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技術 送信装置及び受信装置

出願人 日本放送協会一般財団法人NHKエンジニアリングシステム
発明者 村瀬健治朝倉慎悟本田円香鴨田浩和居相直彦濱住啓之澁谷一彦
出願日 2018年1月5日 (2年6ヶ月経過) 出願番号 2018-000882
公開日 2019年7月22日 (11ヶ月経過) 公開番号 2019-121935
状態 未査定
技術分野 交流方式デジタル伝送 エラーの検出、防止 符号誤り検出・訂正
主要キーワード 無線伝送機器 並列処理数 拡散対象 擬似ランダムビット コード配置 疑似ランダム系列 シリアルビット 出力ビット列
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図面 (17)

課題

可搬型無線伝送機器においてLDPC符号QAMが適用された場合の適切なビットインタリーブ処理を行う。

解決手段

符号化ブロックをQAMによって無線で送信する送信装置は、LDPパリティインタリーブ処理が行われた符号化ブロックの全体に対してインタリーブ処理を行うブロクインタリーブ部を具備する。ブロックインタリーブ部は、パリティインタリーブが出力するビット列を、メモリに構成される行列に列方向に書き込む列方向書き込み処理と、列入れ替えテーブルを用いて、行列の各列を他の列と入れ替える列入れ替え処理と、列入れ替え処理後の行列に含まれる各ビット行方向に読み出す行方向読み出し処理と、を行う。ブロックインタリーブ部は、同一の変調多値数についてLDPC符号化率ごとに異なる列入れ替えテーブルを用いて列入れ替え処理を行う。

概要

背景

現在、次世代のテレビジョン放送素材伝送用の可搬型無線伝送機器の検討が進められている。かかる可搬型無線伝送機器では、キャリア変調方式として、64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、256QAM、1024QAM、4096QAM等を用いることが検討されている。また、誤り訂正符号の方式として、テレビジョン放送方式規格であるARISTD−B44に記載のLDPC(Low Density Parity Check)符号を用いることが検討されている(非特許文献1参照)。

概要

可搬型無線伝送機器においてLDPC符号とQAMが適用された場合の適切なビットインタリーブ処理を行う。符号化ブロックをQAMによって無線で送信する送信装置は、LDPCパリティインタリーブ処理が行われた符号化ブロックの全体に対してインタリーブ処理を行うブロクインタリーブ部を具備する。ブロックインタリーブ部は、パリティインタリーブが出力するビット列を、メモリに構成される行列に列方向に書き込む列方向書き込み処理と、列入れ替えテーブルを用いて、行列の各列を他の列と入れ替える列入れ替え処理と、列入れ替え処理後の行列に含まれる各ビット行方向に読み出す行方向読み出し処理と、を行う。ブロックインタリーブ部は、同一の変調多値数についてLDPC符号化率ごとに異なる列入れ替えテーブルを用いて列入れ替え処理を行う。

目的

そこで、本発明は、次世代のテレビジョン放送素材伝送用の可搬型無線伝送機器においてQAMとLDPC符号が適用された場合の適切なビットインタリーブ処理を行うことができる送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

LDPC符号化処理によって生成した符号化ブロックQAMによって無線で送信する送信装置であって、前記符号化ブロックのLDPパリティのみに対してインタリーブ処理を行うパリティインタリーブ部と、前記LDPCパリティにインタリーブ処理が行われた前記符号化ブロックの全体に対してインタリーブ処理を行うブロクインタリーブ部と、を具備し、前記ブロックインタリーブ部は、前記パリティインタリーブ部が出力するビット列を、メモリに構成される行列に列方向に書き込む列方向書き込み処理と、列入れ替えテーブルを用いて、前記行列の各列を他の列と入れ替える列入れ替え処理と、前記列入れ替え処理後の行列に含まれる各ビット行方向に読み出す行方向読み出し処理と、を行い、前記列入れ替えテーブルは、前記列入れ替え処理における元の列番号と入れ替え先列番号との対応関係を規定し、前記ブロックインタリーブ部は、同一の変調多値数についてLDPC符号化率ごとに異なる前記列入れ替えテーブルを用いて、前記列入れ替え処理を行うことを特徴とする送信装置。

請求項2

前記ブロックインタリーブ部は、前記行列の列数を増加させる列数変更処理をさらに行い、前記列入れ替え処理において、前記列入れ替えテーブルを用いて、前記列数変更処理後の行列の各列を他の列と入れ替えることを特徴とする請求項1に記載の送信装置。

請求項3

前記ブロックインタリーブ部は、前記QAMとして4096QAMを用い、かつ、前記LDPC符号化率が1/2である場合に、前記列入れ替えテーブルとして表1のテーブルを用いて前記列入れ替え処理を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の送信装置。

請求項4

前記ブロックインタリーブ部は、前記QAMとして4096QAMを用い、かつ、前記LDPC符号化率が2/3である場合に、前記列入れ替えテーブルとして表2のテーブルを用いて前記列入れ替え処理を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の送信装置。

請求項5

前記ブロックインタリーブ部は、前記QAMとして4096QAMを用い、かつ、前記LDPC符号化率が3/4である場合に、前記列入れ替えテーブルとして表3のテーブルを用いて前記列入れ替え処理を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の送信装置。

請求項6

前記ブロックインタリーブ部は、前記QAMとして4096QAMを用い、かつ、前記LDPC符号化率が5/6である場合に、前記列入れ替えテーブルとして表4のテーブルを用いて前記列入れ替え処理を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の送信装置。

