(57)【要約】  メモリ要素のアレイの内部のそれぞれのメモリ要素に逐次的データ・ストリーム部分を関連づけること、メモリ要素グループに関連する各非逐次的データ・ストリーム部分を規定し、またＦＥＣ符号化すること、ＦＥＣブロックのシーケンスを複数のサブストリームへと分割すること、およびそれぞれの送信チャネルに各サブストリームを関連づけることによる、データ・ストリームＤの回復力のある送信のためのメカニズム。
2015523779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
要素のアレイの内部のそれぞれの要素に逐次的データ・ストリーム部分を関連づけるステップと、
各要素グループが、非逐次的データ・ストリーム部分を含む複数の要素を含む、複数の要素グループを規定するステップと、
それぞれのＦＥＣブロックを形成するために前記要素グループのおのおのを順方向エラー訂正（ＦＥＣ）符号化するステップと、
ＦＥＣブロックのシーケンスを複数のサブストリームへと分割するステップと、
それぞれの送信チャネルに各サブストリームを関連づけるステップと、
それぞれの送信チャネルを経由して送信のために適合されたそれぞれの被変調信号を提供するために各サブストリームを変調するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記アレイ要素は、Ｍ個の列とＮ個の行とを有する２次元アレイを含んでおり、ＭとＮとは、１よりも大きい整数であり、また各要素グループは、前記アレイの内部の要素の共通の列の内部に複数の要素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
所定の数の要素に関連する前記逐次的データ・ストリーム部分についての巡回冗長検査（ＣＲＣ）を算出するステップと、
アレイ要素に前記算出されたＣＲＣを関連づけるステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記被変調信号のうちの少なくともいくつかは、衛星送信リンク、マイクロ波送信リンク、または光送信リンクを経由して送信のために適合されたアップコンバートされたキャリア信号のそれぞれの部分を経由して送信のために適合される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記被変調信号のうちの少なくともいくつかは、３Ｇ通信ネットワーク、４Ｇ通信ネットワーク、またはＷｉ−Ｆｉ通信ネットワークの内部のそれぞれのワイヤレス・チャネルを経由して送信のために適合される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記それぞれの送信チャネルのおのおのは、共通のトランスポート媒体に関連づけられる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記変調されたサブストリームのおのおのを復調するステップと、
前記ＦＥＣブロックを回復するために前記復調されたサブストリームを結合するステップと、
前記逐次的データ・ストリーム部分を前記ＦＥＣブロックから抽出するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
プロセッサによって実行されるときに、
要素のアレイの内部のそれぞれの要素に逐次的データ・ストリーム部分を関連づけるステップと、
各要素グループが、非逐次的データ・ストリーム部分を含む複数の要素を含む、複数の要素グループを規定するステップと、
それぞれのＦＥＣブロックを形成するために前記要素グループのおのおのを順方向エラー訂正（ＦＥＣ）符号化するステップと、
ＦＥＣブロックのシーケンスを複数のサブストリームへと分割するステップと、
それぞれの送信チャネルに各サブストリームを関連づけるステップと、
それぞれの送信チャネルを経由して送信のために適合されたそれぞれの被変調信号を提供するために各サブストリームを変調するステップと
を含む方法を実行するソフトウェア命令を含むコンピュータ読取り可能媒体。
【請求項９】
コンピュータが、
要素のアレイの内部のそれぞれの要素に逐次的データ・ストリーム部分を関連づけるステップと、
各要素グループが、非逐次的データ・ストリーム部分を含む複数の要素を含む、複数の要素グループを規定するステップと、
それぞれのＦＥＣブロックを形成するために前記要素グループのおのおのを順方向エラー訂正（ＦＥＣ）符号化するステップと、
ＦＥＣブロックのシーケンスを複数のサブストリームへと分割するステップと、
それぞれの送信チャネルに各サブストリームを関連づけるステップと、
それぞれの送信チャネルを経由して送信のために適合されたそれぞれの被変調信号を提供するために各サブストリームを変調するステップと
を含む方法を実行するように、コンピュータが、前記コンピュータのオペレーションを適応させるソフトウェア命令を処理するように動作する、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項１０】
データ・ストリームＤを受信し要素のアレイの内部のそれぞれの要素に逐次的データ・ストリーム部分を関連づけ、各要素グループが、非逐次的データ・ストリーム部分を含む複数の要素を含む複数の要素グループを規定し、またそれぞれのＦＥＣブロックを形成するために前記要素グループのおのおのを順方向エラー訂正（ＦＥＣ）符号化するためのエンコーダと、
ＦＥＣブロックのシーケンスを複数のサブストリームに分割し、またそれぞれの送信チャネルに各サブストリームを関連づけるためのスライサと
を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ＲＥＳＩＬＩＥＮＴ  ＤＡＴＡ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＶＩＡ  ＳＰＥＣＴＲＡＬ  ＦＲＡＧＭＥＮＴＳ」という名称の、２０１２年５月１５日に出願した米国特許出願第１３／４７１，５０４号（整理番号８０９６６２）に関連している。
【０００２】
本発明は、一般に、通信ネットワークに関し、またより詳細には、排他的にではないが、ポイント・ツー・ポイント通信ネットワークと、ポイント・ツー・マルチポイント通信ネットワークと、バックホール・リンクとに関する。
【背景技術】
【０００３】
伝統的なワイヤレス・システムは、送信されるべきデータの量に比例した帯域幅を有するスペクトルの隣接したブロックの使用可能性を仮定している。送信システムは、このようにして、典型的使用ケースまたは平均的使用ケースが、場合によっては、ずっと少ない帯域幅（すなわち、スペクトル）を必要として、最悪ケースの帯域幅要件のために、しばしば設計される。衛星通信システムと、他のポイント・ツー・ポイント通信システムとの関連の中では、顧客に割り付けられる使用可能なスペクトルは、時間とともに断片化されるようになる可能性があり、これは、スペクトルの割り付けられたブロックの間の未使用のブロックをもたらす。未使用のスペクトルのブロックがあまりにも小さすぎるときに、顧客の間でスペクトルを再割付けすること、または既存のスペクトル割付けから新しいスペクトル割付けへと顧客を「移動させる」ことが必要であり、その結果、スペクトルの未使用のブロックは、単一のスペクトル領域へとまとめあげられることもある。残念ながら、そのような再割付けは、非常に破壊的である。
【０００４】
さらに、データを送信するための様々な既存の技法は、干渉および／または他のエラーの原因に対する影響の受けやすさを示している。改善された回復力が、改善されたスペクトル効率を伴うのが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
先行技術についての様々な欠陥は、要素のアレイの内部のそれぞれの要素に逐次的データ・ストリーム部分を関連づけることと、非逐次的データ・ストリーム部分を含む複数の要素グループのうちのおのおのを規定すること、およびＦＥＣ符号化することと、ＦＥＣブロックのシーケンスを複数のサブストリームへと分割することと、それぞれの送信チャネルに各サブストリームを関連づけることとにより、データ・ストリームＤの回復力のある送信のためのシステム、方法、および装置についての本発明によって対処される。
