DE10248989A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Durchführen einer Codierung und Ratenabstimmung in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Durchführen einer Codierung und Ratenabstimmung in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem

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Abstract

Ein Sender führt gleichzeitig eine Kanalcodierung und eine Ratenabstimmung in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem durch. Der Sender codiert Eingabebits zu codierten Bits mit einer vorgegebenen übergeordneten Coderate und führt eine Abschneidung auf den codierten Bits durch, um die Anzahl der codierten Bits an eine vorbestimmte Coderate anzupassen. Danach führt der Sender gleichzeitig eine Ratenabstimmung zum Wiederholen oder Abschneiden der codierten Bits durch, um die Anzahl der codierten Bits an die Anzahl der über einen Funkkanal übertragenen Bits anzupassen.

Description

    PRIORITÄT
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität zu einer Anmeldung mit dem Titel "Apparatus and Method for Performing Coding and Rate Matching in a CDMA Mobile Communication System", die am 20. Oktober 2001 beim koreanischen Patentamt eingereicht wurde und die Seriennummer 2001-64967 zugewiesen bekommen hat. Der Inhalt dieser Anmeldung ist hier unter Bezugnahme eingeschlossen.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Erfindungsfeld
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung und ein Verfahren für das Senden/Empfangen von Daten in einem CDMA (Code Division Multiple Access= Codemehrfachzugriff)-Mobilkommunikationssystem und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren für das Senden/Empfangen von Daten unter Verwendung einer vereinten Kanalcodierung und Ratenabstimmung.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • In einem Mobilkommunikationssystem ist es tatsächlich unmöglich, ein von einem Sender über ein Funknetzwerk gesendetes Signal ohne Verzerrungen und Rauschen zu empfangen.
  • Deshalb wurden verschiedene Techniken zum Minimieren der Verzerrung und des Rauschens vorgeschlagen, wobei eine Fehlerkontrollcodierung eine der vorgeschlagenen Techniken ist. In dem neuesten CDMA-Mobilkommunikationssystem werden Turbocodes und Faltungscodes für die Fehlerkontrollcodiertechnik verwendet. Eine Vorrichtung für die Fehlerkontrollcodiertechnik wird allgemein als "Kanalcodierer" bezeichnet.
  • Fig. 1 zeigt den Aufbau eines gewöhnlichen Senders in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem. Wie in Fig. 1 gezeigt, werden von einer oberen Schicht gesendete N Datentransportblöcke als Eingabe zu einem Endbit-Einfüger 110 gegeben. Der Endbit-Einfüger 110 fügt Endbits in jedem der N Datentransportblöcke ein. Der Endbit-Einfüger 110 ist bei der Verwendung von Faltungscodes vor einem Kanalcodierer 120 angeordnet. Wenn der Endbit-Einfüger 110 dagegen Turbocodes verwendet, kann er in dem Kanalcodierer 120 enthalten sein. Das heißt, für das Einfügen der Endbits wird ein Speicher in dem Kanalcodierer 120 zu einem Zeitpunkt initialisiert, zu dem die Codierung einer Eingabedateneinheit beendet ist. Der Kanalcodierer 120 enthält wenigstens eine Coderate, um die N Transportblöcke zu codieren. Ein typische Coderate (k/n) ist 1/2 oder 3/4. In der Coderate gibt k (k = 1, 3, . . .) die Anzahl der Bits der Eingabedateneinheit wieder, die an dem Kanalcodierer 120 angelegt wird, während n (n = 2, 4, . . .) die Anzahl der Bits angibt, die aus dem Kanalcodierer 120 ausgegeben werden. Bei einer Coderate von 1/2 empfängt der Kanalcodierer 120 zum Beispiel 100 Bits und gibt 200 Bits aus, während der Kanalcodierer 120 bei einer Coderate von 3/4 zum Beispiel 300 Bits empfängt und 400 Bits ausgibt. Das heißt, die Coderate gibt das Verhältnis zwischen der Anzahl der Bits der Eingabedateneinheit und der Anzahl der codierten Ausgabebits an. Außerdem unterstützt der Kanalcodierer 120 eine Vielzahl von Coderaten durch eine Abschneidung oder Wiederholung, die auf einer übergeordneten Coderate von 1/3 oder 1/5 basiert. Um im Falle der übergeordneten Coderate von 1/3 die Coderate von 1/2 zu unterstützen, erzeugt der Kanalcodierer 120 jeweils 300 Bits für 100 Eingabebits mit der übergeordneten Coderate von 1/3 und schneidet dann 100 Bits aus den 300 Bits ab. Wenn der Kanalcodierer 120 Turbocodes verwendet, erzeugt er systematische Bits als Ausgabe und Paritätsbits mit einer Fehlerkorrekturfähigkeit für die systematische Bits. In Fig. 1 bestimmt der Kanalcodierer 120 eine Coderate für die Verwendung unter der Steuerung einer Steuereinrichtung 160. Vor kurzem haben 3GPP (3rd Generation Partnership Project) und 3GPP-2 den Mobilkommunikationsstandard der dritten Generation definiert, wobei die Standards HSDPA (High Speed Data Packet Access) und 1 × EV-DV für die Verarbeitung von Hochgeschwindigkeits- Funkpaketdaten durch einen gemeinsamen Kanal untersucht wurden. Eine adaptive Codierungs- und Modulationstechnik ist eine der Kerntechniken, die für die Standards bestimmt wurden. Diese Technik ändert adaptiv die Coderate und eine Modulationsreihenfolge in Übereinstimmung mit dem Zustand der Funkverbindung. In der Technik bestimmt die Steuereinrichtung eine entsprechende Coderate in Übereinstimmung mit einem Kanalzustand derart, dass der Kanalcodierer die Codierung mit einer gewünschten Coderate durchführen kann. Eine derartige Verbindungsadaptionstechnik kann in eine Leistungssteuertechnik und eine AMCS-Technik unterteilt werden (AMCS: Adaptive Modulation and Coding Scheme = Adaptives Modulations- und Codierungsschema). Die Leistungssteuertechnik wird allgemein in dem bestehenden Mobilkommunikationssystem verwendet, während das AMCS nur in einem HSDPA- Mobilkommunikationssystem verwendet wird.
  • In dem durch das 3GPP verwendeten UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)-Standard (Version '99) werden die aus dem Kanalcodierer 120 ausgegebenen codierten Bits zu einem Ratenabstimmer 130 gegeben. Der Ratenabstimmer 130 führt eine Ratenabstimmung auf den codierten Bits durch. Gewöhnlich ist die Anzahl der aus dem Kanalcodierer 120 ausgegebenen codierten Bits nicht mit der Gesamtanzahl der Bits einer gefunkten Transporteinheit (TU) identisch. Die Ratenabstimmung ist eine Operation zum Anpassen der Anzahl von codierten Bits an die erforderliche Gesamtanzahl der gefunkten Bits mittels einer Wiederholung und Abschneidung der codierten Bits. Die Ratenabstimmung wird im Detail in dem durch das 3GPP verwendeten Standard angegeben, sodass hier auf eine entsprechende Beschreibung verzichtet werden kann. Es ist zu erwarten, dass die Ratenabstimmung auch für den HSDPA-Standard verwendet wird.
  • Die codierten Bits, deren Anzahl durch den Ratenabstimmer 130 gesteuert wird, werden zu einem Verschachteler 140 gegeben. Der Verschachteler 140 führt eine Verschachtelung auf den codierten Bits durch. Die Verschachtelung wird durchgeführt, um benachbarte codierte Bits so weit wie möglich voneinander zu trennen, um eine Fehlerkorrekturfähigkeit auch dann zu maximieren, wenn ein Verlust in spezifischen Daten während der Datenübertragung über einen Funkkanal auftritt. Weil zum Beispiel wie oben genannt der Kanalcodierer 120systematische Bits und Paritätsbits erzeugt, umfassen die benachbarten codierten Bits systematische Bits und assoziierte Paritätsbits. Wenn also die systematischen Bits und die Paritätsbits gleichzeitig verloren werden, wird eine Fehlerkorrekturfähigkeit eines Kanaldecodierers in einem Empfänger drastisch reduziert. Zum Beispiel tritt in einer gewöhnlichen Funkumgebung, die durch Überblendungen betroffen ist, häufig ein Burst-Fehler auf, der angibt, dass Datenbits an einer spezifischen Position gleichzeitig verloren wurden. Der Verschachteler 140 führt eine Funktion durch, um benachbarte codierte Bits so weit wie möglich voneinander zu trennen, um einen Datenverlust aufgrund des Burst-Fehlers zu minimieren.
  • Die verschachtelten codierten Bits werden zu einem Modulator 150 gegeben. In dem HSDPA-Standard werden die verschachtelten codierten Bits durch eine vorbestimmte von verschiedenen Modulationstechniken wie etwa QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 8PSK (8-ary Phase Shift Keying), 16QAM (16-ary Quadrature Amplitude Modulation) und 64QAM (64-ary Quadrature Amplitude Modulation) moduliert, bevor sie gesendet werden. Von diesen Modulationstechniken kann eine Modulationstechnik höherer Ordnung mehr Informationen senden als eine Modulationstechnik niedrigerer Ordnung. Wenn jedoch angenommen wird, dass der Sender Daten mit derselben Leistungsstufe bei den verschiedenen Modulationstechniken sendet, ist die Wahrscheinlichkeit eines Datenverlustes bei Verwendung einer Modulationstechnik höherer Ordnung relativ größer als bei der Verwendung einer Modulationstechnik niedrigerer Ordnung. Deshalb muss eine optimale Modulationstechnik in Übereinstimmung mit der Kanalumgebung gewählt werden. Dies wird durch die AMCS-Steuereinrichtung 160 gesteuert.
  • Fig. 2 zeigt den detaillierten Aufbau des Kanalcodierers 120 von Fig. 1. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfasst der Kanalcodierer 120 zwei Teilcodierer 212 und 214 mit einer übergeordneten Coderate von 1/M, einen Verschachteler 210 und einen Abschneider 216.
  • Wie in Fig. 2 gezeigt, empfängt der erste Teilcodierer 212 eine vorbestimmte Anzahl von Eingabedatenbits Xk und gibt codierte Bits an seinem Ausgangsanschluss Yk,1 aus, wenn eine vorbestimmte übergeordnete Coderate gleich 1/3 ist. Der Verschachteler 210 verschachtelt die Eingabedatenbits Xk. Der zweite Teilcodierer 214 codiert die verschachtelten Datenbits X'k, die er aus dem Verschachteler 210 empfängt. Wenn die übergeordnete Coderate gleich 1/3 ist, gibt der zweite Teilcodierer 214 die codierten Bits an seinem Ausgangsanschluss Yk,(M+1)/2 aus. Die systematischen Bits Xk sind die tatsächlichen Übertragungsdaten, wobei die Paritätsbits Yk hinzugefügt werden, um einen während der Decodierung im Empfänger erzeugten Fehler zu korrigieren. In Fig. 2 werden die Ausgaben des ersten Teilcodierers 212 durch Yk,1, . . ., Yk(M-1)/2 wiedergegeben und werden die Ausgaben des zweiten Teilcodierers 214 durch Yk,(M+1)/2, . . ., Yk,M-1 wiedergegeben. Wenn also die übergeordnete Coderate auf 1/3, 1/5 und 1/7 erhöht wird, muss die Anzahl der Ausgangsanschlüsse des ersten und des zweiten Teilcodierers 212 und 214 zunehmen. Der Abschneider 216 wird in Übereinstimmung mit einer Coderate gesteuert, die durch die Steuereinrichtung 160 bestimmt wird. Insbesondere schneidet der Abschneider 216 selektiv die systematischen Bits oder die Paritätsbits in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Abschneidungsmuster ab und gibt die abgeschnittenen codierten Bits Cn aus, um eine vorbestimmte Coderate und Modulationsrate vorzusehen. Das heißt, der Abschneider 216 erhält ein vorbestimmtes Abschneidungsmuster aus der Steuereinrichtung 160 in Übereinstimmung mit der Coderate und schneidet die aus dem ersten und dem zweiten Teilcodierer 212 und 214 ausgegebenen codierten Bits ab.
  • Fig. 3 zeigt den detaillierten Aufbau des ersten und zweiten Teilcodierers 212 und 214 von Fig. 2. Wie in Fig. 3 gezeigt, enthalten der erste und zweite Teilcodierer 212 und 214 jeweils eine Vielzahl von Schieberegistern.
  • Wie in Fig. 3 gezeigt, codiert der Codierer ein Eingabebit Xk zu einem systematischen Bit Xk und einem Paritätsbit Yk. Der Codierer kann ein unterschiedliches Paritätsbit für dasselbe Eingabebit in Übereinstimmung damit erzeugen, wie die Schieberegister verbunden sind. Die Initialwerte der Schieberegister sind jeweils 0-en, und die Ausgaben des Codierers mit einer übergeordneten Coderate 1/m (M = 3, 5, 7, . . .) sind Y1, Y1,1, Y1,2, . . ., Y1,M-1, Y2, Y2,1, Y2,2, . . ., Y2,M-1, . . ., Yk,1, Yk,2, . . ., Yk,M-1, wobei k die Gesamtanzahl der Eingabebits wiedergibt. Nach der Codierung aller Eingabebits wird ein Schalter in Fig. 3 derart geschaltet, dass die codierten Bits zurück zu den Schieberegistern geführt werden. Die zurückgeführten codierten Bits werden als Endbits verwendet. Deshalb kann der in Fig. 3 gezeigte Codierer drei Endbits erzeugen. Da der Kanalcodierer 120 die zwei Teilcodierer 212 und 214 umfasst, erzeugt der Kanalcodierer 120 insgesamt 6 Endbits. Die Anzahl der durch den Codierer erzeugten Endbits ist gleich der Anzahl der Schieberegister im Codierer. Wenn die drei Endbits zu dem ersten Teilcodierer 212 gegeben werden, codiert der erste Teilcodierer 212 die empfangenen Endbits und initialisiert dann die Schieberegister auf deren Initialwerte (0-en). Die durch den zweiten Teilcodierer 214 erzeugten drei Endbits werden zu dem zweiten Teilcodierer 214 gegeben, und der zweite Teilcodierer 214 codiert die empfangenen Endbits, wobei er dann die Schieberegister initialisiert. Dabei werden die durch die Teilcodierer erzeugten Endbits und die durch die Codierung der Endbits erzeugten codierten Bits als TT (Trellis Termination)- Bits bezeichnet. Wenn zwei Codierer mit einer übergeordneten Coderate von 1/M jeweils L Schieberegister enthalten, werden (M+1)xL TT-Bits erzeugt. Die TT-Bits werden zusammen mit den codierten Bits einer Abschneidung oder Wiederholung durch den Ratenabstimmer 130 unterzogen.
  • Fig. 4 zeigt den detaillierten Aufbau des Ratenabstimmers 130 von Fig. 1. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der Ratenabstimmer in einen Bittrenner (oder Demultiplexer) 410, einen Bitsammler (oder Multiplexer) 450 und Ratenabstimmungsprozessoren 420, 430 und 440 unterteilt. Fig. 5 zeigt eine allgemeine Prozedur zum Durchführen einer Ratenabstimmung.
  • Wie in Fig. 4 und 5 gezeigt, wird ein Eingabesignal Cn aus dem Kanalcodierer 120 zu dem Ratenabstimmer 130 gegeben. Für das Eingabesignal Cn bestimmt der Ratenabstimmer 130, ob die Anzahl der abzuschneidenden und zu wiederholenden ΔN Bits eine positive oder eine negative Zahl ist, wobei er in Übereinstimmung mit dem Bestimmungsergebnis die Durchführung einer Wiederholung oder Abschneidung bestimmt (Schritt 512 von Fig. 5). Das heißt, wenn ΔN eine negative Zahl ist, schneidet der Ratenabstimmer 130 eine ΔN entsprechende Anzahl von Bits aus Cn ab. Wenn ΔN dagegen eine positive Zahl ist, wiederholt der Ratenabstimmer 130 eine ΔN entsprechende Anzahl von Bits aus Cn.
  • Wenn zum Beispiel ΔN eine negative Zahl ist, wird Cn zu dem Bittrenner 410 gegeben. Der Bittrenner 410 trennt die Eingabebits Cn in M Bits S0 bis SM-1. S0 gibt alle systematischen Bits Xk aus den Eingabebits Cn wieder. Dabei kann S0 einige wenige TT-Bits enthalten. S1 bis SM-1 geben jeweils Yk,1 bis Yk,M-1 wieder. S1 und SM-1 können auch einige wenige TT-Bits enthalten. S1 bis SM-1 werden zu den assoziierten Ratenabstimmungsprozessoren 430 und 440 gegeben, welche die abzuschneidenden Bits in Übereinstimmung mit einer Abschneidungsgröße ΔNi (i = 1~N-1) bestimmen. Ein Prozess, mit dem durch die Ratenabstimmungsprozessoren 430 und 440 bestimmt wird, ob S1 bis SM-1 abzuschneiden sind, wird in den Schritten 514 bis 522 von Fig. 5 durchgeführt. In den meisten Fällen wird die Abschneidung auf den Paritätsbits und nicht auf den systematischen Bits vorgenommen. Deshalb werden die systematischen Bits S0 wie in Fig. 4 gezeigt direkt und ohne separate Ratenabstimmung zu dem Bitsammler 450 gegeben. Der Bitsammler 450 schneidet die als abzuschneidend bestimmten Bits der codierten Bits aus den Ratenabstimmungsprozessoren 430 und 440 ab und gibt die nicht abgeschnittenen codierten Bits zusammen mit den systematischen Bits S0 aus dem Bittrenner 410 aus.
  • Wenn jedoch ΔN eine positive Zahl ist, muss eine Bitwiederholung durchgeführt werden. Deshalb werden die Eingabebits Cn an dem Ratenabstimmungsprozessor 420 angelegt, wo sie einer Bitwiederholung unterzogen werden. An dem Ratenabstimmungsprozessor 420 für die Bitwiederholung werden sowohl die systematischen Bits als auch die Paritätsbits angelegt, wobei dieser Prozess in den Schritten 524 bis 534 von Fig. 5 durchgeführt wird.
  • Die codierten Bits g, die aus dem Ratenabstimmungsprozessor 420 und dem Bitsammler 450 ausgegeben werden, werden durch den Verschachteler 140 verschachtelt und schließlich durch den Modulator 150 moduliert, bevor sie zu einem Empfänger gesendet werden.
  • Fig. 5 zeigt eine allgemeine Prozedur zum Durchführen einer Ratenabstimmung. Im Folgenden werden die zur Beschreibung der Ratenabstimmungsoperation mit Bezug auf Fig. 5 verwendeten Parameter definiert:

    e: ein Initialfehler zwischen einer aktuellen Abschneidungsrate und einer gewünschten Abschneidungsrate,
    eini: ein Initialwert von e,
    eminus = ein Dekrement von e,
    eplus: ein Inkrement von e,
    m: ein Index eines aktuellen Bits,
    δ: ein Wert außer 0 und 1 (ein Bit außer 0 und 1 wird durch den Bitsammler 450 abgeschnitten), und
    D: die Gesamtanzahl der Bits, die einem Ratenabstimmungsalgorithmus unterzogen werden.
  • Die Parameter eini, eminus und eplus werden aus der Anzahl ΔN der abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits bestimmt, wobei das Bestimmungsverfahren auf einer Ratenabstimmungstechnik basiert, die durch den 3GPP-Standard definiert wird. Die anfängliche Abschneidungsposition wird durch den Parameter eini bestimmt.
  • Wie in Fig. 5 gezeigt, setzt in Schritt 510 der Ratenabstimmer 130 einen Parameter e auf einen Initialwert eini und einen Zählerwert m auf 1. In Schritt 512 vergleicht der Ratenabstimmer 130 die Anzahl ΔN von abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits mit "0", um zu bestimmen, ob ΔN eine positive oder negative Zahl ist. Wenn in Schritt 512 bestimmt wird, dass ΔN eine negative Zahl ist, führt der Ratenabstimmer 130 einen Abschneidungsprozess in den Schritten 514 bis 522 durch. Wenn dagegen in Schritt 512 bestimmt wird, dass ΔN eine positive Zahl ist, führt der Ratenabstimmer 130 einen Wiederholungsprozess in den Schritten 524 bis 530 durch.
  • Zuerst wird der Abschneidungsprozess im Detail beschrieben. In Schritt 514 vergleicht der Ratenabstimmer 130 einen Parameter m, der die Reihenfolge eines aktuell zu verarbeitenden Bits in Bezug auf die Gesamtanzahl D von Eingabebits (m≤D) angibt, um zu bestimmen, ob die Ratenabstimmung vollständig auf allen Eingabebits durchgeführt wurde. Wenn in Schritt 514 bestimmt wird, dass die Ratenabstimmung vollständig auf allen Eingabebits durchgeführt wurde, beendet der Ratenabstimmer 130 den Abschneidungsprozess. Wenn jedoch in Schritt 514 bestimmt wird, dass die Ratenabstimmung nicht vollständig auf allen Eingabebits durchgeführt wurde, schreitet der Ratenabstimmer 130 zu Schritt 516 fort. In Schritt 516 aktualisiert der Ratenabstimmer 130 den Wert e, indem er eine Differenz e-eminus zwischen e und einem Dekrementwert eminus aus einer höheren Schicht berechnet. Nach der Aktualisierung von e bestimmt der Ratenabstimmer 130 in Schritt 518, ob der aktualisierte Wert e kleiner oder gleich "0" ist. Wenn in Schritt 518 bestimmt wird, dass der aktualisierte Wert e kleiner oder gleich "0" ist, schreitet der Ratenabstimmer 130 zu Schritt 520 fort, weil das entsprechende Eingabebit ein Abschneidungsbit ist. In Schritt 520 setzt der Ratenabstimmer 130 δ auf einen Wert außer 0 und 1. Das Setzen von δ auf einen Wert außer 0 und 1 entspricht dem Angeben eines abzuschneidenden Bits durch den Bitsammler 450. Weiterhin aktualisiert der Ratenabstimmer 130 in Schritt 520 e durch die Berechnung einer Summe e + eplus aus e und einem Inkrementwert eplus aus der höheren Schicht. Wenn in Schritt 518 e größer als "0" ist oder die Operation von Schritt 520 abgeschlossen ist, erhöht der Ratenabstimmer 130 in Schritt 522 m um 1, um das nächste Bit auszuwählen, wobei er dann zu Schritt 514 zurückkehrt um den Abschneidungsprozess zu wiederholen.
  • Im Folgenden wird der Wiederholungsprozess im Detail beschrieben. In Schritt 524 vergleicht der Ratenabstimmer 130 m mit D (m≤D), um zu bestimmen, ob die Ratenabstimmung abgeschlossen wurde. Wenn in Schritt 524 bestimmt wird, dass die Ratenabstimmung abgeschlossen wurde, beendet der Ratenabstimmer 130 den Wiederholungsprozess. Wenn in Schritt 542 dagegen bestimmt wird, dass die Ratenabstimmung noch nicht abgeschlossen wurde, schreitet der Ratenabstimmer 130 zu Schritt 526 fort. In Schritt 526 aktualisiert der Ratenabstimmer 130 e durch das Berechnen einer Differenz e-eminus zwischen e und eminus. Nach der Aktualisierung von e bestimmt der Ratenabstimmer 130 in Schritt 528, ob der aktualisierte Wert e kleiner oder gleich "0" ist. Wenn in Schritt 528 bestimmt wird, dass der aktualisierte Wert e kleiner oder gleich "0" ist, schreitet der Ratenabstimmer 130 zu Schritt 530 fort, weil das entsprechende Eingabebit ein Wiederholungsbit ist. In Schritt 530 wiederholt der Ratenabstimmer 130 das entsprechende Eingabebit Si,m. Weiterhin aktualisiert der Ratenabstimmer in Schritt 530 den Wert e durch das Berechnen einer Summe e + eplus aus e und eplus, wobei er dann zu Schritt 528 zurückkehrt und wiederum den aktualisierten Wert e mit "0" vergleicht, um zu bestimmen, ob die Wiederholung nochmals durchgeführt werden muss. Das heißt, der Ratenabstimmer 130 wiederholt das entsprechende Eingabebit mit einer vorbestimmte Anzahl von Wiederholungen in den Schritten 528 bis 530. Wenn jedoch in Schritt 528 der Wert e größer als "0" ist, erhöht der Ratenabstimmer 130 in Schritt 532 m um 1, um das nächste Bit auszuwählen, wobei er dann zu Schritt 524 zurückkehrt, um den Wiederholungsprozess zu wiederholen.
  • Wie oben beschrieben, sind in einem Sender für das herkömmliche CDMA-Mobilkommunikationssystem der Kanalcodierer und der Ratenabstimmer separat vorgesehen. In diesem Fall wird eine Abschneidung durch einen Abschneider in dem Kanalcodierer durchgeführt und wird eine andere Abschneidung durch den Ratenabstimmer durchgeführt, was zu einer Erhöhung der Hardwarekomplexität und der Verarbeitungszeit sowie zu einer Verminderung der Leistung des Kanalcodierers führt.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Senden/Empfangen von Daten anzugeben, welche die Gesamtsystemleistung verbessern, indem sie die Abschneidung/Wiederholung für die Kanalcodierung mit der Abschneidung/Wiederholung für die Ratenabstimmung vereinen.
  • Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Senden/Empfangen von Daten anzugeben, welche gleichzeitig eine Abschneidung/Wiederholung für die Kanalcodierung und eine Abschneidung/Wiederholung für die Ratenabstimmung durchführen, indem sie eine einzige Abschneidungs/Wiederholungs-Operation auf den codierten Bits durchführen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vereinen der Abschneidung/Wiederholung für die Kanalcodierung mit der Abschneidung/Wiederholung für die Ratenabstimmung anzugeben, um die Leistung eines Kanalcodierers zu erhöhen und die HARQ (Hybrid Automatic Retransmission Request = Hybride automatische Neuübertragungsanforderung)-Prozedur zu vereinfachen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Sender angegeben für die Verwendung in einem Mobilkommunikationssystem mit einem Codierer zum Codieren eines Stroms von Informationsbits, die für eine vorgegebene Übertragungsperiode mit einer übergeordneten Coderate empfangen werden, und zum Erzeugen des Stroms aus systematischen Bits und einer Vielzahl von Strömen aus Paritätsbits, sowie mit einem Prozessor zum Vorsehen einer Vielzahl von Parametern für die Ratenabstimmung auf null (0) der Differenz, die durch das Subtrahieren der Gesamtanzahl der durch den Codierer erzeugten systematischen Bits und Paritätsbits von der Gesamtanzahl der über einen Funkkanal für die vorgegebene Übertragungsperiode übertragenen Bits bestimmt wird. Der Sender umfasst einen Ratenabstimmer, um bei einer Differenz mit einem negativen Wert einheitlich eine gleiche Anzahl von Bits in Entsprechung zu der Differenz in den Strömen der Paritätsbits abzuschneiden, ohne den Strom der systematischen Bits abzuschneiden, und um bei einer Differenz mit einem positiven Wert eine gleiche Anzahl von Bits in Entsprechung zu der Differenz in dem Strom der systematischen Bits und den Strömen der Paritätsbits zu wiederholen, um eine Anpassung an die Anzahl der zu übertragenden Bits zu erhalten.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Übertragungsverfahren in einem Mobilkommunikationssystem mit einem Codierer zum Codieren eines Stroms von Informationsbits, die für eine vorgegebene Übertragungsperiode mit einer übergeordneten Coderate empfangen werden, und zum Erzeugen des Stroms aus systematischen Bits und einer Vielzahl von Strömen aus Paritätsbits, sowie mit einem Prozessor zum Vorsehen einer Vielzahl von Parametern für die Ratenabstimmung auf null (0) der Differenz, die durch das Subtrahieren der Gesamtanzahl der durch den Codierer erzeugten systematischen Bits und Paritätsbits von der Gesamtanzahl der über einen Funkkanal für die vorgegebene Übertragungsperiode übertragenen Bits bestimmt wird, angegeben. Nach Empfang einer Abschneidungsanforderung auf der Basis der Differenz schneidet der Sender einheitlich die Ströme der Paritätsbits um eine gleiche Anzahl von Bits in jedem der Ströme der Paritätsbits ab, ohne den Strom der systematischen Bits abzuschneiden, um eine der Differenz entsprechende Anzahl von Bits abzuschneiden. Bei Empfang einer Wiederholungsanforderung ändert der Prozessor Parameter, um andere Bits als die vorhergehenden Übertragungsbits zu übertragen. Der Sender wiederholt eine bestimmte Anzahl von Bits in dem Strom der systematischen Bits und in den Strömen der Paritätsbits mit der beinahe gleichen Anzahl von Bits, um eine der Differenz entsprechende Anzahl von Bits zu wiederholen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Oben genannte und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht:
  • Fig. 1 zeigt den Aufbau eines gewöhnlichen Senders in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem,
  • Fig. 2 zeigt den detaillierten Aufbau des Kanalcodierers von Fig. 1,
  • Fig. 3 zeigt den detaillierten Aufbau der Codierer von Fig. 2,
  • Fig. 4 zeigt den detaillierten Aufbau des Ratenabstimmers von Fig. 1,
  • Fig. 5 zeigt eine allgemeine Prozedur zum Durchführen einer Ratenabstimmung,
  • Fig. 6 zeigt den Aufbau eines Senders in einem CDMA- Mobilkommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • Fig. 7 zeigt den vereinten Aufbau eines Kanalcodierers und eines Ratenabstimmers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
  • Fig. 8 zeigt eine Prozedur zum kombinierten Durchführen einer Kanalcodierung und einer Ratenabstimmung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden wohlbekannte Funktionen oder Aufbauten nicht im Detail beschrieben, da dies die Erfindung in unnötiger Weise verundeutlichen würde.
  • In einem Sender für ein gewöhnliches CDMA- Mobilkommunikationssystem unterscheidet sich die Aufgabe eines Abschneiders in einem Kanalcodierer von derjenigen eines Ratenabstimmers. Da jedoch der Abschneider in dem Kanalcodierer neben der Abschneidung auch eine Wiederholung durchführt, sieht der Abschneider eine ähnliche Operation wie der Ratenabstimmer vor. Deshalb müssen in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Abschneider in dem Kanalcodierer und der Ratenabstimmer gemeinsam und nicht unabhängig voneinander verwaltet werden. Außerdem muss die Leistung des Kanalcodierers erhöht werden, indem die Durchführung einer Wiederholung durch den Ratenabstimmer verhindert wird, nachdem die Abschneidung durch den Kanalcodierer durchgeführt wurde.
  • Ein in dem neuesten CDMA-Mobilkommunikationssystem angewendeter Kanalcodierer für den Paketkommunikationsstandard (z. B. HSDPA oder 1 × EV-DV) hat eine AMCS-basierte Verbindungsadaptionstechnik eingeführt. Deshalb erzeugt der Kanalcodierer Paritätsbits, deren Anzahl allgemein größer (oder kleiner) als die übertragbare Anzahl von Bits ist. Das bedeutet, dass eine übergeordnete Rate nicht identisch mit einer tatsächlich angewendeten Rate ist. Deshalb führt der Abschneider eine Abschneidung oder Wiederholung durch. Wenn außerdem die HARQ (Hybrid Automatic Retransmission Request = hybride automatische Neuübertragungsanforderung), d. h. eine typische Hochgeschwindigkeits-Paketdaten-Übertragungstechnik, verwendet wird, kann ein Abschneidungsmuster während der Neuübertragung geändert werden. Die HARQ ist eine Verbindungskontrolltechnik, die verwendet wird, wenn ein Fehler in ursprünglich übertragenen Paketdaten auftritt. Deshalb ist die HARQ eine Technik zum Neuübertragen von Paketdaten, die bei der ursprünglichen Übertragung fehlerhaft waren, um die fehlerhaften Paketdaten zu kompensieren. Die HARQ kann in Chase Combining (CC), Full Incremental Redundancy (FIR) und Partial Incremental Redundancy (PIR) unterteilt werden. Dabei ist CC eine Technik zum Übertragen desselben während der ursprünglichen Übertragung übertragenen Pakets bei der Neuübertragung, sodass ein bei der Neuübertragung verwendetes Abschneidungsmuster mit einem bei der ursprünglichen Übertragung verwendeten Abschneidungsmuster identisch ist. FIR ist eine Technik zum Übertragen von systematischen Bits und Paritätsbits in einem spezifischen Verhältnis bei der ursprünglichen Übertragung sowie zum Übertragen eines Paketes, das nur einige oder alle Paritätsbits enthält, bei der Neuübertragung, um eine Codierverstärkung eines Decodierers in einem Empfänger zu verbessern. PIR ist eine Technik zum Übertragen eines Datenpakets mit systematischen Bits und zuvor nicht übertragenen neuen Paritätsbits während der Neuübertragung. PIR sieht einen ähnlichen Effekt vor wie CC, indem während der Decodierung die systematischen Bits mit ursprünglich übertragenen systematischen Bits kombiniert werden, und sieht einen ähnlichen Effekt wie FIR vor, indem die Paritätsbits decodiert werden. Im Gegensatz zu CC sollte die inkrementelle Redundanz (IR) bei FIR und PIR ein Abschneidungsmuster während der Neuübertragung ändern. Deshalb sollte die HARQ auch in Betracht gezogen werden, um den Abschneider in dem Kanalcodierer und den Ratenabstimmer gemeinsam zu verwalten. Dementsprechend sieht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren für die kombinierte Verwaltung des Abschneiders in dem Kanalcodierer und des Ratenabstimmers unter Berücksichtigung der HARQ vor. Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf ein Beispiel beschrieben, in dem ein Turbocodierer als Kanalcodierer verwendet wird, wobei die Erfindung jedoch auch auf einen Fall angewendet werden kann, in dem ein Faltungscodierer als Kanalcodierer verwendet wird. In diesem Fall dienen die systematischen Bits und die Paritätsbits alle als Paritätsbits.
  • Vor einer Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden beispielhafte Abschneidungsmuster auf der Basis der im AMCS verwendeten Coderaten sowie die durch die Abschneidungsmuster durchgeführten Kanalcodierungs- und Ratenabstimmungsprozesse beschrieben. Dabei wird von einer übergeordneten Coderate von 1/3 ausgegangen, wobei im AMCS die Coderaten 1/4 und 1/2 aus den Coderaten 1/4, 1/2 und 3/4 verwendet werden. Die Coderaten 1/2 und 3/4 erfordern eine Abschneidung, weil sie größer als die übergeordnete Coderate von 1/3 sind. Die Coderate 1/4 dagegen erfordert eine Wiederholung, weil sie kleiner als die übergeordnete Coderate von 1/3 ist. In den unten angegebenen Abschneidungsmustern bedeutet "0" die Abschneidung eines entsprechenden codierten Bits, bedeutet "1" die nicht- Abschneidung des entsprechenden codierten Bits und bedeutet ein Wert größer als "1" die Wiederholung des entsprechenden codierten Bits. Zum Beispiel bedeutet "2" in dem Abschneidungsmuster zwei Wiederholungen des entsprechenden codierten Bits.
  • Zuerst werden beispielhafte Abschneidungsmuster auf der Basis der im AMCS verwendeten Coderaten beschrieben.
  • Die Tabelle 1 zeigt beispielhafte Abschneidungsmuster bei der ursprünglichen Übertragung und der Neuübertragung für eine übergeordnete Coderate von 1/3 und eine Coderate von 1/2. Tabelle 1



