JP6271951B2 - Transmitting device, receiving device, digital broadcasting system, and chip - Google Patents
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Description
本発明は、送信装置、受信装置、デジタル放送システム及びチップに関する。 The present invention relates to a transmission device, a reception device, a digital broadcasting system, and a chip.
日本における地上デジタル放送方式であるISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial)方式では、誤り訂正符号化前データ(映像データや音声データ)を誤り訂正符号化することによって、誤り訂正符号化後データが生成される。送信ビット列は、キャリア変調によってIQ平面にマッピングされる(例えば、非特許文献1)。 In the ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) system, which is a terrestrial digital broadcasting system in Japan, data after error correction encoding is performed by performing error correction encoding on data before error correction encoding (video data and audio data). Is generated. The transmission bit string is mapped on the IQ plane by carrier modulation (for example, Non-Patent Document 1).
ところで、次世代地上放送方式では、誤り訂正符号化処理として、LDPC(Low Density Parity Check)符号化処理を用いることが検討されている。LDPC符号化処理では、M×N個の成分によって構成される検査行列を用いて、誤り訂正符号化前データから誤り訂正符号化後データが生成される。 By the way, in the next-generation terrestrial broadcasting system, it is considered to use LDPC (Low Density Parity Check) encoding processing as error correction encoding processing. In the LDPC encoding process, post-error correction encoded data is generated from pre-error correction encoded data using a parity check matrix composed of M × N components.
ここで、検査行列のサイズが大きいほど、誤り訂正強度が強いことが知られているが、検査行列のサイズが大きいと、LDPC符号復号処理で用いるメモリ容量が増大してしまう。 Here, it is known that the larger the parity check matrix size, the stronger the error correction strength. However, when the parity check matrix size is large, the memory capacity used in the LDPC code decoding process increases.
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、LDPC符号復号処理で用いるメモリ容量の増大を抑制しながら、誤り訂正強度を強くすることを可能とする送信装置、受信装置、デジタル放送システム及びチップを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problem, and a transmission device and a reception device that can increase the error correction strength while suppressing an increase in the memory capacity used in the LDPC code decoding process. An object is to provide a device, a digital broadcasting system, and a chip.
第1の特徴は、M×N個の成分によって構成される検査行列を用いて、誤り訂正符号化前データから誤り訂正符号化後データをLDPC符号化処理によって生成する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化部から出力される前記誤り訂正符号化後データをIQ平面上にマッピングするマッピング部とを備える送信装置であって、前記検査行列を構成する成分は、1又は0によって構成されており、前記検査行列において、1の成分を含み得る範囲として、pX×Y個の成分によって構成される複数の対象範囲が定められており、前記複数の対象範囲は、前記検査行列の行方向において互いに隣接しながら、前記検査行列の対角線方向に沿って並んでおり、前記検査行列の行方向において互いに隣接する1対の対象範囲は、前記検査行列の列方向においてXだけシフトしていることを要旨とする。 The first feature is an error correction encoding unit that generates data after error correction encoding from data before error correction encoding by LDPC encoding processing using a check matrix composed of M × N components; And a mapping unit that maps the error-correction-encoded data output from the error-correction encoding unit on an IQ plane, wherein the component constituting the check matrix is configured by 1 or 0 In the parity check matrix, a plurality of target ranges configured by pX × Y components are defined as ranges that can include one component, and the plurality of target ranges are defined in the row direction of the parity check matrix. Are adjacent to each other in the diagonal direction of the parity check matrix, and a pair of target ranges adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix is a column direction of the parity check matrix It is summarized as the shifting by X in.
第2の特徴は、IQ平面にマッピングされたシンボルを誤り訂正符号復号前データにデマッピングするデマッピング部と、M×N個の成分によって構成される検査行列を用いて、前記デマッピング部から出力される前記誤り訂正符号復号前データから誤り訂正符号復号後データをLDPC符号復号処理によって生成する誤り訂正符号復号部とを備える受信装置であって、前記検査行列を構成する成分は、1又は0によって構成されており、前記検査行列において、1の成分を含み得る範囲として、pX×Y個の成分によって構成される複数の対象範囲が定められており、前記複数の対象範囲は、前記検査行列の行方向において互いに隣接しながら、前記検査行列の対角線方向に沿って並んでおり、前記検査行列の行方向において互いに隣接する1対の対象範囲は、前記検査行列の列方向においてXだけシフトしていることを要旨とする。 The second feature is that, from the demapping unit, a demapping unit that demappings the symbols mapped on the IQ plane to data before error correction code decoding and a parity check matrix composed of M × N components are used. An error correction code decoding unit that generates data after error correction code decoding from the output data before error correction code decoding by LDPC code decoding processing, and the component constituting the check matrix is 1 or A plurality of target ranges configured by pX × Y components are defined as ranges that can include one component in the parity check matrix, and the plurality of target ranges are defined as the test matrix. While being adjacent to each other in the row direction of the matrix, they are arranged along the diagonal direction of the parity check matrix and adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix Scope of pairs is summarized in that the shifting by X in the column direction of the parity check matrix.
