DE112010002802T5

DE112010002802T5 - Verfahren und vorrichtung für kanalcodierung in einemdrahtlos-kommunikationssystem

Info

Publication number: DE112010002802T5
Application number: DE112010002802T
Authority: DE
Inventors: Sunghyun Hwang; Jung-Sun Um; Gwangzeen Ko; Myungsun Song; Chang-Joo Kim
Original assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Current assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2012-08-23
Also published as: WO2011002228A9; WO2011002228A3; WO2011002228A2; KR20110002434A

Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren und eine Vorrichtung für Kanalcodierung in einem Drahtlos-Kommunikationssystem. In dem Kanalcodierungsverfahren wird die Größe von ersten Auffüllbits derart ermittelt, dass die Zahl von Bits von codierten Daten, welche durch Kanalcodierung und Punktierung von zu übertragenden Informationsdaten erzeugt werden, eine ganze Zahl wird, und die ersten Auffüllbits werden in die Informationsdaten eingefügt. Die Größe von zweiten Auffüllbits wird derart ermittelt, dass die Gesamtzahl von Bits der codierten Daten ein Vielfaches der Übertragungseinheit wird, wenn durch Modulation der codierten Daten erzeugte Symbole auf einer Übertragungseinheit-Basis Übertragungsressourcen zugeordnet werden, und die zweiten Auffüllbits werden in die codierten Daten eingefügt.

