專利名稱：用于進(jìn)行信道編碼及解碼的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用于進(jìn)行信道編碼及解碼的 裝置和方法。
背景技術(shù)：
一般，發(fā)送信號在被信道編碼之后無線發(fā)送，在接收側(cè)進(jìn)行解碼。由此，
能夠改善伴隨無線傳輸?shù)恼`碼率。在IMT-2000那樣的W-CDMA系統(tǒng)中，使 用特播編碼(turbo code )或巻積編碼，此外，在HSDPA( High-Speed Downlink Packet Access)中，進(jìn)行根據(jù)信道狀態(tài)而變更數(shù)據(jù)調(diào)制和信道編碼率的鏈^各 自適應(yīng)。在今后的長期演進(jìn)(long term evolution: LTE )那樣的下一代通信 系統(tǒng)中，也期望將信道編碼率變更為各種各樣。但是，從實(shí)現(xiàn)較高的糾錯能 力或信號的高質(zhì)量化的觀點(diǎn)出發(fā)，特播編碼等方法較好，但存在運(yùn)算處理復(fù) 雜的問題。
另一方面，從簡化編碼以及解碼的運(yùn)算處理的觀點(diǎn)出發(fā)，可能考慮使用 特播單步奇偶校驗(yàn)(turbo single parity check)編碼方式(關(guān)于特播SPC，請 參考非專利文獻(xiàn)l)。但是，在特播SPC編碼方式中，存在還沒有確立一邊 維持在信道編碼率中所期待的誤碼率的改善效果的同時一邊將信道編碼率變 更為各種各樣的技術(shù)，信道編碼率的變更不容易的問題。
因此，在以往的方法中，難以通過簡單的結(jié)構(gòu)將信道編碼率變更為各種 各樣。
非專利文獻(xiàn)1: K.Wu and L.Ping，，，An improved two-state turbo-spc cod e for wireless communication systems", IEEE Trans.Commun"vol.52,no,8，pp. 1238-1241,Aug.200
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
本發(fā)明是為了解決上述問題點(diǎn)中的至少一個，其課題在于，提供一種在進(jìn)行信道編碼以及解碼的移動通信系統(tǒng)中使用，可以簡單并且容易地變更4言 道編碼率的裝置以及方法。 用于解決課題的手段
在本發(fā)明中使用在無線發(fā)送機(jī)中使用的編碼裝置。編碼裝置包括通 過特播單步奇偶校驗(yàn)方式對構(gòu)成發(fā)送信號的信息比特進(jìn)行編碼，從一組信息 比特導(dǎo)出一個以上的冗余比特的部件；以及按照由控制信號所指定的信道編 碼率而減少或者增加冗余比特，從而調(diào)整信息比特數(shù)和冗余比特數(shù)的比例的 冗余度調(diào)整部件。通過冗余度調(diào)整部件所減少或者增加的冗余比特的至少一 部分是，從信息比特的相同組所導(dǎo)出的冗余比特。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠簡單且容易地變更在進(jìn)行信道編碼以及解碼的移動通 信系統(tǒng)中使用的信道編碼率。


圖1是表示在本發(fā)明的一實(shí)施例的與發(fā)送機(jī)的信道編碼有關(guān)的部分以及 與接收機(jī)的解碼有關(guān)的部分的方框圖。
圖2是表示信道編碼單元的細(xì)節(jié)以及運(yùn)算概要的圖。
圖3是表示輸入比特(& , )以及輸出比特(a , a+1 )的狀態(tài)變化圖。
圖4是表示增加信道編碼率的例子的圖(之l)。
圖5是表示信道編碼單元的圖。
圖6是表示增加信道編碼率的例子的圖(之2)。
圖7是表示減少信道編碼率的例子的圖(之l )。
圖8是表示減少信道編碼率的例子的圖(之2)。
標(biāo)號i兌明
12信息生成單元
14信道編碼單元
16冗余度調(diào)整單元
18自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)控制單元
20冗余度調(diào)整單元
