JP4972200B2

JP4972200B2 - インタリーブ装置、通信装置及びインタリーブ方法

Info

Publication number: JP4972200B2
Application number: JP2010218548A
Authority: JP
Inventors: 隆彦中村; 英夫吉田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2026-03-24
Also published as: JP2011024258A

Description

本発明は、インタリーブ技術に関するものであり、特に、符号化後の系列に対してインタリーブを行うインタリーブ装置、通信装置及びインタリーブ方法に関するものである。

従来のインタリーブ方式は、下記特許文献１に記載されている。たとえば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いて伝送する通信装置において、誤り訂正符号としてＲＳ符号と畳み込み符号の連接符号を用いている場合は、受信信号にＦＦＴを施し、さらに、周波数デインタリーブを行った信号に対して、時間デインタリーブを行う。時間デインタリーブ後のＩ軸，Ｑ軸の情報は、変調方式に応じて変調点数の情報にデマッピングされる。なお、変調方式は、１ＯＦＤＭシンボルのｎ本のキャリアから構成されるブロック毎に予め定められており、セグメントされたブロック毎にデマッピングされる。

また、上記デマッピングされた情報は、複数の階層に分割され、それぞれの階層に対して畳み込み符号に対して誤り耐性を増すためにビットデインタリーブが行われ、その後、畳み込み復号が行われる。つぎに、畳み込み復号結果を複数の階層に分割し、それぞれの階層に対して、ＲＳ符号に対して誤り耐性を増すためにバイトデインタリーブ処理を行い、さらに、バイトデインタリーブされた系列に対してＲＳ復号処理を行い、復号結果を出力する。

特開２００２−２１７８６０号公報

上記従来のインタリーブ方式においては、周波数インタリーブ，時間インタリーブ，ビットインタリーブ，バイトインタリーブの４段のインタリーブ処理が行われている。一般に、インタリーバを構成する際には、順序の並び替えを行うための記憶手段の容量が増大し、伴って回路規模が増大する、という問題があった。また、上記インタリーブ処理により、処理遅延が増大する、という問題もあった。

また、制御情報などの送信時に、上記特許文献１に示すような連接符号を用いた場合は、多くの冗長ビットが必要となる。そのため、複数のＯＦＤＭシンボルで送信する必要があり、これにより、伝送効率が悪くなる、という問題があった。また、ＯＦＤＭシンボル内でインタリーブを行う場合には、変調点数が多くなると、対象となるインタリーブビット数が大きくなり、メモリ容量が大きくなる、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、伝送効率の向上を実現可能なインタリーブ装置、通信装置及びインタリーブ方法を得ることを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明にかかるインタリーブ装置は、誤り訂正符号化された誤り訂正符号化系列をインタリーブするインタリーブ装置において、複数の誤り訂正方式のうち前記誤り訂正符号化において適用された誤り訂正方式がRS(Reed Solomon)符号化を単独で行う誤り訂正方式である場合に前記誤り訂正符号化系列に対してインタリーブを行わず、前記複数の誤り訂正方式のうち前記誤り訂正符号化において適用された誤り訂正方式がRS符号化を単独で行う誤り訂正方式以外の誤り訂正方式である場合に前記誤り訂正符号化系列に対してインタリーブを行う手段、を備えたことを特徴とする。

本発明にかかるインタリーブ装置においては、伝送効率の向上を実現できる、という効果を奏する。

図１は、本発明にかかるインタリーブ方法を実現する通信システム（送信側の通信装置および受信側の通信装置）の構成例を示す図である。図２は、変調方式テーブルから変調方式を読み出す場合の一例を示す図である。図３は、変調方式が２５６ＱＡＭの場合の信号点配置を示す図である。図４は、並び替えの一例を示す図である。

以下に、本発明にかかるインタリーブ方法および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。

実施の形態．
図１は、本発明にかかるインタリーブ方法を実現する通信システム（送信側の通信装置および受信側の通信装置）の構成例を示す図である。送信側の通信装置は、ＣＲＣ付加部（CRC Addition）１，スクランブル部（Scramble）２，ＲＳ符号化部（RS Encode）３，畳み込み符号化部（Conv. Encode）４，キャリア内ビットインタリーバ（Bit INT.）５，キャリア間インタリーバ（Carrier INT.）６，変調部（MOD.）７，キャリア毎の変調方式を記憶する変調方式テーブル（MOD. Table）８を含み、受信側の通信装置は、復調部（DEM.）９，キャリア間デインタリーバ（Carrier DINT.）１０，ビットデインタリーバ（Bit DINT.）１１，畳み込み符号復号部（Conv. Decode）１２，ＲＳ符号復号部（RS Decode）１３，デスクランブル部（De-Scramble），ＣＲＣチェック部（CRC）１５，キャリア毎の変調方式を記憶する復調方式テーブル（DEM Table）１６（変調方式テーブル８と同じ内容）、を含んでいる。

