(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動化技術のために、デジタルデータを送信するためのプロセスであって、
チャネルを介して受信したデジタルノイジーコードワードが、チャネルデコーダ（７）を用いて修正され、かつその有効性が検証され、
有効コードワード（Ｃ”）がさらに処理されている間に、無効コードワードが削除されるとともに、受信されたノイジーコードワード（Ｒ）が任意的に再度要求されるプロセスにおいて、
前記受信されたノイジーコードワード（Ｒ）および前記有効コードワード（Ｃ”）から、メトリクス（８）を用いて基準（Ｚ）が取得され、
前記基準（Ｚ）が所定のしきい値（１９）以上の場合は、前記有効コードワード（Ｃ”）が除去されるとともに、前記受信されたノイジーコードワード（Ｒ）が任意的に再度要求され、
前記受信されたコードワード（Ｒ）は、前記チャネルデコーダ（７）によって処理される前に、デマッパ（６）によってデマッピングされ、
前記有効コードワード（Ｃ”）は、前記チャネルデコーダ（７）によって処理された後に、マッパ（４，４’）によってマッピングされることを特徴とする、プロセス。
【請求項２】
以下のエラー保護コード、
ボーズ−チョードリ−ホッケンガム（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）プロセス、
リード−ソロモン（Reed-Solomon）コード、
リード−ミューラ（Reed-Muller）コード、
低密度パリティチェック（Low-Density-Parity-Check）コード、
のうちの少なくとも１つが用いられる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記基準（Ｚ）は、前記メトリクス（８）によって、前記受信されたコードワード（Ｒ）およびマッピングされた有効コードワード（Ｍ’）から取得される、請求項１または請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記マッパ（４，４’）および前記デマッパ（６）は、以下の変換プロセス、
Ｍ個の位相／状態を用いた位相変調プロセス、
Ｍ個の位相／状態を用いた二乗振幅変調プロセス、
Ｍ個の位相／状態を用いた振幅変調プロセス、
のうちの少なくとも１つを使用する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５】
前記メトリクス（８）は、以下の計算、
二乗ユークリッド距離（Squared Euclidian Distance）の総和の計算、
二乗サーキュラ距離（Squared Circular Distance）の総和の計算、
二乗ユークリッド距離の総和のｎ乗根の計算、
二乗サーキュラ距離の総和のｎ乗根の計算、
の少なくとも１つを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６】
前記しきい値（１９，２７）は、信号−ノイズ比、フレーム繰り返し率、メトリクス（８）から下流の残余ビットエラーの所望確率、および／または、前記チャネルデコーダ（７）の上流の初期ビットエラー率に基づいて定められる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７】
前記基準（Ｚ）は、信号−ノイズ比を推定するために用いられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８】
信号−ノイズ比の推定の品質は、パイロット推定およびブラインド推定の間である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載されたメトリクス（８）を用いる要素を有する、受信器。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載されたメトリクス（８）を用いる要素を有する、送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動化技術のためのデジタルデータを送信するためのプロセス、ならびに、上記プロセスによってそれぞれ動作される受信器および送信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
