(57)【要約】  本開示の態様は、情報ブロックを符号化して符号ブロックを生成し、複数の行および複数の列を含むインターリーバを利用して符号ブロックをインターリーブするように構成されたワイヤレス通信デバイスに関する。いくつかの例では、インターリーバは、行および列からなる直角二等辺三角形状行列を含む。他の例では、インターリーバは、行および列からなる矩形状行列を含む。
2020534716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側ワイヤレス通信デバイスにおけるワイヤレス通信の方法であって、
情報ブロックを符号化して、複数のコーディング済みビットを備える符号ブロックを生成するステップと、
インターリーバを利用して前記複数のコーディング済みビットをインターリーブして、インターリーブされた符号ブロックを生成するステップであって、前記インターリーバは、複数の行および複数の列を備え、前記複数の列の数は、前記複数の行の間で異なり、前記複数の行のうちの上から1つまたは複数の行は、1つまたは複数のヌル値を備える、ステップと、
前記インターリーブされた符号ブロックを、ワイヤレスエアインターフェースを介して受信側ワイヤレス通信デバイスに送信するステップとを含む、
方法。
【請求項２】
前記複数の列のうちの第1の列における行の数と、前記複数の行のうちの第1の行における列の数は等しく、前記符号ブロック内の前記複数のコーディング済みビットの数に基づいて選択される、
請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第1の列における行の数は、数式P*(P+1)/2≧Mを満足する整数Pを含み、
Mは、前記符号ブロック内の前記複数のコーディング済みビットの数である、
請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のコーディング済みビットをインターリーブするステップは、
前記符号ブロック内の前記複数のコーディング済みビットの数が、前記インターリーバ内の残りの位置の数と等しくなるまで、前記1つまたは複数のヌル値を含むヌル値を、前記インターリーバの前記複数の行のうちの前記第1の行の左端位置を開始位置として挿入するステップと、
前記挿入後に、前記インターリーバの前記複数の行のうちの連続する行内に、前記複数のコーディング済みビットを供給するステップと、
前記インターリーバの前記複数の列のうちの連続する列から、前記複数の列のうちの第1の列を開始位置として、前記複数のコーディング済みビットを読み出すステップであって、前記読出しが実行されるときに前記ヌル値がスキップされる、ステップとをさらに含む、
請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の行のうちの互いに隣接する行内の前記複数のコーディング済みビットのうちの互いに隣接するコーディング済みビットの間の前記複数のコーディング済みビットの数は、前記複数の行の間で異なる、
請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記インターリーバは、前記複数の行および前記複数の列からなる直角二等辺三角形状行列を備える、
請求項4に記載の方法。
【請求項７】
前記情報ブロックを符号化するステップは、
前記情報ブロックをポーラ符号化するステップであって、前記符号ブロックはポーラ符号ブロックを含む、ステップをさらに含む、
請求項1に記載の方法。
【請求項８】
送信側ワイヤレス通信デバイスにおけるワイヤレス通信の方法であって、
情報ブロックを符号化して、複数のコーディング済みビットを備える符号ブロックを生成するステップと、
インターリーバを利用して前記複数のコーディング済みビットをインターリーブして、インターリーブされた符号ブロックを生成するステップであって、前記インターリーバは複数の行および複数の列を備え、前記複数の列の数は前記複数の行の間で一定である、ステップと、
前記インターリーブされた符号ブロックを、ワイヤレスエアインターフェースを介して受信側ワイヤレス通信デバイスに送信するステップとを含む、
方法。
【請求項９】
前記複数のコーディング済みビットをインターリーブするステップは、
前記符号ブロック内の前記複数のコーディング済みビットの数が、前記インターリーバ内の残りの位置の数と等しくなるまで、前記インターリーバの前記複数の行のうちの前記第1の行の左端位置を開始位置としてヌル値を挿入するステップと、
前記挿入後に、前記インターリーバの前記複数の行のうちの連続する行内に前記複数のコーディング済みビットを供給するステップであって、前記複数の行の各々に、前記複数のコーディング済みビットが前記対応する複数の行の各々に供給されるときに値が増大するサイクリックシフト値が割り当てられる、ステップと、
前記インターリーバの前記複数の列のうちの連続する列から、前記複数の列のうちの第1の列を開始位置として、前記複数のコーディング済みビットを読み出すステップであって、前記読出しが実行されるときに前記ヌル値がスキップされる、ステップとをさらに含む、
請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記インターリーバは、前記複数の行および前記複数の列からなる矩形状行列を備える、
請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のコーディング済みビットをインターリーブするステップは、
前記インターリーバの前記複数の行のうちの連続する行内に、前記複数の行のうちの第1の行を開始位置として、前記複数のコーディング済みビットを供給するステップであって、前記複数の行の各々に、前記複数のコーディング済みビットが前記対応する複数の行の各々に供給されるときに値が増大するサイクリックシフト値が割り当てられる、ステップと、
前記インターリーバに前記複数のコーディング済みビットが供給された後、前記複数の行のうちの残りの行にヌル値を挿入するステップと、
前記インターリーバの前記複数の列のうちの連続する列から、前記複数の列のうちの第1の列を開始位置として、前記複数のコーディング済みビットを読み出すステップであって、前記読出しが実行されるときに前記ヌル値がスキップされる、ステップとをさらに含む、
請求項8に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の行における第iの行の前記サイクリックシフト値は、ランダム値、擬似ランダム値、または(a*i)を前記複数の列の数で除したときの剰余に基づく値を含む、
請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記インターリーバは、前記複数の行および前記複数の列からなる矩形状行列を備える、
請求項11に記載の方法。
【請求項１４】
前記情報ブロックを符号化するステップは、
前記情報ブロックをポーラ符号化するステップであって、前記符号ブロックはポーラ符号ブロックを含む、ステップをさらに含む、
請求項8に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下で説明する技術は、一般に情報通信システムに関し、より詳細には、通信システムにおける、ポーラ符号を利用するチャネルコーディングに関する。実施形態は、効率的なインターリーバ設計を利用したポーラ符号化の実行を改善するための技法を可能にすることができる。
【背景技術】
【０００２】
ブロック符号または誤り訂正符号はしばしば、ノイズのあるチャネルを介して、デジタルメッセージの信頼できる送信を行うのに使われる。典型的なブロック符号では、情報メッセージまたは情報シーケンスがブロックに分割され、送信デバイスにおけるエンコーダが、次いで、数学的に冗長性を情報メッセージに加える。符号化された情報メッセージにおいてこの冗長性を利用すると、メッセージの信頼性を改善することができ、雑音に起因して生じる場合がある任意のビット誤りの訂正が可能になる。すなわち、一つにはチャネルにノイズが付加されることに起因してビット誤りが生じることがあるとしても、受信デバイスにおけるデコーダは冗長性を利用して情報メッセージを確実に復元することができる。
【０００３】
特に、ハミング符号、Bose-Chaudhuri-Hocquenghem(BCH)符号、ターボ符号、および低密度パリティチェック(LDPC)符号を含む、そのような誤り訂正ブロック符号の多くの例が、当業者には知られている。ターボ符号を利用する3GPP LTEネットワーク、およびLDPC符号を利用するIEEE802.11n Wi-Fiネットワークなど、多くの既存のワイヤレス通信ネットワークが、そのようなブロック符号を利用する。ただし、将来のネットワークに関して、ポーラ符号と呼ばれる、新たなカテゴリーのブロック符号は、ターボ符号およびLDPC符号と比較して、性能が向上した信頼できるとともに効率的な情報転送が実現される機会をもたらす。
【０００４】
ポーラ符号の実装形態の研究によって、その機能および潜在能力が急速に向上しているが、特にLTEよりも後の将来のワイヤレス通信ネットワークの潜在的な展開のために、さらなる拡張が望まれている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】R. Mori and T. Tanaka Performance of polar codes with the construction using density evolution、IEEE Commun. Lett.、第13巻、第7号、519〜521頁、2009年7月
【非特許文献２】V. Miloslavskaya、Shortened Polar Codes、IEEE Trans. on Information Theory、2015年6月
