JP5600806B2 - 送信処理方法、送信機、受信処理方法、および受信機 - Google Patents

送信処理方法、送信機、受信処理方法、および受信機 Download PDF

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Description

本発明は、送信側においてデジタル信号を処理する方法、特に、マッパに入力される前にビットに適用されるビットパーミュテーションパターンに関する。さらに、本発明は、受信側においてデジタル信号を処理する方法、特に、デマッパによって出力された後のビットに適用されるビットパーミュテーションパターンに関する。加えて、本発明は、これら方法のそれぞれを実行する送信機と受信機に関する。
近年、送信機には、ビットインターリーブ符号化変調(bit-interleaved coding and modulation:BICM)エンコーダが備えられている(例えば、非特許文献1参照)。
BICMエンコーダは、例えば、次のステップを行う。
(1)データブロックを、例えば、外符号としてBCH(Bose - Chaudhuri - Hocquenghem)符号を用い、内符号として低密度パリティ検査(low - density parity check:LDPC)符号を用いて、符号化する。
(2)符号化の結果得られた符号語のビットに対して、パリティインターリービング及びカラム‐ロウインターリービングを含むビットインターリービングを施す。
(3)ビットインターリーブされた符号語をセル語に多重分離する。但し、多重分離には、変調方式が16QAM、64QAM、256QAMなどの場合、カラム‐ロウインターリービングにおけるインターリーバ行列の列のパーミュテーションに等価な処理が含まれる。
(4)セル語をコンステレーションにマッピングする。
ETSI EN 302 755 V1.2.1(DVB−T2規格) "New 16k LDPC codes for NGH" Makiko Kan file name "TM-NGH580_NGH_sony_New_16k_Codes.pdf" Document-ID TM-H1115 and published on 12/12/2010 (www.dvb.org) ETSI EN 302 307 V1.2.1(DVB−S2規格)
ところで、マッピング前にLDPC符号語のビットに適用されるパーミュテーション(上記(2)のビットインターリービングと上記(3)の多重分離において行われるパーミュテーションを含む)の規則を、送信機及び受信機で使用されるLDPC符号とコンステレーションに応じた適切な規則にすることができれば、受信機の受信性能の向上が図られる。
本発明は、マッピング前にLDPC符号語のビットに適用するパーミュテーションの規則を送信機及び受信機で使用されるLDPC符号とコンステレーションに応じた適切な規則にして、受信機の受信性能の向上を実現する、送信処理方法及び受信処理方法、並びに、これらの方法のそれぞれを実行する送信機及び受信機を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の送信処理方法は、
図25に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて情報ビットを符号化する符号化ステップと、
前記符号化ステップにおける符号化の結果得られた符号語のビットに対して、パリティインターリービング及びツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウインターリービングを行うビットインターリービングステップと、
前記ビットインターリービングステップにおけるビットインターリービング後のビットからなるビット系列を8ビット系列に分離し、所定のパーミュテーション規則に従って当該8ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行うビット‐セルデマルチプレキシングステップと、
前記ビット‐セルデマルチプレキシングステップの処理の結果得られる8ビットの各セル語を256QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってマッピングするマッピングステップと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをviとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをbiとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b2、v1=b6、v2=b0、v3=b1、v4=b4、v5=b5、v6=b3、v7=b7
である
ことを特徴とする。
上記送信処理方法によれば、マッピング前にLDPC符号語のビットに適用するパーミュテーションの規則が送信機及び受信機で使用されるLDPC符号とコンステレーションに応じた適切な規則となり、受信機の受信性能の向上が図られる。
DVB−T2変調器の概略図。 図1のBICMエンコーダの構成を示すブロック図。 ベースバンドフレーム、BCHパリティ、及びLDPCパリティを含むLDPC符号語を示す図。 図2のカラム‐ロウインターリーバによって行われるツイストを伴うカラム‐ロウインターリービングの動作原理を示す図。 (a)8列のカラム‐ロウインターリーバによって行われる符号語長16200ビットのLDPC符号語のビットの書き込み処理を示す図であり、(b)はカラム‐ロウインターリーバによって行われる(a)で書き込まれたLDPC符号語のビットの読み出し処理を示す図。 (a)12列のカラム‐ロウインターリーバによって行われる符号語長16000ビットのLDPC符号語のビットの書き込み処理を示す図であり、(b)はカラム‐ロウインターリーバによって行われる(a)で書き込まれたLDPC符号語のビットの読み出し処理を示す図。 図2のビット‐セルデマルチプレクサの入出力を示す図。 16QAMコンステレーションの場合におけるビット‐セルデマルチプレクサの構成を示すブロック図。 64QAMコンステレーションの場合におけるビット‐セルデマルチプレクサの構成を示すブロック図。 256QAMコンステレーションの場合におけるビット‐セルデマルチプレクサの構成を示すブロック図。 データの送受信のためにDVB−T2において適用可能なQPSKに対する特定のコンステレーションマッピングを示す図。 データの送受信のためにDVB−T2において適用可能な16QAMに対する特定のコンステレーションマッピングを示す図。 データの送受信のためにDVB−T2において適用可能な64QAMに対する特定のコンステレーションマッピングを示す図。 データの送受信のためにDVB−T2において適用可能な256QAMに対する特定のコンステレーションマッピングを示す図。 本発明の実施の形態におけるBICMエンコーダの構成を示すブロック図。 図15のビット‐セルデマルチプレクサの入出力を示す図。 16QAMコンステレーションの場合におけるビット‐セルデマルチプレクサの構成を示すブロック図。 64QAMコンステレーションの場合におけるビット‐セルデマルチプレクサの構成を示すブロック図。 256QAMコンステレーションの場合におけるビット‐セルデマルチプレクサの構成を示すブロック図。 本発明の実施の形態におけるBICMデコーダの構成を示すブロック図。 図20のセル‐ビットマルチプレクサの入出力を示す図。 16QAMコンステレーションの場合におけるセル‐ビットマルチプレクサの構成を示すブロック図。 64QAMコンステレーションの場合におけるセル‐ビットマルチプレクサの構成を示すブロック図。 256QAMコンステレーションの場合におけるセル‐ビットマルチプレクサの構成を示すブロック図。 符号化率7/15で符号語長16200ビットのLDPC符号を示す図。 符号化率8/15で符号語長16200ビットのLDPC符号を示す図。
≪発明者が発明をするに至った経緯≫
DBV−T2(Digital Video Broadcasting - Second Generation Terrestrial)(ETSI EN 302 755:非特許文献1)は、テレビジョン規格であるDVB−Tを改良したものであり、ETSI EN 302 755(非特許文献1)には、デジタル地上波テレビジョン放送用の第2世代ベースライン伝送システムが記述されている。ETSI EN 302 755(非特許文献1)には、デジタルテレビジョンサービスと一般データを対象としたチャネル符号化変調システムが詳述されている。
図1は、DVB−T2システムアーキテクチャ(基本設計概念)におけるDVB−T2変調器の概略図である。DVB−T2変調器1000は、入力処理部1010、ビットインターリーブ符号化変調(bit-interleaved coding and modulation:BICM)エンコーダ1020、フレーム構成部1030、及びOFDM生成部1040を備える。
入力処理部1010は、放送サービスに関する入力ビットストリームを所定長の複数ブロックに変換する。BICMエンコーダ1020は、入力に対してDVB−T2に基づくBICM符号化処理を施す。フレーム構成部1030は、BICMエンコーダ1020からの入力等を用いてDVB−T2方式の伝送フレーム構成を生成する。OFDM生成部1040はDVB−T2方式の伝送フレーム構成に対して、パイロット付加、高速逆フーリエ変換、ガードインターバル挿入などを行い、DVB−T2方式の送信信号を出力する。
DVB−T2に基づくBICMは参照により援用されるETSI EN 302 755(非特許文献1)の第6章に記載されている。
以下、図1のBICMエンコーダ1020の詳細について図2を参照しつつ説明する。
図2は、図1に示すDVB−T2変調器1000が備えるBICMエンコーダ1020の構成を示すブロック図である。
BICMエンコーダ1020は、FECエンコーダ1110、ビットインターリーバ1120、ビット‐セルデマルチプレクサ1130、及びQAMマッパ1140を備える。但し、図2では、コンステレーション回転、セルインターリーバ、時間インターリーバを省略している。
基本的に、DVB−T2に基づくBICM符号化の手順は、前方誤り訂正(forward - error - correction:FEC)符号化、FEC符号化の結果得られた符号語のビットのインターリービング、インターリービングされたビットをセル語に多重分離、セル語を複素QAM(quadrature amplitude modulation)シンボル(セルとも記述される。)へのマッピングを含む。
FECエンコーダ1110は、BCH(Bose - Chaudhuri - Hocquenghem)エンコーダ(組織BCH外エンコーダ)1111とLDPC(low - density parity check)エンコーダ(組織LDPC内エンコーダ)1112とを連接することによって構成される。
BCHエンコーダ1111は、図3に示すように、ベースバンドフレームをBCH符号化することによってBCHパリティを生成して、BCHパリティを含むBCH符号語をLDPCエンコーダ1115へ出力する。そして、LDPCエンコーダ1115は、図3に示すように、BCH符号語をLDPC符号化することによってLDPCパリティを生成して、LDPCパリティを含むLDPC符号語をビットインターリーバ1120へ出力する。
LDPC符号語(FECフレームとも記述される。)の符号語長は、DVB−T2規格では、64000ビットまたは16200ビットである。DVB−T2規格では、両方の符号語長に対して、LDPC符号が定義されている。しかしながら、後述するように、16200ビットの符号語長のみが本発明に関連する。LDPC符号によって、システムの誤り訂正能力のほとんどが与えられる。一方、BCH符号によって、LDPC復号後に残留したエラーフロアが低減される。
ビットインターリーバ1120は、パリティインターリーバ1121、及びカラム‐ロウインターリーバ1125を備える。
パリティインターリーバ1121は、組織LDPC符号語のパリティビットをインターリービングする。そして、カラム‐ロウインターリーバ1125は、パリティインターリービング後のLDPC符号語のビットをカラム‐ロウインターリービングする。
続いて、ビット‐セルデマルチプレクサ1130は、ビットインターリービング後のLDPC符号語のビットを、QAMコンステレーションへのマッピング前に、セル語に多重分離する。但し、多重分離は、カラム‐ロウインターリーバ1125のインターリーバ行列の列のパーミュテーション(インターリーバ行列の列の並び順を換える処理)と等価な処理を含む。
