JP2003535548A - 通信システムにおいてコードシンボルをパンクチャする方法および装置 - Google Patents
通信システムにおいてコードシンボルをパンクチャする方法および装置Info
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Abstract
Description
て通信システムにおいて改善された性能を提供する方法および装置に関する。
され、変調され、調整されて、変調信号が発生され、この変調信号は1つ以上の
受信機ユニットに送信される。データ処理には、例えばデータを特定のフレーム
フォーマットにフォーマットすること、フォーマットデータを特定のコーディン
グスキームでエンコーディングして、受信機ユニットにおけるエラー検出および
/または訂正を提供すること、コードシンボルのいくつかをパンクチャ(すなわ
ち削除)して特定のフレームサイズに適合させること、エンコードデータをチャ
ネル化(すなわちカバー)すること、およびチャネル化データをシステム帯域幅
に拡散することが含まれる。典型的にデータ処理は、実現されるシステムまたは
標準規格により規定される。
ル的に処理されて、送信データが回復される。受信機ユニットにおける処理は送
信機ユニットにおいて実行されるものと相補的であり、例えば受信サンプルを逆
拡散すること、逆拡散サンプルをデカバーすること、パンクチャされたシンボル
の代わりに“消去”を挿入すること、およびシンボルをデコーディングして送信
データを回復することが含まれる。
て、受信機ユニットにおいてエラー訂正能力を提供する。送信エラーを訂正する
能力はデータ送信の信頼性を向上させる。従来、畳み込みおよびターボコーディ
ングは特定の多項式生成器マトリクスを使用して実行され、このマトリクスは各
入力データビットに対して特定数のコードシンボル(例えば2、3またはそれ以
上のコードシンボル)を発生させる。例えば、レート1/2エンコーダは各デー
タビットに対して2つのコードシンボルを発生させる。
はパケットでデータを送信し、アクティブユーザ間のシステムリソースを有効に
共有できるようにする。例えば、通信システムの中には基本フレームサイズの複
数倍であるフレームサイズ(例えば、768・Kビット、ここでK=1、2、…
)をサポートするものもある。効率化のために、通信システムの中には複数のデ
ータレートもサポートするものもある。多数の要因に基づいて、可変数のデータ
ビット(すなわちX)がエンコーダに提供され、エンコーダはコードシンボルの
対応した数を発生させる(例えば2X)。
い。その後、シンボル反復とパンクチャ処理が使用されて、発生されたコードシ
ンボルを特定サイズのフレームに適合させる。例えば、コードシンボルの数がフ
レーム容量よりも少ない場合には、いくつかあるいはすべてのコードシンボルが
特定の回数、反復(すなわち複製)される。逆に、または付加的に、シンボル反
復後、コードシンボルの数がフレーム容量より多い場合には、いくつかのコード
シンボルが削除(すなわちパンクチャ)される。
パンクチャが達成されるまで、D番目のシンボル毎に1つのシンボルを規則正し
くパンクチャする。残りのシンボルは無修正のまま送られる。ある状況では、こ
の方法はフレーム全体にわたってシンボルを不均一にパンクチャすることになる
。このことは、さらに多くのシンボルがフレームの1つの部分でパンクチャされ
、フレームの他の何らかの部分では、より少ないシンボルがパンクチャされるか
またはまったくシンボルがパンクチャされないことになる。シンボルが不均一に
パンクチャされたとき、性能が損なわれるかもしれない。
るのに使用できる技術が非常に望まれている。
成する、シンボルをパンクチャするさまざまな技術を提供する。このことは改善
されたシステム性能をもたらすことができる。一般的に、多数のパンクチャ距離
が計算され、要求されたシンボルパンクチャが計算された距離を使用して実行さ
れる。パンクチャ距離はシンボルパンクチャの周期として規定することができる
。パンクチャ距離を適切に選択し、適当な時間に選択された距離を使用すること
により、所要のパンクチャ結果を達成することができる。
A、または1XTREME標準規格に準拠するシステム、これらは以下に識別さ
れている)においてシンボルをパンクチャする方法を提供する。この方法にした
がうと、Nシンボルの容量を持つフレームに対してSシンボルが受信され、Sは
Nよりも大きい。残りのパンクチャされないシンボルがフレームに適合するよう
に、S受信シンボルからPシンボルをパンクチャする必要がある。多数のパンク
チャ距離、D1ないしDNはS受信シンボルとPシンボルパンクチャに基づいて
計算される。次に、特定数のシンボルパンクチャがそれぞれ計算されたパンクチ
ャ距離に対して決定される。P1ないしPNシンボルパンクチャは、それぞれD
1ないしDNのパンクチャ距離でそれぞれ実行される。さらに均一な分散のシン
ボルパンクチャに対して、距離D1ないしDNのそれぞれは、以下に規定する最
小パンクチャ距離Dmin以上に選択することができる。
よびPに基づいて計算することができる。
のに使用されるD1またはD2のパンクチャ距離のいずれかを選択し、次に(2
)選択されたパンクチャ距離に基づいて次のシンボルをパンクチャし、(3)選
択されたパンクチャ距離に基づいてP1またはP2をデクリメントすることによ
り達成することができる。ステップ(1)ないし(3)は、すべてのP1および
P2シンボルパンクチャが達成されるまで反復させることができる。D2の距離
におけるP2シンボルパンクチャの中で、D1の距離においてP1シンボルパン
クチャが分散されるように、パンクチャ距離を選択することができる。例えば、
P2対するP1の比がRに等しい場合、平均で、D2の距離における各シンボル
パンクチャに対して、D1の距離においてRシンボルパンクチャが実行されるよ
