(57)【要約】  特にフレーム‐ヘッダのためのチャネルコードを生成するための方法であって、チャネルコードの少なくとも１つのコード語が、２つの構成コードの複数のコード語の少なくとも１つの連結を用いて取得され、かつ、最大長を有する第１の構成コードの複数のコード語の複数のサブセットに対し、第２の構成コードの複数のコード語との連結が行われる方法が記載されている。
2015534761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にフレーム‐ヘッダのためのチャネルコードを生成するための方法であって、
前記チャネルコードの少なくとも１つのコード語が、２つの構成コードの複数のコード語の少なくとも１つの連結を用いて取得され、かつ、
最大長を有する第１の構成コードの複数のコード語の複数のサブセットに対し、第２の構成コードの複数のコード語との前記連結が行われる、
方法。
【請求項２】
前記２つの構成コードの前記少なくとも１つのコード語が、前記チャネルコードのコード語にカプセル化される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記チャネルコードの前記少なくとも１つのコード語が、前記チャネルコードの残りの複数のコード語より長い、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記２つの構成コードの最小距離が、複数の信号対ノイズ比と、検出エラー率とに依存し、
前記複数の信号対ノイズ比は複数のユーザタイプに関連付けられており、前記複数のユーザタイプの各々で異なる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記最小距離が、前記複数のユーザタイプの各々について計算される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記チャネルコードの最大コード語長が、式
【数４２】
2015534761.tif 000044
で取得され、
式中、Ｍは前記複数の信号対ノイズ比のうち最も高いものに対応する、前記チャネルコードの前記複数のコード語の最大数であり、
式中、ｍは１からＭまで変化する整数インデックスであり、
式中、
【数４３】
2015534761.tif 000045
はインデックスｍにおける前記構成コードの前記コード語の長さである、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記チャネルコードの前記複数のコード語が可変長を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記２つの構成コードが既知の複数の線形コードである、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記チャネルコードの前記少なくとも１つのコード語が、前記少なくとも１つのコード語の長さを等しくするべく、ゼロと等しい複数の値を持つ複数のビットのシーケンスを備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記チャネルコードの前記複数のコード語が固定長を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記チャネルコードがＵＥＰコードである、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
複数のチャネルコードが通信システムのデータパケットのフレーム‐ヘッダへの使用に適する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実行する少なくとも１つのエンコーダを備える、複数のチャネルコードを生成するためのシステム。
【請求項１４】
前記エンコーダが通信システムにおける使用に適する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記通信システムが異なる複数の信号対ノイズ比を有する複数のユーザタイプを備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記通信システムがＡＣＭ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）通信システムである、請求項１４または１５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、複数のチャネルコードを生成するための方法およびシステムに関し、具体的にはＡＣＭ（「Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：適応コーディングおよび変調」）通信システムにおけるフレーム‐ヘッダのための複数のチャネルコードを生成するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のチャネル条件に従い、複数の送信パラメータをリアルタイムに適応することは、複数の通信システムにおいて非常に望ましい機能である。上記通信システムでは、複数のチャネルパラメータが時間ごとに、または、受信機ごとに異なる可能性がある。
