JP2003534711A - Ｈａｒｑ方式を使用するデータ通信システムのデータ伝送装置及び方法 - Google Patents

Ｈａｒｑ方式を使用するデータ通信システムのデータ伝送装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 データビット列を有するデータブロックと前記データビット列の復号に必要した制御ビットを有する制御メッセージとを伝送するために複数の伝送チャンネルに提供される装置を備える。データブロックを通過する伝送チャンネルのうち選択された１つに提供される第１レートマッチング部４２４は、前記データブロック内のデータビットから所定数のデータビットを穿孔する。他の伝送チャンネルに提供される第２レートマッチング部４３５は、所定数の穿孔されたビットだけ制御ビットを反復する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムにおけるデータ伝送装置及び方法に関し、特に、
データを伝送する間エラーが発生したデータの再伝送を処理する装置及び方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、無線通信システムでは、チャンネル符号化方式にて畳み込み符号(convo
lutional codes)、ターボコード(turbo codes)、または線形ブロック符号などを
主に使用する。このような無線通信システムでは、復号化及びＣＲＣエラー検査
が完了するとき、データパケットの再伝送を要求する再伝送方式(Automatic Rep
eat Request；以下、ＡＲＱと略称する。)をすべて使用する第１複合再伝送方式
(Hybrid Automatic Repeat Request；以下、ＨＡＲＱと略称する。)が適用され
ることができる。ＨＡＲＱ方式は、衛星システム、ＩＳＤＮ(Integrated Servic
es Digital Network)システム、ディジタルセルラー(Digital cellular)システ
ム、ＣＤＭＡ-２０００(Code Division Multiple Access-２０００)システム、
ＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunication System)システム、またはＩＭ
Ｔ-２０００(International Mobile Telecommunication-２０００)システムなど
に一般に適用され、前記ＨＡＲＱ方式では、畳み込み符号及びターボコードなど
がある。
【０００３】 前述した複合ＡＲＱ方式は、一般に、ＨＡＲＱタイプＩ、ＨＡＲＱタイプII、
及びＨＡＲＱタイプIIIなどに区分される。現在、畳み込み符号またはターボコ
ードを使用する多重接続方式及び多重チャンネル方式は、大部分ＨＡＲＱタイプ
Ｉを使用している。すなわち、前述したチャンネル符号化構造を使用する無線通
信システムの多重接続方式及び多重チャンネル方式は、チャンネル符号化方式(C
hannel coding scheme)によるデータ伝送効率性、すなわち、処理率(Through-pu
t)を高め、システムの性能を改善するためのＡＲＱ方式としてＨＡＲＱタイプＩ
を使用している。
【０００４】 このようなＨＡＲＱタイプＩの原則は、畳み込み符号、ターボコード、または
線形ブロック符号などを使用するチャンネル符号化器が常に一定の符号率(code
rate)を有するという事実に基づいている。図１Ａ及び図１Ｂは、通常のＨＡＲ
ＱタイプＩによってデータを処理するフローを概念的に示す。
【０００５】 通常に、無線通信システムの送信器は、伝送データ(Ｌ-bits)にエラー検出の
ためのＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)符号を結合した後、前記結合されたデ
ータＬ＋ＣＲＣをチャンネル符号化を通じて符号化する。前記送信器は、前記符
号化されたデータを割り当てられた所定のチャンネルを通じて伝送する。一方、
無線通信システムの受信器は、前記送信器の逆動作を通じて元来のデータ(Ｌ-bi
ts)及びＣＲＣ符号を獲得し、ＣＲＣ検査結果によって応答信号ＡＣＫ／ＮＡＫ
を前記送信器に伝送する。
【０００６】 これは、図１Ａを参照してさらに詳細に説明される。ＣＲＣ符号化器１１０は
、Ｌ-bitsのソースデータパケットを受信し、前記受信されたデータをＦＥＣ(fo
rward error correction)入力データブロックＬ＋ＣＲＣを生成するＣＲＣ符号
を利用して符号化する。普通、ＣＲＣビットは、前記ソースデータに追加してチ
ャンネル符号化する。チャンネル符号化器１１２は、チャンネル符号化されたデ
ータブロック(Ｌ＋ＣＲＣ)×Ｒ-1を生成してＦＥＣ入力データブロックＬ＋ＣＲ
Ｃのチャンネル符号化を遂行する。前記チャンネル符号化されたデータブロック
(Ｌ＋ＣＲＣ)×Ｒ-1は、多重化に必要な他の機能ブロック１１４を通じて所定の
チャンネルに伝達される。
【０００７】 前記所定のチャンネルを通じてチャンネル符号化されたデータブロックを受信
する受信器の逆多重化に必要な他の逆機能ブロック１２４は、前記チャンネル符
号化されたデータブロックを逆多重化してチャンネル符号化されたデータブロッ