【０００６】
本発明の教示は、添付の図面と併せて、以下の詳細な説明を考慮することにより、簡単に理解される可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】様々な実施形態から利益を受けるシステムの高レベルのブロック図である。
【図２】様々な実施形態において使用するために適した汎用コンピューティング・デバイスの高レベルのブロック図である。
【図３】一実施形態による方法の流れ図である。
【図４】様々な実施形態を理解する際に有用なインターリーブされたストレージ・アレイのグラフィック表現を示す図である。
【図５】一実施形態による方法の流れ図である。
【図６】様々な実施形態を理解する際に有用なスペクトル割付けのグラフィック表現を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
理解を容易にするために、同一の参照番号が、可能であれば、それらの図面に共通である同一の要素を指定するために、使用されている。
【０００９】
本発明は、主として、衛星通信システムとの関連で説明されるであろう。しかしながら、当業者と、本明細書における教示を通知される者は、本発明が、マイクロ波通信システムやワイヤレス通信システムなど、柔軟なスペクトル割付けから利益を受ける任意のシステムに対しても、適用可能であることに気が付くであろう。さらに、主としてポイント・ツー・ポイント通信システムとの関連で説明されるが、様々な実施形態は、同様にポイント・ツー・マルチポイント通信システムとの関連での適用可能性を見出している。
【００１０】
様々な実施形態は、ソース・ノードＡから宛先ノードＢへのデータ・ストリーム、Ｄ、の信頼できる送信を提供する一般的な問題に対処している。Ｄは、イーサネット／ＩＰを含めて、任意のパケット化されたデータとすることができ、あるいはＲＳ−２３２、ＲＳ−４２２、ＥＩＡ−５３０、ＤＶＢ−ＡＳＩ、ＭＰＥＧ、ＩＰなどのような標準インターフェースの上の直列化されたデータとすることができる。
【００１１】
一般的に言って、様々な実施形態は、データ・ストリームＤが送信されるために、以下のプロセスが、すなわち、（１）データ・ブロックのシーケンスを提供するようにデータ・ストリームＤを符号化するプロセスと、（２）メモリの中の符号化されたブロックを特定の順序（すなわち、図２に関して以下で説明されるなどの、パッキング順序および／または送信順序）で配列するプロセスと、（３）配列されたブロックをＮ個の部分へとセグメント化するプロセスまたはスライスするプロセスとが、実行されるトランスミッタ装置を提供しており、ここでＮ個の部分のうちのおのおのは、Ｐ個の異なる送信リンクのうちのそれぞれ１つによって送信される。物理リンクの上で送信されるデータの量は、一般的に、そのリンクのスループットに比例するように選択されることに注意すべきである。すべてのＰ個のリンクが、等しい容量のものである様々な実施形態においては、各リンクには、元のストリームＤのうちの等しい部分が、割り当てられる可能性がある。様々な実施形態においては、複数のリンクの使用は、他のスキームにおいて使用される伝統的なタイム・ドメイン・インターリービングにとって有利である、データの自然インターリービングを提供する。
【００１２】
同様に、様々な実施形態は、データ・ストリームＤが受信されるために、様々なリンクを経由してデータを受信するプロセス、様々な部分を再結合するプロセス、様々なデータ・ブロックを逆インターリーブするプロセス、データ・ストリームＤをそれから抽出するようにインターリーブされたデータ・ブロックを復号化するプロセスなど、上記で説明されたプロセスの逆が実行されるレシーバ装置を提供する。様々な実施形態は、トランスミッタ（単数または複数）と、レシーバ（単数または複数）との間で、符号化パラメータと、インターリーブ・パラメータと、リンク・パラメータと、他のパラメータと、オプションとしての暗号化パラメータなどとを搬送するメカニズムを提供する。
【００１３】
様々な実施形態が、衛星通信システムとの関連で実施される。しかしながら、当業者と、本明細書における教示を通知される者は、本発明が、マイクロ波通信システムやワイヤレス通信システムなど、柔軟なスペクトル割付けから利益を受ける任意のシステムに対しても、適用可能であることに気が付くであろう。
【００１４】
図１は、様々な実施形態から利益を受けるシステムの高レベルのブロック図を示すものである。具体的には、図１のシステム１００は、ソース１１０から宛先１９０に向かってデータ・ストリームＤを送信するように適合される。システム１００は、順方向エラー訂正（ＦＥＣ：ｆｏｒｗａｒｄ  ｅｒｒｏｒ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）エンコーダ／インターリーバ１２０と、スライサ１３０と、複数のトランスミッタ・モジュール１４０と、ワイヤレス・ネットワークや有線ネットワークなど、１つまたは複数のタイプの伝送媒体１５０と、複数のレシーバ・モジュール１６０と、結合器１７０と、ＦＥＣデコーダ／逆インターリーバ１８０とを含む。オプションとしての制御モジュール１０５が、システム１００との関連で使用される可能性もある。
【００１５】
ＦＥＣエンコーダ／インターリーバ１２０は、ルータ、コンピュータ・ネットワーク要素、衛星ダウンリンク・システム、光トランスポート・ネットワークなど、実例としてのソース１１０からデータ・ストリームＤを受信する。一般的に言えば、データ・ストリームＤは、この目的のために適した任意の技術またはメカニズムを経由してＦＥＣエンコーダ／インターリーバ１２０に対して搬送される。ＦＥＣエンコーダ／インターリーバ１２０は、（１）データ・ストリームＤをＦＥＣ符号化して、それによって複数のＦＥＣ符号化されたデータ・ブロックを提供すること、および（２）図２に関して以下でより詳細に説明されるなど、実例として、Ｎ行とＭ列とのメモリ・アレイにＦＥＣ符号化されたデータ・ブロックを記憶することによりデータ・ストリームＤを処理するように動作する。ＦＥＣエンコーダ／インターリーバ１２０は、スライサ１３０に対してＦＥＣ符号化され、またインターリーブされたデータ・ストリームＤ’を提供する。
【００１６】
スライサ１７０は、符号化され、またインターリーブされたデータ・ストリームＤ’を複数のＰ個のサブストリーム（例えば、Ｄ０、Ｄ１、．．．ＤＰ−１）へとスライスし、逆多重化し、かつ／または分割しており、ここでＰは、リンクおよび／またはスペクトル・フラグメントの数に対応する。様々な実施形態においては、Ｐ個よりも多い、または少ないリンクおよび／またはスペクトル・フラグメントが、使用されることもある。
【００１７】
サブストリームＤ０、Ｄ１、．．．ＤＰ−１のおのおのは、それぞれのトランスミッタ・モジュール１４０（例えば、１４００、１４０１、．．．１４０Ｐ−１）に結合される。
【００１８】
トランスミッタ・モジュール１４０のおのおのは、そのそれぞれのサブストリーム（例えば、Ｄ０、Ｄ１、．．．ＤＰ−１）を変調して、ワイヤレス・ネットワークや有線ネットワークなど、適切な伝送媒体１５０を通して送信チャネルを経由して対応するレシーバ・モジュール１６０（例えば、１６００、１６０１、．．．１６０Ｐ−１）に対して送信するために対応する被変調信号（例えば、Ｓ０、Ｓ１、．．．ＳＰ−１）を提供する。
【００１９】
各トランスミッタ・モジュール１４０は、追加の順方向エラー訂正（ＦＥＣ）処理と、様々な他の処理とを提供することができる。送信されるべきデータは、１８８−バイトの転送ストリーム（ＴＳ：ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｓｔｒｅａｍ）パケットや６４〜１５００バイトのイーサネット・パケットなどのデータ・パケットＤのストリームとして提供されることもある。特定のパケット構造、パケット構造の内部で搬送されるデータなどは、本明細書において説明される様々な実施形態に対して簡単に適応される。
【００２０】
