TWI664863B - 接收器、發射器、通訊網路、資料訊號及改善通訊網路中重發程序的方法 - Google Patents

接收器、發射器、通訊網路、資料訊號及改善通訊網路中重發程序的方法 Download PDF

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Abstract

將要透過通道從發射器發送到接收器的資料被編碼來獲得一碼字。該碼字由與表示代碼的二分圖的多個校驗節點相關聯的多個變數節點來定義。該碼字透過該通道發送，使得某些變數節點在其它變數節點之前發送。該等某些變數節點與二分圖的該等校驗節點的一子集相關聯，以及定義在該接收器處已知之一子碼字。所發送碼字之可解碼性，于接收該碼字的所有變數節點之前，在該接收器處使用該子碼字來估計。

Description

接收器、發射器、通訊網路、資料訊號及改善通訊網路中重發程序的方法
本發明係有關於無線或有線通訊網路或系統之領域，更具體地來說，本發明係有關於信號傳輸易受雜訊影響因此需要資料的重發和/或冗餘的通訊網路。本發明之實施例係有關於通訊網路中使用例如用於低密度奇偶檢查(LDPC)碼的預測混成式自動重複請求(HARQ)的改良重發程序。
圖1是例如無線通訊網路或無線通訊系統之包括多個基地台eNB1 至eNB5 的網路基礎設施的範例之概要表示，各基地台服務圍繞該基地台由個別胞元1001 至1005 概要地表示的一特定區域。該等基地台係提供來服務胞元內的使用者。使用者可以是固定裝置或移動裝置。此外，無線通訊系統可以由連接到基地台或使用者的IoT (物聯網)裝置來接取。IoT裝置可以包括實體裝置、交通工具、建築物和其他物品，其中嵌入有電子裝置、軟體、感測器、致動器等，以及使得這些裝置能夠透過現有的網路基礎設施收集和交換資料的網路連接能力。圖1顯示出僅含五個胞元的範例圖，然而，此無線通訊系統可以包括有更多這種胞元。圖1顯示出在胞元1002 中且由基地台eNB2 服務的兩個使用者UE1 和UE2 ，也被稱為使用者設備(UE)。另一個使用者UE3 顯示在由基地台eNB4 服務的胞元1004 中。箭頭1021 、1022 和1023 概要地表示用於從使用者UE1 、UE2 和UE3 向基地台eNB2 、eNB4 傳送資料的上行/下行鏈路連接，或者用於從基地台eNB2 、eNB4 向使用者UE1 、UE2 、UE3 傳送資料的上行/下行鏈路連接。此外，圖1顯示出胞元1004 中的兩個IoT裝置1041 和1042 ，其可以是固定或移動裝置。IoT裝置1041 經由基地台eNB4 接取無線通訊系統，如由箭頭1061 概要地表示來接收和發送資料。如由箭頭1062 概要地表示的，IoT裝置1042 經由使用者UE3 接取無線通訊系統。
該無線通訊系統可以是任何基於分頻多工的單音調或多載波系統，如正交分頻多工(OFDM)系統、正交分頻多重接取(OFDMA)系統、或例如DFT-s-OFDM的任何其他具有CP或不具有CP的基於IFFT的信號。亦可以使用其他波形，如用於多重接取的非正交波形，例如：濾波器排組多載波(FBMC)、廣義分頻多工(GFDM)或通用濾波多載波(UFMC)。
資料還可以透過有線通訊網路或者有線和無線網路的組合的通道來傳送，例如：區域網路(LAN)、在諸如電話線、同軸電纜和/或電力線之類的不同類型的線路上運作的G.hn (例如十億位元家用網路)網路、或諸如網際網路的廣域網路(WAN)。
上述網路中，資料透過通道來發送時可能會覆蓋有雜訊，使得資料可能在接收器端無法被正確地處理，或者完全無法被處理。例如，當要發送的資料使用預先定義的代碼進行編碼時，表示該資料的碼字在發射器端產生且透過通道進送給接收器。在傳輸期間，該碼字可能被雜訊覆蓋到使得碼字無法被解碼的程度，例如因為通道中多雜訊的情況。為了面對這種情況，有線和/或無線通訊網路可以採用重發機制。例如，當接收器檢測到接收的碼字無法被解碼時，請求從發射器或發送器重發。例如，可以使用HARQ (混成式自動重複請求)來請求從發射器重發以校正解碼失敗。例如，可要求有額外的冗餘安排。在發射器端，編碼資料包括產生冗餘的部分，該冗餘部分可以包括添加到要發送的資料的冗餘位元。在第一次發送期間，可能只發送一部分的該冗餘部分。當請求重發時，可以將該冗餘部分的更多部分發送給接收器。例如，HARQ可以採用柴斯組合(Chase combining; 每個重發包含相同的資訊 – 資料和奇偶位元)，或增量式冗餘(每個重發包含與前一個不同的資訊)。
然而，由於包括網路上的傳播延遲以及UE和eNB端之處理延遲的額外往返時間(RTT)，重發會導致延遲。因此，在通訊網路中，會希望減少由於錯誤的資料傳輸和相關聯的重發請求而導致的延遲。
本發明的目的是提供一種改善通訊網路中重發程序的方法。
該目的藉由獨立請求項中所定義的主體內容來實現。
多個實施例在附屬請求項中定義。
以下，參考附圖更詳細地描述本發明之較佳實施例，其中具有相同或相似功能的元件由相同的參考符號表示。
