(57)【要約】階層符号化を使用してシグナリング情報を送信するための技法が説明される。階層符号化では、ユーザのための個々のメッセージは、（１）各ユーザのためのメッセージがそのユーザに適したデータレートで送信され、（２）単一のマルチキャストメッセージが全てのユーザのためのメッセージのために生成されるように、複数の相互接続された符号器を使用して符号化される。基地局は、これらのデータレートを達成するためにユーザによって支持されるデータレートおよび符号レートを決定する。各データレートは、１つまたは複数の符号レートによって決定される。ユーザのためのシグナリング情報は、それぞれ異なるデータレートで送信されるべきデータブロックにマップされる。次いで、各データブロックは、そのデータブロックのためのデータレートに関連する符号レート（１つまたは複数）によって符号化される。最終符号化ブロックが全てのユーザのために生成され送信される。各ユーザは、そのユーザに送信されたメッセージを回復するために相補的復号を行う。
2009518969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記を備える装置：
第１の符号化されたデータを得るために第１の符号レートによって第１の入力データを符号化し、
第２の符号化されたデータを得るために第２の符号レートによって第２の入力データおよび前記第１の符号化されたデータを符号化する
ように構成された少なくとも１つのプロセッサ；および、
前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリ。
【請求項２】
前記第１の入力データは、前記第１および第２の符号レートによって決定された第１のデータレートで送信され、前記第２の入力データは、前記第２の符号レートによって決定された第２のデータレートで送信される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
第２の符号化されたデータの第１のブロックを得るために前記第２の符号レートによって前記第１の符号化されたデータを符号化し、
第２の符号化されたデータの第２のブロックを得るために前記第２の符号レートによって前記第２の入力データを符号化するように構成される。
【請求項４】
請求項１記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
第２の符号化されたデータの１つのブロックを得るために前記第２の符号レートによって前記第２の入力データおよび前記第１の符号化されたデータを一緒に符号化するように構成される。
【請求項５】
請求項１記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
第３の符号化されたデータを得るために第３の符号レートによって第３の入力データおよび前記第２の符号化されたデータを符号化するように構成される。
【請求項６】
請求項５記載の装置、ここにおいて、
前記第１の入力データは、前記第１、第２および第３の符号レートによって決定された第１のデータレートで送信され、前記第２の入力データは、前記第２および第３の符号レートによって決定された第２のデータレートで送信され、前記第３の入力データは、前記第３の符号レートによって決定された第３のデータレートで送信される。
【請求項７】
請求項１記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
第３の符号化されたデータを得るために第３の符号レートによって第３の入力データを符号化し、
前記第２の符号化されたデータを得るために前記第２の符号レートによって前記第２の入力データならびに前記第１および第３の符号化データを符号化するように構成される。
【請求項８】
請求項７記載の装置、ここにおいて、
前記第１の入力データは、前記第１および第２の符号レートによって決定された第１のデータレートで送信され、前記第２の入力データは、前記第２の符号レートによって決定された第２のデータレートで送信され、前記第３の入力データは、前記第２および第３の符号レートによって決定された第３のデータレートで送信される。
【請求項９】
請求項１記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記第１の入力データをベース符号で符号化し、
前記第１の符号化されたデータを得るために前記ベース符号の出力を前記第１の符号レートのためのパンクチャパターンでパンクチャするように構成される。
【請求項１０】
前記ベース符号は、畳込み符号、ターボ符号、またはブロック符号を備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
複数のユーザのためのシグナリング情報を前記第１および第２の入力データにマップし、前記第１および第２の入力データのそれぞれは、前記複数のユーザのうちの少なくとも１人のためのシグナリング情報を含むように構成される。
【請求項１２】
前記シグナリング情報は、前記複数のユーザへのリソースの割当てを示す、請求項１１に記載の機器。
【請求項１３】
請求項１１記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
各ユーザのための前記シグナリング情報を前記ユーザのためのスクランブル符号でスクランブルするように構成される。
【請求項１４】
請求項１記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
複数のユーザのための複数のデータレートを決定し；および、
複数のデータレートを達成するために複数の符号レートを決定し、
前記複数の符号レートは、前記第１および第２の符号レートを含むように構成される。
【請求項１５】
請求項１４記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
複数のユーザのためのチャネル状態情報に基づいて前記複数のデータレートを決定し；および、
各ユーザのためのシグナリング情報を前記ユーザのためのデータレートに基づいて複数の入力データブロックのうちの１つにマップし、
前記複数の入力データブロックは、前記第１および第２の入力データを備えるように構成される。
【請求項１６】
下記を備える方法：
第１の符号化されたデータを得るために第１の符号レートによって第１の入力データを符号化すること；および、
第２の符号化されたデータを得るために第２の符号レートによって第２の入力データおよび前記第１の符号化されたデータを符号化すること。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法、ここにおいて、
前記第１の入力データを前記符号化することは、下記を備える：
前記第１の入力データをベース符号で符号化すること；および、
前記第１の符号化されたデータを得るために前記第１の符号レートのためのパンクチャパターンで前記ベース符号の出力をパンクチャすること。
【請求項１８】
さらに下記を備える請求項１６記載の方法：
複数のユーザのための複数のデータレートを決定すること；および、
前記複数のデータレートを達成するために複数の符号レートを決定すること、
ここで、前記複数の符号レートは、前記第１および第２の符号レートを含む。
【請求項１９】
さらに下記を備える請求項１６記載の方法：
複数のユーザのためのシグナリング情報を前記第１および第２の入力データにマップすること、
ここで、前記第１および第２の入力データのそれぞれは、前記複数のユーザのうちの少なくとも１人のためのシグナリング情報を含む。
【請求項２０】
下記を備える装置：
第１の符号化されたデータを得るために第１の符号レートによって第１の入力データを符号化するための手段；および、
第２の符号化されたデータを得るために第２の符号レートによって第２の入力データおよび前記第２の符号化されたデータを符号化するための手段。
【請求項２１】
請求項２０記載の装置、ここにおいて、
前記第１の入力データを符号化するための前記手段は下記を備える：
前記第１入力データをベース符号で符号化するための手段；および、
前記第１の符号化されたデータを得るために前記ベース符号の出力を前記第１の符号レートのためのパンクチャパターンでパンクチャするための手段。
【請求項２２】
さらに下記を備える請求項２０記載の装置：
複数のユーザのための複数のデータレートを決定するための手段；および、
前記複数のデータレートを達成するために複数の符号レートを決定するための手段、
ここで、前記複数の符号レートは、前記第１および第２の符号レートを含む。
【請求項２３】
さらに下記を備える請求項２０記載の装置：
複数のユーザのためのシグナリング情報を前記第１および第２の入力データにマップするための手段
ここで、前記第１および第２の入力データのそれぞれは、前記複数のユーザのうちの少なくとも1人のためのシグナリング情報を含む。
【請求項２４】
下記を含むコンピュータ可読媒体を備える、コンピュータプログラム製品：
第１の符号化されたデータを得るために第１の符号レートによって第１の入力データを符号化するためのコード；および、
