JP4213879B2 - 通信システム及び該システムの信号伝送方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第３世代移動通信に関するもので、特に、データターボ符号化及び復号化方法及びこのための通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、コード分割多重接続方式（ＣＤＭＡ）を用いた次世代移動通信では１秒当たり数百万ビット（Ｍｂｐｓ）までの高速データ伝送を支援し、またかかる次世代高速データ通信は音声通信と異なり１０-5〜１０-6程度の非常に低いパケットエラー確率が要求される。
【０００３】
従って、従来の高速データ通信のための通信システムに主に用いていたたたみ込みコーディング（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ ｃｏｄｉｎｇ）技法を適用するのに限界があった。
【０００４】
これによって劣悪な移動通信の環境下でも低いパケットエラー確率を保持できるターボコーディング技法が広く知られており、該ターボコーディング技法は最近移動通信システムの標準として汎用されつつある。
【０００５】
図１は従来技術によるターボコードの発生のための並列結合ターボエンコーダーを示す図である。
【０００６】
図１を参照すると、ターボコード発生のための並列結合ターボエンコーダーは並列で連結された二つの同一な構成エンコーダーとその間に挿入されたインタリービングユニット１２とからなっている。
【０００７】
前記第１構成エンコーダー１０によって情報ビットＸkに対する第１パリティービット（Ｙ0k、Ｙ1k）が生成され、第２構成エンコーダー１１によってインタリービングされた情報ビット（Ｘk｀）に対する第２パリティービット（Ｙ0k｀、Ｙ1k｀）が生成される。
【０００８】
このような従来技術による並列結合ターボエンコーダーは情報ビットとパリティービットを″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″の順序で出力する。結果的に前記ターボエンコーダーのコーディングレートは１／６である。
【０００９】
図２は従来技術によるターボエンコーダーを用いた伝送信号発生装置を示す図面である。
【００１０】
図２を参照するとベージックターボエンコーダーは図１に示す前記並列結合ターボエンコーダーに提供される。該ベージックターボエンコーダー２０１は情報ビットシーケンスをコーディングレートが１／６の符号化されたビットシーケンスで符号化する。
【００１１】
パンクチャリングユニット２０２は符号化済みのコーディングレートが要求するコーディングレートに整合するように前記符号化されたビットシーケンス上でパンクチャリングを行う。前記パンクチャリングは最適の性能を与える既に決定されたパンクチャリングパターンによって行われる。
【００１２】
レートマッチングユニット２０４は前記符号化されたビットシーケンスがインタリービングユニット２０５のサイズＮに整合するように前記パンクチャリングされたビット上でパンクチャリングまたはシンボルを繰り返している。
【００１３】
インタリービングユニット２０５はチャネルのバーストエラー特性を克服するために前記レートマッチングユニット２０４の出力ビットシーケンスをインタリービングする。
【００１４】
変調機及び拡散ユニット２０６は前記インタリーブされたビットシーケンスを変調及び拡散する。
【００１５】
この時、前記ベージックターボエンコーダーからの符号化されたビットシーケンスは、要求されるコーディングレートによって決められるパンクチャリングパターンによってパンクチャリングされて″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″のような順序で出力される。
【００１６】
結果的に、情報ビットシーケンスに基づいて送信機から伝送される信号は一つの出力順序を有する。
【００１７】
しかしながら、同一情報ビットシーケンスから生成され、同一エラー訂正能力を有する異なって符号化されたビットシーケンスが必要な場合がある。
【００１８】
例えば、二つのアンテナ伝送ダイバーシティが従来技術に適用される場合に各々のアンテナは受信機で最大割合結合利得以外も追加的なコード結合利得が得られるように、同一の信号を伝送するよりは異なる信号を伝送する方が更に望ましい。
【００１９】
従来技術で前記ベージックターボエンコーダー２０１は″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″のような順序でシーケンスを出力するため、送信機からパンクチャリングユニット２０２は異なって符号化されたビットシーケンスを得るために、一つのパンクチャリングパターンでない幾つかのパンクチャリングパターンを有する。
【００２０】
また、前記パンクチャリングされたビットシーケンスは同一のエラー訂正能力を有していなければならない。
【００２１】
同一性能を有するパンクチャリングパターンを探すことは非常に困難であり、もし、探しても前記パンクチャリングユニット２０２で用いられるパンクチャリングパターンの変化は前記レートマッチングユニット２０４のパンクチャリングパターンを変化させるので、送信機がより複雑になるという問題がある。
【００２２】
送信機は前記パンクチャリングユニット２０２と、前記レートマッチングユニット２０４共に用いられるパンクチャリングパターンの結合を記憶する必要がある。
【００２３】
図３は従来技術によって同一の信号が伝送ダイバーシティで用いられる場合に、受信信号を復号する装置を示す図である。
【００２４】
図３を参照すると、送信機から伝送される二つの変調された信号は二つの受信アンテナによって受信される。
【００２５】
以後、該信号は復調機及び逆拡散ユニット３０１、３０２によって復調され、逆拡散される。
【００２６】
前記復調機及び逆拡散及びユニット３０１，３０２から出力される信号はエラーレートを有するビットシーケンスとなるように結合機３０３によって相互ソフト結合される。
【００２７】
前記結合されたビットシーケンスはレートデマッチングユニット３０４を介してデインタリーブされてレートデマッチされ、ディパンクチャリングユニット３０５を介してデパンクチャリングされる。
【００２８】
前記デパンクチャリングユニット３０５を介した元の長さのビットシーケンスは元の伝送された情報ビットシーケンスＸkを得るために復号される。
【００２９】
以下更に詳細に説明する。
【００３０】
二つのアンテナ伝送ダイバーシティを仮定し、前記パンクチャリングユニット２０２以後に希望するコーディングレートが１／２の場合を仮定する。
【００３１】
１／６の元のコードレートから所望のコーディングレートを得るために、シンボルパンクチャリングブロックはパンクチャリングパターン（図示せず）によってビットをパンクチャリングする。
【００３２】
同一の信号が二つのアンテナを介して伝送される場合に、ターボエンコーダーから符号化されたビットシーケンスは前記パンクチャリングパターンによってパンクチャリングされて″ＸkＹ0kＸk+1Ｙ0k+1｀″の順序で出力される。
【００３３】
前記パンクチャリングされたシーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、変調されて、雑音チャネルを介して二つの伝送アンテナを経て伝送される。
【００３４】
前記二つの信号は他のチャネル環境を経て、分離された受信アンテナで受信される。
【００３５】
前記結合機３０３は例えば、″ＸkＹ0kＸk+1Ｙ0k+1｀″のように伝送される順番で二つのアンテナから前記復調されたビットシーケンスの電力を結合する。
【００３６】
言い換えれば、前記結合機３０３は前記復調されたビットシーケンス上で最大ビット結合を行い、有効コーディングレートが前記伝送された信号の有効コーディングレートに比較して変わらない。
【００３７】
他の信号が二つのアンテナを経て伝送される場合、ターボエンコーダーから符号化されたビットシーケンスは同じ性能のパンクチャリングパターンによってパンクチャリングされる。
【００３８】
パンクチャリングパターン″１１００００１０００１０″と″１０００１０１１００００″が同じ性能を示すものであると仮定する場合、二つの他の信号はこれによって生成され得る。
【００３９】
即ち、ターボエンコーダーから符号化されたビットシーケンスは他のパンチャーリングパターンを用いてパンクチャリングされる。この結果シーケンスは″ＸkＹ0kＸk+1Ｙ0k+1｀とＸkＹ0k｀Ｘk+1Ｙ0k+1″の順になる。
【００４０】
前記シーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、変調されて、雑音チャネルを介して二つの伝送アンテナを経て伝送される。
【００４１】
前記二つの信号は受信機に受信されて復調され、逆拡散され、デインタリーブされ、独立的にデパンクチャリングされ、結合機で結合される。
【００４２】
この場合、例えば、前記結合されたビットシーケンスが″ＸkＹ0kＹ0k｀Ｘk+1Ｙ0k+1｀Ｙ0k+1″の順序になる場合、パリティービットにコード結合を行う場合システマチック（ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ）ビットに結合する最大割合結合を行うように前記結合機は十分正確でなければならない。
【００４３】
言い換えれば、結合機は受信された信号上で最大割合結合のみならずコード結合を行い有効コーディングレートを１／３に減少させることによって、エラー訂正能力を向上させる。
【００４４】
