JP2010268509A - Interleave apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a communication apparatus that is applied to all communications using a multi-carrier modulation/demodulation system and a single-carrier modulation/demodulation system and further can greatly improve BER characteristics compared with the prior arts. <P>SOLUTION: A turbo coder includes a permutation means in which random sequences generated using prime numbers are disposed in buffers of N (natural number) rows × M (natural number) columns and the random sequences are used to permute bits on a row unit basis, thereby generating N kinds of random sequences. Further, a data sequence of an interleaver length is mapped to the N kinds of random sequences after permutation and then rows are switched in the data sequence after mapping according to prescribed rules, thereby generating a final permutation pattern. Finally, the generated permutation pattern is read out on a column unit basis. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、マルチキャリア変復調方式を採用する通信装置に関するものであり、特に、DMT(Discrete Multi Tone)変復調方式やOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)変復調方式等により、既存の通信回線を用いたデータ通信を実現可能とする通信装置および通信方法に関するものである。ただし、本発明は、DMT変復調方式によりデータ通信を行う通信装置に限らず、通常の通信回線を介して、マルチキャリア変復調方式およびシングルキャリア変復調方式により有線通信および無線通信を行うすべての通信装置に適用可能である。   The present invention relates to a communication apparatus that employs a multicarrier modulation / demodulation method, and in particular, data communication using an existing communication line by a DMT (Discrete Multi Tone) modulation / demodulation method, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) modulation / demodulation method, or the like. The present invention relates to a communication device and a communication method that can realize the above. However, the present invention is not limited to a communication device that performs data communication by the DMT modulation / demodulation method, but can be applied to all communication devices that perform wired communication and wireless communication by a multicarrier modulation / demodulation method and a single carrier modulation / demodulation method via a normal communication line. Applicable.

以下、従来の通信装置について説明する。たとえば、SS(Spread Spectrum)方式を用いた広帯域CDMA(W−CDMA:Code Division Multiple Access)においては、畳込み符号の性能を大きく上回る誤り訂正符号として、ターボ符号が提案されている。このターボ符号は、情報ビット系列にインタリーブを施した系列を既知の符号化系列と並列に符号化するもので、シャノン限界に近い特性が得られると言われており、現在最も注目されている誤り訂正符号の1つである。上記W−CDMAにおいては、誤り訂正符号の性能が、音声伝送やデータ伝送における伝送特性を大きく左右するため、ターボ符号の適用により伝送特性を大幅に向上させることができる。   Hereinafter, a conventional communication apparatus will be described. For example, in wideband CDMA (W-CDMA: Code Division Multiple Access) using an SS (Spread Spectrum) scheme, a turbo code is proposed as an error correction code that greatly exceeds the performance of a convolutional code. This turbo code encodes an information bit sequence interleaved in parallel with a known encoded sequence, and is said to provide characteristics close to the Shannon limit. This is one of the correction codes. In the W-CDMA, the performance of the error correction code greatly affects the transmission characteristics in voice transmission and data transmission. Therefore, the transmission characteristics can be greatly improved by applying the turbo code.

ここで、上記ターボ符号を用いた従来の通信装置の送信系および受信系の動作を具体的に説明する。図19は、送信系において使用されるターボ符号器の構成を示す図である。図19(a)において、101は情報ビット系列を畳込み符号化して冗長ビットを出力する第1の再帰的組織畳込み符号化器であり、102はインタリーバであり、103はインタリーバ102により入れ替え後の情報ビット系列を畳込み符号化して冗長ビットを出力する第2の再帰的組織畳込み符号化器である。図19(b)は、第1の再帰的組織畳込み符号化器101および第2の再帰的組織畳込み符号化器103の内部構成を示す図であり、2つの再帰的組織畳込み符号化器は、それぞれ冗長ビットのみを出力する符号化器である。また、上記ターボ符号器で用いられるインタリーバ102では、情報ビット系列をランダムに入れ替える処理を行う。   Here, operations of the transmission system and the reception system of the conventional communication apparatus using the turbo code will be specifically described. FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of a turbo encoder used in the transmission system. In FIG. 19A, 101 is a first recursive systematic convolutional encoder that convolutionally encodes an information bit sequence and outputs redundant bits, 102 is an interleaver, and 103 is replaced by the interleaver 102. This is a second recursive systematic convolutional encoder that convolutionally encodes the information bit sequence of the information and outputs redundant bits. FIG. 19B is a diagram illustrating an internal configuration of the first recursive systematic convolutional encoder 101 and the second recursive systematic convolutional encoder 103, and shows two recursive systematic convolutional encodings. Each encoder is an encoder that outputs only redundant bits. Further, the interleaver 102 used in the turbo encoder performs a process of randomly exchanging information bit sequences.

上記のように構成されるターボ符号器では、同時に、情報ビット系列:x1と、第1の再帰的組織畳込み符号化器101の処理により前記情報ビット系列を符号化した冗長ビット系列:x2と、第2の再帰的組織畳込み符号化器103の処理によりインタリーブ処理後の情報ビット系列を符号化した冗長ビット系列:x3と、を出力する。 In the turbo encoder configured as described above, at the same time, the information bit sequence: x 1 and the redundant bit sequence obtained by encoding the information bit sequence by the processing of the first recursive systematic convolutional encoder 101: x 2 and redundant bit sequence: x 3 obtained by encoding the information bit sequence after the interleaving process by the process of the second recursive systematic convolutional encoder 103 is output.

図20は、受信系において使用されるターボ復号器の構成を示す図である。図20において、111は受信信号:y1と受信信号:y2とから対数尤度比を算出する第1の復号器であり、112および116は加算器であり、113および114はインタリーバであり、115は受信信号:y1と受信信号:y3とから対数尤度比を算出する第2の復号器であり、117はデインタリーバであり、118は第2の復号器115の出力を判定して元の情報ビット系列の推定値を出力する判定器である。なお、受信信号:y1,y2,y3は、それぞれ前記情報ビット系列:x1,冗長ビット系列:x2,x3に伝送路のノイズやフェージングの影響を与えた信号である。 FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of a turbo decoder used in the reception system. In FIG. 20, 111 is a first decoder that calculates a log likelihood ratio from received signal: y 1 and received signal: y 2 , 112 and 116 are adders, and 113 and 114 are interleavers. , 115 is a second decoder for calculating a log-likelihood ratio from the received signal: y 1 and the received signal: y 3 , 117 is a deinterleaver, and 118 is for determining the output of the second decoder 115. And a determinator that outputs an estimated value of the original information bit sequence. The received signals: y 1 , y 2 , and y 3 are signals in which the information bit series: x 1 and redundant bit series: x 2 , x 3 are affected by transmission line noise and fading, respectively.

上記のように構成されるターボ復号器では、まず、第1の復号器111が、受信信号:y1kと受信信号:y2kから推定される推定情報ビット:x1k´の対数尤度比:L(x1k´)を算出する(kは時刻を表す)。ここでは、情報ビット:x1kが0である確率に対する情報ビット:x1kが1である確率を求めることとなる。なお、図示のLe(x1k)は外部情報を表し、La(x1k)は1つ前の外部情報である事前情報を表す。 In the turbo decoder configured as described above, first, the first decoder 111 performs log likelihood ratio of the estimated information bit: x 1k ′ estimated from the received signal: y 1k and the received signal: y 2k : L (x 1k ') for calculating a (k denotes the time). Here, the probability that the information bit: x 1k is 1 with respect to the probability that the information bit: x 1k is 0 is obtained. In the figure, Le (x 1k ) represents external information, and La (x 1k ) represents prior information that is the previous external information.

つぎに、加算器112では、前記算出結果である対数尤度比から、第2の復号器115に対する外部情報を算出する。なお、1回目の復号においては、事前情報が求められていないため、La(x1k)=0である。 Next, the adder 112 calculates external information for the second decoder 115 from the log likelihood ratio as the calculation result. In the first decoding, since prior information is not obtained, La (x 1k ) = 0.

つぎに、インタリーバ113および114では、受信信号:y1kと外部情報:Le(x1k)を、受信信号:y3の時刻にあわせるために、信号の並べ替えを行う。その後、第2の復号器115では、第1の復号器111と同様に、受信信号:y1と受信信号:y3、および先に算出しておいた外部情報:Le(x1k)に基づいて、対数尤度比:L(x1k´)を算出する。そして、加算器116では、外部情報:Le(x1k)を算出する。このとき、デインタリーバ117にて並べ替えられた外部情報は、事前情報:La(x1k)として前記第1の復号器111にフィードバックされる。 Next, the interleaver 113 and 114, the received signal: Y1k and the external information: Le a (x 1k), the received signal: in order to match the y 3 times, rearranged signal. Thereafter, in the second decoder 115, similarly to the first decoder 111, the received signal: y 1 , the received signal: y 3 , and the previously calculated external information: Le (x 1k ). The log likelihood ratio: L (x 1k ′) is calculated. The adder 116 calculates external information: Le (x 1k ). At this time, the external information rearranged by the deinterleaver 117 is fed back to the first decoder 111 as prior information: La (x 1k ).

最後に、ターボ復号器では、上記処理を、所定の回数にわたって繰り返し実行することで、より精度の高い対数尤度比を算出し、そして、判定器118が、この対数尤度比に基づいて判定を行い、もとの情報ビット系列を推定する。具体的にいうと、たとえば、対数尤度比が“L(x1k´)>0”であれば、推定情報ビット:x1k´を1と判定し、“L(x1k´)≦0”であれば、推定情報ビット:x1k´を0と判定する。 Finally, in the turbo decoder, the above process is repeatedly executed for a predetermined number of times to calculate a log likelihood ratio with higher accuracy, and the determiner 118 makes a determination based on the log likelihood ratio. To estimate the original information bit sequence. Specifically, for example, if the log likelihood ratio is “L (x 1k ′)> 0”, the estimated information bit: x 1k ′ is determined to be 1, and “L (x 1k ′) ≦ 0”. If so, the estimated information bit: x 1k ′ is determined to be 0.

また、図21,図22,および図23は、上記ターボ符号器で用いられるインタリーバ102の処理を示す図である。ここで、インタリーバ102により情報ビット系列をランダムに入れ替える処理について説明する。   FIG. 21, FIG. 22, and FIG. 23 are diagrams showing the processing of the interleaver 102 used in the turbo encoder. Here, a process of randomly exchanging information bit sequences by the interleaver 102 will be described.

たとえば、W−CDMAにおいては、インタリーバとして、一般的に、複素インタリーバ(以降、PILと呼ぶ)が用いられている。このPILは、以下の3つの特徴をもつ。
(1)N(縦軸:自然数)×M(横軸:自然数)バッファにおける行と列の入れ替えを行う。
(2)行内のビット入れ替えにおいて、素数を用いた擬似ランダムパターンを使用する。
(3)行の入れ替えによりクリティカルパターンを回避する。
For example, in W-CDMA, a complex interleaver (hereinafter referred to as PIL) is generally used as an interleaver. This PIL has the following three characteristics.
(1) The rows and columns in the N (vertical axis: natural number) × M (horizontal axis: natural number) buffer are switched.
(2) A pseudo-random pattern using prime numbers is used in exchanging bits in a row.
(3) Avoid critical patterns by replacing rows.

ここで、従来のインタリーバであるPILの動作について説明する。たとえば、インタリーバ長:Lturbo=512bit,N=10,M=P=53(Lturbo/N≦P+1),原始根:g0=2とした場合、マッピングパターン:c(i)は、下記の(1)式のように作成される。

c(i)=(g0×c(i−1))modP …(1)

ただし、i=1,2,…,(P−2)とし、c(0)=1とする。
Here, the operation of the conventional interleaver PIL will be described. For example, when the interleaver length: L turbo = 512 bits, N = 10, M = P = 53 (L turbo / N ≦ P + 1), primitive root: g 0 = 2, the mapping pattern: c (i) It is created as shown in equation (1).

c (i) = (g0 * c (i-1)) mod P (1)

However, i = 1, 2,... (P-2) and c (0) = 1.

したがって、マッピングパターンC(i)は、{1,2,4,8,16,32,11,22,44,35,17,34,15,30,7,14,28,3,6,12,24,48,43,33,13,26,52,51,49,45,37,21,42,31,9,18,36,19,38,23,46,39,25,50,47,41,29,5,10,20,40,27}となる。   Therefore, the mapping pattern C (i) is {1, 2, 4, 8, 16, 32, 11, 22, 44, 35, 17, 34, 15, 30, 7, 14, 28, 3, 6, 12 , 24, 48, 43, 33, 13, 26, 52, 51, 49, 45, 37, 21, 42, 31, 9, 18, 36, 19, 38, 23, 46, 39, 25, 50, 47 , 41, 29, 5, 10, 20, 40, 27}.

