JP3701263B2

JP3701263B2 - Ｃｄｍａ移動通信システムにおけるデータの送受信装置およびその方法

Info

Publication number: JP3701263B2
Application number: JP2002188622A
Authority: JP
Inventors: 魯善金; 庸石文; 憲基金; 在昇尹
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: KR20030001188A; DE10228809B4; GB0214753D0; KR100450968B1; JP2003101520A; FR2826807B1; GB2378870A; US20030007476A1; US7496079B2; DE10228809A1; FR2826807A1; GB2378870B; CN100393011C; CN1395387A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号分割多元接続(Code Division Multiple Access；ＣＤＭＡ)移動通信システムでデータを送受信する装置及び方法に関し、特に、変調シンボルにマッピングされるデータビットの信頼度を調節して伝送するデータ送受信装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、通信システムにおいて、伝送信号は、多様な種類の歪曲及び雑音が常に混じられている。特に、無線網を通じて信号の送受信を遂行する移動通信システムの場合は、有線網よりは歪曲及び雑音の影響をさらに受けやすい。
【０００３】
このような理由で、移動通信システムでは、歪曲及び雑音の影響を減少させるための方法が多様に提案されている。例えば、典型的な変調方式及びコーディング方式を使用して付加白色ガウシアン雑音環境(Additive White Gaussian Noise；ＡＷＧＮ)でビットの当たり伝送エラー率を１０^−２から１０^−３へ減少させるためには、約１ｄＢ〜２ｄＢの低い信号対雑音比(signal-to-noise ratio；ＳＮＲ)が要求される。一方、多重経路フェーディング(multipath fading)状況で同一の効果を得るためには、約１０ｄＢでＳＮＲの増加が要求される。しかし、ビットの当たり伝送エラー率を減少させるためにＳＮＲを増加させる方法は、システムの全体性能が低下するので望ましくない。従って、基地局(User Equipment；ＵＥ)と端末機(ＮｏｄｅＢ)の両方で付加的な電力または帯域幅の損失なく、フェーディングの影響、すなわち、歪曲または雑音の影響を効率的に減少させるか、または除去するための技術は、移動通信システムにおいて非常に重要である。このとき使用される効率的な方案のうちの１つが、エラーコントロールコーディング方式が結合されたチャンネルインターリービング技術である。
【０００４】
前記インターリービング技術は、伝送しようとするビットをインターリービングさせて伝送することにより、ビットの損傷される部分が一カ所に集中せず、幾つの所に分散されるようにする技術である。すなわち、前記インターリービング技術は、隣接したビットがランダムにフェーディング影響を受けるようにすることにより、バーストエラー(burst error)の発生を防止する。
【０００５】
一方、前記エラーコントロールコーディング技術に使用されるコードは、大別に、メモリレス(memoryless)コードとメモリ(memory)コードとに区分される。前記メモリレスコードには、線形ブロックコードなどがあり、前記メモリコードには、コンボルーション(Convolutional)コード及びターボ(Turbo)コードなどがある。また、前記エラーコントロールコーディング技術によってコーディングを遂行する装置を“チャンネル符号化器”と称する。
【０００６】
特に、次世代移動通信システムでは、高速のマルチメディアデータの信頼性ある伝送を要求するので、より強力なチャンネルコーディング方式が要求される。前記ターボ符号を利用するチャンネルコーディング技術は、低いＳＮＲでもビットエラー率(Bit Error Rate；ＢＥＲ)の観点で、シャノン限界(Shannon limit)に近接する性能を示す。前記ターボコードを使用するチャンネル符号化器の出力は、システマティック(systematic)ビットとパリティ(parity)ビットとに区分されることができる。ここで、前記システマティックビットとは、伝送しようとする実際の情報信号を意味し、前記パリティビットは、受信器でデコーディングのときに伝送の途中発生したエラーを補正するために追加される信号である。しかし、このようにエラーコントロール符号化信号さえも、システマティックビットまたはパリティビットでのバーストエラー(Burst Error)の発生を克服することはできない。このような現象は、フェーディング(fading)チャンネルを通過しつつ頻りに発生し、このような現象を防止する技術のうちの１つが前述したインターリービングである。このようなインターリービング技術は、バーストエラー(burst error)の発生を防止してチャンネル符号化の効果を向上させる。
【０００７】
前記のようにインターリービング(interleaving)された信号は、ディジタル変調器(Digital Modulator)でシンボル単位にマッピングされる。このとき、変調器の次数(order)が増加すると、前記１シンボルに含まれているビット数は増加するようになる。特に、８ＰＳＫ(8-ary Phase Shift Keying)以上の高次(high order)変調方式の場合、１シンボルは３ビット以上の情報ビットを含み、それぞれのビットは、信頼度(reliability)によって分類されることができる。ここで、信頼度とは、送信器が１シンボルを変調する過程で、図１及び図２に示すように、そのシンボルがＸ／Ｙ軸上の位置によって左側／右側クワドラント(quadrant)または上側／下側クワドラントのように、大きい(macro)領域で２ビットを表現するとき、これを高い信頼度(high reliability)ビットとし、だんだん小さい(micro)領域に狭めていきつつ２ビットを表現するとき、これを低い信頼度(lower reliability)ビットとする。
【０００８】
図１は、１６ＱＡＭによる変調のとき信号星状図を示し、図２は、６４ＱＡＭによる変調のとき信号星状図を示す。
図１を参照すると、１６ＱＡＭによって変調されたシンボルのそれぞれは４個のビットで構成されており、各シンボルの信頼度パターンは、[Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｌ]で表現されることができる。ここで、Ｈは、信頼度が高いビット位置を示し、Ｌは、相対的に信頼度が低いビット位置を示す。すなわち、先頭の２個のビット位置にマッピングされるビットは高い信頼度を有し、次の２個のビット位置にマッピングされるビットは、前記先頭の２個のビットに比べて相対的に低い信頼度を有する。
【０００９】
図２を参照すると、６４ＱＡＭによって変調されたシンボルのそれぞれは６個のビットで構成されており、各シンボルの信頼度パターンは、[Ｈ，Ｈ，Ｍ，Ｍ，Ｌ，Ｌ]で表現されることができる。ここで、Ｍは、前記ＨとＬとの中間(Medium)程度の信頼度を有するビット位置である。
【００１０】
通常の高速下向パケットアクセス(High Speed Downlink Packet Access；ＨＳＤＰＡと称する。)移動通信システムを構成する送信器は、図３に示すように、チャンネル符号化器、インターリーバ、及び変調器で構成される。
【００１１】
図３を参照すると、Ｎ個の伝送ブロック(N Transport Blocks)は、テールビット発生器(tail bit generator)３１０へ提供されて前記Ｎ個の伝送ブロックのそれぞれに対するテールビットが追加される。チャンネル符号化器３１２は、前記テールビットが追加された前記Ｎ個の伝送ブロックをそれぞれ構成するビットを符号化して出力する。前記チャンネル符号化器３１２は、前記Ｎ個の伝送ブロックを符号化するために少なくとも１個の符号化率を有する。前記符号化率は、１／２または３／４になることができる。このとき、前記チャンネル符号化器３１２は、Ｒ＝１／６または１／５の母符号(mother code)を利用してコードシンボル穿孔またはシンボル反復を通じて所定の符号化率を得ることができる。また、前記チャンネル符号化器３１２は、複数の符号化率を支援する場合には、前記コードシンボル穿孔及びシンボル反復を制御することによって支援可能な複数の符号化率のうち使用する符号化率を決定する動作が必要である。図３は、前記チャンネル符号化器３１２が制御器３２０の制御下に符号化率を決定する構成を示す。