第２の符号化されたデータを得るために第２の符号レートによって第２の入力データおよび前記第１の符号化されたデータを符号化するためのコード。
【請求項２５】
下記を備える装置：
第１の復号化されたデータを得るために第１の符号レートによって入力データを復号化し、
第２の復号化されたデータを得るために第２の符号レートによって前記第１の復号化されたデータの一部分を復号化するように構成された少なくとも１つのプロセッサ
前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと、を備える機器。
【請求項２６】
請求項２５に記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記第１の符号レートによって決定されたデータレートで送信された情報のための前記第１の復号化されたデータの一部分を廃棄し、
前記第１の復号化されたデータの破棄されなかった部分を復号化されるべき前記第１の復号化されたデータの前記一部分として提供するように構成される。
【請求項２７】
請求項２５に記載の装置、ここにおいて、
前記第１の復号化されたデータは、複数の復号化されたブロックを備え、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記第２の復号化されたデータを得るために前記第２の符号レートによって前記複数の復号化されたブロックのうちの１つを復号化するように構成される。
【請求項２８】
請求項２５に記載の装置、ここにおいて、
前記第１の復号化されたデータは、１つの復号化されたブロックを備え、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記第２の復号化されたデータを得るために前記第２の符号レートによって前記復号化されたブロックの一部分を復号化するように構成される。
【請求項２９】
請求項２５に記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記第１および第２の符号レートによって決定されたデータレートで送信されたメッセージを前記第２の復号化されたデータから得るように構成される。
【請求項３０】
請求項２５に記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
第３の復号化されたデータを得るために第３の符号レートによって前記第２の復号化されたデータの一部分を復号化し、
前記第１、第２および第３の符号レートによって決定されたデータレートで送信されたメッセージを前記第３の復号化されたデータから得るように構成される。
【請求項３１】
請求項２５に記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
畳込み符号、ターボ符号、またはブロック符号によって前記入力データを復号化するように構成される。
【請求項３２】
請求項２５に記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
複数の繰返しのために前記第１および第２の符号レートのための前記入力データを繰り返して復号化するように構成される。
【請求項３３】
請求項２５に記載の装置、ここにおいて、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記第１および第２の符号レートのための前記入力データを一緒に復号化するように構成される。
【請求項３４】
下記を備える方法：
第１の復号化されたデータを得るために第１の符号レートによって入力データを復号化すること；および、
第２の復号化されたデータを得るために第２の符号レートによって前記第１の復号化されたデータの一部分を復号化すること。
【請求項３５】
さらに下記を備える請求項３４に記載の方法：
前記第１の符号レートによって決定されたデータレートで送信された情報のための前記第１の復号化されたデータの一部分を破棄すること；および、
復号化されるべき前記第１の復号化されたデータの前記一部分として前記第１の復号化されたデータの破棄されなかった部分を提供すること。
【請求項３６】
さらに下記を備える請求項３４に記載の方法：
前記第１および第２の符号レートによって決定されたデータレートで送信されたメッセージを前記第２の復号化されたデータから得ること。
【請求項３７】
下記を備える装置：
第１の復号化されたデータを得るために第１の符号レートによって入力データを復号化するための手段；および、
第２の復号化されたデータを得るために第２の符号レートによって前記第１の復号化されたデータの一部分を復号化するための手段。
【請求項３８】
さらに下記を備える請求項３７記載の装置：
前記第１の符号レートによって決定されたデータレートで送信された情報のための前記第１の復号化されたデータの一部分を破棄するための手段；および、
復号化されるべき前記第１の復号化されたデータの前記一部分として前記第１の復号化されたデータの破棄されなかった部分を提供するための手段。
【請求項３９】
さらに下記を備える請求項３７記載の装置：
前記第１および第２の符号レートによって決定されたデータレートで送信されたメッセージを前記第２の復号化されたデータから得るための手段。
【請求項４０】
下記を含むコンピュータ可読媒体を備える、コンピュータプログラム製品：
第１の復号化されたデータを得るために第１の符号レートによって入力データを復号化するためのコード；および、
第２の復号化されたデータを得るために第２の符号レートによって前記第１の復号化されたデータの一部分を復号化するためのコード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年１２月５日に出願した「Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｅｓｓａｇｅｓ」という名称の米国仮出願第６０／７４２，６７８号、および２００６年２月１７日に出願した、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれている、「Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｍｅｓｓａｇｅｓ」という名称の米国出願第６０／７７４，７８９号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、一般に、通信に関し、より詳細には、データを符号化し復号化するための技法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多元接続通信システムは、利用可能なシステムリソースを共用することにより複数のユーザのための通信をサポートすることができる。ユーザに割り当てられたリソースは、システムによって実施される多元接続方式に依存する。例えば、システムは、リソースを時間、周波数、符号空間、および／または送信電力に基づいて割り当てることができる。ユーザは、システムにアクセス要求を送信し、割り当てられたリソースとのアクセス許可を受信することにより、システムとのリンクを確立することができる。次いで、ユーザは、確立されたリンクを介してシステムと通信することができる。
【０００４】
多元接続システムは、通常、ユーザへのシグナリングの送信のためにいくつかのリソースを予約する。シグナリングは、アクセス許可など適切なシステム動作に必要な様々なタイプの情報に関する可能性がある。シグナリングは、オーバヘッドチャネル、制御チャネル、またはブロードキャストチャネルと呼ばれてもよいシグナリングチャネル上で送信されることが多い。
【０００５】
シグナリングチャネルは、通常、ユニキャストチャネルかブロードキャストチャネルのどちらかとして送信される。ユニキャストシグナリングチャネルでは、個々のユーザのためのシグナリングメッセージは、別々に符号化され、次いで、特にこれらのユーザにシグナリングチャネル上で送信される。各メッセージを別々に符号化することによって、符号化効率が悪くなる。ブロードキャストシグナリングチャネルでは、全てのユーザのためのメッセージが一緒に符号化され、次いで、シグナリングチャネル上で全てのユーザに送信される。全てのメッセージを一緒に符号化することは、符号化効率を改善する。しかし、ブロードキャストシグナリングチャネルは、通常、最悪のチャネル条件を有するユーザを含めて全てのユーザがこのシグナリングチャネルを確実に復号化することができるような仕方で作動される。これは、ブロードキャストシグナリングチャネルのための低い符号レートおよび／または高い送信電力を使用することにより達成されることができる。最悪ケースのユーザを満足させるためにブロードキャストシグナリングチャネルを作動することによって、シグナリングチャネルのために割り当てられたリソースの使用効率が悪くなることが多い。
【０００６】
したがって、当技術分野では、多元接続システムでシグナリングメッセージをより効率よく送信するための技法が必要とされる。
