KR101604407B1 - 가변 레이트 블럭 코드를 사용한 블럭 인코딩 - Google Patents

Abstract

셀룰라 통신 시스템의 사용자 장비 장치를 위한 방법은 데이터 채널 상에서 보고가 송신되는 데이터 채널의 가변 코딩 레이트에 일반적으로 정합하는 코딩 레이트를 갖는 가변 레이트 블럭 코드로 제어 신호를 블럭 인코딩하는 단계를 포함한다. 상기 인코딩 단계는 상기 데이터 채널의 현재의 코드 레이트의 함수인 출력 인코딩 길이 K를 결정하는 단계, 적어도 K개의 행들을 제공하기 위하여 블럭 인코딩 매트릭스를 반복하는 단계, 및 상기 반복 블럭 인코딩 매트릭스의 첫 번째 K개의 행들을 사용하여 상기 제어 신호로부터 상기 데이터 채널 상의 인코딩된 제어 신호를 발생하는 단계를 포함한다.

Description

가변 레이트 블럭 코드를 사용한 블럭 인코딩{BLOCK ENCODING WITH A VARIABLE RATE BLOCK CODE}

관련출원의 상호참조

이 출원은 2009년 2월 9일에 출원된 미국 특허출원 제12/365,565호, 및 2008년 3월 26일에 출원된 미국 가특허출원 제61/039,585호의 우선권을 주장하며, 이들 전체는 참조를 위해 본 명세서에 포함된다. 또한, 이 출원은 2008년 3월 20일에 출원된 미국 가특허출원 제61/038,383호 및 2008년 3월 24일에 출원된 제61/038,942호의 이익을 주장하며 이들 전체는 참조를 위해 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 일반적으로 채널 품질 표시(channel quality indication)에 관한 것으로, 특히 3GPP(3rd generation partnership project) 무선-액세스 네트워크 표준(radio-access network standard)(공식적으로는 E-UTRA로서 알려짐) 시스템들의 LTE(long term evolution)에서의 이러한 표시에 관한 것이다.

3세대 파트너쉽 프로젝트("3GPP")는 "LTE"라는 별칭의 진화하는 3GPP 셀룰라 네트워크 표준에 필요한 다양한 통신 프로토콜들을 규정하는 과정에 있다. 이제 참조하는 도 1에 도시된 바와 같이, 많은 채널들 중에서도 2개의 동작채널들이 업링크(uplink)용으로 정해졌다(즉, LTE 표준에서 "사용자 장비" 또는 UE(user equipment)라는 별칭의 이동 유닛(mobile unit)(14)이 LTE 표준에서 그 서빙 기지국(serving base station)(10) 또는 eNodeB에 송신하는 링크). 한 채널은 PUSCH라고 불리는 데이터용 물리적 업링크 채널(18)이며, 다른 채널은 PUCCH라고 불리는 제어용 물리적 업링크 채널(16)이다. 데이터 신호 및 제어 신호는 모두 데이터 채널(18) 상에서 전달될 수 있으나, 제어 채널(16)은 제어 신호들만을 위해 유보되어 있고, 각 셀(12)의 가장 먼 도달범위들로부터(즉, 각 기지국(10)으로부터 가능한 가장 먼 거리들로부터) 그리고 매우 열악한 상태들 하에서 동작하도록 설계된다.

많은 서로 다른 신호들이 규정되어 있다. 하나는 각각의 UE(14)가 그 서빙 기지국(10)에게 다운링크 채널의 품질, 즉 기지국(10)으로부터 UE(14)로 전파 채널(propagation channel)의 품질을 통보하는 CQI(channel quality indicator(채널 품질 표시자)) 보고이다. 통상적으로, CQI 보고는 업링크 제어 채널, PUCCH 상에서 보내질 수 있다.

최근에 나타나는 LTE 표준들의 환경에서는, (CQI 보고들과 같은) 제어 보고들이 데이터 채널 상에서 보내질 수 있는 것으로 최근에 제안되었다. 그러나, 제어 채널용으로 의도된 제어 보고들의 구조는 두 채널들이 서로 다르게 동작하기 때문에 데이터 채널로 쉽게 복제될 수 없다.

본 발명은 3GPP(3rd generation partnership project) 무선-액세스 네트워크 표준(radio-access network standard) 시스템들의 LTE(long term evolution)에서의 채널 품질 표시를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시예에 따르면, 데이터 채널 상에서 보고가 송신되는 데이터 채널의 가변 코딩 레이트에 일반적으로 정합하는 코딩 레이트를 갖는 가변 레이트 블럭 코드로 제어 신호를 블럭 인코딩하는 단계를 포함하는, 셀룰라 통신 시스템의 사용자 장비 장치를 위한 방법이 제공된다.

또한, 실시예에 따르면, 셀룰라 통신 시스템의 사용자 장비 장치를 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 데이터 및 제어 채널 둘 모두를 통해 신호들을 송신하고 수신하는 것과, 제어 채널 상에서 제어 신호들을 송신하기 위해 사용되는 목표 BLER(block error rate : 블럭 오류 레이트)에 근접하는 목표 BLER을 달성하기 위한 제 1 코딩 레이트를 갖는 코딩 방법을 사용하여 제어 신호들을 인코딩하는 것을 포함한다. 제어 신호들은 제어 채널 상에서 제어 신호들을 송신하기 위한 BLER과는 상이한 데이터를 위한 목표 BLER을 달성하기 위한 제 2 코딩 레이트를 갖는 인코딩 방법을 사용하여 인코딩되는 데이터와 함께 적어도 데이터 채널 상에서 송신된다.

