(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-05
(45)【発行日】2022-12-13
(54)【発明の名称】通信及び放送システムのためのレートマッチング方法及び装置
(51)【国際特許分類】
H03M 13/13 20060101AFI20221206BHJP
H03M 13/27 20060101ALI20221206BHJP
H04L 1/00 20060101ALI20221206BHJP
【FI】
H03M13/13
H03M13/27
H04L1/00 F
(21)【出願番号】P 2019570557
(86)(22)【出願日】2018-06-18
(86)【国際出願番号】 KR2018006868
(87)【国際公開番号】W WO2018236114
(87)【国際公開日】2018-12-27
【審査請求日】2021-06-14
(31)【優先権主張番号】10-2017-0077564
(32)【優先日】2017-06-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2017-0097843
(32)【優先日】2017-08-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2017-0107573
(32)【優先日】2017-08-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】503447036
【氏名又は名称】サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000051
【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】チャン,ミン
(72)【発明者】
【氏名】アン,ソッキ
(72)【発明者】
【氏名】ミョン,セホ
(72)【発明者】
【氏名】ジョン,ホンシル
(72)【発明者】
【氏名】キム,ギョンジュン
(72)【発明者】
【氏名】キム,ゼヨル
【審査官】齊藤 晶
(56)【参考文献】
【文献】カナダ国特許出願公開第02971769(CA,A1)
【文献】ZTE,Rate Matching Scheme for Polar Codes[online],3GPP TSG RAN WG1 Meeting #90 R1-1713235,Internet<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_90/Docs/R1-1713235.zip>,2017年08月17日
【文献】Huawei, HiSilicon,Sequence design for Polar codes[online],3GPP TSG RAN WG1 Meeting #89 R1-1706966,Internet<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_89/Docs/R1-1706966.zip>,2017年05月07日
【文献】Mostafa El-Khamy et al,HARQ Rate-Compatible Polar Codes for Wireless Channels,2015 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM),IEEE,2015年12月10日,https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7417429
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H03M 13/13
H03M 13/27
H04L 1/00
IEEE Xplore
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信機が行う方法において、
受信機に送信される第1ビットシーケンスを確認する段階と、
ポーラーコードで前記第1ビットシーケンスをエンコーディングして第2ビットシーケンスを確認する段階と、
前記第2ビットシーケンスが分けられた一定数のサブ-ブロックを確認する段階と、
インターリビングパターンに基づいて前記サブ-ブロックにインターリビングを行う段階と、
前記インターリビングされた第2ビットシーケンスにレートマッチング(rate matching)を適用して第3ビットシーケンスを確認する段階と、
前記受信機に第3ビットシーケンスを送信する段階と、を含み、
前記一定数は32であり、
前記インターリビングパターンは、{0,1,2,4,3,5,6,7,8,16,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,15,23,24,25,26,28,27,29,30,31}であることを特徴とする、方法。
【請求項2】
前記第1ビットシーケンスの長さ及び前記第3ビットシーケンスの長さに基づいて2の冪数である
前記第2ビットシーケンスの長さを決定する段階をさらに含み、
前記第3ビットシーケンスの長さが前記第2ビットシーケンスの長さよりも短い場合、符号率(code rate)に基づいてパンクチャリング(puncturing)又はショートニング(shortening)のうちの一つが前記レートマッチングのために用いられるように決定され、
前記符号率は、前記第1ビットシーケンスの長さ及び前記第3ビットシーケンスの長さに基づいて決定され、
前記第3ビットシーケンスの長さが前記第2ビットシーケンスの長さよりも長
い場合、前記レートマッチングのためにレペティション(repetition)が用いられるように決定されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記第2ビットシーケンスを確認する段階は、
前記パンクチャリングが用いられるように決定された場合、パンクチャリングされるビットの位置を決定する段階と、
前記パンクチャリングされるビットを0(ゼロ)に設定する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記符号率が臨界値よりも小さい場合、前記パンクチャリングが前記レートマッチングのために用いられるように決定されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
【請求項5】
前記第3ビットシーケンスを確認する段階は、
循環バッファ(circular buffer)に前記インターリビングされた第2ビットシーケンスを記憶する段階と、
前記パンクチャリングが用いられるように決定された場合、前記インターリビングされた第2ビットシーケンスの前半部のビットのパンクチャリングを行う段階と、をさらに含み、
前記前半部のビットの長さは、前記第2ビットシーケンスの長さから前記第3ビットシーケンスの長さを引いたものであることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
【請求項6】
前記第3ビットシーケンスを確認する段階は、
循環バッファ(circular buffer)に前記インターリビングされた第2ビットシーケンスを記憶する段階と、
前記ショートニングが用いられるように決定された場合、前記インターリビングされた第2ビットシーケンスの後半部のビットのショートニングを行う段階と、をさらに含み、
前記後半部のビットの長さは、前記第2ビットシーケンスの長さから前記第3ビットシーケンスの長さを引いたものであることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
【請求項7】
情報を送信する装置において、
送受信部と、
受信機に送信される第1ビットシーケンスを確認し、
ポーラーコードで前記第1ビットシーケンスをエンコードして第2ビットシーケンスを確認し、
前記第2ビットシーケンスが分けられた一定数のサブ-ブロックを確認し、インターリビングパターンに基づいて前記サブ-ブロックにインターリビングを行い、
前記インターリビングされた第2ビットシーケンスにレートマッチング(rate matching)を適用して第3ビットシーケンスを確認し、
前記受信機に第3ビットシーケンスを送信するように制御する前記送受信部に接続された制御部と、を含み、
前記一定数は32であり、
前記インターリビングパターンは、{0,1,2,4,3,5,6,7,8,16,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,15,23,24,25,26,28,27,29,30,31}であることを特徴とする、装置。
【請求項8】
前記制御部は、前記第1ビットシーケンスの長さ及び前記第3ビットシーケンスの長さに基づいて2の冪数である
前記第2ビットシーケンスの長さを決定するようにさらに制御し、
前記第3ビットシーケンスの長さが前記第2ビットシーケンスの長さよりも短い場合、符号率(code rate)に基づいてパンクチャリング(puncturing)又はショートニング(shortening)のうちの一つが前記レートマッチングのために用いられるように決定され、
前記符号率は、前記第1ビットシーケンスの長さ及び前記第3ビットシーケンスの長さに基づいて決定され、
前記第3ビットシーケンスの長さが前記第2ビットシーケンスの長さよりも長
い場合、前記レートマッチングのためにレペティション(repetition)が用いられるように決定されることを特徴とする、請求項7に記載の装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記パンクチャリングが用いられるように決定された場合、パンクチャリングされるビットの位置を決定し、
前記パンクチャリングされるビットを0(ゼロ)に設定するようにさらに制御することを特徴とする、請求項8に記載の装置。
【請求項10】
前記符号率が臨界値よりも小さい場合、前記パンクチャリングが前記レートマッチングのために用いられるように決定されることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
【請求項11】
前記制御部は、循環バッファ(circular buffer)に前記インターリビングされた第2ビットシーケンスを記憶し、前記パンクチャリングが用いられるように決定された場合、前記インターリビングされた第2ビットシーケンスの前半部のビットのパンクチャリングを行うようにさらに制御し、
前記前半部のビットの長さは、前記第2ビットシーケンスの長さから前記第3ビットシーケンスの長さを引いたものであることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
【請求項12】
前記制御部は、循環バッファ(circular buffer)に前記インターリビングされた第2ビットシーケンスを記憶し、
前記ショートニングが用いられるように決定された場合、前記インターリビングされた第2ビットシーケンスの後半部のビットのショートニングを行うようにさらに制御し、
前記後半部のビットの長さは、前記第2ビットシーケンスの長さから前記第3ビットシーケンスの長さを引いたものであることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
【請求項13】
受信機が行う方法において、
ビットシーケンスを受信する段階と、
前記受信されたビットシーケンスに基づいて情報ビットを確認する段階と、を含み、
前記情報ビットの長さ及び前記受信されたビットシーケンスの長さに基づいて前記受信されたビットシーケンスのデレートマッチング(de rate matching)が行われ、
前記デレートマッチングされたビットシーケンスにインターリビングパターンに基づいてデインターリビング(de interleaving)が行われ、
前記デインターリビングされたビットシーケンスにポーラーコードを用いたデコーディングが行われ、
前記インターリビングパターンは、{0,1,2,4,3,5,6,7,8,16,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,15,23,24,25,26,28,27,29,30,31}であることを特徴とする、方法。
【請求項14】
情報を受信する装置において、
送受信部と、
ビットシーケンスを受信し、前記受信されたビットシーケンスに基づいて情報ビットを確認するように制御する前記送受信部に接続された制御部と、を含み、
前記情報ビットの長さ及び前記受信されたビットシーケンスの長さに基づいて前記受信されたビットシーケンスのデレートマッチング(de rate matching)が行われ、
前記デレートマッチングされたビットシーケンスにインターリビングパターンに基づいてデインターリビング(de interleaving)が行われ、
前記デインターリビングされたビットシーケンスにポーラーコードを用いたデコーディングが行われ、
