JPWO2019234923A1 - 送信装置、受信装置および符号化方法 - Google Patents

Abstract

Ｌビットの情報ビット系列とＫビットの固定値とで構成される符号化処理対象ビット系列を符号化するためのＬ＋Ｋ行Ｎ列の検査行列がＭ行Ｍ列の小行列に分割可能な場合に、符号化処理対象ビット系列をＭビット毎のＰ個のブロックに分割して得られるブロックのうち、対応する検査行列の列重みの小さいブロックに優先的にＫビットの固定値が含まれるように、情報ビット系列に固定値を挿入して符号化処理対象ビット系列を生成する固定値挿入部（１１）と、符号化処理対象ビット系列に対して、検査行列を用いて疑似巡回低密度パリティ検査符号による符号化処理を行う符号化部（１２）と、符号化部（１２）で符号化処理され、符号化処理対象ビット系列にチェックビットが付加されたビット系列から、固定値が挿入されたビット位置に対応するデータを優先的に削除して送信系列を生成する送信系列生成部（１３）と、を備える。

Description

本発明は、符号化処理を行う送信装置、受信装置および符号化方法に関する。

ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号化は、多数の‘０’と少数の‘１’とが配置される検査行列を用いて行われる。送信側の無線通信装置は、送信ビット列を検査行列により符号化し、情報ビット部分であるシステマティックビットとパリティビットとから構成されるＬＤＰＣ符号化系列を得る。また、受信側の無線通信装置は、検査行列の行方向と検査行列の列方向とで各ビットの尤度の受け渡しを繰り返し実施することで受信データを復号し、受信ビット列を得る。ここで、検査行列において各１列に含まれる‘１’の個数は列重みと称され、検査行列において各１行に含まれる‘１’の個数は行重みと称される。また、検査行列は、行と列とで構成される２部グラフであるタナーグラフによって表すことができる。タナーグラフにおいて、検査行列の各行はチェックノードと称され、検査行列の各列は変数ノードと称される。タナーグラフの各変数ノードと各チェックノードとは、検査行列での‘１’の配置に従って接続され、受信側の無線通信装置は、接続されたノード間で尤度の受け渡しを繰り返し実施することで受信データを復号し、受信ビット列を得る。

また、ＬＤＰＣ符号の符号化率よりも低い符号化率を設定する方法として、Ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ法がある。Ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ法は、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間で既知である固定ビットを送信ビット列に挿入して符号化を行い、得られた符号語から固定ビットを削除する技術である。これにより、ＬＤＰＣ符号の符号化率よりも低い符号化率を設定することができる。

固定ビットの挿入方法として、特許文献１には、無線通信装置が、検査行列のタナーグラフにおけるチェックノードとの接続数が最も多い変数ノードに対応するシステマティックビット位置と等しい位置に固定ビットを挿入する技術が開示されている。特許文献１に記載の無線通信装置は、複数の固定ビットを挿入する場合、変数ノードの複数の組み合わせのうち、複数の異なるチェックノードとの接続数が最も多い組み合わせに属する各変数ノードに対する複数のシステマティックビット位置と等しい位置に固定ビットを挿入する。これにより、特許文献１に記載の無線通信装置は、受信側の無線通信装置において復号性能を向上させることができる。

国際公開第２００８／０９０８８５号

特許文献１に記載の無線通信装置は、複数の固定ビットを挿入する場合、変数ノードの複数の組み合わせのうち、複数の異なるチェックノードとの接続数が最も多い組み合わせに対して固定ビットを挿入する。そのため、特許文献１に記載の無線通信装置は、符号長が長くなるほど、変数ノードの全ての組み合わせについて接続数を確認する処理負荷が増えてしまう、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、処理負荷を抑制しつつ、受信装置の復号性能を向上させることが可能な送信系列を生成する送信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の送信装置は、Ｋ，Ｌ，Ｍ，ＮおよびＰを正の整数とし、Ｌビットの情報ビット系列とＫビットの固定値とで構成されるＬ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列を符号長Ｎの疑似巡回低密度パリティ検査符号により符号化するためのＬ＋Ｋ行Ｎ列の検査行列がＭ行Ｍ列の小行列に分割可能な場合に、符号化処理対象ビット系列をＭビット毎のＰ個のブロックに分割して得られるブロックのうち、対応する検査行列の列重みの小さいブロックに優先的にＫビットの固定値が含まれるように、情報ビット系列に固定値を挿入することにより符号化処理対象ビット系列を生成する固定値挿入部を備える。また、送信装置は、符号化処理対象ビット系列に対して、検査行列を用いて疑似巡回低密度パリティ検査符号による符号化処理を行う符号化部と、符号化部で符号化処理され、符号化処理対象ビット系列にチェックビットが付加されたビット系列から、固定値が挿入されたビット位置に対応するデータを優先的に削除して送信系列を生成する送信系列生成部と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる送信装置は、処理負荷を抑制しつつ、受信装置の復号性能を向上させることが可能な送信系列を生成することができる、という効果を奏する。

