TWI572175B - A transmission method, a reception method, a transmitter, and a receiver - Google Patents

A transmission method, a reception method, a transmitter, and a receiver Download PDF

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TWI572175B TW101141559A TW101141559A TWI572175B TW I572175 B TWI572175 B TW I572175B TW 101141559 A TW101141559 A TW 101141559A TW 101141559 A TW101141559 A TW 101141559A TW I572175 B TWI572175 B TW I572175B
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Description

發送方法、接收方法、發送機、及接收機 發明領域
本發明係有關於數位通訊領域，更詳細地說是有關於一種使用多維旋轉星座圖之發送及接收之技術。
發明背景
近年來，有使用多維旋轉星座圖(例如旋轉QAM(quadrature amplitude modulation，正交振幅調變)星座圖)者(例如，參考專利文獻1、非專利文獻1)。
如此之發送機係具有於由符元映射器所輸出之多數實數值(real-valued)之PAM(pulse amplitude modulation，脈衝振幅調變)符元中，對預定個之PAM符元之群組每個，將正交矩陣乘到將該預定個PAM符元作為元素之向量(將向量旋轉)之功能。在如此發送機中，進行了以時軸分散構成由旋轉處理之結果所得到之向量(旋轉向量)之前述預定個的元素者。
先行技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]歐洲專利申請案2288048
非專利文獻
[非專利文獻1]ETSI EN 302 755 V1.1.1(DVB-T2規程)
發明概要
惟，時間分集係有賴於構成旋轉向量之前述預定個元素在時軸之分散。
在此，本發明之目的係提供一種發送方法，該發送方法係適當地執行在構成旋轉向量之前述預定個元素之時軸所進行之分散，藉此可得到優異的時間分集者。
為達成上述目的，本發明之發送方法係數位資料發送之發送方法，包含有：編碼步驟，係對每預定長度之資料區塊，使用錯誤訂正碼，而將資料區塊進行編碼者；實數值符元列產生步驟，係以預定數量之位元，逐一依序將藉前述編碼所得到之編碼資料區塊映設於實數值符元，藉此產生含有NS個之實數值符元之實數值符元列者；變換步驟，係對D維向量乘上D列D行的正交矩陣，藉此將每個前述D維向量分別變換成令D個實數符元作為元素之D維旋轉向量，前述D維向量為令前述實數值符元列所含之D個前述實數值符元作為元素者；及複數符元列產生步驟，係經由前述變換結果所得到之 NS個前述實數符元，產生含有NC=NS/2個複數符元之複數符元列者；前述複數符元列產生步驟係執行前述複數符元列之產生，以於該複數符元列中，令全部的前述D維旋轉向量之D個前述實數符元之間隔成為NC/D複數符元或NC/D-1複數符元者，或是除局部的前述D維旋轉向量之外之前述D維旋轉向量之D個前述實數符元之間隔成為NC/D複數符元或NC/D-1複數符元者。
依上述發送方法，可得到優異的時間分集。
100A‧‧‧發送機
110‧‧‧FEC編碼器
115‧‧‧解多工器
120‧‧‧PAM映射器
125‧‧‧解多工器
130‧‧‧星座圖旋轉單元
140,140A‧‧‧胞元映射器
150A‧‧‧胞元交錯器
160A‧‧‧訊框交錯器
170A‧‧‧訊框映射器
180‧‧‧調變器
190‧‧‧發送天線
300‧‧‧接收機
310‧‧‧接收天線
320‧‧‧解調器
330‧‧‧訊框解映射器
340‧‧‧訊框解交錯器
350‧‧‧胞元解交錯器
360‧‧‧胞元解映射器
370‧‧‧星座圖解映射器
380‧‧‧FEC解碼器
500A,500B‧‧‧發送機
510‧‧‧FEC編碼器
520‧‧‧位元交錯器
522‧‧‧同位交錯器
524‧‧‧行-列交錯器
526‧‧‧位元-胞元解多工器
530‧‧‧QAM映射器
535A,535B‧‧‧胞元交錯器
540‧‧‧星座圖旋轉單元
550,550A‧‧‧RC成分分離單元
551‧‧‧Q延遲插入單元
555‧‧‧胞元交錯器
560‧‧‧時間/頻率交錯器
570‧‧‧OFDM調變器
580‧‧‧RF功率放大器
590‧‧‧發送天線
700‧‧‧接收機
710‧‧‧接收天線
720‧‧‧RF前端
730‧‧‧OFDM解調器
740‧‧‧時間/頻率解交錯器
750‧‧‧RC成分耦合單元
760‧‧‧胞元解交錯器
770‧‧‧星座圖解映射器
780‧‧‧位元解交錯器
790‧‧‧FEC解碼器
圖1係一般使用旋轉星座圖之發送機100之構成方塊圖。
圖2A係顯示訊框交錯與訊框映射之一組合例之圖。
圖2B係顯示訊框交錯與訊框映射之另一組合例之圖。
圖2C係顯示訊框交錯與訊框映射之另一組合例之圖。
圖2D係顯示訊框交錯與訊框映射之另一組合例之圖。
圖2E係顯示訊框交錯與訊框映射之另一組合例之圖。
圖3A係顯示按照本發明之一實施形態中FEC區塊在1框分散之一概略例之圖。
圖3B係顯示按照本發明之一實施形態中FEC區塊在2框分散之一概略例之圖。
圖3C係顯示按照本發明之一實施形態中FEC區塊在3框分散之一概略例之圖。
圖3D係顯示按照本發明之一實施形態中FEC區塊在4框分散之一概略例之圖。
圖4係顯示本發明實施形態1之使用旋轉星座圖之發送機100A之構成方塊圖。
圖5(a)~(e)係顯示在二維旋轉星座圖區塊時，藉圖4之胞元映射器140A所進行之胞元映射一例之圖。
圖6(a)~(d)係顯示在四維旋轉星座圖區塊時，藉圖4之胞元映射器140A所進行之胞元映射一例之圖。
圖7係顯示在二維旋轉星座圖區塊時，藉圖4之胞元映射器140A所進行之胞元映射另一例之圖。
圖8係顯示在四維旋轉星座圖區塊時，藉圖4之胞元映射器140A所進行之胞元映射另一例之圖。
圖9(a)~(b)係顯示在二維旋轉星座圖區塊時，藉圖4之胞元交錯器150A所進行之胞元交錯一例之圖。
圖10(a)~(b)係顯示在四維旋轉星座圖區塊時，藉圖4之胞元交錯器150A所進行之胞元交錯一例之圖。
圖11係顯示在二維旋轉星座圖區塊時之胞元映射及胞元交錯之結果一例之圖。
圖12係顯示在四維旋轉星座圖區塊時之胞元映射及胞元交錯之結果一例之圖。
圖13(a)~(d)係顯示二維旋轉星座圖時之FEC區塊之切片例之圖。
圖14(a)~(d)係顯示四維旋轉星座圖時之FEC區塊之切片例之圖。
圖15係顯示圖4之訊框交錯器160A之構成方塊圖。
圖16係顯示藉圖15之訊框交錯器160A所進行之FEC區塊朝多數訊框分散之一概略例之圖。
圖17係顯示將FEC區塊在交錯單元進行分離，進而分離成切片一例之圖。
圖18係顯示本發明實施形態1之使用旋轉星座圖之接收機300之構成方塊圖。
圖19係顯示根據DVB-T2規格之使用旋轉QAM(quadrature amplitude modulation)星座圖之發送機500之構成方塊圖。
圖20(a)~(c)係顯示在二維旋轉星座圖區塊時，藉圖19之Q延遲插入單元551所進行之一處理例之圖。
圖21(a)~(c)係顯示在四維旋轉星座圖區塊時，藉圖19之Q延遲插入單元551所進行之一處理例之圖。
圖22係顯示圖19之位元交錯器520之構成方塊圖。
圖23係顯示圖22之行-列交錯器524之動作之概要圖。
圖24A係顯示相對於QPSK星座圖之位元映射之圖。
圖24B係顯示相對於16-QAM星座圖之位元映射之圖。
圖24C係顯示相對於64-QAM星座圖之位元映射之圖。
圖25係顯示本發明實施形態2之使用旋轉星座圖之發送機500A之構成方塊圖。
圖26係顯示本發明實施形態2之使用旋轉星座圖之另一發送機500B之構成方塊圖。
圖27係顯示本發明實施形態2之使用旋轉星座圖之接 收機700之構成方塊圖。
較佳實施例之詳細說明
≪依發明人之檢討及發明人由此檢討所得到之知見≫
首先就一般使用多維旋轉星座圖(例如旋轉回転QAM(quadrature amplitude modulation)星座圖)之發送技術，一邊參考附圖一邊說明之。
圖1係顯示一般使用多維旋轉星座圖之發送機之構成方塊圖。