【０００３】
時間および／またはユーザによってチャネル条件が異なるという点が、衛星システム、ネットワークシステム、ブロードキャストシステムといった多くの通信システムにおける重要な特性である。
【０００４】
先行技術によると、上記システムにおいて、適応コーディングおよび変調の複数のスキームが提案され、ＦＥＣ（「Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ」）コード率／長および変調コンスタレーションをリアルタイムに適応することにより、複数の顕著な性能が得られている。
【０００５】
ＡＣＭスキームの主なコンセプトは、固定の物理層シナリオを採用することに起因する複数のリソースの無駄を避け、システムの通信性能を向上させることにある。そのような固定の物理層シナリオによると、複数の最悪のチャネル条件を有するユーザに対し、良好なパフォーマンスを保証すべく、スペクトル効率が犠牲にされなければならない。
【０００６】
ＡＣＭスキームを採用すると、送信機は目標とするＤＥＲ（Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ：検出エラー率）を確保する利用可能な最大の変調およびコード比を選択して、複数のコンスタレーションおよびコード間を切り替えることができ、それにより各ユーザに対し最大のスペクトル効率を保証する。受信機では、メッセージを正常にデコードすべく、各ユーザはメッセージが自分宛てを意図されているかどうか決定でき、および／または送信機によって使用されたコンスタレーションおよびコードの複数のパラメータを認識できる必要がある。
【０００７】
通常、送信機によって送信された各パケットは、２つの主要な部分からなる。
【０００８】
最初の部分はフレーム‐ヘッダあるいは単にヘッダと呼ばれる、変調およびコーディングに関する複数の情報が含まれる部分であり、以降、本明細書内で、ＡＣＭＩ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）と呼ぶ。
【０００９】
二番目の部分は、複数の対応するＡＣＭＩパラメータを使用してエンコードされたメッセージを含む。
【００１０】
よって、各ユーザはメッセージの残りの部分をデコード可能にすべく、まずフレーム‐ヘッダ内の情報をデコードする必要がある。
【００１１】
衛星ブロードキャスティング等の複数の用途においては、通常−１５ｄＢから１５ｄＢのＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）のワイドダイナミックレンジが原因で、コーディング戦略は小さな問題ではない。無線リンク、良好なスペクトル効率および受信機への目標のエラー確率を確保すべく、ＡＣＭスキームを使用するだけでは十分でない可能性がある。
【００１２】
よって、フレーム‐ヘッダの平均長および最大長を最小化できるコードの生成を介して、スペクトル効率を向上させることが重要である。
【００１３】
米国特許出願第２０１０／０１２８６６１のコード生成手順は、フレーム‐ヘッダ長の最小化を一切試みない、複数のヒューリスティック（発見的）な考慮事項に基づいている。異なる複数の信号対ノイズ条件に対処すべく、その可変長コードは、単一の強力なＲｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒコードの繰り返しの中にある。
【００１４】
しかしながら、上記特許出願はフレーム‐ヘッダ長を最小化することについて教示していない。
【００１５】
本願発明の主要な目的は、データパケットのフレームヘッダの平均長および最大長を最小化できる、特にフレームヘッダのための複数のチャネルコードを生成する方法およびシステムを示すことにある。
【００１６】
本願発明のさらなる目的は、通信システムのスペクトル効率を最大化できる、特にフレームヘッダのための複数のチャネルコードを生成する方法およびシステムを示すことにある。
【００１７】
本願発明のさらなる目的は、生成されたチャネルコードの訂正機能を向上できる、特にフレームヘッダのための複数のチャネルコードを生成する方法およびシステムを示すことにある。
【００１８】
本願発明のさらなる目的は、デコーダの計算の複雑さを低減できる、特にフレームヘッダのための複数のチャネルコードを生成する方法およびシステムを示すことにある。
【００１９】
本願発明のさらなる目的は、可変長コードの最大確度デコーダと同一の複雑さを持たせるべく、すべてのコード語に対し固定長を取得できる、特にフレームヘッダのための複数のチャネルコードを生成する方法およびシステムを示すことにある
【００２０】
本発明のこれらおよび他の複数の目的は、本詳細な説明の不可欠な部分として意図された、添付の特許請求の範囲に請求されるように、特にフレームヘッダのための複数のチャネルコードを生成する方法およびシステムによって実現される。
【発明の概要】
【００２１】