うに、パンクチャ距離を選択することができる。代わりに、D1の距離における
P1シンボルパンクチャを実行することができ、その後にD2の距離におけるP
2シンボルパンクチャが続く。この方法を使用して、改善された性能を提供する
ことができるパンクチャ距離D1およびD2のリッチセットパターンを提供する
ことができる。
る一般的なケースに適用することができる。それぞれ計算された距離におけるシ
ンボルパンクチャは、他の距離におけるシンボルパンクチャとともに実行または
分散させることができる。
させているかもしれない。例えば、CDMA−2000システムでは、各コード
シンボルはM回反復され、Mは1以上の整数であり、SがN以上であるように選
択される。また、コードシンボルは一般的に、特定のコーディングスキーム(例
えば、畳み込みまたはターボコード)で多数のデータビットをコーディングする
ことにより発生される。
る方法を提供する。この方法にしたがうと、Nシンボルが最初に受信される。S
シンボルにおいてPシンボルパンクチャが実行されて、N受信シンボルが発生さ
れているかが決定される。多数のパンクチャ距離、D1ないしDNがSおよびP
に基づいて計算され、D1ないしDNの距離におけるP1ないしPNシンボルパ
ンクチャもそれぞれ決定される。SシンボルをパンクチャしてN受信シンボルを
発生させるために使用されるパンクチャパターンが、それぞれD1ないしDNの
距離におけるP1ないしPNシンボルパンクチャに基づいて導出される。導出さ
れたパンクチャパターンに基づいてN受信シンボルの中にP消去を挿入してS回
復シンボルを発生させ、これらは特定のデコーディングスキームでデコードされ
る。再度説明すると、消去/シンボルパンクチャのさらに均一な分散のために、
距離D1ないしDNのそれぞれを先に規定した最小パンクチャ距離Dmin以上に
選択することができる。
タプロセッサを提供する。送信データプロセッサには、シンボルパンクチャエレ
メントに結合されたエンコーダが含まれる。エンコーダはデータビットを受信し
てコード化し、コードシンボルを発生させる。シンボルパンクチャエレメントは
、(1)Nシンボル容量を持つフレームに対してSシンボルを受信し、SはNよ
りも大きく、(2)残りのパンクチャされていないシンボルがフレームに適合す
るように、S受信シンボルからパンクチャされるべきPシンボルを決定し、(3
)SおよびPに基づいてパンクチャ距離D1ないしDNを計算し、(4)それぞ
れ距離D1ないしDNにおいて実行されるP1ないしPNシンボルパンクチャを
決定し、(5)それぞれパンクチャ距離D1ないしDNでS受信シンボルにP1
ないしPNシンボルパンクチャを実行する。シンボルパンクチャエレメントは上
述したさまざまな機能(例えば、フレーム全体に対してP1およびP2パンクチ
ャを分散させる)を実現するように設計することができる。再度説明すると、パ
ンクチャ距離D1ないしDNのそれぞれを先に規定した最小パンクチャ距離Dmi
n以上に選択することができる。
に結合するシンボル反復エレメントをさらに含めることができる。シンボル反復
エレメントはエンコーダからコードシンボルを受信し、各受信コードシンボルを
M回反復して、Sシンボルを発生させ、Mは1以上の整数である。
ニットを提供する。受信機ユニットには、カスケードに結合された、受信機、復
調器、受信データプロセッサが含まれている。受信機は変調信号を受信して処理
し、各受信フレームに対して多数のサンプルを提供する。復調器はサンプルを処
理して、各受信フレームに対してNシンボルを提供する。受信データプロセッサ
は、(1)Nシンボルを受信し、(2)SシンボルにおいてPシンボルパンクチ
ャが実行されてN受信シンボルが発生されているかを決定し、(3)SおよびP
に基づいて、多数のパンクチャ距離D1ないしDNを計算し、(4)それぞれ距
離D1ないしDNにおいて実行されているP1ないしPNシンボルパンクチャを
決定し、(5)SシンボルをパンクチャしてN受信シンボルを発生させるのに使
用される(例えば、D1ないしDN、およびP1ないしPNに基づく)パンクチ
ャパターンを導出し、(6)導出されたパンクチャパターンにしたがってN受信
シンボルの中にP消去を挿入してS回復シンボルを発生させ、(7)特定のデコ
ーディングスキームでS回復シンボルをデコードする。
めの方法が提供される。この方法には、SがNよりも大きいとして、Nシンボル
の容量を持つフレームに適合されるべき多数のシンボルSを受信し;残りのパン
クチャされていないシンボルをフレームに適合させるようにS受信シンボルの中
からパンクチャすべき多数のシンボルPを決定し;シンボルをパンクチャし;数
Sに等しい回数、数PだけモジュロSアキュムレータ値をインクリメントし;モ
ジュロSアキュムレータ値が減少される毎に他のシンボルをパンクチャすること
が含まれていると有効である。
セッサが提供される。送信データプロセッサには、複数のデータビットをエンコ
ードして、複数のコードシンボルを発生させるように動作するエンコーダと;エ
ンコーダと動作可能に結合され、Nシンボルの容量を持つフレームに適合される
べき多数のシンボルSを受信し、ここでSはNよりも大きく、残りのパンクチャ
されていないシンボルがフレームに適合するように、S受信シンボルの中からパ
ンクチャされるべき多数のシンボルPを決定し、シンボルをパンクチャし、数S
に等しい回数、数PだけモジュロSアキュムレータ値をインクリメントし、モジ
ュロSアキュムレータ値が減少される毎に他のシンボルをパンクチャするように
動作するシンボルパンクチャエレメントとが含まれていると有効である。
セッサが提供される。送信データプロセッサには、プロセッサと;プロセッサに
結合され、Nシンボルの容量を持つフレームに適合されるべき多数のシンボルS
を受信し、ここでSはNよりも大きく、残りのパンクチャされていないシンボル
がフレームに適合するように、S受信シンボルの中からパンクチャされるべき多
