JP6980797B2 - 複数の低密度パリティチェック（ｌｄｐｃ）ベースグラフの設計 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2017年2月6日に米国特許商標庁に出願した米国特許仮出願第62/455,450号、および2017年9月19日に米国特許商標庁に出願した米国特許非仮出願第15/709,400号の優先権および利益を主張し、その内容全体は、その全体が以下に完全に記載されるかのように、またすべての適用可能な目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。
以下で論じる技術は、一般に、ワイヤレス通信システムに関し、より詳細には、低密度パリティチェック(LDPC)コーディングに関する。
ブロックコードまたは誤り訂正コードはしばしば、ノイズのあるチャネルを介して、デジタルメッセージの信頼できる送信を行うために使用される。典型的なブロックコードでは、情報メッセージまたは情報シーケンスがブロックに分裂され、送信デバイスにおけるエンコーダが、次いで、数学的に冗長性を情報メッセージに加える。符号化された情報メッセージにおけるこの冗長性の活用は、メッセージの信頼度への手がかりであり、ノイズに起因して生じ得る任意のビットエラーの訂正を可能にする。すなわち、部分的にチャネルにノイズが付加されることに起因してビット誤りが生じることがあるとしても、受信デバイスにおけるデコーダは冗長性を利用して情報メッセージを確実に復元することができる。
特に、ハミングコード、Bose-Chaudhuri-Hocquenghem(BCH)コード、ターボコード、および低密度パリティチェック(LDPC)コードを含む、そのような誤り訂正ブロックコードの多くの例が、当業者には知られている。ターボコードを利用する3GPP LTEネットワーク、およびLDPCコードを利用するIEEE802.11n Wi-Fiネットワークなど、多くの既存のワイヤレス通信ネットワークが、そのようなブロックコードを利用する。
第5世代(5G)新無線ネットワークなど、将来のネットワークのために、広範囲の情報ブロック長および広範囲のコードレートをサポートするために、引き続きLDPCコードを実装することができる。効率のよいハードウェア利用で高いスループットを達成するために、LDPCコードのさらなる拡張が所望される。
以下において、本開示の1つまたは複数の態様の基本的理解を与えるために、そのような態様の簡略化された概要を提示する。本概要は、本開示のすべての企図される特徴の広範な概要でなく、本開示のすべての態様の主要または重要な要素を識別するものでも、本開示のいずれかまたはすべての態様の範囲を定めるものでもない。その唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明の前置きとして、本開示の1つまたは複数の態様のいくつかの概念を簡略化された形態で提示することである。
本開示の様々な態様は、低密度パリティチェック(LDPC)ベースグラフを利用するLDPCコーディングに関する機構に関する。LDPCベースグラフの情報ブロック長範囲が重複するように、各々が異なる範囲の情報ブロック長に関連する、複数のLDPCベースグラフを維持することができる。情報ブロックの情報ブロック長に基づいて、情報ブロックに対して特定のLDPCベースグラフを選択することができる。LDPCベースグラフを選択するときに考慮することができる追加の基準は、情報ブロックを符号化するために利用されるコードレートおよび/または情報ブロックの情報ブロック長を生成するために各LDPCベースグラフに適用されるリフトサイズを含み得る。
本開示の一態様では、低密度パリティチェック(LDPC)符号化の方法が提供される。この方法は、第1の情報ブロック長範囲に関連する第1のLDPCベースグラフと第2の情報ブロック長範囲に関連する第2のLDPCベースグラフとを少なくとも含む、複数のLDPCベースグラフを維持するステップであって、第2の情報ブロック長範囲が第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含む、ステップを含む。この方法は、情報ブロックの情報ブロック長に少なくとも部分的に基づいて、情報ブロックに対する選択LDPCベースグラフを複数のLDPCベースグラフから選択するステップと、コードワードを生成するために、選択LDPCベースグラフを利用して情報ブロックを符号化するステップと、ワイヤレスエアインターフェースを介してコードワードを送信するステップとをさらに含む。
本開示の別の態様は、低密度パリティチェック(LDPC)コーディングのために構成された装置を提供する。この装置は、トランシーバと、メモリと、トランシーバとメモリとに通信可能に結合されたプロセッサとを含む。このプロセッサは、第1の情報ブロック長範囲に関連する第1のLDPCベースグラフと第2の情報ブロック長範囲に関連する第2のLDPCベースグラフとを少なくとも含む、複数のLDPCベースグラフを維持することであって、第2の情報ブロック長範囲が第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含む、維持することを行うように構成される。このプロセッサは、情報ブロックの情報ブロック長に少なくとも部分的に基づいて、情報ブロックに対する選択LDPCベースグラフを複数のLDPCベースグラフから選択し、コードワードを生成するために、選択LDPCベースグラフを利用して情報ブロックを符号化し、ワイヤレスエアインターフェースを介してコードワードを送信するようにさらに構成される。
本開示の別の態様は、ワイヤレス通信デバイスを提供する。このワイヤレス通信デバイスは、第1の情報ブロック長範囲に関連する第1のLDPCベースグラフと第2の情報ブロック長範囲に関連する第2のLDPCベースグラフとを少なくとも含む、複数のLDPCベースグラフを維持するための手段であって、第2の情報ブロック長範囲が第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含む、手段を含む。このワイヤレス通信デバイスは、情報ブロックの情報ブロック長に少なくとも部分的に基づいて、情報ブロックに対する選択LDPCベースグラフを複数のLDPCベースグラフから選択するための手段と、コードワードを生成するために、選択LDPCベースグラフを利用して情報ブロックを符号化するための手段と、ワイヤレスエアインターフェースを介してコードワードを送信するための手段とをさらに含む。
本開示の別の態様は、第1の情報ブロック長範囲に関連する第1のLDPCベースグラフと第2の情報ブロック長範囲に関連する第2のLDPCベースグラフとを少なくとも含む、複数のLDPCベースグラフを維持するためのコンピュータ実行可能コードであって、第2の情報ブロック長範囲が第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含む、維持するためのコンピュータ実行可能コードを記憶した、非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。この非一時的コンピュータ可読媒体は、情報ブロックの情報ブロック長に少なくとも部分的に基づいて、情報ブロックに対する選択LDPCベースグラフを複数のLDPCベースグラフから選択することと、コードワードを生成するために、選択LDPCベースグラフを利用して情報ブロックを符号化することと、ワイヤレスエアインターフェースを介してコードワードを送信することとを行うためのコードをさらに含む。
本開示の追加の態様の例が以下に続く。本開示のいくつかの態様では、第1のLDPCベースグラフのみが情報ブロックの情報ブロック長をサポートする場合、維持されたLDPCベースグラフの中から選択LDPCベースグラフとして第1のLDPCベースグラフを選択することができる。本開示のいくつかの態様では、選択LDPCベースグラフは、リフトサイズにさらに少なくとも部分的に基づいて選択され得る。本開示のいくつかの態様では、情報ブロック長を生成するために第1のLDPCベースグラフに適用される第1のリフトサイズが、情報ブロック長を生成するために第2のLDPCベースグラフに適用される第2のリフトサイズよりも大きい場合、選択LDPCベースグラフとして第1のLDPCベースグラフを選択することができる。
本開示のいくつかの態様では、情報ブロックを符号化するために利用されるコードレートにさらに少なくとも部分的に基づいて、選択LDPCベースグラフを選択することができる。本開示のいくつかの態様では、第1のLDPCベースグラフは第1のコードレート範囲に関連付けられ、第2のLDPCベースグラフは第2のコードレート範囲に関連付けられ、第2のコードレート範囲は第1のコードレート範囲のサブセットを含む。本開示のいくつかの態様では、第2のコードレート範囲は、第1のコードレート範囲に重複し、第1のコードレート範囲外の追加のコードレートを含む。本開示のいくつかの態様では、第1のコードレート範囲のみが情報ブロックを符号化するために利用されるコードレートを含む場合、維持されたLDPCベースグラフの中から選択LDPCベースグラフとして第1のLDPCベースグラフを選択することができる。本開示のいくつかの態様では、選択LDPCベースグラフは、リフトサイズにさらに少なくとも部分的に基づいて選択され得る。本開示のいくつかの態様では、情報ブロック長を生成するために第1のLDPCベースグラフに適用される第1のリフトサイズが、情報ブロック長を生成するために第2のLDPCベースグラフに適用される第2のリフトサイズよりも大きい場合、選択LDPCベースグラフとして第1のLDPCベースグラフを選択することができる。
本開示のいくつかの態様では、第2の情報ブロック長範囲は、第1の情報ブロック長範囲に重複し、第1の情報ブロック長範囲外の追加の情報ブロック長を含む。本開示のいくつかの態様では、複数のLDPCベースグラフは、第3の情報ブロック範囲に関連する第3のLDPCベースグラフをさらに含み、第3の情報ブロック範囲は、第2の情報ブロック範囲を含む第1の情報ブロック範囲の追加のサブセットを含む。本開示のいくつかの態様では、選択LDPCベースグラフによって表されるLDPCグラフは、情報ブロックを符号化するために選択され得る。
以下の詳細な説明を検討すれば、本発明のこれらおよび他の態様がより十分に理解されよう。添付の図とともに本発明の特定の例示的な実施形態の以下の説明を検討すれば、本発明の他の態様、特徴、および実施形態が当業者に明らかとなろう。本発明の特徴は、以下のいくつかの実施形態および図に対して説明されることがあるが、本発明のすべての実施形態は、本明細書で説明する有利な特徴のうちの1つまたは複数を含むことができる。言い換えれば、1つまたは複数の実施形態についていくつかの有利な特徴を有するものとして説明することがあるが、そのような特徴のうちの1つまたは複数はまた、本明細書で説明する本発明の様々な実施形態に従って使用されてもよい。同様に、例示的な実施形態について、デバイス実施形態、システム実施形態、または方法実施形態として以下で説明する場合があるが、そのような例示的な実施形態を様々なデバイス、システム、および方法に実装できることを理解されたい。
本開示のいくつかの態様による、無線アクセスネットワークの一例を示す図である。 本開示のいくつかの態様による、ブロックコードを利用するワイヤレス通信の略図である。 本開示のいくつか態様による、低密度パリティチェック(LDPC)行列の一例を示す図である。 本開示のいくつかの態様による、LDPCベースグラフの一例を示す図である。 本開示のいくつかの態様による、2つ以上のLDPCベースグラフからの選択の一例を示す図である。 本開示のいくつかの態様による、処理システムを利用するワイヤレス通信デバイスのためのハードウェア実装形態の一例を示すブロック図である。 本開示のいくつかの態様による、LDPC符号化のための例示的な方法のフローチャートである。 本開示のいくつかの態様による、LDPC符号化のための別の例示的な方法のフローチャートである。 本開示のいくつかの態様による、LDPC符号化のための別の例示的な方法のフローチャートである。 本開示のいくつかの態様による、LDPC復号のための方法のフローチャートである。
添付の図面に関して以下に記載する詳細な説明は、様々な構成について説明するものであり、本明細書で説明する概念が実践されてもよい唯一の構成を表すものではない。詳細な説明は、様々な概念の完全な理解を可能にすることを目的として具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの概念はこれらの具体的な詳細なしに実践され得ることが、当業者には明らかであろう。いくつかの事例では、そのような概念を不明瞭にすることを回避するために、よく知られている構造および構成要素がブロック図の形態で示される。
本開示全体にわたって提示する様々な概念は、幅広い種類の通信システム、ネットワークアーキテクチャ、および通信規格にわたって実装され得る。ここで図1を参照すると、例示的な例として限定はしないが、無線アクセスネットワーク100の簡略化された概略図が提供される。無線アクセスネットワーク100は、次世代(たとえば、第5世代(5G)もしくは新無線(NR))無線アクセスネットワークまたはレガシー(3Gもしくは4G)無線アクセスネットワークであり得る。加えて、無線アクセスネットワーク100内の1つまたは複数のノードは、次世代ノードであっても、またはレガシーノードであってもよい。