【特許文献１】米国仮出願第６０／７４２，６７８号
【特許文献２】米国出願第６０／７７４，７８９号
【発明の開示】
【発明の概要】
【０００７】
本明細書では、階層的な符号化を使用してシグナリングおよび／または他の情報を効率よく送信するための技法が説明される。階層的な符号化では、ユーザのための個々のメッセージは、（１)各ユーザのためのメッセージがそのユーザに適したデータレートで送信されることができ、（２）単一のマルチキャストメッセージが全てのユーザのためのメッセージに関して生成されることができるような、複数の相互接続された符号化器を使用して、符号化されることができる。階層的な符号化は、並列アーキテクチャ、直列アーキテクチャ、および混合アーキテクチャなどの様々な符号化アーキテクチャで実施されることができる。
【０００８】
一実施形態では、送信機（例えば、基地局）は、例えばユーザのためのチャネル状態情報に基づいて、ユーザによってサポートされるデータレートを決定する。送信機はまた、例えば並列または直列の階層的な符号化のアーキテクチャに基づいて、ユーザのためのデータレートを達成するために符号レートを決定する。各データレートは、１つまたは複数の符号レートによって決定される。ユーザのためのシグナリング情報は、入力データのブロックにマップされる。各入力データブロックは、それぞれ異なるデータレートで送信され、そのデータレートに関連する符号レート（１つまたは複数）によって符号化される。一実施形態では、（例えば１つのブロックからの）第１の入力データレートは、第１の符号化されたデータを生成するために第１の符号レートによって符号化される。次いで、（例えば別のブロックからの）第２の入力データおよび第１の符号化されたデータは、第２の符号化されたデータを生成するために第２の符号レートによって一緒にまたは別々に符号化される。残りの入力データは、１つまたは複数の符号レートによって、場合によっては符号化されたデータと共に、符号化される。最終的な符号化されたデータは、全てのユーザのために生成され、さらに処理され送信される。各ユーザは、そのユーザに送信されたメッセージを復元するために相補的な復号化を行う。
【０００９】
本発明の様々な態様および実施形態が以下でさらに詳細に説明される。
【００１０】
本発明の特徴および本質は、同様の参照符号が全体にわたって対応するように特定する図面と併せて読まれた場合、以下に記載された詳細な説明からより明らかになるであろう。
【００１１】
本明細書では、単語「例示的」は、「実施例、用例、または例示として役立つこと」を意味するために使用される。本明細書で「例示的」と記載されたいかなる実施形態または設計も、必ずしも他の実施形態または設計より好ましいまたは有利であると解釈されるものではない。
【詳細な説明】
【００１２】
図１は、複数の基地局１１０および複数の端末１２０を有する無線多元接続通信システム１００を示す。基地局は、端末と通信する局である。基地局はまた、アクセスポイント、ノードＢ、ベーストランシーバサブシステム（ＢＴＳ）および／または他の何らかのネットワークエンティティと呼ばれてもよく、それらの機能の一部または全てを含んでもよい。各基地局１１０は、特定の地理的エリア１０２に通信カバレージを提供する。
【００１３】
端末１２０は、通常、システム全体にわたって分散され、各端末は固定式でも移動式でもよい。端末はまた、移動局、ユーザ機器、および／または他の何らかの装置と呼ばれてもよく、それらの機能の一部または全てを含んでもよい。端末は、無線装置、セルラ電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線モデムカードなどでよい。以下の説明では、用語「端末」および「ユーザ」は、互換可能に使用される。
【００１４】
集中型アーキテクチャでは、システムコントローラ１３０は、基地局１１０に結合し、これらの基地局に調整および制御を提供する。システムコントローラ１３０は、単一のネットワークエンティティまたはネットワークエンティティの集まりでよい。分散アーキテクチャでは、基地局１１０は、システムコントローラ１３０の使用なしで必要に応じて相互に通信することができる。
【００１５】
本明細書で説明される符号化技法は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）システム、単一キャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システム、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）システムなど、様々な多元接続通信システムのために使用されることができる。ＯＦＤＭＡシステムは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する。ＳＣ−ＦＤＭＡシステムは、単一キャリア周波数分割多重（ＳＣ−ＦＤＭ）を利用する。ＯＦＤＭおよびＳＣ−ＦＤＭは、周波数帯（例えば、システム帯域幅全体）を、トーン、ビンなどとも呼ばれる複数（Ｋ個）の直交するサブキャリアに分割する。各サブキャリアは、データと共に変調されることができる。一般に、変調シンボルは、ＯＦＤＭによる周波数領域およびＳＣ−ＦＤＭによる時間領域で送信される。
【００１６】
図２は、図１の基地局１１０および端末１２０の一実施形態のブロック図を示す。基地局１１０では、送信（ＴＸ）データおよびシグナリングのプロセッサ２１０が、１つまたは複数の端末のためのトラヒックデータを受信し、その端末のために選択された１つまたは複数のパケットフォーマットによって各端末のためのトラヒックデータを処理し（例えば、フォーマットし、符号化し、インターリーブし、シンボルマップし）、データシンボルを提供する。プロセッサ２１０はまた、端末のためのシグナリングを受信し、シグナリングを以下で説明されるように処理し、シグナリングシンボルを提供する。プロセッサ２１０はまた、パイロットシンボルを生成する。本明細書では、データシンボルは、トラヒックデータのための記号であり、シグナリングシンボルは、シグナリングのためのシンボルであり、パイロットシンボルは、基地局および端末によって先験的に知られているデータであるパイロットのためのシンボルであり、シンボルは、一般に、複素値である。変調器（ＭＯＤ）２１２は、データ、シグナリングおよびパイロットのシンボルに変調をかけ、出力チップを生成する。変調器２１２は、ＯＦＤＭ、ＳＣ−ＦＤＭ、ＣＤＭＡなどのための変調を行うことができる。したがって、出力チップは、ＯＦＤＭシンボル、ＳＣ−ＦＤＭシンボル、および／またはスペクトル拡散されたデータに関する可能性がある。送信機（ＴＭＴＲ）２１４は、出力チップを調整し（例えば、アナログに変換し、フィルタリングし、増幅し、アップコンバートし）、アンテナ２１６から送信される順方向リンク信号を生成する。
【００１７】
端末１２０では、アンテナ２５２が、基地局１１０および場合によっては他の基地局から順方向リンク信号を受信し、受信された信号を受信機（ＲＣＶＲ）２５４に提供する。受信機２５４は、受信された信号を処理し（例えば、調整し、ディジタル化し）、入力サンプルを提供する。復調器（ＤＥＭＯＤ）２５４は、入力サンプルに復調を行い、基地局１１０によって端末１２０に送信されたデータおよびシグナリングのシンボルの推定値であるシンボル推定値を提供する。受信機（ＲＸ）データおよびシグナリングのプロセッサ２６０は、シンボル推定値を処理し（例えば、シンボル逆マップし、逆インターリーブし、復号化し）、端末１２０に復号化されたデータおよびシグナリングを提供する。
【００１８】
逆方向リンク上では、端末１２０において、基地局１１０に送信されるべきトラヒックデータおよびシグナリングは、ＴＸデータおよびシグナリングのプロセッサ２６２によって処理され、変調器２６４によって変調され、送信機２６６によって調整され、アンテナ２５２から送信される。基地局１１０において、端末１２０および他の端末からの逆方向リンク信号は、アンテナ２１６によって受信され、受信機２２０によって調整され、ディジタル化され、復調器２２２によって復調され、端末によって送信されたトラヒックデータおよびシグナリングを復元するためにＲＸデータおよびシグナリングのプロセッサ２２４によって処理される。
【００１９】
コントローラ／プロセッサ２３０および２７０は、それぞれ、様々な処理ユニットの動作を基地局１１０および端末１２０に指示する。メモリ２３２および２７２は、それぞれ、基地局１１０および端末１２０のためのプログラムコードおよびデータを記憶する。
【００２０】
基地局は、そのカバレージエリアの中の端末またはユーザにシグナリングメッセージを送信することができる。これらのシグナリングメッセージは、リソースの割当ておよび／または割当て解除、ユーザから受信されたデータパケットのための肯定応答（ＡＣＫ）／否定応答（ＮＡＫ）、電力制御情報などの様々な目的のために送信されることができる。
【００２１】