数のシンボルPを決定し、シンボルをパンクチャし、数Sに等しい回数、数Pだ
けモジュロSアキュムレータ値をインクリメントし、モジュロSアキュムレータ
値が減少される毎に他のシンボルをパンクチャするためにプロセッサにより実行
可能な1組の命令を含む記憶媒体とが含まれていると有効である。
の方法が提供される。この方法には、(a)Nシンボルの容量を持つフレームに
適合されるべき多数のシンボルSを受信し、ここでSはNよりも大きく;(b)
残りのパンクチャされていないシンボルがフレームに適合するように、S受信シ
ンボルの中からパンクチャされるべき多数のシンボルPを決定し;(c)アキュ
ムレータ値が数Sよりも大きいかまたは等しい場合に、アキュムレータ値から数
Sを減算し;(d)シンボルをパンクチャし;(e)数Pだけアキュムレータ値
をインクリメントし;(h)数Sに等しい回数、ステップ(c)−(e)を反復
することが含まれていると有効である。
のを識別している図面を考慮すると、以下に記述されている詳細な説明からさら
に明らかになるであろう。
ック図である。送信機ユニット110では、トラフィックデータが、一般的にフ
レームまたはパケットで、データ源112から送信(TX)データプロセッサ1
114に送信される。TXデータプロセッサ114は、特定の処理スキームにし
たがってデータをフォーマット、エンコードおよびインターリーブ(すなわち再
順序付け)する。TXデータプロセッサ114は信号および制御データ(例えば
、パイロットおよび電力制御データ)をさらに処理する。変調器(MOD)11
6は処理されたデータを受け取って、チャネル化(すなわちカバー)し、そして
拡散して、アナログ信号に変換されるシンボルを発生させる。アナログ信号は、
送信機(TMTR)118によりフィルタされ、直角位相変調され、増幅され、
アップコンバートされて、変調信号が発生される。この変調信号はアンテナ12
0を通して1つ以上の受信機ユニットに送信される。
受信機(RCVR)134に提供される。受信機134内では、受信信号が増幅
され、フィルタされ、ダウンコンバートされ、直角位相復調され、デジタル化さ
れて、データサンプルが提供される。サンプルは、復調器(DEMOD)136
により、逆拡散され、デカバーされ、復調されて、復調されたシンボルが発生さ
れる。受信(RX)データプロセッサ138は復調されたシンボルを再順序付け
し、デコードして、送信データを回復する。復調器136およびRXデータプロ
セッサ138により実行される処理は、送信機ユニット110において実行され
る処理と相補的である。回復されたデータはデータシンク140に提供される。
グの送信、および他のタイプの通信をサポートする。二方向通信システムは双方
向データ送信をサポートする。しかしながら、他の方向に対する信号処理は簡単
にするために図1には示されていない。
割多元接続(TDMA)通信システム(例えば、GSMシステム)、周波数分割
多元接続(FDMA)通信システム、あるいは地上リンクを通してユーザ間の音
声およびデータ通信をサポートする他の多元接続通信システムであってもよい。
地上中継器を使用するスペクトル拡散多元接続通信システム”と題する米国特許
第4,901,307号、および“CDMAセルラ電話システムにおいて波形を
発生させるシステムおよび方法”と題する米国特許第5,103,459号で開
示されている。他の特定CDMAシステムは“高レートパケットデータ送信のた
めの方法および装置”と題し、1997年11月3日に出願された米国特許出願
第08/963,386号(以下HDRシステムと呼ぶ)に開示されている。こ
れらの特許および特許出願は本発明の譲受人に譲渡され、参照によりここに組み
込まれている。
セルラシステムに対するTIA/EIA/IS−95−A移動局−基地局互換性
標準規格”(以下、IS−95−A標準規格と呼ぶ)、“デュアルモードワイド
バンドスペクトル拡散セルラ移動局に対するTIA/EIA/IS−98勧告最
小標準規格”(以下、IS−98標準規格と呼ぶ)、“第3世代パートナーシッ
ププロジェクト”(3GPP)と称する協会により提示され、文書番号3G T
S25.211、3G TS25.212、3G TS25.213および3G
TS25.214を含む文書セットに具現化されている標準規格(以下、W−
CDMA標準規格と呼ぶ)、および“cdma2000スペクトル拡散システム
に対するTR−45.5物理レイヤ標準規格”(以下、CDMA−2000標準
規格と呼ぶ)のような、1つ以上の標準規格に準拠するように設計されている。
新しいCDMA標準規格が継続的に提案されており、使用のために採用されてい
る。これらのCDMA標準規格は参照によりここに組み込まれている。
タプロセッサ114は本発明のいくつかの実施形態を実現するように設計するこ
とができる。トラフィックデータがフレームフォーマッタ212により(再度説
明すると、一般的にフレームまたはパケットで)受信される。フレームフォーマ
ッタ212は特定の方法で各受信フレームをフォーマットする。例えば、フレー
ムフォーマッタ212は各データフレームに巡回冗長検査(CRC)コーディン
グを実行し、CRCビットをフレームに付加することができる。フレームフォー
マッタ212は一般的に多数のコードテールビットを各フレームの最後にさらに
付加する。コードテールビットは一般的にゼロの値を持ち、フレームがコード化
された後に、既知の状態(例えば、すべてゼロ)に後続エンコーダをセットする
ために使用される。他のフレームフォーマット機能もフレームフォーマッタ21
2により実行されてもよい。
14は各フレームを特定のコーディングスキームでコード化して、コードシンボ
ルの対応するフレームを発生させる。例えば、エンコーダ214はデータフレー
ムの畳み込みまたはターボコーディングを実行してもよい。使用される特定のコ
ーディングスキームは実現される特定のシステムまたは標準規格に依存し、選択
