(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた符号化方式による入力情報オブジェクトを符号化してプリコーダバッファに格納するプリコーダと、
各サンプルのサンプル番号と、各サンプルの各ビット及び前記プリコーダバッファのアドレスに対応するアドレスとを生成するサンプル番号/アドレス生成モジュールと、
前記サンプル番号/アドレス生成モジュールにより生成される前記アドレスに対応する前記プリコーダバッファのビットを選択するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサから出力される各サンプルのビットを格納するサンプルバッファと、
前記サンプル番号/アドレス生成モジュールで生成された前記サンプル番号に対する情報を含む制御パケットを生成する制御パケット生成モジュールと、
前記サンプルバッファに格納されているサンプルを前記制御パケット生成モジュールによって生成された制御パケットと組み立てるパケット組み立て部と、
前記パケット組み立て部から出力されるパケットを予め定められた方式で音響信号に変調する変調モジュールと、
を含むことを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
外部音響通信チャンネルに関する情報を受信して通信チャンネルの音響スペクトルを獲得するスペクトル計算モジュールをさらに含み、
前記変調モジュールは、前記スペクトル計算モジュールによって提供される情報に基づいて音響信号のスペクトルを補正する構成を含むことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記スペクトル計算モジュールは、
外部のマイクロホン及びアナログ-デジタル変換器を通じて外部の可聴音を受信して通信チャンネルでの音響雑音のレベル及びスペクトル構成を分析する通信チャンネル分析器と、
前記通信チャンネル分析器からの出力を受信して音響感知の心理音響モデルに従って最適信号スペクトルを計算するスペクトル推定器と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記変調モジュールは、
前記パケット組み立て部から出力されるパケットのスペクトルを訂正するスペクトル修正部と、
予め定められた少なくとも一つの変調方式によって前記スペクトル修正部から出力されるパケットを変調する変調器と、
時間ドメインで前記変調器の出力信号に同期信号を付加する同期シーケンス付加部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記プリコーダは、
前記情報オブジェクトにヘッダーラベルを付加してインテグリティチェックのためのバイトを設定し、それによって標準コンテナに前記情報オブジェクトをパッキングするコンテナコンパクト部と、
前記コンテナコンパクト部の出力データを受信して前記情報オブジェクトのサイズを考慮して決定された回数で反復し、前記反復したデータをインタリービングする反復/インタリービング部と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記プリコーダは、前記反復/インタリービング部から出力されたデータを受信して畳み込みコードの符号化を遂行し、その遂行結果を前記プリコーダバッファに格納する畳み込みエンコーダをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のエンコーダ。
【請求項７】
前記サンプル番号/アドレス生成モジュールは、
予め定められた周期でサンプル識別のための前記サンプル番号を生成するサンプル番号生成器と、
前記サンプル番号の生成時に、前記情報オブジェクトのサイズを考慮して疑似乱数のアドレスを生成するエンコーダアドレス生成器と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項８】
前記制御パケット生成モジュールは、
前記サンプル番号及び前記情報オブジェクトのサイズに関連した情報を含む制御データを生成する制御データ生成部と、
前記制御データを前記サンプルの符号化方式より高い雑音耐性を有する予め定められた方式で符号化して前記制御パケットを生成する制御データエンコーダと、
を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項９】
予め定められた変調方式によって入力される音響信号を復調する復調モジュールと、
サンプルビットと該当サンプルの情報を含む制御パケットビットを相互に分離する第１のデマルチプレクサと、
前記制御パケットによって該当サンプルの各ビットに対応するアドレス情報を生成するアドレス生成モジュールと、
前記サンプルビットの軟判定を受信して前記アドレス生成モジュールによって生成されたアドレス情報によって逆多重化して出力する第２のデマルチプレクサと、
前記第２のデマルチプレクサの各出力別に軟判定を加算する加算部と、
前記加算部から加算された軟判定を格納する格納バッファと、
前記格納バッファに格納されたサンプルを復号化する復号化モジュールと、
を含むことを特徴とするデコーダ。
【請求項１０】
前記復調モジュールは、
前記入力音響信号から同期信号による受信信号を検出し、前記受信信号の境界を復元し、サンプリング周波数の修正調整を遂行する同期化部と、
前記同期化部から出力される信号を一つ又はそれ以上の復調方式によって復調する復調器と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載のデコーダ。
【請求項１１】
前記復調モジュールは、
前記復調器により復調された信号で通信チャンネルと雑音成分の歪みスペクトルの評価及び補償を遂行する通信チャンネル推定/補償部をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のデコーダ。
【請求項１２】
前記アドレス生成モジュールは、
制御パケットビットを受信し、送信された信号の情報オブジェクトのサイズ及びサンプル番号に関連した情報を含む制御パケットを復号化する制御チャンネルデコーダと、
前記情報オブジェクトのサイズを考慮して疑似乱数のアドレスを生成するデコーダアドレス生成器と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載のデコーダ。
【請求項１３】
前記復号化モジュールは、
前記格納バッファに格納された情報の反復復号化を遂行する反復デコーダと、
前記反復デコーダにより反復復号化された情報のインテグリティをチェックし、チェックが成功的な場合に前記情報を出力するデータインテグリティチェック部と、
前記データインテグリティチェック部から出力される情報をアンパッキングし、伝送された情報オブジェクトのコンテナを抽出し、前記情報オブジェクトを復元するコンテナアンパッキング/復元部と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載のデコーダ。
【請求項１４】
前記デコーダは、前記データインテグリティチェック部によるチェック結果に従って受信確認信号を生成し、前記受信確認信号を通信チャンネルを介して送信側に送信することを特徴とする請求項１３に記載のデコーダ。
【請求項１５】
