(57)【要約】フレームシンク方法において、受信器はＮシンボル長のユニークワードパターンの存在を探す。検出した各可能なフレームシンクに、受信器は変調及びＦＥＣ処理を行う。ＦＥＣ復号器の各反復の後、検出したユニークワードパターンは予想されるものと比較され、ユニークワードエラー数が減少していた場合、フレームシンクが検出される。【選択図】図４
2004523955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体系的前方エラー訂正同期パターンを含む信号の同期タイミングを検出する方法であって、
ａ）前記体系的同期パターンの可能同期タイミングを検出するステップと、
ｂ）反復復号化アルゴリズムにより前記可能同期タイミングを用いて前記信号を復号化するステップであって、前記復号化アルゴリズムの非ゼロ回数の反復前の前記復号化同期パターンのエラー数を、前記非ゼロ回数の反復後の前記復号化同期パターンのエラー数と比較し、前記非ゼロ回数を、前記信号を所望品質に復号化するのに必要な反復回数未満としているステップと、
ｃ）前記非ゼロ回数の反復後のエラー数が前記非ゼロ回数の反復前のエラー数未満の場合、前記可能同期タイミングとして、信号の同期タイミングを検出するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記同期パターンに依存するとともに、前記データに依存しない前記同期パターンおよびパリティデータが、前記データに依存する前記データまたはパリティデータが入力される前に、前記復号化アルゴリズムの初期状態で復号化アルゴリズムへ入力される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
体系的畳込み符号化同期パターンおよびデータを含む信号の同期タイミングを検出する方法であって、
ａ）前記体系的同期パターンの可能同期タイミングを検出するステップと、
ｂ）前記同期パターンに依存するとともに、前記データに依存しない前記同期パターンおよびパリティデータが、前記データに依存する前記データまたはパリティデータが入力される前に、復号化アルゴリズムの初期状態で入力される前記反復復号化アルゴリズムにより、前記可能同期タイミングを用いて前記信号を復号化するステップであって、前記復号化アルゴリズムの非ゼロ回数の反復前の前記復号化同期パターンのエラー測定値を、前記非ゼロ回数の反復後の前記復号化同期パターンのエラー測定値と比較し、前記非ゼロ回数を、前記信号を所望品質に復号化するのに必要な反復回数未満としているステップと、
ｃ）前記非ゼロ回反復後のエラー測定値が前記非ゼロ回反復前のエラー測定値未満の場合、前記可能同期タイミングとして、信号の同期タイミングを検出するステップと、
を含む方法。
【請求項４】
前記エラー測定値が前記復号化同期パターンのエラー数である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記信号の前記同期タイミングが検出された場合、前記復号化アルゴリズムの少なくとも更に１回の反復を用いて前記信号を復号化するステップを更に含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ステップａ）が前記可能同期タイミング毎の見込みとともに前記信号の複数の可能同期タイミングを検出するステップを含み、ステップｂ）およびｃ）が、前記同期タイミングが検出されるまで、見込み順に前記可能同期タイミングに対して実行される、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
同期が検出されない場合、別の同期タイミングが検出される時に前記方法が繰り返される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
複数の可能同期パターンが存在し、ステップａ）、ｂ）およびｃ）が可能同期パターン毎に実行される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前方エラー訂正データのフレームを生成する方法であって、