本發明的實施例可以在圖1所描繪的包括諸如行動終端機或IoT裝置的UE和基地台的無線通訊系統中實施。圖2是用於在基地台BS和UE之間傳遞資訊的無線通訊系統之概要表示。該基地台BS包括一個或多個天線ANTBS ，或具有多個天線元件的天線陣列。該UE包括一個或多個天線ANTUE 。如箭頭102所示，信號透過如無線電連結之無線通訊連結在基地台BS和UE之間傳遞。該無線通訊系統可以根據本文所描述的實施例來操作。
根據實施例，例如在無線通訊網路中的下行資料發送的情況下，基地台BS包括耦合到發射/接收單元110的低密度奇偶校驗(LDPC)編碼器/解碼器108，該發射/接收單元110則連接到一個或多個天線ANTeNB 。當基地台作為發射器操作時，LDPC編碼器/解碼器108透過通訊連結或通道102接收要發送到作為接收器操作的UE的資料。該LDPC編碼器/解碼器108使用低密度奇偶校驗(LDPC)碼對資料進行編碼以獲得碼字。該碼字藉由與表示LDPC碼的二分圖的多個校驗節點相關聯的多個變數節點來定義。該發射/接收單元110透過該通道102將碼字發送到UE，使得與二分圖的校驗節點的一子集相關聯的選定變數節點在其餘變數節點之前發送。選定變數節點定義在UE處已知之一子碼字。此子碼字由UE用來在接收碼字的所有變數節點之前，估計所發送碼字之可解碼性。該UE包括耦合到發射/接收單元114的LDPC編碼器/解碼器112，該發射/接收單元114則連接到一個或多個天線ANTUE 。當UE作為接收器操作時，該UE透過通訊連結或通道102從作為發射器操作的基地台eNB接收資料信號116。該LDPC編碼器/解碼器112透過一個或多個天線ANTUE 和發射/接收單元114接收要解碼的資料信號116。該碼字透過通道102發送，使得子碼字在該碼字的其餘變數節點之前被發送。LDPC編碼器/解碼器112在接收碼字的所有變數節點之前，使用該子碼字來估計所發送碼字之可解碼性。
根據其他實施例，例如在無線通訊網路中的上行資料發送的情況下，UE是發射器而基地台eNB是接收器。
如上所述，圖2概要地表示透過通道102發送的資料信號116。根據實施例，資料信號116包括將要透過通道102從發射器發送到接收器的資料。該資料使用LDPC碼進行編碼以獲得碼字。該碼字由與表示LDPC碼的二分圖的多個校驗節點相關聯的多個變數節點來定義。資料信號116包括第一部分116a，該第一部分116a包括在接收器端已知的一子碼字。該子碼字由與二分圖的校驗節點的一子集相關聯的選定變數節點來定義。資料信號116還包括第二部分116b，該第二部分116b包括由剩餘變數節點所定義的碼字的剩餘部分。如圖2中概要地表示者，第一部分116a在第二部分116b之前，因此在發送資料信號116時，第一部分116a首先被發送，即在第二部分116b之前被發送。換言之，第二部分116b接在第一部分之後，因此在接收器端的估計可以在收到完整碼字或表示碼字的完整資料信號116之前執行。
儘管圖2概要地表示無線通訊網路，但是如上所述，本發明之方法也可以應用於上述有線通訊網路中。
本發明之方法允許在接收完整的資料信號116之前進行可解碼性估計，此完整的資料信號116也稱為資料封包或碼字。因此，在碼字的一些部分正被接收時，接收器已可判定當前發送的碼字是否可以被解碼。如果判定無可解碼性，亦即接收的碼字不能由接收器來解碼，或者在判定接收到的碼字不可能被解碼的情況下，可以觸發早期重發來請求重發碼字，或者請求還未發送的額外冗餘部分。此方法減少了延遲，因為不同於傳統的方法，可以在例如目前TTI的當前發送內容完成之前請求重發，且發射器可以恰在下一個發送期間傳送所請求的額外冗餘部分，例如在下一個TTI期間傳送。現在將在下面參考具體的、非限制性實施例更詳細討論此重發程序的這種改進效果以及相關的延遲減少效果。
根據本發明，要透過通訊網路的通道發送的資料，使用屬於線性區塊碼的一類別之低密度奇偶校驗(LDPC)碼來編碼。LDPC碼係可以使用矩陣和/或圖形表示型態來描述。圖3是使用奇偶校驗矩陣表示型態（參見圖3之(a)）和圖形表示型態（參見圖3之(b)）兩者的LDPC碼之表示型態。圖3(a)顯示維度為n ´m 的LDPC矩陣H的範例，該範例用於長度為12（3,4）的正界洛格(Gallager)奇偶校驗矩陣(參見例如參考文獻[1])。通常，在低密度奇偶校驗矩陣中，每列中的1的數量和每行中的1的數量分別比n和m小得多。圖3之(b)是用於圖3之(a)所示奇偶校驗矩陣H的圖形表示型態，使用諸如田納圖(Tanner graph)的二分圖。該田納圖包括兩種類型的節點，稱為變數節點和校驗或奇偶校驗節點。此圖包括對應於奇偶位元數量的m個校驗節點，以及對應於碼字中總位元數量的n個變數節點。若且唯若H的元素hij 是“1”時，校驗節點i 連接到變數節點j 。圖3之(b)中描繪的田納圖是用於圖形式地表示LDPC碼的二分圖之一子類別。