ク(Ｌ＋ＣＲＣ)×Ｒ-1を出力する。その後、チャンネル復号器１２２は、前記チ
ャンネル符号化されたデータブロック(Ｌ＋ＣＲＣ)×Ｒ-1のチャンネル復号化を
遂行する。ＣＲＣ復号器１２０は、前記チャンネル復号化されたデータブロック
Ｌ＋ＣＲＣのＣＲＣ復号化を遂行して、元来のデータ、すなわち、Ｌ-bitsのソ
ースデータパケットを獲得する。ＣＲＣ復号化が終了した後、前記ＣＲＣ復号器
１２０は、ＣＲＣ復号化の結果を利用してＣＲＣ検査を遂行する。これにより、
ソースデータパケットに伝送エラーが発生したか否かを検査する。
【０００８】 前記ＣＲＣ検査を通じてエラーが検出されないと、前記受信器は、前記ソース
データパケットを上位階層に伝達し、前記ソースデータパケットを確認する確認
信号“ＡＣＫ(Acknowledgement)”を送信器へ伝送する。しかし、前記ＣＲＣ検
査を通じてエラーが検出されると、受信器は、前記チャンネル符号化されたデー
タパケットの再伝送を要求する確認信号“ＮＡＫ(Not-Acknowledgement) ”を送
信器へ伝送する。
【０００９】 送信器は、チャンネル符号化されたデータブロックを伝送した後、前記伝送し
たチャンネル符号化されたデータブロックに応答して前記受信器から確認信号Ａ
ＣＫ／ＮＡＫを受信する。前記送信器は、確認信号ＮＡＫを受信すると、該当チ
ャンネル符号化されたデータブロックを前述した動作によって再伝送する。前記
再伝送方式では、Ｓｔｏｐ-ａｎｄ-Ｗａｉｔ ＡＲＱ、Ｇｏ-Ｂａｃｋ-Ｎ ＡＲＱ
、Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ-Ｒｅｐｅａｔ ＡＲＱなどの方式があるが、前記再伝送方
式の詳細な説明は省略する。
【００１０】 図１Ｂは、前記送信器と受信器との間のチャンネル符号化されたデータパケッ
トの伝送手順を概念的に示す。図１Ｂは、前記送信器が受信器からｍ回のＮＡＫ
を受信するときごとチャンネル符号化されたデータブロックを再伝送することを
示す。
【００１１】 このような手順の例として、３ＧＰＰ-２(3rd Generation Partnership Proje
ct-２；同期ＣＤＭＡシステムの標準)を標準とする移動通信システム(以下、“
ＣＤＭＡ-２０００”システムと称する。)のエアインタフェース(Air Interface
)において、システムの多重接続方式及び多重チャンネル方式は、チャンネル符
号化方式のデータ伝送効率性を高め、システムの性能を改善するためにＨＡＲＱ
タイプＩを使用している。また、３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Projec
t；非同期ＣＤＭＡシステムの標準)を標準とする移動通信システム(以下、“Ｕ
ＭＴＳ”と称する。)のエアインタフェースにおいて、システムの多重接続方式
及び多重チャンネル方式は、チャンネル符号化方式のデータ伝送効率性を高め、
システムの性能を改善するためにＨＡＲＱタイプＩを使用している。
【００１２】 しかし、前述したＨＡＲＱタイプＩは、次のような短所がある。
【００１３】 一番目、ＨＡＲＱタイプＩは、単純ＡＲＱ(Pure ARQ)方式に比べて処理率が高
い。しかし、信号の信号対雑音比(signal-to-noise ratio；Ｓ／Ｎ)が増加する
につれて、処理率がＦＥＣ符号の符号率(Ｒ)に飽和する現象が発生し、これによ
り、単純ＡＲＱ方式に比べて処理率が減少する逆効果が発生する。すなわち、非
常に高いＳ／Ｎでも処理率が１．０（１００％）に近接することができない問題
点がある。このような問題点は、図２に示すＨＡＲＱタイプＩの特性曲線(chara
cteristic curve)によって現れている。すなわち、 ＨＡＲＱタイプＩは、図２
に示すように、処理率が符号率Ｒ(＜１．０)に飽和し、その結果、１．０に近接
することができない。
【００１４】 二番目に、ＨＡＲＱタイプＩは、単純ＡＲＱに比べてＦＥＣ符号を利用してエ
ラー訂正を遂行して処理率を改善する。しかし、ＨＡＲＱタイプＩは、Ｓ／Ｎの
変化に関係なく一定のリダンダンシー(redundancy)、すなわち、一定の符号率を
使用するので、伝送効率面で非効率的である。従って、前記ＨＡＲＱタイプＩは
、チャンネルの状態変化に適応的に対処することができず、これにより、処理量
の制限を引き起こすことができる。
【００１５】 このような問題点を解決するために使用されることがＨＡＲＱタイプII及びＨ
ＡＲＱタイプIIIである。前記ＨＡＲＱタイプII及びＨＡＲＱタイプIIIは、ＦＥ
Ｃ符号に使用されるリダンダンシーの量をチャンネル環境の良好な品質程度によ
って可変的に決定するようにする適応的構造(Adaptive structure)を有する。従
って、前述したＨＡＲＱタイプII及びＨＡＲＱタイプIIIは、ＨＡＲＱタイプＩ
に比べて、一般に処理率が改善する。すなわち、信号のＳ／Ｎが増加するにつれ
て、ＦＥＣ符号の符号率(Ｒ)が１に近接するようにリダンダンシーの量を最小に
減少させる。これにより、処理率が１に近接することができる。一方、信号のＳ
／Ｎが減少すると、ＦＥＣ符号の符号率(Ｒ)が０に近接するようにリダンダンシ
ーの量を最大に増加させるか、またはリダンダンシーを反復することにより、処
理率が０に近接しないように最適のエラー訂正を遂行する。従って、ＨＡＲＱタ
