JP6363882B2 - Transmitting apparatus, receiving apparatus and transmission system - Google Patents
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本発明は、送信装置、受信装置及び伝送システムに関し、特に、空間結合LDPC(Low Density Parity Check:低密度パリティチェック)符号の性能を最大限に引き出すためのビットインターリーブ手法に関する。 The present invention relates to a transmission apparatus, a reception apparatus, and a transmission system, and more particularly to a bit interleaving technique for maximizing the performance of a spatially coupled LDPC (Low Density Parity Check) code.
日本の地上デジタル放送方式であるISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting−Terrestrial)は、固定受信向けにハイビジョン(登録商標)放送(または複数標準画質放送)を実現している。次世代の地上デジタル放送方式では、従来のハイビジョンに代わり、3Dハイビジョンまたはハイビジョンの16倍の解像度を持つスーパーハイビジョン等により、さらに情報量の多いサービスを提供することが求められている。そのため、データ容量の拡大及び誤り訂正技術により、所要C/Nを低減することが課題となっている。 ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial), a Japanese terrestrial digital broadcasting system, realizes high-definition (registered trademark) broadcasting (or multiple standard-definition broadcasting) for fixed reception. In the next-generation terrestrial digital broadcasting system, it is required to provide a service with a larger amount of information by using 3D Hi-Vision or Super Hi-Vision having a resolution 16 times that of Hi-Vision instead of conventional Hi-Vision. Therefore, reducing the required C / N by increasing the data capacity and error correction technology has been an issue.
近年、LDPC符号が、シャノン限界に迫る高性能の誤り訂正符号として多くの伝送システムに採用されている。また、LDPC符号の性能を凌駕する符号として、空間結合LDPC符号が注目されている。 In recent years, LDPC codes have been adopted in many transmission systems as high-performance error correction codes that approach the Shannon limit. Further, a spatially coupled LDPC code has attracted attention as a code that surpasses the performance of the LDPC code.
LDPC符号の検査行列は、正則行列と非正則行列の2種類が存在し、一般に、正則行列よりも非正則行列の方が優れたウォーターフォール特性を持つ。非正則行列の検査行列においては、列重みが大きいビットほど、誤り訂正能力が高いビットであることが知られている(非特許文献1を参照)。 There are two types of parity check matrices for LDPC codes: regular matrices and irregular matrices. In general, irregular matrices have better waterfall characteristics than regular matrices. In a non-regular matrix check matrix, it is known that a bit having a higher column weight has a higher error correction capability (see Non-Patent Document 1).
図11は、非正則LDPC符号の検査行列及びLDGM部を説明する図である。この検査行列及びLDGM部は、データの符号を生成するためのデータ系列用領域と、パリティを生成するためのパリティ系列用領域とからなる。データ系列用領域は、1列あたり12個の「1」の重みを有する列重みが大きい領域と、1列あたり3個の「1」の重みを有する列重みが小さい領域とにより構成される。パリティ系列用領域は、LDGM(Low Density Generator Matrix)部であり、1列あたり2個の「1」の重みを有する列重みが小さい領域である。 FIG. 11 is a diagram illustrating a parity check matrix and an LDGM unit of an irregular LDPC code. This parity check matrix and LDGM section includes a data sequence area for generating a data code and a parity sequence area for generating parity. The data series region is composed of 12 regions with a large column weight having 12 “1” weights per column and 3 regions with a small column weight having 3 “1” weights per column. The parity sequence area is an LDGM (Low Density Generator Matrix) part, and is an area having a small column weight having two “1” weights per column.
このようなLDPC符号の検査行列及びLDGM部を用いて生成される符号化データでは、列重みが大きい領域に対応するビットは誤り訂正能力が高く、列重みが小さい領域に対応するビットは誤り訂正能力が低い。一方、空間結合LDPC符号の検査行列は、LDPC符号の検査行列を繰り返し繋げる空間結合により生成される行列である(非特許文献2を参照)。 In encoded data generated using such a parity check matrix of an LDPC code and an LDGM unit, a bit corresponding to a region having a large column weight has high error correction capability, and a bit corresponding to a region having a small column weight is error corrected. The ability is low. On the other hand, the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code is a matrix generated by spatial coupling that repeatedly connects the parity check matrix of the LDPC code (see Non-Patent Document 2).
図12は、非正則LDPC符号の検査行列に基づいて生成した空間結合LDPC符号の検査行列及びLDGM部を説明する図である。この検査行列及びLDGM部も図11に示した検査行列及びLDGM部と同様に、データ系列用領域とパリティ系列用領域とからなる。データ系列用領域は、列重みの大きい領域と列重みの小さい領域とが横方向に繰り返して構成され、パリティ系列用領域は、列重みが小さい領域により構成される。 FIG. 12 is a diagram for explaining a check matrix and LDGM unit of a spatially-coupled LDPC code generated based on a check matrix of a non-regular LDPC code. Similar to the parity check matrix and LDGM portion shown in FIG. 11, this parity check matrix and LDGM portion also includes a data sequence region and a parity sequence region. The data sequence region is configured by repeating a region having a large column weight and a region having a small column weight in the horizontal direction, and the parity sequence region is configured by a region having a small column weight.
このような空間結合LDPC符号の検査行列及びLDGM部を用いて生成される符号化データにおいて、データ系列用領域に対応する符号化データでは、列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビット群と、列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群とのばらつきが周期的に発生する。また、パリティ系列用領域に対応する符号化データでは、列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群となる。 In encoded data generated by using such a spatially coupled LDPC code check matrix and LDGM unit, in encoded data corresponding to a data sequence area, a bit having high error correction capability corresponding to an area having a large column weight. Variations periodically occur between the group and the bit group having a low error correction capability corresponding to a region having a small column weight. In addition, in the encoded data corresponding to the parity sequence area, a bit group having a low error correction capability corresponding to an area having a small column weight is obtained.
前述のとおり、非正則なLDPC符号及び空間結合LDPC符号の符号化処理においては、符号化データのビット位置に応じて誤り訂正能力が異なってしまう。一方で、QAM変調方式にグレー符号を適用した場合は、ビット毎の誤り率が均一でない。このため、LDPC符号及び空間結合LDPC符号の性能を最大限に引き出すためには、キャリア変調におけるビット毎の誤り率を考慮して、ビット単位の並び替え(ビットインターリーブ)を行う必要がある。例えば、LDPC符号の性能を最大限に引き出すためのビットインターリーブの手法がDVB−T2(Digital Video Broadcasting-Terrestrial2)等で考案されている。 As described above, in the encoding processing of the irregular LDPC code and the spatially coupled LDPC code, the error correction capability varies depending on the bit position of the encoded data. On the other hand, when a gray code is applied to the QAM modulation method, the error rate for each bit is not uniform. Therefore, in order to maximize the performance of the LDPC code and the spatially coupled LDPC code, it is necessary to perform bit unit rearrangement (bit interleaving) in consideration of the error rate for each bit in carrier modulation. For example, a bit interleaving technique for maximizing the performance of an LDPC code has been devised in DVB-T2 (Digital Video Broadcasting-Terrestrial 2) and the like.
しかしながら、空間結合LDPC符号の誤り訂正符号化を行い、QAM変調方式にグレー符号を適用した場合には、最上位ビットは最も誤り難くなり、最下位ビットは最も誤り易くなり、全体のビット誤り率の特性が最適化されないという問題があった。 However, when error correction coding of a spatially coupled LDPC code is performed and a Gray code is applied to the QAM modulation method, the most significant bit is most difficult to error, the least significant bit is most likely to be errored, and the overall bit error rate There was a problem that the characteristics of the were not optimized.
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、空間結合LDPC符号及び変調方式に対応した並び替え処理を行うことにより、全体のビット誤り率の特性を向上させる送信装置、受信装置及び伝送システムを提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the characteristics of the overall bit error rate by performing rearrangement processing corresponding to the spatially coupled LDPC code and modulation scheme. To provide a transmission device, a reception device, and a transmission system.