概要すると、特にフレーム‐ヘッダのためのチャネルコードを生成するための方法であって、チャネルコードの少なくとも１つのコード語が、２つの構成コードの複数のコード語の少なくとも１つの連結を用いて取得され、かつ、最大長を有する第１の構成コードの複数のコード語の複数のサブセットに対し、第２の構成コードの複数のコード語との連結が行われる方法が開示されている。
【００２２】
複数のユーザはユーザの無線リンクの質に従い、例えば、Ｍタイプのさらに小さなセットに分割される。各ユーザタイプｉは、利用可能な信号対ノイズ比ＳＮＲｉに関連付けられている。任意の２つのユーザタイプｋおよびｍに対し、ｋ＞ｍであれば、ＳＮＲｋ＞ＳＮＲｍであるとの前提である。
【００２３】
最大ＡＣＭモードのセット、ＡＣＭｉが当該ユーザタイプのセットに関連付けられる。各ユーザタイプｉは、ユーザタイプｉに関連付けられたＳＮＲより低いか等しい信号対ノイズ比ＳＮＲに対応する、複数のＡＣＭモードｊ≦ｉでエンコードされたすべてのパケットを検出およびデコードできる必要がある。結果的に、複数の高ＳＮＲ値に対応する、より上位のタイプの複数のユーザは、より下位のタイプの複数のユーザのセットよりも、より大きなセット内でＡＣＭモードを検出できる必要がある。
【００２４】
これは、複数の訂正機能において非常に大きな差異を有する、そのようなコードの複数のコード語の複数のサブセットのシーケンスを許容する、コードの生成を意味する。
【００２５】
本発明のさらなる複数の特徴は、本詳細な説明の不可欠な部分として意図された、添付の特許請求の範囲に記載されている。
【００２６】
上記の複数の目的は、複数の添付図面を具体的に参照しつつ、複数のチャネルコードを生成するための方法に関する、詳細に説明された以下の記載によりさらに明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】通信システムのブロック図を示す。
【図２】ユーザタイプｉのＡＣＭＩ検出器の複数の操作モードを示す。
【図３】ユーザタイプｉのＡＣＭＩ検出器の複数の操作モードを示す。
【図４】可変長コーディングを使用するコード生成の一例を示す。
【図５】本願発明に係る方法およびハミングコード限界を用いる、ＤＥＲ（「Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ」）＝１０−６の、３２モードを有する可変長コードのための複数のコードの複数のパラメータを示す。
【図６】ＤＥＲ＝１０−６の、先行技術の複数の線形コードを使用する、３２モードを有する可変長コードのための複数のコードの複数のパラメータを示す。
【図７】ＤＥＲ=１０−８の、先行技術の複数の線形最適コードを使用する、４８モードを有する可変長コードのための複数のコードの複数のパラメータを示す。
【図８】ＤＥＲ=１０−８の、本願発明に係る方法および先行技術の複数の線形最適コードを使用する、３２モードを有する可変長コードのための複数のコードの複数のパラメータを示す。
【図９】ＤＥＲ=１０−８の、本願発明に係る方法および先行技術の複数の線形最適コードを使用する、４８モードを有する可変長コードのための複数のコードの複数のパラメータを示す。
【図１０】図８のデータに関するグラフを示す。
【図１１】ａおよびｂは、図８のコードの複数のコード語を示す。
【図１２】ＤＥＲ＝１０−６に固定する場合において、ｋビットの複数の特定値における、最小信号対ノイズ比ＳＮＲに対する必要なヘッダパケット長を示す。
【図１３】図１２に関するデータを示し、フレーム‐ヘッダの単純な最悪ケースの設計に該当する。
【図１４】ＤＥＲの１０−８に固定する場合において、ｋビットの複数の特定値における、最小信号対ノイズ比ＳＮＲに対する必要なヘッダパケット長を示す。
【図１５】図１４に関するデータを示し、フレーム‐ヘッダの単純な最悪ケースの設計に該当する。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１を参照すると、本発明を詳細に説明すべく、システムシナリオの一例として使用される通信システム１０が示されている。複数のユーザは、衛星トランスポンダ２を介してゲートウェイ１によってサービス提供されており、ゲートウェイ１は少なくとも１つのコードを生成する少なくとも１つのエンコーダ３を備える。
【００２９】
これら複数のユーザは、ユーザの現在の無線リンクの質に従い、例えば、Ｍ≦６４のＭタイプに分割されており、この分割は通信システム１０の設計中に設計者によって作成される。
【００３０】
各ユーザタイプｉは利用可能な信号対ノイズ比ＳＮＲｉに関連付けられており、一般性を失うことなく、ＳＮＲｉ≦ＳＮＲｉ＋１≦...．．≦ＳＮＲＭと前提される。この後者の条件は、複数の衛星通信システムに典型的なものである。よって、信号対ノイズ比は各ユーザタイプｉによって異なる。さらに、各ユーザタイプｉは少なくとも１つの物理的なユーザを含む。
【００３１】
最大ＡＣＭモードのセットが各ユーザタイプｉに関連付けられる。各ユーザタイプｉは、ｊ≦ｉである複数のＡＣＭｊモードでエンコードされたすべてのパケットを検出およびデコードできる必要がある。フィードバックチャネル（図１において不図示）により、ゲートウェイ１が各ユーザのタイプｉを認識できる。