또한, 실시예에 따르면, 상기 장치는 LTE 호환 장치이다.

또한, 실시예에 따르면, 상기 가변 레이트 블럭 코드의 코딩 레이트는 데이터 채널의 코딩 레이트에 비례한다.

또한, 실시예에 따르면, 상기 인코딩 단계는, 상기 데이터 채널의 현재의 코드 레이트의 함수인 출력 인코딩 길이 K를 결정하는 단계; 적어도 K개의 행들을 제공하기 위하여 블럭 인코딩 매트릭스를 반복하는 단계; 및 상기 반복 블럭 인코딩 매트릭스의 첫 번째 K개의 행들을 사용하여 상기 입력 제어 신호로부터 상기 데이터 채널 상의 인코딩된 제어 신호를 발생하는 단계를 포함한다.

또한, 실시예에 따르면, 상기 인코딩 단계는 주기적으로 반복되는 블럭 코드로 인코딩하는 단계를 포함한다.

또한, 실시예에 따르면, 상기 인코딩 단계는 채널 품질 표시자(CQI : channel quality indicator) 보고를 인코딩하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 이것은 짧은 CQI 보고이다.

또한, 실시예에 따르면, 상기 방법은 K가 상기 블럭 인코딩 매트릭스의 행들의 수 미만일 때, 상기 블럭 인코딩 매트릭스를 펑처링(puncturing)하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 반복단계는, 콘볼루션 코드 레이트에 정합하도록 상기 블럭 코드를 반복하는 단계; 희망 코드 레이트를 능가할 때까지 상기 블럭 코드를 더 반복하는 단계; 및 상기 콘볼루션 코드 레이트를, 더 반복하는 것에 의해 발생된 상기 블럭 인코딩된 매트릭스와 레이트 정합하는 단계를 포함한다.

실시예에 따르면, 데이터 채널 상에서 보고가 송신되는 데이터 채널의 가변 코딩 레이트에 일반적으로 정합하는 코딩 레이트를 갖는 가변 레이트 블럭 코드로 제어 신호를 인코딩하는 블럭 인코더를 포함하는 통신장치가 제공된다.

또한, 실시예에 따르면, 데이터 및 제어 채널 둘 모두를 통해 신호들을 송신 및 수신하는 트랜시버(transceiver)와, 제어 채널 상에서 제어 신호들을 송신하기 위해 사용되는 목표 BLER(block error rate : 블럭 오류 레이트)을 달성하기 위한 제 1 코딩 레이트를 갖는 코딩 방법을 사용하여 제어 신호들을 인코딩하는 인코딩 장치를 포함하는 통신장치가 제공된다. 제어 신호들은 제어 채널 상에서 제어 신호들을 송신하기 위해 사용되는 BLER과는 상이한 데이터를 위한 목표 BLER을 달성하기 위한 제 2 코딩 레이트를 갖는 코딩 방법을 사용하여 인코딩되는 데이터와 함께 데이터 채널 상에서 송신된다.

실시예에 따르면, 결정기, 테이블 발생기, 및 블럭 인코더를 포함하는 인코딩 장치가 제공된다. 결정기는 길이 M의 제어 신호들을 인코딩하기 위해 K의 현재의 값을 결정하며, K는 데이터 채널을 위한 현재의 코드 레이트의 함수이다. 테이블 발생기는 가변 길이 K의 반복 매트릭스를 생성하기 위해 고정 블럭 인코딩 매트릭스로부터 행들을 반복함으로써 고정 블럭 인코딩 매트릭스로부터 가변 길이 블럭 인코딩 매트릭스를 발생하고, 블럭 인코더는 M개의 입력 제어 비트들을 상기 가변 길이 블럭 인코딩 매트릭스를 사용하여 K개의 인코딩된 제어 비트들로서 인코딩한다.

또한, 실시예에 따르면, 상기 장치 및 인코딩 장치는 LTE 호환 통신 시스템에서 구현된다.

또한, 실시예에 따르면, 상기 가변 레이트 블럭 코드의 상기 코딩 레이트는 상기 데이터 채널의 상기 코딩 레이트에 비례한다.

또한, 실시예에 따르면, 상기 인코딩 장치는 K가 상기 블럭 코드 매트릭스에서 행들의 수 미만일 때, 상기 블럭 인코딩 매트릭스를 펑처링하는 펑처러(puncturer)를 더 포함한다.

마지막으로, 실시예에 따르면, 테이블 발생기는 콘볼루션 코드 레이트에 정합하도록 상기 블럭 코드 매트릭스를 제 1 회 반복하고 희망 코드 레이트를 능가할 때까지 추가의 횟수만큼 반복하는 반복기, 및 상기 콘볼루션 코드 레이트를 상기 복수 반복되는 인코딩된 매트릭스와 정합하는 레이트 정합기(rate matcher)를 포함한다.

