(57)【要約】本発明は、移動通信システムにおける通信装置及び方法に関し、特に移動通信システムのチャネルインターリービング装置及び方法に関する。本発明では、変調方式を考慮してインターリービングを遂行して平均信頼度を向上させることができ、変調方式によってビットのマッピング位置毎に信頼度が異なることを考慮してチャネル符号化性能を向上させることができ、シンボルをより安全にサービスの品質を改善できるインターリービング装置及び方法を提供する。
2008522539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送する情報を符号化された情報シンボルと少なくとも１つのパリティ対のシンボルに符号化するターボ符号器を使用し、２次以上の変調次数を利用して符号化されたシンボルをマッピングして伝送する通信システムにおいて、前記ターボ符号器により符号化されたシンボルをインターリービングするための方法であって、
前記変調次数をｘ、ｙ、ｚ軸の３次元上でｚ軸の大きさ（Ｒ）とし、前記ｚ軸の大きさ（Ｒ）を考慮して前記伝送する情報の物理パケットの大きさが２のＭ乗の最大値を有することができるようにｘ軸の大きさを決定し、前記物理パケットの大きさを満足するようにｙ軸の大きさ（Ｋ）を決定する過程と、
前記符号化されたシンボルを順次に受信し、前記受信されたシンボルを前記ｘ−ｙ−ｚ軸の大きさによって立体的に保存する過程とを含み、
前記保存過程は、
最初のシンボルを保存したｘ−ｙ平面を選択する第１段階と、
前記決定された３次元配列で、ｘ−ｚ平面で最初のシンボルを保存する特定位置からｙ軸方向に順次に符号化シンボルを保存する第２段階と、
前記ｙ軸方向の保存が完了すれば、前記特定位置からｘ軸の方向に移動して前記第２段階を繰り返す第３段階と、
前記選択されたｘ−ｙ平面に対する保存が完了すれば、ｚ軸方向に次のｘ−ｙ平面を選択して前記第２段階乃至前記第３段階を繰り返し反復遂行する第４段階とを含み、
前記ターボ符号器から受信された符号化シンボルの保存が完了すれば、各ｘ−ｚ平面毎に前記符号化された情報シンボルと前記パリティ対のシンボルを区分して独立的に循環移動を遂行する過程を含み、
前記循環移動過程は、
前記伝送されるシンボルの大きさ及び伝送回数によって伝送する符号化された情報シンボルに対して“（Ｋ×ｃ＋ｋ）ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動させる第１段階と、
前記伝送されるシンボルの残りの大きさを構成するリダンダンシーシンボルを“ｆｌｏｏｒ{（Ｋ×ｃ＋ｋ）／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動させる第２段階とを含み、
前記伝送されるシンボルの残りの大きさを構成するリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率が１／ｎ（ここで、ｎは１、２、４、８、１６、・・・）の値を満たす場合、前記Ｄ値をＫ×ｎの値に設定し、前記伝送するリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率がｍ／ｐの値を有すれば、前記Ｄ値をｎ値にＫを掛けた値に設定し、
前記独立的に循環移動が完了すればｙ−ｚ軸の平面を列に区分し、前記列をビット逆相順に再配列する過程と、
前記ｘ−ｙ−ｚ軸に再配列されたシンボルを伝送するシンボルの数によって出力するｘ−ｚ平面を選択し、前記選択されたｘ−ｚ平面上でｙ−ｚの列の出力順序を決定し、前記区分された列をｚ軸方向に順次出力する過程と
を含むことを特徴とする移動通信システムにおけるチャネルインターリービング方法。
【請求項２】
前記伝送されるシンボルの残りの大きさを構成するリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率がｍ／ｐの値を有する場合、ｍ／ｐ値が１／ｎ値より大きく、かつ最も近い値を選択するようにすることを特徴とする請求項１記載の移動通信システムにおけるチャネルインターリービング方法。
【請求項３】
伝送する情報を符号化された情報シンボルと少なくとも１つのパリティ対のシンボルに符号化するターボ符号器を使用し、２次以上の変調次数を利用して符号化されたシンボルをマッピングして伝送する通信システムにおいて、前記ターボ符号器により符号化されたシンボルをインターリービングするための装置であって、
伝送する物理パケットの大きさと送信スロットの数及び変調次数を受信し、前記変調次数をｘ、ｙ、ｚ軸の３次元上でｚ軸の大きさ（Ｒ）とし、前記ｚ軸の大きさ（Ｒ）を考慮して前記伝送する情報の物理パケットの大きさが２のＭ乗の最大値を有することができるようにｘ軸の大きさを決定し、前記物理パケットの大きさを満たすようにｙ軸の大きさ（Ｋ）を決定し、３次元インターリーバに前記符号化されたシンボルを保存し、インターリービング及び出力を制御するインターリーバ制御器と、
前記符号化されたシンボルを順次に受信し、前記インターリーバ制御器の制御により前記受信されたシンボルを前記ｘ−ｙ−ｚ軸の大きさによって最初のシンボルを保存するｘ−ｙ平面を選択し、前記決定された３次元配列でｘ−ｚ平面で最初のシンボルを保存する特定位置からｙ軸方向に順次に保存し、前記ｙ軸方向の保存が完了すれば、前記特定位置からｘ軸の方向に移動して前記受信されたシンボルを繰り返して順次に保存し、前記選択されたｘ−ｙ平面に対する保存が完了すれば、ｚ軸方向に次のｘ−ｙ平面を選択して前述した過程を繰り返して立体空間に受信されたシンボルを全て保存した後、
各ｘ−ｚ平面毎に前記符号化された情報シンボルと前記パリティ対のシンボルを区分し、前記伝送されるシンボルの大きさ及び伝送回数によって伝送する符号化された情報シンボルに対して“（Ｋ×ｃ＋ｋ）ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動させて、前記伝送するリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率が１／ｎを満たす場合、循環移動のパターンを“ｆｌｏｏｒ{（Ｋ×ｃ＋ｋ）／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ”を使用して決定し、前記Ｄ値をＫ×ｎの値に設定し、前記伝送するリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率がｍ／ｐの場合、１／ｎをｍ／ｐ値に最も近接した値に設定し、Ｄ値をｎ値にＫを掛けた値に設定し、
前記独立的に循環移動が完了すれば、ｙ−ｚ軸の平面を列に区分し、前記列をビット逆相順に再配列した後、前記ｘ−ｙ−ｚ軸に再配列されたシンボルを伝送するシンボルの数によって出力するｘ−ｚ平面を選択し、前記選択されたｘ−ｚ平面上でｙ−ｚの列の出力順序を決定し、前記区分された列のシンボルをｚ軸方向に順次に出力するチャネルインターリーバを含むことを特徴とする装置。
【請求項４】
前記チャネルインターリーバは、
前記伝送されるシンボルの残りの大きさを構成するリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率がｍ／ｐの値を有する場合、ｍ／ｐ値が１／ｎ値より大きく、かつ最も近い値を選択するようにすることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
伝送する情報を符号化された情報シンボルと少なくとも１つのパリティ対のシンボルに符号化するターボ符号器を使用し、２次以上の変調次数を利用して符号化されたシンボルをマッピングして伝送する通信システムにおいて、前記ターボ符号器により符号化されたシンボルをインターリービングするための方法であって、
前記ターボ符号器により符号化されたシンボルの中で、情報シンボルに対して“（Ｋ×ｃ＋ｋ）ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動させてインターリービングする過程と、
前記伝送されるシンボルの残りの大きさを構成するリダンダンシーシンボルを“ｆｌｏｏｒ{（Ｋ×ｃ＋ｋ）／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動させてインターリービングする過程とを含み、
前記Ｋはシンボルの３次元保存時の高さであり、ｃは列インデックスであり、ｋは０、１、・・・の値を有する平面インデックスであり、Ｒは変調次数であり、ｍｏｄはモジュラ演算を意味し、ｆｌｏｏｒ{ｘ}はｘより大きくない最も大きい整数を意味する関数であり、Ｄは伝送されるシンボルの数によって決定される変数であることを特徴とする移動通信システムにおけるチャネルインターリービング方法。
【請求項６】
伝送されるリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率が１／ｎ（ここで、ｎは１、２、４、８、１６、・・・）の値を満たす場合、前記変数Ｄ値をＫ×ｎの値に設定することを特徴とする請求項５記載の移動通信システムにおけるチャネルインターリービング方法。
【請求項７】
伝送されるシンボルのうち、リダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率がｍ／ｐの場合、１／ｎ値をｍ／ｐ値に最も近接した値に設定し、前記変数Ｄ値をｎ値にＫを掛けた値に設定することを特徴とする請求項５記載の移動通信システムにおけるチャネルインターリービング方法。