【００１２】
一方、前記チャンネル符号化器３１２から出力された前記符号化ビットは、レートマッチング部(Rate Matcher)３１４へ入力され、前記符号化ビットは、前記レートマッチング部３１４によってレートマッチングが行われる。前記レートマッチングは、通常に、伝送チャンネルがマルチプレキシングされるか、または前記チャンネル符号化器の出力ビットが無線上で伝送されるシンボルの数と不一致する場合に、前記符号化ビットに対する反復(Repetition)及び／または穿孔(Puncturing)動作によって遂行される。前記レートマッチング部３１４によってレートマッチングされた符号化ビットは、インターリーバ３１６へ入力され、前記インターリーバ３１６によって前記レートマッチングされた符号化ビットは、インターリービングされて出力される。このようなインターリービング動作は、伝送の間、データ損失が発生しても、データ損失を最小化するためのものである。前記インターリービングされた符号化ビットは、変調器(M_ary Modulator)３１８へ入力され、前記変調器３１８によって前記インターリービングされた符号化ビットは、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、または６４ＱＡＭの変調方式によってシンボルマッピングされて伝送される。一方、前記制御器３２０は、現在無線チャンネルの状態によって前記チャンネル符号化器３１２の符号化動作及び前記変調器３１８の変調方式などを制御する。前記ＨＳＤＰＡ移動通信システムの場合、無線環境によってＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、及び６４ＱＡＭの変調方式を選択的に使用するために、適応的変調及び符号化方式(Adaptive Modulation and Coding Scheme；ＡＭＣＳ)を前記制御器３２０として使用する。図面には示されていないが、ＣＤＭＡ移動通信システムは、伝送データをウォルシュ符号(Ｗ)及び直交符号(ＰＮ)などを使用して拡散することにより、該当ＵＥが前記データを伝送するチャンネルと前記データを伝送するＮｏｄｅＢとを区分することができるようにする。
【００１３】
前述した送信器の構造において、前記符号化ビットは、システマティックビットとパリティビットとに区分されず統合して示す。しかし、前記送信器を構成するターボ符号化器３１２から出力された符号化ビットは、システマティックビットとパリティビットとに区分されることができる。もちろん、前記チャンネル符号化器３１２から出力されたシステマティックビット及びパリティビットの重要度(priority)は異なる。言い換えれば、伝送データが所定の比率でエラーが発生する場合、システマティックビットにエラーが発生するよりはパリティビットにエラーが発生することが相対的に受信器ではより正確な復号を遂行することができる。前述したように、その理由は、システマティックビットは実際の情報ビットであり、パリティビットは、復号のとき、受信器が伝送エラーを補正することを助けるために追加されるビットであるからである。
【００１４】
従って、インターリービングされたシステマティックビット及びパリティビットをその重要度によって高い信頼度、中間信頼度、及び低い信頼度のビット位置にマッピングさせることができる。最近には、パリティビットより相対的に重要なシステマティックビットのエラーが発生することができる確率を減少させてシステム性能を高められる重要度に基づいたシンボルマッピング方法(Symbol Mapping method based on Priority；ＳＭＰ)が提案された。
【００１５】
例えば、１６ＱＡＭの場合、４個の符号化ビットが１シンボルにマッピングされて伝送されるが、最初の２個のビットは、高い信頼度のビット位置にマッピングされ、終わりの２個のビットは、低い信頼度のビット位置にマッピングされる。このとき、再伝送の場合、再伝送ビットは、伝送ごとに同一の信頼度で伝送される。すなわち、高い信頼度のビット位置を通じて初期に伝送された符号化ビットは、再伝送のときにも高い信頼度のビット位置を通じて伝送される。類似して、低い信頼度のビット位置を通じて初期に伝送された符号化ビットは、再伝送のときにも低い信頼度のビット位置を通じて伝送される。従って、特定のビットでエラーが発生する確率が高くなる。この場合、符号化利得の効果が減少されることができる。なぜならば、ターボ復号化器の復号化性能は、入力ビットのＬＬＲ(Log Likelihood Ratio)値が均一(homogeneous)であるとき向上するからである。
【００１６】
従って、入力ビットが均一な(homogeneous)ＬＬＲ値を有するとき、ターボ復号化器の復号性能が向上する事実を考慮した新たな再伝送技術(Hybrid Automatic Repeat Request(“Ｈ−ＡＲＱ”))が送信器及び受信器で提示されなければならない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、一番目に、移動通信システムの性能を向上させるためのデータの送受信装置及び方法を提供することにある。
二番目に、移動通信システムでの信頼度が高いデータの送受信装置及び方法を提供することにある。
三番目に、移動通信システムの受信器でより高い受信確率によってビットを受信することができるようにするデータの送受信装置及び方法を提供することにある。
四番目に、複合再伝送(Ｈ−ＡＲＱ)方式でより効率的なデータの送受信装置及び方法を提供することにある。
五番目に、Ｈ−ＡＲＱ方式を利用する移動通信システムでコーディング効果及びダイバーシティ利得を同時に得ることができるようにするデータの送受信装置及び方法を提供することにある。
六番目に、ターボ復号化器の特性を活用することができるようにするデータの送受信装置及び方法を提供することにある。
七番目に、初期伝送のとき及び再伝送のときごと、伝送フレーム内のビットをビット位置にマッピングしてビットの信頼度を異ならせて伝送することにより、チャンネル復号化器の入力ビットのＬＬＲ値を平均化させて復号確率を高めるデータの送信装置及び方法を提供することにある。
八番目に、初期受信のとき及び再受信のときごと、受信フレーム内のビットを再配列して受信することにより、チャンネル復号化器の入力ビットのＬＬＲ値を平均化させて復号確率を高めるデータの受信装置及び方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するために、本発明の第１見地によると、データビット列を受信してエラー訂正ビットを含む符号化ビット列を発生する符号化器と、各シンボルは、信頼度が高い第１ビット領域と相対的に信頼度が低い第２ビット領域とからなり、前記符号化ビット列のうち、ｋ×Ｎ個の符号化ビットをそれぞれｋ個のビットで構成されたＮ個のシンボルに変調する高次数変調器とを含むＣＤＭＡ移動通信システムでの前記ｋ×Ｎ個の符号化ビットを再伝送する方法において、前記ｋ×Ｎ個の符号化ビットを再伝送要求ときごとに所定のビット数だけ循環シフトさせるステップと、前記循環シフトされたｋ×Ｎ個の符号化ビットを順次にｋ／２ビットずつ分割するステップと、前記第１ビット領域及び前記第２ビット領域に前記分割された符号化ビットを交互に配置するステップとを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明の第２見地によると、データビット列を受信してエラー訂正ビットを含む符号化ビット列を発生する符号化器と、前記符号化ビット列を固定された信頼度パターンを有する各シンボルに順次にマッピングする高次数変調器とを含むＣＤＭＡ移動通信システムの送信装置で前記符号化ビット列を再伝送する方法において、再伝送要求のとき、前記再伝送する符号化ビット列を所定のビット数だけ循環シフトさせるステップと、前記循環シフトされた