JPWO2012157282A1 - 並列ビットインターリーバ - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、一般的なビットインターリーブ符号化変調(bit-interleaved coding and modulation:BICM)エンコーダを含むトランスミッタの構成を示すブロック図である。図1に示すトランスミッタ100は、入力プロセシングユニット110、BICMエンコーダ(低密度パリティチェック(low-density parity check:LDPC)エンコーダ120、ビットインターリーバ130、コンステレーションマッパ140を含む)、およびモジュレータ150を備える。
1つのLDPC符号語の巡回ブロック数:N=12
1つのコンステレーションのビット数:M=4、即ち16QAM
上記パラメータでは、1つのLDPC符号語がマッピングされるコンステレーション数はQ×N/M=24である。通常、パラメータQおよびNの選択は、システムがサポートする全てのコンステレーションについて、Q×NがMの倍数となるように行われなければならない。
16QAMの場合、4050セル
64QAMの場合、2700セル
256QAMの場合、2025セル
上記の表1によると、QPSKより大きなコンステレーションについては、並列ストリームの数はカラム‐ロウインターリーバの列数に等しい。16K LDPC符号について、16QAMコンステレーション、64QAMコンステレーション、256QAMコンステレーションに対応するビット‐セルデマルチプレクサを、それぞれ、図11、図12、図13に示す。なお、ビットの表記はDVB−T2規格で用いられているものである。
発明者は、鋭意研究を行った結果、以下の2つの条件が満たされるとき、非常に効率的なインターリーバが提供できるという知見を得た。
各コンステレーション語のM個のビットが、LDPC符号語のM個の異なる巡回ブロックにマッピングされる。これは、LDPC符号語のM個の異なる巡回ブロックから1ビットずつコンステレーション語にマッピングする、ことと等価である。この概要を図18(a)に示す。
M個の巡回ブロックにマッピングされるすべてのコンステレーション語が、当該M個の巡回ブロックのみにマッピングされる。これは、QビットからなるM個の異なる巡回ブロックのM×Q個のビットの全ては、Q個のコンステレーション語にのみマッピングされる、ことと等価である。この概要を図18(b)に示す。
以下、上記の条件1、条件2を満たすビットインターリーバ(並列ビットインターリーバ)の詳細について説明する。なお、以下において、実質的に同じ処理内容、および、同じ処理内容を行う構成ユニットには同じ符号を付す。
ステージB:巡回ブロック内パーミュテーション
ステージC:カラム‐ロウパーミュテーション
ここで、巡回ブロック(間)パーミュテーションは符号語を構成するN個の巡回ブロックの並び順を換えるパーミュテーションであり、巡回ブロック内パーミュテーションは巡回ブロックを構成するQ個のビットの並び順を換えるパーミュテーションであり、カラム‐ロウパーミュテーションは、セクションを構成するM×Q個のビットの並び順を換えるパーミュテーションである。
p(b=0)はビットbが0である確率を示し、p(b=1)はビットbが1である確率を示す。ただし、p(b=0)+p(b=1)=1が成り立つ。
本発明は上記の実施の形態で説明した内容に限定されず、本発明の目的とそれに関連又は付随する目的を達成するためのいかなる形態においても実施可能であり、例えば、以下であってもよい。
本発明に係るビットインターリーブ方法、ビットインターリーバ、ビットデインターリーブ方法、ビットデインターリーバ、およびデコーダとその効果について説明する。
2010 ビットパーミュテーションユニット
2021〜2023 セクションパーミュテーションユニット
2101、2201 ビットパーミュテーションユニット
2111〜2122 巡回ブロック内パーミュテーションユニット
2131〜2133 カラム‐ロウパーミュテーションユニット
2310 巡回ブロックパーミュテーションユニット
2500 トランスミッタ
2510 LDPCエンコーダ
2520 ビットインターリーバ
2530 コンステレーションマッパ
2700、2800 レシーバ
2710 コンステレーションデマッパ
2720 ビットデインターリーバ
2730 LDPCデコーダ
2740 減算ユニット
2750 ビットインターリーバ
Claims (17)
