JP6785348B2 - Receiver and receiving method - Google Patents
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本発明は、複数の符号化率に対応可能な低密度パリティ検査畳み込み符号(LDPC−CC:Low Density Parity Check-Convolutional Codes)を用いる送信装置および送信方法に関する。 The present invention relates to a transmission device and a transmission method using Low Density Parity Check-Convolutional Codes (LDPC-CC) capable of supporting a plurality of coding rates.
近年、実現可能な回路規模で高い誤り訂正能力を発揮する誤り訂正符号として、低密度パリティ検査(LDPC:Low-Density Parity-Check)符号に注目が集まっている。LDPC符号は、誤り訂正能力が高く、かつ実装が容易なので、IEEE802.11nの高速無線LANシステムやディジタル放送システムなどの誤り訂正符号化方式に採用されている。 In recent years, low-density parity check (LDPC) codes have been attracting attention as error correction codes that exhibit high error correction capability on a feasible circuit scale. LDPC codes have high error correction capability and are easy to implement, so they are used in error correction coding methods such as IEEE802.11n high-speed wireless LAN systems and digital broadcasting systems.
LDPC符号は、低密度なパリティ検査行列Hで定義される誤り訂正符号である。また、LDPC符号は、検査行列Hの列数Nと等しいブロック長を持つブロック符号である。例えば、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3では、ランダム的なLDPC符号、Array LDPC符号、QC−LDPC符号(QC:Quasi-Cyclic)が提案されている。
The LDPC code is an error correction code defined by the low density parity check matrix H. The LDPC code is a block code having a block length equal to the number of columns N of the check matrix H. For example, Non-Patent
しかし、現在の通信システムの多くは、イーサネット(登録商標)のように、送信情報を、可変長のパケットやフレーム毎にまとめて伝送するという特徴がある。このようなシステムにブロック符号であるLDPC符号を適用する場合、例えば、可変長なイーサネット(登録商標)のフレームに対して固定長のLDPC符号のブロックをどのように対応させるかといった課題が生じる。IEEE802.11nでは、送信情報系列にパディング処理やパンクチャ処理を施すことで、送信情報系列の長さと、LDPC符号のブロック長の調節を行っているが、パディングやパンクチャによって、符号化率が変化したり、冗長な系列を送信したりすることを避けることは困難である。 However, most of the current communication systems have a feature that transmission information is collectively transmitted for each variable length packet or frame like Ethernet (registered trademark). When an LDPC code, which is a block code, is applied to such a system, there arises a problem, for example, how to correspond a block of a fixed length LDPC code to a frame of a variable length Ethernet (registered trademark). In IEEE802.11n, the length of the transmission information series and the block length of the LDPC code are adjusted by performing padding processing and puncture processing on the transmission information series, but the coding rate changes depending on the padding and puncture. Or, it is difficult to avoid transmitting redundant sequences.
このようなブロック符号のLDPC符号(以降、これをLDPC−BC:Low-Density Parity-Check Block Codeと標記する)に対して、任意の長さの情報系列に対しての符号化・復号化が可能なLDPC−CC(Low-Density Parity-Check Convolutional Codes)の検討が行われている(例えば、非特許文献1、非特許文献2参照)。
For the LDPC code of such a block code (hereinafter, this is referred to as LDPC-BC: Low-Density Parity-Check Block Code), coding / decoding for an information series of arbitrary length can be performed. Possible LDPC-CC (Low-Density Parity-Check Convolutional Codes) are being studied (see, for example, Non-Patent
LDPC−CCは,低密度なパリティ検査行列により定義される畳み込み符号であり,例えば符号化率R=1/2(=b/c)のLDPC−CCのパリティ検査行列HT[0,n]は、図1で示される。ここで、HT[0,n]の要素h1 (m)(t)は、0または1をとる。また、h1 (m)(t)以外の要素は全て0である。MはLDPC−CCにおけるメモリ長、nはLDPC−CCの符号語の長さをあらわす。図1に示されるように、LDPC−CCの検査行列は行列の対角項とその近辺の要素にのみに1が配置されており、行列の左下及び右上の要素はゼロであり、平行四辺形型の行列であるという特徴がある。 LDPC-CC is a convolutional code defined by a low-density parity check matrix, for example, the coding rate R = 1/2 (= b / c) LDPC-CC parity check matrix H T of [0, n] Is shown in FIG. Here, the elements h 1 (m) (t) of HT [0, n] take 0 or 1. Further, all the elements other than h 1 (m) and (t) are 0. M represents the memory length in LDPC-CC, and n represents the length of the code word of LDPC-CC. As shown in FIG. 1, in the LDPC-CC inspection matrix, 1 is placed only in the diagonal term of the matrix and the elements in the vicinity thereof, the lower left and upper right elements of the matrix are zero, and the parallelogram. It is characterized by being a type matrix.
ここで,h1 (0)(t)=1,h2 (0)(t)=1であるとき、検査行列HT[0,n]Tで定義されるLDPC−CCの符号化器は図2であらわされる。図2に示すように、LDPC−CCの符号化器は、ビットレングスcのシフトレジスタM+1個とmod2加算(排他的論理和演算)器で構成される。このため、LDPC−CCの符号化器には、生成行列の乗算を行う回路や後退(前方)代入法に基づく演算を行うLDPC−BCの符号化器に比べ、非常に簡易な回路で実現することができるという特徴がある。また、図2は畳み込み符号の符号化器であるため、情報系列を固定長のブロックに区切って符号化する必要はなく、任意の長さの情報系列を符号化することができる。
Here, h 1 (0) (t ) = 1, h 2 (0) (t) = a
しかしながら、複数の符号化率を、低演算規模で、かつ、データの受信品質が良いLDPC−CC及びその符号化器及び復号化器に関し、十分な検討がなされていない。 However, sufficient studies have not been made on LDPC-CC and its encoders and decoders, which have a plurality of coding rates on a low calculation scale and good data reception quality.
例えば、非特許文献7では、複数の符号化率に対応するためにパンクチャを用いることが示されている。パンクチャを用いて複数符号化率に対応する場合、まず、もととなる符号、つまり、マザー符号を用意し、マザー符号における符号化系列を作成し、その符号化系列から、送信しない(パンクチャ)ビットを選択する。そして、送信しないビット数を変えることで、複数の符号化率に対応している。これにより、符号化器、復号化器ともにマザー符号用の符号化器、復号化器により、全ての符号化率に対応することができるため、演算規模(回路規模)が削減できるという利点を持つ。
For example, Non-Patent
一方で、複数符号化率を対応する方法としては、符号化率毎に異なる符号を用意する(Distributed Codes)という方法があり、特に、LDPC符号の場合、非特許文献8に記載されているように様々な符号長、符号化率を容易に構成できる柔軟性を持つことから、複数の符号化率に対し複数の符号で対応する方法が一般的である。このとき、複数の符号を用いていることから、演算規模(回路規模)が大きいという欠点があるが、パンクチャで複数符号化率に対応した場合と比較し、データの受信品質が非常に良いという利点を持つ。
On the other hand, as a method of dealing with a plurality of coding rates, there is a method of preparing different codes for each coding rate (Distributed Codes), and in particular, in the case of LDPC codes, as described in Non-Patent
以上の点を考慮した場合、これまでに、複数の符号化率に対応するために複数の符号を用意することで、データの受信品質を確保しながら、符号化器、復号化器の演算規模を削減できるLDPC符号の生成方法について議論した文献は少なく、これを実現するLDPC符号の作成方法を確立できると、これまで実現が困難であった、データの受信品質の向上と演算規模の低減の両立が可能となる。 Considering the above points, the calculation scale of the encoder and decoder while ensuring the data reception quality by preparing multiple codes to support multiple code rates so far. There are few documents that discuss the LDPC code generation method that can reduce the number of data, and if an LDPC code creation method that realizes this can be established, it has been difficult to improve the data reception quality and reduce the calculation scale. Both are possible.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、LDPC−CCを用いた符号化器及び復号化器において、複数の符号化率を複数の符号で実現することで、データの受信品質を向上させ、かつ、低演算規模で符号化器及び復号化器を実現することができる受信装置および受信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and in a encoder and a decoder using LDPC-CC, the data reception quality is improved by realizing a plurality of coding rates with a plurality of codes. It is an object of the present invention to provide a receiving device and a receiving method capable of realizing a encoder and a decoder on a low calculation scale.
本発明の受信装置の一つの態様は、低密度パリティ検査(LDPC:Low-Density Parity-Check)符号化データを変調した変調信号に符号化率(r−1)/r(r=2,3,…,q(qは3以上の自然数))に関する情報が付加されたフレームを受信する受信部と、前記フレームをパリティ検査行列に基づいて復号する復号部と、を具備し、前記低密度パリティ検査符号化データは、ゼロを満たす複数のパリティ検査多項式であるパリティ検査式群がn(nは1以上の整数)個配置された前記パリティ検査行列を用いて、情報系列を低密度パリティ検査符号化したLDPC符号化データであるパリティ系列と前記情報系列とを含み、前記パリティ系列は、第nのパリティ検査式群に相当する前記パリティ検査行列の1つ以上の列のうち、前記符号化率に応じて変化する所定の列までに対応した系列長の前記情報系列に対して、前記パリティ検査行列の前記所定の列までを用いて生成され、前記パリティ検査式群は、時変周期がg(gは、2以上の整数)であり、前記パリティ検査行列のg行毎に繰り返し配置され、式(30−(q−1))において、X1,i、X2,i、・・・、Xq−1,iは、時点iにおける情報X1、X2、・・・、Xq−1を示し、Piは時点iにおけるパリティPを示し、AXr,k(D)は、前記符号化率(r−1)/r、時刻iにおいて、k=i mod gとして求めたkのパリティ検査多項式におけるXr(D)の項であり、Bk(D)は、前記符号化率(r−1)/r、時点iにおいて、k=i mod gとして求めたkのパリティ検査多項式におけるP(D)の項であり、i mod gは、iをgで除算した余りである。 One embodiment of the receiving device of the present invention is a low-density parity check (LDPC: Low-Density Parity-Check) encoded data modulated signal with a coding rate (r-1) / r (r = 2,3). The low density parity is provided with a receiving unit that receives a frame to which information about q (q is a natural number of 3 or more)) and a decoding unit that decodes the frame based on a parity check matrix. The check-coded data is a low-density parity check code for an information sequence using the parity check matrix in which n (n is an integer of 1 or more) parity check equations, which are a plurality of parity check polyps satisfying zero, are arranged. The parity series includes the parity series which is the converted LDPC-encoded data and the information series, and the parity series is the coding rate in one or more columns of the parity check matrix corresponding to the nth parity check formula group. For the information sequence having a sequence length corresponding to a predetermined column that changes according to, the parity check matrix is generated by using up to the predetermined column of the parity check matrix, and the parity check formula group has a time variation period of g. (G is an integer of 2 or more), and is repeatedly arranged for each g row of the parity check matrix, and in the equation (30- (q-1)), X 1, i , X 2, i , ... , X q-1, i, the information X 1, X 2 at the time i, · · ·, shows a X q-1, P i represents the parity P at point in time i, a Xr, k (D ) is At the coding rate (r-1) / r, time i, it is a term of X r (D) in the parity check polypoly of k obtained as k = i mod g, and B k (D) is the coding. At the rate (r-1) / r, time point i, it is the term of P (D) in the parity check polycheck of k obtained as k = i mod g, and i mod g is the remainder obtained by dividing i by g. ..
本発明によれば、LDPC−CCを用いた符号化器及び復号化器において、複数の符号化率を低演算規模で実現することができるとともに高いデータ受信品質を得ることができる。 According to the present invention, in a encoder and a decoder using LDPC-CC, a plurality of coding rates can be realized on a low calculation scale and high data reception quality can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、実施の形態の具体的な構成及び動作を説明する前に、良好な特性を有するLDPC−CCについて説明する。 First, an LDPC-CC having good characteristics will be described before explaining the specific configuration and operation of the embodiment.
(良好な特性を有するLDPC−CC)
以下に、特性が良好な時変周期gのLDPC−CCについて説明する。
(LDPC-CC with good characteristics)
The LDPC-CC having a time-varying period g having good characteristics will be described below.
先ず、特性が良好な時変周期4のLDPC−CCについて説明する。なお、以下では、符号化率1/2の場合を例に説明する。
First, LDPC-CC having a time-varying
時変周期を4とするLDPC−CCのパリティ検査多項式として、式(1−1)〜(1−4)を考える。このとき、X(D)はデータ(情報)の多項式表現であり、P(D)はパリティの多項式表現である。ここで、式(1−1)〜(1−4)では、X(D)、P(D)それぞれに4つの項が存在するようなパリティ検査多項式としたが、これは、良好な受信品質を得る上で、4つの項とすると好適であるからである。
式(1−1)において、a1、a2、a3、a4は整数(ただし、a1≠a2≠a3≠a4であり、a1からa4の全てが異なる)とする。なお、以降、「X≠Y≠・・・≠Z」と標記する場合、X、Y、・・・、Zは互いに、全て異なることをあらわすものとする。また、b1、b2、b3、b4は整数(ただし、b1≠b2≠b3≠b4)とする。式(1−1)のパリティ検査多項式を「検査式#1」と呼び、式(1−1)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第1サブ行列H1とする。
In the formula (1-1), a1, a2, a3, and a4 are integers (however, a1 ≠ a2 ≠ a3 ≠ a4, and all of a1 to a4 are different). Hereinafter, when "X ≠ Y ≠ ... ≠ Z" is written, it means that X, Y, ..., Z are all different from each other. Further, b1, b2, b3, and b4 are integers (where b1 ≠ b2 ≠ b3 ≠ b4). Referred to parity check polynomial of equation (1-1) and "check
また、式(1−2)において、A1、A2、A3、A4は整数(ただし、A1≠A2≠A3≠A4)とする。また、B1、B2、B3、B4は整数(ただし、B1≠B2≠B3≠B4)とする。式(1−2)のパリティ検査多項式を「検査式#2」と呼び、式(1−2)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第2サブ行列H2とする。
Further, in the equation (1-2), A1, A2, A3, and A4 are integers (where A1 ≠ A2 ≠ A3 ≠ A4). Further, B1, B2, B3, and B4 are integers (however, B1 ≠ B2 ≠ B3 ≠ B4). Referred to parity check polynomial of equation (1-2) and "check
また、式(1−3)において、α1、α2、α3、α4は整数(ただし、α1≠α2≠α3≠α4)とする。また、β1、β2、β3、β4は整数(ただし、β1≠β2≠β3≠β4)とする。式(1−3)のパリティ検査多項式を「検査式#3」と呼び、式(1−3)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第3サブ行列H3とする。
Further, in the equation (1-3), α1, α2, α3, and α4 are integers (where α1 ≠ α2 ≠ α3 ≠ α4). Further, β1, β2, β3, and β4 are integers (however, β1 ≠ β2 ≠ β3 ≠ β4). Referred to parity check polynomial of equation (1-3) and "check
また、式(1−4)において、E1、E2、E3、E4は整数(ただし、E1≠E2≠E3≠E4)とする。また、F1、F2、F3、F4は整数(ただし、F1≠F2≠F3≠F4)とする。式(1−4)のパリティ検査多項式を「検査式#4」と呼び、式(1−4)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第4サブ行列H4とする。
Further, in the equation (1-4), E1, E2, E3, and E4 are integers (where E1 ≠ E2 ≠ E3 ≠ E4). Further, F1, F2, F3, and F4 are integers (however, F1 ≠ F2 ≠ F3 ≠ F4). Referred to parity check polynomial of equation (1-4) and "check
そして、第1サブ行列H1、第2サブ行列H2、第3サブ行列H3、第4サブ行列H4から、図3のように検査行列を生成した時変周期4のLDPC―CCについて考える。
Then, from the first sub-matrix H 1 , the second sub-matrix H 2 , the third sub-matrix H 3 , and the fourth sub-matrix H 4 , the LDPC-CC having a time-varying
このとき、式(1−1)〜(1−4)において、X(D)及びP(D)の次数の組み合わせ(a1、a2、a3、a4)、(b1、b2、b3、b4)、(A1、A2、A3、A4)、(B1、B2、B3、B4)、(α1、α2、α3、α4)、(β1、β2、β3、β4)、(E1、E2、E3、E4)、(F1、F2、F3、F4)の各値を4で除算した余りをkとした場合、上記のようにあらわした4つの係数セット(例えば、(a1、a2、a3、a4))に、余り0、1、2、3が1つずつ含まれるようにし、かつ、上記の4つの係数セット全てで成立するようにする。 At this time, in the formulas (1-1) to (1-4), combinations of orders of X (D) and P (D) (a1, a2, a3, a4), (b1, b2, b3, b4), (A1, A2, A3, A4), (B1, B2, B3, B4), (α1, α2, α3, α4), (β1, β2, β3, β4), (E1, E2, E3, E4), When the remainder obtained by dividing each value of (F1, F2, F3, F4) by 4 is k, the remainder is added to the four coefficient sets (for example, (a1, a2, a3, a4)) represented as described above. 0, 1, 2, 3 are included one by one, and all of the above four coefficient sets are satisfied.
例えば、「検査式#1」のX(D)の各次数(a1、a2、a3、a4)を(a1、a2、a3、a4)=(8,7,6,5)とすると、各次数(a1、a2、a3、a4)を4で除算した余りkは、(0,3,2,1)となり、4つの係数セットに、余り(k)0、1、2、3が1つずつ含まれるようになる。同様に、「検査式#1」のP(D)の各次数(b1、b2、b3、b4)を(b1、b2、b3、b4)=(4,3,2,1)とすると、各次数(b1、b2、b3、b4)を4で除算した余りkは、(0,3,2,1)となり、4つの係数セットに、余り(k)として、0、1、2、3が1つずつ含まれるようになる。他の検査式(「検査式#2」、「検査式#3」、「検査式#4」)のX(D)及びP(D)それぞれの4つの係数セットについても上記の「余り」に関する条件が成立するものとする。
For example, if each order (a1, a2, a3, a4) of X (D) of "
このようにすることで、式(1−1)〜(1−4)から構成される検査行列Hの列重みが全ての列において4となる、レギュラーLDPC符号を形成することができるようになる。ここで、レギュラーLDPC符号とは、各列重みが一定とされた検査行列により定義されるLDPC符号であり、特性が安定し、エラーフロアが出にくいという特徴がある。特に、列重みが4の場合、特性が良好であることから、上記のようにしてLDPC−CCを生成することにより、受信性能が良いLDPC−CCを得ることができるようになる。 By doing so, it becomes possible to form a regular LDPC code in which the column weight of the inspection matrix H composed of the equations (1-1) to (1-4) is 4 in all the columns. .. Here, the regular LDPC code is an LDPC code defined by an inspection matrix in which each column weight is constant, and has a feature that the characteristics are stable and an error floor is unlikely to occur. In particular, when the column weight is 4, the characteristics are good. Therefore, by generating the LDPC-CC as described above, it is possible to obtain the LDPC-CC having good reception performance.
なお、表1は、上記「余り」に関する条件が成り立つ、時変周期4、符号化率1/2のLDPC−CCの例(LDPC−CC#1〜#3)である。表1において、時変周期4のLDPC−CCは、「検査多項式#1」、「検査多項式#2」、「検査多項式#3」、「検査多項式#4」の4つのパリティ検査多項式により定義される。
上記では、符号化率1/2の時を例に説明したが、符号化率が(n−1)/nのときについても、情報X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)におけるそれぞれの4つの係数セットにおいて、上記の「余り」に関する条件が成立すれば、やはり、レギュラーLDPC符号となり、良好な受信品質を得ることができる。 In the above, the case where the coding rate is 1/2 has been described as an example, but even when the coding rate is (n-1) / n, the information X1 (D), X2 (D), ... Xn- If the above-mentioned "remainder" condition is satisfied in each of the four coefficient sets in 1 (D), the code becomes a regular LDPC code, and good reception quality can be obtained.
なお、時変周期2の場合においても、上記「余り」に関する条件を適用すると、特性が良好な符号を探索できることが確認された。以下、特性が良好な時変周期2のLDPC−CCについて説明する。なお、以下では、符号化率1/2の場合を例に説明する。
It was confirmed that even in the case of the time-varying
時変周期を2とするLDPC−CCのパリティ検査多項式として、式(2−1)、(2−2)を考える。このとき、X(D)はデータ(情報)の多項式表現であり、P(D)はパリティの多項式表現である。ここで、式(2−1)、(2−2)では、X(D)、P(D)それぞれに4つの項が存在するようなパリティ検査多項式としたが、これは、良好な受信品質を得る上で、4つの項とすると好適であるからである。
式(2−1)において、a1、a2、a3、a4は整数(ただし、a1≠a2≠a3≠a4)とする。また、b1、b2、b3、b4は整数(ただし、b1≠b2≠b3≠b4)とする。式(2−1)のパリティ検査多項式を「検査式#1」と呼び、式(2−1)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第1サブ行列H1とする。
In the formula (2-1), a1, a2, a3, and a4 are integers (where a1 ≠ a2 ≠ a3 ≠ a4). Further, b1, b2, b3, and b4 are integers (where b1 ≠ b2 ≠ b3 ≠ b4). Referred to parity check polynomial of equation (2-1) and "check
また、式(2−2)において、A1、A2、A3、A4は整数(ただし、A1≠A2≠A3≠A4)とする。また、B1、B2、B3、B4は整数(ただし、B1≠B2≠B3≠B4)とする。式(2−2)のパリティ検査多項式を「検査式#2」と呼び、式(2−2)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第2サブ行列H2とする。
Further, in the equation (2-2), A1, A2, A3, and A4 are integers (where A1 ≠ A2 ≠ A3 ≠ A4). Further, B1, B2, B3, and B4 are integers (however, B1 ≠ B2 ≠ B3 ≠ B4). Referred to parity check polynomial of equation (2-2) and "check
そして、第1サブ行列H1及び第2サブ行列H2から生成する時変周期2のLDPC―CCについて考える。
Then, consider LDPC-CC having a time-varying
このとき、式(2−1)、(2−2)において、X(D)及びP(D)の次数の組み合わせ(a1、a2、a3、a4)、(b1、b2、b3、b4)、(A1、A2、A3、A4)、(B1、B2、B3、B4)の各値を4で除算した余りをkとした場合、上記のようにあらわした4つの係数セット(例えば、(a1、a2、a3、a4))に、余り0、1、2、3が1つずつ含まれるようにし、かつ、上記の4つの係数セット全てで成立するようにする。
At this time, in the equations (2-1) and (2-2), the combination of the orders of X (D) and P (D) (a1, a2, a3, a4), (b1, b2, b3, b4), When the remainder of dividing each value of (A1, A2, A3, A4) and (B1, B2, B3, B4) by 4 is k, the four coefficient sets represented as described above (for example, (a1, The
例えば、「検査式#1」のX(D)の各次数(a1、a2、a3、a4)を(a1、a2、a3、a4)=(8,7,6,5)とすると、各次数(a1、a2、a3、a4)を4で除算した余りkは、(0,3,2,1)となり、4つの係数セットに、余り(k)0、1、2、3が1つずつ含まれるようになる。同様に、「検査式#1」のP(D)の各次数(b1、b2、b3、b4)を(b1、b2、b3、b4)=(4,3,2,1)とすると、各次数(b1、b2、b3、b4)を4で除算した余りkは、(0,3,2,1)となり、4つの係数セットに、余り(k)として、0、1、2、3が1つずつ含まれるようになる。「検査式#2」のX(D)及びP(D)それぞれの4つの係数セットについても上記の「余り」に関する条件が成立するものとする。
For example, if each order (a1, a2, a3, a4) of X (D) of "
このようにすることで、式(2−1)、(2−2)から構成される検査行列Hの列重みが全ての列において4となる、レギュラーLDPC符号を形成することができるようになる。ここで、レギュラーLDPC符号とは、各列重みが一定とされた検査行列により定義されるLDPC符号であり、特性が安定し、エラーフロアが出にくいという特徴がある。特に、行重みが8の場合、特性が良好であることから、上記のようにしてLDPC−CCを生成することにより、受信性能を更に向上することができるLDPC−CCを得ることができるようになる。 By doing so, it becomes possible to form a regular LDPC code in which the column weight of the inspection matrix H composed of the equations (2-1) and (2-2) is 4 in all the columns. .. Here, the regular LDPC code is an LDPC code defined by an inspection matrix in which each column weight is constant, and has a feature that the characteristics are stable and an error floor is unlikely to occur. In particular, when the row weight is 8, the characteristics are good. Therefore, by generating the LDPC-CC as described above, the LDPC-CC capable of further improving the reception performance can be obtained. Become.
なお、表2に、上記「余り」に関する条件が成り立つ、時変周期2、符号化率1/2のLDPC−CCの例(LDPC−CC#1、#2)を示す。表2において、時変周期2のLDPC−CCは、「検査多項式#1」、「検査多項式#2」の2つのパリティ検査多項式により定義される。
上記では(時変周期2のLDPC−CC)、符号化率1/2の時を例に説明したが、符号化率が(n−1)/nのときについても、情報X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)におけるそれぞれの4つの係数セットにおいて、上記の「余り」に関する条件が成立すれば、やはり、レギュラーLDPC符号となり、良好な受信品質を得ることができる。 In the above (LDPC-CC with a time variation period 2), the case where the coding rate is 1/2 has been described as an example, but even when the coding rate is (n-1) / n, the information X1 (D), If the above-mentioned "remainder" condition is satisfied in each of the four coefficient sets of X2 (D) and ... Xn-1 (D), the regular LDPC code can be obtained and good reception quality can be obtained. it can.
また、時変周期3の場合においても、「余り」に関する以下の条件を適用すると、特性が良好な符号を探索できることが確認された。以下、特性が良好な時変周期3のLDPC−CCについて説明する。なお、以下では、符号化率1/2の場合を例に説明する。
Further, it was confirmed that even in the case of the
時変周期を3とするLDPC−CCのパリティ検査多項式として、式(3−1)〜(3−3)を考える。このとき、X(D)はデータ(情報)の多項式表現であり、P(D)はパリティの多項式表現である。ここで、式(3−1)〜(3−3)では、X(D)、P(D)それぞれに3つの項が存在するようなパリティ検査多項式とする。
式(3−1)において、a1、a2、a3は整数(ただし、a1≠a2≠a3)とする。また、b1、b2、b3は整数(ただし、b1≠b2≠b3)とする。式(3−1)のパリティ検査多項式を「検査式#1」と呼び、式(3−1)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第1サブ行列H1とする。
In the formula (3-1), a1, a2, and a3 are integers (where a1 ≠ a2 ≠ a3). Further, b1, b2, and b3 are integers (however, b1 ≠ b2 ≠ b3). Referred to parity check polynomial of equation (3-1) and "check
また、式(3−2)において、A1、A2、A3は整数(ただし、A1≠A2≠A3)とする。また、B1、B2、B3は整数(ただし、B1≠B2≠B3)とする。式(3−2)のパリティ検査多項式を「検査式#2」と呼び、式(3−2)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第2サブ行列H2とする。
Further, in the equation (3-2), A1, A2, and A3 are integers (where A1 ≠ A2 ≠ A3). Further, B1, B2, and B3 are integers (however, B1 ≠ B2 ≠ B3). Referred to parity check polynomial of equation (3-2) and "check
また、式(3−3)において、α1、α2、α3は整数(ただし、α1≠α2≠α3)とする。また、β1、β2、β3は整数(ただし、β1≠β2≠β3)とする。式(3−3)のパリティ検査多項式を「検査式#3」と呼び、式(3−3)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第3サブ行列H3とする。
Further, in the equation (3-3), α1, α2, and α3 are integers (where α1 ≠ α2 ≠ α3). Further, β1, β2, and β3 are integers (where β1 ≠ β2 ≠ β3). Referred to parity check polynomial of equation (3-3) and "check
そして、第1サブ行列H1、第2サブ行列H2、第3サブ行列H3から生成する時変周期3のLDPC―CCについて考える。
Then, consider LDPC-CC having a time-varying
このとき、式(3−1)〜(3−3)において、X(D)及びP(D)の次数の組み合わせ(a1、a2、a3)、(b1、b2、b3)、(A1、A2、A3)、(B1、B2、B3)、(α1、α2、α3)、(β1、β2、β3)の各値を3で除算した余りをkとした場合、上記のようにあらわした3つの係数セット(例えば、(a1、a2、a3))に、余り0、1、2が1つずつ含まれるようにし、かつ、上記の3つの係数セット全てで成立するようにする。 At this time, in the formulas (3-1) to (3-3), the combination of the orders of X (D) and P (D) (a1, a2, a3), (b1, b2, b3), (A1, A2). , A3), (B1, B2, B3), (α1, α2, α3), (β1, β2, β3) divided by 3 and the remainder is k, the three expressed as above. The coefficient set (for example, (a1, a2, a3)) is set to include one remainder of 0, 1, and 2, and is satisfied with all the above three coefficient sets.
例えば、「検査式#1」のX(D)の各次数(a1、a2、a3)を(a1、a2、a3)=(6,5,4)とすると、各次数(a1、a2、a3)を3で除算した余りkは、(0,2,1)となり、3つの係数セットに、余り(k)0、1、2が1つずつ含まれるようになる。同様に、「検査式#1」のP(D)の各次数(b1、b2、b3)を(b1、b2、b3)=(3,2,1)とすると、各次数(b1、b2、b3)を4で除算した余りkは、(0,2,1)となり、3つの係数セットに、余り(k)として、0、1、2が1つずつ含まれるようになる。「検査式#2」、「検査式#3」のX(D)及びP(D)それぞれの3つの係数セットについても上記の「余り」に関する条件が成立するものとする。
For example, if each order (a1, a2, a3) of X (D) of "
このようにしてLDPC−CCを生成することにより、一部の例外を除き、行重みが全ての行で等く、かつ、列重みが全ての行で等しいレギュラーLDPC−CC符号を生成することができる。なお、例外とは、検査行列の最初の一部及び最後の一部では、行重み、列重みが、他の行重み、列重みと等しくならないことをいう。更に、BP復号を行った場合、「検査式#2」における信頼度及び「検査式#3」における信頼度が、的確に「検査式#1」に対して伝播し、「検査式#1」における信頼度及び「検査式#3」における信頼度が、的確に「検査式#2」に対して伝播し、「検査式#1」における信頼度及び「検査式#2」における信頼度が、「検査式#3」に対して的確に伝播する。このため、より受信品質が良好なLDPC−CCを得ることができる。これは、列単位で考えた場合、「1」が存在する位置が、上述のように、信頼度を的確に伝播するように配置されることになるためである。
By generating LDPC-CC in this way, it is possible to generate a regular LDPC-CC code in which row weights are equal in all rows and column weights are equal in all rows, with some exceptions. it can. The exception means that the row weights and column weights are not equal to the other row weights and column weights in the first part and the last part of the check matrix. Further, when BP decoding is performed, the reliability in "
以下、図を用いて、上述の信頼度伝播について説明する。図4Aは、時変周期3のLDPC−CCのパリティ検査多項式及び検査行列Hの構成を示している。
Hereinafter, the above-mentioned reliability propagation will be described with reference to the figures. FIG. 4A shows the configuration of the parity check polynomial and the check matrix H of the LDPC-CC having the
「検査式#1」は、式(3−1)のパリティ検査多項式において、(a1、a2、a3)=(2,1,0)、(b1、b2、b3)=(2,1,0)の場合であり、各係数を3で除算した余りは、(a1%3、a2%3、a3%3)=(2,1,0)、(b1%3、b2%3、b3%3)=(2,1,0)である。なお、「Z%3」は、Zを3で除算した余りをあらわす。
"Check
「検査式#2」は、式(3−2)のパリティ検査多項式において、(A1、A2、A3)=(5,1,0)、(B1、B2、B3)=(5,1,0)の場合であり、各係数を3で除算した余りは、(A1%3、A2%3、A3%3)=(2,1,0)、(B1%3、B2%3、B3%3)=(2,1,0)である。
"Check
「検査式#3」は、式(3−3)のパリティ検査多項式において、(α1、α2、α3)=(4,2,0)、(β1、β2、β3)=(4,2,0)の場合であり、各係数を3で除算した余りは、(α1%3、α2%3、α3%3)=(1,2,0)、(β1%3、β2%3、β3%3)=(1,2,0)である。
"Check
したがって、図4Aに示した時変周期3のLDPC−CCの例は、上述した「余り」に関する条件、つまり、
(a1%3、a2%3、a3%3)、
(b1%3、b2%3、b3%3)、
(A1%3、A2%3、A3%3)、
(B1%3、B2%3、B3%3)、
(α1%3、α2%3、α3%3)、
(β1%3、β2%3、β3%3)が、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなるという条件を満たしている。
Therefore, the example of LDPC-CC having a
(
(
(
(
(
(
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) It meets the condition of becoming.
再度、図4Aに戻って、信頼度伝播について説明する。BP復号における列6506の列演算によって、「検査式#1」の領域6501の「1」は、「検査行列#2」の領域6504の「1」及び「検査行列#3」の領域6505の「1」から、信頼度が伝播される。上述したように、「検査式#1」の領域6501の「1」は、3で除算した余りが0となる係数である(a3%3=0(a3=0)、又は、b3%3=0(b3=0))。また、「検査行列#2」の領域6504の「1」は、3で除算した余りが1となる係数である(A2%3=1(A2=1)、又は、B2%3=1(B2=1))。また、「検査式#3」の領域6505の「1」は、3で除算した余りが2となる係数である(α2%3=2(α2=2)、又は、β2%3=2(β2=2))。
Returning to FIG. 4A again, reliability propagation will be described. By the column operation of
このように、「検査式#1」の係数において余りが0となる領域6501の「1」は、BP復号における列6506の列演算において、「検査式#2」の係数において余りが1となる領域6504の「1」、及び、「検査式#3」の係数において余りが2となる領域6505の「1」から、信頼度が伝播される。
As described above, "1" in the
同様に、「検査式#1」の係数において余りが1となる領域6502の「1」は、BP復号における列6509の列演算において、「検査式#2」の係数において余りが2となる領域6507の「1」、及び、「検査式#3」の係数において余りが0となる領域6508の「1」から、信頼度が伝播される。
Similarly, "1" in the
同様に、「検査式#1」の係数において余りが2となる領域6503の「1」は、BP復号における列6512の列演算において、「検査式#2」の係数において余りが0となる領域6510の「1」、及び、「検査式#3」の係数において余りが1となる領域6511の「1」から、信頼度が伝播される。
Similarly, the "1" in the
図4Bを用いて、信頼度伝播について補足説明をする。図4Bは、図4Aの「検査式#1」〜「検査式#3」のX(D)に関する各項同士の信頼度伝播の関係を示している。図4Aの「検査式#1」〜「検査式#3」は、式(3−1)〜(3−3)のX(D)に関する項において、(a1、a2、a3)=(2、1、0)、(A1、A2、A3)=(5、1、0)、(α1、α2、α3)=(4、2、0)の場合である。
A supplementary explanation of reliability propagation will be given with reference to FIG. 4B. FIG. 4B shows the relationship of reliability propagation between each term regarding X (D) of “
図4Bにおいて、四角で囲まれた項(a3、A3、α3)は、3で除算した余りが0の係数を示す。また、丸で囲まれた項(a2、A2、α1)は、3で除算した余りが1の係数を示す。また、菱形で囲まれた項(a1、A1、α2)は、3で除算した余りが2の係数を示す。 In FIG. 4B, the terms surrounded by squares (a3, A3, α3) indicate coefficients with a remainder of 0 divided by 3. The circled terms (a2, A2, α1) indicate a coefficient with a remainder of 1 divided by 3. In addition, the terms (a1, A1, α2) surrounded by diamonds indicate a coefficient in which the remainder divided by 3 is 2.
