(57)【要約】  ある方法は、電子送信機デバイスで、電子受信機デバイスとの通信のために、複数の所定のデータ値の1つに対応する第1のデータ値を受け取るステップと、その行がランダムに、または疑似ランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の形を有するデータビットの行列から、第1のデータ値に関連するデータビットの列を特定するステップと、電子受信機デバイスに、第1のデータ値の代わりに、データビットの特定された列を送信するステップとを含むことができる。この方法は、電子受信機でデータを受信するステップと、受信データをデータビットの特定された列に相関させるステップと、電子受信機によるさらなる処理のために、第1のデータ値を提供するステップとをさらに含むことができる。
2012516115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子送信機デバイスで、電子受信機デバイスとの通信のために、複数の所定のデータ値の1つに対応する第1のデータ値を受け取るステップと、
その行がランダムに、または疑似ランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の形をとるデータビットの行列から、前記第1のデータ値に関連するデータビットの列を特定するステップと、
前記電子受信機デバイスに、前記第1のデータ値の代わりに、データビットの前記特定された列を送信するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記電子受信機でデータを受信するステップと、
前記受信データをデータビットの前記特定された列に相関させるステップと、
前記電子受信機によるさらなる処理のために、前記第1のデータ値を提供するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記受信データをデータビットの前記特定された列に相関させるステップは、
前記受信データと、前記所定のデータ値の1つが関連する、データビットの前記行列内の各列との間の相関を計算するステップと、
前記受信データが、データビットの前記特定された列に最も強く相関されていることを判定するステップと
を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
計算するステップは、前記相関の符号を計算するステップを含み、判定するステップは、前記計算された符号に基づいて判定するステップを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記受信データをデータビットの前記特定された列に相関させるステップは、アダマール変換または高速アダマール変換を計算するステップを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項６】
前記第1のデータ値が、前記電子受信機により、データビットの前記送信される列から、前記電子送信機デバイスにより送信される他のデータと区別して判定され得るように、前記第1のデータ値をデータビットの前記列に関連付けるステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
データビットの前記列を特定するステップは、データビットの前記行列からのビットの2つ以上の列に論理関数を適用するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記2つ以上の列内の各列は、2の累乗の列インデックスを有する、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記論理関数を適用するステップは、ビット単位で、排他的OR関数を、前記2つ以上の列に適用するステップを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項１０】
データビットの前記列を特定するステップは、第mの列を特定するステップを含み、前記論理関数を適用するステップは、ビット単位で、排他的OR関数を、その第mの行が第1の所定の値に等しい値を有する、ビットの前記行列内のそれぞれの2の累乗の列に適用するステップを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項１１】
前記電子送信機デバイスおよび前記電子受信機デバイスのそれぞれに含まれるメモリデバイスに、2の累乗のインデックスを有するデータビットの前記行列の列に対応する2N×N行列を格納するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
【請求項１２】
データビットの前記特定された列を送信するステップは、順に、および一度に1ビットで、前記特定された列に含まれる各ビットを送信するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１３】
前記所定のデータ値のそれぞれは、一定数の1つまたは複数のデータビットを有する、請求項1に記載の方法。
【請求項１４】
電子送信機デバイスで、電子受信機デバイスとの通信のために、複数の所定のデータ値の1つに対応する第1のデータ値を受け取るステップと、
その行がランダムに、または疑似ランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の形をとるデータビットの行列から、前記第1のデータ値に関連するデータビットの第mの列を特定するステップと、
ビットの前記第mの列を生成するステップであって、ビット単位で、排他的OR関数を、その第mの行が第1の所定の値に等しい値を有する、ビットの前記行列からの、1つまたは複数の2の累乗の列に適用するステップを含むステップと、
前記電子受信機デバイスに、前記第1のデータ値の代わりに、データビットの前記動的に生成された第mの列を送信するステップと
を含む方法。
【請求項１５】
データビットの前記2N×2Nアダマール行列を、圧縮された2N×N行列で格納するステップをさらに含み、2の累乗の列インデックスを有するデータビットの前記行列の列のみが、前記電子送信機デバイスに格納される、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
ビットの前記第mの列を生成するステップは、その第mの行が前記第1の値に等しい値を有する、前記圧縮された2N×N行列内の1つまたは複数の列を判定するステップと、ビット単位で、排他的OR関数を、前記1つまたは複数の列に適用するステップとを含む、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
電子受信機と、
前記電子受信機との通信のために、複数の所定のデータ値の1つに対応する第1のデータ値を受け取る電子送信機と
を備えるシステムであって、
前記電子送信機は、その行がランダムに、または疑似ランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の形をとるデータビットの行列から、前記第1のデータ値に関連するデータビットの列を特定し、前記電子受信機デバイスに、前記第1のデータ値の代わりに、データビットの前記特定された列を送信し、
前記電子受信機は、データを受信し、前記受信データをデータビットの前記特定された列に相関させ、さらなる処理のために、前記電子受信機内の回路に前記第1のデータ値を提供するシステム。