実施の形態１に係る無線通信システムの構成例を示す図 実施の形態１に係る送信装置の送信処理を示すフローチャート 実施の形態１に係る送信装置の各構成要素での処理内容を示す図 実施の形態１に係る固定値挿入部が、Ｌ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列を先頭から順にＭビット毎にＰ個のブロックに分割し、Ｋビットの固定値を挿入する例を示す図 実施の形態１に係る受信装置の受信処理を示すフローチャート 実施の形態１に係る送信装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図 実施の形態１に係る送信装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図 実施の形態２に係る固定値挿入部におけるＭ＜Ｋ＜２Ｍの場合のＫビットの固定値の挿入例を示す図 実施の形態３に係る固定値挿入部におけるＭ＜Ｋ＜２Ｍの場合のＫビットの固定値の第１の挿入例を示す図 実施の形態３に係る固定値挿入部におけるＭ＜Ｋ＜２Ｍの場合のＫビットの固定値の第２の挿入例を示す図 実施の形態４に係る固定値挿入部における２Ｍ＜Ｋ＜３Ｍの場合のＫビットの固定値の挿入例を示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る送信装置、受信装置および符号化方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システム４０の構成例を示す図である。無線通信システム４０は、送信装置１０と、受信装置３０と、を備える。無線通信システム４０は、送信装置１０が、通信路２０を介して受信装置３０に送信系列を送信するシステムである。

送信装置１０の構成および動作について説明する。送信装置１０は、固定値挿入部１１と、符号化部１２と、送信系列生成部１３と、変調部１４と、を備える。

固定値挿入部１１は、入力された情報ビット系列に対して、符号化部１２でのＬＤＰＣによる符号化処理対象の情報ビット系列のビット長にするため固定値を挿入し、符号化処理対象ビット系列を生成する。本実施の形態では、一例として、値が全て‘０’の固定パターンを固定値とする。

符号化部１２は、固定値挿入部１１で生成された符号化処理対象ビット系列に対して符号化処理を行う組織型ＬＤＰＣ符号化部である。本実施の形態において、符号化部１２は、低密度パリティ検査符号化処理であるＬＤＰＣ符号化処理として、疑似巡回低密度パリティ検査符号であるＱＣ−ＬＤＰＣ（Quasi Cyclic−Low Density Parity Check）符号による符号化処理を行う。符号化部１２は、符号化処理対象ビット系列に、符号化処理を行った結果であるチェックビットを付加する。符号化部１２は、符号化処理対象ビット系列の部分についてはそのまま出力する。

送信系列生成部１３は、あらかじめ規定されたビット長の送信系列を生成するため、符号化部１２で符号化処理され符号化処理対象ビット系列にチェックビットが付加されたビット系列から、固定値挿入部１１で固定値が挿入されたビット位置に対応するデータを優先的に削除する固定値削除部である。送信系列生成部１３は、符号化処理対象ビット系列にチェックビットが付加されたビット系列からデータを削除し、送信系列を生成する。

変調部１４は、送信系列生成部１３で生成された送信系列に対して変調処理を行う。変調部１４は、変調処理後の送信系列を、通信路２０を介して受信装置３０に送信する。

図２は、実施の形態１に係る送信装置１０の送信処理を示すフローチャートである。図３は、実施の形態１に係る送信装置１０の各構成要素での処理内容を示す図である。

送信装置１０において、固定値挿入部１１は、あらかじめ規定されたビット長であって、ビット長がＬビットの情報ビット系列が入力されると、Ｌビットの情報ビット系列に対してＫビットの固定値を挿入する（ステップＳ１１）。固定値挿入部１１は、符号化処理の対象となるＬ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列を生成する。Ｌ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列は、Ｌビットの情報ビット系列とＫビットの固定値とで構成される。図３において、図３（ａ）が固定値挿入部１１に入力されるＬビットの情報ビット系列であり、図３（ｂ）が固定値挿入部１１で生成されるＬ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列である。図３において、図３（ａ）と図３（ｂ）との間の「固定値挿入」は固定値挿入部１１の処理内容を示す。