トランスミッタ・モジュール１４０は、波形タイプの特性、コンステレーション・マップ、順方向エラー訂正（ＦＥＣ）設定、対象とする伝送媒体など、トランスミッタ・モジュールごとに異なる変調特性、エラー訂正特性、および／または他の特性を含むことができる。各トランスミッタ・モジュール１４０は、特定のタイプのトラフィック（例えば、ストリーミング媒体、非ストリーミング・データなど）、その対応するスペクトル・フラグメント判断基準および／または他の判断基準に関連する特定のチャネル状態に従って最適化されることもある。
【００２１】
レシーバ・モジュール１６０のおのおのは、そのそれぞれの受信信号（例えば、Ｓ０、Ｓ１、．．．ＳＰ−１）を復調して、結合器１７０によってさらに処理されるべき対応する復調されたサブストリーム（例えば、Ｄ０、Ｄ１、．．．ＤＰ−１）をそれから抽出する。レシーバ・モジュール１６０は、波形タイプの特性、コンステレーション・マップ、順方向エラー訂正（ＦＥＣ）設定、伝送媒体など、レシーバ・モジュールごとに異なる変調特性、エラー訂正特性、および／または他の特性を含むことができる。各レシーバ・モジュール１６０は、特定のタイプのトラフィック（例えば、ストリーミング媒体、非ストリーミング・データなど）、その対応するスペクトル・フラグメント判断基準および／または他の判断基準に関連する特定のチャネル状態に従って最適化されることもある。
【００２２】
一般的に言えば、各トランスミッタ・モジュール１４０は、対応するレシーバ・モジュール１６０と対にされて、それによって同種または異機種の伝送媒体１５０を通してサブストリームまたはストリーム・セグメントを伝搬するための通信チャネルを確立することができる。トランスミッタ・モジュール１４０と、レシーバ・モジュール１６０と、伝送媒体１５０とは、１つまたは複数のポイント・ツー・ポイント通信システム（例えば、衛星リンク、マイクロ波リンク、光リンクなど）と、１つまたは複数のポイント・ツー・マルチポイント通信システム（例えば、パケット交換ネットワーク）などとを実施することができる。
【００２３】
伝送媒体１５０は、衛星通信システム、マイクロ波通信システム、および／または他の高周波数のポイント・ツー・ポイント通信システムもしくはポイント・ツー・マルチポイント通信システムを含むことができる。これらの実施形態においては、トランスミッタ・モジュール１４０と、レシーバ・モジュール１６０とは、信号バッファリング、電力増幅、アップ・コンバージョン、ダウン・コンバージョン、周波数／符号の変調など、様々なノーム・プロセス（ｇｎｏｍｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）を実行する必要な回路、機能要素などを含む。
【００２４】
図１において、１対１の対として示されているが、１つまたは複数のトランスミッタ・モジュール１４０は、望ましい構成のタイプと、利用される伝送媒体１５０の性質などとに応じて、１つまたは複数のレシーバ・モジュール１６０と対にされることもある。一般的に言えば、一部または全部の伝送媒体１５０を形成する物理送信リンクは、任意の有線（ファイバ／ＤＳＬ）リンク、または３Ｇネットワーク、４Ｇネットワーク、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）ネットワーク、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク、ＷｉＭＡＸネットワーク、８０２．１１ｘネットワーク、マイクロ波ネットワークなどのワイヤレス・リンク、すなわち一般的に言えば、パケット化されたデータを搬送することができる任意のタイプの通信ネットワークまたは電気通信ネットワークを備えることができる。
【００２５】
結合器１７０は、様々なレシーバ・モジュール１６０から復調されたサブストリームを受信し、それらのサブストリームを結合し、またＦＥＣデコーダ／逆インターリーバ１８０に対して結果として生じるＦＥＣ符号化された／インターリーブされた入力データ・ストリームＤ”を供給する。一般的に言えば、結合器１７０は、スライサ１３０の機能と逆の機能を実行する。
【００２６】
ＦＥＣデコーダ／逆インターリーバ１８０は、結合器１７０から受信されるＦＥＣ符号化された／インターリーブされた入力データ・ストリームＤ”を処理して、元の逆インターリーブされた、また復号されたデータ・ストリームＤをそれから抽出し、この復号されたデータ・ストリームＤは、次いで宛先１９０に対して供給される。一般的に言えば、ＦＥＣデコーダ／逆インターリーバ１８０は、ＦＥＣエンコーダ／インターリーバ１２０の機能と逆の機能を実行する。
【００２７】
オプションとしての制御モジュール１０５は、図１に関して本明細書において説明される機能を実施するネットワーク要素を管理する際に使用するために適した要素管理システム（ＥＭＳ：ｅｌｅｍｅｎｔ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ）、ネットワーク管理システム（ＮＭＳ：ｎｅｔｗｏｒｋ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ）、および／または他の管理もしくは制御のシステムと相互作用する。制御モジュール１０５を使用して、図１に関して本明細書において説明される要素の内部で、様々なエンコーダ、インターリーバ、スライサ、トランスミッタ・モジュール、レシーバ・モジュール、結合器、デコーダ、逆インターリーバ、および／または他の回路を構成することができる。さらに、制御モジュール１０５は、それによって制御される要素に関してリモートに位置しており、送信回路に近接して位置しており、レシーバ回路に近接して位置していることなどもある。
【００２８】
制御モジュール１０５は、本明細書において説明されるなど、特定の制御機能を実行するようにプログラムされた汎用コンピュータとして実施されることもある。一実施形態においては、制御モジュール１０５は、それぞれ第１の制御信号ＴＸＣＯＮＦと、第２の制御信号ＲＸＣＯＮＦとを経由して、トランスミッタに関連した機能要素と、レシーバに関連した機能要素とについての構成および／またはオペレーションを適応させる。この実施形態においては、複数の制御信号が、複数のトランスミッタとレシーバとの場合に供給されることもある。
【００２９】
様々な実施形態においては、図１のシステム１００は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ＲＥＳＩＬＩＥＮＴ  ＤＡＴＡ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＶＩＡ  ＳＰＥＣＴＲＡＬ  ＦＲＡＧＭＥＮＴＳ」という名称の、２０１２年５月１５日に出願した米国特許出願第１３／４７１，５０４号に関してより詳細に説明される仮想スペクトル集約（ＶＳＡ：ｖｉｒｔｕａｌ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）技法を利用している。
【００３０】
例えば、本発明の様々な実施形態においては、トランスミッタ・モジュール１４０のうちのいくつかは、スペクトル領域、あるいは１つまたは複数のキャリア信号に関連するスペクトル領域の内部のフラグメントを経由してそれらのそれぞれのセグメントまたはスライスを送信するように適合される。キャリア信号は、１つの衛星の１つまたは複数のトランスポンダ、複数の衛星の１つまたは複数のトランスポンダ、地上波マイクロ波リンクなどに関連するアップリンク・キャリア信号を含むことができる。
【００３１】
いくつかの実施形態においては、スライスまたはセグメントは、複数のトランスミッタ・モジュール１４０を経由して搬送されて、それによってデータの冗長送信を提供する。これらの実施形態においては、複数のレシーバ・モジュール１６０は、好ましい受信信号（またはその一部分）を選択するように動作し、そのような好みは、ビット・エラー・レート、チャネル品質、および／または他のパラメータに基づいている。
【００３２】