22信道解碼單元
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一個方式，信息比特數(shù)和冗余比特數(shù)的比例被調(diào)整，信道 編碼率被調(diào)整。被減少或者增加的冗余比特的至少一部分從信息比特的相同 組導(dǎo)出。由此， 一組信息比特和冗余比特對之間的對應(yīng)關(guān)系被維持，即使信 道編碼率變更，也能夠期待在信道編碼率中期待的誤碼率的改善效果。
被減少或者增加的冗余比特的至少 一部分也可以被設(shè)定，以在從信息比 特的相同組所導(dǎo)出的一組冗余比特內(nèi)， 一部分凈皮發(fā)送而一部分不,皮發(fā)送。由 此，在信道編碼率接近1時，發(fā)送的冗余比特可以在冗余比特序列之間均勻 地分散。
也可以通過對規(guī)定數(shù)的信息比特進(jìn)行"異或，，運(yùn)算來導(dǎo)出比特組，根據(jù) 比特組的內(nèi)容，對該比特組中的比特的代碼進(jìn)行反轉(zhuǎn)或者非反轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)出 冗余比特的組。
實(shí)施例1
圖1表示本發(fā)明的一實(shí)施例的與發(fā)送機(jī)的信道編碼以及接收機(jī)的解碼有 關(guān)的部分(對于其他的功能要素，為簡化圖示而省略)。為了便于說明，作為 發(fā)送機(jī)以及接收機(jī)進(jìn)行說明，但實(shí)際上，它們作為在基站、移動臺以及其他 的無線通信裝置的發(fā)送單元以及接收單元所準(zhǔn)備。
圖1中，在發(fā)送機(jī)側(cè)描畫了信息生成單元12、信道編碼單元14、冗余度 調(diào)整單元16以及自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)控制單元18。此外，在接收機(jī)側(cè)描畫了宂 余度調(diào)整單元20以及信道解碼單元22。
信息生成單元12準(zhǔn)備用于形成發(fā)送信號的信息比特。信息比特也可以構(gòu) 成控制信道，也可以構(gòu)成數(shù)據(jù)信道。為了簡化圖示，沒有明示控制信道、數(shù) 據(jù)信道以及其他信道，但根據(jù)需要而在發(fā)送機(jī)準(zhǔn)備了它們。
信道編碼單元14對輸入到其中的信息比特進(jìn)行信道編碼。在本實(shí)施例 中，通過特播單步奇偶4交-險(turbo single parity check)編碼方式進(jìn)行信道編 碼。
圖2表示信道編碼單元14的細(xì)節(jié)(上側(cè))以及運(yùn)算概要(下側(cè))。信道 編碼單元14具有SPC編碼單元21以及巻積編碼單元23。 SPC編碼單元21 對輸入到其中的每J個信息比特(A"《2,...，《，)輸出一個輸入比特(對后級 處理單元的輸入比特)&。更具體地-沈，通過對J個信息比特全部用"異或"進(jìn)行相力口，從而導(dǎo)出輸入比特。
這樣導(dǎo)出的輸入比特兩個作為一組，即作為輸入比特對(例如(& ， ))
進(jìn)行巻積編碼，并從編碼單元14輸出。巻積編碼單元23基于輸入比特對的
內(nèi)容以及過去的歷史，輸出輸出比特、即輸出比特對(A， a+1)。更具體
地說，定義兩個狀態(tài)(S,=0， 1)，若輸入比特對為相同代碼，則輸出比特對 的狀態(tài)被設(shè)定為與輸入比特對相同的狀態(tài)。若輸入比特對為不同代碼，則輸
狀態(tài)為一個狀態(tài)(例如，Si=l),則通過對輸入比特的代碼進(jìn)行反轉(zhuǎn)來形成 輸出比特。若輸入比特對的狀態(tài)為另一個狀態(tài)(例如，Si=0)，則通過(直
接)輸出輸入比特的代碼而不進(jìn)行反轉(zhuǎn)，從而形成輸出比特。