図4Bから分かるように、「検査式#1」のa1は、3で除算した余りが異なる「検査式#2」のA3及び「検査式#3」のα1から信頼度が伝播される。「検査式#1」のa2は、3で除算した余りが異なる「検査式#2」のA1及び「検査式#3」のα3から信頼度が伝播される。「検査式#1」のa3は、3で除算した余りが異なる「検査式#2」のA2及び「検査式#3」のα2から信頼度が伝播される。図4Bには、「検査式#1」〜「検査式#3」のX(D)に関する各項同士の信頼度伝播の関係を示したが、P(D)に関する各項同士についても同様のことがいえる。
As can be seen from FIG. 4B, the reliability of a1 of "
このように、「検査式#1」には、「検査式#2」の係数のうち、3で除算した余りが0、1、2となる係数から、信頼度が伝播される。つまり、「検査式#1」には、「検査式#2」の係数のうち、3で除算した余りが全て異なる係数から、信頼度が伝播されることになる。したがって、相関が低い信頼度同士が全て「検査式#1」に伝播することになる。
In this way, the reliability is propagated to "
同様に、「検査式#2」には、「検査式#1」の係数のうち、3で除算した余りが0、1、2となる係数から、信頼度が伝播される。つまり、「検査式#2」には、「検査式#1」の係数のうち、3で除算した余りが全て異なる係数から、信頼度が伝播されることになる。また、「検査式#2」には、「検査式#3」の係数のうち、3で除算した余りが0、1、2となる係数から、信頼度が伝播される。つまり、「検査式#2」には、「検査式#3」の係数のうち、3で除算した余りが全て異なる係数から、信頼度が伝播されることになる。
Similarly, in "
同様に、「検査式#3」には、「検査式#1」の係数のうち、3で除算した余りが0、1、2となる係数から、信頼度が伝播される。つまり、「検査式#3」には、「検査式#1」の係数のうち、3で除算した余りが全て異なる係数から、信頼度が伝播されることになる。また、「検査式#3」には、「検査式#2」の係数のうち、3で除算した余りが0、1、2となる係数から、信頼度が伝播される。つまり、「検査式#3」には、「検査式#2」の係数のうち、3で除算した余りが全て異なる係数から、信頼度が伝播されることになる。
Similarly, in "
このように、式(3−1)〜(3−3)のパリティ検査多項式の各次数が、上述した「余り」に関する条件を満たすようにすることにより、全ての列演算において、信頼度が必ず伝播されるようになるので、全ての検査式において、効率よく信頼度を伝播させることができるようになり、更に誤り訂正能力を高くすることができる。 In this way, by ensuring that each degree of the parity check polynomials in equations (3-1) to (3-3) satisfies the above-mentioned condition regarding the "remainder", the reliability is guaranteed in all column operations. Since it is propagated, the reliability can be efficiently propagated in all the inspection formulas, and the error correction capability can be further improved.
以上、時変周期3のLDPC−CCについて、符号化率1/2の場合を例に説明したが、符号化率は1/2に限られない。符号化率(n−1)/n(nは2以上の整数)の場合には、情報X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)における、それぞれの3つの係数セットにおいて、上記の「余り」に関する条件が成立すれば、やはり、レギュラーLDPC符号となり、良好な受信品質を得ることができる。 The LDPC-CC having a time variation period of 3 has been described above by taking the case of a coding rate of 1/2 as an example, but the coding rate is not limited to 1/2. In the case of the coding rate (n-1) / n (n is an integer of 2 or more), each of the three coefficients in the information X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D). If the above-mentioned condition regarding "remainder" is satisfied in the set, the code becomes a regular LDPC code, and good reception quality can be obtained.
以下、符号化率(n−1)/n(nは2以上の整数)の場合について説明する。 Hereinafter, the case where the coding rate (n-1) / n (n is an integer of 2 or more) will be described.
時変周期を3とするLDPC−CCのパリティ検査多項式として、式(4−1)〜(4−3)を考える。このとき、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)はデータ(情報)X1、X2、・・・Xn−1の多項式表現であり、P(D)はパリティの多項式表現である。ここで、式(4−1)〜(4−3)では、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)、P(D)それぞれに3つの項が存在するようなパリティ検査多項式とする。
式(4−1)において、ai,1、ai,2、ai,3(i=1,2,・・・,n−1)は整数(ただし、ai,1≠ai,2≠ai,3)とする。また、b1、b2、b3は整数(ただし、b1≠b2≠b3)とする。式(4−1)のパリティ検査多項式を「検査式#1」と呼び、式(4−1)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第1サブ行列H1とする。
In equation (4-1), a i, 1 , a i, 2 , a i, 3 (i = 1, 2, ..., N-1) are integers (where a i, 1 ≠ a i, 2 ≠ ai, 3 ). Further, b1, b2, and b3 are integers (however, b1 ≠ b2 ≠ b3). Referred to parity check polynomial of equation (4-1) and "check
また、式(4−2)において、Ai,1、Ai,2、Ai,3(i=1,2,・・・,n−1は整数(ただし、Ai,1≠Ai,2≠Ai,3)とする。また、B1、B2、B3は整数(ただし、B1≠B2≠B3)とする。式(4−2)のパリティ検査多項式を「検査式#2」と呼び、式(4−2)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第2サブ行列H2とする。
Further, in the equation (4-2), A i, 1 , A i, 2 , A i, 3 (i = 1, 2, ..., N-1 are integers (however, A i, 1 ≠ A i). , 2 ≠ Ai, 3 ). Also, B1, B2, and B3 are integers (where B1 ≠ B2 ≠ B3). The parity check polynomial in equation (4-2) is referred to as "
また、式(4−3)において、αi,1、αi,2、αi,3(i=1,2,・・・,n−1は整数(ただし、αi,1≠αi,2≠αi,3)とする。また、β1、β2、β3は整数(ただし、β1≠β2≠β3)とする。式(4−3)のパリティ検査多項式を「検査式#3」と呼び、式(4−3)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第3サブ行列H3とする。
Further, in the equation (4-3), α i, 1 , α i, 2 , α i, 3 (i = 1, 2, ..., N-1 are integers (where α i, 1 ≠ α i). , 2 ≠ α i, 3 ). Also, β1, β2, β3 are integers (where β1 ≠ β2 ≠ β3). The parity check polynomial in equation (4-3) is referred to as “
そして、第1サブ行列H1、第2サブ行列H2、第3サブ行列H3から生成する時変周期3のLDPC―CCについて考える。
Then, consider LDPC-CC having a time-varying
このとき、式(4−1)〜(4−3)において、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)及びP(D)の次数の組み合わせ
(a1,1、a1,2、a1,3)、
(a2,1、a2,2、a2,3)、・・・、
(an−1,1、an−1,2、an−1,3)、
(b1、b2、b3)、
(A1,1、A1,2、A1,3)、
(A2,1、A2,2、A2,3)、・・・、
(An−1,1、An−1,2、An−1,3)、
(B1、B2、B3)、
(α1,1、α1,2、α1,3)、
(α2,1、α2,2、α2,3)、・・・、
(αn−1,1、αn−1,2、αn−1,3)、
(β1、β2、β3)
の各値を3で除算した余りをkとした場合、上記のようにあらわした3つの係数セット(例えば、(a1,1、a1,2、a1,3))に、余り0、1、2が1つずつ含まれるようにし、かつ、上記の3つの係数セット全てで成立するようにする。
At this time, in the equations (4-1) to (4-3), combinations of orders of X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D) and P (D) (a 1, 1) , A 1 , 2 , a 1 , 3 ),
(A 2 , 1 , a 2 , 2 , a 2 , 3 ), ...,
( An-1,1 , ann-1,2 , an -1,3 ),
(B1, b2, b3),
(A 1 , 1 , A 1 , 2 , A 1 , 3 ),
(A 2 , 1 , A 2 , 2 , A 2 , 3 ), ...,
( An-1,1 , An-1,2 , An-1,3 ),
(B1, B2, B3),
(Α 1 , 1 , α 1 , 2 , α 1 , 3 ),
(Α 2 , 1 , α 2 , 2 , α 2 , 3 ), ...
(Α n-1 , 1 , α n-1 , 2 , α n-1 , 3 ),
(Β1, β2, β3)
When the remainder obtained by dividing each value of 3 by 3 is k, the
つまり、
(a1,1%3、a1,2%3、a1,3%3)、
(a2,1%3、a2,2%3、a2,3%3)、・・・、
(an−1,1%3、an−1,2%3、an−1,3%3)、
(b1%3、b2%3、b3%3)、
(A1,1%3、A1,2%3、A1,3%3)、
(A2,1%3、A2,2%3、A2,3%3)、・・・、
(An−1,1%3、An−1,2%3、An−1,3%3)、
(B1%3、B2%3、B3%3)、
(α1,1%3、α1,2%3、α1,3%3)、
(α2,1%3、α2,2%3、α2,3%3)、・・・、
(αn−1,1%3、αn−1,2%3、αn−1,3%3)、
(β1%3、β2%3、β3%3)が、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなるようにする。
In other words
(A 1,1 % 3, a 1,2 % 3, a 1,3 % 3),
(A 2,1 % 3, a 2,2 % 3, a 2,3 % 3), ...
( An-1,1 % 3, ann -1,2 % 3, ann-1,3 % 3),
(
(A 1,1 % 3, A 1,2 % 3, A 1,3 % 3),
(A 2,1 % 3, A 2,2 % 3, A 2,3 % 3), ...
( An-1,1 % 3, An-1,2 % 3, An-1,3 % 3),
(
(Α 1,1 % 3, α 1,2 % 3, α 1,3 % 3),
(Α 2,1 % 3, α 2,2 % 3, α 2,3 % 3), ...
(Α n-1,1 % 3, α n-1,2 % 3, α n-1,3 % 3),
(
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) To be.
このようにしてLDPC−CCを生成することにより、レギュラーLDPC−CC符号を生成することができる。更に、BP復号を行った場合、「検査式#2」における信頼度及び「検査式#3」における信頼度が、的確に「検査式#1」に対して伝播し、「検査式#1」における信頼度及び「検査式#3」における信頼度が、的確に「検査式#2」に対して伝播し、「検査式#1」における信頼度及び「検査式#2」における信頼度が、「検査式#3」に対して的確に伝播する。このため、符号化率1/2の場合と同様に、より受信品質が良好なLDPC−CCを得ることができる。
By generating the LDPC-CC in this way, the regular LDPC-CC code can be generated. Further, when BP decoding is performed, the reliability in "
なお、表3に、上記「余り」に関する条件が成り立つ、時変周期3、符号化率1/2のLDPC−CCの例(LDPC−CC#1、#2、#3、#4、#5)を示す。表3において、時変周期3のLDPC−CCは、「検査(多項)式#1」、「検査(多項)式#2」、「検査(多項)式#3」の3つのパリティ検査多項式により定義される。
また、時変周期3と同様に、時変周期が3の倍数(例えば、時変周期が6、9、12、・・・)のLDPC−CCに対し、「余り」に関する以下の条件を適用すると、特性が良好な符号を探索できることが確認された。以下、特性が良好な時変周期3の倍数のLDPC−CCについて説明する。なお、以下では、符号化率1/2、時変周期6のLDPC−CCの場合を例に説明する。
Further, similarly to the time-varying
時変周期を6とするLDPC−CCのパリティ検査多項式として、式(5―1)〜式(5―6)を考える。
このとき、X(D)はデータ(情報)の多項式表現であり、P(D)はパリティの多項式表現である。時変周期6のLDPC−CCでは、時刻iのパリティPi及び情報Xiは、i%6=kとすると(k=0、1、2、3、4、5)、式(5−(k+1))のパリティ検査多項式が成立することになる。例えば、i=1とすると、i%6=1(k=1)となるので、式(6)が成立する。
ここで、式(5−1)〜(5−6)では、X(D)、P(D)それぞれに3つの項が存在するようなパリティ検査多項式とする。 Here, in the equations (5-1) to (5-6), it is assumed that the parity check polynomial has three terms in each of X (D) and P (D).
式(5−1)において、a1,1、a1,2、a1,3は整数(ただし、a1,1≠a1,2≠a1,3)とする。また、b1,1、b1,2、b1,3は整数(ただし、b1,1≠b1,2≠b1,3)とする。式(5−1)のパリティ検査多項式を「検査式#1」と呼び、式(5−1)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第1サブ行列H1とする。
In the formula (5-1), a1,1, a1,2, a1,3 are integers (where a1,1 ≠ a1,2 ≠ a1,3). Further, b1,1, b1,2, b1,3 are integers (however, b1,1 ≠ b1, ≠ b1,3). Referred to parity check polynomial of equation (5-1) and "check
また、式(5−2)において、a2,1、a2,2、a2,3は整数(ただし、a2,1≠a2,2≠a2,3)とする。また、b2,1、b2,2、b2,3は整数(ただし、b2,1≠b2,2≠b2,3)とする。式(5−2)のパリティ検査多項式を「検査式#2」と呼び、式(5−2)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第2サブ行列H2とする。
Further, in the equation (5-2), a2,1, a2,2, a2,3 are integers (however, a2,1 ≠ a2,2 ≠ a2,3). Further, b2,1, b2,2, b2,3 are integers (however, b2,1 ≠ b2,2 ≠ b2,3). Referred to parity check polynomial of equation (5-2) and "check
また、式(5−3)において、a3,1、a3,2、a3,3は整数(ただし、a3,1≠a3,2≠a3,3)とする。また、b3,1、b3,2、b3,3は整数(ただし、b3,1≠b3,2≠b3,3)とする。式(5−3)のパリティ検査多項式を「検査式#3」と呼び、式(5−3)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第3サブ行列H3とする。
Further, in the equation (5-3), a3,1, a3,2, a3,3 are integers (however, a3,1 ≠ a3,2 ≠ a3,3). Further, b3,1, b3,2, b3,3 are integers (where b3,1 ≠ b3,2 ≠ b3,3). Referred to parity check polynomial of equation (5-3) and "check
また、式(5−4)において、a4,1、a4,2、a4,3は整数(ただし、a4,1≠a4,2≠a4,3)とする。また、b4,1、b4,2、b4,3は整数(ただし、b4,1≠b4,2≠b4,3)とする。式(5−4)のパリティ検査多項式を「検査式#4」と呼び、式(5−4)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第4サブ行列H4とする。
Further, in the equation (5-4), a4,1, a4,2, a4,3 are integers (however, a4,1 ≠ a4,2 ≠ a4,3). Further, b4, 1, b4, 2, b4, 3 are integers (however, b4, 1 ≠ b4, 2 ≠ b4, 3). Referred to parity check polynomial of equation (5-4) and "check
また、式(5−5)において、a5,1、a5,2、a5,3は整数(ただし、a5,1≠a5,2≠a5,3)とする。また、b5,1、b5,2、b5,3は整数(ただし、b5,1≠b5,2≠b5,3)とする。式(5−5)のパリティ検査多項式を「検査式#5」と呼び、式(5−5)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第5サブ行列H5とする。
Further, in the equation (5-5), a5,1, a5,2, a5,3 are integers (where a5,1 ≠ a5,2 ≠ a5,3). Further, b5,1, b5,2, b5,3 are integers (however, b5,1 ≠ b5,2 ≠ b5,3). Referred to parity check polynomial of equation (5-5) and "check
また、式(5−6)において、a6,1、a6,2、a6,3は整数(ただし、a6,1≠a6,2≠a6,3)とする。また、b6,1、b6,2、b6,3は整数(ただし、b6,1≠b6,2≠b6,3)とする。式(5−6)のパリティ検査多項式を「検査式#6」と呼び、式(5−6)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第6サブ行列H6とする。
Further, in the equation (5-6), a6,1, a6,2, a6,3 are integers (where a6,1 ≠ a6,2 ≠ a6,3). Further, b6, 1, b6, 2, b6, 3 are integers (however, b6, 1 ≠ b6, 2 ≠ b6, 3). Referred to parity check polynomial of equation (5-6) and "check
そして、第1サブ行列H1、第2サブ行列H2、第3サブ行列H3、第4サブ行列H4、第5サブ行列H5、第6サブ行列H6から生成する時変周期6のLDPC―CCについて考える。 The first sub-matrix H 1, second sub-matrix H 2, third sub-matrix H 3, fourth sub-matrix H 4, fifth sub-matrix H 5, varying period 6 when generating the sixth sub-matrix H 6 Consider the LDPC-CC of.
このとき、式(5−1)〜(5−6)において、X(D)及びP(D)の次数の組み合わせ
(a1,1、a1,2、a1,3)、
(b1,1、b1,2、b1,3)、
(a2,1、a2,2、a2,3)、
(b2,1、b2,2、b2,3)、
(a3,1、a3,2、a3,3)、
(b3,1、b3,2、b3,3)、
(a4,1、a4,2、a4,3)、
(b4,1、b4,2、b4,3)、
(a5,1、a5,2、a5,3)、
(b5,1、b5,2、b5,3)、
(a6,1、a6,2、a6,3)、
(b6,1、b6,2、b6,3)
の各値を3で除算したときの余りkとした場合、上記のようにあらわした3つの係数セット(例えば、(a1,1、a1,2、a1,3))に、余り0、1、2が1つずつ含まれるようにし、かつ、上記の3つの係数セット全てで成立するようにする。つまり、
(a1,1%3、a1,2%3、a1,3%3)、
(b1,1%3、b1,2%3、b1,3%3)、
(a2,1%3、a2,2%3、a2,3%3)、
(b2,1%3、b2,2%3、b2,3%3)、
(a3,1%3、a3,2%3、a3,3%3)、
(b3,1%3、b3,2%3、b3,3%3)、
(a4,1%3、a4,2%3、a4,3%3)、
(b4,1%3、b4,2%3、b4,3%3)、
(a5,1%3、a5,2%3、a5,3%3)、
(b5,1%3、b5,2%3、b5,3%3)、
(a6,1%3、a6,2%3、a6,3%3)、
(b6,1%3、b6,2%3、b6,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
At this time, in the formulas (5-1) to (5-6), combinations of orders of X (D) and P (D) (a1, 1, a1, 2, a1, 3)
(B1,1, b1,2, b1,3),
(A2,1, a2,2, a2,3),
(B2,1, b2,2, b2,3),
(A3,1, a3,2, a3,3),
(B3,1, b3,2, b3,3),
(A4,1, a4,2, a4,3),
(B4, 1, b4, 2, b4, 3),
(A5,1, a5,2, a5,3),
(B5,1, b5,2, b5,3),
(A6,1, a6,2, a6,3),
(B6, 1, b6, 2, b6, 3)
Assuming that the remainder k when each value of is divided by 3, the
(A1,1% 3, a1,2%3, a1,3%3),
(B1, 1% 3, b1, 2% 3, b1, 3% 3),
(A2, 1% 3, a2, 2% 3, a2, 3% 3),
(B2, 1% 3, b2, 2% 3, b2, 3% 3),
(A3, 1% 3, a3, 2% 3, a3, 3% 3),
(B3, 1% 3, b3, 2% 3, b3, 3% 3),
(A4, 1% 3, a4, 2% 3, a4, 3% 3),
(B4, 1% 3, b4, 2% 3, b4, 3% 3),
(A5, 1% 3, a5, 2% 3, a5, 3% 3),
(B5, 1% 3, b5, 2% 3, b5, 3% 3),
(A6, 1% 3, a6, 2% 3, a6, 3% 3),
(B6, 1% 3, b6, 2% 3, b6, 3% 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become.
このようにしてLDPC−CCを生成することにより、「検査式#1」に対して、タナーグラフを描いた際、エッジが存在する場合、的確に「検査式#2、又は、検査式#5」における信頼度、「検査式#3、又は、検査式#6」における信頼度が的確に伝播する。
By generating LDPC-CC in this way, when an edge is drawn for "
また、「検査式#2」に対して、タナーグラフを描いた際、エッジが存在する場合、的確に「検査式#1、又は、検査式#4」における信頼度、「検査式#3、又は、検査式#6」における信頼度が的確に伝播する。
In addition, when an edge is present when a tanner graph is drawn for "
また、「検査式#3」に対して、タナーグラフを描いた際、エッジが存在する場合、的確に「検査式#1、又は、検査式#4」における信頼度、「検査式#2、又は、検査式#5」における信頼度が的確に伝播する。「検査式#4」に対して、タナーグラフを描いた際、エッジが存在する場合、的確に「検査式#2、又は、検査式#5」における信頼度、「検査式#3、又は、検査式#6」における信頼度が的確に伝播する。
In addition, when an edge is present when a tanner graph is drawn for "
また、タナーグラフを描いた際、エッジが存在する場合、「検査式#5」に対して、的確に「検査式#1、又は、検査式#4」における信頼度、「検査式#3、又は、検査式#6」における信頼度が的確に伝播する。また、「検査式#6」に対して、タナーグラフを描いた際、エッジが存在する場合、的確に「検査式#1、又は、検査式#4」における信頼度、「検査式#2、又は、検査式#5」における信頼度が的確に伝播する。
In addition, when an edge is present when drawing a tanner graph, the reliability of "
このため、時変周期が3のときと同様に、より良好な誤り訂正能力を時変周期6のLDPC−CCが保持することになる。
Therefore, the LDPC-CC having the time-varying
これについて、図4Cを用いて、信頼度伝播について説明する。図4Cは、「検査式#1」〜「検査式#6」のX(D)に関する各項同士の信頼度伝播の関係を示している。図4Cにおいて、四角は、ax,yにおいて(x=1,2,3,4,5,6;y=1,2,3)、3で除算した余りが0の係数を示す。
The reliability propagation will be described with reference to FIG. 4C. FIG. 4C shows the relationship of reliability propagation between each term regarding X (D) of “
また、丸は、ax,yにおいて(x=1,2,3,4,5,6;y=1,2,3)、3で除算した余りが1の係数を示す。また、菱形は、ax,yにおいて(x=1,2,3,4,5,6;y=1,2,3)、3で除算した余りが2の係数を示す。 Further, the circle indicates a coefficient in which the remainder divided by 3 is 1 in ax, y (x = 1,2,3,4,5,6; y = 1,2,3). Further, the rhombus shows a coefficient of 2 in ax, y (x = 1,2,3,4,5,6; y = 1,2,3), and the remainder divided by 3 is 2.
図4Cから分かるように、タナーグラフを描いた際、エッジが存在した場合、「検査式#1」のa1,1は、3で除算した余りが異なる「検査式#2又は#5」及び「検査式#3又は#6」から信頼度が伝播される。同様に、タナーグラフを描いた際、エッジが存在した場合、「検査式#1」のa1,2は、3で除算した余りが異なる「検査式#2又は#5」及び「検査式#3又は#6」から信頼度が伝播される。
As can be seen from FIG. 4C, when an edge is present when the tanner graph is drawn, a1 and 1 of "
同様に、タナーグラフを描いた際、エッジが存在した場合、「検査式#1」のa1,3は、3で除算した余りが異なる「検査式#2又は#5」及び「検査式#3又は#6」から信頼度が伝播される。図4Cには、「検査式#1」〜「検査式#6」のX(D)に関する各項同士の信頼度伝播の関係を示したが、P(D)に関する各項同士についても同様のことがいえる。
Similarly, when an edge is present when drawing a tanner graph, a1 and 3 of "
このように、「検査式#1」のタナーグラフにおける各ノードには、「検査式#1」以外の係数ノードから信頼度が伝播することになる。したがって、相関が低い信頼度同士が全て「検査式#1」に伝播することになるので、誤り訂正能力が向上すると考えられる。
In this way, the reliability is propagated to each node in the Tanner graph of "
図4Cでは、「検査式#1」に着目したが、「検査式#2」から「検査式#6」についても同様にタナーグラフを描くことができ、「検査式#K」のタナーグラフにおける各ノードには、「検査式#K」以外の係数ノードから信頼度が伝播することになる。したがって、相関が低い信頼度同士が全て「検査式#K」に伝播することになるので、誤り訂正能力が向上すると考えられる。(K=2,3,4,5,6)
In FIG. 4C, attention was paid to "
このように、式(5−1)〜(5−6)のパリティ検査多項式の各次数が、上述した「余り」に関する条件を満たすようにすることにより、全ての検査式において、効率よく信頼度を伝播させることができるようになり、誤り訂正能力を更に高くすることができる可能性が高まる。 In this way, by making each degree of the parity check polynomials of the equations (5-1) to (5-6) satisfy the condition regarding the above-mentioned "remainder", the reliability is efficiently obtained in all the inspection equations. Will be able to propagate, and the possibility that the error correction capability can be further increased will increase.
以上、時変周期6のLDPC−CCについて、符号化率1/2の場合を例に説明したが、符号化率は1/2に限られない。符号化率(n−1)/n(nは2以上の整数)の場合には、情報X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)における、それぞれの3つの係数セットにおいて、上記の「余り」に関する条件が成立すれば、やはり、良好な受信品質を得ることができる可能性が高まる。 The LDPC-CC having a time variation period of 6 has been described above by taking the case where the coding rate is 1/2 as an example, but the coding rate is not limited to 1/2. In the case of the coding rate (n-1) / n (n is an integer of 2 or more), each of the three coefficients in the information X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D). If the above-mentioned "remainder" condition is satisfied in the set, the possibility that good reception quality can be obtained is increased.
以下、符号化率(n−1)/n(nは2以上の整数)の場合について説明する。 Hereinafter, the case where the coding rate (n-1) / n (n is an integer of 2 or more) will be described.
時変周期を6とするLDPC−CCのパリティ検査多項式として、式(7−1)〜(7−6)を考える。
このとき、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)はデータ(情報)X1、X2、・・・Xn−1の多項式表現であり、P(D)はパリティの多項式表現である。ここで、式(7−1)〜(7−6)では、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)、P(D)それぞれに3つの項が存在するようなパリティ検査多項式とする。上記の符号化率1/2のとき、また、時変周期3のときと同様に考えると、式(7−1)〜(7−6)のパリティ検査多項式であらわされる時変周期6、符号化率(n−1)/n(nは2以上の整数)のLDPC−CCにおいて、以下の条件(<条件#1>)を満たすと、より高い誤り訂正能力を得ることができる可能性が高まる。
At this time, X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D) are polynomial representations of the data (information) X1, X2, ... Xn-1, and P (D) is the parity. It is a polynomial representation. Here, in the equations (7-1) to (7-6), there are three terms for each of X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D), and P (D). Parity check polynomial. Considering the same as when the coding rate is 1/2 and when the time-varying period is 3, the time-varying
ただし、時変周期6、符号化率(n−1)/n(nは2以上の整数)のLDPC−CCにおいて、時刻iのパリティをPi及び情報をXi,1、Xi,2、・・・、Xi,n−1であらわす。このとき、i%6=kとすると(k=0、1、2、3、4、5)、式(7−(k+1))のパリティ検査多項式が成立する。例えば、i=8とすると、i%6=2(k=2)となるので、式(8)が成立する。
<条件#1>
式(7−1)〜(7−6)において、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)及びP(D)の次数の組み合わせが以下の条件を満たす。
(a#1,1,1%3、a#1,1,2%3、a#1,1,3%3)、
(a#1,2,1%3、a#1,2,2%3、a#1,2,3%3)、・・・、
(a#1,k,1%3、a#1,k,2%3、a#1,k,3%3)、・・・、
(a#1,n−1,1%3、a#1,n−1,2%3、a#1,n−1,3%3)、
(b#1,1%3、b#1,2%3、b#1,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(k=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#2,1,1%3、a#2,1,2%3、a#2,1,3%3)、
(a#2,2,1%3、a#2,2,2%3、a#2,2,3%3)、・・・、
(a#2,k,1%3、a#2,k,2%3、a#2,k,3%3)、・・・、
(a#2,n−1,1%3、a#2,n−1,2%3、a#2,n−1,3%3)、
(b#2,1%3、b#2,2%3、b#2,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(k=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#3,1,1%3、a#3,1,2%3、a#3,1,3%3)、
(a#3,2,1%3、a#3,2,2%3、a#3,2,3%3)、・・・、
(a#3,k,1%3、a#3,k,2%3、a#3,k,3%3)、・・・、
(a#3,n−1,1%3、a#3,n−1,2%3、a#3,n−1,3%3)、
(b#3,1%3、b#3,2%3、b#3,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(k=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#4,1,1%3、a#4,1,2%3、a#4,1,3%3)、
(a#4,2,1%3、a#4,2,2%3、a#4,2,3%3)、・・・、
(a#4,k,1%3、a#4,k,2%3、a#4,k,3%3)、・・・、
(a#4,n−1,1%3、a#4,n−1,2%3、a#4,n−1,3%3)、
(b#4,1%3、b#4,2%3、b#4,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(k=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#5,1,1%3、a#5,1,2%3、a#5,1,3%3)、
(a#5,2,1%3、a#5,2,2%3、a#5,2,3%3)、・・・、
(a#5,k,1%3、a#5,k,2%3、a#5,k,3%3)、・・・、
(a#5,n−1,1%3、a#5,n−1,2%3、a#5,n−1,3%3)、
(b#5,1%3、b#5,2%3、b#5,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(k=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#6,1,1%3、a#6,1,2%3、a#6,1,3%3)、
(a#6,2,1%3、a#6,2,2%3、a#6,2,3%3)、・・・、
(a#6,k,1%3、a#6,k,2%3、a#6,k,3%3)、・・・、
(a#6,n−1,1%3、a#6,n−1,2%3、a#6,n−1,3%3)、
(b#6,1%3、b#6,2%3、b#6,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(k=1、2、3、・・・、n−1)
<
In the formulas (7-1) to (7-6), the combination of the orders of X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D) and P (D) satisfies the following conditions.
(A # 1,1,1 % 3, a # 1,1,2 % 3, a # 1,1,3 % 3),
(A # 1,2,1 % 3, a # 1,2,2 % 3, a # 1,2,3 % 3), ...
(A # 1, k, 1 % 3, a # 1, k, 2 % 3, a # 1, k, 3 % 3), ...
(A # 1, n-1, 1 % 3, a # 1, n-1,2 % 3, a # 1, n-1,3 % 3),
(B # 1,1 % 3, b # 1,2 % 3, b # 1,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (K = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 2,1,1% 3, a # 2,1,2% 3, a # 2,1,3% 3),
(A # 2,2,1 % 3, a # 2,2,2 % 3, a # 2,2,3 % 3), ...
(A # 2, k, 1 % 3, a # 2, k, 2 % 3, a # 2, k, 3 % 3), ...
(A # 2, n-1,1 % 3, a # 2, n-1,2 % 3, a # 2, n-1,3 % 3),
(B # 2, 1 % 3, b # 2, 2 % 3, b # 2, 3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (K = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 3,1,1% 3, a # 3,1,2% 3, a # 3,1,3% 3),
(A # 3,2,1 % 3, a # 3,2,2 % 3, a # 3,2,3 % 3), ...
(A # 3, k, 1 % 3, a # 3, k, 2 % 3, a # 3, k, 3 % 3), ...
(A # 3, n-1,1 % 3, a # 3, n-1,2 % 3, a # 3, n-1,3 % 3),
(B # 3,1 % 3, b # 3,2 % 3, b # 3,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (K = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 4,1,1 % 3, a # 4,1,2 % 3, a # 4,1,3 % 3),
(A # 4,2,1 % 3, a # 4,2,2 % 3, a # 4,2,3 % 3), ...
(A # 4, k, 1 % 3, a # 4, k, 2 % 3, a # 4, k, 3 % 3), ...
(A # 4, n-1,1 % 3, a # 4, n-1,2 % 3, a # 4, n-1,3 % 3),
(B # 4,1 % 3, b # 4,2 % 3, b # 4,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (K = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 5,1,1 % 3, a # 5,1,2 % 3, a # 5,1,3 % 3),
(A # 5,2,1 % 3, a # 5,2,2 % 3, a # 5,2,3 % 3), ...
(A # 5, k, 1 % 3, a # 5, k, 2 % 3, a # 5, k, 3 % 3), ...
(A # 5, n-1,1 % 3, a # 5, n-1,2 % 3, a # 5, n-1,3 % 3),
(B # 5,1 % 3, b # 5,2 % 3, b # 5,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (K = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 6,1,1 % 3, a # 6,1,2 % 3, a # 6,1,3 % 3),
(A # 6,2,1 % 3, a # 6,2,2 % 3, a # 6,2,3 % 3), ...
(A # 6, k, 1 % 3, a # 6, k, 2 % 3, a # 6, k, 3 % 3), ...
(A # 6, n-1,1 % 3, a # 6, n-1,2 % 3, a # 6, n-1,3 % 3),
(B # 6,1 % 3, b # 6,2 % 3, b # 6,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (K = 1, 2, 3, ..., n-1)
上述では、時変周期6のLDPC−CCにおいて、高い誤り訂正能力を持つ符号について説明したが、時変周期3、6のLDPC−CCの設計方法と同様に、時変周期3g(g=1、2、3、4、・・・)のLDPC−CC(つまり、時変周期が3の倍数のLDPC−CC)を作成した場合、高い誤り訂正能力を持つ符号を生成することができる。以下では、その符号の構成方法について詳しく説明する。
In the above, the code having a high error correction capability in the LDPC-CC having the time-varying
時変周期を3g(g=1、2、3、4、・・・)、符号化率(n−1)/n(nは2以上の整数)のLDPC−CCのパリティ検査多項式として、式(9−1)〜(9−3g)を考える。
このとき、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)はデータ(情報)X1、X2、・・・Xn−1の多項式表現であり、P(D)はパリティの多項式表現である。ここで、式(9−1)〜(9−3g)では、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)、P(D)それぞれに3つの項が存在するようなパリティ検査多項式とする。 At this time, X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D) are polynomial representations of the data (information) X1, X2, ... Xn-1, and P (D) is the parity. It is a polynomial representation. Here, in the formulas (9-1) to (9-3g), there are three terms for each of X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D), and P (D). Parity check polynomial.
時変周期3のLDPC−CC及び時変周期6のLDPC−CCと同様に考えると、式(9−1)〜(9−3g)のパリティ検査多項式であらわされる時変周期3g、符号化率(n−1)/n(nは2以上の整数)のLDPC−CCにおいて、以下の条件(<条件#2>)を満たすと、より高い誤り訂正能力を得ることができる可能性が高まる。
Considering the same as LDPC-CC with time-varying
ただし、時変周期3g、符号化率(n−1)/n(nは2以上の整数)のLDPC−CCにおいて、時刻iのパリティをPi及び情報をXi,1、Xi,2、・・・、Xi,n−1であらわす。このとき、i%3g=kとすると(k=0、1、2、・・・、3g−1)、式(9−(k+1))のパリティ検査多項式が成立する。例えば、i=2とすると、i%3g=2(k=2)となるので、式(10)が成立する。
また、式(9−1)〜式(9−3g)において、a#k,p,1、a#k,p,2、a#k,p,3は整数(ただし、a#k,p,1≠a#k,p,2≠a#k,p,3)とする(k=1、2、3、・・・、3g:p=1、2、3、・・・、n−1)。また、b#k,1、b#k,2、b#k,3は整数(ただし、b#k,1≠b#k,2≠b#k,3)とする。式(9−k)のパリティ検査多項式(k=1、2、3、・・・、3g)を「検査式#k」と呼び、式(9−k)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第kサブ行列Hkとする。そして、第1サブ行列H1、第2サブ行列H2、第3サブ行列H3、・・・、第3gサブ行列H3gから生成する時変周期3gのLDPC―CCについて考える。 Further, in equations (9-1) to (9-3g), a # k, p, 1 , a # k, p, 2 , a # k, p, 3 are integers (however, a # k, p). , 1 ≠ a # k, p, 2 ≠ a # k, p, 3 ) (k = 1, 2, 3, ..., 3g: p = 1, 2, 3, ..., n- 1). Further, b # k, 1 , b # k, 2 , b # k, and 3 are integers (where b # k, 1 ≠ b # k, 2 ≠ b # k, 3 ). The parity check polynomial (k = 1, 2, 3, ..., 3 g) of the formula (9-k) is called "check formula #k", and the submatrix based on the parity check polynomial of the formula (9-k) is called. , Kth sub-matrix H k . Then, consider LDPC-CC having a time variation period of 3 g generated from the first sub-matrix H 1 , the second sub-matrix H 2 , the third sub-matrix H 3 , ..., And the third g sub-matrix H 3 g .
