JP2018037749A - 送信装置及び受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内符号の性質に起因するバースト誤りを分散可能とする、デジタルデータの無線伝送装置として構成される送信装置及び受信装置を提供する。【解決手段】本発明の送信装置１０は、伝送するデータに対し外符号と内符号の連接符号により誤り訂正符号化処理を施す誤り訂正符号化手段（外符号符号化器１１，繰り返し復号用符号化器１２）と、外符号と内符号の間に、外符号による符号化後の所定数のブロックを順番に入力し、当該所定数のブロックの各々について先頭から１バイトずつ順番に出力することにより２次元のバイトインターリーブ処理を施す２次元ブロックインターリーバ１２と、を備える。本発明の受信装置２０は、送信側と対応する繰り返し復号器２４及び外符号復号器２６と、２次元ブロックインターリーバ１２の逆処理となる２次元ブロックデインターリーバ２５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式又はシングルキャリア方式におけるデジタルデータの伝送技術に関し、特に、放送用素材の無線伝送装置（ＦＰＵ：Field Pickup Unit）をそれぞれ構成する送信装置及び受信装置に関する。

ＯＦＤＭ方式又はシングルキャリア方式における現行規格の放送用素材の無線伝送装置（ＦＰＵ）は、それぞれ送信側及び受信側で内符号に畳込み符号を使用し外符号にリードソロモン（ＲＳ）符号を使用しており、受信側にて、ビタビ復号後の残留ビット誤りを訂正することができる（例えば、非特許文献１，２，３参照）。

例えば、代表してＯＦＤＭ方式の無線伝送装置（ＦＰＵ）について説明するに、図９に、現行規格の放送用素材の無線伝送装置（ＦＰＵ）にそれぞれ対応する送信装置１００及び受信装置２００の概略構成を示している。

送信装置１００は、リードソロモン（ＲＳ）符号化器１０１、畳込みバイトインターリーバ１０２、畳込み符号化器１０３、ビット・周波数・時間インターリーバ１０４、変調部１０５、及び周波数変換部１０６を備える。

リードソロモン（ＲＳ）符号化器１０１は、１８８バイトのＴＳパケットのデータストリームを入力し、１８８バイトの情報に１６バイトの冗長符号が付された２０４バイトのＲＳ符号化（「ＲＳ（２０４，１８８）符号」とも称される）を施し、畳込みバイトインターリーバ１０２に出力する。つまり、ＲＳ（２０４，１８８）符号は、任意の８バイトの符号誤りまで訂正することができる。

畳込みバイトインターリーバ１０２は、バイト単位で畳込みインターリーブ処理を施す外インターリーバとして構成され、１ブロックで１７バイトの遅延量を持つブロックを、ｎ番目のパスが（ｎ−１）ブロックの遅延量になるように配置した１２パスに、ＲＳ符号化後の２０４バイトのビットストリームを１パスあたり１バイトずつ順次入力し、それぞれの当該パスから１バイトごとに切り替えて畳込み符号化器１０３に出力する。

畳込み符号化器１０３は、畳込みバイトインターリーバ１０２から得られるデータからｍビットのビット列（情報シンボル）を構成し、拘束長ｋの情報シンボルの関数で表される符号化率ｍ／ｎ（ｎ≧ｍ）のｎビットのビット列に変換し、ビット・周波数・時間インターリーバ１０４に出力する。尚、畳込み符号化器１０３の処理後に、送受間で生じる遅延誤差を補正するためのキャリアの遅延補正処理が設けられる。

ビット・周波数・時間インターリーバ１０４は、ビットインターリーブ処理、周波数インターリーブ処理、及び時間インターリーブ処理からなる内インターリーバとして構成され、それぞれのインターリーブ処理を施したビット列（シンボル）を変調部１０５に出力する。

ところで、ビットインターリーブ処理は、多値変調を用いる場合に伝送路上におけるキャリア単位の誤りがバースト誤りとなるため、その影響を軽減する目的でビット単位のインターリーブを行う処理である。尚、周波数インターリーブ処理は、キャリア変調の各キャリア変調方式（ＢＰＳＫ, ＤＢＰＳＫ, ＱＰＳＫ, ＤＱＰＳＫ，１６ＱＡＭ, ３２ＱＡＭ, ６４ＱＡＭ等）のキャリア位置を所定の生成多項式に基づいて疑似ランダム系列のキャリア位置となるようキャリア変調前に予め変換しておく処理である。また、時間インターリーブ処理は、セル長Ｉの値に応じて、本例ではＯＦＤＭ変調のサブキャリア（ただし、シングルキャリア方式であればそのキャリアであり、本願明細書中、総括して「キャリア」と称する。）を時間軸上で分散させるよう畳込みインターリーブ処理を行う処理部である。