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下において、本開示の1つまたは複数の態様の基本的理解を与えるために、そのような態様の簡略化された概要を提示する。本概要は、本開示のすべての企図される特徴の広範な概要でなく、本開示のすべての態様の主要または重要な要素を識別するものでも、本開示のいずれかまたはすべての態様の範囲を定めるものでもない。その唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明の前置きとして、本開示の1つまたは複数の態様のいくつかの概念を簡略化された形態で提示することである。
【０００７】
本開示の様々な態様は、情報ブロックを符号化して符号ブロックを生成し、複数の行および複数の列を含むインターリーバを利用して符号ブロックをインターリーブするように構成されたワイヤレス通信デバイスを実現する。いくつかの例では、インターリーバは、行および列からなる直角二等辺三角形状行列を含む。そのような例では、インターリーバの複数の列の数は、行間で異なり、複数の行のうちの1番上から1つまたは複数の行は、1つまたは複数のヌル値を備える。いくつかの例では、インターリーバは、行および列からなる矩形状行列を含む。そのような例では、インターリーバの複数の列の数は、各行の間で一定である。
【０００８】
以下の詳細な説明を検討すれば、本発明のこれらおよび他の態様がより十分に理解されよう。添付の図とともに本発明の特定の例示的な実施形態の以下の説明を検討すれば、本発明の他の態様、特徴、および実施形態が当業者に明らかとなろう。本発明の特徴について、以下のいくつかの実施形態および図に関して説明することがあるが、本発明のすべての実施形態は、本明細書で説明する有利な特徴のうちの1つまたは複数を含むことができる。言い換えれば、1つまたは複数の実施形態についていくつかの有利な特徴を有するものとして説明することがあるが、そのような特徴のうちの1つまたは複数はまた、本明細書で説明する本発明の様々な実施形態に従って使用されてもよい。同様に、例示的な実施形態について、デバイス実施形態、システム実施形態、または方法実施形態として以下で説明する場合があるが、そのような例示的な実施形態を様々なデバイス、システム、および方法に実装できることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】アクセスネットワークの一例を示す図である。
【図２】ブロック符号を利用したワイヤレス通信の概略図である。
【図３】本開示のいくつかの態様による、コーディング済みビットをインターリーブするための例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図４】本開示のいくつかの態様による直角二等辺三角形状インターリーバ設計の一例を示す図である。
【図５】本開示のいくつかの態様による、コーディング済みビットをインターリーブするための例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図６】本開示のいくつかの態様による矩形状行列インターリーバ設計の一例を示す図である。
【図７】本開示のいくつかの態様による処理システムを使用したワイヤレス通信デバイス用のハードウェア実装形態の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
添付の図面に関して以下に記載する発明を実施するための形態は、様々な構成について説明するものであり、本明細書で説明する概念が実践されてもよい唯一の構成を表すものではない。発明を実施するための形態は、様々な概念を完全に理解できるようにするために具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの概念がこれらの具体的な詳細なしに実践されてもよいことが、当業者には明らかであろう。いくつかの事例では、そのような概念を不明瞭にすることを避けるために、よく知られている構造および構成要素がブロック図の形態で示される。
【００１１】
本開示全体にわたって提示する様々な概念は、多種多様な電気通信システム、ネットワークアーキテクチャ、および通信規格にわたって実施されてもよい。次に図1を参照すると、限定ではなく例示的な例として、無線アクセスネットワーク100の概略図が与えられている。アクセスネットワーク100は、次世代(たとえば、第5世代(5G))アクセスネットワークまたはレガシー(たとえば、3Gまたは4G)アクセスネットワークであってもよい。加えて、アクセスネットワーク100内の1つまたは複数のノードは、次世代ノードであっても、またはレガシーノードであってもよい。
【００１２】
本明細書で使用するレガシーアクセスネットワークという用語は、国際モバイル電気通信2000(IMT-2000)仕様に準拠する規格の組に基づく第3世代(3G)ワイヤレス通信技術または国際モバイル電気通信アドバンスト(ITU-Advanced)仕様に準拠する規格の組に基づく第4世代(4G)ワイヤレス通信技術を使用するネットワークを指す。たとえば、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)および第3世代パートナーシッププロジェクト2(3GPP2)によって公表された規格のうちのいくつかは、IMT-2000および/またはITU-Advancedに準拠することがある。第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって規定されたそのようなレガシー規格の例は、限定はしないが、ロングタームエボリューション(LTE)、LTEアドバンスト、発展型パケットシステム(EPS)、およびユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)を含む。上記の3GPP規格のうちの1つまたは複数に基づく様々な無線アクセス技術の追加の例は、限定はしないが、ユニバーサル地上波無線アクセス(UTRA)、発展型ユニバーサル地上波無線アクセス(eUTRA)、汎用パケット無線サービス(GPRS)およびGSM(登録商標)進化型高速データレート(EDGE)を含む。第3世代パートナーシッププロジェクト2(3GPP2)によって規定されたそのようなレガシー規格の例は、限定はしないが、CDMA2000およびウルトラモバイルブロードバンド(UMB)を含む。3G/4Gワイヤレス通信技術を用いる規格の他の例は、IEEE802.16(WiMAX)規格および他の適切な規格を含む。
【００１３】
さらに本明細書で使用する次世代アクセスネットワークという用語は、一般に、継続的に発展したワイヤレス通信技術を用いるネットワークを指す。これは、たとえば、規格のセットに基づく第5世代(5G)ワイヤレス通信技術を含んでもよい。規格は、2015年2月17日に次世代モバイルネットワーク(NGMN)アライアンスによって発行された5Gホワイトペーパーに記載されたガイドラインに準拠してもよい。たとえば、3GPPに従うLTEアドバンストによってまたは3GPP2に従うCDMA2000によって規定されることがある規格は、NGMNアライアンス5Gホワイトペーパーに準拠してもよい。規格はまた、Verizon Technical Forum(www.vstgf)およびKorea Telecom SIG(www.kt5g.org)によって指定されたプレ3GPPの取り組みを含んでもよい。
【００１４】
アクセスネットワーク100によってカバーされる地理的領域は、1つのアクセスポイントまたは基地局から地理的エリアにわたってブロードキャストされた識別情報に基づいて、ユーザ機器(UE)によって一意に識別されることがある、いくつかのセルラー領域(セル)に分割されてもよい。図1は、その各々が1つまたは複数のセクタを含み得る、マクロセル102、104、および106、ならびにスモールセル108を示す。セクタは、セルのサブエリアである。1つのセル内のすべてのセクタは、同じ基地局によってサービスされる。セクタ内の無線リンクは、そのセクタに属する単一の論理識別情報によって識別することができる。セクタに分割されるセルでは、セル内の複数のセクタはアンテナのグループによって形成されてもよく、各アンテナがセルの一部分の中のUEとの通信を担当する。
【００１５】
概して、基地局(BS)は各セルをサービスする。概して、基地局は、1つまたは複数のセルの中でUEとの間で無線送信および無線受信を担当する、無線アクセスネットワークの中のネットワーク要素である。BSは、当業者によって、基地トランシーバ局(BTS)、無線基地局、無線トランシーバ、トランシーバ機能、基本サービスセット(BSS)、拡張サービスセット(ESS)、アクセスポイント(AP)、ノードB(NB)、eノードB(eNB)、gノードB、または何らかの他の好適な用語で呼ばれることもある。
【００１６】
図1において、2つの大電力基地局110および112が、セル102および104の中に示され、第3の大電力基地局114が、セル106の中でリモートラジオヘッド(RRH)116を制御するように示されている。すなわち、基地局は、統合アンテナを有することができ、または基地局をフィーダケーブルによってアンテナもしくはRRHに接続することができる。図示の例では、大電力基地局110、112、および114はサイズが大きいセルをサポートするので、セル102、104、および106はマクロセルと呼ばれることがある。さらに、小電力基地局118が、1つまたは複数のマクロセルと重複することがあるスモールセル108(たとえば、マイクロセル、ピコセル、フェムトセル、ホーム基地局、ホームノードB、ホームeノードBなど)の中に示される。この例では、小電力基地局118はサイズが比較的小さいセルをサポートするので、セル108はスモールセルと呼ばれることがある。セルサイズ決定は、システム設計ならびに構成要素制約に従って行うことができる。アクセスネットワーク100は、任意の数のワイヤレス基地局およびセルを含んでもよいことを理解されたい。さらに、所与のセルのサイズまたはカバレージエリアを拡張するために、中継ノードが展開されてもよい。基地局110、112、114、118は、任意の数のモバイル装置にコアネットワークへのワイヤレスアクセスポイントを提供する。
【００１７】
図1は、基地局として機能するように構成されてもよい、クアッドコプターまたはドローン120をさらに含む。すなわち、いくつかの例では、セルは、必ずしも静止しているとは限らないことがあり、セルの地理的エリアは、クアッドコプター120などのモバイル基地局のロケーションに従って移動してもよい。