본 발명에 따르면, 3GPP(3rd generation partnership project) 무선-액세스 네트워크 표준(radio-access network standard) 시스템들의 LTE(long term evolution)에서의 채널 품질 표시를 제공할 수 있다.

발명의 실시예들은 동일 참조번호들이 동일 구성요소들을 나타내는 다음 도면들을 참조하여 기술될 것이다.
도 1은 기지국과, 2개의 이동 유닛들과, 이들 사이의 채널들 2개를 개략적으로 예시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따라 구성되고 동작하는, M개의 입력 제어 신호들을 인코딩(encoding)하는데 적합한 가변적으로 반복하는 블럭 코드(variably repeating block code)를 예시하는 개략도이다.
도 3은 도 2a 및 도 2b의 블럭 코드를 발생하는데 유용한 인코딩 장치를 예시한 블럭도이다.
도 4는 도 2의 인코딩 장치의 대안적인 실시예의 블럭도이다.
예시의 간략화와 명확함을 위하여, 도면들에 도시된 구성요소들은 반드시 축척에 맞게 도시되지는 않았다는 것에 주목해야 한다. 예를 들어, 일부 구성요소들의 치수는 명확함을 위해 다른 구성요소들에 비해 과장되어 있을 수 있다. 또한, 적합한 것으로 생각되는 경우, 참조번호들은 대응하는 혹은 유사한 구성요소들을 나타내기 위해 도면들 사이에서 반복될 수 있다.

다음의 상세한 설명에서, 많은 특정한 상세내용들은 기술된 실시예들의 교시 원리들의 완전한 이해를 제공하기 위해 개시된다. 그러나, 본 발명은 이들 특정한 상세내용들 중의 일부 없이도 실시될 수 있음에 주목해야 한다.

도 1은 제어 보고(control report)들을 데이터 채널(18) 상에서 보내는 문제를 예시한 것이다. 기지국(10)은 셀(12) 내에 위치되어 있다. UE들(14)과 같은 이동 유닛들은 셀(12) 도처에 이동할 수 있고 기지국(10)과 통신할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, UE(14A)는 셀(12)의 가장자리 근처에 위치되어 있는 반면, UE(14B)는 기지국(10) 근처에 위치하여 있다. 예를 들어, 지형의 특성 및 기지국(10)에 대한 각각의 UE(14)의 속도뿐만 아니라, UE들(14)과 기지국(10) 간의 거리를 포함한 다양한 파라미터들은 무선-전파 채널(radio-propagation channel)(또는 간단히 "무선 채널")의 품질에 영향을 미친다.

각각의 UE(14)는 물리적 제어 채널(16) 및 물리적 데이터 채널(18) 상에서 각각 보내지는 제어 및 데이터를 포함하는 다양한 유형들의 정보를 송신 및 수신한다. 시스템이 적합하게 동작하기 위하여, 제어 신호들은 정확하게, 신속하게, 그리고 명확한 시간에(예를 들어, 송신시) 수신되어야 하기 때문에, 각각의 제어 채널(16)은 곧은 선으로 도시되어 있고, 이것은 제어 채널 송신 방법이 UE(14A)와 같이 열악한 무선-채널 상태들을 갖는 UE들(14)에 대해서도, 목표 블럭 오류 레이트(BLER : block error rate)가 몇 퍼센트(percent)만큼 낮게 되도록 규정됨을 나타낸다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, UE(14A)가 기지국(10)으로부터 더 큰 거리에 있기 때문에, UE(14A)는 UE(14B)에 비해 열악한 무선-채널 상태들을 받을 수 있다는 것에 주목해야 한다. 그럼에도 불구하고, UE(14A) 및 UE(14B) 모두로부터의 제어 신호들은 채널 상태들에서 각각의 차이들에도 불구하고 적합하게 수신되어야 한다.

그러나, 물리적 데이터 채널들(18)은 상이하게 동작한다. 따라서, 데이터 채널들(18)은 물결 모양의 선들로 도시되어 있고, 이것은 채널의 품질이 시간에 따라 변할 수 있음을 나타낸다. 데이터 채널들은 반드시 신속하고 명확한 시간에 수신되도록 요구되는 것은 아니다. 대신에, 이들은 데이터 전달 용량을 최적화하고 데이터의 적합한 수신을 보장하기 위하여, 재송신(retransmission) 및 증가형 용장성(incremental redundancy)과 같은 기술들을 채용할 수 있다. 그러므로, 데이터 채널 상의 임의의 단일 송신을 위한 목표 최대 BLER은 제어 채널에 대한 것보다 전형적으로 10 내지 30 퍼센트 더 높게 설정될 수 있다.

또한, 실시예에 따르면, 물리적 데이터 채널들(18)의 송신 파라미터들 및 오류-보호 방법은 순간 무선-전파 채널의 품질의 함수로서 동적으로 변할 수 있다. 이것을 "링크-적응(link-adaptation)"이라고 한다. 반대로, 물리적 제어 채널들(16)은 일반적으로 링크 적응을 갖지 않는다. 따라서, 전형적으로 데이터 채널들(18)보다 정보를 덜 전달하도록 구성되는 제어 채널들(16)은 데이터 채널들(18)보다는 현저히 더 강한 오류 보호, 예를 들어, 더 강한 순방향 오류 정정을 갖도록 설계된다.

