(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体通信システムであって、
複数の移動局のうちの所定の移動局と通信を行う、デジタルデータのソースと、
該ソースに結合された、該デジタルデータを第１のコードシーケンスに符号化する第１の構成エンコーダと、
該ソースに結合された、該デジタルデータをインターリーブするインターリーバと、
該インターリーバに結合された、該インターリーブされたデジタルデータを第２のコードシーケンスにコード化する第２の構成エンコーダと、
該第１および第２の構成エンコーダに結合された、該第１のコードシーケンス内のデータを、該第２のコードシーケンスから選択されたデータと選択的に置換して、第１のパンクチャードコードシーケンスを形成する第１のコードパンクチャラ（ｐｕｎｃｔｕｒｅｒ）と、
該第１および第２の構成エンコーダに結合された、該第２のコードシーケンス内のデータを、該第１のコードシーケンスから選択されたデータと選択的に置換して、第２のパンクチャードコードシーケンスを形成する第２のコードパンクチャラと、
該所定の移動局に割り当てられた第１および第２の論理チャネル上の情報を送信する第１および第２の送信器と、
該第１および第２の送信器に結合された制御であって、ハンドオフ動作の間に、該制御は、該第１の送信器に、該第１のパンクチャードコードシーケンスと共に該デジタルデータを搬送する該第１のチャネルをブロードキャストさせ、それと同時に、該第２の送信器に、該第２のパンクチャードコードシーケンスと共に該インターリーブされたデジタルデータを搬送する該第２のチャネルをブロードキャストさせる、制御と、
を包含する移動体通信システム。
【請求項２】
受信器をさらに含み、該受信器は、
前記送信器からの信号を受信する少なくとも１つのアンテナと、
該少なくとも１つのアンテナに結合された、ハンドオフの間に前記第１の論理チャネルからのデータを復元し、ハンドオフの間に前記第２の論理チャネルからのデータを復元する処理回路と、
該処理回路に結合された、ハンドオフの間に該第１および第２の論理チャネルからの信号をデコードして、前記デジタルデータの正確な表示を復元する、インテリジェントデコーダと、
を包含する、請求項１に記載の移動体通信システム。
【請求項３】
前記ソース、前記構成エンコーダ、前記パンクチャラ、前記送信器、および前記制御が、前記所定の移動局の構成要素である、請求項２に記載の移動体通信システム。
【請求項４】
前記受信器が、前記所定の移動局に含まれる、請求項２に記載の移動体通信システム。
【請求項５】
前記第１および第２の送信器が、１つ以上のセルラーネットワーク基地局の構成要素である、請求項４に記載の移動体通信システム。
【請求項６】
前記第１および第２の送信器が、１つ以上の衛星の構成要素である、請求項４に記載の移動体通信システム。
【請求項７】
前記第１の送信器が、第１の衛星の構成要素であり、第１の領域内への送信を行い、前記第２の送信器が、第２の衛星の構成要素であり、第２の領域内への送信を行う、請求項６に記載の移動体通信システム。
【請求項８】
前記第１および第２の送信器が、多重ビーム衛星の構成要素である、請求項６に記載の移動体通信システム。
【請求項９】
前記第１および第２の構成エンコーダの各々が、ターボエンコーダを包含する、請求項１に記載の移動体通信システム。
【請求項１０】
前記第１のパンクチャードコードシーケンスと共に前記デジタルデータを多重化し、多重化されたデータを前記第１の送信器に供給する、第１のマルチプレクサと、
前記第２のパンクチャードコードシーケンスと共に前記インターリーブされたデジタルデータを多重化し、多重化されたデータを前記第２の送信器に供給する、第２のマルチプレクサと、
をさらに含む、請求項１に記載の移動体通信システム。
【請求項１１】
移動体無線通信システムにおいて動作する受信器システムであって、該受信器システムは、
ハンドオフ動作の間に２つ以上の送信器から受信した、移動局と関連する変調された信号を処理して、第１および第２のデータストリームを得る、受信器回路と、
該受信器回路の出力に結合された、ハンドオフの間に受信した該第１のデータストリームを処理して、デジタル通信情報および第１のコード化されたシーケンスに対応するデジタルデータを復元し、インターリ−ブされたバージョンの該デジタル通信情報および第２のコード化されたシーケンスに対応するデジタルデータを復元する、デマルチプレクサ回路と、
該デマルチプレクサ回路に結合されたコードコンバイナであって、該シーケンスを処理して、該デジタル通信情報に対応する第１の構成エンコード化シーケンスと、該インターリーブされたバージョンの該デジタル通信情報に対応する第２の構成エンコード化シーケンスとを復元する、コードコンバイナと、
該コードコンバイナに結合されたインテリジェントデコーダであって、該デジタル通信情報、該復元された、インターリーブされたバージョンの該デジタル通信情報、該第１および第２の構成エンコード化シーケンスに対応する該復元されたデジタルデータを処理して、該デジタル通信情報の正確な表現のために、ハンドオフの間のより低いコードレートを生成する、インテリジェントデコーダと、を包含する受信器システム。
【請求項１２】
前記受信器システムが、前記移動局の構成要素である、請求項１１に記載の受信器システム。
【請求項１３】
前記受信器回路は、セルラーネットワークの第１の基地局内の回路、および、該セルラーネットワークの第２の基地局内の回路を包含する、請求項１１に記載の受信器システム。
【請求項１４】
少なくとも前記コードコンバイナおよび前記インテリジェントデコーダが、前記セルラーネットワークのマスタースイッチセンタ内に配置された構成要素である、請求項１３に記載の受信器。
【請求項１５】
前記受信器回路が、１つ以上の衛星内に配置される、請求項１１に記載の受信器システム。
【請求項１６】
インテリジェントデコーダがターボデコーダを包含する、請求項１１に記載の移動体受信器システム。
【請求項１７】
前記ターボデコーダが、
前記デジタル通信情報および前記第１の構成エンコード化シーケンスに対応する前記復元されたデジタルデータに対応する前記コードコンバイナの出力に結合された第１のデコーダと、
該通信情報および該復元された、インターリーブされたバージョンのデジタル通信情報に対応する、該復元されたデジタルデータに対応する該コードコンバイナの出力から得られる２つの独立したデータストリームを結合するパケットコンバイナと、
該第１のデコーダの出力、該パケットコンバイナの出力、および該第２の構成エンコード化シーケンスに対応する該コードコンバイナの出力に応答する第２のデコーダと、
を包含する、請求項１６に記載の移動体受信器システム。
【請求項１８】
前記ターボデコーダが、
前記第１のデコーダから前記第２のデコーダの入力へデジタル出力情報を結合するインターリーバと、
該第２のデコーダから該第１のデコーダへフィードバックを提供する第１のデインターリーバと、
該第２のデコーダからの出力をデインターリーブする第２のデインターリーバと、
をさらに包含する、請求項１７に記載の移動体受信器システム。
【請求項１９】
前記第１および第２のデコーダがＭＡＰデコーダを包含する、請求項１７に記載の移動体受信器システム。
【請求項２０】
地理的な領域のセルまたはセグメントを提供する複数の送信器を有する無線通信システムと共に動作する移動体受信器であって、該移動体受信器は、
１つ以上の前記送信器からの、該移動体受信器に向けられた、受信した変調された信号を処理する受信器回路であって、１つの送信器から別の１つの送信器へのハンドオフの間に、該受信器回路は、該送信器のうちの少なくとも２つの送信器からの、該移動体受信器に向けられた、受信した変調された信号を処理して、第１および第２の順方向データストリームを得ることができる、受信器回路と、
該受信器回路の出力に結合された第１のデマルチプレクサであって、ハンドオフの間に受信した該第１の転送データストリームを処理して、該移動体受信器および第１のコード化されたシーケンスに向けられたデジタル情報に対応するデジタルデータを復元する、第１のデマルチプレクサと、
該受信器回路の出力に結合された第２のデマルチプレクサであって、ハンドオフの間に受信した該第２の転送データストリームを処理して、該移動体受信器および第２のコード化されたシーケンスに向けられた、インターリーブされたデジタル情報に対応するデジタルデータを復元する、第２のデマルチプレクサと、
該第１および第２のデマルチプレクサに結合されたコードコンバイナであって、ハンドオフの間に該第１および第２のコード化されたシーケンスを処理して、該移動体受信器に向けられた該デジタル情報に対応する第１の構成エンコード化シーケンス、および該移動体受信器に向けられた、該インターリーブされたデジタル情報に対応する第２の構成エンコード化シーケンスを復元する、コードコンバイナと、
該コードコンバイナに結合されたインテリジェントデコーダであって、該移動体受信器に向けられた該デジタル情報に対応する該復元されたデジタルデータ、該第１の構成にコードされたシーケンス、該移動体受信器に向けられた該インターリーブされたデジタル情報に対応する該復元されたデジタルデータ、および該第２の構成エンコード化シーケンスからの、該移動体受信器に向けられた該デジタル情報の正確な表現を復元する、インテリジェントデコーダと、
を包含する移動体受信器。
【請求項２１】
前記インテリジェントデコーダがターボデコーダを包含する、請求項２０に記載の移動体受信器。
【請求項２２】
前記ターボデコーダが、
前記移動体受信器および前記第１の構成エンコード化シーケンスに向けられた前記デジタル情報に対応する前記コードコンバイナの出力に結合された第１のデコーダと、
２つの独立したデータストリームを結合するパケットコンバイナであって、一方の独立したデータストリームが、該デジタル情報に対応する前記復元されたデジタルデータから得られ、他方の独立したデータストリームが、前記インターリーブされたデジタル情報に対応する該復元されたデジタルデータである、パケットコンバイナと、
該第１のデコーダの出力、該パケットコンバイナの出力、および該第２の構成エンコード化シーケンスに対応する前記コードコンバイナの出力に応答する第２のデコーダと、
を包含する、請求項２１に記載の移動体受信器。
【請求項２３】
前記ターボデコーダが、
前記第１のデコーダから前記第２のデコーダの入力へデジタル出力情報を結合するインターリーバと、
該第２のデコーダから該第１のデコーダへフィードバックを提供する第１のデインターリーバと、
該第２のデコーダからの出力をデインターリーブする第２のデインターリーバと、
をさらに包含する、請求項２２に記載の移動体受信器。
【請求項２４】
前記第１および第２のデコーダがＭＡＰデコーダを包含する、請求項２２に記載の移動体受信器。
【請求項２５】
移動体無線通信ネットワークにおいてデジタルデータを通信する方法であって、
所定の移動局のサービスのハンドオフの必要を検出するステップと、
ハンドオフ動作を実行するステップと、
を包含する方法であって、該ハンドオフ動作は、
（ａ）該デジタルデータを第１のコードシーケンスへと構成にエンコーディングするステップと、
（ｂ）該デジタルデータをインターリーブするステップと、
（ｃ）該インターリーブされたデジタルデータを第２のコードシーケンスへと構成にエンコーディングするステップと、
（ｄ）該第１のコードシーケンス内のデータを、該第２のコードシーケンスから選択されたデータと選択的に置換して、第１のパンクチャードコードシーケンスを形成するステップと、
（ｅ）該第２のコードシーケンス内のデータを、該第１のコードシーケンスから選択されたデータと選択的に置換して、第２のパンクチャードコードシーケンスを形成するステップと、
（ｆ）第１の論理チャネルをによって、第１のパス上を、該デジタルデータおよび該第１のパンクチャードコードシーケンスを送信するステップと、
（ｇ）第２の論理チャネルをによって、第２のパス上を、該インターリーブされたデジタルデータおよび該第２のパンクチャードコードシーケンスを送信するステップと、
（ｈ）受信器において、該第１のパンクチャードコードシーケンスを、該第２のパンクチャードコードシーケンスと結合して、該第１および第２のコードシーケンスの少なくともいくつかの部分を復元するステップと、
（ｉ）該デジタルデータの受信された部分、該第１のエンコードされたシーケンスの少なくとも復元された部分、該インターリーブされたデジタルデータの受信された部分、および該第２のエンコードされたシーケンスの少なくとも復元された部分から該デジタルデータの正確な表現を復元するステップと、
を包含する、方法。
【請求項２６】
前記送信するステップが、少なくとも１つのネットワークステーションから前記所定の移動局へと送信するステップを包含する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記送信するステップが、前記所定の移動局から送信するステップを包含する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
セルラー通信システムにおいて、基地局間の移動局についてのサービスのハンドオフを実現する方法であって、
第１のバージョンの情報について、ターボコーディング／デコーディング方式を用いて、該移動局と該基地局のうちの第１のステーションとの間で、情報の通信を行うステップと、
該第１の基地局から送信されたパイロット信号の強度、および、現在該移動局との通信を行っていない該基地局のうちの第２のステーションから送信されたパイロット信号の強度を測定して、ハンドオフの必要を判定するステップと、
該移動局と該第２の基地局との間に通信を確立しつつ、該移動局と該第１の基地局との間で該情報の通信を継続するステップであって、該移動局と該第２の基地局との間の該通信は、第２のバージョンの情報について、ターボコーディング／デコーディング方式を用いる、ステップと、
該第１の基地局の該パイロット信号強度が、所定の期間の間、所定のレベルよりも低い場合、該移動局と該第１の基地局との間での通信を終了するステップと、
を包含する方法。
【請求項２９】
前記第１のバージョンの情報が、デジタルデータストリームを含み、前記第２のバージョンの情報が、該デジタルデータストリームのインターリーブされた部分を包含する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記移動局と前記第１の基地局との間で情報の通信を行うステップが、
前記デジタルデータストリームを該移動局に送信するステップと、
（１）該デジタルデータストリームから形成された、ターボエンコードされたシーケンスと、（２）該デジタルデータストリームの該インターリーブされた部分から形成されたターボエンコードシーケンス、の選択された部分から形成されたパンクチャードコードシーケンスを送信するステップと、