根據本發明之方法，在實際接收到碼字的所有部分之前，利用LDPC碼的結構來估計整個碼字的可解碼性，這也被稱為積極性預測HARQ回饋。優點在於，可以較早地執行HARQ重發，所以潛伏延遲時間可以減少。此節省效果可能是由於在接收整個或全部碼字之前，即傳回給發送器或發射器的提早回饋。此外，由於僅需要估計碼字的一部分，因此估計複雜度降低，所以可以獲得節省效果。
根據本發明，要透過通道發送的碼字“b ”，可以基於表示要發送的資料位元“a ”的一向量，及基於一生成矩陣G來計算，如下所述：，而對於“b ”則要滿足，其中Ä表示矩陣乘法運算，例如使用模2算術法。生成的碼字“b ”可以藉由變數節點和校驗節點使用例如田納圖來描述。根據本發明，不是透過通道發送產生的碼字“b ”，而是從碼字“b ”中選擇一子碼或子碼字。該子碼或子碼字在發射器端和接收器端都是已知的，且是由也稱為母碼的原碼字“b ”構成。
根據實施例，從該母碼中選擇或挑選一組校驗節點與所有相關聯變數節點，以定義出該子碼。換句話說，子碼由與該組校驗節點相關聯的選定變數節點定義，且子碼也可以是奇偶校驗碼。接收器可以估計此子碼字的可解碼性，例如藉由利用最大概似(ML)解碼器。碼字的可解碼性基於此來評估。根據其他實施例，為了減少實施上的複雜度，可以使用其他解碼器。可以使用基於信度傳播的解碼器，諸如調整的最小和解碼器或和積解碼器。上述解碼器可以如參考文獻[2]中所述地來判定變數節點可靠性(VNR)，而可解碼性可以基於此VNR來判斷。
根據本發明，發射器以使得與選定的校驗節點相關聯的變數節點首先透過通道被發送俾允許初始解碼估計之方式，將定義已知子碼的子碼字的變數節點重新排序，由與在接收器端已知的子碼字相關聯的節點開始。因此，當前發送之碼字的可解碼性之估計可以在整個碼字被接收之前開始。根據估計的結果，接收器可以請求額外冗餘部分，或者因為估計接收的碼字已可解碼或者可能可解碼，可以向發射器發信號通知不再需要冗餘部分。在此情況下，發射器可以停止傳送冗餘部分以避免不必要的重發，且減少資料傳輸期間的潛伏延遲時間。取而代之，在新的碼字要被發送的情況下，發射器便已經可開始傳送下一個碼字。根據另外的實施例，在估計所接收的碼字是可解碼的或者可能是可解碼的情況下，則接收器可以不向發射器傳送信號。如果接收器明確地請求，則發射器可以在下一次傳輸期間發送冗餘部分，否則，發射器便發送任何可用的新碼字。若在下一傳輸期間沒有接收器可用的新碼字，以及如果沒有請求冗餘部分，發射器將不會在下一次傳輸期間向接收器傳送資訊。
圖4是根據本發明之實施例用於在接收器端處理接收到的資料的方法之流程圖。在第一個步驟S400，接收器透過通道自發射器接收LDPC編碼資料。碼字以上述方式發送，使得定義子碼字的選定變數節點在碼字的其餘變數節點之前被傳送。這允許接收器在步驟S402，在接收到碼字的所有變數節點前，使用子碼字來估計所發送碼字的可解碼性，及評估當前發送的碼字的可解碼性。
圖5是表示根據本發明之實施例用於準備由發射器發送的資料之方法的流程圖。在接收到要發送的資料之後，發射器或發送器在第一步驟S500中執行資料的LDPC編碼以獲得碼字。基於此碼字，選擇那些定義在發射器端和接收器端已知的子碼字的變數節點，該子碼字係用來在接收器端估計整個碼字的可解碼性。在步驟S502中，該子碼字首先被發送，亦即，定義子碼字的碼字之選定變數節點在其餘變數節點之前被發送。該發射器提供允許在接收器端對整個碼字的可解碼性作早期估計的資訊。
在下文中，使用具有速率為1/3的碼字、和可以1/6的代碼率發送的增量式冗餘之代碼，來描述一實施例。如參考文獻[3]中所述，VNR可以用來評估子碼或子碼字的可解碼性。可以使用補償量為0.26的補償式最小和演算法。圖6顯示出VNR經過多次最小和疊代的變化，並且圖中的線對應於0dB AWGN (平均加成性白高斯雜訊)通道上的一個傳送碼字。從圖6可以看出，整個碼字的可解碼性與子碼字的VNR之間存在相關性。在圖6中所顯示出的圖表具有稱為“不可解碼”(相關聯的VNR值與整個碼字的不可解碼性有關)的白線/區域，及另一方面稱為“可解碼”(相關聯的VNR值與整個碼字的可解碼性相關，或指出整個碼字可被確實地解碼)之黑線/區域。
根據實施例，基於圖6中的資訊以及取決於期望工作點，可以定義用來基於VNR預測整個碼字的可解碼性之一臨界值。此臨界值可以根據以上參照圖6所述的VNR估計所獲得的偽正判率和偽負判率來選擇或者設定。偽正判率表示已被預測或估計為可解碼(因此不會觸發重發)的碼字是不正確的，因為整個接收到的實際碼字是不可解碼的。偽負判率表示已被預測或估計為不可解碼(因此將會觸發重發)的碼字是不正確的，亦即在接收器端接收碼字後發現是可解碼的。偽正判率比偽負判率更關鍵，因為它會導致延遲增加，直到在接收器端接收到允許對整個碼字進行解碼的額外冗餘部分為止。該臨界值可以作為這兩種度量之間亦即偽正判率和偽負判率之間的折衷來選擇。圖7顯示出表示標稱化的VNR臨界值相對的偽負判率和偽正判率的圖。
