JP2011507329A - 低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネル符号化及び復号化方法並びにその装置 - Google Patents

Abstract

低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する方法を提供する。上記方法は、前記低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列で情報語に対応する列をグルーピング（分類）することにより複数の列グループを生成し、前記列グループの順序付けを行うステップと、短縮を実行することにより取得しようとする情報語の範囲を決定するステップと、前記決定された情報語の範囲に基づいて所定の短縮パターンに従って列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行するステップと、前記短縮された情報語の低密度パリティ検査符号化を行うステップとを具備する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、低密度パリティ検査（Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ−Ｃｈｅｃｋ：以下、“ＬＤＰＣ”と称する。）符号を使用する通信システムに関し、特に、与えられたＬＤＰＣ符号から様々な符号語（ｃｏｄｅｗｏｒｄ）の長さ及び符号率を有するＬＤＰＣ符号を生成するチャネル符号化及び復号化方法並びにその装置に関する。

無線通信システムにおいて、チャネルの様々な雑音、フェージング現象、及びシンボル間干渉（ｉｎｔｅｒ−ｓｙｍｂｏｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：以下、“ＩＳＩ”と称する。）によりリンク性能が著しく低下する。したがって、次世代移動通信、デジタルブロードキャスト、及びモバイルインターネットのような高いデータ処理量及び信頼度が要求される高速デジタル通信システムを実現するためには、雑音、フェージング、及びＩＳＩを除去する技術を開発する必要がある。近年では、歪曲された情報を効率的に復元することにより通信の信頼度を高めるための方法としてエラー訂正符号に関する研究が活発になされている。

１９６０年代にＧａｌｌａｇｅｒにより初めて紹介されたＬＤＰＣ符号は、その当時の技術をはるかに追い抜く実現複雑度により長い間忘れられてきた。しかしながら、１９９３年Ｂｅｒｒｏｕ、Ｇｌａｖｉｅｕｘ、及びＴｈｉｔｉｍａｊｓｈｉｍａにより発見されたターボ符号がＳｈａｎｎｏｎのチャネルリミットに近接する性能を示すため、ターボ符号の性能及び特性に関する多くの分析がなされつつ反復復号及びグラフに基づくチャネル符号化に関する多くの研究が進められてきた。

このような研究により、ＬＤＰＣ符号は、１９９０年代後半に再研究され、ＬＤＰＣ符号に対応するＴａｎｎｅｒグラフ（ファクターグラフの特別な場合）上で積和（ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ）アルゴリズムに基づく反復復号を適用することにより復号化を実行すると、Ｓｈａｎｎｏｎのチャネルリミットに近接する性能を有することが証明された。

ＬＤＰＣ符号は、通常、グラフ表現技術を用いて示され、グラフ理論、代数学、及び確率論に基づく方法を介して多くの特性を分析することができる。一般的に、チャネル符号のグラフモデルは、符号の描写に有用であり、符号化されたビットに関する情報をグラフ内の頂点（ｖｅｒｔｅｘ）にマッピングし、各ビット間の関係をグラフ内のエッジにマッピングすることにより、各頂点が各エッジを介して所定のメッセージをやりとりする通信ネットワークと見なすことができ、したがって、自然の復号アルゴリズムを導出することが可能となる。例えば、グラフの一種と見なされることができるトレリス（ｔｒｅｌｌｉｓ）から導出された復号アルゴリズムは、よく知られているビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）アルゴリズム、及びＢａｈｌ、Ｃｏｃｋｅ、Ｊｅｌｉｎｅｋ、及びＲａｖｉｖ（ＢＣＪＲ）アルゴリズムを含むことができる。

ＬＤＰＣ符号は、一般的に、パリティ検査行列で定義され、Ｔａｎｎｅｒグラフと称される二部グラフ（ｂｉｐａｒｔｉｔｅ ｇｒａｐｈ）を用いて表現することができる。この二部グラフは、グラフを構成する頂点が相互に異なる２つのタイプに分けられることを意味し、ＬＤＰＣ符号は、変数ノードと検査ノードと呼ばれる頂点でなされた二部グラフで表現される。この変数ノードは、符号化されたビットに一対一に対応する。

図１及び図２を参照して、ＬＤＰＣ符号のグラフ表現方法について説明する。
図１は、４個の行及び８個の列で構成されたＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列Ｈ_１の例を示す。
図１を参照すると、列の個数が８であるために、パリティ検査行列Ｈ_１は、長さ８の符号語を生成するＬＤＰＣ符号を意味し、この列は、符号化された８ビットにマッピングされる。

図２は、図１のＨ_１に対応するＴａｎｎｅｒグラフを示す図である。
図２を参照すると、ＬＤＰＣ符号のＴａｎｎｅｒグラフは、８個の変数ノードｘ_１（２０２）、ｘ_２（２０４）、ｘ_３（２０６）、ｘ_４（２０８）、ｘ_５（２１０、ｘ_６（２１２）、ｘ_７（２１４）、及びｘ_８（２１６）と４個の検査ノード（２１８、２２０、２２２、２２４）とから構成されている。

ここで、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列Ｈ_１のｉ番目の列及びｊ番目の行は、変数ノードｘ_ｉ及びｊ番目の検査ノードにマッピングされる。また、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列Ｈ_１のｉ番目の列及びｊ番目の行が相互に交差する地点での１の値、すなわち、０でない値は、図２のＴａｎｎｅｒグラフ上で変数ノードｘ_ｉ及びｊ番目の検査ノード間にエッジが存在することを意味する。

ＬＤＰＣ符号のＴａｎｎｅｒグラフにおいて、変数ノード及び検査ノードの次数（ｄｅｇｒｅｅ）は、各ノードに接続されているエッジの個数を意味し、これは、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列で関連するノードに対応する列又は行で０でないエントリーの個数と同一である。

例えば、図２において、変数ノードｘ_１（２０２）、ｘ_２（２０４）、ｘ_３（２０６）、ｘ_４（２０８）、ｘ_５（２１０、ｘ_６（２１２）、ｘ_７（２１４）、及びｘ_８（２１６）の次数は、それぞれ４、３、３、３、２、２、２、及び２であり、検査ノード２１８、２２０、２２２、及び２２４は、それぞれ６、５、５、及び５である。

また、図２の変数ノードに対応する図１のパリティ検査行列Ｈ_１のそれぞれの列で０でないエントリーの個数は、上記した次数４、３、３、３、２、２、２、及び２と一致し、図２の検査ノードに対応する図１のパリティ検査行列Ｈ_１のそれぞれの行で０でないエントリーの個数は、上記した次数６、５、５、及び５と一致する。

ＬＤＰＣ符号のノードに対する次数分布（ｄｅｇｒｅｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を示すために、次数がｉである変数ノードの個数と変数ノードの総数との比率をｆ_ｉとして定義し、次数がｊである検査ノードの個数と検査ノード総数との比率をｇ_ｊとして定義する。
例えば、図１及び図２に対応するＬＤＰＣ符号の場合には、ｆ_２＝４／８、ｆ_３＝３／８、ｆ_４＝１／８、ｉ≠２、３、４に対してｆ_ｉ＝０であり、ｇ_５＝３／４、ｇ_６＝１／４、ｊ≠５、６に対してｇ_ｊ＝０である。

ＬＤＰＣ符号の長さをＮ、すなわち、列の個数をＮとして定義し、行の個数をｎ／２として定義する時、上述した次数分布を有する全パリティ検査行列で０でないエントリーの密度は、下記の数式（１）のように計算される。

上記数式（１）において、Ｎが増加するに従って、パリティ検査行列内の‘１’の密度は減少する。一般的に、ＬＤＰＣ符号について、符号長さＮが０でないエントリーの密度に反比例するので、Ｎが大きいＬＤＰＣ符号は、非常に低い密度を有する。ＬＤＰＣ符号の名称での用語‘低密度’（ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ）は、上述した関係から由来する。