ここで、固定値挿入部１１に入力される情報ビット系列のビット長をＬビットとし、符号長ＮのＱＣ−ＬＤＰＣ符号による誤り訂正符号化対象の符号化処理対象ビット系列のビット長をＬ＋Ｋビットとすると、ＱＣ−ＬＤＰＣ符号で使用されるＬ＋Ｋ行Ｎ列の検査行列は、Ｍ行Ｍ列の小行列に分割可能である。小行列は、零行列、または単位行列、または単位行列の１の位置についてあらかじめ規定された行数巡回シフトしたものを複数個加算した行列、のいずれかによって表される。また、Ｌ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列は、Ｍビット毎のＰ個のブロックに分割可能である。符号化処理対象ビット系列のビット長のＬ＋ＫはＭの倍数となるため、Ｍ×Ｐ＝Ｌ＋Ｋとなるような正の整数Ｐが存在する。同様に、符号長のＮもＭの倍数となるため、Ｍ×Ｑ＝Ｎとなるような正の整数Ｑが存在する。なお、Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，ＰおよびＱは正の整数である。固定値挿入部１１では、Ｌ＋Ｋの値がＭの倍数になるようなＫの値が設定される。

固定値挿入部１１は、Ｌ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列の各ブロックに対応する検査行列の各列の列重みを比較する。固定値挿入部１１は、分割して得られたＰ個のブロックのうち、対応する検査行列の列重みの小さいブロックに優先的にＫビットの固定値が含まれるように、情報ビット系列に固定値を挿入することにより符号化処理対象ビット系列を生成する。固定値挿入部１１において、Ｌビットの情報ビット系列にＫビットの固定値を挿入することと、Ｌ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列にＫビットの固定値を含ませることとは同様のことである。図４は、実施の形態１に係る固定値挿入部１１が、Ｌ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列を先頭から順にＭビット毎にＰ個のブロックに分割し、Ｋビットの固定値を挿入する例を示す図である。ＱＣ−ＬＤＰＣ符号では、各ブロックに対応する検査行列の列重みは、一定の値、具体的には各ブロックに対応する検査行列の各列に含まれる‘１’の個数に基づく値をとることになる。一例として、図４に示すように、Ｐ個のブロックの各ブロックに対応する検査行列の列重みを先頭から順にＷ１，Ｗ２，…，ＷＰとし、列重みの大きさをＷ１＜Ｗ２＜…＜ＷＰとする。固定値挿入部１１は、Ｋ＜Ｍの場合、最も検査行列の列重みの小さな値となる先頭のＭビットのブロック＃１にＫビットの固定値を挿入する。以降の説明において、各ブロックに対応する検査行列の列重みを、単に各ブロックの列重みと称することがある。

図２および図３の説明に戻る。符号化部１２は、固定値挿入部１１で生成されたＬ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列に対して、前述のＬ＋Ｋ行Ｎ列の検査行列を用いて、ＱＣ−ＬＤＰＣによる符号化処理を行う（ステップＳ１２）。符号化部１２は、固定値挿入部１１から入力されたＬ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列はそのまま出力し、計算したチェックビットをＬ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列の後ろに付加して出力する。図３において、図３（ｃ）が符号化部１２による符号化処理によって符号化され、符号化処理対象ビット系列にチェックビットが付加されたビット系列である。図３（ｂ）と図３（ｃ）との間の「符号化処理」は符号化部１２の処理内容を示す。

