JP5789014B2 - Encoding method, encoder, decoder - Google Patents

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    • H03M13/6362Error control coding in combination with rate matching by puncturing

Description

本発明は、低密度パリティ検査畳み込み符号(LDPC−CC:Low-Density Parity-Check Convolutional Code)用の符号化方法、符号化器、復号器に関する。   The present invention relates to an encoding method, an encoder, and a decoder for a low-density parity-check convolutional code (LDPC-CC).

近年、実現可能な回路規模で高い誤り訂正能力を発揮する誤り訂正符号として、低密度パリティ検査(LDPC:Low-Density Parity-Check)符号に注目が集まっている。LDPC符号は、誤り訂正能力が高く、かつ実装が容易なので、IEEE802.11nの高速無線LANシステムやディジタル放送システムなどの誤り訂正符号化方式に採用されている。   In recent years, attention has been focused on a low-density parity check (LDPC) code as an error correction code that exhibits high error correction capability with a feasible circuit scale. Since the LDPC code has a high error correction capability and is easy to implement, the LDPC code is adopted in an error correction coding system such as an IEEE802.11n high-speed wireless LAN system or a digital broadcasting system.

LDPC符号は、低密度なパリティ検査行列Hで定義される誤り訂正符号である。また、LDPC符号は、検査行列Hの列数Nと等しいブロック長を持つブロック符号である。例えば、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3では、ランダム的なLDPC符号、Array LDPC符号、QC−LDPC符号(QC:Quasi-Cyclic)が提案されている。   The LDPC code is an error correction code defined by a low-density parity check matrix H. Also, the LDPC code is a block code having a block length equal to the number N of columns of the check matrix H. For example, Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, and Non-Patent Document 3 propose a random LDPC code, Array LDPC code, and QC-LDPC code (QC: Quasi-Cyclic).

しかし、現在の通信システムの多くは、イーサネット(登録商標)のように、送信情報を、可変長のパケットやフレーム毎にまとめて伝送するという特徴がある。このようなシステムにブロック符号であるLDPC符号を適用する場合、例えば、可変長なイーサネット(登録商標)のフレームに対して固定長のLDPC符号のブロックをどのように対応させるかといった課題が生じる。IEEE802.11nでは、送信情報系列にパディング処理やパンクチャ処理を施すことで、送信情報系列の長さと、LDPC符号のブロック長の調節を行っているが、パディングやパンクチャによって、符号化率が変化したり、冗長な系列を送信したりすることを避けることは困難である。   However, many of the current communication systems are characterized in that transmission information is collectively transmitted for each variable-length packet or frame, as in Ethernet (registered trademark). When an LDPC code, which is a block code, is applied to such a system, for example, there is a problem of how a block of a fixed-length LDPC code corresponds to a variable-length Ethernet (registered trademark) frame. In IEEE802.11n, the length of the transmission information sequence and the block length of the LDPC code are adjusted by performing padding processing and puncture processing on the transmission information sequence. However, the coding rate changes depending on the padding and puncture. It is difficult to avoid transmitting redundant sequences.

このようなブロック符号のLDPC符号(以降、これをLDPC−BC:Low-Density Parity-Check Block Codeと標記する)に対して、任意の長さの情報系列に対しての符号化・復号化が可能なLDPC−CC(Low-Density Parity-Check Convolutional Code)の検討が行われている(例えば、非特許文献1、非特許文献2参照)。   An LDPC code of such a block code (hereinafter referred to as LDPC-BC: Low-Density Parity-Check Block Code) can be encoded / decoded for an information sequence of an arbitrary length. Possible LDPC-CC (Low-Density Parity-Check Convolutional Code) has been studied (for example, see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).

LDPC−CCは,低密度なパリティ検査行列により定義される畳み込み符号であり,例えば符号化率R=1/2(=b/c)のLDPC−CCのパリティ検査行列H[0,n]は、図47で示される。ここで、H[0,n]の要素h (m)(t)は、0または1をとる。また、h (m)(t)以外の要素は全て0である。MはLDPC−CCにおけるメモリ長、nはLDPC−CCの符号語の長さを表す。図47に示されるように、LDPC−CCの検査行列は行列の対角項とその近辺の要素にのみに1が立っており、行列の左下および右上の要素はゼロであり、平行四辺形型の行列であるという特徴がある。 LDPC-CC is a convolutional code defined by a low-density parity check matrix. For example, an LDPC-CC parity check matrix H T [0, n] with a coding rate R = 1/2 (= b / c). Is shown in FIG. Here, the element h 1 (m) (t) of H T [0, n] takes 0 or 1. All elements other than h 1 (m) (t) are 0. M represents the memory length in LDPC-CC, and n represents the length of the LDPC-CC codeword. As shown in FIG. 47, in the LDPC-CC parity check matrix, 1 is set only in the diagonal term of the matrix and its neighboring elements, the lower left and upper right elements of the matrix are zero, and a parallelogram type. There is a feature that it is a matrix.

ここで,h (0)(t)=1,h (0)(t)=1であるとき、検査行列H[0,n]Tで定義されるLDPC−CCの符号化器は図48で表される。図48に示すように、LDPC−CCの符号化器は、ビットレングスcのシフトレジスタM+1個とmod2加算機で構成される。このため、LDPC−CCの符号化器には、生成行列の乗算を行う回路や後退(前方)代入法に基づく演算を行うLDPC−BCの符号化器に比べ、非常に簡易な回路で実現することができるという特徴がある。また、図48は畳み込み符号の符号化器であるため、情報系列を固定長のブロックに区切って符号化する必要はなく、任意の長さの情報系列を符号化することができる。 Here, when h 1 (0) (t) = 1, h 2 (0) (t) = 1, the LDPC-CC encoder defined by the parity check matrix H T [0, n] T is It is represented in FIG. As shown in FIG. 48, the LDPC-CC encoder is composed of M + 1 shift registers with a bit length c and a mod2 adder. For this reason, the LDPC-CC encoder is realized by a very simple circuit compared to a circuit that performs multiplication of a generator matrix and an LDPC-BC encoder that performs an operation based on the backward (forward) substitution method. There is a feature that can be. Further, since FIG. 48 shows a convolutional code encoder, it is not necessary to encode an information sequence by dividing it into fixed-length blocks, and an information sequence of an arbitrary length can be encoded.

R. G. Gallager, “Low-density parity check codes,” IRE Trans. Inform. Theory, IT-8, pp-21-28, 1962.R. G. Gallager, “Low-density parity check codes,” IRE Trans. Inform. Theory, IT-8, pp-21-28, 1962. D. J. C. Mackay, “Good error-correcting codes based on very sparse matrices,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol.45, no.2, pp399-431, March 1999.D. J. C. Mackay, “Good error-correcting codes based on very sparse matrices,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol.45, no.2, pp399-431, March 1999. J. L. Fan, “Array codes as low-density parity-check codes,” proc. of 2nd Int. Symp. on Turbo Codes, pp.543-546, Sep. 2000.J. L. Fan, “Array codes as low-density parity-check codes,” proc. Of 2nd Int. Symp. On Turbo Codes, pp.543-546, Sep. 2000. Y. Kou, S. Lin, and M. P. C. Fossorier, “Low-density parity-check codes based on finite geometries: A rediscovery and new results,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol.47, no.7, pp2711-2736, Nov. 2001.Y. Kou, S. Lin, and MPC Fossorier, “Low-density parity-check codes based on finite geometries: A rediscovery and new results,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol.47, no.7, pp2711-2736 , Nov. 2001. A. J. Felstorom, and K. Sh. Zigangirov, “Time-Varying Periodic Convolutional Codes With Low-Density Parity-Check Matrix,”IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 45, No.6, pp2181-2191, September 1999.A. J. Felstorom, and K. Sh. Zigangirov, “Time-Varying Periodic Convolutional Codes With Low-Density Parity-Check Matrix,” IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 45, No. 6, pp2181-2191, September 1999 . R. M. Tanner, D. Sridhara, A. Sridharan, T. E. Fuja, and D. J. Costello Jr., “LDPC block and convolutional codes based on circulant matrices,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol.50, no.12, pp.2966-2984, Dec. 2004.RM Tanner, D. Sridhara, A. Sridharan, TE Fuja, and DJ Costello Jr., “LDPC block and convolutional codes based on circulant matrices,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol.50, no.12, pp.2966 -2984, Dec. 2004. G. Richter, M. Kaupper, and K. Sh. Zigangirov,“Irregular low-density parity-Check convolutional codes based on protographs,”Proceeding of IEEE ISIT 2006, pp1633-1637.G. Richter, M. Kaupper, and K. Sh. Zigangirov, “Irregular low-density parity-Check convolutional codes based on protographs,” Proceeding of IEEE ISIT 2006, pp1633-1637. R. D. Gallager, “Low-Density Parity-Check Codes,” Cambridge, MA: MIT Press, 1963.R. D. Gallager, “Low-Density Parity-Check Codes,” Cambridge, MA: MIT Press, 1963. M. P. C. Fossorier, M. Mihaljevic, and H. Imai, “Reduced complexity iterative decoding of low density parity check codes based on belief propagation,” IEEE Trans. Commun., vol.47., no.5, pp.673-680, May 1999.MPC Fossorier, M. Mihaljevic, and H. Imai, “Reduced complexity iterative decoding of low density parity check codes based on belief propagation,” IEEE Trans. Commun., Vol.47., No.5, pp.673-680, May 1999. J. Chen, A. Dholakia, E. Eleftheriou, M. P. C. Fossorier, and X.-Yu Hu, “Reduced-complexity decoding of LDPC codes,” IEEE Trans. Commun., vol.53., no.8, pp.1288-1299, Aug. 2005.J. Chen, A. Dholakia, E. Eleftheriou, MPC Fossorier, and X.-Yu Hu, “Reduced-complexity decoding of LDPC codes,” IEEE Trans. Commun., Vol.53., No.8, pp.1288 -1299, Aug. 2005. 小川裕一, “ターボ符号のsum-product復号,” 長岡技術科学大学修士論文, 2007.Yuichi Ogawa, “sum-product decoding of turbo codes,” Master's thesis, Nagaoka University of Technology, 2007. S. Lin, D. J. Jr., Costello, “Error control coding : Fundamentals and applications,”Prentice-Hall.S. Lin, D. J. Jr., Costello, “Error control coding: Fundamentals and applications,” Prentice-Hall. 和田山 正, “低密度パリティ検査符号とその復号方法,”トリケップス.Tadashi Wadayama, “Low-density parity check code and its decoding method,” Trikes. A. Pusane, R. Smarandache, P. Vontobel, and D. J. Costello Jr., “On deriving good LDPC convolutional codes from QC LDPC block codes,” Proc. of IEEE ISIT 2007, pp.1221-1225, June 2007.A. Pusane, R. Smarandache, P. Vontobel, and D. J. Costello Jr., “On deriving good LDPC convolutional codes from QC LDPC block codes,” Proc. Of IEEE ISIT 2007, pp.1221-1225, June 2007. A. Sridharan, D. Truhachev, M. Lentmaier, D. J. Costello, Jr., K. Sh. Zigangirov, “Distance Bounds for an Ensemble of LDPC Convolutional Codes,” IEEE Transactions on Information Theory, vol.53, no.12, Dec. 2007.A. Sridharan, D. Truhachev, M. Lentmaier, DJ Costello, Jr., K. Sh. Zigangirov, “Distance Bounds for an Ensemble of LDPC Convolutional Codes,” IEEE Transactions on Information Theory, vol.53, no.12, Dec. 2007.

ここで、ブロック符号の場合、送信データのビット数が符号のブロック長の整数倍とならない場合、余分なビットを送信する必要がある。したがって、ブロックサイズが大きいLDPC−BCやプロトグラフのサイズが大きいLDPC−CCを用いた場合、送信する余分なビットの数が多くなる。特に、パケット通信において、送信データのビット数が小さいパケットを送信する場合には、余分なビットを送信することによってデータの伝送効率が著しく低下してしまうという課題が発生する。しかしながら、非特許文献1〜非特許文献7で示されているLDPC符号では、この問題を解決することが困難である。この課題を解決するためには、非特許文献1〜非特許文献7より小さいサイズのプロトグラフで構成できるLDPC−CCを設計することが求められる。   Here, in the case of a block code, if the number of bits of transmission data is not an integral multiple of the block length of the code, it is necessary to transmit extra bits. Therefore, when LDPC-BC having a large block size or LDPC-CC having a large protograph size is used, the number of extra bits to be transmitted increases. In particular, in packet communication, when a packet having a small number of bits of transmission data is transmitted, there is a problem that the data transmission efficiency is remarkably reduced by transmitting extra bits. However, with the LDPC codes shown in Non-Patent Document 1 to Non-Patent Document 7, it is difficult to solve this problem. In order to solve this problem, it is required to design an LDPC-CC that can be configured with a protograph smaller in size than Non-Patent Document 1 to Non-Patent Document 7.

この点、畳み込み符号からLDPC−CCを作成すれば、プロトグラフのサイズを非特許文献1〜非特許文献7より小さくすることができる。   In this regard, if the LDPC-CC is created from the convolutional code, the size of the protograph can be made smaller than those in Non-Patent Document 1 to Non-Patent Document 7.

そして、畳み込み符号からLDPC−CCを作成し、情報系列にLDPC−CCを用いた誤り訂正符号化を施して送信する場合に、受信品質の向上を図るための工夫が求められる。   Then, when an LDPC-CC is created from a convolutional code and error correction coding using LDPC-CC is performed on the information sequence and transmitted, a device for improving reception quality is required.

本発明は、かかる点を考慮してなされたものであり、畳み込み符号からLDPC−CCを作成し、情報系列にLDPC−CCを用いた誤り訂正符号化を施して送信する場合に、良好な受信品質を得ることができるLDPC−CC用の符号化方法、符号化器、復号器を提供する。   The present invention has been made in consideration of such points. Good reception is achieved when an LDPC-CC is generated from a convolutional code and error correction coding using LDPC-CC is performed on an information sequence and transmitted. An encoding method, an encoder, and a decoder for LDPC-CC capable of obtaining quality are provided.

本発明の送信装置の一つの態様は、入力データ及び過去に生成したパリティ系列と、畳み込み符号のパリティ検査行列を用いて、時変周期mのLDPC−CC(Low-Density Parity-Check Convolutional Code)の符号語としての情報系列及びパリティ系列を生成する符号化器と、前記LDPC−CCの符号語を変調した送信シンボルを生成する変調部と、を含み、前記パリティ検査行列は、式(120)であらわされるm個の異なるパリティ検査多項式のうち、第qパリティ検査多項式に基づいてkm+q行を定義し、kは0以上の整数、qは1以上m以下の整数である構成を採る。   One aspect of the transmission apparatus of the present invention is an LDPC-CC (Low-Density Parity-Check Convolutional Code) having a time-varying period m using input data, a parity sequence generated in the past, and a parity check matrix of a convolutional code. And an encoder that generates an information sequence and a parity sequence as codewords, and a modulation unit that generates a transmission symbol obtained by modulating the codeword of the LDPC-CC, and the parity check matrix is expressed by Equation (120). Of the m different parity check polynomials represented by the following equation, km + q rows are defined based on the q-th parity check polynomial, and k is an integer of 0 or more and q is an integer of 1 to m.

本発明の受信装置の一つの態様は、LDPC−CC(Low-Density Parity-Check Convolutional Code)の符号化された変調信号を受信する受信部と、前記受信した信号に対して、パリティ検査行列を用いてBP(Belief Propagation)復号する復号器と、を含み、前記復号器は、前記パリティ検査行列を用いて行処理演算を行う行処理演算部と、前記パリティ検査行列を用いて列処理演算を行う列処理演算部と、前記行処理演算部及び前記列処理演算部での演算結果を用いて符号語を推定する判定部と、を含み、前記パリティ検査行列は、式(120)であらわされるm個の異なるパリティ検査行列のうち、第qパリティ検査多項式に基づいてkm+q行を定義し、kは0以上の整数、qは1以上m以下の整数である構成を採る。   One aspect of the receiving apparatus of the present invention includes: a receiving unit that receives a modulated signal encoded by LDPC-CC (Low-Density Parity-Check Convolutional Code); and a parity check matrix for the received signal. And a decoder for performing BP (Belief Propagation) decoding, wherein the decoder performs a row processing operation unit that performs a row processing operation using the parity check matrix, and a column processing operation using the parity check matrix. A column processing calculation unit to perform, and a determination unit that estimates a codeword using calculation results in the row processing calculation unit and the column processing calculation unit, and the parity check matrix is expressed by Expression (120). Of the m different parity check matrices, km + q rows are defined based on the q-th parity check polynomial, and k is an integer of 0 or more and q is an integer of 1 to m.

本発明によれば、小さいサイズのプロトグラフとして、畳み込み符号に着目し、畳み込み符号のパリティ検査多項式をプロトグラフとすることにより、LDPC−CCの設計方法において、受信品質がよく、かつ、送信する余分なビットの数を少なくできる。さらに、畳み込み符号からLDPC−CCを作成する場合に、検査行列Hの近似下三角行列あるいは上台形行列の所定の位置に「1」を追加し、このときの畳み込み符号のパリティ検査多項式の次数を大きくすることにより、受信装置において、作成したLDPC−CCの検査行列を用いてBP復号または近似したBP復号を行えば、良好な受信品質を得ることができる。   According to the present invention, attention is paid to a convolutional code as a small-sized protograph, and the parity check polynomial of the convolutional code is used as a protograph, whereby the reception quality is good and transmission is performed in the LDPC-CC design method. The number of extra bits can be reduced. Further, when creating an LDPC-CC from a convolutional code, “1” is added to a predetermined position of the approximate lower triangular matrix or upper trapezoidal matrix of the check matrix H, and the degree of the parity check polynomial of the convolutional code at this time is added. By increasing the size, if the receiving apparatus performs BP decoding or approximated BP decoding using the created LDPC-CC parity check matrix, good reception quality can be obtained.

(7,5)畳み込み符号の符号化器を示す図The figure which shows the encoder of a (7,5) convolutional code. (7,5)畳み込み符号の検査行列を示す図The figure which shows the check matrix of a (7,5) convolutional code. (7,5)畳み込み符号の検査行列を示す図The figure which shows the check matrix of a (7,5) convolutional code. 図3の検査行列の近似下三角行列に「1」を追加した場合の一例を示す図The figure which shows an example at the time of adding "1" to the approximate lower triangular matrix of the check matrix of FIG. 実施の形態1におけるLDPC−CCの検査行列の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the check matrix of LDPC-CC in Embodiment 1. FIG. (7,5)畳み込み符号の検査行列を示す図The figure which shows the check matrix of a (7,5) convolutional code. 実施の形態1におけるLDPC−CCの検査行列の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the check matrix of LDPC-CC in Embodiment 1. FIG. (7,5)畳み込み符号の検査行列を示す図The figure which shows the check matrix of a (7,5) convolutional code. 図3の検査行列の上台形行列に「1」を追加した場合の一例を示す図The figure which shows an example at the time of adding "1" to the upper trapezoid matrix of the check matrix of FIG. 実施の形態2におけるLDPC−CCの検査行列の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the check matrix of LDPC-CC in Embodiment 2. FIG. 実施の形態3における終端時の検査行列の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the check matrix at the time of termination | terminus in Embodiment 3 実施の形態3における終端時の検査行列の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the check matrix at the time of termination | terminus in Embodiment 3 実施の形態3における終端時の検査行列の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the check matrix at the time of termination | terminus in Embodiment 3 畳み込み符号からLDPC−CCを作成する方法を説明する図The figure explaining the method of producing LDPC-CC from a convolutional code 実施の形態7におけるLDPC−CCの検査行列の構成の一例を示す図FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a configuration of an LDPC-CC parity check matrix according to Embodiment 7 実施の形態7における時変周期1のLDPC−CCの検査行列の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the check matrix of LDPC-CC of the time-varying period 1 in Embodiment 7. FIG. 実施の形態7における時変周期mのLDPC−CCの検査行列の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the check matrix of LDPC-CC of the time-varying period m in Embodiment 7. FIG. パンクチャパターン数を説明するための図Illustration for explaining the number of puncture patterns 符号化系列とパンクチャパターンとの関係を示す図The figure which shows the relationship between an encoding sequence and a puncture pattern パンクチャパターンを選択するためにチェックしなければならいパリティ検査多項式の数を示す図Diagram showing the number of parity check polynomials that must be checked to select a puncture pattern 時変周期2のLDPC−CCの検査行列の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the check matrix of LDPC-CC of time-varying period 2 時変周期4のLDPC−CCの検査行列の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the check matrix of LDPC-CC of time-varying period 4 符号化率1/nの畳み込み符号からLDPC−CCを作成する方法を説明する図The figure explaining the method of producing LDPC-CC from the convolutional code of coding rate 1 / n 符号化率1/nの畳み込み符号からLDPC−CCを作成する方法を説明する図The figure explaining the method of producing LDPC-CC from the convolutional code of coding rate 1 / n 符号化器の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of an encoder. 符号化器の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of an encoder. sum-product復号アルゴリズムを用いた復号器の構成を示す図Diagram showing decoder configuration using sum-product decoding algorithm 送信装置の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of a transmitter 送信フォーマットの一例を示す図Diagram showing an example of transmission format 受信装置の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of a receiver 符号化部の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of an encoding part. 検査行列の上台形行列に「1」が追加された検査行列を用いる、LDPC−CC符号化部の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the LDPC-CC encoding part using the check matrix which added "1" to the upper trapezoid matrix of the check matrix. 時変周期2のLDPC−CCの検査行列の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the check matrix of LDPC-CC of time-varying period 2 時変周期7のLDPC−CCの検査行列の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the check matrix of LDPC-CC of time-varying period 7 他の実施の形態7におけるLDPC−CC検査行列の構成を示す図The figure which shows the structure of the LDPC-CC check matrix in other Embodiment 7. FIG. 一般的なパンクチャ方法を説明するための図Diagram for explaining a general puncture method 一般的なパンクチャ方法による送信符号語系列vとLDPC−CC検査行列Hとの対応を示す図The figure which shows a response | compatibility with the transmission codeword sequence v by the general puncture method, and the LDPC-CC check matrix H 実施の形態7におけるパンクチャ方法を説明するための図The figure for demonstrating the puncturing method in Embodiment 7 実施の形態7におけるパンクチャ方法による送信符号語系列vとLDPC−CC検査行列Hとの対応を示す図The figure which shows the response | compatibility with the transmission codeword sequence v by the puncture method in Embodiment 7, and the LDPC-CC check matrix H 実施の形態7における送信装置の別の要部構成を示すブロック図FIG. 10 is a block diagram showing another main configuration of the transmitting apparatus according to Embodiment 7. 実施の形態7におけるパンクチャパターンの一例を示す図The figure which shows an example of the puncture pattern in Embodiment 7 実施の形態7における別のパンクチャパターンを示す図The figure which shows another puncture pattern in Embodiment 7. FIG. 実施の形態7における別のパンクチャパターンを示す図The figure which shows another puncture pattern in Embodiment 7. FIG. 実施の形態7における別のパンクチャパターンを示す図The figure which shows another puncture pattern in Embodiment 7. FIG. 実施の形態7における別のパンクチャパターンを示す図The figure which shows another puncture pattern in Embodiment 7. FIG. 復号処理タイミングを説明するための図Diagram for explaining the decoding processing timing FEC Encoderを示す図Diagram showing FEC Encoder Structure of LDPC Convolusional Encoderを示す図Diagram showing Structure of LDPC Convolusional Encoder a structure of LDPC-CC encoderを示す図a structure of LDPC-CC encoder LDPC−CCの検査行列を示す図The figure which shows the check matrix of LDPC-CC LDPC−CC符号化器の構成を示す図The figure which shows the structure of a LDPC-CC encoder.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
実施の形態1では、(7,5)の畳み込み符号から、新しいLDPC−CCを設計する方法について詳しく説明する。
(Embodiment 1)
In Embodiment 1, a method for designing a new LDPC-CC from the (7, 5) convolutional code will be described in detail.

図1は、(7,5)の畳み込み符号の符号化器の構成を示す図である。図1に示す符号化器は、シフトレジスタ101、102と、排他的論理和回路103、104、105と、を有する。図1に示す符号化器は、入力xに対し、出力xとパリティpを出力する。この符号は組織符号である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an encoder for a (7, 5) convolutional code. The encoder shown in FIG. 1 includes shift registers 101 and 102 and exclusive OR circuits 103, 104, and 105. The encoder shown in FIG. 1 outputs an output x and a parity p for an input x. This code is a systematic code.

なお、本発明では、組織符号である畳み込み符号を用いることが重要となる。この点については、実施の形態2において詳しく説明する。   In the present invention, it is important to use a convolutional code that is a systematic code. This point will be described in detail in the second embodiment.

符号化率1/2、生成多項式G=[1 G(D)/G(D)]の畳み込み符号を例に考える。このとき、Gはフィードフォワード多項式、Gはフィードバック多項式をあらわす。情報系列(データ)の多項式表現をX(D)、パリティ系列の多項式表現をP(D)とするとパリティ検査多項式は、以下の式(1)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
Consider a convolutional code of coding rate 1/2 and generator polynomial G = [1 G 1 (D) / G 0 (D)] as an example. In this case, G 1 is feed-forward polynomial, G 0 represents a feedback polynomial. When the polynomial expression of the information sequence (data) is X (D) and the polynomial expression of the parity sequence is P (D), the parity check polynomial is expressed as the following equation (1).
Figure 0005789014

図2に、(7,5)の畳み込み符号に関する情報を記載する。(7,5)畳み込み符号の生成行列はG=[1 (D+1)/(D+D+1)]とあらわされる。したがって、パリティ検査多項式は、以下の式(2)となる。

Figure 0005789014
FIG. 2 describes information relating to the (7, 5) convolutional code. The generation matrix of the (7, 5) convolutional code is expressed as G = [1 (D 2 +1) / (D 2 + D + 1)]. Therefore, the parity check polynomial is expressed by the following equation (2).
Figure 0005789014

ここで、時点iにおけるデータをX、パリティをPとあらわし、送信系列W=(X,P)とあらわす。そして、送信ベクトルw=(X,P,X,P,・・・,X,P・・・)とあらわす。すると、式(2)から、検査行列Hは図2に示すようにあらわすことができる。このとき、以下の式(3)の関係式が成立する。

Figure 0005789014
Here, the data at the time point i is represented as X i , the parity is represented as P i, and the transmission sequence W i = (X i , P i ). The transmission vector w = (X 1 , P 1 , X 2 , P 2 ,..., X i , P i ...). Then, from equation (2), the check matrix H can be expressed as shown in FIG. At this time, the following relational expression (3) is established.
Figure 0005789014

したがって、受信装置では、検査行列Hを用い、非特許文献8〜非特許文献10に示されているようなBP(Belief Propagation)復号、BP復号を近似したmin-sum復号、offset BP復号、Normalized BP復号、shuffled BP復号などを用いることで、復号を行うことができる。   Therefore, the receiving apparatus uses the check matrix H, BP (Belief Propagation) decoding as shown in Non-Patent Document 8 to Non-Patent Document 10, min-sum decoding approximating BP decoding, offset BP decoding, and Normalized. Decoding can be performed by using BP decoding, shuffled BP decoding, or the like.

ここで、図2の検査行列において、行番号=列番号の「1」より左下の部分(図2の201の左下の部分)を近似下三角行列と定義する。行番号=列番号の「1」より右上の部分を上台形行列と定義する。   Here, in the parity check matrix of FIG. 2, the lower left portion (the lower left portion of 201 in FIG. 2) from row number = column number “1” is defined as an approximate lower triangular matrix. The upper right part of row number = column number “1” is defined as an upper trapezoid matrix.

次に、本発明におけるLDPC−CCの設計方法について詳しく説明する。   Next, the LDPC-CC design method in the present invention will be described in detail.

符号化器を簡単な構成で実現するために、本実施の形態では、図2に示した(7,5)の畳み込み符号のための検査行列Hの近似下三角行列に「1」を追加する手法をとる。   In order to realize the encoder with a simple configuration, in the present embodiment, “1” is added to the approximate lower triangular matrix of the parity check matrix H for the (7, 5) convolutional code shown in FIG. Take the technique.

<符号化方法>
ここでは、一例として図2の検査行列に対し、追加する「1」は、データ、パリティそれぞれに1つとするものとする。図2の検査行列Hの近似下三角行列に「1」をデータ、パリティそれぞれに1つ追加した場合、検査多項式は以下の式(4)のようにあらわされる。ただし、式(4)において、α≧3、β≧3である。

Figure 0005789014
<Encoding method>
Here, as an example, it is assumed that “1” added to the parity check matrix in FIG. 2 is one for each of data and parity. When “1” is added to the approximate lower triangular matrix of the parity check matrix H in FIG. 2 for each of data and parity, the parity check polynomial is expressed as in the following equation (4). However, in formula (4), α ≧ 3 and β ≧ 3.
Figure 0005789014

したがって、パリティP(D)は、以下の式(5)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
Therefore, the parity P (D) is expressed as the following equation (5).
Figure 0005789014

検査行列の近似下三角行列に「1」を追加した場合、DβP(D)、DP(D)、DP(D)は過去のデータであり、既知の値であるから、簡単にパリティP(D)を求めることができる。 When “1” is added to the approximate lower triangular matrix of the parity check matrix, D β P (D), D 2 P (D), and DP (D) are past data and are known values. Parity P (D) can be obtained.

<「1」を追加する位置>
次に、図3を用いて、追加する「1」の位置について詳しく説明する。図3において、符号301は時点iのデータXの復号に関連する「1」、符号302は時点iのパリティPに関連する「1」である。点線303は、1回のBP復号を行った場合、時点iのデータX、パリティPに対し、外部情報の伝搬に関与するプロトグラフである。つまり、時点i−2から時点i+2の信頼度が伝播に関与することになる。
<Location to add “1”>
Next, the position of “1” to be added will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 3, reference numeral 301 is “1” related to the decoding of the data X i at the time point i, and reference numeral 302 is “1” related to the parity P i at the time point i. A dotted line 303 is a protograph related to the propagation of external information with respect to the data X i and the parity P i at the time point i when one BP decoding is performed. That is, the reliability from time point i-2 to time point i + 2 is involved in propagation.

プロトグラフ303の最右にある「1」(304)に対し、縦軸に境界線305を引く。そして、境界線305に隣接する最左の「1」(306)に対し、境界線307を引く。そして、時点iのデータX、パリティPに境界線305以降の信頼度が伝播するように、領域308にいずれかに「1」を追加する。これにより、「1」を追加する以前には得られなかった確率、つまり、時点i−2から時点i+2以外の信頼度を伝播させることができる。なお、新規の確率を伝播させるには、図3の領域308に追加する必要がある。 A boundary line 305 is drawn on the vertical axis for “1” (304) on the rightmost side of the protograph 303. Then, a boundary line 307 is drawn with respect to the leftmost “1” (306) adjacent to the boundary line 305. Then, “1” is added to the area 308 so that the reliability after the boundary line 305 is propagated to the data X i and the parity P i at the time point i. Accordingly, it is possible to propagate a probability that was not obtained before adding “1”, that is, a reliability other than the time point i−2 to the time point i + 2. In order to propagate a new probability, it is necessary to add to the area 308 in FIG.

ここで、図3の検査行列Hの各行において、最右の「1」と最左の「1」の幅をLとする。これまでは、「1」を追加する位置を列方向で説明した。これを、行方向で考えると、図2の検査行列において、最左の「1」からL−2以上左の位置に「1」を追加することになる。また、検査多項式で説明した場合、式(4)において、αを5以上、βを5以上に設定すればよい。   Here, in each row of the parity check matrix H in FIG. 3, the width of the rightmost “1” and the leftmost “1” is L. So far, the position where “1” is added has been described in the column direction. Considering this in the row direction, in the parity check matrix of FIG. 2, “1” is added to the left position of L−2 or more from the leftmost “1”. Further, in the case of explanation using a check polynomial, in equation (4), α may be set to 5 or more and β may be set to 5 or more.

これを一般式であらわして考える。畳み込み符号のパリティ検査多項式の一般式は以下の式(6)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
This is expressed by a general formula. A general expression of the parity check polynomial of the convolutional code is expressed as the following expression (6).
Figure 0005789014

検査行列Hの近似下三角行列に「1」をデータ、パリティそれぞれに1つ追加した場合、検査多項式は以下の式(7)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
When “1” is added to the approximate lower triangular matrix of the parity check matrix H, one for each of the data and parity, the parity check polynomial is expressed as the following equation (7).
Figure 0005789014

この場合、αを2K+1以上、βを2K+1以上に設定すればよい。K≧2である。   In this case, α may be set to 2K + 1 or more, and β may be set to 2K + 1 or more. K ≧ 2.

図4は、図3の検査行列の近似下三角行列に「1」を追加した場合の一例を示す図である。そして、すべての時点のデータ、パリティに対し「1」を追加すると、検査行列は図5のようにあらわされる。図5は、本実施の形態におけるLDPC−CCの検査行列の構成の一例を示す図である。図5において、領域501、502内の「1」が、追加した「1」であり、検査行列Hを持つ符号が本実施の形態におけるLDPC−CCとなる。このとき、検査多項式は以下の式(8)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
FIG. 4 is a diagram illustrating an example when “1” is added to the approximate lower triangular matrix of the parity check matrix in FIG. 3. When “1” is added to the data and parity at all times, the check matrix is represented as shown in FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a configuration of an LDPC-CC parity check matrix according to the present embodiment. In FIG. 5, “1” in the areas 501 and 502 is the added “1”, and the code having the check matrix H is the LDPC-CC in the present embodiment. At this time, the check polynomial is expressed by the following equation (8).
Figure 0005789014

以上のように、送信装置では、検査行列Hの近似下三角行列に「1」を追加して畳み込み符号からLDPC−CCを作成することにより、受信装置では、作成したLDPC−CCの検査行列を用いて、BP復号または近似したBP復号を行えば、良好な受信品質を得ることができる。   As described above, the transmission apparatus adds “1” to the approximate lower triangular matrix of the parity check matrix H and creates an LDPC-CC from the convolutional code, so that the reception apparatus uses the created LDPC-CC parity check matrix. By using BP decoding or approximated BP decoding, good reception quality can be obtained.

