(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットに含まれたデータに関連付けられたエラー検出符号（５１、７７）を含むデータパケット（５０、７４）を受信するステップであって、エラー検出符号に関連付けられたデータが、一次データ（５２、７５）および二次データ（５３、７６）を含む、受信するステップと、
関連付けられたデータの誤った状態を検出するために、受信されたパケットのエラー検出符号を検査するステップと、
誤った状態が検出されたときに、一次データのための有限の組の候補値を決定するステップ（８６）と、
その組の各候補値について、
受信されたパケットのエラー検出符号に応じて、複数の二次データに係る尤度の和を計算することにより前記候補値の周辺尤度を決定するステップと、
受信されたパケットの一次データと前記候補値との第１の相関を決定するステップと、
前記周辺尤度および前記第１の相関に応じて、その組の候補値の中で、一次データのための訂正値を選択するステップと
を含む、伝送エラーを回復するための方法。
【請求項２】
候補値の周辺尤度を決定するステップが、
二次データのための有限の組の複数の潜在値を決定するステップと、
二次データの複数の潜在値を、それぞれのエラー検出符号値に関連付けられたサブセットに分類するステップであって、サブセット内の二次データのすべての潜在値が、一次データの候補値と組み合わせられるときに、関連付けられたエラー検出符号値を生じるように選択される、分類するステップと、
サブセットごとに、受信されたパケットの二次データおよび受信されたパケットのエラー検出符号に応じて、サブセットに属する二次データの周辺尤度を決定するステップと、
すべての前記サブセットのための前記周辺尤度を累積することによって、候補値の前記周辺尤度を決定するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
サブセットに属する二次データの周辺尤度を決定するステップが、
サブセットに関連付けられたエラー検出符号値と、受信されたパケットのエラー検出符号との第２の相関を決定するステップと、
サブセット内の二次データの潜在値と、受信されたパケットの二次データとの第３の相関を決定するステップと、
前記第２の相関および前記第３の相関に応じて、サブセットに属する二次データの周辺尤度を決定するステップと
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
候補値の周辺尤度を決定するステップが、
受信されたパケットのエラー検出符号を複数のブロックに分割するステップと、
受信されたパケットのエラー検出符号のブロックごとに、前記ブロックに応じて、候補値の部分的な周辺尤度を決定するステップと、
エラー検出符号のすべてのブロックに関連付けられた部分的な周辺尤度に応じて、候補値の前記周辺尤度を決定するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
候補値の部分的な周辺尤度を決定するステップが、
二次データのための有限の組の潜在値を決定するステップと、
二次データの潜在値を、エラー検出符号のブロックのそれぞれの値に関連付けられたサブセットに分類するステップであって、サブセット内の二次データのすべての潜在値が、一次データの候補値と組み合わせられるときに、関連付けられたブロック値を生じるように選択される、分類するステップと、
サブセットごとに、受信されたパケットの二次データおよび受信されたパケットのエラー検出符号のブロックに応じて、サブセットに属する二次データの部分的な周辺尤度を決定するステップと、
すべての前記サブセットのための前記部分的な周辺尤度を累積することによって、候補値の前記部分的な周辺尤度を決定するステップと
を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
サブセットに属する二次データの部分的な周辺尤度を決定するステップが、
サブセットに関連付けられたブロック値と、受信されたパケットのエラー検出符号のブロックとの第２の相関を決定するステップと、
サブセット内の二次データの潜在値と、受信されたパケットの二次データとの第３の相関を決定するステップと、
前記第２の相関および前記第３の相関に応じて、サブセットに属する二次データの部分的な周辺尤度を決定するステップと
を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
二次データの潜在値を、それぞれのエラー検出符号値またはそれぞれのブロック値に関連付けられたサブセットに分類するステップが、二次データの潜在値のトレリス表現を構成するステップを含む、請求項２から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
トレリス表現が、より低い深度値からより高い深度値へと構成され、トレリスの深度が、すでに決定された二次データのいくつかのビットを表す、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
トレリス表現が、より高い深度値からより低い深度値へと構成され、トレリスの深度が、すでに決定された二次データのいくつかのビットを表す、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
二次データのための有限の組の潜在値が、二次データのために確保されたパケットのフィールドのデータの各々および全てのビットについて、すべての可能性のある２進値の組合せを含む、請求項２から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
パケットが、プロトコルデータユニット（５０）を含み、一次データが、プロトコルデータユニットの制御データ（５２）を含み、二次データが、プロトコルデータユニットのサービスデータ（５３）を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
制御データの訂正値に応じて、受信されたプロトコルデータユニットのサービスデータ（５３）を処理するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
パケット（７４）が、スケーラブルなビデオコーデックによって符号化されたビデオデータを含み、一次データ（７５）が、基層に対応するビデオデータを含み、二次データ（７６）が、強化層に対応するビデオデータを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
パケットに含まれたデータ（７５、７６、７８）に関連付けられたエラー検出符号（７７）を含むデータパケット（７４）を受信するための入力手段（９１）であって、エラー検出符号に関連付けられたデータが、一次データ（７５）および二次データ（７６）を含む、入力手段（９１）と、
関連付けられたデータの誤った状態を検出するために、受信されたパケットのエラー検出符号を検査するためのエラー検出符号検査手段（９２）と、
一次データのための有限の組の候補値を、その組の各候補値について決定し、受信されたパケットのエラー検出符号に応じて、複数の二次データに係る尤度の和を計算することにより前記候補値の周辺尤度を決定し、受信されたパケットの一次データと前記候補値との第１の相関を決定し、前記周辺尤度および前記第１の相関に応じて、その組の候補値の中で、一次データのための訂正値を選択する、ように動作可能な一次データ訂正手段（９４）と
を含む、伝送エラーを回復するためのデバイス（９０）。
【請求項１５】
パケットが、プロトコルデータユニット（５０）を含み、一次データが、プロトコルデータユニットの制御データ（５２）を含み、二次データが、プロトコルデータユニットのサービスデータ（５３）を含み、処理モジュールが、前記制御データに応じて前記サービスデータを処理するように動作可能である、請求項１４に記載のデバイス及び処理モジュール（９３）を含む透過的なプロトコル層復号器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、プロトコル、またはいくつかのプロトコル層のスタックに対応するプロトコルデータユニットを使用する、データ伝送、および伝送エラーの回復の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ほとんどのネットワーキング通信プロセスは、層状にモデル化されている。この層による表現が、プロトコル群における層のスタックを指す、用語プロトコルスタックにつながる。通信プロセスを層に分割することにより、プロトコルスタックは、労力の分割、たとえばソフトウェアを介した実装のたやすさ、ソフトウェアの符号テストのしやすさ、および代替層の実装を発展させる能力を可能にする。層は、その上下の層と、簡潔なインターフェースを介して通信する。この点において、層は、その直上の層にサービスを提供し、直下の層によって提供されるサービス、たとえばトランスポートサービスを利用する。各層では、プロトコルが、層のサービスを提供するために必要な規則の組を参照する。
【０００３】
通信ネットワークでは、所与のプロトコル層を実装するネットワークデバイスが、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）の形式でデータを送受信する。ＰＤＵの符号化構文は、プロトコル層の属性である。ＰＤＵは、プロトコル層の制御データ、およびサービスデータを含む。サービスデータは、クライアントデータ、すなわち、プロトコル層のインターフェースから来るデータであり、このデータのために層のサービスが使用される。しばしば、サービスデータは、ペイロードと呼ばれる。制御データは、プロトコル層によって提供されるサービスを特定し、制御するのに必要なデータである。通常、制御データは、ＰＤＵのヘッダに配置される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｒ．Ｂａｕｅｒ  ａｎｄ  Ｊ．Ｈａｇｅｎａｕｅｒ．「Ｏｎ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｓｏｕｒｃｅ／Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ」、ｉｎ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＤＣＣ、２７２−２８２頁、Ｓｎｏｗｂｉｒｄ、ＵＴ、１９９８
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の目的に従って、本発明の実施形態は、伝送エラーを回復するための方法を提供し、方法は以下のステップを含む：
プロトコル層に対応するプロトコルデータユニットを受信するステップであって、前記プロトコルデータユニットのフォーマットが、制御データのための少なくとも１つの制御フィールドと、前記制御データに関連付けられたエラー検出符号のための少なくとも１つのエラー検出フィールドと、サービスデータのための少なくとも１つのサービスフィールドとを含む、受信するステップ、
制御データの誤った状態を検出するために、プロトコルデータユニットのエラー検出符号を検査するステップ、
誤った状態が検出されたときに、制御データのための有限の組の候補値を決定し、その組の候補値に関連付けられたエラー検出符号値を決定するステップ、
受信されたプロトコルデータユニットの制御データと、それぞれの候補値との第１の相関、すなわち類似性を決定するステップ、
受信されたプロトコルデータユニットのエラー検出符号と、それぞれの候補値に関連付けられたエラー検出符号値との第２の相関、すなわち類似性を決定するステップ、ならびに
前記第１の相関および前記第２の相関の関数として、その組の候補値の中で、制御データのための訂正値を選択するステップ。
【０００６】
