(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
零でない整数のアルファベットに属する記号を用いた、４の倍数ではない固定長の系列の集合であって、互いに直交する複数の系列と、該複数の系列のそれぞれに−１を乗じた複数の逆位相系列とから構成されている系列の集合から、送信すべきデータに対応する送信系列を選択する選択工程と、
送信チャネルを介して前記送信系列を送出する送出工程とを備えたことを特徴とする送信方法。
【請求項２】
前記集合は、前記系列の長さに等しい数だけ、前記互いに直交する複数の系列を含むことを特徴とする請求項１記載の送信方法。
【請求項３】
前記アルファベットは、絶対値が所定値より小さく、零でない全ての整数を含むことを特徴とする請求項１記載の送信方法。
【請求項４】
前記直交する系列により形成される行列は、複数の循環正方部分行列に分解できることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の送信方法。
【請求項５】
前記送出工程において、前記系列は線形結合として送出されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の送信方法。
【請求項６】
前記アルファベットは、絶対値が所定値より小さく、零でない全ての整数のそれぞれに同一の整数を乗じた整数を含むことを特徴とする請求項１記載の送信方法。
【請求項７】
送信チャネルを介して、４の倍数でない固定長の受信系列を受信する受信工程と、
前記受信系列が、零でない整数のアルファベットに属する記号を用いた、前記固定長の系列の集合であって、互いに直交する複数の系列と、該複数の系列のそれぞれに−１を乗じた複数の逆位相系列から構成されている系列の集合に属する系列のいずれであるかを推定する推定工程とを備えたことを特徴とする受信方法。
【請求項８】
推定工程において、前記受信系列と、前記系列の集合の中で、対ごとに直交する系列の最大の組の記号の系列の各々とのスカラー積の計算を実行することを特徴とする請求項７記載の受信方法。
【請求項９】
前記集合は、前記系列の長さに等しい数の、対ごとに直交する複数の系列を含むことを特徴とする請求項７又は８記載の受信方法。
【請求項１０】
前記アルファベットは、絶対値が所定値より小さく、零でない全ての整数を含むことを特徴とする請求項８記載の受信方法。
【請求項１１】
前記直交する系列により形成される行列は、複数の循環正方部分行列に分解できることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の受信方法。
【請求項１２】
前記アルファベットは、絶対値が所定値より小さく、零でない全ての整数のそれぞれに同一の整数を乗じた整数を含むことを特徴とする請求項８記載の受信方法。
【請求項１３】
零でない整数のアルファベットに属する記号を用いた、４の倍数ではない固定長の系列の集合であって、互いに直交する複数の系列と、該複数の系列のそれぞれに−１を乗じた複数の逆位相系列とから構成されている系列の集合から、送信すべきデータに対応する送信系列を選択する選択手段と、
送信チャネルを介して前記送信系列を送信する送信手段とを有することを特徴とする送信装置。
【請求項１４】
送信チャネルを介して、４の倍数でない固定長の受信系列を受信する受信手段と、
前記受信系列が、零でない整数のアルファベットに属する記号を用いた、前記固定長の系列の集合であって、互いに直交する複数の系列と、該複数の系列のそれぞれに−１を乗じた複数の逆位相系列とから構成されている系列の集合に属する系列のいずれであるかを推定する推定手段とを備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項１５】
コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体であって、請求項１乃至１２のいずれかに記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが格納された記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシンボル（symbol）を送信する装置及び方法に関し、またシンボルを受信する装置及び方法に関する。さらに正確には、直接系列によるスペクトル拡散（Direct Sequence Spread Spectrum）又は”ＤＳＳＳ”と呼ばれる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直接拡散によるスペクトル拡散方法は、情報の流れ（フロー）によって必要とされるバンド幅よりも広いバンド幅を用いるデータ伝送方法である。情報シンボルをＴ秒ごとに送信する（条件”１”とする）代わりに、シンボルはｎシンボルのセットがｉ・Ｔから（ｉ＋１）・Ｔ（ｉは整数）の間に送信され、最初に送られたシンボルが最後に送られたシンボルがとり得る値を大幅に削減するという制約のもとに、Ｔ／ｎ秒毎に送信される（条件”２”とする）。
