JP5723449B2 - Ｌｔｅ基地局送信側のビットワイズスループットの増加方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明はデジタル通信の分野に関して、特に、ＬＴＥ（Long Term Evolution）送信側のビットワイズスループットの増加方法及びその装置に関する。

移動通信の急速な発展に伴い、移動通信の品質及びその提供している業務種類に対する要求がますます高まっている。ＬＴＥは３Ｇ（第３世代の移動通信）の進化であり、人々のこのような要求に適合しているので、注目されている。ＬＴＥは３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）組織に提出された無線伝送技術の基準であり、高品質の音声サービスのみならず、マルチメディア業務をも提供している。

ＬＴＥシステムにおいて、上がり、下り回線の受信品質を工場させるために、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Out-put）、及びＴｕｒｂｏコーディングなどの技術が採用されている。ビットワイズ処理は、基地局の送信側に対し、極めて重要なステップであり、シンボルに用いるように、伝送ブロックＴＢ（transmit block）ＣＲＣ２４ａの追加、コードブロックＣＢ（code Block）の分割、コードブロック分割後のＣＢのＣＲＣ２４ｂの追加、ＣＢに対するＴｕｒｂｏコーディング、ＣＢに対するレートマッチング、コードブロックカスケード後のビットワイズ処理データの記憶を行う。従来のＬＴＥ基地局におけるビットワイズ処理の全体ブロック図は図１のように示されている。

図１において、Ｔｕｒｂｏコーディングとレートマッチングモジュールは、ＯＦＤＭシステムのコアモジュールである。Ｔｕｒｂｏコーディングに内部インターリーブがあるので、すべてのデータを入力した後しか関連処理が行われない。レートマッチングにもロウインターリーブとドラムインターリーブがあるので、シンボルの関連モジュールに用いるように、すべてのデータが、入力された後しかビットワイズとシンボルとのインターフェースの記憶スペースに出力記憶されない。Ｔｕｒｂｏコーディングとレートマッチングは、すべてのデータが入力されるしか処理が行われないため、内部で処理する際、ＲＡＭにキャッシュする必要があり、スループットを向上させるように、通常Ｐｉｎｇ-Ｐｏｎｇ操作が用いられている。ＬＴＥプロトコルにおいて、ビットワイズコードブロックが分割されたコードブロックの長さは４０から６１４４まで合計１８８種類の状況がある。Ｔｕｒｂｏとレートマッチングに対する入力においてコードブロックの長さの差が大きいコードブロック（例えば、コードブロックの長さは４０と６１４４である場合）は交替時、プロセッサの効率が最低である。ＯＦＤＭシステムにおいて、ビットワイズの処理が完了してからしかシンボルの関連処理が行われなく、シンボルが通常Ｐｉｎｇ-Ｐｏｎｇを用いシンボル毎に行うため、主な遅延はビットワイズに発生する。ビットワイズの遅延を短縮することは、下り回線全体の遅延の短縮及びスループットの向上には、極めて重要である。

従来の技術によって、ビットワイズの遅延を克服するために、並列処理の度合いや処理ユニットのチャネル数を増加することで解決するが、該方法は、資源の消耗が大きく、効率が低いため、従来のＯＦＤＭシステムにおけるビットワイズの遅延を効果的に解決することができない。

本発明は、ＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットを増加させる方法及びその装置を提供することを目的として、ディスパッチングの順番を変更することで、互いの差が大きいコードブロック（例えば４０と６１４４）の交替を回避し、Ｔｕｒｂｏコーディング及びレートマッチングの効率を高め、送信側のＯＦＤＭシステムにおけるビットワイズのスループットを増加させ、基地局送信側全体のスループットを増加させることが図られる。

本発明の一つの方面によると、ビットワイズプロセス中の伝送ブロックのＣＲＣ２４ａの追加と、コードブロックの分割処理とを含むＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットの増加方法を提供している。その中、コードブロック分割処理を行った後に、
分割処理されたコードブロックを長さによって順番に分類することと、
コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとコードブロックのレートマッチングを実行するために、分類されたコードブロックを類別によって順番にディスパッチングすることとをさらに、含み、
Ｔｕｒｂｏコーディングに内部インターリーブがあり、レートマッチングにロウインターリーブがあることを特徴とする。

その中、分割処理された前記コードブロックを長さによって順番に分類することは、
ＣＲＣチェック追加後の伝送ブロックの長さとコードブロックの個数によって、分割されたコードブロックの長さを計算し決定することと、
前記分割されたコードブロックの長さと必要な分類個数によってコードブロック分類を決定することと、
各種類のコードブロックの長さの最大差の中の最大値を他の分類方式における当該最大値よりも小さくするように、分類することとを含む。

