JP6404621B2 - Transmitting apparatus, receiving apparatus and transmission system - Google Patents
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本発明は、空間結合LDPC(Low Density Parity Check:低密度パリティチェック)符号を用いた場合の処理負荷を低減する送信装置、受信装置及び伝送システムに関する。 The present invention relates to a transmission apparatus, a reception apparatus, and a transmission system that reduce processing load when a spatially coupled LDPC (Low Density Parity Check) code is used.
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
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17は、非正則LDPC符号の検査行列及びLDGM(Low Density Generator Matrix)部を説明する図である。この検査行列は、データ系列用のデータに対応する行列であり、LDGM部は、パリティ系列用のパリティデータに対応する行列である。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、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. 17 is a diagram illustrating a parity check matrix of an irregular LDPC code and an LDGM (Low Density Generator Matrix) unit. The check matrix is a matrix corresponding to data series data, and the LDGM portion is a matrix corresponding to parity data parity data. 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 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、例えば映像音声データを符号化した場合、符号化後のデータ(符号化データ)は、映像音声データ及びパリティデータからなる。符号化後の映像音声データは、元の映像音声データであり、パリティデータは、検査行列及びLDGM部を用いて生成される。 For example, when video / audio data is encoded using the LDPC code check matrix and the LDGM unit, the encoded data (encoded data) includes video / audio data and parity data. The encoded video / audio data is the original video / audio data, and the parity data is generated using a check matrix and an LDGM unit.
この映像音声データにおいて、検査行列(データ系列用領域)に含まれる列重みが大きい領域に対応するビット群は誤り訂正能力が高く、検査行列の列重みが小さい領域に対応するビット群は誤り訂正能力が低い。一方で、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 this video / audio data, the bit group corresponding to the region with a large column weight included in the parity check matrix (data sequence region) has high error correction capability, and the bit group corresponding to the region with a small column weight of the parity check matrix is error correction. 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18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17に示した検査行列及びLDGM部と同様であり、検査行列は、データ系列用の映像音声データに対応する行列であり、LDGM部は、パリティ系列用のパリティデータに対応する行列である。データ系列用領域は、横斜め下方向に繰り返して配置された列重みの大きい領域及び列重みの小さい領域により構成され、パリティ系列用領域は、横斜め下へ向けて配置された列重みが小さい領域により構成される。 FIG. 18 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. The parity check matrix and the LDGM part are also the same as the parity check matrix and the LDGM part shown in FIG. 17, and the parity check matrix is a matrix corresponding to the video / audio data for the data series, and the LDGM part is the parity data for the parity series. Is a matrix corresponding to. The data sequence area is composed of a region having a large column weight and a region having a small column weight, which are repeatedly arranged in the diagonally downward direction, and the parity sequence region has a small column weight, which is disposed in the diagonally downward direction. Consists of regions.
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、例えば映像音声データを符号化した場合、符号化後のデータ(符号化データ)は、映像音声データ及びパリティデータからなる。符号化後の映像音声データは、元の映像音声データであり、パリティデータは、検査行列及びLDGM部を用いて生成される。 For example, when video / audio data is encoded using such a spatially-coupled LDPC code check matrix and LDGM unit, the encoded data (encoded data) includes video / audio data and parity data. The encoded video / audio data is the original video / audio data, and the parity data is generated using a check matrix and an LDGM unit.
この映像音声データにおいて、検査行列(データ系列用領域)に含まれる列重みの大きい領域に対応するビット群は誤り訂正能力が高く、検査行列に含まれる列重みの小さい領域に対応するビット群は誤り訂正能力が低く、これらのビット群のばらつきが周期的に発生している。また、パリティデータにおいて、LDGM部(パリティ系列用領域)に含まれる列重みの小さい領域に対応するビット群は、誤り訂正能力が低い。 In this video / audio data, a bit group corresponding to a region with a large column weight included in the check matrix (data sequence region) has high error correction capability, and a bit group corresponding to a region with a small column weight included in the check matrix is The error correction capability is low, and variations in these bit groups occur periodically. In the parity data, a bit group corresponding to a region with a small column weight included in the LDGM portion (parity sequence region) has a low error correction capability.
図19は、図17に示したLDPC符号の検査行列を分割した場合を説明する図である。LDPC符号の検査行列をHとし、LDPC符号長のビット数をn、パリティデータのビット数をmとする。この検査行列Hの非零の要素が分割され、2種類の行列HU,HLが生成される。n,mは正の整数である。 FIG. 19 is a diagram illustrating a case where the parity check matrix of the LDPC code illustrated in FIG. 17 is divided. The parity check matrix of the LDPC code is H, the number of bits of the LDPC code length is n, and the number of bits of parity data is m. Non-zero elements of this check matrix H are divided to generate two types of matrices H U and H L. n and m are positive integers.
図20は、図18に示した空間結合LDPC符号の検査行列を説明する図である。この空間結合LDPC符号の検査行列HCは、図19に示した行列HU,HLを、左上から右下へ斜め方向に向けてL個結合して並べることにより生成される。つまり、図20に示す空間結合LDPC符号の検査行列HCは、図19に示したLDPC符号の検査行列HをL個繰り返し繋げる空間結合により生成される行列である。Lは2以上の整数である。 FIG. 20 is a view for explaining a parity check matrix of the spatially coupled LDPC code shown in FIG. The check matrix H C of the spatially coupled LDPC code is generated by combining and arranging L matrices H U and H L shown in FIG. 19 in an oblique direction from the upper left to the lower right. That is, the check matrix H C spatial coupling LDPC code illustrated in FIG. 20 is a matrix generated by the spatial coupling connecting the check matrix H of an LDPC code the L repeatedly shown in FIG. L is an integer of 2 or more.
図20において、空間結合LDPC符号長のビット数はL(n−m)+(L+1)m、パリティデータのビット数は(L+1)mとなる。詳細については、文献「朝倉他、“次世代地上放送に向けた伝送技術−空間結合LDPC符号の一検討−”、映情学技報Vol.37、No.39、BCT2013-90(2013)」を参照されたい。 In FIG. 20, the number of bits of the spatially coupled LDPC code length is L (n−m) + (L + 1) m, and the number of bits of parity data is (L + 1) m. For details, refer to the document "Asakura et al.," Transmission technology for next-generation terrestrial broadcasting-A study of spatially coupled LDPC codes ", Eiji Jigaku Vol.37, No.39, BCT2013-90 (2013)" Please refer to.
ところで、空間結合LDPC符号を用いた伝送システムにおいて、送信装置は、誤り訂正符号化処理の際に、所定長の映像音声データに対し、空間結合LDPC符号の誤り訂正符号化を行い、空間結合LDPC符号長単位の符号化データ(映像音声、データ放送、電子番組表等のデジタルデータ(以下、映像音声データという。)及びパリティデータ)を生成する。そして、送信装置は、長期的または短期的に発生する誤りの耐性を強化するために、符号化データに対し、ビットインターリーブ長を単位としてビットインターリーブを行う。 By the way, in the transmission system using the spatially coupled LDPC code, the transmission apparatus performs error correction coding of the spatially coupled LDPC code on the video / audio data having a predetermined length during the error correction coding process, and performs spatially coupled LDPC. Coded unit encoded data (video / audio, data broadcast, digital data such as an electronic program guide (hereinafter referred to as video / audio data) and parity data) is generated. Then, the transmission apparatus performs bit interleaving on the encoded data in units of bit interleaving length in order to enhance resistance to errors that occur in the long term or in the short term.
