JP5301575B2 - Channel coding apparatus and method in digital broadcast communication system using low density parity check code - Google Patents

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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。)符号を使用するデジタルブロードキャスト通信システムに関し、特に、LDPC符号を効率的に生成し、チャネルの符号化を行うチャネル符号化装置及びその方法に関する。 The present invention relates to a digital broadcast communication system using a low-density parity-check (hereinafter referred to as “LDPC”) code, and more particularly, to efficiently generate an LDPC code and encode a channel . to a method of channel coding apparatus and its performing.

無線通信システムにおいて、チャネルの様々な雑音、フェージング現象だけではなく、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大量のデータ処理、高速のデータ処理、及び高信頼性のデータを要求する高速の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を克服する技術を開発することが必須的である。近年では、歪曲された情報を元来の状態に効率的に復元し、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。   In a wireless communication system, not only various channel noise and fading phenomenon, but also inter-symbol interference (hereinafter, referred to as “ISI”) significantly reduces link performance. Therefore, in order to realize a high-speed digital communication system that requires a large amount of data processing, high-speed data processing, and high-reliability data such as next-generation mobile communication, digital broadcast, and mobile Internet, noise, fading It is essential to develop technologies that overcome the ISI. In recent years, research on error correction codes has been actively conducted as a method for efficiently restoring distorted information to its original state and increasing the reliability of communication.

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超える実現複雑度により十分に活用されなかった。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のチャネル容量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。   The LDPC code, first introduced by Gallager in the 1960s, was not fully utilized due to its implementation complexity far exceeding the technology at that time. However, because the turbo codes discovered by 1993 Berrou, Glavieux, and Thiimajshima show performance close to Shannon's channel capacity, channel code based on iterative decoding and graphs, with much analysis on the performance and characteristics of turbo codes. A lot of research has been carried out on computerization.

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符号に対応するタナーグラフ(ファクターグラフの特別ケース)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のチャネル容量に近接する性能を有することが証明された。   Due to such research, LDPC codes were re-researched in the late 1990s, applying iterative decoding based on sum-product algorithm on Tanner graph (a special case of factor graph) corresponding to LDPC codes Performing the decoding with, proved to have a performance close to Shannon's channel capacity.

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通じ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る。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、符号化されたビット間の関係をグラフ内のエッジ(すなわち、ラインセグメント)にマッピングする場合、チャネルのグラフモデルは、各頂点が各エッジを通じ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る。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。   LDPC codes are usually shown using graph representation techniques, and many properties can be analyzed through methods based on graph theory, algebra, and probability theory. In general, a graph model of the channel code is useful for describing the code. When mapping information about encoded bits to vertices in the graph and mapping relationships between encoded bits to edges (ie, line segments) in the graph, the channel's graph model is It can be regarded as a communication network in which vertices exchange predetermined messages through each edge. Therefore, a natural decoding algorithm can be derived. For example, decoding algorithms derived from trellis considered as a kind of graph include the well-known Viterbi algorithm, and the Bahl, Cocke, Jelinek, and Raviv (BCJR) algorithms.

LDPC符号は、一般的に、パリティ検査行列で定義され、タナー(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。この二部グラフにおいて、頂点は、相互に異なる2つのタイプに分けられている。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マッピングされる。   The LDPC code is generally defined by a parity check matrix and can be expressed using a bipartite graph called a Tanner graph. In this bipartite graph, the vertices are divided into two different types. The LDPC code is represented by a bipartite graph made up of vertices called “variable nodes” and “check nodes”. This variable node is mapped one-to-one with the encoded bits.

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。   With reference to FIG.1 and FIG.2, the graph representation method of a LDPC code is demonstrated.

図1は、4行8列で構成されたLDPC符号のパリティ検査行列Hの例を示す。図1を参照すると、8個の列は、長さ8の符号語を生成するLDPC符号を意味し、各列は、符号化された8ビットにマッピングされる。 FIG. 1 shows an example of a parity check matrix H 1 of an LDPC code configured with 4 rows and 8 columns. Referring to FIG. 1, 8 columns mean an LDPC code that generates a codeword of length 8, and each column is mapped to 8 encoded bits.

図2は、図1のHに対応するタナーグラフを示す図である。 Figure 2 is a diagram illustrating a Tanner graph corresponding to H 1 of FIG.

図2を参照すると、LDPC符号のタナーグラフは、8個の変数ノードx(202)、x(204)、x(206)、x(208)、x(210)、x(212)、x(214)、及びx(216)と4個の検査ノード(218、220、222、224)とを含む。 Referring to FIG. 2, a Tanner graph of an LDPC code includes eight variable nodes x 1 (202), x 2 (204), x 3 (206), x 4 (208), x 5 (210), x 6 (212), x 7 (214), and x 8 (216) and four check nodes (218, 220, 222, 224).

ここで、LDPC符号のパリティ検査行列Hのi番目の列及びj番目の行は、変数ノードx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のi番目の列及びj番目の行が相互に交差する位置での1の値、すなわち、0でない値は、図2のタナーグラフ上で変数ノードxと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。 Here, the i th column and the j th row of the parity check matrix H 1 of the LDPC code are mapped to the variable node x i and the j th check node. Also, a value of 1 at the position where the i-th column and j-th row of the parity check matrix H 1 of the LDPC code intersect each other, that is, a value other than 0, is the variable node x i on the Tanner graph of FIG. Means that there is an edge between the j-th check node.

LDPC符号のタナーグラフにおいて、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。   In a Tanner graph of an LDPC code, the degree of a variable node and a check node means the number of edges connected to each node, which is a column corresponding to a related node in the parity check matrix of the LDPC code. Or the number of non-zero entries in the row.

例えば、図2において、変数ノードx(202)、x(204)、x(206)、x(208)、x(210)、x(212)、x(214)、及びx(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の次数は、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。 For example, in FIG. 2, variable nodes x 1 (202), x 2 (204), x 3 (206), x 4 (208), x 5 (210), x 6 (212), x 7 (214), And x 8 (216) have orders of 4, 3, 3, 3, 2, 2, 2, and 2, respectively, and check nodes 218, 220, 222, and 224 have orders of 6, 5, 5, respectively. , And 5. Also, the number of non-zero entries in each column of the parity check matrix H 1 of FIG. 1 corresponding to the variable node of FIG. 2 is the above-described orders 4, 3, 3, 3, 2, 2, 2, and 2. The number of entries that match and are not 0 in each row of the parity check matrix H 1 of FIG. 1 corresponding to the check node of FIG. 2 matches the above-described orders 6, 5, 5, and 5.

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=4/8、f=3/8、f=1/8、i≠2、3、4に対してf=0であり、g=3/4、g=1/4、j≠5、6に対してg=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。 To demonstrate the degree distribution (degree distribution) for a node of the LDPC code, defines the ratio of the total number of the number and variable nodes of the variable node degree is i as f i, and the number of check nodes degree-j The ratio with the total number of check nodes is defined as g j . For example, for the LDPC code corresponding to FIGS. 1 and 2, f 2 = 4/8, f 3 = 3/8, f 4 = 1/8, f i with respect to i ≠ 2, 3, 4 = 0, g 5 = 3/4, g 6 = 1/4, j ≠ 5, 6 for g j = 0. When the length of the LDPC code is defined as N, that is, the number of columns is defined as N and the number of rows is defined as N / 2, the density of entries that are not 0 in the all parity check matrix having the above-described degree distribution is as follows. It is calculated like the following formula (1).

Figure 0005301575
Figure 0005301575

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’の密度は継続して減少する。一般的に、LDPC符号において、符号語の長さ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、0でないエントリーの非常に低い密度を有する。このような理由で、LDPC符号は、その名称で“低密度(low−density)”の意味を含む。   In Equation (1), as N increases, the density of ‘1’ in the parity check matrix continuously decreases. In general, in an LDPC code, an LDPC code with a large N has a very low density of non-zero entries because the codeword length N is inversely proportional to the density of non-zero entries. For this reason, the LDPC code includes the meaning of “low-density” in its name.

次に、図3を参照して本発明で適用する構造的なLDPC符号のパリティ検査行列の特性について説明する。   Next, characteristics of the parity check matrix of the structured LDPC code applied in the present invention will be described with reference to FIG.

図3は、ヨーロッパデジタルブロードキャスト標準の中の1つであるDVB−S2(Digital Video Broadcasting−Satellite Transmission 2nd generation)で標準技術として採択されたLDPC符号を示す図である。 Figure 3 is a diagram showing an LDPC code adopted as the standard technology in which is one DVB-S2 (Digital Video Broadcasting- Satellite Transmission 2 nd generation) in the European digital broadcast standard.

図3において、LDPC符号において、Nはブロックの長さを示し、Kは情報語の長さを示し、(N−K)はパリティの長さを示す。また、M及びqは、q=(N−K)/Mを満足するように決定される。好ましくは、K/Mは、整数でなければならない。 In FIG. 3, in the LDPC code, N 1 indicates the length of the block, K 1 indicates the length of the information word, and (N 1 -K 1 ) indicates the length of the parity. M 1 and q are determined so as to satisfy q = (N 1 −K 1 ) / M 1 . Preferably K 1 / M 1 should be an integer.