【請求項１８】
前記電子送信機は、データビットの前記2N×2Nアダマール行列を、圧縮された2N×N行列で格納するメモリデバイスを備え、2の累乗の列インデックスを有するデータビットの前記行列の列のみが格納される、請求項17に記載のシステム。
【請求項１９】
データビットの前記特定された列は、データビットの前記行列の第mの列を含み、
前記電子送信機は、ビット単位で、排他的OR関数を、その第mの行が第1の値を有する、圧縮された2N×N行列内の1つまたは複数の列に適用することにより、前記圧縮された2N×N行列から、第mの列を生成するための回路をさらに備える、
請求項17に記載のシステム。
【請求項２０】
前記電子受信機は、前記受信データと、前記複数の所定のデータ値の中のデータ値が関連する、データビットの前記行列の対応する複数の列のそれぞれとの間の相関を計算する、複数の相関器を備える、請求項17に記載のシステム。
【請求項２１】
前記電子受信機は、(a)データビットの前記行列からの前記対応する列のどれが、前記受信データとの最も強い計算された相関を有するかを判定し、(b)前記判定された対応する列に関連する、前記複数の所定のデータ値からのデータ値を出力する回路をさらに備える、請求項20に記載のシステム。
【請求項２２】
電子受信機と、
前記電子受信機との通信のために、複数の所定のデータ値の1つに対応する第1のデータ値を受け取る電子送信機と、
その行がランダムに、または疑似ランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の形を有する行列からのデータビットを、前記第1のデータ値の代わりに、前記送信機から送信するための手段と
を備えるシステム。
【請求項２３】
前記電子受信機でデータを受信するための、および、前記受信データが前記第1のデータ値に相関されていることを判定するための手段をさらに備える、請求項22に記載のシステム。
【請求項２４】
電子受信機と、
前記電子受信機との通信のために、複数の所定のデータ値の1つに対応する第1のデータ値を受け取る電子送信機と
を備えるシステムであって、
前記送信機は、その行がランダムに、または疑似ランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の形を有するデータビットの行列から、前記複数の所定のデータ値の1つに関連するデータビットの列を特定し、前記電子受信機デバイスに、前記第1のデータ値の代わりに、および前記第1のデータ値に基づいて、データビットの前記特定された列、または、データビットの前記特定された列の補数を送信し、
前記電子受信機は、データを受信し、前記受信データをデータビットの前記特定された列または前記補数に相関させ、さらなる処理のために、前記電子受信機内の回路に前記第1のデータ値を提供するシステム。
【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、2004年9月16日に出願した米国特許出願第10/943677号の一部継続出願、および、2003年3月28日に出願した米国特許出願第10/402878号の一部継続出願である、2009年1月21日に出願した米国特許出願第12/356791号の優先権を主張するものであり、米国特許出願第10/943677号は、2000年12月5日に出願し、現在は米国特許第6829289号である、米国特許出願第09/730697号の継続出願である。
【０００２】
本文書は、一般には、通信システムおよび方法に関し、より詳細には、無線通信システムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
一部の無線通信システムは、符号分割多元接続(CDMA)プロトコルを使用する。CDMAシステムは、デジタルデータを受け取り、1つのステップでデータを符号化し、第2のステップで、符号化されたデータの周波数を拡散することができる。そのようなシステムでの符号化するステップおよび拡散するステップは、有限量の時間および処理能力を浪費する場合があり、結果として得られる符号化されかつ拡散された信号が、受け取られたデジタルデータを媒体を介して通信することができる能力は、媒体の物理的特性、利用可能な処理能力、ならびに、符号化するステップおよび拡散するステップで適用される処理利得のような、様々な要因により決まる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第09/772110号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本文書は、データを送信機から受信機に、媒体を介して、効率的に通信するためのシステム、装置および方法を説明する。詳細には、送信機は、対応する数のコードに(例えば、一意的に)それぞれ関連する、所定の数のデータ値の1つに対応する、短い単位でのデータを受け取ることができる。送信機は、データの受け取られた単位自体の代わりに、データの受け取られた単位に関連するコードを送出することができる。ある実施形態において、コードは、その行がランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の列から取り出される。例えば、2の累乗のインデックスを有する列などの、シャッフルされた行列の特定の列のみが、送信機に格納され得るとともに、送信されるべき列は、格納される列の1つまたは複数に対する、論理関数の適用(例えば、排他的OR関数のビット単位の適用)により、送信機で動的に生成され得る。受信機は、受信データと、送信機により使用されるそれぞれの可能なコードとの間の相関を計算する、いくつかの相関器を使用することができる。最も強い計算された相関に基づいて、受信機は、所定の数のデータ値のどれを送信機が送出したかを判定することができる。処理利得は、データが送信機と受信機との間を非常に低い信号雑音比で通信され得るように設定され得る。
【０００６】
ある実施形態において、ある方法は、電子送信機デバイスで、電子受信機デバイスとの通信のために、複数の所定のデータ値の1つに対応する第1のデータ値を受け取るステップと、その行がランダムに、または疑似ランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の形をとるデータビットの行列から、第1のデータ値に関連するデータビットの列を特定するステップと、電子受信機デバイスに、第1のデータ値の代わりに、データビットの特定された列を送信するステップとを含む。
【０００７】
この方法は、電子受信機でデータを受信するステップと、受信データをデータビットの特定された列に相関させるステップと、電子受信機によるさらなる処理のために、第1のデータ値を提供するステップとをさらに含むことができる。ある実施形態において、受信データをデータビットの特定された列に相関させるステップは、受信データと、所定のデータ値の1つが関連する、データビットの行列内の各列との間の相関を計算するステップと、受信データが、データビットの特定された列に最も強く相関されていることを判定するステップとを含むことができる。計算するステップは、相関の符号を計算するステップを含むことができ、判定するステップは、計算された符号に基づいて判定するステップを含む。受信データをデータビットの特定された列に相関させるステップは、アダマール変換または高速アダマール変換を計算するステップを含むことができる。
【０００８】