  • Ein Kanalcodierer mit einer übergeordneten Coderate von 1/3 codiert drei Eingabebits zu neun codierten Bits in Übereinstimmung mit dem in Tabelle 1 gezeigten Abschneidungsmuster und schneidet dann drei Bits aus den neun codierten Bits ab, um sechs codierte Bits auszugeben. Während der Neuübertragung verwendet CC dasselbe Abschneidungsmuster wie bei der ursprünglichen Übertragung, während PIR und FIR bei der Neuübertragung andere Abschneidungsmuster als bei der ursprünglichen Übertragung verwenden.
  • Außerdem zeigt die Tabelle 2 beispielhafte Abschneidungsmuster bei der ursprünglichen Übertragung und der Neuübertragung für eine übergeordnete Coderate von 1/3 und eine Coderate von 1/4. Tabelle 2



  • Ein Kanalcodierer mit einer übergeordneten Coderate von 1/3 codiert drei Eingabebits zu neun codierten Bits in Übereinstimmung mit dem Abschneidungsmuster von Tabelle 2, wobei er dann drei Bits aus den neun codierten Bits wiederholt, um zwölf codierte Bits auszugeben.
  • Im Folgenden werden die durch die Abschneidungsmuster durchgeführten Kanalcodierungs- und Ratenabstimmungsprozesse beschrieben. Die Ratenabstimmung ist erforderlich, wenn die durch die Kanalcodierung erzeugte Anzahl der codierten Bits nicht identisch mit der übertragbaren Anzahl von Bits ist. Das heißt, um die Anzahl der codierten Bits mit der Gesamtanzahl der übertragbaren Bits abzustimmen, wird die Ratenabstimmung für eine Abschneidung oder Wiederholung der codierten Bits durchgeführt.
  • Tabelle 3 zeigt Beispiele für die Ausgabe der Gesamtanzahl von codierten Bits, die durch die Kanalcodierung und Ratenabstimmung übertragen werden können, bei einer übergeordneten Coderate von 1/3 und einer Coderate von 1/2. Tabelle 3



  • Von den codierten Bits oder Ausgaben in Tabelle 3 geben 1 oder -1 systematische Bits wieder, während P Paritätsbits wiedergeben.
  • Wenn in Beispiel #1 von Tabelle 3 die Gesamtanzahl der übertragbaren Bits gleich 5 ist, codiert der Kanalcodierer mit einer übergeordneten Coderate von 1/3 drei Eingabebits zu neun codierten Bits, erzeugt sechs codierte Bits durch das Abschneiden von drei Bits aus den neun codierten Bits in Übereinstimmung mit dem Abschneidungsmuster und schneidet dann eines der sechs codierten Bits für die Ratenabstimmung ab. Das Beispiel #1 von Tabelle 3 zeigt das herkömmliche Verfahren, in dem die Kanalcodierung und Ratenabstimmung voneinander getrennt sind. Das Beispiel #2 zeigt jedoch ein neuartiges Verfahren, in dem die Kanalcodierung und Ratenabstimmung gemäß der vorliegenden Erfindung vereint sind. Wie in Beispiel #1 von Tabelle 3 gezeigt, wird ein zweites codiertes Bit aus den sechs codierten Bits durch die Ratenabstimmung abgeschnitten, sodass fünf codierte Bits als Gesamtanzahl der übertragbaren codierten Bits ausgegeben werden. In Beispiel #2 von Tabelle 3 können in Entsprechung zu Beispiel #1 fünf übertragbare codierte Bits durch einen einzigen Abschneidungsprozess ausgegeben werden, indem "0" (Abschneidung) in das Abschneidungsmuster an einer Position eines codierten Bits eingegeben wird, das durch die Ratenabstimmung von Beispiel #1 abgeschnitten wird. Das Ausgabeergebnis von #1 ist identisch mit dem Ausgabeergebnis von Beispiel #2.
  • Weiterhin zeigt Tabelle 4 Beispiele für die Ausgabe der übertragbaren Gesamtanzahl von codierten Bits durch eine Kanalcodierung und Ratenabstimmung für eine übergeordnete Coderate von 1/3 und eine Coderate von 1/4. Tabelle 4

  • Das Beispiel #3 von Tabelle 4 zeigt das herkömmliche Verfahren, in dem die Gesamtanzahl der übertragbaren Bits gleich neun ist und drei Bits aus den zwölf codierten Bits für die Ratenabstimmung abgeschnitten werden. Dagegen zeigt das Beispiel #4 von Tabelle 4 ein neuartiges Verfahren, in dem die Kanalcodierung und Ratenabstimmung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vereint sind. Insbesondere zeigt das Beispiel #4 ein Abschneidungsmuster und codierte Bits, die durch die gleichzeitige Durchführung einer Kanalcodierung und Ratenabstimmung gemäß dem Abschneidungsmuster erzeugt werden. Wie in Beispiel #3 von Tabelle 4 gezeigt, werden das vierte, siebente und elfte codierte Bit aus den zwölf codierten Bits für eine Ratenabstimmung abgeschnitten, sodass neun codierte Bits als Gesamtanzahl der übertragbaren Bits ausgegeben werden. In Beispiel #4 von Tabelle 4 können dem Beispiel #3 entsprechend neun übertragbare codierte Bits durch einen Abschneidungsprozess ausgegeben werden, indem "0" (Abschneidung) in das Abschneidungsmuster an den Positionen der codierten Bits eingefügt wird, die durch die Ratenabstimmung von Beispiel #3 abgeschnitten werden. Das Ausgabeergebnis von Beispiel #3 ist mit dem Ausgabeergebnis von Beispiel #4 identisch.
  • Zu Tabelle 3 und 4 ist anzumerken, dass wenn vorbestimmte codierte Bits für die Ratenabstimmung abgeschnitten werden, zuerst die Paritätsbits und dann die systematischen Bits abgeschnitten werden.
  • Tabelle 5 zeigt Beispiele für das Ausgeben der übertragbaren Gesamtanzahl von codierten Bits durch eine Kanalcodierung und Ratenabstimmung für eine übergeordnete Coderate von 1/3 und eine Coderate von 1/2. Tabelle 5

  • Wenn in Beispiel #5 von Tabelle 5 die Gesamtanzahl der übertragbaren Bits gleich 7 ist, wird ein Bit aus sechs codierten Bits für die Ratenabstimmung wiederholt. Das Beispiel #5 von Tabelle 5 zeigt ein Abschneidungsmuster für den Fall, dass die Kanalcodierung und Ratenabstimmung gemäß dem Stand der Technik voneinander getrennt durchgeführt werden, die codierten Bits auf der Basis des Abschneidungsmusters sowie die codierten Bits, die durch das Durchführen der Ratenabstimmung auf den codierte Bits erzeugt werden. Das Beispiel #6 von Tabelle 5 zeigt ein Abschneidungsmuster für den Fall, dass die Kanalcodierung und die Ratenabstimmung gemäß der vorliegenden Erfindung vereint sind, und die codierten Bits, die durch das Durchführen der Kanalcodierung und der Ratenabstimmung gemäß dem Abschneidungsmuster erzeugt werden. Wie in Beispiel #5 von Tabelle 5 gezeigt, wird ein codiertes Bit aus sechs Bits für die Ratenabstimmung wiederholt, sodass sieben codierte Bits als Gesamtanzahl der übertragbaren Bits ausgegeben werden. In Beispiel #5 wird ein drittes codiertes Bit "-1" aus den sechs codierten Bits ein Mal wiederholt ("2" in Tabelle 5 gibt eine einmalige Wiederholung wieder). In Beispiel #6 von Tabelle 5 können in Entsprechung zu Beispiel #5 sieben übertragbare Codes durch einen einzigen Abschneidungsprozess ausgegeben werden, indem "1" (Wiederholung) in das Abschneidungsmuster an einer Position eines codierten Bits eingefügt wird, das durch die Ratenabstimmung von Beispiel #5 wiederholt wird. Das Ausgabeergebnis von Beispiel #5 ist mit dem Ausgabeergebnis von Beispiel #6 identisch.
  • Aus den vorstehenden Beispielen wird deutlich, dass die unabhängige Verwaltung des Abschneiders in dem Kanalcodierer und des Ratenabstimmers einen zusätzlichen und unnötigen Prozess erfordert, sodass mit der unabhängigen Verwaltung keine effiziente Abschneidung vorgesehen werden kann.
  • Währenddessen kann das resultierende Abschneidungsmuster aus Beispiel 6 von Tabelle 5 wie folgt wiedergegeben werden:


  • Aus Gleichung (1) wird deutlich, dass ein Eingabebit in der zweiten Spalte und der ersten Reihe wiederholt wird. Um eine effizientere Codierverstärkung als mit dem Abschneidungsmuster von Gleichung (1) zu erhalten, wird vorzugsweise ein Paritätsbit ohne Wiederholung eines systematischen Bits übertragen, anstatt ein Paritätsbit abzuschneiden und dann ein systematisches Bit zu wiederholen. Das Abschneidungsmuster hierfür kann wie folgt wiedergegeben werden:


  • Die vorstehenden Beispiele haben anhand von Beispielen der Abschneidung oder Wiederholung einer vorbestimmten Anzahl von Bits pro Abschneidungsmuster in den Kanalcodierungs- und Ratenabstimmungsprozessen gezeigt, dass ein vereintes Abschneidungsmuster realisiert werden kann. Wenn jedoch alle zu übertragenden codierten Bits unter Verwendung eines Abschneidungsmusters von 9(3.3) erzeugt werden, kann das Abschneidungsmuster mehrere Male verwendet werden. Andernfalls muss ein sehr großes Abschneidungsmuster verwendet werden, das alle codierten Bits angibt. Die vorliegende Erfindung wird für den Fall beschrieben, dass das in Tabelle 3 gezeigte Abschneidungsmuster von Beispiel #2 verwendet wird. Wenn die Anzahl der Eingabebits gleich 30 ist, erzeugt ein Kanalcodierer mit einer übergeordneten Coderate von 1/3 90 codierte Bits. Weil das Abschneidungsmuster von Beispiel #1 eine Abschneidungseinheit für jeweils neun Bits angibt, werden bei einer 10-fachen Anwendung des Abschneidungsmusters, das jeweils drei Bits abschneidet, insgesamt 30 Bits abgeschnitten. Daraus resultiert, dass 60 codierte Bits erzeugt werden. Wenn eine Ratenabstimmung für die Abschneidung von vier Bits erforderlich ist, kann die Ratenabstimmung nicht mit einem Verfahren einer kombinierten Verwaltung der Abschneidung durch den Kanalcodierer und der Abschneidung durch den Ratenabstimmer durchgeführt werden. In diesem Fall muss eine Abschneidungsmustereinheit von 90 verwendet werden. In diesen beiden Fällen ist eine komplizierte Verarbeitung erforderlich. Aus diesem Grund wird ein Operationsprinzip der vorliegenden Erfindung realisiert, indem jedes codierte Bit einen Ratenabstimmungsprozess unterzogen wird und also kein Abschneidungsmuster auf der Basis der Gesamtanzahl der übertragbaren Bits verwendet wird.
  • Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 6 zeigt den Aufbau eines Senders in einem CDMA- Mobilkommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 6 gezeigt, werden von einer höheren Schicht zu einem physikalischen Schicht übertragene N Datentransportblöcke zu einem Endbit-Einfüger 610 gegeben. Der Endbit-Einfüger 610 fügt Endbits in jedem der Datentransportblöcke ein. Die N Transportblöcke mit eingefügten Endbits werden zuerst durch einen Codierer/Ratenabstimmer 620 mit einer Coderate codiert. Weil die mit der Coderate codierten Bits in ihrer Anzahl nicht der über einen Funkkanal zu übertragenen Anzahl von Datenbits entsprechen, werden einige der codierten Bits einer Abschneidung oder Wiederholung für die Ratenabstimmung unterzogen, um die Anzahl der codierten Bits mit der Anzahl der über den Funkkanal zu übertragenden Bits abzustimmen.
  • Die durch die Ratenabstimmung erzeugten codierten Bits werden durch einen Verschachteler 630 verschachtelt, und die verschachtelten codierten Bits werden durch einen Modulator 640 in einer vorbestimmten Modulationstechnik moduliert, bevor sie übertragen werden.
  • Wie in Fig. 6 gezeigt, werden in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Aufbau zum Durchführen einer Kanalcodierung und ein Aufbau zum Durchführen einer Ratenabstimmung zu einem Aufbau vereint. Ein Prozessor 650 erzeugt eine Vielzahl von Parametern (eminus, eplus, ΔN) für die Ratenabstimmung sowie ein Modulationssteuersignal für den Modulator.
  • Fig. 7 zeigt den Aufbau für die gemeinsame Durchführung der Kanalcodierung und Ratenabstimmung in einem Sender für ein CDMA-Mobilkommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt Fig. 7 einen vereinten Aufbau für die Durchführung der Kanalcodierung mit einer Coderate von 1/M und die Durchführung einer Abschneidung oder Wiederholung unter Verwendung eines Ratenabstimmungsalgorithmus.
  • Vor einer Beschreibung des Aufbaus von Fig. 7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die hier verwendeten Begriffe definiert.
  • Unter "Eingabebits" sind die für die Kanalcodierung empfangenen Bits zu verstehen, und unter "Eingabebitstrom" ist ein Strom der Eingabebits zu verstehen, der sequentiell an einem Codierer angelegt wird. Unter "codierten Bits" sind die aus dem Codierer ausgegebenen Bits zu verstehen, und unter "codierter Bitstrom" ist ein Strom der codierten Bits zu verstehen, der sequentiell aus dem Codierer ausgegeben wird. Unter "systematische Bits" sind die den Eingabebits entsprechenden Bits der codierten Bits zu verstehen, und unter "systematischer Bitstrom" ist ein Strom der systematischen Bits zu verstehen, der sequentiell aus dem Codierer ausgegeben wird. Unter "Paritätsbits" sind Paritätsbits in den codierten Bits zum Fehlerkorrigieren der systematischen Bits bei einem Empfänger zu verstehen, und unter "Paritätsbitstrom" ist ein Strom der Paritätsbits zu verstehen, der sequentiell aus dem Codierer ausgegeben wird. Unter "TT-Bits" sind aus dem Codierer ausgegebene Bits zu verstehen, die nur zur Ratenabstimmung dienen, und unter "TT-Bitstrom" ist ein Strom der TT-Bits zu verstehen, der sequentiell aus dem Codierer ausgegeben wird. Unter "ersten TT-Bits" sind die aus einem ersten Codierer ausgegebenen TT-Bits zu verstehen, und unter "zweiten TT-Bits" sind die aus einem zweiten Codierer ausgegebenen TT-Bits zu verstehen. Unter "erster TT-Bitstrom" ist ein Strom der ersten TT-Bits zu verstehen, der aus dem ersten Codierer ausgegeben wird, und unter "zweiter TT-Bitstrom" ist ein Strom von zweiten TT-Bits zu verstehen, der sequentiell aus dem zweiten Codierer ausgegeben wird. Unter "TT-Bitgruppe" ist eine der Gruppen zu verstehen, die durch das Unterteilen der TT-Bits in eine Vielzahl von Gruppen erhalten werden, die jeweils mit einem aus einer Vielzahl von Ratenabstimmern für die Ratenabstimmung assoziiert sind. In einigen Fällen können die systematischen Bits und die Paritätsbits Endbits und TT-Bits umfassen. Unter ΔN ist die Gesamtanzahl der durch die Vielzahl von Ratenabstimmern abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits zu verstehen. Das heißt, ΔN gibt eine Differenz zwischen der Gesamtanzahl der mit der übergeordneten Coderate codierten Bits und der Gesamtanzahl der zu übertragenden Bits an. Unter ΔNi ist die Anzahl der durch einen i-ten Ratenabstimmer abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits zu verstehen, wobei "i" verwendet wird, um einen Ratenabstimmer aus der Vielzahl von Ratenabstimmern anzugeben oder die Anzahl der durch jeden Ratenabstimmer abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits zu unterscheiden. Unter ΔN0 ist die für den systematischen Bitstrom zu wiederholende Anzahl von Bits zu verstehen, und unter ΔN1 bis ΔNi sind jeweils die für jeden Paritätsbitstrom zu wiederholenden Anzahlen von Bits zu verstehen. Die anderen Begriffe weisen die weiter oben definierten Bedeutungen auf.
  • Wie in Fig. 7 gezeigt, wird ein Eingabebitstrom aus Einheitseingabebits Mk gemeinsam an einem ersten Teilcodierer 702 und einem zweiten Teilcodierer 703 über einen Verschachteler 701 angelegt. Der erste Teilcodierer 702 codiert die Eingabebits Mk mit einer vorgegebenen Coderate und gibt einen ersten TT-Bitstrom zusammen mit codierten Bitströmen aus. Wenn beispielsweise die übergeordnete Coderate gleich 1/M ist, umfassen die aus dem ersten Teilcodierer 702 ausgegebenen Bitströme einen systematischen Bitstrom Xk und (M-1)/2 Paritätsströme Yk,1 bis Yk,(M-1)/2.
  • Der zweite Teilcodierer 703 codiert verschachtelte Eingabebits X'k aus dem Verschachteler 701 mit einer vorgegebenen Coderate und gibt einen zweiten TT-Bitstrom zusammen mit codierten Bitströmen aus. Wenn beispielsweise die übergeordnete Coderate 1/M ist, umfassen die aus dem zweiten Teilcodierer 703 ausgegebenen Bitströme einen systematischen Bitstrom X'k und (M-1)/2 Paritätsströme Yk,(M+1)/2 bis Yk,M-1. Allgemein wird X'k nicht ausgegeben. Es werden jedoch Endbits für die Initialisierung des ersten Teilcodierers 702 und Endbits für die Initialisierung des zweiten Teilcodierers 703 ausgegeben.
  • Wenn die übergeordnete Coderate gleich 1/3 ist, werden Xk, Yk,1 und Yk,2 ausgegeben. Außerdem sind erste Endbits für die Initialisierung des ersten Teilcodierers 702, zweite Endbits für die Initialisierung des zweiten Teilcodierers 703, erste TT-Bits, die durch das Codieren der ersten Endbits durch den ersten Teilcodierer 702 erhalten werden, und zweite TT-Bits, die durch das Codieren der zweiten Endbits durch den zweiten Teilcodierer 703 erhalten werden, vorhanden. Ein TT-Bitstrom umfasst die ersten und zweiten Endbits sowie die ersten und zweiten TT-Bits. Ein erster TT-Bitstrom umfasst die ersten Endbits und die ersten TT-Bits, und ein zweiter TT-Bitstrom umfasst die zweiten Endbits und die zweiten TT-Bits. Dabei ist k ein Index, der die Reihenfolge eines Bitsignals angibt.
  • Die Gesamtanzahl der Bits des ersten TT-Bitstroms und des zweiten TT-Bitstroms aus dem ersten Teilcodierer 702 und dem zweiten Teilcodierer 703 wird als (M+1) × L definiert, wenn die Anzahl L der Endbits bestimmt wird. Dabei gibt L die Anzahl der durch den ersten Teilcodierer 702 und den zweiten Teilcodierer 703 erzeugten Endbits an.
  • Der erste TT-Bitstrom und der zweite TT-Bitstrom werden zu einem TT-Bitverteiler 716 gegeben. Die ersten und zweiten TT-Bits werden während der Ratenabstimmung auf den codierten Bitströmen verwendet, um mit den codierten Bits jedes der codierten Bitströme gemultiplext zu werden. Die Definition und die Funktion der TT-Bits des ersten TT-Bitstroms und des zweiten TT-Bitstrom wurde bereit gegeben bzw. beschrieben. Der TT-Bitverteiler 716 verteilt die ersten und zweiten TT-Bits der ersten und zweiten TT-Bitströme aus dem ersten Teilcodierer 702 und dem zweiten Teilcodierer 703 in TT-Bitgruppen, deren Anzahl mit der Anzahl der codierten Bitströme aus dem ersten Teilcodierer 702 und dem zweiten Teilcodierer 703 identisch ist. Der TT-Bitverteiler 716 verteilt die TT-Bits derart, dass die TT-Bitgruppen für jeden codierten Bitstrom dieselbe Anzahl von TT-Bits aufweisen sollten. In Fig. 7 ist die übergeordnete Coderate des ersten und zweiten Teilcodierers 702 und 703 mit 1/M definiert, wobei der TT-Bitverteiler 716 TT-Bits der TT-Bitströme auf M TT-Bitgruppen verteilt. Die M TT-Bitgruppen umfassen jeweils eine vorbestimmte Anzahl von TT-Bits aus dem TT-Bitverteiler 716 und werden zu M assoziierten Multiplexern (MUX) 704 bis 708gegeben. In Fig. 7 werden die M TT-Bitgruppen jeweils durch TT-Bits1, TT-Bits2, . . ., TT-Bits(M-1)/2, . . ., TT-Bits(M+1)/2, . . ., und TT-BitsM-1 wiedergegeben.
  • Die Anzahl der Multiplexer 704 bis 708, die die Ausgaben des ersten Teilcodierers 702 und des zweiten Teilcodierers 703 sowie die TT-Bits in einer TT-Bitgruppeneinheit aus dem TT-Bitverteiler 716 empfangen, ist mit der Anzahl der codierten Bitströme identisch, die mit der übergeordneten Coderate erzeugt werden. Wenn beispielsweise die Coderate gleich 1/3 ist, muss der Kanalcodierer 620 drei Multiplexer umfassen, weil drei codierte Bitströme einschließlich des systematischen Bitstroms und der Ausgaben des ersten Teilcodierers 702 und des zweiten Teilcodierers 703 durch die übergeordnete Coderate erzeugt werden. Das heißt, die drei Multiplexer entsprechen jeweils dem systematischen Bitstrom, der Ausgabe aus dem ersten Teilcodierer 702 und der Ausgabe aus dem zweiten Teilcodierer 703. Da in Fig. 7 die übergeordnete Coderate des ersten Teilcodierers 702 und des zweiten Teilcodierers 703 gleich 1/M ist, umfasst der Kanalcodierer 620 M Multiplexer. Die Multiplexer 704 bis 708 multiplexen die jeweils eingegebenen codierten Bitströme mit den TT-Bits in der TT-Bitgruppeneinheit. Aus den Multiplexern 704 bis 708 multiplext der Multiplexer 704, der den systematischen Bitstrom empfängt, den systematischen Bitstrom mit den TT-Bits in der entsprechende TT-Bitgruppe.
  • Die mit den TT-Bits gemultiplexten und aus den Multiplexern 704 bis 708 ausgegebenen codierten Bitströme werden zu entsprechenden Ratenabstimmern 709 bis 713 gegeben. Das heißt, der mit den TT-Bits1 gemultiplexte und aus dem Multiplexer 704 ausgegebene systematische Bitstrom wird an dem Ratenabstimmer 709 angelegt, und der mit den TT-Bits2 gemultiplexte und aus dem Multiplexer 705 ausgegebene Paritätsbitstrom wird an dem Ratenabstimmer 710 angelegt. Der mit den TT-Bits(M-1)/2 gemultiplexte und aus dem Multiplexer 706 ausgegebene Paritätsbitstrom wird an dem Ratenabstimmer 711 angelegt. Der mit den TT-Bits(M+1)/2 gemultiplexte und aus dem Multiplexer 707 ausgegebene Paritätsbitstrom wird an dem Ratenabstimmer 712 angelegt. Schließlich wird der mit den TT-BitsM-1 gemultiplexte und aus dem Multiplexer 708 ausgegebene Paritätsbitstrom an dem Ratenabstimmer 713 angelegt.
  • Deshalb muss die Anzahl der Ratenabstimmer 709 bis 713 identisch mit der Anzahl der Multiplexer 704 bis 708 sein. Außerdem werden den Ratenabstimmern 709 bis 713 die Anzahlen ΔN0 bis ΔNM-1 für die abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits aus einer höheren Schicht zugewiesen. Die Summe der Anzahlen ΔN0 bis ΔNM-1 der abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits, die an die Ratenabstimmer 709 bis 713 gegeben werden, ist identisch mit der Gesamtanzahl der durch die Kanalcodierung und Ratenabstimmung abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits identisch. Dies kann wie folgt ausgedrückt werden:


  • Die Ratenabstimmer 710 bis 713 bestimmen die zu wiederholenden oder abzuschneidenden Bits in den codierten Bitströmen aus den Multiplexern 705 bis 708 auf der Basis der zugewiesenen Anzahlen der zu wiederholenden oder abzuschneidenden Bits. Der Ratenabstimmer 709 empfängt den systematischen Bitstrom, der mit den TT-Bits in der ersten TT-Bitgruppe gemultiplext und aus dem Multiplexer 704 ausgegeben wird, und bestimmt die systematischen Bits aus den systematischen Bits des systematischen Bitstroms, die wiederholt werden müssen. Das heißt der die systematischen Bits verwaltende Multiplexer 709 wird während der Abschneidung deaktiviert. Dies kann durch ΔN0 = 0 für ΔN < 0 ausgedrückt werden. ΔN < 0 bedeutet, dass eine Abschneidung auf den codierten Bits erforderlich ist. In diesem Fall wird der Ratenabstimmer 709 deaktiviert, indem die Anzahl ΔN0 der zu wiederholenden systematischen Bits auf "0" gesetzt wird. Dabei können die zu wiederholenden oder abzuschneidenden Bits aus den codierten Bits in einem codierten Bitstrom durch den in Verbindung mit Fig. 5 beschriebenen Prozess bestimmt werden. Nach der Bestimmung der zu wiederholenden oder abzuschneidenden codierten Bits geben die Ratenabstimmer 709 bis 713 ihre codierten Bitströme zu einem Bitsammler oder Multiplexer (MUX) 714.
  • Der Bitsammler (oder MUX) 714 wiederholt oder schneidet die Bits ab, die als durch die Ratenabstimmer 709 bis 713 als abzuschneidend oder zu wiederholend bestimmt wurden, und gibt eine der Anzahl der erforderlichen Übertragungsbits entsprechende Anzahl von Bits aus.
  • Der Abschneider in dem herkömmlichen Kanalcodierer 120 und der Bittrenner 410 in dem herkömmlichen Ratenabstimmer 130 können weggelassen werden, weil der Codierer/Ratenabstimmer 620 von Fig. 7 die Multiplexer 704 bis 708 umfasst, die mit codierten Bitströmen aus dem ersten Teilcodierer 702 und dem zweiten Teilcodierer 703 assoziiert sind.
  • Fig. 8 zeigt eine Prozedur zum gemeinsamen Durchführen der Kanalcodierung und Ratenabstimmung in einem Sender für ein CDMA-Mobilkommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Prozedur von Fig. 8 ist in eine Operation während der ursprünglichen Übertragung und eine Operation während der Neuübertragung unterteilt.
  • Die in Fig. 8 verwendeten Parameter sind wie folgt definiert. Eine Bedingungskonstante k gibt die Anzahl der Ratenabstimmer für die Durchführung der Wiederholung oder Abschneidung aus den Ratenabstimmern an, und i ist ein Wert, der einen Ratenabstimmer zum Durchführen der Weiderholung oder Abschneidung angibt. Ein Bereich des Parameters i wird in Übereinstimmung damit bestimmt, ob eine Wiederholung oder Abschneidung durchzuführen ist. In der folgenden Beschreibung wird die Gesamtanzahl der Ratenabstimmer durch M wiedergegeben.
  • Wie in Fig. 8 gezeigt, bestimmt der Codierer/Ratenabstimmer 620 in Schritt 810, ob die aktuelle Übertragung eine Neuübertragung ist. Wenn in Schritt 810 bestimmt wird, dass die aktuelle Übertragung eine Neuübertragung ist, führt der Codierer/Ratenabstimmer 620 die Ratenabstimmung in den Schritten 812 bis 820 durch. Wenn jedoch in Schritt 810 bestimmt wird, dass die aktuelle Übertragung eine ursprüngliche Übertragung ist, führt der Codierer/Ratenabstimmer 620 eine Ratenabstimmung in den Schritten 824 bis 842 durch. Eine Ratenabstimmung wird nach jedem der oben genannten Prozesse vorgenommen.
  • Zuerst wird im Folgenden eine Operation während einer Neuübertragung beschrieben. In Schritt 824 berechnet der Codierer/Ratenabstimmer 620 die Gesamtanzahl ΔN der während der ursprünglichen Übertragung abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits auf der Basis der Gesamtanzahl der übertragbaren Bits und der Gesamtanzahl der erzeugten Bits, wenn eine vorbestimmte Anzahl von K Eingabebits mit einer übergeordneten Coderate codiert wird. Nach der Berechnung von ΔN bestimmt der Codierer/Ratenabstimmer 620 in Schritt 826, ob ΔN gleich "0" ist. Wenn ΔN gleich "0" ist, bedeutet dies, dass die Anzahl der übertragbaren Bits identisch mit der Anzahl der codierten Bits ist, sodass keine Abschneidung oder Wiederholung auf den codierten Bits erforderlich ist. Wenn also in Schritt 826 bestimmt wird, dass ΔN gleich "0" ist, gibt der Codierer/Ratenabstimmer 620 die codierten Bitströme an den Verschachteler 630 aus, ohne eine Ratenabstimmung durchzuführen. Wenn jedoch in Schritt 826 bestimmt wird, dass ΔN nicht gleich "0" ist, bestimmt der Codierer/Ratenabstimmer 620 in Schritt 828, ob ΔN größer oder kleiner als "0" ist. Wenn ΔN kleiner als "0" ist, bedeutet dies, dass ΔN Bits aus den codierten Bits abgeschnitten werden müssen. Wenn dagegen ΔN größer als "0" ist, bedeutet dies, dass ΔN Bits aus den codierten Bits wiederholt werden müssen. Wenn also in Schritt 828 bestimmt wird, dass ΔN größer als "0" ist, schreitet der Codierer/Ratenabstimmer 620 zu Schritt 830 fort, um die ΔN Bits aus den codierten Bits zu wiederholen. Wenn dagegen in Schritt 828 bestimmt wird, dass ΔN kleiner als "0" ist, schreitet der Codierer/Ratenabstimmer 620 zu Schritt 836 fort, um ΔN Bits aus den codierten Bits abzuschneiden.
  • In Schritt 830 setzt der Codierer/Ratenabstimmer 620 die Bereiche von k und i derart, dass die Anzahl ΔNi der zu wiederholenden Bits jedem der M Ratenabstimmern zugewiesen wird, um die Ratenabstimmung auf den codierten Bits durchzuführen. Deshalb setzt der Codierer/Ratenabstimmer 620 in Schritt 830 k auf die Gesamtanzahl M der Ratenabstimmer, sodass die zu wiederholende Anzahl von Bits allen Ratenabstimmern zugewiesen werden kann. Weiterhin setzt er einen Bereich von i auf 0 ≤ i ≤ M-1, d. h. {0, 1, 2, . . ., M-1}. Da es jedoch nicht möglich ist, die Anzahl der abzuschneidenden Bits dem Ratenabstimmer für die Verwaltung der systematischen Bits zuzuweisen, muss der Codierer/Ratenabstimmer 620 in Schritt 836 die Bereich von k und i derart setzen, dass die Anzahl der abzuschneidenden Bits den Ratenabstimmern mit Ausnahme des Ratenabstimmers für die Verwaltung der systematischen Bits zugewiesen wird. Deshalb setzt der Codierer/Ratenabstimmer 620 in Schritt 836 k auf M-1 und einen Bereich von i auf 1 ≤ i ≤ M-1, d. h. {1, 2, . . ., M-1}. Weiterhin setzt der Codierer/Ratenabstimmer 620 die Anzahl ΔN0 der Abschneidungsbits, die an den Ratenabstimmer für die Verwaltung des systematischen Bitstroms gegeben werden, auf "0". Wenn also der Schritt 830 durchgeführt wird, setzt der Codierer/Ratenabstimmer 620 die Parameter derart, dass die Gesamtanzahl ΔN der zu wiederholenden Bits auf M Bitgruppen wiederholt werden sollte. Wenn jedoch der Schritt 836 durchgeführt wird, setzt der Codierer/Ratenabstimmer 620 die Parameter derart, dass die Gesamtanzahl ΔN der abzuschneidenden Bits auf (M-1) Bitgruppen verteilt werden soll. Das heißt, bei einer Wiederholung führen alle Ratenabstimmer eine Wiederholungsoperation durch, während bei einer Abschneidung alle Ratenabstimmer mit Ausnahme des Ratenabstimmers für die Verwaltung des systematischen Bitstroms eine Abschneidungsoperation durchführen.
  • Nach dem Setzen der Bereiche von k und i für die Wiederholung oder Abschneidung in den Schritten 830 bis 836 führt der Codierer/Ratenabstimmer 620 eine Operation zum Zuweisen von ΔNi durch. ΔNi gibt die Anzahl der durch den entsprechenden Ratenabstimmer abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits an. Es gibt mehrere Verfahren zum Verteilen der Gesamtanzahl ΔN von abzuschneiden den oder zu wiederholenden Bits auf die Ratenabstimmer. Die vorliegende Erfindung gibt vier mögliche Verfahren an.
  • In einem ersten Verfahren ist ΔN ein Vielfaches von k, wobei allen codierten Bits die gleiche Priorität zugewiesen ist. Es wird zum Beispiel angenommen, dass M = 4, ΔN = 6 und dass eine Abschneidung durchgeführt wird. In diesem Fall gilt: k = 3 und 1 ≤ i ≤ 3. Deshalb bekommen ΔNi, d. h. ΔN1, ΔN2 und ΔN3 jeweils eine 2 zu gewiesen, sodass jeder der Ratenabstimmer mit Ausnahme des Ratenabstimmers für die Verwaltun g des systematischen Bitstroms zwei Bits abschneidet. Wenn jedoch angenommen wird, dass M = 3, ΔN = 6 und dass eine Wiederholung durchgeführt wird, dann gilt: k = 3 und 0 ≤ i ≤ 2. Deshalb bekommen ΔNi, d. h. ΔN0, ΔN1 und ΔN2 jeweils eine 2 zugewiesen, sodass jeder Ratenabstimmer zwei Bits wiederholt.