図3を参照すると、パリティ検査行列でパリティ部分、すなわち、K番目の列から(N−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。 Referring to FIG. 3, the parity part of the parity check matrix, that is, the configuration from the K 1st column to the (N 1 −1) th column has a dual diagonal configuration. Thus, for the distribution of the order of the columns corresponding to the parity part, all the columns have the order '2' except for the last column having the order '1'.

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)番目の列までの構成は、以下の規則を用いてなされる。 In the parity check matrix, the configuration from the information word part, that is, the 0th column to the (K 1 −1) th column is made using the following rules.

〔規則1〕パリティ検査行列で情報語に対応するK個の列をM個の列で構成された複数のグループにグルーピングすることにより、トータルK/M個の列グループを生成する。 By grouping [Rule 1] K 1 piece corresponding to the information word in the parity-check matrix of the column into a plurality of groups composed of M 1 single row, to generate a total K 1 / M 1 column groups .

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〕i(ここで、i=1、...、K/M)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。
The method of forming columns belonging to each column group follows the rule 2 below.
[Rule 2] The position of “1” in each 0th column in the i (where i = 1,..., K 1 / M 1 ) th column group is determined.

各i番目の列グループ内の0番目の列の次数をDで示す時、‘1’を有する行の位置を When the order of the 0th column in each i-th column group is denoted by D i , the position of the row having '1' is

Figure 0005301575
Figure 0005301575

と仮定すると、‘1’を有する行の位置 Assuming that the position of the row with ‘1’

Figure 0005301575
Figure 0005301575

は、i番目の列グループ内のj(ここで、j=1、2、...、M−1)番目の列で下記の数式(2)のように定義される。 Is defined by the following equation (2) in the j-th column (where j = 1, 2,..., M 1 −1) in the i-th column group.

Figure 0005301575
Figure 0005301575

上述した規則2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に固定される。上述した規則2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、以下のような具体的な例が考慮される。 According to Rule 2 described above, the order of the columns belonging to the i-th column group are all fixed to D i. In order to easily understand the configuration of the DVB-S2 LDPC code that stores information related to the parity check matrix according to rule 2 described above, the following specific example is considered.

=30、K=15、M=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’を有する行の位置に関する情報の3つのシーケンスは、以下のように表現することができる。ここで、説明の便宜上、この3つのシーケンスは、“加重値−1位置シーケンス”と定義する。 N 1 = 30, K 1 = 15, M 1 = 5, and q = 3, and the three sequences of information about the position of the row with '1' for the 0th column in the three column groups are: It can be expressed as follows. Here, for convenience of explanation, these three sequences are defined as “weight value-1 position sequence”.

Figure 0005301575
Figure 0005301575

この加重値−1位置シーケンスは、以下のように列グループ別に対応する位置情報のみとして表現することができる。   This weight value-1 position sequence can be expressed only as position information corresponding to each column group as follows.

0 1 2
0 11 13
0 10 14
0 1 2
0 11 13
0 10 14

すなわち、このi番目の行のシーケンスは、i番目の列グループでこれらの情報として1を有する行の位置に関する情報を順次に示すことにより得られる。   That is, this i-th row sequence is obtained by sequentially showing information on the position of a row having 1 as such information in the i-th column group.

上述した例に対応する情報と規則1及び規則2とを用いてパリティ検査行列を構成すると、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。   If a parity check matrix is configured using information corresponding to the above-described example and rules 1 and 2, an LDPC code having the same concept as the DVB-S2 LDPC code of FIG. 4 can be generated.

図4は、LDPC符号のパリティ検査行列の一例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a parity check matrix of an LDPC code.

規則1及び規則2に従って設計されたDVB−S2 LDPC符号は、構造形状を用いて効率的に符号化することができる。DVB−S2のパリティ検査行列を用いてLDPC符号化を実行する工程は、以下のような例を用いて説明する。   DVB-S2 LDPC codes designed according to rule 1 and rule 2 can be efficiently encoded using structural shapes. The process of performing LDPC encoding using a DVB-S2 parity check matrix will be described using the following example.

=16200、K=10800、M=360、及びq=15である場合、DVB−S2 LDPC符号を使用する符号化工程について説明する。また、長さKを有する情報語ビットは、 An encoding process using a DVB-S2 LDPC code when N 1 = 16200, K 1 = 10800, M 1 = 360, and q = 15 will be described. An information word bit having a length K 1 is

Figure 0005301575
Figure 0005301575

として示され、長さ(N−K)を有するパリティビットは、 And the parity bits having length (N 1 −K 1 ) are

Figure 0005301575
Figure 0005301575

として示される。 As shown.

〔ステップ1〕符号化器は、パリティビットを以下のように初期化する。   [Step 1] The encoder initializes the parity bits as follows.

Figure 0005301575
Figure 0005301575

〔ステップ2〕情報語の1番目の列グループに属する0番目の列でこれらの情報として1を有する行に関する情報は、格納されているパリティ検査行列の位置情報から読み出される。   [Step 2] Information about a row having 1 as the information in the 0th column belonging to the 1st column group of the information word is read out from the position information of the stored parity check matrix.

上記読み出された情報の関連する位置情報だけの一例は、以下のように表現することができる。   An example of only the position information related to the read information can be expressed as follows.

0 2084 1613 1548 1286 1460 3196 4297 2481 3369 3451 4620 2622   0 2084 1613 1548 1286 1460 3196 4297 2481 3369 3451 4620 2622

また、上記読み出された情報の関連する複数の位置情報は、以下のように加重値−1位置シーケンスとして表現することができる。   In addition, a plurality of position information related to the read information can be expressed as a weight value-1 position sequence as follows.

Figure 0005301575
Figure 0005301575

上記読み出された情報及び情報語ビットiを用いて下記の数式(3)で定義するように特定のパリティビットpをアップデートする。ここで、xは、それぞれの Updating the particular parity bits p x as defined by the following equation (3) using the information and the information bits i 0 read above. Where x is the respective

Figure 0005301575
Figure 0005301575

の値を意味する。 Means the value of

Figure 0005301575
Figure 0005301575

上述した数式(3)において、   In Equation (3) above,

Figure 0005301575
Figure 0005301575

は、 Is

Figure 0005301575
Figure 0005301575

として表現することもでき、 Can also be expressed as

Figure 0005301575
Figure 0005301575

は、2進加算を意味する。 Means binary addition.

〔ステップ3〕iの後の359個の情報語ビットi(ここで、m=1、2、...、359)のそれぞれの値は、下記の数式(4)により求められる。 [Step 3] The values of 359 information word bits i m (where m = 1, 2,..., 359) after i 0 are obtained by the following equation (4).

{x+(m mod M)×q} mod (N−K
=360、m=1、2、...、359 ・・・数式(4)
{X + (m mod M 1 ) × q} mod (N 1 −K 1 )
M 1 = 360, m = 1, 2,. . . 359 Formula (4)

上述した数式(4)において、xは、それぞれの   In the above equation (4), x is each

Figure 0005301575
Figure 0005301575

の値を意味する。ここで、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。 Means the value of Here, the above-described equation (4) has the same concept as the above-described equation (2).

次いで、上述した数式(4)で求められた値を用いて数式(3)と近似した動作を実行する。すなわち、符号化器は、iに対して Next, the operation approximated to Equation (3) is executed using the value obtained by Equation (4) described above. That is, the encoder for i m

Figure 0005301575
Figure 0005301575

をアップデートする。 Update.

例えば、m=1の場合、すなわち、iに対して、符号化器は、下記の数式(5)のように、 For example, when m = 1, that is, for i 1 , the encoder performs the following equation (5):

Figure 0005301575
をアップデートする。
Figure 0005301575
Update.

Figure 0005301575
Figure 0005301575

上述した数式(5)は、q=15であると仮定した場合に対応する。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。   The above formula (5) corresponds to the case where q = 15. The encoder has m = 1, 2,. . . 359, the above process is performed in the same manner.

〔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i360に対して [Step 4] Similar to step 2, the encoder performs the operation on the 361st information word bit i 360 .

Figure 0005301575
Figure 0005301575

の情報を読み出し、特定のパリティビットpをアップデートする。ここで、xは、 It reads the information, updates the particular parity bits p x. Where x is

Figure 0005301575
Figure 0005301575

を意味する。符号化器は、i360の後の359個の情報語ビットi361、i362、...、i719に数式(4)を同様に適用することにより、 Means. The encoder is responsible for the 359 information word bits i 361 , i 362,. . . , I 719 by applying Equation (4) in the same way,

Figure 0005301575
Figure 0005301575

をアップデートする。 Update.

〔ステップ5〕符号化器は、360個の情報語ビットを有する各情報語ビットグループに対してステップ2、3、及び4の工程を反復する。   [Step 5] The encoder repeats the steps 2, 3, and 4 for each information word bit group having 360 information word bits.