請求項7

LDPC符号化処理によって生成した符号化ブロックをQAMによって無線で送信する送信装置から無線信号を受信する受信装置であって、前記符号化ブロックの全体に対してデインタリーブ処理を行うブロックデインタリーブ部と、前記ブロックデインタリーブ部によってデインタリーブ処理が行われた前記符号化ブロックのLDPCパリティのみに対してデインタリーブ処理を行うパリティデインタリーブ部と、を具備し、前記ブロックデインタリーブ部は、前記符号化ブロックを構成するビット列を、メモリに構成される行列に行方向に書き込む行方向書き込み処理と、列入れ替えテーブルを用いて、前記行列の各列を他の列と入れ替える列入れ替え処理と、前記行列に含まれる各ビットを列方向に読み出す列方向読み出し処理と、を行い、前記列入れ替えテーブルは、前記列入れ替え処理における元の列番号と入れ替え先列番号との対応関係を規定し、前記ブロックデインタリーブ部は、同一の変調多値数についてLDPC符号化率ごとに異なる前記列入れ替えテーブルを用いて、前記列入れ替え処理を行うことを特徴とする受信装置。

請求項8

前記ブロックデインタリーブ部は、前記列入れ替え処理後の前記行列の列数を減少させる列数変更処理をさらに行い、前記列方向読み出し処理において、前記列数変更処理後の前記行列に含まれる各ビットを列方向に読み出すことを特徴とする請求項7に記載の受信装置。

請求項9

前記ブロックデインタリーブ部は、前記QAMとして4096QAMを用い、かつ、前記LDPC符号化率が1/2である場合に、前記列入れ替えテーブルとして表5のテーブルを用いて前記列入れ替え処理を行うことを特徴とする請求項7又は8に記載の受信装置。

請求項10

前記ブロックデインタリーブ部は、前記QAMとして4096QAMを用い、かつ、前記LDPC符号化率が2/3である場合に、前記列入れ替えテーブルとして表6のテーブルを用いて前記列入れ替え処理を行うことを特徴とする請求項7〜9の何れか一項に記載の受信装置。

請求項11

前記ブロックデインタリーブ部は、前記QAMとして4096QAMを用い、かつ、前記LDPC符号化率が3/4である場合に、前記列入れ替えテーブルとして表7のテーブルを用いて前記列入れ替え処理を行うことを特徴とする請求項7〜10のいずれか一項に記載の受信装置。

請求項12

前記ブロックデインタリーブ部は、前記QAMとして4096QAMを用い、かつ、前記LDPC符号化率が5/6である場合に、前記列入れ替えテーブルとして表8のテーブルを用いて前記列入れ替え処理を行うことを特徴とする請求項7〜11のいずれか一項に記載の受信装置。

技術分野

0001

本発明は、無線伝送システムにおける送信装置及び受信装置に関する。

背景技術

0002

現在、次世代のテレビジョン放送素材伝送用の可搬型無線伝送機器の検討が進められている。かかる可搬型無線伝送機器では、キャリア変調方式として、64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、256QAM、1024QAM、4096QAM等を用いることが検討されている。また、誤り訂正符号の方式として、テレビジョン放送方式規格であるARISTD−B44に記載のLDPC(Low Density Parity Check)符号を用いることが検討されている(非特許文献1参照)。

先行技術

0003

高度広帯域衛星デジタル放送伝送方式標準規格(ISDB−S3)、ARIBSTD−B44 2.1版

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、ARIBSTD−B44では、変調方式としてQAMが規定されておらず、LDPC符号とQAMの組み合わせに適したビットインタリーブ処理が存在しないという課題があった。

0005

そこで、本発明は、次世代のテレビジョン放送素材伝送用の可搬型無線伝送機器においてQAMとLDPC符号が適用された場合の適切なビットインタリーブ処理を行うことができる送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

第1の特徴に係る送信装置は、LDPC符号化処理によって生成した符号化ブロックをQAMによって無線で送信する。前記送信装置は、前記符号化ブロックのLDPCパリティのみに対してインタリーブ処理を行うパリティインタリーブ部と、前記LDPCパリティにインタリーブ処理が行われた前記符号化ブロックの全体に対してインタリーブ処理を行うブロクインタリーブ部と、を具備する。前記ブロックインタリーブ部は、前記パリティインタリーブが出力するビット列を、メモリに構成される行列に列方向に書き込む列方向書き込み処理と、列入れ替えテーブルを用いて、前記行列の各列を他の列と入れ替える列入れ替え処理と、前記列入れ替え処理後の行列に含まれる各ビット行方向に読み出す行方向読み出し処理と、を行う。前記列入れ替えテーブルは、前記列入れ替え処理における元の列番号と入れ替え先列番号との対応関係を規定する。前記ブロックインタリーブ部は、同一の変調多値数についてLDPC符号化率ごとに異なる前記列入れ替えテーブルを用いて、前記列入れ替え処理を行う。

0007

第2の特徴に係る受信装置は、LDPC符号化処理によって生成した符号化ブロックをQAMによって無線で送信する送信装置から無線信号を受信する。前記受信装置は、前記符号化ブロックの全体に対してデインタリーブ処理を行うブロックデインタリーブ部と、前記ブロックデインタリーブ部によってデインタリーブ処理が行われた前記符号化ブロックのLDPCパリティのみに対してデインタリーブ処理を行うパリティデインタリーブ部と、を具備する。前記ブロックデインタリーブ部は、前記符号化ブロックを構成するビット列を、メモリに構成される行列に行方向に書き込む行方向書き込み処理と、列入れ替えテーブルを用いて、前記行列の各列を他の列と入れ替える列入れ替え処理と、前記行列に含まれる各ビットを列方向に読み出す列方向読み出し処理と、を行う。前記列入れ替えテーブルは、前記列入れ替え処理における元の列番号と入れ替え先列番号との対応関係を規定する。前記ブロックデインタリーブ部は、同一の変調多値数についてLDPC符号化率ごとに異なる前記列入れ替えテーブルを用いて、前記列入れ替え処理を行う。

