JP2022174079A

JP2022174079A - 符号化方法、復号方法、装置、および装置

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Publication number: JP2022174079A
Application number: JP2022130721A
Authority: JP
Inventors: 公正 ▲張▼; Gongzheng Zhang; 幼睿皇甫; Yourui Huangfu; 凌晨黄; Lingchen Huang; ▲瑩▼ ▲陳▼; Ying Chen; 云▲飛▼ ▲喬▼; Yunfei Qiao; 榕李; Rong Li
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2017-03-25
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2038-03-24
Also published as: JP7471357B2; CN108683479B; CN115173991B; US11432186B2; US20190394674A1; CN108683479A; US20230056892A1; CN108768586A; EP3598674A1; US10567994B2; US11700545B2; EP3598674A4; US20200236589A1; CN108768586B; CN107342845B; JP2020516157A; CN115173992A; CN107342845A; US10440606B2; CN115173991A

Abstract

【課題】パンクチャリングまたはショートニングプロセスで引き起こされる性能損失を回避するデータを処理する方法および装置を提供する。【解決手段】方法は、ネットワーク装置が、伝送符号レートＲを決定する。Ｒ＝Ｋ／Ｍであり、Ｋが情報ビットの長さであり、Ｍが目標符号長の長さであり、Ｋ及びＭが正の整数である２１０。方法はまた、伝送符号レートＲが第１の符号レート閾値以上であるときに、長さがＮのビット列にショートニングモードを使用するか又は伝送符号レートＲが第１の符号レート閾値未満であるときに、長さがＮのビット列にパンクチャリングモードを使用する。Ｎは母符号の長さであり、正の整数である２２０。方法はさらに、長さがＮの第１の符号化列を得るために、長さがＮのビット列に対してＰｏｌａｒ符号化を行うステップ及び長さがＭの第2の符号化列を得るために、第1の符号化列をショートニングまたはパンクチャリングを行う２３０。【選択図】図６

Description

本出願は、2017年3月25日に中国特許庁に出願された、「RATE MATCHING METHOD AND DEVICE」という名称の中国特許出願第201710185302．4号明細書の優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明の諸実施形態は通信技術の分野に関し、詳細には、データを処理するための装置方法および装置に関する。

チャネル符号化（channel encoding）は、通常、通信の品質を確保するように、データ伝送の信頼性を向上させるために通信システムに使用される。トルコのArikan教授によって提案されたポーラ符号（Polar codes）は、シャノン容量（Shannon capacity）を立証可能に実現することができ、低い符号化および復号複雑度を有する第1の符号である。Polar符号は線形ブロック符号（linear block code）であり、Polar符号の符号化行列（encoding matrix）はG_Nであり、Polar符号の符号化プロセスは

である、ただし、

は長さN（すなわち母符号長（mother code length））を有するバイナリ行ベクトルであり、G_NはN×N行列であり、

である。

は、log₂N行列F₂のクロネッカー（Kronecker）積として定義され、行列

である。

Polar符号の符号化プロセスでは、

内のいくつかのビットが情報を伝えるために使用され、情報ビットと称され、これらのビットの添字集合（index set）はAと定義され、他のビットは、受信端および送信端によって事前合意された固定値に設定され、固定ビットまたは凍結ビット（frozen bits）として定義され、これらのビットの添字集合はAの補数A^cで表される。Polar符号の符号化プロセスは

に相当する。本明細書では、G_N（A）は、集合A内の添字に対応しているG_Nの行によって形成される部分行列であり、G_N（A^C）は、G_Nの集合A^C内の添字に対応している行によって形成される部分行列である。u_Aは

に設定される情報ビットであり、K個の情報ビットがある。

は

に設定される凍結ビット集合であり、（N－K）個の凍結ビットがあり、凍結ビットは既知のビットである。凍結ビットは、通常は0に設定されるが、凍結ビットの値は、受信装置および送信装置が凍結ビットに事前合意するという条件でランダムに設定され得る。凍結ビットが0に設定されると、Polar符号の符号化出力は、K×N行列である

として簡略化され得る。Polar符号構成プロセスは集合Aを選択するプロセスであり、集合AはPolar符号性能を決定する。Polar符号構成プロセスは通常、母符号長Nに基づいて、合計N個の分極チャネルが存在し、それぞれ符号化行列内のN個の列に対応することを決定すること、分極チャネルの信頼性を計算すること、ならびに、比較的高い信頼性を有する第1のK個の分極チャネルの添字を集合Aの要素として使用すること、および残存する（N－K）個の分極チャネルに対応する添字を凍結ビット添字集合A^cの要素として使用すること、である。集合Aは情報ビットのビット位置を決定し、集合A^cは凍結ビットのビット位置を決定する。