なお、本実施の形態では、データ、パリティに対し、それぞれ「1」を1個追加する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、例えばデータ、パリティのいずれかに対し「1」を追加する方法でもよい。例えば、データに対し「1」を追加し、パリティに対しては「1」を追加しないとしてもよい。一例として、上記式(7)において、Dβがない場合を考える。このとき、αを2K+1以上にすると受信装置は良好な受信品質を得ることができる。逆に、式(7)において、Dαがない場合を考える。このとき、βを2K+1以上にすると受信装置は良好な受信品質を得ることができる。 In this embodiment, the case where one “1” is added to each of data and parity has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, “1” is set to either data or parity. The method of adding may be used. For example, “1” may be added to data and “1” may not be added to parity. As an example, let us consider a case where there is no in the above equation (7). At this time, if α is set to 2K + 1 or more, the receiving apparatus can obtain good reception quality. Conversely, consider the case where there is no in equation (7). At this time, if β is set to 2K + 1 or more, the receiving apparatus can obtain good reception quality.

また、データ、パリティの両者に対し、複数個の「1」を追加した符号でも受信品質は大きく改善される。例えば、複数個挿入する場合の例として、ある畳み込み符号のパリティ検査多項式を式(9)であらわすものとする。なお、式(9)において、K≧2である。

Figure 0005789014
Also, the reception quality is greatly improved by a code in which a plurality of “1” s are added to both data and parity. For example, as an example of inserting a plurality, a parity check polynomial of a certain convolutional code is expressed by equation (9). In Equation (9), K ≧ 2.
Figure 0005789014

検査行列Hの近似下三角行列に「1」をデータ、パリティに対し複数個追加した場合、検査多項式は以下の式(10)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
When a plurality of “1” s are added to the approximate lower triangular matrix of the parity check matrix H for data and parity, the parity check polynomial is represented by the following equation (10).
Figure 0005789014

この場合、α1,・・・,αnを2K+1以上、β1,・・・,βを2K+1以上に設定すると受信装置において良好な受信品質を得ることができる。この点は本実施の形態では重要である。 In this case, when α 1 ,..., Α n is set to 2K + 1 or more and β 1 ,..., Β m are set to 2K + 1 or more, good reception quality can be obtained in the receiving apparatus. This point is important in the present embodiment.

ただし、α1,・・・,αnのうちの1つ以上が2K+1以上を満たす場合でも受信装置において良好な受信品質を得ることができる。また、β1,・・・,βのうちの1つ以上が2K+1以上を満たす場合でも受信装置において良好な受信品質を得ることができる。 However, even if one or more of α 1 ,..., Α n satisfy 2K + 1 or more, good reception quality can be obtained in the receiving apparatus. Further, even when one or more of β 1 ,..., Β m satisfy 2K + 1 or more, good reception quality can be obtained in the receiving apparatus.

また、LDPC−CCの検査多項式が以下の式(11)のようにあらわされた場合、α1,・・・,αnを2K+1以上に設定すると受信装置のおいて良好な受信品質を得ることができる。この点は本実施の形態では重要である。

Figure 0005789014
In addition, when the LDPC-CC parity check polynomial is expressed as in the following equation (11), when α 1 ,..., Α n are set to 2K + 1 or more, good reception quality can be obtained in the receiver. Can do. This point is important in the present embodiment.
Figure 0005789014

ただし、α1,・・・,αnのうち1つ以上が2K+1以上を満たす場合でも受信装置において良好な受信品質を得ることができる。 However, even when one or more of α 1 ,..., Α n satisfy 2K + 1 or more, good reception quality can be obtained in the receiving apparatus.

同様に、LDPC−CCの検査多項式が以下の式(12)のようにあらわされた場合、β1,・・・,βを2K+1以上に設定すると受信装置のおいて良好な受信品質を得ることができる。この点は本実施の形態では重要である。

Figure 0005789014
Similarly, when the LDPC-CC parity check polynomial is expressed by the following equation (12), if β 1 ,..., Β m are set to 2K + 1 or more, good reception quality is obtained in the receiving apparatus. be able to. This point is important in the present embodiment.
Figure 0005789014

ただし、β1,・・・,βのうち1つ以上が2K+1以上を満たす場合でも受信装置において良好な受信品質を得ることができる。 However, even when one or more of β 1 ,..., Β m satisfy 2K + 1 or more, good reception quality can be obtained in the receiving apparatus.

次に、(7,5)畳み込み符号の式(2)とは異なるパリティ検査多項式からLDPC−CCを設計する方法について詳しく説明する。ここでは一例として、データに対し「1」を2個、パリティに対し「1」を2個追加する場合を例に説明する。   Next, a method for designing an LDPC-CC from a parity check polynomial different from Equation (2) of the (7, 5) convolutional code will be described in detail. Here, as an example, a case where two “1” s are added to data and two “1” s are added to parity will be described as an example.

(7,5)畳み込み符号の式(2)とは異なるパリティ検査多項式が、非特許文献11に示されている。その一例は次の式(13)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
Non-Patent Document 11 shows a parity check polynomial different from Equation (2) of the (7, 5) convolutional code. An example of this is expressed by the following equation (13).
Figure 0005789014

この場合、検査行列Hは、図6のようにあらわすことができる。   In this case, the check matrix H can be represented as shown in FIG.

<符号化方法>
ここでは、図6の検査行列に対し、データ、パリティそれぞれに「1」を2つずつ追加する場合について説明する。図6の検査行列Hの近似下三角行列にデータ、パリティそれぞれに「1」を2つ追加した場合、検査多項式は以下の式(14)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
<Encoding method>
Here, a case will be described in which two “1” s are added to each of data and parity in the parity check matrix of FIG. 6. When two “1” s are added to each of the data and parity in the approximate lower triangular matrix of the parity check matrix H in FIG. 6, the parity check polynomial is expressed as the following equation (14).
Figure 0005789014

したがって、パリティP(D)は以下の式(15)のようにあらわすことができる。

Figure 0005789014
Therefore, the parity P (D) can be expressed as the following equation (15).
Figure 0005789014

このように、検査行列の近似下三角行列に「1」を追加した場合、Dβ1P(D)、Dβ2P(D)、DP(D)、DP(D)、DP(D)、DP(D)は過去のデータであり、既知の値であるから、簡単にパリティP(D)を求めることができる。 Thus, when “1” is added to the approximate lower triangular matrix of the parity check matrix, D β1 P (D), D β2 P (D), D 9 P (D), D 8 P (D), D 3 Since P (D) and DP (D) are past data and are known values, the parity P (D) can be easily obtained.

<「1」を追加する位置>
上述と同様の効果を得るためには、α12を19以上、β12を19以上に設定すると受信装置において良好な受信品質を得ることができる。一例として、図7の検査行列では、α1=26、α2=19、β1=30、β2=24としている。これにより、上述と同様な理由から、受信装置では、良好な受信品質を得ることができる。
<Location to add “1”>
In order to obtain the same effect as described above, when α 1 and α 2 are set to 19 or more and β 1 and β 2 are set to 19 or more, good reception quality can be obtained in the receiving apparatus. As an example, in the parity check matrix of FIG. 7, α 1 = 26, α 2 = 19, β 1 = 30, and β 2 = 24. Thereby, for the same reason as described above, the reception apparatus can obtain good reception quality.

以上の例から、畳み込み符号からLDPC−CCを作成する方法は以下のような手順となる。なお、以下の手順は、畳み込み符号が符号化率1/2の場合の例である。   From the above example, a method for creating an LDPC-CC from a convolutional code is as follows. The following procedure is an example when the convolutional code is an encoding rate of 1/2.

<1>良好な特性を与える畳み込み符号を選択する。   <1> Select a convolutional code that gives good characteristics.

<2>選択した畳み込み符号の検査多項式を生成する(例えば、式(6))。ただし、選択した畳み込み符号を組織符号として利用することが重要となる。また、検査多項式は、上述のとおり一つに限らない。良好な受信品質を与える検査多項式を選択する必要がある。このとき、生成多項式から生成した検査多項式より次数が大きく等価な検査多項式を用いるほうがよい(非特許文献11参照)。   <2> A check polynomial for the selected convolutional code is generated (for example, Equation (6)). However, it is important to use the selected convolutional code as a systematic code. Further, the check polynomial is not limited to one as described above. It is necessary to select a check polynomial that gives good reception quality. At this time, it is better to use an equivalent check polynomial having a higher degree than the check polynomial generated from the generator polynomial (see Non-Patent Document 11).

<3>選択した畳み込み符号の検査行列Hを作成する。   <3> A check matrix H of the selected convolutional code is created.

<4>データ、または(および)、パリティに対し、確率伝播を考慮し、検査行列に対し「1」を追加する。「1」を追加する位置については、上述で説明したとおりである。   <4> Probability propagation is considered for data or (and) parity, and “1” is added to the parity check matrix. The position where “1” is added is as described above.

本実施の形態では、(7,5)畳み込み符号からLDPC−CCを作成する方法を説明したが、本発明は(7,5)畳み込み符号に限ったものではなく、他の畳み込み符号を用いても同様に実施することができる。このとき、良好な受信品質を与える畳み込み符号の生成多項式Gについては非特許文献12に詳しく記載されている。   In the present embodiment, the method of creating the LDPC-CC from the (7, 5) convolutional code has been described. However, the present invention is not limited to the (7, 5) convolutional code, and other convolutional codes are used. Can be similarly implemented. At this time, the generating polynomial G of the convolutional code that gives good reception quality is described in detail in Non-Patent Document 12.

以上のように、本実施の形態によれば送信装置では、式(10)において、α1,・・・,αnを2K+1以上、β1,・・・,βを2K+1以上に設定し、畳み込み符号からLDPC−CCを作成することにより、受信装置では、作成したLDPC−CCの検査行列を用いてBP復号または近似したBP復号を行えば、良好な受信品質を得ることができる。また、畳み込み符号からLDPC−CCを作成した場合、プロトグラフ、つまり、検査多項式のサイズが、非特許文献6、非特許文献7で示されているプロトグラフよりサイズが非常に小さいため、送信データのビット数が小さいパケットを送信するときに発生する余分なビットの数を少なくすることができ、データの伝送効率が低下するという課題を抑制することができる。 As described above, the transmitting apparatus according to this embodiment, in Formula (10), α 1, ··· , the alpha n 2K + 1 or more, beta 1, · · ·, a beta m is set to 2K + 1 or more By creating an LDPC-CC from a convolutional code, the receiving apparatus can obtain good reception quality by performing BP decoding or approximated BP decoding using the created LDPC-CC parity check matrix. Further, when the LDPC-CC is created from the convolutional code, the size of the protograph, that is, the check polynomial, is much smaller than the protographs shown in Non-Patent Document 6 and Non-Patent Document 7, so that the transmission data Therefore, it is possible to reduce the number of extra bits generated when a packet having a small number of bits is transmitted, and to suppress the problem that the data transmission efficiency is lowered.

(実施の形態2)
実施の形態2では、(7,5)畳み込み符号から、新しいLDPC−CCを設計する方法、特に、検査行列の上台形行列に「1」を追加する方法について詳しく説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a method for designing a new LDPC-CC from a (7, 5) convolutional code, in particular, a method for adding “1” to the upper trapezoid matrix of the parity check matrix will be described in detail.

(7,5)畳み込み符号の検査多項式、検査行列Hの構成については実施の形態1で説明したとおりである。   The structure of the (7, 5) convolutional code parity check polynomial and parity check matrix H is as described in the first embodiment.

本発明におけるLDPC−CCの設計方法について詳しく説明する。   The LDPC-CC design method in the present invention will be described in detail.

符号化器を簡単な構成で実現するために、本実施の形態での発明では、図8に示した(7,5)畳み込み符号のための検査行列Hの上台形行列に「1」を追加する手法をとる。   In order to realize the encoder with a simple configuration, in the invention in this embodiment, “1” is added to the upper trapezoid matrix of the check matrix H for the (7, 5) convolutional code shown in FIG. Take a technique.

<符号化方法>
ここでは、一例として図8の検査行列に対し、追加する「1」は、データ、パリティそれぞれに追加するものと仮定する。この場合、検査多項式は以下の式(16)のようにあらわされる。なお、式(16)において、α、・・・、α≦−1、β、・・・、β≦−1である。

Figure 0005789014
<Encoding method>
Here, as an example, it is assumed that “1” to be added to the parity check matrix in FIG. 8 is added to each of data and parity. In this case, the check polynomial is expressed by the following equation (16). In the equation (16), α 1, ··· , α n ≦ -1, β 1, ···, a beta m ≦ -1.
Figure 0005789014

したがって、パリティP(D)は以下の式(17)のようにあらわすことができる。

Figure 0005789014
Therefore, the parity P (D) can be expressed as the following equation (17).
Figure 0005789014

ここで、式(17)において、Dα1X(D)、・・・、DαnX(D)は、入力データであるため既知であるが、Dβ1P(D)、・・・、DβmP(D)は未知の値である。したがって、検査行列Hの上台形行列のうち、データに関連するものに対し、「1」を挿入することは可能であるが、パリティに関連するものに対し、「1」を挿入してもパリティビットを求めることが困難である。よって、検査行列Hの上台形行列のうち、データに関連するものに対し、「1」を挿入する。つまり、検査多項式が式(18)とあらわされる場合、パリティP(D)は、以下の式(19)のようにあらわすことができ、パリティP(D)を求めることができる。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Here, in the equation (17), D α1 X (D),..., D αn X (D) is known because it is input data, but D β1 P (D) ,. βm P (D) is an unknown value. Therefore, although it is possible to insert “1” for the upper trapezoid matrix of the parity check matrix H, the parity can be inserted even if “1” is inserted for the parity related one. It is difficult to find a bit. Therefore, “1” is inserted into the upper trapezoid matrix of the check matrix H related to the data. That is, when the parity check polynomial is expressed by equation (18), the parity P (D) can be expressed by the following equation (19), and the parity P (D) can be obtained.
Figure 0005789014
Figure 0005789014

ここで、非組織符号の場合、検査多項式には、パリティビットのみしか存在しないため、上記で説明したとおり、検査行列Hの上台形行列に「1」を追加すると、パリティビットを求めることが困難である。このように、本発明では、組織符号の畳み込み符号を用いることが重要であることがわかる。   Here, in the case of a non-systematic code, since only parity bits exist in the check polynomial, it is difficult to obtain parity bits when “1” is added to the upper trapezoid matrix of the check matrix H as described above. It is. Thus, in the present invention, it can be seen that it is important to use a systematic code convolutional code.

<「1」を追加する位置>
次に、図8を用いて、追加する「1」の位置について詳しく説明する。図8において、符号801は時点iのデータXの復号に関連する「1」、符号802は時点iのパリティpに関連する「1」である。点線803は、1回のBP復号を行った場合、時点iのデータX、パリティPに対し、外部情報の伝搬に関与するプロトグラフである。つまり、時点i−2から時点i+2の信頼度が伝播に関与することになる。
<Location to add “1”>
Next, the position of “1” to be added will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 8, reference numeral 801 is “1” related to the decoding of the data X i at the time point i, and reference numeral 802 is “1” related to the parity p i at the time point i. A dotted line 803 is a protograph related to the propagation of external information for the data X i and the parity P i at the time point i when BP decoding is performed once. That is, the reliability from time point i-2 to time point i + 2 is involved in propagation.

そして、実施の形態1と同様に、境界線804、805を引く。そして、時点iのデータXに境界線804以前の信頼度が伝播するように、領域806のいずれかに「1」を追加する。これにより、「1」を追加する以前には得られなかった確率、つまり、時点i−2から時点i+2以外の確率を伝播させることができる。なお、新規の確率を伝播させるには、図8の領域806に追加する必要がある。 Then, the boundary lines 804 and 805 are drawn as in the first embodiment. Then, “1” is added to one of the regions 806 so that the reliability before the boundary line 804 is propagated to the data X i at the time point i. As a result, it is possible to propagate a probability that was not obtained before adding “1”, that is, a probability other than the time point i + 2 to the time point i + 2. In order to propagate a new probability, it is necessary to add to the area 806 in FIG.

ここで、図8の検査行列Hの各行において、最右の「1」と最左の「1」の幅をLとする。これまでは、「1」を追加する位置を列方向で説明した。これを、行方向で考えると、図2の検査行列において、最右の「1」からL−2以上右の位置に「1」を追加することになる。また、検査多項式で説明した場合、式(18)において、α,・・・,αを−2以下に設定すればよい。 Here, in each row of the parity check matrix H in FIG. 8, the width of the rightmost “1” and the leftmost “1” is L. So far, the position where “1” is added has been described in the column direction. Considering this in the row direction, in the parity check matrix of FIG. 2, “1” is added to a position to the right of L−2 or more from the rightmost “1”. Further, in the case of explanation using a check polynomial, in the equation (18), α 1 ,..., Α n may be set to −2 or less.

これを一般式であらわして考える。畳み込み符号のパリティ検査多項式の一般式は式(6)のようにあらわされる。   This is expressed by a general formula. A general expression of the parity check polynomial of the convolutional code is expressed as Expression (6).

検査行列Hの上台形行列に「1」をデータに対し追加した場合、検査多項式は以下の式(20)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
When “1” is added to the upper trapezoidal matrix of the parity check matrix H, the parity check polynomial is represented by the following equation (20).
Figure 0005789014

この場合、α,・・・,αを−K−1以下に設定するとよりよい受信品質をえることができる。ただし、α,・・・,αのうち一つ以上が、−K−1以下の条件を満たしていても、良好な受信品質を得ることができる。 In this case, better reception quality can be obtained by setting α 1 ,..., Α n to −K−1 or less. However, even if one or more of α 1 ,..., Α n satisfy the condition of −K−1 or less, good reception quality can be obtained.

図9は、図3の検査行列の上台形行列に「1」を追加した場合の一例を示す図である。図9では、領域806に「1」が追加された例である。そして、検査行列Hの上台形行列のすべての時点のデータに対し「1」を追加すると、検査行列は図10のようにあらわされる。図10は、本実施の形態におけるLDPC−CCの検査行列の構成の一例を示す図である。図10において、領域1001内の「1」は、追加された「1」であり、図10に示す行列Hを検査行列とする符号が本実施の形態におけるLDPC−CCとなる。このとき、検査多項式は以下の式(21)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
FIG. 9 is a diagram illustrating an example when “1” is added to the upper trapezoidal matrix of the parity check matrix in FIG. 3. FIG. 9 shows an example in which “1” is added to the area 806. Then, when “1” is added to the data at all points in the upper trapezoid matrix of the parity check matrix H, the parity check matrix is represented as shown in FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a configuration of an LDPC-CC parity check matrix according to the present embodiment. In FIG. 10, “1” in the area 1001 is the added “1”, and the code having the matrix H shown in FIG. 10 as the check matrix is the LDPC-CC in the present embodiment. At this time, the check polynomial is expressed by the following equation (21).
Figure 0005789014

以上のように、本実施の形態によれば送信装置では、式(20)において、α1,・・・,αnを−K−1以下に設定し、畳み込み符号からLDPC−CCを作成することにより、受信装置では、作成したLDPC−CCの検査行列を用いてBP復号または近似したBP復号を行えば、良好な受信品質を得ることができる。なお、本実施の形態では、データ、に対し、検査行列の上台形行列に「1」を追加する例を説明したが、本発明はこれに限られず、実施の形態1と組み合わせ、検査行列の上台形行列に「1」を追加するだけでなく、検査行列の近似下三角行列に「1」を追加してもよい。このとき、実施の形態1に記載した条件を満たすと、よりよい受信品質を確保することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the transmission apparatus, α 1 ,..., Α n are set to −K−1 or less in Equation (20), and an LDPC-CC is created from the convolutional code. Thus, the reception apparatus can obtain good reception quality by performing BP decoding or approximated BP decoding using the created LDPC-CC parity check matrix. In the present embodiment, an example has been described in which “1” is added to the upper trapezoid matrix of the parity check matrix for the data. However, the present invention is not limited to this, and the parity check matrix is combined with the first embodiment. In addition to adding “1” to the upper trapezoidal matrix, “1” may be added to the approximate lower triangular matrix of the parity check matrix. At this time, if the conditions described in Embodiment 1 are satisfied, better reception quality can be ensured.

そして、検査行列の上台形行列に「1」を追加した場合、後述する実施の形態3の終端における収束速度の向上につながるという利点もある。この点については、実施の形態3で詳しく説明する。   When “1” is added to the upper trapezoidal matrix of the check matrix, there is also an advantage that the convergence speed at the end of the third embodiment to be described later is improved. This point will be described in detail in Embodiment 3.

また、本実施の形態によれば、実施の形態1と同様に、(7,5)畳み込み符号の式(2)とは異なるパリティ検査多項式からLDPC−CCを設計することもできる。   Further, according to the present embodiment, LDPC-CC can be designed from a parity check polynomial different from equation (2) of the (7, 5) convolutional code, as in the first embodiment.

本実施の形態では、(7,5)畳み込み符号からLDPC−CCを作成する方法を説明したが、(7,5)畳み込み符号に限ったものではなく、他の畳み込み符号を用いても同様に実施することができる。このとき、良好な受信品質を与える畳み込み符号の生成多項式Gについては非特許文献12に詳しく記載されている。   In the present embodiment, the method of creating the LDPC-CC from the (7, 5) convolutional code has been described. However, the present invention is not limited to the (7, 5) convolutional code, and other convolutional codes can be used similarly. Can be implemented. At this time, the generating polynomial G of the convolutional code that gives good reception quality is described in detail in Non-Patent Document 12.

また、畳み込み符号からLDPC−CCを作成した場合、プロトグラフ、つまり、検査多項式のサイズが、非特許文献6,非特許文献7で示されているプロトグラフよりサイズが非常に小さいため、送信データのビット数が小さいパケットを送信するときに発生する、送信する余分なビットの数を少なくでき、データの伝送効率が低下するという課題を抑制することができる。   Further, when the LDPC-CC is created from the convolutional code, the size of the protograph, that is, the check polynomial, is much smaller than the protographs shown in Non-Patent Document 6 and Non-Patent Document 7, so that the transmission data It is possible to reduce the number of extra bits to be transmitted that occur when a packet having a small number of bits is transmitted, and to suppress the problem that the data transmission efficiency is reduced.

(実施の形態3)
実施の形態3では、実施の形態1で述べたように、畳み込み符号からLDPC−CCを生成する際、検査行列の近似下三角行列に「1」を追加した場合の終端(termination)の課題と、その問題を解決する方法について説明する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, as described in the first embodiment, when generating an LDPC-CC from a convolutional code, the problem of termination when “1” is added to the approximate lower triangular matrix of the parity check matrix A method for solving the problem will be described.

図11は、終端の際の検査行列の一例を示す図である。図11において、符号1100は情報ビットと終端ビットとの境界を示す。なお、「情報ビット」は、送信装置が受信装置に対して送信したい情報に関するビットである。一方、「終端ビット」は、情報ビットを正確に伝えるための余分なビットであり、終端ビット自身は、受信装置が必要としている情報には属さず、情報ビットを的確に受信するために必要なビットである。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a parity check matrix at the time of termination. In FIG. 11, reference numeral 1100 denotes a boundary between information bits and termination bits. The “information bit” is a bit related to information that the transmitting apparatus wants to transmit to the receiving apparatus. On the other hand, the “termination bit” is an extra bit for accurately transmitting the information bit, and the termination bit itself does not belong to the information required by the receiving apparatus, and is necessary for accurately receiving the information bit. Is a bit.

ここで、情報ビットにおける、データビットの最終ビットをX、パリティビットの最終ビットをPとし、その時点をfとする。図11の領域1103における符号1101が時点fのデータに関する「1」、符号1102が時点fのパリティに関する「1」に相当する。 Here, in the information bits, the last bit of the data bit is X f , the last bit of the parity bit is P f , and the time point is f. 11, 1101 corresponds to “1” regarding the data at the time point f, and 1102 corresponds to “1” regarding the parity at the time point f.

図11のプロトグラフに対応する検査多項式は、以下の式(22)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
A check polynomial corresponding to the protograph of FIG. 11 is expressed as the following equation (22).
Figure 0005789014

図11において、符号1104は終端ビット用の検査行列である。終端ビットで送信するデータビットを「0」とする。ただし、終端ビットで送信するデータビットを「0」とするのは一例であり、送受信機において、既知の情報であれば、終端ビットで送信するデータビットは、どのような系列であっても終端ビットとなりうる。   In FIG. 11, reference numeral 1104 denotes a check matrix for the termination bit. The data bit to be transmitted with the termination bit is set to “0”. However, it is only an example that the data bit to be transmitted with the termination bit is set to “0”. If the transmitter / receiver is known information, the data bit to be transmitted with the termination bit is terminated regardless of the sequence. Can be a bit.

図11では、時点f+1、つまり、終端ビットの最初の検査多項式は、以下の式(23)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
In FIG. 11, the time point f + 1, that is, the first check polynomial of the end bit is expressed as the following Expression (23).
Figure 0005789014

また、時点f+2の終端ビットにおける検査多項式は、以下の式(24)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
Further, the check polynomial at the terminal bit at the time point f + 2 is expressed as the following Expression (24).
Figure 0005789014

このように、本実施の形態では、図11に示しているように、終端ビットでは、時間とともに、追加された「1」の位置をずらす、また、時間とともに、検査多項式の次数を小さくすることを特徴としている。図11において、符号1105が、終端ビットの追加に関連する「1」の構成の一例を示している。なお、図11では、追加された「1」は、パリティに存在する。   As described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, with the termination bit, the position of the added “1” is shifted with time, and the order of the check polynomial is reduced with time. It is characterized by. In FIG. 11, reference numeral 1105 indicates an example of the configuration of “1” related to the addition of the termination bit. In FIG. 11, the added “1” exists in the parity.

そして、送信装置から送信される終端ビットの系列は既知であるので、受信装置では、BP復号を行う際、終端ビットの尤度を既知に設定することができる。   Since the terminal bit sequence transmitted from the transmitter is known, the receiver can set the likelihood of the terminal bit to be known when performing BP decoding.

以上のように、本実施の形態によれば、終端ビットにおいて、時間とともに、検査多項式の次数を小さくすることにより、トレリス線図が安定する(収束する)速度が向上することになる。したがって、終端のために送信するビット数を削減することができ、データの伝送効率を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the speed at which the trellis diagram is stabilized (converges) is improved by decreasing the order of the check polynomial with time in the termination bit. Therefore, the number of bits transmitted for termination can be reduced, and the data transmission efficiency can be improved.

図12は、図11とは異なる「情報ビット」および「終端ビット」に関連する検査行列の構成の一例を示す図である。図12において、符号1200は情報ビットと終端ビットとの境界を示す。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a check matrix configuration related to “information bits” and “termination bits” different from those in FIG. In FIG. 12, reference numeral 1200 indicates a boundary between information bits and termination bits.

ここで、情報ビットにおける、データビットの最終ビットをX、パリティビットの最終ビットをPとし、その時点をfとする。図12の領域1203における符号1201が時点fのデータに関する「1」、符号1202が時点fのパリティに関する「1」に相当する。 Here, in the information bits, the last bit of the data bit is X f , the last bit of the parity bit is P f , and the time point is f. The code 1201 in the area 1203 in FIG. 12 corresponds to “1” regarding the data at the time point f, and the code 1202 corresponds to “1” regarding the parity at the time point f.

図12のプロトグラフに対応する検査多項式は、以下の式(25)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
The check polynomial corresponding to the protograph of FIG. 12 is expressed as the following equation (25).
Figure 0005789014

図12において、符号1204は終端ビット用の検査行列である。終端ビットで送信するデータビットを「0」とする。なお、終端ビットで送信するデータビットを「0」とするのは一例であり、送受信装置において、既知の情報であれば、終端ビットで送信するデータビットは、どのような系列であってもよい。   In FIG. 12, reference numeral 1204 denotes a parity check matrix for terminal bits. The data bit to be transmitted with the termination bit is set to “0”. Note that the data bit to be transmitted by the termination bit is an example, and the transmission / reception apparatus may have any sequence of data bits to be transmitted by the termination bit as long as it is known information. .

図12では、時点f+1、つまり、終端ビットの最初の検査多項式は、以下の式(26)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
In FIG. 12, the time point f + 1, that is, the first check polynomial of the terminal bit is expressed as the following Expression (26).
Figure 0005789014

また、時点f+2の終端ビットにおける検査多項式は、以下の式(27)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
Further, the check polynomial at the terminal bit at the time point f + 2 is expressed as the following equation (27).
Figure 0005789014

このように、図12に示しているように、終端ビットでは、時間とともに、追加された「1」の位置をずらす、また、時間とともに、検査多項式の次数を小さくすることを特徴としている。図12において、符号1205が、終端ビットの追加に関連する「1」の構成の一例である。なお、図12では、追加された「1」は、データに存在する。   Thus, as shown in FIG. 12, the termination bit is characterized in that the position of the added “1” is shifted with time, and the order of the check polynomial is reduced with time. In FIG. 12, reference numeral 1205 is an example of the configuration of “1” related to the addition of the termination bit. In FIG. 12, the added “1” exists in the data.

また、情報ビットの受信品質の劣化を防ぐために、実施の形態1で述べたように、「2K+1以上」の条件を満たすように、検査多項式の次数を小さくする。したがって、最終的な終端ビットの検査多項式は、例えば、以下の式(28)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
Further, in order to prevent the degradation of the reception quality of information bits, as described in Embodiment 1, the order of the check polynomial is reduced so as to satisfy the condition “2K + 1 or more”. Therefore, the final check bit polynomial of the end bit is expressed as the following Expression (28), for example.
Figure 0005789014

そして、送信装置から送信される終端ビットの系列は既知であるので、受信装置では、BP復号を行う際、終端ビットの尤度を既知に設定することができる。   Since the terminal bit sequence transmitted from the transmitter is known, the receiver can set the likelihood of the terminal bit to be known when performing BP decoding.

以上のように、本実施の形態によれば、終端ビットにおいて、時間とともに、検査多項式の次数を小さくすることにより、トレリス線図が安定する(収束する)速度を向上させることができる。したがって、終端のために送信するビット数を削減することができ、データの伝送効率を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the speed at which the trellis diagram stabilizes (converges) can be improved by reducing the order of the parity check polynomial with time in the terminal bit. Therefore, the number of bits transmitted for termination can be reduced, and the data transmission efficiency can be improved.

次に、実施の形態2で述べた検査行列の上台形行列に「1」を追加する方法を用いたときの終端方法の一例について述べる。図13は、図11、図12とは異なる「情報ビット」および「終端ビット」に関連する検査行列の構成の一例を示す図である。図13において、符号1300は情報ビットと終端ビットとの境界を示す。   Next, an example of a termination method using the method of adding “1” to the upper trapezoid matrix of the parity check matrix described in the second embodiment will be described. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a configuration of a check matrix related to “information bits” and “termination bits” different from those in FIGS. 11 and 12. In FIG. 13, reference numeral 1300 indicates a boundary between information bits and termination bits.

ここで、情報ビットにおける、データビットの最終ビットをX、パリティビットの最終ビットをPとし、その時点をfとする。図13の領域1303における符号1301が時点fのデータに関する「1」、符号1302が時点fのパリティに関する「1」に相当する。 Here, in the information bits, the last bit of the data bit is X f , the last bit of the parity bit is P f , and the time point is f. In the area 1303 in FIG. 13, the code 1301 corresponds to “1” regarding the data at the time point f, and the code 1302 corresponds to “1” regarding the parity at the time point f.

図13のプロトグラフに対応する検査多項式は、以下の式(29)のようにあらわされるものとする。

Figure 0005789014
The parity check polynomial corresponding to the protograph of FIG. 13 is assumed to be expressed by the following equation (29).
Figure 0005789014

図13において、符号1304は終端ビット用の検査行列である。終端ビットで送信するデータビットを「0」とする。なお、終端ビットで送信するデータビットを「0」とするのは一例であり、送受信装置において、既知の情報であれば、終端ビットで送信するデータビットは、どのような系列であってもよい。   In FIG. 13, reference numeral 1304 denotes a parity check matrix for terminal bits. The data bit to be transmitted with the termination bit is set to “0”. Note that the data bit to be transmitted by the termination bit is an example, and the transmission / reception apparatus may have any sequence of data bits to be transmitted by the termination bit as long as it is known information. .

図13では、時点f+1、つまり、終端ビットの最初の検査多項式は、以下の式(30)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
In FIG. 13, the time point f + 1, that is, the first check polynomial of the end bit is expressed as the following equation (30).
Figure 0005789014

また、時点f+2の終端ビットにおける検査多項式は、以下の式(31)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
Further, the check polynomial for the terminal bit at the time point f + 2 is expressed by the following equation (31).
Figure 0005789014

このように、図13に示しているように、終端ビットでは、時間とともに、追加された「1」の位置をずらす、また、時間とともに、検査多項式の次数を小さくすること(図13の符号1305に相当)を特徴としている。図13において、符号1304が、終端ビットのプロトグラフの構成の一例である。なお、図13では、追加された「1」は、データ及びパリティに存在する。   Thus, as shown in FIG. 13, in the termination bit, the position of the added “1” is shifted with time, and the order of the check polynomial is decreased with time (reference numeral 1305 in FIG. 13). Equivalent). In FIG. 13, reference numeral 1304 is an example of the configuration of a protograph of terminal bits. In FIG. 13, the added “1” exists in data and parity.

また、情報ビットの受信品質の劣化を防ぐために、実施の形態1で述べたように、「2K+1以上」の条件を満たすように、検査多項式の次数を小さくする。   Further, in order to prevent the degradation of the reception quality of information bits, as described in Embodiment 1, the order of the check polynomial is reduced so as to satisfy the condition “2K + 1 or more”.