各ユーザは、基地局のカバレッジエリアの中のどこにでも配置されることができ、基地局からの送信のための特定の受信信号品質を達成することができる。受信信号品質は、ＳＮ比（ＳＮＲ）、信号対雑音干渉比（ＳＮＩＲ）、１シンボル当たりのエネルギー対総雑音比（Ｅｃ／Ｉｏ）などによって定量化されることができる。基地局は、ユーザがメッセージを確実に受信することができるようにするのに適したデータレートで各ユーザにメッセージを送信することができる。データレートはまた、パケットフォーマット、送信レート、レートなどと呼ばれることができる。
【００２２】
ユーザに送信されるメッセージのためのデータレートは、
【数１】
2009518969.tif 000003
【００２３】
と表され、式中、
Ｃｉは、ユーザｉに送信されるメッセージのために使用される符号レートであり、
Ｓｉは、ユーザｉのために使用される変調方式のスペクトル効率であり、
ｆｓｙｍは、ユーザｉのために適用可能なシンボルレートであり、
Ｒｉは、ユーザｉのためのデータレートである。
【００２４】
符号レートＣｉは、所与の数の情報ビットのために符号化器によって生成される符号ビットの数を決定する。例えば、Ｃｉ＝５／８の符号レートは、符号化器によって５情報ビットごとに８符号ビットが生成されることを意味する。より多くの冗長性を生成する、より低い符号レートは、悪いチャネル条件に対して、より強靭であるが、所与の情報ビットのために、より多くの符号ビットが送信されるので、より低い効率を有する。逆のことは、より高い符号レートに関して真である。
【００２５】
スペクトル効率Ｓｉは、各変調シンボル内の送信された符号ビットの数を示す。Ｓｉは、使用のために選択された変調方式によって決定される。例えば、Ｓｉは、ＢＰＳＫの場合は１．０、ＱＰＳＫの場合は２．０、８−ＰＳＫの場合は３．０、１６−ＱＡＭの場合は４．０に等しい、などである。全てのユーザのために同じ変調方式およびシンボルレートが使用される場合、Ｓｉおよびｆｓｙｍは固定され、ユーザごとのデータレートＲｉは、適切な符号レートＣｉを選択することにより取得されることができる。
【００２６】
ユーザのためのデータレートは、例えば、これらのユーザのために利用可能なチャネル状態情報に基づいて決定されることができる。複数のユーザは、同じデータレートを有することができ、これらのユーザのためのメッセージは、同じ仕方で符号化されることができる。全てのユーザのための一意のデータレートが識別されることができ、以下のように降順に並べられることができる。
【数２】
2009518969.tif 000004
【００２７】
式中、Ｒ１は最高のデータレートであり、ＲＮは最低のレートである。上記のように、所与のデータレートは、複数のユーザに適用可能でよい。
【００２８】
ユーザのためのメッセージは、（１）各ユーザのためのメッセージが、そのユーザのためのデータレートを達成する適切な全体的符号レートで符号化され、（２）全てのユーザのためのメッセージのために単一の符号化メッセージが生成されるように、複数の相互接続された符号化器を使用して符号化されることができる。符号化は、並列アーキテクチャ、直列またはカスケードアーキテクチャ、および混合アーキテクチャなど、様々な符号化アーキテクチャを使用して行われることができる。符号化アーキテクチャはまた、符号化構造、符号化方式などと呼ばれることができる。
【００２９】
図３Ａは、並列アーキテクチャのための階層的な符号化器３１０の一実施形態を示す。この実施形態では、Ｒ１の最高のデータレートで送信されるべきメッセージは、符号化器３２０ａに提供され、Ｒ２の２番目に高いデータレートで送信されるべきメッセージは、符号化器３２０ｂに提供され、Ｒ３の３番目に高いデータレートで送信されるべきメッセージは、符号化器３２０ｃに提供されるなどで、ＲＮの最低のデータレートで送信されるべきメッセージは、符号化器３２０ｎに提供される。符号器３２０ｂから３２０ｎは、並列に結合され、それらの出力を符号化器３２０ａに提供する。チャネルインターリーバ３７０は、符号化器３２０ａから符号ビットを受信し、これらの符号ビットを、時間および／または周波数ダイバーシティを提供するためにインタリービング方式によってインターリーブする、または並べ替える。シンボルマッパ３８０は、インターリーブされたビットを、使用のために選択された変調方式によって変調シンボルにマップする。
【００３０】
各符号化器３２０は、その入力メッセージを多重化し、多重化されたメッセージをその符号化器のために選択された符号レートによって符号化し、１つまたは複数の符号化されたメッセージを提供する。符号化されたメッセージはまた、符号化されたブロック、コードワード、符号化されたパケット、符号ビットシーケンスなどと呼ばれることができる。メッセージは、いかなるサイズでもよい。各符号化器３２０は、良好な性能を提供するために設計された特定のマッピングに基づいて１組の入力ビットを１組の出力ビットに本質的にマップする。各符号器３２０は、（ａ）全ての入力メッセージを一緒に符号化し、１つの符号化されたメッセージを提供するか、（ｂ）各入力メッセージを別々に符号化し、対応する符号化されたメッセージを提供するか、または（ｃ）いくつかの入力メッセージを一緒に符号化し、他の入力メッセージ（１つまたは複数）を別々に符号化することができる。
【００３１】
符号器３２０ａは、その入力メッセージを、シンボルマッパ３８０によって使用される変調方式でＲ１の最高のデータレートを達成するために選択されたＣ１の符号レートで符号化する。符号化器３２０ａのための符号レートは、
【数３】
2009518969.tif 000005
【００３２】
と表されることができ、式中、Ｑ＝１／（Ｓ・ｆｓｙｍ）である。等式（３）では、Ｑは、シンボルマッパ３８０によって使用される変調方式のシンボルレートｆｓｙｍおよびスペクトル効率Ｓによって決定される定数である。符号化器３２０ｂは、その入力メッセージを、符号レートＣ１とＣ２の組合せがＲ２、またはＣ１・Ｃ２＝Ｑ・Ｒ２の２番目に高いデータレートを達成するために選択されるＣ２＝Ｒ２／Ｒ１の符号レートで符号化する。
【００３３】
一般に、並列アーキテクチャでは、Ｒｉのデータレートで送信されるべきメッセージのための符号化器３２０は、その入力メッセージを、以下のように決定されることができるＣｉの符号レートで符号化する。
【数４】
2009518969.tif 000006
【００３４】
符号レートＣ１とＣｉの組合せは、
【数５】
2009518969.tif 000007
【００３５】
として与えられるＲｉのデータレートを達成する。
【００３６】
図３Ｂは、直列アーキテクチャのための階層的な符号化器３３０の一実施形態を示す。この実施形態では、Ｒ１の最高のデータレートで送信されるべきメッセージは符号化器３４０ａに提供され、Ｒ２の２番目に高いデータレートで送信されるべきメッセージは符号化器３４０ｂに提供され、Ｒ３の３番目に高いデータレートで送信されるべきメッセージは符号化器３４０ｃに提供されるなどして、ＲＮの最低のデータレートで送信されるべきメッセージは符号化器３４０ｎに提供される。符号化器３４０ａから３４０ｎは、直列に結合される。各符号化器３４０は、第１の符号化器３４０ａを除いて、その出力をそれに続く符号化器に提供する。各符号化器３４０はまた、最後の符号化器３４０ｎを除いて、前の符号化器の出力を受信する。チャネルインターリーバ３７０は、符号化器３４０ａからの符号ビットをインターリーブする。シンボルマッパ３８０は、インターリーブされたビットを、選択された変調方式によって変調シンボルにマップする。
【００３７】
各符号化器３４０は、その入力メッセージを多重化し、多重化されたメッセージをその符号化器のために選択された符号レートによって符号化し、１つまたは複数の符号化されたメッセージを提供する。各符号化器３４０は、全ての入力メッセージを一緒に符号化し、１つの符号化されたメッセージを提供するか、各入力メッセージを別々に符号化し、対応する符号化されたメッセージを提供するか、または、いくつかの入力メッセージを一緒に符号化し、他の入力メッセージ（１つまたは複数）を別々に符号化することができる。符号化器３４０ａは、その入力メッセージを、Ｃ’１＝Ｑ・Ｒ１として決定されることができるＣ’１の符号レートで符号化する。符号化器３４０ｂは、その入力メッセージを、符号レートＣ’１とＣ’２の組合せがＲ２、またはＣ’１・Ｃ’２＝Ｑ・Ｒ２の２番目に高いデータレートを達成するために選択されるＣ’２＝Ｒ２／Ｒ１の符号レートで符号化する。図３Ｂの符号化器３４０ａおよび３４０ｂは、図３Ａの符号化器３２０ａおよび３２０ｂと同じ仕方で結合される。したがって、Ｃ’１＝Ｃ１であり、Ｃ’２＝Ｃ２である。符号化器３４０ｃは、その入力メッセージを、符号レートＣ’１、Ｃ’２およびＣ’３の組合せがＲ３、またはＣ’１・Ｃ’２・Ｃ’３＝Ｑ・Ｒ３の３番目に高いデータレートを達成するために選択されたＣ’３＝Ｒ３／Ｒ２の符号レートで符号化する。
【００３８】
一般に、直列アーキテクチャでは、Ｒｉのデータレートで送信されるべきメッセージのための符号器３４０は、その入力メッセージを、以下のように決定されることができるＣ’ｉの符号レートで符号化する。
【数６】
2009518969.tif 000008
【００３９】