独国出願公開１００３２５５３  Ａ１から、２つのワイヤバスを介して互いに通信するマスタおよびいくつかのスレーブを含む通信システムが公知である。それにおいては、スレーブ情報が、繰り返されるビットパターンによって損傷についてチェックされ、情報の非損傷部が、安全関連（safety-relevant）出力信号に結合される。このタイプのアクチュエータ−センサインターフェースシステムが、さらに、クリーセル．Ｗ（Kriesel. W）、マーデルング  Ｏ．Ｗ.（Madelung O. W.），ＡＳ−インターフェースの「自動化のためのアクチュエータ−センサインターフェース（Das Aktuator-Sensor-Interface fur die Automatisierung）」、ハンサー（Hanser）出版社、第二版、１９９９年に記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
先行技術の解決策の欠点は、排除することが可能な装置の数の制限、および／または、使用可能なライン距離の制限である。さらに、使用されるいくつかの通信技術は時代遅れのものであり、時には、改善されたデータ通信速度を提供できない場合がある。
【０００４】
したがって、より最新式の技術によって、データ通信の安全要件を低下する必要なく、増加されたデータ通信速度を可能とするデータ通信方法についてのニーズが増加しており、それは特に自動化技術において高い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがって、本発明の１つの局面は、デジタルデータを送信するためのプロセス、特に自動化技術において、チャネルを介して受信したデジタルノイジーコードワードを訂正するとともに、その有効性を検証するためのチャネルデコーダを用いることを提案する。有効コードワードがさらに処理されている間、無効コードワードは除去され、必要に応じて受信されたノイジーコードワードが新たに要求される。メトリクス（metrics）の使用によって、受信したノイジーコードワードおよび有効コードワードから基準（measure）が取得される。上記の基準が所定のしきい値以上である場合には、有効コードワードは除去されてもよいし、受信したノイジーコードワードが新たに要求されてもよい。
【０００６】
有利にも、導入されたメトリクスは、認識されていない残余エラーの最小化を可能とする。チャネルデコーダがデコーディングし、有効なチャネル受信コードワードとして分類された後に、発見された有効コードワードが、もともと送信されたコードワードであるか否かをチャネルデコーダが決定することは実際にはできない。損傷したコードワードがチャネルデコーダによって有効であると宣言された場合は、このエラーは、したがってすぐには検出されない。上記メトリクスの目的は、チャネルデコーダによって認識されなかったエラーを認識し、それによって、残余エラー、すなわち残っている認識されていないエラーを大幅に最小化することである。
【０００７】
自動化技術の用語は、機械または装置を自動化するのに役立つ工学分野を称する。そして、機械または装置を自動化するために、センサ、コントローラ、またはアクチュエータのような単独の要素は、データを相互にやりとりしなくてはならない。このデータは、典型的にはデジタルデータである。しかしながら、不正確なデータ通信は、含まれる情報を損傷し、機械または装置の被害をもたらすとともに、当該機械または装置で生成される事項のの高い除去率をもたらし得る。さらに、このデータは、安全関連であり、これは、損傷した情報は、オペレータや当該機械または装置の周囲の人々を負傷させる危険性を引き起こし得るということを意味する。その結果として、故障および安全関連問題を伴わずに機械および装置の円滑な動作を保証するために、自動化技術の分野においては、残余ビットエラーの極めて低い確率がデータ通信に関して必要とされる。残余ビットエラーの必要とされる低い確率がデータ通信方法によって達成できない場合は、当該方法は、自動化技術には適していない。
【０００８】
チャネルの用語は、一方では、装置または機械の少なくとも２つの要素を接続する物理データラインを称する。他方では、それは無線チャネルも示し、その場合、データ通信は無線技術を用いて当該チャネルを介して行なわれる。
【０００９】
