JP2005528037A - エラーのあるフレームを受信機で訂正する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ネットワークを介して受信機によって受信データユニット（ＵＤＲ）を処理する方法に係わり、この方法は、ハードビット文字列（ＴＢＤ）を出すための受信データユニット（ＵＤＲ）のチャネル復号化ステップ（ＣＤＥＣ１，ＣＤＥＣ２）と、前記ハードビット文字列を、少なくともエラー検出コードを含むハードフレーム（ＴＤ）へ変換する変換ステップと、前記ハードフレーム（ＴＤ）が正しいか、または、間違っているかを、前記エラー訂正コードを用いてテストするためのテストステップ（ＴＳＴ）とを含む。前記方法は、誤ったフレーム（ＴＥ）を正しいフレーム（ＴＣｏ）に訂正するための訂正ステップ（ＣＯＲ）をさらに含むことを特徴とする。本発明の好適な実施形態では、前記フレーム訂正ステップ（ＣＯＲ）は、ソフト出力チャネル復号化ステップ（ＣＤＥＣ２）によって与えられたソフトデータを利用する。このような方法の効果は、フレームの拒否及び再送信が回避されることである。

Description

本発明は、ハードビット（hard bits）の少なくとも１つの文字列を送出するための受信データユニットのチャネル復号化ステップと、前記ハードビット文字列を、少なくともエラー検出コードを含むハードフレームへ変換する変換ステップと、前記エラー検出コードに基づいて前記ハードフレームが正しいか、または、エラーかをテストするためのテストステップとを含む、受信機によって受信されたデータユニットの処理方法に関する。

本発明は、また、このような方法を実施する手段を含む受信機に関する。

本発明は、また、このような受信機を含む通信システムに関する。

本発明は、また、プロセッサによって実行されるときにこのような方法を実現するコンピュータプログラムに関する。

最後に、本発明はこのようなプログラムを搬送する信号に関する。

本発明は、特に、高いエラー率を有するネットワーク、例えば、ワイヤレスネットワークを介したデータ通信にその用途が見出される。

発信側アプリケーションと着信側アプリケーションとの間のデジタルデータの通信は、一般に、図１に示されるようなネットワークを経由して行われる。このようなネットワークは、例えば、ＯＳＩ参照モデル（開放型システム間相互接続）に準拠して、７層からなる層の形に組織化される。これらの層は、プロトコルによって管理され、ネットワークスタックと称されるスタックを形成する。

発信側アプリケーションＳＡＰＰがネットワークを介して着信側アプリケーションＤＡＰＰへデータを送信するとき、前記データは第１のネットワークスタックＰＲ_１の中を上から下まで通り、その後、伝送チャネルＣに到達し、送信データのユニットＵＤＥの形式で送信される。この第１のスタックと発信側アプリケーションＡＰＰは送信機１に属するとみなされる。データユニットＵＤＲは、次に、第２のネットワークスタックＰＲ_２によって受信され、第２のネットワークスタックの中を下から上まで通り、その後、着信側アプリケーションＤＡＰＰへのアクセスが与えられる。第２のスタック及び着信側アプリケーションは受信機２の一部を形成するとみなされる。

送信機端及び受信機端において、ネットワークスタックの各層は明確な機能を確保する。そのため、送信機端にあるネットワークスタックＰＲ_１の層（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_７）と受信機端にあるネットワークスタックＰＲ_２の層（Ｌ’_１，Ｌ’_２，．．．，Ｌ’_７）は区別される。

特に、基本層と称される二つの第１の層について考える。

物理層Ｌ_１（及び対応したＬ’_１）は、伝送チャネルＣを介してハードデータを送信する。物理層は、一般に、伝送中に起こり得る妨害からデータを保護するため、データを符号化（及び対応した復号化）を行うチャネルコーダ（及び対応したデコーダ）を含む。

データリンク層Ｌ_２（及び対応したＬ’_２）の主要な目的は、送信機からネットワーク層Ｌ_３のデータを受信機のネットワーク層Ｌ’_３へ送信することである。送信機側で、データリンク層Ｌ_２は、ネットワーク層Ｌ_３を介して送信されたフレームを、物理層Ｌ_１へ向かうビット文字列へ変換する。受信機側で、データリンク層Ｌ’_２は、受信ビット文字列をほとんどエラーのないデータフレームに分割する。