特定の実施形態では、候補値を決定するステップが、制御フィールドの第１の部分のための単一の候補値を決定するステップと、制御フィールドの第２の部分のための複数の候補値を決定するステップと、制御フィールドの第１の部分の単一の候補値を、第２の部分の各候補値と組み合わせるステップとを含む。実施形態では、制御フィールドの第１の部分は、制御フィールドの１つまたは複数のサブフィールドを含む。そのようなサブフィールドは、知られているフィールド、または予測可能なフィールドと呼ばれることがある。実施形態では、制御フィールドの第２の部分は、制御フィールドの１つまたは複数のサブフィールドを含む。そのようなフィールドは、未知のフィールドと呼ばれることがある。
【０００７】
第１の目的に従って、本発明の実施形態は、プロトコル層に対応するプロトコルデータユニットの制御データを回復するためのデバイスも提供し、前記プロトコルデータユニットのフォーマットが、制御データのための少なくとも１つの制御フィールドと、前記制御データに関連付けられたエラー検出符号のための少なくとも１つのエラー検出フィールドと、サービスデータのための少なくとも１つのサービスフィールドとを含み、デバイスは以下を含む：
プロトコルデータユニットを受信するための入力手段、
制御データの誤った状態を検出するために、プロトコルデータユニットのエラー検出符号を検査するためのエラー検出符号検査手段、ならびに
制御データのための有限の組の候補値を決定し、その組の候補値に関連付けられたエラー検出符号値を決定し、受信されたプロトコルデータユニットの制御データと、それぞれの候補値との第１の相関を決定し、受信されたプロトコルデータユニットのエラー検出符号と、それぞれの候補値に関連付けられたエラー検出符号値との第２の相関を決定し、前記第１の相関および前記第２の相関の関数として、その組の候補値の中で、制御データの訂正値を選択する、ように動作可能な制御データ訂正手段。
【０００８】
第２の目的に従って、本発明の実施形態は、伝送エラーを回復するための方法を提供し、方法は以下を含む：
パケットに含まれたデータのうちの少なくともいくつかに関連付けられたエラー検出符号を含むデータパケットを受信するステップであって、エラー検出符号に関連付けられたデータが、一次データおよび二次データを含む、受信するステップ、
関連付けられたデータの誤った状態を検出するために、受信されたパケットのエラー検出符号を検査するステップ、
誤った状態が検出されたときに、一次データのための有限の組の候補値を、その組の各候補値について決定するステップ：
受信されたパケットのエラー検出符号の関数として、候補値の周辺尤度を決定するステップ、
受信されたパケットの一次データと候補値との第１の相関を決定するステップ、ならびに
前記周辺尤度および前記第１の相関の関数として、その組の候補値の中で、一次データのための訂正値を選択するステップ。
【０００９】
この方法は、一次データの中にエラーがある場合に、見つかったエラーを訂正するために使用されることができ、二次データの中にエラーがある場合に、見つかったエラーの訂正を必ずしも試みることなく、使用されることができる。実施形態では、一次データは、二次データに比べて、高い重要性、もしくは高い優先度、または高い信頼性制約を有するデータを含む。そのような方法は、ＰＤＵの処理に必要な制御データを回復するためのプロトコル層復号器において適用されることができ、一方で、サービスデータは二次データとして扱われる。
【００１０】
ある実施形態では、候補値の周辺尤度を決定するステップが以下を含む：
二次データのための有限の組の潜在値を決定するステップ、
二次データの潜在値を、それぞれのエラー検出符号値に関連付けられたサブセットに分類するステップであって、サブセット内の二次データのすべての潜在値が、一次データの候補値と組み合わせられるときに、関連付けられたエラー検出符号値を生じるように選択される、分類するステップ、
サブセットごとに、受信されたパケットの二次データおよび受信されたパケットのエラー検出符号の関数として、サブセットに属する二次データの周辺尤度を決定するステップ、
すべての前記サブセットのための前記周辺尤度を累積することによって、候補値の前記周辺尤度を決定するステップ。
【００１１】
ある実施形態では、サブセットに属する二次データの周辺尤度を決定するステップが以下を含む：
サブセットに関連付けられたエラー検出符号値と、受信されたパケットのエラー検出符号との第２の相関を決定するステップ、
サブセット内の二次データの潜在値と、受信されたパケットの二次データとの第３の相関を決定するステップ、ならびに
前記第２の相関および前記第３の相関の関数として、サブセットに属する二次データの周辺尤度を決定するステップ。
【００１２】
有利な実施形態において、候補値の周辺尤度を決定するステップが以下を含む：
受信されたパケットのエラー検出符号を複数のブロックに分割するステップ、
受信されたパケットのエラー検出符号のブロックごとに、前記ブロックの関数として、候補値の部分的な周辺尤度を決定するステップ、および
エラー検出符号のすべてのブロックに関連付けられた部分的な周辺尤度の関数として、候補値の前記周辺尤度を決定するステップ。
【００１３】
ある実施形態では、候補値の部分的な周辺尤度を決定するステップが以下を含む：
二次データのための有限の組の潜在値を決定するステップ、
二次データの潜在値を、エラー検出符号のブロックのそれぞれの値に関連付けられたサブセットに分類するステップであって、サブセット内の二次データのすべての潜在値が、一次データの候補値と組み合わせられるときに、関連付けられたブロック値を生じるように選択される、分類するステップ、
サブセットごとに、受信されたパケットの二次データおよび受信されたパケットのエラー検出符号のブロックの関数として、サブセットに属する二次データの部分的な周辺尤度を決定するステップ、ならびに
すべての前記サブセットのための前記部分的な周辺尤度を累積することによって、候補値の前記部分的な周辺尤度を決定するステップ。
【００１４】
ある実施形態では、サブセットに属する二次データの部分的な周辺尤度を決定するステップが以下を含む：
サブセットに関連付けられたブロック値と、受信されたパケットのエラー検出符号のブロックとの第２の相関を決定するステップ、
サブセット内の二次データの潜在値と、受信されたパケットの二次データとの第３の相関を決定するステップ、ならびに
前記第２の相関および前記第３の相関の関数として、サブセットに属する二次データの部分的な周辺尤度を決定するステップ。
【００１５】
ある実施形態では、二次データの潜在値を、それぞれのエラー検出符号値またはそれぞれのブロック値に関連付けられたサブセットに分類するステップが、二次データの潜在値のトレリス表現を構成するステップを含む。
【００１６】
ある実施形態では、トレリス表現が、より低い深度値からより高い深度値へと構成され、トレリスの深度が、既に決定された二次データのいくつかのビットを表す。
【００１７】
別の実施形態では、トレリス表現が、より高い深度値からより低い深度値へと構成され、トレリスの深度が、既に決定された二次データのいくつかのビットを表す。
【００１８】
ある実施形態では、二次データ潜在値の同じ組が、一次データのすべての候補値のために使用される。したがって、この組は一度だけ決定されることができる。他の実施形態では、二次データ潜在値の異なる組が、一次データの異なる候補値のために使用されることができる。
【００１９】
ある実施形態では、二次データのための有限の組の潜在値が、二次データのために確保されたパケットのフィールドのデータのビット１つ残らずについて、すべての可能性のある２進値の組合せを含む。
【００２０】
ある実施形態では、パケットが、プロトコルデータユニットを含み、一次データが、プロトコルデータユニットの制御データを含み、二次データが、プロトコルデータユニットのサービスデータを含む。方法は、制御データの訂正値の関数として、受信されたプロトコルデータユニットのサービスデータを処理するステップを含むことができる。
【００２１】
別の実施形態では、パケットが、スケーラブルなビデオコーデックによって符号化されたビデオデータを含み、一次データが、基層に対応するビデオデータを含み、二次データが、強化層に対応するビデオデータを含む。
【００２２】
第２の目的に従って、本発明の実施形態は、伝送エラーを回復するためのデバイスを提供し、デバイスは以下を含む：
パケットに含まれたデータのうちの少なくともいくつかに関連付けられたエラー検出符号を含むデータパケットを受信するための入力手段であって、エラー検出符号に関連付けられたデータが、一次データおよび二次データを含む、入力手段、
関連付けられたデータの誤った状態を検出するために、受信されたパケットのエラー検出符号を検査するためのエラー検出符号検査手段、ならびに、
一次データのための有限の組の候補値を、その組の各候補値について決定し、受信されたパケットのエラー検出符号の関数として、候補値の周辺尤度を決定し、受信されたパケットの一次データと候補値との第１の相関、すなわち類似性を決定し、その組の候補値の中で、一次データのための訂正値を、前記周辺尤度および前記第１の相関の関数として選択する、ように動作可能な一次データ訂正手段。
【００２３】
第３の目的に従って、本発明の実施形態は、ビデオデータを伝送するための方法を提供し、方法は以下のステップを含む：
基層に対応する第１のビットストリーム、および強化層に対応する第２のビットストリームを生成するために、スケーラブルなビデオコーデックにより一連のピクチャを符号化するステップ、
一連のデータパケットを生成するステップであって、各パケットが、第１のビットストリームに属する一次データと、第２のビットストリームに属する二次データと、一次データおよび二次データに関連付けられたエラー検出符号とを含む、生成するステップ、
たとえば、任意の適切な伝送プロトコルまたはプロトコルのスタックを使用して、通信チャネルを介して一連のデータパケットを伝送するステップ。
【００２４】
従属請求項が、本発明の実施形態をさらに定義する。他の実施形態は、請求項の組合せによりもたらされる。
【００２５】
本発明の実施形態は、ＰＤＵまたはパケットの選択された部分における伝送エラーを検出し、回復するためのエラー検出符号を使用する発想に基づいており、その一方で、ＰＤＵまたはパケットの他の部分に影響する潜在的なエラーは無視している。本発明の実施形態は、その妥当性にかかわらず、ＰＤＵのペイロードを引き渡すように動作可能な、透過的なプロトコル層復号器に適用されることができる。
【００２６】
本発明のこれらの、および他の態様は、図面を参照して、例として以下に説明される実施形態を参照することにより、明らかとなり、解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に従った、復号器モジュールの図表示である。
【図２】図１の復号器モジュールによって実行されてよい、透過的なプロトコル層を動作するための方法の図表示である。
【図３】図２の方法が使用されてよい、プロトコルスタックおよび対応するカプセル化スキームの実施形態を表す図である。
【図４】図３のプロトコルスタックを使用することができる、通信ネットワークの図表示である。
【図５】図４の通信ネットワークにおいて使用されてよい、本発明の実施形態に従ったデータ受信機を表す図である。
【図６】標準８０２．１１ＰＨＹプロトコル層に対応するパケットフォーマットを表す図である。
【図７】標準８０２．１１ＭＡＣプロトコル層に対応するパケットフォーマットを表す図である。
【図８】図４の通信ネットワークにおいて使用されてよい、伝送方法を表す図である。
【図９】本発明の実施形態に従った、透過的なＰＨＹプロトコル層を動作するための方法の図表示である。
【図１０】本発明の実施形態に従った、ＰＨＹ層復号器のパフォーマンスを示すグラフである。
【図１１】本発明の実施形態に従った、ＭＡＣ−Ｌｉｔｅ層復号器のパフォーマンスを示すグラフである。
【図１２】トレリス線図である。
【図１３】トレリス線図である。
【図１４】ＭＡＣ層復号器の実施形態のパフォーマンスを示すグラフである。
【図１５】実施形態に従った、伝送システムの図表示である。