【００３２】
さらに、ゲートウェイ１は各ユーザタイプｉに対し、インデックスｊ≦ｉのＡＣＭモードを選択できる。最大許容値ｉ未満の値を選択することは原理的に、システム性能全体にとって次善策であり、これによりゲートウェイ１の柔軟性がいくらか許容される。しかしながら、このようにシステムの柔軟性を追加すると、ユーザタイプｉは、ｊ≦ｉであるすべてのモードＡＣＭｊを検出およびデコードする必要が生じる。そうすると、この必要性により、特に複数の高ＳＮＲ値が関連付けられている複数のユーザに対し、高度に複雑な検出が課される。特に、最高のユーザタイプＭを持つ複数のユーザは衛星からのすべてのパケットを検出およびデコードする必要がある。真に意図された宛先に従う、複数のパケットのフィルタリングは、デコーディングプロセスの後に延期される。
【００３３】
図２を見ると、図１に示される通信システム１０内の受信機２３の一操作モードが示されており、受信機２３はユーザタイプｉのＡＣＭＩ検出器２１、および入力信号ｙを備える。ＡＣＭＩ検出器２１は、範囲［１，...，ｉ］のインデックス
【数１】
2015534761.tif 000003
を配信する。これにより、許容範囲のＡＣＭインデックスの概算、つまり検出エラーを意味する従来のシンボル「ゼロ」を示し、次のデコーダ２２をフリーズさせる。
【００３４】
通信システム１０のこの例において、ＡＣＭＩの複数のイベントの複数のタイプは以下の通りである。検出エラー：
【数２】
2015534761.tif 000004
これは、ＡＣＭＩ検出器２１から推定された
【数３】
2015534761.tif 000005
が、ＡＣＭＩ検出器２１からデコーダ２２に送信され、インデックスｊがユーザタイプのインデックスｉより小さいか等しい場合、ゲートウェイ１から受信されたＡＣＭＩｊとは等しくないという確率を表す。ユーザタイプｉ宛てを意図されている可能性のあるパケットが誤ったＡＣＭモードでデコードされ、その結果、正しく配信されない。無用なデコーディング：
【数４】
2015534761.tif 000006
これは、ＡＣＭＩ検出器２１から推定された
【数５】
2015534761.tif 000007
が、ＡＣＭＩ検出器２１からデコーダ２２に送信され、インデックスｊがユーザタイプのインデックスｉより大きい場合、ゼロとは等しくないという確率を表す。タイプｊの複数のユーザ宛てを意図されていないパケットが誤ったフォーマットで間違ってデコードされている。無用なデコーディングのコストがかかるだけである。
【００３５】
前述したことから、無用なデコーディング
【数６】
2015534761.tif 000008
のコストは最小限度であることを考慮すると、検出エラー
【数７】
2015534761.tif 000009
の確率を最小化する複数のコードを設計および生成することが重要である。
【００３６】
図３を参照し、ゲートウェイ１がモードｊ≦ｉを選択する柔軟性を除去して、ゲートウェイ１にｊ＝ｉを課すと、ＡＣＭＩ検出器３１の唯一の機能は、次のデコーダ３２をアクティブ化またはフリーズするだけになることを留意されたい。ＡＣＭＩ検出器３１でのエラーは、無用なデコーディングイベントを発生させるだけになり得る。この場合において、無用なデコーディングの数を著しく減らすことができ、複数のユーザが良好なリンク品質を有することにもつながる。
【００３７】
本願発明の第一例に、上述の検出エラーの確率
【数８】
2015534761.tif 000010
を最小化するための、複数の可変長のコード語を持つ、チャネルコードを生成する方法が記載されている。上記式には値εのＤＥＲ（「Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ：検出エラー率」）が関連付けられている。
【００３８】
図４に示される以下のアルゴリズムに従って、複数の可変長を持つ複数のコード語のセットが生成される。
【００３９】
１．所望の複数のモードの複数のしきい値および所望のＤＥＲεに対応する、一連のＭ順序のＳＮＲ値であるＳＮＲｉを決定する。
２．合計距離ｄＴ＝０を設定する。
３．すべてのｉについて、Ｍから２へと減少させる。
４．対象のＳＮＲｉで所望のＤＥＲεを実現すべく、必要な増分距離を計算する。
【数９】
2015534761.tif 000011
（式１）
最小距離ｄｍｉｎまたはｄｉは、信号対ノイズ比ＳＮＲおよび検出エラー率ε値により決まる。さらに、最小距離ｄｉは、各生成されたコードのサブセットに対し増加し、かつ、各ユーザタイプｉに対し計算される。
５．もし、ｄｉ＝０の場合、段階３から繰り返す。
６．それ以外の場合、最小長ｎｉ、複数のｉコード語および最小距離ｄｉを持つ複数のコード語を有するコードを生成する。
７．合計距離ｄＴ＝ｄＴ＋ｄｉを設定する。
８．段階３から繰り返す。
９．複数の構成コードの各々からコード語を連結することで、最終的に複数の可変長のコード語のセットが取得される（図４を参照）。よって、モードｉのコード語はＭからｉに至る複数の構成コードの複数のコード語を連結することで取得され、次のような合計長Ｎｉを有する。
