(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル通信システムで送信局により少なくとも１個の受信局へ通信されるディジタル情報のブロックの冗長度を選択的に反復的に増加する方法において、
ディジタル情報のブロックを並列連結コード化し、ディジタル情報のブロック複数個のコード化版を形成する段階と、
送信局から受信局へ前記コード化段階時にコード化されたディジタル情報のブロックの複数個のコード化版の内の少なくとも１個の選択されたコード化版の少なくとも第１選択部分を送信する段階と、
受信局でのディジタル情報のブロックが少なくとも選択したレベルの精度で復元不能な場合、送信局から受信局へのディジタル情報のブロックの複数個のコード化版の少なくとも１個の選択コード化版の第２選択部分の送信を開始する段階であって、第２選択部分は前記送信段階時に送信された第１選択部分と同じでない少なくとも１部分を有する前記送信段階と、
を含むディジタル通信システムで送信局により少なくとも１個の受信局へ通信されるディジタル情報のブロックの冗長度を選択的に反復的に増加する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、送信を開始する前記段階は、ディジタル情報のブロックの少なくとも１個の別な版を送信するため受信局から送信局へ要求を送信する段階を含む方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記送信段階時に送信された少なくとも第１選択コード化版の少なくとも選択部分は第１選択コード化版の全てを含む方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記送信段階時に送信された少なくとも第１選択コード化版の少なくとも選択部分は第１選択コード化版の選択部分と複数個のコード化版の少なくとも第２選択コード化版の選択部分とを含む方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記送信段階後に、
少なくとも選択したレベルの精度で受信局でディジタル情報のブロックの復元が可能であるかどうかを決定する段階と、
を含む方法。
【請求項６】
送信局と受信局間でビット・シーケンスを通信する方法において、
並列連結コード化技術に従って送信局でビット・シーケンスをコード化し、複数個の並列連結コード部分を形成する段階と、
少なくとも第１選択並列連結コード部分の少なくとも選択部分を受信局へ送信する段階と、
受信局で少なくとも第１並列連結コード部分の少なくとも選択部分の受信後に少なくとも第１並列連結コード部分の少なくとも選択部分を、並列連結デコード技術に従ってデコードする段階と、
前記デコード段階時のデコード後に少なくとも第１並列連結コード部分の少なくとも選択部分から選択したレベルの精度でビット・シーケンスが復元可能であるかどうかを決定する段階と、
前記決定段階時に選択したレベルの精度でビット・シーケンスが復元不能であると決定された場合に、受信局へ少なくとも１個の別な並列連結コード部分の少なくとも選択した部分を送信する段階と、送信した場合には、その後、
受信局でその受信後に少なくとも１個の別な並列連結コード部分の少なくとも選択した部分を、並列連結デコード技術に従ってデコードする段階と、
を含む送信局と受信局間でビット・シーケンスを通信する方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、並列連結コード化技術はN個の並列連結コード部分を形成する方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法において、N個の並列連結コード部分を形成するためビット・シーケンスをコード化する前記段階は、N順列を形成するためN回の置換によりビット・シーケンスを置換する段階を含む方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、前記コード化段階はビット・シーケンスのN置換の各々のブロック・コード化段階を含む方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、前記ブロック・コード化段階時にブロック・コード化されるビット・シーケンスのN置換の各々は同一ではない方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法において、前記ブロック・コード化段階時にブロック・コード化されるビット・シーケンスのN置換の各々は、構成的、体系的エンコーダによりブロック・コード化される方法。
【請求項１２】
請求項６記載の方法において、少なくとも第１並列連結コード部分の少なくとも選択された部分をデコードする前記段階は、少なくとも第１並列連結コード部分の少なくとも選択された部分を選択した回数だけ反復的にデコードする段階を含み、各デコード反復は前のデコード反復時に得られた帰納的情報を使用する方法。
【請求項１３】
送信局と受信局との間でシンボルのシーケンスを通信する方法において、
送信局でシーケンスを並列連結コード化して複数個の並列コード部分を作成する段階であって、各並列コード部分は選択した数のコード・シンボルを有する前記コード化段階と、
選択した数の送信セットを形成する段階であって、各送信セットは前記並列連結コード化段階時に形成された少なくとも１個の並列コード部分から選択された少なくとも選択された数のコード・シンボルを有し、少なくとも１個の送信セットの値は他の送信セットの値と同じではない前記形成段階と、
前記形成段階時に形成された送信セットの内の第１送信セットを受信局に送信する段階と、
