JP5282096B2 - 埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本発明は概ね、無線通信および無線通信関連技術に関する。より具体的には、本発明は、埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成するためのシステムおよび方法に関する。
本願は、2007年6月26日に出願された“第2信号の符号化における第1信号の埋め込みのためのシステムおよび方法”と題された、米国特許出願番号11/768、789に関連する。
無線通信システムは典型的に、複数のユーザ装置(ユーザ機器、移動局、加入者ユニット、アクセスターミナルなど)を用いる無線通信において、基地局を有する。基地局は、無線周波数(RF)通信チャンネルを介してユーザ装置にデータを送信する。“ダウンリンク”および“順方向リンク”などの用語は、基地局からユーザ装置への送信を意味し、“アップリンク”および“逆方向リンク”などの用語は、ユーザ装置から基地局への送信を意味する。
第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)は、世界中の標準的な機関の共同によって進められている。3GPPの目標は、国際電気通信連合によって規定されるIMT-2000(国際携帯テレコミュニケーション-2000)標準の範囲内において、世界的に適用可能な第3世代(3G)携帯電話システム仕様を作成することである。3GPPロングタームエボリューション(“LTE”)委員会は、アップリンクにおけるOFDM(直交周波数分割多重方式)送信と同様に、ダウンリンク送信の方法として、OFDM/OQAM(直交周波数分割多重方式/オフセット直交振幅変調)に加えて直交周波数分割多重方式を検討している。
無線通信システム(例えば、時分割多重接続(TDMA)、OFDM、符号分割多重接続(CDMA)、周波数分割多重接続(FDMA)など)は一般的に、ユーザ装置のアンテナと、干渉性受信を行うための基地局のアンテナとの間のチャンネルインパルス応答の予測を算出する。チャンネル予測は、データと多重化される既知の参照信号を送信することを含み得る。参照信号には単一周波数を含んでいても良く、管理、制御、均等化、持続、同期化などのための通信システムを介して該参照信号は送信される。
無線通信システムは、1つ以上の移動局と、1つ以上の基地局とを有していても良く、それぞれが参照信号を送信するように構成されていても良い。さらに、無線通信システムは、チャンネル品質指標信号(CQI)、受信確認信号(ACK)および非受信確認信号(NACK)などの制御信号を送信しても良い。該制御信号は、まとめて符号化されても良いし、あるいは個別に符号化されても良い。しかしながら、制御信号がまとめて、または個別に符号化されると、性能の低下、および/または、許容可能なエラー率の増加が引き起こされ得る。そのため、第2制御信号の符号化において、1つの制御信号を埋め込むことによって利益が得られることもある。第2制御信号の符号化において第1制御信号が埋め込まれる状態では、第2制御信号を符号化するためのコードブックを適切に生成するコードブック生成スキームは存在しない。このため、1つのタイプの情報を、他のタイプの情報の符号化において埋め込むために用いられるコードブックを生成するためのシステムおよび方法を提供することによって、利益が得られる可能性がある。
本発明の第1側面によると、埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成するための方法であって、シンボルの分配パターンを決定する工程と、上記シンボルの上記分配パターンと関連する第1のコードワード数を決定する工程と、上記第1のコードワード数から、該コードワードのサブセットを選択する工程と、上記コードワードの上記サブセットが所定の性能基準を満たす場合に、該コードワードの上記サブセットを上記コードブックに含める工程とを含む方法を提供する。
本発明の第2側面によると、埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成するように構成される通信装置であって、シンボルの分配パターンを決定し、該シンボルの分配パターンと関連する第1のコードワード数を決定する決定ユニットと、上記第1の数のコードワード数から上記コードワードのサブセットを選択する選択ユニットと、上記コードワードの上記サブセットが所定の性能基準を満たす場合に、該コードワードの上記サブセットを上記コードブックに含ませる分類ユニットとを備える通信装置を提供する。
本発明の第3側面によると、埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成するように構成される通信装置であって、プロセッサと、上記プロセッサと電子通信するメモリと、上記メモリに記憶される命令とを有し、上記命令によって、シンボルの分配パターンを決定し、上記シンボルの上記分配パターンと関連する第1のコードワード数を決定し、上記第1のコードワード数から上記コードワードのサブセットを選択し、上記コードワードの上記サブセットが所定の性能基準を満たした場合に、上記コードブックに上記コードワードの上記サブセットを含むように実行可能である、通信装置を提供する。
本発明の第4側面によると、実行可能な命令を含むコンピュータ読み取り可能な媒体であって、上記命令は、シンボルの分配パターンを決定することと、上記シンボルの上記分配パターンと関連する第1のコードワード数を決定することと、上記第1のコードワード数から該コードワードのサブセットを選択することと、上記コードワードの上記サブセットが所定の性能基準を満たす場合に、上記コードワードの上記サブセットをコードブックに含めることを実行可能であるコンピュータ読み取り可能な媒体を提供する。
本発明の上記、または他の目的、特徴、および長所は、添付図面を参照して、以下の発明の詳細な説明を検討すればより良く理解されるであろう。
埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成する方法を説明する。シンボルの分配パターンが決定される。シンボルの分配パターンに関連する第1のコードワード数が決定される。コードワードのサブセットは、第1のコードワード数から選択される。コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たした場合に、コードワードのサブセットはコードブックに含まれる。
一つの例において、第2のコードワード数が算出される。第2の数は、コードブックに含まれるコードワードの数を示し得る。コードワードの考えられる組み合わせは、第1のコードワード数および第2のコードワード数に基づいて算出しても良い。コードワードの考えられる組み合わせのそれぞれについての性能指標が算出され得る。
コードワードのある組み合わせの性能指標が、コードワードの他の組み合わせの性能指標よりも良好か否かについて決定を行っても良い。当該組み合わせの性能指標が他の組み合わせの性能指標よりも良好である場合に、当該組み合わせに関連するコードワードをコードブックに含んでも良い。
上記性能基準は、コードワードのサブセットにおけるコードワード間の最小平均ユークリッド距離を含んでいても良い。上記性能基準は、コードワードのサブセットにおけるコードワード間の最小平均ハミング距離を含んでいても良い。上記性能基準はまた、コードワードのサブセットにおけるコードワード間の最小ハミング距離における最大値を含んでいても良い。上記性能基準は、コードワードのサブセットにおけるコードワード間の最小ユークリッド距離における最大値をさらに含んでいても良い。
1つの構成では、コードブックBの初期値が選択され、コードブックB*の初期値が選択され得る。B*は、値Bに基づいて選択され得る。コードワードのセットが決定されてもよい。コードワードからコードブックB*までの合計距離は、他のセットのコードワードからコードブックB*までの合計距離よりも小さくても良い。1つの例では、新しい独立値Bnewを生成することも可能である。
第1性能基準P(Bnew)および第2性能基準P(Bi)が算出され得る。1つの構成では、性能基準が満たされた場合には、Bi+1はBnewと等しい値に設定される。コードブックの生成を終了させる条件も設定され得る。
埋め込まれた情報を符号化するためのコードブックを生成するように構成される通信装置を説明する。通信装置は、プロセッサと、該プロセッサと電子通信を行うメモリとを備えており、上記メモリには命令が記憶されている。上記命令によって、シンボルの分配パターンを決定し、シンボルの分配パターンと関連する第1のコードワード数を決定するように実行可能である。上記命令によってさらに、コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たす場合に、第1のコードワード数からコードワードのサブセットを選択し、コードブックに該コードワードのサブセットを含めるように実行可能である。
実行可能な命令を含むコンピュータ読み取り可能な媒体を説明する。上記命令によって、シンボルの分配パターンを決定し、シンボルの分配パターンと関連する第1のコードワード数を決定するように実行可能である。上記命令によってさらに、コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たす場合に、第1のコードワード数からコードワードのサブセットを選択し、コードブックに該コードワードのサブセットを含めるように実行可能である。
本システムおよび本方法では、1つのタイプの情報を、他のタイプの情報の符号化において埋め込むために用いられ得るコードブックを生成するために使用されるアルゴリズムを記述する。1つの例では、第1情報タイプの第1メッセージが、第2情報タイプの第2メッセージの符号化において埋め込まれる。例えば、第1メッセージを、第2メッセージを符号化するために用いられるコードワードに埋め込んでも良い。
本明細書において用いられるように、“情報タイプ”という用語は、送信および/または受信され得る信号のタイプを意味する。“メッセージ”という用語は、各情報タイプについてのビットの列を意味する。情報タイプの例としては、チャンネル品質指標(CQI)、受信確認/非受信確認(ACK/NACK)、プレコーディングマトリックス指標(PMI)などが挙げられる。本システムおよび本方法は、さらに追加のタイプの情報についても実行されることが可能である。
複数タイプの情報のそれぞれについての所望の品質は異なり得る。1つの例では、所望の品質は、メッセージエラー率および遅延の関数である。異なる情報タイプの例としては、チャンネル品質指標(CQI)および受信確認/非受信確認(ACK/NACK)情報が挙げられる。
典型的に、異なるタイプの情報における各メッセージは個別に符号化され、時分割多重(TDM)方式で多重化される。上記の例に基づけば、CQI情報についてのメッセージおよびACK/NACK情報についてのメッセージは、シーケンスの異なる時間帯に配置され得る。この典型的なアプローチの長所は、CQIおよびACK/NACK目標品質をより大きく制御できることである。しかしながら、これらのメッセージを個別に符号化すると、通信リンクの性能が、CQIおよびACK/NACKの一括符号化を含む通信リンクよりも劣ってしまう可能性がある。
複数タイプの情報についてのメッセージの一括符号化は、単一タイプの情報としてメッセージを互いに多重化することを含む。一括符号化の長所は、性能を向上することができる点である。しかしながら、各タイプのメッセージは、同じエラー目標品質を有している可能性があり、これは望ましいことではない。言い換えると、1つ以上のタイプの情報のメッセージを過度に保護することによって、チャンネルリソースが非効率的に用いられる可能性がある。逆に、1つ以上のタイプの情報のメッセージが保護下に置かれることによって、不十分なチャンネルリソースが用いられ得る。
1つのタイプの情報についてのメッセージを、他のタイプの情報についてのメッセージの符号化において埋め込むことによって、各情報タイプに不均一なエラー保護を施すことができる。1つの例では、埋め込み符号化は、セルラーシステムにおけるアップリンク制御信号の設計において実行される。本システムおよび本方法は、第1情報タイプのメッセージを第2情報タイプのメッセージの符号化において埋め込むためのコードブックを生成するためのアルゴリズムを提供する。