最初のPolar符号（母符号）の符号長が2の整数乗であり、実際の適用中、任意の符号長を有するPolar符号がレートマッチングによって実施される必要があることが、符号化行列から習得され得る。

従来技術では、レートマッチングは、パンクチャリング（puncturing）（puncture）またはショートニング（shortening）（shorten）解決法を用いることによって実施される。従来技術では、符号化中、母符号の長さが目標符号の長さより大きいときに、目標符号の長さは母符号からパンクチャリングによって得られ、復号中、母符号長の長さはパディング（padding）によって目標符号から回復される。この状況では、母符号が比較的大きい数量の情報ビットを含むときに、母符号を直接パンクチャリングまたはショートニングすることによるレートマッチングは復号中に情報損失を引き起こし得る。

本出願の諸実施形態は、パンクチャリングまたはショートニングプロセスで引き起こされる性能損失を回避するために、レートマッチング方法および装置を提供する。

第1の態様によれば、本出願は、無線ネットワークに適用され、ネットワーク装置により、伝送符号レート（transmission code rate）Rを決定するステップであって、R＝K／Mであり、Kが情報ビット長であり、Mが目標符号長であり、KおよびMが正の整数である、ステップと、ネットワーク装置により、伝送符号レートRが第1の符号レート閾値以上である場合に、長さがNのビット列にショートニングモードを使用することを決定するステップ、または、ネットワーク装置により、伝送符号レートRが第1の符号レート閾値未満である場合に、長さがNのビット列にパンクチャリングモードを使用することを決定するステップであって、Nが母符号長であり、Nが正の整数である、ステップと、ネットワーク装置により、長さがNの第1の符号化列を得るために、長さがNのビット列に対してPolar符号化するステップ、および、ネットワーク装置により、長さがMの第2の符号化列を得るために、第1の符号化列をショートニングまたはパンクチャリングするステップと、を含む、レートマッチング方法を提供する。

第2の態様によれば、本開示は、無線ネットワークに適用されるレートマッチング装置を提供し、この装置は、伝送符号レートRを決定し、R＝K／Mであり、Kが情報ビット長であり、Mが目標符号長であり、KおよびMが正の整数である、ように構成された第1の決定ユニットと、伝送符号レートRが第1の符号レート閾値以上であるときに、長さがNのビット列にショートニングモードを使用し、または伝送符号レートRが第1の符号レート閾値未満であるときに、長さがNのビット列にパンクチャリングモードを使用し、Nが母符号長であり、Nが正の整数である、ように構成された第2の決定ユニットと、長さがNの第1の符号化列を得るために、長さがNのビット列に対してPolar符号化するように構成された符号化ユニットと、長さがMの第2の符号化列を得るために、第1の符号化列をショートニングまたはパンクチャリングするように構成された処理ユニットと、を備える。

第1の態様および第2の態様に関して、考えられる設計では、ネットワーク装置により、伝送符号レートRが第1の符号レート閾値以上であるときに、長さがNのビット列にショートニングモードを使用することを決定するステップは、ネットワーク装置により、長さがNのビット列をS1個の等長ビット群に分割するステップであって、S1が正の整数である、ステップと、ネットワーク装置により、N1個のビット群がショートニングされることを決定するステップ、およびネットワーク装置により、ショートニングされたビット群を除くN2個のビットがショートニングされることを決定するステップであって、

およびN2＝N－M－N1＊（N／S1）である、ステップ、を特に含む。

第1の態様および第2の態様に関して、考えられる設計では、ネットワーク装置により、伝送符号レートRが第1の符号レート閾値未満であるときに、長さがNのビット列にパンクチャリングモードを使用することを決定するステップは、ネットワーク装置により、長さがNのビット列をS2個の等長ビット群に分割するステップであって、S2が正の整数である、ステップと、ネットワーク装置により、L1個のビット群がパンクチャリングされることを決定するステップ、およびネットワーク装置により、パンクチャリングされたビット群を除くL2個のビットがパンクチャリングされることを決定するステップであって、