【００１８】
一般に、基地局は、ネットワークのバックホール部分との通信用のバックホールインターフェースを含んでもよい。バックホールは、基地局とコアネットワークとの間のリンクを構成してもよく、いくつかの例では、バックホールは、それぞれの基地局間の相互接続を可能にしてもよい。コアネットワークは、無線アクセスネットワークにおいて使用される無線アクセス技術とは一般に無関係である、ワイヤレス通信システムの一部である。任意の好適なトランスポートネットワークを使用する、直接物理接続、仮想ネットワークなどの、様々なタイプのバックホールインターフェースが採用されてもよい。いくつかの基地局は、ワイヤレススペクトルがアクセスリンク(すなわち、UEとのワイヤレスリンク)とバックホールリンクの両方のために使用される場合がある、統合アクセスおよびバックホール(IAB)ノードとして構成されてもよい。この方式は、ワイヤレスセルフバックホーリングと呼ばれることがある。ワイヤレスセルフバックホーリングを使用することによって、新たな各基地局展開がそれ自体の配線接続されたバックホール接続を装備することを必要とするのではなく、基地局とUEとの間の通信のために利用されるワイヤレススペクトルがバックホール通信のために活用されてよく、極めて高密度なスモールセルネットワークの迅速かつ容易な展開を可能にする。
【００１９】
アクセスネットワーク100は、複数のモバイル装置のためのワイヤレス通信をサポートすることが示されている。モバイル装置は、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって公表された規格および仕様では、一般にユーザ機器(UE)と呼ばれるが、当業者によって、移動局(MS)、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末(AT)、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、端末、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、または何らかの他の適切な用語で呼ばれることもある。UEは、ユーザがネットワークサービスにアクセスするのを可能にする装置であってもよい。
【００２０】
本文書内では、「モバイル」装置は、必ずしも移動するための能力を有する必要があるとは限らず、静止していてよい。モバイル装置またはモバイルデバイスという用語は、多種多様なデバイスおよび技術を広く指す。たとえば、モバイル装置のいくつかの非限定的な例は、モバイル、セルラー(セル)フォン、スマートフォン、セッション開始プロトコル(SIP)フォン、ラップトップ、パーソナルコンピュータ(PC)、ノートブック、ネットブック、スマートブック、タブレット、携帯情報端末(PDA)、および、たとえば、「モノのインターネット」(IoT)に対応する、組込みシステムの広い列挙を含む。モバイル装置は、追加として、自動車または他の輸送車両、遠隔センサーまたは遠隔アクチュエータ、ロボットまたはロボティクスデバイス、衛星ラジオ、全地球測位システム(GPS)デバイス、オブジェクトトラッキングデバイス、ドローン、マルチコプター、クアッドコプター、遠隔制御デバイス、アイウェア、装着型カメラ、仮想現実デバイス、スマートウォッチ、ヘルストラッカーまたはフィットネストラッカー、デジタルオーディオプレーヤ(たとえば、MP3プレーヤ)、カメラ、ゲーム機などのコンシューマデバイスおよび/または装着型デバイスであってもよい。モバイル装置は、追加として、ホームオーディオ、ビデオ、および/またはマルチメディアデバイスなどのデジタルホームデバイスまたはスマートホームデバイス、家電、自動販売機、インテリジェント照明、ホームセキュリティシステム、スマートメーターなどであってもよい。モバイル装置は、追加として、スマートエネルギーデバイス、セキュリティデバイス、ソーラーパネルまたはソーラーアレイ、電力、照明、水などを制御する都市インフラストラクチャデバイス(たとえば、スマートグリッド)、産業オートメーションおよび企業デバイス、ロジスティックスコントローラ、農業機器、軍事防御機器、車両、航空機、船舶、および兵器類などであってもよい。またさらに、モバイル装置は、コネクティッド医療または遠隔医療サポート、すなわち、遠方における健康管理を実現する場合がある。テレヘルスデバイスは、テレヘルス監視デバイスおよびテレヘルス管理デバイスを含んでもよく、それらの通信では、たとえば、クリティカルサービスユーザデータトラフィックのトランスポート用の優先されるアクセス、および/またはクリティカルサービスユーザデータトラフィックのトランスポート用の関連するQoSの観点から、他のタイプの情報よりも優先的な措置または優先されるアクセスが可能になってもよい。
【００２１】
アクセスネットワーク100内では、セルは、各セルの1つまたは複数のセクタと通信している場合があるUEを含んでもよい。たとえば、UE122および124は基地局110と通信している場合があり、UE126および128は基地局112と通信している場合があり、UE130および132はRRH116を介して基地局114と通信している場合があり、UE134は低電力基地局118と通信している場合があり、UE136はモバイル基地局120と通信している場合がある。ここで、各基地局110、112、114、118、および120は、それぞれのセル内のすべてのUEに対してコアネットワーク(図示せず)へのアクセスポイントを使用可能にするように構成されてもよい。
【００２２】
別の例では、モバイルネットワークノード(たとえば、クアッドコプター120)が、UEとして機能するように構成されてもよい。たとえば、クアッドコプター120は、基地局110と通信することによってセル102内で動作してもよい。本開示のいくつかの態様では、2つ以上のUE(たとえば、UE126および128)が、基地局(たとえば、基地局112)を通じてその通信を中継することなく、ピアツーピア(P2P)またはサイドリンク信号127を使用して互いに通信してもよい。
【００２３】
基地局(たとえば、基地局110)から1つまたは複数のUE(たとえば、UE122および124)への制御情報および/またはトラフィック情報(たとえば、ユーザデータトラフィック)のユニキャスト送信またはブロードキャスト送信はダウンリンク(DL)送信と呼ばれてもよく、一方、UE(たとえば、UE122)からの制御情報および/またはトラフィック情報の送信はアップリンク(UL)送信と呼ばれてもよい。加えて、アップリンクおよび/またはダウンリンクの制御情報および/またはトラフィック情報は、フレーム、サブフレーム、スロット、および/またはシンボルに時分割されてもよい。本明細書で使用するシンボルとは、直交周波数分割多重(OFDM)波形において、サブキャリア当り1つのリソース要素(RE)を搬送する時間の単位を指すことがある。スロットは、7個または14個のOFDMシンボルを搬送してもよい。サブフレームとは、1msの持続時間を指すことがある。複数のサブフレームは、単一のフレームまたは無線フレームを形成するようにグループ化されてもよい。もちろん、これらの定義は必須ではなく、波形を構成するための任意の好適な方式が利用されてもよく、波形の様々な時分割は、任意の好適な持続時間を有してもよい。
【００２４】
アクセスネットワーク100内のエアインターフェースは、様々なデバイスの同時通信を可能にするために、1つまたは複数の多重化および多元接続アルゴリズムを利用してもよい。たとえば、UE122および124から基地局110へのアップリンク(UL)送信すなわち逆方向リンク送信のための多元接続は、時分割多元接続(TDMA)、符号分割多元接続(CDMA(登録商標))、周波数分割多元接続(FDMA)、直交周波数分割多元接続(OFDMA)、スパース符号多元接続(SCMA)、シングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)、リソース拡散多元接続(RSMA)、または他の好適な多元接続方式を利用して行われてもよい。さらに、基地局110からUE122および124へのダウンリンク(DL)送信すなわち順方向リンク送信を多重化することは、時分割多重(TDM)、符号分割多重(CDM)、周波数分割多重(FDM)、直交周波数分割多重(OFDM)、スパース符号多重(SCM)、シングルキャリア周波数分割多重化(SC-FDM)、または他の好適な多重化方式を利用して行われてもよい。
【００２５】
さらに、アクセスネットワーク100内のエアインターフェースは、1つまたは複数の複信アルゴリズムを利用してもよい。複信は、両方のエンドポイントが両方向において互いと通信することができる、ポイントツーポイント通信リンクを指す。全二重は、両方のエンドポイントが同時に互いと通信することができることを意味する。半二重は、一度に一方のエンドポイントのみが他方に情報を送ることができることを意味する。ワイヤレスリンクでは、全二重チャネルは、概して、トランスミッタとレシーバとの物理的な分離、および好適な干渉消去技術に依拠する。全二重エミュレーションは、周波数分割複信(FDD)または時分割複信(TDD)を利用することによって、ワイヤレスリンクのために頻繁に実装される。FDDでは、異なる方向における送信は、異なるキャリア周波数において動作する。TDDでは、所与のチャネル上の異なる方向での送信は、時分割多重を使用して互いに分離される。すなわち、いくつかの時間においてチャネルは一方の方向での送信専用に使用され、他の時間においてチャネルは他方の方向での送信専用に使用され、ここで、方向は、極めて急速に、たとえばサブフレーム当り数回、変化することがある。
【００２６】