本發明之方法可以在系統層次上進行評估。圖8顯示出表示高負載情況的系統層次模擬結果的圖表。圖8顯示出在“可靠”情況下(參見曲線a)，系統總是以1/6的速率傳送，從而阻塞了兩個資源。在“一般”情況下(參見曲線b)，使用1/3的速率，並採用傳統HARQ程序，它會導致4個TTI (4ms)的RTT。根據也稱為預測HARQ或P-HARQ的本發明之方法(參見曲線c)，首先使用1/3的速率，並且使用先發送的子碼字執行預測；基於指出當前TTI中所發送的碼字不能被解碼的預測，增量式冗餘部分直接在下一TTI中發送，從而減少延遲。圖8顯示出該可靠情況(曲線a)面臨資源短缺而導致高延遲，且該一般情況(參見曲線b)在有限的延遲內，例如在兩毫秒內，無法提供較高傳輸量。然而，本發明之方法(參見曲線c)是有利的，因為增量式冗餘部分是在下一TTI中直接發送，而不是如該一般情況中需要等待額外的TTI，或如該可靠情況中甚至需要等待更長的時間。
在到目前為止描述的實施例中，係使用在發射器和接收器端已知的子碼字，乃允許對當前發送到接收器的碼字之可解碼性作早期估計，例如如同參考文獻[3]中所述基於VNR作估計。根據本發明之方法，是藉由首先將子碼字發送到接收器來實現。已知子碼字是使用來自基於待發送資料生成之碼字的位元或資訊元素所定義的。與一個二分圖的多個校驗節點相關聯的多個變數節點被選擇來定義此子碼字，例如選擇表示該子碼字的一特定位元型樣。根據本發明之方法，不是透過通道發送已編碼的碼字，而是先發送表示該子碼字的那些位元或資訊元素，使得接收器基於所接收的該子碼字，在接收到完整碼字之前即能執行關於整個碼字是否可解碼的估計。
根據另外的實施例，本發明之方法可以使接收器響應於指出碼字不能被解碼的估計而請求重發，或者響應於指出碼字能夠被解碼的估計，發信號給發射器停止發送當前傳送碼字之額外冗餘部分。換言之，取決於估計的結果，可以判定在下一傳送中不需要關於當前傳送碼字(當前的傳送內容)的進一步冗餘部分。該當前傳送碼字可以在接收器端完全解碼，而且若下一傳送中存在要傳送的新碼字，該新碼字即可以被傳送。若該估計指出當前傳送過程中傳送的碼字不可解碼，則在下一傳送中，可以傳送額外冗餘部分，使得在第一傳送過程中傳送的碼字，可以藉由使用包括來自第一傳送過程的資訊和冗餘部分、以及來自第二傳送過程或重發的額外冗餘部分的原始碼字，來予以解碼。
本發明的預測性HARQ程序的實施例概要地描繪於圖9中。圖9中的上方箭頭顯示出eNB時間軸，而下方箭頭顯示出UE時間軸。在時間t1 時，基地台例如以資料封包的形式發送資料信號。在該時間t1 時，封包的傳送過程開始。該封包透過無線或有線通道傳送，並且在時間t2 時於接收器端接收。完全地接收封包的時間係為具有一預定的持續時間或長度的前述TTI (傳輸時間區間)。根據本發明之方法，在此封包中，前述子碼字先傳送，並在時間t3 時被接收。所傳送的封包之可解碼性基於該子碼字來評估或估計。在估計期間，接收器接收該封包的其餘部分，亦即尚未傳送的碼字之其餘部分。在圖9中，假設在時間t3 之後但在第一個TTI結束之前，子碼字的估計結果在接收器端即可得。假設該估計指出當前從基地台發送到接收器的碼字或封包是不可解碼的。這個結果被通知給該基地台。在第一個TTI結束之前的時間t4 時，該基地台發送解碼碼字所需之額外冗餘部分。在第一個TTI結束時的時間t5 時，額外冗餘部分即可供使用，並且使用在第一個TTI期間接收到和在接收器端緩衝的資料、以及在第二個TTI期間接收到的額外冗餘部分，由基地台在時間t1 時所發送的碼字現在即可在接收器端被解碼。該額外冗餘部分可能包括柴斯組合或增量式冗餘部分。
圖9顯示本發明之方法加快原本發現在接收器端不可解碼的資料或封包的解碼過程。在傳統的方法中，只有在第一個TTI完成後，亦即在時間t5 時才會開始請求額外冗餘部分，而減少延遲方面的優點可從圖9中顯而易見。圖9顯示出接收器執行可解碼性估計，以及當該估計基於在第一個TTI期間獲得的資訊顯示出當前發送的封包不能在接收器端解碼時，發送信號以請求進一步的冗餘部分。反之，若估計過程基於在第一個TTI期間接收的資訊產生該封包可被解碼，則該接收器不在時間t4 時向基地台發送請求信號，而是在時間t3 時向基地台發送成停止信號形式的信號。在時間t4 時，基地台將開始傳送下一個封包，該封包隨後將在第二個TTI中以在該接收器端於時間t2 時接收到的第一個封包相同之方式接受處理。
在第一個TTI期間接收且估計可解碼的碼字將由接收器解碼。對於解碼，發射器可以向該接收器通知定義該碼字的校驗節點之順序，使得在根據本發明之方法進行傳送後，可解碼的碼字可以在接收器端重建以供正確解碼。若儘管有估計的可解碼性，但此解碼仍失敗(偽正判指示)，傳統的重發程序即可被觸發以獲得可用的額外冗餘部分。
