(57)【要約】  本出願は、レートマッチング方法を開示する。この方法は、エンコーディングされたビットシーケンスを取得するステップであって、エンコーディングされたビットシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、ステップと、グループに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定するステップと、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットを除くエンコーディングされたビットシーケンス内のエンコーディングされたビットを取得して、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスを取得するステップとを含む。グループに基づくパンクチャリング/ショートニングレートマッチングは実装しやすく、それによって、Polar符号性能が改善する。
2020523917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンコーディングされたビットシーケンスを取得するステップであって、前記エンコーディングされたビットシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、ステップと、
前記グループに基づいて、前記エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定するステップと、
パンクチャリング/ショートニングする必要がある前記ビットを除く前記エンコーディングされたビットシーケンス内のエンコーディングされたビットを取得して、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスを取得するステップと
を含むレートマッチング方法。
【請求項２】
前記グループに基づいて、前記エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を前記決定するステップが、
前記グループ、およびパンクチャリング/ショートニングパターンに基づいて、前記エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要がある前記ビットの前記位置を決定するステップであって、前記パンクチャリング/ショートニングパターンが、前記g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序を決定する、ステップ
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記パンクチャリング/ショートニングパターンが、
すべての前記グループをパンクチャリング/ショートニングする前記優先順序に基づいて、すべての前記グループ内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を連続的に決定すること
を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
パンクチャリング/ショートニングする必要がある前記ビットが、完全にパンクチャリング/ショートニングする必要があるグループ内のすべてのビット、および完全にはパンクチャリングまたはショートニングする必要がないグループ内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
完全にパンクチャリング/ショートニングする必要があるグループの数量が、numG=floor(P/(N/g))であり、完全にはパンクチャリングまたはショートニングする必要がない前記グループ内のパンクチャリングする必要があるビットの数量が、(P-numG*N/g)であり、floorが切り捨てを示す、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記パンクチャリング/ショートニングパターンおよびすべての前記グループの前記優先順序に基づいて、第1のnumG個のグループ内のすべてのビットが、パンクチャリング/ショートニングされ、(numG+1)番目のグループ内の(N-M-numG*N/g)個のビットが、パンクチャリング/ショートニングされる、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記パンクチャリング/ショートニングパターンが、シーケンスSによって示され、前記シーケンスS内の要素が、前記g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする前記優先順序に基づいてソーティングされる前記g個のグループのグループ番号を含み、前記シーケンスS内の最初のg/2個のグループの位置が、前記シーケンスS内の最後のg/2個のグループの位置と対称をなす、請求項2から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記パンクチャリング/ショートニングパターンに基づいて、すべての前記グループが、前方から後方に向かう順序で連続的にパンクチャリングされ、またはすべての前記グループが、後方から前方に向かう順序で連続的にショートニングされる、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
グループ中心部のエンコーディングされたビットをパンクチャリングまたはショートニングする順序が、自然順序、ビット反転順序、信頼性順序、または符号重み順序である、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
gが4、8、16、32、64、128、256、512、または1024である、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
レートマッチングは、ブロックインターリーバを使用することによって、
N個のエンコーディングされたビットを列単位で前記ブロックインターリーバの中に連続的に置くことであって、各列が、1つのグループに対応する、置くことと、前記決定されたグループ間のパンクチャリングもしくはショートニングの優先順序に基づいて、前記ブロックインターリーバの列を並べ替え、自然順序に基づいて、前記ブロックインターリーバの行をソーティングすることと、
パンクチャリングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、前記ブロックインターリーバの第1の始点から、M個のエンコーディングされたビットを順次に読み出すこと、もしくはM個のビットが組み合わせ後に取得されるまで、前記ブロックインターリーバの第1の始点および第2の始点から同時に、エンコーディングされたビットを順次に読み出すこと、または
ショートニングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、前記ブロックインターリーバの第3の始点から、M個のエンコーディングされたビットを順次に読み出すこと、もしくはM個のビットが組み合わせ後に取得されるまで、前記ブロックインターリーバの第3の始点および第4の始点から同時に、エンコーディングされたビットを順次に読み出すことと
を行うように実装され、
Nが前記Polar符号の前記母符号長であり、Mが目標符号長であり、前記第1の始点がパンクチャリングされた位置以外の位置におけるビットに対応し、前記第3の始点がショートニングされた位置以外の位置におけるビットに対応する、
請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第1の始点が、前記ブロックインターリーバの右下隅であり、前記第2の始点が、伝送すべきビットの2つの端における前記第1の点以外の端点であり、前記第3の始点が、前記ブロックインターリーバの左上隅であり、前記第4の始点が、伝送すべきビットの2つの端における前記第3の点以外の端点である、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
実際の符号レートが予め設定された閾値よりも大きい場合、ショートニングレートマッチング方法を使用することが決定され、または実際の符号レートが予め設定された閾値以下である場合、パンクチャリングレートマッチング方法を使用することが決定され、前記実際の符号レートがK/Mであり、Kが情報ビットの数量であり、Mが目標符号長である、
請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記予め設定された閾値の値範囲が、区間[2/5,1/2]内の値である、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記予め設定された閾値が2/5、4/9、または1/2である、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
デコーディングすべきビットシーケンスの対数尤度比LLRを取得して、LLRシーケンスを取得するステップと、
グループに基づいて、パンクチャリング/ショートニングされた位置を決定するステップと、
前記パンクチャリング/ショートニングされた位置におけるビットのLLR値を戻して、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスを取得するステップであって、レートデマッチング後に取得される前記LLRシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のLLRの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、ステップと
を含むレートデマッチング方法。
【請求項１７】
エンコーディングされたビットシーケンスを取得するように構成されている取得ユニットであって、前記エンコーディングされたビットシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、取得ユニットと、
前記グループに基づいて、前記エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定するように構成されている第1の決定ユニットと、
パンクチャリング/ショートニングする必要がある前記ビットを除く前記エンコーディングされたビットシーケンス内のエンコーディングされたビットを取得して、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスを取得するように構成されているレートマッチングユニットと
を備えるレートマッチング装置。
【請求項１８】
前記第1の決定ユニットが、前記グループ、およびパンクチャリング/ショートニングパターンに基づいて、前記エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要がある前記ビットの前記位置を決定するように構成され、前記パンクチャリング/ショートニングパターンが、前記g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序を決定する、請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
前記パンクチャリング/ショートニングパターンが、すべての前記グループをパンクチャリング/ショートニングする前記優先順序に基づいて、すべての前記グループ内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を連続的に決定することを含む、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
パンクチャリング/ショートニングする必要がある前記ビットが、完全にパンクチャリング/ショートニングする必要があるグループ内のすべてのビット、および完全にはパンクチャリングまたはショートニングする必要がないグループ内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットを含む、請求項19に記載の装置。
【請求項２１】
完全にパンクチャリング/ショートニングする必要があるグループの数量が、numG=floor(P/(N/g))であり、完全にはパンクチャリングまたはショートニングする必要がない前記グループ内のパンクチャリングする必要があるビットの数量が、(P-numG*N/g)であり、floorが切り捨てを示す、請求項20に記載の装置。
【請求項２２】
前記パンクチャリング/ショートニングパターンおよびすべての前記グループの前記優先順序に基づいて、第1のnumG個のグループ内のすべてのビットが、パンクチャリング/ショートニングされ、(numG+1)番目のグループ内の(N-M-numG*N/g)個のビットが、パンクチャリング/ショートニングされる、請求項21に記載の装置。
【請求項２３】
前記パンクチャリング/ショートニングパターンが、シーケンスSによって示され、前記シーケンスS内の要素が、前記g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする前記優先順序に基づいてソーティングされる前記g個のグループのグループ番号を含み、前記シーケンスS内の最初のg/2個のグループの位置が、前記シーケンスS内の最後のg/2個のグループの位置と対称をなす、請求項18から22のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
前記パンクチャリング/ショートニングパターンに基づいて、すべての前記グループが、前方から後方に向かう順序で連続的にパンクチャリングされ、またはすべての前記グループが、後方から前方に向かう順序で連続的にショートニングされる、請求項17から23のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
グループ間のエンコーディングされたビットをパンクチャリングまたはショートニングする順序が、自然順序、ビット反転順序、信頼性順序、または符号重み順序である、請求項17から24のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
gが4、8、16、32、64、128、256、512、または1024である、請求項17から25のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
ブロックインターリーバを使用することによってレートマッチングするステップをさらに含み、前記レートマッチングユニットは、
N個のエンコーディングされたビットを列単位で前記ブロックインターリーバの中に連続的に置くことであって、各列が、1つのグループに対応する、置くことと、前記決定されたグループ間のパンクチャリングもしくはショートニングの優先順序に基づいて、前記ブロックインターリーバの列を並べ替え、自然順序に基づいて、前記ブロックインターリーバの行をソーティングすることと、
パンクチャリングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、前記ブロックインターリーバの第1の始点から、M個のエンコーディングされたビットを順次に読み出すこと、もしくはM個のビットが組み合わせ後に取得されるまで、前記ブロックインターリーバの第1の始点および第2の始点から同時に、エンコーディングされたビットを順次に読み出すこと、または
ショートニングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、前記ブロックインターリーバの第3の始点から、M個のエンコーディングされたビットを順次に読み出すこと、もしくはM個のビットが組み合わせ後に取得されるまで、前記ブロックインターリーバの第3の始点および第4の始点から同時に、エンコーディングされたビットを順次に読み出すことと
を行うように構成され、
Nが前記Polar符号の前記母符号長であり、Mが目標符号長であり、前記第1の始点がパンクチャリングされた位置以外の位置におけるビットに対応し、前記第3の始点がショートニングされた位置以外の位置におけるビットに対応する、
請求項17から26のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
前記第1の始点が、前記ブロックインターリーバの右下隅であり、前記第2の始点が、伝送すべきビットの2つの端における前記第1の点以外の端点であり、前記第3の始点が、前記ブロックインターリーバの左上隅であり、前記第4の始点が、伝送すべきビットの2つの端における前記第3の点以外の端点である、請求項27に記載の装置。
【請求項２９】
実際の符号レートが予め設定された閾値よりも大きい場合、ショートニングレートマッチング方法を使用することを決定し、または実際の符号レートが予め設定された閾値以下である場合、パンクチャリングレートマッチング方法を使用することを決定するように構成されている第2の決定ユニットであって、前記実際の符号レートがK/Mであり、Kが情報ビットの数量であり、Mが前記目標符号長である、第2の決定ユニットをさらに備える、請求項17から28のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３０】
前記予め設定された閾値の値範囲が、区間[2/5,1/2]内の値である、請求項29に記載の装置。
【請求項３１】
前記予め設定された閾値が2/5、4/9、または1/2である、請求項30に記載の装置。
【請求項３２】
プログラムを記憶するように構成されているメモリと、
前記メモリ内に記憶されている前記プログラムを実行するように構成されているプロセッサであって、前記プログラムが実行されると、請求項1から15のいずれか一項に記載のレートマッチング方法を行うように構成されている、プロセッサと
を備えるレートマッチング装置。
【請求項３３】
デコーディングすべきビットシーケンスの対数尤度比LLRを取得して、LLRシーケンスを取得するように構成されている取得ユニットと、
グループに基づいて、パンクチャリング/ショートニングされた位置を決定するように構成されている決定ユニットと、
前記パンクチャリング/ショートニングされた位置におけるビットのLLR値を戻して、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスを取得するように構成されているレートデマッチングユニットであって、レートデマッチング後に取得される前記LLRシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のLLRの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、レートデマッチングユニットと
を備えるレートデマッチング装置。
【請求項３４】
プログラムを記憶するように構成されているメモリと、
前記メモリ内に記憶されている前記プログラムを実行するように構成されているプロセッサであって、前記プログラムが実行されると、請求項16に記載のレートデマッチング方法を行うように構成されている、プロセッサと
を備えるレートデマッチング装置。
【請求項３５】
命令を記憶するコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令が、コンピュータにおいて動作すると、前記コンピュータが、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法を行い、または請求項16に記載の方法を行う、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項３６】
前記コンピュータプログラムが、命令を含み、前記命令が、コンピュータにおいて動作すると、前記コンピュータが、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法を行い、または請求項16に記載の方法を行う、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2017年6月16日に中国特許庁に出願された「RATE MATCHING METHOD AND APPARATUS, AND RATE DE-MATCHING METHOD AND APPARATUS」という名称の中国特許出願第201710459439.4号の優先権を主張するものであり、同出願は、全体が参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本出願は、通信技術の分野に関し、詳細には、レートマッチングの方法と装置およびレートデマッチングの方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
通信システムにおいては、データ伝送の信頼性を向上させ通信の品質を保証するために、通常、チャネルコーディングが行われる。トルコの教授Arikanによって提案されたポーラ符号(polar code)は、シャノン容量を達成できることが理論的に証明されている高い性能をもつ最初の符号である。加えて、Polar符号を使用することによってコーディングまたはデコーディングを実行することの複雑さが低減する。Polar符号は、線形ブロック符号である。Polar符号のコーディング行列は、GNであり、コーディング処理は、
【数１】
2020523917.tif 000003
であり、ただし、
【数２】
2020523917.tif 000004
は二進行ベクトルであり、長さがN(すなわち、母符号長(mother code length))であり、またGNは、N×N行列であり、
【数３】
2020523917.tif 000005
である。
【数４】
2020523917.tif 000006
は、log2N個の行列F2のクロネッカ(Kronecker)積として定義される。
【０００４】
行列
【数５】
2020523917.tif 000007
である。
【０００５】
Polar符号エンコーディング処理においては、
【数６】
2020523917.tif 000008
内の一部のビットは、情報を搬送するのに使用され、情報ビットと呼ばれる。ビットのインデックスセット(index set)は、Aと表される。他のビットは、送信端および受信端によって予め合意された固定値に設定され、凍結ビット、または凍結ビット(frozen bit)と呼ばれる。ビットのインデックスセットは、Aの補完セットであるAcと表される。Polar符号エンコーディング処理は、
【数７】
2020523917.tif 000009
と等価である。ここにおいて、GN(A)は、GNにおけるセットA内のインデックスに対応する行の部分行列であり、GN(AC)は、GNにおけるセットAC内のインデックスに対応する行の部分行列であり、uAは、
【数８】
2020523917.tif 000010
内の情報ビットセットであり、情報ビットの数量はKであり、また
【数９】
2020523917.tif 000011
は、
【数１０】
2020523917.tif 000012
内の凍結ビットセットであり、凍結ビットの数量は、(N-K)であり、凍結ビットは、既知のビットである。凍結ビットは、通常、0に設定される。しかしながら、凍結ビットは、送信端および受信端が予め合意しているという条件で、ランダムに設定してもよい。凍結ビットが0に設定される場合、Polar符号エンコーディング出力は、次のように、
【数１１】
2020523917.tif 000013
簡略化されてもよく、
【数１２】
2020523917.tif 000014
は、K×N行列である。
【０００６】
Polar符号構築処理は、セットAの選択処理であり、Polar符号の性能を決定する。Polar符号構築処理は、通常、次の通りである:母符号長Nに基づいて、全部でN個のポーラーチャネルがあることを決定し、N個のポーラーチャネルはそれぞれ、コーディング行列のN個の行に対応する;ポーラーチャネルの信頼性を計算する;およびセットAの要素として相対的に高い信頼性をもつ最初のK個のポーラーチャネルのインデックスを使用し、凍結ビットのインデックスセットAcの要素として残りの(N-K)個のポーラーチャネルに対応するインデックスを使用する。セットAは、情報ビット位置を決定し、セットAcは、凍結ビット位置を決定する。
【０００７】
このコーディング行列から、元のPolar符号(母符号)の符号長が2の整数乗であることが分かりえ、任意の符号長をもつPolar符号は、実際の適用においてはレートマッチングにより実装する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本出願は、任意の符号長をもつPolar符号を実装するレートマッチングの方法と装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第1の態様によれば、レートマッチング方法が提供される。この方法は、
エンコーディングされたビットシーケンスを取得するステップであって、エンコーディングされたビットシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、ステップと、
グループに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニング(punctured/shortened)する必要があるビットの位置を決定するステップと、
パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットを除くエンコーディングされたビットシーケンス内の少なくとも1つのエンコーディングされたビットを取得して、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスを取得するステップと
を含む。
【００１０】
第2の態様によれば、レートマッチング装置が提供され、この装置は、
エンコーディングされたビットシーケンスを取得するように構成されている取得ユニットであって、エンコーディングされたビットシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、取得ユニットと、
グループに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定するように構成されている第1の決定ユニットと、
パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットを除くエンコーディングされたビットシーケンス内のエンコーディングされたビットを取得して、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスを取得するように構成されているレートマッチングユニットと
を含む。
【００１１】
第1の態様に関して、可能な一実装形態においては、装置は、
実際の符号レートが予め設定された閾値よりも大きい場合、ショートニングレートマッチング方法を使用することを決定し、または実際の符号レートが予め設定された閾値以下である場合、パンクチャリングレートマッチング方法を使用することを決定するように構成されている第2の決定ユニットであって、実際の符号レートがK/Mであり、Kが情報ビットの数量であり、Mが目標符号長である、第2の決定ユニット
をさらに含む。
【００１２】
第1の態様に関して、可能な一実装形態においては、装置は、
パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置に対応するポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、残りのポーラーチャネルにおいては、高い信頼性をもつポーラーチャネルを選択し、高い信頼性をもつポーラーチャネル上に情報ビットを置き、他のポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、チャネルコーディングするようにエンコーディングすべきビットシーケンスを情報ビットにマッピングして、コーディングされたビットシーケンスを取得することとを行うように構成されているコーディングユニット
をさらに含む。
【００１３】
第3の態様によれば、レートマッチング装置が提供され、この装置は、
プログラムを記憶するように構成されているメモリと、
メモリ内に記憶されているプログラムを実行するように構成されているプロセッサであって、プログラムが実行されると、プロセッサが、本出願の実施形態の第1の態様に提供のレートマッチング方法を行うように構成されている、プロセッサと
を含む。
【００１４】
第4の態様によれば、レートデマッチング方法が提供され、この方法は、
デコーディングすべきビットシーケンスの対数尤度比LLRを取得して、LLRシーケンスを取得するステップと、
グループに基づいて、パンクチャリング/ショートニングされた位置を決定するステップと、
パンクチャリング/ショートニングされた位置におけるビットのLLR値を戻して(restoring)、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスを取得するステップであって、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のLLRの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、ステップと
を含む。
【００１５】
第5の態様によれば、レートデマッチング装置が提供され、この装置は、
デコーディングすべきビットシーケンスの対数尤度比LLRを取得して、LLRシーケンスを取得するように構成されている取得ユニットと、
グループに基づいて、パンクチャリング/ショートニングされた位置を決定するように構成されている決定ユニットと、
パンクチャリング/ショートニングされた位置におけるビットのLLR値を戻して、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスを取得するように構成されているレートデマッチングユニットであって、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のLLRの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、レートデマッチングユニットと
を含む。
【００１６】
第6の態様によれば、レートデマッチング装置が提供され、この装置は、
プログラムを記憶するように構成されているメモリと、
メモリ内に記憶されているプログラムを実行するように構成されているプロセッサであって、プログラムが実行されると、プロセッサが、第4の態様におけるレートデマッチング方法およびレートデマッチング方法の可能なすべての実装形態を行うように構成されている、プロセッサと
を含む。
【００１７】
第1の態様から第6の態様のうちのいずれか1つに関して、可能な一実装形態においては、グループに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定するステップは、グループ、およびパンクチャリング/ショートニングパターンに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定するステップであって、パンクチャリング/ショートニングパターンがg個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序を決定する、ステップを含む。
【００１８】
可能な一実装形態においては、反転関係が、パンクチャリングパターンとショートニングパターンとの間に存在する。
【００１９】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、すべてのグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序に基づいて、すべてのグループ内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を連続的に決定することを含む。
【００２０】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、グループの優先順序に基づいて、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置として異なる優先度をもつグループ内のビットを連続的に決定することと、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置として同じ優先度をもつ異なるグループ内のビットを交互方式で連続的に決定することとを含む。
【００２１】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、シーケンスSによって示され、シーケンスS内の要素は、g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序に基づいてソーティングされるg個のグループのグループ番号を含み、シーケンスS内の最初のg/2個のグループの位置は、シーケンスS内の最後のg/2個のグループの位置と対称をなす。