前記目的を達成するために、請求項1の送信装置は、伝送対象のデータに誤り訂正符号化を施し、所定の変調方式にてキャリア変調を行い、伝送信号を送信する送信装置において、前記伝送対象のデータに対し、空間結合LDPC符号の検査行列を用いて誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化部により誤り訂正符号化されたデータを入力し、前記空間結合LDPC符号の検査行列における列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビットに対し、前記キャリア変調における所定数の変調ビットのうち誤り易いビットを割り当てると共に、前記空間結合LDPC符号の検査行列における列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビットに対し、前記キャリア変調における所定数の変調ビットのうち誤り難いビットを割り当てる規則に従って、前記入力したデータに対してビットインターリーブを行うビットインターリーブ部と、前記ビットインターリーブ部によりビットインターリーブされたデータに対し、所定の変調方式にてキャリア変調を行うキャリア変調部と、を備え、前記ビットインターリーブ部が、前記誤り訂正符号化部により誤り訂正符号化されたデータのうち、前記列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビット群と、前記列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群とが周期的に現れた1周期分または複数周期分のデータを切り出し、前記切り出したデータを単位として前記所定の変調方式における変調ビット数の整数倍毎に、前記規則に従ってビットインターリーブを行う、ことを特徴とする。
In order to achieve the object, the transmission device according to
また、請求項2の送信装置は、請求項1に記載の送信装置において、前記ビットインターリーブ部が、前記誤り訂正符号化部により誤り訂正符号化されたデータのうち、前記列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビット群と、前記列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群とが周期的に現れた1周期分または複数周期分のデータを切り出すと共に、前記1周期分または複数周期分のデータと同じ周期数のパリティデータを切り出し、前記切り出した1周期分のデータ及びパリティデータを単位として、または前記切り出した複数周期分のデータ及びパリティデータを単位として、前記所定の変調方式における変調ビット数の整数倍毎に、前記規則に従ってビットインターリーブを行う、ことを特徴とする。
The transmission device according to
また、請求項3の送信装置は、請求項1または2に記載の送信装置において、前記ビットインターリーブ部が、複数の前記規則に従ってビットインターリーブを行い、少なくとも、第1の規則により、前記入力したデータの所定ビットに対し第1のビットを割り当て、第2の規則により、前記所定ビットに対し前記第1のビットとは異なる第2のビットを割り当てるようにした、ことを特徴とする。
The transmission device according to
さらに、請求項4の受信装置は、空間結合LDPC符号の検査行列を用いて誤り訂正符号化され所定の変調方式にてキャリア変調が行われた伝送信号を、送信装置から受信し、前記受信した伝送信号を復調して誤り訂正符号復号を行い、元のデータに復元する受信装置において、前記復調した信号のLLR(対数尤度比)をビット毎に算出するLLR算出部と、前記LLR算出部により算出されたビット毎のLLRを入力し、前記キャリア変調における所定数の変調ビットのうち誤り易いビットに対し、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正符号復号における誤り訂正能力の高いビットを割り当てると共に、前記キャリア変調における所定数の変調ビットのうち誤り難いビットに対し、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正符号復号における誤り訂正能力の低いビットを割り当てる規則に従って、前記入力したビット毎のLLRに対してビットデインターリーブを行うビットデインターリーブ部と、前記ビットデインターリーブ部によりビットデインターリーブされたLLRを入力して復号し、前記復号したデータに対し、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正符号復号を行うLDPC符号復号部と、を備え、前記ビットデインターリーブ部が、前記LLR算出部により算出されたビット毎のLLRのうち、前記空間結合LDPC符号の検査行列における列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビット群と、列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群とが周期的に現れた1周期分または複数周期分のデータと同じ数のLLRを切り出し、前記切り出したLLRを単位として前記所定の変調方式における変調ビット数の整数倍毎に、前記規則に従ってビットデインターリーブを行う、ことを特徴とする。 Furthermore , the receiving apparatus according to claim 4 receives , from the transmitting apparatus, a transmission signal that has been subjected to error correction coding using a check matrix of a spatially coupled LDPC code and carrier-modulated in a predetermined modulation scheme, and has received the received signal. In a receiving apparatus that demodulates a transmission signal, performs error correction code decoding, and restores the original data, an LLR calculation unit that calculates an LLR (log likelihood ratio) of the demodulated signal for each bit, and the LLR calculation unit The LLR for each bit calculated by the above is input, and a bit having a high error correction capability in error correction code decoding of the spatially coupled LDPC code is assigned to an error-prone bit among a predetermined number of modulation bits in the carrier modulation, In the error correction code decoding of the spatially coupled LDPC code, a bit that is difficult to error among a predetermined number of modulation bits in the carrier modulation. In accordance with a rule for allocating bits with low correction capability, a bit deinterleave unit that performs bit deinterleaving on the input LLR and an LLR that is bit deinterleaved by the bit deinterleave unit are input and decoded. An LDPC code decoding unit that performs error correction code decoding of the spatially-coupled LDPC code with respect to the decoded data, and the bit deinterleaving unit includes an LLR for each bit calculated by the LLR calculation unit. A bit group having a high error correction capability corresponding to a region having a large column weight and a bit group having a low error correction capability corresponding to a region having a small column weight appear periodically in the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code. Cut out the same number of LLRs as the data for the period or multiple periods For each integral multiple of the number of modulation bits in said predetermined modulation scheme LR units, performs bit deinterleaving in accordance with the rule, and wherein the.
また、請求項5の受信装置は、請求項4に記載の受信装置において、前記ビットデインターリーブ部が、前記LLR算出部により算出されたビット毎のLLRのうち、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正符号化が行われることで生成される、前記空間結合LDPC符号の検査行列における列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビット群と、列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群とが周期的に現れた1周期分または複数周期分のデータと同じ数のLLRを切り出すと共に、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正符号化が行われることで生成されるパリティデータのLLRであって、前記1周期分または複数周期分のデータと同じ周期数のLLRを切り出し、前記切り出した1周期分のデータのLLR及びパリティデータのLLRを単位として、または前記切り出した複数周期分のデータのLLR及びパリティデータのLLRを単位として、前記所定の変調方式における変調ビット数の整数倍毎に、前記規則に従ってビットデインターリーブを行う、ことを特徴とする。 The receiving apparatus according to claim 5 is the receiving apparatus according to claim 4 , wherein the bit deinterleaving unit performs error correction of the spatially coupled LDPC code among the LLRs for each bit calculated by the LLR calculating unit. A bit group having a high error correction capability corresponding to a region having a large column weight and a low error correction capability corresponding to a region having a small column weight in the parity check matrix of the spatially-coupled LDPC code generated by encoding. In the LLR of the parity data generated by cutting out the same number of LLRs as the data of one period or a plurality of periods in which the bit group appears periodically, and performing error correction coding of the spatially coupled LDPC code Therefore, an LLR having the same number of cycles as that of the data for one cycle or a plurality of cycles is cut out, and the LLR and the data of the cut out data for one cycle are extracted. Bit deinterleaving is performed in accordance with the above rule for each integer multiple of the number of modulation bits in the predetermined modulation method, using LLR of the data as a unit, or using the LLR of the extracted data for a plurality of periods and the LLR of the parity data as a unit. It is characterized by performing.
また、請求項6の受信装置は、請求項4または5に記載の受信装置において、前記ビットデインターリーブ部が、複数の前記規則に従ってビットデインターリーブを行い、少なくとも、第1の規則により、第1のビットに対し所定ビットを割り当て、第2の規則により、前記第1のビットとは異なる第2のビットに対し前記所定ビットを割り当てるようにした、ことを特徴とする。 The receiving device according to claim 6 is the receiving device according to claim 4 or 5 , wherein the bit deinterleaving unit performs bit deinterleaving according to the plurality of rules, and at least according to the first rule. A predetermined bit is assigned to the first bit, and the predetermined bit is assigned to a second bit different from the first bit according to a second rule.
さらに、請求項7の伝送システムは、請求項1に記載の送信装置と、請求項4に記載の受信装置とを備えて構成されることを特徴とする。 Furthermore, a transmission system according to a seventh aspect includes the transmission device according to the first aspect and the reception device according to the fourth aspect.
以上のように、本発明によれば、空間結合LDPC符号に対応して、キャリア変調方式におけるビット毎の誤り率のばらつきを考慮した並び替え処理を行うことにより、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, the overall bit error rate characteristic can be obtained by performing the rearrangement process in consideration of the variation in the error rate for each bit in the carrier modulation scheme in accordance with the spatially coupled LDPC code. Can be improved.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。以下、本発明の実施形態として、複数の送信アンテナからOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)信号を無線伝送するMIMO(Multiple Input Multiple Output)−OFDM送信装置、MIMO−OFDM送信装置から無線伝送されたOFDM信号を受信するMIMO−OFDM受信装置、及びMIMO−OFDM伝送システムを例に挙げて説明する。また、伝送対象のデータを映像音声データとして説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a multiple input multiple output (MIMO) -OFDM transmission device that wirelessly transmits an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal from a plurality of transmission antennas is wireless from the MIMO-OFDM transmission device. A MIMO-OFDM receiver that receives a transmitted OFDM signal and a MIMO-OFDM transmission system will be described as an example. The data to be transmitted will be described as video / audio data.
尚、本発明は、MIMO−OFDMに限定するものではなく、例えばSISO(Single Input Single Output)にも適用があり、OFDM以外の方式にも適用がある。また、本発明は、伝送対象のデータを映像音声データに限定するものではなく、他のデータにも適用がある。また、本発明は、伝送信号を無線伝送するシステムに限定するものではなく、インターネット等のネットワークを介して有線伝送するシステムにも適用がある。 Note that the present invention is not limited to MIMO-OFDM, but may be applied to, for example, SISO (Single Input Single Output), and may be applied to systems other than OFDM. Further, the present invention is not limited to data to be transmitted as video / audio data, but can be applied to other data. The present invention is not limited to a system that wirelessly transmits a transmission signal, but can also be applied to a system that performs wired transmission via a network such as the Internet.
〔MIMO−OFDM送信装置〕
まず、本発明の実施形態によるMIMO−OFDM送信装置について説明する。図1は、そのMIMO−OFDM送信装置の構成を示すブロック図である。このMIMO−OFDM送信装置1(以下、送信装置1という。)は、図示しない2本の送受信アンテナを用いた空間多重MIMO伝送方式を実現するMIMO−OFDMシステムにおける送信側の装置である。
[MIMO-OFDM transmitter]
First, a MIMO-OFDM transmission apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the MIMO-OFDM transmission apparatus. This MIMO-OFDM transmission apparatus 1 (hereinafter referred to as transmission apparatus 1) is a transmission-side apparatus in a MIMO-OFDM system that realizes a spatial multiplexing MIMO transmission scheme using two transmission / reception antennas (not shown).