他の例として、ハイブリッドタイプの自動再送要求技法（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ：以下Ｈ−ＡＲＱと略す）が用いられる。
【００４５】
図４は従来技術によるハイブリッドタイプのＡＲＱ方式の手順を説明するためのフローチャートである。
【００４６】
図４を参照すると、従来技術によるハイブリッドタイプのＡＲＱ方式で送信機は情報ビットシーケンスに周期的冗長度チェックコード（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ：ＣＲＣと略す）を付加し、該ＣＲＣが加えられた情報ビットシーケンスは符号化されたビットシーケンスで生成される。
【００４７】
以後前記符号化されたビットシーケンスはパンクチャリングされ、レートマッチされ、インタリーブされ、伝送信号で変調され受信機に伝送される。
【００４８】
また、受信機は前記信号を受信してＳ２０、復調し、復号する。受信機は受信機の復調されたビットシーケンスのようなビットシーケンスがバッファにあるかどうかを検査して、復調されたビットシーケンスが新しい信号であるか再伝送された信号であるかを決定する（Ｓ２１）。
【００４９】
もし、同一のビットシーケンスがバッファに存在しないと、受信されたビットシーケンスはバッファに格納し（Ｓ２２）、受信されたビットシーケンスがバッファに存在すると、受信されたビットシーケンスはバッファにあるビットシーケンスと結合し、後にバッファに格納される（Ｓ２３）。
【００５０】
前記バッファに格納されたビットシーケンスは受信されたシーケンスにエラーがあるかどうかをＣＲＣによってチェック（Ｓ２４）し、前記受信されたビットシーケンスにエラーのない場合に受信機は獲得信号（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：以下ＡＣＫと略す）を送信機に送りバッファを空ける（Ｓ２６）。
【００５１】
もし、受信されたビットシーケンスにエラーが存在すると、該受信されたビットシーケンスはバッファに格納され、受信機は非獲得信号を送信機（Ｎｏｎ−ＡＣＫ：以下ＮＡＣＫと略す）におくる（Ｓ２５）。
【００５２】
従って、前記送信機が受信機から獲得信号ＡＣＫを受けている場合にはその次の新しい情報データを伝送するが、非獲得信号ＮＡＣＫを受けた場合には送信機は以前の伝送された情報データを再伝送する。
【００５３】
受信機は再伝送された信号を復調し、バッファに格納されたビットシーケンスと、該復調された信号を結合して受信されたビットシーケンスが復号される。
【００５４】
しかしながら、結合されたビットシーケンスにエラーのない場合、受信機はＡＣＫ信号を送信機に伝送する。
【００５５】
前記結合されたビットシーケンスにエラーのある場合、受信機は同一のデータの他の再伝送を要求するためにＮＡＣＫ信号を送信機に伝送し、同時にバッファに前記結合されたビットシーケンスを格納する。
【００５６】
この時前記再伝送するビットシーケンスが以前の伝送されたビットシーケンスのようなパリティービットを含む場合、受信機から得られる結合利得はＡＷＧＮ（加算的白色ガウス型分布雑音）（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅ）チャネルで最大割合結合利得のみである。
【００５７】
最大割合結合利得のみならずコード結合利得を得るために、再伝送されるビットシーケンスは新しいビットシーケンスのパリティービットとは異なるパリティービットを含むべきであり、前記送信機はパンクチャリングユニットは他のパリティービットを含むシーケンスを生成するために複数のパンクチャリングパターンを有していなければならない。
【００５８】
情報資源に基づいて異なって符号化されたシーケンスを得るのは符号化されたシーケンスが伝送ダイバーシティシステムで用いられる場合に利点がある。
【００５９】
しかしながら、送信機のパンクチャリングパターンを変化させることによって異なって符号化されたシーケンスを得る方法は送信機と受信機の両方が一つのパンクチャリングパターンでない複数のパンクチャリングパターンを用いるベきであるので複雑性が増加するおそれがある。
【００６０】
更に同一の性能を有するパンチャーリングパターンを探すことは難しい。
【００６１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためのもので、通信システムの複雑度を増加することなく同一の性能を有するターボコードを生成するための通信システム及び該通信システムで信号伝送方法を提供することが目的である。
【００６２】
本発明の他の目的はパンクチャリングパターンを変化させることなく、異なって符号化されたシーケンスを生成する通信システム及び該通信システムで信号伝送方法を提供する。
【００６３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明によるターボエンコーダーの出力順序を適切に変化させて同一エラー訂正能力を有する異なって符号化されたシーケンスを生成することになる。
【００６４】
本発明による情報ビットシーケンスを互いに異なって符号化された多数のビットシーケンスから符号化する通信システムにおける信号伝送方法は、一つのパンクチャリングパターンで前記多数の符号化されたビットシーケンスをパンクチャリングするステップと、少なくとも一つのアンテナを経由して該パンクチャリングされたシーケンスを各々含む信号を伝送するステップとを含み、これにより上記目的を達成する。
【００６５】
前記多数の符号化されたビットシーケンスは同じエラー訂正性能を有し、一つのターボエンコーダーによって符号化されることを特徴としてもよい。
【００６６】
前記多数の符号化されたビットシーケンスの出力順序が様々であることを特徴としてもよい。
【００６７】
前記パンクチャリングされたシーケンスは異なるパリティービットを含んでおり、かつ異なる性能を有することを特徴としてもよい。
【００６８】
ハイブリッド自動再送要求方式を用いる場合に、新たに伝送される信号と再伝送する信号は異なるパリティービットを含むことを特徴としてもよい。
【００６９】
伝送ダイバーシティが用いられる場合、前記信号は各々の他の伝送アンテナを経由して伝送されることを特徴としてもよい。
【００７０】
上記方法は、二つの受信アンテナで信号を受信するステップと、最大割合結合方法によって該二つの受信アンテナから信号の情報ビット部分を結合するステップとを更に含んでいることを特徴としてもよい。
【００７１】
伝送ダイバーシティが用いられる場合、前記二つの受信アンテナから信号のパリティー部分をコード結合するステップを含んでいることを特徴としてもよい。
【００７２】
本発明による伝送ダイバーシティ技法を用いる通信システムは、互いに異なって符号化されているシーケンスを含んでいる信号を他の伝送アンテナを経由して伝送する送信機と、異なる受信アンテナを経由して信号を受信し、結合し、復号する受信機とからなり、これにより上記目的を達成する。
【００７３】
上記システムが、前記送信機は出力順を異なって変化させて一つの情報ビットシーケンスから符号化された多数のビットシーケンスを生成するターボエンコーダーと、一つのパンクチャリングパターンで前記符号化されたビットシーケンスをパンクチャリングするパンクチャリングユニット更に含んでいることを特徴としてもよい。
【００７４】
前記多数の符号化されたシーケンスが同一のエラー訂正性能を有し、前記パンクチャリングされたビットシーケンスは同一の性能を有することを特徴としてもよい。
【００７５】
前記受信機は信号の情報ビット部分に最大割合結合方法を適用し、該信号のパリティービット部分にコード結合方法を適用する結合機を更に含んでいることを特徴としてもよい。
【００７６】
本発明による通信システムにおける信号伝送のための送信機は、出力順を変化させて一つの情報ビットシーケンスからの多数の符号化されたビットシーケンスを生成するターボエンコーダーと、前記多数の符号化されたビットシーケンスを一つのパンクチャリングパターンで各々パンクチャリングするパンクチャリングユニットを含み、これにより上記目的を達成する。
【００７７】
上記送信機は、既に決定されたサイズを有する多数の符号化されたシーケンスに整合されるように前記パンクチャリングユニットの出力上で繰り返し又はパンクチャリングを行うレートマッチングユニットと、前記レートマッチングユニットの出力ビットシーケンスをインタリーブするインタリービングユニットと、前記インタリービングユニットの出力を変調及び拡散する変調及び拡散ユニットを更に含んでいることを特徴としてもよい。
【００７８】
前記パンクチャリングユニットの出力は同一性能を有する他のパリティービットを含んでいることを特徴としてもよい。
【００７９】
前記ターボエンコーダーは多数の符号化された出力順を異なって変化させるスイッチをさらに含んでいることを特徴としてもよい。
【００８０】
本発明による通信システムにおいて少なくとも一つの伝送アンテナを介して信号を受信する受信機は、同じデパンクチャリングパターンによって信号を各々デパンクチャリングする多数のデパンクチャリングユニットと、前記多数のデパンクチャリングユニットの出力を相互ソフト結合する結合機を含み、これにより上記目的を達成する。
【００８１】
上記受信機は、前記信号を各々復調及び逆拡散する多数の復調及び逆拡散ユニットと、前記多数の復調及び逆拡散ユニットの出力をデインタリーブ及びデマッチングする多数のデインタリーブ及びレートデマッチングユニットをさらに含んでいることを特徴としてもよい。
【００８２】
前記多数のデパンクチャリングユニットの出力の情報ビット部分に最大割合結合方法を適用し、前記多数のデパンクチャリングユニットの信号出力をパリティービット部分にコード結合方法を適用することを特徴としてもよい。