およびL2＝N－M－L1＊（N／S2）である、ステップ、を特に含む。

第1の態様および第2の態様に関して、考えられる設計では、長さがNの第1の符号化列を得るために、長さがNのビット列に対してPolar符号化するステップの前に、上記の方法は、
ネットワーク装置により、ショートニングモードまたはパンクチャリングモードを使用することによって決定されたビット列番号に対応する分極チャネル内に凍結ビットをマッピングするステップ
をさらに含む。

第1の態様および第2の態様に関して、考えられる設計では、第1の符号レート閾値の値が、0、1／4、1／3、2／5、1／2、および1のうちの1つである。

第3の態様によれば、本出願は、メモリとプロセッサとメモリに保存されプロセッサ上で走るコンピュータプログラムとを含む通信装置を提供し、プログラムを実行するときに、プロセッサは第1の態様による方法を実行する。

無線通信の基本手順の図である。本出願の一実施形態の応用シナリオの図である。 Arikan Polar符号の構成図である。 CA Polar符号の構成図である。 PC Polar符号の構成図である。本出願の一実施形態の流れ図である。本出願の一実施形態によるショートニングの概略図である。本出願の一実施形態によるパンクチャリングの概略図である。本出願の一実施形態による仮想装置の構造図である。本出願の一実施形態による物理的装置の構造図である。

以下では、本出願の特定の実施形態について添付図面を参照しながらさらに説明する。

図1は無線通信の基本手順を示す。送信装置では、信号は、情報源符号化（source encoding）、チャネル符号化、レートマッチング、および変調マッピングが順次行われた後で信号源から送られる。受信装置では、信号は、デマッピング復調、レートデマッチング、チャネル復号、および情報源復号が順次行われた後で信号送り先へ出力される。チャネル符号化およびチャネル復号にはPolar符号が使用され得る。最初のPolar符号（母符号）の符号長が2の整数乗であるため、任意の符号長を有するPolar符号が実際の適用中にレートマッチングによって実施される必要はない。送信装置端では、レートマッチングは、任意の目標符号長を実施するためにチャネル符号化の後で行われる。受信装置では、レートデマッチングはチャネル復号の前に行われる。無線通信の基本手順は余分の手順（プリコーディングやインタリービングなど）をさらに含むことに留意されたい。これらの余分の手順が当業者には共通の知識であることを考慮して、手順は本明細書では1つずつ説明されない。

本出願の実施形態は無線通信システムに適用され得る。無線通信システムは通常、セルを含む。各セルは、基地局（BS）（英語：Base Station、略してBS）を含む。基地局は、複数の移動局（英語：Mobile Station、略してMS）に通信サービスを提供する。基地局は、図2に示されているように、コアネットワーク装置に接続される。基地局は、BBU（英語：Baseband Unit、日本語：ベースバンドユニット）およびRRU（英語：Remote Radio Unit、日本語：遠隔無線ユニット）を含む。BBUおよびRRUは異なる場所に配置され得る。例えば、RRUは交通混雑領域内に遠隔配置され、BBUは中央機器室内に配置される。あるいは、BBUおよびRRUは同じ機器室内に配置されてもよい。あるいは、BBUおよびRRUは同じラック内の異なる部品でもよい。

本出願の実施形態に記述されている無線通信システムは、狭帯域モノのインターネット（英語：Narrow Band－Internet of Things、略してNB－IoT）と、モバイル通信用のグローバルシステム（英語：Global System for Mobile Communications、略してGSM（登録商標、以下同じ））と、GSM進化型高速データレート（英語：Enhanced Data rate for GSM Evolution、略してEDGE）と、広帯域符号分割多重アクセス（英語：Wideband Code Division Multiple Access、略してWCDMA（登録商標））システムと、符号分割多重アクセス2000（英語：Code Division Multiple Access、略してCDMA2000）システムと、時分割同期化符号分割多重アクセス（英語：Time Division－Synchronization Code Division Multiple Access、略してTD－SCDMA）システムと、ロングタームエボルーション（Long Term Evolution、略してLTE）システムと、次世代5Gモバイル通信システムの3つの応用シナリオ、eMBB、URLLC、およびeMTCと、を含むが、これらに限定されるものではないことに留意されたい。