圖3表示輸入比特(& ， )以及輸出比特(A ， A+,)的狀態(tài)變化圖。 在圖中，輸入比特和輸出比特匯集表示(&+1， a, )。由于輸入比 特對由2個比特構(gòu)成，所以全部可產(chǎn)生4種輸入比特對(00)， (11)， (10) 或者(01)。在Si^的情況下，通過對輸入比特對的代碼進(jìn)行反轉(zhuǎn)，從而形 成輸出比特，所以輸出比特對分別成為(11) , (00) ， (Ol)或者(lO)。 由于比特對中的比特的代碼相同，所以前兩者的狀態(tài)維持原樣(Si-1 )，但 由于在后兩者中它們的代碼不同，所以狀態(tài)被變更(Si=0)。在Si-O的情況 時，也進(jìn)行同樣的處理。此時，通過原樣輸出輸入比特對的^f戈碼而不進(jìn)行反 轉(zhuǎn)，從而形成輸出比特，所以輸出比特對分別成為(00) , (11) ， (10) 或者(01)。由于比特對中的比特的代碼相同，所以前兩者的狀態(tài)維持原樣 (Si=0)，但由于在后兩者中它們的代碼不同，所以狀態(tài)被變更(Si=l)。
圖1的冗余度調(diào)整單元16調(diào)整信息比特數(shù)以及冗余比特數(shù)的比例，形成 并輸出從自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)控制單元18指定的信道編碼率的信號序列。冗余比 特是指，相當(dāng)于上述的輸出比特的比特。對于如何調(diào)整信息比特數(shù)以及冗余 比特數(shù)的比例，將在后面敘述。另外，冗余比特也可以被稱為奇偶校驗(yàn)位。
自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)控制單元18對適用于發(fā)送信號的調(diào)制方式以及信道編 碼率進(jìn)行控制。調(diào)制方式，例如可以設(shè)定為QPSK、 16QAM、 64QAM等的 多種調(diào)制方式。信道編碼率也可以設(shè)定為0以及1之間的各種有理數(shù)。調(diào)制 方式以及信道編碼率的組合事先對每個信息率(rate)進(jìn)行圖表化，可通過指 定其組合而導(dǎo)出信道編碼率等。這樣的圖表也可以被稱為MCS圖表。接收機(jī)側(cè)的冗余度調(diào)整單元20也與發(fā)送機(jī)側(cè)的冗余度調(diào)整單元16相同 地，調(diào)整信息比特數(shù)以及冗余比特數(shù)的比例，形成并輸出由控制信號所指定 的信道編碼率的信號序列?？刂菩盘枏陌l(fā)送機(jī)被通知。更具體地說，表示對 發(fā)送信號施加的調(diào)制方式以及信道編碼率是什么樣的控制信號，從發(fā)送機(jī)傳 輸?shù)浇邮諜C(jī)。通過接收該控制信號，并對其進(jìn)行分析，從而接收機(jī)可以看出 所使用的調(diào)制方式以及信道編碼是什么。
信道解碼單元22對通過特播單步奇偶校驗(yàn)方式進(jìn)行編碼的信號序列進(jìn) 行解碼并輸出。在接收機(jī)中基于解碼之后的信號，所發(fā)送的內(nèi)容^^皮復(fù)原。
圖4表示信道編碼率的調(diào)整例子。如在圖4左側(cè)所示，在該例子中，描 畫了兩行輸入比特序列(各6比特)，描畫了四行冗余比特序列(各6比特)。 因此，信息比特數(shù)以及冗余比特數(shù)的比率為1/3,其對應(yīng)于信道編碼率。因此， 使用如圖5所示的生成4個系列的冗余比特的要素。在生成冗余比特序列的 各個要素中進(jìn)行在圖2中說明的編碼處理。但是，生成冗余比特序列的要素 不一定要作為硬件而準(zhǔn)備4個序列。這是因?yàn)?，通過重復(fù)地使用用于生成冗 余比特序列的一個要素，能夠準(zhǔn)備所需的冗余比特序列。
圖4右側(cè)表示信道編碼率R從1/3增加到1/2之后的情況。即，如圖4 左側(cè)所示那樣的信號序列在圖1的信道編碼單元14中生成，如圖4右側(cè)所示 那樣的信號序列從冗余度調(diào)整單元16輸出。圖4的用虛線圈表示的冗余比特 不會提供給后級的未圖示的發(fā)送單元，不進(jìn)行無線發(fā)送。這樣，通過刪除實(shí) 現(xiàn)R=l/3的冗余比特的半數(shù)，從而可實(shí)現(xiàn)R4/2。但是，需要注意要刪除的 冗余比特是哪個。在本實(shí)施例中，以對的形式導(dǎo)出的冗余比特相同地以對的 形式刪除或者剩下。這個對是上述的輸出比特對(a， A+I )。冗余比特的 "刪除"也可以-故稱為"刪截(puncturing)"。
