JP7649130B2 - 符号化器、復号器、送信装置及び受信装置、並びにチップ - Google Patents

Description

本発明は、衛星放送及び地上放送並びに固定通信及び移動通信の技術分野に関するものであり、特に、次世代地上放送における低遅延伝送チャンネル（ＬＬｃｈ：Low Latency Channel）のデジタルデータの符号化器、復号器、送信装置及び受信装置、並びにチップに関する。

現行の地上デジタル放送方式ＩＳＤＢ－Ｔでは、ＡＣ（Auxiliary Channel）を用いたデータ伝送が可能であり、ＡＣを用いた低遅延伝送が求められる緊急地震速報の伝送方式がＡＲＩＢ－ＳＴＤ Ｂ３１で規定されている。ＩＳＤＢ－Ｔによる地上デジタル放送は、１チャンネル分の周波数帯域幅（約６ＭＨｚ）を１３セグメントに分けてデータ伝送可能とするが、ＡＣ伝送は、その１３セグメントの中央１セグメント（８キャリア）を用いて低遅延伝送を実現するものとなっており、誤り訂正符号として差集合巡回符号（２７３，１９１）が採用されている。

図１２（ａ），（ｂ）は、それぞれ従来技術の地上デジタル放送方式ＩＳＤＢ－ＴにおけるＡＣ伝送データの送信装置１００及び受信装置２００の概略構成を示すブロック図である。

送信装置１００は、差集合巡回符号化部１０１、ＤＢＰＳＫ変調部１０２、及びＯＦＤＭ変調部１０３を備える。

差集合巡回符号化部１０１は、差集合巡回符号化部１０１は入力されるＡＣ伝送データに対して、差集合巡回符号（２７３，１９１）による誤り訂正処理を施し、誤り訂正パリティが付加されたＡＣ伝送データを生成してＤＢＰＳＫ変調部１０２に出力する。

ＤＢＰＳＫ変調部１０２は、差集合巡回符号化部１０１による誤り訂正パリティが付加されたＡＣ伝送データに対して、ＤＢＰＳＫ（Differential Phase Shift Keying）変調によるシンボルマッピングを経てＡＣキャリアを生成し、ＯＦＤＭ変調部１０３に出力する。

ＯＦＤＭ変調部１０３は、ＡＣキャリアと、３階層のデータキャリアと、伝送制御信号であるＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）キャリアとを直交周波数分割多重してＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調信号を生成し、外部に出力する。尚、ＯＦＤＭ変調部１０３は、１３セグメントの中央１セグメント（８キャリア）を用いて、その８キャリアで同内容のＡＣキャリアを伝送する。

受信装置２００は、ＯＦＤＭ復調部２０１、ＡＣキャリア抽出部２０２、ＤＢＰＳＫ復調部２０３、及び差集合巡回符号復号部２０４を備える。

ＯＦＤＭ復調部２０１は、送信装置１００から送信されたＯＦＤＭ変調信号を受信してＯＦＤＭ復調処理を施し、ＯＦＤＭ復調後の信号をＡＣキャリア抽出部２０２に出力する。

ＡＣキャリア抽出部２０２は、外部からのＡＣ指定に基づき、ＯＦＤＭ復調後の信号からＡＣキャリアを抽出し、ＤＢＰＳＫ復調部２０３に出力する。

ＤＢＰＳＫ復調部２０３は、ＡＣキャリア抽出部２０２を経て得られるＡＣキャリアについて、ＤＢＰＳＫに基づくシンボルデマッピングを経てＤＢＰＳＫ復調してＡＣシンボルを抽出し、差集合巡回符号復号部２０４に出力する。

差集合巡回符号復号部２０４は、抽出されたＡＣシンボルから、尤度判定に基づき誤り訂正パリティが付加されたＡＣ伝送データを再構成し、差集合巡回符号（２７３，１９１）に基づく復号処理を行って送信側のＡＣ伝送データに対応する出力ビット列を復元し、外部に出力する。

このように、現行の地上デジタル放送方式ＩＳＤＢ－ＴにおけるＡＣ伝送は、１３セグメントの中央１セグメント（８キャリア）を用いて低遅延伝送を実現するものとなっており、誤り訂正符号として差集合巡回符号（２７３，１９１）が採用されている。

ところで、信号対雑音比に対する周波数利用効率の理論的な上限値はシャノン限界と呼ばれる。本願明細書では、変調信号が達成可能な通信容量を便宜的にシャノン限界とする。そして、４Ｋ・８Ｋスーパーハイビジョン衛星放送の伝送方式を規定するＡＲＩＢ ＳＴＤ－Ｂ４４では、デジタル伝送の誤り訂正符号としてＬＤＰＣ符号が採用されている（例えば、非特許文献１参照）。ＬＤＰＣ符号は、非常に疎な検査行列Ｈ（検査行列の要素が０と１からなり、且つ１の数が非常に少ない）により定義される線形符号である。

ＬＤＰＣ符号は、適切な検査行列を用いることにより、一般的には符号長を大きくすればするほどシャノン限界に迫る伝送特性が得られる強力な誤り訂正符号であり、次世代の地上デジタル放送方式においても、デジタル伝送の誤り訂正符号としてＬＤＰＣ符号を用いることが検討されている（例えば、非特許文献２参照）。

そして、次世代の地上デジタル放送方式では、１チャンネル分の周波数帯域幅（約６ＭＨｚ）を３５セグメントに分けてデータ伝送可能とし、ＦＦＴポイント数として８Ｋ，１６Ｋ，３２Ｋの３種類が想定され、主信号を為すデータキャリアに対しては、内符号にＬＤＰＣ符号、外符号にＢＣＨを用いることが検討されている。

ただし、次世代の地上デジタル放送方式においては、ＡＣの代わりにデジタルデータの低遅延伝送を目的としたＬＬｃｈを設定し、ＯＦＤＭ信号に多重する１階層として割り当てることが検討されている。ＬＬｃｈの誤り訂正方式の具体的な構成についは、未だ検討段階にある。

"高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式 標準規格 ARIB STD-B44 2.1版、平成28年3月25日改定、一般社団法人 電波産業会（ARIB） 中村円香、"次世代地上放送の実現に向けた研究開発"、NHK技研 R&D No.158 2016年8月35日、 ［online］、［令和1年11月11日検索］、インターネット〈https://www.nhk.or.jp/strl/publica/rd/rd158/PDF/P28-35.pdf〉

上述したように、現行の地上デジタル放送方式ＩＳＤＢ－Ｔでは、緊急地震速報等の低遅延伝送が求められる用途のために、ＡＣを用いたデータ伝送が可能であるが、そのＡＣ伝送を行う送信装置側では、白色雑音に対する耐性を強くするため、中央１セグメント（８キャリア）は同じ内容のデータを伝送しており、このため、ＡＣ伝送されたデータを受信する受信装置側では、ダイバーシティ効果が得られる。一方で、そのＡＣ伝送は、低遅延伝送とはいえ１フレーム（２３１．３３６ｍｓ，ｍｏｄｅ＝３，ＧＩ＝１／８の場合）分の伝送遅延が生じるようになっており、より低遅延で伝送することが求められる。

また、現行の地上デジタル放送方式ＩＳＤＢ－ＴにおけるＡＣ伝送は、ＴＭＣＣ伝送と同じく、誤り訂正符号として差集合巡回符号（２７３，１９１）が採用されている。この差集合巡回符号は、比較的短い符号で優れた性能を有するが、白色雑音に対する耐性をより向上させることが望まれる。

