JP2011024239A - 通信システム上の外部デコーダでコード結合するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】通信システム上の外部デコーダにおいてコード結合するための方法およびシステムを提供する。
【解決手段】外部エンコーダ６１２および内部エンコーダ６２２，６３２は、冗長度を加えることにより保護を改善するために送信される情報のサブセットをコード化する。冗長度は、情報の完全なコード化されたブロック未満からの情報の復号を可能にする。外部デコーダ６４８におけるコンバイナー６４４の使用は、シンボルのよりよい外部の復号を可能にする。
【選択図】図６

Description

本発明は、有線または無線通信システムにおいて、ブロードキャスト通信、さもなければポイントツーマルチポイント通信として知られるものに関する。特に、この発明は、そのようなブロードキャスト通信システムにおいて、外部デコーダにおいてコード結合するためのシステムおよび方法に関する。

通信システムは、発生局から物理的に別個のあて先局に情報信号の送信を可能にするために開発されてきた。通信チャネル上の発生局から情報信号を送信する際に、情報信号は最初に、通信チャネル上の効率的な送信に適した形式に変換される。情報信号の変換、または変調は、結果として生じる変調キャリアが通信チャネル帯域幅内に制限されるように、情報信号に従って、キャリア波のパラメータを変化させることを含む。あて先局において、オリジナル情報信号は、通信チャネル上で受信した変調されたキャリア波から複製される。そのような反復は、一般に、発生局により採用される変調プロセスの逆を使用することにより達成される。

変調はまた、多重アクセス、すなわち、共通通信チャネル上のいくつかの信号の同時送信および／または受信を容易にする。多重アクセス通信システムは、しばしば、共通通信システムへの連続的なアクセスよりもむしろ相対的に短い期間の断続使用を必要とする複数の加入者局を含む。いくつかの多重アクセス技術は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、および振幅変調多重アクセス（ＡＭ）のように技術的に知られている。別のタイプの多重アクセス技術は、以下、ＩＳ−９５規格と呼ばれる、「デュアルモード広域スペクトル拡散通信システムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５移動局−基地局互換基準」(TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wide-Band Spread Spectrum Cellular System)に準拠する符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）スペクトル拡散システムである。多重アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は、両方ともこの発明の譲受人に譲渡される、「衛星または地上リピータを用いたスペクトル拡散多元接続通信システム」(SPREAD SPECTRUM MULTIPLE-ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS)というタイトルの米国特許番号４，９０１，３０７、および「ＣＤＭＡセル方式携帯無線電話システムにおいて波形を発生するためのシステムおよび方法」(SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULARA TELEPHONE SYSTEM)というタイトルの米国特許番号５，１０３，４５９に開示されている。

多重アクセス通信システムは無線または有線であってもよく、音声および／またはデータを運んでもよい。音声とデータを運ぶ通信システムの一例は、ＩＳ−９５規格に従うシステムである。ＩＳ−９５規格は、通信チャネル上の音声とデータの仕様を定める。固定サイズのコードチャネルフレームにおいてデータを送信するための方法は、この発明の譲受人に譲渡された、「送信のためのデータのフォーマッティングのための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION)というタイトルの米国特許番号５，５０４，７７３に詳細に記載されている。ＩＳ−９５規格に従って、データまたは音声は、１４．４Ｋｂｐｓのデータ転送速度を有した２０ミリ秒幅のコードチャネルフレームに分割される。音声とデータの両方を運ぶ通信システムの更なる例は、文献番号3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213および3G TS 25.214を含む文献のセットに具現化される「第三世代パートナーシッププロジェクト」(3rd Generation Partnership Project)（３ＧＰＰ）（Ｗ−ＣＤＭＡ規格)、または１ｘＥＶ−ＤＶ提案としても知られる、「ｃｄｍａ２０００スペクトル拡散システムのためのＴＲ−４５．５物理層規格、リリースＣ」(TR-45.5 Physical Layer Standard for cdma 2000 Spread Spectrum Systems, Release C)（ＩＳ−２０００規格)に準拠する通信システムを含む。

データのみの通信システムの一例は、以下ＩＳ−８５６規格と呼ばれる、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６工業規格に準拠する高速データ転送速度（ＨＤＲ）通信システムである。このＨＤＲシステムは、この発明の譲受人に譲渡され、１９９７年１１月３日に出願された「高速パケットデータ送信のための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE PACKET DATA TRANSMISSION)というタイトルの同時係属出願シリアル番号０８／９６３，３８６に開示された通信システムに基づく。ＨＤＲ通信システムは、アクセスポイント（ＡＰ）がデータを加入者局（アクセス端末、ＡＴ）に送信してもよい、３８．４Ｋｂｐｓ乃至２．４Ｍｂｐｓの範囲のデータレートのセットを定義する。ＡＰは基地局と類似しているので、セルとセクターに関しての用語は音声システムに関しての用語と同じである。

多重アクセス通信システムにおいて、ユーザ間の通信は、１つ以上の基地局を介して行われる。第１の加入者局上の第１のユーザは、リバースリンク上のデータを基地局に送信することにより、第２の加入者局上の第２のユーザに通信する。基地局はデータを受信し、そのデータを別の基地局へ送ることができる。同じ基地局または他の基地局のフォワードリンク上のデータは、第２の加入者局に送信される。フォワードリンクは、基地局から加入者局までの送信を指す。また、リバースリンクは、加入者局から基地局への送信を指す。同様に、通信は、１つの加入者局上の第１のユーザと、地上通信線局上の第２のユーザとの間で行うことができる。基地局はリバースリンク上のユーザからデータを受信し、公衆交換電話網(ＰＳＴＮ）を介してデータを第２のユーザに送る。多くの通信システム、例えば、ＩＳ−９５、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＩＳ−２０００において、フォワードリンクおよびリバースリンクは、別個の周波数が割り当てられる。

