(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｋビットの列を有する入力情報を符号化して(２k−１)より大きな長さＮを有する符号語を発生する方法において、
前記入力情報を(ｒ、ｋ)(ここでｒ＝２k−１)シンプレックス符号を使用して符号化し、長さｒを有する符号化されたシンボルの列を発生する過程と、
前記符号化されたシンボルの列をｔ回
【数１】
0003722752.tif 000010
反復する過程と、
前記ｔ回反復されたシンボルから長さＮになるように、発生される各種符号語の最小ハミング距離が最大となるよう定められたＡ箇所(ここで、Ａ＝ｒｔ−Ｎ)の穿孔位置の穿孔を行う過程と
を含むことを特徴とする前記方法。
【請求項２】
前記穿孔されるシンボルは、前記反復されたシンボル内で均等に分布されることを特徴とする請求項１に記載の前記方法。
【請求項３】
前記穿孔されるシンボルは、前記反復されたシンボルの中でｔ番目の反復されたシンボルの中で決定されることを特徴とする請求項１に記載の前記方法。
【請求項４】
ｋビットの列を有する入力情報を符号化して(２k−１)より大きな長さＮを有する符号語を発生する装置において、
前記入力情報を(ｒ、ｋ)(ここでｒ＝２k−１)シンプレックス符号を使用して符号化し、長さｒを有する符号化されたシンボルの列を発生する符号器と、
前記符号化されたシンボルの列をｔ回
【数２】
0003722752.tif 000011
反復する反復器と、
前記ｔ回反復されたシンボルから長さＮになるように、発生される各種符号語の最小ハミング距離が最大となるよう定められたＡ箇所(ここで、Ａ＝ｒｔ−Ｎ)の穿孔位置の穿孔を行う穿孔器と
を含むことを特徴とする前記装置。
【請求項５】
前記穿孔されるシンボルは、前記反復されたシンボル内で均等に分布されることを特徴とする請求項４に記載の前記装置。
【請求項６】
前記穿孔されるシンボルは、前記反復されたシンボルの中でｔ番目の反復されたシンボルの中で決定されることを特徴とする請求項４に記載の前記装置。
【請求項７】
入力情報を(７、３)シンプレックス符号を使用して符号化し、長さ７を有する符号化されたシンボルの列を発生する過程と、
前記符号化されたシンボルの列をｔ回
【数３】
0003722752.tif 000012
反復する過程と、
７の倍数ではない長さＮを有する符号語シンボルを出力するため、前記反復されたシンボルを予め設定された穿孔パターンによって、発生される各種符号語の最小ハミング距離が最大となるよう定められたＡ箇所(ここで、Ａ＝ｒｔ−Ｎ)の穿孔位置の穿孔を行う過程と
を含むことを特徴とする符号化方法。
【請求項８】
前記穿孔パターンは、前記Ｎを７で除算した余りが１である場合、前記反復されたシンボルの中で任意の６個のシンボルを穿孔するためのパターンであることを特徴とする請求項７に記載の前記方法。
【請求項９】
前記穿孔パターンは、前記Ｎを７で除算した余りが２である場合、前記反復されたシンボルの中で任意の５個のシンボルを穿孔するためのパターンであることを特徴とする請求項７に記載の前記方法。
【請求項１０】
前記穿孔パターンは、前記Ｎを７で除算した余りが３である場合、前記反復されたシンボルの中でｔ番目の反復周期内の３番目、５番目、６番目及び７番目のシンボルを穿孔するためのパターンであることを特徴とする請求項７に記載の前記方法。
【請求項１１】
前記穿孔パターンは、前記Ｎを７で除算した余りが４である場合、前記反復されたシンボルの中でｔ番目の反復周期内の３番目、５番目及び６番目のシンボルを穿孔するためのパターンであることを特徴とする請求項７に記載の前記方法。
【請求項１２】
前記穿孔パターンは、前記Ｎを７で除算した余りが５である場合、前記反復されたシンボルの中で任意の２個のシンボルを穿孔するためのパターンであることを特徴とする請求項７に記載の前記方法。
【請求項１３】
前記穿孔パターンは、前記Ｎを７で除算した余りが６である場合、前記反復されたシンボルの中で任意の１個のシンボルを穿孔するためのパターンであることを特徴とする請求項７に記載の前記方法。
【請求項１４】
前記穿孔パターンは、前記Ｎを７で除算した余りが３である場合、前記反復されたシンボルの中で(ｎ１×７＋３)番目のシンボル、(ｎ２×７＋５)番目のシンボル、(ｎ３×７＋６)番目のシンボル及び(ｎ４×７＋７)番目のシンボル(ここで、０≦ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４≦(ｔ−１))を穿孔するためのパターンであることを特徴とする請求項７に記載の前記方法。
【請求項１５】
前記穿孔パターンは、前記Ｎを７で除算した余りが４である場合、前記反復されたシンボルの中で(ｎ１×７＋１)番目のシンボル、(ｎ２×７＋２)番目のシンボル及び(ｎ３×７＋３)番目のシンボル(ここで、０≦ｎ１、ｎ２、ｎ３≦(ｔ−１))を穿孔するためのパターンであることを特徴とする請求項７に記載の前記方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信システムの符号化装置及び方法に関したもので、特に符号分割多重接続(ＣＤＭＡ)通信システムの符号化装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、符号分割多重接続(Code Division Multiple Access)方式の移動通信システム(以下、“ＣＤＭＡシステム”)で高速フレームの伝送をできるようにする各種の研究がなされている。高速フレーム伝送のためのチャネル構造を有するシステムが、いわゆる“ＨＤＲ(High Data Rate)システム”である。