そこで、次世代の地上デジタル放送方式において、ＡＣの代わりにデジタルデータの低遅延伝送を目的としたＬＬｃｈの誤り訂正方式としてＬＤＰＣ符号の採用が想定される。ＬＤＰＣ符号は、優れた伝送性能を有するだけでなく、符号化率を可変設定することが可能であることから、白色雑音に対する耐性を高めることが可能となる。一方で、ＬＤＰＣ符号は、符号長を大きくすればするほどシャノン限界に迫る伝送特性が得られるという性質を有するが、符号長を大きくすればするほど伝送遅延が大きくなるという問題がある。

このため、ＬＬｃｈの誤り訂正方式としてＬＤＰＣ符号を採用するとしても、従来のＡＣ伝送よりも低遅延化し、同時に白色雑音に対する耐性を向上させることが求められる。

本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、地上デジタル放送方式における低遅延伝送チャンネル（ＬＬｃｈ）のデータ伝送について、より低遅延化を実現しつつ白色雑音に対する耐性を向上させた符号化器、復号器、送信装置及び受信装置、並びにチップを提供することにある。

本発明による符号化器は、地上デジタル放送方式における低遅延伝送チャンネルの伝送データに対し誤り訂正符号化処理を施す符号化器であって、前記低遅延伝送チャンネルに割り当てられる所定数のセグメントのうち、中央の部分受信帯域とする第１のセグメント領域を用いて伝送するデータに対して第１のＬＤＰＣ符号化率の検査行列を用いて第１のＬＤＰＣ符号化処理を施す第１のＬＤＰＣ符号化手段と、前記低遅延伝送チャンネルに割り当てられる所定数のセグメントのうち、前記部分受信帯域以外の非部分受信帯域とする第２のセグメント領域を用いて伝送するデータに対して第２のＬＤＰＣ符号化率の検査行列を用いて第２のＬＤＰＣ符号化処理を施す第２のＬＤＰＣ符号化手段と、を備え、前記第１のＬＤＰＣ符号化処理と前記第２のＬＤＰＣ符号化処理によるそれぞれの符号長は同一符号長としたことを特徴とする。

また、本発明による符号化器において、前記第１のＬＤＰＣ符号化率は、前記第２のＬＤＰＣ符号化率より低符号化率に設定されていることを特徴とする。

また、本発明による符号化器において、前記符号長は、１２２４ビットで構成されていることを特徴とする。

また、本発明による符号化器において、前記第１のＬＤＰＣ符号化率は、０．１以上０．２未満で構成され、前記第２のＬＤＰＣ符号化率は、０．８以上１．０未満で構成されていることを特徴とする。

また、本発明による符号化器において、前記第１のＬＤＰＣ符号化率は１４４／１２２４で構成され、前記第２のＬＤＰＣ符号化率は１０１６／１２２４で構成されていることを特徴とする。

また、本発明による符号化器において、前記第１のＬＤＰＣ符号化手段は、１２２４ビットからなる符号長で前記第１のＬＤＰＣ符号化率に応じて予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値とした検査行列を用いて前記第１のＬＤＰＣ符号化処理を行うように構成され、該検査行列は、前記第１のＬＤＰＣ符号化率に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を第１のサイクル数で周期的に列方向に配置する第１の部分行列と、前記第１のサイクル数とは異なる第２のサイクル数で周期的に１の要素を列方向に配置する第２の部分行列と、前記第１のサイクル数毎に行方向へシフトし前記第２のサイクル数で周期的に１の要素を列方向に配置することでパリティインターリーブを施した第３の部分行列を含むことを特徴とする。

また、本発明による符号化器において、前記第２のＬＤＰＣ符号化手段は、１２２４ビットからなる符号長で前記第２のＬＤＰＣ符号化率に応じて予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値とした検査行列を用いて前記第２のＬＤＰＣ符号化処理を行うように構成され、該検査行列は、前記第２のＬＤＰＣ符号化率に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を第３のサイクル数で周期的に列方向に配置する部分行列を含むことを特徴とする。

また、本発明による符号化器において、前記第１の部分行列を部分行列Ａ、前記第２の部分行列を部分行列Ｃ、及び前記第３の部分行列を部分行列Ｄとしたときの初期値を示す前記符号化率１４４／１２２４の検査行列初期値テーブル（表１）は、以下の表からなることを特徴とする。

また、本発明による符号化器において、前記部分行列の初期値を示す前記符号化率１０１６／１２２４の検査行列初期値テーブル（表２）は、以下の表からなることを特徴とする。

また、本発明による復号器は、本発明の符号化器により前記第１のＬＤＰＣ符号化処理を施して符号化したデータを前記第１のＬＤＰＣ符号化率の検査行列を用いてＬＤＰＣ復号する手段と、該符号化器により前記第２のＬＤＰＣ符号化処理を施して符号化したデータを前記第２のＬＤＰＣ符号化率の検査行列を用いてＬＤＰＣ復号する手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明による送信装置は、本発明による符号化器を備えることを特徴とする。

また、本発明による受信装置は、本発明による復号器を備えることを特徴とする。

また、本発明によるチップは、本発明による符号化器、復号器、送信装置、及び受信装置のうち、いずれか１つを備えることを特徴とする。

本発明によれば、次世代の地上デジタル放送における低遅延伝送チャンネル（ＬＬｃｈ）の伝送について、現行の地上デジタル放送方式ＩＳＤＢ－ＴのＡＣ伝送と比較して、大幅に遅延量を削減すると共に、誤り訂正符号にＬＤＰＣ符号を用いることで雑音耐性も向上させることができる。

本発明による一実施例の低遅延伝送チャンネル（ＬＬｃｈ）伝送データの送信装置の主要な構成要素のみを概略的に示すブロック図である。 本発明による一実施例の低遅延伝送チャンネル（ＬＬｃｈ）伝送データの受信装置の主要な構成要素のみを概略的に示すブロック図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による低遅延伝送チャンネルに割り当てられる所定数のセグメントのうち、中央の部分受信帯域とする第１のセグメント領域を用いて伝送するデータ（Ｌ０ｃｈ伝送データ）に対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係る一実施例のＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４の誤り訂正ブロックの構成と、低遅延伝送チャンネルに割り当てられる所定数のセグメントのうち、部分受信帯域以外の非部分受信帯域とする第２のセグメント領域を用いて伝送するデータ（Ｌ１ｃｈ伝送データ）に対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係る一実施例のＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４の誤り訂正ブロックの構成を示す図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明によるＬ０ｃｈ伝送データに対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係るＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４の検査行列Ｈと、本発明によるＬ１ｃｈ伝送データに対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係るＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４の検査行列Ｈを示す図である。 本発明によるＬ０ｃｈ伝送データ及びＬ１ｃｈ伝送データに対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係る検査行列Ｈ上の部分行列Ｂを示す図である。 本発明によるＬ０ｃｈ伝送データに対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係る検査行列Ｈ上の部分行列Ｉを示す図である。 本発明によるＬ０ｃｈ伝送データに対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係る検査行列Ｈ上の部分行列Ａを示す図である。 本発明によるＬ０ｃｈ伝送データに対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係る検査行列Ｈ上の部分行列Ｃを示す図である。 本発明によるＬ０ｃｈ伝送データに対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係る検査行列Ｈ上の部分行列Ｄを示す図である。 本発明によるＬ１ｃｈ伝送データに対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係る検査行列Ｈ上の部分行列Ａを示す図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明によるＬ０ｃｈ伝送データ及びＬ１ｃｈ伝送データにおけるＤＢＰＳＫ変調適用時のＣ／Ｎ対ＢＥＲ，ＦＥＲ特性を示す図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ従来技術の地上デジタル放送方式ＩＳＤＢ－ＴにおけるＡＣ伝送データの送信装置及び受信装置の概略構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明による一実施例の低遅延伝送チャンネル（ＬＬｃｈ）伝送データの送信装置１及び受信装置２を説明する。本発明による一実施例の伝送システムは、次世代地上放送伝送方式を想定した図１に示す送信装置１、及び図２に示す受信装置２から構成され、次世代地上放送伝送方式で用いる低遅延伝送チャンネル（ＬＬｃｈ）伝送データの誤り訂正方式としてＬＤＰＣ符号を採用し、尚且つ、２種類のセグメント領域に分けて、それぞれに前方誤り訂正符号として最適化したものとなっている。