符号レートＣ’１からＣ’ｋの組合せは、
【数７】
2009518969.tif 000009
【００４０】
として与えられることができるＲｉのデータレートを達成し、式中、「Π」は、積演算を示す。
【００４１】
図３Ｃは、混合アーキテクチャのための階層的な符号化器３５０の一実施形態を示す。この実施形態では、階層的な符号化器３５０は、符号化器３６０のＰ段を含み、一般に、Ｐ≧２である。各段はまた、層、ラウンドなどと呼ばれてもよい。各段は、第１段を除いて、１つまたは複数の符号化器３６０を含んでよい。ｐ＝１、…Ｐについての段ｐは、Ｋｐ個の符号化器３６０を含み、Ｋｐは、段ｐの符号化器の数であり、一般に、Ｋｐ≧１である。図３Ｃでは、符号化器（ｐ，ｑ）は、段ｐの第ｑの符号化器を示し、ｐ＝１、…、Ｐであり、ｑ＝１、…、Ｋｐである。
【００４２】
図３Ｃに示されている実施形態では、Ｒ１の最高のデータレートで送信されるべきメッセージは第１段の符号化器３６０ａに提供され、Ｒ２の２番目に高いデータレートで送信されるべきメッセージは第２段の第１の符号化器３６０ｂａに提供されるなどして、ＲＮの最低のデータレートで送信されるべきメッセージは最後の段Ｐの最後の符号化器３６０ｐｋに提供される。一般に、各データレートのためのメッセージは、どの段のどの符号化器にも提供されることができる。各符号化器３６０は、第１段の符号化器３６０ａを除いて、その出力を、１つまたは複数の段にわたる場合がある次の段の符号化器に提供する。各符号化器３６０はまた、最後の段の符号化器３６０ｐａから３６０ｐｋを除いて、少なくとも１つ前の段の少なくとも１つの符号器の出力を受信する。チャネルインターリーバ３７０は、符号化器３６０ａからの符号ビットをインターリーブする。シンボルマッパ３６０は、インターリーブされたビットを変調シンボルにマップする。
【００４３】
各符号化器３６０は、その入力メッセージを多重化し、多重化されたメッセージを、その符号化器のために選択された符号レートによって符号化し、１つまたは複数の符号化されたメッセージを提供する。各符号化器３６０は、全てのメッセージを一緒に符号化し、１つの符号化されたメッセージを提供するか、各入力メッセージを別々に符号化し、対応する符号化されたメッセージを提供するか、またはいくつかの入力メッセージを一緒に符号化し、他の入力メッセージ（１つまたは複数）を別々に符号化することができる。符号化器３６０ａは、その入力メッセージを、Ｃ１＝Ｑ・Ｒ１として決定されてよいＣ１の符号レートで符号化する。符号化器３６０ｂａは、その入力メッセージを、符号レートＣ１とＣ２の組合せがＲ２、またはＣ１・Ｃ２＝Ｑ・Ｒ２の２番目に高いデータレートを達成するために選択されたＣ２＝Ｒ２／Ｒ１の符号レートで符号化する。
【００４４】
Ｒ３の３番目に高いデータレートで送信されるべきメッセージは、いくつかの仕方のうちの１つで符号化されることができる。一実施形態では、これらのメッセージは、その入力メッセージをＣ３＝Ｒ３／Ｒ１の符号レートで符号化する第２段の第２の符号化器（例えば、Ｋ２＝２と仮定して、図３Ｃの符号化器３６０ｂｋ）に提供される。他の実施形態では、これらのメッセージは、その入力メッセージをＣ’３＝Ｒ３／Ｒ２の符号レートで符号化し、その出力を第２段の符号化器３６０ｂａに提供する第３段の符号化器（図３Ｃには示されていない）に提供される。ｉ＝４、…、ＮであるＲｉの残りの各データレートのためのメッセージは、同様に、いくつかの仕方のうちの１つで符号化されることができる。データレートＲｉで送信されるべきメッセージは、Ｒｉ−１のデータレートで送信されたメッセージのために使用された符号化器と同じ段の別の符号化器に提供されることができる。代替として、これらのメッセージは、次の段の符号化器に提供されてもよい。
【００４５】
一般に、各データレートのためのメッセージは、どの段のどの符号化器にでも提供されることができる。各データレートのためのメッセージは、１つまたは複数の段の１つまたは複数の符号化器によって符号化されることができる。
【００４６】
階層的な符号化器３５０は、図３Ａの階層的な符号化器３１０または図３Ｂの階層的な符号化器３３０を実装することができる。Ｐ＝２でＫ２＝Ｎ−１の場合、階層的な符号化器３５０は、２つの段を含み、第２段はＮ−１個のの符号化器を含む。その場合、階層的な符号化器３５０は、図３Ａの階層的な符号化器３１０に相当する。Ｐ＝ＮでＫ２＝…＝Ｋｐ＝１の場合、階層的な符号化器３５０は、Ｎ個の段を含み、各段は１つの符号化器を含む。その場合、階層的な符号化器３５０は、図３Ｂの階層的な符号化器３３０に相当する。３つ以上の段を有する混合アーキテクチャ、および少なくとも１つの段における複数の符号化器は、それぞれ異なる符号化器のための符号レートを選択するのに、より多くの柔軟性を提供することができる。
【００４７】
図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃの符号化器３２０ａ、３４０ａおよび３６０ａは、それぞれＣ１の同じ符号レートを有し、同じまたは同様の設計で実装されることができる。
【００４８】
階層的な符号化器３１０、３３０および３５０は、それぞれ異なる入れ子式または階層的な符号化アーキテクチャを形成する。一般に、階層的な符号化アーキテクチャは、少なくとも２つのデータレートでサポートする仕方で結合された少なくとも２つの符号化器を特徴とする。最も簡単な階層的な符号化器は、図６Ａに示されているように、２つの段のための２つの符号化器を含み、第２段の符号化器はその出力を第１段の符号化器に提供する。それぞれ異なるデータレートがそれぞれ異なる符号化器のセットで達成されることができ、各セットは少なくとも１つの符号化器を含む。
【００４９】
式（１）から（７）は、各符号化器への入力メッセージが別々に符号化される場合の図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃの階層的な符号化器のためのデータレートおよび符号レートを記述する。各符号化器への入力メッセージが一緒に符号化される場合、階層的な符号化器のためにそれぞれ異なる式が適用可能であり得る。結合符号化のための式は、例えば、一緒に符号化されるそれぞれ異なる入力メッセージの相対的なサイズのための追加のパラメータを有することができる。
【００５０】
図４は、それぞれ図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃの符号化器３２０、３４０および３６０のそれぞれのために使用されることができる符号化器４００の一実施形態のブロック図を示す。符号化器４００は、データレートＲｉで送信されるべきメッセージを受信する。符号化器４００はまた、Ｒｉより低いデータレートで送信されるべきメッセージのための１つまたは複数の前の段の１つまたは複数の他の符号化器からの出力を受信することができる。
【００５１】
符号化器４００の中では、スクランブラ４１０は、データレートＲｉで送信されるべきメッセージを受信し、各ユーザのためのメッセージをそのユーザのためのスクランブル符号でスクランブルする。基地局で一緒に符号化され、それに続いて各受信者ユーザにおいて一緒に復号化されたそれぞれ異なるユーザのコンテンツを分離するために、ユーザ特有のスクランブルが適用されることができる。このスクランブルは、ユーザメッセージの分離が必要でない場合は、省略されることができる。多重化装置４１２は、スクランブラ４１０の出力および他の符号化器（１つまたは複数）からの符号化されたメッセージを多重化し、符号化のための入力ビットシーケンスを提供する。
【００５２】
図４に示されている実施形態では、入力ビットは、固定ベース符号で符号化され、その結果としての符号ビットは、所望の符号レートを達成するために適切なパンクチャリングパターンでパンクチャされる。ベース符号化器４２０は、畳込み符号、直列連結ターボ符号、並列連結ターボ符号などでよい固定されたベース符号で入力ビットを符号化する。ベース符号は、固定された符号レート（例えば、１／２または１／３の符号レート）を有し、所与の入力ビットシーケンス長のための予め決められた数の符号ビットを生成することができる。パンクチャリングユニット４２２は、ベース符号化器４２０から符号ビットを受信し、符号ビットのうちの選択されたものをパンクチャしまたは削除し、パンクチャされた、または削除されなかった符号ビットを提供する。パンクチャリングは、符号化器４００のための符号レートに基づいて選択されたパンクチャリングパターンによって行われる。インターリーバ４３０は、パンクチャされた符号ビットを受信し、これらのビットをインタリービング方式によってインターリーブし、インターリーブされたビットを階層的な符号化器の次の段か出力のいずれかに符号ビットとして提供する。インターリーバ４３０は省略されることもでき、インタリービングは図３Ａから３Ｃのチャネルインターリーバ３７０によって行われることができる。
【００５３】