予め定められた符号化方式によって入力される情報オブジェクトを符号化してプリコーダバッファに格納するステップと、
各サンプルのサンプル番号と、各サンプルの各ビット及び前記プリコーダバッファのアドレスに対応するアドレスとを生成し、生成された前記アドレスに対応する前記プリコーダバッファのビットをマルチプレクサが選択し、前記マルチプレクサから出力される各サンプルのビットをサンプルバッファに格納するステップと、
前記生成された前記サンプル番号に関する情報を含む制御パケットを生成するステップと、
前記サンプルバッファに格納されているサンプルを前記生成された前記制御パケットと組み立てるステップと、
前記組み立てられたパケットを予め定められた方式で音響信号に変調するステップと、
を有することを特徴とする符号化方法。
【請求項１６】
外部音響通信チャンネルに関する情報を受信して通信チャンネルの音響スペクトルを獲得するステップをさらに有し、
前記音響信号のスペクトルは、前記音響信号の変調時に補正されることを特徴とする請求項１５に記載の符号化方法。
【請求項１７】
前記音響スペクトルを獲得するステップは、
外部のマイクロホン及びアナログ-デジタル変換器を通じて外部の可聴音を受信し、通信チャンネルでの音響雑音のレベル及びスペクトル構成を分析するステップと、
音響感知の心理音響モデルに従って最適の信号スペクトルを計算するステップと、
を有することを特徴とする請求項１５に記載の符号化方法。
【請求項１８】
前記組み立てられたパケットを音響信号に変調するステップは、
前記計算された最適の信号スペクトルによって前記組み立てられたパケットのスペクトルを補正するステップと、
予め定められた少なくとも一つの変調方式によって前記パケットを変調するステップと、
時間ドメインで前記変調された信号に同期信号を付加するステップと、
を有することを特徴とする請求項１７に記載の符号化方法。
【請求項１９】
前記入力される情報オブジェクトを符号化してプリコーダバッファに格納するステップは、
前記情報オブジェクトにヘッダーラベルを付加し、インテグリティチェックのためのバイト設定を遂行することによって、標準コンテナに前記情報をパッキングするステップと、
前記パッキングしたデータを受信して前記情報オブジェクトのサイズを考慮して一定回数で反復し、前記反復されたデータをインタリービングするステップと、
を有することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の符号化方法。
【請求項２０】
前記入力される情報オブジェクトを符号化してプリコーダバッファに格納するステップは、
前記反復及びインタリービングされたデータを受信して畳み込みコード符号化を遂行するステップをさらに有することを特徴とする請求項１９に記載の符号化方法。
【請求項２１】
前記各サンプルのビットをサンプルバッファに格納するステップは、
予め定められた周期でサンプル識別のための前記サンプル番号を生成するステップと、
前記サンプル番号の生成時に、前記情報オブジェクトのサイズを考慮して疑似乱数のアドレスを生成するステップと、
を有することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の符号化方法。
【請求項２２】
前記制御パケットを生成するステップは、
前記サンプル番号及び前記情報オブジェクトのサイズに関連した情報を含む制御データを生成するステップと、
前記制御データを予め定められた方式で符号化して前記制御パケットを生成するステップと、
を有することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の符号化方法。
【請求項２３】
予め定められた変調方式によって入力される音響信号を復調するステップと、
前記復調された各受信ビットからサンプルビットと該当サンプルの情報を含む制御パケットのビットを分離するステップと、
前記制御パケットによって該当サンプルの各ビットに対応するアドレス情報を生成するステップと、
前記サンプルビットの軟判定を前記生成されたアドレス情報別に加算するステップと、
前記加算された情報のサンプル復号化を遂行するステップと、
を有することを特徴とする復号化方法。
【請求項２４】
前記入力される音響信号を復調するステップは、
前記入力された音響信号から同期信号による受信信号を検出し、前記受信信号の境界を復元してサンプリング周波数の修正調整を遂行するステップと、
前記受信信号を一つ又はそれ以上の復調方式によって復調するステップと、
前記復調された信号で前記通信チャンネルと雑音成分の歪みスペクトルの評価及び補償を遂行するステップと、
を有することを特徴とする請求項２３に記載の復号化方法。
【請求項２５】
前記アドレス情報を生成するステップは、
前記制御パケットのビットを受信して送信された信号の情報オブジェクトのサイズ及びサンプル番号に関連した情報を含む制御パケットを復号化するステップと、
前記情報オブジェクトのサイズを考慮して疑似乱数のアドレスを生成するステップと、
を有することを特徴とする請求項２３に記載の復号化方法。
【請求項２６】
前記サンプル復号化を遂行するステップは、
前記加算された情報の反復復号化を遂行するステップと、
前記反復復号化された情報のインテグリティをチェックし、チェックが成功的な場合に前記情報を出力するステップと、
前記インテグリティチェックを通じて出力される情報をアンパッキングし、伝送された情報オブジェクトのコンテナを抽出し、前記情報オブジェクトを復元するステップと、
を有することを特徴とする請求項２３に記載の復号化方法。
【請求項２７】
前記反復復号化された情報のインテグリティをチェックするステップは、
受信確認信号を生成するステップと、
前記受信確認信号を通信チャンネルを介して送信側に伝送するステップと、
を有することを特徴とする請求項２６に記載の復号化方法。
【請求項２８】
予め定められた符号化方式で入力される情報オブジェクトを符号化するステップと、
前記符号化されたデータから予め定められたビットのセットを選択してサンプルとして出力するステップと、
前記サンプルを識別するためのサンプル番号に関する情報を含む制御パケットを生成するステップと、
前記サンプルを制御パケットと組み立てるステップと、
前記組み立てられたパケットを予め定められた方式で音響信号に変調するステップと、からなる符号化プロセスと、
予め定められた変調方式によって入力される音響信号を復調するステップと、
前記復調された各受信ビットからサンプルビットと該当サンプルの情報を含む制御パケットビットを分離するステップと、
前記制御パケットによって該当サンプルの各ビットに対応するアドレス情報を生成するステップと、
前記サンプルビットの軟判定を前記生成されたアドレス情報別に加算するステップと、
前記加算された情報にサンプル復号化を遂行するステップと、からなる復号化プロセスと、
を有することを特徴とする符号化及び復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムにおける符号化及び復号化方式とデータ送信及び受信装置に関するものであって、特に短距離でのデータ伝送のために音響通信チャンネルを用いて固定又は移動装置と移動装置(携帯装置を含む)との間の短距離通信システム技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
