(57)【要約】  ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）送信装置１３、６０は、ＨＡＲＱ処理を採用した通信システムにおいて、任意の順方向誤差訂正（ＦＥＣ）符号からの主符号が通信チャンネル１１上に送信され、ＨＡＲＱ受信装置１５、７０によって否定的に認識され、極符号再送信装置を含む。主符号語バッファ６２は主符号語を記憶し、組織的増分冗長性（ＩＲ）符号化器６３は主符号語の第１のセグメントを受信し、第１のセグメントを第１のＩＲ符号語に符号化する。主符号語の第１のセグメントは主符号語の少なくとも１つのシンボルを除外し、組織的ＩＲ符号化器６３は、組織的極符号化器を備える。復号誤差に応答して受信された主符号語セグメントはＩＲ符号語に符号化され、主符号語の第ｋのセグメントｘＳｋは第ｋのＩＲ符号語の再送から除外され、ＩＲ符号語は送信前に置換されてもよい。
2021521723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の整数である最大送信限界値ｍを有するハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）セッションにおいてＨＡＲＱプロトコルを使用する通信システムにおいて、入力データパケットを送信する際に使用するためのＨＡＲＱ送信装置であって、
入力データパケットを受信してＨＡＲＱセッションを開始し、前記入力データパケットを主符号から主符号語に符号化するように構成された主符号化器と、
前記主符号語を受信し、前記主符号語を主パケット内で通信チャネルを介して送信するように構成されたパケット送信機と、
第ｋのＩＲデータセグメントを選択し、前記第ｋのＩＲデータセグメントを第ｋのＩＲ母符号から第ｋのＩＲ母符号語に組織的に符号化し、前記第ｋのＩＲ母符号語のパンクチャによって前記第ｋのＩＲ母符号語から第ｋのＩＲ符号語を生成するように構成された組織的増分冗長性（ＩＲ）符号化器と、
を有し、
前記パケット送信機は前記第ｋのＩＲ符号語を受信し、前記第ｋのＩＲ符号語を第ｋのＩＲパケット内で通信チャネルを介して送信するようにさらに構成され、
ｋは、１≦ｋ≦（ｍ−１）を満たす整数であり、
前記第ｋのＩＲデータセグメントは前記主符号語のサブベクトルであり、
前記第ｋのＩＲパケットは前記ＨＡＲＱセッションにおける第ｋの否定応答（ＮＡＣＫ）の受信に応答して送信され、
前記ＨＡＲＱセッションは、前記ＨＡＲＱセッションにおいて送信されたパケットに応答して肯定応答（ＡＣＫ）が受信されると終了し、
前記ＨＡＲＱセッションにおいて送信されるパケットの数は前記最大送信限界値ｍによって制限される、
ＨＡＲＱ送信装置。
【請求項２】
前記第ｋのＩＲ母符号語のパンクチャは前記第ｋのＩＲ母符号語の組織的セグメントを除去し、前記第ｋのＩＲ母符号語の前記組織的セグメントは前記第ｋのＩＲ母符号語のサブベクトルであり、前記第ｋのＩＲ母符号語の組織的セグメントは、前記第ｋのＩＲデータセグメントを組織的方式で搬送する、請求項１に記載のＨＡＲＱ送信装置。
【請求項３】
前記ＨＡＲＱ符号化器は前記第ｋのＩＲデータセグメントを前記第ｋのＩＲ母符号語に組織的に符号化する前に、前記第ｋのＩＲデータセグメントに置換を適用するようにさらに構成され、それによって、前記第ｋのＩＲ母符号語の前記組織的セグメントは、前記第ｋのＩＲデータセグメントの置換されたコピーを搬送する、請求項２に記載のＨＡＲＱ送信装置。
【請求項４】
前記第ｋのＩＲ母符号語はパンクチャされる前に短縮され、前記第ｋのＩＲ母符号語のパンクチャは前記第ｋのＩＲ母符号語の短縮されたセグメントを除去する、請求項２に記載のＨＡＲＱ送信装置。
【請求項５】
前記第ｋのＩＲ母符号は、組織的極符号である請求項１に記載のＨＡＲＱ送信装置。
【請求項６】
前記主符号は、組織的極符号または非組織的極符号のうちの１つである請求項１に記載のＨＡＲＱ送信装置。
【請求項７】
各々の１≦ｊ≦（ｍ−１）を満たす整数ｊについて、第ｊのＩＲデータセグメントは、前記入力データパケットのサイズよりもサイズが小さく、１≦ｉ＜ｊ≦（ｍ−１）を満たす整数の任意の対ｉ、ｊについて、第ｉのＩＲデータセグメントは第ｊのＩＲデータセグメントとは異なり、それによって、前記ＩＲ符号が互いに、および前記主符号とは異なることを保証する、請求項１に記載のＨＡＲＱ送信装置。
【請求項８】
２以上の整数である最大受信パケット限界値ｍを有するハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）セッションにおいてＨＡＲＱプロトコルを使用する通信システムにおいて送信される入力データパケットの推定値として出力データパケットを生成する際に使用されるＨＡＲＱ受信機装置であって、
主復号器入力データを生成するために受信された主パケットを受信するように構成された受信機フロントエンドと、
前記主復号器入力データを処理し、前記入力データパケットの主推定値を生成するように構成されたＨＡＲＱ復号器と、
前記入力データパケットの前記主推定値において誤差を検出し、前記入力データパケットの前記主推定値において誤差が検出されない場合に、前記入力データパケットの前記主推定値を出力データパケットとして解放するように構成された誤差検出器と、
前記誤差検出器が前記入力データパケットの前記主推定値において誤差を検出したか否かに応じて、肯定応答（ＡＣＫ）または否定応答（ＮＡＣＫ）のうちの１つを送信するように構成されたフィードバックパケット送信器と
を含み、
受信された前記主パケットは主符号語を主符号から搬送し、前記主符号語は前記入力データパケットの符号化に対応する前記主符号における符号語であり、
１≦ｋ≦（ｍ−１）を満たす整数ｋについて、前記受信機フロントエンドは前記フィードバックパケット送信器が連続するｋ個のＮＡＣＫを送信することに応答して、第ｋのＩＲ復号器入力データを生成するように受信された第ｋの増分冗長性（ＩＲ）パケットを受信するようにさらに構成され、
前記ＨＡＲＱ復号器は復号器入力データの第ｋの集合を処理して、前記入力データパケットの第ｋのＩＲ推定値を生成し、前記復号器入力データの前記第ｋの集合は、ｊ＝１，２，…，ｋの各々の整数ｊについて前記復号器入力データと第ｊのＩＲ復号器入力データとからなり、
前記誤差検出器は、前記入力データパケットの前記第ｋのＩＲ推定値において誤差が検出されない場合、前記入力データパケットの前記第ｋのＩＲ推定値における誤差を検出し、前記入力データパケットの前記第ｋのＩＲ推定値を前記出力データパケットとして解放するようにさらに構成され、
前記フィードバックパケット送信器は、前記誤差検出器が前記入力データパケットの前記第ｋのＩＲ推定値における誤差を検出したか否かに応じて、肯定応答（ＡＣＫ）または否定応答（ＮＡＣＫ）のうちの１つを送信するようにさらに構成され、
受信された前記第ｋのＩＲパケットは第ｋのＩＲ符号語を第ｋのＩＲ符号から含み、前記第ｋのＩＲ符号語は第ｋのＩＲ母符号がパンクチャされたバージョンであり、前記第ｋのＩＲ母符号語は第ｋのＩＲ母符号における符号語であり、前記第ｋのＩＲ母符号語は第ｋのＩＲデータセグメントの組織的符号化に対応する前記第ｋのＩＲ母符号における符号語であり、前記第ｋのＩＲデータセグメントは前記主符号語のサブベクトルであり、前記第ｋのＩＲデータセグメントの前記組織的符号化は前記第ｋのＩＲデータセグメントから前記第ｋのＩＲ母符号語の組織的セグメントへのマッピングを含み、前記第ｋのＩＲ母符号語の前記組織的セグメントは前記第ｋのＩＲ母符号語のサブベクトルであり、前記第ｋのＩＲ母符号語の前記サブベクトルは組織的方式で前記第ｋのＩＲデータセグメントを搬送し、
前記第ｋのＩＲ母符号語の前記パンクチャされたバージョンは前記第ｋのＩＲ母符号語の前記組織的セグメントからの要素を含まず、
前記ＨＡＲＱセッションにおいて受信されたパケットに応答して肯定応答（ＡＣＫ）が送信されると、前記ＨＡＲＱセッションが終了し、
前記ＨＡＲＱセッションにおいて受信されたパケットの数は最大受信パケット限界値ｍによって制限される、
ＨＡＲＱ受信機装置。
【請求項９】
前記ＨＡＲＱ復号器は主復号器と、（ｍ−１）個のＩＲ復号器の集合とを備え、
前記主復号器は前記主符号を復号するように構成された復号器であり、
前記（ｍ−１）個のＩＲ復号器の集合はｊ＝１，２，…，（ｍ−１）の各整数ｊについて、第ｊのＩＲ母符号を復号するように構成された第ｊのＩＲ復号器を備え、
１≦ｋ≦（ｍ−１）を満たす各整数ｋについて、前記入力データパケットの前記第ｋのＩＲ推定値は第ｋの集合における復号器間のメッセージ通過の第ｋのセッションによって生成され、復号器の前記第ｋの集合はそれぞれのｊ＝１，２，…，ｋについて前記主復号器と第ｊのＩＲ復号器とを含む、請求項８に記載のＨＡＲＱ受信機装置。
【請求項１０】
１≦ｋ≦（ｍ−１）を満たす各整数ｋについて、前記メッセージ通過の第ｋのセッションは、（１＋ｋ）回の復号ステップを有し、前記（１＋ｋ）回の復号ステップは主符号復号ステップと、各ｊ＝１，２，…ｋについて第ｊのＩＲ符号復号ステップとを含み、前記（１＋ｋ）回の復号ステップは、前記第ｋのＩＲ符号復号ステップに始まり、第（ｋ−１）のＩＲ符号復号ステップから第１のＩＲ符号復号ステップまでが実行されてから、最後に前記主符号復号ステップにより終了するまで逆順序で実行され、前記第ｊのＩＲ符号復号ステップにおいて、前記第ｊのＩＲ復号器が前記第ｊのＩＲ母符号を復号して前記第ｊのＩＲデータセグメントの推定値を生成し、前記第ｊのＩＲ符号復号ステップにおいて前記第ｊのＩＲ復号器が利用可能なメッセージは前記第ｊのＩＲ復号器入力データと、前記主復号器入力データの第ｊのセグメントと、各ｌ＝ｊ＋１，…，ｋについて第ｌのＩＲデータセグメントの前記推定値とを含み、前記主復号器入力データの前記第ｊのセグメントは、前記第ｊのＩＲデータセグメントに対応する前記主復号器入力データのセグメントを含み、前記主符号復号ステップにおいて、前記主復号器は前記主符号を復号して前記入力データパケットの前記第ｋの推定値を生成し、前記主符号復号ステップにおいて、前記主復号器に利用可能なメッセージは、前記主復号器入力データと、各ｌ＝１，…，ｋについて第ｌのＩＲデータセグメントの推定値とを含む、請求項９に記載のＨＡＲＱ受信機装置。
【請求項１１】
１≦ｋ≦（ｍ−１）を満たす各整数ｋについて、前記メッセージ通過の前記第ｋのセッションが信念伝播復号を含み、前記メッセージ通過の前記第ｋのセッションにおいて、前記復号器の前記第ｋの集合が、無制限にメッセージを交換する、請求項９に記載のＨＡＲＱ受信機装置。
【請求項１２】
前記第ｋのＩＲ母符号は、組織的極符号である請求項８に記載のＨＡＲＱ受信機装置。
【請求項１３】
前記主符号は、組織的極符号または非組織的極符号のうちの１つである請求項８に記載のＨＡＲＱ受信機装置。
【請求項１４】
１≦ｊ≦（ｍ−１）を満たす各ｊについて、第ｊのＩＲデータセグメントは、前記入力データパケットのサイズよりもサイズが小さく、１≦ｉ＜ｊ≦（ｍ−１）を満たす任意の整数の対ｉ、ｊについて、第ｉのＩＲデータセグメントは第ｊのＩＲデータセグメントとは異なり、それによって、前記ＩＲ符号が互いに、および前記主符号とは異なることを保証する、請求項８に記載のＨＡＲＱ受信機装置。
【請求項１５】
２以上の整数である最大送信限界値ｍを有する自動再送要求（ＨＡＲＱ）セッションにおいてＨＡＲＱプロトコルを使用する通信システムにおいて入力データパケットを送信する際に使用するためのＨＡＲＱ送信処理方法であって、
主符号化器で、前記入力データパケットを受信して前記ＨＡＲＱセッションを開始し、前記入力データパケットを主符号から主符号語に符号化し、
パケット送信機で、前記主符号語を受信し、通信チャネルを介して主パケット内で前記主符号語を送信し、
組織的増分冗長性（ＩＲ）符号化器において、第ｋのＩＲデータセグメントを選択し、第ｋのデータセグメントを第ｋのＩＲ母符号から第ｋのＩＲ母符号語に組織的に符号化し、前記第ｋのＩＲ母符号語のパンクチャによって前記第ｋのＩＲ母符号語から第ｋのＩＲ符号語を生成し、
前記第ｋのＩＲ符号語は前記通信チャネルを介して第ｋのＩＲパケット内で前記パケット送信機によって送信され、
ｋは、１≦ｋ≦（ｍ−１）を満たす整数であり、
前記第ｋのＩＲデータセグメントは前記主符号語のサブベクトルであり、
前記第ｋのＩＲパケットは前記ＨＡＲＱセッションにおいて受信された第ｋの否定応答（ＮＡＣＫ）を受信することに応答して送信され、
前記ＨＡＲＱセッションは前記ＨＡＲＱセッションで送信したパケットに応答して肯定応答（ＡＣＫ）が受信されると終了し、
前記ＨＡＲＱセッションは前記ＨＡＲＱセッションで受信したパケットに応答して肯定応答（ＡＣＫ）が送信されると終了し、
前記ＨＡＲＱセッションで送信されるパケットの数は最大送信限界値ｍによって制限される
ＨＡＲＱ送信処理方法。
【請求項１６】
前記第ｋのＩＲ母符号語のパンクチャは前記第ｋのＩＲ母符号語の組織的セグメントを除去し、前記第ｋのＩＲ母符号語の前記組織的セグメントは前記第ｋのＩＲ母符号語のサブベクトルであり、前記第ｋのＩＲ母符号語の前記組織的セグメントは前記第ｋのＩＲデータセグメントを組織的方式で搬送する、請求項１５に記載のＨＡＲＱ送信処理方法。
【請求項１７】
前記第ｋのＩＲデータセグメントを前記第ｋのＩＲ母符号語に組織的に符号化する前に、前記ＨＡＲＱ符号化器内の前記第ｋのＩＲデータセグメントに置換を適用することをさらに含み、それによって、前記第ｋのＩＲ母符号語の前記組織的セグメントは前記第ｋのＩＲデータセグメントの置換されたコピーを搬送する、請求項１６に記載のＨＡＲＱ送信処理方法。
【請求項１８】
前記第ｋのＩＲ母符号語はパンクチャされる前に短縮され、前記第ｋのＩＲ母符号語のパンクチャは前記第ｋのＩＲ母符号語の短縮されたセグメントを除去する、請求項１６に記載のＨＡＲＱ送信処理方法。
【請求項１９】
前記第ｋのＩＲ母符号は、組織的極符号である請求項１５に記載のＨＡＲＱ送信処理方法。
【請求項２０】
前記主符号は、組織的極符号または非組織的極符号のうちの１つである請求項１５に記載のＨＡＲＱ送信処理方法。
【請求項２１】
１≦ｊ≦（ｍ−１）を満たす各ｊについて、第ｊのＩＲデータセグメントは前記入力データパケットのサイズよりもサイズが小さく、１≦ｉ＜ｊ≦（ｍ−１）を満たす任意の整数の対ｉ、ｊについて、第ｉのＩＲデータセグメントは第ｊのＩＲデータセグメントとは異なり、それによって、前記ＩＲ符号が互いに、および前記主符号とは異なることを保証する、請求項１５に記載のＨＡＲＱ送信処理方法。
【請求項２２】
２以上の整数である最大受信パケット限界値ｍを有するハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）セッションにおいてＨＡＲＱプロトコルを採用した通信システムにおいて送信される入力データパケットの推定値として出力データパケットを生成する際に使用するＨＡＲＱ受信処理方法であって、
受信機フロントエンドで、主復号器入力データを生成するために受信される主パケットを受信し、
ＨＡＲＱ復号器で、前記主復号器入力データを処理し、前記入力データパケットの主推定値を生成し、
誤差検出器において、前記入力データパケットの前記主推定値の誤差を検出し、前記入力データパケットの前記主推定値に誤差が検出されない場合には、前記出力データパケットとして前記入力データパケットの前記主推定値を解放し、
フィードバックパケット送信機において、前記誤差検出器が前記入力データパケットの前記主推定値において誤差を検出するか否かに応じて、肯定応答（ＡＣＫ）または否定応答（ＮＡＣＫ）のうちの１つを送信し、
受信された前記主パケットは主符号から主符号語を搬送し、前記主符号語は前記入力データパケットの符号化に対応する前記主符号における符号語であり、
前記フィードバックパケット送信機が連続するｋ個のＮＡＣＫを送信することに応答して、前記受信機フロントエンドにおいて受信された第ｋの増分冗長性（ＩＲ）パケットを受信し、
第ｋのＩＲ復号器入力データを生成し、ここで、ｋは、１≦ｋ≦（ｍ−１）を満たす整数であり、
前記ＨＡＲＱ復号器内の復号器入力データの第ｋの集合を処理し、前記入力データパケットの第ｋのＩＲ推定値を生成し、ここで、前記復号器入力データの前記第ｋの集合は、前記主復号器入力データと、各整数ｊ＝１，２，…，ｋについて第ｊのＩＲ復号器入力データとを含み、
前記誤差検出器における前記入力データパケットの前記第ｋのＩＲ推定値における誤差を検出し、前記入力データパケットの前記第ｋのＩＲ推定値において誤差が検出されない場合、前記入力データパケットの前記第ｋのＩＲ推定値を前記出力データパケットとして解放し、
フィードバックパケット送信機において、前記誤差検出器が前記入力データパケットの前記第ｋのＩＲ推定値において誤差を検出するか否かに応じて、肯定応答（ＡＣＫ）または否定応答（ＮＡＣＫ）のうちの１つを送信し、
受信された前記第ｋのＩＲパケットは第ｋのＩＲ符号語を第ｋのＩＲ符号から含み、前記第ｋのＩＲ符号語は第ｋのＩＲ母符号がパンクチャされたバージョンであり、前記第ｋのＩＲ母符号語は第ｋのＩＲ母符号における符号語であり、前記第ｋのＩＲ母符号語は第ｋのＩＲデータセグメントの組織的符号化に対応する前記第ｋのＩＲ母符号における符号語であり、前記第ｋのＩＲデータセグメントは前記主符号語のサブベクトルであり、前記第ｋのＩＲデータセグメントの前記組織的符号化は前記第ｋのＩＲデータセグメントから前記第ｋのＩＲ母符号語の組織的セグメントへのマッピングを含み、前記第ｋのＩＲ母符号語の前記組織的セグメントは前記第ｋのＩＲ母符号語のサブベクトルであり、前記第ｋのＩＲ母符号語の前記サブベクトルは組織的方式で前記第ｋのＩＲデータセグメントを搬送し、
前記第ｋのＩＲ母符号語の前記パンクチャされたバージョンは前記第ｋのＩＲ母符号語の前記組織的セグメントからの要素を含まず、
前記ＨＡＲＱセッションにおいて受信されたパケットの数は最大受信パケット限界値ｍによって制限される、
ＨＡＲＱ受信処理方法。
【請求項２３】
前記ＨＡＲＱ復号器は主復号器と、（ｍ−１）個のＩＲ復号器の集合とを備え、
前記主復号器は前記主符号を復号するように構成された復号器であり、
前記（ｍ−１）個のＩＲ復号器の集合はｊ＝１，２，…，（ｍ−１）の各整数ｊについて、第ｊのＩＲ母符号を復号するように構成された第ｊのＩＲ復号器を備え、
