JP5282096B2 - 埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は概ね、無線通信および無線通信関連技術に関する。より具体的には、本発明は、埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成するためのシステムおよび方法に関する。

本願は、２００７年６月２６日に出願された“第２信号の符号化における第１信号の埋め込みのためのシステムおよび方法”と題された、米国特許出願番号１１／７６８、７８９に関連する。

無線通信システムは典型的に、複数のユーザ装置（ユーザ機器、移動局、加入者ユニット、アクセスターミナルなど）を用いる無線通信において、基地局を有する。基地局は、無線周波数（ＲＦ）通信チャンネルを介してユーザ装置にデータを送信する。“ダウンリンク”および“順方向リンク”などの用語は、基地局からユーザ装置への送信を意味し、“アップリンク”および“逆方向リンク”などの用語は、ユーザ装置から基地局への送信を意味する。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は、世界中の標準的な機関の共同によって進められている。３ＧＰＰの目標は、国際電気通信連合によって規定されるＩＭＴ-２０００（国際携帯テレコミュニケーション-２０００）標準の範囲内において、世界的に適用可能な第３世代（３Ｇ）携帯電話システム仕様を作成することである。３ＧＰＰロングタームエボリューション（“ＬＴＥ”）委員会は、アップリンクにおけるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重方式）送信と同様に、ダウンリンク送信の方法として、ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭ（直交周波数分割多重方式／オフセット直交振幅変調）に加えて直交周波数分割多重方式を検討している。

無線通信システム（例えば、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）、ＯＦＤＭ、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多重接続（ＦＤＭＡ）など）は一般的に、ユーザ装置のアンテナと、干渉性受信を行うための基地局のアンテナとの間のチャンネルインパルス応答の予測を算出する。チャンネル予測は、データと多重化される既知の参照信号を送信することを含み得る。参照信号には単一周波数を含んでいても良く、管理、制御、均等化、持続、同期化などのための通信システムを介して該参照信号は送信される。

無線通信システムは、１つ以上の移動局と、１つ以上の基地局とを有していても良く、それぞれが参照信号を送信するように構成されていても良い。さらに、無線通信システムは、チャンネル品質指標信号（ＣＱＩ）、受信確認信号（ＡＣＫ）および非受信確認信号（ＮＡＣＫ）などの制御信号を送信しても良い。該制御信号は、まとめて符号化されても良いし、あるいは個別に符号化されても良い。しかしながら、制御信号がまとめて、または個別に符号化されると、性能の低下、および／または、許容可能なエラー率の増加が引き起こされ得る。そのため、第２制御信号の符号化において、１つの制御信号を埋め込むことによって利益が得られることもある。第２制御信号の符号化において第１制御信号が埋め込まれる状態では、第２制御信号を符号化するためのコードブックを適切に生成するコードブック生成スキームは存在しない。このため、１つのタイプの情報を、他のタイプの情報の符号化において埋め込むために用いられるコードブックを生成するためのシステムおよび方法を提供することによって、利益が得られる可能性がある。

本発明の第１側面によると、埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成するための方法であって、シンボルの分配パターンを決定する工程と、上記シンボルの上記分配パターンと関連する第１のコードワード数を決定する工程と、上記第１のコードワード数から、該コードワードのサブセットを選択する工程と、上記コードワードの上記サブセットが所定の性能基準を満たす場合に、該コードワードの上記サブセットを上記コードブックに含める工程とを含む方法を提供する。

本発明の第２側面によると、埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成するように構成される通信装置であって、シンボルの分配パターンを決定し、該シンボルの分配パターンと関連する第１のコードワード数を決定する決定ユニットと、上記第１の数のコードワード数から上記コードワードのサブセットを選択する選択ユニットと、上記コードワードの上記サブセットが所定の性能基準を満たす場合に、該コードワードの上記サブセットを上記コードブックに含ませる分類ユニットとを備える通信装置を提供する。

本発明の第３側面によると、埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成するように構成される通信装置であって、プロセッサと、上記プロセッサと電子通信するメモリと、上記メモリに記憶される命令とを有し、上記命令によって、シンボルの分配パターンを決定し、上記シンボルの上記分配パターンと関連する第１のコードワード数を決定し、上記第１のコードワード数から上記コードワードのサブセットを選択し、上記コードワードの上記サブセットが所定の性能基準を満たした場合に、上記コードブックに上記コードワードの上記サブセットを含むように実行可能である、通信装置を提供する。

本発明の第４側面によると、実行可能な命令を含むコンピュータ読み取り可能な媒体であって、上記命令は、シンボルの分配パターンを決定することと、上記シンボルの上記分配パターンと関連する第１のコードワード数を決定することと、上記第１のコードワード数から該コードワードのサブセットを選択することと、上記コードワードの上記サブセットが所定の性能基準を満たす場合に、上記コードワードの上記サブセットをコードブックに含めることを実行可能であるコンピュータ読み取り可能な媒体を提供する。

本発明の上記、または他の目的、特徴、および長所は、添付図面を参照して、以下の発明の詳細な説明を検討すればより良く理解されるであろう。

本システムおよび本方法を実行可能な無線通信システムの一例を示す図である。 送信器と受信器との間に存在し得る通信チャンネルを示す図である。 四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）のための信号点配置図の一実施形態を示す図である。 情報タイプＡの第１メッセージを、情報タイプＢの第２メッセージの符号化において埋め込むための方法の例を示す図である。 コードブック生成器を含む送信器の一例を示すブロック図である。 情報の埋め込み符号化のために用いられ得るコードブックを生成するための方法の一例を示すフロー図である。 コードブックに含まれるコードワードを選択することによってコードブックを生成するための方法の一例を示すフロー図である。 埋め込み符号化のために用いられ得るコードブックを生成するための方法の他の例を示すフロー図である。 コードブックを生成するための方法のさらなる例を示すフロー図である。 本明細書において開示されている装置の一例に基づく基地局のブロック図である。 通信装置において用いられ得るさまざまな構成要素を示す図である。

埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成する方法を説明する。シンボルの分配パターンが決定される。シンボルの分配パターンに関連する第１のコードワード数が決定される。コードワードのサブセットは、第１のコードワード数から選択される。コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たした場合に、コードワードのサブセットはコードブックに含まれる。

一つの例において、第２のコードワード数が算出される。第２の数は、コードブックに含まれるコードワードの数を示し得る。コードワードの考えられる組み合わせは、第１のコードワード数および第２のコードワード数に基づいて算出しても良い。コードワードの考えられる組み合わせのそれぞれについての性能指標が算出され得る。

コードワードのある組み合わせの性能指標が、コードワードの他の組み合わせの性能指標よりも良好か否かについて決定を行っても良い。当該組み合わせの性能指標が他の組み合わせの性能指標よりも良好である場合に、当該組み合わせに関連するコードワードをコードブックに含んでも良い。

上記性能基準は、コードワードのサブセットにおけるコードワード間の最小平均ユークリッド距離を含んでいても良い。上記性能基準は、コードワードのサブセットにおけるコードワード間の最小平均ハミング距離を含んでいても良い。上記性能基準はまた、コードワードのサブセットにおけるコードワード間の最小ハミング距離における最大値を含んでいても良い。上記性能基準は、コードワードのサブセットにおけるコードワード間の最小ユークリッド距離における最大値をさらに含んでいても良い。

１つの構成では、コードブックＢの初期値が選択され、コードブックＢ^＊の初期値が選択され得る。Ｂ^＊は、値Ｂに基づいて選択され得る。コードワードのセットが決定されてもよい。コードワードからコードブックＢ^＊までの合計距離は、他のセットのコードワードからコードブックＢ^＊までの合計距離よりも小さくても良い。１つの例では、新しい独立値Ｂ_ｎｅｗを生成することも可能である。

第１性能基準Ｐ（Ｂ_ｎｅｗ）および第２性能基準Ｐ（Ｂ_ｉ）が算出され得る。１つの構成では、性能基準が満たされた場合には、Ｂ_ｉ＋１はＢ_ｎｅｗと等しい値に設定される。コードブックの生成を終了させる条件も設定され得る。

埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成するように構成される通信装置を説明する。通信装置は、プロセッサと、該プロセッサと電子通信を行うメモリとを備えており、上記メモリには命令が記憶されている。上記命令によって、シンボルの分配パターンを決定し、シンボルの分配パターンと関連する第１のコードワード数を決定するように実行可能である。上記命令によってさらに、コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たす場合に、第１のコードワード数からコードワードのサブセットを選択し、コードブックに該コードワードのサブセットを含めるように実行可能である。

実行可能な命令を含むコンピュータ読み取り可能な媒体を説明する。上記命令によって、シンボルの分配パターンを決定し、シンボルの分配パターンと関連する第１のコードワード数を決定するように実行可能である。上記命令によってさらに、コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たす場合に、第１のコードワード数からコードワードのサブセットを選択し、コードブックに該コードワードのサブセットを含めるように実行可能である。

本システムおよび本方法では、１つのタイプの情報を、他のタイプの情報の符号化において埋め込むために用いられ得るコードブックを生成するために使用されるアルゴリズムを記述する。１つの例では、第１情報タイプの第１メッセージが、第２情報タイプの第２メッセージの符号化において埋め込まれる。例えば、第１メッセージを、第２メッセージを符号化するために用いられるコードワードに埋め込んでも良い。

本明細書において用いられるように、“情報タイプ”という用語は、送信および／または受信され得る信号のタイプを意味する。“メッセージ”という用語は、各情報タイプについてのビットの列を意味する。情報タイプの例としては、チャンネル品質指標（ＣＱＩ）、受信確認／非受信確認（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）、プレコーディングマトリックス指標（ＰＭＩ）などが挙げられる。本システムおよび本方法は、さらに追加のタイプの情報についても実行されることが可能である。

複数タイプの情報のそれぞれについての所望の品質は異なり得る。１つの例では、所望の品質は、メッセージエラー率および遅延の関数である。異なる情報タイプの例としては、チャンネル品質指標（ＣＱＩ）および受信確認／非受信確認（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）情報が挙げられる。

典型的に、異なるタイプの情報における各メッセージは個別に符号化され、時分割多重（ＴＤＭ）方式で多重化される。上記の例に基づけば、ＣＱＩ情報についてのメッセージおよびＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報についてのメッセージは、シーケンスの異なる時間帯に配置され得る。この典型的なアプローチの長所は、ＣＱＩおよびＡＣＫ／ＮＡＣＫ目標品質をより大きく制御できることである。しかしながら、これらのメッセージを個別に符号化すると、通信リンクの性能が、ＣＱＩおよびＡＣＫ／ＮＡＣＫの一括符号化を含む通信リンクよりも劣ってしまう可能性がある。

複数タイプの情報についてのメッセージの一括符号化は、単一タイプの情報としてメッセージを互いに多重化することを含む。一括符号化の長所は、性能を向上することができる点である。しかしながら、各タイプのメッセージは、同じエラー目標品質を有している可能性があり、これは望ましいことではない。言い換えると、１つ以上のタイプの情報のメッセージを過度に保護することによって、チャンネルリソースが非効率的に用いられる可能性がある。逆に、１つ以上のタイプの情報のメッセージが保護下に置かれることによって、不十分なチャンネルリソースが用いられ得る。