相互に異なるタイプの通信チャンネルに使用されるエンコーダ及びデータ伝送装置は、幅広く知られており、情報オブジェクトをデータパケットに分解する分解器(disassembler)を含む。ここで、各パケットは、誤り訂正コーディング部、インタリーバ、及び制御データ付加部に特定の順序で伝達される。
【０００３】
符号化されたパケットは、変調器、同期シーケンス付加部、及びまた通信チャンネルを通じる送信のためにエンコーダ出力に伝達される(J.Proakis,“Digital  Communication,”4th  Ed.,  McGraw-Hill,2000,  p.469)。データ伝送の高い雑音耐性は、通常に高いレベルの冗長性を有する符号化により達成され、このような符号化は、相当な干渉を有する通信チャンネルでも無誤り受信確率の増加による情報オブジェクト送信を可能にする反面、情報オブジェクトの送信速度は大きく低下する。
【０００４】
受信側と送信側の両方ともに(送信装置を備える)送受信器Ｔを含む可聴音手段による情報オブジェクト伝送システムがある。しかしながら、送信中に、送受信器Ｔ１は、データパケットに情報オブジェクトを分解する分解器を含み、各パケットは、それによってエンコーダ及びインタリーバに伝達される。また、送受信器Ｔ１は、変調器を含み、ここで変換されたパケットは、オーディオ信号によって変調され、デジタル-アナログ変換器(Digitanl-to-Analog Converter：ＤＡＣ)とスピーカを通じて送受信器２に伝達される。送受信器２のアナログ-デジタル変換器(ＡＤＣ)で受信の際に、マイクロホンを通じて受信されたアナログ信号は、デジタル化された後に、継続して同期化ユニット、復調器、デインタリーバ、デコーダ、及びデータ復元部(restorer)に伝送される。同時に、各受信(incoming)データパケットが復元され、送信されたオブジェクトは、徐々に受信されてその品質/インテグリティ(integrity)が決定される。損失の場合、送受信器Ｔ２は、送受信器Ｔ１に対応信号を送信し、この信号の伝送以後に、音響通信チャンネルを介する送信の新たなパラメータが設定され(例えば、音響トーンの電力が増加され)、情報オブジェクトは、送受信器Ｔ２に反復して送信される。フィードバックメカニズムが送信側と受信側の装置間で義務的であるため、このようなシステムの欠点は、送信側と受信側での装置の複雑さである(これら各々が送受信器を含むべきである)。その結果、可変雑音状況に対する遅い応答と情報オブジェクト伝送の低いレートをもたらす。
【０００５】
また、音響送信システム(参照文献［１］及び［２］)が存在し、情報オブジェクト送信速度は一定であり、干渉(音響)又は環境(音響チャンネルの雑音程度）を考慮しない。その上、誤り訂正符号の速度又は変調タイプを調整するためにフィードバック通信チャンネルが使われる。
【０００６】
これに最も類似したことは、フィードバックのない音響データ送信システムであって(米国特許第７３４９４８１号(２００８年３月２５日)、“communication  using  audible  tones”)、ここで、送信装置は、情報オブジェクトを一括で符号化し、循環的に送信を反復する。受信モードの受信装置は、誤りの無い受信が実現されるまで、符号化されたオブジェクトの受信を試みる。
【０００７】
このステムの欠点は、非効率性である。受信中に少なくとも一つの誤りが発生した場合に、反復送信が予想され、これと同時に送信コード及び可聴音パラメータは変更なしに維持される。したがって、特に大きいデータ量のオブジェクトの送信中に、誤り受信の確率は大きく増加し、伝送速度が減少し、通信チャンネルの任意の信号対雑音比を最適にすることができない。したがって、誤りの無い受信が１〜２回の反復によって提供されるように、高い雑音耐性(immunity)(情報オブジェクト符号化中に多くの冗長(チェック)データ)を有する情報オブジェクト送信が必要であり、これは、速度又は増加した伝送速度に影響を及ぼし、通信チャンネルで雑音増加の場合には雑音耐性に悪影響を及ぼし、情報オブジェクトが全く受信されないこともある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明で提案された技術は、無線通信システムにおける符号化及び情報送信装置に関するものである。
【０００９】
したがって、上記した従来技術の問題点を解決するために、本発明の目的は、エンコーダ、送信装置、及び情報オブジェクト送信システムを生成することであって、選択された通信チャンネルで最適の送信情報量と最適な誤り訂正コードの冗長を用いて、従来装置及びシステムに比べて情報オブジェクトの送信速度を大きく増加させることにある。このような装置及びシステムの生成は、任意のサイズの情報オブジェクトの伝送を可能にし、これによってアプリケーションの範囲を大幅に増加させる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような本発明の目的は、エンコーダ、情報オブジェクト送信装置でメインチャンネルと制御チャンネルを介して受信されたデータ(情報オブジェクト及びそのサイズ)が符号化されることによって達成される。同時に、情報オブジェクトは、公知されている任意の方法によって予め符号化され、特定サイズの疑似乱数(pseudorandom)サンプルは、その結果として生成されたデータブロックから特定サイズの疑似乱数サンプルが形成される。
【００１１】
オブジェクトサイズ及び現在サンプル番号を含む制御データは、高い冗長性で符号化される。以後、最適サイズのサンプル及び制御パケットは、送信のためにデータパケットで結合され、これは、通信チャンネルを介して送信のための信号に変換される。情報オブジェクトは、通信チャンネルを介して疑似乱数データパケットの連続送信により伝送され、これは反復復号化中に高い速度で大きな情報オブジェクトの誤りの無い受信を可能にする。
【００１２】
この目的は、エンコーダで達成される。ここで、エンコーダは、その各々のデータ入力である第１及びの第２の入力を有するプリコーダ(Precoder:Ｐ)、及び同期化シーケンス付加部(Synchronization  Sequence Addition Unit：ＳＳＡＵ)を通じてエンコーダの出力に接続される変調器を含む。
【００１３】
一方、プリコーダ(Ｐ)の少なくとも一つの入力/出力はマルチプレクサの各入力/出力に結合され、サンプリングバッファ(ＳＢ)を通じてパケット組み立て部(Packet Assembly Unit：ＰＡＵ)の第１の入力に接続されてメインエンコーダチャンネルを形成し、エンコーダの第２の入力は、連続して接続された制御データ生成部(ＣＤＳＵ)と制御データエンコーダ(ＣＤＥ)を通じてパケット組み立て部の第２の入力に接続され、それによって制御チャンネルを形成する。
【００１４】
サンプル番号生成器(ＳＮＧ)は、制御データ生成部(ＣＤＳＵ)に結合され、またエンコーダの第２の入力に接続されたエンコーダアドレス生成器(ＥＡＧ)を介してマルチプレクサにも結合される。パケット組み立て部(ＰＡＵ)の出力は、変調器に結合される。エンコーダは、サンプル番号生成器(ＳＮＧ)の開始をイネーブルするように構成される。
【００１５】
