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JP2019036940A - Transmitter, receiver, ldpc encoder and ldpc decoder - Google Patents

Transmitter, receiver, ldpc encoder and ldpc decoder Download PDF

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JP2019036940A
JP2019036940A JP2018029226A JP2018029226A JP2019036940A JP 2019036940 A JP2019036940 A JP 2019036940A JP 2018029226 A JP2018029226 A JP 2018029226A JP 2018029226 A JP2018029226 A JP 2018029226A JP 2019036940 A JP2019036940 A JP 2019036940A
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政明 小島
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久 筋誡
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祥次 田中
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Abstract

【課題】非線形伝送路を経てデジタルデータの伝送を行うための送信装置、受信装置、LDPC符号化器及びLDPC復号器を提供する。【解決手段】本発明の送信装置10は、集合分割法に基づく64APSKに対して全体の平均符号化率96/120(即ち、4/5)のLDPC符号を一部に含む誤り訂正符号化部12、64APSKの最適化した信号点配置とするマッピング部13、及び当該変形集合分割法による信号点系列を直交変調する直交変調部15を備える。本発明の受信装置20は、本発明の送信装置10で送信した変調波信号を復調し、適応等化処理を施して復号する。本発明のLDPC符号化器及びLDPC復号器は、57/120,61/120,63/120,64/120,101/120,105/120,113/120,115/120,116/120,117/120のうち1以上の符号化率に関する検査行列初期値テーブルを有する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transmitter, a receiver, an LDPC encoder and an LDPC decoder for transmitting digital data via a nonlinear transmission line. SOLUTION: The transmission device 10 of the present invention is an error correction coding unit including an LDPC code having an overall average coding rate of 96/120 (that is, 4/5) with respect to 64 APSK based on the set division method. 12. It is provided with a mapping unit 13 having an optimized signal point arrangement of 64 APSK, and an orthogonal modulation unit 15 that orthogonally modulates a signal point sequence by the modified set division method. The receiving device 20 of the present invention demodulates the modulated wave signal transmitted by the transmitting device 10 of the present invention, performs adaptive equalization processing, and decodes it. The LDPC encoder and LDPC decoder of the present invention are 57/120, 61/120, 63/120, 64/120, 101/120, 105/120, 113/120, 115/120, 116/120, 117. It has a check matrix initial value table for one or more coding rates of / 120. [Selection diagram] Fig. 1

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、デジタルデータの送信装置、受信装置、LDPC符号化器及びLDPC復号器に関する。   The present invention relates to the technical fields of satellite broadcasting, terrestrial broadcasting, fixed communication, and mobile communication, and more particularly, to a digital data transmitting device, receiving device, LDPC encoder, and LDPC decoder.

白色雑音下での伝送性能を向上させる技法として、デジタル変調において、誤り訂正符号の強さと変調マッピングのビットとを適切に組み合わせることで、伝送性能の向上を可能とする符号化変調技術が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。   As a technique to improve transmission performance under white noise, a coding modulation technique that can improve transmission performance by combining error correction code strength and modulation mapping bits appropriately in digital modulation has been proposed. (For example, refer nonpatent literature 1).

この非特許文献1等に記載される符号化変調技術は、日本の衛星デジタル放送規格ISDB−S(例えば、非特許文献2参照)でも採用されており、伝送性能の向上に寄与する技法として実績がある。   The coded modulation technique described in Non-Patent Document 1 and the like is also adopted in the Japanese satellite digital broadcasting standard ISDB-S (for example, see Non-Patent Document 2), and has been proven as a technique that contributes to improving transmission performance. There is.

非特許文献1に記載される技法の基本的な原理は、シンボルにビットをマッピングした後の信号点間のユークリッド距離を考慮し、シンボルを構成するビット(以下、シンボル構成ビットと呼ぶ)のうち、ユークリッド距離が互いに短い信号点間で1/0が反転するビットに対しては強い誤り訂正を施し、ユークリッド距離が互いに長い信号点間で1/0が反転するビットに対しては逆に弱い誤り訂正を施す、又は符号化処理を施さないことによって、全体の情報効率を維持しつつ、雑音耐性を向上させる、というものである。   The basic principle of the technique described in Non-Patent Document 1 is that among the bits constituting the symbol (hereinafter referred to as symbol constituent bits) in consideration of the Euclidean distance between signal points after the bit is mapped to the symbol. In addition, a strong error correction is applied to a bit in which 1/0 is inverted between signal points having a short Euclidean distance, and a bit is weak to a bit in which 1/0 is inverted between signal points having a long Euclidean distance. By performing error correction or not performing encoding processing, noise tolerance is improved while maintaining overall information efficiency.

また、非特許文献1においては、8PSK(phase-shift keying)を例とした集合分割法とよばれる信号点へのシンボル割り当て方法が提案されている。集合分割法は、ビット毎に分割可能な複数の符号系列を入力シンボル系列とし、該入力シンボル系列のシンボル構成ビットを、一様に信号点間の最小ユークリッド距離が拡大するように分割して、変調に用いる信号点へのシンボルの割り当てを行う伝送方式である。一例として、集合分割法による8PSK信号点へのシンボル割り当て方法の例を、図26を用いて説明する。   Non-Patent Document 1 proposes a method of assigning symbols to signal points called a set division method using 8PSK (phase-shift keying) as an example. The set division method uses a plurality of code sequences that can be divided for each bit as an input symbol sequence, and divides the symbol constituent bits of the input symbol sequence uniformly so that the minimum Euclidean distance between signal points is expanded, This is a transmission method for assigning symbols to signal points used for modulation. As an example, an example of a method of assigning symbols to 8PSK signal points by the set division method will be described with reference to FIG.

図26には、8PSKの各信号点に割り当てる、3ビットで構成されるシンボル(000、001、・・・、111)が既に記載されているが、これは以下の分割手順を使って信号点へのシンボルの割り当てを行った結果得られるものであり、集合分割を行っている時点においては未だ決定されていない。   In FIG. 26, symbols (000, 001,..., 111) configured by 3 bits to be assigned to each signal point of 8PSK are already described. This is performed by using the following division procedure. This is obtained as a result of assigning symbols to and has not yet been determined at the time of performing set partitioning.

最初の分割では8つの信号点のうち、隣接する信号点間のユークリッド距離(最小ユークリッド距離)が最大となる様に4つの信号点からなる2つの信号点群に分割する。ここで、2つの信号点群のうち、一方の信号点群には、シンボル構成ビットの第1ビット(最上位ビット)にa1=0を割り当て、他方にはa1=1を割り当てる。   In the first division, the eight signal points are divided into two signal point groups including four signal points so that the Euclidean distance (minimum Euclidean distance) between adjacent signal points is maximized. Here, of the two signal point groups, one signal point group is assigned a1 = 0 to the first bit (most significant bit) of the symbol configuration bits, and a1 = 1 is assigned to the other.

次に、最初の分割で得られた4つの信号点で構成される2つの信号点群を、それぞれ、最小ユークリッド距離が最大となる様に2つの信号点からなる4つの信号点群に分割する。ここで、4つの信号点で構成される信号点群を2つの信号点群に分割する際に、一方の信号点群には、シンボル構成ビットの第2ビットにa2=0を割り当て、他方にはa2=1を割り当てる。   Next, the two signal point groups composed of the four signal points obtained in the first division are each divided into four signal point groups composed of two signal points so that the minimum Euclidean distance is maximized. . Here, when a signal point group composed of four signal points is divided into two signal point groups, one signal point group is assigned a2 = 0 to the second bit of the symbol constituent bits and the other is assigned to the other signal point group. Assigns a2 = 1.

さらに、図26では省略したが、2回目の分割で得られた2つの信号点で構成される4つの信号点群を、それぞれ、1つの信号点からなる8つの信号点群に分割する。ここで、2つの信号点で構成される信号点群を1つの信号点に分割する際に、一方の信号点群には、シンボル構成ビットの第3ビット(最下位ビット)にa3=0を割り当て、他方にはa3=1を割り当てる。   Furthermore, although omitted in FIG. 26, the four signal point groups composed of the two signal points obtained by the second division are each divided into eight signal point groups each consisting of one signal point. Here, when a signal point group composed of two signal points is divided into one signal point, one signal point group has a3 = 0 in the third bit (least significant bit) of the symbol constituent bits. Assign a3 = 1 to the other.

以上の3段階の集合分割を行った結果、8つの信号点それぞれに、3ビットの固有のシンボルが割り当てられる。   As a result of the above three-stage set division, a unique symbol of 3 bits is assigned to each of the eight signal points.

こうした信号点へのシンボル割り当てを行うことで、8PSKの場合、第1ビット(図26中、a1に相当)は8PSKでの最小ユークリッド距離、第2ビット(図26中、a2に相当)はQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)の最小ユークリッド距離、第3ビット(図26中、a3に相当)はBPSK(Binary Phase-Shift Keying)の最小ユークリッド距離の条件の下で各ビットの復号を行うことが可能となる。   By assigning symbols to these signal points, in the case of 8PSK, the first bit (corresponding to a1 in FIG. 26) is the minimum Euclidean distance in 8PSK, and the second bit (corresponding to a2 in FIG. 26) is QPSK. (Quadrature Phase Shift Keying) minimum Euclidean distance, the third bit (corresponding to a3 in FIG. 26) can be decoded for each bit under the condition of BPSK (Binary Phase-Shift Keying) minimum Euclidean distance. It becomes.

また、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)及び32QAMに集合分割法を適用した場合のシンボル割り当て方法の例を図27、図28に示す。8PSKの場合と同様に、分割を進めることで、最小ユークリッド距離が広がることが確認できる。図27、図28においては、第1ビット(a1:最上位ビット)、第2ビット(a2)までの分割例を示しているが、第3ビット(a3)以降も同様に、最小ユークリッド距離が拡大するよう分割が可能である。   Examples of symbol allocation methods when the set division method is applied to 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) and 32QAM are shown in FIGS. As in the case of 8PSK, it can be confirmed that the minimum Euclidean distance increases by proceeding with the division. 27 and 28 show examples of division up to the first bit (a1: most significant bit) and the second bit (a2), the minimum Euclidean distance is similarly applied to the third bit (a3) and thereafter. Division is possible to enlarge.

このような集合分割法の伝送方式によれば、予め送受間で集合分割法により得られた信号点へのシンボルの割り当てを共有し、送信側では、シンボルを構成する各ビットで伝送するデータについて、対応する信号点間の最小ユークリッド距離に適した訂正能力の誤り訂正符号で符号化して変調し、受信側では、復調後に送信側の符号化に対応した復号を行うことで、雑音耐性の高い伝送システムが実現できる。   According to such a transmission method of the set division method, the symbol allocation to the signal points obtained by the set division method is shared between transmission and reception in advance, and on the transmission side, data transmitted with each bit constituting the symbol is transmitted. , Coding with an error correction code with a correction capability suitable for the minimum Euclidean distance between the corresponding signal points, and modulating on the receiving side, and performing decoding corresponding to the coding on the transmitting side after demodulation, resulting in high noise resistance A transmission system can be realized.

一方で、集合分割法を多値変調に適用する場合、分割するビット毎に最小ユークリッド距離が広がるとともに、ビット毎に誤り訂正能力も異なってくるため、所定の符号化率において伝送性能を向上するには、ビット毎の誤り訂正能力に応じた誤り訂正符号の最適化が必要となる。   On the other hand, when the set partitioning method is applied to multilevel modulation, the minimum Euclidean distance is widened for each divided bit and the error correction capability is also different for each bit, so that transmission performance is improved at a predetermined coding rate. Therefore, it is necessary to optimize the error correction code according to the error correction capability for each bit.

ところで、欧州の衛星デジタル放送方式であるDVB−S2(非特許文献3参照)、DVB−S2X(非特許文献4参照)やARIB STD−B44に記載の高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式(以下、高度衛星放送方式と呼ぶ。例えば、非特許文献5参照)においては、信号点へのシンボルの割り当て技法としてグレイコードが採用されている。   By the way, the transmission system of the advanced broadband satellite digital broadcasting described in DVB-S2 (see Non-Patent Document 3), DVB-S2X (see Non-Patent Document 4) and ARIB STD-B44 which are European satellite digital broadcasting systems (hereinafter referred to as the following). In the advanced satellite broadcasting system (see Non-Patent Document 5, for example), a gray code is adopted as a technique for assigning symbols to signal points.

グレイコードは、BPSK及びQPSKにおいてはビット毎の訂正能力は一様であるが、8PSK以上の多値変調においては、シンボルに含まれるビット間の誤り訂正能力が不均一となることから、所定の符号化率において伝送性能を向上する際の障害となっている。   Gray code has uniform correction capability for each bit in BPSK and QPSK, but error correction capability between bits included in a symbol becomes uneven in multi-level modulation of 8PSK or more. This is an obstacle to improving transmission performance in coding rate.

このため、グレイコードによる上記の問題を改善するべく、当該集合分割法による伝送方式を更に改善し、各ビットの訂正能力が異なる場合の伝送性能を向上させる技法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   For this reason, a technique for further improving the transmission method based on the set partitioning method and improving the transmission performance when the correction ability of each bit is different is disclosed (for example, patent Reference 1).

また、グレイコード又は集合分割法による伝送方式における64APSKの符号化変調に関する新たな信号点配置が提案され、特に集合分割法による伝送方式における新たなビット割り当てを提案するとともに、当該新たな信号点配置及びビット割り当てに基づく誤り訂正符号の性能改善について開示されている(例えば、非特許文献6〜9参照)。   In addition, a new signal point arrangement for 64APSK encoding modulation in a transmission method using the Gray code or the set division method is proposed, and in particular, a new bit allocation in the transmission method using the set division method is proposed, and the new signal point arrangement is also proposed. In addition, the performance improvement of error correction codes based on bit allocation is disclosed (for example, see Non-Patent Documents 6 to 9).

より具体的に、代表して非特許文献9の技法では、64APSKの新たな信号点配置として、ユークリッド距離の拡大の観点から4つの同心円上における各信号点の配置個数を最適化し、当該4つの同心円のいずれかに各信号点の振幅値をほぼ一致させ、各信号点の位相値を調整したものとしている。   More specifically, in the technique of Non-Patent Document 9 as a representative, as the new signal point arrangement of 64APSK, the arrangement number of each signal point on the four concentric circles is optimized from the viewpoint of expanding the Euclidean distance, and the four It is assumed that the amplitude value of each signal point substantially coincides with one of the concentric circles, and the phase value of each signal point is adjusted.

そして、非特許文献9の技法では、当該64APSKの新たな信号点配置を利用した集合分割法によるビット割り当てとして、所定の計算法に基づき最適化されたビット割り当てから所定の信号電力対雑音電力比を満たすようビット入れ替えを施したものとしている。   In the technique of Non-Patent Document 9, as a bit allocation by the set partitioning method using the new signal point arrangement of 64APSK, a predetermined signal power to noise power ratio is changed from a bit allocation optimized based on a predetermined calculation method. It is assumed that bits have been exchanged to satisfy

更に、非特許文献9の技法では、当該64APSKの新たな信号点配置及び新たな集合分割法によるビット割り当てを基に、誤り訂正符号として、LDPC符号とBCH符号による連接符号として6スロットのスロット構成について、その全体のLDPC符号の平均符号化率を4/5を満たすものとし、当該6スロットにおける個々のスロットのLDPC符号化率を定義し、集合分割法におけるLDPC符号の検査行列初期値テーブルを最適化したものとしている。   Furthermore, in the technique of Non-Patent Document 9, a slot configuration of 6 slots as a concatenated code of LDPC code and BCH code as an error correction code based on the new signal point arrangement of 64APSK and bit allocation by a new set partitioning method. The average coding rate of the entire LDPC code is 4/5, the LDPC coding rate of each slot in the 6 slots is defined, and the parity check matrix initial value table of the LDPC code in the set partitioning method is Optimized.

特開2014−155195号公報JP 2014-155195 A

G. Ungerboeck, “Channel coding with multilevel/phase signals”, IEEE Transaction Information Theory, Vol.IT-28, No.1, 1982年1月,p.55−67G. Ungerboeck, “Channel coding with multilevel / phase signals”, IEEE Transaction Information Theory, Vol.IT-28, No.1, January 1982, p.55−67 “衛星デジタル放送の伝送方式 標準規格 ARIB STD-B20 3.0版”、平成13年5月31日改定、ARIB“Satellite Digital Broadcasting Transmission System Standard ARIB STD-B20 Version 3.0”, revised on May 31, 2001, ARIB Digital Video Broadcasting (DVB), “Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications(DVB-S2)” , Final draft ETSI EN 302 307 V1.2.1(2009-04)Digital Video Broadcasting (DVB), “Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications (DVB-S2)”, Final draft ETSI EN 302 307 V1.2.1 (2009- 04) Digital Video Broadcasting (DVB), “Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications; Part2: DVB-S2 Extensions(DVB-S2X)” , Draft ETSI EN 302 307-2 V1.1.1(2014-10)Digital Video Broadcasting (DVB), “Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications; Part2: DVB-S2 Extensions (DVB-S2X)”, Draft ETSI EN 302 307 -2 V1.1.1 (2014-10) “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、ARIB"Transmission system of advanced broadband satellite digital broadcasting standard ARIB STD-B44 version 2.1", revised on March 25, 2016, ARIB 小泉雄貴・鈴木陽一・小島政明・斎藤恭一・田中祥次,“64APSK符号化変調の検討(その1)−64APSK 信号点配置の検討−”、電子情報通信学会、2016年ソサイエティ大会講演論文集、B-5-21, 2016, p291、2016年9月20日発表Yuki Koizumi, Yoichi Suzuki, Masaaki Kojima, Junichi Saito, Shoji Tanaka, “Examination of 64APSK Coded Modulation (Part 1) -Examination of 64APSK Signal Point Arrangement-”, IEICE, 2016 Society Conference Proceedings, B-5-21, 2016, p291, announced on September 20, 2016 小泉雄貴・鈴木陽一・小島政明・斎藤恭一・田中祥次,“64APSK符号化変調の検討−64APSK 符号化変調のビット割り当てに関する検討−”、映像情報メディア学会、年次大会講演予稿集、32C-1, 2016、2016年9月2日発表Yuki Koizumi, Yoichi Suzuki, Masaaki Kojima, Junichi Saito, Shoji Tanaka, “Examination of 64APSK Coded Modulation—Examination of Bit Allocation for 64APSK Coded Modulation”, Video Information Media Society, Annual Conference Proceedings, 32C- 1, 2016, announced on September 2, 2016 鈴木陽一・小泉雄貴・小島政明・斎藤恭一・田中祥次,“64APSK符号化変調の検討(その2)−LDPC符号化率最適化による性能改善−”、電子情報通信学会、2016年ソサイエティ大会講演論文集、B-5-22,2016, p292、2016年9月20日発表Yoichi Suzuki, Yuki Koizumi, Masaaki Kojima, Junichi Saito, Shoji Tanaka, “Examination of 64APSK Coded Modulation (Part 2) -Performance Improvement by Optimizing LDPC Coding Rate-”, IEICE, 2016 Society Conference Lecture Proceedings, B-5-22, 2016, p292, published on September 20, 2016 Yuki Koizumi, Yoichi Suzuki, Masaaki Kojima, Kyoichi Saito, Shoji Tanaka, “A study on 64APSK Coded Modulation”、[online]、信学技報(IEICE Tech. Rep.), vol. 116, no. 243, SAT2016-55, pp. 51-56, 2016年10月6日発行、[平成29年8月1日検索]、インターネット〈URL: http://www.ieice.org/ken/paper/20161013cblh/eng/〉Yuki Koizumi, Yoichi Suzuki, Masaaki Kojima, Kyoichi Saito, Shoji Tanaka, “A study on 64APSK Coded Modulation”, [online], IEICE Tech. Rep., Vol. 116, no. 243, SAT2016- 55, pp. 51-56, published on October 6, 2016, [Search on August 1, 2017], Internet <URL: http://www.ieice.org/ken/paper/20161013cblh/eng/>

前述したように、集合分割法においては、ビット毎に訂正能力が異なることから、所定の符号化率において伝送性能を向上するには、ビット毎の誤り訂正能力に応じた誤り訂正符号の最適化が必要となる。   As described above, in the set partitioning method, the correction capability varies from bit to bit. To improve the transmission performance at a predetermined coding rate, the error correction code is optimized according to the error correction capability for each bit. Is required.

このため、特許文献1には、集合分割法による伝送方式によって各ビットの訂正能力が異なる場合の伝送性能を向上させる技法が開示されているが、8PSKについてのみ、その具体例が開示されている。一方、64APSK(Amplitude and Phase Shift Keying)におけるLDPC(Low Density Parity Check)符号化率やLDPC符号の検査行列に関してどのような値を採用すれば周波数利用効率を向上させ、当該伝送性能を向上できるのかについて開示されていない。したがって、当該集合分割法による伝送方式を採用するにあたって、放送事業者が、場合によっては伝送性能の向上が見られないLDPC符号化率(或いはLDPC符号の検査行列)を使用するおそれがあった。   For this reason, Patent Document 1 discloses a technique for improving the transmission performance when the correction capability of each bit differs depending on the transmission method based on the set division method. However, a specific example is disclosed only for 8PSK. . On the other hand, what value should be adopted for the LDPC (Low Density Parity Check) coding rate and LDPC code check matrix in 64 APSK (Amplitude and Phase Shift Keying) to improve frequency utilization efficiency and improve the transmission performance? Is not disclosed. Therefore, when adopting the transmission method based on the set partitioning method, there is a possibility that the broadcaster may use an LDPC coding rate (or an LDPC code check matrix) in which transmission performance is not improved in some cases.

したがって、ビット毎に分割可能な複数の符号系列を入力シンボル系列とし、該入力シンボル系列のシンボル構成ビットを、一様に信号点間の最小ユークリッド距離が拡大するように分割する集合分割法による伝送方式において、64APSKにおける具体的なLDPC符号化率や、そのLDPC符号の検査行列に関する値についての具体的な数値が望まれていた。   Therefore, transmission by a set division method in which a plurality of code sequences that can be divided for each bit is used as an input symbol sequence, and the symbol constituent bits of the input symbol sequence are uniformly divided so that the minimum Euclidean distance between signal points is increased. In the system, a specific numerical value about a specific LDPC coding rate in 64APSK and a value related to a check matrix of the LDPC code has been desired.

さらに、4Kや8K等の超高精細映像に対する高画質化へのニーズへ対応するためには情報ビットレートを向上する必要があるが、そのためには変調多値数を上げ、誤り訂正符号のパリティビットを減らし、平均符号化率を上げると同時に誤り訂正符号が擬似エラーフリーを満たすC/Nも上げる必要がある。通常、所要C/Nにおける擬似エラーフリーの評価点としては、ビット誤り率1.0×10−11がよく用いられる。 Furthermore, in order to meet the need for higher image quality for ultra-high definition video such as 4K and 8K, it is necessary to improve the information bit rate. For this purpose, the modulation multi-value number is increased and the parity of the error correction code is increased. It is necessary to reduce the number of bits and increase the average coding rate, and at the same time, increase the C / N with which the error correction code satisfies pseudo error free. Usually, a bit error rate of 1.0 × 10 −11 is often used as a pseudo error-free evaluation point at the required C / N.