を包含する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記移動局と前記第２の基地局との間の通信が、
前記デジタルデータストリームの前記インターリーブされた部分を、該移動局に送信するステップと、
（１）該デジタルデータストリームから形成された、ターボエンコードされたシーケンスと、（２）該デジタルデータストリームの該インターリーブされた部分から形成されたターボエンコードシーケンスとの選択された部分から形成された別のパンクチャードコードシーケンスを送信するステップと、
を包含する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記移動局と前記第１の基地局との間の前記通信を終了した後に、前記第２のバージョンの情報について、前記ターボコーディング／デコーディング方式を用いて、該移動局と前記第２の基地局との間の前記通信を継続するステップをさらに包含する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
２つの基地局から、複数の無線受信器のうちの所定の無線受信器へデジタルデータの通信を行う方法であって、
（ａ）該所定の無線受信器に向けられたデータおよび（ｂ）該所定の無線受信器に向けられたインターリーブされたバージョンの該データの一方から第１のデータストリームを形成するステップと、
該第１のデータストリームを第１のコードシーケンスへと構成にエンコードするステップと、
該所定の無線受信器についての該第１のデータストリームおよび該第１のコードシーケンスを送信するステップと、
ハンドオフの必要を検出するステップと、
ハンドオフの該必要の該検出に応答して、（ａ）該所定の無線受信器に向けられた該データおよび（ｂ）該所定の無線受信器に向けられた該インターリーブされたバージョンの該データの他方から第２のデータストリームを形成するステップと、
該第２のデータストリームを第２のコードシーケンスへと構成にエンコーディングするステップと、
該所定の無線受信器についての該第１のデータストリームおよび該第１のコードシーケンスを送信し、それと同時に、該所定の無線受信器についての該第２のデータストリームおよび該第２のコードシーケンスを送信するステップと、
該所定の無線受信器についての該第１のデータストリームおよび該第１のコードシーケンスの送信を終了するステップ、および該所定の無線受信器についての該第２のデータストリームおよび該第２のコードシーケンスの送信を継続するステップを包含する、ハンドオフを完了するステップと、
を包含する方法。
【請求項３４】
各構成エンコーディングが、ターボエンコーディングを包含する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
各送信ステップが、セルラーネットワーク基地局から所定のセルラーサービスエリアへと送信するステップを包含する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
各送信ステップが、１つ以上の衛星から送信するステップを包含する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
無線受信器における２つの基地局からデジタルデータを受信する方法であって、
該無線受信器に特定的に向けられた第１の送信を受信するステップであって、該第１の送信が第１のデータストリームおよび第１のコードシーケンスを含み、該第１のデータストリームが、（ａ）デジタル情報および（ｂ）該デジタル情報のインターリーブされた表現のうちの第１の情報からなる、ステップと、
該第１のデータストリームおよび該第１のコードシーケンスを処理して、該デジタル情報の正確な表現を復元するステップと、
ハンドオフを開始するステップと、
可能であれば、該無線受信器に特定的に向けられた該第１の送信を受信することを継続し、該無線受信器に特定的に向けられた第２の送信を受信するステップであって、該第２の送信が第２のデータストリームおよび第２のコードシーケンスを含み、該第２のデータストリームが、（ａ）該デジタル情報および（ｂ）該デジタル情報の該インターリーブされた表現のうちの第２の情報からなる、ステップと、
該第１および第２のデータストリームならびに該第１および第２のコードシーケンスのうちのいずれか２つ以上を処理して、該デジタル情報の正確な表現を復元するステップと、
該無線受信器に特定的に向けられた該第１の送信の受信を終了するステップと、
該無線受信器に特定的に向けられた該第２の送信を受け取ることを継続するステップと、
該第２のデータストリームおよび該第２のコードシーケンスのみを処理して、該デジタル情報の正確な表現を復元するステップと、
を包含する方法。
【請求項３８】
前記第１および第２のデータストリームならびに前記第１および第２のコードシーケンスのうちのいずれか２つ以上を処理するステップが、
該第１および第２のコードシーケンスの第１の選択された部分をコードダイバーシチ結合して、第１のターボコードシーケンスを復元するステップと、
該第１および第２のコードシーケンスの第２の選択された部分をコードダイバーシチ結合して、第２のターボコードシーケンスを復元するステップと、
該第１のターボコードシーケンスおよび該第１のデータストリームならびに該第２のターボコードシーケンスおよび該第２のデータストリームの利用可能な部分を繰り返し復号化するステップと、
を包含する、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
移動体通信システムであって、
複数の移動局のうちの所定の移動局と通信を行う、デジタルデータのソースと、
該ソースに結合された、該デジタルデータを第１のコードシーケンスに符号化する第１の構成エンコーダと、
該ソースに結合された、該デジタルデータをインターリーブするインターリーバと、
該インターリーバに結合された、該インターリーブされたデジタルデータを第２のコードシーケンスにエンコードする第２の構成エンコーダと、
該第１および第２の構成エンコーダに結合された第１のコードパンクチャラであって、第１のパンクチャリングパターンに基づいて該第１のコードシーケンスおよび該第２のコードシーケンス内のデータを選択的に選んで、第１のパンクチャードコードシーケンスを形成する、第１のコードパンクチャラと、
該第１および第２の構成エンコーダに結合された第２のコードパンクチャラであって、第２のパンクチャリングパターンに基づいて該第１のコードシーケンスおよび該第２のコードシーケンス内のデータを選択的に選んで、第２のパンクチャードコードシーケンスを形成する、第２のコードパンクチャラと、
該所定の移動局に割り当てられた第１および第２の論理チャネル上の情報を送信する第１および第２の送信器と、
を含み、
少なくともハンドオフ動作の間に、該第１の送信器が、該第１のパンクチャードコードシーケンスと共に該デジタルデータの第１の表現を搬送する該第１のチャネルをブロードキャストし、それと同時に、該第２の送信器が、該第２のパンクチャードコードシーケンスと共に該デジタルデータの第２の表現を搬送する該第２のチャネルをブロードキャストする、
移動体通信システム。
【請求項４０】
前記デジタルデータの前記第１の表現が、前記デジタルデータである、請求項３９に記載の移動体通信システム。
【請求項４１】
前記デジタルデータの前記第２の表現が、前記デジタルデータのインターリーブされた表現を包含する、請求項４０に記載の移動体通信システム。
【請求項４２】
受信器をさらに含み、該受信器が、
前記送信器から信号を受信する少なくとも１つのアンテナと、
該少なくとも１つのアンテナに結合された、ハンドオフの間に、前記第１の論理チャネルからデータを復元し、ハンドオフの間に前記第２の論理チャネルからのデータを復元する処理回路と、
該処理回路に結合された、ハンドオフの間に該第１および第２の論理チャネルからの信号をデコードして、前記デジタルデータの正確な表現を復元する、インテリジェントデコーダと、
を包含する、請求項３９に記載の移動体通信システム。
【請求項４３】
前記ソース、前記構成エンコーダ、前記パンクチャラ、前記送信器、および前記制御が、前記所定の移動局の構成要素である、請求項４２に記載の移動体通信システム。
【請求項４４】
前記受信器が、前記所定の移動局に含まれる、請求項４２に記載の移動体通信システム。
【請求項４５】
前記第１および第２の送信器が、１つ以上のセルラーネットワーク基地局の構成要素である、請求項４４に記載の移動体通信システム。
【請求項４６】
前記第１および第２の送信器が、１つ以上の衛星の構成要素である、請求項４４に記載の移動体通信システム。
【請求項４７】
前記第１の送信器が、第１の衛星の構成要素であり、第１の領域内への送信を行い、前記第２の送信器が、第２の衛星の構成要素であり、第２の領域内への送信を行う、請求項４６に記載の移動体通信システム。
【請求項４８】
前記第１および第２の送信器が、多重ビーム衛星の構成要素である、請求項４６に記載の移動体通信システム。
【請求項４９】
前記第１および第２の構成エンコーダの各々が、ターボエンコーダを包含する、請求項３９に記載の移動体通信システム。
【請求項５０】
前記第１のパンクチャードコードシーケンスと共に前記デジタルデータの前記第１の表現を多重化し、多重化されたデータを前記第１の送信器に供給する、第１のマルチプレクサと、
前記第２のパンクチャードコードシーケンスと共に前記デジタルデータの前記第２の表現を多重化し、多重化されたデータを前記第２の送信器に供給する、第２のマルチプレクサと、
を包含する、請求項３９に記載の移動体通信システム。
【請求項５１】
移動体無線通信システムにおいて動作する受信器システムであって、該受信器システムは、
ハンドオフ動作の間に２つ以上の送信器から受信した、移動局と関連する変調された信号を処理して、第１および第２のデータストリームを得る、受信器回路と、
該受信器回路の出力に結合された、ハンドオフの間に受信した該第１のデータストリームを処理して、デジタル情報シーケンスの第１の表現および第１のパンクチャードシーケンスに対応するデジタルデータを復元し、該デジタル情報シーケンスの第２の表現および第２のパンクチャードシーケンスに対応するデジタルデータを復元する、デマルチプレクサ回路と、
該デマルチプレクサ回路に結合されたコードコンバイナであって、該シーケンスを処理して、該デジタル情報シーケンスの該第１の表現に対応する第１の構成エンコード化シーケンスと、該デジタル情報シーケンスの該第２の表現に対応する第２の構成エンコード化シーケンスとを復元する、コードコンバイナと、
該コードコンバイナに結合されたデコーダであって、該デジタル情報シーケンスの該第１および第２の表現ならびに該第１および第２の構成エンコード化シーケンスに対応する該復元されたデジタルデータを処理して、該ハンドオフ動作の間に、該デジタル情報シーケンスの正確な表現を復元する、デコーダと、
を包含する受信器システム。
【請求項５２】
前記受信器システムが、前記移動局の構成要素である、請求項５１に記載の受信器システム。
【請求項５３】
前記受信器回路は、セルラーネットワークの第１の基地局内の回路、および、該セルラーネットワークの第２の基地局内の回路を包含する、請求項５１に記載の受信器システム。
【請求項５４】
少なくとも前記コードコンバイナおよび前記インテリジェントコンバイナが、前記セルラーネットワークのマスタースイッチセンタ内に配置された構成要素である、請求項５３に記載の受信器。
【請求項５５】
前記受信器回路が、１つ以上の衛星内に配置される、請求項５１に記載の受信器システム。
【請求項５６】
インテリジェントデコーダがターボデコーダを包含する、請求項５１に記載の移動体受信器システム。
【請求項５７】
地理的な領域のセルまたはセグメントを提供する複数の送信器を有する無線通信システムと共に動作する移動体受信器であって、該移動体受信器は、
１つ以上の送信器からの、該移動体受信器に向けられた、受信した変調された信号を処理する受信器回路であって、１つの送信器から別の１つの送信器へのハンドオフの間に、該受信器回路は、該送信器のうちの少なくとも２つの送信器からの、該移動体受信器に向けられた、受信した変調された信号を処理して、第１および第２の転送データストリームを得ることができる、受信器回路と、
該受信器回路の出力に結合された第１のデマルチプレクサであって、ハンドオフの間に受信した該第１の転送データストリームを処理して、該移動体受信器および第１のコード化されたシーケンスに向けられたデジタル情報シーケンスの表現に対応するデジタルデータを復元する、第１のデマルチプレクサと、
該受信器回路の出力に結合された第２のデマルチプレクサであって、ハンドオフの間に受信した該第２の転送データストリームを処理して、該移動体受信器および第２のコード化されたシーケンスに向けられた、該デジタル情報シーケンスの別の表現に対応するデジタルデータを復元する、第２のデマルチプレクサと、  該第１および第２のデマルチプレクサに結合されたコードコンバイナであって、ハンドオフの間に該第１および第２のコード化されたシーケンスを処理して、該移動体受信器に向けられた該デジタル情報シーケンスの該第１の表現に対応する第１の構成エンコード化シーケンス、および該移動体受信器に向けられた該デジタル情報シーケンスの該第２の表現に対応する第２の構成エンコード化シーケンスを復元する、コードコンバイナと、
該コードコンバイナに結合されたデコーダであって、該移動体受信器ならびに該第１および第２の構成にコード化されたシーケンスに向けられた該デジタル情報シーケンスの該表現のうちの少なくとも１つに対応する該復元されたデジタルデータからの、該移動体受信器に向けられた該デジタル情報シーケンスの正確な表現を復元する、デコーダと、
を包含する移動体受信器。
【請求項５８】
前記デコーダがターボデコーダを包含する、請求項５７に記載の移動体受信器。
【請求項５９】
前記ターボデコーダが、
前記移動体受信器および前記第１の構成エンコード化シーケンスに向けられた前記デジタル情報シーケンスの表現のうちの１つを処理する第１のデコーダと、
該デジタル情報シーケンスの該２つの表現を結合するパケットコンバイナと、  該第１のデコーダの出力、該パケットコンバイナの出力、および前記第２のエンコードされたシーケンスに対応する前記コードコンバイナの出力に応答する第２のデコーダと、
を包含する、請求項５８に記載の移動体受信器。
【請求項６０】
前記ターボデコーダが、
前記第１のデコーダから前記第２のデコーダの入力へデジタル出力情報を結合するインターリーバと、
該第２のデコーダから該第１のデコーダへフィードバックを提供する第１のデインターリーバと、
該第２のデコーダからの出力をデインターリーブする第２のデインターリーバと、
をさらに包含する、請求項５９に記載の移動体受信器。
【請求項６１】
前記第１および第２のデコーダがＭＡＰデコーダを包含する、請求項５９に記載の移動体受信器。