まず、図１を参照して、本発明による一実施例の送信装置１について説明する。

〔送信装置〕
図１は、本発明による一実施例の低遅延伝送チャンネル（ＬＬｃｈ）伝送データの送信装置１の主要な構成要素のみを概略的に示すブロック図である。送信装置１は、符号化器１０（第１のＬＤＰＣ符号化部１１、及び第２のＬＤＰＣ符号化部１２）、ＤＢＰＳＫ変調部１３、及びＯＦＤＭ変調部１６を備える。そして、送信装置１は、ＬＬｃｈ伝送データを２種類のセグメント領域に分けて送信するように構成され、後述する図３に示した誤り訂正ブロックの信号を生成してからＯＦＤＭ変調信号を生成するまでの一連の処理を行う。また、送信装置１は、ＬＬｃｈ伝送データの変調方式及び符号化率といった伝送に関するパラメータをＴＭＣＣ信号に含めて伝送する形態とすることができるが、本例では、ＬＬｃｈ伝送データの変調方式及び符号化率については、図１に示す送信装置１及び図２に示す受信装置２の送受間で予め定めておき、受信装置２がＴＭＣＣ信号の復調・復号処理を経ることなく、ＬＬｃｈ伝送データの復調・復号処理を行う例を説明する。

尚、次世代の地上デジタル放送方式においては、ＡＣの代わりにデジタルデータの低遅延伝送を目的としたＬＬｃｈを設定し、ＯＦＤＭ信号に多重する１階層として割り当てることが想定されている。このため、図１に示す送信装置１は、主信号を為すデータキャリア及び伝送制御信号であるＴＭＣＣキャリアとは独立して、ＬＬｃｈ伝送データの搬送波を為すＬＬｃｈキャリアを直交周波数分割多重してＯＦＤＭ変調信号を生成するものとしている。従って、ＬＬｃｈキャリアは、ＴＭＣＣキャリアと同様に、主信号を為すデータキャリアとは独立して、受信装置２に対し伝送することが可能である。

そして、図１に例示する送信装置１は、ＬＬｃｈに割り当てられる所定数のセグメント（３５セグメント）のうち、中央の部分受信帯域とする第１のセグメント領域（９セグメント）を用いて伝送するデータ（Ｌ０ｃｈ伝送データ）に対して第１のＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４の検査行列Ｈを用いて第１のＬＤＰＣ符号化処理を施す第１のＬＤＰＣ符号化部１１と、当該部分受信帯域以外の非部分受信帯域とする第２のセグメント領域（２６セグメント）を用いて伝送するデータ（Ｌ１ｃｈ伝送データ）に対して第２のＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４の検査行列を用いて第２のＬＤＰＣ符号化処理を施す第２のＬＤＰＣ符号化部１２と、を備える符号化器１０を有する。以後、図１に示す送信装置１の各構成要素について説明する。

第１のＬＤＰＣ符号化部１１は、ＬＬｃｈの中央の部分受信帯域とする第１のセグメント領域（９セグメント）を用いて伝送するＬ０ｃｈ伝送データのビット列（１４４ビットの情報ビット）を入力して、第１のＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４の検査行列Ｈを用いて第１のＬＤＰＣ符号化処理を施し、ＬＤＰＣパリティが付加されたＬ０ｃｈ伝送データを有する誤り訂正ブロックを構成し、ＤＢＰＳＫ変調部１３に出力する。

尚、詳細は後述するが、第１のＬＤＰＣ符号化部１１は、検査行列Ｈの部分行列で予め指定する順序で、ＬＤＰＣパリティのビット入れ替えを行うパリティインターリーブ部１１ａを有する。

第２のＬＤＰＣ符号化部１２は、ＬＬｃｈの非部分受信帯域とする第２のセグメント領域（２６セグメント）を用いて伝送するＬ１ｃｈ伝送データのビット列（１０１６ビットの情報ビット）を入力して、第２のＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４の検査行列Ｈを用いて第２のＬＤＰＣ符号化処理を施し、ＬＤＰＣパリティが付加されたＬ１ｃｈ伝送データを有する誤り訂正ブロックを構成し、ＤＢＰＳＫ変調部１３に出力する。尚、本例の第２のＬＤＰＣ符号化部１２は、ＬＤＰＣパリティのビット入れ替えを行うパリティインターリーブ機能を有していない例を説明するが、第１のＬＤＰＣ符号化部１１と同様にパリティインターリーブ部を有する構成とすることも可能である。

図３（ａ）は、本発明による低遅延伝送チャンネルに割り当てられる所定数のセグメント（３５セグメント）のうち、中央の部分受信帯域とする第１のセグメント領域（９セグメント）を用いて伝送するデータ（Ｌ０ｃｈ伝送データ）に対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係る一実施例のＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４の誤り訂正ブロックの構成を示す図である。また、図３（ｂ）は、本発明による低遅延伝送チャンネルに割り当てられる所定数のセグメント（３５セグメント）のうち、部分受信帯域以外の非部分受信帯域とする第２のセグメント領域（２６セグメント）を用いて伝送するデータ（Ｌ１ｃｈ伝送データ）に対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係る一実施例のＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４の誤り訂正ブロックの構成を示す図である。

図３（ａ），（ｂ）にそれぞれ示すように、第１のＬＤＰＣ符号化部１１における第１のＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４によるＬ０ｃｈ伝送データの誤り訂正ブロックと、第２のＬＤＰＣ符号化部１２における第２のＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４によるＬ１ｃｈ伝送データの誤り訂正ブロックは、それぞれのＬＤＰＣ符号化率に応じて入力ビット列を所定の長さに区切ることで構成される。例えば、図３（ａ）に示すＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４の誤り訂正ブロックについては、Ｌ０ｃｈ伝送データの入力ビット列は、情報ビット長として１４４ビット毎に区切られ、都度、後続する機能ブロックに出力される。

また、各誤り訂正ブロックのいずれの符号長について、いずれもＬＤＰＣ符号に基づく符号長１２２４ビットとし、誤り訂正ブロックの符号長単位を共通化して不必要な処理負担を軽減させている。更に、一般にＬＤＰＣ符号は、１０００ビット以上の符号長とすることでターボ符号よりも性能が向上することが知られており、一方で、低遅延伝送とするためにはできる限り短い符号長とすることが好ましため、１２２４ビットの符号としている。また、Ｌ０ｃｈでは９セグメントとすることから１セグメントあたり８本のキャリアであることを考慮して７２の倍数として定めている。この条件を満たす符号長としては、１２２４ビットとする以外にも、より低遅延伝送とするには、１００８ビット、１０８０ビット、又は１１５２ビット等の選択肢があるが、差集合巡回符号又はリードソロモン符号よりも性能向上を図ることは元より、確実にターボ符号よりも性能が向上する構成として１２２４ビットを選定している。

また、Ｌ０ｃｈ伝送データの第１のＬＤＰＣ符号化率は、緊急地震速報の伝送を考慮すると極めて低ＣＮ比でも受信可能とすることが求められることから、０．１以上０．２未満とし、このため、図３（ａ）に示すように、１４４ビットの情報ビットで構成している。また、Ｌ１ｃｈ伝送データの第２のＬＤＰＣ符号化率は、音声の伝送を考慮すると伝送データのビットレートが４８ｋｂｐｓを満たすことが求められることから、０．８以上１．０未満とし、このため、図３（ｂ）に示すように、１０１６ビットの情報ビットで構成している。このように、本発明に係る送信装置１は、用途に応じたＬＤＰＣ符号化率を適用できるように、２種類のセグメント領域に分けており、用途に応じて適切な符号化率を選定している。