前記インターリビングパターンは、{0,1,2,4,3,5,6,7,8,16,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,15,23,24,25,26,28,27,29,30,31}であることを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、データを送信したり、記憶する過程で、雑音、干渉などの多様な原因によりエラー及び消失が発生したり発生する余地がある時、これを訂正、復元するエラー訂正符号(error-correcting code)に関する。より詳細には、本発明は、ポーラーコード(polar code)のレートマッチング(rate-matching)に係る方法及び装置に関する。本発明は、多様な分野で用いることができ、特にGSM(登録商標)、WCDMA(登録商標)、LTE(登録商標)、5G-NRのような移動通信システムのためにpolar codeを用いる時、レートマッチング時に効率的に活用される。
【背景技術】
【0002】
4G通信システムの商用化以後に増加趨勢にある無線データトラフィックに対するニーズを満たすため、改善された5G通信システム又はpre-5G通信システムを開発するための努力が成されている。このような理由で、5G通信システム又はpre-5G通信システムは、4Gネットワーク以後(Beyond 4G Network)通信システム又はLTE(登録商標)システム以後(Post LTE(登録商標))のシステムと呼ばれている。
【0003】
高いデータ送信率を達成するために、5G通信システムは、超高周波(mmWave)帯域(例えば、60GHz帯域のような)での具現が考慮されている。超高周波帯域での電波の経路損失の緩和及び電波の伝達距離を増加させるために、5G通信システムではビームフォーミング(beamforming)、巨大配列多重入出力(massive MIMO)、全次元多重入出力(Full Dimensional MIMO:FD-MIMO)、アレイアンテナ(array antenna)、アナログビームフォーミング(analog beam-forming)、及び大規模アンテナ(large scale antenna)技術が論議されている。
【0004】
さらに、システムのネットワーク改善のために、5G通信システムでは進化した小型セル(advanced small cell)、クラウド無線アクセスネットワーク(cloud radio access network:cloud RAN)、超高密度ネットワーク(ultra-dense network)、機器間の通信(Device to Device communication:D2D)、無線バックホール(wireless backhaul)、移動ネットワーク(moving network)、協力通信(cooperative communication)、CoMP(Coordinated Multi-Points)、及び受信干渉除去(interference cancellation)などの技術開発が成されている。
【0005】
これ以外にも、5G通信システムでは、進歩したコーディング変調(Advanced Coding Modulation:ACM)方式であるFQAM(Hybrid FSK and QAM Modulation)及びSWSC(Sliding Window Super position Coding)と、進歩した接続技術であるFBMC(Filter Bank Multi Carrier)、NOMA(non orthogonal multiple access)、及びSCMA(sparse code multiple access)などが開発されている。
【0006】
一方、インターネットは人間が情報を生成して消費する人間中心の接続網から、事物など分散した構成要素の間に情報を取り交わして処理するIoT(Internet of Things、物のインターネット)網に進化しつつある。クラウドサーバーなどとの接続を通じるビックデータ(Bigdata)処理技術などがIoT技術に結合されたIoE(Internet of Everything)技術も台頭している。IoTを具現するために、センシング技術、有線/無線通信及びネットワークインフラ、サービスインターフェース技術、及び保安技術のような技術要素が要求され、最近には事物間の接続のためのセンサーネットワーク(sensor network)、マシンツーマシン(Machineo Machine、M2M)、MTC(Machine Type Communication)などの技術が研究されている。IoT環境では接続された事物で生成されたデータを収集、分析して人間の生活に新しい価値を創出する知能型IT(Internet Technology)技術と多様な産業間の融合及び複合を介してスマートホーム、スマートビルディング、スマートシティ、スマートカー又はコネクテッドカー、スマートグリッド、ヘルスケア、スマート家電、先端医療サービスなどの分野に応用され得る。
【0007】
これに、5G通信システムをIoT網に適用するための多様な試みが成っている。例えば、センサーネットワーク(sensor network)、マシンツーマシン(Machine to Machine、M2M)、MTC(Machine Type Communication)などの技術が5G通信技術であるビームフォーミング、MIMO、及びアレイアンテナなどの技法によって具現されていることである。上述したビックデータ処理技術としてクラウド無線アクセスネットワークが適用されることも5G技術とIoT技術融合の一例と言えるだろう。
【0008】
さらに、一般的に通信システムで送信機と受信機の間にデータを送信及び受信する場合、通信チャンネルに存在する雑音によりデータエラーが発生し得る。このように通信チャンネルにより発生したエラーを受信機で訂正することができるように設計された符号化方式でエラー訂正符号方式が存在する。このようなエラー訂正符号は、チャネルコーディング(channel coding)とも言う。エラー訂正符号技法は、送信しようとするデータに追加的なビット(redundant bit)を加えて送信するようにする技法である。
【0009】
エラー訂正符号技法には多様な方式が存在する。例えば、畳み込み符号化(convolutional coding)、ターボコーディング( (turbo coding)、低密度パリティーチェックコーディング(low-density parity-check coding、LDPC coding)、及びポーラーコーディング(polar coding)方式などが存在する。このようなエラー訂正符号技法のうちのポーラーコーディング技法はチャンネル両極化(channel polarization)現象を用いて点対点チャンネル容量を達成することが理論的に証明された最初の符号である。ポーラーコーディングは密度進化(density evolution)、GA(Gaussian approximation)、RCA(reciprocal channel approximation)などで各チャンネル又は符号率(code rate)に最適化された符号設計が可能である。
【0010】
一方、最近、次世代移動通信システムで提案がされている5世代(5G)移動通信技術では、大きく以下の3つのシナリオについて言及している。第1、eMBB(enhanced mobile broadband)、第2、URLLC(ultra-reliable and low latency communication)、第3、mMTC(massive machine type communication)シナリオである。このように多様な方式をサポートするためのエラー訂正符号は、多様な符号率を安定的な性能でサポートしなければならない。
【0011】
しかし、現在まで、このような多様な方式をいずれも満たしながらメモリーの複雑度を増加させない方式は、未だサポートされることができないところ、このような符号化方式を提供することが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、少なくとも上記で言及した問題点及び/又は短所を解決して、以下で説明する少なくとも利点を提供するものである。本発明の実施形態は、Polar code符号化及び復号化システムで安定的な性能を有するレートマッチング(rate-matching)動作を提供することを目的とする。特に、LTE(登録商標)や5G-NR通信システムのように符号化された結果ビットを適切な手順でインターリビング(interleaving)して結果ビットシーケンスをcircular bufferに記憶した後、バッファーからビットを抽出(extraction)する方法でレートマッチングを行う時の優れた性能を提供する。このような一連の動作を介してレートマッチングの結果でパンクチャリング(puncturing)、ショートニング(shortening)、レペティション(repetition)が発生するすべての場合に対して、優れた性能を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の一態様によれば、装置でポーラーコードを用いて情報を送信する方法が提供される。前記方法は、第1ビットシーケンスを確認する段階;前記第1ビットシーケンスをポーラーコードでエンコーディングすることによって生成された第2ビットシーケンスを確認する段階;前記第2ビットシーケンスを予め決定された数のサブ-ブロックで分ける段階;及び第1パターンに基づいて分けられたサブ-ブロックをインターリビングした結果に基づいて第3ビットシーケンスを確認する段階を含むことを特徴とする。
【0014】
本発明の一態様によれば、ポーラーコードを用いて情報を送信するための装置が提供される。装置は、送受信部と送受信部に係る少なくとも一つのプロセッサを含む。少なくとも一つのプロセッサは第1番目のビットシーケンスを確認し、第1ビットシーケンスをポーラーコードでエンコーディングすることによって生成された第2ビットシーケンスを確認し、第2ビットシーケンスを予め決定された数のサブ-ブロックで分け、第1パターンに基づいて分けられたサブ-ブロックをインターリビングした結果に基づいて、第3ビットシーケンスを確認するように設定されることを特徴とする。
【0015】
本発明の他の態様によれば、装置でポーラーコードを用いて情報を受信する方法が提供される。前記方法は、少なくとも一つのビットシーケンスを受信し、受信された少なくとも一つのビットシーケンスに基づいて情報ビットを確認する段階;ポーラーコードで第1ビットシーケンスをエンコーディングすることによって第2ビットシーケンスを生成する段階;前記第2 ビットシーケンスを予め決定された数のサブ-ブロックで分ける段階; 第1パターンに基づいて前記分けられたサブ-ブロックをインターリビングした結果に基づいて第3ビットシーケンスを確認する段階;前記第3ビットシーケンスに基づいて前記受信された少なくとも一つのビットシーケンスを生成する段階を含むことを特徴とする。
【0016】
本発明の他の態様によれば、ポーラーコードを用いて情報を受信するための装置が提供される。装置は、送受信部と送受信部に係る少なくとも一つのプロセッサを含む。少なくとも一つのプロセッサは一つのビットシーケンスを受信し、受信された少なくとも一つのビットシーケンスに基づいて情報ビットを確認し、ポーラーコードで第1ビットシーケンスをエンコーディングすることによって第2ビットシーケンスを生成し、第2ビットシーケンスを予め決定された数のサブ-ブロックで分け、第1パターンに基づいて分けられたサブ-ブロックをインターリビングした結果に基づいて第3ビットシーケンスを確認し、第3ビットシーケンスに基づいて受信された少なくとも一つのビットシーケンスを生成するように構成される。
【発明の効果】
【0017】
本発明の実施形態によるPolar codeレートマッチングのためのマザーコード選択、パンクチャリング/ショートニング/レペティション技法選択、インタリバー構成、及びcircular buffers操作方法を介して、Polar codeを用いた通信及び放送システムで全般的に優れた安定的な性能達成が可能である。さらに、本発明の実施形態によるPolar codeレートマッチング方式を介してパンクチャリング/ショートニング/レペティション動作可否に拘らず、単一化されたインタリバーとcircular buffer操作方式を用いることによってシステム動作を単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【
図1】polar code符号化及びレートマッチング一連の過程を説明するためのブロックダイヤグラムである。
【
図2】本発明の一実施形態によるpolar code符号化及びレートマッチングのための一連の過程をフローチャートで示す図である。
【
図3】本発明の一実施形態によるpolar codeマザーコードサイズを決定する過程を示す図である。
【