図２は、様々な実施形態において使用するために適した汎用コンピューティング・デバイスの高レベルのブロック図を示すものである。例えば、図２に示されるコンピューティング・デバイス２００を使用して、本明細書において説明されることになるように、様々なトランスミッタ処理機能、レシーバ処理機能、および／または管理処理機能を実施するために適したプログラムを実行することができる。
【００３３】
図２に示されるように、コンピューティング・デバイス２００は、入出力（Ｉ／Ｏ）回路２１０と、プロセッサ２２０と、メモリ２３０とを含む。プロセッサ２２０は、Ｉ／Ｏ回路２１０と、メモリ２３０とのおのおのに結合される。
【００３４】
メモリ２３０は、バッファ２３２、トランスミッタ（ＴＸ）プログラム２３４、レシーバ（ＲＸ）プログラム２３６、および／または管理プログラム２３８を含むように示されている。メモリ２３０に記憶される特定のプログラムは、コンピューティング・デバイス２００を使用して実施される機能に依存する。
【００３５】
一実施形態においては、図１に関して上記で説明されるＦＥＣエンコーダ／インターリーバ１２０は、図２のコンピューティング・デバイス２００などのコンピューティング・デバイスを使用して、実施される。具体的には、プロセッサ２２０は、エンコーダ／インターリーバ１２０に関して上記で説明される様々な機能を実行する。この実施形態においては、Ｉ／Ｏ回路２１０は、データ・ソース（例えば、データ・ソース１１０）から入力データ・ストリームＤを受信し、またスライサ１３０に対してＦＥＣ符号化された／インターリーブされた入力データ・ストリームＤ’を供給する。
【００３６】
一実施形態においては、図１に関して上記で説明されるスライサ１３０は、図２のコンピューティング・デバイス２００などのコンピューティング・デバイスを使用して、実施される。具体的には、プロセッサ２２０は、スライサ１３０に関して上記で説明される様々な機能を実行する。この実施形態においては、Ｉ／Ｏ回路２１０は、ＦＥＣエンコーダ／インターリーバ１２０からＦＥＣ符号化された／インターリーブされた入力データ・ストリームＤ’を受信し、またそれらの対応する送信モジュール１４０に対してＰ個のサブストリームを提供する。
【００３７】
一実施形態においては、図１に関して上記で説明される結合器１７０は、図２のコンピューティング・デバイス２００などのコンピューティング・デバイスを使用して、実施される。具体的には、プロセッサ２２０は、結合器１７０に関して上記で説明される様々な機能を実行する。この実施形態においては、Ｉ／Ｏ回路２１０は、それらの対応するレシーバ・モジュール１６０からＰ個のサブストリームを受信し、またＦＥＣデコーダ／逆インターリーバ１８０に対して結合された、または受信されたＦＥＣ符号化された／インターリーブされた入力データ・ストリームＤ”を供給する。
【００３８】
一実施形態においては、図１に関して上記で説明されるＦＥＣデコーダ／逆インターリーバ１８０は、図２のコンピューティング・デバイス２００などのコンピューティング・デバイスを使用して、実施される。具体的には、プロセッサ２２０は、デコーダ／逆インターリーバ１８０に関して上記で説明される様々な機能を実行する。この実施形態においては、Ｉ／Ｏ回路２１０は、結合器１７０から結合された、または受信されたＦＥＣ符号化された／インターリーブされた入力データ・ストリームＤ”を受信し、またそれから宛先１９０に対して逆インターリーブされた、また復号されたデータ・ストリームＤを供給する。
【００３９】
一実施形態においては、図１に関して上記で説明されるオプションとしての制御モジュール１０５は、図２のコンピューティング・デバイス２００などのコンピューティング・デバイスを使用して、実施される。
【００４０】
コンポーネントの特定のタイプと、配列とを有するように主として示され、また説明されるが、コンポーネントの任意の他の適切なタイプおよび／または配列が、コンピューティング・デバイス２００のために使用され得ることが、理解されるであろう。コンピューティング・デバイス２００は、本明細書において説明される様々な機能を実施するために適した任意の方法で実施されることもある。
【００４１】
図２に示されるコンピュータ２００は、本明細書において説明される機能要素、および／または本明細書において説明される機能要素の一部分を実施するために適した汎用アーキテクチャと機能とを提供することが、理解されるであろう。本明細書において示され、また説明される機能は、例えば、汎用コンピュータ、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、および／または他の任意のハードウェア同等物を使用して、ソフトウェアおよび／またはハードウェアで実施されることもある。
【００４２】
ソフトウェアの方法として本明細書において考察されるステップのうちのいくつかは、ハードウェアの内部で、例えば、様々な方法ステップを実行するようにプロセッサと協調する回路として実施され得ることが、企図される。本明細書において説明される機能／要素の一部分は、コンピュータ・プログラム製品として実施されることもあり、そこでは、コンピュータ命令は、コンピュータによって処理されるときに、本明細書において説明される方法および／または技法が、呼び出され、あるいは提供されるようにコンピュータのオペレーションを適応させる。本発明の方法を呼び出すための命令は、固定された媒体または着脱可能な媒体に記憶され、ブロードキャスト媒体または他の信号保持媒体においてデータ・ストリームを経由して送信され、有形の媒体を経由して送信され、かつ／または命令に従って動作するコンピューティング・デバイスの内部のメモリに記憶されることもある。
【００４３】
図３は、一実施形態による、また図１に関して上記で説明されるなど、送信のためのデータ・ストリームＤを処理するために適した方法の流れ図を示すものである。図４は、様々な実施形態を理解する際に有用なインターリーブされたストレージ・アレイのグラフィック表現を示すものである。これらの２つの図は、特定の実施形態との関連で一緒に説明されるであろう。
【００４４】
ステップ３１０において、１つまたは複数のデータ・ストリームが、１人または複数人の顧客から受信される。ボックス３１５を参照すると、１つまたは複数のデータ・ストリームは、衛星リンク、マイクロ波リンク、ワイヤレス・チャネル、有線チャネル、および／または他の手段を経由して、受信されることもある。
【００４５】
ステップ３２０において、受信されたデータ・ストリームＤからのワード（１バイトまたは複数のバイトから構成される）などのデータ部分は、アレイの内部の行に、または他の規定される順序で記憶され、ここで、巡回冗長検査（ＣＲＣ：ｃｉｒｃｕｌａｒ  ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  ｃｈｅｃｋ）値は、オプションとして、１つまたは複数の行、または規定された順序の他の部分に関連づけられる。ボックス３２５を参照すると、アレイは、メモリの規定されたエリア、ポインタのアレイ（入力バッファを指し示すことなど）、リンクされたリスト、または他のストレージ・メカニズムを含むことができる。本明細書において説明される特定の実施形態においては、Ｎ行×Ｍ列を含むメモリ・アレイが、より詳細に説明される。
【００４６】
ステップ３３０において、Ｋ個の行が満たされるときに、ＦＥＣ符号化ブロックは、同じ列の中のＫ個の要素の各グループのために、形成される。ボックス３３５を参照すると、ＦＥＣ符号化は、デフォルトのＦＥＣパラメータを使用して、あるいは送信チャネル雑音レベルおよび／または互換性の考慮、レシーバ互換性の考慮、基礎となる符号化／暗号化互換性の考慮など、様々な判断基準に応じて適合されたＦＥＣパラメータを使用して実行されることもある。さらに、巡回冗長検査（ＣＲＣ）パラメータは、ＦＥＣ符号化プロセスの一部として算出され、また符号化されたデータ・ブロックのシーケンスへと定期的に注入されて、エラー検出／訂正能力を高めることができる。
【００４７】