【００２２】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、シーケンスSによって示され、シーケンスS内の要素は、g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序に基づいてソーティングされるg個のグループのグループ番号を含み、ただし、
シーケンスSは、自然順序、ビット反転順序、信頼性順序、または母符号長がgであるときのポーラーチャネルの符号重み順序に基づくシーケンスである。
【００２３】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、シーケンスSによって示され、パンクチャリングパターンは、シーケンスSに基づいてグループを第1の順序で連続的にパンクチャリングすることを含み、ショートニングパターンは、シーケンスSに基づいてグループを第2の順序で連続的にショートニングすることを含み、ただし、第1の順序は、前方から後方、または後方から前方に向かい、第1の順序と第2の順序は、互いに反転する。
【００２４】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、シーケンスSによって示され、シーケンスS内の要素は、g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序に基づいてソーティングされるg個のグループのグループ番号を含む。
【００２５】
g=4の場合、S=[0,1,2,3]であり、または
g=8の場合、S=[0,1,2,4,3,5,6,7]であり、または
g=16の場合、S=[0,1,2,4,8,3,5,9,6,10,12,7,11,13,14,15]であり、または
g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,8,16,5,6,7,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,24,25,26,15,23,27,28,29,30,31]であり、または
g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,8,16,5,6,7,9,17,10,18,12,20,11,19,13,21,14,22,24,25,26,15,23,27,28,29,30,31]であり、または
g=64の場合、S=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,16,32,17,33,12,18,34,20,36,11,13,14,15,19,35,21,37,22,38,23,39,24,40,25,41,26,42,28,44,48,49,50,52,27,43,29,45,51,30,46,31,47,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63]である。
【００２６】
パンクチャリングする必要があるビットの位置は、シーケンスSの要素の自然順序の昇順で決定される。ショートニングパターンは、シーケンスSの要素の自然順序の降順で、ショートニングする必要があるビットの位置を決定することを含む。
【００２７】
可能な別の実装形態においては、
【００２８】
g=4の場合、パンクチャリングパターンは、次のように、最初に、0番目のグループをパンクチャリングし、次いで、第1のグループおよび第2のグループを交互にパンクチャリングする;またショートニングパターンは、次のように、最初に、第3のグループをショートニングし、次いで、第2のグループおよび第1のグループを交互にショートニングする。または
g=8の場合、パンクチャリングは、次のように、最初に、0番目のグループおよび第1のグループを順次にパンクチャリングし、第2のグループおよび第4のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第6のグループおよび第7のグループを交互にパンクチャリングする;またショートニングパターンは、次のように、最初に、第7のグループおよび第6のグループをショートニングし、次いで、第5のグループおよび第3のグループを交互にショートニングする。または
g=16の場合、パンクチャリングパターンは、次のように、最初に、0番目のグループ〜第2のグループを順次にパンクチャリングし、第4のグループおよび第8のグループを交互にパンクチャリングし、第3のグループをパンクチャリングし、次いで、第5のグループおよび第9のグループを交互にパンクチャリングする;またショートニングパターンは、次のように、最初に、第15のグループ、第14のグループおよび第13のグループを順次にショートニングし、第11のグループおよび第7のグループを交互にショートニングし、第12のグループをショートニングし、次いで、第10のグループおよび第6のグループを交互にショートニングする。または
g=32の場合、パンクチャリングパターンは、次のように、最初に、0番目のグループ〜第4のグループを順次にパンクチャリングし、第8のグループおよび第16のグループを交互にパンクチャリングし、第5のグループ、第6のグループおよび第7のグループを順次にパンクチャリングし、第9のグループおよび第17のグループを交互にパンクチャリングし、第10のグループおよび第18のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第11のグループおよび第19のグループを交互にパンクチャリングする;またそれに対応して、ショートニングパターンは、次のように、最初に、第31のグループ、第30のグループ、第29のグループ、第28のグループおよび第27のグループを順次にショートニングし、第23のグループおよび第15のグループを交互にショートニングし、第26のグループ、第25のグループおよび第24のグループを順次にショートニングし、第22のグループおよび第14のグループを交互にショートニングし、第21のグループおよび第13のグループを交互にショートニングし、次いで、第20のグループおよび第12のグループを交互にショートニングする。または
g=32の場合、パンクチャリングパターンは、次のように、最初に、0番目のグループ〜第4のグループを順次にパンクチャリングし、第8のグループおよび第16のグループを交互にパンクチャリングし、第5のグループ、第6のグループおよび第7のグループを順次にパンクチャリングし、第9のグループおよび第17のグループを交互にパンクチャリングし、第10のグループおよび第18のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第12のグループおよび第20のグループを交互にパンクチャリングする;またそれに対応して、ショートニングパターンは、次のように、最初に、第31のグループ、第30のグループ、第29のグループ、第28のグループおよび第27のグループを順次にショートニングし、第23のグループおよび第15のグループを交互にショートニングし、第26のグループ、第25のグループおよび第24のグループを順次にショートニングし、第22のグループおよび第14のグループを交互にショートニングし、第21のグループおよび第13のグループを交互にショートニングし、次いで、第19のグループおよび第11のグループを交互にショートニングする。または
g=64の場合、パンクチャリングパターンは、次のように、最初に、0番目のグループ〜第10のグループを順次にパンクチャリングし、第16のグループおよび第32のグループを交互にパンクチャリングし、第17のグループおよび第33のグループを交互にパンクチャリングし、第12のグループをパンクチャリングし、第12のグループおよび第34のグループを交互にパンクチャリングし、第20のグループおよび第36のグループを交互にパンクチャリングし、第11のグループ、第13のグループ、第14のグループおよび第15のグループを順次にパンクチャリングし、第19のグループおよび第35のグループを交互にパンクチャリングし、第21のグループおよび第37のグループを交互にパンクチャリングし、第22のグループおよび第38のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第23のグループおよび第39のグループを交互にパンクチャリングする;またショートニングパターンは、次のように、最初に、第63のグループ、第62のグループ、第61のグループ、第60のグループ、第59のグループ、第58のグループ、第57のグループ、第56のグループ、第55のグループ、第54のグループおよび第53のグループを順次にショートニングし、第47のグループおよび第31のグループを交互にショートニングし、第46のグループおよび第30のグループを交互にショートニングし、第51のグループをショートニングし、第45のグループおよび第29のグループを交互にショートニングし、第43のグループおよび第27のグループを交互にパンクチャリングし、第52のグループ、第50のグループ、第49のグループおよび第48のグループを順次にショートニングし、第44のグループおよび第28のグループを交互にショートニングし、第42のグループおよび第26のグループを交互にショートニングし、第41のグループおよび第25のグループを交互にショートニングし、次いで、第40のグループおよび第24のグループを交互にショートニングする。
【００２９】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、シーケンスSによって示され、シーケンスS内の要素は、g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序に基づいてソーティングされるg個のグループのグループ番号を含む。
【００３０】
g=4の場合、S=[0,(1,2),3]であり、または
g=8の場合、S=[0,1,(2,4),(3,5),6,7]であり、または
g=16の場合、S=[0,1,2,(4,8),3,(5,9),(6,10),12,(7,11),13,14,15]であり、または
g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,(8,16),5,6,7,(9,17),(10,18),(11,19),(12,20),(13,21),(14,22),24,25,26,(15,23),27,28,29,30,31]であり、または
g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,(8,16),5,6,7,(9,17),(10,18),(12,20),(11,19),(13,21),(14,22),24,25,26,(15,23),27,28,29,30,31]であり、または
g=64の場合、S=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,(16,32),(17,33),12,(18,34),(20,36),11,13,14,15,(19,35),(21,37),(22,38),(23,39),(24,40),(25,41),(26,42),(28,44),48,49,50,52,(27,43),(29,45),51,(30,46),(31,47),53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63]である。
【００３１】
本明細書においては、()を使用して、同じ優先度をもつ2つのグループを示し、2つのグループ内のエンコーディングされたビットは、交互にパンクチャリング/ショートニングされる。
【００３２】
第1の態様から第6の態様のうちのいずれか1つに関して、可能な一実装形態においては、gは、4、8、16、32、64、128、256、512、または1024である。
【００３３】
第1の態様から第6の態様のうちのいずれか1つに関して、可能な一実施形態においては、グループ数量gは、母符号長によって決定される。
【００３４】
可能な一実装形態においては、N/gは固定値であり、またはNが予め設定された値N0以下であるとき、g=g1であり、もしくはNがN0よりも大きいとき、g=g2であり、ただし、g1とg2は異なる値であり、g1およびg2はそれぞれ、4、8、16、32、64、128、256、512、または1024のうちの1つである。
【００３５】
第1の態様から第6の態様のうちのいずれか1つに関して、可能な一実装形態においては、グループ間のエンコーディングされたビットをパンクチャリングまたはショートニングする順序は、自然順序、ビット反転順序、信頼性順序、または符号重み順序である。
【００３６】
第1の態様から第6の態様のうちの1つに関して、可能な一実装形態においては、レートマッチングは、ブロックインターリーバを使用することによって、N個のエンコーディングされたビットを列単位でブロックインターリーバの中に連続的に置くことであって、各列が、1つのグループに対応する、置くことと、決定されたグループ間のパンクチャリングもしくはショートニングの優先順序に基づいて、ブロックインターリーバの列を並べ替え、グループ中心部のパンクチャリングもしくはショートニングの順序に基づいて、ブロックインターリーバの行を並べ替えることと、パンクチャリングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、ブロックインターリーバの第1の始点から、M個のエンコーディングされたビットを順次に読み出すこと、もしくはM個のビットが組み合わせ後に取得されるまで、ブロックインターリーバの第1の始点および第2の始点から同時に、エンコーディングされたビットを順次に読み出すこと、またはショートニングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、ブロックインターリーバの第3の始点から、M個のエンコーディングされたビットを順次に読み出すこと、もしくはM個のビットが組み合わせ後に取得されるまで、ブロックインターリーバの第3の始点および第4の始点から同時に読み出された、エンコーディングされたビットを順次に読み出すこととを行うように実装され、ただし、NはPolar符号の母符号長であり、Mは目標符号長であり、第1の始点はパンクチャリングされた位置以外の位置におけるビットに対応し、第2の始点はショートニングされた位置以外の位置におけるビットに対応する。
【００３７】
可能な一実装形態においては、第1の始点は、ブロックインターリーバの右下隅であり、第2の始点は、伝送すべきビットの2つの端における第1の点以外の端点であり、第3の始点は、ブロックインターリーバの左上隅であり、第4の始点は、伝送すべきビットの2つの端における第3の点以外の端点である。
【００３８】
可能な一実装形態においては、パンクチャリングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、M個のエンコーディングされたビットは、ブロックインターリーバの第1の始点から順次に読み出される。
【００３９】
第1の態様から第6の態様のうちのいずれか1つに関して、可能な一実装形態においては、実際の符号レートが予め設定された閾値よりも大きい場合、ショートニングレートマッチング方法を使用することが決定され、または実際の符号レートが予め設定された閾値以下である場合、パンクチャリングレートマッチング方法を使用することが決定され、ただし、実際の符号レートはK/Mであり、Kは情報ビットの数量であり、Mは目標符号長である。
【００４０】
可能な一実装形態においては、予め設定された閾値の値範囲は、区間[2/5,1/2]内の値である。
【００４１】
可能な一実装形態においては、予め設定された閾値は、2/5、4/9、または1/2である。
【００４２】
第7の態様によれば、通信装置が提供され、この装置は、バス、プロセッサ、記憶媒体、バスインターフェース、ネットワークアダプタ、ユーザインターフェース、およびアンテナを含む。
【００４３】
バスは、プロセッサ、記憶媒体、バスインターフェース、およびユーザインターフェースに接続するように構成されている。
【００４４】
プロセッサは、第1の態様もしくは第1の態様のいずれかの実装形態におけるレートマッチング方法を行うように構成され、または第4の態様もしくは第4の態様のいずれかの実装形態におけるレートデマッチング方法を行うように構成されている。
【００４５】
記憶媒体は、オペレーティングシステム、および送信すべきデータまたは受信されたデータを記憶するように構成されている。
【００４６】
バスインターフェースは、ネットワークアダプタに接続されている。
【００４７】
ネットワークアダプタは、ワイヤレス通信ネットワークにおける物理層の信号処理機能を実装するように構成されている。
【００４８】
ユーザインターフェースは、ユーザ入力デバイスに接続するように構成されている。
【００４９】
アンテナは、信号を送受信するように構成されている。
【００５０】
本出願の別の態様は、コンピュータ可読記憶媒体を提供する。コンピュータ可読記憶媒体は、命令を記憶する。命令が、コンピュータにおいて動作すると、コンピュータは、前述の態様または実装形態のうちのいずれか1つにおける方法を行う。
【００５１】
本出願の別の態様は、命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。命令がコンピュータにおいて動作すると、コンピュータは、前述の態様または実装形態のうちのいずれか1つにおける方法を行う。
【００５２】
本出願の別の態様は、コンピュータプログラムを提供する。コンピュータプログラムがコンピュータにおいて動作すると、コンピュータは、前述の態様または実装形態のうちのいずれか1つにおける方法を行う。
【発明の効果】
【００５３】
本出願の諸実施形態においては、エンコーディングされたビットが、g個のグループに分割され、グループに基づくパンクチャリング/ショートニングレートマッチングは実装しやすく、それによって、Polar符号性能が改善する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】基本的なワイヤレス通信手順の略図である。
【図２】本出願の一実施形態に係る適用シナリオの略図である。
【図３】ArikanのPolar符号の構成図である。
【図４】本出願の一実施形態に係るPolar符号レートマッチング方法の概略的流れ図である。
【図５】本出願の一実施形態に係るPolar符号のコーディングされたビットを4つのグループに分割してパンクチャリングする概略図である。
【図６】本出願の一実施形態に係るPolar符号のコーディングされたビットを32個のグループに分割して順次パンクチャリングする概略図である。
【図７】本出願の一実施形態に係るブロックインターリーバを使用することによって順次パンクチャリング/ショートニングを実装する概略図である。
【図８】本出願の一実施形態に係るブロックインターリーバ内のコーディングされたビットを列単位で読み出す概略図である。
【図９】本出願の一実施形態に係るブロックインターリーバ内のエンコーディングされたビットを行単位で読み出す概略図である。
【図１０】本出願の一実施形態に係る32個のグループのパンクチャリング/ショートニングパターンの概略図である。
【図１１】本出願の一実施形態に係るインターリーバを使用することによって順次および交互のパンクチャリング/ショートニングを実装する概略図である。
【図１２】本出願の一実施形態に係る、g=32のときの順次および交互のレートマッチングスキームを使用することによって取得される性能と、g=4のときの順次および交互のレートマッチングスキームを使用することによって取得される性能との間の比較を示すグラフである。
【図１３】本出願の一実施形態に係るレートマッチング装置1300の概略的構造図である。
【図１４】本出願に係る別のレートマッチング装置1400の概略的構造図である。
【図１５】本出願の一実施形態に係るPolar符号レートデマッチング方法の概略的流れ図である。
【図１６】本出願の一実施形態に係るレートデマッチング装置の概略的構造図である。
【図１７】本出願の一実施形態に係る別のレートデマッチング装置の概略的構造図である。
【図１８】本出願の一実施形態に係る通信装置の概略的構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
次に、添付の図面を参照して詳細に本出願の具体的な実施形態についてさらに説明する。
【００５６】
図1は、基本的なワイヤレス通信手順を示している。送信端では、信号ソースが、ソースコーディング、チャネルコーディング、レートマッチング、および変調マッピングが行われた後に伝送される。受信端では、信号送信先が、デマッピング復調、レートデマッチング、チャネルデコーディング、および信号ソースデコーディングが行われた後、出力される。Polar符号は、チャネルのコーディングおよびデコーディングに使用されてもよい。元のPolar符号(母符号)の符号長が2の整数乗であるので、任意の符号長をもつPolar符号は、実際の適用においてはレートマッチングにより実装する必要がある。送信端は、チャネルコーディングの後にレートマッチングを行って、任意の目標符号長を実装し、受信端は、チャネルデコーディングの前にレートデマッチングを行う。
【００５７】
本出願の実施形態は、ワイヤレス通信システムに適用されてもよい。ワイヤレス通信システムは、通常、セルを含む。各セルは、基地局(base station、BS)を含み、基地局は、複数のモバイル局(mobile station、MS)に通信サービスを提供する。図2に示されているように、基地局は、コアネットワークデバイスに接続されている。基地局は、ベースバンドユニット(baseband unit、BBU)、および遠隔無線ユニット(remote radio unit、RRU)を含む。BBUおよびRRUは、異なる場所に置かれてもよい。たとえば、RRUは、通信量の多いエリア内にリモートで置かれ、BBUは、中央機器室内に置かれている。BBUおよびRRUは、代替として、同じ機器室内に置かれてもよい。BBUおよびRRUは、代替として、1つのラックの異なる構成要素であってもよい。
【００５８】
本出願の実施形態において述べるワイヤレス通信システムが、狭帯域モノのインターネット(Narrowband Internet of Things、NB-IoT)システム、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ(Global System for Mobile Communications、GSM(登録商標))、GSM進化型高速データレート(Enhanced Data rates for GSM Evolution、EDGE)システム、広帯域符号分割多元接続(Wideband Code Division Multiple Access、WCDMA(登録商標))システム、符号分割多元接続2000(Code Division Multiple Access 2000、CDMA2000)システム、時分割同期符号分割多元接続(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access、TD-SCDMA)システム、ロングタームエボリューション(Long Term Evolution、LTE)システム、および次世代5Gモバイル通信システムの3つの主な適用シナリオeMBB、URLLC、およびeMTCを含むが、これらに限定するものではないことに留意すべきである。
【００５９】
本出願の実施形態においては、基地局は、無線アクセスネットワーク内に配置されMSにワイヤレス通信機能を提供する装置である。基地局は、様々な形態で、マクロ基地局、マイクロ基地局(小さいセルとも呼ばれる)、中継局、またはアクセス点などを含んでもよい。異なる無線アクセス技術が使用されているシステムにおいては、基地局機能を有するデバイスは、異なる名称を有してもよい。たとえば、デバイスは、LTEシステムにおいては進化型ノードB(evolved NodeB、eNBもしくはeNodeB)と呼ばれ、または第3世代(3rd Generation、3G)システムにおいてはノードB(英訳:NodeB)と呼ばれる、などである。説明を簡単にするために、本出願の実施形態においてはすべて、MSにワイヤレス通信機能を提供する装置をまとめてネットワークデバイス、基地局、またはBSと呼ぶ。
【００６０】
本出願の実施形態に関連するMSは、ワイヤレス通信機能を有するハンドヘルドデバイス、車載デバイス、ウェアラブルデバイス、もしくはコンピューティングデバイス、またはワイヤレスモデムに接続されている別の処理デバイスを含んでもよい。MSは、代替として、端末(英訳:terminal)と呼ばれてもよい。MSは、代替として、加入者ユニット(英訳:subscriber unit)、セルラフォン(英訳:cellular phone)、スマートフォン(英訳:smartphone)、ワイヤレスデータカード、パーソナルデジタルアシスタント(personal digital assistant、PDA)コンピュータ、タブレットコンピュータ、ワイヤレスモデム(英訳:modem)、ハンドヘルドデバイス(英訳:handset)、ラップトップコンピュータ(laptop computer、LC)、またはマシン型通信(machine type communication、MTC)端末などであってもよい。説明を簡単にするために、本出願の実施形態においてはすべて、上に挙げたデバイスをまとめてMSと呼ぶ。
【００６１】
本出願の実施形態におけるレートマッチング装置は、上に挙げたBSもしくはMSであっても、BSもしくはMS内に配設された装置であっても、または別のワイヤレス通信デバイス内に配設された装置であってもよい。
【００６２】
準均一パンクチャリング(quasi-uniform puncturing、QUP)は、任意の符号長をもつPolar符号を実装するためのコーディング方法およびレートマッチング方法のうちの1つである。最初に、母符号長が、目標符号長の2の整数乗以上であることが決定される。次いで、パンクチャリングパターン(パンクチャリングすべき位置)が、母符号長および目標符号長に基づいて決定される。パンクチャリングパターンは、二進シーケンスを使用することによって表されてもよい。「0」は、パンクチャリングすべき位置を示し、「1」は、パンクチャリングされない位置を示すことが決定される。パンクチャリングすべき位置に対応するチャネル容量は、0に設定される(またはエラー確率は1に設定され、もしくは信号対雑音比SNRは限りなく小さくなるように設定される)。ポーラーチャネルの信頼性は、密度進化法、ガウス近似法、または線形フィッティング法を使用することによって計算されソーティングされる。情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)の位置、および凍結ビットの位置が決定される。コーディング端は、コーディング後、パンクチャリングすべき位置にあるビットを削除して、Polar符号を取得する。
【００６３】
別のPolar符号コーディングおよびレートマッチング方法は、Polar符号のショートニング(Shorten)である。ショートニングすべき(Shorten)の位置におけるコーディングされたビットは、凍結ビットにのみ関連している。最初に、ポーラーチャネルの信頼性が、母符号に基づいて計算される。次いで、Shortenすべき位置が決定される。凍結ビットが、対応するポーラーチャネル上に置かれ、情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)の位置および凍結ビットの位置が、信頼性に基づいて残りのポーラーチャネルにおいて決定される。コーディング後、ショートニングすべき位置にあるビットは削除されて、Polar符号を取得し、それによって、レートマッチングが実装される。Shortenに基づくコーディングおよびレートマッチングスキームにおいては、ポーラーチャネルの信頼性は、ショートニングすべき位置に基づいて再計算する必要はなく(再構築する必要はなく)、凍結ビットは、ショートニングすべき位置に対応するポーラーチャネル上に置かれ、それによって、Polar符号構築の複雑さは大いに低減される。図3に示されているように、コーディング行列GNは、下三角行列であり、最後のN-M個のコーディングビット(Nは母符号長であり、Mは目標符号長である)は削除されてもよく、凍結ビットは、最後のN-M個のポーラーチャネル上に置かれる。この場合においては、パンクチャリングすべきビットは、凍結ビットにのみ関連している。これは、実行可能なショートニングパターンとして使用されてもよい。
【００６４】
本出願は、Polar符号レートマッチング方法を提供する。この方法は、グループに基づくパンクチャリングまたはショートニングである。図4に示されているように、レートマッチング方法は、次のステップを含む。
【００６５】
402.エンコーディングされたビットシーケンスを取得し、エンコーディングされたビットシーケンスは等長グループを含み、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量はN/gであり、NはPolar符号の母符号長であり、Nは2の整数乗であり、gは4以上でN未満の整数であり、gは2の整数乗である。
【００６６】
g=4の場合、Polar符号のコーディングされたビットは、4つの等長グループに順次に分割され、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量はN/4である。たとえば、母符号長Nが64であり、エンコーディングされたビットが4つのグループに分割される場合、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量は16であり、または母符号長Nが256であり、エンコーディングされたビットが4つのグループに分割される場合、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量は64である。Nの値が大きくなるほど、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量はより大きく示されることが分かりうる。グループ粒度は、エンコーディングされたビットが4つのグループに分割されたとき、相対的に大きい。そのため、性能をさらに改善するためには、相対的に小さい粒度によるグループ分け方式が使用されてもよい。たとえば、gは、8、16、32、64、128、256、512、または1024などであり、gは、2の整数乗である。グループ分けが有意になるように、gは、N未満である必要があることは確実である。
【００６７】
グループの数量は、たとえば、32に固定されてもよい。このようにして、任意の符号長のレートマッチングは、具体的に言えば、その長さが32であるシーケンスSによって決定される固定ブロックインターリーバを使用することによって実装されてもよい。別の設計においては、各グループ内のビットの数量が、たとえば16に固定されることが保証される。しかしながら、グループの数量は、母符号長とともに増加する。言い換えれば、グループの数量はN/16である。グループの数量はまた、母符号長により変動してもよい。たとえば、母符号長が大きいほど、グループの数量はより大きく示される。このようにして、より小さい粒度は、レートマッチングするように設計され、設計が柔軟であるほど、より優れた性能を示すことができる。たとえば、閾値N0が設定されてもよい。Nが予め設定された値N0以下であるとき、g=g1であり、NがN0よりも大きいとき、g=g2であり、ただし、g1とg2は、異なる値であり、g1およびg2はそれぞれ、4、8、16、32、64、128、256、512、または1024のうちの1つである。たとえば、N0=256、g1=8、およびg2=32である。Nとgとの間の関係もまた、テーブルに予め記憶されてもよく、分割により取得されるグループの数量は、テーブルを検索することによって決定される。
【００６８】
403.グループに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定する。
【００６９】
具体的には、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置は、グループ、およびパンクチャリング/ショートニングパターンに基づいて決定されてもよい。パンクチャリング/ショートニングパターンは、g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序を決定する。反転関係が、パンクチャリングパターンとショートニングパターンとの間に存在してもよい。すべてのグループ内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置は、すべてのグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序に基づいて連続的に決定されてもよい。このパターンは、順次パンクチャリング/ショートニング方式と簡潔に呼ばれる。代替として、順次および交互のパンクチャリング/ショートニング方式が使用されてもよい。具体的に言えば、第1の数量のグループ内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置は、優先順序に基づいて順次パンクチャリング/ショートニング方式で決定され、交互パンクチャリング/ショートニング方式は、第2の数量のグループ内の同じ優先度をもつグループ内のエンコーディングされたビットに使用される。言い換えれば、異なる優先度をもつグループ内のビットは、グループの優先順序に基づいて、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置として連続的に決定され、同じ優先度をもつ異なるグループ内のビットは、交互方式で、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置として連続的に決定される。