この方法は、第1のデータ値が、電子受信機により、データビットの送信される列から、電子送信機デバイスにより送信される他のデータと区別して判定され得るように、第1のデータ値をデータビットの列に関連付けるステップをさらに含むことができる。データビットの列を特定するステップは、データビットの行列からのビットの2つ以上の列に論理関数を適用するステップを含むことができる。2つ以上の列内の各列は、2の累乗の列インデックスを有することができる。論理関数を適用するステップは、ビット単位で、排他的OR関数を、2つ以上の列に適用するステップを含むことができる。
【０００９】
ある実施形態において、データビットの列を特定するステップは、第mの列を特定するステップを含むことができ、論理関数を適用するステップは、ビット単位で、排他的OR関数を、その第mの行が第1の所定の値に等しい値を有する、ビットの行列内のそれぞれの2の累乗の列に適用するステップを含む。この方法は、電子送信機デバイスおよび電子受信機デバイスのそれぞれに含まれるメモリデバイスに、2の累乗のインデックスを有するデータビットの行列の列に対応する2N×N行列を格納するステップをさらに含むことができる。
【００１０】
データビットの特定された列を送信するステップは、順に、および一度に1ビットで、特定された列に含まれる各ビットを送信するステップを含むことができる。所定のデータ値のそれぞれは、一定数の1つまたは複数のデータビットを有することができる。
【００１１】
ある実施形態において、ある方法は、電子送信機デバイスで、電子受信機デバイスとの通信のために、複数の所定のデータ値の1つに対応する第1のデータ値を受け取るステップと、その行がランダムに、または疑似ランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の形をとるデータビットの行列から、第1のデータ値に関連するデータビットの第mの列を特定するステップと、ビットの第mの列を生成するステップであって、ビット単位で、排他的OR関数を、その第mの行が第1の所定の値に等しい値を有する、ビットの行列からの、1つまたは複数の2の累乗の列に適用するステップを含むステップと、電子受信機デバイスに、第1のデータ値の代わりに、データビットの動的に生成された第mの列を送信するステップとを含むことができる。
【００１２】
この方法は、データビットの2N×2Nアダマール行列を、圧縮された2N×N行列で格納するステップをさらに含むことができ、2の累乗の列インデックスを有するデータビットの行列の列のみが、電子送信機デバイスに格納される。ビットの第mの列を生成するステップは、その第mの行が第1の値に等しい値を有する、圧縮された2N×N行列内の1つまたは複数の列を判定するステップと、ビット単位で、排他的OR関数を、1つまたは複数の列に適用するステップとを含むことができる。
【００１３】
ある実施形態において、あるシステムは、電子受信機と、電子受信機との通信のために、複数の所定のデータ値の1つに対応する第1のデータ値を受け取る電子送信機とを含むことができる。電子送信機は、その行がランダムに、または疑似ランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の形をとるデータビットの行列から、第1のデータ値に関連するデータビットの列を特定し、電子受信機デバイスに、第1のデータ値の代わりに、データビットの特定された列を送信することができる。電子受信機は、データを受信し、受信データをデータビットの特定された列に相関させ、さらなる処理のために、電子受信機内の回路に第1のデータ値を提供することができる。
【００１４】
電子送信機は、データビットの2N×2Nアダマール行列を、圧縮された2N×N行列で格納するメモリデバイスを含むことができ、2の累乗の列インデックスを有するデータビットの行列の列のみが格納される。ある実施形態において、データビットの特定された列は、データビットの行列の第mの列であり、電子送信機は、ビット単位で、排他的OR関数を、その第mの行が第1の値を有する、圧縮された2N×N行列内の1つまたは複数の列に適用することにより、圧縮された2N×N行列から、第mの列を生成するための回路を含む。
【００１５】
電子受信機は、受信データと、複数の所定のデータ値の中のデータ値が関連する、データビットの行列の対応する複数の列のそれぞれとの間の相関を計算する、いくつかの相関器を含むことができる。電子受信機は、(a)データビットの行列からの対応する列のどれが、受信データとの最も強い計算された相関を有するかを判定し、(b)判定された対応する列に関連する、複数の所定のデータ値からのデータ値を出力する回路をさらに含むことができる。
【００１６】
ある実施形態において、あるシステムは、電子受信機と、電子受信機との通信のために、複数の所定のデータ値の1つに対応する第1のデータ値を受け取る電子送信機と、その行がランダムに、または疑似ランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の形を有する行列からのデータビットを、第1のデータ値の代わりに、送信機から送信するための手段とを含むことができる。このシステムは、電子受信機でデータを受信するための、および、受信データが第1のデータ値に相関されていることを判定するための手段をさらに含むことができる。
【００１７】
ある実施形態において、あるシステムは、電子受信機と、電子受信機との通信のために、複数の所定のデータ値の1つに対応する第1のデータ値を受け取る電子送信機とを含む。この送信機は、その行がランダムに、または疑似ランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の形を有するデータビットの行列から、複数の所定のデータ値の1つに関連するデータビットの列を特定し、電子受信機デバイスに、第1のデータ値の代わりに、および第1のデータ値に基づいて、データビットの特定された列、または、データビットの特定された列の補数を送信することができる。電子受信機は、データを受信し、受信データをデータビットの特定された列または補数に相関させ、さらなる処理のために、電子受信機内の回路に第1のデータ値を提供することができる。
【００１８】
1つまたは複数の実施形態の詳細が、添付図面および以下の説明で示される。他の特徴、目的および利点は、説明および図面から、ならびに特許請求の範囲から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】別々のチャネルおよびPNコードを使用する、例示的な従来技術の無線送信機を示す。
【図２】高い処理利得を有することができる例示的なシステムのブロック図である。
【図３Ａ】例示的なアダマール行列およびその特定の特性を示す。
【図３Ｂ】例示的なアダマール行列およびその特定の特性を示す。
【図４】図2に示される例示的なシステムのさらなる詳細を示す。
【図５】データの受信ブロックを、データに対応する可能性があるシンボルに相関させる例示的な方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
様々な図面での同じ参照符号は、同じ要素を指す。
【００２１】