１≦ｋ≦（ｍ−１）を満たす各整数ｋについて、前記入力データパケットの前記第ｋのＩＲ推定値は第ｋの集合における復号器間のメッセージ通過の第ｋのセッションによって生成され、復号器の前記第ｋの集合はそれぞれのｊ＝１，２，…，ｋについて前記主復号器と第ｊのＩＲ復号器とを含む、請求項２２に記載のＨＡＲＱ受信処理方法。
【請求項２４】
１≦ｋ≦（ｍ−１）を満たす各整数ｋについて、前記メッセージ通過の第ｋのセッションは、（１＋ｋ）回の復号ステップを有し、前記（１＋ｋ）回の復号ステップは主符号復号ステップと、各ｊ＝１，２，…ｋについて第ｊのＩＲ符号復号ステップとを含み、前記（１＋ｋ）回の復号ステップは、前記第ｋのＩＲ符号復号ステップに始まり、第（ｋ−１）のＩＲ符号復号ステップから第１のＩＲ符号復号ステップまでが実行されてから、最後に前記主符号復号ステップにより終了するまで逆順序で実行され、前記第ｊのＩＲ符号復号ステップにおいて、前記第ｊのＩＲ復号器が前記第ｊのＩＲ母符号を復号して前記第ｊのＩＲデータセグメントの推定値を生成し、前記第ｊのＩＲ符号復号ステップにおいて前記第ｊのＩＲ復号器が利用可能なメッセージは前記第ｊのＩＲ復号器入力データと、前記主復号器入力データの第ｊのセグメントと、各ｌ＝ｊ＋１，…，ｋについて第ｌのＩＲデータセグメントの前記推定値とを含み、前記主復号器入力データの前記第ｊのセグメントは、前記第ｊのＩＲデータセグメントに対応する前記主復号器入力データのセグメントを含み、前記主符号復号ステップにおいて、前記主復号器は前記主符号を復号して前記入力データパケットの前記第ｋの推定値を生成し、前記主符号復号ステップにおいて、前記主復号器に利用可能なメッセージは、前記主復号器入力データと、各ｌ＝１，…，ｋについて第ｌのＩＲデータセグメントの推定値とを含む、請求項２３に記載のＨＡＲＱ受信処理方法。
【請求項２５】
１≦ｋ≦（ｍ−１）を満たす各整数ｋについて、前記メッセージ通過の前記第ｋのセッションが信念伝播復号を含み、前記メッセージ通過の前記第ｋのセッションにおいて、前記復号器の前記第ｋの集合が、無制限にメッセージを交換する、請求項２３に記載のＨＡＲＱ受信処理方法。
【請求項２６】
前記第ｋのＩＲ母符号は、組織的極符号である請求項２２に記載のＨＡＲＱ受信処理方法。
【請求項２７】
前記主符号は、組織的極符号または非組織的極符号のうちの１つである請求項２２に記載のＨＡＲＱ受信処理方法。
【請求項２８】
１≦ｊ≦（ｍ−１）を満たす各ｊについて、第ｊのＩＲデータセグメントは、前記入力データパケットのサイズよりもサイズが小さく、１≦ｉ＜ｊ≦（ｍ−１）を満たす任意の整数の対ｉ、ｊについて、第ｉのＩＲデータセグメントは第ｊのＩＲデータセグメントとは異なり、それによって、前記ＩＲ符号が互いに、および前記主符号とは異なることを保証する、請求項２２に記載のＨＡＲＱ受信処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は一般に、通信チャネルを介してデータを再送信することに関し、より具体的には、組織的極符号化（ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  ｐｏｌａｒ  ｃｏｄｉｎｇ）を採用する再送信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線システムのような多くの通信システムでは送信チャネルが時間の経過と共に予測不能に変化し、システム内の送信機はチャネルの品質を前もって知ることができない。熱雑音、マルチパスフェージング、ドップラー効果、他の送信機からの干渉のような種々の現象が、そのようなチャネル変動および既存のチャネル条件の予測不可能性の源となり得る。通信システムは、順方向誤差訂正（ＦＥＣ）符号化方式を使用して、雑音のある時間変化する通信チャネル上での情報の信頼性のある送信を提供する。ＦＥＣ方式では、送信機が入力データパケットを誤差訂正符号から符号語に符号化し、通信チャネルを介して符号語を送信する。符号語は入力データパケットに関する冗長情報を運び、その冗長性は、入力データパケット内の情報を、チャネルによって引き起こされる破損に対してより堅固にする。ＦＥＣ方式の受信機は、送信された符号語のチャネル破損コピーから入力データパケットを回復することを目的とする復号器を備えている。チャネル状態が通常よりも悪いとき、例えば、ディープフェージングの期間中に、受信機は、破損した符号語から入力データパケットを回復することに失敗することがある。統計が時間的に静止しているチャネルの場合であっても、チャネル内の雑音が典型的なレベルを超えることがあり、ＦＥＣ符号は入力データパケットを正しく回復するには不十分であることが分かる。
【０００３】
不利なチャネル状態に直面して有効な方法で信頼性のある通信を提供するために、多くの通信システムは、ＦＥＣを誤差検出および再送信と組み合わせるハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）方法を採用する。送信機から受信機への順方向チャネルに加えて、ＨＡＲＱ方式は受信機から送信機へのフィードバックチャネルを必要とする。フィードバックチャネルは、受信機が入力データパケットを正常に回復することができたかどうかを示すフィードバックメッセージを送信するために使用される。その基本的な形態では、フィードバックメッセージが肯定応答（ＡＣＫ）または否定応答（ＮＡＣＫ）とすることができる。ＡＣＫは受信機が現在の入力データパケットを正常に復号したことを示し、ＮＡＣＫはその逆を示す。ＨＡＲＱ方式には多くの種類があり、ＨＡＲＱに関する方法および問題の包括的な議論は、参考文献［Ｌｉｎ、Ｃｈａｐ．２２］に見出すことができる。以下、一般的なＨＡＲＱ方式に関する基本的な概念について説明する。
【０００４】
ＨＡＲＱ方式はＨＡＲＱセッションで入力データパケットを処理し、各ＨＡＲＱセッションは、すべて同じ入力データパケットから導出された主パケットと、場合によっては多数の追加ＨＡＲＱパケットの送信を構成する。ＨＡＲＱセッションはＨＡＲＱ送信機が新しい入力データパケットを受信し、入力データパケットを主符号語に符号化し、主符号語を主パケットに配置し、順方向チャネルを介して主パケットを送信することから始まる。ＨＡＲＱ受信機は受信した主パケットから入力データパケットを回復できる場合はＡＣＫを送信し、それ以外の場合はＮＡＣＫを送信する。ＨＡＲＱ送信機がＡＣＫを受信するときはいつでも、現在のＨＡＲＱセッションは（成功して）終了し、新しい入力データパケットが利用可能になるとすぐに新しいＨＡＲＱセッションが開始する。ＨＡＲＱ送信機はＮＡＣＫを受信するたびに、現在のＨＡＲＱセッションにおける送信の数がある限界に達したかどうかをチェックする。チェック肯定の場合、現在のセッションは失敗で終了し、否定の場合、ＨＡＲＱ送信機は現在の入力データパケットから新しい符号語を生成し、それをＨＡＲＱパケットに入れ、順方向チャネルを介してＨＡＲＱパケットを送信する。新しいＨＡＲＱパケットを受信すると、ＨＡＲＱ受信機は、最新のＨＡＲＱパケットで使用可能な情報と、現在のＨＡＲＱセッションで以前に受信したパケットの情報を使用して、入力データパケットをもう一度復旧しようとする。
【０００５】
ＨＡＲＱセッションで送信できるパケット数の制限は、通常、ＨＡＲＱセッションで送信される特定のタイプのデータのレイテンシ制約によって決定される設計パラメータである。たとえば、音声伝送やマシンのリモート制御などのリアルタイムアプリケーションは、レイテンシに対する耐性が低く、パケット数の制限を適宜選択する必要がある。一方、クラウドストレージシステムへのファイル転送などのアプリケーションははるかに高い遅延に耐えることができるが、入力データパケットの実質的に誤差のない回復を必要とし、パケット数の制限は適切な信頼性を確保するのに十分な大きさを選択することができる。
【０００６】
ＡＣＫメッセージがＨＡＲＱ送信機によって受信されずに送信回数の限界に達した場合、主に待ち時間によって制約される通信システムは次の入力データパケットの送信に移ることができ、一方、信頼性によって制約されるものは、動作を中止し、アラーム信号を上位レイヤプロトコルに送信することができる。このタイプの誤差事象をどのように処理するかについての特定の詳細は、本発明の原理の適用を制約しない。
【０００７】
ＨＡＲＱ方式は「多様性」により信頼性を提供する。ＨＡＲＱにおける多様性は「チェース合成」（ＣＣ）方法［Ｃｈａｓｅ］におけるような単純な繰り返しの形成をとることができ、または「増分冗長性」（ＩＲ）の形成をとることができる。ＣＣ−ＨＡＲＱでは、ＨＡＲＱ符号語が主符号語の正確なコピーである。ＩＲ‐ＨＡＲＱでは、ＨＡＲＱ符号語が現在の入力データパケットから導出される任意の符号語とすることができる。ＩＲによって多様性を提供する特別な形態は、非比率符号化［Ｂｙｅｒ］である。非比率符号化とＨＡＲＱ符号化との関係は、［Ｓｏｌ］で論じられている。
【０００８】
本原則は組織的極符号を使用することにより、主としてＩＲ−ＨＡＲＱ方式を構築することに向けられている。極符号は論文［Ａｒｉｋ１］に導入された新しいタイプの線形ブロック符号であり、参照により本明細書に組み込まれ、本出願のファイル履歴に含まれる。組織的符号では、入力データパケットは符号語の一部として透過的に現れる。組織的極符号を最初に［Ａｒｉｋ２］で論じ、極符号の組織的符号化のための再帰的方法を［Ａｒｉｋ３］で開示した。組織的符号化は、極符号化の文脈において２つの主要な利点を有する。それは［Ａｒｉｋ２、Ｌｉ］に示されるように極符号のビット誤差率（ＢＥＲ）性能を改善し、［Ａｒｉｋ２］で指摘され、［Ｗｕ］でさらに研究されるように、「ターボ様」極符号の構築を可能にする。実際、組織的符号のこれらの利点は、極符号に特異的ではなく、畳み込み符号化のような他の符号ファミリーよりも保持され、この分野の実務者には周知である。
【０００９】
先行研究は、極符号に基づく多数のＨＡＲＱ方式を含む。［Ｃｈｅｎ１］、［Ｍｏｈａ］の提案は、極座標とのＣｈａｓｅ組み合わせを研究している。［Ｃｈｅｎ２］、［ＥｌＫｈ］、［Ｆｅｎｇ］、［Ｈｕａｗ１］、［Ｌｉ］、および［Ｓｏｎｇ］における方法は、ＩＲ−ＨＡＲＱ方式の例である。極符号のＨＡＲＱ法は、極符号の長さを所望の値に調節する手段として、短縮およびパンクチャを含む。極符号を短縮しパンクチャする方法の一つは［Ｗａｎｇ］に記載されているが、この方法は簡単であるという利点がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】［Ａｒｉｋ１］  Ｅ．  Ａｒｉｋａｎ、"Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ：  Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ  Ｃａｐａｃｉｔｙ−Ａｃｈｉｅｖｉｎｇ  Ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｂｉｎａｒｙ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｅｍｏｒｙｌｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ，"  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ、ｖｏｌ．５５，  ｎｏ．７、ｐｐ．３０５１−３０７３、Ｊｕｌ．２００９
【非特許文献２】［Ａｒｉｋ２］Ｅ．  Ａｒｉｋａｎ、"Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  Ｐｏｌａｒ  Ｃｏｄｉｎｇ，  "  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．１５，  ｎｏ．８、ｐｐ．８６０−８６２，  ２０１１年８月
【非特許文献３】［Ａｒｉｋ３］Ｅ．  Ａｒｉｋａｎ、"Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｅｒｒｏｒ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ  ｄａｔａ  ｕｓｉｎｇ  ｌｏｗ  ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ  ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  ｅｎｃｏｄｅｒ，  "  Ｕ．ＳＰａｔｅｎｔ  Ｎｏ．８，３４７，１８６  Ｂ１、０１−Ｊａｎ−２０１３
【非特許文献４】［Ｂｙｅｒ］Ｊ．Ｗ  Ｂｙｅｒｓ、Ｍ  Ｌｕｂｙ、Ｍ  Ｍｉｔｚｅｎｍａｃｈｅｒ、ａｎｄ  Ａ  Ｒｅｇｅ、"Ａ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｆｏｕｎｔａｉｎ  Ａｐｐｒｏａｃｈ  ｔｏ  Ｒｅｌｉａｂｌｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｂｕｌｋ  Ｄａｔａ，  "  ｉｎ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＡＣＭ  ＳＩＧＣＯＭＭ  '９８  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ、ａｎｄ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、ＮＹ、ＵＳＡ、１９９８、ｐｐ．５６−７７
【非特許文献５】［Ｃｈａｓｅ］Ｄ．  Ｃｈａｓｅ、"Ｃｏｄｅ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ−Ａ  Ｍａｘｉｍｕｍ−Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ａｐｐｒｏａｃｈ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ  ａｎ  Ａｒｂｉｔｒａｒｙ  Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  Ｎｏｉｓｙ  Ｐａｃｋｅｔｓ，  "  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．３３，  第５号、３８５〜３９３頁、１９８５年５月
【非特許文献６】［Ｃｈｅｎ１］Ｋ．  Ｃｈｅｎ、Ｋ  Ｎｉｕ、Ｚ  Ｈｅ、ａｎｄ  Ｊ  Ｌｉｎ、"Ｐｏｌａｒ  ｃｏｄｅｄ  ＨＡＲＱ  ｓｃｈｅｍｅ  ｗｉｔｈ  ｃｈａｓｅ  ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ，  "  ｉｎ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＷＣＮＣ）、２０１４  ＩＥＥＥ．ＩＥＥＥ、２０１４、ｐｐ．４７４−４７９
【非特許文献７】［Ｃｈｅｎ２］Ｋ．  Ｃｈｅｎ、Ｋ  Ｎｉｕ、ａｎｄ  Ｊ  Ｌｉｎ、"Ａ  ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ  ｓｃｈｅｍｅ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｐｏｌａｒ  ｃｏｄｅｓ，  "  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．。１７，  ｎｏ．１０、ｐｐ．１９９６−１９９９、２０１３
【非特許文献８】［ＥｌＫｈ］Ｍ．  Ｅｌ−Ｋｈａｍｙ、Ｈ．ＰＬｉｎ、ＪＬｅｅ、ＨＭａｈｄａｖｉｆａｒ、ａｎｄ  ＩＫａｎｇ、"ＨＡＲＱ  ｒａｔｅ−ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ  ｐｏｌａｒ  ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｃｈａｎｎｅｌｓ"、Ｇｌｏｂａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＧＬＯＢＥＣＯＭ）、２０１５  ＩＥＥＥ．ＩＥＥＥ、２０１５、ｐｐ．１−６
【非特許文献９】［Ｆｅｎｇ］Ｂ．  Ｆｅｎｇ、Ｑ  Ｚｈａｎｇ、ａｎｄ  Ｊ  Ｊｉａｏ、"Ａｎ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｒａｔｅｌｅｓｓ  Ｓｃｈｅｍｅ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｅｘｔｅｎｄｉｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  Ｐｏｌａｒ  Ｃｏｄｅｓ，  "  ＩＥＥＥ  Ａｃｃｅｓｓ、ｖｏｌ．ＰＰ、ｎｏ．９９、ｐｐ．１−１、２０１７．
【非特許文献１０】［Ｈｕａｗ１］Ｒ１−１７７２１０、ＨＡＲＱ  ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  ｐｏｌａｒ  ｃｏｄｅｓ，  Ｈｕａｗｅｉ−ＨｉＳｉｌｉｃｏｎ、３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ  ＷＧ１  Ｍｅｅｔｉｎｇ  ＃８６、Ｇｏｔｈｅｎｂｕｒｇ、Ｓｗｅｄｅｎ、Ａｕｇｕｓｔ  ２０１６
【非特許文献１１】［Ｌｉ］Ｂ．  Ｌｉ、ＤＴｓｅ、ＫＣｈｅｎ、ａｎｄ  ＨＳｈｅｎ、"Ｃａｐａｃｉｔｙ−ａｃｈｉｅｖｉｎｇ  ｒａｔｅｌｅｓｓ  ｐｏｌａｒ  ｃｏｄｅｓ，  "  ｉｎ  ２０１６  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ（ＩＳＩＴ）、２０１６、ｐｐ．４６−５０
【非特許文献１２】［Ｌｉｎ］Ｓ．  Ｌｉｎ  ａｎｄ  Ｄ．Ｊ  Ｃｏｓｔｅｌｌｏ、Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｏｄｉｎｇ、Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ．  Ｕｐｐｅｒ  Ｓａｄｄｌｅ  Ｒｉｖｅｒ：  Ｐｅａｒｓｏｎ  Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ  Ｉｎｃ、２００４
