具有其基本矩阵中相邻行的两两正交性的QC-LDPC码的编码和解码的制作方法
相关申请的交叉引用和优先权要求
本申请要求享有于2017年6月10日提交的美国临时专利申请序列号62/517,916、于2017年6月19日提交的美国临时专利申请序列号62/522,044和于2018年6月7日提交的美国专利申请序列号16/003,047的权益和优先权。所有三个申请的全部内容通过引用的方式并入本文，如同在下面完全阐述一样，并用于所有适用的目的。
本公开内容的各方面涉及无线通信，并且更具体而言，涉及使用低密度奇偶校验(ldpc)码进行编码的技术。在一些实施例中，ldpc码可以被布置在描述码的奇偶校验矩阵(pcm)中的相邻行中或者具有相邻行的两两正交性。实施例还包括新模块(例如，硬件)，诸如新的编码器/解码器，其被配置为利用具有两两行正交性的ldpc编码在没有性能损失的情况下执行灵活的编码器/解码器调度和有利的硬件处理。
背景技术：
无线通信系统被广泛部署以提供各种电信服务，诸如电话、视频、数据、消息收发和广播等等。这些无线通信系统可以采用能够通过共享可用系统资源(例如，带宽、发射功率等等)来支持与多个用户的通信的多址技术。这种多址系统的示例包括第三代合作伙伴计划(3gpp)长期演进(lte)系统、高级lte(lte-a)系统、码分多址(cdma)系统、时分多址(tdma)系统、频分多址(fdma)系统、正交频分多址(ofdma)系统、单载波频分多址(sc-fdma)系统和时分同步码分多址(td-scdma)系统，仅列举几个。
在一些示例中，无线多址通信系统可以包括多个基站(bs)，每个基站能够同时支持用于多个通信设备(也称为用户设备(ue))的通信。在lte或lte-a网络中，一个或多个基站的集合可以定义enodeb(enb)。在其他示例中(例如，在下一代、新无线电(nr)或5g网络中)，无线多址通信系统可以包括与多个中央单元(cu)(例如，中央节点(cn)、接入节点控制器(anc)等)通信的多个分布式单元(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)，其中，与cu通信的一个或多个du的集合可以定义接入节点(例如，其可以被称为bs、5gnb、下一代节点b(gnb或gnodeb)、传输接收点(trp)等)。bs或du可以在下行链路信道(例如，用于从bs或du到ue的传输)和上行链路信道(例如，用于从ue到bs或du的传输)与ue集合进行通信。
已经在各种电信标准中采用这些多址技术，以提供使得不同的无线设备能够在城市、国家、地区甚至全球级别上进行通信的公共协议。nr(例如新无线电或5g)是新兴的电信标准的一个示例。nr是3gpp颁布的lte移动标准的一组增强。nr旨在通过提高频谱效率、降低成本、改善服务、利用新频谱，并在下行链路(dl)和上行链路(ul)上使用具有循环前缀(cp)的ofdma与其他开放标准更好地集成，来更好地支持移动宽带互联网接入。为此，nr支持波束成形、多输入多输出(mimo)天线技术和载波聚合。
二进制值(例如1和0)用于表示和传送各种类型的信息，例如视频、音频、统计信息等。不幸的是，在储存、传输和/或处理二进制数据期间，可能会无意地引入错误；例如，“1”可以变为“0”，反之亦然。
通常，在数据传输的情况中，接收机在存在噪声或失真的情况下观察每个接收到的比特，并且仅获得对该比特值的一个指示。在这些情况下，被观察的值被解释为“软”比特的来源。软比特指示对比特值的优选估计(例如，1或0)以及对该估计的可靠性的某种指示。尽管错误的数量可能相对较少，但即使少量的错误或失真程度也会导致数据不可用，或者在传输错误的情况中可能必须重新传输数据。为了提供一种机制来检查错误并在某些情况中纠正错误，可以对二进制数据进行编码以引入精心设计的冗余。对数据单元的编码产生通常被称为码字的信息。由于其冗余性，码字通常会包含比从中产生码字的输入数据单元更多的比特。
编码器将冗余比特添加到所传送的比特流中以创建码字。当对从所传送的码字产生的信号进行接收或处理时，可以使用在该信号中所观察到的码字中包含的冗余信息来识别和/或纠正接收到的信号中的错误或消除接收到的信号中的失真，以便恢复原始数据单元。这种错误检查和/或纠正可以作为解码过程的一部分来实现。在没有错误的情况中，或者在可纠正的错误或失真的情况中，解码可用于从正在处理的源数据中恢复被编码的原始数据单元。在不可恢复的错误的情况下，解码过程可以产生关于原始数据不能被完全恢复的某种指示。关于解码失败的这种指示可以用于发起对数据的重传。随着使用光纤线路进行数据通信以及从数据储存设备(例如，磁盘驱动器、磁带等)读取数据和将数据存储到数据储存设备的速率增加，对于高效使用数据储存和传输容量以及以高速率编码和解码数据的能力的需要在增大。
在感兴趣的各方和3gpp参与方的3gpp标准化工作的背景下，tr.38.912(2017年3月，14.0.0版)概述了为了nr完成imt-2020计划而进行考虑的相关研究项目的各个方面。一个与信道编码有关的领域(第8.2.1.5节)。该节讨论了包括ldpc的nr的信道编码(第8.2.1.5.1节)，并讨论一些矩阵分量。
技术实现要素：
本公开内容的系统、方法和设备各自具有几个方面，其中没有一个方面单独对其期望的属性负责。在不限制由所附权利要求表达的本公开内容的范围的情况下，现在将简要地讨论一些特征。在考虑了本讨论之后，并且特别是在阅读了题为“具体实施方式”的部分之后，将会理解本公开内容的特征如何提供包括无线网络中的接入点与站之间的改进通信的优点。
尽管编码效率和高数据速率是重要的，但是对于实际用于范围广泛的设备(例如，消费者设备)的编码和/或解码系统而言，同样重要的是编码器和/或解码器可以以合理的成本实现。本发明的实施例提供了改进的通信设备，其具有能够执行新的改进的编码和解码技术的新的改进的硬件组件。根据本发明的实施例的编码器和解码器可以包括如下所讨论的用于利用ldpc编码技术的特征。实施例可以包括ldpc编码器/解码器电路，其包括被配置为高效地执行编码和解码技术的电路特征并考虑到设备尺寸和操作设计考虑因素。技术改进可以包括：使用基于具有唯一正交性布置的基本图的lpdc码进行编码/解码所导致的更快的硬件处理。
通信系统通常需要以几种不同的速率操作。低密度奇偶校验(ldpc)码可用于提供以不同速率编码和/或解码的简单实施方式。例如，可以通过对较低速率的ldpc码进行打孔来生成较高速率的ldpc码。
随着对移动宽带接入的需求不断增加，存在对nr技术进一步改进的需求。优选地，这些改进可以或应当适用于其他多址技术和使用这些技术的电信标准。一个需要改进的领域是用于数据传输的编码/解码领域。这些改进(例如，改进的ldpc码)可适用于nr和其他接入技术。
本公开内容的各方面涉及使用ldpc码的通信编码，该ldpc码在描述ldpc码的相应奇偶校验矩阵(pcm)中具有相邻行的两两正交性，并且还涉及利用具有两两行正交性的ldpc编码来执行灵活的编码器/解码器调度而不会损失性能的新编码器/解码器。实施例可以包括被布置和/或被配置为使用具有两两正交性的ldpc码来执行编码/解码操作的电路。在一些实施例中，编码器或解码器可包括通信地耦合到存储器设备的至少一个处理器，编码器或解码器可以被配置为实施利用具有两两正交性布置的ldpc码的编码或解码。
某些方面提供了一种用于由接收设备进行无线通信的装置。该装置总体上包括接收机，该接收机被配置为经由位于该接收机附近的一个或多个天线元件通过无线信道根据无线电技术接收码字。该装置包括至少一个处理器，其与存储器耦合，并且包括被配置为基于ldpc码对该码字进行解码以产生信息比特集合的解码器电路。该ldpc码被存储在存储器中，并且由具有对应于基本图的变量节点的第一数量的列和对应于基本图的校验节点的第二数量的行的基本矩阵来定义。对于该第一数量的列中的每一列，在该第二数量的行的最后部分中所有相邻行是正交的。
某些方面提供了一种用于由传送设备进行无线通信的装置。该装置总体上包括至少一个处理器，其与存储器耦合，并且包括被配置为基于ldpc码来对信息比特集合进行编码以产生码字的编码器电路。该ldpc码被存储在存储器中，并且由具有对应于基本图的变量节点的第一数量的列和对应于基本图的校验节点的第二数量的行的基本矩阵来定义。对于该第一数量的列中的每一列，在该第二数量的行的最后部分中所有相邻行是正交的。该装置包括发射机，该发射机被配置为经由布置在该发射机附近的一个或多个天线元件通过无线信道根据无线电技术传送该码字。