以下の説明において、１つの”長い”シンボルを置き換えるｎ個の”短い”シンボルを拡散系列（Spread Sequence）と言う。
【０００３】
キャリアを（振幅、位相、直交振幅等で）変調した後に得られるパワースペクトルは、上述の条件”１”と”２”で異なる。概して、条件”１”においては、パワースペクトルは狭いが、狭い範囲に高い値を有する。これに対して、条件”２”では、（ほぼｎ倍）広いパワースペクトルと、かつこの広い範囲に渡って低い値を有する。条件”２”の条件”１”に対する利点は、周波数に依存するノイズ及び信号が複数の伝播経路によって移送されることに起因するフェージング（fading）に対して、より耐性を有する伝送が可能な点である。実際、条件”２”は、周波数の関数として伝送パワーをよりうまく分配する。加えて、スペクトル拡散は、現在の多くの規格によって必須と位置づけられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
拡散系列がチャネルを介した伝送後に受信されたとき、受信側（receiver）は対応する情報を推定しなければならない。この推定動作は、各系列に対して＋１と−１をそれぞれ乗じることによって得られる、互いに直交する系列の組から選択された系列が伝送された場合に、より簡単に、さらに効率的に処理できることが知られている。ここで、−１を乗じた積は、乗じられた系列の”逆位相（Opposite）”と言うべき系列を与える。
【０００５】
例えば、入力側で、アルファベットＡ＝{−７，−５，−３，−１，１，３，５，７}の数のいずれか１つに比例して振幅変調される信号を受信するチャネルを考える。これを８値振幅変調（８−ＡＭ）という。この場合、アルファベットＡについて長さｎの系列の集合ｘ＝(ｘ１，．．．，ｘｎ)を構成し、送信すべき情報をそのような系列ｘの連続として表現することが望まれるであろう。先に指示した通り、ｎ個の短い記号ｘｉの各系列ｘを使用して、１つの長い記号と置き換えることができる。Ａの８つの「長い」記号のそれぞれをＡについての長さｎの異なる系列と置き換えるときに、異なる系列の間の直交性のいくつかの特性を利用しつつ同じ情報の流れを実現するためには、例えば、アルファベットＡについて長さｎの４つの異なる系列を構成することができれば十分である。
【０００６】
それら４つの系列をｖ１，ｖ２，ｖ３及びｖ４とし、且つそれら４つの系列の全てに４つの系列ｖ５＝−ｖ１、ｖ６＝−ｖ２、ｖ７＝−ｖ３およびｖ８＝−ｖ４を追加すると、Ａについては長さｎの８つの系列が実際には存在することになる。それら８つの系列の中の２つの異なる系列をｖｉ及びｖｊとし、且つそれらが互いに直交していない場合、それらはｖｉ＝−ｖｊを満たす。これらの特性があるため、受信した系列と４つの系列ｖ１、ｖ２、ｖ３及びｖ４の各々との相関性により、簡単に送信系列を推定できるので、これらの特性は重要である。
【０００７】
従って、対ごとに直交している４つの系列というこの数は、この例では十分である。しかし、対ごとに直交する４より大きい長さｎのそのような系列を４つ構成できるときには、より多くの系列を構成すること、更には、最大数、すなわち、ｎ個の系列を構成することが可能になる場合もある。利用できる系列が増えることによって、情報の送信速度も増すので、これは重要でないとはいえない。ｋを４＜ｋ≦ｎを満たす整数とするとき、実際にｋ個のそのような系列を利用できるのであれば、T秒の各間隔中に拡散なしでアルファベットＡの８個の信号しか使用しない場合と比較して、ビット／秒で測定したチャネル送信速度を係数((log２(２k))／３倍することができるのは事実良く知られている。
【０００８】
アルファベットＡについての長さnの、対ごとに直交するn個の系列を構成することによって、Ａについてｎ×ｎ型の行列Ｈが構成されることになる。この場合、Ｈとその転置行列ＨＴとの行列積に等しい行列の主対角線の全ての要素は零でなく、この主対角線の外側の全ての要素は零である。
【０００９】
Ｈ・ＨＴの全ての零でない値が等しい場合（すなわち、ｎ×ｎ単位行列をＩnとするとき、Ｈ・ＨＴ＝Ｍ・Ｉnである場合）、これは、Ｈの各行と関連する系列により振幅変調される信号のエネルギーが同じである場合に相当するので、特に重要である。以後、この行列Ｈは「平衡している」(balanced)という。
【００１０】
