TWI606698B - Interleaving method and deinterleaving method - Google Patents

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Description

交錯方法及去交錯方法 發明領域
本發明係關於數位通訊領域，詳言之，係關於一種交錯方法、交錯器，及具備其之發送機，以及去交錯方法、去交錯器，及具備其之接收機，其係用於複數送信天線用之使用類循環低密度同位檢查(quasi-cyclic low-density parity-check：QC-LDPC)碼，QAM(quadrature amplitude modulation)，及空間多工的位元交錯編碼調變(bit-interleaved coding and modulation：BICM)系統。
發明背景
近年提案有一種包含具有位元交錯編碼調變(bit-interleaved coding and modulation：BICM)編碼器的發送機之通訊系統(例如參照非專利文獻1)。
BICM編碼器例如進行下列步驟。
(1)將資料區塊例如使用類循環低密度同位檢查(quasi-cyclic low-density parity-check：QC LDPC)碼加以編碼。
(2)對編碼結果所得之碼字位元執行包含同位交錯及行-列交錯之位元交錯。
(3)將已位元交錯之編碼多工分離成叢集字。而，多工分離包含調變方式為16QAM、64QAM、256QAM等時，與行列交錯中交錯器行列之列之排序等價之處理。
(4)將叢集字對映至叢集。
先行技術文獻 非專利文獻
[非專利文獻1]ETSI EN 302 755 V1.2.1(DVB-T2規格)
[非專利文獻2]ETSI EN 302 307 V1.2.1(DVB-S2規格)
發明概要
因此，若可將根據QC LDPC碼之碼字位元適切地對映至叢集字，可連帶提昇通訊系統之接收功能。
同樣地，即使於包含具有伴隨空間多工BICM編碼器之發送機的通訊系統，若可將根據QC LDPC碼之碼字位元適切地對映至空間多工區塊之複數叢集字，可連帶提升通訊系統之接收功能。
本發明目的在於提供一種交錯方法、交錯器、及具備其之發送機、以及去交錯方法、去交錯器、及具備其之接收機，其係將該碼字之位元置換，且可將根據類循環低密度同位檢查碼之碼字位元適切地對映至空間多工區塊的複數個叢集字，而實現提昇通訊系統之接收性能者。
本發明用以達成上述目的之交錯方法係一種交錯方法，係執行於使用類循環低密度同位檢查碼、空間多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統之發送機中，且由前述類循環低密度同位檢查碼之碼字產生複數個叢集字而置換該碼字之位元者，該複數個叢集字係構成複 數個空間多工區塊，其中前述碼字係分別由Q個位元所形成之N個循環區塊所構成，前述空間多工區塊係由B個位元形成，且前述空間多工區塊由T個叢集字所構成，前述交錯方法係包含有：第1排序步驟，係將前述N個循環區塊置換者；第2排序步驟，係將前述N個循環區塊之已置換的前述碼字之位元置換，以對映至構成前述複數個空間多工區塊之前述T個叢集字。
依據上述交錯方法，可適切地將根據類循環低密度同位檢查碼之碼字位元適切地對映至空間多工區塊的複數個叢集字，而謀求通訊系統之接收性能之提昇。
圖式簡單說明
圖1係具有複數天線，且進行使用空間多工之位元交錯編碼調變之一般發送機之方塊圖。
圖2係圖1之空間多工用之位元交錯編碼調變編碼器之方塊圖。
圖3係循環係數Q=8之類循環低密度同位檢查碼之同位檢查矩陣之一例之示意圖。
圖4係重複累加類循環低密度同位檢查碼之定義之一例之示意圖。
圖5係顯示同位檢查矩陣之資訊部分者，且僅對對應於圖4之各循環區塊中之第1位元顯示「1」之位置之示意圖。
圖6係對應於圖4，且包含對全資訊位元之輸入及階梯狀的同位部分之完全的同位檢查矩陣之示意圖。
圖7係圖6之同位檢查矩陣之類循環構造之示意圖。
圖8係編碼率5/15(1/3)時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖9係編碼率6/15(2/5)時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖10係編碼率7/15時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖11係編碼率8/15時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖12係編碼率9/15(3/5)時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖13係編碼率10/15(2/3)時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖14係編碼率11/15時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖15(a)係4-QAM(QPSK)叢集之示意圖，(b)係16-QAM叢集之示意圖，(c)係64-QAM叢集之示意圖。
圖16(a)係4-QAM(QPSK)用之QAM對映器之方塊圖，(b)係16-QAM用之QAM對映器之方塊圖，(c)係64-QAM用之QAM對映器之方塊圖。
圖17係顯示於使用灰階編碼之8-PAM符號之不同穩健等級之略圖。
圖18A係用2天線且空間多工區塊之位元數等於6之空間多工系統之略圖。
圖18B係用2天線且空間多工區塊之位元數等於8之空間多工系統之略圖。
圖18C係用2天線且空間多工區塊之位元數等於10之空間多工系統之略圖。
圖19係本發明實施型態之通訊系統之發送機之方塊圖。
圖20係圖19之BICM編碼器之方塊圖。
圖21係顯示圖20之位元交錯器之一構成例之方塊圖。
圖22A係B=6的情況時圖21之區段排序單元的位元置換功能之一例之示意圖。
圖22B係B=8的情況時圖21之區段排序單元的位元置換功能之一例之示意圖。
圖22C係B=6的情況時圖21之區段排序單元的位元置換功能之一例之示意圖。
圖23A係用以說明進行圖22A所示之位元置換的區段排序單元之一動作例之圖。
圖23B係用以說明進行圖22B所示之位元置換的區段排序單元之一動作例之圖。
圖23C係用以說明進行圖22B所示之位元置換的區段排序單元之一動作例之圖。
圖24A係B=6的情況時圖20之位元交錯編碼調變編碼器之一構成例之示意圖。
圖24B係B=8的情況時圖20之位元交錯編碼調變編碼器之一構成例之示意圖。
圖24C係B=10的情況時圖20之位元交錯編碼調變編碼器之一構成例之示意圖。
圖25係顯示圖20之位元交錯器之其他構成例之方塊圖。
圖26係顯示Q=8，N=12，B=6的情況時，圖25之位元交錯器之構成例之方塊圖。
圖27係使用對於編碼率8/15且頻道槽之位元數8之盲反對映及反覆反對映的蒙地卡羅模擬結果之示意圖。
圖28(a)~(c)係用以說明用以找到最適的循環區塊排序之規則之方法之圖。
圖29A係B=6，發送電力比=1/1的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖29B係B=8，發送電力比=1/1的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖29C係B=10，發送電力比=1/1的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖30A係B=6，發送電力比=1/2的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖30B係B=8，發送電力比=1/2的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖30C係B=10，發送電力比=1/2的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖31A係B=6，發送電力比=1/4的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖31B係B=8，發送電力比=1/4的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖31C係B=10，發送電力比=1/4的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖32係本發明實施型態之通訊系統之接收機之方塊圖。
較佳實施例之詳細說明
<<達成發明之背景>>
圖1係顯示一般發送機1000之構成的方塊圖。發送機1000具有輸入處理部1100、位元交錯編碼調變(bit-interleaved coding and modulation：BICM)編碼器1200、調變器1300-1~1300-2、升頻器1400-1~1400-2、RF(radio frequency)電力增幅器1500-1~1500-2、及發送天線1600-1~1600-2。
輸入處理部1100係將與播送服務相關之輸入位元流變換成預定長度之區塊。該區塊稱做基頻框。
BICM編碼器1200係將基頻框變換成複數個複數(complex)數值的資料流。資料流的數量與發送天線的數量相等。
各資料流至少由包含調變器1300-1~1300-2與升頻器1400-1~1400-2與RF電力增幅器1500-1~1500-2之調變調諧做進一步處理，而從發送天線1600-1~1600-2輸出。
各調變器1300-1~1300-2係對來自BICM編碼器1200之輸出，例如進行正交頻率分割多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：OFDM)調變，以及進行用以增大一般相異性(diversity)之時間交錯與頻率交錯。
各升頻器1400-1~1400-2係將來自各調變器1300-1~1300-2之輸出進行頻率變換從數位基頻變換至類比RF。
各RF電力增幅器1500-1~1500-2係對來自各升頻器1400-1~1400-2之輸出進行電力增幅。
以下參照圖2並說明關於圖1之BICM編碼器1200的詳情。
圖2係圖1之空間多工用之BICM編碼器1200之方塊圖。
BICM編碼器1200係具有LDPC編碼器1210、位元交錯器1220、解多工器1230、QAM對映器1240-1~1240-2及空間多工(spatial-multiplexing：SM)編碼器1250。
LDPC編碼器1210係將輸入區塊，即基頻框用LDPC碼編成碼字，並向位元交錯器1220輸出。
位元交錯器1220係執行將各LDPC碼之位元置換之位元交錯，並向解多工器1230輸出。
解多工器1230係將已位元交錯之碼字多工分離 成2個位元流，並向QAM對映器1240-1~1240-2輸出。
各QAM對映器1240-1~1240-2係將構成各位元流的各個複數個叢集字對映至複數符號，向自由選擇的SM編碼器1250輸出。各個叢集字係顯示該叢集字之叢集對映所使用的預定叢集之複數個叢集點的1個。而，圖2中的B1、B2係表示叢集字之位元數。
SM編碼器1250通常對輸入之2個複數符號所形成之向量乘上正交平方矩陣。
以下更詳細地說明圖2之BICM編碼器1200之構成要素。
以下說明關於LDPC編碼處理。
LDPC編碼器1210係將基頻框用特別的LDPC碼編碼成碼字。本發明係特別對如DVB-S2規格，DVB-T2規格，DVB-C2規格中所採用且具有階梯狀之同位構造的LDPC區塊碼來設計。