送信機のネットワーク層Ｌ_３から受信機のネットワーク層Ｌ’_３へデータを送信するため、データリンク層は、このように、物理層Ｌ_１（及び対応したＬ’_１）のサービスを利用する。物理層Ｌ’_１は、伝送チャネルＣを介したデータユニットの伝送と、データユニットのネットワークスタックＰＲ_２への戻りを保証する。送信機側では、物理層Ｌ_１は、ビット文字列をデータユニットＵＤＥへ変換するチャネルコーダを含む。データユニットＵＤＥは伝送チャネルＣを介して送信される。受信機側では、受信データユニットＵＤＲがチャネルデコーダによって受信ビット文字列へ変換される。

このようなビット文字列はエラーを含む場合がある。このようなエラーには様々の原因があり、例えば、伝送チャネルを介して送信された信号の減衰、または、ネットワークの雑音若しくは輻輳も原因である。受信ビット数は、送信ビット数よりも少ない場合、送信ビット数と一致する場合、または、送信ビット数よりも多い場合がある。ある特定のビットの値はまた変化しているかもしれない。受信機端で起こり得る伝送エラーを検出することをできるようにするため、送信機端のデータリンク層Ｌ_２は、一般に、ネットワーク層Ｌ_３から受信したデータにエラー検出コードを付加する。これらのコード、受信データ、及び、その他の制御コードから、データリンク層Ｌ_２は少なくとも一つのフレームを構築する。これらのエラー検出コードを用いて、データリンク層Ｌ_２は、例えば、各フレームのチェックサムを計算する。フレームが着信側に到達したとき、受信機端のデータリンク層Ｌ’_２はこのチェックサムを再計算する。得られた結果が送信機によって計算されたチェックサムと異なるならば、データリンク層は伝送エラーが生じたことを知る。データリンク層は、次に、受信フレームを拒否し、否定的な判定結果を送信機へ送るような処理を行う。その場合、送信機は、例えば、フレームを再送信することができる。しかし、受信フレームの中の僅かに数ビットしか間違っていないことがある。その場合、実際に前記フレームの再送信を要求することは、エラーのあるビット数が少ないにもかかわらず、ネットワークへの過負荷及び処理時間の点で特にコストがかかる。

これに対して、結果が一致するならば、受信機端のデータリンク層は、受信フレームを考慮に入れ、肯定的な判定結果を送信機へ送る。

物理層Ｌ_１自体が、伝送チャネルＣを通してデータユニットを送信する前に、エラー訂正コードをデータユニットに付加することが非常に多いことに注意する必要がある。このような訂正コードは、受信機側で伝送エラーを検出し訂正するために物理層Ｌ’_１によって使用される。非常に低い許容誤差でフレームが正しいか、間違っているかを判定するエラー検出コードとは反対に、エラー訂正コードは、前記コードに関して考えられる最良の方式で訂正されたバージョンがデータユニットから生成されるように、データユニットを訂正する。訂正されたデータユニットは、次に、ビット文字列を送出するチャネルデコーダへ供給される。

最後に、伝送コストの理由から、データリンク層Ｌ_２またはＬ’_２は、一方向チャネルの特定のケースを除いて、エラー訂正コードを殆ど利用しないので、エラーのあるフレームの再伝送は許されない点に注意すべきである。

上記の検出コード及びエラー訂正器は、Dunod編、Andrew Tanenbaum著の「ネットワーク（Networks）」第３版、Prentice Hall出版（ＩＳＢＮ ２ １０００４３１５ ３）の特に、１９２頁から１９８頁に記載されている。

本発明の目的は、エラーのあるフレームを訂正する解決手法を提供することであり、この解決手法は、送信機による前記エラーのあるフレームの再送信を回避するように、受信機のデータリンク層における少なくともエラー検出コードを含む。

上記目的を達成するため、冒頭に記載された方法は、間違ったフレームを正しいフレームに訂正するためのフレーム訂正ステップを含み、前記ステップは、
前記間違ったフレームに付帯するデータに基づいて、間違ったフレーム中で訂正されるべきビットを選択するサブステップと、
訂正されるべきビット及び間違ったフレームから、テストステップによるテストされるべき対象となる候補フレームを生成するサブステップと、
を含む。

本発明による方法の効果は、エラーのあるフレームの再送信の回数が制限され、したがって、ネットワークの無駄な混雑が生じないことである。

訂正されるべきビットの選択サブステップは、エラーのあるフレーム内で、間違いである可能性が最も高いビットを選択する。このような選択は、例えば、受信機端に存在するデータであって、例えば、送信機側におけるデータの符号化技術についての先験的な知識であるデータ、または、受信機によって受信データユニットから生成されたデータに基づいて行われる。

候補フレーム生成サブステップは、訂正されるべきビット値を修正することにより候補フレームを生成する。

得られた候補フレームは、次に、テストステップによってテストされる。前記ステップが、候補フレームは正しいということを明らかにしたならば、候補フレームは、ネットワークスタックの上位層へ、すなわち、ネットワーク層へ送られた候補フレームでエラーのあるフレームを置き換える。