ＤＢＰＳＫ変調部１３は、それぞれＬＤＰＣパリティが付加されたＬ０ｃｈ伝送データ及びＬ１ｃｈ伝送データの誤り訂正ブロックに対して、ＤＢＰＳＫ変調によるシンボルマッピングを経てＬＬｃｈキャリアを生成し、ＯＦＤＭ変調部１６に出力する。尚、ＬＬｃｈキャリアは、受信装置２側でダイバーシティ効果をもたらすために、Ｌ０キャリアについては第１のセグメント領域（９セグメント）内で、Ｌ１キャリアについては第２のセグメント領域（２６セグメント）内で、シンボル方向に同内容の誤り訂正ブロックのＬＬｃｈキャリアを１本、２本、４本、及び８本のうちいずれかの本数で割り当てるようにしてもよい。

ＯＦＤＭ変調部１６は、ＬＬｃｈキャリアと、３階層のデータキャリアと、伝送制御信号であるＴＭＣＣキャリアとを直交周波数分割多重してＯＦＤＭ変調信号を生成し、外部に出力する。

次に、図２を参照して、本発明による一実施例の受信装置２について説明する。

〔受信装置〕
図２は、本発明による一実施例の低遅延伝送チャンネル（ＬＬｃｈ）伝送データの受信装置２の主要な構成要素のみを概略的に示すブロック図である。図２に示す受信装置２は、ＯＦＤＭ復調部２１、ＬＬｃｈキャリア抽出部２２、ＤＢＰＳＫ復調部２３、及びＬＤＰＣ復号部２４を備えている。本例では、ＬＬｃｈ伝送データの変調方式及び符号化率については、図１に示す送信装置１及び図２に示す受信装置２の送受間で予め定めておき、受信装置２がＴＭＣＣ信号の復調・復号処理を経ることなく、ＬＬｃｈ伝送データの復調・復号処理を行う例を説明する。ただし、ＬＬｃｈ伝送データの変調方式及び符号化率といった伝送に関するパラメータをＴＭＣＣ信号に含めて伝送し、受信装置２がＴＭＣＣ信号の復調・復号処理を経て、ＬＬｃｈ伝送データの復調・復号処理を行う形態としてもよい。

ＯＦＤＭ復調部２１は、送信装置１から送信されたＯＦＤＭ変調信号を受信してＯＦＤＭ復調処理を施し、ＯＦＤＭ復調後の信号をＬＬｃｈキャリア抽出部２２に出力する。

ＬＬｃｈキャリア抽出部２２は、外部からのＬ０ｃｈ又はＬ１ｃｈ（或いはＬ０ｃｈとＬ１ｃｈの双方）の指定に基づき、ＯＦＤＭ復調後の信号からＬ０ｃｈとＬ１ｃｈのＬＬｃｈキャリアのうち少なくとも一方のＬＬｃｈキャリアを抽出し、ＤＢＰＳＫ復調部２３に出力する。

ＤＢＰＳＫ復調部２３は、ＬＬｃｈキャリア抽出部２２を経て得られるＬＬｃｈキャリアについて、ＤＢＰＳＫに基づくシンボルデマッピングを経てＤＢＰＳＫ復調を施しＬ０ｃｈ又はＬ１ｃｈのＬＬｃｈシンボルを抽出し、ＬＤＰＣ復号部２４に出力する。

ＬＤＰＣ復号部２４は、抽出されたＬ０ｃｈ又はＬ１ｃｈ（或いはＬ０ｃｈとＬ１ｃｈの双方）のＬＬｃｈシンボルについて、対応する検査行列を用いた尤度判定に基づいて、誤り訂正パリティが付加されたＬＬｃｈ伝送データを再構成し、ＬＤＰＣ符号に基づく復号処理を行って送信側のＬ０ｃｈ又はＬ１ｃｈ（或いはＬ０ｃｈとＬ１ｃｈの双方）のＬＬｃｈ伝送データに対応するビット列を復元し、出力ビット列として外部に出力する。

即ち、ＬＤＰＣ復号部２４は、符号化器１０における第１のＬＤＰＣ符号化部１１により第１のＬＤＰＣ符号化処理を施して符号化したデータを第１のＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４の検査行列を用いてＬＤＰＣ復号する手段と、符号化器１０における第２のＬＤＰＣ符号化部１２により第２のＬＤＰＣ符号化処理を施して符号化したデータを第２のＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４の検査行列を用いてＬＤＰＣ復号する手段と、を備える復号器として構成される。

〔符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号〕
まず、上述した図３と、図４乃至図１０を参照して、符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号における符号化率１４４／１２２４、及び１０１６／１２２４の各々に関する符号化器１０及び復号器（ＬＤＰＣ復号部２４）について説明する。図４（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明によるＬ０ｃｈ伝送データに対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係るＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４の検査行列Ｈと、本発明によるＬ１ｃｈ伝送データに対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係るＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４の検査行列Ｈを示す図である。また、図５は、本発明によるＬ０ｃｈ伝送データ及びＬ１ｃｈ伝送データに対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係る検査行列Ｈ上の部分行列Ｂを示す図である。そして、図６乃至図９は、それぞれＬ０ｃｈ伝送データのＬＤＰＣ符号に係る検査行列Ｈ上の部分行列Ｉ，Ａ，Ｃ，Ｄを示す図である。また、図１０は、本発明によるＬ１ｃｈ伝送データに対して形成する符号長１２２４ビットのＬＤＰＣ符号に係る検査行列Ｈ上の部分行列Ａを示す図である。

（符号化率１４４／１２２４，１０１６／１２２４の誤り訂正ブロック構成）
図３（ａ）に示したように、Ｌ０ｃｈ伝送データの誤り訂正ブロックは、１４４ビットの情報ビット、及び１０８０ビットのＬＤＰＣパリティからなる符号長１２２４ビットで構成され、符号化率としては１４４／１２２４とする。また、図３（ｂ）に示したように、Ｌ１ｃｈ伝送データの誤り訂正ブロックは、１０１６ビットの情報ビット、及び２０８ビットのＬＤＰＣパリティからなる符号長１２２４ビットで構成され、符号化率としては１０１６／１２２４とする。

尚、上述した図１乃至図３において、誤り訂正符号として、ＬＤＰＣ符号のみを用いる例としているが、例えば図３（ａ），（ｂ）における情報ビットは、ＢＣＨ符号のパリティを含むものとしてもよいし、適宜、電力拡散処理を施したものとしてもよい。

（ＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４における符号化器の処理過程）
本実施例の符号化器１０における第１のＬＤＰＣ符号化部１１は、図４（ａ）に示すように、部分行列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｉ，Ｏにより６個の領域に分割されたＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４における検査行列Ｈを生成し、この検査行列Ｈを用いてＬＤＰＣ符号パリティの生成を行う。検査行列Ｈの行方向の長さがＬＤＰＣ符号長に相当し、ＬＤＰＣ符号長Ｎ＝１２２４と設定する。本検査行列の符号化率は１４４／１２２４であることから、検査行列Ｈの列方向の長さがＬＤＰＣパリティ長に相当し、ＬＤＰＣパリティ長Ｐ＝１０８０ビットである。

図４（ａ）において、部分行列Ａ，Ｃ，及びＤは、上述の表１に示す検査行列初期値テーブルを用いて構成される部分行列であり、部分行列ＢにはＬＤＧＭ構造（図５）を適用する。ＬＤＧＭ構造の行重み（検査行列の行方向の１の数）は１行目が１で残りの行重みは全て２、列重みは全ての列で２である階段行列である。部分行列Ｂのサイズは、Ｌ０ｃｈ伝送データの誤り訂正ブロックの場合、行方向、列方向ともに７２ビットである。また、部分行列Ｉは、対角行列（図６）を適用する。対角行列の行重みは全て１である。部分行列Ｉのサイズは、行方向、列方向ともに１００８ビットである。部分行列Ｏは、零行列に相当する。