ａ）データを受信するステップと、
ｂ）同期パターンとともに前記データを畳込み符号化するステップであって、前記同期パターンは、前記データが入力される前に入力して、前記同期パターンに依存するとともに前記データに依存しない第１符号化出力、および前記データに依存する第２符号化出力を出力として生成するステップと、
ｃ）符号化ステップの前記出力から、および未符号化フォームの前記同期パターンから、前方エラー訂正データの前記フレームを生成するステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
前記データおよび同期パターンが符号化される前に、前記符号化ステップを所定の初期状態から開始する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記生成されたフレームに前記第１符号化出力をすべて含む一方、前記第２符号化出力の幾つかを前記生成されたフレームに含まれないようにパンクチャするステップを含む、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
Ｅ４５６４ＡＤＡ，ＢＥＤ８Ｂ３ＥＡ，Ｆ２Ｆ５Ｆ４９６，Ｃ９１１３６４２，Ｆ９Ａ４２ＢＢ１，Ｄ４Ｅ３５７２９，４ＣＢ９Ｄ９Ｄ１，６ＡＡＦ７Ａ６Ｅ，ＡＥ７Ｅ４ＢＢ５，５１４ＢＢ８ＢＡ，Ｂ５８９６ＣＣＤ，Ａ８７Ｂ０ＤＡ６，５Ａ１Ａ６７９Ｄ，６１ＦＥＡ５４９，Ａ３２ＡＤ２８１，７７５Ｄ１Ｂ０５，およびＤＦＢ２８８０Ｅの１６進数ビットパターンを含むグループから前記同期パターンが選択される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
体系的前方エラー訂正同期パターンを含む信号の同期タイミングを検出するための装置であって、
ａ）体系的同期パターンの可能同期タイミングを検出する予備的同期検出器と、
ｂ）反復復号化アルゴリズムにより前記可能同期タイミングを用いて前記信号を復号化する復号器であって、前記復号化アルゴリズムの非ゼロ回数の反復前の前記復号化同期パターンのエラー数を、前記非ゼロ回数の反復後の前記復号化同期パターンのエラー数と比較し、前記非ゼロ回数を、前記信号を所望品質に復号化するのに必要な反復回数未満としている復号器と、
ｃ）前記非ゼロ回数の反復後のエラー数が前記非ゼロ回数の反復前のエラー数未満の場合、前記可能同期タイミングとして、信号の同期タイミングを検出する最終同期検出器と、
を備える装置。
【請求項１４】
前記同期パターンに依存するとともに、前記データに依存しない前記同期パターンおよびパリティデータを前記復号器の初期状態で前記復号器が受信するよう編成される請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
体系的畳込み符号化同期パターンおよびデータを含むバースト信号の同期タイミングを検出するための装置であって、
ａ）前記体系的同期パターンの可能同期タイミングを検出する予備的同期検出器と、
ｂ）前記同期パターンに依存するとともに、前記データに依存しない前記同期パターンおよびパリティデータが、前記データに依存する前記データまたはパリティデータが入力される前に、復号化アルゴリズムの初期状態で入力される前記反復復号化アルゴリズムにより、前記可能同期タイミングを用いて前記信号を復号化する復号器であって、前記復号化アルゴリズムの非ゼロ回数の反復前の前記復号化同期パターンのエラー測定値を、前記非ゼロ回数の反復後の前記復号化同期パターンのエラー測定値と比較し、前記非ゼロ回数を、前記信号を所望品質に復号化するのに必要な反復回数未満としている復号器と、
ｃ）前記非ゼロ回数の反復後のエラー測定値が前記非ゼロ回数の反復前のエラー測定値未満の場合、前記可能同期タイミングとして、信号の同期タイミングを検出する最終同期検出器と、
を備える装置。
【請求項１６】
