(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコードの組であって、その各々が、符号化された情報ビットのストリングを含む、複数のコードの組を複数のチャネルを介して放送する送信機を有するディジタル無線放送システムにおいて、
符号ダイバーシティを達成するために前記符号化された情報ビットを２つ以上の異なるクリティカル・サブセットのコード・ビットに分解し、且つ、
前記符号ダイバーシティに加えて空間ダイバーシティを達成するために前記クリティカル・サブセットのコード・ビットを前記チャネルのうちの、空間的に異なったチャネル上を送信する、コード・ビット分解構成要素を備え、
前記コード・ビットの全てが前記空間的に異なったチャンネルの各々において送信される訳ではない、
ディジタル無線放送システム。
【請求項２】
前記異なるチャネル上に前記クリティカル・サブセットのうちの１つ以上を受信し且つ復号操作の前に複数の組のコードを組み合わせ且つ再編成する再編成及び組み合わせ構成要素を有する受信機を含む請求項１記載のディジタル無線放送システム。
【請求項３】
情報ビットを１つ以上のソースから複数のチャネルを介してディジタルに送信する方法において、
（ａ）コード・ビットのストリームを前記１つ以上のソースから発生するステップと、
（ｂ）符号ダイバーシティを達成するために、前記コード・ビットを、各クリティカル・サブセットが他の全てのクリティカル・サブセットとは異なる、少なくとも１対のクリティカル・サブセットのコード・ビットに分解するステップと、
（ｃ）各クリティカル・サブセットのコード・ビットを前記複数のチャネルの、空間的に異なるチャネルのそれぞれで少なくとも１つの受信機に送信するステップと
を備え、
前記コード・ビットの全てが符号化されて前記空間的に異なったチャンネルの各々において送信される訳ではない、
方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの受信機で、前記少なくとも１対のクリティカル・サブセットのコード・ビットの各々を同時に受信し且つ前記コード・ビットを分解するステップを含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ａ）は、前記コード・ビットを畳み込み符号化するステップを含む請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つ受信機において、前記コード・ビットを再編成するステップが、チャネルにおいてビットが受信された当該チャネルの信号品質メトリックに依存する重み付け係数を用いる請求項３記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つ受信機において、前記コード・ビットを再編成するステップが、チャンネルにおいてビットが受信された当該チャネルの信号品質メトリックに依存する重み付け係数を用いる請求項３記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つ受信機において、前記コード・ビットを再編成するステップが、チャンネルにおいてビットが受信された当該チャネルの信号品質メトリックに依存する重み付け係数を用いる請求項４記載の方法。
【請求項９】
前記コード・ビットを分解する前記ステップ（ｂ）は、スタッガド・パンクテュアリング（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ  ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）・コードを前記クリティカル・サブセットのコード・ビットにそれぞれ課するステップを含む請求項３記載の方法。
【請求項１０】
各チャネルはブロック・インターリーバーを含み、各ブロック・インターリーバーは異なる深さまでインターリーブする請求項３記載の方法。
【請求項１１】
前記受信機は、ビットが次の表
【表１】
0004557430.tif 000012
に示すアルゴリズムに従って受信されるチャネルの信号品質メトリックに依存する重み付け係数を用いて、コードを再構成する請求項４記載の方法。
【請求項１２】
前記受信機は、ビットが次の表
【表２】
0004557430.tif 000013
に示すアルゴリズムに従って受信されるチャネルの信号品質メトリックに依存する重み付け係数を用いて、コードを再構成する請求項４記載の方法。
【請求項１３】
前記の畳み込み符号は、それぞれのチャンバ（ｃｈａｍｂｅｒｓ）に課されたスタッガド・パンクテュアリング・パターンを有し、
前記スタッガド・パンクテュアリング・パターンは、次の表
【表３】
0004557430.tif 000014