【請求項６２】
移動体無線通信ネットワークにおいてデジタルデータを通信する方法であって、
所定の移動局のサービスのハンドオフの必要を検出するステップと、
ハンドオフ動作を実行するステップと、
を包含する方法であって、該ハンドオフ動作は、
（ａ）該デジタルデータを第１のコードシーケンス構成にエンコードするステップと、
（ｂ）該デジタルデータをインターリーブするステップと、
（ｃ）該インターリーブされたデジタルデータを第２のコードシーケンスへと構成にエンコードするステップと、
（ｄ）第１のパンクチャリングパターンに基づいて、該第１のコードシーケンスおよび該第２のコードシーケンス内のデータを選択的に選び、第１のパンクチャードコードシーケンスを形成するステップと、
（ｅ）第２のパンクチャリングパターンに基づいて、該第１のコードシーケンスおよび該第２のコードシーケンス内のデータを選択的に選び、第２のパンクチャードコードシーケンスを形成するステップと、
（ｆ）第１の論理チャネルによって、第１のパス上を、該デジタルデータの第１の表現および該第１のパンクチャードコードシーケンスを送信するステップと、
（ｇ）第２の論理チャネルによって、第２のパス上を、該デジタルデータの第２の表現および該第２のパンクチャードコードシーケンスを送信するステップと、
（ｈ）受信器において、該第１のパンクチャードコードシーケンスを、該第２のパンクチャードコードシーケンスと結合して、該第１および第２のコードシーケンスの少なくともいくつかの部分を復元するステップと、
（ｉ）該デジタルデータの該表現のうちの１つ以上の表現の受信された部分、該第１のエンコードされたシーケンスの少なくとも復元された部分、および該第２のエンコードされたシーケンスの少なくとも復元された部分から、該デジタルデータの正確な表現を復元するステップと、
を包含する、方法。
【請求項６３】
前記送信するステップが、少なくとも１つのネットワークステーションから前記所定の移動局へと送信するステップを包含する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記送信するステップが、前記所定の移動局から送信するステップを包含する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】
前記デジタルデータの前記表現のうちの少なくとも１つが、前記デジタルデータを包含する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６６】
前記デジタルデータの前記表現のうちの少なくとも１つが、前記デジタルデータのインターリーブされた表現を包含する、請求項６２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、通信システムに関する。より詳細には、本発明は、セル基地局同士の間またはそのセクタの間、あるいは、衛星ビーム間および／または衛星間でのハンドオフ中に、移動局との通信を提供する新規な改良されたシステムに関する。本発明は、ソフトハンドオフメカニズムを、符号ダイバーシティ結合技術、パケットダイバーシティ結合技術、および反復復号化アルゴリズム（ターボ符号化として公知である）と結合する。システムは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、または時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）通信システムのいずれかにおいて動作する。
【０００２】
（背景技術）
地理的に固定された局および移動局を有する通信システムにおいて、移動局が第１の固定局から離れて移動し、第２の固定局に近付くにつれて、移動局との通信を第１の固定局から第２の固定局へとハンドオフすることが必要となる。セルラー通信のコンテキストにおいて、移動局が第１のセルから第２のセルへ動く場合、移動局との通信は、第１のセルの基地局から第２のセルの基地局へと移る。同様に、基地局が軌道衛星の上に設けられている場合、地球の表面の上か、近くにある「移動」ユニットの位置は、軌道衛星と比較すると、相対的に固定され、このユニットとの通信は、第１の基地局から第２の基地局に移されなければならない。第２の基地局は、第２の衛星の上にあってもよいし、第２のビーム（地理的領域）を提供する、第１の衛星の上の第２のアンテナと関連付けられていてもよい。本明細書中では、基地局は、地上の固定された基地局、または軌道衛星に搭載される基地局を指す。
【０００３】
通信システムにおいて用いられる多重アクセスシステムに応じて、３タイプの従来のハンドオフ、即ち、ハードハンドオフ、ソフトハンドオフ、および、ソフターハンドオフがある。
【０００４】
ハードハンドオフの特徴としては、順方向および逆方向チャネルの一時的な切断があり、典型的に、ＦＤＭＡまたはＴＤＭＡ環境において用いられ得る。移動ユニットが、通信セッション中、現在サービスセル領域または衛星ビームから外部に移動すると、受信する信号が弱くなり、ハンドオフが必要となる。ハードハンドオフを行うために、通信システムは、通信セッションを、セッションが続いている間に、新たなチャネルに切り替える。ＦＤＭＡまたはＴＤＭＡにおける（または、１つのＣＤＭＡシステムから、異なる周波数スペクトルを用いる他のＣＤＭＡシステムへの）ハードハンドオフにおいて、移動ユニットの受信器は、初期的に通信を提供するセルまたは衛星リンクから古いチャネルリンクで送信される情報の復調および復号化を停止し、その後、第２のチャネルリンクで送信される情報の復調および復号化を開始する。
【０００５】
従来のＦＤＭＡまたはＴＤＭＡセルラーシステムにおいて、実現されるハンドオフ方式は、移動電話がセル間の境界を越える場合に、通話が継続することを可能にするように意図される。１つのセルから他のセルへのハンドオフは、移動局から受信する信号強度が所定の閾値より低くなったことに、通話を処理するセル基地局における受信器が気付く場合に、開始される。低い信号／ノイズ比の検出は、移動電話がセル境界上にあることを意味する。信号レベルが所定の閾値より低くなる場合、基地局は、システムコントローラに、近くの基地局が、現在の基地局よりも良好な信号強度で移動信号を受信しているかどうか判定するように照会する。システムコントローラは、現在に基地局の問い合わせに応答して、ハンドオフの要求と共に、近くの基地局にメッセージを送信する。現在の基地局の近くの基地局は、特定のチャネルで移動局から信号を受信する走査受信器を用いる。
【０００６】
近くの基地局のうちの１つが、システムコントローラに、十分な信号強度を報告した後に、ハンドオフが試みられる。このシナリオは、「基地局開始ハンドオフプロセス」と呼ばれる。ハンドオフは、その後、新たな基地局で用いられているチャネルセットからアイドルチャネルが選択される場合、開始される。制御メッセージが、移動局に送信されて、現在のチャネルから新たなチャネルに切り替えるように命令する。同時に、システムコントローラは、第１の基地局から選択された基地局へと通話を切り替える。従来のＦＤＭＡまたはＴＤＭＡシステムにおいて、新たな基地局のハンドオフが成功しない場合、通話は途絶える。ハンドオフの失敗が起こる得る原因はいくつかある。
【０００７】
・例えば、ハンドオフは、適切な信号強度を有する近くのセルにおいて、利用可能なアイドルチャネルがない場合、失敗し得る。
【０００８】
・ハンドオフは、また、他の基地局が、問題の移動局が聞こえると報告するが、実際には、全く異なるセルにおいて、同じチャネルを用いている異なる移動局が聞こえている場合に、失敗し得る。
セル境界の近くで起こる基地局開始ハードハンドオフについて、信号レベルは、両方の基地局で変動する傾向がある。この信号レベルの変動は、「ピン−ポン」状態を起こし、そのことにより、移動局は、元の基地局によって、通話を近くの基地局にハンドオフするように繰り返し命令され、その後、近くの基地局が元の基地局にまたハンドオフするように命令する。
【０００９】
このプロセスは、しばしば、「接続前の中断」と呼ばれる。ハードハンドオフが、トラフィックチャネルの一時的な切断によって完了されるので、受信する信号の情報が失われ得る。
【００１０】
ソフトハンドオフ（ＣＤＭＡ環境において用いられる）は、一時的な切断の問題を軽減する。ソフトハンドオフにおいて、異なるセルまたは衛星を通じて受信される２つ以上の信号は、同じ受信器ユニットによって、同時に復調され、結合され、復号化され得る。ＣＤＭＡ環境によって、受信器が、１つ以上の基地局からの信号を、同時に復調し、結合し、復号化することが可能になるので、ソフトハンドオフは、いずれのトラフィックチャネルの切断も必要としない。他の基地局のサービスエリアまたは衛星ビームに移動するユーザは、受信または送信周波数を変化させる必要がない。ソフトハンドオフの特徴として、同じＣＤＭＡ周波数で、古いコード系列の通信を終了する前に、新たな符号系列を用いる（即ち、新たなセルまたは衛星で新たな基地局との）通信を開始することがある。
【００１１】
セルラー通信システムと共に用いられる、１つのソフトハンドオフシステムは、Ｂｌａｋｅｎｅｙ  ＩＩらの米国特許第５，６４０，４１４号、「Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｓｏｆｔ  Ｈａｎｄｏｆｆ  ｉｎ  ａ  ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」（「Ｂｌａｋｅｎｅｙ特許」）に記載されている。この特許は、本明細書中で参考として援用される。ハンドオフプロセスの開始は、ＣＤＭＡシステム内のパイロットチャネルでハンドオフ補助パイロット信号の信号出力を測定する移動局によって、あるいは、移動局からの信号出力を測定する基地局によって呼び出される。典型的なＣＤＭＡソフトハンドオフは、レーキ受信器と共にダイバーシティを結合すること（即ち、同じまたは異なる基地局のいずれかからの信号を結合すること）によって、実現されて、ハードハンドオフよりも良好な通話確実性を提供し、ユーザにとって透過性である様式で、セルまたはビーム間のハンドオフプロセスをサポートする。
【００１２】
セルラー通信システムを参照しながらＢｌａｋｅｎｅｙ特許において記載されているように、移動開始ハンドオフ方法は、基地局開始ハンドオフ方法とは異なる。移動開始ハンドオフは、パイロット信号があるかどうか、およびパイロット信号の強度の検出を移動局に依存する。従って、移動局によって開始されるハンドオフを行うために、移動局には、他の基地局からパイロット信号を走査する、サーチ受信器が備え付けられている。移動開始ハンドオフ方法を用いる理由の１つは、移動局が、基地局よりも、移動局自身と様々な近くの基地局との間の経路の変化に対する感受性が高いことである。
【００１３】
従来のＣＤＭＡシステムにおいて、２つのタイプのハンドオフ動作、即ち、ソフトハンドオフ、およびＣＤＭＡからＣＤＭＡへのハードハンドオフが実現される。ＣＤＭＡからＣＤＭＡへのハードハンドオフは、ＴＤＭＡまたはＦＤＭＡシステムのハンドオフと同様であり、通話の中断が起こり得る。ＣＤＭＡおよびそのソフトハンドオフ手順をある程度詳細に考慮することは、存在するシステムの問題の理解において、有用であり得る。
【００１４】
ソフトハンドオフ状態において、移動局は、ハンドオフプロセスを開始する。移動局は、複数の基地局への／からの信号ダイバーシティ結合を実行する。移動局は、レーキ受信器を用いて、複数の基地局から通信を同時に受信する。ソフトハンドオフは、移動局が、前の基地局またはセクタとの通信が途絶える前に、２つ以上の基地局、または同じ基地局の２つ以上のセクタと同時に通信する場合に起こる。後者の場合（即ち、セル内のセクタ間）は、「ソフターハンドオフ」と呼ばれる。これは、ソフトハンドオフの特別なタイプであり、本明細書中では、ソフトハンドオフとソフターハンドオフとは区別しない。ソフトハンドオフ環境において、移動局とエンドユーザとの間の通話は、移動局が現在サービス中の（ｓｅｒｖｅ）セルに対応する基地局から、移動局がこれからサービスを受けるセルに対応する基地局への最終的なハンドオフによって中断されない。
【００１５】
図１〜３に、従来のＣＤＭＡシステムを示す。図１に示すように、移動受信局でのＣＤＭＡシステムのダイバーシティコンバイナ受信器は、複数のデジタルレーク受信器１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、およびサーチャー受信器１０３に信号を供給するフロントエンドアナログ受信器１０１に送出するダイプレクサを含む。受信器は、データをダイバーシティコンバイナ１０４に提供する。ダイバーシティコンバイナの出力は、復号器１０５に接続されている。移動ユニットが電話サービスを提供する場合、復号器は、ベースバンド処理回路部およびボコーダーを通じて信号を供給して、ハンドセットのスピーカーを駆動する信号を提供する。
【００１６】
図２に示すように、基地局での従来のＣＤＡシステムのダイバーシティコンバイナ受信器は、移動局と同じ構成であるが、ダイプレクサ、ならびにフロントエンドアンテナおよび受信器の数のみが異なる。基地局では、２つの受信器システムが、アンテナダイバーシティ受信のために用いられる。これらの２つのシステムは、独立して、同じＣＤＭＡ信号を受信し、ダイバーシティコンバイナ２０４で結合される。従って、アンテナ２００Ａ、２００Ｂは、移動局から別々に信号を受信し、各アンテナは、信号をアナログ受信器２０１に供給する。アナログ受信器には、複数のレーキ受信器２０２Ａおよび２０２Ｂ、ならびにサーチャー受信器２０３が続く。レーキ受信器２０２Ａ、２０２Ｂは、信号をダイバーシティコンバイナ２０４に出力する。移動局のダイバーシティコンバイナ１０４の出力と同様に、信号が、その後、復号器２０５において復号化される。基地局は、復号化された逆方向チャネル情報を、デジタルリンクでマスタースイッチセンター（ＭＳＣ）に転送する。
【００１７】
図３に、移動局または基地局のいずれかの中のダイバーシティコンバイナ１０４または２０４の動作を示す。ダイバーシティコンバイナは、最大比コンバイナを利用する。コンバイナは、まず、３０１Ａ、３０１Ｂ、３０１Ｃでの特定の重み付けされた信号／ノイズ比（測定された信号強度に基づく）を、ここでは、受信器３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃによって総称的に表される個別の受信器からの、入来データ信号に適用する。ダイバーシティコンバイナは、その後、これらの重み付けされた信号を、加算器３０３で結合する。ダイバーシティ結合方式は、「最大比コンバイナ」と呼ばれる。パイロット信号の復調が、受信される信号の複数のストリームの整列を可能にするので、結合はコヒーレントである。得られる結合された信号は、その後、前方誤り訂正を用いて、復号器３０４によって復号化される。従来の前方誤り訂正は、適切なＶｉｔｅｒｂｉアルゴリズム復号器で、畳込み符号を用いる。従来のＣＤＭＡセルラーシステムの例は、畳込み符号を用いる。このようなシステムは、基地局から移動局への順方向（ｆｏｒｗａｒｄ）リンクについては１／２の符号化率を有し、移動局から基地局への逆方向（ｒｅｖｅｒｓｅ）リンクについては１／３の符号化率を有する。