第3の特徴は、受信装置に搭載されるチップであって、IQ平面にマッピングされたシンボルを誤り訂正符号復号前データにデマッピングするデマッピング部と、M×N個の成分によって構成される検査行列を用いて、前記デマッピング部から出力される前記誤り訂正符号復号前データから誤り訂正符号復号後データをLDPC符号復号処理によって生成する誤り訂正符号復号部とを備え、前記検査行列を構成する成分は、1又は0によって構成されており、前記検査行列において、1の成分を含み得る範囲として、pX×Y個の成分によって構成される複数の対象範囲が定められており、前記複数の対象範囲は、前記検査行列の行方向において互いに隣接しながら、前記検査行列の対角線方向に沿って並んでおり、前記検査行列の行方向において互いに隣接する1対の対象範囲は、前記検査行列の列方向においてXだけシフトしていることを要旨とする。 A third feature is a chip mounted on the receiving apparatus, which is configured by a demapping unit that demappings symbols mapped on the IQ plane to data before error correction code decoding, and M × N components. An error correction code decoding unit that generates post-error correction code decoding data from the pre-error correction code decoding data output from the demapping unit using a check matrix, and constructs the check matrix The component to be configured is 1 or 0, and in the parity check matrix, a plurality of target ranges configured by pX × Y components are defined as a range that can include one component, The target ranges are arranged along the diagonal direction of the parity check matrix while being adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix, and in the row direction of the parity check matrix. 1 pair of target range adjacent Te is summarized in that the shifting by X in the column direction of the parity check matrix.
第4の特徴は、送信装置及び受信装置を備えるデジタル放送システムであって、前記送信装置は、M×N個の成分によって構成される検査行列を用いて、誤り訂正符号化前データから誤り訂正符号化後データをLDPC符号化処理によって生成する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化部から出力される前記誤り訂正符号化後データをIQ平面上にマッピングするマッピング部とを備え、前記受信装置は、前記IQ平面にマッピングされたシンボルを前記誤り訂正符号復号前データにデマッピングするデマッピング部と、検査行列を用いて、前記デマッピング部から出力される前記誤り訂正符号復号前データから誤り訂正符号復号後データをLDPC符号復号処理によって生成する誤り訂正符号復号部とを備え、前記検査行列を構成する成分は、1又は0によって構成されており、前記検査行列において、1の成分を含み得る範囲として、pX×Y個の成分によって構成される複数の対象範囲が定められており、前記複数の対象範囲は、前記検査行列の行方向において互いに隣接しながら、前記検査行列の対角線方向に沿って並んでおり、前記検査行列の行方向において互いに隣接する1対の対象範囲は、前記検査行列の列方向においてXだけシフトしていることを要旨とする。 A fourth feature is a digital broadcasting system including a transmission device and a reception device, wherein the transmission device uses a parity check matrix composed of M × N components to perform error correction from data before error correction coding. An error correction encoding unit for generating encoded data by LDPC encoding processing, and a mapping unit for mapping the error correction encoded data output from the error correction encoding unit on an IQ plane, The receiving apparatus uses the demapping unit for demapping the symbol mapped to the IQ plane to the data before error correction code decoding and the data before error correction code decoding output from the demapping unit using a check matrix And an error correction code decoding unit that generates data after error correction code decoding by LDPC code decoding processing, and constitutes the parity check matrix The minute is composed of 1 or 0, and in the parity check matrix, a plurality of target ranges configured by pX × Y components are defined as a range that can include one component, and the plurality of targets The ranges are arranged along the diagonal direction of the parity check matrix while being adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix, and a pair of target ranges adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix is a column of the parity check matrix The gist is that the direction is shifted by X.
本発明によれば、LDPC符号復号処理で用いるメモリ容量の増大を抑制しながら、誤り訂正強度を強くすることを可能とする送信装置、受信装置、デジタル放送システム及びチップを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a transmission device, a reception device, a digital broadcasting system, and a chip that can increase the error correction strength while suppressing an increase in the memory capacity used in the LDPC code decoding process.
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。 Next, an embodiment of the present invention will be described. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones.
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
[実施形態の概要]
実施形態に係る送信装置は、M×N個の成分によって構成される検査行列を用いて、誤り訂正符号化前データから誤り訂正符号化後データをLDPC符号化処理によって生成する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化部から出力される前記誤り訂正符号化後データをIQ平面上にマッピングするマッピング部とを備える。前記検査行列を構成する成分は、1又は0によって構成されている。前記検査行列において、1の成分を含み得る範囲として、pX×Y個の成分によって構成される複数の対象範囲が定められている。前記複数の対象範囲は、前記検査行列の行方向において互いに隣接しながら、前記検査行列の対角線方向に沿って並んでいる。前記検査行列の行方向において互いに隣接する1対の対象範囲は、前記検査行列の列方向においてXだけシフトしている。ここで、pは、2以上の整数である。
[Outline of Embodiment]
The transmission apparatus according to the embodiment generates an error-correction-encoded data from an error-correction-encoded data by an LDPC encoding process using a parity check matrix composed of M × N components. And a mapping unit that maps the error correction encoded data output from the error correction encoding unit on an IQ plane. The component constituting the parity check matrix is composed of 1 or 0. In the parity check matrix, a plurality of target ranges configured by pX × Y components are defined as ranges that can include one component. The plurality of target ranges are arranged along the diagonal direction of the parity check matrix while being adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix. A pair of target ranges adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix is shifted by X in the column direction of the parity check matrix. Here, p is an integer of 2 or more.