ビット‐セルデマルチプレクサ1130によって行われる処理に続くコンステレーション回転、セルインターリービング、時間インターリービングなどの各処理については、説明を簡易にするため、また、本発明の原理の理解に関連しないため、その詳細な説明を省略する。
QAMマッパ1140は、セル語をQAMコンステレーションへマッピングする。
LDPC符号は、雑音のある伝送チャネルでメッセージを送信するための線形誤り訂正符号である。LDPC符号は、データにとって劣悪な雑音が存在する状況下で、帯域または戻りチャネルの強制リンクで、信頼でき、高効率の情報伝送が望まれるアプリケーションにおいて使用される。LDPC符号は、疎な(値が1である行列要素が非常に少ない)パリティ検査行列として定義される。
DVB−T2のLDPCエンコーダ1115は、BCHエンコーダ1111の出力を情報ブロックとして扱い、組織的に情報ブロックをLDPC符号語に符号化する。LDPCエンコーダ1115の役割は、LDPCエンコーダ1115に入力される、情報ブロックごとに、すなわち、BCH符号語ごとにパリティビットを計算することである。LDPCエンコーダ1115の処理には、DVB−T2規格のETSI EN 302 755(非特許文献1)の付録Aの表A1から表A6において記されている特別なLDPC符号が用いられる。
LDPC符号語のビットには異なる重要度があり、また、コンステレーションのビットには異なるロバストレベルがある。LDPC符号語のビットを直接、即ちインターリービングせずにコンステレーションにマッピングすると、最適な性能には至らない。このため、ビットインターリーバ1120及びビット‐セルデマルチプレクサ1130がLDPCエンコーダ1115とQAMマッパ1140との間に設けられる。言い換えると、ビットインターリーバ1120及びビット‐セルデマルチプレクサ1130によって、LDPC符号語のビットとQAMコンステレーションによって伝送されるビットとの間の関連性の向上が達成される。
LDPC符号語のビットの異なる重要度は、LDPC符号語のビットの全てがパリティ検査行列によって定義されるパリティ検査を同数含まないことに起因する。ビット(変数ノード)が接続されるパリティ検査(検査ノード)が多いほど、反復復号処理においてビットはより重要となる。この見解は当該技術分野において既知である。
同様に、QAMコンステレーションにおいて符号化されたビットの重要度が異なることも、当該技術分野の技術者によく知られた事実である。例えば、16QAMコンステレーションでは、4ビットが符号化され、2つのロバストレベルがある。64QAMコンステレーションでは、6ビットが符号化され、3つのロバストレベルがある。256QAMコンステレーションでは、8ビットが符号化され、4つのロバストレベルがある。
さらに、DVB−T2規格では、ビットインターリーバ1120のカラム‐ロウインターリーバ1125は、パリティインターリーバ1121から受け取るビットを、インターリーバ行列に連続的に列方向に書き込み、インターリーバ行列の各列においてビットを規定ビット数分巡回シフトし(ツイストとして記載される。)、インターリーバ行列からビットを行方向に連続的に読み出す、ことと等価なカラム‐ロウインターリービングを行う。LDPC符号語(FECフレーム)の第1ビットが、最初に書き込まれ、最初に読み出される。
カラム‐ロウインターリービングでは、Nc列Nr行のインターリーバ行列が定義される。表1に、2つのパラメータ(Nc、Nr)の値を、全ての関連するコンステレーションサイズ(表1では「変調」と表記)と符号語長が16200ビットのLDPC符号について記載する。なお、DVB−T2では、コンステレーションがQPSK(4QAM)コンステレーションの場合には、カラム‐ロウインターリーバは使用されない。
Figure 0005600806
各列の書き込み開始位置が、表2に示すツイストパラメータtcだけツイスト(巡回シフト)される。但し、表2に、インターリーバ行列の各列のツイストパラメータ(twisting parameter)tcの値を、DVB−T2でカラム‐ロウインターリーバが使用される、コンステレーションサイズ(表2では「変調」と表記)とLDPC符号の符号語長Nldpcについて記載する。
Figure 0005600806
図4は、FECエンコーダ1110(BCHエンコーダ1111及びLDPCエンコーダ1115を含む)によって生成されるFECフレームが64800ビットの長いFECフレームであり、QAMコンステレーションとして16QAMコンステレーションが使用される場合の、カラム‐ロウインターリーバ1125の処理を示している。この場合のインターリーバ行列は8100行8列である。
図4に示すように、カラム‐ロウインターリーバ1125は、パリティインターリーバ1121から受け取るビットを、各列において書き込み開始位置を表2に示されるツイストパラメータtcだけツイストしながら、インターリーバ行列に連続的に列方向に書き込み、インターリーバ行列に書き込まれたビットを行方向に連続的に読み出す。ベースバンドフレームヘッダのMSB(most significant bit)が、最初に書き込まれ、最初に読み出される。なお、図4中の「FECフレームのLSB」は、ツイストを伴うカラム‐ロウインターリービング(カラムツイストインターリービング)後のFECフレームのLSB(least significant bit)を示している。
図5及び図6に、符号語長が16200ビットのLDPC符号語に対する、インターリーバ行列の列数が8と12のそれぞれの場合における、カラム‐ロウインターリービングの一例を示す。
但し、図5(a)及び図6(a)はカラム‐ロウインターリーバ1125のビットの書き込み処理を示し、図5(b)及び図6(b)はカラム‐ロウインターリーバ1125のビットの読み出し処理を示す。各図において、小さな四角はそれぞれLDPC符号語の1ビットに対応し、黒塗りの四角はLDPC符号語の第1ビットを示す。矢印は、ビットがインターリーバ行列に書き込まれ、インターリーバ行列から読み出される順序を示す。なお、ツイスト処理は図5(a)、(b)及び図6(a)、(b)には示されていない。
例えば、インターリーバ行列の列数が8の場合、LDPC符号語のビットは、図5(a)に示すように、(行1、列1)、(行2、列1)、・・・、(行2025、列1)、(行1、列2)、・・・、(行2025、列8)の順序で書き込まれ、図5(b)に示すように、(行1、列1)、(行1、列2)、・・・、(行1、列8)、(行2、列1)、・・・、(行2025、列8)の順序で読み出される。
なお、(1)LDPC符号の符号語長が16200ビットでかつインターリーバ行列の列数が8の場合と、(2)LDPC符号の符号語長が16200ビットでかつインターリーバ行列の列数が12の場合、の2つの場合のみが本発明に関連する。
QAMマッピングに先立ち、ビットインターリーバ1120から出力されるビットインターリービング後の各LDPC符号は、まず、ビット‐セルデマルチプレクサ1130によって、並列のセル語に多重分離される。各セル語は、QAMコンステレーションで符号化されるビット数(ηMOD)と同数のビットを含む。セル語のビット数は、QPSK(4QAM)コンステレーションでは2、16QAMコンステレーションでは4、64QAMコンステレーションでは6、256QAMコンステレーションでは8である。従って、符号語長が16200ビットのLDPC符号語(FECブロック)の1つに対するQAMデータセルの数は、162000/ηMODとなる。すなわち、QPSKの場合8100セル、16QAMの場合4050セル、64QAMの場合2700セル、256QAMの場合2025セルである。
以下、図2のビット‐セルデマルチプレクサ1130について図7から図10を用いて説明する。
図7は、図2のビット‐セルデマルチプレクサ1130の入出力を示す図である。
ビットインターリーバ1120から出力されるビットストリームは、図7に示すように、ビット‐セルデマルチプレクサ1130によってサブビットストリームに多重分離される。サブビットストリーム数Nsubstreamsは、QPSK(4QAM)コンステレーションでは2であり、高次数(16QAM、64QAM、256QAM)コンステレーションではカラム‐ロウインターリーバ1125におけるインターリーバ行列の列数に等しい。後者の場合、多重分離は、ビットパーミュテーションステップ(概念的に、カラム‐ロウインターリーバのインターリーバ行列の列のパーミュテーションと等価な処理)を含む。
図8は、16QAMコンステレーションの場合におけるビット‐セルデマルチプレクサの構成を示すブロック図である。但し、サブビットストリーム数Nsubstreamsが8、各サブビットストリームのビット数が16200/8=2025である。
図8に示すビット‐セルデマルチプレクサ1130Aは、シンプルデマルチプレクサ1131A、及びデマルチパーミュテータ1135Aを備える。
シンプルデマルチプレクサ1131Aは、ビットインターリーバ1120から1ビットストリーム(v0、v1、v2、・・・)を受け取り、第1サブビットストリーム(v0,0、v0,1、v0,2、・・・)から第8サブビットストリーム(v7,0、v7,1、v7,2、・・・)の8サブビットストリームに多重分離してデマルチパーミュテータ1135Aへ出力する。なお、シンプルデマルチプレクサ1131Aの出力ビットvi,jは、シンプルデマルチプレクサ1131Aの入力ビットvi+8×jに対応する。
デマルチパーミュテータ1135Aは、シンプルデマルチプレクサ1131Aから8サブビットストリームを受け取り、受け取った8サブビットストリームの並び順を換えるパーミュテーションを行い、パーミュテーション後の8サブビットストリームを出力する。図8に示されるように、デマルチパーミュテータ1135Aの出力ビットb0,i〜b7,i(i=0,1,2,・・・)は2セル語(y0,2×i〜y3,2×i、y0,2×i+1〜y3,2×i+1)を含み、各セル語は16QAM用のQAMマッパ1140へ送られる。
図9は、64QAMコンステレーションの場合におけるビット‐セルデマルチプレクサの構成を示すブロック図である。但し、サブビットストリーム数Nsubstreamsが12、各サブビットストリームのビット数が16200/12=1350である。
図9に示すビット‐セルデマルチプレクサ1130Bは、シンプルデマルチプレクサ1131B、及びデマルチパーミュテータ1135Bを備える。
シンプルデマルチプレクサ1131Bは、ビットインターリーバ1120から1ビットストリーム(v0、v1、v2、・・・)を受け取り、第1サブビットストリーム(v0,0、v0,1、v0,2、・・・)から第12サブビットストリーム(v11,0、v11,1、v11,2、・・・)の12サブビットストリームに多重分離してデマルチパーミュテータ1135Bへ出力する。なお、シンプルデマルチプレクサ1131Bの出力ビットvi,jは、シンプルデマルチプレクサ1131Bの入力ビットvi+12×jに対応する。
デマルチパーミュテータ1135Bは、シンプルデマルチプレクサ1131Bから12サブビットストリームを受け取り、受け取った12サブビットストリームの並び順を換えるパーミュテーションを行い、パーミュテーション後の12サブビットストリームを出力する。図9に示されるように、デマルチパーミュテータ1135Bの出力ビットb0,i〜b11,i(i=0,1,2,・・・)は2セル語(y0,2×i〜y5,2×i、y0,2×i+1〜y5,2×i+1)を含み、各セル語は64QAM用のQAMマッパ1140へ送られる。
図10は、256QAMコンステレーションの場合におけるビット‐セルデマルチプレクサの構成を示すブロック図である。但し、サブビットストリーム数Nsubstreamsが8、各サブビットストリームのビット数が16200/8=2025である。
図10に示すビット‐セルデマルチプレクサ1130Cは、シンプルデマルチプレクサ1131C、及びデマルチパーミュテータ1135Cを備える。
シンプルデマルチプレクサ1131Cは、ビットインターリーバ1120から1ビットストリーム(v0、v1、v2、・・・)を受け取り、第1サブビットストリーム(v0,0、v0,1、v0,2、・・・)から第8サブビットストリーム(v7,0、v7,1、v7,2、・・・)の8サブビットストリームに多重分離してデマルチパーミュテータ1135Cへ出力する。なお、シンプルデマルチプレクサ1131Cの出力ビットvi,jは、シンプルデマルチプレクサ1131Cの入力ビットvi+8×jに対応する。