発明者は、実際に、Ｈ・ＨＴ＝Ｍ・ＩnであるようなアルファベットＡについての行列Ｈを構成したが、それは４の倍数であるnの値に対する行列に限られていた。しかし、用途によっては、nのより一般的な値が必要になることは明らかである。特に、n＝１０であるようなケースは、ある種の規定により要求される最小拡散係数に対応しているので非常に重要である。ところが、n＝１０の場合，アルファベットＡについて１０の行と、１０の列を有し、Ｍ＞０でＨ・ＨＴ＝Ｍ・Ｉ１０を満たす行列は存在しないことを実証することができる。
【００１１】
【課題を解決する手段】
第１の面によれば、本発明は、送信チャネルで送信する方法であって、前記チャネルを介して、零でない整数のアルファベットから取り出された記号の、４の倍数ではない固定長の系列を送出する動作を含み、前記系列は系列の集合から取り出され、そのうち少なくとも３つは対ごとに直交しており、互いに直交しない対の系列は、いずれも、逆位相系列から構成されていることを特徴とする方法に関する。
【００１２】
ここで、２つの系列のホモロジーな項(すなわち、２つの系列において同一のランキングを有する項)が逆位相であるとき、それらの系列は「逆位相」であるということを述べておくべきである。
【００１３】
この規定によって、送信される記号の系列は、受信時に、直交性、すなわち、逆相性の恩恵を受けるが、本発明以前には、４の倍数ではない大きさを有すると共に、零でない整数のアルファベットについて構成されているという特徴を備えた直交行列は知られていなかった。
【００１４】
本発明の基礎を成す考えは、先に挙げた例において、アルファベットＡの代わりにアルファベットＡ★＝{−４，−３，−２，−１，＋１，＋２，＋３，＋４}を使用するというものである。
【００１５】
アルファベット(Ａ，Ａ★，．．．)の要素はチャネルを介して送信される物理量をある比例係数の範囲内にのみ規定するので、２つのアルファベットの一方の全ての要素にある固定量を乗算することにより、他方のアルファベットを一方のアルファベットから導き出すことができれば、それらのアルファベットは等価である。従って、アルファベットＡ★は、アルファベットＡ★の記号のそれぞれに２を乗算することにより得られるアルファベットＢ★＝{−８，−６，−４，−２，＋２，＋４，＋６，＋８}と等価である。アルファベットＢ★は、アルファベットＡのそれぞれの記号の絶対値に値１を加算することによっても得られる。
【００１６】
本発明は、このアルファベットＡ★を情報の送信のために使用する。
本発明に特有な特徴によれば、先に述べた集合は、系列の長さに等しい数の、対ごとに直交する複数の系列を含む。
【００１７】
実際に、アルファベットＡ★が１０の行と１０の列を有し、以下の式を満たす行列の生成を可能にすることを以下に実証する。
Ｈ・ＨＴ＝Ｍ・Ｉ１０              （１）
このような構成により、対ごとに直交する集合の系列の数は最大になるので、チャネルを介して最大限の量の情報を送信するために、系列の直交性又は逆相性の制約を最大限に活用することが可能になる。
【００１８】
本発明に特有な特徴によれば、前記アルファベットは、絶対値が所定の値より小さい全ての零でない整数を含む。
この構成によって、使用されるアルファベットは特に単純になり、このアルファベットの記号の変調済み系列を送出するために使用されるコンポーネントも特に簡単に使用できるようになる。
【００１９】
本発明に特有な特徴によれば、前記直交系列により形成される行列を複数の循環正方部分行列に分解することができる。
この構成によって、行列は、中間過程において、そのような部分行列を決定することにより決定されることになるので、第１に、部分行列の次元は元の行列と比べて必然的に小さいため、第２に、循環部分行列がその最初の行の要素により指定されるため、行列の決定は更に簡単になる。これらの二点により、考慮すべき行列の数は相当に少なくなる。
【００２０】
第２の面によれば、本発明は、送信チャネルで受信する方法であって、
−前記チャネルを介して、４の倍数でない固定長を有する系列を受信する動作と、
−前記系列を零でない整数のアルファベットから取り出された記号の系列として推定する動作とを含み、前記系列は系列の集合から取り出され、そのうち少なくとも３つは対ごとに直交しており、互いに直交しない対の系列は、いずれも、逆位相系列から構成されていることを特徴とする方法に関する。
【００２１】
第３の面によれば、本発明は、送信チャネルで送信する方法であって、前記チャネルを介して、絶対値が所定の値より小さい全ての零でない整数の倍数である数を送出する動作を含むことを特徴とする方法に関する。
【００２２】
第４の面によれば、本発明は、送信チャネルで送信する装置であって、