可能であってもよい(例えば、異なるコーディングスキームを異なるタイプのサ
ービスに使用してもよい)。CDMA−2000およびW−CDMAシステムに
対して使用されるコーディングスキームは、先に言及した標準規格文書で詳細に
説明されている。
て発生されたコードシンボルの数、およびフレーム容量に依存して、ゼロ以上の
シンボルが反復される。例えば、CDMA−2000標準規格にしたがうと、特
定フレームにおける各シンボルは整数回(すなわち、M=1、2、3など)反復
され、反復後のシンボル数がフレーム容量を最小に越えるように整数Mは選択さ
れる。したがって、Lコードシンボルが特定フレームに対してエンコーダ214
により発生され、フレームがNシンボル(ここでN≧L)の容量を持つ場合に、
フレーム中の各シンボルはM回反復される。ここでMは以下のように計算される
。
。
なわち、コードシンボル数がフレームの容量を超える)。これが生じるとき、コ
ードシンボルのいくつかは削除(パンクチャ)されるので、結果的なコードシン
ボル数はフレーム容量に一致する。シンボル反復とパンクチャ処理を以下でさら
に詳細に説明する。
に対するコードシンボルは一般的に特定の書込順序で(例えば、シーケンシャル
に)インターリーバ220に書き込まれる。フレーム全体が記憶された後に、コ
ードシンボルは特定の読取順序で検索される。この特定の読取順序はシンボルの
再順序付けを達成するために、書込順序とは一般的に異なっている。再度説明す
ると、インターリーブスキームは実現される特定のシステムまたは標準規格によ
り一般的に規定される。
000標準規格において説明されている。最初に、ステップ312において、特
定フレームに対して、発生されたコードシンボルの数Sと、要求されたパンクチ
ャの数Pが決定される。図2に戻って参照すると、Sコードシンボルは特定フレ
ームに対してシンボル反復器216により発生される。フレームがNシンボルの
容量を持ち、S≧Nの場合には、Pシンボルがパンクチャされる。ここでP=S
−Nである。Pがゼロに等しい場合には、パンクチャは要求されない。さもなけ
れば、ステップ314において、決定されたシンボル数Sとパンクチャ数Pとに
基づいて、パンクチャ距離Dが計算される。パンクチャ距離は2つの連続したパ
ンクチャシンボル間のシンボル数にプラス1したものである。ここで最初のパン
クチャはフレームのD番目のシンボルにおいて生じる。例えば、D=3の場合に
は、次のパンクチャの前に2つのパンクチャされていないシンボルが存在する。
CDMA−2000標準規格にしたがうと、パンクチャ距離Dは次のように計算
される。
供する。
ボルパンクチャを実施するために、ステップ316において、フレーム中のシン
ボルがカウントされ、最初のシンボルから開始して、D番目のシンボルがパンク
チャされる。シンボルがパンクチャされた後、ステップ318において、要求さ
れているパンクチャの数Pがデクリメントされる。ステップ320において、P
すべてのシンボルがパンクチャされたか否かが決定される。この決定は単にP=
0であるか否かをチェックすることにより行うことができる。Pすべてのシンボ
ルがパンクチャされていた場合には、プロセスが終了する。さもなければ、プロ
セスはステップ316に戻り、再度、先に計算された距離Dに基づいて、他のシ
ンボルがパンクチャされる。
依存して、さまざまなパンクチャ結果を提供する可能性がある。特に、パンクチ
ャされたシンボルはSおよびPの何らかの値に対して、フレームを通して均一に
分散されるか、あるいはSおよびPの他の何らかの値に対してフレームの一部分
に集中される。これらのさまざまなパンクチャ結果を以下の簡単な例により示す
。
例を示す図である。この特定の例では、30シンボルが発生されるが(すなわち
S=30)、(この例に対して)20シンボルのみをフレームに適合させること
ができる(すなわちN=20)。したがって、10シンボルをパンクチャさせる
必要がある(すなわちP=S−N=30−20=10)。式(1)を使用すると
、パンクチャ距離Dは3として計算することができる。図4に示すように、Xの
付いたボックスにより表されている、3番目のシンボル毎にパンクチャされる。
この特定の例では、パンクチャされるシンボルはフレーム全体にわたって均一に
分散される。
対する、他の簡単な例を示している図である。この特定の例では、31シンボル
が発生され(すなわちS=31)、20シンボルがフレームに適合される(すな
わちN=20)。したがって、11シンボルをパンクチャさせる必要がある(す
なわちP=11)。式(1)を使用して、パンクチャ距離Dを2として計算する
ことができる。図5に示すように、11すべてのシンボルがパンクチャされるま
で、Xの付いたボックスにより表されている、2番目のシンボル毎にパンクチャ
される。11番目のシンボルがパンクチャされた後、残りのシンボルが修正され
ずに通される。この特定の例に示されているように、パンクチャシンボルはフレ
ームの前部分に向けて集中される一方、フレームの後部分は変化させずに残され
たままである。パンクチャシンボルの不均一な分散は高パンクチャレート(すな
わち短いパンクチャ距離D)でシンボルをパンクチャすることから生じる。
ンクチャ技術を使用して得ることができる。コードシンボルSの数を1だけ単に
増加させる結果として、パンクチャパターンは、図4における均一な分散から図
5における不均一な分散へのパンクチャパターンに変化する。従来のパンクチャ
技術はしたがって“クリティカル”ポイントを持ち、このポイントでは、以下の
離散的なフロアー演算子のために、Sが1だけ増加されたときにパンクチャ距離
Dは1単位全体だけ変化する。
能を低下させることがある。シンボルの削除はこれらのシンボルに対する送信電
力をゼロに減少させることに等しい。畳み込みコード化データに対して、ビタビ
デコーダが受信機ユニットにおいて使用され、シンボルをデコードする。エラー