イプII及びＨＡＲＱタイプIIIは、低いＳ／Ｎ及び高いＳ／Ｎですべて処理率の
改善を提供することができる。
【００１６】 一方、前述したＨＡＲＱタイプＩ、ＨＡＲＱタイプII、及びＨＡＲＱタイプII
Iは、受信されたチャンネル符号化されたデータブロックに応じて、応答信号Ａ
ＣＫ／ＮＡＫ、チャンネル状態識別子ビット、またはパケット番号を制御チャン
ネル(Control Channel)または制御メッセージチャンネル(control Message Chan
nel)を通じて伝送する。以下、前記応答信号または制御信号メッセージを伝送す
るチャンネルを“メッセージチャンネル”と称し、前記メッセージチャンネルを
通じて伝送されるメッセージを“制御メッセージ”と称する。
【００１７】 前記メッセージチャンネルは、伝送する主体によって順方向メッセージチャン
ネル(Forward Message Channel)と逆方向メッセージチャンネル(Reverse Messag
e Channel)とに区分されることができる。このとき、前記ＨＡＲＱタイプＩ、Ｈ
ＡＲＱタイプII及びＨＡＲＱタイプIIIでは、一般に、応答チャンネルとして、
主に、逆方向メッセージチャンネルを使用する。一方、物理制御チャンネルを通
じて応答メッセージの分類、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを伝送することができる。前記逆
方向メッセージチャンネルは、受信器が受信データブロックの受信結果を示す信
号を送信器へ伝送する。
【００１８】 しかし、場合によっては、前記ＨＡＲＱタイプＩは、ＡＲＱ方式によって順方
向メッセージチャンネルを使用する。例えば、Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｒｅｐｅａ
ｔ ＡＲＱ(ＳＲ-ＡＲＱ)を使用する場合、送信器から伝送されるデータブロック
ごとの一連番号を受信器に順方向メッセージチャンネルを通じて伝送する。一方
、前記ＨＡＲＱタイプII及びＨＡＲＱタイプIIIは、それぞれのリダンダンシー
を再伝送するときに発生するデータブロックの一連番号のみならず、それぞれの
再伝送のときに使用されるリダンダンシーバージョンなどを順方向メッセージチ
ャンネルを通じて受信器に伝送する。
【００１９】 ＨＡＲＱタイプＩ、ＨＡＲＱタイプII、及びＨＡＲＱタイプIIIの性能を保証
するための重要な要素のうちの１つは、前記制御メッセージを伝送するメッセー
ジチャンネルの信頼度(reliability)である。
【００２０】 例えば、受信器から伝送された応答信号ＡＣＫを逆方向メッセージチャンネル
のエラーによって前記伝送されたデータブロックに応じて正しく受信することが
できなかった場合、送信器は、たとえ受信器がデータブロックの再伝送を要求し
なくても、誤ったデータブロックを継続して再伝送する。このような問題は、逆
方向メッセージチャンネルのみならず、順方向メッセージチャンネルでも発生す
る。すなわち、前記送信器から伝送されたデータブロックの一連番号、リダンダ
ンシータイプなどの制御メッセージを順方向メッセージチャンネルのエラーによ
って正しく受信することができなかった場合、受信器は、継続して送信器が再伝
送した誤ったデータブロックを復号化しようと努力する。
【００２１】 従って、このような問題点を解決するために、ＨＡＲＱ方式は、データブロッ
クを伝送するチャンネルの信頼度に比べて非常に高い信頼度を有するメッセージ
チャンネルを使用しなければならない。また、メッセージチャンネルの応答速度
、すなわち、メッセージチャンネルがどれほど速くメッセージを伝達することが
できるかは、ＨＡＲＱ方式の性能を決定する重要な要素になる。
【００２２】 しかし、既存のデータ通信システムを含む同期式の標準である３ＧＰＰ-２ Ｃ
ＤＭＡ-２０００システムの多重接続方式及び多重チャンネル方式がチャンネル
符号化方式(ＨＡＲＱタイプＩ)を使用する場合、及び非同期式の標準である３Ｇ
ＰＰ ＵＭＴＳシステムの多重接続方式及び多重チャンネル方式がＨＡＲＱタイ
プII及びＨＡＲＱタイプIIIを使用する場合に対する具体的のデザインルールが
提示されていなかった。すなわち、現在のデータシステムが使用するＨＡＲＱタ
イプII及びＨＡＲＱタイプIIIでメッセージチャンネルの伝送方式及び構造につ
いて十分に考慮されなかったので、性能に関連した問題を引き起こすことがある
。従って、ＨＡＲＱ方式の性能を最適化するためには、前述した説明を満足させ
るＨＡＲＱタイプII及びＨＡＲＱタイプIIIのメッセージチャンネルを具現しな
ければならない。
【００２３】 また、従来のデータ通信システムを含むＣＤＭＡ-２０００システムの多重接
続方式及び多重チャンネル方式がチャンネル符号化方式(ＨＡＲＱタイプＩ)を使
用する場合、そして、ＵＭＴＳシステムの多重接続方式及び多重チャンネル方式
がＨＡＲＱタイプII及びＨＡＲＱタイプIIIを使用する場合、またはシンボル結
合を使用する修正されたＨＡＲＱタイプＩを使用する場合に対するメッセージチ
ャンネルを伝送する具体的の方法が提示されていなかった。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、一番目に、ＨＡＲＱ方式を使用するデータ通信シス