図13の終端ビットにおけるもう一つの特徴として、図13の符号1305から符号1306への変化のとおり、検査行列に追加挿入した「1」の数を2個から1個へ変化させている点である。これにより、トレリス線図が安定する(収束する)速度が向上する。   Another feature of the last bit in FIG. 13 is that the number of “1” additionally inserted in the parity check matrix is changed from 2 to 1 as shown in FIG. 13 from 1305 to 1306. is there. As a result, the speed at which the trellis diagram is stabilized (converged) is improved.

なお、本実施の形態では、検査行列に追加する「1」の数を情報ビット送信時は2個、その後、終端ビット送信時に1個と減少させる例で説明しているが、本発明これに限られず、例えば、検査行列に追加する「1」の数を情報ビット送信時はM個、その後、終端ビット送信時にN個(M>N)と減少させても同様な効果を得ることができる。   In this embodiment, the number of “1” added to the check matrix is described as being reduced to 2 when transmitting information bits and then 1 when transmitting end bits. For example, the same effect can be obtained even if the number of “1” added to the check matrix is reduced to M when transmitting information bits and then to N (M> N) when transmitting termination bits. .

図13において、検査行列の上台形行列に「1」を追加した場合(図13の符号1307の「1」)の利点について説明する。例えば、図13の時点f−2のデータXf−2(1308)およびパリティPf−2(1309)では、終端ビット1310の影響を受けることになる。これにより、受信装置では、時点f−2のデータXf−2(1308)の受信品質は向上することになる。同様に、時点f−2以降のデータについても同様の効果を得ることができる。このように、検査行列の上台形行列に「1」を追加した場合、上記記載の効果により、トレリス線図が安定する(収束する)速度を向上させることができる。 In FIG. 13, an advantage when “1” is added to the upper trapezoidal matrix of the check matrix (“1” of reference numeral 1307 in FIG. 13) will be described. For example, the data X f-2 (1308) and the parity P f-2 (1309) at the time point f-2 in FIG. 13 are affected by the termination bit 1310. As a result, the reception device improves the reception quality of the data X f-2 (1308) at the time point f-2. Similarly, the same effect can be obtained for data after time point f-2. Thus, when “1” is added to the upper trapezoidal matrix of the check matrix, the speed at which the trellis diagram is stabilized (converges) can be improved due to the above-described effects.

本実施の形態では、規則的に検査多項式の次数を減少させている(行数が1つ増加するごとに次数を減少させている)が、本発明は、規則的でなくても同様な効果を得ることができ、例えば、数行ごとに次数を減らしても同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the order of the check polynomial is regularly decreased (the order is decreased every time the number of rows is increased by one), but the present invention has the same effect even if it is not regular. For example, the same effect can be obtained even if the order is reduced every few rows.

(実施の形態4)
実施の形態1および実施の形態2では、(7,5)の畳み込み符号つまりフィードバック型の畳み込み符号からLDPC−CCを設計する方法について述べた。本実施の形態では、実施の形態1および実施の形態2で説明したLDPC−CCの設計方法をフィードフォワード型の畳み込み符号に適用した場合について説明する。フィードフォワード型の畳み込み符号を用いる利点は、拘束長が同一の場合、フィードフォワード型の畳み込み符号の検査行列の検査行列では、フィードバック型の畳み込み符号の検査行列に比べ、行重みおよび列重みが小さく、また、タナーグラフを描いた際の長さ4のループの存在する数が少ないという特徴がある。ループとは、あるノードから始まり、そのノードで終わる周回路(周回するパス)であり、長さ4のループの数が多いと、受信品質が劣化する(非特許文献13参照)。そのため、フィードフォワード型の畳み込み符号を用いる場合、BP復号を行った際、受信品質がよくなる可能性が高い。そこで、フィードフォワード型の畳み込み符号から設計したLDPC−CCは、フィードバック型の畳み込み符号から設計したLDPC−CCより、性能がよいという特徴をもつ。
(Embodiment 4)
In the first and second embodiments, the method of designing the LDPC-CC from the (7, 5) convolutional code, that is, the feedback type convolutional code has been described. In this embodiment, a case will be described in which the LDPC-CC design method described in Embodiments 1 and 2 is applied to a feedforward type convolutional code. The advantage of using a feedforward type convolutional code is that if the constraint length is the same, the parity check matrix of the feedforward type convolutional code has lower row weights and column weights than the parity check matrix of the feedback type convolutional code. In addition, there is a feature that the number of loops of length 4 when a Tanner graph is drawn is small. A loop is a circuit (path that circulates) that starts at a certain node and ends at that node. If the number of loops having a length of 4 is large, the reception quality deteriorates (see Non-Patent Document 13). Therefore, when a feedforward type convolutional code is used, it is highly possible that reception quality is improved when BP decoding is performed. Therefore, the LDPC-CC designed from the feedforward type convolutional code has a feature that the performance is better than the LDPC-CC designed from the feedback type convolutional code.

非特許文献12には、フィードフォワード型でかつ組織符号である畳み込み符号が記載されている。以下では、一例として、(1,1547)の畳み込み符号を用いる場合について説明する。(1,1547)の畳み込み符号の検査多項式は、次式のようにあらわされる。

Figure 0005789014
Non-Patent Document 12 describes a feedforward type convolutional code that is a systematic code. Below, the case where the convolutional code of (1,1547) is used is demonstrated as an example. The check polynomial of the (1,1547) convolutional code is expressed as follows.
Figure 0005789014

そして、(1,1547)の畳み込み符号の式(32)とは異なるパリティ検査多項式の例として、次式を用いる。

Figure 0005789014
そして、LDPC−CC用の検査多項式として、以下式より与えられるP(D)を考える。
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Then, the following equation is used as an example of a parity check polynomial different from equation (32) of the convolutional code (1,1547).
Figure 0005789014
Then, P (D) given by the following equation is considered as a parity check polynomial for LDPC-CC.
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014

このとき、α1,・・・, αeは15以上の整数、β1,・・・, βfは15以上の整数、γ1,・・・, γgは−1以下の整数とする。このとき、実施の形態1および実施の形態2で説明したように、α1,・・・, αeのうち少なくとも一つは29以上の整数に設定し、β1,・・・, βfのうち少なくとも一つは29以上の整数に設定し、γ1,・・・, γgのうち少なくとも一つは−15以下の整数に設定する。なお、α1,・・・, αeすべてを29以上の整数に設定し、β1,・・・, βfすべてを29以上の整数に設定し、γ1,・・・, γgすべてを−15以下に設定するとより効果的である。このように設定すると、受信品質(復号性能)を大きく改善することができる。 In this case, α 1, ···, α e is 15 or more integer, β 1, ···, β f is 15 or more integer, γ 1, ···, γ g is set to -1 or less integer . At this time, as described in the first embodiment and the second embodiment, at least one of α 1 ,..., Α e is set to an integer of 29 or more, and β 1 ,. At least one of them is set to an integer of 29 or more, and at least one of γ 1 ,..., Γ g is set to an integer of −15 or less. In addition, α 1, ···, α e all the settings to 29 or more of integer, β 1, ···, β all f is set to 29 or more of integer, γ 1, ···, γ g all It is more effective to set the value to -15 or less. With this setting, the reception quality (decoding performance) can be greatly improved.

例えば、式(40)において、γ1=−25、γ=−55、γ=−95と設定したり、式(40)において、γ1=−25、γ=−65と設定したり、式(39)において、β1=35、γ1=−40、γ=−90すると受信品質(復号性能)が大きく改善する。 For example, in equation (40), γ 1 = −25, γ 2 = −55, and γ 3 = −95, or in equation (40), γ 1 = −25 and γ 2 = −65. Or, in equation (39), when β 1 = 35, γ 1 = −40, and γ 2 = −90, the reception quality (decoding performance) is greatly improved.

ただし、式(36)、式(37)、式(39)においては、α1,・・・, αeのうち少なくとも一つは29以上の整数に設定する、または、β1,・・・, βfのうち少なくとも一つは29以上の整数に設定する、または、γ1,・・・, γgのうち少なくとも一つは−15以下に設定する場合においても受信品質(復号性能)を大きく改善できる。 However, in Formula (36), Formula (37), and Formula (39), at least one of α 1 ,..., Α e is set to an integer of 29 or more, or β 1 ,. , β f is set to an integer greater than or equal to 29, or at least one of γ 1 ,..., γ g is set to −15 or less, the reception quality (decoding performance) Can greatly improve.

(実施の形態5)
本実施の形態では、符号化率1/2のLDPC−CCから、符号化率1/3のLDPC−CCを作成する方法について詳しく説明する。以下では、非特許文献12に示されるフィードフォワード型で、かつ、組織符号である畳み込み符号、(1,1547)の畳み込み符号を用いて説明する。(1,1547)の畳み込み符号の検査多項式は、次式のようにあらわされる。

Figure 0005789014
(Embodiment 5)
In the present embodiment, a method of creating an LDPC-CC with a coding rate of 1/3 from an LDPC-CC with a coding rate of 1/2 will be described in detail. Below, it demonstrates using the convolutional code | cord | chord which is a feedforward type | system | group code | symbol shown by the nonpatent literature 12, and a systematic code | cord | chord, and the (1,1547) convolutional code | symbol. The check polynomial of the (1,1547) convolutional code is expressed as follows.
Figure 0005789014

そして、(1,1547)の畳み込み符号の式(41)とは異なるパリティ検査多項式の例として、次式を用いる。

Figure 0005789014
Then, the following equation is used as an example of a parity check polynomial different from the equation (41) of the convolutional code of (1,1547).
Figure 0005789014

ここで、新たなパリティ系列の多項式として、以下式により与えられるPn(D)を考える。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Here, as a new parity sequence polynomial, consider Pn (D) given by the following equation.
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014

時点iにおけるデータをX、時点iにおける式(42)のP(D)に関するパリティをP、時点iにおける式(43)、または、式(44)、または、式(45)のPn(D)に関するパリティPnとすると送信系列W=(X,P,Pn)であらわすことができる。 The data at the time point i is X i , the parity for P (D) of the equation (42) at the time point i is P i , the equation (43) at the time point i, the equation (44), or the Pn of the equation (45) Assuming that the parity Pn i for D), the transmission sequence W i = (X i , P i , Pn i ) can be expressed.

そして、LDPC−CC用のX(D)、P(D)に関する検査多項式として、実施の形態4と同様に以下の式を考える。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Then, the following equation is considered as a check polynomial for X (D) and P (D) for LDPC-CC, as in the fourth embodiment.
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014

このとき、α1,・・・, αeは15以上の整数、β1,・・・, βfは15以上の整数、γ1,・・・, γgは−1以下の整数とする。このとき、実施の形態1および実施の形態2で説明したように、α1,・・・, αeのうち少なくとも一つは29以上の整数に設定し、β1,・・・, βfのうち少なくとも一つは29以上の整数に設定し、γ1,・・・, γgのうち少なくとも一つは−15以下に設定する。ただし、α1,・・・, αeすべてを29以上の整数に設定し、β1,・・・, βfすべてを29以上の整数に設定し、γ1,・・・, γgすべてを−15以下に設定するとより効果的である。このように設定すると、受信品質(復号性能)が大きく改善する。 In this case, α 1, ···, α e is 15 or more integer, β 1, ···, β f is 15 or more integer, γ 1, ···, γ g is set to -1 or less integer . At this time, as described in the first embodiment and the second embodiment, at least one of α 1 ,..., Α e is set to an integer of 29 or more, and β 1 ,. At least one of them is set to an integer of 29 or more, and at least one of γ 1 ,..., Γ g is set to −15 or less. However, α 1, ···, α e all the settings to 29 or more of integer, β 1, ···, β all f is set to 29 or more of integer, γ 1, ···, γ g all It is more effective to set the value to -15 or less. With this setting, the reception quality (decoding performance) is greatly improved.

そして、LDPC−CC用の新たなパリティ系列Pn(D)に関する検査多項式を式(43)〜式(45)のいずれかとする。このとき、a1,・・・, aのうち少なくとも一つは29以上の整数とする、または、a1,・・・, aのうち少なくとも一つは−15以下の整数に設定する。そして、b,・・・, bのうち少なくとも一つは29以上の整数に設定する。ただし、a1,・・・, aすべてを29以上の整数または−15以下の整数に設定すると、受信品質(復号性能)が大きく改善する。また、b,・・・, bの全てを29以上の整数に設定しても、受信品質(復号性能)が大きく改善する。ここで、c1,・・・,cについては制約を与えていないが、c1,・・・,cのうち少なくとも一つは29以上の整数とすると効果的であり、また、一般的には、c1,・・・,cの中には、“0”となるものが一つ存在する。 Then, the parity check polynomial for the new parity sequence Pn (D) for LDPC-CC is any one of Equations (43) to (45). At this time, at least one of a 1 ,..., A v is an integer of 29 or more, or at least one of a 1 ,..., A v is set to an integer of −15 or less. . Then, at least one of b w ,..., B w is set to an integer of 29 or more. However, if all of a 1 ,..., A v are set to an integer of 29 or more or an integer of −15 or less, reception quality (decoding performance) is greatly improved. Further, even if all of b 1 ,..., B w are set to integers of 29 or more, the reception quality (decoding performance) is greatly improved. Here, c 1, · · ·, but do not give a constraint for c y, c 1, · · ·, at least one of c y is effective when 29 or more integer, and generally thereof include, c 1, · · ·, in the c y is made "0" is present one.

以下、符号化率1/2の畳み込み符号から、符号化率1/3の畳み込み符号のLDPC−CCを生成する方法についてまとめる。   Hereinafter, a method for generating an LDPC-CC of a convolutional code with a coding rate of 1/3 from a convolutional code with a coding rate of 1/2 will be summarized.

符号化率1/2の畳み込み符号の検査多項式を、以下式であらわし、+K(データX(D)の項の最大次数)、K(パリティP(D)の項の最大次数)のうちの最大値をKmaxとする。

Figure 0005789014
A parity check polynomial of a convolutional code with a coding rate of 1/2 is expressed by the following equation: + K x (maximum order of terms of data X (D)), K 1 (maximum order of terms of parity P (D)) Is the maximum value of K max .
Figure 0005789014

そして、実施の形態1〜4および他の実施の形態1のように、X(D)とP(D)のLDPC−CC用の検査多項式を作成する。その後、新たなパリティ系列の多項式として、式(54)〜式(56)から得られるPn(D)を考える。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Then, as in Embodiments 1 to 4 and other Embodiments 1, X (D) and P (D) LDPC-CC parity check polynomials are created. Thereafter, Pn (D) obtained from the equations (54) to (56) is considered as a new parity sequence polynomial.
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014

このとき、a1,・・・,aのうち少なくとも一つは2Kmax+1以上の整数とする、または、a1,・・・,aのうち少なくとも一つは−Kmax−1以下の整数に設定する。そして、b,・・・,bのうち少なくとも一つは2Kmax+1以上の整数に設定する。なお、a1,・・・,aすべてを2Kmax+1以上の整数、または、−Kmax−1以下の整数に設定すると、受信品質(復号性能)が大きく改善する。また、b,・・・,bすべてを2Kmax+1以上の整数に設定しても受信品質(復号性能)が大きく改善する。ここで、c1,・・・,cについては制約を与えていないが、c1,・・・,cのうち少なくとも一つは2Kmax+1以上の整数とすると効果的であり、また、一般的には、c1,・・・,cの中には、“0”となるものが一つ存在する。 At this time, at least one of a 1 ,..., A v is an integer greater than or equal to 2K max +1, or at least one of a 1 ,..., A v is −K max −1 or less. Set to an integer. Then, at least one of b 1 ,..., B w is set to an integer equal to or greater than 2K max +1. If all of a 1 ,..., A v are set to integers of 2K max +1 or more, or integers of −K max −1 or less, reception quality (decoding performance) is greatly improved. Also, even if all b 1 ,..., B w are set to integers of 2K max +1 or more, the reception quality (decoding performance) is greatly improved. Here, c 1, · · ·, but do not give a constraint for c y, c 1, · · ·, at least one of c y is effective when a 2K max +1 or greater, also generally, c 1, · · ·, in the c y is made "0" is present one.

以上のように、本実施の形態では、符号化率1/3用の新たなパリティ系列として、式(54)〜式(56)から得られる多項式Pn(D)を用いて、符号化率1/2の畳み込み符号から符号化率1/3のLDPC−CCを生成するようにした。この場合に、a1,・・・, a、b,・・・, bに対し、上述したような制限を設けることにより、符号化率1/2用の検査多項式P(D)に変更を加えることなく、信頼度が伝搬する範囲を拡大することができるようになり、受信品質(復号性能)を改善することができる。
以上、符号化率1/2の畳み込み符号から符号化率1/3のLDPC−CCを生成する方法について説明した。なお、符号化率1/4以下のLDPC−CCを生成する場合についても、符号化率1/3のLDPC−CCを生成するときと同様の条件で新たなパリティの検査多項式を生成すれば、符号化率1/4以下のLDPC−CCを生成することができる。
As described above, according to the present embodiment, the coding rate 1 is obtained by using the polynomial Pn (D) obtained from the equations (54) to (56) as the new parity sequence for the coding rate 1/3. An LDPC-CC with a coding rate of 1/3 is generated from a / 2 convolutional code. In this case, a 1, ···, a v , b 1, ···, to b w, by setting a limit as described above, check polynomial for encoding rate 1/2 P (D) It is possible to expand the range in which the reliability is propagated without adding any change to the reception quality (decoding performance).
Heretofore, the method for generating the LDPC-CC with the coding rate 1/3 from the convolutional code with the coding rate 1/2 has been described. Note that even when an LDPC-CC with a coding rate of 1/4 or less is generated, if a parity check polynomial for a new parity is generated under the same conditions as when an LDPC-CC with a coding rate of 1/3 is generated, An LDPC-CC with a coding rate of ¼ or less can be generated.

(実施の形態6)
実施の形態4で説明した畳み込み符号からLDPC−CCを生成する方法の変形例について詳しく説明する。
(Embodiment 6)
A modification of the method for generating LDPC-CC from the convolutional code described in Embodiment 4 will be described in detail.

実施の形態4で説明した、LDPC−CC用の検査多項式として、以下のいずれかの多項式を考える。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Any of the following polynomials is considered as the parity check polynomial for LDPC-CC described in the fourth embodiment.
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014

このとき、α1,・・・, αeは15以上の整数、β1,・・・, βfは15以上の整数、γ1,・・・, γgは−1以下の整数とする。このとき、実施の形態1および実施の形態2で説明したように、α1,・・・, αeのうち少なくとも一つは29以上の整数に設定し、β1,・・・, βfのうち少なくとも一つは29以上の整数に設定し、γ1,・・・, γgのうち少なくとも一つは−15以下の整数に設定する。なお、α1,・・・, αeすべてを29以上の整数に設定し、β1,・・・, βfすべてを29以上の整数に設定し、γ1,・・・, γgすべてを−15以下に設定するとより効果的である。 In this case, α 1, ···, α e is 15 or more integer, β 1, ···, β f is 15 or more integer, γ 1, ···, γ g is set to -1 or less integer . At this time, as described in the first embodiment and the second embodiment, at least one of α 1 ,..., Α e is set to an integer of 29 or more, and β 1 ,. At least one of them is set to an integer of 29 or more, and at least one of γ 1 ,..., Γ g is set to an integer of −15 or less. In addition, α 1, ···, α e all the settings to 29 or more of integer, β 1, ···, β all f is set to 29 or more of integer, γ 1, ···, γ g all It is more effective to set the value to -15 or less.

そして、元の畳み込み符号の「1」および最大次数「D14」を除く項、つまり、図14の項1401(D10)、項1402(D、D、D、D)のうちから、いくつかの項を選択する。例えば、図14のように項1401(D10)を選択する。そして、選択した項を除去し、図14の多項式1403、多項式1404のような検査多項式を考える。図14の多項式1403では、D10が削除され、Dの項がX(D)に関し追加されている。図14の多項式1404では、D10が削除され、Dの項がP(D)に関し追加されている。このとき、実施の形態4の説明と同様に、最大次数Kmax(=14)に対し、zを2Kmax+1以上の整数とすることで、受信品質は改善する。また、図14の多項式1403の場合、zを−Kmax−1以下の整数としても、受信品質は改善する。 Then, the terms excluding the original convolutional code “1” and the maximum degree “D 14 ”, that is, the terms 1401 (D 10 ) and 1402 (D 5 , D 4 , D 3 , D 1 ) in FIG. Select some terms from For example, as shown in FIG. 14, the term 1401 (D 10 ) is selected. Then, the selected terms are removed, and check polynomials such as the polynomial 1403 and the polynomial 1404 in FIG. 14 are considered. In polynomial 1403 in FIG. 14, D 10 is deleted, section D z is added relates X (D). In polynomial 1404 in FIG. 14, D 10 is deleted, section D z is added relates P (D). At this time, similarly to the description of the fourth embodiment, the reception quality is improved by setting z to an integer equal to or greater than 2K max +1 with respect to the maximum order K max (= 14). In the case of the polynomial 1403 in FIG. 14, the reception quality is improved even if z is an integer equal to or smaller than −K max −1.

図14では、項1401(D10)を選択し、Dの項を追加する場合について説明したが、これに限ったものでなく、項1401、項1402から複数個選択し、その項を除去し、また、複数のDの項を追加して、LDPC−CCの検査多項式を作成してもよい。 In FIG. 14, the case where the term 1401 (D 10 ) is selected and the term of D z is added has been described. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of terms 1401 and 1402 are selected and the terms are removed. In addition, a plurality of D z terms may be added to create an LDPC-CC parity check polynomial.

このように、本実施の形態では、元の畳み込み符号の最大次数Dを除いて、項を少なくとも一つ削除し、更に、z≧2Kmax+1を満たすDの項を少なくとも一つ、X(D)又はP(D)に関し追加した。上記構成のパリティ検査多項式を用いてLDPC−CCを構成するようにした。なお、Dの項を、X(D)及びP(D)に追加するようにしてもよい。 Thus, in the present embodiment, at least one term is deleted except for the maximum degree D K of the original convolutional code, and at least one term of D z satisfying z ≧ 2K max +1, Added for (D) or P (D). The LDPC-CC is configured using the parity check polynomial having the above configuration. Note that the term Dz may be added to X (D) and P (D).

また、式(57)を例に説明したが、これに限ったものではなく、式(58)〜式(63)のいずれの場合でも同様に実施することができる。このような操作をすることで、非特許文献13で述べられているタナーグラフにおける長さ4のループ、または、長さが小さいループ、例えば、長さ6のループを削除できるため、受信品質の大幅な向上につながる。   Moreover, although Formula (57) was demonstrated to the example, it is not restricted to this, In any case of Formula (58)-Formula (63), it can implement similarly. By performing such an operation, it is possible to delete a loop having a length of 4 in the Tanner graph described in Non-Patent Document 13 or a loop having a small length, for example, a loop having a length of 6, so This leads to a significant improvement.

(実施の形態7)
本実施の形態では、パンクチャを容易に行うことが可能であり、かつ、符号化器の構成が簡単な時変LDPC−CCの構成について説明する。特に、本実施の形態では、周期的にデータをパンクチャすることができるLDPC−CCについて説明する。LDPC符号では、これまで、周期的にデータをパンクチャするパンクチャ方法については、十分な検討がなされておらず、特に、簡単にパンクチャを行う方法について、十分に議論がされているわけではない。本実施の形態におけるLDPC−CCでは、データをランダムにパンクチャするのではなく、周期的に、かつ、規則的にパンクチャすることができると、受信品質の劣化を抑えることができる。以下では、符号化率R=1/2の上記を実現できる時変LDPC−CCの構成方法について説明する。
(Embodiment 7)
In this embodiment, a configuration of a time-varying LDPC-CC that can easily perform puncturing and that has a simple encoder configuration will be described. In particular, in this embodiment, an LDPC-CC capable of periodically puncturing data will be described. In the LDPC code, a puncturing method for periodically puncturing data has not been sufficiently studied so far, and a method for performing puncturing in particular has not been sufficiently discussed. In LDPC-CC in the present embodiment, if data can be punctured periodically and regularly instead of being randomly punctured, degradation of reception quality can be suppressed. In the following, a configuration method of time-varying LDPC-CC capable of realizing the coding rate R = 1/2 will be described.

符号化率1/2のとき、情報系列(データ)の多項式表現をX(D)、パリティの系列の多項式表現をP(D)とすると、パリティ検査多項式は以下のようにあらわされる。

Figure 0005789014
When the coding rate is 1/2 and the polynomial expression of the information sequence (data) is X (D) and the polynomial expression of the parity sequence is P (D), the parity check polynomial is expressed as follows.
Figure 0005789014

式(64)において、a1、a2、・・・、anは1以上の整数(ただし、a1≠a2≠・・・≠an)とする。また、b1、b2、・・・bmは1以上の整数(ただし、b1≠b2≠・・・≠bm)とする。ここで、符号化を容易に行うことを可能とするため、DX(D)、および、DP(D)の項(D=1)が存在するものとする。したがって、P(D)は以下のようにあらわされる。

Figure 0005789014
In the formula (64), a1, a2,..., An are integers of 1 or more (where a1 ≠ a2 ≠ ... ≠ an). Further, b1, b2,... Bm are integers of 1 or more (where b1 ≠ b2 ≠ ... ≠ bm). Here, in order to enable easy encoding, it is assumed that the terms D 0 X (D) and D 0 P (D) (D 0 = 1) exist. Therefore, P (D) is expressed as follows.
Figure 0005789014

式(65)から分かるように、D=1が存在し、かつ、過去のパリティの項、つまり、b1、b2、・・・bmが1以上の整数であるため、パリティPを逐次的に求めることができる。 As can be seen from the equation (65), since D 0 = 1 exists and past parity terms, that is, b1, b2,..., Bm are integers of 1 or more, the parity P is sequentially changed. Can be sought.

次に、式(64)とは異なる符号化率1/2のパリティ検査多項式を以下のようにあらわす。

Figure 0005789014
Next, a parity check polynomial with a coding rate of 1/2 different from the equation (64) is expressed as follows.
Figure 0005789014

式(66)において、A1、A2、・・・、ANは1以上の整数(ただし、A1≠A2≠・・・≠AN)とする。また、B1、B2、・・・、BMは1以上の整数(ただし、B1≠B2≠・・・≠BM)とする。ここで、符号化を容易に行うことを可能とするため、DX(D)およびDP(D)の項(D=1)が存在するものとする。このときP(D)は、式(67)のようにあらわされる。

Figure 0005789014
In formula (66), A1, A2,..., AN are integers of 1 or more (provided that A1 ≠ A2 ≠... AN). Further, B1, B2,..., BM are integers of 1 or more (where B1 ≠ B2 ≠ ... ≠ BM). Here, it is assumed that the terms D 0 X (D) and D 0 P (D) (D 0 = 1) exist in order to enable easy encoding. At this time, P (D) is expressed as shown in Expression (67).
Figure 0005789014

以下、時点2iのデータXとパリティPをそれぞれX2i、P2iであらわし、時点2i+1のデータXとパリティPをそれぞれX2i+1、P2i+1であらわす(i:整数)。 Hereinafter, data X and parity P at time 2i are represented by X 2i and P 2i , respectively, and data X and parity P at time 2i + 1 are represented by X 2i + 1 and P 2i + 1 , respectively (i: integer).

本実施の形態では、時点2iのパリティP2iは式(65)を用いて算出し、時点2i+1のパリティP2i+1は式(67)を用いて算出する時変周期が2のLDPC−CCを提案する。上述の実施の形態と同様に、パリティは、逐次的に簡単に求めることができるという利点がある。 In the present embodiment, an LDPC-CC with a time-varying period of 2 calculated using the equation (65) for the parity P 2i at the time point 2i and calculated using the equation (67) for the parity P 2i + 1 at the time point 2i + 1 is proposed. To do. Similar to the above-described embodiment, there is an advantage that the parity can be easily obtained sequentially.

以下では、式(64)及び式(66)の一例として、式(68)及び式(69)を用いて説明する。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Below, it demonstrates using Formula (68) and Formula (69) as an example of Formula (64) and Formula (66).
Figure 0005789014
Figure 0005789014

このとき検査行列は、図15のようにあらわすことができる。図15において、(Ha,11)は式(68)に相当する部分であり、(Hc,11)は式(69)に相当する部分である。図15の検査行列、つまり、時変周期2の検査行列を用いてBP復号を行った場合、実施の形態1から実施の形態6で説明したLDPC−CCに比べ、データの受信品質が大きく改善することが確認された。   At this time, the parity check matrix can be expressed as shown in FIG. In FIG. 15, (Ha, 11) is a portion corresponding to the equation (68), and (Hc, 11) is a portion corresponding to the equation (69). When the BP decoding is performed using the parity check matrix of FIG. 15, that is, the time-varying periodicity 2 parity check matrix, the data reception quality is greatly improved as compared with the LDPC-CC described in the first to sixth embodiments. Confirmed to do.

以上、時変周期が2の場合について説明したが、時変周期は2に限られない。しかし、時変周期が大きすぎると、周期的にパンクチャすることが難しく、例えば、ランダムにパンクチャしなければならなくなるため、受信品質が劣化してしまう可能性がある。以下に、時変周期を小さくすることにより、受信品質が改善するという利点について説明する。   Although the case where the time varying period is 2 has been described above, the time varying period is not limited to 2. However, if the time-varying period is too large, it is difficult to puncture periodically, and for example, it is necessary to puncture at random, so that reception quality may be deteriorated. Hereinafter, the advantage that the reception quality is improved by reducing the time-varying period will be described.

図16に、時変周期1の場合のパンクチャ方法の一例を示す。同図において、Hは、LDPC−CCの検査行列であり、送信系列ベクトルをvであらわすと、式(70)の関係式が成立する。

Figure 0005789014
ここで、送信系列ベクトルv=(v1、v2、v3、v4、v5、v6、・・・、v2i、v2i+1、・・・)である。 FIG. 16 shows an example of a puncturing method in the case of time varying period 1. In the figure, H is an LDPC-CC parity check matrix, and when a transmission sequence vector is represented by v, a relational expression of Expression (70) is established.
Figure 0005789014
Here, the transmission sequence vector v = (v1, v2, v3, v4, v5, v6,..., V2i, v2i + 1,...).

図16は、符号化率R=1/2の送信系列をパンクチャし、符号化率R=3/4とする場合の例を示している。パンクチャを周期的に行う場合、まず、パンクチャビットを選択するためのブロック周期を設定する。図16には、ブロック周期を6とし、ブロックが点線(1602)のように設定される例が示されている。そして、1ブロックを構成する6ビットのうち2ビットがパンクチャビットとして選択され、選択された2ビットは、送信されないビットとして設定される。図16では、丸印で囲まれたビット1601が、送信されないビットとなる。このようにして、符号化率3/4を実現することができる。したがって、送信データ系列は、v1、v3、v4、v5、v7、v9、v11、v13、v15、v16、v17、v19、v21、v22、v23、v25、・・・となる。   FIG. 16 shows an example in which a transmission sequence with a coding rate R = 1/2 is punctured to obtain a coding rate R = 3/4. When puncturing is performed periodically, first, a block cycle for selecting puncture bits is set. FIG. 16 shows an example in which the block period is set to 6 and the block is set as indicated by a dotted line (1602). Of the 6 bits constituting one block, 2 bits are selected as puncture bits, and the selected 2 bits are set as bits that are not transmitted. In FIG. 16, a bit 1601 surrounded by a circle is a bit that is not transmitted. In this way, a coding rate of 3/4 can be realized. Therefore, the transmission data series are v1, v3, v4, v5, v7, v9, v11, v13, v15, v16, v17, v19, v21, v22, v23, v25,.

図16において四角枠で囲まれた“1”は、パンクチャにより、受信時に、初期の対数尤度比が存在しないので、対数尤度比が0に設定されることになる。   In FIG. 16, “1” surrounded by a square frame is set to 0 because the initial log likelihood ratio does not exist at the time of reception due to puncturing.

BP復号では行演算と列演算とを反復して行う。したがって、初期の対数尤度比が存在しない(対数尤度比が0の)ビット(消失ビット)が、同一行に2つ以上含まれると、当該行では、列演算により初期の対数尤度比が存在しない(対数尤度比が0の)ビットの対数尤度比が更新されるまで、行演算単独では、対数尤度比が更新されないことになる。すなわち、行演算単独では信頼度が伝搬されず、信頼度を伝搬させるためには、行演算と列演算とを反復する必要がある。したがって、このような行が多数存在すると、BP復号において反復処理数に制限があるような場合、または、反復処理を何度行っても信頼度が伝搬されずに、受信品質の劣化を招く原因となる。図16に示す例では、四角枠で囲まれた1に対応するビットが消失ビットを示し、行1603が、行演算単独では信頼度が伝搬されない行、つまり、受信品質の劣化を招く原因となる行となる。   In BP decoding, row operations and column operations are repeated. Therefore, if two or more bits (erasure bits) for which no initial log likelihood ratio exists (log likelihood ratio is 0) are included in the same row, the initial log likelihood ratio is calculated by column operation in that row. The log-likelihood ratio is not updated by the row operation alone until the log-likelihood ratio of bits for which there is no (the log-likelihood ratio is 0) is updated. That is, the reliability is not propagated by the row operation alone, and in order to propagate the reliability, it is necessary to repeat the row operation and the column operation. Therefore, when there are a large number of such rows, there is a limit on the number of iteration processes in BP decoding, or the reliability is not propagated even if the iteration process is performed many times, which causes deterioration in reception quality. It becomes. In the example shown in FIG. 16, the bit corresponding to 1 surrounded by a square frame indicates the erasure bit, and the row 1603 is a row in which reliability is not propagated by the row operation alone, that is, it causes deterioration in reception quality. Line.