而，DVB-S2是Digital Video Broadcasting-Second Generation Satellite之簡稱，DVB-T2是Digital Video Broadcasting-Second Generation Terrestrial之簡稱，DVB-C2是Digital Video Broadcasting-Second Generation Cable之簡稱。
LDPC區塊碼更詳記如下。
LDPC區塊碼係由同位檢查矩陣(parity check matrix：PCM)完全定義之線性誤差校正碼，PCM係表示碼字位元(亦稱為位元節點或變數節點)與同位檢查(亦稱為檢 查節點)間之連結(connection)之2維稀疏矩陣。PCM之列與行係分別對應於變數節點與檢查節點。變數節點與檢查節點間之連結，於PCM，以「1」之元素表示。而檢查節點表記為CN。
LDPC區塊碼中存有稱為類循環低密度同位檢查(quasi-cyclic low-density parity check：QC LDPC)碼之種類。QC LDPC碼具有特別適合硬體安裝之構造。事實上，於現今之大部分之規格中使用QC LDPC碼。QC LDPC碼之PCM形成具有複數個循環矩陣之特別構造。循環矩陣係各行將其最前面之行之元素循環移位1個後成形之正方矩陣，且經疊加之斜列(folded diagonal)可有1個，2個或其以上。
各循環矩陣之大小為Q×Q。此次Q稱為QC LDPC碼之循環係數(cyclic factor)。藉由如此之類循環構造，可將Q個檢查節點加以並列處理，QC LDPC碼由於可有效地進行硬體安裝，因此明顯是較優異之編碼。
QC LDPC碼之PCM是Q×M行Q×N列，碼字係分別由Q個位元形成之N個區塊所形成。由Q個位元形成之區塊於本說明書中稱為類循環區塊，或僅稱為循環區塊。將類循環區塊(循環區塊)簡略化地表記為QB。
圖3係顯示M=6，N=18，Q=8之QC LDPC碼之PCM之一例的示意圖。而，圖3及後述之圖5至圖7中，最小的1個四角形表示PCM的1個元素，其中塗黑的四角形元素是「1」，其他的元素是「0」。
圖3之PCM具有經疊加之斜列是1個或2個的循環矩陣，對應於圖3之PCM的QC LDPC碼係將8×12=96位元之區塊編碼成8×18=144位元之碼字。因此，該QC LDPC碼之編碼率是96/144=2/3。
對應於圖3之PCM的QC LDPC碼係屬於所謂重複累加類循環低密度同位檢查(repeat-accumulate quasi-cyclic low-density parity check：RA QC LDPC)碼的特別種類之QC LDPC碼。習知RA QC LDPC碼，係容易進行編碼處理，而於許多規格(例如所謂DVB-S2規格，DVB-T2規格，DVB-C2規格之第二世代DVB規格)所採用。PCM之左側是資訊部分。另，PCM之右側是同位部分，該部分中「1」元素的配置成為階梯構造。
而DVB是Digital Video Broadcasting之簡稱。
接著記述如非專利文獻2之DVB-S2規格之ETSI EN 302 307 V1.2.1(2009年9月)之5.3.2章與附錄B，C所記載般，使用在DVB-S2，DVB-T2及DVB-C2之規格家族之RA QC LDPC碼的定義。在該規格家族中循環係數Q是360。
各QC LDPC碼，係完全藉由表格定義關於資訊部分之各循環區塊的第1位元，而該表格係包含該第1位元所連結之各檢查節點的索引(索引從零開始)。這些索引在DVB-S2規格記載為“addresses of the parity bit accumulators”(同位位元累加器的位址)。
作為一例，在圖4顯示對於圖3的QC LDPC碼之表格。而，圖4之QB欄所記載之值是循環區塊的索引，只 會成為同位檢查矩陣之資訊部分。圖4的例子中，對於循環區塊QB1中之第1位元的檢查節點索引是「13」、「24」、「27」、「31」、「47」。
圖5係顯示同位檢查矩陣之資訊部分者，且僅對對應於圖4之各循環區塊中之第1位元顯示「1」之位置的示意圖。例如，在循環區塊QB1中的第1位元，對應於檢查節點CN13、CN24、CN27、CN31、CN47之矩陣元素為「1」。
對應於圖4，且包含對於全部資訊位元的輸入及階梯狀的同位部分之完全的同位檢查矩陣係成為顯示於圖6的同位檢查矩陣。
在各循環區塊，對其他的資訊位元(循環區塊中除第1位元以外之資訊位元)檢查節點的索引係以數式1來計算。
[數式1]i q =(i 0+q×M)%(Q×M) (數式1)
而q是循環區塊內的位元索引(0，．．．，Q-1)，iq是對第q位元之檢查節點的索引，i0是圖4中對於第1位元之檢查節點的索引，M是同位部分中循環區塊之數量(在圖6之例中是6)，Q×M是同位位元的數量(在圖6之例中是48)，%是模數演算子(modulo operator)。
為了表現出顯示於圖6之同位檢查矩陣的循環構造，把以數式2計算之排序適用於同位檢查矩陣的行，因此可得到圖7所示之同位檢查矩陣之結果。而，將以數式2計 算之排序於通篇說明書中稱為行排序。
[數式2]j=(i%M)×Q+floor(i/M) (數式2)
而i是適用行排序前之檢查節點的索引(索引從零開始)，j是適用行排序後之檢查節點的索引(索引從零開始)，M是同位部分中循環區塊的數量，Q是構成循環之位元數，%是模數演算子(modulo operator)，floor(i/M)是回傳i/M以下之最大之整數值的函數。
行排序不適用於位元(不將列置換)，因此不會變更LDPC碼之定義。但在適用行排序後之同位檢查矩陣，同位部分不會變成類循環構造。為了使同位部分成為類循環構造，數式3之特別排序僅對同位位元適用。而，將以數式3計算之排序於通篇說明書中稱為同位排序或同位交錯。
[數式3]j=(i%Q)×M+floor(i/Q) (數式3)
而i是適用同位排序前之同位位元的索引(索引從零開始)，j是適用同位排序後之同位位元的索引(索引從零開始)，M是同位部分中循環區塊的數量，Q是循環區塊的位元數，%是模數演算子(modulo operator)，floor(i/Q)是回傳i/Q以下之最大之整數值的函數。
數式3的同位排序會改變QC LDPC碼的定義。而且，在以下，同位排序會視為LDPC編碼處理的一部份。
接著，說明關於次世代之DVB-NGH規格所規定的7個QC LDPC碼。DVB-NGH規格現在正在研議中，並會是針對行動裝置之數位視訊服務之地面波接收的規格。而，NGH是next-generation handheld的簡稱。
DVB-NGH規格規定7個QC LDPC碼。全部的QC LDPC碼都是循環係數Q=360，每個碼字的循環區塊數N=45。因此，編碼長度是16200位元。在DVB-NGH規格定義5/15(1/3)、6/15(2/5)、7/15、8/15、9/15(3/5)、10/15(2/3)、11/15作為編碼率。這些QC LDPC碼字的定義若依照上述圖4的記載形式，可由圖8至圖14所顯示之表格得出。
而，使用圖8至圖14所記載之QC LDPC碼的LDPC編碼處理係與DVB-S2規格所記載者實質上相同，因此熟知該項技術者當然可理解。
在此，舉圖8為例，具體地記載LDPC編碼器1210進行之LDPC編碼處理依照DVB-S2規格之記載方法。
LDPC編碼器如數式4般將大小Kldpc的資訊區塊(LDPC編碼器的輸入)i組織性地編碼成大小Nldpc的LDPC碼c。
[數式4]
而編碼率5/15時，QC LDPC碼的參數(Nldpc， Kldpc)是(16200，5400)。
LDPC編碼器1210的功能是依Kldpc個資訊位元的每個區塊，決定Nldpc-Kldpc個同位位元，且其進行順序如下。
首先，將同位位元如數式5所示加以初始化。
[數式5]
將第1個資訊位元i0累加到圖8的第1行所指定之各同位位元累加器的位址(各檢查節點索引)。具體上，進行數式6之演算。
[數式6] p 416=p 416⊕i 0 p 2560=p 2560⊕i 0 p 2912=p 2912⊕i 0 p 3112=p 3112⊕i 0 p 3216=p 3216⊕i 0 p 4156=p 4156⊕i 0 p 4969=p 4969⊕i 0 p 6405=p 6405⊕i 0 p 6723=p 6723⊕i 0 p 6912=p 6912⊕i 0 p 8593=p 8593⊕i 0 p 8909=p 8909⊕i 0 (數式6)其中⊕係互斥或(exclusive or)。
而接下來的359個資訊位元im(m=1，2，．．．，359)，係將im累加於各同位位元累加器的位址{x+(m mod 360)×q}mod(Nldpc-Kldpc)。而x係表示對應於第1個資訊位元i0的同位位元累加器的位址，q係表示依編碼率5/15而定之係數，q=(Nldpc-Kldpc)/360=(16200-5400)/360=30。
對於第361個資訊位元i360，同位位元累加器的位址給定在圖8的第2行。以同樣的手法，可用{x+(m mod 360)×q}mod(Nldpc-Kldpc)得到對於接下來的359個資訊位元im(m=361，362，．．．，719)的同位位元累加器的位址。而x是對應於第360個資訊位元i360的同位位元累加器的位址，即圖8的第2行所記述的同位位元累加器的位址。
同樣的作法係用以對360個每個新的資訊位元群，來讓圖8中新的行找到同位位元累加器之位址。
對全部的資訊位元執行後，進行如下之操作來得到最後的同位位元。
從i=1開始，連續進行數式7之演算。
[數式7]p i =p i ⊕p i-1 ,i=1,2,…,N ldpc -K ldpc -1 (數式7)
其中⊕係互斥或(exclusive or)。
pi(i=0，1，．．．，Nldpc-Kldpc-1)之最終內容與同位位元pi相等。
而，圖9至圖14的情況係藉由將上述適用例中圖8各行之值置換成圖9至圖14各行之值來實現。
但，圖9的情況(編碼率2/5)時，QC LDPC碼的參數(Nldpc，Kldpc)是(16200，6480)，q=27。圖10的情況(編碼率7/15)時，QC LDPC碼的參數(Nldpc，Kldpc)是(16200，7560)，q=24。圖11的情況(編碼率8/15)時，QC LDPC碼的參數(Nldpc，Kldpc)是(16200，8640)，q=21。圖12的情況(編碼率9/15)時，QC LDPC碼的參數(Nldpc，Kldpc)是(16200， 9720)，q=18。圖13的情況(編碼率10/15)時，QC LDPC碼的參數(Nldpc，Kldpc)是(16200，10800)，q=15。圖14的情況(編碼率11/15)時，QC LDPC碼的參數(Nldpc，Kldpc)是(16200，11880)，q=12。
又，在上述QC LDPC碼之說明雖依照DVB-S2規格之標記，若依照DVB-T2規格或DVB-NGH規格的標記的話，例如上述之q會變成Qldpc。
LDPC編碼器1120對於編碼結果所得之碼字，使適用同位排序前之位元為λ，適用同位排序後之位元為u，將該同位位元進行數式8所示之演算。
[數式8]
而數式8中Kldpc是QC LDPC碼字之資訊位元之數量，資訊位元不會交錯。同位檢查矩陣之循環係數Q是360。編碼率5/15時Qldpc=(Nldpc-Kldpc)/360=30，編碼率2/5時Qldpc=27，編碼率7/15時Qldpc=24，編碼率8/15時Qldpc=21，編碼率9/15時Qldpc=18，編碼率10/15時Qldpc=15，編碼率11/15時Qldpc=12。
在此，簡單地記載關於本說明書中構成QC LDPC碼的循環區塊與循環區塊的索引。將適用同位排序後的QC LDPC碼字(同位位元置換後的QC LDPC碼字)，依序分割成數式8中從u0起依序連續之Q=360個位元所構成的區 塊。該區塊是QC LDPC碼字的循環區塊。接著，對循環區塊，從包含u0之循環區塊起依序給予其「1」、「2」、．．．的索引。