変調部１０５は、伝送するシンボルについて所定のキャリア変調方式のキャリアに応じて直交平面へのマッピングを行い、本例では各キャリアが互いに直交するようＯＦＤＭフレームを構成し、各キャリアを多重したＯＦＤＭ信号（ただし、シングルキャリア方式であれば、その変調方式に応じた信号）を生成し、周波数変換部１０６に出力する。

周波数変換部１０６は、変調部１０５から得られる中間周波数帯の信号（本例では中間周波数帯のＯＦＤＭ信号）を伝送用の高周波数帯へとシフト変換して変調信号を生成し外部に出力する。

一方、受信装置２００は、周波数変換部２０１、復調部２０２、ビット・周波数・時間デインターリーバ２０３、ビタビ復号器２０４、畳込みバイトデインターリーバ２０５、及びリードソロモン（ＲＳ）復号器２０６を備える。

周波数変換部２０１は、送信装置１００から伝送される変調信号を受信して中間周波数帯の信号（本例では中間周波数帯のＯＦＤＭ信号）に変換し復調部２０２に出力する。

復調部２０２は、中間周波数帯の信号（本例では中間周波数帯のＯＦＤＭ信号）に対し復調処理を施しビット・周波数・時間デインターリーバ２０３に出力する。

ビット・周波数・時間デインターリーバ２０３は、それぞれ送信側のビットインターリーブ処理、周波数インターリーブ処理、及び時間インターリーブ処理に対する逆処理を施し誤り訂正ブロックを復元し、ビタビ復号器２０４に出力する。

ビタビ復号器２０４は、誤り訂正ブロックに対し送信側の畳込み符号化器１０３による符号化処理に対応する復号処理を施し、畳込みバイトデインターリーバ２０５に出力する。

畳込みバイトデインターリーバ２０５は、送信側の畳込みバイトインターリーバ１０２によるバイト単位の畳込みインターリーブ処理に対応する逆処理として、先頭パス（０番目）に対する遅延ブロックの遅延量を１１とし、パス番号順に１遅延ブロックずつ少なくなるように読み出して、リードソロモン（ＲＳ）復号器２０６に出力する。

リードソロモン（ＲＳ）復号器２０６は、送信側のリードソロモン（ＲＳ）符号化器１０１によるＲＳ（２０４，１８８）符号の復号処理を施し、１８８バイトのＴＳパケットのデータストリームを復元する。

このように、現行規格の放送用素材の無線伝送装置（ＦＰＵ）は、送受信間の伝送路で発生するバースト誤りに対応するべく、内インターリーバ（ビットインターリーバ）と連接符号の符号器間に外インターリーバ（畳込みバイトインターリーバ）を設けている。

一方、近年ではＬＤＰＣ符号やターボ符号のように、繰り返し復号法により、より誤り訂正性能を高める誤り訂正符号がある（例えば、非特許文献４参照）。

このような繰り返し復号法を用いる誤り訂正符号は、畳込み符号と比較して誤り訂正性能が高いが、誤り訂正ブロック内でビット尤度（０／１の確からしさ）のやり取りを行うため、誤りを完全に訂正できるブロックが多くなる一方で、誤りを完全に訂正できないブロックではバースト誤り（連続ビット誤り）として残留する性質がある。

"テレビジョン放送番組素材伝送用可搬形ＯＦＤＭ方式デジタル無線伝送システム ARIB STD-B33 1.2版"、［online］、平成23年3月28日改定、一般社団法人 電波産業会（ARIB）、［平成28年7月12日検索］、インターネット〈URL：http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B33v1_2.pdf〉 "1.2GHz/2.3GHz帯テレビジョン放送番組素材伝送用可搬形ＯＦＤＭ方式デジタル無線伝送システム ARIB STD-B57 2.0版"、［online］、平成26年3月18日改定、一般社団法人 電波産業会（ARIB）、［平成28年7月12日検索］、インターネット〈URL：http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B57v2_0.pdf〉 "テレビジョン放送番組素材伝送用可搬形マイクロ波帯デジタル無線伝送システム ARIB STD-B11 2.2版"、［online］、平成17年11月30日改定、一般社団法人 電波産業会（ARIB）、［平成28年8月15日検索］、インターネット〈URL：http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B11v2_2.pdf〉 "6章 ターボ符号・LDPC 符号"、［online］、１群（信号・システム）−２編（符号理論）、電子情報通信学会『知識の森』、［平成28年7月12日検索］、インターネット〈URL：http://www.ieice-hbkb.org/files/01/01gun_02hen_06.pdf〉