無線アクセスネットワーク100では、UEが、そのロケーションとは無関係に、移動しながら通信する能力は、モビリティと呼ばれる。UEと無線アクセスネットワークとの間の様々な物理チャネルは、一般に、モビリティ管理エンティティ(MME)の制御下でセットアップされ、維持され、解放される。本開示の様々な態様では、アクセスネットワーク100は、モビリティおよびハンドオーバ(すなわち、ある無線チャネルから別の無線チャネルへのUEの接続の転送)を可能にするために、DLベースのモビリティまたはULベースのモビリティを利用してもよい。DLベースのモビリティ用に構成されたネットワークでは、スケジューリングエンティティとの呼の間に、または任意の他の時間に、UEは、そのサービングセルからの信号の様々なパラメータならびに近隣セルの様々なパラメータを監視してもよい。これらのパラメータの品質に応じて、UEは、近隣セルのうちの1つまたは複数との通信を維持してもよい。この時間の間、あるセルから別のセルにUEが移動する場合、または隣接セルからの信号品質が所与の時間量にわたってサービングセルからの信号品質を上回る場合、UEは、サービングセルから隣接(ターゲット)セルへのハンドオフまたはハンドオーバに取りかかってもよい。たとえば、UE124は、そのサービングセル102に対応する地理的エリアから、ネイバーセル106に対応する地理的エリアに移動することがある。所与の時間量にわたってネイバーセル106からの信号強度または品質がそのサービングセル102の信号強度または品質を超えるとき、UE124は、この状態を示す報告メッセージをそのサービング基地局110に送信してもよい。これに応答して、UE124はハンドオーバコマンドを受信してもよく、UEはセル106へのハンドオーバを受けてもよい。
【００２７】
ULベースのモビリティのために構成されたネットワークでは、各UEからのUL基準信号が、UEごとにサービングセルを選択するためにネットワークによって利用されてもよい。いくつかの例では、基地局110、112、および114/116は、統合同期信号(たとえば、統合1次同期信号(PSS)、統合2次同期信号(SSS)、および統合物理ブロードキャストチャネル(PBCH))をブロードキャストしてもよい。UE122、124、126、128、130、および132は、統合同期信号を受信し、同期信号からキャリア周波数およびサブフレームまたはスロットタイミングを導出し、タイミングの導出に応答してアップリンクパイロットまたは基準信号を送信してもよい。UE(たとえば、UE124)によって送信されたアップリンクパイロット信号は、アクセスネットワーク100内の2つ以上のセル(たとえば、基地局110および114/116)によって同時に受信されてもよい。セルの各々は、パイロット信号の強度を測定してもよく、アクセスネットワーク(たとえば、基地局110および114/116のうちの1つもしくは複数、ならびに/またはコアネットワーク内の中心ノード)は、UE124のためのサービングセルを決定してもよい。UE124がアクセスネットワーク100の中を移動するとき、ネットワークは、UE124によって送信されたアップリンクパイロット信号を監視し続けてもよい。近隣セルによって測定されたパイロット信号の信号強度または品質がサービングセルによって測定されたパイロット信号の信号強度または品質を超えるとき、ネットワーク100は、UE124への通知の有無にかかわらず、UE124をサービングセルから近隣セルにハンドオーバしてもよい。
【００２８】
基地局110、112、および114/116によって送信される同期信号は統合される場合があるが、同期信号は、特定のセルを識別しないことがあり、同じ周波数上かつ/または同じタイミングで動作する複数のセルのゾーンを識別する場合がある。5Gネットワークまたは他の次世代通信ネットワークにおけるゾーンの使用は、アップリンクベースモビリティフレームワークを可能にし、UEとネットワークとの間で交換される必要があるモビリティメッセージの数が低減される場合があるのでUEとネットワークの両方の効率を改善する。
【００２９】
様々な実装形態では、アクセスネットワーク100内のエアインターフェースは、認可スペクトル、無認可スペクトル、または共有スペクトルを利用してもよい。認可スペクトルは、一般に、モバイルネットワーク事業者が政府規制機関からライセンスを購入することによって、スペクトルの一部分の独占的使用を可能にする。無認可スペクトルは、政府が許可するライセンスの必要なしに、スペクトルの一部分の共有された使用を可能にする。一般に、無認可スペクトルにアクセスするには、依然として、いくつかの技術的なルールを順守することが必要であるが、一般に、いかなる事業者またはデバイスがアクセスしてもよい。共有スペクトルは、認可スペクトルと無認可スペクトルとの間にあってもよく、スペクトルにアクセスするために技術的なルールまたは制限が必要とされることがあるが、スペクトルはそれにもかかわらず、複数の事業者および/または複数のRATによって共有されてもよい。たとえば、認可スペクトルの一部分に対するライセンスの保有者は、たとえば、アクセスを可能にするためにライセンシーにより決定された適切な条件によって、認可された共有アクセス(LSA:licensed shared access)を可能にして、そのスペクトルを他の当事者と共有してもよい。
【００３０】
いくつかの例では、エアインターフェースへのアクセスがスケジュールされてもよく、この場合、スケジューリングエンティティ(たとえば、基地局)は、それのサービスエリアまたはセル内の一部または全部のデバイスおよび機器の間の通信にリソースを割り振る。本開示内では、以下でさらに説明されるように、スケジューリングエンティティは、1つまたは複数の下位エンティティのためのリソースをスケジュールし、割り当て、再構成し、解放することを担当してもよい。すなわち、スケジュールされた通信について、下位エンティティは、スケジューリングエンティティによって割り振られたリソースを利用する。
【００３１】
いくつかの例では、エアインターフェースへのアクセスがスケジュールされてもよく、スケジューリングエンティティ(たとえば、基地局)は、通信用のリソース(たとえば、時間-周波数リソース)を基地局のサービスエリアまたはセル内のいくつかまたはすべてのデバイスおよび機器間で割り振ってもよい。本開示内では、以下でさらに説明するように、スケジューリングエンティティは、1つまたは複数のスケジュール対象エンティティに対してリソースをスケジュールすること、割り当てること、再構成すること、および解放することを担当してもよい。すなわち、スケジュールされた通信のために、UEまたはスケジュール対象エンティティは、スケジューリングエンティティによって割り振られたリソースを利用する。
【００３２】
基地局は、スケジューリングエンティティとして機能する場合がある唯一のエンティティではない。すなわち、いくつかの例では、UEが、1つまたは複数のスケジュール対象エンティティ(たとえば、1つまたは複数の他のUE)のためにリソースをスケジュールするスケジューリングエンティティとして機能してもよい。他の例では、必ずしも基地局からのスケジューリングまたは制御情報に依拠することなく、サイドリンク信号がUE間で使用されてもよい。たとえば、UE138は、UE140および142と通信するように図示される。いくつかの例では、UE138は、スケジューリングエンティティまたは1次サイドリンクデバイスとして機能しており、UE140および142は、スケジュール対象エンティティまたは非1次(たとえば、2次)サイドリンクデバイスとして機能してもよい。さらに別の例では、UEは、デバイス間(D2D)ネットワーク、ピアツーピア(P2P)ネットワーク、もしくは車両間(V2V)ネットワークにおいて、かつ/またはメッシュネットワークにおいて、スケジューリングエンティティとして機能してもよい。メッシュネットワーク例では、UE140および142は、スケジューリングエンティティ138と通信することに加えて、随意に互いに直接通信してもよい。
【００３３】
図2は、第1のワイヤレス通信デバイス202と第2のワイヤレス通信デバイス204との間のワイヤレス通信の概略図である。各ワイヤレス通信デバイス202および204は、ユーザ機器(UE)、基地局、またはワイヤレス通信のための任意の他の好適な装置もしくは手段であってもよい。示されている例では、第1のワイヤレス通信デバイス202内のソース222は、通信チャネル206(たとえば、ワイヤレスチャネル)を介して、第2のワイヤレス通信デバイス204内のシンク244にデジタルメッセージを送信する。デジタルメッセージの信頼できる通信を提供するために対処されなければならない、そのような方式における1つの問題は、通信チャネル206に影響するノイズを考慮に入れることである。
【００３４】
ブロック符号または誤り訂正符号はしばしば、そのようなノイズのあるチャネルを介して、デジタルメッセージの信頼できる送信を行うために使われる。典型的なブロック符号中では、情報メッセージまたはシーケンスがブロックに分裂され、各ブロックは、Kビットの長さを有する。第1の(送信側)ワイヤレス通信デバイス202におけるエンコーダ224は次いで、数学的に冗長性を情報メッセージに加え、長さがNである符号語を得る。この場合、N>Kである。ここで、コーディングレートRは、メッセージ長とブロック長との比であり、すなわち、R=K/Nである。符号化された情報メッセージにおいてこの冗長性を利用することは、メッセージの信頼性に関して重要であり、ノイズに起因して生じることがあるあらゆるビット誤りを補正するのを可能にする。つまり、部分的にはチャネルへのノイズの追加によりビット誤りが起こることがあるとしても、第2の(受信)ワイヤレス通信デバイス204におけるデコーダ242が、情報メッセージを確実に復元するために、冗長性を利用することができる。
【００３５】
特に、ハミング符号、Bose-Chaudhuri-Hocquenghem(BCH)符号、ターボ符号、テールバイティング畳み込み符号(TBCC)、および低密度パリティチェック(LDPC)符号を含む、そのような誤り訂正ブロック符号の多くの例が、当業者には知られている。ターボ符号を利用する3GPP LTEネットワーク、およびLDPC符号を利用するIEEE802.11n Wi-Fiネットワークなど、多くの既存のワイヤレス通信ネットワークがそのようなブロック符号を利用する。ただし、将来のネットワークに関して、ポーラ符号と呼ばれる、新たなカテゴリーのブロック符号は、ターボ符号およびLDPC符号と比較して、性能が向上した信頼できるとともに効率的な情報転送が実現される機会をもたらす。