Description

Technisches Gebiet
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für Kanalcodierung in einem Drahtlos-Kommunikationssystem und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einfügen von Auffüllbits für Kanalcodierung in einem Drahtlos-Kommunikationssystem.
Hintergrund-Technik
Ein Drahtlos-Kommunikationssystem führt im Allgemeinen Kanalcodierung in einem Sender und Kanaldecodierung in einem Empfänger durch, um einen in einem Datenübertragungsprozess erzeugten Fehler zu korrigieren. Die Kanalcodierung ist, den zu übertragenden Informationsdaten Redundanzdaten hinzuzufügen. In codierten Daten sind Informationsdaten und Redundanzdaten enthalten. Wird daher Kanaldecodierung durchgeführt, werden mehr Daten als tatsächliche Daten übertragen, was zu einer Verminderung des Gesamtsystem-Durchsatzes führt. Daher werden bei Kanalcodierung verschiedene Code-Raten wie z. B. 1:2, 2:3, ..., 5:6, was das Verhältnis von Informationsdaten zu codierten Daten ist, zur Steuerung der Größe Transmissionsrate gegen Durchsatz verwendet.
Die codierten Daten werden auf einer Übertragungseinheit-Basis verschachtelt und auf einer Übertragungseinheit-Basis von einem Sender zu einem Empfänger übertragen. Die Übertragungseinheit wird durch die Datenübertragungskapazität und die Modulationsreihenfolge von Konstellationsumwandlung von codierten Bits bestimmt. Ist zum Beispiel in einem OFDM-System die Zahl der Daten-Subträger pro OFDM-Symbol (d. h., die Übertragungseinheit) 48, so sind die Übertragungseinheiten von BPSK, QPSK, 16QAM und 64QAM jeweils 48, 96, 192 und 288 Bits.
Bei der Datenverarbeitung eines Senders muss die Größe von mittels Kanalcodierung codierten Daten ein ganzzahliger Wert sein, und die Gesamtgröße von zu übertragenden codierten Daten muss ein Vielfaches der Übertragungseinheit sein. Dem wird im Allgemeinen durch Verwendung von Auffüllbits genügt.
Konventionelle Auffüllbits werden in einem Zeitpunkt vor Codierung (d. h., vor einem Randomisierer oder einem Verwürfeler) unter Berücksichtigung der Code-Rate und der Übertragungseinheit eingefügt. Doch wenn die Code-Rate (oder die Kanalcodierungsrate), die Modulationsreihenfolge und die Übertragungseinheit gemeinsam berücksichtigt werden, nimmt die Größe von Auffüllbits aufgrund der Notwendigkeit, sämtliche jeweiligen Faktoren zu berücksichtigen, möglicherweise viel mehr zu.
Und wenn die Auffüllbits in Bezug auf sämtliche Faktoren optimiert werden, wird die Datenübertragungseinheit möglicherweise eingeschränkt. Zum Beispiel kann im OFDM-System die Übertragungseinheit 24 sein, was für sämtliche Modulationsreihenfolgen von BPSK, QPSK, 16QAM und 64QAM optimal ist, während den Code-Raten von 1:2, 2:3, 3:4, 5:6 und 7:8 genügt wird. Dieser Wert ist das kleinste gemeinsame Vielfache eines Code-Rate-Divisors. Daher kann die Übertragungseinheit als ein Vielfaches von 24 bestimmt werden. Ist die Größe von FFT 64, so ist die optimale Übertragungseinheit 48, und die anderen 16 Sub-Träger werden als Schutzbänder verwendet, um den Störeinfluss auf Piloten oder Nachbarkanäle zu vermindern. Selbst wenn die Größe von Piloten oder Schutzbändern vermindert werden kann, muss in diesem Fall eine Übertragungseinheit von 48 verwendet werden, was die Ressourcenausnutzung vermindert.
Offenbarung
Technisches Problem
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf ein Kanalcodierungsverfahren und eine Kanalcodierungsvorrichtung gerichtet, die die Gesamtgröße von Auffüllbits unabhängig von den zugehörigen Parameterwerten von jeweiligen Datenverarbeitungsblöcken eines Senders minimieren können.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf ein Kanalcodierungsverfahren und eine Kanalcodierungsvorrichtung gerichtet, die die optimale Systemauslegung realisieren und die Ressourcenausnutzung vergrößern können, indem mögliche Einschränkungen bei der Auslegung eines Drahtlos-Kommunikationssystems beseitigt werden.
Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und werden unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbar. Außerdem ist dem Fachmann, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, klar, dass die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die Mittel wie beansprucht und Kombinationen davon realisiert werden können.
Technische Lösung
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren für Kanalcodierung in einem Drahtlos-Kommunikationssystem: Ermitteln der Größe von ersten Auffüllbits derart, dass die Zahl von Bits von codierten Daten, welche durch Kanalcodierung und Punktierung von zu übertragenden Informationsdaten erzeugt werden, eine ganze Zahl wird, und Einfügen der ersten Auffüllbits in die Informationsdaten; und Ermitteln der Größe von zweiten Auffüllbits derart, dass die Gesamtzahl von Bits der codierten Daten ein Vielfaches der Übertragungseinheit wird, wenn durch Modulation der codierten Daten erzeugte Symbole auf einer Übertragungseinheit-Basis Übertragungsressourcen zugeordnet werden, und Einfügen der zweiten Auffüllbits in die codierten Daten.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung für Kanalcodierung in einem Drahtlos-Kommunikationssystem: eine erste Auffüllbit-Einfügeeinheit, die dafür eingerichtet ist, die Größe von ersten Auffüllbits derart zu ermitteln, dass die Zahl von Bits von codierten Daten, welche durch Kanalcodierung und Punktierung von zu übertragenden Informationsdaten erzeugt werden, eine ganze Zahl wird, und die ersten Auffüllbits in die Informationsdaten einzufügen; und eine zweite Auffüllbit-Einfügeeinheit, die dafür eingerichtet ist, die Größe von zweiten Auffüllbits derart zu ermitteln, dass die Gesamtzahl von Bits der codierten Daten ein Vielfaches der Übertragungseinheit wird, wenn durch Modulation der codierten Daten erzeugte Symbole auf einer Übertragungseinheit-Basis Übertragungsressourcen zugeordnet werden, und die zweiten Auffüllbits in die codierten Daten einzufügen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren für Kanalcodierung in einem Drahtlos-Kommunikationssystem: unter den Faktoren, die die Kanalcodierung konstituieren, diejenigen zum Ermitteln der Größe von in zu übertragende Informationsdaten einzufügenden Auffüllbits auszuwählen; die Größe der Auffüllbits unter Verwendung jedes der ausgewählten Faktoren unabhängig zu ermitteln; und in Übereinstimmung mit der ermittelten Auffüllbit-Größe in einem Betrieb entsprechend jedem der ausgewählten Faktoren die Auffüllbits unabhängig in die Informationsdaten einzufügen.
Vorteilhafte Wirkungen
Wie oben beschrieben, ermöglicht es die Verwendung der vorliegenden Erfindung, die Gesamtgröße von Auffüllbits unabhängig von den zugehörigen Parameterwerten von jeweiligen Datenverarbeitungsblöcken eines Senders zu minimieren.
Außerdem ermöglicht es die Verwendung der vorliegenden Erfindung, die optimale Systemauslegung zu realisieren und die Ressourcenausnutzung zu vergrößern, indem mögliche Einschränkungen bei der Auslegung eines Drahtlos-Kommunikationssystems beseitigt werden.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm eines konventionellen Senders, der Kanalcodierung durchführt.
2 ist ein Blockdiagramm einer Kanalcodierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Blockdiagramm eines Senders mit einem Kanalcodierer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Blockdiagramm eines Senders mit einem Kanalcodierer gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Blockdiagramm eines Senders mit einem Kanalcodierer gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Blockdiagramm eines Senders mit einem Kanalcodierer gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Blockdiagramm eines Senders mit einem Kanalcodierer gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Kanalcodierungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Kanalcodierungsverfahren gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beste Art
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in unterschiedlichen Formen verkörpert sein und ist nicht als auf die hierin angegebenen Ausführungsformen beschränkt zu deuten. Vielmehr sind diese Ausführungsformen vorgesehen, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig ist, und sie werden dem Fachmann den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung vollständig vermitteln. In der ganzen Offenbarung beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile in den ganzen verschiedenen Figuren und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Die vorhergehenden Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben, so dass das technische Konzept der vorliegenden Erfindung von dem Fachmann, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, leicht realisiert werden kann. In der folgenden Beschreibung werden detaillierte Beschreibungen von bekannten Funktionen oder Konfigurationen weggelassen, um die Gegenstände der vorliegenden Erfindung nicht unnötig in den Schatten zu stellen. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. In der ganzen Offenbarung werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Elemente zu bezeichnen.
1 ist ein Blockdiagramm eines konventionellen Senders, der Kanalcodierung durchführt.
Unter Bezugnahme auf 1 werden Auffüllbits in Informationsdaten eingefügt, bevor Kanalcodierung mittels eines Kanalcodierers 106 durchgeführt wird. Das heißt, Informationsdaten werden in einen Auffüllbit-Einfüger 102 eingegeben, und der Auffüllbit-Einfüger 102 fügt Auffüllbits in die Informationsdaten ein. Ein Randomisierer 104 oder ein Verwürfeler 104 randomisiert 1 und 0 der Informationsdaten, um zu verhindern, dass in einer Bitfolge der Informationsdaten 1 oder 0 aufeinander folgend auftreten.
Wenn der Sender von 1 ein OFDM-Schema verwendet, kann die Zahl der Datenbits pro Symbol (N_DBPS) unter Verwendung der Zahl von codierten Bits pro Symbol (N_CBPS) und der Code-Rate des Kanalcodierers 106 berechnet werden. N_DBPS kann hierin als eine Art von Sendeeinheit angesehen werden. Tabelle 1 zeigt die Resultate einer Berechnung von N_DBPS in Übereinstimmung mit Code-Raten und Modulations-Schemata, wenn die Zahl der verfügbaren Sub-Träger 48 ist. Tabelle 1

