JP4299241B2 - 情報ビットのインターリービング - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤレス通信に関する。より具体的には、本発明は、ワイヤレスインターフェースを介した伝送のための情報ビットのインターリービングに関する。本発明は、さらに、受信した情報ビットのインターリーブ解消に適用することができる。

送信機及び／又は受信機が設けられたエンティティにワイヤレスインターフェースが備えられた通信システムは知られている。このエンティティは、移動式又は固定式ユーザ機器（例えば、携帯電話）、基地局、及び／又は送信機及び／又は受信機が設けられた他の機器のような機器を含むことができる。ワイヤレスインターフェースを介した通信は、例えば、音声、データ、マルチメディアなどの通信を含むことができる。

通信システムは、典型的には、種々のシステム要素は何を行うことができるか、及びこれをどのように達成すべきかについて規定する所定の標準及び仕様にしたがって作動する。例えば、この標準又は仕様は、ユーザ、より厳密にはユーザ機器又は端末に、回路切り換えサービス及び／又はパケット切り換えサービスが与えられるかどうかを定義することができる。接続に用いられるべき通信プロトコル及び／又はパラメータもまた、定義することができる。通信インスタンスに関連する種々の機能の階層順序もまた、定義することができる。換言すると、システムによる通信を可能にするために、通信が基づくことになる「法則」の特定の組を定義する必要がある。

ワイヤレスシステムの一例は、公衆陸上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）である。ＰＬＭＮは、基地局（ＢＴＳ）又は通信システムの無線アクセスネットワークの同様なエンティティが、ワイヤレスインターフェースを介してこれらのエンティティ間で移動局（ＭＳ）のようなユーザ機器（ＵＥ）として働くセルラーシステムである。

いわゆる第２世代（２Ｇ）のＰＬＭＮシステムのより特定の例は、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）である。

ＧＳＭのさらに別の発展は、いわゆるＧＳＭ進化型高速データレート（ＥＤＧＥ）である。ＥＤＧＥは、第３世代パートナーシップ・プロジェクトにより作成された標準であり、現在は、さらに、ＥＴＳＩ（ヨーロッパ電気通信規格研究所）によっても定義されている。ＧＳＭ／ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク（ＧＥＲＡＮ）及びＧＥＲＡＮに対するチャネル符号化は、例えば、３ＧＰＰ仕様ＴＳ４５．００３ ｖ５．５．５（２００２−０４）から見出すことができる。

ＥＤＧＥは、より通常の２Ｇ ＧＳＭよりも速いデータレートを可能にする。この改良は、他の修正もあるが、とりわけ変調における変更により達成されてきた。

ＧＥＲＡＮは、ＴＤＭＡ（時間分割多重アクセス）伝送を用いることに基づくものである。ＴＤＭＡベースのシステムにおいては、伝送は、時間枠において行われる。各枠は、複数のスロットに分割することができる。枠をスロットに分割することは、複数のユーザがこの枠を共有することを可能にする。ＴＤＭＡ枠は、通信システムの２つのノード間における情報伝達に対する通信媒体の物理的なチャネルを与えるものとして見ることができる。スロットを連続する枠に対して用いて、伝送のための物理的なチャネルを形成することができる。次いで、バーストが、各スロット内に伝送される。

典型的なＴＤＭＡ送信機は、チャネルのコード化、インターリービング、バースト形成、変調、及び実際の伝送を行う手段を含む。図１を参照されたい。これらの機能は、別々のエンティティの手段によって与えることができ、或いは、これらの機能の少なくとも幾つかは、送信機の機能ブロックにより与えることができることを認識されたい。

チャネルのコード化の後、情報ビットは、ブロックとして知られるエンティティに形成される。ブロックにおけるビットの合計数は、主として、選択されるエンコーダに依存する。ブロックは、典型的には、幾つかのバーストにわたり、すなわち、スロット内ではあるが幾つかの連続的な枠にわたり伝送される。