根據另外的實施例，額外冗餘部分可以包括透過耦合所獲得的新資料。例如在時間t1 時(參見圖9)，自基地台向接收器發送的封包可以包括表示第一資料和冗餘部分兩者的碼字。接收器端已知的子碼字從該碼字被選出，並使用來估計當前傳送的碼字之可解碼性。若在時間t3 時(參見圖9)判定此碼字不可解碼，則在時間t4 時由基地台發送額外冗餘部分，並且該額外冗餘部分包括透過也稱為空間耦合(參見例如參考文獻[5])之LDPC碼耦合獲得的新資料。圖10顯示如參考文獻[5]中所述，表示第一資料和第二資料的兩個碼字之耦合的一概要表示。包括透過耦合獲得的新資料的此額外冗餘部分在時間t4 時傳送。在發射器端能夠選定冗餘部分，使得第一和第二資料的資訊位元可以被解碼。由於聯合碼字的時間分集增加，所以這是有利的。
根據本發明之實施例，可解碼性可以使用與定義子碼字的二分圖之所有多個校驗節點相關聯的資訊來估計。
根據本發明之其他實施例，能先使用與定義子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中一第一數量之校驗節點相關聯的資訊來估計碼字的可解碼性，而完成可解碼性的估計。若該估計指出碼字不能被解碼，則使用與定義子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中第二數量之校驗節點相關聯的資訊來估計碼字的可解碼性。第二數量高於第一數量。若此估計仍然指出碼字不能被解碼，則可以使用定義子碼字的二分圖之多個校驗節點中增加數量之校驗節點來把碼字的可解碼性估計重複一遍。該碼字的可解碼性可以重複估計，直到已使用了定義子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中預定數量之校驗節點為止，及/或直到達到必須向發射器通知額外冗餘部分是否需要使得在下一個傳送區間開始時能接收到額外冗餘部分或新碼字的一時間點為止。
根據本發明還有的其他實施例，與定義子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中的一些或全部校驗節點相關聯的資訊，係以固定或任意的順序傳輸。
根據進一步的實施例，接收器可以執行估計的評估，以獲得估計結果的一信賴水準。除了實際估計結果之外，當以任何一種上述方式來決定基地台是否被請求額外冗餘部分時，可以將額外的信賴水準列入考慮。例如上文所述的VNR臨界值(參見圖7)可以用來定義此等信賴水準。基於信賴度，接收器可以執行例如兩個或更多個位元預測性HARQ回饋。根據信賴水準，發射器即可以決定HARQ重發需要多少冗餘部分。
圖11是根據一實施例的本發明預測性HARQ程序之流程圖。資料在基地台被接收，而該資料將透過無線或有線通訊網路傳送到使用者設備。在步驟S1100中，資料被執行LDPC編碼以獲得碼字。在步驟S1102中，此碼字透過通道傳送。此傳送動作是要使得選定的變數節點在其餘變數節點之前傳送。該等選定變數節點定義出在接收器端已知的一子碼字，且此子碼字作為該碼字的第一部分發送。在步驟S1104中，接收到的碼字的可解碼性，在該碼字的所有變數節點都收到(參見圖9)之前，即於接收器端使用該子碼字來估計。在步驟S1106中，判定步驟S1104中的估計是否指出當前傳送碼字可以被解碼。若為真，則此方法為在步驟S1108中通知發射器不需要發送任何額外冗餘部分，從而在第一個TTI結束時(參見圖9)，可以開始包括透過耦合所獲得的新資料之冗餘部分的傳送動作。如上所述，根據其它實施例，當步驟S1106指出當前發送的碼字可解碼時，不執行對發射器的通知；在此一實施例中即沒有步驟S1108。
若在S1106判定該估計指出該碼字在接收器端無法解碼，則本發明之方法在步驟S1110向發射器請求額外冗餘部分。根據本發明之方法的進一步實施例，在步驟S1106和S1110之間可以選擇性地提供額外的步驟S1112和S1114。在S1112中，估計結果的一信賴水準如上文所詳細討論地判定。在步驟S1114中，判定於時間t3 （參見圖9)時要向發射器請求的冗餘部分，使得在步驟S1110中便向發射器請求所判定的額外冗餘部分。根據多個實施例，剛剛參照圖11所述的所有步驟可以被組合，而其他實施例則可以不包括步驟S1108、S1112及/或S1114。
儘管如上所述的本發明之實施例係參照LDPC碼，但本發明不限於此種代碼。反之，可以使用任何其它代碼，其由與二分圖的一個或多個校驗節點相關聯的變數節點表示，使得使用該代碼生成的碼字由與該二分圖的多個校驗節點相關聯的多個變數節點來定義。此外，本發明不限於田納圖，而是可以使用如因子圖的其他二分圖。
在到目前為止所述的該等實施例中，已描述子碼字由與二分圖的該等校驗節點的一子集相關聯的選定變數節點定義。然而，本發明並不限於此等實施例。根據進一步的實施例，代碼可以被生成為使得與二分圖的該等校驗節點的一子集相關聯的預定義變數節點，例如以變數節點中第一個開始的一個或多個連續變數節點，來定義出子碼字。根據此一實施例，該碼字的第一個變數節點定義出該子碼字。
進一步來說，在到目前為止所述的實施例中，前述估計已被描述為基於子碼字來執行。然而，本發明不限於此等實施例。根據進一步的多個實施例，該估計可以考慮額外參數，如通道品質、通道估計、額外的CRC符號等。