N_CBPS N_DBPS

1/2 2/3 3/4 5/6

BPSK 48 24 32 36 40

QPSK 96 48 64 72 80

16QAM 192 96 128 144 160

64QAM 288 144 192 216 240
Zum Beispiel, wenn ein BPSK-Modulationsschema und ein Kanalcodierer einer 2/3-Code-Rate verwendet werden, sind die pro Symbol getragenen Informationen 32 Bits.
Wenn in Übereinstimmung mit einem konventionellen Verfahren N_DBPS ermittelt wird, wie in Tabelle 1 gezeigt, wird die Zahl von Bits von sämtlichen zu übertragenden Informationsdaten durch das berechnete N_DBPS geteilt, und in den letzten Block werden Auffüllbits eingefügt, so dass die Zahl von Bits des letzten Blocks nicht geteilt durch eine ganze Zahl gleich N_DBPS ist. Zum Beispiel, wenn die Zahl von Bits von zu übertragenden Informationsdaten 100 ist, werden 4 Bits aufgefüllt, falls ein 16QAM-Modulationsschema und ein Kanalcodierer einer 1/2-Code-Rate verwendet werden.
Doch kann dieses Verfahren in manchen Fällen problematisch sein. Tabelle 2 zeigt die Resultate einer Berechnung von N_DBPS, wenn die Zahl der verfügbaren Sub-Träger 98 ist. Tabelle 2
Falls unter Bezugnahme auf Tabelle 2 einige Modulationsschemata und Code-Raten verwendet werden, ist N_DBPS kein ganzzahliger Wert. Falls ein Modulationsschema und eine Code-Rate, welche N_DBPS keinen ganzzahligen Wert werden lassen können, verwendet werden, ist das resultierende Problem, dass das Auffüllbit ebenfalls kein ganzzahliger Wert ist.

Um das in Tabelle 2 gezeigte Problem zu lösen, wird die Übertragungseinheit N_CBPS mit den Divisor-Werten der problematischen Code-Raten multipliziert. Die resultierenden N_DBPS-Werte sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3

	1/2		2/3		3/4		5/6
	N_CBPS	N_DBPS	N_CBPS	N_DBPS	N_CBPS	N_DBPS	N_CBPS	N_DBPS
BPSK	98	49	294	196	196	147	294	245
QPSK	196	98	588	392	392	294	588	490
16QAM	392	196	1176	784	784	588	1176	980
64QAM	588	294	1764	1176	1176	882	1764	1470