- 疑似巡回低密度パリティチェック符号を用いる通信システムにおけるビットインターリーブ方法であって、
前記ビットインターリーブ方法は、
それぞれがQ個のビットからなるN個の巡回ブロックで構成される前記疑似巡回低密度パリティチェック符号の符号語を受信する受信ステップと、
前記符号語のビットに対して当該符号語のビットの並び順を換えるビットパーミュテーション処理を施すビットパーミュテーションステップと、
前記ビットパーミュテーション処理が施された符号語を、それぞれM個のビットよりなり、それぞれが2M個の所定のコンステレーションポイントのいずれか1つを示す複数のコンステレーション語に分割する分割ステップと、
を有し、
前記ビットパーミュテーション処理が施される前の前記符号語はN/M個のセクションに分割され、各前記セクションはM個の前記巡回ブロックからなり、各前記コンステレーション語はN/M個の前記セクションのうちのいずれか1つと関連付けられており、
前記ビットパーミュテーションステップは、各前記コンステレーション語が、関連付けられている前記セクション中のM個の異なる前記巡回ブロックのそれぞれの1個のビットからなる計M個のビットから構成され、各前記セクションのすべてのビットが当該セクションに関連付けられているQ個の前記コンステレーション語にのみにマッピングされるように、前記ビットパーミュテーション処理を行う
ことを特徴とするビットインターリーブ方法。 - 前記ビットパーミュテーションステップは、
N/M個の前記セクションを互いに独立に、各前記セクションのビットに対して当該セクションのビットの並び順を換えるセクションパーミュテーション処理を施すセクションパーミュテーションステップ
を有することを特徴とする請求項1に記載のビットインターリーブ方法。 - 前記セクションパーミュテーションステップは、前記巡回ブロックのQ個のビットが、当該巡回ブロックに対応する前記セクションに関連付けられているQ個の前記コンステレーション語の同一のビットインデックスを有するビットにマッピングされるように、前記セクションパーミュテーション処理を行う
ことを特徴とする請求項2に記載のビットインターリーブ方法。 - 前記セクションパーミュテーションステップは、
前記セクションのM×Q個のビットに対して当該M×Q個のビットの並び順を換えるカラム‐ロウパーミュテーション処理を施すカラム‐ロウパーミュテーションステップ
を有することを特徴とする請求項2に記載のビットインターリーブ方法。 - 前記セクションパーミュテーションステップは、
N/M個の前記セクションのそれぞれについて、
前記巡回ブロックを互いに独立に、各前記巡回ブロックのビットに対して当該巡回ブロックのビットの並び順を換える巡回ブロック内パーミュテーション処理を施す巡回ブロック内パーミュテーションステップと、
前記巡回ブロックパーミュテーション処理が施された前記セクションのM×Q個のビットに対して当該M×Q個のビットの並び順を換えるカラム‐ロウパーミュテーション処理を施すカラム‐ロウパーミュテーションステップと、
有することを特徴とする請求項2に記載のビットインターリーブ方法。 - 前記カラム‐ロウパーミュテーション処理は、M×Q個のビットをQ列M行の行列の行方向に書き込み、列方向にM×Q個のビットを読み出すことと等価な処理である
ことを特徴とする請求項4に記載のビットインターリーブ方法。 - 前記符号語の巡回ブロックに対して当該符号語の巡回ブロックの並び順を換える巡回ブロックパーミュテーション処理を施す巡回ブロックパーミュテーションステップ
をさらに有することを特徴とする請求項1に記載のビットインターリーブ方法。 - 疑似巡回低密度パリティチェック符号を用いる通信システムにおいてビットストリームをビットデインターリーブするビットデインターリーブ方法であって、
N×Q個のビットからなるビット列を受信する受信ステップと、
前記疑似巡回低密度パリティチェック符号の符号語を復元するために、受信した前記ビット列のビットに対して当該ビット列のビットの並び順を換える逆ビットパーミュテーション処理を施す逆ビットパーミュテーションステップと、
を有し、
前記逆ビットパーミュテーション処理は、請求項1に記載のビットインターリーブ方法における前記ビットパーミュテーション処理で換えられた並び順を元に戻す処理である
ことを特徴とするビットデインターリーブ方法。 - 疑似巡回低密度パリティチェック符号を用いる通信システムに用いられるビットインターリーバであって、
前記ビットインターリーバは、
