JP2005532701A - 通信システムにおける解読複雑さを低減する方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】通信システムにおける解読複雑さを低減する方法及びシステムを提供すること。
【解決手段】本発明によれば、送信される情報は、複数の送信バッファのシステマチックな部分へと提供され、この送信バッファと通信可能なように接続された外部デコーダによって符号化される。結果として生じている冗長ビットは、各送信バッファのパリティ部へと提供される。この送信バッファの内容は、多重化され、更に追加の冗長による保護を改善するために内部デコーダによって符号化される。受信局は、逆の処理を行うことによって、この送信された情報を回復する。解読複雑さは、送信バッファのシステマチックな部分のサイズに依存するので、システマチックな部分のサイズと、送信バッファとの間の妥当な妥協によって、解読複雑さを低減することができる。
【解決手段】本発明によれば、送信される情報は、複数の送信バッファのシステマチックな部分へと提供され、この送信バッファと通信可能なように接続された外部デコーダによって符号化される。結果として生じている冗長ビットは、各送信バッファのパリティ部へと提供される。この送信バッファの内容は、多重化され、更に追加の冗長による保護を改善するために内部デコーダによって符号化される。受信局は、逆の処理を行うことによって、この送信された情報を回復する。解読複雑さは、送信バッファのシステマチックな部分のサイズに依存するので、システマチックな部分のサイズと、送信バッファとの間の妥当な妥協によって、解読複雑さを低減することができる。
Description
本発明は、通信システムに関する。更に詳しくは、通信システムにおける解読複雑さを低減するシステム及び方法に関する。
通信システムの発展により、発信元局から個別の宛先局へと物理的に情報信号を送信することが可能となった。通信チャンネルを介して発信元局から情報信号を送信する場合、この情報信号はまずこの通信チャンネルを介した効率的な送信に適した型式に変換される。この情報信号の変換、すなわち変調は、結果として変調された搬送スペクトルが、この通信チャンネル帯域幅内に制限されるようにして、この情報信号にしたがって搬送波のパラメータを変えることを含んでいる。宛先局において、このオリジナルの情報信号は、前記通信チャンネルを介して受信された変調搬送波から複製される。そのような複製は、一般に、発信元局によって使用された変調プロセスの逆を使って達成される。
変調はまた、共通の通信チャンネルを介した様々な信号の多元アクセス、すなわち同時送信及び／又は受信を容易にする。多元アクセス通信システムはしばしば、共通の通信チャンネルに対する連続的なアクセスよりもむしろ、相対的に短い持続時間の間欠的なサービスを必要としている複数の加入者ユニットを含んでいる。時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元アクセス（ＦＤＭＡ）、及び振幅変調多元アクセス（ＡＭ）といったいくつかの多元アクセス技術が当該技術分野で知られている。多元アクセス技術のもう一つの型式がコード分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）拡散スペクトルシステムである。このシステムは、ここではＩＳ−９５規格と称している「TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wide-Band Spread Spectrum Cellular System」に対応している。多元アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は、米国特許番号4,901,307、「SPREAD SPECTRUM MULTIPLE-ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE ORTERRESTRIAL REPEATERS」（特許文献１）と、米国特許番号5,103,459、「SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULARTELEPHONE SYSTEM」（特許文献２）とに開示されている。これら特許文献１、特許文献２ともに、本発明の譲受人に譲渡されている。
多元アクセス通信システムは、無線または有線であり、音声及び／又はデータを搬送する。音声とデータとの両方を搬送している通信システムの一例は、ＩＳ−９５規格に従っている。この規格は、通信チャンネルを介した音声とデータの送信を指定する。固定サイズのコードチャンネルフレームにおけるデータ送信方法は、米国特許番号5,504,773、「METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION」（特許文献３）に詳細に開示されている。特許文献３もまた、本発明の譲受人に譲渡されている。ＩＳ−９５規格にしたがって、データまたは音声は、データ速度が１４．１ｋｂｐｓと同じくらい高く、２０ミリ秒幅のコードチャンネルフレームに分割される。音声とデータとの両方を搬送する通信システムの追加例は、第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）に対応した通信システムからなっている。３ＧＰＰは、文書番号3G TS 25.211，3G TS 25.212，3G TS 25.213，3G TS 25.214（Ｗ−ＣＤＭＡ規格）、または「TR-45.5 Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems」（ＩＳ−２０００規格）を含む１セットのドキュメントで具体化されている。
データのみの通信システムの一例は、ここではＩＳ−８５６規格と称しているＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６産業規格に従った高データ速度（ＨＤＲ）通信システムである。このＨＤＲシステムは、同時継続している出願番号08/963,386「METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE PACKET DATA TRANSMISSION」（１９９７年１１月３日）（特許文献４）で開示された通信システムに基づいている。特許文献４もまた、本発明の譲受人に譲渡されている。このＨＤＲ通信システムは、３８．４ｋｂｐｓから２．４Ｍｐｂｓまでの範囲にある１セットのデータ速度を定義する。ここでは、アクセスポイント（ＡＰ）が、加入者局（アクセスターミナル、ＡＴ）へとデータを送信する。ＡＰは基地局に類似しているので、セルとセクタに関する用語は、音声システムに関しては同一である。