在圖4所示的例子中，從兩個信息比特組，導(dǎo)出一個輸入比特對(a，《2 ) (J=2)。從輸入比特對(a， g2 ),導(dǎo)出冗余比特序列#1的冗余比特對(A， p2)、冗余比特序列#2的冗余比特對(A'， a')、冗余比特序列#3的冗余 比特對(a〃， p2〃)、 冗余比特序歹寸#4的冗余比特只于(p,〃'， a"') ° 其中， 如圖4右側(cè)所示，冗余比特序列#1的冗余比特對(A， a )以及冗余比特序 列#3的冗余比特對(A〃， a〃)被剩下，序列#2的冗余比特對(a', p2') 以及序列#4的冗余比特對(；V〃， a'〃)被刪除。
在冗余比特不是被減少以信息比特數(shù)以及冗余比特數(shù)的比率簡單地成為I/2,而是兩個冗余比特被刪除的情況下，與相同的輸入比特對(仏，(一 般為(&, )相關(guān)的冗余比特同時被刪除，實(shí)現(xiàn)信道編碼率1/2。冗余
比特以對的形式刪除是指，剩下的冗余比特也以對的形式剩下。換言之，由 于在信道編碼率的調(diào)整前后，剩下與一組的信息比特(輸入比特對)對應(yīng)的 冗余比特對，所以基于其冗余比特對，容易正確地復(fù)原信息比特。若冗余比 特被減少以允許對的形式被打亂，信息比特數(shù)以及冗余比特數(shù)的比率簡單地
成為1/2，則難以達(dá)到在信道編碼率1/2中期待的誤碼率。
圖6表示增加信道編碼率的其他例子。在圖6中，表示信道編碼率R-1/3、 1/2、 2/3以及3/4的情況。R=l/3、 1/2的例子與在圖4所示的相同，為了與其 他的例子進(jìn)行比較而描畫。在R-2/3的例子中，與在R=l/2的情況相比刪除 更多的冗余比特。如圖所示，刪除的冗余比特的至少一部分是從相同的輸入 比特對導(dǎo)出的冗余比特對，但對于剩余的冗余比特不維持對的形式。在圖中， 用虛線圈包圍冗余比特對。在R=2/3的情況時允許打亂對的形式，這是因?yàn)?為了使剩下的冗余比特的分布均勻。冗余比特被刪除，以在冗余比特序列 #1 #4中冗余比特均勻地剩下。若信道編碼率接近l，則從接收質(zhì)量的觀點(diǎn)出 發(fā)，與維持對的形式而剩下相同的冗余比特序列的冗余比特，在冗余比特序 列之間產(chǎn)生偏差相比，允許打亂對的形式，在冗余比特序列之間均勻地剩下 冗余比特較好。在R二3/4的情況下，刪除更多的冗余比特，但此時，也在冗 余比特序列之間盡量均勻地分散冗余比特。
圖7表示減少信道編碼率的例子。在圖4、圖6中表示了增加信道編碼 率的例子，但在圖7中表示信道編碼率從1/3減少到2/7的情況。在圖示的例 子中，除了第1~第4冗余比特序列#1 #4之外，還加了第5冗余比特序列#5。 通過再準(zhǔn)備一個包含如圖5所示的編碼器的序列或者將編碼器的重復(fù)使用次 數(shù)增加一次，從而得到第5冗余比特序列#5?；蛘?，也可以通過復(fù)制已得到 的冗余比特序列的一部分，從而導(dǎo)出第5冗余比特序列。無論哪一種，都可 以通過增加冗余比特序列數(shù)，從而增加信道編碼率。此外，冗余比特被附加 以維持與一組信息比特(輸入比特對)對應(yīng)的冗余比特對的形式，所以能夠 期待與信道編碼率的減少對應(yīng)的誤碼率的改善效果。另外，冗余比特的"附 力口"也可以尋皮稱為"擴(kuò)展(extension)，，。
圖8表示將信道編碼率減少為1/5的例子。在圖示的例子中，復(fù)制第l 第4的冗余比特序列#1 #4的各一部分，將其加到冗余比特，從而減少了信道編碼率。除了冗余比特之外，還復(fù)制信息比特。此時，在冗余度的調(diào)整前 后維持與一組信息比特(輸入比特對)對應(yīng)的冗余比特的對的形式，所以能 夠期待與信道編碼率的降低對應(yīng)的誤碼率的改善效果。
以上，說明了本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，但本發(fā)明并不限定于其中，在本 發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變形以及變更。為了便于說明，本發(fā)明分為 幾個實(shí)施例來說明，但各個實(shí)施例的區(qū)分不是本發(fā)明的本質(zhì)性的區(qū)分，可根 據(jù)需要而使用一個以上的是實(shí)施例。
