(57)【要約】  通信システムは、通信データを符号化し、且つ通信データの異なる部分で符号レートのパンクチャリング及び繰り返し率のうちの少なくとも１つを変化させるエンコーダを有する送信機を含んでいる。結果として、通信データの異なる部分に可変の順方向誤り訂正が付与される。
2009543477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信データを符号化し、前記通信データの異なる部分に可変の順方向誤り訂正が付与されるよう、前記通信データの異なる部分で符号レートのパンクチャリング及び繰り返し率のうちの１つを変化させるエンコーダ；及び
符号化の後に前記通信データの全て又は一部をインターリーブするインターリーバ；
を有する通信システム。
【請求項２】
前記エンコーダは、畳み込み符号、ターボ符号、又はパンクチャされることが可能なその他の順方向誤り訂正符号、を含む順方向誤り訂正符号を用いて通信データを符号化するよう動作する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記エンコーダは、少なくとも、パケットヘッダに相当する通信データの符号レートのパンクチャリング及び繰り返し率のうちの１つを変化させるよう動作する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記エンコーダは、前記パケットヘッダの一部をレート１／ｎ符号で符号化し、それを繰り返すよう動作する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記エンコーダは、異なるレートで符号化された通信データにフラッシュビットを挿入するよう動作する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項６】
エンコーダを用いて通信データを符号化する段階；及び
前記通信データの異なる部分に可変の順方向誤り訂正が付与されるよう、前記通信データの異なる部分で少なくとも符号レートのパンクチャリング及び繰り返し率のうちの１つを変化させる段階；
を有するデータ通信方法。
【請求項７】
畳み込み符号、ターボ符号、又はパンクチャされることが可能なその他の順方向誤り訂正符号、を含む順方向誤り訂正符号を用いて通信データを符号化する段階、を更に有する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
パケットヘッダに相当する通信データの符号レートのパンクチャリング及び繰り返し率のうちの少なくとも１つを変化させる段階、を更に有する請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記パケットヘッダに相当する通信データの一部をレート１／ｎ符号で符号化し、それを繰り返す段階、を更に有する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
異なるレートで符号化された全ての通信データにフラッシュビットを挿入する段階、を更に有する請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機器及びシステムに関し、より具体的には、そのような機器及びシステムにて使用される順方向誤り訂正に関する。
【背景技術】
【０００２】
誤り訂正・検出システムは、コンピュータサイエンス及び情報システムにおいて重要であり、特に、信号伝送中に生じるノイズ又はその他の信号障害によるエラーを検出するものであるため、通信システムに適用可能である。誤り訂正は誤り位置の特定を可能にし、誤りを訂正する。
【０００３】
遠隔通信において、順方向誤り訂正（forward  error  correction；ＦＥＣ）は、伝送のための誤り制御を可能にし、受信機はデータの再送信を要求することなく一部の誤りを訂正することができるので標準的な誤り検出・訂正とは異なるものである。ＦＥＣシステムで使用される符号の設計は、前もって訂正されることが可能な誤りの、最大の割合を決定する。結果として、異なる信号及び伝送の条件には、異なるＦＥＣ符号が適したものとなり得る。
【０００４】
例えばＦＥＣ等の数多くの誤り訂正・検出システムにおいては、所定のアルゴリズムを用いて送信情報に冗長性が付加される。冗長ビット群の各々は、元の情報ビット群の複雑な関数である。その結果、符号化された出力は元の情報を含んでいることもあるし、含んでいないこともある。例えば、エンコーダ出力における未変更の入力は系統だったものであり、そうでないものは系統だったものではない。
【０００５】