プリコーダ(Ｐ)は、連続して接続されるコンテナコンパクト部(ＣＣＵ)、反復/インタリービング部(ＲＩＵ)、畳み込みエンコーダ(ＣＣ)、及びプリコーダバッファ(ＰＢ)を含み、プリコーダ(Ｐ)の各入力として機能する第１及び第２の入力を有することが好ましい。
【００１６】
エンコーダの第２の入力は、反復/インタリービング部(ＲＩＵ)に結合されることが好ましい。
【００１７】
また、変調器は複数の搬送波を有する変調器であることがより望ましい。
【００１８】
さらに、パケット組み立て部の出力は、スペクトル修正部(Spectrum Corrector：ＳＣ)を通じて変調器に結合されることが望ましい。
【００１９】
エンコーダは、少なくとも一つの追加的な入力及び/又は出力を含むことが好ましい。
【００２０】
エンコーダの追加入力は、連続して接続される通信チャンネル分析器(Communication  Channel Analyzer：ＣＣＡ)とスペクトル推定器(ＳＥ)を通じてスペクトル修正部と結合されることがより好ましい。これは、通信チャンネルでの可変干渉環境に対する動的応答を提供可能にする。
【００２１】
上記目的は、エンコーダ、デジタル-アナログ変換器(ＤＡＣ)、及びスピーカを含み、すべての回路要素に各々電力を供給し、切り込み(in-feed)を要求するように構成される送信装置により達成される。このとき、エンコーダは、前述した実施形態の中の一つで実現される。
【００２２】
送信装置及び/又はエンコーダは、少なくとも一つの追加的入力及び/又は出力を含むことが望ましい。
【００２３】
送信装置のマイクロホン(Ｍ１)は、エンコーダの追加的入力に接続され、これは、上記送信装置の追加入力となり、送信装置のアナログ-デジタル変換器(ＡＤＣ１)を通じて、連続して接続される通信チャンネル分析器(ＣＣＡ)とスペクトル推定器(ＳＥ)を通じてスペクトル修正部（ＳＣ)に接続される。したがって、通信チャンネルでの可変干渉環境に対する動的応答を提供すると同時に、人間による音響雑音の聴覚感知特性を利用することができる。
【００２４】
また、上記目的は、すべての回路要素に対応する電力供給を提供するように構成される送信及び受信装置を含み、電力供給を必要とする情報オブジェクト送信システムによって達成される。送信装置は、エンコーダ、デジタル-アナログ変換器、及びスピーカを含む。エンコーダは、上述した実施形態の中の一つで実現される。送信装置は、マイクロホン(Ｍ１)とアナログ-デジタル変換器(ＡＤＣ１)を追加的に含む。これは、各パケットの送信中に送信装置と受信装置との間の音響チャンネル条件に基づいて送信された可聴音特性を変更し、人間による可聴雑音の聴覚感知特性を適用及び考慮するためである。
【００２５】
システムの受信装置は、受信装置マイクロホンを含み、受信装置のアナログ-デジタル変換器(ＡＤＣ２)を通じてデコーダの入力に接続される。デコーダは、デコーダの入力端に連続して接続される同期化装置及び復調器を含み、同時に受信装置のデータ出力となるデコーダの出力と連続して接続されたインテグリティチェック部(ＤＩＣＵ)及びアンパッキング/復元部とデータインテグリティチェック部を含む。
【００２６】
その上、デコーダで受信パケットは、メイン(サンプル)チャンネルデータと制御チャンネルデータに分けられる。このような目的のために、復調器は、第１のデマルチプレクサ(ＤＭ１)に結合され、その第１の出力は、第２のデマルチプレクサ(ＤＭ２)の第１の入力に接続され、第２のデマルチプレクサの出力は、各々加算部(summation  unit：Σ)を通じて格納バッファの対応する入力に接続される。第１のデマルチプレクサＤＭ１の第２の出力は、制御チャンネルデコーダＣＣＤに結合され、その第１及び第２の出力はデコーダアドレス生成器ＤＡＧの対応入力に接続され、その出力は、第２のデマルチプレクサＤＭ２の第２の入力に接続される。格納バッファ(ＳＢ)は、反復デコーダ(ＩＤ)を通じてデータインテグリティチェック部(ＤＩＣＵ)に接続される。
【００２７】
復調器は、通信チャンネル評価/補償部(ＣＣＥＣＵ)を通じて第１のデマルチプレクサに接続されることを勧める。
【００２８】
受信装置及び/又はデコーダは、少なくとも一つの追加入力及び/又は出力を含むことが好ましい。
【００２９】
データインテグリティチェック部(ＤＩＣＵ)は、デコーダの追加出力に接続されて受信装置の追加出力となることを勧める。
【００３０】
データインテグリティチェック部(ＤＩＣＵ)は、反復デコーダへの反復終了命令の発行を可能にすることが好ましい。
【００３１】
提案された技術的決定の実現は、例えば、下記のようなスピーカとプロセッサ(送信装置用)、及びマイクロホンとマイクロプロセッサ(受信装置用)を含む装置に基づき、上記装置に内蔵された基本ソフトウェアのアップグレードによって、プログラムにより達成できる。このような基本的なソフトウェアと一緒に、この装置の追加的なソフトウェアは、ブロック化構造を有し、これはユニット間及び外部と内部で処理、組み立て、送信、命令及び情報交換のために使われる。
【００３２】
移動電話、ポケットデジタルアシスタント、ノート型パソコン、ディクタホンレコーダ(Dictaphone  recorder)、オーディオ再生器、及びその他の類似した装置がこの装置として使用され得る。
【００３３】
エンコーダ、送信装置及び情報オブジェクト送信システム(以下、システムと称する）のより詳細な構成及び動作は、可聴音による情報オブジェクト送信システムの例により説明され、これは、望ましいバージョンとしてのエンコーダを有する送信装置及び望ましいバージョンとしてのデコーダを有する受信装置を含む。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、エンコーダ、送信装置、及び情報オブジェクト送信システムを生成し、選択された通信チャンネルで最適の送信情報量と最適の誤り訂正コード冗長を用いて、従来の装置及びシステムに比べて情報オブジェクトの送信速度を大きく増加させる効果を有する。
【００３５】
本発明の上記及び他の様相、特徴、及び利点は、以下のような添付図面とともに以下の詳細な説明から、より明白になるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の望ましい実施形態による送信装置を示すブロック構成図である。
【図２】一定の音響雑音スペクトルの場合(ａ)及び狭帯域に焦点をおいた音響雑音が存在する場合(ｂ)の送信信号の振幅スペクトルの分布例を示す図である。
【図３】本発明の望ましい実施形態による受信装置のブロック構成図である。
【図４】(情報オブジェクト送信に要求され、通信チャンネルでの信号対雑音比に関する時間依存形態の)一般的な方式に対応して本発明で提案されるシステムのパラメータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
図１に提示されたシステムの送信装置は、エンコーダ１を含み、その第１の入力Ｉｎ１と第２の入力Ｉｎ２の情報が提供される。デジタル-アナログ変換器(ＤＡＣ)１０２とスピーカ１０３は、エンコーダの出力に連続して接続される。通信チャンネル診断のためにエンコーダの追加入力(ａｄ.Ｉｎｐｕｔ）のために、送信装置のマイクロホン(Ｍ１)１０５は、送信装置エンコーダのアナログ-デジタル変換器(ＡＤＣ)１０４を通じて接続される。