以下，說明關於空間多工之編碼。
本發明係特別是在處理具有2根發送天線之空間多工系統。在如此之系統中，以圖2之s1與s2表記之2個複數QAM符號是從同一個頻道槽(channel slot)發送。OFDM調變時，頻道槽稱為OFDM單元，且定義為OFDM符號中的1個次載子。該2個複數QAM符號係形成空間多工對(spatial-multiplexing pair：SM對)。
SM對中的2個複數QAM符號不會被編碼，或是會藉由適用圖2所示之SM編碼器1250來追加的SM編碼(spatial-multiplexing encoding)步驟，來加以結合編碼(jointly encoded)，而從發送天線發送。圖2所示之SM編碼器1250係將2個複數QAM符號s1、s2結合編碼以產生2個複數符號x1、x2。SM編碼通常如數式9所示，藉由對向量[s1 s2]乘上2行2列的複數產生矩陣G來進行。
[數式9]
以下，記載關於QAM對映。
本發明特別是在處理形成SM對的複數QAM符號(s1，s2)兩者是對映至平方QAM(quadrature amplitude modulation)叢集者的情況。2個平方QAM叢集並不必是同樣的大小。
QAM符號是藉由使用PAM(pulse amplitude modulation)而將實數成分與虛數成分彼此獨立地調變所得者。各個叢集的點係對應於位元之組合之任一者。
圖15(a)、(b)、(c)係顯示本発明相關之3種類的平方QAM叢集，也就是4-QAM叢集、16-QAM叢集及64-QAM叢集的示意圖。
此時，在平方QAM叢集，實數成分與虛數成分係分別使用同種的PAM來調變。具體而言，在4-QAM叢集，實數成分與虛數成分係分別使用同種的2-PAM來調變，在16-QAM叢集，實數成分與虛數成分係分別使用同種的4-PAM來調變，在64-QAM叢集，實數成分與虛數成分係分別使用同種的8-PAM來調變。
又，在本發明係對PAM對映假定使用如圖15(a)、(b)、(c)所示的灰階編碼者。
使用圖16(a)、(b)、(c)來說明圖15(a)、(b)、(c)中3種類的平方QAM叢集用的QAM對映器。
]各QAM對映器如圖16(a)、(b)、(c)所示，具有2個獨立的PAM對映器，且具有QAM對映器的2個獨立的PAM對映器會編碼同數量的位元。
圖16(a)係QPSK(4-QAM)叢集用的QAM對映器的區塊圖。QAM對映器1240A係具有對實數部用與虛數部用的，2個獨立的2-PAM叢集用的PAM對映器1241A、 1245A。PAM對映器1241A、1245A係分別對同數量的1位元編碼。如此，QAM對映器1240A係將2位元編碼。
圖16(b)係16-QAM叢集用的QAM對映器的方塊圖。QAM對映器1240B係具有對實數部用與虛數部用的，2個獨立的4-PAM叢集用的PAM對映器1241B、1245B。PAM對映器1241B、1245B係分別對同數量的2位元編碼。如此，QAM對映器1240B係將4位元編碼。
圖16(c)係64-QAM叢集用的QAM對映器的方塊圖。QAM對映器1240C係具有對實數部用與虛數部用的，2個獨立的8-PAM叢集用的PAM對映器1241C、1245C。PAM對映器1241C、1245C係分別對同數量的3位元編碼。如此，QAM對映器1240C係將6位元編碼。
接收PAM符號藉由接收機來反對映時，以PAM符號編碼之位元的穩健等級(信頼度)彼此不同。此為習知之事實，作為一例，將使用灰階編碼的8-PAM符號顯示於圖17。在如此之PAM符號編碼之複數個位元的穩健等級彼此不同，是由於藉由位元(0或1)所定義的2個子集合間的距離在複數的位元間彼此不同。位元的信頼性與藉由該位元所定義的2個子集合間的平均距離成比例。圖17之例中，位元b1的穩健等級(信頼度)最低，位元b2的穩健等級(信頼度)第2低，位元b3的穩健等級(信頼度)最高。
而，4-QAM、16QAM及64QAM叢集分別有1、2、3的穩健等級。
各平方QAM叢集(例如對應於圖16(a)~(c)之平 方QAM叢集)中，bi’Re與bi’Im的穩健等級(信頼度)彼此相等(i=1，．．．)，bi+1’Re，bi+1’Im的穩健等級(信頼度)較bi’Re，bi’Im的穩健等級(信頼度)大(i=1，．．．)。
首先發送的QAM符號與比例係數(scaling factor)K相乘，藉此進行電力的標準化。此時，QPSK(4-QAM)符號時K=sqrt(2)，16-QAM符號時K=sqrt(10)，64-QAM符號時K=sqrt(42)。且sqrt(x)是回傳x開平方根的函數。而，對於QAM符號之K的乘算處理係藉由QAM對映器來執行。
以下，將編碼成SM對的2個QAM符號之位元數分別表記為B1與B2。由於QAM叢集是平方叢集，因此B1與B2是偶數。將以QAM叢集所編碼之複數個位元記述為叢集字，將以SM對所編碼之複數位元記述為空間多工碼(spatial-multiplexing word：SM碼)或空間多工區塊(spatial-multiplexing block：SM區塊)。
更與本發明相關之觀點是，由於平方QAM符號是2個獨立的PAM符號所形成的，因此以QAM符號所編碼之複數位元是將相同穩健等級的位元對加以群組化者。
以下，記載關於DVB-NGH規格中之配置。
DVB-NGH規格的空間多工設定擋，如表1所示支持3個SM配置。SM配置係對於複數QAM符號S1、S2的QAM符號大小的組合來規定。而，頻道槽的位元數(SM區塊的位元數)是使用在產生複數QAM符號S1，S2的QAM叢集的位元數的和(構成SM區塊之叢集字的位元數的和)。對於這3個SM配置的每一個，有規定在DVB-NGH規格中，適用 2個發送天線的3個發送電力比，也就是1/1、1/2、1/4。
且發送電力比是相對於由SM編碼器1250輸出之複數符號x2的發送電力之複數符號x1的發送電力的比(複數符號x1的發送電力÷複數符號x2的發送電力)。而，發送電力比的調整是藉由SM編碼器1250所利用之產生矩陣G來進行。
SM編碼器1250所使用之矩陣G係以數式10的一般式來表示。
[數式10]
相位φ(k)是依每個頻道槽而變化的可變相位。β、θ、α的各參數有可能在規格的最終版中會有所變更。這些具體的值和本發明無關。重要的是對於3個SM配置的各發送天線中的QAM大小與發送電力比。
以下，記載關於對LDPC碼字的位元施加的交錯處理。
通常，在LDPC碼字的位元有不同的重要度，又，在叢集的位元有不同的穩健等級。LPDC碼字之位元若不直接即刻進行交錯地對映至叢集，就無法達到最適的性能。為了要迴避如此之性能降低，而有必要使碼字的位元在對應至叢集前進行交錯。
為了要交錯LDPC碼字的位元，如圖2所示，位元交錯器1220及解多工器1230設置於LDPC編碼器1210與QAM對映器1240-1~1240-2之間。謹慎地設計位元交錯器1220及解多工器1230，藉此使LDPC碼字的位元與藉由叢集而編碼的位元之關連性成為最佳者，連帶改善接收功能。此性能通常用作為SN比(signal to noise ratio：SNR)之函數的位元錯誤率(bit error rate：BER)，或區塊錯誤率(block error rate：BLER)來測定。
LDPC碼字的位元產生不同的重要度之主要理由 是，與全部位元相關之同位檢查之數不限於同數。與碼字位元(變數節點)相關之同位檢查(檢查節點)數越高，於反覆LDPC解碼處理中碼字位元的重要度就會變得越高。更進一步的理由是，對於LDPC碼的泰納表(Tanner Graph)表現之循環的連結性(connectivity)依照變數節點有所不同。因此，碼字位元即使與相關的同位檢查之數同數，碼字位元的重要性依然有可能不同。此等見解係該技術領域所周知之事。原則上，與變數節點連結之檢查節點之數越大，該變數節點的重要度越增加。
特別是QC LDPC碼的情況時，包含於Q位元的循環區塊之全部的位元中，由於相關的同位檢查之數是同數，對於泰納表中循環的連結性相同，因此，該全部的位元的重要度變得相同。
因此，本發明係提供一種QC LDPC碼字之位元向構成SM區塊之2個叢集字對映的對映方法，以謀求提昇接收性能。
<<實施之型態(其一)>>
本發明之實施型態係提供一種交錯方法，係將保證之後內容且根據QC LDPC碼之碼字(QC LDPC碼字)的位元置換者。
(A1)將各QAM符號的Bt個位元正確地對映至QC LDPC碼字的Bt/2個循環區塊，以使各個Bt/2個循環區塊與相同穩健等級的位元有關連。
(A2)將空間多工區塊(SM區塊)的T個(例如2個) 的QAM符號彼此對映至QC LDPC碼字的不同循環區塊。
換句話說，(B1)各叢集字(位元數Bt)是由QC LDPC碼字的不同Bt/2個循環區塊的位元所構成，(B2)叢集字的相同穩健等級的位元對是由相同循環區塊所構成，(B3)與不同的天線相關的叢集字是由不同循環區塊的位元所構成，但，SM區塊是由B/2個循環區塊的位元所構成。
SM區塊是由B位元所構成。SM區塊是由T個叢集字所構成。
於Bt的t是天線的索引(於SM區塊之叢集字的索引)。
如上既述，預定的LDPC碼的不同循環區塊彼此重要度不同，而重要度是依連結至構成循環區塊之位元(變數節點)的檢查節點的數值而定。故，發送性能可藉由使循環區塊的重要度及該循環區塊，與所對映之叢集字的位元的穩健等級一致而提昇。特別是，應使重要度最高之循環區塊的位元對映至穩健等級最高之叢集字的位元。反之，使重要度最低之循環區塊的位元對映至穩健等級最低之叢集字的位元。
此時，發送天線數是2(SM區塊的叢集字是2)時，向QC LDPC碼字的位元之構成SM區塊(SM碼)的2個叢集字的對映會如下述。本發明特別有關於如此之對映而加 以最佳化之功能。
QC LDPC碼之位元是以(C1)各SM區塊是由(B1+B2)/2個彼此不同之循環區塊的位元所構成，(C2)以相同QAM符號的相同穩健等級所編碼之SM區塊的各位元對是由相同循環區塊所構成，(C3)與不同送信天線相關的叢集字是由不同循環區塊的位元所構成，之方式對映至構成SM區塊之2個叢集字。
其中，B/2個循環區塊的Q×(B/2)個位元係對映至Q/2個空間多工區塊。在這種情況時，B/2個循環區塊記載為區段。
對於用2根發送天線之每個空間多工區塊的位元數與6、8、10相等的情況時的空間多工系統的構造顯示於圖18A至圖18C。屬於相同SM區塊的群組的位元用粗線圍住。於此例中，LDPC參數的循環係數Q是8，每個碼字的循環區塊數N是15。
N非B/2的倍數，而上述範例B=8時，不能將碼字分割成各個分別是B/2個循環區塊所構成的區段。因此，將碼字，與把N除以B/2後之餘數之個數X的循環區塊的群組(以下，稱為「剩餘群組」)分隔成B/2個循環區塊所構成的1個以上的區段。但，在剩餘群組的對映不是本發明的主題，其中一個選項是連續地進行對映。
N是B/2的倍數，而上述範例B=6、10時，可將碼 字分割成各個分別是B/2個循環區塊所構成的1以上的區段。
<發送機>
以下，一邊參照圖示一邊說明本發明實施型態之通訊系統中的發送機。
圖19係顯示本發明實施型態之發送機100之構成的方塊圖。發送機100係具有輸入處理部110、位元交錯編碼調變(bit-interleaved coding and modulation：BICM)編碼器120、(OFDM)調變器130-1~130-4、升頻器140-1~140-2、RF電力增幅器150-1~150-2、與發送天線160-1~160-2。而除了BICM編碼器120之外的各構成單元係進行與圖1的發送機1000對應的各構成單元實質上相同的處理，而省略詳細的說明。
以下，一邊參照圖20一邊說明圖19的BICM編碼器120的詳情。