64APSKの従来技法であるDVB−S2X規格(非特許文献4参照)のうち、符号化率7/9、4/5及び5/6に適用されるシンボルへのビット割り当て例を図29に示す。尚、6ビットの割り当ては左から順に第1ビット(a1)、第2ビット(a2)、…、第6ビット(a6)とし、左から3ビット毎に8進数表記(例点64=110:100)で表記している。DVB−S2Xではシンボルへのビット割り当て技法としてグレイコードが採用されている。グレイコードは、8PSK以上の多値変調においては、シンボルに含まれるビット間の誤り訂正能力が不均一となることから、所定の符号化率において伝送性能を向上する際、障害となる。   FIG. 29 shows an example of bit allocation to symbols applied to coding rates 7/9, 4/5, and 5/6 in the DVB-S2X standard (see Non-Patent Document 4), which is a 64APSK conventional technique. The 6 bits are assigned in order from the left to the first bit (a1), the second bit (a2),..., The sixth bit (a6), and in octal notation every 3 bits from the left (example 64 = 110: 100). In DVB-S2X, a Gray code is adopted as a bit allocation technique to symbols. Gray code becomes an obstacle in improving transmission performance at a predetermined coding rate because error correction capability between bits included in a symbol becomes non-uniform in multi-level modulation of 8PSK or more.

特に、将来において、伝送する映像の高解像度化等に伴い、例えば12GHz帯衛星放送で1つの衛星中継器につき利用可能な帯域幅である34.5MHzを満たしつつ、64APSKを用いてデジタルデータを伝送する際に伝送ビットレートとして150Mbps以上となる伝送システムが要求されており、DVB−S2Xの64APSKよりも性能向上させる技法が望まれ、より好適には上記のグレイコードの問題点を改善する技法が望まれる。   In particular, digital data is transmitted using 64APSK while satisfying 34.5 MHz, which is a bandwidth that can be used for one satellite repeater in 12 GHz band satellite broadcasting, for example, in accordance with higher resolution of video to be transmitted in the future. Therefore, a transmission system having a transmission bit rate of 150 Mbps or higher is required, and a technique for improving the performance over DVAP-S2X 64APSK is desired. More preferably, a technique for improving the problems of the Gray code described above is desired. desired.

一方、非特許文献6〜9には、当該グレイコードの問題点を改善する技法として、新たな信号点配置及びビット割り当てに基づく誤り訂正符号の性能改善について開示されているが、例えば12GHz帯衛星中継器を介する非線形伝送路においては更に性能改善を図る余地がある。非特許文献6〜9は、白色雑音下において64APSK符号化変調の所要C/Nを改善する技法である。一方、衛星伝送においては、衛星中継器で生じる非線形歪が所要C/Nを劣化させる要因となる。また非線形歪を受けた信号は受信装置で最小二乗誤差規範による適応等化処理を行うことが有効である。   On the other hand, Non-Patent Documents 6 to 9 disclose a technique for improving the problem of the Gray code as a technique for improving the performance of an error correction code based on a new signal point arrangement and bit allocation. There is room for further performance improvement in the non-linear transmission line via the repeater. Non-Patent Documents 6 to 9 are techniques for improving the required C / N of 64APSK coded modulation under white noise. On the other hand, in satellite transmission, non-linear distortion generated in the satellite repeater becomes a factor that degrades required C / N. In addition, it is effective to perform an adaptive equalization process based on the least square error criterion on the signal subjected to the nonlinear distortion.

例えば12GHz帯の衛星放送における非線形伝送路の対象機器として、典型的なものに、放送衛星に搭載される衛星中継器に設けられる入力フィルタ(IMUXフィルタ)、電力増幅器(TWTA)、及び出力フィルタ(OMUXフィルタ)がある。   For example, as a target device of a nonlinear transmission path in satellite broadcasting of 12 GHz band, for example, an input filter (IMUX filter), a power amplifier (TWTA), and an output filter (provided in a satellite repeater mounted on a broadcasting satellite) OMUX filter).

IMUXフィルタは、各チャンネル周波数に対応した帯域通過フィルタであり、地上放送局から受信した複数チャンネルの変調波信号のうち1チャンネル分の帯域成分のみをそれぞれ抽出し、それぞれのTWTAに出力する。尚、地上放送局では、送信装置からの変調波信号を大電力増幅器(HPA)により電力増幅し、衛星中継器に向けてアップリンクしている。   The IMUX filter is a band-pass filter corresponding to each channel frequency, and extracts only one channel band component from a plurality of channels of modulated wave signals received from the terrestrial broadcasting station, and outputs the extracted band component to each TWTA. In the terrestrial broadcasting station, the modulated wave signal from the transmitter is amplified by a high power amplifier (HPA) and is uplinked to the satellite repeater.

TWTAは、抽出した1チャンネル分の変調波信号について電力増幅を行い、OMUXフィルタに出力する。   The TWTA performs power amplification on the extracted modulated wave signal for one channel and outputs it to the OMUX filter.

OMUXフィルタは、各チャンネル周波数に対応した帯域通過フィルタであり、TWTAによって電力増幅した変調波信号に対し、1チャンネル分の帯域成分のみを抽出し、不要周波数成分を抑圧した変調波信号を放送波信号として生成し、地上の受信装置に向けて出力する。   The OMUX filter is a band pass filter corresponding to each channel frequency, and extracts a band component for one channel from a modulated wave signal amplified by TWTA and broadcasts a modulated wave signal in which an unnecessary frequency component is suppressed. It generates as a signal and outputs it to the receiving device on the ground.

本来、TWTAは入力信号と出力信号との間の振幅及び位相の関係が比例関係となる入出力特性で電力増幅処理することが望ましい。しかしながら、この入出力特性は、実際には入力信号の利得が大きくなると出力信号の利得が低下する非線形性(AM‐AM特性)を有し、同時に入力信号に対する出力信号の位相も回転し非線形性(AM‐PM特性)を有する。従って、入力信号の利得が或るレベル内であれば出力信号の利得もほぼ線形の出力レベルとなるが、入力信号の利得が或るレベルを超えると、出力レベルが逆に低下する現象が生じる。このような出力レベルの低下が起こる直前の動作点を、一般に、出力飽和点という。また、この出力飽和点から入力レベルを下げて運用する場合を入力バックオフ(IBO)といい、同様に、入力レベルを絞って、出力レベルを下げた状態で運用する場合を出力バックオフ(OBO)という。とりわけ、APSKの場合、振幅・位相の信号点配置において複数の振幅を持つ信号点が存在するため、PSK変調と比較してTWTAの非線形性によって所要C/Nの劣化を起こしやすい。   Originally, TWTA desirably performs power amplification processing with input / output characteristics in which the relationship between the amplitude and phase between the input signal and the output signal is proportional. However, this input / output characteristic actually has non-linearity (AM-AM characteristic) in which the gain of the output signal decreases as the gain of the input signal increases. At the same time, the phase of the output signal with respect to the input signal also rotates, resulting in non-linearity. (AM-PM characteristics). Therefore, if the gain of the input signal is within a certain level, the gain of the output signal also becomes a substantially linear output level. However, if the gain of the input signal exceeds a certain level, a phenomenon occurs in which the output level decreases conversely. . The operating point immediately before such a decrease in the output level is generally called an output saturation point. The case where the operation is performed with the input level lowered from the output saturation point is called input back-off (IBO). Similarly, the case where the operation is performed with the input level reduced and the output level lowered is output back-off (OBO). ). In particular, in the case of APSK, since there are signal points having a plurality of amplitudes in the signal point arrangement of amplitude and phase, the required C / N is likely to be deteriorated due to the nonlinearity of TWTA as compared with PSK modulation.

また、IMUXフィルタ及びOMUXフィルタは、帯域成分を抽出及び波形生成するという観点から、変調波帯域内の周波数において振幅差(周波数‐振幅特性)や群遅延差(周波数‐群遅延特性)が存在する。これらの差は帯域内周波数において不均―となるため、時間軸上でみたときにシンボル遷移に依存した異なる遅延となる。このため、シンボル間での干渉(ISI)を引き起こし、信号点としての広がりとなるため、所要C/Nが劣化することになる。   Further, the IMUX filter and the OMUX filter have an amplitude difference (frequency-amplitude characteristic) and a group delay difference (frequency-group delay characteristic) in the frequency within the modulation wave band from the viewpoint of extracting band components and generating waveforms. . Since these differences are uneven in the in-band frequency, when viewed on the time axis, the delays differ depending on the symbol transition. For this reason, interference (ISI) between symbols is caused and spread as signal points, so that the required C / N is deteriorated.

この非線形伝送路で生じる非線形歪を補償するため受信信号に対して適応等化処理を行う。適応等化は、既知の変調方式によって定める理想信号点配置と非線形歪を受けた受信信号の誤差ベクトルを算出し、LMS(Least Mean Square)法により適応等化器のフィルタ係数を更新することで、非線形歪補償を行う。   An adaptive equalization process is performed on the received signal in order to compensate for the non-linear distortion generated in the non-linear transmission path. In adaptive equalization, an ideal signal point arrangement determined by a known modulation method and an error vector of a received signal subjected to nonlinear distortion are calculated, and a filter coefficient of the adaptive equalizer is updated by an LMS (Least Mean Square) method. Perform nonlinear distortion compensation.

ただし、非線形歪を受けた64APSK符号化変調を適応等化処理する際、信号点の振幅に応じて等化性能が異なる。そのため、非線形歪の影響を受けた受信信号を適応等化処理する衛星伝送システムにおいては、白色雑音下で設計した非特許文献6〜9の64APSK符号化変調は、衛星伝送システムに最適な伝送方式ではない。   However, when adaptive equalization processing is performed on 64APSK encoded modulation subjected to nonlinear distortion, the equalization performance varies depending on the amplitude of the signal point. Therefore, in a satellite transmission system that adaptively equalizes a received signal affected by nonlinear distortion, the 64APSK coded modulation of Non-Patent Documents 6 to 9 designed under white noise is an optimal transmission method for a satellite transmission system. is not.

従って、非線形伝送路を経てデジタルデータを送信する送信装置では、変調時のマッピングに係る信号点配置及びビット割り当ての最適化と、これに応じてシンボルを構成するビット毎の符号化率(特に、LDPC符号の符号化率)の最適化、並びに、LDPC符号による誤り訂正に係る検査行列についても最適化を行う必要がある。同様に、非線形伝送路を経てデジタルデータを受信する受信装置では、当該最適化されたマッピングに係る信号点配置及びビット割り当てに従って復調し、適応等化処理を施して、当該最適化されたシンボルを構成するビット毎の符号化率(特に、LDPC符号の符号化率)に応じて、当該最適化された検査行列を用いて尤度判定し復号する必要がある。   Therefore, in a transmission apparatus that transmits digital data via a nonlinear transmission path, optimization of signal point arrangement and bit allocation related to mapping at the time of modulation, and a coding rate for each bit constituting a symbol according to this (particularly, It is also necessary to optimize the parity check matrix related to the error correction by the LDPC code and the optimization of the coding rate of the LDPC code. Similarly, a receiving apparatus that receives digital data via a nonlinear transmission path demodulates according to the signal point arrangement and bit allocation related to the optimized mapping, performs an adaptive equalization process, and performs the optimization of the optimized symbol. It is necessary to determine the likelihood using the optimized parity check matrix and decode it according to the coding rate of each bit constituting the coding rate (particularly, the coding rate of the LDPC code).

そこで、本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、非線形伝送路を経て64APSKを用いてデジタルデータを伝送する際に伝送ビットレートとして150Mbps以上を可能とする、送信装置、受信装置、LDPC符号化器及びLDPC復号器を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a transmission apparatus, a reception apparatus, and an LDPC code that enable a transmission bit rate of 150 Mbps or higher when transmitting digital data using 64APSK through a nonlinear transmission path. And providing an LDPC decoder.

本発明による送信装置及び受信装置では、64APSKを用いてデジタルデータを伝送する際に伝送ビットレートとして150Mbps以上とするためにLDPC符号の全体の符号化率を4/5(=96/120)とし、当該LDPC符号による符号化後のシンボルについて、非線形伝送路における非線形歪と受信側での適応等化性能を考慮した64APSKの信号点配置、更には各信号点へのビット割り当てとしたIQ信号(同相成分I及び直交位相成分Qからなる複素信号)のマッピングを行うマッピング手段を備えるよう構成される。そして、本発明による送信装置及び受信装置では、当該ビットごとのLDPC符号化率の検査行列に関するLDPC符号パラメータについても最適化されている。また、本発明では、C/N=16dBにおいて、急峻な誤り訂正能力を有するビットごとのLDPC符号パラメータについて最適化されている。   In the transmitting apparatus and the receiving apparatus according to the present invention, when digital data is transmitted using 64APSK, the overall coding rate of the LDPC code is set to 4/5 (= 96/120) in order to set the transmission bit rate to 150 Mbps or more. For the symbols encoded by the LDPC code, an IQ signal with 64 APSK signal point arrangement taking into account nonlinear distortion in the nonlinear transmission path and adaptive equalization performance on the receiving side, and further, bit allocation to each signal point ( It is configured to include mapping means for performing mapping of a complex signal including in-phase component I and quadrature component Q. In the transmission apparatus and the reception apparatus according to the present invention, the LDPC code parameters related to the parity check matrix of the LDPC coding rate for each bit are also optimized. In the present invention, the LDPC code parameter for each bit having a steep error correction capability is optimized at C / N = 16 dB.

特に、本発明による送信装置及び受信装置において、グレイコード(本願明細書中、「グレイ符号化」とも称する)法のマッピング方式の上記課題を改善可能とする集合分割法によるマッピング方式を多値変調へ適用する場合、信号点の分割が進むほど、最小ユークリッド距離が広がり、少ないパリティで誤り訂正が可能となる。64APSKの場合、第1ビット(a1)の誤り訂正は、64の信号点を用いたa1用LDPC符号によるLDPC復号を行う。第2ビット(a2)の誤り訂正は、a1の復号結果により分割された32の信号点及びa2用LDPC 符号により同様の処理を行う。以後、第3ビット(a3)から第6ビット(a6)についても、前段の復号結果による信号点分割とLDPC復号を繰り返す(多段復号)。また、LDPC復号後の残留ビット誤りを訂正するため、全てのビットにBCH外符号を連接する。   In particular, in the transmission apparatus and the reception apparatus according to the present invention, the multi-value modulation is applied to the mapping scheme based on the set partitioning method that can improve the above-described problem of the mapping scheme of the Gray code (also referred to as “Gray coding” in the specification) As the signal point division proceeds, the minimum Euclidean distance increases, and error correction can be performed with less parity. In the case of 64APSK, error correction of the first bit (a1) is performed by LDPC decoding using an a1 LDPC code using 64 signal points. The error correction of the second bit (a2) is performed in the same way using the 32 signal points divided by the decoding result of a1 and the LDPC code for a2. Thereafter, signal point division and LDPC decoding based on the previous decoding result are repeated for the third bit (a3) to the sixth bit (a6) (multistage decoding). Further, in order to correct residual bit errors after LDPC decoding, a BCH outer code is connected to all bits.

以下、本発明による送信装置及び受信装置における特徴事項について列記する。   Hereinafter, features of the transmission device and the reception device according to the present invention will be listed.

一点目の特徴事項は、
デジタルデータの伝送を行う送信装置において、全体の平均符号化率を4/5としたLDPC符号による符号化後のシンボルについて、64APSKの変調方式における信号点配置として、後述する表11及び表12、或いは表15及び表16に示すIQ信号のマッピングを行うマッピング手段を備えるよう構成されることにある。この信号点配置は、非線形伝送路における非線形歪と受信側での適応等化性能を考慮したものとなっている。これにより非特許文献9の64APSKと比較して非線形伝送路による非線形歪に対する耐性を向上可能である。
The first feature is
In a transmission apparatus that transmits digital data, symbols after encoding by an LDPC code with an overall average encoding rate of 4/5 are arranged as signal points in the 64APSK modulation scheme, as will be described later in Tables 11 and 12, Alternatively, a mapping unit that performs IQ signal mapping shown in Table 15 and Table 16 is provided. This signal point arrangement takes into account nonlinear distortion in the nonlinear transmission path and adaptive equalization performance on the receiving side. Thereby, compared with 64APSK of nonpatent literature 9, the tolerance with respect to the nonlinear distortion by a nonlinear transmission line can be improved.

二点目の特徴事項は、
前記信号点配置に対する前記シンボルを構成する各ビットのビット割り当てが、後述する表11及び表12に基づく表13、或いは表15及び表16に基づく表17に示すよう構成されることにある。
The second feature is
The bit allocation of each bit constituting the symbol with respect to the signal point arrangement is configured as shown in Table 13 based on Table 11 and Table 12 described later, or Table 17 based on Table 15 and Table 16.

三点目の特徴事項は、
前記信号点配置及び前記シンボルを構成する各ビットのビット割り当てを構成するデジタルデータの伝送を行う送信装置において、変調方式として64APSKに対しLDPC符号の全体の平均符号化率として96/120(即ち、4/5)を適用することとし、LDPC符号を一部に含みBCH符号から構成される連接符号と、変調に用いる信号点へのシンボルの割り当てを行い、当該連接符号はシンボルを構成する各ビットの所要訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率を有し、当該集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対してLDPC符号の符号化をするにあたり、第1ビット(最上位ビット)から第6ビット(最下位ビット)の順に、第1ビット、第2ビット、第3ビット、第4ビット、及び第6ビットについては、各ビットのBER特性に応じた符号化率を有するLDPC符号により符号化し、第5ビットについてはLDPC符号を適用せず所定のBCH符号で符号化するよう構成するか、或いは第1ビット(最上位ビット)から第6ビット(最下位ビット)の順に、第1ビット、第2ビット、第3ビット、第4ビット、及び第5ビットについては、各ビットのBER特性に応じた符号化率を有するLDPC符号により符号化し、第6ビットについてはLDPC符号を適用せず所定のBCH符号で符号化するよう構成することにある。これにより、集合分割法における周波数利用効率を高めることが可能となる。
The third feature is
In a transmission apparatus that transmits digital data that constitutes the bit allocation of each bit that constitutes the signal point arrangement and the symbol, the modulation scheme is 96/120 (ie, the average coding rate of the entire LDPC code with respect to 64 APSK) 4/5) is applied, and a concatenated code that includes an LDPC code and includes a BCH code, and assigns a symbol to a signal point used for modulation, and the concatenated code is a bit constituting each symbol. The first bit (the most significant bit) is used to encode the LDPC code for each bit of the symbol component bits in the set partitioning method. ) To 6th bit (least significant bit), the first bit, the second bit, the third bit, the fourth bit, and the sixth bit. Is encoded with an LDPC code having a coding rate corresponding to the BER characteristic of each bit, and the fifth bit is encoded with a predetermined BCH code without applying the LDPC code, or the first bit ( For the first bit, the second bit, the third bit, the fourth bit, and the fifth bit in order from the most significant bit) to the sixth bit (least significant bit), the coding rate according to the BER characteristic of each bit The sixth bit is configured to be encoded with a predetermined BCH code without applying the LDPC code. Thereby, it is possible to increase the frequency use efficiency in the set division method.

四点目の特徴事項は、
前記LDPC符号において、LDPC符号の符号長が44880ビットとすることにある。これにより、MPEG−2 TS(Motion Pictures Expert Group 2 Transport Stream)との整合性の高い伝送が可能となる。
The fourth feature is
In the LDPC code, the code length of the LDPC code is 44880 bits. Thereby, transmission with high consistency with MPEG-2 TS (Motion Pictures Expert Group 2 Transport Stream) becomes possible.

五点目の特徴事項は、
前記連接符号において、BCH符号がBCH(65535,65343)短縮符号、又はBCH(65535,65167)短縮符号とすることにある。これにより、周波数利用効率向上のために内符号パリティを付加しない場合においても十分なエラー耐性を得ることが可能となる。
The fifth feature is
In the concatenated code, the BCH code is a BCH (65535, 65343) shortened code or a BCH (65535, 65167) shortened code. As a result, sufficient error tolerance can be obtained even when the inner code parity is not added to improve the frequency utilization efficiency.

六点目の特徴事項は、
前記BCH符号がBCH(65535,65343)短縮符号である場合に、符号系列を構成する情報ビットがすべてバイト単位で構成されることにある。これにより、TLV等のバイト単位で構成される可変長パケットの切れ目を符号系列の情報ビット領域においても、バイト単位で区切ることが可能である。
The sixth feature is
When the BCH code is a BCH (65535, 65343) shortened code, all the information bits constituting the code sequence are configured in units of bytes. As a result, even in the information bit area of the code sequence, it is possible to divide the breaks of variable-length packets configured in byte units such as TLV in byte units.

七点目の特徴事項は、
前記LDPC符号は、平均符号化率96/120(即ち、4/5)の64APSKの変調シンボルを構成する6ビットについて、第1ビットに57/120、第2ビットに64/120、第3ビットに105/120、第4ビットに117/120、第5ビットに120/120(LDPCパリティなし)、第6ビットに113/120の符号化率とするか、或いは第1ビットに61/120、第2ビットに63/120、第3ビットに101/120、第4ビットに115/120、第5ビットに116/120、第6ビットに120/120(LDPCパリティなし)の符号化率とすることにある。このようにビット毎の所要訂正能力に応じて定められた符号化率を有することにより、集合分割法における周波数利用効率を高めることが可能となる。
The seventh feature is
The LDPC code has 57/120 for the first bit, 64/120 for the second bit, and 3rd bit for 6 bits constituting a 64APSK modulation symbol with an average coding rate of 96/120 (ie, 4/5). 105/120, fourth bit 117/120, fifth bit 120/120 (no LDPC parity), sixth bit 113/120 coding rate, or first bit 61/120, The coding rate is 63/120 for the second bit, 101/120 for the third bit, 115/120 for the fourth bit, 116/120 for the fifth bit, and 120/120 for the sixth bit (no LDPC parity). There is. Thus, by having a coding rate determined according to the required correction capability for each bit, it becomes possible to improve the frequency utilization efficiency in the set partitioning method.

八点目の特徴事項は、
三点目〜七点目の特徴より構成された送信装置において、送信装置側で用いるLDPC符号及びBCH符号のうち1以上の符号化率に関する情報を、伝送多重制御信号によって伝送することにある。これにより、用いる符号化率に応じて、符号化及び復号の整合がとれた送信装置及び受信装置を提供することができる。
The eighth feature is
In the transmission apparatus configured by the third to seventh characteristics, information on one or more coding rates of the LDPC code and the BCH code used on the transmission apparatus side is transmitted by a transmission multiplex control signal. Accordingly, it is possible to provide a transmission device and a reception device in which matching between encoding and decoding is achieved according to the encoding rate to be used.

九点目の特徴事項は、
三点目〜七点目の特徴により構成された送信装置により送信された信号を受信する受信装置において、当該シンボルを構成する各ビットをLDPC復号する際に、第1ビット、第2ビット、第3ビット、第4ビット、第5ビット、第6ビットの順に、ビット毎の訂正能力に応じたLDPC符号に用いた検査行列によりLDPC復号処理を行うことにある。
The ninth feature is
In a receiver that receives a signal transmitted by a transmitter configured by the third to seventh features, when each bit constituting the symbol is subjected to LDPC decoding, the first bit, the second bit, The LDPC decoding process is performed in the order of 3 bits, 4th bit, 5th bit, and 6th bit by using a check matrix used for the LDPC code corresponding to the correction capability for each bit.