【図１６】図１５の伝送システムにおいて使用されてよい、復号器モジュールの実施形態を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に従った、透過的なＰＨＹプロトコル層と透過的なＭＡＣプロトコル層とを組み合わせるための方法の図表示である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、あらかじめ定義されたプロトコルに対応するプロトコルデータユニットを復号するための復号器モジュール１０の図表示である。復号器モジュール１０は、受信機において使用されることが意図されており、この受信機は、想定しているプロトコル、または対応するプロトコルスタックに従って符号化されるデータを、送信機から通信チャネルを介して受信するものである。想定しているプロトコルにおいて、プロトコルデータユニットのフォーマットは、制御データのための少なくとも１つの制御フィールドと、前記制御データのすべてまたは一部に関連付けられたエラー検出符号のための少なくとも１つのエラー検出フィールドと、サービスデータのための少なくとも１つのサービスフィールドとを含む。ある実施形態では、ＰＤＵはパケットであり、制御フィールドはパケットのヘッダである。
【００２９】
受信機において伝送エラーの検出を可能にするために、エラー検出符号は、対象とされるべきデータからの、すなわち制御フィールドのすべてまたは一部の内容からの、送信機において計算される任意のタイプの冗長情報であってよい。実施形態では、エラー検出符号は、チェックサム、もしくは周期的冗長検査（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ／ＣＲＣ）、または前方誤り訂正符号（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｃｏｄｅ／ＦＥＣ）である。
【００３０】
復号器モジュール１０は、プロトコルデータユニットを受信するための入力モジュール１を含む。プロトコルデータユニットは、想定しているプロトコル層に応じて、多様なやり方で得られてよい。ある実施形態では、たとえば、物理層復号器に対応して、入力モジュールが、（図示しない）検出モジュールからＰＤＵを受信し、検出モジュールが、受信された一連のデータを走査して、ＰＤＵを検出する。ＰＤＵは、あらかじめ定義された一連のデータ、たとえば知られているプリアンブルを検出することによって認識されることができる。別の実施形態では、入力モジュールは、より下位のプロトコル層に対応する別の復号器モジュールからＰＤＵを受信する。
【００３１】
ＰＤＵを受信すると、入力モジュール１は、あらかじめ定義されたＰＤＵのフォーマットに従って、制御フィールドおよびエラー検出フィールドを識別し、それらのフィールドの内容を、エラー検出符号検査モジュール２に渡し、エラー検出符号検査モジュール２は、受信されたＰＤＵのエラー検出符号を使用して、対応する制御データの完全性を検査する。エラー検出符号検査が正常である、すなわち、伝送エラーがないことが明らかになると、プロトコルデータユニットの制御データは正しいと仮定される。次いでＰＤＵは、ＰＤＵのプロトコルおよび制御データの機能に従ってＰＤＵを処理する、処理モジュール３に渡される。
【００３２】
処理モジュール３の機能は、プロトコル層によって実装されているサービスによって決まる。処理モジュール３の機能は、たとえば制御データに含まれるシーケンス番号の関数として、たとえばいくつかのＰＤＵを再シーケンスすること、たとえば制御データに含まれる長さの関数として、サービスデータを区切り、カプセル化解除すること、いくつかのＰＤＵのサービスデータをまとめる、または連結すること、ＰＤＵのサービスデータをセグメント化すること、たとえば制御データに含まれるプロトコル識別子の関数としてプロトコル逆多重化するために、サービスデータが出力されなければならない行き先を選択することを含むことができる。他のタイプのサービスが、当業者には明らかであるであろう。処理モジュール３によって実行される処理によって、ＰＤＵのサービスデータが、全部もしくは一部において、または場合によっては連結されたもしくはセグメント化された形式で、復号器モジュール１０の出力４に送信される。ある実施形態では、たとえば受信されたデータがプロトコルスタックに対応する場合に、出力４は、ＰＤＵのサービスデータをより上位のプロトコル層復号器に引き渡し、処理モジュール３は、サービスデータを、このより上位のプロトコル層復号器に適合された形式にするように動作する。単一の出力が示されているが、復号器モジュール１０は、たとえば異なるタイプのペイロードを出力するためのいくつかの出力を含むことができる。処理モジュールは、ＰＤＵの制御データの関数として、出力を選択することができる。
【００３３】
ある実施形態では、以下で説明するように、処理モジュール３が、処理されているＰＤＵの制御データの選択された部分、たとえば選択されたヘッダのサブフィールドを、キャッシングモジュール５に記憶して、このデータを、層内冗長性または層間冗長性技術において使用するために利用可能にする。
【００３４】
エラー検出符号検査モジュール２によって実行されるエラー検出符号検査が正常ではない、すなわち、ＰＤＵの制御データの伝送エラーが明らかになると、ＰＤＵは、制御データを回復するよう試みる制御データ訂正モジュール６に渡される。制御データ訂正モジュール６は、誤った制御データのための有限の組の候補値を決定し、その組の候補値に関連付けられたエラー検出符号値を決定する。次いで、制御データ訂正モジュール６は、受信されたＰＤＵのエラー検出符号を使用して、あらかじめ決定された候補値の中で最もよい候補を選択する。そうするために、制御データ訂正モジュール６は、一方で、受信されたプロトコルデータユニットの制御データおよびエラー検出符号を、他方で、それぞれの候補値および関連付けられたエラー検出符号値と比較し、比較結果、すなわち比較されたデータ間の相関の関数として、その組の候補値の中で、制御データのための訂正値を選択する。
【００３５】
制御データの訂正値が選択されると、制御データ訂正モジュール６は、訂正されたＰＤＵを、処理モジュール３に送信する。処理モジュール３は上記のように動作し、しかもなお、そのケースにおけるプロトコルデータユニットの訂正された制御データの関数として動作する。
【００３６】
候補値の組は、制御フィールドのデータのビット１つ残らずについて、すべての可能性のある２進値の組合せの包括的なリストとして、簡単に構成されることができる。これは、大きさ２＊＊ｌの程度を有する計算の複雑性を招くことになり、ここで、ｌはビット数における制御フィールドの長さを表し、「＊＊」は「べき乗」を表す。
【００３７】
好ましい実施形態では、制御データ訂正モジュール６は、制御データについての予備知識、すなわち、検出されたプロトコルデータユニットに対して外部の情報に依拠して、より限定された組の候補値を構成する。制御フィールドに応じて、そのような予備知識は、異なるソース、たとえば、プロトコル層の仕様、層間冗長性もしくは層内冗長性、または一連のデータが受信される通信のコンテキストから得られることができる。
【００３８】
層内冗長性は、同じプロトコル層で伝送される情報のいくつかの識別された項目間の、一貫した、決定的な関係の存在を指し、たとえば、所与のＰＤＵのいくつかのフィールド間の関係、および／または同じプロトコル層で連続的に伝送されるＰＤＵのフィールド間の関係の存在を指す。層内冗長性は、以前のプロトコルデータユニットにおいて、特に、同じプロトコル層で、以前のＰＤＵの制御フィールドにおいて、受信されたデータの関数として、受信されたプロトコルデータユニットの制御データのための候補値、または候補値の組を決定するのに役立つことができる。
【００３９】
層間冗長性は、異なるプロトコル層で伝送される情報のいくつかの識別された項目間の、一貫した、決定的な関係の存在を指し、たとえば、第１のプロトコル層でのＰＤＵの１つまたは複数のフィールドと、第２のプロトコル層でのＰＤＵの１つまたは複数のフィールドとの関係の存在を指す。層間冗長性は、プロトコルデータユニットにおいて、特に、異なるプロトコル層で、たとえばより上位またはより下位のプロトコル層で、ＰＤＵの制御フィールドにおいて受信されたデータの関数として、所与のプロトコル層で受信されたプロトコルデータユニットの制御データのための候補値、または候補値の組を決定するのに役立つことができる。層内冗長性技術を実装するために、制御データ訂正モジュール６は、キャッシングモジュール５からデータを取り出すことができる。層間冗長性技術を実装するために、制御データ訂正モジュール６は、矢印７および矢印８で示すように、より上位またはより下位のプロトコル層における同様のキャッシングモジュールからデータを取り出すことができる。
【００４０】
通信のコンテキストとは、送信機と受信機との間の通信セッション全体にわたって知られているパラメータを指す。そのようなパラメータは、送信機および受信機において固定して構成されるか、または通信チャネルの確立の早い段階において、たとえば、ワイヤレス端末と、ワイヤレス基地局またはアクセスポイントとの接続手続きにおいて、ネゴシエートされることができる。静的な、または動的なコンテキストパラメータが、やはりワイヤレス基地局またはアクセスポイントによって送信されるシグナリングメッセージにおいて伝送されてよい。ある実施形態では、制御データ訂正モジュール６は、そのようなパラメータが、たとえばコンフィギュレーションファイルに記憶されている場合に、受信機のメモリ９からデータを取り出すことができる。結果として、そのようなパラメータに対応するサブフィールドのための候補値は、メモリ９にアクセスすることによって、決定されることができる。
【００４１】
ある実施形態では、制御データ訂正モジュール６は、ＰＤＵの制御フィールドのための候補値の組をできる限り減少させるために、想定しているプロトコル層の仕様を統合する。たとえば、プロトコル層の仕様は、制御フィールドのサブフィールドに、あらかじめ定義された定数値を提供することができる。したがって、制御データ訂正モジュール６は、このサブフィールドがあらかじめ定義された値に設定される候補値のみを考慮する。別のサブフィールドに対し、プロトコル層の仕様は、可能な値の限定されたリストを提供することができる。したがって、制御データ訂正モジュール６は、このサブフィールドがこの限定されたリストにおいて選択された値に設定される候補値のみを考慮する。ここで、「限定された」とは、リストが、サブフィールドのデータのビット１つ残らずについてのすべての２進値の組合せよりも少ない値を含むことを意味する。
【００４２】
ある実施形態では、制御データ訂正モジュール６は、層内冗長性に依拠して、比較的静的なパラメータ、すなわち受信された１つのＰＤＵから次のＰＤＵまで変化しそうにないパラメータに対応する、制御フィールドのサブフィールドのための候補値を決定する。層内冗長性はまた、パラメータを含むサブフィールドのための候補値を決定するのに使用されることができ、このパラメータは、受信された１つのＰＤＵから次のＰＤＵへと、たとえば、それ以前に受信された値をインクリメントする、またはデクリメントすることによって、あらかじめ定義されたやり方で進化する。そのようなサブフィールドでは、制御データ訂正モジュール６は、それ以前に検出されたプロトコルデータユニットの前記サブフィールドに配置されている制御データの関数として、プロトコルデータユニットのサブフィールドのための候補値を決定する。
【００４３】
いくつかのケースでは、プロトコルスタックは、同じ、または異なるプロトコル層における複数のフィールドを含むことができ、この複数のフィールドは、類似した情報項目、またはあらかじめ定義された相関法によって相関した情報項目を含む。対応する実施形態では、制御データ訂正モジュール６は、そのようなあらかじめ定義された相関法を、層内冗長性または層間冗長性技術と組み合わせて使用して、ＰＤＵの制御フィールドのサブフィールドのための１つまたは複数の候補値を決定する。たとえば、第１のプロトコル層におけるＰＤＵは、第２のプロトコル層のＰＤＵをカプセル化する、すなわち、第２の層ＰＤＵをサービスフィールドに保持する。第１の層におけるＰＤＵのフォーマットは、サービスデータの長さを表す第１のサブフィールド、およびサービスデータの伝送速度を表す第２のサブフィールドを含む。第２の層におけるＰＤＵのフォーマットは、次の第２の層ＰＤＵを伝送するための期間を表す第３のサブフィールドを含む。したがって、１つの第２の層ＰＤＵにおいて受信される期間が、受信されるべき次の第２の層ＰＤＵの長さと、それをカプセル化するＰＤＵの第１のフィールドの値との関係を決定するのを可能にする。他の層間冗長性の例、たとえば異なる層において冗長的に伝送される類似した情報項目が、ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰプロトコルスタックにおいて見られることがある。
【００４４】
さらなる実施形態では、第１の層におけるサービスフィールドは、第２の層の１つのＰＤＵを正確に保持するのに使用される。第１のサブフィールドと、第１の層において受信されるべき後続のＰＤＵの第２のサブフィールドとの単純な関係が、こうして得られる。その関係を満たす候補値のみを保有することによって、制御データ訂正モジュール６は、その後続のＰＤＵの制御データがエラーを有する場合に、その制御データを訂正するための考慮されるべき候補値の組を、大幅に減少させることができる。
【００４５】
好ましい実施形態では、ＰＤＵのサービスデータは、制御データとは対照的に、伝送エラーについて復号器モジュール１０によって検査されない。したがって復号器モジュール１０は、ＰＤＵのペイロードを、正しいにせよ、損傷されているにせよ、出力することができる、いわゆる透過的なプロトコル層を実装する。受信されたＰＤＵの誤った制御データの訂正を可能にすることにより、復号器モジュール１０は、対応するプロトコル層において受信されたＰＤＵのより大きな部分を解釈し、処理することができ、したがって、サービスデータの量、たとえば、次のプロトコル層またはアプリケーション層に達するペイロードの数を増やす。好ましくは、復号器モジュール１０は、プロトコルデータユニットのサービスデータを軟情報として受信し、それをその形式で処理し、それにより、サービスデータに対応する軟情報が、次のプロトコル層、またはアプリケーション層に出力される。ここで、軟情報は、ロジック「０」を示す「Ｌ」レベルと、ロジック「１」を示す「Ｈ」レベルとの間のいくつかのレベルを含む標本化信号を指す。対照的に、硬情報は、ロジック「０」およびロジック「１」に関して単に定量化された、標本化信号を指す。サービスデータの軟情報を次の層に渡すことにより、次の層において、効率的な復号化技術、またはエラー訂正技術を使用することが可能になる。ある実施形態では、軟情報の形式のアプリケーションデータが、受信機の１つまたは複数の透過的なプロトコル層を通して、多くのエラーが訂正されるのを可能にする情報源・通信路結合復号化技術を実装するアプリケーション層に渡される。さまざまなロバストな情報源・通信路結合復号器、たとえば、Ｒ．Ｂａｕｅｒ  ａｎｄ  Ｊ．Ｈａｇｅｎａｕｅｒ．「Ｏｎ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｓｏｕｒｃｅ／Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ」、ｉｎ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＤＣＣ、２７２−２８２頁、Ｓｎｏｗｂｉｒｄ、ＵＴ、１９９８が、本技術分野において知られている。
【００４６】
好ましい実施形態では、復号器モジュール１０は、一部または全部のＰＤＵを軟情報の形式で受信し、制御データ訂正モジュール６は、制御データの軟情報を使用して、最もマッチする候補値を選択する。その実施形態では、制御データ訂正モジュール６は、軟情報として提供された受信されたプロトコルデータユニットの、制御データとエラー検出符号とによる相関を計算する。計算において軟情報を使用することにより、選択ステップの精度が向上する。
【００４７】
変更実施形態では、エラー検出符号検査モジュールが省かれてよく、それにより、制御データ訂正モジュール６が、入力モジュール１からすべてのＰＤＵを受信し、それらを同様に処理する。
【００４８】
拡張された透過的な層メカニズム
図２は、透過的なプロトコル層Ｌを通して、プロトコル層Ｌ−１からプロトコル層Ｌ＋１へと、軟情報を送信するための方法の図表示である。図１に示されたような復号器モジュールは、透過的なプロトコル層Ｌでの処理を実装することができる。
【００４９】
図２の方法では、プロトコル層Ｌが、層Ｌ１１のＰＤＵを含む一連の軟情報１００を受信する。たとえば、一連の軟情報１００は、層Ｌ−１の１つまたは複数のＰＤＵのペイロードをカプセル化解除することによって軟情報１００を得た、より下位のプロトコル層Ｌ−１によって提供される。この実施形態では、ＰＤＵ１１の制御フィールドはヘッダ１２であり、エラー検出符号フィールドは、ヘッダに関連付けられたＣＲＣまたはチェックサムを含むトレイラ１３である。図２では、「ｎ」は、現在処理されているＰＤＵを指すインデックスであり、一方で「ｎ−１」は、それ以前に処理されたＰＤＵを指す。ヘッダ１２およびトレイラ１３は、受信されたヘッダが誤っているかどうかを検出するために、硬情報に変換されてＣＲＣ検査を実行する。誤っていなければ、ＰＤＵは、ヘッダ１２に含まれる情報の関数として処理される。結果として、ＰＤＵのペイロード１４は、カプセル化解除され、軟情報として、その目的の行き先、すなわちプロトコル層Ｌ＋１へと渡される。
【００５０】
ＣＲＣ検査がエラーを明らかにすると、ヘッダ回復ステップ１５が実行される。ヘッダ回復ステップは、２つの主な原理を含む。第１に、層内冗長性および／または層間冗長性が使用されて、ヘッダのための候補値についてのいくつかの先験的情報が構築される。矢印１６および１７は、冗長性のさまざまなソースを表し、これは層Ｌにおけるヘッダ回復を容易にするために使用されることができる。第２に、ＰＤＵ１１のＣＲＣまたはチェックサムが、エラー訂正符号として使用されて、最もマッチする訂正値を選択する。したがって、ヘッダ回復ステップは、より下位のプロトコル層によって提供された軟情報、ＣＲＣまたはチェックサムのプロパティ、ならびにそれ以前に導入された先験的情報を組み合わせる。ヘッダ１２は、復号化の後に取り除かれるが、その情報フィールドは、さらなる処理のために、ペイロード１４を層Ｌ＋１に引き渡すのに必要である。示された実施形態では、ペイロード１４は、層Ｌ＋１のＰＤＵ１８を含む。
【００５１】
ロバストなヘッダ回復のためのＭＡＰ推定器
次に、ＰＤＵの一般的なモデル、たとえばパケットと、その対応するヘッダ回復方法を説明する。このモデルにより、当業者は、任意の所与のプロトコルを用いて図２の方法を実装することができる。
【００５２】
所与の層Ｌにおいて、着信パケットは、１つまたは複数の制御フィールド、たとえば、ヘッダ、１つまたは複数のサービスフィールド、たとえばペイロード、およびエラー検出フィールド、たとえばＣＲＣを含む。ｌｃビットのＣＲＣｃによって保護される情報は、４つの部分に分割されることができる。ｌｋビットのベクトルｋで表される定数フィールドは、たとえばプロトコル仕様の定数値として知られていると仮定される。予測可能なフィールドは、ｌｐビットのベクトルｐに埋め込まれている。知られているフィールドとは対照的に、予測可能なフィールドは、Ｒで表される層内冗長性および層間冗長性を利用することによって、推定される。それらは、それ以前に受信されたパケットに含まれた情報を使用することによって予測される。予測可能なフィールドは、前のパケットが正しく受信されている場合に、完全に決定されると仮定される。重要な知られていないフィールドは、ｌｕビットのベクトルｕに収集される。これらのパラメータは、完全に知られていないか、またはその内容が値ｋ、ｐ、およびＲの関数であってよい値Ωｕ（ｋ，ｐ，Ｒ）の有限の組に限られているか、のいずれかである。最後に、ｌｏビットのベクトルｏが、ＣＲＣによって対象とされる他のフィールドがある場合に、それを含む。この最後の部分は、層Ｌでパケットを処理するためには必要とされないが、層Ｌ＋１において重要であることがある知られていないデータを含む。
【００５３】
これらのすべてのフィールドは、ｌｒ＝ｌｋ＋ｌｐ＋ｌｕ＋ｌｏビットのベクトルｒ＝［ｋ，ｐ，ｕ，ｏ］に収集される。ベクトルｒのビットの順序は、パケットにおいてデータが伝送される順序には対応しないことがある。
【００５４】
ｒに関連付けられたＣＲＣｃは、ｃ＝Ｆ（ｒ）として評価され、ここで、Ｆは、一般的な符号化関数である。より正確には、ｃの評価は、ＣＲＣを特徴づける生成多項式によって決まる：
【数１】
0005425892.tif 000002
【００５５】
組織的な生成行列Ｇ＝［Ι，Π］は、ｇ（ｘ）に関連付けられることができる。Ｇを使用して、以下のようにｃが繰り返し得られてよい：
【数２】
0005425892.tif 000003
ここで、「ｊ」は、繰り返しの数を示すインデックスである。
【００５６】
式（１）において、ｒｊ＝［ｒ１・・・ｒｊ，０・・・０］であり、
【数３】
0005425892.tif 000004
は、ＸＯＲ演算子である。π（ｊ）は、ビットｒｊに関連したパリティベクトルを表し、必ずしもΠのｊ番目の線に対応しない。ｌｒの繰り返しの後、
【数４】
0005425892.tif 000005
【００５７】
加えて、データは、ゼロ平均および分散σ２の雑音を導入する平均白色ガウス雑音チャネル上で伝送されていると考える。雑音の多いデータ、および層Ｌ−１から着信するＣＲＣは、以下のように表され、
ｙ＝［ｙｋ，ｙｐ，ｙｕ，ｙｏ，ｙｃ］，式（２）
これはｋ、ｐ、ｕ、ｏ、およびｃの観察値を含む。ｋおよびｐは知られている、または予測されることができるため、ｕのみがまだ推定されないままである。最大事後確率推定器（ＭＡＰ推定器）が、観測値ｙ、ｋおよびｐの知識、冗長性Ｒ、ならびにｕを推定するのに有効なＣＲＣプロパティを考慮に入れて展開される：
【数５】
0005425892.tif 000006
【００５８】
ここで、記号Ｐ（．｜．）は、条件付き確率を表す。何回かの微分の後、以下を得る：
【数６】
0005425892.tif 000007
【００５９】
チャネルは、メモリレスである。ｏがＲから独立していると仮定すると、以下を書くことができる：
Ｐ（ｕ，ｏ，ｙｕ，ｙｏ，ｙｃ｜ｋ，ｐ，Ｒ）
＝Ｐ（ｕ｜ｋ，ｐ，Ｒ）Ｐ（ｙｕ｜Ｕ）Ｐ（ｏ，ｙｏ，ｙｃ｜ｋ，ｐ，ｕ）．式（５）
式（５）において、Ｐ（ｕ｜ｋ，ｐ，Ｒ）は、ｕおよび
【数７】
0005425892.tif 000008
の先験確率を表し、ここで、Ｎ（．，．）は、平均値である第１の引き数と、分散である第２の引き数とを有するガウス法を表す。
【００６０】
ｕの可能な値、すなわち候補値として保有されている値が、
Ωｕ＝Ωｕ（ｋ，ｐ，Ｒ）に集められる。
【００６１】
ｕの組合せが、同様に確実らしいと仮定すると、以下を得る。
【数８】
0005425892.tif 000009
【００６２】
式（５）を、ｏの２＊＊ｌｏ組合せについて周辺化すると、以下を得る：
【数９】
0005425892.tif 000010
【００６３】
ＣＲＣのプロパティは、以下に含まれる：
【数１０】
0005425892.tif 000011
【００６４】
最後に、式（６）を式（３）に組み合わせると、ＭＡＰ推定器は、以下のように表される：
【数１１】
0005425892.tif 000012
ここで、
【数１２】
0005425892.tif 000013
は、ベクトル［ｋ，ｐ，ｕ］の周辺尤度を、エラー検出符号ｙｃの観測値、および他のデータｙｏの関数として表す。
【００６５】
上記のフィールドのカテゴリ化は、ほとんどの伝送プロトコルを包含するよう意図されている。いくつかのフィールドカテゴリは、想定している特定のプロトコルには適用されない場合がある。言い換えれば、特定の例において、フィールドカテゴリのうちのいくつかは空としてみなされ、たとえば、それらは知られているフィールドｋ、予測可能なフィールドｐ、および／または他のフィールドｏである。
【００６６】
ＭＡＰ推定器の第１の実施形態
好ましい実施形態では、ＣＲＣは、層Ｌにおける制御データ、すなわちヘッダのみを対象とする。したがって、ｏは空であり、式（６）における和は、以下になる：
【数１３】
0005425892.tif 000014
【００６７】
このケースでは、式（７）は、
【数１４】
0005425892.tif 000015
に、簡約する。
【００６８】