圖20係圖19之空間多工用之BICM編碼器120的方塊圖。
BICM編碼器120係具有LDPC編碼器121、位元交錯器122、解多工器123、QAM對映器124-1~124-4、與空間多工(spatial-multiplexing：SM)編碼器125。而除了位元交錯器122及解多工器123以外的各構成單元係進行與圖2的BICM編碼器1200對應的各構成單元實質上相同的處理。
LDPC編碼器121係藉由使用QC LDPC碼之編碼來產生碼字，而向位元交錯器122輸出。而藉由LDPC編碼 器121所產生的碼字是由N個循環區塊所構成，且各循環區塊是由Q個位元所構成。
而，例如LDPC編碼器121作為QC LDPC碼，例如使用圖8至圖14所示的QC LDPC碼的情況時Q=360，N=45。
位元交錯器122係從LDPC編碼器121取得碼字，來將所取得之碼字的位元置換。解多工器123係將已更換排序之碼字的位元多工分離(分離成複數個位元列，並將複數個位元列置換)，並對映至叢集字。而，位元交錯器122與解多工器123係對於LDPC碼字的位元之一部份或全部進行處理，以滿足例如上述條件(A1)~條件(A2)(換句話說，條件(B1)~條件(B3)，T=2的情況時條件(C1)~條件(C3))。
QAM對映器124-1~124-4係將從解多工器123供給之叢集字對映至複數QAM符號，且SM編碼器125係將QAM對映器124-1~124-2所供給之複數QAM符號進行用以空間多工之編碼。
以下，一邊參照圖21一邊說明圖20之位元交錯器122之一例。
圖21係顯示圖20之位元交錯器122之一構成例的方塊圖。
圖21顯示一構成例之位元交錯器122，其中N個循環區塊係分成B/2個循環區塊所形成的1或複數個區段、與把N除以B/2後之餘數之個數X的循環區塊所形成的群組(剩餘群組)。N是B/2的倍數時，不存在剩餘群組。
例如，對應於圖18A之N=15，Q=8，B=6的情況時，與1區段相關連之循環區塊數是B/2=3，SM區塊數是Q/2=4，區段數是5。
對應於圖18B之N=15，Q=8，B=8的情況時，與1區段相關連之循環區塊數是B/2=4，SM區塊數是Q/2=4，區段數是3，剩下的循環區塊數是3。
對應於圖18C之N=15，Q=8，B=10的情況時，與1區段相關連之循環區塊數是B/2=5，SM區塊數是Q/2=4，區段數是3。
圖21顯示一構成例之位元交錯器122，其中每個區段具有區段排序單元122-1，122-2，122-3，．．．。而，N非B/2的倍數時，雖存有不屬於任一個區段的循環區塊，亦可不對不屬於任一個區段的循環區塊進行位元置換，而依照任意的排序規則進行位元置換。
區段排序單元122-1，122-2，122-3，．．．係將B/2個循環區塊的Q×(B/2)個位元置換來輸出，以使循環區塊QB的Q個位元對映至Q/2個各SM區塊中之2個位元。接著，解多工器123對於各SM區塊置換來輸出，以使SM區塊中相同循環區塊之2個位元對映至相同叢集之相同穩健等級之2個位元。亦可使各區段排序單元122-1，122-2，122-3，．．．與其他的區段排序獨立而動作。而，不需要每個區段都具有1個區段排序單元，亦可以時間分割使用區段數量較少之區段排序單元。
以下，用圖22A至圖22C及圖23A至圖23C來說明 關於圖21之區段排序單元之動作例，且Q=8，B=6、8、10的各個情況。
圖22A係Q=8，B=6的情況時區段排序單元的置換功能之一例之示意圖。圖23A係用以說明進行圖22A所示之位元置換的區段排序單元之一動作例之圖。
區段排序單元122-1A係如圖22A所示，將B/2=3個循環區塊之QB1~QB3之位元進行輸入位元之置換，以使其對映至Q/2=4個SM區塊SMB1~SMB4之位元。
為了圖22A之輸入位元之置換，區段排序單元122-1A係例如圖23A所示，進行與沿Q列B/2行=8列3行之交錯器矩陣之行方向寫入位元，並沿列方向讀出位元之行-列交錯等價之處理。而，圖23A及後述之圖23B至圖23C係以點線箭頭顯示位元的寫入順序，而以實線箭頭顯示位元的讀出順序。
圖22B係顯示Q=8，B=8的情況時區段排序單元的置換功能之一例的示意圖。圖23B係用以說明進行圖22B所示之位元置換的區段排序單元之一動作例之圖。
區段排序單元122-1B係如圖22B所示，將B/2=4個循環區塊之QB1~QB4之位元進行輸入位元之置換，以使其對映至Q/2=4個SM區塊SMB1~SMB4之位元。
為圖22B之輸入位元之置換，區段排序單元122-1A係例如圖23C所示，進行與沿Q列B/2行=8列4行之交錯器矩陣之行方向寫入位元，並沿列方向讀出位元之行-列交錯等價之處理。
圖22C係顯示Q=8，B=10的情況時區段排序單元的置換功能之一例的示意圖。圖23C係用以說明進行圖22C所示之位元置換的區段排序單元之一動作例之圖。
區段排序單元122-1C係如圖22C所示，將B/2=5個循環區塊之QB1~QB5之位元進行輸入位元之置換，以使其對映至Q/2=4個SM區塊SMB1~SMB4之位元。
為圖22C之輸入位元之置換，區段排序單元122-1C係例如圖23C所示，進行與沿Q列B/2行=8列5行之交錯器矩陣之行方向寫入位元，並沿列方向讀出位元之行-列交錯等價之處理。
將使用圖22A至圖22C及圖23A至圖23C來說明之區段排序單元一般化時，會如下所示。
區段排序單元係將循環區塊QBB/2×i+1~QBB/2×i+B/2之位元作為輸入，SM區塊SMBQ/2×i+1~SMBQ/2×i+Q/2之位元作為輸出。區段排序單元係進行與沿Q列B/2行之交錯器矩陣之行方向寫入位元，並沿列方向讀出位元之行列交錯等價之處理，而，Q是循環係數，而B是SM區塊的位元數。
以下，用圖24A至圖24C說明關於圖20之BICM編碼器120之於位元交錯器、解多工器、QAM對映器之路徑的動作例。而，令送信天線數(每個SM區塊之叢集字之數)為2。
圖24A係顯示B=6的情況時BICM編碼器之位元交錯器、解多工器、QAM對映器之路徑之一構成例之方塊圖。
BICM編碼器120A內未圖示之LDPC編碼器(參照 圖20)所產生之QC LDPC碼字係供給至具有使用圖22A及圖23A來說明之區段排序單元的位元交錯器122A。QC LDPC碼字的位元係藉由位元交錯器122A置換，而位元置換後之碼字係供給到解多工器123A。
解多工器123A於圖24A之例中係將位元y1~y6置換成位元y1、y4、y2、y3、y5、y6來輸出。藉此，位元(y1，y4)對映至叢集字CA(b1’Re，b1’Im)，而位元(y2，y3，y5，y6)對映至叢集字CB(b1’Re，b2’Re，b1’Im，b2’Im)。
4-QAM對映器124A-1係藉由2個2-PAM對映器將叢集字CA(b1’Re，b1’Im)對映至複數符號(Re，Im)。而，16-QAM對映器124A-2係藉由2個4-PAM對映器將叢集字CB(b1’Re，b2’Re，b1’Im，b2’Im)對映至複數符號(Re，Im)。
SM編碼器125A係對複數符號s1、s2進行用以空間多工之編碼，以產生發送訊號x1、x2。
圖24B係顯示B=8的情況時BICM編碼器之位元交錯器、解多工器、QAM對映器之路徑之一構成例之方塊圖。
BICM編碼器120B內未圖示之LDPC編碼器(參照圖20)所產生之QC LDPC碼字係供給至具有使用圖22B及圖23B來說明之區段排序單元的位元交錯器122B。QC LDPC碼字的位元係藉由位元交錯器122B置換，而位元置換後之碼字係供給到解多工器123B。
解多工器123B於圖24B之例中係將位元y1~y8置換成位元 y1、y2、y5、y6、y3、y4、y7、y8來輸出。藉此，位元(y1，y2，y5，y6)對映至叢集字CA(b1’Re，b2’Re，b1’Im，b2’Im)，而位元(y3，y4，y7，y8)對映至叢集字CB(b1’Re，b2’Re，b1’Im，b2’Im)。
16-QAM對映器124B-1、124B-2係分別藉由2個4-PAM對映器將叢集字CA，CB(b1’Re，b2’Re，b1’Im，b2’Im)對映至複數符號(Re，Im)。
SM編碼器125B係對複數符號s1、s2進行用以空間多工之編碼，以產生發送訊號x1、x2。
圖24C係顯示B=10的情況時BICM編碼器之位元交錯器、解多工器、QAM對映器之路徑之一構成例之方塊圖。
BICM編碼器120C內未圖示之LDPC編碼器(參照圖20)所產生之QC LDPC碼字係供給至具有使用圖22C及圖23C來說明之區段排序器的位元交錯器122C。QC LDPC碼字的位元係藉由位元交錯器122C置換，而位元置換後之碼字係供給到解多工器123C。
解多工器123C於圖13C之例中係將位元y1~y10置換成位元y1，y2，y6，y7，y3，y4，y5，y8，y9，y10而輸出。藉此，位元(y1，y2，y6，y7)對映至叢集字CA(b1’Re，b2’Re，b1’Im，b2’Im)，而位元(y3，y4，y5，y8，y9，y10)對映至叢集字CB(b1’Re，b2’Re，b3’Re，b1’Im，b2’Im，b3’Im)。
16-QAM對映器124C-1係藉由2個4-PAM對映器將叢集字CA(b1’Re，b2’Re，b1’Im，b2’Im)對映至符號(Re，Im)。 而，64-QAM對映器124C-2係藉由2個8-PAM對映器將叢集字CB(b1’Re，b2’Re，b3’Re，b1’Im，b2’Im，b3’Im)對映至複數符號(Re，Im)。
SM編碼器125C係對複數符號s1、s2進行用以空間多工之編碼，以產生發送訊號x1、x2。
將使用圖24A至圖24C來說明之區段排序單元一般化時，會如下所示。但，SM區塊的位元數是B，天線(叢集字)數為T，叢集字Ci的位元數為Bi=2×Fi。而，i是天線(叢集字)之索引，且是1以上T以下之整數。
令Li=Li-1+Fi-1(但，L1=0)時，解多工器係置換輸入位元來輸出，以使位元(yLi+1，yLi+2，．．．，yLi+Fi，yB/2+Li+1，yB/2+Li+2，．．．，yB/2+Li+Fi)對映至第i個叢集字Ci。
<<實施之型態(其二)>>
實施之型態(其二)係說明關於與實施之型態(其一)所說明之位元交錯器122不同構成之位元交錯器。而，實施之型態(其二)中，對執行與實施之型態(其一)實質性相同處理之構成要素賦予相同標號，並省略其說明。
圖25係顯示本發明之實施型態之位元交錯器之其他構成例之方塊圖。圖25所示之位元交錯器300係於圖21所示之位元交錯器122加上循環區塊排序單元310之構成。
作為圖25之位元交錯器之一例，於圖26顯示Q=8、N=12、B=6之情況。但，LDPC碼係分別由Q=8個位元構成之N=12個循環區塊QB1，．．．，QB12所構成。該LDPC碼位元係分別對映至由6位元所構成之16個SM區塊 SMB1，SMB2．．．，SMB16。
圖25之位元交錯器300係將由至少2階段所構成之排序施加於QC LDPC碼字者，且具有循環區塊排序單元310與區段排序單元122-1、122-2、．．．。
於第1階段，位元交錯器300係對QC LDPC碼字適用將構成該QC LDPC碼之N個循環區塊置換的循環區塊排序。該循環區塊排序不會影響循環區塊之位元之序列。而，第1階段係藉由循環區塊排序單元310來執行。
於第2階段，位元交錯器300係將運用循環區塊排序後之QC LDPC碼字(循環區塊置換後之LDPC碼字)的位元對映至SM區塊。該對映係將QC LDPC碼字分割成複數個區段，且QC LDPC碼字之位元會依每個區段對映至SM區塊地來執行。而，第2階段係藉由區段排序單元122-1，122-2，．．．來執行。藉位元交錯器300對映至SM區塊之位元藉由解多工器123(參照圖20)多工分離後，對映至SM區塊的複數個叢集字。
而，各區段宜滿足上述條件(i)、(ii)地由B/2個循環區塊來做成。