図1は、本システムおよび本方法を実行可能な無線通信システム100の一例を示す図である。基地局102は、複数のユーザ装置104(ユーザ装備、移動局、加入者ユニット、アクセスターミナルなどとも称する)と無線通信を行う。第1ユーザ装置104a、第2ユーザ装置104b、およびN番目のユーザ装置104nを図1に示す。基地局102は、無線周波数(RF)通信チャンネル106を介してユーザ装置104にデータを送信する。
本明細書において用いられるように、“送信器”という用語は、信号を送信する任意の構成要素または装置を意味する。送信器は、1つ以上のユーザ装置104に信号を送信する基地局102において実現することができる。または、送信器は、1つ以上の基地局102に信号を送信するユーザ装置104において実現しても良い。
“受信器”という用語は、信号を受信する任意の構成要素または装置を意味する。受信器は、1つ以上の基地局102から信号を受信するユーザ装置104において実現することができる。または、受信器は、1つ以上のユーザ装置104から信号を受信する基地局102において実現しても良い。
通信システム100は、直交周波数分割多重(OFDM)システムであっても良い。さらに、システム100は、符号分割多重接続(CDMA)システム、時分割多重接続(TDMA)システム、周波数多重接続(FDMA)システム、広帯域符号多重接続(W-CDMA)システムなどであっても良い。
図2は、送信器202と受信器206との間に存在し得る通信チャンネル206を示す図である。本図に示すように、送信器202から受信器216への通信は、第1通信チャンネル206aを介して行われ得る。受信器216から送信器202への通信は、第2通信チャンネル206bを介して行われ得る。
第1通信チャンネル206aおよび第2通信チャンネル206bは、異なる通信チャンネル206であっても良い。例えば、第1通信チャンネル206aの送信帯域と第2通信チャンネル206bの送信帯域との間に重なりがなくても良い。第1通信チャンネル206aはまた、ダウンリンク、順方向リンクなどとも称され得る。第2通信チャンネル206bは、アップリンク、逆方向リンクなどとも称され得る。
図3は、本システムおよび本方法によって実行可能な四位相偏移変調(QPSK)のための信号点配置図300の一実施形態を示す図である。QPSK変調は、信号点配置図300において、円周上に等間隔で配されるの4つのポイント302、304、306、308を用い得る。4つの点302、304、306、および308を用いて、QPSK変調はメッセージの2ビットをシンボルに符号化し得る。例えば、1つのメッセージはビット“01”を含み得る。これらのビットは、シンボル“B”として符号化され得る。同様に、ビット“00”はシンボル“A”として符号化されても良く、ビット“11”はシンボル“C”として符号化されても良く、ビット“10”はシンボル“D”として符号化されても良い。
図4は、情報タイプA416の第1メッセージを情報タイプB418の第2メッセージの符号化において埋め込むための方法400の例を示す図である。方法400は、ユーザ装置104において実行され得る。第1メッセージ416はkビットを含み、第2メッセージ418はbビットを含み得る。
1つの例では、情報タイプA416の第1メッセージは、ACK/NACKであっても良い。第1メッセージ416がACK/NACKの場合、kは2である。このため、第1メッセージ416は、“00”、“01”、“10”、または“11”であっても良い。1つの構成では、情報タイプB418の第2メッセージはCQIであっても良い。このため、第2メッセージ418のビット(b)の数は8であり得る。
コードブック生成器408は、情報タイプBのメッセージと関連するコードブック410を生成し得る。コードブック410は、第1メッセージ416の値に基づいて生成しても良い。本明細書で用いられるように、“コードワード”という用語は、シンボル(n個のシンボル)の列となる1セットのビット(mビット)を意味する。シンボルの列は、特定のルールに基づいて構成されても良く、固有の意味を割り当てても良い。コードワードは、“Ci”として示され得る。各コードワードは、wビットの1つの情報列に対応し、メッセージを符号化するために用いられる。“コードブック”という用語は、ルックアップテーブルの形態の1セットのコードワードを意味し得る。コードブックは、Bとして示され得る。このため、B={C1、...、CQ}であり、Q=2Wである。
1つの構成では、コードワードの第1セットを有する第1コードブックは、第1メッセージ416が“00”である場合に生成しても良い。コードワード第2セットを有する第2コードブックは、第1メッセージ416が“01”などである場合に生成しても良い。コードワード412は、mビットコードワードであっても良く、1つの例では、コードワード412は20ビットコードワードであっても良い。コードブック410の生成についての詳細は、後ほどさらに説明する。
1つの例では、符号化された第2メッセージ420(すなわちコードワード412)は、モジュレータ414によって変調され、n個の変調されたシンボル422となり得るが、nは、ここで用いられる変調スキームに依存する。1つの構成では、変調されたシンボル422は、QPSK変調スキームから生成される。シンボル422は、図3におけるシンボルA304、B302、C306、およびD308の組み合わせであっても良い。変調されたシンボル422は、シーケンスの時間スロットに挿入され、受信器に送信されても良い。
以下の例では、第1メッセージ416(ACK/NACKなど)を第2メッセージ418(CQIなど)の符号化において埋め込むための方法400についてさらに説明する。第1メッセージ416は、“00”(k=2)の値を有し、第2メッセージ418は、“00000000”(w=8)の値を有し得る。コードブック生成器408は、第2メッセージ418を符号化するためのコードブック410を生成する。コードブック410は、第1メッセージ416(例えば“00”)の値に基づいて生成しても良い。生成されたコードブック410は、2Wコードワード(例えば、28=256コードワード)を含み得る。2Wコードワードのうちの1つが、第2メッセージ418を符号化するために選択される。符号化された第2メッセージ420(すなわち、コードワード412)はモジュレータ414によって変調され、変調されたシンボル422となる。