某些方面提供了一种用于由接收设备进行无线通信的方法。该方法总体上包括：经由位于接收机附近的一个或多个天线元件通过无线信道根据无线电技术接收码字。该方法包括：经由解码器电路基于ldpc码解码该码字以产生信息比特集合。该ldpc码被存储，并且由具有对应于基本图的变量节点的第一数量的列和对应于基本图的校验节点的第二数量的行的基本矩阵来定义。对于该第一数量的列中的每一列，在该第二数量的行的最后部分中所有相邻行是正交的。
某些方面提供了一种用于由传送设备进行无线通信的方法。该方法总体上包括：利用编码器电路基于ldpc码来对信息比特集合进行编码以产生码字。该ldpc码由具有对应于基本图的变量节点的第一数量的列和对应于基本图的校验节点的第二数量的行的基本矩阵来定义。对于该第一数量的列中的每一列，在该第二数量的行的最后部分中所有相邻行是正交的。该方法包括：经由一个或多个天线元件通过无线信道根据无线电技术传送该码字。
某些方面提供了一种用于无线通信的装置，例如接收设备。该装置总体上包括：用于通过无线信道根据无线电技术接收码字的单元。该装置总体上包括：用于基于ldpc码对该码字进行解码以产生信息比特集合的单元。该ldpc码由具有对应于基本图的变量节点的第一数量的列和对应于基本图的校验节点的第二数量的行的基本矩阵来定义。对于该第一数量的列中的每一列，在该第二数量的行的最后部分中所有相邻行是正交的。
某些方面提供了一种用于无线通信的装置，例如传送设备。该装置总体上包括：用于基于ldpc码来对信息比特集合进行编码以产生码字的单元。该ldpc码由具有对应于基本图的变量节点的第一数量的列和对应于基本图的校验节点的第二数量的行的基本矩阵来定义。对于该第一数量的列中的每一列，在该第二数量的行的最后部分中所有相邻行是正交的。该装置总体上包括：用于通过无线信道根据无线电技术传送该码字的单元。
某些方面提供了一种其上存储有用于无线通信的计算机可执行代码的计算机可读介质。该计算机可执行代码总体上包括：用于通过无线信道根据无线电技术接收码字的代码。该计算机可执行代码总体上包括：用于基于ldpc码解码该码字以产生信息比特集合的代码。该ldpc码由具有对应于基本图的变量节点的第一数量的列和对应于基本图的校验节点的第二数量的行的基本矩阵来定义。对于该第一数量的列中的每一列，在该第二数量的行的最后部分中所有相邻行是正交的。
某些方面提供了一种其上存储有用于无线通信的计算机可执行代码的计算机可读介质。该计算机可执行代码总体上包括：用于基于ldpc码来对信息比特集合进行编码以产生码字的代码。该ldpc码由具有对应于基本图的变量节点的第一数量的列和对应于基本图的校验节点的第二数量的行的基本矩阵来定义。对于该第一数量的列中的每一列，在该第二数量的行的最后部分中所有相邻行是正交的。该计算机可执行代码总体上包括：用于通过无线信道根据无线电技术传送该码字的代码。
某些实施例可以包括能够通信的多个设备。例如，一些实施例可以包括基于用户的手持消费者设备，其包括能够容纳内部电路的外壳。该内部电路可以包括被配置为执行移动通信的一个或多个处理器以及用于存储数据和软件的关联存储器。内部电路还可以包括无线调制解调器特征，其包括可以使用lpdc码来在无线通信设置中对信息进行编码或解码的编码器/解码器电路。在另一个示例中，一种装置可以包括：能够与无线网络的至少一个网络节点进行无线通信的收发机；和耦合到收发机的处理器。该处理器可以包括能够通过执行包括如下的操作来对数据进行编码以提供编码数据的编码器：利用具有按行的正交性的低密度奇偶校验(ldpc)码来对数据进行编码以提供经ldpc编码的数据。处理器可以包括能够通过执行包括如下的操作来对数据进行解码以提供解码数据的解码器：利用具有按行的正交性的低密度奇偶校验(ldpc)码来对数据进行解码以提供ldpc解码的数据。
为了实现前述和相关目的，一个或多个方面包括在下文中充分描述并且在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了一个或多个方面的某些说明性特征。然而，这些特征仅指示可以采用各个方面的原理的各种方式中的一些方式。
附图说明
为了能够详细理解本公开内容的上述特征的方式，可以通过参考其中的一些在附图中示出的各方面来获得上面简要概述的更具体的描述。然而，要注意的是，附图仅示出了本公开内容的某些典型方面，并且因此不应被认为是对其范围的限制，因为该描述可以允许其他等效的方面。
图1是概念性地示出根据本公开内容的某些方面的示例性电信系统的方框图。
图2是示出根据本公开内容的某些方面的分布式无线电接入网络(ran)的示例性逻辑架构的方框图。
图3是示出根据本公开内容的某些方面的分布式ran的示例性物理架构的图。
图4是概念地示出根据本公开内容的某些方面的示例性基站(bs)和用户设备(ue)的设计的方框图。
图5是示出根据本公开内容的某些方面的用于实现通信协议栈的示例的图。
图6示出了根据本公开内容的某些方面的新无线电(nr)系统的帧格式的示例。
图7-7a示出了根据本公开内容的某些方面的示例性低密度奇偶校验(ldpc)码的图形和矩阵表示。
图8是示出根据本公开内容的某些方面的图7a的ldpc码的提升的提升二分图。
图9是示出根据本公开内容的某些方面的编码器的方框图。
图10是示出根据本公开内容的某些方面的解码器的方框图。
图11是根据本公开内容的某些方面的ldpc码基本矩阵的示例性概括结构。
图12是根据本公开内容的某些方面的示例性ldpc码基本矩阵。
图13示出了根据本公开内容的各方面的可以包括被配置为执行本文公开的技术的操作的各种组件的通信设备。
图14是示出根据本公开内容的某些方面的由接收设备使用ldpc编码进行无线通信的示例性操作的流程图。
图15是示出根据本公开内容的某些方面的由传送设备使用ldpc编码进行无线通信的示例性操作的流程图。
为了便于理解，在可能的情况下使用相同的附图标记来指示图中共有的相同元件。可以预计到在一个方面公开的元件可以有利地用于其他方面而无需特别叙述。
具体实施方式
本公开内容的各方面提供了用于使用低密度奇偶校验(ldpc)码对通信进行编码的装置、方法、处理系统和计算机可读介质，该ldpc码在描述ldpc码的相应奇偶校验矩阵(pcm)中具有相邻行的两两正交性。
以下描述提供了示例，而不是限制权利要求中阐述的范围、适用性或示例。在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以对讨论的要素的功能和布置进行改变。各种示例可以适当地省略、替换或添加各种过程或组件。例如，所描述的方法可以以与所描述的顺序不同的顺序执行，并且可以添加、省略或组合各个步骤。而且，关于一些示例描述的特征可以在一些其他示例中组合。例如，可以使用本文阐述的任何数量的方面来实现装置或实践方法。另外，本公开内容的范围旨在覆盖使用附加于或不同于本文阐述的本公开内容的各个方面的其他结构、功能或结构和功能来实践的这样的装置或方法。应该理解的是，本文公开的本公开内容的任何方面可以通过权利要求的一个或多个元素来体现。本文使用词语“示例性”来表示“用作示例、实例或说明”。本文中被描述为“示例性”的任何方面不一定被解释为比其他方面优选或有利。
本文描述的技术可以用于各种无线通信技术，诸如lte、cdma、tdma、fdma、ofdma、sc-fdma和其他网络。术语“网络”和“系统”经常可互换地使用。cdma网络可以实现诸如通用陆地无线电接入(utra)、cdma2000等的无线电技术。utra包括宽带cdma(wcdma)和cdma的其他变体。cdma2000涵盖is-2000、is-95和is-856标准。tdma网络可以实现诸如全球移动通信系统(gsm)的无线电技术。ofdma网络可以实现诸如nr(例如5gra)、演进的utra(e-utra)、超移动宽带(umb)、ieee802.11(wi-fi)、ieee802.16(wimax)、ieee802.20、flash-ofdm等的无线电技术。utra和e-utra是通用移动电信系统(umts)的一部分。
新无线电(nr)是结合5g技术论坛(5gtf)开发的新兴无线通信技术。3gpp长期演进(lte)和高级lte(lte-a)是使用e-utra的umts的版本。在名为“第三代合作伙伴计划”(3gpp)的组织的文献中描述了utra、e-utra、umts、lte、lte-a和gsm。在名为“第三代合作伙伴计划2”(3gpp2)的组织的文献中描述了cdma2000和umb。本文描述的技术可以用于上面提到的无线网络和无线电技术以及其他无线网络和无线电技术。为了清楚起见，虽然本文可以使用通常与3g和/或4g无线技术相关联的术语来描述各方面，但是本公开内容的各方面可以应用于基于其他代的通信系统，例如5g及以后，包括nr技术。