本出願の実施形態では、基地局は、無線アクセスネットワーク内に展開され、MS用の無線通信機能を提供する装置である。基地局は、様々な形のマクロ基地局、マイクロ基地局（小セルとも称される）、中継ノード、アクセスポイント、などを含むことができる。異なる無線アクセス技術を用いたシステムでは、基地局機能を有する装置が異なる名称を有することがあり、例えば、LTEシステム内の進化型ノードB（evolved NodeB、eNBまたはeNodeB）と称される、第3世代（英語：3rd Generation、略して3G）システム内のノードB（英語：Node B）と称される、などである。説明を簡単にするために、本出願のすべての実施形態において、MS用の無線通信機能を提供する上記のすべての装置は、まとめてネットワーク装置または基地局もしくはBSと称される。

本出願の実施形態におけるMSは、無線通信機能を有する様々なハンドヘルド装置、車載装置、ウェアラブル装置、または計算装置、あるいは無線モデムに接続される他の処理装置を含むことができる。MSは端末（英語：terminal）と称されることもあり、加入者ユニット（英語：subscriber unit）、携帯電話（英語：cellular phone）、スマートフォン（英語：smart phone）、無線データカード、パーソナルデジタルアシスタント（英語：Personal Digital Assistant、略してPDA）コンピュータ、タブレットコンピュータ、無線モデム（英語：modem）、受話器（英語：handset）、ラップトップコンピュータ（英語：laptop computer）、マシンタイプ通信（英語：Machine Type Communication、略してMTC）端末、などをさらに含むことができる。説明を簡単にするために、本出願のすべての実施形態において、前述した装置はまとめてMSと称される。

Polar符号性能を改善するには、チェックプリコーディングが通常、Polar符号化が行われる前に設定された情報ビットに対して実行される。2つの共通チェックプリコーディング方式、すなわち、CRC（日本語：巡回冗長検査、英語：Cyclic Redundancy Check）連接Polar符号化、またはPC（日本語：パリティ検査、英語：Parity Check）連接Polar符号化、またはPC支援CRC連接Polar符号化がある。現在、Polar符号化としては、従来のArikan Polar符号化、CRC連接Polar符号化、PC Polar符号化、およびPC支援CRC連接Polar符号化がある。本出願におけるPolar符号化および復号方法ならびに符号化および復号装置は、従来のPolar符号化、CA Polar符号化、またはPC Polar符号化を使用することができる。

図3での従来のArikan Polar符号化は以下に説明される、｛u₁，u₂，u₃，u₅｝が凍結ビット集合として設定され、｛u₄，u₆，u₇，u₈｝が情報ビット集合として設定され、長さが4の情報ベクトル内の4つの情報ビットが8つの符号化ビットに復号される。

図4でのCA Polar符号化は以下に説明される、｛u₁，u₂｝が凍結ビット集合として設定され、｛u₃，u₄，u₅，u₆｝が情報ビット集合として設定され、｛u₇，u₈｝がCRCビット集合として設定される。｛u₇，u₈｝の値は、｛u₃，u₄，u₅，u₆｝に対してCRCを実行することによって得られる。

CA Polar符号化の場合、CRC－Aided Successive Cancellation List（CA－SCL）復号アルゴリズムが使用される。CA－SCL復号アルゴリズムは、CRC検査を使用して、CRCがSCL復号出力の候補経路から通過する経路を復号出力として選択する。

図5でのPC Polar符号化は以下に説明される、｛u₁，u₂，u₅｝が凍結ビット集合として設定され、｛u₃，u₄，u₆，u₇｝が情報ビット集合として設定され、｛u₇｝がPC凍結ビット集合として設定される。｛u₇｝の値は、｛u₃，u₆｝に対して排他的OR演算を実行することによって得られる。

本出願はレートマッチング方法を提供し、レートマッチング方法は、ネットワーク装置、例えば図2の基地局に適用され得る。図6は、レートマッチング方法の流れ図であり、具体的なステップは以下の通りである。

ステップ210：ネットワーク装置は伝送符号レートRを決定する、ただしR＝K／Mであり、Kは情報ビットの長さであり、Mは目標符号の長さであり、KおよびMは正の整数である。

ステップ220：伝送符号レートRが第1の符号レート閾値以上であるときに、ネットワーク装置は、長さがNのビット列にショートニングモードを使用することを決定する、あるいは、伝送符号レートRが第1の符号レート閾値未満であるときに、ネットワーク装置は、長さがNのビット列にパンクチャリングモードを使用することを決定する、ただし、Nは母符号の長さであり、Nは正の整数である。