実施形態では、検査行列において、複数の対象範囲は、検査行列の行方向において互いに隣接しながら、検査行列の対角線方向に沿って並んでいる。検査行列の行方向において互いに隣接する1対の対象範囲は、検査行列の列方向においてXだけシフトしている。 In the embodiment, in the parity check matrix, the plurality of target ranges are arranged along the diagonal direction of the parity check matrix while being adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix. A pair of target ranges adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix is shifted by X in the column direction of the parity check matrix.
従って、受信装置は、pX×pY個の成分と対応する範囲を復号単位としてLDPC符号復号処理を行うことが可能であり、LDPC符号復号処理で用いるメモリ容量の増大を抑制することができる。一方で、検査行列としては、pX×pY個の成分によって定義される復号単位よりも大きいM×N個の成分によって構成される検査行列を用いることができるため、誤り訂正強度を強くすることができる。 Therefore, the receiving apparatus can perform the LDPC code decoding process using a range corresponding to pX × pY components as a decoding unit, and can suppress an increase in memory capacity used in the LDPC code decoding process. On the other hand, since a parity check matrix composed of M × N components larger than the decoding unit defined by pX × pY components can be used as the parity check matrix, the error correction strength can be increased. it can.
[第1実施形態]
(デジタル放送システム)
以下において、第1実施形態に係るデジタル放送システムについて説明する。図1は、第1実施形態に係る送信装置10を示すブロック図であり、図2は、第1実施形態に係る受信装置20を示すブロック図である。デジタル放送システムは、送信装置10及び受信装置20を備える。
[First Embodiment]
(Digital broadcasting system)
Hereinafter, the digital broadcast system according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a
実施形態において、デジタル放送システムは、次世代地上放送方式に対応するデジタル放送システムである。例えば、デジタル放送システムでは、MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術が適用される。デジタル放送システムでは、送信装置10から受信装置20に対して、複数の階層に属する階層化データ(例えば、1セグメント、13セグメント)が送信される。
In the embodiment, the digital broadcasting system is a digital broadcasting system compatible with the next generation terrestrial broadcasting system. For example, in a digital broadcasting system, MIMO (Multiple Input Multiple Output) technology and OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) technology are applied. In the digital broadcast system, hierarchical data (for example, 1 segment, 13 segments) belonging to a plurality of layers is transmitted from the
図1に示すように、送信装置10は、ストレージ11と、LDPC符号器12と、マッピング部13と、MIMO−OFDM変調部14とを備える。送信装置10は、例えば、放送局等に設けられる。
As illustrated in FIG. 1, the
ストレージ11は、M×N個の成分によって構成される検査行列Hを記憶する。検査行列Hを構成する成分は、1又は0によって構成されている。検査行列Hにおいて、1の成分の割合は、少なくとも半分以下である。但し、M及びNは整数である。 The storage 11 stores a check matrix H composed of M × N components. The component constituting the check matrix H is composed of 1 or 0. In the parity check matrix H, the ratio of one component is at least half or less. However, M and N are integers.
具体的には、図3に示すように、検査行列Hにおいて、1の成分を含み得る範囲として、pX×Y個の成分によって構成される複数の対象範囲が定められている。図3では、p=2であるケースが例示されている。但し、X及びYは整数である。また、Xは、Xの整数倍がMとなるように定められ、Yは、Yの整数倍がNとなるように定められる。 Specifically, as illustrated in FIG. 3, in the parity check matrix H, a plurality of target ranges configured by pX × Y components are defined as ranges that can include one component. FIG. 3 illustrates a case where p = 2. However, X and Y are integers. X is determined such that an integer multiple of X is M, and Y is determined so that an integer multiple of Y is N.
ここで、複数の対象範囲は、検査行列Hの行方向において互いに隣接しながら、検査行列Hの対角線方向に沿って並んでいる。検査行列Hの行方向において互いに隣接する1対の対象範囲は、検査行列Hの列方向においてXだけシフトしている。 Here, the plurality of target ranges are arranged along the diagonal direction of the check matrix H while being adjacent to each other in the row direction of the check matrix H. A pair of target ranges adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix H are shifted by X in the column direction of the parity check matrix H.