上述したように、現行規格の放送用素材の無線伝送装置（ＦＰＵ）では、内符号として畳込み符号を、外符号としてリードソロモン（ＲＳ）符号を採用して連接符号を構成している。そこで、より誤り訂正性能を高め伝送効率を向上させるために、内符号としてＬＤＰＣ符号やターボ符号等の繰り返し復号法を用いる誤り訂正符号を適用し、外符号としてリードソロモン（ＲＳ）符号、或いはＢＣＨ符号を適用して連接符号を構成することが考えられる。

しかしながら、現行規格の放送用素材の無線伝送装置（ＦＰＵ）は、送受信間の伝送路で発生するバースト誤りに対応するべく、内インターリーバ（ビットインターリーバ）と連接符号の符号器間に外インターリーバ（畳込みバイトインターリーバ）を設けているが、繰り返し復号法を用いる誤り訂正符号の性質によって生じるバースト誤りにまで対応しきれないという問題がある。

例えば、図１０（ａ）の左図に示す外インターリーブ処理前では、内符号復号後の残留ビット誤りについて、全体として平均的な残留ビット誤りが、外符号で誤り訂正可能なビット数に相当するＢＥＲ（ビット誤り率）＝１０^−４程度であるが、繰り返し復号法を用いる誤り訂正符号の性質によって生じる偏った誤り（バースト誤り）が生じることがある。従来の外インターリーバ（畳込みバイトインターリーバ）は、主に１誤り訂正ブロック内のバースト誤りを分散させるものであるため、この外インターリーブ処理後にも、図１０（ａ）の右図に示すように、当該バースト誤りが残ってしまう。

特に、外符号のリードソロモン（ＲＳ）符号は、誤り訂正ブロック内で一定量以下のバイト誤りを訂正する能力を持つが、複数の誤り訂正ブロックで見た場合に、１個の誤り訂正ブロックのみに大量のビット誤りが残る状況ではそのブロックの誤りを訂正することができない。これはＢＣＨ符号の場合でも同様である。

換言すると、所望される残留ビット誤りとして、図１０（ｂ）の左図に示す内符号復号後の残留ビット誤り（図１０（ａ）と同様）に対し、外インターリーブ処理後には、誤り訂正ブロック単位では繰り返し復号法を用いる誤り訂正符号の性質によって生じる偏った誤り（バースト誤り）を、外符号で誤り訂正可能なビット数に相当するＢＥＲ（ビット誤り率）＝１０^−４以下まで分散させ平坦化する技法が望まれる。

従って、現行規格の放送用素材の無線伝送装置（ＦＰＵ）に対し、内符号としてＬＤＰＣ符号やターボ符号等の繰り返し復号法を用いる誤り訂正符号を適用する際には、外インターリーブ処理に関して更なる工夫が必要となる。

本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、内符号の性質に起因するバースト誤りを分散可能とする、デジタルデータの無線伝送装置として構成される送信装置及び受信装置を提供することにある。

本発明の送信装置は、デジタルデータの無線伝送装置として構成される送信装置であって、伝送するデータに対し外符号と内符号の連接符号により誤り訂正符号化処理を施す誤り訂正符号化手段と、前記外符号と前記内符号の間に、前記外符号による符号化後の所定数のブロックを順番に入力し、前記所定数のブロックの各々について先頭から１バイトずつ順番に出力することにより２次元のバイトインターリーブ処理を施す２次元ブロックインターリーバと、を備えることを特徴とする。

また、本発明の送信装置において、前記内符号はＬＤＰＣ符号又はターボ符号からなり、前記外符号はリードソロモン符号又はＢＣＨ符号からなることを特徴とする。

また、本発明の送信装置において、前記外符号による符号化後のブロックは２０４バイトで構成され、前記２次元ブロックインターリーバは、処理するブロック数をＮとしたとき、Ｎ≧２００とした２０４バイト×Ｎバイトの２次元のバイトインターリーブ処理を施すことを特徴とする。

また、本発明の送信装置において、前記２次元ブロックインターリーバは、２０４バイト×２０４バイトの２次元のバイトインターリーブ処理を施すことを特徴とする。

更に、本発明の受信装置は、デジタルデータの無線伝送装置として構成される受信装置であって、送信側で外符号と内符号の連接符号により誤り訂正符号化処理が施されたデータに対し、誤り訂正復号処理を施す誤り訂正復号手段と、送信側で前記外符号と前記内符号の間に、前記外符号による符号化後の所定数のブロックを順番に入力し、前記所定数のブロックの各々について先頭から１バイトずつ順番に出力することにより２次元のバイトインターリーブ処理を施されたデータに対し、該２次元のバイトインターリーブ処理の逆処理となる２次元のバイトデインターリーブ処理を施す２次元ブロックデインターリーバと、を備えることを特徴とする。