１つのタイプの情報についてのメッセージを、他のタイプの情報についてのメッセージの符号化において埋め込むことによって、各情報タイプに不均一なエラー保護を施すことができる。１つの例では、埋め込み符号化は、セルラーシステムにおけるアップリンク制御信号の設計において実行される。本システムおよび本方法は、第１情報タイプのメッセージを第２情報タイプのメッセージの符号化において埋め込むためのコードブックを生成するためのアルゴリズムを提供する。

図１は、本システムおよび本方法を実行可能な無線通信システム１００の一例を示す図である。基地局１０２は、複数のユーザ装置１０４（ユーザ装備、移動局、加入者ユニット、アクセスターミナルなどとも称する）と無線通信を行う。第１ユーザ装置１０４ａ、第２ユーザ装置１０４ｂ、およびＮ番目のユーザ装置１０４ｎを図１に示す。基地局１０２は、無線周波数（ＲＦ）通信チャンネル１０６を介してユーザ装置１０４にデータを送信する。

本明細書において用いられるように、“送信器”という用語は、信号を送信する任意の構成要素または装置を意味する。送信器は、１つ以上のユーザ装置１０４に信号を送信する基地局１０２において実現することができる。または、送信器は、１つ以上の基地局１０２に信号を送信するユーザ装置１０４において実現しても良い。

“受信器”という用語は、信号を受信する任意の構成要素または装置を意味する。受信器は、１つ以上の基地局１０２から信号を受信するユーザ装置１０４において実現することができる。または、受信器は、１つ以上のユーザ装置１０４から信号を受信する基地局１０２において実現しても良い。

通信システム１００は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムであっても良い。さらに、システム１００は、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）システム、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数多重接続（ＦＤＭＡ）システム、広帯域符号多重接続（Ｗ-ＣＤＭＡ）システムなどであっても良い。

図２は、送信器２０２と受信器２０６との間に存在し得る通信チャンネル２０６を示す図である。本図に示すように、送信器２０２から受信器２１６への通信は、第１通信チャンネル２０６ａを介して行われ得る。受信器２１６から送信器２０２への通信は、第２通信チャンネル２０６ｂを介して行われ得る。

第１通信チャンネル２０６ａおよび第２通信チャンネル２０６ｂは、異なる通信チャンネル２０６であっても良い。例えば、第１通信チャンネル２０６ａの送信帯域と第２通信チャンネル２０６ｂの送信帯域との間に重なりがなくても良い。第１通信チャンネル２０６ａはまた、ダウンリンク、順方向リンクなどとも称され得る。第２通信チャンネル２０６ｂは、アップリンク、逆方向リンクなどとも称され得る。

図３は、本システムおよび本方法によって実行可能な四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）のための信号点配置図３００の一実施形態を示す図である。ＱＰＳＫ変調は、信号点配置図３００において、円周上に等間隔で配されるの４つのポイント３０２、３０４、３０６、３０８を用い得る。４つの点３０２、３０４、３０６、および３０８を用いて、ＱＰＳＫ変調はメッセージの２ビットをシンボルに符号化し得る。例えば、１つのメッセージはビット“０１”を含み得る。これらのビットは、シンボル“Ｂ”として符号化され得る。同様に、ビット“００”はシンボル“Ａ”として符号化されても良く、ビット“１１”はシンボル“Ｃ”として符号化されても良く、ビット“１０”はシンボル“Ｄ”として符号化されても良い。

図４は、情報タイプＡ４１６の第１メッセージを情報タイプＢ４１８の第２メッセージの符号化において埋め込むための方法４００の例を示す図である。方法４００は、ユーザ装置１０４において実行され得る。第１メッセージ４１６はｋビットを含み、第２メッセージ４１８はｂビットを含み得る。

１つの例では、情報タイプＡ４１６の第１メッセージは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫであっても良い。第１メッセージ４１６がＡＣＫ／ＮＡＣＫの場合、ｋは２である。このため、第１メッセージ４１６は、“００”、“０１”、“１０”、または“１１”であっても良い。１つの構成では、情報タイプＢ４１８の第２メッセージはＣＱＩであっても良い。このため、第２メッセージ４１８のビット（ｂ）の数は８であり得る。

コードブック生成器４０８は、情報タイプＢのメッセージと関連するコードブック４１０を生成し得る。コードブック４１０は、第１メッセージ４１６の値に基づいて生成しても良い。本明細書で用いられるように、“コードワード”という用語は、シンボル（ｎ個のシンボル）の列となる１セットのビット（ｍビット）を意味する。シンボルの列は、特定のルールに基づいて構成されても良く、固有の意味を割り当てても良い。コードワードは、“Ｃ_ｉ”として示され得る。各コードワードは、ｗビットの１つの情報列に対応し、メッセージを符号化するために用いられる。“コードブック”という用語は、ルックアップテーブルの形態の１セットのコードワードを意味し得る。コードブックは、Ｂとして示され得る。このため、Ｂ＝｛Ｃ_１、．．．、Ｃ_Ｑ｝であり、Ｑ＝２^Ｗである。

１つの構成では、コードワードの第１セットを有する第１コードブックは、第１メッセージ４１６が“００”である場合に生成しても良い。コードワード第２セットを有する第２コードブックは、第１メッセージ４１６が“０１”などである場合に生成しても良い。コードワード４１２は、ｍビットコードワードであっても良く、１つの例では、コードワード４１２は２０ビットコードワードであっても良い。コードブック４１０の生成についての詳細は、後ほどさらに説明する。