【非特許文献１３】［Ｍｏｈａ］    Ｍ．Ｓ  Ｍｏｈａｍｍａｄｉ、Ｉ．Ｂ  Ｃｏｌｌｉｎｇｓ、ａｎｄ  Ｑ  Ｚｈａｎｇ、"Ｓｉｍｐｌｅ  Ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ  Ｓｃｈｅｍｅｓ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  Ｐｏｌａｒ  Ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  ＩｏＴ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  "  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．。ＰＰ、ｎｏ．９９、ｐｐ．１−１、２０１７
【非特許文献１４】［Ｓｏｌ］Ｅ．  Ｓｏｌｊａｎｉｎ、Ｎ  Ｖａｒｎｉｃａ、ａｎｄ  Ｐ  Ｗｈｉｔｉｎｇ、"Ｐｕｎｃｔｕｒｅｄ  ｖｓ  ｒａｔｅｌｅｓｓ  ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ，  "  ｉｎ  Ｐｒｏｃ．  ＩＥＥＥ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ、Ｐｕｎｔａ  ｄｅｌ  Ｅｓｔｅ、ｐｐ．１５５−１５９、２００６
【非特許文献１５】［Ｓｏｎｇ］Ｈ．  Ｓｏｎｇｎａｍ、Ｄ  Ｈｕｉ、ａｎｄ  Ｉ  Ｍａｒｉｃ、"Ｒａｔｅ−ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ  ｐｏｌａｒ  ｃｏｄｅｓ，  "  Ｕ．Ｓ  Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｏ．２０１７／００４７９４７、Ｆｅｂ．２、２０１７
【非特許文献１６】［Ｗａｎｇ］Ｗａｎｇ、Ｒ  ａｎｄ  Ｌｉｕ、Ｒ  （２０１４）"Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  Ｐｏｌａｒ  Ｃｏｄｅｓ"、ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、１８（１２）、ｐｐ．２０８１−２０８４
【非特許文献１７】［Ｗｕ］Ｄ．  Ｗｕ、Ａ  Ｌｉｕ、Ｙ  Ｚｈａｎｇ、ａｎｄ  Ｑ  Ｚｈａｎｇ、"Ｐａｒａｌｌｅｌ  ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｅｄ  ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  ｐｏｌａｒ  ｃｏｄｅｓ，  "  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ５２，  ２０１５年１１月第１号、４３〜４５頁
【００１１】
上記に列挙された刊行物は、参照により本明細書に組み込まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本開示は極符号の短縮およびパンクチャと共に、組織的極符号化に基づく新しいＩＲ−ＨＡＲＱ方法を提案する。本発明の原理は、主符号語を生成するための任意のタイプのＦＥＣ符号を有するＨＡＲＱ方式として適用することができる。本発明の原理は、ＨＡＲＱ符号語を生成するために組織的極符号化を使用する。本原理は、組織的極符号化を用いてＩＲ−ＨＡＲＱ符号語を生成する方法において、従来技術とは異なる。本発明の目的は、デジタル通信システムにおいてデータを送信する際のスループット及び信頼性を改善することである。本原理の目的は、組織的極符号を使用する改善されたＩＲ−ＨＡＲＱ方式を提供することである。
【００１３】
ＨＡＲＱアプリケーションとは別に、本発明の原理は、データの組織的符号化に基づいて非比率極符号を構築するための独立的方法として使用することができる。発明原理は、非比率極符号の符号化及び復号のための方法を含む。本原理の目的は、入力データの組織的符号化に基づく非比率極符号化方式を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ＨＡＲＱ送信機とＨＡＲＱ受信機との間のデータ送信では、入力データパケットがＨＡＲＱ送信機内の主符号化器によって主符号語に符号化される。主符号語は、送信パケット内に配置され、パケット送信機よって順方向チャネルを介して送信される。送信されたパケットは、ＨＡＲＱ受信機によって受信パケットとして受信される。
【００１５】
一実施形態では、２以上の整数である最大送信限界値ｍを有するＨＡＲＱセッションにおいてＨＡＲＱプロトコルを使用する通信システムにおいて入力データパケットを送信する際に使用するためのＨＡＲＱ送信機装置であって、ＨＡＲＱセッションを開始し、入力データパケットを主符号から主符号語に符号化するように構成された主符号化器と、主符号語を受信し、通信チャネルを介して主パケット内で主符号語を送信するように構成されたパケット送信機と、第ｋのＩＲデータセグメントを選択し、第ｋのＩＲ母符号から第ｋのＩＲ母符号語に第ｋのＩＲデータセグメントを組織的に符号化し、ｋは１以上かつ（ｍ−１）以下の整数であり、第ｋのＩＲ母符号語のパンクチャによって第ｋのＩＲ母符号語から第ｋのＩＲ符号語を生成するように構成された組織的増分冗長（ＩＲ）符号化器とを含む、ＨＡＲＱ送信機装置が提供される。パケット送信器は第ｋのＩＲ符号語を受信し、第ｋのＩＲパケット内の第ｋのＩＲ符号語を通信チャネルを介して送信する。ここで、第ｋのＩＲデータセグメントは主符号語のサブベクトルであり、第ｋのＩＲパケットは、ＨＡＲＱセッションにおいて第ｋの否定応答（ＮＡＣＫ）を受信することに応答して送信される。ＨＡＲＱセッションで送信されたパケットに応答して肯定応答（ＡＣＫ）が受信されるか、ＨＡＲＱセッションで送信されたパケットの数が最大送信限界値ｍに達すると、ＨＡＲＱセッションは終了する。第ｋのＩＲ母符号語は任意でパンクチャすることができ、これにより、第ｋのＩＲ母符号語の組織的セグメントを除去し、第ｋのＩＲ母符号語の組織的セグメントは第ｋのＩＲ母符号語のサブベクトルであり、第ｋのＩＲ母符号語の組織的セグメントは、組織的方式で第ｋのＩＲデータセグメントを搬送する。ＨＡＲＱ符号化器は第ｋのＩＲデータセグメントを第ｋのＩＲ母符号語に組織的に符号化する前に、第ｋのＩＲデータセグメントに置換を適用することができ、それによって、第ｋのＩＲ母符号語の組織的セグメントは、第ｋのＩＲデータセグメントの置換されたコピーを搬送する。第ｋのＩＲ母符号語はパンクチャされる前に短縮されてもよく、第ｋのＩＲ母符号語のパンクチャは第ｋのＩＲ母符号語の短縮されたセグメントを除去してもよい。第ｋのＩＲ母符号は、好ましくは組織的極符号である。主符号は、組織的極符号または非組織的極符号のうちの１つであることが好ましい。１≦ｊ≦（ｍ−１）を満たす整数ｊの各々について、第ｊのＩＲデータセグメントは各入力データパケットのサイズよりも小さいサイズであってもよく、１≦ｉ、ｊ≦（ｍ−１）を満たす整数の対ｉ、ｊの各々について、第ｉのＩＲデータセグメントは第ｊのＩＲデータセグメントと異なり、それによって、ＩＲ符号が互いに、かつ主符号とは異なるようになっている。
【００１６】
別の実施形態では、２以上の整数である最大受信パケット限界値ｍを有するＨＡＲＱセッションでＨＡＲＱプロトコルを採用する通信システムで送信される入力データパケットの推定値として出力データパケットを生成する際に使用するＨＡＲＱ受信装置であって、受信された主パケットを受信して主復号器入力データを生成するように構成された受信機フロントエンドと、主復号器入力データを処理し、入力データパケットの主推定値を生成するように構成されたＨＡＲＱ復号器と、入力データパケットの主推定値の誤差を検出するように構成された誤差検出器と、入力データパケットの主推定値の誤差を検出するように構成された誤差検出器と、誤差検出器が入力データパケットの主推定値の誤差を検出するかどうかに応じて、それぞれ肯定確認応答（ＡＣＫ）または負圧確認応答（ＮＡＣＫ）の１つを送信するように構成されたフィードバックパケット送信器とを含む。受信された主パケットは主符号から主符号語を搬送し、主符号語は、入力データパケットの符号化に対応する主符号内の符号語である。受信機フロントエンドは、フィードバックパケット送信機が（ｋ−１）個の連続するＮＡＣＫを送信することに応答して、受信された第ｋの増分冗長（ＩＲ）パケットを受信して、第ｋのＩＲ復号器入力データを生成するようにさらに構成される。ここで、ｋは、１以上かつ（ｍ−１）以下の整数である。ＨＡＲＱ復号器は復号器入力データの第ｋの集合を処理し、入力データパケットの第ｋのＩＲ推定値を生成するようにさらに構成され、復号器入力データの第ｋの集合は、主復号器入力データと第ｋのＩＲ復号器入力データとを含む。誤差検出器は、入力データパケットの第ｋのＩＲ推定値における誤差を検出するようにさらに構成される。フィードバックパケット送信機はさらに、誤差検出器が入力データパケットの第ｋのＩＲ推定値における誤差を検出したかどうかに応じて、肯定応答（ＡＣＫ）または否定応答（ＮＡＣＫ）のうちの１つをそれぞれ送信するように構成される。受信された第ｋのＩＲパケットは第ｋのＩＲ符号からの第ｋのＩＲ符号語を含み、第ｋのＩＲ母符号語は第ｋのＩＲ母符号語がパンクチャされたバージョンであり、第ｋのＩＲ母符号語は第ｋのＩＲデータセグメントの組織的符号化に対応する第ｋのＩＲ母符号内の符号語であり、第ｋのＩＲデータセグメントは主符号語のサブベクトルであり、第ｋのＩＲデータセグメントの組織的符号化は第ｋのＩＲデータセグメントから第ｋのＩＲ母符号語の組織的セグメントへのマッピングを含み、第ｋのＩＲ母符号語の組織的セグメントは第ｋのＩＲ母符号語のサブベクトルであり、第ｋのＩＲ母符号語のサブベクトルは、組織的方式で第ｋのＩＲデータセグメントを搬送する。第ｋのＩＲ母符号語のパンクチャされたバージョンは、第ｋのＩＲ母符号語の組織的セグメントからの要素を含まない。ＨＡＲＱセッションは受信機フロントエンドが受信した主パケットを受信したときに開始し、ＨＡＲＱセッションはフィードバックパケット送信機がＨＡＲＱセッションで第１のＡＣＫを送信したとき、またはフィードバックパケット送信機がＨＡＲＱセッションで第１のＡＣＫまたは第ｍのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号のうちの１つを送信した後に終了する。ＨＡＲＱ復号器は、主復号器と、（ｍ−１）個のＩＲ復号器の集合とを含むことができる。主復号器は、主符号を復号するように構成された復号器であってもよい。（ｍ−１）個のＩＲ復号器の集合は、各整数ｊ＝１，２，…，（ｍ−１）に対して、第ｊのＩＲ母符号を復号するように構成された第ｊのＩＲ復号器を含んでもよい。１以上かつ（ｍ−１）以下の各整数ｋに対して、入力データパケットの第ｋのＩＲ推定値は復号器の第ｋの集合におけるメッセージ通過の第ｋのセッションによって生成することができ、復号器の第ｋの集合は各ｊ＝１，２，…，（ｍ−１）に対して、主復号器および第ｊのＩＲ復号器を含む。１以上かつ（ｍ−１）以下の各整数ｋについて、メッセージ通過の第ｋのセッションは、（１＋ｋ）回の復号ステップを含み、（１＋ｋ）回の復号ステップは主符号復号ステップと、各ｊ＝１，２，…，ｋについて第ｊのＩＲ符号復号ステップとを含み、（１＋ｋ）回の復号ステップは逆順に実行され、第ｋのＩＲ符号復号ステップに始まり、第（ｋ−１）のＩＲ符号復号ステップから第１のＩＲ符号復号ステップまでが実行されておから、最後に主符号復号ステップで終了し、第ｊのＩＲ符号復号ステップでは前記第ｊのＩＲ母符号を復号して第ｊのＩＲデータセグメントの推定値を生成し、第ｊのＩＲ符号復号ステップで第ｊのＩＲ復号器に利用可能なメッセージが第ｊのＩＲ復号器入力データと主復号器入力データの第ｊのセグメントと、ｌ＝ｊ＋１，…，ｋの各ｌについて第ｌのＩＲデータセグメントの推定値とを含み、主復号器入力データの第ｊのセグメントは第ｊのＩＲデータセグメントに対応する主復号器入力データのセグメントを含み、主符号復号ステップにおいて、主復号器は主符号を復号して入力データパケットの第ｋの推定値を生成し、主符号復号ステップにおいて、主復号器に利用可能なメッセージは主復号器入力データと、ｌ＝１，…，ｋの各ｌについて第ｌのＩＲデータセグメントの推定値とを含む。１以上かつ（ｍ−１）以下の各整数ｋに対して、メッセージ通過の第ｋのセッションは信念伝播復号を含むことができ、メッセージ通過の第ｋのセッションにおいて、復号器の第ｋのコレクションは、無制限の方法でメッセージを交換する。第ｋのＩＲ母符号は、組織的極符号であってもよい。主符号は、組織的極符号または非組織的極符号のいずれかであってよい。１≦ｊ≦（ｍ−１）の各ｊについて第ｊのＩＲデータセグメントは入力データパケットのサイズよりもサイズが小さくてもよく、１≦ｉ、ｊ≦（ｍ−１）を満たす任意の整数の対ｉ、ｊについて、第ｉのＩＲデータセグメントは第ｊのＩＲデータセグメントとは異なり、それによって、ＩＲ符号が互いに、かつ主符号と異なるようにしてもよい。
【００１７】
以下の詳細な説明に着手する前に、本特許文書全体にわたって使用される特定の単語および語句の定義を記載することが有利であり得る。用語「結合する」およびその派生物はそれらの要素が互いに物理的に接触しているか否かにかかわらず、２つ以上の要素間の任意の直接または間接通信を指す。用語「送信」、「受信」、および「通信」、ならびにその派生物は直接および間接通信の両方を包含する。用語「含む」、「包含する」、およびその派生物は非限定的な包含を意味する。用語「又は」は、および／または意味を含む。用語「関連する」という語句、およびその派生語は、包含する、内に含まれる、相互に連結する、含む、含まれる、接続する、連結する、連通する、共同する、織り交ぜる、並置する、近接する、囚われる、有する、の性質を有する、関連性を持つ、等の意味を有する。用語「制御部」とは、少なくとも１つの動作を制御する任意の装置、システムまたはその一部を意味する。制御部は、ハードウェア、又は、ソフトウェア及び／又はファームウエアのいずれか又は両方と共にハードウェアとの組み合わせとして実施され得る。特定の制御部に関する機能は、局所的にせよ、遠隔的にせよ、集中化又は分散化することができる。「少なくとも１つ」という用語が項目のリストと共に使用される場合、それはリストに記載された項目の１つ又は複数の異なる組み合わせを使用することができることを意味し、リストに記載された項目の１つのみが必要とされる場合がある。例えば、「Ａ、Ｂ、Ｃのうち少なくとも１つ」はＡ、Ｂ、Ｃ、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ｂ及びＣ、並びに、Ａ及びＢ及びＣのいずれかの組み合わせを含む。
【００１８】
さらに、以下に説明する様々な機能は１つ以上のコンピュータプログラムによって実現またはサポートすることができ、その各々は、コンピュータ読み取り可能なプログラムコードから形成され、コンピュータ読み取り可能な媒体で具体化される。用語「アプリケーション」および「プログラム」は１つまたは複数のコンピュータプログラム、ソフトウェアコンポーネント、命令のセット、手順、機能、オブジェクト、クラス、インスタンス、関連データ、または適切なコンピュータ可読プログラムコードでの実装に適合されたその一部を指す。語句「コンピュータ可読プログラムコード」はソースコード、オブジェクトコード、および実行可能コードを含む任意のタイプのコンピュータコードを含む。語句「コンピュータ可読媒体」は読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、または任意の他のタイプのメモリなど、コンピュータによってアクセスされることが可能な任意のタイプの媒体を含む。一時的でないコンピュータ可読媒体はデータを永久的に記憶することができる媒体と、書き換え可能な光ディスクまたは消去可能なメモリ装置のように、データを記憶し後で上書きすることができる媒体とを含む。
【００１９】
他の特定の語句の定義は、本開示全体を通して提供される。当業者は、ほとんどではないにしても多くの場合、そのような定義がそのような定義された単語および句の以前の使用および将来の使用に適用されることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本開示およびその利点をより完全に理解するために、以下の説明を添付の図面と併せて参照する。添付の図面では、同様の参照番号は同様の部分を表す。
【図１】本発明の原理が使用され得る通信チャネルを介したデータ送信のためのＨＡＲＱシステムの機能ブロック図である。
【図２】ＮＡＣＫが受信されるたびに主パケットの同一コピーを送信するＣＣ−ＨＡＲＱ方式の図である。
【図３】送信機がＮＡＣＫを受信するたびにＩＲパケットを送信するＩＲ−ＨＡＲＱ方式の図であり、各ＩＲパケットは、主パケットとは異なっていてもよく、互いに異なっていてもよい。
【図４】本原理が適用されたＨＡＲＱ送信機の１つの例示的な実装の手順を示すフローチャート図である。
【図５】本原理が適用されたＨＡＲＱ受信機の１つの例示的な実装の手順を示すフローチャート図である。
【図６】例示的なＨＡＲＱ送信機のより詳細な機能ブロック図である。
【図７】例示的なＨＡＲＱ受信機のより詳細な機能ブロック図である。
【図８】本原理によるＨＡＲＱ送信機の第１の実施形態のためのパラメータリストである。
【図９Ａ】本原理の好ましい実施形態を例示する設計例である。
【図９Ｂ】本原理の好ましい実施形態のためのＨＡＲＱ復号器を示す図である。
【図１０】様々なＨＡＲＱ方式の性能を示すグラフである。
【図１１】組織的極符号化を使用するＨＡＲＱが本開示に従って実装され得る、例示的なワイヤレスネットワークを示す。
【図１２Ａ】組織的極符号化を使用するＨＡＲＱが本開示に従って実装され得る例示的なユーザ機器ネットワークを示す。
【図１２Ｂ】組織的極符号化を使用するＨＡＲＱが本開示に従って実装され得る例示的な拡張ノードＢ（ｅＮＢ）ネットワークを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に説明する図１〜図１２Ｂ、および本特許文献における本開示の原理を説明するために使用される様々な実施形態は単に例示のためのものであり、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。当業者は、本開示の原理が任意の適切に構成された通信システムにおいて実施され得ることを理解するのであろう。