本明細書で使用するレガシー無線アクセスネットワークという用語は、国際モバイル電気通信2000(IMT-2000)仕様に準拠する規格のセットに基づく第3世代(3G)ワイヤレス通信技術または国際モバイル電気通信アドバンスト(ITU-Advanced)仕様に準拠する規格のセットに基づく第4世代(4G)ワイヤレス通信技術を利用するネットワークを指す。たとえば、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)および第3世代パートナーシッププロジェクト2(3GPP2)によって公表された規格のうちのいくつかは、IMT-2000および/またはITU-Advancedに準拠し得る。第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって規定されたそのようなレガシー規格の例は、限定はしないが、ロングタームエボリューション(LTE)、LTEアドバンスト、発展型パケットシステム(EPS)、およびユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)を含む。上記の3GPP規格のうちの1つまたは複数に基づく様々な無線アクセス技術の追加の例は、限定はしないが、ユニバーサル地上波無線アクセス(UTRA)、発展型ユニバーサル地上波無線アクセス(eUTRA)、汎用パケット無線サービス(GPRS)およびGSM(登録商標)進化型高速データレート(EDGE)を含む。第3世代パートナーシッププロジェクト2(3GPP2)によって規定されたそのようなレガシー規格の例は、限定はしないが、CDMA2000およびウルトラモバイルブロードバンド(UMB)を含む。3G/4Gワイヤレス通信技術を採用する規格の他の例は、IEEE802.16(WiMAX)規格および他の好適な規格を含む。
さらに本明細書で使用する次世代無線アクセスネットワークという用語は、一般に、継続的に発展したワイヤレス通信技術を用いるネットワークを指す。これは、たとえば、規格のセットに基づく第5世代(5G)ワイヤレス通信技術を含み得る。規格は、2015年2月17日に次世代モバイルネットワーク(NGMN)アライアンスによって発行された5Gホワイトペーパーに記載されたガイドラインに準拠し得る。たとえば、LTEアドバンストに従う3GPPによってまたはCDMA2000に従う3GPP2によって規定され得る規格は、NGMNアライアンス5Gホワイトペーパーに準拠し得る。規格はまた、ベライゾン技術フォーラム(Verizon Technical Forum)およびコリアテレコムSIG(Korea Telecom SIG)によって指定される3GPP以前の取り組みを含み得る。
無線アクセスネットワーク100によってカバーされる地理的領域は、1つのアクセスポイントまたは基地局から地理的エリアにわたってブロードキャストされる識別情報に基づいてユーザ機器(UE)によって一意に識別され得る、いくつかのセルラー領域(セル)に分割され得る。図1は、マクロセル102、104、および106、ならびにスモールセル108を示し、それらの各々は1つまたは複数のセクタ(図示せず)を含み得る。セクタとは、セルのサブエリアである。1つのセル内のすべてのセクタは、同じ基地局によってサービスされる。セクタ内の無線リンクは、そのセクタに属する単一の論理識別情報によって識別することができる。セクタに分割されるセルでは、セル内の複数のセクタはアンテナのグループによって形成されてもよく、各アンテナがセルの一部分の中のUEとの通信を担当する。
概して、それぞれの基地局(BS)は各セルをサービスする。概して、基地局とは、1つまたは複数のセル内でUEとの間での無線送信および無線受信を担当する、無線アクセスネットワーク内のネットワーク要素である。BSは、当業者によって、基地トランシーバ局(BTS)、無線基地局、無線トランシーバ、トランシーバ機能、基本サービスセット(BSS)、拡張サービスセット(ESS)、アクセスポイント(AP)、ノードB(NB)、eノードB(eNB)、gノードB(gNB)、または何らかの他の好適な用語で呼ばれることもある。
図1では、2つの基地局110および112が、セル102および104内に示され、第3の基地局114が、セル106の中でリモート無線ヘッド(RRH:remote radio head)116を制御するように示される。すなわち、基地局は、統合アンテナを有することができるか、またはフィーダケーブルによってアンテナもしくはRRHに接続され得る。示されている例では、基地局110、112、および114はサイズが大きいセルをサポートするので、セル102、104、および106はマクロセルと呼ばれることがある。さらに、1つまたは複数のマクロセルと重複し得るスモールセル108(たとえば、マイクロセル、ピコセル、フェムトセル、ホーム基地局、ホームノードB、ホームeノードBなど)内に、基地局118が示される。この例では、基地局118はサイズが比較的小さいセルをサポートするので、セル108はスモールセルと呼ばれることがある。セルサイズ決定は、システム設計ならびに構成要素制約に従って行われ得る。無線アクセスネットワーク100が任意の数のワイヤレス基地局およびセルを含んでよいことを理解されたい。さらに、所与のセルのサイズまたはカバレージエリアを拡張するために、中継ノードが展開されてよい。基地局110、112、114、118は、コアネットワークへのワイヤレスアクセスポイントを任意の数のモバイル装置に提供する。
図1は、基地局として機能するように構成され得るクアッドコプターまたはドローン120をさらに含む。すなわち、いくつかの例では、セルは必ずしも固定であってよいとは限らず、セルの地理的エリアは、クアッドコプター120などのモバイル基地局のロケーションに従って移動することがある。
概して、基地局は、ネットワークのバックホール部分(図示せず)との通信用のバックホールインターフェースを含み得る。バックホールは、基地局とコアネットワーク(図示せず)との間のリンクを提供し得、いくつかの例では、バックホールは、それぞれの基地局間の相互接続を提供し得る。コアネットワークは、ワイヤレス通信システムの一部であってよく、無線アクセスネットワーク内で使用される無線アクセス技術とは無関係であってよい。任意の好適なトランスポートネットワークを使用する直接物理接続、仮想ネットワークなどの、様々なタイプのバックホールインターフェースが採用され得る。
無線アクセスネットワーク100は、複数のモバイル装置のためのワイヤレス通信をサポートするように示される。モバイル装置は、通常、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって公表された規格および仕様ではユーザ機器(UE)と呼ばれるが、当業者によって、移動局(MS)、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、移動加入者局、アクセス端末(AT)、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、端末、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、または何らかの他の好適な用語で呼ばれることもある。UEは、ネットワークサービスへのアクセスをユーザに提供する装置であり得る。
本文書内では、「モバイル」装置は、必ずしも移動するための能力を有する必要があるとは限らず、固定であってよい。モバイル装置またはモバイルデバイスという用語は、多種多様なデバイスおよび技術を広く指す。たとえば、モバイル装置のいくつかの非限定的な例は、モバイル、セルラー(セル)フォン、スマートフォン、セッション開始プロトコル(SIP)フォン、ラップトップ、パーソナルコンピュータ(PC)、ノートブック、ネットブック、スマートブック、タブレット、携帯情報端末(PDA)、および、たとえば、「モノのインターネット」(IoT)に対応する、広範囲の組込みシステムを含む。モバイル装置は、追加として、自動車または他の輸送車両、遠隔センサーまたは遠隔アクチュエータ、ロボットまたはロボティクスデバイス、衛星無線、全地球測位システム(GPS)デバイス、オブジェクトトラッキングデバイス、ドローン、マルチコプター、クアッドコプター、遠隔制御デバイス、アイウェア、装着型カメラ、仮想現実デバイス、スマートウォッチ、ヘルストラッカーまたはフィットネストラッカー、デジタルオーディオプレーヤ(たとえば、MP3プレーヤ)、カメラ、ゲーム機などのコンシューマデバイスおよび/または装着型デバイスであってもよい。モバイル装置は、追加として、ホームオーディオ、ビデオ、および/またはマルチメディアデバイスなどのデジタルホームデバイスまたはスマートホームデバイス、家庭用電化製品、自動販売機、インテリジェント照明、ホームセキュリティシステム、スマートメーターなどであり得る。モバイル装置は、追加として、スマートエネルギーデバイス、セキュリティデバイス、ソーラーパネルまたはソーラーアレイ、電力(たとえば、スマートグリッド)、照明、水道などを制御する自治体インフラストラクチャデバイス、工業オートメーションおよびエンタープライズデバイス、ロジスティックスコントローラ、農業機器、軍事防御機器、車両、航空機、船舶、および兵器類などであり得る。またさらに、モバイル装置は、コネクテッド医療または遠隔医療サポート、すなわち、遠方における健康管理を実現する場合がある。テレヘルスデバイスは、テレヘルス監視デバイスおよびテレヘルス管理デバイスを含むことができ、それらの通信には、たとえば、クリティカルサービスユーザデータトラフィックのトランスポート用の優先されるアクセス、および/またはクリティカルサービスユーザデータトラフィックのトランスポート用の関連するQoSの観点から、他のタイプの情報よりも優先的な措置または優先されるアクセスが与えられ得る。
無線アクセスネットワーク100内では、セルは、各セルの1つまたは複数のセクタと通信している場合があるUEを含み得る。たとえば、UE122および124は基地局110と通信していてよく、UE126および128は基地局112と通信していてよく、UE130および132はRRH116を経由して基地局114と通信していてよく、UE134は基地局118と通信していてよく、UE136はモバイル基地局120と通信していてよい。ここで、各基地局110、112、114、118、および120は、それぞれのセル内のすべてのUEにコアネットワーク(図示せず)へのアクセスポイントを提供するように構成され得る。
別の例では、モバイルネットワークノード(たとえば、クアッドコプター120)が、UEとして機能するように構成されてもよい。たとえば、クアッドコプター120は、基地局110と通信することによってセル102内で動作してもよい。本開示のいくつかの態様では、2つ以上のUE(たとえば、UE126および128)が、基地局(たとえば、基地局112)を通じてその通信を中継することなく、ピアツーピア(P2P)またはサイドリンク信号127を使用して互いに通信してもよい。
基地局(たとえば、基地局110)から1つまたは複数のUE(たとえば、UE122および124)への制御情報および/またはトラフィック情報(たとえば、ユーザデータトラフィック)のユニキャスト送信またはブロードキャスト送信は、ダウンリンク(DL)送信と呼ばれることがあり、UE(たとえば、UE122)において発信する制御情報および/またはトラフィック情報の送信は、アップリンク(UL)送信と呼ばれることがある。加えて、アップリンクおよび/またはダウンリンクの制御情報および/またはトラフィック情報は、フレーム、サブフレーム、スロット、ミニスロット、および/またはシンボルに時分割されてもよい。本明細書で使用するシンボルとは、直交周波数分割多重化(OFDM)波形において、サブキャリア当り1つのリソース要素(RE:resource element)を搬送する時間の単位を指すことがある。スロットは、7個または14個のOFDMシンボルを搬送し得る。ミニスロットは、7個未満のOFDMシンボルまたは14個未満のOFDMシンボルを搬送し得る。サブフレームは、1msの持続時間を指すことがある。複数のサブフレームは、単一のフレームまたは無線フレームを形成するように、一緒にグループ化され得る。もちろん、これらの定義は必須ではなく、波形を編成するための任意の好適な方式が利用されてよく、波形の様々な時分割は、任意の好適な持続時間を有してよい。
無線アクセスネットワーク100におけるエアインターフェースは、様々なデバイスの同時通信を可能にするための、1つまたは複数の多重化アルゴリズムおよび多元接続アルゴリズムを使用し得る。たとえば、UE122および124から基地局110へのアップリンク(UL)送信すなわち逆方向リンク送信のための多元接続は、時分割多元接続(TDMA)、符号分割多元接続(CDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、直交周波数分割多元接続(OFDMA)、スパース符号多元接続(SCMA)、シングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)、リソース拡散多元接続(RSMA)、または他の好適な多元接続方式を使用して行われ得る。さらに、基地局110からUE122および124へのダウンリンク(DL)送信すなわち順方向リンク送信を多重化することは、時分割多重(TDM)、符号分割多重(CDM)、周波数分割多重(FDM)、直交周波数分割多重(OFDM)、スパース符号多重(SCM)、シングルキャリア周波数分割多重化(SC-FDM)、または他の好適な多重化方式を使用して行われ得る。