一方で、受信装置は、送信側のビットインターリーブ処理に対応して、ビットインターリーブ長と同じ長さを単位としたビットデインターリーブを行う。そして、受信装置は、誤り訂正復号処理の際に、送信側の誤り訂正符号化処理における空間結合LDPC符号長と同じ長さを単位として、誤り訂正復号を行い元の映像音声データに復元する。 On the other hand, the receiving apparatus performs bit deinterleaving in units of the same length as the bit interleaving length in correspondence with the bit interleaving processing on the transmitting side. In the error correction decoding process, the receiving apparatus performs error correction decoding in units of the same length as the spatially coupled LDPC code length in the transmission side error correction encoding process, and restores the original video / audio data.
前述のとおり、空間結合LDPC符号を用いた伝送システムでは、ビットインターリーブ長を単位としてビットインターリーブ処理が行われ、これと同じ長さを単位としてビットデインターリーブ処理が行われ、空間結合LDPC符号長を単位として誤り訂正符号化処理が行われ、これと同じ長さを単位として誤り訂正復号処理が行われる。 As described above, in a transmission system using a spatially coupled LDPC code, bit interleaving processing is performed in units of bit interleaving length, bit deinterleaving processing is performed in units of the same length as this, and the spatially coupled LDPC code length is set as the unit. Error correction coding processing is performed as a unit, and error correction decoding processing is performed using the same length as the unit.
このため、受信装置は、ビットデインターリーブ処理後の誤り訂正復号処理に先立って、ビットインターリーブ長と同じ長さのデータを、空間結合LDPC符号長と同じ長さのデータに再構成する必要があった。すなわち、ビットデインターリーブ処理のデータ長と誤り訂正復号処理のデータ長とが異なることから、ビットデインターリーブ処理後の誤り訂正復号処理に先立って、データ長を変更する必要があった。 For this reason, the receiving apparatus needs to reconstruct data having the same length as the bit interleave length into data having the same length as the spatially coupled LDPC code length prior to the error correction decoding process after the bit deinterleaving process. It was. That is, since the data length of the bit deinterleaving process and the data length of the error correction decoding process are different, it is necessary to change the data length prior to the error correction decoding process after the bit deinterleaving process.
このような伝送システムを構成する送信装置及び受信装置では、全体として負荷の高い処理を行っていることから、できる限り処理負荷を低減することが望ましい。 Since the transmission apparatus and the reception apparatus constituting such a transmission system perform processing with a high load as a whole, it is desirable to reduce the processing load as much as possible.
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符号を用いた場合の処理負荷を低減可能な送信装置、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 provide a transmission device, a reception device, and a transmission system that can reduce a processing load when a spatially coupled LDPC code is used. is there.
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対し誤り訂正符号化を行い、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から、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ビット群と列重みの小さい領域に対応するビット群とが一定の周期で現れる伝送対象のデータ、及びパリティデータからなる空間結合LDPC符号長単位の符号化データを入力し、前記空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成する前記伝送対象のデータのうちの1周期分または複数周期分のデータをそれぞれ切り出し、前記空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成する前記パリティデータのうちの、前記伝送対象のデータから切り出した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それぞれ切り出し、前記切り出したデータと前記切り出したパリティデータとを結合してビットインターリーブ長単位のデータを生成し、前記ビットインターリーブ長単位のデータをビットインターリーブする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からビットインターリーブ後のデータを入力し、前記ビットインターリーブ後のデータに対し、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、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the object, the transmission apparatus 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、前記空間結合LDPC符号長のビット数をn1(正の整数)とし、前記空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成する前記パリティデータのビット数をm1(正の整数)とし、前記空間結合LDPC符号の検査行列がLDPC符号の検査行列をL個(Lは2以上の整数)繰り返し繋げる空間結合により生成された行列である場合、前記ビットインターリーブ部が、前記1周期分のデータとして、ビット数(n1−m1)/Lのデータを切り出し、前記パリティデータとして、ビット数m1/Lのパリティデータを切り出し、前記m1が前記Lで割り切れることを特徴とする。
A transmitting apparatus 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、前記ビットインターリーブ長単位のデータに対し、所定のブロック長を単位とした並び替えを行い、前記並び替え後のビットインターリーブ長単位のデータから前記所定の変調方式における変調ビット数の整数倍単位のデータを構成することで、前記ビットインターリーブ長単位のデータをビットインターリーブすることを特徴とする。
Also, in the transmission device according to
さらに、請求項4の受信装置は、請求項1または2に記載の送信装置から送信された伝送信号を受信して復調し、誤り訂正復号を行って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、前記送信装置により生成された前記1周期分または複数周期分のデータ及び前記パリティデータからなるビットインターリーブ長単位のデータに対応する、前記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単位のLLRを構成する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からビットデインターリーブ長単位のLLRを入力して復号し、前記ビットデインターリーブ長単位の復号データを所定数用いて、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正復号を行うLDPC符号復号部と、を備えたことを特徴とする。
Furthermore, the receiving device according to claim 4 is a receiving device that receives and demodulates the transmission signal transmitted from the transmitting device according to
また、請求項5の受信装置は、請求項3に記載の送信装置から送信された伝送信号を受信して復調し、誤り訂正復号を行って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、前記送信装置によりキャリア変調される所定数の変調ビット数の整数倍単位のLLRから、前記送信装置における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単位のLLRを構成し、前記ビットデインターリーブ長単位のLLRに対し、所定のブロック長を単位とした並び替えを行い、前記送信装置により生成された前記1周期分または複数周期分のデータ及び前記パリティデータからなるビットインターリーブ長単位のデータに対応する前記ビットデインターリーブ長単位のLLRを、並び替え後のビットデインターリーブ長単位のLLRとして出力する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から並び替え後のビットデインターリーブ長単位のLLRを入力して復号し、前記ビットデインターリーブ長単位の復号データを所定数用いて、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正復号を行うLDPC符号復号部と、を備えたことを特徴とする。
The receiving device according to claim 5 receives and demodulates the transmission signal transmitted from the transmitting device according to
さらに、請求項6の伝送システムは、請求項1または2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 sixth aspect includes the transmission device according to the first or second 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符号長と同じ長さを単位としたデータを再構成することなく、誤り訂正復号を行うことができる。これにより、空間結合LDPC符号を用いた場合の処理負荷を低減することが可能となる。 As described above, according to the present invention, error correction decoding can be performed without reconstructing data in units of the same length as the spatially coupled LDPC code length. As a result, it is possible to reduce the processing load when the spatially coupled LDPC code is used.
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。本発明は、空間結合LDPC符号を用いた伝送システムにおいて、LDPC符号の検査行列を所定数結合することで空間結合LDPC符号の検査行列が生成された場合に、送信側が、空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成するデジタルデータ及びパリティデータのそれぞれを前記所定数に分割することで、分割データ及び分割パリティデータを切り出し、1組または複数組の分割データ及び分割パリティデータを結合してビットインターリーブ長単位のデータを生成し、伝送信号として送信することを特徴とする。また、受信側が、受信した伝送信号からビットインターリーブ長と同じ長さを単位としたデータを生成し、ビットインターリーブ長と同じ長さを単位としたデータを複数用いて、誤り訂正復号を行うことを特徴とする。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the transmission system using a spatially coupled LDPC code, the present invention provides a spatially coupled LDPC code length unit when a parity check matrix of a spatially coupled LDPC code is generated by combining a predetermined number of parity check matrices of an LDPC code. By dividing each of the digital data and parity data constituting the encoded data into the predetermined number, the divided data and the divided parity data are cut out, and one or more sets of the divided data and the divided parity data are combined to form a bit. Data of interleave length unit is generated and transmitted as a transmission signal. Further, the receiving side generates data in units of the same length as the bit interleave length from the received transmission signal, and performs error correction decoding using a plurality of data in units of the same length as the bit interleave length. Features.
これにより、受信側において、誤り訂正復号処理の際に、空間結合LDPC符号長と同じ長さを単位としたデータを再構成する必要がない。したがって、空間結合LDPC符号を用いた場合の処理負荷を低減することが可能となる。 As a result, it is not necessary for the receiving side to reconstruct data in units of the same length as the spatially coupled LDPC code length in the error correction decoding process. Therefore, it is possible to reduce the processing load when the spatially coupled LDPC code is used.