【００８３】
【発明の実施の形態】
従来のターボエンコーダーで符号化されたビットシーケンスが″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″と仮定した場合、本発明ではターボエンコーダーの符号化されたビットシーケンスが″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″ビット以外にも″Ｘk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀Ｘk｀Ｙ0kＹ1k″または″ＸkＹ0k｀Ｙ1k｀Ｘk｀Ｙ0kＹ1k″の順序と成り得る。
【００８４】
以下、添付の図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。
【００８５】
図１に基づいてターボコードの並列結合ターボエンコーダーは二つの構成エンコーダーとその間に挿入されたインタリービングユニットからなる。
【００８６】
前記二つの構成エンコーダーは帰納的なシステマチックたたみ込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｉｏｎａｌ）エンコーダーであり、同一の性能を有する。
【００８７】
前記第１構成エンコーダーは入力値Ｘk自身と、同時に二つのパリティービット″Ｙ0kＹ1k″を出力する。
【００８８】
前記第２構成エンコーダーはＸｋがインタリービングされたそのＸｋ｀自身と、これと共に二つのパリティービット″Ｙ0k｀Ｙ1k″を出力する。
【００８９】
従って、図１でベージックターボエンコーダーはコーディングレートが１／６のビットシーケンスを出力する。
【００９０】
元の１／６コーディングレートから所望のコーディングトレードを得るために、シンボルパンクチャリングブロックは表１に示している規則によってビットをパンクチャリングする。希望するコーディングレートは１／２、１／３、１／４または１／５が可能である。
【００９１】
以下、表１の各コードレートで、パンクチャリングテーブルは最初に上から、下へ次は左側から右側に読まれる。
【００９２】
【表１】
表１で０はビットがパンクチャリングされることを、１はビットがパンクチャリングされないことを意味する。
【００９３】
この時、本発明では情報ビットシーケンスが他の出力手順によって符号化される必要があれば、図５に示すように、ベージックターボエンコーダー４０１の各々の構成エンコーダーからのビットシーケンス出力が他の出力ビット順序を有するように、符号化されたビットシーケンスの出力順序を決め、ターボエンコーダーの一部となるスイッチが用いられる。
【００９４】
従って、所望の順序にビットシーケンスを出力する。又はターボエンコーダーは一つの順序のみならず、複数の順序で前記符号化されたビットシーケンスを出力する機能を有する。
【００９５】
図５は本発明によるターボエンコーダーに基づいて伝送信号発生装置を示す図面である。
【００９６】
図５を参照すると、本発明によるターボエンコーダーに基づいた伝送信号発生装置はベージックターボエンコーダー４０１と、スイッチ４０２と、パンクチャリングユニット４０３と、レートマッチングユニット４０５と、インタリービングユニット４０６、変調機及び拡散ユニット４０７を含んでいる。
【００９７】
前記スイッチ４０２はターボエンコーダー４０４からの符号化されたビットシーケンスの出力順序を決める。該スイッチ４０２はベージックターボエンコーダー４０２が一つの固定された出力順序のみならず複数の出力順序で符号化されたビットシーケンスを出力できる場合に省くことが出来る。
【００９８】
この時、ターボエンコーダー４０４は一つの出力順序のみならず複数の出力順序で符号化されたビットシーケンスを出力できるターボエンコーダーで定義される。
【００９９】
前記ベージックターボエンコーダー４０１からの出力順序が従来の技術のような方式で″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k″と仮定すれば、本発明ではターボエンコーダー４０４からの符号化されたビットシーケンスの出力順序は″Ｘk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀ＸkＹ0kＹ1k″又は″ＸkＹ0k｀Ｙ1k｀Ｘk｀Ｙ0kＹ1k″と成り得る。
【０１００】
前記したように符号化されたビットシーケンスは前記表１に示しているパンクチャリングパターンを用いてパンクチャリングユニット４０３によって所望のコーディングレートを満たすためにパンクチャリングされる。
【０１０１】
以後、前記パンクチャリングされたビットシーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、拡散されて変調される。この時パンクチャリングユニット４０３は所望のコーディングレートに応じたパンクチャリングパターンを格納する必要がある。
【０１０２】
図６は互いに異なって符号化されたビットシーケンスが伝送ダイバーシティのために用いられる場合の、本発明による伝送信号発生装置の他の実施形態を示す図面である。
【０１０３】
ターボエンコーダー５０４、５１２からの符号化されたビットシーケンスは互いに異なり、同一パンクチャリングパターンを有するパンクチャリングユニット５０３、５１１でパンクチャリングされる。
【０１０４】
この結果シーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、他のアンテナを経て伝送される。
【０１０５】
従来システムでは他のパリティービットを有するシーケンスを得るために、パンクチャリングユニット５０３、５１１は他のパンクチャリングパターンを有していなければならないのでシステムの複雑性を増加させていた。
【０１０６】
図７は本発明による伝送ダイバーシティのために他の信号が用いられる場合の受信された信号の復号装置を示す図である。
【０１０７】
二つの受信信号は図７に示すように復号される。二つの互いに異なる信号は受信機に受信され、復調され、逆拡散され、デインタリーブされ、独立的にディパンクチャリングされ、結合機６０４で結合される。この時結合機６０４はパリティービットにコード結合を行う間システマチックビットに最大割合結合を行うのに十分に正確でなければならない。
【０１０８】
本発明では送信機のようにデパンクチャリングユニット６０３，６０８は一つのパンクチャリングパターンを用いる。しかしながら、従来システムで送信機は他の信号を生成するために他のパンクチャリングパターンを用いるので、デパンクチャリングユニット６０３、６０８は他のパンクチャリングパターンを用いなければならない。
【０１０９】
より詳細には次の例を挙げて説明する。
【０１１０】
二つのアンテナ伝送ダイバーシティを仮定し、前記パンクチャリングユニット以後、所望のコーディングレートが１／２であると仮定する。
【０１１１】
表１からコーディングレートが１／２のパンクチャリングパターンは″１１００００１０００１０″で読まれ、このパターンはパンクチャリングユニット５０３、５１１のいずれにも用いられる。もし、ターボエンコーダー５０４からの符号化されたビットシーケンスが″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″の順序であるとしたら、ターボエンコーダー５１２から符号化されたビットシーケンスは″ＸkＹ0k｀Ｙ1k｀Ｘk｀Ｙ0kＹ1k″のような異なる順序である。
【０１１２】
また、パンクチャリングユニットは同じパターンで前記符号化されたシーケンスをパンクチャリングし、その結果シーケンスは″ＸkＹ0kＸk+1Ｙ0k+1｀″と″ＸkＹ0k｀Ｘk+1Ｙ0k+1″である。
【０１１３】
このシーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、変調され、他のアンテナを経て伝送される。
【０１１４】
前記二つの信号は受信機で受信され、復調され、逆拡散され、デインタリーブされ、独立的にデパンクチャリングされ、結合機で結合される。
【０１１５】
従来システムとは異なり各信号のデパンクチャリングユニットは同じパンクチャリングパターンを用いる。結合機はパリティービットにコード結合を行う間システマチックビットに最大割合結合を行う。即ち、結合されたシーケンスは″ＸkＹ0kＹ0k｀Ｘk+1Ｙ0k+1｀Ｙ0k+1″の順になる。言い換えれば、結合機は有効コーディングレートを１／３に減少させ、受信された信号で最大割合結合のみならずコード結合を行う。従って、エラー訂正能力を向上させる。
【０１１６】
他の例として、ハイブリッドタイプ自動再送要求技法が用いられる。
【０１１７】
新たに伝送される信号と、再伝送される信号のために他の信号を用いるのは追加的に結合利得が得られる。また、一つのパンクチャリングパターンは新しい伝送信号と再伝送される信号のいずれも用いられるのでシステムはこれ以上複雑になることはない。
【０１１８】
以下、ハイブリッドＡＲＱが用いられる場合を詳細に説明する。
【０１１９】
前記パンクチャリングユニット４０３以後に所望のコーディングレート１／２である。
【０１２０】
図５に示すように送信機は信号を生成する。
【０１２１】
送信機は″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″の順のように新しい信号のためのビットシーケンスを符号化する。
【０１２２】
また、″１１００００１０００１０″のパンクチャリングパターンによってこの符号化されたビットシーケンスをパンクチャリングする。この結果ビットシーケンスは″ＸkＹ0kＸk+1Ｙ0k+1｀″となり、このシーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、変調されて受信機に伝送される。