新无线电(nr)接入(例如5g技术)可以支持各种无线通信服务，例如针对宽带宽(例如，80mhz或更高)的增强型移动宽带(embb)、针对高载波频率(例如，25ghz或更高)的毫米波(mmw)、针对非向后兼容mtc技术的大规模机器类型通信mtc(mmtc)，和/或针对超可靠低延迟通信(urllc)的关键任务。这些服务可以包括延迟和可靠性要求。这些服务还可以具有不同的传输时间间隔(tti)以满足相应的服务质量(qos)要求。另外，这些服务可以共存在相同的子帧中。
虽然在本申请中通过对一些示例的说明来描述了各方面和实施例，但是本领域技术人员将会理解，在许多不同的布置和场景中可以出现额外的实施方式和使用情况。本文描述的创新概念可以跨许多不同的平台类型、设备、系统、形状、尺寸、包装布置来实现。例如，实施例和/或用途可以通过集成芯片实施例和其他基于非模块组件的设备(例如终端用户设备、车辆、通信设备、计算设备、工业设备、零售/购买设备、医疗设备、支持ai的设备等)而出现。虽然一些示例可以或可以不特别针对使用情况或应用，但可能会出现所述创新概念的广泛适用性。实施方式的范围可以从芯片级或模块化组件到非模块化、非芯片级实施方式，并且进一步到包含所述创新概念的一个或多个方面的聚集式、分布式或oem设备或系统。在一些实际设置中，包含所描述的方面和特征的设备还可以必然包括用于实现和实践要求保护和描述的实施例的额外组件和特征。例如，无线信号的传输和接收必然包括用于模拟和数字目的的多个组件(例如，包括天线、布置在或位于接收机或发射机组件附近的天线元件、rf链、功率放大器、调制器、缓冲器、处理器、交织器、加法器/求和器等等的硬件组件)。意图是本文描述的创新概念可以在各种尺寸、形状和构造的各种各样的设备、芯片级组件、系统、分布式布置、终端用户设备等等中实践。
示例性无线通信系统
图1示出了示例性无线通信网络100，在其中可以执行本公开内容的各方面。例如，无线通信网络100可以是新无线电(nr)或5g网络。根据本公开内容的某些方面，nr网络可以对某些传输使用低密度奇偶校验(lpdc)编码。例如，诸如下行链路上的基站(bs)110或上行链路上的用户设备(ue)120的传送设备可以对信息比特进行编码以传送到无线通信网络100中的接收设备。传送设备使用ldpc码对某些传输的信息比特进行编码。与ldpc码相关联的基本图可以在基本图的下部中具有两两行正交性。诸如下行链路上的ue120或上行链路上的bs110的接收设备从传送设备接收经编码的传输并解码该传输以获得信息。接收设备可以在解码器中利用该两两行正交性来进行更灵活的解码器调度。
如图1所示，无线通信网络100可以包括多个基站(bs)110和其他网络实体。bs可以是与用户设备(ue)通信的站。每个bs110可以为特定的地理区域提供通信覆盖。在3gpp中，术语“小区”可以指节点b(nb)的覆盖区域和/或服务于该覆盖区域的nb子系统，取决于使用该术语的上下文。在nr系统中，术语“小区”和下一代nb(gnb或gnodeb)、nrbs、5gnb、接入点(ap)或传输接收点(trp)是可互换的。在一些示例中，小区可能不一定是静止的，并且小区的地理区域可以根据移动bs的位置来移动。在一些示例中，基站可以使用任何合适的传输网络通过各种类型的回程接口(诸如直接物理连接、无线连接、虚拟网络等)来彼此互连和/或互连到无线通信网络100中的一个或多个其他基站或网络节点(未示出)。
通常，可以在给定的地理区域中部署任何数量的无线网络。每个无线网络可以支持特定的无线电接入技术(rat)并且可以在一个或多个频率上操作。rat也可以被称为无线电技术、空中接口等。频率也可以被称为载波、子载波、频率信道、音调、子带等。每个频率可以支持给定地理区域中的单个rat，以便避免不同rat的无线网络之间的干扰。在某些情况下，可以部署nr或5grat网络。
bs可以为宏小区、微微小区、毫微微小区和/或其他类型的小区提供通信覆盖。宏小区可以覆盖相对大的地理区域(例如，半径几公里)，并且可以允许具有服务订阅的ue的不受限接入。微微小区可以覆盖小的地理区域，并且可以允许具有服务订阅的ue的不受限接入。毫微微小区也可以覆盖小的地理区域(例如，家庭)，并且可以允许与毫微微小区具有关联的ue(例如，封闭用户组(csg)中的ue，用于家庭中的用户的ue)的受限接入。宏小区的bs可以被称为宏bs。微微小区的bs可以被称为微微bs。毫微微小区的bs可以被称为毫微微bs或家庭bs。在图1所示的示例中，bs110a、110b和110c可以分别是宏小区102a、102b和102c的宏bs。bs110x可以是微微小区102x的微微bs。bs110y和110z可以分别是毫微微小区102y和102z的毫微微bs。bs可以支持一个或多个(例如三个)小区。
无线通信网络100还可以包括中继站。中继站是从上游站(例如，bs或ue)接收数据和/或其他信息的传输并将数据和/或其他信息的传输发送到下游站(例如，ue或bs)的站。中继站也可以是中继用于其他ue的传输的ue。在图1所示的示例中，中继站110r可以与bs110a和ue120r通信，以促进bs110a和ue120r之间的通信。中继站也可以被称为中继bs、中继等。
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可以具有不同的发射功率级、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可以具有高发射功率级(例如20瓦)，而微微bs、毫微微bs和中继可以具有较低的发射功率级(例如1瓦)。
无线通信网络100可以支持同步或异步操作。对于同步操作，bs可以具有类似的帧时序，并且来自不同bs的传输可以在时间上大致对准。对于异步操作，bs可以具有不同的帧时序，并且来自不同bs的传输可以在时间上不对准。本文描述的技术可以用于同步操作和异步操作。
网络控制器130可以耦合到一组bs并为这些bs提供协调和控制。网络控制器130可以经由回程与bs110进行通信。bs110还可以(例如直接或间接地)通过无线或有线回程彼此通信。
ue120(例如，120x、120y等)可以分散在整个无线通信网络100中，并且每个ue可以是静止的或移动的。ue也可以被称为移动台、终端、接入终端、用户单元、站、客户驻地设备(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、手持设备、膝上型计算机、无绳电话、无线本地环路(wll)站、平板电脑、相机、游戏设备、上网本、智能本、超极本、电器、医疗装置或医疗设备、生物传感器/设备、诸如智能手表、智能衣服、智能眼镜、智能手环、智能首饰(例如智能戒指、智能手镯等)的可穿戴设备、娱乐设备(例如，音乐设备、视频设备、卫星无线电设备等)、车辆部件或传感器、智能仪表/传感器、工业制造设备、全球定位系统设备或被配置为通过无线或有线介质进行通信的任何其他合适的设备。一些ue可以被认为是机器类型通信(mtc)设备或演进型mtc(emtc)设备。mtc和emtcue包括例如可以与bs、另一个设备(例如，远程设备)或一些其它实体通信的机器人、无人机、远程设备、传感器、仪表、监视器、位置标签等。无线节点可以例如经由有线或无线通信链路提供用于或者到网络(例如，诸如互联网或蜂窝网络的广域网)的连接性。一些ue可以被认为是物联网(iot)设备，其可以是窄带iot(nb-iot)设备。
某些无线网络(例如lte)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将系统带宽划分为多个(k个)正交子载波，通常也称为音调、频段等。每个子载波可以用数据调制。一般来说，调制符号在频域中用ofdm发送，而在时域中用sc-fdm发送。相邻子载波之间的间隔可以是固定的，并且子载波的总数(k)可以取决于系统带宽。例如，子载波的间隔可以是15khz，并且最小资源分配(称为“资源块”(rb))可以是12个子载波(或180khz)。因此，对于1.25、2.5、5、10或20兆赫兹(mhz)的系统带宽，标称快速傅立叶变换(fft)大小可以分别等于128、256、512、1024或2048。系统带宽也可以被划分成子带。例如，子带可以覆盖1.08mhz(即，6个资源块)，并且对于1.25、2.5、5、10或20mhz的系统带宽，可以分别具有1、2、4、8或16个子带。
尽管本文描述的示例的各方面可以与lte技术相关联，但是本公开内容的各方面可以适用于其他无线通信系统，诸如nr。nr可以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。可以支持波束成形，并且可以动态地配置波束方向。也可以支持具有预编码的mimo传输。dl中的mimo配置可以支持多达8个发射天线，具有多达8个流的多层dl传输并且每个ue多达2个流。可以支持每个ue多达2个流的多层传输。可以用多达8个服务小区支持多个小区的聚合。