さらに、無線アクセスネットワーク100におけるエアインターフェースは、1つまたは複数の複信アルゴリズムを使用し得る。複信とは、両方の端点が両方向で互いに通信できるポイントツーポイント通信リンクを指す。全複信とは、両方の端点が互いに同時に通信できることを意味する。半複信とは、一度に一方の端点しか情報を他方へ送ることができないことを意味する。ワイヤレスリンクでは、全複信チャネルは、概して、送信機と受信機との物理的な分離、および好適な干渉消去技術に依拠する。周波数分割複信(FDD)または時分割複信(TDD)を使用することによって、ワイヤレスリンクに対して全複信エミュレーションが頻繁に実装される。FDDでは、異なる方向での送信は、異なるキャリア周波数において動作する。TDDでは、所与のチャネル上の異なる方向における送信は、時分割多重化を使って、互いから分離される。すなわち、ある時間には、チャネルは一方の方向における送信専用であるが、他の時間には、チャネルは他方の方向における送信専用であり、その場合、方向は、非常に急速に、たとえば、サブフレームごとに数回、変化し得る。
無線アクセスネットワーク100では、UEが移動しながらそれらのロケーションとは無関係に通信する能力は、モビリティと呼ばれる。UEと無線アクセスネットワークとの間の様々な物理チャネルは、一般に、モビリティ管理エンティティ(MME)の制御下でセットアップされ、維持され、解放される。本開示の様々な態様では、無線アクセスネットワーク100は、モビリティおよびハンドオーバ(すなわち、ある無線チャネルから別の無線チャネルへのUEの接続の移転)を可能にするために、DLベースのモビリティまたはULベースのモビリティを利用し得る。DLベースのモビリティのために構成されたネットワークでは、スケジューリングエンティティを用いた呼出しの間、または任意の他の時間において、UEは、そのサービングセルからの信号の様々なパラメータ、ならびに近隣セルの様々なパラメータを監視し得る。これらのパラメータの品質に応じて、UEは、近隣セルのうちの1つまたは複数との通信を維持し得る。この時間の間、あるセルから別のセルにUEが移動する場合、または近隣セルからの信号品質が所与の時間量にわたってサービングセルからの信号品質を上回る場合、UEは、サービングセルから近隣(ターゲット)セルへのハンドオフまたはハンドオーバに取りかかってよい。たとえば、UE124は、そのサービングセル102に対応する地理的エリアから、近隣セル106に対応する地理的エリアに移動することがある。所与の時間量にわたって近隣セル106からの信号強度または信号品質がそのサービングセル102の信号強度または信号品質を上回るとき、UE124は、この状態を示す報告メッセージをそのサービング基地局110へ送信し得る。それに応答して、UE124はハンドオーバコマンドを受信し得、UEはセル106へのハンドオーバを受け得る。
ULベースのモビリティ用に構成されたネットワークでは、各UEからのUL基準信号は、UEごとにサービングセルを選択するために、ネットワークによって使用され得る。いくつかの例では、基地局110、112、および114/116は、統合同期信号(たとえば、統合1次同期信号(PSS)、統合2次同期信号(SSS)および統合物理ブロードキャストチャネル(PBCH))をブロードキャストし得る。UE122、124、126、128、130、および132は、統合同期信号を受信し、同期信号からキャリア周波数およびサブフレームタイミングを導出し、タイミングの導出に応答して、アップリンクパイロット信号または基準信号を送信し得る。UE(たとえば、UE124)によって送信されたアップリンクパイロット信号は、無線アクセスネットワーク100内の2つ以上のセル(たとえば、基地局110および114/116)によって同時に受信され得る。セルの各々は、パイロット信号の強度を測定し得、無線アクセスネットワーク(たとえば、基地局110および114/116のうちの1つまたは複数、ならびに/あるいはコアネットワーク内の中央ノード)は、UE124のためのサービングセルを決定し得る。UE124が無線アクセスネットワーク100内を移動するとき、ネットワークは、UE124によって送信されたアップリンクパイロット信号を監視し続けることができる。近隣セルによって測定されたパイロット信号の信号強度または信号品質がサービングセルによって測定された信号強度または信号品質を超えるとき、ネットワーク100は、UE124への通知の有無にかかわらず、UE124をサービングセルから近隣セルにハンドオーバし得る。
基地局110、112、および114/116によって送信される同期信号は統合される場合があるが、同期信号は、特定のセルを識別しないことがあり、同じ周波数上かつ/または同じタイミングで動作する複数のセルのゾーンを識別する場合がある。5Gネットワークまたは他の次世代通信ネットワークにおけるゾーンの使用は、アップリンクベースモビリティフレームワークを可能にし、UEとネットワークとの間で交換される必要があるモビリティメッセージの数が低減される場合があるのでUEとネットワークの両方の効率を改善する。
様々な実装形態では、無線アクセスネットワーク100におけるエアインターフェースは、認可スペクトル、無認可スペクトル、または共有スペクトルを使用してよい。認可スペクトルは、一般に、モバイルネットワーク事業者が政府規制機関からライセンスを購入することによって、スペクトルの一部分の独占的な使用を提供する。無認可スペクトルは、政府が許可するライセンスの必要なしに、スペクトルの一部分の共有された使用を提供する。一般に、無認可スペクトルにアクセスするために、いくつかの技術規則の遵守がやはり必要とされるが、一般に、いかなる事業者またはデバイスもアクセスを得てよい。共有スペクトルは、認可スペクトルと無認可スペクトルとの間にあってよく、スペクトルにアクセスするために技術規則または制限が必要とされ得るが、スペクトルは、やはり複数の事業者および/または複数のRATによって共有され得る。たとえば、認可スペクトルの一部分に対するライセンスの保有者は、たとえば、アクセスを得るためにライセンシーによって決定された好適な条件を伴ってそのスペクトルを他の当事者と共有するために、認可された共有アクセス(LSA:licensed shared access)を提供し得る。
いくつかの例では、エアインターフェースへのアクセスがスケジュールされてよく、スケジューリングエンティティ(たとえば、基地局)は、そのサービスエリアまたはセル内のいくつかのまたはすべてのデバイスおよび機器の間で通信のためのリソースを割り振る。本開示内で、以下でさらに論じるように、スケジューリングエンティティは、1つまたは複数のスケジュールドエンティティのためのリソースをスケジュールすること、割り当てること、再構成すること、および解放することを担当し得る。すなわち、スケジュールされた通信のために、スケジュールドエンティティは、スケジューリングエンティティによって割り振られるリソースを使用する。
基地局は、スケジューリングエンティティとして機能する場合がある唯一のエンティティではない。すなわち、いくつかの例では、UEが、1つまたは複数のスケジュールドエンティティ(たとえば、1つまたは複数の他のUE)のためにリソースをスケジュールするスケジューリングエンティティとして機能してもよい。他の例では、必ずしも基地局からのスケジューリングまたは制御情報に依拠することなく、サイドリンク信号がUE間で使用されてもよい。たとえば、UE138は、UE140および142と通信するように示されている。いくつかの例では、UE138は、スケジューリングエンティティまたは1次サイドリンクデバイスとして機能しており、UE140および142は、スケジュールドエンティティまたは非1次(たとえば、2次)サイドリンクデバイスとして機能してもよい。さらに別の例では、UEは、デバイス間(D2D)ネットワーク、ピアツーピア(P2P)ネットワーク、もしくは車両間(V2V)ネットワークにおいて、かつ/またはメッシュネットワークにおいて、スケジューリングエンティティとして機能してもよい。メッシュネットワークの例では、UE140および142は、スケジューリングエンティティ138と通信することに加えて、随意に互いに直接通信してもよい。
図2は、第1のワイヤレス通信デバイス202と第2のワイヤレス通信デバイス204との間のワイヤレス通信の概略図である。各ワイヤレス通信デバイス202および204は、ユーザ機器(UE)、基地局、またはワイヤレス通信のためのどの他の適切な装置もしくは手段であってもよい。示されている例では、第1のワイヤレス通信デバイス202内のソース222は、通信チャネル206(たとえば、ワイヤレスチャネル)を介して、第2のワイヤレス通信デバイス204内のシンク244にデジタルメッセージを送信する。デジタルメッセージの信頼できる通信を提供するために、通信チャネル206に影響を及ぼすノイズ208を考慮に入れることは通常有益である。
ブロックコードまたは誤り訂正コードはしばしば、そのようなチャネルを介して、デジタルメッセージの信頼できる送信を行うために使用される。典型的なブロックコード内では、情報メッセージまたはシーケンスがブロックに分裂され、各ブロックは、Kビットの長さを有する。第1の(送信)ワイヤレス通信デバイス202においてエンコーダ224は、次いで、情報メッセージに冗長性を数学的に加え、Nの長さを有するコードワードを生じさせ、ここで、N>Kである。ここで、コードレートRは、メッセージ長とブロック長との間の比率であり、すなわち、R=K/Nである。符号化された情報メッセージにおけるこの冗長性の活用は、メッセージの信頼度への1つの手がかりであり、場合によっては、ノイズ208または他の信号伝搬影響に起因して生じ得るビットエラーの訂正を可能にする。つまり、部分的にはチャネルへのノイズの追加などによりビットエラーが起こり得るとしても、第2の(受信)ワイヤレス通信デバイス204におけるデコーダ242が、情報メッセージを場合によっては復元するために、冗長性を利用し得る。
特に、ハミングコード、Bose-Chaudhuri-Hocquenghem(BCH)コード、ターボコード、および低密度パリティチェック(LDPC)コードを含む、そのような誤り訂正ブロックコードの多くの例が、当業者には知られている。ターボコードを利用する3GPP LTEネットワーク、およびLDPCコードを利用するIEEE802.11n Wi-Fiネットワークなど、多くの既存のワイヤレス通信ネットワークが、そのようなブロックコードを利用する。
LDPCコードは、線形前方誤り訂正コードであり、長さNの各コードワードは、K個の情報ビットとC個のパリティチェックビットとを含む(N=K+C)。LDPCコードワード内のシンボルは、次の形のC個のパリティチェック等式を満たす:
Figure 0006980797
式中、ca、cb、cc、…、czは、パリティチェック等式内のコードビットであり、
Figure 0006980797
は、モジュロ2加算を指す。
LDPCコードは、スパースパリティチェック行列Hによって定義され得る。パリティチェック行列は、C行×N列のバイナリ行列である。行はパリティチェック等式を表し、列はコードワード内のビットを表す。第i番目のコードビットが第j番目のパリティチェック等式内に含まれる場合、第i番目の行および第j番目の列内には「1」が存在する。パリティチェック行列は、行列が低密度の1を有するという点でスパースである。このスパース性は、低複雑度復号をレンダリングし、単純な実装をもたらす。
パリティチェック行列Hの一例を図3に示す。図3に示す例では、コードワードの長さ(N)は12であり、パリティチェックビット(C)の数は9個である。したがって、パリティチェック行列Hは、9つのパリティチェック等式および12ビットを有する、12×9の行列である。各パリティチェック等式は、各行内の非ゼロロケーションに対応するコードビットc1〜c12から形成される。たとえば、第1の行に対応する第1のパリティチェック等式は、次のように表され得る。
Figure 0006980797
したがって、第1のパリティチェック等式は、コードワード内にコードビットc3、c6、c7、およびc8を含む。各行内の非ゼロエントリに基づいて、他の行の各々に対して、同様の等式を構築することができる。すべてのコードビットが同じ数の等式内に含まれ、各等式が同じ数のコードビットを含むという点で、図3に示す行列Hは、規則的なLDPCコードを表す。たとえば、図3では、各コードビットc1〜c12が3つの等式内に含まれ、各等式は4つのコードビットを含む。他の例では、LDPCコードは、不規則的であり得、行および列の中に可変数の1を含む。
LDPCコードの復号は、グラフによる記述によって最もよく理解することができる。図4は、図3に示したパリティチェック行列Hに対応するLDPCグラフ400の一例を示す。グラフ400は、2つのタイプのノード、すなわち、ビットノード(BN1〜BN12)402およびパリティノード(PN1〜PN9)404を有する。各ビットノードはコードビットを表し、各パリティノードはパリティチェック等式を表す。ビットノードに関連するコードビットがパリティノードに関連するパリティチェック等式内に含まれる場合、ビットノードとパリティノードとの間にラインが引かれる。各ラインは、本明細書ではエッジ406と呼ばれることがある。したがって、第j番目のビットノード402がエッジ406によって第i番目のパリティノード404に接続される場合、すなわち、2つのノードが近隣である場合、パリティチェック行列Hの第i番目の列内および第j番目の行内に「1」が存在する。すなわち、第i番目の行と第j番目の列の交点は「1」を含み、この場合、エッジ406は、対応するノード402および404を結合し、エッジが存在しない場合、「0」である。したがって、各エッジ406は、パリティチェック行列内の非ゼロエントリに対応する。図4に示すグラフは図3に示したパリティチェック行列に対応するため、各ビットノード402は、各ビットノード402をパリティノード404に接続する3個のエッジ406を有し、各パリティノード404は、各パリティノード404をビットノード402に接続する4個のエッジ406を有する。
