JP2009543420A - 反復符号数的指標を用いた通信回線制御 - Google Patents
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Abstract
通信回線(20)を介して、順方向誤り訂正(FEC)符号を用いて符号化されたデータを受信する工程を含む通信方法。符号化されたデータは、数的指標を生成する反復復号化プロセスを用いて復号化される。この数的指標に応答して、通信回線の状態が評価される。
【選択図】 図1
【選択図】 図1
Description
本発明は、全体として通信システムに関連し、とりわけ、通信回線動作モードの適応制御の方法およびシステムに関する。
低密度パリティチェック(LDPC)符号は、順方向誤り訂正(FEC)符号の1つのクラスであり、非特許文献1により初めて紹介され、この文献は本明細書中に参照されている。LDPC符号は、非特許文献2にも記載され、この文献は本明細書中に参照されている。
LDPC符号、およびこれ以外の符号クラス、例えばターボ符号などは、反復復号化プロセスを用いて復号化されることがしばしばある。反復復号化プロセスは、例えば、非特許文献3および非特許文献4に記載され、これらの文献は本明細書中に参照されている。
ギャラガー(Gallager)著、情報理論におけるIREトランザクション(IRE Transactions on Information Theory)1962年1月、第7巻、21−28頁「低密度パリティチェック符号(Low−Density Parity−Check Codes)」 2003年12月5日、カリフォルニア州、サンフランシスコ開催の、グローブコム(GlobeCom)2003における、リャン(Ryan)およびベイシック(Vasic)著、「LDPC符号の紹介(An Introduction to LDPC Codes)」 ウォーゼン(Worthen)およびスターク(Stark)著、情報理論におけるIEEEトランザクション(IEEE Transactions on Information Theory)2001年2月、(47:2)843−849頁「因子グラフを用いた反復受信機の統一的な設計(Unified Design of Iterative Receivers using Factor Graphs)」 数学およびその応用協会(Institute for Mathematics and its Applications (IMA))、1999年8月2−6日、ミネソタ州、ミネアポリス開催の夏のプログラム「符号、システムおよびグラフモデル」の1999年版論文集中の、リチャードソン(Richardson)およびウルバンケ(Urbanke)著、「反復符号化システムの分析の紹介(An Introduction to the Analysis of Iterative Coding Systems)」
ギャラガー(Gallager)著、情報理論におけるIREトランザクション(IRE Transactions on Information Theory)1962年1月、第7巻、21−28頁「低密度パリティチェック符号(Low−Density Parity−Check Codes)」 2003年12月5日、カリフォルニア州、サンフランシスコ開催の、グローブコム(GlobeCom)2003における、リャン(Ryan)およびベイシック(Vasic)著、「LDPC符号の紹介(An Introduction to LDPC Codes)」 ウォーゼン(Worthen)およびスターク(Stark)著、情報理論におけるIEEEトランザクション(IEEE Transactions on Information Theory)2001年2月、(47:2)843−849頁「因子グラフを用いた反復受信機の統一的な設計(Unified Design of Iterative Receivers using Factor Graphs)」 数学およびその応用協会(Institute for Mathematics and its Applications (IMA))、1999年8月2−6日、ミネソタ州、ミネアポリス開催の夏のプログラム「符号、システムおよびグラフモデル」の1999年版論文集中の、リチャードソン(Richardson)およびウルバンケ(Urbanke)著、「反復符号化システムの分析の紹介(An Introduction to the Analysis of Iterative Coding Systems)」
反復FEC復号化法では、復号化プロセスの一部分として受信したビットおよび/またはシンボルの数的指標を生成し、使用することがしばしばある。数的指標の中には、例えば、受信したシンボル中の各ビットの尤度比(LR)および対数尤度比(LLR)のような、ビットに関連しているものもある。また、復号化プロセスにより生成された「パリティが満たされた」印に基づく、または、このプロセスにより実行された反復回数に基づくものであってもよい。
本発明の実施形態は、反復FEC復号化プロセスにより生成された数的指標を用いて、またはこのような数的指標を介して定義された関数を用いて、通信回線の状態を評価する方法およびシステムを提供する。
実施形態によっては、通信回線の動作モードは、評価された状態に応答して修正される。動作モードを修正する工程は、例えば、送信機の出力電力レベルを修正する工程、回線の適応型符号化/変調(ACM)設定を変更する工程、保護された構成内でバックアップ回線への切り替えを行う工程、または、これらの修正の組み合わせを含みうる。この種の修正を用いた回線の保護構成の数例を以下に示す。
これに加えてまたはこれに代えて、評価された回線状態は、外部のユーザまたはアプリケーションに、例えば、多重通信回線の状態および性能を追跡するネットワーク管理システムなどに報告されうる。さらにこれに加えてまたはこれに代えて、評価された回線状態は、長期にわたって通信回線の性能に関する統計値を監視し、訂正するために用いられうる。
FEC復号化と回線状態評価との双方に対して同様の数的指標を用いることにより、演算の複雑さを低減し、システムのハードウェア要件を低減させることができる。多くの場合、ビットに関連する数的指標のほうが、シンボルに関連する数的指標に比較して、回線の真のビットエラー性能とより一致している。したがって、動作モードを修正する決定をビットに関連する数的指標に基づいて行うことにより、回線のエラー終端間性能を改善することができる。さらに、誤った警告の可能性(すなわち、動作モードを不必要に修正する可能性)も減らすことができる。
したがって、本発明の一実施形態によれば、
通信回線を介して、順方向誤り訂正(FEC)符号を用いて符号化されたデータを受信する工程と、
数的指標を生成する反復復号化プロセスを用いて、符号化されたデータを復号化する工程と、
数的指標に応答して通信回線の状態を評価する工程と
を含む通信方法が提供される。
通信回線を介して、順方向誤り訂正(FEC)符号を用いて符号化されたデータを受信する工程と、
数的指標を生成する反復復号化プロセスを用いて、符号化されたデータを復号化する工程と、
数的指標に応答して通信回線の状態を評価する工程と
を含む通信方法が提供される。
ある実施形態では、順方向誤り訂正符号は、低密度パリティチェック(LDPC)符号を有する。あるいは、順方向誤り訂正符号は、ターボ符号を有する。
別の実施形態では、データを受信する工程は、一連のシンボルを受信する工程を含み、各受信されたシンボルは、データの1つまたは複数のビットを表し、数的指標は、各受信されたシンボル中の1つまたは複数のビットの少なくとも一部分を介して定義された、ビットに関連する数的指標を有する。さらに別の実施形態では、ビットに関連する数的指標は、1つまたは複数のビットの少なくとも一部分の、尤度比(LR)および対数尤度比(LLR)の少なくとも1つを有する。