符号化ビット列をビット単位で固定された信頼度パターンに順次にマッピングするステップとを含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明の第３見地によると、データビット列を受信してエラー訂正ビットを含む符号化ビット列を発生する符号化器と、前記符号化ビット列をインターリービングし、前記インターリービングされた符号化ビット列を発生するインターリーバと、各シンボルは、信頼度が高い第１ビット領域と相対的に信頼度が低い第２ビット領域とからなり、前記符号化ビット列のうち、ｋ×Ｎ個の符号化ビットをそれぞれｋ個のビットで構成されたＮ個のシンボルに変調する２^ｋ-ａｒｙ変調器とを含むＣＤＭＡ移動通信システムの送信装置において、前記インターリーバと前記変調器との間に介在し、前記ｋ×Ｎ個の符号化ビットの再伝送要求のとき、前記ｋ×Ｎ個の符号化ビットのうち、先頭のｋ／２個の符号化ビットを前記ｋ×Ｎ個の符号化ビットの後部に配置するように循環シフトするシフターと、前記循環シフトされたｋ×Ｎ個の符号化ビットを順次にｋ／２ビットずつ分割し、それぞれｋ個のビットで構成されたＮ個のシンボルを有する第１ビット領域及び第２ビット領域に前記分割された符号化ビットを交互に配置する前記２^ｋ-ａｒｙ変調器とを含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第４見地によると、データビット列を受信してエラー訂正ビットを含む符号化ビット列を発生する符号化器と、前記符号化ビット列を固定された信頼度パターンを有する各シンボルに順次にマッピングする高次数変調器とを含むＣＤＭＡ移動通信システムの送信装置において、再伝送要求のとき、前記再伝送要求回数による前記符号化ビット列を変化するように予め定められた循環シフトパターンによって前記再伝送する符号化ビット列の循環シフトを制御するバッファ制御器と、前記再伝送する符号化ビット列を貯蔵し、前記バッファ制御器から予め決定された循環シフトパターンによって前記再伝送する符号化ビット列を所定のビット数だけ循環シフトさせるシフターと、前記循環シフトされた前記再伝送する符号化ビット列をビット単位で固定された信頼度パターンに順次にマッピングする変調器とを含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第５見地によると、信頼度が高い第１ビット領域と相対的に信頼度が低い第２ビット領域とからなる少なくとも３ビットで構成されるビット列が１シンボルで示されるデータを符号分割多元接続移動通信システムの受信装置で受信する方法において、再伝送のとき、前記第１ビット領域に位置する符号化ビットと前記第２ビット領域に位置する符号化ビットとを復調して１つの符号化ビット列を出力するステップと、前記復調された符号化ビット列を所定のビット数だけ循環シフトして前記復調された符号化ビット列を再配列するステップと、前記再配列された符号化ビット列を構成する符号化ビットを初期伝送及び以前の再伝送による符号化ビット列を構成する符号化ビットとコンバイニングするステップと、前記コンバイニングされた符号化ビットによって復号された情報ビットにエラーが発生したか否かによって前記再伝送要求を伝送するステップとを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明の第６見地によると、信頼度が高い第１ビット領域と相対的に信頼度が低い第２ビット領域とからなる少なくとも３ビットで構成されるビット列が１シンボルで示されるデータを受信する符号分割多元接続(ＣＤＭＡ)移動通信システムの受信装置において、前記受信されたデータを復調して１つの符号化ビット列を出力する復調器と、再伝送のとき、前記再伝送要求回数による前記符号化ビット列を変化するように予め定められた循環シフトパターンによって前記復調された符号化ビット列の循環シフトを制御するバッファ制御器と、前記復調された符号化ビット列を貯蔵し、前記バッファ制御器からの予め決定された循環シフトパターンによって前記復調された符号化ビット列を所定のビット数だけの循環シフトを通じて再配列する再配列器とを含むことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従う好適な実施形態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明確にする目的で、関連した公知機能または構成に関する具体的な説明は省略する。
【００２５】
移動通信システムにおいて、チャンネル符号化器の符号化率Ｒは、Ｒ＝ｋ／ｎに示されることができる。ここで、ｋは、入力ビットの数を意味し、ｎは、出力ビットの数を意味する。例えば、対称的な符号化率が１／２の場合には、チャンネル符号化器は、１ビットの入力ビットを受信して２ビットの出力ビットを発生する。前記出力ビットは、１ビットのシステマティックビットと１ビットのパリティビットとからなる。非対称的な符号化率が３／４の場合には、チャンネル符号化器は、３ビットの入力ビットを受信して４ビットの出力ビットを発生する。前記出力ビットは、３ビットのシステマティックビットと１ビットのパリティビットとからなる。
【００２６】
本発明の第１見地によるＳＭＰ技術にリンクされる複合再伝送形式(Ｈ−ＡＲＱ；Hybrid Automatic Repeat Request)は、パケットエラーの発生のとき、再伝送によってエラーを補正するリンク制御方式である。前記Ｈ−ＡＲＱは、情報ビットが再伝送されるか否かによって第２複合再伝送形式(Ｈ−ＡＲＱタイプII)と第３複合再伝送形式(Ｈ−ＡＲＱタイプIII)とに分類される。通常、全増加リダンダンシー(Full Incremental Redundancy；以下、“ＦＩＲ”と称する。)は、前記Ｈ−ＡＲＱタイプIIを代表する。また、前記Ｈ−ＡＲＱタイプIIは、再伝送に使用されるパリティビットが相互同一であるか否かによってチェースコンバイニング(Chase Combining；以下、“ＣＣ”と称する。)と部分増加リダンダンシー(Partial Incremental Redundancy；以下、“ＰＩＲ”と称する。)とに区分される。ここで、本発明の実施形態では、Ｈ−ＡＲＱタイプII及びＨ−ＡＲＱタイプIIIを参照してそれぞれを区分して説明する。
【００２７】
図４は、本発明の実施形態によるＣＤＭＡ移動通信システムの送信器の構成を示す。図４を参照すると、巡回冗長検査(Cyclic Redundancy Check；ＣＲＣ)追加部４０２は、伝送のためのデータソースを受信し、前記受信されたデータのエラー検査のためのＣＲＣを追加する。チャンネル符号化器４０４は、前記ＣＲＣが追加されたデータを受信し、前記受信されたデータを所定の符号化器を利用して符号化する。前記所定の符号化器は、前記受信されたデータを符号化することにより、伝送ビットと前記伝送ビットのエラー制御ビットを出力するための符号化器を意味する。前述したように、前記所定の符号化器は、ターボ符号化器、システマティックコンボルーションコーダーなどが存在する。一方、前記チャンネル符号化器４０４は、所定の符号化率によってデータを符号化する。前記所定の符号化率は、前記チャンネル符号化器４０４から出力されるシステマティックビットとパリティビットとの比率を決定する。例えば、前記所定の符号化率が１／２の対称的な符号化率である場合、前記チャンネル符号化器４０４は１ビットを受信して１個のシステマティックビットと１個のパリティビットとを出力する。しかし、前記所定の符号化率が３／４の非対称的な符号化率である場合、前記チャンネル符号化器４０４は、３ビットを受信して３個のシステマティックビットと１個のパリティビットとを出力する。本発明の実施形態による動作説明では、前記符号化率１／２及び３／４はもちろん、他の符号化率に対しても同一に適用されることができる。すなわち、本発明の実施形態は、符号化率には無関係に、変調次数(modulation order)によってのみ符号化ビットを遅延させる。前記チャンネル符号化器４０４の詳細な構成は、図５に示されている。
【００２８】