上述した無線通信サービスは、ポイントツーポイント通信サービスの一例である。それにひきかえ、ブロードキャストサービスは、ポイントツーマルチポイント通信サービスを提供する。ブロードキャストシステムの基本型は、１つ以上の中央局によりサービスされるユーザのブロードキャストネットから構成される。中央局は、ある内容、例えばニュース、映画、スポーツイベント等を有した情報をユーザに送信する。各ブロードキャストネットユーザーの加入者局は、共通のブロードキャストフォワードリンク信号を監視する。中央局は、固定的に内容を決定するので、ユーザは、一般に通信を返送しない。ブロードキャストサービス通信システムの共通使用の例はテレビ放送、無線放送等である。そのような通信システムは一般に高度に分化した専用の通信システムである。最近の無線携帯電話の進歩に伴い、ブロードキャストサービスのための主としてポイントツーポイント携帯電話システムの既存のインフラストラクチャを利用する関心があった。（ここに使用されるように、「セルラ」システムという用語は、セルラ周波数とＰＣＳ周波数の両方を利用する通信システムを包含する。)
通信システムにおいて、端末間で交換される情報信号は、しばしば複数のパケットに組織される。この記載のために、パケットは、特定のフォーマットに配列された、データ（ペイロード)および制御要素を含む、バイトのグループである。制御要素は、例えば、プリアンブルと品質測定基準を含む。品質測定基準は、例えば、巡回冗長検査（ＣＲＣ）、パリティービット（複数の場合もある)および当業者に知られた他のタイプの測定基準を含む。パケットは、通常通信チャネル構造に従ってメッセージにフォーマットされる。発生局とあて先局との間を移動する、適切に変調されたメッセージは、通信チャネルの特性、例えば、信号対雑音比、フェージング、時間差異および他のそのような特性により、影響される。そのような特性は、異なる通信チャネルにおいて、変調された信号に異なった影響を及ぼす。従って、無線通信チャネル上の変調された信号の送信は有線のような通信チャネル、例えば同軸ケーブルまたは光ケーブル上の変調された信号の送信とは異なった考察を必要とする。

特定の通信チャネルに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、インターリービング、および当業者に知られた他の方法を含む。しかしながら、これらの方法は、オーバーヘッドを増大させる。それゆえ、メッセージ配信の信頼性とオーバーヘッドの量との間で設計上の妥協が成されなければならない。上述した情報の保護を用いた場合であっても、通信チャネルの条件は、あて先局がメッセージを構成するパケットのいくつかをおそらく復号（消去)できないポイントまで劣化する可能性がある。データのみの通信システムにおいて、解決策は、あて先局により成された自動再送信要求(ＡＲＱ）を用いて復号されなかったパケットを発生局に再送信することである。しかしながら、上述したように、加入者局は基地局に返送しない。さらに、たとえ加入者局がＡＲＱに通信可能であったとしても、この通信は、通信システムに負担をかけすぎるかもしれない。従って、情報保護の他の手段が望ましい。

外部コードと内部コードは通信システムに利用され、情報保護を提供する。外部コードは、基地局コントローラに外部エンコーダを含み加入者局に外部デコーダを含む。内部コードは、基地局に内部エンコーダを含み、加入者局に内部デコーダを含む。外部コードと内部コードはブロック情報を符号化することおよび復号することを含む。外部および内部コードは、冗長情報を加えて、保護を改善する。冗長度は、情報の完全な符号化されたブロック未満からの情報の復号を可能にする。

送信される情報のビットストリームは送信バッファに供給され、送信バッファに通信可能に接続される外部デコーダにより符号化される。冗長ビットは各送信バッファに供給される。次に、送信バッファの内容は乗算され、内部エンコーダにより符号化され情報保護をさらに改善する。受信する加入者局は、送信された情報を逆のプロセス、すなわち復号によって回復する。

この発明の譲受人に譲渡された、２００１年８月２０日に出願された「ブロードキャストサービス通信システムにおいて外部デコーダの利用のための方法およびシステム」(METHOD AND SYSTEM FOR UTILIZATION OF AN OUTER DECODER IN A BROADCAST SERVICES COMMUNICATION SYSTEM)というタイトルの同時係属出願シリアル番号０９／９３３，９１２はブロードキャストシステムにおける外部デコーダの利用を詳細に記載している。この発明の譲受人に譲渡され、２００２年８月２１日に出願された、「ブロードキャスト通信システム上のコンテンツを通信するための方法およびシステム」(METHOD AND SYSTEM FOR COMMUNICATING CONTENT ON A BROADCAST SERVICES COMMUNICATION SYSTEM)というタイトルの同時係属出願シリアル番号１０／２２６，０５８もブロードキャストシステムにおいて、外部デコーダの利用を詳細に記載しており、省略されたフレームの問題を緩和するために２つの基地局から同じコンテンツの２つの送信の時間の再割り当てに焦点を当てている。

この発明の譲受人に譲渡され、２００１年１０月１２日に出願された、「通信システムにおいて、復号の複雑さを低減するための方法およびシステム」(METHOD AND SYSTEM FOR REDUCTION OF DECODING COMPLEXITY IN A COMMUNICATION SYSTEM)は、ブロードキャストシステムの外部コードの送信バッファを詳細に記載する。

外部コードと内部コードを用いても、加入者局は、特定の基地局からの復号された受信パケットから情報のビットストリームを作ることができないかもしれない。したがって、加入者局が特定の基地局から受信した復号されたパケットから情報のビットストリームを作成することができないときでも、情報のビットストリームを作成することを可能にする方法とシステムの技術的必要性がある。