テムでメッセージチャンネルの信頼度を向上させる装置及び方法を提供すること
にある。
【００２５】 二番目に、データブロック伝送チャンネルのリダンダンシービットをメッセー
ジチャンネルとして割り当てることによってメッセージチャンネルの信頼度を向
上させる装置及び方法を提供することにある。
【００２６】 三番目に、ＨＡＲＱタイプII及びＨＡＲＱタイプIII、またはシンボル結合を
使用する修正されたＨＡＲＱタイプＩで一番効率的のメッセージチャンネルに必
要な条件を考慮した伝送方式を提供することにある。
【００２７】 四番目に、メッセージチャンネルの応答速度を増加させるための高速のＨＡＲ
Ｑ方式に対するメッセージチャンネルを提供することにある。
【００２８】 五番目に、畳み込み符号を使用するＨＡＲＱ方式のデータ通信システムでメッ
セージチャンネルを通じて制御メッセージを伝送する装置及び方法を提供するこ
とにある。
【００２９】 六番目に、ターボコードを使用するＨＡＲＱ方式のデータ通信システムでメッ
セージチャンネルを通じて制御メッセージを伝送する装置及び方法を提供するこ
とにある。
【００３０】 七番目に、線形ブロック符号を使用するＨＡＲＱ方式のデータ通信システムで
メッセージチャンネルを通じて制御メッセージを伝送する装置及び方法を提供す
ることにある。
【００３１】 八番目に、畳み込み符号、ターボコード、及び線形ブロック符号を使用するＨ
ＡＲＱ方式のデータ通信システムでメッセージチャンネルを通じて制御メッセー
ジを伝送する装置及び方法を提供することにある。
【００３２】 九番目に、非同期移動通信システムのＨＡＲＱ方式で一番効率的の方法にてメ
ッセージチャンネルを通じて制御メッセージを伝送する装置及び方法を提供する
ことにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、データビット列を有するデータブロックと
前記データビット列の復号に必要した制御ビットを有する制御メッセージとを伝
送するために複数の伝送チャンネルに提供される装置を備える。データブロック
を通過する伝送チャンネルのうち選択された１つに提供される第１レートマッチ
ング部は、前記データブロック内のデータビットから所定数のデータビットを穿
孔する。他の伝送チャンネルに提供される第２レートマッチング部は、所定数の
穿孔されたビットだけ制御ビットを反復する。
【００３４】 望ましくは、第２伝送チャンネルは、先頭または最後のうちの１つに配列され
た制御メッセージを含む。
【００３５】 望ましくは、制御メッセージは、伝送データブロックの一連番号、所定のデー
タブロックのバージョンナンバー、及び所定のバージョンのリダンダンシータイ
プを含む。
【００３６】 望ましくは、第２伝送チャンネルは、第１伝送チャンネルと同じであるか、ま
たはそれ以下の伝送遅延時間を有する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従う好適な実施形態を添付図面を参照しつつ詳しく説明する。
下記の説明において、本発明の要旨を不明瞭にする公知の機能及び構成に対する
詳細な説明は省略する。
【００３８】 下記説明において、既存の畳み込み符号、ターボコード、または線形ブロック
符号を使用するＨＡＲＱタイプＩのメッセージ伝送方法を分析してその問題点を
把握する。このような分析に基づいて、ＨＡＲＱ方式の性能改善のためのメッセ
ージ伝送チャンネルの伝送方式が説明される。次に、前記メッセージ伝送チャン
ネルが有するべき条件を３ＧＰＰ移動通信システムに適用した幾つの実施形態を
示した後、これらの長所及び短所を説明する。
【００３９】 まず、本発明の説明は、ＨＡＲＱ方式のためのメッセージチャンネルの伝送方
法及びメッセージチャンネル伝送方法を３ＧＰＰ標準に適用した実施形態を参照
してなされる。
【００４０】 ＜ＨＡＲＱのためのメッセージチャンネルの伝送方式＞ 下記《表１》は、既存の専用制御伝送チャンネル(以下、“専用制御ＴｒＣＨ
”と称される。)を通じて制御メッセージを伝送するための幾つの方法を示す。
【表１】
【００４１】 ここで、伝送される制御メッセージは、既存の制御データに比べてさらに強力
な保護が要求される。従って、専用制御ＴｒＣＨを符号化する場合、前記伝送す
べき制御メッセージが前記専用制御ＴｒＣＨの先頭部分または最後部分に含まれ
るようにし、これにより、前記専用制御ＴｒＣＨの他の部分に比べて該当部分の
改善した性能を効率的に保証されるようにする。これは、符号化方式が畳み込み
符号を使用する場合、ゼロ状態(zero state)からトレリス(trellis)が始まって
ゼロ状態でトレリスが終わる情報を知っているからである。
【００４２】 図３Ａ及び図３Ｂは、前述したＨＡＲＱのための制御メッセージを専用制御Ｔ
ｒＣＨを通じて伝送する場合のＴｒＣＨの構造及びメッセージフィールドの構造
を２つの異なる例として示している。前記ＨＡＲＱメッセージ内の一部のフィー
ルドは、物理制御チャンネルを通じて伝送されることができる。
【００４３】 図３Ａ及び図３Ｂに示すように、前記ＨＡＲＱメッセージフィールドは、再伝
送の応答を示すＮＡＣＫ／ＡＣＫフィールド、伝送データブロックの一連番号を
示すＦｒａｍｅ_＃フィールド、与えられたパケットのバージョン番号を示すＶ