ブロックにおける情報ビットは、インターリービングにより、バースト内の適当な位置に拡散される。典型的には、この目的は、連続的な情報ビットを、できるだけ互いに離れるように拡散させることである。上で引用された技術仕様、３ＧＰＰ ＴＳ ４５．００３においては、４５６符号化ビットのブロックを取り扱うのにダイアゴナル・インターリーバが与えられる。符号化データのブロックは、インターリーバの「ブロックダイアゴナル」であり、ここでは、新しいブロックは、４つ目のブロック毎に始まり、データは、８ブロックにわたり分散される。所定のインターリーバにおいては、

ここで、ｊはバーストｂにおけるビットｋの位置である。

Ｊをバーストサイズ（以下の例においては１１４）、Ｋをブロックサイズ（４５６）、Ｏを順序付けパラメータ（４９）、及びＤをインターリービング深さ（８）と指定すると、式（１）は、以下のように書くことができる。

この式は、ブロックサイズの半分（Ｋ／２）がインターリービング深さ（Ｄ）により除算できない限りは、良好に機能すると信じられる。これは、ブロックサイズＫがインターリービング深さＤより大きければ、すなわち、

であれば行うことができる。
式（３）は、インターリービングの式（２）が機能するかどうかに対するチェックを可能にする。上述の例においては、式（３）は、（（４５６／２）ｍｏｄ８）＝４を与える。

通信システムは、典型的には、別々の機能を有する。上述のように、この機能は、階層的に、種々の群に分割することができる。これらは、多くの場合、層と呼ばれる。典型的には、層のスタックにおける最低層は、実際の物理的な伝送媒体、すなわち、伝送のための無線伝達を与える論理上のトラフィックチャネルを含む。これは、多くの場合、物理層と呼ばれる。物理層の上部にある層は、無線リンク制御、媒体アクセス制御（ＭＡＣ：無線インターフェース層２の副層であり、論理チャネルに対する不承認のデータ転送サービス、及び移送チャネルに対するアクセスを与える）のような機能を含む。本発明の理解のための内容においては、物理層だけが関心事であるため、他の層は、ここでは、これ以上詳細には論じない。

可撓性層ワン（ＦＬＯ）が、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）標準におけるＧＥＲＡＮに対して提案された。これは、ＧＳＭ／ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク（ＧＥＲＡＮ）に対する新しい種類の構成可能な物理層である。提案された物理層の利点は、チャネルの符号化、インターリービングなどのような機能が、この場合には、通話設定段階において指定されることである。このことは、次いで、インターネット・プロトコル（ＩＰ）マルチメディア・サブシステム（ＩＭＳ）サービスのような新しいサービスの支持を、新しい符号化方式を指定することなく、取り扱うことができることを意味する。さらに、この物理層は、第３世代（３Ｇ）ユニバーサル移動電話システム（ＵＭＴＳ）地球無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）に対して指定されるものと、より調和するものとなる。

発明者は、上述のもののような既存のダイアゴナル・インターリーバは、この目的に対して容易に再利用することはできず、この提案を実施するためには、新しい種類のダイアゴナル・インターリーバを指定する必要があることを見出した。その理由の一つは、この提案が、情報の伝送のためにビットを自由にさせるからである。

したがって、この点に関しては、幾つかの解決されていない問題がある。最も重要なことには、例えば、３ＧＰＰの提案は、ブロックサイズの半分が、インターリービング深さにより除算できるような状態を可能にするため、既存のダイアゴナル・インターリーバは、すべての状況では作動しなくなる。すなわち、上の関係（３）、すなわち、

である場合、インターリービングの式（２）は、これ以上機能しなくなる。このことは、先の５７情報ビットの代わりに、この提案は、５８ビット及び４６４ビットのブロックサイズ（＝４バースト）の伝送（したがってインターリービング）を可能にするため、問題を生じる。このことは、４６４／２ｍｏｄ８＝０をもたらし、すなわち、条件（３）が満たされなくなり、上述した状況をもたらす。

この問題は、関係（３）が満たされない場合の以下の単純な例により明らかになる。以下のように仮定する。
Ｋ＝１６ ブロックサイズ
Ｊ＝４ バーストサイズ
Ｏ＝１ 順序付けパラメータ
Ｄ＝８ インターリービング深さ