さらに別の実施形態では、ビットに関連する数的指標を記憶するために用いられるメモリサイズを低減させるために、各受信シンボル中の1つまたは複数のビットの一部分のみを介して、ビットに関連する数的指標が定義される。
ある実施形態によれば、通信回線の状態を評価する工程は、数的指標の統計関数の値を求める工程を含む。
別の実施形態では、通信回線の状態を評価する工程は、仮の復調決定を生成するために、FECを復号化することなく、データを仮に復調する工程と、仮の復調決定に基づいて、数的指標関数の値を求める工程とを含む。
さらに別の実施形態では、数的指標関数は、仮の復調決定に基づいた、雑音のない数的指標の値からの数的指標の差に依存する。
さらに別の実施形態では、通信回線の状態を評価する工程は、反復復号化プロセスの行われた反復回数に基づいて状態を評価する工程を含む。
ある実施形態によれば、通信回線の状態を評価する工程は、反復復号化プロセスにより生成された復号化データに基づいて、数的指標関数の値を求める工程を含む。数的指標関数は、復号化されたデータとの間、および、FECを復号化することなく生成された仮の決定に基づいたデータの予測との間のハミング距離に依存しうる。これに加えてまたはこれに代えて、数的指標関数は、FECの復号化の前に生成された対数尤度比(LLR)の間、および、復号化されたデータに基づく雑音のない各対数尤度比(LLR)の値の間のソフト距離に依存する。
さらに別の実施形態では、数的指標を記憶するために用いられるメモリサイズを低減させるために、数的指標の量子化における分解能を低減させる工程を含む。
さらに別の実施形態では、数的指標は、データブロックが成功裡に復号化された際に反復復号化プロセスにより生成された印を有する。ある実施形態では、この印は、各一連のデータブロックに応答して生成された一連の印を有し、通信回線の状態を評価する工程は、この印に応答して通信回線のエラー率を予測する工程を含む。通信回線の状態を評価する工程は、この印に応答して通信回線のロック状態を評価する工程を含みうる。これに加えてまたはこれに代えて、通信回線の状態を評価する工程は、印が生成されず復号化が成功しなかったデータブロックの数を測定する工程を含む。ある実施形態では、この方法は、この印に応答して反復復号化プロセスを中止する工程を含む。
ある実施形態によれば、この方法は、評価された状態に応答して、通信回線の動作モードを修正する工程を含む。動作モードを修正する工程は、データを伝送する送信機の出力電力レベルを修正する工程を含んでもよい。別の実施形態では、通信回線は、適応型符号化/変調(ACM)を用い、動作モードを修正する工程は、データを変調するために用いられるFECの符号レートおよび信号配列のうちの少なくとも1つを修正することにより、通信回線のACM設定を修正する工程を含む。
これに加えてまたはこれに代えて、通信回線は、主通信回線およびバックアップ通信回線を有し、動作モードを修正する工程は、主通信回線からバックアップ通信回線へと切り替える工程を含む。
さらに別の実施形態では、バックアップ通信回線は、主通信回線からバックアップ通信回線へと切り替えられる前は不活性であり、主通信回線からバックアップ通信回線へと切り替える工程は、バックアップ通信回線を介してデータ伝送を開始する工程を含む。あるいは、データは、主通信回線とバックアップ通信回線との双方を介して伝送され、主通信回線からバックアップ通信回線へと切り替える工程は、バックアップ通信回線からデータブロックを読み取るための選択を行う工程を含む。
さらに別の実施形態では、通信回線は、2つ以上の主通信回線および1つのバックアップ通信回線を有し、動作モードを修正する工程は、2つ以上の主通信回線のうちの1つをバックアップ通信回線により保護するために選択する工程を含む。
ある実施形態では、この方法は、通信回線の性能監視、および、その通信回線を含む複数の通信回線の状態監視のうちの少なくとも1つを可能にするために、評価された状態を外部のアプリケーションに報告する工程を含む。
本発明の一実施形態によれば、さらに、
通信回線を介して、順方向誤り訂正(FEC)符号を用いて符号化されたデータを受信するように配されているフロントエンドと、
受信したデータに応答して数的指標を演算するように配されている数的指標演算モジュールと、
この数的指標を用いた反復復号化プロセスを用いて、符号化されたデータを復号化するように配されているデコーダと、
数的指標に応答して通信回線の状態を評価するように配されているコントローラと
を有する通信受信機が提供される。
通信回線を介して、順方向誤り訂正(FEC)符号を用いて符号化されたデータを受信するように配されているフロントエンドと、
受信したデータに応答して数的指標を演算するように配されている数的指標演算モジュールと、
この数的指標を用いた反復復号化プロセスを用いて、符号化されたデータを復号化するように配されているデコーダと、
数的指標に応答して通信回線の状態を評価するように配されているコントローラと
を有する通信受信機が提供される。
本発明の一実施形態によれば、さらに、
順方向誤り訂正(FEC)符号を用いてデータを符号化するように、かつ通信路を介してデータを伝送するように配されている送信機と、
データを受信し、受信したデータに応答して数的指標を演算し、数的指標を用いた反復復号化プロセスを用いて符号化データを復号化し、数的指標に応答してシステムの状態を評価するように配されている受信機と
を有する通信システムが提供される。
順方向誤り訂正(FEC)符号を用いてデータを符号化するように、かつ通信路を介してデータを伝送するように配されている送信機と、
データを受信し、受信したデータに応答して数的指標を演算し、数的指標を用いた反復復号化プロセスを用いて符号化データを復号化し、数的指標に応答してシステムの状態を評価するように配されている受信機と
を有する通信システムが提供される。
本発明は、以下の実施形態の詳細な説明を図面とともに参照することにより、より完全に理解されるであろう。
(図面の簡単な説明)
図1は、本発明の一実施形態による通信システムを概略図示したブロック図である。
図2は、本発明の一実施形態による、受信シンボルを概略図示した信号空間ダイヤグラムである。
図3は、本発明の一実施形態による、反復LDPCデコーダの性能をシュミレーションしたグラフである。
図4は、本発明の一実施形態による回線保護を備えた通信システムを概略図示したブロック図である。
図5は、本発明の一実施形態による通信システムの動作モードを制御する方法を概略図示したフローチャートである。
図1は、本発明の一実施形態による通信システムを概略図示したブロック図である。
図2は、本発明の一実施形態による、受信シンボルを概略図示した信号空間ダイヤグラムである。
図3は、本発明の一実施形態による、反復LDPCデコーダの性能をシュミレーションしたグラフである。
図4は、本発明の一実施形態による回線保護を備えた通信システムを概略図示したブロック図である。
図5は、本発明の一実施形態による通信システムの動作モードを制御する方法を概略図示したフローチャートである。
図1は、本発明の一実施形態による通信システム20を概略図示したブロック図である。システム20は、通信路32を介して、送信機24から受信機28へとデータを伝送する。通信機、受信機および通信路を、本明細書中ではまとめて、通信回線と称する。システム20は、マイクロ波2地点間接続、携帯電話回線またはこれ以外の適切なワイヤレス回線などのワイヤレス通信システムを用いてもよい。あるいは、システム20は、ケーブル通信システムなどの、有線通信システムを有してもよい。