ＦＥＣは、各入力データビットが多くの伝送シンボルに影響を及ぼすので、ノイズを平均化する誤りシステムと見なされ得る。ノイズによって一部のシンボルがその他のシンボルより一層と破損されるため、同一のユーザ入力データによって決められた、該その他の、あまり破損されていないシンボルから元のデータを抽出することが可能である。
【０００６】
ブロック符号化及び畳み込み符号化は、数多くの商用利用可能な通信システムにおいて使用される２つの主要なＦＥＣシステムである。ブロック符号は固定長のブロック又は所定の長さのビット若しくはシンボルを含むパケットを用いるが、畳み込み符号は任意の長さのビット及びシンボルのストリームに作用する。畳み込み符号は、通常、ビタビ（Viterbi）アルゴリズム又はビタビデコーダとしても知られる最尤系列推定アルゴリズムを用いて復号化される。
【０００７】
一部の用途においては、データパケット又は伝送の異なる部分には異なるレベルの保護を付与することが望ましい。例えば、パケットのヘッダは、該パケットに格納された残りのデータより重要であると考えられることがしばしばである重要なデータを格納している。場合により、パケット又は伝送のバランス上、格納されたデータ又はデジタル音声より高い信頼性でヘッダが受信され得ると望ましい。ヘッダは宛先データ、識別子、周期的な冗長性チェック、並びに保護にとって重要なその他のビット情報及びデータを含むことができる。ある従来技術は、ヘッダ、デジタル音声及びデータを別々に、符号化／復号化すること、及びインターリーブ／非インターリーブすることを提案している。これは、別々のデータピースの各ＦＥＣ処理がフラッシュビットとより小さいインターリーバとを必要とするため有利でない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Yasuda、Kashiki、及びHirata、「High-Rate  Punctured  Convolutional  Codes  for  Soft  Decision  Viterbi  Decoding」、IEEE  Transactions  on  Communications、1984年3月、第1巻、com-32、第3号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上に鑑み、本発明の１つの目的は、他のデータより重要と考えられるデータを格納するデータパケット又は伝送に対して、可変のＦＥＣ保護を付与することである。
【００１０】
本発明の他の１つの目的は、データパケットに格納されたヘッダに対して、残りのデジタル音声又はデータより大きい保護を与えることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
通信システムは、通信データを符号化し、通信データの異なる部分で符号レートのパンクチャリング及び繰り返し率のうちの少なくとも１つを変化させる、例えば畳み込みエンコーダ等のエンコーダを含む。通信データの異なる部分に可変の順方向誤り訂正が付与される。
【００１２】
このエンコーダは、符号化の後に通信データを受信する変調器、及び典型的にインターリーバを含む無線送信機又はその他の送信機の一部とすることができる。送信のために通信信号が形成される。この通信信号は、該通信信号を復調する復調器、デインターリーバ、及び更なる処理のために通信データを復号化するデコーダ、を含む受信機にて受信される。
【００１３】
一態様において、送信機側の変調器は、通信データをマッピングアルゴリズムに基づいてシンボルにマッピングし、通信信号を形成するよう動作する。畳み込みエンコーダは、パケットヘッダに相当する通信データの符号レートのパンクチャリング及び繰り返し率のうちの少なくとも１つを変化させるよう動作し得る。畳み込みエンコーダは、パケットヘッダの一部をレート１／ｎ符号で符号化し、それを繰り返すよう動作し得る。インターリーバは、本発明の非限定的な一態様においては一度のみ、符号化された通信データをインターリーブすることが可能である。すなわち、送信機側に１つの共通インターリーバのみが必要とされる。受信機側のデコーダは、好ましくは、ビタビデコーダとして形成される。
【００１４】
方法の態様も説明される。
【００１５】
エンコーダ装置は、通信データを畳み込み符号化する畳み込みエンコーダモジュールを含む。符号パンクチャリング／繰り返しモジュールが、通信データの異なる部分で符号レートのパンクチャリング及び繰り返し率のうちの少なくとも１つを変化させる。通信データの異なる部分に可変の順方向誤り訂正が付与される。符号パンクチャリング／繰り返しモジュールは、非限定的な一例において、パケットヘッダに相当するデータの符号レートのパンクチャリング及び繰り返し率のうちの少なくとも１つを変化させる。符号パンクチャリング／繰り返しモジュールは、パケットヘッダに相当するデータの一部をレート１／ｎ符号で符号化し、それを繰り返すことができる。