次いで、図３を参照して本発明で適用される構造的なＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列の特性について説明する。
図３は、ヨーロッパデジタルブロードキャスト標準の１つであるＤＶＢ−Ｓ２で標準技術として採択されたＬＤＰＣ符号を概略的に示す。

図３において、Ｎ_１は、ＬＤＰＣ符号語の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを提供し、（Ｎ_１−Ｋ_１）は、パリティ長さを提供する。また、Ｍ_１及びｑは、ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１／Ｍ_１）を満足するように決定される。好ましくは、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数でなければならない。説明の便宜上、図３のパリティ検査行列は、第１のパリティ検査行列Ｈ_１と呼ばれる。

図３をさらに参照すると、パリティ検査行列でパリティ部分、すなわち、Ｋ_１番目の列から（Ｎ_１−１）番目の列までの構成は、デュアル対角（ｄｕａｌ ｄｉａｇｏｎａｌ）形態を有する。したがって、パリティ部分に対応する列の次数の分布について、次数‘１’を有する最後の列を除いて、すべての列は、次数‘２’を有する。

パリティ検査行列において、情報語部分、すなわち、０番目の列から（Ｋ_１−１）番目の列までの構成は、次の規則を用いてなされる。

〔規則１〕パリティ検査行列で情報語に対応するＫ_１個の列をＭ_１個の列で構成された複数のグループにグループ化することにより、トータルＫ_１／Ｍ_１個の列グループを生成する。各列グループに属している列を形成する方法は、下記の規則２に従う。

〔規則２〕最初に、ｉ（ここで、ｉ＝１、．．．、Ｋ_１／Ｍ_１）番目の列グループ内の各０番目の列での‘１’の位置を決定する。各ｉ番目の列グループ内の０番目の列の次数をＤ_ｉで示す時、‘１’を有する行の位置を

と仮定すると、‘１’を有する行の位置

は、ｉ番目の列グループ内のｊ（ここで、ｊ＝１、２、．．．、Ｍ_１−１）番目の列で下記の数式（２）のように定義される。

上述した規則に従うと、ｉ番目の列グループに属している列の次数がすべてＤ_ｉに等しいことを分かる。上述した規則に従ってパリティ検査行列に関する情報を格納しているＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の構成を容易に理解するために、次のような具体的な例について説明する。

具体的な例として、Ｎ_１＝３０、Ｋ_１＝１５、Ｍ_１＝５、及びｑ＝３であり、３個の列グループ内の０番目の列に対する‘１’（以下、説明の便宜上、このシーケンスは、“加重値−１位置シーケンス”と称する。）を有する行の位置に関する情報の３つのシーケンスは、次のように表現することができる。

各列グループ内の０番目の列の‘１’がある行の位置シーケンスについて、説明の便宜上、列グループ別に対応する位置シーケンスだけが次の通りに表現することができる。例えば、
０ １ ２
０ １１ １３
０ １０ １４
言い換えれば、このｉ番目のラインでこのｉ番目の“加重値−１位置シーケンス”は、ｉ番目の列グループに対する行の位置に関する情報を順次に示す。

上記具体的な例に対応する情報と規則１及び規則２を用いてパリティ検査行列を構成することにより、図４のＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号と同一の概念を有するＬＤＰＣ符号を生成することができる。
規則１及び規則２に従って設計されたＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号が構造形状を用いて効率的に符号化することができることが知られている。パリティ検査行列に基づくＤＶＢ−Ｓ２を用いてＬＤＰＣ符号化を実行する工程については、次のような例を挙げて説明する。

下記では、具体的な例として、Ｎ_１＝１６２００、Ｋ_１＝１０８００、Ｍ_１＝３６０、及びｑ＝１５を有するＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号を使用する符号化工程について説明する。説明の便宜のために、長さＫ_１を有する情報語ビットは、（ｉ_０，ｉ_１，．．．，ｉ_Ｋ−１）として示され、長さ（Ｎ_１−Ｋ_１）を有するパリティビットは、（ｐ_０，ｐ_１，．．．，ｐ_{Ｎ１−Ｋ１−１}）として表現される。

〔ステップ１〕符号化器は、パリティビットを次のように初期化する。
ｐ_０＝ｐ_１＝．．．＝ｐ_{Ｎ１−Ｋ１−１}＝０

〔ステップ２〕符号化器は、格納されているパリティ検査行列の０番目の“加重値−１位置シーケンス”から情報語の１番目の列グループ内の‘１’が位置した行に関する情報を読み出す。
０ ２０８４ １６１３ １５４８ １２８６ １４６０ ３１９６ ４２９７
２４８１ ３３６９ ３４５１ ４６２０ ２６２２

符号化器は、上記読み出された情報及び第１の情報語ビットｉ_０を用いて下記の数式（３）に従って特定のパリティビットｐ_ｘをアップデートする。ここで、ｘは、

の値を意味する。

上述した数式（３）において、

は、

として表現することもでき、

は、２進加算を意味する。

〔ステップ３〕次に、符号化器は、ｉ_０の後の次の３５９個の情報語ビットｉ_ｍ（ここで、ｍ＝１、２、．．．、３５９）に対して下記の数式（４）の値を求める。

｛ｘ＋（ｍ ｍｏｄ Ｍ_１）×ｑ｝ ｍｏｄ （Ｎ_１−Ｋ_１）
Ｍ_１＝３６０ ｍ＝１，２，．．．，３５９ ・・・数式（４）

上述した数式（４）において、ｘは、

の値を意味する。上述した数式（４）は、上述した数式（２）と同一の概念を有することに留意しなければならない。

次いで、符号化器は、上述した数式（４）で求められた値を用いて数式（３）と類似した動作を実行する。すなわち、符号化器は、ｉ_ｍに対して
ｐ_{｛ｘ＋（ｍ ｍｏｄ Ｍ１）×ｑ｝ ｍｏｄ （Ｎ１−Ｋ１）} をアップデートする。

例えば、ｍ＝１、すなわち、ｉ_１に対して、符号化器は、下記の数式（５）で定義されるように、パリティビット ｐ_{（ｘ＋ｑ） ｍｏｄ （Ｎ１−Ｋ１）} をアップデートする。

上述した数式（５）において、ｑ＝１５であることに留意しなければならない。符号化器は、ｍ＝１、２、．．．、３５９に対して上記のような工程を同様に実行する。

〔ステップ４〕ステップ２と同様に、符号化器は、３６１番目の情報語ビットｉ_３６０に対して

の情報を読み出し、特定のｐ_ｘをアップデートする。ここで、ｘは、

を意味する。符号化器は、ｉ_３６０の後の次の３５９個の情報語ビットｉ_３６１、ｉ_３６２、．．．、ｉ_７１９に数式（４）を同様に適用することにより、
ｐ_{｛ｘ＋（ｍ ｍｏｄ Ｍ１）×ｑ｝ ｍｏｄ （Ｎ１−Ｋ１）} ｍ＝３６１，３６２，．．．，７１９

をアップデートする。

〔ステップ５〕符号化器は、それぞれの３６０個の情報語ビットを有するすべてのグループに対してステップ２、３、及び４を反復する。
〔ステップ６〕符号化器は、最終的に数式（６）を用いてパリティビットを決定する。

上述した数式（６）のパリティビットｐ_ｉは、ＬＤＰＣ符号化が完了したパリティビットである。
上述したように、ＤＶＢ−Ｓ２は、ステップ１からステップ６までの過程を介して符号化を行う。

ＬＤＰＣ符号を実際の通信システムに適用するためには、ＬＤＰＣ符号は、通信システムで要求されるデータ送信量に適合するように設計されなければならない。特に、ハイブリッド自動再送要求（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ：ＨＡＲＱ）方式及び適応型変調及び符号化（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ：ＡＭＣ）方式を適用する適応型通信システムだけでなく、様々なブロードキャストサービスをサポートする通信システムでも、システムの要求に従って様々なデータ送信量をサポートするために様々な符号語の長さを有するＬＤＰＣ符号が必要とされる。