十点目の特徴事項は、
三点目〜七点目の特徴により構成された送信装置により送信された信号を受信する受信装置において、送信側で符号化に用いた符号化率のLDPC符号及びBCH符号に対応する復号を行うことにある。これにより、効率の良い誤り訂正復号が可能となる。
The tenth feature is
In the receiving device that receives the signal transmitted by the transmitting device configured by the third to seventh features, the transmitting side performs decoding corresponding to the LDPC code and BCH code of the coding rate used for encoding. There is. This enables efficient error correction decoding.

十一点目の特徴事項は、
八点目の特徴により構成された送信装置により送信された信号を受信する受信装置において、LDPC符号及びBCH符号のうち1以上の符号化率情報について、伝送多重制御信号に基づいて判別することにある。これにより、用いる符号化率に応じて、符号化及び復号の整合がとれた送信装置及び受信装置を提供することができる。
The eleventh feature is
In a receiving apparatus that receives a signal transmitted by a transmitting apparatus configured according to the eighth feature, one or more coding rate information of an LDPC code and a BCH code is determined based on a transmission multiplexing control signal. is there. Accordingly, it is possible to provide a transmission device and a reception device in which matching between encoding and decoding is achieved according to the encoding rate to be used.

以上の技法を取り入れて送信装置及び受信装置を構成することで、64APSKにおける伝送性能を向上させることが可能となる。   The transmission performance in 64 APSK can be improved by adopting the above technique to configure the transmission device and the reception device.

即ち、本発明による第1態様の送信装置は、デジタルデータの伝送を行う送信装置であって、
前記デジタルデータに対しLDPC符号を一部に含みBCH符号から構成される連接符号を施し全体の平均符号化率を4/5としたシンボルを生成する誤り訂正符号化手段と、
前記誤り訂正符号化手段により符号化したシンボルについて64APSKの変調方式における信号点配置として、4つの同心円を半径の小さい方から順に第1円、第2円、第3円、及び第4円と定義し、前記第1円上の信号点数を12、前記第2円上の信号点数を16、前記第3円上の信号点数を16、及び前記第4円上の信号点数を20とした集合分割法のIQ信号のマッピングを行うマッピング手段と、
前記マッピング手段によりマッピングを行ったシンボルを64APSKの変調方式により変調し、非線形伝送路を経て適応等化処理を行う受信装置に向けて変調波信号を送信する直交変調手段とを備え、
前記マッピング手段は、前記信号点配置における位相角として、前記第1円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで22度の位置から30度間隔とし、前記第2円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで22.55度の位置から22.5度間隔とし、前記第3円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで11.45度の位置から22.5度間隔とし、前記第4円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで11.3度の位置から18度間隔とし、前記信号点配置における半径比として、前記第1円、第2円、第3円、及び第4円の各半径をそれぞれr1,r2,r3,r4と定義し、r1に対して半径比をγ1=r2/r1、γ2=r3/r1、γ3=r4/r1と定義したとき、γ1=2.02、γ2=2.98、γ3=4.14となるよう構成されたIQ信号のマッピングを行い、
前記誤り訂正符号化手段は、当該シンボルを構成する各ビットの所要訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率により、当該集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対してLDPC符号の符号化をするにあたり、前記平均符号化率4/5の64APSK用のシンボル構成ビットの6ビットについて、最上位ビットである第1ビットに57/120、第2ビットに64/120、第3ビットに105/120、第4ビットに117/120、第5ビットに120/120(LDPCパリティなし)、最下位ビットである第5ビットに113/120の符号化率を有することを特徴とする。
That is, the transmission device according to the first aspect of the present invention is a transmission device that transmits digital data,
Error correction coding means for generating a symbol with an overall average coding rate of 4/5 by applying a concatenated code comprising an LDPC code in part to the digital data and comprising a BCH code;
As a signal point arrangement in the 64APSK modulation system for symbols encoded by the error correction encoding means, four concentric circles are defined as a first circle, a second circle, a third circle, and a fourth circle in order from the smallest radius. And set division with 12 signal points on the first circle, 16 signal points on the second circle, 16 signal points on the third circle, and 20 signal points on the fourth circle. A mapping means for mapping a legal IQ signal;
A quadrature modulation unit that modulates the symbol mapped by the mapping unit by a 64APSK modulation method and transmits a modulated wave signal to a receiving device that performs adaptive equalization processing through a nonlinear transmission path;
The mapping means sets the phase angle in the signal point arrangement as the phase angle for the first circle, 30 degrees from the position of 22 degrees counterclockwise from the reference phase of 0 degrees for the I axis, and the I axis for the second circle. 22.5 degrees from the position of 22.55 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees, and the third circle is 22 from the position of 11.45 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I axis. .5 degree intervals, and the fourth circle is 18 degrees apart from a position of 11.3 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of the I axis, and the first circle, as the radius ratio in the signal point arrangement, The radii of the second circle, the third circle, and the fourth circle are defined as r1, r2, r3, and r4, respectively, and the radius ratio with respect to r1 is γ1 = r2 / r1, γ2 = r3 / r1, and γ3 = r4. When defined as / r1, γ1 = 2.02, γ2 = 2.98, γ3 = 4. Mapping of the IQ signal configured to be 14,
The error correction coding means performs LDPC code encoding for each bit of the symbol constituting bits in the set division method at a predetermined number of coding rates determined according to the required correction capability of each bit constituting the symbol. For encoding, the 6 bits of the 64APSK symbol configuration bits having an average coding rate of 4/5, the most significant bit is 57/120 in the first bit, the second bit is 64/120, the third bit 105/120, the fourth bit is 117/120, the fifth bit is 120/120 (no LDPC parity), and the fifth bit, which is the least significant bit, has a coding rate of 113/120.

また、本発明による第1態様の送信装置において、前記信号点配置に対する前記シンボルを構成する各ビットのビット割り当ては、
前記第1円については、I軸の基準位相0度に対し左回りで
22度の位置に“001100(8進表記で14)”、
52度の位置に“011100(8進表記で34)”、
82度の位置に“101100(8進表記で54)”、
112度の位置に“111100(8進表記で74)”、
142度の位置に“000101(8進表記で05)”、
172度の位置に“010100(8進表記で24)”、
202度の位置に“100101(8進表記で45)”、
232度の位置に“110101(8進表記で65)”、
262度の位置に“001101(8進表記で15)”、
292度の位置に“011001(8進表記で31)”、
322度の位置に“101001(8進表記で51)”、
352度の位置に“111001(8進表記で71)”、
前記第2円については、I軸の基準位相0度に対し左回りで
22.55度の位置に“111000(8進表記で70)”、
45.05度の位置に“000001(8進表記で01)”、
67.55度の位置に“010000(8進表記で20)”、
90.05度の位置に“100001(8進表記で41)”、
112.55度の位置に“110001(8進表記で61)”、
135.05度の位置に“001001(8進表記で11)”、
157.55度の位置に“011101(8進表記で35)”、
180.05度の位置に“101101(8進表記で55)”、
202.55度の位置に“111101(8進表記で75)”、
225.05度の位置に“000000(8進表記で00)”、
247.55度の位置に“010001(8進表記で21)”、
270.05度の位置に“100000(8進表記で40)”、
292.55度の位置に“110000(8進表記で60)”、
315.05度の位置に“001000(8進表記で10)”、
337.55度の位置に“011000(8進表記で30)”、
360.05度の位置に“101000(8進表記で50)”、
前記第3円については、I軸の基準位相0度に対し左回りで
11.45度の位置に“001111(8進表記で17)”、
33.95度の位置に“011111(8進表記で37)”、
56.45度の位置に“101111(8進表記で57)”、
78.95度の位置に“111111(8進表記で77)”、
101.45度の位置に“000100(8進表記で04)”、
123.95度の位置に“010101(8進表記で25)”、
146.45度の位置に“100100(8進表記で44)”、
168.95度の位置に“110100(8進表記で64)”、
191.45度の位置に“001110(8進表記で16)”、
213.95度の位置に“011110(8進表記で36)”、
236.45度の位置に“101110(8進表記で56)”、
258.95度の位置に“111110(8進表記で76)”、
281.45度の位置に“000111(8進表記で07)”、
303.95度の位置に“010110(8進表記で26)”、
326.45度の位置に“100111(8進表記で47)”、
348.95度の位置に“110111(8進表記で67)”、
前記第4円については、I軸の基準位相0度に対し左回りで
11.3度の位置に“000010(8進表記で02)”、
29.3度の位置に“010011(8進表記で23)”、
47.3度の位置に“100010(8進表記で42)”、
65.3度の位置に“110010(8進表記で62)”、
83.3度の位置に“001010(8進表記で12)”、
101.3度の位置に“011010(8進表記で32)”、
119.3度の位置に“101010(8進表記で52)”、
137.3度の位置に“111010(8進表記で72)”、
155.3度の位置に“000011(8進表記で03)”、
173.3度の位置に“010010(8進表記で22)”、
191.3度の位置に“100011(8進表記で43)”、
209.3度の位置に“110011(8進表記で63)”、
227.3度の位置に“001011(8進表記で13)”、
245.3度の位置に“011011(8進表記で33)”、
263.3度の位置に“101011(8進表記で53)”、
281.3度の位置に“111011(8進表記で73)”、
299.3度の位置に“000110(8進表記で06)”、
317.3度の位置に“010111(8進表記で27)”、
335.3度の位置に“100110(8進表記で46)”、
353.3度の位置に“110110(8進表記で66)”、
となるよう構成されていることを特徴とする。
Further, in the transmission apparatus according to the first aspect of the present invention, bit allocation of each bit constituting the symbol with respect to the signal point arrangement is
About the first circle, “001100 (14 in octal notation)” is located at a position of 22 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I axis.
“011100 (34 in octal notation)” at the 52 ° position,
"101100 (54 in octal notation)" at a position of 82 degrees,
“111100 (74 in octal notation)” at a position of 112 degrees,
“000101 (05 in octal notation)” at a position of 142 degrees,
"010100 (24 in octal notation)" at 172 degrees,
“100101 (45 in octal notation)” at the position of 202 degrees,
“110101 (65 in octal notation)” at the position of 232 degrees,
"001101 (15 in octal notation)" at 262 degrees,
"011001 (31 in octal notation)" at a position of 292 degrees,
“101001 (51 in octal notation)” at the position of 322 degrees,
“111001 (71 in octal notation)” at the position of 352 degrees,
For the second circle, “111000 (70 in octal notation)” at a position of 22.55 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I axis,
"000001 (01 in octal notation)" at the 45.05 degree position,
"010000 (20 in octal notation)" at a position of 67.55 degrees,
"100001 (41 in octal notation)" at the 90.05 degree position,
“110001 (61 in octal)” at the position of 112.55 degrees,
“001001 (11 in octal notation)” at a position of 135.05 degrees,
"011101 (35 in octal notation)" at a position of 157.55 degrees,
“101101 (55 in octal notation)” at 180.05 degrees,
“111101 (75 in octal notation)” at the position of 202.55 degrees,
"000000 (00 in octal notation)" at a position of 222.05 degrees,
"010001 (21 in octal notation)" at a position of 247.55 degrees,
"100,000 (40 in octal notation)" at 270.05 degrees,
"110000 (60 octal notation)" at 292.55 degrees,
“001000 (10 in octal notation)” at a position of 315.05 degrees,
"011000 (30 in octal notation)" at a position of 337.55 degrees,
"101000 (50 in octal notation)" at a position of 360.05 degrees,
Regarding the third circle, “001111 (17 in octal notation)” at the position of 11.45 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I axis,
“011111 (37 in octal notation)” at the position of 33.95 degrees,
“101111 (57 in octal notation)” at the position of 56.45 degrees,
"111111 (77 in octal notation)" at the 78.95 degree position,
"000100 (04 in octal notation)" at the 101.45 degree position,
“010101 (25 in octal notation)” at the position of 123.95 degrees,
“100100 (44 in octal notation)” at the position of 146.45 degrees,
“110100 (64 in octal notation)” at the position of 168.95 degrees,
"001110 (16 in octal notation)" at the position of 191.45 degrees,
“011110 (36 in octal notation)” at the position of 213.95 degrees,
"101110 (56 in octal notation)" at a position of 236.45 degrees,
“111110 (76 in octal notation)” at the position of 258.95 degrees,
"000111 (07 in octal notation)" at the position of 281.45 degrees,
“010110 (26 in octal notation)” at a position of 303.95 degrees,
“100111 (47 in octal notation)” at the position of 326.45 degrees,
"110111 (67 in octal notation)" at a position of 348.95 degrees,
For the fourth circle, “000010 (02 in octal notation)” at a position of 11.3 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of the I axis is 0 degrees.
"010011 (23 in octal notation)" at the position of 29.3 degrees,
"100010 (42 in octal notation)" at a position of 47.3 degrees,
"110010 (62 in octal notation)" at a position of 65.3 degrees,
“001010 (12 in octal notation)” at the position of 83.3 degrees,
"011010 (32 in octal notation)" at a position of 101.3 degrees,
"101010 (52 in octal notation)" at the 119.3 degree position,
"1111010 (72 in octal notation)" at the position of 137.3 degrees,
“000011 (03 in octal notation)” at 155.3 degrees,
"010010 (22 in octal notation)" at 173.3 degrees,
"100011 (43 in octal notation)" at 191.3 degrees,
"110011 (63 in octal notation)" at the position of 209.3 degrees,
"001011 (13 in octal notation)" at 227.3 degrees,
“011011 (33 in octal notation)” at the position of 245.3 degrees,
“101011 (53 in octal notation)” at the position of 263.3 degrees,
“111011 (73 in octal notation)” at a position of 281.3 degrees,
“000110 (06 in octal notation)” at the position of 299.3 degrees,
“010111 (27 in octal notation)” at the position of 317.3 degrees,
"100110 (46 in octal notation)" at 335.3 degrees,
“110110 (66 in octal notation)” at the position of 353.3 degrees,
It is comprised so that it may become.

また、本発明による第1態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをLDPC符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率57/120に応じた情報長に対応する部分行列の1の要素を、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う手段を有し、前記符号化率57/120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。   In the transmission apparatus according to the first aspect of the present invention, the error correction coding means includes an encoder that performs LDPC coding of the digital data using a check matrix unique to each coding rate, and The initial value is a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate with a code length of 48880 bits, and 1 element of a submatrix corresponding to the information length according to the coding rate 57/120 is The parity check matrix initial value table (Table 1) having the coding rate 57/120 has a means for performing LDPC encoding using a parity check matrix arranged and arranged in a column direction with a period of every 374 columns. It consists of a table.

また、本発明による第1態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをLDPC符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率64/120に応じた情報長に対応する部分行列の1の要素を、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う手段を有し、前記符号化率64/120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。   In the transmission apparatus according to the first aspect of the present invention, the error correction coding means includes an encoder that performs LDPC coding of the digital data using a check matrix unique to each coding rate, and The initial value is a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate with a code length of 48880 bits, and 1 element of a submatrix corresponding to the information length according to the coding rate 64/120 is The parity check matrix initial value table (Table 2) having the coding rate of 64/120 has a means for performing LDPC encoding using a parity check matrix arranged and arranged at a period of 374 columns in the column direction. It consists of a table.

また、本発明による第1態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをLDPC符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率105/120に応じた情報長に対応する部分行列の1の要素を、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う手段を有し、前記符号化率105/120の検査行列初期値テーブル(表3)は、以下の表からなることを特徴とする。   In the transmission apparatus according to the first aspect of the present invention, the error correction coding means includes an encoder that performs LDPC coding of the digital data using a check matrix unique to each coding rate, and The initial value is a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate with a code length of 48880 bits, and 1 element of a submatrix corresponding to the information length corresponding to the coding rate 105/120 is The parity check matrix initial value table (Table 3) having the coding rate of 105/120 has a means for performing LDPC encoding using a parity check matrix arranged and arranged at a period of 374 columns in the column direction. It consists of a table.

また、本発明による第1態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをLDPC符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率113/120に応じた情報長に対応する部分行列の1の要素を、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う手段を有し、前記符号化率113/120の検査行列初期値テーブル(表9)は、以下の表からなることを特徴とする。   In the transmission apparatus according to the first aspect of the present invention, the error correction coding means includes an encoder that performs LDPC coding of the digital data using a check matrix unique to each coding rate, and The initial value is a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate with a code length of 48880 bits, and one element of a submatrix corresponding to the information length according to the coding rate 113/120 is The parity check matrix initial value table (Table 9) having the coding rate 113/120 has a means for performing LDPC encoding using a parity check matrix arranged and arranged with a period of every 374 columns in the column direction. It consists of a table.

また、本発明による第1態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをLDPC符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率117/120に応じた情報長に対応する部分行列の1の要素を、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う手段を有し、前記符号化率117/120の検査行列初期値テーブル(表5)は、以下の表からなることを特徴とする。   In the transmission apparatus according to the first aspect of the present invention, the error correction coding means includes an encoder that performs LDPC coding of the digital data using a check matrix unique to each coding rate, and The initial value is a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate with a code length of 48880 bits, and 1 element of the submatrix corresponding to the information length according to the coding rate 117/120 The parity check matrix initial value table (Table 5) having the coding rate 117/120 has a means for performing LDPC coding using a parity check matrix arranged and arranged at a period of 374 columns in the column direction. It consists of a table.

一方、本発明による第2態様の送信装置は、デジタルデータの伝送を行う送信装置であって、
前記デジタルデータに対しLDPC符号を一部に含みBCH符号から構成される連接符号を施し全体の平均符号化率を4/5としたシンボルを生成する誤り訂正符号化手段と、
前記誤り訂正符号化手段により符号化したシンボルについて64APSKの変調方式における信号点配置として、4つの同心円を半径の小さい方から順に第1円、第2円、第3円、及び第4円と定義し、前記第1円上の信号点数を8、前記第2円上の信号点数を16、前記第3円上の信号点数を20、及び前記第4円上の信号点数を20とした集合分割法のIQ信号のマッピングを行うマッピング手段と、
前記マッピング手段によりマッピングを行ったシンボルを64APSKの変調方式により変調し、非線形伝送路を経て適応等化処理を行う受信装置に向けて変調波信号を送信する直交変調手段とを備え、
前記マッピング手段は、前記信号点配置における位相角として、前記第1円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで58.4度の位置から45度間隔とし、前記第2円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで14.55度の位置から22.5度間隔とし、前記第3円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで18度の位置から18度間隔とし、前記第4円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで9度の位置から18度間隔とし、前記信号点配置における半径比として、前記第1円、第2円、第3円、及び第4円の各半径をそれぞれr1,r2,r3,r4と定義し、r1に対して半径比をγ1=r2/r1、γ2=r3/r1、γ3=r4/r1と定義したとき、γ1=2.10、γ2=3.16、γ3=4.49となるよう構成されたIQ信号のマッピングを行い、
前記LDPC符号は、前記平均符号化率4/5の64APSK用のシンボル構成ビットの6ビットについて、最上位ビットである第1ビットに61/120、第2ビットに63/120、第3ビットに101/120、第4ビットに115/120、第5ビットに116/120、最下位ビットである第6ビットに120/120(LDPCパリティなし)の符号化率を有することを特徴とする。
On the other hand, the transmission device according to the second aspect of the present invention is a transmission device for transmitting digital data,
Error correction coding means for generating a symbol with an overall average coding rate of 4/5 by applying a concatenated code comprising an LDPC code in part to the digital data and comprising a BCH code;
As a signal point arrangement in the 64APSK modulation system for symbols encoded by the error correction encoding means, four concentric circles are defined as a first circle, a second circle, a third circle, and a fourth circle in order from the smallest radius. And set division with 8 signal points on the first circle, 16 signal points on the second circle, 20 signal points on the third circle, and 20 signal points on the fourth circle. A mapping means for mapping a legal IQ signal;
A quadrature modulation unit that modulates the symbol mapped by the mapping unit by a 64APSK modulation method and transmits a modulated wave signal to a receiving device that performs adaptive equalization processing through a nonlinear transmission path;
The mapping means sets the phase angle in the signal point arrangement as 45 degrees from the position of 58.4 degrees counterclockwise to the reference phase of the I axis for the first circle, and 45 degrees from the left. An interval of 22.5 degrees from a position of 14.55 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I-axis, and the third circle is 18 degrees from a position of 18 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I-axis. The fourth circle has an interval of 18 degrees from the position of 9 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I axis, and the radius ratio in the signal point arrangement is the first circle, the second circle, The radii of the third circle and the fourth circle are defined as r1, r2, r3, r4, respectively, and the radius ratio is defined as γ1 = r2 / r1, γ2 = r3 / r1, and γ3 = r4 / r1 with respect to r1. Γ1 = 2.10, γ2 = 3.16, γ3 = 4.49 Mapping of configured IQ signals,
In the LDPC code, the 6 bits of the 64APSK symbol configuration bits having an average coding rate of 4/5 are 61/120 in the first bit, 63/120 in the second bit, and 63/120 in the second bit. The coding rate is 101/120, 115/120 in the fourth bit, 116/120 in the fifth bit, and 120/120 (no LDPC parity) in the sixth bit which is the least significant bit.

