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JP2002540671A - データフレームの伝送方法および伝送装置ならびにデータレート整合方法および整合装置 - Google Patents

データフレームの伝送方法および伝送装置ならびにデータレート整合方法および整合装置

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JP2002540671A
JP2002540671A JP2000607340A JP2000607340A JP2002540671A JP 2002540671 A JP2002540671 A JP 2002540671A JP 2000607340 A JP2000607340 A JP 2000607340A JP 2000607340 A JP2000607340 A JP 2000607340A JP 2002540671 A JP2002540671 A JP 2002540671A
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    • H03M13/635Error control coding in combination with rate matching

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  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 伝送すべきエレメントがインタリーバにより複数の無線フレームに分配され、それに対しパンクチャリングまたはリピーティングが行われる。この場合、エレメントをインタリーブ前の元の配置に関連づけたときのパターンによって、隣り合うエレメントまたは遠く離れていないエレメントのパンクチャリングまたはリピーティングが回避されるよう、パンクチャリングまたはリピーティングが実行される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、データフレームの伝送方法および伝送装置ならびにたとえばパンク
チャリングもしくはリピーティングを用いたデータレート整合方法および整合装
置に関する。
【0002】 ディジタル通信システムは、通信媒体を介したデータ伝送を容易にするフォー
ムでデータを表現することによりデータを伝送するために設計されている。たと
えば無線伝送媒体の事例では、データは無線信号というかたちで通信システムの
送信機と受信機の間で伝送される。広帯域通信ネットワークの事例では、データ
は光というかたちでたとえば光ファイバネットワークを介してシステムの送信機
と受信機の間で伝送することができる。
【0003】 データ伝送中、伝送されたデータのビットまたはシンボルに誤りの生じる可能
性があり、それに伴いそれらのビットまたはシンボルを受信機において正しく求
めることができなくなってしまう。この理由からデータ通信システムには、伝送
中に発生するデータエラーを抑える手段がしばしば設けられている。それらの手
段の1つとしてシステムの送信機に符号化器が装備されており、これによってデ
ータが伝送前に誤り制御コードに従い符号化される。誤り制御コードの構成によ
れば、制御されたかたちでデータに冗長性が付加される。そして受信機において
、伝送中に発生したエラーを制御コードの復号により補正でき、このことで元の
データが再現される。この復号は、受信機にとって既知の誤り制御コードに対応
する誤り復号アルゴリズムを用いることで行われる。
【0004】 データが符号化された後、データレート整合(rate matching)のためにしば
しば必要とされるのは、符号化されたデータのブロックからのデータビットまた
はシンボルのパンクチャリングまたはリピーティング(反復)後にそれらのデー
タを伝送することである。ここでパンクチャリングという用語は、符号化された
データブロックからビットを除去または消去するプロセスを意味するものとし、
その結果として、パンクチャリングされただいじょうぶですか、なんだか心配し
てしまいます、今日もお休みなんて。とっても淋しかったですよ、2週続けてブ
ルーマンデイにいないなんて。コーちゃんもいっしょに弁当を食べるはずだった
のに、と淋しそうだった。なんでもなければよいのですが。明日火曜日はお休み
なので、今日は夜8時半まで会社にいました。ヤスカワもまだいる気配がする。
じゃあねー。ビットはそのデータブロックとともには伝送されないことになる。
実例を挙げるとパンクチャリングが必要とされる理由は、データを導く媒体を介
してデータを伝送するために用いられる多重アクセス方式のために、符号化され
たデータフレームのサイズとは一致していない所定のサイズのブロックへデータ
をフォーマットしなければならないからである。
【0005】 したがって符号化されたデータフレームが伝送ブロックのサイズよりも大きい
場合には、符号化されたデータフレームを所定のサイズをもつ伝送データブロッ
クに収容する目的で、符号化されたデータフレームからデータビットがパンクチ
ャリングされるし、符号化されたデータフレームが伝送ブロックの所定のサイズ
よりも小さい場合には、符号化されたデータフレームのビットが反復(リピーテ
ィング)される。
【0006】 データフレームが伝送ブロックよりも小さい場合には、伝送データブロックの
残りを満たすのに必要な程度にデータビットまたはデータシンボルが繰り返され
る(リピーティング)。
【0007】 符号化されたデータフレームのパンクチャリングの作用として当業者に知られ
ているのは、元のデータを正しく復元する確率が低くなることである。しかも周
知の誤り制御コードやその誤り制御コードのためのデコーダの性能は、データ伝
送中に発生したエラーがガウスノイズに起因するときに最良のものとなる。それ
というのもその作用によってエラーが伝送データブロックにわたり無関係に分散
するからである。
【0008】 符号化されたデータフレームをパンクチャリングしようとする場合、符号化さ
れたデータフレーム内でビットのパンクチャリングされる位置を、互いにできる
かぎり分離すべきである。それゆえにパンクチャリング位置をデータフレームに
わたり均等に分配すべきである。伝送中のエラーはインタリーブを使用していな
い無線の場合には殊に断続的ないしは突発的に現れることが多いので、また、リ
ピーティングによってデータフレームの所定の領域内だけの品質をことのほか高
めるべきではなく、できるかぎり均等にすべきであるので、符号化されたまたは
符号化されていないデータフレーム内においてデータビットを繰り返そうとする
位置も同様に、それらがデータフレーム全体において互いに均等に分離されるよ
うに配置したい。
【0009】 符号化されたデータフレーム内でパンクチャリングまたはリピーティングを行
おうとするビットまたはシンボルの位置を選択する公知の方法として挙げられる
のは、1つのフレーム内のビットまたはシンボルの個数をパンクチャリングすべ
きビットまたはシンボルの個数で除算し、除算に従い整数値をもつ位置を選択す
ることである。しかしパンクチャリングすべきビットの個数がデータフレームに
おけるビット数の整数による割り算とはならない場合には、パンクチャリング位
置またはリピーティング位置が均等な間隔にはならず、このことにより特定の位
置ではその整数よりも近くなるし、それどころかかなりの状況において互いに隣
り合ってしまうという欠点が生じる。
【0010】 以下では複雑な本発明を説明するため、本発明の技術分野ならびにその際に生
じる問題点について図1から図6を参照しながら手短に説明する。これらは少な
くとも部分的には、本発明以前の第3世代の移動無線(UMTS, Universal Mobile
Telecommunications System)の標準化の現況から明らかになっているものであ
り、これはたとえば以下の文献に記載されている: S1.12 v0.0.1, 3GPP FDD, M
ultiplexing, channel coding and interleaving description. 伝送多重化方式におけるインタリーブは2つのステップで実行されることが多
い。UMTSシステムのために設けられているような第1のインタリーバ(1st
interleaver)後にパンクチャリングを実行すると、パンクチャリング/リピー
ティングの実行に対する異なる解決策により所定の結果が生じる。ここで前提と
しなければならないのは、たとえば多重コードを避ける目的でパンクチャリング
をアップリンク(上り方向)でもダウンリンク(下り方向)でも有効にすること
である。UMTSシステムに関する仕様の現況では潜在的な問題点が存在する。
その理由は、アップリンク多重化方式においてUMTSのために現時点で提案さ
れているレート整合アルゴリズムと組み合わせてFS−MIL(FS-Multistage
Interleaver)をインタリーバとして利用した場合(図1)、パフォーマンスの
劣化する可能性がある。
【0011】 実例として、レイヤ2が160bitをもつ伝送ブロックを80msの伝送イ
ンターバルをもつ伝送チャネルを介して供給する事例について考察する。このビ
ットシーケンスは、データフレームとしても表せるしデータフレームの列として
も表せる。つまりこの場合、データが第1のインタリーバ(1st interleaving)
後に8つのフレーム(以下では無線フレームとも称する)にわたってインタリー
ブされている。ここでは、この伝送チャネルのサービス品質に対する要求と他の
チャネルとのバランスをとる目的で、各フレーム(無線フレーム)ごとに4つの
ビットをパンクチャリングするものとする。(UMTSシステムのために設けら
れている)レート整合アルゴリズム(以下では単にレート整合アルゴリズムとも
称する)(ここでe=N)の結果によれば、それぞれフレームごとにビット4
,9,14,19(インデックスは0で始まる、第1のインタリーブ後のビット
の順序によるカウント)をパンクチャリングすべきである。図2には、パンクチ
ャリングされたビットが太字で示されている。したがって8つの隣り合うビット
がパンクチャリングされ、これは(上述の説明のように)望ましくないことであ
る。
【0012】 この問題点を避けるための明白なやり方は、各フレームごとにパンクチャリン
グパターンをシフトすることである。ここでN はレート整合前の1つのフレ
ーム内のビット数であり、N はレート整合後のビット数、m はパンクチャ
リングされた/リピーティングされたビットに対するインデックス、kはフレー
ム番号、Kはインタリーブされたフレームの個数である。ここではN >N
つまりパンクチャリングの事例について考察する。上述の実例ではN =20
、N =16、m =4、m =9、m =14、m =19、k=1.