−零でない整数のアルファベットから取り出された記号の、４の倍数でない固定長の系列の少なくとも１つを送出すべき情報と関連付ける処理手段であって、前記系列は系列の集合から取り出され、そのうち少なくとも３つは対ごとに直交しており、互いに直交しない系列の対は、いずれも、逆位相系列から構成されているような処理手段と、
−前記チャネルを介して前記系列の各々を送信する送信手段とを有することを特徴とする装置に関する。
【００２３】
第５の面によれば、本発明は、送信チャネルで受信する装置であって、
−前記チャネルを介して、４の倍数でない固定長の系列を受信する手段と、
−前記系列を零でない整数のアルファベットから取り出された記号の系列として推定する手段とを含み、前記系列は系列の集合から取り出され、そのうち少なくとも３つは対ごとに直交しており、互いに直交しない対の系列は、いずれも、逆位相系列から構成されていることを特徴とする装置に関する。
【００２４】
第６の面によれば、本発明は、送信チャネルで送信する装置において、前記チャネルを介して、絶対値が所定の値より小さい全ての零でない整数の倍数である数を送信する手段を含むことを特徴とする装置に関する。
【００２５】
本発明は、以上簡単に開示した装置を有することを特徴とするビデオカメラ、ファクシミリ装置、写真機、コンピュータにも関する。
【００２６】
更に、本発明は、
−コンピュータプログラムの命令を格納するコンピュータ又はマイクロプロセッサにより読み取ることができる情報を格納する記憶媒体であって、先に簡単に開示したような本発明の方法の実現を可能にすることを特徴とする記憶媒体。
【００２７】
−先に簡単に開示したような方法を実現した結果として得られるデータを格納するコンピュータ又はマイクロプロセッサにより読み取ることができる情報を格納する記憶媒体。
【００２８】
−コンピュータプログラムの命令を格納するコンピュータ又はマイクロプロセッサにより読み取ることができる情報を格納する、全体または一部が着脱自在である手段であって、先に簡単に開示したような本発明の方法の実現を可能にすることを特徴とする記憶媒体及び
【００２９】
−先に簡単に開示したような方法を実現した結果として得られるデータを格納するコンピュータ又はマイクロプロセッサにより読み取ることができる情報を格納する、一部又は全体が着脱可能である記憶媒体にも関する。
【００３０】
送信装置及び方法、受信装置及び方法、上記のカメラ、ファクシミリ装置、写真装置、上記のコンピュータ並びに情報を格納する記憶媒体の好ましい又は特定の特徴及び利点は送信方法の特徴及び利点と同一であるので、ここではそれらの利点を繰り返し述べない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明は、添付の図面と関連させながら以下の説明を読むことにより更に明確に理解されるであろう。
以下の説明中、「符号化装置」及び「送信装置」という用語は、共に、使用される送信チャネルを介して信号を送出する装置を表すために使用され、両者の間に違いはない。同様に、「復号装置」及び「受信装置」という用語も、共に、使用される送信チャネルを介して信号を受信する装置を表すために使用される。
【００３２】
以下に説明し且つ図示する好ましい実施形態においては、平衡直交行列、すなわち、Ｈ・ＨＴ＝Ｍ・Ｉnを満たす整数のアルファベットについての行列を考える。なお、この式中、
ＨＴはＨの転置行列であり、
Ｉnはｎ×ｎの大きさの単位行列であり、
Ｍは厳密に正である整数である。
【００３３】
更に、行列Ｈが構成されている数のアルファベットをアルファベットＡ★であるとして選択する。
しかし、本発明は非平衡直交行列にも全く同様に適用される。
図１に示す符号化装置の説明を始める前に、要求される行列の形成を可能にする理論的基礎を開示しておくことが不可欠である。
【００３４】
（アルファベットＡ★についての１０×１０直交行列の決定）
図１から４に示す装置が使用する直交行列を決定する際の基礎となる考えは、この行列を複数の循環部分行列に分解し、次に、この選択の結果として得られる行列式の系を解くことから成る。
【００３５】
ｑ＝(ｑ０，ｑ１，ｑ２，ｑ３，ｑ４)とし、Ａ★についての５個組をｒ、ｓ及びｕとし、且つｑ、ｒ、ｓ及びｕに基づく５×５の大きさの循環行列をそれぞれＱ、Ｒ、Ｓ及びＵとする。例えば、ｒ＝(ｒ０，ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４)であるとき、Ｒは次のように表現される。
【００３６】
【数１】
0004136180.tif 000002
A★についてｑ、ｒ、ｓ及びｕをそれぞれ選択したならば、関連する１０×１０行列は次のようになる。
【００３７】
【数２】
0004136180.tif 000003