ｅｒｓｉｏｎ_＃フィールド、及び与えられたバージョンでのリダンダンシータ
イプを示すＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｔｙｐｅフィールドで構成されている。もち
ろん、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、前記ＨＡＲＱメッセージフィールドは、
専用制御ＴｒＣＨの先頭部分または最後部分のどちらかに配置されることができ
る。前記各フィールドに割り当てられたビット数は、ＨＡＲＱ方式及び制限要件
によって決定される。すなわち、最大許容可能な伝送遅延及び受信器でのメモリ
要求事項などによって決定されることができる。下記《表２》は、ＨＡＲＱメッ
セージフィールドのためのビット割当ての一例を示している。
【表２】
【００４４】 また、ＨＡＲＱのための制御メッセージの場合、一般に速い応答が要求される
。このためには、制御メッセージを伝送する専用制御ＴｒＣＨがデータブロック
を伝送する専用トラフィックＴｒＣＨとともに受信器で受信されなければならな
い。従って、専用制御ＴｒＣＨは、前記ＨＡＲＱのための専用トラフィックＴｒ
ＣＨと同一であるかまたは小さいＴＴＩ(Transport Time Interval)を使用しな
ければならない。前記ＨＡＲＱ制御メッセージを専用制御ＴｒＣＨを通じて伝送
するとき、同一のＴＴＩを使用すると、１０ｍｓｅｃＴＴＩを使用することが望
ましい。
【００４５】 ＜３ＧＰＰ標準に適用したメッセージチャンネル伝送方式(専用制御ＴｒＣＨ
の使用)＞ 次に、３ＧＰＰ標準でＨＡＲＱ方式を使用する場合、メッセージ伝送チャンネ
ルを効率的に伝送する方式について説明する。すなわち、３ＧＰＰで使用するレ
ートマッチング技術を利用してメッセージ伝送チャンネルの伝送信頼度を向上さ
せる方法について説明する。
【００４６】 通常、データブロック伝送チャンネルのデータ伝送率は、メッセージ伝送チャ
ンネルのデータ伝送率に比べて相対的にかなり高い。例えば、メッセージ伝送チ
ャンネルの場合、ＴＴＩの当たり伝送される制御メッセージビット数は、大部分
最大数十ビット以内である。すなわち、ＴＴＩが１０ｍｓｅｃの場合、メッセー
ジ伝送チャンネルで伝送される制御メッセージビットを２０ビットとすれば、デ
ータ伝送率は２ｋｂｐｓになる。しかし、データブロック伝送チャンネルは、最
小数十ｋｂｐｓから数百ｋｂｐｓのデータ伝送率を有する。このような状況で、
データブロック伝送チャンネルに使用されるＴｒＣＨからｎビットを伝送率整合
(ＲＭ)を使用してシンボル穿孔(Symbol Puncturing)し、これをメッセージ伝送
チャンネルに使用されるＴｒＣＨに割り当てることによって、メッセージ伝送チ
ャンネルの信頼度は、シンボル反復(Symbol repetition)によって急激に増加す
るようになる。
【００４７】 図４及び図５は、データブロック伝送チャンネルから所定のビットを穿孔し、
前記穿孔した所定のビット数だけメッセージ伝送チャンネルにデータビットを割
り当てる送信器内の伝送チャンネルの構造を示す。
【００４８】 さらに具体的に言えば、図４は、本発明の実施形態によるダウンリンクでの送
信器に備えられた伝送チャンネルの構造を示しており、図５は、本発明の実施形
態によるアップリンクでの送信器に備えられた伝送チャンネルの構造を示す。
【００４９】 図４及び図５において、２つの斜線ブロックは、ＨＡＲＱの伝送のときに使用
される伝送チャンネルを示す。すなわち、斜線ブロック４２０、４３０、５２０
、及び５３０は、前記ＨＡＲＱを使用するデータブロック伝送チャンネルと前記
データブロック伝送チャンネルに関連して使用される制御メッセージを伝送する
メッセージ伝送チャンネルを示す。一方、既存のデータ伝送チャンネル及びメッ
セージ伝送チャンネルに本発明の実施形態を適用することによって、レートマッ
チングのときに、データ伝送チャンネルのレートマッチング部及びメッセージ伝
送チャンネルのレートマッチング部が従来の方法とは区別されることができる。
【００５０】 本発明の実施形態による送信器の伝送チャンネル構造を図４及び図５に示した
伝送チャンネルＴｒＣＨのうち１つをメッセージ伝送チャンネル４２０及び５２
０として使用し、残りの伝送チャンネルＴｒＣＨをデータブロック伝送チャンネ
ル４３０及び５３０として使用すると仮定する。
【００５１】 まず、図４を参照して本発明の実施形態によるダウンリンク(Down Link)での
送信器の伝送チャンネルのうち、メッセージ伝送チャンネルの構造を説明する。
ＣＲＣ挿入部４２１は、制御ビットで構成された制御メッセージブロックを受信
し、前記受信された制御メッセージブロックにＣＲＣを付加する。すなわち、前
記ＣＲＣ挿入部４２１は、制御メッセージブロックにエラーが発生したか否かを
検出するために送信器に使用されるＣＲＣ符号化器を示す。コードブロック分割
部(Code block Segmentation part)４２２は、前記ＣＲＣが付加された制御メッ
セージブロックのブロック分割を遂行する。前記コードブロック分割部４２２は
、本発明で省略することができる。チャンネル符号化器(Channel encoder)４２
３は、前記ＣＲＣが付加された制御メッセージブロックを所定のチャンネルコー