レートマッチング部４０６は、前記チャンネル符号化器４０４からの符号化ビットに対して反復(Repetition)及び穿孔(Puncturing)などの動作を通じてレートマッチングを遂行する。インターリーバ４０８は、前記レートマッチング部４０６から符号化ビットを受信し、前記受信された符号化ビットをインターリービングする。従って、前記インターリーバ４０８から出力された符号化ビットは、バッファ遅延器４１０にランダムに位置する。前記バッファ遅延器４１０は、バッファ制御器４１２の制御下に前記貯蔵されている符号化ビットを所定のビット単位で遅延させる。
【００２９】
前記バッファ制御器４１２は、受信器からの再伝送要求によって前記バッファ遅延器４１０に一時的に貯蔵されている符号化ビットが遅延したか否かを決定する。また、前記バッファ制御器４１２は、前記決定によって前記バッファ遅延器４１０を制御する。前記バッファ遅延器４１０の動作は、Ｈ−ＡＲＱタイプ、すなわち、ＣＣ、ＰＩＲ、及びＦＩＲにすべて適用可能であり、これに対する詳細は、後述する実施形態を参照して説明する。図４では、再伝送要求をＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号によって示しているが、再伝送命令は、受信器からの再伝送要求を受信した上位階層によってなされる。従って、本実施形態では、前記上位階層からの再伝送命令が前記バッファ制御器４１２へ提供されることができる。
【００３０】
変調器４１４は、前記バッファ遅延器４１０からの符号化ビットを所定のシンボルにマッピングさせて前記受信器へ伝送する。例えば、前記変調器４１４は、１６ＱＡＭの変調方式を利用する場合、前記符号化ビットを信頼度パターン[Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｌ]を有するシンボルにマッピングする。制御器４２０は、送信器の全般的な動作を制御する。まず、前記制御器４２０は、現在の無線チャンネル状態で使用する符号化率及び変調方式を決定する。前記制御器４２０は、前記決定された符号化率によって前記チャンネル符号化器４０４の符号化率を制御し、前記決定された変調方式によって前記変調器４１４を制御する。
【００３１】
一方、図４において、前記バッファ制御器４１２からの再伝送要求によって前記バッファ遅延器４１０を制御する構成を提案しているが、前記バッファ制御器４１２の機能に代わって、図示されていない上位階層で同一の機能を遂行するようにできる。
【００３２】
図５は、図４に示したチャンネル符号化器４０４の詳細な構成を示す。図５のチャンネル符号化器は、３ＧＰＰ（3^ｒｄ Generation Partnership Project）で採択しているＲ＝１／６コードを使用する。
【００３３】
図５を参照すると、１個の伝送フレームを受信すると、前記チャンネル符号化器は、前記伝送フレームをそのままシステマティックビットフレームＸとして出力する。前記伝送フレームは、第１チャンネル符号化器５１０へ入力され、前記第１チャンネル符号化器５１０は、前記伝送フレームに対して所定の符号化を遂行して２個の相互異なるパリティビットフレームＹ_１及びＹ_２を出力する。
【００３４】
また、前記伝送フレームは、インターリーバ５１２へ入力され、前記インターリーバ５１２は、前記伝送フレームをインターリービングする。前記インターリービングされた伝送フレームは、そのままインターリービングされたシステマティックビットフレームＸ’として伝送される。また、前記インターリービングされた伝送フレームは、第２チャンネル符号化器５１４へ入力され、前記第２チャンネル符号化器５１４は、前記インターリービングされた伝送フレームに対して所定の符号化を遂行して２個の相互異なるパリティビットフレームＺ_１及びＺ_２を出力する。
【００３５】
前記システマティックビットフレームＸは、ｘ_１、ｘ_２、…、ｘ_Ｎの伝送単位で構成され、前記インターリービングされたシステマティックビットフレームＸ’は、ｘ’_１、ｘ’_２、…、ｘ’_Ｎの伝送単位で構成される。前記パリティビットフレームＹ_１は、ｙ_１１、ｙ_１２、…、ｙ_１Ｎの伝送単位で構成され、前記パリティビットフレームＹ_２は、ｙ_２１、ｙ_２２、…、ｙ_２Ｎの伝送単位で構成される。最後に、前記パリティビットフレームＺ_１は、ｚ_１１、ｚ_１２、…、ｚ_１Ｎの伝送単位で構成され、前記パリティビットフレームＺ_２は、ｚ_２１、ｚ_２２、…、ｚ_２Ｎの伝送単位で構成される。
【００３６】
前記システマティックビットフレームＸ、前記インターリービングされたシステマティックビットフレームＸ’、及び前記４個の相互異なるパリティビットフレームＹ_１、Ｙ_２、Ｚ_１、及びＺ_２は、穿孔器５１６へ提供される。前記穿孔器５１６は、制御器(ＡＭＣＳ)４２０から提供される穿孔パターン(Puncturing Pattern)によって前記システマティックビットフレームＸ、前記インターリービングされたシステマティックビットフレームＸ’、及び前記４個の相互異なるパリティビットフレームＹ_１、Ｙ_２、Ｚ_１、及びＺ_２を穿孔して所定のシステマティックビットＳ及びパリティビットＰのみを出力する。このとき、前記穿孔パターンは、前記チャンネル符号化器４０４の符号化率及び使用するＨ−ＡＲＱタイプによって決定される。前記穿孔パターンは、下記〔数１〕及び〔数２〕のように定義される。
【数１】

【数２】

【００３７】
前記Ｈ−ＡＲＱタイプIIIが使用され、前記チャンネル符号化器４０４の符号化率が１／２であるとき、前記〔数１〕及び〔数２〕の穿孔パターンが使用される。前記ＣＣの場合には、前記穿孔器５１６は、初期伝送及び再伝送のとき、前記〔数１〕または〔数２〕の穿孔パターンを反復して使用する。前記ＰＩＲの場合には、前記穿孔器５１６は、２つの穿孔パターンを伝送のごと反復して使用する。前記Ｈ−ＡＲＱタイプII(ＦＩＲ)を使用する場合には、前記穿孔器５１６は、再伝送のとき、システマティックビットを穿孔する穿孔パターンを使用する。例えば、前記Ｈ−ＡＲＱタイプIIの穿孔パターンは“０１００１０”になる。
【００３８】
前記ＣＣの場合、前記穿孔器５１６が前記〔数１〕の穿孔パターンを使用すると仮定すると、前記穿孔器５１６は、伝送のときごと、穿孔パターン“１１００００”によってＸ及びＹ_１を出力し、穿孔パターン“１００００１”によってＸ及びＺ_２を出力し、残りのビットに対しては穿孔を遂行する。他の例として、前記穿孔器５１６が前記〔数２〕に示されている穿孔パターンを使用すると仮定すると、前記穿孔器５１６は、伝送のときごと、穿孔パターン“１１００００”によってＸ及びＹ_１を出力し、また、穿孔パターン“１０００１０”によってＸ及びＺ_１を出力し、残りのビットに対しては、穿孔を遂行する。しかし、ＰＩＲの場合には、初期伝送のときにＸ、Ｙ_１、Ｘ、及びＸ_２が伝送されると仮定すると、再伝送のときには、Ｘ、Ｙ_１、Ｘ、及びＺ_１が伝送される。
【００３９】
３ＧＰＰで採択しているＲ＝１／３のコードを使用する場合には、図５に示している前記第１チャンネル符号化器５１０及び前記穿孔器５１６で具現されることができる。
【００４０】
図６は、図４の送信器に対応する本発明の実施形態による受信器の構成を示す。図６を参照すると、復調器６１０は、送信器から伝送した変調データを受信し、前記受信されたデータを前記送信器の変調器４１４で使用した変調方式に対応する復調方式によって復調を遂行する。バッファ再配列部６１２は、前記復調器６１０からの復調されたデータを受信し、バッファ制御器６１４の制御下に前記復調されたデータをコンバイニングするように再配列する役割を遂行する。前記バッファ再配列部６１２は、前記再配列されたデータをデインターリーバ６１６へ提供する。前記バッファ制御器６１４の動作については、後述する実施形態で詳細に説明する。前記デインターリーバ６１６のデインターリービング動作は、前記送信器のインターリーバが遂行するインターリービング動作に対応する。
【００４１】
コンバイナ(Combiner)６１８は、伝送された同一の符号化ビットをコンバインする。すなわち、前記コンバイナ６１８は、送信器から正常的に符号化ビットを受信する場合には動作しない。しかし、再伝送要求のとき、前記送信器が以前に伝送された符号化ビットと同一の符号化ビットを再伝送する場合にはコンバイニングを遂行する。チャンネル復号化器６２２は、前記コンバイナ６１８から出力されたコンバイニングされた符号化ビットを受信し、前記受信された符号化ビットを所定の復号化方式によって復号化して所定の受信ビットを出力する。このとき、前記所定の復号化方式では、システマティックビット及びパリティビットを受信し、前記システマティックビットを復号化する。前記所定の復号化方式は、前記送信器の符号化方式によって決定される。