【００７０】
404.パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットを除くエンコーディングされたビットシーケンス内のエンコーディングされたビットシーケンスを取得して、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスを取得する。言い換えれば、パンクチャリング/ショートニングパターンによって指定される位置におけるエンコーディングされたビットは、削除されてもよく、残りのエンコーディングされたビットシーケンスが、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスである。
【００７１】
任意選択で、レートマッチング方法は、Polarコーディング処理をさらに含んでもよく、
パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置に対応するポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、残りのポーラーチャネルにおいては、高い信頼性をもつポーラーチャネルを選択し、高い信頼性をもつポーラーチャネル上に情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)を置き、他のポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、チャネルコーディングするようにエンコーディングすべきビットを情報ビットにマッピングして、エンコーディングされたビットシーケンスを取得することとを行う。
【００７２】
任意選択で、レートマッチング方法は、次のステップをさらに含んでもよい。
【００７３】
401.ショートニング/パンクチャリングレートマッチング方式を使用することを決定する。
【００７４】
異なる符号長をもつPolar符号は、異なるQUPパンクチャリングパターンに対応する。ポーラーチャネルの信頼性は、符号レートなどのコーディングパラメータに基づいて再計算する必要があり(再構築する必要があり)、複雑さは、相対的に高い。ショートニングパターンの場合、Polar符号内のより後のポーラーチャネルの信頼性は、相対的に高く、ポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことにより、結果的に、性能が不安定になりうる。特に符号レートが低いとき、これにより、きわめて大きい性能損失が生じる場合がある。
【００７５】
具体的には、パンクチャリング/ショートニング方法は、実際の符号レートに基づいて決定されてもよい。実際の符号レートの値は、予め設定された閾値と比較されて、パンクチャリングまたはショートニングレートマッチングを行うことが決定される。実際の符号レートR=K/M>R0の場合、ショートニングレートマッチングが行われる。ショートニングすべき位置におけるコーディングされたビットがショートニング(削除)され、凍結ビットは、そのシーケンス番号がショートニングすべき位置のものと等しいポーラーチャネル上に置かれる。デコーディング中に、ショートニングされた位置の対数尤度比LLRが、限りなく大きくなるように設定される。実際の符号レートR≦R0の場合、パンクチャリングレートマッチングが行われる。パンクチャリングすべき位置におけるコーディングされたビットが、パンクチャリング(削除)され、凍結ビットは、そのシーケンス番号がパンクチャリングすべき位置のものと等しいポーラーチャネル上に置かれる。デコーディング中に、ショートニングLLRが、0に設定される。予め設定された閾値R0の値は、2/5から1/2の間であってもよく、たとえば、R0の値は、2/5、4/9、または1/2などである。
【００７６】
本出願のこの実施形態におけるパンクチャリングパターンまたはショートニングパターンは、最初にパンクチャリングまたはショートニングされるグループ、およびパンクチャリングまたはショートニング中に、後にパンクチャリングまたはショートニングされるグループを決定するのに使用される順序を示す。パンクチャリングパターンまたはショートニングパターンにおいて指定される優先順序は、パンクチャリングすべきまたはショートニングすべきコーディングされたビットの位置を決定するのに使用されてもよい。反転関係が、設計されたパンクチャリングパターンとショートニングパターンとの間に存在してもよい。ビットのコーディングの場合、パンクチャリングは、前方から後方に向かって行われ、ショートニングは、後方から前方に向かって行われる。
【００７７】
パンクチャリングまたはショートニングパターンは、シーケンスSを使用することによって示されてもよく、g個のグループのグループ番号は、g個のグループをパンクチャリングまたはショートニングする優先順序に基づいてソーティングされる。シーケンスSの要素は、g個のグループをパンクチャリングまたはショートニングする優先順序に基づいてソーティングされるg個のグループのグループ番号を含む。表示シーケンスSは、信頼性シーケンス、自然順序シーケンス、Polar符号の符号重み順序シーケンス、または優れた性能をもつ別のシーケンスであってもよい。パンクチャリングパターンは、シーケンスSに基づいてグループを第1の順序で連続的にパンクチャリングすることを含む。ショートニングパターンは、シーケンスSに基づいてグループを第2の順序で連続的にショートニングすることを含む。第1の順序は、前方から後方、または後方から前方に向かい、第1の順序と第2の順序は、互いに反転する。
【００７８】
たとえば、g=32として、その母符号長が32であるPolar符号のポーラーチャネルが信頼性に基づいてソーティングされた後に取得されるシーケンスは、表示シーケンスとして使用されてもよい。一例においては、分極重み(polarization weight)に基づいて計算される信頼性が昇順でソーティングされた後に取得されるシーケンスは、次のように、
S=[0,1,2,4,8,16,3,5,6,9,10,17,12,18,20,24,7,11,13,19,14,21,22,25,26,28,15,23,27,29,30,31]である。
【００７９】
別の例においては、ガウス近似(Gaussian approximation、GA)/密度進化(density evolution、DE)法に基づいて計算される信頼性が昇順でソーティングされた後に取得されるシーケンスは、次のように、
S=[0,1,2,4,8,16,3,5,6,9,10,17,12,18,20,7,24,11,13,19,14,21,22,25,26,28,15,23,27,29,30,31]である。
【００８０】
さらなる別の例においては、Polar符号のコーディング行列の行における1の数量は、行の符号重みである。ソーティングは、符号重みに基づいて昇順で行われる。同じ符号重みをもつシーケンス番号におけるより小さいシーケンス番号は、前方に置かれる。そのため、符号重みをソーティングするシーケンスが取得される。符号重みを昇順でソーティングするシーケンスは、次のように、S=[0,1,2,4,8,16,3,5,6,9,10,12,17,18,20,24,7,11,13,14,19,21,22,25,26,28,15,23,27,29,30,31]である。
【００８１】
別の値のgが使用されるときの表示シーケンスの場合、対応する信頼性シーケンス、自然順序シーケンス、Polar符号の符号重み順序シーケンスを、g=32のときに使用される方式を参照して取得されてもよい。パンクチャリングが、表示シーケンスSに基づいて前方から後方に向かって行われる。具体的に言えば、パンクチャリングは、シーケンスの第1の要素によって示されるグループから行われ、パンクチャリングされたビットの数量が、パンクチャリングする必要があるビットの数量未満である場合、第2の要素によって示されるグループにおいてさらに行われる。順次パンクチャリングは、パンクチャリングする必要があるビットの数量がパンクチャリングされるまで行われる。ショートニングは、後方から前方に向かって行われる。具体的に言えば、ショートニングは、シーケンスSの最後の要素によって示されるグループから行われ、ショートニングされたビットの数量が、ショートニングする必要があるビットの数量未満である場合、最後から2番目の要素によって示されるグループにおいてさらに行われる。順次ショートニングは、ショートニングする必要があるビットの数量がショートニングされるまで行われる。パンクチャリングまたはショートニングの処理においては、パンクチャリングまたはショートニングする必要がある残りのビットの数量が1つのグループ内のビットの総数量未満である場合、グループ中心部のパンクチャリングまたはショートニングの順序は、グループ間のパンクチャリング/ショートニングの順序を示す。言い換えれば、グループ中心部のパンクチャリングまたはショートニングの順序は、信頼性シーケンス、自然順序シーケンス、Polar符号の符号重み順序シーケンス、または優れた性能をもつ別のシーケンスであってもよい。母符号長N=256、およびg=32であると仮定する。各グループ内のビットの数量は、256/32=8である。各グループ内の8つのビットは、N=8のときに使用される信頼性シーケンスに基づいてソーティングされても、自然順序でソーティングされても、またはN=8のときに使用される符号重み順序に基づいてソーティングされてもよい。パンクチャリングまたはショートニングの順序については、上述のグループ間のパンクチャリングまたはショートニングの順序を参照されたい。
【００８２】
グループに基づくパンクチャリングまたはショートニングの方式が2つあってもよい。一方の方式は、自然順序のパンクチャリング/ショートニングである。分割により取得されるすべてのグループ内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置は、すべてのグループをパンクチャリング/ショートニングしパンクチャリング/ショートニングパターンに基づいて決定される優先順序に基づいて連続的に決定される。もう一方の方式は、自然順序および交互のパンクチャリング/ショートニングである。パンクチャリング/ショートニングパターンは、グループ優先順序に基づいて、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置として、第1の数量のグループ内のビットを連続的に決定することと、交互の方式で、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置として第2の数量のグループ内の同じ優先度をもつ異なるグループ内のビットを連続的に決定することとを含む。次に、コーディングおよびレートマッチング処理に関する2つの方式について説明する。
【００８３】
(1)  順次パンクチャリング/ショートニングのコーディングおよびレートマッチングスキーム
【００８４】
Polar符号のコーディングされたビットは、いくつかの等長グループに順次に分割される。パンクチャリング/ショートニングは、特定のシーケンスSによって示されるパンクチャリング/ショートニングパターンに基づいてグループ単位で(グループに基づいて)行われる。Sの長さは、Sのグループの数量と同じである。ある要素によって指定されるグループ内のすべてのビットは、Sの要素順序に基づいてパンクチャリング/ショートニングされる。パンクチャリング/ショートニングする必要がある残りのビットの数量が1つのグループ内のビットの数量を超える場合、次の要素によって指定されるグループ内のすべてのビットがパンクチャリング/ショートニングされ、またはパンクチャリング/ショートニングする必要がある残りのビットの数量が1つのグループ内のビットの数量未満である場合、グループ内の1つのビットが、別の特定の順序に基づいてパンクチャリング/ショートニングされる。パンクチャリング/ショートニングすべき位置の決定は、パンクチャリング/ショートニングパターンの決定を示す。凍結されたビットは、パンクチャリング/ショートニングすべきビットのシーケンス番号に対応するポーラーチャネル上に置かれる。残りのポーラーチャネルにおいては、高い信頼性をもつポーラーチャネルが選択され、情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)が、高い信頼性をもつポーラーチャネル上に置かれ、凍結されたビットが、他のポーラーチャネル上に置かれる。コーディングすべきビットは、チャネルコーディングするように情報ビットにマッピングされ、パンクチャリング/ショートニングパターンによって指定される位置におけるコーディングされたビットは、レートマッチングの後に取得されるコーディングされたビットを取得するために削除される。パンクチャリングレートマッチング方法を選択すべきか、またはショートニングレートマッチング方法を選択すべきかについては、符号レートに基づいて決定されてもよい。具体的に言えば、ショートニングレートマッチング方法は、符号レートが予め設定された閾値を超えるときに選択され、またはパンクチャリングレートマッチング方法は、符号レートが予め設定された閾値を超えないときに選択される。
【００８５】
(2)  自然順序パンクチャリングまたはショートニングと交互パンクチャリングまたはショートニングとが組み合わせられたコーディングおよびレートマッチングスキーム
【００８６】
このスキームでは、表示シーケンスのすべての要素によって示されるグループにおいては、パンクチャリングまたはショートニングは、いくつかのグループにおいて自然順序で連続的に行われ、グループ間の交互パンクチャリングまたはショートニングは、いくつかのグループ間のコーディングされたビットにおいて行われる。具体的に言えば、パンクチャリングパターンは、次のように設定される:優先順序に基づいて第1の数量のグループをパンクチャリングし、第2の数量のグループ内の同じ優先度をもつグループを交互の順序でパンクチャリングする。それに対応して、ショートニングパターンは、次のように設定される:優先順序に基づいて第1の数量のグループをショートニングし、第2の数量のグループ内の同じ優先度をもつグループを交互方式でパンクチャリングする。
【００８７】
たとえば、g=4とする。図5に示されているように、Polar符号のコーディングされたビットは、自然順序で4つのグループB0、B1、B2、およびB3に分割される。パンクチャリング中に、最初に、第1のセグメントB0は、前方から後方に向かう順序で順次にパンクチャリングされる。パンクチャリングすべきビットの数量が1つのセグメント内のエンコーディングされたビットの数量を超える場合、第1のセグメント内のエンコーディングされたビットがすべてパンクチャリングされた後、真ん中の2つのセグメントB1およびB2は、所要のエンコード長に達するまで、前方から後方に向かう順序で交互にパンクチャリングされる。ショートニングすべき位置は、パンクチャリングすべき位置と逆である。最後のセグメントB3は、最初に、ショートニングされ、次いで、真ん中の2つのセグメントは、後方から前方に向かう順序で交互にショートニングされる。g=4のとき、順次および交互のスキームでパンクチャリング順序が使用される任意のエリアで取得される性能は、再構築により取得される性能に近くてもよい。しかしながら、パンクチャリングすべきビットの数量が母符号の約1/4であるとき、信頼性に基づくパンクチャリングにより取得される性能に対する明らかな性能損失がある。gが、たとえば、4よりも大きい場合、gは、16、32、または64以上であり、グループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序については、4つのグループが分割により取得されるときに使用される順次および交互の原理を参照されたい。たとえば、最初のN/4個のエンコーディングされたビットは、順次にパンクチャリング/ショートニングされ、真ん中のN/2個のエンコーディングされたビットは、交互にパンクチャリング/ショートニングされ、最後のN/4個のビットは、順次にパンクチャリング/ショートニングされる。この数量がN/2を超える場合、より小さい母符号長が、コーディング中に使用されてもよいので、パンクチャリングまたはショートニングする必要があるエンコーディングされたビットの数量が、通常は、N/2を超えないことは確実である。そのため、パンクチャリングが前方から後方に向かって行われ、かつショートニングが後方から前方に向かう順序で行われる場合、最初のN/4個のエンコーディングされたビットは、パンクチャリングされるだけでショートニングされず、真ん中のN/2個のエンコーディングされたビットは、パンクチャリング/ショートニングされてもよく、最後のN/4個のエンコーディングされたビットは、ショートニングされるだけである。言い換えれば、パンクチャリングが前方から後方に向かって行われ、かつショートニングが後方から前方に向かう順序で行われる場合、最初のg/4個のグループは、パンクチャリングされるだけでショートニングされず、真ん中のg/2個のグループは、パンクチャリング/ショートニングされてもよく、最後のg/4個のグループは、ショートニングされるだけである。
【００８８】
性能をさらに改善するためには、グループ粒度が変更され、またはパンクチャリング/ショートニングパターン(シーケンスS)が最適化される。加えて、実装を容易にし、性能安定性を改善するためには、対称シーケンスSが使用されてもよい。具体的に言えば、シーケンスS内のグループ位置は、グループソーティングの結果に基づいて対称をなす。言い換えれば、最初のg/2個のグループの位置は、シーケンスS内の最後のg/2個のグループの位置と対称をなす。順次パンクチャリング/ショートニングの場合に適用されうるいくつかの対称シーケンスSを次に挙げる。シーケンスにおいては、ボールド体のグループ番号は、最初のg/2個のグループを示し、非ボールド体のグループ番号は、最後のg/2個のグループを示す。ボールド体の活字は、単に説明を簡単にするためにすぎず、シーケンス番号がボールド体であるかどうかは、シーケンスの相違を示すものではない。
【００８９】
g=4の場合、S=[0,1,2,3]である。
【００９０】
g=8の場合、S=[0,1,2,4,3,5,6,7]である。
【００９１】
g=16の場合、S=[0,1,2,4,8,3,5,9,6,10,12,7,11,13,14,15]である。
【００９２】
g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,8,16,5,6,7,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,24,25,26,15,23,27,28,29,30,31]である。
【００９３】
g=32の場合、シーケンスSは、次になるようにさらに調整されてもよい。
【００９４】
S=[0,1,2,3,4,8,16,5,6,7,9,17,10,18,12,20,11,19,13,21,14,22,24,25,26,15,23,27,28,29,30,31]である。
【００９５】
g=64の場合、S=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,16,32,17,33,12,18,34,20,36,11,13,14,15,19,35,21,37,22,38,23,39,24,40,25,41,26,42,28,44,48,49,50,52,27,43,29,45,51,30,46,31,47,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63]である。
【００９６】
パンクチャリングする必要があるビットの位置は、シーケンスSの要素の自然順序の昇順で決定される。ショートニングパターンは、シーケンスSの要素の自然順序の降順で、ショートニングする必要があるビットの位置を決定することを含む。
【００９７】
対称シーケンスSが、順次に交互にパンクチャリング/ショートニングされる場合、グループ順序は、変更されない。しかしながら、交互パンクチャリング/ショートニング中に、交互にパンクチャリング/ショートニングされたグループは、丸括弧を使用することによって識別されて、丸括弧内に示されている異なるグループが同じ優先度を有し、異なるグループ内のエンコーディングされたビットは、交互にパンクチャリング/ショートニングされることを示してもよい。そのため、対称シーケンスSは、次のように表されてもよい。
【００９８】
g=4の場合、S=[0,(1,2),3]であり、すなわち、パンクチャリング/ショートニングパターンは、次のように表される:パンクチャリングパターンの場合、最初に、0番目のグループをパンクチャリングし、次いで、第1のグループおよび第2のグループを交互にパンクチャリングし、またショートニングパターンの場合、最初に第3のグループをショートニングし、次いで、第2のグループおよび第1のグループを交互にショートニングする。
【００９９】
g=8の場合、S=[0,1,(2,4),(3,5),6,7]であり、すなわち、パンクチャリング/ショートニングパターンは、次のように表される:パンクチャリングパターンの場合、0番目のグループおよび第1のグループを順次にパンクチャリングし、次いで、第2のグループおよび第4のグループを交互にパンクチャリングし、またショートニングパターンの場合、最初に、第7のグループおよび第6のグループをショートニングし、次いで、第5のグループおよび第3のグループを交互にショートニングする。
【０１００】
g=16の場合、S=[0,1,2,(4,8),3,(5,9),(6,10),12,(7,11),13,14,15]であり、すなわち、パンクチャリング/ショートニングパターンは、次のように表される:パンクチャリングパターンの場合、最初に、0番目のグループ〜第2のグループを順次にパンクチャリングし、第4のグループおよび第8のグループを交互にパンクチャリングし、第3のグループをパンクチャリングし、次いで、第5のグループおよび第9のグループを交互にパンクチャリングし、またショートニングパターンの場合、第15のグループ、第14のグループおよび第13のグループを順次にショートニングし、第11のグループおよび第7のグループを交互にショートニングし、第12のグループをショートニングし、次いで、第10のグループおよび第6のグループを交互にショートニングする。
【０１０１】
g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,(8,16),5,6,7,(9,17),(10,18),(11,19),(12,20),(13,21),(14,22),24,25,26,(15,23),27,28,29,30,31]である。
【０１０２】
表現を簡単にするために、Sはまた、次のように表されてもよい。S=[0,1,2,3,4,(8,16),5,6,7,(9-11,17-19),(12-14,20-22),24,25,26,(15,23),27,28,29,30,31]であり、すなわち、
パンクチャリング/ショートニングパターンは、次のように表される:パンクチャリングパターンの場合、最初に、0番目のグループ〜第4のグループを順次にパンクチャリングし、第8のグループおよび第16のグループを交互にパンクチャリングし、第5のグループ、第6のグループおよび第7のグループを順次にパンクチャリングし、第9のグループおよび第17のグループを交互にパンクチャリングし、第10のグループおよび第18のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第11のグループおよび第19のグループを交互にパンクチャリングし、またショートニングパターンの場合、最初に、第31のグループ、第30のグループ、第29のグループ、第28のグループおよび第27のグループを順次にショートニングし、第23のグループおよび第15のグループを交互にショートニングし、第26のグループ、第25のグループおよび第24のグループを順次にショートニングし、第22のグループおよび第14のグループを交互にショートニングし、第21のグループおよび第13のグループを交互にショートニングし、次いで、第20のグループおよび第12のグループを交互にショートニングする。
【０１０３】
代替として、g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,(8,16),5,6,7,(9,17),(10,18),(12,20),(11,19),(13,21),(14,22),24,25,26,(15,23),27,28,29,30,31]であり、すなわち、
パンクチャリング/ショートニングパターンは、次のように表される:パンクチャリングパターンの場合、最初に、0番目のグループ〜第4のグループを順次にパンクチャリングし、第8のグループおよび第16のグループを交互にパンクチャリングし、第5のグループ、第6のグループおよび第7のグループを順次にパンクチャリングし、第9のグループおよび第17のグループを交互にパンクチャリングし、第10のグループおよび第18のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第12のグループおよび第20のグループを交互にパンクチャリングし、またショートニングパターンの場合、最初に、第31のグループ、第30のグループ、第29のグループ、第28のグループおよび第27のグループを順次にショートニングし、第23のグループおよび第15のグループを交互にショートニングし、第26のグループ、第25のグループおよび第24のグループを順次にショートニングし、第22のグループおよび第14のグループを交互にショートニングし、第21のグループおよび第13のグループを交互にショートニングし、次いで、第19のグループおよび第11のグループを交互にショートニングする。
【０１０４】
g=64の場合、S=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,(16,32),(17,33),12,(18,34),(20,36),11,13,14,15,(19,35),(21,37),(22,38),(23,39),(24,40),(25,41),(26,42),(28,44),48,49,50,52,(27,43),(29,45),51,(30,46),(31,47),53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63]であり、すなわち、
【０１０５】
パンクチャリングおよびショートニングパターンは、次のように表される:パンクチャリングパターンの場合、最初に、0番目のグループ〜第10のグループを順次にパンクチャリングし、第16のグループおよび第32のグループを交互にパンクチャリングし、第17のグループおよび第33のグループを交互にパンクチャリングし、第12のグループをパンクチャリングし、第12のグループおよび第34のグループを交互にパンクチャリングし、第20のグループおよび第36のグループを交互にパンクチャリングし、第11のグループ、第13のグループ、第14のグループおよび第15のグループを順次にパンクチャリングし、第19のグループおよび第35のグループを交互にパンクチャリングし、第21のグループおよび第37のグループを交互にパンクチャリングし、第22のグループおよび第38のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第23のグループおよび第39のグループを交互にパンクチャリングし、またショートニングパターンの場合、第63のグループ、第62のグループ、第61のグループ、第60のグループ、第59のグループ、第58のグループ、第57のグループ、第56のグループ、第55のグループ、第54のグループおよび第53のグループを順次にショートニングし、第47のグループおよび第31のグループを交互にショートニングし、第46のグループおよび第30のグループを交互にショートニングし、第51のグループをショートニングし、第45のグループおよび第29のグループを交互にショートニングし、第43のグループおよび第27のグループを交互にショートニングし、第52のグループ、第50のグループ、第49のグループおよび第48のグループを順次にショートニングし、第44のグループおよび第28のグループを交互にショートニングし、第42のグループおよび第26のグループを交互にショートニングし、第41のグループおよび第25のグループを交互にショートニングし、次いで、第40のグループおよび第24のグループを交互にショートニングする。
【０１０６】
前述のシーケンスにおいては、丸括弧内の2つのグループは、同じ優先度を有し、交互にパンクチャリングまたはショートニングされ、丸括弧外のグループは、シーケンスSの自然順序に基づいてパンクチャリングまたはショートニングされる。パンクチャリングすべき位置を決定する優先順序は、シーケンスSの前方から後方に向かう順序であり、ショートニングすべき位置を決定する優先順序は、シーケンスSの後方から前方に向かう順序である。
【０１０７】
本出願に説明するパンクチャリング/ショートニングパターンは、すべてのグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序を示している。このことは、パンクチャリング/ショートニングパターンによって示されているグループがすべてパンクチャリング/ショートニングされることを意味するものではない。そうではなく、パンクチャリング/ショートニングする必要があるエンコーディングされたビットは、パンクチャリング/ショートニングする必要があるエンコーディングされたビットの数量が決定されるまで、パンクチャリング/ショートニングパターン、およびパンクチャリング/ショートニングする必要があるエンコーディングされたビットの数量に基づいて決定される。パンクチャリング/ショートニングする必要があるエンコーディングされたビットとして決定されない残りのエンコーディングされたビットは、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットであり、受信端に伝送されることになる。
【０１０８】
エンコーディングおよびレートマッチング処理に関して、次に、本出願において提供されるレートマッチング方法の適用について説明する。母符号長がNであるPolar符号の場合、目標符号長はMであり(M<Nのとき、パンクチャリングまたはショートニングレートマッチングを実装する必要があり、そうでないときは、反復またはセグメント化レートマッチングが実装されてもよい)、情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)の数量はKであり、コーディングおよびレートマッチング処理は、パンクチャリング/ショートニングパターンに基づいてパンクチャリング/ショートニングすべきビットとして、母符号からN-M個のコーディングされたビットを選択し、対応するシーケンス番号を含むポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、残りのポーラーチャネルにおいては、高い信頼性をもつポーラーチャネルを選択し、高い信頼性をもつポーラーチャネル上に情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)を置き、他のチャネル上に凍結ビットを置くことと、チャネルコーディングするように情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)を情報ビットにマッピングすることと、パンクチャリング/ショートニングパターンによって指定される位置をパンクチャリングして、レートマッチング後に取得されるコーディングビットを取得することとを含んでもよい。パンクチャリングレートマッチング方式を使用すべきか、またはショートニングレートマッチング方式を使用すべきか、およびパンクチャリングパターンを使用すべきか、またはショートニングパターンを使用すべきかについては、前述した方式で決定される。
【０１０９】