送信系列生成部１３は、通信路２０に送信される送信系列の長さ、すなわちビット数があらかじめ規定されている場合、符号化処理対象ビット系列にチェックビットが付加されたビット系列のうち、固定値が挿入されたビット位置に対応するデータを優先的に削除する（ステップＳ１３）。送信系列生成部１３は、規定された長さの送信系列を生成する。図３において、図３（ｄ）が送信系列生成部１３のデータ削除によって生成される送信系列である。図３（ｃ）と図３（ｄ）との間の「データ削除（送信系列生成）」は送信系列生成部１３の処理内容を示す。ここで、送信装置１０では、固定値を挿入したビット数よりも、削除するデータのビット数の方が小さくなるようにすることが望ましい。挿入された固定値のビット数よりも削除するデータのビット数の方が大きくなる場合、送信系列生成部１３は、挿入された固定値を全て削除し、さらに情報ビット系列の一部のビット、またはチェックビットの一部のビットを削除する。

変調部１４は、送信系列生成部１３で生成された送信系列に対して変調処理を行う（ステップＳ１４）。具体的には、変調部１４は、あらかじめ規定された変調方式に従って送信系列に対してマッピング処理を行う。変調方式については、例えば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）などがあるが、これらに限定されない。変調部１４は、変調処理後の送信系列を、通信路２０を介して受信装置３０に送信する。

つぎに、受信装置３０の構成および動作について説明する。受信装置３０は、復調部３１と、フレーム生成部３２と、復号部３３と、パンクチャ部３４と、を備える。

復調部３１は、受信信号に対して、送信装置１０の変調部１４の変調処理に対応する復調処理を行い、軟判定情報を生成する。受信信号は、復調部３１が、送信装置１０から送信された送信系列を、通信路２０を介して受信した信号である。

フレーム生成部３２は、復調部３１で生成された軟判定情報に対して、送信装置１０の送信系列生成部１３でデータが削除されたビット位置に固定値を挿入する。

復号部３３は、フレーム生成部３２で固定値が挿入された軟判定情報に対して、送信装置１０の符号化部１２の符号化処理に対応する復号処理を行い、硬判定復号結果を生成する。

パンクチャ部３４は、復号部３３で生成された硬判定復号結果から、送信装置１０の固定値挿入部１１で固定値が挿入されたビット位置に対応するデータを削除し、復号結果を生成する。

図５は、実施の形態１に係る受信装置３０の受信処理を示すフローチャートである。

受信装置３０において、復調部３１は、受信信号に対して復調処理を行う（ステップＳ２１）。復調部３１は、具体的には、受信信号に対して、受信信号点の位置と変調方式によって規定される各信号点との距離を求め、受信信号の１ビットごとに硬判定値が０である尤度と硬判定値が１である尤度とを計算し、尤度比から１ビットごとの軟判定情報を生成する。

フレーム生成部３２は、復調部３１で生成された軟判定情報に対して、送信装置１０の送信系列生成部１３でデータが削除されたビット位置に固定値を挿入する（ステップＳ２２）。フレーム生成部３２は、固定値を挿入した部分の信頼度すなわち尤度が最大の値となるようにする。また、フレーム生成部３２は、復調部３１で復調処理された受信信号を、軟判定情報を用いて変換して受信フレームを生成する。具体的には、フレーム生成部３２は、復調部３１で尤度が計算された受信信号の部分を、尤度が最も大きな値の軟判定情報に変換する。受信フレームは、送信装置１０の符号化部１２において符号化処理の対象となったＬ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列に対応するものである。

復号部３３は、フレーム生成部３２で生成された受信フレームに対して、送信装置１０の符号化部１２で使用された検査行列と同じ検査行列を用いて、あらかじめ規定された回数の繰り返し復号処理を行う（ステップＳ２３）。復号部３３は、復号処理の結果、固定値が挿入された情報ビット系列、すなわち図３（ｂ）に示す送信装置１０の固定値挿入部１１で生成されるＬ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列に対応する硬判定復号結果を生成する。

パンクチャ部３４は、復号部３３で生成された硬判定復号結果から、送信装置１０の固定値挿入部１１で固定値が挿入されたビット位置に対応するデータを削除する（ステップＳ２４）。パンクチャ部３４は、硬判定復号結果からデータを削除したものを復号結果として生成し、出力する。

このように、無線通信システム４０において、送信装置１０は、入力される情報ビット系列に対して、ＱＣ−ＬＤＰＣ符号の検査行列の列重みの小さい部分に固定値を挿入する。これにより、受信装置３０は、ＱＣ−ＬＤＰＣ符号の復号処理で列演算処理を行う際、従来では軟判定情報を列重み分だけ加算する処理でオーバーフローを起こしてしまう可能性が高くなる場合でも、送信装置１０が前述のような固定値を挿入することでオーバーフローの可能性を低減できる。受信装置３０は、オーバーフローの可能性すなわち性能劣化が起こる可能性を低減できることから、結果的に、復号性能を向上させることができる。