前記形成段階時に形成された送信セットの内の少なくとも１個の別の送信セットを選択的に送信する段階であって、少なくとも１個の別な送信セットは最初に送信された送信セットの値とは同じでない値の少なくとも１個の別な送信セットを含む前記選択的送信段階と、
を含む送信局と受信局との間でシンボルのシーケンスを通信する方法。
【発明の詳細な説明】
本発明はディジタル通信システムの送受信局間でコード化された形式でのディジタル情報のブロックの通信に一般に関係する。特に、本発明は送受信局間でディジタル情報のブロックの少なくとも１つの並列連結（concatenated）コード化版の少なくとも部分から形成される送信セットを通信するための装置と関連方法に関係する。
送信された送信セットから受信局がディジタル情報の情報内容に正確に復元不能な場合、受信局へ選択されたコード化版の別な部分から形成される別の送信セットの連続した冗長送信が開始される。
送受信局間に延びるチャネルのチャネル状態が高品質である時、受信局へ少数の送信セットのみを送信することにより送受信局間の情報スループットは増大可能である。そして、チャネル状態が悪い時には、別の送信セットの受信局への連続した冗長送信が、ディジタル情報の情報内容を正確に再生可能とすることをより良く保証する。受信局から送信局へ返信される帰還信号が送信局に受信局への別な送信セットの連続した冗長送信を実装するよう促す。
発明の背景
通信システムは、少なくとも、通信チャネルにより相互接続された送信器と受信器により形成される。送信器は送信局の少なくとも一部を形成し、受信器は受信局の少なくとも一部を形成する。送信局により送信される通信信号は受信局により受信される通信チャネル上で送信される。送信局により送信される通信信号に含まれる情報は受信局で一旦受信されて復元される。ディジタル通信システムでは、受信局に通信される情報はディジタル化される。次いでディジタル情報を使用して通信信号が形成される。
従来のいくつかのディジタル通信システムでは、通信信号はバーストで送信される。ディジタル情報のブロックは通信チャネル上のバーストの送信時に送信局により受信局へ通信される。
非理想通信システムでは、通信信号は通信チャネル上の送信時に歪む。このような歪みのため、受信局で通信信号を受信すると、受信した信号は送信局から送信した通信信号から幾分異なってくる。通信チャネルが低品質である場合、また歪み量が顕著な場合、通信信号の情報内容は受信局で正しく復元不能である。
ディジタル無線通信システムでは、例えば送信局から通信局へ通信チャネル上を送信される時、マルチパス及びレーリー歪みが通信信号に時々入り込む。
非理想チャネル上で送信された通信信号の情報内容が受信局で復元可能であることをより良く保証するため各種の方式が開発された。これらの方法のいくつかは、受信信号の情報内容が適正に復元可能であるかどうかを受信局が送信局に報告する帰還方式を利用している。
これらの方式のいくつかは、情報のブロックがバーストで送信されるディジタル通信システムで実装された。受信局は、受信局で受信した情報のブロックのバーストが受入れ可能な品質レベルであるかどうかを決定する。帰還情報を形成するこの決定の指示は帰還チャネルを通して送信局に返される。この指示はまた暗黙裡に送信局に返信されても良い。すなわち、受信局から送信局への帰還情報の送信の欠如はディジタル情報のブロックの情報内容の復元成功を示してもよい。又は、送信局へ直接延びる直接帰還チャネルを経由する以外の方法で帰還情報を送信局に与えてもよい。その指示は代わりに間接的に送信局へ返信されてもよい。例えば、送信局はチャネル状態を計測し、受信局がディジタル情報のブロックを成功裏にデコードする確率が非常に低く、ディジタル情報のブロックの再送信が正当であるものと決定してもよい。
最も簡単には、受信局が単純に受信信号バーストが受入れ可能な品質レベルであるかどうかを検出する。受信信号バーストの信号品質レベルがその情報内容の復元を可能とするに十分でない場合、受信局は以後のバーストでディジタル情報のブロックの再送信を送信局に単に要求する。このような方式は時々ARQ（Automatic Request、自動要求）方式と呼ばれる。
ディジタル情報のブロックが少なくとも最小品質レベルで受信局で受信されるまでディジタル情報のブロックの再送信は連続したバーストで繰返される。受信局は、例えば、誤り検出コードの検出、情報のブロックが送信される通信チャネルの知識、又はその他の適切な方法に応答して、ディジタル情報の受信ブロックの品質の決定を行なう。
ディジタル情報のブロックは、型式ＩハイブリッドARQ（Automatic Repeat Request、自動繰返し要求）方式、汎用チャネル・デコード技術のような誤り保護コードを使用しても送信可能である。受信局がディジタル情報のブロックを受信した時、受信ブロックはデコーダによりデコードされて受信信号から情報内容を抽出される。少なくとも受入可能な品質レベルでディジタル情報のブロックの情報内容が復元可能であるかどうかの決定が行なわれる。誤り保護のため、ディジタル情報のブロックは低品質の通信チャネル上を送信された場合でも、ディジタル情報のブロックはより良好に復元可能である。
さらに、デコーダが受信シンボルの値のみならず、シンボルの信頼性情報、いわゆるソフト情報も利用する能力を有している場合、性能は著しく増大する。ソフト情報を利用可能な受信局のデコーダ回路はソフト入力デコーダと呼ばれる。
型式II及び型式III、ハイブリッドARQ（自動繰返し要求）方式のようなその他の方式では、受信局により破壊されているもの、すなわち低品質であると決定されたディジタル情報のブロックは単純に放棄されない。その代わり、破壊ブロックはディジタル情報の以後送信ブロックと組み合わされる。前に送信されたブロックに含まれる情報は累積され、累積知識を形成する。このような累積知識を使用して以後送信ブロックの復元を容易にすることができる。これにより、「累積知識」は、こうしないとディジタル情報のブロックを再送信しなければならない回数を減少させる結果となる。ディジタル情報のブロックの連続再送信の組合せにより可能となる累積知識の利用の利点は、ディジタル情報のブロックに含まれる情報量の増大により生じる。