Ｌ０ｃｈ伝送データの誤り訂正ブロックの場合、部分行列Ａのサイズは、図７に示すように、７２ビット（行）×１４４ビット（列）で構成される。

また、部分行列Ｃのサイズは、図８に示すように、１００８ビット（行）×１４４ビット（列）で構成される。

また、部分行列Ｄのサイズは、図９に示すように、１００８ビット（行）×７２ビット（列）で構成される。

部分行列Ａ，Ｃ，Ｄのいずれにおいても、これら部分行列のサイズは有限であることから、以下の式（１）に基づき、検査行列の１の位置は算出される。
Ｈ_ｑ－ｊ＝ ｍｏｄ｛（ｈ_ｉ－ｊ+ ｍｏｄ((ｑ－１),８)) × Ｑ）,Ｐ｝ （１）
ここで、ｈ_ｉ－ｊのｉは検査行列初期値テーブルの行番号であり、ｈ_ｉ－ｊのｊは検査行列初期値テーブルの列番号である。Ｈ_ｑ－ｊは検査行列Ｈのｑ列目の１の行番号を示す。Ｈ_ｑ－ｊのｊは列重みの要素数の順番を示す。従って、列重み９の場合、ｊ＝１～９である。ｑ＝１は検査行列初期値テーブルの１行目を用いることになる。また、ｍｏｄ（ｘ，ｙ）はｘをｙで割った余りを意味する。式（１）のＱは、符号化率毎に定まる値を持つサイクル数であり、Ｑは式（２）で求められる。

Ｑ＝各部分行列の行サイズ／８ （２）

よって、本実施例のＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４において、部分行列Ａの場合、Ｑ＝９（第１のサイクル数Ｑ１）、部分行列Ｃ、及び部分行列Ｄの場合、Ｑ＝１２６（第２のサイクル数Ｑ２）となる。

以下、より具体的に、ＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４における部分行列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｉ，Ｏにより６個の領域に分割された検査行列Ｈを生成する方法について説明する。

まず、部分行列Ａ（図７）について説明する。本実施例の符号化器１０における第１のＬＤＰＣ符号化部１１は、部分行列Ａを形成するために、上述の表１に示す検査行列初期値テーブルの一部から数値を読み出して、検査行列Ｈにおける部分行列Ａの領域内の１の位置を周期的に配置する。表１に示す検査行列初期値テーブルは、列方向に２７、行方向に最大１５の数値が記載されている。この数値は、部分行列Ａ，Ｃ及びＤで利用する検査行列の１の最初の位置（初期値）に相当する。即ち、表１中のｉ行目・ｊ列目の数値座標hi-j(数値）により、図４（ａ）に示す検査行列Ｈ内の部分行列Ａ，Ｃ，Ｄにおける１の最初の位置を指定する。一例として、図７において、h1-1(6)は、部分行列Ａの１列目の１を検査行列Ｈにおける６行目に配置することに相当し、h1-2（50)は、部分行列Ａの１列目の１を検査行列Ｈにおける５０行目に配置することに相当する。また、h2-1(28)は、部分行列Ａの９列目の１を検査行列Ｈにおける２８行目に配置し、h2-2(43)は部分行列Ａの９列目の１を検査行列Ｈにおける４３行目に配置することに相当する。

以上の関係に基づき、図７に示すように、本実施例の符号化器１０における第１のＬＤＰＣ符号化部１１は、表１における検査行列初期値テーブルから、部分行列Ａの８列毎の１を配置する行位置を指定するための１８行・ｊ列（３列）の数値座標hi-j(数値）のすべてを読み出して当該指定される部分行列Ａ内の位置に１を最初に割り当て、この最初に割り当てた１の位置を基準にして１ビット分を行方向に右方シフトし、且つ第１のサイクル数Ｑ１＝９（９ビット）で列方向に下方シフトした位置に１を割り当てることを繰り返すことで、検査行列Ｈ内の部分行列Ａを構成する。

〈表１における検査行列初期値テーブルの部分行列Ａ用の数値座標hi-j(数値）〉
１行目：h1-1（6）からh1-3（67）
２行目：h2-1（28）からh2-3（56）
３行目：h3-1（0）からh3-3（21)
・・・・
１８行目：h18-1（51）からh18-3（68)

このように、表１における部分行列Ａ用の数値座標hi-j(数値）における１８行（この１８行の各行が部分行列Ａの８列毎の最初の１列に相当）の数値を１列毎（この１列毎の数値が部分行列Ａの８列毎の最初の行位置に相当）に読み出し、図７に示すように、第１のサイクル数Ｑ１＝９シフトを繰り返すことで、８×１８＝１４４ビット（列）相当の検査行列Ｈにおける部分行列Ａの１の位置を指定することが可能となる。また、部分行列Ａの行数は８×Ｑ１＝７２であり、部分行列Ａのサイズは、行方向が１４４ビット、列方向が７２ビットとなる。

続いて、部分行列Ｃ（図８）について説明する。本実施例の符号化器１０における第１のＬＤＰＣ符号化部１１は、部分行列Ｃを形成するために、上述の表１に示す検査行列初期値テーブルの一部から数値を読み出して、検査行列Ｈにおける部分行列Ｃの領域内の１の位置を周期的に配置する。表１に示す検査行列初期値テーブルは、列方向に２７、行方向に最大１５の数値が記載されている。部分行列Ｃが部分行列Ａと異なるのは、検査行列初期値テーブルにおける読み出し位置と、サイクル数である。

図８に示すように、本実施例の符号化器１０における第１のＬＤＰＣ符号化部１１は、表１における検査行列初期値テーブルから、部分行列Ｃの８列毎の１を配置する行位置を指定するための１８行・ｊ列（最大１２列）の数値座標hi-j(数値）のすべてを読み出して当該指定される部分行列Ｃ内の位置に１を最初に割り当て、この最初に割り当てた１の位置を基準にして１ビット分を行方向に右方シフトし、且つ第２サイクル数Ｑ２＝１２６（１２６ビット）で列方向に下方シフトした位置に１を割り当てることを繰り返すことで、図４（ａ）における検査行列Ｈ内の部分行列Ｃを構成する。

〈表１における検査行列初期値テーブルの部分行列Ｃ用の数値座標hi-j(数値）〉
１行目：h1-4（259）からh1-15（990）
２行目：h2-4（140）からh2-15（1037）
３行目：h3-4（105）からh3-15（998)
４行目：h4-4（99）からh4-15（920)
５行目：h5-4（101）からh5-13（762)
・・・・
１８行目：h18-4（142）からh18-13（961)

このように、表１における部分行列Ｃ用の数値座標hi-j(数値）における１８行（この１８行の各行が部分行列Ｃの８列毎の最初の１列に相当）の数値を１列毎（この１列毎の数値が部分行列Ｃの８列毎の最初の行位置に相当）に読み出し、図８に示すように、第２のサイクル数Ｑ２＝１２６シフトを繰り返すことで、８×１８＝１４４ビット（列）相当の検査行列Ｈにおける部分行列Ｃの１の位置を指定することが可能となる。また、部分行列Ｃの行数は８×Ｑ２＝１００８であり、部分行列Ｃのサイズは、行方向が１４４ビット、列方向が１００８ビットとなる。