また、本発明の受信装置において、前記内符号はＬＤＰＣ符号又はターボ符号からなり、前記外符号はリードソロモン符号又はＢＣＨ符号からなることを特徴とする。

また、本発明の受信装置において、前記誤り訂正復号手段による内符号復号後のブロックはＮバイトで構成され、前記２次元ブロックデインターリーバは、Ｎ≧２００としたＮバイト×２０４バイトの２次元のバイトデインターリーブ処理を施すことを特徴とする。

また、本発明の受信装置において、前記２次元ブロックデインターリーバは、２０４バイト×２０４バイトの２次元のバイトデインターリーブ処理を施すことを特徴とする。

本発明によれば、ＬＤＰＣ符号やターボ符号のような繰り返し復号法を用いる誤り訂正符号を内符号とし、リードソロモン符号やＢＣＨ符号のような一定量以下のビット誤りを訂正可能な誤り訂正符号を外符号とし、尚且つこの連接符号の間に設ける２次元ブロックインターリーブ処理により、バースト誤りを高効率で抑制しつつ連接符号で高性能な誤り訂正を可能とし、伝送効率を向上させることができる。

本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置の概略構成を示すブロック図である。 （ａ）,（ｂ）は、それぞれ本発明に係る２次元ブロックインターリーバの処理例を示す図である。 本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置に関するシミュレーション用の概略構成を示すブロック図である。 本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置に関するシミュレーションによるブロック数Ｎをパラメータとした２次元ブロックインターリーバの処理性能を示す図である。 本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置に関するシミュレーションによるＢＥＲ（ビット誤り率）＝１０^−４を基準としたブロック数Ｎをパラメータとする２次元ブロックインターリーバの処理性能を示す図である。 （ａ）,（ｂ）は、それぞれ本発明に係る２次元ブロックインターリーバの好適例を示す図である。 本発明に係る２次元ブロックインターリーブ処理と、インターリーブ処理なしの場合の比較を示す図である。 本発明に係る２次元ブロックインターリーブ処理と、従来方式の場合の比較を示す図である。 従来方式の現行規格の放送用素材の無線伝送装置（ＦＰＵ）に基づく送信装置及び受信装置の概略構成を示すブロック図である。 （ａ）,（ｂ）は、それぞれ従来方式の現行規格の放送用素材の無線伝送装置（ＦＰＵ）に、繰り返し復号法を用いる誤り訂正符号を内符号として適用した際に生じる残留ビット誤りと、所望される残留ビット誤りに関する概念図である。

以下、図面を参照して、本発明による一実施形態の送信装置１０及び受信装置２０について、詳細に説明する。

図１は、本発明による一実施形態の送信装置１０及び受信装置２０の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の例では、主として非特許文献１，２に規定されるＯＦＤＭ方式の無線伝送装置（ＦＰＵ）として構成可能な送信装置１０及び受信装置２０について説明する。ただし、詳細に後述する本発明に係る２次元ブロックインターリーブ処理は、非特許文献３に規定されるシングルキャリア方式の無線伝送装置（ＦＰＵ）として構成可能な送信装置及び受信装置に適用することも可能である。

（送信装置）
図１に示す送信装置１０は、外符号符号化器１１、２次元ブロックインターリーバ１２、繰り返し復号用符号化器１３、ビット・周波数・時間インターリーバ１４、変調部１５、及び周波数変換部１６を備える。

外符号符号化器１１は、データストリームを入力し、外符号として、リードソロモン（ＲＳ）符号、又はＢＣＨ符号の誤り訂正符号化処理を施し、２次元ブロックインターリーバ１２に出力する。

以下の説明では、外符号符号化器１１として、ＲＳ（２０４，１８８）符号を外符号として処理する例を説明する。ＲＳ（２０４，１８８）符号では２０４バイトが誤り訂正ブロックのブロック長である。

２次元ブロックインターリーバ１２は、図２（ａ）に示すように、２０４バイトのＲＳ符号化後の各ブロックをＮ個分、順番に入力し格納する外インターリーブバッファ１２１を備え、図２（ｂ）に示すように、外インターリーブバッファ１２１からＲＳ符号化後の各ブロックを先頭から１バイトずつ順番に、繰り返し復号用符号化器１３に出力する。