【００３９】
エンコーダ１は、予め定められた符号化方式によって入力される情報オブジェクトを符号化してプリコーダバッファに格納するプリコーダ１０と、各サンプルのサンプル番号及び各サンプルの各ビットに対応して前記プリコーダバッファのアドレスに該当するアドレスを生成するためのサンプル番号/アドレス生成部１２と、サンプル番号/アドレス生成モジュール１２によって生成されたアドレスに対応するプリコーダバッファのビットを選択するマルチプレクサ１１０と、このマルチプレクサ１１０から出力される各サンプルのビットを格納するサンプリングバッファ１１１と、サンプル番号/アドレス生成モジュール１２により生成されたサンプル番号に関する情報を含む制御パケットを生成する制御パケット生成モジュール１４と、サンプリングバッファ１１１に格納されるサンプルを制御データ生成モジュール１４により生成される制御パケットと組み立てるパケット組み立て部１１２と、パケット組み立て部１１２から出力されるパケットを予め定められた方式で音響信号に変調する変調モジュール１６とを含む。
【００４０】
また、エンコーダ１は、外部音響通信チャンネルに関する情報を受信してその通信チャンネルに基づいて音響スペクトルを計算するスペクトル計算モジュール１８をさらに含み、変調モジュール１６は、スペクトル計算モジュール１８により提供される情報に基づいて音響信号のスペクトルを補償する構成をさらに含むことができる。
【００４１】
サンプル番号/アドレス生成モジュール１２は、サンプル番号生成器１１５とエンコーダアドレス生成器１１６を含み、制御パケット生成モジュール１４は、制御データ生成部１１３と制御データエンコーダ１１４を含むことができる。また、変調モジュール１６は、スペクトル修正部１１７、変調器１１８、及び同期シーケンス付加部１１９を含み、スペクトル計算モジュール１８は、通信チャンネル分析器１２０とスペクトル推定器１２１を含むことができる。
【００４２】
以下に、上記のようなエンコーダ１及び送信装置の構成及び動作についてより詳細に説明する。
【００４３】
図１に示す実施形態において、エンコーダ１は、連続して接続されてプリコーダ１０を形成する装置を含み、これら装置は、同時にプリコーダ、エンコーダ、及び送信装置の第１の入力Ｉｎ１と第２の入力Ｉｎ２となる入力データを有するコンテナコンパクト部(Container  Compact  Unit：ＣＣＵ)１０６、反復/インタリービング部(ＲＩＵ)１０７、畳み込みエンコーダ(Convloution  Encoder：ＣＥ)１０８、及びプリコーダバッファ(ＰＢ)１０９を含む。プリコーダバッファ１０９の入力/出力は、プリコーダ１０の入力/出力であり、マルチプレクサ１１０の各入力/出力に結合される。マルチプレクサの出力は、サンプリングバッファ(ＳＢ)１１１を通じてパケット組み立て部(Packet  Assembly  Unit：ＰＡＵ）１１２の第１の入力Ｉｎ１に接続される。このような方式で、メインエンコーダデータの準備チャンネル(メインチャンネル）が形成される。
【００４４】
エンコーダ１の第２の入力Ｉｎ２は、制御データ生成部(ＣＤＳＵ）１１３の第１の入力Ｉｎ１に接続され、また制御データエンコーダ(ＣＤＥ)１１４を通じてパケット組み立て部(ＰＡＵ）１１４の第２の入力Ｉｎ２に接続される。同時に、エンコーダ制御データ準備チャンネル(制御チャンネル）が形成される。
【００４５】
サンプル番号生成器(ＳＮＧ）１１５の出力は、制御データ生成部(ＣＤＳＵ)の第２の入力Ｉｎ２に結合され、エンコーダアドレス生成器(ＥＡＧ)１１６を通じてマルチプレクサにも結合され、エンコーダの第２の入力Ｉｎ２にも接続される。エンコーダ１の第２の入力Ｉｎ２は、反復/インタリービング部１０７の追加入力に結合され得る。
【００４６】
パケット組み立て部(ＰＡＵ)１１２の出力は、連続して接続されるスペクトル修正部１１７、変調器１１８、及び同期化シーケンス付加部(Synchronization  Sequence  Addition  Unit：ＳＳＡＵ)１１９を通じてエンコーダ１の出力に接続される。
【００４７】
エンコーダ１の追加入力(ＡｄｄＩｎ)は、伝送信号の最適振幅スペクトルを計算するために、連続して接続される通信チャンネル分析器(ＣＣＡ)１２０とスペクトル推定器(ＳＥ)１２１を通じてスペクトル修正部１１７の追加入力に接続される。
【００４８】
その他に、エンコーダ１及び/又は送信装置の追加入力(図１に図示せず)が予想され得る。その例としては、入力データを伝送する必要性のある特定エンコーダユニットにシグナリングするための開始入力、及びエンコーダに入力データ伝送終了を命令するための代替(alternative)通信チャンネルの入力がある。
【００４９】
送信装置回路は、要求されるすべての回路要素の電力供給が可能なように構成される。
【００５０】
本発明によるシステムの送信側は、上記した送信装置を含み、その機能は下記のようである。
【００５１】
送信装置は、エンコーダ１、デジタル-アナログ変換器１０２、アナログ-デジタル変換器１０４、スピーカ１０３、マイクロホン１０５が活性化されて待機状態にある場合にスイッチオンとされる。
【００５２】
符号化の予備ステップで、入力データが、送信器の第１の入力Ｉｎ１(情報オブジェクトＩＯファイル、メッセージ、アプリケーションなど）に入力され、エンコーダアドレス生成器１１６及び制御データ生成部１１３の第１の入力Ｉｎ１に同時に送られる送信器の第２の入力Ｉｎ２(ＩＯサイズのデータ）に入力される間に、コンテナコンパクト部１０６での情報オブジェクトは、標準コンテナにパッキングされる。このために、ヘッダーラベル(header  label）は情報オブジェクトに付加され、バイトは、インテグリティチェック(例えば、チェックサム(check  sum)、ＣＲＣ、及びハッシュコードなど)のために設定される。
【００５３】
さらに、コンテナコンパクト部１０６で、コンテナは、誤り訂正コード(例えば、リードソロモンコード)により符号化され得る。(コンテナコンパクト部(ＣＣＵ)からの)コンテナ及び(ＣＣＵ又はエンコーダの第２の入力Ｉｎ２からの)情報オブジェクト(ＩＯ)のサイズは、反復/インタリービング部１０７に伝えられる。ここで、コンテナのデータビットは、一定の回数で反復されて混合される。このような再配列の疑似乱数関数(pseudorandom  function)は、情報オブジェクトサイズに基づく。
【００５４】
以後、畳み込みコード符号化は、畳み込みエンコーダ１０８で遂行される。上記した方式で符号化されたビットを形成(すなわち、インタリービングの反復及び畳み込み符号化）は、受信側での反復復号化の場合にコードの高い雑音耐性を達成可能にすると知られている(参照文献［３］を参照)。しかしながら、本発明ではこのような方式で符号化した情報オブジェクト(送信用データブロック)は、変調器及び通信チャンネルで直接に送信されない。畳み込みエンコーダからプリコーダバッファ１０９に伝送される。
【００５５】
送信用データブロックは、符号化のメインステージのためにプリコーダバッファに格納される。予備ステージは、通信チャンネル(本実施形態では音響）を通じる伝送の開始以前に一度だけ遂行され、可変通信チャンネルによる送信特性の追加的な調整が必要な場合にもプリコーダバッファのコンテンツは変更されずにそのまま残っている。