続いて、部分行列Ｄ（図９）について説明する。本実施例の符号化器１０における第１のＬＤＰＣ符号化部１１は、部分行列Ｄを形成するために、上述の表１に示す検査行列初期値テーブルの一部（表１のうち、１９行目から２７行目）から数値を読み出して、検査行列Ｈにおける部分行列Ｄの領域内の１の位置を周期的に配置する。ただし、部分行列Ｄは、部分行列Ｃと同じ第２のサイクル数Ｑ２＝１２６を適用するが、部分行列Ｃと異なるのは、検査行列初期値テーブルにおける読み出し周期に、第１のサイクル数Ｑ１＝９に相当する行方向のビットシフトを用いることで、パリティインターリーブ部１１ａとして、パリティビットの入れ替えを適用する点である。

図９に示すように、本実施例の符号化器１０における第１のＬＤＰＣ符号化部１１は、表１における検査行列初期値テーブルから、部分行列Ｄの８列毎の１を配置する行位置を指定するための９行・ｊ列（８列）の数値座標hi-j(数値）のすべてを読み出して当該指定される部分行列Ｄ内の位置に１を最初に割り当て、この最初に割り当てた１の位置を基準にして第１のサイクル数Ｑ１＝９ビット分を行方向に右方シフトし、且つ第２サイクル数Ｑ２＝１２６（１２６ビット）で列方向に下方シフトした位置に１を割り当てることを繰り返すことで、図４（ａ）における検査行列Ｈ内の部分行列Ｄを構成する。

〈表１における検査行列初期値テーブルの部分行列Ｄ用の数値座標hi-j(数値）〉
１９行目：h19-1（217）からh19-8（1050）
２０行目：h20-1（86）からh20-8（1059）
２１行目：h21-1（481）からh21-8（1075)
２２行目：h22-1（561）からh22-8（1012)
２３行目：h23-1（213）からh23-8（1043)
・・・・
２７行目：h27-1（90）からh27-8（1052)

このように、パリティインターリーブを適用した検査行列初期値テーブルの読み出し方法は、部分行列Ａ，Ｃとは異なる読み出し方法であり、表１における部分行列Ｄ用の数値座標hi-j(数値）における９行（この９行の各行が部分行列Ｄの最初の９列に相当）の数値を１列毎（この１列毎の数値が部分行列Ｄの最初の９列毎の行位置に相当）に読み出し、表１における部分行列Ｄ用の数値座標hi-j(数値）の１行分の読み出しを１セットとする。そして、図９に示すように、第１のサイクル数に相当するＱ１＝９ビット分の右シフトと、第２のサイクル数に相当するＱ２＝１２６分の下方シフトを８回繰り返すことで、８×９＝７２ビット（列）相当の検査行列Ｈにおける部分行列Ｄの１の位置を指定することが可能となる。また、部分行列Ｄの行数は８×Ｑ２＝１００８であり、部分行列Ｄのサイズは、行方向が７２ビット、列方向が１００８ビットとなる。

つまり、表１に示す部分行列Ｄにおける検査行列初期値テーブルと、検査行列Ｈにおける列番号の関係を以下に示す。
検査行列初期値テーブル１９行目の数値は、検査行列Ｈにおける１４５列目（即ち、部分行列Ｄの１列目）の１の最初の位置（サイクル数Ｑ１，Ｑ２で繰り返す最初の検査行列Ｈにおける行位置）が記載されている。
検査行列初期値テーブル２０行目の数値は、検査行列Ｈにおける１４６列目（即ち、部分行列Ｄの２列目）の１の最初の位置（サイクル数Ｑ１，Ｑ２で繰り返す最初の検査行列Ｈにおける行位置）が記載されている。
検査行列初期値テーブル２１行目の数値は、検査行列Ｈにおける１４７列目（即ち、部分行列Ｄの３列目）の１の最初の位置（サイクル数Ｑ１，Ｑ２で繰り返す最初の検査行列Ｈにおける行位置）が記載されている。
検査行列初期値テーブル２２行目の数値は、検査行列Ｈにおける１４８列目（即ち、部分行列Ｄの４列目）の１の最初の位置（サイクル数Ｑ１，Ｑ２で繰り返す最初の検査行列Ｈにおける行位置）が記載されている。
検査行列初期値テーブル２３行目の数値は、検査行列Ｈにおける１４９列目（即ち、部分行列Ｄの５列目）の１の最初の位置（サイクル数Ｑ１，Ｑ２で繰り返す最初の検査行列Ｈにおける行位置）が記載されている。
以下、同様である。

そして、図９において、検査行列初期値テーブル１９行目から読み出された数値は、Ｑ１＝９ビット毎に、Ｑ２＝１２６シフトされる。この操作を８回繰り返すことで、合計８列分、部分行列Ｄにおける１の位置が確定される。同様に、検査行列初期値テーブル２０行目から読み出された数値も、同じく、Ｑ１＝９ビット毎に、Ｑ２＝１２６シフトされ、合計８列分、部分行列Ｄにおける１の位置が確定される。以後、２１乃至２７行目においても同じ処理を繰り返すことで、８列×９セット＝７２ビット相当の部分行列Ｄにおける１の位置が確定される。よって、部分行列Ｄのサイズは、行方向が７２ビット、列方向が１００８ビットとなる。このように、Ｑ１毎にＱ２シフトするパリティインターリーブを適用した部分行列Ｄを検査行列Ｈに含めることで、この部分行列Ｄに対し上位に連接する部分行列Ｂとの間で発生するサイクル４の発生を回避し、ＬＤＰＣ符号の復号性能を向上することが可能となる。つまり、ＬＤＰＣ符号における伝送特性劣化の要因の１つとしてエラーフロアの発生があり、このエラーフロアの発生要因としては検査行列Ｈに含まれる１の配置が例えばサイクル４の形状配置を多数持つとエラーフロアが発生する可能性が高くなることが分かっている。そこで、この問題を解決する手段として、部分行列Ｄを含む検査行列Ｈとしている。

以上の処理により求められたＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４における部分行列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｏの集合行列である検査行列Ｈを用いて、パリティ検査方程式（３）により、ＬＤＰＣパリティを算出する。尚、符号化率１４４／１２２４の場合、情報ビット長は１４４ビットであることから、パリティ検査方程式においては、検査行列Ｈの１行目から７２行目までは、ＬＤＧＭ構造に基づくパリティ計算が適用され、７３行目から１０８０行目までは、対角構造に基づくパリティ計算が適用される。

Ｈ・Ｃ^Ｔ＝０ （３）

（ＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４における符号化器の処理過程）
一方、本実施例の符号化器１０における第２のＬＤＰＣ符号化部１２は、図４（ｂ）に示すように、部分行列Ａ，Ｂにより２個の領域に分割されたＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４における検査行列Ｈを生成し、この検査行列Ｈを用いてＬＤＰＣ符号パリティの生成を行う。検査行列Ｈの行方向の長さがＬＤＰＣ符号長に相当し、ＬＤＰＣ符号長Ｎ＝１２２４と設定する。本検査行列の符号化率は１０１６／１２２４であることから、検査行列Ｈの列方向の長さがＬＤＰＣパリティ長に相当し、ＬＤＰＣパリティ長Ｐ＝２８０ビットである。

図４（ｂ）において、部分行列Ａは、上述の表２に示す検査行列初期値テーブルを用いて構成される部分行列であり、部分行列ＢにはＬＤＧＭ構造（図５）を適用する。ＬＤＧＭ構造の行重み（検査行列の行方向の１の数）は１行目が１で残りの行重みは全て２、列重みは全ての列で２である階段行列である。部分行列Ｂのサイズは、Ｌ１ｃｈ伝送データの誤り訂正ブロックの場合、行方向、列方向ともに２０８ビットである。

Ｌ１ｃｈ伝送データの誤り訂正ブロックの場合、部分行列Ａのサイズは、図１０に示すように、２０８ビット（行）×１０１６ビット（列）で構成される。

部分行列Ａサイズは有限であることから、上述した式（１）に基づき、検査行列の１の位置は算出される。また、式（１）のＱは、上述した式（２）で求められ、図１０に示すように、Ｑ＝２０８／８＝２６である。