ステップ３４０において、ステップ３１０〜３３０がＫ個の行の次のグループについて反復される。ボックス３４５を参照すると、Ｋは、何らかの状態に基づいて可変に、適応的にあらかじめ規定されてもよく、あるいは何らかの他の方法で決定されてもよい。ステップ３１０〜３４０は、その後にさらなる処理のためにスライサ１３０に提供される、ＦＥＣ符号化されたブロックのシーケンスを生成するように動作する。ステップ３１０〜３４０のオペレーションについては、さらに、図４を参照して以下で説明されるであろう。
【００４８】
ステップ３５０において、ＦＥＣ符号化されたブロック・データは、複数の（実例としてＰ個の）ストリーム・セグメントおよび／またはサブストリームへとスライスされ、ストリーム・セグメントおよび／またはサブストリームのおのおのは、様々な実施形態に関して本明細書において考察されるようなそれぞれのスペクトル・フラグメントおよび／またはリンクに関連づけられる。ボックス３５５を参照すると、ストリーム・セグメントおよび／またはサブストリームは、顧客、固定サイズもしくは可変サイズの使用可能なスペクトル・フラグメント、データ・タイプもしくは信号タイプ、スペクトル・フラグメントもしくはリンク容量、スペクトル・フラグメントもしくはリンク・パラメータ、および／または他のパラメータもしくは判断基準に従って規定されることもある。
【００４９】
ステップ３６０において、ストリーム・セグメントおよび／またはサブストリームは、適切な変調パラメータ、帯域幅割付け、優先順位レベル、および／またはそれらのそれぞれのスペクトル・フラグメントもしくはリンクについての他のパラメータに従って変調され、また次いで、対応する送信モジュールを経由してなど、これらのそれぞれのスペクトル・フラグメントまたはリンクによって送信する。
【００５０】
図４は、様々な実施形態を理解する際に有用なインターリーブされたストレージ・アレイのグラフィック表現を示すものである。具体的には、図４は、ｎ個の行と、ｍ個の列とを有するメモリ要素のアレイ４００を示しており、ここで、行ｉと列ｊとに記憶されるバイトは、Ｓｉｊと呼ばれる。
【００５１】
一実施形態においては、示されるアレイ４００は、図１に関して上記で説明されるＦＥＣエンコーダ／インターリーバ１２０のオペレーションによって入力される。様々な実施形態を利用して、図示されたアレイ４００に従ってデータを記憶することができる。同様に、図示されたアレイ４００の構造は、様々な実施形態に従って適応される可能性もある。同様に、ＦＥＣデコーダ／逆インターリーバ１８０は、本明細書に示されるような実質的に逆オペレーションを実行する。
【００５２】
この考察の目的のために、データ・ストリームＤに関連するデータ・バイトは、ＦＥＣエンコーダ／インターリーバによって処理され、また図に示されるようなＮ×Ｍのアレイに記憶されることが、仮定される。低レイテンシーを保証するために、着信データ・バイトは、スライサ１３０に対して同時に転送される可能性もある（オプションとして、定期的に注入された巡回冗長検査（ＣＲＣ）バイトを含んでいる）。
【００５３】
一実施形態においては、ＦＥＣエンコーダ／インターリーバ１２０は、行の順序で、実例としては、行０が最初に満たされ、行１が次に満たされるなど、行ｋ−１が満たされるまで、データ・ストリームＤからアレイに対して着信するデータ・バイトを記憶する。オプションとして、巡回冗長検査（ＣＲＣ）バイトが、バイトの各行について定期的に算出され、また実例として各行の最後の列として示されるアレイに記憶される。ＣＲＣの目的（Ｃｉとしてアレイにおいて示される）は、レシーバ・モジュール１６０などのレシーバが、その行においてパケットについての高速なＣＲＣチェックを実行できるようにすることであり、また最初に逆インターリーバ・アレイを満たし、また次いでエラー訂正の目的のためのパリティを算出することに関連する遅延を招くことなく、その行のすべてのデータ・バイトの使用を可能にすることである。
【００５４】
行ｋ−１の中の要素が、データ・バイトと、（オプションとして）ＣＲＣバイトとで満たされた後に、ＦＥＣ符号化は、ｍ個の列のうちのおのおのに対して個別に適用される。すなわち、同じ列ｍの内部にある行０〜ｋの中のこれらのデータ・バイトは、ＦＥＣ符号化を使用して一緒に処理されて、それによってＦＥＣブロックを形成する。すなわち、ＦＥＣブロックは、各列の中のバイトのブロックを使用して形成される。いくつかのシステムにおいては、ｋ個の行のうちのサブセット（例えばｋ’個）だけが満たされ、また残りのｚ＝ｋ−ｋ’個の行はゼロにされ、またはゼロで埋められることもある。
【００５５】
図４を参照すると、Ｐｋ，０として示される第１のＦＥＣブロックは、柱状要素（ｃｏｌｕｍｎａｒ−ｗｉｓｅ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）ｉ＝０からｉ＝ｋ−１（すなわち、Ｓ０，０、Ｓ１，０．．．Ｓｋ−１，０）に対してＦＥＣ符号化を適用することにより、第１の列（ｊ＝０）の中で形成されることが分かる。同様にして、Ｐｋ，１として示される第２のＦＥＣブロックは、柱状要素ｉ＝０からｉ＝ｋ−１（Ｓ０，１、Ｓ１，１．．．Ｓｋ−１，１）に対してＦＥＣ符号化を適用することにより、第２の列（ｊ＝１）の中で形成され、Ｐｋ，２として示される第３のＦＥＣブロックは、柱状要素ｉ＝０からｉ＝ｋ−１（Ｓ０，２、Ｓ１，２．．．Ｓｋ−１，２）に対してＦＥＣ符号化を適用することにより、第３の列（ｊ＝２）の中で形成され、また列ｊ＝ｍ−１まで同様に行われる。
【００５６】
上記処理ステップは、アレイの内部のＫ個の行のおのおのについて実施される可能性がある。アレイの一部分はまた、対応するＦＥＣブロックがスライサ１３０に対して送信されるときに、無効にされる可能性もある。
【００５７】
様々な実施形態においては、体系立てられたブロックＦＥＣスキームが提供される（すなわち、その出力に元の入力バイトを保存するもの）。そのようなスキームは、実例として、ＬＤＰＣスキームまたはＢＣＨスキームを含んでおり、あるいは消去を取り扱う他のＦＥＣスキームが、あらゆる列において使用可能なユーザ・バイトに対して適用される可能性もある。ＦＥＣエンコーダの出力パリティ・バイトは、あらゆる列の残りのＮ−Ｋ個の行を満たす。様々な実施形態においては、実例として、低送信レイテンシーが必要条件でない場合に、体系立てられていないＦＥＣコードが使用されることもある。
【００５８】
様々な実施形態においては、バイトの送信は、行ごとに起こる。様々な実施形態においては、スライサ１３０に対するユーザ・データ・バイトの送信と、ロケーションＳｉ，ｊにおけるインターリーバ・アレイにおけるストレージとは、体系的なＦＥＣコードを使用する場合に、同時に起こり、このようにして、レイテンシーを招かない。元のデータ・バイト（Ｓｉ，ｊ）は、それらがアレイに記憶される順序と同じ順序で、送信される。体系立てられていないＦＥＣコードでは、ＶＳＡスライサに向かってのバイトの送信は、エンコーダが入力列ごとにその出力を生成した後だけに開始される。ゼロの埋め込みバイトを有する行は、オプションとして送信されないこともある。
【００５９】
様々な実施形態においては、ひとたび第１のＫ’個の行からのデータ・バイトと、関連するオプションとしてのＣＲＣバイトとが送信された後に、パリティ・コードを含む行からの（行Ｋから開始される）バイトの送信が開始される。このようにして、行Ｋにおけるバイトが最初に送信され、また次いで行Ｋ＋１などが送信される。
【００６０】
行のデータ・バイトは、効果的に、パケットのペイロードを構成する。インターリーバは、（１）行サイズ、Ｍ（これは、行当たりのユーザ・データ・バイト＋１つのオプションとしてのＣＲＣバイトの数である）が、ＶＳＡスライサによって生成されるパケットのペイロード・サイズに等しく、また（２）スライサが、それがインターリーバの第１の行に対応するパケットについての断定できるシーケンス番号を割り当てるように同期させられることを提供するように構築されることもある。
【００６１】
様々な実施形態においては、複数の送信リンクに起因して、インターリーバの異なる行は、複数の送信リンクを通して送信されることもあり、それによってデュアル周波数と、データの時間インターリービングとを効果的に提供している。最大限のインターリービングは、等しい容量の送信リンクを用いて達成され、ここでは、インターリーバの行は、ラウンド・ロビン様式で送信リンクを通して分布させられる。それらのリンクが等しくない場合、分布は、リンク当たりの使用可能な帯域幅に比例している。