ここに示された実施形態は、通信システム上の外部デコーダにおいてコード結合するための方法およびシステムを提供することにより上述した必要性に対処する。

図１は、高速ブロードキャストサービス（ＨＳＢＳ）通信システムの概念のブロック図を図解する。 図２は、ＨＳＢＳのための物理チャネルおよび論理チャネルの概念を図解する。 図３は、一実施形態に従って従来技術の内部符号化を図解する。 図４は一実施形態に従う物理層処理を図解する。 図５は、一実施形態に従う外部コードのための送信バッファを図解する。 図６は、一実施形態に従う外部エンコーダ、内部エンコーダ、内部デコーダ、外部デコーダのブロック図を示す。 図７は、最初の１００シンボルの結合のみが示される一例に適用される一実施形態の結合のプロセスの表示を示す。

詳細な説明

定義
「例示的な」という用語はここでは、「例、インスタンスあるいは実例」としての機能を果たすことを意味するためにここでは使用される。「例示的」としてここに記載されるいかなる実施形態も他の実施形態に対して好適であるまたは利点があると必ずしも理解されるべきでない。

ポイントツーポイント通信という用語は、ここでは、専用の通信チャネル上の２つの加入者局間の通信を意味するために使用される。

ブロードキャスト通信またはポイントツーポイント通信という用語は、ここでは、複数の加入者局が１つのソースから通信を受信する通信を意味するために使用される。

パケットという用語は、ここでは、特定のフォーマットに配列されたデータ(ペイロード)および制御要素を含む、ビットのグループを意味するために使用される。制御要素は、例えば、プリアンブル、品質測定基準、および当業者に知られている他のものを含む。品質測定基準は、例えば、巡回冗長検査（ＣＲＣ）、パリティービットおよび当業者に知られている他のものを含む。

アクセスネットワークという用語は、ここでは、基地局（ＢＳ）および１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。アクセスネットワークは、複数の加入者局間でデータパケットを運ぶ。アクセスネットワークはさらに、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部のさらなるネットワークにさらに接続されるかもしれない、そして各アクセス端末とそのような外部ネットワークとの間でデータパケットを運ぶかもしれない。

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エアを意味するために使用される。セルは、その用語が使用される文脈に依存して、ハードウエアまたは地理的サービスエリアを指す。セクタはセルの区画である。セクタはセルの属性を有するので、セルに関して記載される開示は容易にセクタに拡大適用される。

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エアを意味するために使用される。加入者局はモバイルであってもよいし、固定していてもよい。加入者局は、無線チャネルを介してまたは、例えば光ファイバーまたは同軸ケーブルを用いた有線チャネルを介して通信する任意のデータ装置であってよい。加入者局はさらに、これらに限定されないが、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、または無線電話または有線電話を含む多数の種類の装置のいずれであってもよい。基地局とアクティブトラヒックチャ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る。基地局とアクティブトラヒックチャネル接続を確立した加入者局は、アクティブ加入者局と呼ばれ、トラヒック状態にあると言われる。

物理チャネルという用語は、ここでは、変調特性およびコーディングに関して記載される信号が伝播する通信経路を意味するために使用される。

論理チャネルという用語は、ここでは、基地局または加入者局のプロトコル層内の通信経路を意味するために使用される。

通信チャネル／リンクという用語は、ここでは、文脈に従って物理チャネルまたは論理チャネルを意味するために使用される。

リバースチャネル／リンクという用語は、ここでは、加入者局が信号を基地局に送信する通信チャネル／リンクを意味するために使用される。

フォワードチャ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通信チャネル／リンクを意味するために使用される。

ソフトハンドオフという用語は、ここでは、加入者局と、各セクタが異なるセルに属する、２以上のセクタとの間の通信を意味するために使用される。リバースリンク通信は両方のセクタにより受信され、フォワードリンク通信は、２以上のセクタのフォワードリンク上に同時に運ばれる。

ソフターハンドオフという用語は、ここでは、加入者局と、各セクタが同じセルに属する２以上のセクタとの間の通信を意味するために使用される。リバースリンク通信は、両方のセクタにより受信され、フォワードリンク通信は、２以上のセクタのフォワードリンクの１つの上に同時に運ばれる。

消去という用語は、ここでは、メッセージを認識することを失敗することを意味するために使用される。

専用チャネルという用語は、ここでは、個々の加入者局に特有の情報によって変調されたチャネルを意味するために使用される。

共通チャネルという用語は、ここでは、すべての加入者局の中で共有される情報により変調されるチャネルを意味するために使用される。

記述
ブロードキャストシステムの基本モデルは、１つ以上の中央局によりサービスされる、ユーザのブロードキャストネットを含む。中央局は、あるコンテンツ、例えば、ニュース、映画、スポーツイベント等を有する情報をユーザに送信する。各ブロードキャストネットユーザーの加入者局は、共通のフォワードリンク信号を監視する。図１は、一実施形態に従って高速ブロードキャストサービス（ＨＳＢＳ）を実行することができる、通信システム１００の概念ブロック図を図解する。

ブロードキャストコンテンツはコンテンツサーバ(ＣＳ）１０２において、源を発生する。コンテンツサーバは、キャリアーネットワーク（図示せず）内に、あるいはインターネット（ＩＰ）１０４外部に位置していてもよい。コンテンツはパケットの形態で、ブロードキャストパケットデータサービングノード（ＢＰＤＳＮ）１０６に配信される。ＢＰＤＳＮは物理的に同一場所に配置されるかもしれないし、または通常のＰＤＳＮ（図示せず)と同一かもしれないけれども、ＢＰＳＤＮは通常のＰＤＳＮと論理的に異なるかもしれないので、ＢＰＳＤＮという用語が使用される。ＢＰＤＳＮ１０６は、パケットのあて先に従って、パケットをパケット制御機能（ＰＣＦ）１０８に配信する。基地局コントローラは、通常の音声およびデータサービスのためのものであるので、ＰＣＦはＨＳＢＳのための基地局１１０の機能を制御する制御エンティティである。物理的なアクセスネットワークとのＨＳＢＳのハイレベルの概念の接続を図解するために、図１は物理的に同一場所に配置された、または同一であっても基地局コントローラ(ＢＳＣ）と論理的に異なるＰＣＦを示す。ＢＳＣ／ＰＣＦ１０８は基地局１１４にパケットを供給する。