多元アクセス通信システムにおいては、ユーザ間の通信は、一つ以上の基地局を通じて実施される。ある加入者局における第１のユーザは、第２の加入者局における第２のユーザと、逆方向リンクによってデータを基地局へと送信することによって通信する。この基地局は、データを受信し、このデータをもう一つの基地局へとルーティングすることができる。このデータは、同一基地局、または他の基地局の順方向リンクによって、第２の加入者局へと送信される。順方向リンクは、基地局から加入者局への送信に対応し、逆方向リンクは、加入者局から基地局への送信に対応している。同様に、この通信は、ある加入者局における第１のユーザと、地上通信線局における第２のユーザとの間で実施されることができる。基地局は、逆方向リンクによって、ユーザからのデータを受信し、このデータを、公衆切換電話網（ＰＳＴＮ）を通って第２のユーザにルーティングする。例えば、ＩＳ−９５、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＩＳ−２０００のような多くの通信システムにおいて、順方向リンクと逆方向リンクは、別個の周波数に割り当てられる。
上述した無線通信サービスは、ポイントトゥポイント（point-to-point）通信サービスの一例である。それとは逆に、放送サービスは、ポイントトゥマルチポイント（point-to-multipoint）通信サービスを提供する。放送システムの基本的モデルは、ニュース、映画、スポーツイベント等といった特定のコンテンツをユーザに送信する一つ以上の中央局によって提供されるユーザの放送網から構成されている。各放送網ユーザの加入者局は、共通の放送順方向リンク信号を監視する。中央局は、コンテンツを固定的に決定するので、ユーザは、一般には返信しない。放送サービス通信システムの共通使用の一例は、テレビ放送、ラジオ放送等である。そのような通信システムは一般に非常に高度に専門化された目的集積型の通信システムである。無線携帯電話システムにおける最近の進歩とともに、主にポイントトゥポイント携帯電話システムの既存のインフラを、放送サービスに利用しようという興味もわいてきている（ここに使われるように、「携帯」システムという用語は、携帯とＰＣＳ周波数との両方を利用している通信システムを含んでいる。）。
通信システム内の局間で交換される情報信号は、しばしば複数のパケットに編成される。この明細書の目的のために、一つのパケットは、データ（ペイロード）とコントロール要素を含み、特定のフォーマットにアレンジされたバイトのグループである。このコントロール要素は、例えばプレアンブルと品質メトリックとを含んでいる。この品質メトリックは、例えば、周期的冗長性チェック（ＣＲＣ）、パリティビット、及び当該技術における熟練者に公知の他の型式のメトリックを含む。その後、このパケットは、通信チャンネル構成に従ったフレームに適合するようにフォーマットされる。発信元局と宛先局との間を行き来する適切に変調されたフレームは、例えば、信号対ノイズ比、減衰、時間変動、及び他の特性のような通信チャンネルの特性によって影響される。そのような特性は、異なる通信チャンネルにおいて異なって変調された信号に影響を与える。その結果、無線通信チャンネルを介してなされる変調信号の送信は、例えば、同軸ケーブルまたは光ケーブルのような有線通信チャンネルを介した変調信号の送信とは異なった考慮を必要とする。特定の通信チャンネルに対して適切な変調を選択することに加えて、情報信号を保護するための他の方法が考案された。そのような方法は、例えば、符号化、シンボル反復、インタリーブ、及び当該技術における熟練者に公知である他の方法を含む。しかしながら、これらの方法はオーバヘッドを増大させる。従って、情報信号配信の信頼性と、オーバヘッド量との間のエンジニアリング妥協案が作られなければならない。上述したような情報信号の保護によってでさえ、通信チャンネルの条件は、宛先局がパケットのうちの幾つかをどうしても解読（消去）できないポイントまで低下してしまう。宛先局から発信元局へのフィードバック通信を可能とするようなデータのみの通信システムにおける一つの解決策は、宛先局によってなされた自動再送信要求（Automatic Retransmission reQuest：ＡＲＱ)を使って、解読されていないパケットを発信元局に対して再送信することである。しかしながら、一定の条件のもとで、このＡＲＱは、この通信システムに過負荷をかけうる。さらに、放送通信システムに関して議論したように、加入者は、基地局に対して返信しない。その結果、情報保護の他の方法が望まれる。
同時継続の出願番号09/933,912、「METHOD AND SYSTEM FOR UTILIZATION OF AN OUTER DECODER IN A BROADCAST SERVICES COMMUNICATION SYSTEM」（２００１年８月２０日）（特許文献５）であって、本発明の譲受人に譲渡されている発明には、放送システムにおける外部デコーダの利用の詳細が記載されている。同時継続の出願番号09/933，912（特許文献５）に記載するように、送信される情報のビットストリームは、まず外部デコーダによって符号化され、その後この符号化されたストリームは、内部エンコーダによって符号化される。図１に示すように、高次レイヤにおいて発生する送信される情報のビットストリーム１０２は、送信バッファ１０４に与えられる。この送信バッファは、図２において更に詳細に説明される。図２に示すように、ビットは、（図１の）送信バッファ１０４のシステマチックな部分２０２（１）を、列毎に左から右に満たす。このシステマチックな部分２０４（１）は、長さＬのｋ個の列２０８からなる。再び図１に示すように、（図２の）システマチックな部分２０４（４）が一旦一杯になると、外部ブロックエンコーダ１０６が動作し、（図２の）システマチックな部分２０４（１）のビットのカラムワイズの符号化を実行し、（図２の）（ｎ−ｋ）個の追加の列２１０のパリティビットを生成する。このカラムワイズの動作は、バイナリ外部コード、すなわちｍ＝１、に対してカラム毎に実行される。非バイナリコード、すなわちｍ＞１の場合、列内におけるｍ毎の隣接カラムが、ｍビットシンボルとして取り扱われる。先頭のｋ列に沿ったｍビットのシンボルは、外部エンコーダによって読まれ、カラムにおける対応する下位（ｎ−ｋ）列を満たす（ｎ−ｋ）個のｍビットシンボルが生成される。
