專利名稱：無線通信裝置和糾錯編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信裝置和糾錯編碼方法。
背景技術(shù)：
在移動通信中，提出了卷積碼作為糾錯碼。另外，為了進一步提高卷積碼的差錯率 特性，提出了將尾部比特(flash bit)附加到信息比特串而進行編碼(參照專利文獻1)。 所謂尾部比特是指，用于將接收機側(cè)的維特比解碼器的移位寄存器的狀態(tài)(state)終止為 全“0”而附加的比特。專利文獻1 特開昭63-272139號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明需要解決的問題然而，若將尾部比特適用于比特數(shù)較少的數(shù)據(jù)、例如50比特左右的數(shù)據(jù)長度較短 的數(shù)據(jù)，則存在通過適用尾部比特，Eb/No特性的差錯率特性反而劣化的問題。這是因為， 例如，若將8比特的尾部比特附加到50比特的信息比特串，則Eb/No特性僅劣化0. 6dB = IOlog (50/ (50+8))，相對于此，通過附加尾部比特的Eb/No特性的增益低于0. 6dB。這樣，若 將尾部比特附加到數(shù)據(jù)長度較短的數(shù)據(jù)而進行卷積編碼，則有時附加尾部比特所帶來的差 錯率特性的提高程度，低于附加尾部比特所造成的差錯率特性的劣化程度。另外，由于控制信道的數(shù)據(jù)(控制數(shù)據(jù))的比特數(shù)通常較少，所以適用尾部比特所 造成的差錯率特性的劣化，在控制數(shù)據(jù)中更加顯著。本發(fā)明的目的在于，提供不使用尾部比特而能夠獲得與使用了尾部比特的情況相 同的差錯率特性的無線通信裝置和糾錯編碼方法。解決問題的方案本發(fā)明的無線通信裝置為在使用了維特比解碼的無線通信系統(tǒng)中使用的無線通 信裝置，該無線通信裝置所采用的結(jié)構(gòu)包括成塊單元，由比特串和附加到所述比特串的末 端的存在概率偏差比特構(gòu)成編碼塊以及編碼單元，對所述編碼塊使用移位寄存器進行糾 錯編碼。本發(fā)明的糾錯編碼方法為在使用了維特比解碼的無線通信系統(tǒng)中的糾錯編碼方 法，包括以下步驟由比特串和附加到所述比特串的末端的存在概率偏差比特構(gòu)成編碼塊； 以及對所述編碼塊使用移位寄存器進行糾錯編碼。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠不使用尾部比特而獲得與使用了尾部比特的情況相同的差錯率 特性。


圖1是表示本發(fā)明實施方式1的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示本發(fā)明實施方式1的編碼單元的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示本發(fā)明實施方式1的編碼塊(coding block)的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是本發(fā)明實施方式1的維特比解碼的格狀圖(trellis diagram)。圖5是本發(fā)明實施方式2的維特比解碼的格狀圖。圖6是表示本發(fā)明實施方式2的分支度量(branch metric)的相加值的圖。圖7是表示本發(fā)明實施方式2的路徑度量(path metric)的相加值的圖。圖8是表示本發(fā)明實施方式3的控制數(shù)據(jù)的圖。圖9是表示本發(fā)明實施方式3的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖10是表示本發(fā)明實施方式3的控制數(shù)據(jù)(重新排列后)的圖。圖11是表示本發(fā)明實施方式3的控制數(shù)據(jù)(附加填充比特后)的圖。圖12是表示本發(fā)明實施方式4的控制數(shù)據(jù)的圖。圖13是表示本發(fā)明實施方式4的控制數(shù)據(jù)(重新排列后)的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施方式。(實施方式1)在本實施方式中，說明在適用了 ARQ (Automatic Repeat Request 自動重發(fā)請求) 的無線通信系統(tǒng)中使用的無線通信裝置。