また、本発明による第2態様の送信装置において、前記信号点配置に対する前記シンボルを構成する各ビットのビット割り当ては、
前記第1円については、I軸の基準位相0度に対し左回りで
58.4度の位置に“101000(8進表記で50)”、
103.4度の位置に“111010(8進表記で72)”、
148.4度の位置に“000010(8進表記で02)”、
193.4度の位置に“010010(8進表記で22)”、
238.4度の位置に“100010(8進表記で42)”、
283.4度の位置に“111100(8進表記で74)”、
328.4度の位置に“001000(8進表記で10)”、
373.4度の位置に“011100(8進表記で34)”、
前記第2円については、I軸の基準位相0度に対し左回りで
14.55度の位置に“100100(8進表記で44)”、
37.05度の位置に“010100(8進表記で24)”、
59.55度の位置に“000110(8進表記で06)”、
82.05度の位置に“110110(8進表記で66)”、
104.55度の位置に“101110(8進表記で56)”、
127.05度の位置に“011110(8進表記で36)”、
149.55度の位置に“001100(8進表記で14)”、
172.05度の位置に“111000(8進表記で70)”、
194.55度の位置に“101100(8進表記で54)”、
217.05度の位置に“011000(8進表記で30)”、
239.55度の位置に“001110(8進表記で16)”、
262.05度の位置に“111110(8進表記で76)”、
284.55度の位置に“100110(8進表記で46)”、
307.05度の位置に“010110(8進表記で26)”、
329.55度の位置に“000000(8進表記で00)”、
352.05度の位置に“110000(8進表記で60)”、
前記第3円については、I軸の基準位相0度に対し左回りで
18度の位置に“101010(8進表記で52)”、
36度の位置に“110010(8進表記で62)”、
54度の位置に“001111(8進表記で17)”、
72度の位置に“011010(8進表記で32)”、
90度の位置に“101101(8進表記で55)”、
108度の位置に“111101(8進表記で75)”、
126度の位置に“000100(8進表記で04)”、
144度の位置に“010000(8進表記で20)”、
162度の位置に“100111(8進表記で47)”、
180度の位置に“111111(8進表記で77)”、
198度の位置に“000111(8進表記で07)”、
216度の位置に“010111(8進表記で27)”、
234度の位置に“100000(8進表記で40)”、
252度の位置に“110100(8進表記で64)”、
270度の位置に“001101(8進表記で15)”、
288度の位置に“011101(8進表記で35)”、
306度の位置に“101111(8進表記で57)”、
324度の位置に“110111(8進表記で67)”、
342度の位置に“001010(8進表記で12)”、
360度の位置に“011111(8進表記で37)”、
前記第4円については、I軸の基準位相0度に対し左回りで
9度の位置に“000001(8進表記で01)”、
27度の位置に“010001(8進表記で21)”、
45度の位置に“100001(8進表記で41)”、
63度の位置に“110001(8進表記で61)”、
81度の位置に“000011(8進表記で03)”、
99度の位置に“010011(8進表記で23)”、
117度の位置に“100011(8進表記で43)”、
135度の位置に“110011(8進表記で63)”、
153度の位置に“001001(8進表記で11)”、
171度の位置に“011001(8進表記で31)”、
189度の位置に“101001(8進表記で51)”、
207度の位置に“111001(8進表記で71)”、
225度の位置に“001011(8進表記で13)”、
243度の位置に“011011(8進表記で33)”、
261度の位置に“101011(8進表記で53)”、
279度の位置に“111011(8進表記で73)”、
297度の位置に“000101(8進表記で05)”、
315度の位置に“010101(8進表記で25)”、
333度の位置に“100101(8進表記で45)”、
351度の位置に“110101(8進表記で65)”、
となるよう構成されていることを特徴とする。
Further, in the transmission apparatus according to the second aspect of the present invention, the bit allocation of each bit constituting the symbol with respect to the signal point arrangement is:
Regarding the first circle, “101000 (50 in octal notation)” at a position of 58.4 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I axis,
"1111010 (72 in octal notation)" at the position of 103.4 degrees,
“000010 (02 in octal notation)” at the position of 148.4 degrees,
“010010 (22 in octal notation)” at a position of 193.4 degrees,
“100010 (42 in octal notation)” at 238.4 degrees,
"111100 (74 in octal notation)" at a position of 283.4 degrees,
“001000 (10 octal notation)” at 328.4 degrees,
"011100 (34 in octal notation)" at a position of 373.4 degrees,
For the second circle, “100100 (44 in octal notation)” at a position of 14.55 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I axis,
“010100 (24 in octal notation)” at the position of 37.05 degrees,
“000110 (06 in octal notation)” at the position of 59.55 degrees,
"110110 (66 in octal notation)" at the 82.05 degree position,
"101110 (56 in octal notation)" at a position of 104.55 degrees,
“011110 (36 in octal notation)” at the position of 127.05 degrees,
“001100 (14 in octal notation)” at the position of 149.55 degrees,
“111000 (70 in octal notation)” at a position of 172.05 degrees,
"101100 (54 in octal notation)" at a position of 194.55 degrees,
"011000 (30 in octal notation)" at a position of 217.05 degrees,
“001110 (16 in octal)” at a position of 239.55 degrees,
“111110 (76 in octal notation)” at the position of 262.05 degrees,
"100110 (46 in octal notation)" at a position of 284.55 degrees,
“010110 (26 in octal notation)” at the position of 307.05 degrees,
“000000 (00 in octal notation)” at the position of 329.55 degrees,
“110000 (60 in octal notation)” at the position of 352.05 degrees,
For the third circle, “101010 (52 in octal notation)” at a position of 18 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I axis,
"110010 (62 in octal notation)" at 36 degrees,
“001111 (17 in octal notation)” at 54 °,
“011010 (32 in octal notation)” at the position of 72 degrees,
"101101 (55 in octal notation)" at the 90 degree position,
“111101 (75 in octal notation)” at the position of 108 degrees,
"000100 (04 in octal notation)" at 126 degrees,
“010000 (20 in octal notation)” at the position of 144 degrees,
"100111 (47 in octal notation)" at a position of 162 degrees,
“111111 (77 in octal notation)” at a position of 180 degrees,
“000111 (07 in octal notation)” at 198 degrees,
"010111 (27 in octal notation)" at the position of 216 degrees,
“100,000 (40 in octal)” at 234 degrees,
“110100 (64 in octal notation)” at the position of 252 degrees,
“001101 (15 in octal notation)” at a position of 270 degrees,
“011101 (35 in octal notation)” at the position of 288 degrees,
“101111 (57 in octal notation)” at a position of 306 degrees,
"110111 (67 in octal notation)" at a position of 324 degrees,
“001010 (12 in octal notation)” at 342 degrees,
“011111 (37 in octal notation)” at a position of 360 degrees,
Regarding the fourth circle, “000001 (01 in octal notation)” at a position of 9 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I axis,
“010001 (21 in octal notation)” at a position of 27 degrees,
"100001 (41 in octal notation)" at 45 degrees,
"110001 (61 in octal notation)" at a position of 63 degrees,
"0000011" (03 in octal notation)
"010011 (23 in octal notation)" at the 99-degree position,
"1000011 (43 in octal notation)" at a position of 117 degrees,
“110011 (63 in octal notation)” at a position of 135 degrees,
“001001 (11 in octal notation)” at the position of 153 degrees,
“011001 (31 in octal notation)” at a position of 171 degrees,
“101001 (51 in octal notation)” at the position of 189 degrees,
“111001 (71 in octal notation)” at a position of 207 degrees,
"001011 (13 in octal notation)" at a position of 225 degrees,
“011011 (33 in octal notation)” at the position of 243 degrees,
“101101 (53 in octal notation)” at the position of 261 degrees,
"1111011 (73 in octal notation)" at a position of 279 degrees,
“000101 (05 in octal notation)” at a position of 297 degrees,
“010101 (25 in octal notation)” at the position of 315 degrees,
"100101 (45 in octal notation)" at the position of 333 degrees,
"110101 (65 in octal notation)" at the position of 351 degrees,
It is comprised so that it may become.

また、本発明による第2態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをLDPC符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率61/120に応じた情報長に対応する部分行列の1の要素を、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う手段を有し、前記符号化率61/120の検査行列初期値テーブル(表6)は、以下の表からなることを特徴とする。   In the transmission apparatus according to the second aspect of the present invention, the error correction coding means includes an encoder that performs LDPC coding of the digital data using a check matrix unique to each coding rate, and The initial value is a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate with a code length of 48880 bits, and 1 element of a submatrix corresponding to the information length according to the coding rate 61/120 is The parity check matrix initial value table (Table 6) having the coding rate 61/120 has a means for performing LDPC encoding using a parity check matrix arranged and arranged at a period of 374 columns in the column direction. It consists of a table.

また、本発明による第2態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをLDPC符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率63/120に応じた情報長に対応する部分行列の1の要素を、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う手段を有し、前記符号化率63/120の検査行列初期値テーブル(表7)は、以下の表からなることを特徴とする。   In the transmission apparatus according to the second aspect of the present invention, the error correction coding means includes an encoder that performs LDPC coding of the digital data using a check matrix unique to each coding rate, and The initial value is a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate with a code length of 48880 bits, and one element of a submatrix corresponding to the information length according to the coding rate 63/120 is The parity check matrix initial value table (Table 7) having the coding rate 63/120 has a means for performing LDPC encoding using a parity check matrix arranged and arranged at a period of 374 columns in the column direction. It consists of a table.

また、本発明による第2態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをLDPC符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率101/120に応じた情報長に対応する部分行列の1の要素を、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う手段を有し、前記符号化率101/120の検査行列初期値テーブル(表8)は、以下の表からなることを特徴とする。   In the transmission apparatus according to the second aspect of the present invention, the error correction coding means includes an encoder that performs LDPC coding of the digital data using a check matrix unique to each coding rate, and The initial value is a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate with a code length of 48880 bits, and 1 element of a sub-matrix corresponding to the information length according to the coding rate 101/120 is The parity check matrix initial value table (Table 8) having the coding rate 101/120 has a means for performing LDPC encoding using a parity check matrix arranged and arranged with a period of 374 columns in the column direction. It consists of a table.

また、本発明による第2態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをLDPC符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率115/120に応じた情報長に対応する部分行列の1の要素を、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う手段を有し、前記符号化率115/120の検査行列初期値テーブル(表9)は、以下の表からなることを特徴とする。   In the transmission apparatus according to the second aspect of the present invention, the error correction coding means includes an encoder that performs LDPC coding of the digital data using a check matrix unique to each coding rate, and The initial value is a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate with a code length of 48880 bits, and 1 element of a submatrix corresponding to the information length according to the coding rate 115/120 The parity check matrix initial value table (Table 9) having the coding rate of 115/120 has a means for performing LDPC coding using a parity check matrix arranged and arranged at a period of 374 columns in the column direction. It consists of a table.

また、本発明による第2態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをLDPC符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率116/120に応じた情報長に対応する部分行列の1の要素を、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う手段を有し、前記符号化率116/120の検査行列初期値テーブル(表10)は、以下の表からなることを特徴とする。   In the transmission apparatus according to the second aspect of the present invention, the error correction coding means includes an encoder that performs LDPC coding of the digital data using a check matrix unique to each coding rate, and The initial value is a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate with a code length of 48880 bits, and 1 element of a submatrix corresponding to the information length corresponding to the coding rate 116/120 The parity check matrix initial value table (Table 10) having the coding rate 116/120 has a means for performing LDPC encoding using a parity check matrix arranged and arranged at a period of 374 columns in the column direction. It consists of a table.

また、本発明による第1又は第2態様の送信装置において、前記BCH符号がBCH(65535,65167)短縮符号、又はBCH(65535,65167)短縮符号であることを特徴とする。   In the transmission apparatus according to the first or second aspect of the present invention, the BCH code is a BCH (65535, 65167) shortened code or a BCH (65535, 65167) shortened code.

また、本発明による第1又は第2態様の送信装置において、前記BCH符号がBCH(65535,65343)短縮符号である場合に、符号系列を構成する情報ビットがすべてバイト単位で構成されることを特徴とする。   In the transmission apparatus according to the first or second aspect of the present invention, when the BCH code is a BCH (65535, 65343) shortened code, all the information bits constituting the code sequence are configured in units of bytes. Features.

更に、本発明の受信装置は、本発明による第1又は第2態様の送信装置から送信された64APSKのIQ信号に基づく変調波信号を、非線形伝送路を経て受信し、前記変調波信号に対し前記64APSKの信号点配置に対応する直交復調処理を施して復調信号を生成する直交復調手段と、前記復調信号に対し適応等化処理を施すことにより、前記非線形伝送路に起因する歪を補償した受信信号点系列を出力する適応等化手段と、前記64APSKを構成する6ビットで分割可能な複数の符号系列からなるシンボル構成ビットを前記受信信号点系列から取得し、ビット毎に定められたLDPC符号の符号化率を用いてLDPC復号処理を施すとともに、BCH復号処理を施す復号手段とを備え、前記ビット毎に定められたLDPC符号の符号化率は、前記シンボル構成ビットの最上位ビットから最下位ビットへのビット順に当該集合分割法により分割されるシンボルの所要訂正能力に応じて該ビット毎に定められ、且つ該ビット毎に定められたLDPC符号の全体の平均符号化率が4/5となるよう構成され、前記復号手段は、当該シンボルを構成する各ビットをLDPC復号する際に、第1ビット、第2ビット、第3ビット、第4ビット、第5ビット、第6ビットの順に、ビット毎の訂正能力に応じたLDPC符号に用いた検査行列によりLDPC復号処理を行い、前記LDPC符号及びBCH符号のうち1以上の符号化率情報について、伝送多重制御信号に基づいて判別する符号化率判別手段を備えることを特徴とする。   Furthermore, the receiving apparatus of the present invention receives a modulated wave signal based on the 64APSK IQ signal transmitted from the transmitting apparatus of the first or second aspect according to the present invention via a nonlinear transmission path, and receives the modulated wave signal from the modulated wave signal. Orthogonal demodulation means for generating a demodulated signal by performing orthogonal demodulation processing corresponding to the 64APSK signal point arrangement and adaptive equalization processing for the demodulated signal compensated for distortion caused by the nonlinear transmission path An adaptive equalization means for outputting a received signal point sequence; and a symbol component bit comprising a plurality of code sequences that can be divided by 6 bits constituting the 64APSK is obtained from the received signal point sequence, and an LDPC defined for each bit An LDPC decoding process using an encoding rate of the code, and a decoding unit for performing a BCH decoding process, and the code of the LDPC code defined for each bit The rate is determined for each bit according to the required correction capability of the symbol divided by the set division method in the bit order from the most significant bit to the least significant bit of the symbol constituent bits, and is determined for each bit. The entire average coding rate of the LDPC code is configured to be 4/5, and the decoding unit performs the first bit, the second bit, the third bit, when performing LDPC decoding on each bit constituting the symbol, The LDPC decoding process is performed using the parity check matrix used for the LDPC code corresponding to the correction capability for each bit in the order of the fourth bit, the fifth bit, and the sixth bit, and one or more coding rates of the LDPC code and the BCH code are used. It is characterized by comprising coding rate discrimination means for discriminating information based on a transmission multiplex control signal.

また、本発明の受信装置において、前記復号手段は、前記集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対して個別に設定された前記LDPC符号の符号化率と前記検査行列に基づいて復号することを特徴とする。   Further, in the receiving apparatus of the present invention, the decoding means performs decoding based on the coding rate of the LDPC code and the parity check matrix individually set for each bit of the symbol constituent bits in the set partitioning method. It is characterized by.

そして、本発明による一態様のLDPC符号化器は、符号化率毎に固有の検査行列を用いてデジタルデータをLDPC符号化するLDPC符号化器であって、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対して個別に設定されたLDPC符号の符号化率57/120,61/120,63/120,64/120,101/120,105/120,113/120,115/120,116/120,117/120のうち1以上の符号化率について、情報長に対応する部分行列の1の要素を、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う手段を有する。   An LDPC encoder according to an aspect of the present invention is an LDPC encoder that performs LDPC encoding of digital data using a check matrix unique to each encoding rate, and encodes with a code length of 44880 bits. Coding rates 57/120, 61/120, 63 / of LDPC codes individually set for each bit of the symbol constituent bits in the set partitioning method using a parity check matrix initial value table predetermined for each rate as an initial value One element of the submatrix corresponding to the information length for one or more coding rates of 120, 64/120, 101/120, 105/120, 113/120, 115/120, 116/120, 117/120 Is provided with means for performing LDPC encoding using a parity check matrix that is arranged in a column direction at intervals of 374 columns.

また、本発明による一態様のLDPC符号化器において、当該符号化率57/120,61/120,63/120,64/120,101/120,105/120,113/120,115/120,116/120,117/120の各々の検査行列初期値テーブルは、それぞれ表1、表6、表7、表2、表8、表3、表4、表9、表10、表5からなることを特徴とする。   In the LDPC encoder according to one aspect of the present invention, the encoding rate 57/120, 61/120, 63/120, 64/120, 101/120, 105/120, 113/120, 115/120, 116/120, 117/120, the parity check matrix initial value table includes Table 1, Table 6, Table 7, Table 2, Table 8, Table 3, Table 4, Table 9, Table 10, and Table 5, respectively. It is characterized by.

また、本発明による一態様のLDPC復号器は、本発明による一態様のLDPC符号化器によってLDPC符号のパリティが付与されたデジタルデータに対し、前記集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対して個別に設定された前記LDPC符号の符号化率と前記検査行列に基づいて復号する。   In addition, an LDPC decoder according to an aspect of the present invention is configured to perform, with respect to each bit of symbol configuration bits in the set division method, digital data to which an LDPC code parity is added by the LDPC encoder according to an aspect of the present invention. And decoding based on the coding rate of the LDPC code set individually and the parity check matrix.

本発明によれば、例えば12GHz帯衛星放送で1つの衛星中継器につき利用可能な帯域幅である34.5MHzを満たしつつ、64APSKを用いてデジタルデータを伝送する際に伝送ビットレートとして150Mbps以上となる伝送システムを実現可能となる。更に、本発明によれば、誤り訂正符号と多値変調(64APSK)の組み合わせにおける符号化変調の性能を向上させ、非線形伝送路における伝送性能を向上させることが可能となる。   According to the present invention, for example, when transmitting digital data using 64 APSK while satisfying 34.5 MHz which is a bandwidth available for one satellite repeater in 12 GHz band satellite broadcasting, the transmission bit rate is 150 Mbps or more. A transmission system can be realized. Furthermore, according to the present invention, it is possible to improve the performance of coded modulation in a combination of an error correction code and multilevel modulation (64APSK), and improve the transmission performance in a nonlinear transmission path.

本発明による第1実施形態の送信装置及び受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the transmitter of 1st Embodiment by this invention, and a receiver. (a)は非特許文献9の技法に係る送信信号点及び非線形伝送路を介する受信信号点のコンスタレーションを示す図であり、(b)は本発明による第1実施形態に係る送信信号点及び非線形伝送路を介する受信信号点のコンスタレーションを示す図である。(A) is a figure which shows the constellation of the transmission signal point which concerns on the technique of a nonpatent literature 9, and the reception signal point via a nonlinear transmission path, (b) is a transmission signal point which concerns on 1st Embodiment by this invention, and It is a figure which shows the constellation of the received signal point through a nonlinear transmission path. 本発明による第1実施形態に係る64APSKの信号点配置設計の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the signal point arrangement | positioning design of 64APSK which concerns on 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態に係る64APSKの伝送路容量を基準とした第1ビット〜第6ビットまでのビット割り当て結果を示す図である。It is a figure which shows the bit allocation result from the 1st bit-the 6th bit on the basis of the transmission line capacity of 64APSK which concerns on 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態に係る64APSKのビット毎の誤り訂正前のC/N対ビット誤り率特性を示す図である。It is a figure which shows the C / N versus bit error rate characteristic before the error correction for every 64 APSK bit which concerns on 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態に係る64APSKのビット入替え後の第1ビット〜第6ビットまでのビット割り当て結果を示す図である。It is a figure which shows the bit allocation result from the 1st bit-the 6th bit after the bit replacement of 64APSK which concerns on 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態に係る64APSKのビット入替え後のビット毎の誤り訂正前のC/N対ビット誤り率特性を示す図である。It is a figure which shows the C / N versus bit error rate characteristic before the error correction for every bit after the bit replacement of 64APSK which concerns on 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態に係る64APSKビット入替え後の第1ビット〜第6ビットまでの分割過程を示す図である。It is a figure which shows the division | segmentation process from the 1st bit to the 6th bit after the 64 APSK bit replacement according to the first embodiment of the present invention. 本発明による第1実施形態に係る実施例1として、第1ビットLDPC符号化率57/120、第2ビットLDPC符号化率64/120、第3ビットLDPC符号化率105/120、第4ビットLDPC符号化率117/120、第5ビットLDPC符号化率120/120(LDPCパリティ無し)、第6ビットLDPC符号化率113/120、及びBCH(65535,65343)短縮符号の場合のスロット構成例を示す図である。As Example 1 according to the first embodiment of the present invention, the first bit LDPC coding rate 57/120, the second bit LDPC coding rate 64/120, the third bit LDPC coding rate 105/120, the fourth bit Slot configuration example for LDPC coding rate 117/120, 5th bit LDPC coding rate 120/120 (no LDPC parity), 6th bit LDPC coding rate 113/120, and BCH (65535, 65343) shortened code FIG. 本発明による第1実施形態に係る実施例2として、すべての符号系列において情報ビットがバイト単位で構成され、第1ビットLDPC符号化率57/120、第2ビットLDPC符号化率64/120、第3ビットLDPC符号化率105/120、第4ビットLDPC符号化率117/120、第5ビットLDPC符号化率120/120(LDPCパリティ無し)、第6ビットLDPC符号化率113/120、及びBCH(65535,65343)短縮符号の場合のスロット構成例を示す図である。As Example 2 according to the first embodiment of the present invention, information bits are configured in byte units in all code sequences, and the first bit LDPC coding rate 57/120, the second bit LDPC coding rate 64/120, 3rd bit LDPC coding rate 105/120, 4th bit LDPC coding rate 117/120, 5th bit LDPC coding rate 120/120 (no LDPC parity), 6th bit LDPC coding rate 113/120, and It is a figure which shows the example of a slot structure in the case of BCH (65535, 65343) shortened code. 本発明による第1実施形態に係る実施例3として、第1ビットLDPC符号化率57/120、第2ビットLDPC符号化率64/120、第3ビットLDPC符号化率105/120、第4ビットLDPC符号化率117/120、第5ビットLDPC符号化率120/120(LDPCパリティ無し)、第6ビットLDPC符号化率113/120、及びBCH(65535,65167)短縮符号の場合のスロット構成例を示す図である。As Example 3 according to the first embodiment of the present invention, first bit LDPC coding rate 57/120, second bit LDPC coding rate 64/120, third bit LDPC coding rate 105/120, fourth bit Slot configuration example for LDPC coding rate 117/120, 5th bit LDPC coding rate 120/120 (no LDPC parity), 6th bit LDPC coding rate 113/120, and BCH (65535, 65167) shortened code FIG. 本発明による第1実施形態に係る実施例3と非特許文献9の技術を対比するC/N対ビット誤り率特性を示す図である。It is a figure which shows the C / N vs. bit error rate characteristic which compares Example 3 which concerns on 1st Embodiment by this invention, and the technique of a nonpatent literature 9. FIG. 本発明による第1実施形態に係る実施例3と非特許文献9の技術を対比する所要C/N比較結果を示す図である。It is a figure which shows the required C / N comparison result which compares Example 3 which concerns on 1st Embodiment by this invention, and the technique of a nonpatent literature 9. FIG. 本発明による第2実施形態の送信装置及び受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the transmitter of 2nd Embodiment by this invention, and a receiver. (a)は非特許文献9の技法に係る送信信号点及び非線形伝送路を介する受信信号点のコンスタレーションを示す図であり、(b)は本発明による第2実施形態に係る送信信号点及び非線形伝送路を介する受信信号点のコンスタレーションを示す図である。(A) is a figure which shows the constellation of the transmission signal point which concerns on the technique of a nonpatent literature 9, and the reception signal point via a nonlinear transmission path, (b) is the transmission signal point which concerns on 2nd Embodiment by this invention, and It is a figure which shows the constellation of the received signal point through a nonlinear transmission path. 本発明による第2実施形態に係る64APSKの伝送路容量を基準とした第1ビット〜第6ビットまでのビット割り当て結果を示す図である。It is a figure which shows the bit allocation result from the 1st bit-the 6th bit on the basis of the transmission line capacity of 64APSK which concerns on 2nd Embodiment by this invention. 本発明による第2実施形態に係る64APSKのビット毎の誤り訂正前のC/N対ビット誤り率特性を示す図である。It is a figure which shows the C / N versus bit error rate characteristic before the error correction for every 64 APSK bit which concerns on 2nd Embodiment by this invention. 本発明による第2実施形態に係る64APSKのビット入替え後の第1ビット〜第6ビットまでのビット割り当て結果を示す図である。It is a figure which shows the bit allocation result from the 1st bit-the 6th bit after the bit replacement of 64APSK which concerns on 2nd Embodiment by this invention. 本発明による第2実施形態に係る64APSKのビット入替え後のビット毎の誤り訂正前のC/N対ビット誤り率特性を示す図である。It is a figure which shows the C / N versus bit error rate characteristic before the error correction for every bit after the bit replacement of 64APSK which concerns on 2nd Embodiment by this invention. 本発明による第2実施形態に係る64APSKビット入替え後の第1ビット〜第6ビットまでの分割過程を示す図である。It is a figure which shows the division | segmentation process from the 1st bit to the 6th bit after the 64 APSK bit replacement according to the second embodiment of the present invention. 本発明による第2実施形態に係る実施例1として、第1ビットLDPC符号化率61/120、第2ビットLDPC符号化率63/120、第3ビットLDPC符号化率101/120、第4ビットLDPC符号化率115/120、第5ビットLDPC符号化率116/120、第6ビットLDPC符号化率120/120(LDPCパリティ無し)、及びBCH(65535,65343)短縮符号の場合のスロット構成例を示す図である。As Example 1 according to the second embodiment of the present invention, the first bit LDPC coding rate 61/120, the second bit LDPC coding rate 63/120, the third bit LDPC coding rate 101/120, the fourth bit Example of slot configuration for LDPC coding rate 115/120, 5th bit LDPC coding rate 116/120, 6th bit LDPC coding rate 120/120 (no LDPC parity), and BCH (65535, 65343) shortened code FIG. 本発明による第2実施形態に係る実施例2として、すべての符号系列において情報ビットがバイト単位で構成され、第1ビットLDPC符号化率61/120、第2ビットLDPC符号化率63/120、第3ビットLDPC符号化率101/120、第4ビットLDPC符号化率115/120、第5ビットLDPC符号化率116/120、第6ビットLDPC符号化率120/120(LDPCパリティ無し)、及びBCH(65535,65343)短縮符号の場合のスロット構成例を示す図である。As Example 2 according to the second embodiment of the present invention, information bits are configured in units of bytes in all code sequences, and a first bit LDPC coding rate 61/120, a second bit LDPC coding rate 63/120, 3rd bit LDPC coding rate 101/120, 4th bit LDPC coding rate 115/120, 5th bit LDPC coding rate 116/120, 6th bit LDPC coding rate 120/120 (no LDPC parity), and It is a figure which shows the example of a slot structure in the case of BCH (65535, 65343) shortened code. 本発明による第2実施形態に係る実施例3として、第1ビットLDPC符号化率61/120、第2ビットLDPC符号化率63/120、第3ビットLDPC符号化率101/120、第4ビットLDPC符号化率115/120、第5ビットLDPC符号化率116/120、第6ビットLDPC符号化率120/120(LDPCパリティ無し)、及びBCH(65535,65167)短縮符号の場合のスロット構成例を示す図である。As Example 3 according to the second embodiment of the present invention, the first bit LDPC coding rate 61/120, the second bit LDPC coding rate 63/120, the third bit LDPC coding rate 101/120, the fourth bit Example of slot configuration for LDPC coding rate 115/120, 5th bit LDPC coding rate 116/120, 6th bit LDPC coding rate 120/120 (no LDPC parity), and BCH (65535, 65167) shortened code FIG. 本発明による第2実施形態に係る実施例3と非特許文献9の技術を対比するC/N対ビット誤り率特性を示す図である。It is a figure which shows the C / N vs. bit error rate characteristic which compares Example 3 which concerns on 2nd Embodiment by this invention, and the technique of a nonpatent literature 9. FIG. 本発明による第2実施形態に係る実施例3と非特許文献9の技術を対比する所要C/N比較結果を示す図である。It is a figure which shows the required C / N comparison result which compares Example 3 which concerns on 2nd Embodiment by this invention, and the technique of a nonpatent literature 9. FIG. 従来からの8PSKにおける集合分割法の分割例を示す図である。It is a figure which shows the example of a division | segmentation of the set division | segmentation method in conventional 8PSK. 従来からの16QAMにおける集合分割法の分割例を示す図である。It is a figure which shows the example of a division | segmentation of the set division | segmentation method in conventional 16QAM. 従来からの32QAMにおける集合分割法の分割例を示す図である。It is a figure which shows the example of a division | segmentation of the set division | segmentation method in conventional 32QAM. 従来技術のDVB−S2Xのビット割り当てを示す図である。It is a figure which shows bit allocation of DVB-S2X of a prior art.

