用于高效地生成多个提升式低密度奇偶校验（LDPC）码的方法和装置与流程
本申请要求于2016年5月11日提交的美国临时专利申请s/n.62/334,977、以及于2017年5月10日提交的美国专利申请no.15/591,625的权益和优先权，这两篇申请通过援引出于所有适用目的被整体纳入于此。
公开领域
本公开的某些方面一般涉及无线通信和二进制数据中检错和/或纠错，尤其涉及用于高效地生成多个提升式低密度奇偶校验(ldpc)码的方法和装置。
相关技术描述
无线通信系统被广泛部署以提供诸如语音、视频、数据、消息接发、广播等各种类型的通信内容。这些系统可通过共享可用系统资源(例如，带宽和发射功率)来利用能够支持与多个用户的通信的多址技术。此类多址系统的示例包括码分多址(cdma)系统、时分多址(tdma)系统、时分同步cdma(td-scdma)系统、频分多址(fdma)系统、单载波fdma(sc-fdma)系统、第三代伙伴项目(3gpp)长期演进(lte)系统、高级lte(lte-a)系统、以及正交频分多址(ofdma)系统。
这些多址技术已经在各种电信标准中被采纳以提供使不同的无线设备能够在城市、国家、地区、以及甚至全球级别上进行通信的共同协议。新兴电信标准的一示例为新无线电(nr)，例如5g无线电接入。nr是由3gpp颁布的lte移动标准的增强集。它被设计成通过改善频谱效率、降低成本、改善服务、利用新频谱、并且更好地与在下行链路(dl)和上行链路(ul)上使用具有循环前缀(cp)的ofdma的其他开放标准进行整合来更好地支持移动宽带因特网接入，以及支持波束成形、多输入多输出(mimo)天线技术和载波聚集。
一般而言，无线多址通信系统能同时支持多个无线节点的通信。每个节点经由前向和反向链路上的传输与一个或多个基站通信。前向链路(或下行链路)是指从基站至节点的通信链路，而反向链路(或上行链路)是指从节点至基站的通信链路。通信链路可经由单输入单输出、多输入单输出或多输入多输出(mimo)系统来建立。
在一些示例中，无线多址通信系统可包括数个bs，每个基站同时支持多个通信设备(也称为用户装备(ue))的通信。在lte或lte-a网络中，包含一个或多个bs的集合可定义演进型b节点(enb)。在其它示例中(例如，在下一代、nr、或5g网络中)，无线多址通信系统可包括数个分布式单元(du)(例如，边缘单元(eu)、边缘节点(en)、无线电头端(rh)、智能无线电头端(srh)、传输接收点(trp)等)与数个中央单元(cu)(例如，中央节点(cn)、接入节点控制器(anc)等)处于通信，其中包含与cu处于通信的一个或多个du的集合可定义接入节点(例如，bs、nrbs、5gbs、nb、enb、nrnb、5gnb、接入点(ap)、网络节点、gnb、trp等等)。bs、an或du可在下行链路信道(例如，用于来自bs或至ue的传输)和上行链路信道(例如，用于从ue至bs、au或du的传输)上与ue或ue集合通信。
在现代信息时代，二进制值(例如，1和0)被用来表示和传达各种类型的信息，诸如视频、音频、统计信息等。遗憾的是，在二进制数据的存储、传输和/或处理期间，差错可能被无意地引入；例如，“1”可能被改变成“0”，或者反之。
一般而言，在数据传输的情形中，接收机在存在噪声或失真的情况下观察每个收到比特，并且只获得对该比特的值的指示。在这些境况下，所观察的值被解读为“软”比特的源。软比特指示对该比特的值的优选估计(例如，1或0)连同对该估计的可靠性的某种指示。虽然差错数量可能相对较低，但是即使少量差错或失真程度也可导致数据不可用或在传输差错的情形中可能使得必须重传数据。为了提供检查差错并且在一些情形中纠正差错的机制，可对二进制数据进行编码以引入精心设计的冗余度。对数据单元的编码产生通常所称的码字。由于其冗余度，码字通常将包括比从其产生该码字的输入数据单元更多的比特。
冗余比特由编码器添加至所传送的比特流以创建码字。当由所传送的码字产生的信号被接收或处理时，该信号中观察到的码字中所包括的冗余信息可被用于标识和/或纠正收到信号中的差错或从收到信号中移除失真，以便恢复原始数据单元。此类检错和/或纠错可被实现为解码过程的一部分。在不存在差错的情况下或者在可纠正差错或失真的情形中，解码可被用来从正被处理的源数据中恢复被编码的原始数据单元。在不可恢复的差错的情形中，解码过程可产生原始数据无法被完全恢复的某种指示。对解码失败的此类指示可发起数据的重传。随着对光纤线在数据通信中的使用以及可从/向数据存储设备(例如，盘驱动器、磁带等)读取/存储数据的速率的增大，存在对数据存储和传输容量的高效使用以及对以高速率来编码和解码数据的能力的日益增长的需要。
虽然编码效率和高数据率是重要的，但是对于实际上供在广范围的设备(例如，消费者设备)中使用的编码和/或解码系统而言，同样重要的是编码器和/或解码器可以合理成本实现。
通信系统通常需要以若干不同速率操作。低密度奇偶校验(ldpc)码是用于以不同速率提供编码和解码的简单实现的一种选择。例如，可通过对较低速率的ldpc码进行穿孔来生成较高速率的ldpc码。
随着对移动宽带接入的需求的持续增长，存在对nr技术中的进一步改进的需要。优选地，这些改进应当适用于其他多址技术以及采用这些技术的电信标准。改进的一个领域是适用于nr的编码/解码领域。例如，期望用于nr的高性能ldpc码的技术。
简要概述
本公开的系统、方法和设备各自具有若干方面，其中并非仅靠任何单一方面来负责其期望属性。在不限定如所附权利要求所表述的本公开的范围的情况下，现在将简要地讨论一些特征。在考虑本讨论后，并且尤其是在阅读题为“详细描述”的章节之后，将理解本公开的特征是如何提供包括无线网络中的接入点与站之间的改进通信在内的优点的。
本公开的某些方面一般涉及用于高效地生成多个提升式低密度奇偶校验(ldpc)码的方法和装置。
本公开的某些方面提供了一种可由传送方设备执行的用于无线通信的方法。该方法通常包括选择用于生成具有第一提升大小值z的第一提升式ldpc码的一个或多个整数提升值，第一提升式ldpc码包括由具有第一数目的基变量节点和第二数目的基校验节点的基矩阵定义的基ldpc码的z个副本，其中该第一提升大小值是从提升大小值的范围中选择的，以及其中所选的一个或多个整数提升值大于提升大小值范围的最大提升大小值；基于涉及第二提升大小值和用于生成第一提升式ldpc码的所选的一个或多个整数提升值的运算，来确定用于生成具有第二提升大小值的至少第二提升式ldpc码的一个或多个整数提升值；基于第二提升式ldpc来编码信息比特集合以产生码字；以及传送码字。
本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的装备，诸如传送方设备。该装备通常包括用于选择用于生成具有第一提升大小值z的第一提升式ldpc码的一个或多个整数提升值的装置，第一提升式ldpc码包括由具有第一数目的基变量节点和第二数目的基校验节点的基矩阵定义的基ldpc码的z个副本，其中该第一提升大小值是从提升大小值的范围中选择的，以及其中所选的一个或多个整数提升值大于提升大小值范围的最大提升大小值；用于基于涉及第二提升大小值和用于生成第一提升式ldpc码的所选的一个或多个整数提升值的运算，来确定用于生成具有第二提升大小值的至少第二提升式ldpc码的一个或多个整数提升值的装置；用于基于第二提升式ldpc来编码信息比特集合以产生码字的装置；以及用于传送码字的装置。
本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的装置，诸如无线设备。该装置通常包括与存储器耦合的至少一个处理器，该处理器被配置为选择用于生成具有第一提升大小值z的第一提升式ldpc码的一个或多个整数提升值，第一提升式ldpc码包括由具有第一数目的基变量节点和第二数目的基校验节点的基矩阵定义的基ldpc码的z个副本，其中该第一提升大小值是从提升大小值的范围中选择的，以及其中所选的一个或多个整数提升值大于提升大小值范围的最大提升大小值；基于涉及第二提升大小值和用于生成第一提升式ldpc码的所选的一个或多个整数提升值的运算，来确定用于生成具有第二提升大小值的至少第二提升式ldpc码的一个或多个整数提升值；基于第二提升式ldpc来编码信息比特集合以产生码字。该装置还包括被配置成传送码字的发射机。