つづいて、送信装置１０のハードウェア構成について説明する。送信装置１０において、固定値挿入部１１、符号化部１２、送信系列生成部１３、および変調部１４は、処理回路により実現される。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、プロセッサがメモリに格納されるプログラムを実行するものであってもよい。

図６は、実施の形態１に係る送信装置１０が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図６に示す処理回路９１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。送信装置１０の各構成要素の機能を機能別に処理回路９１で実現してもよいし、各構成要素の機能をまとめて処理回路９１で実現してもよい。

図７は、実施の形態１に係る送信装置１０が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ９２およびメモリ９３で構成される場合、送信装置１０の処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９３に格納される。処理回路では、メモリ９３に記憶されたプログラムをプロセッサ９２が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、送信装置１０の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９３を備える。また、これらのプログラムは、送信装置１０の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

ここで、プロセッサ９２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などであってもよい。また、メモリ９３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

なお、送信装置１０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

送信装置１０のハードウェア構成について説明したが、受信装置３０のハードウェア構成も同様である。すなわち、受信装置３０において、復調部３１、フレーム生成部３２、復号部３３、およびパンクチャ部３４は、処理回路により実現される。処理回路は、図６に示すように専用のハードウェアであってもよいし、図７に示すようにプロセッサがメモリに格納されるプログラムを実行するものであってもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、送信装置１０は、入力される情報ビット系列のビット長がＬビット、符号長ＮのＱＣ−ＬＤＰＣによる符号化処理対象ビット系列のビット長がＬ＋Ｋビットであり、Ｌ＋Ｋ行Ｎ列の検査行列がＭ行Ｍ列の小行列に分割可能で、Ｌ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列をＭビット毎のＰ個のブロックに分割可能な場合に、入力されるＬビットの情報ビット系列に対して、検査行列の列重みの小さいブロックに対応する符号化処理対象ビット系列のブロックから優先的にＫビットの固定値を挿入して符号化処理を行う。そして、送信装置１０は、符号化処理対象ビット系列にチェックビットが付加されたビット系列から固定値が挿入されたビット位置に対応するデータを優先的に削除して送信系列を生成し、送信することとした。これにより、送信装置１０は、処理負荷を抑制しつつ、受信装置３０の復号性能を向上させることが可能な送信系列を生成することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、送信装置１０で挿入する固定値のビット数Ｋが、検査行列を分割した小行列の行数および列数のＭよりも小さい場合について説明した。実施の形態２では、送信装置１０で挿入する固定値のビット数Ｋが、検査行列の小行列の行数および列数のＭよりも大きい場合について説明する。

実施の形態２において、無線通信システム４０の構成は、図１に示す実施の形態１の無線通信システム４０と同様である。実施の形態２では、図２に示す送信装置１０の送信処理において、Ｌビットの情報ビット系列に対してＫビットの固定値を挿入するステップＳ１１の内容が実施の形態１と異なる。

図８は、実施の形態２に係る固定値挿入部１１におけるＭ＜Ｋ＜２Ｍの場合のＫビットの固定値の挿入例を示す図である。実施の形態２において、固定値挿入部１１は、Ｍ＜Ｋ＜２Ｍの場合、列重みの最も小さな値となる先頭のＭビットのブロック＃１の全てのビットにＭビットの固定値を挿入する。また、固定値挿入部１１は、次に列重みの小さな値となる２番目のＭビットのブロック＃２に残りのＫ−Ｍビットの固定値を挿入する。このように、固定値挿入部１１は、Ｋ＞Ｍの場合、最も列重みが小さなブロックが１個のときは、最も列重みが小さなブロックにＭビットの固定値を挿入し、次に列重みの小さなブロックにＫ−Ｍビットの固定値を挿入する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、送信装置１０は、Ｍ＜Ｋ＜２Ｍの場合にも、列重みの小さなブロックに固定値を優先的に割り当てることで、実施の形態１と同様、受信装置３０の復号処理においてオーバーフローの可能性を低減でき、受信装置３０の復号性能を向上させることが可能な送信系列を生成することができる。