したがって、パンクチャビット(送信しないビット)の決定方法、すなわち、パンクチャパターンの決定方法として、パンクチャにより、単独では、信頼度が伝播されない行ができるだけ少なくなるような方法を探索する必要がある。以下、パンクチャビットの選択方法の探索について説明する。   Therefore, as a method for determining puncture bits (bits not to be transmitted), that is, a method for determining a puncture pattern, it is necessary to search for a method that minimizes the number of rows whose reliability is not propagated by puncture alone. Hereinafter, a search for a puncture bit selection method will be described.

1ブロックを構成する6ビットのうち2ビットをパンクチャビットとする場合、2ビットの選択方法は3×2存在する。このうち、ブロック周期の6ビットの中で巡回シフトした選択方法は、同一とみなすことができる。以下、図18Aを用いて補足説明をする。一例として、図18Aに、6ビットのうち2ビットを連続してパンクチャする場合の6通りのパンクチャパターンを示す。図18Aにおいて示すように、パンクチャパターン#1〜#3は、ブロック区切りを変更することで、同一のパンクチャパターンとなる。同様に、パンクチャパターン#4〜#6も、ブロック区切りを変更することで、同一のパンクチャパターンとなる。このように、ブロック周期の6ビットの中で巡回シフトした選択方法は、同一とみなすことができる。したがって、パンクチャビットの選択方法は、3×2×2/(3×2)=5通り存在する。 When 2 bits out of 6 bits constituting one block are set as puncture bits, there are 3 × 2 C 2 selection methods for 2 bits. Among these, the selection method that is cyclically shifted within 6 bits of the block period can be regarded as the same. Hereinafter, supplementary explanation will be given with reference to FIG. 18A. As an example, FIG. 18A shows six puncture patterns in the case of continuously puncturing 2 bits out of 6 bits. As shown in FIG. 18A, the puncture patterns # 1 to # 3 become the same puncture pattern by changing the block delimiter. Similarly, puncture patterns # 4 to # 6 become the same puncture pattern by changing the block delimiter. As described above, the selection methods that are cyclically shifted in the 6 bits of the block period can be regarded as the same. Therefore, there are 3 × 2 C 2 × 2 / (3 × 2) = 5 ways to select puncture bits.

なお、1ブロックがL×kビットから構成され、L×kビットのうちkビットをパンクチャする場合、式(71)により求められる数のパンクチャパターンが存在する。

Figure 0005789014
When one block is composed of L × k bits and k bits of L × k bits are punctured, there are the number of puncture patterns obtained by Expression (71).
Figure 0005789014

一つのパンクチャパターンに着目した場合の、符号化系列とパンクチャパターンとの関係を図18Bに示す。なお、図示していないが、Xi+3、Pi+3においても、パンクチャビットとなる。このため、図18Bから分かるように、1ブロックを構成する6ビットのうち2ビットをパンクチャした場合、パンクチャパターン1つに対し、存在する検査式のパターンは、(3×2)×1/2となる。同様に、1ブロックがL×kビットから構成され、L×kビットのうちkビットをパンクチャする場合、パンクチャパターン1つに対し、式(72)により求められる数の検査式が存在する。

Figure 0005789014
FIG. 18B shows the relationship between the encoded sequence and the puncture pattern when attention is paid to one puncture pattern. Although not shown, puncture bits are also used for Xi + 3 and Pi + 3. For this reason, as can be seen from FIG. 18B, when 2 bits out of 6 bits constituting one block are punctured, the existing check expression pattern is (3 × 2) × 1/2 for one puncture pattern. It becomes. Similarly, when one block is composed of L × k bits and k bits of L × k bits are punctured, there are the number of check equations obtained by Equation (72) for one puncture pattern.
Figure 0005789014

したがって、パンクチャパターンの選択方法において、式(73)から求められる数の検査式(行)について、単独で、信頼度が伝播されるか否かチェックする必要がある。

Figure 0005789014
Therefore, in the puncture pattern selection method, it is necessary to check whether or not the reliability is propagated independently for the number of check expressions (rows) obtained from Expression (73).
Figure 0005789014

以上の関係から、符号化率1/2の符号から符号化率3/4とする場合、L×kビットのブロックからkビットをパンクチャする場合、式(74)から求められる数の検査式(行)について、単独で、信頼度が伝播されるか否かチェックする必要がある。

Figure 0005789014
From the above relationship, when the coding rate is 1/2 and the coding rate is 3/4, when the k bits are punctured from the L × k bit block, the number of check equations obtained from Equation (74) ( It is necessary to check whether or not the reliability is propagated by itself.
Figure 0005789014

そして、よいパンクチャパターンが見つからない場合、L及びkを増加させる必要がある。   If no good puncture pattern is found, L and k need to be increased.

次に、時変周期がmの場合について検討する。この場合も、時変周期が1の場合と同様に、式(64)であらわされる異なるm個の検査式を用意する。以下、m個の検査式を、「検査式#1、検査式#2、・・・、検査式#m」と名付ける。   Next, consider the case where the time-varying period is m. Also in this case, as in the case where the time-varying period is 1, m different inspection formulas represented by the formula (64) are prepared. Hereinafter, m inspection formulas are named “inspection formula # 1, inspection formula # 2,..., Inspection formula #m”.

そして、時点mi+1のパリティPmi+1を「検査式#1」を用いて求め、時点mi+2のパリティPmi+2を「検査式#2」を用いて求め、・・・、時点mi+mのパリティPmi+mを「検査式#m」を用いて求めるLDPC−CCを考える。このとき、図15と同様に考えると、検査行列は図17のようにあらわされる。すると、符号化率1/2の符号から符号化率3/4とする場合、例えば、6ビットのブロックから2ビットをパンクチャする場合について、式(73)と同様に考えると、式(75)から求められる数の検査式(行)について、単独では、信頼度が伝播されない行であるかどうかをチェックする必要がある。

Figure 0005789014
なお、式(75)において、LCM{α,β}は、自然数αと自然数βとの最小公倍数をあらわす。 Then, the parity P mi + 1 at the time point mi + 1 is obtained using the “check equation # 1”, the parity P mi + 2 at the time point mi + 2 is obtained using the “check equation # 2”, and the parity P mi + m at the time point mi + m is obtained as “ Consider the LDPC-CC obtained using the “check formula #m”. At this time, when considered in the same manner as in FIG. 15, the parity check matrix is represented as shown in FIG. 17. Then, in the case where the coding rate is 1/2 to the coding rate 3/4, for example, when puncturing 2 bits from a 6-bit block, when considered similarly to Equation (73), Equation (75) It is necessary to check whether or not the number of check formulas (rows) obtained from (1) alone is a row whose reliability is not propagated.
Figure 0005789014
In Expression (75), LCM {α, β} represents the least common multiple of the natural number α and the natural number β.

式(75)から分かるように、mの増加に伴い、チェックしなければならない検査式が増加する。そのため、周期的にパンクチャを行うパンクチャ方法は適さず、例えば、ランダムにパンクチャする方法を用いることになるため、受信品質が劣化する可能性がある。   As can be seen from equation (75), as m increases, the number of check equations that must be checked increases. Therefore, a puncturing method that periodically punctures is not suitable, and for example, a method of puncturing at random is used, so that reception quality may be deteriorated.

なお、図18Cに、パンクチャにより、L×kビットからkビットをパンクチャして、符号化率R=2/3,3/4,5/6の符号系列を生成する場合に、チェックしなければならないパリティ検査多項式の数を示す。   It should be noted that in FIG. 18C, when puncturing is performed to generate a code sequence of coding rate R = 2/3, 3/4, and 5/6 by puncturing from L × k bits to k bits, this must be checked. Indicates the number of parity check polynomials that should not be.

現実的に、最良なパンクチャパターンを探索できる時変周期は2から10程度である。特に、最良なパンクチャパターンを探索できる時変周期、および、受信品質の向上を考慮すると、時変周期2は適している。さらに、時変周期が2で、式(64)、式(66)のような検査式を周期的に繰り返した場合、符号・復号器が非常に簡単に構成することができるという利点がある。   In reality, the time-varying period during which the best puncture pattern can be searched is about 2 to 10. In particular, the time-varying cycle 2 is suitable in consideration of the time-varying cycle in which the best puncture pattern can be searched and the improvement in reception quality. Further, when the time-varying cycle is 2, and the check equations such as the equations (64) and (66) are periodically repeated, there is an advantage that the encoder / decoder can be configured very easily.

なお、時変周期3、4、5、・・・10の場合には、時変周期が2の場合に比べると、符号・復号器の構成が若干大きくなるももの、時変周期2の場合と同様に、式(64)、式(66)に基づく複数のパリティ検査式を周期的に繰り返す場合には、簡易な構成を採ることができる。   In the case of time-varying periods 3, 4, 5,..., The configuration of the code / decoder is slightly larger than when the time-varying period is 2. Similarly to the above, when a plurality of parity check expressions based on the expressions (64) and (66) are periodically repeated, a simple configuration can be adopted.

なお、時変周期がsemi-infiniteであったり、LDPC−BCをもとにLDPC−CCを作成する場合、一般に、時変周期が非常に長くなってしまうため、周期的にパンクチャビットを選択する方式を採用し、最良のパンクチャパターンを探索することは困難である。例えば、ランダムにパンクチャビットを選択する方式の採用が考えられるが、パンクチャ時の受信品質が大きく劣化する可能性がある。   Note that when the time-varying period is semi-infinite or when an LDPC-CC is created based on the LDPC-BC, the time-varying period is generally very long, and therefore puncture bits are selected periodically. It is difficult to adopt the method and search for the best puncture pattern. For example, it is conceivable to adopt a method of selecting puncture bits at random, but there is a possibility that the reception quality at the time of puncture is greatly deteriorated.

なお、式(64)、(66)、(68)、(69)において、両辺にDを乗算して検査多項式を表現することもできる。本実施の形態では、式(64)、(66)、(68)、(69)においてDX(D)、及び、DP(D)の項(D=1)が存在するものとした。 Incidentally, formula (64), (66), (68), it is also possible to express check polynomial by multiplying the D n in, on both sides (69). In the present embodiment, there are D 0 X (D) and D 0 P (D) terms (D 0 = 1) in formulas (64), (66), (68), and (69). It was.

このようにすることで、パリティが逐次的に演算することができるため、符号化器の構成が簡易になり、又、組織符号の場合、時点iのデータへの信頼度伝播を考えると、データ及びパリティの双方にDの項が存在すると、データへの信頼度伝搬を簡単に理解することができるため、符号設計を容易に行うことができる。なお、符号設計の容易性を考慮しないのであれば、式(64)、(66)、(68)、(69)において、DX(D)が存在する必要はない。 In this way, since the parity can be calculated sequentially, the configuration of the encoder is simplified, and in the case of the systematic code, considering the reliability propagation to the data at the time point i, the data If the term of D 0 exists in both the parity and the parity, since the reliability propagation to the data can be easily understood, the code design can be easily performed. If the ease of code design is not taken into consideration, D 0 X (D) does not need to exist in the equations (64), (66), (68), and (69).

図19Aに、時変周期2のLDPC−CCの検査行列の一例を示す。図19Aに示されるように、時変周期2の場合、パリティ検査式1901と、パリティ検査式1902との2つのパリティ検査式が、交互に用いられる。   FIG. 19A shows an example of an LDPC-CC parity check matrix with a time varying period of 2. As shown in FIG. 19A, in the case of time-varying period 2, two parity check expressions, a parity check expression 1901 and a parity check expression 1902, are used alternately.

また、図19Bに、時変周期4のLDPC−CCの検査行列の一例を示す。図19Bに示されるように、時変周期4の場合、パリティ検査式1901と、パリティ検査式1902と、パリティ検査式1903と、パリティ検査式1904との4つのパリティ検査式が、繰り返し用いられる。   FIG. 19B shows an example of an LDPC-CC parity check matrix with a time varying period of 4. As shown in FIG. 19B, in the case of time-varying period 4, four parity check expressions, that is, a parity check expression 1901, a parity check expression 1902, a parity check expression 1903, and a parity check expression 1904 are repeatedly used.

以上のように、本実施の形態によれば、パリティ検査多項式(64)と、式(64)と異なるパリティ検査多項式(66)と、からなる時変周期2の検査行列により、パリティ系列を求めるようにした。なお、時変周期は2に限られず、例えば、図19Bに示すような、時変周期4の検査行列を用いて、パリティ系列を求めるようにしてもよい。ただし、時変周期mが大きすぎると、周期的にパンクチャすることが難しく、例えばランダムにパンクチャすることになるため、受信品質が劣化してしまう。現実的に、最適なパンクチャパターンを探索できる時変周期は、2から10程度である。この場合、受信品質を向上することができるとともに、周期的にパンクチャを行うことができるので、LDPC−CCの符号化器を簡単に構成することができる。   As described above, according to the present embodiment, a parity sequence is obtained by using a parity check matrix (64) and a parity check polynomial (66) different from equation (64), which is a time-varying period 2 parity check matrix. I did it. Note that the time-varying period is not limited to 2, and for example, a parity sequence may be obtained using a parity check matrix having a time-varying period 4 as shown in FIG. 19B. However, if the time-varying period m is too large, it is difficult to puncture periodically, and, for example, punctures at random, so that reception quality deteriorates. Realistically, the time-varying period during which an optimum puncture pattern can be searched is about 2 to 10. In this case, reception quality can be improved and puncturing can be performed periodically, so that an LDPC-CC encoder can be configured easily.

なお、検査行列Hにおける行重み、つまり、検査行列を構成する行要素のうち、1が立っている要素数が、7〜12であると良好な受信品質が得られることが確認されている。非特許文献12に記載されているように、畳み込み符号において最小距離が優れている符号を考えると、拘束長が大きくなるにつれ、行重みが増える、例えば、拘束長11のフィードバック畳み込み符号では、行重みが14となることを考慮すると、行重みが7〜12とする点は、本提案のLDPC−CC特有の値であると考えることができる。また、符号設計のメリットを考慮した場合、LDPC−CCの検査行列の各行の行重みを等しくすると設計が容易となる。   It has been confirmed that good reception quality can be obtained when the row weight in the parity check matrix H, that is, the number of elements with 1 standing among the row elements constituting the parity check matrix is 7 to 12. As described in Non-Patent Document 12, when a code having an excellent minimum distance in a convolutional code is considered, the row weight increases as the constraint length increases. For example, in a feedback convolutional code with a constraint length of 11, Considering that the weight is 14, the point where the row weight is 7 to 12 can be considered as a value peculiar to the LDPC-CC of the present proposal. Further, when considering the merit of code design, the design is facilitated by making the row weights of the rows of the LDPC-CC parity check matrix equal.

また、以上の説明では、符号化率1/2の場合について説明したが、これに限られず、符号化率1/2以外においても、時変周期mの検査行列を用いてパリティ系列を求めることができ、時変周期2から時変周期10程度の場合、同様の効果を得ることができる。   In the above description, the case of coding rate 1/2 has been described. However, the present invention is not limited to this, and a parity sequence is obtained using a check matrix having a time-varying period m even in cases other than coding rate 1/2. The same effect can be obtained when the time varying period is 2 to about 10 time varying periods.

特に、符号化率R=5/6、7/8以上の場合、本実施の形態で説明した時変周期2または時変周期mのLDPC−CCにおいて、消失ビットを2つ以上含む行のみにより構成されないようなパンクチャパターンを選択する。つまり、消失ビットが0または1つの行が存在するようなパンクチャパターンを選択することは、符号化率R=5/6、7/8以上のように、符号化率が高い場合に良好な受信品質を得る上で重要となる。   In particular, when the coding rate R = 5/6, 7/8 or more, in the LDPC-CC having the time varying period 2 or the time varying period m described in the present embodiment, only by a row including two or more erasure bits. Select a puncture pattern that is not configured. In other words, selecting a puncture pattern in which there are 0 or one erasure bit is a good reception when the coding rate is high, such as coding rate R = 5/6, 7/8 or higher. It is important in obtaining quality.

(実施の形態8)
本実施の形態では、実施の形態2で説明した検査行列の上台形行列に「1」が存在するような検査式を用い、かつ、符号化器を簡単に構成することができる時変LDPC−CCについて説明する。以下では、符号化率R=1/2の上記を実現できる時変LDPC−CCの構成方法について説明する。
(Embodiment 8)
In this embodiment, a time-varying LDPC- that uses a check equation in which “1” exists in the upper trapezoid matrix of the check matrix described in Embodiment 2 and that can easily configure an encoder. CC will be described. In the following, a configuration method of time-varying LDPC-CC capable of realizing the coding rate R = 1/2 will be described.

符号化率1/2のとき、情報系列(データ)の多項式表現をX(D)、パリティの系列の多項式表現をP(D)とすると、パリティ検査多項式は以下のようにあらわされる。

Figure 0005789014
When the coding rate is 1/2 and the polynomial expression of the information sequence (data) is X (D) and the polynomial expression of the parity sequence is P (D), the parity check polynomial is expressed as follows.
Figure 0005789014

式(76)において、a1、a2、・・・、anは1以上の整数(ただし、a1≠a2≠・・・≠an)とする。また、b1、b2、・・・、bmは、1以上の整数(ただし、、b1≠b2≠・・・≠bmとする。また、c1、c2、・・・、cqは、−1以下の整数でc1≠c2≠・・・≠cqとする。このとき、P(D)は以下のようにあらわされる。

Figure 0005789014
In the formula (76), a1, a2,..., An are integers of 1 or more (where a1 ≠ a2 ≠ ... ≠ an). In addition, b1, b2,..., Bm are integers of 1 or more (however, b1 ≠ b2 ≠ ... ≠ bm. Also, c1, c2,..., Cq are −1 or less. As an integer, c1 ≠ c2 ≠... ≠ cq, where P (D) is expressed as follows.
Figure 0005789014

実施の形態2と同様に、パリティPは逐次的に求めることができる。   Similar to the second embodiment, the parity P can be obtained sequentially.

次に、式(76)とは異なる符号化率1/2のパリティ検査多項式として、式(78)および式(79)を考える。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Next, Equation (78) and Equation (79) are considered as parity check polynomials with a coding rate of 1/2 different from Equation (76).
Figure 0005789014
Figure 0005789014

式(78)、式(79)において、A1、A2、・・・、ANは、1以上の整数(ただし、A1≠A2≠・・・≠AN)とする。また、B1、B2、・・・、BMは1以上の整数(ただし、B1≠B2≠・・・≠BM)とする。また、C1、C2、・・・、CQは、−1以下の整数(ただし、C1≠C2≠・・・≠CQ)とする。このとき、P(D)は以下のようにあらわされる。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
In the expressions (78) and (79), A1, A2,..., AN are integers of 1 or more (provided that A1 ≠ A2 ≠ ... ≠ AN). Further, B1, B2,..., BM are integers of 1 or more (where B1 ≠ B2 ≠ ... ≠ BM). C1, C2,..., CQ are integers equal to or less than −1 (where C1 ≠ C2 ≠ ... ≠ CQ). At this time, P (D) is expressed as follows.
Figure 0005789014
Figure 0005789014

以下、時点2iのデータXとパリティPをそれぞれX2i、P2iであらわし、時点2i+1のデータXとパリティPをそれぞれX2i+1、P2i+1であらわす(i:整数)。 Hereinafter, data X and parity P at time 2i are represented by X 2i and P 2i , respectively, and data X and parity P at time 2i + 1 are represented by X 2i + 1 and P 2i + 1 , respectively (i: integer).

このとき、時点2iのパリティP2iは式(77)を用いて求め、時点2i+1のパリティP2i+1は式(80)を用いて求める時変周期が2のLDPC−CC、または、時点2iのパリティP2iは式(77)を用いて求め、時点2i+1のパリティP2i+1は式(81)を用いて求める時変周期が2のLDPC−CCを考える。 At this time, the parity P 2i at the time point 2i is obtained by using the equation (77), and the parity P 2i + 1 at the time point 2i + 1 is obtained by using the equation (80). P 2i is found using equation (77), parity P 2i + 1 of point in time 2i + 1 is considered the varying period of 2 LDPC-CC when determined using equation (81).

このようなLDPC−CC符号は、
・符号化器を簡単に構成することができ、かつ、パリティを逐次的に求めることができる。
・周期的にパンクチャビットを設定することができる。
・終端ビットの削減、終端時のパンクチャ時の受信品質の向上が見込める
という利点を備える。
Such LDPC-CC codes are:
The encoder can be easily configured and the parity can be obtained sequentially.
• Puncture bits can be set periodically.
-It has the advantage that it is possible to reduce the number of termination bits and improve the reception quality at the time of puncturing at the termination.

次に、時変周期をmとするLDPC−CCを考える。時変周期2の場合と同様に、式(78)であらわされる「検査式#1」を用意し、式(78)または式(79)のいずれかであらわされる「検査式#2」から「検査式#m」を用意する。時点mi+1のデータXとパリティPをそれぞれXmi+1、Pmi+1とあらわし、時点mi+2のデータXとパリティPをそれぞれXmi+2、Pmi+2、・・・時点mi+mのデータXとパリティPを、それぞれXmi+m、Pmi+mとあらわす(i:整数)。 Next, consider LDPC-CC with a time-varying period of m. As in the case of the time-varying cycle 2, “check expression # 1” represented by the expression (78) is prepared, and from “check expression # 2” represented by either the expression (78) or the expression (79), “ “Inspection formula #m” is prepared. The data X and the parity P at the time point mi + 1 are represented as X mi + 1 and P mi + 1 , respectively, the data X and the parity P at the time point mi + 2 are respectively represented as X mi + 2 , P mi + 2 ,. , P mi + m (i: integer).

このとき、時点mi+1のパリティPmi+1を「検査式#1」を用いて求め、時点mi+2のパリティPmi+2を「検査式#2」を用いて求め、・・・、時点mi+mのパリティPmi+mを「検査式#m」を用いて求めるLDPC−CCを考える。このようなLDPC−CC符号は、
・符号化器を簡単に構成することができ、かつ、パリティを逐次的に求めることができる。
・終端ビットの削減、終端時のパンクチャ時の受信品質の向上が見込める
という利点を備える。
At this time, the parity P mi + 1 at the time point mi + 1 is obtained using the “check equation # 1”, the parity P mi + 2 at the time point mi + 2 is obtained using the “check equation # 2,” and the parity P mi + m at the time point mi + m is obtained. Consider an LDPC-CC obtained using “checking formula #m”. Such LDPC-CC codes are:
The encoder can be easily configured and the parity can be obtained sequentially.
-It has the advantage that it is possible to reduce the number of termination bits and improve the reception quality at the time of puncturing at the termination.

以上のように、本実施の形態によれば、パリティ検査多項式(76)と、式(76)と異なるパリティ検査多項式(78)と、からなる時変周期2の検査行列により、パリティ系列を求めるようにした。   As described above, according to the present embodiment, a parity sequence is obtained from a parity check matrix (76) and a parity check polynomial (78) different from equation (76), and a parity check matrix having a time-varying period of 2. I did it.

このように、検査行列の上台形行列に「1」が存在するような検査式を用いる場合において、時変LDPC−CCの符号化器を簡単に構成することができる。なお、時変周期は2に限られない。ただし、実施の形態7と同様に、周期的にパンクチャを行う方法を採る場合、現実的に、最良なパンクチャパターンを探索できる時変周期は2から10程度である。   Thus, when using a check equation in which “1” exists in the upper trapezoidal matrix of the check matrix, a time-varying LDPC-CC encoder can be easily configured. The time varying period is not limited to 2. However, in the same manner as in the seventh embodiment, when the method of periodically puncturing is employed, the time-varying period during which the best puncture pattern can be searched is about 2 to 10.

なお、時変周期3、4、5、・・・10の場合には、時変周期が2の場合に比べると、符号・復号器の構成が若干大きくなるももの、時変周期2の場合と同様に、式(78)、式(79)の検査式を周期的に繰り返す場合には、簡易な構成を採ることができる。   In the case of time-varying periods 3, 4, 5,..., The configuration of the code / decoder is slightly larger than when the time-varying period is 2. Similarly to the above, when the inspection formulas of the formulas (78) and (79) are periodically repeated, a simple configuration can be adopted.

なお、式(76)、(78)、(79)において、両辺にDを乗算して検査多項式を表現することもできる。また、本実施の形態では、式(76)、(78)、(79)においてDX(D)および、DP(D)の項(D=1)が存在するものとするとした。 Incidentally, formula (76), (78), it is also possible to express check polynomial by multiplying the D n in, on both sides (79). In this embodiment, it is assumed that the terms (D 0 = 1) of D 0 X (D) and D 0 P (D) exist in formulas (76), (78), and (79). .

このようにすることで、パリティが逐次的に演算することができるため、符号化器の構成が簡易になり、又、組織符号の場合、時点iのデータへの信頼度伝播を考えると、データ及びパリティの双方にDの項が存在すると、符号設計を容易に行うことができる。なお、符号設計の容易性を考慮しないのであれば、式(76)、(78)、(79)において、DX(D)が存在する必要はない。 In this way, since the parity can be calculated sequentially, the configuration of the encoder is simplified, and in the case of the systematic code, considering the reliability propagation to the data at the time point i, the data In addition, if there is a term of D 0 in both the parity and the parity, code design can be easily performed. If the ease of code design is not taken into consideration, D 0 X (D) does not need to exist in the equations (76), (78), and (79).

また、検査行列Hにおける行重み、つまり、検査行列を構成する行要素のうち、1が立っている要素数が、7〜12とすると良好な受信品質が得られることが確認されている。非特許文献12に記載されているように、畳み込み符号において最小距離が優れている符号を考えると、拘束長が大きくなるにつれ、行重みが増える、例えば、拘束長11のフィードバック畳み込み符号では、行重みが14となることを考慮すると、行重みが7〜12とする点は、本提案のLDPC−CC特有の値であると考えることができる。また、符号設計のメリットを考慮した場合、LDPC−CCの検査行列の各行の行重みを等しくすると設計が容易となる。   In addition, it has been confirmed that good reception quality can be obtained when the row weight in the parity check matrix H, that is, the number of elements with 1 standing among the row elements constituting the parity check matrix is 7-12. As described in Non-Patent Document 12, when a code having an excellent minimum distance in a convolutional code is considered, the row weight increases as the constraint length increases. For example, in a feedback convolutional code with a constraint length of 11, Considering that the weight is 14, the point where the row weight is 7 to 12 can be considered as a value peculiar to the LDPC-CC of the present proposal. Further, when considering the merit of code design, the design is facilitated by making the row weights of the rows of the LDPC-CC parity check matrix equal.

(実施の形態9)
本実施の形態では、実施の形態7および実施の形態8で説明した符号化率1/2のLDPC−CC(時変周期m)から符号化率1/3のLDPC−CCを作成する方法について詳しく説明する。一例として、時変周期2のLDPC−CCを例に説明する。
(Embodiment 9)
In this embodiment, a method for creating an LDPC-CC with a coding rate of 1/3 from an LDPC-CC with a coding rate of 1/2 (time-varying period m) described in Embodiments 7 and 8. explain in detail. As an example, an LDPC-CC with a time varying period of 2 will be described as an example.

時点2iのデータXとパリティPをそれぞれX2i、P2iであらわし、時点2i+1のデータXとパリティPをそれぞれX2i+1、P2i+1であらわす(i:整数)。このとき、時点2iのパリティP2iは式(64)を用いて求め、時点2i+1のパリティP2i+1は式(66)を用いて求める時変周期が2のLDPC−CCを考える。 Data X and parity P at time 2i are represented as X 2i and P 2i , respectively, and data X and parity P at time 2i + 1 are represented as X 2i + 1 and P 2i + 1 (i: integer), respectively. At this time, parity P 2i of point in time 2i is found using Equation (64), parity P 2i + 1 of point in time 2i + 1 is the varying period when determined using Equation (66) Consider the second LDPC-CC.

ここで、新たなパリティ系列の多項式をPn(D)として、式(82)〜式(84)のいずれかを考える。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Here, a new parity sequence polynomial is Pn (D), and any one of the equations (82) to (84) is considered.
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014

なお、a1、a2、・・・、ayは1以上の整数(ただし、a1≠a2≠・・・≠ay)とする。また、b1、b2、・・・、bwは1以上の整数(ただし、b1≠b2≠・・・≠bw)とする。また、c1、c2、・・・、cy(ただし、c1≠c2≠・・・≠cy)は0以上の整数とする。   It should be noted that a1, a2,..., Ay are integers of 1 or more (where a1 ≠ a2 ≠ ... ≠ ay). In addition, b1, b2,..., Bw are integers of 1 or more (where b1 ≠ b2 ≠ ... ≠ bw). In addition, c1, c2,..., Cy (where c1.noteq.c2.noteq.cy) are integers of 0 or more.

そして、式(82)〜式(84)のいずれかで構成される異なる検査多項式「検査式#1」および「検査式#2」を用意する。   Then, different check polynomials “check formula # 1” and “check formula # 2” configured by any one of formulas (82) to (84) are prepared.

時点2iにおけるデータをX2i、及び、時点2iにおけるパリティP2iを、式(64)を用いて求め、時点2iにおけるパリティPn,2i(符号化率1/3のためのパリティ)を「検査式#1」を用いて求める。このとき、送信系列は、W2i=(X2i,P2i,Pn2i)とあらわすことができる。 The data at the time point 2i is determined as X 2i and the parity P2i at the time point 2i using the equation (64), and the parity Pn , 2i (the parity for the coding rate 1/3) at the time point 2i is expressed as “check equation # 1 ". At this time, the transmission sequence can be expressed as W 2i = (X 2i , P 2i , Pn 2i ).

同様にして、時点2i+1におけるデータをX2i+1、及び、時点2i+1におけるパリティP2i+1を、式(66)を用いて求め、時点2i+1におけるパリティPn2i+1(符号化率1/3のためのパリティ)を「検査式#2」を用いて求める。このとき、送信系列は、W2i+1=(X2i+1,P2i+1,Pn2i+1)とあらわすことができる。なお、一般的には、c1,・・・,cyの中には、“0”となるものが一つ存在する。 Similarly, X 2i + 1 data at the time 2i + 1, and the parity P 2i + 1 at time 2i + 1, calculated using equation (66), the parity Pn 2i + 1 at point in time 2i + 1 of the (parity for a coding rate of 1/3) It calculates | requires using "inspection type | formula # 2." At this time, the transmission sequence can be expressed as W 2i + 1 = (X 2i + 1 , P 2i + 1 , Pn 2i + 1 ). In general, there is one of c1,..., Cy that is “0”.

式(82)、(83)、(84)におけるX(D)、P(D)、Pn(D)のそれぞれに対応する項について考える。符号化率1/2の検査式は、式(64)、(66)から構成される。このとき、X(D)、P(D)には、それぞれには複数の項(検査行列において“1”が複数ある)が存在することになる。そして、符号化率1/3にする場合に、式(82)、(83)、(84)のいずれかで構成される検査式が追加されることになる。   Consider terms corresponding to X (D), P (D), and Pn (D) in equations (82), (83), and (84), respectively. The check expression for the coding rate 1/2 is composed of Expressions (64) and (66). At this time, X (D) and P (D) each have a plurality of terms (a plurality of “1” s in the check matrix). When the coding rate is 1/3, a check expression configured by any one of the expressions (82), (83), and (84) is added.

このときの列重みについて考える。符号化率1/2のときの検査式により、データXおよびパリティPにはある程度の列重み、例えば、5程度の重みが存在することになる。この状態において、符号化率1/3にするために、式(82)、(83)、(84)のいずれかで構成される検査式を追加すると、データXおよびパリティPの列重みが増加することになるものの、列重みをある程度抑えないとBP復号を行った際、受信品質の向上が見込めない。したがって、符号化率1/3にする際、式(82)、(83)、(84)のいずれかで構成される検査式を追加した場合に、データXおよびパリティPの列重みの増加数は1または2に抑えなくてはならない。したがって、式(82)は、式(85)〜式(88)のいずれかとなる。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Consider the column weight at this time. According to the check equation when the coding rate is 1/2, the data X and the parity P have a certain column weight, for example, a weight of about 5. In this state, if a check expression configured by any one of the expressions (82), (83), and (84) is added to make the coding rate 1/3, the column weight of the data X and the parity P increases. However, if the BP decoding is performed unless the column weight is suppressed to some extent, the reception quality cannot be improved. Therefore, when the coding rate is set to 1/3, the number of increases in the column weights of the data X and the parity P when the check equation configured by any one of the equations (82), (83), and (84) is added. Must be limited to 1 or 2. Therefore, Formula (82) becomes either of Formula (85)-Formula (88).
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014

また、式(83)は、式(89)、(90)のいずれかとなる。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Moreover, Formula (83) becomes either Formula (89) or (90).
Figure 0005789014
Figure 0005789014

また、式(84)は、式(91)、(92)のいずれかとなる。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Moreover, Formula (84) becomes either Formula (91) or (92).
Figure 0005789014
Figure 0005789014

以上のように、本実施の形態では、パリティ検査多項式(64)と、式(64)と異なるパリティ検査多項式(66)と、からなる時変周期2の検査行列に、パリティ検査多項式(82)〜(84)から構成される時変周期2の検査行列を追加し、追加された検査行列を用いて、パリティ系列を求めるようにした。   As described above, in this embodiment, the parity check polynomial (82) is added to the parity check matrix (64) and the parity check polynomial (66) different from the equation (64) with the time-varying period 2 check matrix. A check matrix having a time-varying period 2 composed of (84) is added, and a parity sequence is obtained using the added check matrix.

このようにすることで、時変周期2の符号化率1/2の畳み込み符号から時変周期2の符号化率1/3のLDPC−CCを生成することができる。また、符号化率1/4以下のLDPC−CCを生成する場合についても、符号化率1/3のLDPC−CCを生成するときと同様に生成することができる。   By doing in this way, LDPC-CC of the coding rate 1/3 of the time-varying period 2 can be produced | generated from the convolutional code of the coding rate 1/2 of the time-varying period 2. Also, when generating an LDPC-CC with a coding rate of ¼ or less, it can be generated in the same way as when generating an LDPC-CC with a coding rate of 3.