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, 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、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 a 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、図18に示した空間結合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(空間結合LDPC符号化)を行い、空間結合LDPC符号長単位の符号化データ(映像音声データ及びパリティデータ)を生成する。
The error
図21は、誤り訂正符号化部10の処理を説明する図である。誤り訂正符号化部10は、空間結合LDPC符号の検査行列を用いて、入力した映像音声データD0,D1,・・・,DL-2,DL-1(所定長の映像音声データをL個に分割したデータ群)から(L+1)個のパリティデータP0,P1,・・・,PL-1,PLを生成し、空間結合LDPC符号長単位の符号化データを生成する。
FIG. 21 is a diagram for explaining the processing of the error
具体的には、誤り訂正符号化部10は、空間結合LDPC符号の検査行列を用いて、映像音声データD0からパリティデータP0を生成し、映像音声データD0,D1からパリティデータP1を生成し、・・・、映像音声データDL-2,DL-1からパリティデータPL-1を生成し、映像音声データDL-1からパリティデータPLを生成する。
Specifically, the error
図1に戻って、ビットインターリーブ部11は、誤り訂正符号化部10から空間結合LDPC符号長単位の符号化データを入力し、空間結合LDPC符号長単位の符号化データから所定のビットインターリーブ長単位のデータを切り出し、切り出したビットインターリーブ長単位のデータ毎に、所定の規則に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11の詳細については後述する。
Returning to FIG. 1, the
ここで、ビットインターリーブ部11は、後述する受信装置2に対し、空間結合LDPC符号長と同じ長さを単位として誤り訂正復号を行わせるのではなく、ビットインターリーブ長と同じ長さを単位としたデータを複数用いて誤り訂正復号を行わせるために、空間結合LDPC符号長単位の符号化データから、映像音声データの一部とパリティデータの一部とを切り出して結合したインターリーブ長単位のデータを生成する。
Here, the
また、空間結合LDPC符号長単位の符号化データには、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。
The encoded data in units of spatially coupled LDPC code length includes a bit having a high error correction capability and a bit having a low error correction capability. On the other hand, when the Gray code is applied to the QAM modulation method as the carrier modulation method in the
図1に戻って、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。
Returning to FIG. 1, 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、送信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から空間結合LDPC符号長単位の符号化データを入力し、空間結合LDPC符号長単位の符号化データからビットインターリーブ長単位のデータを切り出す。そして、ビットインターリーブ部11は、ビットインターリーブ長単位のデータ毎に、所定の規則にてビットインターリーブを行い、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。
[Processing of bit interleave part]
Next, the processing of the
〔ビットインターリーブ部/実施例1〕
実施例1によるビットインターリーブ部11について説明する。図2は、実施例1によるビットインターリーブ部11の構成を示すブロック図であり、図3は、実施例1による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。図2に示すように、このビットインターリーブ部11は、切り出し部16、構成部17及びビット並び替え部18を備えている。
[Bit interleave unit / Example 1]
The
図3を参照して、まず、ビットインターリーブ部11の切り出し部16は、誤り訂正符号化部10から空間結合LDPC符号長単位の符号化データを入力し(ステップS301)、空間結合LDPC符号長単位の符号化データから、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S302)。
Referring to FIG. 3, first,
図4は、切り出し部16による処理(ステップS302)を説明する図である。前述のとおり、空間結合LDPC符号長単位の符号化データは、映像音声データとパリティデータとにより構成される。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. 4 is a diagram for explaining the processing (step S302) by the
空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成する映像音声データをL個(周期数の個数)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符号長単位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数の個数)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 (video / audio data for one cycle) when the video / audio data constituting the encoded data of the spatially coupled LDPC code length unit is equally divided into L (number of periods); The combined data length of one piece of parity data when the parity data constituting the encoded data of the spatially coupled LPDC code length unit is equally divided into L pieces (the number of cycles having the same number as the video and audio data), A predetermined bit interleave length is assumed.
また、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。図4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(斜め線の箇所)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(白抜きの箇所)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(塗りつぶしの箇所)が存在する。 The predetermined bit interleave length is set in advance according to the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code. As shown in FIG. 4, in the bit interleave length unit data, there is a bit group having a large column weight and a high error correction capability (indicated by a slanted line) in the head area, and the column weight in the subsequent area. There is a bit group (outlined portion) having a small error correction capability and a bit group (filled portion) having a small column weight and a low error correction capability in the subsequent area.
ビットインターリーブ長単位のデータを構成する1周期分の映像音声データは、図18に示した検査行列において、列重みの大きい領域及び列重みの小さい領域が横斜め下方向に複数回繰り返されたその繰り返し単位の領域に対応している。 The video / audio data for one period constituting the data of the bit interleave length unit is obtained by repeating the region having a large column weight and the region having a small column weight in the check matrix shown in FIG. It corresponds to the repeat unit area.
ここで、空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成する映像音声データは、図21に示したとおり、L個のデータ群(列重みの大きい領域に対応するビット群、及び列重みの小さい領域に対応するビット群)から構成されるものとする。Lは、図20に示したとおり、空間結合LDPC符号の検査行列が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際の、LDPC符号の検査行列の数に相当する。 Here, as shown in FIG. 21, the video / audio data constituting the encoded data of the spatially coupled LDPC code length unit is composed of L data groups (a bit group corresponding to a region having a large column weight and a small column weight). Bit group corresponding to the area). As shown in FIG. 20, L corresponds to the number of LDPC code parity check matrices when a spatially coupled LDPC code parity check matrix is generated by spatial connection that repeatedly connects LDPC code parity check matrices.
また、空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成するパリティデータは、図21に示したとおり、(L+1)個のデータ群から構成されるが、これをL個のデータ群から構成されるように分割する。尚、パリティデータのデータ長は、図1に示した誤り訂正符号化部10における誤り訂正符号化処理の符号化率に応じたサイズとなる。
Further, the parity data constituting the encoded data in units of spatially coupled LDPC code lengths is composed of (L + 1) data groups as shown in FIG. 21, which is composed of L data groups. Divide like so. Note that the data length of the parity data has a size corresponding to the coding rate of the error correction coding process in the error
ところで、図20に示したとおり、空間結合LDPC符号の検査行列HCは、元となるLDPC符号の検査行列HをL個組み合わせて構成される。例えば、LDPC符号長のビット数をn=12960、映像音声データのビット数を(n−m)=9720、パリティデータのビット数をm=3240とし、LDPC符号を生成するためのLDPC符号の検査行列を想定する。このLDPC符号の検査行列をL=20個結合して生成された空間結合LDPC符号の検査行列を用いることにより、空間結合LDPC符号の映像音声データのビット数(n1−m1)は、LDPC符号の映像音声データ(ビット数(n−m))の20倍である9720×20=194400となる。また、パリティデータのビット数m1は、LDPC符号のパリティデータ長(ビット数m)の21倍である3240×21=68040となる。n1,m1は正の整数である。 By the way, as shown in FIG. 20, the parity check matrix H C of the spatially coupled LDPC code is configured by combining L check matrices H of the original LDPC code. For example, the number of bits of the LDPC code length is n = 12960, the number of bits of video / audio data is (nm) = 9720, the number of bits of parity data is m = 3240, and the inspection of the LDPC code for generating the LDPC code is performed. Assume a matrix. By using the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code generated by combining L = 20 parity check matrices of the LDPC code, the number of bits of video / audio data of the spatially coupled LDPC code (n1-m1) is 9720 × 20 = 194400, which is 20 times the video / audio data (number of bits (nm)). The number of bits m1 of the parity data is 3240 × 21 = 68040, which is 21 times the parity data length (number of bits m) of the LDPC code. n1 and m1 are positive integers.