本公开的某些方面提供了一种其上存储有计算机可执行代码的计算机可读介质。该代码通常包括用于选择用于生成具有第一提升大小值z的第一提升式ldpc码的一个或多个整数提升值的代码，第一提升式ldpc码包括由具有第一数目的基变量节点和第二数目的基校验节点的基矩阵定义的基ldpc码的z个副本，其中该第一提升大小值是从提升大小值的范围中选择的，以及其中所选的一个或多个整数提升值大于提升大小值范围的最大提升大小值；用于基于涉及第二提升大小值和用于生成第一提升式ldpc码的所选的一个或多个整数提升值的运算，来确定用于生成具有第二提升大小值的至少第二提升式ldpc码的一个或多个整数提升值的代码；用于基于第二提升式ldpc来编码信息比特集合以产生码字的代码；以及用于传送码字的代码。
在结合附图研读了下文对本公开的具体示例性方面的描述之后，本公开的其他方面、特征和实施例对于本领域普通技术人员将是明了的。尽管本公开的特征在以下可能是关于某些方面和附图来讨论的，但本公开的所有方面可包括本文所讨论的有利特征中的一个或多个。换言之，尽管可能讨论了一个或多个方面具有某些有利特征，但也可以根据本文讨论的本公开的各个方面使用此类特征中的一个或多个特征。以类似方式，尽管示例性方面在下文可能是作为设备、系统或方法实施例进行讨论的，但是应当领会，此类示例性实施例可以在各种设备、系统、和方法中实现。
附图简述
为了能详细理解本公开的以上陈述的特征所用的方式，可参照各方面来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中解说。然而，附图仅解说了本公开的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为本描述可允许有其他等同有效的方面。
图1是解说根据本公开的某些方面的示例无线通信网络的框图。
图2是解说根据本公开的某些方面的分布式无线电接入网(ran)的示例逻辑架构的框图。
图3是解说根据本公开的某些方面的分布式ran的示例物理架构的示图。
图4是解说根据本公开的某些方面的示例基站(bs)和用户装备(ue)的设计的框图。
图5是示出根据本公开的某些方面的用于实现通信协议栈的示例的示图。
图6解说了根据本公开的某些方面的下行链路(dl)中心式子帧的示例。
图7解说了根据本公开的某些方面的上行链路(ul)中心式子帧的示例。
图8是根据本公开的某些方面的示例性低密度奇偶校验(ldpc)码的图形表示。
图8a是根据本公开的某些方面的图8的示例ldpc码的矩阵表示。
图9是根据本公开的某些方面的图8的ldpc码的提升的图形表示。
图10是用于准循环802.11ldpc码的矩阵的整数表示。
图11是解说根据本公开的某些方面的示例编码器的简化框图。
图12是解说根据本公开的某些方面的示例解码器的简化框图。
图13是解说根据本公开的某些方面的用于由传送方设备基于用于无线通信的增强型穿孔和ldpc码结构来编码信息的示例操作的流程图。
图14是根据本公开的某些方面的用于ldpc码结构的示例奇偶校验矩阵(pcm)的表示。
为了促进理解，在可能之处使用了相同的附图标记来指定各附图共有的相同要素。构想了一个实施例中所公开的要素可有益地用在其他实施例而无需具体引述。
详细描述
本公开的各方面提供了用于新无线电(nr)接入技术(例如，5g无线电接入)的编码(和/或解码)的装置、方法、处理系统、和计算机程序产品。nr可指代被配置为根据新空中接口或固定传输层操作的无线电。nr可包括支持以宽带宽(例如，80mhz及以上)为目标的增强型移动宽带(embb)服务、以高载波频率(例如，60ghz)为目标的毫米波(mmw)服务、以非向后兼容mtc技术为目标的大规模机器类型通信(mmtc)服务、和/或以超可靠低等待时间通信(urllc)服务为目标的任务关键型服务。这些服务可包括等待时间和可靠性要求。nr可以使用低密度奇偶校验(ldpc)编码和/或极化码。
本公开的各方面提供了用于高效地生成多个提升式ldpc码的技术和装置。ldpc码可基于提升大小和涉及整数提升值的运算(例如，模运算)来生成。对于提升式，整数提升值可远大于针对提升式ldpc码的范围的最大提升大小。例如，可以选择值的集合，使得模运算的结果总是非零。因此，可以仅存储所选整数，并且可以使用模运算中的所选整数来生成提升范围内任何提升大小的提升式ldpc码。
以下参照附图更全面地描述本公开的各种方面。然而，本公开可用许多不同形式来实施并且不应解释为被限于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。相反，提供这些方面是为了使得本公开将是透彻和完整的，并且其将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。基于本文中的教导，本领域技术人员应领会，本公开的范围旨在覆盖本文中所披露的本公开的任何方面，不论其是与本公开的任何其他方面相独立地实现还是组合地实现的。例如，可使用本文所阐述的任何数目的方面来实现装置或实践方法。另外，本公开的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本公开的各种方面的补充或者另外的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的此类装置或方法。应当理解，本文中所披露的本公开的任何方面可由权利要求的一个或多个元素来实施。措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例、或解说”。本文中描述为“示例性”的任何方面不必被解释为优于或胜过其他方面。
尽管本文描述了特定方面，但这些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之内。尽管提到了优选方面的一些益处和优点，但本公开的范围并非旨在被限于特定益处、用途或目标。确切而言，本公开的各方面旨在宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网络、和传输协议，其中一些藉由示例在附图和以下对优选方面的描述中解说。详细描述和附图仅仅解说本公开而非限定本公开，本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定义。
本文中描述的技术可被用于各种无线通信网络，诸如码分多址(cdma)网络、时分多址(tdma)网络、频分多址(fdma)网络、正交fdma(ofdma)网络、单载波fdma(sc-fdma)网络等。术语“网络”和“系统”常被可互换地使用。cdma网络可实现诸如通用地面无线电接入(utra)、cdma2000等无线电技术。utra包括宽带-cdma(w-cdma)和低码片率(lcr)。cdma2000涵盖is2000、is-95和is-856标准。tdma网络可实现诸如全球移动通信系统(gsm)之类的无线电技术。ofdma网络可以实现诸如演进utra(e-utra)、ieee802.11、ieee802.16、ieee802.20、flash-ofdm之类的无线电技术等。utra、e-utra和gsm是通用移动电信系统(umts)的一部分。3gpplte和高级lte(lte-a)是使用e-utra的umts版本。utra、e-utra、umts、lte、lte-a以及gsm在来自名为“第三代伙伴项目”(3gpp)的组织的文献中描述。cdma2000在来自名为“第三代伙伴项目2”(3gpp2)的组织的文献中描述。这些通信网络仅仅作为其中可应用本公开中描述的技术的网络的示例来列出；然而，本公开不限于上述通信网络。出于清楚起见，注意到，虽然各方面在本文可使用通常与3g和/或4g无线技术相关联的术语来描述，但本公开的各方面可以在基于其它代的通信系统(诸如包括5g和后代的新无线电(nr)技术)中应用。
示例无线通信系统
图1解说了其中可执行本公开的各方面的示例无线通信网络100。例如，传送方设备(诸如，用户装备(ue)120或基站(bs)110)可以获得要用于生成多个提升式低密度奇偶校验(ldpc)码的整数值，多个提升式ldpc码包括由具有第一数目的基变量节点和第二数目的基校验节点的基矩阵定义的基ldpc码的z个副本，其中提升大小z的值是从提升大小值的范围中选择的，并且该整数值大于z值的范围的最大提升大小值。随后，传送方设备可基于涉及z和该整数值的运算生成提升式ldpc码。该传送方基于所生成的ldpc码对信息比特集合进行编码以产生码字，并且随后传送该码字。