以下、図1〜図13を参照して第1実施形態の伝送システムについて説明し、図14〜図25を参照して第2実施形態の伝送システムについて説明する。   Hereinafter, the transmission system of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 13, and the transmission system of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 14 to 25.

〔第1実施形態〕
まず、第1実施形態の伝送システムにおける送信装置10及び受信装置20について説明する。図1は、本発明による第1実施形態の送信装置10及び受信装置20のブロック図である。尚、実際の送信装置10は、誤り訂正符号の先頭を識別するために変調波信号に同期信号を多重する機能、ISDB−S等に採用されている伝送方式の設定等の情報を受信機に予告するための伝送多重制御信号(TMCC信号とも呼ぶ)を変調波信号に多重する機能などを有する。また、実際の受信装置20には、変調波信号に多重された同期信号を検出し誤り訂正符号の先頭を検出する同期検出機能や、伝送多重制御信号から伝送方式の設定等の情報を検出して変調方式や符号化率等の設定を行う制御機能などを有するが、その詳細な図示を省略している。
[First Embodiment]
First, the transmission device 10 and the reception device 20 in the transmission system of the first embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram of a transmission device 10 and a reception device 20 according to the first embodiment of the present invention. Note that the actual transmission device 10 provides the receiver with information such as the function of multiplexing the synchronization signal with the modulated wave signal in order to identify the head of the error correction code, the setting of the transmission method employed in ISDB-S, etc. It has a function of multiplexing a transmission multiplex control signal (also referred to as a TMCC signal) for notification to a modulated wave signal. In addition, the actual receiving device 20 detects information such as a synchronization detection function that detects a synchronization signal multiplexed with a modulated wave signal and detects the head of an error correction code, and a transmission method setting from a transmission multiplexing control signal. However, the detailed illustration of the control function for setting the modulation system and coding rate is omitted.

(装置構成)
〔送信装置〕
図1を参照するに、第1実施形態の送信装置10は、前方向誤り訂正方式の送信装置であり、シリアル/パラレル変換部11と、誤り訂正符号化部12と、符号化率設定部13と、マッピング部14と、直交変調部15と、符号化率判別信号多重部16とを備える。即ち、送信装置10の機能ブロック構成は、集合分割法による符号化変調送信装置と変わらないが、誤り訂正符号化部12の処理、符号化率設定部13及び、附随するマッピング部14が従来技法と異なる。
(Device configuration)
[Transmitter]
Referring to FIG. 1, a transmission apparatus 10 according to the first embodiment is a forward error correction transmission apparatus, and includes a serial / parallel conversion unit 11, an error correction coding unit 12, and a coding rate setting unit 13. A mapping unit 14, an orthogonal modulation unit 15, and a coding rate determination signal multiplexing unit 16. That is, the functional block configuration of the transmission device 10 is the same as that of the coded modulation transmission device based on the set division method, but the processing of the error correction coding unit 12, the coding rate setting unit 13, and the accompanying mapping unit 14 are the conventional techniques. And different.

シリアル/パラレル変換部11は、1ビットの送信データ系列を、使用する変調方式の多値数をLとするとM=logLビットのデータ系列(64値変調の場合、M=log64=6ビットの系列)に変換し、誤り訂正符号化部12に送出する。 The serial / parallel converter 11 is configured such that a 1-bit transmission data sequence is M = log 2 L-bit data sequence (in the case of 64-value modulation, M = log 2 64 = 6-bit series) and sent to the error correction coding unit 12.

誤り訂正符号化部12は、第1誤り訂正符号化部12‐1〜第6誤り訂正符号化部12‐6から構成され、所定の誤り訂正符号(例えば、BCH符号及びLDPC符号)により符号化した6系統の符号系列を生成する。   The error correction encoding unit 12 includes a first error correction encoding unit 12-1 to a sixth error correction encoding unit 12-6, and encodes with a predetermined error correction code (for example, a BCH code and an LDPC code). The six code sequences are generated.

第1誤り訂正符号化部12‐1〜第6誤り訂正符号化部12‐6のそれぞれは、外符号を例えば後述する実施例1としてBCH(65535,65343)短縮符号とし、内符号を符号長44880のLDPC符号とする。また、後述するLDPC符号に適用する符号化率が120/120の場合は、LDPCパリティは付加せず、例えば後述する実施例1としてBCH(65535,65343)短縮符号のみで誤り訂正符号化を行う。   Each of the first error correction encoding unit 12-1 to the sixth error correction encoding unit 12-6 uses an outer code as a BCH (65535, 65343) shortened code, for example, as Example 1 described later, and an inner code as a code length. This is a 44880 LDPC code. Further, when the coding rate applied to the LDPC code described later is 120/120, no LDPC parity is added, and error correction coding is performed using only a BCH (65535, 65343) shortened code as Example 1 described later. .

符号化率設定部13は、当該集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対してLDPC符号の符号化率を個別に設定する。特に、本発明に係るLDPC符号として、平均符号化率96/120(即ち、4/5)を有し、集合分割法に基づく64APSK変調の各ビットにおいて、第1実施形態の符号化率設定部13は、図9〜図11を参照して詳細は後述するが、第1実施形態に係る実施例1から3では第1ビットには符号化率57/120、第2ビットには符号化率64/120、第3ビットには105/120、第4ビットには符号化率117/120、第5ビットには符号化率120/120(LDPCパリティ無し)、第6ビットには符号化率113/120の符号化率を設定する。   The coding rate setting unit 13 individually sets the coding rate of the LDPC code for each bit of the symbol constituent bits in the set division method. In particular, the LDPC code according to the present invention has an average coding rate of 96/120 (i.e., 4/5), and each bit of 64APSK modulation based on the set division method has the coding rate setting unit of the first embodiment. 13 will be described later in detail with reference to FIGS. 9 to 11. In Examples 1 to 3 according to the first embodiment, the coding rate is 57/120 for the first bit and the coding rate for the second bit. 64/120, 105/120 for the 3rd bit, 117/120 for the 4th bit, 120/120 for the 5th bit (no LDPC parity), and 6 for the 6th bit An encoding rate of 113/120 is set.

これにより、誤り訂正符号化部12は、集合分割法によるシンボル構成ビットの訂正能力を考慮した符号化率が設定され、十分な訂正能力を有するLDPC符号化を行うことができる。従って、集合分割法における周波数利用効率を高めることが可能となる。   Thereby, the error correction encoding unit 12 is set with a coding rate in consideration of the correction capability of the symbol constituent bits by the set division method, and can perform LDPC encoding having sufficient correction capability. Accordingly, it is possible to increase the frequency use efficiency in the set division method.

尚、第1実施形態の例では、LDPC符号長は44880であり、高度衛星放送方式(非特許文献5参照)と同一の符号長であることから、高度衛星放送方式のスロットのビット割り当てに準じてスロット化することが可能であり、後述する各実施例のスロット構成においてもスロットヘッダを初めとして、同様の割り当てを適用することが可能である。また、後述するマッピング部14においても、64APSK適用時にビット割り当ての過不足が生じないマッピングが可能である。   In the example of the first embodiment, the LDPC code length is 44880, which is the same code length as that of the advanced satellite broadcasting system (see Non-Patent Document 5). In the slot configuration of each embodiment described later, the same assignment can be applied starting with the slot header. In addition, the mapping unit 14 to be described later can perform mapping that does not cause excessive or insufficient bit allocation when 64 APSK is applied.

マッピング部14は、当該6系統の符号系列を入力シンボル系列とし、シンボルに対応した信号点のI軸及びQ軸の振幅値をIQ信号の信号点系列として直交変調部15に出力する。ここで、第1実施形態のマッピング部14による64APSKの信号点配置は、図2を参照して後述するように、非線形歪と受信装置の適応等化性能を考慮して非特許文献9の信号点配置から第3円の信号点を2点、第4円へ振り分けた信号点配置である。そして、この信号点配置に基づくビット割り当て例として、図6には、本発明による第1実施形態に係る64APSKにおける集合分割法を適用した場合のシンボルへのビット割り当て例を示している。また、図6に示すマッピングによる集合分割法を適用した場合の、64APSKの集合分割のプロセスを図8に示す。即ち、本発明に係るマッピングに用いるシンボルと信号点との対応関係は、図8(a)から図8(f)で図示する順番で、シンボル構成ビットにおける各ビットの分割を進めながら割り当てる集合分割法を用いる。   The mapping unit 14 uses the six code sequences as input symbol sequences, and outputs the I-axis and Q-axis amplitude values of the signal points corresponding to the symbols to the orthogonal modulation unit 15 as IQ signal point sequences. Here, the signal point arrangement of 64APSK by the mapping unit 14 of the first embodiment is the signal of Non-Patent Document 9 in consideration of nonlinear distortion and the adaptive equalization performance of the receiving apparatus, as will be described later with reference to FIG. This is a signal point arrangement in which the signal points of the third circle are distributed to two points and the fourth circle from the point arrangement. As an example of bit allocation based on this signal point arrangement, FIG. 6 shows an example of bit allocation to symbols when the set division method in 64APSK according to the first embodiment of the present invention is applied. FIG. 8 shows a 64APSK set partitioning process when the set partitioning method based on mapping shown in FIG. 6 is applied. In other words, the correspondence between the symbols and signal points used in the mapping according to the present invention is set division assigned in the order shown in FIGS. 8 (a) to 8 (f) while the division of each bit in the symbol constituent bits is advanced. Use the law.

従って、マッピング部14は、上記対応関係に基づいて、複数の符号系列からなる入力シンボル系列を信号点系列に変換するシンボル/信号点変換手段として機能する。   Therefore, the mapping unit 14 functions as a symbol / signal point conversion unit that converts an input symbol sequence composed of a plurality of code sequences into a signal point sequence based on the correspondence.

直交変調部15は、マッピング部14により生成されたIQ信号に対して、ロールオフフィルタ処理を実行後、直交変調を施した変調波信号を生成し、外部の伝送路に伝送する。本件における伝送路は、例えば12GHz帯衛星中継器を介する非線形伝送路である。   The quadrature modulation unit 15 performs a roll-off filter process on the IQ signal generated by the mapping unit 14, generates a modulated wave signal subjected to quadrature modulation, and transmits the modulated wave signal to an external transmission path. The transmission line in this case is, for example, a non-linear transmission line via a 12 GHz band satellite repeater.

符号化率判別信号多重部16は、符号化率設定部13により誤り訂正符号化部12に対して設定したシンボル構成ビットの各ビット用の符号化率情報を、符号化率設定部13から受け取り伝送多重制御信号(即ち、TMCC信号)によって伝送するよう直交変調部15における変調波信号に多重する機能を有する。   The coding rate determination signal multiplexing unit 16 receives from the coding rate setting unit 13 coding rate information for each bit of the symbol configuration bits set for the error correction coding unit 12 by the coding rate setting unit 13. It has a function of multiplexing the modulated wave signal in the quadrature modulation unit 15 so as to transmit by a transmission multiplexing control signal (that is, TMCC signal).

〔受信装置〕
第1実施形態の受信装置20は、前方向誤り訂正方式の受信装置であり、直交復調部21と、第1〜第6ビット対数尤度比計算部22‐1〜22‐6と、第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6と、パラレル/シリアル変換部24と、符号化率判別部25と、適応等化部26とを備える。即ち、受信装置20の機能ブロック構成は、集合分割法による符号化変調受信装置と変わらないが、直交復調部21及び、第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6の処理が従来技法と異なる。
[Receiver]
The receiving device 20 of the first embodiment is a receiving device of a forward error correction method, and includes an orthogonal demodulator 21, first to sixth bit log likelihood ratio calculating units 22-1 to 22-6, To sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6, a parallel / serial conversion unit 24, a coding rate determination unit 25, and an adaptive equalization unit 26. That is, the functional block configuration of the receiving device 20 is the same as that of the coded modulation receiving device by the set division method, but the processing of the orthogonal demodulating unit 21 and the first to sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6. Is different from the conventional technique.

直交復調部21は、前述した本発明に係る集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいてIQ信号の信号点系列を変調した64APSKの変調波信号を、非線形伝送路を介して送信装置10から受信してその変調波信号に対し64APSKの信号点配置に対応する直交復調処理を施して復調信号を生成し適応等化部26に出力する。主信号のシンボルに対応する受信信号点系列を第1〜第6ビット対数尤度比計算部22‐1〜22‐6の各々に出力する。したがって、直交復調部21は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて変調されたIQ信号の信号点系列を直交復調することで復元し出力する、直交復調手段として機能する。   The orthogonal demodulator 21 transmits a 64APSK modulated wave signal obtained by modulating the signal point sequence of the IQ signal based on the correspondence relationship between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention, via a nonlinear transmission path. Then, the signal is received from the transmitting apparatus 10 and subjected to orthogonal demodulation processing corresponding to the 64 APSK signal point arrangement for the modulated wave signal to generate a demodulated signal and output it to the adaptive equalization unit 26. The received signal point series corresponding to the main signal symbol is output to each of first to sixth bit log likelihood ratio calculation units 22-1 to 22-6. Accordingly, the orthogonal demodulation unit 21 recovers and outputs the signal point sequence of the IQ signal modulated based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention by orthogonal demodulation, and outputs the orthogonal signal. Functions as a means.

適応等化部26は、前記復調信号に対し適応等化処理を施すことにより、前記非線形伝送路に起因する歪を補償した受信信号点系列を第1〜第6ビット対数尤度比計算部22‐1〜22‐6の各々に出力する。   The adaptive equalization unit 26 performs adaptive equalization processing on the demodulated signal, thereby converting the received signal point series compensated for distortion caused by the nonlinear transmission path into first to sixth bit log likelihood ratio calculation units 22. -1 to 22-6.

第1ビット対数尤度比計算部22‐1は、本発明に係る集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第1ビットについて当該ビットが1及び0である確率(尤度)P11及びP10を求め、それらの比P11/P10の自然対数(LLR:対数尤度比)を計算し、第1ビット誤り訂正復号部23‐1に送出する。   The first bit log likelihood ratio calculation unit 22-1 uses 1 and 0 for the first bit constituting the symbol based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention. Are calculated, and the natural logarithm (LLR: log likelihood ratio) of the ratio P11 / P10 is calculated and sent to the first bit error correction decoding unit 23-1.

第1ビット誤り訂正復号部23‐1は、第1ビット対数尤度比計算部22‐1による第1ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第1ビットに対して、符号化率判別部25から得られる第1ビット用符号化率情報である符号化率57/120に相当するLDPC符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、LDPC復号結果を入力とし、例えば後述する実施例1ではBCH(65535,65343)短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第1ビットの復号結果を第2ビット対数尤度比計算部22‐2及びパラレル/シリアル変換部24に送出する。   The first bit error correction decoding unit 23-1 encodes the first bit constituting the symbol using the log likelihood ratio of the first bit by the first bit log likelihood ratio calculation unit 22-1. The inner code error correction is performed in accordance with the LDPC code check matrix corresponding to the coding rate 57/120 which is the coding rate information for the first bit obtained from the rate discriminating unit 25, and the LDPC decoding result is used as an input. In the first embodiment, outer code error correction is performed according to a BCH (65535, 65343) shortened code generation polynomial, and the decoding result of the first bit is converted into a second bit log likelihood ratio calculation unit 22-2 and a parallel / serial conversion unit. 24.

第2ビット対数尤度比計算部22‐2は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第2ビットについて第1ビット同様に対数尤度比を計算して第2ビット誤り訂正復号部23‐2に送出する。   The second bit log likelihood ratio calculation unit 22-2 uses the log likelihood of the second bit constituting the symbol in the same manner as the first bit based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention. The degree ratio is calculated and sent to the second bit error correction decoding unit 23-2.

第2ビット誤り訂正復号部23‐2は、第2ビット対数尤度比計算部22‐2による第2ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第2ビットに対して、符号化率判別部25から得られる第2ビット用符号化率情報である符号化率64/120に相当するLDPC符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、LDPC復号結果を入力とし、例えば後述する実施例1ではBCH(65535,65343)短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第2ビットの復号結果を第3ビット対数尤度比計算部22‐3及びパラレル/シリアル変換部24に送出する。   The second bit error correction decoding unit 23-2 encodes the second bit constituting the symbol using the log likelihood ratio of the second bit by the second bit log likelihood ratio calculation unit 22-2. The inner code error correction is performed according to the LDPC code check matrix corresponding to the coding rate 64/120, which is the second bit coding rate information obtained from the rate discriminating unit 25, and the LDPC decoding result is used as an input. In the first embodiment, outer code error correction is performed according to a BCH (65535, 65343) shortened code generation polynomial, and the decoding result of the second bit is converted into a third bit log likelihood ratio calculation unit 22-3 and a parallel / serial conversion unit. 24.

第3ビット対数尤度比計算部22‐3は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第3ビットについて第1、第2ビット同様に対数尤度比を計算して第3ビット誤り訂正復号部23‐3に送出する。   The third bit log likelihood ratio calculation unit 22-3 is similar to the first and second bits for the third bit constituting the symbol based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention. And the log likelihood ratio is calculated and sent to the third bit error correction decoding unit 23-3.

第3ビット誤り訂正復号部23‐3は、第3ビット対数尤度比計算部22‐3による第3ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第3ビットに対して、符号化率判別部25から得られる第3ビット用符号化率情報である符号化率105/120に相当するLDPC符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、LDPC復号結果を入力とし、例えば後述する実施例1ではBCH(65535,65343)短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第3ビットの復号結果を第4ビット対数尤度比計算部22‐4及びパラレル/シリアル変換部24に送出する。   The third bit error correction decoding unit 23-3 encodes the third bit constituting the symbol using the log likelihood ratio of the third bit by the third bit log likelihood ratio calculation unit 22-3. The inner code error correction is performed according to the LDPC code check matrix corresponding to the coding rate 105/120, which is the third bit coding rate information obtained from the rate discriminating unit 25, and the LDPC decoding result is used as an input. In the first embodiment, outer code error correction is performed according to the BCH (65535, 65343) shortened code generation polynomial, and the third bit decoding result is converted into a fourth bit log likelihood ratio calculation unit 22-4 and a parallel / serial conversion unit. 24.

第4ビット対数尤度比計算部22‐4は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第4ビットについて第1、第2、第3ビット同様に対数尤度比を計算して第4ビット誤り訂正復号部23‐4に送出する。   The fourth bit log likelihood ratio calculation unit 22-4 performs the first, second, and second operations on the fourth bit constituting the symbol based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention. The log likelihood ratio is calculated in the same manner as for 3 bits and sent to the fourth bit error correction decoding unit 23-4.

第4ビット誤り訂正復号部23‐4は、第4ビット対数尤度比計算部22‐4による第4ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第4ビットに対して、符号化率判別部25から得られる第4ビット用符号化率情報である符号化率117/120に相当するLDPC符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、LDPC復号結果を入力とし、例えば後述する実施例1のBCH(65535,65343)短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第4ビットの復号結果をパラレル/シリアル変換部24に送出する。   The fourth bit error correction decoding unit 23-4 uses the fourth bit log likelihood ratio calculation unit 22-4 to encode the fourth bit constituting the symbol with respect to the fourth bit log likelihood ratio calculation unit 22-4. The inner code error correction is performed according to the LDPC code check matrix corresponding to the coding rate 117/120, which is the fourth bit coding rate information obtained from the rate discriminating unit 25, and the LDPC decoding result is used as an input. The outer code error correction is executed according to the BCH (65535, 65343) shortened code generation polynomial of the first embodiment, and the decoding result of the fourth bit is sent to the parallel / serial converter 24.