この外部エンコーダは、例えば、システマチックなＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ（Ｒ−Ｓ）エンコーダを含む。再び図１を参照すると、送信バッファ１０４の内容は、その後、物理レイヤ１０８へと提供される。物理レイヤ１０８では、個々のフレームが、内部エンコーダ（図示せず）によって符号され、符号化フレームが結果として生じる。内部デコーダの構成は、当該技術分野における熟練者には良く知られている。このバッファにおけるシステマチックな列と、パリティ列とは、送信中にインターレースされ、内部コード消去の合計数が、外部コードの修正能力を超える場合に消去される多数のシステマチックな列が低減される。フレームは、更に例えばｃｄｍａ２０００、ＷＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ、及び当該技術分野における熟練者に知られた他の変調スキームのような選択された変調スキームにしたがって処理される。この処理されたフレームは、その後、通信チャンネル１１０を介して送信される。
この送信されたフレームは、宛先局で受信され、物理レイヤ１１２に提供される。物理レイヤ１１２では、個々のフレームが復調され、内部デコーダ（図示せず）に提供される。この内部デコーダは、各フレームを解読し、この解読が成功した場合には、正しく解読されたフレームを出力し、この解読が失敗した場合には、消去を宣言する。解読が成功したか失敗したかは、例えば、外部符号化の後で、かつ内部符号化の前におけるフレーム内の長い（例えば、１６ビット）周期冗長チェック（ＣＲＣ）を含むことによって、高い精度で判定されねばならない。解読されたフレームから得られたＣＲＣを含むものは、解読されたフレームのビットから計算されたＣＲＣと比較され、これら２つのＣＲＣが同一である場合には、この解読は成功したものと宣言される。
仮に、内部デコーダがフレームを解読することができない場合には、このデコーダは、消去を宣言し、このフレームは失われたとの表示を、外部ブロックデコーダ１１６に提供する。この処理は、正しく受信され、受信バッファ１１４のパリティ部１１４（２）に渡されたパリティフレームと、消去されたシステマチックなフレームとが同数が存在するまで継続する。受信機は、いかなる残りのフレームの受信も停止し、外部デコーダ（図示せず）が、この消去されたシステマチックなフレームを回復するための作動する。この回復されたシステマチックなフレームは、上部レイヤに渡される。解読／エラー修正計算の複雑さは、送信バッファ１０４における列の数の値が増加するに伴って増加することは、当該技術分野では良く知られている。解読／エラー修正計算の複雑さは、電力消費量と同様に、受信局におけるハードウェアの複雑さに影響を与えるので、これに対処すべく方法及びシステムに対する当該技術分野における必要性が存在する。
米国特許番号4,901,307
米国特許番号5,103,459
米国特許番号5,504,773
米国特許出願番号08/963,386
米国特許出願番号09/933,912
米国特許番号5,751,725
米国特許番号5,774,496
ここで開示される実施例は、上述した必要性に対し、以下のような方法及びシステムを提供することにより対処する。すなわち、この方法は、複数のバッファの各々におけるシステマチックなビットを、外部コードを用いて符号化し、前記複数のバッファの内容を多重化し、前記多重化された内容を内部コードを用いて符号化し、１セットのフレームを提供する。
本発明のもう一つの局面では、受信された１セットのフレームが内部デコーダによって解読され、正しく解読されたフレームが複数のバッファに逆多重化され、各バッファの内容が更に処理される。バッファのシステマチックな部分が正しく解読された場合には、この処理は、このシステマチックな部分の内容を高次のレイヤに提供することを含む。代わりに、外部デコーダによるバッファ内容の解読が、このシステマチックな部分を回復すると判定された場合には、 この外部デコーダが作動され、システマチックな部分の正しく受信された内容とともに回復された内容が、高次のレイヤに提供される。
ここで「典型的」という用語は、「一例を提供するもの、具体例、または例示」を意味するために使用される。ここで「典型的」として示されるあらゆる実施例は、必ずしも他の実施例に対して好適あるいは有利なものとして解釈される必要はない。
ポイントトゥポイント通信という用語は、ここでは、専用通信チャンネルを介した２つの加入者局間の通信を意味するのに使用される。
放送通信またはポイントトゥマルチポイントという用語は、ここでは、複数の加入者局があるソースからの通信を受信している通信を意味するのに使用される。
パケットという用語は、ここでは、データ（ペイロード）およびコントロール要素を含み、特定の型式にアレンジされたビットのグループを意味するのに使用される。このコントロール要素は、例えば、プリアンブル、品質メトリック、及び当該技術分野における熟練者に知られた他のものを含んでいる。品質メトリックは、例えば、周期冗長チェック（ＣＲＣ）、パリティビット、及び当該技術分野における熟練者に知られた他のものを含んでいる。
アクセスネットワークという用語は、ここでは、基地局（ＢＳ）と一つ以上の基地局のコントローラの集合を意味するために使用される。このアクセスネットワークは、多数の加入者局間のデータパケットをトランスポートする。このアクセスネットワークは、更には、企業イントラネット、またはインターネットのようなアクセスネットワーク外の付加的なネットワークに接続されうる。そして、各アクセスターミナルおよび外部ネットワーク間でデータパケットをトランスポートする。
基地局という用語は、ここでは、加入者局が通信するハードウェアを意味するのに使用される。セルは、この用語が使用されるコンテクストに依存して、ハードウェアか、または地理的カバー領域を称する。セクタとは、セルの一区分である。セクタは、セルの属性を持っているので、セルに関して記載されたティーチングは、容易にセクタに拡張される。
加入者局という用語は、ここでは、アクセスネットワークが通信するハードウェアを意味するために使用される。加入者局は、モバイルまたは固定型でありうる。加入者局は、無線チャンネルまたは、例えば光ケーブルや同軸ケーブルを使用した無線チャンネルを通じて通信するあらゆるデータデバイスでありうる。加入者局は、更に、これらに限定されるものではないが、ＰＣカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）、外部または内部モデム、無線または有線電話を含むあらゆる数のデバイスでありうる。基地局とのアクティブなトラフィックチャンネル接続を確立するプロセスにある加入者局は、接続セットアップ状態にあると言われている。基地局とのアクティブなトラフィックチャンネル接続を確立した加入者局は、アクテイブ加入者局と呼ばれ、トラフィック状態にあると言われている。
物理チャンネルという用語は、ここでは、変調特性と符号化に関して記載された信号伝搬を介した通信経路を意味するのに使用される。
