特許 7392240 符号化方法、復号方法、符号化デバイス、復号デバイス、通信システム、コンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】符号化方法、復号方法、符号化デバイス、復号デバイス、通信システム、コンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/34 20060101AFI20231129BHJP

   H04B 10/516 20130101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

H04L27/34

H04B10/516

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2022539084

(86)(22)【出願日】2020-09-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-08

(86)【国際出願番号】 CN2020116678

(87)【国際公開番号】W WO2021135421

(87)【国際公開日】2021-07-08

【審査請求日】2022-07-27

(31)【優先権主張番号】202010001718.8

(32)【優先日】2020-01-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】504161984

【氏名又は名称】ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】イ、ホン

(72)【発明者】

【氏名】ジャン、ジュアン

【審査官】川口 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２０－５３５７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２１－５１７７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２６２２７４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ２７／３４

Ｈ０４Ｂ １０／５１６

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＳＡ ＷＧ１－２

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

符号化方法であって、
取得された符号化対象データを、予め設定した規則に従って、位相データおよび振幅データに分割する段階と、
前記符号化対象データに対応するコンスタレーション図を取得する段階であって、前記コンスタレーション図は、複数のコンスタレーションポイントを有し、前記複数のコンスタレーションポイントは、振幅値が０であるコンスタレーションポイントを含み、各コンスタレーションポイントは、対応する確率値を含み、前記確率値は、対応する前記コンスタレーションポイントの発生確率を示す、段階と、
前記コンスタレーション図と各コンスタレーションポイントに対応する前記確率値とに基づいて、前記振幅データに対して確率的コンスタレーションシェーピング符号化を行い、少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する段階と、
前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群と前記位相データとを組み合わせ、次に、符号化を行うことにより、出力データを取得する段階と
を備える方法。

【請求項2】

前記コンスタレーション図における各コンスタレーションポイントに対応する前記確率値は、情報エントロピー、コンスタレーションポイントの数、および前記確率的コンスタレーションシェーピング符号化の符号長さに基づいて判定され、前記情報エントロピーは、前記符号化対象データの容量に依存する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群と前記位相データとを組み合わせ、次に、符号化を行うことにより、出力データを取得する前記段階は、
前記シンボルシーケンス群の少なくとも１つのシンボルシーケンス群をシンボルシーケンスの少なくとも２つのカテゴリに分割する段階であって、前記少なくとも２つのカテゴリは、シンボルシーケンスの１番目のカテゴリとシンボルシーケンスの２番目のカテゴリとを有し、前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリの振幅値は０でなく、前記シンボルシーケンスの２番目のカテゴリの振幅値は０である、段階と、
前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリと前記位相データを組み合わせ、位相および振幅を組み合わせたデータを取得する段階と、
前記シンボルシーケンスの２番目のカテゴリと前記組み合わせたデータを組み合わせ、前記出力データを取得する段階と
を有する
請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記位相データおよび前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群のチェックデータを取得する段階をさらに備える方法であって、
前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリと前記位相データとを組み合わせ、位相および振幅を組み合わせたデータを取得する前記段階は、
前記チェックデータおよび前記位相データを組み合わせ、位相およびチェックを組み合わせたデータを取得する段階と、
前記位相およびチェックを組み合わせたデータと前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリとを組み合わせ、前記位相および振幅を組み合わせたデータを取得する段階と
を有する
請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群は、前記コンスタレーション図に存在し、前記振幅データがマッピングされる前記コンスタレーションポイントの振幅インデックスであり、前記振幅インデックスの値にはＫ＋１のカテゴリが存在し、Ｋは正の整数であって、
前記位相およびチェックを組み合わせたデータと前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリを組み合わせ、前記位相および振幅を組み合わせたデータを取得する前記段階は、
前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリに含まれたビットを分類し、振幅ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階であって、同じ振幅ビットシーケンスの群に含まれたビットの振幅インデックスが同じ値を持つ、段階と、
前記位相およびチェックを組み合わせたデータを分割し、前記振幅ビットシーケンスのＫ個の群と１対１に対応する位相ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階であって、前記位相ビットシーケンスのＫ個の群の各々の長さが前記振幅ビットシーケンスの対応する群の振幅インデックスの値に関連付けられる、段階と、
前記振幅ビットシーケンスのＫ個の群および対応する位相ビットシーケンスの群の各々に対して演算を行い、ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階であって、前記ビットシーケンスのＫ個の群の少なくとも２つのビットシーケンスの長さが異なり、前記組み合わせたデータは前記ビットシーケンスのＫ個の群とする、段階と
を有する
請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記振幅ビットシーケンスのＫ個の群と、対応する位相ビットシーケンスの群の各々に対して演算を行う前記段階は、
前記位相ビットシーケンスのＫ個の群に対して、予め設定した方式でマッピングを行い、位相マッピングされたビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階と、
前記位相マッピングされたビットシーケンスのＫ個の群および振幅ビットシーケンスの対応する群の各々に対して演算を行い、前記ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階と
を有する
請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記コンスタレーション図と各コンスタレーションポイントに対応する前記確率値とに基づいて、前記振幅データに対して確率的コンスタレーションシェーピング符号化を行う前記段階は、
予め設定した長さに基づいて、前記振幅データをセグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群に分割する段階と、
前記コンスタレーション図に基づいて、前記セグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群の各々に対して確率的コンスタレーションシェーピング符号化を行い、前記セグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群と１対１に対応する前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する段階であって、前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群に含まれたビットが、前記コンスタレーションポイントの前記発生確率に対応する、段階と
を有する
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

復号方法であって、
受信した信号を取得する段階と、
前記受信した信号に対して硬判定を行い、第１の振幅データを取得する段階と、
前記受信した信号および前記第１の振幅データに基づいて、反復復号を行い、第２の振幅データおよび位相データを取得する段階と、
予め設定したコンスタレーション図に基づいて、前記第２の振幅データに対して確率的コンスタレーションシェーピング復号を行い、振幅復号したデータを取得する段階であって、前記コンスタレーション図は、複数のコンスタレーションポイントを有し、前記コンスタレーション図は、振幅値が０であるコンスタレーションポイントを含み、各コンスタレーションポイントが対応する確率値を有し、前記確率値は、対応する前記コンスタレーションポイントの発生確率を示す、段階と、
前記振幅復号したデータと前記位相データとを組み合わせ、復号したデータを取得する段階と
を備える、方法。

【請求項9】

前記受信した信号および前記第１の振幅データに基づいて、反復復号を行い、第２の振幅データおよび位相データを取得する前記段階は、
前記受信した信号および前記第１の振幅データに基づいて、反復復号をＮ回行い、前記第２の振幅データおよび前記位相データを取得する段階であって、前記位相データはＮ回目の復号が行われた後に取得され、Ｎは正の整数である、段階を有し、
Ｎ回の前記反復復号において、Ｍ回目の復号は、
（Ｍ－１）回目の復号の振幅データを取得する段階と、
前記（Ｍ－１）回目の復号の前記振幅データに基づいて、前記受信した信号を、振幅ビットシーケンスのＫ個の群に分割する段階であって、Ｋは正の整数である、段階と、
前記振幅ビットシーケンスのＫ個の群の各々に含まれたビット量を取得する段階と、
各振幅ビットシーケンス群および前記受信した信号に含まれた前記ビット量に基づいて、前記Ｍ回目の復号のためのＬＬＲ情報を取得する段階と、
前記Ｍ回目の復号のための前記ＬＬＲ情報に対して、ＦＥＣ復号を行い、前記Ｍ回目の復号の振幅データを取得する段階と
を含む
請求項８に記載の方法。

【請求項10】

各振幅ビットシーケンス群に含まれた前記ビット量は、前記振幅ビットシーケンスの対応する群の振幅値に関連する、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

プロセッサおよびメモリを備える符号化デバイスであって、
前記メモリと前記プロセッサとはラインを用いて相互接続され、前記メモリは命令を記憶し、前記プロセッサは、請求項１から７のいずれか一項に記載の符号化方法を実行するように構成される
符号化デバイス。

【請求項12】

プロセッサおよびメモリを備える復号デバイスであって、
前記メモリと前記プロセッサとはラインを用いて相互接続され、前記メモリは命令を記憶し、前記プロセッサは、請求項８から１０のいずれか一項に記載の復号方法を実行するように構成される
復号デバイス。

【請求項13】

通信システムであって、前記通信システムは、符号化デバイスおよび復号デバイスを備え、
前記符号化デバイスは、請求項１から７のいずれか一項に記載の符号化方法を実行するように構成され、
前記復号デバイスは、請求項８から１０のいずれか一項に記載の復号方法を実行するように構成される、
通信システム。

【請求項14】

装置に請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２０年１月２日に中国国家知識産権局に出願され、「ＥＮＣＯＤＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ， ＤＥＣＯＤＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ，ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題する中国特許出願第２０２０１０００１７１８．８号の優先権を主張し、その全体は参照により本明細書に組み込まれるものとする。

【0002】

本願は、通信分野に関し、特に、符号化方法、復号方法、および装置に関する。

【背景技術】

【0003】

データ伝送では、通常、伝送デバイスがデータを符号化し、符号化したデータを受信デバイスに送信する必要がある。

【0004】

通信システムにおいて、ビット情報は、振幅ビットと位相ビットとの２種類に分類されてよい。振幅ビットの確率は、例えば確率的コンスタレーションシェーピング（Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ ｓｈａｐｉｎｇ，ＰＣＳ）アルゴリズムを用いて調整し、冗長ビットを含むシーケンスを出力する。そして、冗長ビットを含むシーケンスと位相ビットとを組み合わせた後、前方誤り訂正（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ，ＦＥＣ）符号化器に入力して符号化し、情報ビットとチェックビットとを含む系統符号を取得する。符号化後に取得したビットストリームは、位相ビットと振幅ビットとに基づいてパルス振幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＰＡＭ）信号にマッピングされるか、または同位相（ｉｎ－ｐｈａｓｅ）ＰＡＭと直交（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）ＰＡＭに基づいてマッピングされ、次に、直交振幅変調（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＱＡＭ）信号に組み合わせる。すなわち、ＰＣＳアルゴリズムを用いて、ＰＡＭ信号またはＱＡＭ信号をシェーピングする。

【0005】

しかし、既存の解決手段では、マッピング後に取得した各シンボルに含まれた情報エントロピーは固定であり、シンボルの存在により、シンボルを識別するために少なくとも１つのビットが必要である。そのため、含まれる情報エントロピーは１より大きく、またはそれに等しい必要がある。しかし、データ伝送では、伝送されるデータがより大きな情報エントロピーを含む場合、より高い信号対ノイズ比（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ，ＳＮＲ）が必要である。そのため、過酷な伝送条件では、データに含まれたより小さな情報エントロピーが必要であり、特に長距離伝送、例えば海底ケーブル伝送のシナリオでは、通常より小さな情報エントロピーが必要である。そのため、データ伝送においていかに柔軟に情報エントロピーを運ぶかが、解決すべき緊急の課題となっている。