に示す文字セットである請求項５記載の方法。
【請求項１４】
前記の再編成するステップは、
重み付け係数を各チャネル上の信号に適用するステップと、
次の表
【表４】
0004557430.tif 000015
の２及び３に示すアルゴリズムに従って前記重み付け係数を導出するステップとを含む請求項４記載の方法。
【請求項１５】
前記の再編成するステップは、次の表
【表５】
0004557430.tif 000016
に示す計算公式のうちの１つ以上を用いて重み付け関数を導出するステップを含む請求項４記載の方法。
【請求項１６】
各チャネルが複数のクリティカル・サブセットのコード・ビットに分解された１組のディジタルに符号化された情報を含み、各チャネルそれぞれで送信された異なるクリティカル・サブセットのコード・ビットが存在する、ディジタル無線放送の複数のチャネルを受信するディジタル無線受信機において、
全てのチャネルに対するクリティカル・サブセットのストリームを同時に受信する再編成及び条件付け構成要素と、
そのストリームからコード・ビットを再構成する手段と
を備え、
前記チャンネルは、空間ダイバーシティを達成するための、空間的に異なるチャンネルであり、
符号ダイバーシティは、前記複数のクリティカル・サブセットが異なること、及び、前記クリティカル・サブセットのコード・ビットの全てが符号化されて前記チャンネルの各々において送信される訳ではないこと、によって達成される、
ディジタル無線受信機。
【請求項１７】
ビタビ復号器を含む請求項１６記載のディジタル無線受信機。
【請求項１８】
前記再編成及び条件付け構成要素は、ビットが次の表
【表６】
0004557430.tif 000017
に示すアルゴリズムに従って受信されるチャネルの信号品質メトリックに依存する重み付け係数を用いる請求項１６記載のディジタル無線受信機。
【請求項１９】
前記再編成及び条件付け構成要素は、ビットが次の表
【表７】
0004557430.tif 000018
に示すアルゴリズムに従って受信されるチャネルの信号品質メトリックに依存する重み付け係数を用いる請求項１６記載のディジタル無線受信機。
【請求項２０】
前記１組のディジタルに符号化された情報は畳み込み符号化されており、
前記ディジタル無線受信機は、当該ディジタルに符号化された情報を畳み込み解除的に復号する手段を含む
請求項１６記載のディジタル無線受信機。
【請求項２１】
前記再編成及び条件付け構成要素は、
重み付け係数を各チャネルにおける信号に適用する手段と、
次の表
【表８】
0004557430.tif 000019
に示すアルゴリズムに従って前記重み付け係数を導出する手段とを含む請求項１６記載のディジタル無線受信機。
【請求項２２】
符号化されたディジタル情報ビットのストリングが複数の無線放送チャネルに共通に供給されるディジタル無線放送システムにおいて、
各チャネルは、それに供給された符号化されたデータをパンクチャするためのパンクチャリング構成要素を含むことによって、コード・ビットの全てがチャンネルの各々において送信される訳ではないようになるようにされ、
前記パンクチャリング構成要素の各々は、各放送チャネルそれぞれによる符号化されたデータ放送において符号ダイバーシティを達成するため、前記パンクチャリング構成要素に供給された、異なるパンクチャ・パターンを有し、
前記チャンネルは、更に、前記符号ダイバーシティに加えて空間ダイバーシティを達成するために、空間的に異なるチャンネルである、
ディジタル無線放送システム。
【請求項２３】
前記複数の放送チャネルのうちの少なくとも１対を同時に受信する少なくとも１つの無線受信機と、
符号化されたデータをデパンクチャするデパンクチャリング構成要素と
を含む請求項２２記載のディジタル無線放送システム。
【請求項２４】
請求項２２で定義された前記複数の放送チャネルのうちの少なくとも１対を同時に受信するディジタル放送無線受信機であって、
前記複数の放送チャネルのうちの少なくとも１対の中の符号化されたデータをデパンクチャするデパンクチャリング構成要素を有するディジタル放送無線受信機。
【請求項２５】
ディジタル情報ビットが畳み込みエンコーダにより符号化され且つ複数の無線放送チャネルに共通に供給され、
各放送チャネルは、それに対して供給された畳み込み符号化されたデータをパンクチャするための手段を有することによって、コード・ビットの全てがチャンネルの各々において送信される訳ではないようにされる、ディジタル無線放送システムにおいて、
前記複数のチャンネルは、空間ダイバーシティを達成するための、空間的に異なったチャンネルであり、
パンクチャするための前記手段の各々は、各放送チャネルそれぞれによる符号化されたデータ放送において符号ダイバーシティを達成するため、パンクチャするための前記手段に供給された、異なるパンクチャリング・パターンを有する、