〔ステップ6〕符号化器は、最終的に下記の数式(6)を用いてパリティビットを決定する。   [Step 6] The encoder finally determines parity bits using the following equation (6).

Figure 0005301575
Figure 0005301575

上述した数式(6)において、パリティビットpは、LDPC符号化が完了することにより得られたパリティビットである。 In the above equation (6), the parity bit p i is a parity bit obtained by completing the LDPC encoding.

上述したように、DVB−S2は、ステップ1からステップ6までの工程を通じてLDPC符号化を行う。   As described above, DVB-S2 performs LDPC encoding through the processes from Step 1 to Step 6.

一方、上述したようなLDPC符号化は、実際の通信システムで要求するデータ送信量をサポートするのに適合するように設計されなければならない。特に、高速のデータ送信をサポートするために、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)方式など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、システムの要求に応じて様々なデータ送信量をサポートするために様々なブロックの長さを有するLDPC符号化が必要とされる。   On the other hand, the LDPC coding as described above must be designed to be compatible to support the amount of data transmission required in an actual communication system. In particular, only an adaptive communication system that applies a hybrid automatic retransmission request (HARQ) method and an adaptive modulation and coding (AMC) method to support high-speed data transmission. In addition, a communication system that supports various broadcast services requires LDPC encoding having various block lengths to support various data transmission amounts according to system requirements.

しかしながら、従来のLDPC符号化方式は、同一の長さを有するすべてのLDPC符号語を生成することによりチャネルの符号化及び復号化を行うのに限界があった。   However, the conventional LDPC coding scheme has a limitation in performing channel coding and decoding by generating all LDPC codewords having the same length.

したがって、大容量のデータ処理量、さらなる高速のデータ処理、及びより高い信頼度のデータを要求する高速のデジタル通信システムのためのLDPC符号化方式が必要であるという問題がある。また、より効率的なLDPC符号語を適用したチャネル符号化及び復号化方式が必要であるという問題がある。   Therefore, there is a problem that an LDPC encoding method for a high-speed digital communication system that requires a large amount of data processing, further high-speed data processing, and data with higher reliability is required. In addition, there is a problem that a channel coding and decoding scheme using a more efficient LDPC codeword is necessary.

そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、デジタルブロードキャスト通信システムにおいて、固定長を有するLDPC符号に短縮又はパンクチャーリングを適用し、可変長のLDPC符号を生成する装置及び方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to apply a shortening or puncturing to an LDPC code having a fixed length in a digital broadcast communication system, and to change the length to a variable length. The present invention provides an apparatus and a method for generating an LDPC code.

本発明の他の目的は、デジタルブロードキャスト通信システムにおいて、短縮されたビット数とパンクチャーリングされたビット数との比率を所定の規則により変更し、可変長を有するLDPC符号を生成する装置及び方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for generating an LDPC code having a variable length by changing a ratio of a shortened bit number and a punctured bit number according to a predetermined rule in a digital broadcast communication system. Is to provide.

本発明のまた他の目的は、固定長を有するLDPC符号からパンクチャーリング又は短縮を用いて可変長のLDPC符号を生成し、該生成されたLDPC符号を用いてチャネルの符号化を行う装置及び方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to generate a variable-length LDPC code from an LDPC code having a fixed length using puncturing or shortening , and perform channel coding using the generated LDPC code, and It is to provide a method.

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)符号を使用するデジタルブロードキャスト通信システムにおけるチャネル符号化方法が提供される。所定の短縮されたビット数を用いて短縮が実行される。LDPC符号化が実行される。パンクチャーリングされるビット数が決定される。パンクチャーリングは、前記決定されたビット数に基づいて実行される。ここで、前記パンクチャーリングされるビット数を決定するステップは、下記数式(7)を用い、前記パンクチャーリングされるビット数と前記所定の短縮されたビット数との比率を表す係数Aの値を5/4又は6/5に設定するステップを含む。

Figure 0005301575
ここで、
Figure 0005301575
は、xよりも小さいか又は同一の最大整数であり、Npは、パンクチャーリングされるビット数であり、Kは、短縮前のLDPC符号の情報語の長さであり、Kは、短縮後のLDPC符号の情報語の長さであり、前記所定の短縮されたビット数は(K−K)である。 To achieve the above object, according to an aspect of the present invention, a channel coding method in a digital broadcast communication system using a low density parity check (LDPC) code is provided. The shortening is performed using a predetermined shortened number of bits. LDPC encoding is performed. The number of bits to be punctured is determined. Puncturing is performed based on the determined number of bits. Here, the step of determining the number of bits to be punctured uses Equation (7) below, and a coefficient A representing a ratio between the number of bits to be punctured and the predetermined number of bits shortened: Setting the value to 5/4 or 6/5.
Figure 0005301575
here,
Figure 0005301575
Is the largest integer less than or equal to x, Np is the number of bits to be punctured, K 1 is the length of the information word of the LDPC code before shortening, and K 2 is This is the length of the information word of the LDPC code after shortening, and the predetermined shortened number of bits is (K 1 -K 2 ).

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)符号を使用するデジタルブロードキャスト通信システムにおけるチャネル符号化装置が提供される。前記装置は、所定の短縮されたビット数を用いて短縮を実行する短縮パターン適用部を含む。また、前記装置は、前記短縮パターン適用部により短縮されたLDPC符号に基づいて符号化を実行するLDPC符号化器を含む。前記装置は、パンクチャーリングされるビット数を決定する制御部をさらに含む。前記装置は、前記決定されたビット数に基づいて前記LDPC符号化器により生成されたLDPC符号語のパンクチャーリングを実行するパンクチャーリングパターン適用部をさらに含む。ここで、前記パンクチャーリングされるビット数を決定するステップは、下記数式(7)を用い、前記パンクチャーリングされるビット数と前記所定の短縮されたビット数との比率を表す係数Aの値を5/4又は6/5に設定する。

Figure 0005301575
ここで、
Figure 0005301575
は、xよりも小さいか又は同一の最大整数であり、Npは、パンクチャーリングされるビット数であり、Kは、短縮前のLDPC符号の情報語の長さであり、Kは、短縮後のLDPC符号の情報語の長さであり、前記所定の短縮されたビット数は(K−K)である。 According to still another aspect of the present invention, a channel coding apparatus in a digital broadcast communication system using a low density parity check (LDPC) code is provided. The apparatus includes a shortening pattern application unit that performs shortening using a predetermined number of shortened bits. In addition, the apparatus includes an LDPC encoder that performs encoding based on the LDPC code shortened by the shortening pattern application unit. The apparatus further includes a control unit that determines the number of bits to be punctured. The apparatus further includes a puncturing pattern application unit that performs puncturing of the LDPC codeword generated by the LDPC encoder based on the determined number of bits. Here, the step of determining the number of bits to be punctured uses Equation (7) below, and a coefficient A representing a ratio between the number of bits to be punctured and the predetermined number of bits shortened: Set the value to 5/4 or 6/5.
Figure 0005301575
here,
Figure 0005301575
Is the largest integer less than or equal to x, Np is the number of bits to be punctured, K 1 is the length of the information word of the LDPC code before shortening, and K 2 is This is the length of the information word of the LDPC code after shortening, and the predetermined shortened number of bits is (K 1 -K 2 ).

本発明の実施形態の装置及び方法は、LDPC符号を使用する通信システムにおいて与えられたパリティ検査行列に関する情報を用いて可変長のLDPC符号を生成し、通信システムの拡張性及び柔軟性を保証することができる。   An apparatus and method according to an embodiment of the present invention generates a variable-length LDPC code using information about a parity check matrix provided in a communication system using an LDPC code, thereby ensuring scalability and flexibility of the communication system. be able to.

また、本発明の実施形態の装置及び方法は、LDPC符号を使用する通信システムにおいて与えられたパリティ検査行列に関する情報を用いて所定の有効受信範囲を最大に一定に保持するLDPC符号を生成し、チャネル送信を最大に保証することができる。   In addition, the apparatus and method according to the embodiment of the present invention generates an LDPC code that keeps a predetermined effective reception range constant at a maximum using information on a parity check matrix provided in a communication system using an LDPC code, Maximum channel transmission can be guaranteed.

さらに、本発明の実施形態の装置及び方法は、システムの要求に応じて様々なブロック長をサポートするために生成されたLDPC符号語に短縮又はパンクチャーリングを適用するにあたり、短縮又はパンクチャーリングを実行したLDPC符号の性能が短縮又はパンクチャーリングを実行する前のLDPC符号のシステム性能と同様であることを保証する。したがって、LDPC符号への短縮及びパンクチャーリングの適用を通じてより速いデータ処理速度を保証することができる。   In addition, the apparatus and method of the embodiments of the present invention can reduce or puncture when applying shortening or puncturing to LDPC codewords generated to support various block lengths according to system requirements. It is ensured that the performance of the LDPC code that has executed is the same as the system performance of the LDPC code before the shortening or puncturing. Therefore, a faster data processing speed can be guaranteed through shortening to the LDPC code and applying puncturing.