図1において、送信装置1は、誤り訂正符号化部10、ビットインターリーブ部11、キャリア変調部12、シンボル分割部13、OFDMフレーム化部14−1,14−2及びIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)部15−1,15−2を備えている。GI(Guard Interval:ガードインターバル)を付加する構成部等の本発明とは直接関係しない箇所は省略してある。
In FIG. 1, a
誤り訂正符号化部10は、映像音声データを入力し、空間結合LDPC符号の検査行列を用いて、空間結合LDPC符号の誤り訂正符号化を行う。ビットインターリーブ部11は、誤り訂正符号化部10により符号化されたデータを入力し、入力した符号化データに対し、所定の規則にてビットインターリーブを行う。
The error
ここで、誤り訂正符号化部10は、図12に示した空間結合LDPC符号の検査行列及びLDGM部を用いて符号化したデータ(ビット群)として、入力した映像音声データ及び生成したパリティデータをビットインターリーブ部11に出力する。ビットインターリーブ部11が誤り訂正符号化部10から入力するデータは、映像音声データ(誤り訂正符号化部10が入力した映像音声データと同じデータ)とパリティデータとから構成される。後者のパリティデータは、空間結合LDPC符号の検査行列及びLDGM部に基づいて生成される。また、これらのデータには、誤り訂正能力の高いビットと、誤り訂正能力の低いビットとがある。一方で、後述するキャリア変調部12において、キャリア変調方式としてQAM変調方式にグレー符号を適用した場合には、所定数の変調ビットのうち誤り難いビットと誤り易いビットとが生成される。そこで、ビットインターリーブ部11は、空間結合LDPC符号の符号化における誤り訂正能力の高いビット及び低いビットと、キャリア変調方式における誤り難いビット及び誤り易いビットとを考慮して、ビット単位の並び替えを行う。
Here, the error
具体的には、ビットインターリーブ部11は、誤り訂正符号化部10の出力データのうち誤り訂正能力の高いビットに対し、キャリア変調部12における所定数の変調ビットのうち誤り易いビットを割り当てると共に、誤り訂正符号化部10の出力データのうち誤り訂正能力の低いビットに対し、キャリア変調部12における所定数の変調ビットのうち誤り難いビットを割り当てるように定義された規則に従って、ビットインターリーブを行う。そして、後述するMIMO−OFDM受信装置が、当該送信装置1のビットインターリーブとは逆のビットデインターリーブを行い、空間結合LDPC符号の誤り訂正符号復号を行う。これにより、誤り易いビットに割り当てられたビットデータに対し、誤り訂正能力の高い処理が集中的に行われる。
Specifically, the
キャリア変調部12は、ビットインターリーブ部11からビットインターリーブ後のデータを入力し、QAM変調方式にグレー符号を適用した方式によりキャリア変調を行い、入力したデータをIQ軸のコンスタレーション配置上にマッピングする。シンボル分割部13は、キャリア変調部12によりキャリア変調されたデータを、シンボル毎に2系統の信号に分割する。例えば、1シンボル毎のデータを2系統の信号に規則的に振り分ける。
The
OFDMフレーム化部14−1は、シンボル分割部13により分割された一方の信号を入力し、予め設定された周波数の位置に配置すると共にSP等のパイロット信号を所定位置に配置したOFDMフレームを構成し、OFDM信号としてIFFT部15−1に出力する。IFFT部15−1は、OFDMフレーム化部14−1からOFDM信号を入力し、IFFTを施し、周波数軸データから時間軸データに変換する。OFDMフレーム化部14−2及びIFFT部15−2は、シンボル分割部13により分割された他方の信号に対して、OFDMフレーム化部14−1及びIFFT部15−1と同様の処理を行う。そして、直交変調等の処理が施された2系統のOFDM信号は、伝送信号として対応する2本の送信アンテナからそれぞれ送信される。
The OFDM framing unit 14-1 receives one signal divided by the
〔ビットインターリーブ部の処理〕
次に、図1に示したビットインターリーブ部11の処理について詳細に説明する。前述のとおり、ビットインターリーブ部11は、誤り訂正符号化部10の出力データのうち誤り訂正能力の高いビットに対し、キャリア変調において誤り易いビットを割り当てると共に、誤り訂正能力の低いビットに対し、キャリア変調において誤り難いビットを割り当てるように定義された規則に従って、ビットインターリーブを行う。
[Processing of bit interleave part]
Next, the processing of the
図2は、ビットインターリーブ部11の処理を示すフローチャートである。まず、ビットインターリーブ部11は、誤り訂正符号化部10から符号化されたデータ(ビット列)を入力し(ステップS201)、所定のビットインターリーブ長単位にデータを切り出す(ステップS202)。
FIG. 2 is a flowchart showing processing of the
図3は、図2に示したビットインターリーブ長単位の切り出し処理(ステップS202)を説明する図である。ビットインターリーブ部11は、誤り訂正符号化部10の出力データのうち映像音声データに対し、所定のビットインターリーブ長単位に切り出しを行う。前述のとおり、この映像音声データには、列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビット群と、列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群とが一定の周期で現れる。この1周期分のデータ長を所定のビットインターリーブ長とする。この所定のビットインターリーブ長は、空間結合LDPC符号の検査行列に応じて予め設定される。つまり、図3に示すように、ビットインターリーブ長単位のデータには、その先頭領域に、列重みが大きく誤り訂正能力の高いビット群が存在し、その後ろの領域に、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビット群が存在する。
FIG. 3 is a diagram for explaining the cut-out processing (step S202) in bit interleave length units shown in FIG. The bit interleave
図2に戻って、ビットインターリーブ部11は、ステップS202にて切り出したビットインターリーブ長単位のデータ(ビット列)を、所定の縦横サイズのメモリに対し、縦方向に順番に書き込む(ステップS203)。メモリのサイズは、ビットインターリーブ長単位のデータの全てを書き込み可能な容量とする。所定の横サイズ(列の数)は、キャリア変調部12においてキャリア変調を行う際の変調ビット数の整数倍とする。キャリア変調方式が1024QAMの場合には、例えば所定の横サイズを20ビット(変調ビット数10を2倍したサイズ)とする。また、所定の縦サイズ(行の数)は、切り出したデータの全てがメモリに書き込まれるサイズとする。
Returning to FIG. 2, the
図4は、図2に示した縦方向の書き込み処理(ステップS203)を説明する図である。ビットインターリーブ部11は、切り出したデータを、メモリの左端の列の上から下へ向けて縦方向に順番に書き込み、左端の書き込みが完了すると、次の列の上から下へ向けて縦方向に順番に書き込み、右端の列へ向けて順番に書き込む。図4の例は、切り出したデータのうち列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットが、メモリの左端の列に書き込まれ、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットが、左端の列の次の列から右端の列まで書き込まれている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the vertical writing process (step S203) shown in FIG. The
尚、メモリの縦横サイズによっては、メモリの左端の列に、列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットの全てと、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットの一部とが書き込まれる場合もある。また、メモリの左端の列だけでなくその右隣の列等に、列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットが書き込まれる場合もある。 Depending on the vertical and horizontal size of the memory, all the bits with large column weight and high error correction capability and some bits with small column weight and low error correction capability may be written in the leftmost column of the memory. . In addition, not only the leftmost column of the memory but also a bit adjacent to the right side thereof may be written with a bit having a high column weight and high error correction capability.
図2に戻って、ビットインターリーブ部11は、メモリからデータを、横方向に順番に読み出す(ステップS204)。これにより、所定の横サイズである変調ビット数の整数倍のビット長毎に、先頭のビット位置に列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットが配置され、残りのビット位置に列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットが配置されたビット列が構成される。
Returning to FIG. 2, the
図5は、図2に示した横方向の読み出し処理(ステップS204)を説明する図である。ステップS203による縦方向の書き込み処理にてメモリに書き込まれたデータは、図5の上段に示すように配置されている。この配置は図4に示したものと同じであり、列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットがメモリの左端の列に書き込まれ、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットが左端の列の次の列から右端の列まで書き込まれている。ビットインターリーブ部11は、メモリの最上行の左から右へ向けて横方向に順番に読み出し、最上行の読み出しが完了すると、次の行の左から右へ向けて横方向に順番に読み出し、最下行へ向けて順番に読み出す。これにより、図5の下段に示すように、変調ビット数の整数倍の単位で、左から右へ向けて、列重みが大きく誤り訂正能力の高いビット(1ビット長のビットデータ)と、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビット(変調ビット数の整数倍−1ビット長のビットデータ)とからなるビット群が構成される。
FIG. 5 is a diagram for explaining the horizontal reading process (step S204) shown in FIG. The data written in the memory by the vertical writing process in step S203 is arranged as shown in the upper part of FIG. This arrangement is the same as that shown in FIG. 4, bits having a large column weight and high error correction capability are written to the leftmost column of the memory, and bits having a small column weight and low error correction capability are next to the leftmost column. From the first column to the rightmost column. The
図2に戻って、ビットインターリーブ部11は、メモリから読み出した変調ビット数の整数倍単位のビット群に対し、予め設定されたテーブルに格納された並び替え規則に従って、列重みの大きいビットを誤り易いビット位置(変調ビット長における下位ビット位置)へ移行させ、列重みの小さいビットを誤り難いビット位置(変調ビット長における上位ビット位置)へ移行させることで、ビット単位の並び替えであるビットインターリーブを行う(ステップS205)。ここで、テーブルには、所定の変調ビット数の整数倍のビット長において、列重みの大きいビット位置、列重みの小さいビット位置、所定のキャリア変調方式における誤り易いビット位置及び誤り難いビット位置、並びに、列重みの大きいビット位置のビットデータを誤り易いビット位置へ移行させ、列重みの小さいビット位置のビットデータを誤り難いビット位置へ移行させるための並び替え規則が定義されている。
Returning to FIG. 2, the
そして、ビットインターリーブ部11は、ステップS205によるビットインターリーブ後のデータ(並び替えた映像音声データ及び並び替えていないパリティデータ)をキャリア変調部12に出力する(ステップS206)。
Then, the
図6は、図2に示した並び替え処理(ステップS205)を説明する図である。ステップS204による横方向の読み出し処理にてメモリから読み出されたデータは、図6の上段に示すように配置されている。列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットが左端のビット位置に配置されており、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットがそれ以外のビット位置に配置されている。ビットインターリーブ部11は、予め設定されたテーブルに格納された並び替え規則に従って、左端に配置された列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットを、予め設定された誤り易いビット位置へ移行し、それ以外の列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットを、予め設定された他の位置へ移行するように、並び替えを行う。
FIG. 6 is a diagram for explaining the rearrangement process (step S205) shown in FIG. The data read from the memory in the horizontal reading process in step S204 is arranged as shown in the upper part of FIG. Bits with a large column weight and high error correction capability are arranged at the leftmost bit position, and bits with a small column weight and low error correction capability are arranged at other bit positions. The
これにより、キャリア変調部12は、変調ビット数の整数倍単位のビット群毎に、列重みの大きいビットが誤り易いビット位置へ移行し、列重みの小さいビットが誤り難いビット位置へ移行したデータを入力することができ、所定のキャリア変調方式にてキャリア変調を行う。つまり、ビットインターリーブ部11によるビットインターリーブの単位が変調ビット数の整数倍であることから、IQ座標へのマッピング処理、及び受信側におけるIQ座標からビットへのデマッピング処理は、この単位で完結することになる。
As a result, for each bit group in units of integer multiples of the number of modulation bits, the
以上のように、本発明の実施形態による送信装置1によれば、ビットインターリーブ部11は、誤り訂正符号化部10の出力データのうち、誤り訂正能力の高いビット群と誤り訂正能力の低いビット群とが一定の周期で現れる映像音声データに対し、所定の規則(列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットに対し、キャリア変調において誤り易いビットを割り当てると共に、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットに対し、キャリア変調において誤り難いビットを割り当てるように定義した規則)に従って、ビットインターリーブを行うようにした。
As described above, according to the
これにより、キャリア変調されたOFDM信号が後述するMIMO−OFDM受信装置へ送信されると、MIMO−OFDM受信装置が、送信装置1のビットインターリーブとは逆のビットデインターリーブを行い、空間結合LDPC符号の誤り訂正符号復号を行うことで、誤り易いビットに割り当てられたビットデータに対し誤り訂正能力の高い処理が行われ、誤り難いビットに割り当てられたビットデータに対し誤り訂正能力の低い処理が行われる。したがって、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。
As a result, when the carrier-modulated OFDM signal is transmitted to a MIMO-OFDM receiving apparatus, which will be described later, the MIMO-OFDM receiving apparatus performs bit deinterleaving opposite to the bit interleaving of the transmitting
非正則LDPCブロック符号の検査行列を元とする空間結合LDPC符号の検査行列を用いて誤り訂正符号化されたデータは、図12に示したように、検査行列のデータ系列用領域に対応して誤り訂正能力の高いビットと低いビットとが周期的に現れる。本発明の実施形態による送信装置1によれば、この特性を利用し、空間結合LDPC符号に対応して、キャリア変調方式におけるビット毎の誤り率のばらつきを考慮したビットインターリーブを行うことにより、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。
As shown in FIG. 12, data that has been subjected to error correction coding using a parity check matrix of a spatially coupled LDPC code based on a parity check matrix of a non-regular LDPC block code corresponds to the data sequence area of the check matrix. Bits with high and low error correction capability appear periodically. According to the
〔MIMO−OFDM受信装置〕
次に、本発明の実施形態によるMIMO−OFDM受信装置について説明する。図7は、そのMIMO−OFDM受信装置の構成を示すブロック図である。このMIMO−OFDM受信装置2(以下、受信装置2という。)は、図示しない2本の送受信アンテナを用いた空間多重MIMO伝送方式を実現するMIMO−OFDMシステムにおける受信側の装置である。
[MIMO-OFDM receiver]
Next, a MIMO-OFDM receiver according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the MIMO-OFDM receiver. This MIMO-OFDM receiving apparatus 2 (hereinafter referred to as receiving apparatus 2) is a receiving-side apparatus in a MIMO-OFDM system that realizes a spatial multiplexing MIMO transmission scheme using two transmission / reception antennas (not shown).