本発明の第１の実施形態において、前記フレーム訂正ステップは、候補フレーム生成ステップが新しい候補フレームを出し、その新しい候補フレームが前記テストステップによってエラーを有することが明らかにされる限り繰り返される。この実施形態の効果は、様々な候補フレームをテストすることを可能にし、エラーのあるフレームを訂正する機会を増やすことである。これに対して、受信機によって受信されたデータユニットの処理を阻止することを回避するため、前記繰り返しを終了させることが必要である。すなわち、これは、エラーのあるフレームの再送信と受信機による処理時間との間で妥協点を確立することにほぼ相当する。

このため、本発明の第２の実施形態において、フレーム訂正ステップは、候補フレームの個数をカウントし、前記個数が所定の閾値に達したならば、候補フレームの生成とテストを停止するチェックサブステップをさらに含む。この第２の実施形態の効果は、エラーのあるフレームのための訂正ステップの繰り返しが制限されることである。ある特定の回数の試行後に、テストステップによって正しいことが明らかにされた候補フレームが存在しないならば、エラーのあるフレームは拒否され、再送信が要求される。

本発明の好適な実施形態において、上記方法は、ハードビット文字列及びソフトビット（soft bits）文字列を送出を意図した受信データユニットのチャネル復号化ステップと、前記ハードビット文字列をハードフレームへ変換し、前記ソフトビット文字列を少なくとも一つのソフトフレームへ変換する変換ステップと、を含み、前記ソフトフレームはハードフレームに付帯するデータを形成する。前記ソフトフレームは、実質的に、エラーのあるハードフレームの所与のビットに関して、そのビットが正確である確率を生成する。このような確率は、訂正されるべきビットを選択するサブステップ中に有利に使用される。

本発明は、また、本発明による上記方法を実施する受信機に関する。

本発明の上記特徴及びその他の特徴は、以下に説明される実施形態および添付図面を参照して、その例に限定されないが、明白になり解明される。

図２はネットワークスタックのデータリンク層Ｌ_２を表す。送信機側では、この層は、ネットワーク層Ｌ_３を介して送信されたデータＤＥを送信フレームＴＥへ変換する変換ステップＥ＿ＴＲＡＮＳを含む。この変換ステップＥ＿ＴＲＡＮＳは、チェックコードをデータＤＥに付加する。送信フレームＴＥはビット文字列ＴＢＥへ変換され、次に、送信データのユニットＵＤＥを出すチャネルエンコーダＣＥＮＣによって符号化される。受信機側では、受信データユニットＵＤＲは、受信ビット文字列ＴＢを出すチャネルデコーダＣＤＥＣによって復号化される。対称的な変換ステップＲ＿ＴＲＡＮＳは、次に、前記受信ビット文字列ＴＢ内で受信フレームＴＲと称される少なくとも一つのフレームを再検索する。ここで、イーサネット（登録商標）規格（またはＩＥＥＥ８０２．３）を利用するローカル・エリア・ネットワーク、すなわち、ＬＡＮの特定のケースを考える。このようなネットワークは、ブロードキャストチャネルとも称される双方向の伝送チャネルを含む。これに関連して、データリンク層Ｌ_２またはＬ’_２は、ＭＡＣサブ層（媒体アクセス制御（Medium Access Control））と称されるチャネルアクセス制御のサブ層を含み、特に、伝送チャネルＣへの潜在的なユーザアクセスの管理を担当する。前記サブ層は、また、上記の変換ステップＲ＿ＴＲＡＮＳを含む。図３は、ＭＡＣサブ層によって受信ビット文字列から抽出されたフレームＴＲの一例を表す。このようなフレームは、最初に、１４オクテットのヘッダを含み、１４オクテットのヘッダは、
−フレームＴＲの着信側アドレス
−フレームＴＲのもとの発信側アドレス
−フレームＴＲを記述するデータのタイプ
の３個のフィールドにより形成される。

このフレームは、最後に、発信側アプリケーションＳＡＰＰによって送信された有効データと、エラー検出コードＣＲＣとを含む。

受信機側のデータリンク層Ｌ’_２は、また、受信フレームＴＲが正しいか、間違っているかをテストするためのテストステップＴＥＳＴを含む。このステップの目的は受信フレームＴＲに存在する、起こり得るエラーを検出することであり、この目的を実現するため、このステップは、送信側のデータリンク層Ｌ_２によって送信データＤＥに付加されていたエラー検出コードＣＲＣに依存する。実際上、巡回冗長検査符号（cyclic redundancy check codes）ＣＲＣとも称される多項式コードがしばしば使用される。多項式コードでは、文字列のビットは多項式の係数であるとみなされる。例えば、文字列１１０００１は６ビットにより構成され、係数が１、１、０、０、０、１であり、ｘ^５＋ｘ^４＋ｘ^０に等しい６項の多項式を表現する。多項式コードを利用するため、送信機及び受信機は、多項式ジェネレータＧ（ｘ）の選定に関して一致すべきである。