【００１６】
そして、異なる部分はその全体でインターリーブされることが可能であり、それにより、送信の相異なる部分に可変レベルの順方向誤り訂正（ＦＥＣ）保護が得られる。これは、より大きいインターリーブに基づく時間ダイバーシチにより、性能の改善をもたらし得る。
【００１７】
添付の図面を参照する以下の詳細な説明により、本発明のその他の目的、特徴及び効果が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の非限定的な一例に従って用いられ得る通信システムの一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の非限定的な一例に従って用いられ得る基本要素を示すハイレベルブロック図である。
【図３】本発明の非限定的な一例に従った本発明の流れを記述する様々な段階を例示するハイレベルフローチャートである。
【図４】符号レート及び符号化されるべきビットの数の詳細を示す、図３と同様の一層詳細なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、好適な実施形態を示す添付の図面を参照して、様々な実施形態をより十分に説明する。数多くの異なる形態が説明されるが、実施形態はここで説明される実施形態に限定されると解されるべきではない。これらの実施形態は、この開示が完全なものとなり、当業者に範囲を十分に伝えるよう提供されるものである。全体を通して、同様の参照符号は同様の要素を指し示す。
【００２０】
本発明の非限定的な一例に従って、例えば、データパケットの残りの部分に格納されたデジタル音声又はその他のデータに対するヘッダデータ等、他のデータより重要なデータを格納するデータパケットに可変ＦＥＣ保護を付与することができる。一部の従来システムにおいて行われるようにデータの各部を異なるように取り扱うことに代えて、同一の畳み込みエンコーダ及びインターリーバを用いて、データの異なるピース群に用いられるパンクチャリング及び繰り返し率の少なくとも１つを変化させることが可能である。これは、全てのデータに対して一層大きいインターリーバを可能にするので、マルチパス／フェーディングチャネルに有利である。最終的に、フラッシュデータビットを一度だけ使用することも可能である。
【００２１】
パンクチャード畳み込み符号が、非特許文献１にて詳細に説明されている。なお、非特許文献１の全内容をここに援用する。
【００２２】
システム、機器及び関連方法は、データと同一パケットにヘッダ情報が埋め込まれるが、ヘッダ情報はデータより重要であるネットワーキング用途に使用され得る。例えば、デジタル音声用途において、デジタル音声は約１０−２のビット誤り率（bit  error  rate；ＢＥＲ）を有し得る。ヘッダが単一の誤ったビットを有する場合、このパケットは廃棄され、非効率的である。本発明の非限定的な例によれば、システム、機器及び方法は、同一の畳み込みエンコーダ及びインターリーバを用いて、デジタル音声に対してレート４／５符号、ヘッダに対してレート１／２又は１／４を可能にし、非限定的な例として、時間にわたる全データの拡散を向上させる。当業者が目標とするところに応じて、異なる１／ｎ又はその他の符号レートが異なる目的のために用いられ得る。これはまた、共通のフラッシュビットを可能にし、送信機における同一のエンコーダ及び受信機における同一のデコーダを可能にする。
【００２３】
次に、図１を参照して、本発明とともに使用され得る通信システムの一例を説明する。
【００２４】
このようなシステム及び方法とともに使用され得る無線機の一例は、ハリス社により製造・販売されているＦａｌｃｏｎ（登録商標）III無線機である。理解されるように、比較的標準的なプロセッサ及びハードウェア部品を用いて実装されることが可能なソフトウェア無線機を含む別の無線機も使用され得る。
【００２５】