図4に示すように、空間結合LDPC符号の空間結合LDPC符号長のビット数n1は262440、映像音声データのビット数(n1−m1)は9720×20=194400、パリティデータのビット数m1は3240×21=3402×20=68040である。 As shown in FIG. 4, the number of bits n1 of the spatially coupled LDPC code length of the spatially coupled LDPC code is 262440, the number of bits of video / audio data (n1−m1) is 9720 × 20 = 194400, and the number of bits m1 of parity data is 3240. X21 = 3402 * 20 = 68040.
この場合、切り出し部16は、空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成する映像音声データ(ビット数(n1−m1)=9720×20=194400)から、繰り返し単位の所定長の映像音声データ(ビット数(n1−m1)/L=9720)を切り出すと共に、パリティデータ(ビット数m1=3402×20=68040)から、所定長のパリティデータ(ビット数m1/L=3402)を切り出し、これらを結合してビットインターリーブ長単位のデータ(ビット数n1/L=9720+3402=13122)を生成する。これにより、空間結合LDPC符号長単位の符号化データから、L=20個のビットインターリーブ長単位のデータが切り出され生成される。
In this case, the
ここで、映像音声データ(ビット数(n1−m1))は、L(空間結合LDPC符号の検査行列を生成するためのLDPC符号の検査行列の数)で割り切れるデータ長であり、パリティデータ(ビット数m1)も、Lで割り切れるデータ長であることが望ましい。つまり、(n1−m1)がLで割り切れ、m1もLで割り切れるような、空間結合LDPC符号の符号化率を用いることが望ましい。 Here, the video / audio data (number of bits (n1-m1)) is a data length divisible by L (number of LDPC code check matrices for generating a spatially coupled LDPC code check matrix), and parity data (bits). The number m1) is also desirably a data length divisible by L. That is, it is desirable to use a coding rate of the spatially coupled LDPC code such that (n1-m1) is divisible by L and m1 is divisible by L.
尚、映像音声データのビット数(n1−m1)は、空間結合LDPC符号の検査行列がLDPC符号の検査行列をL個繰り返し繋げる空間結合により生成された行列であることから、(n1−m1)がLで割り切れることは当然である。したがって、m1がLで割り切れるような、空間結合LDPC符号の符号化率を用いることが望ましい。これにより、効率的な処理を実現することができる。m1がLで割り切れない符号化率を用いた場合は、余りのビットにダミービットを挿入し、余りのビットに対しビットインターリーブを行わない等の場合分けの処理が必要になり、負荷が高くなるからである。 Note that the number of bits of video / audio data (n1−m1) is (n1−m1) because the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code is a matrix generated by spatially connecting L number of parity check matrices of the LDPC code. Is naturally divisible by L. Therefore, it is desirable to use a coding rate of the spatially coupled LDPC code such that m1 is divisible by L. Thereby, efficient processing can be realized. When a coding rate that is not divisible by m1 is used, it is necessary to perform processing such as inserting dummy bits into the surplus bits and not performing bit interleaving on the surplus bits, which increases the load. Because.
図22は、切り出し部16の処理(ステップS302)の説明を補充する図である。切り出し部16は、空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成する映像音声データD0,D1,・・・,DL-2,DL-1からL個の分割データを切り出す。また、切り出し部16は、空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成する(L+1)個のパリティデータP0,P1,・・・,PL-1,PLをL個のパリティデータP’0,P’1,・・・,P’L-2,P’L-1に分割し、L個の分割パリティデータを切り出す。
FIG. 22 is a diagram for supplementing the description of the processing of the cutout unit 16 (step S302).
そして、切り出し部16は、分割データD0と分割パリティデータP’0とを結合し、分割データD1と分割パリティデータP’1とを結合し、・・・、分割データDL-1と分割パリティデータP’L-1とを結合し、ビットインターリーブ長単位のデータを生成する。 The cutout portion 16 'combines the 0, the divided data D 1 divided parity data P' and the divided data D 0 divided parity data P by combining the 1, ..., and the divided data D L-1 The divided parity data P ′ L−1 is combined to generate data in bit interleave length units.
図3に戻って、構成部17は、切り出し部16により切り出されたビットインターリーブ長単位のデータを入力し、ビットインターリーブ長単位のデータを、所定の縦横サイズのメモリに対し、ビット毎に、縦方向に順番に書き込む(ステップS303)。
Returning to FIG. 3, the
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、図1に示したキャリア変調部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、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。さらに、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。
The size of the memory is a capacity capable of writing all data in bit interleave length units. The predetermined horizontal size (number of columns) is an integral multiple of the number of modulation bits when carrier modulation is performed in the
図5は、構成部17による縦方向の書き込み処理(ステップS303)を説明する図である。構成部17は、ビットインターリーブ長単位のデータを、ビット毎に、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5の例は、ビットインターリーブ長単位のデータのうち、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. 5 is a diagram for explaining the vertical writing process (step S303) by 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4に示した空間結合LDPC符号長単位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 set in advance according to the number of bits included in the encoded data in the spatially coupled LDPC code length unit shown in FIG.
図3に戻って、構成部17は、メモリからデータを、ビット毎に、横方向に順番に読み出し(ステップS304)、変調ビット数の整数倍単位のデータを構成する(ステップS305)。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. 3, the
図6は、構成部17による横方向の読み出し処理(ステップS304,ステップS305)を説明する図である。ステップS303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6の上段に示すように配置されている。この配置は図5に示したものと同じである。構成部17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6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. 6 is a diagram for explaining horizontal reading processing (step S304, step S305) by the
図3に戻って、ビット並び替え部18は、構成部17により構成された変調ビット数の整数倍単位のデータを入力し、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S306)。
Returning to FIG. 3, the
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移行情報等の並び替え規則が定義されている。 Here, the table includes a bit position having a large column weight, a bit position having a small column weight, a bit position that is likely to be erroneous and a bit position that is difficult to error in a predetermined carrier modulation scheme in a bit length that is an integral multiple of the predetermined number of modulation bits. In addition, a rearrangement rule such as transition information is defined for shifting bit data at a bit position having a large column weight to a bit position where error is easily caused and shifting bit data at a bit position having a small column weight to bit position where error is difficult. Yes.