【００３６】
ポーラ符号は、2007年にErdal Arikanによって発明され、現在当業者に知られている線形ブロック誤り訂正符号である。大まかに言えば、ポーラ符号を定義する再帰的アルゴリズムによってチャネル偏波が生成される。ポーラ符号は、対称バイナリ入力離散無記憶チャネルのチャネル容量を実現する第1の明示的符号である。すなわち、ポーラ符号は、ノイズが存在するときに所与の帯域幅の離散無記憶チャネル上で送信される場合がある誤りのない情報の量に対するチャネル容量(シャノン限界)または理論的上限を実現する。
【００３７】
ただし、最良の誤り訂正符号を用いたとしても、通信チャネル206が深いフェードを受ける場合、ビット誤り率は、補償できるものを超える可能性がある。したがって、多くのワイヤレス通信ネットワークは、データ信頼度をさらに向上するために、インターリーバを利用する。
【００３８】
インターリーバはまた、反復復号についての外部情報を提供するために、コーディングプロセス自体において使用されることがある。たとえば、ターボ符号またはテールバイティング畳み込み符号は、従来のインターリーバのうちのいくつかを利用することがある。ただし、高次変調(たとえば、16-QAMまたは64-QAM)を用いるポーラ符号に対しては、従来のインターリーバ設計は、信号対ノイズ比(SNR)およびブロック誤り率(BLER)の点で十分な性能を実現できない。したがって、本開示の態様によれば、ポーラ符号または他の適切なタイプの符号(たとえば、ターボもしくはTBCC)用に利用されてもよい新たなインターリーバ設計が提供される。
【００３９】
図3は、本開示の態様による、ワイヤレス通信デバイス(たとえば、後述のワイヤレス通信デバイス700)によって使用される例示的な動作300を示す。動作300はまず、302において、情報ブロックを符号化して、複数のコーディング済みビットを含む符号ブロックを生成する。304において、動作300は引き続き、インターリーバを利用して複数のコーディング済みビットをインターリーブして、インターリーブされた符号ブロックを生成し、この場合、インターリーバは複数の行および複数の列を備え、複数の列の数は複数の行の間で異なり、複数の行のうちの上から1つまたは複数の行は、1つまたは複数のヌル値を備える。306において、動作300は引き続き、ワイヤレスエアインターフェースを介して、インターリーブされた符号ブロックを受信側ワイヤレス通信デバイスに送信する。
【００４０】
図4は、本開示のいくつかの態様によるインターリーバ設計の例を示す図である。図4に示す例では、インターリーバ400は、行および列からなる直角二等辺三角形状行列を含む。図2に関して上記で説明したように、エンコーダは、M個のコーディング済みビットを有する符号ブロックを生成してもよい。したがって、符号ブロックをM個のコーディング済みビットによってインターリーブするために、図4のインターリーバは、インターリーバの2つの等しい辺の長さが、数式P*(P+1)/2≧Mを満たす任意の整数(P)に設定されるように設計されてもよい。たとえば、図4に示すように、第1の行の長さは、数式P*(P+1)/2≧Mを満たす任意の整数に設定されてもよい。さらに、第1の列の長さは、第1の行の長さに等しく、したがって、同じくPに設定される。
【００４１】
Pを判定した後、符号ブロック内のコーディング済みビットの数(M)がインターリーバ内の残りの位置の数に等しくなるまでインターリーバの最上行にヌル値が挿入されてもよい。一例として、Pは、P*(P+1)/2がNよりもYなどのある数だけ大きくなるように選択されてもよい。そのような例では、インターリーバの第1の行404に、第1の行404の左端の位置402を開始位置としてY個のヌルビットが挿入されてもよい(インターリーバの最上行はインターリーバのヘッドと呼ばれることがある)。いくつかの実装形態では、YはP-1以下であり、したがって、ヌルビットまたはヌル値はインターリーバの第1の行404のみを部分的に占有することもまたは完全に占有することもある。
【００４２】
ヌル値が挿入された後、符号ブロックのM個のコーディング済みビットが、インターリーバの連続する行の最上行から最下行に向かって順に供給される。たとえば、図4に示すように、長さがMのコーディング済みビットx(0)〜x(M-1)を含む符号ブロックが、行列の連続する行内に供給される。ヌル値がインターリーバの第1の行404を部分的に占有する実装形態では、符号ブロック内の第1のコーディング済みビットx(0)が、第1の行における最後のヌル値が挿入される位置の直後の位置に挿入される。そのような実施形態では、第1の行404の最後の位置はまた、図4に示すように、x(t-1)であってもよい。この場合、(t)は(t=P-(P(P+1)/2-M))である。しかし、ヌル値がインターリーバの第1の行404を完全に占有する他の実施形態では、符号ブロック内の第1のコーディング済みビットx(0)が第2の行408の左端位置406に挿入される。
【００４３】
このインターリーバ400設計を用いると、各行におけるコーディング済みビットの数は、(第1の行にヌル値が挿入されない限り)第2の行408に存在するコーディング済みビットの最大数および最終行に存在するコーディング済みビットの最小数とともに減少する。たとえば、行列の第2の行は、コーディング済みビットx(t)〜x(t+P-2)を含み、行列の第3の行はコーディング済みビットx(t+P-1)〜x(t+2P-4)を含み、以下同様に続く。したがって、互いに隣接する行における互いに隣接するコーディング済みビット間のコーディング済みビットの数は一定ではない。
【００４４】
最後のコーディング済みビットx(M-1)が行列内に供給された後、コーディング済みビットは、行列の連続する列の左の列から右の列に向かって順に読み出される。したがって、第2の行の第1のコーディング済みビット(左端のコーディング済みビット)は、(インターリーバにヌル値が挿入されない限り)第1の列から読み出される第1のコーディング済みビットである。図4に示す例では、出力は、x(t)、x(t+P-1)...x(M-1)であり、行列中のどのヌル値もスキップする。
【００４５】
図5は、本開示の態様による、ワイヤレス通信デバイス(たとえば、後述のワイヤレス通信デバイス700)によって使用される例示的な動作500を示す。動作500はまず、502において、情報ブロックを符号化して、複数のコーディング済みビットを含む符号ブロックを生成する。504において、動作500は引き続き、インターリーバを利用して複数のコーディング済みビットをインターリーブして、インターリーブされた符号ブロックを生成し、この場合、インターリーバは複数の行および複数の列を備え、複数の列の数は複数の行の間で一定である。506において、動作500は引き続き、ワイヤレスエアインターフェースを介して、インターリーブされた符号ブロックを受信側ワイヤレス通信デバイスに送信する。
【００４６】
図6は、本開示のいくつかの態様によるインターリーバ設計の例を示す図である。図6に示す例では、インターリーバ600は、行および列からなる矩形状行列を含む。いくつかの実施形態では、インターリーバは(Nr)個の行および(Nc)個の列を有してもよく、(Nr)および(Nc)は任意の整数であってもよい。図2に関して上記で説明したように、エンコーダは、M個のコーディング済みビットを有する符号ブロックを生成してもよい。したがって、Nr*NcがM個のコーディング済みビットよりも大きい場合、M個のコーディング済みビットは、インターリーバにヌル値を付加することによってNr*Ncに拡張されてもよい(すなわち、したがって、ヌル値の数はNr*Nc-Mである)。いくつかの実施形態では、拡張されたビットは、z(0)、z(1)、z(2)、…、z(Nr*Nc-1)と示される。いくつかの実施形態では、ヌルビットは矩形状インターリーバのヘッドに挿入されてもよい。いくつかの実施形態では、ヌルビットは矩形状インターリーバのテールに挿入されてもよい。
【００４７】
ヌル値がインターリーバのヘッドに挿入される実施形態では、インターリーバの最上行に(Nr*Nc-M)個のヌル値が挿入されてもよい(すなわち、M個のコーディング済みビットがインターリーバにおける残りの位置(ヌル値が充填されていない位置)の数と等しくなるまでヌル値がインターリーバに挿入されてもよい)。たとえば、ヌル値は、インターリーバに、第1の行604の左端位置602を開始位置として挿入されてもよい。ヌル値が挿入された後、符号ブロックのM個のコーディング済みビットが、インターリーバの連続する行の最上行から最下行に向かって順に供給されてもよい。たとえば、符号ブロックの第1のコーディング済みビットは、最後のヌル値が挿入された位置の直後の位置に挿入されてもよい。
【００４８】
インターリーバのテール内にヌル値が挿入される実施形態ではまず、符号ブロックのM個のコーディング済みビットが、インターリーバの連続する行の最上行から最下行に向かって順に供給されてもよい。したがって、第1の行における第1のコーディング済みビットは、第1の列から読み出される第1のコーディング済みビットである。すべてのM個のコーディング済みビットがインターリーバ内に供給された後、いくつかの実施形態では、Nr*Nc-M個の位置が残る場合がある。したがって、そのような実施形態では、Nr*Nc-M個のヌル値が、最後のコーディング済みビットが挿入された直後の位置を開始位置として挿入されてもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態では、インターリーバ入力の第iの行は、ベクトルz(i*Nc)、z(i*Nc+1)、…z(i*Nc+Nc-1)のサイクリックシフトである。一例として、第iの行のシフト値はSiであり、それによって、z(i*Nc+Si%Nc)、z(i*Nc+(Si+1)%Nc)、…z(i*Nc+(Si+Nc-1)%Nc)となる。いくつかの実施形態では、第iの行のシフト値は、ルックアップテーブルに基づいて決定されるランダム値であってもよい。いくつかの実施形態では、第iの行のシフト値は、(オンライン評価またはルックアップテーブルに基づいて決定される)擬似ランダム値であってもよい。いくつかの実施形態では、サイクリックシフト値は(a*i)%Ncに等しくてもよく、この場合、(a)は、特にNcの相対素数として選択される一定値である。