【００２２】
符号化理論において確立された規則によれば、システム内のデータ語および符号語は、本明細書では有限体上のベクトルとして表される。体要素（スカラー）は、Ｆに属するａとして平坦な小文字によって示される。ベクトルは小文字の太字ａで示され、ａ∈ＦＮという表記は有限体上のＮ次元ベクトルであることを示すために使用される。長さＮのベクトルの要素は整数１，２，…，Ｎでインデックス付けされ、ａ∈ＦＮはその要素で表される。つまり、体上の行列は、Ａ∈ＦＭ×Ｎとして、行数をＭ、列数をＮとして、大文字の太字Ａで表される。その成分がすべてゼロであるベクトル（ゼロベクトル）は、０によって示される。
【００２３】
所与のベクトルのサブベクトルは、セレクタセットによって指定される。ベクトルｘ＝（ｘ１，ｘ２，…，ｘＮ）のためのセレクタセットはｘの座標インデックス集合｛１，２，…，Ｎ｝の任意の部分集合Ａとして定義される。表記ｘＡは、サブベクトル（ｘｂ１，ｘｂ２，…ｘｂｎ）を示すために使用され、ここで、｛ｂ１，ｂ２，…，ｂｎ｝は、自然な（増加する）順序のＡの要素のリストである。たとえば、ｘ＝（５，６，７，８，９）とＡ＝｛４，１，２｝であればｘ＝（５，６，８）である。したがって、サブベクトルｘＡはＡの要素の順序にかかわらず一意に定義される。任意の集合Ａについて、表記｜Ａ｜はＡの要素の数を示し、表記Ａｃは指定された汎用集合内のＡの補集合を示す。任意の２つの集合Ａ、Ｂの場合、表記Ａ＼Ｂは集合Ａ∩Ｂｃを示す。
【００２４】
ここでいう「変換」とは有限体Ｆ上の線形ベクトル空間演算を指す。「変換Ｇ」とは適用可能なベクトル空間の特定の基底において行列Ｇによって表現される変換を指す。極符号化に重要な特別なタイプの変換は２進体Ｆ＝｛０，１｝にわたる極変換
【数１】
2021521723.tif 000003
であり、ここで、
【数２】
2021521723.tif 000004
であり、
【数３】
2021521723.tif 000005
はＦのｎ次クロネッカ乗である。
【００２５】
以下の説明では、本原理の完全な理解を提供するために、特定の実施形態、手順、技法などの特定の詳細を説明の目的で記載し、限定するものではない。しかし、本明細書の特定の詳細から逸脱する他の実施形態で本原理を実施し得ることは、当業者には明らかであろう。例えば、本発明の原理は任意のデータ送信機とデータ受信機との間の任意のデータ通信システムにおいて実施することができる（例えば、図１参照）。本原理の１つの特定の非限定的な応用は無線通信システムにおけるものであり、例えば、図１１および図１２Ａ〜図１２Ｂを参照されたい。
【００２６】
以下の説明では物理（ＰＨＹ）、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）、および上位層（データリンク、ネットワーク、トランスポート、およびアプリケーション）における周知のプロトコルの詳細な説明は本原理の説明を不要な詳細で不明瞭にしないように省略されている。例えば、検討中のＨＡＲＱシステムにおける送信パケットは、ユーザデータだけでなく、リンク制御やパケット識別などの目的のためのプロトコルデータも含むことに言及しない。さらに、以下の説明は送信機から受信機への順方向チャネルがパケットを任意に遅延させたり、パケットを失ったり、送信された順序とは異なる順序でパケットを配信したりする可能性を無視する。以下の説明における別の単純化は、受信機から送信機へのフィードバックチャネルが時間通りに誤差なしにフィードバックパケット（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を配信するという仮定である。本書で検討中の通信システムには、パケット遅延や損失などから復旧するためのプロトコルが搭載されていることを前提としている。フィードバックチャネルについても同様の仮定がなされる。実際のシステムでは、ＨＡＲＱ送信機が、自身が送信する各パケットについて、あるタイムアウト期間内にフィードバックメッセージを受信することが期待される。フィードバックがタイムアウト期間内に到着しないか、または誤差を伴って到着する場合、ＨＡＲＱ送信機１３は、アラートメッセージを上位レイヤプロトコルに送信するなどの修正アクションをとる誤差回復プロトコルを装備しなければならない。順方向チャネルまたはフィードバックチャネルからの誤差回復プロトコルの仕様は本開示の新規な態様に焦点を当て続けるために、本開示から省略される。本発明の原理は順方向チャネルまたはフィードバックチャネルによるパケットの配信における不完全性から回復するために、任意の一般的な誤差回復プロトコルと共に適用され得ることが、当業者には明らかであろう。
【００２７】
いくつかの図はそれらの実施に使用されるハードウェア回路の構成および動作の詳細な説明なしに、個々の機能ブロックを含む。そのような詳細が省略されるときはいつでも、当業者は、機能がハードウェア回路によって少なくともある程度実装され、個々のハードウェア回路を使用して、適切にプログラムされたデジタルマイクロプロセッサまたは汎用コンピュータと共に機能するソフトウェアを使用して、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を使用して、および／または１つまたは複数のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を使用して実装され得ることを理解することができるであろう。
【００２８】
以上のことを念頭に置いて、最初に図１を参照すると、ＨＡＲＱシステム１０の機能ブロック図が示されている。ＨＡＲＱシステム１０は、入力データパケット１１を誤差なく出力データパケット１２として再生することを目的として、特定のＨＡＲＱプロトコル（方式）を実行する。ＨＡＲＱシステム１０は、ＨＡＲＱ送信機１３と、順方向チャネル１４と、ＨＡＲＱ受信機１５と、フィードバックチャネル１６とを備える。ＨＡＲＱシステム１０は、入力データパケットを別々のＨＡＲＱセッションで１つずつ処理する。各ＨＡＲＱセッションにおいて、ＨＡＲＱ送信機１３による送信の数は最大数ｍ以下に制限され、ここで、ｍは一定の正の整数であり、ＨＡＲＱシステム１０の設計の一部として固定される。最大数ｍは、ＨＡＲＱ送信機１３とＨＡＲＱ受信機１５の両方に共通である。ＨＡＲＱ送信機１３では最大数を「最大送信限界値ｍ」と呼び、ＨＡＲＱ受信機１５では「最大受信パケット限界値ｍ」と呼ぶ。ＨＡＲＱセッション中にＨＡＲＱシステム１０で送信される最初のパケットを主パケットと呼び、残りのパケットをＩＲパケットと呼ぶ。セッション内のＩＲパケットの数はｍ−１に制限される。
【００２９】
ＨＡＲＱ送信部１３は、主パケットとＩＲパケットとを１つずつ送信するように構成されている。ＨＡＲＱ送信機は、パケット送信の間、ＨＡＲＱ受信機１５からフィードバック（ＡＣＫまたはＮＡＣＫ）を受信するために休止する。ＨＡＲＱ受信機１５は新しいパケットを受信するたびに、現在のＨＡＲＱセッションでそれまでに受信したすべてのパケットに含まれる情報を使用して、入力データパケットを回復しようとする。ＨＡＲＱ受信機１５はＨＡＲＱ受信機１５が誤差検出試験に合格する入力データパケットの推定値を生成することができる場合、ＡＣＫを送信し、そうでない場合、ＨＡＲＱ受信機１５はＮＡＣＫを送信する。ＨＡＲＱセッションはＨＡＲＱ送信機１３がそのＨＡＲＱセッション内の連続するｍ個のＮＡＣＫを受信する前にＡＣＫを受信した場合にのみ成功して終了し、そうでない場合には失敗して終了する。
【００３０】
実装の観点からは、ＨＡＲＱ送信機１３とＨＡＲＱ受信機１５は有限状態機械であり、順方向チャネル１４とフィードバックチャネル１６を介して互いに送り合う信号によって相互作用する。ＨＡＲＱ送信機１３の状態は送信カウンタを含み、送信カウンタは、現在のＨＡＲＱセッションで送信されたパケットの数を追跡する。送信カウンタの値が最大送信限界値ｍに達すると、ＨＡＲＱ送信機１３は、現在のＨＡＲＱセッションにおいてそれ以上パケットを送信し続けることができず、セッションは終了しなければならない。同様に、ＨＡＲＱ受信機１５の状態は受信パケットカウンタを備え、受信パケットカウンタは現在のＨＡＲＱセッションで受信されたパケットの数をカウントし、その値は最大受信パケット限界値ｍを超えることはできない。
【００３１】
図２を参照すると、ＣＣ−ＨＡＲＱ方式２０が、図１の一般的なＨＡＲＱフレームワークの特別なインスタンスとして示されている。図２において、第１の水平線２１はＨＡＲＱ送信機１３におけるイベントを示し、第２の水平線２２は、ＨＡＲＱ受信機１５におけるイベントを示す。第１の水平線２１から第２の水平線２２への矢印は、ＨＡＲＱ送信機１３からＨＡＲＱ受信機１５への順方向チャネル１４上のパケットの送信を表す。第２の水平線２２から第１の水平線２１への矢印は、ＨＡＲＱ受信機１５からＨＡＲＱ送信機１３へのフィードバックチャネル１６を介するフィードバックパケットの送信を表す。ＣＣ−ＨＡＲＱ方式２０は、ＨＡＲＱセッションで送信されるすべてのパケットがそのセッションの主パケットの同一コピーで単純な再送信方式を使用する。図２に示す特定のシナリオでは第１のＨＡＲＱセッションが、ＨＡＲＱ送信機１３が第１の主パケットＰ１２３１を、順方向チャネル１４を介して送信することから開始し、第１の主パケット２３１は第１の主符号語を含み、第１の主符号語は主符号内の符号語であり、第１の主符号語は主符号化器によって第１の入力データパケットから生成され、主符号化器は主符号の符号化器である。ＨＡＲＱ送信機１３は、第１の主符号の符号化規則に従って第１の入力データパケットを符号化することによって、第１の主符号語を生成する。ＨＡＲＱ受信機１５は主パケット２３１のノイズの多いコピーを受信し、第１の主パケット２３１のノイズの多いコピーを正常に復号し、第１の入力データパケットを回復し、フィードバックチャネル１６を介して第１のＡＣＫ２４１を送信する。第１のＡＣＫ２４１を受信すると、ＨＡＲＱ送信機１３は第１の入力データパケットを解放し、第２の入力データパケットを符号化することによって第２の主パケットＰ２２３２を生成し、第２の主パケットＰ２２３２を順方向チャネル１４を介して送信する。図２の特定のシナリオでは、ＨＡＲＱ受信機１５が第２の主パケット２３２の雑音の多いコピーから第２の入力データパケットを回復することに失敗し、フィードバックチャネル１６を介してＮＡＣＫ２４２を送信する。ＨＡＲＱ送信機１３はＮＡＣＫ２４２を受信し、第１のＩＲパケットＰ２２３３を送信し、第１のＩＲパケットは、第２の主パケットＰ２２３２の同一のコピーである。ＨＡＲＱ受信機１５は第１のＩＲパケットＰ２２３３のノイズの多いコピーを受信し、第２の主パケット２３２と第１のＩＲパケット２３３のノイズの多いコピーを共に復号することによって、第２の入力データパケットの回復を試みる。図２のシナリオでは、この復号の試みは失敗で終了し、ＨＡＲＱ受信機１５は第２のＮＡＣＫ２４３を送信する。ＨＡＲＱ送信機１３は第２のＩＲパケッＰ２ト２３４を送信することによって第２のＮＡＣＫ２４３に応答し、第２のＩＲパケットＰ２２３４は、第２の主パケットＰ２２３２の同一のコピーである。第２のＩＲパケットＰ２２３４のノイズの多いコピーの受信に続いて、ＨＡＲＱ受信器１５は第２の入力データパケットの復号において第３の試みを行い、今回は、パケット２３２、２３３、２３４のノイズの多いコピーを共に処理することによって行う。３回目の試行は成功し、ＨＡＲＱ受信機１５はＡＣＫ２４４を送信する。ＨＡＲＱ送信機１３によるＡＣＫ２４４の受信は、第２のＨＡＲＱセッションの終了を示す。第３のＨＡＲＱセッションはＨＡＲＱ送信機１３が第３の入力データパケットを符号化し、第３の主パケットＰ３２３５を送信することから始まる。以上で図２の説明を終了する。ＣＣ−ＨＡＲＱ方式は単純であるという利点を有し、本原理の好ましい実施形態の性能を測定するためのベンチマークとして以下に使用される。
【００３２】
図３は例示的なＨＡＲＱ方式３０を示し、ＨＡＲＱ方式３０は、図１を参照して説明した一般的なフレームワークに従ってＩＲパケットを生成する。図３の例は、図２のＣＣ−ＨＡＲＱの例とはＩＲパケットが生成される方法のみが異なっている。図３のＩＲパケットは、主パケットの同一コピーであるように制約されず、特定の符号化規則に従って生成することができる。図３の例は、ＨＡＲＱ送信機１３が第１の主パケット３３１を送信することから始まる。ＨＡＲＱ受信機１５は第１の主パケット３３１のノイズの多いコピーを受信し、第１の入力データパケットを正常に回復し、第１のＡＣＫ３４１を送信する。ＨＡＲＱ送信機１３は、第２の主パケットＰ２３３２を送信する。ＨＡＲＱ受信機１５は第２の主パケットＰ２３３２の受信されたノイズの多いコピーから第２の入力データパケットを回復することに失敗し、ＮＡＣＫ３４２を送信する。ＨＡＲＱ送信機１３はＮＡＣＫ３４２を受信し、第１のＩＲパケットＰ２、１３３３を送信し、第１のＩＲパケット３３３は、第２の入力データパケットから導出される。ＨＡＲＱ受信機１６は第１のＩＲパケットトＰ２、１３３３のノイズの多いコピーを受信し、受信パケット３３２および３３３から第２の入力データパケットの復号に失敗し、第２のＮＡＣＫ３４３を送信する。ＨＡＲＱ送信機１３は第２のＩＲパケットトＰ２、２３３４を送信することによって第２のＮＡＣＫ３４３に応答し、第２のＩＲパケット３３４は、第２の主パケット３３２から導出される。ＨＡＲＱ受信機１５は、受信パケット３３２、３３３、および３３４から第２の入力データパケットを回復することを３回試みる。３回目の試行は成功し、ＨＡＲＱ受信機１５はＡＣＫ３４４を送信する。ＨＡＲＱ送信機１３によるＡＣＫ３４４の受信は、この例では第２のＨＡＲＱセッションの終了を示す。第３のＨＡＲＱセッションは、ＨＡＲＱ送信機１３が第３の主パケットトＰ３３３５を送信することから始まる。この例は、ＨＡＲＱ送信機がＩＲパケットを生成するために任意の符号化規則を使用することができる一般的なＩＲ−ＨＡＲＱ方式を表す。本発明の原理は、図３の一般的な枠組みに従う。
【００３３】
図４及び図５は、それぞれ、ＨＡＲＱ送信機４０及びＨＡＲＱ受信機５０をフローチャート形式で示す。図４および図５のフローチャートは、本発明の原理の一般的な枠組みをより正確に特定している。各ＨＡＲＱセッションの開始時に、ＨＡＲＱ送信機４０は主パケット状態４１にあり、主パケット状態は入力データパケットを待機し、入力データパケットを受信し、入力データパケットを主符号語に符号化し、主パケットで主符号語を送信し、送信カウンタを１に設定し、主パケットに応答してフィードバックを待つ動作を含む。ＨＡＲＱ送信機４０が主パケットに応答してフィードバックを受信すると、ＨＡＲＱ送信機４０の状態はフィードバックチェック状態４２に変化し、フィードバックチェック状態４２は、フィードバックがＡＣＫであるかＮＡＣＫであるかをチェックすることを含む。フィードバックがＡＣＫである場合、ＨＡＲＱ送信機４０の状態は主パケット状態４１に変化し、それによって、現在のＨＡＲＱセッションが成功して終了し、次のＨＡＲＱセッションが開始する。フィードバックがＮＡＣＫである場合、ＨＡＲＱ送信機４０の状態は送信カウンタ状態４３に変化し、送信カウンタ状態４３は、送信カウンタ値を１だけ増分することを含む。ＨＡＲＱ送信機４０の次の状態は送信機カウンタチェック状態４４であり、送信機カウンタチェック状態４４は、送信カウンタ値が最大送信限界値を超えているかどうかをチェックすることを含む。最大送信限界値はＨＡＲＱ  システムの設計パラメータであり、ＨＡＲＱ  セッションで実行できるパケット伝送の最大数（主パケットとＩＲ  パケット）  を決定する。送信カウンタが最大送信限界値を超える場合、ＨＡＲＱ送信機４０は主パケット状態４１に移動し、それによって、現在のＨＡＲＱセッションは失敗で終了し、新しいＨＡＲＱセッションが開始する。送信カウンタが最大送信限界値を超えない場合、ＨＡＲＱ送信機４０はＩＲ状態４５に移動し、ＩＲ状態４５は、ＩＲ符号語を準備するステップと、ＩＲパケットでＩＲ符号語を送信するステップと、送信されたＩＲパケットに応答してフィードバックを待つステップとを含む。送信されたＩＲパケットに応答するフィードバックが到着すると、ＨＡＲＱ送信機はフィードバックチェック状態４２に移る。ＨＡＲＱ送信機４０における動作のサイクルは、上記の説明に従って継続する。以上が、図４のフローチャートの説明である。
【００３４】
各ＨＡＲＱセッションの開始時に、ＨＡＲＱ受信機５０は受信機主パケット状態５１にあり、受信機主パケット状態５１は受信パケットカウンタを０に初期化し、主パケットを待つ動作を含む。ＨＡＲＱ受信機５０が主パケットを受信すると、ＨＡＲＱ受信機５０の状態は復号状態５２に変更する。復号状態５２では、ＨＡＲＱ受信機５０が現在のＨＡＲＱセッションで受信されたすべてのパケット（受信された主パケットおよび受信されたすべてのＩＲパケット）で利用可能な情報を使用して、入力データパケットを復号しようとする。復号状態５２における動作は、入力データパケットの推定値の生成によって完了する。復号状態５２の後の次の状態は誤差検出状態５３であり、誤差検出状態５３は、入力データパケットの推定値が誤差を含むかどうかをチェックすることを含む。入力データパケットの推定において誤差が検出されない場合、ＨＡＲＱ受信機５０はＡＣＫ状態５４に移る。ＡＣＫ状態５４では、ＨＡＲＱ受信機５０はＡＣＫを送信し、受信機主パケット状態５１に移行することにより、ＨＡＲＱセッションが成功して完了する。ＨＡＲＱ受信機５０が誤差検出状態５３で誤差を検出した場合、ＨＡＲＱ受信機５０はＮＡＣＫ状態５５に移行する。ＮＡＣＫ状態５５では、ＨＡＲＱ受信機５０がＮＡＣＫを送信し、受信パケットカウンタを１増分し、受信カウンタチェック状態５６に移行する。受信機カウンタチェック状態５６において、ＨＡＲＱ受信機５０は、受信機パケットカウンタが最大受信パケット限界値に等しいかどうかをチェックする。最大受信パケット限界値は、ＨＡＲＱシステムにおけるＨＡＲＱ送信機４０における最大送信限界値と同数に設定されたパラメータである。状態５６におけるチェックの結果がＹＥＳである場合、ＨＡＲＱ受信機５０は受信機主パケット状態５１に移行し、これにより、現在のＨＡＲＱセッションが失敗して完了し、新しいＨＡＲＱセッションが開始される。受信パケットカウンタが最大受信パケット限界値より小さい場合、ＨＡＲＱ受信機５０は、ＩＲパケット待ち状態５７に移行する。ＩＲパケット待機状態では、ＨＡＲＱ受信機５０が新しいＩＲパケットが受信されるまで待機し、新しいＩＲパケットを受信すると、復号状態５２に移行する。ＨＡＲＱ受信機５０におけるＨＡＲＱセッションは、ＨＡＲＱ受信機５０が誤差検出テストに合格する入力データパケットの推定値を生成するか、または受信パケットの数が最大受信パケット限界値に到達するまで継続する。
