(57)【要約】  チャネル上のデジタル情報を符号化および復号するためのシステム、方法、およびコンピューター可読媒体が提供される。タイプ・マッピングが採用される。タイプ・マッピングは、アルファベット上のベクトルを「タイプ」に分割することに基づいており、また符号化および復号処理のために数え上げを使用する。タイプ・マッピングは、任意のサイズおよびデータレートの信号アルファベットの柔軟な符号化を可能にする。最適なレートと信号対雑音比との間のトレードオフが提供され、これは、通信製品において採用されることができる順方向誤り制御に対する補償として機能する。【選択図】図1
2010526518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル情報を符号化および復号するための方法であって、前記方法は、
タイプにしたがってアルファベット上のベクトルをサブセットに分割するステップであって、複数のタイプの各々は、前記それぞれのタイプについての前記アルファベットのシンボル・カウントをそれぞれ指定する、ステップと、
前記分割の結果に基づいて信号セットのタイプを決定するステップと、および
整数を、与えられたタイプのベクトルの上へ辞書式にマッピングするステップと
を具備する方法。
【請求項２】
前記デジタル情報は、ワイヤレス・ネットワーク上で提供される、請求項1に記載の方法であって、前記ワイヤレス・ネットワークは、システム処理能力を上げるためにWiMediaベースのOFDMシステムにおけるガードトーンを使用する、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
誤り訂正能力と処理能力との均衡を保つように構成されているリード・ソロモン符号化器を提供することをさらに具備する、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
多数のデータパスの間で任意のデータ分配比率を実現するように構成されている分配器アーキテクチャーを提供すること
をさらに具備する、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
外符号インターリーバーを利用することと、および
前記外符号インターリーバーの特性を保つために前記分配器のデータユニット幅を最適化することと
をさらに具備する、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記デジタル情報は、マップされたブロック・データの多数のタイプにおいて提供される、請求項1に記載の方法であって、前記方法は、
システムの頑強さを増すために各々のタイプ・マップされたブロック・データにパリティ追加を提供することをさらに具備する、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記デジタル情報は、マップされたブロック・データの多数のタイプにおいて提供される、請求項1に記載の方法であって、前記方法は、
タイプ・マップされたブロックを単一のチャネルの単一のデータトーンの上へマップするトーン・インターリーバー設計を提供する、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
処理システムによる実行のためのコンピューター実行可能命令を有するコンピューター可読媒体であって、デジタル情報を符号化および復号するための前記コンピューター実行可能命令は、
タイプにしたがってアルファベット上のベクトルをサブセットに分割する命令であって、複数のタイプの各々は、前記それぞれのタイプについての前記アルファベットのシンボル・カウントをそれぞれ指定する、命令と、
前記分割の結果に基づいて信号セットのタイプを決定する命令と、および
整数を、与えられたタイプのベクトルの上へ辞書式にマップする命令と
を具備する、コンピューター可読媒体。
【請求項９】
前記デジタル情報は、ワイヤレス・ネットワーク上で提供される、請求項8に記載のコンピューター可読媒体であって、前記ワイヤレス・ネットワークは、システム処理能力を上げるためにWiMediaベースのOFDMシステムにおけるガードトーンを使用する、請求項8に記載のコンピューター可読媒体。
【請求項１０】
誤り訂正能力と処理能力との均衡を保つためにリード・ソロモン符号化器を構成する命令をさらに具備する、請求項8に記載のコンピューター可読媒体。
【請求項１１】
多数のデータパスの間で任意のデータ分配比率を実現するように構成されている分配器アーキテクチャーを提供する命令をさらに具備する、請求項8に記載のコンピューター可読媒体。
【請求項１２】
外符号インターリーバーを利用する命令と、および
前記外符号インターリーバーの特性を保つために前記分配器のデータユニット幅を最適化する命令と
をさらに具備する、請求項11に記載のコンピューター可読媒体。
【請求項１３】
前記デジタル情報は、マップされたブロック・データの多数のタイプにおいて提供される、請求項8に記載のコンピューター可読媒体であって、前記コンピューター可読媒体は、システムの頑強さを増すために各々のタイプ・マップされたブロック・データにパリティ追加を提供する命令をさらに具備する、請求項8に記載のコンピューター可読媒体。
【請求項１４】
前記デジタル情報は、マップされたブロック・データの多数のタイプにおいて提供される、請求項8に記載のコンピューター可読媒体であって、前記コンピューター可読媒体は、タイプ・マップされたブロックを単一のチャネルの単一のデータトーンの上へマップするトーン・インターリーバー設計を提供する命令をさらに具備する、請求項8に記載のコンピューター可読媒体。
【請求項１５】
ワイヤレス・ネットワーク上のデジタル情報を符号化するための送信機であって、前記送信機は、
タイプにしたがって、アルファベット上のベクトルをサブセットに分割するための手段であって、複数のタイプの各々は、前記それぞれのタイプのために前記アルファベットの各々の特徴のカウントをそれぞれ指定する、手段と、
前記分割の結果に基づいて信号セットのタイプを決定するための手段と、および
シンボルを、与えられたタイプのベクトルの上へ辞書式にマッピングするための手段と
を具備する送信機。
【請求項１６】
ワイヤレス・ネットワーク上で提供されるデジタル情報を復号するための受信機であって、前記受信機は、
タイプにしたがって、アルファベット上のベクトルをサブセットに逆分割するための手段と、および
整数を、与えられたタイプのベクトルの上へ逆マッピングするための手段と
を具備する受信機。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
超広帯域無線（UWB）は、500MHz以上または中心周波数の25パーセント以上の帯域幅を有する技術を含む。現代の関心は、様々なコンピューター・システムのおよびメディア・システムにおけるユニバーサル・シリアルバス（USB）適応デバイスの普及のために、UWB送信レートが可能であるUSBのようなシリアル技術のワイヤレスバージョンを開発することにある。
【０００２】
デジタル通信において、2値データは、個々のメッセージに対応する１セットの固有の信号を設計することによって送信される。ワイヤレス・チャネル上の通信パフォーマンスの限界は、チャネル・キャパシティとして知られている。所与の信号対雑音比（SNR）に関し、チャネル・キャパシティは、確実に達成されることができる最も高いデータレートを提供する。反対に、所与のデータレートに関し、チャネル・キャパシティは、確実な通信のための最も低いSNRを提供する。
【０００３】