図4】本発明の一実施形態によるpolar codeのレートマッチング技法パンクチャリング、ショートニング、レペティションのうちのいずれか一つを選択する基準と過程を示す図である。
【
図5】本発明の一実施形態によってサイズが8である小さいpolar codeシーケンスの手順によってsubblock permutation基盤のインタリバー動作を行うことを示す図である。
【
図6】本発明の一実施形態によってサイズが16である小さいpolar codeシーケンスのフローチャートによってsubblock permutation基盤のインタリバー動作を行うことを示す図である。
【
図7】本発明の一実施形態によってsubblock permutation基盤のインタリバー動作を行って得た結果ビットシーケンスをバッファーに記憶し、これからビットをローディングすることを示す図である。
【
図8】本発明の一実施形態によってblock permutation基盤のインタリバー動作後のcircular bufferに記憶されたビットをどんな手順によって抽出するかを示す第1実施形態を説明するための図である。
【
図9】本発明の一実施形態によってblock permutation基盤のインタリバー動作後の第1実施形態によってビットを抽出するレートマッチング動作によってパンクチャリングが発生する時の符号化過程で強制でfrozenされたサブチャンネルを決定する過程を示す図である。
【
図10】本発明の一実施形態によってblock permutation基盤のインタリバー動作後の第1実施形態に応じてビットを抽出するレートマッチング動作によってショートニングが発生する時の符号化過程で強制でfrozenされたサブチャンネルを決定する過程を示す図である。
【
図11】本発明の一実施形態によってblock permutation基盤のインタリバー動作後のcircular bufferに記憶されたビットをどんな手順によって抽出するかを示す第2実施形態を説明するための図である。
【
図12】本発明の一実施形態によってblock permutation基盤のインタリバー動作後の第2実施形態によってビットを抽出するレートマッチング動作によってパンクチャリングが発生する時の符号化過程で強制でfrozenされたサブチャンネルを決定する過程を示す図である。
【
図13】本発明の一実施形態によってblock permutation基盤のインタリバー動作後のcircular bufferに記憶されたビットをどんな手順によって抽出するかを示す第3実施形態を説明するための図である。
【
図14】本発明の一実施形態によって交差基盤インタリバー動作後のcircular bufferに記憶されたビットをどんな手順によって抽出するかを示す図である。
【
図15】交差基盤のインタリバー動作後の
図14に示された実施形態によってビットを抽出するレートマッチング動作によってパンクチャリングが発生する時の符号化過程で強制でfrozenされたサブチャンネルを決定する過程を示す図である。
【
図16】
図2で説明されたインターリビングを決定する過程を詳しく示す図である。
【
図17】block permutation基盤のインタリバーがサブチャンネル割り当て調節動作又はsubblock内のpermutation動作と共に用いられる場合の一連の過程をフローチャートで示す図である。
【
図18】本発明の一実施形態による送信機装置を示す図である。
【
図19】本発明の一実施形態による受信機装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
図面を参照した次の説明は請求範囲及びその等価物により定義された本発明の多様な実施形態の包括的な理解を助けるために提供される。次の説明は理解を助けるために多様な特定の詳細事項を含むがこれらはただ例示的なものと見なされなければならない。よって、当業者は本発明の範囲及び思想を逸脱せず本明細書に説明された多様な実施形態の多様な変更及び修正が成ることができることを認識するだろう、さらに、公知の機能及び構成に対する説明は明確性及び簡潔性のために省略される。
【0020】
以下の説明及び請求範囲で用いられる用語及び単語は書誌的意味に制限されず、本発明の明確で一貫された理解ができるようにするために発明者によって用いられる。よって、本技術分野の通常の知識を有する者には、本発明の多様な実施形態に対する以下の説明がただ例示の目的に提供され、請求範囲及びその等価物により定義されたような開示を制限するためではないということが明白である。
【0021】
単数の表現は文脈上明白に異なるように指示されない限り、複数の表現を含むということに理解される。よって、例えば、「構成要素表面」に対する言及はそういう表面中の一つ以上に対する言及を含む。
【0022】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳しく説明する。実施形態を説明するにおいて本発明が属する技術分野によく知られており、本発明と直接的に関連がない技術内容に対しては説明を省略する。これは不必要な説明を省略することによって本発明の要旨を明瞭にすることができ、より明確に伝達するためである。
【0023】
同じ理由で図面において一部構成要素は誇張されたり省略されたり概略的に示された。さらに、各構成要素のサイズは実際サイズを全的に反映することではない。各図面で同一又は対応する構成要素には同一参照番号を付した。
【0024】
本発明の利点、特徴、及びそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態で限定されるものではなく、互い異なる多様な形態で具現されることができ、ただ、本実施形態は本発明の開示が完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるもので、本発明は請求項の範疇により定義されるだけである。明細書全体にわたって同一参照符号は同一の構成要素を指す。
【0025】
このとき、処理フローチャートの各ブロックとフローチャートの図面の組合は、コンピュータープログラムインストラクションによって行われることができることを理解することができるだろう。これらコンピュータープログラムインストラクションは、汎用コンピューター、特殊用コンピューター又はその他プログラム可能なデータプロセッシング装備のプロセッサに搭載されることができるので、コンピューター又はその他プログラム可能なデータプロセッシング装備のプロセッサを介して行われるそのインストラクションが、フローチャートブロックで説明された機能を行う手段を生成するようになる。これらコンピュータープログラムインストラクションは、特定方式で機能を具現するためにコンピューター又はその他プログラム可能なデータプロセッシング装備を志向することができるコンピューター利用可能、又はコンピューター判読可能メモリーに記憶されることも可能であるので、そのコンピューター利用可能又はコンピューター判読可能メモリーに記憶されたインストラクションは、フローチャートブロックで説明された機能を行うインストラクション手段を内包する製造品目を生産することも可能である。コンピュータープログラムインストラクションは、コンピューター又はその他プログラム可能なデータプロセッシング装備上に搭載されることも可能であるので、コンピューター又はその他プログラム可能なデータプロセッシング装備上で一連の動作段階が行われ、コンピューターで実行されるプロセスを生成してコンピューター又はその他プログラム可能なデータプロセッシング装備を行うインストラクションはフローチャートブロックで説明された機能を行うための段階を提供することも可能である。
【0026】
さらに、各ブロックは、特定された論理的機能を行うための1つ以上の実行可能なインストラクションを含むモジュール、セグメント又はコードの一部を示すことができる。また、幾つか代替実行例ではブロックで言及された機能が段階を外れて発生することも可能であることを注目しなければならない。例えば、接して示されている2つのブロックは、実は実質的に同時に行われることも可能で、又はそのブロックが時々該当する機能によって逆順に行われることも可能である。
【0027】
このとき、本実施形態に用いられる「~部」という用語は、ソフトウェア又はFPGA、並びにASICのようなハードウェア構成要素を意味し、「~部」はどんな役目を行う。しかし、「~部」は、ソフトウェア又はハードウェアで限定される意味ではない。「~部」はアドレシングすることができる記憶媒体にあるように構成されることもでき、1つ又はその以上のプロセッサを再生させるように構成されることもできる。したがって、一例として「~部」はソフトウェア構成要素、客体志向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素及びタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシージャ、サブルーティン、プログラムコードのセグメント、ドライバー、ファームウエア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ、及び変数を含む。構成要素と「~部」のうちで提供される機能はより小さい数の構成要素及び「~部」に結合されたり追加的な構成要素と「~部」でさらに分離することができる。だけでなく、構成要素及び「~部」はデバイス又は保安マルチメディアカード内の1つ又はその以上のCPUを再生させるように具現されることもできる。
【0028】
以下、図面を参照しながら多様な実施形態を詳しく説明する。
【0029】
Polar codeは2008年E.Arikan によって提案されたエラー訂正符号で低い符号化/複雑度性能を有しながらすべてのbinary discrete memoryless channels(B-DMCs)でデータ送信限界であるチャンネル容量(channel capacity)を達成することが証明された最初のエラー訂正符号である。Polar codeは他のチャンネル容量近接符号(capacity-approaching codes)であるTurbo code、LDPC(low-density parity-check)code対比短い長さの符号を送信するとき、エラー-訂正性能及び復号複雑度上の利点がある。このような長所により2017年現在5世代移動通信(5G)のために進行中の3GPP New-RAT(NR)標準化で短い長さの制御情報を送信する用途でPolar code使用を決定した。
【0030】
図1は、本発明で考慮しているpolar codeの符号化過程を示す。
【0031】
図1を参照すれば、polar codingの方法に対して開示される。
【0032】
実施形態の符号化過程で送信しようとする情報ビット(information bit)数はK個であり、符号化をしてチャンネルを介して送信する符号語ビット(codeword bit)数はM個とすることができる。polar codeのマザーポーラーコードビット(mother polar code bit)数はN個とすることができる
【0033】
1)情報ビット生成(Information Bit Generation)
【0034】
送信しようとする情報ビットシーケンスb={b0,b1,…,bK-1}が与えられる。
【0035】
2)外部符号化(Outer Code)
【0036】
段階110を介して情報ビットシーケンスbは普通性能向上のために外部符号(outer code)で符号化される。用いられる外部符号としてはcyclic redundancy check(CRC)符号のようなエラー検出符号やBCH符号、single parity check符号などエラー訂正符号がある。外部符号によって生成されたパリティーの長さをKouterと言い、外部符号化の結果ビットシーケンスをb’={b’0,b’1,…,b’K+Kouter-1}と言う。外部符号化は必須な動作ではないから、もし外部符号化を考慮しなかったらKouter=0,b’=bである。
【0037】
3)サブチャンネル割り当て(Subchannel Allocation)
【0038】
段階120を介してビットシーケンスb’は、polar code符号化のために長さNのビットシーケンスu={u0,u1,…,un-1}にマッピングされる。Nは、mother polar codeのサイズで2の累乗であり、事前に設定された基準によって決定される。前記mother polar codeはショートニングやパンクチャリングをする前の符号語で以下生成行列掛け算で追加的に説明しようとする。uは、polar code符号化の入力ビットシーケンスであるが、uの各ビットはchannel polarizationによって互いに異なる品質のサブチャンネルを通過することのように解釈されることができる。このような特徴のためにb’をuにマッピングする過程をサブチャンネル(subchannel)割り当て過程と称える。一般的なpolar codeのサブチャンネル割り当て過程は3段階からなる。
【0039】