１つの例では、符号化された第２メッセージ４２０（すなわちコードワード４１２）は、モジュレータ４１４によって変調され、ｎ個の変調されたシンボル４２２となり得るが、ｎは、ここで用いられる変調スキームに依存する。１つの構成では、変調されたシンボル４２２は、ＱＰＳＫ変調スキームから生成される。シンボル４２２は、図３におけるシンボルＡ３０４、Ｂ３０２、Ｃ３０６、およびＤ３０８の組み合わせであっても良い。変調されたシンボル４２２は、シーケンスの時間スロットに挿入され、受信器に送信されても良い。

以下の例では、第１メッセージ４１６（ＡＣＫ／ＮＡＣＫなど）を第２メッセージ４１８（ＣＱＩなど）の符号化において埋め込むための方法４００についてさらに説明する。第１メッセージ４１６は、“００”（ｋ＝２）の値を有し、第２メッセージ４１８は、“００００００００”（ｗ＝８）の値を有し得る。コードブック生成器４０８は、第２メッセージ４１８を符号化するためのコードブック４１０を生成する。コードブック４１０は、第１メッセージ４１６（例えば“００”）の値に基づいて生成しても良い。生成されたコードブック４１０は、２^Ｗコードワード（例えば、２^８＝２５６コードワード）を含み得る。２^Ｗコードワードのうちの１つが、第２メッセージ４１８を符号化するために選択される。符号化された第２メッセージ４２０（すなわち、コードワード４１２）はモジュレータ４１４によって変調され、変調されたシンボル４２２となる。

この例における第１メッセージ４１６の値は“００”なので、生成されたコードブック４１０は、変調後に、他のシンボルよりもシンボルＡ３０４を多く生成するコードワードを含み得る。言い換えると、ＱＰＳＫ信号点配置図３００に基づけば、変調されたシンボル４２２では、他のいずれのシンボルよりもＡ３０４シンボルの方がその発生率が高い。さらに説明を加えると、コードブック４１０内のコードワードでは、組み合わせ“０１”、“１０”、または“１１”よりも組み合わせ“００”の方がその発生率が高い。コードワードが変調されると、組み合わせ“００”はＡ３０４シンボルによって示され得る。組み合わせ“０１”、“１０”、および“１１”は、それぞれＢ３０２シンボル、Ｄ３０８シンボル、およびＣ３０６シンボルによって示され得る。表１は、第１メッセージ４１６（ＡＣＫ／ＮＡＣＫなど）が値“００”を有するときに第２メッセージ（ＣＱＩなど）を符号化するために用いられ得るコードブック４１０の例を示す。

同様に、第１メッセージ４１６が“０１”、“１１”、または“１０”のときに、異なるコードワードを有するコードブックが生成され得る。これらのコードブックは、第１メッセージの値に応じて、変調後に、Ｂ３０２シンボル、Ｃ３０６シンボル、またはＤ３０８シンボルをより高い率で発生するコードワードを含んでいる。表２に、第１メッセージ４１６の値に応じて、変調されたシンボル４２２がどのように分配され得るかについての例を示す。

図５は、コードブック生成器５０８を含む送信器５０４の一例を示すブロック図である。コードブック生成器５０８は、コードワードを含むコードブック５１０を生成するために用いられ得る。コードワードは、特定のタイプの情報を伝達するメッセージを符号化するために用いられ得る。１つの構成では、生成されたコードブック５１０からのコードワードは、ＣＱＩメッセージを符号化するために用いても良い。

１つの例では、情報タイプＡ５１６の第１メッセージは、コードブック生成器５０８によって受信させても良い。第１メッセージ５１６は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫであっても良く、さらに、第１メッセージ５１６はｋビットを含み得るが、ｋは２である。初期化モジュール５０２は第１メッセージ５１６を受信し、コードブック５１０の生成を初期化する。初期化モジュール５０２は、コードブック５１０に含まれ得るコードワードを、比較器５０６に供給し得る。含まれ得るコードワードはそれぞれシンボルの列と関連付けられる。比較器５０６は、コードワードについてのシンボルの列と、性能基準Ｐ（Ｂ）５１２とを比較する。比較の結果に基づいて、コードワードをコードブック５１０に含めても良い。出力モジュール５１４は、生成されたコードブック５１０を出力し得る。該コードブック５１０は、性能基準５１２を満たすシンボルの列を有するコードワードを含む。

他の構成として、送信器５０４はまた、シンボルの分配パターンを決定し、シンボルの分配パターンと関連する第１のコードワード数を決定する決定ユニットと、第１のコードワード数からコードワードのサブセットを選択する選択ユニットと、コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たす場合に、コードワードのサブセットをコードブックに含める分類ユニットとを有しても良い。送信器はまた、他のユニットを含んでいても良く、例えば、コードブックに含められることが求められるコードワード数を算出する算出ユニットを含んでいてもよい（後述）。

１つの例では、硬判定復号についてのハミング距離および軟判定復号についてのユークリッド距離は、適用可能な２つの性能基準５１２をもたらす。ハミング距離は、互いに長さが等しい２つのコードワードの間で対応するシンボルが異なるような位置の数であっても良い。ハミング距離は、ｈとして示され得る。１つの例では、ｈ_ｉｊは、第１コードワード（Ｃ_ｉ）と第２コードワード（Ｃ_ｊ）との間のハミング距離を示し得る。ユークリッド距離は、互いに長さが等しい２つのコードワード間の距離であっても良い。ユークリッド距離は、ｅとして示され得る。１つの構成では、ｅ_ｉｊは、第１コードワード（Ｃ_ｉ）と第２コードワード（Ｃ_ｊ）との間のユークリッド距離を示し得る。

複数性能基準Ｐ（Ｂ）５１２は、コードブック５１０に含めるコードワードを選択するときに用いられ得る。性能基準Ｐ（Ｂ）５１２の第１例は、コードワードの間の平均ユークリッド距離を最小化することを含み得る。これは以下のように示される。