通信システム１００は、多数の加入者局１１４により受信できる高速データ転送速度の能力があるフォワードブロードキャスト共有チャネル（Ｆ−ＢＳＣＨ）１１２を導入することにより高速ブロードキャストサービス(ＨＳＢＳ）を可能にする。フォワードブロードキャストチャネルという用語は、ここでは、ブロードキャストトラヒックを運ぶ単一フォワードリンク物理チャネルを意味するために使用される。単一のＦ−ＢＳＣＨは、単一のＦ−ＢＳＣＨ内のＴＤＭ方法で多重化された１つ以上のＨＳＢＳチャネルを運ぶことができる。ＨＳＢＳチャネルという用語は、ここでは、セッションのブロードキャストコンテンツにより定義される単一の論理ＨＳＢＳブロードキャストセッションを意味するために使用される。各セッションは、時間と共に変わるかもしれないブロードキャストコンテンツ、例えば、午前７時−ニュース、午前８時−天気予報、午前９時−映画等により定義される。図２は、一実施形態に従うＨＳＢＳのための物理チャネルおよび論理チャネルの議論された概念を図解する。

図２に図解するように、ＨＳＢＳは２つのＦ−ＢＳＣＨｓ２０２上に供給される。各Ｆ−ＢＳＣＨは別個周波数ｆｘ、ｆｙで送信される。従って、例えば、上述したｃｄｍａ２０００通信システムにおいて、そのような物理チャネルは、例えば、フォワード補足チャネル（Ｆ−ＳＣＨ）、フォワードブロードキャストコントロールチャネル（Ｆ−ＢＣＣＨ）、フォワード共通制御チャネル(Ｆ−ＣＣＣＨ）、他の共通および専用のチャネルおよびチャネルの組み合わせを含むことができる。情報ブロードキャストのための共通および専用チャネルの使用は、この発明の譲受人に譲渡され、２００２年３月２８日に出願された、「通信システムにおいて、ポイントツーマルチポイントサービスのためのチャネル管理のための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR CHANNEL MANAGEMENT FOR POINT-TOMULTIPOINT SYSTEM)というタイトルの同時係属米国特許出願シリアル番号１０／１１３，０９８に開示されている。当業者は、他の通信システムは、類似の機能を実行するチャネルを利用し、それゆえ、開示は、他の通信システムに適用可能であることを理解する。

Ｆ−ＢＳＣＨ ２０２は１つ以上のブロードキャストセッションを含むかもしれないブロードキャストトラヒックを運ぶ。Ｆ−ＢＳＣＨ１は、Ｆ−ＢＣＣＨ１ ２０２ａの上に多重化される２つのＨＳＢＳチャネル２０４ａ、２０４ｂを運ぶ。Ｆ−ＢＳＣＨ２ ２０２ｂは、１つのＨＳＢＳチャネルを２０４ｃ運ぶ。ＨＳＢＳチャネルのコンテンツは、ペイロード２０６およびヘッダー２０８を含むパケットにフォーマットされる。

当業者は、図２に図解されるＨＳＢＳブロードキャストサービス配備は、教育目的のもののためであることを認識する。それゆえ、与えられたセクタにおいて、ＨＳＢＳブロードキャストサービスは、特定の通信システムの実施によりサポートされる特徴に従っていくつかの方法で配備することができる。実施特徴は、例えば、サポートされるＨＳＢＳセッションの数、周波数割り当ての数、サポートされるブロードキャスト物理チャネルの数、および当業者に周知の他の実施特徴を含む。従って、例えば２を超える周波数およびＦ−ＢＳＣＨｓを１セクタ内に配備してもよい。更に、２つを越えるＨＳＢＳチャネルは１つのＦ−ＢＳＣＨの上に多重化してもよい。更に、単一のＨＳＢＳチャネルは、周波数に駐在する加入者にサービスするために異なる周波数で、１セクタ内で２以上のブロードキャストチャネルを多重化することができる。

議論されたように、通信システムは大抵の場合フレームまたはブロックで情報を送信する。フレームまたはブロックは、通信チャネルに影響を及ぼす逆の条件に対して符号化することにより保護される。そのようなシステムの例はｃｄｍａ２０００、ＷＣＤＭＡ、ＵＭＴＳを含む。図３に図解するように、上位層で源を発する、送信される情報のビットストリーム３０２は、物理層上の(内部)のエンコーダ３０４に供給される。エンコーダは、長さＳのビットのブロックを受信する。Ｓビットのこのブロックは典型的にはあるオーバーヘッド、例えば、内部エンコーダのテールビット、巡回冗長検査(ＣＲＣ）、および当業者に周知の他のオーバーヘッド情報を含む。オーバーヘッドビットは、復号の成功または失敗を確かめるために受信側において、内部デコーダを支援する。次に、エンコーダは、選択されたコードを用いてＳビットを符号化し、長さＰ＝Ｓ＋Ｒの符号化されたブロックを生じる。この場合、Ｒは冗長ビットの数を示す。

実施形態は、階層化モデルに関して説明されるけれども、これは、教育目的のためであり、物理層に関連して記載した種々の実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウエア、コンピュータソフトウエア、または両方の組み合わせとして実施することができることを当業者は理解するであろう。したがって、例えば、内部エンコーダ３０４は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（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装置、ディスクリートゲートまたはトランジスターロジック、ディスクリートハードウエアコンポーネント、またはここに記載した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを用いて実施または実行してもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよい。しかし、代案では、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラあるいはステートマシンであってもよい。プロセッサは、また、計算装置の組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動する１つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実施してもよい。