【００３５】
図６及び図７は、それぞれ、ＨＡＲＱ送信機６０及びＨＡＲＱ受信機７０を機能ブロック図形式で示す。図６および図７の機能ブロック図は、本原理のハードウェア実施態様をより具体的に示す。以下の説明は、主パケットの送信と、追加のＩＲパケットの最大数（ｍ−１）で構成される１つのＨＡＲＱセッションに関するものである。ＨＡＲＱ送信機６０は有限状態機械であり、機械の状態は制御装置６６によって制御され、状態は送信カウンタを含む。ＨＡＲＱ送信機６０の状態は、ＨＡＲＱセッションの開始時に初期状態に初期化される。ＨＡＲＱ送信機６０は主符号化器６１をさらに備え、初期状態にある主符号化器は入力データパケットを待ち、それが利用可能になったときに入力データパケットを受信し、入力データパケットを主符号語に符号化し、主符号語を主符号語バッファ６２に保存し、主符号語をパケット送信機６４への入力として提供する。パケット送信機６４は、主パケット内の主符号語を、順方向チャネルを介して送信する。主パケットの送信に続いて、ＨＡＲＱ送信機６０は送信カウンタの値を１に設定し、ＨＡＲＱ受信機からの第１のフィードバックパケットの待機を開始し、第１のフィードバックパケットがフィードバックパケット受信機６５に到着すると、待機は終了する。フィードバックパケット受信機６５は第１のフィードバックパケットから第１のフィードバック信号を抽出し、フィードバック信号をコントローラ６６に渡す。第１のフィードバック信号は、ＡＣＫまたはＮＡＣＫのいずれかである。第１のフィードバック信号がＡＣＫである場合、コントローラ６６はＨＡＲＱシステムの状態を初期状態にリセットし、新しい入力データパケットを受信し、符号化するように主符号化器に命令する。第１のフィードバック信号がＮＡＣＫであり、送信カウンタが最大送信限界値ｍより小さい場合、コントローラ６６は送信カウンタを１だけ増分し、第１のＩＲ送信命令を組織的ＩＲ符号化器６３に送る。第１のＩＲ送信命令を受信すると、組織的ＩＲ符号化器６３は主符号語の第１のセグメントを主符号語バッファ６２から取得し、第１のＩＲ符号から第１のＩＲ符号語に組織的な方法で主符号語の第１のセグメントを符号化し、第１のＩＲ符号語をパケット送信機６４に提示する。パケット送信機６４は、順方向チャネルを介して第１のＩＲパケットで第１のＩＲ符号語を送信する。第１のＩＲパケットの送信に続いて、ＨＡＲＱ送信機は、第２のフィードバックパケットを待機し始める。この待機は、フィードバック受信部６５が第２のフィードバックパケットを受信した時点で終了する。フィードバック受信機６５は第２のフィードバックパケットから第２のフィードバック信号を抽出し、これをコントローラ６６に渡す。第２のフィードバック信号がＡＣＫである場合、コントローラ６６はＨＡＲＱ送信機の状態を初期状態にリセットし、新しい入力データパケットを受信し、符号化するように主符号化器に命令する。第２のフィードバック信号がＮＡＣＫであり、送信カウンタが最大送信限界値ｍより小さい場合、制御装置６６は送信カウンタを１つずつ（３つ）増分し、第２のＩＲ送信命令を組織的なＩＲ符号化器６３に送信する。第２のＩＲ送信命令を受信すると、組織的ＩＲ符号化器６３は主符号語バッファ６２から主符号語の第２のセグメントをフェッチし、第２のＩＲ符号から第２のＩＲ符号語に組織的な方法で主符号語の第２のセグメントを符号化し、第２のＩＲ符号語をパケット送信機６４に提示する。パケット送信機６４は、第２のＩＲパケットで第２のＩＲ符号語を送信する。第２のＩＲパケットの送信に続いて、ＨＡＲＱ送信機は、第３のフィードバックパケットを待機し始める。この待機は、フィードバック受信部６５が第３のフィードバックパケットを受信した時点で終了する。第３のフィードバック信号の値に応じて、ＨＡＲＱセッションは、上述の最初の２つのＩＲラウンドと同様の方法で継続する。いずれにせよ、ＨＡＲＱセッションにおいてＨＡＲＱ送信機６０によって受信されたＮＡＣＫ信号の数が最大送信限界値ｍに達するとすぐに、ＨＡＲＱセッションは失敗して終了する。ＨＡＲＱセッションは、ＨＡＲＱ送信機６０がＨＡＲＱセッションにおいてｍ個のＮＡＣＫを受信する前にＡＣＫを受信した場合、成功して終了する。
【００３６】
図７は、図６のＨＡＲＱ送信機６０と共に使用するように構成されたＨＡＲＱ受信機７０を示す。以下の説明は、主パケットの受信と、主パケットに関連付けられた追加のＩＲパケットの最大数（ｍ−１）で構成される単一のＨＡＲＱセッションに関するものである。ＨＡＲＱ受信機７０は有限状態機械であり、機械の状態はＨＡＲＱ受信機コントローラ７５によって制御される。ＨＡＲＱ受信機７０の状態は、ＨＡＲＱセッションの開始時に初期状態に初期化される。ＨＡＲＱ受信機７０の状態は受信パケットカウンタを備え、受信パケットカウンタの値は初期状態に入るとゼロに設定され、ＨＡＲＱ受信機７０によって新しいパケットが受信されるたびに１ずつ増分される。各ＨＡＲＱセッションにおけるＨＡＲＱ受信機７０の全体的な目標は入力データパケットを回復し、それを出力データパケットとして配信することである。ＨＡＲＱ受信機７０は受信されたパケット内の情報を使用することによって、入力データパケットの回復を試みるが、ここで、受信されたパケットは主受信パケットと、最大で（ｍ−１）個の追加受信されたＩＲパケットとを含む。ＨＡＲＱ受信機７０はフロントエンドプロセッサ７１を備え、フロントエンドプロセッサ７１は受信パケットを処理し、各受信パケットから復号器入力データを生成する。受信パケットから生成された復号器入力は受信パケットによって運ばれる符号語に関する統計情報を含み、統計情報は典型的には固定精度実数のベクトルであり、各固定精度実数は、受信パケットによって運ばれる符号語の特定のビットに対する対数可能性比である。復号器入力データは、復号器入力バッファ７２に格納され、復号器入力バッファ７２はＨＡＲＱセッション中に必要に応じて使用できるように、復号器入力データを保持するためのメモリデバイスである。ＨＡＲＱ受信機はＨＡＲＱ復号器７３をさらに備え、ＨＡＲＱ復号器はフロントエンドプロセッサ７１からの現在の復号器入力データと、現在のＨＡＲＱセッションで受信され、復号器入力バッファ７２に格納された以前のパケットに属する以前の復号器入力データとを使用して、入力データパケットを復号するように構成された復号器である。各復号試行の後、ＨＡＲＱ復号器７３は復号器決定を誤差検出器７４に渡し、復号器決定は、入力データパケットの推定である。誤差検出器７４は、復号器決定における誤差を検出することを目標として、復号器決定に誤差検出テストを適用する。誤差検出器７４が復号器判定において誤差を検出しない場合、ＨＡＲＱ受信機７０は、復号器判定を受け入れ、復号器判定を出力データパケットとして送出する。出力データパケットは理想的には入力データパケットの誤差のない複製であるが、検出されない誤差は復号器出力パケット中に存在する可能性がある。誤差検出器７４が復号器判定において誤差を検出した場合、出力データパケットは送出されない。誤差検出器７４は、誤差検出テスト結果にかかわらず、誤差検出テスト結果をＨＡＲＱ受信機コントローラ７５に送る。誤差検出テスト結果は、典型的には復号器判定において誤差が検出されたか否かを示す２進値の結果である。ＨＡＲＱ受信機コントローラ７５は、ＨＡＲＱ受信機における動作の流れを制御する。具体的にはＨＡＲＱ受信機コントローラ７５がフィードバックパケット送信機７６を制御し、フィードバックパケット送信機７６はフィードバックチャネルを介してＨＡＲＱシステム内のＨＡＲＱ送信機６０にフィードバックパケットを送信する送信機である。誤差検出テスト結果が肯定的である場合（復号器決定において誤差が検出されたことを示す）、ＨＡＲＱ受信機コントローラ７５はＮＡＣＫを送信するようにフィードバックパケット送信機に命令し、誤差検出器テスト結果が復号器決定において誤差が検出されなかったことを示す場合、ＨＡＲＱ受信機コントローラ７５は、ＡＣＫを送信するようにフィードバックパケット送信機に命令する。ＨＡＲＱ受信機コントローラは、誤差検出試験結果が復号器判定に誤差がないことを示すか、または受信パケットカウンタが最大受信パケット限界値ｍに達した場合、ＨＡＲＱ受信機７０のすべての機能ブロックをそれらの初期状態に初期化する。初期状態に戻ると、ＨＡＲＱ受信機７０は、上述したのと同じ規則に従って、新しいＨＡＲＱセッションを実行することによって、その動作を継続する。以上が、ＨＡＲＱ受信機７０の説明である。共同して、ＨＡＲＱ送信機６０とＨＡＲＱ受信機７０は、図１を参照して上述したようなＨＡＲＱシステム１０の動作詳細を例示する。ＨＡＲＱ送信機６０における最大送信限界値ｍおよびＨＡＲＱ受信機における最大受信パケット限界値ｍは、２以上の整数である共通値に等しくなるように構成される。
【００３７】
図８は、本原理によるＨＡＲＱ送信機６０の第１の実施形態のためのＨＡＲＱ送信機パラメータリスト８０を示す。ＨＡＲＱ送信機パラメータリスト８０は、主リスト８１およびＩＲリスト８２を含む。主リスト８１は主符号化器６１のパラメータを定義し、一対の長さパラメータ（Ｎ，Ｋ）および生成行列Ｇを含む。最初の長さパラメータＮは主符号語ｘ＝（ｘ１，ｘ２，…，ｘＮ）の長さで、２番目の長さパラメータＫは入力データパケットｄ＝（ｄ１，ｄ２，…，ｄＫ）の長さである。主符号化器６１は、入力データパケットｄを、方程式ｘ＝ｄＧに従って主符号から主符号語ｘに符号化する。ＨＡＲＱ送信機の第１の実施形態における主符号は、任意の所望の方法で選択することができる。
【００３８】
第１の実施形態の詳細な説明を進める前に、上記のような第１の実施形態は、誤差検出の目的のために巡回冗長検査（ＣＲＣ）発生器を組み込んだ発生器行列Ｇを許容するのに十分に一般的であることを観察すべきである。例えば、誤差検出は、ＣＲＣ発生器行列Ｇ１と、誤差訂正符号のための発生器行列Ｇ２としてＧ＝Ｇ１Ｇ２の形式により表される発生器行列Ｇを有することによって、システムに組み込むことができる。この場合、符号化動作は２つの段階を含む。第１段階は、データｄにＣＲＣｃを付加する計算ｄＧ１＝（ｄ，ｃ）を含む。第２段階では、主符号語が次のように得られる：ｘ＝（ｄ，ｃ）Ｇ２ここで説明する方法でＣＲＣが挿入されると、ＨＡＲＱ受信機での復号動作は通常、２つの段階を含み、第１の段階は（ｄ，ｃ）の少なくとも１つの推定値（ｄ＾，ｃ＾）を生成し、第２の段階は、第１の段階で生成された各推定値に対してｄ＾Ｇ１＝（ｄ＾，ｃ＾）が満たされているかどうかをチェックする。推定値（ｄ＾，ｃ＾）がＣＲＣチェックを満たさない場合、ＨＡＲＱ受信機はＮＡＣＫを送信し、ＣＲＣチェックを満たす少なくとも１つの推定値（ｄ＾，ｃ＾）が見つかった場合、ＨＡＲＱ受信機は、有効な推定値のうちの１つを最終決定として受け入れ、ＡＣＫを送信する。ここで与えられる第１の実施形態の説明は説明を不必要な一般的な詳細で混乱させないために、誤差検出がどのように実行されるかを示すことを省略する。当業者には、任意の標準的な誤差検出方法を本発明の原理と共に用いることができることが明らかであろう。
【００３９】
ＩＲリスト８２は、それぞれのＩＲ符号から（ｍ−１）個のＩＲ符号語のシーケンスを生成するように構成された組織的ＩＲ符号化器６３のパラメータを定義する。ＩＲ符号語と関連する変数は、１≦ｋ≦（ｍ−１）の範囲内の値を取る整数ｋによってインデックス付けされる。ｋ番目のＩＲ符号語は、ｒ（ｋ）として表され、短縮およびパンクチャ動作によってｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）から得られる。「パンクチャ」および「短縮」という用語は、誤差訂正符号化文献で使用される通常の技術的意味でここで使用される。符号Ｃをパンクチャすることは、パンクチャされたセグメントＰによって選択された特定の座標を送信しない動作を指す。例えば、長さＮ＝８の符号語およびパンクチャされたセグメントＰ＝｛１，３，８｝を有する符号Ｃが与えられると、Ｃの（ｘ１，ｘ２，…，ｘ８）に適用されるパンクチャ動作により（ｘ２，ｘ４，ｘ５，ｘ６，ｘ７）が生成される。
【００４０】
符号Ｃの短縮はＣの符号語に制約を置くことによって部分符号Ｃ’⊂Ｃを定義する。例えば、符号Ｃおよび短縮セグメントＳについて、短縮符号は、
【数４】
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と定義され、ここで、ｃはサイズ｜Ｓ｜の一定ビットパターンである。Ｓにおける座標は固定されているので、それらは情報を持たない。以下では、全ゼロベクトルに等しい定数ベクトルｃを用いて短縮演算が適用される。符号語の短縮された部分ｘＳは情報を搬送せず、以下では短縮された部分が送信前にパンクチャされる。
【００４１】
ｋ番目のＩＲ符号語ｒ（ｋ）はｋ番目のＩＲ符号における符号語であり、ｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）は、ｋ番目のＩＲ母符号における符号語である。ＩＲリスト８２は、ｋ番目のＩＲ符号およびｋ番目のＩＲ母符号を特徴付けるパラメータの集合（Ｎｋ，Ｋｋ，Ｓｋ，Ｍｋ，Ａｋ，Ｖｋ，Ｔｋ）を表示する。
【００４２】
ＩＲリスト８２内のパラメータのうちの３つは、長さパラメータである。パラメータＮｋは整数で、ｋ番目のＩＲ符号語ｒ（ｋ）＝（ｒ１（ｋ），ｒ２（ｋ），…，ｒＮｋ（ｋ））の長さを指定する。パラメータＫｋは整数で、ｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）のデータペイロードのサイズを指定する。パラメータＭｋは整数で、ｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）＝（ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ），…，ｘＭｋ（ｋ））の長さを指定する。長さパラメータの定義から、ｋ番目のＩＲ符号のレートがＫｋ／Ｎｋであり、ｋ番目のＩＲ母符号のレートがＫｋ／Ｍｋであることがわかる。
【００４３】
ＩＲリスト８２の残りのパラメータはセレクタセットである。ｋ番目のＩＲデータセレクタＳｋはｋ番目の主符号語セグメントｘＳｋを選択するためのセレクタセットであり、ｋ番目の主符号語セグメントｘＳｋは、ｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）を生成するために使用される主符号語ｘの一部である。ｋ番目の組織的セグメントＡｋはｋ番目の組織的セグメントｘＡｋ（ｋ）を選択するためのセレクタセットであり、ｋ番目の組織的セグメントｘＡｋ（ｋ）は、ｋ番目の主符号語セグメントｘＳｋを搬送するｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）の一部である。短縮セグメントセレクタＶｋは短縮セグメントｘＶｋ（ｋ）を選択するためのセレクタセットであり、短縮セグメントｘＶｋ（ｋ）は、上記で定義された意味で短縮された、ｋ番目の母符号語ｘ（ｋ）の一部である。ｋ番目のパンクチャされたセグメントセレクタＴｋはｋ番目のパンクチャされたセグメントｘＴｋ（ｋ）を選択するためのセレクタセットであり、ｋ番目のパンクチャされたセグメントｘＴｋ（ｋ）は、上記で定義された意味でパンクチャされたｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）の一部である。組織的ＩＲ符号化器６３は、ｘＡｋ（ｋ）＝ｘＳｋ及びｘＶｋ（ｋ）＝０を満たすように、ｋ番目の主符号語セグメントｘＳｋをｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）に符号化するように構成され、それによって、符号化動作が組織的であり、ｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）が、短縮セグメントｘＶｋ（ｋ）内に情報を搬送しないことを保証する。組織的ＩＲ符号化器６３はｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）をパンクチャし、ｒ（ｋ）＝ｘＴｋｃ（ｋ）と設定することによってｋ番目のＩＲ符号語ｒ（ｋ）を取得する。ここで、Ｔｋｃとは、ｋ番目のパンクチャされたセグメントの補集合である。
【００４４】
ＩＲリスト８２は、セレクタセットに対するいくつかの制約を指定する。これらの制約のいくつかは、説明を必要とする。制約｜Ｓｋ｜＝Ｋｋ及び｜Ａｋ｜＝｜Ｓｋ｜は、ｋ番目の主符号語セグメントｘＳｋがｋ番目の組織的セグメントｘＡｋ（ｋ）において搬送され得ることを保証する。Ａｋ及びＶｋが互いに素であるという制約は、ｘＶｋ（ｋ）は固定されたままｘＡｋ（ｋ）はｘＳｋとともに変化することができなければならないので、必要である。Ｋｋ＜Ｋという制約はｋ番目のＩＲ符号と主符号とが異なる符号であることを保証し、それによって、単純な繰り返しを（ＣＣ−ＨＡＲＱにおけるように）本発明の原理の領域外とする。最後に、セグメント・セレクタ・セットＳ１，Ｓ２，…，Ｓｍ−１が互いに素であるという制約はＩＲ符号語ｒ（１），ｒ（２），…，ｒ（ｍ−１）のうちの任意の２つが同じデータペイロードを搬送しないことを保証し、それによって、ＩＲ符号語の生成において（ＣＣ−ＨＡＲＱにおけるように）単純な繰り返しが回避されることを保証する。したがって、本発明の原理は、主符号語および（ｍ−１）個のＩＲ符号語が異なるデータペイロードを搬送することを保証する。以上、第１の実施形態について説明した。
【００４５】