発明の効果

0008

本発明によれば、次世代のテレビジョン放送素材伝送用の可搬型無線伝送機器においてQAMとLDPC符号が適用された場合の適切なビットインタリーブ処理を行うことができる送信装置及び受信装置を提供できる。

図面の簡単な説明

0009

実施形態に係る送信装置を示す図である。
実施形態に係るFECブロック(符号化ブロック)を示す図である。
実施形態に係るビットインタリーブ部を示す図である。
実施形態に係るパリティインタリーブ処理を示す図である。
実施形態に係るブロックインタリーブ処理を示す図である。
実施形態に係る受信装置を示す図である。
実施形態に係るビットデインタリーブ部を示す図である。
キャリア変調方式が4096QAMであり、LDPC符号化率が1/2である場合のBERを、実施形態に係るビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す図である。
キャリア変調方式が4096QAMであり、LDPC符号化率が2/3である場合のBERを、実施形態に係るビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す図である。
キャリア変調方式が4096QAMであり、LDPC符号化率が3/4である場合のBERを、実施形態に係るビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す図である。
キャリア変調方式が4096QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合のBERを、実施形態に係るビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す図である。
キャリア変調方式が64QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合のBERを、変更例に係るビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す図である。
キャリア変調方式が256QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合のBERを、変更例に係るビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す図である。
キャリア変調方式が1024QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合のBERを、変更例に係るビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す図である。
その他の実施形態に係る送信装置を示す図である。
その他の実施形態に係る受信装置を示す図である。

実施例

0010

図面を参照して、実施形態に係る無線伝送システムについて説明する。

0011

実施形態に係る無線伝送システムは、上述したような次世代のテレビジョン放送素材伝送用の可搬型無線伝送機器に対応したシステムである。可搬型無線伝送機器は、取材現場等から映像伝送を行うための可搬型の機器である。

0012

実施形態に係る無線伝送システムは、変調方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いる。また、実施形態に係る無線伝送システムは、複数本送信アンテナ及び複数本の受信アンテナを用いるMIMO(Multiple−Input and Multiple−Output)方式に対応している。

0013

[送信装置]
実施形態に係る送信装置について説明する。実施形態に係る送信装置は、例えば可搬型無線伝送機器に設けられる。

0014

(送信装置の全体構成)
図1は、実施形態に係る送信装置1を示す図である。送信装置1は、図示を省略する2本の送信アンテナを具備する。2本の送信アンテナは、互いに偏波が異なっており、水平偏波垂直偏波との組み合わせ、又は右旋円偏波左旋円偏波との組み合わせを用いる。一方の送信アンテナに対応する系統を系統1と称し、他方の送信アンテナに対応する系統を系統2と称する。図2は、実施形態に係るFEC(Forward Error Correction)ブロックを示す図である。FECブロックは、符号化ブロックの一例である。

0015

図1に示すように、送信装置1は、FECブロック構成部11と、簡易スクランブル部12と、外符号符号化部13と、エネルギー拡散部14と、内符号符号化部15と、ビットインタリーブ部16と、2系統の周波数・偏波間インタリーブ部17a及び17bと、2系統の時間インタリーブ部18a及び18bと、2系統のマッピング部19a及び19bと、2系統のOFDMフレーム構成部20a及び20bと、2系統のIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部21a及び21bと、2系統の直交変調部22a及び22bと、を具備する。

0016

FECブロック構成部11、簡易スクランブル部12、外符号符号化部13、エネルギー拡散部14、及び内符号符号化部15は、図2に示すFECブロックを生成する。FECブロックのビット長(すなわち、LDPC符号長)nldpcは、非特許文献1では44880である。以下では、FECブロックのビット長が44880ビット固定である場合について主として説明する。図2に示すFECブロックはブロックヘッダ及びスタッフビットを具備しているが、FECブロックはブロックヘッダ及びスタッフビットを具備していなくてもよい。

0017

FECブロック構成部11は、図示を省略する情報源符号化部から所定パケットが入力され、入力された所定パケットからFECブロックの主信号部分(データ領域)を構成する。所定パケットは、例えばTS(Transport Stream)パケットである。所定パケットがTSパケットである場合、FECブロック構成部11は、複数のTSパケットをFECブロックの主信号部分に格納する。FECブロック構成部11は、FECブロック(ブロックヘッダ及び主信号部分)を簡易スクランブル部12に出力する。

0018

簡易スクランブル部12は、FECブロック構成部11から入力されたFECブロック(ブロックヘッダ及び主信号部分)に対してスクランブル処理を行う。例えば、簡易スクランブル部12は、16ビットの疑似ランダム系列加算する簡易なスクランブル方式を用いるように構成されていてもよい。なお、送信装置1は、簡易スクランブル部12を具備していなくてもよい。

0019

外符号符号化部13は、簡易スクランブル部12によってスクランブル処理が行われたFECブロック(ブロックヘッダ及び主信号部分)に対して、外符号を用いた誤り訂正符号化処理を行う。例えば、外符号符号化部13は、外符号としてBCHの短縮符号を用いるように構成されていてもよい。外符号符号化部13は、外符号を用いた誤り訂正符号化処理後のFECブロック(ブロックヘッダ、主信号部分、BCHパリティ、及びスタッフビット)を出力する。