ドで符号化して、前記チャンネルコードとしては、前述したように、チャンネル
伝送過程で発生するエラー訂正が可能な畳み込み符号またはターボコードなどが
使用されることができる。レートマッチング部４２４は、前記符号化された制御
メッセージブロックを受信し、前記符号化された制御メッセージブロックの所定
数のデータビットを反復/穿孔する。前記所定数のデータビットは、データブロ
ック伝送チャンネル４３０で伝送されるデータビットの数によって決定される。
前記データブロックから所定数のデータビットを反復/穿孔する構成は後述され
る。ＤＴＸ挿入部４２５は、前記レートマッチングが行われた制御メッセージブ
ロック内のＤＴＸ(Discontinuous Transmission)ビット(すなわち、前記レート
マッチングが行われた制御メッセージブロックの不連続伝送)を挿入し、インタ
ーリーバ４２６は、ＤＴＸ挿入された制御メッセージブロックをインターリービ
ングする。無線フレーム分割部４２７は、前記インターリービングされた制御メ
ッセージブロックを無線フレームに分割する。
【００５２】 参照のために、図４に示すようなＣＲＣブロック４１１、４２１、及び４３１
は、エラーがデータブロック内に発生したか否かを検出するために送信器に使用
されるＣＲＣ符号化器を示す。一方、テールビット挿入部(Tail bits insertion
block)(図示せず)は、チャンネル符号化器４１３、４２３、及び４３３に使用
される畳み込み符号またはターボコードに必要なゼロ状態終了(Zero state term
ination)のために使用される終了ビット(termination bits)を挿入する。次に、
チャンネル符号化器４１３、４２３、及び４３３は、前述したように、受信器が
チャンネル伝送過程で発生するエラーを訂正するとき使用される畳み込み符号ま
たはターボコードのための符号化器を示す。
【００５３】 次に、図４を参照して本発明の実施形態によるダウンリンク(Down Link)での
送信器の伝送チャンネルのうち、データブロック伝送チャンネルの構造を説明す
る。ＣＲＣ挿入部４３１は、上位階層から関連したメッセージ番号を含むデータ
ブロックを受信し、前記受信されたデータに予め定められた方法にてＣＲＣを付
加する。すなわち、前記ＣＲＣ挿入部４３１は、データブロックに発生するエラ
ーがあるか否かを検出するために送信器に使用されるＣＲＣ符号化器を示す。コ
ードブロック分割部４３２は、前記ＣＲＣが付加されたデータブロックのブロッ
ク分割を遂行する。チャンネル符号化器４３３は、前記コードブロック分割部４
３２からのブロック分割されたデータブロックを予め定められたチャンネルコー
ドで符号化し、前記符号化されたデータブロックをリダンダンシー選択部４３４
へ伝達する。前記チャンネルコードとしては、前述したように、チャンネル伝送
過程で発生するエラー訂正が可能な畳み込み符号またはターボコードなどが使用
されることができる。前記リダンダンシー選択部４３４は、ＨＡＲＱ方式を使用
するデータ通信システムの伝送装置及び方法の選択基準(または選択規則)に基づ
き、１次伝送、２次伝送、及び３次伝送によってリダンダンシーを選択してレー
トマッチング部４３５へ伝達する。前記レートマッチング部４３５は、前記リダ
ンダンシー選択部４３４から入力されるデータブロックから所定数のデータビッ
トを反復／穿孔した後、ＤＴＸ挿入部４３６へ伝達する。ＤＴＸ挿入部４３６は
、前記レートマッチングが行われたデータブロック内のＤＴＸビットを挿入し、
インターリーバ４３７は、ＤＴＸ挿入されたデータブロックをインターリービン
グする。無線フレーム分割部４３８は、前記インターリービングされたデータブ
ロックを無線フレームに分割する。
【００５４】 一方、マルチプレクサ４４０は、各伝送チャンネルから出力されるデータブロ
ックを多重化して伝送する。図４に示されていないが、テールビット挿入部は、
チャンネル符号化器４１３、４２３、及び４３３で使用される畳み込み符号また
はターボコードに必要なゼロ状態終了のために使用される終了ビットを挿入する
。
【００５５】 図４を参照して説明した本発明の実施形態において、メッセージ伝送チャンネ
ル４２０のレートマッチング部４２４は、前記データブロック伝送チャンネル４
３０のレートマッチングのとき穿孔したデータビットの代わりに、メッセージ伝
送チャンネル４２０のデータビットを反復する。これにより、メッセージ伝送チ
ャンネル４２０をさらに安定的に使用することができる。
【００５６】 図５に示す本発明の実施形態によるアップリンクでの送信器の伝送チャンネル
の構造は、図４の伝送チャンネル構造でのＤＴＸ挿入部４１５、４２５、及び４
３６のそれぞれを等化器５１４、５２４、及び５３５に置き換える。また、図５
は、分割ブロック５１６、５２６、及び５３７で無線フレーム分割の後のレート
マッチング部５１７、５２７、及び５３８によってレートマッチングが遂行され
る伝送チャンネルの構造を示す。図５に示す構成の本発明の実施形態による動作
は、図４を参照して前述した構成の動作と同一であるので詳細な説明は省略する
。
【００５７】 以下、本発明の実施形態によるデータブロックから所定数のデータビットを穿
孔し、制御メッセージの所定数のデータビットを反復する動作をより具体的に説