ディジタル無線放送システム。
【請求項２６】
前記複数の無線放送チャネルのうちの少なくとも２つを同時に受信する少なくとも１つの無線受信機と、
符号化されたデータをデパンクチャするための手段と
を含む請求項２５記載のディジタル無線放送システム。
【請求項２７】
前記の複数の無線放送チャネルのうちの少なくとも２つを同時に受信する請求項２５記載に定義されたディジタル放送無線受信機であって、受信された符号化されたデータを畳み込み解除し且つデパンクチャし且つ単一の組の符号化されたデータを利用装置に出力する手段を有するディジタル放送無線受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の属する技術分野］
本発明は、単一の順方向誤り訂正符号（ＦＥＣ）の分解によりマルチチャネル符号ダイバーシティを達成するディジタル放送システム及び方法に関する。
【０００２】
［発明の背景］
［導入部］
ディジタル・データを種々の品質の通信チャネルを介して信頼性良く送る一般的方式は、送信されたソース・ビットのストリームがたとえ通信チャネルが不安定であっても受信機で誤りなしに回復されることができるように冗長な情報を送ることである。これは、リアルタイムに低い誤り率で受信されねばならないオーディオ及びマルチメディアの一方向放送にとって特に重要である。そのようなケースにおいて、低い誤り率は、順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号の使用により一部達成される。
【０００３】
移動衛星放送チャネルは、特に比較的低い仰角で移動車両と衛星との間の見通し線（ＬＯＳ）が樹木、建物、標識板、ユーティリティの柱やワイヤにより遮られることが多いので、非常に不安定なチャネルである。そのような障害物は、通信波形を減衰させまた歪ませ、それにより短時間及びより長い時間期間高い誤り率を起こさせる。信頼性良い衛星放送に対する通常のアプローチは、２つの異なる軌道位置にある衛星から二重信号を放送することにより空間ダイバーシティを実現することである。更に、時間的ダイバーシティもまた、１つの信号を固定時間量だけ遅延させることにより用いられ得る。実際、幾つかの衛星システムもまた、更にダイバーシティの別のソースである衛星信号の地上中継に頼っている。図１は、２つの衛星（１０１及び１０２）からの二重ダイバーシティを有し且つ地上中継（１０４）により増強されていることにより三重のダイバーシティを提供する衛星放送システムを図示する。衛星放送の発生元はハブ・ステーション（１０３）である。衛星及び地上中継器の両方は、同じソース・データを放送するが、しかしデータが伝わるチャネルが異なり、それによりダイバーシティが提供される。車両の中のダイバーシティ・ラジオ（１０４）は、一般に全ての信号（衛星及び地上）を受信し、そして多重ソースからの受信に基づいてできるだけ忠実にソース・データを再構成するためその信号を用いるであろう。
【０００４】
［ダイバーシティの現状技術水準］
図２は、２つのチャネルＡ及びＢを用いたダイバーシティの一般的な実現を図示する。ここでの説明は２つのチャネル（Ａ及びＢ）に制限されるにも拘わらず、説明される全ての概念は、３つ又はそれより多いダイバーシティ・チャネルに対して適用可能である。放送衛星応用に対して、信号Ａ及びＢは、２つの異なる衛星により送られであろうし、そしてそれらの信号に対するチャネルもまたＡ及びＢと示される。初めは、各個別のチャネルは、符号化（２０１）が冗長性を単一のデータ・ストリームに加え、それによりソース・ビットがたとえ限定された数のコード化されたビットがチャネルを通して失われることがあり得ても誤りなしに回復されることができるということに起因して幾らかのダイバーシティを有する。また、独立のチャネルＡ及びＢによるデータの二重ストリームを変調する（Ｍｏｄ  ２０４）ことを包含する追加のダイバーシティ（空間的）が用いられる。最後に、図２に図示されるように、送信機で信号Ｂに固定の時間遅延（２０３）を与え、且つ受信機でこれを同等の時間遅延（２５３）を用いて補償することにより、時間ダイバーシティもまた用いられる。ダイバーシティ受信機は、チャネルＡ及びＢを同時に受信するため２つの復調器（Ｄｅｍｏｄ−２５４）を有する。最後に、ダイバーシティ受信機は、チャネルＡ及びＢ上に受信されたビットのコンバイニング（組み合わせること）（ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）（２５２）、及び回復されたコード・ビットの復号（２５１）を実行する。
【０００５】