<条件#2>
式(9−1)〜(9−3g)において、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)及びP(D)の次数の組み合わせが以下の条件を満たす。
(a#1,1,1%3、a#1,1,2%3、a#1,1,3%3)、
(a#1,2,1%3、a#1,2,2%3、a#1,2,3%3)、・・・、
(a#1,p,1%3、a#1,p,2%3、a#1,p,3%3)、・・・、
(a#1,n−1,1%3、a#1,n−1,2%3、a#1,n−1,3%3)、
(b#1,1%3、b#1,2%3、b#1,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#2,1,1%3、a#2,1,2%3、a#2,1,3%3)、
(a#2,2,1%3、a#2,2,2%3、a#2,2,3%3)、・・・、
(a#2,p,1%3、a#2,p,2%3、a#2,p,3%3)、・・・、
(a#2,n−1,1%3、a#2,n−1,2%3、a#2,n−1,3%3)、
(b#2,1%3、b#2,2%3、b#2,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#3,1,1%3、a#3,1,2%3、a#3,1,3%3)、
(a#3,2,1%3、a#3,2,2%3、a#3,2,3%3)、・・・、
(a#3,p,1%3、a#3,p,2%3、a#3,p,3%3)、・・・、
(a#3,n−1,1%3、a#3,n−1,2%3、a#3,n−1,3%3)、
(b#3,1%3、b#3,2%3、b#3,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
・
・
・
かつ、
(a#k,1,1%3、a#k,1,2%3、a#k,1,3%3)、
(a#k,2,1%3、a#k,2,2%3、a#k,2,3%3)、・・・、
(a#k,p,1%3、a#k,p,2%3、a#k,p,3%3)、・・・、
(a#k,n−1,1%3、a#k,n−1,2%3、a#k,n−1,3%3)、
(b#k,1%3、b#k,2%3、b#k,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)(よって、k=1、2、3、・・・、3g)
かつ、
・
・
・
かつ、
(a#3g−2,1,1%3、a#3g−2,1,2%3、a#3g−2,1,3%3)、
(a#3g−2,2,1%3、a#3g−2,2,2%3、a#3g−2,2,3%3)、・・・、
(a#3g−2,p,1%3、a#3g−2,p,2%3、a#3g−2,p,3%3)、・・・、
(a#3g−2,n−1,1%3、a#3g−2,n−1,2%3、a#3g−2,n−1,3%3)、
(b#3g−2,1%3、b#3g−2,2%3、b#3g−2,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#3g−1,1,1%3、a#3g−1,1,2%3、a#3g−1,1,3%3)、
(a#3g−1,2,1%3、a#3g−1,2,2%3、a#3g−1,2,3%3)、・・・、
(a#3g−1,p,1%3、a#3g−1,p,2%3、a#3g−1,p,3%3)、・・・、
(a#3g−1,n−1,1%3、a#3g−1,n−1,2%3、a#3g−1,n−1,3%3)、
(b#3g−1,1%3、b#3g−1,2%3、b#3g−1,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#3g,1,1%3、a#3g,1,2%3、a#3g,1,3%3)、
(a#3g,2,1%3、a#3g,2,2%3、a#3g,2,3%3)、・・・、
(a#3g,p,1%3、a#3g,p,2%3、a#3g,p,3%3)、・・・、
(a#3g,n−1,1%3、a#3g,n−1,2%3、a#3g,n−1,3%3)、
(b#3g,1%3、b#3g,2%3、b#3g,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
<
In the formulas (9-1) to (9-3g), the combination of the orders of X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D) and P (D) satisfies the following conditions.
(A # 1,1,1 % 3, a # 1,1,2 % 3, a # 1,1,3 % 3),
(A # 1,2,1 % 3, a # 1,2,2 % 3, a # 1,2,3 % 3), ...
(A # 1, p, 1 % 3, a # 1, p, 2 % 3, a # 1, p, 3 % 3), ...
(A # 1, n-1, 1 % 3, a # 1, n-1,2 % 3, a # 1, n-1,3 % 3),
(B # 1,1 % 3, b # 1,2 % 3, b # 1,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 2,1,1% 3, a # 2,1,2% 3, a # 2,1,3% 3),
(A # 2,2,1 % 3, a # 2,2,2 % 3, a # 2,2,3 % 3), ...
(A # 2, p, 1 % 3, a # 2, p, 2 % 3, a # 2, p, 3 % 3), ...
(A # 2, n-1,1 % 3, a # 2, n-1,2 % 3, a # 2, n-1,3 % 3),
(B # 2, 1 % 3, b # 2, 2 % 3, b # 2, 3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 3,1,1% 3, a # 3,1,2% 3, a # 3,1,3% 3),
(A # 3,2,1 % 3, a # 3,2,2 % 3, a # 3,2,3 % 3), ...
(A # 3, p, 1 % 3, a # 3, p, 2 % 3, a # 3, p, 3 % 3), ...
(A # 3, n-1,1 % 3, a # 3, n-1,2 % 3, a # 3, n-1,3 % 3),
(B # 3,1 % 3, b # 3,2 % 3, b # 3,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
・
・
・
And,
(A # k, 1,1 % 3, a # k, 1,2 % 3, a # k, 1,3 % 3),
(A # k, 2,1 % 3, a # k, 2,2 % 3, a # k, 2,3 % 3), ...
(A # k, p, 1 % 3, a # k, p, 2 % 3, a # k, p, 3 % 3), ...
(A # k, n-1, 1 % 3, a # k, n-1,2 % 3, a # k, n-1,3 % 3),
(B # k, 1 % 3, b # k, 2 % 3, b # k, 3 % 3) is
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1) (Therefore, k = 1, 2, 3, ..., 3 g)
And,
・
・
・
And,
(A # 3g-2,1,1% 3 , a # 3g-2,1,2% 3, a # 3g-2,1,3% 3),
(A # 3g-2,2,1 % 3, a # 3g-2,2,2 % 3, a # 3g-2,2,3 % 3), ...
(A # 3g-2, p, 1 % 3, a # 3g-2, p, 2 % 3, a # 3g-2, p, 3 % 3), ...
(A # 3g-2, n-1,1 % 3, a # 3g-2, n-1,2 % 3, a # 3g-2, n-1,3 % 3),
(B # 3g-2,1 % 3, b # 3g-2,2 % 3, b # 3g-2,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 3g-1,1,1 % 3, a # 3g-1,1,2 % 3, a # 3g-1,1,3 % 3),
(A # 3g-1,2,1 % 3, a # 3g-1,2,2 % 3, a # 3g-1,2,3 % 3), ...
(A # 3g-1, p, 1 % 3, a # 3g-1, p, 2 % 3, a # 3g-1, p, 3 % 3), ...
(A # 3g-1, n-1,1 % 3, a # 3g-1, n-1,2 % 3, a # 3g-1, n-1,3 % 3),
(B # 3g-1,1 % 3, b # 3g-1,2 % 3, b # 3g-1,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 3g, 1,1 % 3, a # 3g, 1,2 % 3, a # 3g, 1,3 % 3),
(A # 3g, 2,1 % 3, a # 3g, 2,2 % 3, a # 3g, 2,3 % 3), ...
(A # 3g, p, 1 % 3, a # 3g, p, 2 % 3, a # 3g, p, 3 % 3), ...
(A # 3g, n-1, 1 % 3, a # 3g, n-1,2 % 3, a # 3g, n-1,3 % 3),
(B # 3g, 1 % 3, b # 3g, 2 % 3, b # 3g, 3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
ただし、符号化を容易に行うという点を考慮すると、式(9−1)〜(9−3g)において、
(b#k,1%3、b#k,2%3、b#k,3%3)の3つのうち“0”が1つ存在すると良い(ただし、k=1、2、・・・3g)。このとき、D0=1が存在し、かつb#k,1、b#k,2、b#k,3が0以上の整数であれば、パリティPを逐次的に求めることができるという特徴を持つからである。
However, in consideration of easy coding, in the equations (9-1) to (9-3g),
It is preferable that one "0" exists out of the three (b # k, 1 % 3, b # k, 2 % 3, b # k, 3 % 3) (however, k = 1, 2, ... 3g). At this time, if D 0 = 1 exists and b # k, 1 , b # k, 2 , b # k, and 3 are integers of 0 or more, the parity P can be sequentially obtained. Because it has.
また、同一時点のパリティビットとデータビットに関連性を持たせ、高い訂正能力を持つ符号の探索を容易に行うためには、
(a#k,1,1%3、a#k,1,2%3、a#k,1,3%3)の3つのうち“0”が1つ存在し、
(a#k,2,1%3、a#k,2,2%3、a#k,2,3%3)の3つのうち“0”が1つ存在し、
・
・
・
(a#k,p,1%3、a#k,p,2%3、a#k,p,3%3)の3つのうち“0”が1つ存在し、
・
・
・
(a#k,n−1,1%3、a#k,n−1,2%3、a#k,n−1,3%3)の3つのうち“0”が1つ存在すると良い(ただし、k=1、2、・・・3g)。
In addition, in order to make the parity bit and the data bit at the same time related to each other and to easily search for a code having a high correction capability,
There is one "0" out of the three (a # k, 1,1 % 3, a # k, 1,2 % 3, a # k, 1,3 % 3).
There is one "0" out of the three (a # k, 2,1 % 3, a # k, 2,2 % 3, a # k, 2,3 % 3).
・
・
・
There is one "0" out of the three (a # k, p, 1 % 3, a # k, p, 2 % 3, a # k, p, 3 % 3).
・
・
・
It is preferable that one "0" is present out of the three (a # k, n-1, 1 % 3, a # k, n-1,2 % 3, a # k, n-1,3 % 3). (However, k = 1, 2, ... 3 g).
次に、符号化を容易に行うという点を考慮した時変周期3g(g=2、3、4、5、・・・)のLDPC−CCについて考える。このとき、符号化率を(n−1)/n(nは2以上の整数)とするとLDPC−CCのパリティ検査多項式は以下のようにあらわすことができる。
このとき、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)はデータ(情報)X1、X2、・・・Xn−1の多項式表現であり、P(D)はパリティの多項式表現である。ここで、式(11−1)〜(11−3g)では、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)、P(D)それぞれに3つの項が存在するようなパリティ検査多項式とする。ただし、時変周期3g、符号化率(n−1)/n(nは2以上の整数)のLDPC−CCにおいて、時刻iのパリティをPi及び情報をXi,1、Xi,2、・・・、Xi,n−1であらわす。このとき、i%3g=kとすると(k=0、1、2、・・・、3g−1)、式(11−(k+1))のパリティ検査多項式が成立する。例えば、i=2とすると、i%3g=2(k=2)となるので、式(12)が成立する。
このとき、<条件#3>及び<条件#4>を満たすと、より高い誤り訂正能力を持つ符号を作成することができる可能性が高まる。
At this time, if <
<条件#3>
式(11−1)〜(11−3g)において、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)の次数の組み合わせが以下の条件を満たす。
(a#1,1,1%3、a#1,1,2%3、a#1,1,3%3)、
(a#1,2,1%3、a#1,2,2%3、a#1,2,3%3)、・・・、
(a#1,p,1%3、a#1,p,2%3、a#1,p,3%3)、・・・、
(a#1,n−1,1%3、a#1,n−1,2%3、a#1,n−1,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#2,1,1%3、a#2,1,2%3、a#2,1,3%3)、
(a#2,2,1%3、a#2,2,2%3、a#2,2,3%3)、・・・、
(a#2,p,1%3、a#2,p,2%3、a#2,p,3%3)、・・・、
(a#2,n−1,1%3、a#2,n−1,2%3、a#2,n−1,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#3,1,1%3、a#3,1,2%3、a#3,1,3%3)、
(a#3,2,1%3、a#3,2,2%3、a#3,2,3%3)、・・・、
(a#3,p,1%3、a#3,p,2%3、a#3,p,3%3)、・・・、
(a#3,n−1,1%3、a#3,n−1,2%3、a#3,n−1,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
・
・
・
かつ、
(a#k,1,1%3、a#k,1,2%3、a#k,1,3%3)、
(a#k,2,1%3、a#k,2,2%3、a#k,2,3%3)、・・・、
(a#k,p,1%3、a#k,p,2%3、a#k,p,3%3)、・・・、
(a#k,n−1,1%3、a#k,n−1,2%3、a#k,n−1,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)(よって、k=1、2、3、・・・、3g)
かつ、
・
・
・
かつ、
(a#3g−2,1,1%3、a#3g−2,1,2%3、a#3g−2,1,3%3)、
(a#3g−2,2,1%3、a#3g−2,2,2%3、a#3g−2,2,3%3)、・・・、
(a#3g−2,p,1%3、a#3g−2,p,2%3、a#3g−2,p,3%3)、・・・、
(a#3g−2,n−1,1%3、a#3g−2,n−1,2%3、a#3g−2,n−1,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#3g−1,1,1%3、a#3g−1,1,2%3、a#3g−1,1,3%3)、
(a#3g−1,2,1%3、a#3g−1,2,2%3、a#3g−1,2,3%3)、・・・、
(a#3g−1,p,1%3、a#3g−1,p,2%3、a#3g−1,p,3%3)、・・・、
(a#3g−1,n−1,1%3、a#3g−1,n−1,2%3、a#3g−1,n−1,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#3g,1,1%3、a#3g,1,2%3、a#3g,1,3%3)、
(a#3g,2,1%3、a#3g,2,2%3、a#3g,2,3%3)、・・・、
(a#3g,p,1%3、a#3g,p,2%3、a#3g,p,3%3)、・・・、
(a#3g,n−1,1%3、a#3g,n−1,2%3、a#3g,n−1,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
<
In the formulas (11-1) to (11-3g), the combination of orders of X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D) satisfies the following conditions.
(A # 1,1,1 % 3, a # 1,1,2 % 3, a # 1,1,3 % 3),
(A # 1,2,1 % 3, a # 1,2,2 % 3, a # 1,2,3 % 3), ...
(A # 1, p, 1 % 3, a # 1, p, 2 % 3, a # 1, p, 3 % 3), ...
(A # 1, n-1,1 % 3, a # 1, n-1,2 % 3, a # 1, n-1,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 2,1,1% 3, a # 2,1,2% 3, a # 2,1,3% 3),
(A # 2,2,1 % 3, a # 2,2,2 % 3, a # 2,2,3 % 3), ...
(A # 2, p, 1 % 3, a # 2, p, 2 % 3, a # 2, p, 3 % 3), ...
(A # 2, n-1,1 % 3, a # 2, n-1,2 % 3, a # 2, n-1,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 3,1,1% 3, a # 3,1,2% 3, a # 3,1,3% 3),
(A # 3,2,1 % 3, a # 3,2,2 % 3, a # 3,2,3 % 3), ...
(A # 3, p, 1 % 3, a # 3, p, 2 % 3, a # 3, p, 3 % 3), ...
(A # 3, n-1,1 % 3, a # 3, n-1,2 % 3, a # 3, n-1,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
・
・
・
And,
(A # k, 1,1 % 3, a # k, 1,2 % 3, a # k, 1,3 % 3),
(A # k, 2,1 % 3, a # k, 2,2 % 3, a # k, 2,3 % 3), ...
(A # k, p, 1 % 3, a # k, p, 2 % 3, a # k, p, 3 % 3), ...
(A # k, n-1, 1 % 3, a # k, n-1,2 % 3, a # k, n-1,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1) (Therefore, k = 1, 2, 3, ..., 3 g)
And,
・
・
・
And,
(A # 3g-2,1,1% 3 , a # 3g-2,1,2% 3, a # 3g-2,1,3% 3),
(A # 3g-2,2,1 % 3, a # 3g-2,2,2 % 3, a # 3g-2,2,3 % 3), ...
(A # 3g-2, p, 1 % 3, a # 3g-2, p, 2 % 3, a # 3g-2, p, 3 % 3), ...
(A # 3g-2, n-1,1 % 3, a # 3g-2, n-1,2 % 3, a # 3g-2, n-1,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 3g-1,1,1 % 3, a # 3g-1,1,2 % 3, a # 3g-1,1,3 % 3),
(A # 3g-1,2,1 % 3, a # 3g-1,2,2 % 3, a # 3g-1,2,3 % 3), ...
(A # 3g-1, p, 1 % 3, a # 3g-1, p, 2 % 3, a # 3g-1, p, 3 % 3), ...
(A # 3g-1, n-1,1 % 3, a # 3g-1, n-1,2 % 3, a # 3g-1, n-1,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 3g, 1,1 % 3, a # 3g, 1,2 % 3, a # 3g, 1,3 % 3),
(A # 3g, 2,1 % 3, a # 3g, 2,2 % 3, a # 3g, 2,3 % 3), ...
(A # 3g, p, 1 % 3, a # 3g, p, 2 % 3, a # 3g, p, 3 % 3), ...
(A # 3g, n-1, 1 % 3, a # 3g, n-1,2 % 3, a # 3g, n-1,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
加えて、式(11−1)〜(11−3g)において、P(D)の次数の組み合わが以下の条件を満たす。
(b#1,1%3、b#1,2%3)、
(b#2,1%3、b#2,2%3)、
(b#3,1%3、b#3,2%3)、・・・、
(b#k,1%3、b#k,2%3)、・・・、
(b#3g−2,1%3、b#3g−2,2%3)、
(b#3g−1,1%3、b#3g−1,2%3)、
(b#3g,1%3、b#3g,2%3)は、
(1、2)、(2、1)のいずれかとなる(k=1、2、3、・・・、3g)。
In addition, in the formulas (11-1) to (11-3g), the combination of orders of P (D) satisfies the following conditions.
(B # 1,1 % 3, b # 1,2 % 3),
(B # 2,1 % 3, b # 2,2 % 3),
(B # 3,1 % 3, b # 3,2 % 3), ...
(B # k, 1 % 3, b # k, 2 % 3), ...
(B # 3g-2,1 % 3, b # 3g-2,2 % 3),
(B # 3g-1,1 % 3, b # 3g-1,2 % 3),
(B # 3g, 1 % 3, b # 3g, 2 % 3)
It is one of (1, 2) and (2, 1) (k = 1, 2, 3, ..., 3 g).
式(11−1)〜(11−3g)に対する<条件#3>は、式(9−1)〜(9−3g)に対する<条件#2>と同様の関係となる。式(11−1)〜(11−3g)に対して、<条件#3>に加え、以下の条件(<条件#4>)を付加すると、より高い誤り訂正能力を持つLDPC−CCを作成することができる可能性が高まる。
<
<条件#4>
式(11−1)〜(11−3g)のP(D)の次数において、以下の条件を満たす。
(b#1,1%3g、b#1,2%3g)、
(b#2,1%3g、b#2,2%3g)、
(b#3,1%3g、b#3,2%3g)、・・・、
(b#k,1%3g、b#k,2%3g)、・・・、
(b#3g−2,1%3g、b#3g−2,2%3g)、
(b#3g−1,1%3g、b#3g−1,2%3g)、
(b#3g,1%3g、b#3g,2%3g)の6g個の次数(2つの次数が1組を構成するので、3g組を構成する次数は6g個ある)の値には、0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。
<
The following conditions are satisfied in the order of P (D) of the formulas (11-1) to (11-3 g).
(B # 1,1 % 3g, b # 1,2 % 3g),
(B # 2,1 % 3g, b # 2,2 % 3g),
(B # 3,1 % 3g, b # 3,2 % 3g), ...
(B # k, 1 % 3g, b # k, 2 % 3g), ...
(B # 3g-2,1 % 3g, b # 3g-2,2 % 3g),
(B # 3g-1,1 % 3g, b # 3g-1,2 % 3g),
(B # 3g, 1 % 3g, b # 3g, 2 % 3g) has 6g orders (since the two orders form one set, there are 6g orders that make up the 3g set). Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) There are all values other than -3).
ところで、検査行列において、“1”の存在する位置に規則性を持ちながらもランダム性があると良好な誤り訂正能力が得られる可能性が高い。式(11−1)〜(11−3g)のパリティ検査多項式を持つ時変周期3g(g=2、3、4、5、・・・)、符号化率を(n−1)/n(nは2以上の整数)のLDPC−CCでは、<条件#3>に加え<条件#4>の条件をつけ符号を作成すると、検査行列において、“1”の存在する位置に規則性を持ちながらもランダム性を与えることが可能となるため、良好な誤り訂正能力が得られる可能性が高まる。
By the way, in the inspection matrix, if the position where "1" exists has regularity but randomness, there is a high possibility that good error correction capability can be obtained. It has a time-varying period of 3 g (g = 2, 3, 4, 5, ...) Having a parity check polynomial of equations (11-1) to (11-3 g), and a coding rate of (n-1) / n ( In LDPC-CC with n being an integer of 2 or more), if a code is created by adding the condition of <
次に、符号化を容易に行うことができ、かつ、同一時点のパリティビットとデータビットに関連性を持たせる、時変周期3g(g=2、3、4、5、・・・)のLDPC−CCについて考える。このとき、符号化率を(n−1)/n(nは2以上の整数)とするとLDPC−CCのパリティ検査多項式は以下のようにあらわすことができる。
このとき、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)はデータ(情報)X1、X2、・・・Xn−1の多項式表現であり、P(D)はパリティの多項式表現である。そして、式(13−1)〜(13−3g)では、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)、P(D)それぞれに3つの項が存在するようなパリティ検査多項式とし、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)、P(D)にはD0の項が存在することになる。(k=1、2、3、・・・、3g) At this time, X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D) are polynomial representations of the data (information) X1, X2, ... Xn-1, and P (D) is the parity. It is a polynomial representation. Then, in the formulas (13-1) to (13-3g), there are three terms in each of X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D), and P (D). As a parity check polynomial, a term of D 0 exists in X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D), P (D). (K = 1, 2, 3, ..., 3g)
ただし、時変周期3g、符号化率(n−1)/n(nは2以上の整数)のLDPC−CCにおいて、時刻iのパリティをPi及び情報をXi,1、Xi,2、・・・、Xi,n−1であらわす。このとき、i%3g=kとすると(k=0、1、2、・・・、3g−1)、式(13−(k+1))のパリティ検査多項式が成立する。例えば、i=2とすると、i%3g=2(k=2)となるので、式(14)が成立する。
このとき、以下の条件(<条件#5>及び<条件#6>)を満たすと、更に高い誤り訂正能力を持つ符号を作成できる可能性が高くなる。
At this time, if the following conditions (<
<条件#5>
式(13−1)〜(13−3g)において、X1(D)、X2(D)、・・・Xn−1(D)の次数の組み合わせが以下の条件を満たす。
(a#1,1,1%3、a#1,1,2%3)、
(a#1,2,1%3、a#1,2,2%3)、・・・、
(a#1,p,1%3、a#1,p,2%3)、・・・、
(a#1,n−1,1%3、a#1,n−1,2%3)は、
(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#2,1,1%3、a#2,1,2%3)、
(a#2,2,1%3、a#2,2,2%3)、・・・、
(a#2,p,1%3、a#2,p,2%3)、・・・、
(a#2,n−1,1%3、a#2,n−1,2%3)は、
(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#3,1,1%3、a#3,1,2%3)、
(a#3,2,1%3、a#3,2,2%3)、・・・、
(a#3,p,1%3、a#3,p,2%3)、・・・、
(a#3,n−1,1%3、a#3,n−1,2%3)は、
(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
・
・
・
かつ、
(a#k,1,1%3、a#k,1,2%3)、
(a#k,2,1%3、a#k,2,2%3)、・・・、
(a#k,p,1%3、a#k,p,2%3)、・・・、
(a#k,n−1,1%3、a#k,n−1,2%3)は、
(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)(よって、k=1、2、3、・・・、3g)
かつ、
・
・
・
かつ、
(a#3g−2,1,1%3、a#3g−2,1,2%3)、
(a#3g−2,2,1%3、a#3g−2,2,2%3)、・・・、
(a#3g−2,p,1%3、a#3g−2,p,2%3)、・・・、
(a#3g−2,n−1,1%3、a#3g−2,n−1,2%3)は、
(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#3g−1,1,1%3、a#3g−1,1,2%3)、
(a#3g−1,2,1%3、a#3g−1,2,2%3)、・・・、
(a#3g−1,p,1%3、a#3g−1,p,2%3)、・・・、
(a#3g−1,n−1,1%3、a#3g−1,n−1,2%3)は、
(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
(a#3g,1,1%3、a#3g,1,2%3)、
(a#3g,2,1%3、a#3g,2,2%3)、・・・、
(a#3g,p,1%3、a#3g,p,2%3)、・・・、
(a#3g,n−1,1%3、a#3g,n−1,2%3)は、
(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。(p=1、2、3、・・・、n−1)
<
In the formulas (13-1) to (13-3g), the combination of orders of X1 (D), X2 (D), ... Xn-1 (D) satisfies the following conditions.
(A # 1,1,1 % 3, a # 1,1,2 % 3),
(A # 1,2,1 % 3, a # 1,2,2 % 3), ...
(A # 1, p, 1 % 3, a # 1, p, 2 % 3), ...
(A # 1, n-1,1 % 3, a # 1, n-1,2 % 3)
It is either (1, 2) or (2, 1). (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 2,1,1% 3, a # 2,1,2% 3),
(A # 2,2,1 % 3, a # 2,2,2 % 3), ...
(A # 2, p, 1 % 3, a # 2, p, 2 % 3), ...
(A # 2, n-1,1 % 3, a # 2, n-1,2 % 3)
It is either (1, 2) or (2, 1). (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 3,1,1% 3, a # 3,1,2% 3),
(A # 3,2,1 % 3, a # 3,2,2 % 3), ...
(A # 3, p, 1 % 3, a # 3, p, 2 % 3), ...
(A # 3, n-1,1 % 3, a # 3, n-1,2 % 3)
It is either (1, 2) or (2, 1). (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
・
・
・
And,
(A # k, 1,1 % 3, a # k, 1,2 % 3),
(A # k, 2,1 % 3, a # k, 2,2 % 3), ...
(A # k, p, 1 % 3, a # k, p, 2 % 3), ...
(A # k, n-1, 1 % 3, a # k, n-1,2 % 3)
It is either (1, 2) or (2, 1). (P = 1, 2, 3, ..., n-1) (Therefore, k = 1, 2, 3, ..., 3 g)
And,
・
・
・
And,
(A # 3g-2,1,1% 3 , a # 3g-2,1,2% 3),
(A # 3g-2,2,1 % 3, a # 3g-2,2,2 % 3), ...
(A # 3g-2, p, 1 % 3, a # 3g-2, p, 2 % 3), ...,
(A # 3g-2, n-1, 1 % 3, a # 3g-2, n-1,2 % 3)
It is either (1, 2) or (2, 1). (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 3g-1,1,1 % 3, a # 3g-1,1,2 % 3),
(A # 3g-1,2,1 % 3, a # 3g-1,2,2 % 3), ...
(A # 3g-1, p, 1 % 3, a # 3g-1, p, 2 % 3), ...,
(A # 3g-1, n-1, 1 % 3, a # 3g-1, n-1,2 % 3) is
It is either (1, 2) or (2, 1). (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
(A # 3g, 1,1 % 3, a # 3g, 1,2 % 3),
(A # 3g, 2,1 % 3, a # 3g, 2,2 % 3), ...
(A # 3g, p, 1 % 3, a # 3g, p, 2 % 3), ...
(A # 3g, n-1,1 % 3, a # 3g, n-1,2 % 3)
It is either (1, 2) or (2, 1). (P = 1, 2, 3, ..., n-1)
加えて、式(13−1)〜(13−3g)において、P(D)の次数の組み合わが以下の条件を満たす。
(b#1,1%3、b#1,2%3)、
(b#2,1%3、b#2,2%3)、
(b#3,1%3、b#3,2%3)、・・・、
(b#k,1%3、b#k,2%3)、・・・、
(b#3g−2,1%3、b#3g−2,2%3)、
(b#3g−1,1%3、b#3g−1,2%3)、
(b#3g,1%3、b#3g,2%3)は、
(1、2)、(2、1)のいずれかとなる(k=1、2、3、・・・、3g)。
In addition, in the formulas (13-1) to (13-3g), the combination of orders of P (D) satisfies the following conditions.
(B # 1,1 % 3, b # 1,2 % 3),
(B # 2,1 % 3, b # 2,2 % 3),
(B # 3,1 % 3, b # 3,2 % 3), ...
(B # k, 1 % 3, b # k, 2 % 3), ...
(B # 3g-2,1 % 3, b # 3g-2,2 % 3),
(B # 3g-1,1 % 3, b # 3g-1,2 % 3),
(B # 3g, 1 % 3, b # 3g, 2 % 3)
It is one of (1, 2) and (2, 1) (k = 1, 2, 3, ..., 3 g).
式(13−1)〜(13−3g)に対する<条件#5>は、式(9−1)〜(9−3g)に対する<条件#2>と同様の関係となる。式(13−1)〜(13−3g)に対して、<条件#5>に加え、以下の条件(<条件#6>)を付加すると、高い誤り訂正能力を持つLDPC−CCを作成できる可能性が高くなる。
<
<条件#6>
式(13−1)〜(13−3g)のX1(D)の次数において、次の条件を満たす。
(a#1,1,1%3g、a#1,1,2%3g)、
(a#2,1,1%3g、a#2,1,2%3g)、・・・、
(a#p,1,1%3g、a#p,1,2%3g)、・・・、
(a#3g,1,1%3g、a#3g,1,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(p=1、2、3、・・・、3g)
かつ、
式(13−1)〜(13−3g)のX2(D)の次数において、次の条件を満たす。
(a#1,2,1%3g、a#1,2,2%3g)、
(a#2,2,1%3g、a#2,2,2%3g)、・・・、
(a#p,2,1%3g、a#p,2,2%3g)、・・・、
(a#3g,2,1%3g、a#3g,2,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(p=1、2、3、・・・、3g)
かつ、
式(13−1)〜(13−3g)のX3(D)の次数において、次の条件を満たす。
(a#1,3,1%3g、a#1,3,2%3g)、
(a#2,3,1%3g、a#2,3,2%3g)、・・・、
(a#p,3,1%3g、a#p,3,2%3g)、・・・、
(a#3g,3,1%3g、a#3g,3,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(p=1、2、3、・・・、3g)
かつ、
・
・
・
かつ、
式(13−1)〜(13−3g)のXk(D)の次数において、次の条件を満たす。
(a#1,k,1%3g、a#1,k,2%3g)、
(a#2,k,1%3g、a#2,k,2%3g)、・・・、
(a#p,k,1%3g、a#p,k,2%3g)、・・・、
(a#3g,k,1%3g、a#3g,k,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(p=1、2、3、・・・、3g)
(k=1、2、3、・・・、n−1)
かつ、
・
・
・
かつ、
式(13−1)〜(13−3g)のXn−1(D)の次数において、次の条件を満たす。
(a#1,n−1,1%3g、a#1,n−1,2%3g)、
(a#2,n−1,1%3g、a#2,n−1,2%3g)、・・・、
(a#p,n−1,1%3g、a#p,n−1,2%3g)、・・・、
(a#3g,n−1,1%3g、a#3g,n−1,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(p=1、2、3、・・・、3g)
かつ、
式(13−1)〜(13−3g)のP(D)の次数において、次の条件を満たす。
(b#1,1%3g、b#1,2%3g)、
(b#2,1%3g、b#2,2%3g)、
(b#3,1%3g、b#3,2%3g)、・・・、
(b#k,1%3g、b#k,2%3g)、・・・、
(b#3g−2,1%3g、b#3g−2,2%3g)、
(b#3g−1,1%3g、b#3g−1,2%3g)、
(b#3g,1%3g、b#3g,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(k=1、2、3、・・・、3g)
<
The following conditions are satisfied in the order of X1 (D) of the formulas (13-1) to (13-3 g).
(A # 1,1,1 % 3g, a # 1,1,2 % 3g),
(A # 2,1,1% 3g, a # 2,1,2% 3g), ···,
(A # p, 1,1 % 3g, a # p, 1,2 % 3g), ...
The 6g values of (a # 3g, 1,1 % 3g, a # 3g, 1,2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (P = 1, 2, 3, ..., 3 g)
And,
The following conditions are satisfied in the order of X2 (D) of the formulas (13-1) to (13-3 g).
(A # 1,2,1 % 3g, a # 1,2,2 % 3g),
(A # 2,2,1 % 3g, a # 2,2,2 % 3g), ...
(A # p, 2,1 % 3g, a #p, 2,2 % 3g), ...
The 6g values of (a # 3g, 2,1 % 3g, a # 3g, 2,2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (P = 1, 2, 3, ..., 3 g)
And,
The following conditions are satisfied in the order of X3 (D) of the formulas (13-1) to (13-3 g).
(A # 1,3,1% 3g, a # 1,3,2% 3g),
(A # 2,3,1% 3g, a # 2,3,2% 3g), ···,
(A # p, 3.1 % 3g, a # p, 3,2 % 3g), ...
The 6g values of (a # 3g, 3.1 % 3g, a # 3g, 3,2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (P = 1, 2, 3, ..., 3 g)
And,
・
・
・
And,
The following conditions are satisfied in the order of Xk (D) of the formulas (13-1) to (13-3 g).
(A # 1, k, 1 % 3g, a # 1, k, 2 % 3g),
(A # 2, k, 1 % 3g, a # 2, k, 2 % 3g), ...
(A # p, k, 1 % 3g, a # p, k, 2 % 3g), ...
The 6g values of (a # 3g, k, 1 % 3g, a # 3g, k, 2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (P = 1, 2, 3, ..., 3 g)
(K = 1, 2, 3, ..., n-1)
And,
・
・
・
And,
The following conditions are satisfied in the order of Xn-1 (D) of the formulas (13-1) to (13-3g).
(A # 1, n-1,1 % 3g, a # 1, n-1,2 % 3g),
(A # 2, n-1,1 % 3g, a # 2, n-1,2 % 3g), ...
(A # p, n-1, 1 % 3g, a # p, n-1,2 % 3g), ...
The 6g values of (a # 3g, n-1, 1 % 3g, a # 3g, n-1,2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (P = 1, 2, 3, ..., 3 g)
And,
The following conditions are satisfied in the order of P (D) of the formulas (13-1) to (13-3 g).
(B # 1,1 % 3g, b # 1,2 % 3g),
(B # 2,1 % 3g, b # 2,2 % 3g),
(B # 3,1 % 3g, b # 3,2 % 3g), ...
(B # k, 1 % 3g, b # k, 2 % 3g), ...
(B # 3g-2,1 % 3g, b # 3g-2,2 % 3g),
(B # 3g-1,1 % 3g, b # 3g-1,2 % 3g),
The 6g values of (b # 3g, 1 % 3g, b # 3g, 2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (K = 1, 2, 3, ..., 3g)
ところで、検査行列において、“1”の存在する位置に規則性を持ちながらもランダム性があると良好な誤り訂正能力が得られる可能性が高い。式(13−1)〜(13−3g)のパリティ検査多項式を持つ時変周期3g(g=2、3、4、5、・・・)、符号化率を(n−1)/n(nは2以上の整数)のLDPC−CCでは、<条件#5>に加え<条件#6>の条件を付加して符号を作成すると、検査行列において、“1”の存在する位置に規則性を持ちながらもランダム性を与えることが可能となるため、より良好な誤り訂正能力が得られる可能性が高まる。
By the way, in the inspection matrix, if the position where "1" exists has regularity but randomness, there is a high possibility that good error correction capability can be obtained. The time-varying period 3g (g = 2, 3, 4, 5, ...) With the parity check polynomials of equations (13-1) to (13-3g), and the coding rate is (n-1) / n ( In LDPC-CC in which n is an integer of 2 or more), when a code is created by adding the condition of <
また、<条件#6>のかわりに、<条件#6’>を用いる、つまり、<条件#5>に加え、<条件#6’>を付加し符号を作成しても、より高い誤り訂正能力を持つLDPC−CCを作成できる可能性が高くなる。
Further, even if <condition # 6'> is used instead of <
<条件#6’>
式(13−1)〜(13−3g)のX1(D)の次数において、次の条件を満たす。
(a#1,1,1%3g、a#1,1,2%3g)、
(a#2,1,1%3g、a#2,1,2%3g)、・・・、
(a#p,1,1%3g、a#p,1,2%3g)、・・・、
(a#3g,1,1%3g、a#3g,1,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(p=1、2、3、・・・、3g)
又は、
式(13−1)〜(13−3g)のX2(D)の次数において、次の条件を満たす。
(a#1,2,1%3g、a#1,2,2%3g)、
(a#2,2,1%3g、a#2,2,2%3g)、・・・、
(a#p,2,1%3g、a#p,2,2%3g)、・・・、
(a#3g,2,1%3g、a#3g,2,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(p=1、2、3、・・・、3g)
又は、
式(13−1)〜(13−3g)のX3(D)の次数において、次の条件を満たす。
(a#1,3,1%3g、a#1,3,2%3g)、
(a#2,3,1%3g、a#2,3,2%3g)、・・・、
(a#p,3,1%3g、a#p,3,2%3g)、・・・、
(a#3g,3,1%3g、a#3g,3,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(p=1、2、3、・・・、3g)
又は、
・
・
・
又は、
式(13−1)〜(13−3g)のXk(D)の次数において、次の条件を満たす。
(a#1,k,1%3g、a#1,k,2%3g)、
(a#2,k,1%3g、a#2,k,2%3g)、・・・、
(a#p,k,1%3g、a#p,k,2%3g)、・・・、
(a#3g,k,1%3g、a#3g,k,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(p=1、2、3、・・・、3g)
(k=1、2、3、・・・、n−1)
又は、
・
・
・
又は、
式(13−1)〜(13−3g)のXn−1(D)の次数において、次の条件を満たす。
(a#1,n−1,1%3g、a#1,n−1,2%3g)、
(a#2,n−1,1%3g、a#2,n−1,2%3g)、・・・、
(a#p,n−1,1%3g、a#p,n−1,2%3g)、・・・、
(a#3g,n−1,1%3g、a#3g,n−1,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(p=1、2、3、・・・、3g)
又は、
式(13−1)〜(13−3g)のP(D)の次数において、次の条件を満たす。
(b#1,1%3g、b#1,2%3g)、
(b#2,1%3g、b#2,2%3g)、
(b#3,1%3g、b#3,2%3g)、・・・、
(b#k,1%3g、b#k,2%3g)、・・・、
(b#3g−2,1%3g、b#3g−2,2%3g)、
(b#3g−1,1%3g、b#3g−1,2%3g)、
(b#3g,1%3g、b#3g,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(k=1、2、3、・・・、3g)
<Condition # 6'>
The following conditions are satisfied in the order of X1 (D) of the formulas (13-1) to (13-3 g).