..7、K=8である。この場合、シフトは次式に従って達成できる:
【0013】
【数7】
【0014】 まえと同じ実例であると図3に示した結果が得られる。
【0015】 図3に示されているように、隣り合うビットのパンクチャリングはたしかにあ
る程度は避けられるけれども、循環作用またはエッジ効果が発生し、つまり両方
のビット43,44がパンクチャリングされる。パンクチャリングの比率が小さ
ければ、隣り合うビットのパンクチャリングの確率が小さくなる。図4には、1
0%のパンクチャリングを行った実例が示されている。図4に示されているよう
に、隣り合うビットが依然としてパンクチャリングされる。したがってパフォー
マンスの損失の生じる可能性がある。
【0016】 第1のインタリーバが最適化されていて第2のインタリーバが単に保持される
だけならば、パンクチャリングはもはや既述のレート整合アルゴリズムを必要と
しない。最適化された第1のインタリーバであれば、隣り合うビットが分離され
るようビットを置き換えることになる。したがってインタリーブ後に隣り合うビ
ットを取り除くことにより、簡単にパンクチャリングを実行することができる。
とはいえ2つの可能性があり、図5に描かれたシナリオを考察する。
【0017】 この場合、 A における4つのブロックがいっしょにインタリーブされ、その
後、レート整合が適用される。パンクチャリングを用いる場合、各フレーム内で
相前後するビットが除去される。したがってパンクチャリングされたビットが符
号化後に各フレーム内で隣り合ってしまう、ということはほとんどあり得ない。
しかしながら、それぞれ異なるフレーム内でパンクチャリングされたビットが符
号化後に隣り合わない、という保証はない。それゆえこのアプローチを提供した
場合にはパフォーマンス損失に至る可能性がある。
【0018】 択一的な構成として挙げられるのは、相前後するビットが個々の伝送タイムイ
ンターバル内でごくたまにパンクチャリングすることである。このアプローチの
欠点は、TrCH Bのデータが存在しないため30msの時点でTrCH Aの
ビットが繰り返されることである。この場合には、さらにいくつかの別のビット
をパンクチャリングする代わりに、パンクチャリングの程度を小さくするほうが
おそらくよい。この問題点はすでに検討されていて、スタティックなレート整合
とダイナミックなレート整合とを組み合わせる動機の1つであった。しかしなが
らレート整合の組み合わせは、上述のアプローチを適用したならば、やはりさら
に利点をもつ。
【0019】 非リアルタイム伝送ブロック(NRT伝送ブロック)の伝送は、元のNRTコ
ンセプトに修正を施せば依然として可能である。本来の提案によれば、パンクチ
ャリングを大きくしそのためNRTブロックのためのスペースを作ることが可能
であったが、これはこの新たなアプローチでは不可能であろう。上記の実例であ
ると、1つまたは複数のNRTブロックはTrCH Bの伝送ブロックよりも短
いか同じ長さでなければならない、という制約が生じてしまう。とはいえリピー
ティングを用いる事例では、NRTブロックのためのスペースを得る目的でリピ
ーティングビットの個数を当然ながら小さくすることができる。
【0020】 これまで、アップリンク多重化方式においてFS−MILを用いるときのパン
クチャリングの問題点について示してきた。この問題点は、第1のインタリーブ
後にレート整合を実行したときに発生する。
【0021】 第1のインタリーバ(中間フレームFS−MIL)の送出のために最新のレー
ト整合アルゴリズムを用いた場合、図2に示されているように特定の行において
複数の隣り合うビットがパンクチャリングされる。したがってこれを避ける目的
で、図3に示されているようなパンクチャリングパターンのシフトが行われる。
とはいえこの場合、循環作用もしくはエッジ効果に起因して隣り合うビットの一
部分のパンクチャリングが依然として残っており、これによってある程度のパフ
ォーマンス劣化が引き起こされることになる。
【0022】 上述の課題を解決するため、現在のレート整合に対し以下のような修正が効果
的であるかもしれない。すなわち、中間フレームFS−MILの列方向ランダム
化の前に簡単なシフトルールによるパンクチャリングを行うのである(処理ブロ
ックの基本的な特性を容易に理解するため「行ごとの処理」を「行ごとのランダ
ム化」に変更する)。
【0023】 図6には、前と同じビット列の実例に対してこの修正を適用したときのパンク
チャリングパターンの実例が示されている。シフトを伴うレート整合は、第1段
階のブロックインタリーブ直後に行われる。この図では、隣り合うピットのパン
クチャリングはもはや見受けられない。したがってこのパンクチャリングに起因
するパフォーマンスの劣化は発生しないことになる。
【0024】 実際には、上述のレート整合を列方向ランダム化の前に実行する必要はない。
同等のレート整合は、列方向ランダム化ルールを考慮することで列方向ランダム
化後に実行することができ、これはパンクチャリングの初期オフセット値を簡単
な式で置き換えるだけで容易に達成できる。修正された整合アルゴリズムはリス
ト1に詳しく示されている。このリストによれば、アップリングレート整合のた
め各フレームの初期オフセットをセットする目的でeoffset が導入され
る。オフセットの計算にあたり列方向ランダム化後の列番号ではなく列方向ラン
ダム化前の列番号が用いられ、これは逆の列交換ルールを用いることで計算でき
る。さらにeoffset はパンクチャリングだけではなくリピーティングに
も用いられる。このためリピーティングビットも同じかたちで配置させることが
できる。
【0025】 伝送多重化方式におけるインタリーブは2つの段階で行われる。これまで説明
してきたように、様々な解決手段の結果によってアップリンクにおける特定の結
果が得られる。
【0026】 以下の説明で、これまで提案してきた解決手段すなわち提案してきたパンクチ
ャリングパターンはまだ、あらゆる事例において常に最適であるとはかぎらない
ことを示す。このことから出発して本発明の課題は、従来技術のそれらの欠点を
抑えることにある。
【0027】 この課題は、独立請求項の特徴部分に記載の構成により解決される。従属請求
項には本発明の有利な実施形態が示されている。
【0028】 次に、実例として挙げるにすぎないが本発明の実施形態について添付の図面を
参照しながら説明する。
【0029】 図1から図6は従来技術を示す図である。
【0030】 図7は移動無線通信システムのブロック回路図である。
【0031】 図8はデータ通信装置のブロック図であり、これにより図1に示した通信ネッ
トワークにおける移動局と基地局との間のリンクが形成される。
【0032】 図9は80msの第1のインタリーブおよび改善されたアルゴリズムによる1
:8のパンクチャリングの様子を示す図である。
【0033】 図10は最適化されたパンクチャリングの原理を示す図である。
【0034】 図11は参照テーブルである。
【0035】 図12は80msのインタリーブおよび1:5のパンクチャリングの様子を示
す図である。
【0036】 図13は提案されたアルゴリズムをもつ1:8のパンクチャリングを示す図で
ある。
【0037】 図14はフレームごとのビット数が等しくない様子を示す図である。
【0038】 図15はパンクチャリングパターンを示す図である。
【0039】 ここでは実例として示す本発明の1つの実施形態を、移動無線通信システムと
いうコンテキストで説明する。移動無線通信システムには多重アクセスシステム
が装備されており、これはたとえば時分割多重アクセス(TDMA)に従って動
作し、たとえばグローバル移動無線システム(GSM)などのようにヨーロッパ
通信標準機関によって標準化された移動無線通信規格に準拠して動作する。択一
的にこの移動無線通信システムに、たとえば第3世代の汎用移動通信システムの
ために提案されているUMTSシステムなどのように、符号多重化(CDMA)
による多重アクセスに従い動作する多重アクセスシステムを装備させることがで
きる。とはいえ本発明の実例としての実施形態を例示するために任意のデータ通
信システムを使えることは自明であり、たとえばローカルデータネットワークや
非同期転送モードに従って動作する広帯域通信ネットワークなども使える。実例
としてのこのデータ通信システムを特徴づけているのは、データがフレーム、パ
ケットまたはブロックとして伝送されることである。移動無線通信システムの場
合、データはデータを導く無線信号のフレーム内で伝送され、これはまえもって
定められたデータサイズを成している。図7にはこの種の移動無線通信システム
に関する1つの実例が示されている。
【0040】 図7には3つの基地局BSが描かれており、これらは破線2で規定されている
セル1によって形成される1つの無線サービスエリア内で移動局MSと無線信号
を交換する。これらの基地局BSはネットワーク中継システムNETによってい
っしょに結合されている。移動局MSと基地局BSとのデータ交換にあたり、参
照符号4の付されている無線信号をそれぞれ移動局MSおよび基地局BSと結合
されている各アンテナ6間で伝送する。これらのデータはデータを無線信号4に
変換するデータ通信装置を用いて移動局MSと基地局BSとの間で伝送され、そ
れらの無線信号4は受信アンテナ6へと伝達され、それによって無線信号が検出
される。そしてそれらのデータは受信機により無線信号から再生される。
【0041】 図8にはデータ通信装置の実例が示されており、これは移動局MSと基地局B
Sとの間の無線通信リンクを成していて、ここでは図7にも描かれている部分に
は同じ参照符号が付されている。図8においてデータソース10により、このデ
ータソースの生成するデータタイプにより決まるレートのデータフレーム8が形
成される。データソース10により形成されるデータフレーム8はレート変換器
12へ供給され、これによってデータフレーム8から伝送データブロックへの変
換が行われる。その際、伝送データブロック14は、まえもって定められたサイ
ズとデータを導く無線信号のフレームが耐え得るデータ量とに実質的に等しい大
きさとなるよう構成され、それらの無線信号により一対の送信機18と受信機2
2から成る無線インタフェースを介してデータが伝達される。
【0042】 データ伝送ブロック14は無線アクセスプロセッサ16へ供給され、これは無
線アクセスインタフェースを介した伝送データブロック14の伝送のシーケンス
制御を行う。対応する時点で伝送データブロック14は無線アクセスプロセッサ
16により送信機18へ供給され、この送信機は伝送データブロックをデータを
導く無線信号のフレームに変換し、それらの無線信号は無線信号伝達の目的でそ
の送信機に割り当てられた期間内で伝送される。受信機22において受信機のア
ンテナ6″により無線信号が検出されてデータフレームのダウンコンバージョン
ならびに復元が実行され、これは無線アクセスシーケンス制御逆操作装置24へ
供給される。無線アクセスシーケンス制御逆操作装置24は受信したデータ伝送
ブロックを、ライン28を介して行われる多重アクセスシーケンス制御逆操作装
置24の制御のもとでレート変換逆操作装置26へ供給する。その後、レート変
換逆操作装置26は復元されたデータフレーム8の構造を、ブロック30により
表すデータフレーム8のターゲットつまりシンクへ供給する。
【0043】 レート変換器12およびレート変換逆操作装置26は、それらが伝送データブ
ロック14において使えるデータ供給容量をできるかぎり最適に利用できるよう
に設計されている。これは実例としての本発明の実施形態によればレート整合変
換器12により行われ、これによってデータフレームの符号化およびそれに続く
データビットまたはデータシンボルのパンクチャリングまたはリピーティングが
行われ、それらのデータビットまたはデータシンボルは符号化されたデータフレ
ームから選択され、その結果、データブロック14に整合された伝送データブロ
ックが形成される。レート変換器12は符号化装置およびパンクチャリング装置
を有している。符号化装置へ供給されるデータフレーム8は、パンクチャリング
装置へ供給される符号化データフレームを生成する目的で符号化される。その後
、符号化データフレームはパンクチャリング装置によりパンクチャリングされて
、データ伝送ブロック14が形成される。
【0044】 ここでは、パンクチャリングはアップリンクにおいてもダウンリンクでも許可
されているものとする。ETSIとARIBの仕様をまとめてUMTS仕様にし
たとき、アップリンクにおいてパンクチャリングが実行されないという前提はA
RIBによって放棄された。また、多重符号化を回避するためたとえばパンクチ
ャリングはアップリンクでも有効となるものとする。この場合、潜在的な問題点
が発生する。なぜならば、アップリンク多重化方式におけるFS−MILを現在
のレート整合アルゴリズムと組み合わせて使用すると、パフォーマンスの劣化す
るおそれがあるからである。このことは図2を参照しながら、実例として以下の
事例を考慮しながら説明した。すなわちその事例とは、各フレーム内で4つのビ
ットをパンクチャリングするという前提のもとで、レイヤ2が160bitの伝
送ブロックを80msの伝送インターバルの伝送チャネルを介して供給する事例
である。その結果、隣り合う8つのビットがパンクチャリングされることになり
、このことは明らかに望ましくない。
【0045】 図3に示した提案は、各フレーム内のパンクチャリングパターンをシフトする
というものであった。このことは、それを実際には中間フレームインタリーブ後
に実行しても、列混合の前にパンクチャリングを適用するのと同じになる。実際
にこの実例では図2の実例とは異なり、隣り合ってパンクチャリングされたビッ
トは生じない。
【0046】 とはいえ図2による方法の場合には、パンクチャリングレート次第では隣り合
ったビットがパンクチャリングされてしまう事例が依然として発生する。図9に
はたとえばN =16,N =14,m =4,m =14,k=1...