この例における第1メッセージ416の値は“00”なので、生成されたコードブック410は、変調後に、他のシンボルよりもシンボルA304を多く生成するコードワードを含み得る。言い換えると、QPSK信号点配置図300に基づけば、変調されたシンボル422では、他のいずれのシンボルよりもA304シンボルの方がその発生率が高い。さらに説明を加えると、コードブック410内のコードワードでは、組み合わせ“01”、“10”、または“11”よりも組み合わせ“00”の方がその発生率が高い。コードワードが変調されると、組み合わせ“00”はA304シンボルによって示され得る。組み合わせ“01”、“10”、および“11”は、それぞれB302シンボル、D308シンボル、およびC306シンボルによって示され得る。表1は、第1メッセージ416(ACK/NACKなど)が値“00”を有するときに第2メッセージ(CQIなど)を符号化するために用いられ得るコードブック410の例を示す。
同様に、第1メッセージ416が“01”、“11”、または“10”のときに、異なるコードワードを有するコードブックが生成され得る。これらのコードブックは、第1メッセージの値に応じて、変調後に、B302シンボル、C306シンボル、またはD308シンボルをより高い率で発生するコードワードを含んでいる。表2に、第1メッセージ416の値に応じて、変調されたシンボル422がどのように分配され得るかについての例を示す。
図5は、コードブック生成器508を含む送信器504の一例を示すブロック図である。コードブック生成器508は、コードワードを含むコードブック510を生成するために用いられ得る。コードワードは、特定のタイプの情報を伝達するメッセージを符号化するために用いられ得る。1つの構成では、生成されたコードブック510からのコードワードは、CQIメッセージを符号化するために用いても良い。
1つの例では、情報タイプA516の第1メッセージは、コードブック生成器508によって受信させても良い。第1メッセージ516は、ACK/NACKであっても良く、さらに、第1メッセージ516はkビットを含み得るが、kは2である。初期化モジュール502は第1メッセージ516を受信し、コードブック510の生成を初期化する。初期化モジュール502は、コードブック510に含まれ得るコードワードを、比較器506に供給し得る。含まれ得るコードワードはそれぞれシンボルの列と関連付けられる。比較器506は、コードワードについてのシンボルの列と、性能基準P(B)512とを比較する。比較の結果に基づいて、コードワードをコードブック510に含めても良い。出力モジュール514は、生成されたコードブック510を出力し得る。該コードブック510は、性能基準512を満たすシンボルの列を有するコードワードを含む。
他の構成として、送信器504はまた、シンボルの分配パターンを決定し、シンボルの分配パターンと関連する第1のコードワード数を決定する決定ユニットと、第1のコードワード数からコードワードのサブセットを選択する選択ユニットと、コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たす場合に、コードワードのサブセットをコードブックに含める分類ユニットとを有しても良い。送信器はまた、他のユニットを含んでいても良く、例えば、コードブックに含められることが求められるコードワード数を算出する算出ユニットを含んでいてもよい(後述)。
1つの例では、硬判定復号についてのハミング距離および軟判定復号についてのユークリッド距離は、適用可能な2つの性能基準512をもたらす。ハミング距離は、互いに長さが等しい2つのコードワードの間で対応するシンボルが異なるような位置の数であっても良い。ハミング距離は、hとして示され得る。1つの例では、hijは、第1コードワード(Ci)と第2コードワード(Cj)との間のハミング距離を示し得る。ユークリッド距離は、互いに長さが等しい2つのコードワード間の距離であっても良い。ユークリッド距離は、eとして示され得る。1つの構成では、eijは、第1コードワード(Ci)と第2コードワード(Cj)との間のユークリッド距離を示し得る。
複数性能基準P(B)512は、コードブック510に含めるコードワードを選択するときに用いられ得る。性能基準P(B)512の第1例は、コードワードの間の平均ユークリッド距離を最小化することを含み得る。これは以下のように示される。
性能基準P(B)512の第2例は、コードワードの間の平均ハミング距離を最小化することを含み得る。第2例は以下のように示される。
性能基準P(B)512の第3例は、コードワードの間の最小ユークリッド距離を最大化することを含み得る。第3例は以下のように示される。
さらに、性能基準P(B)512の第4例は、コードワードの間の最小ハミング距離を最大化することを含み得る。第4例は以下のように示される。
図6は、情報の埋め込み符号化に用いられ得るコードブックを生成するための方法600の一例を示すフロー図である。1つの構成では、方法600は、ユーザ装置104によって実行させても良い。シンボルの分配パターンの決定602が行われ得る。シンボルは、図3に示すように、QPSK変調スキームと関連付けても良い。分配パターンの決定602は、情報タイプA516(例えば、ACK/NACKメッセージ)の第1メッセージに基づいて行われ得る。
1つの例では、シンボルの分配パターンを満たすコードワードの合計数の決定604が行われる。コードワードの合計数からのコードワードのサブセットの選択606が行われ、上記サブセットのコードワードが条件を満たすか否かについての決定608が行われる。1つの構成では、上記条件は、先に説明した性能基準P(B)512のうちの1つ以上のものである。コードワードのサブセットが条件を満たしていないという決定608がなされると、方法600は、コードワードの異なるサブセットの選択606に戻る。一方、上記サブセットのコードワードが上記条件を満たしている場合に、コードワードのサブセットはコードブックに含められる(610)。