式（８）において、［ｋ，ｐ，ｕ］ベクトルは、誤った制御データのための候補値の組を表し、Ｆ（［ｋ，ｐ，ｕ］）ベクトルは、その組の候補値に関連付けられたエラー検出符号値を表し、それらは、式（１）によって、たとえば基本的なＣＲＣ計算により、直接評価されることができる。ベクトルｏのすべての可能な値の和は、そのケースでは必要とされないので、計算の複雑性は式（７）に比べて大幅に減少される。一方で、ベクトルｋおよびｐは、所与のＰＤＵについて固定された、ヘッダの１つまたは複数のフィールドを指し、ｕは、複数の値、すなわち有限の組Ωｕにおいて選択された任意の値を取ることができる１つまたは複数のフィールドを指す。式（７）における条件付き確率は、対応する相関関数、すなわち、１つ目として知られていないフィールドの観測値と知られていないフィールドのためのそれぞれの候補値との相関、およびＰＤＵのエラー検出符号フィールドの観測値と制御データのためのそれぞれの候補値に関連付けられたエラー検出符号値との相関の、対応する相関関数を計算することによって評価されることができる。
【００６９】
そのような相関は、硬判定データ間のユークリッド距離として計算されることができる。観測値ｙが軟データとして提供されるとき、柔軟なチャネル復号器が使用されて、ビットの各可能な状態についての尤度パラメータ、すなわち、「１」であるビットについての尤度パラメータ、および「０」であるビットについての尤度パラメータを決定することができる。次いで、候補値の硬データと観測値の軟データとの間の相関が、重み付きユークリッド距離として計算されることができ、ここで尤度パラメータは、重み係数として使用される。
【００７０】
一般に、式（８）を解くことにより、その組の候補値の中で、制御データのための単一の訂正値を選択することが可能になる。実施形態では、エラー検出符号にのみ影響する伝送エラーがまた、この方法によって訂正されることができる。
【００７１】
式（８）において、知られているフィールドおよび予測可能なフィールドは、第１の条件付き確率において考慮に入れられない。しかし、それらは変更実施形態では考慮に入れられることができる。これらのフィールドは単一値であることから、いずれにせよ、制御データのためのそれぞれの候補値を区別するのには貢献しない。
【００７２】
先で触れたように、所与の層、すなわち層内関係における、あるいは、異なる層、すなわち層間関係における、フィールド間の決定的な関係法が、Ωｕ組のサイズを縮小するのを可能にすることから、誤ったヘッダの回復を容易にする。
【００７３】
８０２．１１標準への適用
次にＩＥＥＥ８０２．１１（ＷｉＦｉ）ネットワークの実施形態が説明される。ここでは、ヘッダ回復方法が、ＰＨＹ層において、および／またはＭＡＣ層において実装される。
【００７４】
図３は、８０２．１１標準（ＷｉＦｉ）と組み合わせて、マルチメディアパケットの伝送に使用されることができる、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰプロトコルスタックの例を図示する。「Ｈ」は、それぞれのＰＤＵのヘッダを表し、ＡＰＬは、アプリケーション層を指す。ＰＨＹ層では、ＣＲＣがヘッダフィールドを保護する。ＭＡＣ層では、ＣＲＣはヘッダおよびペイロードを保護する。ＩＰｖ４層では、ヘッダフィールドはチェックサムによって保護される。ＵＤＰ層では、チェックサムがヘッダおよびペイロードを保護する。
【００７５】
８０２．１１標準は、他のプロトコルとも組み合わせることができる。図３のプロトコルスタックは、限定ではない。図３の各プロトコル層に描かれているセグメント化、およびカプセル化のメカニズムは、全くの例示であり、限定ではない。
【００７６】
図４は、図３のプロトコルスタックが使用されることができる、ネットワークアーキテクチャの実施形態を表す。この実施形態では、アクセスポイントＡＰと端末Ｔ１との間の、８０２．１１無線インターフェースを介するダウンリンクマルチメディア伝送を考える。マルチメディアストリーム２５は、メディアサーバ２０から、たとえばワイドエリアネットワーク２１およびルータＲ１を介して届く。
【００７７】
図５は、端末Ｔ１に含まれて、メディアストリームを受信し、復号化する、受信機デバイス３０の図表示である。受信機デバイス３０は、無線フロントエンド３１と、それぞれのプロトコル層に対応する一連の復号器モジュール３２から３７とを含む。無線フロントエンド３１は、受信された無線信号を復調し、ベースバンド信号を好ましくは軟情報の形式で、ＰＨＹ復号器モジュール３２へと渡す。
【００７８】
図６および図７を参照すると、ここで、ＰＨＹ層およびＭＡＣ層の仕様が簡潔に想起される。
【００７９】
ＤＳＳＳ  ＰＨＹ層の説明
ＰＨＹ層では、８０２．１１標準は、周波数ホッピングスペクトラム拡散（ＦＨＳＳ）、または直接シーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）のいずれかを使用して、２．４ＧＨｚバンドで、１または２Ｍｂｐｓの伝送速度を実現する。ＤＳＳＳでは、１Ｍｂｐｓのビットストリームを流すのに、１１チップのバーカー符号系列が使用される。したがって符号化された流れは、１１ＭＨｚベースバンド信号を表す。差動ＢＰＳＫ（ＤＢＰＳＫ）変調、または差動ＱＰＳＫ（ＤＱＰＳＫ）変調が適用されて、それぞれ１Ｍｂｐｓまたは２Ｍｂｐｓのビットレートを実現する。
【００８０】
ＤＳＳＳ  ＰＨＹパケットフォーマット４０が、図６に図示されている。プリアンブル４１およびヘッダ４２は、１ＭｂｐｓのＤＢＰＳＫ変調を使用して伝送され、一方、ペイロード４３は、１ＭｂｐｓのＤＢＰＳＫ、または２ＭｂｐｓのＤＱＰＳＫのいずれかで変調される。そのようなＰＨＹパケットでは、ＳＹＮＣフィールド４４およびＳＦＤフィールド４５が、１４４の知られているビットからなり、これらはＣＲＣによって保護されていない。これらのフィールドは、チャネルによって導入される雑音の分散を推定するのに使用されることができる。
【００８１】
２バイトのＣＣＩＴＴ  ＣＲＣ−１６フィールド４６が、信号フィールド４７、サービスフィールド４８、および長さフィールド４９を保護する。上記の一般的なモデルの記号を使用すると、フィールド４６は、ｃＰＨＹで表されることになり、その関連付けられた符号化関数は、ＦＰＨＹで表される。この例において、１つのみのＭＡＣパケットを含むと仮定されるペイロード４３は、この層では保護されていない。サービスフィールド４８は、将来の勧告のために確保される。サービスフィールド４８は、一般的なモデルの記号に従うと、００１６に設定されて、ｋＰＨＹに含まれる。信号フィールド４７の値は、ペイロード変調を示し、１Ｍｂｐｓまたは２Ｍｂｐｓビットレートについて、それぞれわずか０Ａ１６または１４１６に等しくてよい。長さフィールド４９の値は、ペイロード４３を伝送するのに必要なマイクロ秒数を、２バイトで示す。値は、ビットレート、およびペイロードサイズの両方によって決まる。それは、１６から（２＊＊１６−１）に及ぶ。上記の一般的なモデルの記号を使用すると、信号４７および長さ４９は、このようにベクトルｕＰＨＹを形成する。この層では、ベクトルｐＰＨＹおよびｏＰＨＹは、空である。
【００８２】
ＭＡＣ層の説明
ＭＡＣパケットフォーマット５０が、図７に描かれている。このパケットでは、ｃＭＡＣで表される４バイトのＣＲＣフィールド５１が、ヘッダフィールド５２およびペイロード５３の両方を保護する。その符号化関数は、ＦＭＡＣで表される。
【００８３】
特定の通信コンテキスト、たとえば、再伝送および節電モードが非アクティブにされた、順序付けされたＭＡＣデータパケットの非暗号化ダウンリンク伝送を考えると、２バイトのフレーム制御フィールド５４のすべてのサブフィールドは、より動的に変化することになるＭｏｒｅ  Ｆｒａｇフラグ５５を除いて、知られているか、容易に予測されるかのいずれかである。６バイトのアドレスフィールド５６は、端末Ｔ１のＭＡＣアドレスを含み、したがって知られている。ＭＡＣヘッダの最後のフィールド５７は、ローカルワイヤレスネットワークのために確保される。最後のフィールド５７は、使用されないとき、ゼロの６バイトから構成される。一般的なモデルの記号を使用すると、既に触れたすべてのフィールドが、このようにｋＭＡＣまたはｐＭＡＣに埋め込まれることができる。
【００８４】
６バイトのアドレスフィールド５８は、アクセスポイントＡＰのＭＡＣアドレスを含む。このアドレスが、媒体予約手続き（ＲＴＳ−ＣＴＳ）の間に端末Ｔ１に伝送され、したがって、全通信セッションの間中、受信機によって知られてい続けることになる。６バイトのアドレスフィールド５９は、ルータＲ１のＭＡＣアドレスに対応する。アクセスポイントＡＰが単一のルータに接続される場合、アクセスポイントＡＰが１つの情報パケットにおいてルータアドレスをそれまでに受信しているとすぐに、アドレスフィールド５９は、後続のパケットのために、受信機によって容易に予測されることができる。
【００８５】
２バイトのシーケンス制御フィールド６０は、２つのパラメータを含む：シーケンス番号、およびフラグメント番号。シーケンス番号は、現在のＩＰパケットカウンタの値を表す。フラグメント番号は、現在のＭＡＣパケットカウンタの値を示す。パケットが順番に伝送されると仮定すると、これらのパラメータは容易に決定されることができる：シーケンス番号は、ＲＴＳ−ＣＴＳごとに１つずつインクリメントされ、フラグメント番号は、受信されたＭＡＣパケットごとに１つずつインクリメントされる。したがって、受信機は、それ以前に受信された値をインクリメントすることによって、シーケンス制御フィールド６０を推定することができる。すべてのこれらの予測可能な単一値フィールドは、したがって、ｐＭＡＣに属するものとして扱われてよい。
【００８６】
Ｍｏｒｅ  Ｆｒａｇフラグ５５は、現在のＭＡＣパケットが、ＩＰパケットの一連のフラグメントのための最後の１つであるかを特定する。２バイトの期間フィールド６１が、次のＭＡＣパケット、およびいくつかの制御パラメータを伝送するのに必要なマイクロ秒数を示す。その値は、現在の変調、および次のＭＡＣパケットのサイズによって決まる。これらの２つのフィールドは、一般的なモデルのベクトルｕＭＡＣに埋め込まれる。最後に、ペイロードが、伝送されるべきデータを含み、そのサイズは０から２３１２バイトまでである。ペイロードは、ｏＭＡＣで表される。
【００８７】
ある実施形態では、いくつかのパケットロス、および／またはある程度のパケットの再配列を見込んでおくために、受信機は、最後に受信された値、たとえば−１０から＋１０の間から限定された範囲内に含まれるすべての値を考慮することによって、シーケンス制御フィールド６０のための限定された組の候補値を構築することができる。その場合、このフィールドは、ｐＭＡＣの代わりに、ベクトルｕＭＡＣにおいて考慮されなければならない。
【００８８】
ある実施形態では、いくつかのルータを見込んでおくために、受信機は、最も新しい、または最も頻度の高い値のリストにアクセスすることによって、アドレスフィールド５９のための限定された組の候補値を構築することができる。その場合、このフィールドは、ｐＭＡＣの代わりに、ベクトルｕＭＡＣにおいて考慮されなければならない。
【００８９】
層間の相関
８０２．１１の、ＰＨＹ層とＭＡＣ層との相関を説明するために、ＭＡＣ層でのトランザクションについて次に説明する。図８は、２つのＭＡＣデータパケットが引き渡されなければならないときの、８０２．１１ＭＡＣ伝送プロトコルを図示する。伝送は、アクセスポイントＡＰと端末Ｔ１とのＲＴＳ−ＣＴＳ交換にある媒体予約手続きによって開始される。次いでデータパケットが、それを確認応答（ＡＣＫ）する端末Ｔ１に伝送される。ＲＴＳ、ＣＴＳ、およびＡＣＫなどの制御パケットは、端末Ｔ１によって正しく受信されると仮定される。データパケットにおけるエラーのみが考慮されることになる。１０μ秒のＳｈｏｒｔ  Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ（ＳＩＦＳ）が、衝突を避けるために、各パケットを分離する。すべてのパケットが端末Ｔ１によって受信されると、伝送が終了し、５０μ秒のＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ（ＤＩＦＳ）が、次の媒体予約手続きに先行する。期間フィールド６１は各パケットに含まれており、その値は、次のパケットを伝送するのに必要なマイクロ秒数を示す。期間値によって、他の端末のためのＮｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ（ＮＡＶ）を調節することができる。他の局は、ＮＡＶ期間の間、干渉を避けるために、通信することができない。