図４は、階層的な符号化器で使用されることができる符号化器の一実施形態を示す。他の設計の符号化器も階層的な符号化器で使用されることができる。他の実施形態では、ベース符号化器４２０は、リード・ソロモン符号、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号などのブロック符号に基づいて入力ビットのブロックを出力ビットのブロックにマップするブロック符号化器でよい。他の実施形態では、スクランブラ４１０は省略されてよく、インターリーバ４３０は省略されてよく、他の処理ブロックが含まれてよく、などである。
【００５４】
基地局は、それぞれ異なるユーザのための個々のメッセージに階層的な符号化を行い、これらのユーザのための単一のマルチキャストメッセージを生成し、そのマルチキャストメッセージをユーザに送信する。マルチキャストメッセージは、複数のユーザに送信されるメッセージであり、ブロードキャストメッセージと呼ばれてもよい。ユーザは、マルチキャストメッセージを受信し、それらの個々のメッセージを復元するために相補的な復号化を行う。Ｒ１の最高のデータレートで送信され、単一の符号化器３２０ａ、３４０ａまたは３６０ａによって符号化されたメッセージでは、このメッセージは、この単一の符号化器のための復号化を行い、興味のあるメッセージを抽出することにより復元されることができる。Ｒ１より低いデータレートで送信され、複数の符号化器によって符号化されたメッセージでは、この階層的に符号化されたメッセージは、そのメッセージのために使用された符号化器のそれぞれのために復号化を行い興味のあるメッセージを抽出することにより復元されることができる。階層的に符号化されたメッセージの復号化は、様々な仕方で行われることができる。
【００５５】
図５は、階層的に符号化されたメッセージＭのための逐次的な復号化を行う階層的な復号化器５３０の一実施形態のブロック図を示す。シンボル逆マッパ５１０は、図２の復調器２５６からシンボル推定値を受信し、シンボル推定値のシンボル逆マッピングを行い、逆マップされたシンボルを、例えば対数尤度比（ＬＬＲ）の形で提供する。チャネル逆インターリーバ５２０は、逆マップされたシンボルを、チャネルインターリーバ３７０によって行われたインタリービングに対して相補的な仕方で逆インターリーブする。チャネル逆インターリーバ５２０は、逆インターリーブされたシンボルを階層的な復号化器５３０に入力シンボルとして提供する。
【００５６】
図５に示されている実施形態では、階層的な復号化器５３０は、メッセージＭによって観察されたＬ個の符号化段のためのＬの復号化段を含み、この場合、Ｌ≧２である。各復号化段は、復号化器５４０および選択器５４２を含む。第１の復号化段では、復号化器５４０ａは、入力シンボルを第１の符号化器３２０ａ、３４０ａまたは３６０ａによって行われた符号化に対して相補的な仕方で復号化し、復号化されたシンボルを提供する。選択器５４２ａは、第２段でメッセージＭのために使用された符号化器の出力に対応する復号化されたシンボルを選択し、その他のシンボルを廃棄する。例えば、メッセージＭが図３Ｃの符号化器３６０ｂａによって符号化された場合、選択器５４２ａは、符号化器３６０ｂａの出力に対応する復号化されたシンボルを保持する。次に続く各復号化段ｌでは、その段のための復号化器５４０は、前の段ｌ−１の選択器５４２からシンボルを受信し、段ｌでメッセージＭのために使用された符号化器によって行われた符号化に対して相補的な仕方でこれらのシンボルを復号化する。次いで、段ｌのための選択器５４２は、段ｌ＋１でメッセージＭのために使用される符号化器の出力に対応する復号化されたシンボルを選択する。最後の段Ｌのための選択器５４２は、メッセージＭのために復号化されたデータを提供する。
【００５７】
図５に示されている実施形態では、各段ｌの復号化器は、段ｌでメッセージＭのために使用された符号化器によって決定される。各段ｌの選択器は、段ｌで符号化器によって行われた入力メッセージの多重化に対して相補的な仕方で所望のシンボルを抽出する。
【００５８】
他の実施形態では、階層的に符号化されたメッセージＭは、繰返し復号化を行うことにより復元される。繰返し復号化では、復号化器の出力は、復号化されたシンボルの信頼性を改善するためにフィードバックされ別の復号化器によって使用される。一般に、繰返し復号化は、メッセージＭに適用可能な復号化器の全てまたは一部分に対して行われることができる。明確にするために、繰返し復号化は、以下では、簡単な２段の階層的な符号化器に関して説明される。
【００５９】
図６Ａは、符号化器６２０ａおよび６２０ｂからなる２段の階層的な符号化器６１０を示す。符号化器６２０ｂは、データブロックＸを受信し、符号レートＣｂによって符号化し、符号化されたブロックＹを生成する。符号化器６２０ａは、より高いデータレートで送信されるべき符号化されたブロックＸおよびデータブロックＷを受信する。符号化器６２０ａは、符号レートＣａによってブロックＷおよびＹを符号化し、さらに処理され送信される符号化されたブロックＺを生成する。符号化器６２０ａおよび６２０ｂは、直列連結畳込み符号または他の何らかの符号を実装することができる。
【００６０】
図６Ｂは、図６Ａの階層的な符号化器６１０のための階層的な復号化器６３０を示す。階層的な復号化器６３０は、符号化器６２０ａからの符号ビットＺの最初の推定値である入力シンボル
【数８】
2009518969.tif 000010
【００６１】
を受信する。入力シンボル
【数９】
2009518969.tif 000011
【００６２】
は、ＬＬＲまたは他の何らかの形で与えられることができる。
【００６３】
第１の繰返しでは、復号化器６４０ａは、復号化器６２０ａによって使用された符号レートＣａによって入力シンボル
【数１０】
2009518969.tif 000012
【００６４】
を復号化し、符号化器６２０ｂからの符号ビットＹの最初の推定値である復号化されたシンボル
【数１１】
2009518969.tif 000013
【００６５】
を提供する。復号化器６４０ｂは、符号化器６２０ｂによって使用された符号レートＣｂによってシンボル
【数１２】
2009518969.tif 000014
【００６６】
を復号化し、符号化器６２０ｂのための入力ビットＸの最初の推定値である復号化されたシンボル
【数１３】
2009518969.tif 000015
【００６７】
を提供する。復号化器６４０ｂはまた、復号化器６４０ａからのシンボル
【数１４】
2009518969.tif 000016
【００６８】
の推定値であるシンボル
【数１５】
2009518969.tif 000017
【００６９】
を導出する。ユニット６４２は、シンボル
【数１６】
2009518969.tif 000018
【００７０】
と
【数１７】
2009518969.tif 000019
【００７１】
との差を算出し、その差を外部情報として復号化器６４０ａに提供する。
【００７２】
次に続く各繰返しでは、復号化器６４０ａは、符号レートＣａによってユニット６４２からの入力シンボル
【数１８】
2009518969.tif 000020
【００７３】
および外部情報を復号化し、復号化器６２０ｂからの符号ビットＹの改善された推定値を提供する。復号化器６４０ｂは、符号レートＣｂによって復号化器６４０ａからのシンボル
【数１９】
2009518969.tif 000021
【００７４】
を復号化し、入力ビットＸの改善された推定値ならびに復号化器６４０ａからのシンボル
【数２０】
2009518969.tif 000022
【００７５】
の改善された推定値を提供する。ユニット６４２は、シンボル
【数２１】
2009518969.tif 000023
【００７６】
と
【数２２】
2009518969.tif 000024
【００７７】
との差を算出し、外部情報を復号化器６４０ａに提供する。繰返しは何回でも行われることができる。最後の繰返しを完了した後で、復号化器６４０ｂは、送信されたデータブロックＸの最終的な推定値である復号化されたブロックを提供する。
【００７８】
他の実施形態では、階層的に符号化されたメッセージＭは、結合復号化を行うことにより復元される。簡単な２段の階層的な符号化器では、第１のセットのシンボルは、第２段のメッセージＭのために使用された符号化器への入力の全てに関して定義されることができる。第２のセットのシンボルは、第２段のメッセージＭのために使用された符号化器の出力を除いて第１段の符号化器への入力の全てに関して定義されることができる。図６Ａに示されている階層的な符号化器６１０では、第１のセットのシンボルはＸに対応することができ、第２のセットのシンボルはＷに対応することができる。次いで、Ｘの推定値を得るために第１および第２のセットのシンボルに結合復号化が行われることができる。結合復号化はまた、３つ以上の復号化器のために行われることができる。
【００７９】