デマルチパーミュテータ1135Cは、シンプルデマルチプレクサ1131Cから8サブビットストリームを受け取り、受け取った8サブビットストリームの並び順を換えるパーミュテーションを行い、パーミュテーション後の8サブビットストリームを出力する。図10に示されるように、デマルチパーミュテータ1135Cの出力ビットb0,i〜b7,i(i=0,1,2,・・・)は1つのセル語(y0,i〜y7,i)を含み、セル語は256QAM用のQAMマッパ1140へ送られる。
ビット‐セルデマルチプレクサ1130によるビット‐セルデマルチプレキシングは、ビットインターリーブされた入力ビットbdiの出力ビットbe,doへのマッピングとして定義される。但し、doはdi div Nsubstreamsであり、divは、diをNsubstreamsで除算した除算結果の整数部分を返す関数である。eは多重分離されたビットストリーム(ビット‐セルデマルチプレクサ1130から出力されるサブビットストリーム)番号(0≦e<Nsubstreams)である。vdiはビット‐セルデマルチプレクサ1130への入力ビットであり、diは入力ビット番号である。be,doはビット‐セルデマルチプレクサ1130からの出力ビットであり、doはビット‐セルデマルチプレクサ1130から出力されるサブビットストリームにおけるビット番号である。
符号語長16200ビットで16QAMコンステレーションについて、図4の構成例が仮定されると、8サブビットストリームが上記の表1に従って形成される(Nsubstreams=8)。各サブビットストリームのビット数は16200/8=2025(do = di div Nsubstreams)であり、各サブビットストリームはインターリーバ行列の1列分である。
DVB−T2規格では、DVB−T2における全ての有効なLDPC符号の符号化率(1/2、3/5、2/3、3/4、4/5、5/6)と変調方式(QPSK、16QAM,64QAM、256QAM)に対して、ビット‐セルデマルチプレキシングが定義されている(非特許文献1のETSI EN 302 755 v1.2.1の第6.2.1章の表13(a),(b),(c)参照)。表13(a)、(b)、(c)のパラメータは、入力ビットの、サブビットストリームの出力ビットへのパーミュテーションを定義する。
例えば、LDPC符号が符号語長16200ビットでQAMコンステレーションが16QAMコンステレーションの場合、入力ビットVdiは、次のパーミュテーション規則に従って出力ビットbeにパーミュテーションされる(非特許文献1のETSI EN 302 755 v1.2.1の第6.2.1章の表13(a)参照)。
パーミュテーション規則は、v0=b7、v1=b1、v2=b4、v3=b2、v4=b5、v5=b3、v6=b6、v7=b0、である。
パーミュテーション規則は、受信機におけるLDPCデコーダの出力での誤り率が最小となるように、符号化率1/2、3/4、4/5、5/6に対して最適化されている。
QPSK(LDPC符号語長Nldpc=64800、16200)と256QAM(Nldpc=16200のみ)を除いて、ビット‐セルデマルチプレクサの出力において、幅Nsubstreamsの語は、幅ηMOD=Nsubstreams/2の2つのセル語に分けられる。最初のηMOD=Nsubstreams/2ビット[b0,do・・・bNsubstreams/2-1,do]が一組の第1出力セル語[y0,2do・・・yηmod-1,2do]を形成し、残りの出力ビット[bNsubstreams/2,do・・・bNsubstreams-1,do]が第2出力セル語[y0,2do+1・・・yηmod-1,2do+1]を形成し、QAMマッパへ出力される。
QPSK(LDPC符号語長Nldpc=64800、16200)と256QAM(Nldpc=16200のみ)の場合、ビット‐セルデマルチプレクサの出力である幅Nsubstreamsの語は、1つの出力セル語を形成し、QAMマッパへ出力される([y0,do・・・yηmod-1,do]=[b0,do・・・bNsubstreams-1,do])。
特に、デマルチパーミュテータによるデマルチパーミュテーションに含まれるセル語の数は1(256QAMの場合)または2(16QAMと64QAMの場合)である。
別の言い方をすれば、デマルチパーミュテーションは、概念的には、ビットインターリーバのカラム‐ロウインターリーバにおけるインターリーバ行列の列のパーミュテーションと等価である。
その後、ビット‐セルデマルチプレクサから出力される各セル語は、特定のマッピングコンステレーション(QPSK、16QAM、64QAM、256QAMなど)に基づいて変調される。コンステレーションとDVB−T2においてビットに適用されるグレイマッピングの詳細を図11、図12、図13、及び図14に示す。
携帯受信向けの次世代デジタル放送規格が、現在、DVB−NGHという名称の下、DVB標準化団体において、策定下にある。DVB−NGH規格では、FEC符号化、ビットインターリービング、デマルチプレキシング、及びQAMコンステレーションマッピングを含む、上述したBICM構造と同じBICM構造の使用が予定されている。DVB−NGH規格では、DVB−T2におけるLDPC符号の符号化率のいくつかに加えて、2つのLDPC符号の符号化率(すなわち、7/15、8/15)が追加される。QAMコンステレーションはDVB−T2と同じであり、QPSK(4QAM)コンステレーション、16QAMコンステレーション、64QAMコンステレーション、256QAMコンステレーションが使用される。
DVB−NGHでは、短い16K(つまり、16200ビット)のLDPC符号のみが使用される。DVB−NGHでは、新たに導入される符号化率7/15、8/15のそれぞれに使用されるLDPC符号が提案されている。符号化率7/15及び符号化率8/15のそれぞれにおいて提案されているLDPC符号は、図25及び図26にそれぞれ記述され、非特許文献2の記載内容も役立つ。
図25及び図26における符号の記述は、DVB−S2規格で使用される記述と同じであり、より詳細には、非特許文献3(ETSI EN 302 307 V1.2.1(2009年4月)の第5.3.2章と付録B,C)により正確に記載されている。図25は符号化率7/15で符号語長16200のLDPC符号に対するパリティビットアキュミュレータのアドレスを示す図であり、図26は符号化率8/15で符号語長16200のLDPC符号に対するパリティビットアキュミュレータのアドレスを示す図である。並列または巡回係数(cyclic factor)はDVB−S2と同じ360である。
なお、図25及び図26の表記は非特許文献3の記載に準じているので、当該技術分野の技術者であれば、図25及び図26からそのLDPC符号について当然理解できるものであるが、非特許文献3(ETSI EN 302 307 V1.2.1(2009年4月)の第5.3.2章と付録B,C)の記載内容の図25への適用例を以下に記載する。
LDPCエンコーダは、数1のように、サイズKldpcの情報ブロック(BCHエンコーダの出力)iをサイズNldpcのLDPC符号cに組織的に符号化する。
Figure 0005600806
但し、符号化率7/15の場合、LDPC符号のパラメータ(Nldpc,Kldpc)は(16200,7560)である。
LDPCエンコーダの役割は、Kldpc個の情報ビットのブロック毎に、Nldpc−Kldpc個のパリティビットを決定することであり、その手順は以下の通りである。
まず、パリティビットを数2に示すように初期化する。
Figure 0005600806
1番目の情報ビットi0を図25の第1行目において指定される各パリティビットアドレスにおいて累積する。具体的には数3の演算を行う。
Figure 0005600806
次の359個の情報ビットim(m=1,2,・・・,359)について、imを各パリティビットアドレス{x+(m mod 360)×q} mod (Nldpc−Kldpc)において累積する。但し、xは1番目の情報ビットi0に対応するパリティビットアキュミュレータのアドレスを示し、qは符号化率7/15に依存する係数であり、24である。qはq=(Nldpc−Kldpc)/360で与えられる。
361番目の情報ビットi360に対して、パリティビットアキュミュレータのアドレスが図25の第2行目に与えられている。同様の手法で、次の359個の情報ビットim(m=361,362,・・・,719)に対するパリティビットアキュミュレータのアドレスが{x+(m mod 360)×q} mod (Nldpc−Kldpc)で得られる。但し、xは360番目の情報ビットi360に対応するパリティビットアキュミュレータのアドレス、すなわち、図25の第2行目に記述されているパリティビットアキュミュレータのアドレスである。
同様のやり方が、360個の新しい情報ビットのグループ毎に、図25の新しい行がパリティビットアキュミュレータのアドレスを見つけるために使用される。
情報ビットの全てに対して実行された後、最終的なパリティビットは次のようにして得られる。
i=1から数4の演算を開始して連続的に行う。
Figure 0005600806
i(i=0,1,・・・,Nldpc−Kldpc−1)の最終内容がパリティビットpiに等しい。
なお、図26の場合、上記適用例における図25の各行の値を図26の各行の値に置き換えることによって実現される。但し、LDPC符号のパラメータ(Nldpc,Kldpc)は(16200,8640)であり、q=21である。
但し、上記のLDPC符号の説明では、DVB−S2の表記に従っているが、DVB−T2やDVB−NGHの表記に従えば、例えば、上記のqはQldpcになる。
DVB−NGH規格において、16QAMコンステレーション、64QAMコンステレーション、及び256QAMコンステレーションのそれぞれに対して、符号化率7/15、8/15について、現在、ビット‐セルデマルチプレクサによるパーミュテーションは定義されていない。DVB−T2と同様に、QPSK(4QAM)コンステレーションでは、ビット‐セルデマルチプレクサによるパーミュテーションは必要とされない。なぜなら、QPSKコンステレーションを使って符号化された2つのビットのロバストレベルは互いに同じであるからである。
様々なQAMコンステレーションサイズとの結合、及び様々な受信環境下で、符号化率7/15、8/15の新しいLDPC符号の性能を最大にするために、ビット‐セルデマルチプレキシングに対して、新しい最適化されたパーミュテーション規則が要求される。
≪発明の実施の形態≫
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。但し、実施の形態の説明は、本発明を限定するものとして理解されるべきではなく、本発明の一般的原理の単なる例示として理解されるべきである。補足(その2)において提示される本実施の形態の一般的原理は異なるシナリオやここに明瞭に記述されていない手法に適用可能であることは、技術者に承知されるべきである。
以下に説明される本発明の実施の形態の多くはDVB−NGHシステムに言及する。新しいDVB−NGH規格は、モバイル機器向けのデジタル放送用のDVB−H規格を改定し、DVB−H規格の後を継ぐ規格である。
まだ最終決定されていないが、DVB−NGHシステムは上記の≪発明者が発明をするに至った経緯≫において説明したDBV−T2サブシステムの一つと同様の構造を採用することが予定されている。しかしながら、これは保護の範囲を制限するものではない。実際に、本発明の実施の形態は、補足(その2)で記述した構造の特徴を有するいかなるシステムにも適用可能である。
本発明の各実施の形態は、QAMマッパに入力される前に送信ビットに対してビット信号処理を行うシステムを提供する。さらに、本発明の各実施の形態は、QAMデマッパから出力された受信ビットに対してビット信号処理(送信側で送信ビットに対して行われたビット信号処理と逆の処理)を行うシステムを提供する。
例えば音声信号及び/または映像信号を含むデジタル信号が、送信機から送信または放送され、受信機(例えば、モバイル端末)によって受信される。
<送信サイド>
以下、本発明の実施の形態におけるBICMエンコーダについて図面を参照しつつ説明する。なお、BICMエンコーダは送信機に備えられるものである。
図15は、本発明の実施の形態のBICMエンコーダの構成を示すブロック図である。図15に示すBICMエンコーダは、基本的に図1から図14を参照して≪発明者が発明をするに至った経緯≫において詳細に説明したDVB−T2規格のBICMエンコーダに対応する。
図15に示すBICMエンコーダ100は、FECエンコーダ110、ビットインターリーバ120、ビット‐セルデマルチプレクサ130、及びQAMマッパ140を備える。