(A # 1,1,1 % 3g, a # 1,1,2 % 3g),
(A # 2,1,1% 3g, a # 2,1,2% 3g), ···,
(A # p, 1,1 % 3g, a # p, 1,2 % 3g), ...
The 6g values of (a # 3g, 1,1 % 3g, a # 3g, 1,2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (P = 1, 2, 3, ..., 3 g)
Or
The following conditions are satisfied in the order of X2 (D) of the formulas (13-1) to (13-3 g).
(A # 1,2,1 % 3g, a # 1,2,2 % 3g),
(A # 2,2,1 % 3g, a # 2,2,2 % 3g), ...
(A # p, 2,1 % 3g, a #p, 2,2 % 3g), ...
The 6g values of (a # 3g, 2,1 % 3g, a # 3g, 2,2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (P = 1, 2, 3, ..., 3 g)
Or
The following conditions are satisfied in the order of X3 (D) of the formulas (13-1) to (13-3 g).
(A # 1,3,1% 3g, a # 1,3,2% 3g),
(A # 2,3,1% 3g, a # 2,3,2% 3g), ···,
(A # p, 3.1 % 3g, a # p, 3,2 % 3g), ...
The 6g values of (a # 3g, 3.1 % 3g, a # 3g, 3,2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (P = 1, 2, 3, ..., 3 g)
Or
・
・
・
Or
The following conditions are satisfied in the order of Xk (D) of the formulas (13-1) to (13-3 g).
(A # 1, k, 1 % 3g, a # 1, k, 2 % 3g),
(A # 2, k, 1 % 3g, a # 2, k, 2 % 3g), ...
(A # p, k, 1 % 3g, a # p, k, 2 % 3g), ...
The 6g values of (a # 3g, k, 1 % 3g, a # 3g, k, 2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (P = 1, 2, 3, ..., 3 g)
(K = 1, 2, 3, ..., n-1)
Or
・
・
・
Or
The following conditions are satisfied in the order of Xn-1 (D) of the formulas (13-1) to (13-3g).
(A # 1, n-1,1 % 3g, a # 1, n-1,2 % 3g),
(A # 2, n-1,1 % 3g, a # 2, n-1,2 % 3g), ...
(A # p, n-1, 1 % 3g, a # p, n-1,2 % 3g), ...
The 6g values of (a # 3g, n-1, 1 % 3g, a # 3g, n-1,2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (P = 1, 2, 3, ..., 3 g)
Or
The following conditions are satisfied in the order of P (D) of the formulas (13-1) to (13-3 g).
(B # 1,1 % 3g, b # 1,2 % 3g),
(B # 2,1 % 3g, b # 2,2 % 3g),
(B # 3,1 % 3g, b # 3,2 % 3g), ...
(B # k, 1 % 3g, b # k, 2 % 3g), ...
(B # 3g-2,1 % 3g, b # 3g-2,2 % 3g),
(B # 3g-1,1 % 3g, b # 3g-1,2 % 3g),
The 6g values of (b # 3g, 1 % 3g, b # 3g, 2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (K = 1, 2, 3, ..., 3g)
以上、時変周期3g、符号化率(n−1)/n(nは2以上の整数)のLDPC−CCについて説明した。以下、時変周期3g、符号化率1/2(n=2)のLDPC−CCのパリティ検査多項式の次数の条件について説明する。 The LDPC-CC having a time-varying period of 3 g and a coding rate (n-1) / n (n is an integer of 2 or more) has been described above. Hereinafter, the conditions of the degree of the parity check polynomial of the LDPC-CC having a time variation period of 3 g and a coding rate of 1/2 (n = 2) will be described.
時変周期を3g(g=1、2、3、4、・・・)、符号化率1/2(n=2)のLDPC−CCのパリティ検査多項式として、式(15−1)〜(15−3g)を考える。
このとき、X(D)はデータ(情報)Xの多項式表現であり、P(D)はパリティの多項式表現である。ここで、式(15−1)〜(15−3g)では、X(D)、P(D)それぞれに3つの項が存在するようなパリティ検査多項式とする。 At this time, X (D) is a polynomial representation of the data (information) X, and P (D) is a polynomial representation of the parity. Here, in the equations (15-1) to (15-3g), it is assumed that the parity check polynomial has three terms in each of X (D) and P (D).
時変周期3のLDPC−CC及び時変周期6のLDPC−CCと同様に考えると、式(15−1)〜(15−3g)のパリティ検査多項式であらわされる時変周期3g、符号化率1/2(n=2)のLDPC−CCにおいて、以下の条件(<条件#2−1>)を満たすと、より高い誤り訂正能力を得ることができる可能性が高まる。
Considering the same as LDPC-CC with time-varying
ただし、時変周期3g、符号化率1/2(n=2)のLDPC−CCにおいて、時刻iのパリティをPi及び情報をXi,1であらわす。このとき、i%3g=kとすると(k=0、1、2、・・・、3g−1)、式(15−(k+1))のパリティ検査多項式が成立する。例えば、i=2とすると、i%3g=2(k=2)となるので、式(16)が成立する。
また、式(15−1)〜式(15−3g)において、a#k,1,1、a#k,1,2、a#k,1,3は整数(ただし、a#k,1,1≠a#k,1,2≠a#k,1,3)とする(k=1、2、3、・・・、3g)。また、b#k,1、b#k,2、b#k,3は整数(ただし、b#k,1≠b#k,2≠b#k,3)とする。式(15−k)のパリティ検査多項式(k=1、2、3、・・・、3g)を「検査式#k」と呼び、式(15−k)のパリティ検査多項式に基づくサブ行列を、第kサブ行列Hkとする。そして、第1サブ行列H1、第2サブ行列H2、第3サブ行列H3、・・・、第3gサブ行列H3gから生成する時変周期3gのLDPC―CCについて考える。 Further, in the equations (15-1) to (15-3g), a # k, 1,1 , a # k, 1 , 2 , a # k, 1,3 are integers (however, a # k, 1). , 1 ≠ a # k, 1, 2, ≠ a # k, 1, 3 ) (k = 1, 2, 3, ..., 3 g). Further, b # k, 1 , b # k, 2 , b # k, and 3 are integers (where b # k, 1 ≠ b # k, 2 ≠ b # k, 3 ). The parity check polynomial (k = 1, 2, 3, ..., 3 g) of the formula (15-k) is called "check formula #k", and the submatrix based on the parity check polynomial of the formula (15-k) is called. , Kth sub-matrix H k . Then, consider LDPC-CC having a time variation period of 3 g generated from the first sub-matrix H 1 , the second sub-matrix H 2 , the third sub-matrix H 3 , ..., And the third g sub-matrix H 3 g .
<条件#2−1>
式(15−1)〜(15−3g)において、X(D)及びP(D)の次数の組み合わせが以下の条件を満たす。
(a#1,1,1%3、a#1,1,2%3、a#1,1,3%3)、
(b#1,1%3、b#1,2%3、b#1,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
かつ、
(a#2,1,1%3、a#2,1,2%3、a#2,1,3%3)、
(b#2,1%3、b#2,2%3、b#2,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
かつ、
(a#3,1,1%3、a#3,1,2%3、a#3,1,3%3)、
(b#3,1%3、b#3,2%3、b#3,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
かつ、
・
・
・
かつ、
(a#k,1,1%3、a#k,1,2%3、a#k,1,3%3)、
(b#k,1%3、b#k,2%3、b#k,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(よって、k=1、2、3、・・・、3g)
かつ、
・
・
・
かつ、
(a#3g−2,1,1%3、a#3g−2,1,2%3、a#3g−2,1,3%3)、
(b#3g−2,1%3、b#3g−2,2%3、b#3g−2,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
かつ、
(a#3g−1,1,1%3、a#3g−1,1,2%3、a#3g−1,1,3%3)、
(b#3g−1,1%3、b#3g−1,2%3、b#3g−1,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
かつ、
(a#3g,1,1%3、a#3g,1,2%3、a#3g,1,3%3)、
(b#3g,1%3、b#3g,2%3、b#3g,3%3)は、
(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
<Condition # 2-1>
In formulas (15-1) to (15-3g), the combination of orders of X (D) and P (D) satisfies the following conditions.
(A # 1,1,1 % 3, a # 1,1,2 % 3, a # 1,1,3 % 3),
(B # 1,1 % 3, b # 1,2 % 3, b # 1,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become.
And,
(A # 2,1,1% 3, a # 2,1,2% 3, a # 2,1,3% 3),
(B # 2, 1 % 3, b # 2, 2 % 3, b # 2, 3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become.
And,
(A # 3,1,1% 3, a # 3,1,2% 3, a # 3,1,3% 3),
(B # 3,1 % 3, b # 3,2 % 3, b # 3,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become.
And,
・
・
・
And,
(A # k, 1,1 % 3, a # k, 1,2 % 3, a # k, 1,3 % 3),
(B # k, 1 % 3, b # k, 2 % 3, b # k, 3 % 3) is
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become. (Therefore, k = 1, 2, 3, ..., 3g)
And,
・
・
・
And,
(A # 3g-2,1,1% 3 , a # 3g-2,1,2% 3, a # 3g-2,1,3% 3),
(B # 3g-2,1 % 3, b # 3g-2,2 % 3, b # 3g-2,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become.
And,
(A # 3g-1,1,1 % 3, a # 3g-1,1,2 % 3, a # 3g-1,1,3 % 3),
(B # 3g-1,1 % 3, b # 3g-1,2 % 3, b # 3g-1,3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become.
And,
(A # 3g, 1,1 % 3, a # 3g, 1,2 % 3, a # 3g, 1,3 % 3),
(B # 3g, 1 % 3, b # 3g, 2 % 3, b # 3g, 3 % 3)
With any of (0, 1, 2), (0, 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0) Become.
ただし、符号化を容易に行うという点を考慮すると、式(15−1)〜(15−3g)において、
(b#k,1%3、b#k,2%3、b#k,3%3)の3つのうち“0”が1つ存在すると良い(ただし、k=1、2、・・・3g)。このとき、D0=1が存在し、かつb#k,1、b#k,2、b#k,3が0以上の整数であれば、パリティPを逐次的に求めることができるという特徴を持つからである。
However, in consideration of easy coding, in the equations (15-1) to (15-3g),
It is preferable that one "0" exists out of the three (b # k, 1 % 3, b # k, 2 % 3, b # k, 3 % 3) (however, k = 1, 2, ... 3g). At this time, if D 0 = 1 exists and b # k, 1 , b # k, 2 , b # k, and 3 are integers of 0 or more, the parity P can be sequentially obtained. Because it has.
また、同一時点のパリティビットとデータビットに関連性を持たせ、高い訂正能力を持つ符号の探索を容易に行うためには、
(a#k,1,1%3、a#k,1,2%3、a#k,1,3%3)の3つのうち“0”が1つ存在すると良い(ただし、k=1、2、・・・3g)。
In addition, in order to make the parity bit and the data bit at the same time related to each other and to easily search for a code having a high correction capability,
It is preferable that one "0" exists out of the three (a # k, 1,1 % 3, a # k, 1,2 % 3, a # k, 1,3 % 3) (however, k = 1). 2, ... 3g).
次に、符号化を容易に行うという点を考慮した時変周期3g(g=2、3、4、5、・・・)のLDPC−CCについて考える。このとき、符号化率を1/2(n=2)とするとLDPC−CCのパリティ検査多項式は以下のようにあらわすことができる。
このとき、X(D)はデータ(情報)Xの多項式表現であり、P(D)はパリティの多項式表現である。ここで、式(17−1)〜(17−3g)では、X、P(D)それぞれに3つの項が存在するようなパリティ検査多項式とする。ただし、時変周期3g、符号化率1/2(n=2)のLDPC−CCにおいて、時刻iのパリティをPi及び情報をXi,1であらわす。このとき、i%3g=kとすると(k=0、1、2、・・・、3g−1)、式(17−(k+1))のパリティ検査多項式が成立する。例えば、i=2とすると、i%3g=2(k=2)となるので、式(18)が成立する。
このとき、<条件#3−1>及び<条件#4−1>を満たすと、より高い誤り訂正能力を持つ符号を作成することができる可能性が高まる。 At this time, if <Condition # 3-1> and <Condition # 4-1> are satisfied, the possibility that a code having a higher error correction capability can be created increases.
<条件#3−1>
式(17−1)〜(17−3g)において、X(D)の次数の組み合わせが以下の条件を満たす。
(a#1,1,1%3、a#1,1,2%3、a#1,1,3%3)は、(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
かつ、
(a#2,1,1%3、a#2,1,2%3、a#2,1,3%3)は、(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
かつ、
(a#3,1,1%3、a#3,1,2%3、a#3,1,3%3)は、(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
かつ、
・
・
・
かつ、
(a#k,1,1%3、a#k,1,2%3、a#k,1,3%3)は、(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。(よって、k=1、2、3、・・・、3g)
かつ、
・
・
・
かつ、
(a#3g−2,1,1%3、a#3g−2,1,2%3、a#3g−2,1,3%3)は、(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
かつ、
(a#3g−1,1,1%3、a#3g−1,1,2%3、a#3g−1,1,3%3)は、(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
かつ、
(a#3g,1,1%3、a#3g,1,2%3、a#3g,1,3%3)は、(0、1、2)、(0、2、1)、(1、0、2)、(1、2、0)、(2、0、1)、(2、1、0)のいずれかとなる。
<Condition # 3-1>
In formulas (17-1) to (17-3g), the combination of orders of X (D) satisfies the following conditions.
(A # 1,1,1 % 3, a # 1,1,2 % 3, a # 1,1,3 % 3) are (0,1,2), (0,2,1), ( It is one of 1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0).
And,
(A # 2,1,1% 3, a # 2,1,2% 3, a # 2,1,3% 3) is (0,1,2), (0,2,1), ( It is one of 1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0).
And,
(A # 3,1,1 % 3, a # 3,1,2 % 3, a # 3,1,3 % 3) are (0,1,2), (0,2,1), ( It is one of 1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0).
And,
・
・
・
And,
(A # k, 1,1 % 3, a # k, 1,2 % 3, a # k, 1,3 % 3) is (0, 1, 2), (0, 2, 1), ( It is one of 1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0). (Therefore, k = 1, 2, 3, ..., 3g)
And,
・
・
・
And,
(A # 3g-2,1,1% 3 , a # 3g-2,1,2% 3, a # 3g-2,1,3% 3) is (0,1,2), (0, It is one of 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0).
And,
(A # 3g-1,1,1 % 3, a # 3g-1,1,2 % 3, a # 3g-1,1,3 % 3) is (0,1,2), (0, It is one of 2, 1), (1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0).
And,
(A # 3g, 1,1 % 3, a # 3g, 1,2 % 3, a # 3g, 1,3 % 3) is (0, 1, 2), (0, 2, 1), ( It is one of 1, 0, 2), (1, 2, 0), (2, 0, 1), (2, 1, 0).
加えて、式(17−1)〜(17−3g)において、P(D)の次数の組み合わが以下の条件を満たす。
(b#1,1%3、b#1,2%3)、
(b#2,1%3、b#2,2%3)、
(b#3,1%3、b#3,2%3)、・・・、
(b#k,1%3、b#k,2%3)、・・・、
(b#3g−2,1%3、b#3g−2,2%3)、
(b#3g−1,1%3、b#3g−1,2%3)、
(b#3g,1%3、b#3g,2%3)は、
(1、2)、(2、1)のいずれかとなる(k=1、2、3、・・・、3g)。
In addition, in the formulas (17-1) to (17-3g), the combination of orders of P (D) satisfies the following conditions.
(B # 1,1 % 3, b # 1,2 % 3),
(B # 2,1 % 3, b # 2,2 % 3),
(B # 3,1 % 3, b # 3,2 % 3), ...
(B # k, 1 % 3, b # k, 2 % 3), ...
(B # 3g-2,1 % 3, b # 3g-2,2 % 3),
(B # 3g-1,1 % 3, b # 3g-1,2 % 3),
(B # 3g, 1 % 3, b # 3g, 2 % 3)
It is one of (1, 2) and (2, 1) (k = 1, 2, 3, ..., 3 g).
式(17−1)〜(17−3g)に対する<条件#3−1>は、式(15−1)〜(15−3g)に対する<条件#2−1>と同様の関係となる。式(17−1)〜(17−3g)に対して、<条件#3−1>に加え、以下の条件(<条件#4−1>)を付加すると、より高い誤り訂正能力を持つLDPC−CCを作成することができる可能性が高まる。 The <condition # 3-1> for the formulas (17-1) to (17-3g) has the same relationship as the <condition # 2-1> for the formulas (15-1) to (15-3g). When the following conditions (<condition # 4-1>) are added to the equations (17-1) to (17-3g) in addition to <condition # 3-1>, the LDPC having a higher error correction capability is added. -It is more likely that you can create a CC.
<条件#4−1>
式(17−1)〜(17−3g)のP(D)の次数において、以下の条件を満たす。
(b#1,1%3g、b#1,2%3g)、
(b#2,1%3g、b#2,2%3g)、
(b#3,1%3g、b#3,2%3g)、・・・、
(b#k,1%3g、b#k,2%3g)、・・・、
(b#3g−2,1%3g、b#3g−2,2%3g)、
(b#3g−1,1%3g、b#3g−1,2%3g)、
(b#3g,1%3g、b#3g,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。
<Condition # 4-1>
The following conditions are satisfied in the order of P (D) of the formulas (17-1) to (17-3 g).
(B # 1,1 % 3g, b # 1,2 % 3g),
(B # 2,1 % 3g, b # 2,2 % 3g),
(B # 3,1 % 3g, b # 3,2 % 3g), ...
(B # k, 1 % 3g, b # k, 2 % 3g), ...
(B # 3g-2,1 % 3g, b # 3g-2,2 % 3g),
(B # 3g-1,1 % 3g, b # 3g-1,2 % 3g),
The 6g values of (b # 3g, 1 % 3g, b # 3g, 2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist.
ところで、検査行列において、“1”の存在する位置に規則性を持ちながらもランダム性があると良好な誤り訂正能力が得られる可能性が高い。式(17−1)〜(17−3g)のパリティ検査多項式を持つ時変周期3g(g=2、3、4、5、・・・)、符号化率1/2(n=2)のLDPC−CCでは、<条件#3−1>に加え<条件#4−1>の条件をつけ符号を作成すると、検査行列において、“1”の存在する位置に規則性を持ちながらもランダム性を与えることが可能となるため、より良好な誤り訂正能力が得られる可能性が高まる。 By the way, in the inspection matrix, if the position where "1" exists has regularity but randomness, there is a high possibility that good error correction capability can be obtained. With a time-varying period of 3 g (g = 2, 3, 4, 5, ...) With a parity check polynomial of equations (17-1) to (17-3 g), a coding rate of 1/2 (n = 2). In LDPC-CC, if a code is created by adding the condition of <condition # 4-1> in addition to <condition # 3-1>, the position where "1" exists in the check matrix has regularity but randomness. Therefore, there is a high possibility that a better error correction ability can be obtained.
次に、符号化を容易に行うことができ、かつ、同一時点のパリティビットとデータビットに関連性を持たせる、時変周期3g(g=2、3、4、5、・・・)のLDPC−CCについて考える。このとき、符号化率を1/2(n=2)とするとLDPC−CCのパリティ検査多項式は以下のようにあらわすことができる。
このとき、X(D)はデータ(情報)Xの多項式表現であり、P(D)はパリティの多項式表現である。そして、式(19−1)〜(19−3g)では、X(D)、P(D)それぞれに3つの項が存在するようなパリティ検査多項式とし、X(D)、P(D)にはD0の項が存在することになる。(k=1、2、3、・・・、3g) At this time, X (D) is a polynomial representation of the data (information) X, and P (D) is a polynomial representation of the parity. Then, in the equations (19-1) to (19-3g), a parity check polynomial in which three terms exist in each of X (D) and P (D) is used, and X (D) and P (D) are set. Will have a term of D 0 . (K = 1, 2, 3, ..., 3g)
ただし、時変周期3g、符号化率1/2(n=2)のLDPC−CCにおいて、時刻iのパリティをPi及び情報をXi,1であらわす。このとき、i%3g=kとすると(k=0、1、2、・・・、3g−1)、式(19−(k+1))のパリティ検査多項式が成立する。例えば、i=2とすると、i%3g=2(k=2)となるので、式(20)が成立する。
このとき、以下の条件(<条件#5−1>及び<条件#6−1>)を満たすと、より高い誤り訂正能力を持つ符号を作成することができる可能性が高まる。 At this time, if the following conditions (<condition # 5-1> and <condition # 6-1>) are satisfied, the possibility that a code having a higher error correction capability can be created increases.
<条件#5−1>
式(19−1)〜(19−3g)において、X(D)の次数の組み合わせが以下の条件を満たす。
(a#1,1,1%3、a#1,1,2%3)は、(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。
かつ、
(a#2,1,1%3、a#2,1,2%3)は、(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。
かつ、
(a#3,1,1%3、a#3,1,2%3)は、(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。
かつ、
・
・
・
かつ、
(a#k,1,1%3、a#k,1,2%3)は、(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。(よって、k=1、2、3、・・・、3g)
かつ、
・
・
・
かつ、
(a#3g−2,1,1%3、a#3g−2,1,2%3)は、(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。
かつ、
(a#3g−1,1,1%3、a#3g−1,1,2%3)は、(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。
かつ、
(a#3g,1,1%3、a#3g,1,2%3)は、(1、2)、(2、1)のいずれかとなる。
<Condition # 5-1>
In formulas (19-1) to (19-3g), the combination of orders of X (D) satisfies the following conditions.
(A # 1,1,1 % 3, a # 1,1,2 % 3) is one of (1,2) and (2,1).
And,
(A # 2,1,1% 3, a # 2,1,2% 3) is a one of the (1,2), (2,1).
And,
(A # 3,1,1% 3, a # 3,1,2% 3) is a one of the (1,2), (2,1).
And,
・
・
・
And,
(A # k, 1,1 % 3, a # k, 1,2 % 3) is one of (1, 2) and (2, 1). (Therefore, k = 1, 2, 3, ..., 3g)
And,
・
・
・
And,
(A # 3g-2,1,1% 3 , a # 3g-2,1,2% 3) is a one of the (1,2), (2,1).
And,
(A # 3g-1,1,1 % 3, a # 3g-1,1,2 % 3) is one of (1, 2) and (2, 1).
And,
(A # 3g, 1,1 % 3, a # 3g, 1,2 % 3) is one of (1, 2) and (2, 1).
加えて、式(19−1)〜(19−3g)において、P(D)の次数の組み合わが以下の条件を満たす。
(b#1,1%3、b#1,2%3)、
(b#2,1%3、b#2,2%3)、
(b#3,1%3、b#3,2%3)、・・・、
(b#k,1%3、b#k,2%3)、・・・、
(b#3g−2,1%3、b#3g−2,2%3)、
(b#3g−1,1%3、b#3g−1,2%3)、
(b#3g,1%3、b#3g,2%3)は、
(1、2)、(2、1)のいずれかとなる(k=1、2、3、・・・、3g)。
In addition, in the formulas (19-1) to (19-3g), the combination of orders of P (D) satisfies the following conditions.
(B # 1,1 % 3, b # 1,2 % 3),
(B # 2,1 % 3, b # 2,2 % 3),
(B # 3,1 % 3, b # 3,2 % 3), ...
(B # k, 1 % 3, b # k, 2 % 3), ...
(B # 3g-2,1 % 3, b # 3g-2,2 % 3),
(B # 3g-1,1 % 3, b # 3g-1,2 % 3),
(B # 3g, 1 % 3, b # 3g, 2 % 3)
It is one of (1, 2) and (2, 1) (k = 1, 2, 3, ..., 3 g).
式(19−1)〜(19−3g)に対する<条件#5−1>は、式(15−1)〜(15−3g)に対する<条件#2−1>と同様の関係となる。式(19−1)〜(19−3g)に対して、<条件#5−1>に加え、以下の条件(<条件#6−1>)を付加すると、より高い誤り訂正能力を持つLDPC−CCを作成することができる可能性が高まる。 The <condition # 5-1> for the formulas (19-1) to (19-3g) has the same relationship as the <condition # 2-1> for the formulas (15-1) to (15-3g). LDPC with higher error correction capability by adding the following conditions (<condition # 6-1>) in addition to <condition # 5-1> to equations (19-1) to (19-3g). -It is more likely that you can create a CC.
<条件#6−1>
式(19−1)〜(19−3g)のX(D)の次数において、次の条件を満たす。
(a#1,1,1%3g、a#1,1,2%3g)、
(a#2,1,1%3g、a#2,1,2%3g)、・・・、
(a#p,1,1%3g、a#p,1,2%3g)、・・・、
(a#3g,1,1%3g、a#3g,1,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(p=1、2、3、・・・、3g)
かつ、
式(19−1)〜(19−3g)のP(D)の次数において、次の条件を満たす。
(b#1,1%3g、b#1,2%3g)、
(b#2,1%3g、b#2,2%3g)、
(b#3,1%3g、b#3,2%3g)、・・・、
(b#k,1%3g、b#k,2%3g)、・・・、
(b#3g−2,1%3g、b#3g−2,2%3g)、
(b#3g−1,1%3g、b#3g−1,2%3g)、
(b#3g,1%3g、b#3g,2%3g)の6g(3g×2)個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(k=1、2、3、・・・、3g)
<Condition # 6-1>
The following conditions are satisfied in the order of X (D) of the formulas (19-1) to (19-3 g).
(A # 1,1,1 % 3g, a # 1,1,2 % 3g),
(A # 2,1,1% 3g, a # 2,1,2% 3g), ···,
(A # p, 1,1 % 3g, a # p, 1,2 % 3g), ...
The 6g values of (a # 3g, 1,1 % 3g, a # 3g, 1,2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (P = 1, 2, 3, ..., 3 g)
And,
The following conditions are satisfied in the order of P (D) of the formulas (19-1) to (19-3 g).
(B # 1,1 % 3g, b # 1,2 % 3g),
(B # 2,1 % 3g, b # 2,2 % 3g),
(B # 3,1 % 3g, b # 3,2 % 3g), ...
(B # k, 1 % 3g, b # k, 2 % 3g), ...
(B # 3g-2,1 % 3g, b # 3g-2,2 % 3g),
(B # 3g-1,1 % 3g, b # 3g-1,2 % 3g),
The 6g (3g x 2) values of (b # 3g, 1 % 3g, b # 3g, 2 % 3g) are
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (K = 1, 2, 3, ..., 3g)
ところで、検査行列において、“1”の存在する位置に規則性を持ちながらもランダム性があると、良好な誤り訂正能力が得られる可能性が高い。式(19−1)〜(19−3g)のパリティ検査多項式を持つ時変周期3g(g=2、3、4、5、・・・)、符号化率1/2のLDPC−CCでは、<条件#5−1>に加え<条件#6−1>の条件を付加して符号を作成すると、検査行列において、“1”の存在する位置に規則性を持ちながらもランダム性を与えることが可能となるため、より良好な誤り訂正能力が得られる可能性が高まる。 By the way, in the inspection matrix, if the position where "1" exists has regularity but randomness, there is a high possibility that good error correction capability can be obtained. In LDPC-CC having a time-varying period of 3 g (g = 2, 3, 4, 5, ...) With a parity check polynomial of equations (19-1) to (19-3 g) and a coding rate of 1/2, When a code is created by adding the condition of <Condition # 6-1> in addition to <Condition # 5-1>, randomness is given to the position where "1" exists in the check matrix while having regularity. Therefore, it is more likely that better error correction capability can be obtained.
また、<条件#6−1>のかわりに、<条件#6’−1>を用いる、つまり、<条件#5−1>に加え、<条件#6’−1>を付加し符号を作成しても、より高い誤り訂正能力を持つLDPC−CCを作成することができる可能性が高まる。 Further, <condition # 6'-1> is used instead of <condition # 6-1>, that is, <condition # 6'-1> is added in addition to <condition # 5-1> to create a code. Even so, the possibility of creating an LDPC-CC with higher error correction capability increases.
<条件#6’−1>
式(19−1)〜(19−3g)のX(D)の次数において、次の条件を満たす。
(a#1,1,1%3g、a#1,1,2%3g)、
(a#2,1,1%3g、a#2,1,2%3g)、・・・、
(a#p,1,1%3g、a#p,1,2%3g)、・・・、
(a#3g,1,1%3g、a#3g,1,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(p=1、2、3、・・・、3g)
又は、
式(19−1)〜(19−3g)のP(D)の次数において、次の条件を満たす。
(b#1,1%3g、b#1,2%3g)、
(b#2,1%3g、b#2,2%3g)、
(b#3,1%3g、b#3,2%3g)、・・・、
(b#k,1%3g、b#k,2%3g)、・・・、
(b#3g−2,1%3g、b#3g−2,2%3g)、
(b#3g−1,1%3g、b#3g−1,2%3g)、
(b#3g,1%3g、b#3g,2%3g)の6g個の値には、
0から3g−1の整数(0、1、2、3、4、・・・、3g−2、3g−1)のうち、3の倍数(つまり、0、3、6、・・・、3g−3)以外の値の全ての値が存在する。(k=1、2、3、・・・、3g)
<Condition # 6'-1>
The following conditions are satisfied in the order of X (D) of the formulas (19-1) to (19-3 g).
(A # 1,1,1 % 3g, a # 1,1,2 % 3g),
(A # 2,1,1% 3g, a # 2,1,2% 3g), ···,
(A # p, 1,1 % 3g, a # p, 1,2 % 3g), ...
The 6g values of (a # 3g, 1,1 % 3g, a # 3g, 1,2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (P = 1, 2, 3, ..., 3 g)
Or
The following conditions are satisfied in the order of P (D) of the formulas (19-1) to (19-3 g).
(B # 1,1 % 3g, b # 1,2 % 3g),
(B # 2,1 % 3g, b # 2,2 % 3g),
(B # 3,1 % 3g, b # 3,2 % 3g), ...
(B # k, 1 % 3g, b # k, 2 % 3g), ...
(B # 3g-2,1 % 3g, b # 3g-2,2 % 3g),
(B # 3g-1,1 % 3g, b # 3g-1,2 % 3g),
The 6g values of (b # 3g, 1 % 3g, b # 3g, 2 % 3g) include
Of the integers from 0 to 3g-1 (0, 1, 2, 3, 4, ..., 3g-2, 3g-1), multiples of 3 (that is, 0, 3, 6, ..., 3g) All values other than -3) exist. (K = 1, 2, 3, ..., 3g)
一例として、良好な誤り訂正能力を持つ、符号化率1/2、時変周期6のLDPC−CCを表4に列挙する。
以上、特性が良好な時変周期gのLDPC−CCについて説明した。なお、LDPC−CCは、情報ベクトルnに生成行列Gを乗ずることにより、符号化データ(符号語)を得ることができる。つまり、符号化データ(符号語)cは、c=n×Gとあらわすことができる。ここで、生成行列Gは、予め設計された検査行列Hに対応して求められたものである。具体的には、生成行列Gは、G×HT=0を満たす行列である。
The LDPC-CC having a time-varying period g having good characteristics has been described above. The LDPC-CC can obtain coded data (code word) by multiplying the information vector n by the generation matrix G. That is, the coded data (code word) c can be represented as c = n × G. Here, the generator matrix G is obtained corresponding to the pre-designed inspection matrix H. Specifically, the generator matrix G is a matrix satisfying G ×
例えば、符号化率1/2、生成多項式G=[1 G1(D)/G0(D)]の畳み込み符号を例に考える。このとき、G1はフィードフォワード多項式、G0はフィードバック多項式をあらわす。情報系列(データ)の多項式表現をX(D)、パリティ系列の多項式表現をP(D)とするとパリティ検査多項式は、以下の式(21)のようにあらわされる。
図5に、(7,5)の畳み込み符号に関する情報を記載する。(7,5)畳み込み符号の生成行列はG=[1 (D2+1)/(D2+D+1)]とあらわされる。したがって、パリティ検査多項式は、以下の式(22)となる。
ここで、時点iにおけるデータをXi、パリティをPiとあらわし、送信系列Wi=(Xi,Pi)とあらわす。そして、送信ベクトルw=(X1,P1,X2,P2,・・・,Xi,Pi・・・)Tとあらわす。すると、式(22)から、検査行列Hは図5に示すようにあらわすことができる。このとき、以下の式(23)の関係式が成立する。
したがって、復号側では、検査行列Hを用い、非特許文献7〜非特許文献9に示されているようなBP(Belief Propagation)(信頼度伝播)復号、BP復号を近似したmin-sum復号、offset BP復号、Normalized BP復号、shuffled BP復号などの信頼度伝播を利用した復号を行うことができる。
Therefore, on the decoding side, the inspection matrix H is used to perform BP (Belief Propagation) (reliability propagation) decoding as shown in
(畳み込み符号に基づく時不変・時変LDPC−CC(符号化率(n−1)/n)(n:自然数))
以下、畳み込み符号に基づく時不変・時変LDPC−CCの概要を述べる。
(Time-invariant / time-variable LDPC-CC based on convolutional code (coding rate (n-1) / n) (n: natural number))
The outline of the time-invariant / time-variable LDPC-CC based on the convolutional code will be described below.
符号化率R=(n−1)/nの情報X1、X2、・・・、Xn−1の多項式表現をX1(D)、X2(D)、・・・、Xn−1(D)、また、パリティPの多項式表現をP(D)とし、式(24)のようにあらわされるパリティ検査多項式を考える。
式(24)において、このときap,p(p=1,2,・・・,n−1;q=1,2,・・・,rp)は、例えば、自然数であり、ap,1≠ap,2≠・・・≠ap,rpを満足する。また、bq(q=1,2,・・・,s)は、自然数であり、b1≠b2≠・・・≠bsを満足する。このとき、式(24)のパリティ検査多項式に基づく検査行列で定義される符号を、ここでは、時不変LDPC−CCと呼ぶ。 In equation (24), ap, p (p = 1,2, ..., n-1; q = 1,2, ..., rp) is, for example, a natural number, and ap, Satisfy 1 ≠ a p, 2 ≠ ... ≠ a p, rp . Further, b q (q = 1, 2, ..., S) is a natural number and satisfies b 1 ≠ b 2 ≠ ... ≠ b s . At this time, the code defined by the check matrix based on the parity check polynomial of the equation (24) is referred to as a time-invariant LDPC-CC here.