【発明の概要】

【0006】

本願は、データ伝送においてより柔軟な情報エントロピーを実施し、特に長距離のデータ伝送の安定性を向上させるために、より小さな情報エントロピーを実施する符号化方法、復号方法、および装置を提供するものである。

【0007】

第１の態様により、本願は符号化方法を提供し、前記符号化方法は、まず、取得した符号化対象データを、予め設定した規則に従って、位相データおよび振幅データに分割する段階と、次に、前記符号化対象データに対応するコンスタレーション図を取得する段階であって、前記コンスタレーション図は、複数のコンスタレーションポイントを有し、前記複数のコンスタレーションポイントは、振幅値が０であるコンスタレーションポイントを含み、各コンスタレーションポイントは、対応する確率値を含み、前記確率値は、対応する前記コンスタレーションポイントの発生確率を示す、段階と、次に、前記コンスタレーション図と各コンスタレーションポイントに対応する前記確率値とに基づいて、前記振幅データに対して確率的コンスタレーションシェーピング符号化を行い、少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する段階と、次に、前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群と前記位相データとを組み合わせ、次に、符号化を行うことにより、出力データを取得する段階とを備える。

【0008】

そのため、本願のこの実施形態において、前記コンスタレーション図は、振幅値が０であるコンスタレーションポイントを含む。そのため、その後のＰＣＳ符号化において、振幅値が０であるコンスタレーションポイントを使用することで、より小さな情報エントロピーを実施することができ、データ伝送においてデータに含まれた情報エントロピーをより柔軟に判定することが可能となる。

【0009】

可能な実装例では、コンスタレーション図の各コンスタレーションポイントに対応する確率値は、情報エントロピー、コンスタレーションポイントの量、および確率的コンスタレーションシェーピング（ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ ｓｈａｐｉｎｇ、ＰＣＳ）符号化の符号長に基づいて判定される。情報エントロピーは、前記符号化対象データの容量に依存する。

【0010】

本実施形態では、情報エントロピー、コンスタレーションポイントの数量、ＰＣＳ符号化の符号長に基づいて、コンスタレーション図の各コンスタレーションポイントの確率値を判定してよい。そのため、より小さな情報エントロピーが必要である場合には、振幅値が０であるコンスタレーションポイントの確率値を大きくして、振幅値が０であるコンスタレーションポイントの発生確率を高くすることができる。振幅値が０であるコンスタレーションポイントが多く発生すると、符号化対象データで伝送すべき情報エントロピーが小さくなり、より小さな情報エントロピーを実施することができる。一方、より大きな情報エントロピーが必要な場合には、振幅値が０であるコンスタレーションポイントの確率値を小さくすることで、振幅値が０であるコンスタレーションポイントの発生確率を下げ、伝送されるデータに持たせる情報エントロピーをさらに大きくすることができる。代わりに、より大きな情報エントロピーが必要である場合には、振幅値のカテゴリを追加することで、伝送されるデータに含まれた情報エントロピーを増やすこともできる。そのため、本実施形態では、コンスタレーション図におけるコンスタレーションポイントに対応する確率を用いることで、より柔軟な情報エントロピーを実施することができる。

【0011】

可能な実装例では、前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群と前記位相データとを組み合わせ、次に、符号化を行うことにより、出力データを取得する前記段階は、シンボルシーケンス群の少なくとも１つのシンボルシーケンス群をシンボルシーケンスの少なくとも２つのカテゴリに分割する段階であって、前記少なくとも２つのカテゴリは、シンボルシーケンスの１番目のカテゴリとシンボルシーケンスの２番目のカテゴリとを有し、前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリの振幅値は０でなく、前記シンボルシーケンスの２番目のカテゴリの振幅値は０である、段階と、次に、前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリと前記位相データを組み合わせ、位相および振幅を組み合わせたデータを取得する段階と、次に、前記シンボルシーケンスの２番目のカテゴリと前記位相および振幅を組み合わせたデータとを組み合わせ、出力データを取得する段階とを有する。

【0012】

本実施形態では、少なくとも１つのシンボルシーケンス群を、シンボルシーケンスの２つのカテゴリに分割してよい。振幅値が０であるシンボルシーケンスの２番目のカテゴリは、位相データを用いて処理が行われないため、情報が最も少ない。そのため、振幅値が０であるコンスタレーションポイントの量を増やすことで、より小さな情報エントロピーを実施することができる。一方、振幅値が０でないシンボルシーケンスの１番目のカテゴリを位相データと組み合わせて位相および振幅を組み合わせたデータを取得することで、振幅値が０でないコンスタレーションポイントが持つ情報エントロピーを増加させることができる。そのため、振幅値のカテゴリ量を増やす、および／または、振幅値が０であるコンスタレーションポイントの発生確率を下げることで、より大きな情報エントロピーを実施することができる。

【0013】

可能な実装例では、前記方法はさらに、前記位相データおよび前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群のチェックデータを取得する段階を備え、前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリと前記位相データとを組み合わせ、位相および振幅を組み合わせたデータを取得する前記段階は、前記チェックデータおよび前記位相データを組み合わせ、位相およびチェックを組み合わせたデータを取得する段階と、
前記位相およびチェックを組み合わせたデータと前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリとを組み合わせ、前記位相および振幅を組み合わせたデータを取得する段階とを有してよい。

【0014】

本実施形態では、位相データとチェックデータとを組み合わせ、位相およびチェックを組み合わせたデータを取得し、位相およびチェックを組み合わせたデータとシンボルシーケンスの１番目のカテゴリを組み合わせ、位相および振幅を組み合わせたデータを取得する。そのため、出力データにはチェックデータを含むため、出力データを受信した復号デバイスは、チェックデータに基づくチェックを行うことで、より正確な復号したデータを取得することができ、データ伝送の信頼性を向上させることができる。

【0015】

可能な実装例では、少なくとも１つのシンボルシーケンス群は、コンスタレーション図にあり、振幅データがマッピングされるコンスタレーションポイントの振幅インデックスであり、振幅インデックスの値にはＫ＋１のカテゴリがあり、Ｋは正の整数である。
前記位相およびチェックを組み合わせたデータと前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリを組み合わせ、前記位相および振幅を組み合わせたデータを取得する前記段階は、前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリに含まれたビットを分類し、振幅ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階であって、同じ振幅ビットシーケンスの群に含まれたビットの振幅インデックスが同じ値を持つ、段階と、前記位相およびチェックを組み合わせたデータを分割し、振幅ビットシーケンスのＫ個の群と１対１に対応する位相ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階であって、位相ビットシーケンスのＫ個の群の各々の長さが振幅ビットシーケンスの対応する群の振幅インデックスの値に関連付けられる、段階と、前記振幅ビットシーケンスのＫ個の群および対応する位相ビットシーケンスの群の各々に対して演算を行い、ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階であって、前記ビットシーケンスのＫ個の群の少なくとも２つのビットシーケンスの長さが異なり、組み合わせたデータはビットシーケンスのＫ個の群とする、段階とを有してよい。

【0016】

本実施形態では、振幅ビットシーケンスと位相ビットシーケンスとを組み合わせる特定の方式を提供し、振幅ビットと対応する位相ビットとを組み合わせ、それによって振幅ビットと位相ビットとのマッピングを実施する。

【0017】

可能な実装例では、前記振幅ビットシーケンスのＫ個の群と、対応する位相ビットシーケンスの群の各々に対して演算を行う前記段階は、前記位相ビットシーケンスのＫ個の群に対して、予め設定した方式でマッピングを行い、位相マッピングされたビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階と、前記位相マッピングされたビットシーケンスのＫ個の群および振幅ビットシーケンスの対応する群の各々に対して演算を行い、前記ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階とを有してよい。

【0018】

本実施形態では、位相ビットシーケンスは、さらに、予め設定した方式で位相マッピングされたビットシーケンスとマッピングされ、それによって、位相ビットから位相への変換を実施し、その後の符号化における振幅ビットから位相ビットへのマッピングの実施に役立つ。

【0019】

可能な実装例では、前記コンスタレーション図と各コンスタレーションポイントに対応する前記確率値とに基づいて、前記振幅データに対して確率的コンスタレーションシェーピング符号化を行い、少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する前記段階は、予め設定した長さに基づいて、前記振幅データをセグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群に分割する段階と、前記コンスタレーション図に基づいて、前記セグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群の各々に対してＰＣＳ符号化を行い、前記セグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群と１対１に対応する前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する段階であって、前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群に含まれたビットが、前記コンスタレーションポイントの前記発生確率に対応する、段階とを有してよい。本実施形態では、振幅データをセグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群に分割し、セグメント化されたビットシーケンス群ごとにコンスタレーション図に基づいてＰＣＳ符号化を行うことで、振幅データからシンボルシーケンスへのコンスタレーションマッピングを実施する。

【0020】

可能な実装例では、前記方法は、出力データを取得した後に、出力データを復号デバイスに伝送し、復号デバイスが出力データを復号し、出力データで運ばれる情報を取得する段階をさらに備える。

【0021】

第２の態様により、本願は復号方法を提供し、前記復号方法は、まず、受信した信号を取得する段階と、次に、受信した信号に対して硬判定を行い、第１の振幅データを取得する段階と、次に、前記受信した信号および前記第１の振幅データに基づいて、反復復号を行い、第２の振幅データおよび位相データを取得する段階であって、Ｎは正の整数である、段階と、次に、予め設定したコンスタレーション図に基づいて、前記第２の振幅データに対して確率的コンスタレーションシェーピング復号を行い、振幅復号したデータを取得する段階であって、前記コンスタレーション図は、複数のコンスタレーションポイントを有し、前記コンスタレーション図は、振幅値が０であるコンスタレーションポイントを含み、各コンスタレーションポイントが対応する確率値を有し、前記確率値は、対応する前記コンスタレーションポイントの発生確率を示す、段階と、次に、前記振幅復号したデータと前記位相データとを組み合わせ、復号したデータを取得する段階とを備える。

【0022】

そのため、本実施形態では、振幅値が０であるコンスタレーションポイントを含むコンスタレーション図に基づいて、受信した信号を復号することができる。本実施形態の方法は、既存の解決手段と比較して、より小さな情報エントロピーを持つデータの伝送を実施することができる。長距離伝送シナリオ、例えば、海底ケーブルシナリオでは、より小さな情報エントロピーを用いてデータ伝送のＳＩＮＲを低減し、データ伝送の信頼性を向上させることができる。

【0023】

可能な実装例では、前記受信した信号および前記第１の振幅データに基づいて、反復復号を行い、第２の振幅データおよび位相データを取得する前記段階は、前記受信した信号および前記第１の振幅データに基づいて、反復復号をＮ回行い、前記第２の振幅データおよび前記位相データを取得する段階を含み、前記位相データはＮ回目の復号が行われた後に取得され、Ｎは正の整数であってよい。前記Ｎ回の反復復号におけるＭ回目の復号は、（Ｍ－１）回目の復号の振幅データを取得する段階と、（Ｍ－１）回目の復号の振幅データに基づいて、受信した信号を振幅ビットシーケンスのＫ個の群に分割する段階（Ｋは正の整数である）と振幅ビットシーケンスのＫ個の群の各々に含まれたビット量を取得する段階と、前記各振幅ビットシーケンス群に含まれたビット量と前記受信した信号とに基づいて、Ｍ回目の復号のＬＬＲ情報を取得し、前記Ｍ回目の復号のＬＬＲ情報に対してＦＥＣ復号を行い、前記Ｍ回目の復号の振幅データを取得する段階と、を有する。