コードワードの用語は、チャネルデコーダによってエンコードされた少なくとも１つのビットで構成されるデータワードを称する。送信器におけるチャネルエンコーダによって当該データワードをコードワードにエンコードすることは、冗長性を含むとともに、対応するアルゴリズムに基づいて受信器における少なくとも１つのチャネルデコーダによる訂正および検証が可能なコードワード構造をもたらし、残余のデータ通信エラーの数を低減する。チャネルエンコーディング／デコーディングは、したがって、不正確な送信コードワードを訂正するように機能し、それによって、データ通信の安全性を改善する。その結果として、無効コードワードは、上記のチャネルデコーダによる訂正後であっても有効な構造を有さず、したがってデータ通信プロセスの間に有効コードワードの構築を阻む程度に変化されたコードワードを意味する。したがって、無効コードワードは、送信器から新たに要求され、新たに通信されなくてはならないような、不正確に送信され、かつさらなる処理に適していないものとして認識される。有効コードワードは、訂正されたものあるいは訂正されていないもののいずれも有効な構造を有し、したがって、少なくともチャネルデコーダのエラー認識能力に関して、適切に送信されまたは訂正される。しかしながら、有効コードワードであっても不完全である場合があり、受信コードデータの訂正は、上記のチャネルデコーダを用いて有効コードワードデータを生成させるが、不正確なデータ訂正による不正確な内容を含む。
【００１０】
メトリクスおよびソフトウェアメトリクスの用語は、それぞれ、適切な数値または基準の範囲内に、少なくとも１つのエンコーディング、プログラムフロー、ソフトウェア要素、データワードまたはコードワードを変換する機能または計算を称する。この基準を用いて、データワードまたはコードワードの形式的な比較または評価が可能となる。したがって、この基準は、本ケースにおける有効コードワードのエラー確率のための基準として用いられ得る。
【００１１】
その結果として、その基準が所定のしきい値以上である場合には、有効コードワードは、不正確であると考えられる。この場合、所定のしきい値は、有効コードワードをチャネルデコーダによって訂正することができ、それによって、有効な構造に配置することができる点に関する基準であるが、過度な欠陥を有するデータ通信によっては損傷を受ける。
【００１２】
訂正および検証については、少なくとも以下のエラー保護コードが用いられ得る。
ＢＣＨ（ボーズ−チョードリ−ホッケンガム（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem））コード、
ＲＳ（リード−ソロモン（Reed-Solomon））コード、
ＲＭ（リード−ミューラ（Reed-Muller））コード、
ＬＤＰＣ（低密度パリティチェック（Low-Density-Parity-Check））コード。
【００１３】
短いコードワードの場合、エラー保護コードとしてＢＣＨコードを使用することは特に利点があり、ＢＣＨデコーダが受信コードワードを訂正し検証する。ＢＣＨコードは、サイクリックエラー訂正コードである。ＢＣＨ法を用いて、１ビットより多くのエラーを、長いコードワード内において訂正することができる。エンコーディングおよびデコーディングは、異なる方法によって実現されてもよい。つまり、エンコーディングが、２つの２値多項式の剰余を決定することによって実現され、一方、デコーディングが、コードワード内のエラーの場所を決定するために、２値エラー多項式を決定してもよい。双方の方法は、デジタルハードウェアにおいて、効率的にかつ費用効果的に実現され得る。
【００１４】
短い応答時間または高いリアルタイム要件が望まれる場合には、短いコードワードが特に好ましい。この場合、ＢＣＨコードがその利益を得るために用いられる。なぜなら、ＢＣＨコードは、高いエラー訂正率を有し、かつ、実行が容易であるからである。
【００１５】
さらに、デコーディングされたコードワードを受信されたノイジーなコードワードと比較するため、および、上記のメトリクスを用いて基準を計算するために、受信されたコードワードは、チャネルデコーダによって処理される前にデマッパによってデマッピングされ、そして、チャネルデコーダによって処理された後に有効なコードデータがマッパによってマッピングされる。
【００１６】