發明者想到將循環區塊排序最佳化，即，選擇與不同信頼度的叢集位元及不同重要度的循環區塊配合的循環區塊排序，藉此提昇通訊性能。
但是，向循環區塊之叢集字之位元的對映並非易事。對於找到最適的循環區塊排序，由於不知道到目前為止的解析解，變得非常需要耗費時間處理。本發明所揭示 之用以找到最適的循環區塊排序係由接下來的步驟構成。該方法係適用於如(使用之B之數)×(使用之發送電力比之數)×(使用之編碼率之數)=3×3×7=63之各個配置。
作為預備步驟而產生數個(10~100)不拘的隨機循環區塊排序。對這些循環區塊排序，使用各個盲反對映(blind demapping)與反覆反對映(iterative demapping)來執行蒙地卡羅模擬(Monte-Carlo Simulation)，以產生BLER(Block Error Rate：區塊錯誤率)對SNR(Signal to Noise Ratio：訊號雜訊比)的區塊。圖27係顯示於編碼率8/15，頻道時槽之位元數B=8時BLER對SNR之20個區塊。圖27中，對於運用本發明所揭示之步驟而藉此找到的最適排序之模擬結果係以粗線表示。
發明者發現，對於盲反對映若將循環區塊排序最佳化可得到關於反覆反對映之準最適性能。反之亦然。對於兩種反對映找到良好的排序則仍是繁瑣困難的工作。
故，本發明之目的在於提供對盲反對映與反覆反對映兩者可得到良好性能之循環區塊排序。
從預備步驟，可決定對於各種循環區塊排序之SNR範圍。然後，閾值SNR可只藉選擇使用盲反對映之良好性能(good performance)所得到的循環區塊排序來設定。良好性能意指低SNR。例如，於圖27閾值SNR可設為9.8dB。閾值SNR不應設定太低，以免排除大部分之使用反覆反對映而可得到非常良好性能之循環區塊排序。再者，對於盲對映嚴格地最佳化後之循環區塊排序在反覆反對映性能會 惡化。適當地選擇初期閾值SNR是從重要的經驗所得之知識。
於第1選擇步驟產生多數(例如超過1000)不拘的隨機循環區塊排序。對於各循環區塊排序，例如使用蒙地卡羅模擬，來求得使用盲反對映的BLER曲線。僅選擇於對象的BLER曲線中SNR較閾值SNR低之循環區塊排序。
對於所選擇之各循環區塊排序，求得使用反覆反對映之BLER曲線，並選擇可得到最佳性能之循環區塊排序。作為一例，假定已選擇下述之循環區塊排序者。
06 03 38 04 34 20 02 26 43 25 28 32 12 21 35 41 40 13 37 15 08 30 09 16 07 11 10 42 44 39 24 22 29 19 36 01 23 33 17 18 27 14 31 05
而，該循環區塊排序係將循環區塊從QB1，QB2，QB3，．．．之序列置換成QB6，QB3，QB38，．．．之序列者。
該循環區塊排列又顯示於圖28(a)。但，於圖28(a)及後述之圖28(b)、(c)顯示有叢集位元與區段。而，圖28(a)~(c)之例中，每個區段的循環區塊數是4，複數QAM符號S1、S2是16-QAM符號。
於第2選擇步驟，產生限於由第1選擇步驟所選出之循環區塊排序所導出之中間之數(例如，100~1000)的隨機循環區塊排序，並對第1選擇步驟的選擇基準產生之循環區塊排序適用。該限制之循環區塊排序係藉由對1個隨機選擇區段之循環區塊，例如圖28(a)之1列，運用隨機排序所得。圖28(b)示有一例。圖28(b)之例中，選擇區段7，將原本的 循環區塊列[07 11 10 42]置換得到循環區塊列[10 11 42 07]。藉由適用這些限制，可保證性能上的差異會縮小集中於第1選擇步驟已選擇的良好性能之周邊。該方法可較使用盲目的不限制的檢索更有效率的找到更好的循環區塊排序。
於第3選擇步驟，限於中間的數(例如，100~1000)之隨機循環區塊排序會從第2選擇步驟所選出的循環區塊排序導出，並對第1選擇步驟的選擇基準產生之循環區塊排序適用。該限制之循環區塊排序係藉由對例如圖28(b)之各行之循環區塊運用隨機排序而導出。1個隨機排序適用於各行，也就是各穩健等級。各排序長是區段之數量。於圖28(c)示有一例。
於第3選擇步驟，性能上的差異相當小，且較盲反對映對反覆對映影響較大。其理由是，使用反覆反對映之性能並未犧牲使用盲反對映之性能來最佳化。
關於3個不同的發送電力比(發送電力比係如上所述之比)、3個不同的頻道時槽之位元數(SM區塊之位元數)、及7個不同之編碼率之根據上述手法之循環區塊排序之最佳處理的結果係顯示於圖29A至圖29C、圖30A至圖30C、圖31A至圖31C。而這些圖中，編碼率CR=1/3，2/5，7/15，8/15，3/5，2/3，11/15之QC LDPC碼，係分別是圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14所定義之QC LDPC碼，且是以DVB-NGH規格所規定之QC LDPC碼。又，這些各個圖係對應於發送天線數(SM區塊之叢集字數)為2者。
圖29A係顯示發送電力比=1/1，頻道時槽之位元數=6，編碼率CR=1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15的情況時最佳化後之循環區塊排序。
圖29B係顯示發送電力比=1/1，頻道時槽之位元數=8，編碼率CR=1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15的情況時最佳化後之循環區塊排序。
圖29C係顯示發送電力比=1/1，頻道時槽之位元數=10，編碼率CR=1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15的情況時最佳化後之循環區塊排序。
圖30A係顯示發送電力比=1/2，頻道時槽之位元數=6，編碼率CR=1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15的情況時最佳化後之循環區塊排序。
圖30B係顯示發送電力比=1/2，頻道時槽之位元數=8，編碼率CR=1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15的情況時最佳化後之循環區塊排序。
圖30C係顯示發送電力比=1/2，頻道時槽之位元數=10，編碼率CR=1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15的情況時最佳化後之循環區塊排序。
圖31A係顯示發送電力比=1/4，頻道時槽之位元數=6，編碼率CR=1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15的情況時最佳化後之循環區塊排序。
圖31B係顯示發送電力比=1/4，頻道時槽之位元數=8，編碼率CR=1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15的情況時最佳化後之循環區塊排序。
圖31C係顯示發送電力比=1/4，頻道時槽之位元數=10，編碼率CR=1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15的情況時最佳化後之循環區塊排序。
於圖29A至圖29C、圖30A至圖30C、圖31A至圖31C的各圖，各行表示循環區塊排序。而各圖所顯示之「17」等之值係表示循環區塊的索引。
例如，圖29A的第2行顯示對於發送電力比=1/1，頻道時槽之位元數=6，編碼率CR=2/5(定義於圖9 QC LDPC碼字)的情況最佳化後的循環區塊排序。這種情況時，各QC LDPC碼的循環區塊以如下述等方式來置換：區段1由記載順序的循環區塊QB20、QB16、QB34所構成，區段2由記載順序的循環區塊QB41、QB28、QB36所構成。
圖25之位元交錯器300內之循環區塊排序單元310係將從前段之LDPC編碼器121(參照圖20)取得之QC LDPC碼(N=45，Q360)之N個循環區塊置換成圖29A至圖29C、圖30A至圖30C、圖31A至圖31C所記載之循環區塊排序之序列，且該循環區塊排序之序列使用於發送機之發送，並對應於編碼率、頻道時槽之位元數(SM區塊的位元數)、及發送電力比。藉此，於循環區塊排序單元310之輸出，N=45個循環區塊係依圖25之左至右、圖29A至圖29C、圖30A至圖30C及圖31A至圖31C之行的左至右所記載之順序，來排列，且該順序係發送機於發送所使用，且對應於編碼率、頻道時槽之位元數(SM區塊之位元數)、及發送電力比。
位元交錯器300內之各區段排序單元122-1、 122-2、．．．及解多工器123係對應於發送機於發送時使用，以及頻道時槽之位元數(SM區塊之位元數)與循環係數Q之值及QAM叢集對映所使用之2個QAM叢集之大小，來進行使用圖22A至圖22C與圖23A至圖23C及圖24A至圖24C已說明之處理，而將適用循環區塊排序後之LDPC碼(循環區塊置換後之LDPC碼)的位元，對應至叢集字。
而，圖22A至圖22C與圖23A至圖23C的處理，係將循環係數Q從8置換成360來執行(參照一般化後之說明)。
於以下，更記載有位元交錯器與解多工器所進行之LDPC碼字之位元向叢集字對映之處理。而，以下之區段中循環區塊的第k個是從置換後之LDPC碼字的上位位元側起算的循環區塊號碼(在圖25是從區段排序之輸入側的左側起算，在圖29A至圖29C、圖30A至圖30C、圖31A至圖31C是從區段的左側起算)。
頻道槽之位元數(SM區塊之位元數)B=6的情況時，藉由循環區塊排序所置換之QC LDPC碼字之位元係如下述般對映至叢集字。而，例如，發送電力比是1/1，1/2，1/4，編碼率是1/3，2/5，7/15，8/15，3/5，2/3，11/15(圖8至圖14所示之群組所定義之QC LDPC碼)。
對映處理係如下列方式來進行：調變多值數少的4-QAM叢集字的2位元由各區段之第1個循環區塊之2位元所做成，調變多值數多的16-QAM叢集字之穩健等級最低之2位元是由各區段的第2個循環區塊的2位元所做成，該16-QAM叢集字之穩健等級最高之2位元是由各區段的第3 個循環區塊的2位元所做成。
例如，B=6，編碼率CR=2/5，發送電力比=1/1的情況時，4-QAM叢集字的2位元是由各區段的第1個循環區塊的位元所做成(區段1的情況時是循環區塊QB20)，16-QAM叢集字之信頼度最低的2位元是由各區段的第2個循環區塊的2位元所做成(區段1的情況時是循環區塊QB16)，16-QAM叢集字之信頼度最高的2位元是由各區段的第3個循環區塊的2位元所做成(區段1的情況時是循環區塊QB34)。
頻道槽之位元數(SM區塊之位元數)B=8的情況時，藉由循環區塊排序所置換之QC LDPC碼字之位元係如下述般對映至叢集字。而，例如，發送電力比是1/1，1/2，1/4，編碼率是1/3，2/5，7/15，8/15，3/5，2/3，11/15(圖8至圖14所示之群組所定義之QC LDPC碼)。
其中一16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，該其中一16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第2個循環區塊之2位元做成，另一16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成，該另一16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第4個循環區塊之2位元做成。
頻道槽之位元數(SM區塊之位元數)B=10的情況時，藉由循環區塊排序所置換之QC LDPC碼字之位元係如下述般對映至叢集字。而，例如，發送電力比是1/1，1/2， 1/4，編碼率是1/3，2/5，7/15，8/15，3/5，2/3，11/15(圖8至圖14所示之群組所定義之QC LDPC碼)。