デジタル変調とともに使用される誤り訂正符号は、ワイヤレス・チャネル上の頑強な通信を提供するために広く使用される。これらのワイヤレス・システムにおける送信機は、送信に先立ってデータに冗長性を追加する。アナログ搬送波は、次に、符号化された信号により変調され、チャネル上で送信される。受信機は、データを復調し、およびデータストリームの中の冗長性を使用することによって、チャネル障害がある状態でデータを復号する。
【０００４】
信号シェーピングは、送信信号の確率分布を目下のチャネルの理想に近いものへ変形するプロセスである。ほとんどの通信システムは、一般に、ガウス雑音によって害される。この種の障害の場合、送信信号の配信は、理想的にはガウス的であるはずである。
【０００５】
通信システムは、誤り訂正符号化および信号シェーピングの組み合わせによってのみチャネルのキャパシティを達成することができる。最適な誤り訂正符号（実際には存在しない）であったとしても、信号シェーピングなしでは、キャパシティから1.53dB以上近づくことができない。ビット・インターリーブされた符号化変調、トレリス符号化変調、マルチレベル符号化、低密度パリティチェック（LDPC）符号化、およびターボ符号化を含む実用的な符号化技術は、キャパシティからさらに遠くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本件開示の態様は、添付の図面と合わせて読まれるとき、以下の「発明の詳細な説明」から最も良く理解される。
【図１】図１は、実施形態にしたがって、2値データを送信デバイスから受信デバイスへ一群のビット形式において送信することができるシステムの一例を表わす図である。
【図２】図２は、デジタルビットからアナログ信号への変換を例示する配列のラベリングの一例を表わす図である。
【図３】図３は、32-QAM配列の一例を表わす図である。
【図４】図４は、実施形態にしたがって実装されるタイプ・マッピング符号化機能のプロセスの流れを表わす図である。
【図５】図５は、実施形態にしたがって、ビットをM-PAM信号のブロック上へマップする変調器を表わす図である。
【図６Ａ】図6Aは、ブロック長をn = 4、8、16、および32とする4-PAMについてのそれぞれの「平均エネルギー対レート」の例示的プロットである。
【図６Ｂ】図6Bは、ブロック長をn = 4、8、16、および32とする4-PAMについてのそれぞれの「平均エネルギー対レート」の例示的プロットである。
【図６Ｃ】図6Cは、ブロック長をn = 4、8、16、および32とする4-PAMについてのそれぞれの「平均エネルギー対レート」の例示的プロットである。
【図６Ｄ】図6Dは、ブロック長をn = 4、8、16、および32とする4-PAMについてのそれぞれの「平均エネルギー対レート」の例示的プロットである。
【図７Ａ】図7Aは、ブロック長をn = 4、8、16、および32とする6-PAMについてのそれぞれの「平均エネルギー対レート」の例示的プロットである。
【図７Ｂ】図7Bは、ブロック長をn = 4、8、16、および32とする6-PAMについてのそれぞれの「平均エネルギー対レート」の例示的プロットである。
【図７Ｃ】図7Cは、ブロック長をn = 4、8、16、および32とする6-PAMについてのそれぞれの「平均エネルギー対レート」の例示的プロットである。
【図７Ｄ】図7Dは、ブロック長をn = 4、8、16、および32とする6-PAMについてのそれぞれの「平均エネルギー対レート」の例示的プロットである。
【図８】図8は、実施形態にしたがって、ビットをM-PAM信号のブロック上へマッピングするためにECC符号化器を採用する変調器のブロック図である。
【図９】図９は、実施形態にしたがって実装されるベースラインのWiMediaのUWBシステムを表わす図である。
【図１０】図10は、実施形態にしたがって実装される分離アルゴリズムのプロセスを図示するフローチャート図である。
【発明の詳細な説明】
【０００７】
以下の開示は、様々な実施形態の異なる特徴を実装するために、多くの異なる実施形態、または実例を提供するということが理解されるべきである。本件開示を単純化するために、コンポーネントおよび配置の特別の例が以下では説明される。これらは、当然、単なる例であり、制限されるように意図されるわけではない。加えて、本件開示は、様々な例において参照数字および／または文字を繰り返すかもしれない。この繰り返しは、単純化および明瞭化のためであり、その繰り返し自体において、議論される様々な実施形態および／または構成間の関係を規定するものではない。
【０００８】
図１は、実施形態にしたがって、2値データをコンピューター、無線チューナー、および／またはDVDプレイヤー通信データのような送信デバイス110からプリンター、スピーカー、および／またはテレビのような受信デバイス120へ一群のビット形式で送信することができるシステム100の一例を表わす図である。データは、データファイル、オーディオ信号、および／またはマルチメディア信号のような情報を提供するものであってもよい。データは、超広帯域無線（UWB）チャネルおよび／またはワイヤレス・ローカルエリアネットワーク（WLAN）チャネルのようなワイヤレス・チャネル上で提供される。いくつかの実施形態において、ワイヤレス・チャネルは、WiMedia Allianceによって定義されるような、ワイヤレスUSBと一般に呼ばれるものと類似していてもよい。WiMediaとは、一般に、ワイヤレス・マルチメディア接続性およびパーソナルエリアネットワークにおけるデバイス間の相互運用性を提供するための方法をいう。www.wimedia.orgを参照し、その内容が参照によって本件明細書に組み込まれている。しかしながら、本説明および実施形態は、UWB、WLAN、またはワイヤレスUSB技術に制限されるものではなくて、通常の当業者によって認識されうる程度の一般的な適用範囲を有するものである。
【０００９】
一群のｍビットを送信するために、各々のｍビットのデータパターンと信号との間の一対一のマッピングを作成するためにM = 2ｍの固有の信号が選択される。図2は、デジタルビットからアナログ信号への変換を例示する配列200のラベリングの一例を表わす図である。この信号配列は、m = 2のビットメッセージ220-226の情報をそれぞれ伝えることができるM = 4ポイント210-216を有する。
【００１０】
サイズMの信号セットを設計するための普通の方法は、基礎信号を選択し、次に、当該基礎信号を奇数（つまり±1,±3,…,±（M-1））でスケールすることである。これは、M-ary（または、マルチレベル）パルス振幅変調（M-PAM）信号配列として知られている。M-PAMは、n = 1次元の信号セットを表わす。M-PAMのデータレートは、１次元当たりm = log2(M)ビットである。平均信号電力は、１次元当たり(M2-1)/3であり、ピーク電力は、(M-1)2である。したがって、配列200は、メッセージ220および226の両方に対応するピーク電力の9を有する。データレートを1ビットごとに上げることは、最大振幅(M-1)がおよそ２倍に、および平均およびピーク電力がおよそ4倍になることを必要とする可能性があることに注意すべきである。すなわち、電力は、1ビットにつき「６dB」という規則に従う。
【００１１】
例示の目的として、本件開示は、以下のn = 1次元の信号配列について考察する。
【００１２】
2-PAM:{-1,+1},
4-PAM:{-3,-1,+1,+3},
6-PAM:{-5,-3,-1,+1,+3,+5}および
8-PAM:{-7,-5,-3,-1,+1,+3,+5,+7}
2-PAM、4-PAM、および8-PAMは、電力1、5および21を備える1信号当たりの１つのメッセージのビットレート1、2および3でそれぞれ送信することができることに注意すべきである。log2(6) = 2.585は、整数ではないので、2値情報を6-PAM上へマップする直接の方法はない。これは、本件明細書において開示されるマッピング・メカニズムによって対処される起こりうる欠陥の１つである。