最も最近の再送信ブロックのみを利用する場合より、デコード時に累積知識を使用した場合には正しいデコードの確率が一般的に増大するためこれは有利である。ソフト情報を利用可能な受信局のデコーダ回路はソフト入力デコーダと呼ばれる。
他の方式では、ディジタル情報の同じブロックから作成された他のシンボルから形成されたシーケンスを代わりに送信する。例えば、最初のシーケンスがパリティ・シンボル（多分ディジタル情報のブロックの末コード化シンボルを含む）の本来のセットから形成され、再送信が要求された場合、再送信シーケンスで送信局により別な数のパリティ・シンボルが送信される。受信局は各種送信の受信シンボルを累積し、各種の送信時に累積されたシンボルをデコード過程で共に利用する。
従来のブロック又は畳み込み低速コード化過程を実行してコード化信号を形成可能である。次いで、コード化信号は「句読点をつけられる（punctuate）」。すなわち、コード化ブロックの選択シンボルが送信されないようマークされる。「句読点をつけられなかった」シンボル、すなわちマークされなかったシンボルのみが送信される。コード化シンボルの内のいくつかのみを送信することによりコード化信号は弱められるが、特定のエンコーダ構造に対してより高い効率のコード化速度が可能となる。ディジタル情報のブロックの情報内容が受信局で最初に受信したシンボルから所要の品質レベルで復元可能でない場合、受信局により信号の追加コード部分を送信するよう要求される。前に句読点をつけられ、未だ送信されていないシンボルのいくつかが送信局により受信局に以後送信される。受信局は前に送信されたシンボルと新たに送信されたシンボルの両方を利用する。さらに再送信が必要な場合、さらに別のシンボルが以後受信局に送信される。このような方式は連続冗長送信方式と呼ばれる。
しかしながら、悪いチャネル状態に対応可能なように設計された連続冗長送信方式は、ディジタル情報のブロックの情報内容を復元するには複雑なデコード過程を実行することを必要とする。そして、ディジタル情報のブロックが畳み込みコーディング方式を使用してコード化される場合、情報をデコードするため受信局で必要とされるデコードはコードの句読点の量に係わらず複雑である。
句読点化畳み込みコードを使用する時、それ自身デコード誤りを発生させるような受信冗長シンボルのセットは、同様に協働して他の冗長ビットによりサポートされる誤り訂正の試みに対抗する。
送受信局間に延びる通信チャネルのチャネル状態が低品質である時、適度な複雑度の従来のコードは十分機能しない。しかしながら、このような状況で十分に機能する高複雑度コードは、チャネル状態が高品質である時には不要な複雑性を付加する。すなわち、チャネル状態が低品質である時には複雑なコード化が必要であるが、チャネル状態が良好な品質レベルである場合そのようなチャネル・コード化は必要ない。
送受信局間で送信されるディジタル情報のブロックのコード化の複雑度を適合的に選択する方法がそれ故有利である。チャネル状態が高品質である時、その情報内容の復元を可能とするようコード化信号の限定部分のみが受信局に送信されるべきである。そして、チャネル状態が低品質である時、コード化信号の追加部分が送信され、ディジタル情報のブロックの情報内容が受信局で復元可能となることをさらに保証する。
ディジタル通信システムに関するこの背景情報を元に、本発明の改良が発見された。
発明の要旨
本発明は、従って、送信局と受信局間でディジタル情報のブロックの少なくとも１個の選択された並列連結コード化版（splected parallel-concatenated loded version）の少なくとも部分（portions）から形成される送信セットを通信する、装置と関連方法を有効に提供する。
受信局で受信すると、送信セット（transmission set）を形成するディジタル情報のブロックの情報内容が適正に復元されたかどうかに関して決定が行なわれる。受信局へ送信された送信セットに取込まれた歪みが、受信局がディジタル情報のブロックの情報内容を適正に復元することを妨げることもあるかもしれない。そうである場合、受信局は送信局に、ディジタル情報のブロックの少なくとも１個の選択された並列連結コード化版の少なくとも部分から形成される他の送信セットを受信局に送信することを要求する。受信局への別の送信セットの連続冗長送信は、ディジタル情報のブロックの情報内容が依然として正しく復元不能である場合に実施される。
送信局により送信される送信セットの数は送受信局間に伸びるチャネル状態の品質に依存する。チャネル状態が高品質である時、受信局がディジタル情報のブロックの情報内容を復元可能とするのに送信セットの送信が少なくて済む。そして、チャネル状態が低品質である時、増大した数の送信セットが送信されて、受信局がディジタル情報のブロックの情報内容を復元可能となるようさらに保証する。これにより、チャネル状態が高品質である時、情報スループット・レートは改善され、そして、チャネル状態が低品質である時、ディジタル情報のブロックのコード化版の部分から形成される別の送信セットの送信がディジタル情報のブロックの復元を容易にする。これにより、送信局及び受信局のコード化とデコーダの複雑度は各々適合的に制御される。
本発明の一面では、送信局はディジタル情報のブロックの複数個のコード化版を形成するための並列連結コーダ（parallel-concatenated coder）を含む。送信器は、ディジタル情報ブロックのコード化版の少なくとも選択された１個の少なくとも選択された部分から形成された送信セットが提供されるよう選択的に結合される。送信器は受信局へ送信セットを送信するよう動作する。セレクタが送信セットの形成と何時送信セットが送信器に提供されるかを制御する。セレクタにより選択は、受信局に以前送信された１個以上の送信セットからのディジタル情報から受信局がディジタル情報のブロックを正しく復元可能であるかどうかに関する指示に応答して行なわれる。チャネル状態が低品質である時、セレクタは受信局へ送信器により送信される別の送信セットを選択する。