【００１８】
基地局Ａから基地局Ｂへのソフトハンドオフ中の従来の通話処理動作には、以下のステップが含まれる。
【００１９】
１）基地局Ａからサービスを受ける移動局が、２つ以上の基地局について、潜在的なパイロット信号を走査し、測定する。
【００２０】
２）移動受信器が、所定の閾値レベルを越える、基地局Ｂからのパイロット信号を検出する。
【００２１】
３）移動局は、パイロット強度測定メッセージを基地局Ａに送信する。
【００２２】
４）基地局Ａは、パイロット強度測定メッセージを受信し、マスタースイッチセンターを通じて、基地局Ｂにメッセージを中継する。
【００２３】
５）基地局Ｂは、順方向チャネルの特定の移動局について、基地局Ａによって送信されるトラフィックと同じトラフィックの送信を開始し、移動局から逆方向トラフィックチャネルを取得する。
【００２４】
６）基地局ＡおよびＢは、それぞれ、ＡおよびＢからの信号の復調を開始するように、ハンドオフ方向メッセージを移動局に送信する。
【００２５】
７）移動局は、ハンドオフ方向メッセージを受信し、基地局Ｂからの信号を取得および復調し、基地局ＡおよびＢからの信号のダイバーシティ結合を開始する。
【００２６】
８）移動局は、メッセージを基地局ＡおよびＢの両方に送信して、両方から信号を受信していることを両方の基地局に知らせる。
【００２７】
９）ハンドオフドロップタイマーが、基地局Ａからのパイロット信号について終了する場合、移動局は、基地局ＡおよびＢにパイロット強度測定メッセージを送信する。基地局からの信号が、所定の期間（即ち、ハンドオフドロップタイマーの期間）、所定の閾値より低いままである場合、その基地局からの信号は、ステップ１０〜１３において説明されるように、移動局によって処理される信号のセットから除外される。
【００２８】
１０）基地局ＡおよびＢは、Ｂのみを用いるように、ハンドオフ方向メッセージを移動局に送信する。
【００２９】
１１）移動局は、ハンドオフ完了メッセージを基地局ＡおよびＢに送信して、基地局Ａからの信号の受信を停止することを基地局に知らせる。
【００３０】
１２）移動局は、ハンドオフ方向メッセージを受信し、ダイバーシティ結合を停止し、基地局Ｂのみからの信号の復調を開始する。
【００３１】
１３）ハンドオフ完了メッセージを受信して、基地局Ａは、移動局の順方向トラフィックチャネルでの送信、および逆方向トラフィックチャネルでの受信を停止する。
【００３２】
移動局開始ハンドオフ方法は、基地局開始ハンドオフと比較して、より確実なハンドオフ、および高められたシステム性能を提供する。レーキ受信器と関連して、複数の基地局からの信号の移動局受信器でのダイバーシティ結合は、移動受信器が、異なる基地局からの同じＣＤＭＡ信号の複数のコピー、および各基地局からの同じ信号の複数のコピーを受信することを可能にする。
【００３３】
ハンドオフ動作の特別な場合である、ソフターハンドオフは、移動局が、同じＣＤＭＡセル内の１つのセクタ範囲から他のセクタ範囲に移動する場合に起こる。ソフターハンドオフは、ソフトハンドオフと同じ手順を用いるが、ソフターハンドオフが、異なる基地局間ではなく、同じ基地局のセクタアンテナ間で起こることのみが異なる。
【００３４】
システム設計において可能である場合には、ソフトハンドオフがハードハンドオフよりも好適であるが、その理由は少なくとも３つある。
【００３５】
・改善されたリンクの質。セル境界（本明細書中では、「セル境界」は、衛星システムのビーム境界をも含み、セルは、地上基地局アンテナの範囲または衛星ビームの範囲の両方を指す）は、通常、他のセルからの増加する混信に結合される狭い範囲を提供する。従って、さらなるセルまたは衛星からの順方向トラフィックチャネルダイバーシティは、リンクの質を高める。
【００３６】
・制御された混信。移動ユニットは、セルラー環境については、移動局からなり、衛星環境については、相対的に固定された地上端子からなる。セル境界上で、他のセル内の移動ユニットへの移動ユニットの混信が最大である。ソフトハンドオフは、これらのセルからの移動ユニットの信号出力を制御する能力を高めて、このような混信を最小化する。
【００３７】
・通話が途絶える可能性の減少。順方向リンクは、ハンドオフ領域において、最も弱い。高速で移動する乗り物、または素早く移動する衛星に結合された、遅いハンドオフプロセスは、元のセルから送信される順方向リンクを復調することがもはや不可能であり、ハンドオフ方向コマンドを失う。
【００３８】
上述したシステムの各々がセルラー通話のハンドオフについて提供されるが、どのシステムも、通信システムプロバイダまたは通信システムユーザのいずれかが好む程、確実なハンドオフを提供しない。混信、信号のフェージング（過度の経路損失）またはエコー（時間遅延拡散現象）、ならびに多経路フェージング等のよくある問題点が、所与のセルまたは衛星ビームのハンドオフ領域において起こり続けている。混信は、近くのセルの信号によって起こる。移動局は、近くのセルまたは衛星からの信号を不注意に解釈し、その信号を、受信するように意図された信号であったかのように処理する。従って、移動局でのユーザが、全く関係ない通信セッションの間に入る可能性がある。さらに、信号は、移動局と基地局との間の距離が広がるにつれて、フェードし得る。建物および周囲の地形のトポグラフィーに結合される、信号の送信端子と受信端子との間の距離は、また、信号が中断し、そのことにより、フェードする原因となり得る。結果的に受信器に到達する信号の多くは、また、送信器から異なる経路を介して移動したものであり得る。経路長が異なるので、信号は、受信器に同時に到着しない。従って、受信器は、同じ情報の２つの異なるバージョンを処理し得、周波数の選択的なフェージングの原因となる。
【００３９】
これらの問題の多くは、移動局との通信に用いられる信号をチャネル符号化することによって、軽減される。現行のチャネル符号化システムは、ハンドオフが起こる際に、異なる基地局から同じ移動局に送信される信号を区別しない。上述したように、従来のＣＤＭＡセルラーシステムは、複数の受信器を利用して、異なる基地局から、多経路信号および／または信号を検出する。これらの信号は、同じ符号化された信号の時間遅延バージョンであり、レーキ受信器およびダイバーシティコンバイナと結合され得る。従来のダイバーシティコンバイナは、異なる基地局、異なるセクタ、または異なる多経路信号から受信される「同じ」信号について最大比コンバイナを用いる。このようにして、受信器は、ハンドオフ動作中、同じ正確な信号を、両方の基地局から受信する。ハンドオフ領域において、両方の基地局から受信される信号が、同じ符号化された信号なので、利得の量は、ダイバーシティ結合利得および設計された符号化利得のみに限定される。
【００４０】
最近では、新たな符号化技術によって、通信システム設計者がより大きい符号化利得を得ることが可能になった。例えば、Ｃｌａｕｄｅ  Ｂｅｒｒｏｕの米国特許第５、４４６，７４７号、「Ｅｒｒｏｒ−Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｗｉｔｈ  ａｔ  Ｌｅａｓｔ  Ｔｗｏ  Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｄｉｎｇｓ  ｉｎ  Ｐａｒａｌｌｅｌ，  Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ  Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ，  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌｅ  ａｎｄ  Ｄｅｃｏｄｅｒ」（「Ｂｅｒｒｏｕ特許」）に記載の反復符号化技術は、順方向リンクおよびリターンリンクの符号化利得が、それぞれ、１／２および１／３である、従来のＣＤＭＡシステムと比較して、かなりの符号化利得を提供する。Ｂｅｒｒｏｕ特許の開示内容を、本明細書中で参考として援用する。Ｂｅｒｒｏｕ特許に記載される符号化方式は、一般的に「ターボ符号化」として公知である。概して、ターボ符号化は、１つの信号が、同時の送信について、複数の様式で符号化されることを可能にする。従って、１つの信号の複数の符号化されたバージョンは、増加する符号化利得を得るように、受信され、結合され得る。さらに、１つの信号の符号化されたバージョンの１つのみを受信する受信器は、信号を適切に復号するための信号についての十分な情報を有する。
【００４１】
今日まで、ハンドオフ領域内において、ハンドオフ動作中に、システム性能を高めるために、ターボ符号化の利点をとる、いずれの通信システムもなかった。Ｂｅｒｒｏｕ特許は、Ｇａｕｓｉａｎチャネルについてのみターボ符号化を示唆し、フェージングされるチャネルについては示唆していない。結果として、Ｂｅｒｒｏｕは、情報信号および２つのパリティービット信号のみを送信する。
【００４２】
（発明の開示）
本発明は、ターボ符号化のような構成成分符号化／暗号化シーケンスをソフトハンドオフ動作と結合し、このことにより、局（移動局または主局）が、ハンドオフに関わる２つの異なる基地局を介して、同じ情報信号に基づいて異なるように符号化される２つのデータストリームを受信し得るようにすることによって、上記の問題を解決する。本発明は、セルラーおよび衛星に基づく移動通信システムにおいて、符号結合およびパケット結合の組合せと共に、反復的符号化を利用する。これは、受信器がハンドオフ中に２つの符号化された情報信号を効率的に結合することを可能にし、これにより、より低い符号化率を引き上げ、セルラーシステムの性能を高める。
【００４３】
従って、本発明の目的は、ハンドオフ動作中の無線通信の質を高めることである。
【００４４】
本発明の他の目的は、セルの境界における通信システムの性能を高めることである。
【００４５】
より具体的には、本発明の目的は、ターボ符号化または他の同様の符号化を用いて、通信システムにおけるソフトハンドオフ動作の性能を高めることである。
【００４６】
本発明の目的は、１つの基地局からのインターリーブされていない情報シーケンスを用いる第１の符号化された信号、および第２の基地局からのインターリーブされていない情報シーケンスを用いる第２の符号化された信号（第１の符号化された信号とは異なる）を有する移動局を提供することによって、ハンドオフを実現することである。
【００４７】
本発明の目的は、また、ターボ符号化を用いて、強力でより高い符号化率を得るように、移動局によってよりクリアに結合され得る、異なるように符号化された２つの信号を提供することである。
【００４８】
本発明のさらなる目的は、ターボ符号化を利用して、システムの性能を高め、先例のない符号化利得を提供する、任意のタイプの通信システムを可能にすることである。
【００４９】
本発明がどのように上述の目的を達成するかを理解するためには、本発明の１つの局面をまず考慮することが有用であり得る。この局面において、本発明は、セルラー通信システムにおいて、基地局間の移動局用のサービスのハンドオフを実現する方法に関する。適切なセルラーシステムの例には、地上配備セルラーシステムおよび衛星タイプセルラーシステムが含まれる。
【００５０】
この方法には、移動局と複数の基地局のうちの第１の基地局との間で情報を通信すること、情報の第１のバージョンについてターボ符号化／復号化方式を用いることが含まれる。第１の基地局から、および他の基地局から送信されるパイロット信号の強度は、測定されて、ハンドオフの必要性を決定する。ハンドオフ中、移動局と第１の基地局との情報の通信が続いている間に、移動局と他の基地局との間に通信が確立される。移動局と第２の基地局との間の通信もターボ符号化／復号化方式を用いるが、これらの通信用のターボ符号化は、情報の第２のバージョンに関する。好適な実施形態において、情報の２つのバージョンには、入力情報、および入力情報のインターリーブされたバージョンが含まれる。方法には、また、第１の基地局のパイロット信号強度が、所定の期間、所定のレベルよりも下がる場合に、移動局と第１の基地局との間の通信を終了することが含まれる。
【００５１】
典型的な実現例において、他の基地局との通信は、第１の基地局との通信が終了した後も続く。しかし、続いている通信は、情報の第２のバージョンに基づくターボ符号化／復号化方式を利用する。
【００５２】
本発明の他の局面は、本発明の移動通信を実現するシステムおよび／または受信器に関連する。
【００５３】
本発明のこのような局面の１つは、移動通信システムに関する。システムは、複数の移動局のうちの所定の移動局への、または所定の移動局からの通信用に、デジタルデータのソースを含む。セルラー電話の例において、ソースは、ハンドセットか、またはセルラーネットワークのどこかのいずれかにあるボコーダーであり得る。
【００５４】
第１の構成成分符号器は、ソースに接続され、デジタルデータを第１の符号シーケンスに符号化する。システムは、また、デジタルデータをインターリーブするインターリーバ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）を含む。第２の構成成分符号器は、インターリーバに接続され、インターリーブされるデジタルデータを第２の符号シーケンスに符号化する。システムは、また、構成成分符号器に接続されている、２つの符号パンクチャラを含む。第１の符号パンクチャラは、第１の符号シーケンスにおいて、データを第２の符号シーケンスから選択されたデータと選択的に置き換えて、第１のパンクされた符号シーケンスを形成する。第２の符号パンクチャラは、第２の符号シーケンスにおいて、データを第１の符号シーケンスから選択されたデータと選択的に置き換えて、第２のパンクされた符号シーケンスを形成する。２つの送信器は、所定の移動局に割り当てられた２つの論理チャネルで情報を送信する。システムは、第１のおよび第２の送信器に接続されているコントロールを含む。ハンドオフ動作中、コントロールは、第１の送信器が、第１のパンクされた符号シーケンスと共にデジタルデータを搬送する第１のチャネルをブロードキャストするようにする。ハンドオフ動作中、コントロールは、また、第２の送信器が、第２のパンクされた符号シーケンスと共にインターリーブされたデジタルデータを搬送する第２のチャネルをブロードキャストするようにする。
【００５５】
システム要素は、例えば、基地局の送信器を含む、ネットワークの要素であり得る。あるいは、要素は、移動局の一部であり得る。後者の場合、例えば、移動局は、ハンドオフ中に２つの基地局に信号を送信する送信器を含み得る。本発明の好適な実施形態は、基地局から移動局への順方向チャネル、および移動局から基地局への逆方向チャネルの両方で、ターボ符号化／復号化方式を利用する。