如图1中所解说的，无线通信网络100可包括数个bs110和其他网络实体。bs可以是与ue通信的站。每个bs110可为特定地理区域提供通信覆盖。在3gpp中，术语“蜂窝小区”可指代b节点的覆盖区域和/或服务该覆盖区域的b节点子系统，这取决于使用该术语的上下文。在nr系统中，术语“蜂窝小区”和gnb、b节点、5gnb、ap、nrbs、nrbs、trp等可以是可互换的。在一些示例中，蜂窝小区可以不必是驻定的，并且蜂窝小区的地理区域可根据移动bs的位置而移动。在一些示例中，bs可通过各种类型的回程接口(诸如直接物理连接、虚拟网络、或使用任何合适的传输网络的类似物)来彼此互连和/或互连至无线通信网络100中的一个或多个其他bs或网络节点(未示出)。
一般而言，在给定的地理区域中可部署任何数目的无线网络。每个无线网络可支持特定无线电接入技术(rat)，并且可在一个或多个频率上工作。rat也可被称为无线电技术、空中接口等。频率也可被称为载波、频道等。每个频率可在给定地理区域中支持单个rat以避免不同rat的无线网络之间的干扰。在一些情形中，可部署nr或5grat网络。
bs可提供对宏蜂窝小区、微微蜂窝小区、毫微微蜂窝小区、和/或其他类型的蜂窝小区的通信覆盖。宏蜂窝小区可覆盖相对较大的地理区域(例如，半径为数千米)，并且可允许无约束地由具有服务订阅的ue接入。微微蜂窝小区可覆盖相对较小的地理区域，并且可允许无约束地由具有服务订阅的ue接入。毫微微蜂窝小区可覆盖相对较小的地理区域(例如，住宅)且可允许有约束地由与该毫微微蜂窝小区有关联的ue(例如，封闭订户群(csg)中的ue、住宅中用户的ue等)接入。用于宏蜂窝小区的bs可被称为宏bs。用于微微蜂窝小区的bs可被称为微微bs。用于毫微微蜂窝小区的bs可被称为毫微微bs或家用bs。在图1中所示的示例中，bs110a、bs110b和bs110c可以分别是用于宏蜂窝小区102a、宏蜂窝小区102b和宏蜂窝小区102c的宏bs。bs可支持一个或多个(例如，三个)蜂窝小区。
无线通信网络100还可包括中继站。中继站是从上游站(例如，bs110或ue120)接收数据和/或其他信息的传输并向下游站(例如，ue120或bs110)发送该数据和/或其他信息的传输的站。中继站还可以是为其他ue中继传输的ue。在图1中所示出的示例中，中继站110r可与bs110a和ue120r通信以促成bs110a与ue120r之间的通信。中继站也可被称为中继、中继enb等。
无线通信网络100可以是包括不同类型的bs(例如，宏bs、微微bs、毫微微bs、中继等)的异构网络。这些不同类型的bs可能具有不同的发射功率电平、不同的覆盖区域、以及对无线通信网络100中的干扰的不同影响。例如，宏bs可具有高发射功率电平(例如，20瓦)，而微微bs、毫微微bs和中继可具有较低的发射功率电平(例如，1瓦)。
无线通信网络100可支持同步或异步操作。对于同步操作，各bs可以具有相似的帧定时，并且来自不同bs的传输可以在时间上大致对齐。对于异步操作，各bs可以具有不同的帧定时，并且来自不同bs的传输可能在时间上并不对齐。本文中所描述的技术可用于同步和异步操作两者。
网络控制器130可耦合到bs集合并提供对这些bs的协调和控制。网络控制器130可以经由回程与各bs110通信。bs110还可例如经由无线或有线回程直接或间接地彼此进行通信。
ue120(例如，ue120a、ue120b等)可分散遍及无线通信网络100，并且每个ue可以是驻定或移动的。ue也可被称为移动站、终端、接入终端、订户单元、站、客户端装备(cpe)、蜂窝电话、智能电话、个人数字助理(pda)、无线调制解调器、无线通信设备、手持式设备、膝上型计算机、无绳电话、无线本地环(wll)站、平板设备、相机、游戏设备、上网本、智能本、超级本、医疗设备或医疗装备、生物测定传感器/设备、可穿戴设备(诸如智能手表、智能服装、智能眼镜、智能腕带、智能珠宝(例如，智能戒指、智能项链等))、娱乐设备(例如，音乐设备、视频设备、卫星无线电等)、车辆组件或传感器、智能计量仪/传感器、工业制造装备、全球定位系统设备、或者被配置成经由无线或有线介质进行通信的任何其他合适的设备。一些ue可被认为是演进型或机器类型通信(mtc)设备或演进型mtc(emtc)设备。mtc和emtcue例如包括机器人、无人机、远程设备、传感器、仪表、监视器、位置标签等，其可与bs、另一设备(例如，远程设备)或某一其它实体通信。无线节点可例如经由有线或无线通信链路来为网络(例如，广域网，诸如因特网或蜂窝网络)提供连通性或提供至该网络的连通性。一些ue可被认为是物联网(iot)设备。
在图1中，带有双箭头的实线指示ue与服务bs之间的期望传输，服务bs是被指定在下行链路和/或上行链路上服务该ue的bs。带有双箭头的细虚线指示ue与bs之间的干扰传输。
某些无线网络(例如，lte)可以在下行链路上利用正交频分复用(ofdm)并在上行链路上利用单载波频分复用(sc-fdm)。ofdm和sc-fdm将系统带宽划分成多个(k个)正交副载波，这些副载波也常被称为频调、频槽等。每个副载波可用数据来调制。一般而言，调制码元在ofdm下是在频域中发送的，而在sc-fdm下是在时域中发送的。毗邻副载波之间的间距可以是固定的，且副载波的总数(k)可取决于系统带宽。例如，副载波的间距可以是15khz，而最小资源分配(称为“资源块”(rb))可以是12个副载波(即180khz)。因此，对于1.25mhz、2.5mhz、5mhz、10mhz或20mhz的系统带宽，标称快速傅立叶变换(fft)大小可以等于128、256、512、1024或2048。系统带宽还可被划分成子带。例如，子带可覆盖1.08mhz(6个rb)，并且对于1.25mhz、2.5mhz、5mhz、10mhz或20mhz的系统带宽，可分别有1、2、4、8或16个子带。
虽然本文描述的示例的各方面可与lte技术相关联，但是本公开的各方面可适用于其他无线通信系统(诸如nr)。
nr可在上行链路和下行链路上利用具有cp的ofdm并且包括对使用tdd的半双工操作的支持。可支持100mhz的单个分量载波带宽。nrrb可在0.1ms历时上跨越具有75khz的副载波带宽的12个副载波。每一无线电帧可包括具有10ms长度的50个子帧。因此，每一子帧可具有0.2ms的长度。每个子帧可指示用于数据传输的链路方向(即，下行链路或上行链路)并且用于每个子帧的链路方向可动态切换。每个子帧可包括dl/ul数据以及dl/ul控制数据。用于nr的ul和dl子帧可在以下参照图6和7更详细地描述。可支持波束成形并且可动态配置波束方向。还可支持具有预编码的mimo传输。dl中的mimo配置可支持至多达8个发射天线(具有至多达8个流的多层dl传输)和每ue至多达2个流。可支持每ue至多达2个流的多层传输。可使用至多达8个服务蜂窝小区来支持多个蜂窝小区的聚集。替换地，除了基于ofdm之外，nr还可支持不同的空中接口。
在一些示例中，可调度对空中接口的接入，其中调度实体(例如，bs110或ue120)在其服务区域或蜂窝小区内的一些或所有设备和装备之间分配用于通信的资源。在本公开内，如以下所进一步讨论的，调度实体可以负责调度、指派、重新配置、以及释放用于一个或多个下级实体的资源。即，对于被调度的通信而言，下级实体利用由调度实体分配的资源。bs不是可充当调度实体的仅有实体。即，在一些示例中，ue可用作调度实体，从而调度用于一个或多个下级实体(例如，一个或多个其他ue)的资源。在该示例中，该ue正充当调度实体，并且其它ue利用由该ue调度的资源来进行无线通信。ue可在对等(p2p)网络中和/或在网状网络中充当调度实体。在网状网络示例中，ue除了与调度实体通信之外还可任选地直接彼此通信。
因此，在具有对时频资源的经调度接入并且具有蜂窝配置、p2p配置和网状配置的无线通信网络中，调度实体和一个或多个下级实体可利用经调度的资源来通信。
nr无线电接入网(ran)可以包括一个或多个中央单元(cu)和分布式单元(du)。nrbs(例如，gnb、5gnb、nb、5gnb、trp、ap等)可对应于一个或多个bs。nr蜂窝小区可被配置为接入蜂窝小区(acell)或仅数据蜂窝小区(dcell)。dcell可以是用于载波聚集或双连通性、但不用于初始接入、蜂窝小区选择/重选、或切换的蜂窝小区。
图2解说了分布式ran200的示例逻辑架构，该ran200可在图1中解说的无线通信系统100中实现。5g接入节点(an)206可包括接入节点控制器(anc)202。anc202可以是分布式ran200的cu。至下一代核心网(ng-cn)204的回程接口可在anc202处终接。至相邻下一代接入节点(ng-an)的回程接口可在anc202处终接。anc202可包括一个或多个trp208。