そこで、問題は行列Ｈを直交行列にする選択肢を挙げることである。
【００３８】
ここで、
【数３】
0004136180.tif 000004
これは、以下の式に従わなければならないことを示す。
Ｑ・ＱＴ＋Ｒ・ＲＴ  ＝  ＭＩ５
Ｓ・ＳＴ＋Ｕ・ＵＴ  ＝  ＭＩ５
Ｑ・ＳＴ＋Ｒ・ＵＴ  ＝  Ｏ５        （４）
式中、Ｏ５は５×５型のヌル（零）行列である。
【００３９】
数え上げアルゴリズムには２つの過程がある。まず、Ｍのいくつかの値に対して(例えば、Ｍ＝６５)、対応する行列Ｑ及びＲが式(４)の系の第１の式を満たすように、Ａ★についての５個組の全ての対（ｑ，ｒ）のリストＶを描くことができる。
【００４０】
次に、式の系(４)の第１及び第２の式をそれぞれ満たす５個組の２つの対（ｑ，ｒ）及び（ｓ，ｔ）を挙げる。残る唯一の制約は、対応する行列Ｑ、Ｒ、Ｓ及びＵが式の系(４)の第３の式を満たすことである。
【００４１】
次の式を満たすＡ★についての５個組の全ての対(ｑ，ｒ)に対してリストを確定した。
ｑ０＝４又はｒ０＝４及び
Ｑ・ＱＴ＋Ｒ・ＲＴ＝６５Ｉ５
【００４２】
このリストは３２０の対(ｑ，ｒ)を含み、それらの対の一部は次のように表現される。
0004136180.tif 000005
【００４３】
Ｖにおいて２つの対(ｑ，ｒ)及び(ｓ，ｕ)を選択し、関連する行列Ｑ、Ｒ、Ｓ及びＵに関して式の系(４)の第３の式が満たされるか否かを求めることにより、４８の４個組(4-tuples)  (ｑ，ｒ，ｓ，ｕ)が見出される。
【００４４】
それらの４個組のうち２つは次のようになる。
ｑ（４，−１，−４，−１，−２）（４，１，−１，−１，−４）
ｒ（３，１，３，−２，２）      （３，２，−２，３，２）
ｓ（３，１，３，２，−２）      （２，３，−２，２，３）
ｕ（４，１，−４，２，１）      （４，１，１，−１，−４）
【００４５】
また、それらの４個組のうち第２の４個組と関連する１０×１０型の行列Ｈ１０は次の通りである。
【数４】
0004136180.tif 000006
【００４６】
同様の方法を使用して、同じアルファベットについて直交ｎ×ｎ行列を得ようとすることは可能である。なお、ｎは４の倍数でない数、更に詳細には、４の倍数でない偶数である。このようにして、例えば、
ｎ＝６の場合、Ｈ６・Ｈ６Ｔ＝３２・Ｉ６を満たす
【数５】
0004136180.tif 000007
が得られる。
【００４７】
同様に、ｎ＝１４の場合には、
【数６】
0004136180.tif 000008
はＨ１４・Ｈ１４Ｔ＝８０・Ｉ１４を満たす。
【００４８】
更に、Ｈ６、Ｈ１０及びＨ１４のような、上記のようにして構成された行列から得られるどの行列も、それらの行又は列の置き換えにより、またはそれらの行又は列の一部に係数−１を乗算することにより、同様に同じアルファベットについての直交行列になることは述べておくに値する事項である。
【００４９】
図１には、符号化装置がブロック図の形で、全体を図中符号１０により示されており、この符号化装置は、アドレス・データバス１０２により互いに接続される構成要素として、
・中央処理装置１０６と、
・ランダムアクセスメモリＲＯＭ１０４と、
・読み出し専用メモリＲＯＭ１０５と、
・符号化装置が送信すべき情報を２進データの形で受信する入力ポート１０３と、
・アルファベットＡ★の２つの系列を順次受信し、それらの系列の対応要素により形成される複数の対を同時に変調器１０９へ送信する出力ポート１０７とを有する。変調器１０９は、この対の系列から、この場合には、同相振幅と直角位相振幅とがアルファベットＡの要素にはもはや比例せず、Ａ★の要素に比例するという意味で変調されている「６４−ＱＡＭ」として知られる６４状態アルファベットから構成される、送信チャネルのアルファベットの記号の系列を生成する。
【００５０】
また、符号化装置は、バス１０２とは独立した構成要素として、
・変調器１０９により変調された信号を搬送波周波数に変換して、増幅するＵＨＦインタフェース回路と、この変換・増幅済み信号を一斉送信する送出器１１０と、
・出力ポート１０７に接続する表示画面１０８と、
・入力ポート１０３に接続し、順次使用されるキーボードキーを表現するオクテットを供給するキーボード１０１と、
・入力ポート１０３に接続し、２進データの形の送信すべきデータを入力する入力線１１１とを有する。
【００５１】
図１に示すそれぞれの要素は送信システム、特に情報処理システムの分野の当業者には良く知られている。従って、ここではこれらの要素についての説明を省略する。
【００５２】