本文書は、データを送信機から受信機に、媒体を介して、効率的に通信するためのシステム、装置および方法を説明する。詳細には、送信機は、対応する数のコードに(例えば、一意的に)それぞれ関連する、所定の数のデータ値の1つに対応する、短い単位でのデータを受け取ることができる。送信機は、データの受け取られた単位自体の代わりに、データの受け取られた単位に関連するコードを送出することができる。ある実施形態において、コードは、その行がランダムにシャッフルされた2N×2Nアダマール行列の列から取り出される。例えば、2の累乗のインデックスを有する列などの、シャッフルされた行列の特定の列のみが、送信機に格納され得るとともに、送信されるべき列は、格納される列の1つまたは複数に対する、論理関数の適用(例えば、排他的OR関数のビット単位の適用)により、送信機で動的に生成され得る。受信機は、受信データと、送信機により使用されるそれぞれの可能なコードとの間の相関を計算する、いくつかの相関器を使用することができる。最も強い計算された相関に基づいて、受信機は、所定の数のデータ値のどれを送信機が送出したかを判定することができる。処理利得は、データが送信機と受信機との間を非常に低い信号雑音比で通信され得るように設定され得る。
【００２２】
背景に関して、図1は、別々のチャネルおよび疑似ノイズ(PN)コードを使用する、例示的な従来技術の無線送信機101を示す。ユーザデータ信号103Aおよび103Bが示され(例えば、音声信号)、それらは、ある実施形態において、ボコーダ106によりデジタル化され、畳み込みエンコーダ109により符号化され得る。ボコーダ106は、様々な方法で、音声信号103Aのデジタル化および圧縮の両方を行うことができ、畳み込みエンコーダ109は、誤り訂正のために後で使用される場合がある情報を付加することができる。
【００２３】
ある実施形態において、畳み込みエンコーダ109へ入力されるボコードされた(vocoded)データの各nビットは、m個のシンボルに変換される。例えば、2ビットごとに、4ビットのシンボルとして符号化される場合があり、別の例として、4ビットごとに、8ビットのシンボルとして符号化される場合がある、などである。畳み込みエンコーダ109からのシンボル出力はさらに、チャネルコーダ112により処理される場合がある。ある実施形態において、データ103Aおよび103Bの各ストリームは、チャネルコーダ(例えば、ある実施形態において、アダマール-ウォルシュコーダ(Hadamard-Walsh coder)であるチャネルコーダ112)により、異なるチャネルコードで符号化される場合がある。各データストリームを異なるチャネルコードでチャネル符号化することは、多数のユーザを同じ周波数で同時に受け入れるシステムを容易にすることができる。多くの実施形態では、データの各チャネルは、チャネル間の干渉を最小化することができる直交コードが割り当てられる。チャネルが符号化されると、データの各ストリームの周波数コンテンツは、例えば、PN(疑似ノイズ)拡散器118により、さらに拡散される場合がある。
【００２４】
情報の複数のチャネルは、結合器(combiner)121で結合され得るとともに、結合器121の出力は、物理的な媒体を介して情報を通信するために使用され得るキャリア信号124を変調するために使用され得る。他の実施形態(図示せず)では、データの単一のチャネルが送信される場合があり、結合器121が省略される場合がある。
【００２５】
アンテナおよび空気インターフェース(air interface)が図1に示されるが、他の媒体を介した通信が可能である。例えば、キャリア光信号は、結合された信号により変調され、光ファイバインターフェースを介して送られる場合がある。他のキャリアおよび媒体も可能である。
【００２６】
ある実施形態において、入力ユーザデータ103Aは、すでにデジタル化されたデータである場合がある。(すなわち、入力データは、アナログではなくデジタル形式で、すなわち、あらかじめサンプリングされたオーディオ形式である場合がある。)そのような実施形態では、ボコーダ106および/または畳み込みエンコーダ109は、迂回される場合があり、デジタル化されたデータは、直接(例えば、経路115に沿って)チャネルコーダ112に経路設定される場合がある。
【００２７】
上記の例示的な処理では、各ステップは、元の信号に対して、追加的なデータ、すなわち処理利得を付加する場合がある。例えば、9600ビット毎秒(bps)のデータが、ボコーダ106により出力される場合があるが、ボコーダ106からの2ビットごとに、畳み込みエンコーダ109によって、4ビットのシンボルにより表される場合があり、それにより、畳み込みエンコーダ109は、19200bpsのレートでシンボルデータを出力する。同様に、シンボルデータの各ビットは、64ビットのウォルシュコードと結合される場合があり、それにより、結果として得られるチャネル符号化シンボルは、1228800bps(1.2Mbps)のストリームのデータの一部である。
【００２８】
ある実施形態において、チャネル符号化データは、同じデータレートを有する拡散コードと結合される。例えば、1.2Mbpsのストリームのチャネル符号化データは、ビット単位で(例えば、排他的OR関数で)1.2MbpsのPN拡散コードと結合される場合がある。拡散コードを使用する他の実施形態では、拡散コードは、出力データストリームに対して、追加的なデータ、すなわち処理利得を付加する場合がある。すなわち、そのような実施形態では、チャネル符号化データストリーム内の各ビットは、複数のPNビット(例えば、2ビット、4ビット、5ビット、64ビット等)と結合される場合がある。
【００２９】
全体の処理利得は、拡散比(例えば、最終的な処理信号(例えば、拡散され、符号化された信号)の帯域幅と、未処理の入力信号の帯域幅との比)の対数として表され得るとともに、デシベルで表現される場合がある。したがって、上記の例の1つでは、処理利得は、1228800/9600=128、または10log10(128)=21dBとして表現される場合がある。
【００３０】
一部の状況では、処理利得は、出力信号が媒体を介して基礎となる情報をどれほど効率的に伝達することになるかの有用な指標を提供することができる。別の言い方をすれば、処理利得は、出力信号がノイズおよび干渉に対してどれほど抵抗性が高くなるかの指標を提供することができる。一般には、処理利得がより高くなれば、信号は、それが媒体を介して伝搬される際に、媒体内のより多くのノイズを許容することができる。さらには、処理利得がより高いということは、より低い処理利得を伴う信号よりも、信号が、スペクトル的に、より高い程度でノイズに類似するということを示す場合もある。
【００３１】
上記の例から理解されることになるように、処理利得およびデータ搬送帯域幅は、一般には、個別のチャネルレベルでは、逆数の関係にある。したがって、ノイズまたは干渉を非常に受けにくい出力信号は、ノイズまたは干渉の受けにくさの程度がより小さい信号よりも、データ搬送帯域幅がより狭い場合がある。このことをより具体的に評価すると、2倍のデータ搬送帯域幅および2分の1の拡散比(例えば、128ではなく64の拡散比、すなわち、10log10(128)=21dBではなく10log10(64)=18dB)を伴う出力信号は、ノイズおよび干渉の受けにくさの程度がより小さい可能性がある。処理利得をデータ搬送帯域幅パラメータとバランスを取ることにより、システム設計者は、個別の信頼性、ノイズまたはスループットの仕様条件を実現するための通信システムを設計することができる。
【００３２】
図2は、高い処理利得を有することができる例示的なシステムのブロック図である。高い処理利得は、非常にノイズの多い媒体を介しての信頼性の高い通信を可能にすることができる。さらには、高い処理利得は、送信される情報を、スペクトル的に、媒体内の環境ノイズに非常に類似して見えるようにすることにより、通信に対するセキュリティを付加することができる。