也就是說，本實施方式的無線通信裝置對接收數(shù) 據(jù)進行CRC(Cyclic Redundancy Check 循環(huán)冗余校驗)，若是CRC = OK(無差錯)，則反饋 表示ACK (Acknowledgment 確認(rèn))的比特(ACK比特)，若是CRC = NG (有差錯)，則反饋表 示NACK(NegativeAcknowledgment 不予確認(rèn))的比特(NACK比特)。這樣，本實施方式的 無線通信裝置反饋表示接收數(shù)據(jù)的差錯檢測結(jié)果(有無接收數(shù)據(jù)的差錯)的比特。另外，在本實施方式中，說明在使用了維特比解碼的無線通信系統(tǒng)中使用的無線 通f曰裝直ο在圖1中示出本實施方式的無線通信裝置100的結(jié)構(gòu)。在無線通信裝置100中，無線接收單元102通過天線101接收數(shù)據(jù)，并對接收數(shù)據(jù) 進行下變頻、A/D變換等的接收處理。解調(diào)單元103對接收處理后的數(shù)據(jù)進行解調(diào)。解碼單元104對解調(diào)后的數(shù)據(jù)進行解碼。CRC單元105對解碼后的數(shù)據(jù)進行使用了 CRC的差錯檢測，在CRC = OK (無差錯) 時，將ACK比特輸出到成塊單元106，而在CRC = NG (有差錯)時，將NACK比特輸出到成塊 單元106。成塊單元106將表示CRC單元105中的差錯檢測結(jié)果的比特附加到控制數(shù)據(jù)(比 特串)而構(gòu)成編碼塊，并將其輸出到編碼單元107。因此，通過成塊單元106構(gòu)成的編碼塊 為控制信道的編碼塊。在后面敘述成塊單元106中的編碼塊結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。編碼單元107對編碼塊進行糾錯編碼。例如，編碼單元107由如圖2所示的使用 八個移位寄存器D的編碼率為1/3的卷積編碼器構(gòu)成。調(diào)制單元108對糾錯編碼后的數(shù)據(jù)進行調(diào)制。無線發(fā)送單元109對調(diào)制后的數(shù)據(jù)進行D/A變換、放大以及上變頻等發(fā)送處理，并
4從天線101發(fā)送。接著，說明成塊單元106中的編碼塊結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。在通常的移動通信系統(tǒng)中，接收數(shù)據(jù)的塊差錯率被設(shè)定為 0.1%左右。因 此，在CRC單元105中按照99% 99. 9%的概率為CRC = OK (無差錯)，并且表示差錯檢測 結(jié)果的比特按照99% 99. 9%的概率為ACK比特。例如，在將ACK比特設(shè)為“0”、將NACK 比特設(shè)為“1”時，表示差錯檢測結(jié)果的比特按照99% 99. 9%的概率為“0”。在本發(fā)明中， 將這樣“0”或“1”的任一方以較高的概率出現(xiàn)的比特、即“0”和“1”的出現(xiàn)概率上存在較 大的偏差的比特稱為存在概率偏差比特。因此，在連續(xù)地反饋多個表示差錯檢測結(jié)果的比特時，“0”或“1”被連續(xù)地反饋的 可能性非常高。例如，在將ACK比特設(shè)為“0”、將NACK比特設(shè)為“1”時，“0”被連續(xù)地反饋
的可能性非常高。另外，在對表示差錯檢測結(jié)果進行重復(fù)(!^petition)處理時，“0”或“ 1”被連續(xù) 地反饋。例如，在將ACK比特設(shè)為“0”、將NACK比特設(shè)為“1”、將重復(fù)因子設(shè)為RF = 8時， 八個“0”被連續(xù)地反饋的可能性非常高。因此，在本實施方式中，代替以往的尾部比特而使用表示差錯檢測結(jié)果的比特。也就是說，例如如圖3所示，控制信道的編碼塊由50比特的信息比特構(gòu)成時，將8 比特的表示差錯檢測結(jié)果的比特附加到h b42的42比特的控制數(shù)據(jù)的末尾。如上所述， 表示差錯檢測結(jié)果的比特為存在概率偏差比特，所以在將ACK比特設(shè)為“0”、將NACK比特設(shè) 為“1”時，這些8比特都是“0”的可能性較高。這樣，成塊單元106通過控制數(shù)據(jù)的比特串 和附加到該比特串的末尾的存在概率偏差比特，構(gòu)成編碼塊。這里，如上所述，以往將不具有信息的8比特的尾部比特附加到50比特的信息比 特串，相對于此，在本實施方式中，在50比特的信息比特串中包含替代尾部比特的、8比特 的存在概率偏差比特。因此，根據(jù)本實施方式，不需要發(fā)送不具有信息的尾部比特，所以能 夠防止附加尾部比特所造成的Eb/No特性的劣化。