で受信されたコードシンボルがフレーム全体にわたってさらに均一に拡散されて
いる場合に、ビタビデコーダは性能を向上(すなわち、さらに良好なエラー訂正
能力)させる。フレームの一部分においてさらに多くのシンボルをパンクチャす
ることにより、ビタビデコーダはフレームのその部分におけるシンボルエラーを
訂正できないかもしれず、フレーム全体が消去された(すなわちエラーで受信さ
れた)と宣言されるかもしれない。
ある。最初に、ステップ412において、特定のフレームに対して、発生された
コードシンボルの数Sと要求されたパンクチャの数Pが決定される。フレームが
Nシンボルの容量を持ち、S≧Nの場合には、Pシンボルがパンクチャされる。
ここでP=S−Nである。Pがゼロに等しい場合には、パンクチャは要求されな
い。さもなければ、ステップ414において、決定されたシンボル数Sとパンク
チャの数Pとに基づいて、パンクチャ距離Dが計算される。パンクチャ距離Dは
式(1)を使用して計算することができる。
ボルパンクチャを実行するために、ステップ416において、最初にフレーム中
のシンボルが第1のシンボルで開始してカウントされ、D番目のシンボルがパン
クチャされる。シンボルがパンクチャされた後に、ステップ418において、残
りのシンボル数が決定され(すなわち、Sn+1=Sn−D)、要求されたパンクチ
ャの数Pがデクリメントされる(すなわち、Pn+1=Pn−1)。ステップ420
において、すべてのPシンボルがパンクチャされたか否かの決定がなされる。再
度説明すると、この決定は単にP=0であるか否かを単にチェックすることによ
り行うことができる。すべてのPシンボルがパンクチャされていた場合には、プ
ロセスは終了する。さもなければ、プロセスはステップ414に戻り、Sおよび
Pに対する更新値に基づいてパンクチャ距離Dが再計算される。ステップ416
において、シンボルはそこから進んでカウントされ、D番目のシンボルがパンク
チャされる。プロセスは、すべてのPシンボルがパンクチャされるまで継続する
。
イム”でパンクチャレート(すなわちパンクチャ距離D)を再計算する。依然と
して残っているシンボル数と、依然として実行されるべきパンクチャ数とに基づ
いて、新しい“パンクチャ距離”(すなわち次のパンクチャまでのシンボル数)
が計算される。各計算は新しいパンクチャ距離Dを発生させ、これは残りのシン
ボルパンクチャを均一に分散させることを試みる。
されている例に適用することができ、図4では、31のコードシンボルが発生さ
れ(すなわちL=31)、フレームが20シンボルの容量を持つ(すなわちN=
20)。再度説明すると、11シンボルパンクチャが要求される。表1は各パン
クチャに対する(すなわち図6に示されているループを通る各パスに対する)パ
ラメータS、PおよびDをリストアップしている。
の2つのパンクチャに対して、距離が2として計算される(すなわちD=2)。
第2のシンボルパンクチャ後に、残りのシンボルが距離3(すなわちD=3)で
パンクチャされる。図5に示されているパンクチャパターンに対して、図6に示
されているパンクチャパターンを比較するとき、本発明のシンボルパンクチャ技
術がパンクチャされたシンボルのさらに均一な分散をもたらすことを観察するこ
とができる。
トである。最初に、ステップ512において、特定フレームに対して、発生され
たコードシンボルの数Sと要求されているパンクチャの数Pが決定される。再度
説明すると、フレームがNシンボルの容量を持ち、S≧Nの場合には、Pシンボ
ルがパンクチャされる。ここでP=S−Nである。Pがゼロに等しい場合には、
パンクチャは要求されない。さもなければ、ステップ514において、決定され
たシンボル数Sおよびパンクチャ数Pに基づいて、2つのパンクチャ距離D1お
よびD2が計算される。
することができる。
はD1+1として計算することができる。しかしながら、D1およびD2に対す
る他の値も選択することができ、本発明の範囲内のものである。例えば、D1は
以下のものと等しく選ぶことができる。
、パンクチャ距離D2を使用してパンクチャ数P2が計算される。パンクチャ数
P1およびP2は次のように計算することができる。
ことにより関連付けられる。
2が計算されると、ステップ518において、計算されたパンクチャ距離の1つ
が選択される。以下に説明するように、さまざまな方法を使用してD1またはD
2のいずれかを選択することができる。フレーム中のシンボルが選択されたパン
クチャ距離を使用してパンクチャされる。再度説明すると、シンボルパンクチャ
を実行するために、フレーム中のシンボルがカウントされ、ステップ520にお
いて、フレーム中の最初のシンボルまたは最後にパンクチャされたシンボルから
開始して、D1番目またはD2番目のシンボルがパンクチャされる。シンボルが
パンクチャされた後、ステップ522において、どのパンクチャ距離が選択され
たかに基づいて、要求されるパンクチャ数P1またはP2がデクリメントされる
。特に、D1が選択された場合にはP1がデクリメントされ、P2が選択された
場合にはP2がデクリメントされる。
れたか否かの決定がなされる。この決定はP1=0またはP2=0であるか否か
を単にチェックすることにより行うことができる。P1およびP2のすべてのシ
ンボルがパンクチャされていた場合には、プロセスは終了する。さもなければ、
プロセスはステップ518に戻り、パンクチャ距離の1つが選択される。P1お
よびP2のすべてのシンボルがパンクチャされるまでプロセスは継続する。
発生される(すなわちS=31)先に説明した特定の例に適用することができ、
20シンボルをフレームにはめ込み(すなわちN=20)、11シンボルをパン
クチャさせる必要がある(すなわちP=11)。式(3)および(4)を使用し
て、パンクチャ距離D1およびD2をそれぞれ次のように計算することができる
。
をそれぞれ次のように計算することができる。