論理チャンネルという用語は、ここでは、基地局か加入者局かの何れか一方のプロトコルレイヤ内における通信経路を意味するのに使用される。
通信チャンネル／リンクという用語は、ここでは、コンテクストに従って、物理チャンネルまたは論理チャンネルを意味するのに使用される。
逆方向チャンネル／リンクという用語は、ここでは、加入者局が基地局に信号を送る通信チャンネル／リンクを意味するのに使用される。
順方向チャンネル／リンクという用語は、ここでは、基地局が加入者局に信号を送る通信チャンネル／リンクを意味するのに使用される。
ソフトハンドオフという用語は、ここでは、加入者局と、各々異なるセルに属する二つ以上のセクタとの間の通信を意味するのに使用される。この逆方向リンク通信は、両セクタによって受信され、この順方法リンク通信は、この二つ以上のセクタの順方向リンクにおいて同時に実行される。
ソフタ（よりソフトな）ハンドオフという用語は、ここでは、加入者局と、各々同一のセルに属する二つ以上のセクタとの間の通信を意味するのに使用される。この逆方向リンク通信は両セクタによって受信され、この順方向リンク通信は、この二つ以上のセクタの順方向リンクにおいて同時に実行される。
消去という用語は、ここでは、メッセージの認識の失敗た意味するのに使用される。
専用チャンネルという用語は、ここでは、個々の加入者局に対し特定の情報によって変調されたチャンネルを意味するために使用される。
共通チャンネルという用語は、ここでは、全ての加入者局によって分配された情報によって変調されたチャンネルを意味するために使用される。
物理レイヤという用語は、ここでは、発信元局と、送信されたデータの受信に責任を持つ宛先局との間の通信プロトコルの一部を意味するために限定的に使用される。この物理レイヤは、Open System Interconnection用のInternational Standards Organization modelにおけるレイヤ１に相当する。
高次のレイヤという用語は、ここでは、発信元局と、物理レイヤ上にある宛先局との間の通信プロトコルの一部を意味するために使用される。この高次のレイヤは、Open System Interconnection用のInternational Standards Organization modelにおけるレイヤ２から７に相当する。
詳細説明。
図３に示すように、本発明のある実施例に従えば、高次のレイヤから発し、送信される情報にビットストリーム３０２は、逆多重化され、送信バッファ３０４（ｉ）に提供される。このビットは、送信バッファ３０４（１）のシステマチックな部分３０６（１）を、列毎に、左から右に満たす。このシステマチックな部分３０６（１）は、長さＬのｋ個の列からなっている。ある実施例では、バッファの長さＬは、オーバヘッド（例えば、内部デコーダと、内部エンコーダ用のテイルビットを支援するＣＲＣ））のない無線フレームの長さに一致している。送信バッファ３０４（１）のシステマチックな部分３０６（１）が一旦一杯になると、この処理は、残りの送信バッファ３０４（２）〜３０４（ｐ）に対して繰り返される。送信バッファ３０４（ｉ）のシステマチックな部分３０６（ｉ）が一旦一杯になると、外部ブロックエンコーダ３１０（ｉ）が、このシステマチックな部分３０６（ｉ）におけるビットのカラムワイズの符号化を実行するために作動され、パリティビット３０８（ｉ）の追加の（ｎ−ｋ）個の列が生成される。このカラムワイズの動作は、バイナリ外部コード、すなわちｍ＝１に対して、カラム毎に行われる。非バイナリコード、すなわちｍ＞１の場合、列内におけるｍ毎の隣接カラムが、ｍビットシンボルとして取り扱われる。先頭のｋ列に沿ったｍビットのシンボルは、外部エンコーダによって読まれ、カラムにおける対応する下位（ｎ−ｋ）列を満たす（ｎ−ｋ）個のｍビットシンボルが生成される。
図３に示すように、本発明のある実施例に従えば、高次のレイヤから発し、送信される情報にビットストリーム３０２は、逆多重化され、送信バッファ３０４（ｉ）に提供される。このビットは、送信バッファ３０４（１）のシステマチックな部分３０６（１）を、列毎に、左から右に満たす。このシステマチックな部分３０６（１）は、長さＬのｋ個の列からなっている。ある実施例では、バッファの長さＬは、オーバヘッド（例えば、内部デコーダと、内部エンコーダ用のテイルビットを支援するＣＲＣ））のない無線フレームの長さに一致している。送信バッファ３０４（１）のシステマチックな部分３０６（１）が一旦一杯になると、この処理は、残りの送信バッファ３０４（２）〜３０４（ｐ）に対して繰り返される。送信バッファ３０４（ｉ）のシステマチックな部分３０６（ｉ）が一旦一杯になると、外部ブロックエンコーダ３１０（ｉ）が、このシステマチックな部分３０６（ｉ）におけるビットのカラムワイズの符号化を実行するために作動され、パリティビット３０８（ｉ）の追加の（ｎ−ｋ）個の列が生成される。このカラムワイズの動作は、バイナリ外部コード、すなわちｍ＝１に対して、カラム毎に行われる。非バイナリコード、すなわちｍ＞１の場合、列内におけるｍ毎の隣接カラムが、ｍビットシンボルとして取り扱われる。先頭のｋ列に沿ったｍビットのシンボルは、外部エンコーダによって読まれ、カラムにおける対応する下位（ｎ−ｋ）列を満たす（ｎ−ｋ）個のｍビットシンボルが生成される。
別の実施例では、バッファの長さＬは、オーバヘッドのない無線フレームを、外部エンコーダコードの寸法ｍで除したビット数に等しい。この実施例では、全てのバッファが送信されるまで、送信バッファ３０４（ｉ）からの第１のｍ列は、第１の無線フレームで送られ、第２のｍ列のビットは第２の無線フレームで送られる。一旦この送信バッファ３０４（１）のシステマチックな部分３０６（１）が一杯になると、この処理は、残りの送信バッファ３０４（２）〜３０４（ｐ）に対して繰り返される。一旦、送信バッファ３０４（ｉ）のシステマチックな部分３０６（ｉ）が一杯になると、外部ブロックエンコーダ３１０（ｉ）が、このシステマチックな部分３０４（ｉ）におけるビットのカラムワイズな符号化を実行するように動作し、パリティビット３０８（ｉ）のｍ（ｎ−ｋ）個の追加の列が生成される。このカラムワイズ動作は、バイナリ外部コード、すなわちｍ＝１に対して、カラム毎に実行される。非バイナリコード、すなわちｍ＞１の場合、カラムのｍ列毎に、ｍビットシンボルを形成する。カラムにおける先頭のｋｍ列からのｋ個のシンボルは、外部エンコーダによって読まれ、このカラムの対応する低位ｍ（ｎ−ｋ）列を満たす（ｎ−ｋ）ｍビットシンボルが生成される。