也就是說，根據(jù)本實施方式，能夠不使用 尾部比特而獲得與使用了尾部比特的情況相同的差錯率特性。在接收側(cè)的無線通信裝置中，如下所述，將存在概率偏差比特視為以往的尾部比 特，對如上所述被進行了糾錯編碼的數(shù)據(jù)進行維特比解碼。也就是說，如圖4的格狀圖所示，在接收數(shù)據(jù)(編碼數(shù)據(jù))的開頭，移位寄存器 的狀態(tài)為全“0”。基于該狀態(tài)，根據(jù)接收數(shù)據(jù)，計算“0”和“1”的對數(shù)似然比(LLR =Log Likelihood Ratio)，并對每個分支(branch)求分支度量。每接收1比特的數(shù)據(jù)時，向右進 行分支度量的計算。然后，信息比特串(圖3)的最后的存在概率偏差比特的8比特都是ACK比特的可 能性較高，所以將這些8比特視作都為“0”的尾部比特，僅擴展使移位寄存器的狀態(tài)終止為 全“0”的分支。另外，在圖3所示的編碼塊中的存在概率偏差比特的數(shù)小于8比特時，也可以從編 碼塊的末端起依序配置存在概率偏差比特。此時，也能夠在維特比解碼的終止中，使移位寄 存器的狀態(tài)改變?yōu)楸?狀態(tài)少的狀態(tài)。(實施方式2)本實施方式的接收側(cè)的無線通信裝置，根據(jù)存在概率偏差比特的集中度，對于對數(shù)似然比進行加權(quán)。更具體而言，如圖5的格狀圖所示，存在概率偏差比特越集中(在圖5中，分支越 粗)，通過分支度量而相加越大的值。另外，連續(xù)地接收存在概率偏差比特的概率、即連續(xù)地 接收“0”的概率較高，其結(jié)果，移位寄存器的狀態(tài)越接近全“0”的狀態(tài)，通過路徑度量而相 加越大的值。更具體而言，如圖5和圖6所示，將0. 4與連接到全“0”的狀態(tài)的分支的分支度量 相加，將0. 2與全“0”的狀態(tài)的前一個分支的分支度量相加，并將0. 1與全“0”的狀態(tài)的前 一個分支緊前的一個分支的分支度量相加。另外，如圖5和圖7所示，在全“0”的狀態(tài)中，將4與路徑度量相加，在全“0”的狀 態(tài)的前一個狀態(tài)中，將2與路徑度量相加，在全“0”的狀態(tài)的前一個狀態(tài)緊前的一個狀態(tài) 中，將1與路徑度量相加。由此，存在概率偏差比特周圍部分的對數(shù)似然被計算得較大，所以能夠提高差錯 率特性。另外，也可以移位寄存器的狀態(tài)越接近全“0”的狀態(tài)，越使分支度量和路徑度量的 值階梯性或指數(shù)函數(shù)性地增大。由于通過對數(shù)似然比表示度量的值，所以階梯性或指數(shù)函 數(shù)性地增大分支度量和路徑度量的值，從而能夠比相加一定值更提高糾錯能力。(實施方式3)如圖8所示，本實施方式的控制數(shù)據(jù)(比特串)包括⑴ ⑶的控制信息⑴ 資源塊分配信息(RB assignment)、(2) CRC 信息/UE (User Equipment ；用戶終端)-ID 信 息(CRC/UE-ID)、(3) TPC(Transmission Power Control ；傳輸功率控制)信息(TPC for PUCCH)、(4)傳輸格式信息(Transport Format)、(5)HARQ(Hybrid Automatic reQuest ；混 合自動重傳請求)、(6)冗余版本(Redundancy Version)、(7)層數(shù)(Number of Layer)、以 及(8)預(yù)編碼信息(Pre-coding info.)。另外，在本實施方式中，與實施方式1相同，說明在使用了維特比解碼的無線通信 系統(tǒng)中使用的無線通信裝置。在圖9中示出本實施方式的無線通信裝置300的結(jié)構(gòu)。另外，在圖9中，對與圖 1(實施方式1)相同的結(jié)構(gòu)部分附加相同的標(biāo)號而省略說明。在無線通信裝置300中，重新排列單元301中輸入圖8所示的控制數(shù)據(jù)(比特串)。如圖10所示，重新排列單元301重新排列控制信息⑴ ⑶，以使⑷傳輸格式 信息排列在控制數(shù)據(jù)的最末端。成塊單元302根據(jù)重新排列后的控制數(shù)據(jù)(圖10)構(gòu)成編碼塊，并將其輸出到編 碼單元107。因此，與實施方式1相同，通過成塊單元302構(gòu)成的編碼塊為控制信道的編碼 塊。這里，在控制信息⑴ ⑶中，存在數(shù)據(jù)大小為不定的信息。因此，在控制信息 的數(shù)據(jù)大小小于預(yù)先規(guī)定的一定的數(shù)據(jù)大小時，將填充比特“0”附加到該控制信息的末尾 而保持一定的數(shù)據(jù)大小。具體而言，例如，存在圖8和圖10所示的(4)傳輸格式信息為10比特的情況和5 比特的情況。因此，在傳輸格式信息為5比特時，如圖11所示，在該傳輸格式信息的末尾被 附加5比特的填充比特“0”。