各パリティノード404に対して、パリティノード404の近隣のビットの総和が(ビットノード402とのその関連性により)0モジュロ2になる場合のみ、すなわち、これらのビットが偶数の1を含む場合のみ、ビットノードシーケンスと一対一で関連するビットシーケンスは、コードのコードワードである。場合によっては、これらのビットのうちのいくつかは、パンクチャリングされる場合があるか、または知られている場合がある。パンクチャリングは、コードワードからビットを除去し、事実上、所望の粒度のより短いコードワードを与える行為を指す。LDPCグラフの場合、これは、グラフ内のビットノード402のうちのいくつかが実際に送信されていないビットに対応することを意味する。
LDPCデコーダおよびLDPCコードワードを復号するために使用される復号アルゴリズムは、エッジ406とともにグラフ400内でメッセージを交換して、着信メッセージに基づいてノード402および404において計算を実行することでこれらのメッセージを更新することによって動作する。グラフ400内の各ビットノード402には、そのビットが、たとえば、通信チャネルからの観測によって判定されたように、1である確率の推定(たとえば、チャネル推定)を示すソフトビットが最初に与えられる。ビットノード402は、ビットノード402に接続されたエッジ406上で、このソフトビット(初期推定)をパリティノード404にブロードキャストする。各パリティノード404は、次に、そのパリティチェック等式に伴うビットに対して第1の新しい推定を生成し、これらの第1の新しい推定をエッジ406上でビットノード402に送り返す。第1の新しい推定は、パリティノードに与えられる初期推定のすべてに基づいて計算される。
たとえば、等式
Figure 0006980797
に対応する第1のパリティノードPN1を考慮する。このパリティノードは、コードビットc3、c6、c7、およびc8に対応するビットノードBN3、BN6、BN7、およびBN8から初期推定e3、e6、e7、およびe8を受信することができる。コードビットc3に対応するビットノードBN3に対する第1の新しい推定は、次いで、次のように計算され得る:
Figure 0006980797
残りのビットノードに関する新しい推定に対して同様の計算を行うことができる。
結果として、各ビットノード402には、そのビットノードに接続されたパリティノード404の各々によって異なる第1の新しい推定が与えられる。各ビットノード402は、次いで、(追加の新しい推定が送られる先のパリティビットを除いて)各パリティノードから受信された第1の新しい推定の組合せとともに、元のチャネル推定に基づいて、そのビットノードに接続されたパリティノード404の各々に対してそれぞれの第2の新しい推定を決定することができる。したがって、ビットノード402からパリティノード404に送られた第2の新しい推定を決定する際に、ビットノード404はそのパリティノード404から受信された第1の新しい推定を無視する。たとえば、ビットノードBN3は、パリティノードPN1に対する第2の新しい推定を決定するとき、パリティノードPN1から送られた第1の新しい推定を無視することになる。特定のパリティノードに対する第2の新しい推定は、次いで、元のチャネル推定を考慮に入れて、たとえば、他のパリティノード404から受信された第1の新しい推定の正規化された積として計算され得る。このプロセスは、推定のすべての正規化された積を計算することによって、各ビットノード402において最終的な推定が計算されるまで、パリティノード404がエッジメッセージ(推定)をビットノード402に渡し、ビットノード402がエッジメッセージ(推定)をパリティノード404に渡して反復する。次いで、最終的な推定をしきい値(たとえば、0.5)と比較することによって、各ビットに対する硬判定を行うことができる。
いくつかの例では、図4に示すグラフ400は、ワイヤレス通信ネットワーク(たとえば、図1に示した無線アクセスネットワーク100)内で利用される最小コードワード長を生成するために必要な寸法未満の寸法を有するLDPCグラフであってよい。関係するLDPCグラフのグループは、本明細書で「LDPCベースグラフ」と呼ばれることがある、関係するLDPCグラフのうちの1つによって表されてよい。たとえば、LDPCベースグラフは、特定の範囲のビットノード数内にいくつかのビットノードKb(行列内の列)を有するLDPCグラフを表し得る(たとえば、x<=Kb<=yであり、式中、xおよびyは、関係するLDPCグラフのグループ内の最小数および最大数のビットノードを定義する)。いくつかの例では、LDPCベースグラフは、関係するLDPCグラフのグループ内に最大数のビットノードを有するLDPCグラフである。
所望の情報ブロック長KおよびコードレートRに対応するLDPCグラフを生成するために、LDPCグラフを表すLDPC行列内のエントリの各々をリフトサイズZだけリフトすることができる(たとえば、別の行列と置換することができる)(たとえば、Kb*Z=K)。たとえば、LDPCグラフが3×3行列によって表され、3のリフトサイズZがLDPCグラフに適用される場合、結果として生じる、リフトされた行列は9×9行列である。実際には、リフティングは、より小さいコードの複数のコピーから比較的大きいLDPCコードを生成するための技法である。最大リフトサイズZmaxは、LDPCグラフに対する最大情報ブロック長Kmaxに対応する、LDPCグラフ内のエッジ単位で達成され得る最大並列度(parallelism)を表す。
デコーダは、P個のエッジメッセージの少なくとも1つのグループを並列に計算するように実装され得る。いくつかの例では、Pの値は、ピークスループットに達するために必要とされる並列度レベル以上である。たとえば、Pは、ピークスループット事例において使用される最大リフトサイズZmaxに等しくてよい。一例では、8192ビットの最大情報ブロック長(Kmax)を達成するために、対応する最大リフトサイズ(Zmax)、したがって、20Gb/sのピークスループットを達成するための並列度Pは、320に等しくてよい。しかしながら、リフトサイズZがP未満であるとき、復号ハードウェアリソースの一部は、アイドルである場合があり、利用されない場合がある。たとえば、K、および、リフトサイズZがより小さくなるにつれて、デコーダリソース利用の効率およびスループットは低減し得る。
本開示の様々な態様では、Kのより小さい値におけるデコーダリソース利用を改善するために、各々が、異なる範囲のグラフ寸法(たとえば、異なる範囲の数のビットノード)を有する2つ以上のLDPCベースグラフを設計することができる。したがって、各LDPCベースグラフは、異なる情報ブロック長範囲(たとえば、KlowからKhigh)をサポートし得る。加えて、各情報ブロック長範囲は重複し得る。
いくつかの例では、ワイヤレス通信ネットワーク内で利用される情報ブロック長およびコードレートのすべてまたは最大部分をカバーするために、ベースラインLDPCベースグラフを設計することができる。ベースラインLDPCベースグラフは、その場合、エンコーダおよびデコーダに対して、最大情報ブロック長Kmaxおよび最大リフトサイズZmaxを設定することができる。情報ブロック長およびコードレートの1つまたは複数のサブセットをカバーするために、1つまたは複数の追加のLDPCベースグラフをさらに設計することができる。いくつかの例では、追加のLDPCベースグラフは、ベースラインLDPCベースグラフと重複し得るが、ベースラインLDPCベースグラフによってカバーされる情報ブロック長範囲外の他の情報ブロック長をやはりカバーし得る。たとえば、LDPCベースグラフのうちの少なくとも1つは、ベースラインLDPCベースグラフに関連する情報ブロック長範囲内に含まれるLDPCベースグラフよりも短い情報ブロック長を含み得る。
いくつかの例では、追加のLDPCベースグラフは各々、ベースラインLDPCベースグラフと同じコードレートのすべてをサポートする。他の例では、追加のLDPCベースグラフのうちの1つまたは複数は、コードレートのサブセットまたは1つまたは複数の異なるコードレートをサポートし得る。たとえば、変調コーディング方式(MCS)表に基づいて、追加のLDPCベースグラフによってサポートされるコードレートは、(たとえば、16QAMから32QAMへの)変調次数遷移の真上および真下のコードレートを含み得る。追加のLDPCベースグラフのうちの1つまたは複数は、したがって、Kのより小さな値(K<Kmax)において最大リフトサイズZmaxを利用することができる。他の性能利益のために、追加のLDPCベースグラフをさらに設計することができる。たとえば、他のLDPCベースグラフに対してより低いコードレートをサポートするために、追加のLDPCベースグラフを設計することができる。
いくつかの例では、所与のコードレートRにおける長さKの情報ブロックに対して、エンコーダまたはデコーダは、リフトサイズZを最大化する特定のLDPCベースグラフを選択することができ、この場合、Z<=Zmaxである。たとえば、エンコーダまたはデコーダは、情報ブロック長を生成するために第1のLDPCベースグラフに適用される第1のリフトサイズが、情報ブロック長を生成するために第2のLDPCベースグラフに適用される第2のリフトサイズよりも大きいとき、第1のLDPCベースグラフを選択することができる。同様に、エンコーダまたはデコーダは、情報ブロック長を生成するために第1のLDPCベースグラフに適用される第2のリフトサイズが、情報ブロック長を生成するために第2のLDPCベースグラフに適用される第1のリフトサイズよりも大きい場合、第2のLDPCベースグラフを選択することができる。第1のLDPCベースグラフは、いくつかの例では、ベースラインLDPCベースグラフに対応し得、第2のLDPCベースグラフは、より低いLDPCベースグラフ(たとえば、より少ない数のビットノードを含むLDPCベースグラフ)に対応し得る。
いくつかの例では、エンコーダまたはデコーダは、受信機における並列度制約に基づいて特定のLDPCベースグラフを選択することができる。したがって、特定のLDPCベースグラフは、情報ブロック長Kおよびデコーダの並列度制約Pに基づいて選択され得、この場合、P=Zmaxである(たとえば、並列度制約は最大リフトサイズを設定する)。たとえば、複数のLDPCベースグラフによってサポートされる所与のレートRにおける最小情報ブロックサイズKを仮定すると、エンコーダまたはデコーダは、最大リフトサイズZを提供するLDPCベースグラフを選択することができる。Kが増大するにつれて、エンコーダまたはデコーダは、リフトサイズは並列度制約P以下であるが、同じLDPCベースグラフを選択し続けることができる。しかしながら、情報ブロック長Kにおいて、現在LDPCベースグラフのリフトサイズZがPを超える場合、エンコーダまたはデコーダは、P以下である最大リフトサイズZを提供するLDPCベースグラフに切り替えることができる。最大情報ブロック長Kmaxに達するまで、このプロセスを反復することができる。
一例として、3つのLDPCベースグラフ、すなわち、低LDPCベースグラフ(8<=Kb<=10)、中間LDPCベースグラフ(16<=Kb<=20)、および高LDPCベースグラフ(24<=Kb<=30)が存在すると仮定する。並列度制約または320の最大リフトサイズおよび1/3のコードレートで、K<=3200の場合、低LDPCベースグラフからLDPCベースグラフを選択することができ、3200<K<=6400の場合、中間LDPCベースグラフからLDPCベースグラフを選択することができ、6400<K<=8192(Kmax)の場合、高LDPCベースグラフからLDPCベースグラフを選択することができる。
いくつかの例では、性能など、他の要因を改善するために、最大リフトサイズを提供しないLDPCベースグラフを選択することができる。加えて、リフトサイズ以外の基準を使用して、LDPCベースグラフを選択することができる。たとえば、復号速度を使用して、LDPCベースグラフを選択することができる(たとえば、並列度制約Pにおいて達成可能なピークスループット未満の最大復号速度を実現するLDPCベースグラフを選択することができる)。
図5は、本開示のいくつかの態様による、2つ以上のLDPCベースグラフから選択するように構成されたワイヤレス通信デバイス500の一例を示す図である。図5において、情報ブロックを符号化するのに先立って、コードレート(CR)502および情報ブロックの情報ブロック長(IBL)504をLDPCベース選択回路構成506に提供することができる。LDPCベース選択回路構成506は、次いで、各々が異なる範囲のグラフ寸法(たとえば、異なる範囲の数のビットノード)を有する、2つ以上のLDPCベースグラフ508から選択することができる。したがって、各LDPCベースグラフ508は、異なる情報ブロック長範囲(たとえば、KlowからKhigh)をサポートし得る。いくつかの例では、それぞれのLDPCベースグラフ508によってサポートされる各情報ブロック長範囲は重複し得る。いくつかの例では、ワイヤレス通信デバイス500の展開に先立って、LDPCベースグラフ508の各々が事前決定され、ワイヤレス通信デバイス500にロードされる。