ここで、以下の説明の中で使用される用語「レジスタ」は、各々のメモリにおいて、容量の小さいメモリエリア(若干の２進データのみを格納する)と、大容量のメモリエリア(プログラム全体を格納できる)の双方を指すということに注意すべきである。
【００５３】
ランダムアクセスメモリ１０４はデータ、変数及び中間処理結果を、以下の説明の中で各々のレジスタが値を格納しているデータと同じ名前を付けられたメモリレジスタに格納する。ランダムアクセスメモリ１０４は、特に、
【００５４】
・入力ポート１０３から入力される送信すべき一連の２進データが格納されるレジスタ「data」と、
・同相成分に対応する送信チャネルのアルファベットの記号の系列が格納されるレジスタ「phase_seq」と、
・直角位相成分に対応する送信チャネルのアルファベットの記号の系列が格納されるレジスタ「quadra_seq」とを含む。
【００５５】
ランダムアクセスメモリ１０４は、コンピュータ又はマイクロプロセッサにより読み取ることができる情報を格納する手段を構成する。このメモリは、本実施形態の方法の実現の結果として得られるデータ、すなわち、符号化データを格納する。
【００５６】
変形例によれば、ランダムアクセスメモリ１０４の一部又は全体が着脱可能であり、例えば、磁気テープ又はフロッピーディスクを有する。
【００５７】
読み出し専用メモリ１０５は、以下の説明の中で各々のレジスタが値を格納しているデータと同じ名前を付けられたメモリレジスタにデータを格納する。読み出し専用メモリ１０５は、特に、
【００５８】
・演算プログラム又は中央処理装置１０６をレジスタ「program１」に格納し、
・直交行列Ｈ１０をレジスタ「matrix」に格納し、
・データ入力線１１１により受信された３つの２進記号を直交行列Ｈ１０の１つの行と関係付けるいわゆる「行」ルックアップテーブルを格納する。
【００５９】
ここで説明し、表示する例では、行列Ｈ１０は先に開示したように決定される１０×１０行列である。
【数７】
0004136180.tif 000009
【００６０】
読み出し専用メモリ１０５は、コンピュータ又はマイクロプロセッサにより読み取ることができる情報を格納する手段を構成する。このメモリは、本発明の目的である符号化方法を実現するコンピュータプログラムの命令を格納する。
【００６１】
変形例によれば、読み出し専用メモリ１０５の一部又は全体は着脱可能であり、例えば、磁気テープ、フロッピーディスク又は固定記憶コンパクトディスク(「ＣＤ−ＲＯＭ」)を有する。
【００６２】
行ルックアップテーブルの一例として、以下のテーブルは２進数のトリプレット(triplet of binary）を行列Ｈ１０の行インデックスと照合する。
０  ０  ０    行１
０  ０  １    行２
０  １  ０    行３
０  １  １    行４
１  ０  ０    行５
１  ０  １    行６
１  １  ０    行７
１  １  １    行８
【００６３】
中央処理装置１０６は、図２に示す流れ図を実現する。この図２においては、動作３００中に、図１に示す送信装置の初期設定が実行されることがわかる。
【００６４】
次に、動作３０１中には、入力ポート１０３で利用できる送信すべき２進記号の中から、中央処理装置１０６は送信すべき最初の４つの２進記号により形成されるグループを取り出し、それらの記号をランダムアクセスメモリ１０４のレジスタ「data」に格納する。
【００６５】
動作３０２中には、中央処理装置１０６は、読み出し専用メモリ１０５に格納されている行ルックアップテーブルを使用して、レジスタ「data」に入っている送信すべき最初の３つの２進記号を表現する行を１つ選択する。
【００６６】
動作３０２中には、中央処理装置１０６は送信すべき第４の２進データ項目と、乗算係数＋１又は−１と関連付ける。例えば、係数「＋１」を２進データ項目「４」と関連付け、係数「−１」を２進データ項目「０」と関連付ける。また、この係数と、動作３０２中に選択された系列との積を計算し、そのようにして判定された系列をレジスタ「phase_seq」に格納する。
【００６７】
次に、動作３０３中には、入力ポート１０３で利用できる送信すべき２進記号の中から、中央処理装置１０６は送信すべき初めの４つの２進記号により形成される新たなグループを取り出し、それをランダムアクセスメモリ１０４のレジスタ「data」に格納する。
【００６８】
動作３０４中には、中央処理装置１０６は読み出し専用メモリ１０５に格納されている行ルックアップテーブルを使用して、レジスタ「data」に入っている送信すべき初めの３つの２進記号を表現する行を１つ選択する。
【００６９】
動作３０４中には、中央処理装置１０６は、動作３０２に関して開示したように、乗算係数＋１又は−１を送信すべき第４の２進データ項目と関連付け、そのようにして判定された系列をレジスタ「quadra_seq」に格納する。