【００５６】
提示された技術的実現の他の実施形態において、プリコーダは、任意の公知方法によって形成されることができることを留意すべきである。この場合に、任意の冗長を有する誤り訂正コードが使用されることができる。
【００５７】
以後、符号化の基本(メイン)ステージは遂行される。スイッチオン状態での送信装置において、サンプル番号生成器１１５の開始は、任意の公知方法(すなわち、開始入力又は反復/インタリービング部からの命令)により遂行される。サンプル番号生成器は、プリコーダバッファからのビットサンプリングのために一定の周期(ランダム又は連続的な値)を有する識別番号を生成し、これらをエンコーダアドレス生成器及び制御データ生成部１１３の第２の入力Ｉｎ２に伝送する。
【００５８】
エンコーダ１の第２の入力Ｉｎ２からのデータがエンコーダアドレス生成器１１６に入力される場合に(これは、情報オブジェクトがエンコーダ１に入力されることを意味)、サンプル番号生成器１１５からのサンプル番号の受信値は、疑似乱数エンコーダアドレス生成器１１６を初期化し、ｋ個のアドレスセットを形成し、これは連続してマルチプレクサ１１０に伝達される。マルチプレクサ１１０の入力/出力を通じてアドレスのセットによって、プリコーダバッファ１０９からのｋビットの疑似乱数サンプリングが遂行され、これらはサンプリングバッファ１１１に格納される。エンコーダアドレス生成器１１６は、１〜Ｎの範囲内のｋ個のアドレスを生成する。ここで、Ｎは、コンテナの所定サイズのためのプリコーダバッファ１０９でのビット数である。さらに、ｋは、エンコーダの第２の入力Ｉｎ２の値、すなわち情報オブジェクトサイズによって適切に決定される。
【００５９】
この場合、アドレスは、１セット及び以後のアドレスセットの疑似乱数の生成中に１回以上再発できる。望ましい変形例において、エンコーダアドレス生成器の疑似乱数機能が割り当てられることによって、生成されたアドレスの反復間隔は最大となる。同時に、サンプル反復は、図３で提示された受信装置で最適の復号化の提供を考慮する場合に、送信システムの相当な速度及び雑音耐性の減少を引き起こさないことに注意しなければならない。
【００６０】
サンプリングバッファからのサンプリングビットは、追加的な誤り訂正コードの応用なしに、パケット組み立て部１１２の第１の入力Ｉｎ１に伝達される。したがって、情報オブジェクトフラグメント伝送に対する準備は、いわゆる“メイン(primary)チャンネル”で終了する。
【００６１】
エンコーダの第２の入力Ｉｎ２から制御データ生成部１１３に第１の入力を通じる情報の入力時に、サンプル番号生成器から制御データ生成部の第２の入力Ｉｎ２で入力されるサンプル番号の値は、制御データ生成部の動作を初期化する。制御データ生成部は、(コンテナコンパクト部の動作を考慮して)コンテナサイズ及び/又はオブジェクトサイズ、サンプル識別番号、及び他の補助情報を包含する制御データを組み立てる。制御データエンコーダ１１４の制御データは誤り訂正コードにより符号化され、特定のチェックシンボルは制御パケットインテグリティ(例えば、そのＣＲＣ、チェックサムなど）をチェックするために付加される。制御データエンコーダ１１４で、受信された制御パケットは、パケット組み立て部の第２の入力として送信される。これによって、“メインチャンネル”での各サンプル形成と同時に、これに対応する制御パケットは、いわゆる“制御チャンネル”で形成される。
【００６２】
一般に、制御チャンネルでの符号化は、高い冗長と結果的な高い雑音耐性を有するように遂行され、それによって制御チャンネルは、通信チャンネルの深刻な雑音及び干渉条件で受信されることができる。このとき、制御チャンネルは、メインチャンネルの情報量と比較して少量の情報だけを含み、これは、制御チャンネルの条件では累積される冗長が比較的小さい。
【００６３】
このような２チャンネルコード化の構造(メインチャンネルの冗長は、制御チャンネル冗長に比べて小さい）は、情報オブジェクト伝送速度を大きく増加させ、また大きい情報オブジェクトを伝送する可能性を提供する(メインチャンネルのデータ冗長が低いと、疑似乱数サンプルによって情報オブジェクト伝送速度はより高い)。メインチャンネル及び制御チャンネルで同一の雑音耐性程度によって、情報オブジェクト伝送速度は、個別サンプルの高い反復受信率及び情報オブジェクトの成功的な復旧によって大きく増加する。
【００６４】
メインチャンネルと制御チャンネルは、相互に異なるセキュリティメカニズム及び相互に異なる物理的フォーマットを有することができる。制御チャンネルは、メインチャンネルを復号化可能にする情報を運搬し、この情報は、メインチャンネルを介して伝送される情報オブジェクトの長さ、現在サンプルのサンプル番号を含む。サンプル番号は、メインチャンネルのデータ配列の受信装置に通知するための特定識別子として役割をする。
【００６５】
一般的に、メインチャンネルの符号化動作は、大きく２ステージを含む。第１のステージで、元の情報オブジェクトは、数回反復された後にインタリービングされる。その後、その結果は、例えば１/(Ｒ＋１）の比率を有する畳み込みコードを用いて復号化でき(すなわち、情報オブジェクトのそれぞれの元のビットのためにＲパリティビットが生成される)、畳み込みエンコーダ１０８で復号化されたすべてのビットは、プリコーダバッファに格納される。第２のステージで、各パケットの生成間隔で、予め定められたビットのセットは、エンコーダアドレス発生器１１６により生成されたアドレスによってプリコーダバッファ１０９に格納されたセットから選択される。その後、これらビットは、制御チャンネルデータと一緒に伝送される。
【００６６】
制御パケットビット及びサンプルビットは、最適サイズのデータパケットを形成する。最適のパケットサイズは、２つの考慮事項に基づいて選択される。一方で、注目されているように、メインチャンネルを介して伝送されるデータ量は、制御チャンネルでのデータ量よりかなり大きくなければならないため、これに伴い制御チャンネルでのコードの高い冗長は、送信システムの累積的な効率性に大きく影響を及ぼさない。一方、特に小さいオブジェクトで、過度に長いパケットは情報オブジェクトの受信中に望ましくない遅延を招く可能性があるので、多くのアプリケーションでパケット送信時間は比較的短くなければならない(例えば、１秒)。
【００６７】
データパケットは、一つ以上の変調方式(ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ｎ-ＱＡＭのような)によってパケット組み立て部で変調され、受信装置でのチャンネル評価及びチャンネル等化手順を単純化するために特定のパイロットシンボルを付加する。このシステムでは、一つ又は複数の搬送波を有する広帯域変調(例えば、ＯＦＤＭ、ＣＤＭＡなど)が使われることができる。ユーザーに対する可聴音の感知性を減少し、同時に音の広帯域特性及び平均電力を保存するために、トーンスペクトルは、変調器１１８への送信以前にスペクトル修正部１１７で訂正され、例えばフィルタの容量が使われる。スペクトル訂正は、適応的に遂行され得る。
【００６８】