【数１０】
2015534761.tif 000012
（式２）
【００４０】
図４を参照すると、複数の構成コードの少なくとも１つのコード語が、チャネルコードのコード語にカプセル化されており、チャネルコードの少なくとも１つのコード語は、そのようなチャネルコードの複数の残りのコード語より長い。さらに、連結は最大長を有する第１の構成コードの複数のコード語の複数のサブセットに対し、第２の構成コードの複数のコード語を用いて行われる。
【００４１】
式（１）では、次の関数が定義されている。
【数１１】
2015534761.tif 000013
（式３）
式中、ＱはＱ関数、つまり、複数のランダム変数標準の相補累積分布関数である。
【００４２】
式（３）は、信号対ノイズ比ＳＮＲでの検出エラー率εを実現する、複数のＭコード語を有するチャネルコードに対する必要な最小距離ｄｍｉｎを提供する。この式（３）は、次のような上限を使用することで取得される。
【数１２】
2015534761.tif 000014
（式４）
上記式は、小さなＭおよびほぼ完ぺきな複数のコードに対し、かなり正確である。
【００４３】
実現可能な値に下限を有するようにすべく、例えばハミング限界を使用する。
【数１３】
2015534761.tif 000015
（式５）
【数１４】
2015534761.tif 000016
式（６）
前のアルゴリズムの段階６で必要とされた、複数のＭコード語を有するコードの最小長ｎおよび最小距離ｄｍｉｎを検出すべく、式中のｔは最小距離デコーディングに基づき、確実に正しい複数のエラーベクタの最大重みを示している。
【００４４】
図５を参照すると、３２モードのシステムに対し、前のアルゴリズムを使用しチャネルコード生成を行った結果が示されている。信号対ノイズ比ＳＮＲは＋１５から−１６ｄＢの範囲（１ｄＢずつ）にわたり、対象のＤＥＲε＝１０−６である。
【００４５】
図５の表の列は、左から右へ順番に次のものを示す。ｉは複数のコード語の数を示し、これはユーザタイプのインデックスでもある。ＳＮＲｉは対応する信号対ノイズ比を示す。ｎｉはインデックスｉを持つヘッダのコード語の増分長を示す。ｋｉはインデックスｉのヘッダのコード語のビット数を示す。ｄｉはインデックスｉのヘッダのコード語の増分最小距離を示す。ｄＴは合計最小距離を示す（すなわち、インデックスｉの前のｄｉの和）。Ｎｉはヘッダの合計コード語長を示す（すなわち、インデックスｉの前のｎｉの和）。最終列のｉ・Ｎｉはデコーディングの複雑さを示す。
【００４６】
この場合、最大コード語長Ｎｉは参照番号５１で示される４６４シンボルであり、平均ヘッダ長
【数１５】
2015534761.tif 000017
は、すべてのモードが同一の確率を有すると仮定すると、参照番号５２で示される１１９シンボルのみとなることがわかる。
【００４７】
ハミング限界は、複数のコード語の数に対する上限であり、そこに到達するコードは少ない。
【００４８】
図６に、先行技術で示される複数の最適な構成線形コードを使用して、チャネルコードを生成した結果が報告されている。これは、２００７年に発行されたｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｏｄｅｔａｂｌｅｓ．ｄｅにおいて、オンラインで利用可能なＭ．Ｇｒａｓｓｌの「Ｂｏｕｎｄｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  ｌｉｎｅａｒ  ｃｏｄｅｓ  ａｎｄ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｃｏｄｅｓ」にある複数のテーブルに基づく情報である。
【００４９】
先行技術に示されるこれらの構成線形コードは、２ｋ、すなわち２のべき乗の多数のコード語を持つといったさらなる制約を有している。ここで、ｋは情報ビット数を示す。  これらの線形コードを使用すると、参照番号６１で示される６０９シンボルの最大コード語長、および参照番号６２で示される１４９シンボルのみの平均ヘッダ長
【数１６】
2015534761.tif 000018
が要求される。
【００５０】
従って、図５と図６とを比較すると、本願発明に係る先のアルゴリズムを使用し、生成されたチャネルコードは、データパケットのフレーム‐ヘッダの平均長および最大長を最小化できることが明らかとなる。
【００５１】
図７を参照すると、本願発明に係る４８モードに対する生成されたコード長の例が、米国特許出願第１２／６２１，２０３に記載された、Ｄ．Ｂｅｃｋｅｒ氏、Ｎ．Ｖｅｌａｙｕｄｈａｎ氏、Ａ．Ｌｏｈ氏、Ｊ．Ｏ'Ｎｅｉｌｌ氏、およびＶ．Ｐａｄｍａｎａｂｈａｎ氏による「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｉｇｎａｌｉｎｇ  ｏｖｅｒ  ｓｈａｒｅｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｃｈａｎｎｅｌｓ  ｗｉｔｈ  ｗｉｄｅ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｇｅ」で指定されたシグナリングスキームに必要なヘッダ長と比較されている。  ＤＥＲは、ε＝１０−８に固定されている。