A.先ず、符号化後のパンクチャリング(puncturing)又はショートニング(shortening)によって情報を伝えることができないサブチャンネルの位置を決定する。すなわち、ビットシーケンスuのビットのうちのパンクチャリング又はショートニングによって外部符号化ビットがマッピングされないビットのインデックスを決定する。ここで、polar codeのパンクチャリングとは送信機が符号化して生成したマザーコードビットシーケンスのうちの一部を送信しないことを称える。符号語ビットを生成したがこれを送信しなかったから受信機は当該符号語ビットに対する確率情報が分かることができなく、これによって受信値又はLLR値を0でセッティングすることができる。一方、polar codeのショートニングとは符号化して生成する符号語ビットのうちの一部が0になるように符号化器入力ビットシーケンスのうちの一部を0で固定することを指す。そして、送信機は符号化の結果によって必ず0となる符号語ビットを送信しない。受信機は、たとえ当該符号語ビットを受信することができなかったが、その値が0であることを分かっているからこのビットに対する受信値又はLLR値をビット値0を示す非常に大きい値でセッティングする。前記ショートニング過程において符号化入力端でショートニングされるビットと、これによる出力端のビット値が必ず0である必要はなく、Polar codeの符号化式を満足するどんな値でも用いられることができるが具現の便宜のために普通0で固定される。このように符号化後のパンクチャリング又はショートニングされるビット数をNpとすれば、ビットシーケンスuのうちのNp個のビットはincapable subchannel又はshortened subchannelを通過するようになる。パンクチャリングの場合、incapable subchannelが発生し、ショートニングの場合、shortened subchannelが発生する。Incapable/shortened subchannelの位置は符号化された結果でパンクチャリング又はショートニングされるビットの位置によって決定される。すなわち、ポーラー符号器入力ビットシーケンスuのビットのうちの外部符号化ビットがマッピングされないビットのインデックスは、パンクチャリング及びショートニングビットを考慮して決定される。
【0040】
B.入力されたビットシーケンスb’の各ビットがuの残ったビットにマッピングされる。b’のビットがマッピングされるuシーケンス内のビット位置は、uの各ビットが通過するサブチャンネルのチャンネル容量によって決定される。すなわち、b’はuのサブチャンネルのうちの最大のチャンネル容量を有するサブチャンネル上で送信されるようにマッピングされる。このために普通チャンネル容量順序でuのサブチャンネルインデックスを整列したシーケンスを用い、これをPolar code sequenceと呼ぶ。Polar code sequenceは送/受信機メモリーに記憶されても良く、若しくは送/受信時ごとに特定動作によって得られる。
【0041】
C.最終的に残ったuのビットfrozenビットとする。以前の動作によって結果的に情報を伝達することができるがチャンネル容量が低いサブチャンネルを通過するuのビットがfrozenビットとなる。Frozen bitは送/受信機が互いに約束した値で決定されるが、特別な目的がなければ普通0で固定される。
【0042】
4)生成行列掛け算(Generator Matrix Multiplication)
【0043】
段階130で、長さNのビットシーケンスuはpolar codeのN×N生成行列(generator matrix)Gと乗じて長さNのビットシーケンスxを生成する。前記ビットシーケンスxをpolar codeのマザーコード(mother code)とする。Arikanによってpolar codeが提案された時の生成行列Gは次のように定義された。
【0044】
【0045】
前記の式で
であり、上付き
演算は、n回のKronecker powerを意味する。例えば、
であり、
である。そして、B
NはサイズN×N bit-reversal permutation行列である。例えば、{a_0,a_1,a_2,a_3,a_4,a_5,a_6,a_7}とB
8を乗じて{a
0,a
4,a
2,a
6,a
1,a
5,a
3,a
7}が得られる。しかし、5G-NRを含めた最近多様な文献及びシステムではB
Nを除いた単純な形態の以下のような生成行列を考慮する。
【0046】
【0047】
以下では、特別な言及がない限り、
で定義された生成行列を仮定する。このような仮定で説明された内容はbit-reversal permutationを動作に基づいて
で定義された生成行列を用いたpolar codeで容易に変更されて説明されることができることに留意しなければならない。
【0048】
5)インターリビング及びレートマッチング(Interleaving and Rate-Matching)
【0049】
段階140で、生成行列掛け算で生成されたN長さのビットシーケンスxは効率的なレートマッチングのためにインターリビングされる。段階150でインターリビングされたビットシーケンスはサイズがNであるbufferに記憶される。LTE(登録商標)、5G-NRのような移動通信システムでは一般的にvirtual circular bufferを仮定する。インターリビングされたビットシーケンスはvirtual circular bufferに順次に記憶され、ここでM個のビットが順次にローディングされて送信される。もし、M<Nであれば、virtual circular bufferに記憶された手順の逆順にN-Mビットがパンクチャリングされたり記憶された手順にショートニングされることができる。もし、M>Nであれば、virtual circular bufferに記憶された順にM-Nビットが繰り返される。インタリバーはパンクチャリング、ショートニングとレペティション時にも安定的な性能を得ることができるように設計されなければならない。
【0050】
レートマッチングのためのインタリバーは、polar codeの特徴に当たるように適切に設計されなければならない。レートマッチングによって符号語ビットのうちの一部がパンクチャリング、ショートニング、レペティションされることができ、これによりpolar codeの復号器でxベクターのビットが受けるチャンネルに変化が発生する。パンクチャリングが発生した場合、当該ビットが送信されなかったから非常に劣化されたチャンネルを受けたことで見られ、ショートニングの発生した場合は当該ビットに対する値を正確に分かっているのでこのビットは非常に優れたチャンネルを受けたことで見られる。レペティションが発生した場合、当該ビットに対する確率情報を2回以上受信してsoft-combiningをするからレペティションされないビットに比べて相対的に優れたチャンネルを受けることで見られる。このようなxベクターのビットが受けるチャンネルの変化はpolar codeの性能に相当な影響を及ぼすからパンクチャリング、ショートニング、レペティションされるビットの位置を適切に選定しなければならず、ビットインタリバーがこのような役目を行うようになる。
【0051】
図2は、本発明のレートマッチングを考慮した送信機の動作の手順を概念的に示されたことで、受信機もレートマッチングを考慮して復号化器を構成するために対応される動作を行うことができる。
【0052】
図2を参照すれば、本発明の他の実施形態によるレートマッチングを考慮した送信機の動作が開示される。
【0053】
先ず、段階205で、送信しなければならないビットの長さがKとチャンネルを介して送信する符号語ビットの長さMが与えられる。
【0054】
段階210で、送信機はこれに基づいてpolar code符号化に用いるマザーコード(mother code)のサイズNを決定する。
【0055】
段階215で、送信機はパラメタN、K、Mが定められると、この値と事前に定められた基準によってパンクチャリング、ショートニング、レペティションのうちのいずれか一つのレートマッチング動作を行うか決定する。
【0056】
段階220で、もし、送信機がパンクチャリングやショートニング動作を行うことに決定すると、上述したようにサブチャンネルの中の情報を送信するのに選択することができないサブチャンネルを決定する。この時、選択することができないサブチャンネルは以後の行うインタリバーとレートマッチング動作を考慮して成る。より具体的に実施形態でパンクチャリングやショートニング動作を考慮して全体ビットをサブ-ブロックで分けて配置することができ、これはインタリバーを考慮して行われることができる。
【0057】
段階225で、送信機は送信する情報ビットのためのサブチャンネル割り当てを行う。
【0058】
段階230で、送信機はpolar codingを通じる符号化を行う。
【0059】
段階235で、送信機は符号化の結果で得られたビットシーケンスを定められた方式によってインターリビングする。
【0060】
段階240で、送信機がインターリビングされたビットシーケンスはバッファーに記憶する。
【0061】
段階245で、送信機はこのバッファーからチャンネルを介して送信するM個のビットをローディングする。以後このビットはチャンネルインターリビング(channel interleaving)、変調(modulation)などの動作を経てチャンネルを介して送信される。以下、このような一連の動作を分けて各動作に対して説明する。
【0062】
図3は、与えられたパラメーターKとMからpolar codeのマザーコードサイズNを求める過程を示す。
【0063】
図3を参照すれば、与えられたパラメーターKとMに基づいてマザーコードサイズNを決定する方法が示す。
【0064】
段階305で、送信しなければならないビットの長さがKとチャンネルを介して送信する符号語ビットの長さMが与えられる。
【0065】
段階310でN
M,N
R、及びN
max値を計算する。N
Mを計算するために先ずMより大きい最も小さい2の累乗
を計算する。そして、
であり、
であれば、N
M=N
DM/2であり、そうではなければ、N
M=N
DMで計算する。本発明の一実施形態ではβ=1.15、R
a=0.4を考慮し、この場合、適切なマザーコードサイズを選定することができる。また他のパラメーターN
Rは、
で計算し、本発明の一実施形態ではR
b=1/6を考慮する。パラメーターN
maxは具現しているシステムでサポート可能な最大polar code符号のサイズである。
【0066】
段階315で、このように計算された値に基づいてKとMに対する符号化及び復号化に用いるpolar codeのマザーコードサイズNを前記計算したNM、NR、及びNmaxのうちの最も小さい値で決定する。
【0067】
図4は、K、M、そして上記の過程で得たマザーコードサイズNによってパンクチャリング、ショートニング、レペティションのうちのどんな動作を行うか決定する過程を示す。
【0068】
図4を参照すれば、K、M、Nを基盤でパンクチャリング、ショートニング、レペティションのうちのどんな動作を行ってデータを送信するか否かを判断することができる。
【0069】
段階405で、送信しなければならないビットの長さKとチャンネルを介して送信する符号語ビットの長さMが与えられる。
【0070】
段階410で、MがNより大きいか否かを判断することができる。
【0071】
MがNより大きい場合、段階415で、符号化後のM-Nビットを繰り返すことに決定する。この場合、符号化で生成されたビットがいずれも送信されるのでパンクチャリングによって強制でfrozenされるサブチャンネルがなく、これを計算する過程を省略することができる。
【0072】
一方、MがMより小さければ、パンクチャリング又はショートニングを行うようになる。
【0073】
段階420で、符号率K/Mが予め設定された基準値以上であるか否かを判断することができる。
【0074】
もし、符号率K/Mが事前に定めた基準符号率Rcより小さければ、段階425で、符号化された結果xビットベクターのうちのN-Mビットをパンクチャリングすることに決定する。
【0075】
もし、符号率K/Mが事前に定めた基準符号率Rc以上であれば、段階430で符号化された結果xビットベクターのうちのN-Mビットをショートニングすることに決定する。本発明の一実施形態では性能を考慮してパンクチャリングとショートニングを決定する基準符号率Rc=0.35を考慮することができ、この値は実施形態によって変わることができる。このようにMがNより小さい場合、符号率を基盤でショートニングとパンクチャリング可否を決定することができる。
【0076】
図5及び
図6は、本発明で考慮するレートマッチングのためのsubblock permutation基盤のインタリバーの動作を示す図面である。
【0077】
図5及び
図6を参照すれば、明細書の実施形態によるレートマッチングのためのsubblock permutation基盤のインタリバーの動作が説明される。
【0078】