送信機24は、通信回線の誤り性能を改善するために、順方向誤り訂正(FEC)符号を用いて、データを符号化する。送信機はある符号を用いるが、この符合は、次に受信機において、反復復号化プロセスにより復号化される。これに関しては、後述する。図1の例示的な実施形態では、送信機24は、LDPC符号を用いているが、反復プロセスを用いて復号化可能なこれ以外の順方向誤り訂正符号、例えばターボ符号などを用いることも可能である。
LDPCエンコーダ36は、入力データを受け取り、LDPC符号語を生成する。LDPC符号語は、データビットとパリティビットとを有する。パリティビットは、冗長ビットとも称される。パリティビットは、当該技術分野で公知のように、エラーを訂正するために用いられる。各LDPC符号語は、通常は数千ビットの長さの二進語を有する。任意の適切なLDPCエンコーダを用いて、データを符号化することができる。実施形態によっては、パンクチュラー40を用いて、システムの符号レートを大きくするために(すなわち、冗長量を減らすために)、パリティビットの数を減らしてもよい。
LDPC符号語のビットは、配列マッパー44により、変調され、すなわち、送信シンボルにマッピングされる。一般に、システム20は、二相位相偏移変調方式(BPSK)、四相位相偏移変調方式(QPSK)および直交振幅変調(QAM)またはこれ以外の適切な変調方法である変調スキームを用いる。用いられる変調スキームに応じて、マッパー44は、複数のビットまたはビット群を、所定の信号配列から選ばれたシンボルにマッピングする。例えば、システム20が、QPSKを用いている場合、信号配列は4つの配列シンボルを用い、マッパー44は、各2ビットを送信シンボルにマッピングする。16QAMでは、配列は16個の配列シンボルを有し、マッパー44は、各4ビットを1つの送信シンボルにマッピングする。下の図2は、例となるQPSK信号配列の例およびこれに対応するビットマッピングを示す。
実施形態によっては、LDPC符号語中のいくつかのビットのみが、エンコーダ36により符号化され、残りのビットは符号化されないままである。図よりわかるように、マッパー44は、符号化されたビットと符号化されないビットとの組み合わせを受け取り、これらを送信シンボルにマッピングする。
マッパー44によって生成されたベースバンドシンボルは、送信機のフロントエンド(TX FE)48に送られる。送信機のフロントエンドは、パルス整形、デジタルアナログ(D/A)変換、フィルタリング、適切な無線周波数へのアップコンバージョン、電力増幅および電力制御などの機能を実行する。送信機のフロントエンドは、変調された無線信号を生成し、これが、送信アンテナ52を介して、通信路32を介して伝送される。送信機コントローラ56は、送信機24の動作を管理し、制御する。
実施形態によっては、システム20は、適応型符号化/変調(ACM)を用いる。ACMでは、FECの符号レートおよび信号配列は、通信路の状態、所望のデータレートおよび/またはサービスの品質に合わせるために、共に選択される。通常、2つ以上の符号レートと信号配列との組み合わせが予設定されている。送信機は、多くの場合受信機において行われた受信品質測定に基づいて、適切な組み合わせを選択する。各符号レートと信号配列との組み合わせは、ACM設定と称される。
送信機24により伝送された無線信号は、受信アンテナ60により受信機28において受信され、受信機フロントエンド(RX FE)64に送られる。受信機フロントエンドは、適切な中間周波数(IF)またはベースバンドへのダウンコンバージョン、フィルタリング、アナログデジタル(A/D)変換、利得制御、これに合うフィルタリング、均等化、搬送波再生および同期化などの機能を実行する。RX FE64は、通常複素デジタル標本ストリームとして表される受信シンボルを生成する。受信されたシンボルは、送信機により伝送されたシンボルを表し、これに加えて通常雑音および/または歪み成分を有する。通常、この雑音および/または歪みは、送信機、通信路および/または受信機により引き起こされうる。受信されたシンボルは、ソフトシンボルとも称され、すなわち、雑音および歪みを含有し、かつ特定の配列シンボルとはまだ関連づけられていないシンボルである。
受信機28は、数的指標演算モジュール68と、反復デコーダ72とを有し、これらは、共同して受信シンボルにより搬送されたLDPC符号化データを復号化する。このために、任意の反復復号化プロセスを使用可能である。このための方法および受信機構成の数例が、上述の文献に、記載されている。原則的には、数的指標演算モジュール68は、受信したソフトシンボルを受け取り、これは、同相/直交位相(I/Q)平面内の複数の点とみなされうる。受信した各ソフトシンボルに対して、モジュール68は、ビットに関連する数的指標を生成し、この数的指標は、対応する伝送されたシンボル中の所定の符号化されたビットが「1」または「0」であった可能性を予測する。モジュール68により演算された数的指標がビットに関連し、シンボルに関連しているのでないことが重要である。各数的指標は、シンボルの特定のビットに関連し、全体として信号空間シンボルに関連するのではない。ビットに関連する数的指標の概念については、以下の図2に関する説明において説明する。
実施形態によっては、モジュール68が、受信シンボルに基づいて仮の決定を生成することもある。各受信シンボルに対して、モジュール68は、送信機から伝送された可能性が高い配列シンボルを、現在使用中の信号配列の中から選択する。例えば、モジュール68は、受信したシンボルから、I/Q平面中でもっとも小さいユークリッド距離を有する配列シンボルを決定してもよい。モジュール68によりなされたこの決定は、仮の決定と称されるが、これは、FECから得られうる改善された信頼性を考慮していないからである。実施形態によっては、仮の決定自身が、モジュール68により演算された数的指標に基づくものでもよい。受信されたシンボルが、符号化されたビットおよび符号化されないビットの双方に基づく際には、仮のシンボル決定を生成するために、モジュール68は、符号化されないビットの値を通知あるいはそれ以外の方法で知っているべきである点に注意するべきである。
反復デコーダ72は、ビットに関連する数的指標を用いた反復復号化プロセスを行う。この反復復号化プロセスは、通常、ビットに関連する数的指標のセット(例えば、LLR)を用いて始まり、ビットに関連する数的指標に最もよくマッチングする有効なLDPC符号語に収束しようとする。
実施形態によっては、デコーダ72は、反復復号化プロセスによりマッチングする符号語が見つかったことを示す印を生成する。この印は、「パリティが満たされた」印と称されるが、これは、出力された符号語に対して、デコーダにより行われた全てのパリティチェックが、満たされたことを、この印が示すからである。さもなければ(例えば、所定の反復回数内に、反復復号化プロセスがある符号語に収束できなかった際に)、デコーダは、通常満たされていないパリティチェックの最小限数(これは通常、訂正されていないエラーの最小限数を意味する)を含む符号語を出力する。実施形態によっては、デコーダ72はマッチングする符号語に至るために行われた反復回数を出力する。反復回数も、「パリティが満たされた」印も、本明細書中では、数的指標と称される。
通常、マッチング符号語が見つかった際には、所定の反復回数が定義されている場合でさえも、デコーダ72は、反復復号化プロセスを終了する。マッチングが見つかるとすぐに反復プロセスを終了することにより、受信機の電力消費を低減することができる。受信機制御機84は、受信機28の動作を管理し、制御する。