式(24)に基づく異なるパリティ検査多項式をm個用意する(mは、2以上の整数)。そのパリティ検査多項式を以下のようにあらわす。
そして、時点jにおける情報X1、X2、・・・、Xn−1をX1,j、X2,j、・・・、Xn−1,jとあらわし、時点jにおけるパリティPをPjとあらわし、uj=(X1,j,X2,j,・・・,Xn−1,j,Pj)Tとする。このとき、時点jの情報X1,j、X2,j、・・・、Xn−1,j及びパリティPjは、式(26)のパリティ検査多項式を満たす。
式(26)のパリティ検査多項式に基づく検査行列で定義される符号を、ここでは時変LDPC−CCと呼ぶ。このとき、式(24)のパリティ検査多項式で定義される時不変LDPC−CC、及び、式(26)のパリティ検査多項式で定義される時変LDPC−CCは、逐次的にパリティをレジスタ及び排他的論理和で簡単に求めることができるという特徴を持つ。 The code defined by the check matrix based on the parity check polynomial of the equation (26) is referred to as a time-varying LDPC-CC here. At this time, the time-invariant LDPC-CC defined by the parity check polynomial of the equation (24) and the time-variable LDPC-CC defined by the parity check polynomial of the equation (26) sequentially register and exclusive the parity. It has the characteristic that it can be easily obtained by exclusive-or-logic sum.
例えば、符号化率2/3で、式(24)〜式(26)に基づく時変周期2のLDPC―CCの検査行列Hの構成を、図6に示す。式(26)に基づく時変周期2の異なる2つの検査多項式に対し、「検査式#1」、「検査式#2」と名付ける。図6において、(Ha,111)は「検査式#1」に相当する部分であり、(Hc,111)は「検査式#2」に相当する部分である。以下、(Ha,111)及び(Hc,111)をサブ行列と定義する。
For example, FIG. 6 shows the configuration of the inspection matrix H of the LDPC-CC having the
このように、本提案の時変周期2のLDPC−CCの検査行列Hを、「検査式#1」のパリティ検査多項式をあらわす第1サブ行列と、「検査式#2」のパリティ検査多項式をあらわす第2サブ行列とにより定義することができる。具体的には、検査行列Hにおいて、第1サブ行列と第2サブ行列とが行方向に交互に配置されるようにする。なお、符号化率2/3の場合、図6に示すように、第i行と第i+1行とでは、サブ行列が3列右にシフトした構成となる。
In this way, the check matrix H of the LDPC-CC having the
また、時変周期2の時変LDPC−CCの場合、第i行のサブ行列と第i+1行のサブ行列とは、異なるサブ行列となる。つまり、サブ行列(Ha,11)または(Hc,11)のいずれか一方が第1サブ行列となり、他方が第2サブ行列となる。送信ベクトルuを、u=(X1,0、X2,0、P0、X1,1、X2,1、P1、・・・、X1,k、X2,k、Pk、・・・・)Tとすると、Hu=0が成立する(式(23)参照))。
Further, in the case of the time-varying LDPC-CC having the time-varying
次に、符号化率2/3の場合に、時変周期をmとするLDPC−CCを考える。時変周期2の場合と同様に、式(24)であらわされるパリティ検査多項式をm個用意する。そして、式(24)であらわされる「検査式#1」を用意する。同様に、式(24)であらわされる「検査式#2」から「検査式#m」を用意する。時点mi+1のデータXとパリティPをそれぞれXmi+1、Pmi+1とあらわし、時点mi+2のデータXとパリティPとを、それぞれXmi+2、Pmi+2とあわし、・・・、時点mi+mのデータXとパリティPとを、それぞれXmi+m、Pmi+mとあらわす(i:整数)。
Next, consider LDPC-CC in which the time variation period is m when the coding rate is 2/3. As in the case of the time-varying
このとき、時点mi+1のパリティPmi+1を「検査式#1」を用いて求め、時点mi+2のパリティPmi+2を「検査式#2」を用いて求め、・・・、時点mi+mのパリティPmi+mを「検査式#m」を用いて求めるLDPC−CCを考える。このようなLDPC−CC符号は、
・符号化器を簡単に構成することができ、かつ、パリティを逐次的に求めることができる
・終端ビットの削減、終端時のパンクチャ時の受信品質の向上が見込める
という利点を備える。
At this time, the parity P mi + 1 at the time point mi + 1 is obtained by using "
-The encoder can be easily configured and the parity can be obtained sequentially.-It has the advantages of reducing the termination bits and improving the reception quality at the time of puncture at the termination.
図7に、上述した符号化率2/3、時変周期mのLDPC−CCの検査行列の構成を示す。図7において、(H1,111)は「検査式#1」に相当する部分であり、(H2,111)は「検査式#2」に相当する部分であり、・・・、(Hm,111)は「検査式#m」に相当する部分である。以下、(H1,111)を第1サブ行列と定義し、(H2,111)を第2サブ行列と定義し、・・・、(Hm,111)を、第mサブ行列と定義する。
FIG. 7 shows the configuration of the LDPC-CC inspection matrix having the above-mentioned coding rate of 2/3 and the time variation period m. In FIG. 7, (H 1 , 111) is a part corresponding to “
このように、本提案の時変周期mのLDPC−CCの検査行列Hは、「検査式#1」のパリティ検査多項式をあらわす第1サブ行列、「検査式#2」のパリティ検査多項式をあらわす第2サブ行列、・・・、及び、「検査式#m」のパリティ検査多項式をあらわす第mサブ行列により定義することができる。具体的には、検査行列Hにおいて、第1サブ行列から第mサブ行列までが、行方向に周期的に配置されるようにした(図7参照)。なお、符号化率2/3の場合、第i行と第i+1行とでは、サブ行列が3列右にシフトした構成となる(図7参照)。
As described above, the inspection matrix H of the LDPC-CC having the time variation period m of the present proposal represents the first sub-matrix representing the parity check polynomial of "
送信ベクトルuを、u=(X1,0、X2,0、P0、X1,1、X2,1、P1、・・・、X1,k、X2,k、Pk、・・・・)Tとすると、Hu=0が成立する(式(23)参照))。 The transmission vector u is u = (X 1,0 , X 2,0 , P 0 , X 1 , 1 , X 2 , 1 , P 1 , ..., X 1, k , X 2, k , P k. , ...) If T , Hu = 0 holds (see equation (23)).
上述の説明では、符号化率(n−1)/nの畳み込み符号に基づく時不変・時変LDPC−CCの一例として、符号化率2/3の場合を例に説明したが、同様に考えることで、符号化率(n−1)/nの畳み込み符号に基づく時不変・時変LDPC−CCのパリティ検査行列を作成することができる。
In the above description, as an example of the time-invariant / time-variant LDPC-CC based on the convolutional code of the code rate (n-1) / n, the case of the
すなわち、符号化率2/3の場合、図7において、(H1,111)は「検査式#1」に相当する部分(第1サブ行列)であり、(H2,111)は「検査式#2」に相当する部分(第2サブ行列)であり、・・・、(Hm,111)は「検査式#m」に相当する部分(第mサブ行列)であるのに対し、符号化率(n−1)/nの場合、図8に示すようになる。つまり、「検査式#1」に相当する部分(第1サブ行列)は、(H1,11・・・1)であらわされ、「検査式#k」(k=2、3、・・・、m)に相当する部分(第kサブ行列)は、(Hk,11・・・1)であらわされる。このとき、第kサブ行列において、Hkを除く部分の「1」の個数は、n−1個となる。そして、検査行列Hにおいて、第i行と第i+1行とでは、サブ行列がn−1列右にシフトした構成となる(図8参照)。
That is, in the case of a coding rate of 2/3, in FIG. 7, (H 1 , 111) is a part (first sub-matrix) corresponding to “
送信ベクトルuを、u=(X1,0、X2,0、・・・、Xn−1,0、P0、X1,1、X2,1、・・・、Xn−1,1、P1、・・・、X1,k、X2,k、・・・、Xn−1,k、Pk、・・・・)Tとすると、Hu=0が成立する(式(23)参照)。 The transmission vector u is set to u = (X 1,0 , X 2,0 , ..., X n-1,0 , P 0 , X 1,1 , X 2 , 1 , ..., X n-1. , 1 , P 1 , ..., X 1, k , X 2, k , ..., X n-1, k , P k , ...) If T , Hu = 0 holds (Hu = 0). See equation (23)).
なお、図9に、一例として、符号化率R=1/2の場合のLDPC−CC符号化器の構成例を示す。図9に示すように、LDPC−CC符号化器100は、データ演算部110、パリティ演算部120、ウェイト制御部130及びmod2加算(排他的論理和演算)器140を主に備える。
Note that FIG. 9 shows, as an example, a configuration example of the LDPC-CC encoder when the coding rate R = 1/2. As shown in FIG. 9, the LDPC-
データ演算部110は、シフトレジスタ111−1〜111−M、ウェイト乗算器112−0〜112−Mを備える。
The
パリティ演算部120は、シフトレジスタ121−1〜121−M、ウェイト乗算器122−0〜122−Mを備える。
The
シフトレジスタ111−1〜111−M及び121−1〜121−Mは、それぞれv1,t−i,v2,t−i(i=0,…,M)を保持するレジスタであり、次の入力が入ってくるタイミングで、保持している値を右隣のシフトレジスタに出力し、左隣のシフトレジスタから出力される値を新たに保持する。なお、シフトレジスタの初期状態は全て0である。 Shift register 111-1 to 111-M and 121-1 to 121-M, respectively v 1, t-i, v 2, t-i (i = 0, ..., M) is a register holding the next When the input of is input, the held value is output to the shift register on the right side, and the value output from the shift register on the left side is newly held. The initial state of the shift register is all 0.
ウェイト乗算器112−0〜112−M,122−0〜122−Mは、ウェイト制御部130から出力される制御信号にしたがって、h1 (m),h2 (m)の値を0/1に切り替える。
The weight multipliers 112-0 to 112-M and 122-0 to 122-M set the values of h 1 (m) and h 2 (m) to 0/1 according to the control signal output from the
ウェイト制御部130は、内部に保持する検査行列に基づいて、そのタイミングにおけるh1 (m),h2 (m)の値を出力し、ウェイト乗算器112−0〜112−M,122−0〜122−Mに供給する。
The
mod2加算器140は、ウェイト乗算器112−0〜112−M,122−0〜122−Mの出力に対しmod2の算出結果を全て加算し、v2,tを算出する。
The
このような構成を採ることで、LDPC−CC符号化器100は、検査行列にしたがったLDPC−CCの符号化を行うことができる。
By adopting such a configuration, the LDPC-
なお、ウェイト制御部130が保持する検査行列の各行の並びが行毎に異なる場合、LDPC−CC符号化器100は、時変(time varying)畳み込み符号化器となる。また、符号化率(q−1)/qのLDPC−CCの場合には、データ演算部110を(q−1)個設け、mod2加算器140が、各ウェイト乗算器の出力をmod2加算(排他的論理和演算)を行う構成とすれば良い。
When the arrangement of each row of the inspection matrix held by the
(実施の形態1)
次いで、本実施の形態では、符号化器・復号化器において、低演算規模で複数の符号化率に対応することができるLDPC−CCの探索方法について説明する。以下に説明する方法により探索されたLDPC−CCを用いることにより、復号化器では、高いデータ受信品質を実現することができる。
(Embodiment 1)
Next, in the present embodiment, a method of searching for an LDPC-CC capable of dealing with a plurality of coding rates on a low calculation scale in a encoder / decoder will be described. By using the LDPC-CC searched by the method described below, the decoder can realize high data reception quality.
本実施の形態におけるLDPC−CCの探索方法は、例えば、上述したような特性が良好なLDPC−CCのうち、符号化率1/2のLDPC−CCに基づいて、符号化率2/3,3/4,4/5,…,(q−1)/qのLDPC−CCを順次探索する。これにより、符号化及び復号化処理において、最も符号化率の高い(q−1)/qのときの符号化器、復号化器を用意することで、最も符号化率の高い(q−1)/qより小さい符号化率(s−1)/s(s=2、3、・・・、q−1)の符号化、復号化を行うことが可能となる。 The LDPC-CC search method in the present embodiment is, for example, based on the LDPC-CC having a coding rate of 1/2 among the LDPC-CCs having good characteristics as described above, and has a coding rate of 2/3. The LDPC-CCs of 3/4, 4/5, ..., (Q-1) / q are sequentially searched. As a result, in the coding and decoding processing, by preparing a encoder and a decoder when the coding rate is the highest (q-1) / q, the coding rate is the highest (q-1). ) / Q, It is possible to encode and decode a coding rate (s-1) / s (s = 2, 3, ..., Q-1).
なお、以下では、一例として、時変周期3のLDPC−CCを用いて説明する。上述したように、時変周期3のLDPC−CCは、非常に良好な誤り訂正能力を有する。 In the following, as an example, LDPC-CC having a time variation period of 3 will be described. As mentioned above, the LDPC-CC having a time-varying period of 3 has a very good error correction capability.
(LDPC−CCの探索方法)
(1)符号化率1/2
先ず、基礎となるLDPC−CCとして、符号化率1/2のLDPC−CCを選択する。基礎となる符号化率1/2のLDPC−CCとしては、上述したような特性が良好なLDPC−CCを選択する。
(Search method for LDPC-CC)
(1)
First, LDPC-CC having a coding rate of 1/2 is selected as the basic LDPC-CC. As the basic LDPC-CC having a coding rate of 1/2, the LDPC-CC having good characteristics as described above is selected.
以下では、基礎となる符号化率1/2のLDPC−CCのパリティ検査多項式として、式(27−1)〜式(27−3)であらわされるパリティ検査多項式を選択した場合について説明する。(式(27−1)〜式(27−3)の例では上述の(良好な特性を有するLDPC―CC)と同様の形式であらわしているため、時変周期3のLDPC−CCは、3つのパリティ検査多項式で定義することができる。)
式(27−1)〜式(27−3)は、表3に記載したように、特性が良好な時変周期3、符号化率1/2のLDPC−CCのパリティ検査多項式の一例である。そして、上述の(良好な特性を有するLDPC―CC)で説明したように、時点jにおける情報X1をX1,jとあらわし、時点jにおけるパリティPをPjとあらわし、uj=(X1,j,Pj)Tとする。このとき、時点jの情報X1,j及びパリティPjは、
「j mod 3=0のとき、式(27―1)のパリティ検査多項式を満たす。」
「j mod 3=1のとき、式(27―2)のパリティ検査多項式を満たす。」
「j mod 3=2のとき、式(27―3)のパリティ検査多項式を満たす。」
このとき、パリティ検査多項式と検査行列の関係は、上述の(良好な特性を有するLDPC−CC)で説明した場合と同様である。
As shown in Table 3, Equations (27-1) to (27-3) are examples of parity check polynomials of LDPC-CC having a time-varying period of 3 and a coding rate of 1/2 with good characteristics. .. Then, as described above (LDPC-CC having good characteristics), the information X 1 at the time point j is represented as X 1, j , the parity P at the time point j is represented as Pj, and u j = (X 1). , J , Pj) Let T be. At this time, the information X 1, j and the parity P j at the time point j are
"When
"When
"When
At this time, the relationship between the parity check polynomial and the check matrix is the same as the case described above (LDPC-CC having good characteristics).
(2)符号化率2/3
次いで、特性が良好な符号化率1/2のパリティ検査多項式に基づいて、符号化率2/3のLDPC−CCのパリティ検査多項式を作成する。具体的には、符号化率2/3のLDPC−CCのパリティ検査多項式が、基礎とする符号化率1/2のパリティ検査多項式を含む構成とする。
(2)
Next, a parity check polynomial of LDPC-CC having a coding rate of 2/3 is created based on a parity check polynomial having a coding rate of 1/2 having good characteristics. Specifically, the LDPC-CC parity check polynomial having a coding rate of 2/3 includes the parity check polynomial having a coding rate of 1/2 as a base.
ベースの符号化率1/2のLDPC−CCに、式(27−1)〜式(27−3)を用いる場合の符号化率2/3のLDPC−CCのパリティ検査多項式を式(28−1)〜式(28−3)のようにあらわすことができる。
式(28−1)〜式(28−3)に示されるパリティ検査多項式は、式(27−1)〜式(27−3)に、それぞれX2(D)の項を追加した構成を採る。式(28−1)〜式(28−3)を用いる符号化率2/3のLDPC−CCのパリティ検査多項式は、後述する符号化率3/4のパリティ検査多項式の基礎となる。 The parity check polynomials shown in the equations (28-1) to (28-3) have a configuration in which the terms of X2 (D) are added to the equations (27-1) to (27-3), respectively. The LDPC-CC parity check polynomial having a code rate of 2/3 using the equations (28-1) to (28-3) is the basis of the parity check polynomial having a code rate of 3/4, which will be described later.
なお、式(28−1)〜式(28−3)において、X2(D)の各次数、(α1,β1)、(α2,β2)、(α3,β3)が、上述の条件(<条件#1>〜<条件#6>等)を満たすように設定すると、符号化率2/3の場合にも、特性が良好なLDPC−CCを得ることができる。
In the equations (28-1) to (28-3), the respective orders of X2 (D), (α1, β1), (α2, β2), and (α3, β3) are the above-mentioned conditions (<conditions). If the settings are set so as to satisfy (# 1> to <
そして、上述の(良好な特性を有するLDPC―CC)で説明したように、時点jにおける情報X1、X2をX1,j、X2,jとあらわし、時点jにおけるパリティPをPjとあらわし、uj=(X1,j,X2,j,Pj)Tとする。このとき、時点jの情報X1,j、X2,j及びパリティPjは、
「j mod 3=0のとき、式(28―1)のパリティ検査多項式を満たす。」
「j mod 3=1のとき、式(28―2)のパリティ検査多項式を満たす。」
「j mod 3=2のとき、式(28―3)のパリティ検査多項式を満たす。」
このとき、パリティ検査多項式と検査行列の関係は、上述の(良好な特性を有するLDPC−CC)で説明した場合と同様である。
Then, as described above (LDPC-CC having good characteristics), the information X 1 and X 2 at the time point j are represented as X 1, j and X 2, j, and the parity P at the time point j is referred to as Pj. Representation, u j = (X 1, j , X 2, j , Pj) T. At this time, the information X 1, j, X 2, j and the parity P j at the time point j are
"When
"When
"When
At this time, the relationship between the parity check polynomial and the check matrix is the same as the case described above (LDPC-CC having good characteristics).
(3)符号化率3/4
次いで、上述の符号化率2/3のパリティ検査多項式に基づいて、符号化率3/4のLDPC−CCのパリティ検査多項式を作成する。具体的には、符号化率3/4のLDPC−CCのパリティ検査多項式が、基礎とする符号化率2/3のパリティ検査多項式を含む構成とする。
(3)
Next, a parity check polynomial of LDPC-CC having a code rate of 3/4 is created based on the above-mentioned parity check polynomial having a code rate of 2/3. Specifically, the parity check polynomial of the LDPC-CC having a code rate of 3/4 includes the parity check polynomial of the base code rate of 2/3.
ベースの符号化率2/3のLDPC−CCに、式(28−1)〜式(28−3)を用いる場合の符号化率3/4のLDPC−CCのパリティ検査多項式を式(29−1)〜式(29−3)に示す。
式(29−1)〜式(29−3)に示されるパリティ検査多項式は、式(28−1)〜式(28−3)に、それぞれX3(D)の項を追加した構成を採る。なお、式(29−1)〜式(29−3)において、X3(D)の各次数、(γ1,δ1)、(γ2,δ2)、(γ3,δ3)が、特性が良好なLDPC−CCの次数の条件(<条件#1>〜<条件#6>等)を満たすように設定すると、符号化率3/4の場合にも、特性が良好なLDPC−CCを得ることができる。
The parity check polynomials shown in the equations (29-1) to (29-3) have a configuration in which the terms of X3 (D) are added to the equations (28-1) to (28-3), respectively. In equations (29-1) to (29-3), the orders of X3 (D), (γ1, δ1), (γ2, δ2), and (γ3, δ3), are LDPCs having good characteristics. If the CC order conditions (<
そして、上述の(良好な特性を有するLDPC―CC)で説明したように、時点jにおける情報X1、X2、X3をX1,j、X2,j、X3,jとあらわし、時点jにおけるパリティPをPjとあらわし、uj=(X1,j,X2,j,X3,j,Pj)Tとする。このとき、時点jの情報X1,j、X2,j、X3,j及びパリティPjは、
「j mod 3=0のとき、式(29―1)のパリティ検査多項式を満たす。」
「j mod 3=1のとき、式(29―2)のパリティ検査多項式を満たす。」
「j mod 3=2のとき、式(29―3)のパリティ検査多項式を満たす。」
このとき、パリティ検査多項式と検査行列の関係は、上述の(良好な特性を有するLDPC−CC)で説明した場合と同様である。
Then, as described in the above (LDPC-CC with good characteristics), represent
"When
"When
"When
At this time, the relationship between the parity check polynomial and the check matrix is the same as the case described above (LDPC-CC having good characteristics).
式(30−1)〜(30−(q−1))に、上述のようにして探索した場合の時変周期gのLDPC−CCのパリティ検査多項式の一般式を示す。
ただし、式(30−1)は一般式で表現しているため、式(30−1)のような表現をしているが、上述の(良好な特性を有するLDPC―CC)で説明したように、実際は、時変周期がgなので、式(30−1)はg個のパリティ検査多項式で表現される。(本実施の形態で説明したように、例えば、時変周期3の場合、式(27−1)〜式(27−3)のように、3個のパリティ検査多項式で表現されている。)式(30−1)と同様に、式(30−2)〜式(30−(q−1))のそれぞれの式も時変周期がgなのでg個のパリティ検査多項式で表現される。
However, since the formula (30-1) is expressed by a general formula, it is expressed like the formula (30-1), but as described above (LDPC-CC having good characteristics). In fact, since the time variation period is g, the equation (30-1) is expressed by g parity check polynomials. (As described in the present embodiment, for example, in the case of the time-varying
ここで、式(30−1)のg個のパリティ検査多項式を式(30−1−0)、式(30−1−1)、式(30−1−2)、・・・、式(30−1−(g−2))、式(30―1−(g−1))と表現することにする。 Here, the g parity check polynomials of the equation (30-1) are converted into the equations (30-1-0), the equations (30-1-1), the equations (30-1-2), ... It will be expressed as 30-1- (g-2)) and the formula (30-1- (g-1)).
同様に、式(30−w)はg個のパリティ検査多項式で表現される(w=2、3、・・・、q−1)。ここで、式(30−w)のg個のパリティ検査多項式を式(30−w−0)、式(30−w−1)、式(30−w−2)、・・・、式(30−w−(g−2))、式(30―w−(g−1))と表現することにする。 Similarly, equation (30-w) is represented by g parity check polynomials (w = 2, 3, ..., Q-1). Here, the g parity check polynomials of the equation (30-w) are the equations (30-w-0), the equation (30-w-1), the equation (30-w-2), ..., The equation ( It will be expressed as 30-w- (g-2)) and the formula (30-w- (g-1)).
なお、式(30−1)〜式(30−(q−1))において、X1,i、X2,i、・・・、Xq−1,iは、時点iにおける情報X1、X2、・・・、Xq−1を示し、Piは時点iにおけるパリティPを示す。また、AXr,k(D)は、符号化率(r−1)/r(r=2,3,…,q(qは3以上の自然数))の時刻iとし、k=i mod gとして求めたkのパリティ検査多項式におけるXr(D)の項である。また、Bk(D)は、符号化率(r−1)/rの時刻iとしk=i mod gとして求めたkのパリティ検査多項式におけるP(D)の項である。また、「i mod g」は、iをgで除算した余りである。 In equations (30-1) to (30- (q-1)), X 1, i , X 2, i , ..., X q-1, i are information X 1 , at time point i. X 2, ···, shows a X q-1, P i denotes a parity P at point in time i. Further, A Xr, k (D) is a time i of a coding rate (r-1) / r (r = 2,3, ..., Q (q is a natural number of 3 or more)), and k = i mod g. It is a term of X r (D) in the parity check polynomial of k obtained as. Further, B k (D) is a term of P (D) in the parity check polynomial of k obtained by setting the time i at the coding rate (r-1) / r and k = i mod g. Further, "i mod g" is the remainder obtained by dividing i by g.
すなわち、式(30−1)は、符号化率1/2に対応する時変周期gのLDPC−CCのパリティ検査多項式であり、式(30−2)は、符号化率2/3に対応する時変周期gのLDPC−CCのパリティ検査多項式であり、…、式(30−(q−1))は、符号化率(q−1)/qに対応する時変周期gのLDPC−CCのパリティ検査多項式である。 That is, equation (30-1) is a parity check polynomial of LDPC-CC having a time variation period g corresponding to a coding rate of 1/2, and equation (30-2) corresponds to a coding rate of 2/3. It is a parity check polynomial of the LDPC-CC of the time-varying period g, and ..., Equation (30- (q-1)) is the LDPC- of the time-varying period g corresponding to the coding rate (q-1) / q. It is a parity check polynomial of CC.
このようにして、特性が良好な符号化率1/2のLDPC−CCのパリティ検査多項式である式(30−1)を基礎として、符号化率2/3のLDPC−CCのパリティ検査多項式(30−2)を生成する。 In this way, based on the equation (30-1) which is the parity check polynomial of the LDPC-CC having a good coding rate of 1/2, the parity check polynomial of the LDPC-CC having a coding rate of 2/3 (30-1). 30-2) is generated.
更に、符号化率2/3のLDPC−CCのパリティ検査多項式(30−2)を基礎として、符号化率3/4のLDPC−CCのパリティ検査多項式(30−3)を生成する。以降同様にして、符号化率(r−1)/rのLDPC−CCを基礎として、符号化率r/(r+1)のLDPC−CCのパリティ検査多項式を生成する。(r=2、3、・・・、q−2、q−1) Further, a parity check polynomial (30-3) of LDPC-CC having a code rate of 3/4 is generated based on the parity check polynomial (30-2) of LDPC-CC having a code rate of 2/3. Hereinafter, in the same manner, a parity check polynomial of the LDPC-CC having the coding rate r / (r + 1) is generated based on the LDPC-CC having the coding rate (r-1) / r. (R = 2, 3, ..., q-2, q-1)
以上のパリティ検査多項式の構成方法について別の表現をする。符号化率(y−1)/yである時変周期gのLDPC―CCと、符号化率(z−1)/zである時変周期gのLDPC−CCとを、考える。ただし、符号化器の回路の共用化と、復号化器の回路の共用化とを図る符号化率の中で最大の符号化率は(q−1)/qであり、gは2以上の整数、yは2以上の整数、zは2以上の整数とし、y<z≦qの関係が成立するものとする。なお、符号化器の回路の共用化とは、符号化器内部の回路の共用化であり、符号化器と復号化器との回路の共用化ではない。 Another expression is given about the above-mentioned construction method of the parity check polynomial. Consider an LDPC-CC having a time-varying period g having a coding rate (y-1) / y and an LDPC-CC having a time-varying period g having a coding rate (z-1) / z. However, the maximum coding rate among the coding rates for sharing the circuit of the encoder and the circuit of the decoder is (q-1) / q, and g is 2 or more. It is assumed that an integer, y is an integer of 2 or more, z is an integer of 2 or more, and the relationship of y <z ≦ q is established. Note that the sharing of the circuit of the encoder is the sharing of the circuit inside the encoder, not the sharing of the circuit between the encoder and the decoder.
このとき、式(30―1)〜(30−(q−1))の説明をする際に述べたg個のパリティ検査多項式を表現した式(30−w−0)、式(30−w−1)、式(30−w−2)、・・・、式(30−w−(g−2))、式(30―w−(g−1))において、w=y―1としたときのg個のパリティ検査多項式を式(31−1)〜式(31−g)であらわす。
式(31−1)〜式(31―g)において、式(31−w)と式(31―w’)は等価の式であり、以降で式(31−w)と記載されているところを式(31−w’)と置き換えても良い(w=1、2、・・・、g)。 In equations (31-1) to (31-g), equation (31-w) and equation (31-w') are equivalent equations, which are hereinafter described as equations (31-w). May be replaced with the equation (31-w') (w = 1, 2, ..., G).
そして、上述の(良好な特性を有するLDPC―CC)で説明したように、時点jにおける情報X1、X2、・・・、Xy−1をX1,j、X2,j、・・・、Xy−1,jとあらわし、時点jにおけるパリティPをPjとあらわし、uj=(X1,j,X2,j、・・・、Xy−1,j、Pj)Tとする。このとき、時点jの情報X1,j、X2,j、・・・、Xy−1,j及びパリティPjは、
「j mod g=0のとき、式(31―1)のパリティ検査多項式を満たす。」
「j mod g=1のとき、式(31―2)のパリティ検査多項式を満たす。」
「j mod g=2のとき、式(31―3)のパリティ検査多項式を満たす。」
・
・
・
「j mod g=kのとき、式(31―(k+1))のパリティ検査多項式を満たす。」
・
・
・
「j mod g=g−1のとき、式(31―g)のパリティ検査多項式を満たす。」
このとき、パリティ検査多項式と検査行列の関係は、上述の(良好な特性を有するLDPC−CC)で説明した場合と同様である。
Then, as described above (LDPC-CC having good characteristics), the information X 1, X 2, ..., X y-1 at the time point j is changed to X 1, j, X 2, j, ... ..., X y-1, j , the parity P at the time point j is represented as Pj, and u j = (X 1, j , X 2, j, ..., X y-1, j , Pj) T And. At this time, the information X 1, j, X 2, j, ..., X y-1, j and the parity P j at the time point j are
"When j mod g = 0, the parity check polynomial of Eq. (31-1) is satisfied."
"When j mod g = 1, the parity check polynomial of Eq. (31-2) is satisfied."
"When j mod g = 2, the parity check polynomial of Eq. (31-3) is satisfied."
・
・
・
"When j mod g = k, the parity check polynomial of Eq. (31- (k + 1)) is satisfied."
・
・
・
"When j mod g = g-1, the parity check polynomial of equation (31-g) is satisfied."
At this time, the relationship between the parity check polynomial and the check matrix is the same as the case described above (LDPC-CC having good characteristics).
次に、式(30―1)〜(30−(q−1))の説明をする際に述べたg個のパリティ検査多項式を表現した式(30−w−0)、式(30−w−1)、式(30−w−2)、・・・、式(30−w−(g−2))、式(30―w−(g−1))において、w=z―1としたときのg個のパリティ検査多項式を式(32−1)〜式(32−g)であらわす。(y<z≦qの関係から、式(32−1)〜式(32−g)とあらわすことができる。)
式(32−1)〜式(32―g)において、式(32−w)と式(32―w’)は等価の式であり、以降で式(32−w)と記載されているところを式(32−w’)と置き換えても良い(w=1、2、・・・、g)。 In formulas (32-1) to (32-g), formula (32-w) and formula (32-w') are equivalent formulas, and are hereinafter described as formula (32-w). May be replaced with the equation (32-w') (w = 1, 2, ..., G).
そして、上述の(良好な特性を有するLDPC―CC)で説明したように、時点jにおける情報X1、X2、・・・、Xy−1、・・・、Xs、・・・、Xz−1をX1,j、X2,j、・・・、Xy−1,j、・・・、Xs,j、・・・、Xz−1,jとあらわし、時点jにおけるパリティPをPjとあらわし、uj=(X1,j,X2,j、・・・、Xy−1,j、・・・、Xs,j、・・・、Xz−1,j、Pj)Tとする(したがって、y<z≦qの関係から、s=y、y+1、y+2、y+3、・・・、z−3、z−2、z−1となる。)。このとき、時点jの情報X1,j、X2,j、・・・、Xy−1,j、・・・、Xs,j、・・・、Xz−1,j及びパリティPjは、
「j mod g=0のとき、式(32―1)のパリティ検査多項式を満たす。」
「j mod g=1のとき、式(32―2)のパリティ検査多項式を満たす。」
「j mod g=2のとき、式(32―3)のパリティ検査多項式を満たす。」
・
・
・
「j mod g=kのとき、式(32―(k+1))のパリティ検査多項式を満たす。」
・
・
・
「j mod g=g−1のとき、式(32―g)のパリティ検査多項式を満たす。」このとき、パリティ検査多項式と検査行列の関係は、上述の(良好な特性を有するLDPC−CC)で説明した場合と同様である。
Then, as described above (LDPC-CC having good characteristics), the information X 1, X 2, ..., X y-1, ..., X s, ..., At the time point j. X z-1 is represented as X 1, j, X 2, j, ..., X y-1, j, ..., X s, j, ..., X z-1, j, and the time point j Parity P in is expressed as Pj, and u j = (X 1, j , X 2, j, ..., X y-1, j, ..., X s, j, ..., X z-1. , J , Pj) T (Therefore, from the relationship of y <z≤q, s = y, y + 1, y + 2, y + 3, ..., Z-3, z-2, z-1). At this time, the information at the time point j, X 1, j, X 2, j, ..., X y-1, j, ..., X s, j, ..., X z-1, j and the parity P. j is
"When j mod g = 0, the parity check polynomial of Eq. (32-1) is satisfied."
"When j mod g = 1, the parity check polynomial of Eq. (32-2) is satisfied."
"When j mod g = 2, the parity check polynomial of Eq. (32-3) is satisfied."
・
・
・
"When j mod g = k, the parity check polynomial of equation (32- (k + 1)) is satisfied."
・
・
・
"When j mod g = g-1, the parity check polynomial of the equation (32-g) is satisfied." At this time, the relationship between the parity check polynomial and the check matrix is as described above (LDPC-CC having good characteristics). It is the same as the case explained in.
上記関係が成立する場合において、符号化率(y−1)/yにおける時変周期gのLDPC―CCと、符号化率(z−1)/zにおける時変周期gのLDPC−CCとにおいて、以下の条件が成立する場合、符号化率(y−1)/yにおける時変周期gのLDPC―CCの符号化器と、符号化率(z−1)/zにおける時変周期gのLDPC−CCの符号化器とが、回路の共用化ができ、かつ、符号化率(y−1)/yにおける時変周期gのLDPC―CCの復号化器と、符号化率(z−1)/zにおける時変周期gのLDPC−CCの復号化器とが、回路の共用化ができる。その条件は、以下のとおりである。 When the above relationship is established, the LDPC-CC having a time-varying period g at a coding rate (y-1) / y and the LDPC-CC having a time-varying period g at a coding rate (z-1) / z When the following conditions are satisfied, the LDPC-CC encoder having a time-varying period g at a coding rate (y-1) / y and the time-varying period g at a coding rate (z-1) / z The LDPC-CC encoder can share the circuit, and the LDPC-CC decoder with a time-varying period g at the coding rate (y-1) / y and the coding rate (z-). 1) The circuit can be shared with the LDPC-CC decoder having the time-varying period g at / z. The conditions are as follows.
まず、式(31―1)と式(32−1)とでは、以下の関係が成立する。
「式(31―1)のAX1,0(D)と式(32―1)のAX1,0(D)とは、等号が成立する。」
・
・
・
「式(31―1)のAXf,0(D)と式(32―1)のAXf,0(D)とは、等号が成立する。」
・
・
・
「式(31―1)のAXy−1,0(D)と式(32―1)のAXy−1,0(D)とは、等号が成立する。」
つまり、上記関係はf=1、2、3、・・・、y−1で成立する。
First, the following relationship is established between the equation (31-1) and the equation (32-1).
"The equal sign holds for AX1,0 (D) in equation (31-1) and AX1,0 (D) in equation (32-1)."
・
・
・
"The equal sign holds for AXf, 0 (D) in equation (31-1) and AXf, 0 (D) in equation (32-1)."
・
・
・
"Equation (31-1) of A Xy-1, 0 (D) and A Xy-1, 0 (D) of the formula (32-1), the equality is satisfied."
That is, the above relationship is established when f = 1, 2, 3, ..., Y-1.
また、パリティに対しても以下の関係が成立する。
「式(31―1)のB0(D)と式(32―1)のB0(D)とは、等号が成立する。」
In addition, the following relationship holds for parity.