そして、ビット並び替え部18は、ビットインターリーブ後のデータ(変調ビット数の整数倍単位のデータ)をキャリア変調部12に出力する(ステップS307)。
Then, the
図7は、ビット並び替え部18による並び替え処理(ステップS306)を説明する図である。構成部17により構成された変調ビット数の整数倍単位のデータは、図7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。ビット並び替え部18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. 7 is a diagram for explaining the rearrangement process (step S306) by 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、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、変調ビット数の整数倍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、実施例1のビットインターリーブ部11を含む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に備えた切り出し部16は、空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成する映像音声データに対し、繰り返される列重みの大きいビット群及び列重みの小さいビット群の1周期分の映像音声データを切り出すと共に、パリティデータに対し、符号化データから切り出した1周期分の映像音声データと同じ周期数のパリティデータを切り出し、これらを結合してビットインターリーブ長単位のデータを生成するようにした。
As described above, according to the
そして、構成部17は、切り出し部16により切り出されたビットインターリーブ長単位のデータに対し、メモリへの縦方向の書き込み及び横方向の読み出しを行い、変調ビット数の整数倍単位のデータを構成するようにした。そして、ビット並び替え部18は、変調ビット数の整数倍単位のデータに対し、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。
Then, the
これにより、送信装置1が、キャリア変調したOFDM信号を後述する受信装置2へ送信することで、受信装置2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わせ、ビットインターリーブ長と同じ長さを単位としたデータを生成させることで、ビットインターリーブ長と同じ長さの単位のデータを複数用いて、空間結合LDPC符号による誤り訂正復号の処理を行わせることができる。したがって、受信装置2は、空間結合LDPC符号長と同じ長さを単位としたデータを再構成する必要がなく、空間結合LDPC符号を用いた場合の処理負荷を低減することが可能となる。
As a result, the transmitting
また、受信装置2に対し、誤り訂正復号処理の際に、誤り易いビットに割り当てられたビットデータに対して誤り訂正能力の高い処理を行わせ、誤り難いビットに割り当てられたビットデータに対して誤り訂正能力の低い処理を行わせることができる。したがって、ビット誤り率を均一化し、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。
Further, in the error correction decoding process, the receiving
非正則LDPCブロック符号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18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、LDGM部の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符号の検査行列及びLDGM部に対応して、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. 18, the data corrected by using the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code based on the irregular LDPC block code has the error correction capability corresponding to the data sequence area of the check matrix. A high bit and a low bit appear periodically, and a bit with low error correction capability appears corresponding to the parity sequence area of the LDGM part. 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8は、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. 8 is a block diagram showing a configuration of the MIMO-OFDM receiving apparatus. 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8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. 8, 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に復元して出力する。
The transmission path
図9は、図8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. 9 is a block diagram showing a 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8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から、変調ビット数の整数倍単位のLLRを切り出し、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い、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単位のLLRをLDPC符号復号部29に出力する。
The bit
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(ビットデインターリーブ長単位のLLR)を入力し、LLRに基づいてSum−product復号等を行い、復号後のビットデインターリーブ長単位のデータを複数(2セット)用いて、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符号の誤り訂正復号を行い、元の映像音声データに復元して出力する。
The LDPC
図23は、LDPC符号復号部29の処理を説明する図である。復号後のビットデインターリーブ長単位のデータを、それぞれ映像音声データD0及びパリティデータP’0、映像音声データD1及びパリティデータP’1、・・・、映像音声データDL-1及びパリティデータP’L-1とする。
FIG. 23 is a diagram for explaining the processing of the LDPC
LDPC符号復号部29は、ビットデインターリーブ長単位のデータのそれぞれからパリティデータP’0,P’1,・・・,P’L-1を切り出して結合し、その結合データを(L+1)個のパリティデータP0,P1,・・・,PL,に分割する。
The LDPC
LDPC符号復号部29は、空間結合LDPC符号の検査行列を用いて、映像音声データD0,D1及びパリティデータP0,P1から映像音声データD0を復号する。そして、LDPC符号復号部29は、復号した映像音声データD0、映像音声データD1,D2及びパリティデータP1,P2から映像音声データD1を復号し、・・・、復号した映像音声データDL-3、映像音声データDL-2,DL-1及びパリティデータPL-2,PL-1から映像音声データDL-2を復号する。そして、LDPC符号復号部29は、復号した映像音声データDL-2、映像音声データDL-1及びパリティデータPL-1,PLから映像音声データDL-1を復号する。尚、復号の際に、必ずしも既に復号した映像音声データを用いる必要はない。
LDPC
このように、ビットインターリーブ長と同じビットデインターリーブ長を単位とした2個のデータ及び2個のパリティデータを用いて誤り訂正復号を順次行うことにより、空間結合LDPC符号長と同じ長さを単位としたデータに対する誤り訂正復号と同じ処理を行うことができる。 In this way, by performing error correction decoding sequentially using two pieces of data and two pieces of parity data in the same bit deinterleave length as the bit interleave length, the same length as the spatially coupled LDPC code length is used as a unit. It is possible to perform the same processing as the error correction decoding on the data.
したがって、空間結合LDPC符号長と同じ長さを単位としたデータを用いて誤り訂正復号を行う処理と、図4に示した空間結合LDPC符号長単位の符号化データから切り出されたデータの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単位のデータを複数用いて誤り訂正復号を行う処理とは、結果として同じ復号処理といえる。 Therefore, processing for performing error correction decoding using data having the same length as the spatially coupled LDPC code length as a unit, and bit interleaving of data cut out from the encoded data in the spatially coupled LDPC code length unit shown in FIG. The process of performing error correction decoding using a plurality of bit deinterleave length unit data having the same length as the length can be said to be the same decoding process.
図9に戻って、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。
Returning to FIG. 9, the LLR stored in the bit position (bit position that is highly likely to be erroneous) in the predetermined carrier modulation scheme in the bit
〔ビットデインターリーブ部の処理〕
次に、図9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からLLRを入力し、変調ビット数の整数倍単位のLLRを切り出す。そして、ビットデインターリーブ部28は、変調ビット数の整数倍単位のLLRに対し、図2に示したビットインターリーブ部11のビット並び替え部18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てビット並び替えを行い、ビット並び替え後の変調ビット数の整数倍単位のLLRを用いて、図2に示したビットインターリーブ部11の構成部17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て、ビットインターリーブ長と同じ長さを単位としたLLRを構成し、LDPC符号復号部29に出力する。
[Processing of bit deinterleave part]
Next, the processing of the
〔ビットデインターリーブ部/実施例1〕
図10は、実施例1によるビットデインターリーブ部28の構成を示すブロック図であり、図11は、実施例1による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。図10に示すように、このビットデインターリーブ部28は、切り出し部31、ビット並び替え部32及び構成部33を備えている。
[Bit deinterleaving unit / Example 1]
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the bit
図11を参照して、まず、ビットデインターリーブ部28の切り出し部31は、LLR算出部27からビット毎のLLRを入力し(ステップS1101)、図4に示したビットインターリーブ長と同じ長さを単位とした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S1102)。そして、切り出し部31は、ステップS1102にて切り出したビットデインターリーブ長単位のLLRから、図5及び図6に示した変調ビット数の整数倍単位にLLRを切り出す(ステップS1103)。
Referring to FIG. 11, first, the
ビット並び替え部32は、ステップS1103にて切り出した変調ビット数の整数倍の長さを単位としたLLRに対し、図3のステップS306及び図7に示したビットインターリーブのビット並び替えに対応した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S1104)。すなわち、予め設定されたテーブルに格納された並び替え規則(図3のステップS306及び図7におけるテーブルに定義された並び替え規則とは逆の並び替え規則)に従って、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7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
構成部33は、ビット並び替え部32によりビット並び替えされた変調ビット数の整数倍単位のLLRを、図5及び図6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S1105)。この処理は、図3のステップS304及び図6に対応する。図6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