【００９０】
次に、ＤＭＡＣｎおよびＢＰＨＹｎが、アクセスポイントＡＰによって伝送されたｎ番目のパケット（ＲＴＳまたはデータパケットのいずれか）に関連付けられた信号フィールド４７において符号化された、期間フィールド６１および伝送ビットレートの値を表す。８０２．１１標準のＭＡＣ層仕様に従うと、ＤＭＡＣｎは以下のように定義される：
【数１５】
0005425892.tif 000016
ただし、ＩＰパケットの一連のフラグメントの最後のパケット、すなわち、Ｍｏｒｅ  ＦｒａｇＭＭＡＣｎの値＝０のときを除く。このケースは、以下を有する：
【数１６】
0005425892.tif 000017
【００９１】
式（１２）および（１３）では、ＴＳＩＦＳが、ＳＩＦＳの期間を表し、ＴＯＶＨが、プリアンブルおよびヘッダから構成される一定サイズのＰＨＹオーバヘッドを１Ｍｂｐｓで伝送するための期間を表す。式（１２）の他の項は、現在のビットレートＢＰＨＹｎによって決まる。ＣＴＳおよびＡＣＫは、これらのパケットのうちの１つを送信するための期間に対応する同じ一定サイズのｌＣ−ＡおよびｌＣ−Ａ／ＢＰＨＹｎを有する。最後に、
【数１７】
0005425892.tif 000018
は、
【数１８】
0005425892.tif 000019
ビットの、次のＰＨＹペイロードの伝送期間を指す。
【００９２】
ＰＨＹヘッダ回復
ＰＨＹ層における所与のパケット「ｎ」について、上で定義された、ｋＰＨＹｎ、ｕＰＨＹｎ、およびｃＰＨＹｎに関連付けられた観測値は、以下に収集される：
【数１９】
0005425892.tif 000020
【００９３】
さらに、ｙＰＨＹｘ，ｎは、ペイロードのｌＰＨＹｘ，ｎビットに関連した観測値を表す。ｕＰＨＹが取ることができる値の数は、それ以前に受信されたＭＡＣパケット（ＲＴＳまたはデータパケットのいずれか）に含まれた期間フィールドを利用するとき、大幅に減少する。ＰＨＹ層におけるそれ以前のパケットについてのＢＰＨＹｎ−１、およびＭＡＣ層におけるそれ以前のパケットについてのＤＭＡＣｎ−１を使用して、ｌＰＨＹｘ，ｎを式（１２）から、以下のように推論することができる：
【数２０】
0005425892.tif 000021
【００９４】
次いで、現在のＰＨＹパケットｎの長さフィールド４９において符号化された期間ＬＰＨＹｎが、以下を使用して計算されることができる：
【数２１】
0005425892.tif 000022
【００９５】
式（１４）で、ｌＰＨＹｘ，ｎは、ＰＨＹ層およびＭＡＣ層における、それ以前のパケット「ｎ−１」のヘッダの正しい推定を仮定して、完全に決定されている。次いで、式（１５）に従うと、ＬＰＨＹｎが、ＢＰＨＹｎの値に応じて、２つの値のみを取ることができる。式（８）におけるこれらの構造的な相関を統合して、ＰＨＹ層に固有のＭＡＰ推定器の定義を得る：
【数２２】
0005425892.tif 000023
ここで、
【数２３】
0005425892.tif 000024
【００９６】
したがって、式（１５）を満たす、信号４７および長さ４９フィールドの値のみが、ΩＰＨＹｕ，ｎ（ｋ，ｐ，Ｒ）に記憶され、ヘッダを訂正するために考慮に入れられる。
【００９７】
上で説明された層内冗長性および層間冗長性は、図１の復号器モジュール１０と同様に構成される拡張ＰＨＹ層復号器モジュール３２において利用されることができる。その実施形態では、制御データ訂正モジュール６が、式（１５）を満たす長さフィールド４９の値を決定するために、それ以前に受信されたパケットについての情報にアクセスする。たとえば、制御データ訂正モジュール６は、キャッシングモジュール５の中のパラメータＢＰＨＹｎ−１が、処理モジュール３によってそれ以前に書かれている場合に、そのパラメータＢＰＨＹｎ−１を読むことによって、式（１４）によりｌＰＨＹｘ，ｎを計算する。同様に、パラメータＤＭＡＣｎ−１が、たとえば、一時的なデータ記憶装置を介して、ＭＡＣ復号器モジュール３３から得られることができる。
【００９８】
その実施形態では、制御データ訂正モジュール６が、プロトコル仕様、すなわち０Ａ１６および１４１６によって許可された信号フィールド４７の２つの値のみに対応する、パケット「ｎ」のＰＨＹヘッダ４２のための、２つの候補値の組を構成する。結果として生じるフィールド４６のためのＣＲＣ値がまた計算される。次いで、制御データ訂正モジュール６は、式（１６）を評価して、観測値、すなわちヘッダフィールド４２およびＣＲＣフィールド４６の受信された値に、最もマッチする候補値を選択する。これにより、多くのケースでは、正しいヘッダ値を回復することが可能になる。次いで、この実施形態の処理モジュール３が、長さフィールド４９の回復された値を使用して、ＰＨＹパケット「ｎ」のペイロードを正しく区切り、カプセル化解除する。
【００９９】
上記の実施形態は、サービスフィールド４８が、常に００１６に設定されていることを仮定している。しかしながら、プロトコルの特定の実装によってサービスフィールド４８のためのいくつかの値が可能になる場合、対応するＰＨＹ層復号器モジュールは、同じ原理に基づいて実装されることができる。ヘッダ回復のための候補値の組を構成するために、サービスフィールド４８のすべての可能な値が、したがって信号フィールド４７の２つの可能な値と組み合わせて考慮に入れられる。
【０１００】
図９は、受信機においてＰＨＹ層復号器モジュール３２によって実行されてよい、ＰＨＹ層のための復号化方法の実施形態を図示する。矢印６２は、層間、および連続したパケット間の情報の交換を示す。ヘッダ回復ステップ６６が、上記に従って実行される。
【０１０１】
さらに、ｙＰＨＹｓ，ｎが、ｌｓＰＨＹビットの知られているプリアンブルｓＰＨＹの観測値を表す。上で説明したように、受信機同期がｓＰＨＹと取られる。ある実施形態では、雑音電力σ２が、ｓＰＨＹおよびｙＰＨＹｓ，ｎから推定される。この測定は、すべての尤度の評価を可能にするため、軟情報を扱うのに有益である。雑音電力推定器は、以下によって与えられる：
【０１０２】
【数２４】
0005425892.tif 000025
ここで、｜｜・｜｜はユークリッド距離を表す。
【０１０３】
通常のＣＲＣ検査が正常である場合に、ヘッダ回復ステップ６６を回避すると、計算の複雑性を最小限にすることができる。ある実施形態では、ヘッダ回復処理は、より下位の層によって提供される軟情報の質が低すぎるとき、すなわち、信号電力があらかじめ定義された閾値を下回るときに、非アクティブにされる。そのようなケースでは、パケットは破棄される。
【０１０４】
図９では、ＭＡＣ復号化ステップ６３が、ＭＡＣヘッダ回復方法を含んでも、含まなくてもよい。
【０１０５】
ＰＨＹシミュレーション結果
送信機ＡＰ、ＡＷＧＮチャネル６５、および受信機Ｔ１からなる、図４に示される伝送システム６４は、数値的にシミュレートされている。ＡＰは、図６および図７で定義されたフォーマットに従って、ＰＨＹパケットおよびＭＡＣパケットを生成する。ＭＡＣペイロードは、ランダムに生成された不定量のバイトからなる。送信機は、すべてのシミュレーションのためにＤＢＰＳＫにおいてデータを変調する。３つのタイプのＰＨＹヘッダ回復方法が、Ｔ１において考慮される。標準復号器は、チャネル出力で、データについての硬判定を実行する。ロバスト復号器は、柔軟な復号化アルゴリズムを介して層内冗長性および層間冗長性のみを利用し、ＣＲＣによって提供された情報には留意しない。最後に、ＣＲＣロバスト復号器は、式（１６）を使用する前節で提示されたヘッダ回復方法を介して、層内冗長性および層間冗長性を、ＣＲＣによって提供された情報と一緒に組み合わせる。
【０１０６】
信号対雑音比に対するＥＨＲ（Ｅｒｒｏｎｅｏｕｓ  Ｈｅａｄｅｒ  Ｒａｔｅ／誤ったヘッダレート）に関しての性能解析が、図１０に提示されている。図１０では、標準、ロバスト、およびＣＲＣロバストのＰＨＹ復号器が比較されている。ロバスト復号器は、標準復号器よりも性能に優れている。１０−５未満のＥＨＲが、ロバスト復号器では、４ｄＢを上回るＳＮＲに対して得られ、ＣＲＣロバスト復号器では、２ｄＢを上回るＳＮＲに対して得られる。標準復号器では、同等のＥＨＲを得るのに少なくとも１５ｄＢのＳＮＲが必要とされる。ＰＨＹ層では、比較的低い追加的な複雑性に対して、かなりの符号化利得がこのように見られる。
【０１０７】
ＭＡＣ−Ｌｉｔｅヘッダ回復
図４の伝送システムの実施形態では、ＭＡＣ層は、ＣＲＣフィールド５１がＭＡＣパケットのヘッダフィールド５２のみを保護するために変更される、変更パケットフォーマットによって実装される。この変更されたＭＡＣプロトコルは、インターネットエンジニアリングタスクフォースによるリクエストフォーコメント（Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｎｔ）３８２８に記述されているＵＤＰ−Ｌｉｔｅプロトコルになぞらえて、ＭＡＣ−Ｌｉｔｅと呼ばれることになる。このケースでは、ベクトルｏＭＡＣが空であるため、ＭＡＣ−Ｌｉｔｅ復号器モジュールは、ＭＡＰ推定器を使用してヘッダ回復方法を実装することができ、それは以下のように定義される：
【数２５】
0005425892.tif 000026
ここで、
【数２６】
0005425892.tif 000027
【０１０８】
このようにＭＡＣ−Ｌｉｔｅ層において、ヘッダ回復方法が、上述されたＰＨＹ層と類似したステップを用いて使用されることができる。候補値を構成するために、ＭＡＣ層の説明で定義された知られているフィールドおよび予測可能なフィールドが、それらのそれぞれの単一の予測値に設定される。この実施形態では、ＭＡＣ−Ｌｉｔｅ復号器モジュールは、層内冗長性を使用して、それらの値を決定する。
【０１０９】
ＰＨＹパケットペイロードｙＰＨＹｘ，ｎが、ＭＡＣ層に入り、ＭＡＣ層の説明で特定されたｋＭＡＣｎ、ｐＭＡＣｎ、ｕＭＡＣｎ、ｏＭＡＣｎ、およびｃＭＡＣｎに関連付けられた観測値を含む。一般的なモデルにおいて定義された規則を使用して、以下を書くことができる：
【数２７】
0005425892.tif 000028
【０１１０】
ｕＭＡＣｎの可能な組合せの数は、式（１２）および式（１３）のプロパティを利用するとき、著しく減少させることができる。実際に、期間ＤＭＡＣｎの値は、ＭＭＡＣｎ＝０のとき、完全に決定されている。ＭＭＡＣｎ＝１のとき、期間フィールド６１の値は、次のＰＨＹペイロードサイズによって決まる。組合せの数は、ＭＡＣペイロードサイズの範囲の関数である。ペイロードがすべて揃ったバイトの数を含むと考えると、式（１２）における
【数２８】
0005425892.tif 000029
の可能な値は、以下によって与えられる：
【数２９】
0005425892.tif 000030
ここで、ｉは、１、２・・・２３１２である。
【０１１１】
式（１７）で、ｌＨＤＲは、ＭＡＣデータパケットにおけるヘッダの知られているサイズを特定する。次いで、式（１２）、（１３）、および（１７）を使用して、ｕＭＡＣｎが、候補値ΩＭＡＣｕ，ｎの組に挿入される２３１３の組合せに限定される。
【０１１２】
標準、ロバスト、およびＣＲＣロバストのＭＡＣ−Ｌｉｔｅ復号器が、図１１で比較される。３つのタイプのＭＡＣ−Ｌｉｔｅヘッダ回復方法が、Ｔ１において考慮される。標準復号器は、ＰＨＹ層によって提供されたデータについての硬判定を実行する。ロバスト復号器は、柔軟な復号化アルゴリズムを介して層内冗長性のみを利用し、ＣＲＣによって提供された情報には留意しない。最後に、ＣＲＣロバスト復号器は、式（２０）に基づいたヘッダ回復方法を介して、層内冗長性を、ＣＲＣによって提供された情報と一緒に組み合わせる。ＥＨＲは、ＣＲＣ冗長性を利用するとき、３ｄＢより大きいＳＮＲに対して１０−５より低く、一方で、他の２つの方法は少なくとも１４ｄＢを必要とする。
【０１１３】
ＰＨＹ層およびＭＡＣ−Ｌｉｔｅ層において、上述されたそれぞれのロバスト復号器モジュールは、それぞれに独立して、または組み合わせて使用されることができる。組み合わせた実施形態では、図５の復号器モジュール３２および３３の両方が、次のプロトコル層に達するペイロードの数を増やす、対応するヘッダ回復方法を実行する。数値的なシミュレーションでは、提案された透過的なＰＨＹ層メカニズムと、ＭＡＣ−Ｌｉｔｅ層メカニズムとの組合せが、最終的に、３ｄＢ  ＳＮＲから先のすべてのＰＨＹヘッダおよびＭＡＣヘッダを回復した。