段階505で、決定されたマザーコードのサイズNを有するpolar codeで符号化して得られたxベクターは段階510でT個のsubblockで分けられ、これを基盤でインターリビングされることができる。ここでTはNより小さい2の累乗であり、相対的に小さい値で普通8、16、32で決定されるが、これより大きい値で設定されることもできる。ここに各subblockはN/Tビットを含む。このように決定された各subblockは定められた手順PTでインターリビングされるが本明細書の一実施形態ではPTの部分又は全体は短い長さpolar codeシーケンスの手順による。サイズが8、16、32であるpolar codeシーケンスQ8、Q16、Q32は、チャンネルSNRに構わず決定された形態を有し、以下の数式のように与えられる。
【0079】
[数3]
Q8={0,1,2,4,3,5,6,7} …式(3)
【0080】
[数4]
Q16={0,1,2,4,8,3,5,6,9,10,12,7,11,13,14,15}…式(4)
【0081】
[数5]
Q32={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}
…式(5)
【0082】
段階510で、PT=Q8={0,1,2,4,3,5,6,7}で決定されたインタリバーを用いてpolar code符号化結果ビットシーケンスをsubblock単位で交ぜ、段階515で、この結果をバッファーに記憶する過程を示す。
【0083】
図6の段階605で、決定されたマザーコードのサイズNを有するpolar codeに符号化して得られたxベクターは段階610でT個のsubblockで分けられ、これを基盤でインターリビングされることができる。より具体的に段階610で、P
T=Q
16={0,1,2,4,8,3,5,6,9,10,12,7,11,13,14,15}で決定されたインタリバーを用いてpolar code符号化結果ビットシーケンスをsubblock単位で交ぜ、段階615で、この結果をバッファーに記憶する過程を示す。
【0084】
本実施形態でインタリバーパターンを示すPTは、必ず短い長さpolar code シーケンスQTと同一である必要はない。ただ、本発明の一実施形態では優れた性能のために、少なくともQTの半順序によることを考慮することができる。例えば、P16を決定することにおいて、Q16の前方8個のシーケンス順序で用い、後方8個の順序で数字のサイズ順序で並べてP16={0,1,2,4,8,3,5,6,7,9,10,11,12,13,14,15}で決定することができる。常時シーケンスは一実施形態であるだけ、subblock permutationの形態を必ず特定形態で限定しない。
【0085】
図7は、本発明の一実施形態によって符号化の結果ビットシーケンスがP
8のblock permutation基盤でインターリビングされた後のバッファーに記憶され、これからのレートマッチングのためにローディングされる過程を示す。
【0086】
図7を参照すれば、本実施形態によってポーラーコーディングされたビットがインターリビングされ、レートマッチングを考慮してバッファーに記憶される技術的特徴が開示される。実施形態で簡単な説明のために一例としてP
8のsubblock permutation基盤インタリバーを仮定しているが、どんなシーケンスも用いられることができる。
【0087】
段階705で、決定されたマザーコードのサイズNを有するpolar codeで符号化して得られたxベクターは、段階710で、T個のsubblockで分けられ、これを基盤でインターリビングされることができる。段階715で、Subblock単位で 交ぜたビットシーケンスはバッファーに記憶され、このバッファーからM個のビットがローディングされてチャンネルインタリバー(channel interleaver)や変調器(modulator)のようなプロセスで伝達する。本発明の一実施形態では
図7のように一般的な通信システムで用いられるcircular bufferの動作を考慮する。実施形態でレペティション、パンクチャリング、ショートニングに対してcircular bufferに記憶される実施形態を示されており、これに対しては以下の実施形態で説明する。
【0088】
図8は、本発明のblock permutation基盤のインタリバー動作後のcircular bufferに記憶されたビットをどんな手順によって抽出するかを示す第1実施形態を説明するための図面である。
【0089】
図8を参照すれば、インターリビングされたデータがcircular bufferに記憶された後のどのようにローディングされて抽出されるかに対して記載する。
【0090】
段階805で、決定されたマザーコードのサイズNを有するpolar codeで符号化して得られたxベクターは、段階810で、T個のsubblockで分けられ、これを基盤でインターリビングされる。段階815で、circular bufferに記憶されたビットはパンクチャリング、ショートニング、レペティション動作に構わずにいずれも順次的な方向にローディングされる。すなわち、0番目のsubblock内のビットが最優先に順次的にローディングされ、その次の1番目のsubblock内のビットが順次的にローディングされる。上記ビットはsubblock単位でローディングされるのではない。これによりパンクチャリング及びショートニングが発生する場合、バッファーの後半部に記憶されたN-Mビットがパンクチャリング及びショートニングされる。さらに、レペティションが発生する場合、バッファーの前半部に記憶されたM-Nビットがレペティションされる。
【0091】
図9は、本発明のblock permutation基盤のインタリバー動作後の第1実施形態に応じてビットを抽出するレートマッチング動作によってパンクチャリングが発生する時の符号化過程で強制でfrozenされたサブチャンネルを決定する過程を説明するための図である。
【0092】
図9を参照すればパンクチャリングを行うために符号化過程でfrozenされたサブチャンネルを決定するための方法が示す。
【0093】
本実施形態で910のように前記送信によってパンクチャリングが発生する場合、バッファーの後半部に記憶されたN-Mビットがパンクチャリングされる。バッファーに記憶されたビットが、subblock permutationによってインターリビングされたから、polar codeの符号化グラフで見ると、パンクチャリングされたビットが上記インターリビングの逆過程で定義されたようなパターンにインターリビングされている。第1実施形態によってビットを抽出する場合、段階905の符号化端では発生したパンクチャリングパターンの反対手順のサブチャンネルを強制でfrozenで造る。すなわち、段階910で、7番目のsubblockの後方10個ビットがパンクチャリングされると、段階905で、サブチャンネルのうちの0番目のsubblockの前方10個ビットに対するサブチャンネルが強制でfrozenされる。これはパンクチャリングパターンのdualityに係ることで、もしパンクチャリングパターンがよく設計されていると、パンクチャリングの逆順に強制frozenを造ることができる。このように強制でfrozenされた位置には送信機と受信機が約束した値、普通は0を代入して符号化を行う。
【0094】
図10は、本発明のblock permutation基盤のインタリバー動作後の第1実施形態によってビットを抽出するレートマッチング動作によってショートニングが発生する時の符号化過程で強制でfrozenされたサブチャンネルを決定する過程を示す図である。
【0095】
図10を参照すれば、ショートニングを行うために符号化過程でfrozenされたサブチャンネルを決定するための方法が示される。
【0096】
本実施形態で段階1010のように前記送信によってショートニングが発生する場合、バッファーの後半部に記憶されたN-Mビットがショートニングされる。バッファーに記憶されたビットが前記subblock permutationによってインターリビングされたから、polar codeの符号化グラフで見ればショートニングされたビットが前記インターリビングの逆過程で定義されたようなパターンでインターリビングされている。第1実施形態によってビットを抽出する場合、段階1005の符号化端では発生したショートニングパターンと同一な手順のサブチャンネルを強制でfrozenで造る。このように強制でfrozenされた位置には送信機と受信機が約束した値を代入して符号化を行う。実施形態で約束した値は0であれば良いがこれに制限されない。
【0097】
図11は、本発明のblock permutation 基盤のインタリバー動作後のバッファーに記憶されたビットをどんな手順によって抽出するかを示す第2実施形態を説明するための図である。
【0098】
図11を参照すれば、インターリビングされたデータがcircular bufferに記憶された後のどのようにローディングされて抽出されるかが示される。
【0099】
段階1105で、決定されたマザーコードのサイズNを有するpolar codeで符号化して得られたxベクターは、段階1110で、T個のsubblockで分けられ、これを基盤でインターリビングされることができる。段階1115で、circular bufferに記憶されたビットがショートニングとレペティション時には順次な方向にローディングされ、パンクチャリング時には逆方向にローディングされる。すなわち、本実施形態によればショートニングとレペティション時には0番目のsubblock内のビットが最優先に順次的にローディングされ、その次の1番目のsubblock内のビットが順次にローディングされる。また、本実施形態で、パンクチャリング時には7番目のsubblock内のビットが最優先に逆順にローディングされ、その次は6番目のsubblock内のビットが逆順にローディングされる。上記ビットはsubblock単位でローディングされるのではない。これによりショートニングが発生する場合、バッファーの後の半部に記憶されたN-Mビットがショートニングされ、パンクチャリングが発生する場合、バッファーの前半部に記憶されたN-Mビットがパンクチャリングされる。また、レペティションが発生する場合、バッファーの前半部に記憶されたM-Nビットがレペティションされる。この時、ショートニングによって符号化端で強制でfrozenされるサブチャンネルに対する決定は
図10の実施形態によることになる。
【0100】
図12は、本発明のblock permutation基盤のインタリバー動作後の第2実施形態によってビットを抽出するレートマッチング動作によってパンクチャリングが発生する時の符号化過程で強制でfrozenされたサブチャンネルを決定する過程を示す図である。
【0101】
図12を参照すれば、パンクチャリングを行うために符号化過程でfrozenされたサブチャンネルを決定するための方法が示される。
【0102】
本実施形態で段階1210のように前記送信によってパンクチャリングが発生する場合、バッファーの前半部に記憶されたN-Mビットがパンクチャリングされる。バッファーに記憶されたビットは、subblock permutationによってインターリビングされたから、polar codeの符号化グラフで見ればパンクチャリングされたビットが、上記インターリビングの逆過程で定義されたようなパターンにインターリビングされている。第2実施形態によってビットを抽出する場合、段階1205で、符号化端では発生したパンクチャリングパターンと同一な手順のサブチャンネルを強制でfrozenで造る。このように強制でfrozenされた位置には送信機と受信機が約束した値を代入して符号化を行う。
【0103】
図13は、本発明のblock permutation基盤のインタリバー動作後のバッファーに記憶されたビットをどんな手順によって抽出するかを示す第3実施形態を説明するための図である。
【0104】
図13を参照すれば、インターリビングされたデータがcircular bufferに記憶された後のどのようにローディングされて抽出されるかが示される。
【0105】
段階1305で、決定されたマザーコードのサイズNを有するpolar codeで符号化して得られたxベクターは段階1310でT個のsubblockで分けられ、これを基盤でインターリビングされることができる。段階1315で、circular bufferに記憶されたビットは、ショートニング時には順次適な方向にローディングされ、パンクチャリング及びレペティション時には逆方向でローディングされる。すなわち、本実施形態によればショートニング時には0番目のsubblock内のビットが最優先に順次的にローディングされ、その次1番目のsubblock内のビットが順次にローディングされる。また、本実施形態で、パンクチャリング及びレペティション時には7番目のsubblock内のビットが最優先に逆順的にローディングされ、その次は6番目のsubblock内のビットが逆順にローディングされる。上記ビットはsubblock単位でローディングされるのではない。これによりショートニングが発生する場合、バッファーの後半部に記憶されたN-Mビットがショートニングされ、パンクチャリングが発生する場合、バッファーの前半部に記憶されたN-Mビットがパンクチャリングされる。また、レペティションが発生する場合、バッファーの後半部に記憶されたM-Nビットがレペティションされる。この時、パンクチャリングによって符号化端で強制でfrozenされるサブチャンネルに対する決定は