另外，傳輸格式信息成為10比特是在多碼字(multiple code word)傳輸時，而傳 輸格式信息成為5比特是在單碼字(single code word)傳輸時。通過⑶預(yù)編碼信息表 示是單碼字傳輸還是多碼字傳輸。每1碼字需要5比特，所以在單碼字傳輸時，將5比特的 填充比特附加到5比特的傳輸格式信息的末尾。也就是說，在5比特的傳輸格式信息之后， 5比特的“0”被連續(xù)地發(fā)送。因此，在本實施方式中，使用填充比特代替以往的尾部比特。也就是說，如圖10所示，重新排列單元301重新排列控制信息⑴ (8)，以使(4) 傳輸格式信息排列在控制數(shù)據(jù)的最末端。由此，如圖11所示，填充比特、即多個連續(xù)的比特 “0”位于控制數(shù)據(jù)的最末端。與實施方式1的存在概率偏差比特相同，這些填充比特替代尾部比特，所以在接 收側(cè)的無線通信裝置中，與實施方式1相同，能夠?qū)⑻畛浔忍匾暈橐酝奈膊勘忍囟M行 維特比解碼。因此，根據(jù)本實施方式，與實施方式1相同，不需要發(fā)送不具有信息的尾部比 特，所以能夠防止附加尾部比特所造成的Eb/No特性的劣化。也就是說，根據(jù)本實施方式， 與實施方式1相同，不使用尾部比特而能夠獲得與使用了尾部比特的情況相同的差錯率特 性。另外，在圖4所示的進行維特比解碼的無線通信系統(tǒng)中，也可以在填充比特的數(shù) 小于8比特時，從碼字的末端起依序配置填充比特。此時，也能夠在維特比解碼的終止中， 使移位寄存器的狀態(tài)改變?yōu)楸?狀態(tài)少的狀態(tài)。(實施方式4)如圖12所示，本實施方式的控制數(shù)據(jù)(比特串)由表示使用頻帶整體的信道的 質(zhì)量信息的4比特的寬帶CQI (Wide-Band Channel Quality Indicator ；寬帶信道質(zhì)量指 示符)、以及表示窄帶的信道的質(zhì)量信息的2比特的子帶CQI (Sub-Band Channel Quality Indicator ；子帶信道質(zhì)量指示符)構(gòu)成。另外，在本實施方式中，與實施方式1相同，說明在使用了維特比解碼的無線通信 系統(tǒng)中使用的無線通信裝置。在控制數(shù)據(jù)(比特串)采用如圖12所示的結(jié)構(gòu)時，有時不進行一部分的子帶CQI 的發(fā)送，而填充比特“0”被填充在該無發(fā)送部分。在圖12中，表示不進行子帶CQI#1 #11 中的、子帶CQI#5和#9的發(fā)送的情況。然后，在本實施方式中，圖12所示的控制數(shù)據(jù)(比特串)被輸入到重新排列單元 301 (圖9)。因此，如圖13所示，重新排列單元301重新排列子帶CQI#1 #11，以使子帶 CQI#5和#9排列在控制數(shù)據(jù)的最末端。由此，如圖13所示，填充比特、即多個連續(xù)的比特 “0”位于控制數(shù)據(jù)的最末端。成塊單元302 (圖9)根據(jù)重新排列后的控制數(shù)據(jù)(圖13)構(gòu)成編碼塊，并將其輸 出到編碼單元107 (圖9)。因此，與實施方式1相同，通過成塊單元302構(gòu)成的編碼塊為控 制信道的編碼塊。這里，與實施方式1的存在概率偏差比特相同，這些填充比特替代尾部比特，所以 在接收側(cè)的無線通信裝置中，與實施方式1相同，能夠?qū)⑻畛浔忍匾暈橐酝奈膊勘忍囟?進行維特比解碼。因此，根據(jù)本實施方式，與實施方式1相同，不需要發(fā)送不具有信息的尾 部比特，所以能夠防止附加尾部比特所造成的Eb/No特性的劣化。也就是說，根據(jù)本實施方式，與實施方式1相同，不使用尾部比特而能夠獲得與使用了尾部比特的情況相同的差錯 率特性。另外，在圖4所示的進行維特比解碼的無線通信系統(tǒng)中，也可以在填充比特的數(shù) 小于8比特時，從子帶CQI的末端起依序配置填充比特。此時，也能夠在維特比解碼的終止 中，使移位寄存器的狀態(tài)改變?yōu)楸?狀態(tài)少的狀態(tài)。以上，說明了本發(fā)明的實施方式。另外，在移動通信系統(tǒng)中，上述無線通信裝置是無線通信基站裝置或無線通信移 動臺裝置。在無線通信裝置100和300(圖1和圖9)是無線通信基站裝置時，進行維特比 解碼(圖4和圖5)的無線通信裝置是無線通信移動臺裝置。