trp208包括du。trp208可连接到一个anc(anc202)或者一个以上anc(未解说)。例如，对于ran共享、作为服务的无线电(raas)和因服务而异的and部署，trp可连接到一个以上anc202。trp208可包括一个或多个天线端口。trp208可被配置成个体地(例如，动态选择)或联合地(例如，联合传输)服务至ue(例如，ue120)的话务。
可使用分布式ran200的示例逻辑架构来解说去程(fronthaul)定义。该逻辑架构可支持跨不同部署类型的去程方案。例如，该逻辑架构可基于传送网络能力(例如，带宽、等待时间和/或抖动)。该逻辑架构可与lte共享特征和/或组件。ng-an210可以支持与nr的双连通性。ng-an210可共享用于lte和nr的共用去程。该逻辑架构可实现各trp208之间和之中的协作。例如，可在trp208内和/或经由anc202跨各trp预配置协作。可以不存在trp间接口。
用于分布式ran200的逻辑架构可包括分离逻辑功能的动态配置。如将参照图5更详细地描述的，可在du(例如，trp208)或cu(例如，anc202)处放置无线电资源控制(rrc)层、分组数据汇聚协议(pdcp)层、无线电链路控制(rlc)层、媒体接入控制(mac)层、以及物理(phy)层。
图3解说了根据本公开的各方面的分布式ran300的示例物理架构。如图3所示，分布式ran300包括集中式核心网络单元(c-cu)302、集中式ran单元(c-ru)304和du306。
c-cu302可以主存核心网络功能。c-cu302可被集中地部署。c-cu302功能性可被卸载(例如，至高级无线服务(aws))以力图处置峰值容量。c-ru304可以主存一个或多个anc功能。可任选地，c-ru304可在本地主存核心网功能。c-ru304可具有分布式部署。c-ru304可以位于网络边缘附近。du306可主存一个或多个trp(边缘节点(en)、边缘单元(eu)、无线电头端(rh)、智能无线电头端(srh)等)。du306可位于具有射频(rf)功能性的网络的边缘处。
图4解说了图1中解说的bs110和ue120的示例组件，其可被用来实现本公开的各方面以用于高性能、灵活和紧凑的ldpc编码。在图4中解说的bs110和ue120的组件中的一者或多者可被用来实践本公开的各方面。例如，ue120的(诸)天线452a-454r、(诸)解调器/调制器454a-454r、txmimo处理器466、接收处理器458、发射处理器464和/或控制器/处理器480、和/或bs110的(诸)天线434a-434t、(诸)解调器/调制器432a-434t、txmimo处理器430、发射处理器420、接收处理器438和/或控制器/处理器440可用于执行本文所描述和参照图13所解说的操作1300-1500、2400和2500。
对于受约束关联的情景，bs110可以是图1中的宏bs110c，并且ue120可以是ue120a。bs110也可以是某种其他类型的bs。bs110可装备有天线434a到434t，而ue120可装备有天线452a到452r。
在bs110处，发射处理器420可接收来自数据源412的数据和来自控制器/处理器440的控制信息。该控制信息可用于物理广播信道(pbch)、物理控制格式指示符信道(pcfich)、物理混合arq指示符信道(phich)、物理下行链路控制信道(pdcch)或其他控制信道或信号。该数据可用于物理下行链路共享信道(pdsch)或其他数据信道或信号。发射处理器420可处理(例如，编码和码元映射)数据和控制信息以分别获得数据码元和控制码元。例如，发射处理器420可使用以下更详细讨论的lpdc码设计对信息比特进行编码。发射处理器420还可生成参考码元(例如，用于主同步信号(pss)、副同步信号(sss)、以及因蜂窝小区而异的参考信号(crs))。发射(tx)多输入多输出(mimo)处理器430可在适用的情况下对数据码元、控制码元、和/或参考码元执行空间处理(例如，预编码)，并且可将输出码元流提供给调制器(mod)432a到432t。每个调制器432可处理各自的输出码元流(例如，针对ofdm等等)以获得输出采样流。每个调制器432可进一步处理(例如，转换至模拟、放大、滤波、及上变频)输出采样流以获得下行链路信号。来自调制器432a到432t的下行链路信号可以分别经由天线434a到434t被传送。
在ue120处，天线452a到452r可接收来自bs110的下行链路信号并可分别向解调器(demod)454a到454r提供收到信号。每个解调器454可调理(例如，滤波、放大、下变频、以及数字化)各自的收到信号以获得输入采样。每个解调器454可进一步处理输入采样(例如，针对ofdm等)以获得收到码元。mimo检测器456可从所有解调器454a到454r获得收到码元，在适用的情况下对这些收到码元执行mimo检测，并提供检出码元。接收处理器458可处理(例如，解调、解交织、以及解码)这些检出码元，将经解码的给ue120的数据提供给数据阱460，并且将经解码的控制信息提供给控制器/处理器480。
在上行链路上，在ue120处，发射处理器464可接收并处理来自数据源462的(例如，用于物理上行链路共享信道(pusch)或其他数据信道或信号的)数据以及来自控制器/处理器480的(例如，用于物理上行链路控制信道(pucch)或其他控制信道或信号的)控制信息。发射处理器464还可生成用于参考信号的参考码元。来自发射处理器464的码元可在适用的情况下由txmimo处理器466预编码，进一步由解调器454a到454r处理(例如，针对sc-fdm等)，并且传送给bs110。在bs110处，来自ue120的上行链路信号可由天线434接收，由调制器432处理，在适用的情况下由mimo检测器436检测，并由接收处理器438进一步处理以获得经解码的由ue120发送的数据和控制信息。接收处理器438可将经解码的数据提供给数据阱439并将经解码的控制信息提供给控制器/处理器440。
存储器442可存储用于bs110的数据和程序代码，而存储器482可存储用于ue120的数据和程序代码。调度器444可调度ue以进行下行链路和/或上行链路上的数据传输。
图5解说了根据本公开的各方面的示出用于实现通信协议栈的示例的示图500。所解说的通信协议栈可由在5g系统(例如，支持基于上行链路的移动性的系统)中操作的设备来实现。示图500解说了包括rrc层510、pdcp层515、rlc层520、mac层525和phy层530的通信协议栈。在一示例中，协议栈的这些层可被实现为单独的软件模块、处理器或asic的部分、由通信链路连接的非共处一地的设备的部分、或其各种组合。共处一地和非共处一地的实现可例如在协议栈中用于网络接入设备(例如，an、cu和/或du)或ue。
第一选项505-a示出了协议栈的拆分实现，其中协议栈的实现在集中式网络接入设备(例如，anc202)与分布式网络接入设备(例如，du208)之间拆分。在第一选项505-a中，rrc层510和pdcp层515可由cu实现，而rlc层520、mac层525和phy层530可由du实现。在各种示例中，cu和du可共处一地或非共处一地。第一选项505-a在宏蜂窝小区、微蜂窝小区、或微微蜂窝小区部署中可以是有用的。
第二选项505-b示出了协议栈的统一实现，其中协议栈是在单个网络接入设备(例如，接入节点(an)、nrbs、nrnb、网络节点(nn)、trp、gnb等)中实现的。在第二选项中，rrc层510、pdcp层515、rlc层520、mac层525、以及phy层530可各自由an实现。第二选项505-b在毫微微蜂窝小区部署中可以是有用的。
无论网络接入设备实现协议栈的一部分还是全部，ue可实现整个协议栈(例如，rrc层510、pdcp层515、rlc层520、mac层525、以及phy层530)。
图6是示出dl中心式子帧600的示例的示图。dl中心式子帧600可包括控制部分602。控制部分602可存在于dl中心式子帧600的初始或开始部分中。控制部分602可包括对应于dl中心式子帧600的各个部分的各种调度信息和/或控制信息。在一些配置中，控制部分602可以是物理dl控制信道(pdcch)，如在图6中所示的。dl中心式子帧600还可包括dl数据部分604。dl数据部分604可被称为dl中心式子帧600的有效载荷。dl数据部分604可包括被用来从调度实体(例如，ue或bs)向下级实体(例如，ue)传达dl数据的通信资源。在一些配置中，dl数据部分604可以是物理dl共享信道(pdsch)。