なお、時変周期は2に限られず、実施の形態7および実施の形態8において説明した時変周期mの場合に対しても、同様に実施することができる。また、当然であるが、実施の形態8の時変周期2の場合も同様に実施することができる。また、以上の説明では、符号化率1/3とするために、新たにパリティ検査式として、式(82)〜式(84)のいずれかにより構成される時変周期2のパリティ検査式を用いる場合について説明したが、時変周期nのパリティ検査多項式を用いても、同様に実施することができる。式(82)〜式(84)において、実施の形態8と同様に、a1、a2、・・・、ayが、−1以下であってもよい。   Note that the time-varying cycle is not limited to 2, and the same can be applied to the case of the time-varying cycle m described in the seventh and eighth embodiments. Of course, the same can be applied to the case of the time varying period 2 of the eighth embodiment. Also, in the above description, in order to set the coding rate to 1/3, a parity check equation of time-varying period 2 configured by any one of Equations (82) to (84) is newly used as a parity check equation. Although the case where it is used has been described, it can be similarly implemented even if a parity check polynomial having a time-varying period n is used. In the formula (82) to the formula (84), as in the eighth embodiment, a1, a2,.

(他の実施の形態1)
上記の説明では、符号化率1/2のときの畳み込み符号を例に説明したが、本実施の形態では、符号化率が1/nのときのLDPC−CCの構成方法について説明する。
(Other embodiment 1)
In the above description, the convolutional code when the coding rate is 1/2 has been described as an example. In the present embodiment, a configuration method of LDPC-CC when the coding rate is 1 / n will be described.

符号化率1/nのとき、情報系列(データ)の多項式表現をX(D)、パリティ1の系列の多項式表現をP(D)、パリティ2の系列の多項式表現をP(D)、・・・、パリティn―1の系列の多項式表現をPn―1(D)とするとパリティ検査多項式は以下の式(93)のようにあらわすことができる。

Figure 0005789014
When the coding rate is 1 / n, the polynomial representation of the information sequence (data) is X (D), the polynomial representation of the parity 1 sequence is P 1 (D), and the polynomial representation of the parity 2 sequence is P 2 (D). ,..., P n−1 (D) is a polynomial expression of the parity n−1 sequence, the parity check polynomial can be expressed as the following equation (93).
Figure 0005789014

このとき、Kx、K、K、・・・、Kn−1は0以上の整数とし、Kx、K、K、・・・、Kn−1のうちの最大値をKmaxとする。 At this time, Kx, K 1, K 2 , ···, K n-1 is set to an integer of 0 or more, Kx, K 1, K 2 , ···, maximum value K max of K n-1 And

ここで、時点iにおけるデータをX、パリティ1をP1,i、パリティ2をP2,i、・・・、パリティn−1をPn−1,iとあらわす。そして、送信ベクトルw=(X,P1,1,P2,1,・・・,Pn−1,1,X,P1,2,P2,2,・・・,Pn−1,2,・・・,X,P1,i,P2,i,・・・,Pn−1,i,・・・)とあらわす。この場合、検査行列をHとすると上記式(3)が成立する。 Here, data at time point i is represented as X i , parity 1 is represented as P 1, i , parity 2 is represented as P 2, i ,..., And parity n−1 is represented as P n−1, i . The transmission vector w = (X 1, P 1,1 , P 2,1, ···, P n-1,1, X 2, P 1,2, P 2,2, ···, P n 1,2, representing ···, X i, P 1, i, P 2, i, ···, P n-1, i, ···) and. In this case, when the check matrix is H, the above equation (3) is established.

ここで、実施の形態1と同様に、データ、または(および)、パリティに対し、確率伝播を考慮し、検査行列に対し「1」を追加する。このとき、図20の項2001_0、2001_1、2001_2、・・・、2001_n−1の一つ以上を選択し、項2002_0、2002_1、2002_2、・・・、2002_n−1と変更することになる。例えば、図20の2001_0を選択した場合、2001_0を2002_0へと変更し、それ以外は変更しない。また、図20の2001_0、2001_n−1を選択した場合、2001_0を2002_0へと変更し、加えて、2001_n−1を2002_n−1と変更し、それ以外は変更しない。当然であるが、図20の項2001_0、2001_1、2001_2、・・・、2001_n−1すべてを変更してもよい。すなわち、検査多項式は、以下の式(94)となる。

Figure 0005789014
Here, as in the first embodiment, “1” is added to the parity check matrix in consideration of probability propagation for data or (and) parity. At this time, one or more of the terms 2001_0, 2001_1, 2001_2,..., 2001_n−1 in FIG. 20 are selected and changed to the terms 2002_0, 2002_1, 2002_2,. For example, when 2001_0 in FIG. 20 is selected, 2001_0 is changed to 2002_0, and the others are not changed. When 2001_0 and 2001_n-1 in FIG. 20 are selected, 2001_0 is changed to 2002_0, and 2001_n-1 is changed to 2002_n-1, and the others are not changed. Naturally, all of the terms 2001_0, 2001_1, 2001_2,..., 2001_n−1 in FIG. That is, the check polynomial is expressed by the following equation (94).
Figure 0005789014

このとき、図20、式(94)におけるs、s、s、・・・、sn−1は1以上であって、h1、h2、・・・hs≧2Kmax+1に設定する(k=x,1,2,・・・,n−1)。これにより、良好な受信品質を得ることができる。また、h1、h2、・・・、hsのうち1つ以上が2Kmax+1以上を満たす場合でも良好な受信品質を得ることができる。 At this time, s x , s 1 , s 2 ,..., S n−1 in FIG. 20 and Expression (94) are 1 or more, and h1, h2,..., Hs k ≧ 2K max +1 are set. (K = x, 1, 2,..., N−1). Thereby, good reception quality can be obtained. Further, h1, h2, ···, one or more of hs k can obtain good reception quality even if it meets the above 2K max +1.

次に、符号化率を1/nとし、検査行列の上台形行列に「1」を追加する方法について詳しく説明する。   Next, a method of adding “1” to the upper trapezoid matrix of the parity check matrix with the coding rate of 1 / n will be described in detail.

符号化率1/nのとき、情報系列(データ)の多項式表現をX(D)、パリティ1の系列の多項式表現をP(D)、パリティ2の系列の多項式表現をP(D)、・・・、パリティn−1の系列の多項式表現をPn−1(D)とするとパリティ検査多項式は式(32)となる。 When the coding rate is 1 / n, the polynomial representation of the information sequence (data) is X (D), the polynomial representation of the parity 1 sequence is P 1 (D), and the polynomial representation of the parity 2 sequence is P 2 (D). ,..., P n−1 (D) is a polynomial expression of the parity n−1 sequence, the parity check polynomial is expressed by Equation (32).

ここで、時点iにおけるデータをX、パリティ1をP1,i、パリティ2をP2,i、・・・、パリティn−1をPn−1,iとあらわす。そして、送信ベクトルw=(X,P1,1,P2,1,・・・,Pn−1,1,X,P1,2,P2,2,・・・,Pn−1,2,・・・,X,P1,i,P2,i,・・・,Pn−1,i,・・・)とあらわす。この場合、検査行列をHとすると上記式(3)が成立する。 Here, data at time point i is represented as X i , parity 1 is represented as P 1, i , parity 2 is represented as P 2, i ,..., And parity n−1 is represented as P n−1, i . The transmission vector w = (X 1, P 1,1 , P 2,1, ···, P n-1,1, X 2, P 1,2, P 2,2, ···, P n 1,2, representing ···, X i, P 1, i, P 2, i, ···, P n-1, i, ···) and. In this case, when the check matrix is H, the above equation (3) is established.

ここで、実施の形態2と同様に、データ、または(および)、パリティに対し、確率伝播を考慮し、検査行列に対し「1」を追加する。このとき、図21の項15_0を、項15_1,0へと変更することになる。すなわち、検査多項式は、以下の式(95)となる。

Figure 0005789014
Here, as in the second embodiment, “1” is added to the parity check matrix in consideration of probability propagation for data or (and) parity. At this time, the term 15_0 in FIG. 21 is changed to the term 15_1, 0. That is, the check polynomial is expressed by the following equation (95).
Figure 0005789014

このとき、図21におけるsは1以上であって、h1、h2、・・・hs≦−Kmax−1に設定する。これにより、良好な受信品質を得ることができる。また、h1、h2、・・・、hsのうち1つ以上が−Kmax−1以下を満たす場合でも良好な受信品質を得ることができる。 At this time, s x in FIG. 21 is 1 or more, and is set to h1, h2,... Hs x ≦ −K max −1. Thereby, good reception quality can be obtained. Also, good reception quality can be obtained even when one or more of h1, h2,..., Hs x satisfy −K max −1 or less.

以上のように、実施の形態1、実施の形態2で説明した方法を、本実施の形態のように符号化率1/nの畳み込み符号からLDPC−CCを生成する方法へと拡張することもできる。また、上記以外の符号化率の畳み込み符号からLDPC―CCを作成する場合についても、これまでに述べた方法を拡張すれば、同様にしてLDPC―CCを作成することができる。   As described above, the method described in Embodiments 1 and 2 may be extended to a method for generating an LDPC-CC from a convolutional code having a coding rate of 1 / n as in the present embodiment. it can. Also, when creating an LDPC-CC from a convolutional code with a coding rate other than those described above, the LDPC-CC can be created in the same manner by extending the method described so far.

なお、本発明において、データを送信する際に非特許文献12に記載されているようにパンクチャを行って送信しても、受信装置において、BP復号を行うことにより、データを得ることができる。このとき、実施の形態で説明したLDPC−CCは、単純な検査行列であらわされるため、LDPC−BCのときと比較し、簡単にデータをパンクチャすることができる。   In the present invention, even when data is transmitted by performing puncturing as described in Non-Patent Document 12, data can be obtained by performing BP decoding in the receiving device. At this time, since the LDPC-CC described in the embodiment is represented by a simple parity check matrix, data can be easily punctured as compared with the LDPC-BC.

なお、本実施の形態では、図21のように、データに対して検査行列の上台形行列に「1」を追加する例を説明したが、本発明はこれに限られず、図20の場合と組み合わせ、検査行列の上台形行列に「1」を追加することに加え、さらに検査行列の近似下三角行列に「1」を追加してもよい。これにより、さらなる受信品質の向上が期待できる。この場合の検査多項式は、以下の式(96)となる。

Figure 0005789014
In the present embodiment, an example in which “1” is added to the upper trapezoid matrix of the parity check matrix as shown in FIG. 21 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the case of FIG. In addition to adding “1” to the upper trapezoidal matrix of the combination and parity check matrix, “1” may be added to the approximate lower triangular matrix of the parity check matrix. As a result, further improvement in reception quality can be expected. The check polynomial in this case is represented by the following equation (96).
Figure 0005789014

また、実施の形態3で述べた符号化率1/2のときの終端方法を本実施の形態のように符号化率1/nのときにも同様に実施することができる。   Also, the termination method at the coding rate 1/2 described in the third embodiment can be similarly performed at the coding rate 1 / n as in the present embodiment.

(他の実施の形態2)
ここでは、本発明の符号化器(エンコーダ)の構成について説明する。図22は、式(15)の符号化器の構成の一例を示す図である。
(Other embodiment 2)
Here, the configuration of the encoder of the present invention will be described. FIG. 22 is a diagram illustrating an example of the configuration of the encoder of Expression (15).

図22において、パリティ計算部2202は、データx(2201)(つまり、(数15)のX(D))、記憶されたデータ2205(つまり、(数15)のDα1X(D)、Dα2X(D)、DX(D)、DX(D)、DX(D))、記憶されたパリティ2207(つまり、(数15)のDβ1P(D)、Dβ2P(D)、DP(D)、DP(D)、DP(D)、DP(D))を入力とし、式(15)の演算を行い、パリティ2203(つまり、式(15)のP(D))を出力する。 22, the parity calculation unit 2202 includes data x (2201) (that is, X (D) of (Expression 15)), stored data 2205 (that is, D α1 X (D) and D of ( Expression 15)). α2 X (D), D 9 X (D), D 6 X (D), D 5 X (D)), stored parity 2207 (ie, D β1 P (D), D β2 of ( Equation 15)) P (D), D 9 P (D), D 8 P (D), D 3 P (D), DP (D)) are input, the calculation of Expression (15) is performed, and parity 2203 (ie, Expression (P (D)) of (15) is output.

データ記憶部2204は、データx(2201)を入力とし、その値を記憶する。同様に、パリティ記憶部2206は、パリティ2203を入力とし、その値を記憶する。   The data storage unit 2204 receives the data x (2201) and stores the value. Similarly, the parity storage unit 2206 receives the parity 2203 and stores the value.

図23は、式(19)の符号化器の構成の一例を示す図である。図23において、図22と同様に動作するものについては同一符号を付している。記憶部2302は、データ2301を記憶し、記憶されているデータ2303(式(19)のDα1X(D)・・・DαnX(D))を出力する。 FIG. 23 is a diagram illustrating an example of the configuration of the encoder of Expression (19). 23 that operate in the same manner as in FIG. 22 are given the same reference numerals. The storage unit 2302 stores the data 2301 and outputs the stored data 2303 (D α1 X (D)... D αn X (D) in Expression (19)).

データ記憶部2204は、記憶されたデータ2205(つまり、式(19)のDX(D))を出力する。 The data storage unit 2204 outputs the stored data 2205 (that is, D 2 X (D) in Expression (19)).

パリティ記憶部2206は、記憶されたパリティ2207(つまり、式(19)のDP(D)、DP(D))を出力する。 The parity storage unit 2206 outputs the stored parity 2207 (that is, D 2 P (D), DP (D) in Expression (19)).

パリティ計算部2202は、各信号を入力とし、式(19)のパリティを計算し、出力する。   The parity calculation unit 2202 receives each signal as input, calculates the parity of Equation (19), and outputs it.

以上のように、基本的には、シフトレジスタおよび排他的論理和により、符号化器を構成することができる。   As described above, basically, an encoder can be configured by a shift register and exclusive OR.

次に、復号器のアルゴリズムの一例として、sum-product復号について説明する。sum-product復号のアルゴリズムは以下のとおりである。   Next, sum-product decoding will be described as an example of a decoder algorithm. The algorithm for sum-product decoding is as follows.

sum-product復号
2元M×N行列H={Hmn}を復号対象とするLDPC符号の検査行列とする。集合[1,N]={1,2,・・・,N}の部分集合A(m)、B(n)を次式(97)、(98)のように定義する。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
sum-product decoding A binary M × N matrix H = {H mn } is set as a parity check matrix of an LDPC code to be decoded. Subsets A (m) and B (n) of the set [1, N] = {1, 2,..., N} are defined as the following equations (97) and (98).
Figure 0005789014
Figure 0005789014

なお、A(m)は検査行列Hのm行目において、「1」である列インデックスの集合を意味し、B(n)は検査行列Hのn行目において「1」である行インデックスの集合である。   A (m) means a set of column indexes that are “1” in the m-th row of the parity check matrix H, and B (n) is a row index that is “1” in the n-th row of the parity check matrix H. It is a set.

Step A・1(初期化)
mn=1を満たす全ての組(m,n)に対して対数尤度比β(0) mn=λと設定する。ループ変数(反復回数)lsum=1とし、ループ最大回数をlsum、muxと設定する。
Step A ・ 1 (Initialization)
The log likelihood ratio β (0) mn = λ n is set for all pairs (m, n) satisfying H mn = 1. The loop variable (number of iterations) is set to l sum = 1, and the maximum number of loops is set to l sum and mux .

Step A・2(行処理)
m=1,2,・・・,Mの順にHmn=1を満たす全ての組(m,n)に対して、以下の更新式(99)、(100)、(101)を用いて対数尤度比α(i) mnを更新する。ただし、iは反復回数をあらわし、fはGallagerの関数である。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Step A ・ 2 (line processing)
Logarithm using the following update formulas (99), (100), and (101) for all pairs (m, n) satisfying H mn = 1 in the order of m = 1, 2,... The likelihood ratio α (i) mn is updated. Here, i represents the number of iterations, and f is a Gallager function.
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Figure 0005789014

Step A・3(列処理)
n=1,2,・・・,Nの順にHmn=1を満たす全ての組(m,n)に対して、以下の更新式(102)を用いて対数尤度比β(i) mnを更新する。

Figure 0005789014
Step A ・ 3 (column processing)
For all pairs (m, n) that satisfy H mn = 1 in the order of n = 1, 2,..., N, the log likelihood ratio β (i) mn using the following update equation (102): Update.
Figure 0005789014

Step A・4(対数尤度比の計算)
n∈[1,N]について対数尤度比L(i) を以下の式(103)により求める。

Figure 0005789014
Step A ・ 4 (Calculation of log-likelihood ratio)
The log likelihood ratio L (i) n is obtained by the following equation (103) for n∈ [1, N].
Figure 0005789014

Step A・5(反復回数のカウント)
sum<lsum、muxならばlsumをインクリメントして、step A・2に戻る。一方、lsum=lsum、muxの場合、式(104)に示すように符号語wを推定し、sum-product復号を終了する。

Figure 0005789014
Step A ・ 5 (Counting the number of iterations)
If l sum <l sum, mux , increment l sum and return to step A · 2. On the other hand, if l sum = l sum, mux , codeword w is estimated as shown in equation (104), and sum-product decoding is terminated.
Figure 0005789014

ところで、送信系列(符号化後のデータ)を図3のように、n、n、n、n、・・・とし、u=(n,n,n,n,・・・)とし、生成行列をGとすると、以下の式(105)の関係式が成立する。

Figure 0005789014
By the way, as shown in FIG. 3, the transmission sequence (data after encoding) is n 1 , n 2 , n 3 , n 4 ,..., And u = (n 1 , n 2 , n 3 , n 4 , ..) And the generator matrix is G, the following relational expression (105) is established.
Figure 0005789014

そして、情報系列のベクトルi=(i,i,・・・)とすると、以下の式(106)の関係式が成立する。

Figure 0005789014
If the information sequence vector i = (i 1 , i 2 ,...), The following relational expression (106) is established.
Figure 0005789014

式(105)、(106)の関係式を利用することで、送信系列が求まることになる。   By using the relational expressions of the expressions (105) and (106), a transmission sequence is obtained.

図24は、復号器として、sum-product復号を用いたときの構成の一例を示す図である。図24の復号器2400は、対数尤度比記憶部2403、行処理演算部2405、行処理後データ記憶部2407、列処理演算部2409、列処理後データ記憶部2411、制御部2413、対数尤度比演算部2415、及び、判定部2417を備えて構成される。   FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a configuration when sum-product decoding is used as a decoder. 24 includes a log likelihood ratio storage unit 2403, a row processing calculation unit 2405, a post-row processing data storage unit 2407, a column processing calculation unit 2409, a post-column processing data storage unit 2411, a control unit 2413, a log likelihood. A degree ratio calculation unit 2415 and a determination unit 2417 are provided.

対数尤度比記憶部2403は、対数尤度比信号2401、タイミング信号2402を入力とし、タイミング信号2402に基づいてデータ区間の対数尤度比を記憶する。そして、対数尤度比記憶部2403は、記憶した対数尤度比を信号2404として行処理演算部2405に出力する。   The log likelihood ratio storage unit 2403 receives the log likelihood ratio signal 2401 and the timing signal 2402 and stores the log likelihood ratio of the data section based on the timing signal 2402. Then, the log likelihood ratio storage unit 2403 outputs the stored log likelihood ratio as a signal 2404 to the row processing calculation unit 2405.

行処理演算部2405は、対数尤度比信号2404、列処理後の信号2412を入力とし、検査行列Hに“1”が存在する位置において、上述のStep A・2(行処理)の演算を行う。復号器は反復復号を行っているので、行処理演算部2405は、1回目の復号時には、対数尤度比信号2404を用いて行処理を行い(上述のStep A・1の処理に相当する)、2回目の復号時には、列処理後の信号2412を用いて行処理を行う。そして、行処理演算部2405は、行処理後の信号2406を行処理後データ記憶部2407に出力する。   The row processing calculation unit 2405 receives the log likelihood ratio signal 2404 and the column-processed signal 2412 as input, and performs the above Step A · 2 (row processing) calculation at a position where “1” exists in the check matrix H. Do. Since the decoder performs iterative decoding, the row processing operation unit 2405 performs row processing using the log likelihood ratio signal 2404 at the time of the first decoding (corresponding to the processing of Step A · 1 described above). In the second decoding, row processing is performed using the signal 2412 after column processing. Then, the row processing operation unit 2405 outputs the signal 2406 after the row processing to the post-row processing data storage unit 2407.

行処理後データ記憶部2407は、行処理後の信号2406を入力とし、すべての行処理後の値(信号)を記憶する。そして、行処理後データ記憶部2407は、行処理後の信号2408を列処理演算部2409及び対数尤度比演算部2415に出力する。   The post-row processing data storage unit 2407 receives the post-row processing signal 2406 and stores all post-row processing values (signals). Then, the post-row processing data storage unit 2407 outputs the post-row processing signal 2408 to the column processing calculation unit 2409 and the log likelihood ratio calculation unit 2415.

列処理演算部2409は、行処理後の信号2408及び制御信号2414を入力とし、制御信号2414から最後の反復演算でないことを確認し、検査行列Hに“1”が存在する位置において、上述のStep A・3(列処理)の演算を行う。そして、列処理演算部2409は、列処理後の信号2410を列処理後データ記憶部2411に出力する。   The column processing operation unit 2409 receives the signal 2408 and the control signal 2414 after row processing as input, confirms from the control signal 2414 that it is not the last iterative operation, and at the position where “1” exists in the check matrix H, Perform Step A • 3 (column processing). Then, the column processing calculation unit 2409 outputs the signal 2410 after column processing to the column processing data storage unit 2411.

列処理後データ記憶部2411は、列処理後の信号2410を入力とし、すべての列処理後の値(信号)を記憶する。そして、列処理後データ記憶部2411は、列処理後の信号2412を行処理演算部2405に出力する。   The post-column processing data storage unit 2411 receives the post-column processing signal 2410 and stores all post-column processing values (signals). Then, the post-column processing data storage unit 2411 outputs the post-column processing signal 2412 to the row processing calculation unit 2405.

制御部2413は、タイミング信号2402を入力とし、反復回数をカウントし、反復回数を制御信号2414として列処理演算部2409及び対数尤度比演算部2415に出力する。   The control unit 2413 receives the timing signal 2402, counts the number of iterations, and outputs the number of iterations as a control signal 2414 to the column processing computation unit 2409 and the log likelihood ratio computation unit 2415.

対数尤度比演算部2415は、行処理後の信号2408、制御信号2414を入力とし、制御信号2414に基づいて最後の反復演算であると判断した場合、検査行列Hに“1”が存在する位置に対して、Step A・4(対数尤度比の計算)の演算を施し、対数尤度比信号2416を得る。そして、対数尤度比演算部2415は、対数尤度比信号2416を判定部2417に出力する。   The log likelihood ratio calculation unit 2415 receives the row-processed signal 2408 and the control signal 2414 as input, and determines that the last iterative calculation is based on the control signal 2414, the check matrix H has “1”. Step A · 4 (logarithmic likelihood ratio calculation) is performed on the position to obtain a log likelihood ratio signal 2416. Then, the log likelihood ratio calculation unit 2415 outputs the log likelihood ratio signal 2416 to the determination unit 2417.

判定部2417は、対数尤度比信号2416を入力とし、符号語を推定し、推定ビット2418を出力する。   The determination unit 2417 receives the log likelihood ratio signal 2416, estimates a codeword, and outputs an estimated bit 2418.

ここでは、BP復号として、sum-product復号について述べたが、BP復号を近似したmin-sum復号、offset BP復号、Normalized BP復号、shuffled BP復号などを用いることでも、復号を行うことができる。   Here, sum-product decoding has been described as BP decoding, but decoding can also be performed by using min-sum decoding approximating BP decoding, offset BP decoding, Normalized BP decoding, shuffled BP decoding, and the like.

(他の実施の形態3)
これまでの実施の形態で説明したLDPC−CCにおいて、パンクチャを行う際、データ、パリティいずれを優先的にパンクチャ(送信しないビットと選択する)すべきか、という問題が発生する。
(Other embodiment 3)
In the LDPC-CC described in the embodiments so far, when puncturing is performed, there arises a problem of whether data or parity should be punctured preferentially (selected as a bit not to be transmitted).

検査行列の行を考えた場合、つまり、パリティ検査多項式を考えた場合、検査行列の行においてデータに対応する位置に1が存在する数をNx、パリティに対応する位置に1が存在する数をNpとし、NpとNxとの比較結果により、以下1)又は2)のように、優先的にパンクチャする(送信しないビットと選択する)ビットを選択するようにしてもよい。
1)Np<Nxの場合:データを優先的にパンクチャする
2)Nx<Npの場合:パリティを優先的にパンクチャする
When a row of the parity check matrix is considered, that is, when a parity check polynomial is considered, the number of 1s in the position corresponding to the data in the row of the parity check matrix is Nx, and the number of 1s in the position corresponding to the parity is Np may be selected, and a bit to be punctured preferentially (selected as a bit not to be transmitted) may be selected as in 1) or 2) below, depending on the comparison result between Np and Nx.
1) When Np <Nx: data is punctured preferentially 2) When Nx <Np: parity is preferentially punctured

このようにすると、パンクチャを行った場合の受信品質の劣化を抑えることができる。   In this way, it is possible to suppress deterioration in reception quality when puncturing is performed.

(他の実施の形態4)
本実施の形態では、これまでの実施の形態で説明したパンクチャ方法を実現する送信装置及び受信装置について説明する。本実施の形態に係る送信装置及び受信装置は、複数の符号化率に対応することができる。
(Other embodiment 4)
In this embodiment, a transmission device and a reception device that realize the puncturing method described in the above embodiments will be described. The transmission apparatus and the reception apparatus according to the present embodiment can support a plurality of coding rates.

図25は、本実施の形態に係る送信装置の構成を示す図である。図25の送信装置2500は、LDPC−CC符号化部(LDPC−CC符号化器)2510、パンクチャ部2520、インタリーブ部2530、及び、変調部2540を備えて構成される。   FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration of the transmission apparatus according to the present embodiment. 25 includes an LDPC-CC encoding unit (LDPC-CC encoder) 2510, a puncturing unit 2520, an interleaving unit 2530, and a modulation unit 2540.

LDPC−CC符号化部2510は、制御信号が指定する符号化率のLDPC−CCの検査行列を用いて、データXに対し符号化を施す。例えば、制御信号が、符号化率1/2以上を指定する場合、LDPC−CC符号化部2510は、符号化率1/2のLDPC−CCの検査行列を用いて、データXに対し符号化を行い、データX及びパリティPを、パンクチャ部2520に出力する。また、制御信号が、符号化率1/3を指定する場合、LDPC−CC符号化部2510は、符号化率1/3のLDPC−CCの検査行列を用いて、データXに対し符号化を行い、データX、パリティP、及びパリティPnを、パンクチャ部2520に出力する。   The LDPC-CC encoding unit 2510 performs encoding on the data X using an LDPC-CC parity check matrix having a coding rate specified by the control signal. For example, when the control signal specifies an encoding rate of 1/2 or more, the LDPC-CC encoding unit 2510 encodes the data X using an LDPC-CC parity check matrix with an encoding rate of 1/2. The data X and the parity P are output to the puncture unit 2520. In addition, when the control signal specifies the coding rate 1/3, the LDPC-CC coding unit 2510 performs coding on the data X using the LDPC-CC parity check matrix with the coding rate 1/3. The data X, the parity P, and the parity Pn are output to the puncturing unit 2520.

パンクチャ部2520は、制御信号が指定する符号化率に応じて、LDPC−CC符号化部2510から出力されるデータX、パリティP、又はパリティPnに対し、パンクチャを施す。なお、本実施の形態では、パンクチャ部2520は、ランダムにパンクチャをするのではなく、周期的に規則的にビットをパンクチャする。パンクチャ部2520は、パンクチャ後の送信系列を、インタリーブ部2530に出力する。   Puncturing section 2520 performs puncturing on data X, parity P, or parity Pn output from LDPC-CC encoding section 2510 according to the coding rate specified by the control signal. In the present embodiment, puncturing section 2520 does not puncture at random, but periodically punctures bits periodically. Puncturing section 2520 outputs the punctured transmission sequence to interleaving section 2530.

具体的には、制御信号が指定する符号化率が1/2を超える場合、パンクチャ部2520は、パリティPを周期的にパンクチャし、所定の符号化率にする。   Specifically, when the coding rate specified by the control signal exceeds 1/2, the puncturing unit 2520 punctures the parity P periodically to obtain a predetermined coding rate.

一方、制御信号が指定する符号化率が1/2又は1/3の場合、パンクチャ部2520は、パンクチャを行わず、送信系列をインタリーブ部2530に出力する。   On the other hand, when the coding rate specified by the control signal is 1/2 or 1/3, puncturing section 2520 outputs the transmission sequence to interleaving section 2530 without performing puncturing.

インタリーブ部2530は、送信系列の順序を並び替え、並び替え後の送信系列を変調部2340に出力する。   Interleaving section 2530 rearranges the order of transmission sequences, and outputs the rearranged transmission sequences to modulation section 2340.

変調部2540は、制御信号により指定された変調方式を用いて、インタリーブ後の送信系列を変調する。   Modulation section 2540 modulates the interleaved transmission sequence using the modulation scheme specified by the control signal.

なお、図26に、送信系列の送信フォーマットの一例を示す。送信系列は、制御情報シンボルとデータシンボルとから構成される。なお、制御情報シンボルは、符号化率や変調方式を通信相手に通知するためのシンボルである。   FIG. 26 shows an example of the transmission format of the transmission sequence. The transmission sequence is composed of control information symbols and data symbols. The control information symbol is a symbol for notifying the communication partner of the coding rate and modulation method.

図27は、本実施の形態に係る受信装置の構成を示す図である。図27の受信装置2700は、受信部2710、対数尤度比生成部2720、制御情報生成部2730、デインタリーブ部7540、デパンクチャ部2750、及び、BP復号部2760を備えて構成される。   FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration of the reception apparatus according to the present embodiment. 27 includes a receiving unit 2710, a log likelihood ratio generating unit 2720, a control information generating unit 2730, a deinterleaving unit 7540, a depuncturing unit 2750, and a BP decoding unit 2760.

受信部2710は、送信装置2500から送信される受信信号を受信し、RF(Radio Frequency)フィルタ処理、周波数変換、A/D(Analog to Digital)変換、直交復調などの無線復調処理を行い、無線復調処理後のベースバンド信号を対数尤度比生成部2720に出力する。また、受信部2710は、ベースバンド信号に含まれる既知信号を用いて、送信装置2500と受信装置2700との間の無線伝送路におけるチャネル変動を推定し、推定したチャネル推定信号を対数尤度比生成部2720に出力する。   The reception unit 2710 receives a reception signal transmitted from the transmission device 2500, performs radio demodulation processing such as RF (Radio Frequency) filter processing, frequency conversion, A / D (Analog to Digital) conversion, orthogonal demodulation, and the like. The demodulated baseband signal is output to log likelihood ratio generation section 2720. In addition, the reception unit 2710 estimates a channel variation in the wireless transmission path between the transmission device 2500 and the reception device 2700 using a known signal included in the baseband signal, and uses the estimated channel estimation signal as a log likelihood ratio. The data is output to the generation unit 2720.

対数尤度比生成部2720は、ベースバンド信号を用いて、各送信系列の対数尤度比を求め、得られた対数尤度比をデインタリーブ部2740に出力する。   Log likelihood ratio generation section 2720 obtains the log likelihood ratio of each transmission sequence using the baseband signal, and outputs the obtained log likelihood ratio to deinterleave section 2740.

制御情報生成部2730は、ベースバンド信号に含まれる制御情報シンボルから制御情報を抽出する。制御情報シンボルには、符号化率や変調方式の情報が含まれる。制御情報生成部2730は、抽出した制御情報を制御信号として対数尤度比生成部2720、デインタリーブ部2740、デパンクチャ部2750、及び、BP復号部2760に出力する。   The control information generation unit 2730 extracts control information from control information symbols included in the baseband signal. The control information symbol includes coding rate and modulation scheme information. Control information generation section 2730 outputs the extracted control information as a control signal to log likelihood ratio generation section 2720, deinterleave section 2740, depuncture section 2750, and BP decoding section 2760.

デインタリーブ部2740は、送信装置2500のインタリーブ部2530で行なわれた並び替え処理の逆の処理を用いて、対数尤度比の系列の順序を元の順に並び替え、並び替え後の対数尤度比をデパンクチャ部2750に出力する。   Deinterleaving section 2740 rearranges the order of log-likelihood ratio sequences in the original order using the reverse processing of the rearrangement processing performed in interleaving section 2530 of transmitting apparatus 2500, and the log likelihood after rearrangement. The ratio is output to the depuncture unit 2750.

デパンクチャ部2750は、送信装置2500のパンクチャ部2520で行われるパンクチャの逆の処理を用いて、デインタリーブ部2740から出力される対数尤度比に対しデパンクチャを行う。つまり、送信装置2500のパンクチャ部2520では、符号化率が1/2を超える場合、パリティPが周期的にパンクチャされるので、この場合、デインタリーブ部2740は、パンクチャ部2520でパンクチャされたビットの対数尤度比として0を挿入する。なお、パンクチャ部2520では、符号化率が1/2又は1/3の場合、パンクチャが行われないので、上記デパンクチャ処理を行わず、対数尤度比をBP復号部2560に出力する。   Depuncturing section 2750 performs depuncturing on the log likelihood ratio output from deinterleaving section 2740 using the inverse processing of puncturing performed by puncturing section 2520 of transmitting apparatus 2500. That is, in puncturing section 2520 of transmitting apparatus 2500, when the coding rate exceeds 1/2, parity P is periodically punctured, and in this case, deinterleaving section 2740 has bits punctured by puncturing section 2520. 0 is inserted as the log likelihood ratio of. Puncturing section 2520 does not perform puncturing when the coding rate is ½ or 3, and therefore outputs the log likelihood ratio to BP decoding section 2560 without performing the depuncturing process.