ステップ230：ネットワーク装置は、長さがNの第1の符号化列を得るために、長さがNのビット列に対してPolar符号化し、ネットワーク装置は、長さがMの第2の符号化列を得るために、第1の符号化列をショートニングまたはパンクチャリングする。

ステップ210～230のレートマッチング方法によれば、ネットワーク装置は、伝送レートを第1の符号レート閾値と比較し、パンクチャリングモードまたはショートニングモードを柔軟に選択し、パンクチャリングプロセスまたはショートニングプロセスで引き起こされる性能損失を回避することができる。

図9に示されている装置900はステップ210～230などのプロセスを実行できることに留意されたい。第1の決定ユニット910はステップ210を実行するように構成され、第2の決定ユニット920はステップ220を実行するように構成され、符号化ユニット930はステップ230内の符号化プロセスを実行するように構成され、処理ユニット940はステップ230内のショートニングまたはパンクチャリングプロセスを実行するように構成される。装置900は基地局BSまたは移動局MSとすることができ、装置は代替的に、特定用途向け集積回路（英語：Application Specific Integrated Circuit、略してASIC）、デジタル信号プロセッサ（英語：Digital Signal Processor、略してDSP）、システムオンチップ、または関連機能を実行するソフトウェアとすることができる。装置900がASIC、DSP、またはシステムオンチップである場合、構成要素910～940は回路または部品とすることができる。装置900がソフトウェアである場合、構成要素910～940はプログラムコードとすることができる。

ステップ210～230に記述されているのはNがM以上である場合であり、NがM未満であるときに、ネットワーク装置は長さがNのビット列に対してレートマッチング処理を繰返し行う必要があることに留意されたい。加えて、ステップ230では、ネットワーク装置は、長さがNのビット列に対応する分極チャネルの既知の信頼性ソーティングを有し、信頼性ソーティングは、密度発展法、ガウス近似、線形フィッティング、などによって計算され得る。

加えて、レートマッチング方法は、代替的にステップ210および230のみ含むことができ、ステップ220を含まない。このレートマッチング方法では、伝送符号レートと第1の符号レート閾値を比較するのを飛ばすことは、ステップ230でのPolar符号化またはショートニングもしくはパンクチャリング演算プロセスに影響しない。

具体的には、ステップ220は、2つの実施態様、すなわち方法1：ショートニングモード、および方法2：パンクチャリングモードを含む。

方法1：伝送符号レートRが第1の符号レート閾値以上であるときに、ネットワーク装置は、長さがNのビット列にショートニングモードを使用することを決定する。この方法は、ネットワーク装置により、長さがNのビット列を長さが等しいS1個のビット群に分割すること、ただしS1は正の整数であること、ならびに、ネットワーク装置により、N1個のビット群がショートニングされることを決定すること、およびネットワーク装置により、N2個のビットがN1個のビット群を除いてショートニングされることを決定すること、ただし

であり、伝送符号レートRが第1の符号レート閾値以上であるときにN2＝N－M－N1＊（N／S1）であること、を特に含む。図7に示されているように、長さがNのビット列はS個の等長ビット群に分割され、各ビット群は2ビットの情報を含む。N－M＝5およびN／S＝2、したがってN1＝2およびN2＝1である。したがって、ショートニング演算は、群S－1、群S－2、および群S－4内のビットC_n－7を除去することを含む。

方法2：伝送符号レートRが第1の符号レート閾値未満であるときに、ネットワーク装置は、長さがNのビット列にパンクチャリングモードを使用することを決定する。この方法は、ネットワーク装置により、長さがNのビット列をS2個の等長ビット群に分割すること、ただしS2は正の整数であること、ならびに、ネットワーク装置により、L1個のビット群がパンクチャリングされることを決定すること、およびネットワーク装置により、L2個のビットがL1個のビット群を除いてパンクチャリングされることを決定すること、ただし

であり、L2＝N－M－L1＊（N／S2）であること、を特に含む。図8に示されているように、長さがNのビット列はS個の等長ビット群に分割され、各ビット群は2ビットの情報を含む。N－M＝5およびN／S＝2、したがってL1＝2およびL2＝1である。したがって、パンクチャリング演算は、群0、群1、および群3内のビットC₆を除去することを含む。