ある実施例では、この外部エンコーダ３１０（ｉ）は、システマチックなＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ（Ｒ−Ｓ）エンコーダを含んでいる。この送信バッファ３０４（ｉ）の内容は、その後、マルチプレクサ３１２に提供される。マルチプレクサ３１２は、仮決定されたビット数を含むビットのブロックが、前のバッファ３０４（ｉ−１）から送られた後に、送信バッファ３０４（１）から送信バッファ３０４（ｐ）へと、連続的な送信バッファ３０４（ｉ）を選択することを反復する。ある実施例では、ブロックにおけるこの仮決定されたビット数はＬに等しい。この戦略は、バッファ３０４（ｉ）間の物理チャンネル３１６の妨害によって引き起こされるデータの一律な配信破損をもたらす。しかしながら、当該技術分野における熟練者であれば、他の多重化戦略もまた等しく適用可能であり、本発明の思想または範囲から逸脱することなく利用可能であることを理解するであろう。この多重化されたビットのブロックは、発信元局の物理レイヤ３１４へと提供される。物理レイヤ３１４では、付加的なオーバヘッドビット（例えば、ＣＲＣチェック）がビットブロックの各々に付加され、その結果生じる構成が、内部エンコーダ（図示せず）によって符号化され、結果として、符号化されたフレームが生じる。外部及び内部エンコーダ、及びマルチプレクサの構成は、例えば図３に示すような構成である。フレームは、更に、選択された変調スキームにしたがって処理される。ある実施例では、この処理は、ＩＳ−２０００規格にしたがって実行される。この処理されたフレームは、その後、通信チャンネル３１６を介して送信される。
この送信されたフレームは、宛先局（図示せず）において受信され、この宛先局において、物理レイヤ３１８に提供される。この物理レイヤ３１８では、フレームが個々に復調され、内部デコーダ（図示せず）に提供される。ある実施例では、この内部デコーダは、各フレームを解読し、この解読が成功した場合には、正しく解読されたフレームを出力する。一方、解読に失敗した場合には、消去を宣言する。解読の成功または失敗は、高い精度で判定されねばならない。ある実施例では、この精度は、上述したような外部符号化の後で、かつ内部符号化の前におけるフレーム内の長い（例えば、１６ビット）周期冗長チェック（ＣＲＣ）を含むことによって、達成される。しかしながら、当該技術分野における熟練者であれば、フレーム品質表示に対する他のメカニズムもまた使用されうることを認識するであろう。解読されたフレームから得られたＣＲＣを含むものは、解読されたフレームのビットから計算されたＣＲＣと比較され、これら２つのＣＲＣが同一である場合には、この解読は成功したものと宣言される。この物理レイヤにおける更なる処理は、この内部デコーダ判定の結果にしたがって進む。
正しく解読されたフレームは、逆マルチプレクサ３２０に与えられる。逆マルチプレクサ３２０は、多重化に用いられる方法の逆の方法を利用して、この正しく解読されたフレームを、受信バッファ３２２（ｉ）へ配信する。特定の受信バッファ３２２（ｉ）に対して、全てのシステマチックなｋ個のフレームが、内部デコーダによって正しく解読された場合には、受信バッファ３２２（ｉ）のシステマチックな部分３２４（ｉ）からのシステマチックなフレームが、高次のレイヤに提供される。
内部デコーダが、フレームを解読できない場合には、このデコーダは、消去を宣言し、逆マルチプレクサ３２４に、フレームが失われたとの表示を与える。この逆マルチプレクサ３２４は、受信バッファ３２２（ｉ）と通信可能に接続され、このフレームが属している外部ブロックデコーダ３２８（ｉ）に情報を提供する。この処理は、十分にシステマチックなフレームと、受信バッファ３２２（ｉ）のシステマチックな部分３２４（ｉ）とパリティ部３２６（ｉ）に蓄積され、正しく受信されたパリティフレームとが存在するまで、または、受信バッファ３２２（ｉ）が一杯になるまで続く。この外部デコーダ（図示せず）は、その後、消去されたシステマチックなフレームを回復するために作動される。この回復されたシステマチックなフレームは、高次のレイヤに提供される。
仮に、受信バッファ３２２（ｉ）に正しく受信されたフレームの合計数がｋ未満である場合には、ある実施例に従って、外部デコーダは作動されない。というのも、解読が成功する保証はないからである。失われたビットの表示とともに正しく受信されたシステマチックなフレームは、高次のレイヤに提供される。別の実施例では、システマチックなビットのためのビットを回復するために、受信機は、内部デコーダからの解読されたビット（これらは、失敗したＣＲＣチェックによって表示されているように、信頼できない）を使用する。ある実施例に従って、この受信機は、内部デコーダからの信頼できないビットを解読し、最も好ましいコードワードを見つける。別の実施例では、この受信機は、最も高い信号対ノイズ比をもつ全く誤って受信されたフレームを選択するために、バッファ内の消去されたフレームの信号品質の測定を用い、ｋ列のサブバッファを作成する。この受信機は、その後、ビットフリッピング（０のビット値の１のビット値への交換、およびその逆を、一度に一つのカラムにおいて行うこと）を行い、このビットフリッピングが結果としてコードワードを生じたか否かをチェックする。ある実施例では、このビットフリッピングはまず最も信頼性の低いビットについて行われ、その後、信頼性の低いビットから順番に続けられる。ビットの信頼性は、内部解読メトリックにしたがって決定される。このメトリックとしては、例えば、Ｙａｍａｍｏｔｏメトリックのようなフレーム内における信号対ノイズ及び干渉比、再符号化されたシンボルエラー率、再符号化されたエネルギーメトリック、及び当該技術分野における通常のスキルを持った者に公知な他のメトリック、またはこれらメトリックの組み合わせがある。もしも、コードワードが見つからない場合には、このビットフリッピングは、全ての信頼できない列に対し、全ての残りのカラムについて続く。もしも、コードワードが見つからない場合には、このビットフリッピングは、ビットフリップされた数が増加するにしたがって、コードワードが見つけられる（すなわち、一度に２ビット変換し、次に３ビット変換する。これを、ビットの最大数まで行う。）か、または全ての組み合わせがなくなるまで続けられる。別の実施例では、信頼できない列からのＣＲＣは、この場合における解読の全体的な成功をチェックするために使用される。このフレームは、全ての列からのＣＲＣがマッチしている場合にのみ、高次のレイヤに提供される。そうでない場合には、信頼できる列からのビットのみが高次のレイヤに提供される。