BP復号部2760は、制御信号が示す符号化率に応じて、LDPC−CCの検査行列を切り替えて、BP復号する。具体的には、BP復号部2760は、符号化率1/2と符号化率1/3とに対応したLDPC−CCの検査行列を備え、制御信号が符号化率1/3を示す場合、符号化率1/3の検査行列を用いてBP復号する。一方、制御信号が符号化率1/3以外の符号化率を示す場合には、符号化率1/2の検査行列を用いてBP復号する。   The BP decoding unit 2760 switches the LDPC-CC parity check matrix according to the coding rate indicated by the control signal, and performs BP decoding. Specifically, BP decoding section 2760 includes an LDPC-CC parity check matrix corresponding to coding rate 1/2 and coding rate 1/3, and when the control signal indicates coding rate 1/3, BP decoding is performed using a parity check matrix with a coding rate of 1/3. On the other hand, when the control signal indicates a coding rate other than coding rate 1/3, BP decoding is performed using a parity check matrix of coding rate 1/2.

なお、図28に、一例として、符号化率R=1/2の場合のLDPC−CC符号化部2510の構成例を示す。図28に示すように、LDPC−CC符号化部2510は、シフトレジスタ2511−1〜2511−M,2514−1〜2514−M、ウェイト乗算器2512−0〜2512−M,2513−0〜2513−M、ウェイト制御部2316、及びmod2加算器2515を備えて構成される。   In addition, in FIG. 28, the structural example of the LDPC-CC encoding part 2510 in case coding rate R = 1/2 is shown as an example. As illustrated in FIG. 28, the LDPC-CC encoding unit 2510 includes shift registers 2511-1 to 2511 -M and 2514-1 to 2514 -M, weight multipliers 2512-0 to 2512 -M, and 2513-0 to 2513. -M, a weight control unit 2316, and a mod2 adder 2515.

シフトレジスタ2511−1〜2511−M及び2514−1〜2514−Mは、それぞれv1,t−i,v2,t−i(i=0,…,M)を保持するレジスタであり、次の入力が入ってくるタイミングで、保持している値を右隣のシフトレジスタに出力し、左隣のシフトレジスタから出力される値を新たに保持する。なお、シフトレジスタの初期状態はすべて0である。 Shift registers 2511-1 to 2511 -M and 2514-1 to 2514 -M are registers that hold v 1, ti , v 2, ti (i = 0,..., M), respectively. Is input to the shift register on the right and the value output from the shift register on the left is newly stored. The initial state of the shift register is all zero.

ウェイト乗算器2512−0〜2512−M,2513−0〜2513−Mは、ウェイト制御部2316から出力される制御信号に従って、h (m),h (m)の値を0/1に切り替える。ウェイト制御部2516は、内部に保持している検査行列に基づいて、そのタイミングにおけるh (m),h (m)の値をウェイト乗算器2512−0〜2512−M,2513−0〜2513−Mに出力する。 The weight multipliers 2512-0 to 2512-M and 2513-0 to 2513-M set the values of h 1 (m) and h 2 (m) to 0/1 according to the control signal output from the weight control unit 2316. Switch. The weight control unit 2516 calculates the values of h 1 (m) and h 2 (m) at the timing based on the check matrix held inside the weight multipliers 2512-0 to 2512-M and 2513-0. Output to 2513-M.

mod2加算器2515は、ウェイト乗算器2512−0〜2512−M,2513−0〜2513−Mの出力に対しmod2加算を行い、v2,tを算出する。 The mod2 adder 2515 performs mod2 addition on the outputs of the weight multipliers 2512-0 to 2512-M and 2513-0 to 2513-M, and calculates v2 , t .

このような構成を採ることで、LDPC−CC符号化部(LDPC−CC符号化器)2510は、検査行列に従ったLDPC−CCの符号化を行うことができる。   By adopting such a configuration, LDPC-CC encoder (LDPC-CC encoder) 2510 can perform LDPC-CC encoding according to a parity check matrix.

なお、ウェイト制御部2516が保持する検査行列の各行の並びが行ごとに異なる場合、LDPC−CC符号化部2510は、時変(time varying)畳み込み符号化器となる。   Note that, when the rows of the parity check matrix held by the weight control unit 2516 are different from row to row, the LDPC-CC encoding unit 2510 is a time varying convolutional encoder.

図29に、パリティ検査多項式に、D−K(X)(K:正の整数)が含まれる場合、つまり、検査行列の上台形行列に「1」が追加された検査行列を用い、符号化率R=1/2の場合のLDPC−CC符号化部(LDPC−CC符号化器)の構成例を示す。図29のLDPC−CC符号化部2910は、図28のLDPC−CC符号化部(LDPC−CC符号化器)2510に対し、シフトレジスタ2911−1〜2911−K、及び、ウェイト乗算器2912−1〜2912−Kを追加した構成を採る。 In FIG. 29, when D −K (X) (K: positive integer) is included in the parity check polynomial, that is, using a check matrix in which “1” is added to the upper trapezoid matrix of the check matrix, encoding is performed. The structural example of the LDPC-CC encoding part (LDPC-CC encoder) in case of rate R = 1/2 is shown. The LDPC-CC encoding unit 2910 in FIG. 29 is different from the LDPC-CC encoding unit (LDPC-CC encoder) 2510 in FIG. 28 in terms of shift registers 2911-1 to 2911 -K and a weight multiplier 2912-. The structure which added 1-292-K is taken.

シフトレジスタ2911−1〜2911−Kは、v1,t−i(i=−1,…,−K)を保持するレジスタであり、次の入力が入ってくるタイミングで、保持している値を右隣のシフトレジスタに出力し、左隣のシフトレジスタから出力される値を新たに保持する。なお、シフトレジスタの初期状態はすべて0である。 The shift registers 2911-1 to 2911 -K are registers that hold v 1, ti (i = −1,..., −K), and are held at the timing when the next input is input. Is output to the shift register on the right and the value output from the shift register on the left is newly held. The initial state of the shift register is all zero.

ウェイト乗算器2912−0〜2912−Kは、ウェイト制御部2316から出力される制御信号に従って、h (−k),h (−k)の値を0/1に切り替える。 Weight multipliers 2912-0 to 2912 -K switch the values of h 1 (−k) and h 2 (−k) to 0/1 in accordance with the control signal output from weight control section 2316.

ウェイト制御部2516は、内部に保持している検査行列に基づいて、そのタイミングにおけるh (m),h (m)の値をウェイト乗算器2512−0〜2512−M,2513−0〜2513−Mに出力する。また、ウェイト制御部2516は、内部に保持している検査行列に基づいて、そのタイミングにおけるh (−k),h (−k)の値をウェイト乗算器2912−1〜2912−Kに出力する。 The weight control unit 2516 calculates the values of h 1 (m) and h 2 (m) at the timing based on the check matrix held inside the weight multipliers 2512-0 to 2512-M and 2513-0. Output to 2513-M. Also, the weight control unit 2516 sends the values of h 1 (−k) and h 2 (−k) at the timing to the weight multipliers 2912-1 to 2912 -K based on the check matrix held inside. Output.

mod2加算器2515は、ウェイト乗算器2512−0〜2512−M,2513−0〜2513−M,2912−0〜2912−Kの出力に対しmod2加算を行い、v2,tを算出する。 The mod2 adder 2515 performs mod2 addition on the outputs of the weight multipliers 2512-0 to 2512-M, 2513-0 to 2513-M, 2912-0 to 2912-K , and calculates v2 , t .

図29のような構成とすることで、LDPC−CC符号化部(LDPC−CC符号化器)2510は、パリティ検査多項式に、D−K(X)(K:正の整数)が含まれる場合にも対応することができる。 With the configuration as shown in FIG. 29, the LDPC-CC encoder (LDPC-CC encoder) 2510 includes D −K (X) (K: positive integer) in the parity check polynomial. Can also respond.

なお、図28、図29と同様の構成により、符号化率R=1/2未満に対応するLDPC−CC符号化部(LDPC−CC符号化器)を構成することができる。例えば、符号化率R=1/3の場合、図28、図29に、さらに、パリティ系列Pnを生成するためのシフトレジスタ、ウェイト乗算器、及び、mod2加算器を追加すればよい。   In addition, the LDPC-CC encoding part (LDPC-CC encoder) corresponding to coding rate R = less than 1/2 can be comprised by the structure similar to FIG. 28, FIG. For example, when the coding rate R = 1/3, a shift register, a weight multiplier, and a mod 2 adder for generating the parity sequence Pn may be added to FIGS. 28 and 29.

また、以上の説明では、LDPC−CC符号化部2510が、符号化率R=1/2以上の場合と、符号化率R=1/3の場合とに応じて、符号化系列の作成方法を切り替える場合について説明したが、符号化率に関わらず、LDPC−CC符号化部2510が、すべての送信系列(パリティPnも含む)を生成し、符号化率R=1/2の場合には、当該パリティPnを出力しないようにしてもよい。このようにすることで、LDPC−CC符号化部(LDPC−CC符号化器)を符号化率R=1/2と符号化率R=1/3とに対応させることができる。   Further, in the above description, the LDPC-CC encoding unit 2510 generates a coding sequence according to the case where the coding rate R = 1/2 or more and the case where the coding rate R = 1/3. However, regardless of the coding rate, the LDPC-CC coding unit 2510 generates all the transmission sequences (including the parity Pn), and the coding rate R = 1/2. The parity Pn may not be output. In this way, the LDPC-CC encoder (LDPC-CC encoder) can be made to correspond to the coding rate R = 1/2 and the coding rate R = 1/3.

また、以上の説明では、BP復号部2760が、符号化率R=1/2以上の場合と、符号化率R=1/3の場合とに応じて、符号化系列の復号方法を切り替える場合について説明したが、符号化率に関わらず、BP復号部2760が、符号化率1/3のの検査行列を用いてBP復号し、制御信号が示す符号化率が1/3以外を示す場合には、得られたパリティPnに対する対数尤度比を0に置き替えるようにしてもよい。このようにすることで、BP復号部を共用化することができる。   Further, in the above description, when BP decoding section 2760 switches the decoding method of the encoded sequence according to the case where coding rate R = 1/2 or more and the case where coding rate R = 1/3. However, regardless of the coding rate, the BP decoding unit 2760 performs BP decoding using a parity check matrix with a coding rate of 1/3, and the coding rate indicated by the control signal indicates other than 1/3. Alternatively, the log likelihood ratio for the obtained parity Pn may be replaced with 0. In this way, the BP decoding unit can be shared.

(他の実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態8の変形例について詳しく説明する。以下では、符号化率R=1/2の時変LDPC−CCの構成方法について説明する。
(Other embodiment 5)
In the present embodiment, a modification of the eighth embodiment will be described in detail. Hereinafter, a configuration method of time-varying LDPC-CC with a coding rate R = 1/2 will be described.

符号化率1/2のとき、情報系列(データ)の多項式表現をX(D)、パリティの系列の多項式表現をP(D)とすると、パリティ検査多項式は以下のようにあらわされる。

Figure 0005789014
When the coding rate is 1/2 and the polynomial expression of the information sequence (data) is X (D) and the polynomial expression of the parity sequence is P (D), the parity check polynomial is expressed as follows.
Figure 0005789014

式(107)において、a1、a2、・・・、anは0以上の整数(ただし、a1≠a2≠・・・≠an)とする。また、b1、b2、・・・、bmは1以上の整数(ただし、b1≠b2≠・・・≠bm)とする。また、c1、c2、・・・、cqは−1以下の整数(ただし、c1≠c2≠・・・≠cq)とする。このとき、P(D)は以下のようにあらわされる。

Figure 0005789014
In the formula (107), a1, a2,..., An are integers greater than or equal to 0 (where a1 ≠ a2 ≠ ... ≠ an). In addition, b1, b2,..., Bm are integers of 1 or more (where b1 ≠ b2 ≠ ... ≠ bm). C1, c2,..., Cq are integers of −1 or less (where c1 ≠ c2 ≠ ... ≠ cq). At this time, P (D) is expressed as follows.
Figure 0005789014

よって、パリティPは逐次的に求めることができる(実施の形態2、実施の形態8参照)。   Therefore, the parity P can be obtained sequentially (see Embodiment 2 and Embodiment 8).

次に、式(107)とは異なる符号化率1/2のパリティ検査多項式として、式(109)および式(110)を考える。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
Next, equations (109) and (110) are considered as parity check polynomials of coding rate ½ different from equation (107).
Figure 0005789014
Figure 0005789014

式(109)、式(110)において、A1、A2、・・・、ANは0以上の整数(ただし、A1≠A2≠・・・≠AN)とする。また、B1、B2、・・・、BMは1以上の整数(ただし、B1≠B2≠・・・≠BM)とする。また、C1、C2、・・・、CQは−1以下の整数(ただし、C1≠C2≠・・・≠CQ)とする。このとき、P(D)は以下のようにあらわされる。   In the expressions (109) and (110), A1, A2,..., AN are integers greater than or equal to 0 (where A1 ≠ A2 ≠ ... ≠ AN). Further, B1, B2,..., BM are integers of 1 or more (where B1 ≠ B2 ≠ ... ≠ BM). Further, C1, C2,..., CQ are integers equal to or less than −1 (where C1 ≠ C2 ≠ ... ≠ CQ). At this time, P (D) is expressed as follows.

時点2iのデータXとパリティPとをそれぞれX2i、P2iであらわし、時点2i+1のデータXとパリティPをそれぞれX2i+1、P2i+1であらわす(i:整数)。 Data X and parity P at time 2i are represented by X 2i and P 2i , respectively, and data X and parity P at time 2i + 1 are represented by X 2i + 1 and P 2i + 1 , respectively (i: integer).

このとき、時点2iのパリティP2iは式(108)を用いて求め、時点2i+1のパリティP2i+1は式(111)を用いて求める時変周期が2のLDPC−CC、または、時点2iのパリティP2iは式(108)を用いて求め、時点2i+1のパリティP2i+1を式(112)を用いて求める時変周期が2のLDPC−CCを考える。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
At this time, the parity P 2i at the time point 2i is obtained by using the equation (108), and the parity P 2i + 1 at the time point 2i + 1 is obtained by using the equation (111). The LDPC-CC having the time varying period of 2 or the parity at the time point 2i Consider an LDPC-CC with a time-varying period of 2 where P 2i is obtained using equation (108), and parity P 2i + 1 at time 2i + 1 is obtained using equation (112).
Figure 0005789014
Figure 0005789014

このようなLDPC−CCでは、
・符号化器を簡単に構成することができ、かつ、パリティを逐次的に求めることができる。
・周期的にパンクチャビットを設定することができる。
・終端ビットの削減、終端時のパンクチャ時の受信品質の向上が見込める
という利点を備える。
In such LDPC-CC,
The encoder can be easily configured and the parity can be obtained sequentially.
• Puncture bits can be set periodically.
-It has the advantage that it is possible to reduce the number of termination bits and improve the reception quality at the time of puncturing at the termination.

次に、時変周期をmとするLDPC−CCを考える。時変周期2の場合と同様に、式(109)又は式(110)のいずれかであらわされる「検査式#1」と、式(109)または式(110)のいずれかであらわされる、「検査式#2」、「検査式#3」・・・「検査式#m」を用意する。時点mi+1のデータXとパリティPをそれぞれXmi+1、Pmi+1、時点mi+2のデータXとパリティPをそれぞれXmi+2、Pmi+2、・・・時点mi+mのデータXとパリティPをそれぞれXmi+m、Pmi+mとあらわす(i:整数)。 Next, consider LDPC-CC with a time-varying period of m. As in the case of the time-varying period 2, “inspection formula # 1” expressed by either formula (109) or formula (110) and either by formula (109) or formula (110), “ “Inspection Formula # 2”, “Inspection Formula # 3”... “Inspection Formula #m” are prepared. The data X and the parity P at the time point mi + 1 are X mi + 1 and P mi + 1 , the data X and the parity P at the time point mi + 2 are X mi + 2 and P mi + 2 , respectively. The data X and the parity P at the time point mi + m are X mi + m and P mi + m , respectively. (I: integer).

このとき、時点mi+1のパリティPmi+1を「検査式#1」でもとめ、時点mi+2のパリティPmi+2を「検査式#2」でもとめ、・・・、時点mi+mのパリティPmi+mを「検査式#m」で求めるLDPC−CCを考える。このようなLDPC−CC符号は、
・符号化器を簡単に構成することができ、かつ、パリティを逐次的に求めることができる。
・終端ビットの削減、終端時のパンクチャ時の受信品質の向上が見込める
という利点を備える。
At this time, the parity P mi + 1 at the time point mi + 1 is also determined by the “check equation # 1”, the parity P mi + 2 at the time point mi + 2 is also determined by the “check equation # 2,” and the parity P mi + m at the time point mi + m is determined by the “check equation # 1”. Consider the LDPC-CC obtained by “m”. Such LDPC-CC codes are:
The encoder can be easily configured and the parity can be obtained sequentially.
-It has the advantage that it is possible to reduce the number of termination bits and improve the reception quality at the time of puncturing at the termination.

以下、本実施の形態における検査行列の構成例を示す。   Hereinafter, a configuration example of the parity check matrix in the present embodiment will be shown.

図30は、時変周期2のLDPC−CCの検査行列の構成例を示している。図30において、符号3001は、時点iのデータX及びパリティPに対応する部分を示している。同様に、符号3002は、時点i+1のデータXi+1及びパリティPi+1に対応する部分を示している。 FIG. 30 illustrates a configuration example of an LDPC-CC parity check matrix with a time varying period of 2. In FIG. 30, reference numeral 3001 indicates a portion corresponding to the data X i and the parity P i at the time point i. Similarly, reference numeral 3002 indicates a portion corresponding to the data X i + 1 and the parity P i + 1 at the time point i + 1.

図30における符号3003に対応するパリティ検査多項式(例えば、時点iにおけるパリティ検査多項式)は、以下のようにあらわすことができる。

Figure 0005789014
A parity check polynomial (for example, a parity check polynomial at time point i) corresponding to the code 3003 in FIG. 30 can be expressed as follows.
Figure 0005789014

式(113)において、a1、a2、・・・、anは−1及び0以外の整数(ただし、a1≠a2≠・・・≠an)とする。また、b1、b2、・・・、bmは1以上の整数(ただし、b1≠b2≠・・・≠bm)とする。なお、図30では、a1、a2、・・・、anは正の整数とする。このとき、P(D)は逐次的に求めることができる。   In the formula (113), a1, a2,..., An are integers other than −1 and 0 (provided that a1 ≠ a2 ≠ ... ≠ an). In addition, b1, b2,..., Bm are integers of 1 or more (where b1 ≠ b2 ≠ ... ≠ bm). In FIG. 30, a1, a2,..., An are positive integers. At this time, P (D) can be obtained sequentially.

同様に、図30における符号3004のパリティ検査多項式(例えば、時点i+1におけるパリティ検査多項式)は以下のようにあらわすことができる。

Figure 0005789014
Similarly, the parity check polynomial denoted by reference numeral 3004 in FIG. 30 (for example, the parity check polynomial at time point i + 1) can be expressed as follows.
Figure 0005789014

式(114)において、A1、A2、・・・、ANは1及び0以外の整数(ただし、A1≠A2≠・・・≠AN)とする。また、B1、B2、・・・、BMは1以上の整数(ただし、B1≠B2≠・・・≠BM)とする。このとき、P(D)は逐次的に求めることができる。   In formula (114), A1, A2,..., AN are integers other than 1 and 0 (where A1 ≠ A2 ≠ ... ≠ AN). Further, B1, B2,..., BM are integers of 1 or more (where B1 ≠ B2 ≠ ... ≠ BM). At this time, P (D) can be obtained sequentially.

つまり、時点2jの場合、パリティPは式(113)に基づいて求められ、時点2j+1の場合、パリティPは式(114)に基づいて求められる(jは整数)。図30に示す構成を採る時変周期2の時変LDPC−CCの場合、時点iにおけるパリティPの信頼度が、時点i+1におけるデータXi+1に伝播し、その結果、時点i+1におけるデータXi+1が復号される。そして、時点i+1におけるパリティPi+1の信頼度が、時点iにおけるデータXに伝播し、その結果、時点iにおけるデータXが復号される。 That is, in the case of time 2j, the parity P is obtained based on the equation (113), and in the case of time 2j + 1, the parity P is obtained based on the equation (114) (j is an integer). In the case of a time-varying LDPC-CC with a time-varying period 2 adopting the configuration shown in FIG. 30, the reliability of the parity P i at the time point i propagates to the data X i + 1 at the time point i + 1, and as a result, the data X i + 1 at the time point i + 1 Is decrypted. Then, the reliability of the parity P i + 1 at the time point i + 1 is propagated to the data X i at the time point i, and as a result, the data X i at the time point i is decoded.

実施の形態7では、同一時点のデータとパリティとが関連性を有し、データが復号されるのに対し、本実施の形態では、異なる時点のデータとパリティが関連性を有するパリティ検査式が存在することになる。そして、関連性を有するデータとパリティとの位置関係を、同一時点の場合を除いて考えると、図30に示す例では、時点iと時点i+1とにおけるデータXi+1とパリティPiとが関連性を有することから、時変周期2の時変LDPC−CCにおいて、時間的に最も近い位置関係にある。よって、復号の際、関連するデータとパリティとの時間的な位置関係を、考慮する必要性が低いという利点がある。このように、時変周期が2のLDPC−CCを、時点iと時点i+1とにおけるデータXi+1とパリティPiとが関連性を有するように構成し、時変周期2内で関係付けられるようにする。   In the seventh embodiment, data and parity at the same time are related and the data is decoded, whereas in this embodiment, a parity check expression in which data and parity at different time are related is provided. Will exist. Then, considering the positional relationship between the related data and the parity except for the case of the same time point, in the example shown in FIG. 30, the data Xi + 1 and the parity Pi at the time point i and the time point i + 1 are related. Therefore, in the time-varying LDPC-CC with the time-varying period 2, the positional relationship is closest in time. Therefore, there is an advantage that it is less necessary to consider the temporal positional relationship between related data and parity during decoding. As described above, the LDPC-CC having the time varying period of 2 is configured so that the data Xi + 1 and the parity Pi at the time point i and the time point i + 1 are related to each other, and are related within the time varying period 2. .

時変周期2以外の時変LDPC−CCに対しても、同様の特徴をもたせることができる。すなわち、時変周期m内にデータとパリティとが関連性を有するようにLDPC−CCを構成することができる。以下、図31を用いて、時変周期7の場合について説明する。   Similar characteristics can be provided to time-varying LDPC-CCs other than the time-varying period 2. That is, the LDPC-CC can be configured so that the data and the parity are related within the time varying period m. Hereinafter, the case of the time varying period 7 will be described with reference to FIG.

図31は、時変周期7のLDPC−CCの検査行列の構成例を示している。図31において、符号3101は、時点iのデータXi及びパリティPに対応する部分を示す。また、符号3102は、時点i+1のデータXi+1及びパリティPi+1に対応する部分を示す。また、符号3103は、時点i+2のデータXi+2及びパリティPi+2に対応する部分を示す。また、符号3104は、時点i+3のデータXi+3及びパリティPi+3に対応する部分を示す。また、符号3105は、時点i+4のデータXi+4及びパリティPi+4に対応する部分を示す。また、符号3106は、時点i+5のデータXi+5及びパリティPi+5に対応する部分を示す。また、符号3107は、時点i+6のデータXi+6及びパリティPi+6に対応する部分を示す。 FIG. 31 shows a configuration example of an LDPC-CC parity check matrix with a time varying period of 7. In FIG. 31, reference numeral 3101 denotes a portion corresponding to data Xi and parity P i at time point i. Reference numeral 3102 denotes a portion corresponding to the data X i + 1 and the parity P i + 1 at the time point i + 1. Reference numeral 3103 denotes a portion corresponding to the data X i + 2 and the parity P i + 2 at the time point i + 2. Reference numeral 3104 denotes a portion corresponding to the data X i + 3 and the parity P i + 3 at the time point i + 3. Reference numeral 3105 denotes a portion corresponding to the data X i + 4 and the parity P i + 4 at the time point i + 4. Reference numeral 3106 denotes a portion corresponding to the data X i + 5 and the parity P i + 5 at the time point i + 5. Reference numeral 3107 denotes a portion corresponding to the data X i + 6 and the parity P i + 6 at the time point i + 6.

図31に示す構成を採る時変周期7の時変LDPC−CCの場合、時点iにおけるパリティPの信頼度(「1」が配置されている)が、時点i+6におけるデータXi+6に伝播し(パリティPと同じ行に「1」が配置されている)、その結果、時点i+6におけるデータXi+6が復号される。 For varying LDPC-CC when varying period 7 when employing a configuration shown in FIG. 31, the reliability of the parity P i at point in time i is (are arranged "1"), propagated to data X i + 6 at point in time i + 6 (“1” is arranged in the same row as the parity P i ) As a result, the data X i + 6 at the time point i + 6 is decoded.

時点i+1におけるパリティPi+1の信頼度が、時点i+1におけるデータXi+1に伝播し、その結果、時点i+1におけるデータXi+1が復号される。 The reliability of the parity P i + 1 at the time point i + 1 is propagated to the data X i + 1 at the time point i + 1. As a result, the data X i + 1 at the time point i + 1 is decoded.

時点i+2におけるパリティPi+2の信頼度が、時点i+5におけるデータXi+5に伝播し、その結果、時点i+5におけるデータXi+5が復号される。 The reliability of the parity P i + 2 at the time point i + 2 propagates to the data X i + 5 at the time point i + 5, and as a result, the data X i + 5 at the time point i + 5 is decoded.

時点i+3におけるパリティPi+3の信頼度が、時点i+4におけるデータXi+4に伝播し、その結果、時点i+4におけるデータXi+4が復号される。 The reliability of the parity P i + 3 at the time point i + 3 is propagated to the data X i + 4 at the time point i + 4, so that the data X i + 4 at the time point i + 4 is decoded.

時点i+4におけるパリティPi+4の信頼度が、時点i+3におけるデータXi+3に伝播し、その結果、時点i+3におけるデータXi+3が復号される。 The reliability of the parity P i + 4 at the time point i + 4 is propagated to the data X i + 3 at the time point i + 3, so that the data X i + 3 at the time point i + 3 is decoded.

時点i+5におけるパリティPi+5の信頼度が、時点i+2におけるデータXi+2に伝播し、その結果、時点i+2におけるデータXi+2が復号される。 The reliability of the parity P i + 5 at the time point i + 5 is propagated to the data X i + 2 at the time point i + 2, and as a result, the data X i + 2 at the time point i + 2 is decoded.

時点i+6におけるパリティPi+6の信頼度が、時点iにおけるデータXに伝播し、その結果、時点iにおけるデータXが復号される。 The reliability of the parity P i + 6 at the time point i + 6 propagates to the data X i at the time point i, so that the data X i at the time point i is decoded.

図31に示すように、時変周期が7のLDPC−CCを、時点iから時点i+6におけるデータとパリティとが関連性を有するように構成し、時変周期7内で関係付けられるようにする。   As shown in FIG. 31, an LDPC-CC with a time-varying period of 7 is configured so that data and parity from time point i to time point i + 6 are related to each other and are related within time-varying period of time 7. .

このように、パリティとデータとが、時変周期内で関係付けされるように、LDPC−CCを構成することにより、復号の際、データとパリティとの時間的な位置関係を考慮する必要性が低いという利点がある。   Thus, it is necessary to consider the temporal positional relationship between data and parity in decoding by configuring the LDPC-CC so that the parity and data are related within a time-varying period. Has the advantage of low.

(他の実施の形態6)
本実施の形態では、実施の形態7で説明した符号化率1/2の時変LDPC−CCを作成する方法を拡張し、符号化率1/3の時変LDPC−CCを作成する方法について説明する。
(Other embodiment 6)
In the present embodiment, the method for creating a time-varying LDPC-CC with a coding rate of 1/2 explained in Embodiment 7 is expanded, and a method for creating a time-varying LDPC-CC with a coding rate of 1/3. explain.

時点2iのデータX、パリティP、パリティPnをそれぞれX2i、P2i、Pn2iであらわし、時点2i+1のデータX、パリティP、パリティPnをそれぞれX2i+1、P2i+1、Pn2i+1であらわす(i:整数)。ここで、データXの多項式をX(D)、パリティPの多項式をP(D)、パリティPnの多項式をPn(D)とし、以下のパリティ検査多項式を考える。

Figure 0005789014
Data X time 2i, parity P, and parity Pn respectively X 2i, P 2i, expressed in Pn 2i, represents time 2i + 1 of data X, parity P, and parity Pn each X 2i + 1, P 2i + 1, Pn 2i + 1 (i: integer). Here, the polynomial of data X is X (D), the polynomial of parity P is P (D), the polynomial of parity Pn is Pn (D), and the following parity check polynomial is considered.
Figure 0005789014

式(115)において、a1、a2、・・・、anは0以外の整数(ただし、a1≠a2≠・・・≠an)とする。また、b1、b2、・・・、bmは1以上の整数(ただし、b1≠b2≠・・・≠bm)とする。また、c1、c2、・・・、cqは1以上の整数(ただし、c1≠c2≠・・・≠cq)とする。そして、式(115)の関係式を用いて、時点2iのP(D)を求める。このとき、P(D)は逐次的に求めることができる。   In the formula (115), a1, a2,..., An are integers other than 0 (where a1 ≠ a2 ≠ ... ≠ an). In addition, b1, b2,..., Bm are integers of 1 or more (where b1 ≠ b2 ≠ ... ≠ bm). In addition, c1, c2,..., Cq are integers of 1 or more (where c1 ≠ c2 ≠ ... ≠ cq). Then, P (D) at time point 2i is obtained using the relational expression of Expression (115). At this time, P (D) can be obtained sequentially.

次に、パリティ検査多項式として、式(116)を考える。

Figure 0005789014
Next, Equation (116) is considered as a parity check polynomial.
Figure 0005789014

式(116)において、A1、A2、・・・、ANは0以外の整数(ただし、A1≠A2≠・・・≠AN)とする。また、B1、B2、・・・、BMは1以上の整数(ただし、B1≠B2≠・・・≠BM)とする。また、C1、C2、・・・、CQは1以上の整数(ただし、C1≠C2≠・・・≠Cq)とする。そして、式(116)の関係式を用いて、時点2iのPn(D)を求める。このとき、Pn(D)は逐次的に求めることができる。   In the formula (116), A1, A2,..., AN are integers other than 0 (however, A1 ≠ A2 ≠ ... ≠ AN). Further, B1, B2,..., BM are integers of 1 or more (where B1 ≠ B2 ≠ ... ≠ BM). Further, C1, C2,..., CQ are integers of 1 or more (where C1 ≠ C2 ≠ ... ≠ Cq). Then, using the relational expression of Expression (116), Pn (D) at time 2i is obtained. At this time, Pn (D) can be obtained sequentially.

次に、パリティ検査多項式として、式(117)を考える。

Figure 0005789014
Next, Equation (117) is considered as a parity check polynomial.
Figure 0005789014

式(117)において、α1、α2、・・・、αωは0以外の整数(ただし、α1≠α2≠・・・≠αω)とする。また、β1、β2、・・・、βξは1以上の整数(ただし、β1≠β2≠・・・≠βξ)とする。また、γ1、γ2、・・・、γλは1以上の整数(ただし、γ1≠γ2≠・・・≠γλ)とする。そして、式(117)の関係式を用いて、時点2i+1のP(D)を求める。このとき、P(D)は逐次的に求めることができる。   In equation (117), α1, α2,..., Αω are integers other than 0 (where α1 ≠ α2 ≠ ... ≠ αω). In addition, β1, β2,..., Βξ are integers of 1 or more (where β1 ≠ β2 ≠ ... ≠ βξ). .Gamma.1, .gamma.2,..., .Gamma..lambda. Then, P (D) at time point 2i + 1 is obtained using the relational expression of Expression (117). At this time, P (D) can be obtained sequentially.

次に、パリティ検査多項式として、式(118)を考える。

Figure 0005789014
Next, Equation (118) is considered as a parity check polynomial.
Figure 0005789014

式(118)において、E1、E2、・・・、EΩは0以外の整数(ただし、E1≠E2≠・・・≠EΩ)とする。また、F1、F2、・・・、FZは1以上の整数(ただし、F1≠F2≠・・・≠FZ)とする。また、G1、G2、・・・、GΛは1以上の整数(ただし、G1≠G2≠・・・≠GΛ)とする。そして、式(118)の関係式を用いて、時点2i+1のPn(D)を求める。このとき、Pn(D)は逐次的に求めることができる。   In the equation (118), E1, E2,..., EΩ are integers other than 0 (however, E1 ≠ E2 ≠... EΩ). F1, F2,..., FZ are integers of 1 or more (where F1 ≠ F2 ≠ ... ≠ FZ). In addition, G1, G2,..., GΛ are integers of 1 or more (where G1 ≠ G2 ≠ ... ≠ GΛ). Then, Pn (D) at time point 2i + 1 is obtained using the relational expression of Expression (118). At this time, Pn (D) can be obtained sequentially.

以上のようにして、時変周期2のLDPC−CC符号を作成することにより、実施の形態7と同様に、周期的にパンクチャビットを選択する方式を採用した場合に、最良のパンクチャパターンを容易に選択することができるという利点がある。   As described above, by creating an LDPC-CC code having a time-varying period of 2, an optimum puncture pattern can be easily obtained when a method of periodically selecting puncture bits is employed, as in the seventh embodiment. There is an advantage that can be selected.

なお、時変周期10以内であれば、周期的にパンクチャする方式を採用し、最良なパンクチャパターンを探索するのは容易である。   If the time variation period is within 10, it is easy to search for the best puncture pattern by adopting a periodic puncturing method.

次に、時変周期をmとするLDPC−CCを考える。   Next, consider LDPC-CC with a time-varying period of m.