1つの例では、コードブックは十分な数のコードワードを含んでいるか否かについて決定612を行う。コードブックが十分な数のコードワードを含んでいない場合に、コードワードの異なるサブセットの選択606が行われても良い。コードブックが十分な数のコードワードを含んでいると決定される場合に、コードブックを用いての情報の符号化614が行われても良い。特に、先に説明したように、コードブックは、1つのタイプの情報を他のタイプの情報に埋め込むために用いられ得る。
図7は、コードブックに含められるコードワードを選択することによってコードブックを生成するための方法700の一例を示すフロー図である。1つの例においては、シンボルの分配パターンの決定702が行われる。例えば、QPSK変調スキームが実行されても良く、“3A 1B 0C 1D”の分配パターンの決定702が行われても良い。第1メッセージ416および第2メッセージ418と関連するビットの数は、それぞれk=1およびw=4であっても良い。さらに、シンボル(n)の数は、n=5であっても良い。
シンボルの分配パターンを満たす全てのコードワードの決定704が行われても良い。コードワードの合計数はSとして示され得る。上記例を用いると、“3A 1B 0C 1D”の分配を満たすコードワード(S)の合計数は、
となり得る。さらに、コードブックに含まれるコードワードの必要数の決定706が行われる。コードワードの必要数は、2Wを計算することによって決定され得る。例えば、上記例ではw=4なので、20個のコードワードのうち、24=16個のコードワードが、コードブックに含まれる必要があり得る。
1つの構成では、コードワードの考えられる組み合わせの算出708が行われる。上記考えられる組み合わせは、コードワードの合計数と、コードワードの必要数とに基づいても良い。例えば、考えられる組み合わせは、
となり得る。考えられる組み合わせごとに、性能指標の算出710が行われ得る。1つの例では、基準1(上記参照)が用いられる場合に、性能指標は、1つの組み合わせに関連するコードワードの間の平均ユークリッド距離として選択され得る。
コードワードの考えられる組み合わせの選択712が行われ得る。1つの例では、選択された組み合わせの性能指標が他の組み合わせの性能指標よりも良好かどうかについての決定714が行われ得る。選択された組み合わせの性能指標の方が良好でない場合に、方法700は、コードワードの異なる組み合わせの選択712に戻る。一方、選択された組み合わせの性能指標の方が他の組み合わせの性能指標よりも良好な場合に、当該組み合わせに関連するコードワードは、コードブックに含めても良い(716)。
図8は、埋め込み符号化に用いられ得るコードブックを生成するための方法800の他の例を示すフロー図である。1つの例では、Bの初期値の選択802が行われ得る。値Bはコードブックを示し得る。1つの例では、Bの初期値として選択された値は、B0∈Sとなり得る(Sは、決定された、シンボルの分配パターンを満たし得るコードワードの合計数を示す)。Bの初期値の選択802は、ランダムに行われても良いし、確定的に行われても良い。Bの値の選択802がランダムに行われる場合、Sについて均一な分配が実行され得る。
1つの例では、カウント値iをゼロにする設定804が行われ得る。Bについての新しい独立値の生成806が行われ得る。例えば、選択された確率分布に基づくと、新しい値は、Bnew∈Sとなり得る。1つの構成では、P(Bnew)およびP(Bi)の算出808が行われ得る。性能基準が満たされているかどうかについての決定810が行われ得る。例えば、基準1および基準2(上記参照)について、P(Bnew)<P(Bi)の場合(あるいは、基準3および基準4について、P(Bnew)>P(Bi)の場合)に、Bi+1がBnewと等しくなるような設定814が行われ得る。一方、性能基準が満たされない場合に、Bi+1がBiと等しくなるような設定812が行われ得る。
停止基準が満たされているかどうかについての決定816もさらに行われ得る。停止基準は、コードブックを生成するためにコードワードを選択するアルゴリズムを実行することを停止するための条件を示し、該停止基準は閾値を含み得る。閾値の例としては、試行Tの数および2つの試行の性能指標の間の差(r)が挙げられる。停止基準はさらに、評価Lの最大数を含み得る。評価Lの最大数を達成した、またはBに対する現在の予測値が閾値r<P(Bi+1)−P(Bi)を満たしているとの決定816が行われた場合、方法800は終了する(820)。一方、停止基準が満たされていない場合に、iをi+1にする設定818が行われ得る。そして、方法800は、新しい独立値Bnewの生成806に戻る。
以下の例は、方法800の一例をさらに示す。1つの構成では、k=2、w=8、およびn=10である。QPSK変調が用いられ、必要なシンボル分配は“7A 1B 1C 1D”となり得る。このシンボル分配を満たすコードワードの合計数は、
となり得る。w=8であるので、720個のコードワードのうち、28個のコードワード(すなわち256個のコードワード)がコードブックになり得る。コードワードの考えられる組み合わせは、合計で
だけ存在し得る。評価Lの最大数は50,000となり得る。各試行において、256個のコードワードがコードブックBとなるようランダムに選択され、P(B)が算出され得る。50,000の試行の後、上記の方法800の結果として得られるコードブックは、最終的なコードブックBとして決定される。
図9は、コードブックを生成するための方法900のさらなる例を示すフロー図である。方法900は、図8に示す方法800から生成される結果に対して帰納的最適化を適用する。方法800と同様に、閾値が規定され得る。考えられる2つの候補の閾値には、試行Tの数および2つの試行の性能指標の間の差(r)が含まれる。B*の初期値の選択902が行われ得る。1つの例では、方法800の結果から得たBが選択され得る。例えば、B*∈Sである。一定の値の範囲内にあるB*までの合計距離を生み出すコードワードのセットの決定904が行われ得る。例えば、コードワードcX、X={x1、...、xY}のセットの決定904は、コードブックB*までの合計距離が最小であり、