その中、分割された伝送ブロックの大きさとコードブロックの個数によってコードブロック分類の大きさ範囲を決定することは、
元の伝送ブロックの大きさを決定することと、
元の伝送ブロックの大きさと最大のコードブロックの大きさとビット数によって、伝送ブロックをコードブロックに分割したコードブロックの個数を決定すことと、
元の伝送ブロックの大きさと分割されたコードブロックの個数によってＣＲＣチェック追加後の伝送ブロックの大きさを計算する。

その中、分割された前記コードブロックの大きさと必要な分類個数によってコードブロック分類を決定することは、必要な分類個数の種類が少なくとも１種類である。

その中、コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとコードブロックのレートマッチングを実行するために、分類された前記コードブロックを大きさによって順番にディスパッチングすることは、
コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとレートマッチングを実行するために、分類されたコードブロックを第１の種類のコードブロックより開始することと、
１種類のコードブロックに対してコードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとレートマッチングを完了してから、次の種類のコードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとレートマッチングを行うことと、を含む。

その中、前記１種類のコードブロックに対してコードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとレートマッチングを完了した後に、
レートマッチングされた前記コードブロックに対するビットワイズデータを記憶することをさらに含む。

本発明のもう一つの方面によると、伝送ブロックのＣＲＣ２４ａの追加モジュールと、コードブロックの分割処理モジュールと、コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングモジュールとコードブロックに対するレートマッチングモジュールを含むＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットの増加装置であって、
分割処理されたコードブロックを長さによって順番に分類する分類モジュールと、
コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとコードブロックに対するレートマッチングを実施するために、分類されたコードブロックを種類によって順番にディスパッチングするディスパッチングモジュールと、
をさらに、含み、
Ｔｕｒｂｏコーディングに内部インターリーブがあり、レートマッチングにロウインターリーブがあることを特徴とする。

その中、分類モジュールは、
ＣＲＣチェック追加後の伝送ブロックの長さとコードブロックの個数によって分割されたコードブロックの長さを計算し決定する計算モジュールをさらに含む。

従来の技術と比べて、本発明の有益な効果は以下のとおりである。
１、本発明は資源の消耗が少なく、コストが低く、ソフトウエアの制御を主にすることで、少量の消耗を増加することでビットワイズスループットを大いに向上することができる。
２、分類されたコードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとレートマッチングを所定の大きさによって順番に実行するため、Ｔｕｒｂｏコーディングとレートマッチングの利用率を高め、電力を節約し、大きさの差の大きいコードブロック（例えば４０と６１４４）が継続して交替すること回避できることで、Ｔｕｒｂｏとレートマッチングのいずれかのアイドル状態を回避することができる。
３、基地局全体のデータ遅延を短縮し、基地局送信側全体のスループットを増加させることができる。ＯＦＤＭシステムにおいて、ビットワイズ処理が終了されてからシンボルの関連処理が行われるようになっているため、シンボルはＰｉｎｇ-Ｐｏｎｇを用いシンボルによって行われる。よって、遅延は主にビットワイズに発生するので、ビットワイズスループットの増加は送信側全体のスループットの増加につながる。
４、コードブロックに対する分類、ディスパッチングによってソーティングが省かれ、ハードウェアによる実現が容易で、広範囲な応用を促進しやすい。

ＬＴＥ基地局における従来のビットワイズ処理の全体ブロック図である。 本発明に係わる、ビットワイズのスループットを増加させるフローチャート図である。 本発明に係わるコードブロック分類のフローチャート図である。 は本発明に係わる分類されたコードブロックのディスパッチングのフローチャート図である は本発明に係わるビットワイズのスループットを増加させる装置を構成するブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳しく説明する。下記好適な実施例は、本発明を説明し解釈するのみに用い、本発明を限定するものではないことを理解すべきである。

本発明は、ＬＴＥ基地局送信側のビットワイズのスループットを増加させる方法及びその装置を提供し、具体的には以下のように説明する。

図２は本発明に係わるビットワイズのスループットを増加させる方法のフローチャート図であり、図２に示すように、ＬＴＥ基地局の送信側のビットワイズのスループットを増加させる方法は以下のステップが含まれる。

伝送ブロックのＣＲＣ２４ａである従来の技術における伝送ブロックＴＢ（transmit block）ＣＲＣ２４ａの追加（ステップＳ２１）。
コードブロック分割と、コードブロックのＣＲＣ２４ｂである従来の技術におけるコードブロックＣＢ（code block）分割と、コードブロック分割後のＣＢのＣＲＣ２４ｂの追加（ステップＳ２２）。
分割処理されたコードブロックを長さによって順番に分類する（ステップＳ２３）。
コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとコードブロックのレートマッチングを実施するために、分類されたコードブロックを種類によって順番にディスパッチングする（ステップＳ２４）。