本國際申請主張基于在2006年3月20日申請的日本專利申請第 2006-077818號的優(yōu)先權(quán)，將其全部內(nèi)容援用到本國際申請中。
權(quán)利要求
1. 一種編碼裝置，用于無線發(fā)送機(jī)，其特征在于，包括通過特播單步奇偶校驗(yàn)方式對構(gòu)成發(fā)送信號的信息比特進(jìn)行編碼，從一組信息比特導(dǎo)出一個以上的冗余比特的組的部件；以及按照由控制信號所指定的信道編碼率而減少或者增加冗余比特，從而調(diào)整信息比特數(shù)和冗余比特數(shù)的比例的冗余度調(diào)整部件，通過所述冗余度調(diào)整部件所減少或者增加的冗余比特的至少一部分是，從信息比特的相同組所導(dǎo)出的冗余比特。
2. 如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其特征在于，通過所述冗余度調(diào)整部件所減少或者增加的冗余比特的至少一部分被設(shè) 定，以在從信息比特的相同組所導(dǎo)出的一組冗余比特內(nèi)， 一部分被發(fā)送而一 部分不纟皮發(fā)送。
3. 如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其特征在于，通過對規(guī)定數(shù)量的信息比特進(jìn)行"異或"運(yùn)算來導(dǎo)出比特組，根據(jù)比特 組的內(nèi)容，對該比特組中的比特的代碼進(jìn)行反轉(zhuǎn)或者非反轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)出所述 冗余比特的組。
4. 一種解碼裝置，用于無線接收機(jī)，其特征在于，包括 冗余度調(diào)整部件，根據(jù)從發(fā)送機(jī)接收的控制信號所表示的信道編碼率，增加或者減少用于表示接收信號的比特，輸出通過特播單步奇偶校驗(yàn)方式所 編碼的信號；以及 ' 對輸出的信號進(jìn)行解碼的部件，通過所述冗余度調(diào)整部件所減少或者增加的比特的至少一部分是，從通 過與特播單步奇偶校驗(yàn)方式進(jìn)行編碼之前的信息比特的相同組所導(dǎo)出的冗余比特。
5. —種編碼方法，用于無線發(fā)送機(jī)，其特征在于，包括通過特播單步奇偶校驗(yàn)方式對構(gòu)成發(fā)送信號的信息比特進(jìn)行編碼，從一 組信息比特導(dǎo)出一個以上的冗余比特的組的步驟；以及按照由控制信號所指定的信道編碼率而減少或者增加冗余比特，從而調(diào) 整信息比特數(shù)和冗余比特數(shù)的比例的調(diào)整步驟，通過所述調(diào)整步驟所減少或者增加的冗余比特的至少一部分是，從信息比特的相同組所導(dǎo)出的冗余比特。
6. —種解碼方法，用于無線接收機(jī)，其特征在于，包括調(diào)整步驟，根據(jù)從發(fā)送機(jī)接收的控制信號所表示的信道編碼率，增加或者減少用于表示接收信號的比特，輸出通過特播單步奇偶校驗(yàn)方式所編碼的信號；以及對輸出的信號進(jìn)行解碼的步驟，通過所述調(diào)整步驟所減少或者增加的比特的至少一部分是，從通過與特 播單步奇偶校驗(yàn)方式進(jìn)行編碼之前的信息比特的相同組所導(dǎo)出的冗余比特。
全文摘要
編碼裝置包括通過特播單步奇偶校驗(yàn)方式對構(gòu)成發(fā)送信號的信息比特進(jìn)行編碼，從一組信息比特導(dǎo)出一個以上的冗余比特的組的部件；以及按照由控制信號所指定的信道編碼率而減少或者增加冗余比特，調(diào)整信息比特數(shù)和冗余比特數(shù)的比例的冗余度調(diào)整部件。通過冗余度調(diào)整部件所減少或者增加的冗余比特的至少一部分是，從信息比特的相同組所導(dǎo)出的冗余比特。
文檔編號H03M13/29GK101444002SQ20078001743
公開日2009年5月27日 申請日期2007年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者三木信彥, 佐和橋衛(wèi), 大久保尚人, 岸山祥久, 樋口健一 申請人:株式會社Ntt都科摩