本発明の他の面では、受信局は、送信局により受信局に送信されたディジタル情報のブロックのコード化版の部分の送信セットの少なくとも指示を受信するよう結合された並列連結デコーダを含む。並列連結デコーダは受信局で受信したコード化信号をデコードし、これに応答するデコード信号を形成する。決定器は、並列連結デコーダにより形成されたデコード信号が少なくとも選択レベルの精度でディジタル情報のブロックの復元を可能とするかどうかを決定する。要求器は、並列連結デコーダにより形成されたデコード信号が少なくとも選択レベルの精度でディジタル情報のブロックの復元に失敗したという、決定器による決定に少なくとも応答して動作する。要求器は、ディジタル情報のブロックの他の選択コード化版の選択部分から形成される他の送信セットを送信するよう送信局に要求する。
１実装例では、本発明はGSM（移動通信用グローバル・システム）通信システムのようなディジタル通信を利用するセルラ通信システムで実施される。セルラ通信システムで動作する基地局と移動端末にインストールされた時、本発明の実施例の動作は、基地局と移動端末間のダウンリンクとアップリンク送信の両方で通信を容易にする。チャネル状態が高品質である時、基地局と移動端末間で通信されるコード化データの量は最小化され、これによりスループット・レートが最大化される。そしてチャネル状態が低品質である時、基地局と移動端末との間で増大した量のコード化データが通信され、これにより送信の情報内容の復元を容易にする。
それ故、これらの及びその他の面で、本方法と関連装置は、ディジタル通信システムの少なくとも１つの受信局へ送信局により通信されるディジタル情報のブロックの冗長度を選択的に反復的に増加する。ディジタル情報のブロックは並列連結コード化されてディジタル情報のブロックの複数個のコード化版を形成する。ディジタル情報のブロックの複数個のコード化版の内の少なくとも１個の選択されたコード化版の少なくとも第１選択部分が送信局から少なくとも１つの受信局へ送信される。受信局で少なくとも選択したレベルの精度でディジタル情報のブロックの復元が可能でない場合、送信局から受信局へディジタル情報のブロックの複数個のコード化版の内の少なくとも１個の選択したコード化版の少なくとも第２選択部分の反復送信が開始される。第２送信部分は少なくとも１個の選択コード化版の第１選択部分と同じではない少なくとも１部分を有する。
本発明のより完全な認識とその範囲は、以下に簡単に要約した添付図面、本発明の望ましい実施例の以下の詳細な説明、及び添付の請求の範囲から得られる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施例が動作可能な通信システムの機能ブロック線図を図示する。
図２は図１に示した通信システムの他の機能ブロック線図を図示する。
図３は本発明の実施例の送信局の部分を形成する並列連結エンコーダの機能ブロック線図を図示する。
図４は図３に示した並列連結エンコーダの他の機能ブロック線図を図示する。
図５は、受信信号の受信シーケンスが反復的にデコードされる本発明の実施例の受信局のデコーダ回路の動作の機能ブロック線図を図示する。
図６は本発明の実施例の受信局の１部分を形成する並列連結デコーダの機能ブロック線図を図示する。
図７は本発明の実施例の方法段階を図示する方法流れ図を図示する。
詳細な説明
図１は、本発明の実施例が動作可能である全体を１０で示す通信システムを図示する。以下の説明は、通信システム１０がセルラ通信システムを形成する例示実施例に関して説明されるが、この説明は単なる一例であることを理解すべきである。通信システム１０は他の型式の通信システム、本質的に非有線と有線の両方を同様に表している。本発明の実施例はこのような他の型式の通信システムでも同様に動作可能である。そして、本発明の各種の実施例の動作は、そのような他の型式の通信システムに関しても同様に記述可能である。
通信システム１０は通信チャネル１６を介して結合された送信局１２と受信局１４とを含む。通信システム１０の例示動作は、移動端末を形成する受信局１４へ無線基地局を形成する送信局１２により送信されるダウンリンク通信の通信に関して説明される。無線基地局を形成する受信局へ移動端末を形成する送信局によるアップリンク信号の送信に関しても同様に動作が説明可能である。例示実施例では、通信システムは、ディジタル情報のブロックが送信局１２と受信局１４との間でバーストで送信されるディジタル通信システムを形成する。
送信局１２は、本明細書では情報ソース２２により形成されているのが図示されている情報信号を受取る、又は発生する。情報ソース２２により形成された情報信号はソース・エンコーダ２４によりコード化（encoded）される。ソース・エンコーダは、１実施例では、印加された情報信号をディジタル化し、フォーマット化する。
エンコーダ２４によりフォーマット化され、ソース・コード化された信号はチャネル・エンコーダ２６に印加される。チャネル・エンコーダは図３および図４に関連して以下に詳細に説明する方法で印加された信号をチャネル・コード化する。