しかしながら、上述したように、ＤＶＢ−Ｓ２システムで使用されるＬＤＰＣ符号は、その制限された使用により２種類の符号語の長さのみを有し、ＬＤＰＣ符号の各タイプは、独立したパリティ検査行列を必要とする。このような理由で、システムの拡張性及び柔軟性を増加させるために様々な符号語の長さをサポートする方法が必要である。
特に、ＤＶＢ−Ｓ２システムでは、シグナリング情報の送信のために数百から数千ビットのデータ送信が必要である。しかしながら、１６２００及び６４８００のみがＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の長さに対して使用可能であるため、様々な符号語の長さをサポートする必要があるという問題がある。

また、ＬＤＰＣ符号の各符号語の長さに対して独立したパリティ検査行列を個別に格納することは、全メモリ効率性を減少させるために、新たなパリティ検査行列を設計せず、与えられた既存のパリティ検査行列から様々な符号語の長さを効率的にサポートすることができる方式が要求されているという問題がある。

そこで、本発明は上記従来のＬＤＰＣ符号における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、ＬＤＰＣ符号を使用する通信システムにおいて短縮又はパンクチャーリングを用いて与えられたＬＤＰＣ符号から相互に異なる符号語の長さを有するＬＤＰＣ符号を生成するチャネル符号化及び復号化方法並びにその装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ＬＤＰＣ符号を使用する通信システムにおいてＤＶＢ−Ｓ２アーキテクチャーを考慮して最適の性能を保証するチャネル符号化及び復号化方法並びにその装置を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する方法を提供する。上記方法は、前記低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列で情報語に対応する列を分類することにより複数の列グループを生成し、該列グループの順序付けを行うステップと、短縮を実行することにより取得しようとする情報語の範囲を決定するステップと、前記決定された情報語の範囲に基づいて所定の短縮パターンに従って列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行するステップと、前記短縮された情報語の低密度パリティ検査符号化を行うステップとを具備することを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する方法を提供する。上記方法は、前記低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列で情報語に対応する列を分類することにより複数の列グループを生成し、該列グループの順序付けを行うステップと、短縮を実行することにより取得しようとする情報語の範囲を決定するステップと、前記決定された情報語の範囲に基づいて所定の短縮パターンに従って列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行するステップと、上記短縮された情報語の低密度パリティ検査符号化を行うステップとを具備し、前記列グループ単位の列グループの短縮を実行するステップは、前記短縮を実行することにより取得しようとする情報語に１６８ビットのボーズ・チョドーリ・オッケンジェム（ＢＣＨ）パリティビットが含まれていると、該１６８ビットのボーズ・チョドーリ・オッケンジェムパリティビットに対応する位置の列を除く列を短縮することを特徴とする。

本発明のさらに他の態様によれば、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する装置を提供する。上記装置は、前記低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列で情報語に対応する列を分類することにより複数の列グループを生成し、該列グループの順序付けを行うパリティ検査行列抽出部と、短縮を実行することにより取得しようとする情報語の範囲を決定し、前記決定された情報語の範囲に基づいて所定の短縮パターンに従って列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行する短縮パターン適用部と、前記短縮された情報語の低密度パリティ検査符号化を行う符号化器とを具備することを特徴とする。

本発明のさらなる他の態様によれば、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する装置を提供する。上記装置は、前記低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列で情報語に対応する列を分類することにより複数の列グループを生成し、該列グループの順序付けを行うパリティ検査行列抽出部と、短縮を実行することにより取得しようとする情報語の範囲を決定し、前記決定された情報語の範囲に基づいて所定の短縮パターンに従って列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行する短縮パターン適用部と、前記短縮された情報語の低密度パリティ検査符号化を行う符号化器とを具備し、前記に対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行する際に、前記短縮パターン適用部は、前記短縮を実行することにより取得しようとする情報語に１６８ビットのボーズ・チョドーリ・オッケンジェム（ＢＣＨ）パリティビットが含まれていると、該１６８ビットのボーズ・チョドーリ・オッケンジェム（ＢＣＨ）パリティビットに対応する位置の列を除く列を短縮することを特徴とする。

本発明のさらなる他の１つの態様によれば、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを復号化する方法を提供する。上記方法は、送信器から送信された信号を復調するステップと、前記復調された信号から低密度パリティ検査符号の短縮パターンに関する情報を推定することにより短縮されたビットの位置を決定するステップと、前記決定された短縮されたビットの位置を用いてデータを復号化するステップとを具備することを特徴とする。

本発明のさらにまた他の態様によれば、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを復号化する装置を提供する。上記装置は、送信器から送信された信号を復調する復調部と、前記復調された信号から低密度パリティ検査符号の短縮パターンに関する情報を推定することにより短縮されたビットの位置を決定する短縮パターン判定部と、前記決定された短縮されたビットの位置を用いてデータを復号化する復号化器とを具備することを特徴とする。

本発明は、短縮パターンを提案することにより一部の列を実質的に使用しないようにすることができるという効果がある。また、本発明は、ＬＤＰＣ符号を使用する通信システムで与えられたパリティ検査行列に関する情報を用いて相互に異なる符号語の長さを有する個別のＬＤＰＣ符号を生成することができるという効果がある。

長さが８であるＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列の一例を示す図である。 長さが８であるＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列の一例のＴａｎｎｅｒグラフを示す図である。 ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の概略的な構成を示す図である。 ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列の一例を示す図である。 ＬＤＰＣ符号を使用する通信システムの送受信器の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による格納されているＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列から異なる符号語の長さを有するＬＤＰＣ符号を生成する工程を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による短縮されたＬＤＰＣ符号を使用する送信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による短縮／パンクチャーリングがなされたＬＤＰＣ符号を使用する送信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による短縮を適用したＬＤＰＣ符号を使用する受信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による短縮及びパンクチャーリングの両方を適用したＬＤＰＣ符号を使用する受信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による受信装置での受信動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な一実施形態を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、明瞭性と簡潔性の観点から、本発明に関連した公知の機能や構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。

本発明は、特定の構造形状（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓｈａｐｅ）のＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を用いて様々な符号語の長さを有するＬＤＰＣ符号をサポートする方法を提案する。また、本発明は、特定の構造形状のＬＤＰＣ符号を使用する通信システムにおいて、様々な符号語の長さをサポートする装置及びその制御方法を提案する。特に、本発明は、与えられたＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を用いて与えられたＬＤＰＣ符号より短いＬＤＰＣ符号を生成する方法及びその装置を提案する。

図５は、ＬＤＰＣ符号を使用する通信システムの送受信器の構成を示すブロック図である。
図５を参照すると、メッセージｕは、受信器５３０に送信される前に送信器５１０内のＬＤＰＣ符号化器５１１に入力される。ＬＤＰＣ符号化器５１１は、入力されたメッセージｕを符号化し、符号化された信号を変調器５１３に出力する。変調器５１３は、この符号化された信号を変調した後に、無線チャネル５２０を介して受信器５３０に送信する。受信器５３０内の復調器５３１は、送信器５１０により送信された信号を復調した後に、この復調された信号をＬＤＰＣ復号化器５３３に出力する。ＬＤＰＣ復号化器５３３は、無線チャネル５２０を介して受信されたデータに基づいてメッセージの推定値

を推定する。

ＬＤＰＣ符号化器５１１は、予め設定されている方式を用いて通信システムによって要求される符号語の長さに従ってパリティ検査行列を生成する。特に、本発明に従うと、ＬＤＰＣ符号化器５１１は、付加的な格納情報に対する別途の必要なしにＬＤＰＣ符号を用いて様々な符号語の長さをサポートすることができる。様々な符号語の長さをサポートするためのＬＤＰＣ符号化器の具体的な動作方法について図６を参照して詳細に説明する。