【００６２】
様々な実施形態においては、低送信レイテンシーが重要な要件でない可能性がある場合に、それらの行（Ｋ’個の行のユーザ・データ、およびＮ−Ｋ個の行のパリティ・バイト）は、非逐次的な方法で送信されて、さらなるインターリービングを提供することができる。様々な実施形態においては、行＃０は、送信される第１の行である。
【００６３】
様々な実施形態は、Ｋ個の行のデータが、ｍ個の列（またはＣＲＣデータが、ある行の中のある要素を占有する場合には、ｍ＋１個の列）のおのおのについてのＦＥＣ符号化との関連で処理されることを企図している。スーパーブロックは、ｋ個の行に関連するＦＥＣブロック・データを含むように規定されることもある。様々な実施形態においては、アレイは、アレイのメモリが後続のスーパーブロックのために再使用されて、少数のスーパーブロックだけを記憶するようなサイズにされることもある。様々な実施形態においては、スーパーブロック・サイズは、チャネル最適化パラメータ、データ・タイプ・パラメータ、および／または他のパラメータに応じて適応される。そのようなスーパーブロックは、他のアレイ構造との関連で規定される可能性もある。
【００６４】
様々な実施形態においては、Ｍの値は、送信リンクの上で送信されるパケットのペイロード・サイズにマッチするように選択される。これは、すべてのリンク集約技法のために必要でないこともあるが、それは、ＶＳＡ送信技法とのインターリーバ同期化を確実に保証する助けを行う。本明細書において説明されるこれらのスキームに加えて様々な同期化スキームが、様々な実施形態との関連で使用されることもある。
【００６５】
図５は、一実施形態による方法の流れ図を示すものである。特に、図５の方法５００は、図１に関して上記で説明されるなど、１つまたは複数の受信されたサブストリームを処理するために適している。一般的に言えば、図５の方法５００は、図３の方法３００に関して上記で説明されるトランスミッタ機能と実質的に逆のやり方で動作するレシーバ機能を提供する。２つの方法３００、５００のうちのいずれか一方に関して本明細書において提示されるどのような逆ではない機能も、その方法についての代替的な実施形態を備えており、この実施形態はまた、２つの方法５００、３００のうちの他の方法の形で実施されることも企図している。
【００６６】
ステップ５１０において、１つまたは複数の変調されたサブストリームは、受信され、また必要な場合に、ダウン・コンバートされる。ボックス５１５を参照すると、１つまたは複数のデータ・ストリームは、衛星リンク、マイクロ波リンク、ワイヤレス・チャネル、有線チャネル、および／または他の手段を経由して受信されることもある。
【００６７】
ステップ５２０において、トランスミッタにおいて以前に結合される任意のサブストリームは、分離されて、個別のサブストリームを提供し、またステップ５３０において、個別のサブストリームのおのおのは、適切な復調器を使用して復調される。
【００６８】
ステップ５４０において、１つまたは複数の復調されたサブストリームが選択的に遅延させられて、その結果、結果として生じる復調されたデータ・ストリームは、時間的に配列されることもある。
【００６９】
ステップ５１０〜５３０に関して本明細書において説明される機能は、図１に関して上記で説明されるなど、実例として、レシーバ・モジュール１６０によって実行され得ることに注意すべきである。同様にして、ステップ５４０は、図１に関して上記で説明されるレシーバ・モジュール１６０および／または結合器１７０の様々な実施形態など、十分なバッファリング／タイミング回路を含めて、任意の機能要素によって実行されることもある。
【００７０】
ステップ５５０において、復調され、また選択的に遅延されたサブストリームは、その中で、初期のデータ・ストリームＤの非連続的な、または逐次的な部分を含むＦＥＣブロックのシーケンスなど、符号化されたブロック・データの結果として生じるストリームまたはシーケンスを提供するように結合される。
【００７１】
ステップ５６０において、ブロック・データは、ブロック・データを確立するために使用される初期アレイ構造ごとに適応される。すなわち、ブロック・データは、メモリ・アレイ構造、ポインタ・アレイ構造、またはＦＥＣ符号化のための非逐次的データ部分をグループ分けするために使用される他の構造に従って適応されることもある。
【００７２】
ステップ５７０において、バイト、ワード、パケット、または入力データ・ストリームＤの他の逐次的データ部分は、ＦＥＣ符号化ブロックから抽出され、また様々な実施形態において説明されるなど、必要に応じて訂正される。
【００７３】
２次元アレイの実施形態に関して以前に指摘されるように、連続的な、または逐次的なデータ部分の各行に関連するＣＲＣデータは、エラーがその行の内部に存在することを示すために有用である。行の中にエラーが存在することを決定するとすぐに、様々な行に関連するＦＥＣデータを使用して、エラーが訂正されるように行データを置換することができる。
【００７４】
一般的に言えば、上記で説明される実施形態は、ストレージ要素の２次元アレイ、ポインタ（またはそれに対するポインタ）との関連で説明され、そこでは、逐次的なデータ・ストリーム部分（例えば、連続的なワード、バイト、パケットなど）は、要素のアレイの内部のそれぞれの要素に関連づけられる（に記憶され、またはに対して指し示される）。非逐次的要素のグループは、それによってＦＥＣを経由して処理される非逐次的なデータ・ストリーム部分を含めるように規定される（例えば、行に関連した要素ではなくて列に関連した要素）。これは、基礎となるデータ・ストリーム順序に関して、効果的にインターリーブされるＦＥＣブロックのシーケンスをもたらす。ＦＥＣブロックは、実例として、ブロックのストリームとして逐次的に配列され、またＦＥＣブロックのシーケンスのそれぞれの部分を含むサブストリームへと分割される。次いで、各サブストリームは、複数の送信チャネルのうちの１つ（または複数）を経由して送信のために処理される。
【００７５】
アレイは、１次元アレイ、３次元アレイ、または他のタイプの構造とすることができる。様々な実施形態は、それぞれのＣＲＣデータを有するデータ・ストリームＤの逐次的または連続的なデータ部分のグループ（例えば、行）を記憶することまたは配列することと、ＦＥＣブロックを提供するために非逐次的または非連続的なデータ部分のグループ（例えば、列）をＦＥＣ符号化することとを企図しており、これらのＦＥＣブロックは、次いで、ブロックのストリームまたはシーケンスとして送信のために配列され、これらのブロックのストリームまたはシーケンスは、さらに、ブロックのサブストリームまたはサブシーケンスへとスライスされ、あるいはセグメント化され、これらのブロックのサブストリームまたはサブシーケンスは、次いでレシーバに向かって様々な送信チャネルを経由して送信される。レシーバは、逆プロセスを実行して、元のデータ・ストリームＤを回復する。
【００７６】
トランスミッタ／レシーバの同期化
様々な実施形態においては、送信システムと受信システムとの間のインターリーバ同期化が、送信されたパケット構造の内部のシーケンス番号を使用することにより提供されることもある。それらのシーケンス番号は、データ・ストリームＤをセグメントへとスライスするときに、スライサ１３０によって生成され、またそれらのセグメントをデータ・ストリームＤへと再結合するときに結合器１７０によって使用されることもある。
【００７７】
例えば、状態（シーケンス＿番号モジュロＮ）＝＝０を有するパケットは、インターリーバの行０に対してマッピングされる。後続のパケット・シーケンス番号は、連続する行に対してマッピングされる。スライサは、シーケンス番号０からＱを割り当てることができ、ここでＱ＝Ｋ’＋（Ｎ−Ｋ）−１である。それゆえに、ユーザ・データ・バイトＳｉｊを含む行はシーケンス番号０．．Ｋ’−１を受け取るが、パリティ・バイトを含む行はシーケンス番号Ｋ’．．．Ｑを受け取る。