發送機100包含有：前方錯誤訂正(forward-error-correction：FEC)編碼器110、解多工器115、PAM映射器120、解多工器125、星座圖旋轉單元130、胞元映射器140、胞元交錯器150、訊框交錯器160、訊框映射器170、調變器180、及發送天線190
發送機100係接收含有所發送之資訊作為輸入之資訊之預定長度之二進制區塊。
FEC編碼器110係使用前方錯誤訂正(forward-error-correction：FEC)碼，而將各資訊區塊進行編碼。藉此，製作FEC碼。該編碼處理包括為使接收機中之資訊區塊之解碼更穩建地面對錯誤之冗長位元之計算及對該冗長位元之資訊區塊之附加。FEC碼之家族之2個重要的例子包括低密度同位檢查(low-density parity-check：LDPC)碼及渦輪碼。惟，本發明並不是特別地限制FEC編碼器110使用之FEC 碼之類型者。FEC碼之最重要的參數為編碼率。在此，編碼率係資訊位元數與碼語位元數之比值(編碼率=資訊位元數÷碼字位元數)。此外，本發明並不是特別要限定編碼率者。
藉編碼處理所得到之FEC碼字係供給至解多工器115。以下，將FEC碼字標記為FEC區塊。解多工器115係將FEC區塊之多數位元分成B個位元元之群組，且供給至PAM映射器120。PAM映射器120係對每群，將B個位元映射至實數值(real-valued)之PAM(pulse amplitude modulation)符元。各PAM符元係由含有2B個值之離散集來取一個值。已極為理解B個位元是如何映射於PAM符元，並不直接與本發明有關聯。與本發明有關聯之觀點在於各FEC區塊變換成PAM符元之區塊。以下將每FEC區塊之PAM符元數標記為NS。
在映射於PAM符元之前，FEC區塊，例如亦可施行位元置換或擊穿等之附加處理。其等觀點係於本技術領域是極為已知之技術。
藉PAM映射器120所製作之NS個實數值之PAM符元係供給至解多工器125。解多工器125係將NS個實數值之PAM符元分別分離成將D個實數值之PAM符元作為元素之D維向量。其等向量係當作為顯示D維空間中之固有的點來處理。結果所得到之(2B)D個組合係形成D維星座圖。
各D維向量係由解多工器125供給至星座圖旋轉單元130。星座圖旋轉單元130係於各D維向量乘上D列D行 之正交矩陣(以下標記為D×D之正交矩陣)(將供給至星座圖旋轉單元130之D維向量為V，且令矩陣乘法所使用之正交矩陣為R，令矩陣乘法之D維旋轉向量為V時，V=RV)。正交矩陣之乘法係視為一般D維空間中之向量的旋轉，使用有「旋轉星座圖(rotated constellation)」之用語。本發明並不是將星座圖旋轉單元130使用之正交矩陣(適當地標記為「旋轉矩陣」)限定在特定的構造之正交矩陣者，可使用任一正交矩陣。旋轉星座圖之使用係於該技術領域為已知技術，因此省略詳細說明，不過在專利文獻1(歐洲專利申請案2288048)中有極為詳細地揭示內容，且完全援用該揭示內容。
D係以2的乘冪倍數為佳，諸如2、4、8。通常，NS為D之倍數。NS不是D的倍數時，就維持在FEC區塊之最後的1至(D-1)個PAM符元不變之狀態，即，不旋轉之狀態。此事項不影響本發明之觀點任一者。
又，NS係以2之倍數為佳。
在此，將令D個實數值之PAM符元作為元素之向量旋轉之結果所得到之D維旋轉向量標記為D維旋轉星座圖區塊或單純記為D維星座圖區塊。又，將構成D維星座圖區塊之實數符元表示為成分或維。
此外，將二維旋轉星座圖區塊標記為2D旋轉星座圖區塊或2D-RC，將四維旋轉星座圖區塊標記為4D旋轉星座圖區塊或4D-RC。
在正交矩陣乘法之後(旋轉處理後)，各FEC區塊 之NS個實數符元(成分)係由星座圖旋轉單元130供給至胞元映射器140。胞元映射器140係將NS個實數符元映射至NC=NS/2之複數符元(胞元映射)。複數符元亦有時候標記為複數胞元或單純標記為胞元者。
胞元交錯器150係由胞元映射器140接收複數胞元，且將所收到的複數胞元交錯(胞元交錯)。
訊框交錯器160是為了擴大系統的時間分集，而以時軸將各FEC區塊之NC個複數胞元分散，因此進行交錯(訊框交錯)。接著，訊框映射器170係將以時軸分散之複數胞元映射於訊框(訊框映射)。
訊框交錯器160亦可為區塊交錯器、迴旋(convolutional)交錯器、或將兩者組合者。例如，在DVB-T2規格，訊框交錯器160為區塊交錯器，標記為時間交錯器。
系統的時間分集是個隨著交錯期間的擴大而增加者，須予以最大化。惟，交錯期間一拉得非常長時，潛伏期就會拉長，初期取得(例如電視頻道之跳過廣告(zapping)用之初期取得)所需的時間就會變長，又，發送機及接收機雙方所需之記憶體容量就會變大。
通常，發送訊號可匯集成相同期間之一個或多個訊框。各FEC區塊之NC個複數胞元係以一個或多個NF之訊框發送者。且以各訊框所發送之複數胞元之數目相同者為佳。在一個訊框內，多數複數胞元係以一個叢集，或在更長的期間與其他複數胞元進行交錯而發送者。藉使多數複數胞元分散到訊框全體，即可得到最高的分集及穩健性。 惟，本發明並不限於訊框交錯與訊框映射之特定機制者。
在施行過訊框交錯及訊框映射之後，複數胞元進一步藉至少含有調變器180、增頻變頻器(up-converter；未示於圖中)及RF(射頻；radio-frequency)功率放大器(未示於圖中)之處理方塊進行處理。調變器180例如使用正交頻分多工(orthogonal frequency-division multiplexing：OFDM)調變者。又，調變器180為了擴大頻率分集，亦可包括頻率交錯。增頻變頻器係將數位式基頻帶訊號轉換成類比式RF(radio-frequency)訊號。RF功率放大器係進行類比式RF訊號之功率放大者。被功率放大之類比式RF訊號係由發送天線190送出。
圖2A至圖2E係顯示訊框交錯與訊框映射之組合例之圖。圖2A至圖2E以及後述之圖3A至圖3D之各圖中，水平(橫)軸與垂直(縱)軸分別為時間與頻率。
圖2A係顯示FEC區塊以訊框之一個小部分發送之形態。結果所得到之時間分集很小。發送FEC區塊之訊框之區域例如受到脈衝雜訊之影響時，FEC區塊之複數胞元全部受到脈衝雜訊之影響，FEC區塊終不能解碼者。
圖2B係顯示FEC區塊於一個訊框以二個叢集發送之形態。圖2B之形態，時間分集係比圖2A之形態更為提昇。以下將叢集標記為切片。
圖2C係顯示FEC區塊分散在一個訊框全體發送之形態。圖2之形態，時間分集係與圖2A及圖2B之形態相比，相當有所提昇。脈衝雜訊例如破壞了訊框之前頭時， 只有FEC區塊之複數胞元之一部分受到脈衝雜訊之影響(除此之外的部分之複數胞元不會受到脈衝雜訊之影響)。為此，使解碼之失敗之機率降低。
圖2D係顯示各FEC區塊交錯而分散在二個鄰接之訊框發送之形態。圖2D之形態，時間分集係與圖2A、圖2B及圖2C之形態相比，更為提昇。惟，為交錯或解交錯，圖2D之形態所要求之記憶體尺寸是圖2A、圖2B及圖2C之形態的2倍。
圖2E係顯示各FEC區塊交錯，且分散於隔著一個訊框之二個不鄰接之訊框而發送之形態。在二個訊框每個，複數胞元係以短的叢集發送者。這是作為時間分割而為人所知，可抑制接收機中之叢集間之功率消費。交錯期間為四個訊框，為交錯或解交錯而所需求之記憶體量係與圖2C之形態相比，更為增加。
時間分集一般是藉(i)以多數訊框發送FEC區塊之多數複數胞元；(ii)在各訊框盡可能地以訊框期間分散多數複數胞元而最大化。該等2個觀點係記述為訊框間時間分集及訊框內時間分集。
有關於用以將時間分集最大化之習知手法，針對二維旋轉星座圖係揭示於非專利文獻1。習知手法包括下列步驟(1)至步驟(3)。
(1)在各複數QAM符元之實數成分(real component)與虛數成分(imaginary component)之間適用二維旋轉。此外，一個複數QAM符元之實數成分及虛數成分 個別相當於上述一個實數值之PAM符元。
(2)在適用二維旋轉之後，於各FEC區塊，在NC個複數胞元之實數成分與虛數成分之間適用一個複數胞元量之相對性的循環延遲。
(3)在適用循環延遲之後，對FEC區塊之複數胞元適用虛擬隨機排列(permutation)。虛擬隨機排列係於DVB-T2規格上記述為胞元交錯者。
上述步驟之詳細內容係記述於非專利文獻1，在該技術領域中為已知技術，因此在此省略其詳細說明。
在上述習知之手法，係減少構成各星座圖區塊之2個成分(維)受到影響之衰減之平均相關者。惟，藉用於虛擬隨機排列之亂數，使相同星座圖區塊之2個成分極為相近，或互相離得很開。為此，習知之手法的時間分集未成為最適者。