此外，在迄今為止所述的實施例中，定義出子碼字的變數節點在其餘變數節點之前傳送。然而，本發明不限於此等實施例。根據進一步的多個實施例，可以在定義出該子碼字的那些變數節點之前，將碼字中一個或多個未定義該子碼字的變數節點發送出去。例如，碼字中未定義該子碼字的多個變數節點可以發送出去，以致於當發送該子碼字時，即可以在接收器端執行可解碼性之估計，使得仍然可以向發射器通知額外冗餘部分是否需要，並且因此在下一個傳送區間開始時，即接收額外冗餘部分，或者若有接收器所需之一新碼字，則接收該新碼字。
雖然所述概念的一些層面已經就一器材予以描述，但清楚的是，這些層面也代表對應方法的描述，其中一方塊或一裝置對應於一方法步驟或方法步驟的一特徵。相似地，就方法步驟所述的層面也代表對應器材的對應方塊或項目或特徵的描述。
根據某些實施要求，本發明之實施例可以用硬體或軟體來實現。此實現方式可使用例如雲端儲存、軟式碟片、DVD、藍光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或快閃記憶體的儲存有可以電子方式讀取之控制信號的數位儲存媒體來執行，該等控制信號與一可程式化電腦系統協作(或可協同運作)，使得個別方法被執行。因此，該數位存儲媒體可為電腦可讀式。
根據本發明之某些實施例包括資料載體，其具有可以電子方式讀取之控制信號，該等控制信號能夠與可規劃電腦系統協作，使得本文所述方法中之一者被執行。
一般來說，本發明之多個實施例可以作為有程式碼之電腦程式產品來實現，當該電腦程式產品在電腦上運作時，該程式碼即操作來執行此等方法之一者。此程式碼可以例如儲存在機器可讀載體上。
其它實施例包括儲存在機器可讀載體上用以執行本文所述該等方法中之一者的電腦程式。換句話說，本發明之方法的實施例因此為電腦程式，該電腦程式具有當其在電腦上運作時用來執行本文所述該等方法中之一者的程式碼。
本發明之方法的進一步實施例因此為資料載體(或數位儲存媒體、或電腦可讀媒體)，其包括記錄於其上的用以執行本文所述該等方法中之一者的電腦程式。本發明之方法的進一步實施例因此為表示用以執行本文所述該等方法中之一者的該電腦程式之資料串流或信號序列。該資料串流或信號序列可例如組配來透過資料通訊連接來傳送，例如透過網際網路來傳送。再進一步的實施例包括例如電腦或可規劃邏輯裝置的處理裝置，其組配來或適於執行本文所述該等方法中之一者。更進一步的實施例包括安裝有用以執行本文所述該等方法之一者的電腦程式之電腦。
在一些實施例中，可規劃邏輯裝置(例如可現場規劃閘陣列)可以用來執行本文所述該等方法中的一些或全部功能。在一些實施例中，可現場規劃閘陣列可與微處理器協作俾執行本文所述該等方法中之一者。通常，這些方法較佳地由任何硬體裝置執行。
上述實施例僅僅是例示來說明本發明之原理。由此應知，本文中所述的配置與細節之修改和變化將可易於為本領域中熟於此技者看出。因此，吾人希望僅受後附申請專利範圍之範疇所限，而非由為了描述和解釋本文實施例所呈現的具體細節來限制。 [參考文獻] 1. http://sigpromu.org/sarah/SJohnsonLDPCintro.pdf 2. 3GPP TS 36.211 V13.1.0 3. F. Kienle and N. Wehn, "Low complexity stopping criterion for LDPC code decoders," 2005 IEEE 61st Vehicular Technology Conference, 2005, pp. 606-609 Vol. 1. 4. R1-167271, Nokia, Alcatel-Lucent Shanghai Bell, RAN WG1 #86 Gothenburg, Sweden, August 22-26, 2016 5. https://simons.berkeley.edu/sites/default/files/docs/2808/slidescostelloshort.pdf
eNB、eNB1~5‧‧‧基地台
UE1~3‧‧‧使用者
1001~5‧‧‧胞元
102‧‧‧箭頭、通道
1021~3、1061~2‧‧‧箭頭
1041、1042‧‧‧IoT裝置
ANT、ANTBS、ANTUE、ANTeNB‧‧‧天線
108、112‧‧‧低密度奇偶校驗(LDPC)編碼器/解碼器
110、114‧‧‧發射/接收單元
116‧‧‧資料信號
116a‧‧‧第一部分
116b‧‧‧第二部分
t1~5‧‧‧時間
S400、S402、S500、S502、S1100、S1102、S1104、S1106、S1108、S1110、S1112、S1114‧‧‧步驟