【０１２３】
もし、受信機が新たに伝送された信号に対して″ＮＡＣＫ″を伝送すると、送信機は″ＸkＹ0k｀Ｙ1k｀Ｘk｀Ｙ0k、Ｙ1k″の順のように再伝送されるビットシーケンスを符号化し、前記のようなパンクチャリングパターンによってこの符号化されたビットシーケンスをパンクチャリングする。この結果ビットシーケンスは″ＸkＹ0k｀Ｘk+1Ｙ0k+1″となり、このシーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、変調されて受信機に伝送される。
【０１２４】
受信機はバッファに格納された新たに伝送される信号と、この再伝送された信号を結合する。前記二つの信号は互いに異なる信号であるので、最大割合結合利得のみならず、結合利得が得られる。
【０１２５】
以上より、本発明は、ターボコード発生機の出力順を変化させて一つの情報ビットシーケンスから生成され、同一性能を有する一対のターボコードを提供する通信システムの信号伝送方法及びこのためのシステムに関する。
【０１２６】
前記符号化されたビットシーケンスは一つの最適なパンクチャリングパターンを用いてパンクチャリングされ、この結果シーケンスは同一エラー訂正能力を有し、システムの性能を向上させるために用いられるＨ−ＡＲＱ方法又は伝送ダイバーシティ方法に用いられる。また、異なって符号化されたビットシーケンスが伝送ダイバーシティに伝送される場合に、受信機は異なって符号化されたビットシーケンスを結合することによって最大割合結合利得のみならずコード結合利得が得られる。伝送ダイバーシティ方法と共に、Ｈ−ＡＲＱ方法は新たに伝送される信号とは異なるパリティービットを有する再伝送信号のために他の信号を伝送し、受信機でこのシーケンスを結合することによって、最大割合結合利得のみならずコード結合利得をも得られる。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の通信システムで信号を伝送するための方法及び通信システムは次のような特長がある。
【０１２８】
ターボエンコーダーの出力順を簡単に変化させることによって同一パンクチャリングパターンを用いて一つの情報シーケンスから同一性能の符号化が異になっているビットシーケンスが得られる。
【０１２９】
言い換えれば本発明は送信機及び受信機に複雑性を増加することなく容易に他の信号が生成できる。この異なる信号はアンテナダイバーシティ又はＨ−ＡＲＱのような伝送ダイバーシティが用いられる場合に、システムの性能を向上するのに用いられる。
【０１３０】
以上、本発明の好適な一実施形態を説明したが、本発明の技術思想に基づいて種々の変形又は変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるターボコーディング発生のための並列結合ターボエンコーダーを示す図である。
【図２】従来技術によるターボエンコーダーを用いた伝送信号発生装置を示す図である。
【図３】従来技術による同一の信号の伝送ダイバーシティで用いられる場合に受信信号を復号する装置を示す図である。
【図４】従来技術によるハイブリッドタイプのＡＲＱ方式の手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明によるターボエンコーダーに基づいて伝送信号発生装置を示す図である。
【図６】本発明によるターボエンコーダーに基づいて伝送信号発生の他の実施形態を示す図である。
【図７】本発明による伝送ダイバーシティのために互いに異なる信号が用いられる場合に受信された信号の復号装置を示す図である。
【符号の説明】
４０１ ベージックターボ符号機
４０２ スイッチ
４０３ パンクチャリングユニット
４０４ ターボエンコーダー
４０５ レートマッチングユニット
４０６ インタリービング
４０７ 変調機及び拡散ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、第３世代移動通信に関するもので、特に、データターボ符号化及び復号化方法及びこのための通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、コード分割多重接続方式（ＣＤＭＡ）を用いた次世代移動通信では１秒当たり数百万ビット（Ｍｂｐｓ）までの高速データ伝送を支援し、またかかる次世代高速データ通信は音声通信と異なり１０-5〜１０-6程度の非常に低いパケットエラー確率が要求される。
【０００３】
従って、従来の高速データ通信のための通信システムに主に用いていたたたみ込みコーディング（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ ｃｏｄｉｎｇ）技法を適用するのに限界があった。
【０００４】
これによって劣悪な移動通信の環境下でも低いパケットエラー確率を保持できるターボコーディング技法が広く知られており、該ターボコーディング技法は最近移動通信システムの標準として汎用されつつある。
【０００５】
図１は従来技術によるターボコードの発生のための並列結合ターボエンコーダーを示す図である。
【０００６】
図１を参照すると、ターボコード発生のための並列結合ターボエンコーダーは並列で連結された二つの同一な構成エンコーダーとその間に挿入されたインタリービングユニット１２とからなっている。
【０００７】
前記第１構成エンコーダー１０によって情報ビットＸkに対する第１パリティービット（Ｙ0k、Ｙ1k）が生成され、第２構成エンコーダー１１によってインタリービングされた情報ビット（Ｘk｀）に対する第２パリティービット（Ｙ0k｀、Ｙ1k｀）が生成される。
【０００８】
このような従来技術による並列結合ターボエンコーダーは情報ビットとパリティービットを″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″の順序で出力する。結果的に前記ターボエンコーダーのコーディングレートは１／６である。
【０００９】
図２は従来技術によるターボエンコーダーを用いた伝送信号発生装置を示す図面である。
【００１０】
図２を参照するとベージックターボエンコーダーは図１に示す前記並列結合ターボエンコーダーに提供される。該ベージックターボエンコーダー２０１は情報ビットシーケンスをコーディングレートが１／６の符号化されたビットシーケンスで符号化する。
【００１１】
パンクチャリングユニット２０２は符号化済みのコーディングレートが要求するコーディングレートに整合するように前記符号化されたビットシーケンス上でパンクチャリングを行う。前記パンクチャリングは最適の性能を与える既に決定されたパンクチャリングパターンによって行われる。
【００１２】
レートマッチングユニット２０４は前記符号化されたビットシーケンスがインタリービングユニット２０５のサイズＮに整合するように前記パンクチャリングされたビット上でパンクチャリングまたはシンボルを繰り返している。
【００１３】
インタリービングユニット２０５はチャネルのバーストエラー特性を克服するために前記レートマッチングユニット２０４の出力ビットシーケンスをインタリービングする。
【００１４】
変調機及び拡散ユニット２０６は前記インタリーブされたビットシーケンスを変調及び拡散する。
【００１５】
この時、前記ベージックターボエンコーダーからの符号化されたビットシーケンスは、要求されるコーディングレートによって決められるパンクチャリングパターンによってパンクチャリングされて″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″のような順序で出力される。
【００１６】
結果的に、情報ビットシーケンスに基づいて送信機から伝送される信号は一つの出力順序を有する。
【００１７】
しかしながら、同一情報ビットシーケンスから生成され、同一エラー訂正能力を有する異なって符号化されたビットシーケンスが必要な場合がある。
【００１８】
例えば、二つのアンテナ伝送ダイバーシティが従来技術に適用される場合に各々のアンテナは受信機で最大割合結合利得以外も追加的なコード結合利得が得られるように、同一の信号を伝送するよりは異なる信号を伝送する方が更に望ましい。
【００１９】
従来技術で前記ベージックターボエンコーダー２０１は″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″のような順序でシーケンスを出力するため、送信機からパンクチャリングユニット２０２は異なって符号化されたビットシーケンスを得るために、一つのパンクチャリングパターンでない幾つかのパンクチャリングパターンを有する。
【００２０】
また、前記パンクチャリングされたビットシーケンスは同一のエラー訂正能力を有していなければならない。
【００２１】
同一性能を有するパンクチャリングパターンを探すことは非常に困難であり、もし、探しても前記パンクチャリングユニット２０２で用いられるパンクチャリングパターンの変化は前記レートマッチングユニット２０４のパンクチャリングパターンを変化させるので、送信機がより複雑になるという問題がある。
【００２２】
送信機は前記パンクチャリングユニット２０２と、前記レートマッチングユニット２０４共に用いられるパンクチャリングパターンの結合を記憶する必要がある。
【００２３】
図３は従来技術によって同一の信号が伝送ダイバーシティで用いられる場合に、受信信号を復号する装置を示す図である。
【００２４】
図３を参照すると、送信機から伝送される二つの変調された信号は二つの受信アンテナによって受信される。
【００２５】
以後、該信号は復調機及び逆拡散ユニット３０１、３０２によって復調され、逆拡散される。
【００２６】