在使用旋轉星座圖之通訊系統中，對D維星座圖區塊之D個成分影響之頻道衰減互無相關者為要。因此，D維星座圖區塊之D個成分係映射於D個不同的複數胞元，對該D個不同的複數胞元影響之頻道衰減盡可能地互無相關者為佳。此時，使旋轉星座圖之增益乃至於系統性能予以最大化。
在一般的D維旋轉星座圖時，發明人係得到如下知見，即，有關於FEC區塊之全星座圖區塊，相同星座圖區塊中之2個成分間之時間間隔(距離)盡可能地均等分布，且盡可能地擴大時，系統之性能能達到最大者。
在FEC區塊分散於NF(>1)訊框時，有必要使各星座圖之D個成分(維)盡可能地分散於NF個訊框。D比NF大時，幾個訊框發送幾個星座圖區塊之2個以上之成分。此時，該2個以上之成分有必要盡可能地分散於訊框者。
本發明係保證能簡單地滿足其等條件全部者。
在圖3A至3D顯示著2D-RC與4D-RC之複數成分之分散例。
圖3A、圖3B、圖3C、及圖3D分別顯示FEC區塊映射於1訊框、2訊框、3訊框、及4訊框時之2D-RC之2個成分之映射例、及4D-RC之4個成分之映射例。
在圖3A至3D各圖中，最小的正方形中之一個相當於一個成分。又，各圖之附有斜線之正方形之群組表示相同2D-RC之2個成分、或相同4D-RC之4個成分。
在2D-RC分散於4訊框時，將2D-RC之2個成分映射於訊框1及訊框3各1個，或映射於訊框2及訊框4各1個，能保證全部的2D-RC之2個成分之時間間隔成為2訊框，因此可以知道在圖3D顯示一例之映射為最好的手法者。
在2D-RC之2個成分映射於訊框1及訊框2各1個，或是映射於訊框3及訊框4各1個時，2D-RC之2個成分之時間間隔係於全部的2D-RC中成為相同者，但時間間隔只為1訊框。又，在將2D-RC之2個成分映射於訊框1與訊框4各1個，或是映射於訊框2及訊框3各1個時，針對2D-RC之2個成分之時間間隔之全部的2D-RC之平均為2訊框，但2D-RC之2個成分之時間間隔係於全部的2D-RC中不是相同 (為1訊框或為3訊框)。因此，該等映射係與圖3D顯示一例之映射相比，並未成為更好的映射。
≪實施形態1≫
本發明實施形態1之發送機、發送方法、接收機及接收方法係根據上述之≪依發明人之檢討及發明人由該檢討所得到之知見≫所創建者，以下一邊參考附圖，一邊說明之。
<發送機及發送方法>
圖4係顯示本發明實施形態1之發送機100A之構成方塊圖。惟，在實施形態1中，對可適用在≪依發明人之檢討及發明人由該檢討所得到之知見≫中所記載之圖1之發送機100之各構成元件之說明之構成元件附上與其相同之符號，並省略該說明。
圖4之發送機100A包含有FEC編碼器110、解多工器115、PAM映射器120、解多工器125、星座圖旋轉單元130、胞元映射器140A、胞元交錯器150A、訊框交錯器160A、訊框映射器170A、調變器180、及發送天線190。
此外，為使實施形態1之說明易於理解，而適當地舉例說明，即，舉FEC區塊含有24個複數胞元，星座圖區塊為2D-RC或4D-RC之形態為例予以說明。
胞元映射器140A係將由星座圖旋轉單元130所供給之各D維星座圖區塊之D個成分，映射於含有NC個複數胞元之複數胞元列中D個鄰接(連續)之複數胞元。惟，本發明並不是限定在將各D維星座圖區塊之D個成分映射於D個連續之複數胞元之處理內容者，只要是像這樣可映射之處 理內容時即可。
以下記載依胞元映射器140A之各D維星座圖區塊之D個成分映射於D個連續之複數胞元之處理順序2個。
以胞元映射之處理順序而言，胞元映射器140A係將各D維星座圖區塊之D個成分映射於D/2個連續之複數胞元之實數成分與虛數成分，且於複數胞元之實數成分與虛數成分之間插入D/2之相對性的延遲。相對性的延遲係於特定期間循環者。特定期間，通常為D的倍數，有必要為NC之約數。將該特定期間記述為循環延遲期間。
將該處理內容之具體例示於圖5及圖6。惟，在圖5及圖6，以及後述之圖7、圖8、圖11、圖12、圖13、圖14、圖20及圖21各圖中，最小的正方形1個相當於2D-RC或是4D-RC之1個成分，且最小之上下排列之2個正方形(上側為實數成分Re，下側為虛數成分Im)相當於1個複數胞元。在圖5及圖6，以及後述圖7、圖8、圖11、圖12、圖13、圖14、圖20及圖21各圖中，最小的正方形內之值(1、2、．．．)為顯示2D-RC或4D-RC之指數。
圖5係顯示在二維星座圖區塊(2D-RC)時藉圖4之胞元映射器140A所進行之胞元映射之例者。
胞元映射器140A，如圖5(a)所示，將各2D-RC之D=2個成分映射於D/2=1個複數胞元之實數成分與虛數成分。接著，胞元映射器140A，如圖5(b)、(c)、(d)、(e)所示，以循環延遲期間(在圖5中只記為「期間」)將複數胞元之虛數成分循環性地延遲D/2=1複數胞元者。此外，圖5(b)、 (c)、(d)、(e)各為循環延遲期間為24、8、4、2之形態。
圖6係顯示在四維旋轉星座圖區塊(4D-RC)時藉圖4之胞元映射器140A所進行之胞元映射之例。
胞元映射器140A，如圖6(a)所示，將各4D-RC之D=4個成分映射於D/2=2個鄰接之複數胞元之實數成分與虛數成分。接著，胞元映射器140A，如圖6(b)、(c)、(d)所示，以循環延遲期間(在圖6中只記為「期間」)，而將複數胞元之虛數成分循環性地延遲D/2=2複數胞元者。此外，圖6(b)、(c)、(d)分別為循環延遲期間為24、8、4之形態。惟，循環延遲期間2係於4D-RC時是不可能的。此外，在圖5及圖6中未示於圖中，在2D-RC及4D-RC都是在循環延遲期間為12之形態亦有可能，在2D-RC更是在循環延遲期間為6之形態亦有可能。
此外，胞元映射器140A係為於實數成分與虛數成分之間插入相對性的D/2之循環性的延遲，亦可將實數成分循環性地延遲D/2複數胞元量，取代將圖5及圖6所示之虛數成分循環性地延遲D/2複數胞元者。
或，以胞元映射之另一處理順序而言，胞元映射器140A係將星座圖區塊之各對映射於D個之連續之複數胞元。該胞元映射係與胞元映射中之前述處理順序中之循環延遲期間為D之形態等價。進而詳述時，胞元映射器140A係將一對之其中一者之星座圖區塊之D個成分映射於D個複數胞元之實數成分，另一者之星座圖區塊之D個成分映射於D個複數胞元之虛數成分。
將該處理內容之具體例示於圖7及圖8。
圖7係顯示在二維旋轉星座圖區塊(2D-RC)時藉圖4之胞元映射器140A進行之胞元映射之例之圖。
胞元映射器140A，如圖7所示，在2D-RC之各對中，一對之其中一者之2D-RC之2個成分映射於連續之2個複數胞元之實數成分，一對之另一者之2D-RC之2個成分映射於該2個複數胞元之虛數成分。例如，胞元映射器140A係針對指數1之2D-RC與指數2之2D-RC之對，將指數1之2D-RC之2個成分映射於連續之2個複數胞元之實數成分，指數2之2D-RC之2個成分映射於該2個複數胞元之虛數成分。
圖8係顯示在四維旋轉星座圖區塊(4D-RC)時藉圖4之胞元映射器140A所進行之胞元映射之例之圖。
胞元映射器140A，如圖8所示，在4D-RC之各對中，一對之其中一者之4D-RC之4個成分映射於連續之4個複數胞元之實數成分，且該對之另一者之4D-RC之4個成分映射於4個複數胞元之虛數成分。例如，胞元映射器140A係針對指數1之4D-RC與指數2之4D-RC之對，將指數1之4D-RC之4個成分映射於連續之4個複數胞元之實數成分，且將指數2之4D-RC之4個成分映射於該4個複數胞元之虛數成分。
經由胞元映射器140A所進行之胞元映射之結果所得到之FEC區塊之複數胞元係供應於胞元交錯器150A。胞元交錯器150A係將所供應之FEC區塊之複數胞元排列 (胞元交錯)，俾使各D維星座圖區塊之D個成分能均等地分散於FEC區塊全體者。在此，與該排列有關之參數為FEC區塊之複數胞元之數值NC與星座圖區塊之維數(成分數)D。依胞元交錯器150A所進行之排列，處理內容雖有不同，但是相當於DVB-T2規格中之虛擬隨機胞元排列者。依胞元交錯器150A所進行之排列係保證D維星座圖區塊之D個成分之大致均等之分散。因此，能謀求旋轉星座圖之性能之提昇。
記載依胞元交錯器150A所進行之FEC區塊之複數胞元之較佳之排列。
該較佳之排列係與如下處理等價。
胞元交錯器150A係以由上游所供給之順序，沿行將FEC區塊之NC個複數胞元逐一寫入D列ceil(NC/D)行之交錯矩陣。接著，胞元交錯器150A係沿列而由交錯矩陣逐一讀出所寫入之複數胞元，依所讀出之順序而朝下游輸出之。此外，函數ceil(A)係回復A以上之最小的整數者。
在NC不是D的約數時，將FEC區塊之NC個複數胞元寫入交錯矩陣，亦不會將複數胞元寫入最後的行之一部分。惟，NC一定是D/2之倍數，因此在最後的行中，複數胞元不足D/2個(即只有行的一半)。