いくつかの例では、LDPCベースグラフ508のうちの1つは、ワイヤレス通信ネットワーク内で利用される情報ブロック長およびコードレートのすべてまたは大部分をカバーするように設計されるベースラインLDPCベースグラフであり得る。たとえば、ベースラインLDPCベースグラフは、エンコーダおよびデコーダに対して、最大情報ブロック長Kmaxおよび最大リフトサイズZmaxを設定することができる。情報ブロック長およびコードレートの1つまたは複数のサブセットをカバーするために、他のLDPCベースグラフ508をさらに設計することができる。いくつかの例では、他のLDPCベースグラフは各々、ベースラインLDPCベースグラフと重複し得るが、ベースラインLDPCベースグラフによってカバーされる情報ブロック長範囲外の他の情報ブロック長をやはりカバーし得る。たとえば、LDPCベースグラフ508のうちの少なくとも1つは、ベースラインLDPCベースグラフによって生成される情報ブロック長よりも短い情報ブロック長を生成することが可能であり得る。
LDPCベースグラフ選択回路構成506は、最初に、情報ブロックのIBL504をLDPCベースグラフ508の各々によってサポートされる情報ブロック長範囲と比較することができる。LDPCベースグラフ508のうちの1つのみが情報ブロックのIBL504をサポートする場合、LDPCベースグラフ選択回路構成506は、IBL504をサポートする単一のLDPCベースグラフ508を選択することができる。しかしながら、2つ以上のLDPCベースグラフ508が情報ブロックのIBL504をサポートする場合、LDPCベースグラフ選択回路構成506は、他の基準を利用して、情報ブロックに対するLDPCベースグラフ508を選択することができる。
いくつかの例では、2つ以上のLDPCベースグラフ508がIBL504をサポートする場合、LDPCベースグラフ選択回路構成506は、LDPCベースグラフ508を選択するために情報ブロックを符号化するために利用され得るCR502を考慮し得る。たとえば、各LDPCベースグラフは、それぞれのコードレート範囲をサポートし得る。LDPCベースグラフ508のうちの1つがベースラインLDPCベースグラフである例では、ベースラインLDPCベースグラフは、ワイヤレス通信ネットワーク内で利用されるコードレートのすべてまたは大部分をサポートし得る。他のLDPCベースグラフ508は、ベースラインLDPCベースグラフのコードレート範囲のサブセットおよび/または異なるコードレートをサポートし得る。したがって、各LDPCベースグラフは、異なるコードレート範囲をサポートし得る。情報ブロックに対して利用されることになるCR502のみがLDPCベースグラフのうちの1つによってサポートされる場合、LDPCベースグラフ選択回路構成506は、CR502をサポートするLDPCベースグラフ508を選択することができる。
しかしながら、2つ以上のLDPCベースグラフ508がCR502をサポートする場合、LDPCベースグラフ選択回路構成506は、情報ブロック504のIBL504を生成するために、各LDPCベースグラフ508に適用されるそれぞれのリフトサイズに基づいて、LDPCベースグラフを選択することができる。いくつかの例では、LDPCベースグラフ選択回路構成506は、IBL504を生成するために最大リフトサイズを提供するLDPCベースグラフ508を選択することができる。たとえば、2つのLDPCベースグラフ(たとえば、第1のLDPCベースグラフおよび第2のLDPCベースグラフ)を考慮すると、LDPCベースグラフ選択回路構成506は、IBL504を生成するために第1のLDPCベースグラフに適用されるリフトサイズがIBL504を生成するために第2のLDPCベースグラフに適用されるリフトサイズより大きいとき、第1のLDPCベースグラフを選択することができ、その逆も同様である。
選択されたLDPCベースグラフ508は、次いで、情報ブロックを符号化する際に使用するための特定のLDPCグラフ512を選択するために、LDPCグラフ選択回路構成510に入力され得る。いくつかの状況では、各LDPCベースグラフ508は、2つ以上のLDPCグラフ512のセットを表し得る。いくつかの例では、LDPCベースグラフ508は、特定の範囲のビットノード数の中にいくつかのビットノードKb(図3に示した行列内の列)を有する、関係するLDPCグラフ512のグループを表す(たとえば、x<=Kb<=yであり、式中、xおよびyは、関係するLDPCグラフのグループ内の最小数および最大数のビットノードを定義する)。いくつかの例では、各LDPCベースグラフ508は、関係するLDPCグラフ512のグループ内に最大数のビットノードを有するLDPCグラフ512に対応する。LDPCグラフ選択回路構成510は、情報ブロックを符号化する際に使用するための関係するLDPCグラフ512のグループ内の、LDPCベースグラフ508であり得る、LDPCグラフ512のうちの1つを選択することができる。特定のLDPCグラフ512は、たとえば、CR502、IBL504、リフトサイズ、またはエンコーダおよび/またはデコーダの性能に関係し得る他の要因に基づいて選択され得る。
図6は、処理システム614を採用する例示的なワイヤレス通信デバイス600のためのハードウェア実装形態の一例を示す概念図である。たとえば、ワイヤレス通信デバイス600は、ユーザ機器(UE)、基地局、またはワイヤレス通信のためのいずれかの他の適切な装置もしくは手段であってもよい。
ワイヤレス通信デバイス600は、1つまたは複数のプロセッサ604を含む処理システム614を用いて実装されてもよい。プロセッサ604の例は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、状態機械、ゲート論理、ディスクリートハードウェア回路、および本開示全体にわたって説明する様々な機能性を実行するように構成された他の適切なハードウェアを含む。様々な例では、ワイヤレス通信デバイス600は、本明細書で説明する機能のうちのいずれか1つまたは複数を実行するように構成され得る。すなわち、プロセッサ604は、ワイヤレス通信デバイス600内で使用されるとき、図7〜図9で説明し示すプロセスのうちのいずれか1つまたは複数を実装するために使用され得る。
この例では、処理システム614は、バス602によって概略的に表されるバスアーキテクチャで実装されてもよい。バス602は、処理システム614の特定の用途および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続するバスおよびブリッジを含んでもよい。バス602は、1つまたは複数のプロセッサ(プロセッサ604によって概略的に表される)、メモリ605、およびコンピュータ可読媒体(コンピュータ可読媒体606によって概略的に表される)を含む様々な回路を、一緒に通信可能に結合する。バス602はまた、タイミングソース、周辺装置、電圧調整器、および電力管理回路などの様々な他の回路をリンクし得るが、それらは当技術分野でよく知られており、したがって、これ以上は説明しない。バスインターフェース608は、バス602とトランシーバ610との間のインターフェースを実現する。トランシーバ610は、伝達媒体(たとえば、エア)を介して様々な他の装置と通信するための手段を提供する。装置の性質に応じて、随意のユーザインターフェース612(たとえば、キーパッド、ディスプレイ、スピーカー、マイクロフォン、ジョイスティック)も設けられてよい。ユーザインターフェース612は、基地局など、一部のデバイス内では提供されない場合があることを理解されたい。
プロセッサ604は、バス602を管理すること、およびコンピュータ可読媒体606上に記憶されたソフトウェアの実行を含む一般的な処理を担当する。ソフトウェアは、プロセッサ604によって実行されると、任意の特定の装置のために、以下で説明する様々な機能を処理システム614に実行させる。コンピュータ可読媒体606およびメモリ605はまた、ソフトウェアを実行するときにプロセッサ604によって操作されるデータを記憶するために使用されてよい。
処理システム内の1つまたは複数のプロセッサ604は、ソフトウェアを実行してもよい。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、または他の名称で呼ばれるかどうかにかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、手順、関数などを意味するものと広く解釈されるべきである。ソフトウェアは、コンピュータ可読媒体606上に存在してもよい。コンピュータ可読媒体606は、非一時的コンピュータ可読媒体であってもよい。非一時的コンピュータ可読媒体は、例として、磁気記憶デバイス(たとえば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気ストリップ)、光ディスク(たとえば、コンパクトディスク(CD)またはデジタル多用途ディスク(DVD))、スマートカード、フラッシュメモリデバイス(たとえば、カード、スティック、またはキードライブ)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、消去可能PROM(EPROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、レジスタ、リムーバブルディスク、ならびにコンピュータによってアクセスされ得、読み取られ得るソフトウェアおよび/または命令を記憶するための任意の他の好適な媒体を含む。コンピュータ可読媒体はまた、例として、搬送波、伝送線路、およびコンピュータによってアクセスされ得、読み取られ得るソフトウェアおよび/または命令を送信するための任意の他の好適な媒体を含み得る。
コンピュータ可読媒体606は、処理システム614内に常駐してよく、処理システム614の外に存在してよく、または処理システム614を含む複数のエンティティにわたって分散されてもよい。コンピュータ可読媒体606は、コンピュータプログラム製品において具現化され得る。例として、コンピュータプログラム製品は、パッケージング材料内にコンピュータ可読媒体を含めてよい。特定の適用例および全体的なシステムに課された全体的な設計制約に応じて、本開示全体にわたって提示される説明する機能をどのように実装するのが最良であるかを、当業者は認識されよう。
本開示のいくつかの態様では、プロセッサ604は、様々な機能のために構成された回路構成を含み得る。たとえば、プロセッサ604は、所与のブロック長の情報ブロックを受信し、特定のコードレートに基づいて、LDPC符号化を使用して、情報ブロックを符号化するように構成された低密度パリティチェック(LDPC)符号化回路構成642を含み得る。いくつかの例では、LDPC符号化回路構成642は、たとえば、メモリ605内に維持される複数のLDPCベースグラフ615からLDPCベースグラフを選択するように構成され得る。LDPCベースグラフ615は、図5に示したLDPCベースグラフ508に対応し得る。加えて、LDPC符号化回路構成642は、図5に示した、LDPCベースグラフ選択回路構成506とLDPCグラフ選択回路構成510とを含み得る。LDPC符号化回路構成642は、次いで、LDPCベースグラフによって表される特定のLDPCグラフを選択し、選択されたLDPCグラフを利用して、情報ブロックを符号化して、トランシーバ610を介して受信側ワイヤレス通信デバイスにワイヤレスエアインターフェースを介して送信するためのコードワードを生成することができる。コードワードは、情報ブロックの情報ビットと、選択されたLDPCグラフを使用して生成されるパリティチェックビットとを含む。
いくつかの例では、LDPCベースグラフ615は、それを介してワイヤレス通信デバイスが通信するようにワイヤレス通信ネットワークのために設計され、メモリ605内に記憶され得る。LDPCベースグラフ615は、たとえば、各々が異なる情報ブロック範囲に関連する、2つ以上のLDPCベースグラフを含み得る。たとえば、LDPCベースグラフ615は、第1の情報ブロック長範囲に関連する第1のLDPCベースグラフと、第2の情報ブロック長範囲に関連する第2のLDPCベースグラフとを含み得る。第1の情報ブロック長範囲は、たとえば、ワイヤレス通信ネットワークによってサポートされるベースライン情報ブロック長範囲(たとえば、100ビットから8192ビットの間)をカバーし得る。第2の情報ブロック長範囲は、第2の情報ブロック長が、第1の情報ブロック長範囲内(たとえば、100ビットから3200ビットの間)に完全に含まれるように、または第1の情報ブロック長範囲(たとえば、50ビットから3200ビットの間)に重複するように、第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含み得る。追加のLDPCベースグラフ615を設計し、メモリ605内に維持することもできる。たとえば、第3の情報ブロック長範囲に関連付けられるように、第3のLDPCベースグラフを設計することができる。第3の情報ブロック長範囲はまた、第3の情報ブロック長範囲が、第1の情報ブロック長範囲内(たとえば、100ビットから6400ビットの間)に完全に含まれるように、または第1および第2の情報ブロック長範囲(たとえば、75ビットから6400ビットの間)に重複するように、第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含み得る。