また、PILにおいては、上記マッピングパターンC(i)を、飛ばし読みパターン:pPIP(j)毎に飛ばし読みすることでビットの入れ替えを行い、j行のマッピングパターン:Cj(i)を生成する。まず、ここでは、{pPIP(j)}を得るために、{qj(j=1〜N−1)}を以下の式(2),(3),(4)の条件で決定する。

0=1 …(2)
g.c.d{qj,P−1}=1 (ただし、g.c.dは最大公約数)
…(3)
j>6,qj>qj-1 (ただし、j=1〜N−1) …(4)
In PIL, the mapping pattern C (i) is skipped for each skip reading pattern: p PIP (j) to perform bit replacement, and generate j rows of mapping patterns: C j (i). To do. First, here, in order to obtain {p PIP (j) }, {q j (j = 1 to N−1)} is determined under the conditions of the following expressions (2), (3), and (4). .

q 0 = 1 (2)
g. c. d {q j , P-1} = 1 (where gcd is the greatest common divisor)
... (3)
q j > 6, q j > q j−1 (where j = 1 to N−1) (4)

したがって、{qj}は、{1,7,11,13,17,19,23,29,31,37}となり、{pPIP(j)}は、{37,31,29,23,19,17,13,11,7,1}(ただし、PIP=N−1〜0)となる。 Therefore, {q j } becomes {1, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37}, and {p PIP (j) } becomes {37, 31, 29, 23, 19 , 17, 13, 11, 7, 1} (where PIP = N−1 to 0).

図21は、この飛ばし読みパターン:pPIP(j)に基づいてマッピングパターンC(i)をそれぞれ飛ばし読みした結果、すなわち、飛ばし読みパターン単位に各行を並べ替えた結果、を示す図である。 FIG. 21 is a diagram showing the result of skipping the mapping pattern C (i) based on the skip reading pattern: p PIP (j) , that is, the result of rearranging each row in units of skip reading patterns.

そして、図22は、上記並び替え後のマッピングパターンに、インタリーバ長:Lturbo=512bitのデータをマッピングした場合のデータ配列を示す図である。ここでは、1行目にデータ{0〜52}を、2行目にデータ{53〜105}を、3行目にデータ{106〜158}を、4行目にデータ{159〜211}を、5行目にデータ{212〜264}を、6行目にデータ{265〜317}を、7行目にデータ{318〜370}を、8行目にデータ{371〜423}を、9行目にデータ{424〜476}を、10行目にデータ{477〜529}を、それぞれマッピングする。 Then, Figure 22, the mapping pattern after the rearrangement, the interleaver length: is a diagram showing a data arrangement in the case where the mapping data of the L turbo = 512 bits. Here, data {0-52} is stored in the first line, data {53-105} is stored in the second line, data {106-158} is stored in the third line, and data {159-211} is stored in the fourth line. Data {212-264} on the 5th line, data {265-317} on the 6th line, data {318-370} on the 7th line, data {371-423} on the 8th line, 9 Data {424 to 476} is mapped to the line, and data {477 to 529} is mapped to the 10th line.

最後に、図23は、最終的な並べ替えパターンを示す図である。ここでは、所定の規則にしたがって、図23のデータ配列における行間の入れ替えを行い、最終的な並べ替えパターンを生成する(ここでは、図23のデータ配列における各行の順番を逆にしている)。そして、PILでは、生成した並べ替えパターンを、列単位、すなわち、縦に読み出す。   Finally, FIG. 23 is a diagram showing a final rearrangement pattern. Here, according to a predetermined rule, the rows in the data array in FIG. 23 are replaced to generate a final rearrangement pattern (here, the order of the rows in the data array in FIG. 23 is reversed). In the PIL, the generated rearrangement pattern is read in units of columns, that is, vertically.

このように、インタリーブとしてPILを用いることで、広範囲なインタリーブ長(たとえば、Lturbo=257〜8192bit)において、良好な重み分布となる符号語を生成するターボ符号を、提供することが可能となる。 In this way, by using PIL as interleaving, it is possible to provide a turbo code that generates a codeword that has a good weight distribution in a wide range of interleaving lengths (for example, L turbo = 257 to 8192 bits). .

図24は、上記PILを含む従来のターボ符号器およびターボ復号器を用いた場合のBER(ビットエラーレート)特性を示す図である。図示のとおり、SNRが高くなるにしたがってBER特性が向上する。たとえば、図24のようにBERを用いてターボ符号の性能を判断する場合、ターボ符号後の「最小ハミング重み:wmin」が、高SNRのBERに対して影響を与える。具体的にいうと、最小ハミング重みが小さいと、エラーフロア領域(BERの下落が緩やかになる領域)のBERが高くなることが一般的に知られている。 FIG. 24 is a diagram showing BER (bit error rate) characteristics when a conventional turbo encoder and turbo decoder including the PIL are used. As shown in the figure, the BER characteristics improve as the SNR increases. For example, when the performance of a turbo code is determined using BER as shown in FIG. 24, “minimum hamming weight: w min ” after turbo code affects the BER of high SNR. Specifically, it is generally known that when the minimum hamming weight is small, the BER of the error floor area (area where the BER falls slowly) increases.

なお、最小ハミング重みとは、たとえば、図19に示す系列(x1,x2,x3)のとりうる各パターンの、‘1’の個数の最小値のことをいう。したがって、たとえば、
1=…00100100000…
2=…00010100000…
3=…00010101000…
という符号語が、‘1’の個数の最小値を示すパターンの場合、このターボ符号器の最小ハミング重みは、wmin=7となる。ただし、x1、x2は、エンコーダの入力データ系列を表し、x3はエンコーダからの出力データ系列を表す。
The minimum hamming weight means, for example, the minimum value of the number of “1” in each pattern that can be taken by the series (x 1 , x 2 , x 3 ) shown in FIG. So, for example,
x 1 =… 00100,000…
x 2 = ... 00010100000 ...
x 3 = ... 00010101000 ...
Is a pattern indicating a minimum value of the number of “1”, the minimum hamming weight of this turbo encoder is w min = 7. Here, x 1 and x 2 represent the input data series of the encoder, and x 3 represents the output data series from the encoder.

このように、従来の通信装置においては、誤り訂正符号として、ターボ符号を適用することにより、変調方式の多値化に応じて信号点間距離が近くなるような場合においても、音声伝送やデータ伝送における伝送特性を大幅に向上させることが可能となり、既知の畳込み符号よりも優れた特性を得ていた。   As described above, in the conventional communication device, by applying a turbo code as an error correction code, even when the distance between signal points becomes short according to the multi-level modulation method, voice transmission or data Transmission characteristics in transmission can be greatly improved, and characteristics superior to known convolutional codes have been obtained.

また、従来の通信装置においては、すべての入力情報系列に対して(複数本の情報ビット系列がある場合にはそのすべての系列に対して)ターボ符号化を実施し、さらに、受信側にて、符号化されたすべての信号をターボ復号し、その後、軟判定を行っている。具体的にいうと、たとえば、16QAMであれば4ビットのすべてのデータ(0000〜1111:4ビットコンスタレーション)に対して、256QAMであれば8ビットのすべてのデータに対して、判定を行うことになる。   Further, in the conventional communication apparatus, turbo coding is performed on all input information sequences (if there are a plurality of information bit sequences, all of the sequences), and further on the receiving side. All the encoded signals are turbo-decoded and then soft-decision is performed. More specifically, for example, all 16-bit data (0000 to 1111: 4-bit constellation) is determined for 16QAM, and all 8-bit data is determined for 256QAM. become.

しかしながら、上記、ターボ符号を採用する従来の通信装置においては、たとえば、図19(b)に示す従来のターボ符号器で用いられているエンコーダ(再帰的組織畳込み符号化器に相当)およびインタリーバに改善の余地があり、このような従来のエンコーダおよびインタリーバを用いたターボ符号化が、シャノン限界に近い最適な伝送特性、すなわち、最適なBER特性を得ているとはいえない、という問題があった。   However, in the conventional communication apparatus employing the turbo code, for example, an encoder (corresponding to a recursive systematic convolutional encoder) and an interleaver used in the conventional turbo encoder shown in FIG. However, there is a problem that turbo coding using such a conventional encoder and interleaver cannot obtain optimum transmission characteristics close to the Shannon limit, that is, optimum BER characteristics. there were.

また、上記従来のターボ符号器は、1系統の情報ビット系列に特化したものであり、2系統の情報ビット系列には対応していない、という問題があった。   The conventional turbo encoder is specialized for one information bit sequence and has a problem that it does not support two information bit sequences.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マルチキャリア変復調方式およびシングルキャリア変復調方式を用いたすべての通信に適用可能とし、さらに、従来技術と比較してBER特性の大幅な向上を実現可能な通信装置、および通信方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and can be applied to all communications using a multicarrier modulation / demodulation method and a single carrier modulation / demodulation method. Further, the BER characteristics can be greatly improved as compared with the prior art. It is an object of the present invention to obtain a feasible communication device and communication method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信装置にあっては、前記ターボ符号器が、N(自然数)行×M(自然数)列のバッファに、素数を用いて生成されたランダム系列を配置し、前記ランダム系列を用いて行単位にビットの並べ替えを行うことで、N種類のランダム系列を生成し、前記並べ替え後のN種類のランダム系列に、インタリーバ長のデータ系列をマッピングし、前記マッピング後のデータ系列における行間の入れ替えを、所定の規則にしたがって実施することで、最終的な並べ替えパターンを生成し、前記生成された並べ替えパターンを、列単位に読み出す並べ替え手段、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, in the communication apparatus according to the present invention, the turbo encoder uses a prime number in a buffer of N (natural number) rows × M (natural number) columns. By arranging the generated random sequences and rearranging bits in units of rows using the random sequences, N types of random sequences are generated, and an interleaver length is added to the N types of random sequences after the rearrangement. The data sequence is mapped, and the rearrangement between the rows in the data series after the mapping is performed according to a predetermined rule to generate a final rearrangement pattern, and the generated rearrangement pattern is converted to a column unit. Rearrangement means for reading out the data.

つぎの発明にかかる通信装置にあっては、前記ターボ符号器が、N(自然数)行×M(自然数)列のバッファに、素数を用いて生成されたランダム系列を配置し、行単位に、前記ランダム系列を1列ずつシフトすることで、N種類のランダム系列を生成し、前記シフト後のN種類のランダム系列に、インタリーバ長のデータ系列をマッピングし、前記マッピング後のデータ系列における行間の入れ替えを、所定の規則にしたがって実施することで、最終的な並べ替えパターンを生成し、前記生成された並べ替えパターンを、列単位に読み出す並べ替え手段、を備えることを特徴とする。   In the communication apparatus according to the next invention, the turbo encoder arranges a random sequence generated using prime numbers in a buffer of N (natural number) rows × M (natural number) columns, and in units of rows. By shifting the random sequence one column at a time, N types of random sequences are generated, and an interleaver length data sequence is mapped to the N types of random sequences after the shift. By performing the replacement according to a predetermined rule, a final rearrangement pattern is generated, and rearrangement means for reading out the generated rearrangement pattern in units of columns is provided.

つぎの発明にかかる通信装置において、前記ターボ符号器に2系統の情報ビット系列が入力される場合、前記並べ替え手段は、前記2系統の情報ビット系列の信号点間距離が0とならないように、それぞれ並べ替えを行うことを特徴とする。   In the communication apparatus according to the next invention, when two information bit sequences are input to the turbo encoder, the rearranging means prevents the distance between signal points of the two information bit sequences from becoming zero. , Each is rearranged.

つぎの発明にかかる通信方法にあっては、N(自然数)行×M(自然数)列のバッファに、素数を用いて生成されたランダム系列を配置し、前記ランダム系列を用いて行単位にビットの並べ替えを行うことで、N種類のランダム系列を生成するランダム系列生成ステップと、前記並べ替え後のN種類のランダム系列に、インタリーバ長のデータ系列をマッピングするマッピングステップと、前記マッピング後のデータ系列における行間の入れ替えを、所定の規則にしたがって実施することで、最終的な並べ替えパターンを生成する並べ替えパターン生成ステップと、前記生成された並べ替えパターンを、列単位に読み出す読み出しステップと、を含むことを特徴とする。   In the communication method according to the next invention, a random sequence generated using a prime number is arranged in a buffer of N (natural number) rows × M (natural number) columns, and the random sequence is used to set a bit in a row unit. A random sequence generating step for generating N types of random sequences, a mapping step for mapping a data sequence of an interleaver length to the N types of random sequences after the rearrangement, A rearrangement pattern generation step for generating a final rearrangement pattern by performing replacement between rows in the data series according to a predetermined rule, and a reading step for reading out the generated rearrangement pattern in units of columns. , Including.

つぎの発明にかかる通信方法にあっては、N(自然数)行×M(自然数)列のバッファに、素数を用いて生成されたランダム系列を配置し、行単位に、前記ランダム系列を1列ずつシフトすることで、N種類のランダム系列を生成するランダム系列生成ステップと、前記シフト後のN種類のランダム系列に、インタリーバ長のデータ系列をマッピングするマッピングステップと、前記マッピング後のデータ系列における行間の入れ替えを、所定の規則にしたがって実施することで、最終的な並べ替えパターンを生成する並べ替えパターン生成ステップと、前記生成された並べ替えパターンを、列単位に読み出す読み出しステップと、を含むことを特徴とする。   In the communication method according to the next invention, a random sequence generated using prime numbers is arranged in a buffer of N (natural number) rows × M (natural number) columns, and the random sequence is arranged in one column for each row. In the random sequence generation step for generating N types of random sequences, a mapping step for mapping a data sequence of an interleaver length to the N types of random sequences after the shift, A rearrangement pattern generation step for generating a final rearrangement pattern by performing inter-row replacement according to a predetermined rule, and a reading step for reading out the generated rearrangement pattern in units of columns. It is characterized by that.