前記エラー測定値が前記復号化同期パターンのエラー数である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記信号の前記同期タイミングが検出された場合、前記復号器は、前記復号化アルゴリズムの少なくとも更に１回の反復を用いて前記信号を復号化するよう編成されている請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記予備的検出器は、前記可能同期タイミング毎の見込みとともに前記信号の複数の可能同期タイミングを検出するよう編成され、前記復号器および前記最終検出器は、前記同期タイミングが検出されるまで、見込み順に前記可能同期タイミングを処理するよう編成されている、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記復号器および前記最終検出器は、前記予備的検出器により前記可能同期タイミングが検出されると前記可能同期タイミングを処理するよう編成され、前記予備的検出器は、前記可能同期タイミングが検出されない場合、更に可能同期タイミングを検出するよう編成されている、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
複数の可能同期パターンが存在し、前記予備的検出器、復号器、および最終検出器が、各可能同期パターンを処理するよう編成されている、請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前方エラー訂正データのフレームを生成するための装置であって、
ａ）同期パターンとともにデータを符号化するよう編成される畳込み符号器であって、前記同期パターンは、前記データが入力される前に前記畳込み符号器に入力され、前記同期パターンに依存するとともに前記データに依存しない第１符号化出力と、前記データに依存する第２符号化出力とを出力として生成する畳込み符号器と、
ｂ）前記符号化ステップの前記出力、および未符号化フォームの前記同期パターンから前方エラー訂正データの前記フレームを生成するよう編成されるフレーム生成器と、
を備える装置。
【請求項２２】
前記符号器が、既知状態から前記データおよび同期パターンの符号化を開始するよう編成されている、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記生成されたフレームに前記第１符号化入力をすべて含む一方、前記第２符号化出力の選択部分を前記生成されたフレームに含まれないように、前記フレーム生成器がパンクチャするよう編成されている、請求項２１または２２に記載の装置。
【請求項２４】
Ｅ４５６４ＡＤＡ，ＢＥＤ８Ｂ３ＥＡ，Ｆ２Ｆ５Ｆ４９６，Ｃ９１１３６４２，Ｆ９Ａ４２ＢＢ１，Ｄ４Ｅ３５７２９，４ＣＢ９Ｄ９Ｄ１，６ＡＡＦ７Ａ６Ｅ，ＡＥ７Ｅ４ＢＢ５，５１４ＢＢ８ＢＡ，Ｂ５８９６ＣＣＤ，Ａ８７Ｂ０ＤＡ６，５Ａ１Ａ６７９Ｄ，６１ＦＥＡ５４９，Ａ３２ＡＤ２８１，７７５Ｄ１Ｂ０５，およびＤＦＢ２８８０Ｅの１６進数ビットパターンを含むグループから前記同期パターンが選択される、請求項１３〜２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
適宜編成された装置により実行される場合において、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法を実行するよう編成されたコンピュータプログラム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のコンピュータプログラムを担う媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉を受けやすいチャネルのデータ通信のための方法、装置、プログラムおよび／または信号に関する。限定はしないが詳細には、本発明は前方エラー訂正方式（ＦＥＣ）を用いるフレーム同期技法に関する。
【背景技術】
【０００２】
極めて低い信号エネルギー対雑音比（Ｅs／Ｎ0）を可能にするＦＥＣ技法が開発されている。一例は、「シャノン限界に近いエラー訂正符号化および復号化：ターボ符号」（C．Ｂｅｒｒｏｕ、Ａ．ＧｌａｖｉｅｕｘおよびＰ．Ｔｈｉｔｉｍａｊｓｈｉｍａ、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ ＩＣＣ、Ｇｅｎｅｖａ、１９９３年５月）に記載されているような「ターボ」符号化である。しかしながら、これらＦＥＣ技法は、ＦＥＣ復号化プロセスを開始する前に受信器により正確に定義されるべきデータ送信の開始および終了境界点を必要とする。送信境界点の検出はフレーム同期つまりフレームシンクとして知られている。