【００４２】
ＣＲＣ検査部６２４は、前記チャンネル復号化器６２２から出力された前記復号化されたビットを受信し、前記受信ビットに追加されたＣＲＣを検査して前記受信ビットにエラーが発生したか否かを判断する。前記受信ビットにエラーが発生しなかったと判断されると、前記ＣＲＣ検査部６２４は、前記受信ビットを出力し、前記受信ビットを確認する応答信号ＡＣＫを送信器へ伝送する。しかし、前記受信ビットにエラーが発生したと判断されると、前記ＣＲＣ検査部６２４は、ＮＡＣＫ、すなわち、前記受信ビットの再伝送を要求するネガティブ(Negative)ＡＣＫを前記送信器へ伝送する。
【００４３】
前記バッファ６２０は、前記ＣＲＣ検査部６２４からＣＲＣ検査結果によってＡＣＫが提供される場合には初期化を遂行して該当符号化ビットを貯蔵しない。しかし、ＮＡＣＫを受信すると、前記バッファ６２０は、前記ＣＲＣ検査結果によってＮＡＣＫが出力される場合には、再伝送される符号化ビットとのコンバイニングのための該当符号化ビットを一時的に貯蔵する。また、前記ＣＲＣ検査部６２４が前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫを前記バッファ制御器６１４へ提供することにより、前記バッファ制御器６１４は、前記バッファ再配列部６１２を制御することができる。
【００４４】
本発明は、１６ＱＡＭを変調次数として利用するＣＤＭＡ移動通信システムでＨ−ＡＲＱ方式を支援する送信器及び受信器を提案する。本発明は、一般化を通じてＭ進変調次数に拡張する。このとき、Ｈ−ＡＲＱタイプを区分し、前記区分されたＨ−ＡＲＱタイプに対応する幾つの実施形態を提案する。
【００４５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態による動作を詳細に説明する。下記説明において、本発明の実施形態は、１６ＱＡＭを変調次数として使用し、符号化率１／２を使用し、ＣＣ及びＰＩＲをＨ−ＡＲＱタイプとして使用し、前記〔数１〕に示している穿孔パターンを使用すると仮定する。また、後述する動作の詳細な説明は、Ｈ−ＡＲＱタイプ、すなわち、ＣＣ、ＰＩＲ、及びＦＩＲに区分してなされる。そして、Ｓビット及びＰビットは、符号化ビットとして一般に知られている。従って、下記説明で使用される“符号化ビット”は、Ｓビット及びＰビットをともに称する用語として解釈される。
【００４６】
１．Ｈ−ＡＲＱタイプとしてＣＣ(Chase Combining)を使用した場合
まず、図４に示したＨＳＤＰＡ送信器の構造を参照してデータを伝送する動作を説明する。
前記ＣＲＣ追加部４０２は、所定のＣＲＣを伝送データに追加し、前記ＣＲＣが追加されたデータは、チャンネル符号化器４０４によって所定のコードで符号化される。すなわち、前記チャンネル符号化器４０４は、符号化ビットを出力する。前記チャンネル符号化器４０４の動作を図５を参照してより具体的に説明する。前記ＣＲＣが追加されたデータソース(Data Source)は、ＳビットＸとして出力され、同時に第１チャンネル符号化器５１０へ提供される。前記第１チャンネル符号化器５１０へ提供された前記データソースは、所定の符号化率によって相互異なる２個のＰビットＹ_１及びＹ_２に符号化される。また、前記データソースは、インターリーバ５１２によってインターリービングされた後、第２チャンネル符号化器５１４へ提供される。前記第２チャンネル符号化器５１４へ提供される前記インターリービングされたデータは、所定の符号化率によって相互異なる２個のＰビットＺ_１及びＺ_２に符号化される。前記穿孔器５１６は、所定の穿孔パターンによって前記２個のＳビットＸ及びＸ’、前記４個のＰビットＹ_１、Ｙ_２、Ｚ_１、及びＺ_２の穿孔動作を遂行した後、所定の符号化率によって最終Ｓビット及びＰビットを出力する。前述したように、前記Ｈ−ＡＲＱタイプが前記ＣＣである場合には、初期伝送のときの穿孔パターンと再伝送のときの穿孔パターンとが一致する。すなわち、前記ＣＣをＨ−ＡＲＱタイプとして使用する場合には、初期伝送のときに伝送される符号化ビットと再伝送のときに伝送される符号化ビットとが同一である。前記穿孔パターンは、前記穿孔器５１６によって以前に認識されているか、または外部から提供される。図５において、前記チャンネル符号化器は、外部から穿孔パターンが提供される構成を示している。
【００４７】
図４に示されているチャンネル符号化器４０４からの符号化ビットは、レートマッチング部４０６へ入力され、前記レートマッチング部４０６によって前記符号化ビットはレートマッチングが行われる。前記レートマッチングは、通常に、伝送チャンネルがマルチプレキシングされるか、または前記チャンネル符号化器の出力ビットが無線上で伝送されるシンボル数と不一致する場合に、前記符号化ビットに対する反復及び穿孔動作によって遂行される。前記レートマッチング部４０６によってレートマッチングされた符号化ビットは、所定のインターリービングパターンに従ってインターリーバ４０８によってインターリービングされる。前記インターリービングパターンは、受信器でも知っていなければならない情報である。前記インターリーバ４０８から前記インターリービングされた符号化ビットは、バッファ制御器４１２の制御下に図７でのようにバッファ遅延器４１０によって遅延する。前記遅延した符号化ビットは、前記変調器４１４へ提供されて所定のシンボルにマッピングされる。前記バッファ遅延器４１０の動作例は、図７に示されている。
【００４８】
図７では、変調次数が１６であり、説明の便宜上、１個のフレームが１２個のビットを有すると仮定する。この場合、１個のシンボルは４個のビットで構成され、信頼度パターン[Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｌ]の構造を有する。従って、図７に示すように、初期伝送のとき(７０２)に、１、２、５、６、９、及び１０番目のビット位置は、高い信頼度のビットにマッピングされ、３、４、７、８、１１、及び１２番目のビット位置は、低い信頼度のビットにマッピングされる。
【００４９】
しかし、受信器から受信されたＮＡＣＫを再伝送すべき場合(７０４)には、１、２、５、６、９、及び１０番目のビット位置は、低い信頼度のビットにマッピングされ、３、４、７、８、１１、及び１２番目のビット位置は、高い信頼度のビットにマッピングされる。すなわち、２回再伝送される１個のビットは、初期伝送のときには高い信頼度のビット位置にマッピングされ、二番目の伝送のときには低い信頼度のビット位置にマッピングされる。三番目の伝送のときからはこのような方法を反復する。
【００５０】
前述した一番目の方法の応用例として二番目の方法を提示する。図８の二番目の方法でも、図７の一番目の方法と同様に、変調次数が１６ＱＡＭであり、説明の便宜上、１個のフレームが１２個のビットを有すると仮定する。この場合、１個のシンボルは４個のビットで構成され、信頼度パターン[Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｌ]を有する。従って、初期伝送のとき、前記符号化ビットを遅延せずそのまま伝送する。しかし、一番目の再伝送のときからは、前記符号化ビットを１ビットずつ遅延させ、再伝送が発生するときごと１ビットずつ追加に増加させてバッファ遅延を遂行する。従って、初期伝送のときから三番目の再伝送時点までを考慮すると、１個のビットは２回の高い信頼度と２回の低い信頼度のビット位置を通じて伝送される。
【００５１】
前述した一番目の方法と二番目の方法による動作をＭ進変調信号に一般化して説明すると、次のようである。
１) 第１方法
１.１) 初期伝送のとき、インターリービングされたビットをそのまま変調器４１４へ伝送する。
１.２) ＡＣＫを受信すると、バッファ制御器４１２は、インターリービングされたビットをそのまま変調器４１４へ伝送する。
１.３) ＮＡＣＫを受信すると、バッファ制御器４１２は、再伝送する符号化ビットを(１ｏｇ_２Ｍ)／２だけ遅延させた後変調器４１４へ伝送する。
１.４) ＮＡＣＫをさらに受信すると、バッファ制御器４１２は、再伝送する符号化ビットをそのまま変調器４１４へ伝送する。
１.５) ＮＡＣＫを再び受信すると、バッファ制御器４１２は、再伝送する符号化ビットを(１ｏｇ_２Ｍ)／２だけ遅延させた後変調器４１４へ伝送する。