7,k=8という事例が示されている。わかりやすくするため図9および図10
にはインタリーブ前のフィールドだけしか示されておらず、そこにおいてすでに
インタリーブ後にパンクチャリングされたビット位置は太字でマーキングされて
描かれている。ここに示されているように、隣り合うビット31−32および9
5−96がパンクチャリングされ、このことは明らかに望ましくない。
【0047】 良好なパンクチャリングアルゴリズムの第1の目的は、パンクチャリングビッ
トをビット位置に関してそれらの元の順序でできるかぎり均等に分配することで
ある。このことは、たとえば上述の仕様S1.12などに記載されているような
UMTSのためのパンクチャリングアルゴリズムの規定にあたり適用された重要
な原理でもあった。そしてこのことはn番目のビットごとにパンクチャリングを
行うことにより、ないしは整数ではないパンクチャリングレートであれば部分的
に(n+第1の)各ビットをパンクチャリングすることにより達成される。
【0048】 第2の目的は、それぞれ異なる列(以下ではフレームをしばしば列と称する)
を等しく頻繁にパンクチャリングすることであり、つまりはパンクチャリングさ
れたビットもすべての無線フレーム(フレーム)にわたり等しく分配されるよう
にし、かつ種々の列における等しいパンクチャリングも達成されるようにするこ
とである。ここで列(フレーム)のパンクチャリングもしくはリピーティング(
反復)という用語は、その列(フレーム)におけるエレメントのパンクチャリン
グもしくはリピーティング(反復)のことも意味する。
【0049】 ただし先に説明した原理をインタリーブ後のパンクチャリングにも適用する場
合には、第2の目的をもはや十分に達成することはできない。たとえばここでは
80msのインタリーブおよび1:6のパンクチャリングレートとする。6ビッ
トごとにパンクチャリングするとしたら列0,2,4,6だけをパンクチャリン
グし1,3,5,7はパンクチャリングしないことになり、このことは当然不可
能である。
【0050】 両方の目的を達成するために本発明の1つの変形実施形態によれば少なくとも
1回必要であれば複数回、パンクチャリングレートを変更する。これは個々の列
が優先的にパンクチャリングされるが、これに対し他の列はまったくパンクチャ
リングされないような事態を回避するために行われる。図10にはこのことが示
されている。その際、細い輪郭線をもつ水平方向の矢印(P6)はパンクチャリ
ング距離6を表し、太い輪郭線をもつ水平方向矢印(P5)はパンクチャリング
距離5を表し、このようにすることで第1の列が2回パンクチャリングされるよ
うな事態が回避される。各列が1度パンクチャリングされた後、垂直方向の矢印
で示されているようにこのパターンを6行下に向かってずらすことができ、これ
によって次にパンクチャリングされるべきビットが定められる。そしてこのこと
は各列において6ビットごとにパンクチャリングを行うことに相応するのは明ら
かであり、つまり標準レート整合アルゴリズムの適用に対応し、種々の列におい
てパンクチャリングパターンを互いにずらすことに対応する。
【0051】 次に、この方法について式に基づき説明する。
【0052】 ここでN はレート整合前の1つフレーム内のビットの個数であり、N
レート整合後のビットの個数、m はパンクチャリング/リピーティングされ
るビットのインデックス、kはフレーム番号、そしてKはインタリーブされるフ
レームの個数である。ここでは主としてN >N すなわちパンクチャリング
の事例について考察するが、これらの式はリピーティングにも適用できるように
なる。上述の事例ではN =20,N =16,m =4,m =9,m
=14,m =19,k=1〜7でありK=8である。この場合、次式に従っ
てシフトを達成することができる: −−平均パンクチャリング距離の算出
【0053】
【数8】
【0054】 if q = 整数 −−特殊な事例の処理: then q = q - lcd(q, K) / K −−ただしlcd(q,K)はqとKの最大公約数を表す −−なお、Kは2のべき乗であるためlcdをビット操作により簡単に計算
できることに留意されたい −−同じ理由から、qを用いた計算を2進の固定小数点演算(あるいは整数
演算およびいくつかの僅かなシフト演算)によって簡単に実行できる end if −−SとTの計算;Sは行mod Kのシフトを表しTはシフト絶対値div K
を表す;したがってSはqについての(つまりmod Kの)シフトを表しTは
Qについてのシフト(つまりdiv K)を表す;
【0055】
【数9】
【0056】 実際のインプリメントにあたりこれらの式を図11に示すように参照テーブル
として実装することができる。しかもこのテーブルには、R(k)により達成
される列ランダム化の再マッピングの効果も含まれている。明らかなようにSを
別のインプリメントオプションとしてやはりTから計算することができる。
【0057】 その後、eoffset を以下のようにして計算できる: eoffset (k) = ((2 * S) + 2*T Q+1) * y+1) mod 2Nc その後、eoffset (k)によりeがUMTSのためのレート整合方式に
おいてまえもって呼び出される。明らかなようにeoffset のこの選択に
より、各列におけるパンクチャリングパターン相互間が値S+T*Qだけシフト
されることになる。
【0058】 以下で簡単に示すのは、qとQの計算をKおよびKの倍数による除算にあたり
他と別個に実行するのではなく両方の成分について組み合わせられた結果として
容易に得られることである。同様にSとTもqとQについて別個に計算するので
はなく、やはり組み合わせることができる。qに対するq+K*Qの代入および
Sに対するS+Q*Tの代入により、以下のように等価的に表すことができる。
インプリメントの細部に従い、1つまたは複数の計算手法(あるいはやはりそれ
に等価的なさらに別の手法)をいっそう好適に実行することができる。
【0059】 −−平均パンクチャリング距離の計算
【0060】
【数10】
【0061】 if q = 整数 −−特殊な事例の処理; then q = q - lcd(q, K) K −−ただしlcd(q,K)はqとKの最大
公約数を表す −−なお、Kは2のべき乗であるためlcdをビット操作により簡単に計算
できることに留意されたい −−同じ理由から、qを用いた計算を2進の固定小数点演算(または整数演
算およびいくつかの僅かなシフト演算)によって実行できる end if −−列kのシフトにおけるS(K)の計算;
【0062】
【数11】
【0063】 その後、以下のようにしてeoffset を計算できる; eoffset (k) = ((2 * S) * y + 1) mod 2Nc その後、eoffset(k)によりeが事前にレート整合方式において初期化
される。
【0064】 パンクチャリングレートが奇数をもつ比つまり1:5または1:9であれば、
この方法により同じパーファクトなパンクチャリングパターンが生成され、これ
はレート整合方法を適用したパンクチャリングによりインタリーブの直前に適用
されることになる。他の事例の場合、決して隣り合ったビットはパンクチャリン
グされないが、パンクチャリングされたビット間の距離はlcd(q,K)+1
に及ぶ程度だけ他よりも大きくすることができる。したがってこの方法をビット
のリピーティング(ビットの反復)にも適用することができる。隣り合うピット
のリピーティングによっても誤り訂正符号のパフォーマンスは、隣り合うビット
のパンクチャリングのときほどは強く損なわれないけれども、リピーティングさ
れるビットをできるかぎり均等に分配させるのは有利である。
【0065】 この方法の基本的な目標設定は、パンクチャリングされるビット間の間隔を元
の順序において均等にすることであるが、その際にそれぞれ異なるフレーム内で
等しい個数のビットがパンクチャリングされるようにするという制約が考慮され
る。そしてこのことは、特定の事例においてパンクチャリング距離を1だけ小さ
くすることによって達成される。これまで示してきた方法は、距離を1よりも多
くは低減せず、また、距離を必要な頻度でしか低減しないかぎり最適なものであ
る。これによれば上述の制約のもとで、できるかぎり最良のパンクチャリングパ
ターンが得られるようになる。
【0066】 以下の実例により、パラメータの第1のセットすなわち1:5によるパンクチ
ャリング(図12)の適用を示す。ここで明らかなように最適化されたアルゴリ
ズムによって隣り合うビットのパンクチャリングが避けられるだけでなく、パン
クチャリングされたビットがもとの列において均等な間隔で分配される。実際に
同じ特性は、あたかもパンクチャリングがインタリーブ前の符号化直後に実行さ
れたかのように達成される。
【0067】 さて、ここで次の事例すなわち1:8によるパンクチャリング(図13)につ
いて調べることにする。この場合も、隣り合うビットのパンクチャリングが回避
される。この事例では、パンクチャリングを等しく隣り合うように実現すること
はできない。その理由は、そのようにするときには個々のフレームにおけるすべ
てのビットがパンクチャリングされてしまうからであり、そのことはまったく受
け入れられない。この事例の場合、隣り合うビットの距離は大部分が7である(
最適な分配よりも1だけ小さい)。このため、かなりの距離が大きい(8つごと
)。
【0068】 2つの事例において、伝送インターバル中にレート整合を変えることができる
: a)入力ビットの個数NiをKで割ることができない。このとき最後のフレーム
は最初のフレームよりも1bit少ないビットを導き、それゆえいくらか小さい
パンクチャリングレートをもつ。なお、この事例が許容されることになるのか、
あるいは符号化により適切な数が供給されるのかは、ここでは不明であることに
留意されたい。
【0069】 b)同じコネクションに多重化される別のサービスでの変動に起因して、パンク
チャリングがあとのフレーム内で弱まる可能性がある。
【0070】 これらの事例であると、バランスのとられたパンクチャリング方式に対し依然
として欠点の伴う可能性がある。事例b)の状況は予期できないので、ほぼパー
フェクトなパンクチャリングパターンの得られる方法を見いだせる可能性はあり
得ないように思われ、つまりこの場合にはいずれにせよなんらかの予期できない
振る舞いを甘受しなければならない。しかしながら事例a)では、最後の行のパ
ンクチャリングパターンを変えないことが提案される。そしてその代わりに提案
されるのは、最初の列と同じパンクチャリングアルゴリズムを使用するが、単に
最後のパンクチャリングは省くようにすることである。ここで実例として考慮さ
れるのは、8フレームにわたりインタリーブされる104個の出力ビットを得る
ためには125個の入力ビットをパンクチャリングすべきことである。その場合