性能基準Ｐ（Ｂ）５１２の第２例は、コードワードの間の平均ハミング距離を最小化することを含み得る。第２例は以下のように示される。

性能基準Ｐ（Ｂ）５１２の第３例は、コードワードの間の最小ユークリッド距離を最大化することを含み得る。第３例は以下のように示される。

さらに、性能基準Ｐ（Ｂ）５１２の第４例は、コードワードの間の最小ハミング距離を最大化することを含み得る。第４例は以下のように示される。

図６は、情報の埋め込み符号化に用いられ得るコードブックを生成するための方法６００の一例を示すフロー図である。１つの構成では、方法６００は、ユーザ装置１０４によって実行させても良い。シンボルの分配パターンの決定６０２が行われ得る。シンボルは、図３に示すように、ＱＰＳＫ変調スキームと関連付けても良い。分配パターンの決定６０２は、情報タイプＡ５１６（例えば、ＡＣＫ／ＮＡＣＫメッセージ）の第１メッセージに基づいて行われ得る。

１つの例では、シンボルの分配パターンを満たすコードワードの合計数の決定６０４が行われる。コードワードの合計数からのコードワードのサブセットの選択６０６が行われ、上記サブセットのコードワードが条件を満たすか否かについての決定６０８が行われる。１つの構成では、上記条件は、先に説明した性能基準Ｐ（Ｂ）５１２のうちの１つ以上のものである。コードワードのサブセットが条件を満たしていないという決定６０８がなされると、方法６００は、コードワードの異なるサブセットの選択６０６に戻る。一方、上記サブセットのコードワードが上記条件を満たしている場合に、コードワードのサブセットはコードブックに含められる（６１０）。

１つの例では、コードブックは十分な数のコードワードを含んでいるか否かについて決定６１２を行う。コードブックが十分な数のコードワードを含んでいない場合に、コードワードの異なるサブセットの選択６０６が行われても良い。コードブックが十分な数のコードワードを含んでいると決定される場合に、コードブックを用いての情報の符号化６１４が行われても良い。特に、先に説明したように、コードブックは、１つのタイプの情報を他のタイプの情報に埋め込むために用いられ得る。

図７は、コードブックに含められるコードワードを選択することによってコードブックを生成するための方法７００の一例を示すフロー図である。１つの例においては、シンボルの分配パターンの決定７０２が行われる。例えば、ＱＰＳＫ変調スキームが実行されても良く、“３Ａ １Ｂ ０Ｃ １Ｄ”の分配パターンの決定７０２が行われても良い。第１メッセージ４１６および第２メッセージ４１８と関連するビットの数は、それぞれｋ＝１およびｗ＝４であっても良い。さらに、シンボル（ｎ）の数は、ｎ＝５であっても良い。

シンボルの分配パターンを満たす全てのコードワードの決定７０４が行われても良い。コードワードの合計数はＳとして示され得る。上記例を用いると、“３Ａ １Ｂ ０Ｃ １Ｄ”の分配を満たすコードワード（Ｓ）の合計数は、

となり得る。さらに、コードブックに含まれるコードワードの必要数の決定７０６が行われる。コードワードの必要数は、２^Ｗを計算することによって決定され得る。例えば、上記例ではｗ＝４なので、２０個のコードワードのうち、２^４＝１６個のコードワードが、コードブックに含まれる必要があり得る。

１つの構成では、コードワードの考えられる組み合わせの算出７０８が行われる。上記考えられる組み合わせは、コードワードの合計数と、コードワードの必要数とに基づいても良い。例えば、考えられる組み合わせは、

となり得る。考えられる組み合わせごとに、性能指標の算出７１０が行われ得る。１つの例では、基準１（上記参照）が用いられる場合に、性能指標は、１つの組み合わせに関連するコードワードの間の平均ユークリッド距離として選択され得る。

コードワードの考えられる組み合わせの選択７１２が行われ得る。１つの例では、選択された組み合わせの性能指標が他の組み合わせの性能指標よりも良好かどうかについての決定７１４が行われ得る。選択された組み合わせの性能指標の方が良好でない場合に、方法７００は、コードワードの異なる組み合わせの選択７１２に戻る。一方、選択された組み合わせの性能指標の方が他の組み合わせの性能指標よりも良好な場合に、当該組み合わせに関連するコードワードは、コードブックに含めても良い（７１６）。

図８は、埋め込み符号化に用いられ得るコードブックを生成するための方法８００の他の例を示すフロー図である。１つの例では、Ｂの初期値の選択８０２が行われ得る。値Ｂはコードブックを示し得る。１つの例では、Ｂの初期値として選択された値は、Ｂ_０∈Ｓとなり得る（Ｓは、決定された、シンボルの分配パターンを満たし得るコードワードの合計数を示す）。Ｂの初期値の選択８０２は、ランダムに行われても良いし、確定的に行われても良い。Ｂの値の選択８０２がランダムに行われる場合、Ｓについて均一な分配が実行され得る。

１つの例では、カウント値ｉをゼロにする設定８０４が行われ得る。Ｂについての新しい独立値の生成８０６が行われ得る。例えば、選択された確率分布に基づくと、新しい値は、Ｂ_ｎｅｗ∈Ｓとなり得る。１つの構成では、Ｐ（Ｂ_ｎｅｗ）およびＰ（Ｂ_ｉ）の算出８０８が行われ得る。性能基準が満たされているかどうかについての決定８１０が行われ得る。例えば、基準１および基準２（上記参照）について、Ｐ（Ｂ_ｎｅｗ）＜Ｐ（Ｂ_ｉ）の場合（あるいは、基準３および基準４について、Ｐ（Ｂ_ｎｅｗ）＞Ｐ（Ｂ_ｉ）の場合）に、Ｂ_ｉ＋１がＢ_ｎｅｗと等しくなるような設定８１４が行われ得る。一方、性能基準が満たされない場合に、Ｂ_ｉ＋１がＢ_ｉと等しくなるような設定８１２が行われ得る。