0020

エネルギー拡散部14は、外符号符号化部13から入力されたFECブロック(ブロックヘッダ、主信号部分、BCHパリティ、及びスタッフビット)に対してエネルギー拡散処理を行う。例えば、エネルギー拡散部14は、擬似ランダムビット系列拡散対象(FECブロック)との排他的論理和によりエネルギー拡散処理を行う。

0021

内符号符号化部15は、エネルギー拡散部14から入力されたFECブロック(ブロックヘッダ、主信号部分、BCHパリティ、及びスタッフビット)に対して、内符号を用いた誤り訂正符号化処理を行う。内符号符号化部15は、内符号として、ARIBSTD−B44で規定されるようなLDPC符号を用いる。例えば、内符号符号化部15は、61/120、81/120、89/120、及び101/120の4種類の中から選択されたLDPC符号化率によってLDPC符号化処理を行う。4種類の符号化率において、61/120の近似値は1/2であり、81/120の近似値は2/3であり、81/120の近似値は3/4であり、101/120の近似値は5/6である。以下では、これらの近似値を真値と同一のものとみなし、近似値による表現を主として用いる。

0022

内符号符号化部15は、図2に示すFECブロックを出力する。具体的には、内符号符号化部15は、エネルギー拡散部14から入力されたFECブロックのブロックヘッダ、主信号部分、BCHパリティ、及びスタッフビットに対してLDPCパリティ(内符号パリティ部分)を付加して出力する。

0023

ビットインタリーブ部16は、内符号符号化部15から入力されたFECブロックに対して、ビットの並びを入れ替えるビットインタリーブ処理を行う。ビットインタリーブ部16の詳細については後述する。ビットインタリーブ部16は、FECブロックごとにビットインタリーブ処理を行い、2系統の周波数・偏波間インタリーブ部17a及び17bに分配して出力する。例えば、ビットインタリーブ部16は、FECブロックを分配の単位として、FECブロックを2系統の周波数・偏波間インタリーブ部17a及び17bに交互に出力する。

0024

送信装置1において系統1及び2は同様の構成を有するため、以下では、系統1及び2を代表して系統1の構成について説明する。また、以下の送信装置1の説明において、系統1及び2を特に区別しないときは、参照符号における「a」及び「b」の表記を省略している。

0025

周波数・偏波間インタリーブ部17aは、ビットインタリーブ部16から入力されたFECブロックに対して、周波数・偏波間インタリーブ処理を行う。例えば、周波数・偏波間インタリーブ部17aは、FECブロック(シリアルビット列)を変調多値数に応じてパラレル変換し、データキャリア番号順にデータキャリアに割り当て、データキャリアの並びを入れ替える。

0026

時間インタリーブ部18aは、周波数・偏波間インタリーブ部17aから入力されたデータ(パラレルビット列)に対して、データキャリアごとに異なる遅延時間を与えるように時間インタリーブ処理を行う。時間インタリーブ部18aは、時間インタリーブ処理として畳み込みインタリーブ処理を行うように構成されていてもよい。

0027

マッピング部19aは、時間インタリーブ部18aから入力されたデータをデータキャリアにマッピングする。具体的には、マッピング部19aは、キャリア変調方式の種類に対応するテーブルに従って、各信号点シンボル)のI軸上の配置及びQ軸上の配置を決定する。マッピング部19aは、均一コンスタレーション(Uniform Constellation)を用いるQAMを適用してマッピング処理を行う。かかる場合、QAMの信号点が均一に配置される。例えば、ETSI−EN302769の第6.2.2節の「Cell word mappinginto I/O constellations」のグレイコード配置が用いられる均一コンスタレーションを適用できる。

0028

各キャリア変調方式では、1つのシンボルを構成するビット数が異なる。16QAMにおける1シンボルを構成するビット数は「4」であり、64QAMにおける1シンボルを構成するビット数は「6」であり、256QAMにおける1シンボルを構成するビット数は「8」であり、1024QAMにおける1シンボルを構成するビット数は「10」であり、4096QAMにおける1シンボルを構成するビット数は「12」である。以下では、キャリア変調方式として4096QAMを用いる場合について主として説明する。

0029

OFDMフレーム構成部20aは、マッピング部19aから入力されたデータ、具体的には、データがマッピングされたデータキャリアに、CP(Continual Pilot)、SP(Scattered Pilot)、TMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)、及びAC(Auxiliary Channel)等を併せてOFDMフレームを構成する。

0030

IFFT部21aは、OFDMフレーム構成部20aから入力されたOFDMフレームに対してIFFTを施してOFDM信号を出力する。

0031

直交変調部22aは、IFFT部20aから入力されたOFDM信号に対して直交変調処理を施し、図示を省略する送信高周波部に出力する。送信高周波部は、IF信号であるOFDM信号をRF帯に変換して出力する。

0032

(ビットインタリーブ部)
図3は、ビットインタリーブ部16を示す図である。図4は、パリティインタリーブ処理を示す図である。図5は、ブロックインタリーブ処理を示す図である。

0033

図3に示すように、ビットインタリーブ部16は、パリティインタリーブ部161と、ブロックインタリーブ部162とを具備する。

0034

パリティインタリーブ部161は、図4に示すように、内符号符号化部15から入力されたFECブロックのLDPCパリティのみに対してインタリーブ処理を行うことにより、LDPCパリティについてビットを並び替える。具体的には、パリティインタリーブ部161は、LDPCパリティを、図示を省略するメモリに構成される行列に列方向に書き込んだ後、この行列に含まれる各ビットを行方向に読み出す。