図２に図示されているダイバーシティの実行はデータ・ストリームを符号化し、且つ同一のコード化されたデータ・ストリームをＡ及びＢの両方のチャネル上に置くことに注目されたい。このケースにおいて、ダイバーシティ受信機は、同じコード化されたビットを各チャネルから捕捉し、次いでコンバイニング・スキームを実行して、各受信されたコード・ビットに対して「最良の」推定を見いだす。そのようなコンバイニングは、チャネルＡ及びＢ上のデータに対する品質メトリック（ｍｅｔｒｉｃ）の進行中の計算、及び任意の時点における最良のチャネル上に担持されているコード化されたビットを選択することを包含し得る。代替として、コンバイニングは、品質メトリックを用いて、チャネルＡ及びＢ上を到着するコード・ビットに対する重みを発生し、それにより信号対雑音合成信号を最大にする加算された推定を構成するように一層複雑にされ得る。そのようなアプローチは、最大比コンバイニング（ＭＲＣ）と称される。広範囲に用いられているエンコーダの実行は、畳み込み符号である。畳み込み符号の典型的な構成が図３に図示されている。ソース・ビットが、ディジタル・シフト・レジスタに左側から入力され、そしてコード化されたビットが、ガロア域上の、発生器たる多項式により重み付けされるように現在及び最も最近の６つの入力ソース・ビットの和により構成される。この実行は、それが全ての入力ソース・ビットに対して２コード・ビット（ｘ及びｙ）を出力するので、レート（１／２）コードを発生する。
【０００６】
特定のパターンの中の出力コード・ビットをパンクチャ（ｐｕｎｃｔｕｒｅ）（削除）することによりそのようなコードからより少ない冗長コードを構成することが通例である。表１は、レート（１／２）コードからのレート（３／４）コードの構成を示す。３つのソース・ビットが入力され、そして出力は６コード・ビット、即ち｛ｘ（ｉ），ｙ（ｉ），ｉ＝１，３｝である。２つのコード・ビット、ｘ（２）及びｙ（１）が削除され、３つの入力コード・ビットに対して４つの出力コード・ビットを残し、従ってレート（３／４）コードを作る。
【０００７】
【表９】
0004557430.tif 000002
【０００８】
図２は、Ａ及びＢの両方のチャネルに対するパンクチャリング（ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）が同一である標準の実現においてのこのレート（３／４）コードの使用を示す。従って、チャネルＡ及びＢ両方上のコード化されたビットもまた同一である。
【０００９】
【表１０】
0004557430.tif 000003
【００１０】
二重チャネルを用いた空間的及び時間的ダイバーシティの文脈において実行されるパンクチャされた畳み込み符号の標準の実現が図４に図示されている。送信機において、畳み込みエンコーダ（４０１）は、コード・ビットを入力ソース・ビットから発生する。幾らかのコード・ビットは、変調器構成要素（Ｍｏｄ構成要素）（４０４）により変調される前に、パンクチャ構成要素（４０２）により削除される。ダイバーシティ受信機は、再び、チャネルＡ及びＢ両方上の放送を同時に受信するため２つの復調器（Ｄｅｍｏｄ−４５４）を有する。チャネルＡ及びＢ両方から検索されたコード・ビットは、コンバイニング構成要素（４５２ｂ）に入力され、そのコンバイニング構成要素（４５２ｂ）は、その２つのチャネル上に受信されたビットについての冗長な情報を整列し、重み付けし且つ組み合わせる。最高のコンバイニング・アルゴリズムの目的は、組み合わされた信号の信号対雑音比を最大にすることである。組み合わせた後に、回復されたコード・ビットのストリームは、デパンクチャ（Ｄｅ−ｐｕｎｃｔｕｒｅ）構成要素（４５２ａ）に入力され、そのデパンクチャ構成要素（４５２ａ）は、削除物を、送信機のパンクチャ構成要素（４０２）で削除されたコード・ビットのスロットに挿入する。
【００１１】
［本発明］
本発明の目的は、改良されたディジタル情報放送システム及び方法を提供することにある。本発明の別の目的は、ディジタル放送システムにおいて符号ダイバーシティを提供することにある。本発明の別の目的は、複数のディジタル放送信号の受信でダイバーシティを達成する装置及び方法を提供することにある。
【００１２】
簡潔には、本発明に従って、完全な組のコード・ビットのストリームが、データ・ビットの１つ以上のソースから発生される。第１のクリティカル・サブセットのコード・ビットは、最初のチャネルに対して選定又は選択される（例えば、指定されたパンクチャリング・パターンが、完全な組のコード・ビットのストリームに適用される。）。第２の又は代替のクリティカル・サブセットのコード・ビットは、第２のチャネルに対して選定又は選択される（例えば、第２の又は代替のパンクチャリング・パターンが第２のチャネルに対して選定される。）。更に別の代替のクリティカル・サブセットが、いずれの追加のチャネルのため選定され得る。全てのチャネルは送信機であり、その幾らかは時間的ダイバーシティを達成するため時間遅延を組み込むことができる。更に、コード・ビットを各チャネル上に送信する順序が異なっていることができる（例えば、インターリービングの深さは異なっていることができる。）。受信機において、全てのチャネルに対するクリティカル・サブセットのコード・ビットのストリームは同時に受信され、そして完全な組のコード・ビットの再構成が達成され、そして再構成されたコードが復号器の中に挿入される。