（３）により、確かに（（１６／２）ｍｏｄ８）＝０であり、したがって、条件（３）が満たされないことをチェックすることができる。図４に示される表１は、上の特定の例に対するインターリービングの式（２）により与えられる値をリスト表示する。

表１により示されるように、以下の理由により、ビット番号８以降、インターリービングの式（２）は、問題なしに機能することはない。
−ビット番号８は、ビット番号０と同じ位置及び同じバーストでマップされ、
−ビット番号０は、ビット番号１と同じ位置及び同じバーストでマップされ、
−ビット番号１０は、ビット番号２と同じ位置及び同じバーストでマップされ、
−ビット番号１１は、ビット番号３と同じ位置及び同じバーストでマップされ、
−ビット番号１２は、ビット番号４と同じ位置及び同じバーストでマップされ、
−ビット番号１３は、ビット番号５と同じ位置及び同じバーストでマップされ、
−ビット番号１４は、ビット番号６と同じ位置及び同じバーストでマップされ、
−ビット番号１５は、ビット番号７と同じ位置及び同じバーストでマップされる。
このことは、ビットの伝送及び受け取りにおいて種々の問題をもたらすことになる。

本発明の実施形態は、場合によってインターリービングに関連する上述の問題に対処して、バーストにおける情報ビットの不適切なマッピングを避けるようにすることを意図する。

本発明の一態様によれば、送信機において、インデックスが割り当てられた情報ビットをデータブロックから伝送バーストにインターリーブする方法であって、インターリービングが、伝送バーストにおける情報ビットの位置を計算して、該情報ビットの少なくとも一部のインデックス値を修正するようにすることからなる方法が提供される。

前述のインデックス値の修正は、シフト項によるインデックス値のシフトを含むことができる。伝送バーストの１つに含まれるべき各々の情報ビットにはインデックスが与えられ、該各々の情報ビットのインデックス及びシフト項の合計は、次いで、計算に用いられる前述の情報ビットの修正されたインデックス値を形成する。

さらに別の実施形態においては、インデックス値の修正が必要であるかどうかが判断される。この判断は、データブロックサイズの半分が、インターリービング深さにより除算できるかどうかを判断することを含むことができる。

本発明の別の態様によれば、受信機において、受信した伝送バーストから、インデックスが割り当てられた情報ビットのインターリーブ解消をする方法であって、インターリーブ解消は、いずれかのインデックス値が、伝送バーストの伝送前に修正されたかどうかを判断することと、この判断に基づき、修正されたインデックス値又は元々割り当てられたインデックス値に基づいて、該情報ビットのインターリーブ解消をすることからなる方法が提供される。

本発明の別の態様によれば、
インデックスが割り当てられた情報ビットをデータブロックから伝送バーストにインターリーブするインターリーバと、
伝送バーストにおける情報ビットの位置を計算して、該情報ビットの少なくとも一部のインデックス値が、前述のインターリービング前に修正されるようにするための手段と、
を備えた送信機が提供される。

本発明のさらに別の態様によれば、
受信した伝送バーストから、インデックスが割り当てられた情報ビットのインターリーブ解消をするインターリーブ解消器と、
いずれかのインデックスが、伝送バーストの伝送前に修正されたかどうかを判断するための手段と、
を備え、該インターリーブ解消器が、この判断に基づき、修正されたインデックス値又は元々割り当てられたインデックス値に基づいて、情報ビットのインターリーブ解消をするように構成された受信機が提供される。
本発明の実施形態は、バースト内の位置においてあまりにも多くの情報ビットがマップされることを避けるための手段を与えることができる。ダイアゴナル・インターリービングは、上述の方程式（３）により与えられる条件が満たされない場合であっても可能にすることができる。

本発明をより良好に理解するために、ここで、例として添付図面を参照する。
図１は、概略的に、典型的なＴＤＭＡ送信機の幾つかの部品を示す。より具体的には、図１は、送信機を通って流れる信号の方向に、チャネルコード化ブロック８、インターリービングブロック１０、バースト形成ブロック１２、変調ブロック１４、及び伝送ブロック１６を示す。伝送ブロック又は無線ブロック１６の後には、典型的には、適当なアンテナ手段１８が続く。本発明は、インターリービングブロック１０の作動に関するものであり、当業者であれば、他のブロックの目的及び作動を熟知しているため、これらについては、ここではこれ以上詳細に述べない。