次に、g=32である例を使用して、パンクチャリング/ショートニングすべき位置を順次に決定するための方法について説明する。パンクチャリングレートマッチング方法を使用すべきか、またはショートニングレートマッチング方法を使用すべきかについて決定される。Polar符号のエンコーディングされたビットは、32個の等長グループに順次に分割され、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量はN/32である。パンクチャリング/ショートニングすべき位置が、シーケンスS(その長さは32である)に基づいてグループ単位で決定される。パンクチャリング/ショートニングすべきビットの数量がPであるとき、完全に削除する必要があるグループの数量は、numG=floor(P/(N/32))であり、完全には削除する必要がない残りのグループ内のパンクチャリングすべきビットの数量は、P-numG*N/32であり、ただし、floorは切り捨てを示す。完全に削除する必要があるグループの数量がnumGであることは、シーケンスSの最初のnumG個の要素によって指定されるすべてのグループがパンクチャリング/ショートニングすべきであることを示している。グループが完全にはパンクチャリング/ショートニングする必要がないことは、残りのN-M-numG*N/32個のパンクチャリング/ショートニングすべきビットが、シーケンスSの(numG+1)番目の要素によって指定されるグループから選択されることを示している。情報ビットは、情報ビットチャネルにマッピングされ、コーディング行列
【数１３】
2020523917.tif 000015
に基づいてエンコーディングされる。決定されたパンクチャリング/ショートニングすべき位置におけるエンコーディングされたビットは、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスが送信されたとき、削除される。
【０１１０】
g=32であることを仮定すると、対応するシーケンスは、次のように、S=[0,1,2,3,4,8,16,5,6,7,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,24,25,26,15,23,27,28,29,30,31]である。
【０１１１】
このシーケンスは、前方から後方に向かってパンクチャリングすべきグループの番号を示している。言い換えれば、パンクチャリング優先度は、次のように、最初に、0番目のグループをパンクチャリングし、次いで、第1のグループ、第2のグループおよび第3のグループなどを、パンクチャリング数量が所要のパンクチャリング数量に達するまで、連続的にパンクチャリングする。言い換えれば、0番目のグループは、パンクチャリングすべき第1の優先度を有し、第1のグループは、第2の優先度を有し、第19のグループは、第16の優先度を有する。
【０１１２】
シーケンスによって生成されるパンクチャリング順序は、図6に示されている。この図においては、右側の番号は、グループシーケンス番号であり、グレーのブロックは、パンクチャリングすべき候補ビットである。グレーのブロック内の番号は、パンクチャリンググループの優先順序であり、小さい番号ほど、より高いパンクチャリング優先度を示している。
【０１１３】
Sの前方位置と後方位置とは、対称をなしており、前方から後方に向かう反転したSは、ショートニング表示シーケンスである。たとえば、最初の要素によって示されているグループ0は、最後の要素によって示されているグループ31と対称をなし、第2の要素によって示されているグループ1はまた、最後から2番目の要素によって示されているグループ30と対称をなす。このシーケンスは、後方から前方に向かってショートニングすべきグループの番号を示している。言い換えれば、ショートニング優先度は、次のように、最初に、第31のグループをショートニングし、次いで、第30のグループ、第29のグループ、…などを、ショートニング数量が所要のショートニング数量に達するまで、連続的にショートニングする。言い換えれば、第31のグループは、ショートニングすべき第1の優先度を有し、第30のグループは、第2の優先度を有し、第12のグループは、第16の優先度を有する。
【０１１４】
順次パンクチャリング/ショートニングスキームにおいては、レートマッチングは、ブロックインターリーバを使用することによって実装されてもよい。N個のエンコーディングされたビットが、列単位でブロックインターリーバの中に連続的に置かれる。各列は、1つのグループに対応し、全部でg個の列とN/g個の行がある。ブロックインターリーバの列は、決定されたグループ間のパンクチャリングまたはショートニングの優先順序に基づいて並べ替えられ、ブロックインターリーバの行は、グループ中心部のパンクチャリングまたはショートニング順序に基づいて並べ替えられる。パンクチャリングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、M個のエンコーディングされたビットが、ブロックインターリーバの第1の始点から順次に読み出され、またはM個のビットが組み合わせ後に取得されるまで、エンコーディングされたビットが、ブロックインターリーバの第1の始点および第2の始点から同時に、順次に読み出される。ショートニングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、M個のエンコーディングされたビットが、ブロックインターリーバの第3の始点から順次に読み出され、またはM個のビットが組み合わせ後に取得されるまで、エンコーディングされたビットが、ブロックインターリーバの第3の始点および第4の始点から同時に、順次に読み出される。NはPolar符号の母符号長であり、Mは目標符号長であり、第1の始点はパンクチャリングされた位置を除く位置におけるビットに対応し、第2の始点はショートニングされた位置を除く位置におけるビットに対応する。
【０１１５】
次に、g=32である例を使用して、ブロックインターリーバを使用することによってレートマッチングを実装するための方法について説明する。ブロックインターリーバの実装処理は、N個のエンコーディングされたビットを列単位でブロックインターリーバの中に書き込むことであって、ブロックインターリーバが、全部で32個の列およびN/32個の行を含む、書き込むことと、最初に、シーケンスSに基づいて列の並べ替えを行うこと、言い換えれば、グループ順序を再配列することと、次いで、グループ中心部のパンクチャリング/ショートニング順序に基づいて行の並べ替えを行うこと、言い換えれば、グループ中心部のビット順序を再配列することと、列の並べ替えおよび行の並べ替えの後、ブロックインターリーバの端にパンクチャリング/ショートニングすべきビットを集めることとを含む。図7に示されているように、パンクチャリングが行われることになる場合、パンクチャリングすべき(削除すべき)ビットは、ブロックインターリーバの最左側(グレーのエリア)に集められ、ショートニングが行われることになる場合、削除すべきビットは、ブロックインターリーバの最右側(格子のエリア)に集められる。
【０１１６】
削除すべきビットが一緒に集められているので、より高次の変調およびフェージングチャネルの要件を満たすように、伝送すべきビットを読み出す順序を調整することによって、インターリービングが異なって実装されてもよい。たとえば、伝送すべきビットは、直接、順次に読み出される。ショートニング中には、読出しは、ブロックインターリーバの左上隅から開始され、言い換えれば、読出しは、M個のコーディングされたビットが読み出されるまで、列単位で、第1の要素から下方に順次に行われる。パンクチャリング中には、読出しは、ブロックインターリーバの右下隅から開始され、言い換えれば、読出しは、M個のエンコーディングされたビットが読み出されるまで、列単位で、最後の要素から上方に順次に行われる。反復中には、読出しは、任意の順序で行われてもよい。具体的に言えば、ブロックインターリーバはまた、反復パターン、すなわち、反復中のエンコーディングされたビット選択順序を提供する。伝送すべきビットの位置は、計算により便利に取得されることができるので、代替として、読出しは、伝送すべきビットの2つの端から同時に、順次に行われてもよく、読み出されたビットストリームは、最終的には、直接、つながる。図7においては、第1の始点は、右下隅における701によって示されている位置であり、第2の始点は、702によって示されている位置であり、第3の始点は、左上隅における703によって示されている位置であり、第4の始点は、704によって示されている位置である。
【０１１７】
列の読出し後、循環シフトがこの列に関してさらに行われてもよい。各列の循環シフト値は、関数、たとえば、5*i、またはf1*i+f2*i2、または
【数１４】
2020523917.tif 000016
に基づいて決定されてもよく、ただし、
【数１５】
2020523917.tif 000017
は切上げを示し、iは列番号であり、f1、f2、およびaは定数である。各列の循環シフトは、できるだけランダムであることが保証される。このようにして、最終的に読み出されたエンコーディングされたシーケンスが、インターリーブ後に破壊され、それにより、より高次の変調およびフェージングチャネルの場合に、相対的に優れた性能が達成されうる。
【０１１８】
ブロックインターリーバの読出し方式はまた、図8および図9に示されている方式であってもよい。読出しは、図8における列単位で行われ、読出しは、図9における行単位で行われる。図8および図9は、ショートニングの一例を使用し、パンクチャリングも同様である。図8における列単位で読出しを行う処理においては、列の読出し順序は、L列ごとに反転される。たとえば、最初に、列の読出しは、上から下に向かって行われ、次いで、列の読出しは、下から上に向かって行われる。本明細書においては、Lは定数であってもよく、またはLが変調次数に関連していてもよい。たとえば、変調次数が16QAMであるとき、Lは、3、または5などであってもよく、変調次数が64QAMであるとき、Lは、5、6、または32などである。Lが列の数量と同じであるとき、読出し順序は変更されない。図9における行単位で読出しを行う処理においては、行の読出しは、左から右に向かって、直接、行われてもよく、または読出しを列単位で行う方式と同様の方式で行われてもよい。読出し順序は、数行ごとに反転され、言い換えれば、読出しは、右から左に向かって行われる。
【０１１９】
次に、g=32である例を使用して、32個のグループが分割により取得されるときのパンクチャリング/ショートニングパターンを順次および交互に決定するための方法について説明する。レートマッチングが、パンクチャリングレートマッチング方式を使用することによって行われるか、またはショートニングレートマッチング方式を使用することによって行われるかについて決定される。Polar符号のエンコーディングされたビットは、32個の等長グループに順次に分割され、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量は、N/32である。パンクチャリング/ショートニングすべき位置は、シーケンスS(その長さは32である)に基づいてグループ単位で決定される。現在の要素が1つの番号である場合、その要素によって示されているグループがパンクチャリングされ、グループ中心部のパンクチャリング順序は、上述の方式と同じであってもよい。現在の要素が丸括弧内の2つ以上の番号である場合、それらの番号によって示されているグループが交互にパンクチャリングされ、グループ中心部のパンクチャリング順序は、上述の方式と同じであってもよい。
【０１２０】
その長さが32であるシーケンスSは、次のように、S=[0,1,2,3,4,(8,16),5,6,7,(9,17),(10,18),(11,19),(12,20),(13,21),(14,22),24,25,26,(15,23),27,28,29,30,31]であると仮定する。
【０１２１】
このシーケンスは、前方から後方に向かってパンクチャリングすべきグループの番号を示している。言い換えれば、最初に、0番目のグループがパンクチャリングされ、次いで、第1のグループおよび第2のグループなどが、連続的にパンクチャリングされる。第4のグループがパンクチャリングされた後、第8のグループおよび第16のグループが交互にパンクチャリングされ、次いで、第5のグループがパンクチャリングされる。シーケンスSは、後方から前方に向かってショートニングすべきグループの番号を示している。言い換えれば、最初に、第31のグループがショートニングされ、次いで、第30のグループおよび第29のグループなどがショートニングされる。Sは、対称をなしており、反転したSは、前方から後方に向かうショートニング表示シーケンスである。
【０１２２】
シーケンスによって生成されるパンクチャリング順序は、図10に示されている。この図においては、右側の番号は、グループシーケンス番号であり、線を含むエリアは、パンクチャリングすべき候補ビットである。番号は、パンクチャリンググループの優先順序である。小さい番号ほど、より早期の削除を示し、同じ番号をもつエリアは、交互にパンクチャリングされる。ビットのグループ中心部のパンクチャリング/ショートニング順序は、自然順序であってもよい。パンクチャリング順序は、前方から後方に向かう順序であり、ショートニング順序は、後方から前方に向かう順序である。代替として、ビットのグループ中心部のパンクチャリング/ショートニング順序は、グループ中心部の信頼性順序であってもよい。具体的に言えば、パンクチャリングは、信頼性の昇順で行われてもよく、ショートニングは、信頼性の降順で行われてもよい。
【０１２３】
図10においては、パンクチャリングする必要があるグループの数量が5以下であるとき、最初に、0番目のグループ〜第4のグループが順次にパンクチャリングされ、パンクチャリングする必要があるグループの数量が6〜7であるとき、0番目のグループ〜第4のグループがパンクチャリングされた後、第8のグループおよび第16のグループが交互にパンクチャリングされ、パンクチャリングする必要があるグループの数量が8〜10であるとき、前述のグループがパンクチャリングされた後、第5のグループ〜第7のグループが順次にパンクチャリングされ、パンクチャリングする必要があるセグメントの数量が11以上であるとき、前述のグループがパンクチャリングされた後、第9のグループおよび第17のグループ、第10のグループおよび第18のグループ、ならびに第11のグループおよび第19のグループにおいて、交互のパンクチャリングが連続的に行われる。3つの対(9,17)、(10,18)、および(11,19)は、密に隣接しており、そのため、(9-11,17-19)とも表されてもよい。言い換えれば、第9のグループ〜第11のグループ、および第17のグループ〜第19のグループが、交互にパンクチャリングされる。シーケンスによって示されているパンクチャリングすべき位置は、次における疑似符号を使用することによって決定されてもよく、ただし、qは、ビットがパンクチャリングすべきであるかどうかを示している。現在の位置におけるqが1である場合、ビットがパンクチャリングすべきであることを示し、そうでないとき、現在の位置におけるビットがパンクチャリングすべきでないことを示している。
【０１２４】
If P≦N*5/32  %0番目のグループ〜第4のグループを順次にパンクチャリングする
q(1:P)=1;  %0番目のグループ〜第4のグループ
else if P≦N*7/32  %第8のグループおよび第16のグループを交互にパンクチャリングする
q(1:N*5/32)=1;
q(N/4+(1:ceil((P-N*5/32)/2)))=1;  %第8のグループ
q(N/2 +(1:floor((P-N*5/32)/2)))=1;  %第16のグループ
else if P≦N0*5/16  %第5のセグメント〜第7のセグメントを順次にパンクチャリングする
q(1:N*5/32)=1;
q(N/4+(1:N/32))=1;
q(N/2+(1:N/32))=1;
q(N*5/32+(1:P-N*7/32))=1;  %第5のグループ〜第7のグループ
Else %第9のセグメントおよび第17のセグメントを交互にパンクチャリングする
q(1:N/4)=1;
q(N/4+(1:ceil((P-N/4)/2)))=1;  %第9のグループ〜第11のグループ
q(N/2+(1:floor((P-N/4)/2)))=1;  %第17のグループ〜第19のグループ
end
【０１２５】
図10においては、ショートニングの場合は、パンクチャリングの場合の反対である。ショートニングする必要があるグループの数量が5以下であるとき、最初に、第31のグループ、第30のグループ、第29のグループおよび第27のグループが、順次にショートニングされる(説明を簡単にするために、反転した順序での連続したグループは、第31のグループ〜第27のグループと表されてもよい)。ショートニングする必要があるグループの数量が6〜7であるとき、第31のグループ〜第27のグループがショートニングされた後、第23のグループおよび第15のグループが、交互にショートニングされる。ショートニングする必要があるグループの数量が8〜10であるとき、前述のグループがショートニングされた後、第26のグループ〜第24のグループが順次にショートニングされる。ショートニングする必要があるセグメントの数量が11以上であるとき、前述のグループがショートニングされた後、第22のグループおよび第14のグループ、第21のグループおよび第13のグループ、ならびに第20のグループおよび第12のグループにおいて、交互のショートニングが連続的に行われる。3つの対(12,20)、(13,21)、(14,22)は、密に隣接しており、そのため、(22-20,14-12)とも表されてもよい。言い換えれば、第22のグループ〜第20のグループ、および第14のグループ〜第12のグループが、交互にショートニングされる。
【０１２６】
図11に示されているように、順次および交互のレートマッチングが、インターリーバを使用することによって実装されてもよい。たとえば、g=32とする。インターリーバの具体的な実装形態は、次のように、N個のエンコーディングされたビットの最初の1/4、すなわち0番目のグループ〜第7のグループ、およびN個のエンコーディングされたビットの最後の1/4、すなわち第24のグループ〜第31のグループを順次に置き、N個のエンコーディングされたビットの2つの中間(1/4)、すなわち第8のグループ〜第15のグループ、および第16のグループ〜第23のグループが交互に置かれる。次いで、グループ並べ替えをシーケンスSに基づいて行って、グループ順序を再配列する。エンコーディングされたビットがインターリーブされた後、パンクチャリングが行われることになる場合、パンクチャリングすべきビットがインターリーバの最上側に集められ、ショートニングが行われることになる場合、ショートニングすべきビットがインターリーバの最下側に集められる。インターリーバ内のビットに関して循環的読出しを行うことによる反復が実装されてもよい。
【０１２７】
図12は、g=32のときに、前述のシーケンスSの順次および交互のレートマッチングスキームを使用することによって取得される性能と、g=4のときに、順次および交互のレートマッチングスキームを使用することによって取得される性能との間の比較を示している。水平座標は情報ビットの数量であり、垂直座標は、ブロックエラーレートが0.001であるときに要求される信号対雑音比である。要求される信号対雑音比が低いほど、より高い性能を示す。パンクチャリング/ショートニングすべきビットの数量が1/4の符号長に近いとき、前述の対称シーケンスによって示されg=32のときに使用されるパンクチャリング/ショートニングパターンは、g=4のときに使用されるパターンよりも明らかに優れていることが図12から分かりうる。
【０１２８】
図13は、本出願に係るレートマッチング装置1300の概略的構造図である。レートマッチング装置1300は、
エンコーディングされたビットシーケンスを取得するように構成されている取得ユニット1301であって、エンコーディングされたビットシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、取得ユニット1301と、
グループに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定するように構成されている第1の決定ユニット1302と、
パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットを除くエンコーディングされたビットシーケンス内のエンコーディングされたビットを取得して、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスを取得するように構成されているレートマッチングユニット1303と
を含む。
【０１２９】
任意選択で、エンコーディング装置は、
実際の符号レートが予め設定された閾値よりも大きい場合、ショートニングレートマッチング方法を使用することを決定し、または実際の符号レートが予め設定された閾値以下である場合、パンクチャリングレートマッチング方法を使用することを決定するように構成されている第2の決定ユニット1304であって、実際の符号レートがK/Mであり、Kが、情報ビットの数量であり、Mが目標符号長である、第2の決定ユニット1304
をさらに含む。
【０１３０】
任意選択で、コーディング装置は、
パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置に対応するポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、残りのポーラーチャネルにおいては、高い信頼性をもつポーラーチャネルを選択し、高い信頼性をもつポーラーチャネル上に情報ビットを置き、他のポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、チャネルコーディングするようにエンコーディングすべきビットシーケンスを情報ビットにマッピングして、コーディングされたビットシーケンスを取得することとを行うように構成されているコーディングユニット1305
をさらに含む。
【０１３１】
取得ユニット1301は、図4におけるステップ402、およびステップ402が本出願に関連している特定の方法を行うように構成されてもよい。第1の決定ユニット1302は、図4におけるステップ403、およびステップ403が本出願に関連している特定の方法を行うように構成されてもよい。レートマッチングユニット1303は、図4におけるステップ404、およびステップ404が本出願に関連している特定の方法を行うように構成されてもよい。第2の決定ユニット1304は、図4におけるステップ401、およびステップ401が本出願に関連している特定の方法を行うように構成されてもよい。
【０１３２】
図14は、本出願に係る別のレートマッチング装置1400の概略的構造図である。レートマッチング装置1400は、
プログラムを記憶するように構成されているメモリ1401と、
メモリ内に記憶されているプログラムを実行するように構成されているプロセッサ1402であって、プログラムが実行されると、プロセッサ1402が、本出願の実施形態の第1の態様において説明したレートマッチング方法を行う、プロセッサ1402と
を含む。
【０１３３】
レートマッチング装置1300およびレートマッチング装置1400は、本出願において説明したレートマッチング方法を行うように構成されてもよい。パンクチャリング/ショートニングすべきビットの位置を決定する方式、パンクチャリング/ショートニングパターン、パンクチャリング/ショートニングパターンの適用方法、およびレートマッチング方式を決定するやり方などに関する内容については、上述のレートマッチング方法の実施形態を参照されたい。詳細については、本明細書では再度、説明しない。
【０１３４】
受信端は、レートデマッチング処理において対応する反転動作を行う。パンクチャリング/ショートニングされた位置に対応するLLRが戻され、0に、または限りなく大きくなるようにそれぞれ設定されて、レートデマッチングを実装する。図15に示されているように、本出願は、次のステップを含むレートデマッチング方法を提供する。
【０１３５】
1501。デコーディングすべきビットシーケンスの対数尤度比LLRを取得して、LLRシーケンスを取得する。
【０１３６】
1502。グループに基づいて、パンクチャリング/ショートニングされたビットの位置を決定する。
【０１３７】
1503。パンクチャリング/ショートニングされた位置におけるビットのLLR値を戻して、レートデマッチング後に取得される対数尤度比(log-likelihood ratio、LLR)シーケンスを取得し、ただし、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスはg個の等長グループを含み、各グループ内のLLRの数量はN/gであり、NはPolar符号の母符号長であり、Nは2の整数乗であり、gは4以上でN未満の整数であり、gは2の整数乗である。
【０１３８】
レートデマッチングは、レートマッチングの反転処理である。レートデマッチング処理においては、パンクチャリング/ショートニングされたビットの位置は、送信端によって行われるレートマッチング方式と同じ方式、またはそれに対応する方式で決定される。たとえば、同じパンクチャリング/ショートニングパターン(たとえば、同じシーケンスS)が使用され、グループの数量もまた、送信端のルールと同じである。レートデマッチング処理においては、パンクチャリング/ショートニングレートマッチング方式もまた、送信端のパンクチャリング/ショートニングレートマッチング方式と同じであることが決定される。対応するレートマッチング方式は、実際の符号レートに基づいて決定されてもよく、レートマッチング方式に対応するレートデマッチング方式は、パンクチャリング/ショートニングされたビットの位置を決定し、それに対応してLLRを戻すのに使用される。戻されたLLRをデインターリーブする処理は、送信端における反転処理である。そのような具体的な内容については、レートマッチング方法の実施形態の説明を参照されたい。
【０１３９】
図16は、本出願に係るレートデマッチング装置1600を示し、このレートデマッチング装置1600は、
デコーディングすべきビットシーケンスの対数尤度比LLRを取得して、LLRシーケンスを取得するように構成されている取得ユニット1601と、
グループに基づいて、パンクチャリング/ショートニングされた位置を決定するように構成されている決定ユニット1602と、
パンクチャリング/ショートニングされた位置におけるビットのLLR値を戻して、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスを取得するように構成されているレートデマッチングユニット1603であって、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のLLRの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、レートデマッチングユニット1603と
を含む。
【０１４０】
図17は、本出願に係る別のレートデマッチング装置1700を示し、このレートデマッチング装置1700は、
プログラムを記憶するように構成されているメモリ1701と、
メモリ内に記憶されているプログラムを実行するように構成されているプロセッサ1702であって、プログラムが実行されると、プロセッサが、本出願の実施形態において提供されているレートデマッチング方法を行うように構成されている、プロセッサ1702と
を含む。
【０１４１】
レートマッチング装置1600およびレートマッチング装置1700は、本出願において説明したレートデマッチング方法を行うように構成されてもよい。パンクチャリング/ショートニングされたビットの位置を決定する方式、パンクチャリング/ショートニングパターン、パンクチャリング/ショートニングパターンの適用方法、およびレートマッチング方式を決定するやり方などに関する内容については、上述のレートマッチング方法の実施形態およびレートデマッチング方法の実施形態を参照されたい。詳細については、本明細書では再度、説明しない。
【０１４２】
図18は、本出願の一実施形態に係る通信装置1800(たとえば、アクセス点、基地局、局、または端末などの通信装置)の概略的構造図である。図18に示されているように、通信装置1800は、汎用バスアーキテクチャとしてバス1801を使用することによって実装されてもよい。バス1801は、通信装置1800の特定の適用例および全体的な設計制約条件に基づいて、任意の数量の相互接続されたバスおよびブリッジを含んでもよい。バス1801は、様々な回路を一緒に接続する。これらの回路は、プロセッサ1802、記憶媒体1803、およびバスインターフェース1804を含む。記憶媒体は、オペレーティングシステム、送信すべきデータ、および受信されたデータを記憶するように構成されている。任意選択で、通信装置1800においては、ネットワークアダプタ1805などが、バス1801およびバスインターフェース1804を使用することによって接続されている。ネットワークアダプタ1805は、ワイヤレス通信ネットワーク内の物理層の信号処理機能を実装し、アンテナ1807を使用することによって無線周波数信号を送受信するように構成されてもよい。ユーザインターフェース1806は、キーボード、ディスプレイ、マウス、およびジョイスティックなどの様々なユーザ入力デバイスに接続されてもよい。バス1801は、タイミングソース、周辺デバイス、電圧レギュレータ、または電力管理回路などの他の様々な回路をさらに接続してもよい。これらの回路は、当技術分野においてはよく知られており、本明細書では詳細に説明しない。
【０１４３】
プロセッサ1802は、バスを管理すること、および一般的な処理(記憶媒体1203に記憶されているソフトウェアを実行することを含む)を担う。プロセッサ1802は、1つ以上の汎用プロセッサおよび/または専用プロセッサを使用することによって実装されてもよい。プロセッサの例としては、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、DSPプロセッサ、およびソフトウェアを実行することができる他の回路が挙げられる。ソフトウェアは、ソフトウェアが、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、またはハードウェア記述言語などと呼ばれるかどうかにかかわらず、命令表現、データ、またはそれらの任意の組み合わせと広範囲に解釈すべきである。
【０１４４】
図18に示されているように、記憶媒体1803は、プロセッサ1802とは分離されている。しかしながら、当業者は、記憶媒体1803または記憶媒体1803の任意の一部が、通信装置1800の外側に位置していてもよいことを容易に理解する。たとえば、記憶媒体1803は、伝送線、データを使用することによって変調されるキャリア波形、および/またはワイヤレスノードとは分離されるコンピュータ製品を含んでもよい。これらの媒体は、プロセッサ1802がバスインターフェース1804を使用することによってアクセスされてもよい。代替としては、記憶媒体1803またはその任意の一部が、プロセッサ1802に統合されてもよく、たとえば、キャッシュおよび/または汎用レジスターであってもよい。
【０１４５】
プロセッサ1802は、本出願の実施形態において説明したレートマッチング方法またはレートデマッチング方法を行うように構成されてもよい。プロセッサ1802の実行処理については、本明細書では再度、説明しない。
【０１４６】
実際の使用に際しては、本出願の実施形態において説明したレートマッチング装置とレートデマッチング装置は、別個に独立したデバイスであってもよく、または統合デバイスであってもよい。デバイスは、レートマッチング方法を行うための送信端として使用されてもよく、レートデマッチング方法を行うための受信端として使用されてもよい。
【０１４７】
本出願の実施形態において説明した例においては、ユニットおよび方法処理は、電子ハードウェア、またはコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせによって実装されうる。機能が、ハードウェアによって行われるのか、それともソフトウェアによって行われるのかは、具体的な適用例および技術的解決策の設計制約条件に依存する。当業者は、説明した機能を実装するために、特定の適用例ごとに異なる方法を使用してもよい。
【０１４８】
本出願において提供されるいくつかの実施形態においては、開示した装置および方法が、他の方式で実装されうることを理解すべきである。説明した装置の実施形態は、ほんの一例にすぎない。たとえば、ユニット分割は、単なる論理的な機能分割にすぎず、実際の実装においては他の分割であってもよい。たとえば、複数のユニットまたは構成要素が組み合わされてもよく、または別のシステムに統合されてもよい。方法における一部のステップは、無視され、または実行されなくてもよい。加えて、ユニット間の結合、直接結合、または通信接続が、いくつかのインターフェースを使用することによって実装されえ、これらのインターフェースは、電子的形態であっても、機械的形態であっても、または別の形態であってもよい。
【０１４９】
別個の一部として説明するユニットは、物理的に分離していても、またはしていなくてもよく、1つの場所に置かれてもよく、または複数のネットワークユニットにおいて分散されてもよい。加えて、本出願の実施形態における機能ユニットは、1つの処理ユニットに統合されてもよく、またはユニットがそれぞれ、物理的に単独に存在してもよく、あるいは2つ以上のユニットが、1つのユニットに統合されている。
【０１５０】