前記ＨＤＲシステムはデータフレームを固定されたデータ伝送率に伝送するか、可変的なデータ伝送率に伝送する。可変的な伝送率に伝送されるサービスはサービス中にデータ伝送率が変わることができるので、各サービスフレームの伝送率により決定される各種フレームの構造(符号率、反復回数など)を受信側に知らせるべきである。
【０００３】
このように各サービスのため使用するフレームの伝送速度が相異なる場合に、現在伝送されているフレームの構造を知らせる役割をすることが“伝送率可変指示者情報(ＲＲＩ: Reverse Rate Indicator)”である。このようなＲＲＩによりそれぞれの伝送率によるサービスが正しく遂行されるようになる。前記ＲＲＩの使用例が図１に示されている。
【０００４】
図１は従来技術が適用されるＣＤＭＡシステムの端末機の送信器構成を示すもので、一例にＨＤＲシステムの端末機の送信器構成を示す。ここでは伝送フレームが１６スロットであり、一つのスロットでＲＲＩを伝送するため１６個の符号化されたシンボルが伝送される場合、即ち、一つのフレームに２５６個の符号化されたシンボルが伝送される場合を例に挙げて説明する。
【０００５】
前記図１を参照すると、符号器１００はＲＲＩ情報ビットを符号化し、符号化されたシンボルを出力する。“０”と“１”に表現される３ビットのＲＲＩ情報ビットが符号器１００に入力される場合、前記符号器１００は前記ＲＲＩ情報ビットを(８、３)直交符号し、“０”と“１”に表現される８シンボルの符号化されたシンボルを出力する。反復器１１０は前記符号器１００で出力される符号化されたシンボルを３２回反復し、総３２×８＝２５６個の反復されたシンボルを出力する。信号変換器１２０は前記反復シンボルを入力し、“０”であるシンボルは“１”に、“１”であるシンボルは“−１”に変換して出力する。前記信号変換器１２０により信号変換されたシンボルは乗算器１３５に入力される。前記乗算器１３５は前記信号変換器１２０から出力されたシンボルに長さ４である０番目ウォルシュ符号の信号変換されたチップ(＋１、＋１、＋１、＋１)を乗算する。前記乗算器１３５によりシンボルは拡散(Spreading)された後、チップ(chip)単位に出力される。前記チップ単位のシンボルはマルチプレクサ１４０に入力された後、その他の信号１及びその他の信号２と時間的にマルチプレクシングされた後に出力される。この時、その他の信号１、２はデータ伝送率制御(ＤＲＣ:Data Rate Control)情報になることができる。前記マルチプレクサ１４０からの出力信号Ｉ'とデータ信号Ｑ'は共に複素拡散器１５０に入力される。前記複素拡散器１５０は前記信号Ｉ'及び信号Ｑ'とＰＮ(Pesudo Noise)拡散符号ＰＮＩ及びＰＮＱを複素乗算して出力する。即ち、前記複素拡散器１５０は入力信号(Ｉ'＋ｊＱ' )とＰＮ拡散符号(ＰＮＩ＋ｊＰＮＱ)を乗算し、実数成分信号Ｉと虚数成分信号Ｑを出力する。基底帯域ろ波器１６０及び１６５のそれぞれは、前記実数成分信号Ｉと虚数成分信号Ｑを基底帯域でろ波(フィルタリング)する。乗算器１７０及び１７５のそれぞれは、前記基底帯域ろ波された実数成分信号Ｉと虚数成分信号Ｑにそれぞれ搬送波cos(２πfct)とsin(２πfct)を乗算する。合算器１８０は前記乗算結果を合算した後に送信信号として出力する。
【０００６】
図２は従来技術が適用されるＨＤＲＣＤＭＡシステムの基地局受信器の構成を示す図であり、前記図１に示された送信器の構造に対応する。ここでは送信器から伝送されたフレームが１６スロットであり、一つのスロットでＲＲＩを伝送するため１６個の符号化されたシンボルが伝送された場合、即ち一つのフレームに２５６個の符号化されたシンボルが伝送された場合に対応する受信器の動作を例にして説明する。
【０００７】
前記図２を参照すると、乗算器２７０及び乗算器２７５は入力信号に搬送波cos(２πfct)及びsin(２πfct)をそれぞれ乗算する。整合フィルタ２６０及び２６５は前記乗算器２７０、２７５の乗算結果を整合フィルタリングし、整合フィルタリング信号Ｉ、Ｑを出力する。複素逆拡散器２５０は前記整合フィルタ２６０、２６５のフィルタリング結果信号Ｉ、Ｑを逆拡散した後、Ｉ'信号及びＱ'信号を出力する。デマルチプレクサ２４０は前記Ｉ'信号を時間的にデマルチプレクシングし、ＲＲＩ出力のための信号と、その他の信号１、その他の信号２に分離出力する。累積器２３５は前記ＲＲＩ信号を４チップずつ累積した後に２５６個のシンボルを出力する。前記累積器２３５により累積されたシンボルはシンボル累積器２１０に入力される。前記シンボル累積器２１０は図１に示された一つのシンボルを３２回反復する反復器１１０に対応する構成要素である。復号器２００は前記図１の符号器１００に対応する構成要素であり、前記シンボル累積器２１０から出力される８個のシンボルを復号化し、ＲＲＩ情報ビットを出力する。前記符号器１００に(８、３)直交符号器を使用する場合、前記復号器２００は逆アダマール変換(Inverse Fast Hadamard Transform)を使用することができる。
【０００８】
上述したような、ＲＲＩの値はサービスの組み合わせによって３ビット(７種類の組み合わせ)の基本型に表現され０〜７種類の組み合わせを表現することができる。前記ＲＲＩの値は受信端で各サービスのフレームを解釈するため、必ず必要な情報であるので、伝送誤りが発生すると、受信端で各サービスのフレームを正しく解釈することができない。従って伝送中に誤りが発生するとしても受信端でＲＲＩの伝送中に発生する誤りを訂正することができるように、前記ＲＲＩの値は誤り訂正符号(Error Correction Code)により符号化されることが一般的である。