つぎの発明にかかる通信方法にあっては、さらに、前記ターボ符号器に2系統の情報ビット系列が入力される場合、前記2系統の情報ビット系列の信号点間距離が0とならないように、それぞれ並べ替えを行うことを特徴とする。   In the communication method according to the next invention, in addition, when two information bit sequences are input to the turbo encoder, the distance between signal points of the two information bit sequences is not zero. It is characterized by sorting each.

本発明によれば、ランダム系列を用いて行単位にビットの並べ替えを行う並べ替え手段を用いることで、従来と同等の信号点間距離を維持しつつ、ランダム性を向上させることができるため、誤り訂正能力を向上させることができる。これにより、受信側における復調特性を大幅に向上させることができるため、シャノン限界に近い最適な伝送特性、すなわち、最適なBER特性を実現可能な通信装置を得ることができる、という効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to improve randomness while maintaining the same distance between signal points as in the past by using a rearrangement unit that rearranges bits in units of rows using a random sequence. The error correction capability can be improved. As a result, the demodulation characteristic on the receiving side can be greatly improved, and an effect is obtained that a communication apparatus that can realize an optimum transmission characteristic close to the Shannon limit, that is, an optimum BER characteristic can be obtained.

つぎの発明によれば、行単位にランダム系列を1列ずつシフトする並べ替え手段を用いることで、従来と比較して信号点間距離を大幅に改善することができるため、畳込み符号器との組み合わせにより誤り訂正能力をさらに向上させることが可能となる。これにより、受信側における復調特性をさらに大幅に向上させることができるため、シャノン限界に近い最適な伝送特性、すなわち、最適なBER特性を実現可能な通信装置を得ることができる、という効果を奏する。   According to the next invention, by using the rearranging means for shifting the random sequence one column at a time in units of rows, the distance between signal points can be greatly improved as compared with the prior art. It becomes possible to further improve the error correction capability by the combination. As a result, the demodulation characteristics on the receiving side can be further greatly improved, so that an optimum transmission characteristic close to the Shannon limit, that is, a communication device capable of realizing the optimum BER characteristic can be obtained. .

つぎの発明によれば、たとえば、情報ビット系列:U1と情報ビット系列:U2とのすべての距離を求め、さらに、その距離毎のすべての信号間距離を求めることにより、最適な伝送路特性が得られる並べ替え手段を選択する。これにより、2系統の情報ビット系列をもつターボ符号器に最適な並べ替え手段、すなわち、情報ビット系列間の信号点間距離を十分に取ることができる並べ替え手段、を実現可能な通信装置を得ることができる、という効果を奏する。   According to the next invention, for example, by obtaining all the distances between the information bit series: U1 and the information bit series: U2, and further obtaining all the inter-signal distances for each distance, the optimum transmission line characteristics can be obtained. Select the resulting sorting means. Accordingly, a communication device capable of realizing a rearrangement unit optimal for a turbo encoder having two information bit sequences, that is, a rearrangement unit that can sufficiently take a distance between signal points between information bit sequences. There is an effect that it can be obtained.

つぎの発明によれば、ランダム系列を用いて行単位にビットの並べ替えを行うランダム系列生成ステップを用いることで、従来と同等の信号点間距離を維持しつつ、ランダム性を向上させることができるため、誤り訂正能力を向上させることができる。これにより、受信側における復調特性を大幅に向上させることができるため、シャノン限界に近い最適な伝送特性、すなわち、最適なBER特性を実現可能な通信方法を得ることができる、という効果を奏する。   According to the next invention, by using a random sequence generation step of rearranging bits in units of rows using a random sequence, it is possible to improve randomness while maintaining a signal point distance equivalent to the conventional one. Therefore, the error correction capability can be improved. As a result, the demodulation characteristic on the receiving side can be greatly improved, and an effect is obtained that a communication method that can realize an optimum transmission characteristic close to the Shannon limit, that is, an optimum BER characteristic can be obtained.

つぎの発明によれば、行単位にランダム系列を1列ずつシフトするランダム系列生成ステップを用いることで、従来と比較して信号点間距離を大幅に改善することができるため、畳込み符号器との組み合わせにより誤り訂正能力をさらに向上させることが可能となる。これにより、受信側における復調特性をさらに大幅に向上させることができるため、シャノン限界に近い最適な伝送特性、すなわち、最適なBER特性を実現可能な通信方法を得ることができる、という効果を奏する。   According to the next invention, by using the random sequence generation step that shifts the random sequence one column at a time in units of rows, the distance between signal points can be greatly improved as compared with the prior art. The error correction capability can be further improved by combining with the above. As a result, the demodulation characteristic on the receiving side can be further greatly improved, so that an optimum transmission characteristic close to the Shannon limit, that is, a communication method capable of realizing the optimum BER characteristic can be obtained. .

つぎの発明によれば、たとえば、情報ビット系列:U1と情報ビット系列:U2とのすべての距離を求め、さらに、その距離毎のすべての信号間距離を求めることにより、最適な伝送路特性が得られるインタリーバを選択する。これにより、2系統の情報ビット系列をもつターボ符号器に最適な並べ替え、すなわち、情報ビット系列間の信号点間距離を十分に取ることができる並べ替え、を実現可能な通信方法を得ることができる、という効果を奏する。   According to the next invention, for example, by obtaining all the distances between the information bit series: U1 and the information bit series: U2, and further obtaining all the inter-signal distances for each distance, the optimum transmission line characteristics can be obtained. Select the resulting interleaver. As a result, a communication method capable of realizing rearrangement optimal for a turbo encoder having two information bit sequences, that is, rearrangement that can sufficiently take the distance between signal points between information bit sequences is obtained. There is an effect that can be.

図1は、本発明にかかる通信装置で使用される符号器および復号器の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an encoder and a decoder used in a communication apparatus according to the present invention. 図2は、本発明にかかる通信装置の送信系の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the transmission system of the communication apparatus according to the present invention. 図3は、本発明にかかる通信装置の受信系の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the reception system of the communication apparatus according to the present invention. 図4は、各種ディジタル変調の信号点配置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing signal point arrangements for various digital modulations. 図5は、ターボ符号器1の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the turbo encoder 1. 図6は、図5(b)の再帰的組織畳込み符号化器と同一の符号を構成する再帰的組織畳込み符号化器の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a recursive systematic convolutional encoder that configures the same code as the recursive systematic convolutional encoder of FIG. 図7は、本発明のターボ符号器を用いて送信データを復号した場合のBER特性、および従来のターボ符号器を用いて送信データを復号した場合のBER特性を示す図であるFIG. 7 is a diagram showing BER characteristics when transmission data is decoded using the turbo encoder of the present invention, and BER characteristics when transmission data is decoded using a conventional turbo encoder. 図8は、ある特定のインタリーバサイズを採用した場合における、本発明のターボ符号器の最小ハミング重みと従来のターボ符号器における最小ハミング重みとを示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the minimum hamming weight of the turbo encoder of the present invention and the minimum hamming weight of the conventional turbo encoder when a specific interleaver size is employed. 図9は、本発明にかかるターボ符号器で用いられるインタリーバの実施の形態1の処理を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing processing of the first embodiment of the interleaver used in the turbo encoder according to the present invention. 図10は、本発明にかかるターボ符号器で用いられるインタリーバの実施の形態1の処理を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing processing of the first embodiment of the interleaver used in the turbo encoder according to the present invention. 図11は、本発明にかかるターボ符号器で用いられるインタリーバの実施の形態1の処理を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing processing of the first embodiment of the interleaver used in the turbo encoder according to the present invention. 図12は、実施の形態1のPPIと従来のPILを定量的に比較した図である。FIG. 12 is a diagram in which the PPI of the first embodiment and the conventional PIL are quantitatively compared. 図13は、本発明にかかるターボ符号器で用いられるインタリーバの実施の形態2の処理を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the processing of the second embodiment of the interleaver used in the turbo encoder according to the present invention. 図14は、本発明にかかるターボ符号器で用いられるインタリーバの実施の形態2の処理を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the processing of the second embodiment of the interleaver used in the turbo encoder according to the present invention. 図15は、本発明にかかるターボ符号器で用いられるインタリーバの実施の形態2の処理を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating processing of the second embodiment of the interleaver used in the turbo encoder according to the present invention. 図16は、実施の形態2のPPIと従来のPILを定量的に比較した図である。FIG. 16 is a diagram in which the PPI of the second embodiment and the conventional PIL are quantitatively compared. 図17は、情報ビット系列:U1と情報ビット系列:U2との距離を5行とした場合のU1とU2の信号点間距離を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating the distance between signal points U1 and U2 when the distance between the information bit sequence U1 and the information bit sequence U2 is five rows. 図18は、実施の形態1と同様の条件で並べ替えを行う場合における2つのインタリーバの最適値を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating optimum values of two interleavers when rearrangement is performed under the same conditions as in the first embodiment. 図19は、送信系において使用される従来のターボ符号器の構成を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a conventional turbo encoder used in a transmission system. 図20は、受信系において使用される従来のターボ復号器の構成を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a conventional turbo decoder used in the reception system. 図21は、従来のターボ符号器で用いられるインタリーバの処理を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing interleaver processing used in a conventional turbo encoder. 図22は、従来のターボ符号器で用いられるインタリーバの処理を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing interleaver processing used in a conventional turbo encoder. 図23は、従来のターボ符号器で用いられるインタリーバの処理を示す図である。FIG. 23 is a diagram illustrating interleaver processing used in a conventional turbo encoder. 図24は、従来のターボ符号器およびターボ復号器を用いた場合のビットエラーレート特性を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing bit error rate characteristics when a conventional turbo encoder and turbo decoder are used.

以下に、本発明にかかる通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a communication apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明にかかる通信装置で使用される符号器(ターボ符号器)、および復号器(ターボ復号器と硬判定器とR/S(リードソロモン符号)デコーダの組み合わせ)の構成を示す図であり、詳細には、図1(a)が本実施の形態における符号器の構成を示す図であり、図1(b)が本実施の形態における復号器の構成を示す図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a configuration of an encoder (turbo encoder) and a decoder (a combination of a turbo decoder, a hard discriminator, and an R / S (Reed-Solomon code) decoder) used in a communication apparatus according to the present invention. Specifically, FIG. 1 (a) is a diagram showing a configuration of an encoder in the present embodiment, and FIG. 1 (b) is a diagram showing a configuration of a decoder in the present embodiment.

本実施の形態における通信装置においては、上記符号器および復号器の両方の構成を備えることとし、高精度なデータ誤り訂正能力をもつことにより、データ通信および音声通信において優れた伝送特性を得ることとする。なお、本実施の形態においては、説明の便宜上、上記両方の構成を備えることとしたが、たとえば、2つのうちの符号器だけを備える送信機を想定することとしてもよいし、一方、復号器だけを備える受信機を想定することとしてもよい。   In the communication apparatus according to the present embodiment, both the encoder and the decoder are provided, and by having a highly accurate data error correction capability, excellent transmission characteristics in data communication and voice communication are obtained. And In the present embodiment, for convenience of explanation, both the above configurations are provided. However, for example, a transmitter including only two encoders may be assumed, while a decoder is provided. It is good also as a receiver provided only with this.

また、図1(a)の符号器において、1は誤り訂正符号としてターボ符号を採用することによりシャノン限界に近い性能を得ることが可能なターボ符号器であり、たとえば、ターボ符号器1では、2ビットの情報ビットの入力に対して、2ビットの情報ビットと2ビットの冗長ビットとを出力し、さらに、ここでは、受信側において各情報ビットに対する訂正能力が均一になるように、各冗長ビットを生成する。   In the encoder shown in FIG. 1A, reference numeral 1 denotes a turbo encoder that can obtain performance close to the Shannon limit by adopting a turbo code as an error correction code. For example, in the turbo encoder 1, 2 bits of information bits and 2 bits of redundant bits are output in response to the input of 2 bits of information bits. Further, here, in order to make the correction capability for each information bit uniform on the receiving side, Generate bits.

一方、図1(b)の復号器において、11は受信信号:Lcy(後述の受信信号:y2,y1,yaに相当)から対数尤度比を算出する第1の復号器であり、12および16は加算器であり、13および14はインタリーバであり、15は受信信号:Lcy(後述の受信信号:y2,y1,ybに相当)から対数尤度比を算出する第2の復号器であり、17はデインタリーバであり、18は第1の復号器15の出力を判定して元の情報ビット系列の推定値を出力する第1の判定器であり、19はリードソロモン符号を復号してより精度の高い情報ビット系列を出力する第1のR/Sデコーダであり、20は第2の復号器15の出力を判定して元の情報ビット系列の推定値を出力する第2の判定器であり、21はリードソロモン符号を復号してより精度の高い情報ビット系列を出力する第2のR/Sデコーダであり、22はLcy(後述の受信信号:y3,y4…に相当)を硬判定して元の情報ビット系列の推定値を出力する第3の判定器である。 On the other hand, in the decoder of FIG. 1B, reference numeral 11 denotes a first decoder that calculates a log likelihood ratio from a received signal: Lcy (corresponding to received signals: y 2 , y 1 , and ya described later). , 12 and 16 are adders, 13 and 14 are interleavers, and 15 is a logarithmic likelihood ratio calculated from a received signal: Lcy (corresponding to received signals: y 2 , y 1 , y b described later). 2 is a decoder, 17 is a deinterleaver, 18 is a first determiner that determines the output of the first decoder 15 and outputs an estimated value of the original information bit sequence, and 19 is a read A first R / S decoder that decodes the Solomon code and outputs a more accurate information bit sequence. 20 determines the output of the second decoder 15 and outputs an estimated value of the original information bit sequence 21 is a second determinator that decodes the Reed-Solomon code. Is a second R / S decoder that outputs a highly accurate information bit sequence, and 22 is a hard decision of Lcy (corresponding to received signals to be described later: y 3 , y 4 ...) To estimate the original information bit sequence. It is the 3rd determination device which outputs a value.