このような訂正は、上記装置がマイクロホン(Ｍ１)１０５とアナログ-デジタル変換器(ＡＤＣ１)１０４を含む場合に可能である。この場合に、マイクロホン(Ｍ１)１０５からアナログ-デジタル変換器(ＡＤＣ１)１０４を通じて受信された可聴音は、通信チャンネル分析器(ＣＣＡ)１２０で一定の周期で分析される。ここでは、通信チャンネルでの音響雑音のレベル及びスペクトル構成を評価する。この場合に、本発明のシステムの例における音響雑音は、送信装置自体によって放出される信号を除き、すべての可聴音(音声、音楽、通知の可聴音など）を意味する。その後、スペクトル推定器(ＳＥ)１２１で実現された音響感知の心理音響(psycho-acoustic)モデルに基づいて最適の信号スペクトルの計算が遂行される。ここで、信号電力は、音響感知性が変更なしに最大に提供される。
【００６９】
特に、スペクトル推定器１２１において、図２に示すように、周波数隠蔽効果(frequency  concealment  effect)が適用される。ここで、(点線)音響雑音を有する通信チャンネルで望ましい信号スペクトルは実線で表示される。したがって、音響雑音レベルが均一に近い場合(図２の(ａ))、振幅スペクトルの分布は、雑音信号に対する人間の耳の平均感度と反比例する(例えば、このような感度特性はＩＴＵ-Ｒ４６８で決定される)。
【００７０】
一定の周波数で表示されたピークを有する深刻な音響干渉の場合、最適分布は、周波数隠蔽効果を考慮して雑音信号に対する耳の感度によって決定される。このような分布例は、図２の(ｂ)で提供される。激しい迷惑可聴音は、隣接周波数区間に位置した信号成分をマスキングし、これによって、隣接周波数での伝送信号の強さは、伝送された信号の音響容量の自覚的(subjective)増加なしに増加することができる。
【００７１】
スペクトル推定器から推定されたデータは、スペクトル修正部に伝送され、ここで、信号のスペクトル訂正は、各データパケットに対する可変通信チャンネルにより遂行され、これは、受信装置による誤りの無いデータ受信の可能性をさらに増加させ(したがって、伝送速度も増加させ)、送信信号はユーザーにほぼ注意されないようになる。
【００７２】
また、変調器１１８で、訂正されたシンボルは変調され、情報信号が獲得される。同期化シーケンス付加部１１９で、同期信号は、受信装置での同期化及びチャンネル配列手順の単純化のために、時間ドメインでデータ信号に付加される。このような方式で得られた送信信号は、デジタル-アナログ変換器１０２及びスピーカ１０３に、すなわち通信チャンネルに伝達される。
【００７３】
したがって、情報オブジェクトからの疑似乱数サンプルは、通信チャンネルに連続して伝送される。
【００７４】
図３で提示された本発明によるシステムの受信装置は、受信装置のマイクロホン(Ｍ２）２０３の入力Ｉｎが受信装置のアナログ-デジタル変換器(ＡＤＣ２)２０２を通じて接続されるデコーダ２を含む。
【００７５】
デコーダ２は、予め定められた復調方式によって入力された音響信号を復調する復調モジュール２０と、復調モジュール２０から出力される各受信ビットの軟判定の値を決定し、サンプルビットと該当サンプルの情報を包含する制御パケットビットを相互に分離する第１のデマルチプレクサ２０７と、該当サンプルの各ビットに対応するアドレスを生成するためのアドレス生成モジュール２２と、サンプルビットの軟判定を受信してアドレス生成モジュール２２により生成されるアドレス情報に従って逆多重化して出力する第２のデマルチプレクサ２０８と、第２のデマルチプレクサ２０８の各出力別に軟判定を加算する加算部２０９と、加算部２０９から累積された軟判定を格納する格納バッファ２１０と、格納バッファ２１０に格納されたサンプルの復号化を遂行する復号化モジュール２４とを含む。
【００７６】
復調モジュール２０は、同期化装置２０４、復調器２０５、及び通信チャンネル評価/補償部２０６を含み、アドレス生成モジュール２２は、制御チャンネルデコーダ２１１とデコーダアドレス生成器２１２を含む。また、復号化モジュール２４は、反復デコーダ２１３、データインテグリティチェック部２１４、及びコンテナアンパッキング/復元部２１５を含む。
【００７７】
以下、本発明によるデコーダ２及び受信装置の構成及び動作についてより詳細に説明する。
【００７８】
デコーダ２は、相互に連続して接続されるデコーダ入力同期化装置２０４、復調器２０５、通信チャンネル評価/補償部(ＣＣＥＣＵ)２０６、及び第１のデマルチプレクサ(ＤＭ１)２０７を含む。
【００７９】
第１のデマルチプレクサ(ＤＭ１)２０７の第１の出力(Ｏｕｔ１）は、第２のデマルチプレクサ(ＤＭ２）２０８の第１の入力(Ｉｎ１）に結合され、その出力は各々加算部(Σ)２０９を通じて格納バッファ(ＳＢ)２１０の対応する入力に接続される。加算部２０９の個数は、エンコーダのプリコーダバッファのビット数に対応する。
【００８０】
第１のデマルチプレクサ２０７の第２の出力(Ｏｕｔ２）は制御チャンネルデコーダ２１１に接続され、制御チャンネルデコーダ２１１の第１及び第２の出力はデコーダアドレス生成器２１２の各入力に接続され、デコーダアドレス生成器２１２の出力は第２のデマルチプレクサ２０８の第２の入力(Ｉｎ２）に接続される。
【００８１】
格納バッファ２１０は、連続して接続される反復デコーダ(ＩＤ)２１３、データインテグリティチェック部(ＤＩＣＵ)２１４、及びコンテナアンパッキング/復元部２１５を通じて、受信装置のデータ出力(Ｏｕｔ)であるデコーダ２の出力に接続される。同時に、データインテグリティチェック部２１４の追加出力は、反復デコーダの追加入力だけでなく、受信装置の追加出力(ＡｄｄＯｕｔ）であるデコーダの追加出力にも接続される。
【００８２】
受信装置回路は、上記した供給が必要なすべての回路要素各々に対する電力供給が可能なように構成される。
【００８３】
上記した受信装置を含む本発明によるシステムの受信側は、下記の方式で動作する。
【００８４】
受信装置は、デコーダ２、アナログ-デジタル変換器(ＡＤＣ２)２０２、及びマイクロホン(Ｍ２）２０３が活性化され、待機モードにある場合に、スイッチオンとされる。
【００８５】
マイクロホン(Ｍ２)２０３を通じる通信チャンネルからの信号は、アナログ-デジタル変換器(ＡＤＣ２）２０２に伝えられ、ここで、信号はデジタル化されてデコーダの入力に転送される。同期化装置２０４で、同期信号による送信信号の検出後に、信号の境界は復元され、サンプリング周波数の修正的調整が遂行され、受信信号が受信される。以後、受信された信号は、一つ又は複数の搬送波を有する復調器２０５に転送され、(フィルタバンク又は高速フーリエ変換に基づいて(参照文献［１］を参照))変調器１１８に対応するように実現される。通信チャンネル評価/補償部(ＣＣＥＣＵ)２０６では、パイロットシンボルを用いて、通信チャンネルと雑音成分の評価が遂行され、歪みスペクトルは適応的に評価される。第１のデマルチプレクサ２０７では、受信ビットの“軟”判定の値("soft"  value)が判定され、“メイン”チャンネルのためのサンプルビットと“制御”受信チャンネルのための制御パケットビットを分離する。
【００８６】
制御パケットの“軟”判定("soft"  decision)は、制御データエンコーダ１１４に応じて設計された制御チャンネルデコーダ２１１に伝達される。制御パケットが成功的に復号化される場合に、制御チャンネルデコーダの第１の出力を通じるコンテナサイズデータと制御チャンネルデコーダの第２の出力を通じるサンプル識別番号は、送信装置のエンコーダアドレス生成器と類似した疑似乱数デコーダアドレス生成器の各入力に伝送される。同時に、ビットアドレスはデコーダアドレス生成器で生成され、これは、送信装置エンコーダのプリコーダバッファのアドレスに対応する。