にはパンクチャリングパターンは図14に示されているようになる。最後の方の
列は最初の列よりも1入力ビットだけ少なく、最後のパンクチャリングを省くこ
とにより列はすべて13bitをもつようになる。
【0071】 さらに代案として提案されるのは、最適化された第1のインタリーバを使い、
簡単な第2のインタリーバおよび簡単なパンクチャリング方式を用いることであ
る。これは、最適化されたインタリーバはビットを次のように分配することにな
るという予測を拠り所としている。すなわち最適化されたインタリーバは、イン
タリーブ後のブロックからのビットのパンクチャリングによってインタリーブ前
にパンクチャリングされたビットが均等に分配されるよう、ビットを分配すると
いう予測である。しかしながら簡単な第1のインタリーバ後のパンクチャリング
の経験によれば、それは容易な課題ではないことがわかった。ただ1つのインタ
リーバをすべてのパンクチャリングレートについて最適化することはできないの
で、良好な特性を達成するのはほぼ不可能である。その理由は以下の通りである
。n+1ビットに対するパンクチャリングパターン(図15)はnビットに対す
るパンクチャリングパターンと同じでなければならないが、パンクチャリングの
ために付加的なビットを選ぶことができる。nビットに対するパンクチャリング
が良好であるならば(図15の表の1行目を参照)、n+1ビットを得るために
(2行目)具体的にどのビットを付加的にパンクチャリングするのかにかかわら
ず、n+1ビットの最適な分配(3行目)を達成するのは不可能である。
【0072】 しかもこのようなインタリーバであると、ブロックパンクチャリングに対して
良好なパンクチャリング特性を得ることと、(たとえばフェージングチャネルを
介した伝送にあたり良好な伝送特性を実現するために)同時に良好な一般的なイ
ンタリーブ特性を得ることの間で妥協をしなければならない。このような手法も
しくはこのようなインタリーバは知られていないので、簡単な第1のインタリー
バ後にパンクチャリングを行い、ついで最適なインタリーブ特性をもつ第2のイ
ンタリーバが実行されるようにした本出願で説明してきた方法は、格別に有利で
ある。
【0073】 このようにして第1のインタリーブ後にレート整合を適用すれば、ほぼ最適な
パンクチャリングパターンが実現される。この方法は簡単であり、僅かな計算能
力しか必要とせず、また、フレームごとに1回実行すればよくビットごとに1回
実行する必要はない。なお、これまで述べてきた方法は無線伝送システムに限定
されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来技術を示す図である。
【図2】 従来技術を示す図である。
【図3】 従来技術を示す図である。
【図4】 従来技術を示す図である。
【図5】 従来技術を示す図である。
【図6】 従来技術を示す図である。
【図7】 移動無線通信システムのブロック回路図である。
【図8】 データ通信装置のブロック図であり、これにより図1に示した通信ネットワー
クにおける移動局と基地局との間のリンクが形成される。
【図9】 80msの第1のインタリーブおよび改善されたアルゴリズムによる1:8の
パンクチャリングの様子を示す図である。
【図10】 最適化されたパンクチャリングの原理を示す図である。
【図11】 参照テーブルである。
【図12】 80msのインタリーブおよび1:5のパンクチャリングの様子を示す図であ
る。
【図13】 提案されたアルゴリズムをもつ1:8のパンクチャリングを示す図である。
【図14】 フレームごとのビット数が等しくない様子を示す図である。
【図15】 パンクチャリングパターンを示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年2月7日(2001.2.7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 インタリーブとそれに続くパンクチャリングまたはリピーティ
ングによるレート整合とを行うデータ伝送方法
【特許請求の範囲】
【数1】 :=レート整合後のビット数、N :=レート整合前のビット数、lcd
(q,K):=qとKの最大公約数、 であることを特徴とする、 データレート整合方法。
【数2】 :=レート整合後のビット数、N :=レート整合前のビット数、lcd
(q,K):=qとKの最大公約数である、 請求項1記載の方法。
【数3】 ただし、N :=レート整合後のビット数、N :=レート整合前のビット数
であり、 Qを計算し、ここで
【数4】 qが偶数であれば、qをq−lcd(q,K)/Kに代入し、ここでlcd(q
,K):=qとKの最大公約数であり、 変数iにゼロを代入し、 i≦K−1であるかぎり以下のステップを繰り返し、
【数5】 請求項4記載の方法。
【数6】 ただし、N :=レート整合後のビット数、N :=レート整合前のビット数
であり、 qが偶数であれば、qをq−lcd(q,K)/Kに代入し、ここでlcd(q
,K):=qとKの最大公約数であり、 変数iにゼロを代入し、 i≦K−1であるかぎり以下のステップを繰り返し、
【数7】 請求項4記載の方法。
【数8】 ただしN およびN はレート整合後およびレート整合前のエレメントの個数
、 により求め、 b)最初のフレーム内でパンクチャリングまたはリピーティングすべきビットを
選択し、 c)次のフレーム内で次にパンクチャリングまたはリピーティングすべきビット
を、先行のフレーム内で最後にパンクチャリングまたはリピーティングすべきビ
ットに基づき選択し、該最後にパンクチャリングまたはリピーティングすべきビ
ットから始めて元の順序に関して間隔qをもつ次のビットを、それによっても1
つの列が二重にパンクチャリングまたはリピーティングされないかぎりそのつど
選択し、さもなければqとは異なるように変えられた間隔q−1または1+1を
もつビットを選択し、 d)すべての列が1回パンクチャリングまたはリピーティングされてしまうまで
前記ステップcを繰り返す、 請求項1から6のいずれか1項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、インタリーブとそれに続くパンクチャリングまたはリピーティング
(反復)によるレート整合とを行うデータ伝送方法およびデータ伝送装置に関す
る。
【0002】 ディジタル通信システムは、通信媒体を介したデータ伝送を容易にするフォー
ムでデータを表現することによりデータを伝送するために設計されている。たと
えば無線伝送媒体の事例では、データは無線信号というかたちで通信システムの
送信機と受信機の間で伝送される。広帯域通信ネットワークの事例では、データ
は光というかたちでたとえば光ファイバネットワークを介してシステムの送信機
と受信機の間で伝送することができる。
【0003】 データ伝送中、伝送されたデータのビットまたはシンボルに誤りの生じる可能
性があり、それに伴いそれらのビットまたはシンボルを受信機において正しく求
めることができなくなってしまう。この理由からデータ通信システムには、伝送
中に発生するデータエラーを抑える手段がしばしば設けられている。それらの手
段の1つとしてシステムの送信機に符号化器が装備されており、これによってデ
ータが伝送前に誤り制御コードに従い符号化される。誤り制御コードの構成によ
れば、制御されたかたちでデータに冗長性が付加される。そして受信機において
、伝送中に発生したエラーを制御コードの復号により補正でき、このことで元の
データが再現される。この復号は、受信機にとって既知の誤り制御コードに対応
する誤り復号アルゴリズムを用いることで行われる。
【0004】 データが符号化された後、データレート整合(rate matching)のためにしば
しば必要とされるのは、符号化されたデータのブロックからのデータビットまた
はシンボルのパンクチャリングまたはリピーティング(反復)後にそれらのデー
タを伝送することである。ここでパンクチャリングという用語は、符号化された
データブロックからビットを除去または消去するプロセスを意味するものとし、
その結果として、パンクチャリングされたビットはそのデータブロックとともに
は伝送されないことになる。実例を挙げるとパンクチャリングが必要とされる理
由は、データを導く媒体を介してデータを伝送するために用いられる多重アクセ
ス方式のために、符号化されたデータフレームのサイズとは一致していない所定
のサイズのブロックへデータをフォーマットしなければならないからである。
【0005】 したがって符号化されたデータフレームが伝送ブロックのサイズよりも大きい
場合には、符号化されたデータフレームを所定のサイズをもつ伝送データブロッ
クに収容する目的で、符号化されたデータフレームからデータビットがパンクチ
ャリングされるし、符号化されたデータフレームが伝送ブロックの所定のサイズ
よりも小さい場合には、符号化されたデータフレームのビットが反復(リピーテ
ィング)される。以下ではこのことを、実例として移動無線通信システムに基づ
き詳しく説明する。
【0006】 移動無線通信システムには多重アクセスシステムが装備されており、これはた
とえば時分割多重アクセス(TDMA)に従って動作し、たとえばグローバル移
動無線システム(GSM)などのようにヨーロッパ通信標準機関によって標準化
された移動無線通信規格に準拠して動作する。択一的にこの移動無線通信システ
ムに、たとえば第3世代の汎用移動通信システムのために提案されているUMT
Sシステムなどのように、符号多重化(CDMA)による多重アクセスに従い動
作する多重アクセスシステムを装備させることができる。とはいえ本発明の実例
としての実施形態を例示するために任意のデータ通信システムを使えることは自
明であり、たとえばローカルデータネットワークや非同期転送モードに従って動
作する広帯域通信ネットワークなども使える。実例としてのこのデータ通信シス
テムを特徴づけているのは、データがフレーム、パケットまたはブロックとして
伝送されることである。移動無線通信システムの場合、データはデータを導く無
線信号のフレーム内で伝送され、これはまえもって定められたデータサイズを成
している。図7にはこの種の移動無線通信システムに関する1つの実例が示され
ている。
【0007】 図7には3つの基地局BSが描かれており、これらは破線2で規定されている
セル1によって形成される1つの無線サービスエリア内で移動局MSと無線信号
を交換する。これらの基地局BSはネットワーク中継システムNETによってい
っしょに結合されている。移動局MSと基地局BSとのデータ交換にあたり、参
照符号4の付されている無線信号をそれぞれ移動局MSおよび基地局BSと結合
されている各アンテナ6間で伝送する。これらのデータはデータを無線信号4に
変換するデータ通信装置を用いて移動局MSと基地局BSとの間で伝送され、そ