第１の実施形態は、本原理によるＨＡＲＱシステムを実装するための広範なフレームワークを提供する。以下では、第１の実施形態を改良するより具体的な実施形態が考慮される。これらのより具体的な実施形態を動機づけるために、第１の実施形態に関するいくつかのポイントは、さらなる明確化および議論を必要とする。ＩＲリスト８２に要件として記載されていないが、パンクチャされたセグメントＴｋをＶｋ⊂Ｔｋを満たすように選択することが好ましい。これにより、０に固定された座標ｘＶｋ（ｋ）がパンクチャされ、順方向チャネルを介して不必要に送信されないことが保証される。第１の実施形態は、Ｔｋがどのように選択されるべきかを指定しない。Ｔｋ⊃Ａｋ∪Ｖｋが満たされることが望ましい。Ｖｋ⊂Ｔｋとする理由については既に説明した。Ａｋ⊂Ｔｋとすることは主符号語のｋ番目のセグメントｘＳｋがｋ番目のＩＲ符号語ｘ（ｋ）の一部として再送信から除外されることを保証する。ここでの理論的根拠は、システム内のＨＡＲＱ受信機が受信された主パケットの一部としてｘＳｋの雑音の多いコピーを既に受信していることである。情報理論は、ｘＳｋを反復する代わりに、ｋ番目のＩＲ符号語ｒ（ｋ）がｘＳｋから導出された新しいパリティビットを搬送する場合に、順方向チャネル容量がより効率的に使用されることを教示する。これに動機付けられて、以下に与えられる本発明の原理の好ましい実施形態では、Ｔｋ＝Ａｋ∪Ｖｋとすることで、新しいパリティビットのためにｘＳｋを完全に除外する。Ｔｋ＝Ａｋ∪Ｖｋという選択は、発明原理をＣＣ−ＨＡＲＱのような単純な反復技法と区別する。ＣＣ−ＨＡＲＱでは、以前に送信されたビットの単純な再送信によって多様性が提供される。本発明の原理では、チャネルリソースのより効果的な利用を得るために、単純な再送信を避ける。ＣＣ−ＨＡＲＱに対する本原理の性能利得は、以下の後半の例によって示される。
【００４６】
なお、第１の実施形態では、主符号の種類を規定しない。実際、本発明の原理は、任意のタイプの主符号に適用することができる。主符号は組織的または非組織的であり、極符号または他の任意のタイプの符号であり得る。主符号は、より長い符号の短縮またはパンクチャによって得られたものであってもよい。主符号は、誤差検出目的のためにＣＲＣを組み込むことができる。主符号の選択におけるこの柔軟性は、本発明の原理が任意の既存のＦＥＣシステムにアドオンＨＡＲＱ能力を提供するために適用され得ることを保証する。以下に説明する本原理の好ましい実施形態では、主符号は非組織的極符号であり、組織的ＩＲ符号は組織的極符号である。実施例における主符号の非組織的符号への制限は単に特定の例を与える目的のためであり、発明原理を限定するものではない。本発明の原理は、組織的主符号と共に使用することができる。
【００４７】
第１の実施形態では、組織的ＩＲ符号化器６１がｘＡｋ（ｋ）＝ｘＳｋを満たすように構成されている。ＨＡＲＱシステム性能はｘＳｋをｋ番目のＩＲ母符号語に埋め込む前に、ｘＳｋの座標を置換することによって改善することが可能であり得る。本原理のいくつかの実施形態では、組織的ＩＲ符号化器６３がｘＡｋ（ｋ）＝π（ｘＳｋ）という形成の埋め込み作用素を適用し、ここで、πはｘＳｋの値ではなくその要素の順序を変更する置換である。セグメントｘＳｋが主符号語の送信中にノイズのバーストによって影響される場合、ＩＲ符号化の前にｘＳｋに置換を適用すると、ノイズのバーストが分散され、ＩＲ復号器に一時的により均一なノイズの分布が提示される。これは、ＨＡＲＱシステム性能（スループットおよび信頼性）を改善することができる。
【００４８】
第１の実施形態はＩＲ符号が組織的であることを要求する以外には、ＩＲ符号のタイプに制約を課さない。以下に記載される本原理の好ましい実施形態では、ＩＲ符号が組織的極符号として取り扱われる。本原理は主符号が組織的極符号である用途を対象とする。        
【００４９】
次に、本発明の原理の好ましい実施形態について説明する。説明を簡単にするために、好ましい実施形態は、主符号化器６１が短縮およびパンクチャのない非組織的極符号化器である状態で提示される。したがって、主符号化器のブロック長Ｎは２の累乗、すなわち、ある整数ｎ≧１の累乗Ｎ＝２Ｎである。主符号のアクティブセグメントＡは、任意の標準的な極符号構築方法を使用して決定される。アクティブセグメントＡが決定されると、主符号化器６１を実装する推奨方法は、標準の非組織的な極符号化器を使用することである。そのような符号化器は最初に、入力データパケットｄ＝（ｄ１，ｄ２，…，ｄＫ）をソースワードｕ＝（ｕ１，ｕ２，…，ｕＮ）にｕＡ＝ｄと設定することによって埋め込み、次に、符号化器はｕＡ＝０と設定することによって座標の補集合をゼロ（またはビットの任意の他の固定パターン）で満たし、次に、変換演算ｘ＝ｕＧＮを実行することによって、主符号語ｘ＝（ｘ１，ｘ２，…ｘＮ）を計算する。ここで、
【数５】
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とし、
【数６】
2021521723.tif 000008
である。
変換演算ｘ＝ｕＧＮはＯ（ＮｌоｇＮ）回の２進論理演算内で実行できることは周知である。これで、主符号化器６１の好ましい実施例の説明を完了する。
【００５０】
組織的ＩＲ符号化器６３の好ましい実施形態を以下にて説明する。まず、ｋ番目のＩＲ符号の設計内容について説明する。ｋ番目のＩＲ符号の設計に関連するパラメータは、図８のＩＲリスト８２に列挙されている。好ましい実施形態では、ＩＲ母符号は組織的極符号である。ｋ番目のＩＲ母符号の長さＭｋは、Ｎｋ＋Ｋｋ以上の２の最小整数乗として、すなわち、２ｉー１＜Ｎｋ＋Ｋｋ≦２ｉを満たす一意の値ｉに基づきＭｋ＝２ｉとして選択される。ｋ番目の組織的セグメントセレクタＡｋは３段階で得られる。最初に、標準的な組織的極符号設計法を用いて、ｋ番目のＩＲ母符号の座標｛１，２，…，Ｍｋ｝の信頼性順序リストを得る。第２に、サイズＮｋ＋Ｋｋの短縮リストを得るために、ｋ番目の短縮セグメントセレクタＶｋ内の座標が信頼性順序付きリストから除去される。第３に、信頼性順序付きリストの最も信頼性の高い｜Ｓｋ｜個の要素を選択して、ｋ番目の組織的セグメントセレクタＡｋを形成する。この方法は、短縮セグメントセレクタＶｋがどのように選択されるかにかかわらず適用することができる。具体的には、本実施形態ではＶｋ＝｛ｉ：Ｎｋ＋Ｋｋ＋１≦ｉ≦Ｍｋ｝をｋ番目の短縮セグメントセレクタＶｋとして使用するが、この選択は単に例示のためのものである。ｋ番目の短縮セグメントセレクタＶｋとｋ番目の組織的セグメントセレクタＡｋの具体的な選択が与えられた場合、ｋ番目のパンクチャードセグメントセレクタＴｋの好ましい実施形態はＴｋ＝Ａｋ∪Ｖｋである。ここで指定されたセレクタセットの構築方法は、ＩＲリスト８２の制約Ａｋ∩Ｖｋ＝０（空集合）が自動的に満たされることを保証することに留意されたい。以上が、好ましい実施例におけるｋ番目のＩＲ符号の説明である。
【００５１】
組織的ＩＲ符号化器６３の動作に注目すると、好ましい実施形態における組織的ＩＲ符号化器６３は、第１の実施形態と同じ一般的なステップに従う。それは、主符号語バッファ６２からｋ番目の再送信セグメントｘＳｋを取得し、任意の標準的な組織的極符号化方法を使用して、それをｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）に組織的に符号化する。ｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）が準備されると、組織的ＩＲ符号化器６３は、第１の実施形態のようにｘ（ｋ）をパンクチャすることによって、すなわちｒ（ｋ）＝ｘＴｋｃ（ｋ）と設定することによって、ｋ番目のＩＲ符号語ｒ（ｋ）を生成する。
【００５２】
いくつかの説明的な発言が続く。好ましい実施形態は、ＩＲ符号長（Ｎ１，Ｎ２，…，Ｎｍ−１）およびＩＲペイロード長（Ｋ１，Ｋ２，…，Ｋｍ−１）の選択に大きな柔軟性を残す。多くのアプリケーションでは、ＩＲ符号の長さは主符号の長さと同じになるように、すなわち、Ｎ１＝Ｎ２＝…Ｎｍ−１＝Ｎとして制約されている。このような制約の下では、ＩＲ符号が次第に強力になるように、ペイロード長を非増加シーケンスとしてＫ１≧Ｋ２≧…≧Ｋｍ−１を満たすように選択することが好ましい。一般に、ＩＲペイロード長の選択は、セレクタセット（Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｍ−１）の選択およびＨＡＲＱ受信機で使用される復号アルゴリズムの性質と共に考慮される必要がある複雑な最適化問題の対象である。以下に、セレクタセットを選択するためのヒューリスティックな方法をいくつか説明する。
【００５３】
好ましい実施形態における組織的ＩＲ符号化器６３は、任意の標準的なタイプの組織的極符号化器とすることができる。より具体的に、組織的極符号化の方法を次に説明する。推奨される方法では、組織的ＩＲ符号化器６３が以下のステップによりｘＳｋをｘ（ｋ）に符号化する１）組織的ＩＲ符号化器６３がｋ番目の再送信セグメントｘＳｋを、長さＭｋのビットベクトルであるｋ番目のドラフト符号語ｖに埋め込む。ｘＳｋのｖへの埋め込みは、設定ｖＡｋ＝ｘＳｋによって達成される。組織的ＩＲ符号化器６３はｖＡｋｃ＝０と設定することによって、ｋ番目のドラフト符号語の残りの座標に０を充填する。ここで、Ａｋｃは｛１，２，…，Ｍｋ｝におけるＡｋに関する補集合であり、０は、長さ｜Ａｋｃ｜＝Ｍｋ−Ｋｋの全ゼロベクトルである。２）組織的ＩＲ符号化器６３はｋ番目のドラフト符号語ｖの逆極変換を計算し、ｋ番目のドラフトソース語ｗに格納する。ここで、ｋ番目のドラフトソース語ｗは長さＭｋのビットベクトルである。ｖとｗとの間の逆極変換関係は、極変換行列の逆行列を（ＧＭｋ）−１とするとｗ＝ｖ（ＧＭｋ）−１として表すことができる。極変換の１つの表現は（ｍｋ＝ｌоｇ（Ｍｋ）として）、
【数７】
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であるが、ここで説明する方法は極変換の他の形式（変換の一部としてビット反転演算を使用する形式など）にも適用できる。３）組織的ＩＲ符号化器６３はｗＡｋｃ＝０と設定することによってｋ番目のドラフトソース語を変更し、ｘ（ｋ）＝ｗＧＭｋを計算することによってｋ番目のＩＲ母符号語を生成する。この符号化方法によって生成されるｋ番目のＩＲ母符号語ｘ（ｋ）は、ｘＡｋ（ｋ）＝ｘＳｋを満たすという意味で組織的であることは周知である。
【００５４】
図９Ａを参照すると、設計例９０が示されており、ここで、設計例９０は、ＨＡＲＱ送信機６０内の主符号化器６１及び組織的ＩＲ符号化器６３の好ましい実施形態を更に詳細に例示している。設計例９０は、主符号の設計パラメータをリストする主符号パラメータリスト９１を含む。設計例は、第１、第２、および第３のＩＲ符号の設計パラメータをそれぞれリストする３つのＩＲ符号パラメータリスト９２、９３、および９４をさらに備える。したがって、例示的なＨＡＲＱセッションにおける送信の最大数はｍ＝４である。まず、主符号の構成について説明する。主符号リスト９１は、主符号の長さをＮ＝１６とし、入力データパケットの長さをＫ＝１２として、アクティブセグメントセレクタをＡ＝｛１６，８，１２，１４，１５，４，６，１０，７，１１，１３，２｝として指定する。アクティブセグメントセレクタの設計は主信頼性リスト９５を生成することを含み、主信頼性リストは、信頼性が低い順に極変換ｘ＝ｕＧＮ＝１６のソース語ｕの座標｛１，２，…，Ｎ＝１６｝のリストである。設計例９０における主信頼性リスト９５は、消去確率１／２の２値消去チャネル（ＢＥＣ）設計ルールによって得られる。ＢＥＣ設計ルールは、順方向チャネルがある消去確率（この例では１／２）を有するＢＥＣであるというモデリング仮定の下でソース語の座標の信頼性を生成する極符号のための周知のヒューリスティック設計ルールである。主信頼性リスト９５の最初のＫ＝２個の要素は、主リスト９１内にアクティブセグメントセレクタＡを生成する。Ａにより選択されたサブベクタｕＡは、入力データパケットを運ぶ。ｕＡ＝（ｕ２，ｕ４，ｕ６，ｕ７，ｕ８，ｕ１０，ｕ１１，ｕ１２，ｕ１３，ｕ１４，ｕ１５，ｕ１６）であり、ｕＡの要素の順序はアクティブセグメントセレクタＡの要素の順序とは無関係に、常に自然に増加するインデックスの順序であることに留意されたい。これで、主符号の説明は完了である。
【００５５】
ＢＥＣ設計ルールは単に例示の目的のために、上記の明細書において使用されている。本発明の原理はＢＥＣ設計ルールの代わりに、任意の他の標準的な極符号設計ルールに適用できることは、当業者には明らかであろう。実際、ＢＥＣとしてチャネルを暗黙的にモデル化するＢＥＣ設計ルールではなく、システムが使用される可能性が高い実際のチャネル条件を表すチャネルモデルに基づく極符号設計ルールを使用することがより有利である。
【００５６】
次に、第１のＩＲ符号のパラメータを記述する第１のＩＲリスト９２に注目する。第１のＩＲ符号は、長さＮ１＝１６及びペイロードサイズＫ１＝８を有する。したがって、第１のＩＲ母符号は、Ｎ１＋Ｋ１＝２４以上の２の最小の整数乗である長さＭ１＝３２を有する。第１のＩＲリスト９２に示される第１のＩＲデータセレクタＳ１は、主信頼性リスト９５に従って主符号のアクティブセグメントセレクタＡ内の最も信頼性の低いＫ１＝８個の座標を取ることによって得られる。第１のＩＲデータセグメントはｘＳ１＝（ｘ２，ｘ４，ｘ６，ｘ７，ｘ１０，ｘ１１，ｘ１３，ｘ１５）である。好ましい実施形態によれば、第１の短縮セグメントセレクタＶ１は、Ｎ１＋Ｋ１＋１＝２５からＭ２＝３２までの座標の集合として得られる。第１のＩＲ母符号のための第１の組織的セグメントセレクタＡ１は消去確率１／２のＢＥＣ設計ルールを使用して構築される（一般に、第１のＩＲ母符号のための設計ルールは主符号のための設計ルールと同じである必要はない）ＢＥＣ設計ルールが第１のＩＲ母符号の座標｛１，２，…，Ｍ１＝３２｝をランク付けし、第１のＩＲ母信頼性リスト９６を生成する。第１のＩＲ母信頼性リストから第１の短縮セグメントセレクタＶ１内の座標を除去した後、第１の短縮ＩＲ母信頼性リストが、（１６、２４、８、１２、２０、１４、２２、１５、２３、４、６、１０、７、１８、１１、１９、１３、２１、２、３、５、９、１７、１）として得られる。
【００５７】
第１の短縮されたＩＲ母信頼性リストの最初のＫ１＝８要素を取り上げると、第１の組織的セグメントセレクタがＡ１＝｛１６，２４，８，１２，２０，１４，２２，１５｝として得られる。好ましい実施形態によれば、第１のパンクチャされたセグメントセレクタＴ１がＴ１＝Ａ１∪Ｖ１として取られる。結果として得られる第１のＩＲ符号語ｒ（１）の長さはＭ１−｜Ｔ１｜＝１６であり、第１のＩＲリスト９２内の指定された長さＮ１＝１６と一致する。これで、最初のＩＲ符号の指定は完了である。図９の第２のＩＲリスト９３は、第２のＩＲ符号のパラメータをリストする。第２のＩＲ符号の長さはＮ２＝１６とされ、第２のＩＲデータセレクタの長さはＫ２＝５として指定される。したがって、第２のＩＲ母符号は長さＭ２＝３２を有し、第２の短縮セグメントセレクタＶ２はＮ２＋Ｋ２＋１＝２２からＭ２＝３２までの整数の集合である。第２のＩＲ母符号は消去確率１／２  のＢＥＣ  設計ルールを使用して作成される（一般に、第２のＩＲ  母符号のデザインルールは第１のＩＲ  母符号の設計ルールと同じである必要はない）。第２のＩＲ  母符号が第１のＩＲ  母符号と同じ長さであり、両方に同じＢＥＣ  設計ルールが使用されているため、第１のＩＲ  母信頼性リスト９６  も第２のＩＲ  母符号に対して有効である。リスト９６から第２の短縮セグメントセレクタＶ２内の座標を除去した後、第２の短縮ＩＲ母信頼性リストが（１６、８、１２、２０、１４、１５、４、６、１０、７、１８、１１、１９、１３、２１、２、３、５、９、１７、１）として得られる。第２の短縮されたＩＲ母信頼性リストの最初のＫ２＝５要素を取ると、第２の組織的セグメントセレクタはＡ２＝｛１６，８，１２，２０，１４｝として得られる。好ましい実施形態によれば、第２のパンクチャされたセグメントセレクタＳ２がＴ２＝Ａ２∪Ｖ２として取られる。第２のＩＲデータセレクタＳ２の設計には特別な注意が必要である。Ｓ２の長さは、Ｋ２＝５として指定される。この例では、Ｓ２のペイロード容量Ｋ２＝５がＳ１の３つの要素を取り出し、Ａ＼Ｓ１の２つの要素を取り出すことによって満たされる。
【００５８】
Ｓ２に含まれるＳ１及びＡ＼Ｓ１からの個々の要素は、より信頼性の低い要素を優先して選択される。Ｓ１からの３つの要素が、Ｓ１の中で最も信頼性の低い３つの要素（１１，１３，２）として選択される。Ａ＼Ｓ１からの２つの要素が、Ａ＼Ｓ１の中で最も信頼性の低い２つの要素（１２、１４）として選択される。これによりＳ２＝｛１１，１３，２，１２，１４｝、ＸＳ２＝（ｘ２、ｘ１１、ｘ１２、ｘ１３、ｘ１４）が得られる。以上が、第２のＩＲ符号の構成についての説明である。図９の第３のＩＲリスト９４は、第３のＩＲ符号のパラメータをリストする。第３のＩＲ符号の長さはＮ３＝３２として指定され、第３のＩＲデータセグメントの長さはＫ３＝４として指定される。したがって、第３のＩＲ母符号Ｍ３＝３２は長さを有し、第３の短縮セグメントセレクタＶ３はＮ３＋Ｋ３＋１＝２１からＭ３＝３２までの整数の集合である。第３のＩＲ母符号は、消去確率１／２を有するＢＥＣ設計ルールを使用して構築される。第３のＩＲ母符号は第１のＩＲ母符号と同じ長さを有するので、第１のＩＲ母信頼性リスト９６も第３のＩＲ母符号に対して有効である。リスト９６から第３の短縮セグメントセレクタＶ３内の座標を除去した後、第３の短縮ＩＲ母信頼性リストが（１６、８、１２、２０、１４、１５、４、６、１０、７、１８、１１、１９、１３、２、３、５、９、１７、１）として得られる。第３の短縮されたＩＲ母信頼性リストの最初のＫ３＝４個の要素を取り上げると、第３の組織的セグメントセレクタはＡ３＝｛１６，８，１２，２０｝として得られる。好ましい実施形態の規則によれば、第３のパンクチャされたセグメントセレクタがＴ３＝Ａ３∪Ｖ３として取られる。第３のＩＲ  データセレクタＳ３は、Ｓ１からの要素を１つ、Ｓ１＼Ｓ２からの要素を１つ、Ａ＼（Ｓ１∪Ｓ２）からの要素を２つ取って構成されている。この割り当てはＳ３のサイズとしてのＫ３＝４という仕様と一致している。Ｓ３に含めるために選択されるＳ２の要素はＳ２の最も信頼性の低い要素、すなわち１４として選択され、Ｓ１＼Ｓ２から選択される要素はＳ１＼Ｓ２の最も信頼性の低い要素、すなわち７として選択され、Ａ＼（Ｓ１∪Ｓ２）から選択される２つの要素はＡ＼（Ｓ１∪Ｓ２）の最も信頼性の低い２つの要素、すなわち（１６，８）として選択される。この手順はＳ３＝｛１４，７，１６，８｝、ｘＳ３＝（ｘ７，ｘ８，ｘ１４，ｘ１６）を与える。以上、本実施例における第３のＩＲ符号の設計について説明した。ここで、入力データパケットを、