明する。
【００５８】 図４及び図５に示すように、ＴｒＣＨｉをメッセージ伝送チャンネルのために
割り当てられたＴｒＣＨと定義し、ここに伝送されるメッセージブロックのサイ
ズをＮｉと定義する。また、ＴｒＣＨｋをデータブロックの伝送のために割り当
てられたＴｒＣＨと定義し、ここに伝送されるデータブロックのサイズをＮｋと
定義する。そして、伝送サービス品質(ＱｏＳ)の要求に応じて上位サービス決定
階層によってＴｒＣＨｉ及びＴｒＣＨｋのそれぞれに決定された伝送率整合変数
をＰｉ及びＰｋと定義する。次に、ｎビットをＴｒＣＨｋから分離した後、Ｔｒ
ＣＨｉに移動される場合、最終的に決定される伝送率整合変数をそれぞれＰｉ’
及びＰｋ’と定義する。そうすると、前記変数間の関係は、下記式によって表現
されることができる。 《式１》 (Ｐｉ，Ｎｉ) → (Ｐｉ'，Ｎｉ' ) 《式２》 (Ｐｋ，Ｎｋ) → (Ｐｋ'，Ｎｋ' ) 《式３》 (Ｎｋ(１-Ｐｋ)-ｎ)／Ｎｋ = １-Ｐｋ' 《式４》 (Ｎｉ(１-Ｐｉ)+ｎ)／Ｎｉ = １-Ｐｉ'
【００５９】 もしも、“Ｎｋ＞＞ｎ”であり、“Ｎｋ＞＞Ｎｉ”であると仮定すると、《式
３》及び《式４》は、《式５》及び《式６》として表現されることができる。 《式５》 (Ｎｋ(１-Ｐｋ)-ｎ)／Ｎｋ = １-Ｐｋ' = (１-Ｐｋ)-ｎ／Ｎｋ ≒ １-Ｐｋ 《式６》 (Ｎｉ(１-Ｐｉ)+ｎ)／Ｎｉ = １-Ｐｉ' = (１-Ｐｉ)+ｎ／Ｎｉ＞＞１.０
【００６０】 従って、ＴｒＣＨｋの場合は、ｎビットを削除しても、基本的に最初に設定さ
れたＲＭ変数Ｐｋで性能にほとんど変化がないだけ、微少の変化ｎ／Ｎｋ(＜＜
１.０)のみが発生する。しかし、ＴｒＣＨｉの場合は、ｎビットの追加によって
、ｎ／ＮｉだけのＲＭ変数値の増加が可能であり、実質的のＲＭ変数が１.０よ
り大きいシンボル反復(Symbol repetition)が発生する。このような関係を図４
及び図５の点線でＰｉ’及びＰｋ’を連結して表示する。従って、前記ＴｒＣＨ
ｉのレートマッチング部４２４が２倍のシンボル反復を使用する場合、シンボル
エネルギーが約＋３ｄＢだけ増加する。これにより、メッセージチャンネルＴｒ
ＣＨｉの信頼度も急激に増加する。
【００６１】 図６は、このような性能変化を示すもので、実線は、本発明の実施形態を適用
する前、ＴｒＣＨｉとＴｒＣＨｋとのビットエラー率(ＢＥＲ；Bit Error Rate)
を示す。一方、点線は、本発明の実施形態を適用することによって、前記ＴｒＣ
Ｈｉ及びＴｒＣＨｋのＢＥＲを示す。本発明の実施形態による適用は、前記Ｔｒ
ＣＨｋに対する穿孔、及び前記ＴｒＣＨｉに対する反復を遂行したか否かによっ
て決定される。図６に示すように、本発明の実施形態を適用する場合、ＴｒＣＨ
ｋは、ほとんど性能の劣化がない反面、ＴｒＣＨｉは、格段の性能改善があるこ
とを示している。
【００６２】 前述の如く、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態を参照して詳細に説明
してきたが、本発明の思想を外れない範囲内で様々な変形及び変更が可能である
ということは、当該技術分野における通常の知識を有する者には自明であろう。
そこで、本発明の範囲は、前記実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の
範囲のみならず、特許請求の範囲と均等なものによって定められなければならな
い。
【００６３】
【発明の効果】
以上から述べてきたように、本発明は、一番効率的のメッセージチャンネルに
必要な条件を考慮して、メッセージチャンネルの応答速度を増加させるためのＨ
ＡＲＱ方式を提供する。従って、本発明は、データ通信システムの信頼度を向上
させ、処理率を改善させることによって、データ通信システムのみならず次世代
移動通信システムの性能を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 通常のＡＲＱタイプＩに基づいてデータを処理する送信器及び
受信器の構造を示す図である。
【図１Ｂ】 通常のＨＡＲＱタイプＩに基づいてデータを処理するフローを
概念的に示す図である。
【図２】 通常の複合ＡＲＱ方式でＳ／Ｎ(またはＥｓ／Ｎｏ)と処理率との
関係を示すグラフである。
【図３Ａ】 本発明の一実施形態による伝送チャンネルＴｒＣＨ及びメッセ
ージフィールドの構造を示す図である。
【図３Ｂ】 本発明の他の実施形態による伝送チャンネルＴｒＣＨ及びメッ
セージフィールドの構造を示す図である。
【図４】 本発明の実施形態によるダウンリンクでの送信器に備えられた伝
送チャンネルの構造を示すブロック図である。
【図５】 本発明の実施形態によるアップリンクでの送信器に備えられた伝
送チャンネルの構造を示すブロック図である。
【図６】 本発明の実施形態による伝送チャンネルの性能向上を示すグラフ
である。
【符号の説明】