【００７８】
ひとたびインターリーバ行列からのすべての行が送信された後に、スライサは、その次に使用可能なシーケンス番号をＮに設定する。同様にして、インターリーバからの第３の組のパケットでは、開始するシーケンス番号は、２＊Ｎなどである。開始するシーケンス番号は、（ｋ＊Ｎ＋Ｑ）が、パケットのシーケンス番号を搬送するためのＶＳＡスライサによって利用されるビットの数によってサポートされる最大のシーケンス番号を超過する場合に、反復ｋの後に、０に折り返す可能性がある。
【００７９】
他の実施形態においては、異なる同期化技法が、どのようにしてパケットが逆インターリーバに記憶されるかを決定するために使用されることもあるが、ここで説明される全般的なＦＥＣ技法が、依然として適用される。
【００８０】
Ｎが一定のまま（例えば、２５６）に留まる場合のシステムなど、様々な実施形態においては、値、Ｋ、は、必要とされるエラー保護の程度を変化させるように調整されることもある。Ｋを減少させることは、エラー保護能力を増大させる。例えば、ＮとＫとは、固定されていてもよい。Ｋ’（およびこのようにしてＺ＝Ｋ−Ｋ’）の値を調整することは、ＦＥＣレートを調整するための代替的な方法である。実効的なＦＥＣレートは、このようにして（Ｋ−Ｚ）／（Ｎ−Ｚ）である。送信されたペイロードのより大きな部分がエラー保護パリティ・バイトを構成するので、Ｚ（送信されないゼロを埋め込まれた行の数）を増大させることにより、実効的なＦＥＣレートは、低減される（すなわち、ＦＥＣは、より強くされる）。Ｚが、実例として、１のステップ・サイズで調整され得るこれらの実施形態においては、非常にきめの細かいＦＥＣコード・レート・スキームが、提供される。一例では、Ｎが２５６であり、またＫが２２４である場合、実効的なＦＥＣレートは、２２４／２５６（レート７／８と同じ）、２２３／２５５、２２２／２５４などからどこへでも調整される可能性がある。この微細なレートの調整は、エンコーダの複雑さを増大させることはなく、また実施するために比較的に簡単であることに注意すべきである。
【００８１】
様々な実施形態においては、ＦＥＣ符号化パラメータは、媒体１５０を通して様々なスライスを転送するために使用される送信チャネルまたはリンクの数Ｐに応じて適応される。例えば、リンクの数が増大するにつれて、ＦＥＣ符号化に起因するオーバーヘッドは、低減させられることもある。
【００８２】
残念ながら、チャネル障害は、与えられた任意の時刻に、１つまたは複数の送信リンクの上のパケットの配信を阻止する可能性がある。いくつかのより一般的に見出されたチャネル障害は、（１）ワイヤレス送信のために使用されるＲＦ信号における雑音および干渉と、（２）Ｐ個の送信リンクのうちの１つについてのトランスミッタまたはレシーバのいずれかの中の機器障害と、Ｐ個の送信リンクのために使用される有線ネットワークの中間ノードのうちの１つの中でパケット脱落をもたらすバッファ混雑状態（ＩＰルータまたはスイッチの中などの）とである。
【００８３】
様々な実施形態においては、複数のレシーバ・インスタンス、Ｒｘ０．．．ＲｘＰ−１、は、スライサによって送信されるパケットを受信し、またデータ・ストリーム、Ｄ、を再構成するための結合器に対してこれらのパケットを供給する。結合器に到着するパケットは、実例として、それらの中で見出されるシーケンス番号に基づいて、並べ替えられる。特定の送信要素（衛星リンクの場合におけるＤＶＢ−Ｓ２など）によって導入されている可能性がある制御パケットおよびヌル・パケットは、ＶＳＡ結合器によってフィルタをかけられる。結合器は、ＦＥＣデコーダ／逆インターリーバ・ブロックに対して受信パケットと、それらの関連するシーケンス番号とを提供する。
【００８４】
様々な実施形態においては、ＦＥＣデコーダ／逆インターリーバ１８０は、以上のトランスミッタの節で説明される第１の行パケットについての同期化判断基準にマッチしたシーケンス番号の到着を待つ。パケットは、第１の行（実例として、行０）において開始される逆インターリーバのメモリ・アレイに記憶されることもある。なくなっているシーケンス番号に対応する行は、ヌルまたはゼロで満たされることもある。これらの行は、消去を構成しており、またなくなっているパケットは、柱状ＦＥＣブロック当たりの１つの消去ロケーションをもたらす。消去行は、それらのロケーションが、ＦＥＣデコーダが呼び出されるときに失われたバイトを再構築する際に有用であるものとして、知られている。
【００８５】
以上で指摘されるように、様々な実施形態は、ユーザ・データ・バイトに対応する（シーケンス番号モジュロＮ）＝［０．．．Ｋ’−１］を利用しており、またこれらは、逆インターリーバ・メモリの行［０．．．Ｋ’−１］に、それぞれ記憶される。シーケンス番号モジュロＮ＝Ｋ’．．．Ｑは、パリティ・バイトを含むパケットのために使用されることもあり、またそれぞれ行Ｋ．．．Ｎ−１に記憶される。ゼロを埋め込まれたバイトに対応するＺ個の行は、影響を受けないままである。
【００８６】
様々な実施形態においては、［０．．．Ｋ’−１］の中の行のうちのどれかについてのパケットが、受信モジュール１６０によって受信されるときに、オプションとしてのＣＲＣバイト、Ｃｉ、がそのパケットの中に存在する場合に、検査される。パケットは、ＣＲＣ検査が合格する場合に直ちにエンド・ユーザ・ノード、Ｂ、に対して送信される。エンド・ユーザに対する受信バイトのこの直接送信は、ＦＥＣバイパスとして示されることもある。チャネル状態が良好であるときに、これは、非常に低いレイテンシーを保証する。すべてのユーザ・データ行についてのＣＲＣ検査が合格する場合、さらなる検査は、逆インターリーバ・メモリの現在の反復において必要ではなく、また我々は、ステップ５へと進んで、次の反復を開始する。任意のパケットについてのＣＲＣ検査が失敗し、またはなくなっているシーケンス番号が、ユーザ・バイト行のどれかについて通知される場合、ＦＥＣバイパスは、ＦＥＣインターリーバ・メモリのその反復のために、すべての後続のパケットについて停止される。これは、エラーのある／正しくないバイト、またはなくなっているパケットを再構築するために必要である。
【００８７】
なくなっているパケットは、インターリーバ・メモリのすべての列に及ぶエラー・バイトとして現れることに注意すべきであろう。各列は、ＦＥＣデコーダのための入力の別個のブロックとして取り扱われるので、なくなっているパケットの実際の影響は、単一の消去バイトだけが各列の中で訂正を必要とするので、非常に小さい。本明細書において考察される様々な実施形態においては、ＦＥＣデコーダ／逆インターリーバは、列ごとに適用されて、なくなっているバイトを再構築する。
【００８８】
一般的に言えば、訂正されたバイトの数は、使用される特定のＦＥＣデコーダに依存する。例えば、リード・ソロモン／ＢＣＨデコーダが使用される場合には、Ｎ−Ｋ個のパリティ・バイトは、各列においてエラーにされた／正しくない（Ｎ−Ｋ）／２個までのバイト、または（Ｎ−Ｋ）個までの消去の訂正を可能にする。別の言い方をすれば、逆インターリーバ・メモリを通して反復を行うＱ個のパケットの各組ごとにＮ−Ｋ個までの失われたパケットが、成功裏に再構築される。
【００８９】
本明細書において考察される様々な実施形態は、複数の送信リンクを使用したワイヤレスおよび有線の送信ネットワークを設計する際に、かなりの柔軟性を提供している。エラー保護は、延長された持続時間にわたって、物理リンクの機能停止の存在においてさえ、ユーザ・ストリームＤのヒットのない配信に至るまでの（ネットワーク混雑状態に起因した）偶発的な脱落したパケットのヒットのない再構築など、広い範囲の状態のために設計されることもある。
【００９０】
それらの様々な実施形態は、ワイヤレス・ネットワークにおいて非常に回復力のある送信との関連で特定の適用可能性を見出している。
【００９１】