일부 이동 통신 표준들에 따르면, 제어 채널들(16) 및 데이터 채널들(18)은 동시에 송신하지 않는다. 송신 사이클의 선택된 서브프레임(subframe)들이 제어 채널들(16)에 할당될 수 있는 반면, 그 사이클의 다른 서브프레임들은 데이터 채널들(18)에 할당될 수 있다. 기지국(10)은 다양한 서브프레임들에서 CQI(채널 품질 표시자) 보고를 요청할 수 있고 보고를 위해 제어 채널들 또는 데이터 채널들 중의 어느 하나를 할당할 수 있다. 데이터 채널(18)은 최소 240 개에서 수천 개에 이르는 가변적인 수의 비트들을 전달할 수 있다. 제어 채널(16)은 임의의 주어진 유형의 셀에 대해 고정될 수 있는 적은 수의 비트들을 전달할 수 있다. 예를 들어, 작은 셀들에 대해서, 비트들의 수는 20 개로 고정될 수 있다. 따라서, 제어 채널들(16) 상에서 송신되는 CQI 보고는 비교적 작으며, 데이터 채널들이 할당을 갖지 않는 서브프레임들을 위한 것이다.

LTE 호환 통신들을 위한 현재의 3GPP 표준들에 따르면, 제어 채널들(16) 상의 CQI 보고를 위한 오류 보호 방법은 일반화된 리드-뮬러(Reed-Muller) 유형의 코딩의 "대수 블럭 코딩(algebraic block coding)" 유형이며, 이것은 N x M 발생기 매트릭스 RM을 사용한다. N 출력 비트들의 벡터 O을 발생하기 위해서, N x M 매트릭스 RM은 길이 M의 입력 페이로드 벡터(input payload vector) I와 2진수 곱셈된다. 이에 따라, O = RM * I가 된다. 결과적인 블럭 코드는 코드워드(codeword) 길이 N을 가지며, 이를테면 M이 10 비트 이하인 경우와 같이, 더 작은 CQI 페이로드에 대해선 비교적 효율적이다. LTE 호환 통신들을 위한 현재의 3GPP 표준들에 따르면, N은 20이며 코드를 "RM20"이라고 한다. 벡터 I에서는, 전형적으로 4 내지 11 개인(큰 셀들에서는, 4 내지 14개 일 수 있다) 가변적인 수의 입력(정보) 비트들이 있을 수 있으나, 출력 (인코딩된) 비트들의 수는 N으로 고정된다.

RM20 코드에 더하여, 제어 채널(16)을 위한 변조 방법은 비-확산 방법에서 유사한 송신을 통해 N개의 코딩된 비트들을 송신할 때 대략 10 dB 이득이 되도록, "확산(spreading)"(즉, 단일 비트에 의해 복수의 자원 요소들을 변조하여, 신호 이득이 얻어지게 함)을 채용한다. 코딩과 확산의 조합으로, 제어 채널(16)의 결과적인 링크 품질은 UE(14A)와 같이 셀 가장자리 근처에 있는 UE들에 대해선 충분히 잘 작동한다. 확산의 또 다른 측면은 동시에 그리고 상호 간섭없이 동일 주파수 대역 상에서 송신하는 최대 6개의 UE들의 코드-다중화(code-multiplexing)를 가능하게 한다는 것이다.

실시예에 따르면, CQI 보고들은 데이터 채널들(18) 상에서 송신될 수 있다. 기지국(10)은 선택된 UE(14)와 연관된 데이터 채널(18) 상에 이 목적을 위한 업링크 송신을 할당함으로써, 선택된 UE(14)로부터 더 큰 (그리고 더 상세한) CQI 보고를 요청할 수 있다. 이것은 데이터 채널(18) 상에서 데이터도 송신하기 위해 할당을 수반하여 행해질 수도 있고 할당을 수반하지 않고 행해질 수도 있다. 실시예에 따르면, 데이터도 송신되어야 할 경우, 큰 CQI 보고 및 데이터 모두가 먼저 이들 자신의 오류-보호 코드들로 독립적으로 인코딩되고(CQI의 목표 오류 레이트는 전형적으로 데이터의 것보다는 훨씬 더 작으며, 따라서 동일 코드가 이 둘 모두에 대해 사용되지 않을 것이다), 그 다음으로, 보고 및 데이터가 다중화되어 함께 PUSCH 데이터 채널(18) 상에서 송신된다.

또 다른 시나리오에서, UE(14)는 제어 채널(16) 상에서 작은 CQI 보고를 주기적으로 송신할 수 있다. 기지국(10)은 데이터의 송신을 위해 UE(14)에 데이터 채널(18)을 동적으로 혹은 주기적으로 승인할 수 있다. 그러므로, 데이터 채널(18) 및 제어 채널(16)이 모두 동시에 송신될 필요가 있는 경우가 간혹 발생할 수 있을 것이다. LTE는 이러한 동시 송신들을 허용하지 않기 때문에, CQI 보고는 다른 데이터와 함께 데이터 채널(18) 상에서 "피기백(piggyback)" 방식으로 송신될 수 있다.