前記復調機及び逆拡散及びユニット３０１，３０２から出力される信号はエラーレートを有するビットシーケンスとなるように結合機３０３によって相互ソフト結合される。
【００２７】
前記結合されたビットシーケンスはレートデマッチングユニット３０４を介してデインタリーブされてレートデマッチされ、ディパンクチャリングユニット３０５を介してデパンクチャリングされる。
【００２８】
前記デパンクチャリングユニット３０５を介した元の長さのビットシーケンスは元の伝送された情報ビットシーケンスＸkを得るために復号される。
【００２９】
以下更に詳細に説明する。
【００３０】
二つのアンテナ伝送ダイバーシティを仮定し、前記パンクチャリングユニット２０２以後に希望するコーディングレートが１／２の場合を仮定する。
【００３１】
１／６の元のコードレートから所望のコーディングレートを得るために、シンボルパンクチャリングブロックはパンクチャリングパターン（図示せず）によってビットをパンクチャリングする。
【００３２】
同一の信号が二つのアンテナを介して伝送される場合に、ターボエンコーダーから符号化されたビットシーケンスは前記パンクチャリングパターンによってパンクチャリングされて″ＸkＹ0kＸk+1Ｙ0k+1｀″の順序で出力される。
【００３３】
前記パンクチャリングされたシーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、変調されて、雑音チャネルを介して二つの伝送アンテナを経て伝送される。
【００３４】
前記二つの信号は他のチャネル環境を経て、分離された受信アンテナで受信される。
【００３５】
前記結合機３０３は例えば、″ＸkＹ0kＸk+1Ｙ0k+1｀″のように伝送される順番で二つのアンテナから前記復調されたビットシーケンスの電力を結合する。
【００３６】
言い換えれば、前記結合機３０３は前記復調されたビットシーケンス上で最大ビット結合を行い、有効コーディングレートが前記伝送された信号の有効コーディングレートに比較して変わらない。
【００３７】
他の信号が二つのアンテナを経て伝送される場合、ターボエンコーダーから符号化されたビットシーケンスは同じ性能のパンクチャリングパターンによってパンクチャリングされる。
【００３８】
パンクチャリングパターン″１１００００１０００１０″と″１０００１０１１００００″が同じ性能を示すものであると仮定する場合、二つの他の信号はこれによって生成され得る。
【００３９】
即ち、ターボエンコーダーから符号化されたビットシーケンスは他のパンチャーリングパターンを用いてパンクチャリングされる。この結果シーケンスは″ＸkＹ0kＸk+1Ｙ0k+1｀とＸkＹ0k｀Ｘk+1Ｙ0k+1″の順になる。
【００４０】
前記シーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、変調されて、雑音チャネルを介して二つの伝送アンテナを経て伝送される。
【００４１】
前記二つの信号は受信機に受信されて復調され、逆拡散され、デインタリーブされ、独立的にデパンクチャリングされ、結合機で結合される。
【００４２】
この場合、例えば、前記結合されたビットシーケンスが″ＸkＹ0kＹ0k｀Ｘk+1Ｙ0k+1｀Ｙ0k+1″の順序になる場合、パリティービットにコード結合を行う場合システマチック（ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ）ビットに結合する最大割合結合を行うように前記結合機は十分正確でなければならない。
【００４３】
言い換えれば、結合機は受信された信号上で最大割合結合のみならずコード結合を行い有効コーディングレートを１／３に減少させることによって、エラー訂正能力を向上させる。
【００４４】
他の例として、ハイブリッドタイプの自動再送要求技法（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ：以下Ｈ−ＡＲＱと略す）が用いられる。
【００４５】
図４は従来技術によるハイブリッドタイプのＡＲＱ方式の手順を説明するためのフローチャートである。
【００４６】
図４を参照すると、従来技術によるハイブリッドタイプのＡＲＱ方式で送信機は情報ビットシーケンスに周期的冗長度チェックコード（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ：ＣＲＣと略す）を付加し、該ＣＲＣが加えられた情報ビットシーケンスは符号化されたビットシーケンスで生成される。
【００４７】
以後前記符号化されたビットシーケンスはパンクチャリングされ、レートマッチされ、インタリーブされ、伝送信号で変調され受信機に伝送される。
【００４８】
また、受信機は前記信号を受信してＳ２０、復調し、復号する。受信機は受信機の復調されたビットシーケンスのようなビットシーケンスがバッファにあるかどうかを検査して、復調されたビットシーケンスが新しい信号であるか再伝送された信号であるかを決定する（Ｓ２１）。
【００４９】
もし、同一のビットシーケンスがバッファに存在しないと、受信されたビットシーケンスはバッファに格納し（Ｓ２２）、受信されたビットシーケンスがバッファに存在すると、受信されたビットシーケンスはバッファにあるビットシーケンスと結合し、後にバッファに格納される（Ｓ２３）。
【００５０】
前記バッファに格納されたビットシーケンスは受信されたシーケンスにエラーがあるかどうかをＣＲＣによってチェック（Ｓ２４）し、前記受信されたビットシーケンスにエラーのない場合に受信機は獲得信号（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：以下ＡＣＫと略す）を送信機に送りバッファを空ける（Ｓ２６）。
【００５１】
もし、受信されたビットシーケンスにエラーが存在すると、該受信されたビットシーケンスはバッファに格納され、受信機は非獲得信号を送信機（Ｎｏｎ−ＡＣＫ：以下ＮＡＣＫと略す）におくる（Ｓ２５）。
【００５２】
従って、前記送信機が受信機から獲得信号ＡＣＫを受けている場合にはその次の新しい情報データを伝送するが、非獲得信号ＮＡＣＫを受けた場合には送信機は以前の伝送された情報データを再伝送する。
【００５３】
受信機は再伝送された信号を復調し、バッファに格納されたビットシーケンスと、該復調された信号を結合して受信されたビットシーケンスが復号される。
【００５４】
しかしながら、結合されたビットシーケンスにエラーのない場合、受信機はＡＣＫ信号を送信機に伝送する。
【００５５】
前記結合されたビットシーケンスにエラーのある場合、受信機は同一のデータの他の再伝送を要求するためにＮＡＣＫ信号を送信機に伝送し、同時にバッファに前記結合されたビットシーケンスを格納する。
【００５６】
この時前記再伝送するビットシーケンスが以前の伝送されたビットシーケンスのようなパリティービットを含む場合、受信機から得られる結合利得はＡＷＧＮ（加算的白色ガウス型分布雑音）（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅ）チャネルで最大割合結合利得のみである。
【００５７】
最大割合結合利得のみならずコード結合利得を得るために、再伝送されるビットシーケンスは新しいビットシーケンスのパリティービットとは異なるパリティービットを含むべきであり、前記送信機はパンクチャリングユニットは他のパリティービットを含むシーケンスを生成するために複数のパンクチャリングパターンを有していなければならない。
【００５８】
情報資源に基づいて異なって符号化されたシーケンスを得るのは符号化されたシーケンスが伝送ダイバーシティシステムで用いられる場合に利点がある。
【００５９】
しかしながら、送信機のパンクチャリングパターンを変化させることによって異なって符号化されたシーケンスを得る方法は送信機と受信機の両方が一つのパンクチャリングパターンでない複数のパンクチャリングパターンを用いるベきであるので複雑性が増加するおそれがある。
【００６０】
更に同一の性能を有するパンチャーリングパターンを探すことは難しい。
【００６１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためのもので、通信システムの複雑度を増加することなく同一の性能を有するターボコードを生成するための通信システム及び該通信システムで信号伝送方法を提供することが目的である。
【００６２】
本発明の他の目的はパンクチャリングパターンを変化させることなく、異なって符号化されたシーケンスを生成する通信システム及び該通信システムで信号伝送方法を提供する。
【００６３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明によるターボエンコーダーの出力順序を適切に変化させて同一エラー訂正能力を有する異なって符号化されたシーケンスを生成することになる。
【００６４】
本発明による情報ビットシーケンスを互いに異なって符号化された多数のビットシーケンスから符号化する通信システムにおける信号伝送方法は、一つのパンクチャリングパターンで前記多数の符号化されたビットシーケンスをパンクチャリングするステップと、少なくとも一つのアンテナを経由して該パンクチャリングされたシーケンスを各々含む信号を伝送するステップとを含み、これにより上記目的を達成する。
【００６５】
前記多数の符号化されたビットシーケンスは同じエラー訂正性能を有し、一つのターボエンコーダーによって符号化されることを特徴としてもよい。
【００６６】
前記多数の符号化されたビットシーケンスの出力順序が様々であることを特徴としてもよい。
【００６７】
前記パンクチャリングされたシーケンスは異なるパリティービットを含んでおり、かつ異なる性能を有することを特徴としてもよい。