例示実施例では、チャネル・エンコーダは、ソース・エンコーダ２４により与えられたディジタル情報ブロックの複数個のコード化版を形成する並列連結エンコーダを形成する。チャネル・エンコーダ２６により形成された、選択されたコード化版の選択された部分は、変調器２８に選択的に印加される送信セット（transmission sets）を形成する。チャネル・エンコーダ２６により形成されたどのコード化版のどの部分が送信セットを形成し変調器２８に印加されるか、の選択はセレクタ３０により行なわれる。セレクタ３０は、例えば、処理装置から形成される。セレクタ３０は、受信局１４により送信局１２に返信された帰還情報（feedback information）の指示に応答して動作する。このような帰還情報は本明細書では送信局１２の受信回路３２により受信される。
変調器２８はチャネル・エンコーダにより与えられた送信セットを変調し、通信チャネル１６上での送信セットの送信を可能とする。チャネル１６は本明細書では多重路通信チャネルを形成する複数の路を含むのが図示されている。送信局１２により多重路チャネル上に送信された信号には歪みが出現する。このような歪みにより、受信局１４により受信された信号は送信局１２により送信されたものから異なってくる。
受信局１４は受信局１４で受信したダウンリンク信号を復調する復調器３６を含む。復調器２６はチャネル・デコーダ３８に印加される復調信号を発生し、このチャネル・デコーダ３８は送信局１２のチャネル・エンコーダ２６により使用されたものと一般的に反対の方法で印加された復調信号をデコードする。デコーダ３８の動作のさらなる詳細は以下の図５と図６に関連して説明される。
チャネル・デコーダは、ソース・デコーダ４２と決定器４４へ与えられるチャネル・デコード信号を発生する。ソース・デコーダ４２は印加された信号をソース・デコードし、デコードされた信号を情報シンク（sink）４６へ与える。
決定器４４は、少なくとも選択したレベルの精度でチャネル・デコーダ３８がチャネル・デコーダに印加された信号をデコード可能であるかどうかを決定するよう動作する。チャネル・デコーダが印加された信号を適切にデコードできないとの決定が決定器４４により行なわれた場合、送信局へ返信するための要求が受信局１４の送信回路４８により発生される。この要求は送信局に他の送信セットを送信するよう要求する。このような指示は送信局１２の受信回路３２により受信される。送信局１２のセレクタ３０には要求の指示が与えられ、チャネル・エンコーダ２８に他の送信セットを変調器２８に与えさせる。
必要に応じて、受信局１４がディジタル情報のブロックの情報内容を復元可能であることをさらに保証するため、追加の送信セットの連続冗長反復送信が受信局１４へ送信局１２により実施可能である。
受信局１４へ送信される別の送信セットが送信局１２のセレクタ３０により選択されようとする時、セレクタにより選択された新たに選択された送信セットは、対応する情報ブロックに関係する前に送信した送信セットとは必ずしも全てではないが、少なくとも１つは異なっている。例示実施例では、同じ送信セットを再送信可能ではあるが、少なくとも他の同じではない送信セットをその前に送信するまでは出来ない。２つの送信セットは、並列連結コードの多分異なるコード化版からの異なるコードのセットを取ることにより形成された時に、異なるものと言うことが出来る。すなわち、２つの異なる送信セットにより送信された実際の送信シンボルはたまたま同じであるかもしれないが、それが形成される位置及び多分構成コードは少なくともセットの内の１つの数に対しては異なっている。
１例として、第２送信セットは第１送信セットとは異なっていなければならない。第３送信セットは第１送信セット又は第２送信セットと異なっていなければならないが、前に送信した送信セットの両方と必ずしも異なっている必要はない。そして、つまらないことではあるが、第２セットは第１セットと異なっていなければならず、かつ第３セットは第１および第２セットの両方と同時に等しくは出来ないため、第３セットは自動的に制約を構成する。従って、第３送信セットにはその他の制約は必要なくなる。以後送信される送信セットは同様に解析可能である。それ故、送信セットの選択の制約は、単に２番目に送信される送信セットは最初に送信されるセットとは異なっていなければならないという点である。これらのセットは各々第２及び第１送信セットと呼ばれる。
図２は再び通信システム１０を図示し、受信局１４が送信局１２に返信して、ディジタル情報のブロックの選択したコード化版の別な部分から形成される別の送信セットを送信するよう要求する帰還装置を図示する。送信局１２は、ディジタル情報のブロックの少なくとも選択したコード化版の少なくとも選択部分から形成された送信セットをフォワード・チャネル部１６−１上で送信するよう動作可能である。
受信局１４は、フォワード・チャネル部１６−１上で一旦送信されたディジタル情報のブロックの少なくとも１つのコード化版の少なくとも部分から形成される送信セットを受信する。受信局１４に送信された信号の情報内容が選択したレベルの精度で復元不能である時、受信局１４は反転チャネル、本明細書では帰還チャネル１６−２を経由して返信する。必要に応じて、ディジタル情報のブロックの選択したコード化版の別の部分の反復送信が実施可能で、受信局１４が送信されたデータの情報内容を復元可能とするようさらに保証する。
逆に、フォワード・チェネル１６−１が高品質レベルで受信局１４が送信された信号の情報内容を復元可能である時、ディジタル情報のブロックのコード化版の部分の繰返し反復送信を受信局に送信する必要はない。これにより、送受信局１２と１４との間の情報転送のスループット・レートは改善される。
図３は図１に示した送信局１２の部分を形成するチャネル・エンコーダ２６を図示する。チャネル・エンコーダ２６は、情報シンボルのブロックの複数個のコード化版を並列に形成する並列連結エンコーダを形成する。
説明の都合上、ディジタル情報のブロックは長さKの情報シンボルIから形成される。各K長ブロックのIシンボルはN分岐、本明細書では分岐６２−１、６２−２、...、６２−Nに印加される。各分岐は与えられた情報シンボルのブロックを別々の置換（permutation）により置換する（permute）。各分岐６２−１から６２−Nはこのような置換を実行するため置換器６４−１、６４−２、...、６４−Nを含む。集団的には、置換器はエンコーダ２６に与えられたシンボルのブロックのN個の別々な順列を形成するため情報シンボルのブロックを置換する。分岐の１つにより実行される置換は、例えば、トリビアルな同一性置換を形成してもよい。