또 다른 시나리오는 데이터 채널(18) 상에서 요구된 작은-CQI 보고를 송신하는 것이며, 이 요청된 CQI 보고는 상이한 내용을 가지고 있더라도, 피기백된 CQI의 크기-범위와 동일한 크기-범위를 가진다.

실시예에 따르면, 데이터 채널(18) 상의 작은 CQI 보고들의 오류 보호 방법은 데이터 채널(18) 상에서 구체적으로 요구되거나, 또는 제어 채널(16)로부터 피기백되더라도, 균일한 방식으로 취급될 수 있다. 이 실시예에서, 데이터 채널들(18) 상에서 전달되는 CQI 보고 및 그외 제어 신호들은 (도 1에 나타낸 바와 같이) 데이터 채널들(18) 상에서 통상적으로 제공되는 더 낮은 보호에도 불구하고, 제어 채널(16) 상에서 이용가능한 오류 보호에 적합한 오류 보호의 수준을 가질 수 있다. 또한, 데이터 채널들(18) 상에서 송신될 경우의 이러한 보고들에는 UE(14B)와 같은 셀 가장자리의 UE들(14)로부터의 보고들이 적절하게 수신될 것이라는 것을 보장하기 위하여, 제어 채널들(16)의 이득과 유사한 확산 이득(spreading gain)이 제공될 수 있다.

이 실시예에서, LTE 호환 통신들을 위한 현재의 3GPP 표준들에 따르면, 데이터 채널들(18) 상에서 보내진 제어 비트들은 데이터의 링크 적응과 유사한 링크 적응을 따를 수 있다. 예를 들어, 데이터 채널들(18)의 가변 송신 파라미터들의 한 특징은 가변 코딩-레이트(variable coding-rate)이다. 블럭 인코딩(block encoding)을 위하여, 코딩 레이트에는 비율 M/N이 주어진다. 코딩 레이트가 낮을수록 더 많이 보호된다. 예를 들어, 입력 비트들의 수가 M = 10이고 코드 길이가 N = 20이면, 코딩 레이트는 1/2이다. 동일한 수의 입력 비트들에 대해, M = 10이고, 코드 길이가 N = 32이면, 코딩 레이트는 10/32 또는 약 1/3 이며, 이것은 1/2의 코딩 레이트보다 더 강한 오류 보호를 제공한다.

마지막으로, 이 실시예에서, 코드 정보의 반복은 효과적으로 전력 이득(power gain)을 제공할 수 있는 확산 동작을 제공할 수 있다.

실시예에 따르면, 데이터 채널(18) 상의 짧은 CQI 보고는 다양한 링크 상태들에서의 데이터와 함께 그리고 필요에 따른 서로 다른 코드 레이트들을 갖는 CQI 보고의 송신을 가능하도록 구성될 수 있는 적응가능 오류 보호 수준을 가질 수 있다. 다른 LTE 인코딩 및 디코딩 방법들이 사용될 수 있고, 데이터 채널(18) 상의 코딩된 CQI 비트들의 수는 적합한 수신을 위해 요구되는 최소값에 불과하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 데이터 채널(18) 상에서 수반되는 데이터 송신의 효율은 일반적으로 최적화될 수 있다.

코드 레이트가 근사적으로 데이터 채널(18) 상의 가변 코드 레이트와 정합하는 K개의 출력비트들을 발생하기 위해서, 짧은 CQI 보고와 같은 M 입력 제어 신호들을 인코딩하기에 적합한 가변적으로 반복하는 블럭 코드를 함께 도시한 도 2a 및 도 2b를 지금부터 참조한다. 도 2a는 고정 블럭 코드 매트릭스(20)를 도시하고 도 2b는 고정 블럭 코드 매트릭스(20)로부터 발생될 수 있는 가변 길이 블럭 코드 매트릭스(22)를 도시한 것이다.

도 2a에서 알 수 있는 바와 같이, 길이 M의 페이로드(24)는 N x M 매트릭스에 페이로드를 곱함으로써, N x M 매트릭스(20)를 사용하여 인코딩될 수 있다. 이것은 길이 N의 인코딩된 페이로드(26)를 생성할 수 있다. 인코딩된 페이로드(26)에 대한 데이터 코드 레이트는 M/N이다. M = 10 및 N = 20(제어 채널(16) 상의 짧은 CQI 보고에 대해 공통적인 크기들)의 짧은 CQI 보고에 대해서, 데이터 레이트는 1/2이다. 실시예에 따르면, 고정 블럭 코드 매트릭스(20)는 M = 9 - 11의 길이의 보고들을 위해 1/2의 데이터 레이트들에 대해 이용될 수 있다.