該處理內容之具體例顯示在圖9及圖10。惟，圖9及圖10之值(1、2、．．．)不是星座圖區塊之成分之指數，而是FEC區塊之複數胞元之指數。此外，圖中的箭頭符號是顯示寫入順序或讀出順序。
圖9係顯示在二維旋轉星座圖區塊(2D-RC)時藉圖4之胞元交錯器150A所進行之胞元交錯之例之圖。
胞元交錯器150A，如圖9(a)所示，以由上游所輸入之順序「1、2、3、4、．．．、21、22、23、24」，將FEC區塊之24個複數胞元，按行方向逐一寫入2(=D)列12(=ceil(24/2))行之交錯矩陣。接著，胞元交錯器150A，如圖9(b)所示，按列方向而由交錯矩陣逐一讀出所寫入之FEC區塊之24個複數胞元，且按所讀出之順序「1、3、．．．、21、23、2、4、．．．、22、24」而朝下游輸出。
圖10係顯示在四維旋轉星座圖區塊(4D-RC)時藉圖4之胞元交錯器150A所進行之胞元交錯之例之圖。
胞元交錯器150A，如圖10(a)所示，依由上游所輸入之順序「1、2、3、4、．．．、21、22、23、24」，將FEC區塊之24個複數胞元，按行方向逐一寫入4(=D)列6(=ceil(24/4))行之交錯矩陣。接著，交錯器150A，如圖10(b)所示，按列方向而由交錯矩陣逐一讀出所寫入之FEC區塊之24個複數胞元，且按所讀出之順序「1、5、．．．、21、2、6、．．．、20、24」朝下游輸出者。
依圖4之胞元交錯器150A所進行之排列亦可以數學項(mathematical term)予以表現。
在NC為D之倍數時，令輸入於胞元交錯器150A之複數胞元之指數為i，且令由胞元交錯器150A所輸出之複數胞元之指數為j時，指數j係作為指數i之函數而如下表現。
j=rem(i,D)×NC/D+floor(i/D)
惟，i及j為0、1、．．．、NC-1。
此外，函數rem(i,D)係將i除以D之剩餘值回復之函數。又，函數floor(A)係將A以下之最大的整數回復之函數。
在適用依胞元交錯器150A之排列之後，作為結果所得到之FEC區塊係由D個連續之領域，各領域個別含有各星座圖區塊之1成分。星座圖區塊之成分間之距離(間隔)係除了預定個(將NC除以循環延遲期間之值)之星座圖區塊，或，沒有例外(以全部而言)，為NC/D複數胞元或NC/D-1複數胞元。即，分散是盡可能地成為均等。
此外，胞元映射器140A及胞元交錯器150A係於含有NC個複數胞元之複數胞元列中，由FEC區塊之NS個成分產生NC個複數胞元，除了預定個(對NC除以循環延遲期間之值)之星座圖區塊，或，沒有例如，使星座圖之D個成分之間隔成為NC/D複數胞元或NC/D-1複數胞元。
將上述之胞元映射及胞元交錯之處理結果之例顯示在圖11及圖12。
圖11及圖12係分別顯示在二維星座圖區塊(2D-RC)及四維旋轉星座圖區塊(4D-RC)之形態中之胞元映射及胞元交錯之處理結果之例之圖。惟，循環延遲期間為最大之24複數胞元。
如圖11所示，2D-RC之2個成分在成分指數1、2之2個領域各含有一個，如圖12所示，4D-RC之4個成分在成分指數1至4之4個領域各含有1個。
由圖11及圖12，知道在FEC區塊全體，有D個成分大致均等地分散者。在2D-RC時，如圖11所示，持有相同星座圖區塊之成分之複數胞元間之最小距離係於奇數號碼之星座圖區塊中為12(=NC/D)複數胞元，在偶數號碼之星座圖區塊時，除第24號之星座圖區塊之外，為11(=NC/D-1)複數胞元，在第24號之星座圖區塊中，為23複數胞元。又，在4D-RC時，如圖12所示，在具有相同星座圖區塊之成分之複數胞元間之最小距離，在4D-RC中，在奇數號碼之星座圖區塊中，為6(=NC/D)複數胞元，在偶數號碼之星座圖區塊中，除第12號之星座圖區塊之外，為5(=NC/D-1)複數胞元，第12號之星座圖區塊中，為6(=NC/D)複數胞元。
重排之FEC區塊係按序列之順序而映射於1個以上之訊框。在FEC區塊分散於NF>1個訊框時，首先，FEC區塊係分割成NF個連續之切片，切片正確地映射於NF個訊框中之一者。為使於NF個切片間之尺寸之差值最大成為1複數胞元者，FEC區塊分割成NF個切片。NF個切片為保證最適之時間分集，以相同尺寸者為佳。該處理係藉訊框交錯器160A及訊框映射器170A執行。
圖13及圖14顯示FEC區塊之切割之例。
圖13係顯示在二維旋轉星座圖區塊(2D-RC)時之FEC區塊之切割例之圖。圖13(a)係顯示藉胞元交錯器150A重排之FEC區塊。圖13(b)、(c)、(d)各顯示2訊框、3訊框、4訊框之FEC區塊之切割。
圖14係顯示四維星座圖區塊(4D-RC)時之FEC區 塊之切割例之圖。圖14(a)係顯示藉胞元交錯器150A重排之FEC區塊。圖14(b)、(c)、(d)各顯示2訊框、3訊框、4訊框之FEC區塊之切割。
各星座圖之D成分(各2D-RC之2成分、各4D-RC之4成分)之分散會盡可能地變好。
在使用切割時(參考圖2B)，即在各訊框以幾個叢集(或切片)發送資料，代替資料分布於1訊框時，各訊框分割成約略相等尺寸之切片。在多數切片之間切片所含之複數胞元之數之差值最大以1為佳。結果所得到之各星座圖區塊之D成分之分布是維持在最適者。
以下說明將各FEC區塊分散於NF個訊框之較佳的形態。
圖15係顯示圖4之訊框交錯器160A之構成方塊圖。在圖15之訊框交錯器160A使用有迴旋交錯器，以NF=3訊框執行訊框交錯。各訊框係由4個FEC區塊所構成者。此外，圖15之「1」至「4」係用以識別FEC區塊之值。
訊框交錯器160A具有解多工器161A及交錯器165A。此外，在圖15之例中，在訊框交錯器160A按訊框1、2、3之順序輸入有訊框。
解多工器161A係依每FEC區塊，將FEC區塊分割成NF個區塊，且將區塊一個一個供給至交錯器165A之NF個交錯器分支。但是解多工器161A為了在NF個區塊之間使區塊所含之複數胞元之數之差值最大成為1，而將各FEC區塊分割成理想是成為相等的尺寸者。在此，教區塊標記為交 錯單元(interleaving units：IUs)。
交錯器165A係對來自解多工器161A之輸入，施行有賴於分支指數之延遲。通常分支延遲係等於由0開始之分支指數之訊框量之延遲，即，在圖15之例中，等於0、1、2之訊框量之延遲。此外，在圖15之例中，交錯器165A，為了實行分支延遲，在分支指數0之分支不具記憶體區塊，而是在分支指數1之分支具備1個記憶體區塊M，在分支指數2之分支具有2個記憶體區塊M。各記憶體區塊M係收容訊框之FEC區塊之數量之交錯單元之複數胞元，即，在該例中，收容有4個交錯單元之複數胞元。
訊框映射器170A係將訊框交錯器160A內之交錯器165A之輸出映射於訊框。
藉此，各FEC區塊係分散於三個鄰接之訊框。以一例而言，將訊框1之4個FEC區塊分散於3訊框之樣子示於圖16。
交錯於各訊框之資料亦可更分割成幾個切片。該效果係指使各交錯單元分割成多量的切片者。因此，各FEC區塊首先分割成交錯單元，且由此切割成切片。
圖17係針對每FEC區塊、24複數胞元、以4訊框之交錯、每訊框2切片顯示之圖。在該圖17之例中，全部的切片是相同尺寸，即，24/(4×2)=3胞元。在該數不是整數時，分割各FEC區塊，以使於多數切片間複數胞元之數之差值最大成為1者。
<接收機及接收方法>
圖18係顯示本發明實施形態1之接收機300之構成方塊圖。圖18之接收機300係對應於圖4之發送機100A，反映發送機100A之功能者。
接收機300包含有接收天線310、解調器320、訊框解映射器330、訊框解交錯器340、胞元解交錯器350、胞元解映射器360、星座圖解映射器370及前方錯誤訂正(forward error correction：FEC)解碼器380。
解調器320係由RF(radio-frequency)前端收取基頻帶訊號。RF前端通常具有接收天線310、選擇所期望之頻道之調諧器(未示於圖中)、及將類比RF訊號變換成數位基頻帶之降頻變換器(未示於圖中)。
解調器320係將由RF前端所接收之數位基頻帶訊號解調。即，解調器320係利用數位基頻帶訊號，計算頻道衰減係數，利用所計算之頻道衰減係數而由數位基頻帶訊號求取複數符元(複數胞元)。接著，解調器320係將複數胞元之串流輸出至訊框解映射器330。
訊框解映射器330係具有對應於藉發送機100A之訊框映射器170A所進行之訊框映射之功能，且基於藉發送機通知之排程，由訊框(胞元流)擷取隸屬於所期望之服務或程式之複數胞元。接著，訊框解交錯器340，為了作成依發送機100A之訊框交錯器160A所進行之交錯前之排列，而將所擷出之複數胞元進行解交錯(訊框解交錯)。訊框解交錯器340之輸出係按每訊框由多數FEC區塊所構成者。