図7において、受信装置2は、有効シンボル期間抽出部20−1,20−2、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)部21−1,21−2、SP(Scattered Pilot:スキャタードパイロット)抽出部22−1,22−2、伝送路応答算出部23、MIMO等化/偏波分離部24、シンボル合成部25及び誤り訂正符号復号部26を備えている。
In FIG. 7, the receiving
有効シンボル期間抽出部20−1は、図示しない受信アンテナを介して受信したOFDM信号を入力し、1OFDMシンボル分期間において、GI期間の信号の相関値を算出して相関値のピーク位置を検出し、有効シンボル期間を抽出する。FFT部21−1は、有効シンボル期間抽出部20−1から有効シンボル期間のOFDM信号を入力し、FFTを施し、時間軸波形の信号を周波数軸波形の信号に変換する。SP抽出部22−1は、FFT部21−1から周波数軸波形の信号を入力し、所定のキャリアシンボル位置に配置されたSPを抽出する。有効シンボル期間抽出部20−2、FFT部21−2及びSP抽出部22−2は、図示しない他の受信アンテナを介して受信したOFDM信号に対し、有効シンボル期間抽出部20−1、FFT部21−1及びSP抽出部22−1と同様の処理を行う。 The effective symbol period extraction unit 20-1 receives an OFDM signal received via a receiving antenna (not shown), calculates the correlation value of the signal in the GI period in one OFDM symbol period, and detects the peak position of the correlation value Extract effective symbol period. The FFT unit 21-1 receives the OFDM signal of the effective symbol period from the effective symbol period extraction unit 20-1, performs the FFT, and converts the time-axis waveform signal into a frequency-axis waveform signal. The SP extraction unit 22-1 receives the frequency axis waveform signal from the FFT unit 21-1, and extracts the SP arranged at a predetermined carrier symbol position. The effective symbol period extraction unit 20-2, the FFT unit 21-2, and the SP extraction unit 22-2 perform an effective symbol period extraction unit 20-1 and an FFT unit on an OFDM signal received via another receiving antenna (not shown). The same processing as 21-1 and the SP extraction unit 22-1 is performed.
伝送路応答算出部23は、SP抽出部22−1,22−2からSPを入力し、入力したSP及び予め設定されたSP(送信用のSP)を用いて、伝送路応答を算出する。MIMO等化/偏波分離部24は、伝送路応答算出部23から伝送路応答を入力し、入力した伝送路応答を用いて、FFT部21−1,21−2にてFFTしたデータ信号に対し、MIMO等化処理及び偏波分離処理を行う。シンボル合成部25は、MIMO等化/偏波分離部24からMIMO等化処理及び偏波分離処理が行われた信号を入力し、シンボル合成する。誤り訂正符号復号部26は、シンボル合成部25から合成されたデータを入力し、誤り訂正符号の復号処理等を行い、元の映像音声データを復元して出力する。
The transmission path
図8は、図7に示した誤り訂正符号復号部26の構成を示すブロック図である。この誤り訂正符号復号部26は、LLR(Log Likelihood Ratio:対数尤度比)算出部27、ビットデインターリーブ部28及びLDPC符号復号部29を備えている。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the error correction
LLR算出部27は、図1に示したキャリア変調部12と同じ変調方式のマッピングに基づいて、図7に示したシンボル合成部25によりシンボル合成された信号の尤度、すなわちMIMO等化/偏波分離部24等によりMIMO−OFDM復調された信号の尤度を、ビット毎に算出する。
The
ビットデインターリーブ部28は、LLR算出部27からビット毎のLLRを入力し、入力したビット毎のLLRに対し、所定の規則にて、図1に示したビットインターリーブ部11に対する逆の手順の処理であるビットデインターリーブを行う。尚、ビットデインターリーブ部28は、パリティデータのビット毎のLLRに対してはビットデインターリーブを行わず、映像音声データのビット毎のLLRに対してビットデインターリーブを行う。
The
LDPC符号復号部29は、ビットデインターリーブ部28からビットデインターリーブ後のLLRを入力し、LLRに基づいてSum−product復号等を行い、図1に示した誤り訂正符号化部10に対応した空間結合LDPC符号の復号処理を行い、元の映像音声データに復元して出力する。
The LDPC
ここで、ビットデインターリーブ部28において、所定のキャリア変調方式における誤り易いビット位置(誤っている可能性が高いビット位置)に格納されたLLRが、LDPC符号復号部29において誤り訂正能力の高い処理が行われるビット位置へ移行し、誤り難いビット位置(誤っている可能性が低いビット位置)に格納されたLLRが、LDPC符号復号部29において誤り訂正能力の低い処理が行われるビット位置へ移行するように並び替えられる。これにより、LDPC符号復号部29において、誤り易いビット位置(誤っている可能性が高いビット位置)に格納されたLLRを用いて、誤り訂正能力の高い処理が行われ、誤り難いビット位置(誤っている可能性が低いビット位置)に格納されたLLRを用いて、誤り訂正能力の低い処理が行われる。したがって、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。
Here, in the bit
〔ビットデインターリーブ部の処理〕
次に、図8に示したビットデインターリーブ部28の処理について詳細に説明する。前述のとおり、ビットデインターリーブ部28は、LLR算出部27の出力データのうち映像音声データのLLRに対し、図1に示したビットインターリーブ部11に対する逆の手順の処理を行うように定義された所定の規則に従って、ビットデインターリーブを行う。
[Processing of bit deinterleave part]
Next, the processing of the
図9は、ビットデインターリーブ部28の処理を示すフローチャートである。まず、ビットデインターリーブ部28は、LLR算出部27からビット毎のLLRを入力し(ステップS901)、図3に示したビットインターリーブ長単位と同じ長さのビットデインターリーブ長単位に、映像音声データのLLRを切り出す(ステップS902)。
FIG. 9 is a flowchart showing the processing of the bit
ビットデインターリーブ部28は、ステップS902にて切り出したビットデインターリーブ長単位のLLRについて、変調ビット数の整数倍の長さ毎に、図2のステップS205及び図6に示したビットインターリーブに対応したLLR単位の並び替えであるビットデインターリーブを行う(ステップS903)。すなわち、送信装置1のビットインターリーブとは逆の並び替えの処理を行う。これにより、図6を参照して、誤り易いビット位置に格納されたビットデータのLLRが左端(列重みの大きいビット位置)へ移行し、LLRは、元のビット位置に戻される。
The bit
ビットデインターリーブ部28は、ビットデインターリーブ後のLLRを、図4等に示したメモリと同じサイズのメモリに、横方向に順番に書き込む(ステップS904)。この処理は、図2のステップS204及び図5に対応する。図5を参照して、誤り易いビット位置から移行したビットデータのLLRが左端にそれぞれ書き込まれる。
The bit
ビットデインターリーブ部28は、LLRが書き込まれたメモリから、縦方向に順番にLLRを読み出し(ステップS905)、読み出した映像音声データのLLR(並び替えた映像音声データのLLR)及び入力したパリティデータのLLR(並び替えていないパリティデータのLLR)をビットデインターリーブ後のLLRとしてLDPC符号復号部29に出力する(ステップS906)。ステップS905の処理は、図2のステップS203及び図4に対応する。これにより、図1に示した誤り訂正符号化部10が出力するビットデータと同じ順番で、そのビットデータのLLRがビットデインターリーブ部28から出力されることになる。
The bit
これにより、LDPC符号復号部29は、誤り易いビット(誤っている可能性の高いビット)が誤り訂正能力の高いビット位置へ移行し、誤り難いビット(誤っている可能性の低いビット)が誤り訂正能力の低いビット位置へ移行したビット毎のLLRを入力し、送信装置1と同じ空間結合LDPC符号の復号処理を行い、元の映像音声データに復元することができる。つまり、誤り易いビット(誤っている可能性の高いビット)に対して、誤り訂正能力の高い処理が行われ、元の映像音声データに復元される。また、誤り難いビット(誤っている可能性の低いビット)に対して、誤り訂正能力の低い処理が行われ、元の映像音声データに復元される。
As a result, the LDPC
以上のように、本発明の実施形態による受信装置2によれば、前述の送信装置1からOFDM信号を受信し、ビットデインターリーブ部28は、LLR算出部27の出力データのうち、映像音声データのLLRに対し、送信装置1のビットインターリーブとは逆のビットデインターリーブを行うように定義した所定の規則(キャリア変調において誤り易いビットに対し、誤り訂正能力の高い処理が行われるビットを割り当てると共に、キャリア変調において誤り難いビットに対し、誤り訂正能力の低い処理が行われるビットを割り当てるように定義した規則)に従って、ビットデインターリーブを行うようにした。そして、LDPC符号復号部29は、ビットデインターリーブ部28によるビットデインターリーブ後のビット毎のLLR(並び替えた映像音声データのLLR及び並び替えていないパリティデータのLLR)を入力して復号し、復号後のデータに対し、送信装置1と同じ空間結合LDPC符号の復号処理を行うようにした。
As described above, according to the receiving
これにより、空間結合LDPC符号の復号処理にて、キャリア変調において誤り易いビット(誤っている可能性が高いビット)に割り当てられたLLRに対し、誤り訂正能力の高い処理が行われ、キャリア変調において誤り難いビット(誤っている可能性が低いビット)に割り当てられたLLRに対し、誤り訂正能力の低い処理が行われる。したがって、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。 As a result, in the spatially coupled LDPC code decoding process, a process with high error correction capability is performed on the LLR assigned to a bit that is likely to be erroneous in the carrier modulation (a bit that is likely to be erroneous). Processing with a low error correction capability is performed on LLRs assigned to bits that are difficult to error (bits that are unlikely to be erroneous). Therefore, the overall bit error rate characteristics can be improved.