上述したように、データビットのいくらかは、符号化しないで伝送されてもよい。このような実施形態では、受信機28は、符号化されていないビットを遅延させる遅延線80を有する。当該技術分野で公知のコセットデコーダ76は、符号化されたビットと符号化されていないビットとを受け取り、符号化されていないビットの信頼できる予測を提供する。符号化されたビットと符号化されないビットとの組み合わせを用いた技術と、これ以外の多重符号化方法とに関しては、例えば、米国特許出願2005/0010853 A1号中に記載されている。この開示は、本明細書中に参照されている。コセット符号は、ポッティー(Pottie)およびテイラー(Taylor)著、情報理論におけるIEEEトランザクション(IEEE Transactions on Information Theory)1989年1月、(35:1)87−98頁「分割に基づく多重符号(Multilevel Codes Based on Partitioning)」にも記載されており、この文献は本明細書中に参照されている。
コセットデコーダ76の出力は、受信機28の出力データとして提供される。全ビットが符号化されている実施形態では、デコーダ72により生成される復号化されたLDPC符号語は、受信機の出力データとして提供される。これらの実施形態では、遅延線80およびコセットデコーダ76は省略されている。
数的指標および数的指標関数は、反復復号化プロセスの前、途中および/または後に生成されうる。上述の数的指標のいくつか、例えばLLRなどは、通常反復復号化プロセスの前および/または途中で生成される。これ以外の数的指標、例えば「パリティが満たされた」印および反復回数は、反復プロセスの終了時に生成される。
本明細書中に記載した方法およびシステムは、通信回線の状態を評価するためにモジュール68および/または反復デコーダ72により生成された数的指標を使用し、必要な場合、動作モードを修正している。本特許出願および請求項の文脈中では、通信回線の動作モードの修正とは、送信機、受信機、またはその両方の任意の動作特性の修正を意味する。
下に記載し、示すように、受信機28中の受信機コントローラ84は、動作モードを制御するために数的指標を使用する。これは、例えば、バックアップ回線への切り替え、異なるACM設定への切り替え、および、送信機の電力レベルの変更をなどである。動作モードは、例えば、通信路32の減衰が増えた際、または、送信機24または受信機28中に不具合または性能劣化が生じた際に修正されてもよい。
通常、回線状態の評価は、本来FECの反復復号化プロセスの一部として演算された数的指標を用いる。FEC復号化と回線評価との両方に同様の数的指標を用いることにより、演算の複雑さを減らし、システムのハードウェア要件を低減させる。多くの場合、ビットに関連する数的指標に基づいた回線評価の方が、シンボルに関連する数的指標に基づいた回線評価と比較して、回線の真のビットエラー性能とより一致している。その結果、ビットエラー劣化を、信頼性をもって感知し、動作モードを変更することにより訂正し、回線のエラー終端間性能を改善することができる。さらに、誤った警告の可能性(すなわち、動作モードを不必要に修正する可能性)も減らすことができる。
図2は、本発明の一実施形態による、ビットに関連する数的指標を用いた概念を示すために、受信シンボルを概略図示した信号空間ダイヤグラムである。図2の例では、システム20は、QPSK変調を用い、すなわち、シンボル毎に2ビットを用いている。90A〜90Dの参照符号をつけた4つのQPSK配列シンボルが、それぞれのI/Q座標においてプロットされている。90A〜90Dの配列シンボルは、{0,0}{0,1}{1,0}{1,1}のビット対にそれぞれ対応している。多重受信シンボル94が、それらのI/Q座標に対して、信号点としてプロットされている。図からわかるように、信号点の多くが、配列シンボル90A〜90Dの近くにある。これ以外の信号点は通常より高い雑音および歪みを有するが、これらは、配列シンボルからより離れたところにある。
各受信シンボル94は、2つの伝送ビットに対応するが、これは、送信機24が、対応する伝送シンボルを生成するために変調したビットである。実施形態によっては、モジュール68により生成された、ビットに関連する数的指標は、受信シンボルのビットの尤度比(LR)またはその予測を有する。ビットxのLRは以下のように定義される。
上記式中、xは伝送されたシンボルの所定のビットを示し、yは信号空間中の受信シンボル信号点を示す。例えば、最初のビットのLRは、与えられた受信シンボルyに対して、この受信シンボルyを生成した伝送シンボルの最初のビットが「1」であった可能性を、これが「0」であった可能性により除算した値に等しい。全てのビットが符号化されていると、シンボル変調毎のMビットに対して、M個のLRが演算されうる、すなわち、シンボル内の各ビットに対して1つのLRが演算されうる。図2の例では、シンボル中の最初のビットのLRは、以下で与えられる。
換言すれば、最初のビットのLRは、受信信号がyの際に、この受信シンボルyを生成した伝送シンボルが90Cまたは90Dであった可能性を、伝送シンボルが90Aまたは90Bであった可能性で割ったものに等しい。モジュール68は、例えば、問題となる受信シンボルの、異なる配列シンボルからのユークリッド距離に基づいて、LR値を予測することができる。
これも、符号化されたビットと符号化されていないビットとの使用を示す別の例として、128QAMすなわち、128個のシンボルの信号配置を用いたシステムが考えられる。各シンボルは、合計7ビットを表し、このうち4ビットは符号化され、3ビットは符号化されていない。この場合、モジュール68は、各受信シンボルに対して、4つの異なるLRを演算する。最初のビットのLRを演算するために、モジュール68は、特定の受信シンボル(I/Q)の信号点に対して、伝送シンボル中の第1ビットが「1」であった可能性と、そのビットが「0」であった可能性とを予測する。これらの2つの可能性の割合から、LRが生成される。シンボル中のその他の3ビットのLRも、同様に演算される。上述のように、LRは、符号化されたビットに対してのみ演算される。これに代わる実施形態では、符号化されていないビットのLRも演算され、用いられてもよい。
あるいは、モジュール68は、受信シンボルのビットの対数尤度比(LLR)を演算してもよい。このLLR数的指標は、以下のように定義される。
受信機28中の受信機コントローラ84は、回線状態を評価するために、モジュール68により生成されたビットに関連する数的指標を用いる。この受信機コントローラは、LR、LLRまたはビットに関連するこれ以外の任意の適切な数的指標を用いて、回線状態を評価することができる。あるいは、コントローラ84は、LRおよび/またはLLRを介して定義された数的指標関数の値を求めることにより、回線状態を評価してもよい。実施形態によっては、反復FEC復号化プロセスが全LRまたはLLRを用いることができる場合でも、LRまたはLLRのサブセットのみが用いられる。例えば、回線状態の評価は、シンボル中の特定のビットまたはビットサブセットに対応するLRまたはLLRにのみ基づくこともでき、またはこのサブセットを介して定義された数的指標関数に基づくことも可能である。以下に説明する数的指標関数は、説明を明確にするためにLLRについて言及する。しかしながら、これらの関数は、LRを用いて、またはLRとLLRとの組み合わせを用いて同様に定義可能である。(上述のとおり、コントローラ84は、反復デコーダ72により生成された数的指標も用いてもよい。このような数的指標の使用に関しては、以下にさらに説明する。)