おいて9つのパンクチャが実行される。
用するために、パンクチャ距離D1またはD2のいずれかを選択することができ
る。1つの実施形態では、パンクチャ距離の1つ(例えばD1)が選択され、対
応した回数(例えばP1)に対して使用され、他のパンクチャ距離(例えばD2
)が選択され、残りのパンクチャ(例えばP2)に対して使用される。先の例に
対して、2つの距離(D1)において2つのパンクチャ(P1)を実行すること
ができ、その後に3つの距離(D2)において9つのパンクチャ(P2)が続く
。
1つにおけるすべてのパンクチャが達成されるまで使用される。残りのパンクチ
ャが他の距離を使用して実行される。先の例に対して、パンクチャは2、3、2
、3、3、3などの距離を使用して実行することができる。
におけるP2間にほぼ分散される。例えば、P2に対するP1の比がRの場合、
距離D2を使用する各パンクチャに対して距離D1を使用してRパンクチャが実
行される。先の例に対して、2の距離を使用して2つのパンクチャが実行され、
3の距離を使用して9つのパンクチャが実行される。したがって、2の距離にお
ける各パンクチャに対して3の距離を使用して4つまたは5つのパンクチャを実
行することができる。
るP1パンクチャを、D2の距離におけるP2パンクチャ間に分散させることが
できる。中間値F=P1*N2−P2*N1とする。ここで、N1およびN2は
インクメントカウンタであり、反復循環におけるパンクチャ数を示している。N
1およびN2に対する最大値は、パンクチャ距離P1およびP2がフレーム内で
分散されるように選択される。各フレームの始めであって各パンクチャ後に、そ
してN1+N2<Pの間に、距離D2が選択され、F<0の場合にN2がインク
リメントされる。さもなければ、距離D1が選択され、N1が1だけインクリメ
ントされる。
)均一に分散される。この実施形態の1つの特定の構成では、“ラップアラウン
ド”アキュムレータを使用して値を記憶し、次のパンクチャに対してパンクチャ
距離を選択するのに使用することができる。アキュムレータはゼロからBまでの
範囲の値を記憶するように設計されている。ここでBは一般的に2の累乗(例え
ば、256、512、1024あるいは他の何らかの値)である。Bはフレーム
のサイズよりも大きくあるいは等しく選択することもできる(すなわちB≧N)
。最初に、パンクチャP1およびP2の小さい方の値が決定される。累算値Aが
、大きい方のP1またはP2値に対する小さい方のP1またはP2値の比として
計算され、これがBにより乗算される。例えば、P1=2、P2=9、およびB
=1024の場合には、A=(P1/P2)・B=(2/9)・1024≒22
7である。その後、各パンクチャ前に、累算値Aがアキュムレータ中の値に加算
され、アキュムレータに戻されて記憶される。アキュムレータが値Aによる累算
の後にラップアラウンドした場合、小さい方のP1またはP2値に対するパンク
チャ距離が次のシンボルパンクチャに対して選択される。
、4番目、5番目、6番目、7番目、8番目、9番目、10番目および11番目
のシンボルパンクチャの前に、227、454、681、908、111、33
8、565、792、1019、222および449として計算することができ
る。パンクチャ距離D1は5番目および10番目のシンボルパンクチャに対して
選択される。その理由はアキュムレータがラップアラウンドし、それぞれ111
および222の値を持つからである。ゼロ以外の値でアキュムレータを初期化す
ることにより、2の距離における最初のパンクチャを異なるものとすることがで
きる。例えば、アキュムレータが512の値で初期化された場合には、2の距離
において3番目および7番目のパンクチャが実行され、3の距離において残りの
パンクチャが実行される。
ステップ514において、1つの除算のみを実行して、パンクチャ距離D1およ
びD2を計算し、これは図3に示されている従来のパンクチャ技術に対するのと
同じ数の除算である。したがって、図8に示されている実施形態は同等な計算コ
ストで向上した性能をもたらす。
ンクチャ例の結果を示している図である。この図では、1番目および6番目のパ
ンクチャは2の距離を使用して実行され、他のパンクチャは3の距離を使用して
実行される。距離D1およびD2におけるパンクチャは他のさまざまな方法でも
分散させることができ、そのうちのいくつかを先に説明した。
をカバーすることができる。Nパンクチャ距離D1ないしDNをSおよびP(お
よびおそらくは他のパラメータ)に基づいて計算して、Sコードシンボルをパン
クチャするのに使用することができる。改善されたパンクチャ結果(例えばシン
ボルパンクチャのさらに均一な分散)のために、距離D1ないしDNのそれぞれ
を以下に規定するような最小パンクチャ距離Dminよりも大きくまたは等しく選
択することができる。
ものである。
されるべきシンボルパンクチャ数が決定される。D1ないしDNの距離における
P1ないしPNシンボルパンクチャはそれぞれ、以下の条件を満足させるように
選択される。
実行される。
送信機ユニットにおいて実行されるシンボルパンクチャに対応する。特に、消去
(すなわち“分からない”)がパンクチャされたシンボルの場所に挿入される。
消去は後続するデコーディングプロセス中の所定の適切な重み付けである。
Sコードシンボル間で実行されてN受信シンボルを発生させたシンボルパンクチ
ャの数Pが決定される。D1ないしDNのパンクチャ距離数がSおよびPに基づ
いて計算される。D1ないしDNの距離においてそれぞれ実行されたP1ないし
PNシンボルパンクチャも決定される。SシンボルをパンクチャしてN受信シン
ボルを発生させるのに使用されるパンクチャパターンが、D1ないしDNの距離
それぞれにおけるP1ないしPNシンボルパンクチャに基づいて導出される。P
消去が導出されたパンクチャパターンに基づいてN受信シンボル間に挿入されて