理解を高めるため、図１に示した非限定的な一例に関連して、本発明の恩恵を受ける通信システムの一例を簡単に説明する。この通信システム５０のハイレベルブロック図は、基地局部分５２、及び本発明とともに使用されるように変更され得る無線メッセージ端末を含んでいる。基地局部分５２は、ＶＨＦネット６４又はＨＦネット６６への無線リンク上で音声又はデータの通信及び送信を行うＶＨＦ無線機６０及びＨＦ無線機６２を含んでいる。ＶＨＦネット６４、ＨＦネット６６は、それぞれ、多数のＶＨＦ無線機６８、ＨＦ無線機７０と、無線機６８、７０に接続されたパーソナルコンピュータワークステーション７２とを含んでいる。アドホック通信ネットワーク７３が、図示した様々な構成要素とともに使用される。故に、理解されるべきことには、ＨＦ又はＶＨＦのネットワークは、インフラレスでアドホック通信ネットワークとして作用するＨＦ及びＶＨＦのネット部分を含んでいる。図示していないが、ＵＨＦの無線機及びＵＨＦネット部分も含まれ得る。
【００２６】
ＨＦ無線機は、非限定的な例として、復調回路６２ａ及び適切な畳み込みエンコーダ回路６２ｂ、ブロックインターリーバ６２ｃ、データランダム化回路６２ｄ、データ・フレーミング回路６２ｅ、変調回路６２ｆ、整合フィルタ回路６２ｇ、適切なクランプ装置を有するブロック又はシンボルの等化回路６２ｈ、デインターリーバ・デコーダ回路６２ｉ、モデム６２ｊ、及び電力適応回路６２ｋを含み得る。ボコーダ（音声コーダ）回路６２ｌは、上述の様々な回路の組み合わせ又は別個の回路とし得る復号化及び符号化の機能と変換ユニットとを組み込むことが可能である。これら及びその他の回路は、本発明に必要な機能及び当業者によって提案される他の機能を果たすように動作する。全てのＶＨＦ移動無線機や送信局及び受信局を含む他の例示した無線機も、同様の機能回路を有し得る。
【００２７】
基地局部分５２は、ＰＡＢＸ８２に接続された公衆交換電話網（public  switched  telephone  network；ＰＳＴＮ）８０への地上通信接続を含んでいる。ＰＡＢＸ８２には、例えば衛星地上局などの人工衛星インタフェース８４が接続されている。ＰＡＢＸ８２はまた、プロセッサにより形成された無線ゲートウェイ８６ａ、８６ｂに接続されている。これらの無線ゲートウェイ８６ａ、８６ｂは、それぞれ、ＶＨＦ無線機６０、ＨＦ無線機６２に相互接続されている。上記プロセッサは、ローカルエリアネットワークを介してＰＡＢＸ８２及びＥメールクライアント９０に接続されている。無線機は適切な信号発生器及び変調器を含んでいる。
【００２８】
イーサネット(登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標））／ＴＣＰ−ＩＰローカルエリアネットワークは、“無線”メールサーバとして動作し得る。Ｅメールメッセージは、第２世代プロトコル／波形としてＳＴＡＮＡＧ−５０６６を用いて、当然ながら好ましくは第３世代相互運用規格：ＳＴＡＮＡＧ−４５３８を用いて、無線リンク及びローカル無線ネットワーク上で伝送され得る。なお、ＳＴＡＮＡＧ−５０６６及びＳＴＡＮＡＧ−４５３８の全内容をここに援用する。相互運用規格のＦＥＤ−ＳＴＤ−１０５２も従来の無線装置で使用され得る。ＦＥＤ−ＳＴＤ−１０５２の全内容をここに援用する。本発明にて使用され得る装置の例は、ハリス社により製造される様々な無線ゲートウェイ及び無線機を含む。この装置は、非限定的な例として、ＲＦ５８００、５０２２、７２１０、５７１０、５２８５、並びにＰＲＣ１１７及び１３８シリーズの装置を含み得る。
【００２９】
これらのシステムは、ＲＦ−５７１０Ａ高周波数（ＨＦ）モデムを用いて、また、最大９，６００ｂｐｓのレートで長距離ＨＦ無線回路の伝送を提供するＳＴＡＮＡＧ４５３９として知られるＮＡＴＯ規格で動作可能である。なお、ＳＴＡＮＡＧ４５３９の全内容をここに援用する。モデム技術に加えて、これらのシステムは、例えばＳＴＡＮＡＧ４５３８又はＳＴＡＮＡＧ５０６６等のストレスのある戦術的なチャネル用に設計されてこれに適した一連のデータリンクプロトコルを使用する無線Ｅメールプロダクトを使用することができる。なお、ＳＴＡＮＡＧ４５３８及びＳＴＡＮＡＧ５０６６の全内容をここに援用する。ＩＳＢモードに設定された無線機及び固定データレートに設定されたＨＦモデムを用いて、１９，２００ｂｐｓほどの高さの固定の非適応的データレートを使用することも可能である。符号組み合わせ技術及び自動再送要求（Automatic  Repeat  Request；ＡＲＱ）を使用することも可能である。
【００３０】