"B 0 and (D) is of formula (31-1) B 0 of (D) and Formula (32-1), equality is established."
同様に、式(31―2)と式(32−2)では以下の関係が成立する。
「式(31―2)のAX1,1(D)と式(32―2)のAX1,1(D)とは、等号が成立する。」
・
・
・
「式(31―2)のAXf,1(D)と式(32―2)のAXf,1(D)とは、等号が成立する。」
・
・
・
「式(31―2)のAXy−1,1(D)と式(32―2)のAXy−1,1(D)とは、等号が成立する。」
つまり、上記関係はf=1、2、3、・・・、y−1で成立する。
Similarly, the following relationship holds between the equation (31-2) and the equation (32-2).
"What is an A X1,1 (D) of the formula (31-2) A X1,1 of (D) and formula (32-2), the equal sign is established."
・
・
・
"The equal sign holds for AXf, 1 (D) in equation (31-2) and AXf, 1 (D) in equation (32-2)."
・
・
・
"Equation (31-2) of A Xy-1, 1 (D) and A Xy-1, 1 (D) of the formula (32-2), the equality is satisfied."
That is, the above relationship is established when f = 1, 2, 3, ..., Y-1.
また、パリティに対しても以下の関係が成立する。
「式(31―2)のB1(D)と式(32―2)のB1(D)とは、等号が成立する。」
(略)
In addition, the following relationship holds for parity.
"B 1 and (D) is of formula (31-2) B 1 of (D) and Formula (32-2), equality is established."
(Omitted)
同様に、式(31―h)と式(32−h)とでは、以下の関係が成立する。
「式(31―h)のAX1,h−1(D)と式(32―h)のAX1,h−1(D)とは、等号が成立する。」
・
・
・
「式(31―h)のAXf,h−1(D)と式(32―h)のAXf,h−1(D)とは、等号が成立する。」
・
・
・
「式(31―h)のAXy−1,h−1(D)と式(32―h)のAXy−1,h−1(D)とは、等号が成立する。」
つまり、上記関係はf=1、2、3、・・・、y−1で成立する。
Similarly, the following relationship is established between the equation (31-h) and the equation (32-h).
"The equal sign holds for AX1, h-1 (D) of equation (31-h) and AX1, h-1 (D) of equation (32-h)."
・
・
・
"The equal sign holds for AXf, h-1 (D) of equation (31-h) and AXf, h-1 (D) of equation (32-h)."
・
・
・
"The equal sign holds for A Xy-1, h-1 (D) of the formula (31-h) and A Xy-1, h-1 (D) of the formula (32-h)."
That is, the above relationship is established when f = 1, 2, 3, ..., Y-1.
また、パリティに対しても以下の関係が成立する。
「式(31―h)のBh−1(D)と式(32―h)のBh−1(D)とは、等号が成立する。」
(略)
In addition, the following relationship holds for parity.
"The equal sign holds for B h-1 (D) of equation (31-h) and B h-1 (D) of equation (32-h)."
(Omitted)
同様に、式(31―g)と式(32−g)とでは、以下の関係が成立する。
「式(31―g)のAX1,g−1(D)と式(32―g)のAX1,g−1(D)とは、等号が成立する。」
・
・
・
「式(31―g)のAXf,g−1(D)と式(32―g)のAXf,g−1(D)とは、等号が成立する。」
・
・
・
「式(31―g)のAXy−1,g−1(D)と式(32―g)のAXy−1,g−1(D)とは、等号が成立する。」
つまり、上記関係はf=1、2、3、・・・、y−1で成立する。
Similarly, the following relationship is established between the equation (31-g) and the equation (32-g).
"The equal sign holds for AX1, g-1 (D) of formula (31-g) and AX1, g-1 (D) of formula (32-g)."
・
・
・
"The equal sign holds for AXf, g-1 (D) of formula (31-g) and AXf, g-1 (D) of formula (32-g)."
・
・
・
"The equal sign holds for A Xy-1, g-1 (D) of the formula (31-g) and A Xy-1, g-1 (D) of the formula (32-g)."
That is, the above relationship is established when f = 1, 2, 3, ..., Y-1.
また、パリティに対しても以下の関係が成立する。
「式(31―g)のBg−1(D)と式(32―g)のBg−1(D)とは、等号が成立する。」
(よって、h=1、2、3、・・・、g−2、g−1、gとなる。)
In addition, the following relationship holds for parity.
"The equal sign holds for B g-1 (D) of formula (31-g) and B g-1 (D) of formula (32-g)."
(Therefore, h = 1, 2, 3, ..., G-2, g-1, g.)
以上のような関係が成立した場合、符号化率(y−1)/yにおける時変周期gのLDPC―CCの符号化器と符号化率(z−1)/zにおける時変周期gのLDPC−CCの符号化器とが、回路の共用化ができ、かつ、符号化率(y−1)/yにおける時変周期gのLDPC―CCの復号化器と符号化率(z−1)/zにおける時変周期gのLDPC−CCの復号化器とが、回路の共用化ができる。ただし、符号化器の回路の共用方法、及び、復号化器の回路の共用化方法については、以降の(符号化器、復号化器の構成)で詳しく説明する。 When the above relationship is established, the LDPC-CC encoder and the time-varying period g at the coding rate (z-1) / z of the time-varying period g at the coding rate (y-1) / y The LDPC-CC encoder can share the circuit, and the LDPC-CC decoder and coding rate (z-1) with a time variation period g at a coding rate (y-1) / y. ) / Z The circuit can be shared with the LDPC-CC decoder having the time-varying period g. However, the method of sharing the circuit of the encoder and the method of sharing the circuit of the decoder will be described in detail in the following (configuration of the encoder and the decoder).
上述の条件を満足した、時変周期3、対応する符号化率が1/2、2/3、3/4、5/6のLDPC−CCのパリティ検査多項式の一例を表5に示す。ただし、パリティ検査多項式の形式は、表3の形式と同様の形式であらわしている。これにより、送信装置、受信装置が、符号化率が1/2、2/3、3/4、5/6を対応した場合、(または、4つの符号化率のうち2つ以上の符号化率を送信装置、受信装置が対応した場合、)演算規模(回路規模)の低減(Distributed codesでありながら、符号化器の回路の共用化と、復号化器の回路の共用化とができるため、回路規模を低減することができる)、及び、受信装置が高いデータの受信品質を得ることができる。
表5の時変周期3のLDPC−CCが、上記条件を満たしていることを説明する。例えば、表5の符号化率1/2における時変周期3のLDPC―CCと、表5の符号化率2/3における時変周期3のLDPC―CCと、について考える。つまり、(31−1)〜(31−g)においてy=2となり、(32−1)〜(32−g)においてz=3となる。
It will be described that the LDPC-CC having the
すると、表5の符号化率1/2における時変周期3のLDPC―CCから、式(31−1)のAX1,0(D)はD373+D56+1となり、表5の符号化率2/3における時変周期3のLDPC―CCから、式(32―1)のAX1,0(D)はD373+D56+1となり「式(31―1)のAX1,0(D)と式(32―1)のAX1,0(D)とは、等号が成立する。」
Then, from the LDPC-CC of the time-varying
また、表5の符号化率1/2における時変周期3のLDPC―CCから、式(31―1)のB0(D)はD406+D218+1となり、表5の符号化率2/3における時変周期3のLDPC―CCから、式(32―1)のB0(D)=D406+D218+1となり、「式(31―1)のB0(D)と式(32―1)のB0(D)とは、等号が成立する。」
Further, from the LDPC-CC having the
同様に、表5の符号化率1/2における時変周期3のLDPC―CCから、式(31−2)のAX1,1(D)=D457+D197+1となり、表5の符号化率2/3における時変周期3のLDPC―CCから式(32―2)のAX1,1(D)=D457+D197+1となり、「式(31―2)のAX1,1(D)と式(32―2)のAX1,1(D)とは、等号が成立する。」
Similarly, from the LDPC-CC having the
また、表5の符号化率1/2における時変周期3のLDPC―CCから、式(31―2)のB1(D)はD491+D22+1となり、表5の符号化率2/3における時変周期3のLDPC―CCから、式(32―2)のB1(D)=D491+D22+1となり、「式(31―2)のB1(D)と式(32―2)のB1(D)とは、等号が成立する。」
Further, from the LDPC-CC having the
同様に、表5の符号化率1/2における時変周期3のLDPC―CCから、式(31−3)のAX1,2(D)はD485+D70+1となり、表5の符号化率2/3における時変周期3のLDPC―CCから、式(32―3)のAX1,2(D)=D485+D70+1となり、「式(31―3)のAX1,2(D)と式(32―3)のAX1,2(D)とは、等号が成立する。」
Similarly, from the LDPC-CC having the
また、表5の符号化率1/2における時変周期3のLDPC―CCから、式(31―3)のB2(D)はD236+D181+1となり、表5の符号化率2/3における時変周期3のLDPC―CCから、式(32―3)のB2(D)はD236+D181+1となり、「式(31―3)のB2(D)と式(32―3)のB2(D)とは、等号が成立する。」
Further, from the LDPC-CC having the
以上から分かるように、表5の符号化率1/2における時変周期3のLDPC―CCと、表5の符号化率2/3における時変周期3のLDPC―CCとは、上記の条件を満たしていることが確認できる。 As can be seen from the above, the LDPC-CC having a time-varying period of 3 at a coding rate of 1/2 in Table 5 and the LDPC-CC having a time-varying period of 3 at a coding rate of 2/3 in Table 5 have the above-mentioned conditions. It can be confirmed that the above is satisfied.
以上と同様に、表5の時変周期3のLDPC−CCにおいて、符号化率1/2、2/3、3/4、5/6のうち、2つの異なる符号化率の時変周期3のLDPC―CCを選択し、上記の条件を満たすかの検証を行うと、いずれの選択パターンにおいても、上記の条件を満たすことが確認できる。
Similarly to the above, in the LDPC-CC having the time-varying
なお、LDPC−CCは畳み込み符号の一種であるため、情報ビットの復号における信頼度を確保するために、ターミネーションやテイルバイティングが必要となる。ここでは、データ(情報)Xの状態をゼロにする(以下「Information-zero-termination」という)方法を行う場合について考える。 Since LDPC-CC is a kind of convolutional code, termination and tail biting are required to ensure reliability in decoding the information bit. Here, a case where a method of setting the state of data (information) X to zero (hereinafter referred to as "Information-zero-termination") is performed will be considered.
「Information-zero-termination」の方法を示した図が、図10である。図10に示したように、送信する情報系列のうち最後に送信する情報ビット(最終の送信ビット)がXn(110)である。この最終の情報ビットXn(110)に伴い符号化器が生成するパリティビットまでしか送信装置がデータを送信しなかった場合に、受信装置が復号を行った場合、情報の受信品質が大きく劣化する。この問題を解決するために、最終の情報ビットXn(110)以降の情報ビット(「仮想の情報ビット」と呼ぶ)を「0」と仮定して符号化を行い、パリティビット(130)を生成する。 FIG. 10 is a diagram showing a method of “Information-zero-termination”. As shown in FIG. 10, the information bit (final transmission bit) to be transmitted last in the information series to be transmitted is Xn (110). If the transmitting device transmits data only up to the parity bit generated by the encoder with the final information bit Xn (110) and the receiving device decodes the data, the reception quality of the information is significantly deteriorated. .. In order to solve this problem, the information bits (called "virtual information bits") after the final information bit Xn (110) are encoded assuming "0" to generate the parity bit (130). To do.
このとき、仮想の情報ビット(120)は、受信装置が「0」と分かっているので、送信装置は仮想の情報ビット(120)を送信せず、仮想の情報ビット(120)によって生成されたパリティビット(130)のみを送信する(このパリティビットは送信しなければならない冗長なビットになる。したがって、このパリティビットのことを冗長ビットと呼ぶ。)。すると新たな課題として、データの伝送効率の向上及びデータの受信品質の確保の両立を図るためには、データの受信品質を確保しつつ、仮想の情報ビット(120)によって生成されたパリティビット(130)の数をできる限り少なくする必要がある。 At this time, since the receiving device knows that the virtual information bit (120) is "0", the transmitting device does not transmit the virtual information bit (120) and is generated by the virtual information bit (120). Only the parity bit (130) is transmitted (this parity bit becomes a redundant bit that must be transmitted. Therefore, this parity bit is referred to as a redundant bit). Then, as a new issue, in order to improve the data transmission efficiency and secure the data reception quality at the same time, the parity bit generated by the virtual information bit (120) while ensuring the data reception quality (120). It is necessary to reduce the number of 130) as much as possible.
このとき、データの受信品質を確保しつつ、仮想の情報ビットによって生成されたパリティビットの数をできる限り少なくするためには、パリティ検査多項式のパリティに関わる項が重要な役割を果たしていることがシミュレーションにより確認された。 At this time, in order to minimize the number of parity bits generated by the virtual information bits while ensuring the reception quality of the data, the term related to the parity of the parity check polynomial plays an important role. Confirmed by simulation.
一例として、時変周期m(mは整数、かつ、m≧2)、符号化率が1/2のときのLDPC−CCを例に説明する。時変周期mのとき、必要となるm個のパリティ検査多項式を次式であらわす。
このとき、時刻jにおいて、次式のパリティ検査多項式が成立する。
そして、X1(D)において、AX1,1(D)におけるDの最も高い次数をα1(例えば、AX1,1(D)=D15+D3+D0とすると、Dについて次数15、次数3、次数0が存在し、Dの最も高い次数α1=15となる。)、AX1,2(D)におけるDの最も高い次数をα2、・・・、AX1,i(D)におけるDの最も高い次数をαi、・・・、AX1,m−1(D)におけるDの最も高い次数をαm−1とする。そして、αiにおいて(i=0、1、2、・・・、m−1)最も大きい値をαとする。
Then, in X 1 (D), the highest order of D in A X1,1 (D) α 1 (e.g., when A X1,1 (D) = D 15 +
一方、P(D)において、B1(D)におけるDの最も高い次数をβ1、B2(D)におけるDの最も高い次数をβ2、・・・、Bi(D)におけるDの最も高い次数をβi、・・・、Bm−1(D)におけるDの最も高い次数をβm−1とする。そして、βiにおいて(i=0、1、2、・・・、m−1)最も大きい値をβとする。 On the other hand, in P (D), the highest order of D in B 1 (D) is β 1 , the highest order of D in B 2 (D) is β 2 , ..., Of D in Bi (D). The highest order is β i , ..., The highest order of D in B m-1 (D) is β m-1 . Then, in β i (i = 0, 1, 2, ..., M-1), the largest value is β.
すると、データの受信品質を確保しつつ、仮想の情報ビットによって生成されたパリティビットの数をできる限り少なくするためには、βがαの1/2以下とすると良い。 Then, in order to reduce the number of parity bits generated by the virtual information bits as much as possible while ensuring the data reception quality, β should be 1/2 or less of α.
ここでは、符号化率1/2の場合についてが、それ以上の符号化率の場合についても同様に考えることができる。このとき、特に、符号化率4/5以上の場合、データの受信品質を確保しつつ、仮想の情報ビットによって生成されたパリティビットの数をできる限り少なくするという条件を満たすための必要な冗長ビットが非常に大きくなる傾向があり、上記と同様に考えた条件というものが、データの受信品質を確保しつつ、仮想の情報ビットによって生成されたパリティビットの数をできる限り少なくするためには重要となる。 Here, the case where the coding rate is 1/2 can be considered in the same manner as the case where the coding rate is higher than that. At this time, particularly when the coding rate is 4/5 or more, the necessary redundancy is required to satisfy the condition that the number of parity bits generated by the virtual information bits is reduced as much as possible while ensuring the data reception quality. Bits tend to be very large, and the conditions considered above are to minimize the number of parity bits generated by virtual information bits while ensuring data reception quality. It becomes important.
一例として、時変周期m(mは整数、かつ、m≧2)、符号化率が4/5のときのLDPC−CCを例に説明する。時変周期mのとき、必要となるm個のパリティ検査多項式を次式であらわす。
このとき、時刻jにおいて、次式のパリティ検査多項式が成立する。
そして、X1(D)において、AX1,1(D)におけるDの最も高い次数をα1,1(例えば、AX1,1(D)=D15+D3+D0とすると、Dについて次数15、次数3、次数0が存在し、Dの最も高い次数α1,1=15となる。)、AX1,2(D)におけるDの最も高い次数をα1,2、・・・、AX1,i(D)におけるDの最も高い次数をα1,i、・・・、AX1,m−1(D)におけるDの最も高い次数をα1,m−1とする。そして、α1,iにおいて(i=0、1、2、・・・、m−1)最も大きい値をα1とする。
Then, in X 1 (D), if the highest order of D in AX 1 , 1 (D) is α 1, 1 (for example, AX 1, 1 (D) = D 15 + D 3 + D 0 , then the order of D is There are 15,
X2(D)において、AX2,1(D)におけるDの最も高い次数をα2,1(例えば、AX2,1(D)=D15+D3+D0とすると、Dについて次数15、次数3、次数0が存在し、Dの最も高い次数α2,1=15となる。)、AX2,2(D)におけるDの最も高い次数をα2,2、・・・、AX2,i(D)におけるDの最も高い次数をα2,i、・・・、AX2,m−1(D)におけるDの最も高い次数をα2,m−1とする。そして、α2,iにおいて(i=0、1、2、・・・、m−1)最も大きい値をα2とする。
In X 2 (D), if the highest order of D in AX 2, 1 (D) is α 2, 1 (for example, AX 2, 1 (D) = D 15 + D 3 + D 0 , then the order 15 for D,
X3(D)において、AX3,1(D)におけるDの最も高い次数をα3,1(例えば、AX3,1(D)=D15+D3+D0とすると、Dについて次数15、次数3、次数0が存在し、Dの最も高い次数α3,1=15となる。)、AX3,2(D)におけるDの最も高い次数をα3,2、・・・、AX3,i(D)におけるDの最も高い次数をα3,i、・・・、AX3,m−1(D)におけるDの最も高い次数をα3,m−1とする。そして、α3,iにおいて(i=0、1、2、・・・、m−1)最も大きい値をα3とする。
In X 3 (D), if the highest order of D in AX 3, 1 (D) is α 3, 1 (for example, AX 3, 1 (D) = D 15 + D 3 + D 0 , then the order 15 for D,
X4(D)において、AX4,1(D)におけるDの最も高い次数をα4,1(例えば、AX4,1(D)=D15+D3+D0とすると、Dについて次数15、次数3、次数0が存在し、Dの最も高い次数α4,1=15となる。)、AX4,2(D)におけるDの最も高い次数をα4,2、・・・、AX4,i(D)におけるDの最も高い次数をα4,i、・・・、AX4,m−1(D)におけるDの最も高い次数をα4,m−1とする。そして、α4,iにおいて(i=0、1、2、・・・、m−1)最も大きい値をα4とする。
In X 4 (D), if the highest order of D in AX4, 1 (D) is α 4, 1 (for example, AX 4, 1 (D) = D 15 + D 3 + D 0 , then the order 15 for D,
P(D)において、B1(D)におけるDの最も高い次数をβ1、B2(D)におけるDの最も高い次数をβ2、・・・、Bi(D)におけるDの最も高い次数をβi、・・・、Bm−1(D)におけるDの最も高い次数をβm−1とする。そして、βiにおいて(i=0、1、2、・・・、m−1)最も大きい値をβとする。 In P (D), the highest order of D in B 1 (D) is β 1 , the highest order of D in B 2 (D) is β 2 , ..., The highest order of D in Bi (D). Let the order be β i , ..., The highest order of D in B m-1 (D) be β m-1 . Then, in β i (i = 0, 1, 2, ..., M-1), the largest value is β.
すると、データの受信品質を確保しつつ、仮想の情報ビットによって生成されたパリティビットの数をできる限り少なくするためには、
「βがα1の1/2以下、かつ、βがα2の1/2以下、かつ、βがα3の1/2以下、かつ、βがα4の1/2以下とする」
と良く、特に、良好なデータの受信品質を確保できる可能性が高い。
Then, in order to minimize the number of parity bits generated by the virtual information bits while ensuring the reception quality of the data,
"Β is 1/2 or less of α 1 , β is 1/2 or less of α 2 , β is 1/2 or less of α 3 , and β is 1/2 or less of α 4. "
In particular, there is a high possibility that good data reception quality can be ensured.
また、
「βがα1の1/2以下、または、βがα2の1/2以下、または、βがα3の1/2以下、または、βがα4の1/2以下とする」
としても、データの受信品質を確保しつつ、仮想の情報ビットによって生成されたパリティビットの数をできる限り少なくすることができるが、若干、データの受信品質の低下を招く可能性がある(ただし、必ず、データの受信品質の低下を招くというわけではない。)。
Also,
"Β is 1/2 or less of α 1 , or β is 1/2 or less of α 2 , or β is 1/2 or less of α 3 , or β is 1/2 or less of α 4. "
Even so, the number of parity bits generated by the virtual information bits can be reduced as much as possible while ensuring the data reception quality, but it may cause a slight deterioration in the data reception quality (however). , It does not necessarily lead to deterioration of data reception quality.)
よって、時変周期m(mは整数、かつ、m≧2)、符号化率が(n−1)/nのときのLDPC−CCのときは以下のように考えることができる。 Therefore, in the case of LDPC-CC when the time variation period m (m is an integer and m ≧ 2) and the coding rate is (n-1) / n, it can be considered as follows.
時変周期mのとき、必要となるm個のパリティ検査多項式を次式であらわす。
このとき、時刻jにおいて、次式のパリティ検査多項式が成立する。
そして、X1(D)において、AX1,1(D)におけるDの最も高い次数をα1,1(例えば、AX1,1(D)=D15+D3+D0とすると、Dについて次数15、次数3、次数0が存在し、Dの最も高い次数α1,1=15となる。)、AX1,2(D)におけるDの最も高い次数をα1,2、・・・、AX1,i(D)におけるDの最も高い次数をα1,i、・・・、AX1,m−1(D)におけるDの最も高い次数をα1,m−1とする。そして、α1,iにおいて(i=0、1、2、・・・、m−1)最も大きい値をα1とする。
Then, in X 1 (D), if the highest order of D in AX 1 , 1 (D) is α 1, 1 (for example, AX 1, 1 (D) = D 15 + D 3 + D 0 , then the order of D is There are 15,
X2(D)において、AX2,1(D)におけるDの最も高い次数をα2,1(例えば、AX2,1(D)=D15+D3+D0とすると、Dについて次数15、次数3、次数0が存在し、Dの最も高い次数α2,1=15となる。)、AX2,2(D)におけるDの最も高い次数をα2,2、・・・、AX2,i(D)におけるDの最も高い次数をα2,i、・・・、AX2,m−1(D)におけるDの最も高い次数をα2,m−1とする。そして、α2,iにおいて(i=0、1、2、・・・、m−1)最も大きい値をα2とする。
・
・
・
In X 2 (D), if the highest order of D in AX 2, 1 (D) is α 2, 1 (for example, AX 2, 1 (D) = D 15 + D 3 + D 0 , then the order 15 for D,
・
・
・
Xu(D)において、AXu,1(D)におけるDの最も高い次数をαu,1(例えば、AXu,1(D)=D15+D3+D0とすると、Dについて次数15、次数3、次数0が存在し、Dの最も高い次数αu,1=15となる。)、AXu,2(D)におけるDの最も高い次数をαu,2、・・・、AXu,i(D)におけるDの最も高い次数をαu,i、・・・、AXu,m−1(D)におけるDの最も高い次数をαu,m−1とする。そして、αu,iにおいて(i=0、1、2、・・・、m−1)最も大きい値をαuとする。(u=1、2、3、・・・、n−2、n−1)
・
・
・
In X u (D), if the highest order of D in A Xu, 1 (D) is α u, 1 (for example, A Xu, 1 (D) = D 15 + D 3 + D 0 , then the order 15 for D, There are 3 and 0 degrees, and the highest order of D is α u, 1 = 15.), and the highest order of D in AXu, 2 (D) is α u, 2 , ..., AXu. , I The highest order of D in (D) is α u, i , ···, AXu, m-1 The highest order of D in (D) is α u, m-1 . Then, in α u, i (i = 0, 1, 2, ..., M-1), the largest value is α u . (U = 1, 2, 3, ..., n-2, n-1)
・
・
・
Xn−1(D)において、AXn−1,1(D)におけるDの最も高い次数をαn−1,1(例えば、AXn−1,1(D)=D15+D3+D0とすると、Dについて次数15、次数3、次数0が存在し、Dの最も高い次数αn−1,1=15となる。)、AXn−1,2(D)におけるDの最も高い次数をαn−1,2、・・・、AXn−1,i(D)におけるDの最も高い次数をαn−1,i、・・・、AXn−1,m−1(D)におけるDの最も高い次数をαn−1,m−1とする。そして、αn−1,iにおいて(i=0、1、2、・・・、m−1)最も大きい値をαn−1とする。
In X n-1 (D), A Xn-1,1 highest order of D in (D) α n-1,1 (e.g., A Xn-1,1 (D) = D 15 +
P(D)において、B1(D)におけるDの最も高い次数をβ1、B2(D)におけるDの最も高い次数をβ2、・・・、Bi(D)におけるDの最も高い次数をβi、・・・、Bm−1(D)におけるDの最も高い次数をβm−1とする。そして、βiにおいて(i=0、1、2、・・・、m−1)最も大きい値をβとする。 In P (D), the highest order of D in B 1 (D) is β 1 , the highest order of D in B 2 (D) is β 2 , ..., The highest order of D in Bi (D). Let the order be β i , ..., The highest order of D in B m-1 (D) be β m-1 . Then, in β i (i = 0, 1, 2, ..., M-1), the largest value is β.
すると、データの受信品質を確保しつつ、仮想の情報ビットによって生成されたパリティビットの数をできる限り少なくするためには、
「βがα1の1/2以下、かつ、βがα2の1/2以下、かつ、・・・、かつ、βがαuの1/2以下、かつ、・・・、かつ、βがαn−1の1/2以下とする(u=1、2、3、・・・、n−2、n−1)」
と良く、特に、良好なデータの受信品質を確保できる可能性が高い。
Then, in order to minimize the number of parity bits generated by the virtual information bits while ensuring the reception quality of the data,
"Β is 1/2 or less of α 1 and β is 1/2 or less of α 2 and ..., and β is 1/2 or less of α u and ... and β Is 1/2 or less of α n-1 (u = 1, 2, 3, ..., N-2, n-1) "
In particular, there is a high possibility that good data reception quality can be ensured.
また、
「βがα1の1/2以下、または、βがα2の1/2以下、または、・・・、または、βがαuの1/2以下、または、・・・、または、βがαn−1の1/2以下とする(u=1、2、3、・・・、n−2、n−1)」
としても、データの受信品質を確保しつつ、仮想の情報ビットによって生成されたパリティビットの数をできる限り少なくすることができるが、若干、データの受信品質の低下を招く可能性がある(ただし、必ず、データの受信品質の低下を招くというわけではない。)。
Also,
"Β is 1/2 or less of α 1 , or β is 1/2 or less of α 2 , or ..., Or β is 1/2 or less of α u , or ..., or β Is 1/2 or less of α n-1 (u = 1, 2, 3, ..., N-2, n-1) "
Even so, the number of parity bits generated by the virtual information bits can be reduced as much as possible while ensuring the data reception quality, but it may cause a slight deterioration in the data reception quality (however). , It does not necessarily lead to deterioration of data reception quality.)
表6に、データの受信品質を確保しつつ、冗長ビットを少なくすることができる時変周期3、符号化率が1/2、2/3、3/4、4/5のLDPC−CCのパリティ検査多項式の一例を示す。表6の時変周期3のLDPC−CCにおいて、符号化率1/2、2/3、3/4、4/5のうち、2つの異なる符号化率の時変周期3のLDPC―CCを選択したとき、既に説明した符号化器及び復号化器を共通化することができる条件を満たすか否か検証すると、いずれの選択パターンにおいても、表5の時変周期3のLDPC−CCと同様に、符号化器及び復号化器を共通化することができる条件を満たすことが確認できる。
Table 6 shows LDPC-CCs with a time-varying period of 3, which can reduce redundant bits while ensuring data reception quality, and a coding rate of 1/2, 2/3, 3/4, 4/5. An example of a parity check polynomial is shown. In the LDPC-CC having a time-varying
なお、表5の符号化率5/6のとき、冗長ビットが1000ビット以上必要であったが、表6の符号化率4/5のとき、冗長ビットは500ビット以下となることが確認できている。 When the coding rate of Table 5 was 5/6, 1000 or more redundant bits were required, but when the coding rate of Table 6 was 4/5, it was confirmed that the redundant bits were 500 bits or less. ing.
また、表6の符号では、符号化率ごとに異なる数の冗長ビット(「Information-zero-termination」のために付加された冗長ビット)となる。このとき、符号化率が大きくなるにつれ冗長ビットの数は多くなる傾向にある。つまり、表5、表6のように符号を作成した場合、符号化率(n−1)/nの符号と符号化率(m−1)/mの符号があった場合(n>m)、符号化率(n−1)/nの符号に必要な冗長ビット(「Information-zero-termination」のために付加された冗長ビット)の数は、符号化率(m−1)/mの符号に必要な冗長ビット(「Information-zero-termination」のために付加された冗長ビット)の数より多くなる。
以上、符号化器の回路の共用化と、復号化器の回路の共用化とを図る符号化率の中で最大の符号化率は(q−1)/qとし、符号化率(r−1)/r(r=2,3,…,q(qは3以上の自然数))の時変周期gのLDPC−CCのパリティ検査多項式について説明した(gは2以上の整数)。 As described above, the maximum coding rate among the coding rates for sharing the encoder circuit and the decoding device circuit is (q-1) / q, and the coding rate (r-) is set. The parity check polypoly of LDPC-CC having a time variation period g of 1) / r (r = 2,3, ..., Q (q is a natural number of 3 or more)) has been described (g is an integer of 2 or more).
ここで、少なくとも符号化率(y−1)/yの時変周期gのLDPC−CC及び符号化率(z−1)/zの時変周期gのLDPC−CCの符号化器を具備する送信装置(y≠z)と、少なくとも符号化率(y−1)/yの時変周期gのLDPC−CC及び符号化率(z−1)/zの時変周期gのLDPC−CCの復号化器を具備する受信装置と、の演算規模(回路規模)を低減できる時変周期gのLDPC−CCのパリティ検査多項式の生成方法と、パリティ検査多項式の特徴について説明した。 Here, an LDPC-CC having a time-varying period g of at least a coding rate (y-1) / y and an LDPC-CC having a time-varying period g of a coding rate (z-1) / z are provided. The transmitter (y ≠ z) and the LDPC-CC having a time-varying period g of at least the coding rate (y-1) / y and the LDPC-CC having a time-varying period g of the coding rate (z-1) / z. The method of generating the parity check polymorphism of the LDPC-CC having the time variation period g that can reduce the calculation scale (circuit scale) of the receiving device including the decoder and the features of the parity check polypoly have been described.
ここで、送信装置は、少なくとも符号化率(y−1)/yの時変周期gのLDPC−CCの符号化系列を伝送するための変調信号、または、符号化率(z−1)/zの時変周期gのLDPC−CCの符号化系列を伝送するための変調信号のいずれかの変調信号を生成することができる送信装置である。 Here, the transmission device is a modulated signal for transmitting a coded sequence of the LDPC-CC having a time variation period g of at least a coding rate (y-1) / y, or a coding rate (z-1) /. It is a transmission device capable of generating any modulation signal of the modulation signal for transmitting the coded sequence of the LDPC-CC having the time variation period g of z.
また、受信装置は、少なくとも符号化率(y−1)/yの時変周期gのLDPC−CCの符号化系列を含んだ受信信号、または、符号化率(z−1)/zの時変周期gのLDPC−CCの符号化系列を含んだ受信信号のいずれかの受信信号を復調し、復号する受信装置である。 Further, when the receiving device is a received signal including a coding sequence of LDPC-CC having a time variation period g of at least a coding rate (y-1) / y, or a code rate (z-1) / z. It is a receiving device that demolishes and decodes any received signal of the received signal including the coded sequence of LDPC-CC having a variable period g.
本発明で提案した時変周期gのLDPC−CCを用いることにより、符号化器を具備する送信装置と復号化器を具備する受信装置との演算規模(回路規模)を低減することができる(回路の共通化を行うことができる)という効果を有する。 By using the LDPC-CC having a time-varying period g proposed in the present invention, it is possible to reduce the calculation scale (circuit scale) between the transmitting device including the encoder and the receiving device including the decoder (circuit scale). The circuit can be standardized).
更に、本発明で提案した時変周期gのLDPC−CCを用いることにより、いずれの符号化率においても、受信装置は高いデータの受信品質を得ることができるという効果を有する。なお、符号化器の構成、復号化器の構成、及びその動作については以下で詳しく説明する。 Further, by using the LDPC-CC having the time variation period g proposed in the present invention, the receiving device has an effect that high data reception quality can be obtained at any coding rate. The configuration of the encoder, the configuration of the decoder, and its operation will be described in detail below.
また、式(30−1)〜式(30−(q−1))では、符号化率1/2、2/3、3/4、・・・、(q−1)/qの場合の時変周期gのLDPC−CCを説明したが、符号化器を具備する送信装置、及び復号化器を具備する受信装置が、符号化率1/2、2/3、3/4、・・・、(q−1)/qの全てをサポートする必要はなく、少なくとも2つ以上の異なる符号化率をサポートしていれば、送信装置及び受信装置の演算規模(回路規模)の低減(符号化器、復号化器の回路の共通化)、及び、受信装置が高いデータの受信品質を得ることができるという効果を得ることができる。 Further, in the equations (30-1) to (30- (q-1)), when the coding rates are 1/2, 2/3, 3/4, ..., (Q-1) / q. Although the LDPC-CC having a time-varying period g has been described, the transmitting device provided with the encoder and the receiving device provided with the decoder have a coding rate of 1/2, 2/3, 3/4, ... -It is not necessary to support all of (q-1) / q, and if at least two or more different coding rates are supported, the calculation scale (circuit scale) of the transmitting device and the receiving device is reduced (code). It is possible to obtain the effect that the circuit of the converter and the decoder is standardized) and that the receiving device can obtain high data reception quality.
また、送受信装置(符号化器/復号化器)がサポートする符号化率が、全て、本実施の形態で述べた方法に基づいた符号である場合、サポートする符号化率のうち最も高い符号化率の符号化器/復号化器を持つことで、容易に全ての符号化率の符号化、復号化に対応することができ、このとき、演算規模削減の効果が非常に大きい。 Further, when the coding rates supported by the transmitter / receiver (encoder / decoder) are all codes based on the method described in the present embodiment, the highest coding rate among the supported coding rates is obtained. By having a rate encoder / decoder, it is possible to easily support coding and decoding of all coding rates, and at this time, the effect of reducing the calculation scale is very large.
また、本実施の形態では、上述の(良好な特性を有するLDPC−CC)の符号をもとに説明したが、必ずしも上述の(良好な特性を有するLDPC−CC)で説明した条件を満たす必要はなく、上述の(良好な特性を有するLDPC−CC)で述べた形式のパリティ検査多項式に基づく時変周期gのLDPC−CCであれば、同様に本実施の形態を実施することができる(gは2以上の整数)。これについては、(31−1)〜(31−g)と(32−1)〜(32−g)との関係から、明らかである。 Further, in the present embodiment, the description has been made based on the above-mentioned code of (LDPC-CC having good characteristics), but it is not always necessary to satisfy the conditions described in the above-mentioned (LDPC-CC having good characteristics). However, the present embodiment can be similarly implemented as long as it is an LDPC-CC having a time-varying period g based on the parity check polynomial of the form described in the above (LDPC-CC having good characteristics). g is an integer greater than or equal to 2). This is clear from the relationship between (31-1) to (31-g) and (32-1) to (32-g).