【００５６】
本発明の他の局面は、受信器システムに関する。受信器システムは、送信器から信号を受信する、少なくとも１つのアンテナを含む。処理回路部は、アンテナに接続され、ハンドオフ中、２つの論理チャネルからデータを復元する。受信器システムは、処理回路部に接続されている、インテリジェント復号器を含む。この要素は、ハンドオフ中に第１および第２の論理チャネルからの信号を復号化して、デジタルデータの正確な表現を復元する。
【００５７】
好適な実施形態において、受信器は、２つのデマルチプレクサ、符号コンバイナ、およびインテリジェント復号器を含む。第１のデマルチプレクサは、第１の受信されたデータストリームを処理して、デジタル通信情報および第１のコード化されたシーケンスに対応するデジタルデータを復元する。第２のデマルチプレクサは、第２の受信されたデータストリームを処理して、デジタル通信情報のインターリーブされたバージョンおよび第２のコード化されたシーケンスに対応するデジタルデータを復元する。符号コンバイナは、第１および第２のデマルチプレクサに接続されている。符号コンバイナは、２つのコード化されたシーケンスを処理して、デジタル通信情報に対応する第１の構成成分符号化シーケンス、およびデジタル通信情報のインターリーブされたバージョンに対応する第２の構成成分符号化シーケンスを復元する。
【００５８】
インテリジェント復号器は、符号コンバイナに接続されている。この実現例において、復号器は、デジタル通信情報に対応する復元されたデジタルデータ、復元されたデジタル通信情報のインターリーブされたバージョン、ならびに第１および第２の構成成分符号化シーケンスを処理して、デジタル通信情報の正確な表現を生成する。
【００５９】
インテリジェント復号器は、好適には、反復ターボ復号器であるが、本発明は、他のタイプの反復復号器をも範囲に含む。好適な反復ターボ復号器は、２つのＭＡＰ復号器、パケットコンバイナ、２つのインターリーバ、および２つのデインタリーバを含む。第１のＭＡＰ復号器は、デジタル通信情報および第１の構成成分符号化シーケンスに対応する復元されたデジタルデータに対応する符号コンバイナの出力に接続されている。第１のインターリーバは、デジタル通信情報に対応する復元されたデータをインターリーブし、パケットコンバイナの入力にその結果を供給する。パケットコンバイナは、そのデータを、復元されたデジタル通信情報のインターリーブされたバージョンと結合し、その結果を第２の復号器の１つの入力に供給する。第２のインターリーバは、第１のＭＡＰ復号器の出力をインターリーブし、その結果を第２のＭＡＰ復号器の第２の入力に供給する。第２のＭＡＰ復号器は、また、第２の構成成分符号化シーケンスに対応する符号コンバイナの出力に応答する。第１のデインターリーバは、第２の復号器から第１の復号器へと、インターリーブされない情報シーケンスについて、外部の情報のフィードバックを提供し、第２のデインターリーバは、第２の復号器からの出力をデインターリーブして、所定回数の反復が完了した後、インテリジェント復号器の出力を提供する。
【００６０】
本明細書は、ターボ符号化を用いることを開示しているが、従来の畳込み符号、積符号等の他の符号化方式も、本発明と共に用いられ得る。この新たな技術は、（１）ＢＥＲ（ビット誤り率）によって測定される改善された通信性能、および（２）従来のハンドオフシステムと比較して、改善された通信低下確率を提供する。従って、本発明は、改善されたハンドオフ確実性を通じて、システム容量を増加させる。
【００６１】
本発明は、例えば、ハンドオフ中に、帯域幅の必要条件を増加させることなく、それぞれ、１／４、および１／６の符号化率（１ビットにつき符号化された記号の数分の１）を提供し、且つ、１つの基地局によって提供される、通常のセル内（または１つの衛星ビーム）動作中、それぞれ１／２および１／３の順方向および逆方向リンク符号化率を提供する。この高められた符号化率は、元のシーケンスを、適切にパンクされたパリティーチェックで、１つの基地局を通じて送信し、インターリーブされるデータシーケンスを、パンクされたパリティーチェックシーケンスの他のパターンで、他の基地局を通じて送信することによって得られる。受信器で、インターリーブされるシーケンスおよびインターリーブされない元のシーケンスが、パケットコンバイナによって結合され、パンクされたパリティーチェックシーケンスが、符号コンバイナによって結合される。符号結合およびパケット結合技術は、符号化利得を提供し、セルラーおよび衛星システムにおける好ましくないフェージング効果を軽減する。
【００６２】
衛星デジタルオーディオブロードキャスト用のターボ符号化技術を用いるシステムは、同時係属中の、同じ発明者による、本発明と同じ譲受け人に譲渡された、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｔｕｒｂｏ  Ｃｏｄｅｄ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｕｄｉｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ」という名称の米国特許出願第０８／９０８，０４５号に記載されている。前述の出願の開示内容を、本明細書中で参考として援用する。
【００６３】
反復復号化プロセスを有する、ハンドオフプロセスの本発明における組合せは、ユーザにとって完全に透過性である、固有のロバストで、シームレスな送信を提供する。従来技術のハンドオフ方法と比較して、セルラーおよび多ビームおよび／または多衛星環境において、「最もソフト」で、最も確実なハンドオフを提供する。
【００６４】
本発明は、ＦＤＭＡ用および多セルＴＤＭＡ用の２つの周波数ダイバーシティ受信器、または１つのセルＴＤＭＡ内の２つのタイムスロット等の２つのチャネルを介して、受信エンティティが通信する能力を有する場合に、ＦＤＭＡおよびＴＤＭＡシステムにさえも、符号ダイバーシティおよびパケット結合を反復復号化と結合することによって、ソフトハンドオフメカニズムの１つのタイプを与える。例えば、ＦＤＭＡまたはＴＤＭＡ環境における、２つの基地局からの信号は、適切にパンクすることによって異なるように符号化され、より高い符号化率を得るように、受信器で異なるように結合される。
【００６５】
本発明のさらなる目的、利点、および新たな特徴は、部分的には、以下の説明において述べられ、部分的には、当業者にとっては、以下を検討することにより明らかになるか、本発明を実施することによって理解され得る。本発明の目的および利点は、添付の特許請求の範囲において詳細に指摘される手段およびその組合せによって実現および達成され得る。
【００６６】
図面は、本発明を例示するが、限定するものではない。図面において、同一の参照符号は、同一または同様の要素を示す。
【００６７】
（本発明を実施する最良の形態）
本発明によって、ハンドオフ動作中の通話確実性が、従来のダイバーシティ結合ソフトハンドオフ技術の通話確実性と比較して、改善される。ハンドオフ動作中に反復復号化処理と共に、符号ダイバーシティ結合およびパケット結合を実現することによって、改善される。改善された通信は、順方向リンクおよび逆方向のリンクのいずれか、あるいは両方において、用いられ得る。また、本発明は、地上配備セルラーシステムおよび衛星に基づくセルラーシステムに対して適用可能である。
【００６８】
衛星デジタルオーディオブロードキャスト用のターボコード化技術を用いるシステムは、同時係属中の、同じ発明者による、本発明と同じ譲受け人に譲渡された、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｔｕｒｂｏ  Ｃｏｄｅｄ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｕｄｉｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ」という名称の米国特許出願第０８／９０８，０４５号に記載されている。前述の出願の開示内容を、本明細書中で参考として援用する。
【００６９】
図４に示すように、移動局４０１が、基地局Ａの有効範囲領域４０２から基地局Ｂの有効範囲領域４０３に移動する場合、通話信号の完全性を維持するために、ハンドオフプロセスが起こらなければならない。ハンドオフは、典型的には、移動局４０１が、ハンドオフ領域４０４にある場合に起こる。
【００７０】
ここで示す例は、異なるセルまたは有効範囲の領域にサービスを提供する別々の基地局を有する、地上配備セルラーネットワークである。ここで、用語「基地局」は、少なくとも移動局との通信セッションの間、移動局に対して相対的に固定されたサービスエリアを有する任意の局を指す。基地局は、配置され、別のセルにサービスを提供する１つの局を効率的に形成し得る。「基地局」は、１つ以上の衛星において受信器を含み得、様々な他の構成が考慮される。
【００７１】
本発明によって構想されるように、ハンドオフプロセス中、両方の基地局が移動局４０１と通信する。好適な実施形態において、両方の基地局は、ターボ符号化信号を移動局に送信して、シームレスおよび透過性である、または「最もソフト」なハンドオフを提供する。以下で説明するように、基地局ＡおよびＢの両方が、ハンドオフ中、移動局４０１からターボ符号化信号を受信することが、また、好適である。
【００７２】
ターボ符号化信号の反復符号化方式は、Ｂｅｒｒｏｕ特許に開示されているように、理論上のチャネル容量限界に近い所与のコードレートについての、先例のない符号化利得だけではなく、コードダイバーシティ結合、およびインターリーブ等の本質的な組み込まれる特徴を利用することによって、非常にフレキシブルなシステムアプローチも提供する。この新たな発明は、閾値レベルより上の強い信号強度で１つの基地局のみを用いる、セル内の通常の単一経路動作の通話確実性よりも高い、ハンドオフ中の通話確実性を提供する。
【００７３】
この発明は、上述した移動開始ハンドオフプロセスに限定されない。本発明の性能が、不安定で頻繁なハンドオフの原因となる信号変動に対してよりロバストであるので、基地局開始ハンドオフプロセスにも、上述したその欠点なしに、用いられ得る。本発明は、また、音声通信に限定されない。無線通信は、音声、画像、映像、テキストファイル、またはマルチメディア情報を含む、あらゆるデジタルデータを搬送し得る。
【００７４】
上述したように、本発明の概念は、順方向チャネルおよび逆方向チャネル通信の両方に適用され得る。まず、ハンドオフ中の、順方向チャネル通信への適用を具体的に考慮する。ハンドオフ中の基地局ＡおよびＢからの順方向トラフィック信号の処理の例示的な模式図を、図５に示す。
【００７５】
この例において、マスタースイッチセンター（ＭＳＣ）５０４は、まず順方向トラフィック信号を、例えば、ボコーダー５０１を用いて、デジタル化し、適切に符号化する。このデジタルデータは、所定のユーザの移動局または受信局へ送信されるように意図されるデータである。ボコーダー５０１は、その局用のデジタルデータをターボ符号器５０２に供給する。トラフィックが音声以外の何らかの情報である場合、デジタル情報は、マスタースイッチセンター５０４の中にあるか、またはマスタースイッチセンター５０４に接続されている、いくつかの他のタイプのソースから生じてもよい。
【００７６】
順方向トラフィック信号は、５０２でターボ符号化されて、チャネルノイズおよびフェージングに関して取り組む。ＭＳＣ５０４でのターボ符号器５０２の出力は、適切な基地局Ａ（５０５Ａ）およびＢ（５０５Ｂ）に、別々に切り替わる。以下でより詳細に説明するように、これらの基地局のうち１つに送信されるデータストリームは、特定の移動受信器用に意図されるデジタルデータストリームおよび第１のパンクされる符号シーケンスを含む。他の基地局に送信されるデータストリームは、特定の移動局用に意図される同じデータのインターリーブされたバージョンおよび第２のパンクされる符号シーケンスを含む。
【００７７】
基地局５０５ＡおよびＢにおいて、データストリームは、従来のＣＤＭＡシステムについて公知の様式で、適切なＷａｌｓｈシーケンスＷi５０６およびＷj５０７によって変調され、図５においては、本発明の表示を簡略にするために、出力制御ビット挿入方式ならびにシンク、ページングおよび他のトラフィックチャネルが省略されている。Ｗａｌｓｈ変調されたパイロット信号５０３Ａ、５０３Ｂが、その後、それぞれのＷａｌｓｈ変調されたターボ符号化信号５０６Ａ、５０６Ｂと共に加えられる。得られる信号５０８Ａ、５０８Ｂは、変調され、その後、それぞれの基地局から送信される。
【００７８】
好適な実施形態のターボ符号化技術は、送信用のビットの少なくとも４つのストリームを生成する。第１のストリームは、デジタルデータストリームまたは特定の移動局用に意図されるトラフィック情報である。符号化処理の一部として、符号器は、また、デジタルデータストリームのインターリーブされた表現または特定の移動局用に意図されるトラフィック情報を生成する。他の２つのストリームは、パンクされる符号シーケンスである。パンクされる符号シーケンスの各々は、２つの構成成分符号化パリティーシーケンスの選択された部分を含む。１つの構成成分符号化パリティーシーケンスは、デジタルデータまたは特定の移動局用に意図されるトラフィック情報を処理することによって形成される。他の構成成分符号化シーケンスは、デジタルデータストリームのインターリーブされた表現または特定の移動局用に意図されるトラフィック情報を処理することによって、形成される。
【００７９】
本発明によると、１つの基地局５０５Ａは、デジタルデータまたは特定の移動局用に意図されるトラフィック情報、および第１のパンクされるシーケンスを含む信号５０８Ａを送信またはブロードキャストする。典型的なシナリオにおいて、移動局は、基地局送信器５０５Ａがサービスを提供するセル有効範囲領域またはセクタを含む第１の領域にある間、この信号５０８Ａを受信し得る。ハンドオフ中、ハンドオフに関わる他の基地局は、デジタルデータのインターリーブされたバージョンまたは特定の移動局用に意図されるトラフィック情報、および第２のパンクされる符号シーケンスを含む信号５０８Ｂを送信またはブロードキャストする。このように、第２の局からの送信は、第１の局からの送信と同じではない。
【００８０】
ハンドオフ中、移動局は、４つのビットストリーム全てを含む、両方の基地局からのブロードキャストを受信する。従って、マスタースイッチセンター５０４のソースボコーダー５０１によって生成される、元のデジタル情報のうちの１ビットについて、移動局４０１は、１／４の符号レートで、２つの基地局５０５Ａ、５０５Ｂから、ターボ符号化情報のうちの４ビットまでを受信する。
【００８１】