有利なことに、データワードは、そのようなマッピングプロセスによって構築され、より高速のデータ伝送速度を可能とする。これは、自動化技術における増加するデータフローをよりよく管理するのに役立ち、データ通信に特有の時間遅れが短縮され得る。さらに、より少ないチャネルを介して、より大きなデータボリュームが送信され、個別のチャネルは、たとえば、２以上のデータ通信のために用いられ得る。
【００１７】
マッパまたはデマッパにおいて実行されるマッピングプロセスの用語は、それぞれ、データワードの構造を異なる構造に変換するプロセスを称する。たとえば、一次元データワードは、二次元直交構造にマッピングされて、上記データワードの圧縮送信を可能とする。
【００１８】
一方、マッパまたはデマッパを含むマッピングプロセスがそれぞれ用いられる場合、メトリクスは、その受信されたノイジーのコードワード、および関連するマッピングされた有効コードワードから基準を取得するために用いられる。上記の基準が所定のしきい値以上である場合には、マッピングされた有効コードワード、または上記の受信されたノイジーコードワードのそれぞれが除去されてもよいし、任意的に新たに要求されてもよい。
【００１９】
有利にも、基準は、マッピングプロセスを用いるときにも取得することができ、それによって、上記マッピングプロセスが、メトリクスの使用を犠牲にすることなく、圧縮データ送信を可能とする。その結果として、自動化技術についての高い安全性要件を損なうことなく、高い通信速度を含む現代の新規なデータ通信技術が用いられ得る。これは、メトリクスが、大幅に低減された残余ビットエラーの確率を達成するのに役立つからである。
【００２０】
マッパおよびデマッパは、それぞれ、以下の変換プロセスまたはマッピングプロセスのうちの少なくとも１つを使用し得る。
【００２１】
ＭＰＳＫ（Ｍ個の位相／状態を用いた位相変調）プロセス、
ＭＱＡＭ（Ｍ個の位相／状態を用いた二乗振幅変調）プロセス、
ＭＡＳＫ（Ｍ個の位相／状態を用いた振幅変調）プロセス。
【００２２】
複数の直交搬送信号を含む変調プロセスとしてのＯＦＤＭプロセスは、ＰＳＫプロセス、ＡＳＫプロセスおよびＯＦＤＭプロセスのうちの少なくとも１つの結合して、有利にも、複数の部分ワードデータストリームへのデータワードの分割、および、より高速な送信速度における直交搬送信号または搬送周波数を介した任意的なそれらの並列送信を可能とする。
【００２３】
４ＰＳＫプロセスまたはＱＰＳＫプロセスを用いることによって、送信シンボルあたり２ビットの送信が可能である。その結果として、利用可能な帯域幅の利用は２倍になる。Ｂを、送信のための長さＫのビットストリームと仮定する。そのようなビットストリームＢは、上記のチャネルデコーダによってＮの長さを有するコードワードにエンコードされ、そのコードワードは、その後、上記のＱＰＳＫマッパによってＮ／２の長さを有する複素シンボルストリームにマッピングされる。上記チャネルを介した送信の際に、受信器は、ノイジーな複素受信シンボルＲを受信する。この受信シンボルは、上記ＱＰＳＫデマッパによってコードワードＣに変換されるとともに、上記チャネルデコーダによって有効性がチェックされ、ビットストリームＣ’に修正される。必要に応じて、上記ＱＰＳＫマッパによって、再び、複素シンボルストリームＭ’にマッピングされてもよい。上記チャネルデコーダが全てのエラーを修正できたとすると、以下の、Ｍ＝Ｍ’およびＣ＝Ｃ”が真となる。
【００２４】
さらに、以下の計算の内の少なくとも１つが、上記メトリクスのために用いられ得る。
二乗ユークリッド距離（Squared Euclidian Distance：ＳＥＤ）の総和の計算、
二乗サーキュラ距離（Squared Circular Distance：ＳＣＤ）の総和の計算、
ＳＥＤのｎ乗根の計算、
ＳＣＤのｎ乗根の計算。
【００２５】
メトリクスは、受信したコードワードＲを、それぞれ、有効コードワードまたは上記マッピングされた有効コードワードＭ’と比較する。以下の式に従って、上記メトリクスとして二乗ユークリッド距離（ＳＥＤ）の計算を実行することが可能である。
【００２６】
【数１】
0005689544.tif 000002
【００２７】