【００５０】
すべてのヌル値およびM個のコーディング済みビットが行列内に供給された後、コーディング済みビットは行列の連続する列の左の列から右の列に向かって順に読み出されてもよい。したがって、図6に示す例では、出力は、Z(0+s0%Nc)、Z(Nc+s1%Nc)…Z(i*Nc+si%Nc)、Z(0+(s0+1)%Nc)、Z(Nc+(s1+1)%Nc)…、Z(i*Nc+(si+1)%Nc)…、Z(0+(s0+Nc-1)%Nc)、Z(Nc+(s1+Nc-1)%Nc)…Z(i*Nc+(si+Nc-1)%Nc)…であり、行列におけるあらゆるヌル値がスキップされる。
【００５１】
図7は、処理システム714を利用するワイヤレス通信デバイス700のためのハードウェア実装形態の例を示すブロック図である。たとえば、ワイヤレス通信デバイス700は、ユーザ機器(UE)、基地局、またはワイヤレス通信のためのどの他の適切な装置もしくは手段であってもよい。
【００５２】
本開示の様々な態様によれば、要素、または要素の任意の一部、または要素の任意の組合せは、1つまたは複数のプロセッサ704を含む処理システム714を用いて実装されてもよい。プロセッサ704の例は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、ステートマシン、ゲート論理、個別ハードウェア回路、および本開示全体にわたって説明する様々な機能を実施するように構成された他の好適なハードウェアを含む。すなわち、プロセッサ704は、ワイヤレス通信デバイス700内で使用されるとき、図3〜図6で説明し示すプロセスのうちのいずれか1つまたは複数を実装するために使用されてもよい。
【００５３】
この例では、処理システム714は、バス702によって概略的に表されるバスアーキテクチャとともに実装されてもよい。バス702は、処理システム714の特定のアプリケーションおよび全体的な設計制約に応じて任意の数の相互接続バスおよびブリッジを含んでもよい。バス702は、(プロセッサ704によって概略的に表される)1つまたは複数のプロセッサと、メモリ705と、(コンピュータ可読媒体706によって概略的に表される)コンピュータ可読媒体とを含む種々の回路を互いにリンクする。バス702はまた、タイミング源、周辺装置、電圧調整器、および電力管理回路など、様々な他の回路をリンクさせてもよく、それらの回路は当技術分野でよく知られているので、これ以上説明しない。バスインターフェース708は、バス702とトランシーバ710との間のインターフェースを構成する。トランシーバ710は、送信媒体を通じて様々な他の装置と通信するための手段を構成する。装置の性質に応じて、ユーザインターフェース712(たとえば、キーパッド、ディスプレイ、スピーカー、マイクロフォン、ジョイスティック)が設けられてもよい。
【００５４】
プロセッサ704は、バス702と、コンピュータ可読媒体706に記憶されたソフトウェアの実行を含む全体的な処理とを管理する役目を果たす。ソフトウェアは、プロセッサ704によって実行されるとき、いずれかの特定の装置に対して以下で説明する様々な機能を処理システム714に実行させる。コンピュータ可読媒体706は、ソフトウェアを実行するとき、プロセッサ704によって操作されるデータを記憶するために使用されてもよい。
【００５５】
処理システムの中の1つまたは複数のプロセッサ704は、ソフトウェアを実行してもよい。ソフトウェアは、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、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、または他の名称で呼ばれるかにかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プロシージャ、関数などを意味するものと広く解釈されなければならない。ソフトウェアは、コンピュータ可読媒体706に常駐してもよい。コンピュータ可読媒体706は、非一時的コンピュータ可読媒体であってもよい。非一時的コンピュータ可読媒体は、例として、磁気ストレージデバイス(たとえば、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップ)、光ディスク(たとえば、コンパクトディスク(CD)またはデジタル多用途ディスク(DVD))、スマートカード、フラッシュメモリデバイス(たとえば、カード、スティック、またはキードライブ)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、消去可能PROM(EPROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、レジスタ、リムーバブルディスク、ならびに、コンピュータによってアクセスされ読み取られる場合があるソフトウェアおよび/または命令を記憶するための任意の他の適切な媒体を含む。コンピュータ可読媒体はまた、例として、搬送波、伝送線路、ならびにコンピュータによってアクセスされるとともに読み取られる場合があるソフトウェアおよび/または命令を送信するための任意の他の好適な媒体を含んでよい。コンピュータ可読媒体706は、処理システム714内に存在するか、処理システム714の外部にあるか、または処理システム714を含む複数のエンティティにわたって分散される場合がある。コンピュータ可読媒体706は、コンピュータプログラム製品において具現化されてもよい。例として、コンピュータプログラム製品は、パッケージング材料にコンピュータ可読媒体を含めてもよい。特定の適用例および全体的なシステムに課される全体的な設計制約に応じて、本開示全体
にわたって提示される説明する機能がどのように最良に実施されるのかを、当業者は認識されよう。
【００５６】
本開示のいくつかの態様では、プロセッサ704は、様々な機能のために構成される回路を含んでもよい。たとえば、プロセッサ704はエンコーダ742を含んでよく、エンコーダ742はいくつかの例では、コンピュータ可読記憶媒体706に記憶された符号化ソフトウェア752と協調して動作してもよい。エンコーダ742は、情報ブロックをコーディングして、パンクチャリング後に長さNの符号ブロックを生じるように構成されてもよい。いくつかの例では、エンコーダ742はポーラエンコーダである。ただし、エンコーダ742は、ポーラエンコーダに限定されるのではなく、ターボエンコーダ、テールバイティング畳み込みエンコーダ、または他のタイプのエンコーダなど、どの適切なエンコーダを含んでもよい。
【００５７】
エンコーダ742がポーラエンコーダである例では、ポーラエンコーダ742は、情報ブロックをポーラ符号化して、Nの長さを有するポーラ符号ブロックを生成するように構成されてもよい。たとえば、情報ブロックは、情報ビットベクトルu=(u1、u2、…、uN)として表されてもよい。ポーラエンコーダ742は、情報ビットベクトルをポーラ符号化し、以下の生成行列を使用してポーラ符号ブロックを符号化されたビットベクトルc=(c1、c2、…、cN)として生成してもよい。
【００５８】
【数１】
2020534716.tif 000003
【００５９】
式中、BNは、逐次消去(SC)復号(いくつかの点では、LTEネットワークにおけるターボコーダによって使われるインターリーバ機能と同様に機能する)のためのビット反転置換行列であり、
【００６０】
【数２】
2020534716.tif 000004
【００６１】
は、Fのnクロネッカー累乗である。基底行列Fは、
【００６２】
【数３】
2020534716.tif 000005
【００６３】
と表される場合がある。行列
【００６４】
【数４】
2020534716.tif 000006
【００６５】
は基底2x2行列Fをnクロネッカー累乗することによって生成される。この行列は、主対角線の上方のすべてのエントリがゼロであるという点で下三角行列である。たとえば、
【００６６】
【数５】
2020534716.tif 000007
【００６７】
の行列は次式のように表すことができる。
【００６８】
【数６】
2020534716.tif 000008
【００６９】
その場合、ポーラエンコーダ742は次式のようにポーラ符号ブロックを生成する。
【００７０】
【数７】
2020534716.tif 000009
【００７１】
したがって、情報ビットベクトルuは、ポーラ符号ブロックcにおいて対応する数(N)のコーディング済みビットを生成するために生成行列GNによってポーラ符号化されることがある元のビットの数(N)を含んでもよい。いくつかの例では、情報ビットベクトルuは、Kとして示される情報ビットの数と、
【００７２】
【数８】
2020534716.tif 000010
【００７３】
として示すフローズンビットの数とを含んでもよい。ブローズンビットは、0または1などの適切な所定の値に設定されたビットである。したがって、フローズンビットの値は一般に、送信側デバイスと受信側デバイスの両方において既知であってもよい。ポーラエンコーダ742は、符号レートRに基づいて情報ビットの数およびフローズンビットの数を判定してもよい。たとえば、ポーラエンコーダ742は、1つまたは複数の符号レートのセットから符号レートRを選択し、情報を送信すべき情報ブロック内のK=NxRビットを選択してもよい。その場合、情報ブロック内の残りの(N-K)ビットはフローズンビット
【００７４】
【数９】
2020534716.tif 000011
【００７５】
として固定されてもよい。
【００７６】