dl中心式子帧600还可包括共用ul部分606。共用ul部分606可被称为ul突发、共用ul突发、和/或各种其它合适术语。共用ul部分606可包括对应于dl中心式子帧600的各个其它部分的反馈信息。例如，共用ul部分606可包括对应于控制部分602的反馈信息。反馈信息的非限定性示例可包括确收(ack)信号、否定确收(nack)信号、harq指示符、和/或各种其他合适类型的信息。共用ul部分606可附加地或替换地包括信息，诸如涉及随机接入信道(rach)规程、调度请求(sr)的信息、和各种其它合适类型的信息。如在图6中解说的，dl数据部分604的结束可在时间上与共用ul部分606的开始分隔开。该时间分隔可被称为间隙、保护时段、保护间隔、和/或各种其他合适术语。该分隔提供了用于从dl通信(例如，由下级实体(例如，ue)进行的接收操作)到ul通信(例如，由下级实体(例如，ue)进行的传送)的切换的时间。前述内容仅是dl中心式子帧的一个示例，并且可存在具有类似特征的替换结构而不必背离本文所描述的各方面。
图7是示出ul中心式子帧的示例的示图700。ul中心式子帧700可包括控制部分702。控制部分702可存在于ul中心式子帧700的初始或开始部分中。图7中的控制部分602可类似于以上参照图6描述的控制部分702。ul中心式子帧700还可包括ul数据部分704。ul数据部分704可被称为ul中心式子帧700的有效载荷。ul数据部分704可指代被用来从下级实体(例如，ue)向调度实体(例如，ue或bs)传达ul数据的通信资源。在一些配置中，控制部分702可以是pdcch。
如在图7中解说的，控制部分702的结束可在时间上与ul数据部分704的开始分隔开。该时间分隔可被称为间隙、保护时段、保护间隔、和/或各种其它合适术语。该分隔提供了用于从dl通信(例如，由调度实体进行的接收操作)到ul通信(例如，由调度实体进行的传送)的切换的时间。ul中心式子帧700还可包括共用ul部分706。图7中的共用ul部分706可类似于以上参照图6描述的共用ul部分606。共用ul突发706可附加地或替换地包括涉及信道质量指示符(cqi)、探通参考信号(srs)的信息，以及各种其他合适类型的信息。前述内容仅是ul中心式子帧的一个示例，并且可存在具有类似特征的替换结构而不必背离本文所描述的各方面。
在一些情况下，两个或更多个下级实体(例如，ue)可使用边链路信号来彼此通信。此类边链路通信的现实世界应用可包括公共安全、邻近度服务、ue到网络中继、交通工具到交通工具(v2v)通信、万物联网(ioe)通信、iot通信、任务关键型网状网、和/或各种其它合适的应用。一般而言，边链路信号可指代从一个下级实体(例如，ue1)传达给另一下级实体(例如，ue2)而无需通过调度实体(例如，ue或bs)中继该通信的信号，即使调度实体可被用于调度和/或控制目的。在一些示例中，边链路信号可使用有执照频谱来传达(不同于无线局域网(wlan)，其通常使用无执照频谱)。
ue可在各种无线电资源配置中操作，包括与使用专用资源集来传送导频相关联的配置(例如，无线电资源控制(rrc)专用状态等)、或者与使用共用资源集来传送导频相关联的配置(例如，rrc共用状态等)。当在rrc专用状态中操作时，ue可选择专用资源集以用于向网络传送导频信号。当在rrc共用状态中操作时，ue可选择共用资源集以用于向网络传送导频信号。在任一情形中，由ue传送的导频信号可由一个或多个网络接入设备(诸如an或du或其诸部分)接收。每个接收方网络接入设备可被配置成接收和测量在共用资源集上传送的导频信号，并且还接收和测量在分配给ue的专用资源集上传送的导频信号，其中该网络接入设备是该ue的监视网络接入设备集合的成员。一个或多个接收方网络接入设备或者(诸)接收方网络接入设备向其传送导频信号的测量的cu可使用这些测量来标识ue的服务蜂窝小区或者发起针对一个或多个ue的服务蜂窝小区改变。
示例纠错编码
许多通信系统使用纠错码。具体而言，纠错码通过将冗余度引入到数据流中来补偿这些系统中固有的信息传递不可靠性。低密度奇偶校验(ldpc)码是一种特定类型的纠错码，其使用迭代编码系统。gallager码是“正则”ldpc码的早期示例。正则ldpc码是线性块码，其中其奇偶校验矩阵h的大多数元素是‘0’。
ldpc码可由二分图(通常称为“tanner图”)表示，其中变量节点集合对应于码字的比特(例如，信息比特或系统比特)，并且校验节点集合对应于定义该码的奇偶校验约束集合。由此，该图的节点被分成两个不同的集合，并且其中各条边连接两种不同类型的节点——变量节点和校验节点。正则图或码是其所有变量节点具有相同等级且所有约束节点具有相同等级的图或码。在此情形中，该码是正则码。另一方面，非正则码包括具有不同等级的约束节点和/或变量节点。例如，一些变量节点等级可为4，另一些变量节点等级为3，而还有一些变量节点等级为2。
“提升”使得能够使用并行编码和/或解码实现来实现ldpc码，同时还降低通常与较大ldpc码相关联的复杂性。更具体地，提升是用于从较小基码的多个副本生成相对较大的ldpc码的技术。例如，提升式ldpc码可通过产生基图的数个(z个)并行副本并随后通过该基图的每个副本的边集群的置换来互连这些并行副本而生成。由此，较大的图可通过“复制和置换”操作来获得，其中多个副本重叠以使得相同类型的顶点紧邻，但总体图包括多个不相连的子图。
通过复制二分基图(g)数次(z次)来创建提升式图，该基图也可被称为原模图，z可被称为提升、提升大小或提升大小值。如果变量节点和校验节点在图中由“边”(即，连接该变量节点和该校验节点的线)连接，则它们被认为是“邻居”。另外，对于二分基图(g)的每条边(e)，将置换应用于边(e)的z个副本以互连g的n个副本。置换通常是与边相关联的整数值k，该整数值可被称为提升值。当且仅当对于每个校验节点而言与所有邻变量节点相关联的比特加总模2为0(即，它们包括偶数个1)时，与变量节点序列具有一对一关联的比特序列才是有效码字。如果所使用的置换(提升值)是循环的，则结果所得的ldpc码可能是准循环的(qc)。
图8-8a分别示出了根据本公开的某些方面的示例性ldpc码的图形和矩阵表示。例如，图8示出了表示ldpc码的二分图800。二分图800包括连接至4个校验节点820(由方形表示)的包含5个变量节点810的集合(由圆形表示)。二分图800中的边将变量节点810连接至校验节点820(由将变量节点810连接至校验节点820的线表示)。由此，二分图800包括由|e|＝12条边连接的|v|＝5个变量节点和|c|＝4个校验节点。
二分图800可由简化的邻接矩阵表示，如图8a所示。矩阵表示800a包括奇偶校验矩阵(pcm)h和码字向量x，其中x1-x5表示码字x的比特。h用于确定收到信号是否被正常地解码。h具有对应于j个校验节点的c行和对应于i个变量节点(即，经解调码元)的v列，其中行表示等式并且列表示码字的比特。在图8a中，h具有分别对应于来自二分图800的4个校验节点和5个变量节点的4行和5列。如果第j校验节点由边连接至第i变量节点(即，这两个节点是邻居)，则h的第i列第j行为“1”。即，第i行和第j列的交叉点在有边接合相应顶点的情况下包含“1”，并且在没有边的情况下包含“0”。当且仅当hx＝0时(例如，在对于每个约束节点而言与该约束相邻(经由它们与变量节点的关联)的比特加总模2为0(即，它们包括偶数个1)的情况下)，码字向量x才表示有效码字。由此，如果码字被正确接收，则hx＝0(mod2)。当经编码收到信号与h的乘积变为“0”时，这表示未发生差错。
经解调码元或变量节点的数目是ldpc码长度。行(列)中非零元素的数目被定义为行(列)权重d(c)d(v)。节点的等级是指连接到该节点的边的数目。此特征在图8a中所示的矩阵h中被解说，其中入射到变量节点810的边的数目等于对应列中1的数目并且被称为变量节点等级d(v)。类似地，与校验节点820连接的边的数目等于对应行中1的数目并且被称为校验节点等级d(c)。
图9是解说图8的二分图800的三个副本的提升的二分图900。三个副本可通过置换这些副本之中的类似边来互连。如果置换被限于循环置换，则结果所得的图对应于具有提升z＝3的准循环ldpc。作出三个副本的原始图在本文中被称为基图。为了从基图中导出不同大小的图，可将“复制和置换”操作应用于基图。
通过用zxz矩阵替换基pcm中的每个条目，可以从基图的pcm构造提升式图的对应pcm。“0”条目(不具有基边的条目)用0矩阵替换，而1条目(指示基边)用zxz转置矩阵替换。在循环提升的情形中，该置换是循环置换。