LDPC符号化回路構成642は、情報ブロックの情報ブロック長に基づいて、情報ブロックを符号化するための複数のLDPCベースグラフ615からLDPCベースグラフを選択するようにさらに構成され得る。いくつかの例では、LDPCベースグラフ615のうちの1つのみが情報ブロックの情報ブロック長をサポートする場合、LDPC符号化回路構成642は、情報ブロック長をサポートする単一のLDPCベースグラフ615を選択することができる。しかしながら、2つ以上のLDPCベースグラフ615が情報ブロックの情報ブロック長をサポートする場合、LDPC符号化回路構成642は、他の基準を利用して、情報ブロックに対するLDPCベースグラフ615を選択することができる。他の基準の例は、限定はしないが、コードレートおよびリフトサイズを含む。
いくつかの例では、LDPCベースグラフ615の各々は、ワイヤレス通信デバイス内で使用され得るすべての考えられるコードレートをカバーする。この例では、LDPC符号化回路構成642は、情報ブロックの情報ブロック長を生成するために最高リフトサイズを利用するLDPCベースグラフ615を選択することができる。他の例では、LDPCベースグラフ615のうちの1つまたは複数は、他のLDPCベースグラフとは異なるコードレート範囲をカバーし得る。たとえば、第1のLDPCベースグラフは、第1のコードレート範囲に関連付けられてよく、第2のLDPCベースグラフは、第1のコードレート範囲に重複するが、第1のコードレート範囲内にはない他のコードも含む、第2のコードレート範囲に関連付けられてよい。この例では、LDPCベースグラフ615のうちの1つのみが情報ブロックのコードレートをサポートする場合、LDPC符号化回路構成642は、そのコードレートをサポートする単一のLDPCベースグラフ615を選択することができる。しかしながら、2つ以上のLDPCベースグラフ615が情報ブロックのコードレートをサポートする場合、LDPC符号化回路構成642は、情報ブロックの情報ブロック長を生成するために最高リフトサイズを利用するLDPCベースグラフ615を選択することができる。
いくつかの例では、LDPC符号化回路構成642は、LDPCベースグラフ615を選択するとき、受信側ワイヤレス通信デバイスにおける並列度制約をさらに考慮し得る。並列度制約は、受信側ワイヤレス通信デバイスによって並行して処理され得る最大数のエッジメッセージを示す。いくつかの例では、並列度制約は、ピークスループットに達するために必要とされる並列度以上である。たとえば、並列度制約は、ピークスループット事例において使用される最大リフトサイズに等しくてよい。一例では、8192ビットの最大情報ブロック長を達成するための、対応する最大リフトサイズ、したがって、並列度は、20Gb/sのピークスループットを達成するための320に等しくてよい。他の例では、並列度制約は、ピークスループットに達するために必要とされる並列度未満であり得る。
3つのLDPCベースグラフの上記の例を使用すると、LDPC符号化回路構成642は、符号化されることになる情報ブロックの情報ブロック長を生成するために第2のLDPCベースグラフに適用されるリフトサイズが並列度制約以下であるとき、第2のLDPCベースグラフを選択することできる。LDPC符号化回路構成642はさらに、情報ブロック長を生成するために第2のLDPCベースグラフに適用されるリフトサイズが並列度制約よりも大きく、情報ブロック長を生成するために第3のLDPCベースグラフに適用されるリフトサイズが並列度制約以下であるとき、第3のLDPCベースグラフを選択することができる。LDPC符号化回路構成642はさらに、情報ブロック長を生成するために第3のLDPCベースグラフに適用されるリフトサイズが並列度制約よりも大きいとき、第1のLDPCベースグラフを選択することができる。
いくつかの例では、LDPC符号化回路構成642は、情報ブロック長、コードレート、および/またはリフトサイズ以外の要因に基づいて、LDPCベースグラフを選択することができる。たとえば、LDPC符号化回路構成642は、各LDPCベースグラフに対して受信側ワイヤレス通信デバイスにおいて予想される復号速度に基づいて、LDPCベースグラフを選択することができる(たとえば、並列度制約において達成されるピークスループット未満の最高復号速度を提供するLDPCベースグラフを選択することができる)。LDPC符号化回路構成642は、LDPC符号化ソフトウェア652と協調して動作してもよい。
プロセッサ604は、トランシーバ610を介して送信側ワイヤレス通信デバイスからワイヤレスエアインターフェースを介してコードワードを受信し、所与のブロック長の情報ブロックを生成するために、LDPC復号を利用してコードワードを復号するように構成された、LDPC復号回路構成644をさらに含み得る。いくつかの例では、LDPC復号回路構成644は、たとえば、メモリ605内に維持される複数のLDPCベースグラフ615からLDPCベースグラフを選択するように構成され得る。LDPC復号回路構成644は、次いで、LDPCベースグラフによって表されるLDPCグラフを選択し、選択されたLDPCグラフを利用して情報ブロックを生成するためにコードワードを復号することができる。LDPC復号回路構成644は、情報ブロックの情報ブロック長に少なくとも基づいて、コードワードを復号するためのLDPCベースグラフを選択することができる。LDPC復号回路構成644はさらに、コードレート、リフトサイズ、LDPC復号回路構成644の並列度制約、および/または他の基準を利用して、LDPCベースグラフを選択することができる。LDPC復号回路構成644は、LDPC復号ソフトウェア654と協調して動作してもよい。
図7は、本開示のいくつかの態様による、低密度パリティチェック(LDPC)符号化のための例示的なプロセス700を示すフローチャートである。以下で説明するように、示した一部または全部の特徴は、本開示の範囲内の特定の実装形態では省略されることがあり、示した一部の特徴は、すべての実施形態の実装に対して必要とされるとは限らないことがある。いくつかの例では、プロセス700は、図6に示したワイヤレス通信デバイスによって実行され得る。いくつかの例では、プロセス700は、以下で説明する機能またはアルゴリズムを実行するための任意の好適な装置または手段によって実行され得る。
ブロック702において、ワイヤレス通信デバイスは、各々が異なる情報ブロック長範囲に関連する、複数の(たとえば、2つ以上の)LDPCベースグラフを維持することができる。たとえば、LDPCベースグラフは、第1の情報ブロック長範囲に関連する第1のLDPCベースグラフと、第2の情報ブロック長範囲に関連する第2のLDPCベースグラフとを含み得る。第1の情報ブロック長範囲は、たとえば、ワイヤレス通信ネットワークによってサポートされるベースライン情報ブロック長範囲(たとえば、100ビットから8192ビットの間)をカバーし得る。第2の情報ブロック長範囲は、第2の情報ブロック長範囲が、第1の情報ブロック長範囲内(たとえば、100ビットから3200ビットの間)に完全に含まれるように、または第1の情報ブロック長範囲(たとえば、50ビットから3200ビットの間)に重複するように、第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含み得る。追加のLDPCベースグラフを設計することもできる。LDPCベースグラフは、たとえば、図6を参照して上記で示し説明したメモリ605内に維持され得る。
ブロック704において、ワイヤレス通信デバイスは、所与の情報ブロック長の情報ブロックを符号化するためのLDPCベースグラフを選択することができる。たとえば、情報ブロックの所与の情報ブロック長に少なくとも部分的に基づいて、LDPCベースグラフを選択することができる。たとえば、ワイヤレス通信デバイスは、情報ブロックの情報ブロック長をサポートするLDPCベースグラフを選択することができる。2つ以上のLDPCベースグラフが情報ブロックの情報ブロック長をサポートする場合、ワイヤレス通信デバイスは、コードレートおよび/またはリフトサイズなど、他の基準を利用して、LDPCベースグラフを選択することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したLDPC符号化回路構成642が、情報ブロックを符号化するためのLDPCベースグラフを選択することができる。
ブロック706において、ワイヤレス通信デバイスは、情報ブロックの情報ビットとLDPC符号化プロセスによって生成されたパリティチェックビットとを含むコードワードを生成するために、選択されたLDPCベースグラフを使用して情報ブロックを符号化することができる。いくつかの例では、ワイヤレス通信デバイスは、情報ブロックを符号化するために、そのLDPCベースグラフであり得る、そのLDPCベースグラフによって表されるLDPCグラフを選択することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したLDPC符号化回路構成642が、選択LDPCベースグラフを使用して情報ブロックを符号化することができる。ブロック708において、ワイヤレス通信デバイスは、ワイヤレスエアインターフェースを介してコードワードを受信機(たとえば、受信側ワイヤレス通信デバイス)に送信することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したトランシーバ610が、コードワードを受信側ワイヤレス通信デバイスに送信することができる。
図8は、本開示のいくつかの態様による、低密度パリティチェック(LDPC)符号化のための例示的なプロセス800を示すフローチャートである。以下で説明するように、示した一部または全部の特徴は、本開示の範囲内の特定の実装形態では省略されることがあり、示した一部の特徴は、すべての実施形態の実装に対して必要とされるとは限らないことがある。いくつかの例では、プロセス800は、図6に示したワイヤレス通信デバイスによって実行され得る。いくつかの例では、プロセス800は、以下で説明する機能またはアルゴリズムを実行するための任意の好適な装置または手段によって実行され得る。
ブロック802において、ワイヤレス通信デバイスは、各々が異なる情報ブロック長範囲に関連する、複数の(たとえば、2つ以上の)LDPCベースグラフを維持することができる。たとえば、LDPCベースグラフは、第1の情報ブロック長範囲に関連する第1のLDPCベースグラフと、第2の情報ブロック長範囲に関連する第2のLDPCベースグラフとを含み得る。第1の情報ブロック長範囲は、たとえば、ワイヤレス通信ネットワークによってサポートされるベースライン情報ブロック長範囲(たとえば、100ビットから8192ビットの間)をカバーし得る。第2の情報ブロック長範囲は、第2の情報ブロック長範囲が、第1の情報ブロック長範囲内(たとえば、100ビットから3200ビットの間)に完全に含まれるように、または第1の情報ブロック長範囲(たとえば、50ビットから3200ビットの間)に重複するように、第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含み得る。追加のLDPCベースグラフを設計することもできる。LDPCベースグラフは、たとえば、図6を参照して上記で示し説明したメモリ605内に維持され得る。
ブロック804において、ワイヤレス通信デバイスは、LDPCコーディングを使用して符号化されることになる情報ブロックの情報ブロック長を受信することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したLDPC符号化回路構成642が、情報ブロックの情報ブロック長を受信することができる。ブロック806において、ワイヤレス通信デバイスは、2つ以上のLDPCベースグラフが情報ブロックの情報ブロック長をサポートするかどうかを決定することができる。
単一のLDPCベースグラフのみが情報ブロックの情報ブロック長をサポートする場合(ブロック806のN分岐)、ブロック808において、ワイヤレス通信は、情報ブロックを符号化するために情報ブロックの情報ブロック長をサポートするLDPCベースグラフを選択することができる。2つ以上のLDPCベースグラフが情報ブロックの情報ブロック長をサポートする場合(ブロック806のY分岐)、ブロック810において、ワイヤレス通信デバイスは、情報ブロックの情報ブロック長を生成するために必要とされる最高リフトサイズを備えたLDPCベースグラフを選択することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したLDPC符号化回路構成642が、情報ブロックを符号化するためのLDPCベースグラフを選択することができる。
ブロック812において、ワイヤレス通信デバイスは、情報ブロックの情報ビットとLDPC符号化プロセスによって生成されたパリティチェックビットとを含むコードワードを生成するために、選択されたLDPCベースグラフを使用して情報ブロックを符号化することができる。いくつかの例では、ワイヤレス通信デバイスは、情報ブロックを符号化するために、そのLDPCベースグラフであり得る、そのLDPCベースグラフによって表されるLDPCグラフを選択することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したLDPC符号化回路構成642が、選択LDPCベースグラフを使用して情報ブロックを符号化することができる。ブロック814において、ワイヤレス通信デバイスは、ワイヤレスエアインターフェースを介してコードワードを受信機(たとえば、受信側ワイヤレス通信デバイス)に送信することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したトランシーバ610が、コードワードを受信側ワイヤレス通信デバイスに送信することができる。