よって、本実施例のＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４において、部分行列ＡのＱ＝２６となる。

以下、より具体的に、ＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４における部分行列Ａにより検査行列Ｈを生成する方法について説明する。

本実施例の符号化器１０における第２のＬＤＰＣ符号化部１２は、部分行列Ａを形成するために、上述の表２に示す検査行列初期値テーブルの一部から数値を読み出して、検査行列Ｈにおける部分行列Ａの領域内の１の位置を周期的に配置する。表２に示す検査行列初期値テーブルは、列方向に１２７、行方向に最大５の数値が記載されている。この数値は、部分行列Ａで利用する検査行列の１の最初の位置（初期値）に相当する。即ち、表２中のｉ行目・ｊ列目の数値座標ｈ_ｉ－ｊ（数値）により、図４（ｂ）に示す検査行列Ｈ内の部分行列Ａにおける１の最初の位置を指定する。一例として、図１０において、h1-1(7)は、部分行列Ａの１列目の１を検査行列Ｈにおける７行目に配置することに相当し、h1-2(62)は、部分行列Ａの１列目の１を検査行列Ｈにおける６２行目に配置することに相当する。また、h2-1(58)は、部分行列Ａの９列目の１を検査行列Ｈにおける５８行目に配置し、h2-2(91)は部分行列Ａの９列目の１を検査行列Ｈにおける９１行目に配置することに相当する。

以上の関係に基づき、図１０に示すように、本実施例の符号化器１０における第２のＬＤＰＣ符号化部１２は、表２における検査行列初期値テーブルから、部分行列Ａの８列毎の１を配置する行位置を指定するための１２７行・ｊ列（最大５列）の数値座標hi-j(数値）のすべてを読み出して当該指定される部分行列Ａ内の位置に１を最初に割り当て、この最初に割り当てた１の位置を基準にして１ビット分を行方向に右方シフトし、且つサイクル数Ｑ＝２６（２６ビット）で列方向に下方シフトした位置に１を割り当てることを繰り返すことで、検査行列Ｈ内の部分行列Ａを構成する。

〈表２における検査行列初期値テーブルの部分行列Ａ用の数値座標hi-j(数値）〉
１行目：h1-1（7）からh1-5（193）
２行目：h2-1（58）からh2-5（153）
３行目：h3-1（2）からh3-5（200)
・・・・
８行目：h8-1（15）からh8-5（203)
９行目：h9-1（61）からh9-3（176)
・・・・
１２７行目：h127-1（2）からh127-3（198)

このように、表２における部分行列Ａ用の数値座標hi-j(数値）における１２７行（この１２７行の各行が部分行列Ａの８列毎の最初の１列に相当）の数値を１列毎（この１列毎の数値が部分行列Ａの８列毎の最初の行位置に相当）に読み出し、図１０に示すように、サイクル数Ｑ＝２６シフトを繰り返すことで、８×１２７＝１０１６ビット（列）相当の検査行列Ｈにおける部分行列Ａの１の位置を指定することが可能となる。また、部分行列Ａの行数は８×Ｑ１＝２０８であり、部分行列Ａのサイズは、行方向が１０１６ビット、列方向が２０８ビットとなる。

以上の処理により求められたＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４における部分行列Ａ、Ｂの集合行列である検査行列Ｈを用いて、上述したパリティ検査方程式（３）により、ＬＤＰＣパリティを算出する。尚、符号化率１０１６／１２２４の場合、情報ビット長は１０１６ビットであることから、パリティ検査方程式においては、ＬＤＧＭ構造に基づくパリティ計算が適用される。

尚、ＬＤＰＣ符号化に用いた検査行列のための検査行列初期値テーブルは、補助情報として送信装置１から受信装置２に送信することができ、或いはまた、受信装置２により予め保持させてもよい。或いは、送信装置１から受信装置２に検査行列自体を送信することができ、又は、検査行列自体を受信装置２により予め保持させてもよい。

続いて、本実施例の復号器（ＬＤＰＣ復号部２４）の処理過程について説明する。

（ＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４,１０１６／１２２４における復号器の処理過程）
本実施例の復号器（ＬＤＰＣ復号部２４）は、ＬＤＰＣ符号化率１４４／１２２４の符号化データ（Ｌ０ｃｈ伝送データ）に対する復号には図４（ａ）に示される検査行列Ｈを用い、ＬＤＰＣ符号化率１０１６／１２２４の符号化データ（Ｌ１ｃｈ伝送データ）に対する復号には図４（ｂ）に示される検査行列Ｈを用いて、ＬＤＰＣ符号の復号処理を行う。これらの符号化データは、Ｌ０ｃｈ，Ｌ１ｃｈの各キャリアの変調方式はＤＢＰＳＫで伝送されている。

本実施例の復号器（ＬＤＰＣ復号部２４）は、まず、送信シンボルｘ_ｎ及び受信シンボルｙ_ｎに基づいて対数尤度比λ_ｎ（ｎ＝１～１２２４）を算出する。対数尤度比λ_ｎとは送るビット０と１の確からしさの比の自然対数であり、送信シンボルｘ_ｎ及び受信シンボルｙ_ｎを用いて式（４）で表される。

λ_ｎ＝ ｌｎ｛Ｐ（ｙ_ｎ｜ｘ_ｎ＝０）／Ｐ（ｙ_ｎ｜ｘ_ｎ＝１）｝ （４）

式（４）により取得した対数尤度比、及び上述の各符号化率に相当する検査行列Ｈ（図４（ａ），（ｂ）に相当）を用いて、sum－product復号法等によるＬＤＰＣ復号法を行う。反復復号回数は任意の値とする。また、ＬＤＰＣ復号においてはsum－product復号法以外にもmin－sum復号法等、多様な手段が提案されているが、検査行列を用いた尤度比を最大化する様々な手法を本発明に係るＬＤＰＣ復号に適用可能である。

図１１（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明によるＬ０ｃｈ伝送データ及びＬ１ｃｈ伝送データにおけるＤＢＰＳＫ変調適用時のＣ／Ｎ対ＢＥＲ（Bit Error Rate），ＦＥＲ（frame error rate）特性（計算機シミュレーション）を示している。尚、ＢＥＲはビット単位のエラー率を、ＦＥＲは１誤り訂正ブロックをフレームとするフレーム単位のエラー率を示しており、図１１（ａ）に示すＬ０ｃｈ伝送データについては、ＢＥＲ＝１．０Ｅ－７を満たす所要Ｃ／Ｎとして約－１．６ｄＢであり、図１１（ｂ）に示すＬ１ｃｈ伝送データについては、ＢＥＲ＝１．０Ｅ－７を満たす所要Ｃ／Ｎとして約５．７ｄＢであることが分かる。一方、従来技術の地上デジタル放送方式ＩＳＤＢ－ＴにおけるＡＣ伝送データでは、ＢＥＲ＝１．０Ｅ－７を満たす所要Ｃ／Ｎとして図１１に図示できないほど大きい値となり、約１０ｄＢ以上になることから、本発明に係るＬ０ｃｈ伝送データ及びＬ１ｃｈ伝送データの伝送性能としては、いずれにおいても雑音に対する耐性が強化されているが確認できた。