Ｇ（ｘ）よりも長い多項式Ｍ（ｘ）に対応するｍビットのブロックについて上記のチェックサムを計算するための方式は、フレーム（ブロック及びチェックビット）がＧ（ｘ）によって割り算できるようにチェックビットをブロックの最後に添付することを含む。受信機がフレームを受信したとき、受信機は、フレームをＧ（ｘ）で割り算する。生じた残余が非零であるならば、伝送エラーが存在する。

その場合、フレームは拒否される。受信機のネットワークスタックＰＲ_２のリンク層Ｌ’_２は、問題のあるフレームの再送信を送信機のネットワークスタックＰＲ_１のリンク層Ｌ_１に要求してもよい。

図４に、本発明による方法の一例が示されている。この方法は、エラーのあるフレームＴＥを訂正するためのフレーム訂正ステップＣＯＲをさらに含むことを特徴とする。このステップの目的は、特に、エラーのあるフレームの拒否と、そのエラーのあるフレームが再送信されるおそれを回避することである。

フレーム訂正ステップＣＯＲは、データリンク層のレベルに位置し、テストステップＴＥＳＴによってエラーのあるフレームとして判定された受信フレームに適用されることに十分に注意されたい。フレーム訂正ステップは、エラー訂正コードを用いて物理層で受信データユニットに適用され得る上記のデータユニット訂正ステップとはあらゆる点で相違する。

フレーム訂正ステップＣＯＲは、受信機端で利用できるフレームの付帯的なデータＩＳに基づいてエラーのあるフレームＴＥ中の訂正されるべきビットＢＣを選択するサブステップを含む。このステップは、エラーのあるフレームＴＥ中のある一定数の訂正されるべきビットＢＣを選択することを含む。訂正されるべきビットＢＣは、例えば、間違っている可能性が最も高いビットである。エラーのあるフレームＴＥ中のすべてのビットを訂正するために要する時間は、実質的に、計算時間の点で非常にコストがかかる。したがって、このサブステップの目的は、訂正されるべきビットの個数を制限し、これにより、この方法の複雑さを制限することである。

エラーのあるフレームＴＥに付帯するデータＩＳは、例えば、送信機により実施されたデータの不均一保護技術（an unequal protection technique）（不均一エラー保護(unequal error protection)）についての先験的な知識に関係する。実際、このフレームワークでは、エラーのあるフレームに存在する或るデータは他のデータよりも確実に保護され、このようなデータを形成するビットは間違っている可能性が低いと考えられる。

候補ビットＢＣは、次に、候補ビットＢＣ及びエラーのあるフレームＴＥから候補フレームＴ_Ｃａを形成するために、候補フレーム生成サブステップＧＥＮＥＲに供給される。このようなサブステップは、チェイス（Ｃｈａｓｅ）アルゴリズム、または、閾値パターンジェネレータアルゴリズムのようなパターンジェネレータ技術に依存する。

エラーのあるフレームＴＥをビットシーケンスｙ＝（ｙ_１，ｙ_２，．．．，ｙ_Ｌ）である場合を考える。Ｌは零よりも大きい整数である。Ｃｈａｓｅアルゴリズムの原理では、前提として、訂正されるべきビットを選択するサブステップは、ｋが零よりも大きい整数であるとき、間違っている可能性が最も高いビットとして、ｋビットを選択するものと考える。Ｃｈａｓｅアルゴリズムは、以下の方法でＮ個のパターンを構築する。すなわち、
−１個の候補ビットが１にセットされ、その他のすべては零にセットされる。
−２個の候補ビットが１にセットされ、その他のすべては零にセットされる。
−ｉ個の候補ビットが１にセットされ、その他のすべては零にセットされる。
−ｐ≦ｋであるｐ個の候補ビットが１にセットされ、その他のすべては零にセットされる。

したがって、可能性のあるパターンの個数は、

である。

パターンＭ_ｉは、以下の方法でエラーのあるフレームＴＥに適用される。

ここで、

は、２進数排他的論理和関数（ＸＯＲ）を表す。この演算は、パターン内で１にセットされた１個または複数の候補ビットをエラーのあるフレームにおいて反転するように範囲を狭くする。