空間結合LDPC符号の検査行列を用いて誤り訂正符号化されたデータは、図12に示したように、検査行列のデータ系列用領域に対応して誤り訂正能力の高いビットと低いビットとが周期的に現れる。本発明の実施形態による受信装置2によれば、この特性を利用し、空間結合LDPC符号に対応して、キャリア変調方式におけるビット毎の誤り率のばらつきを考慮したビットデインターリーブを行うことにより、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。
As shown in FIG. 12, data that has been subjected to error correction coding using a spatially-coupled LDPC code check matrix has a period of high error correction capability and low bit corresponding to the data sequence area of the check matrix. Will appear. According to the receiving
〔実験結果〕
次に、本発明の実施形態による送信装置1及び受信装置2を含むMIMO−OFDMシステムの計算機シミュレーションの実験結果について説明する。図10は、計算機シミュレーションの実験結果により得られたビット誤り率の特性を示す図である。図10において、菱形印が付された折れ線は、ビットインターリーブの手法を用いない従来技術によるビット誤り率の特性を示し、四角印が付された折れ線は、ビットインターリーブの手法を用いた本発明の実施形態によるビット誤り率の特性を示す。横軸はC/N(dB)であり、縦軸はビット誤り率である。この実験結果は、キャリア変調方式を1024QAM、FFTサイズを8k、GI比を1/8、DVB−T2のLDPC符号(short)をベースとし、符号化率を11/15とした場合の特性である。
〔Experimental result〕
Next, experimental results of a computer simulation of a MIMO-OFDM system including the
図10から、ビットインターリーブの手法を用いた本発明の実施形態では、ビットインターリーブを用いない従来技術に比べ、ビット誤り率=1.00E−7において0.4dB程度の改善が見られることがわかる。 From FIG. 10, it can be seen that in the embodiment of the present invention using the bit interleaving method, an improvement of about 0.4 dB can be seen in the bit error rate = 1.00E-7 as compared with the conventional technique not using the bit interleaving. .
〔他の実施形態/ビットインターリーブ部の処理〕
次に、図1に示した送信装置1において、ビットインターリーブ部11の他の処理について詳細に説明する。前記実施形態では、ビットインターリーブ部11は、誤り訂正符号化部10の出力データのうち映像音声データについて、誤り訂正能力の高いビットに対してキャリア変調の誤り易いビットを割り当てると共に、誤り訂正能力の低いビットに対してキャリア変調の誤り難いビットを割り当てるように定義された規則に従って、ビットインターリーブを行うようにした。他の実施形態では、ビットインターリーブ部11は、誤り訂正符号化部10の出力データのうち映像音声データに加え、パリティデータについても、前記規則に従ったビットインターリーブを行う。
[Other Embodiments / Processing of Bit Interleave Unit]
Next, another process of the
図2に示したフローチャートを参照して、他の実施形態におけるビットインターリーブ部11は、誤り訂正符号化部10から符号化されたデータ(ビット列)を入力し(ステップS201)、所定のビットインターリーブ長単位にデータを切り出す(ステップS202)。
Referring to the flowchart shown in FIG. 2,
図13は、他の実施形態において、図2に示したビットインターリーブ長単位の切り出し処理(ステップS202)を説明する図である。ビットインターリーブ部11は、誤り訂正符号化部10の出力データ、すなわち映像音声データ及びパリティデータに対し、所定のビットインターリーブ長単位に切り出しを行う。前述のとおり、映像音声データには、列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビット群と、列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群とが一定の周期で現れ、パリティデータには、列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群が現れる。
FIG. 13 is a diagram illustrating the cut-out processing (step S202) in bit interleave length units shown in FIG. 2 in another embodiment. The
空間結合LDPC符号長の符号化データ(符号化されたデータ(ビット列))を構成する映像音声データをL個(周期の個数)に均等に分割したときの1個分の映像音声データ(1周期分の映像音声データ)と、空間結合LPDC符号長の符号化データを構成するパリティデータをL個(映像音声データと同じ周期の個数)に均等に分割したときの1個分のパリティデータとを合わせたデータ長を、所定のビットインターリーブ長とする。 One video / audio data (one cycle) when the video / audio data constituting the encoded data (encoded data (bit string)) of the spatially coupled LDPC code length is equally divided into L (number of cycles) Video / audio data) and parity data for one piece when the parity data constituting the encoded data of the spatially coupled LPDC code length is equally divided into L pieces (the same number of cycles as the video / audio data). The combined data length is a predetermined bit interleave length.
ここで、空間結合LDPC符号の検査行列は、LDPC符号の検査行列をL個結合して生成された行列であるものとする。この場合、誤り訂正符号化部10は、所定長の映像音声データに対し、空間結合LDPC符号の検査行列を用いて誤り訂正符号化を行い、L個のデータからなる映像音声データと、(L+1)個のデータからなるパリティデータとを順次生成し、空間結合LDPC符号長の符号化データを生成する。空間結合LDPC符号長の符号化データを構成するパリティデータは(L+1)個のデータから構成されるが、これをL個のデータから構成されるように分割する。すなわち、ビットインターリーブ部11は、ビットインターリーブ長の切り出し処理において、空間結合LDPC符号長の符号化データを構成する映像音声データ及びパリティデータをL個のデータにそれぞれ分割し、分割した1個の映像音声データと分割した1個のパリティデータとを順次結合し、ビットインターリーブ長単位のデータを生成する。
Here, the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code is assumed to be a matrix generated by combining L parity check matrices of the LDPC code. In this case, the error
この所定のビットインターリーブ長は、空間結合LDPC符号の検査行列及びLDGM部に応じて予め設定される。つまり、図13に示すように、ビットインターリーブ長単位のデータには、その先頭領域に、列重みが大きく誤り訂正能力の高いビット群が存在し、その後ろの領域に、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビット群が存在し、さらに、その後ろの領域に、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビット群が存在する。 This predetermined bit interleave length is set in advance according to the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code and the LDGM part. That is, as shown in FIG. 13, in the bit interleave length unit data, there is a bit group having a large column weight and a high error correction capability in the head area, and an error correction having a small column weight in the subsequent area. A bit group having a low capability exists, and further, a bit group having a low column weight and a low error correction capability exists in the subsequent area.
図2に戻って、ビットインターリーブ部11は、ステップS202にて切り出したビットインターリーブ長単位のデータ(ビット列)を、所定の縦横サイズのメモリに対し、縦方向に順番に書き込む(ステップS203)。メモリのサイズは、ビットインターリーブ長単位のデータの全てを書き込み可能な容量とする。所定の横サイズ(列の数)は、キャリア変調部12においてキャリア変調を行う際の変調ビット数の整数倍とする。キャリア変調方式が64QAMの場合には、例えば所定の横サイズを6ビット(変調ビット数6を1倍したサイズ)とする。また、所定の縦サイズ(行の数)は、切り出したデータの全てがメモリに書き込まれるサイズとする。
Returning to FIG. 2, the
図14は、他の実施形態において、図2に示した縦方向の書き込み処理(ステップS203)を説明する図である。ビットインターリーブ部11は、切り出したデータを、メモリの左端の列の上から下へ向けて縦方向に順番に書き込み、左端の書き込みが完了すると、次の列の上から下へ向けて縦方向に順番に書き込み、右端の列へ向けて順番に書き込む。図14の例は、切り出したデータのうち、映像音声データにおける列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットが、メモリの左端の列に書き込まれ、映像音声データにおける列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットが、左端の次の列から右端の列へ向けて書き込まれ、さらに、パリティデータである列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットが、右端の列に書き込まれている。
FIG. 14 is a diagram for explaining the vertical writing process (step S203) shown in FIG. 2 in another embodiment. The
尚、メモリの縦横サイズによっては、メモリの左端の列に、映像音声データにおける列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットの全てと、映像音声データにおける列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットの一部とが書き込まれる場合もある。また、メモリの左端の列だけでなくその右隣の列等に、映像音声データにおける列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットが書き込まれる場合もある。映像音声データにおける列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットが書き込まれる列、及びパリティデータである列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットが書き込まれる列についても同様である。 Depending on the vertical and horizontal size of the memory, the leftmost column of the memory may include all bits having a large column weight in the video / audio data and a high error correction capability, and a bit having a small column weight in the video / audio data and a low error correction capability. May be written. In addition, not only the leftmost column of the memory but also a column adjacent to the right side thereof may be written with bits having high column weight and high error correction capability in the video / audio data. The same applies to a column in which bits having a small column weight in the video / audio data and a low error correction capability are written, and a column in which parity data having a small column weight and a low error correction capability are written.
また、映像音声データにおける列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットが書き込まれるメモリの列数、映像音声データにおける列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットが書き込まれるメモリの列数、及びパリティデータである列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットが書き込まれるメモリの列数は、図13に示した空間結合LDPC符号長の符号化データに含まれるそれぞれのビット数に応じて予め設定される。 In addition, the number of memory columns in which bits with high column weight in video / audio data and high error correction capability are written, the number of columns in memory in which bits with low column weight in video / audio data and low error correction capability are written, and parity data The number of memory columns in which bits having a small column weight and low error correction capability are written is preset according to the number of bits included in the encoded data of the spatially coupled LDPC code length shown in FIG.