繰り返し復号用符号化器１３は、内符号として、ＬＤＰＣ符号、又はターボ符号の誤り訂正符号化処理を施し、ビット・周波数・時間インターリーバ１４に出力する。

以下の説明では、繰り返し復号用符号化器１３として、ターボ符号を内符号として処理する例を説明する。

ビット・周波数・時間インターリーバ１４、変調部１５、及び周波数変換部１６は、それぞれ図９に示すビット・周波数・時間インターリーバ１０４、変調部１０５、及び周波数変換部１０６と同様であり、更なる説明は省略する。

即ち、本発明に係る送信装置１０は、図９に示す現行規格の放送用素材の無線伝送装置（ＦＰＵ）に対応する送信装置１００と比較して、ＬＤＰＣ符号やターボ符号のような繰り返し復号法を用いる誤り訂正符号を内符号とし、リードソロモン符号やＢＣＨ符号のような一定量以下のビット誤りを訂正可能な誤り訂正符号を外符号とし、尚且つこの連接符号の間に設ける外インターリーバとして、２次元ブロックインターリーブ処理を行う点で構成要素が異なり、その他の構成要素は同様とすることができる。

（受信装置）
一方、図１に示す受信装置２０は、周波数変換部２１、復調部２２、ビット・周波数・時間デインターリーバ２３、繰り返し復号器２４、２次元ブロックデインターリーバ２５、及び外符号復号器２６を備える。

周波数変換部２１は、送信装置１０から伝送される変調信号を受信して中間周波数帯の信号（本例では中間周波数帯のＯＦＤＭ信号）に変換し復調部２２に出力する。

復調部２２及びビット・周波数・時間デインターリーバ２３は、それぞれ図９に示す復調部２０２及びビット・周波数・時間デインターリーバ２０３と同様であり、更なる説明は省略する。

繰り返し復号器２４は、送信側の内符号として、繰り返し復号用符号化器１３と対応する誤り訂正符号（ＬＤＰＣ符号、又はターボ符号）の復号処理を施し、２次元ブロックデインターリーバ２５に出力する。ＬＤＰＣ符号、又はターボ符号は、誤り訂正ブロック内でビット尤度（０／１の確からしさ）を基に繰り返し復号処理を施すことでビット誤りを訂正する処理であり、本例では、ターボ符号を内符号として復号処理する。

２次元ブロックデインターリーバ２５は、送信側の２次元ブロックインターリーバ１２による外インターリーブ処理に対応する逆処理として、図２に示す外インターリーブバッファ１２１と同様なバッファを備える。詳細は後述するが、例えば、２次元ブロックデインターリーバ２５は、繰り返し復号器２４からＮバイト単位でブロック化し当該バッファへ順番に格納し、各ブロックの先頭から１バイトずつ順番に出力することで、送信側の外符号符号化器１１による外符号符号化後の２０４バイトの各ブロックを復元して外符号復号器２６に出力する。

外符号復号器２６は、送信側の外符号符号化器１１による外符号の復号処理を施し、１８８バイトのＴＳパケットのデータストリームを復元する。尚、以下に説明する例では、外符号復号器２６は、ＲＳ（２０４，１８８）符号の復号処理を施し、１８８バイトのＴＳパケットのデータストリームを復元する。

即ち、本発明に係る受信装置２０は、図９に示す現行規格の放送用素材の無線伝送装置（ＦＰＵ）に対応する受信装置２００と比較して、ＬＤＰＣ符号やターボ符号のような繰り返し復号法を用いる誤り訂正符号を内符号とした復号処理、リードソロモン符号やＢＣＨ符号のような一定量以下のビット誤りを訂正可能な誤り訂正符号を外符号とした復号処理、尚且つこの連接符号の間に設ける外デインターリーバとして、２次元ブロックデインターリーブ処理を行う点で構成要素が異なり、その他の構成要素は同様とすることができる。

（シミュレーション）
図１０（ａ）を基に上述したように、現行規格の放送用素材の無線伝送装置（ＦＰＵ）に対し、ターボ符号のような誤り訂正ブロック単位で繰り返し復号を行う内符号を用いると、内符号復号後のＢＥＲが全体平均として小さい場合でも、誤り訂正ブロック内でバースト誤りが残留し、連接符号の外符号復号処理で完全には誤り訂正ができないことがある。これはターボ符号の誤り訂正ブロック単位でバースト的に誤りが残留することによるものであるため、伝送路に起因するバースト誤りとは別に発生する。即ち、伝送路に起因するバースト誤りが発生しないＡＷＧＮ伝送路であっても、外符号のＲＳ符号と内符号のターボ符号との間で、ターボ符号に起因するバースト誤りが発生する。