LDPC符号器12は、ストレージ11に記憶された検査行列Hを用いて、誤り訂正符号化前データから誤り訂正符号化後データをLDPC符号化処理によって生成する誤り訂正符号化部を構成する。具体的には、LDPC符号器12は、N個のビットによって構成される誤り訂正符号化前データに基づいて、N個のデータビット及びM個のパリティビットによって構成される誤り訂正符号化後データを生成する。詳細には、LDPC符号器12は、G・HT=0の関係を満たす生成行列Gを生成する。続いて、LDPC符号器12は、w=c・Gによって誤り訂正符号化後データを生成する。ここで、cは、誤り訂正符号化前データを構成するビット列であり、wは、誤り訂正符号化後データを構成するビット列である。
The
誤り訂正符号化前データは、例えば、所定フォーマットを有するTS(Transport Stream)などの入力データである。誤り訂正符号化後データは、固定長を有する誤り訂正符号ブロックを構成してもよい。誤り訂正符号ブロックは、ヘッダ、ペイロード及びパリティビットによって構成されており、例えば、64800のビット長を有する。 The data before error correction coding is input data such as a TS (Transport Stream) having a predetermined format, for example. The data after error correction coding may constitute an error correction code block having a fixed length. The error correction code block includes a header, a payload, and parity bits, and has a bit length of 64800, for example.
マッピング部13は、LDPC符号器12から出力される誤り訂正符号化後データ(ビット列)をIQ平面上にマッピングする。具体的には、マッピング部13は、キャリア変調処理の変調多値数に応じて定められる所定数のビットによって構成されるビット列をIQ平面上にマッピングする。キャリア変調処理としては、奇数のビット列を1又は複数シンボルとしてマッピングする32QAM、128QAM、512QAM、2048QAM等が用いられる。或いは、キャリア変調処理として、偶数のビット列を1又は複数シンボルとしてマッピングする64QAM、256QAM、1024QAM等が用いられてもよい。
The
MIMO−OFDM変調部14は、マッピング部13から出力されるシンボルによって構成されるOFDMフレーム(伝送フレーム)を生成する。OFDMフレーム(伝送フレーム)は、所定数のサブキャリア(周波数軸)及び所定数のシンボル数(時間軸)によって定義される。
The MIMO-
続いて、MIMO−OFDM変調部14は、OFDMフレームを構成する各シンボルに対して、時空間符号化処理を行って2系統の信号を生成して、2系統の信号に対してキャリア変調、IFFT処理及び直交変換を行って無線信号Tx1,Tx2を生成する。MIMO−OFDM変調部14は、複数のアンテナを用いて、無線信号Tx1,Txを受信装置20に送信する。なお、2系統の信号は、同一の信号であってもよいが、伝送効率の観点では、異なる信号であることが好ましい。
Subsequently, the MIMO-
ここで、OFDMフレーム(伝送フレーム)は、TMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)信号、AC(Auxiliary Channel)信号等の制御信号を含む。例えば、TMCC信号は、複数の階層のそれぞれの伝送パラメータ(変調方式、セグメント数、符号化率等)を示す信号、OFDMフレーム(伝送フレーム)の同期をとるための同期信号を含む。 Here, the OFDM frame (transmission frame) includes control signals such as a TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) signal and an AC (Auxiliary Channel) signal. For example, the TMCC signal includes a signal indicating transmission parameters (modulation method, number of segments, coding rate, etc.) of a plurality of layers, and a synchronization signal for synchronizing an OFDM frame (transmission frame).
図2に示すように、受信装置20は、周波数変換部21と、直交復調部22と、MIMO−OFDM復調部23と、対数尤度比算出部24と、ストレージ25と、LDPC符号復号器26とを備える。受信装置20は、例えば、家庭内に固定的に設置される受像器、ユーザが持ち運び可能な移動端末に設けられる。
As illustrated in FIG. 2, the
周波数変換部21は、複数のアンテナを用いて、無線信号Rx1,Rx2を受信する。具体的には、周波数変換部21は、周波数変換によって、無線信号Rx1,Rx2をベースバンド信号に変換してAD変換などによってデジタル化する。
The
第1実施形態では、複数のアンテナによって無線信号Rx1,Rx2を受信するため、受信装置20は、無線信号Rx1を処理する周波数変換部21Aと、無線信号Rx2を処理する周波数変換部21Bとを備える。
In the first embodiment, since the radio signals Rx1 and Rx2 are received by a plurality of antennas, the receiving
直交復調部22は、周波数変換部21によって変換された周波数成分の直交復調を行う。
The
第1実施形態では、複数のアンテナによって無線信号Rx1,Rx2を受信するため、受信装置20は、無線信号Rx1に対応する信号を処理する周波数変換部21Aと、無線信号Rx2に対応する信号を処理する周波数変換部21Bとを備える。
In the first embodiment, since the radio signals Rx1 and Rx2 are received by a plurality of antennas, the receiving
MIMO−OFDM復調部23は、周波数変換部21A及び周波数変換部21Bから出力される2系統の信号に対してFFT処理、MIMO復号処理及びキャリア復調処理を行って、所定数のサブキャリア(周波数軸)及び所定数のシンボル数(時間軸)によって定義されるOFDMフレーム(伝送フレーム)を取得する。OFDMフレーム(伝送フレーム)の同期は、上述したTMCC信号によって行われる。
The MIMO-
対数尤度比算出部24は、MIMO−OFDM復調部23から出力されたシンボル位置に対応するビット列を取得し、取得されたビット列を構成するビット毎のLLR(対数尤度比)を算出する。すなわち、第1実施形態においては、対数尤度比算出部24は、IQ平面にマッピングされたシンボルを誤り訂正符号復号前データ(LLR)にデマッピングするデマッピング部の機能を含む。
The log likelihood
ストレージ25は、ストレージ11と同様に、M×N個の成分によって構成される検査行列Hを記憶する。検査行列Hを構成する成分は、1又は0によって構成されている。検査行列Hにおいて、1の成分の割合は、少なくとも半分以下である。 Similar to the storage 11, the storage 25 stores a parity check matrix H composed of M × N components. The component constituting the check matrix H is composed of 1 or 0. In the parity check matrix H, the ratio of one component is at least half or less.