図12の実施形態によることになり、ショートニングによって符号化端で強制でfrozenされるサブチャンネルに対する決定は
図10の実施形態による。
【0106】
図14は、特定的な交差基盤のインタリバー動作後のバッファーに記憶されたビットをどんな手順によって抽出するかを示す図である。
【0107】
図14を参照すれば、交差基盤のインタリバーの動作後のバッファーに記憶されるビットの手順が示される。
【0108】
段階1405で、polar codeで符号化された出力ビットシーケンスは、段階1410の交差基盤のインタリバーで全体符号化出力ビットシーケンスを4個のsubblock{0,1,2,3}で分けられ、段階1415で、1と2に位置したsubblockのビットを交差して交ぜるインターリビングが行われる。このようなインターリビング方式に対しては、
図13に示したようなバッファーからのビット抽出方式が用いられる。本発明の一実施形態では、交差基盤のインタリバー動作後にもパンクチャリング、ショートニング、レペティションに構わずにいずれも同様に順次にビットをローディングする方式を考慮する。これは特にパンクチャリング時の符号化入力で強制でfrozenされるサブチャンネルと符号化出力でパンクチャリングされるビットの間にduality関係を用いた送信方法である。このように同様にビットをローディングすることによってバッファーマネジメントを同一に実現することができる効果がある。
【0109】
図15は、交差基盤のインタリバー動作後の
図14に示された実施形態によってビットを抽出するレートマッチング動作によってパンクチャリングが発生する時の符号化過程で強制でfrozenされたサブチャンネルを決定する過程を説明するための図である。
【0110】
図15を参照すれば、パンクチャリングを行うために符号化過程でfrozenされたサブチャンネルを決定するための方法が示される。実施形態でblock permutation基盤のインタリバー動作及びバッファーからビットをローディングする方法に対する実施形態によってパンクチャリングパターンによって逆順に強制frozenサブチャンネルを決定したように、本実施形態に対してもパンクチャリングパターンの逆順で強制frozenサブチャンネルが決定される。
【0111】
本発明のまた他の実施形態を以下のように説明する。本発明で提案したblock permutation基盤のインタリバー動作時に用いられるsubblockのサイズと個数はマザーコードのサイズ別で異なるように用いられることができる。マザーコードのサイズ別で用いられるsubblockの個数を決定する実施形態は次の通りである。
【0112】
1)Subblockのサイズを固定してマザーコードのサイズ別で用いられるsubblockの個数が決定する方法:例えば、本発明のblock permutation基盤インタリバーで用いられるsubblockのサイズを8で固定すればマザーコードのサイズが64/128/256/512/1024の場合にそれぞれ用いられるsubblockの個数が8/16/32/64/128で決定される。これと同様な方法で用いられるsubblockのサイズが16であれば、マザーコードのサイズが64/128/256/512/1024の場合にはsubblockの個数は4/8/16/32/64で決定される。subblockのサイズが異なる場合にもこれと同様な方法でsubblockの個数を決定することができる。このようにマザーコードのサイズが変わってもsubblockのサイズを一定するように維持すればハードウェア具現などで長所を有することができる。
【0113】
2)マザーコードのサイズ別で用いられるsubblockの個数を独立的に決定する方法:マザーコードのサイズ別の性能と具現複雑度を考慮して最適のsubblock個数をそれぞれ決定する。この時にはマザーコードサイズが256の場合に用いられるsubblockの個数とマザーコードサイズが512の場合に用いられるsubblockの個数は関連がなくマザーコードサイズ別で最適化作業を行ってsubblockの個数を決定することができる。
【0114】
3)マザーコードのサイズ別で用いられるsubblockの個数を一定するように維持する方法:マザーコードのサイズが64/128/256/512/1024等で多様に変わっても本発明で提案されたインタリバーで用いられるsubblockの個数は一定するように維持する。
【0115】
また、本発明のインタリバー動作時のsubblockがインターリビングされる手順PTは次のように決定することができる。
【0116】
1)用いられるsubblockの個数別でPTを決定する方法:Block permutation動作時の決定されたsubblockの個数別でPTを異なるように用いる。この時 PTは与えられたsubblockの個数別で性能最適化を行って決定することができる。
【0117】
2)マザーコードのサイズ別でPTを決定する方法:用いられるマザーコードのサイズ別でPTを異なるように用いる。この時、PTは与えられたマザーコードのサイズ別で性能最適化を行って決定することができる。
【0118】
本発明で用いられるインターリビング順序P
Tは、半順序(partial order)条件を満足することを特徴とする。ここで、半順序とは、主にPolar codes設計時の考慮されるpolar code sequence手順の特徴として物理的なチャンネル環境に構わずにPolar codesのサブチャンネルの間の信頼度の手順が(若しくはチャンネルの良し悪しの状態、或いはサブチャンネルのエラー率の手順)決定されたことを示す条件である。本発明では
図12及び
図15で説明されたレートマッチングとfrozen間の関係を維持するためにインターリビング順序P
Tは、半順序を満足する手順のうちの選択するようにする。
【0119】
本実施形態で、半順序は、2つの整数の間の関係である。 2つの整数aとbの二進数的表現で、1が存在する位置セットは、サブセットaがbよりも大きいか同一であれば良く、前記実施形態を参考して説明したように、それぞれのサブ-ブロックインデックスの二進数的表現に基づいて決定することができる。例えば、小さいインデックスがシーケンスの前方に位置することができる。
【0120】
上述した実施形態のうちの一つ場合は次の通りである。以下の例示は本発明の一つ例示であるだけであり、マザーコード別で用いられるsubblockの個数及びインターリビング順序では上述された方法のうちの少なくとも一つに基づいて決定される。
【0121】
1。マザーコードサイズが64の場合
-Subblockの個数:4
-PT={0,1,2,3}
2。マザーコードサイズが128の場合
-Subblockの個数:8
-PT={0,1,2,4,3,5,6,7}
3。マザーコードサイズが 256の場合
-Subblockの個数:16
-PT={0,1,2,4,8,3,5,6,9,10,12,7,11,13,14,15}
4。マザーコードサイズが512の場合
-Subblockの個数:32
-PT={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}
【0122】
上述したインターリビング順序PTの一実施形態は次の通りである。Subblockの個数がAの場合に、インターリビング順序PTは次のように3つの部分で表現することができる:
PT={PT1,PT2,PT3}
【0123】
ここで、PT1は長さがA1であるシーケンスとして、0からA1-1までの自然数を、半順序を満足させる形態で配置して生成される。例えば、長さがA1=8の場合に、PT1の一つ例示は{0,1,2,4,3,5,6,7}である。PT3は長さがA1であるシーケンスとして、A-A1からA-1までの自然数を、半順序を満足させる形態で配置して生成される。例えば、A=32,A1=8であるとき、PT3の一つ例示は、{24,25,26,28,27,29,30,31}である。
【0124】
そして、長さがA2=A-2A1であるPT2は、A1からA-A1-1までの自然数を次のようにinterlaceして構成する。
【0125】
【0126】
例えば、A=32,A1=8であるとき、PT2は、次のように決定される。
{8,16,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,15,23}。
【0127】
例えば、A=32,A1=8の場合に上述したインターリビング順序PTの一つ例示は次の通りである。
PT={0,1,2,4,3,5,6,7,8,16,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,15,23,24,25,26,28,27,29,30,31}。
【0128】
インターリビング順序でPTの可能な表現方法として上述したPT表記方法で全体数字を一定した自然数ほど加えたことで表現することもできる。例えば、PTの開始めが0ではない1から開始することができる。また、表記時、手順を反対に覆して表記することもできる。
【0129】
半順序を満足するPTの代表例示は次の通りである:
【0130】
例示1)A=32,A1=8
PT={0,1,2,3,4,5,6,7,8,16,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,15,23,24,25,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,6,7,8,16,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,15,23,24,25,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,6,7,8,16,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,15,23,24,25,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,6,7,8,16,9,17,10,18,11,19,12,20,13,21,14,22,15,23,24,25,26,28,27,29,30,31}
【0131】
例示2)A=32,A1=10
PT={0,1,2,4,8,3,5,9,6,7,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,24,25,22,26,28,23,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,8,3,5,6,9,7,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,24,22,25,26,28,23,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,8,3,5,6,7,9,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,22,24,25,26,28,23,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,8,5,9,6,7,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,24,25,22,26,23,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,8,5,6,9,7,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,24,22,25,26,23,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,8,5,6,7,9,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,22,24,25,26,23,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,8,9,6,7,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,24,25,22,23,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,8,6,9,7,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,24,22,25,23,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,