【００５２】
本願発明で提案されるチャネルコード生成では、すべてのモードで、ヘッダ長を大きく低減できることがわかる。米国特許出願第１２／６２１，２０３に係る平均ヘッダ長
【数１７】
2015534761.tif 000019
は７５０（参照番号７１）であるのに対し、本願発明の本例に係る平均ヘッダ長
【数１８】
2015534761.tif 000020
（参照番号７２）は３０１に低減されている。同様に、最大ヘッダ長は４４１６（参照７３）から１２８５（参照７４）に低減されている。
【００５３】
よって、本願発明の方法を使用し、平均長
【数１９】
2015534761.tif 000021
を評価すると、約６０％の改善が得られる。
【００５４】
上記のアルゴリズムを複数の構成線形コードに適用すると、チャネルコード長においていくつかの弱点を呈する。これは主に、構成線形コードのコード語数が常に２のべき乗であることに起因する。
【００５５】
この場合、例えば、図６の３２から１７のすべてのモードは同一サイズを共有する。このような場合、上述した全面的な増分アプローチを使用する代わりに、良好な最小距離を保証する単一の構成コードを生成すると有益である。
【００５６】
よって、以下に修正を加えたコード生成アルゴリズムの例が提案される。
１．所望の複数のモードの複数のしきい値および所望のＤＥＲεに対応する、一連のＭ順序のＳＮＲ値であるＳＮＲｉを決定する。
２．ｄＴ，Ｍ＋１＝０およびＮＴ，Ｍ＋１＝０を設定する。
３．すべてのｉについて、Ｍから２へと減少させる。
４．
【数２０】
2015534761.tif 000022
を設定する。
５．必要な最小距離を計算する。
【数２１】
2015534761.tif 000023
６．すべての
【数２２】
2015534761.tif 000024
について行う（同一コード次元を有する複数のモード）。
７．増分距離を計算する。
【数２３】
2015534761.tif 000025
８．最小長
【数２４】
2015534761.tif 000026
を有する（
【数２５】
2015534761.tif 000027
）線形コードを生成する。
距離増分
【数２６】
2015534761.tif 000028
がゼロのとき、コードは長さゼロであることに留意する。この場合、ｋはコード語数ではなく、情報ビット数を示す。
９．６から繰り返す。
１０．前の一連のコードから、
【数２７】
2015534761.tif 000029
に対応する最小合計長を有するコードを選択する。
１１．すべての
【数２８】
2015534761.tif 000030
に対し、
【数２９】
2015534761.tif 000031
を設定する。
１２．３から繰り返す。
１３．複数の構成コードの各々から複数のコード語を連結すると、最終的に複数の可変長のコード語のセットが得られる（図４を参照）。
【００５７】
この例では、各段階において、最小距離
【数３０】
2015534761.tif 000032
を保証する同一次元ｋを持つすべての可能性のある構成コードが考慮されていることがわかる。  この生成により、
【数３１】
2015534761.tif 000033
と仮定し、処理を反復する複数の段階ｉにおいて、前の複数の段階ｊ≧ｉで生成される複数のコードを変更できる。
【００５８】
図４の場合を再度参照すると、複数の構成コードの少なくとも１つのコード語はチャネルコードのコード語にカプセル化され、かつ、チャネルコードの少なくとも１つのコード語の長さはそのようなチャネルコードの残りの複数のコード語より長い。さらに、最大長を有する第１の構成コードの複数のコード語の複数のサブセットに対し、第２の構成コードの複数のコード語との連結が行われる。
【００５９】
複数のコードのこの新たな生成結果が図８および９に報告されており、図９では図７との比較がなされている。複数のコードのこの新たな生成では、ヘッダの平均長および最大長の両方をわずかに低減できることに留意することが重要である。
【００６０】
実際、図９のヘッダの最大長は参照番号９１で示されるように１２３９シンボルであり、これは図７の参照番号７４で示されるヘッダの最大長１２８５シンボルより低い。一方、平均ヘッダ長
【数３２】
2015534761.tif 000034
は参照番号７２で示される３０１シンボルから、参照番号９２で示される２８５シンボルに低減されている。
【００６１】
さらに、生成されたコード数が低減されていることに留意されたい。図１０に生成されたコードの一例が示されており、図１１のａおよびｂには関連する複数のコード語が示されている。
【００６２】
図１０を参照すると、図８に関連する複数のシミュレーション結果が報告されている。図１０の横座標は、各ユーザタイプｉのノミナルＳＮＲｉからの隔たりをｄＢ単位で示している。この場合、多くのコードは実際、対象のＤＥＲを非常に大きな複数のマージンとともに実現している。
【００６３】