FECエンコーダ110は、BCHエンコーダ111及びLDPCエンコーダ115を備える。なお、補足(その2)の内容は、例えば、LDPCエンコーダ115前段のBCHエンコーダ111がないシステム、LDPCエンコーダ115前段のBCHエンコーダ111を他の符号を用いるエンコーダに置き換えたシステムに対しても適用可能である。
BCHエンコーダ111には、特に音声信号及び/または映像信号などの情報ビットから構成されるデジタル信号(ベースバンド信号)が入力される。BCHエンコーダ111は、入力されるベースバンドフレームをBCH符号化することによってBCHパリティを生成して、BCHパリティを含むBCH符号語をLDPCエンコーダ115へ出力する。
LDPCエンコーダ115は、特定のLDPC符号を用いてBCH符号語を符号化することによってLDPCパリティを生成する。なお、この場合に、実施の形態で使用されるLDPC符号は、図25に基づく符号化率7/15で符号語長16200のLDPC符号、または、図26に基づく符号化率8/15で符号語長16200のLDPC符号、である。
LDPCエンコーダ115は、LDPC符号化の結果得られたLDPCパリティを含むNldpc=16200ビットのLDPC符号語(Nldpc=16200ビットからなるデータパケットのビットストリーム)をビットインターリーバ120へ出力する。なお、Nldpc=64000ビットからなるデータパケットのビットストリームの、LDPCエンコーダ115からの出力は、DVB−NGH規格の携帯デバイス向けの信号の送信及び受信に対して予定されていない、ことに注意すべきである。16200ビットのLDPC符号語は、参照によって援用されているDVB−T2規格の第6.1.3章に基づいて説明される、パリティインターリービングおよびカラムツイストインターリービングが実行されるために、ビットインターリーバ120に入力される。
ビットインターリーバ120は、パリティインターリーバ121、及びカラム‐ロウインターリーバ125を備える。
パリティインターリーバ121は、16200ビットのLDPC符号語に対してそのパリティ部分のビットの並び順を換えるパリティインターリービングを行ってカラム‐ロウインターリーバ125へ出力する。
具体的には、パリティインターリーバ121の入力をλ、パリティインターリーバ121の出力をuとすると、パリティインターリーバ121は、数5に示す演算を行う。
Figure 0005600806
但し、数5において、Kldpcは、LDPC符号語の情報ビットの数であり、情報ビットはインターリーブされない。パリティ検査行列の巡回係数(cyclic factor)が360である。符号化率7/15の場合ではQldpc=24、符号化率8/15場合ではQldpc=21である。
カラム‐ロウインターリーバ125は、パリティインターリーバ121から受け取る、パリティインターリービング後の16200ビットのLDPC符号語に対して、カラムツイストインターリービング(ツイストを伴うカラム‐ロウインターリービング)を行い、カラムツイストインターリービング後の16200ビットのLDPC符号語をビット‐セルデマルチプレクサ130へ出力する。
カラム‐ロウインターリーバ125は、行列要素の数(列数と行数の乗算値)がLDPC符号語のビット数16200であり、QAMマッパ140において使用される変調の種類に応じて次元が異なる(列数と行数が異なる)、インターリーバ行列を、カラムツイストインターリービングの際に用いる。既に説明したように、16QAMでNldpc=16200の場合、行数Nr=2025、列数Nc=8である。64QAMでNldpc=16200の場合、行数Nr=1350、列数Nc=12である。256QAMでNldpc=16200の場合、行数Nr=2025、列数Nc=8である。
カラム‐ロウインターリーバ125は、カラムツイストと列数8、12を考慮して、パリティインターリーバ121から出力される16200ビット(パリティインターリービング後のLDPC符号語)を、各列において書き込み開始位置を表2に示されるツイストパラメータtcだけツイストしながら、インターリーバ行列に連続的に列方向に書き込み、インターリーバ行列に書き込んだ16200ビットを、連続的に行方向に読み出す(図4、図5、図6参照)。
しかしながら、本発明の実施の形態は、特にビット‐セルデマルチプレクサが用いる各パーミュテーション規則において、表2に挙げたカラムツイストパラメータの値以外の任意の値が適用され得ることに注意すべきである。さらに、カラムツイストインターリービングは、DVB−T2システムの一部であり、従ってDVB−NGHシステムの一部になるであろうが、本発明の実施形態はカラムツイストなしのカラム‐ロウインターリービング処理にも適用され得る。
ビット‐セルデマルチプレクサ130は、カラム‐ロウインターリーバ125によるカラムツイストインターリービング処理後の、16200ビットのLDPC符号語を、本発明の実施の形態の各実施例に応じてパーミュテーションする。適用されるパーミュテーション処理、特にパーミュテーション規則は、(1)LDPC符号の符号語長と符号化率で特徴づけられる、LDPCエンコーダ115によって使用されるLDPC符号語、(2)QAMマッパ140によって使用されるQAMコンステレーションのサイズ、に依存する。
ビット‐セルデマルチプレクサ130は、既に説明したように、ビットインターリーバ120から入力されるビットインターリービング後のLDPC符号語のビットを、並列セル語に多重分離する。それから、ビット‐セルデマルチプレクサ130は、パーミュテーション後のセル語が特定のQAMマッピングに応じたコンステレーションシンボルにマッピングされるように、パーミュテーションを行う。出力QAMデータセルの数(セル語の数)と有効な1つのセル語のビット数ηMODは≪発明者が発明をするに至った経緯≫において説明したDVB−T2に対するものと同じである。特に、QAMデータセルは、QPSK(4QAM)では8100セル、16QAMでは4050セル、64QAMでは2700セル、256QAMでは2025セルである。
以下、図15のビット‐セルデマルチプレクサ130について図16から図19を用いて説明する。
図16は、図15のビット‐セルデマルチプレクサ130の入出力を示す図である。
ビットインターリーバ120から出力されるビットストリームは、図16に示すように、ビット‐セルデマルチプレクサ130によってサブビットストリームに多重分離される。サブビットストリーム数Nsubstreamsは、DVB−T2と同じである。サブビットストリーム数は、特に、QPSK(4QAM)コンステレーションでは2、16QAMコンステレーションでは8、64QAMコンステレーションでは12、256QAMコンステレーションでは8である。
ビット‐セルデマルチプレキシングの多重分離後、パーミュテーションが入力ビットbdiの出力ビットbe,doへの特別なインターリービングによって実施される。但し、doはdi div Nsubstreamsであり、divは、diをNsubstreamsで除算した除算結果の整数部分を返す関数である。eは多重分離されたビットストリーム(ビット‐セルデマルチプレクサ1130から出力されるサブビットストリーム)番号(0≦e<Nsubstreams)である。vdiはビット‐セルデマルチプレクサ130への入力ビットであり、diは入力ビット番号である。be,doはビット‐セルデマルチプレクサ130からの出力ビットであり、doはビット‐セルデマルチプレクサ130から出力されるサブビットストリームにおけるビット番号である。
図17は、16QAMコンステレーションの場合におけるビット‐セルデマルチプレクサの構成を示すブロック図である。但し、サブビットストリーム数Nsubstreamsが8、各サブビットストリームのビット数が16200/8=2025である。
図17に示すビット‐セルデマルチプレクサ130Aは、シンプルデマルチプレクサ131A、及びデマルチパーミュテータ135Aを備える。
シンプルデマルチプレクサ131Aは、ビットインターリーバ120から1ビットストリーム(v0、v1、v2、・・・)を受け取り、第1サブビットストリーム(v0,0、v0,1、v0,2、・・・)から第8サブビットストリーム(v7,0、v7,1、v7,2、・・・)の8サブビットストリームに多重分離してデマルチパーミュテータ135Aへ出力する。なお、シンプルデマルチプレクサ131Aの出力ビットvi,jは、シンプルデマルチプレクサ131Aの入力ビットvi+8×jに対応する。
デマルチパーミュテータ135Aは、シンプルデマルチプレクサ131Aから8サブビットストリームを受け取り、受け取った8サブビットストリームの並び順を換えるパーミュテーションを行い、パーミュテーション後の8サブビットストリームを出力する。図17に示されるように、デマルチパーミュテータ135Aの出力ビットb0,i〜b7,i(i=0,1,2,・・・)は2セル語(y0,2×i〜y3,2×i、y0,2×i+1〜y3,2×i+1)を含み、各セル語は16QAM用のQAMマッパ140へ送られる。
図18は、64QAMコンステレーションの場合におけるビット‐セルデマルチプレクサの構成を示すブロック図である。但し、サブビットストリーム数Nsubstreamsが12、各サブビットストリームのビット数が16200/12=1350である。
図18に示すビット‐セルデマルチプレクサ130Bは、シンプルデマルチプレクサ131B、及びデマルチパーミュテータ135Bを備える。
シンプルデマルチプレクサ131Bは、ビットインターリーバ120から1ビットストリーム(v0、v1、v2、・・・)を受け取り、第1サブビットストリーム(v0,0、v0,1、v0,2、・・・)から第12サブビットストリーム(v11,0、v11,1、v11,2、・・・)の12サブビットストリームに多重分離してデマルチパーミュテータ135Bへ出力する。なお、シンプルデマルチプレクサ131Bの出力ビットvi,jは、シンプルデマルチプレクサ131Bの入力ビットvi+12×jに対応する。
デマルチパーミュテータ135Bは、シンプルデマルチプレクサ131Bから12サブビットストリームを受け取り、受け取った12サブビットストリームの並び順を換えるパーミュテーションを行い、パーミュテーション後の12サブビットストリームを出力する。図18に示されるように、デマルチパーミュテータ135Bの出力ビットb0,i〜b11,i(i=0,1,2,・・・)は2セル語(y0,2×i〜y5,2×i、y0,2×i+1〜y5,2×i+1)を含み、各セル語は64QAM用のQAMマッパ140へ送られる。
図19は、256QAMコンステレーションの場合におけるビット‐セルデマルチプレクサの構成を示すブロック図である。但し、サブビットストリーム数Nsubstreamsが8、各サブビットストリームのビット数が16200/8=2025である。
図19に示すビット‐セルデマルチプレクサ130Cは、シンプルデマルチプレクサ131C、及びデマルチパーミュテータ135Cを備える。
シンプルデマルチプレクサ131Cは、ビットインターリーバ120から1ビットストリーム(v0、v1、v2、・・・)を受け取り、第1サブビットストリーム(v0,0、v0,1、v0,2、・・・)から第8サブビットストリーム(v7,0、v7,1、v7,2、・・・)の8サブビットストリームに多重分離してデマルチパーミュテータ135Cへ出力する。なお、シンプルデマルチプレクサ131Cの出力ビットvi,jは、シンプルデマルチプレクサ131Cの入力ビットvi+8×jに対応する。
デマルチパーミュテータ135Cは、シンプルデマルチプレクサ131Cから8サブビットストリームを受け取り、受け取った8サブビットストリームの並び順を換えるパーミュテーションを行い、パーミュテーション後の8サブビットストリームを出力する。図19に示されるように、デマルチパーミュテータ135Cの出力ビットb0,i〜b7,i(i=0,1,2,・・・)は1つのセル語(y0,i〜y7,i)を含み、セル語は256QAM用のQAMマッパ1140へ送られる。
ビット‐セルデマルチプレクサ130(130A〜130C)による処理の結果得られるセル語は、図15のQAMマッパ140へ連続して出力される。QAMマッパ140は、セル語(ビット‐セルデマルチプレクサの出力)を、図12、図13、図14の特定の16QAM、64QAM、256QAMに従って、すなわち、DVB−T2規格において使用されるビットラベルに従って、コンステレーションシンボルにマッピングする。