【請求項８】
伝送されるシンボルのリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率がｍ／ｐの値を有する場合、ｍ／ｐ値が１／ｎ値より大きく、かつ最も近い値になるようにｎ値を決定することを特徴とする請求項５記載の移動通信システムにおけるチャネルインターリービング方法。
【請求項９】
伝送する情報を符号化された情報シンボルと少なくとも１つのパリティ対のシンボルに符号化するターボ符号器を使用して、２次以上の変調次数を利用して符号化されたシンボルをマッピングして伝送する通信システムにおいて、前記ターボ符号器により符号化されたシンボルをインターリービングするための装置であって、
送信する物理パケットの大きさと、送信スロット及び変調次数によって前記ターボ符号器により符号化されたシンボルのうち、情報シンボルに対して“（Ｋ×ｃ＋ｋ）ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動するように制御し、前記伝送されるシンボルの残りの大きさを構成するリダンダンシーシンボルを“ｆｌｏｏｒ{（Ｋ×ｃ＋ｋ）／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動するように制御するインターリーバ制御器と、
前記インターリーバ制御器の制御により入力されたシンボルを循環移動させるインターリーバとを含み、
前記Ｋはシンボルの３次元保存時の高さであり、ｃは列インデックスであり、ｋは０、１、・・・の値を有する平面インデックスであり、Ｒは変調次数であり、ｍｏｄはモジュラ演算を意味し、ｆｌｏｏｒ{ｘ}はｘより大きくない最も大きい整数を意味する関数であり、Ｄは伝送されるシンボルの数によって決定される変数であることを特徴とする移動通信システムにおけるチャネルインターリービング装置。
【請求項１０】
前記インターリーバ制御器は、
伝送されるリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率が１／ｎ（ここで、ｎは１、２、４、８、１６、・・・）の値を満たす場合、前記変数Ｄ値をＫ×ｎの値に設定することを特徴とする請求項９記載の移動通信システムにおけるチャネルインターリービング装置。
【請求項１１】
前記インターリーバ制御器は、
伝送されるシンボルのうち、リダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率がｍ／ｐの場合、１／ｎ値をｍ／ｐ値に最も近接した値に設定し、前記変数Ｄ値をｎ値にＫを掛けた値に設定することを特徴とする請求項９記載の移動通信システムにおけるチャネルインターリービング装置。
【請求項１２】
前記インターリーバ制御器は、
伝送されるシンボルのリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率がｍ／ｐの値を有する場合、ｍ／ｐ値が１／ｎ値より大きく、かつ最も近い値になるようにｎ値を決定することを特徴とする請求項９記載の移動通信システムにおけるチャネルインターリービング装置。
【請求項１３】
伝送する情報を符号化された情報シンボルと少なくとも１つのパリティ対のシンボルに符号化するターボ符号器を使用し、２次以上の変調次数を利用して符号化されたシンボルをマッピングして伝送する通信システムにおいて、前記ターボ符号器により符号化されたシンボルをインターリービングするための方法であって、
前記符号化されたシンボルを“ｆｌｏｏｒ{ｃ／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動させる過程を含み、
前記ｃは列インデックスであり、前記Ｒは変調次数であり、前記ｍｏｄはモジュラ演算を意味し、ｆｌｏｏｒ{ｘ}はｘより大きくない最も大きい整数を意味する関数であり、
前記Ｄは伝送されるリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率が１／ｎ（ここで、ｎは１、２、４、８、１６、・・・）の値を満たす場合、ｎに決定して、その比率がｍ／ｐの値である場合、１／ｎを前記ｍ／ｐに最も近接した値に設定して、前記ｎ値をＤ値に設定するか、または、ｍ／ｐ値が１／ｎ値より大きく、かつ最も近い値を選択して、前記ｎ値をＤ値に設定することを特徴とする移動通信システムにおけるチャネルインターリービング方法。
【請求項１４】
伝送する情報を符号化された情報シンボルと少なくとも１つのパリティ対のシンボルに符号化するターボ符号器を使用し、２次以上の変調次数を利用して符号化されたシンボルをマッピングして伝送する通信システムにおいて、前記ターボ符号器により符号化されたシンボルをインターリービングするための装置であって、
前記符号化されたシンボルを“ｆｌｏｏｒ{ｃ／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動するように制御するインターリービング制御部と、
入力される前記符号化されたシンボルを前記インターリービング制御部の制御下にインターリービングするインターリーバとを含み、
前記ｃは列インデックスであり、前記Ｒは変調次数であり、前記ｍｏｄはモジュラ演算を意味し、ｆｌｏｏｒ{ｘ}はｘより大きくない最も大きい整数を意味する関数であり、
前記Ｄは伝送されるリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率が１／ｎ（ここで、ｎは１、２、４、８、１６、・・・）の値を満たす場合、ｎに決定し、その比率がｍ／ｐの値である場合、１／ｎを前記ｍ／ｐに最も近接した値に設定して前記ｎ値をＤ値に設定するか、または、１／ｎ値がｍ／ｐ値より大きく、かつ最も近い値を選択して前記ｎ値をＤ値に設定することを特徴とする移動通信システムにおけるチャネルインターリービング装置。
【請求項１５】
伝送する情報を符号化された情報シンボルと少なくとも１つのパリティ対のシンボルに符号化するターボ符号器を使用し、２次以上の変調次数を利用して符号化されたシンボルをマッピングして伝送する通信システムにおいて、前記ターボ符号器により符号化されたシンボルをインターリービングするための装置であって、
前記符号化されたシンボルを“ｆｌｏｏｒ{ｃ／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ”の規則に基づいて循環移動させるために決定されたパラメータＤとＲ値を保存し、前記符号化シンボルのインターリービングの際、符号化シンボルの大きさに対応する値を出力するメモリと、
入力される前記符号化されたシンボルを前記メモリから出力される値に基づいてインターリービングするインターリーバとを含み、
前記ｃは列インデックスであり、前記Ｒは変調次数であり、前記ｍｏｄはモジュラ演算を意味し、ｆｌｏｏｒ{ｘ}はｘより大きくない最も大きい整数を意味する関数であり、
前記Ｄは伝送されるリダンダンシーシンボルの数と前記パリティ対のシンボルの数の比率が１／ｎ（ここで、ｎは１、２、４、８、１６、・・）の値を満たす場合、ｎに決定し、その割合がｍ／ｐの値である場合、１／ｎを前記ｍ／ｐに最も近接した値に設定して前記ｎ値をＤ値に設定するか、または、１／ｎ値がｍ／ｐ値より大きく、かつ最も近い値を選択して前記ｎ値をＤ値に設定することを特徴とする移動通信システムにおけるチャネルインターリービング装置。
【請求項１６】
伝送する情報を符号化された情報シンボルと少なくとも１つのパリティ対のシンボルに符号化するターボ符号器を使用し、２次以上の変調次数を利用して符号化されたシンボルをマッピングして伝送する通信システムにおいて、前記ターボ符号器により符号化されたシンボルをインターリービングするための装置であって、
伝送される情報ビットの数が２０４８の場合、符号化されたシンボルを“ｆｌｏｏｒ{ｃ／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ”の規則により循環移動するために、下記の表１に与えられた変数（パラメータ）を保存し、下記の表３に保存された変数を出力するメモリと、
前記２０４８個の情報シンボルから符号化されたシンボルを前記メモリから読出される変数値に基づいてインターリービングするインターリーバとを含むことを特徴とする装置。
【表１】
2008522539.tif 000005
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システムにおける通信装置及び方法に関し、特に移動通信システムのチャネルインターリービング装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、移動通信システムは、場所に拘わらず、使用者に音声サービスを提供できるように開発されたシステムである。このような移動通信システムは使用者の要求と技術の飛躍的な発展によりデータ伝送が可能な形態にまで発展した。このように、データ伝送可能な形態に発展しながら多様なデータが伝送されるに至った。例えば、簡単な短文メッセージからインターネットサービスは勿論、動画サービス及び放送サービスなどに至るまで、多様な形態に発展している。