【０１１４】
ＰＨＹ層およびＭＡＣ層の復号器モジュールの上述された実施形態では、それぞれのヘッダフィールドの、知られているベクトルｋ、予測可能なベクトルｐ、および未知のベクトルｕとして定義されるモデルのカテゴリへの割当ては、全くの例示であり、限定ではない。これらの割当ては、通信コンテキストのいくつかの要素が先験的に固定されているという仮定に基づく。他の使用ケースでは、より多くの、またはより少ない、先験的に知られているコンテキスト情報があってよい。結果として、他の実施形態では、知られているとして、または予測可能として提示されるフィールドのうちのいくつかは、代わりに知られていないとして扱われることになる。より多くのフィールドが知られていないとして扱われる場合、ヘッダ回復プロセスの計算の複雑性が増すことがあるが、多くの例では、層内冗長性または層間冗長性の適切な使用によって、この複雑性を許容できるレベルに保つことが可能になるであろう。
【０１１５】
ＭＡＰ推定器の第２の実施形態
他のプロトコルでは、ＣＲＣは、層Ｌでの制御データだけでなく、サービスデータのうちのいくつか、またはすべてもまた対象とし、たとえば、正式８０２．１１ＭＡＣ層におけるペイロードを対象とする。一般的なモデルにおいて、この状況は、ベクトルｏが空でないことを含意する。そのようなケースにおいて、ＰＤＵの制御データ、たとえば、ＭＡＣパケットヘッダを回復するのに好適なＭＡＰ推定器の実施形態を、次に説明する。
【０１１６】
ｏが空でないとき、ｏのビットはｉ．ｉ．ｄ．であり、他のパラメータには依存しないと仮定する。したがって、式（６）の２番目の項は、以下になる。
【数３０】
0005425892.tif 000031
【０１１７】
式（９）において、Ｐ（ｏ）は、ベクトルｏ、
【数３１】
0005425892.tif 000032
および
【数３２】
0005425892.tif 000033
の先験確率を定義し、ここで、Ｎ（．，．）は、平均値である第１の引き数と、分散である第２の引き数とを有するガウス法を表す。
【０１１８】
式（９）を評価すると、ベクトルｏの２＊＊ｌｏの組合せ、およびその対応するＣＲＣに関連した確率の和の計算が必要になる。この評価は、明らかに、ｌｏの指数的複雑性を有する。この節では、式（９）の複雑性を減少させるために、２つの方法が提案される。１つ目は、厳密計算を含み、２つ目は、近似解を提供する。
【０１１９】
厳密和計算
この方法は、ＣＲＣの同一の値になるｏによって取られる値の組合せをグループ分けすることにあるトレリス構成を含む。トレリスは、セグメントによって相互連結された状態の集まりから構成される。トレリスにおいて深度を表し、ｏのビットに対応しているパラメータｊ＝０，１・・・ｌｏによりインデックスされたｌｏ＋１組に、状態がグループ分けされる。任意の深度ｊでは、２＊＊ｌｃ状態、すなわち、ＣＲＣの２＊＊ｌｃ値が存在する。セグメントは、ｊ＝０，１・・・ｌｏ−１の場合に、深度ｊとｊ＋１との間で状態を連結する。深度ｊでは、ｉ＝０，１・・・２＊＊ｌｃ−１によってインデックスされた各状態が、値Ｓｉ（ｊ）を取る。インデックスｉは、ＣＲＣｃｉの数値を特定する。したがって、ベクトルｃｉは、ｉの２進法表示を含む。
【０１２０】
式（９）を評価するためのステップが、以下に詳述される。トレリスは、深度０から始まり、深度ｌｏへと前方に進んで構築される。
【０１２１】
ステップ１−  深度ｊ＝０では、すべてのｉについてＳｉ（０）＝０であり、ただしｉ＝ｕの場合は、Ｓｕ（０）＝１である。深度０で唯一の可能な状態が、ｃｕ＝Ｆ（［ｋ，ｐ，ｕ，０］）によって特定され、これはベクトルｋ、ｐ、およびｕが知られているとき、ＣＲＣの値を表す。
【０１２２】
ステップ２−  ｊ＝１，２・・・ｌｏの場合、各状態は、ベクトルｏのｊ番目のエントリに応じて、２つのそれ以前の状態に連結される：
【数３３】
0005425892.tif 000034
ここで、ｉ＝０，１・・・２＊＊ｌｃ−１であり、ｑは、
【数３４】
0005425892.tif 000035
で表される整数である。
【０１２３】
ステップ３−  ｌｏの繰り返しの後、任意のｉ＝０，１・・・２＊＊ｌｃ−１の場合、以下を得る：
【数３５】
0005425892.tif 000036
Ｓｉ（ｌｏ）にＰ（ｙｃ｜ｃｉ）を掛けると、以下を得る：
【数３６】
0005425892.tif 000037
ここで、Ｌｉは、同一のＣＲＣｃｉを与えるｏのすべての値によって決まる。
【０１２４】
ステップ４−  Ｌｉの値を合計すると、ｉ＝０，１・・・２＊＊ｌｃ−１の場合、最終的に以下を得る：
【数３７】
0005425892.tif 000038
【０１２５】
例１：図１２は、
【数３８】
0005425892.tif 000039
を用いて、組織的な二元ハミング（７，４）符号のために得られることができるトレリスを表す。
この例では、［ｋ，ｐ，ｕ］＝［１］であり、ｌｏ＝３であると仮定される。
【０１２６】
ｋ、ｐ、およびｕの所与の値では、この技術によって、Ｏ（２＊＊ｌｏ）からＯ（ｌｏ２＊＊ｌｃ）へと、式（９）の評価のための複雑性の減少が可能になる。それにもかかわらず、ステップ１での初期設定は、Ｆ（［ｋ、ｐ、ｕ］）によって取られる値によって決まる。Ωｕにおけるすべてのｕの値について、新たなトレリスが構成されなければならない。全体的な複雑性は、したがって、Ｏ（｜Ωｕ｜ｌｏ２＊＊ｌｃ）であり、ここで｜Ωｕ｜は、Ωｕの基数を表す。
【０１２７】
以下では、深度０でのすべての初期状態（ＣＲＣの２＊＊ｌｃの可能な値）について、同時に式（９）を評価する方法が提案される。この方法は、深度ｌｏから始まって、深度０へと後方に進むことによって、トレリスを構成することにある。和の評価のステップが、以下に提示される。
【０１２８】
ステップ１−  深度ｊ＝ｌｏでは、任意のｉ＝０，１・・・２＊＊ｌｃ−１の場合、Ｓｉ（ｌｏ）＝Ｐ（ｙｃ｜ｃｉ）である。
【０１２９】
ステップ２−  ｊ＝ｌｏ−１・・・１，０，の場合、
【数３９】
0005425892.tif 000040
すべてのｉについて、ｑは
【数４０】
0005425892.tif 000041
の数値を表す。深度ｊでは、状態ｉは、したがって、深度ｊ＋１での状態ｉおよび状態ｑに連結される。
【０１３０】
ステップ３−  ｌｏの繰り返しの後、ｉ＝ｕの場合、ｃｕ＝Ｆ（［ｋ，ｐ，ｕ，０］）により、以下を得る：
【数４１】
0005425892.tif 000042
【０１３１】
例２：例１にあるものと同じ符号を使用して、図１３に表されたトレリス（後方へ構成）を得る。この方法により、複雑性Ｏ（ｌｏ２＊＊ｌｃ）を有するｕによって取られるすべての値について、式（９）の和を直接計算することができる。
【０１３２】
近似和計算
ほとんどのＣＲＣは、１６ビットよりも大きい。いくつかの例では、複雑性Ｏ（ｌｏ２＊＊ｌｃ）は、上で提示した方法のリアルタイム実装を可能にするには、大きすぎることがある。近似計算は、ＣＲＣを、ｌｂのｎｂブロック＝ｌｃ／ｎｂビットに分割することにある。たとえば、長さｌｃ＝３２を有するＣＲＣは、長さｌｂ＝８を有するｎｂ＝４ブロックに分割されることができる。以下では、これらの各ブロックが、統計的に他のブロックから独立していると仮定される。この分解を使用して、ｙｃを以下のように書くことができる：
【数４２】
0005425892.tif 000043
独立仮定を使用すると、式（９）における和は、
【数４３】
0005425892.tif 000044
によって、以下になる：
【数４４】
0005425892.tif 000045
ここで、Ｆｍは、Πのコラム（ｍ−１）．ｌｂ＋１からｍ．ｌｂに関連付けられた符号化関数であり、ｌｂビットの部分ＣＲＣを評価する。式（１１）の評価は、前節において説明されたΨのものと類似する。唯一の違いは、トレリスのサイズにある：２＊＊ｌｂ状態は、（ＣＲＣを分割することのない２＊＊ｌｃ状態の代わりに）あらゆる深度で考慮されなければならない。式（１０）を評価するための合計の計算の複雑性は、ここで、Ｏ（ｎｂｌｏ２＊＊（ｌｃ／ｎｂ））である。
【０１３３】
ＭＡＰ推定器の第２の実施形態は、エラー検出符号によって対象とされる情報の選択された部分、すなわち、ｕ、ｋ、ｐとして識別される問題のフィールドにおける伝送エラーを回復することを可能にし、その一方で、エラー検出符号によって対象とされる情報の他の部分、すなわち、ｏとして識別される二次フィールドに影響する潜在的なエラーを無視している。このタイプのＭＡＰ推定器が制御データのみにおけるエラーを回復するのに役立つ、透過的なプロトコル層復号器は、こうして実装されることができる。このタイプの実施形態は、標準８０２．１１ＭＡＣ層に使用されることができる。図１に示される復号器モジュール１０は、この実施形態を実施するように容易に構成されることができる。制御データ訂正モジュール６の関数は、ヘッダのそれぞれの候補値の周辺尤度を決定することができるように変更される。
【０１３４】
ＭＡＣヘッダ回復
８０２．１１ＭＡＣ層のプロパティを、式（７）に組み合わせると、以下のＭＡＣメトリックを得る：
【数４５】
0005425892.tif 000046
ここで、第２項は、ヘッダのそれぞれの候補値の周辺尤度を表し、ＭＡＰ推定器の第２の実施形態において提示された方法を用いて計算されることができる。
【０１３５】
式（１８）に基づいてヘッダ回復方法を実行するロバストＭＡＣ復号器は、ＰＨＹ層シミュレーションに類似した条件のもと、数値的にシミュレートされている。図１４は、標準、ロバスト、およびＣＲＣロバストのＭＡＣ復号器によって得られる符号化利得を比較する。２つのペイロードサイズ（５０および１００バイト）が検討されている。さらに、上で提示された近似和計算方法が使用されており、ＣＲＣをそれぞれ１バイトの４つのブロックに分割する。カーブの形は、ＰＨＹ層で得られた結果に非常に類似しているが、著しく少ない符号化利得を有する。ＭＡＣ  ＣＲＣ情報による利得が、増加するＳＮＲと共に向上する。１００バイトのペイロードでは、１０−５よりも低いＥＨＲが、ＣＲＣロバストＭＡＣ復号器を使用した場合は１１ｄＢのＳＮＲに対して実現され、ロバストＭＡＣ復号器の場合は１４ｄＢのＳＮＲに対して、標準ＭＡＣ復号器の場合は１５ｄＢのＳＮＲに対して、それぞれ実現される。ＭＡＣヘッダ回復処理は、式（９）において必要とされる周辺化操作のために、ＰＨＹ層において行われたものよりも複雑である。ペイロードが大きくなるほど、復号化プロセスは複雑になる。ロバストＭＡＣ復号器と、ＣＲＣロバストＭＡＣ復号器との違いは、式（９）の最後の項、すなわち、ＣＲＣ値の相関を考慮に入れることにある。図１４によって、ＣＲＣロバストＭＡＣ復号器の有効性におけるこの特徴の貢献を理解することができる。
【０１３６】
図１７は、８０２．１１プロトコルスタックに適合された復号化方法の実施形態を図示する図９に類似した表示である。図１７は、ＰＨＹ層復号器モジュール３２によって実行されることができる、式（１６）を評価することに基づくＰＨＹヘッダ回復のステップ８５と、受信機においてＭＡＣ層復号器モジュール３３によって実行されることができる、式（１８）を評価することに基づくＭＡＣヘッダ回復のステップ８６とを組み合わせる。この組み合わせられた実施形態により、参照番号８７で示すように、たとえば軟判定データの形式において、より多くの数のＭＡＣペイロードが、上位層に渡されることができる。
【０１３７】
上述されたＭＡＰ推定器の第２の実施形態は、透過的なプロトコル層復号器、ならびに伝送エラーの選択的な回復が望まれる任意の他のアプリケーションに適用されることができる。
【０１３８】
ある実施形態では、ＭＡＰ推定器の第２の実施形態が、スケーラブルなビデオコーデックを使用するエラー回復機能を持つビデオ伝送に適用される、エラー訂正方法の基部として働く。スケーラブルなビデオコーデックは、埋め込まれたサブセットに分割されることができるビットストリームを生成することが可能なコーデックとして定義される。これらのサブセットは、質の向上したビデオシーケンスを提供するために、独立して復号されることができる。したがって、単一の圧縮操作が、異なるレート、および対応する再構築された質のレベルを有するビットストリームを生成することができる。スケーラブルなビデオコーデックは、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４、およびＨ．２６３などの、ほとんどのビデオ圧縮標準によってサポートされている。