【００３３】
1つの例に示されるように、システム201は、ユーザデータ203を受け取り、ユーザデータを処理し、媒体206(例えば、空気インターフェース、水インターフェース(water interface)、光ファイバインターフェース等)を介して表現データを通信する送信機202と、表現データを受信し、ユーザデータを復元するために、その表現データを処理する受信機208とを含む。
【００３４】
図2の例では、いくつかの異なるシンボル(210A〜210N)の1つが、任意の所与の時間に(例えば、各シンボル時間に)媒体206を介して通信され、それぞれの所与の時間に通信される個別のシンボルは、ユーザデータ203を処理する符号化関数213により選択される。例えば、ユーザデータ203は、特定の、改変されていないシンボル210A〜210Nを、送信回路219によって、媒体206を介して通信するマルチプレクサ216を制御するように、符号化関数213により処理され得る。
【００３５】
ある実施形態において、ユーザデータストリーム203で、データの各ビットに対して、2つのシンボルの1つが送信される。すなわち、シンボル時間の際に、シンボル内の各ビットは、チップ時間に、送信回路219にクロックアウトされる。クロックアウトされる特定のシンボルは、データのビットの対応する値に基づいて選択され得る。(この説明を通じて、例は、バイナリデータ値(すなわち、「1」または「0」のいずれかの値)を用いて提供されるが、読者は、データの各ビットが、3つ以上の可能な値を有する場合があるということを理解するであろう。例えば、マルチステートの回路またはデバイスは、各データビットに対して、3つ、4つ、または他の若干数の可能な値を使用する場合がある。)例えば、第1のシンボル210Aは、「0」の値を有するユーザデータ203内のビットに対してクロックアウトされる場合があり、第2のシンボル210Bは、「1」の値を有するユーザデータ203内のビットに対してクロックアウトされる場合がある。他の実施形態では、16個の異なるシンボルの1つが、ユーザデータストリーム203内の、データの4ビットごとに対してクロックアウトされ、クロックアウトされる個別のシンボルは、対応する4つのデータビットの値に基づいて選択され得る。すなわち、4つのデータビットの各組は、いくつかの異なる所定の、または予測される値の1つを引き受ける場合があり、各データ値は、異なるコードまたはシンボルに一意的に関連する場合がある。例えば、ユーザデータ203内の「0000」は、結果として第1のシンボル210Aとなって選択かつクロックアウトされる場合があり、「0001」は、結果として第2のシンボル210Bとなって選択かつクロックアウトされる場合があり、「1001」は、結果として第10のシンボルとなって選択かつクロックアウトされる場合がある、などである。様々な実施形態において、異なる数のシンボルを使用する場合があり、異なるシンボルは、様々な方法で選択される場合がある。
【００３６】
シンボル時間は、ユーザデータ203が符号化関数213に供給されるレートに応じて決まる場合があり、チップ時間は、シンボル時間およびシンボル内のビットの数の両方に応じて決まる場合がある。例えば、ビットを符号化関数に19200bpsで供給するユーザデータストリーム203に関しては、シンボル期間は1/19200秒、すなわち約52μsとなり得る。各シンボルが16ビットを有する(16の処理利得に対応する)ならば、個別のビットは、1/(19200×16)秒ごとに、すなわち、3.26μsごとに、307.2KHzの周波数でクロックアウトされ得る。ユーザデータストリーム203が、ビットを符号化関数に19200bpsで供給し、ただし各シンボルが8192ビット長であるならば、シンボル期間は、やはり52μsとなり得るが、個別のシンボルビットは、1/(19200×8192)秒のチップレートで、すなわち6.4nsごとに、157MHzの周波数でクロックアウトされ得る。
【００３７】
様々なシンボルレート、チップレートおよび処理利得が可能である。上記で示されたように、処理利得および帯域幅は、シンボルレート、および、シンボルとそれが符号化する基礎となるデータとの間の関係の関数である場合があるが、特定のシステムの設計の目標を達成するために変化させられる場合がある。ある実施形態において、30MHz以下であるチップレートを有することが有利である場合がある。一部の場合では、この周波数は、あるしきい値周波数である場合があり、それより低いところでは、政府機関が、より制限の少ない管理を遂行し、かつ/または、そこでは、帯域幅に関する競合は、より少ない。この周波数での信号は、はるかに高い周波数での信号より、干渉を受けやすい場合があるので、非常に大きな処理利得もまた、望ましい場合がある。
【００３８】
以下の表は、比較的低いチップレートおよび比較的高い処理利得を有する様々な例示的なデータレートを示す。
【００３９】
【表１】
2012516115.tif 000003
【００４０】
ある実施形態において、データは、キャリア信号を必要とすることなく、バイナリ形式で送信される場合がある。例えば、2001年1月26日に出願し、現在は米国特許第6982945号である、米国特許出願第09/772110号でより詳細に説明されているように、バイナリデータは、アナログ信号(例えば、1ボルト信号)に変換される場合があり、アナログ信号は、アンテナを直接駆動するために使用される場合がある。データは、例えば、その両方が参照により本明細書に組み込まれている、同時係属中の米国特許出願第10/943677号で、および同時係属中の米国特許出願第10/402878号で説明されている方法を含む、他の方法で送信される場合がある。
【００４１】
受信機208では、シンボルデータは、受信回路222で受信され得るとともに、シンボルデータは、それぞれの可能なシンボル(すなわち、送信機202により送信された可能性があるシンボル210A〜210N)に対して、対応する相関器225A〜225Nにより相関され得る。受信されたシンボルデータに最も類似して相関すると判定されるシンボルが、基礎となるユーザデータを表すと考えられ得る。次いで、このユーザデータは、説明のために、シンボル選択器226およびマルチプレクサ227として表される回路により、直接提供され得る。例示的な相関処理のさらなる詳細が、図5を参照して以下で提供される。
【００４２】
上記の説明は、シンボルの共通の組を使用する送信機202および受信機208の状況下で提供される。送信機と受信機との間でシンボルを選択かつ調整する様々な方法が可能であり、任意の適した方法が使用されてよい。異なる送信機-受信機の対に対して、コードの異なる組を使用することにより、対の間の同時通信が可能である場合がある。さらには、第1のデバイス内で複数の送信機202(それぞれが、コードの異なる組を使用する)を、および、第2のデバイス内で複数の対応する受信機208を複製することにより、第1のデバイスと第2のデバイスとの間のパラレル通信が、処理利得の低減なしに、効率的に増強される(例えば、集約される)場合がある。より具体的には、例えば、それぞれの送信機/受信機デバイスの対は、複数の送信/受信回路を含むことができ、各回路は、コードの異なる組、および/または、複数の通信チャネルを形成するための異なるアンテナを使用する。各チャネルは、上記のように、比較的高い処理利得を使用することができるが、異なるデータ(例えば、単一の入力ストリームの異なる部分)は、複数のチャネルのそれぞれを介して送出される場合があり、その結果、(集約された)複数のチャネルのすべてにわたるデータ搬送帯域幅は、各チャネルの処理利得が(例えば、比較的高い値で)一定であるとしても、増大される。