次に、多重分離パラメータは、異なるLDPC符号と異なる変調方法に対してパーミュテーションスキームを適用するための発明の実施の形態の各実施例に応じて示される。次のパーミュテーションは、図15の一部分を示す、図17から図19のビット‐セルデマルチプレクサのデマルチパーミュテータに適用される。
以下、ビット‐セルデマルチプレクサ内のデマルチパーミュテータが用いるパーミュテーション規則について、
(ケースA)LDPCエンコーダが用いる符号が図25の符号化率7/15で符号語長が16200ビットのLDPC符号であり、QAMマッパが用いるQAMコンステレーションが64QAMコンステレーションである場合、
(ケースB)LDPCエンコーダが用いる符号が図25の符号化率7/15で符号語長が16200ビットのLDPC符号であり、QAMマッパが用いるQAMコンステレーションが256QAMコンステレーションである場合、
(ケースC)LDPCエンコーダが用いる符号が図26の符号化率8/15で符号語長が16200ビットのLDPC符号であり、QAMマッパが用いるQAMコンステレーションが64QAMコンステレーションである場合、
の3つの場合について、詳細に説明する。
(ケースA)
本発明の実施の形態の一例における、図18のビット‐セルデマルチプレクサ130Bの処理について記載する。当該一例は、LDPCエンコーダ115が図25に基づく符号化率7/15で符号語長16200ビットのLDPC符号を使用し、QAMマッパ140が変調方式として64QAMを使用する場合に関するものである。
デマルチパーミュテータ135Bのパーミュテーションは、インターリーバ行列の行方向に読み出され、それから多重分離された、1行分の12ビット上で、図18に記述するように実行される。
デマルチプレキシング処理後、デマルチパーミュテータ135Bは、12入力ビットvdi(vdi,do)を次のパーミュテーション規則に従って12出力ビットbe(be,do)にパーミュテーションする。
パーミュテーション規則は、v0=b2、v1=b4、v2=b0、v3=b1、v4=b3、v5=b6、v6=b5、v7=b8、v8=b10、v9=b7、v10=b11、v11=b9、である。
上記パーミュテーション後、2つのセル語が各beに対して抽出される。2つのセル語y0-5は2つの連続した変調シンボルへマッピングされるように、64QAM用のQAMマッパ140へ出力される。
(ケースB)
本発明の実施の形態の他の例における、図19のビット‐セルデマルチプレクサ130Cの処理について記載する。当該他の例は、LDPCエンコーダ115が図25に基づく符号化率7/15で符号語長16200ビットのLDPC符号を使用し、QAMマッパ140が変調方式として256QAMを使用する場合に関するものである。
デマルチパーミュテータ135Cのパーミュテーションは、インターリーバ行列の行方向に読み出され、それから多重分離された、1行分の8ビット上で、図19に記述するように実行される。
デマルチプレキシング処理後、デマルチパーミュテータ135Cは、8入力ビットvdi(vdi,do)を次のパーミュテーション規則に従って8出力ビットbe(be,do)にパーミュテーションする。
パーミュテーション規則は、v0=b2、v1=b6、v2=b0、v3=b1、v4=b4、v5=b5、v6=b3、v7=b7、である。
上記パーミュテーション後、1つのセル語が各beに対して抽出される。1つのセル語y0-7は1つの連続した変調シンボルへマッピングされるように、256QAM用のQAMマッパ140へ出力される。
(ケースC)
本発明の実施の形態のさらに他の例における、図18のビット‐セルデマルチプレクサ130Bの処理について記載する。当該さらに他の例は、LDPCエンコーダ115が図26に基づく符号化率8/15で符号語長16200ビットのLDPC符号を使用し、QAMマッパ140が変調方式として64QAMを使用する場合に関するものである。
デマルチパーミュテータ135Bのパーミュテーションは、インターリーバ行列の行方向に読み出され、それから多重分離された、1行分の12ビット上で、図18に記述するように実行される。
デマルチプレキシング処理後、デマルチパーミュテータ135Bは、12入力ビットvdi(vdi,do)を次のパーミュテーション規則に従って12出力ビットbe(be,do)にパーミュテーションする。
パーミュテーション規則は、v0=b0、v1=b4、v2=b5、v3=b1、v4=b6、v5=b7、v6=b2、v7=b10、v8=b3、v9=b8、v10=b9、v11=b11、である。
上記パーミュテーション後、2つのセル語が各beに対して抽出される。2つのセル語y0-5は2つの連続した変調シンボルへマッピングされるように、64QAM用のQAMマッパ140へ出力される。
<受信サイド>
以下、本発明の実施の形態におけるBICMデコーダについて図面を参照しつつ説明する。なお、BICMデコーダは受信機に備えられるものである。但し、本実施の形態におけるBICMデコーダを備える機器として、携帯デバイス、モバイル電話機、タブレットPC、ノートブック、テレビジョンなどを例示することができる。
受信機のBICMデコーダにおける処理は、基本的に、送信機のBICMエンコーダにて行われる上記説明した処理の逆である。要するに、複素セルは、コンステレーションマッピング(QPSK、16QAM、64QAM、256QAM)に基づいて復調処理が施され、伝送されたビットセル語の決定が行われる。1つのセル語(256QAMの場合)または2つのセル語(16QAM、64QAMの場合)は送信側で行われたパーミュテーションと逆のパーミュテーション規則に従ってビットパーミュテーションされる。それから、ビットストリームに多重される。ビットストリームは、さらに、カラム‐ロウデインターリーバによってカラム‐ロウデインターリービングされるとともに、パリティデインターリーバによってパリティデインターリービングされる。パリティデインターリーバによってパリティデインターリービングされるビットはパリティビットのみである。パリティデインターリーバの出力ビットは、送信側でLDPC符号化に用いられたLDPC符号に対応するLDPCデコーダによってデコードされ、符号化されたビットのストリームを出力する。
以下、BICMデコーダを詳細に説明する。
図20は、本発明の実施の形態におけるBICMデコーダの構成を示すブロック図である。
図20に示すBICMデコーダ300は、QAMデマッパ310、セル‐ビットマルチプレクサ320、ビットデインターリーバ330、及びFECデコーダ340を備える。
QAMデマッパ310は、特定の変調方式(16QAM、64QAM、256QAMなど)に従って複素セルを復調し、その結果得られるセル語をセル‐ビットマルチプレクサ320へ出力する。但し、セル語のビット数は、16QAM、64QAM、及び256QAMのそれぞれに対して、4、6、8である。
QAMデマッパ310で実行されるQAM復調は、送信機のQAMマッパ140で実行されるQAMの変調に対応するものである。仮に、送信機のQAMマッパ140が図12のDVB−T2ラベリングに従う16QAMの変調を実行するならば、QAMデマッパ310は、図12の同じ16QAMに従う復調を実行し、これにより、各変調シンボル(複素セル)を4ビットのセル語に復調する。これと同様の内容が図11、図13及び図14の全てのQAMの変調に対して言える。
セル‐ビットマルチプレクサ320は、パーミュテーションブロックと、マルチプレキシングブロックを含む。受信側では、パーミュテーションブロックは復調されたビットを、変調方式とLDPC符号に依存する、送信側で使用されるパーミュテーション規則とは逆のパーミュテーション規則に従って処理する。
以下、図20のセル‐ビットマルチプレクサ330について図21から図24を用いて説明する。
図21は、図20のセル‐ビットマルチプレクサ320の入出力を示す図である。
入力ビットbから構成されるセル語yは、セル‐ビットマルチプレクサ320に入力され、出力語vを生成するためにセル‐ビットマルチプレクサ320によってパーミュテーションされる。
図22は、16QAMコンステレーションの場合におけるセル‐ビットマルチプレクサの構成を示すブロック図である。
図22に示すセル‐ビットマルチプレクサ320Aは、インバースデマルチパーミュテータ321A、及びシンプルマルチプレクサ325Aを備える。
インバースデマルチパーミュテータ321Aには、16QAM用のQAMデマッパ140から、8サブビットストリーム(4ビットy0-3のセル語の2つ分の8ビットb0-7)が入力される。インバースデマルチパーミュテータ321Aは、受け取った8サブビットストリームの並び順を換えるパーミュテーション(送信側のデマルチパーミュテータ135Aによって並び換えられる前の並び順に戻すパーミュテーション)を行い、パーミュテーション後の8サブビットストリームをシンプルマルチプレクサ325Aへ出力する。
シンプルマルチプレクサ325Aは、パーミュテーション後の8サブビットストリームを16200ビットの1ビットストリームに多重して出力する。なお、シンプルマルチプレクサ325Aの出力ビットvi+8×jは、シンプルマルチプレクサ325Aの入力ビットvi,jに対応する。
図23は、64QAMコンステレーションの場合におけるセル‐ビットマルチプレクサの構成を示すブロック図である。
図23に示すセル‐ビットマルチプレクサ320Bは、インバースデマルチパーミュテータ321B、及びシンプルマルチプレクサ325Bを備える。
インバースデマルチパーミュテータ321Bには、64QAM用のQAMデマッパ140から、12サブビットストリーム(6ビットy0-5のセル語の2つ分の12ビットb0-11)が入力される。インバースデマルチパーミュテータ321Bは、受け取った12サブビットストリームの並び順を換えるパーミュテーション(送信側のデマルチパーミュテータ135Bによって並び換えられる前の並び順に戻すパーミュテーション)を行い、パーミュテーション後の12サブビットストリームをシンプルマルチプレクサ325Bへ出力する。
シンプルマルチプレクサ325Bは、パーミュテーション後の12サブビットストリームを16200ビットの1ビットストリームに多重して出力する。なお、シンプルマルチプレクサ325Bの出力ビットvi+12×jは、シンプルマルチプレクサ325Bの入力ビットvi,jに対応する。
図24は、256QAMコンステレーションの場合におけるセル‐ビットマルチプレクサの構成を示すブロック図である。
図24に示すセル‐ビットマルチプレクサ320Cは、インバースデマルチパーミュテータ321C、及びシンプルマルチプレクサ325Cを備える。
インバースデマルチパーミュテータ321Cには、256QAM用のQAMデマッパ140から、8サブビットストリーム(8ビットy0-7のセル語の1つ分の8ビットb0-7)が入力される。インバースデマルチパーミュテータ321Cは、受け取った8サブビットストリームの並び順を換えるパーミュテーション(送信側のデマルチパーミュテータ135Cによって並び換えられる前の並び順に戻すパーミュテーション)を行い、パーミュテーション後の8サブビットストリームをシンプルマルチプレクサ325Cへ出力する。
シンプルマルチプレクサ325Cは、パーミュテーション後の8サブビットストリームを16200ビットの1ビットストリームに多重して出力する。なお、シンプルマルチプレクサ325Cの出力ビットvi+8×jは、シンプルマルチプレクサ325Cの入力ビットvi,jに対応する。
インバースデマルチパーミュテータによって用いられるパーミュテーション規則の詳細については後述する。
ビットデインターリーバ330は、カラム‐ロウデインターリーバ331、及びパリティデインターリーバ335を備える。
カラム‐ロウデインターリーバ331には、セル‐ビットマルチプレクサ320(320A〜320C)から16200ビットv(v0、v1、v2、・・・)からなるビットストリームが入力される。カラム‐ロウデインターリーバ331は、入力された16200ビットに対して、ツイストを伴うカラム‐ロウデインターリービング(カラムツイストデインターリービング)を行う。具体的には、カラム‐ロウデインターリーバ331は、入力された16200ビットをデインターリーバ行列に連続的に行方向に書き込み、デインターリーバ行列に書き込んだ16200ビットを、各列において読み出し開始位置を表2に示されるツイストパラメータtcだけツイストしながら、連続的に列方向に読み出す。デインターリーバ行列の次元は、QAMデマッパ310による復調処理に使用されるコンステレーションサイズとLDPCデコーダ341によるLDPC復号処理に用いられるLDPC符号の符号語長に依存する。より詳細には、LDPC符号の符号長が16200ビットの場合、デインターリーバ行列は、16QAMでは8列2025行、64QAMでは12列1350行、256QAMでは8列2025行である。