【００１３】
直接M-PAM信号のセットのもう１つの制限は、与えられたレートで送信するのに必要とされるかもしれない平均電力より多くの平均電力を使用することである。これについての理由は、ランダムなデータを用いることによって、直接M-PAMが、等しい確率を備えるMレベルのすべてを使用することに関係する。平均電力効率のより良いデータ符号化は、大きい振幅信号より低い振幅信号を有利に扱う確率を歪める可能性がある。符号化器が平均電力を節約する確率を歪めるとき、符号は、「シェーピング」を達成するといわれる。
【００１４】
n = 2次元における信号設計は、当該技術分野においてよく知られており、直交パルス振幅変調（QAM）と呼ばれる。QAMは、サインおよびコサイン波形の直交性に関係する自然的2次元の説明を有する帯域パス信号に有用である。
【００１５】
ビット数m = log2(M)が偶数であるとき、M-QAM配列は、L-PAM信号のペアを使用して作られる。なお、M = L2である。この場合、QAMについての（1次元ごとの）ビットレートおよび電力は、PAMと同一である。ビット数が奇数であるとき、M-QAM配列は、単純なPAMより関心のあるものである。奇数のビットについてM-QAM配列を設計するための通常の方法は、L2 ＞ Mを満たすLの最小値を見つけ出し、例えば、m = 5、M = 32、およびL = 6のとき、角に近いポイントを「削除する」方法である。したがって、32-QAMは、図3の32-QAM配列図300を表わす図によって図示されるように削除された4つの角のペア｛(±6,±6)｝を備える6-PAM振幅のすべてのペアのサブセット（36−4 = 32）として定義される。
【００１６】
高次元の信号配列のためのマッピングの設計は、望ましいけれども、困難な構想である。利益は、例えば、6-PAMのような非2の累乗ベースの配列の組み込み、精細レート分解能により送信レートを変更する能力（例えば、小さなインクリメンタルレートによる可変レート符号化器）、およびデータレートと送信電力との間の有効なトレードオフを提供することを含む。
【００１７】
概念的に、サイズがMで、所与のレートがR ≦ log2(M)であるPAMの既定の選択の場合、最適なブロック符号化スキームは、次のように機能する。M-PAMの各々のエレメントについて、重み、またはコストは、大きさ(magnitude)の２乗として定義されている。6-PAMの場合、重みは、次のとおりである。
【数１】
2010526518.tif 000003
【００１８】
ブロック長ｎのベクトルについて、ベクトルの重みは、コンポーネントの重みの合計として定義されている。例えば、ブロック長n = 4であれば、ベクトルX = (-3,+1,+5,-1)は、重み36 = 9+1+25+1を有する。次に、最小の重みの2n-Rベクトルを選択することによって、ブロック長ｎのコードワードセットが構成される。これは、平均電力を最小化する。計算的に効率的な方法でそのようなコードワードセットを生成するためにタイプ・マッピングが使用されてもよい。ブロック長が増すにつれ、平均エネルギーは、最小限に集束する。
【００１９】
既定のアルファベットM-PAMについてのレートRと最小平均電力P最小の間の制限トレードオフは、次のパラメーター記述によって特徴付けられる。パラメーター
【数２】
2010526518.tif 000004
【００２０】
の各々の値について、レートおよび最小平均電力は、次の式によって与えられる。
【数３】
2010526518.tif 000005
【００２１】
なお、定数Cは、
【数４】
2010526518.tif 000006
【００２２】
であって、セット
【数５】
2010526518.tif 000007
【００２３】
は、M-PAM配列である。各々の文字
【数６】
2010526518.tif 000008
【００２４】
についての制限確率は、次の式によって与えられる。
【数７】
2010526518.tif 000009
【００２５】
さらに高い次元においてそのようなマッピングを設計する際の難しさが信号セットにおける急激な増加から理解される。１次元当たりRビットのレートが望まれる場合、ｎ次元において要求されるかもしれない信号の数は、2n-Rである。小さなｎ次元（例えば、n = 2(QAM)）の場合、マッピングは、早見表により実装されることができる。しかしながら、大きなｎ次元の場合、そのような表のサイズは、実用的ではなくなる。したがって、n = 2次元における１次元あたりR = 2.5ビットのレートは、32個のQAM信号を必要とするかもしれないが、n = 16次元の場合、信号の数は、
【数８】
2010526518.tif 000010
【００２６】
である。
【００２７】
トレリスシェーピングのような現在の発見的方法（これは最適シェーピング・コードワードを選択する確率を高くするだけである）とは違って、ある与えられたアルファベットサイズおよびブロック長に対して計算的に効率的な最適信号シェーピングを行なうことができるメカニズムが本件明細書開示の実施形態にしたがって提供される。言い換えると、本件明細書において説明される実施形態は、シェーピングのための最良のコードワードの適切な選択をするだけではなく、もっと正確にいえば、本件明細書において説明されるメカニズムは、最適なシェーピング・コードワード選択を保証する。
【００２８】
アルファベット（またはセット）A = {a1,a2,…aL}であり、L = |A|であるエレメントであるとする。ブロック長ｎの１セットのベクトルAnは、Ln = |A|n = |An|のエレメントを有する。長さｎのベクトルは、「タイプ」にしたがってサブセットに分類されるか、または分割されてもよい。
【００２９】
ベクトル
【数９】
2010526518.tif 000011
【００３０】
のタイプは、次の形式のカウントベクトルによって記述される。
【００３１】
カウント(X) = (n1,n2,…,nL)
なお、n1は、アルファベットにおける最初の文字A(a1)が生じる回数をカウントし、n2は、２番目の文字(a2)が生じる回数をカウントするなどである。各々は、0 ≦ ni ≦ nおよびn1 + n2 + … + nL = nをカウントする。
【００３２】
所与のカウントベクトル(n1,n2,…,nL)は、次のタイプのALのサブセットを設定する。
【数１０】
2010526518.tif 000012
【００３３】
与えられたタイプのベクトルの数は、次の多項式の式によって与えられる。
【数１１】
2010526518.tif 000013
【００３４】
なお、ｎの階乗
【数１２】
2010526518.tif 000014
【００３５】
である。
【００３６】
所与のアルファベットのサイズがLであり、ブロック長がｎの場合のタイプの数は、次の二項の式によって表わされる。
【数１３】
2010526518.tif 000015
【００３７】
一例として、3つのエレメントおよびブロック長n = 4を備えるセットA = { + 1, + 3, + 5}を考察する（注：このセットは、6-PAM信号配列の「大きさ（magnitudes）」を表わす）。長さ4の81 = 34個のベクトルがある。15 = マルチ(2,4) = 720/(2・48)個のタイプがある。想定されるカウントベクトル、およびエレメントの数は次のように並べられる。
【表１】
2010526518.tif 000016
【００３８】
例えば、各々のタイプの利用可能なベクトルの次のタイプ（4,0,0）、(3,1,0)、および(2,2,0)を考察する。
【数１４】
2010526518.tif 000017
【００３９】