となるように、(または、ハミング距離が用いられる場合に、
となるように)行われる。コードワードPのセットは、Xと同じサイズを有していても良い。カウント値iをゼロにする設定906が行われ、P(B*)の算出が行われ得る。さらに、cXをciで置換することによって値Bnewが生成され得るが、該ciは、新しい値
Bnew∈Sを得るために、C=S−B*から選択するコードワードのセットであり得る。1つの例では、ciは、cXと同じ数のコードワードを含む。
Bnew∈Sを得るために、C=S−B*から選択するコードワードのセットであり得る。1つの例では、ciは、cXと同じ数のコードワードを含む。
1つの構成では、P(Bnew)およびP(Bi)の算出908が行われ得る。性能基準が満たされているかどうかについての決定910が行われ得る。性能基準1および基準2について、P(Bnew)<P(Bi)である場合(性能基準3および基準4について、P(Bnew)>P(Bi)である場合)に、Bi+1=Bnewの設定914が行われる。しかしながら、性能基準1および基準2について、P(Bnew)<P(Bi)である場合(基準3および基準4について、P(Bnew)>P(Bi)である場合)に、Bi+1=Biにする設定912が行われる。
停止基準が満たされているかどうかについての決定916が行われ得る。例えば、評価Lの最大数に達した、またはBについての現在の予測値が閾値r<P(Bi+1)−P(Bi)を満たしている場合に、方法900は終了し得る(920)。一方、停止基準が満たされていないとの決定916がなされた場合に、iをi+1にする設定918が行われ得る。方法900は、P(Bnew)およびP(Bi)の算出908に戻る。
以下の例は、方法900の一例をさらに示す。1つの構成では、k=2、w=8、およびn=10である。QPSK変調が用いられ、必要なシンボル分配は“7A 1B 1C 1D”となり得る。このシンボル分配を満たすコードワードの合計数は、
となり得る。w=8なので、720個のコードワードのうち、28個のコードワード(すなわち256個のコードワード)がコードブックになり得る。コードワードの考えられる組み合わせは、合計で
だけ存在し得る。この例では、方法800の結果を、B*として用いる。1つの例では、Yは、cXがciで置換されるときに変更されるコードワードの数を示し得る。Y=1の場合、464の試行を全て(すなわち720−256=464)調査する必要があり得る。1つの例では、Lは464に選択され得る。Y=2の場合、
の試行が全て調査され得る。すなわち、Y≧の場合、コードブックを生成するアルゴリズムを早期に停止するために、Lについて大きな値を設定してもよい。
図10は、開示の装置の一例に基づく基地局1008のブロック図である。1つ以上の基地局1008が、本明細書において開示される様々なシステムおよび方法を実行するために用いられ得る。基地局1008は、基地局コントローラ、基地局トランシーバなどであっても良い。基地局1008は、送信器1010および受信器1012を含むトランシーバ1020を有する。トランシーバ1020は、アンテナ1018に連結されていても良い。基地局1008は、デジタル信号プロセッサ(DSP)1014、汎用プロセッサ1002、メモリ1004、および通信インターフェイス1006をさらに有する。基地局1008の様々な構成要素は、ハウジング1022内に含まれていても良い。
プロセッサ1002は、基地局1008の動作を制御し得る。プロセッサ1002はまた、CPUと称され得る。読み取り専用メモリ(ROM)およびランダムアクセスメモリ(RAM)の両方を有することが可能なメモリ1004は、命令およびデータをプロセッサ1002に供給する。メモリ1004の一部はまた、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)を有していても良い。
図11は、通信装置1101において用いられ得る様々な構成要素を示す。通信装置1102は、移動局、携帯電話、アクセスターミナル、ユーザ装備など、いかなるタイプの通信装置を有していても良い。通信装置1102は、通信装置1102の動作を制御するプロセッサ1106を有する。プロセッサ1106はまた、CPUとも称される。読み取り専用メモリ(ROM)およびランダムアクセスメモリ(RAM)の両方を有することが可能なメモリ1108は、プロセッサ1106に命令およびデータを供給する。メモリ1108の一部はまた、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)を有していても良い。
通信装置1102はまた、データの送受信ができるように送信器1112および受信器1114を含むハウジング1122を含んでいても良い。送信器1112および受信器1114は、トランシーバ1124に組み合わされていても良い。アンテナ1126は、ハウジング1122に取り付けられ、トランシーバ1124に電気的に結合される。追加のアンテナ(図示せず)も用いても良い。
通信装置1102はまた、トランシーバ1124によって受信された信号のレベルを検出し、定量化するために用いられる信号検出器1110を含み得る。信号検出器1110は、合計エネルギー、パイロットエネルギー、パワースペクトル密度などの信号、および他の信号を検出する。
状態変化器1116は、現在の状態、およびトランシーバ1124によって受信され、信号検出器1110によって検出された追加信号に基づいて、通信装置1102の状態を制御する。通信装置1102は、多数の状態のうち、いずれか1つにおいて動作可能であり得る。
通信装置1102における様々な構成要素は、データバスに加えて、電源バス、制御信号バス、およびステータス信号バスによって連結される。しかしながら、図11では、明確にするために、様々なバスをバスシステム1120として示す。通信装置1102はまた、信号処理に用いられるデジタル信号プロセッサ(DSP)1118を含んでいても良い。図11に示す通信装置1102は、特定の構成要素の一覧表というよりは、機能的ブロック図である。