構成部33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S1106)、後段のLDPC符号復号部29において誤り訂正復号可能な構成及びデータ長のLLRであって、ビットデインターリーブ長単位のLLRを構成し(ステップS1107)、構成したビットデインターリーブ長単位のLLRをLDPC符号復号部29に出力する(ステップS1108)。ステップS1106の処理は、図3のステップS303及び図5に対応する。これにより、図2に示したビットインターリーブ部11の切り出し部16が出力するビットインターリーブ長単位のデータのビットと同じ順番で、そのビットのLLRが構成部33から出力されることになる。
The
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デインターリーブ長単位のLLRを入力し、送信装置1による空間結合LDPC符号の誤り訂正符号化に対応した誤り訂正復号を行い、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、実施例1のビットデインターリーブ部28を含む本発明の実施形態による受信装置2によれば、送信装置1からOFDM信号を受信すると、ビットデインターリーブ部28に備えた切り出し部31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、変調ビット数の整数倍単位のLLRを切り出すようにした。そして、ビット並び替え部32は、変調ビット数の整数倍単位のLLRに対し、送信装置1における実施例1のビットインターリーブ部11のビット並び替え部18による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、ビット並び替えを行うようにした。
As described above, according to the receiving
そして、構成部33は、ビット並び替え部32により並び替えられた変調ビット数の整数倍単位のLLRに対し、送信装置1における実施例1のビットインターリーブ部11の構成部17による構成処理とは逆の構成処理を行うように定義した所定の規則に従って、ビットデインターリーブ長単位のLLRを構成するようにした。
Then, the
そして、LDPC符号復号部29は、ビットデインターリーブ部28により構成されたビットデインターリーブ長単位のLLRを入力して復号し、復号後のビットデインターリーブ長単位のデータを複数用いて、送信装置1による空間結合LDPC符号の誤り訂正符号化に対応した誤り訂正復号を行うようにした。
Then, the LDPC
これにより、LDPC符号復号部29では、空間結合LDPC符号長と同じ長さを単位としたデータを再構成する必要がなく、空間結合LDPC符号を用いた場合の処理負荷を低減することが可能となる。
As a result, the LDPC
また、LDPC符号復号部29における誤り訂正復号処理では、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、ビット誤り率を均一化し、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。
Further, in the error correction decoding process in the LDPC
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符号化データは、図18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、LDGM部の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符号の検査行列及びLDGM部に対応して、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. 18, encoded data that has been subjected to error correction coding using a spatially coupled LDPC code check matrix includes bits having high error correction capability and bits having low error correction capability corresponding to the data sequence area of the check matrix. Appear periodically and bits with low error correction capability appear corresponding to the parity sequence area of the LDGM part. According to the receiving
〔ビットインターリーブ部/実施例2〕
次に、図1に示した送信装置1における実施例2によるビットインターリーブ部11について説明する。図12は、実施例2によるビットインターリーブ部11の構成を示すブロック図であり、図13は、実施例2による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。図12に示すように、このビットインターリーブ部11は、切り出し部16、ブロック並び替え部19及び構成部17を備えている。
[Bit interleave unit / Example 2]
Next, the
実施例2によるビットインターリーブ部11の切り出し部16は、図2に示した実施例1によるビットインターリーブ部11の切り出し部16と同じ処理を行う。また、実施例2によるビットインターリーブ部11の構成部17は、図2に示した実施例1によるビットインターリーブ部11の構成部17と同じ処理を行う。
The
図13を参照して、まず、ビットインターリーブ部11の切り出し部16は、図3のステップS301,ステップS302と同様に、誤り訂正符号化部10から空間結合LDPC符号長単位の符号化データを入力し(ステップS1301)、空間結合LDPC符号長単位の符号化データから、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S1302)。
Referring to FIG. 13, first,
ブロック並び替え部19は、切り出し部16により切り出されたビットインターリーブ長単位のデータを入力し、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、所定のブロック長(固定ビット長)を単位としたブロック単位の並び替えを行う(ステップS1303)。そして、ブロック並び替え部19は、ブロック並び替え後のビットインターリーブ長単位のデータを構成部17に出力する。
The
ここで、テーブルには、図4に示したビットインターリーブ長単位のデータに対し、ブロック単位の並び替えを行う並び替え規則として、列重みが大きく誤り訂正能力の高いビットのデータ量、列重みが小さく誤り訂正能力の低いビットのデータ量、キャリア変調方式において誤り易いビットのデータ量、及び、キャリア変調方式において誤り難いビットのデータ量を考慮し、ビットインターリーブ長単位のデータ全体で(ビットインターリーブ長単位のデータを複数に区分した場合の各区分において)、ビット誤り率が均一となる(所定範囲の値となる)規則が定義されている。 Here, in the table, as the rearrangement rule for rearranging the block unit for the data of the bit interleave length unit shown in FIG. 4, the data amount and the column weight of the bit having a large column weight and high error correction capability are shown. Considering the amount of bit data that is small and has low error correction capability, the amount of bit data that tends to be erroneous in the carrier modulation method, and the amount of bit data that is difficult to error in the carrier modulation method, the entire data in bit interleave length units (bit interleave length) In each division when the unit data is divided into a plurality of divisions), a rule is defined in which the bit error rate is uniform (a value within a predetermined range).
尚、テーブルには、列重みの程度を3以上に分けた場合のそれぞれのデータ量、または、キャリア変調方式における誤り易さまたは誤り難さの程度を3以上に分けた場合のそれぞれのデータ量を考慮して、ビット誤り率が均一となる規則が定義されていてもよい。 In the table, each data amount when the degree of column weight is divided into 3 or more, or each data amount when the degree of error ease or error difficulty in the carrier modulation scheme is divided into 3 or more. In consideration of the above, a rule that makes the bit error rate uniform may be defined.
図14は、ブロック並び替え部19の処理(ステップS1303)を説明する図である。切り出し部16により切り出されたビットインターリーブ長単位のデータは、図14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側のブロック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ブロック位置に配置されている。ブロック並び替え部19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、左側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等の所定位置へ移行し、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所定位置へ移行するように、ブロック単位に並び替えを行う。
FIG. 14 is a diagram for explaining the processing (step S1303) of the
図4に示した例では、空間結合LDPC符号長は262440ビット、映像音声データ長は(9720×20)=194400ビット、パリティデータ長は(3402×20)=68040ビット、ビットインターリーブ長は(9720+3402)=13122ビットである。ここで、ビットインターリーブ長=13122ビット=(162×81)ビットとして、ビットインターリーブ長単位のデータを162ビット毎に81ブロックに分割した場合を想定すると、テーブルには、162ビットのブロック長を1ブロックとし、ビットインターリーブ長単位のデータを構成する162ビット毎の81ブロックのデータを、ブロック単位で並び替える規則が定義されている。 In the example shown in FIG. 4, the spatially coupled LDPC code length is 262440 bits, the video / audio data length is (9720 × 20) = 194400 bits, the parity data length is (3402 × 20) = 68040 bits, and the bit interleave length is (9720 + 3402). ) = 13122 bits. Here, assuming that the bit interleave length = 13122 bits = (162 × 81) bits and the data of the bit interleave length unit is divided into 81 blocks every 162 bits, the table has a block length of 162 bits as 1 A rule is defined in which 81 blocks of data each having 162 bits constituting data in units of bit interleave length are rearranged in units of blocks.
ここで、空間結合LDPC符号長は、ビットインターリーブ長が固定ビット長で割り切れるように、予め設定されることが望ましい。つまり、ビットインターリーブ長が固定ビット長で割り切れる空間結合LDPC符号長が設定されるような、空間結合LDPC符号の符号化率を用いることが望ましい。これにより、効率的な処理を実現することができる。ビットインターリーブ長が固定ビット長で割り切れない場合は、ダミービットを挿入する等の処理が必要になり、不要なデータを伝送することになって、処理負荷が高くなるからである。 Here, the spatially coupled LDPC code length is preferably set in advance so that the bit interleave length is divisible by the fixed bit length. That is, it is desirable to use a coding rate of a spatially coupled LDPC code that sets a spatially coupled LDPC code length that allows the bit interleave length to be divisible by a fixed bit length. Thereby, efficient processing can be realized. This is because if the bit interleave length is not divisible by the fixed bit length, processing such as inserting dummy bits is required, and unnecessary data is transmitted, resulting in an increase in processing load.