一実施形態に従って、図４に図解するように、送信される情報のビットストリーム４０２は最初に外部エンコーダ４０６によって符号化され、次に、符号化されたストリームは、物理層４０８内に駐在する内部エンコーダ（図示せず)に供給される。上位層で源を発し、送信される情報のビットストリーム４０２は、送信バッファ４０４に供給される。送信バッファは、図５により詳細に図解される。図５を参照すると、ビットは、左から右まで行毎に(図４の)送信バッファのシステマティック部分５０４を満たす。システマティック部分５０４は、長さＬのｋ行５０８を含む。一実施形態において、図５に示すように、バッファの長さＬは、オーバーヘッド（例えば内部デコーダを手伝うＣＲＣおよび内部エンコーダのためのテイルビット)を伴わない無線フレームの長さに一致する。図４に戻って参照すると、（図５の)のシステマティック部分５０４が満杯になると、外部ブロックエンコーダがアクティブになり、(図５の)システマティック部分において、列方向の符号化を実行し、パリティビットの（図５の)（ｎ−ｋ）のさらなる行を発生する。この列方向の動作は、バイナリ外部コード、すなわち、ｍ＝１に対して列ごとに実行される。この場合、ｍはコードの次元である。非バイナリコード、すなわちｍ＞１の場合、１つの行内のｍの隣接する列ごとに、ｍビットシンボルとして取り扱われる。上位ｋ行に沿ったｍビットシンボルは、外部エンコーダにより読まれ、これらの列の対応する下位ｎ−ｋ行を満たすｎ−ｋのｍビットシンボルを出力する。

他の実施形態において、バッファの長さＬは、外部符号化コードの次元である、ｍにより除算された、内部符号化されたフレームが有するビット数に等しい。この実施形態において、バッファ全体が送信されるまで、ＴＸバッファからの最初のｍ行は、最初の内部符号化フレームに送信され、ビットの第２のｍ行は、第２の符号化されたフレームに送信される。図４に戻って参照すると、（図５の)システマティック部分５０４が満杯になると、外部ブロックエンコーダ４０６がアクティブとなり、（図５の）システマティック部分において、ビットの列方向の符号化を実行し、パリティビットの（図５の）のｍ（ｎ−ｋ）のさらなる行５１０を発生する。この列方向の動作は、バイナリ外部コード、すなわちｍ＝１に対して列ごとに実行される。非バイナリコード、すなわちｍ＞１の場合、１列のｍ行ごとにｍビットシンボルを形成する。列内の上位ｋｍ行からｋシンボルは、列の対応する下位のｍ（ｎ−ｋ）行を満たす（ｎ−ｋ）ｍビットシンボルを出力する。

一実施形態において、外部エンコーダはシステマテッィクリード−ソロモン（Ｒ−Ｓ）を含む。次に、送信バッファ４０４の内容は物理層４０８に供給される。物理層４０８においては、個々のフレームは、内部エンコーダ（図示せず）により符号化され、符号化されたフレームを生じる。内部デコーダの構造は、例えば、図３の構造であってよい。内部コード消去の合計数が外部コードの訂正能力を超えるとき、多数のシステマティック行が消去される機会を低減するために送信中に、バッファのシステマテッィク行とパリティ行を組み合わせてもよい。フレームは、選択された変調スキームに従ってさらに処理される。１つの実施形態では、処理はＩＳ−２０００規格に従って実行される。次に、処理されたフレームは通信チャネル４１０上に送信される。

送信されたフレームはあて先局において受信され、物理層４１２に供給される。物理層４１２においては、個々のフレームは復調され、内部デコーダ（図示せず）に供給される。一実施形態において、内部デコーダは、各フレームを復号し、復号が成功ならば、正しく復号されたフレームを出力する。あるいは、復号が失敗ならば、消去を宣言する。復号の成功または失敗は、高精度で決定されなければならない。一実施形態において、これは、外部符号化の後、および内部符号化の前に、フレームに長い（例えば１６ビット）巡回冗長検査（ＣＲＣ）を含めることにより達成される。しかしながら、当業者は、フレーム品質表示用の他の機構が使用されてもよいことを認識する。復号されたフレームから得られた、含まれたＣＲＣは、復号されたフレームのビットから計算されたＣＲＣと比較される。２つのＣＲＣが同一の場合、復号は成功であると宣言される。物理層におけるさらなる処理は、内部デコーダ決定の結果に従って進む。

正確に復号されたフレームは、受信バッファ４１４の適切な行に供給される。すべてのシステマティックｋフレームが内部デコーダにより正確に復号されるなら、受信バッファ４１４のシステマテッィク部分４１４（１）からのシステマテッィクフレームは、外部復号を伴わずにさらに処理するために上位層（図示せず）に渡される。

内部デコーダがフレームを復号することができない場合、デコーダは消去を宣言し、フレームが見当たらないという表示を外側ブロックデコーダ４１６に供給する。削除されたシステマティックフレームと同じ数のパリティフレームが正確に受信され受信バッファ４１４のパリティ部分４１４（２）に渡されるまで処理は続く。受信器は任意の残りのフレームの受信を停止し、外部デコーダ（図示せず）はアクティブになり、消去されたシステマティックフレームを回復する。回復されたシステマテッィクフレームは、上位層に渡される。