【数８】
2021521723.tif 000010
として、説明のために、数値例を与える。ここで、入力データパケットは主符号化器６１がｕＡ＝ｄと設定することによって、またはより正確にはｕ２＝ｄ１、ｕ４＝ｄ２、ｕ６＝ｄ３、ｕ７＝ｄ４、ｕ８＝ｄ５、ｕ１０＝ｄ６、ｕ１１＝ｄ７、ｕ１２＝ｄ８、ｕ１３＝ｄ９、ｕ１４＝ｄ１０、ｕ１５＝ｄ１０、ｕ１５＝ｄ１１、ｕ１６＝ｄ１２と設定することによって、ソース語ｕ＝（ｕ１，ｕ２，…，ｕＮ＝１６）に埋め込まれる。主符号化器はソース語の残りの座標をゼロ、すなわち、ｕ１＝０、ｕ３＝０、ｕ５＝０に設定する。以上で、ソース語ｕの作成が完了する。
【００５９】
本発明の原理の代替実施形態では、ソース語ｕの凍結座標が本発明の原理の適用性に影響を及ぼすことなく、（全ゼロパターンの代わりに）異なるビットパターンに設定することができる。主符号化器は、ソース語ｕから主符号語ｘ＝（ｘ１，ｘ２，…，ｘＮ＝１６）を、式ｘ＝ｕＧＮ＝１６を計算することによって生成する。ここで、
【数９】
2021521723.tif 000011
である。
これにより、主符号語が、
【数１０】
2021521723.tif 000012
として得られる。
第１のＩＲパケットを準備する際に、ＨＡＲＱ送信機は、最初に第１の符号語セグメントｘＳ１＝（１，１，０，１，０，１，０，１）を選択する。本数値例では、組織的ＩＲ符号化器６３が好ましい実施形態に関連して上述した組織的符号化方法を使用すると仮定する。従って、第１のドラフト符号語ｖ（１）は設定ｖＡ１（１）＝ｘＳ１、ｖＡ１ｃ（１）＝０よって準備され、これは次式を生じる。
【数１１】
2021521723.tif 000013
第１のドラフトソース語ｗ（１）は、逆極変換演算によって第１のドラフト符号語ｖ（１）から得られる。
【数１２】
2021521723.tif 000014
第１ドラフトソース語の凍結座標はゼロに設定され、第１修正ソース語は次のように得られる
【数１３】
2021521723.tif 000015
極変換演算ｘ（１）＝ｗ（１）ＧＮにより、第１のＩＲ母符号語を以下により生成する。
【数１４】
2021521723.tif 000016
符号化は、ｘＡ１（１）＝ｘＳ１を満たすという意味で対称的であることを検証することができる。第１のＩＲ符号語はパンクチャ動作ｒ（１）＝ｘＴ１ｃ（１）によって得られる。
【数１５】
2021521723.tif 000017
同様に、第２および第３のＩＲ符号語は以下のように得られる。
【数１６】
2021521723.tif 000018
以上で、組織的ＩＲ符号化器６３が設計例９０においてどのように動作するかの説明を完了する。
【００６０】
設計例９０について受信機側に注目すると、図９Ｂは、受信機側で使用することができる一例のＨＡＲＱ復号器９７を示す。例示的なＨＡＲＱ復号器９７は、ＨＡＲＱ復号器７３の好ましい実施形態の例を構成する。例示的なＨＡＲＱ復号器９７は、主復号器９８を備え、主復号器９８は主符号パラメータリスト９１によって定義されるように、主符号を復号するために使用できる任意の復号器である。主符号が本例のように極符号である場合、主復号器９８は、連続キャンセル（ＳＣ）復号器、信念伝播（ＢＰ）復号器、またはリスト復号器であってもよい。ＨＡＲＱ復号器は第１のＩＲ復号器９９１、第２のＩＲ復号器９９２、および第３のＩＲ復号器９９３をさらに含み、ＩＲ復号器９９１、９９２、および９９３は、それぞれ、ＩＲパラメータリスト９２、９３、および９４によって定義されるＩＲ符号のための復号器である。本原理の好ましい実施形態ではＩＲ符号は極符号であり、したがって、ＩＲ復号器９９１、９９２、および９９３は極符号を復号するのに適した復号器として選択されるべきである。ＩＲ復号器９９１、９９２、および９９３のオプションには、ＳＣデコーディング、ＢＰデコーディング、およびリストデコーディングが含まれる。ＩＲ復号器９９１、９９２、および９９３は、それぞれ対応するデコーディングタスクのために最適化された、異なるタイプの極復号器であってもよい。ＢＰ復号は、復号器がソフト情報を交換することを可能にするという利点を有する。ＳＣ復号は、より単純であるという利点を有する。
【００６１】
以下では、主復号器９８およびＩＲ復号器がＳＣ復号を使用し、硬判定を交換する例示的なシナリオを説明する。具体的には、パケット送信部６４が主パケットおよびＩＲパケットを送信する際の変調方式として、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を採用している、すなわち、主符号語ｘは変換ｓ＝α（１−２ｘ）によってＢＰＳＫ信号ベクトルｓにマッピングされている、と仮定し、ここで、αは振幅であり、１は主符号語ｘと同じ長さを有する１の要素列からなるベクトルである。この変換は主符号語の各要素ｘｉをＢＰＳＫ信号ｓｉに変換し、ｘｉ＝０であればｓｉ＝αでありｘｉ＝１であればｘｉ＝−αである。同様に、第ｋのＩＲ符号語ｒ（ｋ）は、変換ｓ（ｋ）＝α（１−２ｒ（ｋ））によってＢＰＳＫ信号ベクトルｓ（ｋ）にマッピングされると仮定する。例におけるＢＰＳＫ変調の使用は単に例示の目的のためのものであり、発明原理の限定的な特徴ではない。特に、任意の数のコンスタレーション・ポイント（４、１６、６４等）を有する直交振幅変調（ＱＡＭ）のような他のタイプの変調を採用するシステムにおいて、本原理を利用できることは、当業者には明らかであろう。
【００６２】
例示のシナリオでは、順方向チャネル１４は加法的ガウス雑音チャネルであると仮定される。主符号語および第ｋのＩＲ符号語のためのチャネル出力は、それぞれ、ｙおよびｙ（ｋ）によって示される。より具体的には、ｙ＝ｓ＋ｎおよび、ｙ（ｋ）＝ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ）であり、ｎおよびｎ（ｋ）はチャネル雑音を表す。雑音ベクトルｎ及びｎ（ｋ）は、平均０、分散α２を持つ独立同一分布Ｇａｕｓｓ確率変数で構成される。さらに、ｎはｓから独立しており、ｎ（ｋ）はｓ（ｋ）から独立していると仮定する。ここでの加法性ガウス雑音チャネルの使用は、例示のみを目的としている。本原理は、マルチパスフェージングを有するチャネル、ドップラーシフト、マルチユーザ干渉、インパルス性ノイズ等の他のタイプのチャネルと共に使用することができる。
【００６３】
典型的なデジタル通信システムでは、順方向チャネル１４の出力において受信されたパケットから離散時間信号ｙ及びｙ（ｋ）を得るためにかなりの量の信号処理（同期、等化、サンプリング等）が行われる。このような信号処理は、ＨＡＲＱ受信機７０内のフロントエンドプロセッサ７１によって行われる。この例では、フロントエンドプロセッサが復調およびソフトインソフトアウト（ＳＩＳＯ）デマッピング機能も実行し、主符号語および第ｋのＩＲ符号語にそれぞれ関連する主ＬＬＲ（Ｌ）および第ｋのＬＬＲ（Ｌ（ｋ））を備える対数尤度比（ＬＬＲ）をＨＡＲＱ復号器７３に送達すると仮定する。主ＬＬＲ（Ｌ）の第ｉの成分は
【数１７】
2021521723.tif 000019
で与えられる。
同様に、第ｋのＬＬＲ（Ｌ（ｋ））の第ｉの成分は、
【数１８】
2021521723.tif 000020
で与えられる。
加法的ガウス雑音チャネルの場合は、これらのＬＬＲの計算は式の単純化により、Ｌｉ＝２αｙｉ／σ２、及びＬｉ（ｋ）＝２αｙｉ／α２となる。他のタイプの順方向チャネルの場合、ＬＬＲを計算するための適切な公式は、通信工学の当業者には周知である。
【００６４】
ＨＡＲＱ復号器７３の動作の詳細は、入力データパケットが式（１）によって与えられ、主符号語が式（２）によって与えられ、ＩＲ符号語が式（４）、（６）、および（８）によって与えられる、ＨＡＲＱ送信機のための上記数値例を続けることによって説明される。チャネルの信号対雑音比（ＳＮＲ）は（−１）デシベル（ｄＢ）であると仮定する。ここで、チャネルのＳＮＲはＳＮＲ＝２０ｌоｇ１０（α／σ）により、ｄＢで定義される。
【００６５】
数値例では、ＨＡＲＱ受信機７０が
【数１９】
2021521723.tif 000021
を主チャネル出力として受信し、フロントエンドプロセッサ７１は主ＬＬＲを、
【数２０】
2021521723.tif 000022
として計算する。主復号器９８が式（１０）の主ＬＬＲ（Ｌ）を入力として取り、式（１）の入力データパケットｄを回復することを目的として第１の主復号を実行する。この第１の主復号は入力データパケットの第１の推定値を生成する。この数値例における入力データパケットの第１の推定値は、
【数２１】
2021521723.tif 000023
である。
式（１１）におけるこの第１の推定値は式（１）における入力データパケットｄの真の値とは６つの位置において異なる。したがって、ＨＡＲＱ受信機７０はＮＡＣＫをＨＡＲＱ送信機６０に送信し、ＨＡＲＱ送信機はこの例では式（４）によって与えられるように、第１のＩＲ符号語ｒ（１）を送信することによって応答する。ＨＡＲＱ受信機７０は、
【数２２】
2021521723.tif 000024
を、第１のＩＲ符号語ｒ（１）のためのチャネル出力として受信し、フロントエンドプロセッサ７１は第１のＩＲ  ＬＬＲ（Ｌ（１））を、
【数２３】
2021521723.tif 000025
として計算する。第１のＩＲ復号器９９１が第１のＩＲ  ＬＬＲを受信し、第１のＩＲ符号語の第１の復号を実行する。第１のＩＲ符号語の第１の復号は、式（３）の第１のＩＲ母符号語ｘ（１）に対して第１の復号を実行することによって間接的に実行される。第１のＩＲ母符号語のための第１の復号が始まる前に、適切な第１のＩＲ母ＬＬＲ（Ｌ〜（１））が構築され、第１のＩＲ母ＬＬＲは長さＮ２＝３２のベクトルである。第１のＩＲ母ＬＬＲは、Ｌ〜（１）の座標をＬ〜Ｔ１ｃ（１）＝Ｌ（１）、Ｌ〜Ｖ１（１）＝∞、Ｌ〜Ａ１（１）＝ＬＳ１と埋めることによって構築される。
【００６６】
Ｌ〜Ｔ１ｃ（１）＝Ｌ（１）という式は順方向チャネルを介して送信された第１のＩＲ母符号語の唯一の部分が集合Ｔ１ｃによってインデックス付けされた部分であったことを意味し、したがって、第１のＩＲ母ＬＬＲの対応する成分は第１のＩＲ  ＬＬＲで埋められる。Ｌ〜Ｖ１（１）＝∞という式は、集合Ｖ１内にあるＩＲ母ＬＬＲベクトルの各々の座標がＬＬＲ値の精度が許す範囲内で最大値に設定され、例えば、８ビットの符号付き整数が使用される場合には１２７に設定される。ＬＬＲ値を大きい値に設定することは、復号器が対応するビットを完全に知っていることを意味する（これは、組織的ＩＲ符号器６３で適用される短縮動作の一部として０に固定される、Ｖ１のビットについて当てはまる）。Ｌ〜Ａ１（１）＝ＬＳ１という式は、主ＬＬＲからのＬＬＲ値ＬＳ１を再利用する。これらの置換の後、第１のＩＲ復号器９９１は、ＩＲ母ＬＬＲ（Ｌ〜（１））を使用して、第１のＩＲ母符号語の第１の推定値を以下の式により生成する。
【数２４】
2021521723.tif 000026
式（１２）の第１のＩＲ母符号語の第１の推定がたまたま式（３）の第１のＩＲ母符号語ｘ（１）と一致しているが、第１のＩＲ復号器９９１はこれを知らない。本発明の原理は、第１のＩＲ復号器または任意の後続のＩＲ復号器が、それらが生成する推定値のいずれかが正しい推定値であるかの判断ができるかを必要としない。第１のＩＲ復号器の次のステップは、ｘ＾Ａ１（１）の部分を主復号器９８に渡すことである。主復号器は、ｘ＾Ａ１（１）がｘＳ１の正しい推定値であると仮定し、主ＬＬＲのセグメントＬＳ１を、ｘ＾ｉ（１）＝０であればＬｉ＝∞とし、各ｉ∈Ｓ１についてｘ＾ｉ（１）＝１であればＬｉ＝−∞とすることで更新する。主ＬＬＲの更新に続いて、主復号器９８は、更新された主ＬＬＲを使用して、入力データパケットの第２の推定値を生成する。本例においては、入力データパケットの第２の推定値は、
【数２５】
2021521723.tif 000027
として得られる。
式（１３）の第２の推定値が式（３）の入力データパケットｄと一致するので第２の推定値は正しい。前述したように、本発明の原理は、十分な信頼性で、ｄ＾（１）、ｄ＾（２）、及び主復号器による任意の後続の推定値が正しいことを決定するためのＣＲＣなどの方法を含む。この時点で、ＨＡＲＱ受信機７０はＡＣＫを送信し、発明ＨＡＲＱセッションは成功して完了する。
【００６７】
一般に、上記の例におけるＨＡＲＱセッションは、第２の推定値ｄ＾（２）が正しくない場合に継続する。その場合、ＮＡＣＫがＨＡＲＱ受信機７０によって送信され、ＨＡＲＱ送信機６０は第２のＩＲ符号語を送信するのであろう。ＨＡＲＱ復号器は、第１のＩＲ母ＬＬＲ（Ｌ〜（１））の準備と同じ方法で第２のＩＲ母ＬＬＲ（Ｌ〜（２））を準備する。次に、第２のＩＲ復号器９９２は第２のＩＲ母符号語の第１の推定値を生成し、それを主復号器９８および第１のＩＲ復号器９９１に渡す。第１のＩＲ母符号語および第２のＩＲ母符号語は、共通にペイロードｘＳ１∩Ｓ２を有する。本実施例では、Ｓ１∩Ｓ２＝｛２，１１，１３｝である。したがって、第１のＩＲ復号器９９１は、第２のＩＲ復号器９９２によって提供された推定値ｘＳ１∩Ｓ２を使用することによって、第１のＩＲ母符号語の第２の推定値を生成するオプションを有することになる。第１のＩＲ母符号語のこのような第２の推定値を生成した後、第１のＩＲ復号器は、第１のＩＲ符号語の第２の推定値を主復号器９８に送る。主復号器は第２のＩＲ母符号語の第１の推定値および第１のＩＲ母符号語の第２の推定値を利用し、入力データパケットの第３の推定値を生成する。入力データパケットの第３の推定値が誤差検出テストに合格しない場合、第３のＩＲパケットを受信した後に上記のプロセスを継続することができることは当業者には明らかであろう。以上、ＨＡＲＱ復号器９７の好ましい実施の一例として、ＳＣ（ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ  ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）復号方法について説明した。
【００６８】
ＨＡＲＱ復号器９７の例示的な例におけるＳＣ復号方法は、復号器が９９３から９９２、９９２から９９１、および９９１から９８を接続する枝から成る有向木内の流れを推定するという意味で、本質的に順列的である。この順列的な情報の流れは、連続的なキャンセル復号に適しており、単純であるという利点を有する。しかしながら、本原理は特定のスケジュールに従って、すべての復号器９８、９９１、９９２、９９３の間で復号推定値を渡すことができ、復号が多くの反復の間継続することができる、より一般的な復号技術と共に適用することができる。さらに、上記のＳＣの例とは異なり、交換されるメッセージは、厳しい決定ではなく、ソフトな情報を含む可能性がある。ＢＰデコーディングは自然な方法でソフト情報の交換を可能にするので、主復号器およびＩＲ復号器が互いに情報を交換するとき、ＢＰデコーディングがＳＣデコーディングよりも有利に使用され得ることは、当業者には明らかであろう。このような一般化された方法は、複雑さを犠牲にして性能を改善する可能性を有する。本原理はＨＡＲＱ復号器が反復メッセージ通過復号アルゴリズムを利用することを可能にすることにより、極符号を有するＨＡＲＱに関する従来技術よりも大きな利点を引き出す。ＩＲ符号を実装するための組織的極符号の使用は、ＨＡＲＱ受信機においてメッセージ受渡復号器を構築することを可能にする重要な要因である。
【００６９】
図１０は、ベンチマークＣＣ−ＨＡＲＱ方法に対する本原理の性能上の利点を示すグラフである。グラフの縦軸はスループットである。横軸はＳＮＲ値（ｄＢ）である。ここでの主符号は長さＮ＝２５６を有し、入力データパケットは長さＫ＝１９２を有す。ＨＡＲＱ方式は、ＩＲ送信のｍ＝３ラウンドを使用する。ＩＲ母符号の長さは、Ｍ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝５１２である。ＩＲ  符号語の長さはＮ１＝Ｎ２＝Ｎ３＝２５６であり、ＩＲ  ペイロードサイズがＫ１＝１６２、Ｋ２＝８７、およびＫ３＝６０である。ＨＡＲＱ  システムはＢＰＳＫ  変調を使用する。順方向チャネルは加法的Ｇａｕｓｓ雑音チャネルである。主復号器およびＩＲ復号器は、ＢＰ復号を使用する。図１０のグラフは高いＳＮＲでは本原理はベンチマークＣＣ−ＨＡＲＱと同様のスループットを提供するが、低いＳＮＲではＣＣ−ＨＡＲＱを上回ることを示す。したがって、ＣＣ−ＨＡＲＱと比較して、本原理は、通信システムがより広いダイナミックレンジのＳＮＲにわたって動作することを可能にする。
【００７０】
図１１は、本開示に従って実装され得る組織的極符号化を使用するＨＡＲＱを含む、例示的なワイヤレスネットワークを示す。図１１に示される無線ネットワーク１１００の実施形態は、単に例示のためのものである。本開示の範囲から逸脱することなく、無線ネットワーク１１００の他の実施形態を使用することができる。無線ネットワーク１１００は、ｅＮｏｄｅＢ１１０１、ｅＮＢ  １１０２、ｅＮＢ１１０３を含む。ｅＮＢ１１０１は、ｅＮＢ１１０２およびｅＮＢ１１０３と通信する。ｅＮＢ１１０１はまた、インターネット、専有ＩＰネットワーク、または他のデータネットワークのような、少なくとも１つのインターネットプロトコルネットワーク１１３０と通信する。
【００７１】
ネットワークタイプに応じて、「基地局」または「アクセスポイント」などの「ｅＮｏｄｅＢ」または「ｅＮＢ」の代わりに、他の周知の用語を使用することができる。便宜上、「ｅＮｏｄｅＢ」および「ｅＮＢ」という用語はこの特許文書ではリモート端末に無線アクセスを提供するネットワークインフラストラクチャコンポーネントを指すために使用される。また、ネットワークタイプに応じて、「移動局」（または「ＭＳ」）、「加入者局」（または「ＳＳ」）、「リモート端末」、「無線端末」、または「ユーザデバイス」などの「ユーザ機器」または「ＵＥ」の代わりに他の周知の用語を使用することができる。便宜上、「ユーザ機器」および「ＵＥ」という用語はこの特許文書ではＵＥがモバイルデバイス（携帯電話またはスマートフォンなど）であるか、または通常は固定デバイス（デスクトップコンピュータまたは自動販売機など）と見なされるかにかかわらず、ｅＮＢに無線アクセスするリモート無線機器を指すために使用される。