LLRを介して数的指標関数を定義する工程には、有効なLLRの範囲を定義する工程と、この範囲内でのLLRのみを考慮する工程とを含んでもよい。この関数は、例えば、特定の符号語または符号語セットに渡るLLR値の変異量または平均値などの統計関数を含みうる。例えば、LLRの変異量がより大きい場合、回線状態がより悪いことを示しうる。逆も然りである。LLRの絶対値の変異量または平均値が、数的指標関数として用いられることも時にありうる。
これに代わる数的指標関数は、雑音のない近似的なLLR値からの、LLR値の差(すなわち、ソフト差)に基づきうる。雑音のないLLR値は、受信シンボルが全て、まさに正しい配列シンボル中にある場合の、雑音またはゆがみのない伝送シンボルの完全な受信を想定したLLR値として定義される。
雑音およびゆがみのない場合、LLRは、伝送されたのが「1」あるいは「0」であるかに応じて、それぞれ、無限(∞)またはマイナス無限(−∞)の値をとりうる。受信機28中では、∞および−∞は、受信機中で用いられる数字表現の約束に応じて、最大の正の値および最小の負の値によりそれぞれ近似される。したがって、数的指標関数は、LLR値と最小または最大表現可能な数字のより近い方の値との間の差に基づきうる。例えば、この関数は、雑音のないLLRの近似値からの距離の二乗の合計でありうる。これらの関数は、雑音のないLLR値に依存しているので、これらの関数は、通常、モジュール68により決定された仮の決定に依存している。
上述の数的指標関数は、数的指標演算モジュール68の出力にのみ依存している。これに代えて、受信機コントローラは、反復デコーダ72の出力、すなわち、LDPC符号語の復号化されたビットにも依存する数的指標関数を用いることも可能である。一般には、モジュール68の出力にのみ依存する数的指標関数は、待ち時間がより短く、システムの動作モードを修正するための応答時間をより短くすることができる。他方、復号化された符号語に依存する数的指標関数は、より精確であろうとする傾向があるが、これは、デコーダ72の出力が、モジュール68の仮の決定に比較して、エラーが少ないからである。
受信機コントローラ84が、配列シンボルに依存する任意の数的指標関数を演算する際には、これは、モジュール68により行われた仮の決定というよりは、むしろデコーダ72により生成された復号化ビットを言及している。例えば、コントローラ84は、予測された雑音のないLLRからのLLR値の差に基づいて、関数を演算することができる。しかし、この例では、雑音のないLLRは、デコーダ72により生成された復号化ビットを考慮している。
さらに別の数的指標関数は、反復デコーダ72により生成された復号化ビットと、モジュール68が出した仮の決定との差に依存しうる。例えば、コントローラ84は、復号化ビットと、仮の決定との間のハミング距離を演算しうる。ハミング距離がより大きいということは、FECにより訂正されたビットの数がより多いことを示し、これは、回線状態が悪いことを示す。数的指標関数の精度を上げるために、数個の符号語におけるハミング距離の平均値をとってもよい。
別の例では、コントローラ84は、仮の決定を用いて、伝送シンボルを予測し、これらの予測シンボルに対応するビットを引き出してもよい。これらのビットと、デコーダ72により生成された復号化ビットとの間のハミング距離を、数的指標関数として用いてもよい。数個の符号語におけるハミング距離の平均値をとってもよい。
さらにあるいは、コントローラ84は、受信シンボルとの間、および、復号化されたビットにより表されるシンボルとの間のユークリッド距離に基づいて、数的指標関数を演算してもよい。
実施形態によっては、LDPC符号語中の数個のビットのみを用いて、数的指標関数の値を求める。数個のビットのみを用いることにより、コントローラ84が必要とするメモリを減らすことができるが、これは、LLR値が、通常、デコーダ72により対応する復号化ビットが生成されるまで、メモリ中にキャッシングされるからである。これに加えてまたはこれに代えて、LLR値および/または数的指標関数の値を、少ない量子化分解能で表すことにより、コントローラ84により使用されるメモリの数を減らすことができる。
実施形態によっては、反復復号化プロセスにより生成される数的指標を、回線設定段階、例えば初期獲得の間に、用いることができる。例えば、上述のように、実施形態によっては、デコーダ72は、デコーダが行った全てのパリティチェックが、出力復号語に対して満たされた際には、「パリティが満たされた」印を生成する。これらの実施形態では、「パリティが満たされた」印は、回線状態を示す数的指標として用いられうる。例えば、一連の符号語に対して、高い割合で「パリティが満たされた」印があるということは、通信回線が成功裡にロックされていることを示す印として用いられうる。回線がロックされていない場合、例えば、送信機24と受信機28との間の周波数オフセットがあまりにも高い場合、受信機は、伝送シンボルを精確に復調および復号化することができず、デコーダ72は、「パリティが満たされた」印を生成しない。
このように、受信機コントローラ84は、多重符号語の「パリティが満たされた」印をデコーダ72から受け取り、かつ回線がロックされた印を出力するための適切な回路、例えば、カウンター、状態機械および/またはこれ以外のロジックなどを有しうる。同様のメカニズムは、ソフトウェア、または、ハードウェアおよびソフトウェア要素の組み合わせとして実装されてもよい。
「パリティが満たされた」印に基づく数的指標は、通常の回線動作の際にも用いることができる。例えば、「パリティが満たされた」印を一連の符号語から集めることにより、回線の実際のエラー率を予測することができる。例えば、コントローラ84は、パケットエラー率(PER)、すなわちエラーを含む符号語の部分を、デコーダ72から「パリティが満たされた」印が受け取られない符号語の部分の数を勘定することにより予測することができる。符号語毎のエラーの数と、符号語内のビットの数との割合に、PER予測を掛け合わせることにより、PER予測を、ビットエラー率(BER)予測に変換することができる。コントローラ84は、符号語毎のエラーの平均数に関する、これ以前に記憶された値または統計値、例えばシステム設計中に測定またはシミュレーションされた値を用いてもよい。
あるいは、一連の符号語中で満たされないパリティチェックの総数を勘定することもできる。符号語毎の満たされないパリティチェックの平均数を演算し、かつこの値を、満たされないパリティチェック毎の誤ったビットの平均数で乗算することにより、BERを予測することもできる。コントローラ84は、符号語毎の満たされないパリティチェックの平均数の、および、満たされないパリティチェック毎のエラービットの平均数の、これ以前に記憶された値または統計値を用いてもよい。
これに加えてまたはこれに代えて、数的指標関数は、マッチングする符号語が見つかるまでに(すなわち、「パリティが満たされた」印が生成されるまでに)、反復デコーダ72により行われた反復回数を考慮することもできる。
図3は、本発明の一実施形態による、反復LDPCデコーダの性能をシュミレーションしたグラフである。曲線98は、反復デコーダにより行われた反復回数を、雑音密度に対するビットエネルギーの割合(Eb/N0)の関数として示す。シミュレーションされたシステム構成は、QPSK変調を用い、16128個のビット語を有する、割合が0.75であるLDPC符号を用いている。図から明らかなように、反復回数は、Eb/N0との相関性が高く、したがって、回線状態を示す印として用いることができる。