ここで、上記符号器および復号器の動作を説明する前に、本発明にかかる通信装置の基本動作を図面に基づいて簡単に説明する。たとえば、DMT(Discrete Multi Tone)変復調方式を用いて、データ通信を行う有線系ディジタル通信方式としては、既設の電話回線を使用して数メガビット/秒の高速ディジタル通信を行うADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)通信方式、およびHDSL(high-bit-rate Digital Subscriber Line)通信方式等のxDSL通信方式がある。なお、この方式は、ANSIのT1.413等において標準化されている。以降、本実施の形態の説明については、たとえば、上記ADSLに適応可能な通信装置を用いることとする。   Here, before describing the operations of the encoder and decoder, the basic operation of the communication apparatus according to the present invention will be briefly described with reference to the drawings. For example, as a wired digital communication system that performs data communication using a DMT (Discrete Multi Tone) modulation / demodulation system, an ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) that performs high-speed digital communication of several megabits / second using an existing telephone line is used. ) And xDSL communication methods such as a high-bit-rate digital subscriber line (HDSL) communication method. This method is standardized in ANSI T1.413. Hereinafter, for the description of the present embodiment, for example, a communication apparatus applicable to the ADSL is used.

図2は、本発明にかかる通信装置の送信系の構成を示す図である。図2において、送信系では、送信データをマルチプレックス/シンクコントロール(図示のMUX/SYNC CONTROLに相当)41にて多重化し、多重化された送信データに対してサイクリックリダンダンシィチェック(CRC:Cyclic redundancy checkに相当)42、43にて誤り検出用コードを付加し、さらに、フォワードエラーコレクション(SCRAM&FECに相当)44、45にてFEC用コードの付加およびスクランブル処理を行う。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the transmission system of the communication apparatus according to the present invention. In FIG. 2, in the transmission system, transmission data is multiplexed by a multiplex / sync control (corresponding to MUX / SYNC CONTROL shown in the figure) 41, and cyclic redundancy check (CRC: Cyclic check) is performed on the multiplexed transmission data. Error detection codes are added at 42 and 43 (corresponding to redundancy check), and FEC codes are added and scrambled at forward error correction (corresponding to SCRAM & FEC) 44 and 45.

なお、マルチプレックス/シンクコントロール41から、トーンオーダリング49に至るまでには2つの経路があり、一つはインタリーブ(INTERLEAVE)46が含まれるインタリーブドデータバッファ(Interleaved Data Buffer)経路であり、もう一方はインタリーブを含まないファーストデータバッファ(Fast Data Buffer)経路であり、ここでは、インタリーブ処理を行うインタリーブドデータバッファ経路の方の遅延が大きくなる。   There are two paths from the multiplex / sync control 41 to the tone ordering 49, one is an interleaved data buffer path including an interleave 46, and the other. Is a fast data buffer path that does not include interleaving, and here, the delay of the interleaved data buffer path for performing the interleaving process becomes larger.

その後、送信データは、レートコンバータ(RATE-CONVERTORに相当)47、48にてレートコンバート処理を行い、トーンオーダリング(TONE ORDERRINGに相当)49にてトーンオーダリング処理を行う。そして、トーンオーダリング処理後の送信データに基づいて、コンスタレーションエンコーダ/ゲインスケーリング(CONSTELLATION AND GAIN SCALLNGに相当)50にてコンスタレーションデータを作成し、逆高速フーリエ変換部(IFFT:Inverse Fast Fourier transformに相当)51にて逆高速フーリエ変換を行う。   Thereafter, the transmission data is subjected to rate conversion processing at rate converters (corresponding to RATE-CONVERTOR) 47 and 48, and tone ordering processing is performed at tone ordering (corresponding to TONE ORDERRING) 49. Based on the transmission data after the tone ordering process, constellation encoder / gain scaling (corresponding to CONSTELLATION AND GAIN SCALLNG) 50 creates constellation data, which is converted into an inverse fast Fourier transform (IFFT: Inverse Fast Fourier transform). Equivalent) 51, the inverse fast Fourier transform is performed.

最後に、インプットパラレル/シリアルバッファ(INPUT PARALLEL/SERIAL BUFFERに相当)52にてフーリエ変換後のパラレルデータをシリアルデータに変換し、アナログプロセッシング/ディジタル−アナログコンバータ(ANALOG PROCESSING AND DACに相当)53にてディジタル波形をアナログ波形に変換し、フィルタリング処理を実行後、送信データを電話回線上に送信する。   Finally, the input parallel / serial buffer (equivalent to INPUT PARALLEL / SERIAL BUFFER) 52 converts the parallel data after Fourier transform into serial data, and the analog processing / digital-analog converter (equivalent to ANALOG PROCESSING AND DAC) 53 The digital waveform is converted into an analog waveform, and after executing the filtering process, the transmission data is transmitted on the telephone line.

図3は、本発明にかかる通信装置の受信系の構成を示す図である。図3において、受信系では、受信データ(前述の送信データ)に対し、アナログプロセッシング/アナログ−ディジタルコンバータ(図示のANALOG PROCESSING AND ADCに相当)141にてフィルタリング処理を実行後、アナログ波形をディジタル波形に変換し、タイムドメインイコライザ(TEQに相当)142にて時間領域の適応等化処理を行う。   FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the reception system of the communication apparatus according to the present invention. In FIG. 3, the receiving system performs filtering processing on received data (the above-mentioned transmission data) by an analog processing / analog-digital converter (corresponding to ANALOG PROCESSING AND ADC shown in the figure) 141, and then converts the analog waveform into a digital waveform. Time domain equalizer (corresponding to TEQ) 142 performs time domain adaptive equalization processing.

時間領域の適応等化処理が実行されたデータについては、インプットシリアル/パラレルバッファ(INPUT SERIAL/PARALLEL BUFFERに相当)143にてシリアルデータからパラレルデータに変換され、そのパラレルデータに対して高速フーリエ変換部(FFT:Fast Fourier transformに相当)144にて高速フーリエ変換を行い、その後、周波数ドメインイコライザ(FEQに相当)145にて周波数領域の適応等化処理を行う。   Data subjected to time domain adaptive equalization processing is converted from serial data to parallel data in an input serial / parallel buffer (equivalent to INPUT SERIAL / PARALLEL BUFFER) 143, and fast Fourier transform is performed on the parallel data. (FFT: equivalent to Fast Fourier transform) 144 performs fast Fourier transform, and then frequency domain equalizer (corresponding to FEQ) 145 performs frequency domain adaptive equalization.

そして、周波数領域の適応等化処理が実行されたデータについては、コンスタレーションデコーダ/ゲインスケーリング(CONSTELLATION DECODER AND GAIN SCALLNGに相当)146およびトーンオーダリング(TONE ORDERRINGに相当)147にて行われる復号処理(最尤復号法)およびトーンオーダリング処理により、シリアルデータに変換される。その後、レートコンバータ(RATE-CONVERTORに相当)148,149によるレートコンバート処理、デインタリーブ(DEINTERLEAVEに相当)150によるデインタリーブ処理、フォワードエラーコレクション(DESCRAM&FECに相当)151,152によるFEC処理およびデスクランブル処理、およびサイクリックリダンダンシィチェック(cyclic redundancy checkに相当)153,154による巡回冗長検査等の処理が行われ、最終的にマルチプレックス/シンクコントロール(MUX/SYNC CONTROLに相当)155から受信データが再生される。   The data subjected to frequency domain adaptive equalization processing is decoded by a constellation decoder / gain scaling (equivalent to CONSTELLATION DECODER AND GAIN SCALLNG) 146 and tone ordering (equivalent to TONE ORDERRING) 147 ( It is converted into serial data by the maximum likelihood decoding method) and tone ordering processing. After that, rate conversion processing (corresponding to RATE-CONVERTOR) 148, 149, deinterleaving (corresponding to DEINTERLEAVE) 150, deinterleaving processing, forward error correction (corresponding to DESCRAM & FEC) 151, 152 FEC processing and descrambling processing , And cyclic redundancy check (equivalent to cyclic redundancy check) 153, 154 and other processing such as cyclic redundancy check are performed, and finally the received data is reproduced from multiplex / sync control (equivalent to MUX / SYNC CONTROL) 155 Is done.

上記に示すような通信装置においては、受信系と送信系においてそれぞれ2つの経路を備え、この2つの経路を使い分けることにより、またはこの2つの経路を同時に動作させることにより、低伝送遅延および高レートのデータ通信を実現可能としている。   In the communication apparatus as described above, each of the reception system and the transmission system has two paths, and by using these two paths properly or by operating these two paths simultaneously, a low transmission delay and a high rate are achieved. Data communication can be realized.

なお、上記のように構成される通信装置においては、図1(a)に示す符号器が、上記送信系におけるコンスタレーションエンコーダ/ゲインスケーリング50に位置付けられ、図1(b)に示す復号器が、上記受信系におけるコンスタレーションデコーダ/ゲインスケーリング146に位置付けられる。   In the communication apparatus configured as described above, the encoder shown in FIG. 1A is positioned in the constellation encoder / gain scaling 50 in the transmission system, and the decoder shown in FIG. , The constellation decoder / gain scaling 146 in the receiving system.

以下、本実施の形態における符号器(送信系)および復号器(受信系)の動作を図面にしたがって詳細に説明する。まず、図1(a)に示す符号器の動作について説明する。なお、本実施の形態では、多値直交振幅変調(QAM:Quadrature Amplitude Modulation)として、たとえば、16QAM方式を採用する。また、本実施の形態の符号器においては、すべての入力データ(4ビット)に対してターボ符号化を実行する従来技術と異なり、図1(a)に示すように、下位2ビットの入力データに対してのみターボ符号化を実施し、他の上位ビットについては入力データをそのままの状態で出力する。   Hereinafter, operations of the encoder (transmission system) and the decoder (reception system) in the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. First, the operation of the encoder shown in FIG. In the present embodiment, for example, a 16QAM system is adopted as multi-level quadrature amplitude modulation (QAM). Also, in the encoder according to the present embodiment, unlike the conventional technique in which turbo coding is performed on all input data (4 bits), as shown in FIG. Turbo coding is performed only for the other bits, and the input data is output as it is for the other upper bits.

ここで、下位2ビットの入力データについてのみターボ符号化を実行する理由を説明する。図4は、各種ディジタル変調の信号点配置を示す図であり、詳細には、図4(a)が4相PSK(Phase Shift Keying)方式の信号点配置であり、(b)が16QAM方式の信号点配置であり、(c)が64QAM方式の信号点配置である。   Here, the reason why turbo coding is performed only on the lower two bits of input data will be described. 4A and 4B are diagrams showing signal point arrangements for various digital modulations. Specifically, FIG. 4A is a signal phase arrangement of a 4-phase PSK (Phase Shift Keying) system, and FIG. 4B is a 16QAM system. This is a signal point arrangement, and (c) is a signal point arrangement of the 64QAM system.

たとえば、上記すべての変調方式の信号点配置において、受信信号点がaまたはbの位置である場合、通常、受信側では、軟判定により情報ビット系列(送信データ)として最も確からしいデータを推定する。すなわち、受信信号点との距離が最も近い信号点を送信データとして判定することになる。しかしながら、このとき、たとえば、図4の受信信号点aおよびbに着目すると、いずれの場合(図4(a)(b)(c)に相当)においても、受信信号点に最も近い4点の下位2ビットが、(0,0)(0,1)(1,0)(1,1)であることがわかる。そこで、本実施の形態においては、特性が劣化する可能性のある4つの信号点(すなわち、信号点間距離が最も近い4点)の下位2ビットに対して、優れた誤り訂正能力をもつターボ符号化を実施し、受信側で軟判定を行う。一方、特性が劣化する可能性の低いその他の上位ビットについては、そのままの状態で出力し、受信側で硬判定を行う構成とした。   For example, in all the modulation scheme signal point arrangements described above, when the received signal point is at the position a or b, the receiving side normally estimates the most probable data as an information bit sequence (transmission data) by soft decision. . That is, the signal point that is the closest to the reception signal point is determined as transmission data. However, at this time, for example, focusing on the reception signal points a and b in FIG. 4, in any case (corresponding to FIGS. 4 (a), (b), and (c)) It can be seen that the lower 2 bits are (0, 0) (0, 1) (1, 0) (1, 1). Therefore, in the present embodiment, a turbo having an excellent error correction capability with respect to the lower 2 bits of four signal points (that is, the four points having the closest distance between signal points) whose characteristics may be deteriorated. Encoding is performed, and soft decision is performed on the receiving side. On the other hand, the other high-order bits whose characteristics are unlikely to deteriorate are output as they are, and a hard decision is made on the receiving side.