循环提升式ldpc码也可被解读为二进制多项式模xz+1的环上的码。在该解读中，二进制多项式，(x)＝b0+b1x+b2x2+...+bz-1xz-1可与基图中的每个变量节点相关联。二进制向量(b0，b1，b2，...，bz-1)对应于与提升式图中的z个对应变量节点相关联的比特，即单个基变量节点的z个副本。通过将对应的二进制多项式乘以xk来实现二进制向量的k(被称为与图中的边相关联的提升值)次循环置换，其中以xz+1对该乘法取模。在基图中进行的等级d的奇偶校验可被解读为相邻二进制多项式b1(x),…,bd(x)的线性约束，写作xk1b1(x)+xk2b2(x)+...+xkdbd(x)＝0xkb1(x)+xk2b2(x)+...+xkdbd(x)＝0，值k1，...，kd是与对应边相关联的循环提升值。
所得等式等效于循环提升式tanner图中的z个奇偶校验，这些奇偶校验对应于基图中的单个相关奇偶校验。由此，可使用基图的矩阵来表示提升式图的奇偶校验矩阵，其中1的条目被替换为xk形式的单项式，而0的条目被提升为0，但现在0被解读为0二进制多项式模xz+1。可以通过给出值k代替xk来写此类矩阵。在此情况下，0多项式有时表示为“-1”，而有时表示为另一字符以便将其与x0区分开。
通常，奇偶校验矩阵的方形子矩阵表示码的奇偶校验比特。互补列对应于信息比特，其在进行编码时被设置为等于要编码的信息比特。可通过求解前述方形子矩阵中的变量以满足奇偶校验式来实现编码。矩阵h可被划分为m和n两部分，其中m是方形部分。由此，编码减少至求解mc＝s＝nd，其中c和d包括x。在准循环码或循环提升式码的情形中，上述代数可被解读为在二进制多项式模xz+1的环上。在准循环的802.11ldpc码的情形中，编码子矩阵m具有整数表示1000，如图10所示。
所接收到的ldpc码字可被解码以产生原始码字的经重构版本。在不存在差错的情况下或者在可纠正差错的情形中，解码可被用来恢复被编码的原始数据单元。冗余比特可被解码器用来检测和纠正比特差错。(诸)ldpc解码器一般通过迭代地执行以下动作来操作：执行局部计算并通过在二分图800内交换消息来沿着各边传递那些结果；以及通过在各节点处基于传入消息执行计算来更新这些消息。这些步骤通常可重复若干次。例如，图800中的每个变量节点810最初可被提供有“软比特”(例如，表示码字的收到比特)，其指示如由从通信信道进行的观察所确定的相关联比特的值的估计。使用这些软比特，ldpc解码器可通过迭代地执行以下操作来更新消息：从存储器读取消息或其某个部分以及将经更新消息或其某个部分写回到存储器。这些更新操作通常基于对应ldpc码的奇偶校验约束。在用于提升式ldpc码的各实现中，类似边上的消息通常被并行地处理。
被设计成用于高速应用的ldpc码通常使用具有较大提升因子和相对较小基图的准循环构造以支持编码和解码操作中的高并行性。具有较高码率(例如，消息长度与码字长度的比率)的ldpc码往往具有相对较少的奇偶校验。如果基奇偶校验数目小于变量节点的等级(例如，连接到变量节点的边的数目)，则在基图中该变量节点由两条或更多条边连接至这些基奇偶校验中的至少一者(例如，该变量节点可具有“双边”)。如果基奇偶校验的数目小于变量节点的等级(例如，连接至变量节点的边的数目)，则在基图中该变量节点由两条或更多条边连接至这些基奇偶校验中的至少一者。使基变量节点和基校验节点由两条或更多条边来连接对于并行硬件实现目的而言一般是不期望的。例如，此类双边可导致对相同存储器位置的多个并发读操作和写操作，这进而可能造成数据一致性问题。基ldpc码中的双边可能在单个并行奇偶校验更新期间触发对同一软比特值存储器位置的并行读取两次。由此，通常需要附加电路系统来组合被写回到存储器的软比特值，以正确地纳入这两个更新。消除ldpc码中的双边有助于避免此额外复杂性。
基于循环提升的ldpc码设计可被解读为多项式模(其可以是二进制多项式模xz-1)的环上的码，其中z是提升大小(例如，准循环码中的循环大小)。由此，对此类码进行编码通常可被解读为该环中的代数运算。
在标准非正则ldpc码聚合(等级分布)的定义中，tanner图表示中的所有边在统计上可以是可互换的。换言之，存在单个统计上的边等价类。对于多边ldpc码，多个边等价类可以是可能的。虽然在标准非正则ldpc聚合定义中，图中的节点(变量和约束两者)由它们的等级指定(即，它们所连接到的边的数目)，但是在多边类型设置中，边等级是向量；其指定独立地从每个边等价类(类型)连接到该节点的边的数目。多边类型聚合包括有限数目的边类型。约束节点的等级类型是(非负)整数的向量；该向量的第i条目记录连接到此类节点的第i类型插口的数目。此向量可被称为边等级。变量节点的等级类型具有两个部分，尽管其可被视为(非负)整数的向量。第一部分涉及收到分布且将被称为收到等级，并且第二部分指定边等级。边等级起到与对于约束节点而言相同的作用。各边如它们配对相同类型的插口那样被归类。插口必须与类似类型的插口配对的约束表征了多边类型概念。在多边类型描述中，不同节点类型可具有不同的收到分布(例如，相关联的比特可经历不同信道)。
通过从码字中移除比特来执行穿孔以生成较短的码字。由此，被穿孔的变量节点对应于实际上未被传送的码字比特。对ldpc码中的变量节点进行穿孔创建了缩短码(例如，由于比特的移除)，同时还有效地移除了校验节点。具体地，对于ldpc码(包括要被穿孔的比特)的矩阵表示，其中要被穿孔的变量节点具有等级1(例如，通过行组合)，对该变量节点进行穿孔从该码移除了相关联的比特并且从图中有效地移除了其单个邻校验节点。结果，该图中校验节点的数目减小1。
图11是解说根据本公开的某些方面的编码器的简化框图。图11是解说射频(rf)调制解调器1150的一部分的简化框图1100，其可被配置成提供包括经编码消息的信号以供无线传输。在一示例中，bs110(或反向路径上的ue120)中的卷积编码器1102接收用于传输的消息1120。消息1120可包含被定向至接收方设备的数据和/或经编码语音或其他内容。编码器1102使用合适的调制和编码方案(mcs)来编码该消息，该mcs通常基于由bs110或另一网络实体定义的配置而被选择。编码器1102所产生的经编码比特流1122随后可由穿孔模块1104选择性地穿孔，该穿孔模块1102可以是分开的设备或组件，或者其可与编码器602集成在一起。穿孔模块1104可确定该比特流应当在传输之前被穿孔或在不被穿孔的情况下被传送。要对比特流1122进行穿孔的决策通常基于网络状况、网络配置、ran所定义的偏好和/或出于其他原因来作出。比特流1122可根据穿孔模式1112来被穿孔并且被用来编码消息1120。穿孔模块1104向映射器1106提供输出1124，该映射器1106生成tx码元序列1126，该tx码元序列1126被tx链1108调制、放大以及以其他方式处理以产生供通过天线1110传输的rf信号1128。
根据调制解调器部分1150是否被配置成对比特流1124进行穿孔，穿孔模块1104的输出1122可以是未经穿孔的比特流1122或比特流1122的经穿孔版本。在一示例中，奇偶校验比特和/或其他纠错比特可在编码器1102的输出1124中被穿孔，以便在rf信道的有限带宽内传送消息1120。在另一示例中，为了避免干扰或者出于其他网络相关原因，比特流可被穿孔以减少传送消息1120所需要的功率。这些被穿孔的码字比特不被传送。
用于解码ldpc码字的解码器和解码算法通过执行以下动作来操作：在图内沿各边交换消息以及通过在各节点处基于传入消息执行计算来更新这些消息。图中的每个变量节点最初被提供有软比特(被称为收到值)，其指示如由从例如通信信道进行的观察所确定的相关联比特的值的估计。理想情况下，对不同比特的估计在统计上是独立的。在实践中可能违反这种理想。收到字包括收到值的集合。
图12是解说根据本公开的某些方面的解码器的简化框图。图12是解说rf调制解调器1250的一部分的简化示意图1200，其可被配置成接收和解码包括经穿孔的经编码消息的无线传送的信号。被穿孔的码字比特可被当作被擦除。例如，被穿孔节点的llr在初始化时可被设置成“0”。在各种示例中，接收到该信号的调制解调器1250可驻留在ue处、bs处、或者用于执行所描述的功能的任何其他合适装备或装置处。天线1202向ue提供rf信号1220。rf链1204处理和解调rf信号1220并且可向解映射器1206提供码元序列(经穿孔的比特流)1222，该解映射器706产生表示该经编码消息的比特流1224。