１つの有用なタイプ特性は、シンボルに適用される重み関数を備えているアルファベットに関係する。Wt(s)がシンボルの重み
【数１５】
2010526518.tif 000018
【００４０】
を示すとすると、(w1,w2,…,wL) = (Wt(a1),Wt(a2),…,Wt(aL))は、Aのシンボル上の重みLである。重み関数を備えているアルファベットは、様々なベクトル上の重み関数を誘導する。
【００４１】
例えば、ベクトル上の平均重みは、
【数１６】
2010526518.tif 000019
【００４２】
であり、または最大重みは、
【数１７】
2010526518.tif 000020
【００４３】
である。
【００４４】
これらのような重み関数は、同じタイプ内において一定である。実際に、重みは、カウントベクトルの関数
【数１８】
2010526518.tif 000021
【００４５】
であるか、または最大重みの関数
【数１９】
2010526518.tif 000022
【００４６】
である。なお、カウント(X) = (n1,n2,…,nL)である。
【００４７】
タイプ・マッピングの１つの構成要素は、整数から、与えられたタイプのベクトル上へのマッピングである。与えられたセットAおよびブロック長ｎについてのタイプセットT(n1,n2,…,nL) を考察する。このセットには、
【数２０】
2010526518.tif 000023
【００４８】
個のベクトルがある。このセットの数え上げは、0とP-1との間の整数および１セットのT(n1,n2,…,nL)におけるベクトルからのマッピングとなるだろう。
【００４９】
整数0,1,2,…,P-1が順序付けられるので、１セットのベクトルを「順序付ける」という考えに基づいて数え上げを実装する多数の方法がある。ベクトルについて順序がいったん定められると、整数との自然の対応関係がなされる。そのような数え上げの１つの例は、ベクトルの「辞書式」順序に基づくものである。
【００５０】
辞書式順序を定義するために、アルファベットAのシンボルが順序付けられ（例えば、a1 < a2 < ・・・ < aL）、およびベクトルX = (Xn-1,Xn-2,…,X0)の位置が最も重要なシンボル（MSS）から最も重要でないシンボル（LSS）の順番で（例えば、左から右へ）順序付けられる。これは、Aｎにおけるすべてのベクトルをある順序に並べる。
【００５１】
２つのベクトルXおよびYを比較するために、最初のMSSであるXn-1およびYn-1が次のように比較される。
【００５２】
Xn-1 < Yn-1の場合、X < Yである。
【００５３】
Xn-1 > Yn-1の場合、X > Yである。
【００５４】
そうでなければ、Xn-1 = Yn-1である。
【００５５】
また、比較のために2番目のシンボルであるXn-2およびYn-2へプロセスが移る。このプロセスは、X < Y、X > Yを決定するか、またはLSSが比較されて、X0 = Y0が観察されるまで繰り返される。後者の場合、X = Yである。
【００５６】
セットAｎのすべてのベクトルに対する順序付けは、タイプセットを含むすべてのサブセットのベクトルに対する順序付けを誘導する。一例として、上でリストされたタイプセットの一例(4,0,0）、(3,1,0)、および(2,2,0)におけるベクトルは、辞書式順序の順番になっている。
【００５７】
整数m,0 ≦ m < Pを考察し、辞書式順序の下でのｍ番目のベクトル
【数２１】
2010526518.tif 000024
【００５８】
の値を決定するという問題を考察する。次のように定義する。
【数２２】
2010526518.tif 000025
【００５９】
はじめにMSSのｘn-1が決定される。ｘn-1 = a1の場合、
【数２３】
2010526518.tif 000026
【００６０】
および0 ≦ m < マルチ(n1-1,n2,…,nL)である。したがって、m < マルチ(n1-1,n2,…,nL)であるかどうかを確かめることによって、xn-1 = a1またはxn-1 > a1であると結論付けることができる。前者の場合は、xn-1が確立され、ベクトル
【数２４】
2010526518.tif 000027
【００６１】
により手順が継続される。
【００６２】
後者の場合は、手順は、ｍ←ｍ-マルチ(n1-1, n2,…, nL)を更新し、0 ≦ m < マルチ(n1-1,n2,…,nL)であるかどうかを考察する。真であれば、xn-1 = a2であり、
【数２５】
2010526518.tif 000028
【００６３】
によりプロセスが継続される。そうでなければ、xn-1 > a2であり、プロセスは、ｍ←ｍ-マルチ(n1-1, n2,…, nL)を更新し、xn-1 = a3であるかどうかを考察する。
【００６４】
この回帰的手順は、最終的にMSSであるxn-1を決定し、次に、２番目のシンボルxn-2を決定し、LSSであるｘ0が知られるまで行なわれるだろう。これは、次のような同一性による。
【数２６】
2010526518.tif 000029
【００６５】
なお、一貫性のために、マルチ()関数に対する引数のうちの１つまたは複数が負の数である場合、値は、0である。
【００６６】
上記を考慮して、アルファベットAおよびブロック長ｎを考察する。タイプ・マッパーは、長さk最大ビット(k最大 ≦ n-log2(|A|))の2値情報をAnにおけるベクトル上へマップする符号化関数を具備する。マッパーはまた、Anにおけるベクトルをk最大ビット内にマップする符号化の逆関数として作動する補完的復号関数をも有する。すべてのビットパターンB = (bk最大-1,b k最大-2,…,b1,b0)について、
【数２７】
2010526518.tif 000030
【００６７】
である。
【００６８】
Kビットのブロックと、0から2k-1までの整数iとの対応関係は、2をベースとする展開式を使用して、次のように表わされることができる。
【数２８】
2010526518.tif 000031
【００６９】
したがって、タイプ・マッパーはまた、k、整数iの0 ≦ k ≦ kmax、0 ≦ I ＜ 2ｋのすべての値のためのAnにおけるベクトル上へのマップでもある。
【００７０】
概念的には、2値ブロックの観点からみると、符号化関数のTM符号化(i) = TM符号化(B)が適用される前に、ブロック長ｋは、(k最大-k)0の(b最大-1 = b最大-2 = bk = 0)により埋められる。
【００７１】
タイプ・マッピング符号化器は、所与の符号化器のために、次のような特定の方法においてAnのタイプを順序付けるタイプ順序付けの特性を有する。
【数２９】
2010526518.tif 000032
【００７２】
なお、M ≦ マルチ(|A|-1,n)である。
【００７３】
符号化器は、２つの整数I < jが
【数３０】
2010526518.tif 000033
【００７４】
および
【数３１】
2010526518.tif 000034
【００７５】
を有する場合、Tl = Tm(つまりl = m)またはTl < Tm(つまりl < m)のいずれかであるという特性を有する。
【００７６】
タイプの順序付けは、シェーピング、レート対エネルギートレードオフなどのような最適な属性を提供することのみならず、符号化および復号関数の計算を実用的なものとする。
【００７７】
図4は、実施形態にしたがって実装されるタイプ・マッピング符号化関数400のプロセスの流れを表わす図を図示する。符号化関数400は、２つのステップの（例えば、タイプ決定プロセス412およびタイプのエレメント選択プロセス414によって表わされるような）プロセスで行われることができる。ｋビット入力は、ゼロ充てんプロセス410へ送られ、符号化されたベクトルのタイプの決定は、次に、タイプ決定プロセス412によって行われてもよい。決定されたタイプについての特定のメンバーは、次に、タイプの数え上げを必要とする、タイプのエレメント選択プロセス414によって選択されてもよい。辞書式順序に基づく数え上げは、実施形態にしたがって適用されてもよい。