ポーラエンコーダ742は、どの情報ブロックビットをフローズンビットとして設定すべきかを判定するために、ポーラ符号ブロックを送るのに使用する場合があるワイヤレスチャネルをさらに分析してもよい。たとえば、ポーラ符号ブロックを送信するためのワイヤレスチャネルはサブチャネルのセットに分割されてもよく、それによって、ポーラ符号ブロック内の符号化された各ビットは、サブチャネルのうちの1つを介して送信される。したがって、各サブチャネルは、ポーラ符号ブロック内の特定のコーディング済みビット位置に対応してもよい(たとえば、サブチャネル1は、コーディング済みビットc1を含むコーディング済みビット位置に対応してもよい)。ポーラエンコーダ742は、情報ビットを送信するためのK個の最良サブチャネルを特定し、このK個の最良サブチャネルに寄与する(または対応する)情報ブロック内の元のビット位置を判定してもよい。たとえば、生成行列に基づいて、情報ブロックの元のビットのうちの1つまたは複数がポーラ符号ブロックのコーディング済みビットの各々に寄与してもよい。したがって、生成行列に基づいて、ポーラエンコーダ742は、K個の最良サブチャネルに対応する、情報ブロック内のK個の元のビット位置を判定し、情報ビットについての、情報ブロック内のK個の元のビット位置を指定し、固定ビットについての、情報ブロック内の残りの元のビット位置を指定してもよい。
【００７７】
いくつかの例では、ポーラエンコーダ742は、密度進化またはガウス近似を実行することによってK個の最良サブチャネルを判定してもよい。密度進化は、当業者に一般に知られており、したがって、本明細書ではその詳細については説明しない。たとえば、密度進化に基づくポーラ符号の構成は、R. Mori and T. Tanaka Performance of polar codes with the construction using density evolution, IEEE Commun. Lett.、第13巻、第7号、519〜521頁(2009年7月)に記載されている。ガウス近似は、密度進化のより複雑さの低いバージョンであり、また、当業者に一般に知られている。たとえば、ガウス近似に基づくポーラ符号の構成は、V. Miloslavskaya、Shortened Polar Codes、IEEE Trans. on Information Theory(2015年6月)に記載されている。
【００７８】
一般に、ポーラエンコーダ742は、密度進化またはガウス近似を実施して、元のビット位置の各々について、それぞれのビットエラー確率(BEP)および/または対数尤度比(LLR)を算出してもよい。たとえば、コーディング済みビット位置のLLRは、(たとえば、サブチャネルのそれぞれのSNRに基づいて)サブチャネル条件から判明する。したがって、情報ブロックの元のビットのうちの1つまたは複数がポーラ符号ブロックのコーディング済みビットの各々に寄与することがあるので、元のビット位置の各々のLLRは、密度進化またはガウス近似を実行することによってコーディング済みビット位置の既知のLLRから導出されてもよい。ポーラエンコーダ742は、算出された元のビット位置LLRに基づいて、サブチャネルをソートし、情報ビットを送信すべきK個の最良サブチャネル(たとえば、「良好な」サブチャネル)を選択してもよい。
【００７９】
ポーラエンコーダ742は次いで、K個の最良サブチャネルに対応する情報ブロックの元のビット位置を情報ビットを含む位置として設定し、N-K個のサブチャネル(たとえば、「不良」サブチャネル)に対応する残りの元のビット位置をフローズンビットを含む位置として設定する。次いで、上述したビット反転置換行列BNをNビット(K個の情報ビットおよびN-K個の凍結ビットを含む)に適用してビット反転情報ブロックを生成することによって、ビット反転置換が実施されてもよい。ビット反転置換は、情報ブロックのビットを効果的に並べ替える。ビット反転情報ブロックは次いで、ポーラ符号ブロックにおいて対応する数(N)のコーディング済みビットを生成するように、生成行列GNによってポーラ符号化されてもよい。
【００８０】
プロセッサ704はインターリーバ744をさらに含んでよく、インターリーバ744はいくつかの例では、コンピュータ可読媒体706に記憶されたインターリーブソフトウェア754と協調して動作してもよい。インターリーバ744はまた、エンコーダ742と協働して符号ブロックにおいてコーディング済みビットをインターリーブし、インターリーブされた符号ブロックを生成してもよい。インターリーバ744は、図3〜図6に関して上記で説明した実施形態のうちの1つまたは複数に従って設計されかつ動作してもよい。エンコーダ742は次いで、インターリーブされた符号ブロックを、トランシーバ710を介して送信してもよい。
【００８１】
さらに、プロセッサ704はデコーダ746を含んでよく、デコーダ746はいくつかの例では、コンピュータ可読媒体706に記憶された復号ソフトウェア756と協働してもよい。デコーダ746は、トランシーバ710を介して、インターリーブされた符号ブロックを受信し、上述した直角二等辺三角形状インターリーバ設計に基づいて、インターリーブされた符号ブロックをデインターリーブして、符号ブロックを生成し、符号ブロックを復号して、元の情報ブロックを生成するように構成されてもよい。いくつかの例では、デコーダ746はポーラデコーダ746であってよい。他の例では、デコーダ746は、ターボデコーダ、テールバイティング畳み込みデコーダ、または他のタイプのデコーダなど、任意の適切なデコーダを含んでもよい。
【００８２】
デコーダ746がポーラデコーダ746である例では、ポーラデコーダ746は、逐次消去(SC)ポーラ復号またはSCポーラリスト復号を実施して、ポーラ符号ブロックを復号してもよい。たとえば、ポーラデコーダ746は、cのノイズのあるバージョンを受信し、かつ単純な逐次消去(SC)復号アルゴリズムを使って、cを復号し、すなわち、uを復号するように構成されてもよい。逐次消去復号アルゴリズムは通常、O(N log N)の復号複雑度を有し、Nが非常に大きいときにシャノン容量を達成することができる。しかし、ブロック長が短い場合および中程度である場合は、ポーラ符号の誤り率性能が著しく低下する。
【００８３】
したがって、いくつかの例では、ポーラデコーダ746は、ポーラ符号化誤りレート性能を向上するために、SCリスト復号アルゴリズムを利用してもよい。SCリスト復号を用いた場合、(単純なSCデコーダのように)1つの復号経路のみが維持されるのではなく、L個の復号経路が維持される。この場合、L>1である。各復号段階において、ポーラデコーダ746は、最も確率の低い(最悪)復号経路を破棄し、L個の最良復号経路のみを維持する。たとえば、各復号段階において値uiを選択するのではなく、uiのいずれかの可能な値に対応する2つの復号経路が作成され、2つの平行な復号スレッド(2*L)において復号が継続する。復号経路の数の指数関数的な増大を回避するために、各復号段階では、L個の最も可能性が高い経路が保持される。最後に、ポーラデコーダ746は、
【００８４】
【数１０】
2020534716.tif 000012
【００８５】
のL個の候補のリストを有し、このうち最も可能性の高い候補が選択される。したがって、ポーラデコーダ746は、SCリスト復号アルゴリズムを完了すると、単一の情報ブロックを返す。
【００８６】
本開示内では、「例示的」という単語は、「例、事例、または例示としての役割を果たす」ことを意味するために使用される。「例示的」として本明細書で説明したいかなる実装形態または態様も、必ずしも本開示の他の態様よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきでない。同様に、「態様」という用語は、本開示のすべての態様が、説明した特徴、利点、または動作モードを含むことを必要としない。「結合される」という用語は、2つの物体間の直接的または間接的な結合を指すために本明細書において使用される。たとえば、物体Aが物理的に物体Bに接触し、物体Bが物体Cに接触している場合、物体Aと物体Cは、互いに物理的に接触していない場合でも、依然として互いに結合されていると見なされてもよい。たとえば、第1の物体が第2の物体と直接的に物理的に接触していなくても、第1の物体は第2の物体に結合されてもよい。「回路(circuit)」および「回路構成(circuitry)」という用語は広く使用され、電子回路のタイプに関して限定はしないが、接続および構成されたとき、本開示で説明した機能の実行を可能にする電気デバイスのハードウェア実装と導体の両方、ならびにプロセッサによって実行されたとき、本開示で説明した機能の実行を可能にする情報および命令のソフトウェア実装を含むものとする。
【００８７】
図1〜図7に示す構成要素、ステップ、特徴、および/または機能のうちの1つまたは複数は、並べ替えられてよく、かつ/または単一の構成要素、ステップ、特徴、もしくは機能に組み合わせられてよく、あるいはいくつかの構成要素、ステップ、または機能において具現化されてもよい。本明細書で開示する新規の特徴から逸脱することなく、さらなる要素、構成要素、ステップ、および/または機能が追加されることもある。図1、図2、および図7に示された装置、デバイス、および/または構成要素は、本明細書で説明した方法、特徴、またはステップのうちの1つまたは複数を実行するように構成されてもよい。本明細書で説明した新規のアルゴリズムはまた、ソフトウェアに効率的に実装されてもよく、かつ/またはハードウェアに組み込まれてもよい。
【００８８】
開示する方法におけるステップの特定の順序または階層が例示的なプロセスを示すものであることを理解されたい。設計選好に基づいて、方法におけるステップの特定の順序または階層が並べ替えられてもよいことが理解される。添付の方法クレームは、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、そこに特に記載されていない限り、提示された特定の順序または階層に限定されるものではない。
【００８９】