解映射器1206可提供经补孔的比特流1224。在一示例中，解映射器1206可包括补孔模块，其可被配置成将空值插入在比特流中由发射机删除了被穿孔比特的位置处。该补孔模块可在知晓用于在发射机处产生经穿孔比特流的穿孔模式1210时使用。穿孔模式1210可用于标识在由卷积解码器1208对比特流1224进行解码期间可以忽略的llr1228。这些llr可与比特流1224中的被补孔比特位置的集合相关联。相应地，解码器1208可通过忽略所标识出的llr1226来以减少的处理开销产生经解码消息1228。ldpc解码器可包括用于并行地执行奇偶校验操作或变量节点操作的多个处理元件。例如，在处理具有提升大小z的码字时，ldpc解码器可利用数个(z个)处理元件来并发地对提升式图的所有z条边执行奇偶校验操作。
可通过配置解码器1208以忽略与经穿孔比特流1228中传送的消息中的被穿孔比特相对应的llr1222来提高解码器1208的处理效率。经穿孔比特流1222可能已根据定义要从经编码消息中移除的某些比特的穿孔方案被穿孔。在一示例中，某些奇偶校验比特或其他纠错比特可被移除。穿孔模式可被表示为标识每个消息中要被穿孔的比特位置的穿孔矩阵或表。穿孔方案可被选择以减少用于解码消息1226的处理开销，而同时维持遵循通信信道上的数据率和/或由网络设置的传输功率限制。结果得到的经穿孔比特流通常呈现高速率纠错码的纠错特性，但具有较小的冗余度。因此，当信道状况产生相对较高的信噪比(snr)时，可以有效地采用穿孔以减少接收机中的解码器708处的处理开销。
卷积解码器1208可被用来从已使用卷积码进行编码的比特流中解码出m比特信息串。解码器1208可包括viterbi解码器、代数解码器、或另一合适的解码器。在一示例中，viterbi解码器采用公知的viterbi算法来寻找最有可能与收到比特流1224相对应的信令状态序列(viterbi路径)。比特流1224可基于对针对比特流1224计算出的llr的统计分析来解码。在一示例中，viterbi解码器可使用似然比测试来比较并选择定义信令状态序列的正确viterbi路径，以从比特流1224生成llr。似然比可被用于使用似然比测试来在统计上比较多个候选viterbi路径的合适性，该似然比测试比较每个候选viterbi路径的似然比对数(即llr)以确定哪一路径更有可能计及产生了比特流1224的码元序列。
在接收机处，用于解码未经穿孔比特流的相同解码器通常可被用于解码经穿孔比特流，而不管有多少比特已被穿孔。在常规接收机中，通常在尝试解码之前通过用零填充被穿孔状态或位置的llr来对llr信息进行补孔(经补孔llr)。解码器可无视实际上未携带信息的经补孔llr。
用于多个提升的示例高效提升式ldpc码生成
某些系统(例如，802.11n、802.11ad、wimax、atsc等)可使用多边类型ldpc码结构。多边类型ldpc码可以具有优于标准非正则ldpc码的优点。例如，多边类型ldpc码结构可以提供比标准非正则ldpc码更多的自由度，这可被用于设计具有优异性能、低编码/解码复杂度和/或其他期望属性的码。多边类型构造可将高度穿孔的变量节点引入到码结构中，使得可利用有界节点等级来减小容量间隙。
多边类型ldpc码可以是从基奇偶校验矩阵(pcm)获得的基于原模图的ldpc码。如上所述，pcm对应于ldpc码的图形表示。基pcm定义基础结构并反映定义该码的边类型结构。例如，可以使用循环矩阵提升基pcm以获得最终的pcm。循环矩阵的使用可以产生准循环的码。循环矩阵可以被选为提升z的大小的单位矩阵的循环移位。此类码也被称为匹配提升式码。
最终pcm可以通过用0到z-1范围内的整数k替换基pcm中的非零条目来表示。该整数表示在提升式码结构中与经提升的边集束相关联的(通过该整数)循环移位的大小。如上所述，这些整数k可被称为提升值。
为了获得一块长度范围的ldpc码，可以将不同的z值(即，提升大小值)应用于相同的基图(或基pcm)，例如可以选择特定的提升大小值以从基码实现目标块长度。对于z的每个不同值，可以使用提升值k的不同集合。
对于大数目的块长度(例如，z的许多不同值)，可期望能够生成多个不同的提升，但是通过存储更少的比特，则需要指定所有不同的提升式码。高效地生成多个码的一种办法是基于zmax的提升值kmax确定较小提升大小zx的提升值kx(例如，小于提升值zmin-zmax范围的最大提升值zmax)。例如，较小zx的提升值kx可以通过zx与最大zmax的提升值kmax的模运算来确定。例如，较小zx的提升值kx可以通过运算kmax模zx来确定。
解码ldpc码以寻找原始消息涉及围绕ldcp码的图传递概率消息。如果图不包含环路，则已知解码是最佳的并且非常快速地进行解码。不幸的是，许多ldpc码在其图中都有环路。结果，ldcp解码算法反复迭代，直到其被告知停止或其收敛于解。在图的短环路中，不正确比特的值的影响将在迭代期间围绕环路传播回来，潜在地增强不正确的值并抵抗ldcp算法纠正它的努力。然而，这种效果通常会在较长的环路中较被稀释，并且不会对解码器的性能产生太大影响。因此，由于在存在小环路的情况下其性能降级的迭代解码器的性质，可期望设计(获得/确定/生成)ldpc码，使得解码图具有较少的小环路。环路(或循环)被定义为不具有重复节点的闭合路径。这暗示其具有事件长度。
虽然可以仅从存储的zmax的提升值kmax获得(生成/确定)用于多个不同提升的ldpc码，但是多个不同的提升可能不都具有期望的环路属性。可以选择提升k以在图中实现期望的环路属性。如果小于zmax的z的集合相当密集，则可能无法为zmax选择提升值kmax，使得所有(从提升值kmax导出的)模构造的图也将具有很少的小环路。至少一些值将提供提升，从而导致解码性能的降级。
因此，期望用于针对一块长度范围生成用于多个提升大小z的ldpc码的技术，这些ldpc码都具有期望的环路特性(例如，在解码图中很少或没有小环路)。
因此，本文提供了用于针对一块长度范围有效地生成具有高性能的多个提升式ldpc码的技术。即，用于高效地生成用于多个z的都具有很少的小环路的ldpc码的技术。
图13解说了根据本公开的某些方面的用于无线通信的示例操作1300。操作1300例如可由传送方设备(例如，ue120或bs110)来执行。在1302处，操作1300可通过选择用于生成具有第一提升大小值z的第一提升式ldpc码的一个或多个整数提升值(例如，与在ldpc码的基图中的环路或闭合路径相关联的整数提升值集合)来开始，第一提升式ldpc码包括由具有第一数目的基变量节点和第二数目的基校验节点的基矩阵定义的基ldpc码的z个副本，其中该第一提升大小值是从提升大小值的范围中选择的，以及其中所选的一个或多个整数提升值大于提升大小值范围的最大提升大小值。
在1304处，传送方设备基于涉及第二提升大小值(例如，除数)和用于生成第一提升式ldpc码的所选的一个或多个整数提升值(例如，被除数)的运算(例如，模运算)来确定用于生成具有该第二提升大小值的第二提升式ldpc码的一个或多个整数提升值。
在1306处，传送方设备基于第二提升式ldpc码对信息比特集合进行编码以产生码字。在1308，传送方设备传送码字。
根据某些方面，上文讨论的模运算可以用于生成给定z的提升。在诸方面，为运算所选的大的整数提升值k可以远大于zmax。如果期望的z值(和块长度)的集合(例如，范围)是互质的，则将k设置为等于z的乘积可允许独立地设置所有提升(例如，使用余数定理)。然而，这可能导致不压缩(例如，可能是低效的)。通过对于k选择大的值(例如，远大于zmax)，可选择边的值，使得所有期望的模构造的提升式图具有期望的环路特性(例如，很少或没有小环路)。
根据某些方面，可认为提升式ldpc码在整数的(例如，无限的)加成群上被提升。例如，图中的每个边可与非负整数相关联(例如，由“a”、“b”、“c”、“d”表示，如图14所示)。通常，提升式图中的环路对应于并向下投影到基图1400中的环路。如图14所示，对于示例提升式ldpc码，在基图中存在四条边的环路(v1、c1、v2、c2、v1)。在匹配提升中，v-c(可变节点和第二数目的基校验节点)边被以群元素a、b、c、d(例如，整数集合)提升，如图14所示。上述环路中的净提升可由a–b+c–d给出。只要净提升不等于提升群中的单位，则经提升的群将不具有对应的环路。在一示例中，在循环移位16的情形中，a,b,c,d分别＝5,6,8,11。在该示例中，在遍历该环路的净循环移位是5-6+8-11＝-3，即13模16。由于这不是0模16，所以在16-提升式码中不存在环路(例如，使用整数加法以及随后取模16的值直到环路的完成，因为模运算跨整数加法和减法分布)。
根据某些方面，可为边a、b、c、d选择整数值，使得a–b+c–d不为零，以及因此对于可能的z集合，不是0模z。这可确保使用所选的a、b、c、d整数集合，对于期望的z，模构造的图不会具有环路。