図６は、本発明の実施形態によるＬＤＰＣ符号化器の符号化動作を示すフローチャートである。
具体的には、図６は、予め格納されているＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列から相互に異なる符号語の長さを有するＬＤＰＣ符号を生成するための方法を示す。
ここで、様々な符号語の長さをサポートする方法は、短縮法（ｓｈｏｒｔｅｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）及びパンクチャーリング法（ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を使用する。
ここで使用される‘短縮法’は、与えられた特定のパリティ検査行列の特定の部分を実質的に使用しない方法を意味する。短縮法のさらなる理解を助けるために、図３に示したＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を用いて詳細に説明する。

図３に示したＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を参照すると、その全長さがＮ_１であり、先頭部分は、長さがＫ_１である情報語ビット
（ｉ_０，ｉ_１，．．．，ｉ_Ｋ１−１）に対応し、

後方部分は、長さが（Ｎ_１−Ｋ_１）であるパリティビット
（ｐ_０，ｐ_１，．．．，ｐ_{Ｎ１−Ｋ１−１}）

に対応する。通常、情報語ビットは、‘０’又は‘１’の値を自由に有し、短縮法は、短縮させる特定の部分の情報語ビットの値を制限する。
例えば、ｉ_０からｉ_Ｎｓ−１ までのＮｓ個の情報語ビットを短縮することは、通常
ｉ_０＝ｉ_１＝．．．＝ｉ_Ｎｓ−１＝０ であることを意味する。

言い換えれば、ｉ_０からｉ_Ｎｓ−１ までのＮｓ個の情報語ビットに対する値を０に制限することにより、短縮法は、図３に示したＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列でＮｓ個の先頭列を実質的に使用しないものと同一の効果を得ることができる。‘短縮法’という用語は、上述した制限動作から由来する。したがって、本発明で短縮を適用することは、短縮された情報語ビットの値を０として見なすことを意味する。

この短縮法について、システムが設定される際に、送信器及び受信器は、短縮された情報語ビットに関する同一の位置情報を共有するか又は生成することができる。したがって、送信器がこの短縮されたビットを送信しなくても、受信器は、この短縮されたビットに対応する位置の情報語ビットが‘０’の値を有することを認識している状態で復号を行う。

短縮法において、送信器が実際に送信する符号語の長さがＮ_１−Ｎｓであり、情報語の長さもＫ_１−Ｎ_ｓであるので、符号率は、（Ｋ_１−Ｎｓ）／（Ｎ_１−Ｎｓ）となり、これは、最初に与えられた符号率Ｋ_１／Ｎ_１より常に小さくなる。

次に、パンクチャーリング法について詳細に説明する。一般的に、このパンクチャーリング法は、情報語ビット及びパリティビットのすべてに適用することができる。パンクチャーリング法及び短縮法が符号の符号語の長さを短くするという共通点はあるけれども、パンクチャーリング法は、上述した短縮法とは異なり、特定のビットの値を制限する概念を有しない。パンクチャーリング法は、特定の情報語ビット又は生成されたパリティビットの中の特定の部分を送信せず、これにより、受信器が対応するビットの消失（ｅｒａｓｕｒｅ）処理を行うことができる。

言い換えれば、生成された長さがＮ_１であるＬＤＰＣ符号語の中でＮ_ｐ個の予め定義された位置にビットをただ送信しないことにより、長さが（Ｎ_１−Ｎ_ｐ）であるＬＤＰＣ符号語と同一の効果を得ることができる。パリティ検査行列でパンクチャーリングされたビットに対応する列が復号工程ですべてそのまま使用されるので、このパンクチャーリング法は、短縮法とは異なる。

本発明に従うと、システムが設定される際に、このパンクチャーリングされたビットに関する位置情報が送信器及び受信器に等しく共有されるか又は推定されることができるので、受信器は、対応するパンクチャーリングされたビットの消失処理を行なった後に復号を実行する。

このパンクチャーリング法において、送信器が実際に送信する符号語の長さがＮ_１−Ｎ_ｐであり、情報語の長さが一定にＫ_１であるので、符号率は、Ｋ_１／（Ｎ_１−Ｎ_ｐ）となり、これは、最初に与えられた符号率Ｋ_１／Ｎ_１より常に大きくなる。

ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号に適合した短縮法及びパンクチャーリング法について説明する。上述したように、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号は、特定の構成を有するＬＤＰＣ符号の一種である。したがって、一般的なＬＤＰＣ符号に比べて、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号は、より効率的な短縮及びパンクチャーリングを受けることができる。

説明の便宜のために、符号語の長さ及び情報語の長さがそれぞれＮ_１及びＫ_１であるＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号から短縮法及びパンクチャーリング法を用いて最終的に取得しようとするＬＤＰＣ符号の符号語の長さ及び情報語の長さをそれぞれＮ_２及びＫ_２であると仮定する。

Ｎ_１−Ｎ_２＝Ｎ_Δであり、Ｋ_１−Ｋ_２＝Ｋ_Δである場合に、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列からＫ_Δビットだけの短縮を行い、（Ｎ_Δ−Ｋ_Δ）ビットだけのパンクチャーリングを行うことにより、符号語の長さ及び情報語の長さをそれぞれＮ_２及びＫ_２であるＬＤＰＣ符号を生成することができる。このように生成されたＬＤＰＣ符号がＮ_Δ＞０又はＫ_Δ＞０である時、その符号率

が一般的にＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の符号率Ｋ_１／Ｎ_１とは異なるので、その代数的特性は変わる。
ここで、Ｎ_Δ＝Ｋ_Δである場合には、ＬＤＰＣ符号は、短縮及びパンクチャーリングのいずれも適用しないか又は短縮だけを行うことにより生成される。

しかしながら、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号について、前述の規則１及び規則２で説明したように、１個の

値がＭ_１個の列に対応し、トータルＫ_１／Ｎ_１個の列グループのそれぞれが構造形状を有する。したがって、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号は、１つの

値を使用しない場合、Ｍ_１個の列を使用しないＬＤＰＣ符号と同一である。次のような短縮工程は、このような特徴を考慮して提案される。

まず、ステップ６０１で、ＬＤＰＣ符号化器５１１は、短縮が行われるＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の列グループ情報を読み出す。すなわち、ＬＤＰＣ符号化器５１１は、格納されているパリティ検査行列情報を読み出す。
その後に、ステップ６０３で、ＬＤＰＣ符号化器５１１は、短縮の後に実際に送信する短縮されたＬＤＰＣ符号語の長さＮ_２及び情報語の長さＫ_２を決定する。

この後に、ＬＤＰＣ符号化器５１１は、この格納されているパリティ検査行列の読み出された情報に基づいて要求されるＬＤＰＣ符号の情報語の長さに対応する短縮を行い、ステップ６０５〜ステップ６１１のような短縮工程を行う。
〔短縮ステップ１〕ステップ６０５で、ＬＤＰＣ符号化器５１１は、

を決定し、ここで、

は、ｘより小さいか又は同一の最大整数を意味する。

〔短縮ステップ２〕ステップ６０７で、ＬＤＰＣ符号化器５１１は、

の中で（Ａ＋１）個の列グループに対するシーケンスを選択し、この選択されたシーケンスを

として定義する。ＬＤＰＣ符号化器５１１は、残りのＫ_１／Ｍ_１−Ａ−１個の列グループに対するシーケンス

が存在しないと見なす。

〔短縮ステップ３〕ステップ６０９で、規則１及び規則２を用いて短縮ステップ２で選択されたＡ＋１個の

値から短縮されたＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号を生成する。この時、この短縮されたＬＤＰＣ符号が情報語の長さ（Ａ＋１）Ｍ_１を有し、これは、常にＫ_２より大きいか又は同一であることに留意しなければならない。