對映處理係如下列方式來進行：調變多值數少的16-QAM叢集字之穩健等級最低的2位元係由各區段之第1個循環區塊之2位元所做成，該16-QAM叢集字之穩健等級最高的2位元係由各區段之第2個循環區塊之2位元所做成，調變多值數多的64-QAM叢集字之穩健等級最低之2位元係由各區段的第3個循環區塊的2位元所做成，該64-QAM叢集字之穩健等級第2低之2位元係由各區段的第4個循環區塊的2位元所做成，該64-QAM叢集字之穩健等級最高之2位元係由各區段的第5個循環區塊的2位元所做成。
<<實施之型態(其三)>>
<接收機>
以下，一邊參照圖示一邊說明本發明實施型態之通訊系統中的接收機。
圖32係顯示本發明實施型態之發送機500之構成的方塊圖。接收機係反映發送機之功能。一般的接收機具有R根接收天線，並接收從發送機的T根發送天線所發送之訊號。R與T可不需要相同。於圖32中R=T=2。
圖32之接收機500係接收天線510-1~510-2、RF(radio frequency)前端部520-1~520-2、解調器530-1~530-2、MIMO解碼器540、多工器550、位元去交錯器560、及LDPC解碼器570。MIMO解碼器540係具有空間多工(spatial-multiplexing：SM)解碼器541與QAM反對映器 545-1~545-2。
在接收天線510-1~510-2接收的訊號係藉由RF前端部520-1~520-2及解調器530-1~530-2來處理。RF前端部520-1~520-2一般具有調諧器與降頻器，藉由調諧器來選擇希望的頻道，且藉由降頻器來降頻至希望的頻帶。解調器530-1~530-4係對各頻道槽求取1個接收符號與T個頻道衰減係數。接收符號與頻道衰減係數是複數值。對於各頻道槽，R個接收符號與T×R個頻道衰減係數係提供來作為SM解碼器541之輸入。SM解碼器541係使用R個接收符號與T×R個衰減係數來進行SM解碼，而輸出T個複數QAM符號。複數符號是QAM叢集反對映、多工、去交錯、LDPC解碼所執行者。也就是執行與於實施之型態(其一)及實施之型態(其二)之發送機恰好相反的處理步驟。
QAM反對映器545-1~545-2係分別對輸入之複數QAM符號執行對應於發送機所具備之QAM對映器124-1~124-2進行之QAM叢集對映的QAM叢集反對映。
多工器550係對來自QAM反對映器545-1~545-2之輸入執行與發送機所具備之解多工器123相反之處理(回復成解多工器123置換前的序列並加以多工之處理)。
位元去交錯器560係對來自多工器550之輸入執行與發送機所具備之位元交錯器122、300相反之處理(回復成位元交錯器122，300置換前的序列之處理)，即進行位元去交錯。
LDPC解碼器570係對來自位元去交錯器560之輸 出，進行LDPC解碼，該LDPC解碼係根據與發送機之LDPC編碼器121相同之QC-LCPC碼。
SM解碼與QAM叢集反對映有時會於該技術領域稱為MIMO(multiple-input multiple output：多輸入多輸出)解碼。於高性能執行中，執行所謂最大概度解碼(maximum-likelihood decoding)，且SM解碼QAM與叢集反對映係在1個MIMO解碼器540中結合來執行。這些知識係於該技術領域中為人所熟知。
<<補充(其一)>>
本發明不限定於上述實施型態所說明之內容，也可實施於用以達成本發明之目的及與其相關或附屬之目的之任一型態，例如也有如下述之型態。
(1)上述之實施型態係例如以T=2(SM區塊之叢集字數=2)，N=45，Q=360，B=6、8、10來例示說明，但本發明並非特別限定於此者。
本發明也可適用於除了天線數是除了1以外之任何值(例如，2、4、8等)。
本發明也可適用於叢集是包含平方QAM叢集(4-QAM、16-QAM、64-QAM、256-QAM等)之任何QAM叢集。而，B之值是使用之叢集之位元數的和，是2×T以上的整數。
本發明也可適用於QC LDPC碼是DVB-S2、DVB-T2、DVB-C2等的第二世代數位視訊播送規格所採用的類循環同位檢查碼(例如，在DVB-T2規格之ETSI EN 302 755之表A1至表6所定義之類循環同位檢查碼)等之任何類循環同位檢查碼。而，N、M、Q之值是藉由使用之類循環同位檢查碼而改變之整數。
(2)本發明不限於實施型態所說明之使用軟體或硬體的方法或對於裝置之安裝的特別型態。本發明可於電腦、微處理器、微控制器等執行。也可以用以執行依照上述實施型態之全部步驟之以電腦可執行命令具現化之電腦可讀取之記錄媒體之型態來執行。本發明亦可以ASIC(application specific integrated circuit：特殊應用積體電路)或FPGA(field programmable gate array：可程式化邏輯電路)等之型態來實現。
<<補充(其二)>>
歸納關於實施型態之交錯方法、交錯器及具有其之發送機，以及與其對應之去交錯方法、去交錯器及具有其之接收機與其效果。
(1)第1交錯方法，係執行於使用類循環低密度同位檢查碼、空間多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統中之發送機，且將碼字之位元置換以產生複數個叢集字者，而該複數個叢集字係由前述類循環低密度同位檢查碼之前述碼字構成複數個空間多工區塊，其中前述碼字係分別由Q個位元所形成之N個循環區塊所構成，前述空間多工區塊係由B個位元形成，且前述空間多工區塊由T個叢集字所構成， 前述交錯方法係包含有：第1排序步驟，係將前述N個循環區塊置換者；第2排序步驟，係將前述N個循環區塊之已置換的前述碼字之位元置換，以對映至構成前述複數空間多工區塊之前述T個叢集字。
第1去交錯方法，係執行於使用類循環低密度同位檢查碼、空間多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統中之發送機，其中前述去交錯方法係對複數個叢集字所形成之複數個空間多工區塊進行與第1交錯方法所進行之前述位元之置換相反的處理。
第1交錯器，係使用類循環低密度同位檢查碼、空間多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統中之發送機所具備者，且將碼字之位元置換以產生複數個叢集字者，而該複數個叢集字係由前述類循環低密度同位檢查碼之前述碼字構成複數個空間多工區塊，其中前述碼字係分別由Q個位元所形成之N個循環區塊所構成，前述空間多工區塊係由B個位元形成，且前述空間多工區塊由T個叢集字所構成，前述交錯器係包含有：第1排序部，係將前述N個循環區塊置換者；第2排序部，係將前述N個循環區塊之已置換的前述碼字之位元置換，以對映至構成前述複數空間多工區塊之前 述T個叢集字。
第1去交錯器，係使用類循環低密度同位檢查碼、空間多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統中之發送機所具備者，且前述去交錯器係對複數個叢集字所形成之複數個空間多工區塊進行與請求項14記載之交錯器所進行之前述位元之置換相反的處理。
第1發送機，係於使用類循環低密度同位檢查碼、空間多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統者，且具有：類循環低密度同位檢查編碼器，係使用類循環低密度同位檢查碼來生成碼字者；第1交錯器，係置換前述碼字之位元而輸出1以上之空間多工區塊者；及叢集對映器，係將各個構成各前述空間多工區塊的複數個叢集字對映至複數符號者。
第1接收機，係於使用類循環低密度同位檢查碼、空間多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統者，且具有多輸入多輸出(multiple-input multiple-output)解碼器，係將由複數個接收天線所接收的訊號變換為對應於各個包含T個叢集字之1以上空間多工區塊之T個複數符號者；第1去交錯器，係對前述T個複數符號進行去交錯處理者；及 類循環低密度同位檢查解碼器，係將前述去交錯器之去交錯處理結果用前述類循環低密度同位檢查碼來解碼者。
藉此可謀求提昇通訊系統之接收性能。
(2)第2交錯方法係於第1交錯方法，其中前述T為2，前述N為45，前述Q為360，而前述B為6、8及10中任一者。
(3)第3交錯方法係於第2交錯方法，其中前述N為B/2之倍數時，前述N個循環區塊分成B/2個循環區塊所形成之複數個區段，前述N非B/2之倍數時，除了以B/2除剩下X循環區塊的N-X個循環區塊係分成B/2個循環區塊所形成之複數區段，且於前述第2排序之置換係以下列方式進行：與任一個區段相關之各前述空間多工區塊係僅由前述B/2個不同的循環區塊之位元所做成，而前述B/2個不同的循環區塊係分成該空間多工區塊相關之前述區段，構成與任一個區段相關之各前述空間多工區塊之各個前述T個叢集字係由該叢集字之位元數Bt的1/2，即Bt/2個之不同的前述循環區塊之位元所做成，構成與任一個區段相關之各前述空間多工區塊之各個前述T個叢集字之複數個位元中之相同穩健等級之位元對係由前述Bt/2個循環區塊中之1個共通的循環區塊所做成。
依此，將根據類循環低密度同位檢查碼之碼字分割成區段，藉此可進行並列處理而可提昇處理速度。
(4)第4交錯方法係於第3交錯方法，其中前述B為6，發送電力比為1/1，且前述類循環低密度同位檢查碼係為定義於編碼率1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15之DVB-NGH規格之類循環低密度同位檢查碼之一者，各空間多工區塊的位元係分成4-QAM叢集字與16-QAM叢集字，前述第1排序步驟中之置換係依照表2所示之循環區塊排序進行，且表2係對應所使用之前述類循環低密度同位檢查碼之編碼率，[表2]
前述第2排序步驟中之置換以下列方式進行：前述4-QAM叢集字之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元 係由各區段之第2個循環區塊之2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成。
依此，將根據類循環低密度同位檢查碼之碼字之N個循環區塊適切地置換，因此循環區塊置換後之碼字位元可適切地對映至2個叢集字，而謀求更提昇通訊系統之接收性能。
(5)第5交錯方法係於第3交錯方法，其中前述B為8，發送電力比為1/1，且前述類循環低密度同位檢查碼係為定義於編碼率1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15之DVB-NGH規格之類循環低密度同位檢查碼之一者，各空間多工區塊的位元係分成16-QAM叢集字與16-QAM叢集字，前述第1排序步驟中之置換係依照表3所示之循環區塊排序進行，且表3係對應所使用之前述類循環低密度同位檢查碼之編碼率，[表3]
前述第2排序步驟中之置換以下列方式進行：其中一前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，該其中一前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第2個 循環區塊之2位元做成，另一前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成，該另一前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第4個循環區塊之2位元做成。