另外，在無線通信裝置100和 300(圖1和圖9)是無線通信移動臺裝置時，進行維特比解碼(圖4和圖5)的無線通信裝 置是無線通信基站裝置。另外，也可以在發(fā)送側(cè)的無線通信裝置中，對編碼數(shù)據(jù)進行交織，并在接收側(cè)的無 線通信裝置中，對接收數(shù)據(jù)進行解交織。另外，上述說明中使用的卷積碼是使用了移位寄存器的糾錯碼的一個例子，在本 發(fā)明中，使用了移位寄存器的糾錯碼并不限定于卷積碼。例如，也可以將本發(fā)明適用于特播 碼。另外，表示差錯檢測結(jié)果的比特是存在概率偏差比特的一個例子，在本發(fā)明中，存 在概率偏差比特并不限定于表示差錯檢測結(jié)果的比特。另外，差錯檢測的方法不限于CRC。另外，雖然在此以通過硬件來實現(xiàn)本發(fā)明的情形為例進行了說明，但是本發(fā)明還 可以通過軟件來實現(xiàn)。另外，用于上述實施方式的說明中的各功能塊通常作為集成電路即LSI來實現(xiàn)。 這些功能塊既可以被單獨地集成為一個芯片，也可以將其一部分或全部集成為一個芯片。 雖然此處稱為LSI，但根據(jù)集成度的不同，也可以稱為IC、系統(tǒng)LSI、超大LSI (Super LSI)或 特大 LSI (Ultra LSI)。此外，在集成電路化的方法不局限于LSI，也可用專用電路或通用處理器實現(xiàn)。 也可以使用在LSI制造后可編程的FPGA(Field Programmable GateArray，現(xiàn)場可編程 門陣列)，或者可重構(gòu)LSI內(nèi)部的電路單元的連接和設(shè)定的可重構(gòu)處理器(Reconfigural Processor)0再者，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步或隨之派生的其他技術(shù)的出現(xiàn)，如果出現(xiàn)能夠替代 LSI的集成電路化的技術(shù)，當(dāng)然可利用該技術(shù)進行功能塊的集成化。還存在著適用生物技術(shù) 等的可能性。在2008年1月31日提交的特愿第2008-021474號和2008年2月8日提交的特 愿第2008-029370號的日本專利申請所包含的說明書、附圖和說明書摘要的公開內(nèi)容，全 部引用于本申請。工業(yè)實用性 本發(fā)明能夠適用于移動通信系統(tǒng)等。
權(quán)利要求
在使用了維特比解碼的無線通信系統(tǒng)中使用的無線通信裝置，包括成塊單元，由比特串和附加到所述比特串的末端的存在概率偏差比特構(gòu)成編碼塊以及編碼單元，對所述編碼塊使用移位寄存器進行糾錯編碼。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置， 所述編碼塊是控制信道的編碼塊。
3.如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，所述存在概率偏差比特是表示有無接收數(shù)據(jù)的差錯的比特。
4.如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，所述無線通信裝置是無線通信基站裝置或無線通信移動臺裝置。
5.在使用了維特比解碼的無線通信系統(tǒng)中的糾錯編碼方法，包括以下步驟 由比特串和附加到所述比特串的末端的存在概率偏差比特構(gòu)成編碼塊；以及 對所述編碼塊使用移位寄存器進行糾錯編碼。
全文摘要
公開了在糾錯編碼中，不使用尾部比特而能夠獲得與使用了尾部比特的情況相同的差錯率特性的無線通信裝置。在該裝置中，成塊單元(106)將表示CRC單元(105)中的差錯檢測結(jié)果的比特附加到控制數(shù)據(jù)(比特串)而構(gòu)成編碼塊，并將其輸出到編碼單元(107)，編碼單元(107)對編碼塊進行糾錯編碼。成塊單元(106)通過控制數(shù)據(jù)的比特串和附加到該比特串的末尾的存在概率偏差比特，構(gòu)成編碼塊。
文檔編號H03M13/41GK101933236SQ20098010343
公開日2010年12月29日 申請日期2009年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者三好憲一, 中尾正悟, 亞歷山大·戈里奇克埃德勒馮艾爾布沃特, 今村大地, 小早川雄一, 栗謙一, 齊藤佳子 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社