図2に戻って、ビットインターリーブ部11は、メモリからデータを、横方向に順番に読み出す(ステップS204)。これにより、所定の横サイズである変調ビット数の整数倍のビット長毎に、先頭のビット位置に、映像音声データにおける列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットが配置され、次のビット位置から最終のビット位置の直前の位置までに、映像音声データにおける列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットが配置され、最終のビット位置に、パリティデータである列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットが配置されたビット列が構成される。
Returning to FIG. 2, the
図15は、他の実施形態において、図2に示した横方向の読み出し処理(ステップS204)を説明する図である。ステップS203による縦方向の書き込み処理にてメモリに書き込まれたデータは、図15の上段に示すように配置されている。この配置は図14に示したものと同じである。ビットインターリーブ部11は、メモリの最上行の左から右へ向けて横方向に順番に読み出し、最上行の読み出しが完了すると、次の行の左から右へ向けて横方向に順番に読み出し、最下行へ向けて順番に読み出す。これにより、図15の下段に示すように、変調ビット数の整数倍の単位で、左から右へ向けて、映像音声データにおける列重みが大きく誤り訂正能力の高いビット(1ビット長のビットデータ)と、映像音声データにおける列重みが小さく誤り訂正能力の低いビット(変調ビット数の整数倍−2ビット長のビットデータ)と、パリティデータである列重みが小さく誤り訂正能力の低いビット(1ビット長のビットデータ)とからなるビット群が構成される。
FIG. 15 is a diagram for explaining the horizontal reading process (step S204) shown in FIG. 2 in another embodiment. Data written in the memory by the vertical writing process in step S203 is arranged as shown in the upper part of FIG. This arrangement is the same as that shown in FIG. The
図2に戻って、ビットインターリーブ部11は、メモリから読み出した変調ビット数の整数倍単位のビット群に対し、予め設定されたテーブルに格納された並び替え規則に従って、列重みの大きいビットを誤り易いビット位置(変調ビット長における下位ビット位置)へ移行させ、列重みの小さいビットを誤り難いビット位置(変調ビット長における上位ビット位置)へ移行させることで、ビット単位の並び替えであるビットインターリーブを行う(ステップS205)。
Returning to FIG. 2, the
そして、ビットインターリーブ部11は、ステップS205によるビットインターリーブ後のデータをキャリア変調部12に出力する(ステップS206)。
Then, the
図16は、他の実施形態において、図2に示した並び替え処理(ステップS205)を説明する図である。ステップS204による横方向の読み出し処理にてメモリから読み出されたデータは、図16の上段に示すように配置されている。列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットが左端のビット位置に配置されており、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットがそれ以外のビット位置に配置されている。ビットインターリーブ部11は、予め設定されたテーブルに格納された並び替え規則に従って、左端に配置された列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットを、予め設定された誤り易いビット位置へ移行し、それ以外の列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットを、予め設定された他の位置へ移行するように、並び替えを行う。
FIG. 16 is a diagram for explaining the rearrangement process (step S205) shown in FIG. 2 in another embodiment. The data read from the memory in the horizontal reading process in step S204 is arranged as shown in the upper part of FIG. Bits with a large column weight and high error correction capability are arranged at the leftmost bit position, and bits with a small column weight and low error correction capability are arranged at other bit positions. The
以上のように、本発明の他の実施形態による送信装置1によれば、ビットインターリーブ部11は、誤り訂正符号化部10の出力データである映像音声データ及びパリティデータに対し、所定の規則(列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットに対し、キャリア変調において誤り易いビットを割り当てると共に、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットに対し、キャリア変調において誤り難いビットを割り当てるように定義した規則)に従って、ビットインターリーブを行うようにした。
As described above, according to the
これにより、キャリア変調されたOFDM信号が後述する受信装置2へ送信されると、受信装置2が、送信装置1のビットインターリーブとは逆のビットデインターリーブを行い、空間結合LDPC符号の誤り訂正符号復号を行うことで、誤り易いビットに割り当てられたビットデータに対し誤り訂正能力の高い処理が行われ、誤り難いビットに割り当てられたビットデータに対し誤り訂正能力の低い処理が行われる。したがって、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。
As a result, when the carrier-modulated OFDM signal is transmitted to the receiving
非正則LDPCブロック符号の検査行列を元とする空間結合LDPC符号の検査行列を用いて誤り訂正符号化されたデータは、図12に示したように、検査行列のデータ系列用領域に対応して誤り訂正能力の高いビットと低いビットとが周期的に現れ、パリティ系列用領域に対応して誤り訂正能力の低いビットが現れる。本発明の他の実施形態による送信装置1によれば、この特性を利用し、空間結合LDPC符号に対応して、キャリア変調方式におけるビット毎の誤り率のばらつきを考慮したビットインターリーブを行うことにより、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。
As shown in FIG. 12, data that has been subjected to error correction coding using a parity check matrix of a spatially coupled LDPC code based on a parity check matrix of a non-regular LDPC block code corresponds to the data sequence area of the check matrix. Bits with high and low error correction capability appear periodically, and bits with low error correction capability appear in correspondence with the parity sequence area. According to the
〔他の実施形態/ビットデインターリーブ部の処理〕
次に、図7に示した受信装置2において、図8に示したビットデインターリーブ部28の処理について詳細に説明する。前記実施形態では、ビットデインターリーブ部28は、LLR算出部27の出力データのうち映像音声データのLLRに対し、図1に示したビットインターリーブ部11に対する逆の手順の処理を行うように定義された所定の規則に従って、ビットデインターリーブを行うようにした。他の実施形態では、ビットデインターリーブ部28は、LLR算出部27の出力データである映像音声データ及びパリティデータのLLRに対し、図1に示した他の実施形態におけるビットインターリーブ部11に対する逆の手順の処理を行うように定義された所定の規則に従って、ビットデインターリーブを行う。
[Other Embodiments / Processing of Bit Deinterleave Unit]
Next, the processing of the bit
図9に示したフローチャートを参照して、他の実施形態におけるビットデインターリーブ部28は、LLR算出部27からビット毎のLLRを入力し(ステップS901)、図13に示したビットインターリーブ長単位と同じ長さのビットデインターリーブ長単位に、映像音声データ及びパリティデータのLLRを切り出す(ステップS902)。
Referring to the flowchart shown in FIG. 9, the
ビットデインターリーブ部28は、ステップS902にて切り出したビットデインターリーブ長単位のLLRについて、変調ビット数の整数倍の長さ毎に、図2のステップS205及び図16に示したビットインターリーブに対応したLLR単位の並び替えであるビットデインターリーブを行う(ステップS903)。すなわち、送信装置1のビットインターリーブとは逆の並び替えの処理を行う。これにより、図16を参照して、誤り易いビット位置に格納されたビットデータのLLRが左端(列重みの大きいビット位置)へ移行し、LLRは、元のビット位置に戻される。
The
ビットデインターリーブ部28は、ビットデインターリーブ後のLLRを、図14等に示したメモリと同じサイズのメモリに、横方向に順番に書き込む(ステップS904)。この処理は、図2のステップS204及び図15に対応する。図15を参照して、誤り易いビット位置から移行したビットデータのLLRが左端にそれぞれ書き込まれる。
The bit
ビットデインターリーブ部28は、LLRが書き込まれたメモリから、縦方向に順番にLLRを読み出し(ステップS905)、読み出したLLRをLDPC符号復号部29に出力する(ステップS906)。ステップS905の処理は、図2のステップS203及び図14に対応する。これにより、図1に示した誤り訂正符号化部10が出力するビットデータと同じ順番で、そのビットデータのLLRがビットデインターリーブ部28から出力されることになる。
The bit
これにより、LDPC符号復号部29は、誤り易いビット(誤っている可能性の高いビット)が誤り訂正能力の高いビット位置へ移行し、誤り難いビット(誤っている可能性の低いビット)が誤り訂正能力の低いビット位置へ移行したビット毎のLLRを入力し、送信装置1と同じ空間結合LDPC符号の復号処理を行い、元の映像音声データに復元することができる。つまり、誤り易いビット(誤っている可能性の高いビット)に対して、誤り訂正能力の高い処理が行われ、元の映像音声データに復元される。また、誤り難いビット(誤っている可能性の低いビット)に対して、誤り訂正能力の低い処理が行われ、元の映像音声データに復元される。
As a result, the LDPC
以上のように、本発明の他の実施形態による受信装置2によれば、前述の他の実施形態による送信装置1からOFDM信号を受信し、ビットデインターリーブ部28は、前段のLLR算出部27の出力データである映像音声データ及びパリティデータのLLRに対し、本発明の他の実施形態による送信装置1のビットインターリーブとは逆のビットデインターリーブを行うように定義した所定の規則(キャリア変調において誤り易いビットに対し、誤り訂正能力の高い処理が行われるビットを割り当てると共に、キャリア変調において誤り難いビットに対し、誤り訂正能力の低い処理が行われるビットを割り当てるように定義した規則)に従って、ビットデインターリーブを行うようにした。そして、LDPC符号復号部29は、ビットデインターリーブ部28によるビットデインターリーブ後のビット毎のLLRを入力して復号し、復号後のデータに対し、送信装置1と同じ空間結合LDPC符号の復号処理を行うようにした。
As described above, according to the receiving
これにより、空間結合LDPC符号の復号処理にて、キャリア変調において誤り易いビット(誤っている可能性が高いビット)に割り当てられたLLRに対し、誤り訂正能力の高い処理が行われ、キャリア変調において誤り難いビット(誤っている可能性が低いビット)に割り当てられたLLRに対し、誤り訂正能力の低い処理が行われる。したがって、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。 As a result, in the spatially coupled LDPC code decoding process, a process with high error correction capability is performed on the LLR assigned to a bit that is likely to be erroneous in the carrier modulation (a bit that is likely to be erroneous). Processing with a low error correction capability is performed on LLRs assigned to bits that are difficult to error (bits that are unlikely to be erroneous). Therefore, the overall bit error rate characteristics can be improved.