依此，將根據類循環低密度同位檢查碼之碼字之N個循環區塊適切地置換，因此循環區塊置換後之碼字位元可適切地對映至2個叢集字，而謀求更提昇通訊系統之接收性能。
(6)第6交錯方法係於第3交錯方法，其中前述B為10，發送電力比為1/1，且前述類循環低密度同位檢查碼係為定義於編碼率1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15之DVB-NGH規格之類循環低密度同位檢查碼之一者，各空間多工區塊的位元係分成16-QAM叢集字與64-QAM叢集字，前述第1排序步驟中之置換係依照表4所示之循環區塊排序進行，表4係對應所使用之前述類循環低密度同位檢查碼之編碼率，[表4]
前述第2排序步驟中之置換以下列方式進行：前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼 度最高之2位元係由各區段之第2個循環區塊之2位元做成，前述64-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成，前述64-QAM叢集字之信頼度第2低之2位元係由各區段之第4個循環區塊之2位元做成，前述64-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第5個循環區塊之2位元做成。
依此，將根據類循環低密度同位檢查碼之碼字之N個循環區塊適切地置換，因此循環區塊置換後之碼字位元可適切地對映至2個叢集字，而謀求更提昇通訊系統之接收性能。
(7)第7交錯方法係於第3交錯方法，其中前述B為6，發送電力比為1/2，且前述類循環低密度同位檢查碼係為定義於編碼率1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15之DVB-NGH規格之類循環低密度同位檢查碼之一者，各空間多工區塊的位元係分成4-QAM叢集字與16-QAM叢集字，前述第1排序步驟中之置換係依照表5所示之循環區塊排序進行，且表5係對應所使用之前述類循環低密度同位檢查碼之編碼率，[表5]
前述第2排序步驟中之置換以下列方式進行：前述4-QAM叢集字之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第2個循環區塊之2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成。
依此，將根據類循環低密度同位檢查碼之碼字之N個循環區塊適切地置換，因此循環區塊置換後之碼字位元可適切地對映至2個叢集字，而謀求更提昇通訊系統之接收性能。
(8)第8交錯方法係於第3交錯方法，其中前述B為8，發送電力比為1/2，且前述類循環低密度同位檢查碼係為定義於編碼率1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15之DVB-NGH規格之類循環低密度同位檢查碼之一者，各空間多工區塊的位元係分成16-QAM叢集字與16-QAM叢集字，前述第1排序步驟中之置換係依照表6所示之循環區塊排序進行，表6係對應所使用之前述類循環低密度同位檢查碼之編碼率，[表6]
前述第2排序步驟中之置換以下列方式進行： 其中一前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，該其中一前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第2個循環區塊之2位元做成，另一前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成，該另一前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第4個循環區塊之2位元做成。
依此，將根據類循環低密度同位檢查碼之碼字之N個循環區塊適切地置換，因此循環區塊置換後之碼字位元可適切地對映至2個叢集字，而謀求更提昇通訊系統之接收性能。
(9)第9交錯方法係於第3交錯方法，其中前述B為10，發送電力比為1/2，且前述類循環低密度同位檢查碼係為定義於編碼率1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15之DVB-NGH規格之類循環低密度同位檢查碼之一者，各空間多工區塊的位元係分成16-QAM叢集字與64-QAM叢集字，前述第1排序步驟中之置換係依照表7所示之循環區塊排序進行，表7係對應所使用之前述類循環低密度同位檢查碼之編碼率，[表7]
前述第2排序步驟中之置換以下列方式進行：前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第2個循環區塊之2位元做成，前述64-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成，前述64-QAM叢集字之信頼度第2低之2位元係由各區段之第4個循環區塊之2位元做成，前述64-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第5個循環區塊之2位元做成。
依此，將根據類循環低密度同位檢查碼之碼字之N個循環區塊適切地置換，因此循環區塊置換後之碼字位元可適切地對映至2個叢集字，而謀求更提昇通訊系統之接收性能。
(10)第10交錯方法係於第3交錯方法，其中前述B為6，發送電力比為1/4，且前述類循環低密度同位檢查碼係為定義於編碼率1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15之DVB-NGH規格之類循環低密度同位檢查碼之一者，各空間多工區塊的位元係分成4-QAM叢集字與16-QAM叢集字，前述第1排序步驟中之置換係依照表8所示之循環區塊排序進行，表8係對應所使用之前述類循環低密度同位檢查碼之編碼率，[表8]
前述第2排序步驟中之置換以下列方式進行：前述4-QAM叢集字之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第2個循環區塊之2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成。
依此，將根據類循環低密度同位檢查碼之碼字之N個循環區塊適切地置換，因此循環區塊置換後之碼字位元可適切地對映至2個叢集字，而謀求更提昇通訊系統之接收性能。
(11)第11交錯方法係於第3交錯方法，其中前述B為8，發送電力比為1/4，且前述類循環低密度同位檢查碼係為定義於編碼率1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15之DVB-NGH規格之類循環低密度同位檢查碼之一者，各空間多工區塊的位元係分成16-QAM叢集字與16-QAM叢集字，前述第1排序步驟中之置換係依照表9所示之循環區塊排序進行，表9係對應所使用之前述類循環低密度同位檢查碼之編碼率，[表9]
前述第2排序步驟中之置換以下列方式進行：其中一前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，該其中一前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第2個循環區塊之2位元做成，另一前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成，該另一前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第4個循環區塊之2位元做成。
依此，將根據類循環低密度同位檢查碼之碼字之N個循環區塊適切地置換，因此循環區塊置換後之碼字位元可適切地對映至2個叢集字，而謀求更提昇通訊系統之接收性能。
(12)第12交錯方法係於第3交錯方法，其中前述B為10，發送電力比為1/4，且前述類循環低密度同位檢查碼係為定義於編碼率1/3、2/5、7/15、8/15、3/5、2/3、11/15之DVB-NGH規格之類循環低密度同位檢查碼之一者，各空間多工區塊的位元係分成16-QAM叢集字與64-QAM叢集字，前述第1排序步驟中之置換係依照表10所示之循環區塊排序進行，表10係對應所使用之前述類循環低密度同位檢查碼之編碼率，[表10]
前述第2排序步驟中之置換以下列方式進行： 前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第2個循環區塊之2位元做成，前述64-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成，前述64-QAM叢集字之信頼度第2低之2位元係由各區段之第4個循環區塊之2位元做成，前述64-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第5個循環區塊之2位元做成。
依此，將根據類循環低密度同位檢查碼之碼字之N個循環區塊適切地置換，因此循環區塊置換後之碼字位元可適切地對映至2個叢集字，而謀求更提昇通訊系統之接收性能。
產業上之利用可能性
本發明係可利用於使用類循環低密度同位檢查碼且進行空間多工之位元交錯編碼調變。
100‧‧‧發送機
110,1100‧‧‧輸入處理部
120,1200‧‧‧BICM編碼器
121,1210‧‧‧LDPC編碼器
122,122A,122B,122C1220‧‧‧位元交錯器
122-1~122-3,122-1A,122-1B,122-1C‧‧‧區段排序單元
123,123A,123B,123C1230‧‧‧解多工器
124-1~124-2,1240-1~1240-2,124A-1,124B-1,124C-1,124A-2,124B-2,124C-2,1240A,1240B,1240C‧‧‧QAM對映器
1241A,1241B,1241C‧‧‧PAM對映器
125,125A,125B, 125C,1250‧‧‧SM編碼器
130-1~130-2,1300-1~1300-2‧‧‧(OFDM)調變器
140-1~140-2,1400-1~1400-2‧‧‧增頻器
150-1~150-2,1500-1~1500-2‧‧‧RF電力增幅器
160-1~160-2,1600-1~1600-2‧‧‧發送天線
300‧‧‧位元交錯器
310‧‧‧循環區塊排序單元
500‧‧‧接收機
510-1~510-2‧‧‧接收天線
520-1~520-2‧‧‧RF前端部
530-1~530-2‧‧‧解調器
540‧‧‧MIMO解碼器
541‧‧‧SM解碼器
545-1~545-2‧‧‧QAM反對映器
550‧‧‧多工器
560‧‧‧位元去交錯器
570‧‧‧LDPC解碼器
圖1係具有複數天線，且進行使用空間多工之位元交錯編碼調變之一般發送機之方塊圖。
圖2係圖1之空間多工用之位元交錯編碼調變編碼器之方塊圖。
圖3係循環係數Q=8之類循環低密度同位檢查碼之同位檢查矩陣之一例之示意圖。
圖4係重複累加類循環低密度同位檢查碼之定義-之一例之示意圖。
圖5係顯示同位檢查矩陣之資訊部分者，且僅對對應於圖4之各循環區塊中之第1位元顯示「1」之位置之示意圖。
圖6係對應於圖4，且包含對全資訊位元之輸入及階梯狀的同位部分之完全的同位檢查矩陣之示意圖。
圖7係圖6之同位檢查矩陣之類循環構造之示意圖。