【００７８】
タイプの決定は、タイプ順序付けについての累積分布の観点から説明されてもよい。
【００７９】
この順序（方程式2.1）に基づいて、次のことを定義する。
【数３２】
2010526518.tif 000035
【００８０】
0 = S0 < S1< ・・・ < SM ≦ |A|nおよび2k最大 ≦ SM + 1であることに注意せよ。
【００８１】
与えられた入力iについてのタイプを決定するために、不等式
【数３３】
2010526518.tif 000036
【００８２】
に対する解がインデックスｌについて求められる。この解は、
【数３４】
2010526518.tif 000037
【００８３】
であることを意味する。これがいったん見つけ出されると、残りの整数j = I - Sl-1は、特定のタイプ上へマップされる（注：0 ≦ j < |Tl|）。
【００８４】
与えられた入力iについてのインデックスｌを決定する１つの方法は、l = 1,2,などについての連続的テストである。2値検索のような検索アルゴリズムを適用することによってより効率的な方法が実装されることができる。
【００８５】
高速操作が望まれる場合、パイプライン・アーキテクチャーにおいて２つのステップの符号化プロセスが実装されてもよい。基本的な場合において、２つの電算処理ユニットが同時に行われてもよい。例えば、第１のユニットは、符号化器の入力の現在の値のためのタイプを決定しつつ、数え上げ器（enumerator）は、最後のエポックの間に決定されたタイプを有した以前の符号化器入力のベクトルを決定する。
【００８６】
両方のステップがパイプラインにうまく適応しているので、望まれる場合は、個々のステップをパイプラインすることによって、さらなるパイプラインが可能である。例えば、タイプ決定およびタイプ数え上げのための連続および2値検索は、パイプラインされてもよいステップで当然に処理される。
【００８７】
復号関数は、符号化器の２ステップ・プロセスに似ている。復号器の入力におけるタイプ決定は、カウント関数(n1, n2,…, nL)を計算することによって行われてもよい。Tl（および対応する値Sl-1）がいったん決定されると、タイプ数え上げの逆のjが見つけ出され、i = j + Sl-1を提供するために結合される。復号器はまた、符号化器関数のパイプラインと同等の方法でパイプラインされてもよい。
【００８８】
タイプ・マッパーの設計は、基本的なパラメーター、シンボルセットA、ブロック長ｎおよび最大2値入力長さk最大の選択を必要とする。希望のタイプがいったん選択されおよび記憶される（方程式2.1のように）と、タイプ選択（例えば、2値検索）およびタイプ数え上げ（例えば、辞書式数え上げ）の方法が指定される。最大レートはk最大/nによって決定されるが、レートの結果は、関数1/nにより得られる。シェーピングおよびエネルギー対レートのようなあまり基本的ではない属性がタイプの順序付けによって決定される。
【００８９】
例えば、シェーピングの利得を最大限にするために、タイプは、実施形態にしたがって平均エネルギーを最小限にするように順序付けられる。実際に、上で説明された概念的なシェーピング方法は、タイプ・マッピングによって実装されてもよい。さらに、ベクトルの重みを最小限にするために分類されるタイプは、レートk/n（0 ≦ k≦ kmax）のすべての値に対して一様に最適である。したがって、2値入力長さｋの各々の値のために固有の符号化器／復号器のペアを設計する必要がない。１つのタイプ・マッピングのペアは、与えられたブロック長nのためのすべてのkについて最適である。
【００９０】
重み関数
【数３５】
2010526518.tif 000038
【００９１】
による所与のアルファベットAの場合、タイプは、平均重みまたは最大重みまたはその組み合わせによって順序づけられてもよい。例えば、実施形態にしたがって、小さな
【数３６】
2010526518.tif 000039
【００９２】
について、重み関数
【数３７】
2010526518.tif 000040
【００９３】
は、シェーピング利得を最大にするが、最大重みに基づく「結合（ties）」を壊す。これは、しばしばタイプの固有の順序付けという結果となる。
【００９４】
一例として、平均電力について最適化されたタイプ・マッパーを考察する。図5は、実施形態にしたがって、ビットをM-PAM信号のブロック上へマップする変調器500を表わす図である。平均電力について最適化されたタイプ・マッピングの一例として、M-PAM（Mは偶数）による変調を考察する。変調器500は、デマルチプレクス・モジュール510へ供給されるk + nビットをM-PAM配列マップ514によって出力されるｎ個のM-PAM信号のブロック上へマップする。なお、タイプ・マッパーによって処理されるビットの数は、0 ≦ k ≦ n・log2(M/2)である。符号化のレートは、１つのシンボルあたりk/n+1ビットである。
【００９５】
タイプ・マッパー512のためのアルファベットは、M-PAM信号配列 + 1, + 3,…, + (M - 1)の大きさM/2である。重み関数は、大きさの２乗である。n + kビットを符号化するために、ｋビットは、大きさｎを生成するためにタイプ・マップされ、残りのｎメッセージビットは、M-PAM信号のサイン±を選択するために使用される。これは、M-PAM配列マップ514に帰着する。
【００９６】
図6A-6Dは、ブロック長ｎ = 4,8,16,および32をそれぞれ備える4-PAMについての平均エネルギー対レートのグラフの一例である。この結果は、漸近の（つまり大きなｎ）パフォーマンスを表わす下側の曲線と比較されてもよい。とりわけ、比較的短めのブロック長の場合にタイプ・マッピングはうまく機能する。さらに、より大きいブロック長の場合にレート結果がどのように改良されるのかを見ることができる。
【００９７】
図7A-7Dは、ブロック長n = 4,8,16,および32をそれぞれ備える6-PAMについての平均エネルギー対レートのグラフの一例である。この場合、6が2の累乗ではないので、最大レートは、log2(3)に対する切り上げ効果の影響の低減により、より長いブロック長について少しばかり改善される。みての通り、タイプ・マッピングは、2の累乗ではない信号配列を備えているチャネル上で2値データを送信する効率的な方法を提供する。
【００９８】
タイプ・マッピングは、誤り制御符号化（ECC）に基づいた信号符号化方法である順方向誤り制御（FEC）に対して補完的である。通信システムにおいてタイプ・マッパーを使用することができる多くの方法がある。
【００９９】
FECの１つの普通の実装は、トレリス符号化として知られている。古典的Ungerboeckタイプのトレリス符号化において、信号配列は、等しいサイズのサブセット、または補セットへ分類される。ECC符号化器は、前記メッセージデータの一部を符号化するために使用され、ECC符号化器は、一連の補セット選択を生成する。他のメッセージデータは、ECC符号化器によって決定される補セット内のエレメントを選択するために使用される。当該他のデータは、ECC符号化器によって未符号化ので、未符号化情報と呼ばれることがある。
【０１００】