【0024】

本実施形態では、特定の復号方式は提供される。受信した信号を復号する際、複数回の反復復号を行うことで、最終的に取得される復号したデータの精度を向上させることができる。また、振幅データを復号する際に、前回の復号で取得した振幅データに基づいて、受信した信号を参照して復号を行い、より正確な復号結果を取得してもよい。

【0025】

可能な実装例では、各振幅ビットシーケンス群に含まれたビット量は、前記振幅ビットシーケンスの対応する群のビット値に関連する。本実施形態では、各振幅ビットシーケンス群に含まれたビット量は、前記振幅ビットシーケンスの対応する群のビット値に関連する。そのため、各振幅ビットシーケンス群に含まれたビット量は、前記振幅ビットシーケンスの対応する群の前記ビット値に基づいて判定されることができる。これにより、各振幅ビットシーケンス群に含まれたビット量を判定する具体的な実装例を提供する。

【0026】

第３の態様により、本願の一実施形態は、プロセッサとメモリとを含む、符号化デバイスを提供する。前記プロセッサと前記メモリとは、ラインを介して相互接続され、前記プロセッサは、前記メモリ内のプログラムコードを呼び出して、前記第１の態様およびその実装のいずれか１つに記載の符号化方法における処理関連機能を実行する。

【0027】

第４の態様により、本願の一実施形態は、プロセッサとメモリとを含む復号デバイスを提供する。前記プロセッサと前記メモリとは、ラインを介して相互接続され、前記プロセッサは、前記メモリ内のプログラムコードを呼び出して、前記第１の態様およびその実装のいずれか１つに記載の復号方法における処理関連機能を実行する。

【0028】

第５の態様により、本願の一実施形態は、デジタル処理チップを提供する。前記チップは、プロセッサとメモリとを含む。前記メモリと前記プロセッサとは、ラインを用いて相互接続され、前記メモリは命令を記憶し、前記プロセッサは、第１の態様と第２の態様のいずれか１つの方法とその実装において処理関連機能を実行するように構成されている。

【0029】

第６の態様により、本願の一実施形態は通信システムを提供する。通信システムは、符号化デバイスと復号デバイスとを備える。符号化デバイスは、第３の態様で説明し、復号デバイスは、第４の態様で説明する。

【0030】

第７の態様により、本願の一実施形態は、命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体を提供する。前記命令がコンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータは、第１の態様および第２の態様のいずれか１つの方法およびその実装を実行することが可能になる。

【0031】

第８の態様により、本願の一実施形態は命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されると、コンピュータは、第１の態様および第２の態様のいずれか１つの方法およびその実施態様を実行することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1A】本願による通信システムの概略図である。

【0033】

【図1B】本願による別の通信システムの概略図である。

【0034】

【図2】本願による符号化デバイスの概略構造図である。

【0035】

【図3】本願による復号デバイスの概略構造図である。

【0036】

【図4】本願による符号化方法の概略フローチャートを示す図である。

【0037】

【図5】本願による符号化方法における判定したコンスタレーション図のプレーンの概略図である。

【0038】

【図6】本願による符号化方法における判定した別のコンスタレーション図のプレーンの概略図である。

【0039】

【図7】本願による別の符号化方法の概略フローチャートを示す図である。

【0040】

【図8】本願による可変長マッピングの概略図である。

【0041】

【図9】本願による復号方法の概略フローチャートを示す図である。

【0042】

【図10】本願による別の復号方法の概略フローチャートを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

以下、本願の実施形態における技術的解決手段を本願の実施形態における添付図面を参照しながら明確かつ完全に説明する。説明された実施形態は単に、本発明の実施形態の一部であり、全部ではないことは明らかである。創造的努力なしに本発明の実施形態に基づいて当業者によって取得された他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲に含まれたものとする。

【0044】

まず、図１Ａを参照しながら、本願で提供した通信システムを説明する。本願で提供した符号化方法および復号方法を通信システムに適用してよい。通信システムは、複数のデバイスを備えてよい。複数のデバイスは、接続を確立して、通信ネットワークを介してデータを伝送してよい。以下の本願の実装例において、データ送信デバイスは符号化デバイスと称され、データ受信デバイスは復号デバイスと称される。

【0045】

具体的に、通信ネットワークは、光通信ネットワーク、無線通信ネットワーク、光通信ネットワークと無線通信ネットワークの組み合わせなどを含んでよい。光通信ネットワークは、光伝送ネットワーク（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＯＴＮ）、同期デジタルハイアラーキ（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｄｉｇｉｔａｌ ｈｉｅｒａｒｃｈｙ、ＳＤＨ）、受動光ネットワーク（ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＰＯＮ）、イーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））、フレキシブルイーサネット（登録商標）（Ｆｌｅｘ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＦｌｅｘＥ）などのいずれか１つまたはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されるものではない。無線通信ネットワークは、第５世代（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ、５Ｇ）移動通信技術システム、長期進化（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、ＬＴＥ）システム、移動通信グローバルシステム（ｇｌｏｂａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ＧＳＭ（登録商標））、符号分割多重アクセス（ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ、ＣＤＭＡ）ネットワーク、広帯域符号分割多重アクセス（ｗｉｄｅｂａｎｄ ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ、ＷＣＤＭＡ（登録商標））ネットワーク、無線忠実度（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｆｉｄｅｌｉｔｙ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標））、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、ジグビー（登録商標）（ＺｉｇＢｅｅ（登録商標））、無線識別（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＲＦＩＤ）技術、長距離無線通信（ロングレンジ、Ｌｏｒａ）および近距離無線通信（ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、ＮＦＣ）のいずれか１または複数を含むが、これらに限定されるものではない。

【0046】

これに応じて、本願における符号化デバイスまたは復号デバイスは、通信ネットワークにおけるデバイスであってよく、例えば、５Ｇ基地局、ＯＴＮデバイス、ＡＤＳＬデバイスまたは光通信デバイスであってよい。

【0047】

より具体的には、本願で提供される技術的解決手段は、複数の種類の光通信システムに適用することができ、例えば、コヒーレント光通信システム、インコヒーレント通信システム、直接検出光通信システム、および本発明の技術的解決手段を実施し得る他の通信システムなどが挙げられる。以下、図１Ｂを参照しながら、コヒーレント光通信システムを例に挙げて説明する。

【0048】

図１Ｂは、本願の一実施形態によるコヒーレント光通信システムの概略構造図である。コヒーレント光通信システムは、符号化デバイス１１０、光ファイバ１２０および復号デバイス１３０を備える。符号化デバイス１１０は、信号光源１０１、変調器１０２、偏波ビームスプリッタ（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｂｅａｍ ｓｐｌｉｔｔｅｒ、ＰＢＳ）１０３および偏波ビームコンバイナ（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｂｅａｍ ｃｏｍｂｉｎｅｒ、ＰＢＣ）１０４を備えてよい。符号化デバイス１１０は、デジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰ）、またはデジタル信号処理チップをさらに備えてよく、電気信号を生成するように構成されている。復号デバイス１３０は、局部発振器光源１０５、バランス型受信機１０６、ＰＢＳ（図示せず）、周波数混合器１０７および電気復調回路１０８を備えてよい。電気復調回路１０８は、ＤＳＰまたはデジタル信号処理チップを有してよい。符号化デバイスおよび復号デバイスは、同じデバイスまたは異なるデバイスにあってよい。本願において、２つの別個のデバイスのみを説明の例とし、限定的に使用するものではない。本願の実施形態における技術的解決手段は、偏波多重化をサポートするコヒーレント光通信システムに適用してもよく、別の形態のコヒーレント光通信システム、例えば、単一の偏波状態を利用するコヒーレント光通信システムに適用してもよい。単一の偏波状態を利用するコヒーレント光通信システムは、ＰＢＳまたはＰＢＣを有していない可能性がある。

【0049】

符号化デバイス１１０において、信号光源１０１はレーザであってよい。偏波ビームスプリッタ１０３を使用することで、信号光源１０１に照射された光信号を、光信号Ｘおよび光信号Ｙに分割する。変調器１０２は、一方の電気信号を光信号Ｘに負荷し、他方の電気信号を光信号Ｙに負荷する。電気信号は、符号化デバイス（ＴｘＤＳＰ）のＤＳＰが、情報ビットストリームに対して、ＦＥＣ、コンスタレーションマッピング、パルスシェーピングなどの１または複数の処理を行った後に取得されてもよい。変調器１０２は、Ｉ／Ｑ変調器であってもよく、各電気信号は信号Ｉと信号Ｑとを含み、信号Ｉと信号Ｑとの間の位相差は９０度である。電気信号が変調器１０２を通過した後、ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、およびＹＱである４つの信号が形成される。そして、偏波ビームコンバイナ１０４を用いて、電気信号が載った光信号Ｘと光信号Ｙを多重化する。そして、光ファイバ１２０を介して多重化された信号が送信される。

【0050】

復号デバイス１３０は、光ファイバ１２０を伝送された光信号を受信した後、偏波ビームスプリッタにより受信した光信号を２つの直交信号に分割し、各直交信号と局部発振器光源１０５で発生した１つの光信号との間で周波数混合１０７が行われる。局部発振器光源１０５はレーザであってよい。周波数混合を行うと、偏波と位相とが直交する４つの光信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱが取得される。そして、バランス型受信機１０６は、光信号をアナログ電気信号に変換し、アナログ電気信号をアナログ－デジタル変換回路で４つのデジタル電気信号に変換する。受信デバイスでのＤＳＰ（ＲｘＤＳＰ）は、デジタル電気信号に対して、分散補償、偏波分離、均一化、復号などの処理の１または複数を行う。