これにより、本実施の形態においては、多値化に伴って劣化する可能性のある特性を向上させることができ、さらに、送信信号の下位2ビットに対してのみターボ符号化を実施するため、すべてのビットをターボ符号化の対象とする従来技術と比較して、演算量を大幅に削減することができる。   Thereby, in the present embodiment, it is possible to improve the characteristics that may be deteriorated along with the multi-level, and furthermore, because turbo encoding is performed only on the lower 2 bits of the transmission signal, Compared with the prior art in which all bits are the target of turbo coding, the amount of calculation can be greatly reduced.

続いて、入力された下位2ビットの送信データ:u1,u2に対してターボ符号化を実施する、図1(a)に示すターボ符号器1の動作について説明する。たとえば、図5は、ターボ符号器1の構成を示す図であり、詳細には、図5(a)がターボ符号器1のブロック構成を示す図であり、図5(b)が再帰的組織畳込み符号器の回路構成の一例を示す図である。なお、ここでは、再帰的組織畳込み符号器として図5(b)の構成を用いることとしたが、これに限らず、たとえば、従来と同一の再帰的組織畳込み符号器や、その他の既知の再帰的組織畳込み符号器を用いることとしてもよい。 Next, the operation of the turbo encoder 1 shown in FIG. 1A, in which turbo encoding is performed on the input transmission data of lower 2 bits: u 1 and u 2 will be described. For example, FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the turbo encoder 1, and more specifically, FIG. 5 (a) is a diagram showing a block configuration of the turbo encoder 1, and FIG. 5 (b) is a recursive organization. It is a figure which shows an example of the circuit structure of a convolutional encoder. Here, the configuration shown in FIG. 5B is used as the recursive systematic convolutional encoder, but the present invention is not limited to this. For example, the same recursive systematic convolutional encoder as in the prior art or other known ones. The recursive systematic convolutional encoder may be used.

図5(a)において、31は情報ビット系列に相当する送信データ:u1,u2を畳込み符号化して冗長データ:uaを出力する第1の再帰的組織畳込み符号化器であり、32および33はインタリーバであり、34はインタリーブ処理後のデータ:u1t,u2tを畳込み符号化して冗長データ:ubを出力する第2の再帰的組織畳込み符号化器である。ターボ符号器1では、同時に、送信データ:u1,u2と、第1の再帰的組織畳込み符号化器31の処理により前記送信データを符号化した冗長データ:uaと、第2の再帰的組織畳込み符号化器34の処理によりインタリーブ処理後のデータを符号化した(他のデータとは時刻の異なる)冗長データ:ubと、を出力する。 In FIG. 5A, reference numeral 31 denotes a first recursive systematic convolutional encoder that convolutionally encodes transmission data: u 1 and u 2 corresponding to an information bit sequence and outputs redundant data: u a . , 32 and 33 are interleavers, 34 interleave processed data: u 1t, u 2t convolutional encoding to redundant data: a second recursive systematic convolutional encoder that outputs a u b. The turbo encoder 1 simultaneously transmits transmission data: u 1 , u 2 , redundant data: u a obtained by encoding the transmission data by the processing of the first recursive systematic convolutional encoder 31, and the second recursive tissue by treatment of convolutional encoder 34 the data after interleaving and coding (time different from other data) redundant data outputs and u b, a.

また、図5(b)に示す再帰的組織畳込み符号化器において、61,62,63,64は遅延器であり、65,66,67,68,69は加算器である。この再帰的組織畳込み符号化器においては、1段目の加算器65が、入力される送信データ:u2(またはデータ:u1t)とフィードバックされた冗長データ:ua(または冗長データ:ub)とを加算出力し、2段目の加算器66が、入力される送信データ:u1(またはデータ:u2t)と遅延器61の出力とを加算出力し、3段目の加算器67が、入力される送信データ:u1(またはデータ:u2t)と送信データ:u2(またはデータ:u1t)と遅延器62の出力とを加算出力し、4段目の加算器68が、入力される送信データ:u1(またはデータ:u2t)と送信データ:u2(またはデータ:u1t)と遅延器63の出力とフィードバックされた冗長データ:ua(または冗長データ:ub)とを加算出力し、最終段の加算器69が、入力される送信データ:u2(またはデータ:u1t)と遅延器64の出力とを加算し、最終的に冗長データ:ua(冗長データ:ub)を出力する。 In the recursive systematic convolutional encoder shown in FIG. 5B, 61, 62, 63 and 64 are delay units, and 65, 66, 67, 68 and 69 are adders. In this recursive systematic convolutional encoder, an adder 65 at the first stage receives input transmission data: u 2 (or data: u 1t ) and fed back redundant data: u a (or redundant data: u b) and the sum output, the second stage of the adder 66, the transmission data is input: u 1 (or the data: u 2t) and outputs adds the output of the delay unit 61, the addition of the third stage The unit 67 adds and outputs the input transmission data: u 1 (or data: u 2t ), transmission data: u 2 (or data: u 1t ), and the output of the delay unit 62, and adds the fourth stage adder 68 is input transmission data: u 1 (or data: u 2t ), transmission data: u 2 (or data: u 1t ), the output of the delay unit 63, and redundant data fed back: u a (or redundant data). : u b) and the sum output of the final-stage adder 6 But the transmission data are input: u 2 (or the data: u 1t) adds the output of a delay unit 64, and finally redundant data: u a (redundant data: u b) outputs a.

そして、ターボ符号器1においては、冗長データ:ua,ubを用いた受信側での送信データ:u1とu2の推定精度が均一になるように、各冗長ビットにおける重みに偏りが発生しないようにしている。すなわち、送信データ:u1とu2の推定精度を均一化するために、たとえば、送信データ:u2を、第1の再帰的組織畳込み符号化器31における加算器65,67,68,69(図5(b)参照)に入力し、インタリーブ実施後のデータ:u2tを、第2の再帰的組織畳込み符号化器34における加算器66〜68に入力し、一方、送信データ:u1を、第1の再帰的組織畳込み符号化器31における加算器66〜68に入力し、インタリーブ実施後のデータ:u1tを、第2の再帰的組織畳込み符号化器34における加算器65,67,68,69に入力することで、送信データ:u1の系列と送信データ:u2の系列との間で、出力までに通る遅延器の数を同一にしている。 In the turbo encoder 1, the weights in the redundant bits are biased so that the estimation accuracy of the transmission data: u 1 and u 2 on the receiving side using the redundant data: u a and u b is uniform. It does not occur. That is, in order to make the estimation accuracy of the transmission data: u 1 and u 2 uniform, for example, the transmission data: u 2 is added to the adders 65, 67, 68, in the first recursive systematic convolutional encoder 31. 69 (see FIG. 5B) and interleaved data: u 2t is input to adders 66 to 68 in the second recursive systematic convolutional encoder 34, while transmission data: u 1 is input to adders 66 to 68 in the first recursive systematic convolutional encoder 31, and the interleaved data: u 1t is added in the second recursive systematic convolutional encoder 34. By inputting the data into the units 65, 67, 68, and 69, the number of delay units that pass until the output is made the same between the transmission data: u 1 series and the transmission data: u 2 series.

このように、図1(a)に示す符号器を用いた場合には、インタリーブの効果として、バースト的なデータの誤りに対して誤り訂正能力を向上させることが可能となり、さらに、送信データ:u1の系列の入力と送信データ:u2の系列の入力とを、第1の再帰的組織畳込み符号化器31と第2の再帰的組織畳込み符号化器34との間で入れ替えることにより、受信側による送信データ:u1とu2の推定精度の均一化が可能となる。 As described above, when the encoder shown in FIG. 1A is used, as an interleaving effect, it is possible to improve error correction capability against bursty data errors, and further transmit data: The input of the sequence of u 1 and the transmission data: the input of the sequence of u 2 are exchanged between the first recursive systematic convolutional encoder 31 and the second recursive systematic convolutional encoder 34. This makes it possible to make the estimation accuracy of the transmission data u 1 and u 2 on the receiving side uniform.

なお、図6は、図5(b)の再帰的組織畳込み符号化器と同一の符号を構成する再帰的組織畳込み符号化器の一例を示す図である。したがって、図5(b)に示す再帰的組織畳込み符号化器を、図6の回路構成に置き換えた場合においても、上記と同様の効果が得られる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a recursive systematic convolutional encoder that configures the same code as the recursive systematic convolutional encoder of FIG. Therefore, even when the recursive systematic convolutional encoder shown in FIG. 5B is replaced with the circuit configuration shown in FIG. 6, the same effect as described above can be obtained.

図6に示す再帰的組織畳込み符号化器において、71,72,73,74は遅延器であり、75,76,77,78は加算器である。この再帰的組織畳込み符号化器は、1段目の加算器75が、入力される送信データ:u1(またはデータ:u2t)と遅延器71の出力とを加算出力し、2段目の加算器76が、入力される送信データ:u1(またはデータ:u2t)と送信データ:u2(またはデータ:u1t)と遅延器72の出力とを加算出力し、3段目の加算器77が、入力される送信データ:u1(またはデータ:u2t)と遅延器73の出力とフィードバックされた遅延器74の出力とを加算出力し、最終段の加算器78が、入力される送信データ:u2(またはデータ:u1t)と遅延器74の出力とを加算し、最終的に冗長データ:ua(冗長データ:ub)を出力する。 In the recursive systematic convolutional encoder shown in FIG. 6, reference numerals 71, 72, 73, and 74 are delay units, and reference numerals 75, 76, 77, and 78 are adders. In this recursive systematic convolutional encoder, the first stage adder 75 adds and outputs the input transmission data: u 1 (or data: u 2t ) and the output of the delay unit 71, and the second stage. The adder 76 adds and outputs the input transmission data: u 1 (or data: u 2t ), the transmission data: u 2 (or data: u 1t ), and the output of the delay unit 72, and outputs the third stage. The adder 77 adds and outputs the input transmission data: u 1 (or data: u 2t ), the output of the delay unit 73 and the output of the delayed delay unit 74, and the adder 78 in the final stage inputs Transmission data: u 2 (or data: u 1t ) and the output of the delay unit 74 are added, and finally redundant data: u a (redundant data: u b ) is output.

つぎに、図1(b)に示す復号器の動作について説明する。なお、本実施の形態では、多値直交振幅変調(QAM)として、たとえば、16QAM方式を採用する場合について説明する。また、本実施の形態の復号器においては、受信データの下位2ビットに対してターボ復号を実施し、軟判定により元の送信データを推定し、他の上位ビットについては、受信データを第3の判定器22で硬判定することにより、元の送信データを推定する。ただし、受信信号Lcy:y4,y3,y2,y1,ya,ybは、それぞれ前記送信側の出力:u4,u3,u2,u1,ua,ubに伝送路のノイズやフェージングの影響を与えた信号である。 Next, the operation of the decoder shown in FIG. In the present embodiment, a case will be described in which, for example, a 16 QAM system is adopted as multi-level quadrature amplitude modulation (QAM). Also, in the decoder of the present embodiment, turbo decoding is performed on the lower 2 bits of the received data, the original transmission data is estimated by soft decision, and the received data is transferred to the third bit for the other higher bits. The original transmission data is estimated by making a hard decision with the determiner 22. However, the received signal Lcy: y 4, y 3, y 2, y 1, y a, y b , the output of each of the transmitting side: u 4, u 3, u 2, u 1, u a, the u b This is a signal that is affected by noise and fading in the transmission path.

まず、受信信号Lcy:y2,y1,ya,ybを受け取ったターボ復号器では、第1の復号器11が、受信信号Lcy:y2,y1,yaを抽出し、これらの受信信号から推定される情報ビット(元の送信データ:u1k,u2kに相当):u1k´,u2k´の対数尤度比:L(u1k´),L(u2k´)を算出する(kは時刻を表す)。すなわち、ここでは、u2kが0である確率に対するu2kが1である確率と、u1kが0である確率に対するu1kが1である確率と、を求めることとなる。なお、以降の説明では、u1k,u2kのことを単にukと呼び、u1k´,u2k´のことを単にuk´と呼ぶ。 First, the received signal Lcy: In y 2, y 1, y a, turbo decoder receives a y b, the first decoder 11, the received signal Lcy: extracts y 2, y 1, y a, these Information bits estimated from received signals (original transmission data: corresponding to u 1k , u 2k ): log likelihood ratios of u 1k ′, u 2k ′: L (u 1k ′), L (u 2k ′) (K represents time). In other words, in this case, and thus to determine the probability u 2k is 1 for probability u 2k is 0, the probability u 1k is 1 for probability u 1k is 0, the. In the following description, u 1k and u 2k are simply referred to as u k, and u 1k ′ and u 2k ′ are simply referred to as u k ′.

ただし、図1(b)において、Le(uk)は外部情報を表し、La(uk)は1つ前の外部情報である事前情報を表す。なお、対数尤度比を算出する復号器としては、たとえば、既知の最大事後確率復号器(MAPアルゴリズム:Maximum A-Posteriori)が用いられることが多いが、たとえば、既知のビタビ復号器を用いることとしてもよい。 However, in FIG. 1 (b), Le (u k) represents external information, La (u k) represents the prior information is previous external information. As the decoder for calculating the log likelihood ratio, for example, a known maximum a posteriori decoder (MAP algorithm: Maximum A-Posteriori) is often used. For example, a known Viterbi decoder is used. It is good.

つぎに、加算器12では、前記算出結果である対数尤度比から、第2の復号器15に対する外部情報:Le(uk)を算出する。ただし、1回目の復号においては、事前情報が求められていないため、La(uk)=0である。 Next, the adder 12 calculates external information: Le (u k ) for the second decoder 15 from the log likelihood ratio as the calculation result. However, in the first decoding, for the prior information is not being sought, it is a La (u k) = 0.