在一示例中，对于具有值z＝[16,256]的期望提升范围，则在zmax模提升运算中，pcm可被设计用于zmax＝256并且由h256表示。为了获得任何其他zx＝[16,255]的pcm，以zx对h256的条目取模。在图14中，可取针对给定zx的条目：amodzx，bmodzx，cmodzx和dmodzx。根据某些方面，可选择a、b、c、d使得总和a–b+c–d模z不为零。这些条目可以取自比z＝256更大的整数范围。换言之，pcm的条目可以是非常大的整数(例如，与220一样大)。因此，对于基图中的小数目的环路，可以选择提升整数，使得它们的模和对于z的所有期望范围都不为零。在一示例中，所选条目的总和(例如，整数提升值的集合)可以是大于zmax的质数(例如，zmax＝256)，由于该模是关于任何z＝[16,256]的，所以沿着环路的模和不会产生零，从而避免提升式pcm中的小环路以及实现高性能。
每边的描述复杂度可以相对于zmax办法增加(例如，12比特)，但是仍然可导致超越对于每个期望的zx具有独立值的显著压缩。因此，可以相当低的描述复杂度获得高性能匹配提升式ldpc码。
本文中所公开的方法包括用于达成所描述的方法的一个或多个步骤或动作。这些方法步骤和/或动作可以彼此互换而不会脱离权利要求的范围。换言之，除非指定了步骤或动作的特定次序，否则具体步骤和/或动作的次序和/或使用可以改动而不会脱离权利要求的范围。
如本文中所使用的，引述一列项目中的“至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“a、b或c中的至少一个”旨在涵盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c、和a-b-c，以及具有多重相同元素的任何组合(例如，a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c和c-c-c，或者a、b和c的任何其他排序)。
如本文所使用的，术语“确定”涵盖各种各样的动作。例如，“确定”可以包括演算、计算、处理、推导、研究、查找(例如，在表、数据库或其他数据结构中查找)、探知及诸如此类。而且，“确定”可包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)及诸如此类。而且，“确定”还可包括解析、选择、选取、确立及类似动作。
在一些情形中，设备可以并非实际上传送帧，而是可具有用于输出帧以供传输的接口。例如，处理器可经由总线接口向rf前端输出帧以供传输。类似地，设备并非实际上接收帧，而是可具有用于获得从另一设备接收的帧的接口。例如，处理器可经由总线接口从rf前端获得(或接收)帧以供传输。
以上所描述的方法的各种操作可由能够执行相应功能的任何合适的装置来执行。这些装置可包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于电路、专用集成电路(asic)、或处理器。一般而言，在存在附图中解说的操作的场合，这些操作可具有带相似编号的相应配对装置加功能组件。
结合本公开所描述的各种解说性逻辑块、模块、以及电路可用设计成执行本文描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他可编程逻辑器件(pld)、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何市售的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协同的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
如果以硬件实现，则示例硬件配置可包括无线节点中的处理系统。处理系统可以用总线架构来实现。取决于处理系统的具体应用和整体设计约束，总线可以包括任何数目的互连总线和桥接器。总线可将包括处理器、机器可读介质、以及总线接口的各种电路链接在一起。总线接口可被用于将网络适配器等经由总线连接至处理系统。网络适配器可被用于实现phy层的信号处理功能。在无线节点(见图1)的情形中，用户接口(例如，按键板、显示器、鼠标、操纵杆，等等)也可以被连接到总线。总线还可以链接各种其他电路，诸如定时源、外围设备、稳压器、功率管理电路以及类似电路，它们在本领域中是众所周知的，因此将不再进一步描述。处理器可用一个或多个通用和/或专用处理器来实现。示例包括微处理器、微控制器、dsp处理器、以及其他能执行软件的电路系统。取决于具体应用和加诸于整体系统上的总设计约束，本领域技术人员将认识到如何最佳地实现关于处理系统所描述的功能性。
如果以软件实现，则各功能可作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。软件应当被宽泛地解释成意指指令、数据、或其任何组合，无论是被称作软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或其他。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，这些介质包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。处理器可负责管理总线和一般处理，包括执行存储在机器可读存储介质上的软件模块。计算机可读存储介质可被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。替换地，存储介质可以被整合到处理器。作为示例，机器可读介质可包括传输线、由数据调制的载波、和/或与无线节点分开的其上存储有指令的计算机可读存储介质，其全部可由处理器通过总线接口来访问。替换地或补充地，机器可读介质或其任何部分可被集成到处理器中，诸如高速缓存和/或通用寄存器文件可能就是这种情形。作为示例，机器可读存储介质的示例可包括ram(随机存取存储器)、闪存、rom(只读存储器)、prom(可编程只读存储器)、eprom(可擦式可编程只读存储器)、eeprom(电可擦式可编程只读存储器)、寄存器、磁盘、光盘、硬驱动器、或者任何其他合适的存储介质、或其任何组合。机器可读介质可被实施在计算机程序产品中。
软件模块可以包括单条指令、或许多条指令，且可分布在若干不同的代码段上，分布在不同的程序间以及跨多个存储介质分布。计算机可读介质可包括数个软件模块。这些软件模块包括当由装置(诸如处理器)执行时使处理系统执行各种功能的指令。这些软件模块可以包括传送模块和接收模块。每个软件模块可以驻留在单个存储设备中或者跨多个存储设备分布。作为示例，当触发事件发生时，可以从硬驱动器中将软件模块加载到ram中。在软件模块执行期间，处理器可以将一些指令加载到高速缓存中以提高访问速度。可随后将一个或多个高速缓存行加载到通用寄存器文件中以供处理器执行。在以下述及软件模块的功能性时，将理解此类功能性是在处理器执行来自该软件模块的指令时由该处理器来实现的。
任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)、或无线技术(诸如红外(ir)、无线电、以及微波)从web网站、服务器、或其他远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl或无线技术(诸如红外、无线电、以及微波)就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)、软盘、和
因此，某些方面可以包括用于执行本文中给出的操作的计算机程序产品。例如，此类计算机程序产品可以包括其上存储(和/或编码)有指令的计算机可读介质，这些指令能由一个或多个处理器执行以执行本文中所描述的操作。
此外，应当领会，用于执行本文中所描述的方法和技术的模块和/或其它恰适装置能由无线节点和/或基站在适用的场合下载和/或以其他方式获得。例如，此类设备能被耦合至服务器以促成用于执行本文中所描述的方法的装置的转移。替换地，本文中所描述的各种方法能经由存储装置(例如，ram、rom、诸如压缩碟(cd)或软盘之类的物理存储介质等)来提供，以使得一旦将该存储装置耦合到或提供给无线节点和/或基站，该设备就能获得各种方法。此外，可利用适于向设备提供本文中所描述的方法和技术的任何其他合适的技术。
将理解，权利要求并不被限于以上所解说的精确配置和组件。可在以上所描述的方法和装置的布局、操作和细节上作出各种改动、更换和变形而不会脱离权利要求的范围。
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