図２は、本発明の非限定的な例に従って使用されることが可能な通信システムを示している。送信機９１は、順方向誤り訂正エンコーダ９２ａを含む基本機能の回路部又はモジュールを含んでいる。順方向誤り訂正エンコーダ９２ａはパンクチャリングモジュールを含んでいる。パンクチャリングモジュールは、このエンコーダに一体化されてもよいし、別個のモジュールとされてもよい。デコーダ９２ａ及びそのパンクチャリングモジュールは、後述のように反復機能を含んでいる。符号化されたデータは、例えばブロックインターリーバといったインターリーバ９２ｂにてインターリーブされ、そして多くの場合には、変調器９２ｃにて変調される。この変調器は、或る特定のマッピングアルゴリズムに基づいて通信データを様々なシンボルにマッピングし、通信信号を形成することができる。例えば、最小シフトキーイング（Minimum  Shift  Keying；ＭＳＫ）シンボル又はガウシアン最小シフトキーイング（ＧＭＳＫ）シンボルが形成され得る。本発明の非限定的な例に従って、その他の種類の変調が用いられてもよい。一体化モジュール又は別個のモジュールとして形成され得るアップコンバータ及びフィルタ９２ｄにて、アップコンバージョン及びフィルタリングが行われる。通信信号は例えば無線で受信機９３に伝送される。
【００３１】
受信機９３において、一体化モジュール又は別個のモジュールとされ得るダウンコンバータ及びフィルタ９４ａにて、ダウンコンバージョン及びフィルタリングが行われる。信号は、復調器９４ｂにて復調され、デインターリーバ９４ｃにてインターリーブを解除される。インターリーブを解除されたデータ（すなわち、ビット軟判定）は、デコーダ９４ｄにて、復号化・デパンクチャされ（パンクチャードデータの場合）、結合され（反復された符号の場合）、渡される（標準コードの場合）。デコーダ９４ｄは別個の、あるいは一体化されたデパンクチャリングモジュールを含み得る。このシステム、機器及び方法は、様々なモジュール及び様々な機能を用いることができる。これらの構成要素は、典型的に、１つの送受信機内に収容され得る。
【００３２】
理解されるべきことには、本発明の非限定的な一態様において、符号化中の順方向誤り訂正（ＦＥＣ）のための業界標準符号として、レート１／２、Ｋ＝７の畳み込み符号が用いられ得る。続いて、理解を高めるため、基本要素をより詳細に説明する。畳み込み符号は誤り訂正符号であり、通常、非限定的な一例において、３つのパラメータ（ｎ、ｋ、ｍ）を有する。ただし、ｎは出力ビット数に等しく、ｋは入力ビット数に等しく、ｍはメモリレジスタの数に等しい。この定義を用いて、量ｋ／ｎは符号レートと呼ぶことができ、符号の効率性の指標である。非限定的な例において、ｋ及びｎのパラメータは１から８までの範囲、ｍは２から１０までの範囲とすることが可能であり、符号レートは１／８から７／８までの範囲となり得る。場合により、畳み込み符号チップはパラメータ（ｎ、ｋ、Ｌ）によって特定される。ただし、Ｌは、Ｌ＝ｋ（ｍ−１）のように、符号の制約長に等しい。故に、制約長は、ｎ個の出力ビットの生成に影響を及ぼすエンコーダメモリ内のビットの数を表すことができる。場合により、使用される定義に応じて、文字は換えられることもある。
【００３３】
符号化されたデータの変形は、情報シンボル及び符号の制約長の関数である。単一ビット入力符号により、異なる符号レートを与えるパンクチャード符号を作り出すことが可能である。例えば、レート１／２符号が用いられるとき、エンコーダの出力ビットの部分集合の送信により、レート１／２符号をレート２／３符号に変換することができる。故に、１つのハードウェア回路又はモジュールによって、異なるレートの符号を作り出すことが可能である。パンクチャード符号は、例えば雨やその他のチャネル障害条件などのチャネル状態に応じて、ソフトウェア又はハードウェアによってレートを動的に変化させることを可能にする。
【００３４】
畳み込み符号用のエンコーダは、典型的に、符号化のためにルックアップテーブルを使用する。ルックアップテーブルは、通常、入力ビットとともに、多数の（エンコーダの状態として知られる）以前の入力ビットを含んでおり、テーブルの値はエンコーダの１つ又は複数の出力ビットである。エンコーダの機能は状態図、ツリー図、又はトレリス線図として観ることが可能である。
【００３５】
畳み込み符号用の復号化システムは、１）逐次復号、又は２）ビタビ復号とも呼ばれる最尤復号を用いることができる。一般的に、最尤復号の方が望ましい。逐次復号はトレリスを通る順方向及び逆方向の双方の動きを可能にする。最尤復号としてのビタビ復号は、所与の長さの受信シーケンスを調べ、各経路のメトリックを計算し、該メトリックに基づいて決定を行う。
【００３６】
パンクチャリング畳み込み符号は、一部のシステムで慣用されているものであり、本発明の非限定的な例に従って用いられる。理解されるべきことには、一部の例において、パンクチャード畳み込み符号は、低レートエンコーダの出力からの特定の符号ビットの周期的な除去によって得られる、より高いレートの符号である。パンクチャード畳み込み符号の性能は元の符号と比較して低下し得るが、一般的に符号化レートは高くなる。
【００３７】