受信バッファ４１４中の正確に受信されるフレームの合計数が、ｋ未満なら、一実施形態に従って、復号が成功するであろう補償がないので外部デコーダはアクティブにならない。紛失したビットの識別と一緒に、正確に受信したシステマテッィクフレームは上位層に渡される。別の実施形態において、（失敗したＣＲＣチェックによって示されるように信頼できない）内部デコーダからの復号されたビットを使用し、システマティックビットのためのビットを回復する。１つの実施形態に従って、受信器は、内部デコーダからの信頼できないビットを復号し、最も有望なコードワードを見つける。他の実施形態において、受信器は、バッファ内の消去されたフレームの信号品質の測定を使用し、最高の信号対雑音比で十分に誤って受信されたフレームを選択し、ｋ行を備えたサブバッファを形成する。次に、（一度に一列において、０のビット値を１のビット値に変え、逆もまた同様である）ビットフリッピングを実行し、ビットフリッピングがコードワードを生じたかどうかをチェックする。一実施形態において、ビットフリッピングは、最も信頼できないビット上で最初に行なわれ、ビットの増加する信頼性の順序でビットを継続する。ビットの信頼性は、内部復号測定基準に従って決定してもよい。例えば、ヤマモト測定基準のようなフレーム期間中の信号対雑音および干渉比、再符号化されたシンボルエラーレート、再符号化されたエネルギー測定基準、および当業者に周知の他の測定基準または測定基準の組み合わせによって決定してもよい。コードワードが見つからなかった場合、ビットフリッピングはすべての信頼できない行に対してすべての残りの列を通して継続する。コードワードが見つからなかった場合、コードワードが見つかるか、組合せがすべて使い尽くされるまで、ビットフリッピングは、増加したビット数がフリップした状態（すなわち、一度に２ビット、次に３ビット、最大ビット数まで）で継続する。他の実施形態において、信頼できない行からのＣＲＣは、この状況において、復号の全面的な成功をチェックするために使用される。すべての行からのＣＲＣが一致する場合にのみ、フレームは、上位層に渡される。

そうでなければ、信頼できる行からのビットのみが上位層に渡される。

他の実施形態において、復号の信頼性を改善するために、復調および内部復号は、バッファ内のｋを超える正確に受信されたフレームに対して実行される。さらに他の実施形態において、復調および内部復号は、バッファ内のすべてのフレームに対して実行される。両方の実施形態において、外部復号は、最高の品質を備えたｋ（あるいはｋｍ）の行上で実行される。品質は内部復号測定基準、例えば、ヤマモト測定基準のように、フレーム期間中における信号対雑音および干渉比、再符号化されたシンボルエラーレート、再符号化されたエネルギー測定基準、および当業者に周知の他の測定基準、または測定基準の組み合わせに従って、決定してもよい。品質推定のための品質測定基準の使用は、両方ともこの発明の譲受人に譲渡された、「可変レート通信システムにおいて、受信データのレートを決定するための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE RATE OF RECEIVED DATA IN A VARIABLE RATE COMMUNICATIONS SYSTEM)というタイトルの米国特許第５，７５１，７２５、および「通信受信器において、送信された可変レートデータのデータレートを決定するための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING DATA RATE OF TRASNMITTED VARIABLE RATE DATA IN A COMMUNICATIONS RECEIVER)というタイトルの米国特許５，７７４，４９６に詳細に開示されている。

外部コードと内部コードを利用するブロードキャスト通信システムにおいてさえも、加入者局は、特定の基地局からの復号した受信パケットから情報ビットストリームを作成することができないかもしれない。

図６は、一実施形態に従って、基地局コントローラ６１０の外部エンコーダ６１２、それぞれ基地局６２０、６３０の内部エンコーダ６２２、６３２、加入者局６４０の内部デコーダ６４２、加入者局の外部デコーダ６４８のブロック図を示す。外部エンコーダ６１２は基地局コントローラ以外に配置していてもよいことは当業者により理解されるであろう。

１ｋビットの情報ストリームが、１／２レートエンコーダである外部エンコーダ６１２に供給されるなら、２ｋビットは、外部エンコーダ６１２から出力される。一実施形態において、２ｋビットは基地局６２０、６３０にブロードキャストされる。第１基地局（ＢＳ１）６２０の内部エンコーダ６２２が１００ビットのフレームサイズ上で動作し、１／３レートエンコーダであるなら、データのフレームごとに１００ビットが内部エンコーダ６２２から出力される。第２の基地局（ＢＳ２）６３０の内部エンコーダ６３２が、２００ビットのフレームサイズ上で動作し、１／４レートエンコーダであるとすれば、データのフレームごとに８００ビットが内部エンコーダ６２２から出力される。可変レートのエンコーダおよびデコーダを一実施形態に使用してもよいことは当業者によって理解されるであろう。

加入者局６４０の内部デコーダ６４２は第１基地局６２０からの３００ビットを復号し、第２基地局６３０からの８００ビットを復号し、第１基地局６２０からのビットを表す１００の内部復号されたシンボルを出力し、第２基地局６２０からのビットを表す２００の内部復号されたシンボルを出力する。シンボルは、技術的に知られた任意のシンボルであり得ることは当業者によって理解されるであろう。一実施形態において、シンボルは技術的に知られたハードシンボルである。他の実施形態において、シンボルは技術的に知られたソフトシンボルである。ハードシンボルは０または１の値をとることができる。ソフトシンボルは、０または１への受信される信号の可能性を示し、通常連続値をとる。

加入者局６４０は、第１基地局６２０および第２基地局６３０からの内部復号されたシンボルを結合する結合器６４４を含み、結合されたシンボルを外部デコーダバッファ６４６にいれる。結合器６４４は内部デコーダ６４２または外部デコーダ６４８に配置することができることは当業者により理解されるであろう。結合器６４４はシンボルを結合することにより対応するビットの信頼性を増加する技術的に知られた任意の結合スキームを採用することができることは当業者により理解されるであろう。