１.６) ＡＣＫを受信すると、バッファ制御器４１２は、伝送されるときまで１.４)及び１.５)の動作を反復して遂行する。
【００５２】
２) 第２方法
２.１) 初期伝送のとき、インターリービングされたビットをそのまま変調器４１４へ伝送する。
２.２) ＡＣＫを受信すると、バッファ制御器４１２は、インターリービングされたビットをそのまま変調器４１４へ伝送する。
２.３) ＮＡＣＫを受信するときごと、バッファ制御器４１２は、再伝送する符号化ビットを１ビットずつ遅延させ、このような動作を一番目のビットから(１ｏｇ_２Ｍ−１)番目のビットまで遂行した後、前記符号化ビットを一番目のビット、二番目のビット、 ... 、(１ｏｇ_２Ｍ−１)番目のビットの順にさらに遅延させる。
２.４) バッファ制御器４１２は、ＡＣＫが受信されるときまで２.３)の動作を遂行する。
【００５３】
前述した二番目の方法を適用すると、受信器では、逆方向に遅延動作を遂行して受信されたビットを再配列した後コンバイニングする。前述した二番目の方法は、前記一番目の方法の応用例を提示したものである。下記説明において、本発明は、一番目の方法を参照して説明する。
【００５４】
次に、前記送信器に対応して図６に示したＨＳＤＰＡ受信器の構造を参照してデータを受信する動作を説明する。
前記復調器６１０は、送信器から伝送したデータを受信し、前記受信されたデータを前記送信器の変調器４１４で使用した変調方式に対応する復調方式によって符号化ビットに復調する。前記復調器６１０からの前記復調された符号化ビットは、バッファ制御器６１４の制御下にバッファ再配列部６１２によって再配列される。前記再配列された符号化ビットは、デインターリーバ６１６へ入力され、前記符号化ビットに対するデインターリービング動作を遂行する。図９を参照して、前記バッファ再配列部６１２の動作を説明すると次のようである。
【００５５】
一番目にＮＡＣＫを伝送した後、前記バッファ再配列部６１２は、図９の参照番号９０２で示すように再伝送されたフレームを受信する。コンバイニングのためには、各符号化ビットが伝送のときごと同一の位置に存在する。従って、図９の参照番号９０４に示すように、前記バッファ再配列部６１２は、各ビットを２ビットずつ遅延(左方にシフト)させて前記符号化ビットを再配列させた後デインターリーバ６１６へ入力する。すなわち、前記バッファ再配列部６１２の動作は、送信器のバッファ遅延器４１０の動作に対応する。
【００５６】
前記デインターリーバ６１６は、前記送信器のインターリーバ４０８が遂行するインターリービングパターンによってデインターリービングを遂行する。前記デインターリーバ６１６からのデインターリービングされた符号化ビットは、コンバイナ６１８へ提供されてコンバイニング動作が行われる。すなわち、前記コンバイナ６１８は、初期伝送のとき受信した符号化ビットと同一の符号化ビットをコンバイニングする。再伝送が何回行われた場合、コンバイナ６１８は、再伝送のときごと、受信した符号化ビットを初期伝送及び以前の再伝送のときに受信した符号化ビットとコンバイニングする。前述したように、前記コンバイニングは、同一の符号化ビットに対して遂行される。
【００５７】
前記再伝送された符号化ビットのコンバイニングを遂行するためには、前記コンバイナ６１８は、以前に受信した符号化ビットを知っていなければならない。例えば、前記コンバイナ６１８は、前記以前に受信した符号化ビットをバッファ６２０から提供され、前記バッファ６２０は、前記ＣＲＣ検査部６２４からのＣＲＣ検査に基づいて、前記以前に受信した符号化ビットを貯蔵しているか否かを決定する。前記コンバイナ６１８は、コンバイニングが行われた符号化ビットをチャンネル復号化器６２２へ提供する。しかし、初期伝送のとき、前記コンバイナ６１８は、前記デインターリーバ６１６から提供される符号化ビットに対してコンバイニングを遂行することができない。従って、初期伝送のとき、前記コンバイナ６１８は、デインターリーバ６１６から提供される符号化ビットをそのまま前記チャンネル復号化器６２２へ提供する。
【００５８】
前記コンバイナ６１８から前記チャンネル復号化器６２２へ提供される符号化ビットは、所定の復号化方式によって復号化されて前記送信器が伝送した情報ビットを出力する。このとき、前記所定の復号化方式では、Ｓビット及びＰビットを受信し、前記Ｓビットを復号する方式を使用し、前記送信器の符号化方式によって決定される。
【００５９】
前記ＣＲＣ検査部６２４は、前記チャンネル復号化器６２２によって復号された前記情報ビットを受信し、前記情報ビットに含まれているＣＲＣを検査することによって、前記受信された情報ビットにエラーが発生したか否かを検査する。前記情報ビットにエラーが発生したと判断されると、前記ＣＲＣ検査部６２４は、これを上位階層へ報告して該当情報ビットの再伝送要求を伝送する。しかし、前記情報ビットにエラーが発生しなかったと判断されると、前記ＣＲＣ検査部６２４は、前記情報ビットを出力し、前記チャンネル復号化器６２２から提供される次の情報ビットに対するエラー検査を遂行する。
【００６０】
図６には示されていないが、前記ＣＲＣ検査部６２４によってエラー発生が検査されると、前記上位階層は、前記送信器へ再伝送を要求するＮＡＣＫを伝送する。しかし、前記ＣＲＣ検査部６２４によってエラー発生が検査されないと、前記上位階層は、前記情報ビットの受信を確認するＡＣＫを前記送信器へ伝送する。前述したように、前記ＮＡＣＫが伝送される場合には、エラーが発生した符号化ビットは、前記バッファ６２０に貯蔵される。しかし、前記ＡＣＫが伝送される場合には、前記バッファ６２０は初期化される。
【００６１】
図１０及び図１１は、それぞれフェーディング環境及び付加白色ガウシアン雑音(ＡＷＧＮ)環境で、従来の方法と本発明の方法との作業処理量の観点での比較結果を示す。前記フェーディング環境及びＡＷＧＮ環境で、本発明による方案が格段な性能の利得を得ることができることを分かる。
【００６２】
２．Ｈ−ＡＲＱタイプとしてＰＩＲ(Partial Incremental Redundancy)を使用する場合
まず、図４に示しているＨＳＤＰＡ送信器の構造を参照してデータを伝送する動作を説明する。
前記ＣＲＣ追加部４０２は、ＣＲＣを伝送データに追加し、前記ＣＲＣが追加されたデータは、チャンネル符号化器４０４によって所定のコードで符号化される。すなわち、前記チャンネル符号化器４０４は、符号化を通じて、実際の伝送データであるシステマテックビット(Ｓビット)と、前記伝送データのエラーコントロールのためのパリティビット(Ｐビット)とを出力する。前記チャンネル符号化器４０４の詳細な動作は、前述したＣＣを使用する場合で説明したものと同一である。しかし、前記チャンネル符号化器４０４を構成する穿孔器５１６の穿孔パターンは、新たに定義されなければならない。前記ＰＩＲでの穿孔パターンは、初期伝送のときと再伝送のときにＳビットに対しては同一のビットが伝送され、Ｐビットに対しては、初期伝送のとき及び再伝送のとき、以前に伝送したビットとは異なるビットが伝送されるように定義される。前記ＰＩＲを使用する場合、前記穿孔器５１６は、〔数１〕及び〔数２〕の穿孔パターンを交互に使用することができる。
【００６３】
前記チャンネル符号化器４０４から出力されるＳビット及びＰビットは、前記ＣＣを使用する場合と同一のレートマッチング部４０６及びインターリーバ４０８を通じて変調過程を遂行する。すなわち、前記ＰＩＲをＨ−ＡＲＱタイプとして使用する場合、送信器の動作は、前記チャンネル符号化器４０４の穿孔パターンのみが相異であるだけ、前記ＣＣをＨ−ＡＲＱタイプとして使用する場合と同一の動作によってデータを伝送する。このとき、前記バッファ制御器４１２は、同一のパケットが再伝送される場合にのみ前記バッファ遅延器４１０を制御して符号化ビットを遅延させる。このとき、同一のパケットが伝送されたか否かは、穿孔パターンによって予め知ることができる情報である。
【００６４】
次に、前記送信器に対応して、図６に示しているＨＳＤＰＡ受信器の構造を参照してデータを受信する動作を説明する。