実施の形態３．
実施の形態２では、送信装置１０で挿入する固定値のビット数Ｋが、検査行列の小行列の行数および列数のＭよりも大きい場合について説明した。実施の形態３では、送信装置１０で挿入する固定値のビット数Ｋが、検査行列の小行列の行数および列数のＭよりも大きく、かつ、列重みの最も小さな値となるＭビットのブロックが複数ある場合について説明する。

実施の形態３において、無線通信システム４０の構成は、図１に示す実施の形態１の無線通信システム４０と同様である。実施の形態３では、図２に示す送信装置１０の送信処理において、Ｌビットの情報ビット系列に対してＫビットの固定値を挿入するステップＳ１１の内容が実施の形態１，２と異なる。

図９は、実施の形態３に係る固定値挿入部１１におけるＭ＜Ｋ＜２Ｍの場合のＫビットの固定値の第１の挿入例を示す図である。実施の形態３では、実施の形態１，２と異なり、先頭のＭビットのブロック＃１および２番目のＭビットのブロック＃２が、最も小さな列重みの値となるブロックである。実施の形態３において、固定値挿入部１１は、Ｍ＜Ｋ＜２Ｍの場合、列重みの最も小さな値となる先頭のＭビットのブロック＃１および２番目のＭビットのブロック＃２のそれぞれに対して、Ｋ／２ビットの固定値を挿入する。なお、ここではＫは偶数とする。

図１０は、実施の形態３に係る固定値挿入部１１におけるＭ＜Ｋ＜２Ｍの場合のＫビットの固定値の第２の挿入例を示す図である。各ブロックの列重みが図９の条件と同様であり、Ｍ＜Ｋ＜２Ｍとする。この場合、固定値挿入部１１は、実施の形態２と同様、列重みの最も小さな値となる先頭のＭビットのブロック＃１の全てのビットにＭビットの固定値を挿入する。また、固定値挿入部１１は、列重みの最も小さな値となるもう１つのブロックである２番目のＭビットのブロック＃２に残りのＫ−Ｍビットの固定値を挿入する。

固定値挿入部１１は、列重みの最も小さなブロック＃１およびブロック＃２の２ＭビットからＫビットを選択し、選択したＫビットの位置に固定値を挿入することで、図９および図１０と同様の効果を得ることができる。固定値挿入部１１は、Ｋ＞Ｍの場合、最も列重みが小さなブロックがＲ個あってＭ×Ｒ≧Ｋのときは、最も列重みが小さなＲ個のブロックのＭ×ＲビットからＫビットを選択し、選択したＫビットに固定値を挿入する。なお、Ｒを正の整数とする。

以上説明したように、本実施の形態によれば、送信装置１０は、Ｍ＜Ｋ＜２Ｍ、かつ列重みの最も小さなブロックが複数ある場合にも、列重みの小さいブロックに固定値を優先的に割り当てることで、実施の形態１と同様、受信装置３０の復号処理においてオーバーフローの可能性を低減でき、受信装置３０の復号性能を向上させることが可能な送信系列を生成することができる。

実施の形態４．
実施の形態３では、最も小さな列重みの数が２つで、送信装置１０で挿入する固定値のビット数ＫがＭ＜Ｋ＜２Ｍの場合について説明した。実施の形態４では、最も小さな列重みの数が２つで、送信装置１０で挿入する固定値のビット数Ｋが２Ｍ＜Ｋの場合について説明する。

実施の形態４において、無線通信システム４０の構成は、図１に示す実施の形態１の無線通信システム４０と同様である。実施の形態４では、図２に示す送信装置１０の送信処理において、Ｌビットの情報ビット系列に対してＫビットの固定値を挿入するステップＳ１１の内容が実施の形態１から３と異なる。

図１１は、実施の形態４に係る固定値挿入部１１における２Ｍ＜Ｋ＜３Ｍの場合のＫビットの固定値の挿入例を示す図である。実施の形態４では、実施の形態３と同様、先頭のＭビットのブロック＃１および２番目のＭビットのブロック＃２が、最も小さな列重みの値となるブロックである。実施の形態４において、固定値挿入部１１は、２Ｍ＜Ｋ＜３Ｍの場合、列重みの最も小さな値となる先頭のＭビットのブロック＃１および２番目のＭビットのブロック＃２のそれぞれに対して、Ｍビットの固定値を挿入する。また、固定値挿入部１１は、次に列重みの小さな値となる３番目のブロック＃３に残りのＫ−２Ｍビットの固定値を挿入する。固定値挿入部１１は、Ｋ＞Ｍの場合、最も列重みが小さなブロックがＲ個あってＭ×Ｒ＜Ｋのときは、最も列重みが小さなＲ個のブロックの各々にＭビットの固定値を挿入し、次に列重みの小さなブロックにＫ−Ｍ×Ｒビットの固定値を挿入する。なお、Ｒを正の整数とする。