【００１３】
本発明の上記及び他の目的、利点及び特徴は、以下の記載及び添付図面を考慮したとき一層明瞭になるであろう。
【００１４】
［発明の詳細な説明］
図５は、本発明の一般的事例を図示する。送信機において、ソース・ビットが単一のエンコーダ（５０１）に入り、その単一のエンコーダ（５０１）において１組の出力コード・ビットが、１組の入力ソース・ビットから発生される。説明の目的のため、その組の出力コード・ビット全体は、完全な組と称される。エンコーダは、完全な組をコード・ビット分解（ＣＢＤ）機能構成要素（５０２）に送る。ＣＢＤは、完全な組を２つのクリティカル・サブセット（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｓｕｂｓｅｔ）Ａ及びＢに分解する。それらのサブセットは、たとえ受信機がサブセットの一方のみを忠実に捕捉したとしても、これは元のソース・ビットを再生するのに十分であるので、クリティカル（臨界的）であると呼ばれる。サブセットＡ及びＢは、完全に素であり得て（即ち、完全な組の共通のコード・ビットを共用しなく）、又は完全な組のある共通なエレメントを含み得る。図５における送信機システムの図２の送信機システムに対する決定的差は、チャネルＡ及びＢ上を送られたコード・ビットが同一でないことである。
【００１５】
受信機において、チャネルＡ及びＢ両方上のコード・ビットの各ストリームは、捕捉され、コード・ビット再編成及びコンバイニング（ＣＢＲＣ）構成要素（５５２）に入力される。ＣＢＲＣは、完全な組を、受信された情報を重み付けし且つ組み合わせるプロセスを介して可能な最大程度まで忠実に組み立てる。ＣＢＲＣは、次いで回復されたコード・ビットを復号構成要素（５５１）に送る。各送信されたコード・ビットに対して、受信機において３つの代替結果がある。表３は、各代替に対する原因と受信機挙動とを説明する。
【００１６】
図５に図示されている本発明の範囲は、送信機において次の概念、即ち
完全な組のコード・ビットのストリームをソース・データ・ビットから発生することと、
チャネルＡに対してクリティカル・サブセットのコード・ビット（例えば、指定されたパンクチャリング・パターン）を選定することと、
チャネルＢに対して及び同様に追加のチャネルに対して、代替のクリティカル・サブセットのコード・ビット（例えば、代替のパンクチャリング・パターン）を選定することと、及び
コード・ビットを各チャネル上で送信する順序は異なっている（例えば、異なったインターリービングの深さ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ  ｄｅｐｔｈｓ）である）ことができることと、を含む。
【００１７】
本発明の範囲は、受信機において次の概念、即ち、
チャネルＡ及びＢ上において、及び存在する場合追加のチャネル上においてコード・ビットのストリームを同時に受信することと、
表３及び表４の論理に一般的に一致し且つ以下に説明する特有のアルゴリズムを用いて完全な組のコード・ビットを再構成することと、及び
再構成されたコード・ビットを単一のビタリ復号器に挿入することと、を含む。
【００１８】
表４は、上記の表３の結果に対応するコンバイニング／デパンクチャリング及びそれらの重み付けスキームの一般的タイプをリストする。重み付けのタイプは、用いられる符号ダイバーシティ技術及びコード・ビットが複数のチャネルで受信されたか否かの関数である。
【００１９】
【表１１】
0004557430.tif 000004
【００２０】
【表１２】
0004557430.tif 000005
【００２１】
表４の代替２．Ａ及び２．Ｂにおいて、たとえコード・ビットが１つのチャネルのみで受信されたとしても、その重みは両方のチャネル上のＳＮＲにより決定されるということに注目することは重要である。これは、本発明の重要な特徴であり、重要な性能利得を生じる。
【００２２】
［畳み込み符号を用いた本発明の実施形態の説明］