具体的には、図3に示すように、検査行列Hにおいて、1の成分を含み得る範囲として、pX×Y個の成分によって構成される複数の対象範囲が定められている。図3では、p=2であるケースが例示されている。但し、X及びYは整数である。また、Xは、Xの整数倍がMとなるように定められ、Yは、Yの整数倍がNとなるように定められる。 Specifically, as illustrated in FIG. 3, in the parity check matrix H, a plurality of target ranges configured by pX × Y components are defined as ranges that can include one component. FIG. 3 illustrates a case where p = 2. However, X and Y are integers. X is determined such that an integer multiple of X is M, and Y is determined so that an integer multiple of Y is N.
ここで、複数の対象範囲は、検査行列Hの行方向において互いに隣接しながら、検査行列Hの対角線方向に沿って並んでいる。検査行列Hの行方向において互いに隣接する1対の対象範囲は、検査行列Hの列方向においてXだけシフトしている。 Here, the plurality of target ranges are arranged along the diagonal direction of the check matrix H while being adjacent to each other in the row direction of the check matrix H. A pair of target ranges adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix H are shifted by X in the column direction of the parity check matrix H.
LDPC符号復号器26は、ストレージ25に記憶される検査行列Hを用いて、対数尤度比算出部24から出力される誤り訂正符号復号前データ(LLR)から誤り訂正符号復号後データをLDPC符号復号処理によって生成する誤り訂正符号復号部を構成する。具体的には、LDPC符号復号器26は、N個のデータビットに対応するLLR及びM個のパリティビットに対応するLLR誤り訂正符号復号前データに基づいて、N個のデータビットによって構成される誤り訂正符号復号後データを生成する。
The
詳細には、LDPC符号復号器26は、以下に示す式(1)を用いて行処理を行った後に、以下に示す式(2)を用いて列処理を行う。続いて、LDPC符号復号器26は、以下に示す式(3)を用いてデータビットの推定処理を行う。LDPC符号復号器26は、行処理、列処理及び推定処理を1サイクルとして、所定回数(i)のサイクルを行う。
Specifically, the
ここで、iは、行処理、列処理及び推定処理によって構成されるサイクルの繰り返し回数である。nは、検査行列Hにおけるn番目の列(或いは、n番目のデータビットに対応するLLR)を意味している。mは、検査行列Hにおけるm番目の行(或いは、m番目のパリティビットに対応するLLR)を意味している。1回目のサイクルで用いるzmn’の値は、対数尤度比算出部24から出力されるLLR、すなわちFnである。2回目以降のサイクルで用いるzmn’の値は、x^に基づいて再算出されるLLRである。Fは、対数尤度比算出部24から出力されるLLRである。
Here, i is the number of repetitions of a cycle constituted by row processing, column processing, and estimation processing. n means the n-th column (or LLR corresponding to the n-th data bit) in the check matrix H. m means the m-th row (or LLR corresponding to the m-th parity bit) in the check matrix H. The value of z mn ′ used in the first cycle is the LLR output from the log likelihood
なお、x^に基づいてLLRを再算出する方法は、例えば、“A Coded Modulation Scheme Based on Low Density Parity Check Code”IEICE TRANS.FUNDAMENTALS VOL.E84−1 NO.10 OCTOBER 2001に記載された既知の方法を用いることができる。このような処理は、変調多値数が多いほど有効であることに留意すべきである。 A method for recalculating the LLR based on x ^ is described in, for example, “A Coded Modulation Scheme Based on Low Density Parity Check Code” IEICE TRANS. FUNDAMENTALS VOL. E84-1 NO. Known methods described in 10 OCTOBER 2001 can be used. It should be noted that such processing is more effective as the number of modulation levels increases.