以上説明したように、本実施の形態によれば、送信装置１０は、２Ｍ＜Ｋ＜３Ｍ、かつ列重みの最も小さなブロックが複数ある場合にも、列重みの小さいブロックに固定値を優先的に割り当てることで、実施の形態１と同様、受信装置３０の復号処理においてオーバーフローの可能性を低減でき、受信装置３０の復号性能を向上させることが可能な送信系列を生成することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０ 送信装置、１１ 固定値挿入部、１２ 符号化部、１３ 送信系列生成部、１４ 変調部、２０ 通信路、３０ 受信装置、３１ 復調部、３２ フレーム生成部、３３ 復号部、３４ パンクチャ部、４０ 無線通信システム。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の送信装置は、Ｋ，Ｌ，Ｍ，ＮおよびＰを正の整数とし、Ｌビットの情報ビット系列とＫビットの固定値とで構成されるＬ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列を符号長Ｎの疑似巡回低密度パリティ検査符号により符号化するためのＬ＋Ｋ行Ｎ列の検査行列がＭ行Ｍ列の小行列に分割可能な場合に、符号化処理対象ビット系列をＭビット毎のＰ個のブロックに分割して得られるブロックのうち、対応する検査行列の列重みの小さいブロックに優先的にＫビットの固定値が含まれるように、対応する検査行列の列重みに基づいて情報ビット系列に固定値を挿入することにより符号化処理対象ビット系列を生成する固定値挿入部を備える。また、送信装置は、符号化処理対象ビット系列に対して、検査行列を用いて疑似巡回低密度パリティ検査符号による符号化処理を行う符号化部と、符号化部で符号化処理され、符号化処理対象ビット系列にチェックビットが付加されたビット系列から、固定値が挿入されたビット位置に対応するデータを優先的に削除して送信系列を生成する送信系列生成部と、を備えることを特徴とする。

Claims (13)