図1は長さが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。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a parity check matrix of an LDPC code having a length of 8. 図2は長さが8であるLDPC符号のパリティ検査行列のタナーグラフを示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a Tanner graph of a parity check matrix of an LDPC code having a length of 8. 図3はDVB−S2 LDPC符号の概略的な構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the DVB-S2 LDPC code. 図4はDVB−S2形態のLDPC符号のパリティ検査行列の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a parity check matrix of an LDPC code in the DVB-S2 form. 図5は本発明の実施形態が適用されるLDPC符号を使用する通信システムにおける送受信器の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a transceiver in a communication system using an LDPC code to which an embodiment of the present invention is applied. 図6は本発明の実施形態が適用されるDVB−S2 LDPC符号に短縮及びパンクチャーリングを適用することにより得られた性能曲線を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a performance curve obtained by applying shortening and puncturing to a DVB-S2 LDPC code to which an embodiment of the present invention is applied. 図7は本発明の実施形態が適用されるDVB−S2 LDPC符号に短縮及びパンクチャーリングを適用することにより得られた性能曲線を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a performance curve obtained by applying shortening and puncturing to a DVB-S2 LDPC code to which an embodiment of the present invention is applied. 図8は本発明の実施形態による短縮されたビット数対パンクチャーリングされたビット数の関係式を示すグラフである。FIG. 8 is a graph illustrating a relational expression between the number of shortened bits and the number of punctured bits according to an embodiment of the present invention. 図9は本発明の実施形態による短縮されたビット数対パンクチャーリングされたビット数の関係式を示すグラフである。FIG. 9 is a graph illustrating a relational expression between a shortened number of bits and a number of punctured bits according to an embodiment of the present invention. 図10は本発明の実施形態による短縮されたビット数対パンクチャーリングされたビット数の関係式を示すグラフである。FIG. 10 is a graph illustrating a relational expression between the shortened number of bits and the number of punctured bits according to an embodiment of the present invention. 図11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DVB−S2 LDPC符号の改善された性能を示すグラフである。FIG. 11 is a graph illustrating improved performance of a DVB-S2 LDPC code applying shortening and puncturing according to an embodiment of the present invention. 図12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DVB−S2 LDPC符号の改善された性能を示すグラフである。FIG. 12 is a graph illustrating improved performance of a DVB-S2 LDPC code applying shortening and puncturing according to an embodiment of the present invention. 図13は本発明の実施形態によるLDPC情報語の長さに対する符号率の変化を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing a change in code rate with respect to the length of an LDPC information word according to an embodiment of the present invention. 図14は本発明の実施形態によるパンクチャーリングパターンを適用する場合の受信器でのLDPC復号化工程を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart illustrating an LDPC decoding process at a receiver when a puncturing pattern according to an embodiment of the present invention is applied. 図15は本発明の実施形態で提案したパンクチャーリング及び短縮がなされたLDPC符号を使用する送信器の構成を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a transmitter using an LDPC code subjected to puncturing and shortening proposed in the embodiment of the present invention. 図16は本発明の実施形態で提案したパンクチャーリング及び短縮がなされたLDPC符号を使用する受信器の構成を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a receiver that uses the punctured and shortened LDPC code proposed in the embodiment of the present invention.

次に、本発明に係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符号化及び復号化装置並びにその方法を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。本発明の他の目的、利点、及び顕著な特徴は、添付の図面及び本発明の実施形態からなされた以下の詳細な説明から、この分野の当業者に明確になるはずである。   Next, a specific example of a mode for carrying out a channel coding and decoding apparatus and its method in a communication system using a low density parity check code according to the present invention will be described with reference to the drawings. Other objects, advantages and salient features of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the accompanying drawings and the following detailed description made from the embodiments of the present invention.

図面中、同一の構成要素及び部分には、可能な限り同一の符号及び番号を共通使用するものとする。また、下記の説明において、本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断された場合には、その詳細な説明を省略する。   In the drawings, the same reference numerals and numbers are used in common as much as possible to the same components and parts. Moreover, in the following description, when it is judged that the concrete description regarding the well-known function or structure relevant to this invention makes the summary of this invention unknown, the detailed description is abbreviate | omitted.

本発明は、LDPC符号に短縮及びパンクチャーリングを適用するシステムにおいて、短縮されたビットとパンクチャーリングされたビットとの比率が固定されているため引き起こされる有効受信範囲の変動を最小化するために短縮されたビットとパンクチャーリングされたビットとの比率を所定の規則により変更する方法を提供する。また、本発明は、LDPC符号を使用する通信システムにおいて様々なブロック長を有するLDPC符号化されたブロックを生成する装置及びその制御方法を提供する。   The present invention minimizes the variation in the effective reception range caused by the fixed ratio of shortened bits to punctured bits in a system that applies shortening and puncturing to LDPC codes. A method for changing a ratio of a shortened bit to a punctured bit according to a predetermined rule is provided. The present invention also provides an apparatus for generating LDPC-encoded blocks having various block lengths in a communication system using an LDPC code, and a control method thereof.

図5は、本発明が適用されるLDPC符号を使用する通信システムにおける送受信器の構成を示すブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a transceiver in a communication system using an LDPC code to which the present invention is applied.

図5を参照すると、入力信号uは、信号cを出力する送信器510のLDPC符号化器511により符号化される。出力信号cは、無線チャネル520を通じて送信のために信号sを出力する変調器513により変調される。その後に、受信器530の復調器531は、受信(Rx)チャネルから信号rを復調し、信号xを出力する。LDPC復号化器533は、この復調されたRxチャネルに基づいて推定値   Referring to FIG. 5, an input signal u is encoded by an LDPC encoder 511 of a transmitter 510 that outputs a signal c. The output signal c is modulated by a modulator 513 that outputs a signal s for transmission over the wireless channel 520. Thereafter, the demodulator 531 of the receiver 530 demodulates the signal r from the reception (Rx) channel and outputs the signal x. The LDPC decoder 533 calculates an estimated value based on the demodulated Rx channel.

Figure 0005301575
Figure 0005301575

を推定する。ここで、LDPC符号化器511は、所定の方式を用いて通信システムにより要求されるブロック長に従ってパリティ検査行列を生成する。 Is estimated. Here, the LDPC encoder 511 generates a parity check matrix according to a block length required by the communication system using a predetermined method.

特に、本発明に従うと、LDPC符号化器511は、追加の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ブロックの長さをサポートする。本発明による様々なブロックの長さをサポートする方法は、パンクチャーリング又は短縮技術を使用する。   In particular, according to the present invention, the LDPC encoder 511 supports various block lengths using the LDPC code without the need for additional storage information. The method for supporting various block lengths according to the present invention uses puncturing or shortening techniques.

ここで使用される“パンクチャーリング法”は、与えられた特定のパリティ検査行列のLDPC符号化を行い、LDPC符号語を生成した後に、LDPC符号語の特定の部分を実際に送信しない技術を意味する。したがって、受信器は、送信されない部分を消失したものと判定する。   The “puncturing method” used here is a technique that performs LDPC encoding of a given specific parity check matrix and generates an LDPC codeword, and then does not actually transmit a specific part of the LDPC codeword. means. Therefore, the receiver determines that the part not transmitted is lost.

一方、このパンクチャーリング法及び短縮法を比較してみると、この2つの技術は、LDPC符号語のブロック長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、短縮法とは異なり、特定のビットの値を制限しない。すなわち、この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ただ送信せず、受信器が送信されない特定の部分を消失として処理する。   On the other hand, when comparing the puncturing method and the shortening method, these two technologies have the common feature of shortening the block length of the LDPC codeword, but the puncturing method is different from the shortening method. Does not limit the value of a particular bit. That is, this puncturing method does not simply transmit a specific part of a specific information word bit or generated parity bit, and treats a specific part not transmitted by the receiver as an erasure.

以下、図3に示したDVB−S2 LDPC符号のパリティ検査行列を用いてパンクチャーリング法について説明する。   Hereinafter, the puncturing method will be described using the parity check matrix of the DVB-S2 LDPC code shown in FIG.

図3に示したパリティ検査行列において、その全長がNであり、このパリティ検査行列の先頭部分が長さKを有する情報語ビット In the parity check matrix shown in FIG. 3, the total length is N 1 , and the head part of this parity check matrix is an information word bit having length K 1

Figure 0005301575
Figure 0005301575

に対応し、残りの後方部分が長さN−Kを有するパリティビット And the remaining rear part is a parity bit having length N 1 -K 1

Figure 0005301575
Figure 0005301575

に対応する。 Corresponding to

すなわち、長さNを有するすでに生成されたLDPC符号語の中でN個の予め定義された位置にあるビットのみが送信されない時、長さN−Nを有するLDPC符号語を送信するものと同一の効果を得ることができる。 That is, when only bits in the N P-number of predefined positions in the LDPC codeword that has already been generated with a length N 1 is not transmitted, transmits the LDPC codeword with a length N 1 -N P The same effect can be obtained.