たとえば、ＱＰＳＫプロセスが用いられる場合、上記ＳＥＤメトリクスは、上記のノイジーかつ訂正されたシンボルストリームのＮ／２個の要素間の二乗量の総和を計算する。有利なことに、ＳＥＤメトリクスは、ＱＰＳＫプロセスを用いる場合のシンボルストリーム間の円弧の二乗長さ（squared length of circle segment：ＳＣＤ）の総和によって概算することができる。ＳＣＤメトリクスは、以下の式によって求められる。
【００２８】
【数２】
0005689544.tif 000003
【００２９】
さらに、しきい値は、信号−ノイズ比、フレーム繰り返し率、メトリクスから下流の残余ビットエラーの所望確率、および／または、上記チャネルデコーダの上流の初期ビットエラーに基づいて定められ、初期ビットエラーは、信号−ノイズ比に依存する。
【００３０】
チャネルデコーダを通過した後、上記チャネルデコーダの上流の初期ビットエラー率は、上記チャネルデコーダの下流の最終ビット率まで低減される。出力ビットエラー率をメトリクスプロセスエラー率と乗算することによって、残余ビットエラーの確率が得られる。初期ビットエラー率ならびにメトリクスプロセスエラー率およびチャネルデコーダは、信号−ノイズ比に依存し、さらにフレーム繰り返し率が考慮されなければならない。なぜなら、不正確であると宣言されたコードワードを新たに要求することの許容性に、一般的なフレームワークが課されるからである。たとえば、フレーム繰り返し率が１０である場合、１０００個の送信フレームのうちの１つのフレームの平均は、不正確と宣言されかつ新たに要求されることを許可する。したがって、しきい値は、経済的観点および安全関連の観点に照らして選択され得る。たとえば、フレーム繰り返し率が増加する場合、より低い残余ビットエラーの確率を達成することができ、なぜなら、送信フレームのより高い平均数が、新たに要求されることが許可されるからである。この場合、利益性または利用可能性の費用において、データ安全性が増加され得る。しかしながら、上記しきい値をシフトさせることによって、所望の用途に基づき、かつ必要とされる最小信号−ノイズ比および許容される最大フレーム繰り返し率に互いに依存する残余ビットエラーの所望の確率を適合させることも可能である。
【００３１】
有利にも、特にＳＣＤメトリクスまたはＳＥＤメトリクスを用いる場合、信号−ノイズ比を推定するために上記の基準を採用することも可能である。その結果として、信号−ノイズ比がより正確に推定され、有利なことに、上記の基準の複数使用によって技術的努力も低減される。
【００３２】
このような手法において信号−ノイズ比を推定するための他の典型的な理由は、上記の信号−ノイズ比が、統計的なノイズプロセスであるために正確に決定できないという事実にある。費用に応じて、推定は異なる度合いの正確さを有し得る。
【００３３】
さらに、信号−ノイズ比の推定は、パイロット推定またはブラインド推定に基づき得る。
【００３４】
たとえば、パイロット推定に基づく信号−ノイズ比は、受信されたシンボルと受信器に知られた同時送信されたパイロットシンボルとからの、ＳＣＬＳメトリクスおよびその基準を用いる。その結果として、信号−ノイズ比は、特に高いノイズの場合に、パイロットシンボルに基づいてより正確に決定することができる。しかしながら、このアプローチは、より高い量のパイロットシンボルデータがこの場合には送信されなければならないという欠点を有しており、これはデータチャネル速度に影響を与える。ブラインド推定においては、受信シンボルと最終的なシンボルとの間の距離が計算されなければならない。チャネルノイズが低く、シンボルが他のものへ損傷されない場合、ブラインド推定は、パイロット推定と同じ結果を与える。信号−ノイズ比の推定を実行するためにメトリクスが用いられる場合、チャネルデコーダが各送信エラーを訂正することができる限り、ブラインド推定はパイロット推定と同じ結果を与える。チャネルによって生じるエラーの数がチャネルデコーダによって訂正することができる量を超過している場合は、メトリクスベースの信号−ノイズ推定の品質は、ブラインド推定の品質に近似する。メトリクスを用いる場合、ブラインド推定は、パイロットシンボルまたはさらなる複雑性を導入することなく、その領域の少なくともいくつかにおいて改善される。
【００３５】
さらに、本発明の広い局面においては、上述のメトリクスを用いる要素を有する受信器およびまたは送信器が提案される。
【００３６】