在一些示例中，可以调度对空中接口的接入，其中，调度实体(例如，基站)为其服务区域或小区内的一些或全部装置和设备之间的通信分配资源。调度实体可以负责调度、分配、重新配置和释放一个或多个下属实体的资源。即，对于被调度的通信，下属实体利用调度实体分配的资源。基站不是唯一可以起到调度实体作用的实体。在一些示例中，ue可以起到调度实体的作用，并且可以为一个或多个下属实体(例如，一个或多个其他ue)调度资源，并且其他ue可以利用该ue所调度的资源进行无线通信。在一些示例中，在对等(p2p)网络中和/或网状网络中，ue可以起到调度实体的作用。在网状网络示例中，除了与调度实体通信之外，ue还可以彼此直接通信。
在图1中，具有双箭头的实线指示ue与服务bs(其是被指定为在下行链路和/或上行链路上服务于该ue的bs)之间的期望的传输。具有双箭头的细虚线表示ue与bs之间的干扰传输。
图2示出了可以在图1所示的无线通信网络100中实现的分布式无线电接入网络(ran)200的示例性逻辑架构。5g接入节点206可以包括anc202。anc202可以是分布式ran200的中央单元(cu)。到下一代核心网络(ng-cn)204的回程接口可以在anc202终止。到相邻下一代接入节点(ng-an)210的回程接口可以在anc202终止。anc202可以包括一个或多个trp208(例如，小区、bs、gnb等)。
trp208可以是分布式单元(du)。trp208可以连接到单个anc(例如anc202)或多于一个anc(未示出)。例如，对于ran共享、无线电即服务(raas)以及特定于服务的and部署，trp208可以连接到多于一个anc。trp208每一个都可以包括一个或多个天线端口。trp208可以被配置为单独地(例如，动态选择)或联合地(例如，联合传输)向ue提供业务。
分布式ran200的逻辑架构可以支持不同部署类型间的前传解决方案。例如，该逻辑架构可以基于传输网络能力(例如，带宽、延迟和/或抖动)。
分布式ran200的逻辑架构可以与lte共享特征和/或组件。例如，下一代接入节点(ng-an)210可以支持与nr的双重连接，并且可以共享lte和nr的公共前传。
分布式ran200的逻辑架构可以例如在trp内和/或经由anc202在trp之间实现trp208之间的合作。可以不使用trp间接口。
逻辑功能可以动态地分布在分布式ran200的逻辑架构中。如将参照图5更详细地描述的，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、媒体访问控制(mac)层和物理(phy)层可以被适用地放置在du(例如，trp208)或cu(例如，anc202)处。
图3示出了根据本公开内容的各方面的分布式ran300的示例物理架构。集中式核心网络单元(c-cu)302可以容纳核心网络功能。c-cu302可以集中部署。可以卸载c-cu302功能(例如，到高级无线服务(aws))，以努力处理峰值容量。
集中式ran单元(c-ru)304可以容纳一个或多个anc功能。可任选地，c-ru304可以在本地容纳核心网络功能。c-ru304可以具有分布式部署。c-ru304可以接近网络边缘。
du306可以容纳一个或多个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)。du可以位于网络的边缘，具有射频(rf)功能。
图4示出了bs110和ue120(如图1中所示)的示例性组件，其可以用于实现本公开内容的各方面。例如，ue120的天线452、处理器466、458、464和/或控制器/处理器480和/或bs110的天线434、处理器420、460、438和/或控制器/处理器440可以被用于执行本文针对使用在描述码的pcm中具有相邻行的两两行正交性的ldpc码进行ldpc编码所描述的各种技术和方法。例如，ue120的处理器466、458、464和/或控制器/处理器480和/或bs110的处理器420、460、438和/或控制器/处理器440，可以包括编码器和/或解码器，如下面关于图9和图10更详细描述的，并且根据本公开内容的某些方面，其可以被配置为使用在描述ldpc码的相应pcm的相邻行中具有两两行正交性的ldpc码进行ldpc编码。
在bs110处，发射处理器420可以从数据源412接收数据并且从控制器/处理器440接收控制信息。控制信息可以用于物理广播信道(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)、组公共pdcch(gcpdcch)等。数据可以用于物理下行链路共享信道(pdsch)等。处理器420可以处理(例如，编码和符号映射)数据和控制信息，以分别获得数据符号和控制符号。处理器420还可以例如为主同步信号(pss)、辅助同步信号(sss)和小区特定参考信号(crs)生成参考符号。如果适用的话，发射(tx)多输入多输出(mimo)处理器430可以对数据符号、控制符号和/或参考符号执行空间处理(例如，预编码)，并且可以将输出符号流提供到调制器(mod)432a到432t。每个调制器432可以处理相应的输出符号流(例如，用于ofdm等)以获得输出样本流。每个调制器可以进一步处理(例如，转换为模拟、放大、滤波和上变频)输出样本流以获得下行链路信号。可以分别经由天线434a到434t传送来自调制器432a到432t的下行链路信号。
在ue120处，天线452a到452r可以从基站110接收下行链路信号，并且可以将接收到的信号分别提供给收发机中的解调器(demod)454a到454r。每个解调器454可以调节(例如，滤波、放大、下变频和数字化)相应的接收信号以获得输入样本。每个解调器可以进一步处理输入样本(例如，用于ofdm等)以获得接收符号。mimo检测器456可以从所有解调器454a到454r获得接收符号，如果适用的话，对接收符号执行mimo检测，并且提供检测符号。接收处理器458可以处理(例如，解调、解交织和解码)检测符号，向数据宿460提供用于ue120的解码的数据，并向控制器/处理器480提供解码的控制信息。
在上行链路上，在ue120处，发射处理器464可以接收和处理来自数据源462的数据(例如，用于物理上行链路共享信道(pusch))和来自控制器/处理器480的控制信息(例如，用于物理上行链路控制信道(pucch))。发射处理器464还可以为参考信号(例如，为探测参考信号(srs))生成参考符号。如果适用的话，来自发射处理器464的符号可以由txmimo处理器466进行预编码，由收发机中的解调器454a到454r进一步处理(例如，用于sc-fdm等)，并被传送到基站110。在bs110处，来自ue120的上行链路信号可以由天线434接收，由调制器432处理，由mimo检测器436检测(如果适用的话)，并且由接收处理器438进一步处理以获得由ue120发送的解码的数据和控制信息。接收处理器438可以将解码的数据提供给数据宿439，并且将解码的控制信息提供给控制器/处理器440。
控制器/处理器440和480可以分别指导在bs110和ue120处的操作。bs110处的处理器440和/或其他处理器和模块可以执行或指导用于本文描述的技术的处理的执行。存储器442和482可以分别存储用于bs110和ue120的数据和程序代码。调度器444可以调度ue在下行链路和/或上行链路上进行数据传输。
图5示出了根据本公开内容的各方面的用于实现通信协议栈的示例的图500。所示出的通信协议栈可以由在诸如5g系统的无线通信系统(例如，支持基于上行链路的移动性的系统)中运行的设备来实现。图500示出了包括rrc层510、pdcp层515、rlc层520、mac层525和phy层530的通信协议栈。在各种示例中，协议栈的层可以被实现为软件的单独模块、处理器或asic的部分、通过通信链路连接的非并置设备的部分、或其各种组合。例如，可以在网络接入设备(例如，an、cu和/或du)或ue的协议栈中使用并置和非并置的实施方式。
第一选项505-a示出了协议栈的分离实施方式，其中，协议栈的实现在集中式网络接入设备(例如，图2中的anc202)和分布式网络接入设备(例如图2中的du208)之间划分。在第一选项505-a中，rrc层510和pdcp层515可以由中央单元实现，并且rlc层520、mac层525和phy层530可以由du实现。在各种示例中，cu和du可以并置或不并置。第一选项505-a在宏小区、微小区或微微小区部署中可能是有用的。