Wird N_DBPS ermittelt, wie in Tabelle 3 gezeigt, kann das in Tabelle 2 gezeigte Problem (d. h., dass einige N_DBPS und die entsprechende Zahl von Auffüllbits keine ganze Zahl sind) gelöst werden. In diesem Fall ist jedoch das resultierende Problem, dass die Größe von Auffüllbits zunimmt, wenn die Größe von N_DBPS zunimmt.
Bei dem unter Bezugnahme auf 1 und Tabellen 1, 2 und 3 beschriebenen konventionellen Verfahren werden die Auffüllbits im Datenverarbeitungsbetrieb eines Senders unter Berücksichtigung eines bestimmten Parameters jedes Blocks ermittelt.
Das resultierende Problem ist, das die Größe von Auffüllbits aufgrund einiger Parameter übermäßig zunimmt. Mit anderen Worten, der Wert eines bestimmten Parameters muss eingeschränkt werden, um die Größe von Auffüllbits zu vermindern. Zum Beispiel ist der Fall, eine Übertragungseinheit von 98 zu verwenden, wie in Tabelle 2 gezeigt, verglichen mit dem Fall, eine Übertragungseinheit von 48 zu verwenden, wie in Tabelle 1 gezeigt, problematisch. Wenn eine Übertragungseinheit von 96 statt einer Übertragungseinheit von 98 verwendet wird, löst es das in Tabelle 2 gezeigte Problem, vermindert aber die Ressourcenausnutzung oder die spektrale Effizienz.
Die vorliegende Erfindung dient dazu, solche Probleme zu lösen. Der Sender wählt unter den Datenverarbeitungseinheiten diejenige mit einem die Auffüllbit-Größe bestimmenden Faktor aus, berechnet die optimale Auffüllbit-Größe und fügt dieselbe vor oder hinter dem entsprechenden Block ein. Zum Beispiel, wenn der Sender Verarbeitungsblöcke a, b und c hat, ist eine Funktion von Parametern, die Auffüllbits bestimmen, g(). Falls eine Funktion des Berechnens der Auffüllbit-Größe aus jedem Parameter f() ist, wird die Auffüllbit-Größe in Übereinstimmung mit dem konventionellen Verfahren unter Berücksichtigung sämtlicher Faktoren gemeinsam wie folgt ermittelt:
f(g(a), g(b), g(c))
Um jedoch das durch die gleichzeitige Berücksichtigung sämtlicher Faktoren verursachte Problem zu lösen, ermittelt die vorliegende Erfindung die Auffüllbit-Größe unabhängig in Bezug auf jeden Faktor wie folgt:
f(g(a) + f(g(b)) + f(g(c))
Wenn die Auffüllbit-Größe unter Berücksichtigung jedes Faktors unabhängig ermittelt wird, wie oben beschrieben, kann eine unabhängige Block-Auslegung realisiert werden, ohne die Notwendigkeit, die Korrelation zwischen den jeweiligen Blöcken zu berücksichtigen, was es ermöglicht, die optimale Systemauslegung zu realisieren, die im Stande ist, die Spektrumausnutzung zu vergrößern.
Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung eines Kanalcodierungsverfahrens und einer Kanalcodierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben.
2 ist ein Blockdiagramm einer Kanalcodierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 2 enthält eine Kanalcodierungsvorrichtung 202 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine erste Auffüllbit-Einfügeeinheit 204 und eine zweite Auffüllbit-Einfügeeinheit 206.
Die erste Auffüllbit-Einfügeeinheit 204 ermittelt eine erste Auffüllbit-Größe derart, dass die Zahl von Bits von codierten Daten, welche durch Kanalcodierung und Punktierung von zu übertragenden Informationsdaten erzeugt werden, eine ganze Zahl wird, und fügt erste Auffüllbits mit der ermittelten ersten Auffüllbit-Größe in die Informationsdaten ein, in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Informationsdaten mittels eines Randomisierers randomisiert und dann mittels einer Kanalcodierungseinheit und einer Punktierungseinheit verarbeitet. Die erste Auffüllbit-Einfügeeinheit 204 ermittelt eine erste Auffüllbit-Größe derart, dass die Zahl von Bits der kanalcodierten und punktierten Daten eine ganze Zahl wird. Die ersten Auffüllbits innerhalb der ermittelten ersten Auffüllbit-Größe werden in die Informationsdaten eingefügt, bevor die Informationsdaten in die Kanalcodierungseinheit und die Punktierungseinheit eingegeben werden.
Die zweite Auffüllbit-Einfügeeinheit 206 ermittelt eine zweite Auffüllbit-Größe derart, dass die Gesamtzahl von Bits von codierten Daten ein Vielfaches der Übertragungseinheit wird, wenn durch Modulation der codierten Daten erzeugte Symbole auf einer Übertragungseinheit-Basis Übertragungsressourcen zugeordnet werden, und fügt zweite Auffüllbits mit der ermittelten zweiten Auffüllbit-Größe in die codierten Daten ein. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die mittels Verarbeitung der Informationsdaten durch die Kanalcodierungseinheit und die Punktierungseinheit ausgegebenen codierten Daten in einen Modulator eingegeben und in Symbole (Konstellationen) umgewandelt. Die Symbole werden den Übertragungsressourcen auf einer Übertragungseinheit-Basis zugeordnet. Die Gesamtzahl von Bits der codierten Daten kann hierin ein Vielfaches der Übertragungseinheit sein. Daher ermittelt die zweite Auffüllbit-Einfügeeinheit 206 eine zweite Auffüllbit-Größe derart, dass die Gesamtzahl von Bits von codierten Daten ein Vielfaches der Übertragungseinheit wird, und fügt die zweiten Auffüllbits in die codierten Daten ein, bevor die codierten Daten in den Modulator eingegeben werden.
Obwohl in 2 nicht gezeigt, kann die Kanalcodierungsvorrichtung 202 weiterhin eine Kanalcodierungseinheit, einer Punktierungseinheit und eine Bitverschachtelungseinheit enthalten.
Wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, wählt die Kanalcodierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung unter den Kanalcodierungsfaktoren des Senders diejenigen zum Ermitteln der Größe von in die zu übertragenden Informationsdaten einzufügenden Auffüllbits aus und ermittelt die Auffüllbit-Größe unter Verwendung jedes der ausgewählten Faktoren unabhängig. Dementsprechend kann eine unabhängige Auslegung für jedes Systemelement realisiert werden, und die Auffüllbit-Größe kann verglichen mit dem Fall, sämtliche Faktoren gemeinsam zu berücksichtigen, wie das konventionelle Verfahren, vermindert werden.