第１基地局６２０および第２基地局６３０からの内部復号されたシンボルは、もともと外部エンコーダ６１２の出力にあった２ｋビットの情報ストリーム内にあった対応するロケーションに従って結合される。例えば、第１基地局６２０からのビットを表す最初の１００のシンボルは、外部エンコーダ６１２の出力にもともとあった２ｋビットの情報ストリームの最初の１００ビットに対応する。同様に、第２基地局６３０からのビットを表す最初の２００ビットは、外部エンコーダ６１２の出力にもともとあった２ｋビットの情報ストリームの最初の２００シンボルに相当する。次に、第１基地局６２０からのビットを表す最初の１００シンボルは、結合器６４４により、第２基地局からのビットを表す上述の２００シンボルの最初の１００シンボルと結合される。次に、結合器６４４は、結合された１００のシンボルを外部デコーダバッファ６４６の前部に置く。

一実施形態において、情報のブロックは、ＢＳＣのような制御センターで符号化される。次に、符号化されたシンボルは、基地局に配信される。従って、各基地局は符号化されたシンボルの一部または全部を送信することができる。

一実施形態において、ＢＳＣは、すべての符号化されたシンボルを各基地局に配信する。次に、各基地局は、利用可能な通信リソース（電力、ウォルシュコード、時間期間)に基づいてシンボルのすべてまたは一部のシンボルを送信するかどうか決定し、選択されたシンボルを変調し、それらを送信する。この場合、基地局間で共同作業はない。

他の実施形態において、各基地局は周期的にその利用可能な通信リソース（電力、ウォルシュコード、時間期間)をＢＳＣに報告する。次に、ＢＳＣは、どの基地局が符号化されたその部分を送信するかを決定する。ＢＳＣは、異なる基地局により送信される部分の重畳を低減し、複数の基地局により送信される同じ符号化されたシンボルの発生を低減するように動作する。従って、基地局間である共同作業がある。共同作業の結果、有効な符号レートは低減することができる。

一実施形態において、受信器において、加入者局は、異なる基地局から受信したシンボルをどのように結合するかを見つけ出す。Ｆ−ＰＤＣＨに関連したＦ−ＰＤＣＣＨ中の情報から、加入者局は、どれだけのバイナリシンボルが各基地局から送信されたかを見つけ出すことができる。しかしながら、異なる基地局からシンボルを結合するためにさらなる情報が依然として必要である。

一実施形態において、その基地局がそのシンボルを送信するかを示すルールは先験的に定義される。一実施形態において、各基地局はシンボルを送信するためにビットストリーム内にデフォルトの開始ポイントを有し、デフォルト開始ポイントは加入者局に知られている。他の実施形態において、第１の基地局は、シンボルを送信するためにビットストリームの最初から常に開始し、第２の基地局は、ビットストリームの終わりから開始し、ビットストリームを通して後ろ方向に作業する。

一実施形態において、明示的なシグナリングが使用される。各基地局は、そのシンボルが基地局から送信されているかを加入者局に示す。シグナリングは選択されたシンボルの範囲の仕様になり得る。どのシンボルが各基地局から送信されているかを加入者局に示す他の手段があることは当業者により明白であろう。

図７は、最初の１００シンボルの結合のみが示される結合のプロセスの表示を示す。第１の基地局６２０からのビットを表す１００のシンボルは、第２の基地局６３０からのビットを表す上述の２００のシンボルのうちの１００のシンボルと結合され、結合された結果は、外部デコーダバッファ６４６に入れられる。第１の基地局６２０からのビットを表す１００のシンボルは、Ｓ１、ｉにより示され、第２の基地局からのビットを表す上述の２００のシンボルのうちの１００のシンボルは、Ｓ２、ｉにより示され、外部デコーダバッファ６４６に入れられる結合された結果は、Ｃｉにより示される。この場合ｉ＝１，２，．．．１００である。「＋」演算子は、結合関数として定義される。

結合器６４４は有効動作を含む結合動作を実行する。有効動作はデータの各ビットを有効にする。有効動作は、エラーなしでデータの特定ビットが内部復号されたかどうかを決定する。データの特定ビットがエラーなしで内部復号されるなら、そのビットは結合のために有効である。

ハードシンボルが結合されると、それらは多数決にもとづいて結合することができる。一実施形態において、ハードシンボルは、基地局から受信されるが、同じビットに対応する他の基地局からシンボルが受信されない、第１に示した基地局から受信したシンボルは外部復号に用いられる。他の実施形態において、ハードシンボルは、同じビットに対応するいくつかの基地局から受信され、受信したハードシンボルの多数決は、外部復号に使用される。

ソフトシンボルが結合されるとき、それらは全体的な可能性を改善するために結合することができる。一実施形態において、結合手法は、対数尤度を合計することである。

一旦シンボルが結合され、外部デコーダバッファー６４６に入れられれば、外部デコーダ６４８は結合したシンボルを復号し、復号された結果は、加入者局６４０により使用することができる。

すべての外部符号化されたビットがすべての基地局に送られ、すべての基地局がすべての外部符号化されたビットを送信するなら、結合器６４４は選択ダイバーシティを有する。選択ダイバーシティは、結合器がさまざまな、すなわち異なる基地局から派生するシンボルを選択することができ外部デコーダバッファに入れることができることを意味する。

すべての外部符号化されたビットがすべての基地局に送信されるが、異なる基地局は外部符号化されたビットの異なる部分を送信するなら、結合器は、（１ビットが２以上の基地局から送信されるなら、すなわち、異なる基地局が外部符号化されたビットの異なる部分を重畳して送信するなら)選択ダイバーシティを有するだけでなく、コード結合利得（コードレート低減および低ＳＮＲ要件)も有する。

当業者は、情報および信号は、さまざまな異なる科学技術および技法を用いて表してもよいことを理解するであろう。例えば、上述した記述全体を通して参照してもよいデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界、磁性粒子、光学界、または光学粒子またはそれらの任意の組合せにより表してもよい。