別の実施例では、解読の信頼性を改善するために、復調及び内部解読は、ｋを超えるバッファに正しく受信されたフレームに対して行われる。更に別の実施例では、復調及び内部解読は、バッファ内の全てのフレームに対して行われる。両方の実施例でも、外部解読は、最も高い品質を持つｋ（またはｋｍ）列に対して行われる。この品質は、内部解読メトリックにしたがって決定される。このメトリックとしては、例えば、Ｙａｍａｍｏｔｏメトリックのようなフレーム内における信号対ノイズ及び干渉比、再符号化されたシンボルエラー率、再符号化されたエネルギーメトリック、及び当該技術分野における通常のスキルを持った者に公知な他のメトリック、またはこれらメトリックの組み合わせがある。品質評価のための品質メトリックの使用は、共に本願発明の譲受人に譲渡されている特許番号5,751,725、「METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE RATE OF RECEIVED DATA IN A VARIABLE RATE COMMUNICATIONS SYSTEM」（特許文献６）、及び特許番号5,774,496、「METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING DATA RATE OF TRANSMITTED VARIABLE RATE DATA IN A COMMUNICATIONS RECEIVER」（特許文献７）に詳細に開示されている。
当該技術分野における熟練者であれば、送信バッファ３０４の数、結果として受信バッファ３２２は、処理オーバヘッドと潜在的データ喪失量との妥協であると理解するであろう。ｋの値が小さいと、結果としてより多くの送信／受信バッファは、増加した処理オーバヘッドをもたらす。一方、ｋの値が大きいと、結果としてより少ない送信／受信バッファとなり、送信バッファサイズの増加をもたらす。これは、送信バッファの内容が、（ｎ−ｋ）列を超える消去によって回復されない場合には、大きなデータブロックを廃棄することにつながる。大きな送信バッファサイズは、宛先局におけるメモリ要求もまた増加させる。
当該技術分野における熟練者であれば、情報と信号は、様々に異なる技術及び技法のうちの何れかを用いて表されることを理解するであろう。例えば、上述した記載で引用されているデータ、指示、命令、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光学場または光学微粒子、あるいはこれら何れかの結合によって表現されうる。
これらの知識によって、ここで開示された実施例に関連する様々に例示された論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子工学ハードウェア、コンピュータソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせとして適用されることが更に理解されよう。ハードウェアとソフトウェアとの相互互換性を明確に説明するために、様々に例示された部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、それらの機能に関して一般的に記述された。それら機能がハードウェアとしてあるいはソフトウェアとして適用されているかは、特有の応用例および全体システムに課せられている設計条件による。熟練した技術者であれば、各特定のアプリケーションに応じて変更することによって上述した機能を実施しうる。しかしながら、この適用判断は、本発明の範囲から逸脱したものと解釈すべきではない。
様々に示された論理ブロック、モジュール、および上述された実施例に関連して記載された回路もまた実装され、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーションに固有の集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートあるいはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア部品、あるいは上述された機能を実現するために設計された何れかの組み合わせとともに実行されうる。汎用プロセッサとしてマイクロプロセッサを用いることが可能であるが、代わりに、従来技術によるプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいは状態機器を用いることも可能である。プロセッサは、たとえばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに接続された１つ以上のマイクロプロセッサ、またはその他の配置のような計算デバイスの組み合わせとして実装することも可能である。
ここで開示された実施例に関連して記述された方法やステップは、ハードウェアや、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールや、これらの組み合わせによって直接的に具現化される。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは当該技術分野で知られているその他の型式の記憶媒体に収納されうる。好適な記憶媒体は、プロセッサがそこから情報を読み取り、またそこに情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。または、記憶媒体はプロセッサに不可欠となりうる。このプロセッサと記憶媒体は、ＡＳＩＣに収納することができる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に収納することもできる。または、このプロセッサと記憶媒体が、ユーザ端末におけるディスクリートな部品として収納されることもある。
開示された実施例における上述の記載は、当該技術分野におけるいかなる熟練者であっても、本発明の活用または利用を可能とするようになされている。これらの実施例への様々な変形例もまた、熟練者に対しては明らかであって、ここで定義された一般的な原理は、本発明の主旨または範囲を逸脱しない他の実施例にも適用されうる。このように、本発明は、上記で示された実施例に制限されるものではなく、ここで記載された原理と新規の特徴に一致した広い範囲に相当するものを意図している。
本特許文献の開示の一部は、著作権保護の支配下にある材料を含んでいる。本特許文献または本特許開示は、特許商標庁における特許出願または記録に現れるか、さもなければ全ての著作権の権利を留保するので、この著作権の所有者は、いかなる者によるファクシミリ複製に対して異論はない。
１０２…ビットストリーム、１０４…送信バッファ、１０６…外部ブロックエンコーダ、１０８…物理レイヤ、１１０…通信チャンネル、１１２…物理レイヤ、１１４…受信バッファ、１１６…外部ブロックデコーダ、３０２…ビットストリーム、３０４…送信バッファ、３０８…パリティビット、３１０…外部エンコーダ、３１２…マルチプレクサ、３１４…物理レイヤ、３１６…物理チャンネル、３１８…物理レイヤ、３２０…逆マルチプレクサ、３２２…受信バッファ、３２４…逆マルチプレクサ、３２６…パリティ部、３２８…外部ブロックデコーダ