【０００３】
フレームシンクは、復調プロセスにおける最初の操作の内の一つであり、通常、復調プロセスの後、ＦＥＣプロセスが続くので、フレームシンクとＦＥＣプロセスとの間に時間間隔がある。この時間間隔内で、ＦＥＣプロセスが要求する最小Ｅs／Ｎ0でフレームシンクの確立を成功させる必要がある。例えば、「最適フレーム同期」（Ｊ．Ｌ．Ｍａｓｓｅｙ、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．、 ｖｏｌ．２０、ｎｏ．２、１９７２年４月）、および「フレーム同期技法」（Ｒ．Ｓｃｈｏｌｔｚ、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．、ｖｏｌ．２８、ｎｏ．８、１９８０年８月）に記載されているような既知のフレームシンク技法は、パケット送信毎に付加される特別設計のデータパターンである冗長なユニークワード（ＵＷ）を用いて低Ｅs／Ｎ0でフレームシンクを達成する。ユニークワードは、それを用いなければユーザーデータまたは信号データを送信するために使用されることもできる帯域幅を占有してしまう。
【０００４】
冗長なユニークワードの使用は、各バースト伝送が受信器で独立取得が必要であるような、チャネル状態が時間およびユーザー毎に変化するマルチユーザー環境の帯域幅を特にコスト高にする。かかる環境の一つは、短いバースト長を用いて待ち時間を最小にし、効率的なリソース管理をすることが望ましいＴＤＭＡ方式であるが、ユニークワードはフレームオーバーヘッド対バースト内データの比を高くすることになる。
【０００５】
フレームシンクの品質を落とさずにデータ伝送効率を改良するフレームシンク技法を創案することが望ましいであろう。
【０００６】
論文「ターボ符号化システムのための復号器支援フレーム同期」（Ｈ．Ｈｏｗｌａｄｅｒ、Ｙ．ＷｕおよびＢ．Ｗｏｅｒｎｅｒ、２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｔｕｒｂｏ Ｃｏｄｅｓ、Ｂｒｅｓｔ、Ｆｒａｎｃｅ、２０００年９月）は、同期ワードが符号化前にデータパケットに組み込まれている復号器支援フレームシンク技法を開示している。同期ワードには、ターボ復号化トレリスを既知の状態にするのに必要な数のフラッシュビットが先行する。次いで、正しい同期が検出された場合、同期ワードが既知状態シーケンスを介して復号化トレリスを導く。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の一局面によれば、チャネルに送信するデータの符号化方法が提供される。この方法では、フレームまたはバーストのデータ内容はユニークワードと組み合わされ、ユニークワードはいずれのデータよりも前に体系的畳込み符号器に入力される。畳込み符号器の状態は、各バーストまたはフレームの内容が符号化される前にリセットされる。このようにして、ユニークワードは、フラッシュビットを用いないで、データとは独立して畳込み符号化される。これによりフラッシュビット伝送に関連するオーバーヘッドを避ける。本発明のこの局面は、対応する復号化方法、および本方法による符号化信号に進展するものである。
【０００８】
本発明の別の局面によれば、受信したバーストまたはフレームの同期タイミングを検出する方法が提供される。この方法では、前方エラー訂正されたユニークワードを含む受信信号が反復技法を用いて復号化され、各反復後のユニークワードの検出エラー数を用いて仮定された同期タイミングが正しいかどうかを判定する。
【発明の実施の形態】
【０００９】
本発明の特定の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１０】
本発明の実施の形態の利点を表すために、従来技術のフレームシンク技法をまず説明する。