【０１３９】
ビデオデータパーティショニングが、スケーラビリティを容易にするのに使用されてよい。たとえば、ＭＰＥＧ−２では、スライス層が、優先ブレイクポイントとして知られている、特定のビットストリームに含まれる最大数のブロック変換係数を示す。データパーティショニングは、６４の量子化された変換係数のブロックを、２つのビットストリームに割る周波数領域技術である。第１に、より高い優先度のビットストリーム、たとえば基層が、よりクリティカルでより低い周波数係数と、サイド情報、たとえばゼロ周波数値および運動ベクトルとを含む。第２に、より低い優先度のビットストリーム、たとえば強化層が、より高い周波数ビデオデータを搬送する。
【０１４０】
図１５に図示された実施形態では、オリジナルビットストリームのサブセットが、一次データとして伝送されて、強化層を提供するために二次データとして伝送される１つまたは複数の追加層を、基層の特性に提供することができる。したがって、エラー訂正方法は、たとえば、同じパケットにおいて複数の層をトランスポートしながら、強化層に対してよりも基層に対してより強力なエラー保護をする、不等エラー保護を適用するのを可能する。結果として、基層は、不利な伝送チャネル条件の間でさえも、より高い確率で正常に復号化されることができる。
【０１４１】
図１５は、ビデオ、すなわち一連のピクチャを伝送するための伝送システム８０の図表示である。システム８０は、通信チャネル７２、たとえばワイヤレスチャネルで、無線機デバイス７１にビデオデータを伝送する送信機デバイス７０を含む。ビデオは、スケーラブルなビデオコーデックにより符号化される。送信機デバイス７０では、符号器モジュール７３が、スケーラブルなビデオコーデック、たとえばＭＰＥＧ−４により一連のピクチャを符号化して、基層に対応する第１のビットストリーム、および強化層に対応する少なくとも１つの第２のビットストリームを生成し、結果として生じたビットストリームの連続したセグメントを、伝送されるべきパケット７４の中に置く。このようにして、符号化モジュール７３は、一連のデータパケット７４を生成する。図示された実施形態において、パケット７４は、第１のビットストリームに属するデータのための一次フィールド７５と、第２のビットストリームに属するデータのための二次フィールド７６と、一次および二次フィールドに関連付けられたエラー検出符号（たとえばＣＲＣ）のためのエラー検出フィールド７７とを含む。一連のデータパケット７４は、任意の好適な伝送プロトコルまたはプロトコルスタック、および任意の好適なカプセル化技術を使用して、通信チャネル７２を介して伝送される。したがって、送信機デバイス７０では、符号化モジュール７３は、図５には示していない、より下位のプロトコル層に対応するさらなる符号化モジュールに接続されてよい。
【０１４２】
受信機デバイス７０では、復号化モジュール９０が、たとえば、より下位のプロトコル層に対応する図示されないさらなる復号器モジュールから、連続したパケット７４を受信する。復号器モジュール９０は、フィールド７７において受信されたＣＲＣを、パケットに含まれた対応するデータと突き合わせて検査する。ＣＲＣ検査が正常でない場合、復号器モジュール９０は、選択的なエラー回復方法を実行して、一次フィールド７５、すなわち基層に影響する伝送エラーを回復する。
【０１４３】
図１６は、復号器モジュール９０の実施形態の図表示である。復号器モジュール９０は、データパケット７４を受信するための入力モジュール９１と、受信されたパケットのエラー検出符号を検査するためのエラー検出符号検査モジュール９２とを含む。検査が正常であった場合、モジュール９２は、フィールド７７を取り除いて、フィールド７５および７６のビデオデータを出力モジュール９３に渡す。出力モジュール９３は、第１および第２のビットストリームを復号化して一連のピクチャを再構築する好適なビデオ復号器、たとえばＭＰＥＧ−４に、ビデオデータを出力する。
【０１４４】
検査が正常でなかった場合、エラー検出符号検査モジュール９２は、パケット７４を、第１のビットストリームに属するデータの最も確実らしい正しい値を探すために、すなわち一次フィールド７５を回復するために動作する選択的なエラー訂正モジュール９４に渡す。選択的なエラー訂正モジュール９４は、一次フィールド７５のための有限の組の候補値、たとえば２＊＊Ｌ２進値の包括的なリスト（ここで、Ｌはフィールド７５の長さである）を決定するか、または先験的な知られている情報がそれらの２進値のうちのいくつかを除くことを許容する場合は、より限定された組を決定する。その組の各候補値について、選択的なエラー訂正モジュール９４は、たとえば、式（９）または式（１０）を評価することによって、受信されたパケット７４のフィールド７６および７７において受信されたデータの関数として、候補値の周辺尤度を決定する。選択的なエラー訂正モジュール９４はまた、相関、たとえば受信されたパケット７４の一次フィールド７５において受信されたデータと、候補値とのユークリッド距離も決定する。次いで、選択的なエラー訂正モジュール９４は、それぞれの周辺尤度および相関値を使用して、観測値に最もマッチする一次フィールドのための候補値を選択する。次いで、選択的なエラー訂正モジュール９４は、一次フィールド７５の訂正値を出力モジュール９３に渡し、それにより、少なくとも基層が復号化されることができる。二次フィールド７６の受信された値が、伝送エラーがある場合にそれに影響しても、出力モジュール９３に同様に渡されてよく、上述されたプロセスによって訂正されることはない。
【０１４５】
伝送システム８０の変更実施形態では、パケット７４は、フィールド７７のエラー検出符号によってまた対象とされるヘッダフィールド７８をさらに含む。たとえば、そのようなパケット７４は、ＵＤＰまたはＵＤＰ−Ｌｉｔｅプロトコル層で使用されることができる。次いで、選択的なエラー訂正モジュール９４が、ヘッダフィールド７８ならびに一次フィールド７５に見られる伝送エラーを回復するように構成されることができる。それらのフィールドが独立していると仮定すると、そのケースにおいて考慮されるべき候補値は、ヘッダフィールド７８の制御データのついての候補値と、一次フィールド７５のビデオデータのための候補値との任意の組合せを含む。
【０１４６】
さらなる実施形態では、パケット７４は、複数の一次フィールドと、複数の二次フィールドとを含んでよい。復号器モジュール９０が一次データおよび二次データそれ自体を処理するためには、パケットフォーマットの対応するマップが復号器モジュール９０に利用可能でなければならない。これは、任意の好適なやり方、たとえば、固定して構成される、または別のチャネルを介して通信されるやり方で、復号機モジュールに利用可能にさせることができる。好ましくは、一次フィールド（複数を含む）は、二次フィールド（複数を含む）よりもパケットヘッドの近くに配置されるが、これは必須ではない。
【０１４７】
伝送エラーを回復するための説明された方法およびデバイスは、上記で触れられた以外の他の伝送プロトコル層、たとえば、ＤＶＢ、Ｗｉｍａｘ、ならびに非標準プロトコル層に適用されることができる。伝送エラーを回復するための方法およびデバイスは、単一のプロトコル層において、またはプロトコルスタックのいくつかのプロトコル層において適用されることができる。
【０１４８】
伝送エラーを回復するための説明された方法およびデバイスは、任意のタイプのデータの伝送に適用されることができる。任意の下位層におけるＰＤＵのペイロードが、大きな量のアプリケーションデータ、すなわちマルチメディアコンテンツ情報を含むことができることから、特に、圧縮マルチメディアコンテンツの伝送への適用が企図される。伝送エラーがより起こりやすいことから、特に、ワイヤレスチャネルを介する情報の伝送への適用が企図される。誤ったパケットを回復するための再伝送に依拠するのを困難にすることから、特に、ブロードキャスト伝送、たとえば衛星テレビジョンへの、または強い遅延制約を有する伝送、たとえばｖｉｓｉｏｐｈｏｎｙへの適用が企図される。
【０１４９】
伝送エラーを回復するための説明された方法およびデバイスは、透過的なプロトコル層復号器に適用されることができ、特に、情報源・通信路結合復号化技術によってアプリケーション層で多くのエラーが訂正されることが可能になる、プロトコルスタックの１つまたは複数の、より下位の伝送プロトコル層のために適用されることができる。たとえば軟情報の形式で、アプリケーション層に達するパケットの量を増やすことによって、そのような透過的なプロトコル層復号器は、アプリケーション層における情報源・通信路復号化のパフォーマンスを向上させることができる。
【０１５０】
「モジュール」と呼ばれる任意の機能ブロックを含んだ図に示されるさまざまな要素の機能は、専用ハードウェアの使用、ならびに適切なソフトウェアと連携してソフトウェアを実行することができるハードウェアの使用を介して提供されることができる。プロセッサによって提供される場合、これらの機能は、単一の専用プロセッサによって提供されることも、もしくは単一の共有プロセッサによって提供されることも、またはそのうちのいくつかが共有されることができる複数の個別のプロセッサによって提供されることもできる。さらに、用語「プロセッサ」または「コントローラ」の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアを排他的に意味するものと解釈するべきではなく、この用語は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、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）、ソフトウェアを記憶するための読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性記憶装置を暗黙的に含んでもよいが、それらには限定されない。他のハードウェア、従来のハードウェアおよび／または特注のハードウェアもまた含まれてよい。
【０１５１】
本発明は、説明された実施形態に限定されない。添付の特許請求の範囲は、ここで説明される基本的技術の範囲に公正に含まれる、当業者が思いつくことが可能な、すべての変更および代替構成を具体化するように解釈されるべきである。
【０１５２】
本明細書の特許請求の範囲では、特定の機能を実行するための手段として表現されているすべての要素には、その機能を実行するあらゆるやり方を包含することが意図されている。これには、たとえば、ａ）その機能を実行する回路要素の組合せ、またはｂ）あらゆる形態のソフトウェア、したがって、その機能を実行するようにそのソフトウェアを実行するための適切な回路と組み合わせられた、ファームウェア、マイクロコードなどを含むソフトウェアを含む。そのような特許請求の範囲によって定義されている本発明は、記載されたさまざまな手段によって提供される機能が、特許請求の範囲が要求するやり方で組み合わせられ、一体化されていることに帰する。したがって出願人は、本明細書において示された機能と均等な機能を提供することができる、あらゆる手段を考慮している。
【０１５３】
動詞「ｔｏ  ｃｏｍｐｒｉｓｅ」または「ｔｏ  ｉｎｃｌｕｄｅ」、およびその活用の使用は、特許請求項に記された以外の要素またはステップの存在を除外しない。さらに、要素またはステップの直前の冠詞「ａ」または「ａｎ」の使用は、そのような要素またはステップの複数の存在を除外しない。本発明は、ハードウェア、ならびにソフトウェアの手段によって実装されることができる。ハードウェアの同一アイテムが、いくつかの「手段」を表すことができる。
【０１５４】
特許請求の範囲では、括弧の間に置かれたいずれの参照符号も、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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