【0051】

さらに、図１Ｂを参照しながら、本願で提供される符号化デバイスおよび復号デバイスについて、以下でより詳細に説明する。

【0052】

図２は、本願発明の一実施形態による符号化デバイスの概略構造図である。符号化デバイスは、送信端のＤＳＰ（ＴｘＤＳＰ）２０１、デジタル－アナログ変換器（ｄｉｇｉｔａｌ－ｔｏ－ａｎａｌｏｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＤＡＣ）２０２、信号光源２０３、変調器２０４、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２０５、偏波ビームコンバイナ（ＰＢＣ）２０６などを含んでよい。ＴｘＤＳＰ２０１は、ＦＥＣモジュール、コンスタレーションマッピングモジュール、パルスシェーピングモジュール、およびスペクトラムシフティングモジュールなどの１または複数の機能モジュールを含んでよい。ＴｘＤＳＰ上の機能モジュールは、ハードウェアに基づいて実装されてもよく、ソフトウェアに基づいて実装されてもよく、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで実装されてもよい。例えば、ＴｘＤＳＰは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）、またはデジタル論理回路によって実装することができる。別の例として、ＴｘＤＳＰはプロセッサおよびメモリを備えてよい。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムコードを実行することにより、１または複数の機能モジュールの機能を実施する。別の例として、ＴｘＤＳＰは、プログラムコードを記憶する機能を有しなく、プロセッサの機能のみを有してよい。符号化デバイスの動作原理については、図１Ｂの実施形態における符号化デバイス１１０の説明を参照する。本願において、符号化デバイスは、以下の図４から図８までのいずれか１つの実施形態に対応する符号化方法の段階を実行するために使用されてもよい。より具体的には、以下の図４から図８までのいずれか１つの実施形態に対応する符号化方法の段階は、ＴｘＤＳＰによって実行されてもよい。

【0053】

ＤＡＣ２０２、信号光源２０３、ＰＢＳ２０５またはＰＢＣ２０６は、オプションのモジュールであることを留意すべきである。例えば、符号化デバイスが無線通信ネットワーク内のデバイスである場合、ＤＡＣ２０２、ＰＢＳ２０５、ＰＢＣ２０６を含まず、信号光源２０３を発振器に置き換えて、無線信号の伝送を完了させてもよい。

【0054】

図３は、本願の一実施形態による復号デバイスの概略構造図である。復号デバイスは、局部発振器光源３０１、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３０２、ビームスプリッタ（ｂｅａｍ ｓｐｌｉｔｔｅｒ、ＢＳ）３０３、混合器３０４、平衡受信器３０５、アナログ／デジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＡＤＣ）３０６、および受信端ＤＳＰ（ＲｘＤＳＰ）３０７を備えてもよい。ＲｘＤＳＰ７０７は、分散補償、均一化、偏波分離、位相回復、およびＦＥＣを実行するように構成された１または複数の機能モジュールを含んでもよい。ＲｘＤＳＰ上の機能モジュールは、ハードウェアに基づいて実装されてもよく、ソフトウェアに基づいて実装されてもよく、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで実装されてもよい。例えば、ＲｘＤＳＰは、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはデジタル論理回路を使用して実装することができる。別の例として、ＲｘＤＳＰはプロセッサおよびメモリを備えてよい。プロセッサは、メモリに記憶したプログラムコードを実行することにより、１または複数の機能モジュールの機能を実施する。別の例として、ＲｘＤＳＰは、プログラムコードを記憶する機能を有しなく、プロセッサの機能のみを有してよい。復号デバイスの原理については、図１の実施形態における復号デバイス１３０の説明を参照する。本願において、復号デバイスは、以下で図９に対応する復号方法の段階を実行するために使用されてもよい。より具体的には、以下の図９に対応する復号方法の段階は、ＲｘＤＳＰによって実行されてもよい。

【0055】

なお、ＡＤＣ３０６、局部発振器光源３０１、ＰＢＳ３０２、平衡受信器３０５、またはＢＳ３０３はオプションのモジュールであることに留意すべきである。例えば、復号デバイスが無線通信ネットワーク内のデバイスである場合、ＡＤＣ３０６、平衡受信器３０５、ＰＢＳ３０２、ＢＳ３０３を含まず、局部発振器光源３０１を発振源に置き換えて、無線信号の伝送を完了させてもよい。

【0056】

以下、図１Ａから図３に提供された通信システム、符号化デバイス、および復号デバイスに基づいて、本願で提供される符号化方法および復号方法について説明する。

【0057】

図４を参照しながら、本願で提供される符号化方法について以下で説明する。

【0058】

４０１：符号化対象データを取得する。

【0059】

符号化対象データは、符号化デバイスに記憶したデータであってよく、または符号化デバイスにより別のデバイスから受信したデータであってもよい。

【0060】

例えば、符号化デバイスは伝送経路上のノードであってよい。符号化デバイスは、アップストリームノードにより送信したデータを受信して、上記データを符号化対象データとして使用してよく、または符号化デバイスが復号デバイスにローカルデータを送信する必要がある場合に、符号化デバイスはローカルデータを符号化対象データとして使用してよい。

【0061】

４０２：予め設定した規則に従って符号化対象データを位相データおよび振幅データに分割する。

【0062】

符号化対象データを取得した後、符号化デバイスは、予め設定した規則に従って符号化対象データを位相データおよび振幅データに分割する。

【0063】

予め設定した規則は具体的に、予め設定した長さに基づいて符号化対象データを複数のデータブロックに分割することと、次に、データブロックの一部を位相データとして使用し、データブロックの他の一部を振幅データとして使用することとを含む。例えば、符号化対象データを均等に２つの部分に分割して、同じ長さを持つ位相データおよび振幅データを取得してもよく、または符号化対象データを２つの長さが異なる部分に分割して、位相データおよび振幅データを取得してもよく、または同様のことをしてよい。

【0064】

４０３：符号化対象データに対応するコンスタレーション図を取得する。

【0065】

コンスタレーション図は複数のコンスタレーションポイントを有し、複数のコンスタレーションポイントは振幅値が０であるコンスタレーションポイントを含み、各コンスタレーションポイントは対応する確率値を含み、確率値は、対応するコンスタレーションポイントの発生確率を示している。

【0066】

コンスタレーション図は、二次元、三次元、四次元、または六次元コンスタレーション図などの多次元コンスタレーション図であってよい。例えば、コンスタレーション図におけるコンスタレーションポイントは行列の形態に整然と配置されてよい。プレーンの１つについて、図５を参照する。コンスタレーション図におけるコンスタレーションポイントは整然な格子（ｌａｔｔｉｃｅ）を形成し、１つのコンスタレーションポイントは４つのコンスタレーションポイントに隣接する。コンスタレーション図は通常、Ｚ^ｎ格子と称され、ｎは次元を表す。別の例として、コンスタレーション図におけるコンスタレーションポイントは行列に配置されていない。プレーンの１つについて、図６を参照する。１つのコンスタレーションポイントは６つのコンスタレーションポイントに隣接する。通常、コンスタレーションポイントが行列に配置されていない二次元のコンスタレーション図をＡ２格子と称されてよく、コンスタレーションポイントが行列に配置されていない四次元のコンスタレーション図をＤ４格子と称されてよい。また、本願では、特にＡ２またはＤ４のようにコンスタレーションポイントが行列の形式に整然と配置されていないコンスタレーション図に対して、より多くのビット情報の伝送が実施される。例えば、Ａ２は二次元空間におけるユークリッド球空間の最密配置空間であり、Ａ２におけるコンスタレーションポイントの密度は

【数1】

である。コンスタレーションポイント間の最小距離が同じで情報エントロピーが同じ場合、Ａ２格子のコンスタレーション図を用いた場合の平均消費電力は、Ｚ^２格子のＱＡＭコンスタレーション図を用いた場合の平均消費電力より０．４２ｄＢ少なくなる。すなわち、コンスタレーションポイント間の最小距離が同じで情報エントロピーが同じ場合、同じエネルギーを用いれば、Ｚ^２格子のＱＡＭコンスタレーション図で符号化した場合よりも、Ａ２格子のコンスタレーション図で符号化した場合の方が多くの情報ビットが伝送されることになる。

【0067】

なお、コンスタレーション図が多次元コンスタレーション図である場合、本願に言及した振幅値は、全次元におけるコンスタレーションポイントの振幅値が計算された後に取得された振幅値であることを留意すべきである。コンスタレーションポイントの振幅値は、全次元の振幅値の二乗和の平方根を抽出することで取得される。例えば、コンスタレーションポイントが［ｘｉ，ｘｑ，ｙｉ，ｙｑ］である場合、コンスタレーションポイントの振幅値は、

【数2】

である。振幅値が０であるコンスタレーションポイントについて、各次元における振幅値は０である。例えば、本願においてＤ４格子を用いると、振幅値が０であるコンスタレーションポイントは［０，０，０，０］である。別の例として、本願においてＡ２格子を用いると、振幅値が０であるコンスタレーションポイントは［０，０］である。

【0068】

可能な実装例では、コンスタレーション図の各コンスタレーションポイントに対応する確率は、情報エントロピー、コンスタレーションポイントの量、および確率的コンスタレーションシェーピング（ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ ｓｈａｐｉｎｇ、ＰＣＳ）符号化の符号長に関連する。情報エントロピーは、符号化対象データの容量に依存する。容量は、単位時間に伝送したビットデータの量である。より大きな容量は、より大きな情報エントロピーが含まれることを示す。さらに、符号化対象データに対応するコンスタレーション図を取得すると、符号化対象データの伝送速度に参照してよい。符号化対象データが異なれば、コンスタレーション図も異なる場合がある。例えば、符号化対象データがより大きな容量を有する場合、選択したコンスタレーション図におけるコンスタレーションポイントはより密に分配され、選択したコンスタレーション図は、より多くのコンスタレーションポイントを含み、したがって、より大きな量のデータの伝送を実施する。例えば、４００ギガビット／秒の容量を有する符号化対象データは１００ＧＨｚの帯域幅で符号化デバイスによって伝送され、判定したコンスタレーション図は、少なくとも１６個のコンスタレーションポイントを含む。

【0069】

４０４：コンスタレーション図および各コンスタレーションポイントに対応する確率値に基づいて、振幅データでの確率的コンスタレーションシェーピング符号化を行い、少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する。

【0070】

符号化デバイスは、段階４０３に判定したコンスタレーション図および各コンスタレーションポイントに対応する確率値に基づいて、振幅データでのＰＣＳ符号化を行い、少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する。

【0071】

可能な実装例では、段階４０４は具体的に、予め設定した長さに基づいて、振幅データをセグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群に分割する段階と、コンスタレーション図に基づいて、セグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群に対してＰＣＳ符号化を行い、セグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群と１対１に対応する少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する段階であって、少なくとも１つのシンボルシーケンス群に含まれたビットが、コンスタレーション図におけるコンスタレーションポイントの発生確率に対応する、段階とを有してよい。