当然であるが、例えば、送受信装置(符号化器/復号化器)が符号化率1/2、2/3、3/4、5/6に対応しており、符号化率1/2、2/3、3/4は上記の規則に基づいたLDPC−CCを使用し、符号化率5/6は、上記の規則に基づかない符号を使用していた場合、符号化器/復号化器は符号化率1/2、2/3、3/4に対しては回路の共用化が可能であり、符号化率5/6に対しては、回路の共用化が困難となる。
Of course, for example, the transmitter / receiver (encoder / decoder) corresponds to a coding rate of 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, and a coding rate of 1/2, 2/3 and 3/4 use LDPC-CC based on the above rule, and
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態の1で説明した探索方法を用いて形成したLDPC−CCの符号化器の回路の共用化方法と、復号化器の回路の共用化方法とについて詳しく説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a method of sharing the circuit of the LDPC-CC encoder and a method of sharing the circuit of the decoder formed by using the search method described in the first embodiment will be described in detail. ..
はじめに、本発明に係る、符号化器の回路の共用化と、復号化器の回路の共用化とを図る符号化率のうち最も高い符号化率を(q−1)/qとし(例えば、送受信装置が対応する符号化率を1/2、2/3、3/4、5/6としたとき、符号化率1/2、2/3、3/4の符号は、符号化器/復号化器において回路を共通化し、符号化率5/6は符号化器/復号化器において回路を共通化対象としないものとする。このとき、上記で述べた最も高い符号化率(q−1)/qは3/4となる。)、複数の符号化率(r−1)/r(rは2以上q以下の整数)に対応可能な時変周期g(gは自然数)のLDPC−CCを作成する符号化器について説明する。
First, the highest coding rate among the coding rates for sharing the encoder circuit and the decoding device circuit according to the present invention is set to (q-1) / q (for example,). When the coding rate corresponding to the transmitter / receiver is 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, the code of the
図11は、本実施の形態に係る符号化器の要部構成の一例を示すブロック図である。なお、図11に示す符号化器200は、符号化率1/2、2/3、3/4に対応可能な符号化器である。図11の符号化器200は、情報生成部210、第1情報演算部220−1、第2情報演算部220−2、第3情報演算部220−3、パリティ演算部230、加算部240、符号化率設定部250及びウェイト制御部260を主に備える。
FIG. 11 is a block diagram showing an example of the main configuration of the encoder according to the present embodiment. The
情報生成部210は、符号化率設定部250から指定される符号化率に応じて、時点iの情報X1,i、情報X2,i、情報X3,iを設定する。例えば、符号化率設定部250が符号化率を1/2に設定した場合、情報生成部210は、時点iの情報X1,iに入力情報データSjを設定し、時点iの情報X2,i及び時点iの情報X3,iに0を設定する。
The
また、符号化率2/3の場合、情報生成部210は、時点iの情報X1,iに入力情報データSjを設定し、時点iの情報X2,iに入力情報データSj+1を設定し、時点iの情報X3,iに0を設定する。
When the coding rate is 2/3, the
また、符号化率3/4の場合、情報生成部210は、時点iの情報X1,iに入力情報データSjを設定し、時点iの情報X2,iに入力情報データSj+1を設定し、時点iの情報X3,iに入力情報データSj+2を設定する。
Further, in the case of a coding rate of 3/4, the
このようにして、情報生成部210は、符号化率設定部250によって設定された符号化率に応じて、入力情報データを時点iの情報X1,i、情報X2,i、情報X3,iを設定し、設定後の情報X1,iを第1情報演算部220−1に出力し、設定後の情報X2,iを第2情報演算部220−2に出力し、設定後の情報X3,iを第3情報演算部220−3に出力する。
In this way, the
第1情報演算部220−1は、式(30−1)のAX1,k(D)にしたがって、X1(D)を算出する。同様に、第2情報演算部220−2は、式(30−2)のAX2,k(D)にしたがって、X2(D)を算出する。同様に、第3情報演算部220−3は、式(30−3)のAX3,k(D)にしたがって、X3(D)を算出する。 The first information calculation unit 220-1 calculates X 1 (D) according to AX 1 , k (D) of the equation (30-1). Similarly, the second information calculation unit 220-2 calculates X 2 (D) according to AX 2 and k (D) of the equation (30-2). Similarly, third information computing section 220-3, according to A X3, k (D) of the formula (30-3) to calculate X 3 and (D).
このとき、実施の形態1で説明したように、(31−1)〜(31−g)と(32−1)〜(32−g)とにおいて満足する条件から、符号化率が切り替わったとしても、第1情報演算部220−1の構成を変更する必要がなく、また、同様に、第2情報演算部220−2の構成を変更する必要がなく、また、第3情報演算部220−3の構成を変更する必要はない。 At this time, as described in the first embodiment, it is assumed that the coding rate is switched from the conditions that satisfy the conditions (31-1) to (31-g) and (32-1) to (32-g). Also, it is not necessary to change the configuration of the first information calculation unit 220-1, and similarly, it is not necessary to change the configuration of the second information calculation unit 220-2, and the third information calculation unit 220- There is no need to change the configuration of 3.
したがって、複数の符号化率に対応する場合は、符号化器の回路が共用可能な符号化率の中で最も高い符号化率の符号化器の構成を基礎にして、上記のような操作で、他の符号化率に対応することができる。つまり、符号化器の主要な部分である第1情報演算部220−1、第2情報演算部220−2、及び、第3情報演算部220−3は、符号化率に関わらず共通化することができるという利点を、実施の形態1において説明したLDPC−CCは有することになる。そして、例えば、表5に示したLDPC−CCは、符号化率に関わらず、良好なデータの受信品質を与えるという利点を持つ。 Therefore, when dealing with a plurality of coding rates, the above operation is performed based on the configuration of the encoder having the highest coding rate among the coding rates that can be shared by the coder circuits. , Other code rates can be accommodated. That is, the first information calculation unit 220-1, the second information calculation unit 220-2, and the third information calculation unit 220-3, which are the main parts of the encoder, are common regardless of the coding rate. The LDPC-CC described in the first embodiment has the advantage of being able to do so. Then, for example, the LDPC-CC shown in Table 5 has an advantage of providing good data reception quality regardless of the coding rate.
図12に、第1情報演算部220−1の内部構成を示す。図12の第1情報演算部220−1は、シフトレジスタ221−1〜221−M、ウェイト乗算器222−0〜222−M、及び、加算部223を備える。
FIG. 12 shows the internal configuration of the first information calculation unit 220-1. The first information calculation unit 220-1 of FIG. 12 includes a shift register 221-1 to 221-M, a weight multiplier 222-0 to 222-M, and an
シフトレジスタ221−1〜221−Mは、それぞれ、X1,i−t(t=0,・・・,M―1)を保持するレジスタであり、次の入力が入ってくるタイミングで、保持している値を右隣のシフトレジスタに送出し、左隣のシフトレジスタから出力されてきた値を保持する。 The shift registers 221-1 to 221-M are registers that hold X 1, it (t = 0, ..., M-1), respectively, and hold them at the timing when the next input comes in. The value being sent is sent to the shift register on the right side, and the value output from the shift register on the left side is held.
ウェイト乗算器222−0〜222−Mは、ウェイト制御部260から出力される制御信号にしたがって、h1 (m)の値を0又は1に切り替える。
The weight multipliers 222 to 222-M switch the value of h 1 (m) to 0 or 1 according to the control signal output from the
加算部223は、ウェイト乗算器222−0〜222−Mの出力に対して、排他的論理和演算を行い、演算結果Y1,iを算出し、算出したY1,iを、図11の加算部240に出力する。
The
なお、第2情報演算部220−2及び第3情報演算部220−3の内部構成は、第1情報演算部220−1と同様であるので、説明を省略する。第2情報演算部220−2は、第1情報演算部220−1と同様にして、演算結果Y2,iを算出し、算出したY2,iを加算部240に出力する。第3情報演算部220−3は、第1情報演算部220−1と同様にして、演算結果Y3,iを算出し、算出したY3,iを、図11の加算部240に出力する。
Since the internal configurations of the second information calculation unit 220-2 and the third information calculation unit 220-3 are the same as those of the first information calculation unit 220-1, the description thereof will be omitted. The second information calculation unit 220-2 calculates the calculation results Y 2, i in the same manner as the first information calculation unit 220-1, and outputs the calculated Y 2, i to the
図11のパリティ演算部230は、式(30−1)〜式(30−3)のBk(D)にしたがって、P(D)を算出する。
The
図13に、図11のパリティ演算部230の内部構成を示す。図13のパリティ演算部230は、シフトレジスタ231−1〜231−M、ウェイト乗算器232−0〜232−M、及び、加算部233を備える。
FIG. 13 shows the internal configuration of the
シフトレジスタ231−1〜231−Mは、それぞれ、Pi−t(t=0,・・・,M―1)を保持するレジスタであり、次の入力が入ってくるタイミングで、保持している値を右隣のシフトレジスタに送出し、左隣のシフトレジスタから出力されてきた値を保持する。 Shift register 231-1~231-M, respectively, P i-t (t = 0, ···, M-1) is a register that holds the, at the timing at which the next input comes in, holding The current value is sent to the shift register on the right side, and the value output from the shift register on the left side is held.
ウェイト乗算器232−0〜232−Mは、ウェイト制御部260から出力される制御信号にしたがって、h2 (m)の値を0又は1に切り替える。
The weight multipliers 232 to 232-M switch the value of h 2 (m) to 0 or 1 according to the control signal output from the
加算部233は、ウェイト乗算器232−0〜232−Mの出力に対し排他的論理和演算を行い、演算結果Ziを算出し、算出したZiを、図11の加算部240に出力する。
再度図11に戻って、加算部240は、第1情報演算部220−1、第2情報演算部220−2、第3情報演算部220−3、及び、パリティ演算部230から出力される演算結果Y1,i、Y2,i、Y3,i、Ziの排他的論理和演算を行い、時刻iのパリティPiを得、出力する。加算部240は、時刻iのパリティPiをパリティ演算部230にも出力する。
Returning to FIG. 11 again, the
符号化率設定部250は、符号化器200の符号化率を設定し、符号化率の情報を情報生成部210に出力する。
The coding
ウェイト制御部260は、ウェイト制御部260内に保持する式(30−1)〜式(30−3)に対応した検査行列に基づいて、式(30−1)〜式(30−3)のパリティ検査多項式に基づく時刻iにおけるh1 (m)の値を、第1情報演算部220−1、第2情報演算部220−2、第3情報演算部220−3及びパリティ演算部230に出力する。また、ウェイト制御部260は、ウェイト制御部260内に保持する式(30−1)〜式(30−3)に対応した検査行列に基づいて、そのタイミングにおけるh2 (m)の値を232−0〜232−Mに出力する。
The
なお、図14に本実施の形態に係る符号化器の別の構成例を示す。図14の符号化器において、図11の符号化器と共通する構成部分には、図11と同一の符号を付している。図14の符号化器200は、符号化率設定部250が、符号化率の情報を第1情報演算部220−1、第2情報演算部220−2、第3情報演算部220−3、及び、パリティ演算部230に出力する点で、図11の符号化器200と異なっている。
Note that FIG. 14 shows another configuration example of the encoder according to the present embodiment. In the encoder of FIG. 14, the components common to the encoder of FIG. 11 are designated by the same reference numerals as those of FIG. In the
第2情報演算部220−2は、符号化率が1/2の場合には、演算処理を行わずに、演算結果Y2,iとして0を加算部240に出力する。また、第3情報演算部220−3は、符号化率が1/2または2/3の場合には、演算処理を行わずに、演算結果Y3,iとして0を加算部240に出力する。
When the coding rate is 1/2, the second information calculation unit 220-2
なお、図11の符号化器200では、情報生成部210が、符号化率に応じて、時点iの情報X2,i、情報X3,iを0に設定したのに対し、図14の符号化器200では、第2情報演算部220−2及び第3情報演算部220−3が、符号化率に応じて、演算処理を停止し、演算結果Y2,i、Y3,iとして0を出力するので、得られる演算結果は図11の符号化器200と同じとなる。
In the
このように、図14の符号化器200では、第2情報演算部220−2及び第3情報演算部220−3が、符号化率に応じて、演算処理を停止するので、図11の符号化器200に比べ演算処理を低減することができる。
As described above, in the
次に、実施の形態1で述べたLDPC−CCの復号化器の回路の共用化方法について詳しく説明する。 Next, the method of sharing the circuit of the decoder of the LDPC-CC described in the first embodiment will be described in detail.
図15は、本実施の形態に係る復号化器の要部構成を示すブロック図である。なお、図15に示す復号化器300は、符号化率1/2、2/3、3/4に対応可能な復号化器である。図14の復号化器300は、対数尤度比設定部310及び行列処理演算部320を主に備える。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a main part of the decoder according to the present embodiment. The
対数尤度比設定部310は、図示せぬ対数尤度比演算部により算出される受信対数尤度比及び符号化率を入力し、符号化率に応じて、受信対数尤度比に既知の対数尤度比を挿入する。
The log-likelihood
例えば、符号化率が1/2の場合、符号化器200では、X2,i、X3,iとして“0”を送信していることに相当するので、対数尤度比設定部310は、既知ビット“0”に対応する固定の対数尤度比をX2,i、X3,iの対数尤度比として挿入し、挿入後の対数尤度比を行列処理演算部320に出力する。以下、図16を用いて説明をする。
For example, if the coding rate is 1/2, the
図16に示すように、符号化率1/2の場合、対数尤度比設定部310は、X1,i及びPiに対応する受信対数尤度比LLRX1,i,LLRPiを入力とする。そこで、対数尤度比設定部310は、X2,i,X3,iに対応する受信対数尤度比LLRX2,i,LLR3,iを挿入する。図16において、点線の丸で囲まれた受信対数尤度比は、対数尤度比設定部310によって挿入された受信対数尤度比LLRX2,i,LLR3,iを示す。対数尤度比設定部310は、受信対数尤度比LLRX2,i,LLR3,iとして、固定値の対数尤度比を挿入する。
As shown in FIG. 16, the case of a
また、符号化率が2/3の場合、符号化器200は、X3,iとして“0”を送信していることに相当するので、対数尤度比設定部310は、既知ビット“0”に対応する固定の対数尤度比をX3,iの対数尤度比として挿入し、挿入後の対数尤度比を行列処理演算部320に出力する。以下、図17を用いて説明をする。
Further, when the coding rate is 2/3, the
図17に示すように、符号化率2/3の場合、対数尤度比設定部310は、X1,i,X2,i及びPiに対応する受信対数尤度比LLRX1,i,LLRX2,i,LLRPiを入力とする。そこで、対数尤度比設定部310は、X3,iに対応する受信対数尤度比LLR3,iを挿入する。図17において、点線の丸で囲まれた受信対数尤度比は、対数尤度比設定部310によって挿入された受信対数尤度比LLR3,iを示す。対数尤度比設定部310は、受信対数尤度比LLR3,iとして、固定値の対数尤度比を挿入する。
As shown in FIG. 17, when the
図15の行列処理演算部320は、記憶部321、行処理演算部322及び列処理演算部323を備える。
The matrix
記憶部321は、受信対数尤度比、行処理によって得られる外部値αmn、及び、列処理によって得られる事前値βmnを保持する。
The
行処理演算部322は、符号化器200がサポートする符号化率のうち、最大の符号化率3/4のLDPC−CCの検査行列Hの行方向のウェイトパターンを保持する。行処理演算部322は、当該行方向のウェイトパターンにしたがって、記憶部321から必要な事前値βmnを読み込み、行処理演算を行う。
The row
行処理演算において、行処理演算部322は、事前値βmnを用いて、単一パリティ検査符号の復号を行い、外部値αmnを求める。
In row processing computation, row
第m番目の行処理について説明する。ただし、2元MxN行列H={Hmn}を復号対象とするLDPC符号の検査行列とする。Hmn=1を満たす全ての組(m,n)に対して、次の更新式を利用して外部値?mnを更新する。
列処理演算部323は、符号化器200がサポートする符号化率のうち、最大の符号化率3/4のLDPC−CCの検査行列Hの列方向のウェイトパターンを保持する。列処理演算部323は、当該列方向のウェイトパターンにしたがって、記憶部321から必要な外部値αmnを読み込み、事前値βmnを求める。
The column
列処理演算において、列処理演算部323は、入力対数尤度比λnと外部値αmnとを用いて繰り返し復号により、事前値βmnを求める。
In the column processing calculation, the column
第m番目の列処理について説明する。
Hmn=1を満たす全ての組(m,n)に対して、次の更新式を利用して?mnを更新する。ただし、q=1の場合のみ、αmn=0として計算する。
For all pairs satisfying H mn = 1 (m, n ), and updates the using the following update equations? Mn. However, only when q = 1, the calculation is made with α mn = 0.
復号化器300は、上述の行処理と列処理とを所定の回数だけ繰り返すことにより、事後対数尤度比を得る。
The
以上のように、本実施の形態では、対応可能な符号化率のうち、最も高い符号化率を(q−1)/qとし、符号化率設定部250が、符号化率を(s−1)/sに設定した際、情報生成部210は、前記情報Xs,iから前記情報Xq−1,iまでの情報をゼロに設定する。例えば、対応する符号化率が1/2、2/3、3/4の場合(q=4)、第1情報演算部220−1は、時点iの情報X1,iを入力し、式(30−1)のX1(D)項を算出する。また、第2情報演算部220−2は、時点iの情報X2,iを入力し、式(30−2)のX2(D)項を算出する。また、第3情報演算部220−3は、時点iの情報X3,iを入力し、式(30−3)のX3(D)項を算出する。また、パリティ演算部230は、時点i−1のパリティPi−1を入力し、式(30−1)〜式(30−3)のP(D)項を算出する。また、加算部240は、第1情報演算部220−1、第2情報演算部220−2、第3情報演算部220−3の演算結果及びパリティ演算部230の演算結果の排他的論理和を、時刻iのパリティPiとして得るようにした。
As described above, in the present embodiment, the highest coding rate among the available coding rates is (q-1) / q, and the coding
この構成によれば、異なる符号化率に対応したLDPC−CCを作成する場合においても、本説明における情報演算部の構成を共通化することができるため、低演算規模で、複数の符号化率に対応可能なLDPC−CCの符号化器、復号化器を提供することができる。 According to this configuration, even when LDPC-CCs corresponding to different coding rates are created, the configuration of the information calculation unit in this description can be shared, so that a plurality of coding rates can be used on a low calculation scale. It is possible to provide an LDPC-CC encoder and a decoder that are compatible with the above.
また、AX1,k(D)〜AXq−1,k(D)が、上述の「良好な特性を有するLDPC−CC」において述べた<条件#1>〜<条件#6>等を満たすように設定した場合には、異なる符号化率に対応可能な符号化器及び復号化器を低演算規模で提供することができるとともに、受信機は、良好なデータの受信品質を得ることができる。ただし、実施の形態1で説明したように、LDPC−CCの生成方法は、上述の「良好な特性を有するLDPC−CC」に限ったものではない。
Further, AX1, k (D) to AXq-1, k (D) satisfy the <
そして、図15の復号化器300は、復号化器の回路の共用を可能とする符号化率の中で、最大の符号化率に応じた復号化器の構成に、対数尤度比設定部310を追加することで、複数の符号化率に対応して復号を行うことができる。なお、対数尤度比設定部310は、符号化率に応じて、時点iの情報Xr,iから情報Xq−1,iまでの(q−2)個の情報に対応する対数尤度比を既定値に設定する。
Then, the
なお、以上の説明では、符号化器200がサポートする最大の符号化率が3/4の場合について説明したが、サポートする最大の符号化率はこれに限らず、符号化率(q−1)/q(qは5以上の整数)をサポートする場合においても適用可能である(当然であるが、最大符号化率が2/3でも良い。)。この場合には、符号化器200が、第1〜第(q−1)情報演算部を備える構成とし、加算部240が、第1〜第(q−1)情報演算部の演算結果及びパリティ演算部230の演算結果の排他的論理和を、時刻iのパリティPiとして得るようにすれば良い。
In the above description, the case where the maximum code rate supported by the
また、送受信装置(符号化器/復号化器)がサポートする符号化率が、全て、上述の実施の形態1で述べた方法に基づいた符号である場合、サポートする符号化率のうち、最も高い符号化率の符号化器/復号化器を持つことで、複数の符号化率の符号化、復号化に対応することができ、このとき、演算規模削減の効果が非常に大きい。 Further, when all the coding rates supported by the transmitter / receiver (encoder / decoder) are codes based on the method described in the above-described first embodiment, the most supported coding rates By having a coder / decoder having a high coding rate, it is possible to support coding and decoding of a plurality of coding rates, and at this time, the effect of reducing the calculation scale is very large.
また、上述では、復号方式の例としてsum-product復号を例に説明したが、復号方法はこれに限ったものではなく、非特許文献7〜非特許文献9に示されている、例えば、min-sum復号、Normalized BP(Belief Propagation)復号、Shuffled BP復号、Offset BP復号などの、message-passingアルゴリズムを用いた復号方法(BP復号)を用いれば同様に実施することができる。
Further, in the above description, sum-product decoding has been described as an example of the decoding method, but the decoding method is not limited to this, and is shown in
次に、通信状況により適応的に符号化率を切り替える通信装置に、本発明を適用した場合の形態について説明する。なお、以下では、本発明を無線通信装置に適用した場合を例に説明するが、これに限られず、電灯線通信(PLC:Power Line Communication)装置、可視光通信装置、または、光通信装置にも適用可能である。 Next, a mode in which the present invention is applied to a communication device that adaptively switches the coding rate according to the communication status will be described. In the following, the case where the present invention is applied to a wireless communication device will be described as an example, but the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a power line communication (PLC) device, a visible light communication device, or an optical communication device. Is also applicable.
図18に、適応的に符号化率を切り替える通信装置400の構成を示す。図18の通信装置400の符号化率決定部410は、通信相手の通信装置から送信される受信信号(例えば、通信相手が送信したフィードバック情報)を入力とし、受信信号に受信処理等を行う。そして、符号化率決定部410は、通信相手の通信装置との間の通信状況の情報、例えば、ビットエラー率、パケットエラー率、フレームエラー率、受信電界強度等の情報を(例えば、フィードバック情報から)得、通信相手の通信装置との間の通信状況の情報から符号化率及び変調方式を決定する。そして、符号化率決定部410は、決定した符号化率及び変調方式を、制御信号として符号化器200及び変調部420に出力する。
FIG. 18 shows the configuration of the
符号化率決定部410は、例えば、図19に示すような送信フォーマットを用いて、制御情報シンボルに符号化率の情報を含めることにより、符号化器200が用いる符号化率を通信相手の通信装置に通知する。ただし、図19では図示していないが、通信相手が、復調やチャネル推定のために必要な、例えば、既知の信号(プリアンブル、パイロットシンボル、リファレンスシンボルなど)を含んでいるものとする。
The coding
このようにして、符号化率決定部410は、通信相手の通信装置500が送信した変調信号を受信し、その通信状況に基づいて、送信する変調信号の符号化率を決定することにより、符号化率を適応的に切り替える。符号化器200は、制御信号により指定された符号化率に基づいて、上述の手順でLDPC−CC符号化を行う。変調部420は、制御信号により指定された変調方式を用いて、符号化後の系列を変調する。
In this way, the coding
図20に、通信装置400と通信を行う通信相手の通信装置の構成例を示す。図20の通信装置500の制御情報生成部530は、ベースバンド信号に含まれる制御情報シンボルから制御情報を抽出する。制御情報シンボルには、符号化率の情報が含まれる。制御情報生成部530は、抽出した符号化率の情報を制御信号として対数尤度比生成部520及び復号化器300に出力する。
FIG. 20 shows a configuration example of a communication device of a communication partner that communicates with the
受信部510は、通信装置400から送信される変調信号に対応する受信信号に周波数変換、直交復調等の処理を施すことでベースバンド信号を得、ベースバンド信号を対数尤度比生成部520に出力する。また、受信部510は、ベースバンド信号に含まれる既知信号を用いて、通信装置400と通信装置500との間の(例えば、無線)伝送路におけるチャネル変動を推定し、推定したチャネル推定信号を対数尤度比生成部520に出力する。
The receiving
また、受信部510は、ベースバンド信号に含まれる既知信号を用いて、通信装置400と通信装置500との間の(例えば、無線)伝送路におけるチャネル変動を推定し、伝搬路の状況の判断を可能とするフィードバック情報(チャネル変動そのもの、例えば、Channel State Informationがその一例)を生成し、出力する。このフィードバック情報は、図示しない送信装置を通して、制御情報の一部として、通信相手(通信装置400)に送信される。対数尤度比生成部520は、ベースバンド信号を用いて、各送信系列の対数尤度比を求め、得られた対数尤度比を復号化器300に出力する。
Further, the receiving
復号化器300は、上述したように、制御信号が示す符号化率(s−1)/sに応じて、時点iの情報Xs,iから情報Xs−1,iまでの情報に対応する対数尤度比を既定値に設定し、復号器において回路の共用化を施した符号化率のうち、最大の符号化率に応じたLDPC−CCの検査行列を用いて、BP復号する。
As described above, the
このようにして、本発明を適用した通信装置400及び通信相手の通信装置500の符号化率が通信状況により適応的に変更され得る。
In this way, the coding rates of the
なお、符号化率の変更方法はこれに限ったものではなく、通信相手である通信装置500が符号化率決定部410を備え、希望する符号化率を指定するようにても良い。また、通信装置500が送信した変調信号から通信装置400が伝送路の変動を推定し、符号化率を決定しても良い。この場合、上述のフィードバックの情報は不要となる。
The method of changing the coding rate is not limited to this, and the
(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態1で説明した探索方法を用いて形成したLDPC−CC符号におけるハイブリッドARQ(Automatic Repeat reQuest:自動再送要求)について説明する。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, a hybrid ARQ (Automatic Repeat reQuest) in the LDPC-CC code formed by using the search method described in the first embodiment will be described.
図21に、ハイブリッドARQを行う通信装置#1(例えば、基地局装置)が送信する変調信号のフレーム構成例を示す。図21のフレーム構成において、再送情報シンボルは、通信相手(例えば、端末装置)に再送データであるか新規データであるかの情報を通知するためのシンボルである。符号化率情報シンボルは、通信相手に、符号化率を通知するためのシンボルである。変調方式情報シンボルは、通信相手に変調方式を伝送するためのシンボルである。 FIG. 21 shows a frame configuration example of a modulated signal transmitted by communication device # 1 (for example, a base station device) that performs hybrid ARQ. In the frame configuration of FIG. 21, the retransmission information symbol is a symbol for notifying a communication partner (for example, a terminal device) of information on whether the data is retransmission data or new data. The code rate information symbol is a symbol for notifying the communication partner of the code rate. The modulation method information symbol is a symbol for transmitting the modulation method to the communication partner.
その他の制御情報シンボルは、例えば、データ長等の制御情報を通知するためのシンボルである。また、情報を伝送するためのシンボル(以下「データシンボル」という)は、例えば、データ(情報)に対しLPDC−CC符号化を施すことにより得られた符号化データ(符号語)(一例として、情報とパリティ)を伝送するためのシンボルである。データシンボルには、フレーム誤りを検出するためのデータ、例えば、CRC(Cyclic Redundancy Check)が含まれているものとする。 The other control information symbols are symbols for notifying control information such as data length, for example. Further, the symbol for transmitting information (hereinafter referred to as “data symbol”) is, for example, coded data (code word) obtained by subjecting data (information) to LPDC-CC coding (as an example). It is a symbol for transmitting information and parity). It is assumed that the data symbol includes data for detecting a frame error, for example, CRC (Cyclic Redundancy Check).
図22に、通信装置#1の通信相手である通信装置#2(例えば、端末装置)が送信する変調信号のフレーム構成例を示す。図22のフレーム構成において、再送要求シンボルは、再送要求の有無を示すシンボルである。通信装置#2は、復号データに誤りが発生しているかをチェックし、誤りありの場合、再送を要求し、誤り無しの場合、再送を要求しない。再送要求シンボルは、この再送要求の有無を通知するためのシンボルである。
FIG. 22 shows a frame configuration example of a modulated signal transmitted by communication device # 2 (for example, a terminal device) which is a communication partner of
その他の制御情報シンボルは、例えば、通信相手の通信装置#1に、変調方式、使用している符号、符号化率、データ長等の制御情報を伝送するためシンボルである。情報を伝送するためのシンボルは、通信相手の通信装置#1に送信するデータ(情報)を伝送するためのシンボルである。
The other control information symbols are symbols for transmitting control information such as a modulation method, a code used, a coding rate, and a data length to the
図23に、ハイブリッドARQに着目した場合の、本実施の形態における通信装置#1及び通信装置#2が送信するフレームの流れの一例を示す。なお、以下では、通信装置#1及び通信装置#2が、符号化率1/2,2/3,3/4をサポートする場合を例に説明する。
FIG. 23 shows an example of the flow of frames transmitted by the
図23[1]:初めに、通信装置#1はフレーム#1の変調信号を送信する。このとき、フレーム#1のデータシンボル領域で送信されるデータは、新規データに符号化率3/4の符号化を施して得られた符号語である。
FIG. 23 [1]: First, the
図23[2]:通信装置#2は、フレーム#1の変調信号を受信し、復調し、復号し、CRCチェックを行う。この結果、誤りが発生しなかったので、通信装置#1に再送を要求しない。
FIG. 23 [2]:
図23[3]:通信装置#1は、フレーム#2の変調信号を送信する。なお、フレーム#2のデータシンボル領域で送信されるデータは、新規データに符号化率3/4の符号化を施して得られた符号語である。
FIG. 23 [3]:
図23[4]:通信装置#2は、フレーム#2の変調信号を受信し、復調し、復号し、CRCチェックを行う。この結果、誤りが発生していたので、通信装置#1に再送を要求する。
FIG. 23 [4]:
図23[5]:通信装置#1は、通信装置#2から再送が要求されたため、フレーム#2に応じたフレーム#2’を送信する。具体的には、通信装置#1は、フレーム#2で送信された符号語を得る際に用いられた符号化率3/4より小さい符号化率2/3を用いて、データ(情報)の一部を符号化し、得られた符号語のうちパリティのみをフレーム#2’で送信する。
FIG. 23 [5]: The
ここで、図24を用いて、フレーム#2及びフレーム#2’において送信されるデータについて説明する。
Here, the data transmitted in the
初回送信時、フレーム#2では、情報X1,i、X2,i、X3,i(i=1,2,…,m)と、情報X1,i、X2,i、X3,iに対して符号化率3/4のLDPC−CC符号化が施され得られたパリティP3/4,i(i=1,2,…,m)が送信される。
At the time of initial transmission, in
通信装置#2から通信装置#1に、フレーム#2の再送要求が要求されると、通信装置#1では、初回送信時に用いられた符号化率3/4より小さい符号化率2/3を用いて、フレーム#2で送信された情報X1,i、X2,i、X3,i(i=1,2,…,m)のうち、X1,i、X2,i(i=1,2,…,m)に対し符号化が施され、パリティP2/3,i(i=1,2,…,m)が生成される。
When the
そして、フレーム#2’では、このパリティP2/3,i(i=1,2,…,m)のみが送信される。 Then, in frame # 2', only this parity P 2/3, i (i = 1, 2, ..., M) is transmitted.
このとき、特に、通信装置#1が備える符号化器を、実施の形態2のように構成した場合、初回送信時の符号化率3/4の符号化と、再送時の符号化率2/3の符号化の双方を、同一の符号化器を用いて行うことができる。つまり、ハイブリッドARQにより再送を行う場合においても、ハイブリッドARQ用に新たな符号化器を追加することなく、初回送信時の符号化を行う際に用いる符号化器を用いて、再送時の符号化を行うことができる。
At this time, in particular, when the encoder included in the
このように、ハイブリッドARQを行う場合において、初回送信時の符号化を行う際に用いる符号化器と同一の符号化器を用いることができるのは、符号化器が複数の符号化率をサポートし、かつ、当該複数の符号化率に対応するパリティ検査多項式が、実施の形態1で述べたLDPC−CCであることによる。 In this way, when performing hybrid ARQ, the same encoder as the one used when performing the encoding at the time of initial transmission can be used because the encoder supports a plurality of coding rates. However, the parity check polypoly corresponding to the plurality of coding rates is the LDPC-CC described in the first embodiment.
図23[6]:通信装置#2は、再送時に送信されるフレーム#2’の変調信号を受信し、復調し、復号し、CRCチェックを行う。
FIG. 23 [6]:
図23[6]の動作(再送時のデータの復号方法)について図25を用いて説明する。再送時には、先に受信したフレーム#2の復号結果を用いて、フレーム#2’を復号する。
The operation of FIG. 23 [6] (method of decoding data at the time of retransmission) will be described with reference to FIG. 25. At the time of retransmission, the decoding result of the previously received
具体的には、先ず、再送時の最初の復号(第1ステップ)として、先にフレーム#2で受信した情報X1,i、X2,i(i=1,2,…,m)のLLR(Log Likelihood Ratio:対数尤度比)と、フレーム#2’で受信した符号化率2/3のパリティP2/3,i(i=1,2,…,m)のLLRとを用いて、情報X1,i、X2,i(i=1,2,…,m)を復号する(つまり、符号化率2/3のLDPC−CCの復号処理を行う)。
Specifically, first, as the first decoding (first step) at the time of retransmission, the information X 1, i , X 2, i (i = 1, 2, ..., M) previously received in
フレーム#2’では、フレーム#2に比べ符号化率を小さくしたので、符号化利得が向上し、情報X1,i、X2,i(i=1,2,…,m)を復号することができる可能性が高く、再送時の受信品質の確保が可能である。また、再送されるデータは、パリティのみであるため、データの伝送効率が良い。
In frame # 2', since the coding rate is smaller than that in
次に、再送時の2度目の復号(第2ステップ)として、第1ステップにおいて情報X1,i、X2,i(i=1,2,…,m)の推定値が得られているので、その推定値を用いて情報X1,i、X2,iのLLRを生成し(例えば、「0」と推定されていた場合、十分高い信頼度の「0」に相当するLLRを与え、「1」と推定された場合、十分高い信頼度の「1」に相当するLLRを与える)、これらと、先にフレーム#2で受信した情報X3,i(i=1,2,…,m)のLLRと、先にフレーム#2で受信したパリティP3/4,i(i=1,2,…,m)のLLRとを用いて、符号化率3/4のLDPC−CCの復号を行い、情報X3,i(i=1,2,…,m)を得る。
Next, as the second decoding (second step) at the time of retransmission, the estimated values of the information X 1, i , X 2, i (i = 1, 2, ..., M) are obtained in the first step. Therefore, the LLR of the information X 1, i , X 2, i is generated using the estimated value (for example, when it is estimated to be "0", the LLR corresponding to "0" with sufficiently high reliability is given. , If it is estimated to be "1", an LLR corresponding to "1" with sufficiently high reliability is given), and these and the information X3 , i (i = 1, 2, ... , M) LLR and the parity P 3/4, i (i = 1, 2, ..., M) LLR previously received in
このようにして、通信装置#2は、ハイブリッドARQにより再送されたフレーム#2’を用いて、初回送信時に送信されたフレーム#2を復号する。このとき、特に、通信装置#2が備える復号化器を、実施の形態2のように構成した場合、初回送信時の復号化と、再送時の復号化(第1及び第2ステップの復号)の双方を、同一の復号化器を用いて行うことができる。
In this way, the
つまり、ハイブリッドARQにより再送を行う場合においても、ハイブリッドARQ用に新たな復号化器を追加することなく、初回送信時の復号化を行う際に用いる復号化器を用いて、再送時の復号化(第1及び第2ステップの復号)を行うことができる。 That is, even when retransmission is performed by hybrid ARQ, decoding at the time of retransmission is performed using the decoder used for decoding at the time of initial transmission without adding a new decoder for hybrid ARQ. (Decoding of the first and second steps) can be performed.