第5ビット対数尤度比計算部22‐5は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第5ビットについて第1、第2、第3、第4ビット同様に対数尤度比を計算して第5ビット誤り訂正復号部23‐5に送出する。   The fifth bit log likelihood ratio calculation unit 22-5 performs the first, second, and second operations on the fifth bit constituting the symbol based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention. 3. Similarly to the fourth and fourth bits, the log likelihood ratio is calculated and sent to the fifth bit error correction decoding unit 23-5.

第5ビット誤り訂正復号部23‐5は、第5ビット対数尤度比計算部22‐5による第5ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第5ビットに対して、符号化率判別部25から得られる第5ビット用符号化率情報である符号化率120/120に相当する、例えば後述する実施例1のBCH(65535,65343)短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第5ビットの復号結果をパラレル/シリアル変換部24に送出する。   The fifth bit error correction decoding unit 23-5 uses the fifth bit log likelihood ratio calculation unit 22-5 to encode the fifth bit constituting the symbol, using the fifth bit log likelihood ratio calculation unit 22-5. The outer code error correction according to the BCH (65535, 65343) shortened code generation polynomial of Example 1 described later, for example, corresponding to the coding rate 120/120, which is the fifth bit coding rate information obtained from the rate discriminating unit 25 And the decoding result of the fifth bit is sent to the parallel / serial converter 24.

第6ビット対数尤度比計算部22‐6は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第6ビットについて第1、第2、第3、第4、第5ビット同様に対数尤度比を計算して第6ビット誤り訂正復号部23‐6に送出する。   The sixth bit log-likelihood ratio calculation unit 22-6 first, second, and second for the sixth bit constituting the symbol based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set partitioning method according to the present invention. Similarly to the third, fourth and fifth bits, the log likelihood ratio is calculated and sent to the sixth bit error correction decoding unit 23-6.

第6ビット誤り訂正復号部23‐6は、第6ビット対数尤度比計算部22‐6による第6ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第6ビットに対して、符号化率判別部25から得られる第6ビット用符号化率情報である符号化率113/120に相当するLDPC符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、LDPC復号結果を入力とし、例えば後述する実施例1のBCH(65535,65343)短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第6ビットの復号結果をパラレル/シリアル変換部24に送出する。   The sixth bit error correction decoding unit 23-6 encodes the sixth bit constituting the symbol using the sixth bit log likelihood ratio calculation unit 22-6 by using the sixth bit log likelihood ratio calculation unit 22-6. The inner code error correction is performed according to the LDPC code check matrix corresponding to the coding rate 113/120, which is the sixth bit coding rate information obtained from the rate discriminating unit 25, and the LDPC decoding result is input, The outer code error correction is executed according to the BCH (65535, 65343) shortened code generation polynomial of the first embodiment, and the sixth bit decoding result is sent to the parallel / serial converter 24.

このようにして、第1〜第6ビット対数尤度比計算部22‐1〜22‐6及び第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6は、集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、ビット毎に得られる復号結果と対数尤度比を用いて、逐次復号を行う。したがって、第1〜第6ビット対数尤度比計算部22‐1〜22‐6及び第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6は、上記集合分割を行い信号点へのシンボルの割り当てを行った信号点とシンボルの対応関係に基づいて各シンボル構成ビットの復号を行う復号手段として機能する。   In this way, the first to sixth bit log likelihood ratio calculation units 22-1 to 22-6 and the first to sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6 are obtained by the set partition method. Based on the correspondence relationship between the symbols and signal points, successive decoding is performed using the decoding result obtained for each bit and the log likelihood ratio. Accordingly, the first to sixth bit log likelihood ratio calculation units 22-1 to 22-6 and the first to sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6 perform the above set division to perform signal division. It functions as a decoding unit that decodes each symbol constituent bit based on the correspondence between the symbol assigned signal points and the symbols.

パラレル/シリアル変換部24は、第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6から得られるシンボルを構成するビットに対応するデータ系列の復号結果をパラレル/シリアル変換し、1ビットの受信データ系列を外部に送出する。   The parallel / serial conversion unit 24 performs parallel / serial conversion on the decoding result of the data series corresponding to the bits constituting the symbols obtained from the first to sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6, and outputs 1 bit. The received data series is sent to the outside.

符号化率判別部25は、直交復調部21より得られる、誤り訂正符号の先頭を識別するために変調波信号に同期信号を多重する機能や伝送方式の設定等の情報を受信装置20に予告するための伝送多重制御信号を入力し、第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6で使用する第1〜第6ビット用符号化率情報を伝送多重制御信号から判別して、第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6にそれぞれ送出する。   The code rate discriminating unit 25 informs the receiving device 20 of information obtained from the orthogonal demodulating unit 21 such as a function of multiplexing a synchronization signal with a modulated wave signal and a transmission method setting in order to identify the head of the error correction code. The transmission multiplexing control signal is input, and the first to sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6 are used to determine the first to sixth bit coding rate information from the transmission multiplexing control signal. Are sent to the first to sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6, respectively.

(64APSKの信号点配置とビット割り当て)
ここで、マッピング部14における64APSKの信号点配置とビット割り当てについて詳細に説明する。解決すべき課題として上述したように、衛星伝送システムにおいては衛星中継器で生じる非線形歪および受信装置の適応等化性能を考慮した信号点配置を設計することで、非特許文献9で示すような白色雑音下において最適化した信号点配置を適用した場合より、伝送性能を改善できる。
(64APSK signal point arrangement and bit allocation)
Here, the 64APSK signal point arrangement and bit allocation in the mapping unit 14 will be described in detail. As described above as a problem to be solved, in the satellite transmission system, as shown in Non-Patent Document 9, by designing the signal point arrangement in consideration of the nonlinear distortion generated in the satellite repeater and the adaptive equalization performance of the receiver. The transmission performance can be improved as compared with the case where the signal point arrangement optimized under white noise is applied.

そこで、衛星伝送システムにおける64APSK符号化変調の性能改善のために、非線形歪および受信装置の適応等化性能を考慮した信号点配置の設計を検討することとした。図2(a)は非線形伝送路を通過させた場合の非特許文献9に示す受信信号点と送信信号点である。この受信信号点は非線形歪の影響を受けた後、適応等化処理を施したものである。ここで、4つの同心円を半径の小さい方から順に第1円、第2円、第3円、及び第4円と定義したとき、第2円、第3円の受信信号点に着目すると、送信信号点周辺から外れている受信信号点が多数確認される。第2円、第3円の信号点は等化の誤差の影響を受けており、受信性能を評価する指標のひとつであるMERを劣化させていることがわかる。そこで、本発明による第1実施形態では、図2(b)に示すように、非特許文献9の第3円の信号点を2点、等化誤差の少ない第4円に振り分ける。その後、後述する伝送路容量が最大となるよう位相及び半径比を設計した。以上より非線形歪及び受信装置の適応等化性能を考慮した信号点配置を適用することで、非線形伝送路における性能改善が可能である。   Therefore, in order to improve the performance of 64APSK coded modulation in the satellite transmission system, it was decided to study the design of the signal point arrangement in consideration of the nonlinear distortion and the adaptive equalization performance of the receiving apparatus. FIG. 2A shows reception signal points and transmission signal points shown in Non-Patent Document 9 when passing through a nonlinear transmission path. This received signal point is subjected to adaptive equalization processing after being influenced by nonlinear distortion. Here, when the four concentric circles are defined as the first circle, the second circle, the third circle, and the fourth circle in order from the smallest radius, if the received signal points of the second circle and the third circle are focused, the transmission Many received signal points that are out of the vicinity of the signal point are confirmed. It can be seen that the signal points of the second circle and the third circle are affected by an equalization error, which deteriorates MER, which is one of the indexes for evaluating the reception performance. Therefore, in the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2B, the signal points of the third circle of Non-Patent Document 9 are distributed to the fourth circle with a small equalization error. Thereafter, the phase and the radius ratio were designed so that the transmission path capacity described later is maximized. As described above, the performance improvement in the nonlinear transmission path is possible by applying the signal point arrangement considering the nonlinear distortion and the adaptive equalization performance of the receiving apparatus.

位相及び半径比の設計基準として変調方式を限定したシャノン限界である伝送路容量T(式(1))を利用する。伝送路容量TはAWGN伝送路において送信シンボルx、受信シンボルyとしたとき式 (1)で定義される。Mは信号点数、p(y|x)は式(2)で示されるC/Nと信号点間の最小ユークリッド距離から決まる遷移確率密度関数、σは白色雑音電力である。式(1)の第一項は受信シンボルyの平均情報量であり信号点数Mから決まる。式(1)の第二項はある送信シンボルxを送信したとき、受信シンボルがyとなる平均情報量を示している。 A transmission path capacity T (equation (1)), which is a Shannon limit that limits the modulation method, is used as a design standard for the phase and radius ratio. The transmission line capacity T is defined by the equation (1) when the transmission symbol x and the reception symbol y are used in the AWGN transmission line. M is the number of signal points, p (y | x) is the transition probability density function determined from the C / N and the minimum Euclidean distance between the signal points shown in Equation (2), and σ 2 is the white noise power. The first term of equation (1) is the average information amount of the received symbol y and is determined from the number of signal points M. The second term of Equation (1) indicates the average amount of information in which the received symbol is y when a certain transmission symbol x is transmitted.

ここで伝送路容量Tを最大化させることを考えると、信号点数M及びC/Nを固定した場合、式(1)の第二項の値を最小化すればよい。このとき式(1)の第二項は信号点間の最小ユークリッド距離の関数となり、最小ユークリッド距離が大きくなるほど第二項が小さくなる。よって式 (1)における伝送路容量Tを最大化することは、信号点間の最小ユークリッド距離を拡大することと等価である。信号点間の最小ユークリッド距離を拡大することにより、ある受信シンボルが隣接する他のシンボルとして誤って受信されてしまう可能性を低くすることができ、受信後の誤り率改善につながる。   Here, considering that the transmission line capacity T is maximized, when the number of signal points M and C / N are fixed, the value of the second term of Equation (1) may be minimized. At this time, the second term of Equation (1) is a function of the minimum Euclidean distance between signal points, and the second term becomes smaller as the minimum Euclidean distance increases. Therefore, maximizing the transmission line capacity T in Equation (1) is equivalent to increasing the minimum Euclidean distance between signal points. By expanding the minimum Euclidean distance between signal points, it is possible to reduce the possibility that a certain received symbol is erroneously received as another adjacent symbol, leading to an improvement in the error rate after reception.

以上より非線形歪及び受信装置の適応等化性能を考慮した信号点配置を設計することで、等化誤差が生じやすい第3円の信号点数を減らすことができ、非線形伝送路における多値変調方式の伝送性能改善につながる。具体的な信号点配置の設計方法としては、円周上に配置する信号点数は非特許文献9の信号点配置において第3円の信号点を2点、第4円に振り分け、信号点の位相、円周間の半径比に関しては、式(1)に示す伝送路容量が最大となるようそれぞれの値を設計した。   As described above, by designing the signal point arrangement in consideration of the nonlinear distortion and the adaptive equalization performance of the receiving apparatus, the number of signal points in the third circle, which is likely to cause an equalization error, can be reduced. Leads to improved transmission performance. As a specific signal point arrangement design method, the number of signal points arranged on the circumference is divided into 2 points and 4 circles in the signal point arrangement of Non-Patent Document 9, and the phase of the signal points As for the radius ratio between the circumferences, the respective values were designed so that the transmission line capacity shown in the equation (1) is maximized.

より具体的に、本発明の64APSKの信号点配置設計については、円周上に配置する信号点数については、非線形歪及び受信装置の適応等化性能を考慮し設計を行い、位相、半径比については信号点数M=64、設計C/N=16dBとし式(1)により計算した伝送路容量が最大となるよう設計した。設計C/Nは64APSK(LDPC符号化率4/5)の理論限界C/N=14.9dBに対し、約1dBのギャップを性能目標としC/N=16dBとした。   More specifically, in the 64APSK signal point arrangement design of the present invention, the number of signal points arranged on the circumference is designed in consideration of nonlinear distortion and the adaptive equalization performance of the receiving apparatus, and the phase and radius ratio are determined. Is designed so that the transmission line capacity calculated by the equation (1) is maximized with the number of signal points M = 64 and the design C / N = 16 dB. The design C / N is C / N = 16 dB with a performance target of a gap of about 1 dB against the theoretical limit C / N = 14.9 dB of 64APSK (LDPC coding rate 4/5).

設計パラメータは、図3に示すように、(a)第1円〜第4円の各々の信号点配置上の信号点数、(b)第1円〜第4円の各々の信号点の位相(I軸の基準位相0度に対し左回りで各円における最初の位相θ1〜θ4と位相間隔θ1〜θ4)、(c)第1円〜第4円に関する円周間の半径比(γ1〜γ3)とし、伝送路容量が最大となるようそれぞれの設計パラメータを決定した。尚、第1円〜第4円の各半径をそれぞれr1〜r4とし、r1を基準に半径比をγ1=r2/r1, γ2=r3/r1, γ3=r4/r1と定義した。 As shown in FIG. 3, the design parameters include (a) the number of signal points on the signal point arrangement of each of the first circle to the fourth circle, and (b) the phase of each signal point of the first circle to the fourth circle ( The first phase θ 0 1 to θ 0 4 and the phase interval θ1 to θ4 in each circle counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degree on the I axis), (c) Radius ratio between the circumferences regarding the first circle to the fourth circle (Γ1 to γ3), and the respective design parameters were determined so as to maximize the transmission path capacity. The radii of the first circle to the fourth circle were defined as r1 to r4, and the radius ratios were defined as γ1 = r2 / r1, γ2 = r3 / r1, and γ3 = r4 / r1 with reference to r1.

設計した64APSKの信号点配置を表11に示す。尚、表11は、本設計により生成した送信電力1で規格化したIQ信号の信号点座標を示している。また、表11の信号点配置に対応して最適化された各設計パラメータ及び伝送路容量について、DVB−S2Xと対比可能に表12に示している。   Table 11 shows the designed signal point arrangement of 64APSK. Table 11 shows the signal point coordinates of the IQ signal normalized by the transmission power 1 generated by this design. Further, Table 12 shows each design parameter and transmission path capacity optimized corresponding to the signal point arrangement in Table 11 so that they can be compared with DVB-S2X.

次に、上記の64APSKの信号点配置へのビット割り当てについても最適化を行っている。従来技術である集合分割法を適用した多値符号化変調は、集合分割法に基づき前ビットの復号結果に応じて信号点を分割していき、各ビットを復調していく。例えば第2ビット(a2)の復調については、第1ビット(a1)の復調結果によりa1=0, a1=1の信号点にそれぞれ分割した後復調され、第2ビット以降についても同様の手順で信号点を分割し復調していく。このように信号点の分割を進めるごとに、信号点間の最小ユークリッド距離を拡大することが可能であり、上位ビット(第1ビットを最下位ビットとする)へ行くに従い各ビットのBER特性は向上し、全体としての伝送特性を改善することが可能である。   Next, the bit allocation to the 64 APSK signal point arrangement is also optimized. In the multilevel coding modulation to which the set division method, which is a conventional technique, is applied, signal points are divided according to the decoding result of the previous bit based on the set division method, and each bit is demodulated. For example, the demodulation of the second bit (a2) is demodulated after being divided into signal points of a1 = 0 and a1 = 1 according to the demodulation result of the first bit (a1), and the second and subsequent bits are also subjected to the same procedure. The signal points are divided and demodulated. In this way, each time the signal points are divided, the minimum Euclidean distance between the signal points can be increased, and the BER characteristic of each bit becomes higher as it goes to the upper bit (the first bit is the least significant bit). It is possible to improve and improve the transmission characteristics as a whole.

このように集合分割法を適用するためには、分割後の信号点の最小ユークリッド距離がなるべく大きくなるよう各信号点へビットを割り当てる必要がある。QAMのような信号点が格子配列のものについては、幾何学的に隣接する信号点の最小ユークリッド距離を拡大するビット割り当てが可能であるが、APSKのように信号点配置が一意に決まらないような変調方式については、幾何学的に最小ユークリッド距離を拡大することが難しい。   In order to apply the set division method in this way, it is necessary to assign bits to each signal point so that the minimum Euclidean distance of the signal points after division is as large as possible. For QAM and other signal points having a grid arrangement, bit allocation that expands the minimum Euclidean distance between geometrically adjacent signal points is possible, but the signal point arrangement is not uniquely determined as in APSK. For a simple modulation scheme, it is difficult to increase the minimum Euclidean distance geometrically.

そこで本発明に係る64APSKのマッピングにおいては、上記の伝送路容量T(式(1))を基準に各信号点へのビット割り当てを行う。上述の通り伝送路容量を最大化することは最小ユークリッド距離を拡大することと等価である。よって信号点分割後の伝送路容量が最大となるビット割り当てを行うことで、64APSKに集合分割法を適用した際、信号点分割後の最小ユークリッド距離を拡大することが可能である。   Therefore, in the 64APSK mapping according to the present invention, bit allocation to each signal point is performed based on the transmission path capacity T (Equation (1)). As described above, maximizing the transmission line capacity is equivalent to increasing the minimum Euclidean distance. Therefore, by performing bit allocation that maximizes the transmission path capacity after signal point division, when the set division method is applied to 64 APSK, it is possible to increase the minimum Euclidean distance after signal point division.

具体的には、集合分割法に基づく64APSKの信号点配置にビット割り当てを行う際の評価関数として伝送路容量の式(1)を適用し、C/N=16dBで信号分割後の伝送路容量が最大となるようなビット割り当てを行う。伝送路容量を基準に信号点へ第1ビット〜第6ビットを割り当てた結果、図4に示す結果が得られる。図4では、信号点に割り当てた6ビットは左から順に第1ビット(a1)、第2ビット(a2)、…、第6ビット(a6)と定義し、左から3ビット毎に8進数表記で記している。また、図5に、受信装置20側における直交復調部21の出力に相当する、ビットごとの誤り訂正前のBER特性を示している。   Specifically, the transmission path capacity equation (1) is applied as an evaluation function when assigning bits to the 64APSK signal point arrangement based on the set division method, and the transmission path capacity after signal division at C / N = 16 dB. Bit allocation is performed so that becomes the maximum. As a result of assigning the first to sixth bits to the signal point based on the transmission path capacity, the result shown in FIG. 4 is obtained. In FIG. 4, the 6 bits assigned to the signal points are defined in order from the left as the first bit (a1), the second bit (a2),..., The sixth bit (a6). It is written in. FIG. 5 shows the BER characteristic before error correction for each bit, which corresponds to the output of the orthogonal demodulation unit 21 on the receiving device 20 side.

ただし、集合分割法に基づく64APSKの誤り訂正符号として、ビット毎にLDPC符号(内符号)とBCH符号(外符号)から成る連接符号を適用するには、現行規格(ISDB−S3:非特許文献5)で採用されているLDPC符号は、誤り訂正前のBERが1.5×10−1から2.0×10−3の範囲において、符号のランダム性を保った設計が可能である。また、BCH(65535,65167,t=23)符号を外符号として適用する場合、疑似エラーフリー(1×10−11)が期待できる誤り訂正前のBERは1.2×10−4以下である。ここで、図5においてC/N=16dBに着目すると、第1ビットのBERが1.96×10−1であり、LDPC符号設計範囲外である。 However, as a 64APSK error correction code based on the set division method, a current standard (ISDB-S3: Non-Patent Document) is used to apply a concatenated code consisting of an LDPC code (inner code) and a BCH code (outer code) for each bit. The LDPC code adopted in 5) can be designed with the randomness of the code maintained within the range of BER before error correction from 1.5 × 10 −1 to 2.0 × 10 −3 . Further, when a BCH (65535, 65167, t = 23) code is applied as an outer code, the BER before error correction in which pseudo error free (1 × 10 −11 ) can be expected is 1.2 × 10 −4 or less. . Here, focusing on C / N = 16 dB in FIG. 5, the BER of the first bit is 1.96 × 10 −1, which is outside the LDPC code design range.

そこで、図4のビット割り当てからビット入替えを行うことにより、第1ビット〜第6ビットのBERがLDPC符号適用範囲内またはBCH符号のみで誤り訂正可能となるようなビット割り当てを行った。そのときのビット割り当て結果を図6に、ビットごとの誤り訂正前のBER特性を図7に示す。また、このビット入替えを行なった後の第1〜6ビットまでの集合分割法の分割結果を図8に示している。尚、図8では、簡単のためa1=0, a2=0, a3=0, a4=0, a5=0の場合を示し、その他の分割結果については省略している。   Therefore, by performing bit replacement from the bit allocation of FIG. 4, bit allocation is performed such that the BER of the first bit to the sixth bit can be error-corrected within the LDPC code application range or only with the BCH code. FIG. 6 shows the bit allocation result at that time, and FIG. 7 shows the BER characteristics before error correction for each bit. In addition, FIG. 8 shows the result of division by the set division method up to the first to sixth bits after this bit replacement. For simplicity, FIG. 8 shows a case where a1 = 0, a2 = 0, a3 = 0, a4 = 0, and a5 = 0, and the other division results are omitted.

即ち、第1実施形態のマッピング部14は、図6に示すような、64APSKの信号点配置に対するシンボルを構成する各ビットのビット割り当てとして、表13に示すようなマッピングを行う。   That is, the mapping unit 14 according to the first embodiment performs mapping as shown in Table 13 as bit allocation of each bit constituting a symbol with respect to the 64APSK signal point arrangement as shown in FIG.

(実施例1〜3のLDPC符号の符号パラメータ)
ここで、図7のBER特性よりC/N=16dBにおける第5ビット(a5)のBERは1.17×10−4であり、BCH外符号のみでエラーフリーが達成できる。最終的に、本発明ではLDPC符号の全体の平均符号化率4/5を満たしつつ、第1ビット(a1) から第4ビット(a4)及び第6ビット(a6)に適用するLDPC符号化率を調整し、白色雑音の下で所要C/N(BER=1×10−11 相当のC/N と定義)が最小となるLDPC符号を設計した。
(Code parameters of LDPC codes of Examples 1 to 3)
Here, from the BER characteristics of FIG. 7, the BER of the fifth bit (a5) at C / N = 16 dB is 1.17 × 10 −4 , and error-free can be achieved with only the BCH outer code. Finally, in the present invention, the LDPC coding rate applied to the first bit (a1) to the fourth bit (a4) and the sixth bit (a6) while satisfying the overall average coding rate 4/5 of the LDPC code. And an LDPC code that minimizes the required C / N (defined as BER = 1 × 10 −11 equivalent C / N) under white noise.

このとき、LDPC検査行列の構造はISDB−S3と同一とした。即ち、誤り訂正符号化部12は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをLDPC符号化する符号化器を備えるよう構成し、この符号化器は、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、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、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う。   At this time, the structure of the LDPC check matrix was the same as ISDB-S3. That is, the error correction encoding unit 12 is configured to include an encoder that performs LDPC encoding of the digital data using a unique check matrix for each encoding rate, and this encoder is a code of 44880 bits. Using a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate as an initial value as an initial value, one element of a submatrix corresponding to the information length according to the coding rate is arranged in a column direction at intervals of 374 columns. LDPC encoding is performed using the check matrix configured as described above.