結合復号化は、一緒に復号化される全ての符号、例えば図６Ａの符号化器６２０ａおよび６２０ｂによって使用される符号の構造を利用する。結合復号化は、いくつかの仕方で行われることができる。一実施形態では、結合復号化は、最大尤度（ＭＬ）復号化により行われる。ＭＬ復号化は、送信された可能性のあるビットの全ての可能な組合せを検査し、入力シンボル、チャネル推定値など、全ての利用可能な情報に基づいて送信された可能性が最も大きいビット組合せを識別する。ＭＬ復号化は、計算量が多く、多くのアプリケーションには、特に大きなデータブロックサイズには使用できない可能性がある。他の実施形態では、結合復号化は、例えば図６Ｂに示されているように、繰り返して復号化することにより行われる。適切な符号設計による最適な結合復号化は、例えば利用可能な総送信電力がそれぞれ異なるユーザに等しく分配された場合、基地局とこれらのユーザとの間の無線チャネルの容量に合ったスペクトル効率を達成できることが分かる。
【００８０】
本明細書に記載の符号化技法は、個々のユーザへのユーザ特有のメッセージ、それぞれ異なるカバレージエリアのブロードキャストメッセージなどを送信するために使用されることができる。ユーザ特有のメッセージは、リソースの割当ておよび／または割当て解除、ＡＣＫおよび／またはＮＡＫ、電力制御情報など、様々なタイプのシグナリングのためでよい。符号化技法はまた、様々なシグナリングチャネル構造で使用されることができる。
【００８１】
図７は、階層的な符号化で生成されたマルチキャストメッセージを送信するために使用されることができる共用シグナリングチャネル（ＳＳＣＨ）の一実施形態の時間−周波数図７００を示す。この実施形態では、システムは、ＯＦＤＭ、ＳＣ−ＦＤＭ、または他の何らかの変調技法で得られることができる複数のサブキャリアを有する。
【００８２】
時間−周波数図７００は、２つの連続するフレーム７１０および７２０に関するサブキャリアへのＳＳＣＨの例示的マッピングを示す。フレーム７１０および７２０は、周波数分割二重（ＦＤＤ）システム内の２つの連続するフレームを表してよい。フレーム７１０および７２０はまた、時分割二重（ＴＤＤ）システム内の順方向リンクのための２つの連続するフレームを表してもよい。この場合、逆方向リンクのための１つまたは複数の介在フレームは、フレーム７１０とフレーム７２０との間に配置されてよい（図７には示されていない）。フレーム７１０およびフレーム７２０は、それぞれいかなる期間のものでもよい。
【００８３】
ＳＳＣＨは、様々な仕方でサブキャリアに割り当てられることができる。一実施形態では、ＳＳＣＨは、一のフレームの期間全体のために特定のサブキャリアに割り当てられ、サブキャリア割当てはフレーム境界で変わり得る。図７に示されている実施形態では、ＳＳＣＨに、フレーム７１０で３個のセットのサブキャリア７１２ａ、７１２ｂおよび７１２ｃ、ならびにフレーム７２０で３個のセットのサブキャリア７２２ａ、７２２ｂおよび７２２ｃを割り当てられる。他の実施形態では、ＳＳＣＨは、フレームの経過中に変わる可能性があるサブキャリアを割り当てられる。全ての実施形態では、ＳＳＣＨに割り当てられるサブキャリアは、静的でもよく、あるいは予め決められたパターンまたは擬似ランダム周波数ホッピングパターンに基づいて動的に選択されてもよい。各パターンは、１つまたは複数のシンボル周期にわたってもよい各時間間隔でＳＳＣＨのために使用されるべき特定のサブキャリアを示す。
【００８４】
ＳＳＣＨは、様々な仕方でサブキャリアに割り当てられることができる。一実施形態では、ＳＳＣＨに割り当てられるサブキャリアの数は、例えば総システム帯域幅のある割合に、予め決められ固定される。他の実施形態では、ＳＳＣＨに割り当てられるサブキャリアの数は可変であり、システム制御メッセージによって伝達されることができる。通常、ＳＳＣＨに割り当てられるサブキャリアの数は、たとえあるにしても、低いレートで変わる。両方の実施形態では、ＳＳＣＨに割り当てられるべきサブキャリアの数は、ＳＳＣＨ上の予想されるまたは実際のシグナリング負荷に基づいて決定されることができる。
【００８５】
ＳＳＣＨは、本明細書に記載の符号化技法に基づいて生成されたマルチキャストメッセージを運ぶことができる。ＳＳＣＨは、割り当てられたサブキャリアの全てまたはサブセット上に送信されることができる。
【００８６】
図７は、マルチキャストメッセージを送信するために使用されることができる特定のシグナリングチャネルを示す。これらのマルチキャストメッセージはまた、他の構造を有する、および／または他の無線技法、例えばＣＤＭＡで実装される、他のシグナリングチャネルで送信されることができる。
【００８７】
図８は、送信機で階層的な符号化を行うためのプロセス８００の一実施形態を示す。ユーザのためのデータレートは、例えばユーザのためのチャネル状態情報に基づいて決定される（ブロック８１２）。ユーザのためのデータレートを達成するための符号レートは、例えば式（４）または（６）で示されているように決定される（ブロック８１４）。各データレートは、１つまたは複数の符号レートによって決定される。ユーザおよび／または他の情報のためのシグナリング情報は、入力データのブロックにマップされることができ、各入力データブロックは、それぞれ異なるデータレートで送信される（ブロック８１６）。各ユーザのためのシグナリング情報はまた、入力データブロックにマップされる前にスクランブル符号でスクランブルされることができる。
【００８８】
（例えば、１つのブロックからの）第１の入力データは、第１の符号化されたデータを得るために第１符号レートで符号化される（ブロック８１８）。（例えば、別のブロックからの）第２の入力データ、および第１の符号化されたデータは、第２の符号化されたデータを得るために第２符号レートによって符号化される（ブロック８２０）。第２の入力データおよび第１の符号化されたデータは、（ａ）第２の符号化されたデータの１つのブロックを得るために一緒に符号化されることができる、または（ｂ）第２の符号化されたデータの２つのブロックを得るために別々に符号化されることができる。第１の入力データは、第１の符号レートおよび第２の符号レートによって決定された第１のデータレートで送信されることができる。第２の入力データは、第２の符号レートによって決定された第２のデータレートで送信されることができる。
【００８９】
残りの入力データ（があれば、それ）は、場合によっては符号化されたデータと共に、１つまたは複数の符号レートによって符号化される（ブロック８２２）。図３Ａに示されている並列アーキテクチャでは、（例えば、さらに別のブロックからの）第３の入力データは、第３の符号化されたデータを得るために第３の符号レートによって符号化されることができる。次いで、第３の符号化されたデータは、第２の符号化されたデータを得るために、第２の入力データおよび第１の符号化されたデータと共に一緒にまたは別々に符号化されることができる。図３Ｂに示されている直列アーキテクチャでは、第３の入力データおよび第２の符号化されたデータは、第３の符号化されたデータを得るために第３の符号レートによって符号化されることができる。一般に、各入力データブロックのためのデータレートは、その入力データブロックによって観察された全ての符号レート（１つまたは複数）によって決定される。最終的な符号化されたデータは、全てのユーザにために生成され、さらに処理され、送信される（ブロック８２４）。
【００９０】
図９は、階層的な符号化を行うための装置９００の一実施形態を示す。装置９００は、例えば、ユーザのためのチャネル状態情報に基づいて、ユーザのためのデータレートを決定するためのプロセッサ９１２と、ユーザのためのデータレートを達成するために符号レートを決定するためのプロセッサ９１４と、それぞれ異なるデータレートで送信されるべき入力データのブロックにユーザのためのシグナリング情報をマップするためのプロセッサ９１６と、第１の符号化されたデータを得るために第１の符号レートによって第１の入力データを符号化するためのプロセッサ９１８と、第２の符号化されたデータを得るために第２の符号レートによって第２の入力データおよび第１の符号化されたデータを符号化するためのプロセッサ９２０と、残りの入力データ（があれば、それ）を、場合によっては符号化されたデータと共に、１つまたは複数の符号レートによって符号化するためのプロセッサ９２２と、全てのユーザのために生成された最終的な符号化されたデータを処理し送信するためのプロセッサ９２４とを含む。
【００９１】
図９では、各プロセッサは、１つまたは複数のプロセッサを備えることができる。各プロセッサに関して説明された機能は、符号化に関して図１〜８のいずれかで上記で説明された機能の組合せでよい。
【００９２】