図9は、本開示のいくつかの態様による、低密度パリティチェック(LDPC)符号化のための例示的なプロセス900を示すフローチャートである。以下で説明するように、示した一部または全部の特徴は、本開示の範囲内の特定の実装形態では省略されることがあり、示した一部の特徴は、すべての実施形態の実装に対して必要とされるとは限らないことがある。いくつかの例では、プロセス900は、図6に示したワイヤレス通信デバイスによって実行され得る。いくつかの例では、プロセス900は、以下で説明する機能またはアルゴリズムを実行するための任意の好適な装置または手段によって実行され得る。
ブロック902において、ワイヤレス通信デバイスは、各々が異なる情報ブロック長範囲に関連する、複数の(たとえば、2つ以上の)LDPCベースグラフを維持することができる。たとえば、LDPCベースグラフは、第1の情報ブロック長範囲に関連する第1のLDPCベースグラフと、第2の情報ブロック長範囲に関連する第2のLDPCベースグラフとを含み得る。第1の情報ブロック長範囲は、たとえば、ワイヤレス通信ネットワークによってサポートされるベースライン情報ブロック長範囲(たとえば、100ビットから8192ビットの間)をカバーし得る。第2の情報ブロック長範囲は、第2の情報ブロック長範囲が、第1の情報ブロック長範囲内(たとえば、100ビットから3200ビットの間)に完全に含まれるように、または第1の情報ブロック長範囲(たとえば、50ビットから3200ビットの間)に重複するように、第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含み得る。追加のLDPCベースグラフを設計することもできる。LDPCベースグラフは、たとえば、図6を参照して上記で示し説明したメモリ605内に維持され得る。
ブロック904において、ワイヤレス通信デバイスは、特定のコードレートを使用して符号化されることになる情報ブロックの情報ブロック長を受信することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したLDPC符号化回路構成642が、情報ブロックの情報ブロック長を受信することができる。ブロック906において、ワイヤレス通信デバイスは、2つ以上のLDPCベースグラフが情報ブロックの情報ブロック長をサポートするかどうかを決定することができる。
単一のLDPCベースグラフのみが情報ブロックの情報ブロック長をサポートする場合(ブロック906のN分岐)、ブロック908において、ワイヤレス通信は、情報ブロックを符号化するために情報ブロックの情報ブロック長をサポートするLDPCベースグラフを選択することができる。2つ以上のLDPCベースグラフが情報ブロックの情報ブロック長をサポートする場合(ブロック906のY分岐)、ブロック910において、ワイヤレス通信デバイスは、2つ以上のLDPCベースグラフが情報ブロックを符号化するためのコードレートをサポートするかどうかを決定することができる。
単一のLDPCベースグラフのみがコードレートをサポートする場合(ブロック910のN分岐)、ブロック912において、ワイヤレス通信デバイスは、情報ブロックを符号化するためのコードレートをサポートするLDPCベースグラフを選択することができる。2つ以上のLDPCベースグラフがコードレートをサポートする場合(ブロック910のY分岐)、ブロック914において、ワイヤレス通信デバイスは、情報ブロックの情報ブロック長を生成するために必要とされる最高リフトサイズを備えたLDPCベースグラフを選択することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したLDPC符号化回路構成642が、情報ブロックを符号化するためのLDPCベースグラフを選択することができる。
ブロック916において、ワイヤレス通信デバイスは、情報ブロックの情報ビットとLDPC符号化プロセスによって生成されたパリティチェックビットとを含むコードワードを生成するために、選択されたLDPCベースグラフを使用して情報ブロックを符号化することができる。いくつかの例では、ワイヤレス通信デバイスは、情報ブロックを符号化するために、そのLDPCベースグラフであり得る、そのLDPCベースグラフによって表されるLDPCグラフを選択することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したLDPC符号化回路構成642が、選択LDPCベースグラフを使用して情報ブロックを符号化することができる。ブロック918において、ワイヤレス通信デバイスは、ワイヤレスエアインターフェースを介してコードワードを受信機(たとえば、受信側ワイヤレス通信デバイス)に送信することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したトランシーバ610が、コードワードを受信側ワイヤレス通信デバイスに送信することができる。
図10は、本開示のいくつかの態様による、低密度パリティチェック(LDPC)復号のための例示的なプロセス1000を示すフローチャートである。以下で説明するように、示した一部または全部の特徴は、本開示の範囲内の特定の実装形態では省略されることがあり、示した一部の特徴は、すべての実施形態の実装に対して必要とされるとは限らないことがある。いくつかの例では、プロセス1000は、図6に示したワイヤレス通信デバイスによって実行され得る。いくつかの例では、プロセス1000は、以下で説明する機能またはアルゴリズムを実行するための任意の好適な装置または手段によって実行され得る。
ブロック1002において、ワイヤレス通信デバイスは、各々が異なる情報ブロック長範囲に関連する、複数の(たとえば、2つ以上の)LDPCベースグラフを維持することができる。たとえば、LDPCベースグラフは、第1の情報ブロック長範囲に関連する第1のLDPCベースグラフと、第2の情報ブロック長範囲に関連する第2のLDPCベースグラフとを含み得る。第1の情報ブロック長範囲は、たとえば、ワイヤレス通信ネットワークによってサポートされるベースライン情報ブロック長(たとえば、100ビットから8192ビットの間)をカバーし得る。第2の情報ブロック長範囲は、第2の情報ブロック長範囲が、第1の情報ブロック長範囲内(たとえば、100ビットから3200ビットの間)に完全に含まれるように、または第1の情報ブロック長範囲(たとえば、50ビットから3200ビットの間)に重複するように、第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含み得る。追加のLDPCベースグラフを設計することもできる。LDPCベースグラフは、たとえば、図6を参照して上記で示し説明したメモリ605内に維持され得る。
ブロック1004において、ワイヤレス通信デバイスは、ワイヤレスエアインターフェースを介して送信機(たとえば、送信側ワイヤレス通信デバイス)からコードワードを受信することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したトランシーバ610が、コードワードを受信することができる。ブロック1006において、ワイヤレス通信デバイスは、所与の情報ブロック長の情報ブロックを含むコードワードを復号するためのLDPCベースグラフを選択することができる。たとえば、情報ブロックの所与の情報ブロック長に基づいて、LDPCベースグラフを選択することができる。コードレートおよび/またはリフトサイズなど、他の基準を利用して、LDPCベースグラフを選択することもできる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したLDPC復号回路構成644が、情報ブロックを復号するためのLDPCベースグラフを選択することができる。
ブロック1008において、ワイヤレス通信デバイスは、情報ビットを含む情報ブロックを生成するために、選択されたLDPCベースグラフを使用してコードワードを復号することができる。いくつかの例では、ワイヤレス通信デバイスは、コードワードを復号するために、そのLDPCベースグラフであり得る、その選択されたLDPCベースグラフによって表されるLDPCグラフを選択することができる。たとえば、図6を参照して上記で示し説明したLDPC復号回路構成644が、選択LDPCベースグラフを使用してコードワードを復号することができる。
一構成では、低密度パリティチェック(LDPC)コーディングのために構成された装置(たとえば、図5に示したワイヤレス通信デバイス500および/または図6に示したワイヤレス通信デバイス600)は、複数のLDPCベースグラフを維持するための手段であって、複数のLDPCベースグラフが、第1の情報ブロック長範囲に関連する第1のLDPCベースグラフと第2の情報ブロック長範囲に関連する第2のLDPCベースグラフとを少なくとも含み、第2の情報ブロック長範囲が第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含む、手段を含む。この装置は、情報ブロックの情報ブロック長に基づいて、情報ブロックに対する選択LDPCベースグラフを複数のLDPCベースグラフから選択するための手段と、コードワードを生成するために、選択LDPCベースグラフを利用して情報ブロックを符号化するための手段と、ワイヤレスエアインターフェースを介してコードワードを受信機に送信するための手段とをさらに含む。
一態様では、複数のLDPCベースグラフを維持するための前述の手段は、図6に示したメモリ605であってよい。別の態様では、選択LDPCベースグラフを選択するための前述の手段は、前述の手段によって具陳される機能を実行するように構成された、図6に示したプロセッサ604であってよい。たとえば、選択LDPCベースグラフを選択するための前述の手段は、図6に示したLDPC符号化回路構成642、図5に示したLDPCベースグラフ選択回路構成506、および/または図5に示したLDPCグラフ選択回路構成510を含み得る。さらに別の態様では、情報ブロックを符号化するための前述の手段は、前述の手段によって具陳される機能を実行するように構成された、図6に示したプロセッサ604であってよい。たとえば、情報ブロックを符号化するための前述の手段は、図6に示したLDPC符号化回路構成642を含み得る。さらに別の態様では、コードワードを送信するための前述の手段は、図6に示したトランシーバ610であってよい。さらに別の態様では、前述の手段は、前述の手段によって具陳された機能を実行するように構成された回路または任意の装置であってよい。
ワイヤレス通信ネットワークのいくつかの態様を例示的な実装形態を参照しながら提示した。当業者が容易に諒解するように、本開示全体にわたって説明した様々な態様は、他の電気通信システム、ネットワークアーキテクチャ、および通信規格に拡張されてもよい。
例として、様々な態様は、ロングタームエボリューション(LTE)、発展型パケットシステム(EPS)、ユニバーサル移動体電気通信システム(UMTS)、および/またはモバイル用グローバルシステム(GSM(登録商標))などの、3GPPによって規定された他のシステム内で実装されてもよい。様々な態様はまた、CDMA2000および/またはエボリューションデータオプティマイズド(EV-DO)などの、第3世代パートナーシッププロジェクト2(3GPP2)によって規定されたシステムに拡張されてもよい。他の例は、IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20、ウルトラワイドバンド(UWB)、Bluetooth(登録商標)、および/または他の好適なシステムを採用するシステム内で実装されてもよい。採用される実際の電気通信規格、ネットワークアーキテクチャ、および/または通信規格は、特定の適用例およびシステムに課される全体的な設計制約に依存する。
本開示では、「例示的」という言葉は、「例、事例、または例示として働くこと」を意味するために使用される。「例示的」として本明細書で説明したいかなる実装形態または態様も、必ずしも本開示の他の態様よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきでない。同様に、「態様」という用語は、本開示のすべての態様が、説明した特徴、利点、または動作モードを含むことを必要としない。「結合される」という用語は、2つの物体間の直接的または間接的な結合を指すために本明細書において使用される。たとえば、物体Aが物理的に物体Bに接触し、物体Bが物体Cに接触している場合、物体Aと物体Cは、互いに物理的に接触していない場合でも、依然として互いに結合されていると見なされてもよい。たとえば、第1の物体が第2の物体と直接物理的にまったく接触していなくても、第1の物体は第2の物体に結合されてよい。「回路(circuit)」および「回路構成(circuitry)」という用語は広く使用され、電子回路のタイプに関して限定はしないが、接続および構成されたとき、本開示で説明した機能の実行を可能にする電気デバイスのハードウェア実装と導体の両方、ならびにプロセッサによって実行されたとき、本開示で説明した機能の実行を可能にする情報および命令のソフトウェア実装を含むものとする。