【０００９】
図３は図１に示されたようなＨＤＲシステムに使用され得る符号器１００を構成する従来技術による符号化装置の一例を示す図であり、３ビットに表現される入力情報であるＲＲＩの値それぞれに対して誤り訂正符号化した後に出力される符号語が示されている。一例に、前記符号器１００は一連のＲＲＩ値と、このＲＲＩ値それぞれに対して誤り訂正符号化した結果である符号語を貯蔵するメモリに具現されることができる。
【００１０】
前記図３に示したように、０〜７(０００〜１１１)間のＲＲＩ値は３ビットに表現され、(８、３)直交符号器３００は前記ＲＲＩ値を符号化して８シンボルのＲＲＩ符号語に出力する。即ち前記図３に示された符号器１００の入力情報ビットは３ビットのＲＲＩ値に表現され、各ＲＲＩ値によってメモリ(または、その他の貯蔵装置)に貯蔵されている長さ８の符号が選択される。前記直交符号器３００の符号間最短距離は４である。前記直交符号器３００から出力される符号が前記図１の反復器１１０を通じて３２回反復されると、総(２５６、３)符号観点で最短距離は４×３２＝１２８である。
【００１１】
一方、一般的に２進線形符号(Binary Linear Codes)の誤り訂正能力は２進線形符号の各符号間最短距離によって決定されるが、最適符号(optimal code)になるための２進線形符号の入力値と出力値による符号間の最短距離に対しては文献“An Updated Table of Minimum-Distance Bounds for Binary Linear Codes”(A．E．Brouwer and Tom Verhoeff, IEEE Transactions on information Theory, VOL39, NO．2, MARCH 1993)に詳細に開示されている。
【００１２】
一例に、伝送される入力情報(例:ＲＲＩの値)が３ビットであり、符号化される値が２５６ビットと仮定する時、前記文献で要求する最適符号の各符号間の最短距離は１４６である。しかし前記符号語は符号間最短距離が１２８であるので、誤り訂正方式符号化は最適符号を有しない。前記誤り訂正方式符号化で最適符号を有しないと、同一のチャネル環境で前記伝送情報の誤り確率が高くなる。また、前記伝送情報の誤りが発生してデータフレームの伝送率を誤判断しデータフレームを復号化すると、データフレームのエラー率は増加するようになる。従って、伝送情報を符号化する誤り訂正符号器は誤り率を最小化することが重要である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、ＨＤＲのようなＣＤＭＡ方式の通信システムで、情報(例:ＲＲＩ)を符号化／復号化する装置及び方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ＨＤＲのようなＣＤＭＡ方式の通信システムで、同一のチャネル環境で伝送情報(例:ＲＲＩ)の誤り確率を低減する符号化／復号化装置及び方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ＨＤＲのようなＣＤＭＡ方式の通信システムで、データフレームの可変的な伝送率を正確に判断できるようにする符号化／復号化装置及び方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の符号化装置は、ｋビットの列を有する入力情報を符号化して(２k−１)より大きな長さＮを有する符号語を発生するためのものである。前記符号器は前記入力情報を(ｒ、ｋ)(ここで、ｒ＝２k−１)シンプレックス符号を使用して符号化し、長さｒを有する符号化されたシンボルの列を発生する。前記反復器は前記符号化されたシンボルの列をｔ回
【数４】
0003722752.tif 000002
反復する。前記穿孔器は前記ｔ回反復されたシンボルから長さＮになるように、発生される各種符号語の最小ハミング距離が最大となるよう定められたＡ箇所(ここで、Ａ＝ｒｔ−Ｎ)の穿孔位置の穿孔を行う。前記穿孔されるシンボルは前記反復されたシンボル内で均等に分布されることもでき、前記ｔ番目の反復されたシンボル中で決定されることもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の発明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
先ず、本発明はＣＤＭＡシステムで伝送情報を符号化するための最適符号を生成するためのもので、特に、ＨＤＲシステムで伝送されるフレームの構造を知らせる役割をするＲＲＩ情報ビットを符号化することに関するものである。本発明では、図３の(８、３)直交符号を使用するものではなく、(７、３)穿孔された直交符号を使用する。
【００１６】
本発明の理解を助けるため、誤り訂正符号と誤り訂正性能間の関係を説明すると、次のようである。線形誤り訂正符号(Linear Error Correcting Code)の性能は、誤り訂正符号の符号語(codeword)のハミング距離(Hamming distance)分布により測定される。前記ハミング距離はそれぞれの符号語で“０”ではないシンボルの個数を意味する。例えば、符号語が“０１１１”であると、この符号語に含まれた１の個数、即ちハミング距離は３である。この時、各種符号語のハミング距離の値中、一番小さい値は最小距離(minimum distance)と言われる。線形誤り訂正符号(Linear Error Correcting Code)において、前記最小距離が大きいほど誤り訂正性能が優秀であるとは、“The Theory of Error-Correcting Codes”、F．J．Macwilliams、N．J．A．Sloane、North-Hollandに開示されたように公知の事実である。