3 ist ein Blockdiagramm eines Senders mit einem Kanalcodierer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 3 werden zu übertragende Informationsdaten mittels eines Randomisierers 302 randomisiert und mittels eines Kanalcodierers 304 kanalcodiert. Die vom Kanalcodierer 304 ausgegebenen codierten Daten werden mittels eines Modulators in Symbole umgewandelt. Die Symbole werden mittels eines Zuordners auf einer Übertragungseinheit-Basis Übertragungsressourcen zugeordnet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält der Kanalcodierer 304 eine erste Auffüllbit-Einfügeeinheit 310, eine Kanalcodierungseinheit 312, eine Punktierungseinheit 314, eine zweite Auffüllbit-Einfügeeinheit 316 und eine Bitverschachtelungseinheit 318.
Die erste Auffüllbit-Einfügeeinheit 310 fügt erste Auffüllbits in die vom Randomisierer 302 ausgegebenen Informationsdaten ein. Hierin ermittelt die erste Auffüllbit-Einfügeeinheit 310 die erste Auffüllbit-Größe unter Berücksichtigung der Kanalcodierungseinheit 312 und der Punktierungseinheit 314. Das heißt, die erste Auffüllbit-Einfügeeinheit 310 ermittelt die erste Auffüllbit-Größe derart, dass die Zahl von Bits der codierten Daten, welche durch die Kanalcodierungseinheit 312 verarbeitet und dann von der Punktierungseinheit 314 ausgegeben werden, eine ganze Zahl wird, und fügt die ersten Auffüllbits in Übereinstimmung mit der ermittelten Größe in die Informationsdaten ein.
Die von der Punktierungseinheit 314 ausgegebenen codierten Daten werden in die zweite Auffüllbit-Einfügeeinheit 316 eingegeben. Die zweite Auffüllbit-Einfügeeinheit 316 ermittelt die zweite Auffüllbit-Größe unter Berücksichtigung des Modulators 306 und des Zuordners 308. Das heißt, die zweite Auffüllbit-Einfügeeinheit 316 ermittelt die zweite Auffüllbit-Größe derart, dass die Gesamtzahl von Bits der codierten Daten, die in den Symbolen enthalten sind, ein Vielfaches der Übertragungseinheit wird, wenn die mittels des Modulators 306 umgewandelten Symbole mittels des Zuordners 308 zugeordnet werden, und fügt die zweiten Auffüllbits in Übereinstimmung mit der ermittelten Größe in die codierten Daten ein. Wenn die zweite Auffüllbit-Größe wie oben beschrieben ermittelt wird, kann die Bitverschachtelungseinheit 318 ebenfalls auf einer Übertragungseinheit-Basis arbeiten.
Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung des Prozesses zur Berechnung der ersten Auffüllbit-Größe und der zweiten Auffüllbit-Größe mittels der ersten Auffüllbit-Einfügeeinheit 310 bzw. der zweiten Auffüllbit-Einfügeeinheit 316 gegeben.
Zuerst wird die erste Auffüllbit-Größe derart ermittelt, dass die Zahl von Bits der Informationsdaten (N_Data) ein Vielfaches des Zählerwertes (V_NCR) der Code-Rate der Kanalcodierungseinheit 312 wird. In diesem Zeitpunkt ist die maximale Größe der ersten Auffüllbits um 1 kleiner als die Code-Rate mit dem größten Zählerwert. Zum Beispiel wird im Fall von Tabelle 1 die maximale Größe der ersten Auffüllbits 4, was um 1 kleiner ist als 5, was der Zählerwert von 5/6 ist. Selbst wenn die ersten Auffüllbits nach der Randomisierung mittels des Randomisierers 302 eingefügt werden, vermindert sich daher die Möglichkeit, dass das durch das Vorhandensein von aufeinander folgenden Einsen oder Nullen verursachte Problem auftritt. Ein Gleichung zur Berechnung der ersten Auffüllbit-Größe (N_FPAD) kann als Gleichung 1 ausgedrückt werden. N_INCC = V_NCR × Ceil[(N_Date + T_Bit)/V_NCR] N_FPAD = N_INCC – (N_Data + T_Bit) Gl. 1
In Gleichung 1 bezeichnet N_INCC die Größe von Informationsdaten, damit die codierten Daten einen ganzzahligen Wert in Bezug auf den Zählerwert jeder Code-Rate haben, und V_NCR bezeichnet den Zählerwert der Code-Rate. Ceil[] ist eine Funktion zur Berechnung des minimalen ganzzahligen Wertes größer als der Wert in []. T_bit bezeichnet die Größe von Tail-Bits (”Schwanzbits”), wenn der Kanalcodierer 304 ein Faltungscodierungsschema (CC-Schema) verwendet, welche als die Zahl von Schieberegistern des Kanalcodierers 304 definiert ist.
Indessen wird die zweite Auffüllbit-Größe derart ermittelt, dass die Gesamtzahl von Bits der codierten Daten (N_Data) ein Vielfaches der Übertragungseinheit (N_CBPS) wird. Eine Gleichung zur Berechnung der zweiten Auffüllbit-Größe (N_SPAD) kann als Gleichung 2 ausgedrückt werden. N_CCEB = N_INCC × (V_NCR + 1)/V_NCR N_SYM = Ceil[N_CCEB/N_CBPS] N_SPAD = (N_SYM × N_CBPS) – N_CCEB Gl. 2
In Gleichung 2 bezeichnet N_CCEB die Größe der von der Punktierungseinheit 314 ausgegebenen codierten Daten. N_CCEB hat ebenfalls einen ganzzahligen Wert, da das in Gleichung 1 definierte N_INCC eine ganze Zahl ist. N_SYM bezeichnet die Zahl der OFDM-Symbole, welche den minimalen ganzzahligen Wert hat, der größer als der durch Dividieren der codierten Daten durch die Übertragungseinheit (N_CBPS) erhaltene Wert ist.
Die wie oben beschrieben ermittelten zweiten Auffüllbits werden nur eingefügt, um der Übertragungseinheit zu genügen. Daher ist es nicht notwendig, die zweiten Auffüllbits zu berücksichtigen, wenn der Empfänger die empfangenen Daten demoduliert. Das heißt, da die empfangenen Daten ohne die zweiten Auffüllbits in einen Kanaldecodierer des Empfängers eingegeben werden, können die zweiten Auffüllbits irgendeines von 1 und 0 sein. Die bedeutet, dass die zweiten Auffüllbits nicht mittels des Randomisierers randomisiert werden müssen.
Doch kann es einen Fall geben, in dem die zweiten Auffüllbits den größten Teil der Übertragungseinheit bilden. In diesem Fall kann ein Spitzen-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnis (PAPR) größer werden, falls die zweiten Auffüllbits das gleiche Bit enthalten. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann daher eines der folgenden Verfahren verwendet werden, um die zweiten Auffüllbits einzufügen.