【００４３】
いくつかの利点が、図2に示されるシステムから生じる場合がある。一例として、処理利得は、容易に調整され得る。より詳細には、上記のTable 1(表1)に例示されるように、各シンボルの長さ、または、シンボルを選択するために使用されるユーザデータ内のビットの数とシンボル自体の中のビットの数との比を変更することにより、処理利得は容易に調整され得る。(例えば、以下でより詳細に説明されるように)シンボルがアダマール行列から取り出される実施形態では、増大する処理利得は、より大きなアダマール行列、またはアダマール行列の部分を使用することを含む場合がある。
【００４４】
別の例として、変調のステップが除去される場合がある。すなわち、上述のように、キャリア信号、ならびに、キャリア信号を送信側で変調し、キャリア信号を受信側で復調する、関連する処理および回路を必要とすることなしに、シンボルデータは、アンテナを直接駆動するために、バイナリ形式で使用される場合がある。
【００４５】
別の例として、複数のユーザデータが、同時に、効率的に符号化かつ拡散される場合がある。すなわち、任意の所与のチャネルに対して使用されるシンボルの特定のグループは、他のチャネルで使用されるシンボルのグループとは異なる場合があり、その結果、グループ自体は、所与のチャネルを符号化する働きをする。さらには、各チャネルの長さおよびスペクトルコンテンツが慎重に選択されるならば、シンボル自体は、さらなる拡散が望まれない可能性がある基礎となるユーザデータの十分な拡散を提供することができる。例えば、以下でより詳細に説明されるように、8Kビット長である(例えば、ランダムに、または疑似ランダムに分散させられるビットを伴う)シンボルは、基礎となるデータ信号のスペクトルコンテンツを効率的に拡散する働きをすることができる。(明快さのために、ビットは、本文書を通じて、「ランダムに」シャッフルされていると説明されていることに留意されたい。別段の言及が明示的にない限り、ランダムにシャッフルされたビットは、疑似ランダム処理によりシャッフルされたビットを含むことができる。)
【００４６】
ある実施形態においては、ウォルシュまたはアダマールのコードが、有用な初期シンボルを与える。アダマールコード内のビットは、ランダムに、または疑似ランダムにシャッフルされる場合があり、そのことが、上記のような、データを符号化するためのシンボルのような関数の有用性を向上させる場合がある。
【００４７】
アダマールコードは、アダマール行列を構築する反復処理を使用して生成され得る。H1=で開始して、アダマール行列は、次式により形成され得る。
【００４８】
【数１】
2012516115.tif 000004
【００４９】
例えば、長さが2および4のアダマールコードは、それぞれ次式で示される。
【００５０】
【数２】
2012516115.tif 000005
【００５１】
【数３】
2012516115.tif 000006
【００５２】
上記で示される対応する行列から、アダマールコードは、列(または、シャッフルされていないアダマール行列が、その主対角線に関して対称であることを考えれば、行)により与えられる。これらのアダマールコードは、それらが相互に直交であることを考えれば、有用であり得る。したがって、異なる信号は、異なる直交アダマールコードにより符号化され、次いで、同じ周波数チャネルを介して送信され得るとともに、異なる信号が、受信端で、同じ直交アダマールコードを使用して復元され得る。
【００５３】
アダマールのコードおよび行列の2つのさらなる特性が、次に説明される。第1に、アダマール行列は、それらが圧縮形式で格納されることを可能にする特性を有する。特に、以下でより詳細に説明されるように、2の累乗の列のみが格納される必要があり、残りの列は、2の累乗の列から動的に決定され得る。第2に、短いアダマールコードは、典型的には、拡散コードとして使用されたことはないが、より長いアダマールコードは、以下でより詳細に説明されるように、特にビットがシャッフルされた後に、使用される場合がある。
【００５４】
アダマール行列を圧縮形式で格納することが、次に説明される。図3Aおよび3Bに示されるように、アダマール行列の任意の列は、アダマール行列の2の累乗の列から動的に生成され得る。この説明では、個別の列を参照するために、8×8アダマール行列が図3Aに示され、この行列は、上記の反復方法で、または他の任意の適切な方法で生成され得る。それぞれの列および行は、0から7まででインデックス付与され、2の累乗の列(すなわち、2の累乗であるインデックスを有する列)は、そのように示される。
【００５５】
2の累乗の列から個別のインデックスを有する列を生成するために、排他的OR関数が、所望の列の個別のインデックスに対応する行でその値が「1」である、2の累乗の列に適用され得る。例えば、図3Bを参照すると、列を生成するために、2の累乗の列のそれぞれでの、行インデックス5に対応する行が、調べられ得るとともに、排他的OR関数が、の行で「1」を有するそれらの2の累乗の列に適用され得る。この例では、「20」および「22」の列が、行で「1」を有するので、排他的OR関数は、動的に列を生成するために、示されるように、(例えば、各行で、セル単位で)これらの列に適用され得る。同じ処理が、行列の他の任意の列を生成するために適用され得る。
【００５６】
前述の例では、アダマール行列は小さく、小さなサイズに関しては、2の累乗の列ではない列を動的に生成することよりもむしろ、行列のすべての列を格納することが効率的である場合がある。しかしながら、より大きなアダマール行列に関しては、アダマール行列を圧縮形式で格納することで、行列を格納するために必要なメモリのサイズをかなり低減することができる。例えば、2N×2Nの大きさを有するアダマール行列は、2N×N行列として格納され得る。N=13に対しては、上記のようにアダマール行列を圧縮することにより、行列が非圧縮形式で有することになる8192×8192エントリ(約56Mエントリ)ではなく、8192×13エントリ(例えば、ほんの128K未満のエントリ)を有する行列に結果としてなる。N=13でのこの方式での圧縮は、結果として、その非圧縮の対応物の約630分の1の大きさである行列になる。
【００５７】
上記のアダマール行列を、拡散機能を実行するその能力を向上させるように改変することが、次に説明される。上記で示したように、アダマールコード(例えば、アダマール行列の列)は、一般には、データ信号のスペクトルコンテンツを拡散するためには使用されない。部分的には、これは、それぞれ上記および図3Aでの、例示的な4×4および8×8のアダマール行列の調査から、ならびに、より詳細には、いくつかの列がビットの規則的なパターンを有する(結果として、周波数領域内の不連続な対応する点でのエネルギーの集中になる)これらの行列からの観察から明らかになり得るように、多くの標準的なアダマールコードのスペクトル密度が、少数の不連続な周波数に集中させられるためである場合がある。しかしながら、ランダムに、または疑似ランダムにアダマール行列の行をシャッフルすることにより、アダマール行列の望ましい特性が維持され得る(例えば、以下でより詳細に説明されるような、相互に関する列の直交性質)とともに、行列の拡散能力が向上される場合があり、結果として、符号化および拡散の両方に対して使用され得るシャッフルされたアダマール行列となる。