れらの無線信号4は受信アンテナ6へと伝達され、それによって無線信号が検出
される。そしてそれらのデータは受信機により無線信号から再生される。この場
合、本発明をアップリンク方向(MS→BS)にもダウンリンク方向(BS→M
S)にも適用することができる。
【0008】 図8にはデータ通信装置の実例が示されており、これは移動局MSと基地局B
Sとの間の無線通信リンクを成していて、ここでは図7にも描かれている部分に
は同じ参照符号が付されている。図8においてデータソース10により、このデ
ータソースの生成するデータタイプにより決まるレートのデータフレーム8が形
成される。データソース10により形成されるデータフレーム8はレート変換器
12へ供給され、これによってデータフレーム8から伝送データブロックへの変
換が行われる。その際、伝送データブロック14は、まえもって定められたサイ
ズとデータを導く無線信号のフレームが耐え得るデータ量とに実質的に等しい大
きさとなるよう構成され、それらの無線信号により一対の送信機18と受信機2
2から成る無線インタフェースを介してデータが伝達される。
【0009】 伝送データブロック14は無線アクセスプロセッサ16へ供給され、これは無
線アクセスインタフェースを介した伝送データブロック14の伝送のシーケンス
制御を行う。対応する時点で伝送データブロック14は無線アクセスプロセッサ
16により送信機18へ供給され、この送信機は伝送データブロックをデータを
導く無線信号のフレームに変換し、それらの無線信号は無線信号伝達の目的でそ
の送信機に割り当てられた期間内で伝送される。受信機22において受信機のア
ンテナ6″により無線信号が検出されてデータフレームのダウンコンバージョン
ならびに復元が実行され、これは無線アクセスシーケンス制御逆操作装置24へ
供給される。無線アクセスシーケンス制御逆操作装置24は受信した伝送データ
ブロックを、ライン28を介して行われる多重アクセスシーケンス制御逆操作装
置24の制御のもとでレート変換逆操作装置26へ供給する。その後、レート変
換逆操作装置26は復元されたデータフレーム8の構造を、ブロック30により
表すデータフレーム8のターゲットつまりシンクへ供給する。
【0010】 レート変換器12およびレート変換逆操作装置26は、それらが伝送データブ
ロック14において使えるデータ供給容量をできるかぎり最適に利用できるよう
に設計されている。これは実例としての本発明の実施形態によればレート整合変
換器12により行われ、これによってデータフレームの符号化およびそれに続く
データビットまたはデータシンボルのパンクチャリングまたはリピーティングが
行われ、それらのデータビットまたはデータシンボルは符号化されたデータフレ
ームから選択され、その結果、データブロック14に整合された伝送データブロ
ックが形成される。レート変換器12は符号化装置およびパンクチャリング装置
を有している。符号化装置へ供給されるデータフレーム8は、パンクチャリング
装置へ供給される符号化データフレームを生成する目的で符号化される。その後
、符号化データフレームはパンクチャリング装置によりパンクチャリングされて
、伝送データブロック14が形成される。変形実施形態に従い、アップリンク方
向でもダウンリンク方向でもフレームのパンクチャリングを使用することができ
る。
【0011】 GB 2296165 A から、パンクチャリングおよびインタリーブの行われる多重化
通信システムが公知である。
【0012】 符号化されたデータフレームのパンクチャリングの作用として当業者に知られ
ているのは、元のデータを正しく復元する確率が低くなることである。しかも周
知の誤り制御コードやその誤り制御コードのためのデコーダの性能は、データ伝
送中に発生したエラーがガウスノイズに起因するときに最良のものとなる。それ
というのもその作用によってエラーが伝送データブロックにわたり無関係に分散
するからである。
【0013】 符号化されたデータフレームをパンクチャリングしようとする場合、符号化さ
れたデータフレーム内でビットのパンクチャリングされる位置を、互いにできる
かぎり分離すべきである。それゆえにパンクチャリング位置をデータフレームに
わたり均等に分配すべきである。伝送中のエラーはインタリーブを使用していな
い無線の場合には殊に断続的ないしは突発的に現れることが多いので、また、リ
ピーティングによってデータフレームの所定の領域内だけの品質をことのほか高
めるべきではなく、できるかぎり均等にすべきであるので、符号化されたまたは
符号化されていないデータフレーム内においてデータビットを繰り返そうとする
位置も同様に、それらがデータフレーム全体において互いに均等に分離されるよ
うに配置したい。
【0014】 符号化されたデータフレーム内でパンクチャリングを行おうとするビットまた
はシンボルの位置を選択する公知の方法として挙げられるのは、1つのフレーム
内のビットまたはシンボルの個数をパンクチャリングすべきビットまたはシンボ
ルの個数で除算し、除算に従い整数値をもつ位置を選択することである。しかし
パンクチャリングすべきビットの個数がデータフレームにおけるビット数の整数
による割り算とはならない場合には、パンクチャリング位置が均等な間隔にはな
らず、このことにより生じる欠点として、パンクチャリングされた所定の位置間
の間隔が対応するその整数よりも小さくなり、それどころかかなりの状況におい
てパンクチャリングされた位置が互いに隣り合ってしまう。
【0015】 以下では複雑な本発明を説明するため、本発明の局限された技術分野ならびに
その際に生じる問題点について図1から図6ならびに図9を参照しながら手短に
説明する。これらは少なくとも部分的には、本発明以前の第3世代の移動無線(
UMTS, Universal Mobile Telecommunications System)の標準化の現況から明ら
かになっているものであり、これはたとえば以下の文献に記載されている: S1.
12 v0.0.1, 3GPP FDD, Multiplexing, channel coding and interleaving descr
iption. 伝送多重化方式のフレーム内でのインタリーブは2つのステップで実行される
ことが多い。UMTSシステムのために設けられているような第1のインタリー
バ(1st interleaver)後にパンクチャリングを実行すると、パンクチャリング
/リピーティングの実行に対する異なる解決策により異なる結果が生じる。付加
的にUMTSシステムの場合にはさらに第2のインタリーバが用いられ、これは
物理的チャネルのセグメンテーション後であり物理的チャネルのマッピング前に
おかれる(図1参照)。たしかにこのインタリーバにより、送信されたビットの
できるかぎり均等な分配が改善されるけれども、パンクチャリングされたビット
/リピーティングされたビットの分配には作用が及ぼされず、したがって本発明
の枠内ではこれ以上言及しない。
【0016】 図1には、アップリンク多重化方式におけるインタリーバとしてFS−MIL
(FS-Multistage Interleaver)を、UMTSのために提案されているレート整
合アルゴリズムと組み合わせて使用する様子が描かれている。
【0017】 実例として、レイヤ2(Layer 2)が160bitをもつ伝送ブロックを80
msの伝送インターバルをもつ伝送チャネルを介して供給する事例について考察
する。このビットシーケンスは、データフレームとしても表せるしデータフレー
ムの列としても表せる。つまりこの場合、データが第1のインタリーバ(1st in
terleaving)後に8つの無線フレーム(Radio frame, 以下ではしばしば「フレ
ーム」または「列」とも称する)にわたってインタリーブされている(図2参照
)。この場合、インタリーブは行ごとのビット読み込みと列ごとのビット読み出
し、そしてそれに続く列のランダム化(列の交換)によって行われる。
【0018】 良好なパンクチャリングアルゴリズムの第1の目的は、パンクチャリングビッ
トをビット位置に関してそれらの元の順序でできるかぎり均等に分配することで
ある。このことは、たとえば上述の仕様S1.12などに記載されているような
UMTSのためのパンクチャリングアルゴリズムの規定にあたり適用された重要
な原理でもあった。そしてこのことはn番目のビットごとにパンクチャリングを
行うことにより、ないしは整数ではないパンクチャリングレートであれば部分的
に(n+第1の)各ビットをパンクチャリングすることにより達成される。
【0019】 第2の目的は、それぞれ異なる列(以下ではフレームをしばしば列と称する)
を等しく頻繁にパンクチャリングすることであり、つまりはパンクチャリングさ
れたビットもすべての無線フレーム(フレーム)にわたり等しく分配されるよう
にし、かつ種々の列における等しいパンクチャリングも達成されるようにするこ
とである。ここで列(フレーム)のパンクチャリングもしくはリピーティング(
反復)という用語は、その列(フレーム)におけるエレメントのパンクチャリン
グもしくはリピーティング(反復)のことも意味する。
【0020】 さてここで、この伝送チャネルのサービス品質に対する要求と他のチャネルと
のバランスをとる目的で、各フレーム(無線フレーム)ごとに4つのビットをパ
ンクチャリングするものとする。これまでUMTSシステムのために設けられて
いたレート整合アルゴリズムの結果によれば、それぞれフレーム(無線フレーム
)ごとに(インデックスは0で始まり第1のインタリーブ後のビットの順序に従
って数えると)ビット4,9,14,19をパンクチャリングすべきである。し
たがって8つの隣り合うビットがパンクチャリングされ、これは(上述の説明の
ように)望ましくないことである。上述の第1の目的は満足のいくようには達成
されない。
【0021】 この問題点を避けるためのやり方は、各フレームごとにパンクチャリングパタ
ーンをシフトすることである。ここでN はレート整合前の1つのフレーム内
のビット数であり、N はレート整合後のビット数、m はインタリーブされ
た1つのフレーム内でパンクチャリングすべきビットの位置、kはフレーム番号
、Kはインタリーブされたフレームの個数である。
【0022】 ここではN >N つまりパンクチャリングの事例について考察する。上述
の実例ではN =20、N =16、m =4、m =9、m =14、
=19、k=1...7、K=8である。この場合、上述の問題点を避ける
ためにパンクチャリングすべきビットの位置をシフトすることは、次式によって
記述することができる:
【0023】
【数9】
【0024】 この式によって得られるパンクチャリングすべきットの位置は、上述の実施例
について図3に描かれている。
【0025】 図3に示されているように、隣り合うビットのパンクチャリングはたしかにあ
る程度は避けられるけれども、循環作用またはエッジ効果が発生し、つまりビッ