方法1でのS1の値は、方法2でのS2の値と同じでもよくまたは異なっていてもよいことに留意されたい。S1およびS2の値は16、32、64、などでよい。加えて、S1およびS2の値は1でもよい。この場合、N1の値は0であり、N2の値は0ではなく、ネットワーク装置は、1つのビット群に対してレートマッチング演算を実行し、N2個のビットをショートニングまたはパンクチャリングする。加えて、S1およびS2の値はNである。この場合、N1の値は0ではなく、N2の値は0であり、ネットワーク装置は、N個のビット群に対してレートマッチング演算を実行し、N2個のビット群をショートニングまたはパンクチャリングする。

方法1および方法2では、N1またはL1個のショートニングまたはパンクチャリングされた完全群を決定するのに加えて、ネットワーク装置は、残りのN2またはL2個のビットの場所をさらに決定する必要があることに留意されたい。上記のショートニングまたはパンクチャリングされた完全群ならびに残りのN2またはL2個のビットの場所は、以下の実施態様を使用することによって選択され得る。

実施態様1：PW（英語：Polarization Weight、日本語：分極重み）値のソーティング：
PW値のソーティング列は、Polar符号の信頼性ソーティング列であり、情報ビット選択に使用される。レートマッチング演算中、上記列は、完全群と完全群が除去された後の残りのビットとに対するパンクチャリングまたはショートニング演算に使用され得る。例えば、PW列が完全群をパンクチャリングするために使用されてもよく、逆PW列が完全群をショートニングするために使用されてもよい。PW列は群内のビットをパンクチャリングするために使用されてもよく、逆PW列は群内のビットをショートニングするために使用されてもよい。群の数量Sが異なる値を有するときに、PWの昇順、すなわち信頼性の昇順で得られるソーティング列は次の通りである、
S＝16のとき、PW＝［0，1，2，4，8，3，5，6，9，10，12，7，11，13，14，15］、
S＝32のとき、PW＝［0，1，2，4，8，16，3，5，6，9，10，17，12，18，20，24，7，11，13，19，14，21，22，25，26，28，15，23，27，29，30，31］、または
S＝64のとき、PW＝［0，1，2，4，8，16，3，32，5，6，9，10，17，12，18，33，20，34，7，24，36，11，40，13，19，14，48，21，35，22，25，37，26，38，41，28，42，15，49，44，50，23，52，27，39，56，29，43，30，45，51，46，53，54，57，58，31，60，47，55，59，61，62，63］である。

実施態様2：符号重み値のソーティング：
符号重み値列が、完全群とL1個のビット群が除去された後の完全群内の残りのビットとに対するパンクチャリングまたはショートニング演算に使用され得る。Polar符号化行列の行内のビットの数量が行の符号重みであり、符号重みソーティング列が、符号重みの昇順に並び替えること、および同じ符号重みに対する列番号の昇順に並び替えることによって得られる。符号重み値列を使用する方法は、PWソーティング列を使用する方法と同様である。

群の数量Sが異なる値を有するときに、昇順の符号重み列は次の通りである、
S＝16のとき、符号重み列＝［0，1，2，4，8，3，5，6，9，10，12，7，11，13，14，15］、
S＝32のとき、符号重み列＝［0，1，2，4，8，16，3，5，6，9，10，12，17，18，20，24，7，11，13，14，19，21，22，25，26，28，15，23，27，29，30，31］、または
S＝64のとき、符号重み列＝［0，1，2，4，8，16，32，3，5，6，9，10，12，17，18，20，24，33，34，36，40，48，7，11，13，14，19，21，22，25，26，28，35，37，38，41，42，44，49，50，52，56，15，23，27，29，30，39，43，45，46，51，53，54，57，58，60，31，47，55，59，61，62，63］である。

実施態様3：GA（英語：Gaussian Approximation、日本語：ガウス近似）／DE（英語：Density Evolution、日本語：密度発展法）：
GA／DEによって構成された列は、完全群と完全群が移動した後の残りのビットとに対するパンクチャリングまたはショートニング演算に使用され得る。分極されたチャネルの列を並び替える信頼性はGA／DEに基づいて計算され、その列を使用する方法はPWソーティング列を使用する方法と同様である。

S＝16のとき、列＝［0，1，2，4，8，3，5，6，9，10，12，7，11，13，14，15］であり、
S＝32のとき、列＝［0，1，2，4，8，16，3，5，6，9，10，17，12，18，20，7，24，11，13，19，14，21，22，25，26，28，15，23，27，29，30，31］である、または
S＝64のとき、列＝［0，1，2，4，8，16，3，32，5，6，9，10，17，12，18，33，20，34，7，24，36，11，40，13，48，19，14，21，35，22，25，37，26，38，28，41，42，49，44，15，23，50，52，27，39，56，29，30，43，45，51，46，53，54，57，31，58，60，47，55，59，61，62，63］である。