設計したLDPC符号の仕様として、表14に示すビット毎の符号化率で、LDPC符号の全体の平均符号化率4/5を満たすものとし、それぞれ図9〜図11に示す実施例1から3のスロット構成とした。また、表14に示すビット毎のLDPC符号における検査行列の初期値テーブルは、上述した表1〜表5に示すとおりである。   As the specifications of the designed LDPC code, the coding rate for each bit shown in Table 14 satisfies the average coding rate 4/5 of the entire LDPC code, and Examples 1 to 3 shown in FIGS. 9 to 11 respectively. Slot configuration. The initial value table of the check matrix in the LDPC code for each bit shown in Table 14 is as shown in Tables 1 to 5 described above.

尚、図9に示す実施例1のスロット構成においては、スロットヘッダ領域を活用して、TLVパケットなどのバイト単位で構成された可変長パケットを収容することが想定されるが、この実施例1のスロット構成においては、スロットを構成する符号系列毎に見た場合、情報ビットがバイト単位で構成されておらず、可変長パケットの切れ目を示すバイト情報をスロットヘッダ領域に書き込むことが困難になることが予想される。   In the slot configuration of the first embodiment shown in FIG. 9, it is assumed that a variable length packet configured in units of bytes such as a TLV packet is accommodated by utilizing the slot header area. In this slot configuration, when viewed for each code sequence constituting the slot, the information bits are not configured in units of bytes, and it becomes difficult to write byte information indicating breaks in the variable-length packet in the slot header area. It is expected that.

そこで、図10に示す実施例2のように、各ビットの符号系列ごとに情報ビットがバイト単位で構成されたスロット構成を用いることで、バイト単位で構成される可変長パケットの切れ目を示す情報をスロットヘッダ領域に書き込む機能を担保して収容することが可能となる。   Therefore, as in the second embodiment shown in FIG. 10, by using a slot configuration in which information bits are configured in units of bytes for each code sequence of bits, information indicating the breaks in variable-length packets configured in units of bytes. Can be accommodated while ensuring the function of writing to the slot header area.

また、より高い訂正能力のBCH符号を外符号として適用するために、44880ビットからなる符号長のスロットを、BCH(65535,65167)短縮符号を用いて図11に示すような実施例3のスロット構成とすることができる。   Further, in order to apply a BCH code having a higher correction capability as an outer code, a slot having a code length of 44880 bits is replaced with the slot of the third embodiment as shown in FIG. 11 using a BCH (65535, 65167) shortened code. It can be configured.

つまり、図9に示す実施例1のスロット構成では、従来からの高度衛星放送方式のスロット構成と同様に、176ビットのスロットヘッダと6ビットのスタッフビットが設けられている。しかしながら、目標とする所要C/Nにおいて、シンボル構成ビットの各ビットのうち第5ビット(a5)のビット誤りが、BCH(65535,65343)短縮符号のみで十分に訂正できないほど大きくなるような場合に、44880ビットからなる符号長を変えることなく訂正能力の強化を行うことが望ましい。また、第1ビットから第4ビット及び第6ビット(a6)の各ビットにおいてもBCH(65535,65167)短縮符号を適用することで、第1ビットから順に復号する際の誤り伝搬の影響を軽減することが可能となる。   That is, the slot configuration of the first embodiment shown in FIG. 9 is provided with a 176-bit slot header and 6-bit stuff bits, as in the conventional slot configuration of the advanced satellite broadcasting system. However, in the target required C / N, the bit error of the fifth bit (a5) out of each bit of the symbol constituent bits becomes so large that it cannot be sufficiently corrected only by the BCH (65535, 65343) shortened code. In addition, it is desirable to enhance the correction capability without changing the code length of 44880 bits. Also, by applying the BCH (65535, 65167) shortened code to each bit from the first bit to the fourth bit and the sixth bit (a6), the influence of error propagation when sequentially decoding from the first bit is reduced. It becomes possible to do.

そこで、図11に示すように、実施例3のスロット構成では、スロットヘッダの領域を削除し、削除した176ビットについてはBCH符号のパリティに割り当て、訂正能力12ビットのBCH(65535,65343)短縮符号から訂正能力23ビットのBCH(65535,65167)短縮符号に強化する。このようにスロットヘッダを削除しても、伝送多重制御信号に、この双方を識別可能な情報を設けることで信号識別上の問題は生じない。   Therefore, as shown in FIG. 11, in the slot configuration of the third embodiment, the slot header area is deleted, the deleted 176 bits are allocated to the parity of the BCH code, and the BCH (65535, 65343) shortening with a correction capability of 12 bits is performed. The code is strengthened to a BCH (65535, 65167) shortened code having a correction capability of 23 bits. Even if the slot header is deleted in this way, there is no problem in signal identification by providing information capable of identifying both of them in the transmission multiplex control signal.

これにより、目標とする所要C/Nが、十分に高い場合(即ち、BCH(65535,65343)短縮符号によって定まる所要C/Nよりも高い目標値となる場合)は、実施例3のスロット構成(図11)を採用することができ、従って目標とする所要C/Nに応じて、実施例1又は実施例2のスロット構成(図9、図10)と実施例3のスロット構成(図11)を切り替えて採用することもできる。   Thereby, when the target required C / N is sufficiently high (that is, when the target value is higher than the required C / N determined by the BCH (65535, 65343) shortened code), the slot configuration of the third embodiment (FIG. 11) can be employed, and therefore the slot configuration of the first or second embodiment (FIGS. 9 and 10) and the slot configuration of the third embodiment (FIG. 11) according to the target required C / N. ) Can be switched and adopted.

尚、BCH(65535,65167)短縮符号の生成多項式は、特許文献1に開示されているとおりである。また、BCH(65535,65343)短縮符号の生成多項式は、非特許文献5に開示されているとおりである。   A generator polynomial for the BCH (65535, 65167) shortened code is as disclosed in Patent Document 1. Further, the generator polynomial for the BCH (65535, 65343) shortened code is as disclosed in Non-Patent Document 5.

本発明の効果として、図1の送信装置10及び受信装置20において、図11のスロット構成を用いた場合の伝送性能(シミュレーション結果)を説明する。伝送モデルは白色雑音を想定し、BCH外符号はBCH(65535,65167,t=23)符号とし、LDPC符号の復号反復回数は1段あたり最大50回に設定した。   As an effect of the present invention, the transmission performance (simulation result) when the slot configuration of FIG. 11 is used in the transmission device 10 and the reception device 20 of FIG. 1 will be described. The transmission model assumes white noise, the BCH outer code is a BCH (65535, 65167, t = 23) code, and the number of decoding iterations of the LDPC code is set to a maximum of 50 times per stage.

表14に従い、本例では12GHz帯衛星中継器を介することを想定した非線形伝送路における計算機シミュレーションによるC/N対BER特性を図12に示す。図12では、同非線形伝送モデルを伝播した場合の非特許文献9のシミュレーション結果もプロットした。計算機シミュレーションはBER=10−8 オーダーまで行い、線形補間によりBER=1×10−11 まで外挿した。図12より得られる結果を図13に示している。図13より、12GHz帯衛星中継器を介することを想定した非線形伝送路において、本発明技術の所要C/N は17.18dBであり、非特許文献9より0.34dBの性能改善が可能である。 In accordance with Table 14, FIG. 12 shows C / N vs. BER characteristics by computer simulation in a non-linear transmission path that is assumed to be via a 12 GHz band satellite repeater in this example. In FIG. 12, the simulation result of Non-Patent Document 9 when the nonlinear transmission model is propagated is also plotted. The computer simulation was performed up to BER = 10 −8 order, and extrapolated to BER = 1 × 10 −11 by linear interpolation. The results obtained from FIG. 12 are shown in FIG. From FIG. 13, in the nonlinear transmission path that is assumed to be via a 12 GHz band satellite repeater, the required C / N of the technology of the present invention is 17.18 dB, which can be improved by 0.34 dB from Non-Patent Document 9. .

特に、非特許文献9の技法では、64APSKの新たな信号点配置として、ユークリッド距離の拡大の観点から4つの同心円上における各信号点の配置個数を最適化し、当該4つの同心円のいずれかに各信号点の振幅値をほぼ一致させ、各信号点の位相値を調整したものとしている。一方、本発明による第1実施形態に係る64APSKの更に新たな信号点配置では、非線形歪及び受信装置の適応等化性能を考慮した信号点配置として、非特許文献9に信号点配置から等化誤差の生じやすい第3円の信号点を2点、第4円へ振り分けている。   In particular, in the technique of Non-Patent Document 9, as a new signal point arrangement of 64APSK, the number of signal points arranged on four concentric circles is optimized from the viewpoint of expanding the Euclidean distance, and each of the four concentric circles is optimized. It is assumed that the amplitude values of the signal points are substantially matched and the phase value of each signal point is adjusted. On the other hand, in the newer signal point arrangement of 64APSK according to the first embodiment of the present invention, non-patent document 9 describes the equalization from the signal point arrangement as a signal point arrangement taking into account nonlinear distortion and the adaptive equalization performance of the receiving apparatus. The signal points of the third circle, which are likely to cause errors, are distributed to two points and the fourth circle.

また、本発明に係る64APSKの更に新たな信号点配置を利用した集合分割法によるビット割り当てでは、式(1)に基づく計算法に基づき最適化されたビット割り当てから上述した所定の信号電力対雑音電力比を満たすようビット入れ替えを施したものとすることで、ビット誤り率をより抑えることができる。   Further, in the bit allocation by the set division method using the 64APSK further new signal point arrangement according to the present invention, the predetermined signal power vs. noise described above from the bit allocation optimized based on the calculation method based on the equation (1). The bit error rate can be further suppressed by performing bit replacement so as to satisfy the power ratio.

更に、本発明に係る当該64APSKの新たな信号点配置及び新たな集合分割法によるビット割り当てを基にした誤り訂正符号では、LDPC符号とBCH符号による連接符号として6スロットのスロット構成について、その全体のLDPC符号の平均符号化率を4/5を満たすものとし、当該6スロットにおける個々のスロットのLDPC符号化率を表14に示すように定義し、集合分割法におけるLDPC符号の検査行列初期値テーブルを最適化したものとすることで、伝送性能をより向上させることができる。   Further, the error correction code based on the new 64APSK signal constellation and bit allocation by the new set partitioning method according to the present invention, the entire slot configuration of 6 slots as a concatenated code by the LDPC code and the BCH code. The average coding rate of the LDPC code is 4/5, the LDPC coding rate of each slot in the 6 slots is defined as shown in Table 14, and the parity check matrix initial value of the LDPC code in the set partitioning method is defined. The transmission performance can be further improved by optimizing the table.

これによって、本発明に係る一実施形態の送信装置10及び受信装置20の構成では、例えば12GHz帯衛星中継器を介する非線形伝送路において非特許文献9の技法に対して0.34dBの性能改善が可能となっている。   As a result, in the configuration of the transmission device 10 and the reception device 20 according to an embodiment of the present invention, for example, a performance improvement of 0.34 dB is achieved with respect to the technique of Non-Patent Document 9 in a nonlinear transmission path via a 12 GHz band satellite repeater. It is possible.

〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態の伝送システムにおける送信装置10及び受信装置20について説明する。尚、第1実施形態と同様な構成要素には同一の参照番号を付している。図1は、本発明による第1実施形態の送信装置10及び受信装置20のブロック図である。尚、実際の送信装置10は、誤り訂正符号の先頭を識別するために変調波信号に同期信号を多重する機能、ISDB−S等に採用されている伝送方式の設定等の情報を受信機に予告するための伝送多重制御信号(TMCC信号とも呼ぶ)を変調波信号に多重する機能などを有する。また、実際の受信装置20には、変調波信号に多重された同期信号を検出し誤り訂正符号の先頭を検出する同期検出機能や、伝送多重制御信号から伝送方式の設定等の情報を検出して変調方式や符号化率等の設定を行う制御機能などを有するが、その詳細な図示を省略している。
[Second Embodiment]
Next, the transmission device 10 and the reception device 20 in the transmission system of the second embodiment will be described. In addition, the same reference number is attached | subjected to the component similar to 1st Embodiment. FIG. 1 is a block diagram of a transmission device 10 and a reception device 20 according to the first embodiment of the present invention. Note that the actual transmission device 10 provides the receiver with information such as the function of multiplexing the synchronization signal with the modulated wave signal in order to identify the head of the error correction code, the setting of the transmission method employed in ISDB-S, etc. It has a function of multiplexing a transmission multiplex control signal (also referred to as a TMCC signal) for notification to a modulated wave signal. In addition, the actual receiving device 20 detects information such as a synchronization detection function that detects a synchronization signal multiplexed with a modulated wave signal and detects the head of an error correction code, and a transmission method setting from a transmission multiplexing control signal. However, the detailed illustration of the control function for setting the modulation system and coding rate is omitted.

(装置構成)
〔送信装置〕
図14を参照するに、第2実施形態の送信装置10は、前方向誤り訂正方式の送信装置であり、シリアル/パラレル変換部11と、誤り訂正符号化部12と、符号化率設定部13と、マッピング部14と、直交変調部15と、符号化率判別信号多重部16とを備える。即ち、送信装置10の機能ブロック構成は、集合分割法による符号化変調送信装置と変わらないが、誤り訂正符号化部12の処理、符号化率設定部13及び、附随するマッピング部14が従来技法と異なる。
(Device configuration)
[Transmitter]
Referring to FIG. 14, a transmission apparatus 10 according to the second embodiment is a forward error correction transmission apparatus, and includes a serial / parallel conversion unit 11, an error correction coding unit 12, and a coding rate setting unit 13. A mapping unit 14, an orthogonal modulation unit 15, and a coding rate determination signal multiplexing unit 16. That is, the functional block configuration of the transmission device 10 is the same as that of the coded modulation transmission device based on the set division method, but the processing of the error correction coding unit 12, the coding rate setting unit 13, and the accompanying mapping unit 14 are the conventional techniques. And different.

シリアル/パラレル変換部11は、1ビットの送信データ系列を、使用する変調方式の多値数をLとするとM=logLビットのデータ系列(64値変調の場合、M=log64=6ビットの系列)に変換し、誤り訂正符号化部12に送出する。 The serial / parallel converter 11 is configured such that a 1-bit transmission data sequence is M = log 2 L-bit data sequence (in the case of 64-value modulation, M = log 2 64 = 6-bit series) and sent to the error correction coding unit 12.

誤り訂正符号化部12は、第1誤り訂正符号化部12‐1〜第6誤り訂正符号化部12‐6から構成され、所定の誤り訂正符号(例えば、BCH符号及びLDPC符号)により符号化した6系統の符号系列を生成する。   The error correction encoding unit 12 includes a first error correction encoding unit 12-1 to a sixth error correction encoding unit 12-6, and encodes with a predetermined error correction code (for example, a BCH code and an LDPC code). The six code sequences are generated.

第1誤り訂正符号化部12‐1〜第6誤り訂正符号化部12‐6のそれぞれは、外符号を例えば後述する実施例1としてBCH(65535,65343)短縮符号とし、内符号を符号長44880のLDPC符号とする。また、後述するLDPC符号に適用する符号化率が120/120の場合は、LDPCパリティは付加せず、例えば後述する実施例1としてBCH(65535,65343)短縮符号のみで誤り訂正符号化を行う。   Each of the first error correction encoding unit 12-1 to the sixth error correction encoding unit 12-6 uses an outer code as a BCH (65535, 65343) shortened code, for example, as Example 1 described later, and an inner code as a code length. This is a 44880 LDPC code. Further, when the coding rate applied to the LDPC code described later is 120/120, no LDPC parity is added, and error correction coding is performed using only a BCH (65535, 65343) shortened code as Example 1 described later. .

符号化率設定部13は、当該集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対してLDPC符号の符号化率を個別に設定する。特に、本発明に係るLDPC符号として、平均符号化率96/120(即ち、4/5)を有し、集合分割法に基づく64APSK変調の各ビットにおいて、第2実施形態の符号化率設定部13は、図21〜図23を参照して詳細は後述するが、第2実施形態に係る実施例1から3では第1ビットには符号化率61/120、第2ビットには符号化率63/120、第3ビットには101/120、第4ビットには符号化率115/120、第5ビットには符号化率116/120、第6ビットには符号化率120/120(LDPCパリティ無し)の符号化率を設定する。   The coding rate setting unit 13 individually sets the coding rate of the LDPC code for each bit of the symbol constituent bits in the set division method. In particular, the LDPC code according to the present invention has an average coding rate of 96/120 (that is, 4/5), and each bit of 64APSK modulation based on the set partitioning method has the coding rate setting unit of the second embodiment. 13 will be described in detail later with reference to FIGS. 21 to 23. In Examples 1 to 3 according to the second embodiment, the coding rate is 61/120 for the first bit and the coding rate for the second bit. 63/120, 101/120 for the third bit, 115/120 for the fourth bit, 116/120 for the fifth bit, 120/120 for the sixth bit (LDPC) Set the coding rate (no parity).

これにより、誤り訂正符号化部12は、集合分割法によるシンボル構成ビットの訂正能力を考慮した符号化率が設定され、十分な訂正能力を有するLDPC符号化を行うことができる。従って、集合分割法における周波数利用効率を高めることが可能となる。   Thereby, the error correction encoding unit 12 is set with a coding rate in consideration of the correction capability of the symbol constituent bits by the set division method, and can perform LDPC encoding having sufficient correction capability. Accordingly, it is possible to increase the frequency use efficiency in the set division method.

尚、第2実施形態の例では、LDPC符号長は44880であり、高度衛星放送方式(非特許文献5参照)と同一の符号長であることから、高度衛星放送方式のスロットのビット割り当てに準じてスロット化することが可能であり、後述する各実施例のスロット構成においてもスロットヘッダを初めとして、同様の割り当てを適用することが可能である。また、後述するマッピング部14においても、64APSK適用時にビット割り当ての過不足が生じないマッピングが可能である。   In the example of the second embodiment, the LDPC code length is 44880, which is the same code length as that of the advanced satellite broadcasting system (see Non-Patent Document 5). In the slot configuration of each embodiment described later, the same assignment can be applied starting with the slot header. In addition, the mapping unit 14 to be described later can perform mapping that does not cause excessive or insufficient bit allocation when 64 APSK is applied.

マッピング部14は、当該6系統の符号系列を入力シンボル系列とし、シンボルに対応した信号点のI軸及びQ軸の振幅値をIQ信号の信号点系列として直交変調部15に出力する。ここで、第2実施形態のマッピング部14による64APSKの信号点配置は、第1実施形態とは異なり、且つ非線形歪と受信装置の適応等化性能を考慮して、非線形伝送路において伝送性能が向上するよう信号点の位相及び半径比を設計した信号点配置であり、この信号点配置に基づくビット割り当て例として、図18には、本発明による第2実施形態に係る64APSKにおける集合分割法を適用した場合のシンボルへのビット割り当て例を示している。また、図18に示すマッピングによる集合分割法を適用した場合の、64APSKの集合分割のプロセスを図20に示す。即ち、本発明に係るマッピングに用いるシンボルと信号点との対応関係は、図20(a)から図20(f)で図示する順番で、シンボル構成ビットにおける各ビットの分割を進めながら割り当てる集合分割法を用いる。   The mapping unit 14 uses the six code sequences as input symbol sequences, and outputs the I-axis and Q-axis amplitude values of the signal points corresponding to the symbols to the orthogonal modulation unit 15 as IQ signal point sequences. Here, the 64APSK signal point arrangement by the mapping unit 14 of the second embodiment is different from that of the first embodiment, and the transmission performance in the nonlinear transmission path is considered in consideration of the nonlinear distortion and the adaptive equalization performance of the receiving apparatus. This is a signal point arrangement in which the phase and radius ratio of signal points are designed to be improved. As an example of bit allocation based on this signal point arrangement, FIG. 18 shows a set division method in 64APSK according to the second embodiment of the present invention. An example of bit allocation to symbols when applied is shown. FIG. 20 shows a 64APSK set partitioning process when the set partitioning method by mapping shown in FIG. 18 is applied. In other words, the correspondence between the symbols and signal points used for the mapping according to the present invention is set division assigned in the order shown in FIGS. 20 (a) to 20 (f) while the division of each bit in the symbol constituent bits is advanced. Use the law.

従って、マッピング部14は、上記対応関係に基づいて、複数の符号系列からなる入力シンボル系列を信号点系列に変換するシンボル/信号点変換手段として機能する。   Therefore, the mapping unit 14 functions as a symbol / signal point conversion unit that converts an input symbol sequence composed of a plurality of code sequences into a signal point sequence based on the correspondence.

直交変調部15は、マッピング部14により生成されたIQ信号に対して、ロールオフフィルタ処理を実行後、直交変調を施した変調波信号を生成し、外部の伝送路に伝送する。本件における伝送路は、例えば12GHz帯衛星中継器を介する非線形伝送路である。   The quadrature modulation unit 15 performs a roll-off filter process on the IQ signal generated by the mapping unit 14, generates a modulated wave signal subjected to quadrature modulation, and transmits the modulated wave signal to an external transmission path. The transmission line in this case is, for example, a non-linear transmission line via a 12 GHz band satellite repeater.

符号化率判別信号多重部16は、符号化率設定部13により誤り訂正符号化部12に対して設定したシンボル構成ビットの各ビット用の符号化率情報を、符号化率設定部13から受け取り伝送多重制御信号(即ち、TMCC信号)によって伝送するよう直交変調部15における変調波信号に多重する機能を有する。   The coding rate determination signal multiplexing unit 16 receives from the coding rate setting unit 13 coding rate information for each bit of the symbol configuration bits set for the error correction coding unit 12 by the coding rate setting unit 13. It has a function of multiplexing the modulated wave signal in the quadrature modulation unit 15 so as to transmit by a transmission multiplexing control signal (that is, TMCC signal).

〔受信装置〕
第2実施形態の受信装置20は、前方向誤り訂正方式の受信装置であり、直交復調部21と、第1〜第6ビット対数尤度比計算部22‐1〜22‐6と、第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6と、パラレル/シリアル変換部24と、符号化率判別部25と、適応等化部26とを備える。即ち、受信装置20の機能ブロック構成は、集合分割法による符号化変調受信装置と変わらないが、直交復調部21及び、第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6の処理が従来技法と異なる。
[Receiver]
The receiver 20 of the second embodiment is a forward error correction receiver, and includes an orthogonal demodulator 21, first to sixth bit log likelihood ratio calculators 22-1 to 22-6, To sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6, a parallel / serial conversion unit 24, a coding rate determination unit 25, and an adaptive equalization unit 26. That is, the functional block configuration of the receiving device 20 is the same as that of the coded modulation receiving device by the set division method, but the processing of the orthogonal demodulating unit 21 and the first to sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6. Is different from the conventional technique.

直交復調部21は、前述した本発明に係る集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいてIQ信号の信号点系列を変調した64APSKの変調波信号を、非線形伝送路を介して送信装置10から受信してその変調波信号に対し64APSKの信号点配置に対応する直交復調処理を施して復調信号を生成し適応等化部26に出力する。主信号のシンボルに対応する受信信号点系列を第1〜第6ビット対数尤度比計算部22‐1〜22‐6の各々に出力する。したがって、直交復調部21は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて変調されたIQ信号の信号点系列を直交復調することで復元し出力する、直交復調手段として機能する。   The orthogonal demodulator 21 transmits a 64APSK modulated wave signal obtained by modulating the signal point sequence of the IQ signal based on the correspondence relationship between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention, via a nonlinear transmission path. Then, the signal is received from the transmitting apparatus 10 and subjected to orthogonal demodulation processing corresponding to the 64 APSK signal point arrangement for the modulated wave signal to generate a demodulated signal and output it to the adaptive equalization unit 26. The received signal point series corresponding to the main signal symbol is output to each of first to sixth bit log likelihood ratio calculation units 22-1 to 22-6. Accordingly, the orthogonal demodulation unit 21 recovers and outputs the signal point sequence of the IQ signal modulated based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention by orthogonal demodulation, and outputs the orthogonal signal. Functions as a means.