このため、本発明に係る送信装置１０及び受信装置２０では、それぞれ２次元ブロックインターリーバ１２及び２次元ブロックデインターリーバ２５を設け、外符号の誤り訂正ブロックを跨る形でバイト単位のインターリーブ処理を行うよう構成している。

そこで、２次元ブロックインターリーブ処理に必要な誤り訂正ブロック数を確認するために、図３に示す処理系統の送信装置１０ａ及び受信装置２０ａについてシミュレーションを行った。図３は、本発明による一実施形態の送信装置１０ａ及び受信装置２０ａに関するシミュレーション用の概略構成を示すブロック図である。

送信装置１０ａは、ＲＳ符号化器１１ａ、２次元ブロックインターリーバ１２ａ、ターボ符号化器１３ａ、及びビットパンクチャ処理部１７ａを備える例とした。

ＲＳ符号化器１１ａは、図１に示す送信装置１０における外符号符号化器１１に対応する一例として、１８８バイト（１５０４ビット）ずつビット列が入力され、ＲＳ（２０４，１８８）符号の外符号符号化処理を行って２０４バイト（１６３２ビット）のＲＳ符号化後の各ブロックを生成する。

２次元ブロックインターリーバ１２ａは、図１に示す送信装置１０における２次元ブロックインターリーバ１２に対応する一例として、２０４バイトのＲＳ符号化後の各ブロックをＮ個分について、Ｎを可変長のパラメータとした。

ターボ符号化器１３ａは、図１に示す送信装置１０における繰り返し復号用符号化器１３に対応する一例として、符号化率１／３のターボ符号による誤り訂正を施すものとした。

ビットパンクチャ処理部１７ａは、ビットパンクチャ時の特性を確認するため、ターボ符号化器１３ａにおける符号化率から符号化率を変更し、最終的に符号化率１／２とする処理を追加した。

送信装置１０ａは、ＡＷＧＮ伝送路を経て受信装置２０ａへキャリア変調時にＢＰＳＫで伝送する伝送システムとし、ＡＷＧＮ伝送路ではホワイトノイズが付加されるものとした。

一方、受信装置２０ａは、ビットデパンクチャ処理部２７ａ、ターボ復号器２４ａ、２次元ブロックデインターリーバ２５ａ、及びＲＳ復号器２６ａを備える例とした。ビットデパンクチャ処理部２７ａ、ターボ復号器２４ａ、２次元ブロックデインターリーバ２５ａ、及びＲＳ復号器２６ａは、それぞれ送信装置１０ａの各構成要素の逆処理を行う処理部であり、図１に示す受信装置２０を簡易的に模擬している。

ＲＳ（２０４，１８８）符号では２０４バイトが誤り訂正ブロック長であり、これを２次元ブロックインターリーバ１２により１バイト単位でインターリーブ処理を施し、後段の繰り返し復号用符号化器１３へと入力される。図２を参照しながら説明するに、２次元ブロックインターリーバ１２ａで使用するブロック数Ｎを１から１０２４（Ｎ＝１, ８, １６, ３２, ６４, １２８, ２５６, ５１２, １０２４）まで変更し、尚且つターボ符号のビットパンクチャ処理後の符号化率Ｒを１／２とした場合のシミュレーション結果を図４に示している。

図４の結果から、２次元ブロックインターリーバ１２ａで使用するブロック数Ｎを増大させるほどビット誤り特性が向上することが分かる。そして、外符号のリードソロモン（ＲＳ）符号は、誤り訂正ブロック内で一定量以下のバイト誤りを訂正する能力を持ち、この外符号で誤り訂正可能なビット数に相当するＢＥＲ（ビット誤り率）＝１０^−４程度である。そのため、ＢＥＲ（ビット誤り率）＝１０^−４を基準としたブロック数Ｎをパラメータとする２次元ブロックインターリーバの処理性能を図５に示す。

図５の結果から、２次元ブロックインターリーバ１２ａで使用するブロック数Ｎとして２００バイト以上のブロック数であれば、その特性が飽和し、バースト誤りが十分に分散されることが分かった。

従って、本発明に係る送信装置１０及び受信装置２０にて、それぞれ２次元ブロックインターリーバ１２及び２次元ブロックデインターリーバ２５を設ける際に、２次元ブロックインターリーバ１２ではＮ≧２００とした２０４バイト×Ｎバイトの２次元のバイトインターリーブ処理を施し、２次元ブロックデインターリーバ２５ではこの逆処理となるＮバイト×２０４バイトの２次元のバイトデインターリーブ処理を施すように構成するのが好適である。