現在參考附圖更詳細地描述本發明的諸實施例，其中： 圖1顯示一無線通訊系統的範例之概要表示型態； 圖2是用於從發射器傳送資訊到接收器的一無線通訊系統之概要表示型態； 圖3是使用矩陣表示型態(參見(a))和圖形表示型態(參見(b))兩者的LDPC碼之表示型態； 圖4是根據本發明之實施例用於在接收器端處理接收到的資料的方法之流程圖； 圖5是表示根據本發明之實施例用於準備要由發射器發送的資料之方法的流程圖； 圖6對於透過0dB AWGN通道傳送之碼字，顯示出變數節點可靠性經過多次最小和疊代的演變； 圖7顯示出表示標稱化的VNR臨界值相對的偽負判率和偽正判率的圖； 圖8顯示出表示高負載情況的系統層次模擬結果的圖表； 圖9概要地描繪根據本發明的預測性HARQ程序的實施例； 圖10是表示第一資料和第二資料的兩個碼字之耦合的一概要表示型態；以及 圖11是根據本發明之實施例的本發明預測性HARQ程序之流程圖。

Claims (35)

  1. 一種接收器，其中：該接收器係組配來從一發射器透過一通道接收經編碼資料，其中該資料係被編碼來獲得一碼字，其中該碼字藉由與表示代碼的二分圖的多個校驗節點相關聯的多個變數節點來定義，其中該碼字透過該通道發送，使得與該二分圖的該等校驗節點的一子集相關聯的某些變數節點在其它變數節點之前發送，且其中該等某些變數節點定義該接收器已知之一子碼字；以及其中該接收器組配成在接收該碼字的所有變數節點之前，使用該子碼字來估計所發送碼字之可解碼性。
  2. 如請求項1之接收器，其中該接收器組配來響應於指出該碼字不能被解碼的估計，向該發射器請求額外冗餘部分。
  3. 如請求項1之接收器，其中該接收器組配來響應於指出該碼字能夠被解碼的估計，發信號給該發射器以停止發送額外冗餘部分。
  4. 如請求項2之接收器，其中該接收器組配來判定估計結果的一信賴水準，及基於該信賴水準來判定要向該發射器請求的該額外冗餘部分。
  5. 如請求項2之接收器，其中該額外冗餘部分包括柴斯組合、或增量式冗餘、或包括透過耦合所獲得的新資料之額外冗餘部分。
  6. 如請求項1之接收器，其中該接收器組配成使用與定義該子碼字的二分圖之所有多個校驗節點相關聯的資訊來估計該碼字之該可解碼性。
  7. 如請求項1之接收器，其中該接收器組配成先使用與定義該子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中一第一數量之校驗節點相關聯的資訊來估計該碼字的該可解碼性，且其中該接收器組配來響應於指出該碼字不能被解碼的估計，使用與定義該子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中一第二數量之校驗節點相關聯的資訊來估計該碼字的該可解碼性，該第二數量高於該第一數量。
  8. 如請求項7之接收器，其中該接收器組配來響應於指出該碼字不能被解碼的估計，使用定義該子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中增加數量之校驗節點來重複估計該碼字的該可解碼性。
  9. 如請求項8之接收器，其中該接收器組配來重複估計該碼字的該可解碼性，直到已使用了定義該子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中一預定數量之校驗節點為止，及/或直到向該發射器發送是否需要額外冗餘部分的信號的一時間點達到為止，使得在下一個傳送區間之開始時，該額外冗餘部分被接收，或若有用於該接收器的一新碼字，則該新碼字被接收。
  10. 如請求項1之接收器，包含一最大概似解碼器或基於信度傳播的解碼器來估計該碼字。
  11. 一種發射器，包含：一編碼器，其組配來編碼資料以獲得一碼字，其中該碼字藉由與表示代碼的二分圖的多個校驗節點相關聯的多個變數節點來定義；以及一發射單元，其組配來透過一通道將該碼字發送到一接收器，使得與該二分圖的該等校驗節點的一子集相關聯的某些變數節點在其它變數節點之前發送，其中該等某些變數節點定義在該接收器處已知之一子碼字，及該子碼字由該接收器用來在接收該碼字的所有變數節點之前，估計所發送之該碼字之可解碼性。
  12. 如請求項11之發射器，其中該發射單元組配來響應於來自該接收器之一信號，發送額外冗餘部分或停止發送額外冗餘部分。
  13. 如請求項12之發射器，其中來自該接收器之該信號指出該額外冗餘部分。
  14. 如請求項12之發射器，其中該額外冗餘部分包括柴斯組合、或增量式冗餘、包括透過耦合所獲得的新資料之額外冗餘部分。
  15. 一種包括將要透過一通道從發射器發送到接收器的資料之資料信號，其中該資料係編碼來獲得一碼字，且其中該碼字由與表示代碼的二分圖的多個校驗節點相關聯的多個變數節點來定義，該資料信號包含：在該接收器處已知及由與該二分圖的該等校驗節點的一子集相關聯的某些變數節點來定義的一子碼字；以及該碼字的剩餘變數節點，至少一些該等變數節點或所有該等變數節點係接在第一部分之後。
  16. 一種通訊網路，包含：如請求項1之接收器，以及如請求項11之發射器。
  17. 如請求項16之通訊網路，其中該通訊網路包含一有線通訊網路、一無線通訊網路、一蜂巢式網路、一無線區域網路或一無線感測器系統。