  • In einem zweiten Verfahren ist ΔN ein Vielfaches von k, wobei den codierten Bits unterschiedliche Prioritäten zugewiesen sind. Es wird zum Beispiel angenommen, dass M = 4, ΔN = 6 und dass eine Abschneidung durchgeführt wird. In diesem Fall gilt: k = 3 und 1 ≤ i ≤ 3. Deshalb bekommt ΔN1 eine 3, ΔN2 eine 2 und ΔN3 eine 1 zugewiesen. Weiterhin bekommt ΔN0 in Entsprechung zu dem Ratenabstimmer für die Verwaltung des systematischen Bitstroms eine 0 zugewiesen. Wenn jedoch angenommen wird, dass M = 3, ΔN = 6 und dass eine Wiederholung durchgeführt wird, dann gilt: k = 3 und 0 ≤ i ≤ 2. Deshalb bekommt ΔN0 eine 3, ΔN1 eine 2 und ΔN2 eine 1 zugewiesen. Das heißt, gemäß der Priorität der durch die entsprechenden Ratenabstimmer verwalteten codierten Bits wird eine unterschiedliche Anzahl von durch die entsprechenden Ratenabstimmer abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits zugewiesen. Dabei weist bei der ursprünglichen Übertragung der systematische Bitstrom eine höhere Priorität auf als die Paritätsbits, während bei der Neuübertragung zuvor nicht übertragene Paritätsbits eine höhere Priorität aufweisen als der systematische Bitstrom.
  • In einem dritten Verfahren ist ΔN kein Vielfaches von K, wobei den codierten Bits allen die gleiche Priorität zugewiesen ist. Es wird zum Beispiel angenommen, dass M = 4, ΔN = 5 und dass eine Abschneidung durchgeführt wird. In diesem Fall gilt: k = 3 und 1 ≤ i ≤ 3. Deshalb bekommt ΔN1 eine 2, ΔN2 eine 2 und ΔN3 eine 1 zugewiesen. Weiterhin bekommt ΔN0 in Entsprechung zu dem Ratenabstimmer für die Verwaltun g des systematischen Bitstroms eine 0 zugewiesen. Wenn jedoch angenommen wird, dass M = 3, ΔN = 5 und dass eine Wiederholung durchgeführt wird, dann gilt: k = 3 und 0 ≤ i ≤ 2. Deshalb bekommt ΔN0 eine 2, ΔN1 eine 2 und ΔN2 eine 1 zugewiesen. In diesem Verfahren werden die Anzahlen der den Ratenabstimmern zugewiesenen Bits in Entsprechung zu dem Fall, in dem ΔN kein Vielfaches von k ist, so ähnlich wie möglich gehalten.
  • In einem vierten Verfahren ist ΔN kein Vielfaches von K, wobei den codierten Bits unterschiedliche Prioritäten zugewiesen sind. Es wird zum Beispiel angenommen, dass M = 4, ΔN = 5 und dass eine Abschneidung durchgeführt wird. In diesem Fall gilt: k = 3 und 1 ≤ i ≤ 3. Deshalb bekommt ΔN1 eine 3, ΔN2 eine 1 und ΔN3 eine 1 zugewiesen. Weiterhin bekommt ΔN0 in Entsprechung zu dem Ratenabstimmer für die Verwaltung des systematischen Bitstroms eine 0 zugewiesen. Wenn jedoch angenommen wird, dass M = 3, ΔN = 5 und dass eine Wiederholung durchgeführt wird, dann gilt: k = 3 und 0 ≤ i ≤ 2. Deshalb bekommt ΔN0 eine 3, ΔN1 eine 1 und ΔN2 eine 1 zugewiesen. In diesem Verfahren werden die systematischen Bits, die eine höhere Priorität aufweisen als die Paritätsbits, zuerst verarbeitet.
  • Um also ΔNi auf der Basis von ΔN und k zuzuweisen, wird eines von vier Verfahren verwendet. Es werden hier vier bestimmte Verfahren angegeben, wobei jedoch auch andere Verfahren verwendet werden können.
  • Ein Prozess zum Durchführen der oben genannten Verfahren wird im Folgenden mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben. In Schritt 832 bestimmt der Codierer/Ratenabstimmer 520, ob ΔN ein Vielfaches von k ist. Dazu führt der Codierer/Ratenabstimmer 620 eine Modulo-ΔN-Operation auf k durch. Wenn das Ergebnis der Modulo-Operation gleich "0" ist, bestimmt der Codierer/Ratenabstimmer 620, dass ΔN ein Vielfaches von k ist. Wenn dagegen das Ergebnis der Modulo-Operation gleich "1" ist, bestimmt der Codierer/Ratenabstimmer 620, dass ΔN kein Vielfaches von k ist. Wenn in Schritt 832 bestimmt wird, dass ΔN ein Vielfaches von k ist, schreitet der Codierer/Ratenabstimmer 630 zu Schritt 834 fort, wo ΔNi unter einer ersten Bedingung zugewiesen wird. Die erste Bedingung ist eine Bedingung zum Anwenden des ersten Verfahrens und des zweiten Verfahrens. Deshalb kann der Codierer/Ratenabstimmer 620 in Schritt 834 ΔNi in dem ersten und zweiten Verfahren zuweisen. Wenn jedoch in Schritt 832 bestimmt wird, dass ΔN kein Vielfaches von k ist, schreitet der Codierer/Ratenabstimmer 620 zu Schritt 838 fort, wo er ΔNi unter einer zweiten Bedingung zuweist. Die zweite Bedingung ist eine Bedingung zum Anwenden des dritten und vierten Verfahrens. Deshalb kann der Codierer/Ratenabstimmer 620 in Schritt 838 ΔNi in dem dritten und vierten Verfahren zuweisen.
  • Nach der Zuweisung von ΔNi in Schritt 834 oder 838 bestimmt der Codierer/Ratenabstimmer 620 in Schritt 840 Ratenabstimmungsparameter in Übereinstimmung mit der bestimmten ΔNi. Die Ratenabstimmungsparameter umfassen die Parameter eini, eminus, eplus und Di, die zur Durchführung der Ratenabst immung durch den in Fig. 5 gezeigten Algorithmus erforderlich sind. Der Parameter Di gibt die Anzahl der codierten Bits für jeden Ratenabstimmer an. Die Ratenabstimmungsparameter werden in Abhängigkeit von der vorbestimmten übergeordneten Coderate, der Kanal-Coderate und der Anzahl der Übertragungsbits bestimmt. Der Parameter eini ist ein Parameter zum Bestimmen eines zu Beginn abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits, wobei der Codierer/Ratenabstimmer 620 auf der Basis der Werte von eplus und eminus eine Periode bestimmt, mit der die an den Ratenabstimmern angelegten codierten Bits abgeschnitten oder wiederholt werden. Das heißt, wenn die Anzahl der abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits gleich 4 ist, bestimmt der Codierer/Ratenabstimmer 620 die Parameter derart, dass die an den Ratenabstimmern angelegten codierten Bits mit Perioden von 4 Bits abgeschnitten oder wiederholt werden. Vorzugsweise wird diese Periode so lang wie möglich bestimmt.
  • Nach der Bestimmung der Ratenabstimmungsparameter in Schritt 840 speichert der Codierer/Ratenabstimmer 620 in Schritt 842 die vorbestimmten Parameter in einem bestimmten Puffer. Danach schreitet der Codierer/Ratenabstimmer 620 zu Schritt 822 fort, wo die Ratenabstimmer jeweils eine Anzahl von codierten Bits abschneiden oder wiederholen, die der auf der Basis der bestimmten Parameter bestimmten Anzahl entspricht.
  • Im Folgenden wird eine Operation während einer Neuübertragung beschrieben. In Schritt 812 liest der Codierer/Ratenabstimmer 620 die im Schritt 842 Puffer gespeicherten Ratenabstimmungsparameter. Die Ratenabstimmungsparameter geben die bei der ursprünglichen Übertragung in Schritt 842 gespeicherten Parameter wieder. Nach dem Lesen der Ratenabstimmungsparameter bestimmt der Codierer/Ratenabstimmer 620 in Schritt 814, ob CC als HARQ zu verwenden ist. Gewöhnlich ist CC die HARQ für die Neuübertragung derselben codierten Bits wie bei der ursprünglichen Übertragung. Wenn also in Schritt 814 bestimmt wird, dass CC als HARQ verwendet wird, schreitet der Codierer/Ratenabstimmer 620 zu Schritt 822 fort, wo er eine Ratenabstimmung auf der Basis der gelesenen Ratenabstimmungsparameter durchführt. Wenn CC jedoch nicht unterstützt wird, schließt der Codierer/Ratenabstirnmer 620 die Operation in Schritt 814 aus und schreitet zu Schritt 816 fort.
  • Wenn dagegen in Schritt 814 bestimmt wird, dass CC nicht als HARQ verwendet wird, bedeutet dies, dass IR als HARQ verwendet wird. Deshalb schreitet der Codierer/Ratenabstimmer 620 zu Schritt 816 fort, wo er den bei der ursprünglichen Übertragung bestimmten Parameter eini ändert. Zum Beispiel werden im Fall von IR die übertragenen codierten Bits bei der ursprünglichen Übertragung und jeder Neuübertragung geändert. Der Wert von eini wird geändert, damit bei jeder Übertragung aufgrund der Änderung des Initialwertes für die anfängliche Abschneidung oder Wiederholung unterschiedliche codierte Bits abgeschnitten oder wiederholt werden. Das heißt, wenn eini geändert wird, werden die Positionen der abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits geändert, obwohl die Anzahl der abzuschneidenden oder zu wiederholenden Bits konstant ist. Der Prozessor 650 ändert den Wert von eini, wenn die Neuübertragung durch eine hybride automatische Neuübertragungsanforderung (HARQ) benötigt wird.
  • Nach dem Ändern von eini bestimmt der Codierer/Ratenabstimmer 620 in Schritt 818, ob PIR als HARQ verwendet wird. Gewöhnlich wird PIR als HARQ verwendet, um die systematischen Bits aus den ursprünglich übertragenen codierten Bits zu erhalten und nur die Paritätsbits während der Neuübertragung zu ändern. Dazu muss ΔN0 bei 0 gehalten werden. Deshalb wird ΔN1 nicht geändert. Aus diesem Grund werden von allen durch die übergeordnete Coderate erzeugten Paritätsbits die Paritätsbits übertragen, die sich von den bei der ursprünglichen Übertragung übertragenen Paritätsbits unterscheiden, weil der geänderte Parameter eini sich von dem während der ursprünglichen Übertragung gesetzten Parameter eini unterscheidet. Zur Beschreibung des oben genannten Verfahrens mit einem Abschneidungsmuster gibt die Gleichung (4) ein Beispiel für die Durchführung einer Abschneidung an einer Position an, die in Übereinstimmung mit dem geänderten Wert von eini um ein Bit verschoben ist.