このように、ハイブリッドARQを行う場合において、初回送信時の復号化を行う際に用いる復号化器と同一の復号化器を用いることができるのは、通信相手の通信装置#1が備える符号化器が、複数の符号化率をサポートし、かつ、当該複数の符号化率に対応するパリティ検査多項式が、実施の形態1で述べたLDPC−CCであることによる。
In this way, when performing hybrid ARQ, it is possible to use the same decoder as the decoder used when performing the decoding at the time of initial transmission because the coding provided in the
このようにして、通信装置#2は、フレーム#2’の変調信号を受信し、復調し、復号し、CRCチェックを行う。この結果、誤りが発生しなかったので、通信装置#2に再送を要求しない。
In this way, the
図23[7]:通信装置#1はフレーム#3の変調信号を送信する。このとき、フレーム#3のデータシンボル領域で送信されるデータは、新規データに符号化率3/4の符号化を施して得られた符号語である。
FIG. 23 [7]:
図23[8]:通信装置#2は、フレーム#3の変調信号を受信し、復調し、復号し、CRCチェックを行う。この結果、誤りが発生しなかったので、通信装置#1に再送を要求しない。
FIG. 23 [8]:
図26に、ハイブリッドARQに着目した場合の、本実施の形態における通信装置#1と通信装置#2が送信するフレームの流れの別の一例を示す。図23に示すフレームの流れと異なる点は、図26では、再送時の符号化率を1/2とした点と、フレーム#2に対応して、フレーム#2’が再送されるのに加え、フレーム#2”が2回目の再送として更に再送される点である。なお、以下では、通信装置#1及び通信装置#2が、符号化率1/2,2/3,3/4をサポートする場合を例に説明する。
FIG. 26 shows another example of the flow of frames transmitted by the
図26[1]:初めに、通信装置#1はフレーム#1の変調信号を送信する。このとき、フレーム#1のデータシンボル領域で送信されるデータは、新規データに符号化率3/4の符号化を施して得られた符号語である。
FIG. 26 [1]: First, the
図26[2]:通信装置#2は、フレーム#1の変調信号を受信し、復調し、復号し、CRCチェックを行う。この結果、誤りが発生しなかったので、通信装置#1に再送を要求しない。
FIG. 26 [2]:
図26[3]:通信装置#1は、フレーム#2の変調信号を送信する。なお、フレーム#2のデータシンボル領域で送信されるデータは、新規データに符号化率3/4の符号化を施して得られた符号語である。
FIG. 26 [3]:
図26[4]:通信装置#2は、フレーム#2の変調信号を受信し、復調し、復号し、CRCチェックを行う。この結果、誤りが発生していたので、通信装置#1に再送を要求する。
FIG. 26 [4]:
図26[5]:通信装置#1は、通信装置#2から再送が要求されたため、フレーム#2に応じたフレーム#2’を送信する。具体的には、通信装置#1は、フレーム#2で送信された符号語を得る際に用いられた符号化率3/4より小さい符号化率1/2を用いて、データ(情報)の一部(又は全部)を符号化し、得られた符号語のうちパリティのみをフレーム#2’で送信する。
FIG. 26 [5]:
なお、再送時に用いられる符号化率は、初回送信時に用いられる符号化率3/4より小さければ良く、初回送信時に用いられる符号化率より小さい符号化率が複数ある場合には、例えば、通信装置#1と通信装置#2との間の伝搬路の状況に応じて、複数の符号化率から最適な符号化率を設定するようにしても良い。
The code rate used at the time of retransmission may be smaller than the
ここで、図27を用いて、フレーム#2及びフレーム#2’において送信されるデータについて説明する。
Here, the data transmitted in the
初回送信時、フレーム#2では、情報X1,i、X2,i、X3,i(i=1,2,…,m)と、情報X1,i、X2,i、X3,iに対して符号化率3/4のLDPC−CC符号化が施され得られたパリティP3/4,i(i=1,2,…,m)が送信される。
At the time of initial transmission, in
通信装置#2から通信装置#1に、フレーム#2の再送要求が要求されると、通信装置#1では、初回送信時に用いられた符号化率3/4より小さい符号化率1/2を用いて、フレーム#2で送信された情報X1,i、X2,i、X3,i(i=1,2,…,m)のうち、X1,i(i=1,2,…,m)に対し符号化が施され、パリティP1/2,i(i=1,2,…,m)が生成される。
When the
そして、フレーム#2’では、このパリティP1/2,i(i=1,2,…,m)のみが送信される。 Then, in frame # 2', only this parity P 1/2, i (i = 1, 2, ..., M) is transmitted.
このとき、特に、通信装置#1が備える符号化器を、実施の形態2のように構成した場合、初回送信時の符号化率3/4の符号化と、再送時の符号化率1/2の符号化の双方を、同一の符号化器を用いて行うことができる。つまり、ハイブリッドARQにより再送を行う場合においても、ハイブリッドARQ用に新たな符号化器を追加することなく、初回送信時の符号化を行う際に用いる符号化器を用いて、再送時の符号化を行うことができる。符号化器がサポートする、複数の符号化率に対応するパリティ検査多項式を、実施の形態1で述べたLDPC−CCとする理由による。
At this time, in particular, when the encoder included in the
図26[6]:通信装置#2は、再送時に送信されるフレーム#2’の変調信号を受信し、復調し、復号し、CRCチェックを行う。
FIG. 26 [6]:
再送時(1回目の再送時)の復号方法について図28を用いて説明する。通信装置#2は、1回目の再送時には、先に受信したフレーム#2の復号結果を用いて、フレーム#2’を復号する。
The decoding method at the time of retransmission (at the time of the first retransmission) will be described with reference to FIG. At the time of the first retransmission, the
具体的には、先ず、1回目の再送時の最初の復号(第1ステップ)として、通信装置#2は、先にフレーム#2で受信した情報X1,i(i=1,2,…,m)のLLRと、フレーム#2’で受信した符号化率1/2のパリティP1/2,i(i=1,2,…,m)のLLRとを用いて、情報X1,i(i=1,2,…,m)を復号する(つまり、符号化率1/2のLDPC−CCの復号処理を行う)。
Specifically, first, as the first decoding (first step) at the time of the first retransmission, the
フレーム#2’では、フレーム#2に比べ符号化率を小さくしたので、符号化利得が向上し、情報X1,i(i=1,2,…,m)を復号できる可能性が高く、再送時の受信品質の確保が可能である。また、再送されるデータは、パリティのみであるため、データの伝送効率が良い。
In frame # 2', since the coding rate is smaller than that in
次に、1回目の再送時の2度目の復号(第2ステップ)として、通信装置#2は、第1ステップにおいて情報X1,i(i=1,2,…,m)の推定値が得られているので、その推定値を用いて情報X1,iのLLRを生成する(例えば、「0」と推定されていた場合、十分高い信頼度の「0」に相当するLLRを与え、「1」と推定された場合、十分高い信頼度の「1」に相当するLLRを与える)。
Next, as the second decoding (second step) at the time of the first retransmission, the
通信装置#2は、推定値を用いて生成した情報X1,iのLLRと、先にフレーム#2で受信した情報X2,i、X3,i(i=1,2,…,m)のLLRと、先にフレーム#2で受信したパリティP3/4,i(i=1,2,…,m)のLLRと、を用いて、符号化率3/4のLDPC−CCの復号を行い情報X2,i、X3,i(i=1,2,…,m)を得る。
The
このようにして、通信装置#2は、ハイブリッドARQにより再送時に送信されたフレーム#2’を用いて、初回送信時に送信されたフレーム#2を復号する。
In this way, the
通信装置#2は、フレーム#2の復号結果に対しCRCチェックを行う。この結果、誤りが発生していたので、通信装置#1に再度再送を要求する。
The
図26[7]:通信装置#1は、通信装置#2から2度目の再送が要求されたため、フレーム#2に応じたフレーム#2”を送信する。具体的には、通信装置#1は、フレーム#2で送信された符号語を得る際に用いられた符号化率3/4より小さい符号化率1/2を再度用いて、1回目の再送時に符号化されなかったデータ(情報)の一部(又は全部)を符号化し、得られた符号語のうちパリティのみをフレーム#2”で送信する。
FIG. 26 [7]: Since the
ここで、図29を用いて、フレーム#2”において送信されるデータについて説明する。
Here, the data transmitted in the
上述したように、1回目の再送時には、初回送信時の符号化率3/4より小さい符号化率1/2を用いて、フレーム#2で送信された情報X1,i、X2,i、X3,i(i=1,2,…,m)のうち、X1,i(i=1,2,…,m)を用いて符号化率1/2のLDPC−CCの符号化が施され、パリティP1/2,i(i=1,2,…,m)が生成された(図27参照)。そして、1回目の再送時のフレーム#2’では、このパリティP1/2,i(i=1,2,…,m)のみが送信された(図27参照)。
As described above, at the time of the first retransmission, the information X 1, i , X 2, i transmitted in
2回目の再送時には、初回送信時の符号化率3/4より小さい符号化率(ここでは一例として1/2)を用いて、フレーム#2で送信された情報X1,i、X2,i、X3,i(i=1,2,…,m)のうち、1回目の再送時には符号化されなかったX2,i(i=1,2,…,m)を用いて、例えば、符号化率1/2のLDPC−CCの符号化が施され、パリティp1/2,i(i=1,2,…,m)が生成される(図29参照)。そして、2回目の再送時のフレーム#2”では、このパリティp1/2,i(i=1,2,…,m)のみが送信される(図29参照)。
At the time of the second retransmission, the information X 1, i , X 2, the information transmitted in the
なお、2回目の再送時に、符号化率1/2で符号化される際に用いられるLDPC−CCのパリティ検査多項式は、1回目の再送時に、同じ符号化率1/2で符号化される際に用いられたLDPC−CCのパリティ検査多項式を同じとする(つまり、符号化の際の入力が異なるだけで、符号化の際に用いられる符号は同一である)。 The LDPC-CC parity check polypoly used when encoding at a coding rate of 1/2 at the second retransmission is encoded at the same coding rate of 1/2 at the first retransmission. The parity check polypoly of the LDPC-CC used at the time is the same (that is, the codes used at the time of coding are the same, only the input at the time of coding is different).
このようにすることで、初回送信時と、1回目の再送時とで、同一の符号化器を用いて符号語を生成できるのに加え、2回目の再送時の符号語も同一の符号化器を用いて生成することができるようになる。これにより、新たな符号化器を追加することなく、本実施の形態のハイブリッドARQを実現することができる。 By doing so, in addition to being able to generate a code word using the same encoder at the time of the first transmission and at the time of the first retransmission, the code word at the time of the second retransmission is also encoded in the same manner. It will be possible to generate using a vessel. As a result, the hybrid ARQ of the present embodiment can be realized without adding a new encoder.
図29に示す例では、2回目の再送時には、1回目の再送時において符号化された情報X1,i(i=1,2,…,m)以外の情報報X2,i(i=1,2,…,m)を、1回目の再送時における符号化に用いられたパリティ検査多項式を用いて符号化して得られた符号語が送信された。 In the example shown in FIG. 29, at the time of the second retransmission, information information X 2, i (i =) other than the information X 1, i (i = 1, 2, ..., M) encoded at the time of the first retransmission. 1,2, ..., M) was encoded using the parity check polynomial used for encoding at the time of the first retransmission, and the code word obtained was transmitted.
このように、再送要求が複数ある場合、n(nは2以上の整数)回目の再送時には、(n−1)回目以前の再送時において符号化された情報以外の情報を優先的に符号化して得られた符号語を再送すると、フレーム#2を構成する各情報の対数尤度比の確からしさが徐々に向上していくので、復号側でより確実にフレーム#2を復号することができるようになる。
In this way, when there are a plurality of retransmission requests, at the time of n (n is an integer of 2 or more) retransmission, information other than the information encoded at the time of retransmission before (n-1) is preferentially encoded. When the obtained code word is retransmitted, the certainty of the log-likelihood ratio of each information constituting the
なお、再送要求が複数ある場合、n(nは2以上の整数)回目の再送時に、(n−1)回目以前の再送時において再送されたデータと同一のデータを再送しても良い。また、再送要求が複数ある場合、チェイスコンバイニング等の他のARQ方式と組み合わせても良い。また、複数回の再送を行うことになった場合、各再送で符号化率が異なっていても良い。 When there are a plurality of retransmission requests, the same data as the data resent at the n (n-1) th retransmission may be resent at the n (n-1) th retransmission. Further, when there are a plurality of retransmission requests, it may be combined with another ARQ method such as chase combining. Further, when the retransmission is performed a plurality of times, the coding rate may be different for each retransmission.
図26[8]:通信装置#2は、再度再送(2回目の再送)されたフレーム#2”の変調信号を受信し、復調し、復号し、CRCチェックを行う。
FIG. 26 [8]:
2回目の再送時の復号方法について図30を用いて説明する。2回目の再送時には、通信装置#2は、先に受信したフレーム#2の復号結果を用いて、フレーム#2”を復号する。
The decoding method at the time of the second retransmission will be described with reference to FIG. At the time of the second retransmission, the
具体的には、先ず、2回目の再送時の最初の復号(第1ステップ)として、通信装置#2は、先にフレーム#2で受信した情報X2,i(i=1,2,…,m)のLLRと、フレーム#2”で受信した符号化率1/2のパリティp1/2,i(i=1,2,…,m)のLLRとを用いて、情報X2,i(i=1,2,…,m)を復号する(つまり、符号化率1/2のLDPC−CCの復号処理を行う)。
Specifically, first, as the first decoding (first step) at the time of the second retransmission, the
フレーム#2”では、フレーム#2に比べ符号化率を小さくしたので、符号化利得が向上し、情報X2,i(i=1,2,…,m)を復号できる可能性が高く、再送時の受信品質の確保が可能である。また、再送されるデータは、パリティのみであるため、データの伝送効率が良い。
In "
次に、2回目の再送時の2度目の復号(第2ステップ)として、通信装置#2は、第1ステップにおいて情報X2,i(i=1,2,…,m)の推定値が得られているので、その推定値を用いて情報X2,iのLLRを生成する(例えば、「0」と推定されていた場合、十分高い信頼度の「0」に相当するLLRを与え、「1」と推定された場合、十分高い信頼度の「1」に相当するLLRを与える)。
Next, as the second decoding (second step) at the time of the second retransmission, the
通信装置#2は、推定値を用いて生成された情報X2,iのLLRと、先にフレーム#2で受信した情報X3,i(i=1,2,…,m)、パリティP3/4,i(i=1,2,…,m)のLLRと、1回目の再送時の復号(第1及び第2ステップ)で推定された情報X1,i(i=1,2,…,m)の推定値を用いて生成した情報X1,iのLLRを用いて、符号化率3/4のLDPC−CCの復号を行い、情報X3,i(i=1,2,…,m)を得る。
In the
このようにして、通信装置#2は、ハイブリッドARQにより再送されたフレーム#2’及びフレーム#2”を用いて、初回送信時に送信されたフレーム#2を復号する。
In this way, the
通信装置#2は、フレーム#2を復号した後、CRCチェックを行う。この結果、誤りが発生しなかったので、通信装置#1に再送を要求しない。
The
図31に、本実施の形態に係るハイブリッドARQを行う通信装置#1の構成を示す。図31の通信装置600は、例えば、基地局装置に搭載される。
FIG. 31 shows the configuration of the
図31の通信装置600の受信・復調部610は、通信相手から送信される図22のフレーム構成をとる変調信号を受信して受信信号を取得し、受信信号に周波数変換、復調、復号等の受信処理を施すことにより、再送要求シンボルを抽出する。受信・復調部610は、再送要求シンボルを再送要求判定部620に出力する。
The reception /
再送要求判定部620は、再送要求シンボルから再送要求の有無を判定し、判定結果を再送要求情報として切替部640に出力する。また、再送要求判定部620は、再送要求の有無に応じて、符号化部650及びバッファ630に指示信号を出力する。
The retransmission
具体的には、再送要求判定部620は、再送要求無しの場合、符号化部650が、初回送信時に用いる符号化率として設定された符号化率を用いて符号化を行うように、符号化部650に指示信号を出力する。一方、再送要求判定部620は、再送要求有りの場合、符号化部650が、ハイブリッドARQを選択した場合、再送時に初回送信時に用いた符号化率より小さい符号化率を用いて符号化を行うように、符号化部650に指示信号を出力する(ただし、ハイブリッドARQを選択しなかった場合、例えば、チェイスコンバイニングを選択した場合は、初回送信時に用いた符号化率より小さい符号化率を選択するとは限らない。)。また、再送要求判定部620は、再送要求有りの場合、バッファ630が、記憶するデータ(情報)S20を切替部640に出力するように、バッファ630に指示信号を出力する。
Specifically, the retransmission
バッファ630は、切替部640を介して符号化部650に出力されるデータ(情報)S10を記憶し、再送要求判定部620からの指示信号に応じて、データ(情報)S20を切替部640に出力する。
The
切替部640は、再送要求情報に応じて、データ(情報)S10及びバッファ630に記憶されたデータ(情報)S20のうちいずれか一方を符号化部650に出力する。具体的には、再送要求情報が再送要求無しを示す場合には、切替部640は、まだ符号化されていないデータ(情報)S10を、新規データとして、符号化部650に出力する。一方、再送要求情報が再送要求有りを示す場合には、切替部640は、バッファ630に保持されるデータ(情報)S20を、再送データとして、符号化部650に出力する。
The
符号化部650は、実施の形態2に示した符号化器200を備え、再送要求判定部620から指示される符号化率に応じて、入力データにLDPC−CC符号化を施し、LDPC−CC符号語を取得する。
The
例えば、初回送信時に、図23[3]のフレーム#2を送信する場合、符号化部650は、再送要求判定部620から通知される指示信号に応じて、符号化率3/4を用いて、情報X1,i、X2,i、X3,i(i=1,2,…,m)に対し符号化を施し、パリティP3/4,i(i=1,2,…,m)を生成する(図24参照)。
For example, when the
そして、符号化部650は、情報X1,i、X2,i、X3,i(i=1,2,…,m)及びパリティ3/4,i(i=1,2,…,m)をLDPC−CC符号語として変調・送信部660に出力する。
Then, the
また、例えば、1回目の再送時に、図23[5]のフレーム#2’を送信する場合、符号化部650は、再送要求判定部620から通知される指示信号に応じて、符号化率を3/4から2/3に切り替えて、フレーム#2で送信された情報X1,i、X2,i、X3,i(i=1,2,…,m)のうち、X1,i、X2,i(i=1,2,…,m)に対し符号化を施し、パリティ2/3,i(i=1,2,…,m)を生成する(図24参照)。
Further, for example, when the frame # 2'of FIG. 23 [5] is transmitted at the time of the first retransmission, the
ここで重要な点は、符号化部650が、実施の形態2で説明した符号化器200を含む点である。すなわち、符号化器200が、符号化率(y−1)/y及び(z−1)/z(y<z)に対応可能な時変周期g(gは自然数)のLDPC−CC符号化を行う場合に、符号化部650は、初回送信時に、パリティ検査多項式(42)を用いてLDPC−CC符号語を生成し、再送要求がある場合、再送時に、パリティ検査多項式(43)を用いてLDPC−CC符号語を生成する。
これにより、ハイブリッドARQにより再送を行う場合においても、ハイブリッドARQ用に新たな符号化器を追加することなく、初回送信時の符号化を行う際に用いる符号化器を用いて、再送時の符号化を行うことができる。 As a result, even when retransmission is performed by hybrid ARQ, the code at the time of retransmission is used by using the encoder used for encoding at the time of initial transmission without adding a new encoder for hybrid ARQ. Can be done.
そして、符号化部650は、このパリティ2/3,i(i=1,2,…,m)のみをLDPC−CC符号語として変調・送信部660に出力する。
Then, the
変調・送信部660は、LDPC−CC符号語に変調、周波数変換等の送信処理を施し、図示せぬアンテナを介して通信相手の通信装置#2に送信する。
The modulation /
図32に、通信装置#1の通信相手である通信装置#2の要部構成例を示す。図32の通信装置700は、例えば、端末装置に搭載される。
FIG. 32 shows an example of a main part configuration of the
図32の通信装置700の受信・復調部710は、図示せぬアンテナを介して受信された受信信号を入力し、受信信号に対して周波数変換等の無線処理を施すことで、図21に示すフレーム構成をとる受信信号を取得する。受信・復調部710は、受信信号から再送情報シンボル、符号化率情報シンボル、変調方式情報シンボル等の制御情報シンボルを抽出し、これら制御情報シンボルを制御情報解析部720に出力する。また、受信・復調部710は、受信信号からデータシンボルを抽出し、受信データとして対数尤度比生成部730に出力する。
The reception /
制御情報解析部720は、制御情報シンボルから、再送データであるか新規データであるかの情報、符号化率、変調方式の制御情報を抽出し、これら制御情報を復号化部740に出力する。
The control
対数尤度比生成部730は、受信データの対数尤度比を算出する。対数尤度比生成部730は、対数尤度比を復号化部740に出力する。
The log-likelihood
復号化部740は、図15の復号化器300を備え、制御情報解析部720から通知される制御情報を用いて、受信データの対数尤度比に対して復号化を行い、受信データの対数尤度比を更新する。
The
例えば、初回送信時に送信された、図23[3]のフレーム#2を受信する場合、復号化部740は、制御情報解析部720から通知される指示信号に応じて、符号化率を3/4に設定し、復号化を行い、受信データの復号処理後の対数尤度比を得る。
For example, when receiving the
また、例えば、再送時に送信された、図23[5]のフレーム#2’を受信する場合、復号化部740は、制御情報解析部720から通知される指示信号に応じて、符号化率3/4から符号化率2/3に切り替えて、復号化を行い、受信データの復号処理後の対数尤度比を得る。なお、再送時には、復号化部740は、複数のステップで復号化を行う。以下、図23[3]のフレーム#2及び図23[5]のフレーム#2’を受信する場合を例に説明する。
Further, for example, when receiving the frame # 2'of FIG. 23 [5] transmitted at the time of retransmission, the
具体的には、先ず、再送時の最初の復号(第1ステップ)として、復号化部740は、先にフレーム#2で受信した情報X1,i、X2,i(i=1,2,…,m)のLLR(Log Likelihood Ratio:対数尤度比)と、フレーム#2’で受信した符号化率2/3のパリティP2/3,i(i=1,2,…,m)のLLRとを用いて、情報X1,i、X2,i(i=1,2,…,m)を復号する(つまり、符号化率2/3のLDPC−CCの復号処理を行う)。
Specifically, first, as the first decoding (first step) at the time of retransmission, the
フレーム#2’では、フレーム#2に比べ符号化率を小さくしたので、符号化利得が向上し、情報X1,i、X2,i(i=1,2,…,m)を復号することができる可能性が高く、再送時の受信品質の確保が可能である。また、再送されるデータは、パリティのみであるため、データの伝送効率が良い。
In frame # 2', since the coding rate is smaller than that in
次に、再送時の2度目の復号(第2ステップ)として、復号化部740は、第1ステップにおいて情報X1,i、X2,i(i=1,2,…,m)の推定値が得られているので、その推定値を用いて情報X1,i、X2,iのLLRを生成する(例えば、「0」と推定されていた場合、十分高い信頼度の「0」に相当するLLRを与え、「1」と推定された場合、十分高い信頼度の「1」に相当するLLRを与える)。
Next, as the second decoding (second step) at the time of retransmission, the
復号化部740は、推定値を用いて生成した情報X1,i、X2,iのLLRと、先にフレーム#2で受信した情報X3,i(i=1,2,…,m)のLLRと、先にフレーム#2で受信したパリティP3/4,i(i=1,2,…,m)のLLRとを用いて、符号化率3/4のLDPC−CCの復号を行い、情報X3,i(i=1,2,…,m)を得る。
The
ここで重要な点は、復号化部740が、実施の形態2で説明した復号化器300を含む点である。すなわち、復号化器300が、符号化率(y−1)/y及び(z−1)/z(y<z)に対応可能な時変周期g(gは自然数)のLDPC−CC復号化を行う場合に、復号化部740は、初回送信時の復号では、パリティ検査多項式(42)を用いてLDPC−CC符号語を復号化し、再送時の最初の復号(第1ステップ)では、パリティ検査多項式(43)を用いてLDPC−CC符号語を復号化し、再送時の2度目の復号(第2ステップ)では、パリティ検査多項式(42)を用いてLDPC−CC符号語を復号化する。
An important point here is that the
これにより、ハイブリッドARQにより再送を行う場合においても、ハイブリッドARQ用に新たな復号化器を追加することなく、初回送信時の復号化を行う際に用いる復号化器を用いて、再送時の復号化(第1及び第2ステップの復号)を行うことができる。 As a result, even when retransmission is performed by hybrid ARQ, decoding at the time of retransmission is performed using the decoder used for decoding at the time of initial transmission without adding a new decoder for hybrid ARQ. (Decoding of the first and second steps) can be performed.
復号化部740は、復号処理後の受信データの対数尤度比を、判定部750に出力する。
The
判定部750は、復号化部740から入力される対数尤度比に基づいてデータを推定することにより、復号データを取得する。判定部750は、復号データを再送要求部760に出力する。
The
再送要求部760は、復号データにCRCチェック等を行うことで誤り検出を行い、誤りの有無に応じて、再送要求情報を形成し、再送要求情報を変調・送信部770に出力する。
The
変調・送信部770は、データ(情報)及び再送要求情報を入力し、これらに符号化、変調、周波数変換等の処理を施すことで変調信号を得、変調信号を図示せぬアンテナを介して通信相手の通信装置#1に送信する。
The modulation /
このように、図31及び図32の構成により、本実施の形態のハイブリッドARQを実施することができる。これにより、ハイブリッドARQ用に新たな符号化器を追加することなく、初回送信時の符号化を行う際に用いる符号化器を用いて、再送時の符号化を行うことができる。また、初回送信時の復号化と、再送時の復号化(第1及び第2ステップの復号)の双方を、同一の復号化器を用いて行うことができる。つまり、ハイブリッドARQ用に新たな復号化器を追加することなく、初回送信時の復号化を行う際に用いる復号化器を用いて、再送時の復号化(第1及び第2ステップの復号)を行うことができる。 As described above, the hybrid ARQ of the present embodiment can be carried out by the configuration of FIGS. 31 and 32. Thereby, without adding a new encoder for the hybrid ARQ, the encoding at the time of retransmission can be performed by using the encoder used at the time of encoding at the time of initial transmission. Further, both the decoding at the time of initial transmission and the decoding at the time of retransmission (decoding in the first and second steps) can be performed using the same decoder. That is, decoding at the time of retransmission (decoding in the first and second steps) using the decoder used for decoding at the time of the first transmission without adding a new decoder for the hybrid ARQ. It can be performed.
本発明の符号化器の一つの態様は、符号化率(q−1)/q(qは3以上の整数)のパリティ検査多項式(44)を用いて、時変周期g(gは自然数)の低密度パリティ検査畳み込み符号(LDPC−CC:Low-Density Parity-Check Convolutional Codes)を作成する符号化器であって、符号化率(s−1)/s(s≦q)を設定する符号化率設定手段と、時点iの情報Xr,i(r=1,2,…,q−1)を入力し、式(44)のAXr,k(D)Xi(D)の演算結果を出力する第r演算手段と、時点i−1のパリティPi−1を入力し、式(44)のBk(D)P(D)の演算結果を出力するパリティ演算手段と、前記第1から第(q−1)演算手段の演算結果及び前記パリティ演算手段の演算結果の排他的論理和を、時刻iのパリティPiとして得る加算手段と、前記情報Xs,iから前記情報Xq−1,iをゼロに設定する情報生成手段と、を具備する構成を採る。
本発明の復号化器の一つの態様は、符号化率(q−1)/q(qは3以上の整数)のパリティ検査多項式(45)に準じた検査行列を具備し、時変周期g(gは自然数)の低密度パリティ検査畳み込み符号(LDPC−CC:Low-Density Parity-Check Convolutional Codes)を信頼度伝播(BP:Belief Propagation)を利用して復号する復号化器であって、設定された符号化率(s−1)/s(s≦q)に応じて、時点i(iは整数)の情報Xs,iから情報Xq−1,iに対応する対数尤度比を既定値に設定する対数尤度比設定手段と、前記対数尤度比を用いて、式(45)のパリティ検査多項式に準じた検査行列にしたがって行処理演算及び列処理演算を行う演算処理手段と、を具備する構成を採る。
本発明の符号化方法の一つの態様は、符号化率(y−1)/y及び(z−1)/z(y<z)に対応可能な時変周期g(gは自然数)の低密度パリティ検査畳み込み符号(LDPC−CC:Low-Density Parity-Check Convolutional Codes)の符号化方法であって、パリティ検査多項式(46)を用いて符号化率(z−1)/zの低密度パリティ検査畳み込み符号を生成し、パリティ検査多項式(47)を用いて符号化率(y−1)/yの低密度パリティ検査畳み込み符号を生成するようにした。
本発明は上記全ての実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、主に、符号化器及び復号化器で実現する場合について説明しているが、これに限られるものではなく、電灯線通信装置で実現する場合においても適用可能である。 The present invention is not limited to all the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the case where it is realized by a coder and a decoder is mainly described, but the present invention is not limited to this, and it can be applied even when it is realized by a power line communication device. is there.
また、この符号化方法及び復号化方法をソフトウェアとして行うことも可能である。例えば、上記符号化方法及び通信方法を実行するプログラムを予めROM(Read Only Memory)に格納しておき、そのプログラムをCPU(Central Processor Unit)によって動作させるようにしても良い。 It is also possible to perform this coding method and decoding method as software. For example, a program for executing the coding method and the communication method may be stored in a ROM (Read Only Memory) in advance, and the program may be operated by a CPU (Central Processor Unit).
また、上記符号化方法及び復号化方法を実行するプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのRAM(Random Access Memory)に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしても良い。 Further, a program for executing the above-mentioned encoding method and decoding method is stored in a computer-readable storage medium, and the program stored in the storage medium is recorded in a computer's RAM (Random Access Memory) to store the computer in the computer. It may be operated according to the program.
また、本発明は、無線通信に限らず、電灯線通信(PLC:Power Line Communication)、可視光通信、光通信においても有用であることは言うまでもない。 Needless to say, the present invention is useful not only in wireless communication but also in power line communication (PLC), visible light communication, and optical communication.
本発明に係る送信装置は、LDPC−CCを用いた符号化器及び復号化器において、複数の符号化率を低回路規模で実現し、かつ、高いデータ受信品質を得ることができる。 The transmitter according to the present invention can realize a plurality of coding rates on a low circuit scale and obtain high data reception quality in a encoder and a decoder using LDPC-CC.
100 LDPC−CC符号化器
110 データ演算部
120,230 パリティ演算部
130,260 ウェイト制御部
140 mod2加算器
111−1〜111−M,121−1〜121−M,221−1〜221−M,231−1〜231−M シフトレジスタ
112−0〜112−M,122−0〜122−M,222−0〜222−M,232−0〜232−M ウェイト乗算器
200 符号化器
210 情報生成部
220−1 第1情報演算部
220−2 第2情報演算部
220−3 第3情報演算部
240 加算部
250 符号化率設定部
300 復号化器
310 対数尤度比設定部
320 行列処理演算部
321 記憶部
322 行処理演算部
323 列処理演算部
400,500 通信装置
410 符号化率決定部
420 変調部
510 受信部
520,730 対数尤度比生成部
530 制御情報生成部
600,700 通信装置
610,710 受信・復調部
620 再送要求判定部
630 バッファ
640 切替部
650 符号化部
660,770 変調・送信部
720 制御情報解析部
740 復号化部
750 判定部
760 再送要求部
100 LDPC-
Claims (2)
前記フレームをパリティ検査行列に基づいて復号する復号部と、
を具備し、
前記低密度パリティ検査符号化データは、
ゼロを満たす複数のパリティ検査多項式であるパリティ検査式群がn(nは1以上の整数)個配置された前記パリティ検査行列を用いて、情報系列を低密度パリティ検査符号化したLDPC符号化データであるパリティ系列と前記情報系列とを含み、
前記パリティ系列は、
第nのパリティ検査式群に相当する前記パリティ検査行列の1つ以上の列のうち、前記符号化率に応じて変化する所定の列までに対応した系列長の前記情報系列に対して、前記パリティ検査行列の前記所定の列までを用いて生成され、
前記パリティ検査式群は、
時変周期がg(gは、2以上の整数)であり、前記パリティ検査行列のg行毎に繰り返し配置され、
式(1)において、
X1,i、X2,i、・・・、Xq−1,iは、時点iにおける情報X1、X2、・・・、Xq−1を示し、Piは時点iにおけるパリティPを示し、
AXr,k(D)は、前記符号化率(r−1)/r、時刻iにおいて、k=i mod gとして求めたkのパリティ検査多項式におけるXr(D)の項であり、
Bk(D)は、前記符号化率(r−1)/r、時点iにおいて、k=i mod gとして求めたkのパリティ検査多項式におけるP(D)の項であり、
i mod gは、iをgで除算した余りである、
受信装置。
A decoding unit that decodes the frame based on the parity check matrix, and
Equipped with
The low density parity check coded data is
LDPC-encoded data in which an information sequence is low-density parity-check-encoded using the parity-check matrix in which n (n is an integer of 1 or more) of parity-check expression groups, which are a plurality of parity-check polynomials satisfying zero, are arranged. The parity sequence and the information sequence are included.
The parity series is
Of the one or more columns of the parity check matrix corresponding to the nth parity check expression group, the information series having a sequence length corresponding to a predetermined column that changes according to the coding rate is described. Generated using up to the predetermined column of the parity check matrix
The parity check formula group is
The time-varying period is g (g is an integer of 2 or more), and the parity check matrix is repeatedly arranged for each g row.
In equation (1)
X 1, i, X 2, i, ···, X q-1, i , the information X 1, X 2 at the time i, · · ·, shows a X q-1, parity in P i is the time i Show P,
A Xr, k (D) is a term of X r (D) in the parity check polynomial of k obtained as k = i mod g at the code rate (r-1) / r and time i.
B k (D) is a term of P (D) in the parity check polynomial of k obtained as k = i mod g at the coding rate (r-1) / r and time point i.
i mod g is the remainder of i divided by g,
Receiver.
前記フレームをパリティ検査行列に基づいて復号し、
前記低密度パリティ検査符号化データは、
ゼロを満たす複数のパリティ検査多項式であるパリティ検査式群がn(nは1以上の整数)個配置された前記パリティ検査行列を用いて、情報系列を低密度パリティ検査符号化したLDPC符号化データであるパリティ系列と前記情報系列とを含み、
前記パリティ系列は、
第nのパリティ検査式群に相当する前記パリティ検査行列の1つ以上の列のうち、前記符号化率に応じて変化する所定の列までに対応した系列長の前記情報系列に対して、前記パリティ検査行列の前記所定の列までを用いて生成され、
前記パリティ検査式群は、
時変周期がg(gは、2以上の整数)であり、前記パリティ検査行列のg行毎に繰り返し配置され、
式(2)において、
X1,i、X2,i、・・・、Xq−1,iは、時点iにおける情報X1、X2、・・・、Xq−1を示し、Piは時点iにおけるパリティPを示し、
AXr,k(D)は、前記符号化率(r−1)/r、時刻iにおいて、k=i mod gとして求めたkのパリティ検査多項式におけるXr(D)の項であり、
Bk(D)は、前記符号化率(r−1)/r、時刻iにおいて、k=i mod gとして求めたkのパリティ検査多項式におけるP(D)の項であり、
i mod gは、iをgで除算した余りである、
受信方法。
The frame is decoded based on the parity check matrix and
The low density parity check coded data is
LDPC-encoded data in which an information sequence is low-density parity-check-encoded using the parity-check matrix in which n (n is an integer of 1 or more) of parity-check expression groups, which are a plurality of parity-check polynomials satisfying zero, are arranged. The parity sequence and the information sequence are included.
The parity series is
Of the one or more columns of the parity check matrix corresponding to the nth parity check expression group, the information series having a sequence length corresponding to a predetermined column that changes according to the coding rate is described. Generated using up to the predetermined column of the parity check matrix
The parity check formula group is
The time-varying period is g (g is an integer of 2 or more), and the parity check matrix is repeatedly arranged for each g row.
In equation (2)
X 1, i, X 2, i, ···, X q-1, i , the information X 1, X 2 at the time i, · · ·, shows a X q-1, parity in P i is the time i Show P,
A Xr, k (D) is a term of X r (D) in the parity check polynomial of k obtained as k = i mod g at the code rate (r-1) / r and time i.
B k (D) is a term of P (D) in the parity check polynomial of k obtained as k = i mod g at the code rate (r-1) / r and time i.
i mod g is the remainder of i divided by g,
Reception method.
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