また、図６に示すように、Ｎ＝２０４とし、２次元ブロックインターリーブ処理の入出力のバイト数を揃えることで信号処理を容易化することができ、これによりハードウェアの構成の効率化を図ることができる。

即ち、本発明に係る送信装置１０及び受信装置２０にて、それぞれ２次元ブロックインターリーバ１２及び２次元ブロックデインターリーバ２５を設ける際に、図６に示すように、２０４バイト×２０４バイトの２次元ブロックインターリーブ処理（デインターリーブ処理も同様）を行うよう構成する。

つまり、２次元ブロックインターリーバ１２は、好適例として、２０４バイトのＲＳ符号化後のＲＳ符号化後ブロックを２０４個、図６では横から外インターリッブバッファ１２１に格納する。出力時には内符号（ターボ符号）で符号化するビット列（２０４バイト）を、１バイト単位でそれぞれ別のＲＳ符号化後ブロックから取り出して出力する。２次元ブロックデインターリーバ２５の処理は、この逆処理として、同様に構成する。

図３に示す処理系統の送信装置１０ａ及び受信装置２０ａについて、図７には、２０４バイト×Ｎバイト（Ｎ≧２００）の本発明に係る２次元ブロックインターリーブ処理で確認できる処理結果と、インターリーブ処理なしの場合の比較を示している。図７は、ターボ復号後（内復号後）のＢＥＲが約１０^−４となるポイント（ＳＮＲ＝−１．５ｄＢ）である。この誤り率の場合、ビット誤りがランダムに発生しているとき、ＲＳ（２０４，１８８）符号により擬似エラーフリーとすることが可能である。

図７の結果から、本発明に係る２次元ブロックインターリーブ処理を行う前では１６３２ビット中で１００ビット以上に跨って誤りを持つブロックが存在し、バースト状となる誤りが発生していることを確認できる。本シミュレーションでは誤り訂正ブロック数６００００ブロック以上で調査したが、ＢＥＲ＝１０^−４ならば、完全にランダムなビット誤りであれば５〜１０ブロック中で１ビットの誤りとなる状況である。それにもかかわらず数１０〜１００ビット以上の誤りが残留するブロックが残るということは、何らかの対処が必要であることが分かる。ここではＮ≧２００のブロック分の本発明に係る２次元ブロックインターリーブ処理を用いることで、各ブロックにおける残留誤りは、最大でも９ビットとなった。ＲＳ（２０４，１８８）符号は８バイト分（８ビット〜６４ビット）の誤りが訂正できるので、この場合、ほぼ確実に誤り訂正できる。

以上のように、本発明に係る２次元ブロックインターリーブ処理を行うことで、ＲＳ（２０４，１８８）符号により擬似エラーフリーとすることが可能であることを確認できた。

図８には、図１に示す送信装置１０及び受信装置２０の構成において適用する本発明に係る２０４×２０４バイトの２次元ブロックインターリーブ処理と、従来方式の畳込みバイトインターリーブの場合の比較を示している。ここで、図８では、従来方式として、図９に示す送信装置１００及び受信装置２００に対し、その内符号として符号化率１／３のターボ符号と符号化率１／２へのパンクチャを適用した場合を示している。

また、本発明と従来方式のいずれにおいても、外符号をＲＳ符号、内符号をターボ符号とする連接符号とし、キャリア変調時にＱＰＳＫで伝送する伝送システムとし、ＡＷＧＮ伝送路ではホワイトノイズが付加されるものとした。

従来方式の畳込みバイトインターリーバでは、残留ビット誤り率がＢＥＲ＝１０^−４の時に残留ビット誤りを完全に訂正することができず、ＢＥＲ＝１０^−５オーダーの誤りが残っていることが分かる。一方、本発明に係る２次元ブロックインターリーブ処理では、残留ビット誤り率がＢＥＲ＝１０^−４の時にビット誤りを完全に訂正できており、ＲＳ復号後のＢＥＲは１０^−１２以下であることが推測される。よってターボ復号後のＢＥＲ＝１０^−４をバースト誤りに対してもＱＥＦ（擬似エラーフリー）とみなせることを確認できた。

以上、特定の実施形態の例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態の例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、本発明に係る一実施形態の例では、外符号をＲＳ符号とする例を主として説明したが、ＢＣＨ符号としても同様である。また、本発明に係る一実施形態の例では、内符号をターボ符号とする例を主として説明したが、ＬＤＰＣ符号としても同様である。

従って、本発明に係る送信装置及び受信装置は、上述した実施形態の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によってのみ制限される。