【００１１】
従来技術のフレームシンク技法では、送信データのフレーム開始は、受信器で、受信ビットシーケンスを既知のユニークワードパターンと比較することにより検出する。受信器が、Ｎビットの窓内にユニークワードパターンに等しい値の少なくともｎビットを検出する場合に、Ｎシンボルのユニークワードが検出されると仮定される。適切なｎの値を選択するための基準は、どのランダムなシンボルシーケンスについても、ユニークワードは存在するが検出されない確率、およびユニークワードが検出されるが実際には存在しない確率である。可能なイベントを下記表１に要約する。
【００１２】
【表１】
2004523955.tif 000003
【００１３】
検出失敗の確率（Ｐm）は下記項目により増加する。
【００１４】
ａ）スレッショールドｎの増加
ｂ）シンボルエラーレートの増加（Ｅs／Ｎ0の減少）、および、
ｃ）ユニークワード長の増加。
【００１５】
また、ユニークワードの取得に失敗した場合、パケット全体が受信器から失われる。偽検出確率（Ｐf）は、下記項目により増加する。
【００１６】
ａ）スレッショールドｎの減少
ｂ）ユニークワード長の減少、および、
ｃ）可能なユニークワードパターン数の増大。
【００１７】
フレームシンクモジュールがユニークワードを検出したと仮定する度にデータを復調しＦＥＣ復号化するリソースを受信器が有する場合、偽アラームはデータパケットロスには必ずしも結び付かない。しかしながら、これは受信器に許容できないレベルの複雑さをもたらすので、実際には、偽アラームは現在のパケット、および、ことによると後続のパケットの損失をもたらすかもしれない。これは、偽アラームが確実にＦＥＣエラーを引き起こすためであるが、受信器は、エラーが偽パケット境界によって起きたものか、またはチャネル状態が悪いために起きたものかを検出できず、そして、そのパケットについてあらかじめ割り当てた時間スロット内で再度復号化しようと試みるかもしれないためである。こうして、受信器のリソースが限られている場合、Ｘまでの数のパケットは偽アラーム毎に失われるかもしれない。
【００１８】
多くの場合、ユニークワードはフレーム境界だけでなく、パケット種類のような他の情報も示し、この場合、Ｙの可能ユニークワードのセットがあることとなる。受信器は受信ユニークワードをセット中の全可能ユニークワードと比較し、最良一致に基づいてフレームシンクおよびパケット種類を決定する。確率ＰmはＹの数により変化しないが、Ｐfは直線的に増加する。
【００１９】
フレームシンク失敗によるパケット損失の確率Ｐsは次式で与えられる。
【００２０】
【数１】
2004523955.tif 000004
【００２１】
図１は、Ｎ＝６４、Ｘ＝Ｙ＝１である場合のｎの関数としてのＰsの例を、Ｅs／Ｎ0の範囲全体にわたって示す。Ｅs／Ｎ0の下端では、Ｐsのグローバル最小値は、付加された項Pfにより０．０１である。
【００２２】
偽シンクおよび／またはＦＥＣ復号器エラーによるパケットエラーの確率Ｐpは、次式で与えられる。
【００２３】
【数２】
2004523955.tif 000005
【００２４】
ここで、PfecはＦＥＣ復号器のパケットエラー確率である。
【００２５】
従って、与えられたＥs／Ｎ0に対してＰpを最小にするには、Ｐm、ＰfおよびＰfecを最小化しなければならない。Ｐfecを所望のレベルに設定し、次いで少なくともＰfecより１桁小さい値のＰmおよびＰfを選んで、全体の性能が偽シンクにより低下しないのを確実にするのが通例である。しかしながら、上記の理由のため、ＰmおよびＰfは矛盾した依存関係を有し、長いユニークワードを用いなければ共に最小化はできない。「デジタル衛星通信」（Ｗ．Ｗ．Ｗｕ、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｒｅｓｓ、１９８４年）を参照のこと。実際には長いユニークワードが用いられるのは主としてこれが理由である。
【００２６】
本発明の実施の形態は、受信器が偽検出を検出できるメカニズムを提供することにより、ＰpのＰfへの依存を取り除く。受信器全体の複雑さも、ＦＥＣプロセスが完全に終了する前に偽アラーム検出を十分可能にすることにより軽減できるかもしれない。よって、Ｐsは次式で与えられる。