構成部17は、ブロック並び替え部19からブロック並び替え後のビットインターリーブ長単位のデータを入力し、図3のステップS303と同様に、ブロック並び替え後のビットインターリーブ長単位のデータを、所定の縦横サイズのメモリに対し、ビット毎に、縦方向に順番に書き込む(ステップS1304)。
The
構成部17は、図3のステップS304,ステップS305と同様に、メモリからデータを、ビット毎に、横方向に順番に読み出し(ステップS1305)、変調ビット数の整数倍単位のデータを構成する(ステップS1306)。そして、構成部17は、図3のステップS307と同様に、ビットインターリーブ後のデータ(変調ビット数の整数倍単位のデータ)をキャリア変調部12に出力する(ステップS1307)。
As in step S304 and step S305 in FIG. 3, the
以上のように、実施例2のビットインターリーブ部11を含む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に備えた切り出し部16は、空間結合LDPC符号長単位の符号化データから1周期分の映像音声データを切り出すと共に、符号化データから切り出した1周期分の映像音声データと同じ周期数のパリティデータを切り出し、これらを結合してビットインターリーブ長単位のデータを生成するようにした。
As described above, according to the
そして、ブロック並び替え部19は、ビットインターリーブ長単位のデータに対し、所定の規則(ビットインターリーブ長単位のデータにおける列重みの大きい領域及び列重みの小さい領域のサイズと、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の程度とを考慮し、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等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等を割り当て、全体のビット誤り率の特性が向上するように定義した規則)に従って、ブロック並び替えを行うようにした。
Then, the
そして、構成部17は、ブロック並び替え部19によりブロック並び替えが行われたビットインターリーブ長単位のデータに対し、メモリへの縦方向の書き込み及び横方向の読み出しを行い、変調ビット数の整数倍単位のデータを構成し、これをビットインターリーブ後のデータとして出力するようにした。
Then, the
これにより、送信装置1が、キャリア変調したOFDM信号を受信装置2へ送信することで、受信装置2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わせ、ビットインターリーブ長と同じ長さを単位としたデータを生成させることで、ビットインターリーブ長と同じ長さの単位のデータを複数用いて、空間結合LDPC符号による誤り訂正復号の処理を行わせることができる。したがって、受信装置2は、空間結合LDPC符号長と同じ長さを単位としたデータを再構成する必要がなく、空間結合LDPC符号を用いた場合の処理負荷を低減することが可能となる。
As a result, the
また、受信装置2に対し、誤り訂正復号処理の際に、誤り易いビットに割り当てられたビットデータに対して誤り訂正能力の高い処理を行わせ、誤り難いビットに割り当てられたビットデータに対して誤り訂正能力の低い処理を行わせることができる。したがって、ビット誤り率を均一化し、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。
Further, in the error correction decoding process, the receiving
〔ビットデインターリーブ部/実施例2〕
次に、図8及び図9に示した受信装置2の誤り訂正符号復号部26における実施例2によるビットデインターリーブ部28について説明する。図15は、実施例2によるビットデインターリーブ部28の構成を示すブロック図であり、図16は、実施例2による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。図15に示すように、このビットデインターリーブ部28は、切り出し部31、構成部33及びブロック並び替え部34を備えている。
[Bit deinterleaving unit / Example 2]
Next, the
実施例2によるビットデインターリーブ部28の切り出し部31は、図10に示した実施例1によるビットデインターリーブ部28の切り出し部31と同じ処理を行う。また、実施例2によるビットデインターリーブ部28の構成部33は、図10に示した実施例1によるビットデインターリーブ部28の構成部33と同じ処理を行う。
The
図16を参照して、まず、ビットデインターリーブ部28の切り出し部31は、図11のステップS1101,ステップS1102と同様に、LLR算出部27からビット毎のLLRを入力し(ステップS1601)、ビットインターリーブ長と同じ長さを単位として(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S1602)。そして、切り出し部31は、図11のステップS1103と同様に、ビットデインターリーブ長単位のLLRから、変調ビット数の整数倍単位にLLRを切り出す(ステップS1603)。
Referring to FIG. 16, first, the
構成部33は、切り出し部31により切り出された変調ビット数の整数倍単位のLLRを入力し、送信装置1にて使用する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S1604)。この処理は、図13のステップS1305及び図6に対応する。
The
構成部33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S1605)、後段のLDPC符号復号部29において誤り訂正復号可能な構成及びデータ長のLLRであって、ビットデインターリーブ長単位のLLRを構成する(ステップS1606)。ステップS1605の処理は、図13のステップS1304及び図5に対応する。
The
ブロック並び替え部34は、構成部33により構成されたビットデインターリーブ長単位のLLRを入力し、ビットデインターリーブ長単位のLLRに対し、図13のステップS1303及び図14に示したブロック並び替えに対応したブロック単位の並び替えを行う(ステップS1607)。すなわち、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、送信装置1のブロック並び替えとは逆のブロック並び替えの処理を行う。
The
具体的には、ブロック並び替え部34は、図13のステップS1303及び図14におけるテーブルとは逆の並び替え規則が定義されたテーブルを用いて、図13のステップS1303及び図14と同じブロック長(固定ビット長)を単位としたブロック単位の並び替えを行う。
Specifically, the
ブロック並び替え部34は、ブロック並び替え後のビットデインターリーブ長単位のデータをLDPC符号復号部29に出力する(ステップS1608)。これにより、図12に示したビットインターリーブ部11の切り出し部16が出力するビットインターリーブ長単位のデータのビットと同じ順番で、そのビットのLLRがブロック並び替え部34から出力されることになる。
The
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等へ移行し、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等へ移行したビットインターリーブ長単位のLLRを入力し、送信装置1による空間結合LDPC符号の誤り訂正符号化に対応した誤り訂正復号を行い、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、誤り訂正能力の高い処理が行われる傾向が高くなり、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、誤り訂正能力の低い処理が行われる傾向が高くなり、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、実施例2のビットデインターリーブ部28を含む本発明の実施形態による受信装置2によれば、送信装置1からOFDM信号を受信すると、ビットデインターリーブ部28に備えた切り出し部31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、変調ビット数の整数倍単位のLLRを切り出すようにした。そして、構成部33は、変調ビット数の整数倍単位のLLRに対し、送信装置1における実施例2のビットインターリーブ部11の構成部17による構成処理とは逆の構成処理を行うように定義した所定の規則に従って、ビットデインターリーブ長単位のLLRを構成するようにした。
As described above, according to the receiving
ブロック並び替え部34は、ビットデインターリーブ長単位のLLRに対し、送信装置1における実施例2のビットインターリーブ部11のブロック並び替え部19によるブロック並び替えとは逆のブロック並び替えを行う所定の規則に従って、ブロック並び替えを行うようにした。
The
LDPC符号復号部29は、ブロック並び替え部34によりブロック並び替えが行われたビットデインターリーブ長単位のLLRを入力し、ビットデインターリーブ長単位のデータを複数用いて、送信装置1による空間結合LDPC符号の誤り訂正符号化に対応した誤り訂正復号を行うようにした。
The LDPC
これにより、LDPC符号復号部29では、空間結合LDPC符号長と同じ長さを単位としたデータを再構成する必要がなく、空間結合LDPC符号を用いた場合の処理負荷を低減することが可能となる。
As a result, the LDPC
また、LDPC符号復号部29における誤り訂正復号処理では、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る傾向が高くなり、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傾向が高くなる。したがって、ビット誤り率を均一化し、全体のビット誤り率の特性を向上させることができる。
In the error correction decoding process in the LDPC
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における実施例1,2のビットインターリーブ部11は、後段のキャリア変調部12における誤り易い変調ビット位置及び/または誤り難い変調ビット位置を考慮して、ビットインターリーブを行い、図8に示した受信装置2における実施例1,2のビットデインターリーブ部28は、ビットインターリーブ部11の逆の処理を行うようにした。本発明は、このような変調ビット位置を考慮したビットインターリーブ及びビットデインターリーブを、必ずしも行う必要はない。
Further, the
また、図1及び図2に示した送信装置1における実施例1のビットインターリーブ部11のビット並び替え部18は、図7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、ビット並び替え部18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、ビット並び替え部18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 FIG. 7, the
また、図1及び図2に示した送信装置1における実施例1のビットインターリーブ部11の切り出し部16は、空間結合LDPC符号長単位の符号化データから、1周期分の映像音声データを切り出すと共に、1周期分の映像音声データと同じ周期数のパリティデータを切り出し、これらを結合してビットインターリーブ長単位のデータを生成するようにした。本発明は、ビットインターリーブ長単位のデータを1周期分の映像音声データ及びパリティデータに限定するものではなく、複数周期分の映像音声データ及びパリティデータとするようにしてもよい。
In addition, the
この場合、送信装置1における切り出し部16は、空間結合LDPC符号長単位の符号化データから、複数周期分の映像音声データを切り出すと共に、この複数周期分の映像音声データと同じ周期数のパリティデータを切り出し、これらを結合してビットインターリーブ長単位のデータを生成する。また、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、送信装置1における切り出し部16のビットインターリーブ長と同じ長さを単位としたビットデインターリーブ長単位のLLR、つまり送信装置1において空間結合LDPC符号長単位の符号化データから切り出す際の複数周期を単位としたLLRを構成する。そして、LDPC符号復号部29は、ビットデインターリーブ長単位のLLRを入力して復号し、復号後のビットデインターリーブ長単位のデータを用いて、空間結合LDPC符号の誤り訂正復号を行う。実施例2についても同様である。
In this case, the
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
16,31 切り出し部
17,33 構成部
18,32 ビット並び替え部
19,34 ブロック並び替え部
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 (6)
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から、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ビット群と列重みの小さい領域に対応するビット群とが一定の周期で現れる伝送対象のデータ、及びパリティデータからなる空間結合LDPC符号長単位の符号化データを入力し、
前記空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成する前記伝送対象のデータのうちの1周期分または複数周期分のデータをそれぞれ切り出し、前記空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成する前記パリティデータのうちの、前記伝送対象のデータから切り出した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それぞれ切り出し、前記切り出したデータと前記切り出したパリティデータとを結合してビットインターリーブ長単位のデータを生成し、