1) Füge 1 und 0 aufeinander folgend ein (falls die Bitverschachtelungseinheit der zweiten Auffüllbit-Einfügeeinheit folgt).
2) Füge 1 und 0 zufällig ein.
3) Füge sie unter Verwendung einer Pseudozufallsbits-Sequenz (PRBS) ein, die der maximalen Größe der zweiten Auffüllbits genügt.
4) Füge Daten für einen speziellen Zweck ein.

4 ist ein Blockdiagramm eines Senders mit einem Kanalcodierer gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Betrieb des in 4 gezeigten Kanalcodierers 404 ist dem Betrieb des unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Kanalcodierers 304 ähnlich. Anders als der Kanalcodierer 304 enthält der Kanalcodierer 404 eine Verkettete-Kanalcodierungs-Einheit 412 statt der Kanalcodierungseinheit 312. Auch wenn verkettete Kanalcodierung verwendet wird, können die ersten Auffüllbits mittels der ersten Auffüllbit-Einfügeeinheit 410 vor der verketteten Kanalcodierung eingefügt werden.
5 ist ein Blockdiagramm eines Senders mit einem Kanalcodierer gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Kanalcodierer 504 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Kanalaußencodierungseinheit 510, die einen Kanalaußencodierungsbetrieb durchführt, und eine Kanalinnencodierungseinheit 514, die einen Kanalinnencodierungsbetrieb durchführt. Die ersten Auffüllbits können mittels der ersten Auffüllbit-Einfügeeinheit 512 vor dem Kanalinnencodierungsbetrieb nach dem Kanalaußencodierungsbetrieb an den Informationsdaten eingefügt werden.
6 ist ein Blockdiagramm eines Senders mit einem Kanalcodierer gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Betrieb des Kanalcodierers 604 von 6 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dem Betrieb des Kanalcodierers 504 von 5 ähnlich. Anders als der Kanalcodierer 504 enthält der Kanalcodierer 604 weiterhin eine Verschachtelungseinheit 612 zur Durchführung eines Verschachtelungsbetriebs nach dem Kanalaußencodierungsbetrieb einer Kanalaußencodierungseinheit 610.
7 ist ein Blockdiagramm eines Senders mit einem Kanalcodierer gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Betrieb des Kanalcodierers 704 von 6 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dem Betrieb des Kanalcodierers 604 von 6 ähnlich. Anders als der Kanalcodierer 604 enthält der Kanalcodierer 704 eine Verschachtelungseinheit 714, die einer ersten Auffüllbit-Einfügeeinheit 714 folgt.
Nachfolgend wird eine Beschreibung einer Ausführungsform der Berechnung der ersten Auffüllbit-Größe und der zweiten Auffüllbit-Größe, wenn ein Kanalaußencodierungsbetrieb und ein Kanalinnencodierungsbetrieb wie in 5, 6 und 7 gezeigt verwendet werden, auf der Basis der oben beschriebenen Ausführungsformen gegeben.
Die vorliegende Ausführungsform basiert auf den folgenden Voraussetzungen:

1) Ein Sender der vorliegenden Ausführungsform ist ein OFDM-System, das 128 FFT verwendet und Informationsdaten unter Verwendung von 98 Sub-Trägern überträgt.
2) Ein Kanalaußencodierer der vorliegenden Ausführungsform ist ein Reed-Solomon-Codierer (RS-Codierer), welcher 10 (= 5 × 2) Paritätsbytes oder Redundanzbytes in 245-Byte Informationsdaten einfügt, um 255-Byte codierte Daten auszugeben.
3) Ein Kanalinnencodierer der vorliegenden Ausführungsform ist ein Faltungscodierer (CC-Codierer), der Tail-Bits verwendet.

Wenn unter den obigen Bedingungen 1000-Byte lnformationsdaten zu übertragen sind, werden die Informationsdaten in den RS-Codierer (d. h., den Kanalaußencodierer) eingegeben, und der RS-Codierer gibt 8400-Bit Daten aus.