図１０は、受信機で階層的な復号化を行うためのプロセス１０００の一実施形態を示す。（例えば、マルチキャストメッセージのための）入力データは、第１の復号化されたデータを得るために第１の符号レートによって復号化される（ブロック１０１２）。第１の符号レートによって決定されたデータレートで送信された情報に対応する第１の復号化されたデータの一部分は、破棄される（ブロック１０１４）。第１の復号化されたデータの残りの部分は、第２の復号化されたデータを得るために第２の符号レートによって復号化される（ブロック１０１６）。廃棄および復号化は、必要な場合は、１つまたは複数の追加の段に関して繰り返されることができる（ブロック１０１８）。所望のメッセージは、最終的な復号化されたデータから得られる（ブロック１０２０）。このメッセージは、第１の復号化されたデータから最終的な復号化されたデータまでの全ての符号レートによって決定されたデータレートで送信される。図３Ａに示されている並列アーキテクチャでは、第１の符号レートおよび第２の符号レートによって決定されたデータレートで送信される所望のメッセージは、第２の復号化されたデータから得られることができる。図３Ｂに示されている直列アーキテクチャでは、第２の復号化されたデータの一部分は、第３の復号化されたデータを得るために第３の符号レートによって復号化されることができ、第３の復号化されたデータの一部分はさらに復号化されることができる。繰返し復号化または結合復号化はまた、所望のメッセージを復元するために行われることができる。
【００９３】
図１１は、階層的な復号化を行うための装置１１００の一実施形態を示す。装置１１００は、第１の復号化されたデータを得るために第１の符号レートによって（例えば、マルチキャストメッセージのための）入力データを復号化するためのプロセッサ１１１２と、第１の符号レートによって決定されたデータレートで送信された情報に対応する第１の復号化されたデータの一部分を破棄するためのプロセッサ１１１４と、第２の復号化されたデータを得るために第２の符号レートによって第１の復号化されたデータの残りの部分を復号化するためのプロセッサ１１１６と、必要な場合は、１つまたは複数の追加の段に関して、破棄および復号化を繰り返すためのプロセッサ１１１８と、最終的な復号化されたデータから所望のメッセージを得るためのプロセッサ１１２０とを含む。
【００９４】
図１１では、各プロセッサは、１つまたは複数のプロセッサを備えることができる。各プロセッサに関して説明された機能は、復号化に関して上記の図１〜８のいずれかで上記で説明された機能の組合せでよい。
【００９５】
本明細書に記載の符号化技法は様々な利点を提供することができる。これらの技法は、柔軟なリソース割当ておよびレート適応で、それぞれ異なるユーザのために意図された個々のメッセージの単一マルチキャストメッセージへの効率のよいパッキングを可能にする。各ユーザのためのメッセージは、そのユーザのための所望のデータレートを達成するために符号化されることができる。特に個々のメッセージが短い場合は、マルチキャストメッセージのためのより高い符号化利得が達成されることができる。マルチキャストメッセージの送信のために割り当てられたシステムリソース（例えば、帯域幅）は、ユーザ全てによって共用される。これは、統計的な多重化の利得によってリソース利用を改善し、各ユーザによって観察されたダイバーシティをさらに改善することができる。各ユーザは、そのユーザに送信すべきデータの量に基づいてマルチキャストメッセージのために使用されるリソースの一部分を割り当てられる。したがって、リソースは、全てのユーザのためのメッセージの集合のために、より微細な粒度でユーザに割り当てられることができる。ユーザ間の干渉も低減されることができる。各ユーザは、マルチキャストメッセージを復号化し、そのユーザのために意図されたメッセージを抽出することができる。
【００９６】
本明細書に記載の符号化技法は、様々な手段によって実施されることができる。例えば、これらの技法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実施されることができる。ハードウェア実装では、送信機で符号化を行うために使用される処理ユニット（例えば、図３Ａ、３Ｂまたは３Ｃの階層的な符号化器３１０、３３０または３５０）は、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ディジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレー（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書に記載の機能を実行するために設計された他の電子ユニット、またはそれらの組合せの中に実装されることができる。受信機で復号化を行うために使用される処理ユニット（例えば、図５または６Ｂの階層的な復号化器５３０または６３０）も、１つまたは複数のＡＳＩＣ、ＤＳＰ、プロセッサなどの中に実装されることができる。処理ユニット（例えば、プロセッサ）は、データおよび／またはプログラムコードを記憶することができる１つまたは複数のメモリ、例えば半導体メモリに結合されることができる。
【００９７】
ファームウェアおよび／またはソフトウェア実装では、符号化技法は、１つまたは複数のプロセッサに本明細書に記載の機能を実行させるコード（例えば、プロシージャ、関数など）で実装されることができる。ファームウェアおよび／またはソフトウェアコードは、メモリ（例えば図２のメモリ２３２または２７２）に記憶され、プロセッサ（例えばプロセッサ２３０または２７０）によって実行されることができる。メモリは、プロセッサの中に、またはプロセッサの外に実装されることができる。
【００９８】
さらに、ソフトウェア実装では、該機能は、コンピュータ可読媒体上に１つまたは複数の命令またはコードとして記憶され送信されることができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、１つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にするいかなる媒体も含む通信媒体との両方を含む。記憶媒体は、汎用または専用コンピュータによってアクセスされることができるいかなる利用可能な媒体でもよい。例として、限定としてではなく、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置、あるいは命令またはデータ構造の形で所望のプログラムコード手段を運ぶまたは記憶するために使用されることができ、汎用または専用コンピュータ、もしくは汎用または専用プロセッサによってアクセスされることができる他のいかなる媒体をも備えることができる。さらに、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、対より線、ディジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線およびマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、対より線、ＤＳＬ、または赤外線、無線およびマイクロ波などの無線技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書では、ディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザディスク（disc）、光ディスク（disc）、ディジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびブルーレイディスク（disc）を含み、この場合、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）はデータをレーザで光学的に再生する。上記のものの組合せもコンピュータ可読媒体の範囲の中に含まれるべきである。
【００９９】
開示された諸実施形態の前述の説明は、当業者が本発明を作成または使用することができるようにするために提供される。これらの実施形態に対する様々な変更形態は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義された一般的な原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用されることができる。したがって、本発明は、本明細書で示された実施形態に限定されるものではなく、本明細書で開示された原理および新規の特徴と矛盾しない最も広い範囲を与えられるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】無線多元接続通信システムを示す図。
【図２】基地局および端末のブロック図を示す図。
【図３Ａ】並列アーキテクチャのための階層的な符号化器を示す図。
【図３Ｂ】直列アーキテクチャのための階層的な符号化器を示す図。
【図３Ｃ】混合アーキテクチャのための階層的な符号化器を示す図。
【図４】階層的な符号化器の中の符号化器を示す図。
【図５】逐次的な階層的な復号化器を示す図。
【図６Ａ】２段の階層的な符号化器を示す図。
【図６Ｂ】繰返し階層的な復号化器を示す図。
【図７】共用シグナリングチャネルのための時間−周波数図を示す図。
【図８】階層的な符号化を行うためのプロセスを示す図。
【図９】階層的な符号化を行うための装置を示す図。
【図１０】階層的な復号化を行うためのプロセスを示す図。
【図１１】階層的な復号化を行うための装置を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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