このように、データサービスを提供するにあって、移動通信システムでの発展方向は、より多いデータを高速で伝送することにある。特に、放送サービスのように単方向（unicast）サービスの場合には複数の使用者に多様な放送サービスを提供しなければならないために、制限された資源をより効率よく使用することが要求される。したがって、このような要求に応じて放送サービスの提供方式は、一般的なＣＤＭＡ方式から外れてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）方式を使用する方向に放送サービスを向上させるための努力がなされている。
【０００３】
また、データサービスを提供するにあって、より重要な要素はデータを安全に伝送する方法である。このために、移動通信システムでは、特定の方法、例えばターボ符号のような符号化方法によりデータを伝送するようにしている。このような方法によりデータを伝送する方式は、概してＨ−ＡＲＱ方式を利用する。即ち、送信機がデータを伝送すれば、受信機でこれを受信して復号する。そして、復号された結果がよくないと、即ちＣＲＣ検査を遂行した結果がｂａｄの場合、受信機は送信機に再伝送を要求する。これによって、送信機は１回伝送したデータをそのまま、または、他の形態のデータに加工して伝送するようにしている。このような方式は移動通信システムで一般的に使われている方式である。
ところが、前述した放送サービスの場合は、単方向サービスであり、非常にリアルタイム性の高いサービスである。したがって、受信機は送信機が伝送したデータを受信し、受信されたデータに誤りが発生するとしても再伝送を要求することができない。なぜならば、このような方式により放送サービスを提供する場合、多数の端末に互いに異なるチャネル資源を割り当てて伝送しなければならない問題が発生するためである。したがって、放送サービスの場合には他のサービスより安全なデータ伝送が要求される。しかしながら、これは単に放送サービスのみに限定されるのではなく、他のデータサービスでも高速データを続けて再伝送することは効率が低下するという問題がある。
【０００４】
以下、現在の移動通信システムにおいて、データを送信するための方法を具体的に説明する。
図１は、ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、伝送する情報を符号化及びインターリービングして伝送する符号化シンボルで構成する方法を説明するための概念図である。以下、図１を参照してＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、伝送する情報を符号化及びインターリービングして伝送する符号化シンボルで構成する方法に対して説明する。
伝送する情報（Information）はターボ符号器１００に入力される。ターボ符号器１００は、入力された情報を所定の符号率で符号化し、ＣＤＭＡシステムの場合には符号率Ｒ＝１／５の値を使用する。このように、符号化がなされる際、ターボ符号器１００の内部に備えられた構成符号器は伝送する情報を利用してパリティ情報対を生成して出力し、これをリダンダンシーとして使用する。即ち、ターボ符号器１００は、情報（systematic bits）がそのままに出力される符号化した情報（Ｕ）１１１と第１パリティ対のシンボル（Ｖ０／Ｖ０’）１１２と第２パリティ対のシンボル（Ｖ１／Ｖ１’）１１３を出力する。前述したように、出力することを更に見れば、１つのビットが入力されれば、情報シンボルの１つとリダンダンシーの４つが出力される。したがって、符号率１／５を満たす。また、各対のパリティ対のシンボル１１２、１１３は符号化された情報シンボル（Ｕ）１１１の２倍の大きさを有する。情報シンボル（Ｕ）１１１は、第１ブロックインターリーバ１２１に入力され、第１パリティ対のシンボル１１２は第２ブロックインターリーバ１２２に入力され、第２パリティ対のシンボル１１３は第３ブロックインターリーバ１２３に入力される。各インターリーバに入力されるシンボルの大きさが異なるために、第２インターリーバ１２２と第３インターリーバ１２３は、第１インターリーバ１２１の２倍の大きさを有することになる。
【０００５】
各インターリーバ１２１、１２２、１２３は、受信されたシンボルをインターリービングして直列結合機１３０に出力する。直列結合機１３０はブロックインターリーバ１２１、１２２、１２３の出力シンボルを直列に結合する。このように、直列に結合されて出力されたシンボルは参照符号１３１、１３２、１３３のように構成される。
各々独立的にインターリービングされたシンボルが直列結合されて生成されたシンボル は、伝送するタイムスロット及びスロットの大きさによって初期伝送サブパケット（1st tx subpacket）１４１と１次再伝送サブパケット（2nd tx subpacket）１４２及び２次再伝送サブパケット（3rd tx subpacket）１４３に区分されて、各々は初期伝送、１次再伝送及び２次再伝送に使われる。即ち、初期伝送で伝送されるサブパケットの構成を見れば、符号化してインターリービングされたシンボル（Ｕ）１３１と符号化されてインターリービングされた第１パリティ対のシンボル（Ｖ０／Ｖ０’）１３２の一部が含まれる。したがって、インターリービングを無視して伝送されるシンボルの種類のみで見れば、符号化された情報シンボルとリダンダンシーを構成する第１パリティ対のシンボル１３２の一部が初期伝送中に伝送されるのである。また、１次再伝送ではリダンダンシーを構成する第１パリティ対のシンボル１３２の一部だけ伝送され、２次再伝送時にはリダンダンシーを構成する第１パリティ対のシンボル１３２の残りと第２パリティ対のシンボル１３３の一部が伝送される。
【０００６】
次に、インターリービングがなされる過程に対して説明する。
図２Ａ乃至図２Ｃは、一般的なＣＤＭＡシステムにおいて、インターリービングがなされる過程を説明するための図である。以下、図２Ａ乃至図２Ｃを参照して一般的なＣＤＭＡシステムにおいて、インターリービングがなされる過程に対して説明する。
図２Ａは、ブロックインターリーバに入力されるデータの入力順序を示す図である。図２Ａに示すように、インターリービングされる入力された符号化シンボルの全体大きさが決定されれば、インターリーバは各々入力シンボルを受信するために下記の数式１のように入力シンボルの大きさを決定する。
［数式１］
インターリービングされる符号化シンボルの大きさ＝Ｒ×２Ｍ
数式１において、ブロックの横の大きさが２Ｍと表示され、縦の大きさはＲと決定される。即ち、数式１に示すように、横の大きさは２の指数乗となり、２の指数乗が最大になるようにしてＲ値を決定する。
例えば、符号化された情報（Ｕ）１１１の大きさＮが３０７２の場合、２の指数乗と表現される値のうち、最大値は２１０である。したがって、Ｒの値は３の値を有する。即ち、数式１に合せて表現すれば、入力情報が３０７２の大きさの場合、第１ブロックインターリーバ１２１は３×２１０の大きさを有する。
また、ターボ符号器１００から出力された第１パリティ対のシンボル１１２と第２パリティ対のシンボル１１３は符号化された情報（Ｕ）１１１の２倍の大きさを有するので、第２ブロックインターリーバ１２２と第３ブロックインターリーバ１２３は、数式１に合せて考慮する際、３×２１１と表現される。即ち、Ｒの値は３であり、Ｍの値は１１と決定される。
このような大きさを有する場合、入力順序は図２Ａに図示した通りである。これをより詳細に説明すれば、行と列に区分する時、行の数字はＲ個であり、列の数字は２Ｍ個である。したがって、Ｒ個の最初の列（２１１）から左側から右側へ符号化されたシンボルを入力し、最初の列（２１１）を全て符号化されたシンボルで詰めた後、次の列（２１２）を左側から右側へ符号化シンボルを入力するようにする。このような方法はＲ個の列が全てシンボルで詰められるまでなされる。
【０００７】
前述したように、入力シンボルを詰めた後にブロックインターリーバはビット逆相順（Bit Reverse Order：ＢＲＯ）で列の位置を変更する。これを図２Ｂを参照して説明する。図２Ｂは、ブロックインターリーバでビット逆相順により列位置を決定する過程を説明する図である。
上記ビット逆相順を遂行する過程は、下記のような方法によりなされる。
１．十進数で表現される列の順序をＭ桁の二進数に変換する。
２．変換された二進数の配列を逆に配列する。
３．逆に配列された二進数をまた十進数に再変換する。
４．十進数に再変換された位置に該当列の全てのシンボルを移動する。
前述した過程を通じてビット逆相順がなされる。ここに、前述した過程を例として説明する。この際、Ｍ＝１１の場合と仮定する。このような場合に最初の列の位置が３番目であれば、二進数に表現すれば、‘０００００００００１１’となる。ここに、二進数の配列を逆に配列すれば、‘１１０００００００００’に変更され、逆に配列された値をまた十進数に再変換すれば１５３６となる。したがって、３番目の列の全てのシンボルをそのまま１５３６番目の列に移動させる。逆に、１５３６番目の列は３番目の列に移動させることになる。このような過程は、図２Ｂに示すように、ＢＲＯ（１）は２Ｍ／２となり、ＢＲＯ（２）は２Ｍ／４、・・・のように表現される。