それぞれがQ個のビットからなるN個の巡回ブロックで構成される前記疑似巡回低密度パリティチェック符号の符号語を受信し、前記符号語のビットに対して当該符号語のビットの並び順を換えるビットパーミュテーション処理を施し、前記ビットパーミュテーション処理が施された符号語を、それぞれM個のビットよりなり、それぞれが2M個の所定のコンステレーションポイントのいずれか1つを示す複数のコンステレーション語に分割されるように出力するビットパーミュテーション部
を備え、
前記ビットパーミュテーション処理が施される前の前記符号語はN/M個のセクションに分割され、各前記セクションはM個の前記巡回ブロックからなり、各前記コンステレーション語は前記N/M個のセクションのうちの一つと関連付けられており、
前記ビットパーミュテーション部は、各前記コンステレーション語が、関連付けられている前記セクション中のM個の異なる巡回ブロックのそれぞれの1個のビットからなる計M個のビットから構成され、各前記セクションのすべてのビットが当該セクションに関連付けられているQ個のコンステレーション語にのみにマッピングされるように、前記ビットパーミュテーション処理を行う
ことを特徴とするビットインターリーバ。 - 前記ビットパーミュテーション部は、
N/M個の前記セクションを互いに独立に、各前記セクションのビットに対して当該セクションのビットの並び順を換えるセクションパーミュテーション処理を施すセクションパーミュテーション部
を有することを特徴とする請求項9に記載のビットインターリーバ。 - 前記セクションパーミュテーション部は、前記巡回ブロックのQ個のビットが、当該巡回ブロックに対応する前記セクションに関連付けられているQ個の前記コンステレーション語の同一のビットインデックスを有するビットにマッピングされるように、前記セクションパーミュテーション処理を行う
ことを特徴とする請求項10に記載のビットインターリーバ。 - 前記セクションパーミュテーション部は、
前記セクションのM×Q個のビットに対して当該M×Q個のビットの並び順を換えるカラム‐ロウパーミュテーション処理を施す
ことを特徴とする請求項10に記載のビットインターリーバ。 - 前記セクションパーミュテーション部は、
N/M個の前記セクションのそれぞれについて、
前記巡回ブロックを互いに独立に、各前記巡回ブロックのビットに対して当該巡回ブロックのビットの並び順を換える巡回ブロック内パーミュテーション処理を施し、
前記巡回ブロックパーミュテーション処理が施された前記セクションのM×Q個のビットに対して当該M×Q個のビットの並び順を換えるカラム‐ロウパーミュテーション処理を施す
ことを特徴とする請求項10に記載のビットインターリーバ。 - 前記符号語の巡回ブロックに対して当該符号語の巡回ブロックの並び順を換える巡回ブロックパーミュテーション処理を施す巡回ブロックパーミュテーション部
をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載のビットインターリーバ。 - 疑似巡回低密度パリティチェック符号を用いる通信システムにおいてビットストリームをビットデインターリーブするビットデインターリーバであって、
N×Q個のビットからなるビット列を受信し、前記疑似巡回低密度パリティチェック符号の符号語を復元するために、受信した前記ビット列のビットに対して当該ビット列のビットの並び順を換える逆ビットパーミュテーション処理を施す逆ビットパーミュテーション部を備え、
前記逆ビットパーミュテーション処理は、請求項9に記載のビットインターリーバによって実施される前記ビットパーミュテーション処理で換えられた並び順を元に戻す処理である
ことを特徴とするビットデインターリーバ。 - 疑似巡回低密度パリティチェック符号を用いるビットインターリーブ符号化変調システム用のデコーダであって、
対応するビットが0であるか1であるかの確率を示すソフトビット列を生成するコンステレーションデマッパと、
前記ソフトビット列をビットデインターリーブする請求項15に記載のビットデインターリーバと、
ビットデインターリーブされた前記ソフトビット列をデコードする低密度パリティチェックデコーダと、
を備えることを特徴とするデコーダ。 - 前記低密度パリティチェックデコーダの出力から前記低密度パリティチェックデコーダの入力を減算する減算部と、
前記減算部の減算結果を前記コンステレーションデマッパにフィードバックする請求項9に記載のビットインターリーバと、
をさらに備えることを特徴とする請求項16に記載のデコーダ。
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