この種の受信器または送信器を用いることによって、上記に示した利点を有する通信システムを構築することが可能となる。上記の通信システムは、しきい値を用いて、かつ要求される最小信号−ノイズ比および許容される最大フレーム繰り返し率を考慮することによって調整され、それにおいては、経済的観点および安全関連の観点が考慮され得る。
【００３７】
本発明のさらなる重要な特徴および利点は、従属項、図面に関連した図およびその図の対応する説明からもたらされる。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態が、図面に図示されるとともに、以下に与えられる記載においてより詳細に説明される。それにおいて、類似の参照符号は、同じまたは類似の要素に割り当てられている。上記の図面からもたらされる要素の寸法または関係は、必ずしも限定ではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に従うメトリクスを用いた通信プロセスを示す図である。
【図２】正規化されたメトリクスに基づく確率密度曲線を示す図である。
【図３】正規化されたメトリクスに基づく累積密度曲線を示す図である。
【図４】チャネルデコーダからの初期ビットエラーレートに基づく、残余ビットエラー曲線の複数の確率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１の通信プロセスに１おいては、コードワードＣが、送信器２から受信器３へと送信される。この通信プロセス１は、上記送信器２から上記受信器３への送信とともに上記受信器３から上記送信器２への通信も可能であるような双方向に構成されてもよい。ここで、送信器２および受信器３は、それぞれ、１つの送信器２および１つの受信器３のみを備えるように構成されてもよい。その結果として、以下に示されるプロセスステップは、双方の要素２，３がコードワードＣを受信できるので、上記送信器２および上記受信器３上で実行され得る。上記コードワードＣは、図示されないが、送信器２による送信前にチャネルデコーダによってエンコードされたビットストリームＢである。
【００４１】
マッパ４、特にＱＰＳＫマッパを用いて、上記のコードワードＣをマッピングされたコードワードＭに変換するとともに、チャネル５で同じものを受信器３に送信することが可能である。受信器３は、受信されたノイジーコードワードＲを受信する。この受信されたノイジーコードワードＲは、デマッパ６、特にＱＰＳＫデマッパによって、デマッピングされた受信コードワードＣ’に変換される。このデマッピングされた受信コードワードＣ’は、チャネルデコーダ７によってコードワードＣ”に訂正されるとともに、有効性が検証される。デマッピングされデコーディングされたコードワードＣ”が無効であると、このステップが判定した場合は、受信されたノイジーコードワードＲが削除されるとともに、必要に応じて送信器２からもう一度要求される。デマッピングされデコーディングされたコードワードＣ”が有効であると、チャネルデコーダ７が判定した場合は、その後、それは上記のマッパ４’によって受信器３側でマッピングされたコードワードＭ’に変換される。メトリクス８によって、受信されたノイジーでかつマッピングされたコードワードＲは、デコーディングされかつマッピングされたコードワードＭ’と結合され、基準Ｚへと処理される。上記の基準Ｚは、有効なコードワードＣ”のエラーの確率についての基準である。上記基準Ｚが予測された範囲内である場合には、コードワードＣ”は有効であると分類され、さらなる処理のために解放される。
【００４２】
図２に示される確率密度チャート９においては、ノルムメトリクス（normed metrics：ＮＭ）が横軸１０にプロットされ、確率密度（ＷＤ）が縦軸１１にプロットされる。正確なデコーディング（Ｃ＝Ｃ”）の曲線１２が、不正確なデコーディング（Ｃ＜＞Ｃ”）の曲線１３とともに確率密度チャート９上にプロットされる。双方の曲線１２，１３は、重複範囲１４において重なり合っている。基準Ｚがこの重複範囲にある場合は、これは正確なデコーディング（Ｃ＝Ｃ”）の確率と不正確なデコーディング（Ｃ＜＞Ｃ”）の確率が同じくらい高いことを意味する。この場合、メトリクス８の初期ビットエラー率とメトリクス８の最終ビットエラー率との間の比率は、メトリクスビットエラー率である。このメトリクスビットエラー率は、プロセス全体の残余ビットエラーの確率を取得するために、チャネルデコーダの下流の初期ビットエラー率と掛け合わされる。このようにして、チャネルデコーダ７のビットエラー率は、メトリクス８を用いることによって改善され、チャネルデコーダ７のみを含むプロセスよりも、残余エラービット率のより低い確率を有するプロセスが全体として達成できる。