【００２７】
【数３】
2004523955.tif 000006
【００２８】
図２は、実施の形態を用いてＮ＝６４である場合のｎの関数としてのＰsを示す。ＰsのＰfに対する独立性が最小底部を取り除き、Ｅs／Ｎ0の最小値に対してさえ、Ｐsの任意の値に対して適切なｎの値を選択できる。
【００２９】
これらの実施の形態では、Ｐpは次式で与えられる。
【００３０】
【数４】
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【００３１】
Ｎおよびｎに対して適切な値を選択することにより、Ｎの小さな値に対しても要件Ｐm＜＜Ｐfecを達成できるので、従って、短いユニークワードでも達成できる。
【００３２】
実施の形態では、ユニークワードは前方エラー訂正のためのデータの一部として扱われる。よって、ユニークワード検出は、ＦＥＣプロセスからユニークワードビットエラーを取り除く利点を有し、フレームシンク判定を決定的にする。更に、実施の形態は、「畳込み符号を用いる場合の改良フレーム同期」（Ｐ．Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ ＧＬＯＢＥＣＯＭ、１９９３年１２月）、先に参照したＨｏｗｌａｄｅｒ、ＷｕおよびＷｏｅｒｎｅｒの論文、および「パケット伝送のための畳込み符号化シーケンスのフレーム同期」（Ｍ．ＨｏｗｌａｄｅｒおよびＢ．Ｗｏｅｒｎｅｒ、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ ＩＣＣ、Ｎｅｗ Ｏｒｌｅａｎｓ、２０００年６月）に記載してあるような復号器支援技法の使用を可能にする。これらの技法はＰmの値を更に小さくできるかもしれない。
【００３３】
本技法は概略下記のステップを備える。
ａ）受信器はＮシンボル長ユニークワードパターンの存在を探し、要求されるＰmから導かれるあるスレッショールドｎに基づいて決定する。
ｂ）ユニークワードが検出されると受信器が仮定する瞬間毎に、復調およびＦＥＣプロセスに進む。オプションとして、上記に参照したような復号器支援技法を用いて、ユニークワード取得の信頼性を向上させてもよい。
ｃ）ＦＥＣ復号器の各反復の後、検出ユニークワードパターンを予測したものと比較して、フレームシンク仮定を次の２つの可能なケースに従って試験する。
ａ．ケース１−フレームシンク仮定が正しい場合、ＦＥＣはユニークワードを含む全データの信頼性を改善するはずである。ユニークワード不一致データが減る場合、ユニークワードが正しく見つけられたことを強く示している。この場合、受信器はＦＥＣプロセスを終了してデータを出力する。
ｂ．ケース２−フレームシンク仮定が間違っている場合、ＦＥＣプロセスは間違ったデータ判定を正しくしようとするので、ユニークワード不一致データの量は増加するか、または変化しない。これは、フレームシンク失敗が偽検出により起きていることを示す。この場合は、受信器はＦＥＣプロセスを中止して、フレームシンクサーチモードに戻る。
【００３４】
フレームシンク仮定は、次の２つの方法のいずれか一方で試験できる。
i）連続的に、可能フレームシンクがステップａ）およびｂ）に現れる度に、または、
ii）その強度に応じて分類された、有限間隔にわたる可能フレームシンク仮定のリストから選択。この場合、ステップａ）およびｂ）が上記参照のＭａｓｓｅｙ、ＳｃｈｏｌｔｚまたはＨｏｗｌａｄｅｒ、ＷｕおよびＷｏｅｒｎｅｒ論文に記載の測定基準リストに置き換えられる。
【００３５】
連続試験法は大きなコンピュータ負荷を要するが、最小の遅れで結果が得られる。階層リスト法はコンピュータ負荷を軽減するがリスト作成による遅れが発生する。
【００３６】
特定の実施の形態を図３を参照しながら説明する。本例では、ＦＥＣ技法は可変符号化レートを有するターボ符号化であり、その変調法は、ユニークワード部はＢＰＳＫ、データ部はＱＰＳＫである。しかしながら、他のＦＥＣと変調との組み合わせを用いてもよい。一般に、ユニークワードおよびデータは、ｍ−ａｒｙＰＳＫまたはｍ−ａｒｙＱＡＭ等の任意の変調法を用いて搬送できる。