Tabelle 4 zeigt die Bitzahl der vom CC (d. h. dem Kanalinnencodierer) codierten Daten in Übereinstimmung mit den Code-Raten 1/2, 2/3, 3/4 und 5/6. Tabelle 4

Code-Rate	1/2	2/3	3/4	5/6
Bitzahl der ohne Auffüllbit codierten Daten	16812	12609	11208	10087,2
Zahl der Auffüllbits	0	0	0	0
Bitzahl der nach Auffüllbit-Einfügung codierten Daten	16812	12609	11208	10092

In Tabelle 4 repräsentiert die Bitzahl der ohne ein Auffüllbit codierten Daten die erwartete Datenbitzahl nach Durchführung eines Kanalinnencodierungsbetriebs und eines Punktierungsbetriebs nach Hinzufügung von 6-Bit Tail-Bits zu 8400 Bits. Man erkennt aus Tabelle 4, dass die Bitzahl keine ganze Zahl ist, wenn die Code-Rate 5/6 ist. Wenn daher in diesem Fall ein Kanalinnencodierungsbetrieb und ein Punktierungsbetrieb nach der Hinzufügung von 4-Bit erste Auffüllbits durchgeführt werden, wird die Bitzahl der codierten Daten die ganze Zahl 10092.
Wie in Tabelle 4 gezeigt, werden die zweiten Auffüllbits nach Durchführung eines Kanalinnencodierungsbetriebs und eines Punktierungsbetriebs nach der Hinzufügung der ersten Auffüllbits hinzugefügt. Wenn 98 Daten-Sub-Träger verwendet werden, ist die Größe der zweiten Auffüllbits in Übereinstimmung mit Modulationsschemata und Code-Raten die gleiche wie in Tabelle 5 gezeigt.
Tabelle 5

Größe der zweiten Auffüllbits

1/2 2/3 3/4 5/6

BPSK 98 44 33 62 2

QPSK 196 44 131 160 100

16QAM 392 44 327 160 100

64QAM 588 240 327 552 492
Zum Beispiel, wenn die Code-Rate 1/2 ist, ist die Bitzahl der codierten Daten nach dem Kanalinnencodierungsbetrieb und dem Punktierungsbetrieb 16812. Falls QPSK verwendet wird, sind mindestens 86 Übertragungseinheiten (OFDM-Symbole) erforderlich, und die übertragenen Daten haben insgesamt 16859 (= 86 × 196) Bits. Daher sind 44-Bits zweite Auffüllbits erforderlich, wie in Tabelle 5 gezeigt.
Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung die Größe der im Kanalcodierungsbetrieb eingefügten Auffüllbits im Vergleich mit dem konventionellen Verfahren vermindern. Außerdem muss die vorliegende Erfindung die Korrelation zwischen den jeweiligen Blockparametern in der Systemauslegung nicht berücksichtigen und kann die Einschränkungen beseitigen, was die Systemauslegung erleichtert. Wird zum Beispiel ein 128-FFT-System verwendet, so muss das konventionelle Verfahren 96 Daten-Sub-Träger verwenden, um die Redundanzdaten zu minimieren. Die vorliegende Erfindung kann jedoch die Redundanzdaten minimieren, selbst wenn eine verschiedene Zahl (z. B. 97, 98 und 101) von Daten-Sub-Trägern verwendet werden.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Kanalcodierungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 8 wählt das Kanalcodierungsverfahren unter den Faktoren, die die Kanalcodierung konstituieren, diejenigen zum Ermitteln der Größe von in zu übertragende Informationsdaten einzufügenden Auffüllbits aus (Schritt S802). Danach wird jeder der ausgewählten Faktoren verwendet, um die Größe von Auffüllbits unabhängig zu ermitteln (Schritt S804). Im Schritt S804 kann die Größe von Auffüllbits derart ermittelt werden, dass die Bitzahl von mittels Kanalcodierung und Punktierung erzeugten codierten Daten eine ganze Zahl wird. Wenn durch Modulation der codierten Daten erzeugte Symbole auf einer Übertragungseinheit-Basis Übertragungsressourcen zugeordnet werden, kann außerdem die Größe von Auffüllbits derart ermittelt werden, dass die Gesamt-Bitzahl der codierten Daten ein Vielfaches der Übertragungseinheit wird. Danach, in dem Schritt entsprechend jedem der ausgewählten Faktoren, werden die Auffüllbits in Übereinstimmung mit der ermittelten Auffüllbit-Größe unabhängig in die Informationsdaten eingefügt (Schritt S806).
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Kanalcodierungsverfahren gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 9 ermittelt das Kanalcodierungsverfahren eine erste Auffüllbit-Größe derart, dass die Bitzahl von codierten Daten, welche durch Kanalcodierung und Punktierung erzeugt werden, eine ganze Zahl wird (Schritt S902). Danach werden die ersten Auffüllbits in Übereinstimmung mit der ermittelten Auffüllbit-Größe in die Informationsdaten eingefügt (Schritt S904).
Danach, wenn durch Modulation der codierten Daten erzeugte Symbole auf einer Übertragungseinheit-Basis Übertragungsressourcen zugeordnet werden, wird die Größe von zweiten Auffüllbits derart ermittelt, dass die Gesamt-Bitzahl der codierten Daten ein Vielfaches der Übertragungseinheit wird (Schritt S906). Danach werden die zweiten Auffüllbits in Übereinstimmung mit der ermittelten Auffüllbit-Größe in die codierten Daten eingefügt (Schritt S908).
Die vorliegende Erfindung wurde zwar in Bezug auf die speziellen Ausführungsformen beschrieben, der Fachmann erkennt aber, dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne den Geist und Schutzbereich der Erfindung, wie in den folgenden Patentansprüchen definiert, zu verlassen.