このように、ブロックインターリーバでビット逆相順に基づいて列の位置が変更されれば該当するシンボルを出力する。ここに、図２Ｃを参照してビット逆相順が完了したシンボルの出力順序に対して説明する。図２Ｃは、ビット逆相順に基づいて列の位置が変換された後、ブロックインターリーバでシンボルの出力（読出）順序を説明するための図である。
【０００８】
図２Ｃに示すように、シンボルの出力は列単位でなされる。即ち、シンボルを保存する時は行単位でシンボルが記録されるが、シンボルを出力する時は列単位でシンボルを出力する。上記の列を左側から０番目の列、１番目の列、２番目の列、・・・の順に区分する際、左側列の最も上部から下部に向かって出力される。即ち、参照符号２２０、２２１、２２２、２２３、・・・、２２４、２２５の順にデータを出力することになる。
【０００９】
符号化シンボルがインターリービングされて直列結合されたシンボルは変調方法によって変調されて伝送される。上記の変調方法は、ＱＰＳＫ、８−ａｒｙ ＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの変調方法がある。ところが、変調された変調シンボルは変調方式によって各シンボル間の信頼度が互いに異なることになる。即ち、実際の８−ａｒｙ ＰＳＫや１６ＱＡＭの場合は、変調時に各ビットの信頼度が異なる。これを例として説明すれば、下記の通りである。インターリービングされた３つのビット‘ｂ０、ｂ１、ｂ２’を１つの８−ａｒｙ ＰＳＫシンボルにマッピングして送信した際、‘ｂ０、ｂ１、ｂ２’の信頼度が全て同一ではない。即ち、ｂ２がｂ０とｂ１に比べて信頼度が低い。また、インターリービングされた４つのビット‘ｂ０、ｂ１、ｂ２、ｂ３’を１つの１６ＱＡＭシンボルにマッピングして送信した際、‘ｂ０、ｂ１、ｂ２、ｂ３’のシンボルの中でｂ１とｂ３がｂ０とｂ２に比べて信頼度が低い。このような信頼度はマッピング方法により決定される。したがって、信頼度の低いビットの位置は、マッピング方法を異にして改善することができるが、反面にマッピング方法が変わる場合、他の位置のシンボルの信頼度が低くなる。即ち、いつもマッピングされた一部のビットは他のビットに比べて伝送信頼度が低いという状況が発生する。
このような場合、現在まで提案されたインターリーバにインターリービングされて出力されたビットを変調シンボル（modulation symbol）にマッピングすれば、隣接したビットが同一な信頼度（reliability）を有する位置にマッピングされる。したがって、一定区間ではビットが高い信頼度を有する位置にマッピングされ、もう１つの一定区間ではビットが低い信頼度を有する位置にマッピングされる。これはチャネル符号化の性能に悪影響を及ぼすことになる。したがって、高速データ伝送において、このように信頼度の低いシンボルにより頻繁な再伝送が要求されることがありうる。仮に、放送サービスのように再伝送が可能でないサービスの場合は、サービス品質を低下させる問題となる。のみならず、多くの再伝送が発生すれば、サービス提供の遅延だけでなく、チャネル資源の効率性にも問題が発生することがありうる。従って、無線通信システムにおいて、チャネルインターリービングのための改善された装置及び方法が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、変調方式を考慮したインターリービング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、シンボルの平均信頼度を向上させることができる方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、変調方式でビットのマッピング位置によって変調されたビットの信頼度が異なることを考慮してチャネル符号化性能を向上させることができるインターリービング装置及び方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、シンボルをより安全に伝送して再伝送要求を縮めることができるインターリービング装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するための本発明の方法は、伝送する情報を符号化された情報シンボルと少なくとも１つのパリティ対のシンボルに符号化するターボ符号器を使用し、２次以上の変調次数を利用して符号化されたシンボルをマッピングして伝送する通信システムにおいて、ターボ符号器により符号化されたシンボルをインターリービングするための方法であって、変調次数をｘ、ｙ、ｚ軸の３次元上でｚ軸の大きさ（Ｒ）とし、ｚ軸の大きさ（Ｒ）を考慮して伝送する情報の物理パケットの大きさが２のＭ乗の最大値を有することができるようにｘ軸の大きさを決定し、物理パケットの大きさを満たすようにｙ軸の大きさ（Ｋ）を決定する過程と、符号化されたシンボルを順次に受信し、受信されたシンボルを上記ｘ−ｙ−ｚ軸の大きさによって立体的に保存する過程とを含み、保存過程は、最初のシンボルを保存したｘ−ｙ平面を選択する第１段階と、決定された３次元配列で、ｘ−ｚ平面で最初のシンボルを保存する特定位置からｙ軸方向に順次に符号化シンボルを保存する第２段階と、ｙ軸方向の保存が完了すれば、特定位置からｘ軸の方向に移動して第２段階を繰り返す第３段階と、選択されたｘ−ｙ平面に対する保存が完了すれば、ｚ軸方向に次のｘ−ｙ平面を選択して第２段階乃至第３段階を反復遂行する第４段階とを含み、ターボ符号器から受信された符号化シンボルの保存が完了すれば、各ｘ−ｚ平面毎に符号化された情報シンボルとパリティ対のシンボルを区分して独立的に循環移動を遂行する過程を含み、循環移動過程は、伝送されるシンボルの大きさ及び伝送回数によって伝送する符号化された情報シンボルに対して“（Ｋ×ｃ＋ｋ）ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動させる第１段階と、伝送されるシンボルの残りの大きさを構成するリダンダンシーシンボルを“ｆｌｏｏｒ{（Ｋ×ｃ＋ｋ）／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動させる第２段階とを含み、伝送されるシンボルの残りの大きさを構成するリダンダンシーシンボルの数とパリティ対のシンボルの数の比率が１／ｎ（ここで、ｎは１、２、４、８、１６、・・・）の値を満たす場合、Ｄ値を“Ｋ×ｎ”の値に設定し、伝送するリダンダンシーシンボルの数とパリティ対のシンボルの数の比率がｍ／ｐの値を有すれば、Ｄ値をｎ値にＫを掛けた値に設定し、独立的に循環移動が完了すればｙ−ｚ軸の平面を列に区分し、上記列をビ
ット逆相順に再配列する過程と、ｘ−ｙ−ｚ軸に再配列されたシンボルを伝送するシンボルの数によって出力するｘ−ｚ平面を選択し、選択されたｘ−ｚ平面上でｙ−ｚの列の出力順序を決定し、区分された列をｚ軸方向に順次に出力する過程とを含む。
【００１２】
前述した目的を達成するための本発明の装置は、伝送する情報を符号化された情報シンボルと少なくとも１つのパリティ対のシンボルに符号化するターボ符号器を使用し、２次以上の変調次数を利用して符号化されたシンボルをマッピングして伝送する通信システムにおいて、ターボ符号器により符号化されたシンボルをインターリービングするための装置であって、伝送する物理パケットの大きさと送信スロットの数及び変調次数を受信し、上記変調次数をｘ、ｙ、ｚ軸の３次元上でｚ軸の大きさ（Ｒ）とし、ｚ軸の大きさ（Ｒ）を考慮して伝送する情報の物理パケットの大きさが２のＭ乗の最大値を有することができるようにｘ軸の大きさを決定し、物理パケットの大きさを満たすようにｙ軸の大きさ（Ｋ）を決定し、３次元インターリーバに符号化されたシンボルを保存し、インターリービング及び出力を制御するインターリーバ制御器と、符号化されたシンボルを順次に受信し、インターリーバ制御器の制御により受信されたシンボルをｘ−ｙ−ｚ軸の大きさによって最初のシンボルを保存するｘ−ｙ平面を選択し、決定された３次元配列でｘ−ｚ平面で最初のシンボルを保存する特定位置からｙ軸方向に順次に保存し、ｙ軸方向の保存が完了すれば、特定位置からｘ軸の方向に移動して受信されたシンボルを繰り返して順次に保存し、選択されたｘ−ｙ平面に対する保存が完了すれば、ｚ軸方向に次のｘ−ｙ平面を選択して前述した過程を通じて 立体空間に受信されたシンボルを全て保存した後、各ｘ−ｚ平面毎に符号化された情報シンボルとパリティ対のシンボルとを区分し、伝送されるシンボルの大きさ及び伝送回数によって伝送する符号化された情報シンボルに対して“（Ｋ×ｃ＋ｋ）ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動させて、伝送するリダンダンシーシンボルの数とパリティ対のシンボルの数の比率が１／ｎ（ここで、ｎは１、２、４、８、１６・・・）を満たす場合、循環移動のパターンを“ｆｌｏｏｒ{（Ｋ×ｃ＋ｋ）／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ”を使用して決定し、上記Ｄ値をＫ×ｎの値に設定し、伝送するリダンダンシーシンボルの数とパリティ対のシンボルの数の比率がｍ／ｐの場合、１／ｎをｍ／ｐ値に最も近接したｎ値に設定し、Ｄ値をｎ値にＫを掛けた値に設定し、独立的に循環移動が完了すれば、ｙ−ｚ軸の平面を列で区分し、上記列をビット逆相順に再配列した後、上記ｘ−ｙ−ｚ軸に再