置換器６４−１から６４−Nにより形成されたシンボルの置換ブロックは各分岐の別々のエンコーダ、本明細書ではエンコーダ６６−１、６６−２、...、６６−Nへ与えられる。エンコーダは与えられたシンボルの置換ブロックをコード化する。そして１実施例では、分岐の各々のエンコーダは構成的、体系的エンコーダ要素を形成する。異なる分岐のエンコーダにより追加されるパリティ・ビットは１実施例では互いに実質的に対応するか、または異なる実施例では互いに異なってもよい。
機能スイッチ素子６７は異なる分岐で形成されたコード化版の選択された部分を選択的に通過させる。スイッチ素子はセレクタ３０（図１に図示）により制御される。チャネル・エンコーダ２６により形成された全ての情報シンボルと全てのパリティ・シンボルが変調器２８（図１に図示）に与えられ送信された場合、シンボルの各ブロックに対する以下の実効コード速度CRは以下の通りである：
0003699730.tif 000002
ここで
Kは情報シンボルIのブロックの長さ、
ｎはエンコーダ２６のN分岐の各々により追加されたパリティ・シンボルの長さ。
図４は図３に示したチャネル・エンコーダを再び図示する。図４の図面では、チャネル・エンコーダ２６の例示実装例の分岐６２−１、６２−２、...、及び６２−Nが図示されている。分岐６２−１では、トリビアルな同一性置換（tririal identity permutation）がエンコーダ６６−１に与えられるため、個別の置換器（permuter）６４−１（図３に図示）は分離して図示されていない。しかしながら、置換器６４−２と６４−Nは分岐６２−２と６２−Nに各々別々に図示されている。
エンコーダ６６−１から６６−Nの各々は、図３に関連して上述した方法でコード化信号を形成するための遅延素子６８と加算素子７２を含む。そして、エンコーダ６６−１から６６−Nにより形成されたコード化信号はスイッチ素子６７を介して変調器２８（図１に図示）に選択的に結合されている。スイッチ素子６７は再びセレクタ３０（図１に図示）により行なわれる選択により制御されているのが図示されている。
本発明の実施例の動作時には、分岐６２−Nから６２−Nのどれかにより形成されたシンボルのブロックの任意の選択された１個以上のコード化版の任意の選択部分が、変調器に与えられる送信セットを形成する。１実施例では、単一の分岐により形成された全体のコード化版が変調器に与えられる送信セットを形成する。他の実施例では、コード化版の選択部分が変調器に与えられる送信セットを形成し、他の実施例では、エンコーダ２６の分岐の異なるものにより発生された異なるコード化版から取られた選択部分から送信セットが形成される。選択に関する制御はセレクタ３０（再び、図１に図示）により行なわれる。
１例として、例示実施例では、第１分岐６２−１により発生された第１コード化版から形成された送信セットが最初に受信局１４に送信される。通信チャネル１６上を送信された送信セットから受信局１４がブロックの情報内容を復元不能である場合、送信局１２に別の情報を送信する要求が出される。セレクタ３０によりシンボルのブロックのコード化版から形成された第２送信セットが受信局に送信される。受信局１４がシンボルのブロックの情報内容を復元不能である場合、必要に応じてこのような処理が反復的に繰返される。
これにより、チャネル状態が高品質である時、並列連結コード化信号の最小部分のみを受信局に送信しなければならないため、送受信局１２と１４との間で送信される情報のスループットは最大化できる。そして、チャネル状態が低品質である場合、チャネル・エンコーダ２６により形成された並列連結コードの別のコード化版を受信局に送信して、シンボルのブロックの情報内容がそこで復元可能であることをさらに保証する。
図５は、シンボルのブロックの選択したコード化版の少なくとも部分を受信局で受信する時の受信局１４のチャネル・デコーダ３８の例示デコーダ動作を図示する。図解の都合上、チャネル・エンコーダの別個の分岐６２−１から６２−Nにより形成された全体のコード化版が送信局１２により受信局１４へ送信される、上述した実施例に関連してチャネル・デコーダ３８の動作を説明する。他の実施例では、チャネル・デコーダの同様の動作を代わりに説明できる。
第１送信セットを受信局１４で受信し、復調器３６により復調し、チャネル・デコーダ３８に印加すると、デコーダ１段階８２により表されるように、第１コード化版のデコーダが実行される。デコードの第１段階８２に応答してシンボルのブロックの情報内容の復元が可能であるかどうかに関する決定が、決定器４４により指示されるように、行なわれる。シンボルのブロックの情報内容の復元が正しく実行された場合、シンボルのそのブロックに関連する別の情報は送信局１２により送信される必要はない。
しかしながら、シンボルのブロックの情報内容の復元が第１デコード段階８２に応答して成功裏に実行不能である場合、送信局に他の送信セットを送信する要求が出される。シンボルのブロックの第２コード化版から形成される送信セットが以後受信局１４へ送信され、送信セットは第２デコード段階、本明細書では第２デコード段階８６によりデコードされる。第１及び第２デコード段階８２と８６は、ブロック８８により指示されるように、Y回繰返される。次いで、シンボルのブロックの情報内容の復元が選択したレベルの精度で実施可能であるかどうかを決定器４４は再び決定する。そうである場合、シンボルのそのブロックに関係する別の情報の送信は送信局により送信される必要はない。