【００５８】
その行がランダムにシャッフルされたアダマール行列の特性が、次に簡潔に考察される。第1に、上記の圧縮可能性に関しては、アダマール行列の任意の列は、排他的OR関数を特定の2の累乗の列に行単位で適用することにより、動的に生成され得るので、および、行をシャッフルすることは、行内の各列に影響を与えるので、シャッフルすることは、任意の所与の行内で、相互の相対的な、列の値には影響を与えない。したがって、行がシャッフルされていようといまいと、アダマール行列は、上記のように圧縮され得る。
【００５９】
第2に、(列がチャネルコードとして使用されることを可能にすることができる)相互の相対的なアダマール行列内の列の直交性に関しては、行をシャッフルすることは、各列に影響を与え、その結果、各列コードは、改変されるが、相互の相対的な列の直交性を維持する形になっている。
【００６０】
第3に、行をランダムにシャッフルすることは、従来のシステムで、PNを用いてチャネル符号化信号を変調することと同様の効果を有し、すなわち、ランダムにシャッフルすることは、コードに対してかなりのスペクトルの多様性をもたらすことができ、その多様性は、コードの長さが増大するにつれて(すなわち、アダマール行列内の行の数が増加するにつれて)、増大する場合がある。したがって、(例えば、8K、4K、1K、512ビット、256ビット、128ビット等の程度の)十分に長いコードを使用することにより、それに対応して大きさが設定される、ランダムにシャッフルされた行を有するアダマール行列から取り出されて、データ信号は、同時に、効率的にチャネル符号化かつ拡散され得る。
【００６１】
図4は、媒体を介してユーザデータを受信、処理かつ通信するために使用され得る、図2に示されるシステムのさらなる詳細を示す。詳細には、図4は、それら自体は、図3Aに示されるようなアダマール行列から取り出され得る、送信すべき個別のシンボルを選択するためにエンコーダ213により処理される、ユーザデータストリームの具体例を示す。
【００６２】
図4の例に示されるように、ユーザデータストリーム203が、エンコーダ213に提供され、詳細には、ビットのシーケンス「11」、「01」、「01」、および「00」が、エンコーダに提供される(それぞれ、要素411、412、413および414)。(ビットは、説明のためにグループ分けされているが、読者は、そのエンコーダが、ビットをデータの連続したストリーム(例えば、「11101000」)で受け取ることができるということを理解するであろう。)例示的な実施形態では、2ビットごとに、シンボルマルチプレクサ206を直接制御するために使用される場合がある。より詳細には、例えば、データ203のストリームのエンコーダ213による処理は、結果として、第1に選択されるシンボル11(「00111100」)と、これに続く、次のシンボル期間の際のシンボル01(「00001111」)と、これに続く、後続のシンボル期間での、やはりシンボル01と、シンボル00(「00110011」)とになる場合がある。他の実施形態では、異なる符号化スキーム213が使用される場合がある。
【００６３】
データビットが、マルチプレクサ206を直接制御するために使用される、示されたような実施形態では、エンコーダ213は、シリアルデータストリーム203を受け取り、適切なシンボルがクロックアウトされることを可能にするための時間の十分な期間(例えば、シンボル時間)の間、シリアルデータストリーム203の適切な数のビット(例えば、2)を保持するために、シフトレジスタ(図示せず)のような回路を含むことができる。エンコーダ213は、シンボルデータを実際にクロックアウトするチップクロック(図示せず)に同期させられ得る。この状況下では、シンボルデータをクロックアウトするステップは、順に、および一度に1ビットで、シンボル内の各ビット(例えば、ランダムにシャッフルされた行を有するアダマール行列からの列などの、ビットの行列の列内の各ビット)を送信するステップを含むことができる。
【００６４】
あるチップレートでクロックアウトされるシンボルデータは、送信回路219により、媒体206を介して送信され得る。説明のために、媒体206を介して送信されるデータは、データブロック421、422、423および424(それぞれ、シンボル11、シンボル01、改変されたシンボル01およびシンボル00に対応する)として表される。
【００６５】
示されるように、シンボルは、ビットの行列の列から(例えば、その行がランダムにシャッフルされる場合がある(ランダムにシャッフルすることは、図4には示されていない)、(図示のような)アダマール行列の列から)取り出され得る。一部の実施形態では、大きなアダマール行列が、(例えば、圧縮形式で)送信機202および受信機208内のメモリデバイスに格納され得るとともに、回路(図示せず)が、個別の送信機-受信機の対によりシンボルとして使用するための列のサブセットを選択するために、各端部で使用され得る。シンボル(例えば、列)の組は、動的に決定される場合があり、周期的に、かつ動的に変更される場合がある。先に指摘されたように、シンボルの適切な組が、対になった送信機と受信機との間で、様々な方法で調整され得る。
【００６６】
データが、媒体206を介して送信される際に、それは、干渉を受けやすい場合がある。それにより個別のデータビットが反転される、干渉の一種の例が、データブロック423に示される。詳細には、稲妻のグラフィックスは、最初に送信されたシンボルと比較して、データブロック423内で反転された2つのビットを示す(すなわち、データは、媒体206内で、最初に送信された「00001111」ではなく、「11001111」と示される)。基礎となるユーザデータを復元するために使用される相関処理、および、相関処理で有利に使用される処理利得のために、インターフェースは、受信機208が、ユーザデータストリーム203から基礎となるデータをなおも復元することを可能にする場合がある。他のシステムは、図4に示されたものよりもさらに強い干渉を許容する場合がある。
【００６７】
受信機208では、受信回路222が、データブロック421、422、423および424を含む、様々な信号を受信する。一部の実施形態では、受信回路222は、送信回路219に同期させられ、その結果、受信回路は、データブロック421、422、423、および424のそれぞれの開始位置ならびに終了位置を特定することができる。受信機208と送信機202とを同期させる様々な方法が可能であるが、これらの方法は、本明細書では少しも詳細には説明されず、むしろ、説明のために、同期はすでに確立されており、その結果、相関器225A〜225Dは、それぞれの受信データブロック421、422、423および424を、送信機202により送信された可能性がある各シンボルと、後で比較することができるものとする。
【００６８】
データブロック421、422、423および424のような受信信号を復号化するために、一部の実施形態では、受信データが対応する可能性がある、それぞれの可能なシンボルに対する相関器を使用する。図4の例では、4つの可能なシンボル、すなわち、シンボル00、シンボル01、シンボル10およびシンボル11の任意の1つが、送信機202により送信され、(場合によっては、破損された形式で)受信機208により受信され、それに応じて、受信機は、4つの可能なシンボルのそれぞれに対して1つである、4つの相関器225A〜Dを使用することができる。
【００６９】