配列されたシンボルを伝送するシンボルの数によって出力するｘ−ｚ平面を選択し、選択されたｘ−ｚ平面上でｙ−ｚの列の出力順序を決定し、区分された列のシンボルをｚ軸方向に順次に出力するチャネルインターリーバを含む。
【００１３】
前述した目的を達成するための本発明の他の方法は、伝送する情報を符号化された情報シンボルと少なくとも１つのパリティ対のシンボルに符号化するターボ符号器を使用し、２次以上の変調次数を利用して符号化されたシンボルをマッピングして伝送する通信システムにおいて、ターボ符号器により符号化されたシンボルをインターリービングするための方法であって、ターボ符号器により符号化されたシンボルの中で、情報シンボルに対して“（Ｋ×ｃ＋ｋ）ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動させてインターリービングする過程と、伝送されるシンボルの残りの大きさを構成するリダンダンシーシンボルを“ｆｌｏｏｒ{（Ｋ×ｃ＋ｋ）／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動させてインターリービングする過程とを含み、上記Ｋはシンボルの３次元保存時の高さであり、ｃは列インデックスであり、ｋは０、１、・・・の値を有する平面インデックスであり、Ｒは変調次数であり、ｍｏｄはモジュラ演算を意味し、ｆｌｏｏｒ{ｘ}はｘより大きくない最も大きい整数を意味する関数であり、Ｄは伝送されるシンボルの数によって決定される変数である。
【００１４】
前述した目的を達成するための本発明による他の装置は、伝送する情報を符号化された情報シンボルと少なくとも１つのパリティ対のシンボルに符号化するターボ符号器を使用し、２次以上の変調次数を利用して符号化されたシンボルをマッピングして伝送する通信システムにおいて、ターボ符号器により符号化されたシンボルをインターリービングするための装置であって、送信する物理パケットの大きさと、送信スロット及び変調次数によってターボ符号器により符号化されたシンボルのうち、情報シンボルに対して“（Ｋ×ｃ＋ｋ）ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動するように制御し、伝送されるシンボルの残りの大きさを構成するリダンダンシーシンボルを“ｆｌｏｏｒ{（Ｋ×ｃ＋ｋ）／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ”を使用して循環移動するように制御するインターリーバ制御器と、インターリーバ制御器の制御により入力されたシンボルを循環移動させるインターリーバとを含み、上記のＫはシンボルの３次元保存時の高さであり、ｃは列インデックスであり、ｋは０、１、・・・の値を有する平面インデックスであり、Ｒは変調次数であり、ｍｏｄはモジュラ演算を意味し、ｆｌｏｏｒ{ｘ}はｘより大きくない最も大きい整数を意味する関数であり、Ｄは伝送されるシンボルの数によって決定される変数である。
【発明の効果】
【００１５】
前述したように、本発明に係る３次元インターリーバを使用する場合、変調されて伝送されるシンボルの信頼度を均一に維持することができる利点がある。特に、伝送パターンが不規則な場合にも変調シンボルの信頼度を均一に維持することで、伝送効率を増大させることができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面に基づき、本発明の好適な実施形態についての動作原理を詳細に説明する。なお、本発明を説明するに当たり、関連のある公知の技術あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を余計に曖昧にする恐れのあると認められる場合、その詳細な説明を省略する。
【００１７】
図３は、本発明に係る３次元インターリービングを説明するための符号化シンボルの保存構成図である。以下、図３を参照して本発明に係る３次元インターリービングのための符号化シンボルの構成方法について説明する。
本発明に係る３次元インターリービングを遂行する際、符号化シンボルの大きさはｘ軸とｚ軸及びｙ軸の大きさだけ分布することになる。したがって、インターリービングされる全符号化シンボルの大きさは下記の数式２のように表現される。
［数式２］
インターリービングされる符号化シンボルの大きさ＝２Ｍ×Ｒ×Ｋ
数式２において、横の大きさ（列の個数：ｘ軸を構成するシンボルの個数）は２Ｍであり、縦の大きさ（行の個数：ｚ軸を構成するシンボルの個数）はＲ個である。数式２において、Ｒの値は変調次数（modulation order）に設定する。即ち、従来技術では２の指数乗を最大にした後、符号化シンボルの大きさを表現するためにＲの値を置いた点と対比される。したがって、Ｒは８−ａｒｙ ＰＳＫの場合は３の値を有し、１６ＱＡＭの場合は４の値を有する。
このように、Ｒを変調次数と決定すれば、インターリービングされるシンボルの大きさを合せるために３次元ブロックの高さが決定される。即ち、列の個数は２Ｍを維持し、Ｋ値を調節して全シンボルの個数を合せることができる。例えば、ブロックの大きさが３０７２である時、１６ＱＡＭを使用すると仮定すれば、Ｒ値は４となり、Ｋ値は３となり、Ｍの値は８に設定することができる。このような場合、従来技術で説明した２次元ブロックインターリーバは、Ｒの値が４である時の列の個数が７６８（＝３０７２／４）とならなければならない。ところが、上記７６８の値は２Ｍと表現できないという問題がある。
図３において、参照符号３１１、３２１、３３１、３４１、３５１、３６１は、各々インターリービングされるシンボルが保存される位置またはインターリービングされるシンボルを称する。即ち、数式２を構成する内部ブロックの六面体は、各々１つのシンボル保存位置、またはシンボルとなる。そうすると、このように３次元インターリービングのためにシンボルが保存され、インターリービングがなされる過程を図４Ａ乃至図４Ｄを参照して説明する。
【００１８】
図４Ａは、本発明の実施形態により３次元インターリービングのためにシンボルが保存される順序を説明するための図である。以下、図４Ａを参照して本発明に係る３次元インターリービングを遂行するためにシンボルが保存される過程に対して詳細に説明する。
図４Ａは、図３の全ブロックのうち、ｚ軸の最も最初の行のみを選択して図示した。また、最初の行を図示するにおいて、３次元ブロックであるのでｙ軸を共に図示したものである。図４Ａにおいて、シンボルが入力される順序はまずｚ軸の最初の行からｙ軸の下方に向かって入力される。即ち、最初のシンボルは参照符号３１１の位置に保存され、次のシンボルは参照符号３１２の位置に保存され、その次のシンボルは参照符号３１３の順に保存がなされる。したがって、ｙ軸の最後のシンボルの場合、参照符号３１４の位置に保存される。このような順にシンボルが保存されることを図４Ａでは参照符号４１１の矢印で図示した。参照符号４１１の矢印方向にシンボルを保存した後、次の位置である参照符号３２１の位置でシンボルを保存する。この時にも参照符号４１２の方向にシンボルが保存される。同様に、参照符号４１２の方向で全てのシンボルが保存されれば、その次の位置である参照符号３３１の位置から参照符号４１３の矢印方向にシンボルが保存される。
このように、参照符号４１１、４１２、４１３のような方向に保存される際、ｘ−ｚ平面から見て、シンボルの保存方向は太い点線で表示した参照符号４２１のような方向へ移動するものである。したがって、高さがＫであるので、１つの列が選択されれば、Ｋ個のシンボルがｙ軸方向に上から下に積まれることになり、このような過程は２Ｍ個だけなされる。前述したように、ｘ−ｙ平面のうち、１つの平面でシンボル保存が完了すれば、その次の平面に対してシンボルが保存される。ｘ−ｙ平面の順序を図３を参照して説明すれば、参照符号３１１、３２１、３３１の平面が先に選択され、その次に、その前に位置した参照符号３４１、３５１、３６１のシンボルを有するｘ−ｙ平面が選択される。このような方法を通じてデータが３次元平面を全て詰めるまで続けて保存される。
【００１９】
その後、本発明により３次元シンボルの循環移動（cyclic shift）動作がなされる。図４Ｂは、本発明に係る３次元インターリービングのためのシンボルの循環移動を説明するための図である。以下、図４Ｂを参照して本発明に係る循環移動に対して説明する。
本発明において、循環移動を使用する理由に対しては後述するシンボルの出力の以後に詳細に説明する。まず、ここではシンボルの循環移動動作に対して説明する。循環移動がなされる過程は、図４Ｂに示すように、各列の順序を定めて、各列毎に循環移動を遂行するものである。本発明ではＲに対するモジュラ演算を遂行して循環移動を遂行する。即ち、Ｒが４の場合であれば、０番目の列から３番目の列までの反復順序が続けて変更される。また、本発明では符号化された情報シンボル１１１の循環移動パターンと第１パリティ対のシンボル１１２、または第２パリティ対のシンボル１１３の循環移動パターンを異なるようにする。このように符号化された情報シンボル１１１の循環移動パターンは、下記の数式３のように定義され、第１パリティ対のシンボル１１２、及び第２パリティ対のシンボル１１３の循環移動パターンは、下記の数式４のように定義される。
［数式３］