〔短縮ステップ４〕ＬＤＰＣ符号化器５１１は、ステップ６１１で、短縮ステップ３で生成された短縮されたＬＤＰＣ符号から（Ａ＋１）Ｍ_１−Ｋ_２個の列を付加的に短縮させる。
具体的な例を説明するために、Ｎ_１＝１６２００、Ｋ_１＝１３３２０、Ｍ_１＝３６０、及びｑ＝９の特性を有するＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号を使用して情報語ビットの中で１２１５０ビットを短縮させることにより、符号語の長さがＮ_２＝４０５０であり、情報語の長さがＫ_２＝１１７０である新たなＬＤＰＣ符号を生成する工程について詳細に示す。

短縮ステップ１の例：ＬＤＰＣ符号化器５１１は、

を決定する。

短縮ステップ２の例：ＬＤＰＣ符号化器５１１は、トータル３７個の

の中で４個の列グループに対するシーケンスを選択する。このような特定の例では、ＬＤＰＣ符号化器５１１が次のシーケンスを選択する。

短縮ステップ３の例：ＬＤＰＣ符号化器５１１は、規則１及び規則２を用いて短縮ステップ２の例で選択された４個の

の値から短縮されたＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号を生成する。短縮されたＬＤＰＣ符号の場合に、その情報語の長さは、４×３６０＝１４４０となる。

短縮ステップ４の例：ＬＤＰＣ符号化器５１１は、短縮ステップ３の例で生成された短縮されたＬＤＰＣ符号から１４４０−１１７０＝２７０個の列を付加的に短縮させる。ＬＤＰＣ符号化器５１１は、この短縮されたＬＤＰＣ符号に基づいて符号化を行う。
本実施形態に従うと、

の中でＫ_１／Ｍ_１−Ａ−１＝１３３２０／３６０−４＝３３個の列グループに関するシーケンス情報を使用しないので、短縮ステップ２の例では、トータル３３×３６０＝１１８８０ビットを短縮するものと同一である。また、短縮ステップ３の例及び短縮ステップ４の例を介して２７０個の情報語ビットを付加的に短縮したので、最終的に１２１５０ビットの情報語ビットを短縮するものと同一である。したがって、この実施形態の結果は、符号語の長さＮ_２＝４０５０及び情報語の長さＫ_２＝１１７０を有する短縮されたＬＤＰＣ符号を提供する。

上述したように、本発明は、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の短縮のために通常使用される任意のビット単位の短縮法とは異なり、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の構造的な特性に基づいてＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の列グループに関する情報を使用しない方法を用いて効率的な短縮法を適用することができる。

ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の短縮ステップ２での列グループに対するシーケンスの選択基準について簡単に整理すれば次のようである。
〔基準１〕ＬＤＰＣ符号化器５１１は、符号語の長さがＮ_２であり、情報語の長さがＫ_２である一般的なＬＤＰＣ符号の最適な次数分布に対して符号語の長さがＮ_１であり、情報語の長さがＫ_１であるＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号で短縮を行うことにより得られた符号語の長さがＮ_２であり、情報語の長さがＫ_２である短縮されたＬＤＰＣ符号の次数分布がほとんど類似した符号を選択する。

〔基準２〕ＬＤＰＣ符号化器５１１は、基準１で選択した短縮された符号の中でＴａｎｎｅｒグラフ上のサイクル特性が良い符号を選択する。本発明において、サイクル特性の基準について、ＬＤＰＣ符号化器５１１は、Ｔａｎｎｅｒグラフ内の最小長さサイクルがもっとも大きく、この最小長さサイクルの個数がもっとも少ない場合を選択する。
基準１において、一般的なＬＤＰＣ符号の最適な次数分布が密度進化（ｄｅｎｓｉｔｙ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）分析方法を用いて求めることができるが、本発明の要旨とは無関係な内容であるので、詳細な内容は省略する。

列グループに対する“加重値−１位置シーケンス”の選択の数が多くない場合には、ＬＤＰＣ符号化器５１１は、基準１及び基準２のような２種類の条件に関係なしにすべての場合を調査することによりもっとも良い性能（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を有する列グループに対するシーケンスを選択してもよい。しかしながら、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の短縮ステップ２で適用される列グループに対する選択基準は、この列グループに対するシーケンスの選択の数があまりに多い場合に、この２種類の条件を満足するＬＤＰＣ符号を選択することによりその効率性を高めることができる。

この列グループに対する“加重値−１位置シーケンス”の選択基準を適用することにより得られた良いシーケンスの例を説明するために、まず、Ｎ_１＝１６２００、Ｋ_１＝３２４０、Ｍ_１＝３６０、及びｑ＝３６を有するＤＶＢ−Ｓ２符号について調べてみる。
ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号は、次のような列グループに対する“加重値−１位置シーケンス”を有している。

ｉ番目のラインでこのｉ番目の“加重値−１位置シーケンス”は、ｉ番目の列グループに対する‘１’を有する行の位置に関する情報を順次に示す。したがって、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号が９個の列グループで構成されており、その情報語の長さが９×３６０＝３２４０であることをわかる。短縮を行うことにより取得しようとする符号語の長さ及び情報語の長さがそれぞれＮ_２及びＫ_２である場合に、短縮ステップ１から短縮ステップ４を用いて最適化された短縮パターンを探すことができる。

しかしながら、システムで要求されるＮ_２及びＫ_２の値が非常に可変的な場合には、最適化された短縮パターンは、Ｎ_２の値に従って相関性がないこともある。例えば、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号から２個の列グループを短縮しなければならない場合に最適の選択が４番目及び８番目の列グループ内の‘１’が位置した行に関する情報を使用しないものと仮定すると、３個の列グループを選択する場合、１番目、５番目、及び６番目の列グループの選択及び短縮が最適となることができるためにこれらは相互に相関性がない。したがって、システムで要求されるＮ_２及びＫ_２の値が非常に可変的な場合には、最適化された性能のためにはＫ_２の値に従って最適化された短縮パターンをすべて格納しなければならないという短所がある。

したがって、システムで要求されるＮ_２及びＫ_２の値が非常に可変的な場合には、システムの効率性のために次のような方法を用いて準最適な（ｓｕｂｏｐｔｉｍａｌ）短縮パターンを探すことができる。
まず、短縮のために１個の列グループの選択が必要であると仮定する。この場合に、選択可能な列グループの個数が１個だけであるため、最高の性能を有する列グループを選択することができる。

次に、短縮のために２個の列グループの選択が必要な場合には、ＬＤＰＣ符号化器５１１は、上記選択された１個の列グループを含み、残りの列グループの中で最高の性能を示す列グループを選択する。同様の方法で、短縮のためにｉ個の列グループの選択が必要な場合、ＬＤＰＣ符号化器５１１は、短縮のために前のステップで選択された（ｉ−１）個の列グループを含み、残りの列グループの中で最高の性能を有する１つの列グループを選択する。

この短縮の方法は、最適の選択を保証することができないが、Ｋ_２の値の変化に無関係に１つの短縮パターンから安定した性能を有することができる。
具体的な例として、システムで要求されるＮ_２及びＫ_２の値が非常に可変的な場合には、Ｎ_２及びＫ_２に従って以下の＜表１＞に示す９種類の場合のような準最適な短縮パターンを求めることができる。
ここでは、パンクチャーリング法が考慮されなかったので、Ｎ_２＝Ｎ_１−Ｋ_２である。

上記した＜表１＞の短縮順序は、この情報語の長さを９個の間隔に分割した後に、上述した基準１及び基準２により決定される。
＜表１＞を参照すると、この列グループに含まれている８番目、４番目、７番目、６番目、３番目、５番目、２番目、９番目、及び１番目のシーケンスに対応するすべての列が要求されるＬＤＰＣ符号に対する情報語の長さに従って短縮を順次に受けることをわかる。