つづいて、上記通信システムの動作を説明する。まず、ＣＲＣ付加部１では、ＭＡＣから入力されるデータ系列に対してＣＲＣチェックビットを付加し、さらに、スクランブル部２では、ＣＲＣチェックビット付加後の系列に対してＰＮ系列を加算することによりスクランブルを行う。

つぎに、ＲＳ符号化部３では、ＲＳ符号化を行うチャネルの情報に関して、スクランブル後のデータ系列を予め定められた情報シンボル長毎に区切り、ＲＳ符号の符号化を行う。そして、生成されたＲＳチェックビットをスクランブル後の情報ビットに付加して出力する。ＲＳ符号化を行わない場合は、スクランブルされたデータ系列をそのまま出力する。

つぎに、畳み込み符号化部４では、畳み込み符号化を行うチャネルの情報に関して、予め定められた符号化率で符号化する。畳み込み符号化を行わない場合は、ＲＳ符号化部３から出力されたデータをそのまま出力する。

つぎに、キャリア間インタリーバ６では、誤り訂正方式に応じてキャリア番号の順番の並び替えを行い、並び替えられた順に変調方式テーブル８から変調方式を探索し、符号化後の系列を、各変調方式に対応するビット数毎に区切る処理を行う。順序の並び替えについては、たとえば、符号化後の系列を一定間隔のキャリアに順に割り当てる。

つぎに、キャリア内ビットインタリーバ５では、変調方式に応じて区切られたビット数毎に順序の並び替えを行う。順序の並び替えについては、予め定められているものとする。最後に、変調部７では、各キャリアを、変調方式テーブル８において指定される変調方式に応じてＩ軸の情報とＱ軸の情報に変換し、キャリア番号をアドレスとして内部のメモリに記憶する。そして、ＦＦＴ演算を行った結果を送信する。

つぎに、受信側においては、まず、復調部９が、ＩＦＦＴ演算を行い、キャリア毎にＩ軸とＱ軸の情報を計算し、内部のメモリに記憶する。

つぎに、キャリア間デインタリーバ１０では、キャリア間インタリーバ６と同様に、誤り訂正方式に応じてキャリア番号の順番の並び替えを行い、並び替えられた順に復調方式テーブル１６から変調方式を探索し、各変調方式に対応するビット数毎に軟判定情報を生成する。

つぎに、キャリア内ビットデインタリーバ１１では、復調方式テーブル１６にて選択された変調方式に応じて、各変調方式に対応するビット数毎の軟判定情報の順序の並べ替えを行う。

つぎに、畳み込み復号部１２では、畳み込み符号化されている系列について、入力される軟判定情報に基づいて、Viterbi復号等により復号する。畳み込み符号化されていない系列については、入力される軟判定情報を硬判定情報に変換する。

つぎに、ＲＳ復号部１３では、ＲＳ符号化されている系列について、ＲＳ復号処理を行い、復号結果として得られる情報ビット部分を出力する。ＲＳ符号化されていない系列については、入力される系列をそのまま出力する。

つぎに、デスクランブル部１４では、スクランブル部２と同じタイミングで、ＰＮ系列の加算を行い、最後に、ＣＲＣチェック部１５では、誤り検出を行い、ＣＲＣチェックビットが除去された後の系列を出力する。

このように、本実施の形態においては、インタリーブを２段で構成し、さらに、キャリア内ビットインタリーバは、キャリア内においてビットの順序の入れ替えだけの構成とする。これにより、メモリ量の削減、すなわち、回路規模を削減することができ、さらに、インタリーブ処理の削減により処理遅延量を削減することができる。

つづいて、キャリア間インタリーバ６による、誤り訂正方式に応じたキャリア番号の順番の並び替えの一例について説明する。

上記通信システムにおいて、たとえば、ＲＳ符号化を単独で行っている場合、キャリア間インタリーバ６は、キャリア番号の順にデータを生成し、それ以外の誤り訂正方式を用いる場合には、キャリア番号の順序を特定の数毎に並べ替える。