図６は、送信機で畳み込み符号を用いる本発明を図示する。送信機において、図６は、完全な組のコード・ビットを入力ソース・ビットから発生する単一の畳み込みエンコーダ（６０１）を示す。この地点で、送信ストリームは、異なる処理を受けるパスＡ及びＢに分割される。チャネルＡ行きのパスＡは、パターン（Ａ）を用いてパンクチャ構成要素（６０２）でパンクチャされ、そしてパスＢは、異なるパターン（Ｂ）を用いてパンクチャ構成要素の別のコピーによりパンクチャされる。図４のシステムに対する図６におけるシステムの決定的差は、チャネルＡ及びＢ上のパンクチャ・パターンが異なることである。
【００２３】
表５は、各チャネル上にレート（３／４）コードを構成する共通のレート（１／２）コードの異なるパンクチャリングに基づくチャネルＡ及びＢに対する適切なサブセットの例を示す。チャネルＡ及びＢ両方に対するコード・ビットは、パンクチャする前に同じであることに注目されたい。しかしながら、パンクチャした後に、チャネルＡコード・ビット・サブセットは、｛ｘ（３），ｘ（１），ｙ（３），ｙ（２）｝であり、チャネルＢコード・ビット・サブセットは、｛ｘ（３），ｘ（２），ｙ（２），ｙ（１）｝である。従って、この例においては、コード・ビットの１／３、ｘ（３）及びｙ（２）は両方のチャネルにより担持され、一方コード・ビットの２／３、ｘ（１），ｘ（２），ｙ（１）及びｙ（３）は、単一のチャネルのみにより担持される。解析は、このタイプの符号ダイバーシティの便益が性能を最大２ｄＢまで改善することができることを示した。
【００２４】
【表１３】
0004557430.tif 000006
【００２５】
送信機が、異なるコード・ビット・サブセットを生成し、そしてそれらを異なるチャネル上に送信する一方、受信機は、これらのビットを捕捉し、そしてそれらを組み合わされるプロセスにおいて処理される。受信機はｘ（３）をチャネルＡ及びＢ両方上で受信することがあるので、そのｘ（３）の推定は、ｘ（３）A及びｘ（３）Bから決定されることに注目されたい。一方、そのｘ（２）の推定はｘ（２）Bのみに基づき、それは、ｘ（２）がそのチャネル上のみに受信されるからである。しかしながら、両方のケースにおいて、推定のための重み付け係数は、チャネルＡ及びＢ両方に対するＳＮＲメトリックにより決定される。これは、次のセクションで説明される。
【００２６】
【表１４】
0004557430.tif 000007
【００２７】
［コンバイニング・アルゴリズムの説明］
［一般的アプローチ］
事前ビタリ符号ダイバーシティ・コンバイニング受信機が、図７に、畳み込み符号化されるＱＰＳＫ波形に対して図示されている。一般的に、それは、ＱＰＳＫシンボルを異なるチャネル（Ａ及びＢ）の復調器（Ｄｅｍｏｄ）（７５４）から取り出すこと、品質（例えば、ＭＲＣ）メトリックを計算すること、そのシンボルをこの品質メトリックに基づいて重み付けすること、及びその２つの信号を組み合わせることを包含する。品質メトリック及び重み付け係数の計算は、ＭＲＣ重み計算（ＭＷＣ）構成要素（７５２Ｂ）で実行される。一般的に、ＭＷＣは、品質メトリック及び重み｛α及びβ｝を、各復調器に対する入力のサンプリングされたコード・ビット｛ｘA及びｘB｝並びに信号ロック・インディケータ｛ＬA及びＬB｝に基づいて計算する。コンバイナ及びデパンクチャ（Ｃｏｍｂｉｎｅｒ  ＆  Ｄｅｐｕｎｃｔｕｒｅ）（Ｃ＆Ｄ）構成要素（７５２Ａ）は、α及びβ入力を用い、そして各コード・ビットに対する最適推定を構成する。Ｃ＆Ｄの機能はまた、ビタリ復号器（７５１）の中へのソフト判断の入力に対してコード・ビット推定を適切に量子化することを含む。これは重要な要素である。それは、重み付け係数は、選定された量子化にわたって、受信されたコード・サンプルの分布を決定し、その量子化は、次いで、入力コード・ビットが、ビタリ復号器の出力であるソース・ビットに関する判断を駆動するビタリ・メトリックに及ぼす影響を決定するからである。図８及び図９は、量子化を含むダイバーシティ・コンバイナの更なる詳細を示す。図８は、単一のビットがＡ及びＢ両方のチャネル上に受信されるケースに適用可能である。Ａ及びＢ両方のビット・ストリームは、計算構成要素（８０４）に入り、その計算構成要素（８０４）はＳＮＲ（そのＳＮＲは各チャネルに対する品質メトリックである。）を計算する。次いで、重み付け係数は、それらのＳＮＲから計算され、そして現在のビットを縮尺（ｓｃａｌｅ）するため用いられる。次いで、その結果得られた２つの項は加算され（８０３）、そしてその和は量子化器（８０２）に入力される。量子化器の出力は、ビタリ復号器（８０１）により要求されるソフト判断変数（ＳＤＶ）である。ＳＤＶに作用される低い重みは、量子化器の大部分の出力値がゼロに最も近いビン（ｂｉｎｓ）の中にあるよう強制し、そしてこのようにして、ビタリ・メトリックへの影響が調べ（ｆｅｅｌ）られ、そしてソース・ビットの復号を駆動する。
【００２８】