すなわち、‘０’の値は、要求される情報語の長さに従って８番目、４番目、７番目、６番目、３番目、５番目、２番目、９番目、及び１番目の行に対応する列の順序で短縮を受ける情報語ビットにマッピングされる。また、‘０’に固定されない意味ある情報語ビットが情報語の長さに従って１番目、９番目、２番目、５番目、３番目、６番目、７番目、４番目、及び８番目のシーケンスに対応する列に順次にマッピングされると見なすこともできる。列の順序‘８，４，７，６，３，５，２，９，１’は、１番目の列を０番目のブロックとして表すことにより、‘７，３，６，５，２，４，１，８，０’として表現することもできる。

上記した＜表１＞の８）及び９）において、Ｎ_１＝１６２００、Ｋ_１＝３２４０、Ｍ_１＝３６０、及びｑ＝３６を有するＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の情報語ビットに対応する部分で最後の列グループである９番目の列グループの最後の１６８ビットがボーズ・チョドーリ・オッケンジェム（Ｂｏｓｅ−Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ−Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ：ＢＣＨ）パリティビットにマッピングされるため、短縮を受けることができない。実際には、Ｎ_１＝１６２００を有するＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号が、１６８ビットのＢＣＨパリティビットが長さＫ_１及びＫ_２を有するＬＤＰＣ情報語ビット内に常に含まれるように設計する。

＜表１＞に示した短縮順序情報は、簡潔に以下の＜表２＞として表現することもできる。

他の具体的な実施形態を説明するために、Ｎ_１＝１６２００、Ｋ_１＝７２００、Ｍ_１＝３６０、及びｑ＝２５を有するＤＶＢ−Ｓ２符号について説明する。
ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号は、次のような“加重値−１位置シーケンス”を有する。

２０ ７１２ ２３８６ ６３５４ ４０６１ １０６２ ５０４５ ５１５８
２１ ２５４３ ５７４８ ４８２２ ２３４８ ３０８９ ６３２８ ５８７６
２２ ９２６ ５７０１ ２６９ ３６９３ ２４３８ ３１９０ ３５０７
２３ ２８０２ ４５２０ ３５７７ ５３２４ １０９１ ４６６７ ４４４９
２４ ５１４０ ２００３ １２６３ ４７４２ ６４９７ １１８５ ６２０２
０ ４０４６ ６９３４
１ ２８５５ ６６
２ ６６９４ ２１２
３ ３４３９ １１５８
４ ３８５０ ４４２２
５ ５９２４ ２９０
６ １４６７ ４０４９
７ ７８２０ ２２４２
８ ４６０６ ３０８０
９ ４６３３ ７８７７
１０ ３８８４ ６８６８
１１ ８９３５ ４９９６
１２ ３０２８ ７６４
１３ ５９８８ １０５７
１４ ７４１１ ３４５０

このｉ番目のシーケンスは、ｉ番目の列グループに対する‘１’を有する行の位置に関する情報を順次に表す。したがって、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号が２０個の列グループで構成されていることをわかり、情報語の長さが２０×３６０＝７２００であることをわかる。短縮を行うことにより取得しようとする符号語の長さ及び情報語の長さがそれぞれＮ_２及びＫ_２である時、以下の＜表３＞に定義するような準最適な短縮パターンを探すことができる。

この短縮工程において、付加的な短縮は、付加的な短縮がなされる列グループの後ろ又は前からこの工程が順次に行われる場合、容易に実現することができる。
図６のステップ６１１の後に、パンクチャーリングが必要な場合に、ＬＤＰＣ符号化器５１１は、ステップ６１３で、ＬＤＰＣ符号化工程でパンクチャーリングを適用する。下記では、このパンクチャーリング方法について簡単に説明する。

符号語の長さＮ_１及び情報語の長さＫ_１を有するＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号から短縮法及びパンクチャーリング法を用いて最終的に取得しようとするＬＤＰＣ符号の符号語の長さ及び情報語の長さをそれぞれＮ_２及びＫ_２として定義し、Ｎ_１−Ｎ_２＝Ｎ_Δ及びＫ_１−Ｋ_２＝Ｋ_Δとして定義すると、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列からＫ_Δビットを短縮し、（Ｎ_Δ−Ｋ_Δ）ビットをパンクチャーリングすることにより、符号語の長さＮ_２及び情報語の長さＫ_２を有するＬＤＰＣ符号を得ることができる。

説明の便宜のために、パリティ部分だけがパンクチャーリング法を適用すると仮定すると、パリティの長さがＮ_１−Ｋ_１であるので、（Ｎ_１−Ｋ_１）／（Ｎ_Δ−Ｋ_Δ）ビットごとにパリティ部分から１ビットずつパンクチャーリングする方法がある。しかしながら、他の様々な方法を、パンクチャーリング法として適用することもできる。
Ｎ_Δ−Ｋ_Δ＝０の場合には、パンクチャーリング法を適用する必要がない。このような特定の場合に、＜表１＞に示した短縮パターンを用いてＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の同様な生成方法を適用することにより高性能の短縮されたＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号を得ることができる。

ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の短縮工程を実現するための送信装置をより具体的に示す例を図７に示す。
図７は、本発明の実施形態による短縮されたＬＤＰＣ符号を使用する送信装置の構成を示すブロック図である。
送信装置は、制御部７１０、短縮パターン適用部７２０、ＬＤＰＣ符号パリティ検査行列抽出部７４０、及びＬＤＰＣ符号化器７６０を含む。

ＬＤＰＣ符号パリティ検査行列抽出部７４０は、短縮されたＬＤＰＣ符号パリティ検査行列を抽出する。ＬＤＰＣ符号パリティ検査行列は、メモリから抽出することもでき、送信装置から与えられることもでき、又は送信装置で生成することもできる。
制御部７１０は、短縮パターン適用部７２０が情報語の長さに従って短縮パターンを決定することができるように制御する。

短縮パターン適用部７２０は、短縮されたビットに対応する位置で‘０’の値を有するビットを挿入するか、又は与えられたＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列から短縮されたビットに対応する列を除去する。この短縮パターンを決定する方法は、メモリに格納されている短縮パターンを使用するか、シーケンス生成器（図示せず）を用いて短縮パターンを生成するか、又はパリティ検査行列及び与えられた情報語の長さに対して密度進化分析アルゴリズム（ｄｅｎｓｉｔｙ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などを使用することもできる。

制御部７１０は、短縮パターン適用部７２０が上記した＜表１＞〜＜表３＞に示したパターンでＬＤＰＣ符号の情報ビットの一部を短縮することができるように制御する。
ＬＤＰＣ符号化器７６０は、制御部７１０及び短縮パターン適用部７２０により短縮されたＬＤＰＣ符号に基づいて符号化を実行する。

図８及び図９は、短縮及びパンクチャーリングを同時に適用するＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の送信装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。
図８は、本発明の実施形態による短縮／パンクチャーリングがなされたＬＤＰＣ符号を使用する送信装置の構成を示すブロック図である。

図８の送信装置は、図７の送信装置に付加されたパンクチャーリングパターン適用部８８０をさらに具備する。図８を説明すると、短縮がＬＤＰＣ符号化器７６０の前段で行われ、パンクチャーリングがＬＤＰＣ符号化器７６０の出力段で行われることをわかる。
パンクチャーリングパターン適用部８８０は、ＬＤＰＣ符号化器７６０の出力にパンクチャーリングを適用する。パンクチャーリングを適用する方法については、図６のステップ６１３で詳細に説明した。

図９は、本発明の実施形態による短縮を適用したＬＤＰＣ符号を使用する受信装置の構成を示すブロック図である。
図９には、この短縮されたＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号を使用する通信システムから送信された信号を受信し、短縮されたＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の長さがこの受信された信号から決定される際にこの受信された信号からユーザが希望するデータを復元する受信装置の例を示す。