【００３７】
ユニークワードは、低自己相関と相互相関、多数の遷移、または最小ｄ．ｃ．特性等の基準に従って、ゴールド符号またはカサミ符号、または他の疑似ノイズ（ＰＮ）シーケンス等のユニークワードファミリーから選定してもよい。唯一つのユニークワードを用いるか、または一組のユニークワードの内の一つを選定して、パケット種類のようなユニークワードの情報を運んでもよい。
【００３８】
選定されたユニークワードは、データｄに付加され、データｄの前で、第１反復型畳込み符号器Ｃ１、および第２反復型畳込み符号器Ｃ２を平行して備え、後者に入力される前に接続されるビットインターリーバＢＩを有するＦＥＣ符号器へ入力される。第１符号器Ｃ１は第１パリティビットｐを出力し、第２符号器Ｃ２は第２パリティビットｑを符号化し、パンクチャリングマッパーＰＭへ送られる。パンクチャリングマッパーは、可変符号化レートに依存するパンクチャ方式に従って、パンクチャした第１および第２パリティビットｐ′およびｑ′を出力する。
【００３９】
ビットインターリーバＢＩは、例えば、ＷＯ９９／３４５２１に記載したように、拘束長が適用されない限り、選択したユニークワードおよびデータビットｄを格納するのに十分な容量を有することが好ましい。各フレームが符号化された後、ＦＥＣ符号器は初期状態にリセットされ、それにより各フレームの符号化は独立となる。
【００４０】
データビットｄおよび第１と第２のパンクチャパリティビットｐ′とｑ′とは、ＱＰＳＫ変調器Ｍに入力され、ＩおよびＱ成分を有するチャネルシンボルを出力する。ＱＰＳＫシンボルはフレームＦの中央に送信される。
【００４１】
ユニークワードデータビットは、ＢＰＳＫ変調器ＢＭによりＢＰＳＫ変調され、ＢＰＳＫシンボルはフレームの最初の３２シンボルとして送信される。ユニークワードデータビットから生成された第１パリティビットＵＷｐもＢＰＳＫ変調され、最初の８ＢＰＳＫシンボルはユニークワードデータシンボルＵＷの後に送信される。ユニークワードの第１パリティビットＵＷｐの残りの２４ＢＰＳＫシンボルは、フレームＦの最後に送信される。
【００４２】
ユニークワードデータビットＵＷおよびデータビットｄは、ビットインターリーバＢＩによりインターリーブされ、第２の符号器Ｃ２に入力されて、第２パリティビットｑ′を生成し、このパリティビットはフレーム中央のデータシンボルＤに組み込まれる。しかしながら、シンボルは、順序が受信器で既知である限り、別の順序でフレームＦにアセンブルされてもよい。
【００４３】
体系的ＦＥＣ技法を用いるので、ユニークワードの有利な同期特性は送信信号に保たれる。更に、ユニークワードビットの第１および第２パリティビットｐおよびｑへの組込みは、正しいフレームシンクが確立されたかどうかに応じて、受信器によるユニークワードビット訂正を可能にする。
【００４４】
一つの特定の例を図５で説明する。この例は、パンクチャリングマッパーＰＭに入力される順序で１／３レートターボ符号器の出力ビットを示す。図５で強調して示すデータビットｄおよび第１パリティビットｐの最初の３２は、ＢＰＳＫ変調されて、図３に示すように、フレームＦの開始と最後に挿入される。しかしながら、変調されたシンボルは、例えば、ＷＯ９９／３４５２１に記載されているように、符号化および変調ステージの遅延を低減するための特定順序を必要としない限り、フレーム内の他の位置を占有することがある。
【００４５】
別の特定の例を図６に示す。この例は、パンクチャリングマッパーＰＭへ出力される順序で１／２レートターボ符号器の出力を示す。この場合、斜線を引いたビットがパンクチャされている。パンクチャリングマップに従って、ｐ1〜ｐ31の範囲を除いて奇数番号の第１パリティビットｐがパンクチャされ、１／３符号化、つまりユニークワードへの保護を良好にするために送信される。これにより符号化レートから独立したユニークワード構造が達成される。
【００４６】
図７は、フレームの開始および終了での、可能なユニークワードビットＵＷおよび第１パリティビットＵＷｐのサンプルシーケンスを１６進法で示す。
【００４７】