【００１７】
先ず、図３に示された従来技術による(８、３)直交符号を使用する場合と、本発明による(７、３)穿孔された直交符号を使用する場合において、符号語のハミング距離及び最小距離を説明する。(８、３)直交符号を使用する場合に入力ビット、符号語及びハミング距離間の関係が下記表１に示されている。
【表１】
0003722752.tif 000003
【００１８】
前記表１から分かるように、すべての符号語の一番目の列はすべて“０”にハミング距離に影響を与えない。従って、前記のような(８、３)符号を３２回反復すると、一番目の列の反復された３２シンボルはハミング距離に影響を与えないようになって最適のハミング距離を獲得できない。
一方、前記(８、３)符号語の一番目列を穿孔した(７、３)符号語を３２×８＝２５６になるように反復すると、最適のハミング距離を有する符号を獲得することができる。下記表２は前記穿孔した(７、３)符号の符号語とハミング距離及びこれに対応する入力ビット間の関係を示す。
【表２】
0003722752.tif 000004
【００１９】
次に、長さ３２である符号語を例に挙げて従来技術と本発明を比較する。参考的に、理論上に(３２、３)符号として最適の最小距離は１８である。長さ３２である符号語は前記(８、３)符号を４回反復すると、下記表３のような結果が得られる。
【表３】
0003722752.tif 000005
【００２０】
前記表３から分かるように、(８、３)直交符号を４回反復すると、太字に表示された全部“０”である列(即ち、反復された符号語の一番目列)が４回発生するが、これはハミング距離に影響を与えない。従って、最小距離は前記表３から分かるように１６であり、これは最小距離観点で最適と見ることができない。
【００２１】
下記の表４は(８、３)直交符号の全部０である列を穿孔した(７、３)符号を５回反復し、５番目の反復中、太字及び下線に表示された３個の列を穿孔して長さ３２である符号の符号語を示す。このように行と列に配列された集合である直交符号中で０番列、即ち全部“０”である列を除去した符号が、いわゆるシンプレックス符号(Simplex Code)である。言い換えれば、前記シンプレックス符号は(２k、ｋ)である直交符号(または、first order Reed-Muller符号)で全部“０”である一番目の列を除去した符号であり、(２k−１、ｋ)長さを有する符号である。例えば、前記シンプレックス符号には前記(７、３)符号以外に(３、２)符号、(１５、４)符号、(３１、５)符号、(６３、６)符号、(１２７、７)符号、(２５５、８)符号などがある。
【００２２】
【表４】
0003722752.tif 000006
【００２３】
前記表４から分かるように、直交符号の全部“０”である列を穿孔した(７、３)符号を反復すると、最小距離１８である符号を生成することができる。実際に前記表４で穿孔されるシンボル列の位置によって前記符号語のハミング距離の分布は変わる。しかし、前記表４の穿孔位置は一番優秀な性能を示す位置である。また、前記表４から分かるように、穿孔した(７、３)符号の５番目反復部分の１、２、３番目列を穿孔した。前記符号語は穿孔した(７、３)符号を反復したので、５番目の反復部分の１番目の列の代わり、他の反復部分の１番目の列を穿孔しても同一のハミング距離分布を有する。例えば、穿孔した(７、３)符号の５番目反復部分の１、２、３番目の列の代わり７×０＋１＝１、７×２＋２＝１６、７×４＋３＝３１番目の列を穿孔しても前記のようなハミング距離分布を有する。
【００２４】
上述したように、本発明は(７，３)穿孔された直交符号であるシンプレックス符号を反復することにより最適符号を生成する方法と、このような方法を利用してＲＲＩビットのような入力情報を伝送するＣＤＭＡシステムで前記入力情報を符号化／復号化する最適の符号化装置及び復号化装置を提供するためのものである。上述した説明では、３ビットのＲＲＩを符号化する時、(８，３)符号中でハミング距離に影響を与えない０のビット値を有する列が穿孔された(７，３)符号を使用し、前記(７，３)符号を予め設定された長さ３２の符号語シンボルを発生させるため５回反復し、前記反復された符号語シンボル中で３個のシンボルを穿孔することに説明した。
【００２５】
実際に、Ｎ＞２kである(Ｎ、ｋ)符号器において、長さ２kである直交符号を反復する方法は、符号語シンボルの中でハミング距離に影響を与えない０を含むため、ハミング距離分布上での優秀性を失うようになる。特に、Ｎ＞ｋ・２kである場合には、(Ｎ、ｋ)符号器として(７、３)穿孔された直交符号を反復することにより最適符号を生成する方法が(８、３)直交符号を反復する方法より最小距離観点で優秀である。また、前記符号の長さを示すＮが７の倍数ではない場合、(７、３)穿孔された直交符号を反復した後に穿孔すべきであり、穿孔位置に従って性能が変わる。
【００２６】
例えば、Ｎを７で除算した余りが１である場合、Ｎ／７＋１だけ反復した後、相異なる６個の符号シンボルを穿孔すると、(Ｎ、３)符号として最適の符号になる。Ｎを７に分けた余りが２である場合、Ｎ／７＋１だけ反復した後、相異なる５個の符号シンボルを穿孔すると、(Ｎ、３)符号として最適の符号になる。Ｎを７に分けた余りが５である場合、Ｎ／７＋１だけ反復した後、相異なる２個の符号シンボルを穿孔すると、(Ｎ、３)符号として最適の符号になる。Ｎを７に分けた余りが６である場合、Ｎ／７＋１だけ反復した後、１個の符号シンボルを穿孔すると、(Ｎ、３)符号として最適の符号になる。