つぎに、インタリーバ13および14では、受信信号Lcyと外部情報:Le(uk)に対して信号の並べ替えを行う。そして、第2の復号器15では、第1の復号器11と同様に、受信信号Lcy、および先に算出しておいた事前情報:La(uk)に基づいて、対数尤度比:L(uk´)を算出する。 Next, the interleavers 13 and 14 perform signal rearrangement on the received signal Lcy and the external information: Le (u k ). Then, in the second decoder 15, similarly to the first decoder 11, based on the received signal Lcy and the previously calculated prior information: La (u k ), the log likelihood ratio: L (U k ′) is calculated.

その後、加算器16では、加算器12と同様に、外部情報:Le(uk)を算出する。このとき、デインタリーブ17にて並べ替えられた外部情報は、事前情報:La(uk)として、前記第1の復号器11にフィードバックされる。 Thereafter, the adder 16 calculates the external information: Le (u k ) as in the adder 12. At this time, the external information rearranged by the deinterleaver 17 is fed back to the first decoder 11 as prior information: La (u k ).

そして、上記ターボ復号器では、上記処理を、所定の回数(イテレーション回数)にわたって繰り返し実行することにより、より精度の高い対数尤度比を算出し、そして、第1の判定器18および第2の判定器20が、この対数尤度比に基づいて信号の判定を行い、もとの送信データを推定する。具体的にいうと、たとえば、対数尤度比が“L(uk´)>0”であれば、推定情報ビット:uk´を1と判定し、“L(uk´)≦0”であれば、推定情報ビット:uk´を0と判定する。なお、同時に受信する受信信号Lcy:y3,y4…については、第3の判定器22を用いて硬判定される。 In the turbo decoder, the above process is repeatedly performed a predetermined number of times (the number of iterations) to calculate a log likelihood ratio with higher accuracy, and the first determiner 18 and the second The determiner 20 determines a signal based on the log likelihood ratio and estimates the original transmission data. More specifically, for example, if the log likelihood ratio is “L (u k ′)> 0”, the estimated information bit: u k ′ is determined as 1, and “L (u k ′) ≦ 0”. If so, the estimated information bit: u k ′ is determined to be 0. The received signals Lcy: y 3 , y 4 ... Received simultaneously are hard-decided using the third determiner 22.

最後に、第1のR/Sデコーダ19および第2のR/Sデコーダ21では、所定の方法でリードソロモン符号を用いたエラーのチェックを行い、推定精度がある特定の基準を超えたと判断された段階で上記繰り返し処理を終了させる。そして、リードソロモン符号を用いて、各判定器にて前記推定されたもとの送信データの誤り訂正を行い、より推定精度の高い送信データを出力する。   Finally, the first R / S decoder 19 and the second R / S decoder 21 check errors using a Reed-Solomon code by a predetermined method, and determine that the estimation accuracy exceeds a certain standard. At the stage, the above repeating process is terminated. Then, using the Reed-Solomon code, the error correction of the estimated original transmission data is performed by each determiner, and transmission data with higher estimation accuracy is output.

ここで、第1のR/Sデコーダ19および第2のR/Sデコーダ21によるもとの送信データの推定方法を具体例にしたがって説明する。ここでは、具体例として、3つの方法をあげる。第1の方法としては、たとえば、第1の判定器18または第2の判定器20にてもとの送信データが推定される毎に、対応する第1のR/Sデコーダ19、または第2のR/Sデコーダ21が、交互にエラーのチェックを行い、いずれか一方のR/Sデコーダが「エラーがない」と判断した段階でターボ符号器による上記繰り返し処理を終了させ、そして、リードソロモン符号を用いて前記推定されたもとの送信データの誤り訂正を行い、より推定精度の高い送信データを出力する。   Here, the original transmission data estimation method by the first R / S decoder 19 and the second R / S decoder 21 will be described according to a specific example. Here, three methods are given as specific examples. As the first method, for example, every time the original transmission data is estimated by the first determiner 18 or the second determiner 20, the corresponding first R / S decoder 19 or second R / S decoder 21 alternately checks for errors, and when one of the R / S decoders determines that there is no error, the above repetitive processing by the turbo encoder is terminated, and Reed-Solomon Error correction is performed on the estimated original transmission data using a code, and transmission data with higher estimation accuracy is output.

また、第2の方法としては、第1の判定器18または第2の判定器20にてもとの送信データが推定される毎に、対応する第1のR/Sデコーダ19、または第2のR/Sデコーダ21が、交互にエラーのチェックを行い、両方のR/Sデコーダが「エラーがない」と判断した段階でターボ符号器による上記繰り返し処理を終了させ、そして、リードソロモン符号を用いて前記推定されたもとの送信データの誤り訂正を行い、より推定精度の高い送信データを出力する。   Further, as the second method, each time the original transmission data is estimated by the first determiner 18 or the second determiner 20, the corresponding first R / S decoder 19 or second R / S decoder 21 alternately checks for errors, and when both R / S decoders determine that there is no error, the repetition process by the turbo encoder is terminated, and the Reed-Solomon code is Using this, error correction is performed on the estimated original transmission data, and transmission data with higher estimation accuracy is output.

また、第3の方法としては、上記第1および第2の方法にて誤って「エラーがない」と判断され、繰り返し処理が実施されなかった場合に誤訂正をしてしまうという問題を改善し、たとえば、予め決めておいた所定回数分の繰り返し処理を実施し、ある程度、ビット誤り率を低減しておいてから、リードソロモン符号を用いて前記推定されたもとの送信データの誤り訂正を行い、より推定精度の高い送信データを出力する。   In addition, the third method improves the problem of erroneous correction when it is erroneously determined that there is no error in the first and second methods and the repetitive processing is not performed. For example, after performing a predetermined number of iterations determined in advance and reducing the bit error rate to some extent, performing an error correction of the estimated transmission data using a Reed-Solomon code, Output transmission data with higher estimation accuracy.

このように、図1(b)に示す復号器を用いた場合には、変調方式の多値化に伴ってコンスタレーションが増大する場合においても、特性劣化の可能性がある受信信号の下位2ビットに対する軟判定処理とリードソロモン符号による誤り訂正とを実施するターボ復号器と、受信信号におけるその他のビットに対して硬判定を行う判定器と、を備えることで、計算量の多い軟判定処理の削減と、良好な伝送特性と、を実現することが可能となる。   As described above, when the decoder shown in FIG. 1B is used, even when the constellation increases as the modulation scheme becomes multi-valued, the lower 2 of the received signal with the possibility of characteristic degradation. Soft decision processing with a large amount of calculation by including a turbo decoder that performs soft decision processing on bits and error correction using a Reed-Solomon code, and a decision unit that performs hard decision on other bits in the received signal Reduction and good transmission characteristics can be realized.

また、第1のR/Sデコーダ19および第2のR/Sデコーダ21を用いて送信データを推定することにより、イテレーション回数を低減することができ、計算量の多い軟判定処理およびその処理時間をさらに削減することが可能となる。なお、ランダム誤りとバースト誤りが混在するような伝送路においては、シンボル単位での誤り訂正を行うR−S符号(リードソロモン)や他の既知の誤り訂正符号等との併用により優れた伝送特性が得られることが一般的に知られている。   Further, by estimating transmission data using the first R / S decoder 19 and the second R / S decoder 21, the number of iterations can be reduced, and a soft decision process with a large amount of calculation and its processing time Can be further reduced. Note that, in a transmission path in which random errors and burst errors are mixed, excellent transmission characteristics can be obtained by using in combination with an RS code (Reed Solomon) that performs error correction in symbol units or other known error correction codes. Is generally known to be obtained.

ここで、本発明のターボ符号器を用いて送信データを復号した場合のBER(ビットエラーレート)特性と、従来のターボ符号器を用いて送信データを復号した場合のBER特性と、を比較する。図7は、両者のBER特性を示す図である。たとえば、BERを用いてターボ符号の性能を判断する場合、ターボ符号後の「最小ハミング重み:wmin」が、高SNRのBERに対して影響を与える。すなわち、最小ハミング重みが小さいと、エラーフロア領域(BERの下落が緩やかになる領域)のBERが高くなることが一般的に知られている。このように、高Eb/No領域、すなわち、エラーフロア領域では、最小ハミング重み:wminが最もBER特性に影響を与えることがわかる。そこで、ここでは、各符号器の性能比較の指標として、ターボ符号語の最小ハミング重みを採用した。 Here, the BER (bit error rate) characteristics when the transmission data is decoded using the turbo encoder of the present invention and the BER characteristics when the transmission data is decoded using the conventional turbo encoder are compared. . FIG. 7 is a diagram showing both BER characteristics. For example, when judging the performance of a turbo code using BER, the “minimum hamming weight: w min ” after turbo coding affects the BER of high SNR. That is, it is generally known that when the minimum hamming weight is small, the BER of the error floor area (area where the BER falls gradually) increases. Thus, it can be seen that, in the high E b / N o region, that is, the error floor region, the minimum hamming weight: w min most affects the BER characteristics. Therefore, here, the minimum hamming weight of the turbo codeword is adopted as an index for comparing the performance of each encoder.

また、図8は、ある特定のインタリーバを採用した場合における、本発明のターボ符号器の最小ハミング重みと従来のターボ符号器における最小ハミング重みとを示す図である。この最小ハミング重みは、入力される情報ビット系列のハミング重みが‘2’および‘3’であるものを全パターンにわたってターボ符号化し、その後、その符号化された系列のハミング重みを求め、その中の最小値を示したものである。   FIG. 8 is a diagram illustrating the minimum hamming weight of the turbo encoder of the present invention and the minimum hamming weight of the conventional turbo encoder when a specific interleaver is employed. The minimum hamming weight is obtained by turbo-coding the input information bit sequence having a hamming weight of '2' and '3' over all patterns, and then obtaining the humming weight of the encoded sequence. Is the minimum value.

図7および図8における比較検討結果から、最小ハミング重みが大きく、エラーフロア領域のBER特性が低い、図1に示すターボ符号器の性能の方が、従来技術より明らかに優れているといえる。   From the comparative examination results in FIG. 7 and FIG. 8, it can be said that the performance of the turbo encoder shown in FIG. 1 having a large minimum hamming weight and a low BER characteristic in the error floor region is clearly superior to the prior art.

このように、ターボ符号器1で使用する再帰的組織畳込み符号化器(エンコーダ)に、たとえば、図5(b)および図6に示すような、送信データのいずれか一方の系列を最終段の加算器に入力する形を採用することで、送信データの影響を冗長データに対してより強く反映させることができるようになる。すなわち、受信側における復調特性を、従来技術と比較して大幅に向上させることができる。   In this way, the recursive systematic convolutional encoder (encoder) used in the turbo encoder 1 is supplied with either one of the transmission data series as shown in FIG. 5B and FIG. By adopting a form that is input to the adder, the influence of the transmission data can be more strongly reflected on the redundant data. That is, the demodulation characteristic on the receiving side can be greatly improved as compared with the prior art.

以上、ここまでの説明では、従来のターボ符号器と図1に示すターボ符号器との両方で、同一のインタリーバを用いることを前提とし、再帰的組織畳込み符号化器の違いにより、受信側における復調特性を向上させた。以降の説明では、本実施の形態にかかるインタリーバを用いることで、さらに、受信側における復調特性を大幅に向上させ、シャノン限界に近い最適な伝送特性、すなわち、最適なBER特性を得る。   As described above, in the conventional turbo encoder and the turbo encoder shown in FIG. 1, it is assumed that the same interleaver is used, and due to the difference between recursive systematic convolutional encoders, Improved the demodulation characteristics. In the following description, by using the interleaver according to the present embodiment, the demodulation characteristic on the receiving side is further greatly improved, and the optimum transmission characteristic close to the Shannon limit, that is, the optimum BER characteristic is obtained.

図9,図10,および図11は、図5(a)に示すターボ符号器で用いられるインタリーバ32,33の実施の形態1の処理を示す図である。ここで、本実施の形態のインタリーバ32,33を用いて、情報ビット系列をランダムに入れ替える処理について説明する。   FIGS. 9, 10, and 11 are diagrams showing processing of the first embodiment of the interleavers 32 and 33 used in the turbo encoder shown in FIG. Here, a process of randomly exchanging information bit sequences using interleavers 32 and 33 according to the present embodiment will be described.

たとえば、W−CDMAにおいては、インタリーバとして、一般的に、PILが用いられているが、ここでは、このPILに代わって、本発明にインタリーバであるパラレル・プライム・インタリーバ(以降、PPIと呼ぶ)を用いることとする。このPPIは、以下の3つの特徴をもつ。
(1)N(縦軸:自然数)×M(横軸:自然数)バッファにおける行と列の入れ替えを行う。
(2)マッピングパターンを、行単位に、(g0×c(i−1))modPずつシフトする。
(3)行の入れ替えによりクリティカルパターンを回避する。
For example, in W-CDMA, PIL is generally used as an interleaver. Here, instead of this PIL, a parallel prime interleaver (hereinafter referred to as PPI) which is an interleaver according to the present invention. Will be used. This PPI has the following three features.
(1) The rows and columns in the N (vertical axis: natural number) × M (horizontal axis: natural number) buffer are switched.
(2) The mapping pattern is shifted by (g 0 × c (i−1)) mod P in units of rows.
(3) Avoid critical patterns by replacing rows.