本発明によれば、繰り返し復号法を用いる誤り訂正符号を内符号とする送信装置及び受信装置において、その内符号に起因するバースト誤りを効果的に分散できるので、ＯＦＤＭ伝送方式又はシングルキャリア方式におけるデジタルデータの送信装置及び受信装置の用途に有用である。

１０ 本発明に係る送信装置
１１ 外符号符号化器
１２ ２次元ブロックインターリーバ
１３ 繰り返し復号用符号化器
１４ ビット・周波数・時間インターリーバ
１５ 変調部
１６ 周波数変換部
２０ 本発明に係る受信装置
２１ 周波数変換部
２２ 復調部
２３ ビット・周波数・時間デインターリーバ
２４ 繰り返し復号器
２５ ２次元ブロックデインターリーバ
２６ 外符号復号器
１０ａ 本発明に係るシミュレーション用の送信装置
１１ａ リードソロモン（ＲＳ）符号化器
１２ａ ２次元ブロックインターリーバ
１３ａ ターボ符号化器
１７ａ ビットパンクチャ処理部
２０ａ 本発明に係るシミュレーション用の受信装置
２４ａ ターボ復号器
２５ａ ２次元ブロックデインターリーバ
２６ａ リードソロモン（ＲＳ）復号器
２７ａ ビットデパンクチャ処理部
１００ 従来方式に基づく送信装置
１０１ リードソロモン（ＲＳ）符号化器
１０２ 畳込みバイトインターリーバ
１０３ 畳込み符号化器
１０４ ビット・周波数・時間インターリーバ
１０５ 変調部
１０６ 周波数変換部
１２１ 外インターリーブバッファ
２００ 従来方式に基づく受信装置
２０１ 周波数変換部
２０２ 復調部
２０３ ビット・周波数・時間デインターリーバ
２０４ ビタビ復号器
２０５ 畳込みバイトデインターリーバ
２０６ リードソロモン（ＲＳ）復号器

Claims (8)

1. デジタルデータの無線伝送装置として構成される送信装置であって、
   伝送するデータに対し外符号と内符号の連接符号により誤り訂正符号化処理を施す誤り訂正符号化手段と、
   前記外符号と前記内符号の間に、前記外符号による符号化後の所定数のブロックを順番に入力し、前記所定数のブロックの各々について先頭から１バイトずつ順番に出力することにより２次元のバイトインターリーブ処理を施す２次元ブロックインターリーバと、
   を備えることを特徴とする送信装置。
2. 前記内符号はＬＤＰＣ符号又はターボ符号からなり、前記外符号はリードソロモン符号又はＢＣＨ符号からなることを特徴とする、請求項１に記載の送信装置。
3. 前記外符号による符号化後のブロックは２０４バイトで構成され、
   前記２次元ブロックインターリーバは、処理するブロック数をＮとしたとき、Ｎ≧２００とした２０４バイト×Ｎバイトの２次元のバイトインターリーブ処理を施すことを特徴とする、請求項１又は２に記載の送信装置。
4. 前記２次元ブロックインターリーバは、２０４バイト×２０４バイトの２次元のバイトインターリーブ処理を施すことを特徴とする、請求項３に記載の送信装置。
5. デジタルデータの無線伝送装置として構成される受信装置であって、
   送信側で外符号と内符号の連接符号により誤り訂正符号化処理が施されたデータに対し、誤り訂正復号処理を施す誤り訂正復号手段と、
   送信側で前記外符号と前記内符号の間に、前記外符号による符号化後の所定数のブロックを順番に入力し、前記所定数のブロックの各々について先頭から１バイトずつ順番に出力することにより２次元のバイトインターリーブ処理を施されたデータに対し、該２次元のバイトインターリーブ処理の逆処理となる２次元のバイトデインターリーブ処理を施す２次元ブロックデインターリーバと、
   を備えることを特徴とする受信装置。
6. 前記内符号はＬＤＰＣ符号又はターボ符号からなり、前記外符号はリードソロモン符号又はＢＣＨ符号からなることを特徴とする、請求項５に記載の受信装置。
7. 前記誤り訂正復号手段による内符号復号後のブロックはＮバイトで構成され、
   前記２次元ブロックデインターリーバは、Ｎ≧２００としたＮバイト×２０４バイトの２次元のバイトデインターリーブ処理を施すことを特徴とする、請求項５又は６に記載の受信装置。
8. 前記２次元ブロックデインターリーバは、２０４バイト×２０４バイトの２次元のバイトデインターリーブ処理を施すことを特徴とする、請求項７に記載の受信装置。