しかしながら、シンボルのブロックの情報内容の復元が選択したレベルの精度で実施不能である場合、シンボルのブロックの他のコード化版から形成された他の送信セットを送信するよう送信局１２に要求が出される。受信局１４でこのような別の送信セットを受信し、復調器３６により復調した時、第３デコード段階９２により指示されるように、第３コード化版がデコードされる。
３回のデコード段階８２、８６及び９２はブロック９２により指示されるように、Z回繰返される。以後、決定器４４は、シンボルのブロックの情報内容が正しく復元可能であるかどうかに関する決定を再び行なう。そうである場合、別の情報の送信は必要ない。それ以外の場合、別のコード化版の送信、及びデコード段階９６が図示されている後続のデコード段階が以後実施される。
チャネル状態が高品質でシンボルのブロックの情報内容の復元が１回又は数回の送信セットのみのデコードにより実施可能である時、ブロックの情報内容を復元するのに要する処理は減少する。そして、チャネル状態が一般的に低品質である時、別の送信セットが送信局により受信局に送信され、シンボルのブロックの情報内容が再生可能であることをさらに保証する。
図６は本発明の実施例のチャネル・デコーダ３８を図示する。受信シンボルＩrのブロックが第１デコーダ分岐１０６−１に与えられる。図示するように、チャネル・デコーダ３８は複数個のNデコーダ分岐を含み、その内デコーダ分岐１０６−２と１０６−Nが図面に図示されている。デコーダ分岐の各々は体系的シンボルの受信ブロックを受信するよう結合される。再び、シンボルのブロックの全体のコード化版が送受信局間で送信される実施例に関連してチャネル・デコーダの動作を説明する。他の実施例では、チャネル・デコーダ３８の同様の動作が同様に説明可能である。
受信した体系的シンボルのブロックは第１デコーダ分岐１０６−１に与えられる。受信ブロックは第１置換器１０８−１に印加される。置換器１０８−１は図３に示した置換器６４−１のそれと全体が同一の過程を実行する。それ以後、置換された受信体系的シンボルのブロックは第１分岐デコーダ１１２−１に与えられる。第１分岐デコーダ１１２−１はさらに、ここでは線路１１４−１により指示するチャネル・エンコーダ２６により形成されたシンボルのブロックの第１コード化版の少なくとも１部を形成するパリティ・ビットの指示を受信する。そして、デコーダ１１２−１は、最初は、零信頼レベルで関係している先験情報をさらに受信する。
第１分岐デコーダは、送信されたシンボルのブロックの第１コード化版に対応するシンボルの受信ブロックのデコードをするよう動作する。デコード動作が完了すると、第１コード化版のデコードが少なくとも選択したレベルの精度でシンボルのブロックの情報内容の復元を可能とするかどうかに関して、本明細書では成功問合せブロック１１６により指示される、決定が行なわれる。そうである場合、シンボルのブロックの別なコード化版の追加の送信は送信される必要がない。シンボルのブロックの情報内容の復元が成功裏に実施不能である場合、以前に指示したように、シンボルのブロックの他のコード化版を送信するよう送信局１２に要求が出される。
シンボルのブロックの第２コード化版の送信が必要である場合、第２コード化版のシンボルが第２デコーダ分岐１０６−２に与えられる。第２デコーダ分岐１０６−２も置換器、本明細書では１０８−２と第２分岐デコーダ１１２−２を含む。このような素子は第１デコーダ分岐１０６−１の対象物と同様の方法で動作する。第２分岐デコーダ１１２−１も、本明細書では線路１１４−２を介してコード化版の少なくとも一部を形成するパリティ・ビットの指示を受信するよう、かつ第１分岐デコーダ１１２−１により発生された先験情報を受信するよう結合される。
デコーダ１１２−１と１１２−２は、各々選択した回数シンボルのブロックの第１及び第２受信コード化版を交互にデコードする。第２分岐デコーダ１１２−２でデコード操作が完了すると、前記デコードがシンボルのブロックの情報内容の復元を可能とするかどうかに関してブロック１１６により指示されるように、決定が行なわれる。少なくとも選択したレベルの精度で情報内容が復元可能である場合、送信局による受信局へのシンボルのそのブロックの追加送信は必要なくなる。
そうでない場合、シンボルのブロックの他のコード化版の送信に対する他の要求が発生される。図示するように、チャネル・デコーダ３８はNデコーダ分岐を含み、N回のコード化版までをデコードすることを可能とする。N番目デコーダ分岐１０６−Nもさらに図面に図示されている。N番目のデータ分岐もN番置換器１０８−NとN番デコーダ１１２−Nを含む。デコーダ１１２−Nはさらに、チャネル・エンコーダ２６により与えられたN番コード化版の少なくとも一部を形成するパリティ・ビットの指示を受信するよう結合される。そして、デコーダ１１２−Nは又前のデコード段階に応答して発生された先験情報（a-priori information）を受信するように結合される。選択した回数だけデコード過程を実行することによるようにして、決定器１１６により送信されたシンボルのブロックの情報内容の復元の成功に関しての決定も行なわれる。
このようにして、チャネル状態が高品質で、シンボルのブロックの１つ又はいくつかのコード化版の受信に応答してシンボルのブロックの情報内容の復元が復元可能である場合、送受信局間で転送される情報のスループット・レートは最大化可能である。そして、チャネル状態が低品質である時、シンボルのブロックの情報内容は、シンボルのブロックの別のコード化版の送信に応答して復元される可能性がある。
チャネル・エンコーダ２６を形成する並列連結コーダは多数の送信セットを構成するものと考えることが可能である。各送信セットは任意の選択した数の情報シンボルと任意の数のパリティ・セットPπiから構成される。必ずしも必要ではないが、１実施例では、２つの送信セットの交わりは空集合を形成する。送信セットの次元は、特定の送信セットに貢献したパリティ・セットの数（又は等価的に、構成コードの数）として定義される。同様な方法で、任意の数の送信セット間の和集合の次元は、送信セットの和集合に貢献したパリティ・セット（構成コード（constituent codes））の数である。