실시예에 따르면, 도 2b에 도시된 가변 길이 블럭 코드 매트릭스(22)는 다른 데이터 레이트들에 대해서 인코딩된 페이로드(32)를 발생하기 위해 이용될 수 있다. 매트릭스(22)는 반복 매트릭스(repeated matrix)(30)를 생성하기 위해, 먼저 고정 매트릭스(20)를 반복함으로써 고정 매트릭스(20)로부터 발생될 수 있다. 도 2b는 블럭 코드(20)의 2개의 반복들을 도시한 것이며, 필요할 경우에는 더 많은 반복들이 사용될 수도 있다. 대안적으로, 반복 매트릭스(30)가 예를 들어 블럭 코드(20)의 2.5 혹은 3.5 반복들을 포함할 수 있도록, 부분적 반복이 사용될 수도 있다. 현재의 가변 길이 블럭 코드 매트릭스(22)는 반복 매트릭스(30)의 첫 번째 K개의 행들을 선택함으로써 발생될 수 있으며, K는 입력 벡터 길이 M이 주어졌을 경우에 현재의 데이터 레이트를 생성하기 위해 필요한 값이다. 그러므로, K는 크기가 가변될 수 있고 적어도 하나 또는 그 이상의 전체 매트릭스들(20)과 이에 더하여 관련 있을 경우의 부분 매트릭스(20)에서 다수의 행들에 대응할 수 있다. 현재의 가변 길이 블럭 코드 매트릭스(22)는 입력 페이로드(24)를 곱하여 길이 K의 인코딩된 페이로드(32)를 발생할 수 있다.

예를 들어, 이전의 실시예에서와 같이 M = 10에 대해서, 현재의 데이터 레이트가 1/3이면, K는 약 30으로 설정될 수 있고 인코딩된 페이로드(32)는 길이가 30 비트일 수 있다. 현재의 데이터 레이트가 1/4이면, K는 약 40으로 설정될 수 있고 인코딩된 페이로드(32)는 길이가 40 비트일 수 있다. K는 항시 M의 배수가 아닐 수 있는 것에 주목해야 한다. 예를 들어, 0.40의 현재의 데이터 레이트에 대해서, M은 10일 수 있고 K는 25로 설정될 수 있다. 이러한 경우에, 반복 매트릭스(30)는 고정 매트릭스(20)의 2.5 반복들을 포함할 수 있고, 부분 고정 블럭 코드 매트릭스(20)의 전부는 아닌 일부 행들은 반복 매트릭스(30)에서 포함될 수도 있다.

고정 블럭 코드 매트릭스(20)는 임의의 적합한, 비교적 짧은 블럭 코드 매트릭스일 수 있다. 예를 들어, LTE 호환 통신들을 위한 현재의 3GPP 표준들은 제어 채널들(16)을 위해 사용되는 RM20 블럭 코드의 규정들을 포함한다. RM32 블럭 코드는 데이터 채널(18)에서의 사용을 위해서도 제안되었다. 이들 중 어느 하나가 고정 블럭 코드 매트릭스(20)에 적합할 수 있다.

길이 K에 대한 현재의 값은 다음과 같이, LTE 호환 통신들을 위한 현재의 3GPP 표준들에 따라 현재의 데이터 코딩-레이트로부터 결정될 수 있다.

식(1)

여기서 델타(delta)는 오프셋이며, R은 현재의 데이터 코딩-레이트이며, Q_m는 현재 데이터 변조 차수이고, 델타, R 및 Q_m는 현재의 데이터 채널(18)을 위한 송신 파라미터의 부분이다. 이에 따라, 블럭 코딩 레이트 K/M은 데이터 코딩 레이트 R에 비례할 수 있다. 식(1)에서, 비례는 델타 및 Q_m의 함수이다.

각각의 UE(14)(도 1)의 부분을 형성하는 것으로, 본 발명의 실시예에 따라 구성되어 동작하는 인코딩 장치(40)를 도시한 도 3을 지금부터 참조한다. 인코딩 장치(40)는 도시된 바와 같이 함께 결합되는 결정기(42), 테이블 발생기(44), 및 블럭 인코더(48)를 포함할 수 있다.

결정기(42)는 길이 M의 제어 신호들을 인코딩하는데 현재 필요한 K의 현재 값을 결정할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 수 K는 UE(14)가 그 위에서 데이터를 송신할 수 있는 데이터 채널(18)에 대한 코드 레이트의 함수일 수 있다. 어떤 주어진 시간에, 기지국(10)(도 1)은 UE(14)에게 현재의 송신 포맷을 알릴 수 있고, 이 포맷은 그 데이터 채널(18)에 대한 코드 레이트를 포함한다. 위에서 논의된 바와 같이, 코드 레이트는 전형적으로 채널 상태들의 함수이다. 실시예에 따르면, 데이터 채널(18) 상에서 보내지는 제어 신호들은, (식(1)의 오프셋 델타와 같은) 오프셋까지, 데이터 채널(18) 상에서 동시에 보내진 데이터 비트들의 코드 레이트와 정합하는 코드 레이트를 가져야 한다. 결정기(22)는 식(1)에 따라 출력 비트들의 수 K를 결정할 수 있다.

테이블 발생기(44)는 고정 매트릭스(20)의 행(row)들을 반복하여 반복 매트릭스(30)를 생성함으로써, 고정 블럭 코드 매트릭스(20)로부터 가변 길이 블럭 코드 매트릭스(22)를 발생할 수 있다. 위에 기술된 바와 같이, K의 값은 부분 블럭 코드 매트릭스(20)의 행들의 일부가 반복 매트릭스(30)에 포함될 수 있는지 여부를 판정할 수 있는 것에 주목해야 한다. 그러면 테이블 발생기(44)는 반복 매트릭스(30)의 첫 번째 K개의 행들을 선택하여 가변 길이 블럭 코드 매트릭스(22)의 현재 버전(version)을 발생할 수 있다.