第二选项505-b示出了协议栈的统一实施方式，其中，协议栈在单个网络接入设备中实现。在第二选项中，rrc层510、pdcp层515、rlc层520、mac层525和phy层530各自可以由an来实现。例如，第二选项505-b在毫微微小区部署中可能是有用的。
无论网络接入设备实现部分还是全部协议栈，ue都可以实现如505-c中所示的整个协议栈(例如，rrc层510、pdcp层515、rlc层520、mac层525和phy层530)。
在lte中，基本传输时间间隔(tti)或分组持续时间是1ms子帧。在nr中，子帧仍然是1ms，但基本tti被称为时隙。取决于子载波间隔，子帧包含可变数量的时隙(例如，1、2、4、8、16……个时隙)。nrrb是12个连续的频率子载波。nr可以支持15khz的基本子载波间隔，并且可以相对于该基本子载波间隔来定义其他子载波间隔(例如，30khz、60khz、120khz、240khz等)。符号和时隙长度随着子载波间隔而缩放。cp长度也取决于子载波间隔。
图6是示出nr的帧格式600的一个示例的图。可以将下行链路和上行链路中每一者的传输时间线划分成无线电帧的单元。每个无线电帧可以具有预定的持续时间(例如，10ms)并且可以被划分为具有0到9的索引的10个子帧，每个子帧1ms。取决于子载波间隔，每个子帧可以包括可变数量的时隙。取决于子载波间隔，每个时隙可以包括可变数量的符号周期(例如，7或14个符号)。可以为每个时隙中的符号周期分配索引。小时隙(mini-slot)是一种子时隙结构(例如，2、3或4个符号)。
时隙中的每个符号可以指示用于数据传输的链路方向(例如，dl、ul或灵活的)，并且可以动态地切换每个子帧的链路方向。链接方向可以基于时隙格式。每个时隙可以包括dl/ul数据以及dl/ul控制信息。
在nr中，传送同步信号(ss)块。ss块包括pss、sss和两个符号的pbch。ss块可以在固定的时隙位置(例如图6所示的符号0-3)中传送。pss和sss可以由ue用于小区搜索和获取。pss可以提供半帧时序，ss可以提供cp长度和帧时序。pss和sss可以提供小区标识。pbch携带一些基本系统信息(si)，诸如下行链路系统带宽、无线电帧内的时序信息、ss突发集周期、系统帧号等。可以将ss块组织为ss突发以支持波束扫描。可以在某些子帧中的pdsch上传送其他系统信息，诸如剩余最小系统信息(rmsi)、系统信息块(sib)、其他系统信息(osi)。
在一些情况下，两个或更多个下属实体(例如，ue)可以使用侧链路(sidelink)信号来彼此通信。这种侧链路通信的实际应用可以包括公共安全、邻近服务、ue到网络中继、车辆到车辆(v2v)通信、万物互联(ioe)通信、iot通信、关键任务网格以及/或各种其他合适的应用。通常，侧链路信号可以指在不通过调度实体(例如，ue或bs)中继通信的情况下从一个下属实体(例如ue1)传送到另一个下属实体(例如，ue2)的信号，即使是调度实体可用于调度和/或控制目的。在一些示例中，可以使用已许可频谱来传送侧链路信号(与通常使用未许可频谱的无线局域网不同)。
ue可以在各种无线电资源配置中操作，包括与使用专用资源集合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)或者与使用公共资源集合传送导频相关联的配置(例如，rrc公共状态等)。当在rrc专用状态下操作时，ue可以选择用于向网络传送导频信号的专用资源集合。当在rrc公共状态下操作时，ue可以选择用于向网络传送导频信号的公共资源集合。在任一情况下，由ue传送的导频信号可以由一个或多个网络接入设备(诸如an或du或其部分)接收。每个接收网络接入设备可以被配置为接收和测量在公共资源集合上传送的导频信号，并且还接收并测量在分配给ue的专用资源集合上传送的导频信号，对于该ue，该网络接入设备是该ue的网络接入设备监视集合的成员。一个或多个接收网络接入设备或接收网络接入设备向其传送导频信号的测量结果的cu，可以使用该测量结果来识别用于ue的服务小区或者发起对用于ue中的一个或多个的服务小区的改变。
示例性纠错编码
许多通信系统(例如nr)使用纠错码。纠错码一般通过在数据流中引入冗余来补偿这些系统中信息传输(例如，通过空中媒介)所固有的不可靠性。低密度奇偶校验(ldpc)码是使用迭代编码系统的一种纠错码。gallager码是“正则(regular)”ldpc码的一个示例。正则ldpc码是线性分组码，其中，其奇偶校验矩阵h(pcm)的大部分元素是“0”。
ldpc码可以由二分图(通常被称为“tanner图”)表示。在二分图中，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)，而校验节点集合对应于定义该码的奇偶校验约束集合。图中的边(edge)将变量节点连接到校验节点。因此，图中的节点被分成两个不同的集合，并且用边连接两种不同类型(变量和校验)的节点。
在ldpc编码中使用的图可以以各种方式来表征。通过将二分基本图(g)复制多次(n次)来创建提升的码(liftedcode)。副本或提升(lifting)的数量可以被称为提升大小或提升大小值z。如果一个变量节点和一个校验节点在二分图中由“边”(即，连接变量节点和校验节点的线)连接，则可以认为该变量节点和该校验节点是“邻居”。对于二分基本图的每个边(e)，将置换(permutation)应用于边(e)的n个副本以互连g的n个副本。当且仅当对于每个校验节点(也被称为约束节点)而言，与所有相邻变量节点相关联的比特总和模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是有效码字。如果所使用的置换是循环的，则所得到的ldpc码可以是准循环(quasi-cyclic，qc)的。适用于边的循环置换可以被称为提升值或循环提升值。提升值由pcm中元(entry)的值k表示。
图7-7a分别示出了根据本公开内容的某些方面的示例性ldpc码的图形表示和矩阵表示。图7示出了表示示例性ldpc码的二分图700。二分图700包括连接到4个校验节点720(由正方形表示)的5个变量节点710的集合(由圆圈表示)。图700中的边将变量节点710连接到校验节点720(由将变量节点710连接到校验节点720的线表示)。二分图700由通过|e|＝12个边连接的|v|＝5个变量节点和|c|＝4个校验节点组成。
二分图700可以由简化的邻接矩阵来表示。图7a示出了二分图700的矩阵表示700a。矩阵表示700a包括pcm、h和码字向量x，其中，x1、x2……x5表示码字x的比特。h用于确定接收到的信号是否被正常解码。h是具有对应于j个校验节点的c行和对应于i个变量节点(即，解调符号)的v列的二值矩阵。行表示等式，并且列表示码字的比特(也称为数字)。在图7a中，h具有分别对应于4个校验节点和5个变量节点的4行5列。如果第j个校验节点通过边连接到第i个变量节点，即，这两个节点是邻居，则该边由h的第i行和第j列的1表示。即，第i行和第j列的交点在边连接对应顶点的情况下包含“1”，在没有边的情况下包含“0”。在一些表示中，空格或(*)用于表示没有边。当且仅当hx＝0时，该码字向量x表示有效码字。因此，如果码字被正确接收，则hx＝0(mod2)。当编码的所接收信号和pcm的乘积变为“0”时，则其表示没有发生错误。
ldpc码的长度对应于二分图中的变量节点的数量。一行(列)中边(例如pcm中的非零元素，也称为元(entry))的数量被定义为行(列)权重dc(dv)。一个节点的度(degree)是指连接到该节点的边的数量。例如，如图7所示，变量节点711具有三个连接度，具有连接到校验节点721、722和723的边。变量节点712具有三个连接度，具有连接到校验节点721、723和724的边。变量节点713具有两个连接度，具有连接到校验节点721和724的边。变量节点714具有两个连接度，具有连接到校验节点722和724的边。变量节点715具有两个连接度，具有连接到校验节点722和723的边。
在图7所示的二分图700中，入射到变量节点710的边的数量等于图7a中所示的pcmh中的对应列中的1的数量，并且被称为变量节点度d(v)。类似地，与校验节点420连接的边的数量等于对应行中的1的数量，并且被称为校验节点度d(c)。例如，如7a图所示，矩阵h中的第一列对应于变量节点711，并且列(1,1,1,0)中的对应元指示到校验节点721、722和723的边连接，而0指示没有到校验节点724的边。h的第二、第三、第四和第五列中的元分别表示变量节点712、713、714和715与校验节点的边连接。正则码是在二分图中所有变量节点具有相同的度并且所有约束节点具有相同的度的码。另一方面，非规则码具有度不同的约束节点和/或变量节点。