ト43,44がパンクチャリングされ、これは上述のように望ましくない。この
ため上述の第1の目的はやはり満足のいくようには実現されない。
【0026】 パンクチャリングの比率が小さければ、隣り合うビットのパンクチャリングの
確率が小さくなる。図4には、10%のパンクチャリング比による実例が示され
ている。しかし図4に示されているように、隣り合うビット(ビット91とビッ
ト92)が依然としてパンクチャリングされ、その結果、パフォーマンスが劣化
する可能性がある。この場合も、上述の第1の目的が満足のいくようには達成さ
れない。
【0027】 既述のレート整合アルゴリズムに対する代案として提案されているのは、パン
クチャリングが既述のレート整合アルゴリズムをもはや必要としないよう、第1
のインタリーバ(1st interleaving)を最適化することである。最適化された第
1のインタリーバによれば、隣り合うビットが分離されるようビットが並べ替え
られることになる。したがってインタリーブ後に相前後するビットを除去するこ
とでパンクチャリングを容易に実行することができる。しかしながら以下の2つ
の可能性があり、それらについて図5に描かれたシナリオを参照しながら詳しく
説明する。
【0028】 この場合、TrCH A における4つの伝送ブロックがいっしょにインタリーブさ
れ、その後、レート整合が実行される。パンクチャリングが行われる場合、各フ
レーム内で相前後するビットが除去される。したがってパンクチャリングされた
ビットが1つのフレーム内でインタリーブ前つまり符号化後のそれらの位置に関
して隣り合ってしまう、ということはほとんどあり得ない。しかしながら、それ
ぞれ異なるフレーム内でパンクチャリングされたビットが符号化後に隣り合わな
い、という保証はない。それゆえこのアプローチを提供した場合にはパフォーマ
ンス損失に至る可能性がある。
【0029】 図4を参照しながら説明した問題点を解決するため、次に図6を参照しながら
説明する以下の方法を用いることができる。すなわちこの方法によれば、1つの
フレームに適用されたパンクチャリングパターンがシフトされて他のフレームに
も適用され、その際、シフトされたパターンはインタリーブ前のフレームに適用
される。図6には、図3を参照しながらすでに説明したビット列の実例に関する
パンクチャリングパターンが描かれている。この図に示されているように、隣り
合うビットのパンクチャリングは少なくともこの実例では生じていない。このた
め、パンクチャリングに起因するパフォーマンスの損失はこの事例では回避され
ることになる。
【0030】 実際には、上述のレート整合を列方向ランダム化(列交換)の前に実行する必
要はない。これと同等のレート整合は、列方向ランダム化ルールを考慮すること
で列方向ランダム化後に実行することができ、これはパンクチャリングの列固有
の初期オフセット値eoffset の置き換えだけで容易に達成でき、これに
よりパンクチャリングパターンの適用のシフトが簡単な式で表される。オフセッ
ト値の計算にあたり列方向ランダム化後の列番号ではなく列方向ランダム化前の
列番号が用いられ、これは逆の列交換ルールを用いることで計算できる。さらに
offset はパンクチャリングではなくリピーティングにも用いられる。
このためリピーティングビットも同じかたちで配置させることができる。
【0031】 以下ではまとめてもう1度、これまで提案してきた解決手段つまり提案された
パンクチャリングパターン/リピーティングパターンはまだ依然としてすべての
事例において最適化されているわけではない、というこを示す。
【0032】 図2を参照しながら、冒頭で実例として以下の事例を考慮しながら説明した。
すなわちその事例とは、各フレーム内で4つのビットをパンクチャリングすると
いう前提のもとで、レイヤ2(Layer 2)が160bitの伝送ブロックを80
msの伝送インターバルの伝送チャネルを介して供給する事例である。その結果
、隣り合う8つのビットがパンクチャリングされることになり、このことは明ら
かに望ましくない。上述の第1の目的は満足のいくようには達成されない。
【0033】 図3もしくは図4による提案は、各フレーム内のパンクチャリングパターンを
シフトすることにある。図示されているようにこのことによっても、隣り合うビ
ットのパンクチャリングが生じる(ビット43と44もしくはビット91と92
)。上述の第1の目的は満足のいくようには達成されない。
【0034】 図6に示されている提案によれば、インタリーブ後にシフトされたパンクチャ
リングパターンが適用され、その場合、列固有のシフトは列交換前の考察に基づ
き求められた。これによればこの実例では、パンクチャリングされたビットは隣
り合わない。
【0035】 とはいえ図6による方法の場合には、パンクチャリングレート次第では隣り合
ったビットがパンクチャリングされてしまう事例が依然として発生する。図9に
はたとえばN =16,N =14,m =4,m =14,k=1...
7,k=8という事例が示されている。わかりやすくするため図9および図10
にはインタリーブ前のフィールドだけしか示されておらず、そこにおいてすでに
インタリーブ後にパンクチャリングされたビット位置は太字でマーキングされて
描かれている。ここに示されているように、隣り合うビット31−32および9
5−96がパンクチャリングされ、このことは明らかに望ましくない。やはり上
述の第1の目的は満足のいくようには達成されない。
【0036】 これに対し単に、元の順序についてn番目のビットをインタリーブ後にパンク
チャリングするならば、第2の目的を十分に達成することはできない。ここでは
たとえば(図9のように)80msのインタリーブが行われ、1:6のパンクチ
ャリングレートであるとする。6ビットごとのパンクチャリングにより列0,2
,4,6だけがパンクチャリングされることになり、列1,3,5,7はパンク
チャリングされず、このことは当然ながら望ましくなく、第2の目的とは相容れ
ない。これに対し第1の目的については満足のいくように達成されることになる
【0037】 これらのことを前提として本発明の基礎とする課題は、従来技術の欠点を抑え
ることにある。
【0038】 この課題は、独立請求項の特徴部分に記載の構成により解決される。従属請求
項には本発明の有利な実施形態が示されている。
【0039】 図1は、レート整合前にインタリーブの行われる簡略化されたフローチャート
である(従来技術)。
【0040】 図2は、インタリーブならびにフレームごとに4つのビットをパンクチャリン
グするためのパンクチャリングパターンを示す図である(従来技術)。
【0041】 図3は、インタリーブならびにフレームごとに4つのビットをパンクチャリン
グするためのシフトされたパンクチャリングパターンを示す図である(従来技術
)。
【0042】 図4は、インタリーブならびに10%のパンクチャリング比によるパンクチャ
リングのためのシフトされたパンクチャリングパターンを示す図である(従来技
術)。
【0043】 図5は、伝送チャネルの簡略図である(従来技術)。
【0044】 図6は、インタリーブならびにフレームごとに4つのビットをパンクチャリン
グするためのパンクチャリングパターンを示す図である(従来技術)。
【0045】 図7は、移動無線システムのブロック図である(従来技術)。
【0046】 図8は、データ通信装置のブロック図であり、これにより図7に示した通信ネ
ットワークにおける移動局と基地局との間のリンクが形成される(従来技術)。
【0047】 図9は、フレームごとに2つのビットをパンクチャリングするためのシフトさ
れたパンクチャリングパターンを示す図である(従来技術)。
【0048】 図10は、上述の2つの目的について最適化されたパンクチャリングの原理を
簡単に示した図である。
【0049】 図11は、参照テーブルである。
【0050】 図12は、20%のパンクチャリング比によるパンクチャリングのためのパン
クチャリングパターンを示す図である。
【0051】 図13は、1:8のパンクチャリング比によるパンクチャリングのためのパン
クチャリングパターンを示す図である。
【0052】 図14は、フレームごとにパンクチャリングすべきビットの個数の異なるパン
クチャリングのためのパンクチャリングパターンを示す図である。
【0053】 上述のようにインタリーブ後、インタリーブ前の元の順序に関してそれぞれn
番目のビットを単にパンクチャリングするのでは、たしかに第2の目的を依然と
して十分には達成できない。しかしながら第1の目的であれば十分に達成される
ことになる。
【0054】 さて、上述の両方の目的を申し分なく達成するために本発明の1つの変形実施
形態によれば、インタリーブ前の元の順序に関して均等なパンクチャリングとは
異なり、少なくとも1回必要であれば複数回、パンクチャリングレートを変更す
る。これは個々の列が優先的にパンクチャリングされるが、これに対し他の列は
まったくパンクチャリングされないような事態を回避するために行われる。図1
0にはこのことが示されている。その際、細い輪郭線をもつ水平方向の矢印(P
6)はパンクチャリング距離6を表し、太い輪郭線をもつ水平方向矢印(P5)
はパンクチャリング距離5を表し、このようにすることで第1の列が2回パンク
チャリングされるような事態が回避される。各列が1度パンクチャリングされた
後、垂直方向の矢印で示されているようにこのパターンを6行下に向かってずら
すことができ、これによって次にパンクチャリングされるべきビットが定められ
る。そしてこのことは各列において6ビットごとにパンクチャリングを行うこと
に相応するのは明らかであり、つまり標準レート整合アルゴリズムの適用に対応
し、種々の列においてパンクチャリングパターンを互いにずらすことに対応する
【0055】 以下ではこの方法について式に基づき説明する: ここでN はレート整合前の1つフレーム内のビットの個数であり、N
レート整合後のビットの個数、m はパンクチャリング/リピーティングされ
るビットのインデックス、kはインタリーブ後の列番号もしくはフレーム番号、
そしてKはインタリーブされるフレームの個数である。ここでは主としてN
>N すなわちパンクチャリングの事例について考察するが、これらの式はリ
ピーティングにも適用可能である。
【0056】 上述の事例ではN =20,N =16,m =4,m =9,m =1
4,m =19,k=1〜7(ただしkはインタリーブ後の列番号もしくはフ
レーム番号を表す)、そしてK=8である。また、文の前におかれた”−−”は
それがコメントであることを表す。この場合、フレームkにおけるパンクチャリ
ングパターンまたはリピーティングパターンの適用のシフトV(k)=s(k)
+T(k)*Qを、次式に従って求めることができる:
【0057】
【数10】