胞元解交錯器350係為了作成依發送機100A之 胞元交錯器150A所進行之交錯前之排列，而將各FEC區塊之NC個複數胞元解交錯者(胞元解交錯)。
胞元解映射器360係根據對依發送機100A之胞元映射器140A所進行之星座圖區塊之D個實數符元之複數胞元之映射位置，擷取映射於FEC區塊之複數胞元之各D維星座圖區塊之D個實數符元。
星座圖解映射器370係將各D維星座圖區塊解調。例如，星座圖解映射器370係將各D維星座圖區塊之D個實數符元耦合解調，且對各D維星座圖區塊作出D×B個“軟(soft)”位元。此外，星座圖解映射器370係以1處理步驟，執行與依發送機100A之星座圖旋轉單元130所進行之旋轉對應之解旋轉、及與依發送機100A之PAM映射器115所進行之映射對應之解映射。
FEC解碼器380係根據發送機100A之FEC編碼器110使用之FEC碼，將各FEC區塊之軟位元解碼，為了更進一步之處理，將解碼結果供應至下游之處理方塊。
≪依發明人更進一步之檢討及發明人由該檢討所得到之更進一步的知見≫
在非專利文獻1揭示之DVB-T2(Digital Video Broadcasting-Second Terminal)規格為電視規格DVB-T之改良，揭示數位電視播放之第二世代電視系統。這是詳細敘述數位電視服務或一般資料走向之頻道編碼調變系統。
圖19係顯示根據DVB-T2規格之使用旋轉QAM(quadrature amplitude modulation)星座圖之發送機500 之構成方塊圖。
發送機500包含有FEC編碼器510、位元交錯器520、QAM映射器530、星座圖旋轉單元540、RC成分分離單元550(具有Q延遲插入單元551及胞元交錯器555)、時間/頻率交錯器560、OFDM調變器570、RF功率放大器580、及發送天線590。
發送機500係接收預定長度之二進制區塊，該二進制區塊包括作為輸入而發送之資訊。
FEC編碼器510係使用FEC碼而將各資訊區塊編碼。在DVB-T2規格中，使用低密度同位檢查(low-density parity-check：LDPC)碼作為FEC碼。
位元交錯器520係將經編碼處理之結果所得到之FEC碼語(FEC區塊)之位元交錯(位元交錯)，且將業經位元交錯之FEC區塊供給至QAM映射器530。藉此，使系統之穩健性提昇。
QAM映射器530係對每預定個位元之群組，將業經位元交錯之FEC區塊映射於複數QAM符元。通常，使B個位元將實數成分調變，且使另一B個位元將虛數成分調變。因此，複數QAM符元之實數成分與虛數成分係獨立而互不相干，各可當作為實數值(real-valued)之PAM(pulse amplitude modulation)符元(與圖1及圖4之PAM映射器120所作出之PAM符元相同者)處理。以映射處理之結果來說，各FEC區塊係變換成複數QAM符元之區塊。
星座圖旋轉單元540係為了將構成該符元之2個 實數值之PAM符元之間作出相依關係，將藉QAM映射器530所作出之複數QAM符元旋轉。藉此，可擴大在衰減頻道之穩健性。旋轉處理亦標記為2個實數值之PAM符元之耦合編碼(jointly encoded)。施有旋轉處理之複數QAM符元係當作為二維空間中之固有的點來處理。結果所得到之(2B)2個組合係形成二維旋轉星座圖。藉星座圖旋轉單元540進行之旋轉係對令2個實數值之PAM符元作為向量元素之向量乘上2×2之正交矩陣來執行。
此外，在將2個實數值之PAM符元之耦合編碼一般化成D個實數值之PAM符元之耦合編碼時，可適用與圖1之星座圖旋轉單元130有關之說明。簡單記載的話，星座圖旋轉單元540係對D個實數值之PAM符元作為元素之D維向量乘上D×D之正交矩陣，藉此進行耦合編碼。
在正交矩陣乘法後(旋轉處理後)，由旋轉星座圖單元540而將各FEC區塊之NS個實數符元(成分)供給至RC成分分離單元550。RC成分分離單元550係於各FEC區塊中將FEC區塊之NS個實數符元映射於NC=NS/2個複數符元(複數胞元)，以使各D維星座圖區塊之D個實數符元映射於D個不同的複數符元(複數胞元)者。惟，為達成旋轉星座圖之優良的功能，各D維旋轉星座圖區塊之D個實數符元必須以時間與頻率盡可能地分散者。結果使影響D個實數符元之頻道衰減盡可能地成為無相關者。
在根據DVB-T2規格之RC成分分離單元550中，首先Q延遲插入單元551係藉D維星座圖區塊之D個實數符 元逐一映射於D/2個複數胞元，藉此將FEC區塊之NS個實數符元映射於NC個複數胞元。接著，Q延遲插入單元551係將虛數(imaginary)(在另一表述是正交(quadrature))成分循環地延遲D/2個複數胞元量(Q延遲)，且將延遲結果輸出至胞元交錯器555。
將該處理內容之具體例示於圖20及圖21。此外，在圖20及圖21中，令FEC區塊為含有24個複數胞元者。
圖20係顯示在二維旋轉星座圖區塊(2D-RC)時藉圖19之Q延遲插入單元551進行之處理例之圖。此外，圖20(a)係顯示對2D-RC之實數符元(成分)之複數胞元映射前之狀態。
Q延遲插入單元551，如圖20(b)所示，將各2D-RC之D=2個成分映射於D/2=1個複數胞元之實數成分與虛數成分。接著，Q延遲插入單元551，如圖20(c)所示，將複數胞元之虛數成分循環延遲D/2=1複數胞元量。
圖21係顯示在四維旋轉星座圖區塊(4D-RC)時藉圖19之Q延遲插入單元551進行之處理例之圖。此外，圖21(a)係顯示對4D-RC之成分之複數胞元映射前之狀態。
Q延遲插入單元551，如圖21(b)所示，將各4D-RC之D=4個實數符元(成分)映射於D/2=2個連續之複數胞元之實數成分與虛數成分。接著，Q延遲插入單元551，如圖21(c)所示，將複數胞元之虛數成分循環延遲D/2=2複數胞元量。
RC成分分離單元550內之胞元交錯器555係將藉Q延遲所得到之NC個複數胞元進行排列(混洗，shuffle)。在 DVB-T2規格中，藉胞元交錯器555所進行之胞元排列係使用線形回饋移位暫存器(LFSR)所產生之虛擬隨機排列。在-T2規格中，藉胞元交錯器555所進行之胞元排列係依每FEC區塊而異。
時間/頻率交錯器560，為了擴大系統之分集，將各FEC區塊之複數胞元為以時軸與頻軸分散進行時間交錯與頻率交錯。時間交錯與頻率交錯係於DVB-T2規格中，藉2個不同的區塊執行。
OFDM調變器570係使用正交分頻多工(orthogonal frequency-division multiplexing：OFDM)調變。將未示於圖中之升頻變換器係將數位基頻帶訊號變換成類比RF(radio-frequency)訊號。RF功率放大器580係進行類比RF訊號之功率放大。業經功率放大之類比RF訊號係由發送天線590送出者。
以下使用圖22及圖23，詳細說明圖19之位元交錯器520。
圖22係顯示圖19之位元交錯器520之構成方塊圖。
因應DVB-T2規格之位元交錯器520具有同位交錯器522、行-列交錯器524、位元-胞元解多工器526。
同位交錯器522係，將藉FEC編碼器510所進行之編碼處理之結果而所得到之組織性的LDPC碼字之同位位元交錯。
接著，行-列交錯器524係將藉同位交錯器522而 使同位位元重排之組織性的LDPC碼字之位元交錯。
接著位元-胞元解多工器526係將藉行-列交錯器524而將位元重排之組織性的LDPC碼字之位元，在對QAM星座圖之映射之前，多工分離(demultiplexing)成胞元字。惟，多工分離包括與行-列交錯器524之交錯矩陣之行之排排等價之處理。
與行-列交錯器524有關連之位元-胞元解多工器526只對於16-QAM星座圖、64-QAM星座圖、256-QAM星座圖等之高次方之星座圖使用。對於QPSK(4-QAM)星座圖，只使用同位交錯器522。
以下使用圖23，說明圖22之DVB-T2規格之行-列交錯器524之動作之概要。在圖23中，對資料位元之交錯矩陣之寫入順序，來自交錯矩陣之資料位元之讀出順序係以點線來表示。
行-列交錯器524係一邊將由同位交錯器522所收取之資料位元(使同位位元重排之FEC碼字之位元)扭轉已決定寫入開始位置之位元數量，一邊沿行方向連續地寫入交錯矩陣，沿列方向連續地讀出已寫入交錯矩陣之資料位元。FEC碼字(FEC訊框)之第1位元(基頻帶標頭之MSB(most significant bit))最先寫入交錯矩陣且最先讀出者。此外，圖中之「FEC訊框之LSB」表示行-列交錯後之FEC碼字(FEC訊框)之LSB(least significant bit)。
行(column)-列(row)交錯器之行數係等於編碼於一個複數QAM符元之位元之數，即等於2×B，或是等於該 數之2倍(2×2×B)。