その中、分割処理されたコードブロックをサイズによって分類する処理は、図３のように示され、該処理は具体的に、以下のようなステップを含む。

ＣＲＣチェック追加後の伝送ブロックの長さとコードブロックの個数によって分割さらたコードブロックの長さを計算し決定する（ステップＳ３１）。
上記分割されたコードブロックの長さと必要な分類数によってコードブロック分類を決定する（ステップＳ３２）。
前記コードブロック分類は、各種類のコードブロックの長さの最大差の中の最大値を他の分類方式による該最大値よりも小さくするように分類することである（ステップＳ３３）。

その中、ステープＳ３１において、ＣＲＣチェック追加後の伝送ブロックの長さとコードブロックの個数を決定する方法は、次のとおりである。

先ず、元の伝送ブロックの大きさｔｂ_ｓｉｚｅを決定する。
元の伝送ブロックの大きさｔｂ_ｓｉｚｅと最大のコードブロックの大きさLとＣＲＣチェック追加後のビット数Ｌによって、伝送ブロックがコードブロックに分割られたコードブロック個数Ｃを決定する。

元の伝送ブロックの大きさｔｂ_ｓｉｚｅと分割されたコードブロック個数Ｃによって、ＣＲＣチェック追加後の伝送ブロックの大きさを計算する。

その中、Ｓ３３における分類において、各種類のコードブロックの長さの最大差の中の最大値を決定することは、各種類のコードブロックの中の最大のコードブロックと最小のコードブロックとを対照して、各種類のコードブロックの中の最大差を決定してから、各種類のコードブロックの最大差とを対照して最大値を得ることである。

当該分類方法は、必要な分類個数によって、分類された上記最大値を他の分類方法による最大値よりも小さくするようにコードブロックを区画する分類方法である。

算出された分割後のコードブロックの大きさが４０、５６、７２、１２０、１３６、１４４、６１４４であり、且つ必要な分類個数が４である場合、上記分類方法によって、４０と５６が第１の種類、７２が第２の種類、１２０、１３６及び１４４が第３の種類、６１４４が第４の種類であることが得られる。その中、各種類におけるコードブロックの長さの最大差は、第１の種類が１６、第２の種類が０、第３の種類が２４、第４の種類が０である。このように、各種類におけるコードブロックの長さの最大差の中の最大値を２４と決定できる。該分類方法と他の分類方法を比較すると、該分類方法における各種類のコードブロックの長さの最大差の中の最大値が小さく、分類されたコードブロックが種類によってコードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとレートマッチングを順番にすることで、４０と６１４４が交替の際隣接するコードの差が過大になることを回避し、Ｔｕｒｂｏとレートマッチングのいずれかがアイドル状態になることを回避して、Ｔｕｒｂｏコードとレートマッチングの効率を向上させることができる。

もちろん、必要な分類個数における種類個数が少なくとも１つであり、分類個数が多くなってもよい。分類個数が増加されると、ディスパッチングの回数も多くなり、複雑度が高くなるが、Ｔｕｒｂｏ及びレートマッチングモジュールの利用率も高くなるため、電力を節約することができる。

上記４種類のコードブロックに対するディスパッチングは図４に示すとおりである。第１の種類コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとレートマッチングをすべて終了するまでに、次の種類のコードブロックの処理を行わない。当該類別のコードブロックに対する処理を完全に完成し、かつビットワイズデータを記憶した後、次の種類のコードブロック処理を行う。

本発明の他の方面によると、伝送ブロックのＣＲＣ２４ａの追加モジュールと、コードブロックの分割処理モジュールと、コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングモジュールと、コードブロックに対するレートマッチングモジュールとを有するＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットを増加させる装置をも提供している。又、当該装置は、
分割処理されたコードブロックを長さによって順番に分類する分類モジュールと、
分類されたコードブロックを種類によって順番にディスパッチングし、コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとコードブロックに対するレートマッチングを行うディスパッチングモジュールとをさらに備える。

その中、分類モジュールは、ＣＲＣチェック追加後の伝送ブロックの長さとコードブロックの個数によって分割されたコードブロックの長さを計算し決定する計算モジュールとをさらに備える。