【0072】

具体的に、コンスタレーション図におけるコンスタレーションポイントの発生確率に基づいて、ＰＣＳ符号化がセグメント化されたビットシーケンスの各群を１つのシンボルシーケンス群に、予め設定したマッピングの態様でマッピングする。コンスタレーションポイントの振幅値は同じでも異なっていてもよく、さらに振幅値のカテゴリが含まれていてもよい（例えば、振幅値は０、１、２、３、４、５などであってよい）。予め設定したマッピングの態様は、予め設定したアルゴリズムを用いて行うマッピングであってもよく、マッピング関係に基づいて直接行うマッピングであってもよい。ＰＣＳ符号化とは、ｍビットシーケンスをｎビットシーケンスにマッピングする符号化であり、ｍとｎは正の整数であり、ｎはｍより大きい、と理解することができる。異なるｍビットシーケンスに対応するｎビットシーケンスも異なる。具体的には、ＰＣＳ符号化を行った後に出力されるシンボルシーケンスに含まれた各ビットを１つのコンスタレーションポイントとし、シンボルシーケンスにおける各コンスタレーションポイントの発生量と対応する確率値を一致させる。例えば、コンスタレーションポイントの振幅値が０と１を含み、振幅値が０であるコンスタレーションポイントの発生確率が０．５、振幅値が１であるコンスタレーションポイントの発生確率が０．５、出力シンボルシーケンスが６ビットを含み、各ビットが１つのコンスタレーションポイントを表す場合、６ビット中に振幅値０が３つ、振幅値１が３つとなることが考えられる。すなわち、振幅値が０であるコンスタレーションポイントの発生量は確率０．５と一致し、振幅値が１であるコンスタレーションポイントの発生量は確率０．５と一致する。

【0073】

例示的なシナリオでは、マッピングテーブルを検索する方式は、ｍビットシーケンスをｎシンボルシーケンスにマッピングするために、ＰＣＳ符号化を実装するために使用されてよい（ここで、ｎシンボルシーケンスは、少なくともｎビットを含むシンボルである）。また、ｍビットシーケンスと対応するｎシンボルシーケンスのマッピング関係をマッピングテーブルに記憶してもよい。マッピングテーブルの出力シンボルシーケンスに含まれたビットは、コンスタレーション図におけるコンスタレーションポイントの発生確率に対応する。ビットシーケンスは２^ｍ個あるので、対応するテーブルには少なくとも２^ｍ＊ｎ個のビットが含まれる。ＰＣＳ符号化では、ｍビットシーケンスに対応する値でマッピングテーブルを検索し、対応するｎシンボルシンボルシーケンスを出力する。例えば、ｍ＝４、ｎ＝６とする例がある。マッピングテーブルについては、以下の表１を参照し、シンボル０とシンボル１の確率を共に０．５に等しくする。

【表1】

【0074】

表１において、出力シンボルシーケンスの各シンボルは、コンスタレーションポイントの振幅インデックスを示す。また、表１の出力シンボルシーケンスにおけるコンスタレーションポイントの発生量は、コンスタレーションポイントの確率値に対応する。例えば、表１において、振幅インデックスが０であるコンスタレーションポイントの発生確率は０．５であり、振幅インデックスが１であるコンスタレーションポイントの発生確率は０．５であり、表１のコンスタレーションポイントの発生量は確率と一致している。

【0075】

ＰＣＳ符号化を行う段階は、具体的には、振幅データを複数の４ビットビットシーケンスの群に分割し、マッピングテーブルを検索し、次に、対応する６ビットシンボルシーケンスを取得することを含むことができる。例えば、ｍビットシーケンスが「００１０」であれば、対応する出力シンボルシーケンスは「００１１０１」となる。

【0076】

その上、出力シンボルシーケンスはさらに、例えば、２、３、４、５のようなより多くの値を含むことができる。異なる値は、異なる振幅を表す。例えば、値が２であるビットは、振幅値２または振幅値のソート後に取得される振幅値の２番目のカテゴリのインデックスを表し、値が３であるビットは、振幅値３または振幅値のソート後に取得される振幅値の３番目のカテゴリのインデックスを表し、値が４であるビットは、振幅値４または振幅値のソート後に取得される振幅値の４番目のカテゴリのインデックスを表し、値が５であるビットは、振幅値５または振幅値のソート後に取得される振幅値の５番目のカテゴリのインデックスを表すことなどが挙げられる。残りは類推で推定することができる。

【0077】

４０５：少なくとも１つのシンボルシーケンス群と位相データとを組み合わせ、次に符号化を実行し、出力データを取得する。

【0078】

少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する後、少なくとも１つのシンボルシーケンス群と位相データとを組み合わせたデータを符号化し、出力データを取得する。

【0079】

可能な実装例において、少なくとも１つのシンボルシーケンス群を、シンボルシーケンスの、シンボルシーケンスの１番目のカテゴリおよびシンボルシーケンスの２番目のカテゴリを含む、少なくとも２つのカテゴリに分割し、シンボルシーケンスの１番目のカテゴリの振幅値が０ではなく、シンボルシーケンスの２番目のカテゴリの振幅値は０である。そして、シンボルシーケンスの１番目のカテゴリと位相データとを組み合わせ、位相および振幅を組み合わせたデータを取得する。そして、シンボルシーケンスの２番目のカテゴリと位相および振幅を組み合わせたデータとを組み合わせ、出力データを取得する。

【0080】

可能な実装例において、段階４０５の前に、本実施形態に提供された方法はさらに、位相データのチェックデータおよび少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する段階を備えてよい。具体的に、位相データと少なくとも１つのシンボルシーケンス群とを組み合わせ、次にＦＥＣエンコーダに入力し、位相データおよび少なくとも１つのシンボルシーケンス群に対してＦＥＣ符号化を実行し、チェックデータを取得してよい。

【0081】

ＦＥＣ符号化の具体的な処理は、位相データと少なくとも１つのシンボルシーケンス群とを組み合わせた後に取得したデータを

【数3】

で表し、ここで、ｕは予め設定した生成行列を用いることで符号化され、

【数4】

であるチェックデータを取得することが挙げられ、ここで、

【数5】

である。

【0082】

チェックデータを取得した後、振幅値が０でないシンボルシーケンスの１番目のカテゴリと位相データとを組み合わせる際に、さらにチェックデータを追加して組み合わせる。具体的には、チェックデータと位相データとを組み合わせ、位相およびチェックを組み合わせたデータを取得することができる。例えば、位相データの先頭または末端にチェックデータを追加して、位相およびチェックを組み合わせたデータを取得する。そして、位相およびチェックを組み合わせたデータと、振幅値が０でないシンボルシーケンスの１番目のカテゴリとを組み合わせ、位相および振幅を組み合わせたデータを取得する。

【0083】

より具体的には、段階４０４で取得した少なくとも１つのシンボルシーケンス群は、コンスタレーション図にあり、振幅データがマッピングされるコンスタレーションポイントの振幅インデックスとなる。振幅値のインデックスの値はＫ＋１のカテゴリでよく、振幅値０に対応するインデックスは０であり、Ｋは正の整数である。例えば、ビットシーケンス「００１０」が「００１２０２」にマッピングされる場合、「００１２０２」の「２」はマッピングされたコンスタレーションポイントの振幅インデックスを表し、コンスタレーションポイントの振幅値が振幅値の２番目のカテゴリに属することを示す。コンスタレーション図が、振幅値が０、２、４、６のコンスタレーションポイントを含み、振幅値が昇順に並ぶ場合、振幅値の０番目のカテゴリは０を含み、振幅値の１番目のカテゴリは２を含み、振幅値２番目のカテゴリは４を含み、振幅値の３番目のカテゴリは６を含む。確かに、振幅値の大きさによって並べ替えを行わないこともある。例えば、振幅値が０、４、６、２のように配置されている。この場合、０番目のカテゴリの振幅値には０、１番目のカテゴリの振幅値には４、２番目のカテゴリ振幅値には６、３番目のカテゴリの振幅値には２が含まれる。

【0084】

少なくとも１つのシンボルシーケンス群が、コンスタレーション図にあり、振幅データがマッピングされるコンスタレーションポイントの振幅インデックスであることを、以下により具体的に説明する。

【0085】

位相データおよび少なくとも１つのシンボルシーケンス群のチェックデータが取得されたら、振幅インデックスを２値化してもよい。例えば、振幅値のカテゴリが４つある場合、振幅インデックス０は「００」、振幅インデックス１は「０１」、振幅インデックス２は「１１」、振幅インデックス３は「１０」と表される。振幅値のカテゴリが多い場合、より多くのビットを使用して振幅インデックスを表すことができる。例えば、振幅値のカテゴリが６つある場合、３ビットで振幅インデックスを表すことができる。振幅インデックス０は「０００」、振幅インデックス１は「０１０」などで表される。残りは類推で推定することができる。

【0086】

位相データと、振幅値が０でないシンボルシーケンスの１番目のカテゴリを組み合わせ、位相および振幅を組み合わせたデータを取得することは具体的に、シンボルシーケンスの１番目のカテゴリに含まれたビットを分類し、振幅ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階であって、同じ振幅ビットシーケンスの群に含まれたビットの振幅インデックスが同じ値を持つ、段階と、次に、位相およびチェックを組み合わせたデータを分割し、振幅ビットシーケンスのＫ個の群と１対１に対応する位相ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階であって、位相ビットシーケンスのＫ個の群の各々の長さが振幅ビットシーケンスの対応する群の振幅インデックスの値に関連付けられる、段階と、次に、振幅ビットシーケンスのＫ個の群および対応する位相ビットシーケンスの群の各々を組み合わせ、ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階であって、ビットシーケンスのＫ個の群は位相および振幅を組み合わせたデータを形成し、ビットシーケンスのＫ個の群のうち少なくとも２つのビットシーケンス群の長さが異なる、段階とを有してよい。

【0087】

オプションとして、振幅ビットシーケンスのＫ個の群と、対応する位相ビットシーケンスの群の各々を組み合わせる段階は具体的に、位相ビットシーケンスのＫ個の群に対して、予め設定した方式でマッピングを行い、位相マッピングされたビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階と、次に、位相マッピングされたビットシーケンスのＫ個の群および振幅ビットシーケンスの対応する群の各々に対して演算を行い、ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階とを有してよい。演算は、具体的には、例えば、積演算、テンソル積演算、表検索などを挙げることができるが、ある演算に限定されるものではない。

【0088】

オプションとして、符号化対象データを符号化し、出力データを取得した後、符号化デバイスはさらに、出力データを復号デバイスに送信する。復号デバイスは、出力データを復号し、出力データに含まれたデータを抽出する。このように、符号化対象データの伝送を成功に完了させる。

【0089】

そのため、本願発明の実装例では、選択したコンスタレーション図に振幅値が０であるコンスタレーションポイントが含まれるため、振幅値が０であるコンスタレーションポイントに基づいて、より小さな情報エントロピーを実装することができる。例えば、より小さな情報エントロピーが必要である場合は、振幅値が０であるコンスタレーションポイントの発生確率を高くし、より大きな情報エントロピーが必要である場合は、振幅値が０であるコンスタレーションポイントの発生確率を低くし、またはコンスタレーション図における振幅値のカテゴリの数量を多くするなどしてもよい。そのため、本願の実施形態で提供される符号化方法は、より柔軟な情報エントロピーを実装することができる。

【0090】

以下、本願で提供する符号化方法についてより詳しく説明する。

【0091】

例えば、図７は、本願発明による他の符号化方法の一実施形態を示す概略図である。

【0092】

まず、符号化デバイスは、符号化対象データを取得し、符号化対象データを位相データと振幅データとに分割する。

【0093】

そして、符号化デバイスは、振幅データに対してデータマッチング符号化を行い、少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得するが、本実施形態ではＰＣＳ符号化が使用される。また、ＰＣＳ符号化を行う前に、符号化デバイスはコンスタレーション図を選択し、コンスタレーション図における各コンスタレーションポイントの発生確率を判定する。少なくとも１つのシンボルシーケンス群は、振幅データがマッピングされるコンスタレーションポイントの振幅値の振幅インデックスを含む。