図８は、実施形態にしたがって、ビットをM-PAM信号のブロック上へマッピングするためにECC符号化器814を採用する変調器800のブロック図である。変調器800は、デマルチプレクス・モジュール810へ供給されるk + mビットを受信する。タイプ・マッパー812は、トレリス符号化器814と結合され、および補セットのエレメントは、タイプ・マッパー出力によって選択される。この場合、「未符号化」ビットは、図8において表わされるように、タイプ・マッパー812によって符号化される。図8は、１つのシンボル当たり (k + m)/nビットのレートで作動する符号化器を表わす。
【０１０１】
上記のタイプ・マップされたPAMの説明において、M-PAM配列は、各々のサイズがM/2である２つのセットへ分割される。この２つのセットは、正の数のポイント｛ + 1, + 3,…, + (M - 1)｝（これらはまた、大きさも表わす）、および負の数のポイント{ - 1, - 3,…, - (M - 1)}である。
【０１０２】
2値畳み込み符号（BCC）のような2値ECCは、各々のシンボルについてセット（つまり、サイン）を選択するために使用されてもよい。それは、図8において図示されるようなトレリス符号化構造という結果となる。しかしながら、この分割は、次のようなUngerboeck 2分割ほど有用ではないだろう。
【数３８】
2010526518.tif 000041
【０１０３】
この分割により、タイプ・マッパーと結合された良いハミング距離を備えるBCCは、タイプ・マップされた符号化器の利点（例えば、シェーピング、レート分解能、2の累乗ではない配列）、およびBCCの頑強な誤り修正能力を備える信号を提供するだろう。
【０１０４】
2分割M-PAMの例において、各々の補セットは、等しいサイズを有し、および各々の補セットの大きさは、一対一で一致させられてもよい。これは、頑強な誤り修正を提供しつつ、シェーピングを最大限にするために最適なスキームに変換することができる。それは、タイプ・マッピングおよびトレリス符号化がいかに完璧に補完的であることができるかを例示する。
【０１０５】
WiMediaに基づくUWBシステムは、確実な通信を提供するために直交周波数分割多重（OFDM）とともにBCCを使用する。送信された信号は、FFTには128個の周波数ビンがあるように定められる。それらのうち、情報を運ぶために100個のトーンが使用され、パイロット情報のために12個のトーン、ガードトーンとして10個のトーン、および情報を運ばないヌルトーンとして6個のトーンが使用される。FFTの後、OFDMシンボルは、送信に先立って37個のゼロサンプルにより埋められる。OFDMシンボルの継続時間は、312.5nsである。これは、単一のOFDMシンボルによって占められる帯域幅が528MHzであることを意味する。WiMediaに基づくUWBシステムは、様々な異なる搬送波周波数において作動する。それらは、追加的に、時間周波数符号（TFC）にしたがって、パケット送信のコースの間に複数の搬送波周波数にわたって「ホップ」することができる。レート1/3マザーコードの基調をなすBCCは、様々なレベルにパンクチャーされて、6個のOFDMシンボルにわたってインターリーブされ、その結果、53.3Mbpsから480Mbpsまでのデータを生成することができる。
【０１０６】
図9は、実施形態にしたがって実装されるベースラインWiMediaのUWBシステム900を表わす図である。１つの実施形態において、タイプ・マッパーは、WiMediaに基づくUWBシステム900の構造内において使用されてもよい。
【０１０７】
例示において、データは、2値情報を「白くする」ために使用されるスクランブラー910を通って渡されることによって、0および1が等しい確率を有し、FECへの入力がランダムに見える。次に、データは、リード・ソロモン外部符号（RS符号化器）912を使用して符号化され、次に、RSインターリーバー914において定義される構造にしたがってインターリーブされることができる。インターリーバー914の出力は、次に、分配器916によって処理される。分配器916は、いくつかのデータをBCC918（「符号化された」データ）へ送り、残りをパリティ生成ブロック924へ送り、次に、タイプ・マッパー926（「シェープされた」データ）へ送る。パリティ生成ブロック924は、単一のパリティビットを、シェープされたデータから各々の一群の(k - 1)ビットへ追加する。それは、ｎシンボル出力を提供するタイプ・マッパー926へのｋビットの入力という結果となる。タイプ・マッパー926の出力は、OFDMシンボルにわたってシンボルを整理するトーン・インターリーバー928へ渡される。符号化されたデータは、BCC918によって符号化され、次に、LSBインターリーバー920によって定められたパターンにしたがってインターリーブされる。インターリーバー920、928の両方の出力は、PAM変調ブロック922によって処理される。それは、PAMシンボルのストリームという結果となる。PAMシンボルのペアは、QAM配列ポイント930へマップされる。QAM配列ポイントは、レートに基づくスケーリング関数932にしたがってスケールされ、その結果、正確な平均電力を備える配列ポイントが得られる。配列ポイントは、FFT934によって処理され、ゼロパッド・モジュール936によって埋められ、次に、無線938へ渡される。無線938は、最適化されたTFCにしたがって１つまたは複数の搬送波周波数にわたってデータを送信する。
【０１０８】
高機能、計算上の効率性、および頑強な通信システム（例えば、OFDMデータトーン選択、タイプ・マッパー・パラメーター、PAM変調、レートに基づくスケーリング、RS符号化パラメーター、RSインターリーバー設計、分配器、パリティ追加、トーン・インターリーバー、最適化されたTFC、およびLSBインターリーバー）を構築するために、同時に検討されるパラメーターおよびシステム設計の諸問題が多数ある。
【０１０９】
OFDMデータトーン選択は、実施形態にしたがっているシステムのデータ処理能力を増加させるためのパラメーターの1つとみなされてもよい。実装において、WiMediaに基づくシステムにおける「ガードトーン」は、追加のデータトーンとして利用されてもよい。このように、データトーンの合計の数は、100から110へ増加されてもよい。
【０１１０】
タイプ・マッパー・パラメーターは、実施形態にしたがっているシステム設計パラメーターとしてみなされてもよい。この実装において、タイプ・マッパーのアルファベットは、3つのエレメント、A = {1,3,5}を含む。これらは、6-PAM配列の「大きさ(magnitudes)」である。ブロック長は、n = 16として選ばれる。これは、各々のブロックについて、153の特異なタイプおよび316（〜4300万）の固有のメッセージという結果となる。タイプは、最大のシェーピング利得を提供するために、平均電力によって順序付けられる。
【０１１１】
PAM変調は、実施形態にしたがっているシステム設計パラメーターとみなされてもよい。使用されるPAM変調は、タイプ・マッパー・パラメーターと密接に関連している。この実施形態において、タイプ・マッパー出力は、6-PAM配列の大きさである。BCC符号化器出力は、以前に説明されたUngerboeck2分割にしたがって、これらの大きさの「サイン(sign)」を変調するために使用される。
【０１１２】
レートに基づくスケーリングは、実施形態にしたがっているシステム設計パラメーターとみなされてもよい。タイプ・マッパーは、最小平均電力を使用するために最適化され、したがって、外部のものより頻繁に最も内側の配列ポイントを有利に使用する。したがって、レートに基づくスケーリング・ブロックは、送信機外の平均電力が所望のレベルにあることを保証するように要求される場合がある。タイプ・マッパーｋの各々のレートの場合、平均電力が、すべての配列ポイントが同じ周波数で使用された場合と同じであることを保証するそれぞれの対応するスケール要素がある。
【０１１３】