Sリカバーシンボルが発生され、特定のデコーディングスキームでデコードされ
る。再度説明すると、消去/シンボルパンクチャのさらに均一な分散のために、
距離D1ないしDNのそれぞれを先に規定した最小パンクチャ距離Dminより大
きくまたは等しく選択することができる。
れに続いてD2の距離におけるP2シンボルパンクチャが実行される実施形態に
対して、受信機ユニットはP1消去を、各D1番目の受信シンボルの後に1つ挿
入し、そしてP2消去を、各D2番目の受信シンボルの後に1つ挿入する。Sリ
カバーシンボルが、送信機ユニットにおいて使用されたコーディングスキームと
相補的な特定のデコーディングスキームでデコーディングされる。
ロット対、本発明のパンクチャ技術で達成される性能のプロットを示している。
性能結果はCDMA−2000におけるフォワードリンク(すなわち基地局から
ユーザ端末)に対するものである。水平軸は各フレームに対するデータビットお
よびCRCビットの数を表している。CDMA−2000システムに対して、さ
まざまなサイズのフレームが使用するために利用可能であり、フレームサイズは
基本フレームサイズの整数倍である(例えば、利用可能なフレームサイズは76
8・K、ここでK=1、2、…である)。垂直軸は1%のフレームエラーレート
(FER)について、総雑音+干渉に対するビット当たりの平均要求エネルギE
b/(No+Ioc)を表している。
10により示されている。結果はほぼ周期的な間隔でいくつかのピークを示して
いる。例えば、ピークはほぼ300、600、1200および2400ビットに
おいて観測される。これらのピークは従来のパンクチャ技術により発生される不
均一なシンボルパンクチャから生じる。ピークは同じ1%のFERを維持するの
に、ビット当たりより高い平均エネルギEbが必要なことを表している。
612により示されている。結果はピークのいくつかにおいて性能の改善を示し
ている。特に、ほぼ0.5dBおよび1.0dBの改善が300および600ビ
ットのそれぞれで観測される。
、またはパンクチャ距離D1およびD2を使用することなく実行することが有効
かもしれない。アキュムレータは、Sよりも大きいかあるいは等しい値にインク
リメントされた後にラップアラウンドされるように構成され、各インクリメント
はサイズPであり、ここでPはシンボルパンクチャの所要数であり、Sは受信シ
ンボルの総数であり、Nはシンボルにおけるフレーム容量(すなわち、パンクチ
ャ後に残るシンボル数)である。アキュムレータはしたがってモジュロSアキュ
ムレータである。シンボルインデックスは1に初期化することが有効である。シ
ンボルインデックスは、シンボルインデックスが値Sに達するまで、アキュムレ
ータがPだけインクリメントされる毎に、1だけインクリメントされる。プロセ
スはパンクチャで始まることが有効である。アキュムレータがラップアラウンド
する毎に、パンクチャが実行される。しかしながら、当業者はプロセスがパンク
チャで開始される必要がないことを容易に理解するであろう。さらに、アキュム
レータはSに初期化されることが有効であるが、当業者はアキュムレータが例え
ばゼロのような任意の値に初期化されてもよいことを理解するであろう。さらに
、当業者は、プロセスは代わりに逆で進行してもよく、シンボルインデックスは
最初に値Sにセットされ、シンボルインデックスが1に達するまで、アキュムレ
ータがPだけインクリメントされる毎に、1だけデクリメントされることを理解
するであろう。
7シンボルだけであるので、3シンボルをパンクチャしなければならない。した
がって、Pは3であり、Nは7であり、Sは10である。アキュムレータに対す
る値およびシンボルインデックスを以下の表2に示す。
ローチャートを図11に示す。ステップ700において、ACC_VALUEと
示されたフィールドは値Sに初期化され、SYMBOL_IDXと示されたフィ
ールドは1に初期化される。他の実施形態では、ACC_VALUEは例えばゼ
ロのようなS以外の値に初期化される。制御フローはステップ702に進む。ス
テップ702では、ACC_VALUEが数Sで計算される。ACC_VALU
EがSよりも大きいか等しい場合には、制御フローはステップ704に進む。他
方、ACC_VALUEがSよりも大きくないかあるいは等しくない場合には、
制御フローはステップ706に進む。ステップ704では、ACC_VALUE
はSだけデクリメントされる(すなわち、ACC_VALUEはACC_VAL
UEとSとの間の差に等しいようにセットされる)。制御フローはステップ70
8に進む。ステップ708では、SYMBOL_IDXの値に対応するシンボル
がパンクチャされる。制御フローはステップ706に進む。ステップ706にお
いて、ACC_VALUEがPだけインクリメントされる(すなわち、ACC_
VALUEはACC_VALUEとPとの合計に等しくセットされる)。制御フ
ローはステップ710に進む。ステップ710では、SYMBOL_IDXは1
だけインクリメントされる(すなわち、SYMBOL_IDXはSYMBOL_
IDXと1との合計に等しくセットされる)。制御フローはステップ712に進
む。ステップ712では、SYMBOL_IDXは値Sと比較される。SYMB
OL_IDXがSよりも大きい場合には、制御フローはステップ714に進み、
ここでプロセスは停止する。一方、SYMBOL_IDXがSよりも大きくない
場合には、制御フローはステップ702に戻り、プロセスは継続する。他の実施
形態では、SYMBOL_IDXは値Sに初期化され、アルゴリズムはSYMB
OL_IDXが1よりも下に落ちたときに終了する。
ィールドではない)に対する図11のフローチャートにおいて、値SおよびPは
共通分母Mを持ち、値S/Mが値Sに代わってもよく、値P/Mが値Pに代わっ
てもよい。したがって、ACC_VALUEフィールドはS/Mに初期化され、
アキュムレータに対してモジュロS/Mレジスタを使用する。アキュムレータは