時変周期mの場合、式(115)であらわされる異なるm個の検査式を用意し、当該m個の検査式を「検査式A#1、検査式A#2、・・・、検査式A#m」と名づける。また、式(116)であらわされる異なるm個の検査式を用意し、当該m個の検査多項式を「検査式B#1、検査式B#2、・・・、検査式B#m」と名づける。   In the case of the time-varying period m, m different inspection formulas expressed by the equation (115) are prepared, and the m inspection formulas are expressed as “inspection formula A # 1, inspection formula A # 2,. A # m ”. Also, m different check expressions represented by Expression (116) are prepared, and the m check polynomials are referred to as “check expression B # 1, check expression B # 2,..., Check expression B # m”. Name it.

そして、時点mi+1のデータX、パリティP、パリティPnをそれぞれXmi+1、Pmi+1、Pnmi+1、時点mi+2のデータX、パリティP、パリティPnをそれぞれXmi+2、Pmi+2、Pnmi+2、・・・時点mi+mのデータX、パリティP、パリティPnをそれぞれXmi+m、Pmi+m、Pnmi+mであらわす(i:整数)。 Then, data X, parity P, and parity Pn at time mi + 1 are X mi + 1 , P mi + 1 , Pn mi + 1 , and data X, parity P, and parity Pn at time mi + 2 are X mi + 2 , P mi + 2 , Pn mi + 2 ,. Data X, parity P, and parity Pn of mi + m are represented by X mi + m , P mi + m , and Pn mi + m , respectively (i: integer).

このとき、時点mi+1のパリティPmi+1は「検査式A#1」を用いて求め、パリティPnmi+1は「検査式B#1」を用いて求め、時点mi+2のパリティPmi+2は「検査式A#2」を用いて求めめ、パリティPnmi+2は「検査式B#2」を用いて求め、・・・、時点mi+mのパリティPmi+mは「検査式A#m」を用いて求め、パリティPnmi+mは「検査式B#m」を用いて求める時変周期mのLDPC−CCを考える。このようなLDPC−CC符号は、受信品質がよい符号であるとともに、パリティを逐次的に求めることができるという利点を備える。 At this time, the parity P mi + 1 at the time point mi + 1 is obtained using the “check equation A # 1”, the parity Pn mi + 1 is obtained using the “check equation B # 1,” and the parity P mi + 2 at the time point mi + 2 is obtained from the “check equation A #”. 2 ”, the parity Pn mi + 2 is obtained using“ check equation B # 2 ”,..., The parity P mi + m of the time point mi + m is obtained using“ check equation A # m ”, and the parity Pn mi + m Consider an LDPC-CC with a time-varying period m determined using "check equation B # m". Such an LDPC-CC code is a code with good reception quality and has the advantage that the parity can be obtained sequentially.

なお、符号化率は1/3に限られず、符号化率1/3以下のLDPC−CC符号についても、同様に作成することができる。   Note that the coding rate is not limited to 1/3, and an LDPC-CC code having a coding rate of 1/3 or less can be similarly created.

(他の実施の形態7)
本実施の形態では、LDPC−CC符号化により得られた送信符号語系列に適するパンクチャを施す送信装置及びパンクチャ方法の一例を説明する。
(Other embodiment 7)
In the present embodiment, an example of a transmission apparatus and a puncture method for performing puncturing suitable for a transmission codeword sequence obtained by LDPC-CC coding will be described.

図32は、本実施の形態において用いられる時不変LDPC−CC検査行列の構成を示す図である。図32は、図47と異なり、Hでなく、検査行列Hの構成を示している。送信符号語ベクトルをvで表すと、Hv=0の関係式が成立する。 FIG. 32 is a diagram illustrating a configuration of a time-invariant LDPC-CC parity check matrix used in the present embodiment. Figure 32 is different from FIG. 47, instead of H T, shows the configuration of parity check matrix H. If the transmission codeword vector is represented by v, the relational expression of Hv = 0 holds.

本実施の形態におけるパンクチャ方法の説明にあたり、先ず、一般的なパンクチャ方法を、上記送信符号語系列vに適用した場合の課題について説明する。一般的なパンクチャ方法については、例えば、非特許文献12に記載されている。なお、以下では、LDPC−CCが、符号化率R=1/2、(177,131)の畳み込み符号を用いて構成される場合を例に説明する。   In the description of the puncturing method in the present embodiment, first, a problem when a general puncturing method is applied to the transmission codeword sequence v will be described. A general puncturing method is described in Non-Patent Document 12, for example. In the following description, an example in which the LDPC-CC is configured using a convolutional code having a coding rate R = 1/2 and (177, 131) will be described.

図33は、一般的なパンクチャ方法を説明するための図である。同図において、v1,t,v2,t(t=1,2,…)は、送信符号語系列vを示す。一般的なパンクチャ方法では、送信符号語系列vは、複数のブロックに分けられ、各ブロックに対し同一のパンクチャパターンが用いられて、送信符号語ビットが間引かれる。 FIG. 33 is a diagram for explaining a general puncturing method. In the figure, v 1, t , v 2, t (t = 1, 2,...) Indicate a transmission codeword sequence v. In a general puncturing method, the transmission codeword sequence v is divided into a plurality of blocks, and the same puncture pattern is used for each block, and transmission codeword bits are thinned out.

図33は、送信符号語系列vが、6ビットごとにブロックに分けられ、すべてのブロックに対し、同一のパンクチャパターンが用いられて、一定の割合で送信符号語ビットが間引かれる様子を示している。同図において、丸印で囲まれたビットがパンクチャされるビット(送信しないビット)を示し、すべてのブロック1〜ブロック5に対し、パンクチャ後の符号化率が3/4となるように、v2、1,v2,3,v2,4,v2,6,v2,7,v2,9,v2,10,v2,12,v2,13,v2,15を選択し、パンクチャする(送信しないビットとする)。 FIG. 33 shows that the transmission codeword sequence v is divided into blocks every 6 bits, and the same puncture pattern is used for all blocks, and transmission codeword bits are thinned out at a constant rate. ing. In the figure, bits surrounded by circles indicate bits that are punctured (bits that are not transmitted), and v is set so that the coding rate after puncturing is 3/4 for all the blocks 1 to 5. 2,1, v 2,3, v 2,4, v 2,6, v 2,7, v 2,9, v select 2,10, v 2,12, v 2,13, v 2,15 Then, puncture is performed (the bit is not transmitted).

次に、LDPC−CCを用いた符号化により得られた送信符号語系列に、図33に示すような一般的なパンクチャを施した場合の受信側(復号側)の影響を考える。なお、以下では、受信側(復号側)においてBP復号を用いる場合について検討する。BP復号では、LDPC−CCの検査行列に基づいて復号処理を行う。図34に、送信符号語系列vとLDPC−CC検査行列Hとの対応を示す。図34において、丸印で囲まれたビットは、パンクチャにより間引かれる送信符号語ビットである。この結果、検査行列Hにおいて、四角枠で囲まれた1に対応するビットが、送信符号語系列に含まれなくなる。この結果、BP復号を行う際、四角枠で囲まれた1に対応するビットに対しては、初期の対数尤度比が存在しないので、対数尤度比が0に設定されることになる。   Next, the influence of the reception side (decoding side) when a general puncture as shown in FIG. 33 is applied to a transmission codeword sequence obtained by encoding using LDPC-CC will be considered. In the following, the case where BP decoding is used on the reception side (decoding side) will be considered. In BP decoding, decoding processing is performed based on an LDPC-CC parity check matrix. FIG. 34 shows the correspondence between transmission codeword sequence v and LDPC-CC parity check matrix H. In FIG. 34, bits surrounded by circles are transmission codeword bits that are thinned out by puncturing. As a result, in check matrix H, the bit corresponding to 1 surrounded by a square frame is not included in the transmission codeword sequence. As a result, when performing BP decoding, the log likelihood ratio is set to 0 because there is no initial log likelihood ratio for the bit corresponding to 1 surrounded by a square frame.

BP復号では行演算と列演算とを反復して行う。したがって、初期の対数尤度比が存在しない(対数尤度比が0の)ビット(図34において四角枠で囲まれた1に対応するビット)が、同一行に2つ以上含まれると、当該行では、列演算により初期の対数尤度比が存在しない(対数尤度比が0の)ビットの対数尤度比が更新されるまで、当該行の行演算単独では、対数尤度比が更新されないことになる。すなわち、行演算単独では信頼度が伝搬されず、信頼度を伝搬させるためには、行演算と列演算とを反復する必要がある。したがって、このような行が多数存在すると、BP復号において反復処理数に制限があるような場合には、信頼度が伝搬されず、受信品質の劣化を招く原因となる。図34に示す例では、行3410は、行演算単独では信頼度が伝搬されない行、つまり、受信品質の劣化を招く原因となる行となる。   In BP decoding, row operations and column operations are repeated. Therefore, if two or more bits (bits corresponding to 1 surrounded by a square frame in FIG. 34) for which there is no initial log likelihood ratio (the log likelihood ratio is 0) are included in the same row, In a row, the log-likelihood ratio is updated in the row operation alone in the row until the log-likelihood ratio of the bit where the initial log-likelihood ratio does not exist (log-likelihood ratio is 0) is updated by the column operation. Will not be. That is, the reliability is not propagated by the row operation alone, and in order to propagate the reliability, it is necessary to repeat the row operation and the column operation. Therefore, if there are a large number of such rows, the reliability is not propagated when the number of iteration processes is limited in BP decoding, which causes deterioration in reception quality. In the example illustrated in FIG. 34, the row 3410 is a row in which reliability is not propagated by a row operation alone, that is, a row that causes deterioration in reception quality.

これに対し、本実施の形態におけるパンクチャ方法を用いる場合、行演算単独で信頼度が伝搬されない行数を削減することができる。本実施の形態では、受信側(復号側)における、送信符号語ビットの処理単位ごとに、第1のパンクチャパターンと、第1のパンクチャパターンに比べより多くのビットを間引く第2のパンクチャパターンとを用いて、送信符号語ビットをパンクチャする。以下、図35及び図36を用いて説明する。   On the other hand, when the puncturing method according to the present embodiment is used, the number of rows in which reliability is not propagated by row operations alone can be reduced. In the present embodiment, for each processing unit of transmission codeword bits on the reception side (decoding side), a first puncture pattern and a second puncture pattern that thins out more bits than the first puncture pattern Is used to puncture the transmitted codeword bits. This will be described below with reference to FIGS. 35 and 36.

図35は、本実施の形態におけるパンクチャ方法を説明するための図である。図33と同様に、v1,t,v2,t(t=1,2,…)は、送信符号語系列vを示す。なお、以下では、図33と同様に、1ブロックが6ビットから構成される場合について説明する。また、受信側(復号側)における送信符号語ビットの処理単位が、ブロック1〜ブロック5であるとする。図35に示す例では、先頭のブロック1に対しては、パンクチャを行わない第1のパンクチャパターンが用いられ、ブロック2〜ブロック5に対しては、パンクチャを行う第2のパンクチャパターンが用いられ、この結果、v2,1,v2,3,v2,4,v2,6,v2,7,v2,9,v2,10,v2,12,v2,13,v2,15がパンクチャされる様子が示されている。このように、本実施の形態では、符号化率が異なるパンクチャパターンを用いて、送信符号語ビットの処理単位内で、間引かれるビット数が少ない範囲を設けるようにする。 FIG. 35 is a diagram for explaining a puncturing method according to the present embodiment. Similarly to FIG. 33, v 1, t , v 2, t (t = 1, 2,...) Indicate a transmission codeword sequence v. In the following, as in FIG. 33, a case where one block is composed of 6 bits will be described. Further, it is assumed that the processing units of transmission codeword bits on the reception side (decoding side) are block 1 to block 5. In the example shown in FIG. 35, the first puncture pattern that is not punctured is used for the first block 1, and the second puncture pattern that is punctured is used for blocks 2 to 5. As a result, v 2,1, v 2,3, v 2,4, v 2,6, v 2,7, v 2,9, v 2,10, v 2,12, v 2,13, v It shows how 2,15 is punctured. Thus, in the present embodiment, puncture patterns with different coding rates are used to provide a range in which the number of bits to be thinned out is small within the processing unit of transmission codeword bits.

図36に、この場合の送信符号語系列vとLDPC−CC検査行列Hとの対応を示す。図36では、同一行に四角枠で囲まれた1を2つ以上含む行が3行発生しているものの、図34の場合に比べ、その行数が削減されたことがわかる。これは、ブロック1に対してパンクチャを施さないようにしたことによる。   FIG. 36 shows the correspondence between transmission codeword sequence v and LDPC-CC parity check matrix H in this case. In FIG. 36, although three lines including two or more 1 surrounded by a square frame are generated in the same line, it can be seen that the number of lines is reduced compared to the case of FIG. This is because block 1 is not punctured.

このように、パンクチャを行わないブロックを設けることにより、BP復号時の受信品質の劣化を招く原因となる行数を削減することができる。この結果、行3610までの行では、初期に対数尤度が存在し、BP復号において、信頼度が確実に更新され、更新後の信頼度が、行3610に伝搬していくので、受信品質の劣化を抑えることができるようになる。このように、畳み込み符号(LDPC−CC)の検査行列の構造の特徴から、反復復号を複数回行うことにより、行演算単独で得られる行の信頼度が、順次、伝播し、パンクチャによる受信品質の劣化を抑えることができる。また、行演算単独では信頼度が伝搬されない行数が削減されるので、信頼度を伝搬させるために必要な反復回数を低減することができるようになる。   In this way, by providing blocks that are not punctured, it is possible to reduce the number of rows that cause deterioration in reception quality during BP decoding. As a result, in the lines up to line 3610, log likelihood exists in the initial stage, the reliability is reliably updated in BP decoding, and the updated reliability is propagated to line 3610. Deterioration can be suppressed. Thus, the reliability of the row obtained by the row operation alone is propagated sequentially by performing iterative decoding a plurality of times from the characteristics of the structure of the parity check matrix of the convolutional code (LDPC-CC), and the reception quality by puncture is transmitted. Can be prevented. In addition, since the number of rows where the reliability is not propagated is reduced by the row operation alone, the number of iterations necessary to propagate the reliability can be reduced.

ところで、図35に示す例では、パンクチャされないブロックが設けられることにより、送信される送信符号語ビットは増加し、伝送速度が低下する。しかし、第1のパンクチャパターンが用いられるビット数Nと、第2のパンクチャパターンが用いられるビット数Mとの間に、N<<Mの関係が成り立つようにすれば、伝送速度の低下を抑えつつ、受信品質を向上することができる。図35は、N=6,M=24の例であり、追加送信符号語ビット数は2ビットと少ないのにもかかわらず、行演算単独では対数尤度を伝搬されない行数を6行から3行に減らすことができる。   By the way, in the example shown in FIG. 35, by providing a block that is not punctured, transmission codeword bits to be transmitted increase and the transmission rate decreases. However, if a relationship of N << M is established between the number N of bits in which the first puncture pattern is used and the number of bits M in which the second puncture pattern is used, a decrease in transmission rate is suppressed. However, the reception quality can be improved. FIG. 35 shows an example in which N = 6 and M = 24, and the number of additional transmission codeword bits is as small as 2 bits. Can be reduced to lines.

以下、本実施の形態における送信装置の構成について説明する。図37は、本実施の形態における送信装置の要部構成を示すブロック図である。本実施の形態の説明にあたり、図25と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。図37の送信装置3700は、図25の送信装置2500に対し、パンクチャ部2520に代え、パンクチャ部3710を備えて構成される。なお、パンクチャ部3710は、第1パンクチャ部3711、第2パンクチャ部3712、及び、切り替え部3713を備えて構成される。   Hereinafter, the configuration of the transmission apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 37 is a block diagram showing a main configuration of the transmission apparatus according to the present embodiment. In the description of the present embodiment, the same components as those in FIG. The transmission apparatus 3700 in FIG. 37 includes a puncture unit 3710 in place of the puncture unit 2520 with respect to the transmission apparatus 2500 in FIG. The puncture unit 3710 includes a first puncture unit 3711, a second puncture unit 3712, and a switching unit 3713.

パンクチャ部3710は、送信情報系列及びターミネーション系列からなる送信符号語系列に対しパンクチャを行い、パンクチャ後の送信符号語系列をインタリーブ部2530に出力する。   Puncturing section 3710 performs puncturing on a transmission codeword sequence including a transmission information sequence and a termination sequence, and outputs the punctured transmission codeword sequence to interleaving section 2530.

具体的には、パンクチャ部3710は、第1のパンクチャパターンと、第1のパンクチャパターンより多くのビットを間引く第2のパンクチャパターンとを用いて、送信符号語系列をパンクチャする。第1のパンクチャパターンと第2のパンクチャパターンとは、パンクチャするビットの割合が異なる。パンクチャ部3710は、例えば、図38に示すようなパンクチャパターンを用いて、送信符号語系列をパンクチャする。図38において、(N+M)ビットは、受信側(復号側)における処理単位である。   Specifically, puncturing section 3710 punctures a transmission codeword sequence using a first puncture pattern and a second puncture pattern that thins out more bits than the first puncture pattern. The first puncture pattern and the second puncture pattern are different in the ratio of bits to be punctured. Puncturing section 3710 punctures the transmission codeword sequence using, for example, a puncture pattern as shown in FIG. In FIG. 38, (N + M) bits are a processing unit on the receiving side (decoding side).

第1パンクチャ部3711は、第1のパンクチャパターンを用いて、送信符号語系列に対しパンクチャを行う。第2パンクチャ部3712は、第2のパンクチャパターンを用いて、送信符号語系列に対しパンクチャを行う。   First puncturing section 3711 performs puncturing on a transmission codeword sequence using the first puncture pattern. Second puncturing section 3712 performs puncturing on the transmission codeword sequence using the second puncture pattern.

図38のパンクチャパターンを用いる場合、第1パンクチャ部3711は、受信側(復号側)の処理単位の先頭からNビットの送信符号語系列に対してはパンクチャを行わず、第1パンクチャ部3711に入力される送信符号語系列を切り替え部3713に出力する。第2パンクチャ部3712は、(N+1)〜(N+M)ビットの送信符号語系列に対してパンクチャを行い、パンクチャ後の送信符号語系列を切り替え部3713に出力する。   When the puncture pattern of FIG. 38 is used, the first puncturing unit 3711 does not perform puncturing on the N-bit transmission codeword sequence from the beginning of the processing unit on the receiving side (decoding side), and the first puncturing unit 3711 The input transmission codeword sequence is output to switching section 3713. Second puncturing section 3712 performs puncturing on a transmission codeword sequence of (N + 1) to (N + M) bits, and outputs the punctured transmission codeword sequence to switching section 3713.

なお、第1パンクチャ部3711及び第2パンクチャ部3712は、制御情報生成部1050からの制御情報に基づいて、送信符号語系列にパンクチャを施すか否か決定するようにしてもよい。切り替え部3713は、制御情報生成部(図示せぬ)からの制御情報に応じて、第1パンクチャ部3711から出力される送信符号語系列、又は、第2パンクチャ部3712から出力される送信符号語系列の一方をインタリーブ部2530に出力する。   Note that the first puncturing unit 3711 and the second puncturing unit 3712 may determine whether to puncture the transmission codeword sequence based on the control information from the control information generating unit 1050. The switching unit 3713 transmits a transmission codeword sequence output from the first puncture unit 3711 or a transmission codeword output from the second puncture unit 3712 in accordance with control information from a control information generation unit (not shown). One of the sequences is output to the interleave unit 2530.

以下、上述のように構成された送信装置3700の動作について主にパンクチャ部3710のパンクチャ処理を中心に説明する。なお、以下では、LDPC−CC符号化部2510が、符号化率R=1/2、(177,131)の畳み込み符号を用いて、LDPC−CC符号化を施す場合を例に説明する。   Hereinafter, the operation of transmitting apparatus 3700 configured as described above will be described mainly with respect to the puncturing process of puncturing section 3710. Hereinafter, a case will be described as an example where LDPC-CC encoding section 2510 performs LDPC-CC encoding using a convolutional code with encoding rate R = 1/2 and (177, 131).

LDPC−CC符号化部2510において、送信情報系列u(t=1,…,n)に対し、LDPC−CC符号化処理が施され、v=(v1,t,v2,t)が取得される。組織化符号の場合、v1,tは送信情報系列uであり、v2,tはパリティを示す。パリティv2,tは、送信情報系列v1,t及び図36の各行の検査式に基づいて求められる。 In LDPC-CC encoding unit 2510, transmission information sequence u t (t = 1,..., N) is subjected to LDPC-CC encoding processing, and v = (v 1, t , v 2, t ) is obtained. To be acquired. In the case of an organized code, v 1, t is a transmission information sequence u t , and v 2, t indicates parity. The parity v 2, t is obtained based on the transmission information sequence v 1, t and the check expression of each row in FIG.

パンクチャ部3710によって、符号化率R=1/2の送信符号語系列vに対し、パンクチャ処理が施される。例えば、パンクチャ部3710によって、図35に示すパンクチャが用いられる場合、ブロック1に対しては、パンクチャが施されず、ブロック2〜ブロック5に対しては、所定の間隔で規則的にビットが間引かれる。つまり、ブロック2に対しては、v2,4,v2,6のビットが間引かれ、ブロック3に対しては、v2,7,v2,9のビットが間引かれ、ブロック4に対しては、v2,10,v2,12が間引かれ、ブロック5に対しては、v2,13,v2,15が間引かれる。このようにして、ブロック2〜ブロック5に対して、符号化率R=3/4の送信符号語系列が取得される。 Puncturing section 3710 performs puncturing processing on transmission codeword sequence v with coding rate R = 1/2. For example, when the puncture shown in FIG. 35 is used by the puncture unit 3710, the block 1 is not punctured, and the blocks 2 to 5 are regularly spaced at predetermined intervals. Be drawn. That is, for block 2, the bits v 2,4 and v 2,6 are thinned out, and for block 3, the bits v 2,7 and v 2,9 are thinned out, and block 4 V 2 , 10 and v 2,12 are thinned out, and v 2 , 13 and v 2,15 are thinned out for block 5. In this way, a transmission codeword sequence having a coding rate R = 3/4 is acquired for blocks 2 to 5.

パンクチャ後の送信符号語系列は、インタリーブ部2530、変調部2540を介して、受信側(復号側)に送信される。このとき、図35に示すパンクチャパターンが用いられる場合には、v2,4,v2,6,v2,7,v2,9,v2,10,v2,12,v2,13,v2,15は、送信されないことになる。 The punctured transmission codeword sequence is transmitted to the reception side (decoding side) via interleave section 2530 and modulation section 2540. At this time, when the puncture pattern shown in FIG. 35 used, v 2,4, v 2,6, v 2,7, v 2,9, v 2,10, v 2,12, v 2,13 , V 2,15 will not be transmitted.

このように、図35に示すパンクチャパターンが用いられる場合には、所定の周期ごとに、パンクチャを行わないブロックが発生する。図35に示すように、ブロック1に対してはパンクチャを行わないようにすることにより、図33の一般的なパンクチャ方法を用いた場合には送信されなかったv2、1,v2,3が、送信されることになる。このようにすることで、BP復号を用いたとき行演算単独では信頼度が伝搬されない行は、図36の行3610に示される3行となる。図33と図35との比較から分かるように、送信ビットを2ビット追加することにより、行演算単独では信頼度が伝搬されない行数が6行から3行に削減される。この結果、対数尤度が初期に存在する行数が増加し、BP復号により、初期の信頼度が確実に更新されるようになり、さらに、この信頼度が、図36の行3610に伝搬するようになる。 In this way, when the puncture pattern shown in FIG. 35 is used, blocks that are not punctured are generated every predetermined period. As shown in FIG. 35, by preventing the block 1 from being punctured, v 2 , 1 , v 2,3 that were not transmitted when the general puncturing method of FIG. 33 was used. Will be sent. In this way, when the BP decoding is used, the rows whose reliability is not propagated by the row operation alone are the three rows shown in the row 3610 in FIG. As can be seen from the comparison between FIG. 33 and FIG. 35, by adding 2 transmission bits, the number of rows in which the reliability is not propagated by the row operation alone is reduced from 6 rows to 3 rows. As a result, the number of rows in which the log likelihood is initially present increases, the initial reliability is reliably updated by BP decoding, and this reliability is further propagated to the row 3610 in FIG. It becomes like this.

以後、畳み込み符号(LDPC−CC)の検査行列の構造の特徴から、複数回反復復号を行うことで、検査行列の先頭に多く存在する信頼度が、順次、伝播するようになり、パンクチャによる受信品質の劣化を抑えることができる。   Thereafter, due to the structure of the parity check matrix of the convolutional code (LDPC-CC), the reliability existing at the head of the parity check matrix is propagated sequentially by performing iterative decoding multiple times, and reception by puncture is performed. Quality degradation can be suppressed.

図35の例では、送信されることになった増加ビット数は2ビットと少ないので、伝送速度の低下は小さく、かつ、受信品質の劣化を抑えることができる。なお、このような効果が得られるのは、LDPC−CCが図43のように、検査行列において、1の存在する場所が平行四辺形の範囲に集中する型を採るという特徴によるものである。したがって、LDPC−BCの場合に適用しても、同様の効果を得ることができる可能性は低い。   In the example of FIG. 35, since the increased number of bits to be transmitted is as small as 2 bits, the decrease in transmission speed is small and the deterioration in reception quality can be suppressed. Such an effect can be obtained because the LDPC-CC adopts a type in which the locations where 1 exists are concentrated in the range of the parallelogram as shown in FIG. Therefore, even if it is applied to the case of LDPC-BC, it is unlikely that the same effect can be obtained.

このように、パンクチャしないブロックを設けることにより、BP復号時に悪影響を与える行数を削減することができる。このとき、伝送効率を考慮すると、パンクチャしないブロックを構成するビットMと、パンクチャの対象となるブロックを構成するビットNとの間に、N<<Mの関係が成りたつことが重要である。N<<Mとすることにより、伝送効率の劣化を抑えつつ、受信品質の劣化を抑圧することができる。   Thus, by providing blocks that are not punctured, it is possible to reduce the number of rows that adversely affect BP decoding. At this time, in consideration of transmission efficiency, it is important that a relationship of N << M is established between the bit M constituting the block that is not punctured and the bit N constituting the block to be punctured. By setting N << M, it is possible to suppress deterioration in reception quality while suppressing deterioration in transmission efficiency.

なお、第2のパンクチャパターンが適用されるブロック2〜ブロック5に対し、パンクチャ部3710は、ランダムにパンクチャするのでなく、所定の規則に従って、パンクチャするようにするとよい。ランダムにパンクチャする場合に比べ、所定の規則に従ってパンクチャする場合には、パンクチャ演算処理が簡易になる。   It should be noted that the puncturing unit 3710 may puncture the blocks 2 to 5 to which the second puncture pattern is applied, according to a predetermined rule, instead of puncturing at random. Compared with puncturing at random, when puncturing is performed according to a predetermined rule, puncture calculation processing is simplified.

(他のパンクチャパターン)
パンクチャ部3710が用いるパンクチャパターンは図38に限られない。例えば、パンクチャ部3710が、図39に示すように、パンクチャ部3710は、第1のパンクチャパターンとして符号化率R1=2/3のパンクチャパターンを用い、第2のパンクチャパターンとして符号化率R2=5/6のパンクチャパターンを用いるようにしてもよい。
(Other puncture patterns)
The puncture pattern used by the puncture unit 3710 is not limited to FIG. For example, as shown in FIG. 39, the puncture unit 3710 uses a puncture pattern with a coding rate R1 = 2/3 as the first puncture pattern, and uses a coding rate R2 = as the second puncture pattern. A 5/6 puncture pattern may be used.

また、図40A,図40Bに示すように、n個のフレームを受信側(復号側)における処理単位として、パンクチャを施すようにしてもよい。図40Aに示すように、nフレーム(nは、1以上の整数)の先頭からNビットに対しては、パンクチャを行わない第1のパンクチャパターンを用い、(N+1)〜(N+M)ビットに対しては、パンクチャを行う第2のパンクチャパターンを用いるようにしてもよい。   Also, as shown in FIGS. 40A and 40B, puncturing may be performed with n frames as processing units on the receiving side (decoding side). As shown in FIG. 40A, the first puncture pattern that does not perform puncturing is used for N bits from the beginning of n frames (n is an integer of 1 or more), and (N + 1) to (N + M) bits are used. Thus, a second puncture pattern for performing puncturing may be used.

また、図40Bに示すように、nフレームの先頭からNビットに対しては、符号化率R1=2/3の第1のパンクチャパターンを用い、(N+1)〜(N+M)ビットに対しては、符号化率R2=5/6の第2のパンクチャパターンを用いるようにしてもよい。これにより、nフレームの先頭からNビットにおいては、パンクチャするビット数を少なくすることができる。   Also, as shown in FIG. 40B, the first puncture pattern with coding rate R1 = 2/3 is used for N bits from the beginning of n frames, and for (N + 1) to (N + M) bits. The second puncture pattern with the coding rate R2 = 5/6 may be used. As a result, the number of bits to be punctured can be reduced in N bits from the beginning of the n frame.

また、図41A,図41Bに示すように、受信側(復号側)における処理単位の後部ほどパンクチャにより間引かれるビットが少なくなるようなパターンを用いるようにしてもよい。受信側(復号側)における処理単位の後部ほど、パンクチャにより間引かれるビット数が少なくなるようにすることにより、BP復号において、受信品質の向上が図れる。   Also, as shown in FIGS. 41A and 41B, a pattern may be used in which the number of bits punctured by puncturing is reduced toward the rear of the processing unit on the receiving side (decoding side). By reducing the number of bits thinned out by puncturing toward the rear of the processing unit on the reception side (decoding side), reception quality can be improved in BP decoding.

これは、復号処理タイミングを考慮した場合、例えば、nフレームから成る受信データ系列の後部に、パンクチャにより間引かれるビット数が少なくなるようなパンクチャを施すようにすると、BP復号処理期間において、前方と後方の双方に、信頼度が伝搬される行が含まれるようになるので、効率的に、信頼度を伝搬させることができるようになるためである。   In consideration of the decoding processing timing, for example, if puncturing is performed to reduce the number of bits punctured by puncturing at the rear part of a received data sequence consisting of n frames, This is because the row where the reliability is propagated is included in both the rear and the rear, so that the reliability can be efficiently propagated.

なお、図38の場合と同様に、第1のパンクチャパターンが用いられるビット数Nと、第2のパンクチャパターンが用いられるビット数Mとの間に、N<<Mの関係が成り立つようにすれば、伝送速度の低下を抑えつつ、受信品質を向上することができる。   As in the case of FIG. 38, the relationship of N << M is established between the number N of bits in which the first puncture pattern is used and the number of bits M in which the second puncture pattern is used. For example, it is possible to improve reception quality while suppressing a decrease in transmission speed.

また、図42Aに示すように、受信側(復号側)における処理単位であるn個のフレーム(nは、1以上の整数)の先頭からN1ビットに対しては、パンクチャを行わない第1のパンクチャパターンを用い、(N1+1)〜(N1+M)ビットに対しては、パンクチャを行う第2のパンクチャパターンを用い、(N1+M+1)〜(N1+M+N2)ビットに対しては、パンクチャを行わない第1のパンクチャパターンを用いるようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 42A, the first puncture is not performed on the N1 bits from the top of n frames (n is an integer of 1 or more) as a processing unit on the reception side (decoding side). A second puncture pattern that performs puncturing is used for (N1 + 1) to (N1 + M) bits using a puncture pattern, and a first puncture that is not punctured for (N1 + M + 1) to (N1 + M + N2) bits A pattern may be used.

また、図42Bに示すように、受信側(復号側)における処理単位であるn個のフレーム(nは、1以上の整数)の先頭からN1ビットに対しては符号化率R1=2/3の第1のパンクチャパターンを用い、(N1+1)〜(N1+M)ビットに対しては、符号化率R2=5/6の第2のパンクチャパターンを用い、(N1+M+1)〜(N1+M+N2)ビットに対しては、符号化率R1=2/3の第1のパンクチャパターンを用いるようにしてもよい。   Also, as shown in FIG. 42B, the coding rate R1 = 2/3 for the N1 bits from the beginning of n frames (n is an integer equal to or greater than 1) as a processing unit on the receiving side (decoding side). For the (N1 + 1) to (N1 + M) bits, the second puncture pattern with the coding rate R2 = 5/6 is used, and for the (N1 + M + 1) to (N1 + M + N2) bits. May use the first puncture pattern with the coding rate R1 = 2/3.

パンクチャにより間引かれるビット数が少ない第1のパンクチャパターンが、受信側(復号側)における処理単位に1箇所用いられる場合に比べ(図40及び図41参照)、2箇所用いられる場合には(図42参照)、信頼度が高い検査行が増えるため、BP復号の際の収束速度が速く、少ない反復回数で復号結果を得ることができる。   Compared to the case where the first puncture pattern in which the number of bits thinned out by puncturing is small is used in one processing unit on the receiving side (decoding side) (see FIGS. 40 and 41), 42), the number of test rows with high reliability increases, so that the convergence speed at the time of BP decoding is high, and a decoding result can be obtained with a small number of iterations.

なお、上記処理単位にパンクチャにより間引かれるビット数が少ない第1のパンクチャパターンが用いられる箇所は、2箇所に限られず、3箇所以上でもよい。   Note that the number of places where the first puncture pattern with a small number of bits thinned out by puncturing is used in the processing unit is not limited to two, and may be three or more.

また、上記処理単位にパンクチャにより間引かれるビット数が少ない第1のパンクチャパターンが用いられる箇所が2箇所以上のときも、第1のパンクチャパターンが用いられるビット数の総数Nと、第2のパンクチャパターンが用いられるビット数の総数Mとの間に、N<<Mの関係が成り立つようにすれば、伝送速度の低下を抑えつつ、受信品質を向上することができる。   In addition, when the number of bits where the first puncture pattern with a small number of bits punctured by the puncture is used is two or more, the total number N of bits where the first puncture pattern is used and the second If the relationship of N << M is established with the total number M of bits in which the puncture pattern is used, reception quality can be improved while suppressing a decrease in transmission rate.