前述の実施形態のすべてまたは一部が、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせを使用することによって実装されてもよい。実施形態は、ソフトウェアを使用することによって実装されるとき、コンピュータプログラム製品の形態で完全にまたは部分的に実装されてもよい。コンピュータプログラム製品は、1つ以上のコンピュータ命令を含む。コンピュータプログラム命令が、コンピュータにおいてロードされ実行されるとき、本発明の実施形態に係る手順または機能は、すべてまたは部分的に生成される。コンピュータは、汎用コンピュータであっても、専用コンピュータであっても、コンピュータネットワークであっても、または別のプログラマブル装置であってもよい。コンピュータ命令は、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよく、またはコンピュータ可読記憶媒体を使用することによって伝送されてもよい。コンピュータ命令は、ワイヤード方式で(たとえば、同軸ケーブル、光ファイバ、もしくはデジタル加入者回線(DSL))、またはワイヤレス(たとえば、赤外線、ワイヤレス、もしくはマイクロ波)方式で、ウェブサイト、コンピュータ、サーバ、またはデータセンタから、別のウェブサイト、コンピュータ、サーバ、またはデータセンタに伝送されてもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータがアクセスできる任意の可用媒体であっても、あるいは1つ以上の可用媒体が統合されているサーバもしくはデータセンタなどのデータ記憶デバイスであってもよい。可用媒体は、磁気媒体(たとえば、フロッピディスク、ハードディスク、磁気テープ、USBフラッシュドライブ、ROM、もしくはRAM)、光媒体(たとえば、CDもしくはDVD)、または半導体媒体(たとえば、ソリッドステートディスク(solid state disk、SSD))などであってもよい。
【０１５１】
前述の実施形態は、単に本発明の技術的解決策を説明するように意図するものにすぎず、本発明を限定するように意図するものではない。本発明について前述の実施形態を参照して詳細に説明しているが、当業者なら本発明の実施形態の技術的解決策の範囲から逸脱することなく、なおも前述の実施形態において説明した技術的解決策に対する修正形態を作成することができること、またはそのいくつかの技術的特徴に対する均等な置換形態を作成することができることを当業者は理解すべきである。
【符号の説明】
【０１５２】
1300  レートマッチング装置
1301  取得ユニット
1302  第1の決定ユニット
1303  レートマッチングユニット
1304  第2の決定ユニット
1305  コーディングユニット
1400  レートマッチング装置
1401  メモリ
1402  プロセッサ
1600  レートデマッチング装置
1601  取得ユニット
1602  決定ユニット
1603  レートデマッチングユニット
1700  レートデマッチング装置
1701  メモリ
1702  プロセッサ
1800  通信装置
1801  バス
1802  プロセッサ
1803  記憶媒体
1804  バスインターフェース
1805  ネットワークアダプタ
1806  ユーザインターフェース
1807  アンテナ
S  シーケンス
【図１】
2020523917.tif 000018
【図２】
2020523917.tif 000019
【図３】
2020523917.tif 000020
【図４】
2020523917.tif 000021
【図５】
2020523917.tif 000022
【図６】
2020523917.tif 000023
【図７】
2020523917.tif 000024
【図８】
2020523917.tif 000025
【図９】
2020523917.tif 000026
【図１０】
2020523917.tif 000027
【図１１】
2020523917.tif 000028
【図１２】
2020523917.tif 000029
【図１３】
2020523917.tif 000030
【図１４】
2020523917.tif 000031
【図１５】
2020523917.tif 000032
【図１６】
2020523917.tif 000033
【図１７】
2020523917.tif 000034
【図１８】
2020523917.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月6日(2020.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、通信技術の分野に関し、詳細には、レートマッチングの方法と装置およびレートデマッチングの方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システムにおいては、データ伝送の信頼性を向上させ通信の品質を保証するために、通常、チャネルコーディングが行われる。トルコの教授Arikanによって提案されたポーラ符号(polar code)は、シャノン容量を達成できることが理論的に証明されている高い性能をもつ最初の符号である。加えて、Polar符号を使用することによってコーディングまたはデコーディングを実行することの複雑さが低減する。Polar符号は、線形ブロック符号である。Polar符号のコーディング行列は、GNであり、コーディング処理は、
【数１】
2020523917.tif 000036
であり、ただし、
【数２】
2020523917.tif 000037
は二進行ベクトルであり、長さがN(すなわち、母符号長(mother code length))であり、またGNは、N×N行列であり、
【数３】
2020523917.tif 000038
である。
【数４】
2020523917.tif 000039
は、log2N個の行列F2のクロネッカ(Kronecker)積として定義される。
【０００３】
行列
【数５】
2020523917.tif 000040
である。
【０００４】
Polar符号エンコーディング処理においては、
【数６】
2020523917.tif 000041
内の一部のビットは、情報を搬送するのに使用され、情報ビットと呼ばれる。ビットのインデックスセット(index set)は、Aと表される。他のビットは、送信端および受信端によって予め合意された固定値に設定され、凍結ビット、または凍結ビット(frozen bit)と呼ばれる。ビットのインデックスセットは、Aの補完セットであるAcと表される。Polar符号エンコーディング処理は、
【数７】
2020523917.tif 000042
と等価である。ここにおいて、GN(A)は、GNにおけるセットA内のインデックスに対応する行の部分行列であり、GN(AC)は、GNにおけるセットAC内のインデックスに対応する行の部分行列であり、uAは、
【数８】
2020523917.tif 000043
内の情報ビットセットであり、情報ビットの数量はKであり、また
【数９】
2020523917.tif 000044
は、
【数１０】
2020523917.tif 000045
内の凍結ビットセットであり、凍結ビットの数量は、(N-K)であり、凍結ビットは、既知のビットである。凍結ビットは、通常、0に設定される。しかしながら、凍結ビットは、送信端および受信端が予め合意しているという条件で、ランダムに設定してもよい。凍結ビットが0に設定される場合、Polar符号エンコーディング出力は、次のように、
【数１１】
2020523917.tif 000046
簡略化されてもよく、
【数１２】
2020523917.tif 000047
は、K×N行列である。
【０００５】
Polar符号構築処理は、セットAの選択処理であり、Polar符号の性能を決定する。Polar符号構築処理は、通常、次の通りである:母符号長Nに基づいて、全部でN個のポーラーチャネルがあることを決定し、N個のポーラーチャネルはそれぞれ、コーディング行列のN個の行に対応する;ポーラーチャネルの信頼性を計算する;およびセットAの要素として相対的に高い信頼性をもつ最初のK個のポーラーチャネルのインデックスを使用し、凍結ビットのインデックスセットAcの要素として残りの(N-K)個のポーラーチャネルに対応するインデックスを使用する。セットAは、情報ビット位置を決定し、セットAcは、凍結ビット位置を決定する。
【０００６】
このコーディング行列から、元のPolar符号(母符号)の符号長が2の整数乗であることが分かりえ、任意の符号長をもつPolar符号は、実際の適用においてはレートマッチングにより実装する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本出願は、任意の符号長をもつPolar符号を実装するレートマッチングの方法と装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第1の態様によれば、レートマッチング方法が提供される。この方法は、
エンコーディングされたビットシーケンスを取得するステップであって、エンコーディングされたビットシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、ステップと、
グループに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニング(punctured/shortened)する必要があるビットの位置を決定するステップと、
パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットを除くエンコーディングされたビットシーケンス内の少なくとも1つのエンコーディングされたビットを取得して、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスを取得するステップと
を含む。
【０００９】
第2の態様によれば、レートマッチング装置が提供され、この装置は、
エンコーディングされたビットシーケンスを取得するように構成されている取得ユニットであって、エンコーディングされたビットシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、取得ユニットと、
グループに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定するように構成されている第1の決定ユニットと、
パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットを除くエンコーディングされたビットシーケンス内のエンコーディングされたビットを取得して、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスを取得するように構成されているレートマッチングユニットと
を含む。
【００１０】
第1の態様に関して、可能な一実装形態においては、装置は、
実際の符号レートが予め設定された閾値よりも大きい場合、ショートニングレートマッチング方法を使用することを決定し、または実際の符号レートが予め設定された閾値以下である場合、パンクチャリングレートマッチング方法を使用することを決定するように構成されている第2の決定ユニットであって、実際の符号レートがK/Mであり、Kが情報ビットの数量であり、Mが目標符号長である、第2の決定ユニット
をさらに含む。
【００１１】
第1の態様に関して、可能な一実装形態においては、装置は、
パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置に対応するポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、残りのポーラーチャネルにおいては、高い信頼性をもつポーラーチャネルを選択し、高い信頼性をもつポーラーチャネル上に情報ビットを置き、他のポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、チャネルコーディングするようにエンコーディングすべきビットシーケンスを情報ビットチャネルにマッピングして、コーディングされたビットシーケンスを取得することとを行うように構成されているコーディングユニット
をさらに含む。
【００１２】
第3の態様によれば、レートマッチング装置が提供され、この装置は、
プログラムを記憶するように構成されているメモリと、
メモリ内に記憶されているプログラムを実行するように構成されているプロセッサであって、プログラムが実行されると、プロセッサが、本出願の実施形態の第1の態様に提供のレートマッチング方法を行うように構成されている、プロセッサと
を含む。
【００１３】
第4の態様によれば、レートデマッチング方法が提供され、この方法は、
デコーディングすべきビットシーケンスの対数尤度比LLRを取得して、LLRシーケンスを取得するステップと、
グループに基づいて、パンクチャリング/ショートニングされた位置を決定するステップと、
パンクチャリング/ショートニングされた位置におけるビットのLLR値を戻して(restoring)、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスを取得するステップであって、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のLLRの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、ステップと
を含む。
【００１４】
第5の態様によれば、レートデマッチング装置が提供され、この装置は、
デコーディングすべきビットシーケンスの対数尤度比LLRを取得して、LLRシーケンスを取得するように構成されている取得ユニットと、
グループに基づいて、パンクチャリング/ショートニングされた位置を決定するように構成されている決定ユニットと、
パンクチャリング/ショートニングされた位置におけるビットのLLR値を戻して、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスを取得するように構成されているレートデマッチングユニットであって、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のLLRの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、レートデマッチングユニットと
を含む。
【００１５】
第6の態様によれば、レートデマッチング装置が提供され、この装置は、
プログラムを記憶するように構成されているメモリと、
メモリ内に記憶されているプログラムを実行するように構成されているプロセッサであって、プログラムが実行されると、プロセッサが、第4の態様におけるレートデマッチング方法およびレートデマッチング方法の可能なすべての実装形態を行うように構成されている、プロセッサと
を含む。
【００１６】
第1の態様から第6の態様のうちのいずれか1つに関して、可能な一実装形態においては、グループに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定するステップは、グループ、およびパンクチャリング/ショートニングパターンに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定するステップであって、パンクチャリング/ショートニングパターンがg個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序を決定する、ステップを含む。
【００１７】
可能な一実装形態においては、反転関係が、パンクチャリングパターンとショートニングパターンとの間に存在する。
【００１８】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、すべてのグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序に基づいて、すべてのグループ内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を連続的に決定することを含む。
【００１９】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、グループの優先順序に基づいて、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置として異なる優先度をもつグループ内のビットを連続的に決定することと、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置として同じ優先度をもつ異なるグループ内のビットを交互方式で連続的に決定することとを含む。
【００２０】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、シーケンスSによって示され、シーケンスS内の要素は、g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序に基づいてソーティングされるg個のグループのグループ番号を含み、シーケンスS内の最初のg/2個のグループの位置は、シーケンスS内の最後のg/2個のグループの位置と対称をなす。
【００２１】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、シーケンスSによって示され、シーケンスS内の要素は、g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序に基づいてソーティングされるg個のグループのグループ番号を含み、ただし、
シーケンスSは、自然順序、ビット反転順序、信頼性順序、または母符号長がgであるときのポーラーチャネルの符号重み順序に基づくシーケンスである。
【００２２】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、シーケンスSによって示され、パンクチャリングパターンは、シーケンスSに基づいてグループを第1の順序で連続的にパンクチャリングすることを含み、ショートニングパターンは、シーケンスSに基づいてグループを第2の順序で連続的にショートニングすることを含み、ただし、第1の順序は、前方から後方、または後方から前方に向かい、第1の順序と第2の順序は、互いに反転する。
【００２３】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、シーケンスSによって示され、シーケンスS内の要素は、g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序に基づいてソーティングされるg個のグループのグループ番号を含む。
【００２４】
g=4の場合、S=[0,1,2,3]であり、または
g=8の場合、S=[0,1,2,4,3,5,6,7]であり、または
g=16の場合、S=[0,1,2,4,8,3,5,9,6,10,12,7,11,13,14,15]であり、または
g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,8,16,5,6,7,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,24,25,26,15,23,27,28,29,30,31]であり、または
g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,8,16,5,6,7,9,17,10,18,12,20,11,19,13,21,14,22,24,25,26,15,23,27,28,29,30,31]であり、または
g=64の場合、S=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,16,32,17,33,12,18,34,20,36,11,13,14,15,19,35,21,37,22,38,23,39,24,40,25,41,26,42,28,44,48,49,50,52,27,43,29,45,51,30,46,31,47,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63]である。
【００２５】
パンクチャリングする必要があるビットの位置は、シーケンスSの要素の自然順序の昇順で決定される。ショートニングパターンは、シーケンスSの要素の自然順序の降順で、ショートニングする必要があるビットの位置を決定することを含む。
【００２６】
可能な別の実装形態においては、
【００２７】
g=4の場合、パンクチャリングパターンは、次のように、最初に、0番目のグループをパンクチャリングし、次いで、第1のグループおよび第2のグループを交互にパンクチャリングする;またショートニングパターンは、次のように、最初に、第3のグループをショートニングし、次いで、第2のグループおよび第1のグループを交互にショートニングする。または
g=8の場合、パンクチャリングは、次のように、最初に、0番目のグループおよび第1のグループを順次にパンクチャリングし、第2のグループおよび第4のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第6のグループおよび第7のグループを交互にパンクチャリングする;またショートニングパターンは、次のように、最初に、第7のグループおよび第6のグループをショートニングし、次いで、第5のグループおよび第3のグループを交互にショートニングする。または
g=16の場合、パンクチャリングパターンは、次のように、最初に、0番目のグループ〜第2のグループを順次にパンクチャリングし、第4のグループおよび第8のグループを交互にパンクチャリングし、第3のグループをパンクチャリングし、次いで、第5のグループおよび第9のグループを交互にパンクチャリングする;またショートニングパターンは、次のように、最初に、第15のグループ、第14のグループおよび第13のグループを順次にショートニングし、第11のグループおよび第7のグループを交互にショートニングし、第12のグループをショートニングし、次いで、第10のグループおよび第6のグループを交互にショートニングする。または
g=32の場合、パンクチャリングパターンは、次のように、最初に、0番目のグループ〜第4のグループを順次にパンクチャリングし、第8のグループおよび第16のグループを交互にパンクチャリングし、第5のグループ、第6のグループおよび第7のグループを順次にパンクチャリングし、第9のグループおよび第17のグループを交互にパンクチャリングし、第10のグループおよび第18のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第11のグループおよび第19のグループを交互にパンクチャリングする;またそれに対応して、ショートニングパターンは、次のように、最初に、第31のグループ、第30のグループ、第29のグループ、第28のグループおよび第27のグループを順次にショートニングし、第23のグループおよび第15のグループを交互にショートニングし、第26のグループ、第25のグループおよび第24のグループを順次にショートニングし、第22のグループおよび第14のグループを交互にショートニングし、第21のグループおよび第13のグループを交互にショートニングし、次いで、第20のグループおよび第12のグループを交互にショートニングする。または
g=32の場合、パンクチャリングパターンは、次のように、最初に、0番目のグループ〜第4のグループを順次にパンクチャリングし、第8のグループおよび第16のグループを交互にパンクチャリングし、第5のグループ、第6のグループおよび第7のグループを順次にパンクチャリングし、第9のグループおよび第17のグループを交互にパンクチャリングし、第10のグループおよび第18のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第12のグループおよび第20のグループを交互にパンクチャリングする;またそれに対応して、ショートニングパターンは、次のように、最初に、第31のグループ、第30のグループ、第29のグループ、第28のグループおよび第27のグループを順次にショートニングし、第23のグループおよび第15のグループを交互にショートニングし、第26のグループ、第25のグループおよび第24のグループを順次にショートニングし、第22のグループおよび第14のグループを交互にショートニングし、第21のグループおよび第13のグループを交互にショートニングし、次いで、第19のグループおよび第11のグループを交互にショートニングする。または
g=64の場合、パンクチャリングパターンは、次のように、最初に、0番目のグループ〜第10のグループを順次にパンクチャリングし、第16のグループおよび第32のグループを交互にパンクチャリングし、第17のグループおよび第33のグループを交互にパンクチャリングし、第12のグループをパンクチャリングし、第12のグループおよび第34のグループを交互にパンクチャリングし、第20のグループおよび第36のグループを交互にパンクチャリングし、第11のグループ、第13のグループ、第14のグループおよび第15のグループを順次にパンクチャリングし、第19のグループおよび第35のグループを交互にパンクチャリングし、第21のグループおよび第37のグループを交互にパンクチャリングし、第22のグループおよび第38のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第23のグループおよび第39のグループを交互にパンクチャリングする;またショートニングパターンは、次のように、最初に、第63のグループ、第62のグループ、第61のグループ、第60のグループ、第59のグループ、第58のグループ、第57のグループ、第56のグループ、第55のグループ、第54のグループおよび第53のグループを順次にショートニングし、第47のグループおよび第31のグループを交互にショートニングし、第46のグループおよび第30のグループを交互にショートニングし、第51のグループをショートニングし、第45のグループおよび第29のグループを交互にショートニングし、第43のグループおよび第27のグループを交互にパンクチャリングし、第52のグループ、第50のグループ、第49のグループおよび第48のグループを順次にショートニングし、第44のグループおよび第28のグループを交互にショートニングし、第42のグループおよび第26のグループを交互にショートニングし、第41のグループおよび第25のグループを交互にショートニングし、次いで、第40のグループおよび第24のグループを交互にショートニングする。
【００２８】
可能な別の実装形態においては、パンクチャリング/ショートニングパターンは、シーケンスSによって示され、シーケンスS内の要素は、g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序に基づいてソーティングされるg個のグループのグループ番号を含む。
【００２９】
g=4の場合、S=[0,(1,2),3]であり、または
g=8の場合、S=[0,1,(2,4),(3,5),6,7]であり、または
g=16の場合、S=[0,1,2,(4,8),3,(5,9),(6,10),12,(7,11),13,14,15]であり、または
g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,(8,16),5,6,7,(9,17),(10,18),(11,19),(12,20),(13,21),(14,22),24,25,26,(15,23),27,28,29,30,31]であり、または
g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,(8,16),5,6,7,(9,17),(10,18),(12,20),(11,19),(13,21),(14,22),24,25,26,(15,23),27,28,29,30,31]であり、または
g=64の場合、S=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,(16,32),(17,33),12,(18,34),(20,36),11,13,14,15,(19,35),(21,37),(22,38),(23,39),(24,40),(25,41),(26,42),(28,44),48,49,50,52,(27,43),(29,45),51,(30,46),(31,47),53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63]である。
【００３０】
本明細書においては、()を使用して、同じ優先度をもつ2つのグループを示し、2つのグループ内のエンコーディングされたビットは、交互にパンクチャリング/ショートニングされる。
【００３１】
第1の態様から第6の態様のうちのいずれか1つに関して、可能な一実装形態においては、gは、4、8、16、32、64、128、256、512、または1024である。
【００３２】
第1の態様から第6の態様のうちのいずれか1つに関して、可能な一実施形態においては、グループ数量gは、母符号長によって決定される。
【００３３】
可能な一実装形態においては、N/gは固定値であり、またはNが予め設定された値N0以下であるとき、g=g1であり、もしくはNがN0よりも大きいとき、g=g2であり、ただし、g1とg2は異なる値であり、g1およびg2はそれぞれ、4、8、16、32、64、128、256、512、または1024のうちの1つである。
【００３４】
第1の態様から第6の態様のうちのいずれか1つに関して、可能な一実装形態においては、グループ間のエンコーディングされたビットをパンクチャリングまたはショートニングする順序は、自然順序、ビット反転順序、信頼性順序、または符号重み順序である。
【００３５】
第1の態様から第6の態様のうちの1つに関して、可能な一実装形態においては、レートマッチングは、ブロックインターリーバを使用することによって、N個のエンコーディングされたビットを列単位でブロックインターリーバの中に連続的に置くことであって、各列が、1つのグループに対応する、置くことと、決定されたグループ間のパンクチャリングもしくはショートニングの優先順序に基づいて、ブロックインターリーバの列を並べ替え、グループ中心部のパンクチャリングもしくはショートニングの順序に基づいて、ブロックインターリーバの行を並べ替えることと、パンクチャリングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、ブロックインターリーバの第1の始点から、M個のエンコーディングされたビットを順次に読み出すこと、もしくはM個のビットが組み合わせ後に取得されるまで、ブロックインターリーバの第1の始点および第2の始点から同時に、エンコーディングされたビットを順次に読み出すこと、またはショートニングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、ブロックインターリーバの第3の始点から、M個のエンコーディングされたビットを順次に読み出すこと、もしくはM個のビットが組み合わせ後に取得されるまで、ブロックインターリーバの第3の始点および第4の始点から同時に読み出された、エンコーディングされたビットを順次に読み出すこととを行うように実装され、ただし、NはPolar符号の母符号長であり、Mは目標符号長であり、第1の始点はパンクチャリングされた位置以外の位置におけるビットに対応し、第2の始点はショートニングされた位置以外の位置におけるビットに対応する。
【００３６】
可能な一実装形態においては、第1の始点は、ブロックインターリーバの右下隅であり、第2の始点は、伝送すべきビットの2つの端における第1の点以外の端点であり、第3の始点は、ブロックインターリーバの左上隅であり、第4の始点は、伝送すべきビットの2つの端における第3の点以外の端点である。
【００３７】
可能な一実装形態においては、パンクチャリングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、M個のエンコーディングされたビットは、ブロックインターリーバの第1の始点から順次に読み出される。
【００３８】
第1の態様から第6の態様のうちのいずれか1つに関して、可能な一実装形態においては、実際の符号レートが予め設定された閾値よりも大きい場合、ショートニングレートマッチング方法を使用することが決定され、または実際の符号レートが予め設定された閾値以下である場合、パンクチャリングレートマッチング方法を使用することが決定され、ただし、実際の符号レートはK/Mであり、Kは情報ビットの数量であり、Mは目標符号長である。
【００３９】
可能な一実装形態においては、予め設定された閾値の値範囲は、区間[2/5,1/2]内の値である。
【００４０】
可能な一実装形態においては、予め設定された閾値は、2/5、4/9、または1/2である。
【００４１】
第7の態様によれば、通信装置が提供され、この装置は、バス、プロセッサ、記憶媒体、バスインターフェース、ネットワークアダプタ、ユーザインターフェース、およびアンテナを含む。
【００４２】