本明細書において用いられるような、“決定”という用語は、多様な作用を包含し、そのため“決定”という用語は、算出、演算、処理、導出、調査、検討(例えば、表、データベース、または他のデータ構造の検討)、確認などを含み得る。また、“決定”という用語は、受信(例えば、情報の受信)、取得(例えば、メモリに記録されているデータの取得)なども含み得る。さらに、“決定”という用語は、分解、選択、選定、確立なども含み得る。
“基づいて”という表現は、特に明記しない限り、“のみに基づく”という意味ではない。言い換えると、“基づいて”という表現は、“のみに基づく”という意味と“少なくとも基づく”という意味との両方を示す。
本明細書において説明に用いた様々な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ信号(FPGA)または他のプログラマブルロジックデバイス、個々のゲートまたはトランジスタロジック、本明細書において記載される機能を実行するために設計される個々のハードウェアコンポーネントまたはそれらの任意の組み合わせを用いて実施または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであっても良いが、あるいは、上記プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であっても良い。プロセッサはまた、演算装置の組み合わせとして実行され得る。例えば、DSPとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサの組み合わせ、DSPコアまたは他の任意の構成と連係する1つ以上のマイクロプロセッサの組み合わせとして実行され得る。
本明細書において記載される方法またはアルゴリズムにおける工程は、直接ハードウェアにおいて実施されても良いし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて実施されても良いし、または、これら2つの組み合わせにおいて実施されても良い。ソフトウェアモジュールは、公知の記憶媒体に設けられていても良く、該記録媒体はいかなる形態であっても良い。使用可能な記憶媒体のいくつかの例としては、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROMなどが挙げられる。ソフトウェアモジュールは、単一の命令を含んでいても良いし、または多くの命令を含んでいても良く、異なるプログラム間、および複数の記憶媒体を横切るいくつかの異なるコードセグメントに分配され得る。模範的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体に対して情報の読み書きが行えるようにプロセッサと連結され得る。または、記憶媒体はプロセッサと一体であっても良い。
本明細書において開示される方法は、本明細書において説明した方法を達成するための1つ以上の工程または動作を含む。方法の工程および/または動作は、請求項の範囲から逸脱することなく、互いに交換可能である。言い換えると、本命最初において記述した方法において適切な操作のために、特定の順番の工程または動作が必要とされない限り、特定の工程および/または動作の順番および/または使用は、請求項の範囲を逸脱しない程度に変更させても良い。
本明細書において説明される機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせにおいて実施され得る。ソフトウェアにおいて実施される場合、上記機能は、1つ以上の命令としてコンピュータ読み取り可能な媒体に記憶され得る。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータがアクセス可能な利用可能媒体であれば、いかなる媒体であっても良い。特に限定するわけではないが、一例としてコンピュータ読み取り可能な媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CR-ROMまたは他の光学ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置など、命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを移動または記憶するために用いられ、コンピュータによってアクセスされ得る他の任意の媒体を含み得る。ディスク、および本明細書において用いられるようなディスクには、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク、光学ディスク、デジタルバーサタイルディスク(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク、およびブルーレイディスク(登録商標)が含まれるが、ディスクは通常、磁気的にデータを再生し、また一方では、ディスクはレーザーを用いて光学的にデータを再生する。
ソフトウェアまたは命令はまた、送信媒体を介して送信され得る。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、または、赤外線、無線およびマイクロ波などの無線技術を用いて、ウェブサイト、サーバ、または他の遠隔ソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、DSL、または、赤外線、無線、およびマイクロ波などの無線技術は、送信媒体の定義に含まれる。
請求項は、上記の構成および構成要素に厳密に限定されるものではないということを理解すべきである。請求項の範囲を逸脱しない程度に、システム、方法、および装置の構成、動作、および詳細において、様々な修正、変更、および変形を行っても良い。
Claims (21)
- 第2のメッセージを符号化するためのコードブックを生成する方法であって、