위에 언급된 바와 같이, 출력비트들의 수 K는 도 2b의 쌍두 화살표(double-headed arrow)(34)로 나타낸 바와 같이 가변될 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같이, 비율 K/N은 고정 블럭 코드 매트릭스(20)만으로의 동작을 통해 달성되는 코딩-이득(coding-gain)과 근사적으로 동일하다. 행들의 반복은 확산에 의해 야기되는 반복과 근사적으로 동일한 효과를 갖는 것에 주목해야 한다. 따라서, K/N의 값이 다음의 값에 근접하거나 동일하면,

BCL_d / BCL_c * CSG_c 식(2)

(여기서 BCL_d는 데이터 채널 블럭 코드 길이이고, BCL_c는 제어 채널 블럭 코드 길이이고, CSG_c는 제어 채널 확산 이득이다), 데이터 채널(18) 상의 CQI 비트들의 목표 BLER은 제어 채널(16)의 BLER에 근접하거나 이와 동일할 것이다.

다음으로, 블럭 인코더(48)는 M개의 입력 제어 비트들을 K개의 인코딩된 제어 비트들로서 인코딩하기 위해 가변 길이 블럭 코드(22)를 이용할 수 있다. 데이터 채널(18) 상에서 보내질 제어 비트들이 있을 때마다, 또는 작은 CQI 보고와 같은 작은 제어 보고가 있을 때에만, 또는 리드-뮬러 코드워드로 인코딩되는 제어 비트들을 UE(14)가 송신할 수 있는 임의의 적합한 시간에, 블럭 인코더(48)가 동작할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 이제 참조하는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 테이블 발생기(44)는 임의의 적합한 펑처링 방법(puncturing scheme)을 사용하여 반복 테이블(30)을 "펑처(puncture)"할 수 있다. 이 실시예에서, 테이블 발생기(44)는 횟수 J로 고정 블럭 코드 매트릭스(20)를 반복할 수 있고, 블럭 인코더(48)는 반복 매트릭스(30)로부터 인코딩된 페이로드(32)를 발생할 수 있다. 결과적인 코드 레이트(M/J의 비율)는 요구된 것보다 낮을 수 있고, 이에 따라 블럭 인코더(48)는 이하 상세히 기술되는 바와 같이, 인코딩된 페이로드(32)를 펑처할 수 있고, 이에 따라, M/J'가 희망 코드-레이트에 대략 정합할 때까지 J를 J'로 감소시킬 수 있다. J 및 J' 둘 모두는 부분적 고정 블럭 코드 매트릭스가 반복 매트릭스(30)에 포함될 수 있는지 여부에 따라, 전체의 수들일 수도 있고, 아니면 일부분들일 수 있음을 인식할 것이다.

일실시예에서, 고정 블럭 코드 매트릭스(20)는 RM32 블럭 코드 매트릭스일 수 있으며, N은 32이다. K > 32 일 때, 테이블 발생기(44)는 위에 기술된 바와 같이 RM32 매트릭스를 주기적으로 반복하여 반복 매트릭스(30)를 형성할 수 있다. 그러나, K < 32에 대해서, 테이블 발생기(44)는 고정 블럭 코드 매트릭스(20)를 펑처러(puncturer)(50)에 보내어, 매트릭스(20)의 크기를 감소시킬 수 있다.

펑처러(50)는 임의의 적합한 펑처링 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 그리고 LTE 호환 통신들을 위한 현재의 3GPP 표준들에 따르면, RM32 매트릭스는 그 내부에 첫 번째 K개의 행들만을 가질 때까지 트렁게이트(truncate) 될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 펑처러(50)는 먼저 최적의 펑처링 패턴을 찾고, 모든 페이로드 크기들 상에서, 그리고 모든 네스트된(nested) 펑처링 패턴들 상에서 최적화함으로써 설계될 수 있다(여기서 "네스트된"이라는 것은 일단 길이 N-1의 매트릭스를 생성하기 위해 행 "j"가 소거되면, 길이 N-2의 매트릭스를 얻기 위해 다른 행 "k"가 소거됨을 의미한다).

다른 실시예에서, 펑처러(50)는 반복된-코드워드 블럭의 모든 여분의 테일링(tailing) 비트들을 펑처링할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 테이블 발생기(44)는 데이터 채널(18) 상의 큰 CQI 보고들을 위해 사용되는 콘볼루션 코더(convolutional coder)의 동작에 정합하도록 설계될 수 있다. 후자의 방법은 그 길이가 3의 정수배인(콘볼루션 코드가 1/3의 레이트를 갖기 때문에) 블럭들 상에서 동작할 수 있다. 따라서, 이 실시예에서, 테이블 발생기(44)는 먼저 고정 블럭 코드 매트릭스(20)를 3회 반복하여, 제 1 반복 테이블(30)을 발생할 수 있다. 그 다음, 테이블 발생기(44)는 희망 코드-레이트를 능가할 때까지 제 1 반복 테이블(30)을 L 회(L은 1일 수도 있다) 반복할 수 있고, 이에 따라 반복 테이블(30)을 다시 발생할 수 있다. 이어서, 콘볼루션 코드의 레이트-정합(rate-matching)은 희망 코드-레이트가 얻어질 때까지 블럭 인코더(48)의 출력 상에서 동작할 수 있다.