【0058】 if q = 整数 −−特殊な事例の処理: then q = q - lcd(q, K) / K −−ただしlcd(q,K)はqとKの最大公約数を表す −−なお、Kは2のべき乗であるためlcdをビット操作により簡単に計算
できることに留意されたい −−同じ理由から、qを用いた計算を2進の固定小数点演算(あるいは整数
演算およびいくつかの僅かなシフト演算)によって簡単に実行できる end if −−SとTの計算;Sは行mod Kのシフトを表しTはシフト絶対値div K
を表す;したがってSはqについての(つまりmod Kの)シフトを表しTは
Qについてのシフト(つまりdiv K)を表す;
【0059】
【数11】
【0060】 実際のインプリメントにあたりこれらの式を図11に示すように参照テーブル
として実装することができる。しかもこのテーブルには、R(k)により達成
される列ランダム化の再マッピングにおける既述の効果も含まれている。明らか
なようにSを別のインプリメントオプションとしてやはりTから計算することが
できる。
【0061】 その後、eoffset を以下のようにして計算できる: eoffset (k) = ((2 * S) + 2*T Q+1) * y+1) mod 2Nc その後、eoffset (k)によりeがUMTSのためのレート整合方式に
おいてまえもって呼び出される。明らかなようにeoffset のこの選択に
より、各列におけるパンクチャリングパターン相互間が値S+T*Qだけシフト
されることになる。
【0062】 以下で簡単に示すのは、qとQの計算をKおよびKの倍数による除算にあたり
他と別個に実行するのではなく両方の成分について組み合わせられた結果として
容易に得られることである。同様にSとTもqとQについて別個に計算するので
はなく、やはり組み合わせることができる。qに対するq+K*Qの代入および
Sに対するS+Q*Tの代入により、上述の方法を以下のように等価的に表すこ
とができる。なお、この事例ではシフトV(k)について、V(k)=S(k)
があてはまる。インプリメントの細部に従い、1つまたは複数の計算手法(ある
いはやはりそれに等価的なさらに別の手法)をいっそう好適に実行することがで
きる。
【0063】 −−平均パンクチャリング距離の計算
【0064】
【数12】
【0065】 if q = 整数 −−特殊な事例の処理; then q = q - lcd(q, K) K −−ただしlcd(q,K)はqとKの最大
公約数を表す −−なお、Kは2のべき乗であるためlcdをビット操作により簡単に計算
できることに留意されたい −−同じ理由から、qを用いた計算を2進の固定小数点演算(または整数演
算およびいくつかの僅かなシフト演算)によって実行できる end if −−列kのシフトにおけるS(K)の計算;
【0066】
【数13】
【0067】 その後、以下のようにしてeoffset を計算できる; eoffset (k) = ((2 * S) * y + 1) mod 2Nc その後、eoffset(k)によりeが事前にレート整合方式において初期化
される。
【0068】 パンクチャリングレートが奇数をもつ比つまり1:5または1:9であれば、
この方法によりやはり上述の両方の目的について最適化されたパンクチャリング
パターンが生成され、これはレート整合方法を適用したパンクチャリングにより
インタリーブの直前に適用されることになる。他の事例の場合、決して隣り合っ
たビットはパンクチャリングされないが、パンクチャリングされたビット間の距
離はlcd(q,K)+1に及ぶ程度だけ他よりも大きくすることができる。し
たがってこの方法をビットのリピーティング(ビットの反復)にも適用すること
ができる。隣り合うピットのリピーティングによっても誤り訂正符号のパフォー
マンスは、隣り合うビットのパンクチャリングのときほどは強く損なわれないけ
れども、リピーティングされるビットをできるかぎり均等に分配させるのは有利
である。
【0069】 この方法の基本的な目標設定は、パンクチャリングされるビット間の間隔を元
の順序において均等にすることであるが、その際にそれぞれ異なるフレーム内で
等しい個数のビットがパンクチャリングされるようにするという制約が考慮され
る。そしてこのことは、特定の事例においてパンクチャリング距離を1だけ小さ
くすることによって達成される。これまで示してきた方法は、距離を1よりも多
くは低減せず、また、距離を必要な頻度でしか低減しないかぎり最適なものであ
る。これによれば上述の制約のもとで、できるかぎり最良のパンクチャリングパ
ターンが得られるようになる。
【0070】 以下の実例では、図12を参照しながら1:5によるパンクチャリング比によ
るパンクチャリングについて示す。ここで明らかなように最適化されたアルゴリ
ズムによって隣り合うビットのパンクチャリングが回避されるだけでなく、パン
クチャリングされたビットが元の順序に関して等しい間隔で分配される。実際に
同じ特性は、あたかもパンクチャリングがインタリーブ前の符号化直後に実行さ
れたかのように達成される。1:5のパンクチャリングというこの特殊な事例で
は、一般的にいえばパンクチャリングレートを1:qという比で記述できるとき
には常に、第1のインタリーバ後にパンクチャリングを適用するにもかかわらず
最適なパンクチャリングパターンが達成される。このようなパンクチャリングパ
ターンによってq番目のビットごとにパンクチャリングが行われ、これは符号化
直後でありインタリーブ前に実行された最適化されたパンクチャリングパターン
のように行われる。
【0071】 次に、図13を参照しながら1:8のパンクチャリング比によるパンクチャリ
ングについて考察することにする。この場合も、隣り合うビットのパンクチャリ
ングが回避される。この事例では、パンクチャリングを等しく隣り合うように実
現することはできない。その理由は、そのようにするときには個々のフレームに
おけるすべてのビットがパンクチャリングされてしまうからであり、そのことは
第2の目的に関してみればまったく受け入れられない。この事例の場合、隣り合
うビットの距離は大部分が7である(最適な分配よりも1だけ小さい)。このた
め、かなりの距離が大きい(8つごと)。
【0072】 入力ビットの個数NiをKで割ることができない場合には、レート整合を伝送
タイムインターバル中に変えることができる。このとき最後のフレームは最初の
フレームよりも1bit少ないビットを導き、それゆえいくらか小さいパンクチ
ャリングレートをもつ。この事例に対し本発明の1つの実施形態によれば、最後
の行におけるパンクチャリングパターンは変更されない。そしてその代わりに最
初の列と同じパンクチャリングアルゴリズムが使われるが、最後のパンクチャリ
ングは行わずに実施される。実例として図14に基づき考察すると、125個の
入力ビットを104個の出力ビットが残るようパンクチャリングするようにし、
それらが8フレームにわたりインタリーブされる。最後の2つの列は最初の列よ
りも1つの入力だけ少ない。これら最後の2つの列では最後のパンクチャリング
を省くことによって、すべての列が13bitをもつようになる。
【0073】 ここで提案した方法によれば、第1のインタリーブ後にレート整合が適用され
る場合、上述の目的に関して最適化されたパンクチャリングパターンが得られる
。この方法は簡単であり、僅かな計算能力しか必要とせず、また、フレームごと
に1回実行すればよくビットごとに1回実行する必要はない。なお、これまで述
べてきた方法は無線伝送システムに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 レート整合前にインタリーブの行われる簡略化されたフローチャートである(
従来技術)。
【図2】 インタリーブならびにフレームごとに4つのビットをパンクチャリングするた
めのパンクチャリングパターンを示す図である(従来技術)。
【図3】 インタリーブならびにフレームごとに4つのビットをパンクチャリングするた
めのシフトされたパンクチャリングパターンを示す図である(従来技術)。
【図4】 インタリーブならびに10%のパンクチャリング比によるパンクチャリングの
ためのシフトされたパンクチャリングパターンを示す図である(従来技術)。
【図5】 伝送チャネルの簡略図である(従来技術)。
【図6】 インタリーブならびにフレームごとに4つのビットをパンクチャリングするた
めのパンクチャリングパターンを示す図である(従来技術)。
【図7】 移動無線システムのブロック図である(従来技術)。
【図8】 データ通信装置のブロック図であり、これにより図7に示した通信ネットワー
クにおける移動局と基地局との間のリンクが形成される(従来技術)。
【図9】 フレームごとに2つのビットをパンクチャリングするためのシフトされたパン
クチャリングパターンを示す図である(従来技術)。
【図10】 上述の2つの目的について最適化されたパンクチャリングの原理を簡単に示し
た図である。
【図11】 参照テーブルである。
【図12】 20%のパンクチャリング比によるパンクチャリングのためのパンクチャリン
グパターンを示す図である。
【図13】 1:8のパンクチャリング比によるパンクチャリングのためのパンクチャリン
グパターンを示す図である。
【図14】 フレームごとにパンクチャリングすべきビットの個数の異なるパンクチャリン
グのためのパンクチャリングパターンを示す図である。
【図15】 パンクチャリングパターンを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J065 AA01 AB01 AC02 AD04 AE06 AF04 AG06 5K014 AA01 BA06 FA16 5K022 EE01 EE21 EE31

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データレート整合方法において、 ビットとして伝送すべきデータを第1のインタリーバにより複数のフレームか
    ら成る1つのセットに分配し、 データレート整合のためインタリーブ後にパンクチャリング法またはリピーテ
    ィング法を実行し、各フレーム内で同じ個数のビットをパンクチャリングまたは
    リピーティングし、パンクチャリングしたビットまたはリピーティングしたビッ
    トに対し、第1のインタリーバ前のビットの順序に関して互いにできるかぎり均
    等な間隔をもたせることを特徴とする、 データレート整合方法。
  2. 【請求項2】 パンクチャリングレートまたはリピーティングレートを整数
    による比(1/p)とし、ここでpと無線フレームの個数Kは公約数をもたず、
    パンクチャリング法またはリピーティング法を、パンクチャリングしたピットま
    たはリピーティングしたビットが第1のインタリーバ前のビットの順序に関して