候補フレームとも称される新たに得られたフレームは、次に、エラーのあるフレームまでの距離を測る尺度に従って並べられ、１番目の候補フレームがエラーのあるフレームに最も近い。データの不均一保護が送信機端で使用された場合、このような距離は、受信された保護に応じた異なる重みを、反転されたビットに加えることによって計算され得る。このように並べられた候補フレームは、次に、設定された順番にテストされる。

このアルゴリズムの演算は２個のパラメータｋ及びｐによって影響される。パラメータｋは、エラーのあるフレーム内で間違いであると考えられる最大ビット数を決定し、パラメータｐはｋ個の候補ビットから訂正を試みられるビット数を決定する。パラメータｐは、使用されたエラー訂正コード、特に、それらの長さと、伝送それ自体に依存する。一般に、ｐはｋ／２よりも小さくなるように選ばれる。

閾値パターンジェネレータアルゴリズムは、多数の点でＣｈａｓｅアルゴリズムと類似する。閾値パターンジェネレータアルゴリズムは、ｋ及びｐの代わりに、単一のパラメータθによって区別される。候補ビット選択サブステップにおいて、正確である確率がθよりも小さい信頼ビットとも称されるすべてのビットが選ばれる。これ以外の残りは、信頼閾値θよりも低いビット数に対応するｐ＝ｋという些細な条件が付けられたＣｈａｓｅアルゴリズムと同じである。

本発明による方法の場合に必要であることは、データリンク層Ｌ’_２によって出されたフレームが一つまたは種々のエラー検出コードを含むことだけであることに注意すべきである。本発明によるフレーム訂正ステップは、決してエラー訂正器の他に検出コードを必要としない。エラー訂正コードが存在するとき、本発明による方法は、エラーを検出するためのこれらのコードを必要とするだけである。

獲得された第１の候補フレームＴ_Ｃａは、次に、テストステップＴＥＳＴによりテストされる。前記ステップがその第１の候補フレームは正しいということを明らかにしたならば、候補フレームＴ_ＣａはエラーのあるフレームＴＥを置き換え、正しいフレームＴ_ＣｏがネットワークスタックＰＲ_２の上位層、すなわち、ネットワーク層Ｌ’_３へ送られる。データリンク層Ｌ’_２は、このようにして、肯定的な判定結果を送信機のネットワークスタックＰＲ_１のデータリンク層の着信側へ送信する。

逆に、第１の候補フレームＴ_ＣａにエラーがあることがテストステップＴＥＳＴによって明らかにされたならば、次に第２の候補フレームがテストされる。本発明の第１の実施形態では、このようなプロセスは、生成された全ての候補フレームがテストされるか、または、あるフレームが正しいことが明らかにされるまで繰り返される。満足できる候補フレームが存在しないならば、データリンク層Ｌ_２は、エラーのあるフレームの可能な再送信を要求することにより、否定的な判定結果を送信機へ送る。

Ｃｈａｓｅアルゴリズムを用いると、パラメータｐ及びｋによって、訂正されるべきビット数を定めることが可能であり、したがって、所望の候補フレームＴ_Ｃａの個数を選択することが可能であることがわかった。このようにして、繰り返しの回数が予め判明し、受信フレームに応じて変化しない。他方において、閾値パターンジェネレーションアルゴリズムは異なる方法で動作する。閾値パターンジェネレーションアルゴリズムは、訂正されるべきビットが正確である確率は信頼閾値θよりも低いので、信頼閾値θを利用する。訂正されるべきビット数は、このようにして受信フレームと共に変化し、例えば、伝送条件に応じて変化する。したがって、正確である確率がこの閾値θよりも低いビットは多数あるので、このようなアルゴリズムによって生成された候補フレームの個数が非常に多数になり、訂正のコストが非常に高くなることがある。この理由によって、本発明の第２の実施形態において、エラーフレーム訂正ステップＯＣＲは、候補フレームの個数をカウントし、前記個数が所定の閾値に達したならば、候補フレームのテストを終了するためのチェックサブステップＣＯＮＴをさらに含む。この第２の実施形態の効果は、前記訂正ステップＣＯＲの繰り返しの回数が制限され、受信フレームの処理時間が増加しすぎることがないということである。