【００６８】
ハイブリッド自動再送要求方式を用いる場合に、新たに伝送される信号と再伝送する信号は異なるパリティービットを含むことを特徴としてもよい。
【００６９】
伝送ダイバーシティが用いられる場合、前記信号は各々の他の伝送アンテナを経由して伝送されることを特徴としてもよい。
【００７０】
上記方法は、二つの受信アンテナで信号を受信するステップと、最大割合結合方法によって該二つの受信アンテナから信号の情報ビット部分を結合するステップとを更に含んでいることを特徴としてもよい。
【００７１】
伝送ダイバーシティが用いられる場合、前記二つの受信アンテナから信号のパリティー部分をコード結合するステップを含んでいることを特徴としてもよい。
【００７２】
本発明による伝送ダイバーシティ技法を用いる通信システムは、互いに異なって符号化されているシーケンスを含んでいる信号を他の伝送アンテナを経由して伝送する送信機と、異なる受信アンテナを経由して信号を受信し、結合し、復号する受信機とからなり、これにより上記目的を達成する。
【００７３】
上記システムが、前記送信機は出力順を異なって変化させて一つの情報ビットシーケンスから符号化された多数のビットシーケンスを生成するターボエンコーダーと、一つのパンクチャリングパターンで前記符号化されたビットシーケンスをパンクチャリングするパンクチャリングユニット更に含んでいることを特徴としてもよい。
【００７４】
前記多数の符号化されたシーケンスが同一のエラー訂正性能を有し、前記パンクチャリングされたビットシーケンスは同一の性能を有することを特徴としてもよい。
【００７５】
前記受信機は信号の情報ビット部分に最大割合結合方法を適用し、該信号のパリティービット部分にコード結合方法を適用する結合機を更に含んでいることを特徴としてもよい。
【００７６】
本発明による通信システムにおける信号伝送のための送信機は、出力順を変化させて一つの情報ビットシーケンスからの多数の符号化されたビットシーケンスを生成するターボエンコーダーと、前記多数の符号化されたビットシーケンスを一つのパンクチャリングパターンで各々パンクチャリングするパンクチャリングユニットを含み、これにより上記目的を達成する。
【００７７】
上記送信機は、既に決定されたサイズを有する多数の符号化されたシーケンスに整合されるように前記パンクチャリングユニットの出力上で繰り返し又はパンクチャリングを行うレートマッチングユニットと、前記レートマッチングユニットの出力ビットシーケンスをインタリーブするインタリービングユニットと、前記インタリービングユニットの出力を変調及び拡散する変調及び拡散ユニットを更に含んでいることを特徴としてもよい。
【００７８】
前記パンクチャリングユニットの出力は同一性能を有する他のパリティービットを含んでいることを特徴としてもよい。
【００７９】
前記ターボエンコーダーは多数の符号化された出力順を異なって変化させるスイッチをさらに含んでいることを特徴としてもよい。
【００８０】
本発明による通信システムにおいて少なくとも一つの伝送アンテナを介して信号を受信する受信機は、同じデパンクチャリングパターンによって信号を各々デパンクチャリングする多数のデパンクチャリングユニットと、前記多数のデパンクチャリングユニットの出力を相互ソフト結合する結合機を含み、これにより上記目的を達成する。
【００８１】
上記受信機は、前記信号を各々復調及び逆拡散する多数の復調及び逆拡散ユニットと、前記多数の復調及び逆拡散ユニットの出力をデインタリーブ及びデマッチングする多数のデインタリーブ及びレートデマッチングユニットをさらに含んでいることを特徴としてもよい。
【００８２】
前記多数のデパンクチャリングユニットの出力の情報ビット部分に最大割合結合方法を適用し、前記多数のデパンクチャリングユニットの信号出力をパリティービット部分にコード結合方法を適用することを特徴としてもよい。
【００８３】
【発明の実施の形態】
従来のターボエンコーダーで符号化されたビットシーケンスが″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″と仮定した場合、本発明ではターボエンコーダーの符号化されたビットシーケンスが″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″ビット以外にも″Ｘk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀Ｘk｀Ｙ0kＹ1k″または″ＸkＹ0k｀Ｙ1k｀Ｘk｀Ｙ0kＹ1k″の順序と成り得る。
【００８４】
以下、添付の図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。
【００８５】
図１に基づいてターボコードの並列結合ターボエンコーダーは二つの構成エンコーダーとその間に挿入されたインタリービングユニットからなる。
【００８６】
前記二つの構成エンコーダーは帰納的なシステマチックたたみ込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｉｏｎａｌ）エンコーダーであり、同一の性能を有する。
【００８７】
前記第１構成エンコーダーは入力値Ｘk自身と、同時に二つのパリティービット″Ｙ0kＹ1k″を出力する。
【００８８】
前記第２構成エンコーダーはＸｋがインタリービングされたそのＸｋ｀自身と、これと共に二つのパリティービット″Ｙ0k｀Ｙ1k″を出力する。
【００８９】
従って、図１でベージックターボエンコーダーはコーディングレートが１／６のビットシーケンスを出力する。
【００９０】
元の１／６コーディングレートから所望のコーディングトレードを得るために、シンボルパンクチャリングブロックは表１に示している規則によってビットをパンクチャリングする。希望するコーディングレートは１／２、１／３、１／４または１／５が可能である。
【００９１】
以下、表１の各コードレートで、パンクチャリングテーブルは最初に上から、下へ次は左側から右側に読まれる。
【００９２】
【表１】
【００９３】
この時、本発明では情報ビットシーケンスが他の出力手順によって符号化される必要があれば、図５に示すように、ベージックターボエンコーダー４０１の各々の構成エンコーダーからのビットシーケンス出力が他の出力ビット順序を有するように、符号化されたビットシーケンスの出力順序を決め、ターボエンコーダーの一部となるスイッチが用いられる。
【００９４】
従って、所望の順序にビットシーケンスを出力する。又はターボエンコーダーは一つの順序のみならず、複数の順序で前記符号化されたビットシーケンスを出力する機能を有する。
【００９５】
図５は本発明によるターボエンコーダーに基づいて伝送信号発生装置を示す図面である。
【００９６】
図５を参照すると、本発明によるターボエンコーダーに基づいた伝送信号発生装置はベージックターボエンコーダー４０１と、スイッチ４０２と、パンクチャリングユニット４０３と、レートマッチングユニット４０５と、インタリービングユニット４０６、変調機及び拡散ユニット４０７を含んでいる。
【００９７】
前記スイッチ４０２はターボエンコーダー４０４からの符号化されたビットシーケンスの出力順序を決める。該スイッチ４０２はベージックターボエンコーダー４０２が一つの固定された出力順序のみならず複数の出力順序で符号化されたビットシーケンスを出力できる場合に省くことが出来る。
【００９８】
この時、ターボエンコーダー４０４は一つの出力順序のみならず複数の出力順序で符号化されたビットシーケンスを出力できるターボエンコーダーで定義される。
【００９９】
前記ベージックターボエンコーダー４０１からの出力順序が従来の技術のような方式で″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k″と仮定すれば、本発明ではターボエンコーダー４０４からの符号化されたビットシーケンスの出力順序は″Ｘk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀ＸkＹ0kＹ1k″又は″ＸkＹ0k｀Ｙ1k｀Ｘk｀Ｙ0kＹ1k″と成り得る。
【０１００】
前記したように符号化されたビットシーケンスは前記表１に示しているパンクチャリングパターンを用いてパンクチャリングユニット４０３によって所望のコーディングレートを満たすためにパンクチャリングされる。
【０１０１】
以後、前記パンクチャリングされたビットシーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、拡散されて変調される。この時パンクチャリングユニット４０３は所望のコーディングレートに応じたパンクチャリングパターンを格納する必要がある。
【０１０２】
図６は互いに異なって符号化されたビットシーケンスが伝送ダイバーシティのために用いられる場合の、本発明による伝送信号発生装置の他の実施形態を示す図面である。
【０１０３】
ターボエンコーダー５０４、５１２からの符号化されたビットシーケンスは互いに異なり、同一パンクチャリングパターンを有するパンクチャリングユニット５０３、５１１でパンクチャリングされる。
【０１０４】
この結果シーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、他のアンテナを経て伝送される。
【０１０５】
従来システムでは他のパリティービットを有するシーケンスを得るために、パンクチャリングユニット５０３、５１１は他のパンクチャリングパターンを有していなければならないのでシステムの複雑性を増加させていた。
【０１０６】
図７は本発明による伝送ダイバーシティのために他の信号が用いられる場合の受信された信号の復号装置を示す図である。
【０１０７】