一例として、Ｐ＊Ｗという全体のスペクトル使用をもたらす等しい帯域幅ＷのＰ個のバラバラなスペクトル・スライスを使用したワイヤレス送信スキームを考える。これらのスペクトル・スライスは、ポイント・ツー・ポイントマイクロ波送信や衛星通信用など、様々なアプリケーションにおいて使用されることもある。スペクトル・スライスのおのおのは、ＶＳＡ集約スキームを使用して集約されるものと仮定する。本発明者等は、疑似エラー・フリー（ＱＥＦ：Ｑｕａｓｉ  Ｅｒｒｏｒ  Ｆｒｅｅ）しきい値を超過するビット・エラー・レートをもたらす送信リンクのおのおのの物理レイヤについての最高のＦＥＣレート（すなわち、最低のエラー訂正オーバーヘッド）を使用する。以下のパラメータ、すなわち、各行についてのＣＲＣ検査がディスエーブルにされたＮ＝２５６、Ｋ＝２４０、Ｚ＝０、Ｍ＝１８４に従ったマルチ・キャリアＦＥＣスキームと、ＦＥＣ符号化スキーム＝リード・ソロモンとを仮定する。この構成は、ユーザ・ノードＢにおいてどのようなビット・エラーももたらさずに、あらゆる２５６個の送信されたパケットについてＮ−Ｋ＝１６個の失われたパケットを容認することができる。追加の保護は、Ｚの値を増大させることにより、可能にすることができる。送信リンクが信頼できるものと考えられる場合に、保護は、Ｋのより高い値を選択することにより、低減させられることもある。
【００９２】
別の例として、無期限の持続時間にわたっての物理リンク機能停止に耐えることができ、またパケット損失またはビット・エラーを経験するはずがない非常に回復力のあるシステムを考慮する。等しい容量のＰ個の送信リンクを仮定し、Ｋ＝Ｎ＊（Ｐ−１）／Ｐを設定するが、これは、ＦＥＣ逆インターリーバ・ブロックを通しての反復当たりのＮ−Ｋ＝Ｎ／Ｐ個の失われたパケットが、成功裏に再構築され得ることを意味する。各リンクは、等しい容量のものであるので、各リンクは、許容され得る（送信されている全体のデータの一部分として）消去の実効的な数にマッチする全体のトラフィックの１／Ｐを実質的に搬送する。この構成は、（Ｐ−１）／ＰのＦＥＣレートを実質的に提供して、無期限の持続時間にわたって完全な機能停止を受けるリンクの中ですべてのパケットの再構築を可能にする。Ｐが４である場合に、それは、３／４だけのコード・レートへと変換する。Ｐが８である場合には、ＦＥＣレートは、実質的に７／８であるなどである。
【００９３】
それらの様々な実施形態は、かなりの符号化利得の改善を提供する。具体的には、毎秒Ｅ個のシンボルのシンボル・レートを使用した伝統的な単一キャリア・ワイヤレス・システムにおいては、有限の持続時間、Ｔ、にわたって続く強い雑音源は、Ｅ＊Ｔ個のシンボルを完全に一掃する（破損する）ことができる。これはまた、有線システムにも適用され、ここでは、失われるパケットの数は、雑音源の持続時間に直接に比例している。
【００９４】
異なる有線リンクのいずれか（またはワイヤレス・システムのためのバラバラのスペクトル・ブロック）に基づいて、複数の送信リンクを使用するシステムにおいては、与えられた帯域幅を制限された雑音源は、与えられた任意の時刻に、ただ１つの送信チャネルまたはリンクに影響を及ぼす可能性が高い。複数の物理リンク（またはスペクトル・ブロック）は、同時に影響を受ける可能性があるが、その確率はずっと低い。すべてのスペクトル・スライスが等しい帯域幅のものである場合、それらは、秒当たりにＥ／Ｐ個のシンボルを実質的に搬送し、ここでＰは、スペクトル・スライスの数である。単一のキャリア・システムにおいてＥ＊Ｔ個のシンボルを破損した同じ雑音源は、今ではＥ＊Ｔ／Ｐ個のシンボルだけを破損する。単一キャリア・システムと、マルチ・キャリア・システムとの両方を通した同じＦＥＣ符号化レートでは、エラー保護能力は、今では１０＊ｌｏｇ（Ｐ）ｄＢのファクタだけ実質的に改善される。
【００９５】
スペクトル・フラグメント割付けの実施形態
本明細書において説明される様々な実施形態は、仮想スペクトル割付け（ＶＳＡ：ｖｉｒｔｕａｌ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）技法と、オプションとして、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ＲＥＳＩＬＩＥＮＴ  ＤＡＴＡ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＶＩＡ  ＳＰＥＣＴＲＡＬ  ＦＲＡＧＭＥＮＴＳ」という名称の、２０１２年５月１５日に出願した米国特許出願第１３／４７１，５０４号の中でより詳細に説明されるなど、様々な回復力強化技法とを使用するように適合されることもある。
【００９６】
簡潔に言えば、上記で説明される様々な実施形態は、累積的な帯域幅が、構成要素であるブロックの帯域幅の合計にほとんど等しくなるように、ワイヤレス・スペクトルの複数のフラグメント化されたブロックを１つの連続した仮想ブロックへと集約するための効率的な、また汎用の技法をオプションとして利用する。フラグメント化されたブロックは、オプションとして、保護ブロック、他のパーティによって所有されるブロック、ある地域または国のワイヤレス・スペクトル規制機関によって禁止されるブロックなど、スペクトルのブロックによって互いに分離される。スペクトル・フラグメントは、変調されたキャリア信号Ｃに関連するスペクトルが、変調されたデータ・サブストリームを搬送するために使用される複数のスペクトル・フラグメントへと論理的に、または仮想的に分割されるように、１つまたは複数のキャリア信号Ｃの上へと変調され、またはアップコンバートされる。
【００９７】
スペクトル・フラグメント割付けテーブル、または他のデータ構造を使用して、どのスペクトル・フラグメントが規定されているかと、どのスペクトル・フラグメントが使用中であるか（またどのデータ・サブストリームによるか）と、どのスペクトル・フラグメントが使用可能であるかとを追跡する。一般的に言えば、各トランスポンダ／送信チャネルは、複数のスペクトル・フラグメントまたは領域へと分割されることもある。これらのスペクトル・フラグメントまたは領域のおのおのは、特定のデータ・サブストリームに割り当てられることもある。データ・サブストリームのおのおのは、固有の、または一般的な変調技法に従って変調されることもある。
【００９８】
１つまたは複数の衛星トランスポンダ、または他のキャリア信号送信メカニズムを使用して、単一の衛星、複数の衛星、または他の組合せ／タイプのキャリア信号送信手段を経由して、トランスミッタ・モジュールと、レシーバ・モジュールとの間で、その上で変調されるスペクトル・フラグメントを有するキャリア信号を送信することができる。
【００９９】
図６は、様々な実施形態を理解する際に有用なスペクトル割付けのグラフィック表現を示すものである。具体的には、図６は、第１の顧客が、スペクトルの第１の部分６１０を、実例としては単一の１０ＭＨｚブロックを割り付けられ、第２の顧客が、スペクトルの第２の部分６２０を、実例としては単一の８ＭＨｚブロックを割り付けられ、第３の顧客が、スペクトルの第３の部分６３０を、実例としては単一の１０ＭＨｚブロックを割り付けられ、また第４の顧客が、スペクトルの第４の部分６４０を、実例としては第１の１ＭＨｚブロック６４０１と、第２の１ＭＨｚブロック６４０１と、６ＭＨｚブロック６４０３とを含む３つの非連続的なスペクトル・ブロックを割り付けられる３６ＭＨｚスペクトル割付けをグラフで示すものである。
【０１００】
本明細書において考察される様々な実施形態との関連で、第４の顧客に関連するデータ・ストリームは、単一の６ＭＨｚのスペクトル・フラグメントの中の２つの異なる１ＭＨｚのスペクトル・フラグメントへと分割され、それらのスペクトル・フラグメントのおのおのは、上記で説明されるのと実質的に同じやり方で処理される。
【０１０１】
上記は、本発明の様々な実施形態を対象としているが、本発明の他の実施形態と、さらなる実施形態とが、本発明の基本的な範囲を逸脱することなしに、工夫される可能性がある。したがって、本発明の適切な範囲は、添付の特許請求の範囲に従って決定されるべきである。
【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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【国際調査報告】
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