図２は、概略的に、典型的なＴＤＭＡ受信機の幾つかの部品を示す。より具体的には、図２は、適当なアンテナ手段２６により受信される、受信機を通って流れる情報信号の方向において、受け取りブロック２４、変調ブロック２２、インターリーブ解消ブロック２０、及びチャネルデコードブロック１８を示す。上述のように、ブロック１８、２２、及び２４の目的及び作動については、これ以上詳細に説明する必要はない。

図３は、本発明による実施形態のフローチャートを示す。作動においては、インターリービングブロック１０は、情報ビットをデータブロックから伝送バーストにインターリーブするように構成される。情報ビットの各々には、インデックスが割り当てられている。インデックスの数値例は、図４及び図５の表の列ｋに示される。

インターリービング工程においては、伝送バーストにおける情報ビットの位置が計算される。本発明の原理においては、この位置は、情報ビットの少なくとも幾つかの修正されたインデックス値に基づいて計算される。

ここで、さらに、本発明の或る実施形態により取得される値を表す表２を示す図５を参照する。図５における表２のパラメータは、図４の表１のパラメータに対応するものであるが、パラメータｊの値が、ダイアゴナル・インターリービングのための修正された式（２）を用いることにより取得されたことが異なっている。より具体的には、シフト項ｓが式（２）に導入される。
新しい項ｓを用いることについては、以下のように、より詳細に説明することができる。

ここで、ｊは、バーストｂにおけるビットｋの位置である。

シフト項ｓは、ブロックサイズの半分をインターリービング深さにより除算できる場合においてのみ作動される（上の（４）を参照されたい）。上述の例においては、シフト項ｓの値は、ブロックの前半対しては０であり、後半に対しては１である。

値４は、無線ブロックのサイズを示す。与えられる例においては、無線ブロックは４つのバーストで構成される。異なる無線ブロックが用いられる場合には、この値は、これに応じて変化することになる。

シフト項の導入以外では、表２におけるパラメータｊの値を取得する計算は上述の式（２）に基づくものであり、上述の例に用いられる値により行われる。シフト項ｓのために、例えば、表１におけるビット番号０及び８、１及び９、２及び１１以下同様に対する場合のように、ビットが、同じ位置におけるインターリービング段階で２度マップされることはないということが容易にわかるであろう。

例えば、図２の受信機構成により信号を受信する場合には、インターリーブ解消ブロックは、上述と同じ法則を用いるものとなる。例えば、インターリーブ解消ブロック２０は、インデックスが修正されたことに気づいており、したがって、受信したバーストをチェックする。ブロックの値は、受信機に対して、インデックスのシフトのような修正が用いられたかどうかを暗黙的に示すことができる。

インデックスは、必ずしも数で構成される必要はないことを認識されたい。例えば、インデックス値は、文字又は文字列により与えることができる。この列は、例えば、字、又は字及び数の組み合わせを含むことができる。

さらに、本発明は、ＰＬＭＮシステムのユーザ機器に関して述べられたが、本発明の実施形態は、送信機及び受信機の機器を含むあらゆる他の好適な種類の通信システムに適用可能であることを認識されたい。

本発明の実施形態は、ＧＳＭ／ＥＤＧＥ及びＴＤＭＡシステムの内容で説明された。本発明は、さらに、妥当な場合には、あらゆる他の通信システム及びアクセス技術に適用可能である。他のアクセス技術例は、符号分割多重アクセス、周波数分割多重アクセス、空間分割多重アクセス、並びに、これらのあらゆる混成物を含む。

さらに、ここで、本発明の例示的な実施形態が上述されるが、特許請求の範囲に定められる本発明の範囲から離れることなく、開示される解決法に対して幾つかの変形及び修正を行うことができることを記載する。