“提升”使得能够使用并行编码和/或解码实施方式来实现ldpc码，同时还降低了典型地与大ldpc码相关联的复杂度。升降有助于实现ldpc解码器的高效并行化，同时仍具有相对简洁的描述。更具体而言，提升是一种用于从较小基本码的多个副本生成相对大的ldpc码的技术。例如，可以通过如下来生成提升的ldpc码：产生基本图(例如原型图)的z个并行副本，然后通过基本图的每个副本的边束(edgeclusters)的置换来互连这些并行副本。基本图定义了码的(宏)结构，并由多个(k个)的信息比特列和多个(n个)的码比特列组成。基本图的z提升导致最终块长度kz。因此，通过“复制和置换”操作可以获得更大的图，其中，得到基本图的多个副本并连接以形成单个提升图。对于该多个副本，作为单个基本边的副本集合的相似边被置换并连接以形成比基本图大z倍的连通图。图8是示出图7的二分图700的三个副本的提升的提升二分图900。通过在副本之间置换边可以互连三个副本。如果将置换限制为循环置换，则所得到的二分图900对应于具有提升z＝3的准循环ldpc。
可以通过用z×z矩阵替换基本图的pcm(也称为“基本pcm”)中的每个元，来从基本pcm构造提升图的对应pcm。“0”(或空白或(*))元(没有基本边的那些)用0矩阵替换，并且非零元(指示基本边)用z×z置换矩阵替换。在循环提升的情况下，置换是循环置换。
循环提升的ldpc码也可以被解释为在二进制多项式以xz+1为模的环上的码。在该解释中，二进制多项式(x)＝b0+b1x+b2x2+…+bz-1xz-1可以与基本图中的每个变量节点相关联。二进制向量(b0,b1,b2,…,bz-1)对应于与提升图中的z个对应变量节点(即，单个基本变量节点的z个副本)相关联的比特。二进制向量的以k的循环置换是通过将相应的二进制多项式乘以xk来实现的，其中，乘法以xz+1为模。基本图中度为d的奇偶校验可被解释为对相邻二进制多项式b1(x),…,bd(x)的线性约束，记为
通常，pcm的方形子矩阵表示码的奇偶校验比特。互补列对应于在编码时被设置为等于要被编码的信息比特的信息比特。编码可以通过求解上述方形子矩阵中的变量以满足奇偶校验等式来实现。pcm可以分成两部分m和n，其中m是方形部分。因此，编码简化为求解mc＝s＝nd，其中，c和d包括x。在准循环码或循环提升码的情况下，上面的代数可以被解释为在二进制多项式以xz+1为模的环上。
可以解码接收到的ldpc码字以产生原始码字的重构版本。在没有错误的情况下，或者在可纠正的错误的情况下，可以使用解码来恢复被编码的原始数据单元。解码器可以使用冗余比特来检测和纠正比特错误。ldpc解码器通常通过如下来进行操作：迭代地执行本地计算并通过沿着边在二分图内交换消息来传递那些结果，并且通过基于传入消息在节点处执行计算来更新这些消息。这些步骤可以重复几次。例如，图700中的每个变量节点710可以最初被提供有“软比特”(例如，表示码字的所接收比特)，“软比特”表示通过观察而从通信信道确定的对关联比特的值的估计。使用这些软比特，ldpc解码器可以通过如下来更新消息：从存储器中迭代地读取这些消息或其一部分并且将更新后的消息或其某部分写回到存储器。该更新操作通常基于对应的ldpc码的奇偶校验约束。对于提升的ldpc码，通常并行地处理相似边上的消息。
设计用于高速应用的ldpc码通常使用具有大提升因子和相对小的基本图的准循环结构，来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码倾向于具有相对较少的奇偶校验。如果基本奇偶校验的数量小于一个变量节点的度(例如，连接到一个变量节点的边的数量)，则在基本图中，该变量节点通过两条或更多条边(例如，该变量节点可能具有“双边”)连接到至少一个基本奇偶校验。或者，如果基本奇偶校验的数量小于一个变量节点的度(例如，连接到一个变量节点的边的数量)，则在基本图中，该变量节点通过两条或更多条边连接到至少一个基本奇偶校验。为了并行硬件实现的目的，通常不希望使得基本变量节点和基本校验节点通过两条或更多条边连接。例如，这样的双边会导致对同一存储器位置的多个并发的读取和写入操作，这又会产生数据一致性问题。在单个并行奇偶校验更新期间，基本ldpc码中的双边会触发并行读取同一软比特值存储器位置两次。因此，通常需要额外的电路来组合被写回到存储器中的软比特值，以正确地合并两个更新。但是，消除ldpc码中的双边有助于避免这种额外的复杂性。
在标准非正则ldpc码集合(度分布)的定义中，tanner图表示中的所有边可以在统计上是可互换的。即，存在边的单个统计等价类。对于多边ldpc码，可能有边的多个等价类。虽然在标准非正则ldpc集合定义中，图中的节点(变量和约束)由它们的度(即它们所连接的边的数量)指定，但在多边类型设置中，边度(edgedegree)是向量；其独立地指定每个边等价类(类型)中连接到节点的边的数量。多边类型集合由有限数量的边类型组成。一个约束节点的度类型是一个(非负)整数向量；该向量的第i个元记录连接到所述节点的第i个类型的套接(socket)的数量。该向量可以被称为边度。尽管度类型可以视为(非负)整数向量，但变量节点的度类型有两个部分。第一部分涉及接收到的分布，并且将被称为接收到的度，第二部分指定边度。边度对于约束节点具有相同的作用。按照边的相同类型的配对套接来确定边的类型。套接必须与相似类型的套接配对的这一约束表征了多边类型概念。在多边类型描述中，不同的节点类型可以具有不同的接收到的分布(例如，相关联的比特可以通过不同的信道)。
打孔是从码字中去除比特以产生更短的码字的操作。被打孔的变量节点对应于实际没有传送的码字比特。对ldpc码中的变量节点进行打孔会创建缩短的码(例如，由于去除了比特)，同时也会有效地去除校验节点。如果要被打孔的变量节点的度为1，则对该变量节点打孔会从码中去除相关比特，并从图中有效地去除其单个相邻校验节点。结果，图中校验节点的数量减少了一个。
图9是示出根据本公开内容的某些方面的编码器的简化方框图。图9是示出射频(rf)调制解调器950的一部分的简化框图900，该rf调制解调器950可以被配置为提供包括经打孔的编码消息的信号以用于无线传输。在一个示例中，诸如下行链路上的bs(例如，bs110)或上行链路上的ue(例如，ue120)的传送设备中的卷积编码器902接收用于传输的消息920。消息920可以包含指向接收设备(例如，下行链路上的ue或上行链路上的bs)的数据和/或编码语音或其他内容。编码器902对该消息进行编码。在一些示例中，根据下面更详细描述的本公开内容的某些方面，编码器902使用具有两两行正交性的ldpc码来对消息的信息比特进行编码。由编码器902产生的经编码的比特流922然后可以由打孔模块904选择性地打孔，打孔模块904可以是一个独立的设备或组件，或者可以与编码器902集成。打孔模块904可以确定比特流在传输之前应该被打孔，或者在没有打孔的情况下传送。通常基于网络状况、网络配置、无线电接入网络(ran)定义的偏好和/或出于其他原因，来做出关于对比特流922进行打孔的决定。可以根据打孔模式912来对比特流922进行打孔，并且用于对消息920进行编码。打孔模块904将输出924提供给映射器906，该映射器906生成发射(tx)符号926的序列，tx符号926由tx链908调制、放大并以其他方式处理以产生用于通过天线910传输的rf信号928。被打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如下来操作：沿着边在图内交换消息，并通过基于传入消息在节点处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(称为接收值)，该软比特表示通过观察而从例如通信信道确定的关联比特值的估计。理想状况下，单独比特的估计在统计上是独立的；然而，这种理想状况在实践中可能会受到破坏。接收到的码字由接收到的值的集合组成。
图10是示出根据本公开内容的某些方面的解码器的简化方框图。图10是示出rf调制解调器1050的一部分的简化示意图1000，该rf调制解调器1050可以被配置为接收并解码包括经打孔的编码消息的无线传送的信号。被打孔的码字比特可以被视为被删除。例如，可以在初始化时将被打孔的节点的对数似然比(llr)设置为0。在各种示例中，接收该信号的调制解调器1050可以驻留在诸如下行链路上的ue(例如，ue120)或上行链路上的bs(例如，bs120)的接收设备中。天线1002向接收设备提供rf信号1020。rf链1004处理和解调rf信号1020，并且可以向解映射器1006提供符号1022的序列，解映射器1006产生代表编码消息的比特流1024。