バスは、プロセッサ、記憶媒体、バスインターフェース、およびユーザインターフェースに接続するように構成されている。
【００４３】
プロセッサは、第1の態様もしくは第1の態様のいずれかの実装形態におけるレートマッチング方法を行うように構成され、または第4の態様もしくは第4の態様のいずれかの実装形態におけるレートデマッチング方法を行うように構成されている。
【００４４】
記憶媒体は、オペレーティングシステム、および送信すべきデータまたは受信されたデータを記憶するように構成されている。
【００４５】
バスインターフェースは、ネットワークアダプタに接続されている。
【００４６】
ネットワークアダプタは、ワイヤレス通信ネットワークにおける物理層の信号処理機能を実装するように構成されている。
【００４７】
ユーザインターフェースは、ユーザ入力デバイスに接続するように構成されている。
【００４８】
アンテナは、信号を送受信するように構成されている。
【００４９】
本出願の別の態様は、コンピュータ可読記憶媒体を提供する。コンピュータ可読記憶媒体は、命令を記憶する。命令が、コンピュータにおいて動作すると、コンピュータは、前述の態様または実装形態のうちのいずれか1つにおける方法を行う。
【００５０】
本出願の別の態様は、命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。命令がコンピュータにおいて動作すると、コンピュータは、前述の態様または実装形態のうちのいずれか1つにおける方法を行う。
【００５１】
本出願の別の態様は、コンピュータプログラムを提供する。コンピュータプログラムがコンピュータにおいて動作すると、コンピュータは、前述の態様または実装形態のうちのいずれか1つにおける方法を行う。
【発明の効果】
【００５２】
本出願の諸実施形態においては、エンコーディングされたビットが、g個のグループに分割され、グループに基づくパンクチャリング/ショートニングレートマッチングは実装しやすく、それによって、Polar符号性能が改善する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】基本的なワイヤレス通信手順の略図である。
【図２】本出願の一実施形態に係る適用シナリオの略図である。
【図３】ArikanのPolar符号の構成図である。
【図４】本出願の一実施形態に係るPolar符号レートマッチング方法の概略的流れ図である。
【図５】本出願の一実施形態に係るPolar符号のコーディングされたビットを4つのグループに分割してパンクチャリングする概略図である。
【図６】本出願の一実施形態に係るPolar符号のコーディングされたビットを32個のグループに分割して順次パンクチャリングする概略図である。
【図７】本出願の一実施形態に係るブロックインターリーバを使用することによって順次パンクチャリング/ショートニングを実装する概略図である。
【図８】本出願の一実施形態に係るブロックインターリーバ内のコーディングされたビットを列単位で読み出す概略図である。
【図９】本出願の一実施形態に係るブロックインターリーバ内のエンコーディングされたビットを行単位で読み出す概略図である。
【図１０】本出願の一実施形態に係る32個のグループのパンクチャリング/ショートニングパターンの概略図である。
【図１１】本出願の一実施形態に係るインターリーバを使用することによって順次および交互のパンクチャリング/ショートニングを実装する概略図である。
【図１２】本出願の一実施形態に係る、g=32のときの順次および交互のレートマッチングスキームを使用することによって取得される性能と、g=4のときの順次および交互のレートマッチングスキームを使用することによって取得される性能との間の比較を示すグラフである。
【図１３】本出願の一実施形態に係るレートマッチング装置1300の概略的構造図である。
【図１４】本出願に係る別のレートマッチング装置1400の概略的構造図である。
【図１５】本出願の一実施形態に係るPolar符号レートデマッチング方法の概略的流れ図である。
【図１６】本出願の一実施形態に係るレートデマッチング装置の概略的構造図である。
【図１７】本出願の一実施形態に係る別のレートデマッチング装置の概略的構造図である。
【図１８】本出願の一実施形態に係る通信装置の概略的構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
次に、添付の図面を参照して詳細に本出願の具体的な実施形態についてさらに説明する。
【００５５】
図1は、基本的なワイヤレス通信手順を示している。送信端では、信号ソースが、ソースコーディング、チャネルコーディング、レートマッチング、および変調マッピングが行われた後に伝送される。受信端では、信号送信先が、デマッピング復調、レートデマッチング、チャネルデコーディング、および信号ソースデコーディングが行われた後、出力される。Polar符号は、チャネルのコーディングおよびデコーディングに使用されてもよい。元のPolar符号(母符号)の符号長が2の整数乗であるので、任意の符号長をもつPolar符号は、実際の適用においてはレートマッチングにより実装する必要がある。送信端は、チャネルコーディングの後にレートマッチングを行って、任意の目標符号長を実装し、受信端は、チャネルデコーディングの前にレートデマッチングを行う。
【００５６】
本出願の実施形態は、ワイヤレス通信システムに適用されてもよい。ワイヤレス通信システムは、通常、セルを含む。各セルは、基地局(base station、BS)を含み、基地局は、複数のモバイル局(mobile station、MS)に通信サービスを提供する。図2に示されているように、基地局は、コアネットワークデバイスに接続されている。基地局は、ベースバンドユニット(baseband unit、BBU)、および遠隔無線ユニット(remote radio unit、RRU)を含む。BBUおよびRRUは、異なる場所に置かれてもよい。たとえば、RRUは、通信量の多いエリア内にリモートで置かれ、BBUは、中央機器室内に置かれている。BBUおよびRRUは、代替として、同じ機器室内に置かれてもよい。BBUおよびRRUは、代替として、1つのラックの異なる構成要素であってもよい。
【００５７】
本出願の実施形態において述べるワイヤレス通信システムが、狭帯域モノのインターネット(Narrowband Internet of Things、NB-IoT)システム、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ(Global System for Mobile Communications、GSM(登録商標))、GSM進化型高速データレート(Enhanced Data rates for GSM Evolution、EDGE)システム、広帯域符号分割多元接続(Wideband Code Division Multiple Access、WCDMA(登録商標))システム、符号分割多元接続2000(Code Division Multiple Access 2000、CDMA2000)システム、時分割同期符号分割多元接続(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access、TD-SCDMA)システム、ロングタームエボリューション(Long Term Evolution、LTE)システム、および次世代5Gモバイル通信システムの3つの主な適用シナリオeMBB、URLLC、およびeMTCを含むが、これらに限定するものではないことに留意すべきである。
【００５８】
本出願の実施形態においては、基地局は、無線アクセスネットワーク内に配置されMSにワイヤレス通信機能を提供する装置である。基地局は、様々な形態で、マクロ基地局、マイクロ基地局(小さいセルとも呼ばれる)、中継局、またはアクセス点などを含んでもよい。異なる無線アクセス技術が使用されているシステムにおいては、基地局機能を有するデバイスは、異なる名称を有してもよい。たとえば、デバイスは、LTEシステムにおいては進化型ノードB(evolved NodeB、eNBもしくはeNodeB)と呼ばれ、または第3世代(3rd Generation、3G)システムにおいてはノードB(英訳:NodeB)と呼ばれる、などである。説明を簡単にするために、本出願の実施形態においてはすべて、MSにワイヤレス通信機能を提供する装置をまとめてネットワークデバイス、基地局、またはBSと呼ぶ。
【００５９】
本出願の実施形態に関連するMSは、ワイヤレス通信機能を有するハンドヘルドデバイス、車載デバイス、ウェアラブルデバイス、もしくはコンピューティングデバイス、またはワイヤレスモデムに接続されている別の処理デバイスを含んでもよい。MSは、代替として、端末(英訳:terminal)と呼ばれてもよい。MSは、代替として、加入者ユニット(英訳:subscriber unit)、セルラフォン(英訳:cellular phone)、スマートフォン(英訳:smartphone)、ワイヤレスデータカード、パーソナルデジタルアシスタント(personal digital assistant、PDA)コンピュータ、タブレットコンピュータ、ワイヤレスモデム(英訳:modem)、ハンドヘルドデバイス(英訳:handset)、ラップトップコンピュータ(laptop computer、LC)、またはマシン型通信(machine type communication、MTC)端末などであってもよい。説明を簡単にするために、本出願の実施形態においてはすべて、上に挙げたデバイスをまとめてMSと呼ぶ。
【００６０】
本出願の実施形態におけるレートマッチング装置は、上に挙げたBSもしくはMSであっても、BSもしくはMS内に配設された装置であっても、または別のワイヤレス通信デバイス内に配設された装置であってもよい。
【００６１】
準均一パンクチャリング(quasi-uniform puncturing、QUP)は、任意の符号長をもつPolar符号を実装するためのコーディング方法およびレートマッチング方法のうちの1つである。最初に、母符号長が、目標符号長の2の整数乗以上であることが決定される。次いで、パンクチャリングパターン(パンクチャリングすべき位置)が、母符号長および目標符号長に基づいて決定される。パンクチャリングパターンは、二進シーケンスを使用することによって表されてもよい。「0」は、パンクチャリングすべき位置を示し、「1」は、パンクチャリングされない位置を示すことが決定される。パンクチャリングすべき位置に対応するチャネル容量は、0に設定される(またはエラー確率は1に設定され、もしくは信号対雑音比SNRは限りなく小さくなるように設定される)。ポーラーチャネルの信頼性は、密度進化法、ガウス近似法、または線形フィッティング法を使用することによって計算されソーティングされる。情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)の位置、および凍結ビットの位置が決定される。コーディング端は、コーディング後、パンクチャリングすべき位置にあるビットを削除して、Polar符号を取得する。
【００６２】
別のPolar符号コーディングおよびレートマッチング方法は、Polar符号のショートニング(Shorten)である。ショートニングすべき(Shorten)の位置におけるコーディングされたビットは、凍結ビットにのみ関連している。最初に、ポーラーチャネルの信頼性が、母符号に基づいて計算される。次いで、Shortenすべき位置が決定される。凍結ビットが、対応するポーラーチャネル上に置かれ、情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)の位置および凍結ビットの位置が、信頼性に基づいて残りのポーラーチャネルにおいて決定される。コーディング後、ショートニングすべき位置にあるビットは削除されて、Polar符号を取得し、それによって、レートマッチングが実装される。Shortenに基づくコーディングおよびレートマッチングスキームにおいては、ポーラーチャネルの信頼性は、ショートニングすべき位置に基づいて再計算する必要はなく(再構築する必要はなく)、凍結ビットは、ショートニングすべき位置に対応するポーラーチャネル上に置かれ、それによって、Polar符号構築の複雑さは大いに低減される。図3に示されているように、コーディング行列GNは、下三角行列であり、最後のN-M個のコーディングビット(Nは母符号長であり、Mは目標符号長である)は削除されてもよく、凍結ビットは、最後のN-M個のポーラーチャネル上に置かれる。この場合においては、パンクチャリングすべきビットは、凍結ビットにのみ関連している。これは、実行可能なショートニングパターンとして使用されてもよい。
【００６３】
本出願は、Polar符号レートマッチング方法を提供する。この方法は、グループに基づくパンクチャリングまたはショートニングである。図4に示されているように、レートマッチング方法は、次のステップを含む。
【００６４】
402.エンコーディングされたビットシーケンスを取得し、エンコーディングされたビットシーケンスは等長グループを含み、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量はN/gであり、NはPolar符号の母符号長であり、Nは2の整数乗であり、gは4以上でN未満の整数であり、gは2の整数乗である。
【００６５】
g=4の場合、Polar符号のコーディングされたビットは、4つの等長グループに順次に分割され、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量はN/4である。たとえば、母符号長Nが64であり、エンコーディングされたビットが4つのグループに分割される場合、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量は16であり、または母符号長Nが256であり、エンコーディングされたビットが4つのグループに分割される場合、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量は64である。Nの値が大きくなるほど、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量はより大きく示されることが分かりうる。グループ粒度は、エンコーディングされたビットが4つのグループに分割されたとき、相対的に大きい。そのため、性能をさらに改善するためには、相対的に小さい粒度によるグループ分け方式が使用されてもよい。たとえば、gは、8、16、32、64、128、256、512、または1024などであり、gは、2の整数乗である。グループ分けが有意になるように、gは、N未満である必要があることは確実である。
【００６６】
グループの数量は、たとえば、32に固定されてもよい。このようにして、任意の符号長のレートマッチングは、具体的に言えば、その長さが32であるシーケンスSによって決定される固定ブロックインターリーバを使用することによって実装されてもよい。別の設計においては、各グループ内のビットの数量が、たとえば16に固定されることが保証される。しかしながら、グループの数量は、母符号長とともに増加する。言い換えれば、グループの数量はN/16である。グループの数量はまた、母符号長により変動してもよい。たとえば、母符号長が大きいほど、グループの数量はより大きく示される。このようにして、より小さい粒度は、レートマッチングするように設計され、設計が柔軟であるほど、より優れた性能を示すことができる。たとえば、閾値N0が設定されてもよい。Nが予め設定された値N0以下であるとき、g=g1であり、NがN0よりも大きいとき、g=g2であり、ただし、g1とg2は、異なる値であり、g1およびg2はそれぞれ、4、8、16、32、64、128、256、512、または1024のうちの1つである。たとえば、N0=256、g1=8、およびg2=32である。Nとgとの間の関係もまた、テーブルに予め記憶されてもよく、分割により取得されるグループの数量は、テーブルを検索することによって決定される。
【００６７】
403.グループに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定する。
【００６８】
具体的には、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置は、グループ、およびパンクチャリング/ショートニングパターンに基づいて決定されてもよい。パンクチャリング/ショートニングパターンは、g個のグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序を決定する。反転関係が、パンクチャリングパターンとショートニングパターンとの間に存在してもよい。すべてのグループ内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置は、すべてのグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序に基づいて連続的に決定されてもよい。このパターンは、順次パンクチャリング/ショートニング方式と簡潔に呼ばれる。代替として、順次および交互のパンクチャリング/ショートニング方式が使用されてもよい。具体的に言えば、第1の数量のグループ内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置は、優先順序に基づいて順次パンクチャリング/ショートニング方式で決定され、交互パンクチャリング/ショートニング方式は、第2の数量のグループ内の同じ優先度をもつグループ内のエンコーディングされたビットに使用される。言い換えれば、異なる優先度をもつグループ内のビットは、グループの優先順序に基づいて、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置として連続的に決定され、同じ優先度をもつ異なるグループ内のビットは、交互方式で、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置として連続的に決定される。
【００６９】
404.パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットを除くエンコーディングされたビットシーケンス内のエンコーディングされたビットシーケンスを取得して、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスを取得する。言い換えれば、パンクチャリング/ショートニングパターンによって指定される位置におけるエンコーディングされたビットは、削除されてもよく、残りのエンコーディングされたビットシーケンスが、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスである。
【００７０】
任意選択で、レートマッチング方法は、Polarコーディング処理をさらに含んでもよく、
パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置に対応するポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、残りのポーラーチャネルにおいては、高い信頼性をもつポーラーチャネルを選択し、高い信頼性をもつポーラーチャネル上に情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)を置き、他のポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、チャネルコーディングするようにエンコーディングすべきビットを情報ビットにマッピングして、エンコーディングされたビットシーケンスを取得することとを行う。
【００７１】
任意選択で、レートマッチング方法は、次のステップをさらに含んでもよい。
【００７２】
401.ショートニング/パンクチャリングレートマッチング方式を使用することを決定する。
【００７３】
異なる符号長をもつPolar符号は、異なるQUPパンクチャリングパターンに対応する。ポーラーチャネルの信頼性は、符号レートなどのコーディングパラメータに基づいて再計算する必要があり(再構築する必要があり)、複雑さは、相対的に高い。ショートニングパターンの場合、Polar符号内のより後のポーラーチャネルの信頼性は、相対的に高く、ポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことにより、結果的に、性能が不安定になりうる。特に符号レートが低いとき、これにより、きわめて大きい性能損失が生じる場合がある。
【００７４】
具体的には、パンクチャリング/ショートニング方法は、実際の符号レートに基づいて決定されてもよい。実際の符号レートの値は、予め設定された閾値と比較されて、パンクチャリングまたはショートニングレートマッチングを行うことが決定される。実際の符号レートR=K/M>R0の場合、ショートニングレートマッチングが行われる。ショートニングすべき位置におけるコーディングされたビットがショートニング(削除)され、凍結ビットは、そのシーケンス番号がショートニングすべき位置のものと等しいポーラーチャネル上に置かれる。デコーディング中に、ショートニングされた位置の対数尤度比LLRが、限りなく大きくなるように設定される。実際の符号レートR≦R0の場合、パンクチャリングレートマッチングが行われる。パンクチャリングすべき位置におけるコーディングされたビットが、パンクチャリング(削除)され、凍結ビットは、そのシーケンス番号がパンクチャリングすべき位置のものと等しいポーラーチャネル上に置かれる。デコーディング中に、ショートニングされた位置のLLRが、0に設定される。予め設定された閾値R0の値は、2/5から1/2の間であってもよく、たとえば、R0の値は、2/5、4/9、または1/2などである。
【００７５】
本出願のこの実施形態におけるパンクチャリングパターンまたはショートニングパターンは、最初にパンクチャリングまたはショートニングされるグループ、およびパンクチャリングまたはショートニング中に、後にパンクチャリングまたはショートニングされるグループを決定するのに使用される順序を示す。パンクチャリングパターンまたはショートニングパターンにおいて指定される優先順序は、パンクチャリングすべきまたはショートニングすべきコーディングされたビットの位置を決定するのに使用されてもよい。反転関係が、設計されたパンクチャリングパターンとショートニングパターンとの間に存在してもよい。ビットのコーディングの場合、パンクチャリングは、前方から後方に向かって行われ、ショートニングは、後方から前方に向かって行われる。
【００７６】
パンクチャリングまたはショートニングパターンは、シーケンスSを使用することによって示されてもよく、g個のグループのグループ番号は、g個のグループをパンクチャリングまたはショートニングする優先順序に基づいてソーティングされる。シーケンスSの要素は、g個のグループをパンクチャリングまたはショートニングする優先順序に基づいてソーティングされるg個のグループのグループ番号を含む。表示シーケンスSは、信頼性シーケンス、自然順序シーケンス、Polar符号の符号重み順序シーケンス、または優れた性能をもつ別のシーケンスであってもよい。パンクチャリングパターンは、シーケンスSに基づいてグループを第1の順序で連続的にパンクチャリングすることを含む。ショートニングパターンは、シーケンスSに基づいてグループを第2の順序で連続的にショートニングすることを含む。第1の順序は、前方から後方、または後方から前方に向かい、第1の順序と第2の順序は、互いに反転する。
【００７７】
たとえば、g=32として、その母符号長が32であるPolar符号のポーラーチャネルが信頼性に基づいてソーティングされた後に取得されるシーケンスは、表示シーケンスとして使用されてもよい。一例においては、分極重み(polarization weight)に基づいて計算される信頼性が昇順でソーティングされた後に取得されるシーケンスは、次のように、
S=[0,1,2,4,8,16,3,5,6,9,10,17,12,18,20,24,7,11,13,19,14,21,22,25,26,28,15,23,27,29,30,31]である。
【００７８】
別の例においては、ガウス近似(Gaussian approximation、GA)/密度進化(density evolution、DE)法に基づいて計算される信頼性が昇順でソーティングされた後に取得されるシーケンスは、次のように、
S=[0,1,2,4,8,16,3,5,6,9,10,17,12,18,20,7,24,11,13,19,14,21,22,25,26,28,15,23,27,29,30,31]である。
【００７９】
さらなる別の例においては、Polar符号のコーディング行列の行における1の数量は、行の符号重みである。ソーティングは、符号重みに基づいて昇順で行われる。同じ符号重みをもつシーケンス番号におけるより小さいシーケンス番号は、前方に置かれる。そのため、符号重みをソーティングするシーケンスが取得される。符号重みを昇順でソーティングするシーケンスは、次のように、S=[0,1,2,4,8,16,3,5,6,9,10,12,17,18,20,24,7,11,13,14,19,21,22,25,26,28,15,23,27,29,30,31]である。
【００８０】
別の値のgが使用されるときの表示シーケンスの場合、対応する信頼性シーケンス、自然順序シーケンス、Polar符号の符号重み順序シーケンスを、g=32のときに使用される方式を参照して取得されてもよい。パンクチャリングが、表示シーケンスSに基づいて前方から後方に向かって行われる。具体的に言えば、パンクチャリングは、シーケンスの第1の要素によって示されるグループから行われ、パンクチャリングされたビットの数量が、パンクチャリングする必要があるビットの数量未満である場合、第2の要素によって示されるグループにおいてさらに行われる。順次パンクチャリングは、パンクチャリングする必要があるビットの数量がパンクチャリングされるまで行われる。ショートニングは、後方から前方に向かって行われる。具体的に言えば、ショートニングは、シーケンスSの最後の要素によって示されるグループから行われ、ショートニングされたビットの数量が、ショートニングする必要があるビットの数量未満である場合、最後から2番目の要素によって示されるグループにおいてさらに行われる。順次ショートニングは、ショートニングする必要があるビットの数量がショートニングされるまで行われる。パンクチャリングまたはショートニングの処理においては、パンクチャリングまたはショートニングする必要がある残りのビットの数量が1つのグループ内のビットの総数量未満である場合、グループ中心部のパンクチャリングまたはショートニングの順序は、グループ間のパンクチャリング/ショートニングの順序を示す。言い換えれば、グループ中心部のパンクチャリングまたはショートニングの順序は、信頼性シーケンス、自然順序シーケンス、Polar符号の符号重み順序シーケンス、または優れた性能をもつ別のシーケンスであってもよい。母符号長N=256、およびg=32であると仮定する。各グループ内のビットの数量は、256/32=8である。各グループ内の8つのビットは、N=8のときに使用される信頼性シーケンスに基づいてソーティングされても、自然順序でソーティングされても、またはN=8のときに使用される符号重み順序に基づいてソーティングされてもよい。パンクチャリングまたはショートニングの順序については、上述のグループ間のパンクチャリングまたはショートニングの順序を参照されたい。
【００８１】
グループに基づくパンクチャリングまたはショートニングの方式が2つあってもよい。一方の方式は、自然順序のパンクチャリング/ショートニングである。分割により取得されるすべてのグループ内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置は、すべてのグループをパンクチャリング/ショートニングしパンクチャリング/ショートニングパターンに基づいて決定される優先順序に基づいて連続的に決定される。もう一方の方式は、自然順序および交互のパンクチャリング/ショートニングである。パンクチャリング/ショートニングパターンは、グループ優先順序に基づいて、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置として、第1の数量のグループ内のビットを連続的に決定することと、交互の方式で、パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置として第2の数量のグループ内の同じ優先度をもつ異なるグループ内のビットを連続的に決定することとを含む。次に、コーディングおよびレートマッチング処理に関する2つの方式について説明する。
【００８２】
(1)  順次パンクチャリング/ショートニングのコーディングおよびレートマッチングスキーム
【００８３】
Polar符号のコーディングされたビットは、いくつかの等長グループに順次に分割される。パンクチャリング/ショートニングは、特定のシーケンスSによって示されるパンクチャリング/ショートニングパターンに基づいてグループ単位で(グループに基づいて)行われる。Sの長さは、Sのグループの数量と同じである。ある要素によって指定されるグループ内のすべてのビットは、Sの要素順序に基づいてパンクチャリング/ショートニングされる。パンクチャリング/ショートニングする必要がある残りのビットの数量が1つのグループ内のビットの数量を超える場合、次の要素によって指定されるグループ内のすべてのビットがパンクチャリング/ショートニングされ、またはパンクチャリング/ショートニングする必要がある残りのビットの数量が1つのグループ内のビットの数量未満である場合、グループ内の1つのビットが、別の特定の順序に基づいてパンクチャリング/ショートニングされる。パンクチャリング/ショートニングすべき位置の決定は、パンクチャリング/ショートニングパターンの決定を示す。凍結されたビットは、パンクチャリング/ショートニングすべきビットのシーケンス番号に対応するポーラーチャネル上に置かれる。残りのポーラーチャネルにおいては、高い信頼性をもつポーラーチャネルが選択され、情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)が、高い信頼性をもつポーラーチャネル上に置かれ、凍結されたビットが、他のポーラーチャネル上に置かれる。コーディングすべきビットは、チャネルコーディングするように情報ビットにマッピングされ、パンクチャリング/ショートニングパターンによって指定される位置におけるコーディングされたビットは、レートマッチングの後に取得されるコーディングされたビットを取得するために削除される。パンクチャリングレートマッチング方法を選択すべきか、またはショートニングレートマッチング方法を選択すべきかについては、符号レートに基づいて決定されてもよい。具体的に言えば、ショートニングレートマッチング方法は、符号レートが予め設定された閾値を超えるときに選択され、またはパンクチャリングレートマッチング方法は、符号レートが予め設定された閾値を超えないときに選択される。
【００８４】
(2)  自然順序パンクチャリングまたはショートニングと交互パンクチャリングまたはショートニングとが組み合わせられたコーディングおよびレートマッチングスキーム
【００８５】
このスキームでは、表示シーケンスのすべての要素によって示されるグループにおいては、パンクチャリングまたはショートニングは、いくつかのグループにおいて自然順序で連続的に行われ、グループ間の交互パンクチャリングまたはショートニングは、いくつかのグループ間のコーディングされたビットにおいて行われる。具体的に言えば、パンクチャリングパターンは、次のように設定される:優先順序に基づいて第1の数量のグループをパンクチャリングし、第2の数量のグループ内の同じ優先度をもつグループを交互の順序でパンクチャリングする。それに対応して、ショートニングパターンは、次のように設定される:優先順序に基づいて第1の数量のグループをショートニングし、第2の数量のグループ内の同じ優先度をもつグループを交互方式でショートニングする。
【００８６】