【００４３】
図３に示されるような累積確率密度チャート１５においては、ノルムメトリクスが縦軸１０にプロットされ、累積確率密度（ＣＤ）が縦軸１６にプロットされる。正確なエンコーディングの曲線１７と不正確なエンコーディングの曲線１８が、図２の曲線１２，１３から導かれる。ここで、曲線１２は曲線１７に逆積分（integrated inversely）され、曲線１３は曲線１８に逆積分される。この累積的確率密度チャートは、重複範囲１４も示している。しきい値１９が選択される場合、これは、メトリクスビットエラー率およびメトリクスフレーム繰り返し率を調整し、残余のビットエラー率およびフレーム繰り返し率の残体的な確率に、実質的に影響を与える。しきい値１９をシフトさせることによって、残余ビットエラー率の確率は、したがって、所与の信号−ノイズ比および選択されたフレーム繰り返し率において調整される。この場合には、その基準が上記しきい値以上である全てのデコーディングされたコードワードＣ”が除去される。
【００４４】
上記のしきい値と不正確なエンコーディングの曲線１８との交点は、上記メトリクス８の上流の初期ビットエラー率と上記メトリクス８の下流の初期ビットエラー率との間の比率、および、したがって、プロセス全体の残余エラーの確率を取得するために、上記チャネルデコーダの下流の最終ビットエラー率を乗算するのに用いられるメトリクスビットエラー率を与える。
【００４５】
図４に示されるような、残余ビットエラー確率チャート２０は、シグナル−ノイズ比とともに用いられるマッピングプロセスおよび／またはエンコーディングプロセスに基づいた、残余ビットエラー確率（ＲＢＦＷ）とチャネルデコーダ７の上流の初期ビットエラー率（ＢＲＦ）との間の訂正を示す。残余ビットエラー確率チャート２０においては、横軸は、上記チャネルデコーダの上流の初期ビットエラー率の対数を示し、縦軸２２は、残余エラー確率の対数を示す。曲線２４は、メトリクス８を用いないエンコーディングを用いるプロセスの場合の挙動を示す。その結果として、曲線２４から明らかになる残余エラー確率は、チャネルデコーダ７の下流の初期ビットエラー率に対応する。曲線２５は、チャネルデコーダ７およびメトリクス８を用いたときの、残余ビットエラー率の確率の曲線を示し、正確なエンコーディングの曲線１７と上記しきい値１９との交点が同じ値を示すように、図３に従うしきい値１９が信号−ノイズ比に基づいて形成される。言い換えると、この場合には、正確であるがしきい値１９に到達あるいは超過するために除去されるコードワードの比は一定である。曲線２６は、チャネルデコーダおよび一定のしきい値１９を用いるプロセスにおける残余エラーの確率を示す。可変しきい値１９およびチャネルデコーダ１７が使用される場合、曲線２５は、上記チャネルデコーダ７における最大初期ビットエラー率、したがって要求される最小信号−ノイズ比を決定するために、縦軸から導くことができる所望の残余ビットエラー確率において用いられる。さらに、曲線２６のために設定されなくてはならないこの初期ビットエラー率のためのしきい値を決定することができる。これは、もちろん、選択される個別のフレーム繰り返し率を考慮に入れた条件のもとである。したがって、しきい値２７は、許容可能な最大初期ビットエラー率のために選択され得る。
【実施例】
【００４６】
ＤＱＰＳＫマッピングプロセス（差動ＱＰＳＫ）を用いる場合、ならびに、ＳＣＤメトリクスおよび（６３，４５）ＢＣＨエンコーディングプロセスの場合、１０-8の残余ビットエラーの最大確率および１０-3の最大フレーム繰り返し率がプリセットされる。これらのフレーム状態は、１．８６ｄＢの信号−ノイズ比において、Ｚ＝１３．５９のしきい値で達成することができる。
【００４７】
たとえば、特に敏感な用途のために、許容できる残余ビットエラーの最大確率がさらに低減される場合は、しきい値１９を再決定しなくてはならず、さらに、結果として生じる最小信号−ノイズ比が取得されなければならない。
【図１】
0005689544.tif 000004
【図２−３】
0005689544.tif 000005
【図４】
0005689544.tif 000006