  • In der Gleichung (4) wurde das linke Abschneidungsmuster bei der vorhergehenden Übertragung verwendet, während das rechte Abschneidungsmuster bei der aktuellen Neuübertragung verwendet wird. Im Vergleich zu dem bei der vorhergehenden Übertragung verwendeten Abschneidungsmuster, weist das bei der aktuellen Neuübertragung zu verwendende Abschneidungsmuster eine um eins nach rechts verschobene zweite Reihe auf. Außerdem ist auch die letzte Reihe um eins verschoben. Das heißt, die Änderung von eini entspricht einer Änderung des Abschneidungsmusters, wie in Gleichung (4) gezeigt.
  • Wenn also in Schritt 818 bestimmt wird, dass PIR als HARQ verwendet wird, schreitet der Codierer/Ratenabstimmer 620 zu Schritt 822 fort, wo er eine Ratenabstimmung auf der Basis der gelesenen Ratenabstimmungsparameter und des geänderten Wertes von eini durchführt. Wenn jedoch in Schritt 818 bestimmt wird, dass PIR nicht als HARQ verwendet wird, schreitet der Codierer/Ratenabstimmer 620 zu Schritt 820 fort, weil dies bedeutet, dass FIR als HARQ verwendet wird. FIR ist die HARQ, in der kein systematisches Bit übertragen wird und bei der Neuübertragung nur geänderte Paritätsbits übertragen werden. Um also in Schritt 820 zu verhindern, dass die systematischen Bits übertragen werden, setzt der Codierer/Ratenabstirnmer 620 ΔN0 auf die Anzahl der systematischen Bits. Das heißt, alle systematische Bits werden abgeschnitten. Weil es außerdem möglich ist, mehr Paritätsbits zu übertragen, weist der Codierer/Ratenabstimmer 620 die ΔNi mit Ausnahme von ΔN0 unter Verwendung von einem der vier Verfahren zu. Nach dem Zuweisen von ΔNi bestimmt der Codierer/Ratenabstimmer 620 die Parameter auf der Basis des zugewiesenen ΔNi und schreitet dann zu Schritt 822 fort, um die Ratenabstimmung durchzuführen.
  • Wie oben beschrieben, vereint die vorliegende Erfindung die Kanalcodierung mit der Ratenabstimmung, um die Hardwarekomplexität eines Senders für ein CDMA- Mobilkommunikationssystem zu reduzieren und damit zu einer Kostenreduktion beizutragen. Außerdem kann eine schnelle Kanalcodierung und Ratenabstimmung auf Übertragungsdaten durchgeführt werden, wodurch die Datenverarbeitungsverzögerung am Sender reduziert wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform beschrieben, wobei dem Fachmann deutlich sein sollte, dass verschiedene Änderungen an der Form und den Details vorgenommen werden können, ohne dass dadurch der in den beigefügten Ansprüchen definierte Erfindungsumfang verlassen wird.