典型的なシナリオにおいて、移動局は、局Ａおよび局Ｂへのハンドオフを完了する。システムは、局Ａからの送信を終了するが、局Ｂからの送信を続ける。このように、移動局内の受信器は、基地局送信器５０５Ｂがサービスを提供するセル有効範囲領域またはセクタを含む第２の領域内にある限り、信号５０８Ｂを受信し続ける。動作ステータス、即ち、移動局の信号の動作が、基地局Ａを通じる動作なのか、基地局Ｂを通じる動作なのか、または両方を通じる動作なのかは、マスタースイッチセンタによって制御され、移動局にブロードキャストされる。
【００８２】
移動局とのセッションが続く場合、移動局は、同じハンドオフ領域を通って基地局Ａのセルに戻るか、または、他のハンドオフ領域を通って、第３の基地局のセルへと移動し得る。この第２のハンドオフは、第１のハンドオフとほぼ同様に動作するが、新たな局が、インターリーブされていないデータ信号および第１のパンクされる符号シーケンスの同等物を送信することのみが異なる。
【００８３】
いくつかの場合において、移動局は、ハンドオフ中、実際に３つ以上の基地局からの送信を受信し得る。任意のこのような状況において、１つ、２つ以上の基地局は、インターリーブされていないデータおよび関連付けられたパンクされるストリームを送信し得、１つ、２つ以上の基地局は、インターリーブされたデータおよび関連付けられたパンクされるストリームを送信し得る。受信器は、これらの二重送信を、１つの基地局からの送信の多経路バージョンを処理する様式とほぼ同様の様式で処理する。受信器のフロントエンド回路部は、インターリーブされていないデータおよび関連付けられたパンクされたストリームの全てのコピーを、復号化するために、これらの信号の１組に結合し、受信器のフロントエンド回路部は、インターリーブされるデータおよび関連付けられたパンクされたストリームの全てのコピーを、復号化するために、これらの信号の１組に結合する。
【００８４】
マスタースイッチセンター５０４の中央処理ユニットは、それぞれの基地局にどのビットストリームが行くかをトラッキングする。中央処理ユニットは、センターのスイッチ機能性を制御して、正確なストリームをそれぞれの基地局に供給する。受信器のコントロールは、また、それぞれの基地局から、または基地局へと通信される、特定のストリームの表記に基づいて、動作を制御する。
【００８５】
１つの基地局が移動局のたった１つのサーバである、セル内の通常の動作中、送信器および受信器のコンフィギュレーションは、ハンドオフ期間の間同じである。Ａのような局から受信する場合、本発明の移動局での受信器は、システマティックにインターリーブされていないシーケンスから反復的に復号化するため、且つ、中性の値「ゼロ」を挿入することによって、インターリーブされるシーケンスおよびパンクされるパリティーシーケンスの失われた要素を自動的に推定する。同様に、Ｂのような局から受信する場合、受信器は、システマティックにインターリーブされたシーケンスから、且つ、中性の値「ゼロ」を挿入することによって、インターリーブされるシーケンスおよびパンクされるパリティーシーケンスの失われた要素を自動的に推定する。
【００８６】
図６に、前述のターボ符号器５０２の機能的要素を示す。ターボ符号器５０２は、入来デジタル音声情報シーケンスをランダムな様態に並び替えるために、２つの構成成分帰納畳込み符号器６０２Ａ、６０２Ｂの間にインターリーバ６０１を含む。２つの符号器は、様々な符号化アルゴリズムを実現し得る。
【００８７】
インターリーバ６０１のサイズおよび並び替えアルゴリズムは、ターボ符号化性能において重要なパラメータである。典型的に、インターリーバサイズが増加するにつれて、システムの性能が同様に高められる。しかし、インターリーバサイズは、許容音声待ち時間およびフレーム誤り率等のシステムの制約によって制限される。例えば、音声通信は、長い待ち時間を許容し得ない。従って、約４００ビットまでのインターリーバサイズを有し得る。画像、映像、ファイル転送等の他のデータ通信は、インターリーバサイズにこのような制限がない。典型的なセルラーシステムアプリケーションは、様々なデジタルデータを転送するが、音声電話タイプトラフィックのデジタル通信を含まなければならない。
【００８８】
インターリーバ６０１による並び替えにより、２つの符号化シーケンス間の相互相関は破られる。並び替え方法は、並び替えマップがランダムに生成される純粋なランダムなインターリーバであり得るか、または、Ｂｅｒｒｏｕ特許で提案されるシステマティックアルゴリズムであり得る。小さいインターリーバ並び替えは、Ｐ．  Ｒｏｂｅｒｓｏｎによって提案されるインターリーバ設計アルゴリズム（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｍｅｔｈｏｄを参照）を用いて、最適化され得る。本発明は、いずれの並び替えアルゴリズムまたはインターリーバサイズにも限定されない。
【００８９】
図６の例示的な構成成分符号器６０２Ａ、６０２Ｂの動作は、多項式の表現によって記載される。
【００９０】
（ｌ，ｇ2／ｇ1）＝（１，１＋Ｄ＋Ｄ3＋Ｄ4／１＋Ｄ3＋Ｄ4）（１）
例示された符号についての従来の８進法表現は、（ｇ1，ｇ2）＝（２７，３３）である。ただし、ｇ1はフィードバック接続を表し、ｇ2はフィードフォワード接続を表す。構成成分符号器６０２Ａおよび６０２Ｂは、それぞれが４つのメモリ素子および同じ多項式表現を有し、全く同じであるように示される。しかし、本発明は、この特定の多項式、または制約長より１つ少ないメモリ素子の数によって限定されない。
【００９１】
２つの符号器６０２Ａ、６０２Ｂのパリティーシーケンス出力Ｙ1、Ｙ2が、パリティーパンクチャラ６０３Ａ、６０３Ｂに入力されて、図７により詳細に示す、２つの異なるパンクされるシーケンスを生成する。パンクチャラ６０３Ａ、６０３Ｂは、パンクされるシーケンスを、それぞれ、マルチプレクサ６０４およびマルチプレクサ６０５に出力する。パンクされるパリティーシーケンス出力は、変更のないソースシーケンスｄkおよびインターリーブされるシーケンスｄkiを表す、データストリームＸ1およびＸ2で多重化される。
【００９２】
説明のために、移動局が音声電話タイプの通話に関わるとする。ハンドオフ動作において、図６でｄkとして表される元の音声データシーケンスが符号器６０２Ａに供給され、符号器６０２Ａは、システマティック音声データＸ1の変更のないコピーを、マルチプレクサ６０４の入力の１つに出力し、最終的に基地局Ａへの信号経路に送信する。音声データｄkは、また、第１の構成成分帰納畳込み符号器６０２Ａに供給され、符号器６０２Ａは、パリティー出力Ｙ1を、第１のパンクチャラ６０３Ａの入力の１つ、および第２のパンクチャラ６０３Ｂの入力の１つに供給する。音声データシーケンスｄkは、また、インターリーバ６０１に供給される。インターリーバ６０１は、上記の並び替え方法を通じて、ｄkの受信されたシーケンスを並べ替え、ｄkiを生成する。第２の構成成分帰納畳込み符号器６０２Ｂは、インターリーブされる音声データ信号ｄkiを受信する。変更のないインターリーブされる信号ｄkiは、シーケンスＸ2として、マルチプレクサ６０５の入力の１つにシステマティック形態で供給され、最終的に基地局Ｂへの信号経路に送信される。ｄkiのコピーは、第２の構成成分符号器６０２Ｂに供給され、符号器６０２Ｂは、音声データのインターリーブされるビットのそれぞれを符号化し、両方のパンクチャラ６０３Ａ、６０３Ｂに供給される、パリティーシーケンスＹ2を生成する。
【００９３】
図７に示すように、第１のパンクチャラ６０３Ａは、変更されるＹ1およびＹ2ビット出力シーケンスにおけるパンクパターン［０，１／１，０］に従って、音声データシーケンスｄkおよびｄkiによって生成される（図６に示すように）、パリティー出力Ｙ1およびＹ2をパンクさせる。第２のパンクチャラ６０３Ｂは、変更するＹ1およびＹ2ビット出力シーケンスにおけるパンクパターン［１，０／０，１］に従って、インターリーブされない音声データシーケンスｄkおよびインターリーブされる音声データシーケンスｄkiによって生成される、パリティー出力Ｙ2およびＹ1をパンクさせる。マスタースイッチセンターは、各基地局に２つのストリームを供給する。本発明の例において、ハンドオフ中、マスタースイッチセンターは、元のデジタル情報についてのデータストリームＸ１、およびパンクチャラ６０３Ａからの第１のパンクされる符号シーケンスを、多重化された形態で、基地局Ａに供給する。マスタースイッチセンターは、デジタル情報のインターリーブされたバージョンＸ２、およびパンクチャラ６０３Ｂからの第２のパンクされる符号シーケンスを、多重化された形態で、基地局Ｂに供給する。
【００９４】
本発明のこの好適な実施形態によると、この様態で、順方向送信は、ハンドオフ中（またはセル内動作中）、各信号経路について、１／２のパンクされるコードレートを、基地局ＡおよびＢのうちの１つに提供し得る。移動局の受信器で符号ダイバーシティ結合およびパケット結合を用いることに関連して、インターリーブされないシステマティックシーケンスＸ1およびインターリーブされるシステマティックシーケンスＸ2を送信することによって、システムは、ハンドオフ中、全体的な符号化率１／４を提供して、公知のハンドオフ方法よりも改善された性能を提供する。従来のＣＤＭＡシステムの順方向チャネルは、１／２の符号化レートに限定されていた。
【００９５】
送信されるべきターボ符号化音声データ信号は、データシーケンスＸ1、Ｙ1、Ｘ2、およびＹ2から構成される。全体的に変更されない音声データ、およびＸ1として表されるｄkの情報部分は、以下のシーケンスを有する。
【００９６】
【数１】
0003671149.tif 000002
ただし、ｎはビットタイミング指数であり、
Ｎ＝フレームサイズである。
【００９７】
フレームサイズＮは、インターリーバサイズおよびテールビットシーケンスを加えることによって決定されて、ゼロ状態のトレリスを終了する。この例において、図６に示すように、４ビットメモリのために、４つのテールビットシーケンスが必要である。
【００９８】
同様に、第２のインターリーブされる符号化されない音声データシーケンスｄ2がＸ2として表され、以下のシーケンスを有する。
【００９９】
【数２】
0003671149.tif 000003
ただし、ｎ＝ビットタイミング指数であり、
Ｎ＝フレームサイズである。
【０１００】
第１の構成成分符号器６０２Ａは、インターリーブされないシーケンスｄkを用いて、（１）システマティックシーケンス出力Ｘ1、および（２）パリティーシーケンス出力Ｙ1を生成する。第２の構成成分符号器６０２Ｂは、インターリーブされるシーケンスｄkiを用いて、（１）システマティックインターリーブシーケンスＸ2、および（２）パリティーシーケンス出力Ｙ2を生成する。パリティーシーケンス出力Ｙ1は、以下のシーケンスを有する。
【０１０１】
【数３】
0003671149.tif 000004
ただし、ｎはビットタイミング指数であり、
Ｎ＝フレームサイズである。
【０１０２】
パリティーシーケンス出力Ｙ2は、以下のシーケンスを有する。
【０１０３】
【数４】
0003671149.tif 000005
ただし、ｎはビットタイミング指数であり、
Ｎ＝フレームサイズである。
【０１０４】
パンクパターンが、パンクチャラによって、Ｙ1およびＹ2シーケンスに適用されるので、第１のパンクチャラ６０３Ａの出力は、パンクパターン［０，１／１，０］の結果として、以下のシーケンスを有する。
【０１０５】
【数５】
0003671149.tif 000006
第２のパンクチャラの出力は、パンクパターン［１，０／０，１］の結果として、以下のシーケンスを有する。
【０１０６】
【数６】
0003671149.tif 000007
得られるパンク出力は、それぞれ、マルチプレクサ６０４、６０５で、シーケンスＸ1およびＸ2で多重化される。２つの符号器の出力は、全体で１／４の符号化レートをもたらし、それぞれ、１／２の個々の符号化レートで、２つの別の信号経路ＡおよびＢにパンクされ、多重化される。従って、マルチプレクサ６０４からの出力シーケンスは、以下のように表される。
【０１０７】
【数７】
0003671149.tif 000008
マルチプレクサ６０５の出力シーケンスは、以下のように表される。
【０１０８】
【数８】
0003671149.tif 000009
ハンドオフ中、マルチプレクサ６０４の出力は、基地局Ａに送信され、マルチプレクサ６０５の出力は、基地局Ｂに同時に送信される。拡散および結合プロセスは、例えば、「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｗａｖｅｆｏｒｍｓ  ｉｎ  ａ  ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許第５，１０３，４５９号に記載されている様式で、ハンドオフに関わる基地局に関連付けられた、順方向トラフィックチャネルのそれぞれにおいて行われる。
【０１０９】
その後、移動局の受信器で、基地局Ａからの信号および基地局Ｂからの信号の両方が、ハンドオフの際に、利用可能である場合、本発明の符号ダイバーシティ結合、およびパケットダイバーシティ結合は、１つの入力システマティックビットｄkにつき、１つのデータビット、１つのインターリーブされるビット、および２つのパリティービットに基づいて、全体的な符号化レート１／４を得る。
【０１１０】
この符号化プロセスは、従来のＣＤＭＡセルラーシステムの性能を、大きく高める。このようなシステムは、妥協して、各基地局から移動局の受信器に同じ信号があるので、改善された符号化利得がなく、貴重な出力および帯域幅を無駄にしている。従来のＣＤＭＡ移動局受信器は、両方の基地局から同じ信号を受信し、全体の性能は、１／２の符号化レートに限定される。本発明において、各基地局からの信号は、移動局と通信している任意の他の基地局から、失われた音声データを推定するため、および反復アルゴリズムを首尾よく行うために必要な全ての情報を有する。１／４の符号化率からの改善された性能に加えて、他の利点には、フェージング、シャードーイング、および／または送信された信号の他の損失の減少または軽減が含まれる。本発明の１／４の符号化レートでのハンドオフ中の実際のビット誤り率（ＢＥＲ）は、１／２の符号化レートでの基地局がサービスを提供する通常のセル内動作の性能よりも、より良好な性能という結果になる。ハンドオフ期間中のこの性能上の利点およびユーザ透過性は、「最もソフトなハンドオフ」を提供する。
【０１１１】
図８および９に、本発明の例示的な移動局受信器を示す。
【０１１２】
移動局は、アンテナ８０１を含み、アンテナ８０１は、ダイプレクサ８０２に接続されて、１つのアンテナを通じての同時送信および受信を可能にする。この説明を簡単にするために、図８には、受信される信号処理素子のみを示す。ダイプレクサ８０２は、受信した信号をアナログ受信器８０３に提供する。通常のセル内動作において、アンテナは、サービスを提供する１つの基地局から、信号を収集する。アナログ受信器８０３は、ダイプレクサからＲＦ信号を受信し、増幅し、デジタル受信器８０４Ａ、８０４Ｂ、およびサーチ受信器８０５に印加するために、信号をＩＦ周波数に変換する。ハンドオフ中、アンテナは、送信される信号を基地局Ａおよび基地局Ｂから収集する。