上述した前提下において、LDPC符号復号器26は、図4に示すように、pX×pY個の成分と対応する範囲を復号単位として、LDPC符号復号処理を行う。図4では、p=2であるケースが例示されている。ここで、LDPC符号復号処理は、検査行列Hにおいて1の成分を含む範囲で行われる必要があるが、1の成分を含み得る対象範囲が上述したように定められるため、pX×pY個の成分と対応する範囲を復号単位として用いることができることに留意すべきである。言い換えると、上述した行処理は、図5に示すように、復号単位内で行えばよく、上述した列処理は、図6に示すように、復号単位内で行えばよい。
Under the premise described above, the
具体的には、第1に、LDPC符号復号器26は、図7に示すように、対象範囲#1(対象範囲#1−1及び対象範囲#1−2)及び対象範囲#2の一部部分(対象範囲#2−1)に対応するLLRを読み出す。続いて、LDPC符号復号器26は、読み出されたLLRを用いてLDPC符号復号処理を行う。
Specifically, first, as shown in FIG. 7, the
第2に、LDPC符号復号器26は、図8に示すように、対象範囲#2−1の処理結果(行処理結果のみ)をコピーするとともに、対象範囲#1の処理結果を削除する。
Secondly, as shown in FIG. 8, the
第3に、LDPC符号復号器26は、図9に示すように、対象範囲#2の残り部分(対象範囲#2−2)及び対象範囲#2の一部部分(対象範囲#3−1)に対応するLLRを読み出す。
Thirdly, as shown in FIG. 9, the
第4に、LDPC符号復号器26は、図10に示すように、読み出されたLLRを用いてLDPC符号復号処理を行う。ここで、対象範囲#2−1の行処理は既に完了しているため、LDPC符号復号器26は、対象範囲#2−1及び対象範囲#2−2の列処理及び対象範囲#2−2及び対象範囲3−1の行処理を行う。
Fourth, the
図11に示すように、LDPC符号復号器26は、図7〜図10に示す処理を繰り返すことによって、M×N個の成分によって構成される検査行列Hを用いて、LDPC符号復号処理を行うことができる。
As illustrated in FIG. 11, the
このように、LDPC符号復号器26は、誤り訂正符号復号部は、n番目のLDPC符号復号処理を行った後において、検査行列の行方向において復号単位をYだけシフトするとともに、検査行列の列方向において復号単位をXだけシフトした後に、n+1番目のLDPC符号復号処理を行う。
As described above, after the error correction code decoding unit performs the nth LDPC code decoding process, the
(作用及び効果)
第1実施形態では、検査行列Hにおいて、複数の対象範囲は、検査行列Hの行方向において互いに隣接しながら、検査行列Hの対角線方向に沿って並んでいる。検査行列Hの行方向において互いに隣接する1対の対象範囲は、検査行列Hの列方向においてXだけシフトしている。
(Function and effect)
In the first embodiment, in the parity check matrix H, a plurality of target ranges are arranged along the diagonal direction of the parity check matrix H while being adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix H. A pair of target ranges adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix H are shifted by X in the column direction of the parity check matrix H.
従って、受信装置20は、pX×pY個の成分と対応する範囲を復号単位としてLDPC符号復号処理を行うことが可能であり、LDPC符号復号処理で用いるメモリ容量の増大を抑制することができる。一方で、検査行列Hとしては、pX×pY個の成分によって定義される復号単位よりも大きいM×N個の成分によって構成される検査行列Hを用いることができるため、誤り訂正強度を強くすることができる。
Therefore, the receiving
[実験結果]
以下において、実験結果について説明する。実験では、第1実施形態で説明した検査行列Hを用いる実施例及び既存の検査行列を用いる比較例について、キャリアノイズ比率(CNR)とチャネル容量との関係について調べた。既存の検査行列としては、1の成分が全体に分散している検査行列を用いた。また、キャリアノイズ比率(CNR)の上昇に伴って、符号化率を変更しており、符号化率としては、2/3、3/4、5/6の三種類について調べた。
[Experimental result]
Hereinafter, the experimental results will be described. In the experiment, the relationship between the carrier noise ratio (CNR) and the channel capacity was examined for the example using the parity check matrix H described in the first embodiment and the comparative example using the existing parity check matrix. As an existing parity check matrix, a parity check matrix in which one component is dispersed throughout is used. Further, the coding rate is changed as the carrier noise ratio (CNR) increases, and three types of coding rates of 2/3, 3/4, and 5/6 were examined.
このような実験の結果を図12に示す。図12に示すように、実施例は、比較例と比べて、チャネル容量が増大することが確認された。すなわち、1の成分を含み得る対象範囲を検査行列Hの対角線方向に沿って並べることによって、チャネル容量が増大することが確認された。 The result of such an experiment is shown in FIG. As shown in FIG. 12, it was confirmed that the channel capacity of the example increased compared to the comparative example. That is, it has been confirmed that the channel capacity increases by arranging the target range that can include one component along the diagonal direction of the parity check matrix H.
[実施例]
以下において、実施例について説明する。以下においては、符号化率が2/3、3/4、5/6の三種類である場合に、LDPC符号化処理及びLDPC符号復号処理で用いる検査行列Hの一例を示す。
[Example]
Examples will be described below. In the following, an example of the parity check matrix H used in the LDPC encoding process and the LDPC code decoding process when the coding rates are three types of 2/3, 3/4, and 5/6 is shown.
第1に、符号化率が2/3である場合には、図13に示す検査行列Hを用いることができる。図13では、検査行列Hの一部が抜粋されていることに留意すべきである。例えば、検査行列は、M=90720、N=172800によって定義される。対象範囲は、X=4320、Y=8640で定義される。 First, when the coding rate is 2/3, the parity check matrix H shown in FIG. 13 can be used. It should be noted that a part of the check matrix H is extracted in FIG. For example, the parity check matrix is defined by M = 90720 and N = 172800. The target range is defined by X = 4320 and Y = 8640.