위의 반복에 대한 대안은 블럭 인코더(48)의 출력 상에서 위에 언급된 콘볼루션 코딩 및 레이트-정합을 수행하는 것이다.

본 발명의 실시예들은 여기에서 동작들을 수행하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 이 장치는 LTE 호환 UE에서 사용하기 위한 ASIC과 같이, 희망 목적들을 위해 특별히 구성될 수 있거나, 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 활성화 혹은 재구성되는 범용 컴퓨터를 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장될 수 있고, 이것은 전자적 명령들을 저장하는데 적합하고 컴퓨터 시스템 버스에 결합될 수 있는 임의의 유형의 매체들일 수 있다.

본 개시의 어떤 특징들이 여기 예시되고 기술되었지만, 이하 청구되는 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 수정들, 대치들, 변경들, 및 등가물들이 당업자들에게 일어날 수 있다.

20 : 고정 블럭 코드 매트릭스 22 : 가변 길이 블럭 코드
40 : 인코딩 장치 42 : 결정기
44 : 테이블 발생기 48 : 블럭 인코더

Claims (25)

1. 인코딩 장치에 있어서,
   길이 M의 제어 신호들을 인코딩하기 위해 K (데이터 채널에 대한 코드 레이트의 함수)의 현재 값을 결정하기 위한 결정기;
   만일 상기 K가 미리 결정된 임계값보다 크면, i) 고정 블럭 인코딩 매트릭스로부터의 행(row)들을 가변적으로 반복하고 그리고 상기 고정 블럭 인코딩 매트릭스를 3회 가변적으로 반복함으로써 상기 고정 블럭 인코딩 매트릭스로부터 반복 매트릭스를 발생시키고 ii) 원하는 코드 레이트에 기초하여 상기 반복 매트릭스를 L 회 반복하는 테이블 발생기;
   만일 상기 K가 상기 미리 결정된 임계값보다 작으면, 상기 고정 블럭 인코딩 매트릭스의 크기를 줄이기 위해 상기 고정 블럭 인코딩 매트릭스를 펑처링하는 펑처러(puncturer); 및
   상기 반복 매트릭스로부터 인코딩된 페이로드를 발생시키고 그리고 상기 인코딩된 페이로드를 펑처링함으로써 M개의 입력 제어 비트들을 K개의 인코딩된 제어 비트들로서 인코딩하기 위해 상기 반복 매트릭스를 이용하는 블럭 인코더를 포함하는, 인코딩 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 인코딩 장치는 LTE 호환 통신 시스템에서 구현되는, 인코딩 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 반복 매트릭스는 주기적으로 반복되는 블럭 코드를 사용하는, 인코딩 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 입력 제어 비트들은 채널 품질 표시자(Channel Quality Indicator: CQI) 보고를 정의하는, 인코딩 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 입력 제어 비트들은 짧은 채널 품질 표시자(small CQI) 보고를 정의하는, 인코딩 장치.
6. 인코딩 장치 동작 방법으로서,
   길이 M의 제어 신호들을 인코딩하기 위해 K (데이터 채널에 대한 코드 레이트의 함수)의 현재 값을 결정하는 단계를 포함하며,
   상기 결정은 만일 상기 K가 미리 결정된 임계값보다 크면, i) 고정 블럭 인코딩 매트릭스로부터의 행들을 가변적으로 반복하고 그리고 상기 고정 블럭 인코딩 매트릭스를 3회 가변적으로 반복함으로써 상기 고정 블럭 인코딩 매트릭스로부터 반복 매트릭스를 발생시키고 그리고 ii) 원하는 코드 레이트에 기초하여 상기 반복 매트릭스를 L 회 반복하고, 만일 상기 K가 상기 미리 결정된 임계값보다 작으면, 상기 고정 블럭 인코딩 매트릭스의 크기를 줄이기 위해 상기 고정 블럭 인코딩 매트릭스를 펑처링하는 것에 기초하고,
   상기 반복 매트릭스로부터 인코딩된 페이로드를 발생시키고 그리고 상기 인코딩된 페이로드를 펑처링함으로써 M개의 입력 제어 비트들을 K개의 인코딩된 제어 비트들로서 인코딩하기 위해 상기 반복 매트릭스를 이용하는 단계를 포함하는, 인코딩 장치 동작 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 인코딩 장치를 LTE 호환 통신 시스템에서 구현하는 단계를 더 포함하는, 인코딩 장치 동작 방법.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 반복 매트릭스는 주기적으로 반복되는 블럭 코드를 이용하는, 인코딩 장치 동작 방법.
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 입력 제어 비트들을 이용하여 채널 품질 표시자(channel quality indicator:CQI) 보고를 정의하는 단계를 더 포함하는, 인코딩 장치 동작 방법.
10. 청구항 6에 있어서,
    상기 입력 제어 비트들을 이용하여 짧은 채널 품질 표시자(small CQI) 보고를 정의하는 단계를 더 포함하는, 인코딩 장치 동작 방법.
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