本発明の非限定的な例として用いられ得る基本要素の一部は、バイナリ入力ベクトルのシーケンスを符号化してバイナリ出力ベクトルのシーケンスを作り出す、トレリス構造を用いて定められることが可能な畳み込みエンコーダを組み込んだ送信機を含む。例えばブロックインターリーバであるインターリーバは、出力ベクトルのビット群の順序を変えることが可能である。インターリーブされたデータはまた、（送信シンボルへのマッピングによって）送信機にて変調されて送信され得る。受信機において、この信号は復調器によって復調される。
【００３８】
ブロックデインターリーバは、インターリーブされていたビット群を復元する。ビタビデコーダがインターリーブを解除されたビット軟決定を復号し、バイナリ出力データが生成される。
【００３９】
しばしば、上述の無線送受信機の部分として畳み込みエンコーダ及びビタビデコーダを含んだビタビ順方向誤り訂正モジュール又はコアが用いられる。例えば、畳み込み符号の制約長が７である場合、エンコーダ及びビタビデコーダは、業界標準のパンクチャリングアルゴリズムを用いて、１／２、２／３、３／４、４／５、５／６、６／７、７／８の選択可能な符号レートに対応し得る。
【００４０】
異なる設計及びブロックシステムのパラメータは、畳み込み符号が計算される多数の入力ビットとして制約長を、畳み込みエンコーダの入力ビットの出力ビットに対する比として畳み込み符号レートを含み得る。パンクチャリングレートは、例えばレート１／２符号から得られるパンクチャリング処理を用いる畳み込みエンコーダの入力ビットの出力ビットに対する比を含み得る。
【００４１】
ビタビデコーダのパラメータは、畳み込みエンコーダの入力ビットの出力ビットに対する比として畳み込み符号レートを含み得る。パンクチャレートは、レート１／２マザー符号から得ることができるパンクチャリング処理を用いる畳み込みエンコーダの入力ビットの出力ビットに対する比としてもよい。入力ビットはデコーダの処理ビットの数とし得る。ビタビ入力の幅は、ビタビデコーダへの入力データ（すなわち、軟決定）の幅とし得る。メトリックレジスタ長は、メトリックを格納するレジスタの幅とし得る。トレースバックの深さは、最も有望な復号化後のビット値を計算するためにビタビデコーダによって必要とされる経路長とし得る。復号化処理のための経路メトリック情報を格納するメモリのサイズは、メモリサイズとし得る。一部の例において、ビタビデコーダは、デパンクチャ機能ブロック又はモジュールとビタビ機能ブロック又はモジュールとの間に、先入れ／先出し（ＦＩＦＯ）バッファを含み得る。ビタビ出力の幅は、ビタビデコーダへの入力データの幅とし得る。
【００４２】
エンコーダは、上述のように、パンクチャリングブロック回路又はモジュールを含み得る。通常、畳み込みエンコーダは制約長７を有していてもよく、例えば６個など、多数の要素を有するシフトレジスタの形態をとる。クロックサイクルごとに１つのビットを入力することが可能である。故に、出力ビットは、標準的なジェネレータコードを用いてシフトレジスタ要素群の組み合わせによって定められ、符号化された出力シーケンスを形成するよう連結され得る。入力には、シリアル又はパラレルバイトデータインタフェースが存在してもよい。出力の幅は、用途のパンクチャード符号レートに応じてプログラム可能にされてもよい。
【００４３】
非限定的な例におけるビタビデコーダは、入力データストリームを複数のブロックに分割して、最も有望なデータシーケンスを推定してもよい。復号化されたデータシーケンスの各々はバーストにて出力され得る。非限定的な一例において、入力及び計算は連続的であり、データの２つのビットごとに４クロックサイクルを必要としてもよい。入力のＦＩＦＯはデパンクチャ入力データレートに依存し得る。
【００４４】
理解されるべきことには、本発明は畳み込み符号及び同様のＦＥＣに限定されず、ノイズの多いチャネル上での最大情報転送レートの理論限界としてのシャノン限界に迫る高性能の誤り訂正符号又は低密度のパリティチェック符号としてターボ符号も用いられ得る。故に、利用可能な帯域幅を、伝送パワーを増大させずに高めることが可能である。デコーダのフロントエンドは、信号から２進数を作り出す代わりに、各ビットの尤度指標を生成するように設計されてもよい。
【００４５】