【００２７】
しかし、Ｎを７で除算した余りが３、または４である場合には、符号シンボルの穿孔位置は次のように決定される。Ｎを７で除算した余りが３である場合、先ずＮ／７＋１だけ反復した後、１は００１、２は０１０、３は０１１、４は１００、５は１０１、６は１１０、７は１１１のように２進数に表現する。７個の２進表現をそれぞれの桁が座標になる３次元ベクトル(vector)に考える時、一次独立(linearly independent)である３個の元素を除外した余りの４元素を穿孔すると、最適の符号が得られる。例えば、１＝００１、２＝０１０、４＝１００の場合は、３個の数を桁別に２進加算した和が０ではないので一次独立になる。そのため、前記のような１、２、４番位置を除外した余り３、５、６、７番位置の符号シンボルを穿孔すると、最適の(Ｎ、３)符号が獲得される。
【００２８】
Ｎを７で除算した余りが４である場合、先ず前記直交符号をＮ／７＋１だけ反復した後、１は００１、２は０１０、３は０１１、４は１００、５は１０１、６は１１０、７は１１１のように２進数に表現する。７個の２進表現をそれぞれの桁が座標になる３次元ベクトル(vector)に考える時、一次独立(linearly independent)である３個の元素と前記３個の元素を２進加算して得られる元素を除外した余りの４元素を穿孔すると、最適の符号が獲得される。例えば、１=００１、２=０１０、４=１００の場合は３個の数を桁別にそれぞれ２進加算した和が０ではないので一次独立になる。また、前記のような１、２、４番位置と前記１＝００１、２＝０１０、４＝１００を桁別に２進加算すると、７＝１１１が得られる。そのため、前記１、２、４、７番位置を除外した余り３、５、６番位置の符号シンボルを穿孔すると、最適の(Ｎ、３)符号が獲得される。
【００２９】
上述した方法は(７，３)穿孔された符号、即ちシンプレックス符号を使用する場合のみ可能である。実際に(Ｎ，３)符号の符号語を予め決定された順序通り配列して見ると、それぞれの列は長さ２3＝８である直交符号になる。そして、長さ２3＝８であり、少なくとも一つの１を有する直交符号は７個があるが、(Ｎ、３)符号は前記のような長さ２3＝８であり、少なくとも一つの１を有する直交符号を(Ｎ−１)回配列した形態を有する。従って、Ｎが７以上になる時、０ではない直交符号中の所定直交符号を２度以上使用するようになる。また、前記のような特定の直交符号のみを反復使用すると、最適性を失うようになる。従って、特定符号の反復性を与えられた長さ内で最小化し、７個の直交符号の反復を均等にするためには、(７、３)穿孔された符号を使用すべきである。前記のように反復及び穿孔することにより、最適の(Ｎ、３)符号を生成することができる。
【００３０】
一方、(６、３)、または(５、３)穿孔された符号を使用すると、どのような方法に反復及び穿孔しても最適の符号を獲得できない。これは、(６、３)、または(５、３)穿孔された符号の場合は、７個の符号中の一部符号のみを反復するためである。
以上、(７，３)穿孔された直交符号を反復することにより最適符号を生成する方法と、このような方法を利用してＣＤＭＡシステムでＲＲＩビットを符号化／復号化する最適の符号化装置及び復号化装置に対して説明した。しかし、本発明はＲＲＩのビット数が変わる場合にも適用されることができ、またＲＲＩの代わり他の情報を符号化する場合にも適用されることができる。例えば、ｋビットの列を有する入力情報を符号化して(２k−１)より大きな長さＮを有する符号語を発生すると仮定する時、前記入力情報は(ｒ、ｋ)シンプレックス符号を使用して符号化され、長さｒを有する符号化されたシンボルの列が発生される。ここで、ｒ＝２ｋ−１である。前記符号化されたシンボルの列はｔ回反復される。ここで、
【数５】
0003722752.tif 000007
である。前記ｔ回反復されたシンボルに対しては長さＮになるようにＡ回穿孔が遂行される。ここでＡ＝ｒｔ−Ｎである。前記穿孔されるシンボルは前記反復されたシンボル内で均等に分布されることもでき、前記ｔ番目反復されたシンボルの中で決定されることもできる。
【００３１】
下記では本発明の原理に従ってＲＲＩビットを伝送するＣＤＭＡシステムでのＲＲＩ符号化装置及び復号化装置の例に対して説明する。しかし、本発明は前記ＲＲＩビットを符号化する場合以外に他の情報を符号化する場合にも同一に適用されることができることに注意すべきである。図４及び図５はそれぞれ本発明の一実施形態によるＲＲＩ符号化装置及びＲＲＩ復号化装置の構成図である。また図４及び図５に示したように符号化装置及び復号化装置を構成する場合に対応して、図１に示されたような従来技術が適用される端末機の送信器は図６に示したように構成され、図２に示されたような従来技術が適用される基地局の受信器は図７に示したように構成される。即ち、本発明による符号化装置を収容する端末機の送信器は、図６に示したように図１に示された反復器１１０を除去して構成することができ、本発明による復号化装置を収容する基地局の送信器は、図７に示したように図２に示されたシンボル累積器２１０を除去して構成することができる。下記で本発明による符号化／復号化装置は第１実施形態及び第２実施形態に区分され説明される。第１実施形態は伝送フレームが１６スロットに構成される場合(伝送フレームが２６.７６ms単位である場合)に本発明を適用した例であり、第２実施形態は伝送フレームが１２スロットに構成される場合(伝送フレームが２０ms単位である場合)に本発明を適用した例である。
【００３２】
第１実施形態