第2に、符号化率が3/4である場合には、図14に示す検査行列Hを用いることができる。図14では、検査行列Hの一部が抜粋されていることに留意すべきである。例えば、検査行列は、M=68040、N=194400によって定義される。対象範囲は、X=3240、Y=9720で定義される。 Second, when the coding rate is 3/4, a parity check matrix H shown in FIG. 14 can be used. It should be noted that a part of the check matrix H is extracted in FIG. For example, the parity check matrix is defined by M = 68040, N = 194400. The target range is defined by X = 3240 and Y = 9720.
第2に、符号化率が5/6である場合には、図15に示す検査行列Hを用いることができる。図15では、検査行列Hの一部が抜粋されていることに留意すべきである。例えば、検査行列は、M=45360、N=216000によって定義される。対象範囲は、X=2160、Y=10800で定義される。 Second, when the coding rate is 5/6, the parity check matrix H shown in FIG. 15 can be used. It should be noted that a part of the check matrix H is extracted in FIG. For example, the parity check matrix is defined by M = 45360, N = 26000. The target range is defined by X = 2160 and Y = 10800.
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
[Other Embodiments]
Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
実施形態では特に明示していないが、上述した実施形態は、MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術が用いられるシステムだけではなくて、MISO(Multiple Input Single Output)技術又はSISO(Single Input Single Output)技術が用いられるシステムに適用されてもよい。 Although not specifically indicated in the embodiment, the above-described embodiment is not limited to a system in which a MIMO (Multiple Input Multiple Output) technique is used, but also in a MISO (Multiple Input Single Output) technique or a SISO (Single Input Single Output) technique. It may be applied to a system where is used.
実施形態では特に触れていないが、複数の対象範囲が対角線方向に沿って並んでいる検査行列Hを用いたLDPC符号は、空間結合LDPCと称することもある。また、対象範囲を定義するX及びYの値は、受信装置20のメモリのサイズに応じて定められることが好ましい。ここで、K=M/X、L=N/Yの関係が満たされる場合には、K,Lは、検査行列Hにおいて1の成分の割合が少なくとも半分以下となるように定められる整数(少なくとも2以上)であることに留意すべきである。図13〜図15に示す例では、K=21、L=20である。
Although not particularly mentioned in the embodiment, an LDPC code using a parity check matrix H in which a plurality of target ranges are arranged along a diagonal direction may be referred to as a spatially coupled LDPC. In addition, the values of X and Y that define the target range are preferably determined according to the size of the memory of the receiving
実施形態では、p=2であるケースについて主として例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。pは、3以上の整数であってもよい。但し、LDPC符号復号処理で用いるメモリ容量の増大を抑制する観点では、p=2であることが好ましい。 In the embodiment, the case where p = 2 is mainly exemplified. However, the embodiment is not limited to this. p may be an integer of 3 or more. However, from the viewpoint of suppressing an increase in memory capacity used in the LDPC code decoding process, it is preferable that p = 2.
実施形態では特に触れていないが、送信装置10及び受信装置20が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD−ROMやDVD−ROM等の記録媒体であってもよい。
Although not particularly mentioned in the embodiment, a program for causing a computer to execute each process performed by the
或いは、送信装置10及び受信装置20が行う各処理を実行するためのプログラムを記憶するメモリ及びメモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成されるチップが提供されてもよい。
Or the chip | tip comprised by the memory which memorize | stores the program for performing each process which the
10…送信装置、11…ストレージ、12…LDPC符号器、13…マッピング部、14…MIMO−OFDM変調部、20…受信装置、21…周波数変換部、22…直交復調部、23…MIMO−OFDM復調部、24…対数尤度比算出部、25・・ストレージ、26…LDPC符号復号器
DESCRIPTION OF
Claims (2)
M×N個の成分によって構成される検査行列を用いて、前記デマッピング部から出力される前記誤り訂正符号復号前データから誤り訂正符号復号後データをLDPC符号復号処理によって生成する誤り訂正符号復号部とを備え、
前記検査行列を構成する成分は、1又は0によって構成されており、
前記検査行列において、1の成分を含み得る範囲として、2X×Y個の成分によってそれぞれ構成される複数の対象範囲が定められており、
前記複数の対象範囲は、前記検査行列の行方向において互いに隣接しながら、前記検査行列の対角線方向に沿って並んでおり、
前記検査行列の行方向において互いに隣接する1対の対象範囲は、前記検査行列の列方向においてXだけシフトしており、
前記誤り訂正符号復号部は、2X×2Y個の成分と対応する範囲を復号単位として、前記LDPC符号復号処理を行い、
前記誤り訂正符号復号部は、n番目のLDPC符号復号処理を行った後において、前記検査行列の行方向において前記復号単位をYだけシフトするとともに、前記検査行列の列方向において前記復号単位をXだけシフトした後に、n+1番目のLDPC符号復号処理を行い、
前記誤り訂正符号復号部は、前記n番目のLDPC符号復号処理において、第nの対象範囲の全部と第n+1の対象範囲の一部分とに対応する範囲を前記復号単位とするLDPC符号復号処理を行い、
前記誤り訂正符号復号部は、前記n+1番目のLDPC符号復号処理において、前記n番目のLDPC符号復号処理における前記第n+1の対象範囲の一部分の処理結果を用いながら、前記第n+1の対象範囲の全部と第n+2の対象範囲の一部分とに対応する範囲を前記復号単位とするLDPC符号復号処理を行うことを特徴とする受信装置。 A demapping unit for demapping the symbols mapped on the IQ plane to data before error correction code decoding;
Error correction code decoding that generates data after error correction code decoding from the data before error correction code decoding output from the demapping unit by LDPC code decoding processing using a check matrix composed of M × N components With
The component constituting the parity check matrix is composed of 1 or 0,