なお、カラム‐ロウデインターリーバ331が用いるツイストパラメータtcの値はカラム‐ロウインターリーバ125が用いるツイストパラメータtcの値と同じであればよい。また、カラム‐ロウインターリーバ125がツイストを伴わないカラム‐ロウインターリービングを行う場合には、カラム‐ロウデインターリーバ331はツイストを伴わないカラム‐ロウデインターリービングを行えばよい。
パリティデインターリーバ335は、カラム‐ロウデインターリーバ331から入力されるビットのうちのLDPCパリティビット部分の並び順を換えるデパリティインターリービング(送信側のパリティインターリーバ121によって並び換えられる前の並び順に戻す処理)を行う(数5参照)。
FECデコーダ340は、LDPCデコーダ341、及びBCHデコーダ345を備える。なお、補足(その2)の記載内容は、例えば、LDPCデコーダ341後段のBCHデコーダ345がないシステム、LDPCデコーダ341後段のBCHデコーダ345を他の符号を用いるデコーダに置き換えたシステムに対しても適用可能である。
LDPCデコーダ341は、送信機の図15のLDPCエンコーダ115において符号化に使用される、図25に基づく符号化率7/15で符号語長16200ビットのLDPC符号または図26に基づく符号化率8/15で符号語長16200ビットのLDPC符号を使って、復号する。
BCHデコーダ345は、LDPCデコーダ341の復号結果に対してBCH復号処理を行う。
以下、セル‐ビットマルチプレクサ内のマルチパーミュテータが用いるパーミュテーション規則について、
(ケースA)LDPCデコーダが用いる符号が図25の符号化率7/15で符号語長が16200ビットのLDPC符号であり、QAMデマッパが64QAM復調を行う場合、
(ケースB)LDPCデコーダが用いる符号が図25の符号化率7/15で符号語長が16200ビットのLDPC符号であり、QAMデマッパが256QAM復調を行う場合、
(ケースC)LDPCデコーダが用いる符号が図26の符号化率8/15で符号語長が16200ビットのLDPC符号であり、QAMデマッパが64QAM復調を行う場合、
の3つの場合について、詳細に説明する。
(ケースA)
本発明の実施の形態の一例における、図23のセル‐ビットマルチプレクサ320Bの処理について記載する。当該一例は、LDPCデコーダ341が図25に基づく符号化率7/15で符号語長16200ビットのLDPC符号を使用し、QAMデマッパ310が64QAM復調を行う場合に関するものである。
インバースマルチパーミュテータ321Bのパーミュテーションは、QAMデマッパ310から連続して入力される12ビット上で、図23に記述するように実行される。
パーミュテーション処理において、インバースマルチパーミュテータ321Bは、2つのセル語の12入力ビットbe(be,do)を次のパーミュテーション規則に従って12出力ビットvdi(vdi,do)にパーミュテーションする。
パーミュテーション規則は、v0=b2、v1=b4、v2=b0、v3=b1、v4=b3、v5=b6、v6=b5、v7=b8、v8=b10、v9=b7、v10=b11、v11=b9、である。
このようにしてパーミュテーションされたビットvは、シンプルマルチプレクサ325Bによって多重される。
(ケースB)
本発明の実施の形態の他の例における、図24のセル‐ビットマルチプレクサ320Cの処理について記載する。当該他の例は、LDPCデコーダ341が図25に基づく符号化率7/15で符号語長16200ビットのLDPC符号を使用し、QAMデマッパ310が256QAM復調を行う場合に関するものである。
インバースマルチパーミュテータ321Bのパーミュテーションは、QAMデマッパ310から連続して入力される8ビット上で、図24に記述するように実行される。
パーミュテーション処理において、インバースマルチパーミュテータ321Cは、1つのセル語の8入力ビットbe(be,do)を次のパーミュテーション規則に従って8出力ビットvdi(vdi,do)にパーミュテーションする。
パーミュテーション規則は、v0=b2、v1=b6、v2=b0、v3=b1、v4=b4、v5=b5、v6=b3、v7=b7、である。
このようにしてパーミュテーションされたビットvは、シンプルマルチプレクサ325Cによって多重される。
(ケースC)
本発明の実施の形態のさらに他の例における、図23のセル‐ビットマルチプレクサ320Bの処理について記載する。当該さらに他の例は、LDPCデコーダ341が図26に基づく符号化率8/15で符号語長16200ビットのLDPC符号を使用し、QAMデマッパ310が64QAM復調を行う場合に関するものである。
インバースマルチパーミュテータ321Bのパーミュテーションは、QAMデマッパ310から連続して入力される12ビット上で、図23に記述するように実行される。
パーミュテーション処理において、インバースマルチパーミュテータ321Bは、2つのセル語の12入力ビットbe(be,do)を次のパーミュテーション規則に従って8出力ビットvdi(vdi,do)にパーミュテーションする。
パーミュテーション規則は、v0=b0、v1=b4、v2=b5、v3=b1、v4=b6、v5=b7、v6=b2、v7=b10、v8=b3、v9=b8、v10=b9、v11=b11、である。
このようにしてパーミュテーションされたビットvは、シンプルマルチプレクサ325Bによって多重される。
図18、図19のデマルチパーミュテータ135B、135C、および、図23、図24のインバースデマルチデマルチパーミュテータ321B、325Cが用いるパーミュテーション規則を、表3にまとめる。
Figure 0005600806
上記の発明者が発明をするに至った経緯の説明は、補足(その2)の記載内容をよりよく理解することを意図したものであり、モバイル通信ネットワークにおける処理と機能の記述した特別な実装に補足(その2)の記載内容を限定するものとして理解されるべきでない。しかしながら、実施の形態で記述した改良は、発明者が発明をするに至った経緯で説明したアーキテクチャまたはシステムに速やかに適用されるかもしれないし、実施の形態のいくつかをアーキテクチャまたはシステムの標準や改良された手順に使用されるかもしれない。無数の変形及び/または改良が、広く記述された補足(その2)の記載内容の精神と目的から逸脱することなく、補足(その2)の記載内容に対してなされる、ことを当該技術分野の技術者によって理解されることが予期される。
≪補足(その1)≫
本発明は上記の実施の形態で説明した内容に限定されず、本発明の目的とそれに関連又は付随する目的を達成するためのいかなる形態においても実施可能であり、例えば、以下であってもよい。
(1)上記の実施の形態は、ハードウェアとソフトウェアを使った実装に関するものであってもよい。上記の実施の形態はコンピューティングデバイス(プロセッサ)を使って実装又は実行されてもよい。コンピューティングデバイスまたはプロセッサは、例えば、メインプロセッサ/汎用プロセッサ(general purpose processor)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、ASIC(application specific integrated circuit)、FPGA(field programmable gate array)、他のプロラマブル論理デバイスなどであってよい。上記の実施の形態は、これらのデバイスの結合によって実行され、あるいは、実現されてもよい。
(2)上記の実施の形態は、プロセッサによって、または、直接ハードウェアによって実行される、ソフトウェアモジュールの仕組みによって実現されてもよい。また、ソフトウェアモジュールとハードウェア実装の組み合わせも可能である。ソフトウェアモジュールは、様々な種類のコンピュータ読み取り可能なストレージメディア、例えば、RAM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、レジスタ、ハードディスク、CD−ROM、DVDなど、に保存されてもよい。
≪補足(その2)≫
実施の形態に係る送信処理方法、送信機、受信処理方法、および受信機とその効果についてまとめる。
(1)
第1の送信処理方法は、
図25に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて情報ビットを符号化する符号化ステップと、
前記符号化ステップにおける符号化の結果得られた符号語のビットに対して、パリティインターリービング及びツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウインターリービングを行うビットインターリービングステップと、
前記ビットインターリービングステップにおけるビットインターリービング後のビットからなるビット系列を12ビット系列に分離し、所定のパーミュテーション規則に従って当該12ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行うビット‐セルデマルチプレキシングステップと、
前記ビット‐セルデマルチプレキシングステップの処理の結果得られる6ビットの各セル語を64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってマッピングするマッピングステップと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをviとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをbiとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b2、v1=b4、v2=b0、v3=b1、v4=b3、v5=b6、v6=b5、v7=b8、v8=b10、v9=b7、v10=b11、v11=b9
である
ことを特徴とする。
第1の送信機は、
図25に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて情報ビットを符号化するエンコーダと、
前記エンコーダによる符号化の結果得られた符号語のビットに対して、パリティインターリービング及びツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウインターリービングを行うビットインターリーバと、
前記ビットインターリーバによるビットインターリービング後のビットからなるビット系列を12ビット系列に分離し、所定のパーミュテーション規則に従って当該12ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行うビット‐セルデマルチプレクサと、
前記ビット‐セルデマルチプレクサの処理の結果得られる6ビットの各セル語のそれぞれを64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってマッピングするマッパと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをviとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをbiとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b2、v1=b4、v2=b0、v3=b1、v4=b3、v5=b6、v6=b5、v7=b8、v8=b10、v9=b7、v10=b11、v11=b9
である
ことを特徴とする。
第1の受信処理方法は、
複素セルを64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってデマッピングするデマッピングステップと、
前記デマッピングステップの処理結果に基づく12ビット系列を所定のパーミュテーション規則に従って当該12ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行い、当該パーミュテーション後の12ビット系列を1ビット系列に多重するセル‐ビットマルチプレキシングステップと、
前記多重の結果得られた1ビット系列のビットに対して、ツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウデインターリービングおよびパリティデインターリービングを行うビットデインターリービングステップと、