ユーザデータが伝送ブロックのＣＲＣ２４ａの追加モジュールとコードブロックの分割処理モジュールを経てから、分類モジュールを介して分割処理されたコードブロックを長さによって分類する。該分類は、計算モジュールによって分割されたコードブロックの大きさを計算してから、各種類のコードブロックの長さの最大差の中の最大値を他の分類方法による該最大値よりも小さくするように分類する。最後に、コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディング及びコードブロックのレートマッチングを実行するために、ディスパッチングモジュールによって分類されたコードブロックを順番にディスパッチングし、４０と６１４４との交替する際に隣接するコードブロックの長さの差が過大であるコードブロックがＴｕｒｂｏコーディング及びコードブロックのレートマッチングにパスして、ＬＴＥ基地局の送信側でビットワイズスループットを増加することに影響することを回避することができる。

以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者であれば、本発明の様々な変更や変形が可能である。本発明の精神や原則を逸脱しないいずれの変更、置換、改良なども本発明の保護範囲内に含まれる。

Claims (8)

1. ビットワイズプロセス中の伝送ブロックのＣＲＣ２４ａの追加と、コードブロックの分割処理とを含み、
   前記コードブロックの分割処理を行った後に、
   分割処理されたコードブロックを長さによって順番に分類することと、
   コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとコードブロックのレートマッチングを実行するために、分類されたコードブロックを類別によって順番にディスパッチングすることとをさらに、含み、
   前記Ｔｕｒｂｏコーディングに内部インターリーブがあり、前記レートマッチングにロウインターリーブがある
   ことを特徴とするＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットの増加方法。
2. 分割処理された前記コードブロックを長さによって順番に分類することは、
   ＣＲＣチェック追加後の伝送ブロックの長さとコードブロックの個数によって、分割されたコードブロックの長さを計算し決定することと、
   前記分割されたコードブロックの長さと必要な分類個数によってコードブロック分類を決定することと、
   各種類のコードブロックの長さの最大差の中の最大値を他の分類方式における当該最大値よりも小さくするように、分類することとを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットの増加方法。
3. 前記ＣＲＣチェック追加後の伝送ブロックの長さとコードブロックの個数によって分割されたコードブロックの長さを決定することは、
   元の伝送ブロックの大きさを決定することと、
   元の伝送ブロックの大きさと最大のコードブロックの大きさとビット数によって、伝送ブロックをコードブロックに分割したコードブロックの個数を決定することと、
   元の伝送ブロックの大きさと分割されたコードブロックの個数によってＣＲＣチェック追加後の伝送ブロックの大きさを計算することと、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載のＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットの増加方法。
4. 分割された前記コードブロックの大きさと必要な分類個数によってコードブロック分類を決定することは、必要な分類個数の種類が少なくとも１種類であること、
   を特徴とする請求項２に記載のＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットの増加方法。
5. コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとコードブロックのレートマッチングを実行するために、分類された前記コードブロックを大きさによって順番にディスパッチングすることは、
   コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとレートマッチングを実行するために、分類されたコードブロックを第１の種類のコードブロックより開始することと、
   １種類のコードブロックに対してコードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとレートマッチングを完了してから、次の種類のコードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとレートマッチングを行うことと、を含むこと
   を特徴とする請求項１に記載のＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットの増加方法。
6. 前記１種類のコードブロックに対してコードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとレートマッチングを完了した後に、
   レートマッチングされた前記コードブロックに対するビットワイズデータを記憶することをさらに含むこと
   を特徴とする請求項４に記載のＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットの増加方法。
7. 伝送ブロックのＣＲＣ２４ａの追加モジュールと、コードブロックの分割処理モジュールと、コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングモジュールとコードブロックに対するレートマッチングモジュールを含むＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットの増加装置であって、
   分割処理されたコードブロックを長さによって順番に分類する分類モジュールと、
   コードブロックに対するＴｕｒｂｏコーディングとコードブロックに対するレートマッチングを実施するために、分類されたコードブロックを種類によって順番にディスパッチングするディスパッチングモジュールと、
   をさらに、含み、
   前記Ｔｕｒｂｏコーディングに内部インターリーブがあり、前記レートマッチングにロウインターリーブがあることを特徴とするＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットの増加装置。
8. 前記分類モジュールは、
   ＣＲＣチェック追加後の伝送ブロックの長さとコードブロックの個数によって分割されたコードブロックの長さを計算し決定する計算モジュールをさらに含み、
   前記分類モジュールは、分割処理されたコードブロックを長さによって順番に分類することは、分割された前記コードブロックの長さと必要な分類個数によって、コードブロック分類を決定することと、各種類のコードブロックの長さの最大差の中の最大値を他の分類方式による当該最大値よりも小さくするように分類することと、を含む
   ことを特徴とする請求項７に記載のＬＴＥ基地局送信側のビットワイズスループットの増加装置。

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