二つの受信信号は図７に示すように復号される。二つの互いに異なる信号は受信機に受信され、復調され、逆拡散され、デインタリーブされ、独立的にディパンクチャリングされ、結合機６０４で結合される。この時結合機６０４はパリティービットにコード結合を行う間システマチックビットに最大割合結合を行うのに十分に正確でなければならない。
【０１０８】
本発明では送信機のようにデパンクチャリングユニット６０３，６０８は一つのパンクチャリングパターンを用いる。しかしながら、従来システムで送信機は他の信号を生成するために他のパンクチャリングパターンを用いるので、デパンクチャリングユニット６０３、６０８は他のパンクチャリングパターンを用いなければならない。
【０１０９】
より詳細には次の例を挙げて説明する。
【０１１０】
二つのアンテナ伝送ダイバーシティを仮定し、前記パンクチャリングユニット以後、所望のコーディングレートが１／２であると仮定する。
【０１１１】
表１からコーディングレートが１／２のパンクチャリングパターンは″１１００００１０００１０″で読まれ、このパターンはパンクチャリングユニット５０３、５１１のいずれにも用いられる。もし、ターボエンコーダー５０４からの符号化されたビットシーケンスが″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″の順序であるとしたら、ターボエンコーダー５１２から符号化されたビットシーケンスは″ＸkＹ0k｀Ｙ1k｀Ｘk｀Ｙ0kＹ1k″のような異なる順序である。
【０１１２】
また、パンクチャリングユニットは同じパターンで前記符号化されたシーケンスをパンクチャリングし、その結果シーケンスは″ＸkＹ0kＸk+1Ｙ0k+1｀″と″ＸkＹ0k｀Ｘk+1Ｙ0k+1″である。
【０１１３】
このシーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、変調され、他のアンテナを経て伝送される。
【０１１４】
前記二つの信号は受信機で受信され、復調され、逆拡散され、デインタリーブされ、独立的にデパンクチャリングされ、結合機で結合される。
【０１１５】
従来システムとは異なり各信号のデパンクチャリングユニットは同じパンクチャリングパターンを用いる。結合機はパリティービットにコード結合を行う間システマチックビットに最大割合結合を行う。即ち、結合されたシーケンスは″ＸkＹ0kＹ0k｀Ｘk+1Ｙ0k+1｀Ｙ0k+1″の順になる。言い換えれば、結合機は有効コーディングレートを１／３に減少させ、受信された信号で最大割合結合のみならずコード結合を行う。従って、エラー訂正能力を向上させる。
【０１１６】
他の例として、ハイブリッドタイプ自動再送要求技法が用いられる。
【０１１７】
新たに伝送される信号と、再伝送される信号のために他の信号を用いるのは追加的に結合利得が得られる。また、一つのパンクチャリングパターンは新しい伝送信号と再伝送される信号のいずれも用いられるのでシステムはこれ以上複雑になることはない。
【０１１８】
以下、ハイブリッドＡＲＱが用いられる場合を詳細に説明する。
【０１１９】
前記パンクチャリングユニット４０３以後に所望のコーディングレート１／２である。
【０１２０】
図５に示すように送信機は信号を生成する。
【０１２１】
送信機は″ＸkＹ0kＹ1kＸk｀Ｙ0k｀Ｙ1k｀″の順のように新しい信号のためのビットシーケンスを符号化する。
【０１２２】
また、″１１００００１０００１０″のパンクチャリングパターンによってこの符号化されたビットシーケンスをパンクチャリングする。この結果ビットシーケンスは″ＸkＹ0kＸk+1Ｙ0k+1｀″となり、このシーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、変調されて受信機に伝送される。
【０１２３】
もし、受信機が新たに伝送された信号に対して″ＮＡＣＫ″を伝送すると、送信機は″ＸkＹ0k｀Ｙ1k｀Ｘk｀Ｙ0k、Ｙ1k″の順のように再伝送されるビットシーケンスを符号化し、前記のようなパンクチャリングパターンによってこの符号化されたビットシーケンスをパンクチャリングする。この結果ビットシーケンスは″ＸkＹ0k｀Ｘk+1Ｙ0k+1″となり、このシーケンスはレートマッチされ、インタリーブされ、変調されて受信機に伝送される。
【０１２４】
受信機はバッファに格納された新たに伝送される信号と、この再伝送された信号を結合する。前記二つの信号は互いに異なる信号であるので、最大割合結合利得のみならず、結合利得が得られる。
【０１２５】
以上より、本発明は、ターボコード発生機の出力順を変化させて一つの情報ビットシーケンスから生成され、同一性能を有する一対のターボコードを提供する通信システムの信号伝送方法及びこのためのシステムに関する。
【０１２６】
前記符号化されたビットシーケンスは一つの最適なパンクチャリングパターンを用いてパンクチャリングされ、この結果シーケンスは同一エラー訂正能力を有し、システムの性能を向上させるために用いられるＨ−ＡＲＱ方法又は伝送ダイバーシティ方法に用いられる。また、異なって符号化されたビットシーケンスが伝送ダイバーシティに伝送される場合に、受信機は異なって符号化されたビットシーケンスを結合することによって最大割合結合利得のみならずコード結合利得が得られる。伝送ダイバーシティ方法と共に、Ｈ−ＡＲＱ方法は新たに伝送される信号とは異なるパリティービットを有する再伝送信号のために他の信号を伝送し、受信機でこのシーケンスを結合することによって、最大割合結合利得のみならずコード結合利得をも得られる。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の通信システムで信号を伝送するための方法及び通信システムは次のような特長がある。
【０１２８】
ターボエンコーダーの出力順を簡単に変化させることによって同一パンクチャリングパターンを用いて一つの情報シーケンスから同一性能の符号化が異になっているビットシーケンスが得られる。
【０１２９】
言い換えれば本発明は送信機及び受信機に複雑性を増加することなく容易に他の信号が生成できる。この異なる信号はアンテナダイバーシティ又はＨ−ＡＲＱのような伝送ダイバーシティが用いられる場合に、システムの性能を向上するのに用いられる。
【０１３０】
以上、本発明の好適な一実施形態を説明したが、本発明の技術思想に基づいて種々の変形又は変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるターボコーディング発生のための並列結合ターボエンコーダーを示す図である。
【図２】従来技術によるターボエンコーダーを用いた伝送信号発生装置を示す図である。
【図３】従来技術による同一の信号の伝送ダイバーシティで用いられる場合に受信信号を復号する装置を示す図である。
【図４】従来技術によるハイブリッドタイプのＡＲＱ方式の手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明によるターボエンコーダーに基づいて伝送信号発生装置を示す図である。
【図６】本発明によるターボエンコーダーに基づいて伝送信号発生の他の実施形態を示す図である。
【図７】本発明による伝送ダイバーシティのために互いに異なる信号が用いられる場合に受信された信号の復号装置を示す図である。
【符号の説明】
４０１ ベージックターボ符号機
４０２ スイッチ
４０３ パンクチャリングユニット
４０４ ターボエンコーダー
４０５ レートマッチングユニット
４０６ インタリービング
４０７ 変調機及び拡散ユニット
Claims (27)
- 通信デバイスにおいて信号を伝送する方法であって、
複数の情報ビットのそれぞれを符号化することにより、所定の数のビットを含んでいる対応する１つの符号化された出力を取得することであって、複数の符号化された出力は、可変の順序で取得される、ことと、
１つのパンクチャリングパターンを用いて、該複数の符号化された出力のそれぞれをパンクチャリングすることにより、対応する１つのパンクチャリングされた出力であって、該複数の符号化された出力のそれぞれをパンクチャリングした後に残った出力であるパンクチャリングされた出力を取得することと、
少なくとも１つの伝送アンテナを介して、該パンクチャリングされた出力を提供することと
を包含する、方法。 - 前記複数の符号化された出力のそれぞれは、実質的に同一のエラー訂正性能を有し、前記符号化することは、ターボエンコーダーによって行われる、請求項１に記載の方法。
- 前記パンクチャリングされた出力は、前記複数の符号化された出力のパンクチャリングに基づいて、パンクチャリングされたシーケンスを含み、該パンクチャリングされたシーケンスは、実質的に同一の性能を有する異なるパリティビットを含む、請求項１に記載の方法。
- Ｈ―ＡＲＱ方法が用いられるとき、「Ｎｅｗ」および「Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ」信号がお互い異なるパリティビットを含む、請求項１に記載の方法。
- 伝送ダイバーシティが用いられるとき、前記複数のパンクチャリングされた出力の異なる部分が、異なる伝送アンテナに提供される、請求項１に記載の方法。
- 前記提供するステップは、前記パンクチャリングされた出力をレートマッチングすることと、レートマッチングの結果をインターリーブすることと、少なくとも１つのアンテナを介して伝送する前に該インターリーブの結果を変調することとを包含する、請求項１に記載の方法。
- 伝送ダイバーシティ技法を用いる通信システムであって、
少なくとも１つの伝送アンテナを介して、符号化されたビットに基づいて、信号を伝送する伝送機と、
少なくとも１つの受信アンテナを介して、該信号を受信し、結合し、かつ、デコードする受信機を備え、
該伝送機は、