インクリメント毎にP/Mだけインクリメントされる。アキュムレータ値がS/
Mを超える毎に、モジュロS/M演算が実行され、シンボルパンクチャが行われ
る。
ムにおけるフォワードリンクに対して説明した。しかしながら、同じ、類似する
、または異なるパンクチャスキームを用いる他の通信システムで本発明を使用す
ることもできる。例えば、本発明を使用してW−CDMAシステムおよび他のC
DMAシステムにおいてパンクチャを実行することができる。さらに、本発明の
シンボルパンクチャ技術をリバースリンク(すなわち、ユーザ端末から基地局)
で使用することもできる。本発明のパンクチャ技術を変更して本発明が使用され
る特定システムまたは標準規格に対してさらに適するようにすることができる。
例えば、ここで説明した機能またはその組み合わせを実施するように設計された
、1つ以上の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(D
SP)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、制御装置、マイクロ制御
装置、マイクロプロセッサ、他の電子ユニット内のハードウェアでパンクチャ技
術を実現することができる。代わりに、プロセッサまたは制御装置上で実行され
るソフトウェアまたはファームウェアで本発明のパンクチャ技術を実現すること
ができる。ハードウェアとソフトウェアの組み合わせで本発明のパンクチャ技術
を実現することもできる。
提供されている。これらの実施形態に対するさまざまな修正は当業者に容易に明
らかになるであろう。ここに規定されている一般的な原理は発明能力を使用する
ことなく他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明はここに示
されている実施形態に制限されることを意図しているものではなく、ここに開示
されている原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲にしたがうことを意
図している。
プロセッサのブロック図である。
パンクチャ技術のフローチャートである。
なパンクチャ例を示す図である。
なパンクチャ例を示す図である。
である。
例を示す図である。
ートである。
例を示す図である。
る性能のプロットを示す。
Claims (7)
- 【請求項1】 通信システム中でシンボルをパンクチャする方法において、 (a)Nシンボルの容量を持つフレームに適合されるべき多数のシンボルSを
受信し、ここでSはNよりも大きく、 (b)残りのパンクチャされていないシンボルがフレームに適合するように、
S受信シンボルの中からパンクチャされるべき多数のシンボルPを決定し、 (c)アキュムレータ値が数Sよりも大きいかまたは等しい場合に、アキュム
レータ値から数Sを減算し、 (d)シンボルをパンクチャし、 (e)数Pだけアキュムレータ値をインクリメントし、 (h)数Sに等しい回数、ステップ(c)−(e)を反復することを含む方法
。 - 【請求項2】 通信システム中でシンボルをパンクチャする方法において、 Nシンボルの容量を持つフレームに適合されるべき多数のシンボルSを受信し
、ここでSはNよりも大きく、 残りのパンクチャされていないシンボルがフレームに適合するように、S受信
シンボルの中からパンクチャされるべき多数のシンボルPを決定し、 シンボルをパンクチャし、 数Sに等しい回数、数PだけモジュロSアキュムレータ値をインクリメントし
、 モジュロSアキュムレータ値が減少される毎に他のシンボルをパンクチャする
ことを含む方法。 - 【請求項3】 最初のシンボルをパンクチャする前にモジュロSアキュムレ
ータ値をSに初期化することをさらに含む請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 通信システム中で使用する送信データプロセッサにおいて、 複数のデータビットをエンコードして、複数のコードシンボルを発生させるよ
うに動作するエンコーダと、 エンコーダと動作可能に結合され、 Nシンボルの容量を持つフレームに適合されるべき多数のシンボルSを受信
し、ここでSはNよりも大きく、 残りのパンクチャされていないシンボルがフレームに適合するように、S受
信シンボルの中からパンクチャされるべき多数のシンボルPを決定し、 シンボルをパンクチャし、 数Sに等しい回数、数PだけモジュロSアキュムレータ値をインクリメント
し、 モジュロSアキュムレータ値が減少される毎に他のシンボルをパンクチャす
るように動作するシンボルパンクチャエレメントとを具備する送信データプロセ
ッサ。 - 【請求項5】 シンボルパンクチャエレメントは、最初のシンボルをパンク
チャする前にモジュロSアキュムレータ値をSに初期化するようにさらに構成さ
れている請求項4記載の送信データプロセッサ。 - 【請求項6】 通信システム中で使用する送信データプロセッサにおいて、 プロセッサと、 プロセッサに結合され、 Nシンボルの容量を持つフレームに適合されるべき多数のシンボルSを受信
し、ここでSはNよりも大きく、 残りのパンクチャされていないシンボルがフレームに適合するように、S受
信シンボルの中からパンクチャされるべき多数のシンボルPを決定し、 シンボルをパンクチャし、 数Sに等しい回数、数PだけモジュロSアキュムレータ値をインクリメント
し、 モジュロSアキュムレータ値が減少される毎に他のシンボルをパンクチャす
るためにプロセッサにより実行可能な1組の命令を含む記憶媒体とを具備する送
信データプロセッサ。 - 【請求項7】 1組の命令は、最初のシンボルをパンクチャする前にモジュ
ロSアキュムレータ値をSに初期化するためにプロセッサによりさらに実行可能
である請求項6記載の送信データプロセッサ。
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