第１実施形態はＨＤＲシステムで一つの伝送フレームが１６スロットに構成される場合に該当する。この時、一つのスロットにはＲＲＩ情報を伝送するために１６個の符号語シンボルが伝送され、一つのフレームには１６×１６＝２５６個の符号語シンボルが伝送される。第１実施形態では最適の(２５６、３)符号生成方法及び前記(２５６、３)符号を使用してＲＲＩを符号化する装置が説明される。より具体的に説明すると、第１実施形態では前記穿孔した(７、３)符号を３７回反復することによって生成される７×３７＝２５９シンボルの中で最小距離が最適になる位置のシンボルを穿孔することにより、(２５６、３)符号を生成する動作が説明される。最小距離が最適になる位置のシンボル、即ち穿孔されるシンボルは、下記の表５のように７×３７＝２５９個のシンボルの中で太字及び下線に表示された１、１２８、２５５番目位置の３個のシンボルである。穿孔のためのシンボルの位置を決定する動作を一般化された式に示すと、ｎ１×７＋１、ｎ２×７＋２、ｎ３×７＋３(ただ、０≦ｎ１、ｎ２、ｎ３≦３６であり、ｎ１、ｎ２、ｎ３は反復ブロックの数字である)のように表現されることができる。下記表５での穿孔位置１、１２８、２５５のそれぞれは、前記一般化式でｎ１＝０、ｎ２＝１８、ｎ３＝３６である場合に決定される。
【００３３】
【表５】
0003722752.tif 000008
【００３４】
前記表５で太字及び下線に表示した位置のシンボルを穿孔すると、前記(２５６、３)符号の最小距離は(４×３６)＋２＝１４６に最適の符号を示す。
前記表５で太字及び下線に表示した位置のシンボルは上述したように穿孔されるシンボルである。穿孔されるシンボルの最小距離は次のようである。前記一般式ｎ１×７＋１、ｎ２×７＋２、ｎ３×７＋３(ただ、０≦ｎ１、ｎ２、ｎ３≦３６)で、ｎ１、ｎ２、ｎ３値に関わりなく穿孔されるシンボルは常に同一の最小距離を有するようになる。一例に、最小距離を簡単に計算するためにｎ１、ｎ２、ｎ３を３６とする時、前記(７、３)符号を３７回反復すると、３７番目の反復ブロックで７個のシンボル中、１番目、２番目、３番目の３個のシンボルは穿孔され、穿孔されるシンボルを除外した余り３個のシンボル(４番目のシンボル、５番目のシンボル、６番目のシンボル、７番目のシンボル)のみが残る。この時、(７、３)符号は最小距離が４であり、前記３７番目の反復ブロックで７個のシンボル中、１番目、２番目、３番目の３個のシンボルを除外した余り４個のシンボルのみに構成される時、シンボル間の最小距離は２であるので、(２５６、３)符号の最小距離は(４×３６)＋２＝１４６であり、このような(２５６、３)符号は最適の符号を示す。前記(２５６、３)符号を使用してＲＲＩを符号化する装置と、この符号化装置を含む送信器及び前記送信器に対応する受信器を説明すると、次のようである。
【００３５】
今、“０”と“１”に表現される３ビットのＲＲＩ情報ビットが図６の符号器６００に入力されると仮定する。本発明によると、前記符号器６００は図４に示したように構成される。
図４は本発明の実施形態による符号化装置の構成を示す図であり、図６に示されたような端末機内の送信器の符号器６００を構成する。
【００３６】
前記図４を参照すると、符号語発生器４００は３ビットのＲＲＩ情報ビットを前記表２のような(７、３)穿孔された直交符号により符号化し、７個の符号シンボルを出力する。シンボル反復器４１０は前記出力された符号シンボルを３６回反復し、２５９個の反復されたシンボルを出力する。シンボル穿孔器４２０は前記反復された２５９個のシンボルを入力し、１、(７×１８)＋２＝１２８、(７×３７)＋３＝２５５番目のシンボルを穿孔して２５６シンボルのみを出力する。前記符号器６００のシンボル穿孔器４２０で出力される符号シンボルは図６の信号変換器６２０に入力される。
【００３７】
図６を参照すると、信号変換器６２０は前記符号シンボル中“０”であるシンボルは“１”に、“１”であるシンボルは“−１”に変換する。前記信号変換されたシンボルは乗算器６３５に印加される。前記乗算器６３５は前記信号変換器６２０から出力されたシンボルに長さ４である０番目ウォルシュ符号の信号変換されたチップ(＋１、＋１、＋１、＋１)を乗算する。前記乗算器６３５によりシンボルは拡散(Spreading)された後、チップ(chip)単位に出力される。前記チップ単位のシンボルはマルチプレクサ６４０に入力された後、その他の信号１及びその他の信号２と時間的にマルチプレクシングされた後に出力される。この時、その他の信号はデータ伝送率制御(ＤＲＣ:Data Rate Control)情報になることができる。前記マルチプレクサ６４０の出力信号Ｉ'はデータ信号Ｑ'と共に複素拡散器１５０に入力される。前記複素拡散器６５０は前記信号Ｉ'及び信号Ｑ'と、ＰＮ(Pseudo Noise)拡散符号ＰＮＩ及びＰＮＱを複素上でかけて出力する。即ち、前記複素拡散器６５０は入力信号(Ｉ'＋ｊＱ')とＰＮ拡散符号(ＰＮＩ＋ｊＰＮＱ)を乗算し、実数成分信号Ｉと虚数成分信号Ｑを出力する。基底帯域ろ波器６６０及び６６５のそれぞれは、前記実数成分信号Ｉと虚数成分信号Ｑを基底帯域でろ波(フィルタリング)する。乗算器６７０及び６７５のそれぞれは、前記基底帯域ろ波された実数成分信号Ｉと虚数成分信号Ｑにそれぞれ搬送波cos(２πfct)とsin(２πfct)を乗算する。合算器６８０は前記乗算結果を合算した後に送信信号として出力する。
【００３８】
図７は前記図４に示された符号器を含む送信器から出力された伝送信号を受信する受信器の構成図である。