【０１１３】
アンテナ８０１、ダイプレクサ８０２、およびアナログ受信器８０３は、例えば、「Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｉｎ  ａ  ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許第５，１０９，３９０号に記載されている、ＣＤＭＡセルラー回路部の標準的な要素である。この特許の内容を、本明細書中で参考として援用する。移動局の標準的な設計には、送信信号増幅器、送信出力制御ユニット、および送信変調器が含まれる。しかし、これらのユニットは、例示を容易にするために、図８および９においては省略される。
【０１１４】
ＩＦ信号は、透過波形に合致する適切な帯域幅を有するバンドパスフィルタを通過する。その後、合致したフィルタの出力は、ＩＦ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）によってディジタル化される。ディジタル化された信号は、３つの受信器の各々に供給される。受信器のうちの１つは、サーチャ受信器８０５であり、その他はデータ受信器８０４Ａおよび８０４Ｂである。サーチャ受信器８０５は、ハンドオフ処理のために、現在移動局用のサーバとして作用している基地局からのパイロット信号、および近傍の他の基地局からのパイロット信号を連続的にスキャンする。サーチャ受信器８０５は、受信した全干渉スペクトル密度に対する、受信したパイロット信号のチップ毎のエネルギーの割合を測定する。全干渉スペクトル密度は、パイロット信号強度の尺度であるノイズを包含する、
測定されたパイロット信号強度は、ハンドオフ期間中に２つの異なる基地局ＡおよびＢからの信号を選択し且つ処理するために、制御プロセッサ８１６によって用いられる。受信器８０４Ａは、基地局Ａからのマルチパス信号を包含する、基地局Ａからの信号を処理する。受信器８０４Ｂは、基地局Ｂからのマルチパス信号を包含する、基地局Ｂからの信号を処理する。
【０１１５】
本発明の受信器８０４Ａおよび８０４Ｂは、従来のＣＤＭＡ受信器のように両方の基地局からの同一の信号を処理するのではなく、２つの異なる基地局からの、異なる様式でコードされた２つの信号ストリームを処理する。受信器８０４Ａおよび８０４Ｂの出力は、それぞれＲｘＡおよびＲｘＢである。これらのディジタル出力シーケンスは、パケット／コード結合器兼反復デコーダ８０６に供給される。パケット／コード結合器兼反復デコーダ８０６は、向上したハンドオフ方法を容易にする。
【０１１６】
ＲｘＡおよびＲｘＢの出力は、基地局ＡおよびＢからの完全に復調された信号ストリームである。例えば、パケット／コード結合器兼反復デコーダ８０６へのＲｘＡ入力は、
【０１１７】
【数９】
0003671149.tif 000010
というシーケンスを含み、パケット／コード結合器兼反復デコーダへのＲｘＢ入力は、
【０１１８】
【数１０】
0003671149.tif 000011
というシーケンスで供給される。
【０１１９】
これらは、多重化器６０４および６０５から出力される時点では同一のシーケンスであるが、ノイズおよびフェーディングによって悪化している。これらの信号（１０）および（１１）は、最終的に、非常に信頼性の高い音声信号シーケンス８０７を形成するように処理される。音声信号シーケンス８０７は、ユーザベースバンド処理回路８０９を介してボコーダ８０８に供給される。
【０１２０】
図９に示すように、パケット／コード結合器兼反復デコーダ８０６は、有利に、多重化された信号から系統的な音声データシーケンスを分離するための逆多重化を行い、パリティチェックシーケンスをディパンクチャする。このディパンクチャおよび再シャッフル処理を介して、コード結合が達成される。パケット／コード結合器兼反復デコーダ８０６は、２つの逆多重化器９０１Ａおよび９０１Ｂを有する逆多重化ステージを包含する。逆多重化器９０１Ａおよび９０１Ｂは、それぞれ信号ＲｘＡおよびＲｘＢの各々を逆多重化する。上述したように、逆多重化器９０１Ａ、９０１Ｂへの３つの入力信号は、チャネルノイズ、およびフェーディングなどの他の外部要因によって悪化したコード化音声データ信号シーケンスの評価レベルである。
【０１２１】
逆多重化器９０１Ａおよび９０１Ｂの各々は、ＲｘＡおよびＲｘＢデータを系統的な復元したデータ情報シーケンス９０２ＸＡおよび９０２ＸＢ、ならびに復元されたパンクチャされたパリティチェックデータシーケンス９０２ＹＡおよび９０２ＹＢに分離する。コード結合器９０４は、シーケンスをディパンクチャして、コードダイバーシチ結合を達成する。これにより、系統的形態の、復元した非インターリーブ情報信号シーケンスＸ1および復元した第１のディパンクチャされたパリティシーケンスＹ1が、第１のＭＡＰデコーダ９０５に出力される。この第１のＭＡＰデコーダ９０５は、ターボエンコーダの第１の反復系統的畳み込みエンコーダ６０２Ａに対して対称的である。ダイバーシチ結合器９０４はさらに、系統的形態の、復元したインターリーブ情報信号シーケンスＸ2および対応する復元した第２のディパンクチャされたパリティシーケンスＹ2を出力する。復元したインターリーブ情報信号シーケンスＸ2は、最大割合パケット結合器９０９に出力され、第２のディパンクチャされたパリティシーケンスＹ2は、第２のＭＡＰデコーダ９０６に出力される。第２のデコーダ９０６の動作は同様に、第２の反復系統的畳み込みエンコーダ６０２Ｂに対して対称的である。例えば、２つの逆多重化器からのパリティシーケンス結合器９０４への入力信号は、以下の通りであり得る。
【０１２２】
【数１１】
0003671149.tif 000012
パリティシーケンス結合器９０４は、非インターリーブおよびインターリーブパリティシーケンス９０２ＹＡおよび９０２ＹＢの両方を再シャッフルする。従って、パリティシーケンス結合器９０４の出力は、以下の通りである。
【０１２３】
【数１２】
0003671149.tif 000013
本明細書に規定したように、第１のＭＡＰデコーダ９０５はさらに、第２のＭＡＰデコーダ９０６からのフィードバックループを受け取る。上記で評価したデータシーケンスのこのような使用は、連続的反復の信頼性を高める。この信頼性情報およびフィードバックループは、ターボコードに関する文献中で「外因性情報」として述べられ、十分に理解されている。
【０１２４】
ＭＡＰデコーダ９０５、９０６は、効果的な構成成分最大事後確率（ＭＡＰ）デコーダとして、当該技術において公知である。第１の反復において、ＭＡＰデコーダは、パリティーシーケンスコンバイナ９０４によって供給される、ノイズが多いＸ1およびＹ1シーケンスの入力を受信し、フィードバック信号は中性の値に設定される（「ゼロ」に設定される）。第１のＭＡＰデコーダ９０５の出力は、復号化されたデータシーケンスの確実性であり、Λ1(x1)として表される、元のデジタル情報信号ｄkの外部情報を示す。外部情報信号は、インターリーバ９０７に供給されて、情報を符号器インターリーバ６０１と同じ並び替えアルゴリズムでインターリーブする。
【０１２５】
インターリーバからの出力信号Λ1(x2)は、データシーケンスＸ2についてのアプリオリ情報として、第２のＭＡＰデコーダ９０６に与えられる。パリティーシーケンスコンバイナ９０４の出力Ｘ1は、インタリーバー９０８に供給されて、符号器インターリーバ６０１と同じ並び替えアルゴリズムでその情報をインターリーブする。インターリーバ９０８の出力は、従来の最大比結合アルゴリズムを用いて、最大比パケットコンバイナ９０９でＸ2と結合されて、基地局Ａおよび基地局Ｂからの符号化信号のパケットダイバーシティ結合を得る。最大比結合は、測定された信号強度に比例する重み付け因数を有する、２つの重み付けされた信号ストリームを加えることによって達成される。
【０１２６】
最大比コンバイナの出力は、以下の式によって表される。
【０１２７】
Ｘ2（結合された）＝ａ1Ｘ1（インターリーブされた）＋ａ2Ｘ2 （１４）
ただし、ａ1およびａ2は、それぞれ、Ｘ1、Ｘ2についての測定された相対的な信号強度である。最大比パケットコンバイナ９０９は、従来技術と比較して大幅に改善され、基地局Ａからのデジタルデータ情報、および基地局Ｂからのインターリーブされる音声データ情報を結合するように動作する。最大比パケットコンバイナ９０９からの信号出力は、第２のＭＡＰデコーダ９０６の１つの入力として供給される。
【０１２８】
第１のＭＡＰデコーダ９０５出力のインターリーブされる外部情報が、第２のＭＡＰデコーダ９０６にアプリオリ情報として供給される。パリティーシーケンスコンバイナ９０４の出力Ｙ2は、第２のＭＡＰデコーダ９０６に供給される。
【０１２９】
第２のＭＡＰデコーダ９０６は、外部情報、即ち、結合され、インターリーブされたシーケンスＸ2（結合された）およびＹ2で動作する。第２のＭＡＰデコーダ９０６は、また、外部フィードバック信号Λ1(x2)として、ｄkiについての確実性データを出力する。この信号は、（フィードバックループの）デインターリーバ９１０に供給され、デインターリーバ９１０は、評価されたｄkの音声データシーケンスのインターリーブを元に戻すように動作する。第２のデインタリーバ９１１は、最終的なｄk評価出力信号を、ハードリミッタ９１２に、第１のＭＡＰデコーダ９０５と第２のＭＡＰデコーダ９０６との間の所定回数の反復の後に、供給する。
【０１３０】
行われる反復の回数は、最終的なビット誤り率、待ち時間許容度、可能な処理能力等のシステム性能基準に依存する。音声通信は、待ち時間について厳しく制限されるので、反復の回数は、例示的な表現について、２と半分（２１／２）に制限される。しかし、待ち時間によって損害を受けない、映像、画像、およびマルチメディア通信等のデータは、必要な程度、より多数の反復を有し得る。ハードデシジョンメーカー（リミッタ）９１２は、供給された信号で公知の様式で動作して、所定数の反復の後、ｄkを形成し、このことにより、各ビットについて、２つの２進状態のうち１つを出力する。例えば、ゼロの上は全て＋１に割り当てられ、ゼロの下は全て−１に割り当てられる。
【０１３１】
音声電話タイプソース情報について、ｄk信号が、ユーザベースバンド処理９１３およびボコーダーに供給されて、音声データ信号を復号化し、ユーザが聴くために、それをスピーカーに供給する。他のタイプのトラフィックまたは情報について、リミッタのビットストリーム出力は、適切なデジタルデータ処理装置、例えば、データディスプレイ、映像処理等に行き得る。
【０１３２】
Ｈａｇｅｎａｕｅｒによって示唆されるＳＯＶＡ（ソフト出力Ｖｉｔｅｒｂｉアルゴリズム）デコーダ、またはソフト入力ソフト出力デコーダのより簡略的な形態等のＭＡＰデコーダ９０５、９０６のより簡略的な形態が、また、本発明と共に用いられ得る。
【０１３３】
ここまでで説明してきた第１の例において、セルラーネットワークは、順方向チャネルでの通信用のハンドオフについて、発明の符号化／復号化を利用する。本発明は、移動局から基地局ＡおよびＢへの逆方向トラフィック信号にも適用され得る。図１０および１１に、特に、ハンドオフ動作中に用いられる、移動局および基地局の逆方向チャネル処理要素を示す。
【０１３４】
図１０に示すように、移動局は、ボコーダー１００１およびターボ符号器１００２を包含する。ボコーダー１００１は、ターボ符号器１００２（図１４）に音声信号を供給する。ボコーダー１００１は、図１０および１４に示すように、変更のない音声信号ｄkをターボ符号器１００２に供給する。逆トラフィック方向において、２つのさらなる符号化されたパリティーデータシーケンス（例えば、Ｙ2、Ｙ4）を作るように各符号器のタップの第２の組を用いることによって、１／６の符号化率を得ることができる。信号は、符号化された後、まず直交変調器１００３Ａ、１００３Ｂによって復調され、その後、それぞれ、ハンドオフ中に通話のサービスを提供する基地局について、適切なロングコード１００４Ａ、１００４Ｂで印が付けられる。この復調および符号のマスキングは、従来からあり、当該技術において、公知である。
【０１３５】
ハンドオフプロセスに関与する基地局ＡおよびＢの受信器を、図１１に示す。基地局の各々は、少なくとも２つのアンテナ１１０３Ａ１、１１０３Ａ２、１１０３Ｂ１、および１１０３Ｂ２を有する。各アンテナは、受信器１１０４Ａ１、１１０４Ａ２、１１０４Ｂ１、および１１０４Ｂ２に接続している。各アンテナは、受信した信号を、それぞれの受信器に提供する。受信器の１つ（１１０４Ａ１）についてのみ、詳細を示す。残りの受信器１１０４Ａ２、１１０４Ｂ１、および１１０４Ｂ２は同様である。
【０１３６】
図８に示した移動局内の受信器と同様、基地局内の受信器は、アナログ受信器１１０５、さまざまなデジタルデータ受信器１１０６および１１０７、ならびにサーチャ受信器１１０８を含む。これらは、図８のリカバリ（ｒｅｃｏｖｅｒｙ）内のアナログ構成要素と同様の機能を実行する。２つのアンテナ（例えば１１０３Ａ１および１１０３Ａ２）によって形成されるパスダイバーシチのせいで、１つの基地局内の個々の受信器によって受信された信号は、復号化の前に、ダイバーシチコンバイナ１１０９によって結合される必要がある。結合された信号は、最終的には、マスタースイッチセンタ１１２０のパケット／コードコンバイナおよび反復デコーダ１１２１に供給される。パケット／コードコンバイナおよび反復デコーダ１１２１は、図１６に示した様態で動作する。信号が一旦されると、その復号化された信号は、スイッチネットワーク（図示せず）を介して、ユーザベースバンドプロセッサ１１２３およびボコーダ１１２４に与えられて、オーディオ情報としてスピーカ１１２５に与えられ、エンドユーザに聞かれる。
【０１３７】
理解を容易にするために、上の説明では、地上型セルラー通信システムに焦点を絞った。さらに、本発明は多重衛星システムにおいて利用し得、その場合には、ボイス通信セッションまたはデータ通信セッションのいずれかを維持するハンドオフ能力を有する必要があった。そのような実施形態において、例えば、図１２に示すように、移動体ユニット１２０５が、２つの衛星からのフットプリントが重なる領域１２０６に入る場合、ハンドオフが起こる。衛星のフットプリントは、衛星のビームによってカバーされた地球上の領域である。第１の衛星１２０１は、フットプリント１２０３を有する。衛星１２０１は、セルラーの実施形態と類似の様態で、信号をフットプリント内へブロードキャストする送信器と、フットプリントから信号を受け取る受信器システムとを有する。第２の衛星１２０２は、独立したフットプリント１２０４を有する。やはり、衛星は、上で説明したセルラーシステムにおいてと同様の送信および受信を提供する。フットプリント１２０３およびフットプリント１２０４は、ハンドオフ領域１２０６内で重なる。衛星通信システムは、通常、フットプリントが重なって、フットプリント間のサービスに切れ目が生じないことが確実になるように、衛星ビームを構成する。移動体ユニット１２０５がハンドオフ領域１２０６に入った場合、同じ正確なソフトハンドオフプロシージャおよび上述の帰納的畳み込み反復デコーディングは、この多重衛星システムにおけるハンドオフを実現するために使用し得る。