符号化された情報シンボルの循環移動パターン＝（Ｋ×ｃ＋ｋ）ｍｏｄ Ｒ
［数式４］
パリティ対のシンボルの循環移動パターン＝ｆｌｏｏｒ{（Ｋ×ｃ＋ｋ）／Ｄ}ｍｏｄ Ｒ
数式３及び４において、Ｋは前述したように、３次元ブロックの高さに対応する値であり、Ｒは変調次数に決定される値である。また、ｃは列インデックスである。即ち、該当列の順序を表す。そして、ｋはｙ軸にｘ−ｚ平面の該当するインデックス値である。したがって、パリティ対のシンボルに対する循環移動パターンを決定するためには、Ｄ値を決定しなければならない。即ち、Ｄ値は循環移動のパターンを決定するための変数となる。また、数式３、または数式４に基づいて循環移動を遂行する方法は、参照符号４３１乃至４３４に示すように、ｚ軸の循環移動がなされる。即ち、循環移動値が０の場合、循環移動を遂行しないが、循環移動値が１の場合、各シンボルは１つずつ下へずれて、最下部のシンボルが最上部のシンボルに移動する。そして、循環移動値が２の場合であれば、最上部のシンボルから２シンボルの下の位置に移動し、３番目のシンボルが最初の位置に、そして４番目のシンボルが２番目のシンボルの位置に移動する。また、シンボルの移動はｙ軸で該当するｘ−ｚ平面のみでなされて、他のｘ−ｚ平面では数式３、または数式４に基づいてなされるという点に留意しなければならない。以上、前述した方法により循環移動がなされる。このように、循環移動を遂行する理由に対する詳細な説明は、変調シンボルの出力を説明した以後にまた説明することにする。
【００２０】
次に、循環移動がなされたシンボルのビット逆相順移動がなされる。図４Ｃは本発明に係る３次元インターリービングシンボルのビット逆相順移動を説明するための図である。以下、図４Ｃを参照して本発明に係る３次元インターリービングシンボルのビット逆相順移動方法に対して説明する。
従来の技術で説明したように、ビット逆相順は、下記の４つの過程を通じて遂行される。
１．十進数で表現される列の順序をＭ桁の二進数に変換する。
２．変換された二進数の配列を逆に配列する。
３．逆に配列された二進数をまた十進数に再変換する。
４．十進数に再変換された位置に該当列の全てのシンボルを移動する。
上記の最初の過程で列の順序を決定することは、図４Ｃに示すように列が決まる。即ち、ｙ−ｚ平面に区分する際、各平面をなすシンボルの集合が１つの列となる。そして、上記の列は最初の過程のように十進数で表現される列の順序を二進数に変更する。その後、２番目の過程で二進数の配列を逆に配列し、３番目の過程で逆に配列された二進数をまた十進数に再変換する。４番目の過程で、該当列の全てのシンボルは十進数に再変換された列に移動する。図４Ｃにおいて、参照符号４５１、４５２、４５３は、このように各列の移動を矢印で説明するためのものである。
【００２１】
ビット逆相順に基づいて列の再配置が完了すれば、ブロックインターリーバは該当シンボルを出力する。シンボルの出力順序を図４Ｄを参照して説明する。図４Ｄは、本発明に係る３次元インターリービングシンボルの出力順序を説明するための図である。
図４Ｄを参照して説明すれば、シンボルの出力がなされる順序は大別して下記のような４つの過程でなされる。
１．出力されていない最上位ｘ−ｚ平面を選択する。
２．選択された平面の最初の列から順次に出力する。
３．該当列のシンボルを出力する際、最も上側の行のシンボルから出力する。
４．選択されたｘ−ｚ平面のシンボルが全て出力されれば、次の最上位のｘ−ｚ平面を選択する。
図４Ｄの参照符号４６１乃至４６４の矢印は３番目の過程を意味し、参照符号４７０の矢印は上記２番目の過程を意味する。そして、参照符号４８０の矢印は４番目の過程を意味する。
【００２２】
そうすると、前述したようにシンボルが出力される際、循環移動を遂行する理由とその動作に対して更に詳細に説明する。前述したように、３次元インターリービングブロックでｚ軸である行の数を変調次数に設定することにより、インターリーバから出力された列は１つの変調シンボルにマッピングされる。これを１６ＱＡＭ変調方式を使用する場合で、例えば下記の通りである。１６ＱＡＭを使用すれば、変調次数は４次であるので、Ｒは４の値を有する。したがって、インターリーバから出力される１つの列に位置した４つのシンボルを１つのビットで表現する時、各ビットをｓ０、ｓ１、ｓ２、ｓ３と仮定する。そうすると、上記４つのビットは１つの１６ＱＡＭ変調シンボルにマッピングされる。
ところが、前述したように、１６ＱＡＭ変調シンボルでｓ１とｓ３は信頼度（reliability）の高い位置であり、ｓ０とｓ２は信頼度の低い位置である。したがって、本発明でのように循環移動過程無しにインターリーバを構成することになれば、ｓ０がある最初の行とｓ２がある３番目の行は常に信頼度の低い位置に変調シンボルにマッピングされることになる。また、インターリーバに符号化シンボルが入力される際、最上部のｘ−ｚ平面から入力されるので、同一なｙ軸で同一な位置のシンボルは常に信頼度の低い位置にマッピングされる結果を有する。一方、上記ｓ１とｓ３がある２番目、４番目の行は常に信頼度が高くなる。
したがって、一般に、インターリービング後に遂行することになるチャネル符号化の特性上、シンボルの信頼度が等しく混ぜられていなければ良い性能を出すことができないという性質に反するものである。したがって、本発明では循環移動方法を採択してこのような問題を解消することができる。
【００２３】
次に、本発明に係る循環移動過程に対してより詳細に説明する。本発明に係る循環移動過程は、１つの列に存在する４つの互いに異なる符号化シンボルの位置を循環的に移動させるものである。先に仮定した例を利用して説明すれば、下記の通りである。１６ＱＡＭ変調方式を使用すれば、１つの変調シンボルにマッピングされる符号化シンボルは、ｓ０、ｓ１、ｓ２、ｓ３となり、これらは全て同一な列に存在する符号化シンボルである。したがって、前述した符号化シンボルに対して循環移動値、即ち、循環移動回数が０回であれば、循環移動による符号化シンボルの位置または出力順序はｓ０、ｓ１、ｓ２、ｓ３のようにそのままに維持される。そして、循環移動値、即ち、循環移動回数が１回であれば、循環移動による符号化シンボルの位置または出力順序はｓ３、ｓ０、ｓ１、ｓ２のような順序となる。即ち、最初の行にｓ３が位置することになり、４番目の行にｓ２が位置することになる。同様に、循環移動回数が２回であれば、循環移動による符号化シンボルの位置または出力順序はｓ２、ｓ３、ｓ０、ｓ１のようになり、循環移動回数が３回であれば、循環移動による符号化シンボルの位置または出力順序はｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ０のようになる。
このような方法により各列を各々異なる回数で循環移動することで、同一な行に位置していたビットが他の行へ移動することになる。これは、変調シンボルのマッピングの際、信頼度が異なる位置にマッピングされることを意味する。
前述した数式３で説明したように、符号化された情報シンボル１１１のインターリービングでモジュラ演算時にＲを利用してモジュラ演算を遂行することは、Ｒの値が４の場合、４回循環移動を遂行したことは０回循環移動したことと同一な値を有するためである。Ｒ値でモジュラ演算を遂行する理由は、数式４でも同一な理由を有する。即ち、符号化された情報シンボル１１１のインターリービングでは、前述した数式３のようにｙ軸によるレベルインデックスとｘ軸による列インデックスにより循環移動を遂行する。
【００２４】
次に、リダンダンシー（Redundancy）に該当する各パリティ対のシンボル１１２、１１３の循環移動に対して説明する。各パリティ対の符号化シンボル１１２、１１３では、先に説明した数式３と異なり、異なる変数であるＤを利用し、“フロアー（floor）関数”を使用する。フロアー関数は下記の数式５のように定義される。
［数式５］
ｆｌｏｏｒ{ｘ}＝ｘより大きくない最も大きい整数
数式５のようなフロアー関数を使用する理由は伝送されるサブパケットの大きさに起因する。これを図１を参照して説明する。即ち、１スロットの間に伝送される１つのサブパケットは、初期伝送と１次再伝送及び２次再伝送において、互いに異なる内容のシンボルで構成される。即ち、初期伝送のサブパケットは、符号化情報シンボル１３１の全体と第１パリティ対のシンボル１３２の中の一部が伝送される。即ち、リダンダンシー部分の一部だけ伝送される。このように、インターリービングされたリダンダンシーのうち、前の一部だけ伝送されるので、逆インターリービングを遂行する際、連続したシンボルの間に一部のシンボルがパンクチャリング（puncturing）されて伝送することと同一な結果をもたらす。
【００２５】
したがって、順次に循環移動回数を０、１、２、３、０、１、２、３・・・のように設定すれば、中間の偶数番目のビットがパンクチャリングされたと仮定した際、実際の伝送されるシンボルは１、３、５、７、・・・番目のシンボルのみ伝送されて循環移動回数を１、３、１、３、・・・のように設定したことになる。このように、循環移動をすれば、前述したように隣接したシンボルが変調シンボルに変換される際、信頼度が同じ位置にマッピングされる。結果的に、一部区間では続けてよい信頼度の位置にマッピングされて伝送され、他の一部の区間では続けてよくない信頼度の位置にマッピングされて伝送されるので、チャネル符号化の性能劣化をもたらす。