解映射器1006提供解打孔的比特流1024。在一些示例中，解映射器1006包括解打孔模块，该解打孔模块可被配置为在比特流中由发射机删除了被打孔比特的位置处插入空值。当用于在发射机处产生经打孔的比特流的打孔模式1010已知时，可以使用解打孔模块。打孔模式1010可以用于识别在由解码器1008对比特流1024进行解码期间忽略的llr1028。ldpc解码器可以包括多个处理元件，以并行地执行奇偶校验或变量节点操作。例如，当处理具有提升大小z的码字时，ldpc解码器可以同时利用z个处理元件对提升图的所有z个边执行奇偶校验操作。
在一些示例中，根据以下更详细描述的本公开内容的某些方面，解码器1008基于具有两两行正交性的ldpc码来对消息的信息比特进行解码。在一些示例中，解码器1008是新解码器，其利用ldpc的两两行正交性来执行灵活的解码器调度而没有性能损失。
ldpc码中相邻行的示例性两两正交性
在新无线电(nr)中，低密度奇偶校验(ldpc)被用于某些信道的信道编码。如以上关于图7-10所述，ldpc码由基本图定义，基本图包括变量节点和校验节点，并且基本图可以由具有对应于变量节点的列和对应于校验节点的行的对应奇偶校验矩阵(pcm)来表示。基本图中的边在pcm中具有元。准循环ldpc码在pcm中第i列和第j行的非零元中具有整数循环提升值vi,j。当提升基本图以获得提升图时，循环提升值对应于边的循环置换。提升的数量z是提升或提升大小值。用于基本图的不同z值用于支持不同的块长度。对于每个所支持的提升，根据提升大小和循环提升值将位移系数计算为：
pi,j＝f(vi,j,z)
在ldpc编码之前可以应用缩短。系统比特可以被打孔。
本公开内容的各方面提供了：使用在描述码的pcm中具有相邻行的两两正交性的ldpc码的ldpc编码器，以及ldpc解码器，其能够利用具有两两行正交性的ldpc编码来执行灵活的解码器调度而没有性能损失。
在nr中，用于ldpc编码的一些基本图的pcm具有图11所示的pcm结构1100。pcm结构1100包括：具有对应于系统比特的区域1102的上部；对应于奇偶校验比特的区域1104；和对应于混合自动重传请求(harq)扩展比特(例如全零)的区域1106。区域1102和1106可以具有水平的矩形形状。在一些示例中，可以对区域1102中的前两个具有最高度的系统比特(例如，pcm中的前两列)进行打孔。区域1104具有正方形形状。区域1104可以包括特殊的奇偶校验比特。区域1104中的第一列或最后一列可以具有权重1，而其余列可以具有权重3和双对角线。
pcm结构1100还包括具有区域1108和区域1110的下部。在一些示例中，pcm结构1100的下部可以用于打孔和/或递增冗余(ir)harq。区域1110可以是对角矩阵(即，元的对角线，其余的不具有元，即零)。下部对角线结构可以确保对母码的打孔不需要解码母码，从而降低了复杂度。该对角线结构可使得码可以用节点并行解码架构来处理。区域1110的列可以对应于harq比特和区域1108。根据某些方面，pcm结构1100的较低功率部分中的区域1108(并且也可以是区域1110的一部分)可以在每个相邻行中具有两两行正交性。
图12是根据本公开内容的某些方面的示出图11的pcm结构1100的ldpc码的示例性pcm1200。在图12所示的pcm1200中，“1”表示pcm中的元(其可以用循环提升值vi,j来代替)，并且“0”表示不存在元。如图12所示，pcm1200包括在相邻行中具有两两行正交性的底部。如图所示，在行26-46中，在底部对角线结构之前的列(例如，列1-22)(例如，对应于区域1110之前的区域1108)中，并且在一些情况下，在区域1110的第一部分(例如，列23-27)中，在任何给定列中，在相邻(即，连续)行中不存在元。即，列的下部中的相邻行可以二者都不具有元(即，显示为0)或者只有一个具有元(即，1，0或0，1)，使得元不存在于任何一对相邻行中(即不会发生1，1)。
尽管图12示出了在行26-46中具有两两行正交性的示例性pcm，不同数量的行可以是非正交的。在一些示例中，在下部结构的行的第一部分(即，区域1108)中，前两列包括行的一些非正交性，而在该第一部分的其余列中是非正交的。但是，在下部结构的行的第二部分中，所有列中的相邻行是正交的。例如，如图12所示，在pcm的行6-25(例如，下部结构的第一部分)中，前两列(即列102)中的相邻行不总是正交的，然而，其余列(即列3-27)中的相邻行是两两正交的。如图12所示，在下部结构的底部，行26-46，该区域中的所有列(例如，列1-27)具有两两行正交性。
根据某些方面，基本图的描述的至少一部分可以被存储在芯片上，例如，在bs和/或ue处。该描述可以是基本图、pcm或稀疏矩阵的某个其他表示。
为了恢复信息比特，接收设备解码从传送设备接收的码字。接收设备可以根据解码调度进行解码。接收设备可以使用分层解码器来对码字进行解码。解码调度可以至少部分地基于所存储的基本图的描述。解码调度可以逐行地对码字进行解码(例如，使用基本图)。解码调度可以逐列地对码字进行解码。解码调度可以一次解码两列(例如，在一行或一对行内)。解码调度可以在解码时跳过空缺元。
在一些示例中，接收设备可以使用具有改进性能的新解码器。该解码器可利用本文描述的ldpc的两两正交性，例如通过以一次多对行(bypairsofrowsatatime)的方式对码字进行解码来提高解码速度，而没有性能损失。另外，由于两两行正交性，解码器可以具有增加的解码调度灵活性，这是因为对于码的下部中的任何三个连续行的集合，解码器可以在两个不同的正交组合之间进行选择以进行同时解码。
图13示出了通信设备1300，该通信设备1300可以包括被配置为执行用于本文公开的技术的操作(诸如图14和/或图15中所示的操作)的各种组件(例如，对应于功能单元组件)。通信设备1300包括耦合到收发机1308的处理系统1302。收发机1308被配置为经由天线1310传送和接收通信设备1300的信号，诸如本文所述的各种信号。处理系统1302可以被配置为执行通信设备1300的处理功能，包括处理由通信设备1300接收和/或要传送的信号。
处理系统1302包括经由总线1306耦合到计算机可读介质/存储器1312的处理器1304。在某些方面，计算机可读介质/存储器1312被配置为存储指令(例如，计算机可执行代码)，当由处理器1304执行时，所述指令使处理器1304执行图14和/或图15中所示的操作，或用于执行本文针对具有两两行正交性的ldpc编码讨论的各种技术的其他操作。在某些方面，计算机可读介质/存储器1312存储：用于使用具有两两行正交性的ldpc码来对信息比特进行编码的代码1314；用于通过无线信道传送码字的代码1316；用于接收码字的代码1318；以及用于使用具有两两行正交性的ldpc码来对码字进行解码以获得信息比特的代码1320。
图14是示出根据本公开内容的某些方面的由接收设备使用ldpc编码进行无线通信的示例性操作1400的流程图。接收设备可以是上行链路上的bs(例如，诸如无线通信网络100中的bs110)或下行链路上的ue(例如，诸如无线通信网络100中的ue120)。
操作1400在1402处开始，在1402处，经由位于接收机附近的一个或多个天线元件通过无线信道根据无线电技术(例如，nr或5g无线电技术)接收码字(例如，或经打孔的码字)。在1404处，接收设备经由解码器电路基于ldpc码(例如，利用分层解码器)对码字进行解码(例如，并且如果码字被打孔了，则解打孔)，以产生信息比特集合。ldpc码(例如，或提升的ldpc码)被存储，并且由具有对应于基本图的变量节点的第一数量的列和对应于基本图的校验节点的第二数量的行的基本矩阵来定义。对于第一数量的列中的每一列，在第二数量的行的最后部分(例如，底部21行)中所有相邻行是正交的。例如，在第一数量的列中的每一列中，行的最后部分中的每对相邻正交行中的最多一行具有元。解码可以基于解码调度。解码调度可以包括：在基本矩阵中逐行地顺序地解码，或者通过对基本矩阵中的行进行成对同时解码(decodingpairsofrows)(例如，逐列地)来解码。接收设备可以从所述最后部分中的任何三个连续行中的两个两行组合中进行选择以用于解码调度的成对同时解码。解码调度跳过对基本矩阵的不包含相关元的部分的解码。
图15是示出根据本公开内容的某些方面的由传送设备使用ldpc编码进行无线通信的示例性操作1500的流程图。传送设备可以是上行链路上的ue(例如，诸如无线通信网络100中的ue120)或下行链路上的bs(例如，诸如无线通信网络100中的bs121)。操作1500可以与接收设备的操作1400互补。