空間結合LDPC符号の検査行列を用いて誤り訂正符号化されたデータは、図12に示したように、検査行列のデータ系列用領域に対応して誤り訂正能力の高いビットと低いビットとが周期的に現れ、パリティ系列用領域に対応して誤り訂正能力の低いビットが現れる。本発明の他の実施形態による受信装置2によれば、この特性を利用し、空間結合LDPC符号に対応して、キャリア変調方式におけるビット毎の誤り率のばらつきを考慮したビットデインターリーブを行うことにより、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。
As shown in FIG. 12, data that has been subjected to error correction coding using a spatially-coupled LDPC code check matrix has a period of high error correction capability and low bit corresponding to the data sequence area of the check matrix. Appear, and bits with low error correction capability appear corresponding to the parity sequence area. According to the receiving
〔実験結果〕
次に、本発明の他の実施形態による送信装置1及び受信装置2を含むMIMO−OFDMシステムの計算機シミュレーションの実験結果について説明する。図17は、他の実施形態において、計算機シミュレーションの実験結果により得られたビット誤り率の特性を示す図である。図17において、菱形印が付された折れ線は、ビットインターリーブの手法を用いない従来技術によるビット誤り率の特性を示し、三角印が付された折れ線は、ビットインターリーブの手法を用いた本発明の他の実施形態によるビット誤り率の特性を示す。横軸はC/N(dB)であり、縦軸はビット誤り率である。この実験結果は、キャリア変調方式を64QAM、FFTサイズを32k、GI比を1/8、符号化率を約3/4とした場合の特性である。
〔Experimental result〕
Next, an experimental result of a computer simulation of a MIMO-OFDM system including the
図17から、ビットインターリーブの手法を用いた本発明の他の実施形態では、ビットインターリーブを用いない従来技術に比べ、ビット誤り率=1.00E−7において0.2dB程度の改善が見られることがわかる。 From FIG. 17, in another embodiment of the present invention using the bit interleaving method, an improvement of about 0.2 dB can be seen at a bit error rate = 1.00E−7 as compared with the conventional technique that does not use bit interleaving. I understand.
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。前記実施形態では、送信装置1のキャリア変調部12は、QAM変調方式にグレー符号を適用した方式によりキャリア変調を行うようにしたが、キャリア変調方式はこの方式に限定されるものではない。QAM変調方式にグレー符号を適用した方式では、変調ビット長において最上位ビットが最も誤り難くなり、最下位ビットが最も誤り易くなるが、本発明は、変調ビット長のビット位置に応じて誤りの程度が異なるキャリア変調方式に適用がある。
The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. In the above-described embodiment, the
また、図1に示した送信装置1のビットインターリーブ部11は、図6及び図16に示したように、左端に配置された列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットを、予め設定された誤り易いビット位置へ移行する並び替えのみを行うようにしてもよい。また、ビットインターリーブ部11は、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットを、予め設定された誤り難いビット位置へ移行する並び替えのみを行うようにしてもよい。また、ビットインターリーブ部11は、列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットを、予め設定された誤り易いビット位置へ移行する並び替えを行うと共に、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットを、予め設定された誤り難いビット位置へ移行する並び替えを行うようにしてもよい。
Further, as shown in FIGS. 6 and 16, the
また、図1に示した送信装置のビットインターリーブ部11は、列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビット群と、列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群とが周期的に現れる1周期分の映像音声データのデータ長をビットインターリーブ長として、切り出しを行うようにした。この1周期分の映像音声データは、空間結合LDPC符号長の符号化データを構成する映像音声データがL個に均等に分割されたときの1個分の映像音声データに相当する。また、他の実施形態では、ビットインターリーブ部11は、1周期分の映像音声データ(空間結合LDPC符号長の符号化データを構成する映像音声データがL個に均等に分割されたときの1個分の映像音声データ)と前記1周期分の映像音声データと同じ周期数で分割したパリティデータ(空間結合LDPC符号長の符号化データを構成するパリティデータがL個に均等に分割されたときの1個分のパリティデータ)とのデータ長をビットインターリーブ長として、切り出しを行うようにした。これに対し、ビットインターリーブ部11は、前記誤り訂正能力の高いビット群と誤り訂正能力の低いビット群とが周期的に現れる複数周期分の映像音声データ(前記分割した複数個の映像音声データ)のデータ長をビットインターリーブ長として、切り出しを行うようにしてもよい。また、他の実施形態において、ビットインターリーブ部11は、1周期分の映像音声データと前記1周期分の映像音声データと同じ周期数で分割したパリティデータとのデータ長を複数倍したデータ長をビットインターリーブ長として、切り出しを行うようにしてもよい。
In addition, the
〔複数テーブル〕
また、図1に示した送信装置1のビットインターリーブ部11は、予め設定されたテーブルに格納された並び替え規則に従って、ビットインターリーブ長のビット列毎に、列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットを誤り易いビット位置へ移行し、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットを誤り難いビット位置へ移行するように、並び替えを行うようにした。この場合、並び替え規則が格納されたテーブルは1つであってもよいし、複数であってもよい。ビットインターリーブ部11は、1つのテーブルを用いて並び替えを行う場合、ビットインターリーブ長のビット列毎に、同じ並び替え規則に従ってビットを移行する。これに対し、ビットインターリーブ部11は、異なる並び替え規則が格納された複数のテーブルを用いて並び替えを行う場合、ビットインターリーブ長のビット列毎に、複数のテーブルのうちの1つを、同じ選択確率になるように任意に選択し、選択したテーブルに格納された並び替え規則に従ってビットを移行する。
[Multiple tables]
Further, the
例えば、第1のテーブルには、列重みが大きく誤り訂正能力の高い所定位置の1ビットを誤り易い第1のビット位置へ移行する並び替え規則が格納されており、第2のテーブルには、列重みが大きく誤り訂正能力の高い同じ所定位置の1ビットを誤り易い第2のビット位置(第1とは異なるビット位置)へ移行する並び替え規則が格納されているものとする。ビットインターリーブ部11は、最初のビットインターリーブ長のビット列に対して、第1のテーブルに格納された並び替え規則に従って、列重みが大きく誤り訂正能力の高い所定位置の1ビットを誤り易い第1のビット位置へ移行し、次のビットインターリーブ長のビット列に対して、第2のテーブルに格納された並び替え規則に従って、列重みが大きく誤り訂正能力の高い所定位置の1ビットを誤り易い第2のビット位置へ移行する。このように、ビットインターリーブ部11は、ビットインターリーブ長のビット列毎に、第1のテーブルと第2のテーブルとを交互に選択して並び替えを行う。この場合、ビットインターリーブ部11は、第1のテーブルと第2のテーブルとを、交互ではなく、所定回数内で同じ回数分選択するようにしてもよい。
For example, the first table stores a rearrangement rule for shifting one bit at a predetermined position having a large column weight and a high error correction capability to the first bit position where error is likely to occur, and the second table includes It is assumed that a rearrangement rule for storing one bit at the same predetermined position having a high column weight and high error correction capability to a second bit position (a bit position different from the first) that is likely to be erroneous is stored. The
これにより、列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットの移行先である誤り易いビット位置が複数存在する場合、列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットを、複数の誤り易いビット位置に均一に分散させることができる。また、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットの移行先である誤り難いビット位置が複数存在する場合も、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットを、複数の誤り難いビット位置に均一に分散させることができる。したがって、ビット毎の誤り率のばらつきを一層考慮したビットインターリーブを行うことができ、全体のビット誤り率の特性を一層向上させることができる。 As a result, when there are multiple error-prone bit positions that are the migration destinations of bits with high column weight and high error correction capability, evenly distribute bits with high column weight and high error correction capability to multiple bit positions with easy error correction. Can be made. Also, even when there are multiple bit positions that are difficult to error that are the destinations of bits with low column weight and low error correction capability, evenly distribute bits with low column weight and low error correction capability to multiple bit positions that are difficult to error. Can be made. Therefore, bit interleaving can be performed in consideration of variations in the error rate for each bit, and the overall bit error rate characteristics can be further improved.
また、図8に示した受信装置2における誤り訂正符号復号部26のビットデインターリーブ部28は、予め設定されたテーブルに格納された並び替え規則に従って、ビットインターリーブ長と同じ長さのビットデインターリーブ長のビット列毎に、誤り易いビット(誤っている可能性の高いビット)を誤り訂正能力の高いビット位置へ移行し、誤り難いビット(誤っている可能性の低いビット)を誤り訂正能力の低いビット位置へ移行するように、並び替えを行うようにした。この場合、並び替え規則が格納されたテーブルは1つであってもよいし、複数であってもよい。ビットデインターリーブ部28は、1つのテーブルを用いて並び替えを行う場合、ビットデインターリーブ長のビット列毎に、同じ並び替え規則に従ってLLRを移行する。これに対し、ビットデインターリーブ部28は、異なる並び替え規則が格納された複数のテーブルを用いて並び替えを行う場合、ビットデインターリーブ長のビット列毎に、複数のテーブルのうちの1つを、同じ選択確率になるように任意に選択し、選択したテーブルに格納された並び替え規則に従ってLLRを移行する。
Further, the
例えば、第1のテーブルには、第1の誤り易いビット(誤っている可能性の高いビット)を誤り訂正能力の高い所定ビット位置へ移行する並び替え規則が格納されており、第2のテーブルには、第2の誤り易いビット(第1とは異なる誤り易いビット、誤っている可能性の高いビット)を誤り訂正能力の高い前記と同じ所定ビット位置へ移行する並び替え規則が格納されているものとする。ビットデインターリーブ部28は、最初のビットデインターリーブ長のビット列に対して、第1のテーブルに格納された並び替え規則に従って、第1の誤り易いビット(誤っている可能性の高いビット)のLLRを誤り訂正能力の高い所定ビット位置へ移行し、次のビットデインターリーブ長のビット列に対して、第2のテーブルに格納された並び替え規則に従って、第2の誤り易いビット(誤っている可能性の高いビット)のLLRを誤り訂正能力の高い所定ビット位置へ移行する。このように、ビットデインターリーブ部28は、ビットデインターリーブ長のビット列毎に、第1のテーブルと第2のテーブルとを交互に選択して並び替えを行う。この場合、ビットデインターリーブ部28は、第1のテーブルと第2のテーブルとを、交互ではなく、所定回数内で同じ回数分選択するようにしてもよい。
For example, the first table stores a rearrangement rule for shifting the first error-prone bit (bit that is highly likely to be erroneous) to a predetermined bit position having a high error correction capability. The second table Is stored with a rearrangement rule for shifting the second error-prone bit (a bit error-prone bit different from the first and a bit that is likely to be erroneous) to the same predetermined bit position as described above having a high error correction capability. It shall be. The bit
これにより、誤り易いビット(誤っている可能性の高いビット)が複数存在する場合、複数の誤り易いビット(誤っている可能性の高いビット)位置から誤り訂正能力の高いビット位置へ均一に移行することができる。また、誤り難いビット(誤っている可能性の低いビット)が複数存在する場合も、複数の誤り難いビット(誤っている可能性の低いビット)位置から誤り訂正能力の低いビット位置へ均一に移行することができる。したがって、ビット毎の誤り率のばらつきを一層考慮したビットデインターリーブを行うことができ、全体のビット誤り率の特性を一層向上させることができる。 As a result, when there are multiple bits that are prone to error (bits that are likely to be erroneous), the transition is made uniformly from the positions of multiple bits that are prone to error (bits that are likely to be erroneous) to those that have high error correction capability. can do. In addition, even when there are multiple bits that are unlikely to be erroneous (bits that are unlikely to be erroneous), a uniform transition is made from the positions of multiple bits that are unlikely to be erroneous (bits that are unlikely to be erroneous) to bit positions with low error correction capability can do. Therefore, bit deinterleaving can be performed in consideration of variations in the error rate for each bit, and the overall bit error rate characteristics can be further improved.