Claims (54)
- 解読複雑さを低減する符号化方法であって、
複数のバッファの各々におけるシステマチックなビットを第１のコードを用いて符号化することと、
前記複数のバッファの内容を多重化することと、
１セットのフレームを提供するために、前記多重化された内容を第２のコードを用いて符号化することと
を備えた方法。 - 請求項１に記載の方法において、
前記複数のバッファの各々におけるシステマチックなビットを第１のコードを用いて符号化することは、
前記複数のバッファの各々におけるシステマチックなビットを、ブロックコードを用いて符号化することを備えた方法。 - 請求項１に記載の方法において、
前記複数のバッファの各々におけるシステマチックなビットをブロックコードを用いて符号化することは、
前記複数のバッファの各々におけるシステマチックなビットを、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎコードを用いて符号化することを備えた方法。 - 請求項１に記載の方法において、
前記複数のバッファの内容を多重化することとは、
前記複数のバッファの各々から、ビットのブロックを連続的に提供することを備えた方法。 - 請求項４に記載の方法において、
前記複数のバッファの各々から、ビットのブロックを連続的に提供することは、
前記複数のバッファの各々の列からなるビットのブロックを提供することを備えた方法。 - 請求項１に記載の方法において、
前記１セットのフレームを提供するために、前記多重化された内容を第２のコードを用いて符号化することは、
符号化されるビットのブロックを認識することと、
前記ビットのブロックを第２のコードを用いて符号化することと
を備えた方法。 - 請求項６に記載の方法において、
前記符号化されるビットのブロックを認識することは、
バッファから受信されたビットのブロックを認識することを備えた方法。 - 解読複雑さを低減する符号化方法であって、
受信したフレームを第２のデコーダによって解読することと、
複数のバッファに正しく解読されたフレームを逆多重化することと、
前記複数のバッファの各々の内容を処理することと
を備えた方法。 - 請求項８に記載の方法において、
前記複数のバッファに正しく解読されたフレームを逆多重化することは、
バッファに属するビットのブロックを認識することと、
このビットのブロックを、前記バッファに提供することと
を備えた方法。 - 請求項９に記載の方法において、
前記バッファに属するビットのブロックを認識することは、
前記第２のデコーダによって解読されたフレームを備えたビットのブロックを認識することを備えた方法。 - 請求項８に記載の方法において、
前記複数のバッファの各々の内容を処理することは、
前記複数のバッファの各々のシステマチックな部分を高次のレイヤに提供することを備えた方法。 - 請求項８に記載の方法において更に、
前記フレームが正しく解読することに失敗した場合には、前記正しく解読されたフレームを受信する前記バッファと通信可能に接続されたデコーダに、消去の表示を提供することを備えた方法。 - 請求項１２に記載の方法において、
前記複数のバッファの各々の内容を処理することは、
前記バッファのシステマチックな部分が回復可能である場合には、前記システマチックな部分を、デコーダによって解読することと、
前記複数のバッファの各々のシステマチックな部分を、高次のレイヤに提供することと
を備えた方法。 - 解読複雑さを低減する符号化方法であって、
複数の送信バッファの各々におけるシステマチックなビットを第１のコードを用いて符号化することと、
前記複数のバッファの内容を多重化することと、
１セットのフレームを提供するために、前記多重化された内容を第２のコードを用いて符号化することと、
前記１セットのフレームを送信することと、
受信されたフレームを第２のデコーダによって解読することと、
複数の受信バッファに正しく解読されたフレームを逆多重化することと、
各受信されたバッファの内容を処理することと
を備えた方法。 - 請求項１６に記載の方法において、
前記複数の送信バッファの各々におけるシステマチックなビットを第１のコードを用いて符号化することは、
複数のバッファの各々におけるシステマチックなビットをブロックコードを用いて符号化することを備えた方法。 - 請求項１５に記載の方法において、
前記複数の送信バッファの各々におけるシステマチックなビットをブロックコードを用いて符号化することは、
複数のバッファの各々におけるシステマチックなビットを、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎコードを用いて符号化することを備えた方法。 - 請求項１４に記載の方法において、
前記複数のバッファの内容を多重化することは、
各バッファからのビットのブロックを連続的に提供することを備えた方法。 - 請求項１７に記載の方法において、
前記各バッファからのビットのブロックを連続的に提供することは、
送信しているバッファの列を備えたビットのブロックを提供することを備えた方法。 - 請求項１４に記載の方法において、
１セットのフレームを提供するために、前記多重化された内容を第２のコードを用いて符号化することは、
符号化されるビットのブロックを認識することと、
前記ビットのブロックを、第２のコードを用いて符号化することと
を備えた方法。 - 請求項１９に記載の方法において、
前記符号化されるビットのブロックを認識することは、
前記ビットのブロックを、バッファから受信されたビットのブロックとして認識することを備えた方法。 - 請求項１４に記載の方法において、
前記複数の受信バッファに正しく解読されたフレームを逆多重化することは、
バッファに属するビットのブロックを認識することと、
前記ビットのブロックを前記バッファに提供することと
を備えた方法。 - 請求項２１に記載の方法において、
前記バッファに属するビットのブロックを認識することは、
ビットのブロックを、前記第２のデコーダによって解読されたフレームを備えたビットのブロックとして認識することを備えた方法。 - 請求項１４に記載の方法において、
各受信されたバッファの内容を処理することは、
各バッファのシステマチックな部分を高次のレイヤに提供することを備えた方法。 - 請求項１４に記載の方法において更に、
前記フレームが正しく解読することに失敗した場合には、前記正しく解読されたフレームを受信する前記受信バッファと通信可能に接続された第１のデコーダに、消去の表示を提供することを備えた方法。 - 請求項２４に記載の方法において、
前記各バッファの内容を処理することは、