8,6,7,9,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,22,24,25,23,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,6,8,9,7,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,24,22,23,25,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,6,8,7,9,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,22,24,23,25,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,6,7,8,9,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,22,23,24,25,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,8,5,9,6,7,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,24,25,22,26,23,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,8,5,6,9,7,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,24,22,25,26,23,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,8,5,6,7,9,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,22,24,25,26,23,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,8,9,6,7,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,24,25,22,23,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,8,6,9,7,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,24,22,25,23,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,8,6,7,9,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,22,24,25,23,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,6,8,9,7,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,24,22,23,25,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,6,8,7,9,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,22,24,23,25,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,16,11,17,12,18,13,19,14,20,15,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31}
【0132】
例示3)A=32,A1=12
PT={0,1,2,4,8,3,5,9,6,10,7,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,24,21,25,22,26,28,23,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,8,3,5,9,6,7,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,24,25,22,26,28,23,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,8,3,5,6,9,10,7,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,24,21,22,25,26,28,23,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,8,3,5,6,9,7,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,24,22,25,26,28,23,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,8,3,5,6,7,9,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,22,24,25,26,28,23,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,8,5,9,6,10,7,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,24,21,25,22,26,23,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,8,5,9,6,7,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,24,25,22,26,23,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,8,5,6,9,10,7,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,24,21,22,25,26,23,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,8,5,6,9,7,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,24,22,25,26,23,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,8,5,6,7,9,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,22,24,25,26,23,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,8,9,6,10,7,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,24,21,25,22,23,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,8,9,6,7,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,24,25,22,23,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,8,6,9,10,7,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,24,21,22,25,23,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,8,6,9,7,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,24,22,25,23,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,8,6,7,9,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,22,24,25,23,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,6,8,9,10,7,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,24,21,22,23,25,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,6,8,9,7,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,24,22,23,25,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,6,8,7,9,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,22,24,23,25,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,4,3,5,6,7,8,9,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,22,23,24,25,26,28,27,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,8,5,9,6,10,7,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,24,21,25,22,26,23,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,8,5,9,6,7,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,24,25,22,26,23,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,8,5,6,9,10,7,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,24,21,22,25,26,23,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,8,5,6,9,7,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,24,22,25,26,23,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,8,5,6,7,9,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,22,24,25,26,23,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,8,9,6,10,7,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,24,21,25,22,23,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,8,9,6,7,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,24,25,22,23,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,8,6,9,10,7,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,24,21,22,25,23,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,8,6,9,7,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,24,22,25,23,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,8,6,7,9,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,22,24,25,23,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,6,8,9,10,7,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,24,21,22,23,25,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,6,8,9,7,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,24,22,23,25,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,6,8,7,9,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,22,24,23,25,26,27,28,29,30,31}