0035

図4において、行列の列数並列処理数)を示すパラメータMは、非特許文献1では374である。また、行列の行数を示すパラメータqは、LDPC符号化率に応じて決まる定数であって、非特許文献1では16頁に示される値であり、符号化率1/2(真値は61/120)では59、符号化率2/3(真値は81/120)では39、符号化率3/4(89/120)では31、符号化率5/6(真値は101/120)では19である。

0036

パリティインタリーブ部161によるパリティインタリーブ処理は、次のように表現することもできる。内符号符号化部15から入力されたFECブロックを構成するビット列を

0037

0038

と表し、パリティインタリーブ部161の出力ビット列

0039

0040

と表すと、パリティインタリーブ部161におけるビットの並び替えは次式で表される。

0041

0042

ここで、「nldpc」はFECブロックのビット長(LDPC符号長)であり、「kldpc」はnldpcからLDPCパリティのビット長pldpcを除いた部分のビット長である(図2参照)。

0043

ブロックインタリーブ部162は、パリティインタリーブ部161によってLDPCパリティにインタリーブ処理が行われたFECブロックの全体に対してインタリーブ処理を行うことにより、FECブロック全体についてビットを並び替える。具体的には、ブロックインタリーブ部162は、図5に示すように、パリティインタリーブ部161が出力するビット列を、図示を省略するメモリに構成される行列に列方向に書き込む列方向書き込み処理(図5(a))と、行列の列数を増加させる列数変更処理図5(b))と、列入れ替えテーブルを用いて、列数変更処理後の行列の各列を他の列と入れ替える列入れ替え処理(図5(c))と、列入れ替え処理後の行列に含まれる各ビットを行方向に読み出す行方向読み出し処理(図5(d))と、を行う。

0044

図5(a)に示すように、ブロックインタリーブ部162は、(nldpc/L)行L列の行列にFECブロックを列方向に書き込む。ここで「L」は、log2(変調多値数)であり、4096QAMの場合は変調多値数が4096であるので「L」は「12」である。具体的には、FECブロックの最上位ビット(MSB:Most Significant Bit)が0番目の列の0番目の行に書き込まれる。FECブロックの(nldpc/L)ビット単位で、ビットを書き込む列が切り替えられる。

0045

図5(b)に示すように、ブロックインタリーブ部162は、N個の行ごとにグルーピングを行い、グループ内の一部の行を列方向に移動して各グループを1個の行に変換する。ここで「N」は、例えば2である。「N」が2である場合、ブロックインタリーブ部162は、0番目の行と1番目の行とをグルーピングし、1番目の行を列方向に移動し、0番目の行の隣に配置する。同様にして、ブロックインタリーブ部162は、2番目の行と3番目の行とをグルーピングし、3番目の行を列方向に移動し、2番目の行の隣に配置する。かかる処理を最後の行まで行うことにより、行数が1/2に減少し、列数が2倍に増加する。こののようにして、{nldpc/(L/N)}行LN列の行列が再構成される。列数を増加させることにより、列入れ替え処理における入れ替えの選択肢バリエーション)を増やすことができる。

0046

図5(c)に示すように、ブロックインタリーブ部162は、列入れ替えテーブルを用いて、列数変更処理後の行列の各列を他の列と入れ替える。列入れ替えテーブルは、元の列番号と入れ替え先列番号との対応関係を規定する。ブロックインタリーブ部162は、同一の変調多値数についてLDPC符号化率ごとに異なる列入れ替えテーブルを用いて、列入れ替え処理を行う。

0047

具体的には、ブロックインタリーブ部162は、マッピング部19が4096QAMを用い、かつ、内符号符号化部15が用いるLDPC符号化率が1/2である場合に、表1のテーブルを用いて列入れ替え処理を行う。

0048

0049

ブロックインタリーブ部162は、マッピング部19が4096QAMを用い、かつ、内符号符号化部15が用いるLDPC符号化率が2/3である場合に、表2のテーブルを用いて列入れ替え処理を行う。

0050

0051

ブロックインタリーブ部162は、マッピング部19が4096QAMを用い、かつ、内符号符号化部15が用いるLDPC符号化率が3/4である場合に、表3のテーブルを用いて列入れ替え処理を行う。

0052

0053

ブロックインタリーブ部162は、マッピング部19が4096QAMを用い、かつ、内符号符号化部15が用いるLDPC符号化率が5/6である場合に、表4のテーブルを用いて列入れ替え処理を行う。

0054

0055

このように、列入れ替えテーブルは、LDPC符号化率ごとに個別に最適化されている。かかる列入れ替えテーブルを用いることで得られる効果の詳細については後述する。

0056

図5(d)に示すように、ブロックインタリーブ部162は、列入れ替え処理後の行列に含まれる各ビットを行方向に読み出す。具体的には、ラスタスキャンと同様な方法で各ビットを行方向に読み出し、シリアルビット列として出力する。