前記ビットインターリーブ長単位のデータをビットインターリーブする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からビットインターリーブ後のデータを入力し、前記ビットインターリーブ後のデータに対し、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、
を備えたことを特徴とする送信装置。 In a transmission apparatus 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;
From the error correction coding unit, data to be transmitted in which a bit group corresponding to a region having a large column weight and a bit group corresponding to a region having a small column weight appear in a constant cycle in the parity check matrix of the spatially coupled LDPC code, And encoded data of a spatially coupled LDPC code length unit consisting of parity data,
The data for one period or a plurality of periods of the transmission target data constituting the encoded data of the spatially coupled LDPC code length unit is cut out, and the encoded data of the spatially coupled LDPC code length unit is configured. Of the parity data, the parity data having the same number of cycles as the data for one period or a plurality of periods extracted from the transmission target data is respectively extracted, and the extracted data and the extracted parity data are combined to form a bit. Generate interleave length unit data,
A bit interleave unit for bit interleaving the data of the bit interleave length unit;
A carrier modulation unit that inputs data after bit interleaving from the bit interleaving unit, and performs carrier modulation on the data after bit interleaving in a predetermined modulation scheme;
A transmission device comprising:
前記空間結合LDPC符号長のビット数をn1(正の整数)とし、前記空間結合LDPC符号長単位の符号化データを構成する前記パリティデータのビット数をm1(正の整数)とし、前記空間結合LDPC符号の検査行列がLDPC符号の検査行列をL個(Lは2以上の整数)繰り返し繋げる空間結合により生成された行列である場合、
前記ビットインターリーブ部は、
前記1周期分のデータとして、ビット数(n1−m1)/Lのデータを切り出し、前記パリティデータとして、ビット数m1/Lのパリティデータを切り出し、
前記m1が前記Lで割り切れることを特徴とする送信装置。 The transmission apparatus according to claim 1,
The number of bits of the spatially coupled LDPC code length is n1 (positive integer), the number of bits of the parity data constituting the encoded data of the spatially coupled LDPC code length unit is m1 (positive integer), and the spatial coupling When the LDPC code parity check matrix is a matrix generated by spatial connection that repeatedly connects the LDPC code parity check matrix L (L is an integer of 2 or more),
The bit interleave unit is
As the data for one cycle, cut out data of the number of bits (n1-m1) / L, cut out the parity data of the number of bits m1 / L as the parity data,
The transmitter according to claim 1, wherein m1 is divisible by L.
前記ビットインターリーブ部は、
前記ビットインターリーブ長単位のデータに対し、所定のブロック長を単位とした並び替えを行い、前記並び替え後のビットインターリーブ長単位のデータから前記所定の変調方式における変調ビット数の整数倍単位のデータを構成することで、前記ビットインターリーブ長単位のデータをビットインターリーブする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
The bit interleave length unit data is rearranged in units of a predetermined block length, and the data in units of integer multiples of the number of modulation bits in the predetermined modulation scheme is obtained from the rearranged bit interleave length unit data. To transmit the bit interleave length unit data by bit interleaving.
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、
前記送信装置により生成された前記1周期分または複数周期分のデータ及び前記パリティデータからなるビットインターリーブ長単位のデータに対応する、前記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単位のLLRを構成する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からビットデインターリーブ長単位のLLRを入力して復号し、前記ビットデインターリーブ長単位の復号データを所定数用いて、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正復号を行うLDPC符号復号部と、
を備えたことを特徴とする受信装置。 In the receiving apparatus for receiving and demodulating the transmission signal transmitted from the transmitting apparatus according to claim 1 and performing error correction decoding to restore the original data,
An LLR calculator that calculates an LLR (log likelihood ratio) of the demodulated signal for each bit;
Input the LLR for each bit calculated by the LLR calculator,
A bit deinterleave length unit LLR having the same length as the bit interleave length corresponding to the data of the bit interleave length unit consisting of the data for one period or a plurality of periods and the parity data generated by the transmission apparatus. A bit deinterleaving section to constitute;
An LDPC code decoding unit that inputs and decodes an LLR in bit deinterleave length units from the bit deinterleave unit, and performs error correction decoding of the spatially coupled LDPC code using a predetermined number of decoded data in bit deinterleave length units When,
A receiving apparatus comprising:
前記復調した信号のLLR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、
前記送信装置によりキャリア変調される所定数の変調ビット数の整数倍単位のLLRから、前記送信装置における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単位のLLRを構成し、前記ビットデインターリーブ長単位のLLRに対し、所定のブロック長を単位とした並び替えを行い、前記送信装置により生成された前記1周期分または複数周期分のデータ及び前記パリティデータからなるビットインターリーブ長単位のデータに対応する前記ビットデインターリーブ長単位のLLRを、並び替え後のビットデインターリーブ長単位のLLRとして出力する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から並び替え後のビットデインターリーブ長単位のLLRを入力して復号し、前記ビットデインターリーブ長単位の復号データを所定数用いて、前記空間結合LDPC符号の誤り訂正復号を行うLDPC符号復号部と、
を備えたことを特徴とする受信装置。 In the receiving apparatus which receives and demodulates the transmission signal transmitted from the transmitting apparatus according to claim 3 and performs error correction decoding to restore the original data,
An LLR calculator for calculating an LLR of the demodulated signal for each bit;
Input the LLR for each bit calculated by the LLR calculator,
A bit deinterleave length unit LLR having the same length as the bit interleave length in the transmission apparatus is configured from an LLR in an integral multiple of a predetermined number of modulation bits carrier-modulated by the transmission apparatus, and the bit deinterleave length The unit LLR is rearranged in units of a predetermined block length, and corresponds to the data of the bit interleave length unit composed of the data for one period or a plurality of periods and the parity data generated by the transmitting apparatus. A bit deinterleave unit that outputs the bit deinterleave length unit LLR as a rearranged bit deinterleave length unit LLR;
The LLR in the bit deinterleave length unit after the rearrangement is input from the bit deinterleave unit and decoded, and error correction decoding of the spatially coupled LDPC code is performed using a predetermined number of decoded data in the bit deinterleave length unit. An LDPC code decoding unit;
A receiving apparatus comprising:
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