また、最低限の個数の候補フレームを確保するため、最小閾値を導入可能であることに注意する必要がある。

チェックサブステップＣＯＮＴは図５に示されている。チェックサブステップは、テスト済の候補フレームの個数ｎｂをカウントするためのカウント機能ＣＯＵＮＴと、個数ｎｂが所定の閾値ｎｂｍａｘよりも大きい場合に訂正プロセスを停止するため、この個数ｎｂを閾値と比較する比較機能ＳＴＯＰと、を含む。このケースでは、候補フレーム生成サブステップＧＥＮＥＲにおいて無駄なフレームの生成を回避するため、（ｋ，ｐ）またはθの選定をｎｂｍａｘに適合させることが適切である。

上記の説明では、チャネル復号化ＣＤＥＣである物理層Ｌ’_１の重要なステップに関する前提は置かれていない。このようなステップの目的は、伝送チャネルＣによって物理信号の形式で転送されたデータユニットを、ビット文字列とも称されるデジタルデータへ変換することである。受信機によって受信された物理信号は、チャネル復号化ステップＣＤＥＣによってビットに変換される実際の値を含む。主として２種類のチャネル復号化アルゴリズムが存在し、より簡単なアルゴリズムは、０または１に一致する２進数値を物理信号の実際の値に関連付け、バイナリ決定とも称される。このようなアルゴリズムは、出力が「ハード」であると称される。２番目のアルゴリズムは、前記実際の値を、２進数値だけではなく、決定が正確である確率を表現する信頼尺度にも関連付ける。この２番目のアルゴリズムは、出力が「ソフト」のアルゴリズムと称される。２番目のケースにおいて、チャネルデコーダは、ハードビットの文字列だけではなく、信頼測度の量子化値を含むソフトビットの文字列をも送出する。

上記の本発明による方法は、物理層Ｌ_１より与えられたハードビット文字列ＴＢＤに基づいてデータリンク層Ｌ_２の変換ステップＲ＿ＴＲＡＮＳによって出されたハードフレームＴＤに関する。前記ハード文字列ＴＢＤは、物理層Ｌ_１のチャネル復号化ステップＣＤＥＣによって行われた決定により形成される。このようにチャネル復号化ステップＣＤＥＣの「ハード」出力だけが変換ステップＲ＿ＴＲＡＮＳによって使用される。

図６に示された本発明の好適な実施形態の場合、今度は、ソフト出力チャネル復号化ステップが考慮される。その目的は、エラーフレームの訂正のためチャネル復号化ステップによって出された決定に関連付けられた信頼尺度を利用することである。より正確に説明すると、前記信頼尺度は、間違っている確率が最も高いビットを選択するために、訂正されるべきビットの選択サブステップＳＥＬによって考慮されることが意図されている。

次に、Ｌは非零の整数であるとき、物理層Ｌ_１によって受信された実際の物理信号がＬ個の実数値を含む場合を考える。「ソフト」出力でのチャネル復号化ステップが前記物理信号の実数値ｉに対するバイナリ決定ｈ_ｉと信頼尺度ｃ_ｉとを送出した場合を想定する。ここで、ｉは１とＬの範囲にある。物理層Ｌ_１からデータリンク層Ｌ_２へ送信するために、前記信頼尺度ｃ_ｉは、専門家に知られている技術に従ってチャネル復号化ステップＣＤＥＣ_２の量子化サブステップによって量子化されるべきであり、Ｎ−１ビット（ｓ_ｉ，２，．．．，ｓ_ｉ，Ｎ）を送出することが意図される。ここで、Ｎは１以上の整数である。図７に示されるように、チャネル復号化ステップＣＤＥＣ_２によって受信された物理信号の実数値ｉは、かくして、Ｎビット（ｓ_ｉ．１，ｓ_ｉ，２，．．．，ｓ_{ｉ，Ｎ−１}）によって表現される。ただし、Ｎ≧１である。前記量子化サブステップは、したがって、ハードビット文字列ＴＢＤと、ソフトビット文字列ＴＢＳを送出し、前記ソフトビット文字列は、Ｎ−１ビットにわたるＬ個の実数値の２進数表現を連結することによって構成される。

前記ソフトビット文字列ＴＢＳは図７に示されている。最上位ソフトビット（ｓ_２，１，ｓ_２，２，．．．，ｓ_２，Ｌ）が最初に配置され、その次の上位ソフトビットが配置され、以下同様に続き、最後に、最下位ソフトビット（ｓ_Ｎ，１，ｓ_Ｎ，２，．．．，ｓ_Ｎ，Ｌ）が配置される。

ソフトビット文字列ＴＢＳは、次に、物理層Ｌ_１からデータリンク層Ｌ_２へ全く問題なく送信されることに注意する必要がある。物理層及びデータリンク層は、確かに、単一層に結合されることがよくあり、このため、これらの層間のデータの交換は容易化される。