【００７０】
最後に、動作３０５中には、中央処理装置１０６は、レジスタ「phase_seq」に格納されている系列の要素のうち１つと、レジスタ「quadra_seq」に格納されている系列の要素のうち１つとにより形成される各々の対を、出力ポート１０７によって、それらの系列の中における順序に従って順次変調器１０９へ送信する。すなわち、送出すべき８つの情報ビットを表現する１０個の対が送信されることになる。その後、動作３０１を繰り返す。
【００７１】
次に、本実施形態に従って実行される復号、特に、頭文字のＡＷＧＮの方が良く知られている理論上の加法性白色ガウス雑音（Additive White Gaussian Noise）チャネルに近接するチャネルに適合する復号について説明する。
【００７２】
図３には、ブロック線図の形で、全体を図中符号２０により指示された復号装置が示されている。復号装置は、アドレス・データバス２０２に接続する構成要素として、
・中央処理装置２０６と、
・ランダムアクセスメモリＲＡＭ２０４と、
・読み出し専用メモリＲＯＭ２０５と、
・復号装置が処理、格納又は送信すべき情報を受信する入力ポート２０３と、
・復号された２進情報記号の系列を復号装置へ送信する出力ポート２０７とを有し、また、バス２０２とは独立した構成要素としては、
・符号化装置の送信アンテナ１１０により送信される信号を表現する信号を受信する受信アンテナと、自動利得制御及び受信した信号のベースバンドへの変換を実行するＵＨＦインタフェース回路とを有する受信器２０９と、
・入力ポート２０３に接続し、アンテナ２０９により受信され、左記に図１に示す装置により変形６４状態直交振幅変調によって変調された記号の系列を表現する２系列の記号の形で復調を実行する復調器２１０と、
・出力ポート２０７に接続する表示画面２０８と、
・入力ポート２０３に接続するキーボード２０１とを有する。
【００７３】
ここで、復調器２１０は、いわゆる「ハード」復号の場合のアルファベットＡ★＝{−４，−３，−２，−１，１，２，３，４}の記号の系列か、又は任意の１０進数の系列のいずれかを供給できることに注意すべきである。すなわち、ハード復号を実行すべきか、またはソフト復号を実行すべきかに応じて、受信した記号の系列は送出チャネルで使用されるアルファベットの数として推定されるか、又は、例えば、送出された信号に関する確率的性質の情報などの、より多岐にわたる値をとることができる数として推定されるかのいずれかである。
【００７４】
図３に示す各々の要素は情報復号システム、特に、情報処理システムの分野の当業者には良く知られている。従って、ここではこれらの要素についての説明を省略する。
【００７５】
ランダムアクセスメモリ２０４はデータ、変数及び中間処理結果を、以下の説明の中で各々のレジスタが値を格納しているデータと同じ名前を付けられたメモリレジスタに格納する。ランダムアクセスメモリ２０４は、特に、
・出力ポート２０７に配置すべき復号済みの一連の２進データが格納されるレジスタ「data」と、
・同相成分に対応する受信記号の系列が格納されるレジスタ「phase_seq」と、
・直角位相成分に対応する受信記号の系列が格納されるレジスタ「quadra_seq」とを含む。
【００７６】
読み出し専用メモリ２０５は、以下の説明で各々のレジスタが値を格納しているデータと同じ名前を付けられたメモリレジスタにデータを格納する。読み出し専用メモリ２０５は、特に、
・中央処理装置２０６の演算プログラムをレジスタ「program２」に格納し、
・直交行列Ｈ１０をレジスタ「matrix」に格納し、
・直交行列Ｈ１０の行インデックスを３つの復号済み２進記号と対応付けるルックアップテーブルをレジスタ「look−up  table」に格納する。
【００７７】
読み出し専用メモリ２０５は、コンピュータ又はマイクロプロセッサにより読み取ることができる情報を格納する手段を構成する。このメモリは、本発明の目的である復号方法を実現するコンピュータプログラムの命令を格納する。
【００７８】
変形例によれば、読み出し専用メモリ２０５の一部又は全体は着脱自在であり、例えば、磁気テープ、フロッピーディスク又は固定記憶コンパクトディスク(「ＣＤ−ＲＯＭ」)を有する。
【００７９】
中央処理装置２０６は図４に示す流れ図を実現する。図４では、動作４００中に、図３に示す受信装置が初期設定されることがわかる。
【００８０】
次に、動作４０１中には、それぞれが復調器２１０により復調された信号の２つの成分(同相成分と、直角位相成分)に順次対応する十対の数値の系列が、それぞれ、１０個の連続する同相成分と、１０個の連続する直角位相成分とに対応する２つの系列の形で、ランダムアクセスメモリ２０４のレジスタ「phase_seq」と、「quadra_seq」とに格納される。