【0094】

例えば、本実施形態では、Ｄ４格子を一例として使用して説明する。コンスタレーション図のプレーンの１つについて、図６を参照する。各コンスタレーションポイントを［ｘｉ，ｘｑ，ｙｉ，ｙｑ］と表現し、各コンスタレーションポイントのエネルギーをｘｉ^２＋ｘｑ^２＋ｙｉ^２＋ｙｑ^２と表してよい。

【0095】

エネルギーが０であるコンスタレーションポイントが１つあり、そのコンスタレーションポイントの振幅インデックスが０であり、そのコンスタレーションポイントは具体的に［００００］を含む。

【0096】

エネルギーが２であるコンスタレーションポイントが２４個あり、コンスタレーションポイントの振幅インデックスは１であり、コンスタレーションポイントは具体的には以下を含む。

【数6】

【0097】

エネルギーが４であるコンスタレーションポイントが２４個あり、コンスタレーションポイントの振幅インデックスは２であり、コンスタレーションポイントは具体的には以下を含む。

【数7】

【0098】

エネルギーが６のコンスタレーションポイントが９６個あり、コンスタレーションポイントの振幅インデックスは３であり、コンスタレーションポイントは具体的には以下の通りを含む。

【数8】

【0099】

情報エントロピーが１であるＰＣＳ符号化を実施するために、振幅インデックス０と振幅インデックス１を選択することができる。エネルギーが０であるコンスタレーションポイントとエネルギーが２であるコンスタレーションポイントとを含む、すなわち、合計のコンスタレーションポイントの量は１＋２４＝２５である。コンスタレーションポイントの発生確率を調整し、振幅インデックスが１である２４個のコンスタレーションポイントの確率を同じにした。そのため、２５個のコンスタレーションポイントの発生確率を、［０．３２８，０．０２８，０．０２８，...，０．０２８］と設定し、「０．３２８」はエネルギーを０としたコンスタレーションポイントの発生確率になる。

【0100】

この場合、各シンボルの平均情報エントロピーは－０．３２８＊ｌｏｇ２（０．３２８）－０．０２８＊ｌｏｇ２（０．０２８）＊２４≒４となる。

【0101】

各シンボルの平均エネルギーは、０．０２８＊２＊２４＝１．３４４となる。

【0102】

既存解決手段のＱＰＳＫコンスタレーションポイント（±１，±１，±１，±１）／ｓｑｒｔ（２）では、各シンボルの平均情報エントロピーは４、平均エネルギーは２であったが、本ソリューションでは、各シンボルの平均情報エントロピーは４、平均エネルギーは２である。

【0103】

明らかに、本実施形態における各シンボルのエネルギーは、既存の解決手段におけるＱＰＳＫコンスタレーション図におけるエネルギーより小さくなっている。

【0104】

したがって、本実施形態では、コンスタレーション図とコンスタレーションポイントの確率分布を用いることで、より小さなエネルギーを用いてより多くの情報エントロピーの転送を実施することができる。

【0105】

そして、符号化デバイスは、少なくとも１つのシンボルシーケンス群と位相データを組み合わせたデータをＦＥＣエンコーダに入力して符号化する。少なくとも１つのシンボルシーケンス群は、振幅インデックスの値を含む。そのため、少なくとも１つの振幅インデックス群に含まれた振幅インデックスは、複数の２進数ビットに変換する必要がある。例えば、振幅インデックスが４つのカテゴリある場合、「０」は「００」、「１」は「０１」、「２」は「１０」、「３」は「１１」などに変換される。ＦＥＣエンコーダは、位相データおよび少なくとも１つのシンボルシーケンス群のチェックデータを出力する。

【0106】

符号化デバイスは、チェックデータと位相データとを位相およびチェックを組み合わせたデータに組み合わせ、位相およびチェックを組み合わせたデータと少なくとも１つのシンボルシーケンス群とを組み合わせて、出力データを取得する。本実施形態において、位相およびチェックを組み合わせたデータと、少なくとも１つのシンボルシーケンス群とを組み合わせて出力データを取得することは、位相およびチェックを組み合わせたデータと、少なくとも１つのシンボルシーケンス群とに対して可変長マッピングを行い、出力データを取得することである。

【0107】

例えば、可変長マッピングについて、図８を参照する。

【0108】

振幅ビットシーケンス（すなわち、少なくとも１つのシンボルシーケンス群）を分割し、振幅インデックス値が０である１つの振幅ビットシーケンス群と、振幅インデックス値が０でない振幅ビットシーケンスのＫ個の群を含む、Ｋ＋１群の振幅ビットシーケンスを取得する。振幅ビットシーケンスが分割されると、それに対応して位相およびチェックを組み合わせたデータも分割され、位相およびチェックを組み合わせたデータが分割されるときに使用される長さは、振幅ビットシーケンスの対応する群の振幅インデックスの値に関連している。具体的には、振幅ビットシーケンスは、予め設定した量のビット単位で分割されてよく、すなわち、各振幅ビットシーケンス群は、予め設定した量のビットを含む。位相ビットシーケンスの各群に含まれたビット量は、対応する振幅インデックス値と予め設定した量に基づいて判定される。

【0109】

例えば、振幅インデックス値が０でない振幅ビットシーケンスのＫ個の群において、各振幅ビットシーケンス群は２ビットを含む。振幅ビットシーケンスのＫ個の群の１つを一例として使用する。振幅ビットシーケンス群に対応する位相ビットシーケンスに含まれたビット量を、振幅ビットシーケンスに含まれた振幅インデックス値に基づいて判定する。振幅ビットシーケンスに含まれた振幅インデックス値は２である場合、対応する位相ビットシーケンスに含まれたビット量は９である。振幅インデックスが２であるコンスタレーションポイントが２４個あり、振幅インデックスが２である２ビットは、５７６個（２４＊２４＝５７６）の可能なコンスタレーションポイントの組み合わせを示すことが理解され得る。位相ビットシーケンスの各ビットの可能な値は０または１を含み、したがって９ビットに対応する可能なビットシーケンスの組み合わせは５１２個（２^９＝５１２）ある。５１２は、振幅インデックスが２である２ビットにおける可能なコンスタレーションポイントの量よりも大きくない。すなわち、振幅インデックス値が２である２ビットにおける可能なコンスタレーションポイントの組み合わせは、９ビットに対応するビットシーケンスの組み合わせを含んでよい。振幅ビットシーケンスに含まれた振幅インデックス値は３である場合、対応する位相ビットシーケンスに含まれたビット量は１３である。振幅インデックスが３であるコンスタレーションポイントが９６個あり、振幅インデックス値が３である２ビットは、９２１６個（９６＊９６＝９２１６）の可能なコンスタレーションポイントの組み合わせを示すことが理解され得る。位相ビットシーケンスの各ビットの可能な値は０または１を含み、したがって１３位相ビットは８１９２（２^１３＝８１９２）個の可能な組み合わせがある。８１９２は、振幅インデックス値が３である２ビットにおける可能なコンスタレーションポイントの量よりも大きくない。すなわち、振幅インデックス値が３である２ビットにおける可能なコンスタレーションポイントの組み合わせは、可能な１３ビットのビットシーケンスの組み合わせを含んでよい。

【0110】

符号化デバイスは、位相およびチェックを組み合わせたデータを分割した後、分割後に取得された位相ビットシーケンスの各群に対して位相マッピングを行い、位相ビットシーケンスの群を０、π／２、π、－π／２などの異なる位相の組み合わせにマッピングし、位相ビットシーケンスの群と１対１に対応する位相マッピングされたビットシーケンスの群を取得する。そして、符号化デバイスは、位相マッピングされたビットシーケンスの各群と振幅ビットシーケンスの対応する群に対して積演算を行い、位相マッピングされたビットシーケンスの群と１対１に対応するビットシーケンスのＫ個の群を取得する。

【0111】

例えば、振幅インデックス値が１である２ビットを振幅ビットシーケンスから分割するたびに、位相およびチェックを組み合わせたデータから９ビットを分割し、その９ビットに対して位相マッピングを行い、９ビットを０、π／２、π、－π／２のような異なる位相の組み合わせにマッピングされた後、異なる位相の組み合わせと振幅インデックス値が１である２ビットに対してテンソル積演算を行って１群のビットシーケンスを取得する。振幅ビットシーケンスから振幅インデックス値が２である２ビットを分割するたびに、位相およびチェックを組み合わせたデータから９ビットを分割し、９ビットに対して位相マッピングを行い、９ビットを０、π／２、π、－π／２のような異なる位相の組み合わせにマッピングされた後、異なる位相の組み合わせと振幅インデックス値が２である２ビットに対してテンソル積演算を行って１群のビットシーケンスを取得し、さらに、振幅ビットシーケンスから振幅インデックス値３である２ビットを分割するたびに、位相およびチェックを組み合わせたデータから１３ビットを分割し、１３ビットに対して位相マッピングを行い、１３ビットを０、π／２、π、－π／２のような異なる位相の組み合わせにマッピングされた後、異なる位相の組み合わせと振幅インデックス値３である２ビットに対してテンソル積演算を行い、１群のビットシーケンスを取得する。残りは類推から推定して、ビットシーケンスのＫ個の群を取得することができる。

【0112】

符号化デバイスは、ビットシーケンスのＫ個の群と、振幅インデックスが０である振幅ビットシーケンスの群とを組み合わせる。このやり方で、出力データを取得することができる。

【0113】

本実施形態では、振幅インデックスが０であるコンスタレーションポイントを直接組み合わせ、位相データとの処理を行わないため、振幅インデックスが０であるコンスタレーションポイントは最も情報量が少ない。そのため、振幅インデックスが０であるコンスタレーションポイントの発生確率を増やすことで、より小さな情報エントロピーを取得することができる。より大きな情報エントロピーが必要である場合、振幅値のカテゴリの数を増し、および／または振幅値が０であるコンスタレーションポイントの発生確率を減らすことで、情報エントロピーを増やすことができる。例えば、振幅インデックスが０であるコンスタレーションポイントは位相情報を持たず、振幅インデックスが１であるコンスタレーションポイントが２４個、振幅インデックスが２であるコンスタレーションポイントが２４個あるので、少なくとも４ビット超の情報（ｌｏｇ２（２４）＞４）が含まれ、振幅インデックスが３である異なるコンスタレーションポイントが９６個あるので、６ビット超の情報（ｌｏｇ２（９６）＞６）が含まれてよい。したがって、柔軟な情報エントロピーを実施することができる。