0057

上述のブロックインタリーブ処理は、以下のように表現することもできる。

0058

第1に、パリティインタリーブ部161の出力ビット列を

0059

0060

と表すと、この出力ビット列は、列方向書き込み処理において、次式で表される列番号c0i、行番号r0iのメモリ位置に書き込まれる。

0061

0062

第2に、列数変更処理では、列番号c0i、行番号r0iのビットを、次式で表される列番号c1i、行番号r1iに変更する。

0063

0064

第3に、列入れ替え処理では、次式で表されるように、列番号c1iのビット列を関数f(列入れ替えテーブル)で表される列番号c2iに変更する。

0065

0066

第4に、行方向読み出し処理では、読み出し後のシリアルビット列を

0067

0068

と表すと、インデックスjのビットに、次式で表される列番号c2j、行番号r2jのビットを割り当てる。

0069

0070

[受信装置]
実施形態に係る受信装置について説明する。実施形態に係る受信装置は、例えば放送局又は受信基地局等に設けられる。

0071

(受信装置の全体構成)
図6は、実施形態に係る受信装置3を示す図である。受信装置3は、図示を省略する2本の受信アンテナを具備する。2本の受信アンテナは、互いに偏波が異なっており、水平偏波と垂直偏波との組み合わせ、又は右旋円偏波と左旋円偏波との組み合わせを用いる。一方の受信アンテナに対応する系統を系統1と称し、他方の受信アンテナに対応する系統を系統2と称する。

0072

図6に示すように、受信装置3は、図1に示す送信装置1が行う処理とは逆の処理を行う。具体的には、受信装置3は、2系統の復調部31a及び31bと、2系統のFFT部32a及び32bと、2系統のデフレーム化部33a及び33bと、2系統のデマッピング部34a及び34bと、2系統の時間デインタリーブ部35a及び35bと、2系統の周波数・偏波間デインタリーブ部36a及び36bと、ビットデインタリーブ部37と、内符号復号部38と、エネルギー逆拡散部39と、外符号復号部40と、簡易デスクランブル部41と、FECブロック分離部42と、を具備する。

0073

受信装置3において系統1及び2は同様の構成を有するため、以下では、系統1及び2を代表して系統1の構成について説明する。また、以下の受信装置3の説明において、系統1及び2を特に区別しないときは、参照符号における「a」及び「b」の表記を省略している。

0074

復調部31aは、図示を省略する受信高周波部から入力されたOFDM信号に対して復調処理を行う。なお、受信高周波部は、送信装置1から受信した無線信号をIF帯に変換することによりOFDM信号(IF信号)を復調部31aに出力する。

0075

FFT部32aは、復調部31aから入力されたOFDM信号に対してFFTを行い、OFDMフレームを出力する。

0076

デフレーム化部33aは、FFT部32aから入力されたOFDMフレームに対してデフレーム化処理を行い、データ(シンボル)を出力する。

0077

デマッピング部34aは、上述のマッピング部11aと同様に、キャリア変調方式の種類に対応するテーブルに従って、各信号点(シンボル)のI軸上の配置及びQ軸上の配置から、誤り訂正符号の復号に必要な情報(ビットの尤度等)を決定する。

0078

時間デインタリーブ部35aは、デマッピング部34aから入力されたデータに対して、時間インタリーブ部18aで行われた時間インタリーブ処理に対応する時間デインタリーブ処理を行う。

0079

周波数・偏波間デインタリーブ部36aは、時間デインタリーブ部35aから入力されたデータに対して、周波数・偏波間インタリーブ部17aで行われた周波数・偏波間インタリーブ処理に対応する周波数・偏波間デインタリーブ処理を行う。

0080

ビットデインタリーブ部37は、周波数・偏波間デインタリーブ部36aから入力されたデータ(FECブロック)に対して、ビットインタリーブ部16aで行われたビットインタリーブ処理に対応するビットデインタリーブ処理を行う。ビットデインタリーブ部37の詳細については後述する。

0081

内符号復号部38は、ビットデインタリーブ部37から入力されたFECブロックに対して、内符号符号化部15で行われた誤り訂正符号化処理に対応する復号処理を行う。

0082

エネルギー逆拡散部39は、内符号復号部38から入力されたFECブロックに対して、エネルギー拡散部14で行われたエネルギー拡散処理に対応するエネルギー逆拡散処理を行う。

0083

外符号復号部40は、エネルギー逆拡散部39から入力されたFECブロックに対して、外符号符号化部13で行われた誤り訂正符号化処理に対応する復号処理を行う。

0084

簡易デスクランブル部41は、外符号復号部40から入力されたFECブロックに対して、簡易スクランブル部12で行われたスクランブル処理に対応するデスクランブル処理を行う。なお、送信装置1が、簡易スクランブル部12を具備していない場合、受信装置3は、簡易デスクランブル部41を具備していなくてもよい。

0085

FECブロック分離部42は、簡易デスクランブル部41から入力されたFECブロックの中の主信号部分を分離する。

0086

(ビットデインタリーブ部)
図7は、ビットデインタリーブ部37を示す図である。

0087

図7に示すように、ビットデインタリーブ部37は、ブロックデインタリーブ部371と、パリティデインタリーブ部372とを具備する。

0088

ブロックデインタリーブ部371は、周波数・偏波間デインタリーブ部36から入力されたFECブロックの全体に対して、ブロックインタリーブ部162で行われたインタリーブ処理に対応するデインタリーブ処理を行う。具体的には、ブロックデインタリーブ部371は、FECブロックを構成するビット列を、メモリに構成される行列に行方向に書き込む行方向書き込み処理と、列入れ替えテーブルを用いて、行列の各列を他の列と入れ替える列入れ替え処理と、列入れ替え処理後の行列の列数を減少させる列数変更処理と、列数変更処理後の行列に含まれる各ビットを列方向に読み出す列方向読み出し処理と、を行う。列入れ替えテーブルは、列入れ替え処理における元の列番号と入れ替え先列番号との対応関係を規定する。ブロックデインタリーブ部371は、同一の変調多値数についてLDPC符号化率ごとに異なる列入れ替えテーブルを用いて、列入れ替え処理を行う。