上述したパリティ検査行列において、パンクチャーリングされたビットに対応する列は、復号化工程ですべてそのまま使用される。したがって、この点でパンクチャーリング法は、短縮法とは異なる。   In the parity check matrix described above, all the columns corresponding to the punctured bits are used as they are in the decoding process. Therefore, the puncturing method is different from the shortening method in this respect.

システムを設定する時、送信器及び受信器は、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を同様に共有するか又は推定することができる。したがって、受信器は、関連するパンクチャーリングされたビットをただ消失として処理し、復号化を実行する。   When setting up the system, the transmitter and receiver can share or estimate location information regarding this punctured bit as well. Thus, the receiver treats the associated punctured bits as just erasures and performs decoding.

このパンクチャーリングにより、送信器で実際に送信するブロック長がN−Nであり、情報語の長さが変わりなくKであるので、符号率がK/(N−N)となり、初期値として与えられた符号率K/Nより常に大きくなる。 The puncturing a block length of N 1 -N P actually transmitted at the transmitter, since the length of an information word is changed without K 1, the code rate K 1 / (N 1 -N P ), And is always larger than the code rate K 1 / N 1 given as the initial value.

以下では、与えられたLDPC符号化にパンクチャーリング及び短縮を同時に適用する場合の特性について説明する。   Hereinafter, characteristics when puncturing and shortening are simultaneously applied to a given LDPC encoding will be described.

説明の便宜のために、最初のLDPC符号のブロックの長さ及び情報語の長さをそれぞれN及びKとする。また、最終のLDPC符号のブロックの長さ及び情報語の長さをそれぞれN及びKとする。この最終のLDPC符号は、この最初のLDPC符号の短縮及びパンクチャーリングを行うことにより最終的に取得しようとする。 For convenience of explanation, it is assumed that the length of the block of the first LDPC code and the length of the information word are N 1 and K 1 , respectively. Also, let the length of the block of the last LDPC code and the length of the information word be N 2 and K 2 , respectively. The final LDPC code is finally obtained by shortening and puncturing the first LDPC code.

−N=NΔ及びK−K=Kと定義する場合に、DVB−S2 LDPC符号のパリティ検査行列でKビットだけの短縮を行い、N(=NΔ−K)ビットだけのパンクチャーリングを行うと、ブロックの長さ及び情報語の長さとしてそれぞれN及びKを有するLDPC符号を生成することができる。 When N 1 −N 2 = N Δ and K 1 −K 2 = K S are defined, the parity check matrix of the DVB-S2 LDPC code is shortened by K S bits, and N P (= N Δ −K S ) When puncturing with only bits is performed, an LDPC code having N 2 and K 2 as a block length and an information word length can be generated.

この生成されたLDPC符号でNΔ>0又はK>0である時、符号率が When N Δ > 0 or K S > 0 in the generated LDPC code, the code rate is

Figure 0005301575
Figure 0005301575

となり、一般的にDVB−S2 LDPC符号の符号率K/Nとは異なる。したがって、代数的特性が変わる。ここで、NΔ=Kの場合には、短縮及びパンクチャーリングの両方ともを適用しないか又は短縮だけを行う場合に対応する。 In general, it is different from the code rate K 1 / N 1 of the DVB-S2 LDPC code. Therefore, the algebraic characteristics change. Here, the case of N Δ = K S corresponds to the case where both shortening and puncturing are not applied or only shortening is performed.

上述したように、LDPC符号は、短縮されたビット数とパンクチャーリングされたビット数を適切に調節する時、システムが要求する符号率及びブロックの長さを得ることができる。   As described above, the LDPC code can obtain a code rate and a block length required by the system when appropriately adjusting the number of shortened bits and the number of punctured bits.

これに関連して、本発明の実施形態は、短縮及びパンクチャーリングの特性を用いて短縮とパンクチャーリングとの比率を適切に調節することにより、符号率が相互に異なる符号を生成し、有効受信範囲を最大に一定に保持する方法を提案する。   In this regard, embodiments of the present invention generate codes with different code rates by appropriately adjusting the ratio of shortening and puncturing using the characteristics of shortening and puncturing, We propose a method to keep the effective reception range constant at the maximum.

符号率が1/5であり、N=16200、K=3240、M=360、及びq=36であるDVB−S2符号及び符号率が4/9であり、N=16200、K=7200、M=360、及びq=25であるDVB−S2 LDPC符号の両方に特定のパターンの短縮及びパンクチャーリングを一定の比率で適用する場合、システム性能は、図6及び図7のようになる。 DVB-S2 code with code rate 1/5, N 1 = 16200, K 1 = 3240, M 1 = 360, and q 1 = 36 and code rate is 4/9, N 1 = 16200, When applying certain pattern shortening and puncturing at a fixed ratio to both DVB-S2 LDPC codes where K 1 = 7200, M 1 = 360, and q 1 = 25, the system performance is shown in FIG. As shown in FIG.

図6及び図7を参照すると、ビットエラー率(BER)=10−5の近傍で短縮及びパンクチャーリングを全く適用しない場合及びK=360である場合の性能差は、ほぼ2dBに到達する。 Referring to FIGS. 6 and 7, the performance difference when no shortening and puncturing is applied in the vicinity of the bit error rate (BER) = 10 −5 and when K 2 = 360 reaches approximately 2 dB. .

上述したような性能差による有効受信範囲の損失を補償するために、短縮及びパンクチャーリングをLDPC符号に適用した後のLDPC符号に同一の符号率を適用してはならない。すなわち、さらに大きい符号化利得を得るために、さらに少ないビットのパンクチャーリングを通じて符号率が低いLDPC符号を送信しなければならない。   In order to compensate for the loss of the effective reception range due to the performance difference as described above, the same code rate should not be applied to the LDPC code after the shortening and puncturing are applied to the LDPC code. That is, in order to obtain a larger coding gain, an LDPC code having a lower code rate must be transmitted through puncturing of fewer bits.

例えば、図6において、K=360である場合に、符号率1/5を保持するために、Nを11520に設定した。しかしながら、Nが少しずつ減少するにつれ、符号率が徐々に減少し、これにより、N=16200、K=3240、M=360、及びq=36であるDVB−S2符号とほとんど同様の性能を有する場合が発生する。 For example, in FIG. 6, in the case of K 2 = 360, in order to maintain the code rate 1/5, and set the N P to 11520. However, as N P is reduced gradually decreased code rate gradually, thereby, N 1 = 16200, K 1 = 3240, M 1 = 360, and most the DVB-S2 code, which is a q 1 = 36 Cases with similar performance occur.

したがって、与えられたLDPC符号の性能と短縮及びパンクチャーリングを適用したLDPC符号の性能とができるだけ高い所定の値を有するようにするためには、短縮を多く適用した場合パンクチャーリングを少なく行わなければならない。   Therefore, in order to make the performance of a given LDPC code and the performance of an LDPC code to which shortening and puncturing are applied have as high a predetermined value as possible, puncturing is performed less when many shortenings are applied. There must be.

したがって、本発明は、有効受信範囲ができるだけ大きく変わらないようにしつつ簡素に適用されることができるように、図8、図9、及び図10の関係グラフを有する短縮及びパンクチャーリング方法を提案する。   Therefore, the present invention proposes a shortening and puncturing method having the relationship graphs of FIGS. 8, 9, and 10 so that the effective reception range can be applied simply while keeping the effective reception range as large as possible. To do.

まず、図8の関係グラフは、以下の数式(7)のように表すことができる。   First, the relationship graph of FIG. 8 can be expressed as the following mathematical formula (7).

Figure 0005301575
Figure 0005301575

ここで、   here,

Figure 0005301575
Figure 0005301575

は、xより小さいか又は同一の最大整数である。 Is the largest integer less than or equal to x.

数式(7)において、スロープ値を決定するAは、Kの値が小さくなる場合にも、LDPC符号の性能が低下しないように適切なNの値を決定するための値に設定する。 In Equation (7), A to determine a slope value, the value of K 2 in each case the smaller is set to a value for the performance of the LDPC code to determine the appropriate value of N P so as not to decrease.

図9の関係グラフは、下記の数式(8)のように表すことができる。   The relationship graph of FIG. 9 can be expressed as the following mathematical formula (8).

Figure 0005301575
Figure 0005301575

上記の数式(8)において、Kの値が特定の値より小さいか又は同一である場合には、パンクチャーリングされたビット数を一定に保持する。他方、Kの値が特定の値より大きい場合には、(K−K)に比例して特定の比率だけパンクチャーリングするビット数を適用する。 In the above equation (8), when the value of K 2 is less than or equal to a particular value, it retains the number of bits punctured constant. On the other hand, when the value of K 2 is larger than the specific value, it applies a number of bits to be punctured by a particular ratio in proportion to (K 1 -K 2).

一方、図9において、Kの領域は、2以上の間隔に分けられてもよく、2以上の間隔に設定されてもよい。 On the other hand, in FIG. 9, the region of K 2 may be divided into two or more intervals may be set to 2 or more intervals.

図10の関係グラフは、下記の数式(9)のように表すことができる。   The relationship graph of FIG. 10 can be expressed as the following mathematical formula (9).