また、次世代の地上デジタル放送方式では、主信号を為すデータキャリアに用いるＬＤＰＣ符号の符号長は、６９１２０ビット（高画質伝送）、或いは１７２８０ビット（簡易伝送）が検討されているが、本発明によるＬ０ｃｈ伝送データ及びＬ１ｃｈ伝送データにおける符号長は１２２４ビットとしていることから、主信号に対して極めて低遅延伝送が実現されることが理解される。また、現行の地上デジタル放送方式ＩＳＤＢ－Ｔと比較しても大幅に低遅延化が実現され、例えば、現行の地上デジタル放送方式ＩＳＤＢ－Ｔでは２３０ｍｓ程度の伝送遅延となっているが、本発明に係るＬ０ｃｈ伝送データにおけるＢＥＲ＝１．０Ｅ－７時の伝送遅延時間はＩＳＤＢ－ＴよりもＳＮ比を改善した上で２５ｍｓ程度になることが確認されており、仮に４キャリア合成して更にＳＮ比を改善させも１００ｍｓ程度になることから、大幅に低遅延化・低雑音化が実現される。

上述した実施例に関して、符号化器１０及び復号器（ＬＤＰＣ復号部２４）、並びに送信装置１及び受信装置２の各々は、１つ又は複数のチップで構成することができる。

また、上述した実施例に関して、符号化器１０及び復号器（ＬＤＰＣ復号部２４）、並びに送信装置１及び受信装置２として機能するコンピュータを構成し、符号化器１０及び復号器（ＬＤＰＣ復号部２４）、並びに送信装置１及び受信装置２の各手段を機能させるためのプログラムを好適に用いることができる。具体的には、各手段を制御するための制御部をコンピュータ内の中央演算処理装置（ＣＰＵ）で構成でき、且つ、各手段を動作させるのに必要となるプログラムを適宜記憶する記憶部を少なくとも１つのメモリで構成させることができる。即ち、そのようなコンピュータに、ＣＰＵによって該プログラムを実行させることにより、上述した各手段の有する機能を実現させることができる。更に、各手段の有する機能を実現させるためのプログラムを、前述の記憶部（メモリ）の所定の領域に格納させることができる。そのような記憶部は、装置内部のＲＡＭ又はＲＯＭなどで構成させることができ、或いは又、外部記憶装置（例えば、ハードディスク）で構成させることもできる。また、そのようなプログラムは、コンピュータで利用されるＯＳ上のソフトウェア（ＲＯＭ又は外部記憶装置に格納される）の一部で構成させることができる。更に、そのようなコンピュータに、各手段として機能させるためのプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録することができる。また、上述した各手段をハードウェア又はソフトウェアの一部として構成させ、各々を組み合わせて実現させることもできる。

上述の実施例については代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換することができることは当業者に明らかである。例えば、ＬＤＰＣ符号化と組み合わされる場合の他の誤り訂正符号化として、ＢＣＨ符号化以外に、リードソロモン符号化などのブロック符号化のみならず、畳込み符号化であってもよく、又は他のＬＤＰＣ符号化を組み合わせても良い。従って、本発明は、上述の実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。

本発明による符号化器及び復号器、並びに送信装置及び受信装置は、低遅延伝送を要するＯＦＤＭ方式の伝送システムにおいて有用である。

１ 送信装置
１０ 符号化器
１１ 第１のＬＤＰＣ符号化部
１１ａ パリティインターリーブ部
１２ 第２のＬＤＰＣ符号化部
１３ ＤＢＰＳＫ変調部
１６ ＯＦＤＭ変調部
２１ ＯＦＤＭ復調部
２２ ＬＬｃｈキャリア抽出部
２３ ＤＢＰＳＫ復調部
２４ ＬＤＰＣ復号部（復号器）
１００ 従来の送信装置
１０１ 差集合巡回符号化部
１０２ ＤＢＰＳＫ変調部
１０３ ＯＦＤＭ変調部
２００ 従来の受信装置
２０１ ＯＦＤＭ復調部
２０２ ＡＣキャリア抽出部
２０３ ＤＢＰＳＫ復調部
２０４ 差集合巡回符号復号部

Claims (13)

1. 地上デジタル放送方式における低遅延伝送チャンネルの伝送データに対し誤り訂正符号化処理を施す符号化器であって、
   前記低遅延伝送チャンネルに割り当てられる所定数のセグメントのうち、中央の部分受信帯域とする第１のセグメント領域を用いて伝送するデータに対して第１のＬＤＰＣ符号化率の検査行列を用いて第１のＬＤＰＣ符号化処理を施す第１のＬＤＰＣ符号化手段と、
   前記低遅延伝送チャンネルに割り当てられる所定数のセグメントのうち、前記部分受信帯域以外の非部分受信帯域とする第２のセグメント領域を用いて伝送するデータに対して第２のＬＤＰＣ符号化率の検査行列を用いて第２のＬＤＰＣ符号化処理を施す第２のＬＤＰＣ符号化手段と、を備え、
   前記第１のＬＤＰＣ符号化処理と前記第２のＬＤＰＣ符号化処理によるそれぞれの符号長は同一符号長としたことを特徴とする符号化器。
2. 前記第１のＬＤＰＣ符号化率は、前記第２のＬＤＰＣ符号化率より低符号化率に設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の符号化器。
3. 前記符号長は、１２２４ビットで構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の符号化器。
4. 前記第１のＬＤＰＣ符号化率は、０．１以上０．２未満で構成され、前記第２のＬＤＰＣ符号化率は、０．８以上１．０未満で構成されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の符号化器。
5. 前記第１のＬＤＰＣ符号化率は１４４／１２２４で構成され、前記第２のＬＤＰＣ符号化率は１０１６／１２２４で構成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の符号化器。
6. 前記第１のＬＤＰＣ符号化手段は、１２２４ビットからなる符号長で前記第１のＬＤＰＣ符号化率に応じて予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値とした検査行列を用いて前記第１のＬＤＰＣ符号化処理を行うように構成され、
   該検査行列は、前記第１のＬＤＰＣ符号化率に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を第１のサイクル数で周期的に列方向に配置する第１の部分行列と、前記第１のサイクル数とは異なる第２のサイクル数で周期的に１の要素を列方向に配置する第２の部分行列と、前記第１のサイクル数毎に行方向へシフトし前記第２のサイクル数で周期的に１の要素を列方向に配置することでパリティインターリーブを施した第３の部分行列を含むことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の符号化器。
7. 前記第２のＬＤＰＣ符号化手段は、１２２４ビットからなる符号長で前記第２のＬＤＰＣ符号化率に応じて予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値とした検査行列を用いて前記第２のＬＤＰＣ符号化処理を行うように構成され、
   該検査行列は、前記第２のＬＤＰＣ符号化率に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を第３のサイクル数で周期的に列方向に配置する部分行列を含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の符号化器。
8. 前記第１の部分行列を部分行列Ａ、前記第２の部分行列を部分行列Ｃ、及び前記第３の部分行列を部分行列Ｄとしたときの初期値を示す前記符号化率１４４／１２２４の検査行列初期値テーブルは、
   

   

   からなることを特徴とする、請求項６に記載の符号化器。
9. 前記部分行列の初期値を示す前記符号化率１０１６／１２２４の検査行列初期値テーブルは、
   

   

   

   

   からなることを特徴とする、請求項７に記載の符号化器。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の符号化器により前記第１のＬＤＰＣ符号化処理を施して符号化したデータを前記第１のＬＤＰＣ符号化率の検査行列を用いてＬＤＰＣ復号する手段と、該符号化器により前記第２のＬＤＰＣ符号化処理を施して符号化したデータを前記第２のＬＤＰＣ符号化率の検査行列を用いてＬＤＰＣ復号する手段と、を備えることを特徴とする復号器。
11. 請求項１から９のいずれか一項に記載の符号化器を備えることを特徴とする送信装置。
12. 請求項１０に記載の復号器を備えることを特徴とする受信装置。
13. 請求項１から９のいずれか一項に記載の符号化器、請求項１０に記載の復号器、請求項１１に記載の送信装置、及び請求項１２に記載の受信装置のうち、いずれか１つを備えることを特徴とするチップ。