受信装置は、制御部９１０、短縮パターン判定／推定部９２０、復調器９３０、及びＬＤＰＣ復号化器９４０を含む。
復調器９３０は、短縮されたＬＤＰＣ符号の受信及び復調を行い、この復調された信号を短縮パターン判定／推定部９２０及びＬＤＰＣ復号化器９４０に提供する。

短縮パターン判定又は推定部９２０は、制御部９１０の制御の下に、この復調された信号からＬＤＰＣ符号の短縮パターンに関する情報を推定するか又は判定し、この短縮されたビットの位置情報をＬＤＰＣ復号化器９４０に送信する。短縮パターン判定又は推定部９２０で短縮パターンを判定するか又は推定する方法は、メモリに格納されている短縮パターンを使用するか、シーケンス生成器（図示せず）を用いて短縮パターンを生成するか、又はパリティ検査行列及び与えられた情報語の長さに対して密度進化分析アルゴリズムを使用することができる。

制御部９１０は、短縮されたビットの値がＬＤＰＣ復号化器９４０でゼロ（０）である確率が１（すなわち、１００％）であるため、確率値１を用いてＬＤＰＣ復号化器９４０により短縮されたビットを復号するか否かを決定する。
ＬＤＰＣ復号化器９４０は、短縮パターン判定／推定部９２０により短縮されたＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号の長さを知ると、この受信された信号からユーザが希望するデータを復元する。

図１０は、本発明の実施形態による短縮及びパンクチャーリングを適用したＬＤＰＣ符号を使用する受信装置の構成を示すブロック図である。
図１０の受信装置では、図９の短縮パターン判定／推定部９２０を短縮及びパンクチャーリングパターン判定／推定部１０２０に置き換える。
送信装置が短縮及びパンクチャーリングをすべて適用する場合に、受信装置内の短縮及びパンクチャーリングパターン判定／推定部１０２０は、短縮に対するパターン判定又は推定をまず実行するか、パンクチャーリングに対するパターン判定又は推定をまず実行するか、又は短縮に対するパターン判定又は推定及びパンクチャーリングに対するパターン判定又は推定を同時に実行することができる。
ＬＤＰＣ復号化器９４０は、短縮及びパンクチャーリングのすべてに関する情報を知っていないと復号が不可能である。

図１１は、本発明の実施形態による受信装置での受信動作を示すフローチャートである。
復調器９３０は、ステップ１１０１で短縮されたＬＤＰＣ符号の受信及び復調を行う。この後に、短縮パターン判定／推定部９２０は、ステップ１１０３で復調された信号から短縮／パンクチャーリングパターンの判定又は推定を行う。

短縮パターン判定／推定部９２０は、ステップ１１０５で、任意の短縮又はパンクチャーリングがなされたビットが存在するか否かを判定する。短縮又はパンクチャーリングがなされたビットが存在しない場合に、ＬＤＰＣ復号化器９４０は、ステップ１１１１で復号化を実行する。しかし、短縮又はパンクチャーリングがなされたビットが存在する場合に、短縮及びパンクチャーリングパターン判定／推定部１０２０は、ステップ１１０７で、短縮又はパンクチャーリングがなされたビットの位置情報をＬＤＰＣ符号化器９４０に送信する。

ステップ１１０９で、この短縮又はパンクチャーリングがなされたビットの位置情報に基づいて、ＬＤＰＣ復号化器９４０は、短縮されたビットの値が０である確率が１であると判定し、このパンクチャーリングがなされたビットが消失されたビットであると判定する。その後に、ＬＤＰＣ復号化器９４０は、ステップ１１１１に進み、ＬＤＰＣ復号化を実行する。

本発明による上述した方法は、ＣＤ ＲＯＭ、ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、又は光磁気ディスク、又はネットワークを介したダウンロードのような記録媒体に格納されることができるハードウェア、又はソフトウェア、又はコンピュータコードで実現することができ、これにより、ここで説明される方法は、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡのような一般的な用途のコンピュータ、又は特定のプロセッサ、又はプログラム可能な又は指示されたハードウェアを用いるソフトウェアにより実行することができる。
当該技術分野で理解されるように、コンピュータ、プロセッサ、又はプログラム可能なハードウェアは、メモリ構成要素、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュなどが含まれ、コンピュータ、プロセッサ、又はハードウェアによりアクセスされ実行される際に、ここで説明された処理方法が実現される。

以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更が可能であるということは、当業者には明らかであり、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるべきである。

５１０ 送信器
５１１ ＬＤＰＣ符号化器
５１３ 変調器
５２０ 無線チャネル
５３０ 受信器
５３１ 復調器
５３３ ＬＤＰＣ復号化器
７１０ 制御部
７２０ 短縮パターン適用部
７４０ ＬＤＰＣ符号パリティ検査行列抽出部
７６０ ＬＤＰＣ符号化器
８８０ パンクチャーリングパターン適用部
９１０ 制御部
９２０ 短縮パターン判定／推定部
９３０ 復調器
９４０ ＬＤＰＣ復号化器
１０２０ 短縮及びパンクチャーリングパターン判定／推定部

Claims (20)

1. 低密度パリティ検査（Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ：ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する方法であって、
   （ａ）前記低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列で情報語に対応する列を分類することにより複数の列グループを生成し、該列グループの順序付けを行うステップと、
   （ｂ）短縮を実行することにより、取得しようとする情報語の範囲を決定するステップと、
   （ｃ）前記決定された情報語の範囲に基づいて、所定の短縮パターンに従って列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行するステップと、
   （ｄ）前記短縮された情報語の低密度パリティ検査符号化を行うステップとを具備することを特徴とする低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する方法。
2. 前記列グループ単位の列グループの短縮を実行するステップ（ｃ）は、
   （ｅ）前記所定の短縮パターンに従って列グループに対し順次に列グループをすべて短縮し、特定の列グループの一部が短縮される時、１６８ビットのボーズ・チョドーリ・オッケンジェム（Ｂｏｓｅ−Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ−Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ：ＢＣＨ）パリティビットに対応する位置の列を短縮しないステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する方法。
3. 前記列グループ単位の列グループの短縮を実行するステップ（ｃ）は、
   前記低密度パリティ検査符号の長さが１６２００であり、情報語の長さが３２４０である低密度パリティ検査符号に短縮を適用する時、次の表１に定義される短縮パターンを適用するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する方法。
   

   

   ここで、Ｎ_１は、低密度パリティ検査符号の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを示し、Ｍ_１は、１つの列グループを構成する列の個数を示し、ｑは、次の数式を満足する整数である。
   ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１）／Ｍ_１
   この時、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数である。
4. 前記列グループ単位の列グループの短縮を実行するステップ（ｃ）は、前記低密度パリティ検査符号の長さが１６２００であり、情報語の長さが７２００である低密度パリティ検査符号に短縮を適用する時、次の表２に定義される短縮パターンを適用するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する方法。
   

   

   ここで、Ｎ_１は、低密度パリティ検査符号の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを示し、Ｍ_１は、１つの列グループを構成する列の個数を示し、ｑは、次の数式を満足する整数である。
   ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１）／Ｍ_１
   この時、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数である。
5. 低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する方法であって、
   （ａ）前記低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列で情報語に対応する列を分類することにより複数の列グループを生成し、該列グループの順序付けを行うステップと、
   （ｂ）短縮を実行することにより、取得しようとする情報語の範囲を決定するステップと、
   （ｃ）前記決定された情報語の範囲に基づいて、所定の短縮パターンに従って列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行するステップと、
   （ｄ）前記短縮された情報語の低密度パリティ検査符号化を行うステップとを具備し、
   前記列グループ単位の列グループの短縮を実行するステップは、前記短縮を実行することにより取得しようとする情報語に１６８ビットのボーズ・チョドーリ・オッケンジェム（ＢＣＨ）パリティビットが含まれていると、該１６８ビットのボーズ・チョドーリ・オッケンジェムパリティビットに対応する位置の列を除く列を短縮することを特徴とする低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する方法。
6. 前記列グループ単位の列グループの短縮を実行するステップ（ｃ）は、
   前記低密度パリティ検査符号の長さが１６２００であり、情報語の長さが３２４０である低密度パリティ検査符号に短縮を適用する時、次の表３に定義される短縮パターンを適用するステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する方法。
   