Claims (27)

1. Sender für die Verwendung in einem Mobilkommunikationssystem mit einem Codierer zum Codieren eines Stroms von Informationsbits sowie zum Erzeugen eines Stroms aus systematischen Bits und einer Vielzahl von Strömen aus Paritätsbits und mit einem Prozessor zum Vorsehen einer Vielzahl von Parametern für die Ratenabstimmung auf null (0) einer Differenz, die durch das Subtrahieren der Gesamtanzahl der durch den Codierer erzeugten systematischen Bits und Paritätsbits von der Gesamtanzahl der über einen Funkkanal für die vorgegebene Übertragungsperiode zu übertragenden Bits bestimmt wird, wobei der Sender umfasst:
einen Ratenabstimmer, der mit dem Codierer und dem Prozessor verbunden ist, um bei einer Differenz mit einem negativen Wert einheitlich Bits in Entsprechung zu der Differenz in den Strömen der Paritätsbits abzuschneiden, ohne den Strom der systematischen Bits abzuschneiden, und um bei einer Differenz mit einem positiven Wert einheitlich Bits in Entsprechung zu der Differenz in dem Strom der systematischen Bits und den Strömen der Paritätsbits zu wiederholen.
2. Sender nach Anspruch 1, wobei die Parameter wenigstens eini zum Bestimmen einer ersten Abschneidungsposition des Stromes aus Paritätsbits umfassen.
3. Sender nach Anspruch 2, wobei der Prozessor den Wert von eini ändert, wenn der Sender die Informationsbits aufgrund einer hybriden automatischen Neuübertragungsanforderung (HARQ) erneut überträgt.
4. Sender nach Anspruch 1, wobei die Bits in Entsprechung zu der Differenz geändert werden, wenn FIR (Full Incremental Redundancy) oder PIR (Partial Incremental Redundancy) als HARQ (hybride automatische Neuübertragungsanforderung) angefordert werden.
5. Sender nach Anspruch 1, der weiterhin umfasst:
einen Endbit-Verteiler zum Empfangen eines ersten Endbit- Stroms und eines zweiten Endbit-Stroms, die durch den Codierer erzeugt werden, sowie zum gleichmäßigen Verteilen des ersten Endbit-Stroms und des zweiten Endbit-Stroms auf den Strom der systematischen Bits und den Strom der Paritätsbits.
6. Sender nach Anspruch 5, der weiterhin einen Bitsammler zum Empfangen der Ausgaben des Ratenabstimmers sowie zum Ausgeben eines Stroms von codierten Bits umfasst.
7. Sender für die Verwendung in einem Mobilkommunikationssystem mit einem Codierer zum Codieren eines Stroms von Informationsbits sowie zum Erzeugen eines Stroms aus systematischen Bits und einer Vielzahl von Strömen aus Paritätsbits und mit einem Prozessor zum Vorsehen einer Vielzahl von Parametern für die Ratenabstimmung auf null (0) einer Differenz, die durch das Subtrahieren der Gesamtanzahl der durch den Codierer erzeugten systematischen Bits und Paritätsbits von der Gesamtanzahl der über einen Funkkanal für die vorgegebene Übertragungsperiode zu übertragenden Bits bestimmt wird, wobei der Sender umfasst:
einen Ratenabstimmer, der mit dem Codierer und dem Prozessor verbunden ist, um bei einer Differenz mit einem negativen Wert nicht-einheitlich Bits in Entsprechung zu der Differenz in den Strömen der Paritätsbits abzuschneiden, ohne den Strom der systematischen Bits abzuschneiden, und um bei einer Differenz mit einem positiven Wert nicht-einheitlich Bits in Entsprechung zu der Differenz in dem Strom der systematischen Bits und den Strömen der Paritätsbits zu wiederholen.
8. Sender nach Anspruch 7, wobei die Parameter wenigstens eini zum Bestimmen einer ersten Abschneidungsposition des Stromes aus Paritätsbits umfassen.
9. Sender nach Anspruch 8, wobei der Prozessor den Wert von eini ändert, wenn der Sender die Informationsbits aufgrund einer hybriden automatischen Neuübertragungsanforderung (HARQ) erneut überträgt.
10. Sender nach Anspruch 7, wobei die Bits in Entsprechung zu der Differenz geändert werden, wenn FIR (Full Incremental Redundancy) oder PIR (Partial Incremental Redundancy) als HARQ (hybride automatische Neuübertragungsanforderung) angefordert werden.
11. Sender nach Anspruch 7, der weiterhin umfasst:
einen Endbit-Verteiler zum Empfangen eines ersten Endbit- Stroms und eines zweiten Endbit-Stroms, die durch den Codierer erzeugt werden, und zum gleichmäßigen Verteilen des ersten Endbit-Stroms und des zweiten Endbit-Stroms auf den Strom der systematischen Bits und die Ströme der Paritätsbits.
12. Sender nach Anspruch 11, der weiterhin einen Bitsammler zum Empfangen der Ausgaben des Ratenabstimmers und zum Ausgeben eines Stromes von codierten Bits umfasst.
13. Sender nach Anspruch 11, wobei die Bits in Entsprechung zu der Differenz nicht-einheitlich in Übereinstimmung mit der Priorität der Ströme der Paritätsbits abgeschnitten werden oder nicht-einheitlich in Übereinstimmung mit der Priorität des Stromes der systematischen Bits und der Ströme der Paritätsbits wiederholt werden.
14. Übertragungsverfahren in einem Mobilkommunikationssystem mit einem Codierer zum Codieren eines Stroms von Informationsbits sowie zum Erzeugen eines Stroms aus systematischen Bits und einer Vielzahl von Strömen aus Paritätsbits und mit einem Prozessor zum Vorsehen einer Vielzahl von Parametern für die Ratenabstimmung auf null (0) einer Differenz, die durch das Subtrahieren der Gesamtanzahl der durch den Codierer erzeugten systematischen Bits und Paritätsbits von der Gesamtanzahl der über einen Funkkanal für die vorgegebene Übertragungsperiode zu übertragenden Bits bestimmt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
nach dem Empfang einer Abschneidungsanforderung auf der Basis der Differenz, Abschneiden jedes der Ströme der Paritätsbits um eine beinahe gleiche Anzahl von Bits, ohne den Strom der systematischen Bits abzuschneiden, sodass eine der Differenz entsprechende Anzahl von Bits abgeschnitten wird,
nach Empfang einer Wiederholungsanforderung auf der Basis der Differenz, Wiederholen des Stromes der systematischen Bits und der Ströme der Paritätsbits um die beinahe gleiche Anzahl von Bits, sodass eine der Differenz entsprechende Anzahl von Bits wiederholt wird.
15. Übertragungsverfahren nach Anspruch 14, wobei die Parameter wenigstens eini umfassen, um eine erste Abschneidungsposition des Stroms der Paritätsbits zu bestimmen.
16. Übertragungsverfahren nach Anspruch 15, wobei eini geändert wird, wenn die Informationsbits aufgrund einer hybriden automatischen Neuübertragungsanforderung (HARQ) erneut übertragen werden.
17. Übertragungsverfahren nach Anspruch 14, wobei die Bits in Entsprechung zu der Differenz geändert werden, wenn FIR (Full Incremental Redundancy) oder PIR (Partial Incremental Redundancy) als HARQ (hybride automatische Neuübertragungsanforderung) angefordert werden.
18. Übertragungsverfahren nach Anspruch 14, das weiterhin die folgenden Schritte umfasst:
Empfangen von ersten Endbits und zweiten Endbits, die durch den Codierer erzeugt werden, und gleichmäßiges Verteilen der ersten Endbits und der zweiten Endbits auf den Strom der systematischen Bits und die Ströme der Paritätsbits.
19. Übertragungsverfahren nach Anspruch 14, das weiterhin einen Schritt zum Ausgeben eines Stromes von codierten Bits umfasst.
20. Übertragungsverfahren in einem Mobilkommunikationssystem mit einem Codierer zum Codieren eines Stroms von Informationsbits sowie zum Erzeugen eines Stroms aus systematischen Bits und einer Vielzahl von Strömen aus Paritätsbits und mit einem Prozessor zum Vorsehen einer Vielzahl von Parametern für die Ratenabstimmung auf null (0) einer Differenz, die durch das Subtrahieren der Gesamtanzahl der durch den Codierer erzeugten systematischen Bits und Paritätsbits von der Gesamtanzahl der über einen Funkkanal für die vorgegebene Übertragungsperiode zu übertragenden Bits bestimmt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
nach dem Empfang einer Abschneidungsanforderung auf der Basis der Differenz, Abschneiden der Ströme der Paritätsbits um eine ungleiche Anzahl von Bits, ohne den Strom der systematischen Bits abzuschneiden, sodass eine der Differenz entsprechende Anzahl von Bits abgeschnitten wird,
nach Empfang einer Wiederholungsanforderung auf der Basis der Differenz, Wiederholen des Stromes der systematischen Bits und der Ströme der Paritätsbits um die ungleiche Anzahl von Bits, sodass eine der Differenz entsprechende Anzahl von Bits wiederholt wird.
21. Übertragungsverfahren nach Anspruch 20, wobei die Bits in Entsprechung zu der Differenz geändert werden, wenn FIR (Full Incremental Redundancy) oder PIR (Partial Incremental Redundancy) als HARQ (hybride automatische Neuübertragungsanforderung) angefordert werden.
22. Übertragungsverfahren nach Anspruch 20, das weiterhin folgende Schritte umfasst:
Empfangen von ersten Endbits und zweiten Endbits, die durch den Codierer erzeugt werden, und gleichmäßiges Verteilen der ersten Endbits und der zweiten Endbits auf den Strom der systematischen Bits und die Ströme der Paritätsbits.
23. Übertragungsverfahren nach Anspruch 20, das weiterhin einen Schritt zum Ausgeben eines Stromes von codierten Bits umfasst.
24. Übertragungsverfahren nach Anspruch 20, wobei die Bits in Entsprechung zu der Differenz in Übereinstimmung mit der Priorität der Ströme von Paritätsbits asymmetrisch abgeschnitten werden oder in Übereinstimmung mit der Priorität des Stromes der systematischen Bits und der Ströme der Paritätsbits asymmetrisch wiederholt werden.
25. Sender für die Verwendung in einem Mobilkommunikationssystem mit einem Codierer zum Codieren eines Stromes von Informationsbits und zum Erzeugen eines Stromes aus systematischen Bits und einer Vielzahl von Strömen aus Paritätsbits als codierte Bits, wobei der Sender umfasst:
einen Prozessor zum Vorsehen einer Vielzahl von Parametern für die Ratenabstimmung auf null (0) einer Differenz, die durch das Subtrahieren der Gesamtanzahl der durch den Codierer erzeugten systematischen Bits und Paritätsbits von der Gesamtanzahl der über einen Funkkanal für die vorgegebene Übertragungsperiode zu übertragenden Bits bestimmt wird,
einen Ratenabstimmer, der mit dem Codierer und dem Prozessor verbunden ist, um bei einer Differenz mit einem negativen Wert eine beinahe gleiche Anzahl von Bits in Entsprechung zu der Differenz in jedem der Ströme von Paritätsbits auf der Basis der Parameter abzuschneiden, ohne den Strom der systematischen Bits abzuschneiden.
26. Sender nach Anspruch 19, wobei die Parameter wenigstens eini zum Bestimmen einer ersten Abschneidungsposition des Stromes aus Paritätsbits umfassen.
27. Sender nach Anspruch 20, wobei der Prozessor den Wert von eini ändert, wenn der Sender die Informationsbits aufgrund einer hybriden automatischen Neuübertragungsanforderung (HARQ) erneut überträgt.
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