PT={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,16,13,17,14,18,15,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31}
【0133】
図16は、上述した本発明の一実施形態による送信機動作の一部を示す図である。
【0134】
図16を参照すれば、
図2等で説明されたインターリビングを決定する過程を詳しく示す。
【0135】
本発明の実施形態によるblock permutation基盤インタリバー動作は、以下のような追加的な動作と結合されて用いられる。
【0136】
先ず、段階1605で、送信しなければならないビットの長さKとチャンネルを介して送信する符号語ビットの長さMが与えられる。
【0137】
段階1610で、これに基づいて送信機はpolar code符号化に用いるマザーコード(mother code)のサイズNを決定する。
【0138】
段階1615で、送信機はマザーコードのサイズによってサブ-ブロックのサイズを決定することができる。サブ-ブロックのサイズを決定することは本発明の実施形態で説明した方法のうちのいずれか一つを用いることができる。
【0139】
段階1620で、送信機はサブ-ブロックに対するインターリビングパターンを確認する。さらに、実施形態でインターリビングを行う方法は次の方法のうちのいずれか一つを含むことができる。
【0140】
[動作1]サブチャンネル割り当て(subchannel allocation)調節(adjustment)が行われる。より具体的にPolar codesは送信する情報ビットを送信するためのサブチャンネル割り当てを行う時に一般的にPolar codesシーケンスによって割り当てる。サブチャンネル割り当て調節は、符号率調節動作を考慮したサブチャンネル割り当て動作を含み、より詳しく説明すると、符号率調節動作であるパンクチャリング/ショートニング/レペティション時にこれによるサブチャンネルのエラー確率(error probability)又は相互情報量(mutual information)などの変化を反映して情報ビットが割り当られるサブチャンネルの手順を調節する動作を含むことができる。これは上述した符号率調節動作によってincapable subchannelが生成されること以外に残りサブチャンネルに及ぶ影響を考慮するという意味である。サブチャンネル割り当て調節を簡単にするための一実施形態としてPolar codesの全体サブチャンネルをインデックスを基準で2等分し、各部分に割り当てられる情報ビットの個数をパンクチャリング/ショートニング/レペティションを考慮して調節する方法がある。
【0141】
[動作2]Subblock内のbit permutation:本発明で考慮するblock permutation動作外にsubblock内でsubblockに含まれたビットを交ぜるbit permutation動作を意味する。Subblock内でbitsを交ぜる時にはすべてのsubblockで同一なパターンで交ぜることもでき、subblock別で他のパターンで交ぜることもできる。
【0142】
図17は、上述したサブチャンネル割り当て調節動作とsubblock内のbit permutation動作を含む本発明の符号化及びレートマッチング過程をフローチャートで示した図である。
【0143】
図17を参照すれば、本発明の他の実施形態によるレートマッチングを考慮した送信機の動作が開示される。
【0144】
先ず、段階1705で、送信しなければならないビットの長さKとチャンネルを介して送信する符号語ビットの長さMが与えられる。
【0145】
段階1710で、送信機はこれに基づいてpolar code符号化に用いるマザーコード(mother code)のサイズNを決定する。
【0146】
段階1715で、送信機はパラメタN、K、Mが定められるとこの値と事前に定められた基準によってパンクチャリング、ショートニング、レペティションのうちのどんなレートマッチング動作を行うか決定する。
【0147】
段階1720で、もし送信機がパンクチャリングやショートニング動作を行うことに決定すると、上記で説明したようにサブチャンネルのうちの情報を送信するのに選択することができないサブチャンネルを決定する。この時、選択することができないサブチャンネルは以後に行うインタリバーとレートマッチング動作を考慮してなる。より具体的に実施形態でパンクチャリングやショートニング動作を考慮して全体ビットをサブ-ブロックで分けて配置することができ、これはインタリバーを考慮して行われる。
【0148】
段階1725で、送信機は送信する情報ビットのためのサブチャンネル割り当てを行う。
【0149】
段階1730で、送信機はサブチャンネル割り当て(subchannel allocation)調節(adjustment)を行う。
【0150】
段階1735で、送信機はpolar codingを通じる符号化を行う。
【0151】
段階1740で、送信機は符号化の結果で得られたビットシーケンスを定められた方式によってインターリビングする。
【0152】
段階1745で、送信機はサブーブロック内のビットをインターリビングする。
【0153】
段階1750で、送信機がインターリビングされたビットシーケンスはバッファーに記憶する。
【0154】
段階1755で、送信機はこのバッファーからチャンネルを介して送信するM個のビットをローディングする。以後このビットはチャンネルインターリビング(channel interleaving)、変調(modulation)などの動作を経てチャンネルを介して送信される。以下、このような一連の動作を分けて各動作に対して説明する。
【0155】
以上の実施形態で、段階1730のSub-channel allocation adjustment段階と段階1745のBit-interleaving within a subblock段階は、実施形態によって選択的に行われたり省略され得る。
【0156】
図18は、本発明の一実施形態による送信機装置を示す図である。
【0157】
図18を参考すれば、送信機は、送受信部1805、制御部1810、記憶部1815を含む。本発明で、制御部1810は、回路又はアプリケーション特定統合回路、若しくは少なくとも一つのプロセッサで定義される。
【0158】
送受信部1805は、他の装置と信号を送受信する。送信機装置が端末で具現される場合、送受信部1805は、例えば、基地局からシステム情報を受信して同期信号又は基準信号を受信し、基地局でビットシーケンスを送信する。
【0159】
制御部1810は、本発明で提案する実施形態による送信機の全般的な動作を制御する。例えば、制御部1810は、上述した図面とフローチャートによる動作を行うように各ブロック間の信号流れを制御する。具体的に、制御部は、送信機を制御して上述した実施形態によって情報ビットを符号化する。
【0160】
記憶部1815は、送信部を介して送受信される情報及び制御部1810を介して生成される情報のうちの少なくとも一つを記憶する。
【0161】
図19は、本発明の一実施形態による受信機装置を示す図である。
【0162】
図19を参考すれば、受信機は、送受信部1905、制御部1910、記憶部1915を含む。本発明で制御部1910は、回路又はアプリケーション特定統合回路、若しくは少なくとも一つのプロセッサで定義される。
【0163】
送受信部1905は、他の装置と信号を送受信する。受信機装置が端末で具現される場合、送受信部1905は、例えば、基地局から符号化されたビットシーケンスを受信する。
【0164】
制御部1910は、本発明で提案する実施形態による受信機の全般的な動作を制御する。例えば、制御部1910は前述した図面とフローチャートによる動作を行うように各ブロック間の信号流れを制御する。具体的に、制御部1910は、受信機を制御して上述した実施形態によって符号化された情報ビットを復号化する。
【0165】
記憶部1915は、送受信部1905を介して送受信される情報及び制御部1910を介して生成される情報のうちの少なくとも一つを記憶する。
【0166】
本発明の実施形態によるPolar codesに基盤した通信システムの符号化方法及び符号率調整をする方法において、符号語(codeword)ビット個数と符号率(code rate)によってPolar codesの符号化及び復号化に用いるPolar codeマザーコード(mother code)のサイズを決定する段階;情報語ビットをサブチャンネル(subchannel)に割り当てる時にサブチャンネル間の優先順位を示すPolar codesシーケンスを確認する段階;前記符号語ビット数と符号率、前記決定されたマザーコードのサイズによってパンクチャリング/ショートニング/レペティションのうちのいずれか一つの動作を決定する段階;マザーコードのサイズによってレートマッチング(Rate matching)のためのblock permutation基盤のインタリバー(interleaver)を決定する段階;前記インタリバーに基づいてパンクチャリング/ショートニングによってfrozen bitsの一部の位置を決定する段階;前記決定されたfrozen bitパターンと前記Polar codeシーケンス又はpolarizedチャンネルの信頼度などによって符号化する段階;符号化された結果ビットを前記決定されたインタリバーでインターリビングする段階;前記インターリビングされたビットに対して前記決定されたショートニング/パンクチャリング/レペティションのうちのいずれか一つの動作によって送信手順を決定する段階;を含む符号化方法を特徴とする。
【0167】
前記block-permutation基盤のインタリバーは、パンクチャリング/ショートニング/レペティションのうちのどんな動作を行うのかに拘らず、マザーコードのサイズのみを考慮して決定されることを特徴とする。さらに、前記block-permutation基盤のインタリバーは、subblockの個数とsubblockを交ぜる手順によって決定されることを特徴とし、subblockの個数と同一な長さを有するPolar codes シーケンス手順でsubblockを交ぜる方法又は半順序(partial order)を満足する任意の手順でsubblockを交ぜる方法などを特徴とする。さらに、前記符号化入力ビットのうちの強制でfrozen bitとなる一部ビットのパターンはショートニング時には符号化出力ビットのうちのショートニングされるビットのパターンと同一で、パンクチャリング時には符号化出力ビットのうちのパンクチャリングされるビットのパターンと同一であるが、逆順であることを特徴とする。インターリビングされたビットが送信される方法はパンクチャリング/ショートニング/レペティションのうちのどんな動作を行うのかによって異なるように決定されることもでき、若しくはここに構わずに同一な手順によって決定されることを特徴とする。
【0168】
前記block-permutation基盤インタリバーのsubblock個数を決定するにおいてsubblockのサイズを固定してマザーコードのサイズによって用いられるsubblock個数が決定される方法、さらにマザーコードのサイズ別でそれぞれ用いられるsubblockの個数を決定する方法、さらにマザーコードのサイズと関係なく常に一定な個数のsubblockを用いる方法を特徴とする。そして、subblockの個数別でsubblcok permutation時のインターリビングされる手順を決定する方法、又はマザーコードのサイズ別でsubblock permutation時のインターリビング手順を決定する方法を特徴とする。そして、block permutation基盤インタリバーがサブチャンネル割り当て(subchannel allocation)調節(adjustment)又はsubblock内のbit permutation動作と共に用いられる方法、又は、2つのいずれも用いられる方法、又はsubblock permutation動作だけ用いられる方法を特徴とする。
【0169】
以上で本明細書及び図面に開示された実施形態は、本発明の内容を容易に説明し、理解を助けるために特定の例を提示したものであり、本発明の技術範囲を限定しようとするものではない。したがって、本発明は、本明細書に開示された実施形態の以外にも本発明の技術的思想に基づいて導出されるすべての変更又は変形された形態が本発明の技術範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0170】
1805、1905 送受信部
1810、1910 制御部
1815、1915 記憶部