Claims

Verfahren für Kanalcodierung in einem Drahtlos-Kommunikationssystem, umfassend: Ermitteln der Größe von ersten Auffüllbits derart, dass die Zahl von Bits von codierten Daten, welche durch Kanalcodierung und Punktierung von zu übertragenden Informationsdaten erzeugt werden, eine ganze Zahl wird, und Einfügen der ersten Auffüllbits in die Informationsdaten; und Ermitteln der Größe von zweiten Auffüllbits derart, dass die Gesamtzahl von Bits der codierten Daten ein Vielfaches der Übertragungseinheit wird, wenn durch Modulation der codierten Daten erzeugte Symbole auf einer Übertragungseinheit-Basis Übertragungsressourcen zugeordnet werden, und Einfügen der zweiten Auffüllbits in die codierten Daten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Größe der ersten Auffüllbits nach der folgenden Gleichung ermittelt wird. N_INCC = V_NCR × Ceil[(N_Date + T_Bit)/V_NCR] N_FPAD = N_INCC – (N_Data + T_Bit)
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Größe der zweiten Auffüllbits nach der folgenden Gleichung ermittelt wird. N_CCEB = N_INCC × (V_NCR + 1)/V_NCR N_SYM = Ceil[N_CCEB/N_CBPS] N_SPAD = (N_SYM × N_CBPS) – N_CCEB
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweiten Auffüllbits eine aufeinander folgende Bitsequenz von 1 und 0, eine Zufalls-Bitsequenz von 1 und 0, eine Pseudozufallsbits-Sequenz (PRBS), die der maximalen Größe der zweiten Auffüllbits genügt, oder eine Bitsequenz für einen speziellen Zweck sind.
Vorrichtung für Kanalcodierung in einem Drahtlos-Kommunikationssystem umfassend: eine erste Auffüllbit-Einfügeeinheit, die dafür eingerichtet ist, die Größe von ersten Auffüllbits derart zu ermitteln, dass die Zahl von Bits von codierten Daten, welche durch Kanalcodierung und Punktierung von zu übertragenden Informationsdaten erzeugt werden, eine ganze Zahl wird, und die ersten Auffüllbits in die Informationsdaten einzufügen; und eine zweite Auffüllbit-Einfügeeinheit, die dafür eingerichtet ist, die Größe von zweiten Auffüllbits derart zu ermitteln, dass die Gesamtzahl von Bits der codierten Daten ein Vielfaches der Übertragungseinheit wird, wenn durch Modulation der codierten Daten erzeugte Symbole auf einer Übertragungseinheit-Basis Übertragungsressourcen zugeordnet werden, und die zweiten Auffüllbits in die codierten Daten einzufügen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Größe der ersten Auffüllbits nach der folgenden Gleichung ermittelt wird. N_INCC = V_NCR × Ceil[(N_Date + T_Bit)/V_NCR] N_FPAD = N_INCC – (N_Data + T_Bit)
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Größe der zweiten Auffüllbits nach der folgenden Gleichung ermittelt wird. N_CCEB = N_INCC × (V_NCR + 1)/V_NCR N_SYM = Ceil[N_CCEB/N_CBPS] N_SPAD = (N_SYM × N_CBPS) – N_CCEB
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die zweiten Auffüllbits eine aufeinander folgende Bitsequenz von 1 und 0, eine Zufallsbitsequenz von 1 und 0, eine Pseudozufallsbits-Sequenz (PRBS), die der maximalen Größe der zweiten Auffüllbits genügt, oder eine Bitsequenz für einen speziellen Zweck sind.
Verfahren für Kanalcodierung in einem Drahtlos-Kommunikationssystem, umfassend: unter den Faktoren, die die Kanalcodierung konstituieren, diejenigen zum Ermitteln der Größe von in zu übertragende Informationsdaten einzufügenden Auffüllbits auszuwählen; die Größe der Auffüllbits unter Verwendung jedes der ausgewählten Faktoren unabhängig zu ermitteln; und in Übereinstimmung mit der ermittelten Auffüllbit-Größe in einem Betrieb entsprechend jedem der ausgewählten Faktoren die Auffüllbits unabhängig in die lnformationsdaten einzufügen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das unabhängige Ermitteln der Größe der Auffüllbits unter Verwendung jedes der ausgewählten Faktoren umfasst, die Größe der Auffüllbits derart zu ermitteln, dass die Zahl von Bits von codierten Daten, welche durch Kanalcodierung und Punktierung erzeugt werden, eine ganze Zahl wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das unabhängige Ermitteln der Größe der Auffüllbits unter Verwendung jedes der ausgewählten Faktoren umfasst, die Größe der Auffüllbits derart zu ermitteln, dass die Gesamtzahl von Bits der codierten Daten ein Vielfaches der Übertragungseinheit wird, wenn durch Modulation der codierten Daten erzeugte Symbole auf einer Übertragungseinheit-Basis Übertragungsressourcen zugeordnet werden.