停止基準が満たされているかどうかについての決定８１６もさらに行われ得る。停止基準は、コードブックを生成するためにコードワードを選択するアルゴリズムを実行することを停止するための条件を示し、該停止基準は閾値を含み得る。閾値の例としては、試行Ｔの数および２つの試行の性能指標の間の差（ｒ）が挙げられる。停止基準はさらに、評価Ｌの最大数を含み得る。評価Ｌの最大数を達成した、またはＢに対する現在の予測値が閾値ｒ＜Ｐ（Ｂ_ｉ＋１）−Ｐ（Ｂ_ｉ）を満たしているとの決定８１６が行われた場合、方法８００は終了する（８２０）。一方、停止基準が満たされていない場合に、ｉをｉ＋１にする設定８１８が行われ得る。そして、方法８００は、新しい独立値Ｂ_ｎｅｗの生成８０６に戻る。

以下の例は、方法８００の一例をさらに示す。１つの構成では、ｋ＝２、ｗ＝８、およびｎ＝１０である。ＱＰＳＫ変調が用いられ、必要なシンボル分配は“７Ａ １Ｂ １Ｃ １Ｄ”となり得る。このシンボル分配を満たすコードワードの合計数は、

となり得る。ｗ＝８であるので、７２０個のコードワードのうち、２^８個のコードワード（すなわち２５６個のコードワード）がコードブックになり得る。コードワードの考えられる組み合わせは、合計で

だけ存在し得る。評価Ｌの最大数は５０，０００となり得る。各試行において、２５６個のコードワードがコードブックＢとなるようランダムに選択され、Ｐ（Ｂ）が算出され得る。５０，０００の試行の後、上記の方法８００の結果として得られるコードブックは、最終的なコードブックＢとして決定される。

図９は、コードブックを生成するための方法９００のさらなる例を示すフロー図である。方法９００は、図８に示す方法８００から生成される結果に対して帰納的最適化を適用する。方法８００と同様に、閾値が規定され得る。考えられる２つの候補の閾値には、試行Ｔの数および２つの試行の性能指標の間の差（ｒ）が含まれる。Ｂ^＊の初期値の選択９０２が行われ得る。１つの例では、方法８００の結果から得たＢが選択され得る。例えば、Ｂ^＊∈Ｓである。一定の値の範囲内にあるＢ^＊までの合計距離を生み出すコードワードのセットの決定９０４が行われ得る。例えば、コードワードｃ_Ｘ、Ｘ＝｛ｘ_１、．．．、ｘ_Ｙ｝のセットの決定９０４は、コードブックＢ^＊までの合計距離が最小であり、

となるように、（または、ハミング距離が用いられる場合に、

となるように）行われる。コードワードＰのセットは、Ｘと同じサイズを有していても良い。カウント値ｉをゼロにする設定９０６が行われ、Ｐ（Ｂ^＊）の算出が行われ得る。さらに、ｃ_Ｘをｃ_ｉで置換することによって値Ｂ_ｎｅｗが生成され得るが、該ｃ_ｉは、新しい値
Ｂ_ｎｅｗ∈Ｓを得るために、Ｃ＝Ｓ−Ｂ^＊から選択するコードワードのセットであり得る。１つの例では、ｃ_ｉは、ｃ_Ｘと同じ数のコードワードを含む。

１つの構成では、Ｐ（Ｂ_ｎｅｗ）およびＰ（Ｂ_ｉ）の算出９０８が行われ得る。性能基準が満たされているかどうかについての決定９１０が行われ得る。性能基準１および基準２について、Ｐ（Ｂ_ｎｅｗ）＜Ｐ（Ｂ_ｉ）である場合（性能基準３および基準４について、Ｐ（Ｂ_ｎｅｗ）＞Ｐ（Ｂ_ｉ）である場合）に、Ｂ_ｉ＋１＝Ｂ_ｎｅｗの設定９１４が行われる。しかしながら、性能基準１および基準２について、Ｐ（Ｂ_ｎｅｗ）＜Ｐ（Ｂ_ｉ）である場合（基準３および基準４について、Ｐ（Ｂ_ｎｅｗ）＞Ｐ（Ｂ_ｉ）である場合）に、Ｂ_ｉ＋１＝Ｂ_ｉにする設定９１２が行われる。

停止基準が満たされているかどうかについての決定９１６が行われ得る。例えば、評価Ｌの最大数に達した、またはＢについての現在の予測値が閾値ｒ＜Ｐ（Ｂ_ｉ＋１）−Ｐ（Ｂ_ｉ）を満たしている場合に、方法９００は終了し得る（９２０）。一方、停止基準が満たされていないとの決定９１６がなされた場合に、ｉをｉ＋１にする設定９１８が行われ得る。方法９００は、Ｐ（Ｂ_ｎｅｗ）およびＰ（Ｂ_ｉ）の算出９０８に戻る。

以下の例は、方法９００の一例をさらに示す。１つの構成では、ｋ＝２、ｗ＝８、およびｎ＝１０である。ＱＰＳＫ変調が用いられ、必要なシンボル分配は“７Ａ １Ｂ １Ｃ １Ｄ”となり得る。このシンボル分配を満たすコードワードの合計数は、