前記第2のメッセージを符号化し、変調した後のシンボルの分配パターンを、第1のメッセージに基づいて決定する工程と、
前記シンボルの分配パターンに基づく第1のコードワード数を決定する工程と、
前記第1のコードワード数のコードワードの中から、コードワードのサブセットを選択する工程と、
前記コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たす場合に、前記コードワードのサブセットを前記コードブックに含める工程と、を含むことを特徴とする方法。 - 第2のコードワード数を算出する工程をさらに含み、
前記第2のコードワード数は、前記コードブックに必要とされるコードワードの数を示すことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記第1のコードワード数と前記第2のコードワード数とに基づいて、コードワードの考えられる組み合わせを算出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記コードワードの考えられる組み合わせごとに、性能指標を算出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記コードワードの考えられる組み合わせのうちのある一つの組み合わせの前記性能指標が、前記コードワードの考えられる組み合わせのうちの他の組み合わせの前記性能指標よりも良好であるかどうかを決定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記コードワードの考えられる組み合わせのうちのある一つの組み合わせの前記性能指標が、前記コードワードの考えられる組み合わせのうちの他の組み合わせの前記性能指標よりも良好である場合に、前記ある一つの組み合わせと関連する前記コードワードを、前記コードブックに含める工程をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記性能基準は、コードワード間の最小平均ユークリッド距離を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記性能基準は、コードワード間の最小平均ハミング距離を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記性能基準は、コードワード間の最小ハミング距離の最大値を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記性能基準は、コードワード間の最小ユークリッド距離の最大値を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- コードブックBの初期値を選択する工程と、コードブックB*の初期値を選択する工程とをさらに含み、
値B*は、値Bに基づいて選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - コードワードのセットを決定する工程をさらに含み、
前記セットに含まれるコードワードの前記コードブックB*までの合計距離は、他のコードワードのセットの前記コードブックB*までの合計距離よりも小さいことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 新しい独立値Bnewを生成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 第1性能基準P(Bnew)および第2性能基準P(Bi)を算出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記性能基準が満たされる場合に、Bi+1=Bnewに設定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記コードブックの生成を終了させるための条件を設定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 第2のメッセージを符号化するためのコードブックを生成するように構成される通信装置であって、
前記第2のメッセージを符号化し、変調した後のシンボルの分配パターンを、第1のメッセージの値に基づいて決定し、前記シンボルの分配パターンに基づいて、第1のコードワード数を決定する決定ユニットと、
前記第1のコードワード数のコードワードの中から、コードワードのサブセットを選択する選択ユニットと、
前記コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たす場合に、前記コードワードのサブセットを前記コードブックに含ませる分類ユニットと、を備えることを特徴とする通信装置。 - 第2のコードワード数を算出する算出ユニットをさらに備え、
前記第2のコードワード数は、前記コードブックに必要とされるコードワードの数を示すことを特徴とする請求項17に記載の通信装置。 - 前記通信装置はモバイルユーザ装置であることを特徴とする請求項17または18に記載の通信装置。
- 前記通信装置は基地局であることを特徴とする請求項17または18に記載の通信装置。
- 実行可能な命令を含むコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記命令は、
第2のメッセージを符号化するためのコードブックを生成する命令であって、
前記第2のメッセージを符号化し、変調した後のシンボルの分配パターンを、第1のメッセージに基づいて決定することと、
前記シンボルの前記分配パターンに基づく第1のコードワード数を決定することと、
前記第1のコードワード数のコードワードの中から、コードワードのサブセットを選択することと、
前記コードワードのサブセットが所定の性能基準を満たす場合に、前記コードワードのサブセットをコードブックに含めることと、を実行可能であることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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