上又はゼロ以下のグラフの枝をゼロの周りで１８０°回転すると他方の枝になることである。概念の柔軟性を提供するのであれば、同じ不一致を有する関連するコードワードは、置き換えて、隣接する振幅レベルに割当てることができる。
【００２５】
たとえば、全て不一致＋２を有するレベル＋３、＋４、＋５及び＋６に割当てられるコードワードを置き換えることができ、ゼロ不一致の周辺の不一致の分散に関して影響を与えない。勿論、入力信号のレベルへのコードワードの組合せ及び割当てが可能であり、この場合、不一致は、ゼロ不一致の周辺で全て対称的に集まる。ここで示されるコードワードのセットは、４ビットを有している。１６の可能なコードワードから、交互のコードワードを同期のために有効に使用することができる。
【００２６】
以下の表２は、１０２４レベルの入力信号について、１０ビットコードワードのセットからなるメイン構造を示している。この場合では、入力信号は、１０２４の振幅レベルを有し、この振幅レベルにより、１１の異なる不一致のクラスが導出される。それぞれのクラスは、括弧内に位置される多数のコードワードを有している。たとえば、不一致“８”を有するコードワードにおいて、“０”と“１”ビットの１０の可能な組合せが存在する。
【００２７】
コードワード１１１１１１１１１０は、１０の可能な組合せのうちの１つである。“０”をこのコードワードを通してそのはじめに置き換えることで、他の可能な組合せを即座に発見することができる。
【表２】
2004516746.tif 000004
【００２８】
適切な同期ワードを発見するために、アナログ入力信号の特性を使用することができる。たとえば、入力レベルの組合せ−５０４，−５１２，−５１１が生じない場合、同期ワード００１０００００００  ００００００００００  ０００００００００１が適切である。
【００２９】
一般に、ＤＣフリーな入力信号のそれぞれの振幅レベルに対するコードワードの割当ては、コードワードの不一致がゼロの周辺で対称的に集まる場合に、出力信号もＤＣフリーとなるようにする。同じことが、入力信号の振幅の振幅確率密度関数がゼロの周辺で対称である場合にも言える。
【００３０】
本質的に好適な実施の形態及び最も可能性のあるモードへの参照により、本発明が説明されたが、これらの実施の形態は、関連するシステムの限定的な例として解釈されるべきではない。特許請求の範囲にある様々な変更、機能及び該機能の組合せは、当業者であれば実現することができる、
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるデジタル伝送システムの実現に関する基本スキームを示す図である。
【図２】
本発明によるデジタル伝送システムの可能な実現のためのマルチレベル入力信号のレベルの関数として、不一致の単調な推移に関するグラフを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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