実施態様4：自然順序列：
自然順序列は、完全群と完全群が移動した後の残りのビットとに対するパンクチャリングまたはショートニング演算に使用され得る。例えば、ネットワーク装置は、残りのN2またはL2個のビットのビット位置を自然順序で決定することができる。L2個のパンクチャリングされたビットは順番に（in sequential order）選択されてもよく、N2個のショートニングされたビットは逆順番に選択されてもよい。

上記の4つの実施態様での列の逆列はすべてショートニング演算を満たすことに留意されたい。加えて、PW列および符号重みソーティング列は互いに対して対称である、言い換えると、列（i）＝S－列（S－i）である。

結論として、方法1および方法2では、ネットワーク装置は、長さがNのビット列内にパンクチャリングされる必要があるビットの列番号を決定する、または、ネットワーク装置は、長さがNのビット列内にショートニングされる必要があるビットのシーケンス番号を決定する。随意に、ステップ220で特定の方法1および方法2で、ネットワーク装置は、長さがNの第1の符号化列に対してショートニングまたはパンクチャリング演算を実行しない。

随意に、ネットワーク装置が、長さがNの第1の符号化列を得るために、長さがNのビット列に対してPolar符号化を実行する、ステップ230の前に、レートマッチング方法は、ネットワーク装置により、ショートニングモードまたはパンクチャリングモードを使用することによって決定されたビット列番号に対応する分極チャネル内に1つまたは複数の凍結ビットをマッピングすることと、ネットワーク装置により、ショートニングモードまたはパンクチャリングモードを使用することによって決定されたビット列番号に対応する分極チャネルの後の残りの分極チャネルから高信頼性を有する分極チャネル内に情報ビットをマッピングすることと、N個の分極チャネル内の情報ビットに対応する分極チャネルの後の残りの分極チャネル内に1つまたは複数の凍結ビットをマッピングすることと、をさらに含む。

凍結ビットはPolar符号の特性であり、凍結ビットが配置されている分極チャネルの値は、受信装置端および送信装置によって事前合意される。レートマッチングがショートニングモードを使用する場合、復号中のショートニング済みビットの場所のLLR（英語：Log Likelihood Ratio、日本語：対数尤度比）が無限大に設定される。レートマッチングがパンクチャリングモードを使用する場合、復号中のパンクチャリング済みビットの場所のLLRが0に設定される。

ステップ230で、レートマッチングは、長さがMの第2の符号化列を得るために、長さがNの第1の符号化列に対して行われ、このプロセスはブロックインタリーバによって実行され得ることに留意されたい。特定の実施プロセスは次の通りである。長さがNの第1の符号化列は、列に基づいてブロックインタリーバに入力され、ブロックインタリーバの列の長さはN／Sであり、行の長さはSである。ネットワーク装置は、決定されたショートニングモードまたはパンクチャリングモードに基づいてレートマッチング演算を実行し、読取りにより、長さがMの第2の符号化列を取得し、読み取られない符号化列はパンクチャリングまたはショートニングされたビットである。N＜Mのとき、ブロックインタリーバは繰返し使用されてもよい、具体的に言うと、列全体が順番に読み取られた後、読取りは、M個のビットが読み取られるまで最初から行われる。

第1の符号レート閾値の値は、0、1／4、1／3、2／5、1／2、および1のうちの1つであることに留意されたい。例えば、第1の符号レート閾値は1／3である。ネットワーク装置が、伝送符号レートRが1／2であることを決定する場合、ネットワーク装置はショートニングモードを使用することを決定し、ネットワーク装置は、長さがNのビット列内にショートニングされる必要があるビットの列番号を決定する。第1の符号レート閾値が0である場合、ネットワーク装置はショートニングモードを使用することを決定する。第1の符号レート閾値が1である場合、ネットワーク装置はパンクチャリングモードを使用することを決定する。