例えば、図１０において参照番号１０１で示されるユーザタイプ３２の曲線は、対象のＤＥＲε=１０−６を約１６．３ｄＢのマージンを有して実現している。これは、３２から１７までにわたるすべてのタイプについて、同一コード（３９、５、１９）が使用されており、対象のＤＥＲがユーザタイプ１７についてのみマージンなしで実現されており、０ｄＢのノミナルＳＮＲに該当するという事実になるはずである。
【００６４】
本願発明に係る上記複数の例の複数の性能は、最悪ケースの設計に関する検出エラー率ＤＥＲの見地からも評価可能である。
【００６５】
最悪ケースの設計では、すべてのユーザがすべてのＡＣＭＩヘッダをデコード可能なコーディング例を提供する。Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒコードクラスが構成コードとして選択され、その複数のパラメータは、必要とされる信号対ノイズ比ＳＮＲ範囲および複数のモードＭの数の関数として評価される。
【００６６】
最悪ケースの設計では、各ユーザタイプｉは異なる複数のコード語長を持つコードまたは保護に関連付け可能であるということが活用されない。上記コード設計は、各ユーザタイプｉはヘッダからＡＣＭＩを取得できるという結果になる。ユーザタイプｉは、検出された
【数３３】
2015534761.tif 000035
が
【数３４】
2015534761.tif 000036
のように、そのタイプより小さいか等しい場合にのみデコードを進めると決定することに留意する。この場合、チャネルコード生成はかなり単純になり、システムで許容される最小の信号対ノイズ比ＳＮＲに厳密に依存する。
【００６７】
最小距離ｄｍｉｎおよび最近傍数Ａを有するコードに対し、ＤＥＲεの漸近表現を取り、それをＲ回繰り返すことで、次のものが到達される。
【００６８】
【数３５】
2015534761.tif 000037
（式７）
【００６９】
最悪ケースの設計に対するソリューションとして、複数のＲｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒコードのクラスが考慮されている。上記Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒコードは、複数のパラメータ（ｎ＝２ｍ、ｋ＝ｍ＋ｌ）を有し、ｄｍｉｎ＝２ｍ−１およびＡ＝２ｋ−２である。
【００７０】
図１２および１３を参照すると、最小の対象ＳＮＲに対するＤＥＲε＝１０−６を到達すべく、必要とされるヘッダ長Ｒｎが報告されている。図１２の様々な曲線は、ｋ＝１から８の複数のＲｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒコードを使用していることを示す。対応するＲｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒの長さに基づき、必要な複数の反復回数が簡単に計算され得る。ｋ＝６で示される曲線は、６４ＡＣＭモードを有するシステムについて考慮すべきものである。３２モードおよびＤＥＲε＝１０−６を有し、−１６ｄＢで動作するチャネルコードを設計するには、最悪ケースの設計には１１６８のヘッダ長（参照番号１３１）が必要である一方、上記の本願発明に係る可変長コーディングの複数の例の最大ヘッダ長は、ハミング限界を用いる図５では４６４（参照番号５１）、我々の解釈における先行技術の複数の構造線形コードを用いる図６では６０９（参照番号６１）であることがわかる。
【００７１】
図１４および１５を参照すると、ＤＥＲε＝１０−８を達成すべく、必要とされるヘッダ長Ｒｎが報告されている。この後者の場合、３２モードおよびＤＥＲε＝１０−８、−１６ｄＢでの最大ヘッダ長は１５２０（参照番号１５１）である一方、上記の本願発明に係る可変長コーディングの複数の例の最大ヘッダ長は、図８で示されるように７９１（参照番号８１）である。
【００７２】
この比較から、本願発明に係る方法を使用すると、ヘッダ長が低減することが明らかである。
【００７３】
図１０を参照すると、確率
【数３６】
2015534761.tif 000038
を最大化する最大確度デコーダを使用する複数のシミュレーション結果が表示されている。これは、受信された信号
【数３７】
2015534761.tif 000039
と、
【数３８】
2015534761.tif 000040
コードのすべてのコード語との相関関係を計算した後、最大相関関係を有するコード語を選択することでなされる。ユーザタイプｉは、受信された信号
【数３９】
2015534761.tif 000041
の複数の第１のＮｉ要素のみと、そのノミナルＳＮＲ（ＳＮＲｉ）より小さいか等しいＳＮＲに関連付けられた複数のｉコード語のみとの間の相関関係を計算する必要があることについて留意することが重要である。
【００７４】
従って、デコーディングの複雑さは各ユーザタイプｉについて異なり、複数のＮｉ×ｉの和および複数のｉ比較と等しい。デコーディングの複雑さの平均は、
【数４０】
2015534761.tif 000042