操作1500在1502处开始，在1502处，利用编码器电路基于ldpc码来对信息比特集合进行编码以产生码字。ldpc码由具有对应于基本图的变量节点的第一数量的列和对应于基本图的校验节点的第二数量的行的基本矩阵来定义。对于第一数量的列中的每一列，在第二数量的行的最后部分中所有相邻行是正交的。在1504处，传送设备经由一个或多个天线元件通过无线信道根据无线电技术传送码字。
本文公开的方法包括用于实现方法的一个或多个步骤或操作。方法步骤和/或操作可以彼此互换而不脱离权利要求的范围。即，除非指定了步骤或操作的特定顺序，否则在不脱离权利要求的范围的情况下，可以修改具体步骤和/或操作的顺序和/或使用。
如本文所使用的，提及项目列表中的“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”旨在覆盖a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c以及与相同元素的倍数的任何组合(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”包含各种各样的操作。例如，“确定”可以包括计算、运算、处理、导出、调查、查找(例如在表、数据库或其他数据结构中查找)、查明等。此外，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。此外，“确定”可以包括求解、选择、选取、建立等。
提供前述描述以使本领域任何技术人员能够实践本文所述的各个方面。对于这些方面的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文定义的一般原理可以应用于其他方面。因此，权利要求不旨在限于本文所示的方面，而是被赋予与权利要求的语言一致的全部范围，其中以单数形式对要素的引用并不意味着“一个且仅有一个”，除非具体如此表述，而是“一个或多个”。除非另有特别说明，否则术语“一些”是指一个或多个。本领域普通技术人员已知或以后会获知的本公开内容全文中所述的各个方面的要素的所有结构和功能等同物通过引用明确地并入本文，并且旨在被权利要求所涵盖。此外，无论这些公开内容是否在权利要求中被明确地表述，本文中公开的任何内容都不旨在贡献给公众。没有任何权利要求要素应根据35u.s.c.§112(f)的规定来解释，除非使用短语“用于...的单元”明确地记载该要素，或者在方法权利要求的情况下，使用短语“用于......的步骤”来记载该要素。
上述方法的各种操作可以由能够执行相应功能的任何合适的单元来执行。该单元可以包括各种硬件和/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，在图中示出操作的情况下，这些操作可以具有对应的具有相似编号的功能单元组件。
结合本公开内容说明的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用被设计为执行本文所述功能的通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件(pld)、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其任何组合来实施或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在可替换方案中，处理器可以是任何商业上可获得的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实施为计算器件的组合，例如dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合dsp内核或任何其他这样的配置。
如果在硬件中实施，则示例性硬件配置可以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施。总线可以包括任何数量的互连总线和桥接器，这取决于处理系统的具体应用和总体设计约束。总线可以将各种电路链接在一起，包括处理器、机器可读介质和总线接口。总线接口可以用于通过总线将网络适配器等连接到处理系统。网络适配器可以用于实施phy层的信号处理功能。在用户终端120(参见图1)的情况下，用户接口(例如键盘、显示器、鼠标、操纵杆等)也可以连接到总线。总线还可以链接诸如定时源、外围设备、电压调节器、电源管理电路等的各种其它电路，这在本领域中是公知的，并且因此将不再进一步说明。处理器可以用一个或多个通用和/或专用处理器实施。示例包括微处理器、微控制器、dsp处理器以及可以执行软件的其他电路。本领域技术人员将认识到，根据特定应用和施加在整个系统上的整体设计约束，如何最好地实现针对处理系统的所描述功能。
如果以软件实施，则功能可以作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码来存储或传送。不论被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其他的，软件应被广义地解释为表示指令、数据或其任何组合。计算机可读介质包括计算机储存介质和通信介质，包括有助于将计算机程序从一个地方传送到另一个地方的任何介质。处理器可以负责管理总线和一般处理，包括执行存储在机器可读储存介质上的软件模块。计算机可读储存介质可以耦合到处理器，使得处理器可以从储存介质读取信息和向储存介质写入信息。在替代方案中，储存介质可以集成到处理器中。作为示例，机器可读介质可以包括传输线、由数据调制的载波和/或与无线节点分离的其上存储有指令的计算机可读储存介质，所有这些都可由处理器通过总线接口访问。可替换地或另外，机器可读介质或其任何部分可以集成到处理器中，例如可以是使用高速缓存和/或通用寄存器文件的情况。机器可读储存介质的实例可以包括例如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(可擦除可编程只读存储器)、eeprom(电可擦除可编程只读存储器)、寄存器、磁盘、光盘、硬盘驱动器或任何其它合适的储存介质或其任何组合。机器可读介质可以体现在计算机程序产品中。
软件模块可以包括单个指令或许多指令，并且可以分布在几个不同代码段上、不同程序中，以及多个储存介质上。计算机可读介质可以包括多个软件模块。软件模块包括当由诸如处理器的装置执行时使处理系统执行各种功能的指令。软件模块可以包括传输模块和接收模块。每个软件模块可以驻留在单个储存设备中或者分布在多个储存设备上。作为示例，当触发事件发生时，软件模块可以从硬盘驱动器加载到ram中。在执行软件模块期间，处理器可以将一些指令加载到高速缓存中以增加访问速度。然后可以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。当下面提及软件模块的功能时，应当理解，当从该软件模块执行指令时，这种功能由处理器来实施。
此外，任何连接被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(dsl)或诸如红外(ir)、无线电和微波的无线技术从网站、服务器或其他远程源传送软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线，dsl或诸如红外、无线电和微波的无线技术包括在介质的定义中。如本文所使用的磁盘和光盘包括压缩盘(cd)、激光盘、光盘、数字通用盘(dvd)、软盘和
因此，某些方面可以包括用于执行本文呈现的操作的计算机程序产品。例如，这样的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，所述指令可由一个或多个处理器执行以执行本文所述的操作。例如，用于执行本文描述的和在图14和图15中示出的操作的指令。
此外，应当理解，用于执行本文所说明的方法和技术的模块和/或其他适当的单元可以由用户终端和/或基站适当地下载和/或以其它方式获得。例如，这样的设备可以耦合到服务器以便于传送用于执行本文说明的方法的单元。可替换地，可以经由储存模块(例如ram、rom、诸如压缩盘(cd)或软盘等的物理储存介质)来提供本文说明的各种方法，使得用户终端和/或基站在将储存单元耦合或提供给设备时可以获得各种方法。此外，可以利用用于将本文所述的方法和技术提供给设备的任何其它适合的技术。
应当理解，权利要求书不限于上文所示的精确配置和组件。在不脱离权利要求书的范围的情况下，可以对上述方法和装置的布置、操作和细节进行各种修改、改变和变化。
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