図９は、単一のビットが１つのチャネルのみ上に受信されるケースに適用可能である。この例においては、ｘ（ｎ）AがチャネルＡ上に受信され、そしてｘ（ｎ＋１）B、即ち隣接ビットがチャネルＢ上に受信される。図８でのコンバイナにおけるように、計算構成要素（９０４）は、各チャネルのＳＮＲを入力ビット・ストリームに基づいて計算する。重み付け係数が、再びＳＮＲから計算され、そして現在のビットを縮尺するため用いられる。図８におけるケースと対照的に、重み付け後に、ビットは次に量子化器（９０２）の中に直列に入れられる。低い重みの効果は、量子化器を０に最も近いレベルへ駆動し、それによりビタリ復号器（９０１）のメトリックに対する衝撃を最小にすることに注目されたい。これは、たとえ重み付けが図８のシステムにおけるような同じビットよりむしろ異なる（隣接及びすぐ近くの）ビットに適用されても、復号されたソース・ビットに重み付けの衝撃を持つ。
【００２９】
詳細な重み付けアルゴリズム（及びその計算）は、幾つかの異なる方法で実行されることができる。与えられ且つ以下に説明されるアプローチは、最大比コンバイニング（ＭＲＣ）アルゴリズムに基づく。ＳＮＲA及びＳＮＲBが、Ａチャネル及びＢチャネルそれぞれの信号対雑音比を表すとする。ＱＰＳＫシンボルが正規化されていると仮定すると、早いチャネルに対するＭＲＣ重み、αは、次のとおりである。
【００３０】
【数１】
0004557430.tif 000008
【００３１】
このケースにおいては、遅いチャネルに対するＭＲＣ重み、βは単純に
【００３２】
【数２】
β＝１−α
である。
【００３３】
［アルゴリズムの背景］
［ソフト判断変数］
ＱＰＳＫ復調器は、大部分の計算における２の補数フォーマット又は等価なものを用いる。ＱＰＳＫ復調器の出力は、メモリ要件を最小化するため４ビット・ソフト判断変数（ＳＤＶ）に対して量子化され得る。最適な量子化方法（ビタリ復号器に対する）は、「１」及び「０」を表す等しい数の各レベルがあるように、それをヌル値に対して対称的に表すことである。ＳＤＶに対する典型的な代表は、表７に示されている奇数の整数である。また、ビタリ復号器の入力信号をＡＧＣレベルでクリップすることが最適である。しかしながら、いずれのＳＤＶの適正な重み付けに対して、クリッピングはＭＲＣ重み付け後に実行されるべきである。従って、ＱＰＳＫ復調器（ＱＰＳＫ  Ｄｅｍｏｄ）の出力は、２度ＡＧＣレベルにクリップされるべきである。
【００３４】
［距離メトリック］
距離メトリックｄは、「ハード判断」（即ち、±ＡＧＣレベル）からの距離の尺度である。表７は、ＳＤＶが２度ＡＧＣレベルにクリップされると仮定した場合のＳＤＶに対する距離メトリック関係を示す。
【００３５】
【表１５】
0004557430.tif 000009
【００３６】
変数ｍdがソフト判断変数（ＳＤＶ）の平均距離メトリックであるとする。高いＳＮＲに対して、ｄは、ほぼ、一自由度を持つレイリー・ランダム変数である。このケースの下で、ｄとＳＮＲとの関係が、次のとおりであることを示すことができた。
【００３７】
【数３】
0004557430.tif 000010
【００３８】
Ｘの任意の値に対して、
【００３９】
【数４】
ＳＮＲ＝Ｘg
とする。すると、高いＳＮＲに対してｇとｍdとの関係は、次のとおりである。
【００４０】
【数５】
ｇ＝ｌｏｇX（２／π）−２ｌｏｇX（ｍd）
上記の計算は、ｇとｍdとの基本的関係を示すが、しかしそれは、ａ）ＳＤＶのクリッピング及び量子化の効果、又はｂ）低いＳＮＲでの非レイリー（及び僅かでない）分布の効果を考慮しない。従って、より正確な関係に対して、経験的解析が関心のＳＮＲ範囲にわたり要求される。前述のアルゴリズムに対して、且つ−３から１５ｄＢのＳＮＲ範囲にわたり、解析は、ｇ及びｄの関係が線形且つ単調に近いことを示す（図１０参照）。これは、単一のルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）がｍdからｇへの変換に適切であることを意味する。
【００４１】
［ＭＲＣ重み付け係数の計算］
ＭＲＣ重み付け係数（α及びβ）の計算は、前のセクションで説明したＳＮＲ変数（ｇA及びｇB）から主に基づかれる。図７は、この計算におけるロック・インディケータのあり得る使用を示す。ロック・インディケータは、ＳＮＲ変数を最小値に設定する（例えば、ｇ＝ｌｏｇX（ＳＮＲmin））ことにより、ＳＮＲ変数をオーバライドし、そして削除物の等価物を生じさせるであろう。
【００４２】
このアルゴリズムの議論に対する鍵となる仮定は、各ＱＰＳＫ復調器がコヒーレントのディジタル自動利得制御（ＡＧＣ）を有することである。これは、主に、最適なＱＰＳＫ復調器及びビタリ復号器の性能に対して要求される。それはまた、所望の信号パワーを正規化する追加の便益を有する。これは、ＭＲＣ重みがｍ／σ2メトリックよりむしろＳＮＲ（即ち、１／σ2又はｍ2／σ2）に基づくことを可能にする。