Figure 0005301575
Figure 0005301575

数式(9)は、Kの領域によりパンクチャーリングされたビット数を不連続的に定義する。図10において、Kの領域は、3つの間隔に設定される。しかしながら、Kの領域は、3つの間隔以上に分けられてもよく、3つの間隔以上に設定されてもよい。 Equation (9) defines the number of bits punctured by the region of K 2 discontinuously. 10, the region of K 2 is set to three intervals. However, the region of K 2 may be divided into more than three intervals may be set to three or more intervals.

上述の数式(7)、(8)、及び(9)に対応する図8、図9、及び図10の共通点は、Kの長さが短い場合に短縮とパンクチャーリングとの比率が低くなることにある。したがって、Kが継続して小さくなる場合にも、短縮及びパンクチャーリングが適用されたLDPC符号の性能が継続して低下しない。特に、数式(7)、(8)、及び(9)の中で、数式(7)は、すべてのKに対してパンクチャーリングされたビットの比率を異なって取ることにより優秀な性能改善を得ることができる。 Above formula (7), (8), FIG. 8 corresponding to and (9), the common point 9, and 10, the ratio of the shortening and puncturing when the length of K 2 is short It is to be lowered. Accordingly, even when K 2 decreases continuously, shortening and LDPC code performance of the puncturing is applied is not decreased continuously. In particular, in Equations (7), (8), and (9), Equation (7) improves performance by taking different ratios of punctured bits for all K 2 . Can be obtained.

しかしながら、各システムにより若干の性能改善及び低い実現複雑度を所望する場合に、数式(8)又は数式(9)により定義された方法がさらに効率的であり得る。   However, the method defined by Equation (8) or Equation (9) may be more efficient when a slight performance improvement and low implementation complexity is desired by each system.

図11及び図12は、本発明の実施形態で提案した短縮及びパンクチャーリング方法の性能を理解するために、図6及び図7のDVB−S2 LDPC符号に数式(7)に対応する方法を適用することにより得られた性能を示すグラフである。   11 and 12 illustrate a method corresponding to Equation (7) for the DVB-S2 LDPC code of FIGS. 6 and 7 in order to understand the performance of the shortening and puncturing method proposed in the embodiment of the present invention. It is a graph which shows the performance obtained by applying.

図6及び図7に示すように、最も小さい値を有するKの場合と最も大きい値を有するKの場合との性能差の値は、ほぼ2dBである。しかしながら、図11及び図12を参照すると、BER=10−5の近傍の性能差が0.4dB内に大きく減少したことがわかる。特に、図11及び図12は、N=16200、K=7200、M=360、及びq=25を含む特性を有し、符号率Rが4/9であるDVB−S2 LDPC符号に対する性能曲線を示す図である。 As shown in FIGS. 6 and 7, the value of the performance difference between the case of K 2 having the smallest value and the case of K 2 having the largest value is approximately 2 dB. However, referring to FIG. 11 and FIG. 12, it can be seen that the performance difference in the vicinity of BER = 10 −5 has greatly decreased within 0.4 dB. In particular, FIGS. 11 and 12 show DVB-S2 LDPC codes having characteristics including N 1 = 16200, K 1 = 7200, M 1 = 360, and q 1 = 25, and a code rate R of 4/9. It is a figure which shows the performance curve with respect to.

図11において、数式(10)は、DVB−S2 LDPC符号にパンクチャーリングを適用するのに使用される。   In FIG. 11, equation (10) is used to apply puncturing to the DVB-S2 LDPC code.

Figure 0005301575
Figure 0005301575

この時、パンクチャーリングされるビット数Nは整数でなければならないため At this time, the number of bits is punctured N P must be an integer

Figure 0005301575
Figure 0005301575

演算を実行する。数式(10)を使用する場合、符号率が4/9とほぼ同一の値を有する。 Perform the operation. When Expression (10) is used, the code rate has substantially the same value as 4/9.

これは、下記の数式(11)を用いて確認することができる。   This can be confirmed using the following formula (11).

Figure 0005301575
Figure 0005301575

図12に示すように、DVB−S2 LDPC符号に短縮及びパンクチャーリングを適用した後の符号が有効受信範囲を最大に一定に保持するようにするためには、下記の数式(12)のような関係式を定義することができる。   As shown in FIG. 12, in order for the code after applying shortening and puncturing to the DVB-S2 LDPC code to keep the effective reception range constant at a maximum, the following equation (12) is used. Can be defined.

Figure 0005301575
Figure 0005301575

上記の数式(12)において、整数6/5は、スロープに関連した因子であり、設計の便宜上、   In the above formula (12), the integer 6/5 is a factor related to the slope.

Figure 0005301575
Figure 0005301575

(Bは、整数)の形態で限定した場合に最もよい値を有する。 It has the best value when limited in the form of (B is an integer).

上記の数式(12)を適用した場合、情報語の長さKに対して有効なLDPC符号率Reffは、下記の数式(13)で表すことができる。 When the above equation (12) is applied, the LDPC code rate R eff effective for the information word length K 2 can be expressed by the following equation (13).

Figure 0005301575
Figure 0005301575

図13は、本発明の実施形態に従って、情報語の長さKに対してこの有効なLDPC符号率Reffの変化を示すグラフである。 FIG. 13 is a graph showing the change of the effective LDPC code rate R eff with respect to the information word length K 2 according to the embodiment of the present invention.

図13は、情報語の長さKが短くなると、符号率Reffも減少し、情報語の長さKが長くなると、符号率Reffも増加することを示す。すなわち、この有効なLDPC符号率Reffも情報語の長さKの変化に従って変化する。また、K≦7200の範囲で、Reffの値は、常に4/9より小さいか又は同一である。 13, when the length K 2 information word shortened, code rate R eff also decreases and the length K 2 information word becomes longer, indicating that also increases the code rate R eff. That is, this effective LDPC code rate R eff also changes according to the change in the information word length K 2 . Also, in the range of K 2 ≦ 7200, the value of R eff is always less than or equal to 4/9.

参考のため、有効LDPC符号率Reffの変化に従うLDPC符号のブロックの長さは、下記の数式(14)のように概略的に表現することができる。 For reference, the length of the block of the LDPC code according to the change of the effective LDPC code rate R eff can be schematically expressed as the following formula (14).

Figure 0005301575
Figure 0005301575

上述したように、情報語の長さに応じて符号率を変化させることにより有効受信範囲を一定に保持することができる。   As described above, the effective reception range can be kept constant by changing the code rate according to the length of the information word.

数式(13)と実質的に同様の性能を示す数学式を下記の数式(15)で表現することができる。   A mathematical expression that exhibits substantially the same performance as Expression (13) can be expressed by Expression (15) below.

Figure 0005301575
Figure 0005301575

上記の数式(15)で定義するように、同様のN値を出力する異なるすべての場合にも、実現の便宜に従って適切に演算を調節し、同様の性能をサポートすることができる。 As defined by Equation (15) above, in all different cases where similar NP values are output, the calculation can be appropriately adjusted according to the implementation convenience to support similar performance.

DVB−S2 LDPC符号に短縮及びパンクチャーリングを適用した後のブロックの長さK+(N−K−N)の値がmの倍数でなければならない場合、K+(N−K−N)=mCが任意の整数Cに対して成立するように数式(7)〜数式(15)の値を求めるための各方法において追加の演算を実行することもある。 If the value of the block length K 2 + (N 1 −K 1 −N P ) after applying shortening and puncturing to the DVB-S2 LDPC code must be a multiple of m, then K 2 + (N An additional operation may be performed in each method for obtaining the values of Equations (7) to (15) such that 1 −K 1 −N P ) = mC holds for an arbitrary integer C.

ここで、(N−K−N)は、パンクチャーリングの後に実際に送信されるパリティビットの個数である。すなわち、数式(7)〜数式(14)で与えられた値を計算する各工程は、追加の条件に応じて少しずつ変化し得る。 Here, (N 1 −K 1 −N P ) is the number of parity bits actually transmitted after puncturing. That is, each step of calculating the values given by the mathematical formulas (7) to (14) can be changed little by little according to the additional conditions.

図14は、本発明の実施形態による受信器の受信工程を示すフローチャートである。   FIG. 14 is a flowchart illustrating a reception process of a receiver according to an embodiment of the present invention.

図14を参照すると、受信器は、ステップ1001で受信した信号に基づいてパンクチャーリング及び短縮パターンの判定又は推定を行う。   Referring to FIG. 14, the receiver performs puncturing and shortening pattern determination or estimation based on the signal received in step 1001.

ステップ1003で、受信器は、パンクチャーリング又は短縮がなされたビットが存在するか否かを判定する。   In step 1003, the receiver determines whether there are any punctured or shortened bits.

ステップ1003の判定の結果、パンクチャーリングされたか又は短縮されたビットが存在しない場合、受信器は、ステップ1009に進み復号化を実行する。   If the result of the determination in step 1003 is that there are no punctured or shortened bits, the receiver proceeds to step 1009 and performs decoding.