前記復調器６１０、バッファ再配列部６１２、及びデインターリーバ６１６を通じて受信されたデータを処理する動作は、前記ＣＣをＨ−ＡＲＱタイプとして使用するときと同一の方法にて遂行される。しかし、前記ＰＩＲをＨ−ＡＲＱタイプとして使用する場合、前記コンバイナ６１８は、コンバイニングを遂行するにあたって、再伝送のとき、前記デインターリーバ６１６から提供されるデインターリービングされた符号化ビットと以前にデインターリービングされた符号化ビットとが同一であるか否かを考慮しなければならない。これは、前記ＣＣをＨ−ＡＲＱタイプとして使用する場合の穿孔パターンとＰＩＲをＨ−ＡＲＱタイプとして使用する場合の穿孔パターンとが異なるからである。すなわち、前記ＰＩＲをＨ−ＡＲＱタイプとして使用する場合には、初期伝送のとき及び再伝送のときに関係なく同一のＳビットが伝送され、反面、Ｐビットの場合には、同一のビットが連続して伝送されないからである。従って、同一のフレームが伝送される場合にのみコンバイニングを遂行する。例えば、三番目の伝送または二番目の再伝送のときに一番目の伝送または初期伝送のときに伝送されたＰビットと同一のＰビットが伝送され、四番目の伝送または三番目の再伝送のときに二番目の伝送または一番目の再伝送のときに伝送されたＰビットと同一のＰビットが伝送されると仮定する。この場合、初期伝送及び一番目の再伝送のときには、符号化ビットを遅延せず、二番目の再伝送及び三番目の再伝送のときには、符号化ビットを遅延させる。前記伝送される符号化ビットが同一であるか否かは、前記穿孔パターンに基づいて判断されることができる。前記コンバイナ６１８の出力を復号する構成も前記ＣＣを使用する場合の構成と同一であるので、その詳細な説明は省略するものとする。
【００６５】
３．Ｈ−ＡＲＱタイプとしてＦＩＲ(Full Incremental Redundancy)を使用する場合
前記ＣＲＣ追加部４０２は、伝送データに所定のＣＲＣを追加した後、前記ＣＲＣが追加されたデータは、前記チャンネル符号化器４０４によって所定のコードで符号化される。前記チャンネル符号化器４０４は、初期伝送のときには、前記〔数１〕及び〔数２〕の穿孔パターンによってＳビット及びＰビットを同一の比率で出力し、再伝送のときには、Ｐビットのみを出力する。これは、前記チャンネル符号化器４０４を構成する穿孔器５１６の穿孔パターンを調整することによって可能であり、前記穿孔パターンは、送信器及び受信器のすべてが認識できなければならない。前記ＦＩＲをＨ−ＡＲＱタイプとして使用する場合、再伝送のときに使用される穿孔パターンＰ_３及びＰ_４は、〔数３〕及び〔数４〕のように定義される。
【数３】

【数４】

【００６６】
前記〔数３〕及び〔数４〕に示すように、ＦＩＲをＨ−ＡＲＱタイプとして使用する場合には、前記チャンネル符号化器４０４は、Ｓビットを穿孔し、前記Ｐビットのみを出力する穿孔パターンを有する。例えば、図５に示したチャンネル符号化器４０４に前記〔数３〕の穿孔パターンを適用する場合、前記チャンネル符号化器４０４は、符号化ビットＹ_１、Ｙ_２、Ｚ_１、及びＺ_２を出力する。
【００６７】
従って、前記チャンネル符号化器４０４は、初期伝送のときには前記Ｓビット及び前記Ｐビットからなる符号化ビットをレートマッチング部４０６へ出力し、再伝送のときには、前記Ｐビットのみを前記レートマッチング部４０６へ出力する。前記レートマッチング部４０６へ出力された符号化ビットは、レートマッチングが行われた後前記インターリーバ４０８へ提供される。
【００６８】
前記ＦＩＲをＨ−ＡＲＱタイプとして使用する場合、前記Ｓビットは、初期伝送のときのみ伝送され、再伝送のときは伝送されない。前記再伝送のときにはＰビットのみが伝送されるので、符号化ビットの遅延を初期伝送では考慮せず、一番目の再伝送から考慮する。すなわち、再伝送の以後、同一の符号化ビットに対してのみ遅延を遂行する。これは、特定のＰビットに対して高い信頼度で伝送するよりは、すべてのＰビットを高い信頼度で伝送することが望ましい。そこで、前記送信器は、符号化ビットの遅延を通じて、以前に高い信頼度で決定された２個の符号化ビットに対しては低い信頼度を決定し、以前に低い信頼度で決定された２個の符号化ビットに対しては高い信頼度を決定する。前記符号化ビットを遅延させる時点は、前記ＣＣまたはＰＩＲを使用する場合と同様に、穿孔パターンに基づいて認識できる。伝送されるパケットが以前に伝送されたパケットと同一のパケットである場合に対してのみ遅延を遂行する。
【００６９】
例えば、再伝送のときに前記〔数３〕の穿孔パターンを適用すると、前記送信器は、一番目の再伝送のときには、符号化ビットＹ_１及びＹ_２に対して高い信頼度を決定し、符号化ビットＺ_１及びＺ_２に対しては低い信頼度を決定する。そして、二番目の伝送のときには、符号化ビットＹ_１及びＹ_２に対して低い信頼度を決定し、符号化ビットＺ_１及びＺ_２に対しては高い信頼度を決定する。前記信頼度の決定は、バッファ遅延器４１０による遅延に基づいてなされることができる。
【００７０】
前記インターリービングされた符号化ビットは、変調器４１４へ提供されて自分に決定された信頼度に対応するシンボルのビット位置にマッピングされて受信器へ伝送される。
【００７１】
次に、前記送信器に対応して、図６に示したＨＳＤＰＡの受信器の構造を参照してデータを受信する動作を説明する。
前記復調器６１０、バッファ再配列部６１２、及びデインターリーバ６１６を通じて受信されたデータを処理する動作は、前記ＣＣまたはＰＩＲをＨ−ＡＲＱタイプとして使用するときと同一の方法にて遂行される。しかし、前記ＦＩＲをＨ−ＡＲＱタイプとして使用する場合、同一のＰビットが再伝送のときごと異なる信頼度で受信される。従って、前記コンバイナ６１８は、再伝送によって前記Ｐビットが受信されるときごと同一のＰビットのそれぞれに対してコンバイニングを遂行する。前記コンバイナ６１８は、前記ＣＣまたはＰＩＲをＨ−ＡＲＱタイプとして使用するときと同一の方法でコンバイニングを遂行する。一方、前記コンバイナ６１８から出力された情報ビットを復号する過程は、前記ＣＣまたはＰＩＲを適用した場合の過程と同一であるので、その詳細な説明は省略するものとする。
【００７２】
前述の如く、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲は前記実施形態によって限られるべきではなく、本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【００７３】
【発明の効果】
以上から述べてきたように、本発明は、再伝送のときごとバッファに貯蔵されているビットを再配列して相互異なる信頼度のビットにマッピングし、これにより、ターボ復号化器の入力ビットに対するＬＬＲ値を平均化して格段な伝送効率を得ることができる。また、本発明は、有線／無線送受信装置に応用することができるのみならず、未来の標準に合うように、ＨＳＤＰＡに活用されると、システムの複雑度を増加させることなく、システム全般の性能を著しく向上させることができる。すなわち、本発明によるシステムは、既存のシステムよりビットエラー率を減少させることによって作業処理量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による１６ＱＡＭ変調に使用される信号星状図を示す図である。
【図２】従来技術による６４ＱＡＭ変調に使用される信号星状図を示す図である。
【図３】従来のＣＤＭＡ移動通信システムでのチャンネル符号化器の構造を示す図である。
【図４】本発明の実施形態によるＣＤＭＡ移動通信システムでの送信器の構造を示す図である。
【図５】図４に示したチャンネル符号化器の詳細な構造を示す図である。
【図６】本発明の実施形態によるＣＤＭＡ移動通信システムで、図４の送信器に対応する受信器の構造を示す図である。
【図７】本発明の実施形態による送信器でのバッファ再配列動作の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態による送信器でのバッファ再配列動作の他の例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態による受信器でのバッファ再配列動作の一例を示す図である。
【図１０】フェーディング環境で従来技術と本発明との性能グラフを比較する図である。
【図１１】付加白色ガウシアン雑音(“ＡＷＧＮ”)環境で従来技術と本発明との性能グラフを比較する図である。
【符号の説明】
４０２……巡回冗長検査追加部
４０４……チャンネル符号化器
４０６……レートマッチング部
４０８……インターリーバ