1. Ｋ，Ｌ，Ｍ，ＮおよびＰを正の整数とし、
   Ｌビットの情報ビット系列とＫビットの固定値とで構成されるＬ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列を符号長Ｎの疑似巡回低密度パリティ検査符号により符号化するためのＬ＋Ｋ行Ｎ列の検査行列がＭ行Ｍ列の小行列に分割可能な場合に、前記符号化処理対象ビット系列をＭビット毎のＰ個のブロックに分割して得られるブロックのうち、対応する前記検査行列の列重みの小さいブロックに優先的にＫビットの固定値が含まれるように、前記情報ビット系列に前記固定値を挿入することにより前記符号化処理対象ビット系列を生成する固定値挿入部と、
   前記符号化処理対象ビット系列に対して、前記検査行列を用いて疑似巡回低密度パリティ検査符号による符号化処理を行う符号化部と、
   前記符号化部で符号化処理され、前記符号化処理対象ビット系列にチェックビットが付加されたビット系列から、前記固定値が挿入されたビット位置に対応するデータを優先的に削除して送信系列を生成する送信系列生成部と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
2. 前記固定値挿入部は、Ｋ≦Ｍの場合、最も列重みの小さなブロックにＫビットの固定値を挿入する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 前記固定値挿入部は、Ｋ＞Ｍの場合、最も列重みが小さなブロックが１個のときは、最も列重みが小さなブロックにＭビットの固定値を挿入し、次に列重みの小さなブロックにＫ−Ｍビットの固定値を挿入する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
4. Ｒを正の整数とし、
   前記固定値挿入部は、Ｋ＞Ｍの場合、最も列重みが小さなブロックがＲ個あってＭ×Ｒ≧Ｋのときは、最も列重みが小さなＲ個のブロックのＭ×ＲビットからＫビットを選択し、選択したＫビットに固定値を挿入する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
5. Ｒを正の整数とし、
   前記固定値挿入部は、Ｋ＞Ｍの場合、最も列重みが小さなブロックがＲ個あってＭ×Ｒ＜Ｋのときは、最も列重みが小さなＲ個のブロックの各々にＭビットの固定値を挿入し、次に列重みの小さなブロックにＫ−Ｍ×Ｒビットの固定値を挿入する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
6. 前記送信系列生成部で生成された送信系列に対して変調処理を行い、変調処理後の送信系列を送信する変調部、
   を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の送信装置。
7. 請求項６に記載の送信装置から送信された送信系列を受信した信号である受信信号に対して復調処理を行い、受信信号の１ビットごとの軟判定情報を生成する復調部と、
   前記復調部で生成された軟判定情報に対して、前記送信装置の送信系列生成部でデータが削除されたビット位置に固定値を挿入し、前記受信信号を前記軟判定情報を用いて変換して受信フレームを生成するフレーム生成部と、
   前記フレーム生成部で生成された前記受信フレームに対して、前記送信装置の符号化部で使用された検査行列と同じ検査行列を用いて復号処理を行い、硬判定復号結果を生成する復号部と、
   前記復号部で生成された硬判定復号結果から、前記送信装置の固定値挿入部で固定値が挿入されたビット位置に対応するデータを削除し、データ削除後の硬判定復号結果を復号結果として出力するパンクチャ部と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
8. Ｋ，Ｌ，Ｍ，ＮおよびＰを正の整数とし、
   固定値挿入部が、Ｌビットの情報ビット系列とＫビットの固定値とで構成されるＬ＋Ｋビットの符号化処理対象ビット系列を符号長Ｎの疑似巡回低密度パリティ検査符号により符号化するためのＬ＋Ｋ行Ｎ列の検査行列がＭ行Ｍ列の小行列に分割可能な場合に、前記符号化処理対象ビット系列をＭビット毎のＰ個のブロックに分割して得られるブロックのうち、対応する前記検査行列の列重みの小さいブロックに優先的にＫビットの固定値が含まれるように、前記情報ビット系列に前記固定値を挿入することにより前記符号化処理対象ビット系列を生成する第１のステップと、
   符号化部が、前記符号化処理対象ビット系列に対して、前記検査行列を用いて疑似巡回低密度パリティ検査符号による符号化処理を行う第２のステップと、
   送信系列生成部が、前記符号化部で符号化処理され、前記符号化処理対象ビット系列にチェックビットが付加されたビット系列から、前記固定値が挿入されたビット位置に対応するデータを優先的に削除して送信系列を生成する第３のステップと、
   を含むことを特徴とする符号化方法。
9. 前記第１のステップにおいて、前記固定値挿入部は、Ｋ≦Ｍの場合、最も列重みの小さなブロックにＫビットの固定値を挿入する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の符号化方法。
10. 前記第１のステップにおいて、前記固定値挿入部は、Ｋ＞Ｍの場合、最も列重みが小さなブロックが１個のときは、最も列重みが小さなブロックにＭビットの固定値を挿入し、次に列重みの小さなブロックにＫ−Ｍビットの固定値を挿入する、
    ことを特徴とする請求項８に記載の符号化方法。
11. Ｒを正の整数とし、
    前記第１のステップにおいて、前記固定値挿入部は、Ｋ＞Ｍの場合、最も列重みが小さなブロックがＲ個あってＭ×Ｒ≧Ｋのときは、最も列重みが小さなＲ個のブロックのＭ×ＲビットからＫビットを選択し、選択したＫビットに固定値を挿入する、
    ことを特徴とする請求項８に記載の符号化方法。
12. Ｒを正の整数とし、
    前記第１のステップにおいて、前記固定値挿入部は、Ｋ＞Ｍの場合、最も列重みが小さなブロックがＲ個あってＭ×Ｒ＜Ｋのときは、最も列重みが小さなＲ個のブロックの各々にＭビットの固定値を挿入し、次に列重みの小さなブロックにＫ−Ｍ×Ｒビットの固定値を挿入する、
    ことを特徴とする請求項８に記載の符号化方法。
13. 変調部が、前記第３のステップで生成された送信系列に対して変調処理を行い、変調処理後の送信系列を送信する第４のステップ、
    を含むことを特徴とする請求項８から１２のいずれか１つに記載の符号化方法。

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