  18. 如請求項16之通訊網路，其中該接收器為一無線通訊網路的一行動終端機、一IoT(物聯網)裝置或一基地台，且其中該發射器為該無線通訊網路之一行動終端機、一IoT裝置或一基地台。
  19. 如請求項18之通訊網路，其使用一基於IFFT(反向快速傅立葉變換)之信號，其中該基於IFFT之信號包括具有CP的OFDM、具有CP的DFT-s-OFDM、不具有CP的基於IFFT之波形、f-OFDM、FBMC、GFDM或UFMC。
  20. 一種用於在通訊網路中接收資料之方法，包含：從一發射器透過一通道接收經編碼資料，其中該資料係被編碼來獲得一碼字，其中該碼字藉由與表示代碼的二分圖的多個校驗節點相關聯的多個變數節點來定義，其中該碼字透過該通道發送，使得與該二分圖的該等校驗節點的一子集相關聯的某些變數節點在其它變數節點之前發送，且其中該等某些變數節點定義該接收器已知之一子碼字；以及在接收該碼字的所有變數節點之前，使用該子碼字來估計所發送碼字之可解碼性。
  21. 一種用於在通訊網路中發送資料之方法，包含：將資料編碼以獲得一碼字，其中該碼字藉由與表示代碼的二分圖的多個校驗節點相關聯的多個變數節點來定義；以及透過一通道將該碼字發送到一接收器，使得與該二分圖的該等校驗節點的一子集相關聯的某些變數節點在其它變數節點之前發送，其中該等某些變數節點定義在該接收器處已知之一子碼字，及此子碼字由該接收器用來在接收該碼字的所有變數節點之前，估計所發送碼字之可解碼性。
  22. 一種用於在通訊網路中發送資料之方法，包含：把將要透過一通道從一發射器發送到一接收器之資料編碼，其中該資料係被編碼來獲得一碼字，其中該碼字由與表示代碼的二分圖的多個校驗節點相關聯的多個變數節點來定義；透過該通道發送該碼字，使得某些變數節點在其它變數節點之前發送，其中該等某些變數節點與該二分圖的該等校驗節點的一子集相關聯及定義在該接收器處已知之一子碼字；以及在該接收器處，於接收該碼字的所有變數節點之前，使用該子碼字來估計所發送碼字之可解碼性。
  23. 如請求項22之方法，包含：響應於指出該碼字不能被解碼的估計，向該發射器請求額外冗餘部分。
  24. 如請求項22之方法，包含：響應於指出該碼字能夠被解碼的估計，發信號給該發射器以停止發送額外冗餘部分。
  25. 如請求項23之方法，包含：判定估計結果的一信賴水準，及基於該信賴水準來判定要向該發射器請求的該額外冗餘部分。
  26. 如請求項23之方法，其中該額外冗餘部分包括柴斯組合、或增量式冗餘、或包括透過耦合所獲得的新資料之額外冗餘部分。
  27. 如請求項22之方法，其中估計該可解碼性包含：使用與定義該子碼字的二分圖之所有該等多個校驗節點相關聯的資訊來估計該碼字之該可解碼性。
  28. 如請求項22之方法，其中估計該可解碼性包含：先使用與定義該子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中一第一數量之校驗節點相關聯的資訊來估計該碼字的該可解碼性，以及響應於指出該碼字不能被解碼的估計，使用與定義該子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中一第二數量之校驗節點相關聯的資訊來估計該碼字的該可解碼性，該第二數量高於該第一數量。
  29. 如請求項28之方法，包含：響應於指出該碼字不能被解碼的估計，使用定義該子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中增加數量之校驗節點來重複估計該碼字的該可解碼性。
  30. 如請求項29之方法，其中重複估計該碼字的該可解碼性，直到已使用了定義該子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中一預定數量之校驗節點為止，及/或直到向該發射器發送是否需要額外冗餘部分的信號的一時間點達到為止，使得在下一個傳送區間之開始時，該額外冗餘部分被接收，或若在該接收器處有要被發送的一新碼字，則該新碼字被接收。
  31. 如請求項22之方法，其中與定義該子碼字的二分圖之該等多個校驗節點中的一些或全部校驗節點相關聯的該資訊，係以固定或任意的順序傳輸。
  32. 如請求項22之方法，包含：利用一最大概似解碼器或基於信度傳播的解碼器來估計該碼字。
  33. 如請求項22之方法，其中該代碼為低密度奇偶檢查(LDPC)碼。
  34. 如請求項22之方法，其中與該二分圖代碼的該等校驗節點的一子集相關聯、定義該子碼字的該等某些變數節點，係從所有該等變數節點中自由地選出或為所有該等變數節點中的預定義變數節點。
  35. 一種非暫態電腦程式產品，包含儲存多個指令的一電腦可讀媒體，此等指令當在一電腦上執行時，即實施如請求項20或請求項21或請求項22之方法。
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