RS符号化器パラメーターは、実施形態にしたがっているシステム設計パラメーターとみなされてもよい。拡張リード・ソロモン外部符号は、追加のシステムの頑強さを提供するための強力な方法である。柔軟な設計は、8(256,240)、または12(256,232)のいずれか、または16(256,224)のGF（256）上の誤り訂正符号を選ぶためのシステムを提供することができる。これによって、誤り修正能力とシステム処理能力との間のトレードオフを可能にする。
【０１１４】
RSインターリーバー設計は、実施形態にしたがっているシステム設計パラメーターとみなされてもよい。ブロック・インターリーバーは、すべてのコードワードにわたって、インターリーバーのある深さの以内で均等に誤りを分配するように試みるために使用される。これによって、誤りの確率を最小限にする。システム・レイテンシーがWiMediaに基づくUWBシステムのフレームワークの中に収まることを支援するために、インターリーバーの深さは、例えば、2つのコードワードにセットされることができる。
【０１１５】
分配器は、実施形態にしたがっているシステム設計パラメーターとみなされてもよい。分配器アルゴリズムの目的は、タイプ・マッパーとBCC符号化器の両方にデータを分散させることによって、その２つの並列パスの間のデータの総計が、同じ数の変調配列ポイントと対応するようにすることである。２つのパスの間のデータのこのバランスは、システムの処理能力を最大限にするように使用され、支援するパッドデータの量を最小限にするので、重要である。ある実施形態にしたがって、様々な制約の１つまたは複数が分配アルゴリズムによって考察されてもよい。ある実装において、分配器は、メモリーの必要なしに「実行中に」２つのパス間のデータを分割する。タイプ・マッパーにおける多大なレート柔軟性およびBCCについての多くのパンクチュアリングの可能性があるので、分配器は、２つのデータパスの間のデータの任意の比率をサポートすることができる。逆の結合アルゴリズム（つまり、２つのデータパスから単一のデータストリームを復元する分配器の逆）は、受信データパスの直前においてリード・ソロモン・デインターリーバーおよび符号化器との重い相互作用を有する。分配器および結合器は、RSデインターリーバーの特性を阻害しない方法で作動する。
【０１１６】
本件明細書に参照されているように、BCCレートは、パンクチュア後のBCCのレートを具備し、タイプ・マップレートは、タイプ・マッパーブロック長によって分割されるメッセージビットの数を具備する。図10は、実施形態にしたがって実装される分配アルゴリズムの処理を図示するフローチャート1000である。分配アルゴリズムは、呼び出され（ステップ1002）、分数BCC変数は、BCCレートの商およびBCCレートとおよびタイプ・マップレート（typeMapRate）との和にセットされることができる（ステップ1004）。clockInc変数は、次に、分数BCCの値の倍数逆関数にセットされることができる（ステップ1006）。clocksLeft変数は、次に、ゼロに初期化されてもよい（ステップ1008）。データユニットは、次に、分配アルゴリズムによって受信されることができ（ステップ1010）、clocksLeftの値が1より小さいかを決定するための計算が行われることができる（ステップ1012）。clocksLeftの値が1より小さくない状況において、データユニットは、MSBパスへ送信されることができ（ステップ1014）、およびclocksLeftの値が減少させられてもよい（ステップ1016）。次に、他のデータユニットが処理するために利用可能であるかを判断するために評価を行なうことができる（ステップ1022）。
【０１１７】
ステップ1012に再び戻り、clocksLeftの値が1より小さい状況において、データユニットは、代替的データパス上で送信されることができる（例えば、本件例におけるLSBパス）（ステップ1018）。clocksLeftの値は、次に、増加させられることができ（ステップ1020）、次に、ステップ1022にしたがって、他のデータユニットが処理のために利用可能であるかを判断するために評価が行なわれることができる。他のデータユニットが処理のためにとどまるという状況において、ステップ1010にしたがって、分配アルゴリズムは、データユニットを受信することができる。代替的に、分配アルゴリズム・サイクルは、次に、処理のためにデータユニットがとどまらない場合に終了することができる（ステップ1024）。
【０１１８】
説明された実装は、制約のすべてに対処し、BCCとタイプ・マップデータパスとの間の任意の比率に対応することができる。各々のデータユニットが分配器に流されるとともに、データユニットがどのパスに送信されるのかについての決定がなされる。オペレーションが「データユニットごと」をベースに行なわれるので、バッファリングは必要ないかもしれない。データユニットのビット幅は任意である。それは、ビット、ニブル、バイト、または任意の他のビット幅であってもよい。第３の制約に対処し、システム・パフォーマンスを最適化するために、データユニットの幅は、ひとまとめにされてもよく、そうでなければ、リード・ソロモンのインターリーバーの深さと関連させられてもよい。例えば、RSインターリーバーがWコードワードの深さを有し、バイト上で作動する場合（つまり、GF（256））、分配器は、Wバイトのデータユニット上で作動するように選ばれる。分配器のこの実施形態において、W＝2である。この構造は、BCCまたはタイプ・マップパスのいずれかの上のWバイトのバースト誤りは、解体され、復号に先立って、W個の別々のRSコードワードにデインターリーブされることを保証する。これは、RS復号パフォーマンスを改善し、RSデインターリーバーがWバイトのバースト誤りを解体し、すべての分配比率のために保持されることを保証する。
【０１１９】
パリティビットは、追加的に、各々のタイプ・マップされたデータ・ブロックに追加されてもよい。全体のブロックのパリティが偶数または奇数のいずれかであることを保証するために、単一のビットが各々のブロックに追加される。これは、システムの処理能力をわずかに低減するが、誤りの中に奇数ビットを有するブロックを受信機が識別することを可能にする。このように、受信機は、RS復号器の消去復号能力を使用することができ、および最良の場合に、復号器が修正することができる誤りの数を２倍にすることができる。
【０１２０】
PAMの大きさは、タイプ・マッパーから出力されるのと同じ順番でLSB復号器の出力と結合されてもよい。結果のPAMシンボルは、次に、QAM配列ポイントへマップされ、次に、OFDMを使用して変調される。このように、PAMの大きさは、周波数副搬送波にわたって、ペアでマップされる。すなわち、PAMの大きさの各々のブロックは、n/2副搬送波にわたって拡散される。純粋にガウス的なチャネルにおいては、各々の単一の副搬送波が同じSNRを示し、したがって同じシンボル誤り確率を示すので、どの単一の副搬送波もパフォーマンスを支配しない。しかしながら、ワイヤレス通信システムにおいては、周波数選択的フェージングは、普通の現象である。そのようなチャネルにおいては、副搬送波にわたるSNRは、著しく異なる場合がある。例えば、非常に弱いSNRを有し、かつ復号誤りに帰着する副搬送波があると仮定する。上記のマッピングにおいて、この副搬送波は、すべてのOFDMシンボルにおいて復号誤りという結果となる。ある実施形態において、この問題は、PAMシンボルを提供するためにLSBインターリーバーと出力が結合されるタイプ・マッパーの後にインターリーバーを追加することによって解決される。インターリーバーのパターンが選択され、これにより、タイプ・マッパーからの単一のセットのPAMの大きさが、単一の副搬送波によって影響される。WiMediaのホッピングモードでは、注意が払われる。このモードでは、特定のTFCにしたがって、3つのチャネルにわたって、信号が分散させられる。ホッピングモードにおいて、インターリーバーは、PAMの大きさの各々のセットが単一のチャネル上の単一の副搬送波によって影響されることを保証する。例えば、3帯域ホッピングTFC（信号が3つのチャネルにわたって拡散される）において、およびタイプ・マップのブロック長がn = 16により、24個のOFDMシンボルのインターリーバーの深さは、各々のブロックが3つのチャネルのうちの１つのただ１つの副搬送波によって影響されることを保証する。これが可能であるけれども、それは、大きなバッファリングの必要性を符号化および復号パスへ追加することになる。このことは、実装コストおよび電力消費を増加する。それはまた、レイテンシーを増加させる。これらの影響は望ましくない。