４１０……バッファ遅延器
４１２……バッファ制御器
４１４……変調器
４２０……制御器

Claims

データビット列を受信してエラー訂正ビットを含む符号化ビット列を発生する符号化器と、各シンボルは、信頼度が高い第１ビット領域と相対的に信頼度が低い第２ビット領域とからなり、前記符号化ビット列のうち、ｋ×Ｎ個の符号化ビットをそれぞれｋ個のビットで構成されたＮ個のシンボルに変調する高次数変調器(high-order modulator)とを含む符号分割多元接続(Code Division Multiple Access；ＣＤＭＡ)移動通信システムでの前記ｋ×Ｎ個の符号化ビットを再伝送する方法において、
前記ｋ×Ｎ個の符号化ビットを再伝送要求ときごとに所定のビット数だけ循環シフトさせるステップと、
前記循環シフトされたｋ×Ｎ個の符号化ビットを順次にｋ／２ビットずつ分割するステップと、
前記第１ビット領域及び前記第２ビット領域に前記分割された符号化ビットを交互に配置するステップと
を含むことを特徴とする方法。
前記再伝送要求が偶数番目の伝送要求であれば、前記循環シフトのための前記所定のビット数は０であることを特徴とする請求項１記載の方法。
前記再伝送要求が奇数番目の伝送要求であれば、前記循環シフトのための前記所定のビット数はｋ／２であることを特徴とする請求項１記載の方法。
前記再伝送要求が奇数番目の伝送要求であれば、前記循環シフトのための前記所定のビット数は１であることを特徴とする請求項１記載の方法。
データビット列を受信してエラー訂正ビットを含む符号化ビット列を発生する符号化器と、前記符号化ビット列を固定された信頼度パターンを有する各シンボルに順次にマッピングする高次数変調器とを含む符号分割多元接続(ＣＤＭＡ)移動通信システムの送信装置で前記符号化ビット列を再伝送する方法において、
再伝送要求のとき、前記再伝送する符号化ビット列を所定のビット数だけ循環シフトさせるステップと、
前記循環シフトされた符号化ビット列をビット単位で固定された信頼度パターンに順次にマッピングするステップと
を含むことを特徴とする方法。
前記循環シフトするステップは、
前記再伝送要求が奇数番目の再伝送要求であれば、前記再伝送する符号化ビット列を所定のビット数だけ循環シフトし、
前記再伝送要求が偶数番目の伝送要求であれば、前記再伝送する符号化ビット列を循環シフトさせることなく出力することを特徴とする請求項５記載の方法。
前記所定のビット数は、前記固定された信頼度パターンによって１シンボルに順次にマッピングされることができる総符号化ビットのハーフ(half)であることを特徴とする請求項６記載の方法。
前記所定のビット数は、１であることを特徴とする請求項６記載の方法。
データビット列を受信してエラー訂正ビットを含む符号化ビット列を発生する符号化器と、前記符号化ビット列をインターリービングし、前記インターリービングされた符号化ビット列を発生するインターリーバと、各シンボルは、信頼度が高い第１ビット領域と相対的に信頼度が低い第２ビット領域とからなり、前記符号化ビット列のうち、ｋ×Ｎ個の符号化ビットをそれぞれｋ個のビットで構成されたＮ個のシンボルに変調する２^ｋ-ａｒｙ変調器とを含む符号分割多元接続(ＣＤＭＡ)移動通信システムの送信装置において、
前記インターリーバと前記変調器との間に介在し、前記ｋ×Ｎ個の符号化ビットの再伝送要求のとき、前記ｋ×Ｎ個の符号化ビットのうち、先頭のｋ／２個の符号化ビットを前記ｋ×Ｎ個の符号化ビットの後部に配置するように循環シフトするシフターと、
前記循環シフトされたｋ×Ｎ個の符号化ビットを順次にｋ／２ビットずつ分割し、それぞれｋ個のビットで構成されたＮ個のシンボルを有する第１ビット領域及び第２ビット領域に前記分割された符号化ビットを交互に配置する前記２^ｋ-ａｒｙ変調器と
を含むことを特徴とする送信装置。
前記再伝送要求が偶数番目の再伝送要求であれば、前記符号化ビットを遅延なく出力することを特徴とする請求項９記載の送信装置。
データビット列を受信してエラー訂正ビットを含む符号化ビット列を発生する符号化器と、前記符号化ビット列を固定された信頼度パターンを有する各シンボルに順次にマッピングする高次数変調器とを含む符号分割多元接続(ＣＤＭＡ)移動通信システムの送信装置において、
再伝送要求のとき、前記再伝送要求回数による前記符号化ビット列を変化するように予め定められた循環シフトパターンによって前記再伝送する符号化ビット列の循環シフトを制御するバッファ制御器と、
前記再伝送する符号化ビット列を貯蔵し、前記バッファ制御器から予め決定された循環シフトパターンによって前記再伝送する符号化ビット列を所定のビット数だけ循環シフトさせるシフターと、
前記循環シフトされた前記再伝送する符号化ビット列をビット単位で固定された信頼度パターンに順次にマッピングする変調器と
を含むことを特徴とする送信装置。
前記循環シフトパターンは、
前記再伝送要求が奇数番目の再伝送要求であれば、前記再伝送する符号化ビット列を前記所定のビット数だけ循環シフトし、
前記再伝送要求が偶数番目の再伝送要求であれば、前記再伝送する符号化ビット列を循環シフトすることなく出力することを特徴とする請求項１１記載の送信装置。
前記所定のビット数は、前記固定された信頼度パターンによって１シンボルに順次にマッピングされることができる総符号化ビット数のハーフ(half)であることを特徴とする請求項１２記載の送信装置。
前記所定のビット数は、１であることを特徴とする請求項１２記載の送信装置。
信頼度が高い第１ビット領域と相対的に信頼度が低い第２ビット領域とからなる少なくとも３ビットで構成されるビット列が１シンボルで示されるデータを符号分割多元接続移動通信システムの受信装置で受信する方法において、
再伝送のとき、前記第１ビット領域に位置する符号化ビットと前記第２ビット領域に位置する符号化ビットとを復調して１つの符号化ビット列を出力するステップと、
前記復調された符号化ビット列を所定のビット数だけ循環シフトして前記復調された符号化ビット列を再配列するステップと、
前記再配列された符号化ビット列を構成する符号化ビットを初期伝送及び以前の再伝送による符号化ビット列を構成する符号化ビットとコンバイニングするステップと、
前記コンバイニングされた符号化ビットによって復号された情報ビットにエラーが発生したか否かによって前記再伝送要求を伝送するステップと
を含むことを特徴とする方法。
前記循環シフト及び再配列するステップは、前記再伝送要求が奇数番目の再伝送要求であれば、前記再伝送する符号化ビット列を所定のビット数だけ循環シフトし、前記再伝送要求が偶数番目の伝送要求であれば、前記再伝送する符号化ビット列を循環シフトさせることなく出力することを特徴とする請求項１５記載の方法。
前記所定のビット数は、前記１シンボルに順次にマッピングされることができる総符号化ビット数のハーフ(half)であることを特徴とする請求項１６記載の方法。
前記所定のビット数は、１であることを特徴とする請求項１６記載の方法。
信頼度が高い第１ビット領域と相対的に信頼度が低い第２ビット領域とからなる少なくとも３ビットで構成されるビット列が１シンボルで示されるデータを受信する符号分割多元接続(ＣＤＭＡ)移動通信システムの受信装置において、
前記受信されたデータを復調して１つの符号化ビット列を出力する復調器と、
再伝送のとき、前記再伝送要求回数による前記符号化ビット列を変化するように予め定められた循環シフトパターンによって前記復調された符号化ビット列の循環シフトを制御するバッファ制御器と、
前記復調された符号化ビット列を貯蔵し、前記バッファ制御器からの予め決定された循環シフトパターンによって前記復調された符号化ビット列を所定のビット数だけの循環シフトを通じて再配列する再配列器と
を含むことを特徴とする受信装置。
前記バッファ制御器は、
前記再伝送要求が奇数番目の再伝送要求であれば、再伝送する前記符号化ビット列を所定のビット数だけ循環シフトし、前記再伝送要求が偶数番目の再伝送要求であれば、再伝送する前記符号化ビット列を循環シフトさせることなく出力することを請求項１９記載の受信装置。
前記所定のビット数は、固定された信頼度パターンによって１シンボルに順次にマッピングされることができる総符号化ビット数のハーフ(half)であることを特徴とする請求項２０記載の受信装置。
前記所定のビット数は、１であることを特徴とする請求項２０記載の受信装置。