となり得る。ｗ＝８なので、７２０個のコードワードのうち、２^８個のコードワード（すなわち２５６個のコードワード）がコードブックになり得る。コードワードの考えられる組み合わせは、合計で

だけ存在し得る。この例では、方法８００の結果を、Ｂ^＊として用いる。１つの例では、Ｙは、ｃ_Ｘがｃ_ｉで置換されるときに変更されるコードワードの数を示し得る。Ｙ＝１の場合、４６４の試行を全て（すなわち７２０−２５６＝４６４）調査する必要があり得る。１つの例では、Ｌは４６４に選択され得る。Ｙ＝２の場合、

の試行が全て調査され得る。すなわち、Ｙ≧の場合、コードブックを生成するアルゴリズムを早期に停止するために、Ｌについて大きな値を設定してもよい。

図１０は、開示の装置の一例に基づく基地局１００８のブロック図である。１つ以上の基地局１００８が、本明細書において開示される様々なシステムおよび方法を実行するために用いられ得る。基地局１００８は、基地局コントローラ、基地局トランシーバなどであっても良い。基地局１００８は、送信器１０１０および受信器１０１２を含むトランシーバ１０２０を有する。トランシーバ１０２０は、アンテナ１０１８に連結されていても良い。基地局１００８は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１０１４、汎用プロセッサ１００２、メモリ１００４、および通信インターフェイス１００６をさらに有する。基地局１００８の様々な構成要素は、ハウジング１０２２内に含まれていても良い。

プロセッサ１００２は、基地局１００８の動作を制御し得る。プロセッサ１００２はまた、ＣＰＵと称され得る。読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の両方を有することが可能なメモリ１００４は、命令およびデータをプロセッサ１００２に供給する。メモリ１００４の一部はまた、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）を有していても良い。

図１１は、通信装置１１０１において用いられ得る様々な構成要素を示す。通信装置１１０２は、移動局、携帯電話、アクセスターミナル、ユーザ装備など、いかなるタイプの通信装置を有していても良い。通信装置１１０２は、通信装置１１０２の動作を制御するプロセッサ１１０６を有する。プロセッサ１１０６はまた、ＣＰＵとも称される。読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の両方を有することが可能なメモリ１１０８は、プロセッサ１１０６に命令およびデータを供給する。メモリ１１０８の一部はまた、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）を有していても良い。

通信装置１１０２はまた、データの送受信ができるように送信器１１１２および受信器１１１４を含むハウジング１１２２を含んでいても良い。送信器１１１２および受信器１１１４は、トランシーバ１１２４に組み合わされていても良い。アンテナ１１２６は、ハウジング１１２２に取り付けられ、トランシーバ１１２４に電気的に結合される。追加のアンテナ（図示せず）も用いても良い。

通信装置１１０２はまた、トランシーバ１１２４によって受信された信号のレベルを検出し、定量化するために用いられる信号検出器１１１０を含み得る。信号検出器１１１０は、合計エネルギー、パイロットエネルギー、パワースペクトル密度などの信号、および他の信号を検出する。

状態変化器１１１６は、現在の状態、およびトランシーバ１１２４によって受信され、信号検出器１１１０によって検出された追加信号に基づいて、通信装置１１０２の状態を制御する。通信装置１１０２は、多数の状態のうち、いずれか１つにおいて動作可能であり得る。

通信装置１１０２における様々な構成要素は、データバスに加えて、電源バス、制御信号バス、およびステータス信号バスによって連結される。しかしながら、図１１では、明確にするために、様々なバスをバスシステム１１２０として示す。通信装置１１０２はまた、信号処理に用いられるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１１１８を含んでいても良い。図１１に示す通信装置１１０２は、特定の構成要素の一覧表というよりは、機能的ブロック図である。

本明細書において用いられるような、“決定”という用語は、多様な作用を包含し、そのため“決定”という用語は、算出、演算、処理、導出、調査、検討（例えば、表、データベース、または他のデータ構造の検討）、確認などを含み得る。また、“決定”という用語は、受信（例えば、情報の受信）、取得（例えば、メモリに記録されているデータの取得）なども含み得る。さらに、“決定”という用語は、分解、選択、選定、確立なども含み得る。

“基づいて”という表現は、特に明記しない限り、“のみに基づく”という意味ではない。言い換えると、“基づいて”という表現は、“のみに基づく”という意味と“少なくとも基づく”という意味との両方を示す。

本明細書において説明に用いた様々な論理ブロック、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信号（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブルロジックデバイス、個々のゲートまたはトランジスタロジック、本明細書において記載される機能を実行するために設計される個々のハードウェアコンポーネントまたはそれらの任意の組み合わせを用いて実施または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであっても良いが、あるいは、上記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、または状態機械であっても良い。プロセッサはまた、演算装置の組み合わせとして実行され得る。例えば、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の組み合わせ、ＤＳＰコアまたは他の任意の構成と連係する１つ以上のマイクロプロセッサの組み合わせとして実行され得る。

本明細書において記載される方法またはアルゴリズムにおける工程は、直接ハードウェアにおいて実施されても良いし、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において実施されても良いし、または、これら２つの組み合わせにおいて実施されても良い。ソフトウェアモジュールは、公知の記憶媒体に設けられていても良く、該記録媒体はいかなる形態であっても良い。使用可能な記憶媒体のいくつかの例としては、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、リムーバブルディスク、ＣＤ-ＲＯＭなどが挙げられる。ソフトウェアモジュールは、単一の命令を含んでいても良いし、または多くの命令を含んでいても良く、異なるプログラム間、および複数の記憶媒体を横切るいくつかの異なるコードセグメントに分配され得る。模範的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体に対して情報の読み書きが行えるようにプロセッサと連結され得る。または、記憶媒体はプロセッサと一体であっても良い。