ハードビット文字列ＴＢ及びソフトビットＴＢＳは、次に、変換ステップＲ＿ＴＲＡＮＳによって受け取られる。前記変換ステップは量子化のため利用されたビット数Ｎを知っている、というそれほど限定的ではない前提が置かれる。ビット文字列ＴＢＳの長さも既知であるので、変換ステップは、前記ビット文字列を同じサイズＴ_ｎからなるＮ−１個の区分に分割可能である。ここで、ｎは１とＮ−１の範囲にある。したがって、区分Ｔ_ｎから、変換ステップはソフトフレームＴＳ_ｎを構築する。ハード文字列ＴＢＤから、変換ステップはハードフレームＴＤを構築する。

ハードフレームＴＤは、次に、テストステップＴＥＳＴへ送られる。前記ハードフレームＴＤが正しいことが明らかになると、ハードフレームはネットワーク層Ｌ’_３へ送られ、肯定的な判定結果が送信機へ送られる。逆に、前記ハードフレームにエラーがあることが明らかになると、ハードフレームはフレーム訂正ステップＣＯＲへ送られる。

エラーのあるハードフレームＴＥは、それらに関連付けられたＮ−１個のソフトフレームＴｓ_ｎと同じように、訂正されるべきビットのための選択サブステップＳＥＬによって受け取られる。これらのＮ−１個のソフトフレームは、訂正されるべきビットを選択するサブステップＳＥＬによって使用されることが意図されている付帯的なデータＩＳを構成する。簡単な方法で、訂正されるべきビットを選択するサブステップＳＥＬは、Ｎ−１個のソフトフレームＴｓ_１に含まれる信頼尺度を再検出し、例えば、上記の二つのアルゴリズムのうちの一方を用いて、誤っている確率が最も高いハードフレームのビットを選択するため、これらの信頼尺度を使用する。

既に説明したように、訂正されるべきビットＢＣは、候補フレームを生成するサブステップＧＥＮＥＲへ送られる。このサブステップは、また、最高確率から最低確率の順番に候補フレームを並べるために、チャネル復号化ステップによって「ソフト」出力に出された信頼尺度を有利に利用する。例えば、誤っている確率が最も高いビットだけが修正される候補フレームは、誤っている確率がより低いビットを修正することにより得られた候補フレームよりも求められているフレームに近似する。

後者の実施形態の効果は、付加的なデータ、すなわち、物理層Ｌ’_１のレベルで利用できるソフトデータがデータリンク層Ｌ’_２のエラーのあるフレームをより良く訂正するために役立つという点である。

本発明は、一例として説明されただけの実施形態に限定されない。変更または改良が本発明の権利範囲を越えない範囲内で適用可能である。

図１から７を参照する上記の説明は、本発明を制限するものではなく、本発明を例示するものである。特許請求の範囲の範囲内にとどまるその他の代替例が存在することは明らかである。

上記の機能を、ソフトウェアを用いて実施する多数の方法が存在する。この点に関して、図１から７は非常に概略的であり、各図は一実施形態を表現するだけである。したがって、図面には、種々の機能が別々のブロックの形で表されているが、これは単独のソフトウェア製品が種々の機能を実行することを除外するものではない。また、これは一つの機能がソフトウェアのセットによって実行できることを除外するものでもない。

これらの機能は適切にプログラミングされた１個または多数のプロセッサを含む受信機回路を用いて実施することが可能である。プログラムメモリに格納された命令セットは、その回路に図１から７を参照して説明した様々な動作を実行させる。この命令セットは、また、例えば、ＣＤ−ＲＯＭのようなデータ媒体を読むことによりプログラムメモリにロードしてもよい。読み出しは、また、インターネット網のような通信ネットワーク経由で行ってもよい。その場合、サービスプロバイダは、当事者が自由に利用できるような状態に命令セットを置く。

請求項中の括弧内に記載された参照符号は、限定的な意味に解釈されるべきではない。動詞「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」は、請求項に列挙された要素若しくはステップ以外の要素若しくはステップの存在を除外するものではない。要素若しくはステップの前に置かれた冠詞「ａ」または「ａｎ」は、これらの要素若しくはステップが複数個存在することを除外するものではない。

ネットワークを介してデータを送信する通信システムを説明する図である。 従来技術によるネットワークスタックのデータリンク層のブロック図である。 イーサネット（登録商標）規格の場合にデータリンク層のＭＡＣサブ層によって送出されたフレームの一例の説明図である。 本発明によるエラーのあるフレームの訂正方法のブロック図である。 生成された候補フレームの個数を制御するステップを含む本発明による方法のブロック図である。 ソフト出力チャネル復号化ステップと生成された候補フレームの個数をチェックするステップとを含む本発明による方法のブロック図である。 チャネル復号化ステップによって生成されたハードビット文字列構造及びソフトビット文字列構造を説明する図である。