図４は、本発明による受信器により実行されるプロセスステップの略図である。受信信号はコヒーレントでも非コヒーレントでもよいユニークワード復調器ＵＤにより復調され、ユニークワード信号のＢＰＳＫ復調のために最適化される。復調されたユニークワードシンボルはユニークワード相関器ＵＣにより処理され、相対的な強度の測定とともに、可能なフレームシンクの時間上の位置、すなわち仮定のリストを生成する。ユニークワード相関器は、Ｍａｓｓｅｙの規則等の付加的規則を用いてもよい。
【００４８】
ユニークワードが信号情報を運ぶために可変である場合、ユニークワード相関器は、復調されたシンボルと可能なユニークワードとの相関を求め、そして各可能ユニークワードについての強度を生成する。
【００４９】
可能な仮定Ｈ1からＨＮは、分類器Ｓにより強度に基づいて分類される。各仮定Ｈは、仮定の強度の順に処理され、処理された仮定毎に受信器は復調器Ｄを用いて受信フレームを復調し、信号を符号化するために用いたＦＥＣ符号器に対応する反復ＦＥＣ復号器ＦＤを用いて復調データを復号化する。ターボ復号化については、ＦＥＣ復号器ＦＤは、ＭＡＰまたはＳＯＶＡアルゴリズムを用いてもよい。ＦＥＣ復号化アルゴリズムを反復するたびに、検証プロセスＶにより、ユニークワードエラー数が、反復前に検出されたユニークワードエラー数と比較される。仮定が正しい場合、矢印Ｃで示すように、エラー数は１回以上の反復で減少するはずである。この場合、復号データは出力ステージＯで出力され、復号化ステップは現フレームについては完了する。
【００５０】
ユニークワードエラー数が、一回以上の復号化反復後に増加または同数に留まる場合は、矢印Ｉで示すように、仮定が正しくないと判定され、次に高い強度の仮定Ｈが処理のために選択される。正しい仮定が見つかるまでまたは正しいものが見つからないまますべての仮定が処理されるまで強度順に仮定が処理される。後者では、フレームは復号化できず、失敗ステージＦＳで破棄される。
【００５１】
図４は、多数の復調、復号化、および検証ステップを示す。しかし、これは多数の復調器、復号器、および検証器があることを必ずしも意味しない。
【００５２】
ターボ符号の使用をこれまで説明してきたが、他の体系的および／または畳込み符号を用いて本発明の幾つかの、またはすべての効果を達成してもよい。
【００５３】
符号化および復号化ステージを別個のプロセスとして説明したが、これらのステージのいずれもＤＳＰ等の単一プロセッサで実行してもよい。コンピュータプログラムをプロセッサ上の実行のために提供して、符号化または復号化プロセスを実行してもい。コンピュータプログラムはディスク等のしかるべき物理的媒体に格納してもよく、または適当な信号キャリア上に送信してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来技術のフレームシンク技法における、フレームシンクを検出するためにユニークワードビットと等しくなければならないビットのスレッショールド数の関数として、フレームシンク失敗によるパケットロスの確率を示すグラフである。
【図２】本発明の実施の形態の技法における、フレームシンクを検出するためにユニークワードビットと等しくなければならないビットのスレッショールド数の関数として、フレームシンク失敗によるパケットロスの確率を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態での、送信フレームの構成を示すダイヤグラムである。
【図４】本発明の実施の形態での、受信器により実行される復調および復号化のダイヤグラムである。
【図５】本発明の特定の実施の形態での、１／３レート符号器の出力を示す表である。
【図６】本発明の特定の実施の形態での、１／２レート符号器の出力を示す表である。
【図７】フレームの開始および終了でのサンプルのユニークワードおよびパリティビットパターンの表である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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