受信装置は、無線信号をデマッピングおよび復調した後でLLR列を得ること、および、受信装置は、LLR列に対してレートデマッチングおよび復号演算を実行すること、に留意されたい。レートデマッチングおよび復号演算のプロセスは、具体的には次の通りである。受信装置は、制御情報を使用することによりまたは事前合意を通じてデータ伝送符号レートRおよび第1の符号レート閾値を取得し、受信装置は、符号レートRおよび第1の符号レート閾値を使用することにより、送信装置がショートニングレートマッチングモードを使用するかパンクチャリングレートマッチングモードを使用するかを決定する。送信装置がショートニングモードを使用する場合、復号中のショートニングされたビットのビット位置のLLR（英語：Log Likelihood Ratio、日本語：対数尤度比）が無限大に設定される。送信装置がレートマッチングにパンクチャリングモードを使用する場合、復号中のパンクチャリングされたビットのビット位置のLLRが0に設定される。上記の演算を使用することにより、受信端は、レートデマッチングプロセスおよび復号プロセスを首尾よく完了することができる。

図10に示されているように、本出願は通信装置1000をさらに提供する。通信装置は、基地局もしくは端末、または関連復号機能を実行するDSP、ASICもしくはチップとすることができる。通信装置1000は、
プログラムを保存するように構成されたメモリ1002であって、メモリがRAM（英語：Random Access Memory、日本語：ランダムアクセスメモリ）、ROM（英語：Read Only Memory、日本語：読出し専用メモリ）、またはフラッシュメモリとすることができ、メモリが通信装置内に独立に配置され得る、またはプロセッサ1001内に配置され得る、メモリ1002と、
メモリに保存されたプログラムを実行し、プログラムが実行されるときに上記のレートマッチング方法を実行するように構成されたプロセッサ1001と、
トランシーバや入力／出力構成要素などの別の部品1003と
をさらに含む。

プロセッサ1001、メモリ1002、および別の部品1003は、バス1004を使用することによって接続される。

プロセッサ1001によって実行される方法は上記の内容と一致しているので、詳細については再び説明されないことに留意されたい。

上記の実施形態の全部または一部が、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせを使用することによって実施され得る。ソフトウェアが上記実施形態を実施するために使用されるとき、実施形態は、コンピュータプログラムプロダクトの形で完全にまたは部分的に実施され得る。コンピュータプログラムプロダウトは1つまたは複数の命令を含む。コンピュータプログラム命令がコンピュータ上にロードされ実行されるとき、本出願の実施形態による手順または機能は、全部または部分的に生成される。コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、コンピュータネットワーク、または別のプログラマブル装置とすることができる。コンピュータ命令は、コンピュータ可読記憶媒体に保存され得る、または1つのコンピュータ可読記憶媒体から別のコンピュータ可読記憶媒体へ伝送され得る。例えば、コンピュータ命令は、1つのウェブサイト、コンピュータ、サーバ、またはデータセンタから別のウェブサイト、コンピュータ、サーバ、またはデータセンタへ有線（例えば、同軸ケーブル、ファイバ、またはデジタル加入者線（英語：Digital Subscriber line、略してDSL））または無線（例えば、赤外線、無線、またはマイクロ波）の態様で伝送され得る。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータにアクセス可能な任意の可用媒体とすることができる、あるいは1つまたは複数の可用媒体を一体化したサーバやデータセンタなどのデータ記憶装置とすることができる。可用媒体は、磁気媒体（例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、または磁気テープ）、光媒体（例えば、DVD（英語：Digital Video Disk、日本語：デジタルビデオディスク）、半導体媒体（例えば、ソリッドステートディスク（英語：Solid State Disk、略してSSD））、などとすることができる。

900 装置
910 第1の決定ユニット
920 第2の決定ユニット
930 符号化ユニット
940 処理ユニット
1000 通信装置
1001 プロセッサ
1002 メモリ
1003 別の部品
1004 バス

Claims

無線ネットワークに適用されるレートマッチング方法であって、前記方法は、
伝送符号レートRを決定するステップであって、R＝K／Mであり、Kが情報ビット列の長さであり、Mが目標符号長であり、KおよびMが正の整数である、ステップと、
前記伝送符号レートRが第1の符号レート閾値より大きいときに、長さがNのビット列にショートニングモードを使用するステップ、または前記伝送符号レートRが前記第1の符号レート閾値未満であるときに、長さがNのビット列にパンクチャリングモードを使用するステップであって、Nが母符号長であり、Nが正の整数である、ステップと、
長さがNの第1の符号化列を得るために、長さがNの前記ビット列をPolar符号化するステップ、および
長さがMの第2の符号化列を得るために、前記第1の符号化列をショートニングまたはパンクチャリングするステップと
を含む、レートマッチング方法。