【0114】

以上、本願で提供する符号化方法について詳しく説明した。
以下、本願で提供する復号方法について説明する。

【0115】

図９を参照しながら、本願で提供される復号方法について、以下で詳細に説明する。復号方法は以下の段階を備える。

【0116】

９０１：受信した信号を取得する。

【0117】

符号化対象データを符号化する後、符号化デバイスは、符号化したデータを、通信ネットワークを介して復号デバイスに送信する。復号デバイスは、符号化デバイスにより送信された、受信した信号を受信する。通信ネットワークについて、図１Ａの関連した説明を参照する。

【0118】

９０２：受信した信号に対して硬判定を実行し、第１の振幅データを取得する。

【0119】

受信した信号を受信する後、復号デバイスは、受信した信号に対して硬判定を実行し、第１の振幅データを取得する。

【0120】

具体的に、復号デバイスは、受信した信号の振幅値に対して、硬判定を行い、各ビットの振幅値を取得する。例えば、受信したビットの振幅値が０であれば、復号デバイスはそのビットの振幅値を０と決定し、受信したビットの振幅値が０と１の間であれば、復号デバイスはそのビットの振幅値を１と決定し、受信したビットの振幅値が１と２の間であれば、復号デバイスはそのビットの振幅値を２と決定することなどが挙げられる。残りは類推で推定することができる。

【0121】

９０３：受信した信号と第１の振幅データに基づいて反復復号を行い、第２の振幅データおよび位相データを取得する。

【0122】

第１の振幅データを取得した後、受信した信号および第１の振幅データに基づいて反復復号を行い、第２の振幅データおよび位相データを取得する。

【0123】

具体的には、反復復号処理は、受信した信号と第１の振幅データとに基づいて、Ｎ回の反復復号を行い、第２の振幅データと位相データとを取得すること、ここでＮは正の整数であり、位相データを、Ｎ回目の復号を行った後に取得することと、を含んでもよい。

【0124】

第１の復号の際に、復号デバイスは、受信した信号と第１の振幅データとに基づいて対数尤度比（ｌｏｇ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｒａｔｉｏ、ＬＬＲ）を計算し、第１ＬＬＲに対してＦＥＣ復号を行い、第１の復号の振幅データを取得する。振幅データおよび受信した信号を次の復号において入力データとして使用する。

【0125】

Ｍ回目の復号は一例として用いられ、（Ｍ－１）回目の復号の振幅データを取得する段階と、（Ｍ－１）回目の復号の振幅データに基づいて、受信した信号を振幅ビットシーケンスのＫ個の群に分割する段階（Ｋは正の整数である）と振幅ビットシーケンスのＫ個の群の各々に含まれたビット量を取得する段階と、各振幅ビットシーケンス群に含まれたビット量と受信した信号とに基づいて、Ｍ回目の復号のＬＬＲ情報を取得し、Ｍ回目の復号のＬＬＲ情報に対してＦＥＣ復号を行い、Ｍ回目の復号の振幅データを取得する段階と、を有する。

【0126】

また、各振幅ビットシーケンス群に含まれたビット量は、振幅ビットシーケンスの対応する群におけるビットの振幅値に関連する。例えば、振幅値は３である場合、対応するビット量は１３であり、振幅値は２である場合、対応するビット量は９である。

【0127】

例えば、第１の振幅データにおけるｎビット目のＬＬＲ値を、以下のように計算する：

【数9】

【0128】

受信した信号はｓであり、ｃは想定した伝送シンボル集合であり、

【数10】

はそれぞれ、ｎビット目の値を１とすることができる伝送コンスタレーションポイント集合およびｎビット目の値を０とすることができる伝送コンスタレーションポイント集合であり、ｐ（ｓ｜ｃ）はｃを伝送したときにｓを受信する確率を示し、ｐ（ｃ｜ｓ）はｓを受信したときにｃを伝送する確率を示す。

【0129】

受信した信号にはノイズが含まれることがあり、その結果、硬判定またはＬＬＲ計算で誤った判定が行われることがあるため、ＬＬＲ値を計算した後、ＦＥＣ復号を行うことで、より正確な振幅データを取得することができる。具体的なＦＥＣ復号の態様は、チェックマトリクスを復号デバイスに予め設定することを含んでよい。

【数11】

【0130】

また、Ｇ．Ｈ＝０である。Ｇについて、段階４０５に説明した生成行列を参照する。したがって、計算で取得した出力ＬＬＲに誤った判定があるかどうかは、Ｈを用いて検証することができる。具体的な検証方法は、

【数12】

であり、ここで、Ｃは出力振幅データ、Ｖは計算で取得したＬＬＲ値の集合である。

【0131】

Ｎ回目の復号において、ＦＥＣデコーダに出力した復号したデータを、予め設定した方式で分割し、第２の振幅データおよび位相データを取得する。予め設定した方式は、符号化デバイスと復号デバイスとが合意した方式であり、符号化デバイス置がＦＥＣ符号化を行う前に少なくとも１つのシンボルシーケンス群と位相データとを組み合わせる方式を逆にしたものである。復号したデータを分割する段階は、段階４０５において少なくとも１つのシンボルシーケンス群と位相データとを組み合わせる方式の逆処理である。例えば、段階４０５で少なくとも１つのシンボルシーケンス群と位相データとを連結する際に、最初のｙビットが少なくとも１つのシンボルシーケンス群、最後のｑビットが位相データである場合、復号デバイスは、出力する復号したデータを分割する際に、最初のｙビットを第２の振幅データとして、最後のｑビットを位相データとして、分割する。

【0132】

また、振幅データに含まれたビットの値は振幅インデックスであるため、ＦＥＣ復号を行う前に振幅データの値における振幅インデックスを対応する２値ビットに置き換える。例えば、振幅インデックス値のカテゴリが４つある場合、振幅インデックス値０を「００」に置き換え、振幅インデックス値１を「０１」に置き換え、振幅インデックス値２を「１０」に置き換え、振幅インデックス値３を「１１」に置き換える。

【0133】

例えば、図１０に示すように、受信した信号に対して硬判定を実行して、第１の振幅データを取得した後、復号デバイスは、受信した信号を参照して第１の振幅データに対して第１のＬＬＲ計算を行い、そして、第１のＬＬＲ計算を介して取得したＬＬＲ情報に対して第１のＦＥＣ復号を行い、第１のＦＥＣ復号を介して取得した振幅データを取得する。そして、復号デバイスは、第１のＦＥＣ復号を介して取得した振幅データおよび受信した信号に基づいて、第２のＬＬＲ計算を行い、ＬＬＲ情報を取得し、第２のＬＬＲ計算を介して取得したＬＬＲ情報に対して第２のＦＥＣ復号を行い、第２のＦＥＣ復号後に振幅データを取得することなどが挙げられる。Ｎ回目の復号において、復号デバイスは、（Ｎ－１）回目のＦＥＣ復号を介して取得したＬＬＲ情報および受信した信号に基づいて、ＬＬＲ情報を計算し、Ｎ回目のＬＬＲ計算を介して取得したＬＬＲ情報に対してＦＥＣ復号を行い、Ｎ回目の復号の振幅データを取得する。復号デバイスは、Ｎ回目の復号の振幅データを分割し、第２の振幅データおよび位相データを取得する。

【0134】

９０４：予め設定したコンスタレーション図に基づいて第２の振幅データに対して確率的コンスタレーションシェーピング復号を行い、振幅復号したデータを取得する。

【0135】

第２の振幅データを取得した後、予め設定したコンスタレーション図に基づいて第２の振幅データに対してＰＣＳ復号を行い、振幅復号したデータを取得する。コンスタレーション図について、段階４０３における関連説明を参照する。詳細は本明細書において再び説明しない。

【0136】

具体的に、段階４０３で説明したＰＣＳ復号処理およびＰＣＳ符号化処理は、互いに逆である。予め設定したアルゴリズムを用いてＰＣＳ符号化を行う場合、予め設定したアルゴリズムの逆動作に基づいて対応するＰＣＳ復号を行う。

【0137】

例えば、上述のマッピングテーブルに基づいてＰＣＳ符号化を行う場合、本実施形態におけるＰＣＳ復号を、上述のマッピングテーブルに基づいて行ってもよい。例えば、復号デバイスに記憶されたマッピングテーブルは表２であってよい。

【表2】

【0138】

表２は表１と同様であって、詳細は本明細書に再び説明しない。表１の出力シンボルシーケンスが表２の入力シンボルシーケンスであり、表１の入力ビットシーケンスが表２の出力ビットシーケンスであることが相違点である。

【0139】

第２の振幅データを取得した後、復号デバイスは、ＰＣＳ復号の復号長に基づいて第２の振幅データを少なくとも１つのシンボルシーケンス群に分割し、マッピングテーブルを検索して少なくとも１つのシンボルシーケンス群に、少なくとも１つのシンボルシーケンス群にと１対１対応であるセグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群をマッピングすることができる。セグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群は振幅復号したデータである。例えば、少なくとも１つのシンボルシーケンス群の１つは「１１０００１」である場合、マッピングされたビットシーケンスは「１１１１」である。

【0140】

９０５：振幅復号したデータと位相データとを組み合わせ、復号したデータを取得する。

【0141】

振幅復号したデータを取得した後、復号デバイスは、振幅復号したデータと位相データとを組み合わせ、復号したデータを取得する。

【0142】

なお、振幅復号したデータと位相データとを組み合わせる特定の方式と段階４０２とは、互いに逆処理であってもよいものとして理解され取得する。例えば、符号化デバイスが符号化対象データを均等に２部分に分割した場合、振幅復号したデータと位相データを直接組み合わせて復号したデータを取得することができる。

【0143】

そのため、本実施形態では、復号デバイスは、予め設定したコンスタレーション図に基づいて、第２の振幅データに対してＰＣＳ復号を行い、対応する振幅復号したデータを取得してよい。コンスタレーション図は複数のコンスタレーションポイントを有し、コンスタレーション図は振幅値が０であるコンスタレーションポイントを含み、各コンスタレーションポイントは対応する確率値を含み、確率値は、対応するコンスタレーションポイントの発生確率を示している。そのため、復号デバイスは、確率値に基づいて受信した信号を復号し、正確な復号したデータを取得し、受信した信号に含まれたデータを抽出してもよい。このやり方で、より柔軟な情報エントロピーを実施し、またはより大きな情報エントロピーを含む受信データを受信することができる。

【0144】

本願の一実施形態はさらにデジタル処理チップを提供する。デジタル処理チップは、ＴｘＤＳＰ２０１またはＲｘＤＳＰ３０７またはＴｘＤＳＰ２０１またはＲｘＤＳＰ３０７の機能を実施するために使用される回路と１または複数のインタフェースを統合する。メモリがデジタル処理チップに統合されている場合、デジタル処理チップは、図１Ａから図９に対応する上述の実施形態のいずれか１または複数の方法段階を完了することができる。デジタル処理チップにメモリを統合しない場合、デジタル処理チップはインタフェースを介して外部メモリに接続することができる。デジタル処理チップは、外部メモリに記憶されたプログラムコードに基づいて、上述の実施形態における符号化デバイスまたは復号デバイスで実行される動作を実行する。