    互いに等しい間隔をもつように実行する、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 パンクチャリング法またはリピーティング法の実行にあたり
    、1つのフレーム内で適用されるパンクチャリングパターンまたはリピーティン
    グパターンをシフトして前記のフレームのセットにおける別のフレーム内でも適
    用する、請求項1または2記載の方法。
  4. 【請求項4】 パンクチャリングレートまたはリピーティングレートは整数
    による比(1/p)ではなく、またはpとフレームの個数Kは公約数をもたず、 パンクチャリングパターンまたはリピーティングパターンを無線フレームに適
    用する際のシフトを、整数による比(1/p)である次に高いパンクチャリング
    レートまたはリピーティングレートの相対的なシフトに従い行い、ここでpとフ
    レームの個数kは公約数をもたない、 請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 フレームkに対するパンクチャリングパターンまたはリピー
    ティングパターンの適用のシフトS(k)+T(k) * Qを、 −−平均パンクチャリング距離の計算 【数1】 if q = 整数 −−特殊な事例の処理: then q = q - lcd(q, K) / K −−ただしlcd(q,K)はqとKの最
    大公約数 end if 【数2】 ことにより得る、 請求項3記載の方法。
  6. 【請求項6】 フレームkに対するパンクチャリングパターンまたはリピー
    ティングパターンの適用のシフトS(k)、 −−平均パンクチャリング距離の計算 【数3】 if q = 整数 −−特殊な事例の処理: then q = q - lcd(q, K) / K −−ただしlcd(q,K)はqとKの最
    大公約数 end if −−S(k)すなわち列kのシフトの計算 【数4】 ことにより得る、 請求項3記載の方法。
  7. 【請求項7】 パンクチャリングすべきビットまたはリピーティングすべき
    ビットを、 a)平均パンクチャリング距離の整数の成分qを、 【数5】 およびN はレート整合後およびレート整合前のエレメントの個数、< により求め、 b)最初の列内でパンクチャリングまたはリピーティングすべきビットを選択し
    、 c)次の列内で次にパンクチャリングまたはリピーティングすべきビットを、先
    行の列内で最後にパンクチャリングまたはリピーティングすべきビットに基づき
    選択し、該最後にパンクチャリングまたはリピーティングすべきビットから始め
    て元の順序に関して間隔qをもつ次のビットを、それによっても1つの列が二重
    にパンクチャリングまたはリピーティングされないかぎりそのつど選択し、さも
    なければqとは異なるように変えられた間隔をもつビットを選択し、 d)すべての列が1回パンクチャリングまたはリピーティングされてしまうまで
    前記ステップcを繰り返す ことによって得る、請求項1から6のいずれか1項記載の方法。
  8. 【請求項8】 次のビットを求めるために、間隔qを適用することで列が二
    重にパンクチャリングまたはリピーティングされてしまうならば間隔q−1また
    はq+1を採用する、請求項7記載の方法。
  9. 【請求項9】 標準レート整合アルゴリズムに従い最初の列をパンクチャリ
    ングまたはリピーティングし、 パンクチャリングまたはリピーティングすべき別のビットを選択するため該列
    のパンクチャリングパターンを、請求項7のステップaで求められたビットの位
    置に対し相対的な請求項7のステップbで求められた個々の列内におけるビット
    の位置に従い、次に選択される列内においてシフトする、 請求項7または8記載の方法。
  10. 【請求項10】 請求項1から9のいずれか1項記載の方法を実行する手段
    が設けられていることを特徴とするデータレート整合装置たとえばプロセッサ装
    置。
  11. 【請求項11】 データフレームの伝送方法において、 伝送されるエレメントをインタリーバを用いて1つまたは複数のフレームに分
    配し、該エレメントに対しパンクチャリングまたはリピーティングを実行し、 インタリーブ前のエレメントの元の配置に関連づけたときのパターンにより、
    隣り合うエレメントまたは遠く離れてはいないエレメントのパンクチャリングま
    たはリピーティングが回避されるよう、パンクチャリングまたはリピーティング
    を行うことを特徴とする、 データフレームの伝送方法。
  12. 【請求項12】 データフレームの伝送方法において、 伝送されるエレメントをインタリーバを用いて1つまたは複数のフレームに分
    配し、該エレメントに対しパンクチャリングまたはリピーティングを実行し、 インタリーブ前のエレメントの元の配置に関連づけたときのパターンが均等な
    間隔またはほぼ均等な間隔となるよう、パンクチャリングまたはリピーティング
    を行うことを特徴とする、 データフレームの伝送方法。
  13. 【請求項13】 パンクチャリングすべきエレメントの決定にあたり、 まずはじめに平均パンクチャリング距離の整数の成分であるqを計算し、 【数6】 およびN はレート整合後およびレート整合前のエレメントの個数であり
    、 次に、最初の列においてパンクチャリングすべきエレメントに基づき次にパン
    クチャリングすべきエレメントを選択し、該選択にあたり、前記の最初のエレメ
    ントから始めて元の位置に関して間隔pをもつ次のエレメントを、それによって
    も1つの列が二重にパンクチャリングされないかぎりそのつど選択し、さもなけ
    れば間隔の変えられたエレメントを選択し、 すべての列が正確に1回パンクチャリングされてしまうまで該方法を実行する
    、 請求項11または12記載の方法。
  14. 【請求項14】 間隔qの適用によって1つの列が二重にパンクチャリング
    されるならば、次のエレメントの決定に対し間隔q−1またはq+1を採用する
    、請求項13記載の方法。
  15. 【請求項15】 パンクチャリングすべきエレメントを、最初の列が標準レ
    ート整合アルゴリズムに従いパンクチャリングされるように決定し、該最初の列
    における最初にパンクチャリングされるエレメントに基づき、請求項18bの方
    法を適用して他の列内におけるそれぞれ1つのエレメントを求め、 他の列内における別のエレメントを、請求項13で求められた個々の列内のエ
    レメントの相対的な位置に対応するよう最初の列におけるパンクチャリングパタ
    ーンをシフトすることにより求める、 請求項13記載の方法。
  16. 【請求項16】 データフレームの伝送方法において、 インタリーバを用いることにより、伝送されるエレメントを1つまたは複数の
    フレームに分配し、 エレメントに対しパンクチャリングまたはリピーティングを行い、 各フレームに生じるパンクチャリングパターンまたはリピーティングパターン
    を最初のフレームに対してシフトし、結果として生じたパンクチャリングパター
    ンまたはリピーティングパターンが、インタリーブ前のエレメントの元の配置に
    関連づけたときに等しい間隔またはほぼ等しい間隔をもつようシフトすることを
    特徴とする、 データフレームの伝送方法。
  17. 【請求項17】 パンクチャリングレートまたはリピーティングレートは整
    数による比(1/p)であり、ここでpとフレームの個数kは公約数をもたず、
    これにより各フレームに生じるパターンは最初のフレームに対し、結果として生
    じるパンクチャリングパターンまたはリピーティングパターンがインタリーブ前
    のエレメントの元の配置に関連づけたときに均等な間隔をもつようシフトされる
    、請求項11から16のいずれか1項記載のデータフレームの伝送方法。
  18. 【請求項18】 パンクチャリングレートまたはリピーティングレートは整
    数による比(1/p)をもたず、またはpとフレームの個数kは公約数をもたず
    、これにより各フレームに生じるパターンは最初のフレームに対しシフトされ、
    前記請求項の前提条件を満たす次に高いパンクチャリングレートのために用いら
    れる相対的なシフトが適用される、請求項11から17のいずれか1項記載のデ
    ータフレームの伝送方法。
  19. 【請求項19】 パンクチャリングまたはリピーティングのためのエレメン
    トの個数はすべてのフレーム内で同じというわけではなく、これにより前記請求
    項と同じパターンが用いられるがパンクチャリングまたはリピーティングの一部
    分は実行されない、請求項11から18のいずれか1項記載のデータフレームの
    伝送方法。
  20. 【請求項20】 パンクチャリングまたはリピーティングのためのエレメン
    トの個数はすべてのフレーム内で同じというわけではなく、これにより前記請求
    項と同じパターンが用いられるが最初のエレメントまたは最後のエレメントに対
    しパンクチャリングまたはリピーティングが実行されない、請求項11から19
    のいずれか1項記載のデータフレームの伝送方法。
  21. 【請求項21】 パンクチャリングを実行する、請求項11から20のいず
    れか1項記載のデータフレームの伝送方法。
  22. 【請求項22】 リピーティングを実行する、請求項11から20のいずれ
    か1項記載のデータフレームの伝送方法。
  23. 【請求項23】 エレメントは2進の桁である、請求項11から22のいず
    れか1項記載のデータフレームの伝送方法。
  24. 【請求項24】 フレームは10msの期間をもちインタリーブを2のべき
    乗のフレームわたり実行する、請求項11から23のいずれか1項記載のデータ
    フレームの伝送方法。
  25. 【請求項25】 CDMA伝送システムを用いてフレームを伝送する、請求
    項11から24のいずれか1項記載のデータフレームの伝送方法。
  26. 【請求項26】 データフレームの伝送を行い、請求項11から25のいず
    れか1項に従いデータフレームを伝送する手段を有するデータ通信装置。
JP2000607340A 1999-03-19 2000-03-20 インタリーブとそれに続くパンクチャリングまたはリピーティングによるレート整合とを行うデータ伝送方法 Expired - Lifetime JP4616997B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

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