上述の種々の数的指標および数的指標関数は、回線状態の量子化の印となる。これらの数的指標に基づいて、受信機コントローラ84は、回線の動作モードを修正するのが望ましいか否かを決定する。コントローラは、数的指標値を、所定の閾値と比較してもよいし、あるいは、モード修正を開始すべきか否か決定するために、任意のこれ以外の適切なロジックを、この数的指標値に適応してもよい。モード修正自体が、受信機、送信機またはその双方に関与しうる。
例えば、実施形態によっては、回線の動作モードを修正する工程は、送信機24の出力電力レベルを変更する工程を含む。これらの実施形態では、受信機コントローラ84は、TX FE48に対して、数的指標値に基づいて、送信機の出力電力を修正するように要請する。通常、受信機コントローラ84は、通常、この要請を、管理通信回線(不図示)を介して、送信機コントローラ56に伝送する。このような送信機電力レベルの修正は、例えば、通信路32の減衰が変った場合、受信機にある干渉レベルが変更された場合、あるいは、受信機の感度が、ハードウェアの不具合またはその他の理由により劣化した場合に、行われうる。受信機コントローラは、送信機の電力が、数的指標が示すように大きく、あるいは、小さくするべきであると要請しうる。
別の例として、回線の動作モードを修正する工程は、種々のACM設定を選択する工程を含みうる。この例では、受信機コントローラ84は、現在用いられているACM設定が、現在の回線状態と合わないことを感知する。受信機コントローラ84は、新しく評価された回線状態の下で用いられるべき適切な設定を選択する。受信機コントローラは、受信機中に新しいACM設定を設定し、また、送信機コントローラ56に対して、これに応じて送信機のACM設定を変更するように要請する。
実施形態によっては、主通信回線は、バックアップ通信回線により保護されている。このような実施形態では、回線の動作モードを修正する工程は、主通信回線からバックアップ通信回線へと切り替える工程を含みうる。この点に関して以下に説明を行う。
図4は、本発明の一実施形態による回線保護を備えた通信システム110を概略図示したブロック図である。システム110は、保護された送信機114を有し、この通信機は、主送信機118とバックアップ送信機122とを有する。送信機118・122の構造および機能は、上述の図1の送信機24のそれと同様のものである。主送信機とバックアップ送信機とは、それぞれ、主送信アンテナ126と、バックアップ送信アンテナ130を介して、無線信号を伝送する。
主送信機とバックアップ送信機とによりそれぞれ伝送された信号は、通信路134・138を通って、それぞれ、主受信アンテナ142およびバックアップ受信アンテナ146により受信される。信号は、保護された受信機148に渡される。この受信機は、それぞれ主受信機150とバックアップ受信機154とを有する。受信機150・154の構造および機能は、上述の図1の受信機28のそれと同様のものである。送信機118、アンテナ126、通信路134、アンテナ142および受信機150は、主回線と称される。主回線は、バックアップ回線により保護されている。バックアップ回線は、送信機122、アンテナ130、通信路138、アンテナ146および受信機154を有する。
保護された受信機は、主回線とバックアップ回線とのうちの1つからデータを選択し、それを出力データとして提供する、切り替え/選択モジュール158を有する。送信機114、受信機148または任意のこれ以外の適切な場所に存在しうるシステムコントローラ160が、システム110の動作を、とりわけ制御モジュール158の動作を管理し、制御する。
図4の構成では、主回線とバックアップ回線とを介して、同じデータが伝送される。コントローラ160は、主回線またはバックアップ回線のいずれのデータを用いるべきかを選択し、それに応じてモジュール158を制御する。データがブロックに分割されている場合は、選択は、通常、ブロック毎ベースで行われる。
実施形態によっては、各LDPC符号語は、この目的のためのデータブロックとして定義され、LDPC符号語用に生成された「パリティが満たされた」印は、主回線とバックアップ回線との間の選択基準として用いられる。主受信機およびバックアップ受信機は、上述のように、反復デコーダにより生成されたLDPC符号語の「パリティが満たされた」印を監視する。(2つの受信機により同時に復号化される)各LDPC符号語に対して、もし、「パリティが満たされた」印が主受信機から生成されれば、コントローラ160は、出力データとして主受信機により提供されたデータの各ブロックを選択するように、モジュール158を制御する。もし、「パリティが満たされた」印がバックアップ受信機から生成され、主受信機からは提供されないのであれば、コントローラ160は、バックアップ受信機により提供されたデータブロックを選択するように、モジュール158を制御する。
図4の実施形態は、概念を明確化するためにのみ選択した、システム構成の例である。これ以外の任意の適切な構成を用いて、上述の数的指標および/または数的指標関数に基づいて、主回線とバックアップ回線との間を切り替えることができる。
例えば、ある代替となる実施形態では、主回線およびバックアップ回線は、異なる受信機、アンテナおよび受信機を有する。名目上、データは、主回線のみを介して伝送され、バックアップ回線は不活性である。主回線の受信機は、上述のように、数的指標および/または数的指標関数を用いて、回線の状態を監視する。主回線の受信機が、この回線状態は容認できないと判断すれば、システムコントローラが、バックアップ回線を活性化する。この時点から、データは、バックアップ回線を介して伝送される。回線が改善されれば、システムコントローラは、主回線に戻るように決定することもできる。あるいは、コントローラが、主回線とバックアップ回線との役割を切り替え、新たに活性化されたバックアップ回線が主回線となることもできる。この逆も可能である。
さらに、あるいは、主回線およびバックアップ回線は、異なる送信機を有し、受信機を共有してもよく、あるいは、異なる受信機を有するが、送信機を共有してもよい。
実施形態によっては、しばしば1:N保護と称される構成で、2つ以上の主回線が、1つのバックアップ回線により保護されてもよい。このような実施形態では、システムコントローラが、主回線の反復デコーダにより生成された数的指標または数的指標関数を用いて、どの主回線がバックアップ回線により保護されるべきかを決定する。保護されるべき主回線を選択したら、上述した構成などの任意の保護方法や保護構成を用いることができる。
図5は、本発明の一実施形態による通信システムの動作モード制御する方法を概略図示したフローチャートである。この方法は、上述の図1のシステム20に言及しているが、これ以外のシステム構成、例えば上述の図4の構成などと共に、同様に用いることができる。
この方法は、送信機24が、受信機28に伝送されるべき入力データを受け取る工程から始まる(データ入力工程170)。送信機は、データを符号化し、変調し、伝送する(伝送工程172)。とりわけ、送信機は、LDPC符号を用いてデータを符号化する。上述のように、反復プロセスを用いて復号化されうる任意のこれ以外の符号、例えばターボ符号を用いてもよい。
受信機28は、送信信号を受信する(受信工程174)。受信機のフロントエンドは、受信シンボルを生成し、これは、通常、雑音および歪みを含有する。受信機28のモジュール68は、受信シンボルのLLRを演算する(LLR演算工程176)。反復デコーダ72は、LLRを用いてLDPC符号化データを復号化する(復号化工程178)。デコーダは、復号化されたLDPC符号語を出力データとして生成する(あるいは、これらをコセットデコーダ76へ渡し、これが、符合語と符号化されていないビットに基づいて出力データを生成する)。この方法は、上のデータ入力工程170に戻り、送信機24で、データを受け取り続ける。