なお、図40、図41、及び図42には、nフレームに対し、第1のパンクチャパターン及び第2のパンクチャパターンを用いる場合について説明したが、nは、1以上の整数であればよく、1フレームの場合にも適用できる。   40, 41, and 42, the case where the first puncture pattern and the second puncture pattern are used for n frames has been described. However, n may be an integer of 1 or more. It can also be applied to the case of one frame.

以下では、復号処理タイミングとの関係を考慮して、LDPC−CC符号化により得られた送信符号語系列に対し適したパンクチャパターンについて検討する。   In the following, a puncture pattern suitable for a transmission codeword sequence obtained by LDPC-CC coding will be considered in consideration of the relationship with the decoding processing timing.

図43は、復号処理タイミングを説明するための図である。図43において、受信データ系列は、それぞれ、nフレーム(例えば、n個のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボル:OFDMシンボルとは、OFDM方式が、32サブキャリアで構成されており、各サブキャリアごとに変調信号を構成する場合、全キャリア(32サブキャリア)で構成されるシンボルをいう。)から構成される。この受信データ系列長は、受信側(復号側)における処理単位であり、当該nフレーム(又は、n個のOFDMシンボル)が、1つのまとまりとして、上位層のレイヤに受け渡される。一般的に、上位層のレイヤが次のnフレームのデータを取り込むまでにタイムラグが生じるため、図43のt3,t6,t9のタイミング、つまり、nフレームの最後部を受信したタイミングを、BP復号を行う期間の最後とするのが現実的である。   FIG. 43 is a diagram for explaining the decoding processing timing. In FIG. 43, each received data sequence is composed of n frames (for example, n OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbols: OFDM symbols), and the OFDM scheme is composed of 32 subcarriers. In the case where the modulation signal is configured, the symbol is composed of all carriers (32 subcarriers). This received data sequence length is a processing unit on the receiving side (decoding side), and the n frames (or n OFDM symbols) are delivered to the upper layer as one unit. In general, there is a time lag until the upper layer takes in the next n frames of data, so the timing of t3, t6, t9 in FIG. 43, that is, the timing of receiving the last part of the n frames is BP decoded. It is realistic to end the period.

LDPC−CCは、畳み込み符号の性質を有するため、t2のタイミングから、BP復号により推定されたデータが有効なデータ(正しい可能性が高いデータ)とするためには、t2のタイミングより前にBP復号を開始する必要がある。例えば、図43に示す例では、t2〜t5の間にBP復号により得られた推定データを有効なデータとするために、t1〜t6の間、BP復号を行う必要がある。同様に、t5〜t8の間に得られた推定データを有効なデータとするために、t4〜t9の間、BP復号を行う必要がある。   Since LDPC-CC has the nature of a convolutional code, in order to make the data estimated by BP decoding effective from the timing of t2 (data that is highly likely to be correct), the BP before the timing of t2 Decoding needs to be started. For example, in the example shown in FIG. 43, in order to make the estimated data obtained by BP decoding between t2 and t5 valid data, it is necessary to perform BP decoding between t1 and t6. Similarly, in order to make the estimated data obtained between t5 and t8 valid data, it is necessary to perform BP decoding between t4 and t9.

このような復号処理タイミングを考慮した場合、例えば、nフレームから成る受信データ系列の後部に、パンクチャにより間引かれるビット数が少なくなるようなパンクチャを施すようにする、と、BP復号処理期間において、前方と後方の双方に、信頼度が伝搬される行が含まれるようになるので、効率的に、信頼度を伝搬させることができるようになる。   In consideration of such decoding processing timing, for example, when puncturing is performed so that the number of bits punctured by puncturing is reduced at the rear part of a received data sequence composed of n frames, in the BP decoding processing period, Since both the front side and the rear side include the row where the reliability is propagated, the reliability can be efficiently propagated.

以上のように、本実施の形態によれば、パンクチャ部3710は、送信符号語ビットの処理単位ごとに、第1のパンクチャパターンと、第1のパンクチャパターンに比べより多くのビットを間引く第2のパンクチャパターンとを用いて、送信符号語ビットをパンクチャするようにした。   As described above, according to the present embodiment, puncturing section 3710 has a second puncture pattern that thins out more bits than the first puncture pattern and the first puncture pattern for each processing unit of transmission codeword bits. The transmission codeword bits are punctured using the puncture pattern.

送信符号語系列に対し、一定の割合でパンクチャを施すのでなく、パンクチャ後の符号化率が異なる第1及び第2のパンクチャパターンを用いることにより、BP復号による復号特性の劣化を抑えることができるようになる。   By using the first and second puncture patterns having different coding rates after puncturing instead of puncturing the transmission codeword sequence at a certain rate, it is possible to suppress degradation of decoding characteristics due to BP decoding. It becomes like this.

パンクチャを行う限り、受信品質の劣化の要因となる行が発生してしまうものの、本実施の形態におけるパンクチャ方法のように、伝送速度の低下を抑圧しつつ、受信品質の劣化を抑える方法は、パフォーマンスのよいシステムを構築する上で非常に重要となる。   As long as puncturing is performed, a line that causes degradation in reception quality occurs, but a method for suppressing degradation in reception quality while suppressing a decrease in transmission speed as in the puncturing method in the present embodiment is This is very important for building a system with good performance.

なお、第1及び第2のパンクチャパターンは、各々、同一の複数のサブパターンから構成されるようにしてもよい。すなわち、図35に示すように、ブロック2〜ブロック5それぞれに対し、同一のサブパンクチャパターンを用いるようにして、規則的に送信符号語ビットを間引くようにしてもよい。これにより、パンクチャ演算処理をより簡易することができる。   Each of the first and second puncture patterns may be composed of the same plurality of sub-patterns. That is, as shown in FIG. 35, transmission codeword bits may be regularly thinned out by using the same subpuncture pattern for each of blocks 2 to 5. Thereby, puncture calculation processing can be simplified.

また、符号化率が小さい第1のパンクチャパターンは、nフレームの最後部に必ずしも配置する必要はなく、図43から分かるように、t1〜t3,t4〜t6,t7〜t9の間に設けるようにすればよい。また、t1〜t3,t4〜t6,t7〜t9の期間は、BP復号処理期間と、有効データが得られる期間との関係によって特定されるため、BP復号処理期間が変わる場合には、第1のパンクチャパターンを配置するのに適する位置も変動する。   Also, the first puncture pattern with a low coding rate is not necessarily arranged at the last part of the n frame, and as shown in FIG. 43, is provided between t1 to t3, t4 to t6, and t7 to t9. You can do it. In addition, since the periods t1 to t3, t4 to t6, and t7 to t9 are specified by the relationship between the BP decoding process period and the period during which valid data is obtained, the first period is changed when the BP decoding process period changes. The position suitable for arranging the puncture pattern varies.

また、以上の説明では、一例として、畳み込み符号に対しBP復号を行う場合のパンクチャ方法について説明したが、これに限ったものではなく、本発明のパンクチャ方法は、非特許文献5〜非特許文献7、及び非特許文献14で記述されているような、時不変LDPC−CC、時変LDPC−CCに対しても、同様に実施することができる。   In the above description, as an example, the puncturing method in the case where BP decoding is performed on the convolutional code has been described. 7 and Non-Patent Document 14 as described above can be similarly applied to time-invariant LDPC-CC and time-variant LDPC-CC.

また、本実施の形態におけるパンクチャ方法を、本発明の各実施の形態及び他の実施の形態において説明した時不変LDPC−CC、時変LDPC−CCに対して用いることができ、受信品質の劣化を抑圧する効果を得る。   Further, the puncturing method in the present embodiment can be used for the time-invariant LDPC-CC and the time-varying LDPC-CC described in each of the embodiments of the present invention and other embodiments, and the reception quality deteriorates. The effect of suppressing is obtained.

(畳み込み符号に基づく時不変・時変LDPC−CC)
以下、畳み込み符号に基づく時不変・時変LDPC−CCの概要を述べる。
(Time-invariant and time-variant LDPC-CC based on convolutional code)
The outline of the time-invariant / time-variant LDPC-CC based on the convolutional code will be described below.

符号化率R=1/2,生成行列G=[1 G1(D)/G0(D)]の組織的畳み込み符号を考える。このとき、G1はフィードフォワード多項式,G0はフィードバック多項式をあらわしている。情報系列の多項式表現をX(D)、パリティ系列の多項式表現をP(D)とするとパリティ検査多項式は以下のようにあらわされる。

Figure 0005789014
Consider a systematic convolutional code with coding rate R = 1/2 and generator matrix G = [1 G1 (D) / G0 (D)]. At this time, G1 represents a feedforward polynomial, and G0 represents a feedback polynomial. When the polynomial expression of the information sequence is X (D) and the polynomial expression of the parity sequence is P (D), the parity check polynomial is expressed as follows.
Figure 0005789014

ここでは、式(119)を満たす式(120)のパリティ検査多項式を考える。

Figure 0005789014
Here, the parity check polynomial of equation (120) that satisfies equation (119) is considered.
Figure 0005789014

式(120)において、ai(i=1,2,…,r)は0以外の整数であり,bj(j=1,2,…,s)は1以上の整数である。式(120)のパリティ検査多項式に基づく検査行列で定義される符号をここでは時不変LDPC−CCと呼ぶ。   In the formula (120), ai (i = 1, 2,..., R) is an integer other than 0, and bj (j = 1, 2,..., S) is an integer of 1 or more. A code defined by a parity check matrix based on the parity check polynomial of equation (120) is referred to herein as time invariant LDPC-CC.

式(120)に基づく異なるパリティ検査多項式をm個用意する(mは2以上の整数)。そのパリティ検査多項式を以下のようにあらわす。

Figure 0005789014
M different parity check polynomials based on Expression (120) are prepared (m is an integer of 2 or more). The parity check polynomial is expressed as follows.
Figure 0005789014

このとき、i=0,1,・・・,m−1である。そして、時点jにおけるデータおよびパリティをX,Pであらわし、u=(X,P)とする。このとき、時点jのパリティPを式(122)から求める。

Figure 0005789014
At this time, i = 0, 1,..., M−1. The data and parity at the time point j are represented by X j and P j , and u j = (X j , P j ). At this time, the parity P j at the time point j is obtained from the equation (122).
Figure 0005789014

式(122)のパリティ検査多項式に基づく検査行列で定義される符号をここでは時変LDPC−CCと呼ぶ。このとき、式(121)のパリティ検査多項式で定義される時不変LDPC−CCおよび式(122)のパリティ検査多項式で定義される時変LDPC−CCは逐次的にパリティをレジスタおよび排他的論理和で簡単に求めることができるという特徴をもつことになる。   A code defined by a parity check matrix based on the parity check polynomial of Equation (122) is referred to herein as time-varying LDPC-CC. At this time, the time-invariant LDPC-CC defined by the parity check polynomial of Equation (121) and the time-varying LDPC-CC defined by the parity check polynomial of Equation (122) sequentially register the parity and exclusive OR. It has the feature that it can be obtained easily.

復号部では、時不変LDPC−CCでは式(121)、時変LDPC−CCでは式(122)から検査行列Hを作成し、ベクトルu=(u,u,・・・,u,・・・)とすると、以下の関係式が成立する。

Figure 0005789014
In the decoding unit, a time-invariant LDPC-CC creates a check matrix H from the equation (121), and a time-variant LDPC-CC from the equation (122), and the vector u = (u 0 , u 1 ,..., U i , )), The following relational expression is established.
Figure 0005789014

そして、式(123)の関係式から、BP復号を行い、データ系列が得られる。   Then, BP decoding is performed from the relational expression of Expression (123) to obtain a data series.

(付録)
ここでは、仕様書または提案書を作成した場合の記載例を示す。
(Appendix)
Here, a description example when a specification or proposal is created is shown.

1.
FEC(Forward Error Correction) Schemeとして、複数の符号化率に対応できる誤り訂正符号であるLDPC-CC(Low-Density Parity-Check Convolutional Code)を使用することを提案する。LDPC-CCは、低密度なパリティ検査行列によって定義される畳み込み符号であり、CTC(Convolutional Turbo Code)、LDPC-BC(Block Code)と同様、Shannon Limitに迫る訂正能力を持つ符号クラスである(非特許文献12及び非特許文献15)。
1.
It is proposed to use LDPC-CC (Low-Density Parity-Check Convolutional Code), which is an error correction code that can handle multiple coding rates, as FEC (Forward Error Correction) Scheme. LDPC-CC is a convolutional code defined by a low-density parity check matrix and, like CTC (Convolutional Turbo Code) and LDPC-BC (Block Code), is a code class that has a correction capability approaching the Shannon Limit ( Non-patent document 12 and Non-patent document 15).

LDPC-CCは、CTCに対して以下の利点がある。
(1)符号器にインタリーバが不要
・シフトレジスタと加算器のみで符号器を構成可能
・情報系列の長さがインタリーバ長に制限されないため、任意の長さの情報系列の符号化が可能
(2)復号アルゴリズムにパラレル処理が可能であるSum-Product復号が使えるため、シリアル処理が必要なCTCの復号に比べて処理遅延を低減可能
また、IEEE802.11nなどで標準化されているLDPC-BCに比べて以下の利点がある。
(3)情報系列の長さが検査行列のブロック長に制限されないため、任意の長さの情報系列の符号化が可能
(4)メモリ長(拘束長)に比例した演算規模で符号化が実現できるため、情報系列長に比例した演算規模が必要なLDPC-BCに比べ、符号器の構成が簡易(メモリ長<情報系列長)
(5)LDPC-CC特有の検査行列の構造を利用した復号アルゴリズムを適用することにより、復号処理遅延を低減可能
LDPC-CC has the following advantages over CTC.
(1) No interleaver is required for the encoder.-The encoder can be configured with only a shift register and an adder.-Since the length of the information sequence is not limited to the interleaver length, an information sequence of any length can be encoded. (2 ) Sum-Product decoding that can be processed in parallel can be used for the decoding algorithm, so processing delay can be reduced compared to CTC decoding that requires serial processing. Also, compared to LDPC-BC standardized by IEEE802.11n Has the following advantages.
(3) Since the length of the information sequence is not limited by the block length of the parity check matrix, it is possible to encode an information sequence of an arbitrary length. (4) Encoding is performed with an operation scale proportional to the memory length (constraint length). Compared to LDPC-BC, which requires a computation scale proportional to the information sequence length, the encoder configuration is simple (memory length <information sequence length)
(5) Decoding processing delay can be reduced by applying a decoding algorithm that uses the parity check matrix structure unique to LDPC-CC

2.
2−1.FEC Encoding
図44に誤り訂正符号方式(FEC Scheme)のブロック図を示す。
誤り訂正符号方式は、LDPC-CC Encoder、パンクチャ器(Puncture)から構成される。符号化するペイロードデータ長は、kビット、符号化後得られる符号語データ長はnビットである。
2.
2-1. FEC Encoding
FIG. 44 shows a block diagram of an error correction code scheme (FEC Scheme).
The error correction code system is composed of an LDPC-CC Encoder and a puncture unit (Puncture). The payload data length to be encoded is k bits, and the code word data length obtained after encoding is n bits.

2−2.LDPC-CC Encoding
ペイロードデータは、LDPC-CCEncoderにより符号化される。
図45にLDPC-CC Encoderの構成を示す。LDPC-CC Encoderは、kビットのペイロードデータに対し、kビットのSystematic BitsおよびkビットのParity Bitsを出力する。LDPC-CC Encoderの符号化率Rは、1/2である。
2-2. LDPC-CC Encoding
Payload data is encoded by the LDPC-CCEncoder.
FIG. 45 shows the configuration of the LDPC-CC Encoder. The LDPC-CC Encoder outputs k-bit systematic bits and k-bit parity bits for k-bit payload data. The coding rate R of the LDPC-CC Encoder is 1/2.

LDPC Convolutional Encoding過程を以下に示す。
(1)kビットのInformation Bitsの入力は二つに分岐され、一つは、kビットのSystematic Bitsとして出力され、一つは、Constituent Encoderに入力される。
(2)Constituent Encoderは、kビットのInformation Bitsに対して符号化処理を行い、kビットのParity Bitsを出力する。
LDPC-CC Encoderは、{d1,p1}, {d2,p2}, {d3,p3}, …,{dk,pk} という順に、2ビットずつCode Bitsを出力する。
The LDPC Convolutional Encoding process is shown below.
(1) The input of k-bit information bits is branched into two, one is output as k-bit systematic bits, and the other is input to a constituent encoder.
(2) The Constituent Encoder performs an encoding process on k information bits and outputs k bit parity bits.
The LDPC-CC Encoder outputs Code Bits bit by bit in the order {d1, p1}, {d2, p2}, {d3, p3}, ..., {dk, pk}.

LDPC-CCは、式(124)で与えられるパリティ検査行列によって定義される。

Figure 0005789014
検査行列Hは、k×2kの行列である。検査行列Hの各列は、d1,p1,d2,p2,…dt, pt, …,dk,pkという並びでSystematic Bits(d1、…、dk)とParity Bits(p1、…、pk)に対応する。また、Mは、LDPC-CCのメモリ長を表す。 LDPC-CC is defined by the parity check matrix given by Equation (124).
Figure 0005789014
The check matrix H is a k × 2k matrix. Each column of the check matrix H corresponds to Systematic Bits (d1, ..., dk) and Parity Bits (p1, ..., pk) in the order of d1, p1, d2, p2, ... dt, pt, ..., dk, pk To do. M represents the memory length of the LDPC-CC.

検査行列Hの各行はパリティ検査多項式を表す。
hd (i)(t)(i=0,…,M)は、t番目のパリティ検査多項式におけるSystematic Bitの重み(1または0)を表し、hp (i)(t)(i=0,…,M)は、t番目のパリティ検査多項式におけるParity Bitの重み(1または0)を表す。
検査行列Hにおいて、hd (i)(t),hp (i)(t)以外の要素はすべて0である。式(1)に示されるように、LDPC-CCの検査行列Hは行列の対角項とその近辺にのみ1が立っている行列である。
Each row of the check matrix H represents a parity check polynomial.
h d (i) (t) (i = 0,..., M) represents the weight (1 or 0) of the Systematic Bit in the t-th parity check polynomial, and h p (i) (t) (i = 0 ,..., M) represent parity bit weights (1 or 0) in the t-th parity check polynomial.
In the check matrix H, all elements other than h d (i) (t) and h p (i) (t) are 0. As shown in Expression (1), the LDPC-CC parity check matrix H is a matrix in which 1 stands only in the diagonal term of the matrix and its vicinity.

FEC Schemeで用いる検査式を式(125)および式(126)に示す。

Figure 0005789014
Figure 0005789014
ただしn=0,1,2,…である。 The inspection formula used in FEC Scheme is shown in Formula (125) and Formula (126).
Figure 0005789014
Figure 0005789014
However, n = 0, 1, 2,.

また、式(125)および式(126)の多項式表現は次のようになる

Figure 0005789014
Figure 0005789014
ここで、X(D)は、Systematic Bits(d1,…,dk),P(D)はParity Bits(p1,…,pk)を表す。 Moreover, the polynomial expression of Formula (125) and Formula (126) is as follows.
Figure 0005789014
Figure 0005789014
Here, X (D) represents Systematic Bits (d1,..., Dk), and P (D) represents Parity Bits (p1,..., Pk).

本提案のLDPC-CC Encoderは、式(125)の多項式と式(126)の多項式の二つの多項式を時点ごとに切り替えて用いる、周期2、メモリ長421の時変LDPC-CC Encoderである。   The proposed LDPC-CC Encoder is a time-varying LDPC-CC Encoder with a period of 2 and a memory length of 421, which uses two polynomials, the polynomial of Equation (125) and the polynomial of Equation (126), switched at each time point.

LDPC-CC Encoderは、式(129)の演算を行う任意の構成を取る。

Figure 0005789014
The LDPC-CC Encoder takes an arbitrary configuration for performing the calculation of Expression (129).
Figure 0005789014

また、LDPC-CC Encoderの初期状態は全ゼロ状態である。すなわち、

Figure 0005789014
である。 The initial state of the LDPC-CC Encoder is all zero. That is,
Figure 0005789014
It is.

LDPC-CCは、同一の符号器構成で、任意の長さk のInformation Bitsの符号化をサポートする。また、LDPC-CCは、複数のメモリ長をサポートする。   LDPC-CC supports encoding of Information Bits of arbitrary length k with the same encoder configuration. LDPC-CC also supports multiple memory lengths.

3.Encoding Termination
符号化終了時のLDPC-CC Encoderの状態を一意にするため、ターミネーションが必要である。ターミネーションは、Zero-tailingにより行う。
3. Encoding Termination
Termination is necessary to make the LDPC-CC Encoder state unique at the end of encoding. Termination is performed by Zero-tailing.

Zero-tailingは、メモリ長Mビットの0で構成されるTail-bitをLDPC-CC Encodingすることで実現する。また、ターミネーションを行っているとき、Tail-bitは受信側で既知のビット列であるため、Systematic Bitsに含めて送信せず、Tail-bitを符号化した時に得られるMビットのParity Bitsだけを送信する。   Zero-tailing is realized by LDPC-CC Encoding a tail-bit consisting of M with a memory length of M bits. In addition, when termination is performed, the tail-bit is a known bit string on the receiving side, so it is not included in systematic bits and transmitted, but only the M-bit parity bits obtained when encoding the tail-bit are transmitted. To do.

4.Puncturing
パンクチャは、単一の符号器構成で1/2より高い符号化率の符号を得るため、LDPC-CC Encoderの出力から、いくつかのsystematic bits and/or parity bitsを間引く(discarding)処理である。Puncturingによりサポートする符号化率を表1に示す。サポートすべき符号化率は、1/2、2/3、3/4であり、4/5、5/6はオプションである。

Figure 0005789014
4). Puncturing
Puncture is a process of discarding several systematic bits and / or parity bits from the output of LDPC-CC Encoder in order to obtain a code with a coding rate higher than 1/2 with a single encoder configuration. . Table 1 shows the coding rates supported by Puncturing. The coding rates to be supported are 1/2, 2/3, and 3/4, and 4/5 and 5/6 are optional.
Figure 0005789014

表2に各符号化率で使用するパンクチャパターンを示す。パンクチャパターンのd,pはそれぞれSystematic Bit,Parity Bitを表し、パターン中の値が0の時、そのビットをパンクチャする。LPuncは、パンクチャパターンの長さを表す。   Table 2 shows puncture patterns used at each coding rate. P and p of the puncture pattern represent Systematic Bit and Parity Bit, respectively, and when the value in the pattern is 0, the bit is punctured. LPunc represents the length of the puncture pattern.

パンクチャには、regular rotated puncturingを用いる。Systematic Bit,Parity BitそれぞれをLPuncビットごとに区切って、表1に示したパンクチャパターンに従って規則的にパンクチャを行う。符号化率3/4,4/5,5/6の場合は、Systematic Bitsもパンクチャするため、結果の符号は非組織符号となる。

Figure 0005789014
Use regular rotated puncturing for puncturing. Each systematic bit and parity bit is divided for each LPunc bit, and puncturing is performed regularly according to the puncture pattern shown in Table 1. In the case of coding rates of 3/4, 4/5, and 5/6, Systematic Bits is also punctured, and the resulting code is a non-systematic code.
Figure 0005789014

5.
以上、FEC Schemeとして、LDPC-CCを使用することを提案した。
LDPC-CC Encoder構成及び、多項式、パンクチャパターンを示し、FEC Schemeとして使用できることを示した。
5.
As mentioned above, it was proposed to use LDPC-CC as the FEC Scheme.
LDPC-CC Encoder configuration, polynomial and puncture pattern are shown, and it can be used as FEC Scheme.

6.
6−1.An Example of LDPC-CC Encoder
LDPC-CCの符号化は、式(129)を実現する任意の符号器で実現できる。
LDPC-CC Encoderの一例として図46に示す構成が非特許文献12で示されている。
6).
6-1. An Example of LDPC-CC Encoder
The LDPC-CC encoding can be realized by an arbitrary encoder that realizes the equation (129).
A configuration shown in FIG. 46 as an example of the LDPC-CC Encoder is shown in Non-Patent Document 12.

図46に示すように、LDPC-CC Encoderは、utを保持するM1個のシフトレジスタ、ptを保持するM2個のシフトレジスタ、検査行列Hの各列のhd (i)(t),hp (i)(t)の並びに従ったウェイトを出力するWeight Controller、mod2加算器から構成される。 As shown in FIG. 46, the LDPC-CC Encoder includes M1 shift registers that hold ut, M2 shift registers that hold pt, and h d (i) (t), h of each column of the check matrix H. p (i) A weight controller that outputs weights according to the sequence of (t) and a mod2 adder.

このような構成を採ることで、LDPC-CC Encoderは、式(125)に従ったLDPC-CCの符号化処理を行う。図46に示すように、LDPC-CCの符号化器は、シフトレジスタと加算器、ウェイト乗算器のみで構成できる。   By adopting such a configuration, the LDPC-CC Encoder performs LDPC-CC encoding processing according to the equation (125). As shown in FIG. 46, an LDPC-CC encoder can be configured with only a shift register, an adder, and a weight multiplier.

なお、本発明は上記すべての実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、無線通信装置として行う場合について説明しているが、これに限られるものではなく、電灯線通信装置で実現する場合においても適用可能である。   The present invention is not limited to all the above embodiments, and can be implemented with various modifications. For example, in the above-described embodiment, the case of performing as a wireless communication device has been described.

また、この通信方法をソフトウェアとして行うことも可能である。例えば、上記通信方法を実行するプログラムを予めROM(Read Only Memory)に格納しておき、そのプログラムをCPU(Central Processor Unit)によって動作させるようにしても良い。   It is also possible to perform this communication method as software. For example, a program for executing the communication method may be stored in advance in a ROM (Read Only Memory), and the program may be operated by a CPU (Central Processor Unit).

また、上記通信方法を実行するプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのRAM(Random Access Memory)に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしても良い。   Further, a program for executing the communication method is stored in a computer-readable storage medium, the program stored in the storage medium is recorded in a RAM (Random Access Memory) of the computer, and the computer is operated according to the program. You may do it.

また、本発明は、無線通信に限らず、電灯線通信(PLC:Power Line Communication)、可視光通信、光通信においても有用であることは言うまでもない。   Needless to say, the present invention is useful not only in wireless communication but also in power line communication (PLC), visible light communication, and optical communication.

本発明は、LDPC―CCを用いた通信システムに広く適用することができる。   The present invention can be widely applied to communication systems using LDPC-CC.

101、102、2511−1〜2511−M、2514−1〜2514−M、2911−1〜2911−K シフトレジスタ
103、104、105 排他的論理和回路
304、402、501、502、1001 検査行列に追加する「1」
1105、1205、1305、1306 終端時の検査行列に追加する「1」
2202 パリティ計算部
2204 データ記憶部
2206 パリティ記憶部
2302 記憶部
2403 対数尤度比記憶部
2405 行処理演算部
2407 行処理後データ記憶部
2409 列処理演算部
2411 列処理後データ記憶部
2413 制御部
2415 対数尤度比演算部
2417 判定部
2500、3700 送信装置
2510、2910 LDPC−CC符号化部(LDPC−CC符号化器)
2512−0〜2512−M、2513−0〜2513−M、2912−1〜2912−K ウェイト乗算器
2316 ウェイト制御部
2515 mod2加算器
2520、3710 パンクチャ部
2530 インタリーブ部
2540 変調部
2700 受信装置
2710 受信部
2720 対数尤度比生成部
2730 制御情報生成部
7540 デインタリーブ部
2750 デパンクチャ部
2760 BP復号部
3711 第1パンクチャ部
3712 第2パンクチャ部
3713 切り替え部
101, 102, 2511-1 to 2511 -M, 2514-1 to 2514 -M, 2911-1 to 2911 -K Shift register 103, 104, 105 Exclusive OR circuit 304, 402, 501, 502, 1001 Check matrix "1" to add to
1105, 1205, 1305, 1306 “1” added to the check matrix at the end
2202 Parity calculation unit 2204 Data storage unit 2206 Parity storage unit 2302 Storage unit 2403 Log likelihood ratio storage unit 2405 Row processing operation unit 2407 Row processing data storage unit 2409 Column processing operation unit 2411 Column processing data storage unit 2413 Control unit 2415 Log Likelihood Ratio Operation Unit 2417 Determination Unit 2500, 3700 Transmitting Device 2510, 2910 LDPC-CC Encoding Unit (LDPC-CC Encoder)
2512-0 to 2512-M, 2513-0 to 2513-M, 2912-1 to 2912-K Weight multiplier 2316 Weight control unit 2515 mod2 adder 2520, 3710 Puncture unit 2530 Interleaving unit 2540 Modulating unit 2700 Receiver 2710 Reception Unit 2720 log likelihood ratio generating unit 2730 control information generating unit 7540 deinterleaving unit 2750 depuncturing unit 2760 BP decoding unit 3711 first puncturing unit 3712 second puncturing unit 3713 switching unit

Claims (9)

式(1)であらわされるm個の異なる第1パリティ検査多項式、第2パリティ検査多項式、・・・第mパリティ検査多項式を用いて、km+1行を前記第1パリティ検査多項式に基づいて定義し、km+2行を前記第2パリティ検査多項式に基づいて定義し、・・・km+m行を第mパリティ検査多項式に基づいて定義した検査行列を供給するステップと、
前記検査行列と入力データと前記入力データに付加するターミネーション系列との線形演算により、畳み込み符号から時変周期mのLDPC−CC(Low-Density Parity-Check Convolutional Code)符号語を取得するステップと、
を有する符号化方法であって、
前記ターミネーション系列では、時間とともに、検査多項式の次数を小さくするステップを更に具備する、
符号化方法
(Da1+Da2+…+Dar+1)X(D)+(Db1+Db2+…+Dbs+1)P(D)=0 …(1)
ただし、X(D)は情報系列の多項式表現、P(D)はパリティ系列の多項式表現、a1、a2、・・・、arは1以上の整数(ただし、a1、a2、・・・、arは互いに全て異なる整数)、b1、b2、・・・、bsは1以上の整数(ただし、b1、b2、・・・、bsは互いに全て異なる整数)
Define m + 1 rows based on the first parity check polynomial using m different first parity check polynomials, second parity check polynomials,... M parity check polynomials expressed by Equation (1), providing a parity check matrix defining km + 2 rows based on the second parity check polynomial, ... km + m rows defined based on the mth parity check polynomial;
Obtaining an LDPC-CC (Low-Density Parity-Check Convolutional Code) codeword having a time-varying period m from a convolutional code by linear operation of the check matrix, input data, and termination sequence added to the input data;
An encoding method comprising :
The termination sequence further comprises a step of reducing the order of the check polynomial over time.
Encoding method .
(D a1 + D a2 + ... + D ar +1) X (D) + (D b1 + D b2 + ... + D bs +1) P (D) = 0 (1)
Where X (D) is a polynomial representation of an information sequence, P (D) is a polynomial representation of a parity sequence, a1, a2,..., Ar is an integer greater than or equal to 1 (where a1, a2,... Ar Are integers different from each other), b1, b2,..., Bs is an integer of 1 or more (however, b1, b2,..., Bs are all integers different from each other).
前記検査行列における行重みが等しい請求項1に記載の符号化方法。   The encoding method according to claim 1, wherein row weights in the parity check matrix are equal. 前記時変周期mが、2から10である請求項1に記載の符号化方法。   The encoding method according to claim 1, wherein the time varying period m is 2 to 10. 前記LDPC−CC符号語を周期的、かつ、規則的にパンクチャするステップを、さらに含む、
請求項1に記載の符号化方法。
Puncturing the LDPC-CC codeword periodically and regularly;
The encoding method according to claim 1.
前記式(1)において、ai(i=1,2,…,r)は1以上の整数である、
請求項1に記載の符号化方法。
In the formula (1), ai (i = 1, 2,..., R) is an integer of 1 or more.
The encoding method according to claim 1.
畳み込み符号からLDPC−CC(Low-Density Parity-Check Convolutional Code)を作成する符号化器であって、
請求項1から請求項のいずれかに記載の符号化方法によりパリティ系列を求めるパリティ計算部を具備する符号化器。
An encoder that creates an LDPC-CC (Low-Density Parity-Check Convolutional Code) from a convolutional code,
Encoder comprising a parity calculation section for obtaining a parity sequence by a coding method as claimed in any one of claims 5.
前記パリティ計算部は、メモリ長Mであり、
前記ターミネーション系列の系列長は、Mビットである、
請求項に記載の符号化器。
The parity calculation unit has a memory length M;
The termination sequence has a sequence length of M bits.
The encoder according to claim 6 .
前記LDPC−CC符号語は、前記入力データと、前記入力データおよび前記ターミネーション系列を線形演算した前記パリティ系列と、を含む、
請求項または請求項に記載の符号化器。
The LDPC-CC codeword includes the input data and the parity sequence obtained by linearly calculating the input data and the termination sequence.
The encoder according to claim 6 or 7 .
LDPC−CC(Low-Density Parity-Check Convolutional Code)をBP(Belief Propagation)復号する復号器であって、
請求項乃至記載の符号化器で用いたパリティ検査多項式に対応する検査行列を用いて行処理演算を行う行処理演算部と、
前記検査行列を用いて列処理演算を行う列処理演算部と、
前記行処理演算部及び前記列処理演算部での演算結果を用いて符号語を推定する判定部と、
を具備する復号器。
A decoder for decoding LDPC-CC (Low-Density Parity-Check Convolutional Code) by BP (Belief Propagation),
A row processing computation section that performs row processing computation using a parity check matrix corresponding to a parity check polynomial used in the claims 6 to 8 encoder according,
A column processing operation unit that performs a column processing operation using the check matrix;
A determination unit that estimates codewords using calculation results in the row processing calculation unit and the column processing calculation unit;
A decoder comprising:
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