【００４３】
表８の列１−３は、重み付け係数をＳＮＲに基づいて発生する幾つかのアプローチを実証する。最良の方法の選択は、主にａ）表４に記載されたあり得る重み付けアプローチ、ｂ）ＳＤＶフォーマット、及びｃ）ビタリ復号器の実現に依存する。方法１は、組み合わされた出力シンボルを正規化する［ＳＮＲに対して］相対的な重み付けスキームを採用する。それは、コード・ビットが両方のチャネルＡ及びＢ上に存在するケースに対して最良に適合される。方法２は、それが最高のＳＮＲを有するチャネルを１の係数だけ常に重み付けすることを除いて方法１に類似する。この方法は、コード・ビットが単一のチャネル（即ち、チャネルＡ又はＢのみ）上にのみ存在するケースに対して最良に適合される。方法３は、所与のチャネルのコード・ビットをそのチャネルのＳＮＲのみに基づいて重み付けする。計算を単純化するため、任意の上限（ＳＮＲmax）が、重み付け係数値を制限するため用いられる。典型的には、ＳＮＲmaxは、ダイバーシティが要求されないレベルに設定される（即ち、復号器が単一のチャネルからのコード・ビットと共に仮想的に誤りから自由である。この方法は、重みを直ちに適用し、従って時間ダイバーシティを用いない場合メモリを必要としない利点を有する（図６参照）。
【００４４】
表８（列４）はまた、各方法に対するＳＮＲ変数（ｇA及びｇB）からＭＲＣ重み付け係数（α及びβ）を計算するための効率的公式を示す。各公式は、ｇAとｇBとの差に基づいている。再び、単純なＬＵＴが、直接計算の代わりに用いることができる。
【００４５】
【表１６】
0004557430.tif 000011
【００４６】
［インターリービング・ダイバーシティ］
チャネル（例えば、畳み込みの）コーディングの性能利得は、通常モメリレス（ｍｅｍｏｒｙｌｅｓｓ）・チャネルに依存する。メモリを有するチャネルをメモリレス・チャネルに変換するためのインターリービングの使用は、最大コーディング利得を達成する際の強力な技術である。しかしながら、一方向をインターリービングすることはチャネル（メモリ）に依存する別のものより良いケースが依然ある。別の程度の強固さをシステムに加えるため、異なるインターリーバーを、随意に、異なるチャネル上に用いることができる。これの最も単純な例は、異なるインターリーバーの深さ及び／又は幅を有する異なるブロック・インターリーバーを（チャネルＡ及びＢ上に）有することである。
【００４７】
示され且つ記載されたものは本発明の好適な実施形態及び本発明を実行することを企図された最良モードのみであることは、当業者には詳細な説明及び図面から容易に明らかであろう。従って、本発明は、他の異なる実施形態が可能であり、そしてその幾つかの詳細は、全て本発明から離れることなく、種々の明白な事項において修正が可能である。従って、図面及び説明は、当然に例証と見なされ、限定するものと見なすべきでない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、ダイバーシティ放送システムの絵画的図である。
【図２】  図２は、当該技術水準を用いた一般的ダイバーシティの実現を示す。
【図３】  図３は、制約長７、レート（１／２）畳み込み符号の典型的な構成を図示する。
【図４】  図４は、パンクチャされた畳み込み符号を用いたダイバーシティの実現図である。
【図５】  図５は、チャネルＡ及びＢに対して異なるサブセットのコード・ビットを選択することにより二重チャネル上にダイバーシティを実行する本発明の一実施形態の説明図である。
【図６】  図６は、チャネルＡ及びＢに対して単一の畳み込み符号の異なるパンクチャリング・パターンを選択することにより二重チャネル上にダイバーシティを実行する本発明の一実施形態の説明図である。
【図７】  図７は、事前ビタリ・ダイバーシティ・コンバイニング受信機のブロック図を示す。
【図８】  図８は、チャネルＡ及びＢ両方上に受信されたビットｘ（１）の重み付けを図示する。
【図９】  図９は、異なるチャネル上に受信された隣接ビットｘ（１）及びｘ（２）の重み付けを図示する。
【図１０】  図１０は、平均距離メトリック対ＳＮＲのシミュレーション結果のグラフである。
【図１】
0004557430.tif 000020
【図２】
0004557430.tif 000021
【図３】
0004557430.tif 000022
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004557430.tif 000026
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0004557430.tif 000029