受信機28の受信機コントローラ84は、上述の工程176で生成されたLLRを用いて、回線状態を評価する(回線評価工程182)。受信機コントローラは、上述の関数などの任意の適切な数的指標または数的指標関数を用いることができる。実施形態によっては、数的指標関数は、上述の工程178においてデコーダ72により生成された復号化されたLDPC符号語を考慮する。
受信機コントローラ84は、評価された回線状態に基づいて、動作モードの修正が望ましいか否かをチェックする(チェック工程184)。モードの修正が望ましい場合、コントローラ84は、モード修正を開始する(モード修正工程186)。そうでない場合、工程186は迂回され、方法は、上のデータ入力工程170に戻る。
実施形態によっては、2つ以上の動作モードを修正可能であり、例えば、ACM設定と送信機電力レベルとを共に修正する。種々の動作モードを、同じ数的指標に基づいて修正することも可能であるし、異なるモードに関して異なる数的指標を用いて修正することも可能である。
上述の実施形態では、評価された回線状態を、通信回線の動作モードを修正するために用いた形態に言及したが、評価された回線状態を別の目的のために用いることも可能である。例えば、評価された回線状態を、外部のユーザまたはアプリケーション、例えば、多重通信回線の状態および性能を追跡するネットワーク管理システムなどに報告することも可能である。さらに、これに加えてまたはこれに代えて、評価された回線状態を用いて、長期に渡って通信回線の性能を監視し、およびこれに関する統計値を集めることも可能である。
上述の実施形態は例として挙げられ、本発明は上述の特定的に示しおよび説明したものに限定されないことは、理解されるであろう。むしろ、本発明の範囲は、上述の説明を読んだ当業者が思いつき、かつ先行技術中には開示されていない、上述の様々な特徴の組み合わせおよび副結合、ならびに、これらの変形および修正をも含むものである。
20 通信システム、24 送信機、28 受信機、32 通信回線、
36 LDPCエンコーダ、68 数的指標演算モジュール、72 反復デコーダ、
84 受信機コントローラ、118 主送信機、122 バックアップ送信機
36 LDPCエンコーダ、68 数的指標演算モジュール、72 反復デコーダ、
84 受信機コントローラ、118 主送信機、122 バックアップ送信機
Claims (57)
- 通信回線を介して、順方向誤り訂正(FEC)符号を用いて符号化されたデータを受信する工程と、
数的指標を生成する反復復号化プロセスを用いて、符号化されたデータを復号化する工程と、
数的指標に応答して通信回線の状態を評価する工程と
を含む通信方法。 - 順方向誤り訂正符号は、低密度パリティチェック(LDPC)符号を有する請求項1に記載の方法。
- 順方向誤り訂正符号は、ターボ符号を有する請求項1に記載の方法。
- データを受信する工程は、一連のシンボルを受信する工程を含み、各受信されたシンボルは、データの1つまたは複数のビットを表し、数的指標は、各受信されたシンボル中の1つまたは複数のビットの少なくとも一部分を介して定義された、ビットに関連する数的指標を有する請求項1に記載の方法。
- ビットに関連する数的指標は、1つまたは複数のビットの少なくとも一部分の、尤度比(LR)および対数尤度比(LLR)の少なくとも1つを有する請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- ビットに関連する数的指標を記憶するために用いられるメモリサイズを低減させるために、各受信シンボル中の1つまたは複数のビットの一部分のみを介して、ビットに関連する数的指標が定義される請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 通信回線の状態を評価する工程は、数的指標の統計関数の値を求める工程を含む請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 通信回線の状態を評価する工程は、仮の復調決定を生成するために、FECを復号化することなく、データを仮に復調する工程と、仮の復調決定に基づいて、数的指標関数の値を求める工程とを含む請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 数的指標関数は、仮の復調決定に基づいた、雑音のない数的指標の値からの数的指標の差に依存する請求項8に記載の方法。
- 通信回線の状態を評価する工程は、反復復号化プロセスの行われた反復回数に基づいて状態を評価する工程を含む請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 通信回線の状態を評価する工程は、反復復号化プロセスにより生成された復号化データに基づいて、数的指標関数の値を求める工程を含む請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 数的指標関数は、復号化されたデータとの間、および、FECを復号化することなく生成された仮の決定に基づいたデータの予測との間のハミング距離に依存する請求項11に記載の方法。
- 数的指標関数は、FECの復号化の前に生成された対数尤度比(LLR)の間、および、復号化されたデータに基づく雑音のない各対数尤度比(LLR)の値の間のソフト距離に依存する請求項11に記載の方法。
- 数的指標を記憶するために用いられるメモリサイズを低減させるために、数的指標の量子化における分解能を低減させる工程を含む請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 数的指標は、データブロックが成功裡に復号化された際に反復復号化プロセスにより生成された印を有する請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 前記印は、各一連のデータブロックに応答して生成された一連の印を有し、通信回線の状態を評価する工程は、前記印に応答して通信回線のエラー率を予測する工程を含む請求項15に記載の方法。
- 通信回線の状態を評価する工程は、前記印に応答して通信回線のロック状態を評価する工程を含む請求項15に記載の方法。
- 通信回線の状態を評価する工程は、印が生成されず復号化が成功しなかったデータブロックの数を測定する工程を含む請求項15に記載の方法。
- 前記印に応答して反復復号化プロセスを中止する工程を含む請求項15に記載の方法。
- 評価された状態に応答して、通信回線の動作モードを修正する工程を含む請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 動作モードを修正する工程は、データを伝送する送信機の出力電力レベルを修正する工程を含む請求項20に記載の方法。
- 通信回線は、適応型符号化/変調(ACM)を用い、動作モードを修正する工程は、データを変調するために用いられるFECの符号レートおよび信号配列のうちの少なくとも1つを修正することにより、通信回線のACM設定を修正する工程を含む請求項20に記載の方法。
- 通信回線は、主通信回線およびバックアップ通信回線を有し、動作モードを修正する工程は、主通信回線からバックアップ通信回線へと切り替える工程を含む請求項20に記載の方法。
- バックアップ通信回線は、主通信回線からバックアップ通信回線へと切り替えられる前は不活性であり、主通信回線からバックアップ通信回線へと切り替える工程は、バックアップ通信回線を介してデータ伝送を開始する工程を含む請求項23に記載の方法。