一部の実施形態では、各相関器は、他の相関器と並列に動作する。すなわち、データブロックが完全に受信されると、データブロックは、可能なシンボルのそれぞれと、並行的に(または、ほぼ並行的に)比較され得る。比較に基づいて(例えば、1つの実施形態で、図5を参照して説明されるように、各相関器の出力に基づいて)、シンボル選択器226は、各受信シンボルに基づいて、提供されるべき適切な復号化データを発生させることができる。図4の例では、シンボル選択器226は、復号化シンボルに基づいて適切なデータを選択し、選択されたデータを出力ストリーム235に出力するマルチプレクサ227を制御することができる。例えば、データブロック423の受信に関して、受信機208は、シンボル01が送信されたと判定する場合があり、それに応じて、「01」を出力する場合がある。
【００７０】
図5は、データの受信ブロックを、データの受信ブロックに対応する場合がある可能なシンボルに相関させる1つの例示的な方法の図による表現を提供する。読者は、この説明は、2つの異なる信号を相関させる多くの可能な数学の、およびアルゴリズムの方法の1つを、グラフを用いて説明するための、概念的な単純化を表しているということを理解するであろう。任意の適切な相関方法が、使用され得る。例えば、一部の実施形態では、受信データを対応するシンボルに相関させるために、アダマール変換、高速アダマール変換、または他の適切なアルゴリズムを使用する場合がある。
【００７１】
図5の例に示されるように、入力データ(例えば、干渉を受けやすいというように上記で説明されたデータブロック423(「11001111」))が、受信回路222により受信される。入力データは、図示のように各相関器に提供され得るとともに、各相関器は、入力データを異なるシンボルと比較することができる。この例に示されるように、相関器225Aは、入力データをシンボル00(「00110011」)と比較し、相関器225Bは、入力データをシンボル01(「00001111」)と比較し、などとなる。ある実施形態では、各相関器225A〜Dは、入力データのいくつのビットが、可能なシンボル中の対応するビットと整合するかを判定することができ(例えば、相関器は、相関の大きさを判定することができる)、他の実施形態では、より複雑な相関処理が実行される。説明のために、単純な整合ビット数比較(number-of-matching-bits-comparison)が示される(例えば、大きさ)。この説明では、入力データの6ビットが、シンボル01内の対応するビットと整合する一方で、入力データの4または2ビットだけが、他のシンボルのいずれかと整合する。
【００７２】
一部の実施形態では、相関に関する符号もまた、データを符号化かつ復号化するために使用される場合がある。説明のために、符号は、各相関器の出力の隣に、(+)および(-)の標識により示される。一部の送信機は、単一のシンボルまたはその補数を送出することができ、受信機端では、受信機は、1つまたは複数の相関器を使用し、出力の符号に基づいてデータを復号化することができ、個別のシンボルとの正の相関は、1つのデータ値を示すことができ、同じシンボルとの負の相関は、第2のデータ値を示すことができ、大きさは、複数の可能なシンボルの間で区別するために上記のように、または、ある個別のシンボルとの十分な整合があるかどうかを判定する方法として、使用され得る。
【００７３】
受信機で複数の相関器を使用する実施形態では、符号に基づく符号化情報は、通信帯域幅を増大させることができる。例えば、図5は、2ビットの情報が効率的に通信され得る(すなわち、効率的に、2ビットが、4つのシンボル、すなわち、シンボル00、シンボル01、シンボル10およびシンボル11の1つを復号化する)システムを示す。符号を使用することにより、情報のさらなるビットが符号化され得る(すなわち、3ビットが、8つの「シンボル」、すなわち、(+)シンボル00、(-)シンボル00、(+)シンボル01、(-)シンボル01、(+)シンボル10、(-)シンボル10、(+)シンボル11、および(-)シンボル11の1つを効率的に復号化する。ただし、(+)はシンボル自体を表し、(-)はシンボルの補数(例えば、1の補数)を表す。)。
【００７４】
相関符号を使用するシステムでは、送信機は、それに応じて構成され得る。すなわち、シンボルの補数(例えば、1の補数)もまた、個別のデータ値が受け取られるときに、そのデータ値と関連付けられ、送信され得る。説明のために、受信データ423の1の補数510が、シンボル10に対して絶対的な大きさは類似するが、符号が反対である相関値513とともに示される。
【００７５】
整合するビットの数に対応する(または、より複雑な相関器を使用するシステムでは何か他の値に基づく)出力が、シンボル選択器226(図2および図4を参照)に提供され得るとともに、(例えば、データが媒体206内で破損されている可能性がある前に、送信機202で、どのシンボルが入力データに相関されていたかを予測する手段として)各相関器の出力の比較に基づいて、最も強い整合が判定され得る。
【００７６】
上記の例が説明するように、処理利得をデータストリーム203に付加することは、データがノイズの多い媒体206を介して送信される後でさえ、データの復元を容易にすることができる。(例えば、シャッフルされたアダマール関数を使用して)データ203を4つの可能なシンボルの1つとして符号化し、シンボルを、媒体206を介して送出し、受信機208で受信されたデータを可能なシンボルのそれぞれに相関させることにより、たとえ送信されたシンボルの個別のビットが媒体内で破損されるとしても、データは正確に復元される場合がある。このように、上記の例では、媒体を介しての送信の際に、たとえ2ビット(シンボル内のビットの25%)が反転されたとしても、データブロック423は、シンボル01に正確に相関される。読者は、この例の概念が、はるかに長いシンボルに容易に拡張され得るということを理解するであろう。例えば、128ビットを有するシンボルは、25%を超えるビットが破損される、よりノイズの多い媒体を介して、データを正確に伝達することができ、さらに多くのビット(例えば、1K、2K、8Kビット等)を有するシンボルは、さらにノイズの多い媒体を介して、データを伝達することができる。
【００７７】
いくつかの実施形態が説明された。それでも、様々な改変が行われ得るということが理解されよう。例えば、上記で示されたフローの様々な形式が、ステップが再配列、付加、または除去されて使用され得る。したがって、他の実施形態は、以下の請求項の範囲内にある。
【符号の説明】
【００７８】
202  送信機
203  ユーザデータ、ユーザデータストリーム、シリアルデータストリーム、データストリーム、データ
208  受信機
210A  シンボル、第1のシンボル
210B  シンボル、第2のシンボル
210C〜210N  シンボル
213  符号化関数、エンコーダ、符号化スキーム
219  送信回路
222  受信回路
225A〜225N  相関器
226  シンボル選択器
【図１】
2012516115.tif 000007
【図２】
2012516115.tif 000008
【図３Ａ】
2012516115.tif 000009
【図３Ｂ】
2012516115.tif 000010
【図４】
2012516115.tif 000011
【図５】
2012516115.tif 000012
【国際調査報告】
2012516115.tif 000013
2012516115.tif 000014