他方、ステップ1003の判定の結果、パンクチャーリングされたか又は短縮されたビットが存在する場合、受信器は、ステップ1005に進む。受信器は、ステップ1005で、この判定されたパンクチャーリング/短縮パターンをLDPC復号化器に提供する。   On the other hand, if the result of the determination in step 1003 is that there are punctured or shortened bits, the receiver proceeds to step 1005. The receiver provides the determined puncturing / shortening pattern to the LDPC decoder at step 1005.

LDPC復号化器は、ステップ1007で、この判定されたパンクチャーリングされたビットを消失したビットとして設定する。また、LDPC復号化器は、短縮されたビットの値がゼロである確率を1に設定する。   In step 1007, the LDPC decoder sets the determined punctured bit as a lost bit. Also, the LDPC decoder sets the probability that the shortened bit value is zero to 1.

その後、ステップ1009で、このパンクチャーリング及び短縮を適用したビットの復号化を実行する。   Thereafter, in step 1009, decoding of bits to which this puncturing and shortening is applied is executed.

図15は、本発明の実施形態によるパンクチャーリング及び短縮がなされたLDPC符号を使用する送信器の構成を示すブロック図である。   FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a transmitter using a punctured and shortened LDPC code according to an embodiment of the present invention.

図15を参照すると、送信器は、制御部1110、短縮パターン適用部1120、LDPC符号パリティ検査行列抽出部1140、LDPC符号化器1160、及びパンクチャーリングパターン適用部1180を含む。   Referring to FIG. 15, the transmitter includes a controller 1110, a shortened pattern application unit 1120, an LDPC code parity check matrix extraction unit 1140, an LDPC encoder 1160, and a puncturing pattern application unit 1180.

LDPC符号パリティ検査行列抽出部1140は、短縮がなされたLDPC符号の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、メモリに予め設定されている検査行列を用いて抽出してもよく、又は、送信器でLDPC符号パリティ検査行列を直接生成してもよい。   The LDPC code parity check matrix extraction unit 1140 extracts the parity check matrix of the shortened LDPC code. The LDPC code parity check matrix may be extracted using a check matrix preset in the memory, or the LDPC code parity check matrix may be directly generated at the transmitter.

制御部1110は、情報語の各長さに基づいて有効受信範囲を考慮して可変の短縮パターンを決定するように短縮パターン適用部1120を制御する。短縮パターン適用部1120は、短縮されたビットに対応する位置にゼロ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機能を果たす。   The control unit 1110 controls the shortening pattern application unit 1120 to determine a variable shortening pattern in consideration of the effective reception range based on each length of the information word. A shortening pattern application unit 1120 has a function of inserting a bit having a value of zero at a position corresponding to a shortened bit or removing a column corresponding to a shortened bit from a parity check matrix of a given LDPC code Fulfill.

ここで、この短縮パターンは、メモリに格納されている短縮パターンに基づいて決定されてよく、又はシーケンス生成器(図示せず)を用いて生成してもよい。また、この短縮パターンは、パリティ検査行列及び与えられた情報語の長さに密度進化分析アルゴリズムなどを適用することにより決定されてもよい。   Here, the shortening pattern may be determined based on the shortening pattern stored in the memory, or may be generated using a sequence generator (not shown). Also, the shortening pattern may be determined by applying a density evolution analysis algorithm or the like to the parity check matrix and the length of a given information word.

また、制御部1110は、変調方式及びパンクチャーリングされるビットの長さに適合したパンクチャーリングパターンを決定し、該決定されたパンクチャーリングパターンを適用するようにパンクチャーリングパターン適用部1180を制御する。ここで、このパンクチャーリングパターンは、シグナリング情報の長さに従って有効受信範囲を補正するように決定される。また、パンクチャーリングパターン適用部1180は、短縮パターンを考慮して少ないビットのパンクチャーリングを決定してもよい。   In addition, the control unit 1110 determines a puncturing pattern suitable for the modulation scheme and the length of bits to be punctured, and applies the determined puncturing pattern to the puncturing pattern application unit 1180. To control. Here, this puncturing pattern is determined so as to correct the effective reception range according to the length of the signaling information. Further, the puncturing pattern application unit 1180 may determine puncturing with a small number of bits in consideration of the shortening pattern.

制御部1110及び短縮パターン適用部1120は、LDPC符号化器1160を通じて短縮されたLDPC符号に基づいて符号化を実行する。LDPC符号化器1160により生成されたLDPC符号語は、パンクチャーリングパターン適用部1180により変調方式及びパンクチャーリングされるビットの長さに適合するようにパンクチャーリングを実行する。   The control unit 1110 and the shortening pattern application unit 1120 perform encoding based on the LDPC code shortened through the LDPC encoder 1160. The LDPC codeword generated by the LDPC encoder 1160 performs puncturing so as to match the modulation scheme and the length of the punctured bit by the puncturing pattern application unit 1180.

図16は、本発明の実施形態による受信器の構成を示すブロック図である。特に、図16は、パンクチャーリング又は短縮が適用されたDVB−S2 LDPC符号を使用する通信システムにおいて、送信された信号を受信し、該受信された信号からユーザが所望するデータを復元する受信器の例を示す。   FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a receiver according to the embodiment of the present invention. In particular, FIG. 16 shows reception in a communication system using DVB-S2 LDPC code to which puncturing or shortening is applied, in which a transmitted signal is received and data desired by a user is restored from the received signal. An example of a vessel is shown.

図16を参照すると、受信器は、制御部1210、短縮/パンクチャーリングパターン判定又は推定部1220、復調器1230、及びLDPC復号化器1240を含む。   Referring to FIG. 16, the receiver includes a controller 1210, a shortening / puncturing pattern determination or estimation unit 1220, a demodulator 1230, and an LDPC decoder 1240.

復調器1230は、短縮がなされたLDPC符号の受信及び復調を行う。短縮/パンクチャーリングパターン判定又は推定部1220及びLDPC復号化器1240は、この復調された信号を復調器1230から受信する。   The demodulator 1230 receives and demodulates the shortened LDPC code. The shortening / puncturing pattern determination or estimation unit 1220 and the LDPC decoder 1240 receive the demodulated signal from the demodulator 1230.

制御部1210は、この復調された信号からLDPC符号のパンクチャーリング又は短縮パターンに関する情報の推定又は判定を行うように短縮/パンクチャーリングパターン判定又は推定部1220を制御する。その後に、短縮/パンクチャーリングパターン判定又は推定部1220は、判定されたパンクチャーリング及び短縮がなされたビットに関する位置情報をLDPC復号化器1240に提供する。   The control unit 1210 controls the shortening / puncturing pattern determination or estimation unit 1220 so as to estimate or determine information related to the puncturing or shortening pattern of the LDPC code from the demodulated signal. Thereafter, the shortening / puncturing pattern determination or estimation unit 1220 provides the LDPC decoder 1240 with position information regarding the determined puncturing and shortening bits.

短縮/パンクチャーリングパターン判定又は推定部1220は、メモリに格納されているパンクチャーリング及び短縮パターンを用いてパンクチャーリング及び短縮パターンを生成してもよく、又は、あらかじめ実行された生成方法を用いてパンクチャーリング/短縮パターンを生成してもよく、又は、パリティ検査行列及び与えられた情報語の長さに密度進化分析アルゴリズムを適用することによりパンクチャーリング及び短縮パターンの判定又は推定を行ってもよい。   The shortening / puncturing pattern determination or estimation unit 1220 may generate the puncturing and shortening pattern using the puncturing and shortening pattern stored in the memory, or may use a generation method executed in advance. Can be used to generate puncturing / shortening patterns, or puncturing and shortening patterns can be determined or estimated by applying a density evolution analysis algorithm to the parity check matrix and the length of a given information word. You may go.

本発明の実施形態による送信器と同様に、短縮及びパンクチャーリングの両方を適用する場合、短縮/パンクチャーリングパターン判定又は推定部1220は、短縮パターンの判定又は推定をまず行ってもよく、又はパンクチャーリングパターンの判定又は推定をまず行ってもよい。また、短縮パターンの判定又は推定は、パンクチャーリングパターンの判定又は推定と同時に行われてもよい。   Similar to the transmitter according to the embodiment of the present invention, when applying both shortening and puncturing, the shortening / puncturing pattern determination or estimation unit 1220 may first determine or estimate the shortening pattern, Alternatively, the determination or estimation of the puncturing pattern may be performed first. Further, the determination or estimation of the shortening pattern may be performed simultaneously with the determination or estimation of the puncturing pattern.