【０１２１】
実施形態にしたがって、インターリーバーの深さは、以下で説明される「最適化されたTFC」が使用される場合、8個のOFDMシンボルに減らされる。最適化されたTFCと連結されたこのインターリーバーは、各々のタイプ・マップされたブロックが単一のチャネルからの単一の副搬送波によって影響されるという特性を維持する。
【０１２２】
超広帯域無線（UWB）システムへの適用において、周波数ホッピングモードは、送信機が世界規定のドメインの電力制限を破ることなく、より多くの電力を送信することを可能にする。しかしながら、以前に言及されたように、WiMedia仕様の現行のホッピング・パターンは、望ましいトーン・インターリーバーとともに使用されるとき、大きなインターリーバーの深さという結果となる。それは、符号化／復号レイテンシーおよび電力消費を増加する。したがって、新しいホッピング・パターンが実施形態にしたがって実装される。
【０１２３】
本実施形態のホッピング・パターンは、パケットのペイロード部分に適用される。パケットのPHYプリアンブルおよびヘッダー部分は、今まで通り標準的なWiMediaホッピング・パターンのうちの１つで送信される。これは、本実施形態のTFCホッピング・パターンをサポートしないWiMediaのデバイスとの後方互換性を可能にする。TFCホッピング・パターンは、次のシーケンスによって定義される。
【０１２４】
1.チャネル0上で送信されるｎ/2のOFDMシンボルに続いて、
2.チャネル1上で送信されるｎ/2のOFDMシンボルに続いて、
3.チャネル2上で送信されるｎ/2のOFDMシンボルが、
4.ペイロードの終わりまで、ステップ1から繰り返す。
【０１２５】
このホッピング・パターンは、3つの副帯域のうちの１つの上でPAMの大きさのインターリービング・ブロックを保つ。WiMediaのワイヤレス通信の仕様に適用されるような実施形態において、上の定義におけるｎの値は、16である。したがって、この場合のホッピング・パターンは、24のOFDMシンボルの長さである。それは、8個のOFDMシンボルのトーン・インターリーバーの深さを可能にする。
【０１２６】
本実施形態のBCCビット・インターリービング・パターンは、WiMediaのインターリービーング・パターンの最後の２つの段階のみを使用し、第1の段階は使用しない。第１の段階は、帯域にわたる周波数の多様性の利点を利用するために、6個の連続したOFDMシンボルにわたってビットを置き換えるシンボル・インターリービングである。第２の段階は、狭帯域のインターフェースに対する頑強さを提供するOFDMシンボル内のトーン・インターリーバーである。第３の段階は、周波数の多様性のより良い使用を可能にするOFDMシンボル内のサイクリック・シフターである。最後の２つの段階のみを使用することは、パフォーマンスに影響を与えることなく実施形態の復号レイテンシーを低減する。
【０１２７】
図10のフローチャートは、開示された実施形態の理解を容易にするためのプロセスのシリアル化を図示する。必ずしも実行中の作動のシリアル化を示すものではない。様々な実施形態において、図10において説明される処理のステップは、異なる順番で行われてもよく、および１つまたは複数の図示されたステップは、他のステップと並行して行なわれてもよい。追加的に、図10のいくつかの処理ステップの実行は、本件明細書において開示された実施形態から逸脱することなく除外されてもよい。例示のブロック図およびフローチャートは、プロセスにおいて特定の論理的機能またはステップを実装するための１つまたは複数の実行可能な命令を含むモジュール、セグメント、またはコードの部分を表わしてもよいプロセスのステップまたはブロックを図示する。特定の例は、特定のプロセスのステップまたは手段を例示するが、多くの代替的実装が可能であり、単純な設計の選択により行われてもよい。いくつかのプロセスのステップは、例えば、機能、目的、規格の一致、従来の構造、ユーザー・インターフェース設計などに基づいて、本件明細書における詳細な説明とは異なる順番で実装されてもよい。
【０１２８】
本発明の態様は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせにおいて実装されてもよい。システムの様々なエレメント（個別にまたは組み合わせのいずれか）は、処理ユニットによる実行のために機械可読記憶デバイスにおいて明白に実施されるコンピューター・プログラム製品として実装されてもよい。発明の実施形態の様々なステップは、入力上で作動し、および出力を生成することによって機能を実行するために、コンピューター可読媒体上で実際に具現化されるプログラムを実施するコンピューター・プロセッサーによって行われてもよい。コンピューター可読媒体は、本発明の態様を具体化するコンピューター・プログラムがコンピューター上にロードされることができるような、例えば、メモリー、コンパクト・ディスクのような持ち運び可能媒体、フレキシブル・ディスク、またはディスケットであってもよい。コンピューター・プログラムは、任意の特定の実施形態に制限されるものでなく、例えば、単一のコンピューター・プロセッサーまたは複数のコンピューター・プロセッサー上で実施される、オペレーティング・システム、アプリケーション・プログラム、フォアグラウンドまたはバックグラウンド・プロセス、ドライバー、ネットワーク・スタック、またはこれらの任意の組み合わせにおいて実装されてもよい。追加的に、本発明の実施形態の様々なステップは、メモリーのようなコンピューター可読媒体の上で１つまたは複数のデータ構造を生成し、提供し、受信し、もしくは実装するものであってもよい。
【０１２９】
本件開示の実施形態は、詳細に説明されているが、当該技術者ならば、本件開示の要旨または範囲から逸脱することなく、本件明細書において、それらが様々な変化、代用、および代替を作ることができるということを理解するべきである。
【図１】
2010526518.tif 000042
【図２】
2010526518.tif 000043
【図３】
2010526518.tif 000044
【図４】
2010526518.tif 000045
【図５】
2010526518.tif 000046
【図６Ａ】
2010526518.tif 000047
【図６Ｂ】
2010526518.tif 000048
【図６Ｃ】
2010526518.tif 000049
【図６Ｄ】
2010526518.tif 000050
【図７Ａ】
2010526518.tif 000051
【図７Ｂ】
2010526518.tif 000052
【図７Ｃ】
2010526518.tif 000053
【図７Ｄ】
2010526518.tif 000054
【図８】
2010526518.tif 000055
【図９】
2010526518.tif 000056
【図１０】
2010526518.tif 000057
【国際調査報告】
2010526518.tif 000058