【００８１】
次に、動作４０２中には、中央処理装置２０６は、レジスタ「phase_seq」に格納されている系列から構成される行と、レジスタ「matrix」に保存されている行列Ｈ１０の各々の行とのスカラー積を計算する。動作４０３中には、中央処理装置２０６は送信装置により使用される部分行列の行が、動作４０２の終了時に絶対値で最大のスカラー積を有する行の１つであると推定する。次に、この行のインデックスをランダムアクセスメモリ２０４のレジスタ「data」に格納する。
【００８２】
動作４０４中には、中央処理装置２０６は部分行列のこの行に適用される乗算係数を、絶対値が最大であるスカラー積の符号と等しいものと評価する。「＋１」又は「−１」に等しいこの係数は、この後、ランダムアクセスメモリ２０４のレジスタ「data」に格納される。
【００８３】
動作４０５，４０６及び４０７は、同相成分に対応するシーケンスで実行された動作４０２，４０３及び４０４と同じように、直角位相成分に対応してそれぞれ順次実行される。
【００８４】
動作４０８中には、先に図２に関して詳細に説明した行ルックアップテーブルを使用して、動作４０３及び４０５中に判定された行インデックスの各々を３つの情報ビットと照合する。同様に、乗算係数を２進情報項目と照合する。そのようにして判定された８つのビットをランダムアクセスメモリ２０４のレジスタ「data」に格納すると共に、出力ポート２０７へ送信する。
続いて、動作４０１を繰り返す。
【００８５】
変形例(図示せず)によれば、動作３０５中に送出される系列は、行列Ｈ１０の線形結合であり、この線形結合の主体である行のインデックスと、それらの行に適用される係数とが連帯して送信すべき情報を表現している。
【００８６】
この変形例に従って受信される系列の復号が使用される行列の行の直交性を利用して簡単に実行されることは理解されるであろう。
【００８７】
例えば、各々の線形結合に関与している行列Ｈ１０の数が３であり、且つ適用される係数が「＋１」又は「−１」に等しい場合、受信した系列と行列Ｈ１０の各行とのスカラー積を計算することにより、
・線形結合の主体であった３つの行は、受信した系列とのスカラー積が絶対値で最高であるような３つの行であること、及び
・それらの行に適用される係数は、絶対値が最大であるようなそれら３つのスカラー積の符号であることを推定できる。
しかし、そのような線形結合に適する行のトリプレットは、送出チャネルで使用すると予測されるアルファベットに適していなければならないということに注意すべきである。
【００８８】
従って、送出される系列を構成する数をアルファベットの値(−６、−５、−４、−３、−２，０，２，３，４，５，６)に制限するために、係数が＋１又は−１に等しい行列Ｈ１０の３つの行の線形結合は４０通り存在する。
【００８９】
同様に、送出される系列を構成する数をアルファベットの値(−５、−４、−２，０，２，４，５)に制限するために、係数が＋１又は−１に等しい行列Ｈ１０の３つの行の線形結合は２０通り存在する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による符号化装置を示すブロック図である。
【図２】図１に示す符号化装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明による復号装置を示すブロック図である。
【図４】図３に示す復号装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０・・・符号化装置
１０１・・・キーボード
１０２・・・アドレス・データバス
１０３・・・入力ポート
１０４・・・ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)
１０５・・・読み出し専用メモリ(ＲＯＭ)
１０６・・・中央処理装置
１０７・・・出力ポート
１０８・・・表示画面
１０９・・・変調器
１１０・・・送信器
２０・・・復号装置
２０１・・・キーボード
２０２・・・アドレス・データバス
２０３・・・入力ポート
２０４・・・ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)
２０５・・・読み出し専用メモリ(ＲＯＭ)
２０６・・・中央処理装置
２０７・・・出力ポート
２０８・・・表示画面
２０９・・・受信器
２１０・・・復調器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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