次に、図３を参照するに、本発明の非限定的な例に従った可変順方向誤り訂正（ＦＥＣ）に使用されるシステム、機器及び方法の流れの一例を表すハイレベルフローチャートが示されている。データビット群が送信される（ブロック１００）。エンコーダが初期化される（ブロック１０１）。第１ビット群が符号化され、この処理が繰り返される（ブロック１０２）。次のビット群が符号化されるが、繰り返されない（ブロック１０３）。後続ビット群が符号化され、データがパンクチャされる（ブロック１０４）。フラッシュビット群が挿入される（ブロック１０５）。データがインターリーブされる（ブロック１０６）。受信機がビット群を受信する（ブロック１０７）。インターリーブが解除され（ブロック１０８）、デコーダが初期化される（ブロック１０９）。ビット軟決定が加算される（ブロック１１０）。第１レートブロックに関し、ビット軟決定が渡される（ブロック１１１）。第２レートブロックに関し、ビット軟決定が渡される（ブロック１１２）。復号化が行われる（ブロック１１３）。
【００４６】
次に、図４を参照するに、符号レート及びビット数の更なる詳細を示す、本発明の非限定的な例に従った可変順方向誤り訂正（ＦＥＣ）に使用されるシステム、機器及び方法の流れの一例を表す一層詳細なフローチャートが示されている。この例においては、明瞭さのため、参照符号は２００から開始する。
【００４７】
データストリームが送信される（ブロック２００）。データストリームは、この非限定的な例においては、レート１／４符号で送られる６４ビット、レート１／２符号で送られる１２８ビット、レート３／４符号で送られる３，９００ビット、及びフラッシュビットとして１／２符号のレートで送られる６ビットを含む。送信される総ブロックサイズは、（６４×４）＋（１２８×２）＋（３，９００×４／３）＋（６×２）＝５，７２４ビットである。エンコーダは、業界標準符号として、レート１／２、Ｋ＝７の畳み込み符号を用いてもよい。
【００４８】
エンコーダ状態が“０”の値に初期化され得る（ブロック２０１）。第１の６４ビット（例えば、ヘッダに対応）がレート１／２符号を用いて符号化される。エンコーダ出力が二度繰り返され、２５６個の符号化されたビットが作り出され、送信データアレイ（tx_data_array）に書き込まれる（ブロック２０２）。次の１２８ビットが符号化される。この符号化データは二度繰り返されず、エンコーダの出力が送信データアレイ（tx_data_array）に書き込まれる（ブロック２０３）。次の３，９００ビットがレート１／２符号を用いて符号化され、レート１／２符号に代えてレート３／４符号となるようにデータがパンクチャされ、パンクチャされたデータが送信データアレイ（tx_data_array）に書き込まれる（ブロック２０４）。値“０”の６個のフラッシュビットが挿入され、エンコーダ状態がゼロにされる。エンコーダの出力が送信データアレイ（tx_data_array）に書き込まれる（ブロック２０５）。全ての送信データがtx_data_arrayに入ると、完全なデータブロックがインターリーブされ、送信される（ブロック２０６）。
【００４９】
受信機がビット群を受信し（ブロック２０７）、インターリーブを解除する（ブロック２０８）。デコーダが状態０に初期化される（ブロック２０９）。レート１／４ブロックでは、繰り返しビットのビット軟決定が適切に加算され、デコーダに渡される（ブロック２１０）。レート１／２ブロックでは、ビット軟決定がデコーダに渡される（ブロック２１１）。レート３／４ブロックでは、送信に先立ってパンクチャされ、消去されたビットに対して、“０”値のビット軟決定がデコーダに渡される（ブロック２１２）。データが復号化されるとき、最初の有効な６４ビットはレート１／４で符号化されたビットとなる。次の１２８ビットはレート１／２で符号化されたビットとなり、次の３，９００個の符号化ビットはレート３／４ビットとなる（ブロック２１３）。これらのレート、データ、及び繰り返しは、当然ながら、当業者が目標とするところに応じて、如何なるパケットに関しても変更され得る。
【００５０】
性能を向上させるため、符号レートが変更可能なブロック群の間に遷移領域を付加することが可能である。これは必要に応じてであり、必ずしも、例えばレート１／４及び１／２の符号化ビットといった低レートの符号化ビットを更に保護しなくてもよい。復号化は、１コール当たり１ビットのデコーダ出力でストリーミング風に行われ得る。単に、軟決定がビタビデコーダに渡されるときにビタビデコーダのトレリス構造を更新することも可能である。そして、最終的に、データビットが引き出される。
【００５１】