図1〜図10に示した構成要素、ステップ、特徴、および/もしくは機能のうちの1つもしくは複数は、並べ替えられてよく、かつ/もしくは単一の構成要素、ステップ、特徴、もしくは機能に組み合わせられてよく、または、いくつかの構成要素、ステップ、もしくは機能において具現化されてよい。本明細書で開示した新規の特徴から逸脱することなく、さらなる要素、構成要素、ステップ、および/または機能が追加されることもある。図1〜図6に示した装置、デバイス、および/または構成要素は、本明細書で説明する方法、特徴、またはステップのうちの1つまたは複数を実行するように構成され得る。本明細書で説明する新規のアルゴリズムはまた、ソフトウェアにおいて効率的に実装されてもよく、かつ/またはハードウェアに組み込まれてもよい。
開示した方法におけるステップの特定の順序または階層が例示的なプロセスを示すものであることを理解されたい。設計選好に基づいて、方法におけるステップの特定の順序または階層が並べ替えられてよいと理解される。添付の方法クレームは、サンプルの順序で様々なステップの要素を提示しており、そこに具体的に具陳されていない限り、提示された特定の順序または階層に限定されるものではない。
100 無線アクセスネットワーク
102 マクロセル、セル、サービングセル
104 マクロセル、セル
106 マクロセル、セル、近隣セル
108 スモールセル、セル
110 基地局、サービング基地局
112 基地局
114 基地局、第3の基地局
116 リモート無線ヘッド(RRH)、基地局
118 基地局
120 クアッドコプターまたはドローン、モバイル基地局、基地局
122 UE
124 UE
126 UE
127 ピアツーピア(P2P)信号またはサイドリンク信号
128 UE
130 UE
132 UE
134 UE
136 UE
138 UE、スケジューリングエンティティ
140 UE
142 UE
202 第1のワイヤレス通信デバイス、ワイヤレス通信デバイス、第1の(送信側)ワイヤレス通信デバイス
204 第2のワイヤレス通信デバイス、ワイヤレス通信デバイス、第2の(受信側)ワイヤレス通信デバイス
206 通信チャネル
208 ノイズ
222 ソース
224 エンコーダ
242 デコーダ
244 シンク
400 LDPCグラフ、グラフ
402 ビットノード(BN1〜BN12)、ノード
404 パリティノード(PN1〜PN9)、ノード
406 エッジ
500 ワイヤレス通信デバイス
502 コードレート(CR)
504 情報ブロック長(IBL)
506 LDPCベース選択回路構成
508 LDPCベースグラフ
510 LDPCグラフ選択回路構成
512 LDPCグラフ
600 ワイヤレス通信デバイス
602 バス
604 プロセッサ
605 メモリ
606 コンピュータ可読媒体
608 バスインターフェース
610 トランシーバ
612 ユーザインターフェース
614 処理システム
615 LDPCベースグラフ
642 低密度パリティチェック(LDPC)符号化回路構成
644 LDPC復号回路構成
654 LDPC復号ソフトウェア
700 プロセス
800 プロセス
900 プロセス
1000 プロセス

Claims (19)

  1. 低密度パリティチェック(LDPC)符号化の方法であって、
    複数のLDPCベースグラフを維持するステップであって、
    前記複数のLDPCベースグラフが、第1の情報ブロック長範囲に関連する第1のLDPCベースグラフと、第2の情報ブロック長範囲に関連する第2のLDPCベースグラフとを少なくとも含み、
    前記第1の情報ブロック長範囲がベースライン情報ブロック長範囲をカバーし、
    前記ベースライン情報ブロック長範囲は、ワイヤレス通信ネットワーク内で利用される情報ブロック長のすべてをカバーし、
    前記第2の情報ブロック長範囲が前記第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含む、ステップと、
    情報ブロックの情報ブロック長に少なくとも部分的に基づいて、前記情報ブロックに対する選択LDPCベースグラフを前記複数のLDPCベースグラフから選択するステップと、
    コードワードを生成するために、前記選択LDPCベースグラフとリフトサイズとを利用して前記情報ブロックを符号化するステップと、
    ワイヤレスエアインターフェースを介して前記コードワードを送信するステップと
    を含み、
    前記情報ブロックの前記情報ブロック長に少なくとも部分的に基づいて、前記情報ブロックに対する前記選択LDPCベースグラフを前記選択するステップが、
    前記複数のLDPCベースグラフが前記情報ブロックの前記情報ブロック長をサポートする場合、前記リフトサイズまたは前記情報ブロックを符号化するために利用されるコードレートにさらに基づいて、前記選択LDPCベースグラフを選択するステップをさらに含む、方法。
  2. 前記情報ブロックの前記情報ブロック長に少なくとも部分的に基づいて、前記情報ブロックに対する前記選択LDPCベースグラフを前記選択するステップが、
    前記第1のLDPCベースグラフのみが前記情報ブロックの前記情報ブロック長をサポートする場合、前記維持されたLDPCベースグラフの中から前記選択LDPCベースグラフとして前記第1のLDPCベースグラフを選択するステップ
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記複数のLDPCベースグラフが前記情報ブロックの前記情報ブロック長をサポートする場合、前記リフトサイズにさらに基づいて、前記選択LDPCベースグラフを前記選択するステップが、
    前記情報ブロック長を生成するために前記第1のLDPCベースグラフに適用される第1のリフトサイズが、前記情報ブロック長を生成するために前記第2のLDPCベースグラフに適用される第2のリフトサイズよりも大きい場合、前記選択LDPCベースグラフとして前記第1のLDPCベースグラフを選択するステップ
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記第1のLDPCベースグラフが第1のコードレート範囲に関連付けられ、前記第2のLDPCベースグラフが第2のコードレート範囲に関連付けられ、前記第2のコードレート範囲が前記第1のコードレート範囲のサブセットを含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記第2のコードレート範囲が、前記第1のコードレート範囲に重複し、前記第1のコードレート範囲外の追加のコードレートを含む、請求項4に記載の方法。
  6. 前記複数のLDPCベースグラフが前記情報ブロックの前記情報ブロック長をサポートする場合、前記情報ブロックを符号化するために利用される前記コードレートにさらに基づいて、前記選択LDPCベースグラフを前記選択するステップが、
    前記第1のコードレート範囲のみが前記情報ブロックを符号化するために利用される前記コードレートを含む場合、前記維持されたLDPCベースグラフの中から前記選択LDPCベースグラフとして前記第1のLDPCベースグラフを選択するステップ
    をさらに含む、請求項4に記載の方法。
  7. 前記複数のLDPCベースグラフが前記情報ブロックの前記情報ブロック長をサポートする場合、前記情報ブロックを符号化するために利用される前記コードレートにさらに基づいて、前記選択LDPCベースグラフを前記選択するステップが、
    前記リフトサイズにさらに少なくとも部分的に基づいて、前記選択LDPCベースグラフを選択するステップ
    をさらに含む、請求項6に記載の方法。
  8. 前記複数のLDPCベースグラフが前記情報ブロックの前記情報ブロック長をサポートする場合、前記選択LDPCベースグラフに適用される前記リフトサイズにさらに基づいて、前記選択LDPCベースグラフを前記選択するステップが、
    前記情報ブロック長を生成するために前記第1のLDPCベースグラフに適用される第1のリフトサイズが、前記情報ブロック長を生成するために前記第2のLDPCベースグラフに適用される第2のリフトサイズよりも大きい場合、前記選択LDPCベースグラフとして前記第1のLDPCベースグラフを選択するステップ
    をさらに含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記第2の情報ブロック長範囲が、前記第1の情報ブロック長範囲に重複し、前記第1の情報ブロック長範囲外の追加の情報ブロック長を含む、請求項1に記載の方法。
  10. 前記複数のLDPCベースグラフが、第3の情報ブロック長範囲に関連する第3のLDPCベースグラフをさらに含み、前記第3の情報ブロック長範囲が、前記第2の情報ブロック長範囲を含む前記第1の情報ブロック長範囲の追加のサブセットを含む、請求項1に記載の方法。
  11. 前記コードワードを生成するために、前記選択LDPCベースグラフを利用して前記情報ブロックを前記符号化するステップが、
    前記情報ブロックを符号化するために、前記選択LDPCベースグラフによって表されるLDPCグラフを選択するステップ
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  12. 前記複数のLDPCベースグラフの各々が、各々がそれぞれのビットノード範囲内のそれぞれの数のビットノードを含む、それぞれの複数のLDPCグラフを表す、請求項11に記載の方法。
  13. 低密度パリティチェック(LDPC)コーディングのために構成された装置であって、
    トランシーバと、
    メモリと、
    前記トランシーバと前記メモリと通信可能に結合されたプロセッサと
    を含み、
    前記プロセッサが、
    複数のLDPCベースグラフを維持することであって、
    前記複数のLDPCベースグラフが、第1の情報ブロック長範囲に関連する第1のLDPCベースグラフと、第2の情報ブロック長範囲に関連する第2のLDPCベースグラフとを少なくとも含み、
    前記第1の情報ブロック長範囲がベースライン情報ブロック長範囲をカバーし、
    前記ベースライン情報ブロック長範囲は、ワイヤレス通信ネットワーク内で利用される情報ブロック長のすべてをカバーし、
    前記第2の情報ブロック長範囲が前記第1の情報ブロック長範囲のサブセットを含む、維持することと、
    情報ブロックの情報ブロック長に少なくとも部分的に基づいて、前記情報ブロックに対する選択LDPCベースグラフを前記複数のLDPCベースグラフから選択することと、
    コードワードを生成するために、前記選択LDPCベースグラフとリフトサイズとを利用して前記情報ブロックを符号化することと、
    トランシーバを介してワイヤレスエアインターフェースを介して前記コードワードを送信することと
    を行うように構成され、
    前記情報ブロックの前記情報ブロック長に少なくとも部分的に基づいて、前記情報ブロックに対する前記選択LDPCベースグラフを前記選択することが、
    前記複数のLDPCベースグラフが前記情報ブロックの前記情報ブロック長をサポートする場合、前記リフトサイズまたは前記情報ブロックを符号化するために利用されるコードレートにさらに基づいて、前記選択LDPCベースグラフを選択することをさらに含む、装置。
  14. 前記プロセッサが、
    前記第1のLDPCベースグラフのみが前記情報ブロックの前記情報ブロック長をサポートする場合、前記維持されたLDPCベースグラフの中から前記選択LDPCベースグラフとして前記第1のLDPCベースグラフを選択する
    ようにさらに構成される、請求項13に記載の装置。
  15. 前記プロセッサが、前記複数のLDPCベースグラフが前記情報ブロックの前記情報ブロック長をサポートする場合、
    前記情報ブロック長を生成するために前記第1のLDPCベースグラフに適用される第1のリフトサイズが、前記情報ブロック長を生成するために前記第2のLDPCベースグラフに適用される第2のリフトサイズよりも大きい場合、前記選択LDPCベースグラフとして前記第1のLDPCベースグラフを選択する
    ようにさらに構成される、請求項13に記載の装置。
  16. 前記第1のLDPCベースグラフが第1のコードレート範囲に関連付けられ、前記第2のLDPCベースグラフが第2のコードレート範囲に関連付けられ、前記第2のコードレート範囲が前記第1のコードレート範囲のサブセットを含む、請求項13に記載の装置。
  17. 前記第2のコードレート範囲が、前記第1のコードレート範囲に重複し、前記第1のコードレート範囲外の追加のコードレートを含む、請求項16に記載の装置。
  18. 前記プロセッサが、前記複数のLDPCベースグラフが前記情報ブロックの前記情報ブロック長をサポートする場合、
    前記第1のコードレート範囲のみが前記情報ブロックを符号化するために利用される前記コードレートを含む場合、前記維持されたLDPCベースグラフの中から前記選択LDPCベースグラフとして前記第1のLDPCベースグラフを選択する
    ようにさらに構成される、請求項16に記載の装置。
  19. 前記プロセッサが、
    前記情報ブロックを符号化するために、前記選択LDPCベースグラフによって表されるLDPCグラフを選択する
    ようにさらに構成される、請求項13に記載の装置。
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