胞元字係與編碼於一個複數QAM符元之位元同數，即含有2×B個位元。例如胞元字之位元數係於QPSK(4-QAM)符元時，為2、於16-QAM符元時，為4、於64-QAM符元時為6、於256-QAM符元時，為8。各胞元字係藉QAM映射器530，利用QPSK(4-QAM)、16-QAM、64-QAM、或是256-QAM等之特定之映射星座圖而進行調變。對於DVB-T2規格適用於位元之星座圖及葛雷映射(Gray mapping)之詳細內容，分別在圖24A、圖24B及圖24C顯示QPSK(4-QAM)、16-QAM及64-QAM之形態。
發明人領悟到DVB-T2規格之胞元交錯器555具有2個不同的功能者。
第1個功能(以下稱為「第1功能」)係指將頻道發生之叢集錯誤盡可能地擴散於FEC區塊者。該功能係於DVB-T2規格中，藉由胞元交錯器555所進行之虛擬隨機排列而極能達成，可適用於旋轉星座圖及非旋轉星座圖。
第2個功能(以下稱為「第2功能」)係與時間/頻率交錯器協同而達成者，可以時間與頻率擴大旋轉星座圖成分者。該功能當是只與旋轉星座圖有關連。惟，就像以DVB-T2規格所使用般之依胞元交錯器555進行之虛擬隨機排列並不能說已達成以時軸與頻軸所進行之D維旋轉星座圖區塊之D個實數符元之最佳分離者。因此，在衰減或頻道消失中尚未得到最佳之功能。
D維旋轉星座圖區塊之D個實數符元之分離係藉 將進行DVB-T2中之虛擬隨機排列之胞元交錯器555代替為了盡可能地在時軸與頻軸分離該D個實數符元，而已特別地進行最適化之交錯器而實現者。不過，如此之交錯器採取規則性的構造，對第1功能來說並未最適者。
≪實施形態2≫
本發明實施形態2之發送機、發送方法、接收機及接收方法係根據上述之≪依發明人更進一步之檢討及發明人由該檢討所得到之更進一步的知見≫所創建者，以下一邊參考附圖，一邊說明之。
<發送機及發送方法>
圖25係顯示本發明實施形態2之發送機500A之構成方塊圖。惟，在實施形態2中，對於可適用在≪依發明人之更進一步之檢討及發明人由該檢討所得到之更進一步之知見≫中記載之圖19之發送機500之各構成元件之說明之構成元件附與與其相同之符號，且省略其說明。
發送機500A係對於發送機500，在QAM映射器530與星座圖旋轉單元540之間配置胞元交錯器535A，構成為將RC成分分離單元550代替執行不同處理內容之RC成分分離單元550A之構成。
胞元交錯器535A係實現用以將頻道所發生之叢集錯誤盡可能地不規則地分散於FEC區塊之第1功能者。胞元交錯器535A係將藉星座圖旋轉單元540施行旋轉處理之前之由QAM映射器530所輸出之複數QAM符元(由2個實數值之PAM符元所構成之群組)進行排列。用以實現第1功能 之胞元交錯器535A進行之排列係適用虛擬隨機排列(胞元交錯器535A係適用如DVB-T2規格之胞元交錯器555般之虛擬隨機交錯器)。
依胞元交錯器535A之排列直接適用於藉QAM映射器530所作出之QAM符元。為此，如圖26所示，亦可在QAM映射器530之上游配置胞元交錯器535B，代替配置於QAM映射器530之下游之胞元交錯器535A。圖26之發送機500B之胞元交錯器535B係將2×B個位元作為群組，且將群組進行交錯，代替將QAM符元進行交錯者。各群組係將一個QAM符元調變。此外，將位元交錯器520與胞元交錯器535B組合者亦可視為新的位元交錯器。
RC成分分離單元550A係配置於星座圖旋轉單元540之下游，為實現用以將旋轉星座圖區塊之成分分散之第2功能者。
RC成分分離單元550A係藉以實施形態1之發送機100A之胞元映射器140A與胞元交錯器150A進行之處理者，由於可適用實施形態1之胞元映射器140A及胞元交錯器150A之說明，所以省略詳細說明。
藉RC成分分離單元550A所重排之FEC區塊係按序列之順序，映射於一個以上之訊框，及/或映射於一個以上之頻道或頻率。該處理係藉時間/頻率交錯器560執行。在FEC區塊分散於NF>1個訊框時，首先FEC區塊係分割成NF之連續之切片，各切片正確地映射於NF個訊框之其中1個。為使NF個切片間之尺寸之差值最大成為1個複數胞元， FEC區塊分割成NF個切片。NF個切片為了保證最適之時間分集，宜為相同尺寸。
<接收機及接收方法>
圖27係顯示本發明實施形態2之接收機700之構成方塊圖。圖27之接收機700係對應於圖25之發送機500A或圖26之發送機500B，反映發送機500A或圖26之發送機500B之功能者。
接收機700包含有：接收天線710、RF(radio-fequency)前端720、OFDM解調器730、時間/頻率解交錯器740、RC成分耦合單元750、星座圖解映射器760、胞元解交錯器770、位元解交錯器780、及FEC解碼器790。此外，可將胞元解交錯器770及位元解交錯器780視為新的位元解交錯器。
藉接收天線710所接收之接收訊號係輸入至RF前端720。RF前端720通常具有：選取所期望之頻道之調諧器(未示於圖中)、及將類比RF訊號變換成數位基頻帶之降頻變換器(未示於圖中)。
OFDM解調器730係將數位基頻帶訊號解調。即，OFDM解調器730係利用數位基頻帶訊號，計算頻道衰減係數，利用由數位基頻帶訊號所計算之頻道衰減係數，求取複數符元(複數胞元)。接著，OFDM解調器730係將複數胞元之串流輸出至時間/頻率解交錯器740。
時間/頻率解交錯器740係基於藉發送機所通知之排程，由訊框(串流)擷取隸屬於所期望之服務或程式之複 數胞元。接著，時間/頻率解交錯器740係為了作成依發送機500A、發送機500B之時間/頻率交錯器560所進行之交錯之前之排列，將所擷出之複數胞元進行解交錯(時間/頻率解交錯)。在時間/頻率解交錯器740之輸出，多數FEC區塊係由多數複數胞元所構成者。
RC成分耦合單元750係於每NS/D個D維星座圖區塊，根據發送機500A、發送機500B之RC成分分離單元550A之處理內容，擷取藉RC成分分離單元550A所分離之D維星座圖區塊之D個實數符元，將所擷出之D個實數符元耦合於連續之D/2個複數胞元。
星座圖解映射器760係依序將NS/D個D維星座圖區塊解調。例如，星座圖解映射器760係將D維星座圖區塊之D個實數符元耦合解調，且對D維星座圖區塊，作出D×B個“軟(soft)”位元。此外，星座圖解映射器760係以一個處理步驟，執行與依發送機500A、發送機500B之星座圖旋轉單元540所進行之旋轉(rotation)對應之去旋轉、及與依QAM映射器530所進行之映射對應之解映射。
胞元解交錯器770係將星座圖解映射器760之輸出2×B個之“軟(soft)”位元作為群組，且將該群組解交錯(胞元解交錯)，藉此使依發送機500之胞元交錯器535A所得到之2個實數值符元作為群組之群組的重排抵銷，或是使圖26之發送機500B之胞元交錯器535B所得到之2×B個位元作為群組之群組的重排抵銷者。
位元解交錯器780為了回復發送機500A、發送機 500B之位元交錯器520之交錯前之排列，將胞元解交錯器770之輸入解交錯(位元解交錯)。
FEC解碼器790係根據發送機500A、發送機500B之FEC編碼器510使用之FEC碼，將各FEC區塊之軟位元解碼，且將解碼結果供給至下游之處理方塊。
≪補充(其1)≫
本發明並不限於上述實施形態說明之內容，用以達成本發明之目的及與其有關連或附帶之目的之任一形態中亦可實施，例如亦可為如下者。
(1)在上述實施形態1、2中，對於錯誤訂正碼是舉FEC碼為例說明，但在上述實施形態1、2中說明之內容對於FEC碼以外之錯誤訂正碼，亦能適用。
(2)上述實施形態亦可為有關於使用有硬體與軟體之安裝者。上述實施形態亦可使用計算裝置(computing device)(處理器)安裝或執行。計算裝置或處理器諸如為主處理器/萬用處理器(general purpose processor)、數位訊號處理器(DSP)、ASIC(application specific integrated circuit)、FPGA(field programmable gate array)、其他可程式(programmable)邏輯元件等亦可。上述實施形態可藉該等裝置的結合而執行，或是附諸實現。
(3)上述實施形態亦可藉由處理器或是直接藉硬體執行之軟體模組之機制而附諸實現。又，亦能進行軟體模組與硬體安裝之組合者。軟體模組亦可儲存在各種形態之電腦可讀取之儲存媒體，諸如RAM、EPROM、EEPROM、 快閃記憶體、暫存器、硬碟、CD-ROM、DVD等媒體。
≪補充(其2)≫
針對實施形態等之發送處理方法、發送機、接收處理方法、及接收機及其效果，歸納如下。