【００８７】
サンプルに対応する“軟”判定は、デコーダアドレス生成器により生成されたアドレス情報に従って第２のデマルチプレクサ(ＤＭ２)２０８により逆多重化される。以後、それぞれの受信サンプルでの“軟”判定は、対応する加算部(Σ)２０９で順次に累算される(各格納部はプリコーダバッファ１０９の１ビットに対応)。したがって、一定の個数の受信サンプル以後の累積される“軟”判定は、格納バッファ２１０に保存される。要求される一定の最小数の“軟”判定がプリコーダバッファ１０９からデータパッケージビットに対応する格納バッファに転送されると(反復デコーダ２１３により決定される)同時に、プリコーダバッファ１０９から受信されたデータパッケージの“軟”判定に対する復号化手順は反復デコーダ２１３で開始される。
【００８８】
このような手順の例は、幅広く知られており(例えば、類似した仮定は参照文献)［３］を参照)、本発明で提案する主題に関連されず、これによって詳細に考慮されない。格納部のセル一部が詰められない場合にも復号化が反復デコーダで開始されることに注目すべきである。同時に、反復復号化が類似した天空コード(punctured  code)の特性(参照文献［４］、［５］)と同一であると、コード特性は、最適に近接するようになる。
【００８９】
それぞれの復号化の試み以後にデータインテグリティチェック部２１４で、反復デコーダからの対応する反復(硬判定）を要求した以後に、受信されたデータパッケージのインテグリティは、このような硬判定を用いて(エンコーダによって提供されることによって)チェックされる。チェックが成功的である場合、受信されたデータパッケージは、コンテナ抽出及び情報オブジェクト復元でアンパッキングするために、コンテナアンパッキング/復元部２１５に伝送される。加えて、反復終了命令は、データインテグリティチェック部で形成されて反復デコーダに伝達される。その後、情報オブジェクトは、受信装置の出力を通じてユーザー装置(上位処理レベル)に転送される。同時に、受信確認信号は、受信装置の追加出力(ＡｄｄＯｕｔ）を用いて生成され、受信確認信号は、受信装置の選択的補助(逆方向)通信チャンネル(例えば、無線チャンネル、音響チャンネル又は視覚(visula)チャンネル）を介して送信装置に伝送される。
【００９０】
格納バッファ２１０からの追加的なデータ復号化は、提供される一定の周期で遂行され、これは、復号化サイクル完了時に(例えば、数十回の反復により決定される)データパッケージが復元されず、第１のデマルチプレクサ(ＤＭ１)２０７を通じて新たなサンプルが到達した場合(すなわち、格納バッファコンテンツが更新される場合)に遂行される。反復デコーダで、復号化手順は、格納バッファからの新たなデータを用いて反復的に開始される。このような反復された復号化手順は、デコーダがプリコーダバッファ１０９の送信されたデータパッケージを誤りの無い復元できるまで遂行される。
【００９１】
上記したシステムは、下記のような特性を有する。
【００９２】
-第１に、逆方向通信チャンネルの応用なしに、システムは、通信チャンネルで一定の信号対雑音比が提供される最小時間間隔内で送信器から受信器へ情報オブジェクトを伝送できる。畳み込みエンコーダ(ＣＥ)及び反復/インタリービング部のインタリービングアルゴリズム(公知されているので、ここでは説明しない)を適切に選択した場合、任意の通信チャンネルと通信システムを通じる情報オブジェクト伝送に使用されるエンコーダは、広範囲な信号対雑音比で通信チャンネルの情報スループットに近い送信速度を保証する。
【００９３】
信号対雑音比に関する送信速度の依存性は、図４に示す。システムの特性は、消去による理想的コードと組み合わせるターボコードを用いて(例えば、ラプター(raptor)コード、参照文献[６])、図４で比較の目的で提供される。図４のグラフ比較からわかるように、固定したコードレートを有するターボコードを用いる一般的なシステムは、一定の信号対雑音比で(例えば、任意の−６ｄＢで)提供され、この時点で通信チャンネルの情報スループットに近い送信速度を保証する。しかしながら、信号対雑音比が増加する場合に、送信速度は、変更することなく維持され、チャンネルの情報スループットと大きく異なる。また、信号対雑音比の減少が−６ｄＢより低い場合に、送信速度は大幅に落ち、これは、このような信号対雑音比によって、固定した比率のターボコードの正確な性能は、低い誤り確率で情報オブジェクトの受信を達成させないためである。
【００９４】
一方、一時点(−６ｄＢ)で固定したコードを有するシステムに若干遅れる本発明によるシステムは、広範囲の信号対雑音比でチャンネルの情報スループットに近い送信速度を達成できる。所定の実施形態で、実際の送信システムは冗長を考慮して使用されるが、制御チャンネル送信及び受信装置でチャンネル等化動作のためのパイロット信号伝送の必要性と関係される。そのため、実際の送信速度は、チャンネルの理論的な情報スループットに近く接近できない。また、低い信号対雑音比によって、同期化誤り及び制御チャンネルの受信時の誤りに関連して問題が発生し、非常に低い信号対雑音比(−８ｄＢ未満)によってシステム動作に影響を及ぼす。
【００９５】
-第２に、送信信号に対する適応的なスペクトル調整により、最大送信信号電力が最小音響感知により達成され、同時に信号の広帯域特性を保存するようになる。
【００９６】
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められる本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、形式や細部の様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【００９７】
[参照文献]
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[6] A. Shokrollahi, Raptor Codes, IEEE Trans. Information theory, vol. 52, no. 6, pp. 2551-2567, 2006 
【符号の説明】
【００９８】
１      エンコーダ
１０２  デジタル-アナログ変換器
１０３  スピーカ
１０４  アナログ-デジタル変換器
１０５  マイクロホン
１０６  コンテナコンパクト部
１０７  反復/インタリービング部
１０８  畳み込みエンコーダ
１０９  プリコーダバッファ
１１０  マルチプレクサ
１１１  サンプリングバッファ
１１２  パケット組み立て部
１１３  制御データ生成部
１１４  制御データエンコーダ
１１５  サンプル番号生成器
１１６  エンコーダアドレス生成器
１１７  スペクトル修正部
１１８  変調器
１１９  同期化シーケンス付加部
１２０  通信チャンネル分析器
１２１  スペクトル推定器
【図１】
0005377757.tif 000002
【図２】
0005377757.tif 000003
【図３】
0005377757.tif 000004
【図４】
0005377757.tif 000005