0089

具体的には、ブロックデインタリーブ部371は、デマッピング部34が4096QAMを用い、かつ、内符号復号部38が用いるLDPC符号化率が1/2である場合に、表5のテーブルを用いて列入れ替え処理を行う。

0090

0091

ブロックデインタリーブ部371は、デマッピング部34が4096QAMを用い、かつ、内符号復号部38が用いるLDPC符号化率が2/3である場合に、表6のテーブルを用いて列入れ替え処理を行う。

0092

0093

ブロックデインタリーブ部371は、デマッピング部34が4096QAMを用い、かつ、内符号復号部38が用いるLDPC符号化率が3/4である場合に、表7のテーブルを用いて列入れ替え処理を行う。

0094

0095

ブロックデインタリーブ部371は、デマッピング部34が4096QAMを用い、かつ、内符号復号部38が用いるLDPC符号化率が5/6である場合に、表8のテーブルを用いて列入れ替え処理を行う。

0096

0097

パリティデインタリーブ部372は、ブロックインタリーブ352から出力されたFECブロックのLDPCパリティのみに対して、パリティインタリーブ部161で行われたインタリーブ処理に対応するデインタリーブ処理を行う。

0098

[実施形態のまとめ]
送信装置1は、LDPC符号化処理によって生成したFECブロックをQAMによって無線で送信する。送信装置1は、FECブロックのLDPCパリティのみに対してインタリーブ処理を行うパリティインタリーブ部161と、LDPCパリティにインタリーブ処理が行われたFECブロックの全体に対してインタリーブ処理を行うブロックインタリーブ部162と、を具備する。ブロックインタリーブ部162は、パリティインタリーブ部が出力するビット列を、メモリに構成される行列に列方向に書き込む列方向書き込み処理と、行列の列数を増加させる列数変更処理と、列入れ替えテーブルを用いて、列数変更処理後の行列の各列を他の列と入れ替える列入れ替え処理と、列入れ替え処理後の行列に含まれる各ビットを行方向に読み出す行方向読み出し処理と、を行う。列入れ替えテーブルは、列入れ替え処理における元の列番号と入れ替え先列番号との対応関係を規定する。ブロックインタリーブ部162は、同一の変調多値数についてLDPC符号化率ごとに異なる列入れ替えテーブルを用いて、列入れ替え処理を行う。

0099

受信装置3は、LDPC符号化処理によって生成したFECブロックをQAMによって無線で送信する送信装置1から無線信号を受信する。受信装置3は、FECブロックの全体に対してデインタリーブ処理を行うブロックデインタリーブ部371と、ブロックデインタリーブ部371によってデインタリーブ処理が行われたFECブロックのLDPCパリティのみに対してデインタリーブ処理を行うパリティデインタリーブ部372と、を具備する。ブロックデインタリーブ部371は、FECブロックを構成するビット列を、メモリに構成される行列に行方向に書き込む行方向書き込み処理と、列入れ替えテーブルを用いて、行列の各列を他の列と入れ替える列入れ替え処理と、列入れ替え処理後の行列の列数を減少させる列数変更処理と、列数変更処理後の行列に含まれる各ビットを列方向に読み出す列方向読み出し処理と、を行う。列入れ替えテーブルは、列入れ替え処理における元の列番号と入れ替え先列番号との対応関係を規定する。ブロックデインタリーブ部371は、同一の変調多値数についてLDPC符号化率ごとに異なる列入れ替えテーブルを用いて、列入れ替え処理を行う。

0100

これにより、次世代のテレビジョン放送素材伝送用の可搬型無線伝送機器においてLDPC符号とQAMが適用された場合の適切なビットインタリーブ処理を行うことができる送信装置1及び受信装置3を提供できる。

0101

次に、上述の列入れ替えテーブルを用いたビットインタリーブ処理により得られる効果の詳細について説明する。具体的には、ARIBSTD−B44で規定された内符号符号化方式を適用した場合において、実施形態に係る送信装置1及び受信装置3を含む伝送システムのビット誤り率(Bit Error Rate:BER)の改善効果を、シミュレーション結果を用いて説明する。

0102

図8に、キャリア変調方式が4096QAMであり、LDPC符号化率が1/2である場合のBERを、上述の列入れ替えテーブルを用いてビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す。

0103

図9に、キャリア変調方式が4096QAMであり、LDPC符号化率が2/3である場合のBERを、上述の列入れ替えテーブルを用いてビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す。

0104

図10に、キャリア変調方式が4096QAMであり、LDPC符号化率が3/4である場合のBERを、上述の列入れ替えテーブルを用いてビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す。

0105

図11に、キャリア変調方式が4096QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合のBERを、上述の列入れ替えテーブルを用いてビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す。

0106

図8図11に示すように、実施形態に係るビットインタリーブ処理を用いた伝送システムのBER(実線)は、実施形態に係るビットインタリーブ処理を用いない場合(点線)と比べて、BERが1E−7となる所要C/N(搬送波電力雑音電力比)が小さくなっており、伝送特性が改善されていることが分かる。

0107

[変更例]
上述の実施形態では、キャリア変調方式が4096QAMである一例について説明した。しかしながら、4096QAM以外のQAMを用いてもよい。

0108

変更例では、1)キャリア変調方式が64QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合と、2)キャリア変調方式が256QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合と、3)キャリア変調方式が1024QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合と、について説明する。