ここで、本実施の形態のインタリーバであるPPIの動作について説明する。なお、本実施の形態においては、性能を性格に評価するために、従来技術にて説明したインタリーバと同一の条件で並べ替えを行う。具体的にいうと、たとえば、インタリーバ長:Lturbo=512bit,N=10,M=P=53(Lturbo/N≦P+1),原始根:g0=2とし、マッピングパターン:cを、前述した式(1)を用いて作成する。 Here, the operation of the PPI that is the interleaver of the present embodiment will be described. In the present embodiment, rearrangement is performed under the same conditions as the interleaver described in the prior art in order to evaluate the performance in character. More specifically, for example, interleaver length: L turbo = 512 bits, N = 10, M = P = 53 (L turbo / N ≦ P + 1), primitive root: g 0 = 2 and mapping pattern: c It is created using the formula (1).

その結果、マッピングパターンCは、従来同様、{1,2,4,8,16,32,11,22,44,35,17,34,15,30,7,14,28,3,6,12,24,48,43,33,13,26,52,51,49,45,37,21,42,31,9,18,36,19,38,23,46,39,25,50,47,41,29,5,10,20,40,27}となる。   As a result, the mapping pattern C is {1, 2, 4, 8, 16, 32, 11, 22, 44, 35, 17, 34, 15, 30, 7, 14, 28, 3, 6, as in the conventional case. 12, 24, 48, 43, 33, 13, 26, 52, 51, 49, 45, 37, 21, 42, 31, 9, 18, 36, 19, 38, 23, 46, 39, 25, 50, 47, 41, 29, 5, 10, 20, 40, 27}.

また、PPIにおいては、上記マッピングパターンCを、行単位に、(g0×c(i−1))modPずつ、すなわち、行単位に、1,2,4,8,16,32,11,22,44ずつ、シフトすることでビットの入れ替えを行い、j行のマッピングパターン:Cjを生成する。図9は、上記の方法で並べ替えられたマッピングパターンCjを示す図である。なお、j=0〜N−1とする。 Further, in the PPI, the mapping pattern C is represented by (g 0 × c (i−1)) mod P in units of rows, that is, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 11, Bits are exchanged by shifting 22 and 44 at a time, and a j-row mapping pattern: C j is generated. FIG. 9 is a diagram showing mapping patterns C j rearranged by the above method. Note that j = 0 to N-1.

そして、図10は、上記並び替え後のマッピングパターンに、インタリーバ長:Lturbo=512bitのデータをマッピングした場合のデータ配列を示す図である。ここでは、1行目にデータ{0〜52}を、2行目にデータ{53〜105}を、3行目にデータ{106〜158}を、4行目にデータ{159〜211}を、5行目にデータ{212〜264}を、6行目にデータ{265〜317}を、7行目にデータ{318〜370}を、8行目にデータ{371〜423}を、9行目にデータ{424〜476}を、10行目にデータ{477〜529}を、それぞれマッピングする。 FIG. 10 is a diagram showing a data arrangement when data of interleaver length: L turbo = 512 bits is mapped to the rearranged mapping pattern. Here, data {0-52} is stored in the first line, data {53-105} is stored in the second line, data {106-158} is stored in the third line, and data {159-211} is stored in the fourth line. Data {212-264} on the 5th line, data {265-317} on the 6th line, data {318-370} on the 7th line, data {371-423} on the 8th line, 9 Data {424 to 476} is mapped to the line, and data {477 to 529} is mapped to the 10th line.

最後に、図11は、最終的な並べ替えパターンを示す図である。ここでは、所定の規則にしたがって、図10のデータ配列における行間の入れ替えを行い、最終的な並べ替えパターンを生成する。なお、本実施の形態では、図10のデータ配列における各行の順番を逆にしている。そして、PPIでは、生成した並べ替えパターンを、列単位、すなわち、縦に読み出す。   Finally, FIG. 11 is a diagram showing a final rearrangement pattern. Here, in accordance with a predetermined rule, the rows in the data array in FIG. 10 are exchanged to generate a final rearrangement pattern. In this embodiment, the order of the rows in the data array in FIG. 10 is reversed. In the PPI, the generated rearrangement pattern is read in units of columns, that is, vertically.

図12は、本実施の形態のPPIと従来のPILを定量的に比較した図である。なお、ここでいう信号点間最小距離(1,x)とは、N×Mのバッファにおける隣同士の行における信号点間の最小距離のことをいい、信号点間最小距離(2,x)とは、N×Mのバッファにおいて最終的に左の列から順に縦に読み出してシリアルにつなげたインタリーブデータの中の配列中2つ先のデータ、または2つ後のデータとの信号点間の最小距離のことをいい、以降、9つ先のデータまたは9つ後のデータとの信号点間の最小距離まで順に記載されている。また、Variance(またはNormalized dispersionと表現される)は、ランダム性をあらわす指標として用いられ、1が最大(100%ランダム)となる。   FIG. 12 is a diagram in which the PPI of the present embodiment and the conventional PIL are quantitatively compared. The minimum distance between signal points (1, x) here means the minimum distance between signal points in adjacent rows in an N × M buffer, and the minimum distance between signal points (2, x). Is an N × M buffer that is read from the left column in the vertical order and connected serially to the next data in the array, or between the signal points of the next data This refers to the minimum distance, and is described in order up to the minimum distance between signal points with the 9th data or 9th data. Variance (or expressed as Normalized dispersion) is used as an index representing randomness, and 1 is the maximum (100% random).

このように、本実施の形態においては、インタリーバとして本発明のPPIを用いることで、従来と同等の信号点間距離を維持しつつ、ランダム性を向上させることができるため、誤り訂正能力を向上させることが可能となる。これにより、受信側における復調特性を大幅に向上させることができるため、シャノン限界に近い最適な伝送特性、すなわち、最適なBER特性を得ることができる。   As described above, in this embodiment, by using the PPI of the present invention as an interleaver, the randomness can be improved while maintaining the same signal point distance as the conventional one, so that the error correction capability is improved. It becomes possible to make it. As a result, the demodulation characteristics on the receiving side can be greatly improved, so that an optimum transmission characteristic close to the Shannon limit, that is, an optimum BER characteristic can be obtained.

なお、本実施の形態においては、性能比較のために、従来技術と同様の条件で並べ替えを行ったが、インタリーブ長等の各パラメータは任意であり、適宜変更可能である。   In this embodiment, rearrangement was performed under the same conditions as in the prior art for performance comparison, but each parameter such as interleave length is arbitrary and can be changed as appropriate.

実施の形態2.
図13,図14,および図15は、図5(a)に示すターボ符号器で用いられるインタリーバ32,33の実施の形態2の処理を示す図である。ここで、本実施の形態のインタリーバ32,33を用いて、情報ビット系列をランダムに入れ替える処理について説明する。なお、インタリーバ以外の構成については、前述の実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIGS. 13, 14, and 15 are diagrams showing processing of the second embodiment of the interleavers 32 and 33 used in the turbo encoder shown in FIG. Here, a process of randomly exchanging information bit sequences using interleavers 32 and 33 according to the present embodiment will be described. Since the configuration other than the interleaver is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

本実施の形態のPPIは、以下の3つの特徴をもつ。
(1)N(縦軸:自然数)×M(横軸:自然数)バッファにおける行と列の入れ替えを行う。
(2)マッピングパターンを、行単位に、1列ずつ順に(左)シフトする。
(3)行の入れ替えによりクリティカルパターンを回避する。
The PPI of this embodiment has the following three features.
(1) The rows and columns in the N (vertical axis: natural number) × M (horizontal axis: natural number) buffer are switched.
(2) The mapping pattern is shifted one column at a time (left) in units of rows.
(3) Avoid critical patterns by replacing rows.

ここで、本実施の形態のインタリーバであるPPIの動作について説明する。なお、本実施の形態においては、性能を性格に評価するために、従来技術にて説明したインタリーバと同一の条件で並べ替えを行う。具体的にいうと、たとえば、インタリーバ長:Lturbo=512bit,N=10,M=P=53(Lturbo/N≦P+1),原始根:g0=2とし、マッピングパターン:cを、前述した式(1)を用いて作成する。 Here, the operation of the PPI that is the interleaver of the present embodiment will be described. In the present embodiment, rearrangement is performed under the same conditions as the interleaver described in the prior art in order to evaluate the performance in character. More specifically, for example, interleaver length: L turbo = 512 bits, N = 10, M = P = 53 (L turbo / N ≦ P + 1), primitive root: g 0 = 2 and mapping pattern: c It is created using the formula (1).

その結果、マッピングパターンCは、従来および実施の形態1同様、{1,2,4,8,16,32,11,22,44,35,17,34,15,30,7,14,28,3,6,12,24,48,43,33,13,26,52,51,49,45,37,21,42,31,9,18,36,19,38,23,46,39,25,50,47,41,29,5,10,20,40,27}となる。   As a result, the mapping pattern C is {1, 2, 4, 8, 16, 32, 11, 22, 44, 35, 17, 34, 15, 30, 7, 14, 28 as in the conventional and the first embodiment. 3, 6, 12, 24, 48, 43, 33, 13, 26, 52, 51, 49, 45, 37, 21, 42, 31, 9, 18, 36, 19, 38, 23, 46, 39 25, 50, 47, 41, 29, 5, 10, 20, 40, 27}.

また、PPIにおいては、上記マッピングパターンCを、行単位に、行単位に、1列ずつシフトすることでビットの入れ替えを行い、j行のマッピングパターン:Cjを生成する。図13は、上記の方法で並べ替えられたマッピングパターンCjを示す図である。なお、j=0〜N−1とする。 In the PPI, the mapping pattern C, and row unit, the row unit performs bit permutation by shifting one column, j row of the mapping pattern: generates a C j. FIG. 13 is a diagram showing mapping patterns C j rearranged by the above method. Note that j = 0 to N-1.

そして、図14は、上記並び替え後のマッピングパターンに、インタリーバ長:Lturbo=512bitのデータをマッピングした場合のデータ配列を示す図である。ここでは、1行目にデータ{0〜52}を、2行目にデータ{53〜105}を、3行目にデータ{106〜158}を、4行目にデータ{159〜211}を、5行目にデータ{212〜264}を、6行目にデータ{265〜317}を、7行目にデータ{318〜370}を、8行目にデータ{371〜423}を、9行目にデータ{424〜476}を、10行目にデータ{477〜529}を、それぞれマッピングする。 FIG. 14 is a diagram showing a data arrangement when data of interleaver length: L turbo = 512 bits is mapped to the rearranged mapping pattern. Here, data {0-52} is stored in the first line, data {53-105} is stored in the second line, data {106-158} is stored in the third line, and data {159-211} is stored in the fourth line. Data {212-264} on the 5th line, data {265-317} on the 6th line, data {318-370} on the 7th line, data {371-423} on the 8th line, 9 Data {424 to 476} is mapped to the line, and data {477 to 529} is mapped to the 10th line.

最後に、図15は、最終的な並べ替えパターンを示す図である。ここでは、所定の規則にしたがって、図14のデータ配列における行間の入れ替えを行い、最終的な並べ替えパターンを生成する。なお、本実施の形態では、図14のデータ配列における各行の順番を逆にしている。そして、PPIでは、生成した並べ替えパターンを、列単位、すなわち、縦に読み出す。   Finally, FIG. 15 is a diagram illustrating a final rearrangement pattern. Here, according to a predetermined rule, the rows in the data array in FIG. 14 are exchanged to generate a final rearrangement pattern. In the present embodiment, the order of the rows in the data array in FIG. 14 is reversed. In the PPI, the generated rearrangement pattern is read in units of columns, that is, vertically.

図16は、本実施の形態のPPIと従来のPILを定量的に比較した図である。なお、ここでいう信号点間最小距離(1,x)とは、N×Mのバッファにおける隣同士の行における信号点間の最小距離のことをいい、信号点間最小距離(2,x)とは、N×Mのバッファにおいて最終的に左の列から順に縦に読み出してシリアルにつなげたインタリーブデータの中の配列中2つ先のデータ、または2つ後のデータとの信号点間の最小距離のことをいい、以降、9つ先のデータまたは9つ後のデータとの信号点間の最小距離まで順に記載されている。また、Variance(またはNormalized dispersionと表現される)は、ランダム性をあらわす指標として用いられ、1が最大(100%ランダム)となる。   FIG. 16 is a diagram in which the PPI of the present embodiment and the conventional PIL are quantitatively compared. The minimum distance between signal points (1, x) here means the minimum distance between signal points in adjacent rows in an N × M buffer, and the minimum distance between signal points (2, x). Is an N × M buffer that is read from the left column in the vertical order and connected serially to the next data in the array, or between the signal points of the next data This refers to the minimum distance, and is described in order up to the minimum distance between signal points with the 9th data or 9th data. Variance (or expressed as Normalized dispersion) is used as an index representing randomness, and 1 is the maximum (100% random).

このように、本実施の形態においては、インタリーブとして本発明のPPIを用いることで、従来と比較して信号点間距離を大幅に改善することができるため、畳込み符号器との組合わせにより誤り訂正能力をさらに向上させることが可能となる。これにより、受信側における復調特性をさらに大幅に向上させることができるため、シャノン限界に近い最適な伝送特性、すなわち、最適なBER特性を得ることができる。   As described above, in the present embodiment, by using the PPI of the present invention as interleaving, the distance between signal points can be greatly improved as compared with the prior art. It becomes possible to further improve the error correction capability. As a result, the demodulation characteristic on the receiving side can be further greatly improved, so that an optimum transmission characteristic close to the Shannon limit, that is, an optimum BER characteristic can be obtained.