Claims (10)

1. ネットワークを介して受信機によって受信されたデータユニットの処理方法であって、前記方法は、
   少なくともハードビット文字列を送出するために前記受信データユニットをチャネル復号化するステップと、
   前記ハードビット文字列をハードフレームへ変換する変換ステップであって、前記ハードフレームは少なくともエラー検出コードを含むステップと、
   前記エラー検出コードに基づいて前記ハードフレームが正しいか、または、間違っているかをテストするためのテストステップとを含み、
   間違ったフレームを正しいフレームに訂正するためのフレーム訂正ステップをさらに含み、
   前記フレーム訂正ステップは、前記間違ったフレームに付帯するデータに基づいて間違ったフレーム中で訂正されるべきビットを選択するサブステップと、前記訂正されるべきビット及び前記間違ったフレームから、前記テストステップによるテストの対象である候補フレームを生成するサブステップとを含むことを特徴とする処理方法。
2. 前記受信データユニットを前記チャネル復号化ステップはソフトビット文字列を送出することを目的とし、
   前記変換ステップは、前記ソフトビット文字列を少なくともソフトフレームへ変換することを目的とし、前記ソフトフレームは前記間違ったフレームに付帯するデータとして使用されることが意図されていることを特徴とする請求項１に記載の受信機によって受信されたデータユニットの処理方法。
3. 前記候補フレーム生成サブステップが新しい候補フレームを出し、前記新しい候補フレームが前記テストステップによってエラーを含むことが明らかにされる限り、前記フレーム訂正ステップが繰り返されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の受信機によって受信されたデータユニットの処理方法。
4. 前記候補フレームの個数をカウントし、前記個数が所定の閾値に到達した場合に、前記フレーム訂正ステップを停止するためのチェックサブステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の受信機によって受信されたデータユニットの処理方法。
5. 受信データユニットを処理するための受信機であって、
   少なくともハードビット文字列を送出するために受信データユニットをチャネル復号化する手段と、
   前記ハードビット文字列を、少なくともエラー検出コードを含むハードフレームへ変換する変換手段と、
   前記エラー検出コードに基づいて前記ハードフレームが正しいか、または、間違っているかをテストするためのテスト手段とを含み、
   間違ったフレームを正しいフレームに訂正するためのフレーム訂正手段をさらに含み、
   前記フレーム訂正手段は、
   前記間違ったフレームに付帯するデータに基づいて、前記間違ったフレーム中で訂正されるべきビットを選択する手段と、
   前記訂正されるべきビット及び前記間違ったフレームに基づいて、前記テストステップによるテストの対象である候補フレームを生成する生成手段とを含むことを特徴とする受信機。
6. 前記チャネルデコーダはソフトビット文字列を送出することを意図し、
   前記変換手段は前記ソフトビット文字列を少なくとも一つのソフトフレームへ変換することを意図し、前記ソフトフレームは前記間違ったフレームに付帯するデータとして使用されることが意図されていることを特徴とする請求項５に記載の受信機。
7. ネットワークを介してデータユニットを送信するための送信機と、受信データユニットを処理するための受信機とを含む通信システムであって、
   前記受信機は、
   少なくともハードビット文字列を送出するために前記受信データユニットをチャネル復号化する手段と、
   前記ハードビット文字列を、少なくともエラー検出コードを含むハードフレームへ変換する変換手段と、
   前記エラー検出コードに基づいて前記ハードフレームが正しいか、または、間違っているかをテストするためのテスト手段とを含み、
   前記受信機は、間違ったフレームを正しいフレームに訂正するためのフレーム訂正手段をさらに含み、
   前記フレーム訂正手段は、
   前記間違ったフレームに付帯するデータに基づいて、前記間違ったフレーム中で訂正されるべきビットを選択する手段と、
   前記訂正されるべきビット及び前記間違ったフレームに基づいて、前記テストステップによるテストの対象である候補フレームを生成する生成手段とを含むことを特徴とする通信システム。
8. 前記チャネルデコーダはソフトビット文字列を送出することを意図し、
   前記変換手段は前記ソフトビット文字列を少なくともソフトフレームへ変換することを意図とし、前記ソフトフレームは前記間違ったフレームに付帯するデータとして使用されることが意図されていることを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
9. プロセッサによって実行されるときに請求項１または２に記載の方法を実行するための命令セットを含むことを特徴とする受信機用のコンピュータプログラム。
10. 請求項９に記載のコンピュータプログラムを搬送するための信号。

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