前記バッファのシステマチックな部分が回復可能である場合には、前記システマチックな部分を、第１のデコーダによって解読することと、
各バッファのシステマチックな部分を、高次のレイヤに提供することと
を備えた方法。 - 解読複雑さを低減する装置であって、
複数のバッファと、
各々が前記複数のバッファのうちの一つと通信可能なように接続されている複数のエンコーダと、
前記複数のバッファと通信可能なように接続されているマルチプレクサと、
前記マルチプレクサと通信可能なように接続された内部エンコーダと
を備えた装置。 - 請求項２６に記載の装置において、
前記複数のバッファの各々は、システマチックなビットとパリティビットとを格納するように構成されている装置。 - 請求項２６に記載の装置において、
前記複数のエンコーダの各々は、パリティビットを提供するためにシステマチックなビットビットを符号化するように構成されている装置。 - 請求項２８に記載の装置において、
前記複数のエンコーダの各々は、前記システマチックなビットを、ブロックコードを用いて符号化するように構成されている装置。 - 請求項２６に記載の装置において、
前記複数のエンコーダの各々は、前記システマチックなビットを、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎコードを用いて符号化するように構成されている装置。 - 請求項２６に記載の装置において、
前記マルチプレクサは、前記複数のバッファの各々からのビットのブロックを連続的に前記内部エンコーダに提供するように構成されている装置。 - 請求項３１に記載の装置において、
前記ビットのブロックは、前記バッファの列を備えている装置。 - 請求項２６に記載の装置において、
前記内部エンコーダは、符号化されるビットのブロックを認識し、前記ビットのブロックを内部コードを用いて符号化するように構成されている装置。 - 請求項３３に記載の装置において、
前記符号化されるビットのブロックは、前記マルチプレクサから受信されたビットのブロックを備えている装置。 - 解読複雑さを低減する装置であって、
第１のデコーダと、
前記第１のデコーダと通信可能なように接続された逆マルチプレクサと、
前記逆マルチプレクサと通信可能なように接続された複数のバッファと、
各々が前記複数のバッファのうちの一つと通信可能なように接続されている複数のデコーダと
を備えた装置。 - 請求項３５に記載の装置において、
前記第１のデコーダは、
受信されたフレームを解読し、
正しく解読されたフレームを提供し、
前記受信されたフレームが正しく解読するのに失敗した場合には、消去の表示を提供するように構成されている装置。 - 請求項３５に記載の装置において、
前記逆マルチプレクサは、
バッファに属するビットのブロックを認識し、
前記ビットのブロックを前記バッファに提供するように構成されている装置。 - 請求項３７に記載の装置において、
前記バッファに属するビットのブロックは、前記第１のデコーダによって解読されたフレームを備えたビットのブロックを備えている装置。 - 請求項３５に記載の装置において、
前記複数のデコーダの各々は、前記バッファのシステマチックな部分が回復可能である場合には、前記システマチックな部分を外部デコーダによって解読するように構成されている装置。 - 請求項３５に記載の装置において、
前記複数のバッファの各々は、システマチックな部分を高次のレイヤに提供するように構成されている装置。 - 解読複雑さを低減する装置であって、
複数の送信バッファと、
各々が前記複数の送信バッファのうちの一つと通信可能なように接続されている複数のエンコーダと、
前記複数の送信バッファと通信可能なように接続されているマルチプレクサと、
前記マルチプレクサと通信可能なように接続された内部エンコーダと
第１のデコーダと、
前記第１のデコーダと通信可能なように接続された逆マルチプレクサと、
前記逆マルチプレクサと通信可能なように接続された複数の受信バッファと、
各々が前記複数の受信バッファのうちの一つと通信可能なように接続されている複数のデコーダと
を備えた装置。 - 請求項４１に記載の装置において、
前記複数の送信バッファの各々は、システマチックなビットとパリティビットとを格納するように構成されている装置。 - 請求項４１に記載の装置において、
前記複数のエンコーダの各々は、パリティビットを提供するために、システマチックなビットを符号化するように構成されている装置。 - 請求項４３に記載の装置において、
前記複数のエンコーダの各々は、前記システマチックなビットをブロックコードを用いて符号化するように構成されている装置。 - 請求項４１に記載の装置において、
前記複数のエンコーダの各々は、前記システマチックなビットをＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎコードを用いて符号化するように構成されている装置。 - 請求項４１に記載の装置において、
前記マルチプレクサは、前記複数の送信バッファの各々からのビットのブロックを連続的に前記内部エンコーダに提供するように構成されている装置。 - 請求項４６に記載の装置において、
前記ビットのブロックは、前記バッファの列を備えている装置。 - 請求項４１に記載の装置において、
前記内部エンコーダは、符号化されるビットのブロックを認識し、前記ビットのブロックを内部コードを用いて符号化するように構成されている装置。 - 請求項４８に記載の装置において、
前記符号化されるビットのブロックは、前記マルチプレクサから受信されたビットのブロックを備えている装置。 - 請求項４１に記載の装置において、
前記第１のデコーダは、受信されたフレームを解読し、正しく解読されたフレームを提供し、前記受信されたフレームが正しく解読されるのに失敗した場合には、消去の表示を提供するように構成されている装置。 - 請求項４１に記載の装置において、
前記逆マルチプレクサは、バッファに属するビットのブロックを認識し、前記ビットのブロックを前記バッファに提供するように構成されている装置。 - 請求項５１に記載の装置において、
前記バッファに属するビットのブロックは、前記第１のデコーダによって解読されたフレームを備えたビットのブロックを備えている装置。 - 請求項４１に記載の装置において、
前記複数のデコーダの各々は、前記バッファのシステマチックな部分が回復可能である場合には、前記システマチックな部分を外部デコーダによって解読するように構成されている装置。 - 請求項４１に記載の装置において、
前記複数のバッファの各々は、前記バッファのシステマチックな部分を高次のレイヤに提供するように構成されている装置。
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