In the parity check matrix, as a range that can include one component, a plurality of target ranges each constituted by 2 X × Y components are defined,
The plurality of target ranges are arranged along the diagonal direction of the parity check matrix while being adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix,
A pair of target ranges adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix is shifted by X in the column direction of the parity check matrix ,
The error correction code decoding unit performs the LDPC code decoding process using a range corresponding to 2X × 2Y components as a decoding unit,
After performing the nth LDPC code decoding process, the error correction code decoding unit shifts the decoding unit by Y in the row direction of the parity check matrix, and converts the decoding unit to X in the column direction of the parity check matrix. After shifting by n + 1, the (n + 1) th LDPC code decoding process is performed,
In the n-th LDPC code decoding process, the error correction code decoding unit performs an LDPC code decoding process using a range corresponding to the entire n-th target range and a part of the n + 1-th target range as the decoding unit. ,
The error correction code decoding unit uses the processing result of a part of the n + 1th target range in the nth LDPC code decoding process in the n + 1th LDPC code decoding process, When the receiving apparatus, wherein the line Ukoto the LDPC code decoding processing a range corresponding to a portion of the n + 2 of the target range and the decoding unit.
IQ平面にマッピングされたシンボルを誤り訂正符号復号前データにデマッピングするデマッピング部と、
M×N個の成分によって構成される検査行列を用いて、前記デマッピング部から出力される前記誤り訂正符号復号前データから誤り訂正符号復号後データをLDPC符号復号処理によって生成する誤り訂正符号復号部とを備え、
前記検査行列を構成する成分は、1又は0によって構成されており、
前記検査行列において、1の成分を含み得る範囲として、2X×Y個の成分によってそれぞれ構成される複数の対象範囲が定められており、
前記複数の対象範囲は、前記検査行列の行方向において互いに隣接しながら、前記検査行列の対角線方向に沿って並んでおり、
前記検査行列の行方向において互いに隣接する1対の対象範囲は、前記検査行列の列方向においてXだけシフトしており、
前記誤り訂正符号復号部は、2X×2Y個の成分と対応する範囲を復号単位として、前記LDPC符号復号処理を行い、
前記誤り訂正符号復号部は、n番目のLDPC符号復号処理を行った後において、前記検査行列の行方向において前記復号単位をYだけシフトするとともに、前記検査行列の列方向において前記復号単位をXだけシフトした後に、n+1番目のLDPC符号復号処理を行い、
前記誤り訂正符号復号部は、前記n番目のLDPC符号復号処理において、第nの対象範囲の全部と第n+1の対象範囲の一部分とに対応する範囲を前記復号単位とするLDPC符号復号処理を行い、
前記誤り訂正符号復号部は、前記n+1番目のLDPC符号復号処理において、前記n番目のLDPC符号復号処理における前記第n+1の対象範囲の一部分の処理結果を用いながら、前記第n+1の対象範囲の全部と第n+2の対象範囲の一部分とに対応する範囲を前記復号単位とするLDPC符号復号処理を行うことを特徴とするチップ。 A chip mounted on a receiving device,
A demapping unit for demapping the symbols mapped on the IQ plane to data before error correction code decoding;
Error correction code decoding that generates data after error correction code decoding from the data before error correction code decoding output from the demapping unit by LDPC code decoding processing using a check matrix composed of M × N components With
The component constituting the parity check matrix is composed of 1 or 0,
In the parity check matrix, as a range that can include one component, a plurality of target ranges each constituted by 2 X × Y components are defined,
The plurality of target ranges are arranged along the diagonal direction of the parity check matrix while being adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix,
A pair of target ranges adjacent to each other in the row direction of the parity check matrix is shifted by X in the column direction of the parity check matrix ,
The error correction code decoding unit performs the LDPC code decoding process using a range corresponding to 2X × 2Y components as a decoding unit,
After performing the nth LDPC code decoding process, the error correction code decoding unit shifts the decoding unit by Y in the row direction of the parity check matrix, and converts the decoding unit to X in the column direction of the parity check matrix. After shifting by n + 1, the (n + 1) th LDPC code decoding process is performed,
In the n-th LDPC code decoding process, the error correction code decoding unit performs an LDPC code decoding process using a range corresponding to the entire n-th target range and a part of the n + 1-th target range as the decoding unit. ,
The error correction code decoding unit uses the processing result of a part of the n + 1th target range in the nth LDPC code decoding process in the n + 1th LDPC code decoding process, chip, wherein the row Ukoto the LDPC code decoding processing a range corresponding to a portion of the n + 2 of the target range and the decoding unit.
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