たとえば、g=4とする。図5に示されているように、Polar符号のコーディングされたビットは、自然順序で4つのグループB0、B1、B2、およびB3に分割される。パンクチャリング中に、最初に、第1のセグメントB0は、前方から後方に向かう順序で順次にパンクチャリングされる。パンクチャリングすべきビットの数量が1つのセグメント内のエンコーディングされたビットの数量を超える場合、第1のセグメント内のエンコーディングされたビットがすべてパンクチャリングされた後、真ん中の2つのセグメントB1およびB2は、所要のエンコード長に達するまで、前方から後方に向かう順序で交互にパンクチャリングされる。ショートニングすべき位置は、パンクチャリングすべき位置と逆である。最後のセグメントB3は、最初に、ショートニングされ、次いで、真ん中の2つのセグメントは、後方から前方に向かう順序で交互にショートニングされる。g=4のとき、順次および交互のスキームでパンクチャリング順序が使用される任意のエリアで取得される性能は、再構築により取得される性能に近くてもよい。しかしながら、パンクチャリングすべきビットの数量が母符号の約1/4であるとき、信頼性に基づくパンクチャリングにより取得される性能に対する明らかな性能損失がある。gが、たとえば、4よりも大きい場合、gは、16、32、または64以上であり、グループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序については、4つのグループが分割により取得されるときに使用される順次および交互の原理を参照されたい。たとえば、最初のN/4個のエンコーディングされたビットは、順次にパンクチャリング/ショートニングされ、真ん中のN/2個のエンコーディングされたビットは、交互にパンクチャリング/ショートニングされ、最後のN/4個のビットは、順次にパンクチャリング/ショートニングされる。この数量がN/2を超える場合、より小さい母符号長が、コーディング中に使用されてもよいので、パンクチャリングまたはショートニングする必要があるエンコーディングされたビットの数量が、通常は、N/2を超えないことは確実である。そのため、パンクチャリングが前方から後方に向かって行われ、かつショートニングが後方から前方に向かう順序で行われる場合、最初のN/4個のエンコーディングされたビットは、パンクチャリングされるだけでショートニングされず、真ん中のN/2個のエンコーディングされたビットは、パンクチャリング/ショートニングされてもよく、最後のN/4個のエンコーディングされたビットは、ショートニングされるだけである。言い換えれば、パンクチャリングが前方から後方に向かって行われ、かつショートニングが後方から前方に向かう順序で行われる場合、最初のg/4個のグループは、パンクチャリングされるだけでショートニングされず、真ん中のg/2個のグループは、パンクチャリング/ショートニングされてもよく、最後のg/4個のグループは、ショートニングされるだけである。
【００８７】
性能をさらに改善するためには、グループ粒度が変更され、またはパンクチャリング/ショートニングパターン(シーケンスS)が最適化される。加えて、実装を容易にし、性能安定性を改善するためには、対称シーケンスSが使用されてもよい。具体的に言えば、シーケンスS内のグループ位置は、グループソーティングの結果に基づいて対称をなす。言い換えれば、最初のg/2個のグループの位置は、シーケンスS内の最後のg/2個のグループの位置と対称をなす。順次パンクチャリング/ショートニングの場合に適用されうるいくつかの対称シーケンスSを次に挙げる。シーケンスにおいては、ボールド体のグループ番号は、最初のg/2個のグループを示し、非ボールド体のグループ番号は、最後のg/2個のグループを示す。ボールド体の活字は、単に説明を簡単にするためにすぎず、シーケンス番号がボールド体であるかどうかは、シーケンスの相違を示すものではない。
【００８８】
g=4の場合、S=[0,1,2,3]である。
【００８９】
g=8の場合、S=[0,1,2,4,3,5,6,7]である。
【００９０】
g=16の場合、S=[0,1,2,4,8,3,5,9,6,10,12,7,11,13,14,15]である。
【００９１】
g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,8,16,5,6,7,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,24,25,26,15,23,27,28,29,30,31]である。
【００９２】
g=32の場合、シーケンスSは、次になるようにさらに調整されてもよい。
【００９３】
S=[0,1,2,3,4,8,16,5,6,7,9,17,10,18,12,20,11,19,13,21,14,22,24,25,26,15,23,27,28,29,30,31]である。
【００９４】
g=64の場合、S=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,16,32,17,33,12,18,34,20,36,11,13,14,15,19,35,21,37,22,38,23,39,24,40,25,41,26,42,28,44,48,49,50,52,27,43,29,45,51,30,46,31,47,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63]である。
【００９５】
パンクチャリングする必要があるビットの位置は、シーケンスSの要素の自然順序の昇順で決定される。ショートニングパターンは、シーケンスSの要素の自然順序の降順で、ショートニングする必要があるビットの位置を決定することを含む。
【００９６】
対称シーケンスSが、順次に交互にパンクチャリング/ショートニングされる場合、グループ順序は、変更されない。しかしながら、交互パンクチャリング/ショートニング中に、交互にパンクチャリング/ショートニングされたグループは、丸括弧を使用することによって識別されて、丸括弧内に示されている異なるグループが同じ優先度を有し、異なるグループ内のエンコーディングされたビットは、交互にパンクチャリング/ショートニングされることを示してもよい。そのため、対称シーケンスSは、次のように表されてもよい。
【００９７】
g=4の場合、S=[0,(1,2),3]であり、すなわち、パンクチャリング/ショートニングパターンは、次のように表される:パンクチャリングパターンの場合、最初に、0番目のグループをパンクチャリングし、次いで、第1のグループおよび第2のグループを交互にパンクチャリングし、またショートニングパターンの場合、最初に第3のグループをショートニングし、次いで、第2のグループおよび第1のグループを交互にショートニングする。
【００９８】
g=8の場合、S=[0,1,(2,4),(3,5),6,7]であり、すなわち、パンクチャリング/ショートニングパターンは、次のように表される:パンクチャリングパターンの場合、0番目のグループおよび第1のグループを順次にパンクチャリングし、次いで、第2のグループおよび第4のグループを交互にパンクチャリングし、またショートニングパターンの場合、最初に、第7のグループおよび第6のグループをショートニングし、次いで、第5のグループおよび第3のグループを交互にショートニングする。
【００９９】
g=16の場合、S=[0,1,2,(4,8),3,(5,9),(6,10),12,(7,11),13,14,15]であり、すなわち、パンクチャリング/ショートニングパターンは、次のように表される:パンクチャリングパターンの場合、最初に、0番目のグループ〜第2のグループを順次にパンクチャリングし、第4のグループおよび第8のグループを交互にパンクチャリングし、第3のグループをパンクチャリングし、次いで、第5のグループおよび第9のグループを交互にパンクチャリングし、またショートニングパターンの場合、第15のグループ、第14のグループおよび第13のグループを順次にショートニングし、第11のグループおよび第7のグループを交互にショートニングし、第12のグループをショートニングし、次いで、第10のグループおよび第6のグループを交互にショートニングする。
【０１００】
g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,(8,16),5,6,7,(9,17),(10,18),(11,19),(12,20),(13,21),(14,22),24,25,26,(15,23),27,28,29,30,31]である。
【０１０１】
表現を簡単にするために、Sはまた、次のように表されてもよい。S=[0,1,2,3,4,(8,16),5,6,7,(9-11,17-19),(12-14,20-22),24,25,26,(15,23),27,28,29,30,31]であり、すなわち、
パンクチャリング/ショートニングパターンは、次のように表される:パンクチャリングパターンの場合、最初に、0番目のグループ〜第4のグループを順次にパンクチャリングし、第8のグループおよび第16のグループを交互にパンクチャリングし、第5のグループ、第6のグループおよび第7のグループを順次にパンクチャリングし、第9のグループおよび第17のグループを交互にパンクチャリングし、第10のグループおよび第18のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第11のグループおよび第19のグループを交互にパンクチャリングし、またショートニングパターンの場合、最初に、第31のグループ、第30のグループ、第29のグループ、第28のグループおよび第27のグループを順次にショートニングし、第23のグループおよび第15のグループを交互にショートニングし、第26のグループ、第25のグループおよび第24のグループを順次にショートニングし、第22のグループおよび第14のグループを交互にショートニングし、第21のグループおよび第13のグループを交互にショートニングし、次いで、第20のグループおよび第12のグループを交互にショートニングする。
【０１０２】
代替として、g=32の場合、S=[0,1,2,3,4,(8,16),5,6,7,(9,17),(10,18),(12,20),(11,19),(13,21),(14,22),24,25,26,(15,23),27,28,29,30,31]であり、すなわち、
パンクチャリング/ショートニングパターンは、次のように表される:パンクチャリングパターンの場合、最初に、0番目のグループ〜第4のグループを順次にパンクチャリングし、第8のグループおよび第16のグループを交互にパンクチャリングし、第5のグループ、第6のグループおよび第7のグループを順次にパンクチャリングし、第9のグループおよび第17のグループを交互にパンクチャリングし、第10のグループおよび第18のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第12のグループおよび第20のグループを交互にパンクチャリングし、またショートニングパターンの場合、最初に、第31のグループ、第30のグループ、第29のグループ、第28のグループおよび第27のグループを順次にショートニングし、第23のグループおよび第15のグループを交互にショートニングし、第26のグループ、第25のグループおよび第24のグループを順次にショートニングし、第22のグループおよび第14のグループを交互にショートニングし、第21のグループおよび第13のグループを交互にショートニングし、次いで、第19のグループおよび第11のグループを交互にショートニングする。
【０１０３】
g=64の場合、S=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,(16,32),(17,33),12,(18,34),(20,36),11,13,14,15,(19,35),(21,37),(22,38),(23,39),(24,40),(25,41),(26,42),(28,44),48,49,50,52,(27,43),(29,45),51,(30,46),(31,47),53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63]であり、すなわち、
【０１０４】
パンクチャリングおよびショートニングパターンは、次のように表される:パンクチャリングパターンの場合、最初に、0番目のグループ〜第10のグループを順次にパンクチャリングし、第16のグループおよび第32のグループを交互にパンクチャリングし、第17のグループおよび第33のグループを交互にパンクチャリングし、第12のグループをパンクチャリングし、第12のグループおよび第34のグループを交互にパンクチャリングし、第20のグループおよび第36のグループを交互にパンクチャリングし、第11のグループ、第13のグループ、第14のグループおよび第15のグループを順次にパンクチャリングし、第19のグループおよび第35のグループを交互にパンクチャリングし、第21のグループおよび第37のグループを交互にパンクチャリングし、第22のグループおよび第38のグループを交互にパンクチャリングし、次いで、第23のグループおよび第39のグループを交互にパンクチャリングし、またショートニングパターンの場合、第63のグループ、第62のグループ、第61のグループ、第60のグループ、第59のグループ、第58のグループ、第57のグループ、第56のグループ、第55のグループ、第54のグループおよび第53のグループを順次にショートニングし、第47のグループおよび第31のグループを交互にショートニングし、第46のグループおよび第30のグループを交互にショートニングし、第51のグループをショートニングし、第45のグループおよび第29のグループを交互にショートニングし、第43のグループおよび第27のグループを交互にショートニングし、第52のグループ、第50のグループ、第49のグループおよび第48のグループを順次にショートニングし、第44のグループおよび第28のグループを交互にショートニングし、第42のグループおよび第26のグループを交互にショートニングし、第41のグループおよび第25のグループを交互にショートニングし、次いで、第40のグループおよび第24のグループを交互にショートニングする。
【０１０５】
前述のシーケンスにおいては、丸括弧内の2つのグループは、同じ優先度を有し、交互にパンクチャリングまたはショートニングされ、丸括弧外のグループは、シーケンスSの自然順序に基づいてパンクチャリングまたはショートニングされる。パンクチャリングすべき位置を決定する優先順序は、シーケンスSの前方から後方に向かう順序であり、ショートニングすべき位置を決定する優先順序は、シーケンスSの後方から前方に向かう順序である。
【０１０６】
本出願に説明するパンクチャリング/ショートニングパターンは、すべてのグループをパンクチャリング/ショートニングする優先順序を示している。このことは、パンクチャリング/ショートニングパターンによって示されているグループがすべてパンクチャリング/ショートニングされることを意味するものではない。そうではなく、パンクチャリング/ショートニングする必要があるエンコーディングされたビットは、パンクチャリング/ショートニングする必要があるエンコーディングされたビットの数量が決定されるまで、パンクチャリング/ショートニングパターン、およびパンクチャリング/ショートニングする必要があるエンコーディングされたビットの数量に基づいて決定される。パンクチャリング/ショートニングする必要があるエンコーディングされたビットとして決定されない残りのエンコーディングされたビットは、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットであり、受信端に伝送されることになる。
【０１０７】
エンコーディングおよびレートマッチング処理に関して、次に、本出願において提供されるレートマッチング方法の適用について説明する。母符号長がNであるPolar符号の場合、目標符号長はMであり(M<Nのとき、パンクチャリングまたはショートニングレートマッチングを実装する必要があり、そうでないときは、反復またはセグメント化レートマッチングが実装されてもよい)、情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)の数量はKであり、コーディングおよびレートマッチング処理は、パンクチャリング/ショートニングパターンに基づいてパンクチャリング/ショートニングすべきビットとして、母符号からN-M個のコーディングされたビットを選択し、対応するシーケンス番号を含むポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、残りのポーラーチャネルにおいては、高い信頼性をもつポーラーチャネルを選択し、高い信頼性をもつポーラーチャネル上に情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)を置き、他のチャネル上に凍結ビットを置くことと、チャネルコーディングするように情報ビット(チェックビットおよびハウスキーピングビットを含む)を情報ビットにマッピングすることと、パンクチャリング/ショートニングパターンによって指定される位置をパンクチャリングして、レートマッチング後に取得されるコーディングビットを取得することとを含んでもよい。パンクチャリングレートマッチング方式を使用すべきか、またはショートニングレートマッチング方式を使用すべきか、およびパンクチャリングパターンを使用すべきか、またはショートニングパターンを使用すべきかについては、前述した方式で決定される。
【０１０８】
次に、g=32である例を使用して、パンクチャリング/ショートニングすべき位置を順次に決定するための方法について説明する。パンクチャリングレートマッチング方法を使用すべきか、またはショートニングレートマッチング方法を使用すべきかについて決定される。Polar符号のエンコーディングされたビットは、32個の等長グループに順次に分割され、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量はN/32である。パンクチャリング/ショートニングすべき位置が、シーケンスS(その長さは32である)に基づいてグループ単位で決定される。パンクチャリング/ショートニングすべきビットの数量がPであるとき、完全に削除する必要があるグループの数量は、numG=floor(P/(N/32))であり、完全には削除する必要がない残りのグループ内のパンクチャリングすべきビットの数量は、P-numG*N/32であり、ただし、floorは切り捨てを示す。完全に削除する必要があるグループの数量がnumGであることは、シーケンスSの最初のnumG個の要素によって指定されるすべてのグループがパンクチャリング/ショートニングすべきであることを示している。グループが完全にはパンクチャリング/ショートニングする必要がないことは、残りのN-M-numG*N/32個のパンクチャリング/ショートニングすべきビットが、シーケンスSの(numG+1)番目の要素によって指定されるグループから選択されることを示している。情報ビットは、情報ビットチャネルにマッピングされ、コーディング行列
【数１３】
2020523917.tif 000048
に基づいてエンコーディングされる。決定されたパンクチャリング/ショートニングすべき位置におけるエンコーディングされたビットは、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスが送信されたとき、削除される。
【０１０９】
g=32であることを仮定すると、対応するシーケンスは、次のように、S=[0,1,2,3,4,8,16,5,6,7,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,24,25,26,15,23,27,28,29,30,31]である。
【０１１０】
このシーケンスは、前方から後方に向かってパンクチャリングすべきグループの番号を示している。言い換えれば、パンクチャリング優先度は、次のように、最初に、0番目のグループをパンクチャリングし、次いで、第1のグループ、第2のグループおよび第3のグループなどを、パンクチャリング数量が所要のパンクチャリング数量に達するまで、連続的にパンクチャリングする。言い換えれば、0番目のグループは、パンクチャリングすべき第1の優先度を有し、第1のグループは、第2の優先度を有し、第19のグループは、第16の優先度を有する。
【０１１１】
シーケンスによって生成されるパンクチャリング順序は、図6に示されている。この図においては、右側の番号は、グループシーケンス番号であり、グレーのブロックは、パンクチャリングすべき候補ビットである。グレーのブロック内の番号は、パンクチャリンググループの優先順序であり、小さい番号ほど、より高いパンクチャリング優先度を示している。
【０１１２】
Sの前方位置と後方位置とは、対称をなしており、前方から後方に向かう反転したSは、ショートニング表示シーケンスである。たとえば、最初の要素によって示されているグループ0は、最後の要素によって示されているグループ31と対称をなし、第2の要素によって示されているグループ1はまた、最後から2番目の要素によって示されているグループ30と対称をなす。このシーケンスは、後方から前方に向かってショートニングすべきグループの番号を示している。言い換えれば、ショートニング優先度は、次のように、最初に、第31のグループをショートニングし、次いで、第30のグループ、第29のグループ、…などを、ショートニング数量が所要のショートニング数量に達するまで、連続的にショートニングする。言い換えれば、第31のグループは、ショートニングすべき第1の優先度を有し、第30のグループは、第2の優先度を有し、第12のグループは、第16の優先度を有する。
【０１１３】
順次パンクチャリング/ショートニングスキームにおいては、レートマッチングは、ブロックインターリーバを使用することによって実装されてもよい。N個のエンコーディングされたビットが、列単位でブロックインターリーバの中に連続的に置かれる。各列は、1つのグループに対応し、全部でg個の列とN/g個の行がある。ブロックインターリーバの列は、決定されたグループ間のパンクチャリングまたはショートニングの優先順序に基づいて並べ替えられ、ブロックインターリーバの行は、グループ中心部のパンクチャリングまたはショートニング順序に基づいてソーティングされる。パンクチャリングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、M個のエンコーディングされたビットが、ブロックインターリーバの第1の始点から順次に読み出され、またはM個のビットが組み合わせ後に取得されるまで、エンコーディングされたビットが、ブロックインターリーバの第1の始点および第2の始点から同時に、順次に読み出される。ショートニングレートマッチング方式を使用することが決定された場合、M個のエンコーディングされたビットが、ブロックインターリーバの第3の始点から順次に読み出され、またはM個のビットが組み合わせ後に取得されるまで、エンコーディングされたビットが、ブロックインターリーバの第3の始点および第4の始点から同時に、順次に読み出される。NはPolar符号の母符号長であり、Mは目標符号長であり、第1の始点はパンクチャリングされた位置を除く位置におけるビットに対応し、第2の始点はショートニングされた位置を除く位置におけるビットに対応する。
【０１１４】
次に、g=32である例を使用して、ブロックインターリーバを使用することによってレートマッチングを実装するための方法について説明する。ブロックインターリーバの実装処理は、N個のエンコーディングされたビットを列単位でブロックインターリーバの中に書き込むことであって、ブロックインターリーバが、全部で32個の列およびN/32個の行を含む、書き込むことと、最初に、シーケンスSに基づいて列の並べ替えを行うこと、言い換えれば、グループ順序を再配列することと、次いで、グループ中心部のパンクチャリング/ショートニング順序に基づいて行の並べ替えを行うこと、言い換えれば、グループ中心部のビット順序を再配列することと、列の並べ替えおよび行の並べ替えの後、ブロックインターリーバの端にパンクチャリング/ショートニングすべきビットを集めることとを含む。図7に示されているように、パンクチャリングが行われることになる場合、パンクチャリングすべき(削除すべき)ビットは、ブロックインターリーバの最左側(グレーのエリア)に集められ、ショートニングが行われることになる場合、削除すべきビットは、ブロックインターリーバの最右側(格子のエリア)に集められる。
【０１１５】
削除すべきビットが一緒に集められているので、より高次の変調およびフェージングチャネルの要件を満たすように、伝送すべきビットを読み出す順序を調整することによって、インターリービングが異なって実装されてもよい。たとえば、伝送すべきビットは、直接、順次に読み出される。ショートニング中には、読出しは、ブロックインターリーバの左上隅から開始され、言い換えれば、読出しは、M個のコーディングされたビットが読み出されるまで、列単位で、第1の要素から下方に順次に行われる。パンクチャリング中には、読出しは、ブロックインターリーバの右下隅から開始され、言い換えれば、読出しは、M個のエンコーディングされたビットが読み出されるまで、列単位で、最後の要素から上方に順次に行われる。反復中には、読出しは、任意の順序で行われてもよい。具体的に言えば、ブロックインターリーバはまた、反復パターン、すなわち、反復中のエンコーディングされたビット選択順序を提供する。伝送すべきビットの位置は、計算により便利に取得されることができるので、代替として、読出しは、伝送すべきビットの2つの端から同時に、順次に行われてもよく、読み出されたビットストリームは、最終的には、直接、つながる。図7においては、第1の始点は、右下隅における701によって示されている位置であり、第2の始点は、702によって示されている位置であり、第3の始点は、左上隅における703によって示されている位置であり、第4の始点は、704によって示されている位置である。
【０１１６】
列の読出し後、循環シフトがこの列に関してさらに行われてもよい。各列の循環シフト値は、関数、たとえば、5*i、またはf1*i+f2*i2、または
【数１４】
2020523917.tif 000049
に基づいて決定されてもよく、ただし、
【数１５】
2020523917.tif 000050
は切上げを示し、iは列番号であり、f1、f2、およびaは定数である。各列の循環シフトは、できるだけランダムであることが保証される。このようにして、最終的に読み出されたエンコーディングされたシーケンスが、インターリーブ後に破壊され、それにより、より高次の変調およびフェージングチャネルの場合に、相対的に優れた性能が達成されうる。
【０１１７】
ブロックインターリーバの読出し方式はまた、図8および図9に示されている方式であってもよい。読出しは、図8における列単位で行われ、読出しは、図9における行単位で行われる。図8および図9は、ショートニングの一例を使用し、パンクチャリングも同様である。図8における列単位で読出しを行う処理においては、列の読出し順序は、L列ごとに反転される。たとえば、最初に、列の読出しは、上から下に向かって行われ、次いで、列の読出しは、下から上に向かって行われる。本明細書においては、Lは定数であってもよく、またはLが変調次数に関連していてもよい。たとえば、変調次数が16QAMであるとき、Lは、3、または5などであってもよく、変調次数が64QAMであるとき、Lは、5、6、または32などである。Lが列の数量と同じであるとき、読出し順序は変更されない。図9における行単位で読出しを行う処理においては、行の読出しは、左から右に向かって、直接、行われてもよく、または読出しを列単位で行う方式と同様の方式で行われてもよい。読出し順序は、数行ごとに反転され、言い換えれば、読出しは、右から左に向かって行われる。
【０１１８】
次に、g=32である例を使用して、32個のグループが分割により取得されるときのパンクチャリング/ショートニングパターンを順次および交互に決定するための方法について説明する。レートマッチングが、パンクチャリングレートマッチング方式を使用することによって行われるか、またはショートニングレートマッチング方式を使用することによって行われるかについて決定される。Polar符号のエンコーディングされたビットは、32個の等長グループに順次に分割され、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量は、N/32である。パンクチャリング/ショートニングすべき位置は、シーケンスS(その長さは32である)に基づいてグループ単位で決定される。現在の要素が1つの番号である場合、その要素によって示されているグループがパンクチャリングされ、グループ中心部のパンクチャリング順序は、上述の方式と同じであってもよい。現在の要素が丸括弧内の2つ以上の番号である場合、それらの番号によって示されているグループが交互にパンクチャリングされ、グループ中心部のパンクチャリング順序は、上述の方式と同じであってもよい。
【０１１９】
その長さが32であるシーケンスSは、次のように、S=[0,1,2,3,4,(8,16),5,6,7,(9,17),(10,18),(11,19),(12,20),(13,21),(14,22),24,25,26,(15,23),27,28,29,30,31]であると仮定する。
【０１２０】
このシーケンスは、前方から後方に向かってパンクチャリングすべきグループの番号を示している。言い換えれば、最初に、0番目のグループがパンクチャリングされ、次いで、第1のグループおよび第2のグループなどが、連続的にパンクチャリングされる。第4のグループがパンクチャリングされた後、第8のグループおよび第16のグループが交互にパンクチャリングされ、次いで、第5のグループがパンクチャリングされる。シーケンスSは、後方から前方に向かってショートニングすべきグループの番号を示している。言い換えれば、最初に、第31のグループがショートニングされ、次いで、第30のグループおよび第29のグループなどがショートニングされる。Sは、対称をなしており、反転したSは、前方から後方に向かうショートニング表示シーケンスである。
【０１２１】
シーケンスによって生成されるパンクチャリング順序は、図10に示されている。この図においては、右側の番号は、グループシーケンス番号であり、線を含むエリアは、パンクチャリングすべき候補ビットである。番号は、パンクチャリンググループの優先順序である。小さい番号ほど、より早期の削除を示し、同じ番号をもつエリアは、交互にパンクチャリングされる。ビットのグループ中心部のパンクチャリング/ショートニング順序は、自然順序であってもよい。パンクチャリング順序は、前方から後方に向かう順序であり、ショートニング順序は、後方から前方に向かう順序である。代替として、ビットのグループ中心部のパンクチャリング/ショートニング順序は、グループ中心部の信頼性順序であってもよい。具体的に言えば、パンクチャリングは、信頼性の昇順で行われてもよく、ショートニングは、信頼性の降順で行われてもよい。
【０１２２】
図10においては、パンクチャリングする必要があるグループの数量が5以下であるとき、最初に、0番目のグループ〜第4のグループが順次にパンクチャリングされ、パンクチャリングする必要があるグループの数量が6〜7であるとき、0番目のグループ〜第4のグループがパンクチャリングされた後、第8のグループおよび第16のグループが交互にパンクチャリングされ、パンクチャリングする必要があるグループの数量が8〜10であるとき、前述のグループがパンクチャリングされた後、第5のグループ〜第7のグループが順次にパンクチャリングされ、パンクチャリングする必要があるセグメントの数量が11以上であるとき、前述のグループがパンクチャリングされた後、第9のグループおよび第17のグループ、第10のグループおよび第18のグループ、ならびに第11のグループおよび第19のグループにおいて、交互のパンクチャリングが連続的に行われる。3つの対(9,17)、(10,18)、および(11,19)は、密に隣接しており、そのため、(9-11,17-19)とも表されてもよい。言い換えれば、第9のグループ〜第11のグループ、および第17のグループ〜第19のグループが、交互にパンクチャリングされる。シーケンスによって示されているパンクチャリングすべき位置は、次における疑似符号を使用することによって決定されてもよく、ただし、qは、ビットがパンクチャリングすべきであるかどうかを示している。現在の位置におけるqが1である場合、ビットがパンクチャリングすべきであることを示し、そうでないとき、現在の位置におけるビットがパンクチャリングすべきでないことを示している。
【０１２３】
If P≦N*5/32  %0番目のグループ〜第4のグループを順次にパンクチャリングする
q(1:P)=1;  %0番目のグループ〜第4のグループ
else if P≦N*7/32  %第8のグループおよび第16のグループを交互にパンクチャリングする
q(1:N*5/32)=1;
q(N/4+(1:ceil((P-N*5/32)/2)))=1;  %第8のグループ
q(N/2 +(1:floor((P-N*5/32)/2)))=1;  %第16のグループ
else if P≦N0*5/16  %第5のセグメント〜第7のセグメントを順次にパンクチャリングする
q(1:N*5/32)=1;
q(N/4+(1:N/32))=1;
q(N/2+(1:N/32))=1;
q(N*5/32+(1:P-N*7/32))=1;  %第5のグループ〜第7のグループ
Else %第9のセグメントおよび第17のセグメントを交互にパンクチャリングする
q(1:N/4)=1;
q(N/4+(1:ceil((P-N/4)/2)))=1;  %第9のグループ〜第11のグループ
q(N/2+(1:floor((P-N/4)/2)))=1;  %第17のグループ〜第19のグループ
end
【０１２４】