第1發送方法係一種數位資料之發送方法，包含有：編碼步驟，係對每預定長度之資料區塊，使用錯誤訂正碼，而將資料區塊編碼者；實數值符元列產生步驟，係以預定數量之位元，逐一依序將藉前述編碼所得到之編碼資料區塊映射於實數值符元，藉此產生含有NS個實數值符元之實數值符元列者；變換步驟，係對D維向量乘上D列D行之正交矩陣，藉此將每個前述D維向量分別變換成令D個實數符元作為元素之D維旋轉向量者，前述D維向量為令前述實數值符元列所含之D個前述實數值符元作為元素者；複數符元列產生步驟，係經由前述變換結果所得到之NS個前述實數符元，產生含有NC=NS/2個複數符元之複數符元列者；前述複數符元列產生步驟係執行前述複數符元列之產生，以於該複數符元列中，令全部的前述D維旋轉向量之D個前述實數符元之間隔成為NC/D複數符元或NC/D-1複數符元者、或是除局部的前述D維旋轉向量之外之前述D維旋轉向量之D個前述實數符元之間隔成為NC/D複數符元或NC/D-1複數符元者。
第2發送方法係一種數位資料之發送方法，包含有：編碼步驟，係對每預定長度之資料區塊，使用錯誤訂正碼而將資料區塊編碼者；實數值符元列產生步驟，係以預定數量之位元，逐一依序將藉前述編碼所得到之編碼資料區塊映射於實數值符元，藉此產生含有NS個實數值符元之實數值符元列者；變換步驟，係對D維向量乘上D列D行之正交矩陣，藉此將每個前述D維向量分別變換成令D個實數符元作為元素之D維旋轉向量，前述D維向量為令前述實數值符元列所含之D個前述實數值符元作為元素者；及複數符元列產生步驟，係經由前述變換之結果所得到之NS個前述實數符元，產生含有NC=NS/2個複數符元之複數符元列者；前述複數符元列產生步驟係對每個前述D維旋轉向量，將該D維旋轉向量之D個前述實數符元映射於D個鄰接之複數符元，藉此經由前述變換之結果所得到之NS個前述實數符元產生含有NC個複數符元之第1複數符元列；且執行與將前述第1複數符元列之NC個前述複數符元按行方向寫入D列之交錯矩陣，且按列方向由交錯矩陣讀出等價之處理，藉此產生前述複數符元列。
第3發送方法係一種數位資料之發送方法，包含有：編碼步驟，係對每預定長度之資料區塊，使用錯誤訂 正碼而將資料區塊編碼者；實數值符元列產生步驟，係以預定數量之位元，逐一依序將藉前述編碼所得到之編碼資料區塊映射於實數值符元，藉此產生含有NS個實數值符元之實數值符元列者；變換步驟，係對D維向量乘上D列D行之正交矩陣，藉此將每個前述D維向量分別變換成令D個實數符元作為元素之D維旋轉向量，前述D維向量為令前述實數值符元列所含之前述實數值符元作為元素者；及複數符元列產生步驟，係經由前述變換之結果所得到之NS個前述實數符元，產生含有NC=NS/2個複數符元之複數符元列者；前述複數符元列產生步驟係對每個前述D維旋轉向量，將該D維旋轉向量之D個前述實數符元映射於D/2個鄰接之第1複數符元，藉此經由前述變換之結果所得到之NS個之前述實數符元產生含有NC個第1複數符元之第1複數符元列；在前述第1複數符元列中，於NC個前述第1複數符元之實數成分與虛數成分之間以預定期間插入D/2符元量之延遲，藉此產生含有NC個前述複數符元之第2複數符元列；並執行與將前述第2複數符元列之NC個前述複數符元按行方向寫入D列之交錯矩陣，且按列方向由交錯矩陣讀出等價之處理，藉此產生前述複數符元列。
第1發送機係一種數位資料之發送機，包含有：編碼部，係對每預定長度之資料區塊，使用錯誤訂正 碼而將資料區塊編碼者；實數值符元列產生部，係以預定數量之位元，依序將藉前述編碼所得到之編碼資料區塊映射於實數值符元，藉此產生含有NS個實數值符元之實數值符元列者；變換部，係對D維向量乘上D列D行之正交矩陣，藉此將每前述D維向量變換成令D個實數符元作為元素之D維旋轉向量，前述D維向量為將前述實數值符元列所含之D個前述實數值符元作為元素者；及複數符元列產生部，係經由前述變換之結果所得到之NS個前述實數符元，產生含有NC=NS/2個複數符元之複數符元列者；前述複數符元列產生部係執行前述複數符元列之產生，以於該複數符元列中，令全部的前述D維旋轉向量之D個前述實數符元之間隔成為NC/D複數符元或NC/D-1複數符元者、或是除局部的前述D維旋轉向量之外之前述D維旋轉向量之D個前述實數符元之間隔成為NC/D複數符元或NC/D-1複數符元者。
第2發送機係一種數位資料之發送機，包含有：編碼部，係對每預定長度之資料區塊，使用錯誤訂正碼而將資料區塊編碼者；實數值符元列產生部，係以預定數量之位元，逐一依序將藉前述編碼所得到之編碼資料區塊映射於實數值符元，藉此產生含有NS個實數值符元之實數值符元列者；變換部，係對D維向量乘上D列D行之正交矩陣，藉此 將每個前述D維向量變換成令D個實數符元作為元素之D維旋轉向量者，前述D維向量為令前述實數值符元列所含之D個前述實數值符元作為元素者；及複數符元列產生部，係經由前述變換之結果所得到之NS個前述實數符元，產生含有NC=NS/2個複數符元之複數符元列者；前述複數符元列產生部係對每個前述D維旋轉向量，將該D維旋轉向量之D個前述實數符元映射於D個鄰接之複數符元，藉此經由前述變換之結果所得到之NS個前述實數符元產生含有NC個複數符元之第1複數符元列；且執行將前述第1複數符元列之NC個前述複數符元按行方向寫入D列之交錯矩陣，且按列方向由交錯矩陣讀出等價之處理，藉此產生前述複數符元列。
第3發送機係一種數位資料之發送機，包含有：編碼部，係對每預定長度之資料區塊，使用錯誤訂正碼而將資料區塊編碼者；實數值符元列產生部，係以預定數量之位元，逐一依序將藉前述編碼所得到之編碼資料區塊映設於實數值符元，藉此產生含有NS個實數值符元之實數值符元列者；變換部，係對D維向量乘上D列D行之正交矩陣，藉此將每個前述D維向量變換成令D個實數符元作為元素之D維旋轉向量者，前述D維向量為令前述實數值符元列所含之D個前述實數值符元作為元素者；及複數符元列產生部，係經由前述變換之結果所得到之 NS個前述實數符元，產生含有NC=NS/2個複數符元之複數符元列者；前述複數符元列產生部係對每個前述D維旋轉向量，將該D維旋轉向量之D個前述實數符元映射於D/2個之鄰接之第1複數符元，藉此經由前述變換之結果所得到之NS個前述實數符元產生含有NC個第1複數符元之第1複數符元列；在前述第1複數符元列中，於NC個前述第1複數符元之實數成分與虛數成分之間以預定期間插入D/2符元量之延遲，藉此產生含有NC個前述複數符元之第2複數符元列；並執行與將前述第2複數符元列之NC個前述複數符元按行方向寫入D列之交錯矩陣、且按列方向由交錯矩陣讀出者等價之處理，藉此產生前述複數符元列。
依第1、第2、第3發送方法或第1、第2、第3發送機，可使D維旋轉星座圖區塊之D個實數符元均等分散且使最小距離變大者，藉此能得到優異的時間分集。
第4發送方法係於第1、第2、第3發送方法之任一者中，將前述複數符元列分割成NF個切片，且將前述NS/2個前述複數符元映射於NF個訊框，以於NF個前述切片每個，使該切片全部之前述複數符元映射於相同訊框者。
第5發送方法係於第4發送方法中，進行前述分割，使於與NF個前述切片之間前述切片所含之前述複數符元之數量之差成為最大為1者。
依第4、第5發送方法，更能謀求時間分集的提昇。
第6發送方法係於第1、第2、第3發送方法之任一者中，在前述實數值符元列產生步驟與前述變換步驟之間更具有交錯步驟，在前述實數值符元列中，令2個前述實數值符元作為群組，而將群組之排列順序重排。
第4發送機係於第1、第2、第3發送機之任一者中，在前述實數值符元列產生部與前述變換部之間更具有交錯部，該交錯部係在前述實數值符元列中，令2個前述實數值符元作為群組，而將群組之排列順序重排。
依第6發送方法或第4發送機，可使頻道所發生之叢集錯誤以編碼資料區塊擴散，因此可謀求對頻道所發生之叢集錯誤之抗錯性的提昇。
第7發送方法係於第1、第2、第3發送方法之任一者中，前述實數值符元係將B個位元調變者，在前述編碼步驟與前述實數值符元列產生步驟之間更具有交錯步驟，在前述編碼資料區塊之含有多數位元之位元列中，令2×B個前述位元作為群組，將群組之排列順序重排。
第5發送機係於第1、第2、第3發送機之任一者中，前述實數值符元係將B個位元調變者，在前述編碼部與前述實數值符元列產生部之間更具有交錯部，該交錯部係在前述編碼資料區塊之含有多數位元之位元列中，令2×B個前述位元作為群組，將群組之排列順 序重排者。
依第7發送方法或第5發送機，可使頻道所發生之叢集錯誤以編碼資料區塊擴散，因此可謀求對頻道所發生之叢集錯誤之抗錯性的提昇。
第1接收方法係一種數位資料之接收方法，包含有：接收步驟，係接收複數符元列，前述複數符元列含有藉第1、第2、第3發送方法中任一者所得到之NC個複數符元者；實數符元擷取步驟，係對NS/D個D維旋轉向量每個，由前述複數符元列擷取該D維旋轉向量之D個實數符元者；解映射步驟，係依序將NS/D個前述D維旋轉向量解映射，藉此產生編碼資料區塊者；及解碼步驟，係使用錯誤訂正碼，而將前述編碼資料區塊解碼者。