前記ビットデインターリービングステップにおけるビットデインターリービング後のビットを、図25に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて復号する復号ステップと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをbiとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをviとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b2、v1=b4、v2=b0、v3=b1、v4=b3、v5=b6、v6=b5、v7=b8、v8=b10、v9=b7、v10=b11、v11=b9
である
ことを特徴とする。
第1の受信機は、
複素セルを64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってデマッピングするデマッパと、
前記デマッパの処理結果に基づく12ビット系列を所定のパーミュテーション規則に従って当該12ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行い、当該パーミュテーション後の12ビット系列を1ビット系列に多重するセル‐ビットマルチプレクサと、
前記多重の結果得られた1ビット系列のビットに対して、ツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウデインターリービングおよびパリティデインターリービングを行うビットデインターリーバと、
前記ビットデインターリーバにおけるビットデインターリービング後のビットを、図25に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて復号するデコーダと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをbiとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをviとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b2、v1=b4、v2=b0、v3=b1、v4=b3、v5=b6、v6=b5、v7=b8、v8=b10、v9=b7、v10=b11、v11=b9
である
ことを特徴とする。
上記送信処理方法、及び送信機のそれぞれによれば、マッピング前にLDPC符号語のビットに適用するパーミュテーションの規則が送信機及び受信機で使用されるLDPC符号とコンステレーションに応じた適切な規則となり、受信機の受信性能の向上が図られる。
上記受信処理方法、及び受信機のそれぞれによれば、デマッピングの結果得られるビットに適用するパーミュテーション規則が送信機及び受信機で使用されるLDPC符号とコンステレーションに応じた適切な規則となり、受信機の受信性能の向上が図られる。
(2)
第2の送信処理方法は、
図25に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて情報ビットを符号化する符号化ステップと、
前記符号化ステップにおける符号化の結果得られた符号語のビットに対して、パリティインターリービング及びツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウインターリービングを行うビットインターリービングステップと、
前記ビットインターリービングステップにおけるビットインターリービング後のビットからなるビット系列を8ビット系列に分離し、所定のパーミュテーション規則に従って当該8ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行うビット‐セルデマルチプレキシングステップと、
前記ビット‐セルデマルチプレキシングステップの処理の結果得られる8ビットの各セル語を256QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってマッピングするマッピングステップと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをviとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをbiとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b2、v1=b6、v2=b0、v3=b1、v4=b4、v5=b5、v6=b3、v7=b7
である
ことを特徴とする。
第2の送信機は、
図25に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて情報ビットを符号化するエンコーダと、
前記エンコーダによる符号化の結果得られた符号語のビットに対して、パリティインターリービング及びツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウインターリービングを行うビットインターリーバと、
前記ビットインターリーバによるビットインターリービング後のビットからなるビット系列を8ビット系列に分離し、所定のパーミュテーション規則に従って当該8ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行うビット‐セルデマルチプレクサと、
前記ビット‐セルデマルチプレクサの処理の結果得られる8ビットの各セル語を256QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってマッピングするマッパと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをviとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをbiとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b2、v1=b6、v2=b0、v3=b1、v4=b4、v5=b5、v6=b3、v7=b7
である
ことを特徴とする。
第2の受信処理方法は、
複素セルを256QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってデマッピングするデマッピングステップと、
前記デマッピングステップの処理結果に基づく8ビット系列を所定のパーミュテーション規則に従って当該8ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行い、当該パーミュテーション後の8ビット系列を1ビット系列に多重するセル‐ビットマルチプレキシングステップと、
前記多重の結果得られた1ビット系列のビットに対して、ツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウデインターリービングおよびパリティデインターリービングを行うビットデインターリービングステップと、
前記ビットデインターリービングステップにおけるビットデインターリービング後のビットを、図25に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて復号する復号ステップと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをbiとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをviとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b2、v1=b6、v2=b0、v3=b1、v4=b4、v5=b5、v6=b3、v7=b7
である
ことを特徴とする。
第2の受信機は、
複素セルを256QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってデマッピングするデマッパと、
前記デマッパの処理結果に基づく8ビット系列を所定のパーミュテーション規則に従って当該8ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行い、当該パーミュテーション後の8ビット系列を1ビット系列に多重するセル‐ビットマルチプレクサと、
前記多重の結果得られた1ビット系列のビットに対して、ツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウデインターリービングおよびパリティデインターリービングを行うビットデインターリーバと、
前記ビットデインターリーバにおけるビットデインターリービング後のビットを、図25に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて復号するデコーダと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをbiとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをviとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b2、v1=b6、v2=b0、v3=b1、v4=b4、v5=b5、v6=b3、v7=b7
である
ことを特徴とする。
上記送信処理方法、及び送信機のそれぞれによれば、マッピング前にLDPC符号語のビットに適用するパーミュテーションの規則が送信機及び受信機で使用されるLDPC符号とコンステレーションに応じた適切な規則となり、受信機の受信性能の向上が図られる。
上記受信処理方法、及び受信機のそれぞれによれば、デマッピングの結果得られるビットに適用するパーミュテーション規則が送信機及び受信機で使用されるLDPC符号とコンステレーションに応じた適切な規則となり、受信機の受信性能の向上が図られる。
(3)
第3の送信処理方法は、
図26に基づく符号化率8/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて情報ビットを符号化する符号化ステップと、
前記符号化ステップにおける符号化の結果得られた符号語のビットに対して、パリティインターリービング及びツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウインターリービングを行うビットインターリービングステップと、
前記ビットインターリービングステップにおけるビットインターリービング後のビットからなるビット系列を12ビット系列に分離し、所定のパーミュテーション規則に従って当該12ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行うビット‐セルデマルチプレキシングステップと、
前記ビット‐セルデマルチプレキシングステップの処理の結果得られる6ビットの各セル語を64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってマッピングするマッピングステップと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをviとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをbiとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b0、v1=b4、v2=b5、v3=b1、v4=b6、v5=b7、v6=b2、v7=b10、v8=b3、v9=b8、v10=b9、v11=b11
である
ことを特徴とする。
第3の送信機は、
図26に基づく符号化率8/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて情報ビットを符号化するエンコーダと、
前記エンコーダによる符号化の結果得られた符号語のビットに対して、パリティインターリービング及びツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウインターリービングを行うビットインターリーバと、
前記ビットインターリーバによるビットインターリービング後のビットからなるビット系列を12ビット系列に分離し、所定のパーミュテーション規則に従って当該12ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行うビット‐セルデマルチプレクサと、