本明細書において開示される方法は、本明細書において説明した方法を達成するための１つ以上の工程または動作を含む。方法の工程および／または動作は、請求項の範囲から逸脱することなく、互いに交換可能である。言い換えると、本命最初において記述した方法において適切な操作のために、特定の順番の工程または動作が必要とされない限り、特定の工程および／または動作の順番および／または使用は、請求項の範囲を逸脱しない程度に変更させても良い。

本明細書において説明される機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせにおいて実施され得る。ソフトウェアにおいて実施される場合、上記機能は、１つ以上の命令としてコンピュータ読み取り可能な媒体に記憶され得る。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータがアクセス可能な利用可能媒体であれば、いかなる媒体であっても良い。特に限定するわけではないが、一例としてコンピュータ読み取り可能な媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＲ-ＲＯＭまたは他の光学ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置など、命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを移動または記憶するために用いられ、コンピュータによってアクセスされ得る他の任意の媒体を含み得る。ディスク、および本明細書において用いられるようなディスクには、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク、光学ディスク、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、およびブルーレイディスク（登録商標）が含まれるが、ディスクは通常、磁気的にデータを再生し、また一方では、ディスクはレーザーを用いて光学的にデータを再生する。

ソフトウェアまたは命令はまた、送信媒体を介して送信され得る。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または、赤外線、無線およびマイクロ波などの無線技術を用いて、ウェブサイト、サーバ、または他の遠隔ソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または、赤外線、無線、およびマイクロ波などの無線技術は、送信媒体の定義に含まれる。

請求項は、上記の構成および構成要素に厳密に限定されるものではないということを理解すべきである。請求項の範囲を逸脱しない程度に、システム、方法、および装置の構成、動作、および詳細において、様々な修正、変更、および変形を行っても良い。

Claims (21)

1. 第２のメッセージを符号化するためのコードブックを生成する方法であって、
   前記第２のメッセージを符号化し、変調した後のシンボルの分配パターンを、第１のメッセージに基づいて決定する工程と、
   前記シンボルの分配パターンに基づく第１のコードワード数を決定する工程と、
   前記第１のコードワード数のコードワードの中から、コードワードのサブセットを選択する工程と、
   前記コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たす場合に、前記コードワードのサブセットを前記コードブックに含める工程と、を含むことを特徴とする方法。
2. 第２のコードワード数を算出する工程をさらに含み、
   前記第２のコードワード数は、前記コードブックに必要とされるコードワードの数を示すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のコードワード数と前記第２のコードワード数とに基づいて、コードワードの考えられる組み合わせを算出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記コードワードの考えられる組み合わせごとに、性能指標を算出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記コードワードの考えられる組み合わせのうちのある一つの組み合わせの前記性能指標が、前記コードワードの考えられる組み合わせのうちの他の組み合わせの前記性能指標よりも良好であるかどうかを決定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記コードワードの考えられる組み合わせのうちのある一つの組み合わせの前記性能指標が、前記コードワードの考えられる組み合わせのうちの他の組み合わせの前記性能指標よりも良好である場合に、前記ある一つの組み合わせと関連する前記コードワードを、前記コードブックに含める工程をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記性能基準は、コードワード間の最小平均ユークリッド距離を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記性能基準は、コードワード間の最小平均ハミング距離を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記性能基準は、コードワード間の最小ハミング距離の最大値を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記性能基準は、コードワード間の最小ユークリッド距離の最大値を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. コードブックＢの初期値を選択する工程と、コードブックＢ^＊の初期値を選択する工程とをさらに含み、
    値Ｂ^＊は、値Ｂに基づいて選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. コードワードのセットを決定する工程をさらに含み、
    前記セットに含まれるコードワードの前記コードブックＢ^＊までの合計距離は、他のコードワードのセットの前記コードブックＢ^＊までの合計距離よりも小さいことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 新しい独立値Ｂ_ｎｅｗを生成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 第１性能基準Ｐ（Ｂ_ｎｅｗ）および第２性能基準Ｐ（Ｂ_ｉ）を算出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記性能基準が満たされる場合に、Ｂ_ｉ＋１＝Ｂ_ｎｅｗに設定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記コードブックの生成を終了させるための条件を設定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
17. 第２のメッセージを符号化するためのコードブックを生成するように構成される通信装置であって、
    前記第２のメッセージを符号化し、変調した後のシンボルの分配パターンを、第１のメッセージの値に基づいて決定し、前記シンボルの分配パターンに基づいて、第１のコードワード数を決定する決定ユニットと、
    前記第１のコードワード数のコードワードの中から、コードワードのサブセットを選択する選択ユニットと、
    前記コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たす場合に、前記コードワードのサブセットを前記コードブックに含ませる分類ユニットと、を備えることを特徴とする通信装置。
18. 第２のコードワード数を算出する算出ユニットをさらに備え、
    前記第２のコードワード数は、前記コードブックに必要とされるコードワードの数を示すことを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
19. 前記通信装置はモバイルユーザ装置であることを特徴とする請求項１７または１８に記載の通信装置。
20. 前記通信装置は基地局であることを特徴とする請求項１７または１８に記載の通信装置。
21. 実行可能な命令を含むコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    前記命令は、
    第２のメッセージを符号化するためのコードブックを生成する命令であって、
    前記第２のメッセージを符号化し、変調した後のシンボルの分配パターンを、第１のメッセージに基づいて決定することと、
    前記シンボルの前記分配パターンに基づく第１のコードワード数を決定することと、
    前記第１のコードワード数のコードワードの中から、コードワードのサブセットを選択することと、
    前記コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たす場合に、前記コードワードのサブセットをコードブックに含めることと、を実行可能であることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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