複数の情報ビットのそれぞれを符号化することにより、所定の数のビットを含んでいる対応する１つの符号化された出力を取得するターボエンコーダーであって、複数の符号化された出力は、可変の順序で取得される、ターボエンコーダーと、
１つのパンクチャリングパターンを用いて、該複数の符号化された出力のそれぞれをパンクチャリングすることにより、対応する１つのパンクチャリングされた出力であって、該複数の符号化された出力のそれぞれをパンクチャリングした後に残った出力であるパンクチャリングされた出力を取得するパンクチャリングユニットと
を備えた、通信システム。 - 前記複数の符号化された出力のそれぞれは、実質的に同一のエラー訂正性能を有し、パンクチャリングされたビットシーケンスは、実質的に同一の性能を有する、請求項７に記載の通信システム。
- 前記受信機は、最大割合結合法を前記信号の情報ビットに適用し、コード結合法を該信号のパリティビットに適用する結合機を含む、請求項７に記載の通信システム。
- 通信システムにおいて信号を伝送する伝送機であって、
複数の情報ビットのそれぞれを符号化することにより、所定の数のビットを含んでいる対応する１つの符号化された出力を取得するターボエンコーダーであって、複数の符号化された出力は、可変の順序で取得される、ターボエンコーダーと、
それぞれに同一のパンクチャリングパターンを用いて、該複数の符号化された出力のそれぞれをパンクチャリングすることにより、対応する１つのパンクチャリングされた出力であって、該複数の符号化された出力のそれぞれをパンクチャリングした後に残った出力であるパンクチャリングされた出力を取得するパンクチャイリングユニットと
を備えた、伝送機。 - 所定のサイズに一致させるように前記パンクチャリングユニットの出力シーケンスに基づいて反復またはパンクチャリングを行うレートマッチングユニットと、
該レートマッチングユニットの出力ビットシーケンスをインターリーブする所定のサイズのインターリーバと、
該インターリーバの出力を変調および拡散する変調器および拡散ユニットと
をさらに備えた、請求項１０に記載の伝送機。 - 前記パンクチャリングユニットの前記出力シーケンスは、実質的に同一の性能を有する異なるパリティビットを備えた、請求項１１に記載の伝送機。
- 前記ターボエンコーダーは、前記複数の符号化された出力のそれぞれの複数の符号化されたビットの順序を変更するスイッチを備えた、請求項１０に記載の伝送機。
- 通信システムにおける少なくとも１つの伝送アンテナを介して、信号を受信するための受信機であって、
それぞれに同一のデパンクチャリングパターンを用いて、該信号をデパンクチャリングする複数のデパンクチャリングユニットと、
該複数のデパンクチャリングユニットの出力を、相互ソフト結合する結合機と
を備え、
最大割合結合方法が、前記複数のデパンチャリングユニットの出力の情報ビット部分に適用され、コード結合法が、該複数のデパンクチャリングユニットの信号出力のパリティビット部に適用される、受信機。 - 前記信号をそれぞれ復調および逆拡散する複数の復調器および逆拡散ユニットと、
該複数の該復調器および逆拡散ユニットの出力をデインターリーブおよびデマッチングする複数のデインターリーブおよびレートデマッチングユニットをさらに備えた、請求項１４に記載の受信機。 - 入力ビットを符号化する方法であって、
第１および第２のエンコーダーに入力ビットを提供することと、
該第１のエンコーダーにより該入力ビットのそれぞれを符号化することにより、第１のコードされたビットを提供することであって、該第１のコードされたビットは、ＸＹ０Ｙ１Ｘ｀Ｙ｀０Ｙ｀１、または、Ｘ｀Ｙ｀０Ｙ｀１ＸＹ０Ｙ１、または、ＸＹ｀０Ｙ｀１Ｘ｀Ｙ０Ｙ１を含む、ことと、
該第２のエンコーダーにより該入力ビットのそれぞれを符号化することにより、第２のコードされたビットを提供することであって、該第２のコードされたビットは、ＸＹ０Ｙ１Ｘ｀Ｙ｀０Ｙ｀１、または、Ｘ｀Ｙ｀０Ｙ｀１ＸＹ０Ｙ１、または、ＸＹ｀０Ｙ｀１Ｘ｀Ｙ０Ｙ１を含み、該第１のコードされたビットと該第２のコードされたビットとは互いに異なる順序を有する、ことと、
該第１および第２のコードされたビットを少なくとも１つのパンクチャリングユニットに提供することと
を包含する方法。 - 前記第１のコードされたビットのＸまたはＸ｀ビット、および前記第２のコードされたビットのＸまたはＸ｀ビットがパンクチャリングするために提供されており、出力コードされたビットは、ＸおよびＸ｀のうちの１つを含む、請求項１６に記載の方法。
- 前記第１および第２のコードされたビットが、同一のパンクチャリングパターンを用いて、パンクチャリングされる、請求項１６に記載の方法。
- １／２のコード率に対して、前記同一のパンクチャリングパターンは、
「０」は、第１および第２のコードされたビットの、対応するコードされたビットがパンクチャリングされるべきことを示し、「１」は、該第１および第２のコードされたビットの、対応するコードされたビットがパンクチャリングされるべきでないことを示し、
入力ビットの偶数のインデックスビットに基づいて、上記のテーブルにおける第１のカラムは、該第１および第２のコードされたビットに対するパンクチャリングパターンに対応し、該入力ビットの奇数のインデックスビットに基づいて、該上記のテーブルにおける第２のカラムは、該第１および第２のコードされたビットに対するパンクチャリングパターンに対応する、請求項１８の方法。 - 前記第１のコードされたビットがＸＹ０Ｙ１Ｘ｀Ｙ｀０Ｙ｀１を含み、前記第２のコードされたビットがＸＹ｀０Ｙ｀１Ｘ｀Ｙ０Ｙ１を含むとき、パンクチャリングされた後の前記出力コードされたビットは、該入力ビットの偶数のインデックスビットに対してＸＹ０およびＸＹ｀０を含み、パンクチャリングされた後の該出力コードされたビットは、該入力ビットの奇数のインデックスビットに対してＸＹ｀０およびＸＹ０を含む、請求項１９に記載の方法。
- １／３のコード率に対して、前記同一のパンクチャリングパターンは、
「０」は、第１および第２のコードされたビットの、対応するコードされたビットがパンクチャリングされるべきことを示し、「１」は、該第１および第２のコードされたビットの、対応するコードされたビットがパンクチャリングされるべきでないことを示し、
入力ビットの偶数のインデックスビットに基づいて、上記のテーブルにおける第１のカラムは、該第１および第２のコードされたビットに対するパンクチャリングパターンに対応し、該入力ビットの奇数のインデックスビットに基づいて、該上記のテーブルにおける第２のカラムは、該第１および第２のコードされたビットに対するパンクチャリングパターンに対応する、請求項１８の方法。 - 前記第１のコードされたビットがＸＹ０Ｙ１Ｘ｀Ｙ｀０Ｙ｀１を含み、前記第２のコードされたビットがＸＹ｀０Ｙ｀１Ｘ｀Ｙ０Ｙ１を含むとき、パンクチャリングされた後の前記出力コードされたビットは、該入力ビットの偶数および奇数のインデックスビットに対してＸＹ０Ｙ｀０およびＸＹ｀０Ｙ０を含む、請求項２１に記載の方法。
- １／４のコード率に対して、前記同一のパンクチャリングパターンは、
「０」は、第１および第２のコードされたビットの、対応するコードされたビットがパンクチャリングされるべきことを示し、「１」は、該第１および第２のコードされたビットの、対応するコードされたビットがパンクチャリングされるべきでないことを示し、
入力ビットの偶数のインデックスビットに基づいて、該上記のテーブルにおける第１のカラムは、該第１および第２のコードされたビットに対するパンクチャリングパターンに対応し、該入力ビットの奇数のインデックスビットに基づいて、該上記のテーブルにおける第２のカラムは、該第１および第２のコードされたビットに対するパンクチャリングパターンに対応する、請求項１８に記載の方法。 - 前記第１のコードされたビットがＸＹ０Ｙ１Ｘ｀Ｙ｀０Ｙ｀１を含み、前記第２のコードされたビットがＸＹ｀０Ｙ｀１Ｘ｀Ｙ０Ｙ１を含むとき、パンクチャリングされた後の前記出力コードされたビットは、該入力ビットの偶数のインデックスビットに対してＸＹ０Ｙ１Ｙ｀１およびＸＹ｀０Ｙ｀１Ｙ１を含み、パンクチャリングされた後の該出力コードされたビットは、該入力ビットの奇数のインデックスビットに対してＸＹ０Ｙ｀０Ｙ｀１およびＸＹ｀０Ｙ０Ｙ１を含む、請求項２３に記載の方法。
- １／５のコード率に対して、前記同一のパンクチャリングパターンは、
「０」は、第１および第２のコードされたビットの、対応するコードされたビットがパンクチャリングされるべきことを示し、「１」は、該第１および第２のコードされたビットの、対応するコードされたビットがパンクチャリングされるべきでないことを示し、
前記入力ビットの偶数のインデックスビットに基づいて、上記のテーブルにおける第１のカラムは、該第１および第２のコードされたビットに対するパンクチャリングパターンに対応し、前記入力ビットの奇数のインデックスビットに基づいて、上記のテーブルにおける第２のカラムは、該第１および第２のコードされたビットに対するパンクチャリングパターンに対応する、請求項１８に記載の方法。 - 前記第１のコードされたビットがＸＹ０Ｙ１Ｘ｀Ｙ｀０Ｙ｀１を含み、前記第２のコードされたビットがＸＹ｀０Ｙ｀１Ｘ｀Ｙ０Ｙ１を含むとき、パンクチャリングされた後の前記出力コードされたビットは、該入力ビットの偶数および奇数のインデックスビットに対してＸＹ０Ｙ１Ｙ｀０Ｙ｀１およびＸＹ０Ｙ１Ｙ｀０を含む、請求項２５に記載の方法。
- 少なくとも１つのスイッチを用いて、ＸＹ０Ｙ１Ｘ｀Ｙ｀０Ｙ｀１、Ｘ｀Ｙ｀０Ｙ｀１ＸＹ０Ｙ１およびＸＹ｀０Ｙ｀１Ｘ｀Ｙ０Ｙ１のうちの１つが選択される、請求項１６に記載の方法。
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