第１送信セットが送信局１２により受信局１４へ送信される。送信セットが受信局で一旦受信されデコーダ３８へ与えられると、送信セットのデコードが実行される。第１送信セットは第１デコード分岐１０６−１によりデコードされる。N数のデコーダ分枝は第１送信セットの次元数に対応する。再び、図６に図示するように、利用可能である場合は、第１分岐デコーダ１０６−１でのデコードを容易にするため先験的情報
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が使用可能である。
第１送信セットのデコードの反復は、何らかの停止基準を満たすまで、選択した回数、本明細書では反復変数ｋ上で実行される。次いで、ブロック１１６により図面に指示するように、デコードの成功が評価される。例えば、情報セットに埋め込まれた誤り検出コードを利用してデコードの成功を決定可能である。または、現在利用可能な、本質的なソフト情報を使用したデコード・ビット誤りの期待数の評価をこのような評価の実行にすることも出来る。他の実施例では、第１送信セットのデコードの成功はこの時点では評価されない。代わりに、評価を行なう前に、外部誤り訂正コードのデコードが実行される。
生成したセットが信頼可能であると決定された場合、他の送信セットは必要とされず、受信セットにさらに操作が実行可能である。そうでない場合、受信局１４は送信局１２に、第１送信セットのデコードが不成功であった帰還情報を返信する。
デコードが不成功であった場合、送信局１２は他の、次ぎの送信セットを受信局１２に送信する。チャネル・デコーダ３８は、Nが使用したシンボルの全セットの次元に等しい２つの利用可能な受信した送信セットの和集合からシンボルの任意の数を使用して前記別の送信セットをデコードする。構成コードをデコードする順序、又は基本デコーダ構造さえも、２つのデコード間で異なってもよい。
本発明の１実施例では、送信局１２は受信局による送信局へ返信される明確な帰還情報なしで第２の又は以後の送信を開始する。代わりに、送信局１２は、独立した基準、例えばチャネル１６の帯域幅利用度又はタイマを基に別の送信を開始する決定に準拠する。帯域幅利用度が基準である場合、利用可能なチャネル１６があり、かつ他の送信セット（高優先度の）が送信を待機していない場合、送信局１２は情報シンボルのブロックに対応する新たな送信セットを自動的に送信する。タイマの時間切れが基準を形成する場合、情報シンボルのブロックに対応する以前の送信セットを送信後の設定時間間隔内に、例えば帰還情報の損失により生じる、何らの確認を受信しない場合、送信局１２は自動的に新たな送信セットを送信する。
情報シンボルのブロックが満足に受信されるまで、又は例えば設定時間間隔又は再送信カウント制限内に受入れ可能な結果に到達する受信局の能力不足のため中断するまで、反復送信及びデコード過程は続行する。
本発明の実施例の１実装例では、各送信セットは１つの特定の構成コード、各送信セットで異なるコードから取られた情報とパリティ・ビットのみから構成される。これにより、送信セットの各々の次元は１の次元である。また、受信局１２では、受信した送信セットの和集合は各送信毎に１づつ増加した次元を有する。従って、送信セットを受信する度に正確にさらに１つの構成デコーダが必要で、次第にデコーダ複雑度が増加するという意味で、デコーダの複雑度が送信毎に増加する。
本発明の実施例の他の実装例では、各送信セットは全ての、例えばN構成コードからのシンボルから構成される。送信セットの次元は従ってNに等しい。従って、チャネル・デコーダ３８は常にN構成デコード分岐を必要とし、構成デコーダの数の意味でより高度の固定したデコーダ複雑度を生じる。しかしながら、生成した高次元コードは多分低次元コードより良好な誤り訂正能力を有するため、多分少ない送信及び／又はデコード構造の少ないデコードの反復が必要であろう。
図７は本発明の実施例の、全体を１３２で示す方法を図示する。本方法はディジタル通信システムで送信局により少なくとも１つの受信局へ通信されるディジタル情報のブロックの冗長度を選択的に反復的に増加する。
最初に、ブロック１３４により指示するように、ディジタル情報のブロックが並列連結コード化されてディジタル情報のブロックの複数個のコード化版を形成する。次いで、ブロック１３６により指示するように、ディジタル情報のブロックの複数個のコード化版の内の少なくとも第１選択コード化版の少なくとも選択部分が送信局から受信局へ送信される。そして、ブロック１３８により指示するように、受信局でのディジタル情報のブロックの復元が少なくとも選択したレベルの精度で復元不能である場合、複数個のコード化版の内の少なくとも１つの別の版の少なくとも選択部分の送信が開始される。
本発明の実施例の動作により、送受信局間に延びるチャネルのチャネル状態が高品質である時、送受信局間の情報スループットは最大化可能である。そして、チャネル状態が低品質である時、選択したコード化版の別の部分の連続した冗長送信がディジタル情報の情報内容を正確に復元することをさらに保証する。受信局から送信局に返信される帰還信号が、送信局に受信局への選択したコード化版の別の部分の連続した冗長送信を実装するよう促す。
以上の説明は本発明を実装するための望ましい例であり、本発明の範囲はこの説明により必ずしも限定されない。本発明の範囲は以下の請求の範囲により定義される。
【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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