前記図７を参照すると、乗算器７７０及び乗算器７７５は入力信号にcos(２πfct)とsin(２πfct)をそれぞれかける。整合フィルタ７６０及び７６５のそれぞれは、前記乗算器７７０と７７５の乗算結果を整合フィルタリングした後、整合フィルタリング結果信号Ｉ、Ｑを出力する。複素逆拡散器７５０は前記整合フィルタ７６０、７６５によるフィルタリング結果信号Ｉ、Ｑを逆拡散した後、Ｉ'成分信号及びＱ'成分信号を出力する。デマルチプレクサ７４０は前記Ｉ'成分信号を時間的にデマルチプレクシングし、ＲＲＩ出力のための信号と、その他の信号１、その他の信号２に分離出力する。累積器７３５は前記ＲＲＩ信号を４チップずつ累積した後に２５６個のシンボルを出力する。前記復号器７００は図６の符号器６００に対応して復号化動作を遂行し、前記累積器７３５から受信されるシンボルを復号する。
【００３９】
図５は本発明による復号化装置の構成を示す図であり、図７に示されたような基地局内の受信器の復号器７００を構成する。
前記図５を参照すると、２５６個のシンボルが入力されると、前記図４のシンボル反復器４１０及びシンボル穿孔器４２０に対応するシンボル累積器５００は前記入力された２５６個のシンボルを累積して７個のシンボルを出力する。ゼロ(０、zero)挿入器５１０は前記７個のシンボルを入力し、入力された７個の信号の前に“０”を挿入することにより、ウォルシュ符号形態の８個のシンボルを出力する。例えば、ゼロ挿入器５１０に７個のシンボルｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、ｃ６、ｃ７が入力される場合、前記シンボル列の真っ先に０が挿入され、０、ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、ｃ６、ｃ７のような８個のシンボル列が出力される。逆アダマール変換器(ＩＦＨＴ：Inverse Fast Hadamard Transformer)５２０は前記８個のシンボルを逆アダマール変換して復号化し、復号化されたビットを出力する。
【００４０】
第２実施形態
第２実施形態はＨＤＲシステムでの伝送フレームが１２スロット(slots)に構成される場合に該当する。この時、一つのスロットにはＲＲＩ情報を伝送するために１６個の符号シンボルが伝送され、一つのフレームには１２×１６＝１９２個のシンボルが伝送される。本発明の第２実施形態では最適の(１９２、３)符号生成方法及び前記(１９２、３)符号を使用してＲＲＩを符号化する装置が説明される。より具体的に説明すると、第２実施形態では前記穿孔した(７、３)符号を２８回反復させることによって生成される７×２８＝１９６シンボルの中で、最小距離が最適になる位置のシンボルを穿孔することにより(１９２、３)符号を生成する動作が説明される。最小距離が最適になる位置のシンボル、即ち穿孔されるシンボルは、下記表６のように７×２８＝１９６個のシンボルの中で太字及び下線に表示された３、５４、１０４、１５４番目位置の４個のシンボルである。穿孔のためのシンボルの位置を決定する動作を一般化された式に示すと、ｎ１×７＋３、ｎ２×７＋５、ｎ３×７＋６、ｎ４×７＋７(ただ、０≦ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４≦２７であり、ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４は反復ブロックの数字である)のように表現されることができる。前記表６での穿孔位置３、５４、１０４、１５４のそれぞれは、ｎ１＝０、ｎ２＝７、ｎ３＝１４、ｎ４＝２１である場合にそれぞれ決定される。
【００４１】
【表６】
0003722752.tif 000009
【００４２】
前記表６で太字及び下線に表示した位置のシンボルは、上述したように穿孔されるシンボルである。穿孔されるシンボルの最小距離は次のようである。前記一般式ｎ１×７＋３、ｎ２×７＋５、ｎ３×７＋６、ｎ４×７＋７(ただ、０≦ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４≦２７)でｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４値に相関なし穿孔されるシンボルは、常に同一の最小距離を有するようになる。一例に、最小距離を簡単に計算するためにｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４を２７とする時、前記(７、３)符号を２７回反復すると、２７番目の反復ブロックで７個のシンボル中に３番目、５番目、６番目、７番目の４個のシンボルは穿孔され、その他の３個のシンボル(１番目シンボル、２番目シンボル、４番目シンボル)のみが残る。この時、(７、３)符号の最小距離は４であり、前記２７番目の反復ブロックで、３番目、５番目、６番目、７番目の４個のシンボルを除外した余り３個のシンボル間の最小距離は１であるので、(１９２、３)符号の最小距離は(４×２７)＋１＝１０９であり、このような(１９２、３)符号は最適の符号である。前記(１９２、３)符号を使用してＲＲＩを符号化する装置と、この符号化装置を含む送信器及び前記送信器に対応する受信器に対して説明すると、次のようである。
【００４３】
今、“０”と“１”に表現される３ビットのＲＲＩ情報ビットが図６の符号器６００に入力されると仮定する。本発明によると、前記符号器６００は図４に示したように構成される。
図４は本発明の実施形態による符号化装置の構成を示す図であり、図６に示された端末機内の送信器の符号器６００を構成する。
【００４４】