として計算され得る。図５から９の最終列は、すべてのユーザに対し均一の配信を想定した、複数の平均値を持つＮｉ×ｉの複数の結果を示している。
【００７５】
上述の複数の例では、所定の複数のパラメータに対し、複数の線形構成コードが最適であると選択されており、他の特定の構造は何も想定されていないため、最適デコーディングのベストな戦略としては、受信された信号
【数４１】
2015534761.tif 000043
（複数のＮｉの和）とすべてのｉ候補コード語との相関関係を計算することである。
【００７６】
複数の小さなコードおよび平均長の短いものを扱うため、このような網羅的なデコーダの複雑さは無理がないものとなっている。
【００７７】
複数の相関関係の複雑さは、Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒまたは複数の最大長コードで使用されるアダマール変換のような、より高速な複数のデコーディングアルゴリズムを許容する、複数の構成コードを使用することでさらに低減される。特に、ｎおよびｋが十分小さい、所定のパラメータセット（ｎ、ｋ、ｄ）については、複数の最大長コードを反復することで、複数のほぼ最適な性能を持つ複数のコードを生成する。
【００７８】
ＵＥＰ（Ｕｎｅｑｕａｌ  Ｅｒｒｏｒ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ：不均一誤り保護）の主な目的は、他のものよりも、いくつかのビット、シンボル、またはコード語に対し、より大きなエラー保護を提供するコードを設計することにある。文字通り、すべての３つの場合について、同一名が用いられる。
【００７９】
以降に、固定長コードを生成すべく、上記の可変長チャネルコード生成の修正を用いる、コード語ＵＥＰのみを対処する、本願発明のさらなる例が記載される。
【００８０】
可変長コードはまた、様々なエラー保護機能を持つ複数のコード語を有する。
【００８１】
実際、ブロックＵＥＰコードを生成する方法の１つは、複数の可変長コードについて取得されたコードのすべてのコード語をゼロで拡張し、すべてのコード語について固定長を持たせ（すべてのコード語の長さを等しくすべく）、それにより、少なくとも１つのコード語はゼロと等しい複数の値を持つ複数のビットのシーケンスを備える。この場合、すべてのコード語は、開始コード内の最長コード語と等しい長さを有することになる。
【００８２】
この戦略が機能するには、開始の可変長コードの構造内で、すべてがゼロのコード語を使用しないようにする必要がある点に留意すべきである。
【００８３】
上記の可変長コーディングの例では、平均長をコードの有効な長さとして考えられるべきである点に留意することが重要である。
【００８４】
ゼロパディングによって生成されたコードの最大確度コレクタデコーダの複雑さについては、原則として、対応の可変長コーディングと同じ複雑さであり、従って、デコーディングの複雑さに関する上記記載はこれらのコードについても妥当である。
【００８５】
本願発明の複数の特徴、並びにその複数の利点は、上記記載より明らかである。
【００８６】
本願発明に係る複数のチャネルコードを生成するための方法の第１の利点は、データパケットのフレーム‐ヘッダの平均長および最大長が最小化されることにある。
【００８７】
本願発明に係る上記方法の第２の利点は、通信システムのスペクトル効率が最大化されることにある。
【００８８】
本願発明に係る上記方法のさらなる利点は、生成されたチャネルコードの訂正機能が向上されることにある。
【００８９】
本願発明に係る上記方法のさらなる利点は、デコーダの計算の複雑さが低減されることにある。
【００９０】
本願発明に係る上記方法のさらなる利点は、可変長コードの最大確度デコーダと同一の複雑さを有すべく、すべてのコード語に対し固定長も取得可能である点にある。
【００９１】
例示を介して本明細書に記載された、特にフレーム‐ヘッダのための複数のチャネルコードを生成するための方法およびシステムは、発明思想の新規精神から逸脱することなく、多くの潜在的変形を受ける可能性がある。また、本発明の具体的実装において、複数の例示された説明は異なる複数の形態を取る、または他の複数の技術的に均等な要素に置換される可能性があることも明らかである。
【００９２】
例えば、特にフレーム‐ヘッダのための複数のチャネルコードを生成するための方法およびシステムは、スペクトル効率が異なる可能性のある任意の通信システムの中で、および／またはＡＣＭスキームを使用しない複数の通信システムの中で適用され得る。
【００９３】
従って、本願発明は特にフレーム‐ヘッダのための複数のチャネルコードを生成するための方法およびシステムに限定されず、以降の特許請求の範囲に明確に記載される本発明思想から逸脱することなく、多くの修正、改良、または均等な複数の部品及び要素による置換を受ける可能性があることは容易に理解され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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