４２０，５２０ メッセージ伝送チャンネル ４２１，４３１ ＣＲＣ挿入部 ４２２，４３２ コードブロック分割部 ４２３，４３３ チャンネル符号化器 ４２４，４３５，５１７，５２７，５３８ レートマッチング部 ４２６ インターリーバ ４２７，４３８ 無線フレーム分割部 ４３０，５３０ データブロック伝送チャンネル ４３４ リダンダンシー選択部 ４１５，４２５，４３６ ＤＴＸ挿入部 ４４０ マルチプレクサ ５１４，５２４，５３５ 等化器 ５１６，５２６，５３７ 分割ブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K014 AA01 BA06 BA10 DA02 FA03 FA16 5K034 AA02 AA06 DD01 EE10 HH02 HH09 HH11 MM03 5K067 AA21 BB04 BB21 DD51 EE02 EE10 FF02 HH22 HH25 HH26 HH27

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 データビット列を有するデータブロック及び前記データビッ
    ト列の復号に必要な制御ビットを有する制御メッセージを伝送する方法において
    、 前記データブロックを通過する第１伝送チャンネル内の穿孔器を利用して、前
    記データブロック内の前記データビットのうち予め決定された数のデータビット
    を穿孔するステップと、 第２伝送チャンネル内の反復器を利用して前記予め決定された数の穿孔ビット
    に基づき前記制御メッセージを反復するステップと、 前記穿孔されたデータブロック及び前記反復された制御メッセージを多重化す
    るステップと、 前記多重化されたビットを受信器へ伝送するステップと を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記第２伝送チャンネルは、先頭に前記制御メッセージを含
    むことを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記第２伝送チャンネルは、最後に前記制御メッセージを含
    むことを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記制御メッセージは、受信データブロックに応答するメッ
    セージであることを特徴とする請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記制御メッセージは、伝送されるデータブロックの一連番
    号、与えられたデータブロックのバージョン番号を含むことを特徴とする請求項
    １記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記第２伝送チャンネルの伝送遅延時間は、前記第１伝送チ
    ャンネルの伝送遅延時間と同一であることを特徴とする請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記第２伝送チャンネルの伝送遅延時間は、前記第１伝送チ
    ャンネルの伝送遅延時間より小さいことを特徴とする請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 複数の伝送チャンネルを備え、データビット列を有するデー
    タブロック及び前記データビット列の復号化に必要な制御ビットを有する制御メ
    ッセージを伝送する装置において、 前記データブロックを通過する選択された１つの伝送チャンネル内に備えられ
    、前記データブロック内の前記データビットのうち、予め決定された数のデータ
    ビットを穿孔する第１レートマッチング部と、 他の伝送チャンネル内に備えられ、前記予め決定された数の穿孔ビットに対応
    して前記制御ビットを反復する第２レートマッチング部と、 前記第１レートマッチング部からの出力及び前記第２レートマッチング部から
    の出力を多重化する多重化器と を含むことを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】 前記第２伝送チャンネルは、先頭に前記制御メッセージを含
    むことを特徴とする請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記第２伝送チャンネルは、最後に前記制御メッセージを
    含むことを特徴とする請求項８記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記制御メッセージは、受信データブロックに応答するメ
    ッセージであることを特徴とする請求項８記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記制御メッセージは、伝送されるデータブロックの一連
    番号、与えられたデータブロックのバージョン番号を含むことを特徴とする請求
    項８記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記第２伝送チャンネルの伝送遅延時間は、前記第１伝送
    チャンネルの伝送遅延時間と同一であることを特徴とする請求項８記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記第２伝送チャンネルの伝送遅延時間は、前記第１伝送
    チャンネルの伝送遅延時間より小さいことを特徴とする請求項８記載の装置。
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