第1接收機係一種數位資料之接收機，包含有：接收部，係接收複數符元列，前述複數符元列含有藉第1、第2、第3發送機之任一者所得到之NC個複數符元者；實數符元擷取部，係對NS/D個D維旋轉向量每個，由前述複數符元列擷取該D維旋轉向量之D個實數符元者；解映射部，係依序將NS/D個前述D維旋轉向量解映射，藉此產生編碼資料區塊者；及解碼部，係使用錯誤訂正碼，而將前述編碼資料區塊解碼者。
依第1接收方法或第1接收機，可使D維旋轉星座圖區塊之D個實數符元均等分散且使最小距離變大者，藉此能得到優異的時間分集。
第2接收方法係一種數位資料之接收方法，包含有：接收步驟，係接收複數符元列，前述複數符元列含有藉第6或第7發送方法所得到之NC個複數符元者；實數符元擷取步驟，係對NS/D個D維旋轉向量每個，由前述複數符元列擷取該D維旋轉向量之D個實數符元者；解映射步驟，係依序將NS/D個前述D維旋轉向量解映射，藉此產生編碼資料區塊者；解交錯步驟，係根據前述交錯步驟之重排，而將前述編碼資料區塊之位元重排者；及解碼步驟，係使用錯誤訂正碼，將藉前述解交錯步驟所重排之前述編碼資料區塊解碼者
第2接收機係一種數位資料之接收機，包含有：接收部，係接收複數符元列，前述複數符元列含有藉第4或第5發送機任一者所得到之NC個複數符元者；實數符元擷取部，係對NS/D個D維旋轉向量每個，由前述複數符元列擷取該D維旋轉向量之D個實數符元者；解映射部，係依序將NS/D個前述D維旋轉向量解映射，藉此產生編碼資料區塊者；解交錯部，係根據前述交錯部中之重排，而將前述編碼資料區塊之位元重排者；及 解碼部，係使用錯誤訂正碼，而將藉前述解交錯部所重排之前述編碼資料區塊解碼者。
依第2接收方法或第2接收機，可使D維旋轉星座圖區塊之D個實數符元均等分散且使最小距離變大者，藉此能得到優異的時間分集，並能謀求對頻道所發生之叢集錯誤之抗錯性之提昇。
產業利用性
本發明可利用在使用旋轉星座圖之通訊者。
100A‧‧‧發送機
110‧‧‧FEC編碼器
115‧‧‧解多工器
120‧‧‧PAM映射器
125‧‧‧解多工器
130‧‧‧星座圖旋轉單元
140A‧‧‧胞元映射器
150A‧‧‧胞元交錯器
160A‧‧‧訊框交錯器
170A‧‧‧訊框映射器
180‧‧‧調變器
190‧‧‧發送天線

Claims (12)

  1. 一種發送方法，係數位資料之發送方法，包含有：編碼步驟，係對每預定長度之資料區塊，使用錯誤訂正碼而將資料區塊編碼者；實數值符元列產生步驟，係以預定數量之位元，逐一依序將藉前述編碼所得到之編碼資料區塊映射於實數值符元，藉此產生含有NS個實數值符元之實數值符元列者；變換步驟，係對D維向量乘上D列D行之正交矩陣，藉此將每個前述D維向量分別變換成令D個實數符元作為元素之D維旋轉向量，前述D維向量為令前述實數值符元列所含之前述實數值符元作為元素者；及複數符元列產生步驟，係經由前述變換之結果所得到之NS個前述實數符元，產生含有NC=NS/2個複數符元之複數符元列者；前述複數符元列產生步驟係對每個前述D維旋轉向量，將該D維旋轉向量之D個前述實數符元映射於D/2個鄰接之第1複數符元，藉此經由前述變換之結果所得到之NS個之前述實數符元產生含有NC個第1複數符元之第1複數符元列；在前述第1複數符元列中，於NC個前述第1複數符元之實數成分與虛數成分之間以預定期間插入D/2符元量之延遲，藉此產生含有NC個前述複數符元之第2複數符 元列；並執行與將前述第2複數符元列之NC個前述複數符元按行方向寫入D列之交錯矩陣，且按列方向由交錯矩陣讀出等價之處理，藉此產生前述複數符元列。
  2. 如申請專利範圍第1項之發送方法，其係將前述複數符元列分割成NF個切片，且將前述NS/2個前述複數符元映射於NF個訊框，以於NF個前述切片之每個切片，使該切片全部之前述複數符元映射於相同訊框者。
  3. 如申請專利範圍第2項之發送方法，係進行前述分割，使於與NF個前述切片之間前述切片所含之前述複數符元之數量之差成為最大為1者。
  4. 如申請專利範圍第1項之發送方法，其係於前述實數值符元列產生步驟與前述變換步驟之間更具有交錯步驟，在前述實數值符元列中，令2個前述實數值符元作為群組，而將群組之排列順序重排。
  5. 如申請專利範圍第1項之發送方法，其中前述實數值符元係將B個位元調變者，在前述編碼步驟與前述實數值符元列產生步驟之間更具有交錯步驟，在前述編碼資料區塊之含有多數位元之位元列中，令2×B個前述位元作為群組，將群組之排列順序重排。
  6. 一種接收方法，係數位資料之接收方法，包含有：接收步驟，係接收複數符元列，前述複數符元列含有藉如申請專利範圍第1項之發送方法所得到之NC個複 數符元者；實數符元擷取步驟，係對NS/D個D維旋轉向量之每個D維旋轉向量，由前述複數符元列擷取該D維旋轉向量之D個實數符元者；解映射步驟，係依序將NS/D個前述D維旋轉向量解映射，藉此產生編碼資料區塊者；及解碼步驟，係使用錯誤訂正碼，而將前述編碼資料區塊解碼者。
  7. 一種接收方法，係數位資料之接收方法，包含有：接收步驟，係接收複數符元列，前述複數符元列含有藉如申請專利範圍第4或5項之發送方法所得到之NC個複數符元者；實數符元擷取步驟，係對NS/D個D維旋轉向量每個D維旋轉向量，由前述複數符元列擷取該D維旋轉向量之D個實數符元者；解映射步驟，係依序將NS/D個前述D維旋轉向量解映射，藉此產生編碼資料區塊者；解交錯步驟，係根據前述交錯步驟之重排，而將前述編碼資料區塊之位元重排者；及解碼步驟，係使用錯誤訂正碼，將藉前述解交錯步驟所重排之前述編碼資料區塊解碼者。
  8. 一種發送機，係數位資料之發送機，包含有：編碼部，係對每預定長度之資料區塊，使用錯誤訂正碼而將資料區塊編碼者； 實數值符元列產生部，係以預定數量之位元，逐一依序將藉前述編碼所得到之編碼資料區塊映設於實數值符元，藉此產生含有NS個實數值符元之實數值符元列者；變換部，係對D維向量乘上D列D行之正交矩陣，藉此將每個前述D維向量變換成令D個實數符元作為元素之D維旋轉向量者，前述D維向量為令前述實數值符元列所含之D個前述實數值符元作為元素者；及複數符元列產生部，係經由前述變換之結果所得到之NS個前述實數符元，產生含有NC=NS/2個複數符元之複數符元列者；前述複數符元列產生部係對每個前述D維旋轉向量，將該D維旋轉向量之D個前述實數符元映射於D/2個之鄰接之第1複數符元，藉此經由前述變換之結果所得到之NS個前述實數符元產生含有NC個第1複數符元之第1複數符元列；在前述第1複數符元列中，於NC個前述第1複數符元之實數成分與虛數成分之間以預定期間插入D/2符元量之延遲，藉此產生含有NC個前述複數符元之第2複數符元列；並執行與將前述第2複數符元列之NC個前述複數符元按行方向寫入D列之交錯矩陣、且按列方向由交錯矩陣讀出者等價之處理，藉此產生前述複數符元列。
  9. 如申請專利範圍第8項之發送機，其中前述實數值符元 列產生部與前述變換部之間更具有交錯部，該交錯部係在前述實數值符元列中，令2個前述實數值符元作為群組，而將群組之排列順序重排者。
  10. 如申請專利範圍第8項之發送機，其中前述實數值符元係將B個位元調變者，在前述編碼部與前述實數值符元列產生部之間更具有交錯部，該交錯部係在前述編碼資料區塊之含有多數位元之位元列中，令2×B個前述位元作為群組，將群組之排列順序重排者。
  11. 一種接收機，係數位資料之接收機，包含有：接收部，係接收複數符元列，前述複數符元列含有藉如申請專利範圍第8項之發送機所得到之NC個複數符元者；實數符元擷取部，係對NS/D個D維旋轉向量之每個D維旋轉向量，由前述複數符元列擷取該D維旋轉向量之D個實數符元者；解映射部，係依序將NS/D個前述D維旋轉向量解映射，藉此產生編碼資料區塊者；及解碼部，係使用錯誤訂正碼，而將前述編碼資料區塊解碼者。
  12. 一種接收機，係數位資料之接收機，包含有：接收部，係接收複數符元列，前述複數符元列含有藉如申請專利範圍第9或10項之發送機所得到之NC個複數符元者； 實數符元擷取部，係對NS/D個D維旋轉向量之每個D維旋轉向量，由前述複數符元列擷取該D維旋轉向量之D個實數符元者；解映射部，係依序將NS/D個前述D維旋轉向量解映射，藉此產生編碼資料區塊者；解交錯部，係根據前述交錯部中之重排，而將前述編碼資料區塊之位元重排者；及解碼部，係使用錯誤訂正碼，將藉前述解交錯部重排之前述編碼資料區塊解碼者。
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