【００７２】
ｅＮＢ１１０２は、ｅＮＢ１１０２のカバレッジエリア１１２０内の第１の複数のユーザ機器（ＵＥ）に対して、ネットワーク１１３０への無線ブロードバンドアクセスを提供する。第１の複数のＵＥは、スモールビジネス（ＳＢ）内に位置することができるＵＥ１１１１と、企業（Ｅ）内に位置することができるＵＥ１１１２と、ＷｉＦｉホットスポット（ＨＳ）内に位置することができるＵＥ１１１３と、第１の住宅（Ｒ）内に位置することができるＵＥ１１１４と、第２の住宅（Ｒ）内に位置することができるＵＥ１１１５と、携帯電話、ワイヤレスラップトップ、ワイヤレス携帯情報端末（ＰＤＡ）などのようなモバイルデバイス（Ｍ）とすることができるＵＥ１１１６とを含む。ｅＮＢ１１０３は、ｅＮＢ１１０３のカバレッジエリア１１２５内の第２の複数のＵＥに対して、ネットワーク１１３０への無線ブロードバンドアクセスを提供する。第２の複数のＵＥは、ＵＥ１１１５およびＵＥ１１１６を含む。いくつかの実施形態では、ｅＮＢ１１０１〜１１０３のうちの１つまたは複数が３Ｇ、４Ｇ、または５Ｇ、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、ＬＴＥ−Ａ、ＷｉＭＡＸ、または他の高度なワイヤレス通信技法を使用して、互いに通信し、ＵＥ１１１１〜１１１６と通信することができる。
【００７３】
点線はカバレージエリア１１２０および１１２５のおおよその範囲を示し、これらは、例示および説明の目的のみのために、おおよそ円形として示される。カバレージエリア１１２０および１１２５などのｅＮＢに関連するカバレージエリアは、ｅＮＢの構成、ならびに自然障害物および人工障害物に関連する無線環境の変動に応じて、不規則な形状を含む他の形状を有することができることを明確に理解されたい。
【００７４】
以下でより詳細に説明するように、ＢＳ１１０１、ＢＳ１１０２、およびＢＳ１１０３のうちの１つまたは複数は、本開示の実施形態で説明する２Ｄアンテナアレイを含む。いくつかの実施形態ではＢＳ１１０１、ＢＳ１１０２およびＢＳ１１０３のうちの１つ以上は２Ｄアンテナアレイを有するシステムのための符号ブック設計および構造をサポートする。
【００７５】
図１１は無線ネットワーク１１００の一例を示すが、様々な変更を図１１に加えることができる。例えば、ワイヤレスネットワーク１１００は、任意の数のｅＮＢおよび任意の数のＵＥを任意の適切な構成で含むことができる。また、ｅＮＢ１１０１は任意の数のＵＥと直接通信し、それらのＵＥにネットワーク１１３０への無線ブロードバンドアクセスを提供することができる。同様に、各ｅＮＢ１１０２〜１１０３はネットワーク１１３０と直接通信し、ＵＥにネットワーク１１３０への直接無線ブロードバンドアクセスを提供することができる。さらに、ｅＮＢ１１０１、１１０２、および／または１１０３は、外部電話ネットワークまたは他のタイプのデータネットワークなど、他のまたは追加の外部ネットワークへのアクセスを提供することができる。
【００７６】
図１に示され、上記で説明された例示的なＨＡＲＱシステム１０は以下でさらに詳細に説明されるように、ｅＮＢ（ｅＮＢ１１０２など）および／またはＵＥ（ＵＥ１１１６など）において実装され得る。
【００７７】
図１２Ａは、組織的極符号化を使用するＨＡＲＱが本開示に従って実装され得る、例示的なユーザ機器ネットワークを示す。図１２Ａに示されるＵＥ１１１６の実施形態は例示のためだけのものであり、図１１のＵＥ１１１１〜１１１５は、同じまたは同様の構成を有することができる。しかしながら、ＵＥは多種多様な構成で到来し、図１２Ａは、本開示の範囲をＵＥの任意の特定の実装に限定しない。
【００７８】
ＵＥ１１１６は、アンテナ１２０５と、無線周波数（ＲＦ）トランシーバ１２１０と、送信（ＴＸ）処理回路１２１５（図１のＨＡＲＱ送信機１３であってもよい）と、マイクロフォン１２２０と、受信（ＲＸ）処理回路１２２５（図１のＨＡＲＱ受信機１５であってもよい）とを含む。ＵＥ１１１６はまた、スピーカ１２３０、メインプロセッサ１２４０、入出力インターフェース１２４５、キーパッド１２５０、ディスプレイ１２５５、およびメモリ１２６０を含む。メモリ１２６０は、基本オペレーティング・システム（ＯＳ）プログラム１２６１と、１つ以上のアプリケーション１２６２とを含む。ＯＳプログラム１２６１、アプリケーション１２６２のうちの１つ、またはそれらの何らかの組合せのいずれかは、図１〜図１０の様々な実施形態で説明したように、ＨＡＲＱ方式のためのプログラミングを実施することができる。
【００７９】
ＲＦトランシーバ１２１０はアンテナ１２０５から、ネットワーク１１００のｅＮＢによって送信された着信ＲＦ信号（上述の主パケットおよび二次パケットを含む）を受信する。ＲＦトランシーバ１２１０は、受信ＲＦ信号をダウンコンバートして、受信機（Ｒｘ）処理回路１２２５に送られるのであろう中間周波数（ＩＦ）またはベースバンド信号を生成することができる。Ｒｘ処理回路１２２５は処理された信号を、スピーカ１２３０（例えば、音声データ用）に、またはさらなる処理（例えば、ウェブブラウジングデータ用）のためにメインプロセッサ１２４０に送信する。
【００８０】
送信（Ｔｘ）処理回路１２１５は、入力データパケット１１のための少なくともいくつかの入力データとして、マイクロフォン１２２０からのアナログまたはデジタル音声データ、またはメインプロセッサ１２４０からの他の発信ベースバンドデータ（ウェブデータ、電子メール、または対話型ビデオゲームデータなど）を受信する。Ｔｘ処理回路１２１５は、ＨＡＲＱ送信機１３を実装する。ＲＦトランシーバ１２１０はＴｘ処理回路１２１５からの出射処理済みベースバンドまたはＩＦ信号を受信し、ベースバンドまたはＩＦ信号を、アンテナ１２０５を介して送信されるＲＦ信号にアップコンバートする。
【００８１】
メインプロセッサ１２４０はＵＥ１１１６の全体的な動作を制御するために、１つ以上のプロセッサまたは他の処理装置を含み、メモリ１２６０に記憶された基本ＯＳプログラム１２６１を実行することができる。例えば、主プロセッサ１２４０は、周知の原理に従って、順方向チャネル信号の受信およびＲＦトランシーバ１２１０、Ｒｘ処理回路１２２５、およびＴｘ処理回路１２１５による逆方向チャネル信号の送信を制御することができる。いくつかの実施形態ではメインプロセッサ１２４０が少なくとも１つのプログラマブルマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含み、一方、他の実施形態ではメインプロセッサが（任意選択で）プログラマブル論理または処理回路だけでなく、（例えば、システミックおよび／または非組織的符号化または復号プロセス、パンクチャプロセス、データマッピングなどのための）専用回路を含む。
【００８２】
メインプロセッサ１２４０はまた、本開示の実施形態で説明されるような２Ｄアンテナアレイを有するシステムのためのチャネル品質測定および報告のための動作など、メモリ１２６０に常駐する他のプロセスおよびプログラムを実行することができる。メインプロセッサ１２４０は実行プロセスによって要求されるように、データおよび／または命令をメモリ１２６０内外に移動することができる。いくつかの実施形態では、メインプロセッサ１２４０がＯＳプログラム１２６１に基づいて、またはｅＮＢまたはオペレータから受信した信号に応答して、アプリケーション１２６２を実行するように構成される。メインプロセッサ１２４０はまた、Ｉ／Ｏインターフェース１２４５に結合され、これは、ラップトップコンピュータやハンドヘルドコンピュータのような他の装置に接続する能力をＵＥ１１１６に提供する。Ｉ／Ｏインターフェース１２４５は、これらのアクセサリとメインコントローラ１２４０との間の通信経路である。
【００８３】
メインプロセッサ１２４０はまた、キーパッド１２５０（単に単一のボタンであってもよいし、アレイまたは他の組のボタンであってもよい）およびディスプレイユニット１２５５に結合される。ＵＥ１１１６のオペレータは、キーパッド１２５０を使用してＵＥ１１１６にデータを入力することができる。ディスプレイ１２５５はタッチスクリーンディスプレイ、またはウェブサイトなどからテキストおよび／または少なくとも限定されたグラフィックスをレンダリングし、既知の慣行に従ってユーザによるタッチ入力を受信することができる他のディスプレイとすることができる。メモリ１２６０はメインプロセッサ１２４０に結合され、メモリ１２６０の少なくとも一部はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができ、メモリ１２６０の別の部分はフラッシュメモリまたは他の読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことができる。
【００８４】
図１２ＡはＵＥ１１１６の一例を示すが、図１２Ａに対して様々な変更を行うことができる。例えば、図１２Ａの様々な構成要素は組み合わせられるか、さらに細分されるか、または省略されることができ、追加の構成要素は、特定の必要性に従って追加されることができる。特定の例として、メインプロセッサ１２４０は、１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）および１つ以上のグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）のような複数のプロセッサに分割することができる。また、図１２Ａは携帯電話またはスマートフォンとして構成されたＵＥ１１１６を示しているが、ＵＥは他のタイプのモバイルデバイスまたは固定デバイスとして動作するように構成され得る。
【００８５】
図１２Ｂは、本開示に従って実装され得る組織的極符号化を使用するＨＡＲＱを含む例示的な拡張ノードＢ（ｅＮＢ）ネットワークを示す。図１２Ｂに示されるｅＮＢ１１０２の実施形態は例示のためだけのものであり、図１１の他のｅＮＢは、同じまたは同様の構成を有することができる。しかしながら、ｅＮＢは多種多様な構成で到来し、図１２Ｂは、本開示の範囲をｅＮＢの任意の特定の実装に限定しない。ｅＮＢ１１０１およびｅＮＢ１１０３は、ｅＮＢ１２０２と同じまたは同様の構造を含むことができることに留意されたい。
【００８６】
図１２Ｂに示すように、ｅＮＢ１１０２は、複数のアンテナ１２７０ａ〜１２７０ｎと、複数のＲＦトランシーバ１２７２ａ〜１２７２ｎと、送信（Ｔｘ）処理回路１２７４と、受信（Ｒｘ）処理回路１２７６とを含む。特定の実施形態では、複数のアンテナ１２７０ａ〜１２７０ｎのうちの１つ以上が２Ｄアンテナアレイを含む。ｅＮＢ  １１０２はまた、コントローラ／プロセッサ１２７８、メモリ１２８０、およびバックホールまたはネットワークインターフェース１２８２を含む。
【００８７】
ＲＦトランシーバ１２７２ａ〜１２７２ｎはアンテナ１２７０ａ〜１２７０ｎから、ＵＥまたは他のｅＮＢによって送信される信号などの受信ＲＦ信号を受信する。ＲＦトランシーバ１２７２ａ〜１２７２ｎは、入力ＲＦ信号をダウンコンバートして、ＩＦまたはベースバンド信号を生成する。ＩＦまたはベースバンド信号は、ベースバンドまたはＩＦ信号をフィルタリング、復号、および／またはデジタル化することによって処理された信号を生成するＲｘ処理回路１２７６に送られる。Ｒｘ処理回路１２７６は、処理された信号をコントローラ／プロセッサ１２７８に送信して、さらなる処理を行う。
【００８８】
Ｔｘ処理回路１２７４は、入力データパケット１１のための少なくともいくつかの入力データとして、コントローラ／プロセッサ１２７８からアナログまたはデジタルデータ（音声データ、ウェブデータ、電子メール、または対話型ビデオゲームデータなど）を受信する。Ｔｘ処理回路１２７４はソース符号化器およびチャネル符号化器を実装して、出力ベースバンドデータを符号化器し、多重化し、および／またはデジタル化して、処理済み信号を生成する。ＲＦトランシーバ１２７２ａ〜１２７２ｎはＴｘ処理回路１２７４からの出射処理済み信号を受信し、ベースバンド信号またはＩＦ信号を、アンテナ１２７０ａ〜１２７０ｎを介して送信されるＲＦ信号にアップコンバートする。
【００８９】
コントローラ／プロセッサ１２７８は、ｅＮＢ１１０２の全体的な動作を制御する１つ以上のプロセッサまたは他の処理装置を含むことができる。例えば、コントローラ／プロセッサ１２７８は、周知の原理に従って、順方向チャネル信号の受信およびＲＦトランシーバ１２７２ａ〜１２７２ｎ、Ｒｘ処理回路１２７６、およびＴｘ処理回路１２７４による逆方向チャネル信号の送信を制御することができる。コントローラ／プロセッサ１２７８は、より高度な無線通信機能などの追加機能もサポートすることができる。コントローラ／プロセッサ１２７８は、ｅＮＢ１１０２において、多種多様な他の機能のいずれかをサポートすることができる。いくつかの実施形態ではコントローラ／プロセッサ１２７８が少なくとも１つのマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含み、一方、他の実施形態ではメインプロセッサが専用回路（例えば、システミックおよび／または非組織的符号化プロセス、パンクチャプロセス、データマッピングなどのための）、ならびに（任意選択で）プログラマブルロジックまたは処理回路を含む。
【００９０】
コントローラ／プロセッサ１２７８はまた、メモリ１２８０内に常駐するプログラム及び他のプロセス、例えば基本的なＯＳを実行することが可能である。コントローラ／プロセッサ１２７８はまた、本開示の実施形態で説明されるように、２Ｄアンテナアレイを有するシステムのためのチャネル品質測定および報告をサポートすることが可能である。ある実施形態では、コントローラ／プロセッサ１２７８がエンティティ間の通信をサポートする。コントローラ／プロセッサ１２７８は実行プロセスによって要求されるように、データおよび／または命令をメモリ１２８０内外に移動することができる。
【００９１】
コントローラ／プロセッサ１２７８はまた、バックホールまたはネットワークインターフェース１２８２に結合される。バックホールまたはネットワークインターフェース１２８２は、ｅＮＢ１１０２がバックホール接続を介して、またはネットワークを介して、他のデバイスまたはシステムと通信することを可能にする。インターフェース１２８２は、任意の適切な有線または無線接続を介した通信をサポートすることができる。例えば、ｅＮＢ１１０２が（３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、ＬＴＥ、またはＬＴＥ−Ａをサポートするものなどの）セルラ通信システムの一部として実装される場合、インターフェース１２８２は、ｅＮＢ１１０２が有線または無線バックホール接続を介して他のｅＮＢと通信することを可能にすることができる。ｅＮＢ１１０２がアクセスポイントとして実装されている場合、インターフェース１２８２は、ｅＮＢ１１０２が有線または無線ローカルエリアネットワークを介して、またはより大きなネットワーク（インターネットなど）への有線または無線接続を介して通信することを可能にすることができる。インターフェース１２８２は、イーサネット（登録商標）またはＲＦトランシーバなどの有線または無線接続を介した通信をサポートする任意の適切な構造を含む。
【００９２】
メモリ１２８０は、コントローラ／プロセッサ１２７８に結合される。メモリ１２８０の一部はＲＡＭを含むことができ、メモリ１２８０の別の部分はフラッシュメモリまたは他のＲＯＭを含むことができる。特定の実施形態では、複数の命令がメモリに記憶される。複数の命令はコントローラ／プロセッサ１２７８に、組織的および／または非組織的符号化または復号プロセス、パンクチャプロセス、データマッピングなどを実行させるように構成される。
【００９３】
図１２ＢはｅＮＢ１１０２の一例を示すが、図１２Ｂに対して様々な変更を行うことができる。例えば、ｅＮＢ１１０２は、示されている任意の数の各コンポーネントを含むことができる。特定の例として、アクセスポイントは多数のインターフェース１２８２を含むことができ、コントローラ／プロセッサ１２７８は、異なるネットワークアドレス間でデータをルーティングするルーティング機能をサポートすることができる。別の特定の例として、Ｔｘ処理回路１２７４の単一のインスタンスおよびＲｘ処理回路１２７６の単一のインスタンスを含むように示されるが、ｅＮＢ  １１０２は各々の複数のインスタンス（ＲＦトランシーバごとに１つなど）を含むことができる。
【００９４】
発明偏光符号化を使用してデータを再送信するための特定の方法および発明を本明細書で詳細に説明し、図面に示すが、本開示によって包含される主題は特許請求の範囲によってのみ限定されることを理解されたい。本開示は例示的な実施形態を用いて説明されてきたが、当業者には様々な変更および修正が示唆され得る。本開示は、添付の特許請求の範囲内にあるそのような変更および修正を包含することが意図される。本出願における説明は任意の特定の要素、ステップ、または機能が特許請求の範囲に含まれなければならない必須または重要な要素であることを暗示するものとして解釈されるべきではなく、特許主題の範囲は許可された特許請求の範囲によってのみ定義される。さらに、これらの特許請求の範囲のいずれも、添付の特許請求の範囲または特許請求の範囲の要素のいずれかに関して、３５  ＵＳＣ  §１１２（ｆ）を呼び出すことは意図されておらず、「のための手段」または「のためのステップ」という正確な語が特定の特許請求の範囲において明示的に使用され、その後に、機能を識別するパーティクルフレーズが続かない限り、特許請求の範囲内の「機構」、「モジュール」、「デバイス」、「ユニット」、「構成要素」、「要素」、「部材」、「装置」、「機械」、「システム」、「プロセッサ」、または「コントローラ」などの用語の使用は特許請求の範囲自体の特徴によってさらに修正または強化されたものとして、当業者に知られている構造を指すことが理解され、意図されており、３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ）を呼び出すことは意図されていない。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【国際調査報告】
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