即ち、１つのパリティ対のシンボル、即ち、１つのリダンダンシーブロックの中で、１／２が伝送されて１／２がパンクチャリングされる場合、循環移動の回数を“０、０、１、１、２、２、３、３、・・・”のように設定することができる。このように設定すれば、奇数番目のシンボルのみ伝送されても各シンボルの循環移動回数は“０、１、２、３、・・・”となって隣接したビット間の信頼度が互いに異なることになる。言い換えると、ｉ番目のシンボルが信頼度の良い位置にマッピングされれば、ｉ＋１番目のシンボルは信頼度のよくない位置にマッピングされて全体として信頼度の分布を最大限均一にすることになる。したがって、本発明ではこれを満足させるために各パリティ対のシンボルに対して循環移動回数を数式４のように設定したものである。したがって、各パリティ対のシンボルの伝送される量によってＤの値が決定されることができ、１／２が伝送される場合であれば、Ｄ値は２に設定される。即ち、数式４はＤ値だけ移動（shift）の回数が維持された特性を有するようにする。
したがって、１つのパリティ対のシンボルのうち、１／４が伝送され、３／４がパンクチャリングされる場合、循環移動の回数は“０、０、０、０、１、１、１、１、２、２、２、２、３、３、３、３、・・・”のように設定することができる。結果的に、シンボルが４番目毎に１回ずつ伝送されても奇数番目のシンボルのみ伝送されても各シンボルの循環移動回数は“０、１、２、３、・・・”となって隣接したシンボル間の信頼度が異なるようになる。したがって、このような場合にＤ値は４に設定される。
【００２６】
以下、前述したように伝送されるリダンダンシーの量、即ち、一対のパリティ対のシンボルのうち、伝送される量によってＤ値を設定する方法をより具体的に説明する。
仮に、このように一対のパリティ対のシンボルの中で、１／ｎが伝送され、（ｎ−１）／ｎがパンクチャリングされる場合、Ｄ値は“Ｋ×ｎ”に設定する。ここで、ｎ値は“１、２、４、８、１６、・・・”の値を有する。
ところが、上記したように、１／ｎのシンボルのみ伝送し、（ｎ−１）／ｎがパンクチャリングされる方法だけで１つのパリティ対のシンボルが伝送されない。即ち、ｎの値が任意のｍの値より大きいとする際、１つのパリティ対のシンボルのうち、ｍ／ｎのシンボルが伝送され、（ｎ−ｍ）／ｎのシンボルがパンクチャリングされる場合が発生することもある。これを例として説明すれば、下記の通りである。１つのパリティ対のシンボルのうち、７／１６のシンボルが伝送され、残りの９／１６のシンボルがパンクチャリングされる場合が発生することがありうる。このように、不規則的な伝送パターンを見れば、循環移動のためのパターンを決定するＤ値を求めることが困難である。
【００２７】
本発明では、このように不規則的な伝送パターンを有する場合、循環移動パターンを決定するＤ値を１つのパリティ対のシンボルのうち、伝送されるパリティ対のシンボルの比率より大きいながら最も近い１／ｎに合せてＤ値を“Ｋ×ｎ”に設定する。即ち、前述した７／１６の場合は１／ｎで計算する際、最も近い値が１／２の値であるので、１つのパリティ対のシンボルのうち、１／２のシンボルが伝送される時に使用するＤ値を７／１６で使用するＤ値と決定する。このように決定すれば、実際に７／１６の場合にＤ値は２となる。このように決定する理由は、１／ｎの形態が最も理想的な形態であるので、これに最も近接した値を選択することが好ましいためである。また、１／ｎが実際に伝送されるｍ／ｎの値より大きくなければならない理由は、残りのシンボルが更にパンクチャリングされたことと仮定することができるためである。
しかしながら、前述した方法と異なり、パンクチャリングがあまりなされていないことと仮定することができる。即ち、ｍ／ｎの値より小さいながら最も近い１／ｎの値を選択するようにすることができる。このように構成する場合、パンクチャリングが１／ｎの場合よりあまりなされていないことと仮定することができる。したがって、前述した例から見て、伝送される量が７／１６と仮定すれば、７／１６より小さいながら最も近い１／ｎの値は１／４の値とすることができる。したがって、このような場合にはＤ値は“Ｋ×ｎ＝１×４＝４”に設定することができる。即ち、１つのパリティ対のシンボルのうち、１／４のシンボルが伝送され、３／４のシンボルがパンクチャリングされるように説明することができる。このような場合、より多く伝送されるデータはパンクチャリングがあまりなされていないことが分かる。
【００２８】
また、上記の２つの方法を並行して遂行することができる。即ち、ｍ／ｎの値と最も近接した１／ｎの値を選択するようにすることができる。このような場合に、ｍ／ｎの値が１／ｎの値より大きい場合、パンクチャリングがあまりなされていないことと仮定し、ｍ／ｎの値が１／ｎの値より小さい場合、パンクチャリングがもっと多くなされたことと仮定する。
【００２９】
以下、説明の便宜のため、前述した方法のうち、１つの方法を採択して説明することにする。以下、１つのパリティ対のシンボルのうち、一部が不規則に、即ち、１／ｎの形態で伝送されない際、ｍ／ｎの値を決定するにあって、ｍ／ｎの値より大きく、ｍ／ｎ値に最も近い１／ｎにＫ値を掛けた値でＤ値を設定することと仮定する。
そうすると、このようにデータを伝送する際、高速パケットデータ伝送システムであるＨＲＰＤ（High Rate Packet Data）システムでサービスされるデータ率（data rate）とパケットの大きさによるインターリービング規則を表に示すと、下記の表１のように示すことができる。
【００３０】
【表１】
2008522539.tif 000003
【００３１】
表１に示すように、各物理パケットの大きさによって本発明に係るインターリービング変数であるＲ、Ｍ、Ｋ、Ｄ値が設定される。これを各物理パケットの大きさ別に説明する。
物理パケットの大きさ（Physical packet size）が２０４８の場合、初期伝送で伝送されるリダンダンシーシンボルは１７９２個である。１つのパリティ対のシンボルは“２０４８×２＝４０９６”であるので、１７９２／４０９６の値は７／１６となる。即ち、１つのパリティ対のシンボルの中で、７／１６に該当するリダンダンシーのみ伝送される。したがって、上記リダンダンシーの列番号は“０、２、４、６、８、１０、１２、１６、１８、・・・”と偶数番目列のみ伝送され、毎８番目の偶数列は伝送されない。このように不規則的な伝送パターンを見せる場合、移動パターン（shift pattern）Ｄを求め難いのである。したがって、本発明では伝送されない偶数列の頻度が低いので、全ての偶数列が伝送されることと仮定すれば、前述した１つのパリティ対のシンボルのうち、１／２が伝送され、１／２がパンクチャリングされる場合でのようにＤの値は２となる。
【００３２】
次に、物理パケットの大きさが３０７２の場合に対して説明する。前述した場合に初期伝送で伝送されるリダンダンシーシンボルは７６８である。したがって、このような場合、初期伝送で伝送される１つのパリティ対のシンボルのうち、“３０７２×２＝６１４４”であるので、１／８である。ところが、物理パケットの大きさである３０７２は２Ｍで表現できないので、Ｋ値を３に設定して３レベルを有するようにする。即ち、ｙ軸で３つのｘ−ｚ平面を有するように構成する。したがって、各レベルを構成する各ｘ−ｚ平面は１０２４のシンボルから構成される。このような場合、初期伝送で実際に伝送されるリダンダンシーシンボルは１つのパリティ対のシンボルで計算するのでなく、１つのレベルで計算される。したがって、１つのレベルで計算すれば、“７６８／２０４８＝３／８”となる。
したがって、インターリービングを考慮して実際に伝送されるリダンダンシーシンボルの列番号は“０、２、４、８、１０、１２、１６、１８、・・・”と偶数番目の列のみ伝送され、毎４番目の偶数列は伝送されない。このように、不規則的な伝送パターンを見せるため、移動パターンを決定するＤ値を前述した本発明による方法で計算する。即ち、伝送されない偶数列の頻度が低いので、全ての偶数列が伝送されることと仮定すれば、Ｋ値が３であることを考慮してＤ値は６となる。偶数番目の列のみに伝送されると仮定すれば、Ｄ値は２となるが、Ｋ値が３であることを考慮すれば、Ｄ値を６に設定しなければならない。
しかしながら、移動（shift）が“０、１、２、０、１、２”のように繰り返されるが、移動時に２と０は１６ＱＡＭの変調方法を使用する際、１、３番目の位置が信頼度が高いということを考慮すれば、性能上、類似な移動と見ることができる。また、Ｄ値を４とすれば移動が“０、１、３、２、３、１”のようになる。ところが、このような場合にも１と３が隣接してあり、さらに３が１つ置きにまた発生する問題がある。したがって、Ｄ値は６に設定することがより好ましい。Ｄ値を４にする場合にも０と２が交互に出てくるので可能な方法である。
【００３３】
【表２】
2008522539.tif 000004
【００３４】
表２は、物理パケットの大きさが３０７２であり、データ率（data rate）が表１の同一な１．８Ｍｂｐｓに対するインターリービング変数である。表２は、表１と対比する時、effective code rateを０．５９に上げて性能の向上を図るという点が異なる。このような場合にインターリービング変数であるＲ、Ｍ、Ｋ、Ｄ値は表２に示す通りである。