0109

キャリア変調方式が64QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合、ビットインタリーブ部16は、図5に示すパラメータをL=6、N=2として、表9の列入れ替えテーブルを用いてインタリーブ処理を行う。ビットデインタリーブ部37は、かかるインタリーブ処理に対応するデインタリーブ処理を行う。

0110

0111

図12に、キャリア変調方式が64QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合のBERを、表9の列入れ替えテーブルを用いてビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す。

0112

キャリア変調方式が256QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合、ビットインタリーブ部16は、図5に示すパラメータをL=8、N=3として、表10の列入れ替えテーブルを用いてインタリーブ処理を行う。ビットデインタリーブ部37は、かかるインタリーブ処理に対応するデインタリーブ処理を行う。

0113

0114

図13に、キャリア変調方式が256QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合のBERを、表10の列入れ替えテーブルを用いてビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す。

0115

キャリア変調方式が1024QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合、ビットインタリーブ部16は、図5に示すパラメータをL=10、N=2として、表11の列入れ替えテーブルを用いてインタリーブ処理を行う。ビットデインタリーブ部37は、かかるインタリーブ処理に対応するデインタリーブ処理を行う。

0116

0117

図14に、キャリア変調方式が1024QAMであり、LDPC符号化率が5/6である場合のBERを、表11の列入れ替えテーブルを用いてビットインタリーブ処理を行った場合と、ビットインタリーブ処理を行わなかった場合とを比較して示す。

0118

図12図14に示すように、変更例に係るビットインタリーブ処理を用いた伝送システムのBER(実線)は、変更例に係るビットインタリーブ処理を用いない場合(点線)と比べて、BERが1E−7となる所要C/N(搬送波電力対雑音電力比)が小さくなっており、伝送特性が改善されていることが分かる。

0119

[その他の実施形態]
上記のように実施形態について記載したが、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る。

0120

上述の実施形態では、ブロックインタリーブ部162が、列方向書き込み処理(図5(a))と、列数変更処理(図5(b))と、列入れ替え処理(図5(c))と、行方向読み出し処理(図5(d))と、を行う一例について説明した。しかしながら、実施形態に係るビットインタリーブ処理は、図5に示す手順に限定されるものではない。結果的に図5の処理と同じビットの並び替えを行うことができれば、図5の手順と等価的な手順を用いることが可能である。なお、ブロックデインタリーブ部371についても同様である。

0121

上述の実施形態では、複数本の送信アンテナ及び複数本の受信アンテナによるMIMOが適用されている場合について説明したが、本発明は、かかる場合に限定されることはなく、1本の送信アンテナ及び1本の受信アンテナによるSISO(Single−Input and Single−Output)が適用されている場合等にも適用可能である。図15に、SISO方式を用いる場合の送信装置1を示し、図16に、SISO方式を用いる場合の受信装置3を示す。図15及び図16に示すように、SISO方式を用いる場合には、上述の実施形態のような2系統の構成に代えて1系統の構成が適用される。1系統の構成の送信装置1は、図1に示す周波数・偏波間インタリーブ部17a及び17bに代えて、図15に示すように、周波数インタリーブ部17cを備える。周波数インタリーブ部17cは、ビットインタリーブ部16から入力されたFECブロックに対して周波数インタリーブ処理を行う。また、1系統の構成の受信装置3は、図6に示す周波数・偏波間デインタリーブ部36a及び36bに代えて、図16に示すように、周波数デインタリーブ部36cを備える。周波数デインタリーブ部36cは、時間デインタリーブ部35から入力されたデータに対して、周波数インタリーブ部17cで行われた周波数インタリーブ処理に対応する周波数デインタリーブ処理を行う。その他の各ブロックの機能については、2系統の構成と同様である。

0122

上述の実施形態では、次世代のテレビジョン放送素材伝送用の可搬型無線伝送機器に対応したシステムについて説明したが、本発明は、かかる場合に限定されることはなく、可搬型無線伝送機器を用いない無線伝送システムにも適用可能である。かかる無線伝送システムにおいて、送信装置1は放送局に設けられてもよいし、受信装置3はテレビジョン受像機に設けられてもよい。

0123

上述の実施形態では特に触れていないが、上述の送信装置1及び受信装置3によって行われる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、かかるプログラムは、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、かかるプログラムをコンピュータにインストールすることが可能である。ここで、かかる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。また、上述の送信装置1及び受信装置3内の少なくとも一部の機能を実現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行う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。

0124

1・・・送信装置、11・・・FECブロック構成部、12・・・簡易スクランブル部、13・・・外符号符号化部、14・・・エネルギー拡散部、15・・・内符号符号化部、16・・・ビットインタリーブ部、17a,17b・・・周波数・偏波間インタリーブ部、17c・・・周波数インタリーブ部、18a,18b・・・時間インタリーブ部、19a,19b・・・マッピング部、20a,20b・・・OFDMフレーム構成部、21a,21b・・・IFFT部、22a,22b・・・直交変調部、161・・・パリティインタリーブ部、162・・・ブロックインタリーブ部、3・・・受信装置、31a,31b・・・復調部、32a,32b・・・FFT部、33a,33b・・・デフレーム化部、34a,34b・・・デマッピング部、35a,35b・・・時間デインタリーブ部、36a,36b・・・周波数・偏波間デインタリーブ部、36c・・・周波数デインタリーブ部、37・・・ビットデインタリーブ部、38・・・内符号復号部、39・・・エネルギー逆拡散部、40・・・外符号復号部、41・・・簡易デスクランブル部、42・・・FECブロック分離部、371・・・ブロックデインタリーブ部、372・・・パリティデインタリーブ部

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