圖8係編碼率5/15(1/3)時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖9係編碼率6/15(2/5)時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖10係編碼率7/15時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖11係編碼率8/15時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖12係編碼率9/15(3/5)時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖13係編碼率10/15(2/3)時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖14係編碼率11/15時碼字長16200位元之LDPC碼之定義之示意圖。
圖15(a)係4-QAM(QPSK)叢集之示意圖，(b)係16-QAM叢集之示意圖，(c)係64-QAM叢集之示意圖。
圖16(a)係4-QAM(QPSK)用之QAM對映器之方塊圖，(b)係16-QAM用之QAM對映器之方塊圖，(c)係64-QAM用之QAM對映器之方塊圖。
圖17係顯示於使用灰階編碼之8-PAM符號之不同穩健等級之略圖。
圖18A係用2天線且空間多工區塊之位元數等於6之空間多工系統之略圖。
圖18B係用2天線且空間多工區塊之位元數等於8之空間多工系統之略圖。
圖18C係用2天線且空間多工區塊之位元數等於10之空間多工系統之略圖。
圖19係本發明實施型態之通訊系統之發送機之方塊圖。
圖20係圖19之BICM編碼器之方塊圖。
圖21係顯示圖20之位元交錯器之一構成例之方塊圖。
圖22A係B=6的情況時圖21之區段排序單元的位元置換功能之一例之示意圖。
圖22B係B=8的情況時圖21之區段排序單元的位元置換功能之一例之示意圖。
圖22C係B=6的情況時圖21之區段排序單元的位元置換功能之一例之示意圖。
圖23A係用以說明進行圖22A所示之位元置換的區段排序單元之一動作例之圖。
圖23B係用以說明進行圖22B所示之位元置換的區段排序單元之一動作例之圖。
圖23C係用以說明進行圖22B所示之位元置換的區段排序單元之一動作例之圖。
圖24A係B=6的情況時圖20之位元交錯編碼調變編碼器之一構成例之示意圖。
圖24B係B=8的情況時圖20之位元交錯編碼調變編碼器之一構成例之示意圖。
圖24C係B=10的情況時圖20之位元交錯編碼調變編碼器之一構成例之示意圖。
圖25係顯示圖20之位元交錯器之其他構成例之方塊圖。
圖26係顯示Q=8，N=12，B=6的情況時，圖25之位元交錯器之構成例之方塊圖。
圖27係使用對於編碼率8/15且頻道槽之位元數8之盲反對映及反覆反對映的蒙地卡羅模擬結果之示意圖。
圖28(a)~(c)係用以說明用以找到最適的循環區塊排序之規則之方法之圖。
圖29A係B=6，發送電力比=1/1的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖29B係B=8，發送電力比=1/1的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖29C係B=10，發送電力比=1/1的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖30A係B=6，發送電力比=1/2的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖30B係B=8，發送電力比=1/2的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖30C係B=10，發送電力比=1/2的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖31A係B=6，發送電力比=1/4的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖31B係B=8，發送電力比=1/4的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖31C係B=10，發送電力比=1/4的情況時，最佳化後之循環區塊排序之示意圖。
圖32係本發明實施型態之通訊系統之接收機之方塊圖。
300‧‧‧位元交錯器
310‧‧‧循環區塊排序單元
122-1~122-3‧‧‧區段排序單元

Claims (10)

  1. 一種交錯方法，係執行於使用類循環低密度同位檢查碼、空間多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統之發送機中，且為了由前述類循環低密度同位檢查碼之碼字產生複數個叢集字而置換該碼字之位元者，該複數個叢集字係構成複數個空間多工區塊，其中前述碼字係分別由Q個位元所形成之N個循環區塊所構成，前述空間多工區塊係由B個位元形成，且前述空間多工區塊由T個叢集字所構成，且前述交錯方法係包含有：第1排序步驟，係將前述N個循環區塊進行置換者；及第2排序步驟，係將前述N個循環區塊之排列已置換的前述碼字之位元進行置換，以對映至構成前述複數個空間多工區塊之前述T個叢集字，其中前述N為B/2之倍數時，前述N個循環區塊分成由B/2個循環區塊所形成之複數個區段，前述N非B/2之倍數時，除了除以B/2剩下之X個循環區塊之外的N-X個循環區塊係分成由B/2個循環區塊所形成之複數區段，且前述第2排序之置換係以下列方式進行：與任一個區段相關之各前述空間多工區塊係僅由前述B/2個不同的循環區塊之位元所做成，而前述B/2個不同的循環區塊係分成該空間多工區塊相關之前述區段，構成與任一個區段相關之各前述空間多工區塊之各個前 述T個叢集字係由該叢集字之位元數Bt的1/2，即Bt/2個之不同的前述循環區塊之位元所做成，構成與任一個區段相關之各前述空間多工區塊之各個前述T個叢集字之複數個位元中之相同穩健等級之位元對係由前述Bt/2個循環區塊中之1個共通的循環區塊所做成。
  2. 如申請專利範圍第1項之交錯方法，其中前述T為2，前述N為45，前述Q為360，而前述B為6、8及10中任一者。
  3. 如申請專利範圍第2項之交錯方法，其中前述B為6，發送電力比為1/1，且前述類循環低密度同位檢查碼係為定義於編碼率7/15、8/15、3/5之DVB-NGH規格之類循環低密度同位檢查碼之任一者，各空間多工區塊的位元係分成4-QAM叢集字與16-QAM叢集字，前述第1排序步驟中之置換係依照表1所示之循環區塊排序進行，且表1係對應所使用之前述類循環低密度同位檢查碼之編碼率，[表1] 前述第2排序步驟中之置換以下列方式進行：前述4-QAM叢集字之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第2個循環區塊之2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成。
  4. 如申請專利範圍第2項之交錯方法，其中前述B為6，發送電力比為1/2，且前述類循環低密度同位檢查碼係為定義於編碼率7/15、8/15、3/5之DVB-NGH規格之類循環低密度同位檢查碼之任一者，各空間多工區塊的位元係分成4-QAM叢集字與16-QAM叢集字，前述第1排序步驟中之置換係依照表4所示之循環區塊排序進行，且表4係對應所使用之前述類循環低密度同位檢查碼之編碼率，[表4] 前述第2排序步驟中之置換以下列方式進行：前述4-QAM叢集字之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第2個循環區塊之2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成。
  5. 如申請專利範圍第2項之交錯方法，其中前述B為6，發送電力比為1/4，且前述類循環低密度同位檢查碼係為定義於編碼率7/15、8/15、3/5之DVB-NGH規格之類循環低密度同位檢查碼之任一者，各空間多工區塊的位元係分成4-QAM叢集字與16-QAM叢集字，前述第1排序步驟中之置換係依照表7所示之循環區塊排序進行，表7係對應所使用之前述類循環低密度同位檢查碼之編碼率，[表7] 前述第2排序步驟中之置換以下列方式進行：前述4-QAM叢集字之2位元係由各區段之第1個循環區塊的2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最低之2位元係由各區段之第2個循環區塊之2位元做成，前述16-QAM叢集字之信頼度最高之2位元係由各區段之第3個循環區塊之2位元做成。
  6. 一種去交錯方法，係執行於使用類循環低密度同位檢查碼、空間多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統之接收機中，且前述去交錯方法係對複數個叢集字所形成之複數個空間多工區塊進行與請求項1記載之交錯方法所進行之前述位元之置換相反的處理。
  7. 一種交錯器，係使用類循環低密度同位檢查碼、空間多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統之發送機中所具備者，且為了由前述類循環低密度同位檢查碼產生複數個叢集字而置換該碼字之位元者，而該複數個叢集字係構成複數個空間多工區塊，其中前述碼字係分別由Q個位元所形成之N個循環區塊所構成，前述空間多工區塊係由B個位元形成，且前述空間多工區塊由T個叢集字所構成，前述交錯器係包含有：第1排序部，係將前述N個循環區塊進行置換者；第2排序部，係將前述N個循環區塊之已置換的前述碼字 之位元進行置換，以對映至構成前述複數個空間多工區塊之前述T個叢集字，其中前述N為B/2之倍數時，前述N個循環區塊分成由B/2個循環區塊所形成之複數個區段，前述N非B/2之倍數時，除了除以B/2剩下之X個循環區塊之外的N-X個循環區塊係分成由B/2個循環區塊所形成之複數區段，且前述第2排序之置換係以下列方式進行：與任一個區段相關之各前述空間多工區塊係僅由前述B/2個不同的循環區塊之位元所做成，而前述B/2個不同的循環區塊係分成該空間多工區塊相關之前述區段，構成與任一個區段相關之各前述空間多工區塊之各個前述T個叢集字係由該叢集字之位元數Bt的1/2，即Bt/2個之不同的前述循環區塊之位元所做成，構成與任一個區段相關之各前述空間多工區塊之各個前述T個叢集字之複數個位元中之相同穩健等級之位元對係由前述Bt/2個循環區塊中之1個共通的循環區塊所做成。
  8. 一種去交錯器，係使用類循環低密度同位檢查碼、空間多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統之接收機中所具備者，且前述去交錯器係對複數個叢集字所形成之複數個空間多工區塊進行與請求項7記載之交錯器所進行之前述位元之置換相反的處理。
  9. 一種發送機，係於使用類循環低密度同位檢查碼、空間 多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統者，且具有：類循環低密度同位檢查編碼器，係使用類循環低密度同位檢查碼來生成碼字者；請求項第7項記載之交錯器，係置換前述碼字之位元而輸出1以上之空間多工區塊者；及叢集對映器，係將各個構成各前述空間多工區塊的複數個叢集字對映至複數符號者。
  10. 一種接收機，係於使用類循環低密度同位檢查碼、空間多工、及T(T為大於1之整數)根發送天線之通訊系統者，且具有：多輸入多輸出(multiple-input multiple-output)解碼器，係將由複數個接收天線所接收的訊號變換為對應於各個包含T個叢集字之1以上空間多工區塊之T個複數符號者；請求項第8項記載之去交錯器，係對前述T個複數符號進行去交錯處理者；及類循環低密度同位檢查解碼器，係將前述去交錯器之去交錯處理結果用前述類循環低密度同位檢查碼來解碼者。
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