本発明を適用することができる送信機の構成を概略的に示す。 本発明を適用することができる受信機の構成を概略的に示す。 或る実施形態のフローチャートを示す。 従来技術のインターリービング方式により取得された値の表を示す。 本発明の実施形態により取得された値の表を示す。

Claims (11)

1. 送信機において、インデックスが割り当てられた情報ビットを、データブロックから伝送バーストにインターリーブするための方法であって、前記インターリービングが、伝送バーストにおける情報ビットの位置を計算することを含み、前記情報ビットの少なくとも一部のインデックス値は、計算で用いるためのシフトされたインデックスを与えるためのシフト項によってシフトされる、方法。
2. 前記伝送バーストの１つに含まれるべき情報ビットの各々にインデックスが与えられており、前記各々の情報ビットのインデックス及び前記シフト項の合計が、前記計算に用いられる前記情報ビットの修正されたインデックス値を形成するようになった請求項１に記載の方法。
3. 前記インデックス値の修正が必要であるかどうかを判断することを含む前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
4. 前記判断は、データブロックのサイズの半分が、インターリービング深さにより除算できるかどうかを判断することを含む請求項３に記載の方法。
5. Ｋがビットに与えられるデータブロックのサイズであり、Ｄがバースト数として与えられるインターリービング深さであるとして、前記インターリービングと関連するパラメータが、基準
   

   

   を満たす場合には、ｋが前記情報ビットのインデックス値であるとして、該情報ビットのインデックス値が、式
   

   

   により取得される前記シフト項ｓにより修正される請求項４に記載の方法。
6. 前記送信機が、ＧＳＭ／ＥＤＧＥ無線アクセスネットワークにおける伝送に用いられる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
7. 受信機において、受信した伝送バーストから、インデックスが割り当てられた情報ビットのインターリーブ解消をするための方法であって、
   いずれかのインデックス値が、伝送バーストの伝送前に、シフト項を用いて前記インデックス値をシフトすることにより修正されたかどうかを判断することと、
   前記判断に基づき、修正されたインデックス値又は元々割り当てられたインデックス値に基づいて、前記情報ビットのインターリーブ解消をすること、
   からなる方法。
8. インデックスが割り当てられた情報ビットをデータブロックから伝送バーストにインターリーブするインターリーバと、
   前記伝送バーストにおける前記情報ビットの位置を計算して、該情報ビットの少なくとも一部のインデックス値が、前記インターリービング前に、計算で用いるためのシフトされたインデックスを与えるためのシフト項によってシフトされるようにするための手段と、
   を備えることを特徴とする送信機。
9. Ｋがビットに与えられるデータブロックのサイズであり、Ｄがバースト数として与えられるインターリービング深さであるとして、前記インターリービングと関連するパラメータが、基準
   

   

   を満たすかどうかを判断し、
   前記基準が満たされる場合には、ｋが前記情報ビットのインデックス値であるとして、該情報ビットのインデックス値を、式
   

   

   により取得される前記シフト項ｓにより修正するための手段を更に含む、請求項８に記載の送信機。
10. 受信した伝送バーストから、インデックスが割り当てられた情報ビットのインターリーブ解消をするインターリーブ解消器と、
    いずれかのインデックスが、伝送バーストの伝送前に、シフト項を用いて前記インデックス値をシフトすることにより修正されたかどうかを判断するための手段と、
    を備え、前記インターリーブ解消器が、前記判断に基づき、修正されたインデックス値又は元々割り当てられたインデックス値に基づいて、前記情報ビットのインターリーブ解消をするように構成されたことを特徴とする受信機。
11. 前記判断するための手段は、Ｋがビットに与えられるデータブロックのサイズであり、Ｄがバースト数として与えられるインターリービング深さであるとして、前記インターリービングと関連するパラメータが、基準
    

    

    を満たすかどうかを判断し、
    前記基準が満たされる場合には、ｋが元々割り当てられた前記情報ビットのインデックス値であるとして、
    

    

    により取得されるシフト項ｓにより修正されたインデックス値に基づいて情報ビットのインターリーブ解消をするための手段である、請求項１０に記載の受信機。

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