- データは、主通信回線とバックアップ通信回線との双方を介して伝送され、主通信回線からバックアップ通信回線へと切り替える工程は、バックアップ通信回線からデータブロックを読み取るための選択を行う工程を含む請求項23に記載の方法。
- 通信回線は、2つ以上の主通信回線および1つのバックアップ通信回線を有し、動作モードを修正する工程は、2つ以上の主通信回線のうちの1つをバックアップ通信回線により保護するために選択する工程を含む請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 通信回線の性能監視、および、その通信回線を含む複数の通信回線の状態監視のうちの少なくとも1つを可能にするために、評価された状態を外部のアプリケーションに報告する工程を含む請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 通信回線を介して、順方向誤り訂正(FEC)符号を用いて符号化されたデータを受信するように配されているフロントエンドと、
受信したデータに応答して数的指標を演算するように配されている数的指標演算モジュールと、
前記数的指標を用いた反復復号化プロセスを用いて、符号化されたデータを復号化するように配されているデコーダと、
数的指標に応答して通信回線の状態を評価するように配されているコントローラと
を有する通信受信機。 - 順方向誤り訂正符号は、低密度パリティチェック(LDPC)符号を有する請求項28に記載の通信受信機。
- 順方向誤り訂正符号は、ターボ符号を有する請求項28に記載の通信受信機。
- 前記フロントエンドは、一連のシンボルを受信するように配され、各受信されたシンボルは、データの1つまたは複数のビットを表し、数的指標は、各受信されたシンボル中の1つまたは複数のビットの少なくとも一部分を介して定義された、ビットに関連する数的指標を有する請求項28に記載の通信受信機。
- ビットに関連する数的指標は、1つまたは複数のビットの少なくとも一部分の、尤度比(LR)および対数尤度比(LLR)の少なくとも1つを有する請求項28〜31のいずれかに記載の通信受信機。
- ビットに関連する数的指標を記憶するために用いられるメモリサイズを低減させるために、各受信シンボル中の1つまたは複数のビットの一部分のみを介して定義された、ビットに関連する数的指標を用いて回線状態を評価するように、コントローラが配されている請求項28〜31のいずれかに記載の通信受信機。
- 通信回線の状態を評価するために、数的指標の統計関数の値を求めるようにコントローラが配されている請求項28〜31のいずれかに記載の通信受信機。
- 仮の復調決定を生成するために、FECを復号化することなく、データを仮に復調するように、かつ仮の復調決定に基づいて数的指標関数の値を求めるように、数的指標演算モジュールが配されている請求項28〜31のいずれかに記載の通信受信機。
- 数的指標関数は、仮の復調決定に基づいた、雑音のない数的指標の値からの数的指標の差に依存する請求項35に記載の通信受信機。
- 反復復号化プロセスの行われた反復回数に基づいて、状態を評価するように、コントローラが配されている請求項28〜31のいずれかに記載の通信受信機。
- 反復復号化プロセスにより生成された復号化データに基づいて、数的指標関数の値を求めることにより、通信回線の状態を評価するように、コントローラが配されている請求項28〜31のいずれかに記載の通信受信機。
- 数的指標関数は、復号化されたデータとの間、および、FECを復号化することなく生成された仮の決定に基づいたデータの予測との間のハミング距離に依存する請求項38に記載の通信受信機。
- 数的指標関数は、FECの復号化の前に生成された対数尤度比(LLR)との間、および、復号化されたデータに基づく雑音のない各対数尤度比(LLR)との間のソフト距離に依存する請求項38に記載の通信受信機。
- 数的指標を記憶するために用いられるメモリサイズを低減させるために、数的指標の量子化の分解能を低減させるように、数的指標演算モジュールが配されている請求項28〜31のいずれかに記載の通信受信機。
- 数的指標は、データブロックが成功裡に復号化された際に反復復号化プロセスにより生成された印を有する請求項28〜31のいずれかに記載の通信受信機。
- 前記印は、各一連のデータブロックに応答して生成された一連の印を有し、かつ、コントローラが、前記印に応答して通信回線のエラー率を予測するように、配されている請求項42に記載の通信受信機。
- 前記印に応答して通信回線のロック状態を評価するように、コントローラが配されている請求項42に記載の通信受信機。
- 印が生成されず復号化が成功しなかったデータブロックの数を測定するように、コントローラが配されている請求項42に記載の通信受信機。
- データブロックを成功裡に復号化した際に、反復復号化プロセスを中止するように、デコーダが配されている請求項42に記載の通信受信機。
- 評価された状態に応答して、通信回線の動作モードを修正するように、コントローラが配されている請求項28〜31のいずれかに記載の通信受信機。
- データを伝送する送信機の出力電力レベルを修正するように、コントローラが配されている請求項47に記載の通信受信機。
- 通信回線は、適応型符号化/変調(ACM)を用い、データを変調するために用いられるFECの符号レートおよび信号配列のうちの少なくとも1つを修正することにより、通信回線のACM設定を修正するように、コントローラが配されている請求項47に記載の通信受信機。
- 通信回線は主通信回線およびバックアップ通信回線を有し、かつ、コントローラが、主通信回線からバックアップ通信回線へと切り替えるように、配されている請求項47に記載の通信受信機。
- バックアップ通信回線は、主通信回線からバックアップ通信回線へと切り替えられる前は不活性であり、かつ、コントローラが、バックアップ通信回線を介してデータ伝送を開始するように、配されている請求項50に記載の通信受信機。
- データは、主通信回線とバックアップ通信回線との双方を介して伝送され、かつ、コントローラが、バックアップ通信回線からデータブロックを読み取るための選択を行うように、配されている請求項50に記載の通信受信機。
- 通信回線は、2つ以上の主通信回線および1つのバックアップ通信回線を有し、かつ、コントローラが、この2つ以上の主通信回線の各状態を評価し、この評価された各状態に応答して、2つ以上の主通信回線のうちの1つをバックアップ通信回線により保護するために選択できるように、配されている請求項28〜31のいずれかに記載の通信受信機。
- 通信回線の性能監視、および、前記通信回線を含む複数の通信回線の状態監視のうちの少なくとも1つを可能にするために、評価された状態を外部のアプリケーションに報告するように、コントローラが配されている請求項28〜31のいずれかに記載の通信受信機。
- 順方向誤り訂正(FEC)符号を用いてデータを符号化するように、かつ通信路を介してデータを伝送するように配されている送信機と、
データを受信し、受信したデータに応答して数的指標を演算し、数的指標を用いた反復復号化プロセスを用いて符号化データを復号化し、数的指標に応答してシステムの状態を評価する受信機と
を有する通信システム。 - 順方向誤り訂正符号は、低密度パリティチェック(LDPC)符号およびターボ符号の少なくとも1つを有する請求項55に記載のシステム。
- 受信機はさらに、送信機および受信機の少なくとも1つの動作モードを、評価された状態に応答して修正するように配されている請求項55に記載のシステム。
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