図10においては、ショートニングの場合は、パンクチャリングの場合の反対である。ショートニングする必要があるグループの数量が5以下であるとき、最初に、第31のグループ、第30のグループ、第29のグループおよび第27のグループが、順次にショートニングされる(説明を簡単にするために、反転した順序での連続したグループは、第31のグループ〜第27のグループと表されてもよい)。ショートニングする必要があるグループの数量が6〜7であるとき、第31のグループ〜第27のグループがショートニングされた後、第23のグループおよび第15のグループが、交互にショートニングされる。ショートニングする必要があるグループの数量が8〜10であるとき、前述のグループがショートニングされた後、第26のグループ〜第24のグループが順次にショートニングされる。ショートニングする必要があるセグメントの数量が11以上であるとき、前述のグループがショートニングされた後、第22のグループおよび第14のグループ、第21のグループおよび第13のグループ、ならびに第20のグループおよび第12のグループにおいて、交互のショートニングが連続的に行われる。3つの対(12,20)、(13,21)、(14,22)は、密に隣接しており、そのため、(22-20,14-12)とも表されてもよい。言い換えれば、第22のグループ〜第20のグループ、および第14のグループ〜第12のグループが、交互にショートニングされる。
【０１２５】
図11に示されているように、順次および交互のレートマッチングが、インターリーバを使用することによって実装されてもよい。たとえば、g=32とする。インターリーバの具体的な実装形態は、次のように、N個のエンコーディングされたビットの最初の1/4、すなわち0番目のグループ〜第7のグループ、およびN個のエンコーディングされたビットの最後の1/4、すなわち第24のグループ〜第31のグループを順次に置き、N個のエンコーディングされたビットの2つの中間(1/4)、すなわち第8のグループ〜第15のグループ、および第16のグループ〜第23のグループが交互に置かれる。次いで、グループ並べ替えをシーケンスSに基づいて行って、グループ順序を再配列する。エンコーディングされたビットがインターリーブされた後、パンクチャリングが行われることになる場合、パンクチャリングすべきビットがインターリーバの最上側に集められ、ショートニングが行われることになる場合、ショートニングすべきビットがインターリーバの最下側に集められる。インターリーバ内のビットに関して循環的読出しを行うことによる反復が実装されてもよい。
【０１２６】
図12は、g=32のときに、前述のシーケンスSの順次および交互のレートマッチングスキームを使用することによって取得される性能と、g=4のときに、順次および交互のレートマッチングスキームを使用することによって取得される性能との間の比較を示している。水平座標は情報ビットの数量であり、垂直座標は、ブロックエラーレートが0.001であるときに要求される信号対雑音比である。要求される信号対雑音比が低いほど、より高い性能を示す。パンクチャリング/ショートニングすべきビットの数量が1/4の符号長に近いとき、前述の対称シーケンスによって示されg=32のときに使用されるパンクチャリング/ショートニングパターンは、g=4のときに使用されるパターンよりも明らかに優れていることが図12から分かりうる。
【０１２７】
図13は、本出願に係るレートマッチング装置1300の概略的構造図である。レートマッチング装置1300は、
エンコーディングされたビットシーケンスを取得するように構成されている取得ユニット1301であって、エンコーディングされたビットシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のエンコーディングされたビットの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、取得ユニット1301と、
グループに基づいて、エンコーディングされたビットシーケンス内のパンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置を決定するように構成されている第1の決定ユニット1302と、
パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットを除くエンコーディングされたビットシーケンス内のエンコーディングされたビットを取得して、レートマッチング後に取得されるエンコーディングされたビットシーケンスを取得するように構成されているレートマッチングユニット1303と
を含む。
【０１２８】
任意選択で、エンコーディング装置は、
実際の符号レートが予め設定された閾値よりも大きい場合、ショートニングレートマッチング方法を使用することを決定し、または実際の符号レートが予め設定された閾値以下である場合、パンクチャリングレートマッチング方法を使用することを決定するように構成されている第2の決定ユニット1304であって、実際の符号レートがK/Mであり、Kが、情報ビットの数量であり、Mが目標符号長である、第2の決定ユニット1304
をさらに含む。
【０１２９】
任意選択で、コーディング装置は、
パンクチャリング/ショートニングする必要があるビットの位置に対応するポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、残りのポーラーチャネルにおいては、高い信頼性をもつポーラーチャネルを選択し、高い信頼性をもつポーラーチャネル上に情報ビットを置き、他のポーラーチャネル上に凍結ビットを置くことと、チャネルコーディングするようにエンコーディングすべきビットシーケンスを情報ビットにマッピングして、コーディングされたビットシーケンスを取得することとを行うように構成されているコーディングユニット1305
をさらに含む。
【０１３０】
取得ユニット1301は、図4におけるステップ402、およびステップ402が本出願に関連している特定の方法を行うように構成されてもよい。第1の決定ユニット1302は、図4におけるステップ403、およびステップ403が本出願に関連している特定の方法を行うように構成されてもよい。レートマッチングユニット1303は、図4におけるステップ404、およびステップ404が本出願に関連している特定の方法を行うように構成されてもよい。第2の決定ユニット1304は、図4におけるステップ401、およびステップ401が本出願に関連している特定の方法を行うように構成されてもよい。
【０１３１】
図14は、本出願に係る別のレートマッチング装置1400の概略的構造図である。レートマッチング装置1400は、
プログラムを記憶するように構成されているメモリ1401と、
メモリ内に記憶されているプログラムを実行するように構成されているプロセッサ1402であって、プログラムが実行されると、プロセッサ1402が、本出願の実施形態の第1の態様において説明したレートマッチング方法を行う、プロセッサ1402と
を含む。
【０１３２】
レートマッチング装置1300およびレートマッチング装置1400は、本出願において説明したレートマッチング方法を行うように構成されてもよい。パンクチャリング/ショートニングすべきビットの位置を決定する方式、パンクチャリング/ショートニングパターン、パンクチャリング/ショートニングパターンの適用方法、およびレートマッチング方式を決定するやり方などに関する内容については、上述のレートマッチング方法の実施形態を参照されたい。詳細については、本明細書では再度、説明しない。
【０１３３】
受信端は、レートデマッチング処理において対応する反転動作を行う。パンクチャリング/ショートニングされた位置に対応するLLRが戻され、0に、または限りなく大きくなるようにそれぞれ設定されて、レートデマッチングを実装する。図15に示されているように、本出願は、次のステップを含むレートデマッチング方法を提供する。
【０１３４】
1501。デコーディングすべきビットシーケンスの対数尤度比LLRを取得して、LLRシーケンスを取得する。
【０１３５】
1502。グループに基づいて、パンクチャリング/ショートニングされたビットの位置を決定する。
【０１３６】
1503。パンクチャリング/ショートニングされた位置におけるビットのLLR値を戻して、レートデマッチング後に取得される対数尤度比(log-likelihood ratio、LLR)シーケンスを取得し、ただし、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスはg個の等長グループを含み、各グループ内のLLRの数量はN/gであり、NはPolar符号の母符号長であり、Nは2の整数乗であり、gは4以上でN未満の整数であり、gは2の整数乗である。
【０１３７】
レートデマッチングは、レートマッチングの反転処理である。レートデマッチング処理においては、パンクチャリング/ショートニングされたビットの位置は、送信端によって行われるレートマッチング方式と同じ方式、またはそれに対応する方式で決定される。たとえば、同じパンクチャリング/ショートニングパターン(たとえば、同じシーケンスS)が使用され、グループの数量もまた、送信端のルールと同じである。レートデマッチング処理においては、パンクチャリング/ショートニングレートマッチング方式もまた、送信端のパンクチャリング/ショートニングレートマッチング方式と同じであることが決定される。対応するレートマッチング方式は、実際の符号レートに基づいて決定されてもよく、レートマッチング方式に対応するレートデマッチング方式は、パンクチャリング/ショートニングされたビットの位置を決定し、それに対応してLLRを戻すのに使用される。戻されたLLRをデインターリーブする処理は、送信端における反転処理である。そのような具体的な内容については、レートマッチング方法の実施形態の説明を参照されたい。
【０１３８】
図16は、本出願に係るレートデマッチング装置1600を示し、このレートデマッチング装置1600は、
デコーディングすべきビットシーケンスの対数尤度比LLRを取得して、LLRシーケンスを取得するように構成されている取得ユニット1601と、
グループに基づいて、パンクチャリング/ショートニングされた位置を決定するように構成されている決定ユニット1602と、
パンクチャリング/ショートニングされた位置におけるビットのLLR値を戻して、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスを取得するように構成されているレートデマッチングユニット1603であって、レートデマッチング後に取得されるLLRシーケンスがg個の等長グループを含み、各グループ内のLLRの数量がN/gであり、NがPolar符号の母符号長であり、Nが2の整数乗であり、gが4以上でN未満の整数であり、gが2の整数乗である、レートデマッチングユニット1603と
を含む。
【０１３９】
図17は、本出願に係る別のレートデマッチング装置1700を示し、このレートデマッチング装置1700は、
プログラムを記憶するように構成されているメモリ1701と、
メモリ内に記憶されているプログラムを実行するように構成されているプロセッサ1702であって、プログラムが実行されると、プロセッサが、本出願の実施形態において提供されているレートデマッチング方法を行うように構成されている、プロセッサ1702と
を含む。
【０１４０】
レートマッチング装置1600およびレートデマッチング装置1700は、本出願において説明したレートデマッチング方法を行うように構成されてもよい。パンクチャリング/ショートニングされたビットの位置を決定する方式、パンクチャリング/ショートニングパターン、パンクチャリング/ショートニングパターンの適用方法、およびレートマッチング方式を決定するやり方などに関する内容については、上述のレートマッチング方法の実施形態およびレートデマッチング方法の実施形態を参照されたい。詳細については、本明細書では再度、説明しない。
【０１４１】
図18は、本出願の一実施形態に係る通信装置1800(たとえば、アクセス点、基地局、局、または端末などの通信装置)の概略的構造図である。図18に示されているように、通信装置1800は、汎用バスアーキテクチャとしてバス1801を使用することによって実装されてもよい。バス1801は、通信装置1800の特定の適用例および全体的な設計制約条件に基づいて、任意の数量の相互接続されたバスおよびブリッジを含んでもよい。バス1801は、様々な回路を一緒に接続する。これらの回路は、プロセッサ1802、記憶媒体1803、およびバスインターフェース1804を含む。記憶媒体は、オペレーティングシステム、送信すべきデータ、および受信されたデータを記憶するように構成されている。任意選択で、通信装置1800においては、ネットワークアダプタ1805などが、バス1801およびバスインターフェース1804を使用することによって接続されている。ネットワークアダプタ1805は、ワイヤレス通信ネットワーク内の物理層の信号処理機能を実装し、アンテナ1807を使用することによって無線周波数信号を送受信するように構成されてもよい。ユーザインターフェース1806は、キーボード、ディスプレイ、マウス、およびジョイスティックなどの様々なユーザ入力デバイスに接続されてもよい。バス1801は、タイミングソース、周辺デバイス、電圧レギュレータ、または電力管理回路などの他の様々な回路をさらに接続してもよい。これらの回路は、当技術分野においてはよく知られており、本明細書では詳細に説明しない。
【０１４２】
プロセッサ1802は、バスを管理すること、および一般的な処理(記憶媒体1803に記憶されているソフトウェアを実行することを含む)を担う。プロセッサ1802は、1つ以上の汎用プロセッサおよび/または専用プロセッサを使用することによって実装されてもよい。プロセッサの例としては、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、DSPプロセッサ、およびソフトウェアを実行することができる他の回路が挙げられる。ソフトウェアは、ソフトウェアが、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、またはハードウェア記述言語などと呼ばれるかどうかにかかわらず、命令表現、データ、またはそれらの任意の組み合わせと広範囲に解釈すべきである。
【０１４３】
図18に示されているように、記憶媒体1803は、プロセッサ1802とは分離されている。しかしながら、当業者は、記憶媒体1803または記憶媒体1803の任意の一部が、通信装置1800の外側に位置していてもよいことを容易に理解する。たとえば、記憶媒体1803は、伝送線、データを使用することによって変調されるキャリア波形、および/またはワイヤレスノードとは分離されるコンピュータ製品を含んでもよい。これらの媒体は、プロセッサ1802がバスインターフェース1804を使用することによってアクセスされてもよい。代替としては、記憶媒体1803またはその任意の一部が、プロセッサ1802に統合されてもよく、たとえば、キャッシュおよび/または汎用レジスターであってもよい。
【０１４４】
プロセッサ1802は、本出願の実施形態において説明したレートマッチング方法またはレートデマッチング方法を行うように構成されてもよい。プロセッサ1802の実行処理については、本明細書では再度、説明しない。
【０１４５】
実際の使用に際しては、本出願の実施形態において説明したレートマッチング装置とレートデマッチング装置は、別個に独立したデバイスであってもよく、または統合デバイスであってもよい。デバイスは、レートマッチング方法を行うための送信端として使用されてもよく、レートデマッチング方法を行うための受信端として使用されてもよい。
【０１４６】
本出願の実施形態において説明した例においては、ユニットおよび方法処理は、電子ハードウェア、またはコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせによって実装されうる。機能が、ハードウェアによって行われるのか、それともソフトウェアによって行われるのかは、具体的な適用例および技術的解決策の設計制約条件に依存する。当業者は、説明した機能を実装するために、特定の適用例ごとに異なる方法を使用してもよい。
【０１４７】
本出願において提供されるいくつかの実施形態においては、開示した装置および方法が、他の方式で実装されうることを理解すべきである。説明した装置の実施形態は、ほんの一例にすぎない。たとえば、ユニット分割は、単なる論理的な機能分割にすぎず、実際の実装においては他の分割であってもよい。たとえば、複数のユニットまたは構成要素が組み合わされてもよく、または別のシステムに統合されてもよい。方法における一部のステップは、無視され、または実行されなくてもよい。加えて、ユニット間の結合、直接結合、または通信接続が、いくつかのインターフェースを使用することによって実装されえ、これらのインターフェースは、電子的形態であっても、機械的形態であっても、または別の形態であってもよい。
【０１４８】
別個の一部として説明するユニットは、物理的に分離していても、またはしていなくてもよく、1つの場所に置かれてもよく、または複数のネットワークユニットにおいて分散されてもよい。加えて、本出願の実施形態における機能ユニットは、1つの処理ユニットに統合されてもよく、またはユニットがそれぞれ、物理的に単独に存在してもよく、あるいは2つ以上のユニットが、1つのユニットに統合されている。
【０１４９】
前述の実施形態のすべてまたは一部が、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせを使用することによって実装されてもよい。実施形態は、ソフトウェアを使用することによって実装されるとき、コンピュータプログラム製品の形態で完全にまたは部分的に実装されてもよい。コンピュータプログラム製品は、1つ以上のコンピュータ命令を含む。コンピュータプログラム命令が、コンピュータにおいてロードされ実行されるとき、本発明の実施形態に係る手順または機能は、すべてまたは部分的に生成される。コンピュータは、汎用コンピュータであっても、専用コンピュータであっても、コンピュータネットワークであっても、または別のプログラマブル装置であってもよい。コンピュータ命令は、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよく、またはコンピュータ可読記憶媒体を使用することによって伝送されてもよい。コンピュータ命令は、ワイヤード方式で(たとえば、同軸ケーブル、光ファイバ、もしくはデジタル加入者回線(DSL))、またはワイヤレス(たとえば、赤外線、ワイヤレス、もしくはマイクロ波)方式で、ウェブサイト、コンピュータ、サーバ、またはデータセンタから、別のウェブサイト、コンピュータ、サーバ、またはデータセンタに伝送されてもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータがアクセスできる任意の可用媒体であっても、あるいは1つ以上の可用媒体が統合されているサーバもしくはデータセンタなどのデータ記憶デバイスであってもよい。可用媒体は、磁気媒体(たとえば、フロッピディスク、ハードディスク、磁気テープ、USBフラッシュドライブ、ROM、もしくはRAM)、光媒体(たとえば、CDもしくはDVD)、または半導体媒体(たとえば、ソリッドステートディスク(solid state disk、SSD))などであってもよい。
【０１５０】
前述の実施形態は、単に本発明の技術的解決策を説明するように意図するものにすぎず、本発明を限定するように意図するものではない。本発明について前述の実施形態を参照して詳細に説明しているが、当業者なら本発明の実施形態の技術的解決策の範囲から逸脱することなく、なおも前述の実施形態において説明した技術的解決策に対する修正形態を作成することができること、またはそのいくつかの技術的特徴に対する均等な置換形態を作成することができることを当業者は理解すべきである。
【符号の説明】
【０１５１】
1300  レートマッチング装置
1301  取得ユニット
1302  第1の決定ユニット
1303  レートマッチングユニット
1304  第2の決定ユニット
1305  コーディングユニット
1400  レートマッチング装置
1401  メモリ
1402  プロセッサ
1600  レートデマッチング装置
1601  取得ユニット
1602  決定ユニット
1603  レートデマッチングユニット
1700  レートデマッチング装置
1701  メモリ
1702  プロセッサ
1800  通信装置
1801  バス
1802  プロセッサ
1803  記憶媒体
1804  バスインターフェース
1805  ネットワークアダプタ
1806  ユーザインターフェース
1807  アンテナ
S  シーケンス
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信ネットワークにおけるデバイスによって行われる、データをインターリーブするための方法において、
Polarエンコーディングされたビットシーケンスを取得するステップであって、前記Polarエンコーディングされたビットシーケンスは、符号長がNであり、Nが2の整数乗であり、Nが、32以上である、ステップと、
グループ間のインターリービングに基づいて、g個のグループをブロックインターリーブして、シーケンスSに従ってインターリーブされたビットシーケンスを取得するステップであって、前記g個のグループが、前記Polarエンコーディングされたビットシーケンスを前記g個のグループに分割することによって得られ、各グループの長さがN/gであり、gが32であり、前記シーケンスSのインターリーブされたビットシーケンスがg個のビット要素を含み、前記g個のグループが、前記ブロックインターリーブ後、シーケンスSに従って順序付けされ、前記シーケンスS内の各要素が、前記ブロックインターリーブ後のグループ番号を示し、前記シーケンスS内の第1の要素が0であり、前記シーケンスS内の第2の要素が1であり、前記シーケンスS内の第17の要素が12であり、前記シーケンスS内の第30の要素が29であり、前記シーケンスS内の第31の要素が30であり、前記シーケンスS内の第32の要素が31である、ステップと、
前記インターリーブされたビットシーケンスを出力するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記シーケンスS内の最初のg/2個の要素が、前記シーケンスS内の最後のg/2個の要素と対称をなすことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記シーケンスS内の前記要素が、前記g個のグループをパンクチャリングまたはショートニングする優先順序で順序付けされることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記インターリーブされたビットシーケンスをレートマッチングして、M個のビットを取得するステップであって、Mが、正の整数である、ステップ
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
伝送符号レートRが、符号レート閾値R0よりも大きく、前記インターリーブされたビットシーケンスが、前記インターリーブされたビットシーケンスの端から(N-M)個のビットを除去することによってショートニングされ、R=K/Mであり、Mが、Nよりも小さい正の整数であり、前記R0の値が、2/5から1/2の間の値であることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
伝送符号レートRが、符号レート閾値R0以下であり、前記インターリーブされたビットシーケンスが、前記インターリーブされたビットシーケンスの先頭から(N-M)個のビットを除去することによってパンクチャリングされ、R=K/Mであり、Mが、Nよりも小さい正の整数であり、前記R0の値が、2/5から1/2の間の値であることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
【請求項７】
二進行ベクトル
【数１６】
2020523917.tif 000051
を生成するステップであって、
【数１７】
2020523917.tif 000052
であり、前記二進行ベクトル
【数１８】
2020523917.tif 000053
のK個のビット位置が、K個の情報ビットによって占有される、ステップと、
エンコーディングの式に従って、前記二進行ベクトル
【数１９】
2020523917.tif 000054
をエンコーディングして、前記Polarエンコーディングされたビットシーケンスを取得するステップとを含み、
前記エンコーディングの式が
【数２０】
2020523917.tif 000055
であり、
x1N=(x1,x2,...,xN)が、前記Polarエンコーディングされたビットシーケンスであり、GNが、N個の行およびN個の列のPolar符号生成行列である
ことを特徴する、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
ワイヤレス通信ネットワークにおける装置において、
Polarエンコーディングされたビットシーケンスを取得するように構成されている取得ユニットであって、前記Polarエンコーディングされたビットシーケンスは、符号長がNであり、Nが2の整数乗であり、Nが、32以上である、取得ユニットと、
前記Polarエンコーディングされたビットシーケンスをg個のグループに分割することであって、各グループの長さがN/gであり、gが32である、分割すること、およびグループ間のインターリービングに基づいて、前記g個のグループをブロックインターリーブして、シーケンスSに従って、インターリーブされたビットシーケンスを取得することを行うように構成されている第1の決定ユニットであって、前記シーケンスSのインターリーブされたビットシーケンスが、ビットのg個の要素グループを含み、前記g個のグループが、前記ブロックインターリーブ後、シーケンスSに従って順序付けされ、前記シーケンスS内の各要素が、前記ブロックインターリーブ後のグループ番号を示し、前記シーケンスS内の第1の要素が0であり、前記シーケンスS内の第2の要素が1であり、前記シーケンスS内の第17の要素が12であり、前記シーケンスS内の第30の要素が29であり、前記シーケンスS内の第31の要素が30であり、前記シーケンスS内の第32の要素が31である
ことを特徴とする、装置。
【請求項９】
前記シーケンスS内の最初のg/2個の要素が、前記シーケンスS内の最後のg/2個の要素と対称をなすことを特徴とする、請求項8に記載の装置。
【請求項１０】
前記シーケンスS内の前記要素が、前記g個のグループをパンクチャリングまたはショートニングする優先順序で順序付けされることを特徴とする、請求項8または9に記載の装置。
【請求項１１】
前記インターリーブされたビットシーケンスをレートマッチングして、M個のビットを取得するように構成されたレートマッチングユニットであって、Mが、正の整数である、レートマッチングユニット
を備えることを特徴とする、請求項8から10のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
伝送符号レートRが、符号レート閾値R0よりも大きく、前記インターリーブされたビットシーケンスが、前記インターリーブされたビットシーケンスの端から(N-M)個のビットを除去することによってショートニングされ、R=K/Mであり、Mが、Nよりも小さい正の整数であり、前記R0の値が、2/5から1/2の間の値であることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
【請求項１３】
伝送符号レートRが、符号レート閾値R0以下であり、前記インターリーブされたビットシーケンスが、前記インターリーブされたビットシーケンスの先頭から(N-M)個のビットを除去することによってパンクチャリングされ、R=K/Mであり、Mが、Nよりも小さい正の整数であり、前記R0の値が、2/5から1/2の間の値であることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
【請求項１４】
二進行ベクトル
【数２１】
2020523917.tif 000056
を生成することであって、
【数２２】
2020523917.tif 000057
であり、前記二進行ベクトル
【数２３】
2020523917.tif 000058
のK個のビット位置が、K個の情報ビットによって占有される、生成することと、
エンコーディングの式に従って、前記二進行ベクトル
【数２４】
2020523917.tif 000059
をエンコーディングして、前記エンコーディングされたビットシーケンスを取得することと
を行うように構成されているコーディングユニット(1305)
を備え、
前記エンコーディングの式が、
【数２５】
2020523917.tif 000060
であり、
x1N=(x1,x2,...,xN)が、前記エンコーディングされたビットシーケンスであり、GNが、N個の行およびN個の列のPolar符号生成行列である
ことを特徴する、請求項8から13のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記デバイスが、基地局またはユーザ端末であることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
【請求項１６】
ワイヤレス通信ネットワークにおける装置において、
プロセッサと、実行するプログラム命令を記憶するメモリとを備え、
前記プログラム命令が実行されると、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法が行われる
ことを特徴とする、装置。
【請求項１７】
基地局またはユーザ端末であることを特徴とする、請求項16に記載の装置。
【請求項１８】
ワイヤレス通信ネットワークにおける装置において、
インターフェースと、回路とを備え、
前記インターフェースが、Polarエンコーディングされたビットシーケンスを入力するように構成され、前記Polarエンコーディングされたビットシーケンスは、符号長がNであり、Nが2の整数乗であり、Nが、32以上であり、
前記回路が、前記Polarエンコーディングされたビットシーケンスをg個のグループに分割することであって、各グループの長さがN/gであり、gが32である、分割すること、およびグループ間のインターリービングに基づいて、前記g個のグループをブロックインターリーブして、シーケンスSに従って、インターリーブされたビットシーケンスを取得することを行うように構成され、前記シーケンスSのインターリーブされたビットシーケンスがビットのg個の要素グループを含み、前記g個のグループが、前記ブロックインターリーブ後、シーケンスSに従って順序付けされ、前記シーケンスS内の各要素が、前記ブロックインターリーブ後のグループ番号を示し、前記シーケンスS内の第1の要素が0であり、前記シーケンスS内の第2の要素が1であり、前記シーケンスS内の第17の要素が12であり、前記シーケンスS内の第30の要素が29であり、前記シーケンスS内の第31の要素が30であり、前記シーケンスS内の第32の要素が31である
ことを特徴とする、装置。
【請求項１９】
前記シーケンスS内の最初のg/2個の要素が、前記シーケンスS内の最後のg/2個の要素と対称をなすことを特徴とする、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
前記シーケンスS内の前記要素が、前記g個のグループをパンクチャリングまたはショートニングする優先順序で順序付けされることを特徴とする、請求項18または19に記載の装置。
【請求項２１】
前記回路が、
前記インターリーブされたビットシーケンスをレートマッチングして、M個のビットを取得することであって、Mが、正の整数である、取得すること
をさらに行うように構成されていることを特徴とする、請求項18から20のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記回路は、
伝送符号レートRが、符号レート閾値R0よりも大きいとき、前記インターリーブされたビットシーケンスが、前記インターリーブされたビットシーケンスの端から(N-M)個のビットを除去することによってショートニングされるように構成され、R=K/Mであり、Mが、Nよりも小さい正の整数であり、前記R0の値が、2/5から1/2の間の値である
ことを特徴とする、請求項21に記載の装置。
【請求項２３】
前記回路は、
伝送符号レートRが、符号レート閾値R0以下であるとき、前記インターリーブされたビットシーケンスが、前記インターリーブされたビットシーケンスの先頭から(N-M)個のビットを除去することによってパンクチャリングされるように構成され、R=K/Mであり、Mが、Nよりも小さい正の整数であり、前記R0の値が、2/5から1/2の間の値である
ことを特徴とする、請求項21に記載の装置。
【請求項２４】
前記デバイスが、基地局またはユーザ端末であることを特徴とする、請求項18に記載の装置。
【請求項２５】
通信デバイスにおける1つのプロセッサ、1つ以上のプロセッサによって実行されるプログラムコードを記憶する非一時的コンピュータ可読媒体において、前記プログラムコードが、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法のための命令を含むことを特徴とする、非一時的コンピュータ可読媒体。
【国際調査報告】
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