上記のようにキャリア間インタリーバ６を構成することにより、バースト誤りが通信路で生じている場合であっても、ＲＳ符号化を単独で行っているときには、キャリア間インタリーブが行われないため、誤りが固まったままＲＳ符号復号部１３に入力されることになり、ＲＳ復号の効果が大きくなる。

また、符号化処理に畳み込み符号化が含まれている場合については、キャリア間のインタリーブおよびデインタリーブにより誤りが分散することになり、畳み込み復号の効果が大きくなり、性能が向上する。

具体的には、キャリア間インタリーバ６では、図２に示すように、Ｎ＝ＲＣ個のキャリアに対してＣ個のキャリア毎に、変調方式テーブル８から変調方式を読み出す。これにより、近接するキャリアの情報が伝送路上では分離されるために、特定の帯域の伝送路の状態が急激に悪くなり、誤りが発生するような場合であっても、デインタリーブを行うことにより誤りがランダム誤りに近い状態になるため、畳み込み復号を行う場合には性能を向上させることができる。

このように、本実施の形態においては、誤り訂正方式に応じてインタリーブ方式を切り替えることにより、誤り訂正が有効に働くように制御することができるため、伝送効率を大幅に向上させることができる。

つづいて、キャリア内インタリーバ５による、ビットの並び替えの一例について説明する。

キャリア内ビットインタリーバ５においては、変調方式がＢＰＳＫやＱＰＳＫの場合は、各ビットの誤り率が同一のため、ビットインタリーブによる効果はないが、ＱＡＭ変調の場合は、誤りが高いビットと誤り率の低いビットが混在することになるため、ビットインタリーブによる効果が得られる。たとえば、変調方式が２５６ＱＡＭで、図３に示すような信号点配置の場合、ｉ０，ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｑ０，ｑ１，ｑ２，ｑ３と信号を並べると、ｉ０からｉ３までの誤り率はｉ０＜ｉ１＜ｉ２＜ｉ３となり、ｑ０からｑ３までの誤り率はｑ０＜ｑ１＜ｑ２＜ｑ３となる。そのため、そのまま送信すると誤りが連続する可能性が高くなる。

そこで、本実施の形態においては、たとえば、図４に示すように、ｉ０，ｉ３，ｉ１，ｉ２，ｑ０，ｑ３，ｑ１，ｑ２と順序を並び替えることにより、誤りは連続しなくなるため、畳み込み復号を行う場合、復号性能が向上し、伝送効率が向上する。

また、誤り訂正符号において、畳み込み符号を用いずに、ＲＳ符号を単独で用いている場合で、かつ、変調方式が２５６ＱＡＭで図３に示すような信号点配置の場合、ｉ０，ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｑ０，ｑ１，ｑ２，ｑ３と信号を並べると、ｉ０からｉ３までの誤り率はｉ０＜ｉ１＜ｉ２＜ｉ３となり、ｑ０からｑ３までの誤り率はｑ０＜ｑ１＜ｑ２＜ｑ３となる。そのため、そのまま送信すると誤りが連続する可能性が高くなる。

そこで、本実施の形態においては、たとえば、ｉ０，ｑ０，ｉ１，ｑ１，ｉ２，ｑ２，ｉ３，ｑ３と順序を並び替えることにより誤り率の高いビットをなるべく固めて、誤り率の低いビットを固めることになり、誤りがバースト状に固まるようにでき、性能が向上する。

なお、本実施の形態では、各キャリアにおける通信路状態が大きく変動している場合において、たとえば、キャリア毎に変調方式テーブルを持つこととしてもよい。この場合、キャリア毎の変調方式テーブルの探索により得られた変調方式に基づいて、対応するビット数を符号化系列から取り出す。そして、その取り出したビット間で順序の並び替えを行い、並べ替え後の系列を、キャリア間インタリーブにより順序の並び替えを行った後のキャリアに割り当てる。これにより、特定の帯域の通信路の状態が悪い場合であっても、効率よく通信が行うことができる。