【0145】

当業者であれば、上述の実施形態の段階のすべてまたは一部が、関連ハードウェアを指示するプログラムによって実施され取得することを理解し得る。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されてよい。言及された記憶媒体は、リードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリなどであってよい。具体的には、例えば、上述の処理装置またはプロセッサは、中央処理装置、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、トランジスタ論理デバイス、ハードウェアコンポーネント、またはこれらの任意の組み合わせであってもよい。これらの機能がハードウェアにより実行されるか、ソフトウェアにより実行されるかは、特定の用途および技術的解決手段の設計上の制約条件によって決まる。当業者であれば、異なる方法を使用して、説明した機能を特定の用途ごとに実装し得るが、かかる実装が本願の範囲を超えるものとみなされるべきではない。

【0146】

実施形態を実施するためにソフトウェアが使用される場合、上述の実施形態における方法段階は、コンピュータプログラム製品の形態で完全にまたは部分的に実施され取得する。コンピュータプログラム製品は、１または複数のコンピュータ命令を含む。コンピュータプログラム命令がコンピュータ上でロード及び実行されると、本願の実施形態に係る手順または機能の全てまたは一部が生成される。コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、コンピュータネットワークまたは別のプログラム可能な装置であってよい。コンピュータ命令は、コンピュータ可読記憶媒体に格納されてもよく、あるコンピュータ可読記憶媒体から別のコンピュータ可読記憶媒体へ伝送されてもよい。例えば、コンピュータ命令は、あるウェブサイト、コンピュータ、サーバまたはデータセンタから別のウェブサイト、コンピュータ、サーバまたはデータセンタへ、有線（例えば、同軸ケーブル、光ファイバまたはデジタル加入者線（ＤＳＬ））または無線（例えば、赤外線、電波またはマイクロ波）方式で伝送されてよい。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ、または、１もしくは複数の使用可能な媒体を統合するサーバもしくはデータセンタ等のデータ記憶デバイスによってアクセス可能な任意の使用可能な媒体であってよい。使用可能な媒体は、磁気媒体（例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、または磁気テープ）、光学媒体（例えば、ＤＶＤ）、または半導体媒質であってよい。

【0147】

最後に、前述の説明は本願の単なる特定の実装例にすぎず、本願の保護範囲を限定する意図はないことに留意されたい。本願において開示する技術的範囲内で当業者が容易に考え出す変形または置換はいずれも、本願の保護範囲に含まれたものとする。したがって、本願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲の対象となるものとする。
［他の可能な項目］
［項目１］
取得された符号化対象データを、予め設定した規則に従って、位相データおよび振幅データに分割する段階と、
前記符号化対象データに対応するコンスタレーション図を取得する段階であって、前記コンスタレーション図は、複数のコンスタレーションポイントを有し、前記複数のコンスタレーションポイントは、振幅値が０であるコンスタレーションポイントを含み、各コンスタレーションポイントは、対応する確率値を含み、前記確率値は、対応する前記コンスタレーションポイントの発生確率を示す、段階と、
前記コンスタレーション図と各コンスタレーションポイントに対応する前記確率値とに基づいて、前記振幅データに対して確率的コンスタレーションシェーピング符号化を行い、少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する段階と、
前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群と前記位相データとを組み合わせ、次に、符号化を行うことにより、出力データを取得する段階と
を備える、符号化方法。
［項目２］
前記コンスタレーション図における各コンスタレーションポイントに対応する前記確率値は、情報エントロピー、コンスタレーションポイントの数、および前記確率的コンスタレーションシェーピング符号化の符号長さに基づいて判定され、前記情報エントロピーは、前記符号化対象データの容量に依存する、項目１に記載の方法。
［項目３］
前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群と前記位相データとを組み合わせ、次に、符号化を行うことにより、出力データを取得する前記段階は、
シンボルシーケンス群の少なくとも１つのシンボルシーケンス群をシンボルシーケンスの少なくとも２つのカテゴリに分割する段階であって、前記少なくとも２つのカテゴリは、シンボルシーケンスの１番目のカテゴリとシンボルシーケンスの２番目のカテゴリとを有し、前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリの振幅値は０でなく、前記シンボルシーケンスの２番目のカテゴリの振幅値は０である、段階と、
前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリと前記位相データを組み合わせ、位相および振幅を組み合わせたデータを取得する段階と、
前記シンボルシーケンスの２番目のカテゴリと前記組み合わせたデータを組み合わせ、出力データを取得する段階と
を有する
項目１または２に記載の方法。
［項目４］
前記位相データおよび前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群のチェックデータを取得する段階をさらに備える方法であって、
前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリと前記位相データとを組み合わせ、位相および振幅を組み合わせたデータを取得する前記段階は、
前記チェックデータおよび前記位相データを組み合わせ、位相およびチェックを組み合わせたデータを取得する段階と、
前記位相およびチェックを組み合わせたデータと前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリとを組み合わせ、前記位相および振幅を組み合わせたデータを取得する段階と
を有する
項目３に記載の方法。
［項目５］
前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群は、前記コンスタレーション図に存在し、前記振幅データがマッピングされるコンスタレーションポイントの振幅インデックスであり、前記振幅インデックスの値にはＫ＋１のカテゴリが存在し、Ｋは正の整数であって、
前記位相およびチェックを組み合わせたデータと前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリを組み合わせ、前記位相および振幅を組み合わせたデータを取得する前記段階は、
前記シンボルシーケンスの１番目のカテゴリに含まれたビットを分類し、振幅ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階であって、同じ振幅ビットシーケンスの群に含まれたビットの振幅インデックスが同じ値を持つ、段階と、
前記位相およびチェックを組み合わせたデータを分割し、振幅ビットシーケンスのＫ個の群と１対１に対応する位相ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階であって、位相ビットシーケンスのＫ個の群の各々の長さが振幅ビットシーケンスの対応する群の振幅インデックスの値に関連付けられる、段階と、
前記振幅ビットシーケンスのＫ個の群および対応する位相ビットシーケンスの群の各々に対して演算を行い、ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階であって、前記ビットシーケンスのＫ個の群の少なくとも２つのビットシーケンスの長さが異なり、組み合わせたデータはビットシーケンスのＫ個の群とする、段階と
を有する
項目４に記載の方法。
［項目６］
前記振幅ビットシーケンスのＫ個の群と、対応する位相ビットシーケンスの群の各々に対して演算を行う前記段階は、
前記位相ビットシーケンスのＫ個の群に対して、予め設定した方式でマッピングを行い、位相マッピングされたビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階と、
前記位相マッピングされたビットシーケンスのＫ個の群および振幅ビットシーケンスの対応する群の各々に対して演算を行い、前記ビットシーケンスのＫ個の群を取得する段階と
を有する
項目５に記載の方法。
［項目７］
前記コンスタレーション図と各コンスタレーションポイントに対応する前記確率値とに基づいて、前記振幅データに対して確率的コンスタレーションシェーピング符号化を行い、少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する前記段階は、
予め設定した長さに基づいて、前記振幅データをセグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群に分割する段階と、
前記コンスタレーション図に基づいて、前記セグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群の各々に対してＰＣＳ符号化を行い、前記セグメント化されたビットシーケンスの少なくとも１つの群と１対１に対応する前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群を取得する段階であって、前記少なくとも１つのシンボルシーケンス群に含まれたビットが、前記コンスタレーションポイントの前記発生確率に対応する、段階と
を有する
項目１から６のいずれか一項に記載の方法。
［項目８］
受信した信号を取得する段階と、
受信した信号に対して硬判定を行い、第１の振幅データを取得する段階と、
前記受信した信号および前記第１の振幅データに基づいて、反復復号を行い、第２の振幅データおよび位相データを取得する段階であって、Ｎは正の整数である、段階と、
予め設定したコンスタレーション図に基づいて、前記第２の振幅データに対して確率的コンスタレーションシェーピング復号を行い、振幅復号したデータを取得する段階であって、前記コンスタレーション図は、複数のコンスタレーションポイントを有し、前記コンスタレーション図は、振幅値が０であるコンスタレーションポイントを含み、各コンスタレーションポイントが対応する確率値を有し、前記確率値は、対応する前記コンスタレーションポイントの発生確率を示す、段階と、
前記振幅復号したデータと前記位相データとを組み合わせ、復号したデータを取得する段階と
を備える、復号方法。
［項目９］
前記受信した信号および前記第１の振幅データに基づいて、反復復号を行い、第２の振幅データおよび位相データを取得する前記段階は、
前記受信した信号および前記第１の振幅データに基づいて、反復復号をＮ回行い、前記第２の振幅データおよび前記位相データを取得する段階であって、前記位相データはＮ回目の復号が行われた後に取得され、Ｎは正の整数である、段階を有し、
前記Ｎ回の前記反復復号において、Ｍ回目の復号は、
（Ｍ－１）回目の復号の振幅データを取得する段階と、
前記（Ｍ－１）回目の復号の前記振幅データに基づいて、前記受信した信号を、振幅ビットシーケンスのＫ個の群に分割する段階で会って、Ｋは正の整数である、段階と、
前記振幅ビットシーケンスのＫ個の群の各々に含まれたビット量を取得する段階と、
各振幅ビットシーケンス群および前記受信した信号に含まれた前記ビット量に基づいて、前記Ｍ回目の復号のためのＬＬＲ情報を取得する段階と、
前記Ｍ回目の復号のための前記ＬＬＲ情報に対して、ＦＥＣ復号を行い、前記Ｍ回目の復号の振幅データを取得する段階と
を含む
項目８に記載の方法。
［項目１０］
各振幅ビットシーケンス群に含まれた前記ビット量は、前記振幅ビットシーケンスの対応する群の振幅値に関連する、項目９に記載の方法。
［項目１１］
プロセッサおよびメモリを備える符号化デバイスであって、
前記メモリと前記プロセッサとはラインを用いて相互接続され、前記メモリは命令を記憶し、前記プロセッサは、項目１から７のいずれか一項に記載の符号化方法を実行するように構成される
符号化デバイス。
［項目１２］
プロセッサおよびメモリを備える復号デバイスであって、
前記メモリと前記プロセッサとはラインを用いて相互接続され、前記メモリは命令を記憶し、前記プロセッサは、項目８から１０のいずれか一項に記載の復号方法を実行するように構成される
復号デバイス。
［項目１３］
通信システムであって、前記通信システムは、符号化デバイスおよび復号デバイスを備え、
前記符号化デバイスは、項目１から７のいずれか一項に記載の符号化方法を実行するように構成され、
前記復号デバイスは、項目８から１０のいずれか一項に記載の復号方法を実行するように構成される、
通信システム。
［項目１４］
命令を含む可読記憶媒体であって、前記命令が装置上で実行されると、前記装置に項目１から１０のいずれか一項に記載の方法を実行させることを可能にする、可読記憶媒体。
［項目１５］
命令を含むプログラム製品であって、前記プログラム製品が装置上で実行されると、前記装置に項目１から１０のいずれか一項に記載の方法を実行させることを可能にする、プログラム製品。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】