当業者はさらに、ここに開示した実施の形態に関連して記載した種々の実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウエア、コンピュータソフトウエアまたは両方の組合せで実施してもよいことを理解するであろう。このハードウエアとソフトウエアの互換性を明瞭に説明するために、種々の実例となる部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップが一般にそれらの機能性の観点から上に記載された。そのような機能性がハードウエアまたはソフトウエアとして実現されるかは特定のアプリケーションおよび全体のシステムに課せられた設計制約に依存する。熟達した職人は、各特定のアプリケーションに対して記載した機能性を変形した方法で実施することができるが、そのような実施の判断は、この発明の範囲を逸脱するものとして解釈されるべきでない。

ここに開示された実施の形態に関連して記載された種々の実例となる論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（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装置、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウエアコンポーネント、またはここに記載した機能を実行するように設計されたいずれかの組合せを用いて実施または実行してもよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってよいが、別の方法では、プロセッサは、いずれかの一般的なプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってよい。プロセッサはまた、計算装置の組合せとしても実施できる。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと協力した１つ以上のマイクロプロセッサまたはいずれかの他のそのような構成として実施してもよい。

ここに開示された実施の形態に関連して記載された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウエアにおいて、プロセッサにより実行されるソフトウエアモジュールにおいて、または両者の組合せにおいて直接具現化してもよい。ソフトウエアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、脱着可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または技術的に知られているその他のいずれかの形態の記憶媒体に常駐してもよい。例示記憶媒体は、プロセッサに接続される。そのようなプロセッサは記憶媒体から情報を読み出し、記憶媒体に情報を書き込むことができる。別の方法では、記憶媒体は、プロセッサに集積可能である。プロセッサと記憶媒体はＡＳＩＣに存在してもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末に存在してもよい。別の方法では、プロセッサと記憶媒体はユーザ端末内のディスクリートコンポーネントとして存在してもよい。

好適実施の形態の上述の記載は当業者がこの発明を製作または使用することを可能にするために提供される。これらの実施の形態に対する種々の変更は当業者には容易に明白であろう、そしてここに定義される包括的原理はこの発明の精神および範囲を逸脱することなく他の実施の形態に適用可能である。従って、この発明は、ここに示した実施の形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示した原理と新規な特徴に一致する最も広い範囲が許容されるべきである。

この特許文献の開示の部分は著作権保護に従う資料を含む。特許庁の特許ファイルまたは記録に現れる形態で、特許文献または特許開示の何人によるファクシミリ複製に対して著作権者は異議を唱えないが、それ以外は、何であれ著作権を留保する。

Claims (14)

1. 下記を具備する結合の方法：
   ビットのセットを外部符号化する；
   前記外部符号化されたセットの第１のサブセットを第１の局に配信する；
   前記外部符号化されたビットの第２のサブセットを第２の局に配信する；
   外部符号化されたビットの前記第１のサブセットを内部符号化し、それにより内部符号化されたビットの第１のサブセットを作成する；
   外部符号化されたビットの前記第２のサブセットを内部符号化し、それにより内部符号化されたビットの第２のサブセットを作成する；
   内部符号化されたビットの前記第１のサブセットを変調し、前記変調は内部符号化されたビットの変調された第１のサブセットを作成する；
   内部符号化されたビットの前記第２のサブセットを変調し、前記変調は内部符号化されたビットの変調された第２のサブセットを作成する；
   内部符号化されたビットの前記変調された第１のサブセットを第３の局に送信する；
   内部符号化されたビットの前記変調された第２のサブセットを前記第３の局に送信する；
   内部符号化されたビットの前記変調された第１のサブセットを復調し、前記復調は、ビットの復調された第１のサブセットを作成する；
   内部符号化されたビットの前記変調された第２のサブセットを復調し、前記復調は、ビットの復調された第２のサブセットを作成する；
   ビットの前記復調された第１のサブセットを内部復号する；
   ビットの前記復調された第２のサブセットを内部復号する；
   およびビットの前記内部復号された第１のサブセットをビットの前記内部復号された第２のサブセットと結合し、結合されたビットのセットを作成する。
2. ビットの前記結合されたセットを外部復号することをさらに具備する、請求項１の方法。
3. 前記第１の局および第２の局は基地局である、請求項１の方法。
4. 前記第３の局は加入者局である、請求項１の方法。
5. 前記結合は、ビットの前記第１のサブセットおよびビットの前記第２のサブセットを示す先験的ルールに基づいて実行される、請求項１の方法。
6. 前記結合は、前記第１の局および前記第２の局から前記第３の局へのシグナリングに基づいて実行され、前記第１の局からのシグナリングは、ビットの前記第１のサブセットを示し、前記第２の局からの前記シグナリングは、ビットの前記第２のサブセットを示す、請求項１の方法。
7. 前記第１の局は、内部符号化されたビットの前記変調された第１のサブセットを通信リソースに基づいて前記第３の局に送信する、請求項１の方法。
8. 前記通信リソースは電力である、請求項７の方法。
9. 前記通信リソースは、送信のために利用可能な多数のウォルシュコードである、請求項７の方法。
10. 前記通信リソースは、送信時間利用性である、請求項７の方法。
11. 前記第１の局の前記利用可能な通信リソースおよび前記第２の局の前記利用可能な通信リソースに基づいて、ビットの前記第１のサブセットおよびビットの前記第２のサブセットをさらに具備する、請求項１の方法。
12. 前記第１の局および第２の局の利用可能な通信リソースを第４の局に報告することをさらに具備する、前記第４の局は、ビットの前記第１のサブセットおよびビットの前記第２のサブセットを決定する、請求項１１の方法。
13. 前記送信はフォワードデータパケットチャネル上である、請求項１１の方法。
14. 前記第３の局は、前記第１の局からのフォワードデータパケット制御チャネル上の情報に基づいて前記第１の局から何ビットが送信されたかを決定し、前記第２の局からのフォワードデータパケット制御チャネル上の情報に基づいて前記第２の局から何ビットが送信されたかを決定する、請求項１３の方法。

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