前述の説明は、いかなる当業者も、本明細書で説明した様々な態様を実践することが可能になるように提供される。これらの態様の様々な修正が当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義される一般原理は他の態様に適用されてもよい。したがって、特許請求の範囲は本明細書で示した態様に限定されるものではなく、特許請求の範囲の文言と一致する完全な範囲を与えられるべきであり、単数形での要素への言及は、そのように具体的に明記されていない限り「唯一無二の」ではなく、むしろ「1つまたは複数の」を意味することを意図する。別段に具体的に明記されていない限り、「いくつか(some)」という用語は、1つまたは複数を指す。項目の列挙「のうちの少なくとも1つ」を指す句は、単一のメンバーを含むそれらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「a、b、またはcのうちの少なくとも1つ」は、a、b、c、aおよびb、aおよびc、bおよびc、ならびにa、bおよびcを包含することを意図している。当業者に知られているか、または後に知られることになる、本開示を通じて説明した様々な態様の要素に対するすべての構造的および機能的同等物は、参照により本明細書に明確に組み込まれ、特許請求の範囲によって包含されることが意図される。その上、本明細書に開示したものはいずれも、そのような開示が特許請求の範囲において明示的に列挙されているかどうかにかかわらず、公に供されるものではない。請求項のいかなる要素も、「のための手段」という句を使用して要素が明示的に列挙されていない限り、または方法クレームの場合、「のためのステップ」という句を使用して要素が列挙されていない限り、米国特許法第112条(f)の規定の下で解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００９０】
100  アクセスネットワーク
102、104、106  マクロセル
108  スモールセル
110、112、114、118  基地局
116  RRH
120  クアッドコプターまたはドローン
122、124、126、128、130、132、134、136  UE
127  サイドリンク信号
138、140、142  UE
202  第1のワイヤレス通信デバイス
204  第2のワイヤレス通信デバイス
206  通信チャネル
222  ソース
224  エンコーダ
242  デコーダ
244  シンク
300  動作
400  インターリーバ
402  左端位置
404  第1の行
406  左端位置
408  第2の行
500  動作
600  インターリーバ
602  左端位置
604  第1の行
700  ワイヤレス通信デバイス
702  バス
704  プロセッサ
705  メモリ
706  コンピュータ可読媒体、コンピュータ可読記憶媒体
708  バスインターフェース
710  トランシーバ
712  ユーザインターフェース
714  処理システム
742  エンコーダ
744  インターリーバ
746  デコーダ、ポーラデコーダ
752  符号化ソフトウェア
756  復号ソフトウェア
【図１】
2020534716.tif 000013
【図２】
2020534716.tif 000014
【図３】
2020534716.tif 000015
【図４】
2020534716.tif 000016
【図５】
2020534716.tif 000017
【図６】
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【図７】
2020534716.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月20日(2020.7.20)
【手続補正１】
【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】
送信側ワイヤレス通信デバイスにおけるワイヤレス通信の方法であって、
情報ブロックを符号化して、複数のコーディング済みビットを備える符号ブロックを生成するステップと、
インターリーバを利用して前記複数のコーディング済みビットをインターリーブして、インターリーブされた符号ブロックを生成するステップであって、前記インターリーバは、複数の行および複数の列を備え、前記複数の列の数は、前記複数の行の間で異なり、前記複数の行のうちの上から1つまたは複数の行は、1つまたは複数のヌル値を備える、ステップと、
前記インターリーブされた符号ブロックを、ワイヤレスエアインターフェースを介して受信側ワイヤレス通信デバイスに送信するステップとを含む、
方法。
【請求項２】
前記複数の列のうちの第1の列における行の数と、前記複数の行のうちの第1の行における列の数とは等しく、前記符号ブロック内の前記複数のコーディング済みビットの数に基づいて選択される、
請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第1の列における行の数は、数式P*(P+1)/2≧Mを満足する整数Pを含み、
Mは、前記符号ブロック内の前記複数のコーディング済みビットの数である、
請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のコーディング済みビットをインターリーブするステップは、
前記符号ブロック内の前記複数のコーディング済みビットの数が、前記インターリーバ内の残りの位置の数と等しくなるまで、前記1つまたは複数のヌル値を含むヌル値を、前記インターリーバの前記複数の行のうちの第1の行の左端位置を開始位置として挿入するステップと、
前記挿入後に、前記インターリーバの前記複数の行のうちの連続する行内に、前記複数のコーディング済みビットを供給するステップと、
前記インターリーバの前記複数の列のうちの連続する列から、前記複数の列のうちの第1の列を開始位置として、前記複数のコーディング済みビットを読み出すステップであって、読出しが実行されるときに前記ヌル値がスキップされる、ステップとをさらに含む、
請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の行のうちの互いに隣接する行内の前記複数のコーディング済みビットのうちの互いに隣接するコーディング済みビットの間の前記複数のコーディング済みビットの数は、前記複数の行の間で異なる、
請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記インターリーバは、前記複数の行および前記複数の列からなる直角二等辺三角形状行列を備える、
請求項4に記載の方法。
【請求項７】
前記情報ブロックを符号化するステップは、
前記情報ブロックをポーラ符号化するステップであって、前記符号ブロックは、ポーラ符号ブロックを含む、ステップをさらに含む、
請求項1に記載の方法。
【請求項８】
送信側ワイヤレス通信デバイスにおけるワイヤレス通信の方法であって、
情報ブロックを符号化して、複数のコーディング済みビットを備える符号ブロックを生成するステップと、
インターリーバを利用して前記複数のコーディング済みビットをインターリーブして、インターリーブされた符号ブロックを生成するステップであって、前記インターリーバは、複数の行および複数の列を備え、前記複数の列の数は、前記複数の行の間で一定である、ステップと、
前記インターリーブされた符号ブロックを、ワイヤレスエアインターフェースを介して受信側ワイヤレス通信デバイスに送信するステップとを含む、
方法。
【請求項９】
前記複数のコーディング済みビットをインターリーブするステップは、
前記符号ブロック内の前記複数のコーディング済みビットの数が、前記インターリーバ内の残りの位置の数と等しくなるまで、前記インターリーバの前記複数の行のうちの第1の行の左端位置を開始位置としてヌル値を挿入するステップと、
前記挿入後に、前記インターリーバの前記複数の行のうちの連続する行内に前記複数のコーディング済みビットを供給するステップであって、前記複数の行の各々に、前記複数のコーディング済みビットが対応する複数の行の各々に供給されるときに値が増大するサイクリックシフト値が割り当てられる、ステップと、
前記インターリーバの前記複数の列のうちの連続する列から、前記複数の列のうちの第1の列を開始位置として、前記複数のコーディング済みビットを読み出すステップであって、読出しが実行されるときに前記ヌル値がスキップされる、ステップとをさらに含む、
請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記インターリーバは、前記複数の行および前記複数の列からなる矩形状行列を備える、
請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のコーディング済みビットをインターリーブするステップは、
前記インターリーバの前記複数の行のうちの連続する行内に、前記複数の行のうちの第1の行を開始位置として、前記複数のコーディング済みビットを供給するステップであって、前記複数の行の各々に、前記複数のコーディング済みビットが対応する複数の行の各々に供給されるときに値が増大するサイクリックシフト値が割り当てられる、ステップと、
前記インターリーバに前記複数のコーディング済みビットが供給された後、前記複数の行のうちの残りの行にヌル値を挿入するステップと、
前記インターリーバの前記複数の列のうちの連続する列から、前記複数の列のうちの第1の列を開始位置として、前記複数のコーディング済みビットを読み出すステップであって、読出しが実行されるときに前記ヌル値がスキップされる、ステップとをさらに含む、
請求項8に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の行における第iの行の前記サイクリックシフト値は、ランダム値、擬似ランダム値、または(a*i)を前記複数の列の数で除したときの剰余に基づく値を含む、
請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記インターリーバは、前記複数の行および前記複数の列からなる矩形状行列を備える、
請求項11に記載の方法。
【請求項１４】
前記情報ブロックを符号化するステップは、
前記情報ブロックをポーラ符号化するステップであって、前記符号ブロックはポーラ符号ブロックを含む、ステップをさらに含む、
請求項8に記載の方法。
【国際調査報告】
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