1 送信装置
2 受信装置
10 誤り訂正符号化部
11 ビットインターリーブ部
12 キャリア変調部
13 シンボル分割部
14−1,14−2 OFDMフレーム化部
15−1,15−2 IFFT部
20−1,20−2 有効シンボル期間抽出部
21−1,21−2 FFT部
22−1,22−2 SP抽出部
23 伝送路応答算出部
24 MIMO等化/偏波分離部
25 シンボル合成部
26 誤り訂正符号復号部
27 LLR算出部
28 ビットデインターリーブ部
29 LDPC符号復号部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記伝送対象のデータに対し、空間結合LDPC符号の検査行列を用いて誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部と、
前記誤り訂正符号化部により誤り訂正符号化されたデータを入力し、前記空間結合LDPC符号の検査行列における列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビットに対し、前記キャリア変調における所定数の変調ビットのうち誤り易いビットを割り当てると共に、前記空間結合LDPC符号の検査行列における列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビットに対し、前記キャリア変調における所定数の変調ビットのうち誤り難いビットを割り当てる規則に従って、前記入力したデータに対してビットインターリーブを行うビットインターリーブ部と、
前記ビットインターリーブ部によりビットインターリーブされたデータに対し、所定の変調方式にてキャリア変調を行うキャリア変調部と、を備え、
前記ビットインターリーブ部は、
前記誤り訂正符号化部により誤り訂正符号化されたデータのうち、前記列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビット群と、前記列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群とが周期的に現れた1周期分または複数周期分のデータを切り出し、前記切り出したデータを単位として前記所定の変調方式における変調ビット数の整数倍毎に、前記規則に従ってビットインターリーブを行う、ことを特徴とする送信装置。 In a transmission device that performs error correction coding on data to be transmitted, performs carrier modulation by a predetermined modulation method, and transmits a transmission signal.
An error correction encoding unit that performs error correction encoding on the transmission target data using a parity check matrix of a spatially coupled LDPC code;
Data that has been subjected to error correction coding by the error correction coding unit is input, and a predetermined number in the carrier modulation is applied to bits having high error correction capability corresponding to a region having a large column weight in the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code. Of the predetermined number of modulation bits in the carrier modulation with respect to bits having low error correction capability corresponding to a region having a small column weight in the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code. A bit interleaving unit that performs bit interleaving on the input data according to a rule for assigning difficult bits;
A carrier modulation unit that performs carrier modulation on the data interleaved by the bit interleaving unit by a predetermined modulation method,
The bit interleave unit is
Of the data error-correction-encoded by the error-correction encoder, a bit group having a high error correction capability corresponding to the region having a large column weight and a bit having a low error correction capability corresponding to the region having a small column weight Cutting out data for one period or a plurality of periods in which a group appears periodically, and performing bit interleaving according to the rule for each integer multiple of the number of modulation bits in the predetermined modulation scheme, with the cut out data as a unit; A transmission apparatus characterized by the above.
前記ビットインターリーブ部は、
前記誤り訂正符号化部により誤り訂正符号化されたデータのうち、前記列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビット群と、前記列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群とが周期的に現れた1周期分または複数周期分のデータを切り出すと共に、前記1周期分または複数周期分のデータと同じ周期数のパリティデータを切り出し、前記切り出した1周期分のデータ及びパリティデータを単位として、または前記切り出した複数周期分のデータ及びパリティデータを単位として、前記所定の変調方式における変調ビット数の整数倍毎に、前記規則に従ってビットインターリーブを行う、ことを特徴とする送信装置。 The transmission apparatus according to claim 1,
The bit interleave unit is
Of the data error-correction-encoded by the error-correction encoder, a bit group having a high error correction capability corresponding to the region having a large column weight and a bit having a low error correction capability corresponding to the region having a small column weight Cut out data for one cycle or a plurality of cycles in which a group appears periodically, cut out parity data having the same number of cycles as the data for one cycle or a plurality of cycles, Bit interleaving is performed in accordance with the rules for each integer multiple of the number of modulation bits in the predetermined modulation scheme, using parity data as a unit or the cut out data and parity data for a plurality of periods as a unit. Transmitter device.
前記ビットインターリーブ部は、
複数の前記規則に従ってビットインターリーブを行い、少なくとも、第1の規則により、前記入力したデータの所定ビットに対し第1のビットを割り当て、第2の規則により、前記所定ビットに対し前記第1のビットとは異なる第2のビットを割り当てるようにした、ことを特徴とする送信装置。 The transmission device according to claim 1 or 2 ,
The bit interleave unit is
Performs bit interleaving in accordance with a plurality of the rules, at least, the first rule, allocates a first bit for a given bit of data the input, the second rule, the first bit to said predetermined bit A transmission device characterized in that a second bit different from the above is assigned.
前記復調した信号のLLR(対数尤度比)をビット毎に算出するLLR算出部と、
前記LLR算出部により算出されたビット毎のLLRを入力し、前記キャリア変調における所定数の変調ビットのうち誤り易いビットに対し、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正符号復号における誤り訂正能力の高いビットを割り当てると共に、前記キャリア変調における所定数の変調ビットのうち誤り難いビットに対し、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正符号復号における誤り訂正能力の低いビットを割り当てる規則に従って、前記入力したビット毎のLLRに対してビットデインターリーブを行うビットデインターリーブ部と、
前記ビットデインターリーブ部によりビットデインターリーブされたLLRを入力して復号し、前記復号したデータに対し、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正符号復号を行うLDPC符号復号部と、を備え、
前記ビットデインターリーブ部は、
前記LLR算出部により算出されたビット毎のLLRのうち、前記空間結合LDPC符号の検査行列における列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビット群と、列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群とが周期的に現れた1周期分または複数周期分のデータと同じ数のLLRを切り出し、前記切り出したLLRを単位として前記所定の変調方式における変調ビット数の整数倍毎に、前記規則に従ってビットデインターリーブを行う、ことを特徴とする受信装置。 A transmission signal, which is error-correction-coded using a check matrix of a spatially coupled LDPC code and carrier-modulated by a predetermined modulation method, is received from a transmitter, and the received transmission signal is demodulated and error-correction code decoding is performed. In the receiving device that restores the original data,
An LLR calculator that calculates an LLR (log likelihood ratio) of the demodulated signal for each bit;
A bit having a high error correction capability in the error correction code decoding of the spatially coupled LDPC code is input to the LLR for each bit calculated by the LLR calculation unit, and an error-prone bit among the predetermined number of modulation bits in the carrier modulation. And an LLR for each input bit according to a rule that assigns a bit having low error correction capability in error correction code decoding of the spatially coupled LDPC code to a bit that is difficult to error among a predetermined number of modulation bits in the carrier modulation. A bit deinterleaving unit that performs bit deinterleaving on
An LDPC code decoding unit that inputs and decodes the LLR bit-deinterleaved by the bit deinterleaving unit, and performs error correction code decoding of the spatially coupled LDPC code on the decoded data;
The bit deinterleave unit is
Of the LLRs for each bit calculated by the LLR calculation unit, a bit group having a high error correction capability corresponding to a region having a large column weight in the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code and an error corresponding to a region having a small column weight The same number of LLRs as data for one period or a plurality of periods in which a bit group having a low correction capability appears periodically is extracted, and every integer multiple of the number of modulation bits in the predetermined modulation method using the extracted LLR as a unit And a bit deinterleaving according to the rule.
前記ビットデインターリーブ部は、
前記LLR算出部により算出されたビット毎のLLRのうち、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正符号化が行われることで生成される、前記空間結合LDPC符号の検査行列における列重みの大きい領域に対応する誤り訂正能力の高いビット群と、列重みの小さい領域に対応する誤り訂正能力の低いビット群とが周期的に現れた1周期分または複数周期分のデータと同じ数のLLRを切り出すと共に、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正符号化が行われることで生成されるパリティデータのLLRであって、前記1周期分または複数周期分のデータと同じ周期数のLLRを切り出し、前記切り出した1周期分のデータのLLR及びパリティデータのLLRを単位として、または前記切り出した複数周期分のデータのLLR及びパリティデータのLLRを単位として、前記所定の変調方式における変調ビット数の整数倍毎に、前記規則に従ってビットデインターリーブを行う、ことを特徴とする受信装置。 The receiving device according to claim 4 ,
The bit deinterleave unit is
Corresponds to a region with a large column weight in the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code generated by performing error correction coding of the spatially coupled LDPC code among the LLRs for each bit calculated by the LLR calculating unit. Cutting out the same number of LLRs as data for one period or a plurality of periods in which a bit group having a high error correction capability and a bit group having a low error correction capability corresponding to a region having a small column weight appear periodically, An LLR of parity data generated by performing error correction coding of the spatially coupled LDPC code, and an LLR having the same cycle number as that of the data for one period or a plurality of periods is extracted, and the extracted one period Data LLR and parity data LLR as a unit, or the extracted LLR and parity data of a plurality of periods. A unit of data of the LLR, for each integral multiple of the number of modulation bits in said predetermined modulation scheme, performs bit deinterleaving in accordance with the rules, that the received apparatus according to claim.
前記ビットデインターリーブ部は、
複数の前記規則に従ってビットデインターリーブを行い、少なくとも、第1の規則により、第1のビットに対し所定ビットを割り当て、第2の規則により、前記第1のビットとは異なる第2のビットに対し前記所定ビットを割り当てるようにした、ことを特徴とする受信装置。 The receiving device according to claim 4 or 5 ,
The bit deinterleave unit is
Bit deinterleaving is performed according to a plurality of the rules, at least a predetermined bit is assigned to the first bit according to the first rule, and a second bit different from the first bit is allocated according to the second rule The receiving apparatus, wherein the predetermined bits are assigned.
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