前記ビット‐セルデマルチプレクサの処理の結果得られる6ビットの各セル語を64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってマッピングするマッパと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをviとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをbiとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b0、v1=b4、v2=b5、v3=b1、v4=b6、v5=b7、v6=b2、v7=b10、v8=b3、v9=b8、v10=b9、v11=b11
である
ことを特徴とする。
第3の受信処理方法は、
複素セルを64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってデマッピングするデマッピングステップと、
前記デマッピングステップの処理結果に基づく12ビット系列を所定のパーミュテーション規則に従って当該12ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行い、当該パーミュテーション後の12ビット系列を1ビット系列に多重するセル‐ビットマルチプレキシングステップと、
前記多重の結果得られた1ビット系列のビットに対して、ツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウデインターリービングおよびパリティデインターリービングを行うビットデインターリービングステップと、
前記ビットデインターリービングステップにおけるビットデインターリービング後のビットを、図26に基づく符号化率8/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて復号する復号ステップと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをbiとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをviとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b0、v1=b4、v2=b5、v3=b1、v4=b6、v5=b7、v6=b2、v7=b10、v8=b3、v9=b8、v10=b9、v11=b11
である
ことを特徴とする。
第3の受信機は、
複素セルを64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってデマッピングするデマッパと、
前記デマッパの処理結果に基づく12ビット系列を所定のパーミュテーション規則に従って当該12ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行い、当該パーミュテーション後の12ビット系列を1ビット系列に多重するセル‐ビットマルチプレクサと、
前記多重の結果得られた1ビット系列のビットに対して、ツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウデインターリービングおよびパリティデインターリービングを行うビットデインターリーバと、
前記ビットデインターリーバによるビットデインターリービング後のビットを、図26に基づく符号化率8/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて復号するデコーダと、
を有し、
前記パーミュテーション前の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをbiとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜11)ビット系列のビットをviとし、
前記所定のパーミュテーション規則は、
0=b0、v1=b4、v2=b5、v3=b1、v4=b6、v5=b7、v6=b2、v7=b10、v8=b3、v9=b8、v10=b9、v11=b11
である
ことを特徴とする。
上記送信処理方法、及び送信機のそれぞれによれば、マッピング前にLDPC符号語のビットに適用するパーミュテーションの規則が送信機及び受信機で使用されるLDPC符号とコンステレーションに応じた適切な規則となり、受信機の受信性能の向上が図られる。
上記受信処理方法、及び受信機のそれぞれによれば、デマッピングの結果得られるビットに適用するパーミュテーション規則が送信機及び受信機で使用されるLDPC符号とコンステレーションに応じた適切な規則となり、受信機の受信性能の向上が図られる。
本発明は、低密度パリティ検査符号を用いたビットインターリーブ符号化変調システムにおけるビット‐セルデマルチプレクサおよび当該ビット‐セルデマルチプレクサに対応するセル‐ビットマルチプレクサに利用することができる。
100 BICMエンコーダ
110 FECエンコーダ
111 BCHエンコーダ
115 LDPCエンコーダ
120 ビットインターリーバ
121 パリティインターリーバ
125 カラム‐ロウインターリーバ
130 ビット‐セルデマルチプレクサ
130A〜130C ビット‐セルデマルチプレクサ
131 シンプルデマルチプレクサ
131A〜131C シンプルデマルチプレクサ
135 デマルチパーミュテータ
135A〜135C デマルチパーミュテータ
140 QAMマッパ
300 BICMデコーダ
310 QAMデマッパ
320 セル‐ビットマルチプレクサ
320A〜320C セル‐ビットマルチプレクサ
321 インバースデマルチパーミュテータ
321A〜321C インバースデマルチパーミュテータ
325 シンプルマルチプレクサ
325A〜325C シンプルマルチプレクサ
330 ビットデインターリーバ
331 カラム‐ロウデインターリーバ
335 パリティデインターリーバ
340 BICMデコーダ
341 LDPCデコーダ
345 BCHデコーダ

Claims (4)

  1. 表1に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて情報ビットを符号化する符号化ステップと、
    Figure 0005600806
    前記符号化ステップにおける符号化の結果得られた符号語のビットに対して、パリティインターリービング及びツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウインターリービングを行うビットインターリービングステップと、
    前記ビットインターリービングステップにおけるビットインターリービング後のビットからなるビット系列を8ビット系列に分離し、所定のパーミュテーション規則に従って当該8ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行うビット‐セルデマルチプレキシングステップと、
    前記ビット‐セルデマルチプレキシングステップの処理の結果得られる8ビットの各セル語を256QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってマッピングするマッピングステップと、
    を有し、
    前記パーミュテーション前の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをviとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをbiとし、
    前記所定のパーミュテーション規則は、
    0=b2、v1=b6、v2=b0、v3=b1、v4=b4、v5=b5、v6=b3、v7=b7
    である
    ことを特徴とする送信処理方法。
  2. 表2に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて情報ビットを符号化するエンコーダと、
    Figure 0005600806
    前記エンコーダによる符号化の結果得られた符号語のビットに対して、パリティインターリービング及びツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウインターリービングを行うビットインターリーバと、
    前記ビットインターリーバによるビットインターリービング後のビットからなるビット系列を8ビット系列に分離し、所定のパーミュテーション規則に従って当該8ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行うビット‐セルデマルチプレクサと、
    前記ビット‐セルデマルチプレクサの処理の結果得られる8ビットの各セル語を256QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってマッピングするマッパと、
    を有し、
    前記パーミュテーション前の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをviとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをbiとし、
    前記所定のパーミュテーション規則は、
    0=b2、v1=b6、v2=b0、v3=b1、v4=b4、v5=b5、v6=b3、v7=b7
    である
    ことを特徴とする送信機。
  3. 複素セルを256QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってデマッピングするデマッピングステップと、
    前記デマッピングステップの処理結果に基づく8ビット系列を所定のパーミュテーション規則に従って当該8ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行い、当該パーミュテーション後の8ビット系列を1ビット系列に多重するセル‐ビットマルチプレキシングステップと、
    前記多重の結果得られた1ビット系列のビットに対して、ツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウデインターリービングおよびパリティデインターリービングを行うビットデインターリービングステップと、
    前記ビットデインターリービングステップにおけるビットデインターリービング後のビットを、表3に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて復号する復号ステップと、
    Figure 0005600806
    を有し、
    前記パーミュテーション前の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをbiとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをviとし、
    前記所定のパーミュテーション規則は、
    0=b2、v1=b6、v2=b0、v3=b1、v4=b4、v5=b5、v6=b3、v7=b7
    である
    ことを特徴とする受信処理方法。
  4. 複素セルを256QAM(Quadrature Amplitude Modulation)コンステレーションに従ってデマッピングするデマッパと、
    前記デマッパの処理結果に基づく8ビット系列を所定のパーミュテーション規則に従って当該8ビット系列の並び順を換えるパーミュテーションを行い、当該パーミュテーション後の8ビット系列を1ビット系列に多重するセル‐ビットマルチプレクサと、
    前記多重の結果得られた1ビット系列のビットに対して、ツイストを伴う又はツイストを伴わないカラム‐ロウデインターリービングおよびパリティデインターリービングを行うビットデインターリーバと、
    前記ビットデインターリーバにおけるビットデインターリービング後のビットを、表4に基づく符号化率7/15及び符号語長16200の低密度パリティ検査符号に基づいて復号するデコーダと、
    Figure 0005600806
    を有し、
    前記パーミュテーション前の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをbiとし、前記パーミュテーション後の第i(i=0〜7)ビット系列のビットをviとし、
    前記所定のパーミュテーション規則は、
    0=b2、v1=b6、v2=b0、v3=b1、v4=b4、v5=b5、v6=b3、v7=b7
    である
    ことを特徴とする受信機。
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