前記図４を参照すると、３ビットのＲＲＩ情報ビットは符号語発生器４００に入力され、前記符号語発生器４００は前記表２のような(７、３)穿孔された直交符号により符号化され７個の符号シンボルを出力する。シンボル反復器４１０は前記出力された符号シンボルを２７回反復し、１９６個の反復されたシンボルを出力する。シンボル穿孔器４２０は前記反復された１９６個のシンボルを入力し、３番目(＝(７×０)＋３)、５４番目(＝(７×７)＋５)、１０４番目(＝(７×１４)＋６)、１５４番目(＝(７×２１)＋７)シンボルを穿孔して１９２個のシンボルのみを出力する。前記１９２個の符号シンボルは図６の信号変換器６２０に入力される。
【００４５】
図６を参照すると、前記信号変換器６２０は前記符号シンボル中“０”であるシンボルは“１”に、“１”であるシンボルは“−１”に変換する。前記信号変換されたシンボルは乗算器６３５に印加される。前記乗算器６３５は前記信号変換器６２０から出力されたシンボルに長さ４である０番目ウォルシュ符号の信号変換されたチップ(＋１、＋１、＋１、＋１)を乗算する。前記乗算器６３５によりシンボルは拡散(Spreading)された後にチップ(chip)単位に出力される。前記チップ単位のシンボルはマルチプレクサ６４０に入力された後、その他の信号１及びその他の信号２と時間的にマルチプレクシングされた後に出力される。この時、その他の信号１及び２はデータ伝送率制御(ＤＲＣ:Data Rate Control)情報になることができる。前記マルチプレクサ６４０の出力信号Ｉ'とデータ信号Ｑ'は共に複素拡散器６５０に入力される。前記複素拡散器６５０は前記信号Ｉ'及び信号Ｑ'をＰＮ(Pseudo Noise)拡散符号ＰＮＩ及びＰＮＱと複素乗算して出力する。即ち前記複素拡散器６５０は入力信号(Ｉ'＋ｊＱ')とＰＮ拡散符号(ＰＮＩ＋ｊＰＮＱ)を乗算し、実数成分信号Ｉと虚数成分信号Ｑを出力する。基底帯域ろ波器６６０及び６６５のそれぞれは、前記実数成分信号Ｉと虚数成分信号Ｑを基底帯域でろ波(フィルタリング)する。乗算器６７０及び６７５のそれぞれは、前記基底帯域ろ波された実数成分信号Ｉと虚数成分信号Ｑにそれぞれ搬送波cos(２πfct)とsin(２πfct)を乗算する。前記合算器６８０は前記乗算結果を合算した後に送信信号として出力する。
【００４６】
図７は前記図４に示された符号器を含む送信器から出力された伝送信号を受信する受信器の構造図である。
前記図７を参照すると、乗算器７７０及び乗算器７７５は入力信号にcos(２πfct)及びsin(２πfct)をそれぞれ乗算する。整合フィルタ７６０及び７６５のそれぞれは、前記乗算器７７０、７７５の乗算結果をフィルタリングして整合フィルタリングされた信号Ｉ及びＱを出力する。複素逆拡散器７５０は前記信号Ｉ及びＱを逆拡散して、Ｉ’成分信号及びＱ’成分信号を出力する。デマルチプレクサ７４０は前記Ｉ’成分信号を時間的にデマルチプレクシングし、ＲＲＩ出力のための信号と、その他の信号１と、その他の信号２に分離出力する。累積器７３５は前記ＲＲＩ信号を４チップずつ累積した後に１９２個のシンボルを出力する。前記復号器７００は図６の符号器６００に対応して復号化動作を遂行し、前記累積器７３５から受信されるシンボルを復号する。
【００４７】
図５は本発明による復号化装置の構成を示す図であり、図７に示された基地局内の受信器の復号器７００を構成する。
前記図５を参照すると、１９２個のシンボルが入力されると、前記図４のシンボル反復器４１０及びシンボル穿孔器４２０に対応するシンボル累積器５００は前記入力された１９２個のシンボルを累積して７個のシンボルを出力する。ゼロ(０、zero)挿入器５１０は前記７個のシンボルを入力し、入力された７個の信号の真っ先に“０”を挿入することにより、ウォルシュ符号形態の８個のシンボルを出力する。例えば、ゼロ挿入器５１０に７個のシンボルｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、ｃ６、ｃ７が入力される場合、前記シンボル列の真っ先に０が挿入され０、ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、ｃ６、ｃ７のような８個のシンボル列が出力される。逆アダマール変換器(IFHT：Inverse Fast Hadamard Transformer)５２０は前記８個のシンボルを逆アダマール変換して復号化し、復号化されたビットを出力する。
【００４８】
【発明の効果】
上述したように本発明は、符号分割多重接続通信システムで伝送フレームの伝送速度を示すＲＲＩのような情報を符号化する時、誤り訂正符号器の性能を決定する最小距離を最大化することにより性能を向上させる効果がある。
以上、本発明の実施例を添付図面を参照して説明したが、本発明はこの特定の実施例に限るものでなく、各種の変形及び修正が本発明の範囲を逸脱しない限り、該当分野における通常の知識を持つ者により可能なのは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術によるＣＤＭＡシステムの端末機の送信器構成を示す図である。
【図２】  従来技術によるＣＤＭＡシステムの基地局の受信器構成を示す図である。
【図３】  従来技術による(８、３)直交符号器における伝送率可変指示情報(ＲＲＩ)と符号語シンボル間の対応関係を示す図である。
【図４】  本発明の実施形態による符号化装置の構成を示す図である。
【図５】  本発明の実施形態による復号化装置の構成を示す図である。
【図６】  本発明が適用されるＣＤＭＡシステムの端末機の送信器構成を示す図である。
【図７】  本発明が適用されるＣＤＭＡシステムの基地局の受信器構成を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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