LDPC復号化器1240は、このパンクチャーリングされたビットがゼロである確率とこのパンクチャーリングされたビットが1である確率とが1/2に同様であると仮定し、データの復号化を実行する。また、LDPC復号化器1240は、このパンクチャーリングされたビットを消失したビットとして処理し、復号化を実行する。さらに、この短縮されたビットの値がゼロである確率が1、すなわち、100%である。したがって、LDPC復号化器1240は、この短縮されたビットが復号化器の復号化動作に参加しないようにする。これとは異なり、LDPC復号化器1240は、この短縮されたビットがゼロである確率の値1に基づいて、この短縮されたビットが復号化器の復号化動作に参加することを許可するか否かを判定する。   The LDPC decoder 1240 assumes that the probability that this punctured bit is zero and the probability that this punctured bit is 1 are similar to ½, and decodes the data. Run. Also, the LDPC decoder 1240 processes the punctured bits as lost bits and performs decoding. Furthermore, the probability that the value of this shortened bit is zero is 1, that is, 100%. Therefore, the LDPC decoder 1240 prevents this shortened bit from participating in the decoding operation of the decoder. On the other hand, does the LDPC decoder 1240 allow the shortened bit to participate in the decoder's decoding operation based on the probability value 1 that the shortened bit is zero? Determine whether or not.

パンクチャーリング/パターン判定又は推定部1220により短縮されたLDPC符号の長さを確認する時、LDPC復号化器1240は、この受信した信号からユーザが所望するデータを復元する。   When checking the length of the LDPC code shortened by the puncturing / pattern determination or estimation unit 1220, the LDPC decoder 1240 restores the data desired by the user from the received signal.

図15に示したように、本発明の実施形態による送信器は、LDPC符号化器1160の入力の前段で短縮を実行し、LDPC符号化器1160の出力段でパンクチャーリングを実行する。一方、図16に示す受信器において、LDPC復号化器1240は、パンクチャーリング及び短縮に関する情報を同時に認識しつつ復号化を実行する。   As shown in FIG. 15, the transmitter according to the embodiment of the present invention performs shortening before the input of the LDPC encoder 1160 and performs puncturing at the output stage of the LDPC encoder 1160. On the other hand, in the receiver shown in FIG. 16, the LDPC decoder 1240 performs decoding while simultaneously recognizing information regarding puncturing and shortening.

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。   Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the scope and spirit of the invention. The scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be defined within the scope of the appended claims and their equivalents.

510 送信機
511 LDPC符号化器
513 変調器
520 チャネル
530 受信機
531 復調器
533 LDPC復号化器
1110 制御部
1120 短縮パターン適用部
1140 LDPC符号パリティ検査行列抽出部
1160 LDPC符号化部
1180 パンクチャーリングパターン適用部
1210 制御部
1220 短縮/パンクチャーリングパターン判定又は推定部
1230 復調器
1240 LDPC復号化器
510 transmitter 511 LDPC encoder 513 modulator 520 channel 530 receiver 531 demodulator 533 LDPC decoder 1110 control unit 1120 shortened pattern application unit 1140 LDPC code parity check matrix extraction unit 1160 LDPC encoding unit 1180 puncturing pattern Application unit 1210 Control unit 1220 Shortening / puncturing pattern determination or estimation unit 1230 Demodulator 1240 LDPC decoder

Claims (7)

低密度パリティ検査(LDPC)符号を使用するデジタルブロードキャスト通信システムにおけるチャネル符号化方法であって、
所定の短縮されたビット数を用いて短縮を実行するステップと、
LDPC符号化を実行するステップと、
パンクチャーリングされるビット数を決定するステップと、
前記決定されたビット数に基づいてパンクチャーリングを実行するステップと、
を有し、
ここで、前記パンクチャーリングされるビット数を決定するステップは、下記数式(7)を用い、前記パンクチャーリングされるビット数と前記所定の短縮されたビット数との比率を表す係数Aの値を5/4又は6/5に設定するステップを含むことを特徴とする低密度パリティ検査符号を使用するデジタルブロードキャスト通信システムにおけるチャネル符号化方法。
Figure 0005301575
ここで、
Figure 0005301575
は、xよりも小さいか又は同一の最大整数であり、Npは、パンクチャーリングされるビット数であり、Kは、短縮前のLDPC符号の情報語の長さであり、Kは、短縮後のLDPC符号の情報語の長さであり、前記所定の短縮されたビット数は(K−K)である。
A channel coding method in a digital broadcast communication system using a low density parity check (LDPC) code comprising:
Performing a shortening using a predetermined shortened number of bits;
Performing LDPC encoding;
Determining the number of bits to be punctured;
Performing puncturing based on the determined number of bits;
Have
Here, the step of determining the number of bits to be punctured uses Equation (7) below, and a coefficient A representing a ratio between the number of bits to be punctured and the predetermined number of bits shortened: A channel coding method in a digital broadcast communication system using a low density parity check code, comprising the step of setting a value to 5/4 or 6/5.
Figure 0005301575
here,
Figure 0005301575
Is the largest integer less than or equal to x, Np is the number of bits to be punctured, K 1 is the length of the information word of the LDPC code before shortening, and K 2 is This is the length of the information word of the LDPC code after shortening, and the predetermined shortened number of bits is (K 1 -K 2 ).
前記パンクチャーリングされるビット数は、下記数式(12)により決定される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デジタルブロードキャスト通信システムにおけるチャネル符号化方法。
Figure 0005301575
The method of claim 1, wherein the number of bits to be punctured is determined according to the following equation (12): a digital broadcast communication system using a low density parity check code according to claim 1.
Figure 0005301575
前記短縮及び前記パンクチャーリング後の符号化ブロックの長さは、予め定められた条件で追加的な演算により予め定められた定数の倍数の値を有する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デジタルブロードキャスト通信システムにおけるチャネル符号化方法。 The length of the encoded block after the shortening and the puncturing has a value that is a multiple of a constant that is predetermined by an additional operation under a predetermined condition. A channel coding method in a digital broadcast communication system using a low density parity check code. 前記所定の短縮されたビット数を用いて短縮を実行するステップは、メモリに格納されている短縮パターンを使用するか、又はパリティ検査行列及び与えられた情報語の長さを使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デジタルブロードキャスト通信システムにおけるチャネル符号化方法。 Performing the shortening using the predetermined shortened number of bits includes using a shortening pattern stored in a memory, or using a parity check matrix and a given information word length. The channel coding method in the digital broadcast communication system using the low density parity check code according to claim 1. 低密度パリティ検査(LDPC)符号を使用するデジタルブロードキャスト通信システムにおけるチャネル符号化装置であって、
所定の短縮されたビット数を用いて短縮を実行する短縮パターン適用部と、
前記短縮パターン適用部により短縮されたLDPC符号に基づいて符号化を実行するLDPC符号化器と、
パンクチャーリングされるビット数を決定する制御部と、
前記決定されたビット数に基づいて前記LDPC符号化器により生成されたLDPC符号語のパンクチャーリングを実行するパンクチャーリングパターン適用部と、
を有し、
ここで、前記パンクチャーリングされるビット数を決定するステップは、下記数式(7)を用い、前記パンクチャーリングされるビット数と前記所定の短縮されたビット数との比率を表す係数Aの値を5/4又は6/5に設定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デジタルブロードキャスト通信システムにおけるチャネル符号化装置。
Figure 0005301575
ここで、
Figure 0005301575
は、xよりも小さいか又は同一の最大整数であり、Npは、パンクチャーリングされるビット数であり、Kは、短縮前のLDPC符号の情報語の長さであり、Kは、短縮後のLDPC符号の情報語の長さであり、前記所定の短縮されたビット数は(K−K)である。
A channel coding apparatus in a digital broadcast communication system using a low density parity check (LDPC) code, comprising:
A shortening pattern application unit that performs shortening using a predetermined number of shortened bits;
An LDPC encoder that performs encoding based on the LDPC code shortened by the shortening pattern application unit;
A controller that determines the number of bits to be punctured;
A puncturing pattern application unit that performs puncturing of an LDPC codeword generated by the LDPC encoder based on the determined number of bits;
Have
Here, the step of determining the number of bits to be punctured uses Equation (7) below, and a coefficient A representing a ratio between the number of bits to be punctured and the predetermined number of bits shortened: A channel coding apparatus in a digital broadcast communication system using a low density parity check code, wherein the value is set to 5/4 or 6/5.
Figure 0005301575
here,
Figure 0005301575
Is the largest integer less than or equal to x, Np is the number of bits to be punctured, K 1 is the length of the information word of the LDPC code before shortening, and K 2 is This is the length of the information word of the LDPC code after shortening, and the predetermined shortened number of bits is (K 1 -K 2 ).
前記パンクチャーリングされるビット数は、下記数式(12)により決定される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デジタルブロードキャスト通信システムにおけるチャネル符号化装置。
Figure 0005301575
6. The channel encoding apparatus in a digital broadcast communication system using a low density parity check code according to claim 5, wherein the number of bits to be punctured is determined by the following equation (12).
Figure 0005301575
前記短縮及び前記パンクチャーリング後の符号化ブロックの長さは、予め定められた条件で追加的な演算により予め定められた定数の倍数の値を有する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デジタルブロードキャスト通信システムにおけるチャネル符号化装置。 The length of the encoded block after the shortening and the puncturing has a value that is a multiple of a constant determined in advance by additional calculation under a predetermined condition. A channel coding apparatus in a digital broadcast communication system using a low density parity check code.
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