表２において、物理パケットの大きさが３０７２の場合に対して説明する。表２のように、effective code rateを更に高めた場合に伝送できる符号化シンボル（coded symbol）の数が増加するので、初期伝送で伝送されるリダンダンシーシンボルは２１１２である。したがって、このような場合、初期伝送で伝送される１つのパリティ対のシンボルのうち、“３０７２×２＝６１４４”であるので、２１１２／６１４４＝１１／３２である。ところが、物理パケットの大きさである３０７２は、２Ｍと表現できないので、Ｋ値を３に設定して３レベルを有するようにする。即ち、ｙ軸に３個のｘ−ｚ平面を有するように構成する。したがって、各レベルを構成する各ｘ−ｚ平面は１０２４のシンボルから構成される。このような場合、初期伝送で実際に伝送されるリダンダンシーシンボルは１つのパリティ対のシンボルで計算するのでなく、１つのレベルで計算される。したがって、１つのレベルで計算すれば、“２１１２／２０４８＝３３／３２”となる。これに最も近い１／ｎはｎ＝１であるので、Ｄ＝１を使用する。
【００３５】
次に、以上で説明した内容による本発明の装置に対して説明する。
図５は、本発明の好ましい実施形態により３次元インターリービングを遂行するための装置のブロック構成図である。以下、図５を参照して本発明に係る３次元インターリービングを遂行するための装置のブロック構成及び動作に対して詳細に説明する。
本発明に係る装置の構成において、ターボ符号器は、図１に図示した通りである。図５に示す符号化シンボルは、ターボ符号器１００から出力されたシンボルであり、符号化された情報シンボル１１１と第１パリティ対のシンボル１１２と第２パリティ対のシンボル１１３が本発明に係る３次元インターリーバ５１２に入力される。３次元インターリーバ５１２は、実際に図１に示す各々のブロックインターリーバのように符号化された情報シンボル１１１を３次元インターリービングするインターリーバと、第１パリティ対のシンボル１１２をインターリービングするインターリーバと、第２パリティ対のシンボル１１３をインターリービングするインターリーバを各々備えることができる。即ち、本発明の３次元インターリーバ５１２は、符号化された情報シンボル１１１と各パリティ対のシンボルを独立的にインターリービングする。
３次元インターリーバ５１２は、インターリーバ制御器５１１の制御に基づいてインターリービングを遂行する。インターリーバ制御器５１１は、物理パケットの大きさと送信スロットの数及び変調次数などの情報を受信する。このような情報を入力としてインターリーバ制御器５１１は、前述したように３次元インターリービングのためのパラメータであるＲ、Ｋ、Ｍ、Ｄ値を決定する。その後、パラメータの値に基づいて３次元インターリーバ５１２のインターリービング動作を制御する。このような制御動作は、後述する図６の動作フローチャートでより詳細に説明する。
仮に、本発明に係る３次元インターリーバ５１２を、パラメータ値のみ与えられれば、自動的にインターリービングできるように設計する場合、インターリーバ制御器５１１は各々の場合に対応してパラメータ値を保存して出力するようにするメモリに入れ替えることができる。即ち、各々の伝送率、変調次数、送信スロットの数及び物理パケットの大きさに対応するテーブルを表１または表２のような形態で保存するようにした後、それに合うパラメータ値を３次元インターリーバ５１２に出力するように構成することができる。前述した方法のうち、如何なる方法で構成しても本発明を遂行するに無理がない。以下では、説明の便宜のため、インターリーバ制御器５１１が上記の値を受信し、受信されたパラメータ値によりインターリーバ５１２を制御する場合と仮定して説明する。
インターリーバ制御器５１１により３次元インターリーバ５１２が受信された符号化シンボルのインターリービングを完了すれば、インターリービングされたシンボルは、図４Ｄで説明したような方法でシンボルを変調器５１３に出力する。そうすると、変調器５１３は予め決定された変調次数によって３次元インターリーバ５１２から入力されるインターリービングされたシンボルをマッピングして変調シンボルを出力する。
【００３６】
図６は、本発明の好ましい実施形態により３次元インターリービングの動作フローチャートである。以下、図６を参照して本発明の好ましい実施形態に係る３次元インターリービング過程に対して詳細に説明する。
インターリーバ制御器５１１は、ステップ６００で、伝送するデータの情報を受信する。データの情報は、前述したように、物理パケットの大きさ、送信スロットの数、変調次数、及びデータ率などとすることができる。このようなデータ情報を受信すれば、インターリーバ制御器５１１は、ステップ６０２に進行して受信されたデータ情報のうち、変調次数からパラメータＲを決定する。これは、前述したように、変調次数にＲ値が決定されるためである。変調次数を決定した後、インターリーバ制御器５１１はステップ６０４に進行し、物理パケットの大きさからＫ値とＭ値を決定する。即ち、既に３次元インターリービングを遂行するために受信するシンボルのｚ軸の値を知っており、物理パケットの大きさは２の２乗の形態で構成されなければならないので、データの大きさからＭの値を最大にする値を探すことができる。その後、全シンボルの数に対してインターリーブされたシンボルの数を合せるためにＫ値を決定するものである。
このように、Ｋ値とＭ値が決定されれば、インターリーバ制御器５１１は、ステップ６０６に進行して伝送するリダンダンシーのビット数を決定する。即ち、伝送するパリティ対のシンボルの数を決定する。その後、インターリーバ制御器５１１は、ステップ６０８に進行して伝送するリダンダンシー数を全リダンダンシー数で割った後、この値をＸに設定する。
その後、インターリーバ制御器５１１は、ステップ６１０に進行してＸ値が１／ｎを満たすかどうかを検査する。ステップ６１０の検査結果、Ｘ値が１／ｎの値を満たす場合、ステップ６１２に進行してＤ値をＫ×ｎに設定する。ここで、ｎ値は前述したように、“１、２、４、８、１６、・・・”の値を有する。そして、インターリーバ制御器５１１はステップ６２０に進行する。
一方、ステップ６１０の検査結果、ステップ６０８で計算されたＸ値が１／ｎを満たさない場合、インターリーバ制御器５１１は、ステップ６１４に進行してＸに最も近い１／ｎを選択する。図６の実施形態では、Ｘに最も近い１／ｎを選択する方法を例として説明しているが、前述したように、Ｘより大きい１／ｎの値を選択するようにすることもでき、Ｘより小さな１／ｎの値を選択するようにすることもできる。このような方法の中で、１つの方法によりＸ値を１／ｎの値に選択した後、インターリーバ制御器５１１はステップ６１６に進行して、選択されたｎ値にＫを掛けた値をＤと決定する。
したがって、インターリーバ制御器５１１は、全てのパラメータを決定した後、ステップ６２０に進行して決定されたパラメータを本発明に係る３次元インターリーバ５１２に提供する。以後、インターリーバ制御器５１１は、ステップ６２４に進行して３次元インターリーバ５１２に符号化シンボルの保存から循環移動及びビット逆相順の整列とインターリービングされたシンボルの出力を制御する。即ち、前述した図４Ａ乃至図４Ｄの過程の制御を遂行する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、伝送する情報を符号化及びインターリービングして伝送する符号化シンボルで構成する場合を説明するための概念図である。
【図２Ａ】ブロックインターリーバに入力されるデータの入力順序を示す図である。
【図２Ｂ】ブロックインターリーバでビット逆相順により列位置を決定する過程を説明する図である。
【図２Ｃ】ビット逆相順に基づいて列位置が変換された後、ブロックインターリーバでシンボルの出力順序を説明するための図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態に係る３次元インターリービングを説明するための符号化シンボルの好ましい構造を示す保存構成図である。
【図４Ａ】本発明の好ましい一実施形態により３次元インターリービングのためにシンボルが保存される過程を説明するための図である。
【図４Ｂ】本発明の好ましい一実施形態に係る３次元インターリービングのためのシンボルの循環移動方法を説明するための図である。
【図４Ｃ】本発明の好ましい一実施形態に係る３次元インターリービングシンボルのビット逆相順移動方法を説明するための図である。
【図４Ｄ】本発明の好ましい一実施形態に係る３次元インターリービングシンボルの出力順序を説明するための図である。
【図５】本発明の好ましい一実施形態により３次元インターリービングを遂行するための装置のブロック構成図である。
【図６】本発明の好ましい一実施形態により３次元インターリービングの動作フローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
５１１  インターリーバ制御器
５１２  ３次元インターリーバ
５１３  変調器
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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