【０１３８】
図１３に示すように、本発明のさらに別の実施形態は、マルチビーム衛星システム１３０５の重なり合うフットプリント１３０２、１３０３、および１３０４の間に位置するハンドオフ領域１３０１内でハンドオフを実現するソフトハンドオフプロシージャおよび帰納的畳み込み反復デコーディングを想定している。さまざまなフットプリントとのビーム通信のための送信器回路および受信器回路は全て、１つの衛星に搭載される。
【０１３９】
上で説明した実施形態において、ハンドオフの間のコードレートは、１／４であった（１入力ビットが４送信ビットに符号化された）。送信側は、元のデジタル化された情報および第１のパンクチャードコードストリームを含む１チャネル分の情報を送信した。送信側は、インターリーブされたバージョンのデジタル化された情報および第２のパンクチャードコードストリームを含む第２チャネルの情報を送信した。しかし、本発明による通信がターボエンコーディングを利用して、さらに低いコードレートを実現し得ることが想定されている。上で述べた１つの実施例において、ＣＤＭＡセルラーシステム内の逆チャネル通信が、１／６のコードレートについてのエンコーディングで動作し得る。図１４および図１５は、好適には逆チャネル通信において使用するための、１／６のコードを提供するターボコーディングシステムの構成要素を示す。
【０１４０】
図１４は、ターボエンコーダのこの実施形態のハイレベルな機能図を提供する。ターボエンコーダは、入力１４０１における送信を意図したデジタル情報ｄkを受信する。電話通信のためのセルラーハンドセットにおいて、例えば、デジタル情報ｄkは、ボコーダ等からの、デジタル化され、圧縮されたボイス信号である。他のアプリケーションにおいて、デジタル情報ｄkは、ユーザが無線エアインターフェース（ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ａｉｒ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）上で送信し得る、実質上他のタイプのデジタルデータであり得る。
【０１４１】
１４０１に入力されたデジタル情報ｄkは、データストリームＸ1として、第１のマルチプレクサ１４０７Ａの１つの入力に直接供給される。入力１４０１はまた、デジタル情報ｄkをインターリーバ１４０２の入力に結合する。インターリーバ１４０２は、図６のインターリーバ６０１と同様の様態でデジタル情報ｄkをインターリーブして、後に開発されたコード化されたシーケンスの間の相互相関を解消する。
【０１４２】
ターボエンコーダはまた、２つの構成帰納的畳み込みエンコーダ１４０３Ａおよび１４０３Ｂを含む。第１のエンコーダ１４０３Ａは、デジタル情報Ｘ1を入力１４０１から直接受信する。インターリーバ１４０２は、インターリーブされたバージョンのデジタル情報を、構成帰納的畳み込みエンコーダ１４０３Ｂに供給する。
【０１４３】
構成帰納的畳み込みエンコーダ１４０３Ａは、デジタル情報を処理して、２つのパリティシーケンスＹ1およびＹ2を生成する。構成帰納的畳み込みエンコーダ１４０３Ｂは、インターリーブされたバージョンのデジタル情報を処理して、２つのさらなるパリティシーケンスＹ3およびＹ4を生成する。
【０１４４】
各畳み込みエンコーダ１４０３は、一連の遅延要素Ｄ（図示例では４つとしている）およびフィードバックループを含む。各エンコーダにおいて、遅延要素のラインから出た異なる２連のタップが、異なる符号化パリティシーケンスを提供する。図１４では、構成エンコーダ１４０３Ａおよび１４０３Ｂを、各々が４つの遅延要素を有しかつ２つのパリティシーケンスについて同じ多項式表現を有する同一のシステムとして示しているが、本発明は、特定の多項式や、メモリ要素の数（制約長より１つ少ない）に限定されない。
【０１４５】
本例の説明として、ｇ1がフィードバック接続を表し、ｇ21が一方のフィードフォワード接続を表し、ｇ22が他方のフィードフォワード接続を表すとする。エンコーダ中のこれらの３つの信号についての多項式表現は：
【０１４６】
【数１３】
0003671149.tif 000014
である。
【０１４７】
各構成再帰的畳み込みエンコーダ１４０３Ａ、１４０３Ｂは、自身の２つのパリティコードシーケンスを、２つのパンクチャラ１４０５Ａ、１４０５Ｂの両方の入力へ供給する。すなわち、パンクチャラ１４０５Ａ、１４０５Ｂの各々への４つの入力は、４つのパリティコードシーケンスＹ1、Ｙ2、Ｙ3およびＹ4からなる。各パンクチャラは、２つの分離されたパンク化コードシーケンスを、対応するマルチプレクサの入力へ供給する。
【０１４８】
第１のパンクチャラ１４０５Ａは、自身の２つのパンク化コードシーケンスを、マルチプレクサ１４０７Ａの第２および第３の入力へ供給する。マルチプレクサ１４０７Ａは、第１のパンク化コードシーケンスおよび第２のパンク化コードシーケンスを、ストリームＸ1中の元のデジタル情報と組み合わせる。ＣＤＭＡハンドセットによる逆チャネル送信への応用例においては、例えば、マルチプレクサ１４０７Ａは組み合わされた情報を、第１の論理チャネルを介して基地局ＡへＣＤＭＡ送信するために、第１の送信回路に供給する。
【０１４９】
第２のパンクチャラ１４０５Ｂは、自身の２つのパンク化コードシーケンスを、マルチプレクサ１４０７Ｂの第２および第３の入力へ供給する。マルチプレクサ１４０７Ｂは、第３のパンク化コードシーケンスを、Ｘ2と示されるストリーム中のデジタル情報をインターリーブしたバージョンと組み合わせる。ＣＤＭＡハンドセットの逆チャネル送信への応用例においては、例えば、マルチプレクサ１４０７Ａは組み合わされた情報を、第２の論理チャネルを介して基地局ＢへＣＤＭＡ送信するために、第２の送信回路に供給する。
【０１５０】
図１５は、図１４の実施形態のパンクチャラおよびマルチプレクサを様々な入力および出力ビットストリームとともに示している。概して、パンクチャラ１４０５Ａおよび１４０５Ｂの動作は、４つの入力パリティ信号から部分を選択して組み合わせることにより２つのパンク化シーケンスを形成するようにパンクチャラが構成されていること以外は、前出の実施形態におけるパンクチャラの動作と同様である。図１５は、２つのパンクチャラ１４０５Ａおよび１４０５Ｂのパンク化行列を示している。
【０１５１】
パンクチャラ１４０５Ａは実際には、一方が信号Ｙ1およびＹ2を処理し、他方が信号Ｙ3およびＹ4を処理するような２つのパンクチャラ６０３Ａの組み合わせと同様に機能する。同様に、パンクチャラ１４０５Ｂは実際には、２つのパンクチャラ６０３Ｂの組み合わせと同様に機能する。
【０１５２】
パリティシーケンス出力は、
【０１５３】
【数１４】
0003671149.tif 000015
によって表され得る。
【０１５４】
パンクチャラによってＹ1、Ｙ2、Ｙ3およびＹ4シーケンスにパンク化パターンが適用されることにより、パンクチャラ１４０５Ａの第１の出力は、パンク化パターン［０，１／１，０］の結果として以下のシーケンスを有する。
【０１５５】
【数１５】
0003671149.tif 000016
同様に、パンクチャラ１４０５ＡによってＹ3およびＹ4シーケンスにパンク化パターンが適用されることにより、パンクチャラ１４０５Ａの第２の出力は、パンク化パターン［０，１／１，０］の結果として以下のシーケンスを有する。
【０１５６】
【数１６】
0003671149.tif 000017
パンクチャラ１４０５Ａの組み合わされたパンク化パターン行列全体は、［０１０１／１０１０］である。
【０１５７】
第２のパンクチャラ１４０５Ｂの第１の出力は、パンク化パターン［１，０／０，１］の結果として以下のシーケンスを有する。
【０１５８】
【数１７】
0003671149.tif 000018
パンクチャラ１４０５ＢによってＹ3およびＹ4シーケンスに同じパターンが適用されることにより、パンクチャラ１４０５Ｂの第２の出力は、以下のシーケンスを有する。
【０１５９】
【数１８】
0003671149.tif 000019
パンクチャラ１４０５Ｂの組み合わされたパンク化パターン行列全体は、［１０１０／０１０１］である。
【０１６０】
パンクチャラ１４０５Ａは、第１の２つのストリーム（１７）、（１８）を第１のマルチプレクサ１４０７Ａの入力に供給する。マルチプレクサ１４０７Ａは、自身の３つの入力を通じて繰り返し動作し、入力からのビットを１つの出力へと接続する。このようにして、マルチプレクサ１４０７Ａは、入力情報を表すビットストリームＸ１と第１および第２のパンク化シーケンスとを組み合せる。このマルチプレクサは、実質的に以下のビットストリームシーケンスを生成する。
【０１６１】
【数１９】
0003671149.tif 000020
パンクチャラ１４０５Ｂは、第１の２つのストリーム（１９）、（２０）を第１のマルチプレクサ１４０７Ｂの入力に供給する。マルチプレクサ１４０７Ｂは、自身の３つの入力を通じて繰り返しサイクルし、入力からのビットを１つの出力に接続する。このようにして、マルチプレクサ１４０７Ｂは、入力情報のインターリーブされたバージョンを表すビットストリームＸ２と第３および第４のパンク化シーケンスとを組み合せる。このマルチプレクサは、実質的に以下のビットストリームシーケンスを生成する。
【０１６２】
【数２０】
0003671149.tif 000021
これらの２つのエンコーダの出力は、各単一の入力ビットについて４ビットを生じ、これらの４ビットのコード化信号と入力情報のビットおよびインターリービーブ化情報のビットとを組み合せることにより、１つの入力ビットから導出される送信量を全部で６ビット生成する。従って、マルチプレクサの出力は、各入力ビットに対して６ビットの送信量を供給し、１／６のコードレートを生じる。
【０１６３】
ハンドセットからの逆チャンネル送信の例において、シーケンス（２１）は、第１のマルチプレクサ１４０７Ａから、基地局Ａに対する第１の逆チャンネル送信へと進行する。シーケンス（２２）は、第１のマルチプレクサ１４０７Ｂから、基地局Ｂに対する第２の逆チャンネル送信へと進行する。
【０１６４】
基地局および関連するマスタースイッチングセンタは、図８および９の受信器の場合と同様の方式で、１／６レートの逆チャンネル送信の受信および復号をする。パケット／コード結合器および反復デコーダは、６ビットストリーム（具体的には、入力情報に対応する復元ストリーム、情報のインターリーブ化バージョンに対応する復元ストリーム、４つのパンク化シーケンスに対応する復元ストリーム）に対して適応される。これら２つのＭＡＰデコーダは、これらの３つのシーケンスの各々を処理するよう調節され、特に２つのエンコーダ１４０３Ａ、１４０３Ｂのコード化動作の逆の動作を実行するよう適応される。
【０１６５】
セル内動作の間、移動局は、これらのストリームのうち１つを、１つのマルチプレクサから基地局の１つへと送信する。一例として、基地局Ａへの送信の場合を考える。このような場合、移動局は、シーケンス（２１）を第１のマルチプレクサ１４０７Ａから基地局Ａへと送信する。基地局Ａおよびマスタースイッチングセンタは、そのストリーム（コードレート１／３）内の３つののシーケンスのビットを処理し、元の入力情報の表示を正確に導出する。同様に、移動局が逆チャンネルを通じて基地局Ｂのみに送信を行う場合、移動局第２のマルチプレクサ１４０７Ｂからシーケンス（２２）を送信する。基地局Ｂおよびマスタースイッチングセンタは、そのストリーム（コードレート１／３）内の３つのシーケンスのビットを処理し、元の入力情報の表示を正確に導出する。
【０１６６】
図１６は、反復デコーダと連携する逆チャンネルパリティコード結合器の一例を示す。動作コンセプトは、フォワードチャンネルのものと同じである。
【０１６７】
上記にて本発明の好適な実施形態になると思われるものについて説明してきたが、本発明はこれらの詳細な実施形態によって限定されないものであることが理解される。様々な改変例が可能であり、本発明は様々な形態および実施形態において実現可能であり、本発明は多数の用途に適用することができる。本明細書中で述べたものはその多数の実施形態のいくつかに過ぎない。本明細書中の特許請求の範囲中である、このような改変および変動の全てが本発明の範囲内に入るものと意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、移動局での従来のＣＤＭＡダイバーシティコンバイナ受信器のブロック図である。
【図２】  図２は、逆方向トラフィックチャネルで動作する基地局での従来のＣＤＭＡダイバーシティコンバイナ受信器のブロック図である。
【図３】  図３は、移動局または基地局のいずれかのダイバーシティコンバイナのグラフ表示である。
【図４】  図４は、移動局のハンドオフに関わる２つの基地局の模式図である。
【図５】  図５は、ハンドオフ期間中の送信についての順方向トラフィック信号処理のブロック図である。
【図６】  図６は、ハンドオフ期間中に用いられるターボ符号器のブロック図である。
【図７】  図７は、図６のターボ符号器において用いられるパンクチャラおよびマルチプレクサの図である。
【図８】  図８は、移動局受信器のブロック図である。
【図９】  図９は、図８の受信器において用いられる、パケット／符号コンバイナおよび反復デコーダを示す図である。
【図１０】  図１０は、ハンドオフ期間中の信号処理を示す、移動局での逆方向トラフィック信号送信器のブロック図である。
【図１１】  図１１は、ハンドオフ期間中の逆方向チャネル信号処理を強調して示す、２つの基地局での逆方向トラフィック受信器、およびマスタースイッチセンターのブロック図である。
【図１２】  図１２は、本発明を組み込み得る、移動局を有する多衛星システムの図である。
【図１３】  図１３は、本発明の概念を組み込み得る、多ビーム衛星システムの図である。
【図１４】  図１４は、例えば、符号化率１／６の逆方向リンク用の、ターボ符号器システムの実施形態の機能的ブロック図である。
【図１５】  図１５は、様々な入力および出力ビットストリームを有する、図１４の実施形態のパンクチャラおよびマルチプレクサを示し、その実施形態において生成される符号化率と共に、パンクチャラの動作を理解する際に有用でなければならない図である。
【図１６】  図１６に、１／６の符号化率の場合についてのハンドオフ期間中の基地局での例示的な逆方向トラフィック信号デコーダ、およびマスタースイッチセンターを示す。
【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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