実施の形態3.
図5(a)に示すようなターボ符号器を用いる場合、インタリーバ32とインタリーバ33が同一であれば、信号点間距離が0となる。したがって、たとえば、一方の出力がノイズ等の影響を受けた場合には、もう一方の出力も同様に影響を受けることになる。そこで、本実施の形態は、図5(a)に示すような2系統の情報ビット系列をもつターボ符号器に最適なインタリーバ、すなわち、情報ビット系列間の信号点間距離を十分に取ることができるインタリーバ、を提供する。
Embodiment 3 FIG.
When a turbo encoder as shown in FIG. 5A is used, if the interleaver 32 and the interleaver 33 are the same, the distance between signal points is zero. Therefore, for example, when one output is affected by noise or the like, the other output is similarly affected. Therefore, in the present embodiment, an interleaver optimal for a turbo encoder having two information bit sequences as shown in FIG. 5A, that is, a sufficient distance between signal points between information bit sequences can be taken. Provide an interleaver that can.

以下、本実施の形態のインタリーバの動作を、実施の形態1のインタリーバを用いて説明する。たとえば、本実施の形態においては、2系統の情報ビット系列の信号点間距離が0とならないように、並べ替えを行う。具体的にいうと、たとえば、情報ビット系列:U1を、インタリーバ32内のN×Mバッファの1行目,2行目,3行目,…,10行目の順に並べ、同時に、情報ビット系列:U2をインタリーバ33内のN×Mバッファの5行目,6行目,7行目,…,4行目の順に並べる。そして、実施の形態1のとおり並べ替え処理終了後、両方のインタリーバ内のN×Mバッファに配置されたそれぞれのデータ系列を、1行目の1列目から順に縦に読み出す。   Hereinafter, the operation of the interleaver of the present embodiment will be described using the interleaver of the first embodiment. For example, in the present embodiment, rearrangement is performed so that the distance between signal points of two information bit sequences does not become zero. Specifically, for example, the information bit sequence U1 is arranged in the order of the first row, the second row, the third row,..., The tenth row of the N × M buffer in the interleaver 32, and at the same time, the information bit sequence. : U2 is arranged in the order of the fifth, sixth, seventh,..., Fourth line of the N × M buffer in the interleaver 33. Then, after the rearrangement process is completed as in the first embodiment, the respective data series arranged in the N × M buffers in both interleavers are read vertically in order from the first column of the first row.

図17は、上記のように、情報ビット系列:U1と情報ビット系列:U2との距離を5行とした場合の、U1とU2の信号点間距離を示す図である。また、本実施の形態においては、U1とU2との距離を5行とした場合だけでなく、さらに、上記と同様の方法で、U1とU2との距離が1行〜9行とした場合におけるすべての信号間距離を求める。そして、本実施の形態では、この中から、最適な伝送特性が得られるU1とU2との距離をもつ2つのインタリーバを用いて、並べ替えを行う。   FIG. 17 is a diagram illustrating the distance between the signal points U1 and U2 when the distance between the information bit sequence U1 and the information bit sequence U2 is 5 rows as described above. In the present embodiment, not only when the distance between U1 and U2 is 5 lines, but also when the distance between U1 and U2 is 1 line to 9 lines by the same method as described above. Find all signal-to-signal distances. In this embodiment, rearrangement is performed using two interleavers having a distance between U1 and U2 from which optimum transmission characteristics can be obtained.

図18は、実施の形態1と同様の条件で並べ替えを行う場合における、2つのインタリーバの最適値を示す図である。ここでは、情報ビット系列:U1と情報ビット系列:U2との距離が9行の場合に、最適な伝送特性が得られる。   FIG. 18 is a diagram illustrating optimum values of two interleavers when rearrangement is performed under the same conditions as in the first embodiment. Here, when the distance between the information bit sequence: U1 and the information bit sequence: U2 is 9 rows, optimum transmission characteristics can be obtained.

このように、本実施の形態においては、情報ビット系列:U1と情報ビット系列:U2とのすべての距離をもとめ、さらに、その距離毎のすべての信号間距離を求めることにより、最適な伝送路特性が得られるインタリーバを選択する。これにより、図5(a)に示すような2系統の情報ビット系列をもつターボ符号器に最適なインタリーバ、すなわち、情報ビット系列間の信号点間距離を十分に取ることができるインタリーバ、を実現することができる。   As described above, in this embodiment, the optimum transmission path is obtained by obtaining all the distances between the information bit series: U1 and the information bit series: U2 and further obtaining all the inter-signal distances for each distance. Select an interleaver that provides the characteristics. As a result, an interleaver that is optimal for a turbo encoder having two information bit sequences as shown in FIG. 5A, that is, an interleaver that can sufficiently take the distance between signal points between information bit sequences is realized. can do.

なお、本実施の形態においては、説明の便宜上、実施の形態1を用いたが、これ限らず、実施の形態2のインタリーバに適用することとしてもよいし、また、他の2系統の情報ビット系列を持つターボ符号器に適用することとしてもよい。   In the present embodiment, the first embodiment is used for convenience of explanation. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to the interleaver of the second embodiment, and the other two information bits. The present invention may be applied to a turbo encoder having a sequence.

また、本実施の形態においては、2系統の情報ビット系列をインタリーバ32内のN×Mバッファの異なる行に配置することとしたが、これに限らず、たとえば、2系統の情報ビット系列をインタリーバ32内のN×Mバッファの同一位置に配置し、並べ替え後の読み出し開始位置をずらすこととしてもよい。   In this embodiment, the two information bit sequences are arranged in different rows of the N × M buffer in the interleaver 32. However, the present invention is not limited to this. For example, the two information bit sequences are interleaved. 32 may be arranged at the same position in the N × M buffer in 32 and the read start position after rearrangement may be shifted.

1 ターボ符号器、11 第1の復号器、12,16,65,66,67,68,69,75,76,77,78 加算器、13,14,32,33 インタリーバ、15 第2の復号器、17 デインタリーバ、18 第1の判定器、19 第1のR/Sデコーダ、20 第2の判定器、21 第2のR/Sデコーダ、22 第3の判定器、31 第1の再帰的組織畳込み符号化器、34 第2の再帰的組織畳込み符号化器、41 マルチプレックス/シンクコントロール、42,43 サイクリックリダンダンシィチェック(CRC)、44,45 フォワードエラーコレクション(FEC)、46 インタリーブ、47,48 レートコンバータ、49 トーンオーダリング、50 コンスタレーションエンコーダ/ゲインスケーリング、51 逆高速フーリエ変換部(IFFT)、52 インプットパラレル/シリアルバッファ、53 アナログプロセッシング/ディジタル−アナログコンバータ、61,62、63,64,71,72,73,74 遅延器、141 アナログプロセッシング/アナログ−ディジタルコンバータ、142 タイムドメインイコライザ(TEC)、143 インプットシリアル/パラレルバッファ、144 高速フーリエ変換部(FFT)、145 周波数ドメインイコライザ(FEC)、146 コンスタレーションエンコーダ/ゲインスケーリング、147 トーンオーダリング、148,149 レートコンバータ、150 デインタリーブ、151,152 フォワードエラーコレクション、153,154 サイクリックリダンダンシィチェック(CRC)、155 マルチプレックス/シンクコントロール。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbo encoder, 11 1st decoder, 12, 16, 65, 66, 67, 68, 69, 75, 76, 77, 78 Adder, 13, 14, 32, 33 Interleaver, 15 2nd decoding 17 deinterleaver, 18 first determiner, 19 first R / S decoder, 20 second determiner, 21 second R / S decoder, 22 third determiner, 31 first recursion Systematic convolutional encoder, 34 second recursive systematic convolutional encoder, 41 multiplex / sync control, 42, 43 cyclic redundancy check (CRC), 44, 45 forward error collection (FEC), 46 Interleave, 47, 48 Rate converter, 49 Tone ordering, 50 Constellation encoder / gain scaling, 51 Reverse height Fourier transform unit (IFFT), 52 input parallel / serial buffer, 53 analog processing / digital-analog converter, 61, 62, 63, 64, 71, 72, 73, 74 delay unit, 141 analog processing / analog-digital converter, 142 Time Domain Equalizer (TEC), 143 Input Serial / Parallel Buffer, 144 Fast Fourier Transform (FFT), 145 Frequency Domain Equalizer (FEC), 146 Constellation Encoder / Gain Scaling, 147 Tone Ordering, 148, 149 Rate Converter, 150 Deinterleave, 151,152 Forward error collection, 153,154 Cyclic redundancy check (CRC , 155 multiplex / sync control.

Claims (4)

複数のデータが第1の配列順に配列された第1のデータ系列に対して、インタリーブ処理を行い、前記複数のデータが第2の配列順に配列された第2のデータ系列を生成するインタリーブ装置において、
前記複数のデータの数に応じた第1の所定数個の要素からなる系列であって、前記要素が前記第1の配列順における配列順位で表現され、かつ、前記第2の配列順に配列された系列をマッピング系列とし、
前記マッピング系列を第2の所定数個の要素毎に区切ることにより第3の所定数組((第1の所定数)=(第2の所定数)×(第3の所定数))得られる系列をそれぞれ第1のサブマッピング系列とし、
前記各第1のサブマッピング系列における同一の配列順位に配置された第3の所定数個の要素からなる系列であって、第2の所定数組の系列をそれぞれ第2のサブマッピング系列とし、
前記第2の所定数組の第2のサブマッピング系列のうち、特定の要素を含む第2のサブマッピング系列を基本系列とすると、
前記第2の所定数組の第2のサブマッピング系列のうち、前記基本系列を除く、少なくとも1つの第2のサブマッピング系列は、前記第1の配列順における配列順位で表現された前記基本系列の各要素に所定数をそれぞれ加算し、その結果得られた系列を巡回シフトすることにより得られる系列と同等であることを特徴とするインタリーブ装置。
In an interleaving apparatus that performs interleaving processing on a first data series in which a plurality of data is arranged in a first arrangement order, and generates a second data series in which the plurality of data is arranged in a second arrangement order ,
A sequence composed of a first predetermined number of elements corresponding to the number of the plurality of data, wherein the elements are expressed in an arrangement order in the first arrangement order and arranged in the second arrangement order. The series is a mapping series,
A third predetermined number set ((first predetermined number) = (second predetermined number) × (third predetermined number)) is obtained by dividing the mapping sequence into a second predetermined number of elements. Each series is a first submapping series,
A sequence composed of a third predetermined number of elements arranged in the same arrangement order in each of the first sub-mapping sequences, and each of the second predetermined number of sets as a second sub-mapping sequence,
Of the second predetermined number of sets of second sub-mapping sequences, a second sub-mapping sequence including a specific element is a basic sequence.
Of the second predetermined number of sets of second sub-mapping sequences, at least one second sub-mapping sequence excluding the basic sequence is the basic sequence expressed in the arrangement order in the first arrangement order. The interleaving apparatus is equivalent to a sequence obtained by adding a predetermined number to each of the elements and cyclically shifting the resulting sequence.
前記第2の所定数組の第2のサブマッピング系列のうち、前記基本系列を除く、各第2のサブマッピング系列は、当該第2のサブマッピング系列毎に互いに異なる所定数を、前記第1の配列順における配列順位で表現された前記基本系列の各要素にそれぞれ加算し、その結果得られた各系列をそれぞれ巡回シフトすることにより得られる各系列のいずれかと同等であることを特徴とする請求項1に記載のインタリーブ装置。   Of the second predetermined number of second submapping sequences, each second submapping sequence excluding the basic sequence has a predetermined number different from each other for each second submapping sequence. It is equivalent to any one of the respective sequences obtained by adding each element of the basic sequence expressed by the arrangement order in the arrangement order of each of them, and cyclically shifting each of the obtained sequences. The interleaving device according to claim 1. 前記特定の要素は、前記第1の配列順における先頭の配列順位であることを特徴とする請求項1に記載のインタリーブ装置。   The interleaving apparatus according to claim 1, wherein the specific element is a first arrangement order in the first arrangement order. 複数のデータが第1の配列順に配列された第1のデータ系列に対して、インタリーブ処理を行い、前記複数のデータが第2の配列順に配列された第2のデータ系列を生成するインタリーブ装置において、
前記第1の配列順における配列順位で表現され、前記第2の配列順に配列された、前記複数のデータの数に応じた第1の所定数個の要素の系列をマッピング系列とし、
当該マッピング系列は、前記第1の配列順における先頭の配列順位の要素を含む所定の基本系列に基づいて得られる系列と同等であることを特徴とするインタリーブ装置。
In an interleaving apparatus that performs interleaving processing on a first data series in which a plurality of data is arranged in a first arrangement order, and generates a second data series in which the plurality of data is arranged in a second arrangement order ,
A sequence of a first predetermined number of elements according to the number of the plurality of pieces of data expressed in the arrangement order in the first arrangement order and arranged in the second arrangement order is a mapping series.
The interleaving apparatus is characterized in that the mapping sequence is equivalent to a sequence obtained based on a predetermined basic sequence including an element of the first arrangement order in the first arrangement order.
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