上述のシステム、機器及び方法の利点には、可変順方向誤り訂正（ＦＥＣ）システムをもたらす単一の、より大きいインターリーバに、様々な符号レートが組み合わせられ得ることが含まれる。ブロック１０５にて説明したように一組のフラッシュビットが必要とされるだけである。様々な符号化ブロックを復号化するのに必要なものは単一のデコーダのみであり、符号レートが変化されるとき、デコーダ機能をリセットすることは不要である。この手法は、マルチパス／フェーディングチャネルの繰り返し等化及び復号化に役立つ。例えば、繰り返し等化及び復号化において、受信されたデータの二度目の通過で等化器を支援するよう、可変ＦＥＣスキームが復号化され、データが再符号化されて使用される。この処理は数回繰り返され（反復され）得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年7月2日(2008.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信データの部分群を符号化するエンコーダであって、前記通信データの前記部分群のうちの１つはパケットヘッダであり、当該エンコーダは、伝送中に前記パケットヘッダが前記通信データの残りの部分より高い信頼性を有するよう、前記通信データの異なる部分に異なるパンクチャリング又は繰り返し率を用いる、エンコーダ；及び
符号化の後に前記通信データの全て又は一部をインターリーブするインターリーバ；
を有する通信システム。
【請求項２】
前記エンコーダは、畳み込み符号、ターボ符号、又はパンクチャされることが可能なその他の順方向誤り訂正符号、を含む順方向誤り訂正符号を用いて通信データを符号化するよう動作する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
受信機側のデコーダがビタビデコーダとして形成されている、請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記エンコーダは、前記パケットヘッダの一部をレート１／ｎ符号で符号化し、それを繰り返すよう動作する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記エンコーダは、異なるレートで符号化された通信データにフラッシュビットを挿入するよう動作する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項６】
パンクチャリングモジュールを含んだ順方向誤り訂正を行う前記エンコーダ、を含む送信機であり、前記エンコーダ及びそのパンクチャリングモジュールは繰り返し機能を含む、送信機、
符号化されたデータをインターリーブする前記インターリーバ、
所定のマッピングアルゴリズムに基づいて前記通信データを異なるシンボルにマッピングし、通信信号を形成する変調器、及び
アップコンバージョン及びフィルタリングを行うアップコンバータ及びフィルタ、
を有する請求項１乃至５の何れかに記載の通信システム。
【請求項７】
−  ダウンコンバージョン及びフィルタリングを行うダウンコンバータ及びフィルタ、
−  前記信号を復調する復調器、
−  前記信号のインターリーブを解除するデインターリーバ、及び
−  インターリーブを解除された信号を復号化し、デパンクチャリングし、結合し、あるいは通過させるデコーダ、
を含む受信機、
を有する請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
通信データの部分群を符号化するようエンコーダを用いて通信データを符号化する段階であり、前記通信データの前記部分群のうちの１つはパケットヘッダであり、前記エンコーダは、伝送中に前記パケットヘッダが前記通信データの残りの部分より高い信頼性を有するよう、前記通信データの異なる部分に異なるパンクチャリング又は繰り返し率を用いる、符号化する段階；及び
符号化の後にインターリーバを用いて前記通信データの全て又は一部をインターリーブする段階；
を有するデータ通信方法。
【請求項９】
畳み込み符号、ターボ符号、又はパンクチャされることが可能なその他の順方向誤り訂正符号、を含む順方向誤り訂正符号を用いて通信データを符号化する段階、を更に有する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
受信機側でビタビデコーダを用いて復号化する段階、を更に有する請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記パケットヘッダに相当する通信データの一部をレート１／ｎ符号で符号化し、それを繰り返す段階、を更に有する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
異なるレートで符号化された全ての通信データにフラッシュビットを挿入する段階、を更に有する請求項８に記載の方法。
【国際調査報告】
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