   

   ここで、Ｎ_１は、低密度パリティ検査符号の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを示し、Ｍ_１は、１つの列グループを構成する列の個数を示し、ｑは、次の数式を満足する整数である。
   ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１）／Ｍ_１
   この時、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数である。
7. 前記列グループ単位の列グループの短縮を実行するステップ（ｃ）は、前記低密度パリティ検査符号の長さが１６２００であり、情報語の長さが７２００である低密度パリティ検査符号に短縮を適用する時、次の表４に定義される短縮パターンを適用するステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する方法。
   

   

   ここで、Ｎ_１は、低密度パリティ検査符号の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを示し、Ｍ_１は、１つの列グループを構成する列の個数を示し、ｑは、次の数式を満足する整数である。
   ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１）／Ｍ_１
   この時、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数である。
8. 低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する装置であって、
   前記低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列で情報語に対応する列を分類することにより複数の列グループを生成し、該列グループの順序付けを行うパリティ検査行列抽出部と、
   短縮を実行することにより、取得しようとする情報語の範囲を決定し、前記決定された情報語の範囲に基づいて所定の短縮パターンに従って列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行する短縮パターン適用部と、
   前記短縮された情報語の低密度パリティ検査符号化を行う符号化器とを具備することを特徴とする低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する装置。
9. 前記短縮パターン適用部は、前記所定の短縮パターンに従って列グループに対し順次に列グループをすべて短縮し、特定の列グループの一部が短縮される時、１６８ビットのボーズ・チョドーリ・オッケンジェム（ＢＣＨ）パリティビットに対応する位置の列を短縮しないことを特徴とする請求項８に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する装置。
10. 前記列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行するにあたり、前記短縮パターン適用部は、前記低密度パリティ検査符号の長さが１６２００であり、情報語の長さが３２４０である低密度パリティ検査符号に短縮を適用する時、次の表５に定義される短縮パターンを適用することを特徴とする請求項８に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する装置。
    

    

    ここで、Ｎ_１は、低密度パリティ検査符号の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを示し、Ｍ_１は、１つの列グループを構成する列の個数を示し、ｑは、次の数式を満足する整数である。
    ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１）／Ｍ_１
    この時、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数である。
11. 前記列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行するにあたり、前記短縮パターン適用部は、前記低密度パリティ検査符号の長さが１６２００であり、情報語の長さが７２００である低密度パリティ検査符号に短縮を適用する時、次の表６に定義される短縮パターンを適用することを特徴とする請求項８に記載の装置。
    

    

    ここで、Ｎ_１は、低密度パリティ検査符号の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを示し、Ｍ_１は、１つの列グループを構成する列の個数を示し、ｑは、次の数式を満足する整数である。
    ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１）／Ｍ_１
    この時、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数である。
12. 低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する装置であって、
    前記低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列で情報語に対応する列を分類することにより複数の列グループを生成し、該列グループの順序付けを行うパリティ検査行列抽出部と、
    短縮を実行することにより、取得しようとする情報語の範囲を決定し、前記決定された情報語の範囲に基づいて所定の短縮パターンに従って列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行する短縮パターン適用部と、
    前記短縮された情報語の低密度パリティ検査符号化を行う符号化器とを具備し、
    前記列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行する際に、前記短縮パターン適用部は、前記短縮を実行することにより取得しようとする情報語に１６８ビットのボーズ・チョドーリ・オッケンジェム（ＢＣＨ）パリティビットが含まれていると、該１６８ビットのボーズ・チョドーリ・オッケンジェム（ＢＣＨ）パリティビットに対応する位置の列を除く列を短縮することを特徴とする低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する装置。
13. 前記列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行するにあたり、前記短縮パターン適用部は、前記低密度パリティ検査符号の長さが１６２００であり、情報語の長さが３２４０である低密度パリティ検査符号に短縮を適用する時、次の表７に定義される短縮パターンを適用することを特徴とする請求項１２に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する装置。
    

    

    ここで、Ｎ_１は、低密度パリティ検査符号の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを示し、Ｍ_１は、１つの列グループを構成する列の個数を示し、ｑは、次の数式を満足する整数である。
    ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１）／Ｍ_１
    この時、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数である。
14. 前記列グループに対し順次に列グループ単位の列グループの短縮を実行するにあたり、前記短縮パターン適用部は、前記低密度パリティ検査符号の長さが１６２００であり、情報語の長さが７２００である低密度パリティ検査符号に短縮を適用する時、次の表８に定義される短縮パターンを適用することを特徴とする請求項１２に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを符号化する装置。
    

    

    ここで、Ｎ_１は、低密度パリティ検査符号の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを示し、Ｍ_１は、１つの列グループを構成する列の個数を示し、ｑは、次の数式を満足する整数である。
    ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１）／Ｍ_１
    この時、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数である。
15. 低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを復号化する方法であって、
    （ａ）送信器から送信された信号を復調するステップと、
    （ｂ）前記復調された信号から低密度パリティ検査符号の短縮パターンに関する情報を推定することにより短縮されたビットの位置を決定するステップと、
    （ｃ）前記決定された短縮されたビットの位置を用いてデータを復号化するステップと
    を具備することを特徴とする低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを復号化する方法。
16. 前記短縮パターンに関する情報は、次の表９に定義される短縮パターンを具備することを特徴とする請求項１５に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを復号化する方法。
    

    

    ここで、Ｎ_１は、低密度パリティ検査符号の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを示し、Ｍ_１は、１つの列グループを構成する列の個数を示し、ｑは、次の数式を満足する整数である。
    ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１）／Ｍ_１
    この時、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数である。
17. 前記短縮パターンに関する情報は、次の表１０に定義される短縮パターンを具備することを特徴とする請求項１５に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを復号化する方法。
    

    

    ここで、Ｎ_１は、低密度パリティ検査符号の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを示し、Ｍ_１は、１つの列グループを構成する列の個数を示し、ｑは、次の数式を満足する整数である。
    ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１）／Ｍ_１
    この時、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数である。
18. 低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を使用する通信システムにおけるチャネルを復号化する装置であって、
    送信器から送信された信号を復調する復調部と、
    前記復調された信号から低密度パリティ検査符号の短縮パターンに関する情報を推定することにより短縮されたビットの位置を決定する短縮パターン判定部と、
    前記決定された短縮されたビットの位置を用いてデータを復号化する復号化器とを具備することを特徴とする低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを復号化する装置。
19. 前記短縮パターンに関する情報は、次の表１１に定義されている短縮パターンを具備することを特徴とする請求項１８に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを復号化する装置。
    

    

    ここで、Ｎ_１は、低密度パリティ検査符号の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを示し、Ｍ_１は、１つの列グループを構成する列の個数を示し、ｑは、次の数式を満足する整数である。
    ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１）／Ｍ_１
    この時、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数である。
20. 前記短縮パターンに関する情報は、次の表１２に定義されている短縮パターンを具備することを特徴とする請求項１８に記載の低密度パリティ検査符号を使用する通信システムにおけるチャネルを復号化する装置。
    

    

    ここで、Ｎ_１は、低密度パリティ検査符号の長さを示し、Ｋ_１は、情報語の長さを示し、Ｍ_１は、１つの列グループを構成する列の個数を示し、ｑは、次の数式を満足する整数である。
    ｑ＝（Ｎ_１−Ｋ_１）／Ｍ_１
    この時、Ｋ_１／Ｍ_１は、整数である。
    

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