また、キャリア間インタリーブを行うキャリア番号がデータを伝送できない帯域の場合は、変調方式テーブルの探索により得られる次のキャリア番号の変調方式に基づいて、対応するビット数を符号化データから取り出す。そして、取り出した符号化データを上記と同様の手順で該当するキャリア番号に割り当てる。これにより、他の通信機器が特定の帯域を使用しているために、ある帯域が使用できないような場合についても、同様の性能を得ることができる。

以上のように、本発明にかかるインタリーブ方法は、たとえば、ＯＦＤＭ方式を採用する通信装置に有用であり、特に、誤り訂正符号としてＲＳ符号と畳み込み符号の連接符号を用いる通信装置に適している。

１ＣＲＣ付加部（CRC Addition）
２スクランブル部（Scramble）
３ＲＳ符号化部（RS Encode）
４畳み込み符号化部（Conv. Encode）
５キャリア内ビットインタリーバ（Bit INT.）
６キャリア間インタリーバ（Carrier INT.）
７変調部（MOD.）
８変調方式テーブル（MOD. Table）
９復調部（DEM.）
１０キャリア間デインタリーバ（Carrier DINT.）
１１ビットデインタリーバ（Bit DINT.）
１２畳み込み符号復号部（Conv. Decode）
１３ＲＳ符号復号部（RS Decode）
１４デスクランブル部（De-Scramble）
１５ＣＲＣチェック部（CRC）
１６復調方式テーブル（DEM Table）

Claims

誤り訂正符号化された誤り訂正符号化系列をインタリーブするインタリーブ装置において、
複数の誤り訂正方式のうち前記誤り訂正符号化において適用された誤り訂正方式がRS(Reed Solomon)符号化を単独で行う誤り訂正方式である場合に前記誤り訂正符号化系列に対してインタリーブを行わず、前記複数の誤り訂正方式のうち前記誤り訂正符号化において適用された誤り訂正方式がRS符号化を単独で行う誤り訂正方式以外の誤り訂正方式である場合に前記誤り訂正符号化系列に対してインタリーブを行う手段、
を備えたことを特徴とするインタリーブ装置。
前記手段は、
メモリに、前記誤り訂正符号化系列の各要素を書き込み、前記書き込み順と異なる順で読み出すことによってインタリーブを行うことを特徴とする請求項１に記載のインタリーブ装置。
誤り訂正符号化された誤り訂正符号化系列をインタリーブするインタリーブ装置において、
複数の誤り訂正方式のうち前記誤り訂正符号化において適用された誤り訂正方式がRS(Reed Solomon)符号化を単独で行う誤り訂正方式である場合に前記誤り訂正符号化系列に対してインタリーブを行わず、前記複数の誤り訂正方式のうち前記誤り訂正符号化において適用された誤り訂正方式がRS符号化を単独で行う誤り訂正方式以外の誤り訂正方式である場合に前記誤り訂正符号化系列に対してインタリーブを行う第１のインタリーブ手段と、
変調方式に応じて、前記変調方式に応じて区切られたビット数毎にビットの並び替えを行う第２のインタリーブ手段と
を備えたことを特徴とするインタリーブ装置。
複数の誤り訂正方式のうち、いずれかの誤り訂正方式を適用して、誤り訂正符号化対象データ系列を誤り訂正符号化して誤り訂正符号化系列を生成する誤り訂正符号化手段と、
前記複数の誤り訂正方式のうち前記誤り訂正符号化手段において適用された誤り訂正方式がRS(Reed Solomon)符号化を単独で行う誤り訂正方式である場合に前記誤り訂正符号化系列に対してインタリーブを行わず、前記複数の誤り訂正方式のうち前記誤り訂正符号化手段において適用された誤り訂正方式がRS符号化を単独で行う誤り訂正方式以外の誤り訂正方式である場合に前記誤り訂正符号化系列に対してインタリーブを行うインタリーブ手段と
を備えることを特徴とする通信装置。
誤り訂正符号化された誤り訂正符号化系列をインタリーブするインタリーブ方法において、
複数の誤り訂正方式のうち前記誤り訂正符号化において適用された誤り訂正方式がRS(Reed Solomon)符号化方式単独である場合に前記誤り訂正符号化系列に対してインタリーブを行わず、前記複数の誤り訂正方式のうち前記誤り訂正符号化において適用された誤り訂正方式がRS符号化方式単独以外の誤り訂正方式である場合に前記誤り訂正符号化系列に対してインタリーブを行うステップ
を有することを特徴とするインタリーブ方法。