適応等化部26は、前記復調信号に対し適応等化処理を施すことにより、前記非線形伝送路に起因する歪を補償した受信信号点系列を第1〜第6ビット対数尤度比計算部22‐1〜22‐6の各々に出力する。   The adaptive equalization unit 26 performs adaptive equalization processing on the demodulated signal, thereby converting the received signal point series compensated for distortion caused by the nonlinear transmission path into first to sixth bit log likelihood ratio calculation units 22. -1 to 22-6.

第1ビット対数尤度比計算部22‐1は、本発明に係る集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第1ビットについて当該ビットが1及び0である確率(尤度)P11及びP10を求め、それらの比P11/P10の自然対数(LLR:対数尤度比)を計算し、第1ビット誤り訂正復号部23‐1に送出する。   The first bit log likelihood ratio calculation unit 22-1 uses 1 and 0 for the first bit constituting the symbol based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention. Are calculated, and the natural logarithm (LLR: log likelihood ratio) of the ratio P11 / P10 is calculated and sent to the first bit error correction decoding unit 23-1.

第1ビット誤り訂正復号部23‐1は、第1ビット対数尤度比計算部22‐1による第1ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第1ビットに対して、符号化率判別部25から得られる第1ビット用符号化率情報である符号化率61/120に相当するLDPC符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、LDPC復号結果を入力とし、例えば後述する実施例1ではBCH(65535,65343)短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第1ビットの復号結果を第2ビット対数尤度比計算部22‐2及びパラレル/シリアル変換部24に送出する。   The first bit error correction decoding unit 23-1 encodes the first bit constituting the symbol using the log likelihood ratio of the first bit by the first bit log likelihood ratio calculation unit 22-1. The inner code error correction is performed in accordance with the LDPC code check matrix corresponding to the coding rate 61/120 which is the coding rate information for the first bit obtained from the rate discriminating unit 25, and the LDPC decoding result is used as an input. In the first embodiment, outer code error correction is performed according to a BCH (65535, 65343) shortened code generation polynomial, and the decoding result of the first bit is converted into a second bit log likelihood ratio calculation unit 22-2 and a parallel / serial conversion unit. 24.

第2ビット対数尤度比計算部22‐2は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第2ビットについて第1ビット同様に対数尤度比を計算して第2ビット誤り訂正復号部23‐2に送出する。   The second bit log likelihood ratio calculation unit 22-2 uses the log likelihood of the second bit constituting the symbol in the same manner as the first bit based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention. The degree ratio is calculated and sent to the second bit error correction decoding unit 23-2.

第2ビット誤り訂正復号部23‐2は、第2ビット対数尤度比計算部22‐2による第2ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第2ビットに対して、符号化率判別部25から得られる第2ビット用符号化率情報である符号化率63/120に相当するLDPC符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、LDPC復号結果を入力とし、例えば後述する実施例1ではBCH(65535,65343)短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第2ビットの復号結果を第3ビット対数尤度比計算部22‐3及びパラレル/シリアル変換部24に送出する。   The second bit error correction decoding unit 23-2 encodes the second bit constituting the symbol using the log likelihood ratio of the second bit by the second bit log likelihood ratio calculation unit 22-2. The inner code error correction is performed in accordance with the LDPC code check matrix corresponding to the coding rate 63/120 which is the second bit coding rate information obtained from the rate discriminating unit 25, and the LDPC decoding result is used as an input. In the first embodiment, outer code error correction is performed according to a BCH (65535, 65343) shortened code generation polynomial, and the decoding result of the second bit is converted into a third bit log likelihood ratio calculation unit 22-3 and a parallel / serial conversion unit. 24.

第3ビット対数尤度比計算部22‐3は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第3ビットについて第1、第2ビット同様に対数尤度比を計算して第3ビット誤り訂正復号部23‐3に送出する。   The third bit log likelihood ratio calculation unit 22-3 is similar to the first and second bits for the third bit constituting the symbol based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention. And the log likelihood ratio is calculated and sent to the third bit error correction decoding unit 23-3.

第3ビット誤り訂正復号部23‐3は、第3ビット対数尤度比計算部22‐3による第3ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第3ビットに対して、符号化率判別部25から得られる第3ビット用符号化率情報である符号化率101/120に相当するLDPC符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、LDPC復号結果を入力とし、例えば後述する実施例1ではBCH(65535,65343)短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第3ビットの復号結果を第4ビット対数尤度比計算部22‐4及びパラレル/シリアル変換部24に送出する。   The third bit error correction decoding unit 23-3 encodes the third bit constituting the symbol using the log likelihood ratio of the third bit by the third bit log likelihood ratio calculation unit 22-3. The inner code error correction is performed according to the LDPC code check matrix corresponding to the coding rate 101/120 which is the third bit coding rate information obtained from the rate discriminating unit 25, and the LDPC decoding result is input, for example, as described later. In the first embodiment, outer code error correction is performed according to the BCH (65535, 65343) shortened code generation polynomial, and the third bit decoding result is converted into a fourth bit log likelihood ratio calculation unit 22-4 and a parallel / serial conversion unit. 24.

第4ビット対数尤度比計算部22‐4は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第4ビットについて第1、第2、第3ビット同様に対数尤度比を計算して第4ビット誤り訂正復号部23‐4に送出する。   The fourth bit log likelihood ratio calculation unit 22-4 performs the first, second, and second operations on the fourth bit constituting the symbol based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention. The log likelihood ratio is calculated in the same manner as for 3 bits and sent to the fourth bit error correction decoding unit 23-4.

第4ビット誤り訂正復号部23‐4は、第4ビット対数尤度比計算部22‐4による第4ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第4ビットに対して、符号化率判別部25から得られる第4ビット用符号化率情報である符号化率115/120に相当するLDPC符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、LDPC復号結果を入力とし、例えば後述する実施例1のBCH(65535,65343)短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第4ビットの復号結果をパラレル/シリアル変換部24に送出する。   The fourth bit error correction decoding unit 23-4 uses the fourth bit log likelihood ratio calculation unit 22-4 to encode the fourth bit constituting the symbol with respect to the fourth bit log likelihood ratio calculation unit 22-4. The inner code error correction is performed according to the LDPC code check matrix corresponding to the coding rate 115/120, which is the fourth bit coding rate information obtained from the rate discriminating unit 25, and the LDPC decoding result is used as an input. The outer code error correction is executed according to the BCH (65535, 65343) shortened code generation polynomial of the first embodiment, and the decoding result of the fourth bit is sent to the parallel / serial converter 24.

第5ビット対数尤度比計算部22‐5は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第5ビットについて第1、第2、第3、第4ビット同様に対数尤度比を計算して第5ビット誤り訂正復号部23‐5に送出する。   The fifth bit log likelihood ratio calculation unit 22-5 performs the first, second, and second operations on the fifth bit constituting the symbol based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set division method according to the present invention. 3. Similarly to the fourth and fourth bits, the log likelihood ratio is calculated and sent to the fifth bit error correction decoding unit 23-5.

第5ビット誤り訂正復号部23‐5は、第5ビット対数尤度比計算部22‐5による第5ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第5ビットに対して、符号化率判別部25から得られる第5ビット用符号化率情報である符号化率116/120に相当するLDPC符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、LDPC復号結果を入力とし、例えば後述する実施例1のBCH(65535,65343)短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第5ビットの復号結果をパラレル/シリアル変換部24に送出する。   The fifth bit error correction decoding unit 23-5 uses the fifth bit log likelihood ratio calculation unit 22-5 to encode the fifth bit constituting the symbol, using the fifth bit log likelihood ratio calculation unit 22-5. The inner code error correction is performed in accordance with the LDPC code check matrix corresponding to the coding rate 116/120 which is the fifth bit coding rate information obtained from the rate discriminating unit 25, and the LDPC decoding result is used as an input. The outer code error correction is executed according to the BCH (65535, 65343) shortened code generation polynomial of the first embodiment, and the fifth bit decoding result is sent to the parallel / serial converter 24.

第6ビット対数尤度比計算部22‐6は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第6ビットについて第1、第2、第3、第4、第5ビット同様に対数尤度比を計算して第6ビット誤り訂正復号部23‐6に送出する。   The sixth bit log-likelihood ratio calculation unit 22-6 first, second, and second for the sixth bit constituting the symbol based on the correspondence between the symbol and the signal point obtained by the set partitioning method according to the present invention. Similarly to the third, fourth and fifth bits, the log likelihood ratio is calculated and sent to the sixth bit error correction decoding unit 23-6.

第6ビット誤り訂正復号部23‐6は、第6ビット対数尤度比計算部22‐6による第6ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第6ビットに対して、符号化率判別部25から得られる第5ビット用符号化率情報である符号化率120/120に相当する、例えば後述する実施例1のBCH(65535,65343)短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第6ビットの復号結果をパラレル/シリアル変換部24に送出する。   The sixth bit error correction decoding unit 23-6 encodes the sixth bit constituting the symbol using the sixth bit log likelihood ratio calculation unit 22-6 by using the sixth bit log likelihood ratio calculation unit 22-6. The outer code error correction according to the BCH (65535, 65343) shortened code generation polynomial of Example 1 described later, for example, corresponding to the coding rate 120/120, which is the fifth bit coding rate information obtained from the rate discriminating unit 25 And the sixth bit decoding result is sent to the parallel / serial converter 24.

このようにして、第1〜第6ビット対数尤度比計算部22‐1〜22‐6及び第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6は、集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、ビット毎に得られる復号結果と対数尤度比を用いて、逐次復号を行う。したがって、第1〜第6ビット対数尤度比計算部22‐1〜22‐6及び第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6は、上記集合分割を行い信号点へのシンボルの割り当てを行った信号点とシンボルの対応関係に基づいて各シンボル構成ビットの復号を行う復号手段として機能する。   In this way, the first to sixth bit log likelihood ratio calculation units 22-1 to 22-6 and the first to sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6 are obtained by the set partition method. Based on the correspondence relationship between the symbols and signal points, successive decoding is performed using the decoding result obtained for each bit and the log likelihood ratio. Accordingly, the first to sixth bit log likelihood ratio calculation units 22-1 to 22-6 and the first to sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6 perform the above set division to perform signal division. It functions as a decoding unit that decodes each symbol constituent bit based on the correspondence between the symbol assigned signal points and the symbols.

パラレル/シリアル変換部24は、第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6から得られるシンボルを構成するビットに対応するデータ系列の復号結果をパラレル/シリアル変換し、1ビットの受信データ系列を外部に送出する。   The parallel / serial conversion unit 24 performs parallel / serial conversion on the decoding result of the data series corresponding to the bits constituting the symbols obtained from the first to sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6, and outputs 1 bit. The received data series is sent to the outside.

符号化率判別部25は、直交復調部21より得られる、誤り訂正符号の先頭を識別するために変調波信号に同期信号を多重する機能や伝送方式の設定等の情報を受信装置20に予告するための伝送多重制御信号を入力し、第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6で使用する第1〜第6ビット用符号化率情報を伝送多重制御信号から判別して、第1〜第6ビット誤り訂正復号部23‐1〜23‐6にそれぞれ送出する。   The code rate discriminating unit 25 informs the receiving device 20 of information obtained from the orthogonal demodulating unit 21 such as a function of multiplexing a synchronization signal with a modulated wave signal and a transmission method setting in order to identify the head of the error correction code. The transmission multiplexing control signal is input, and the first to sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6 are used to determine the first to sixth bit coding rate information from the transmission multiplexing control signal. Are sent to the first to sixth bit error correction decoding units 23-1 to 23-6, respectively.

(64APSKの信号点配置とビット割り当て)
ここで、マッピング部14における64APSKの信号点配置とビット割り当てについて詳細に説明する。解決すべき課題として上述したように、衛星伝送システムにおいては衛星中継器で生じる非線形歪および受信装置の適応等化性能を考慮した信号点配置を設計することで、非特許文献9で示すような白色雑音下において最適化した信号点配置を適用した場合より、伝送性能を改善できる。
(64APSK signal point arrangement and bit allocation)
Here, the 64APSK signal point arrangement and bit allocation in the mapping unit 14 will be described in detail. As described above as a problem to be solved, in the satellite transmission system, as shown in Non-Patent Document 9, by designing the signal point arrangement in consideration of the nonlinear distortion generated in the satellite repeater and the adaptive equalization performance of the receiver. The transmission performance can be improved as compared with the case where the signal point arrangement optimized under white noise is applied.

そこで、衛星伝送システムにおける64APSK符号化変調の性能改善のために、非線形歪および受信装置の適応等化性能を考慮した信号点配置の設計を検討することとした。尚、図11(a)は非線形伝送路を通過させた場合の非特許文献9に示す受信信号点と送信信号点である。この受信信号点は非線形歪の影響を受けた後、適応等化処理を施したものである。ここで、4つの同心円を半径の小さい方から順に第1円、第2円、第3円、及び第4円と定義したとき、第2円、第3円の受信信号点に着目すると、送信信号点周辺から外れている受信信号点が多数確認される。第2円、第3円の信号点は等化の誤差の影響を受けており、受信性能を評価する指標のひとつであるMERを劣化させていることがわかる。そこで、本発明による第2実施形態では、適応等化後の受信信号のMERが向上し、且つ高い伝送路容量を達成するよう図11(b)に示すように、信号点の位相及び半径比を設計した。以上より非線形歪及び受信装置の適応等化性能を考慮した信号点配置を適用することで、非線形伝送路における性能改善が可能である。   Therefore, in order to improve the performance of 64APSK coded modulation in the satellite transmission system, it was decided to study the design of the signal point arrangement in consideration of the nonlinear distortion and the adaptive equalization performance of the receiving apparatus. In addition, Fig.11 (a) is the reception signal point and transmission signal point which are shown in the nonpatent literature 9 at the time of letting a non-linear transmission path pass. This received signal point is subjected to adaptive equalization processing after being influenced by nonlinear distortion. Here, when the four concentric circles are defined as the first circle, the second circle, the third circle, and the fourth circle in order from the smallest radius, if the received signal points of the second circle and the third circle are focused, the transmission Many received signal points that are out of the vicinity of the signal point are confirmed. It can be seen that the signal points of the second circle and the third circle are affected by an equalization error, which deteriorates MER, which is one of the indexes for evaluating the reception performance. Therefore, in the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 11B, the MER of the received signal after adaptive equalization is improved and a high transmission path capacity is achieved, as shown in FIG. Designed. As described above, the performance improvement in the nonlinear transmission path is possible by applying the signal point arrangement considering the nonlinear distortion and the adaptive equalization performance of the receiving apparatus.

上述したように、位相及び半径比の設計基準として変調方式を限定したシャノン限界である伝送路容量T(式(1)及び式(2))とMER及び、衛星中継器の出力信号にダウンリンクで受ける白色雑音を加味した所要C/N(所要C/Nsat)、最終的に受信機へ入力される衛星伝送路全体の所要C/N(所要C/Nall)を用いた式(3)を利用する。   As described above, the transmission path capacity T (formula (1) and formula (2)), which is the Shannon limit that limits the modulation scheme as the design standard of the phase and radius ratio, the MER, and the output signal of the satellite repeater is downlinked Equation (3) using the required C / N (required C / Nsat) that takes into account the white noise received at, and the required C / N (required C / Nall) of the entire satellite transmission line finally input to the receiver Use.

各信号点配置パターンに対して、式(3)により所要C/Nsatを算出し、所要C/Nsatが最小となる信号点配置を線形伝送路において伝送性能の向上が可能な信号点配置とした。所要C/Nallは、C/N=16dB時に伝送路容量Tが最大となる信号点配置の達成可能な伝送路容量Ts=5.0839bps/Hzを基準に、各信号点配置パターンの伝送路容量Tdを所要C/Nallに換算し(所要C/Nall=16×Ts/Td )、MERは適応等化後の値を用いた。   For each signal point arrangement pattern, the required C / Nsat is calculated by Equation (3), and the signal point arrangement that minimizes the required C / Nsat is the signal point arrangement that can improve the transmission performance in the linear transmission path. . The required C / Nall is the transmission path capacity of each signal point arrangement pattern with reference to the achievable transmission path capacity Ts = 5.0839 bps / Hz at which the transmission path capacity T becomes maximum when C / N = 16 dB. Td was converted into required C / Nall (required C / Nall = 16 × Ts / Td), and the value after adaptive equalization was used for MER.

以上より、非線形歪と適応等化器の性能、信号点配置の持つ伝送路容量を考慮し、非線形伝送路において伝送性能を向上するような信号点配置の位相及び円周間の半径比の値を設計した。   From the above, considering the nonlinear distortion, the performance of the adaptive equalizer, the transmission path capacity of the signal point arrangement, the value of the phase of the signal point arrangement and the radius ratio between the circumferences to improve the transmission performance in the nonlinear transmission line Designed.

より具体的に、本発明の64APSKの信号点配置設計については、円周上に配置する信号点数については、非線形歪及び受信装置の適応等化性能を考慮し設計を行い、位相、半径比については信号点数M=64、設計C/N=16dBとし式(1)により計算した伝送路容量が最大となるよう設計した。設計C/Nは64APSK(LDPC符号化率4/5)の理論限界C/N=14.9dBに対し、約1dBのギャップを性能目標としC/N=16dBとした。   More specifically, in the 64APSK signal point arrangement design of the present invention, the number of signal points arranged on the circumference is designed in consideration of nonlinear distortion and the adaptive equalization performance of the receiving apparatus, and the phase and radius ratio are determined. Is designed so that the transmission line capacity calculated by the equation (1) is maximized with the number of signal points M = 64 and the design C / N = 16 dB. The design C / N is C / N = 16 dB with a performance target of a gap of about 1 dB against the theoretical limit C / N = 14.9 dB of 64APSK (LDPC coding rate 4/5).

設計パラメータは、上述した図3に示すように、(a)第1円〜第4円の各々の信号点配置上の信号点数、(b)第1円〜第4円の各々の信号点の位相(I軸の基準位相0度に対し左回りで各円における最初の位相θ1〜θ4と位相間隔θ1〜θ4)、(c)第1円〜第4円に関する円周間の半径比(γ1〜γ3)とし、伝送路容量が最大となるようそれぞれの設計パラメータを決定した。尚、第1円〜第4円の各半径をそれぞれr1〜r4とし、r1を基準に半径比をγ1=r2/r1, γ2=r3/r1, γ3=r4/r1と定義した。 As shown in FIG. 3 described above, the design parameters are (a) the number of signal points on the signal point arrangement of each of the first circle to the fourth circle, and (b) the signal points of each of the first circle to the fourth circle. Phase (first phase θ 0 1 to θ 0 4 and phase interval θ 1 to θ 4 in each circle counterclockwise with respect to the reference phase 0 degree of the I axis), (c) between the circumferences related to the first circle to the fourth circle The design parameters were determined so that the transmission line capacity was maximized with the radius ratio (γ1 to γ3). The radii of the first circle to the fourth circle were defined as r1 to r4, and the radius ratios were defined as γ1 = r2 / r1, γ2 = r3 / r1, and γ3 = r4 / r1 with reference to r1.

設計した64APSKの信号点配置を表15に示す。尚、表15は、本設計により生成した送信電力1で規格化したIQ信号の信号点座標を示している。また、表15の信号点配置に対応して最適化された各設計パラメータ及び伝送路容量について、DVB−S2Xと対比可能に表16に示している。   Table 15 shows the designed signal point arrangement of 64APSK. Table 15 shows the signal point coordinates of the IQ signal normalized by the transmission power 1 generated by this design. In addition, Table 16 shows each design parameter and transmission path capacity optimized corresponding to the signal point arrangement in Table 15 so as to be comparable to DVB-S2X.

次に、上記の64APSKの信号点配置へのビット割り当てについても最適化を行っている。従来技術である集合分割法を適用した多値符号化変調は、集合分割法に基づき前ビットの復号結果に応じて信号点を分割していき、各ビットを復調していく。例えば第2ビット(a2)の復調については、第1ビット(a1)の復調結果によりa1=0, a1=1の信号点にそれぞれ分割した後復調され、第2ビット以降についても同様の手順で信号点を分割し復調していく。このように信号点の分割を進めるごとに、信号点間の最小ユークリッド距離を拡大することが可能であり、上位ビット(第1ビットを最下位ビットとする)へ行くに従い各ビットのBER特性は向上し、全体としての伝送特性を改善することが可能である。   Next, the bit allocation to the 64 APSK signal point arrangement is also optimized. In the multilevel coding modulation to which the set division method, which is a conventional technique, is applied, signal points are divided according to the decoding result of the previous bit based on the set division method, and each bit is demodulated. For example, the demodulation of the second bit (a2) is demodulated after being divided into signal points of a1 = 0 and a1 = 1 according to the demodulation result of the first bit (a1), and the second and subsequent bits are also subjected to the same procedure. The signal points are divided and demodulated. In this way, each time the signal points are divided, the minimum Euclidean distance between the signal points can be increased, and the BER characteristic of each bit becomes higher as it goes to the upper bit (the first bit is the least significant bit). It is possible to improve and improve the transmission characteristics as a whole.

このように集合分割法を適用するためには、分割後の信号点の最小ユークリッド距離がなるべく大きくなるよう各信号点へビットを割り当てる必要がある。QAMのような信号点が格子配列のものについては、幾何学的に隣接する信号点の最小ユークリッド距離を拡大するビット割り当てが可能であるが、APSKのように信号点配置が一意に決まらないような変調方式については、幾何学的に最小ユークリッド距離を拡大することが難しい。   In order to apply the set division method in this way, it is necessary to assign bits to each signal point so that the minimum Euclidean distance of the signal points after division is as large as possible. For QAM and other signal points having a grid arrangement, bit allocation that expands the minimum Euclidean distance between geometrically adjacent signal points is possible, but the signal point arrangement is not uniquely determined as in APSK. For a simple modulation scheme, it is difficult to increase the minimum Euclidean distance geometrically.

そこで本発明による第2実施形態に係る64APSKのマッピングにおいては、上述した第1実施形態と同様、上記の伝送路容量T(式(1))を基準に各信号点へのビット割り当てを行う。上述の通り伝送路容量を最大化することは最小ユークリッド距離を拡大することと等価である。よって信号点分割後の伝送路容量が最大となるビット割り当てを行うことで、64APSKに集合分割法を適用した際、信号点分割後の最小ユークリッド距離を拡大することが可能である。   Therefore, in the 64APSK mapping according to the second embodiment of the present invention, the bit allocation to each signal point is performed based on the transmission line capacity T (formula (1)) as in the first embodiment. As described above, maximizing the transmission line capacity is equivalent to increasing the minimum Euclidean distance. Therefore, by performing bit allocation that maximizes the transmission path capacity after signal point division, when the set division method is applied to 64 APSK, it is possible to increase the minimum Euclidean distance after signal point division.

具体的には、集合分割法に基づく64APSKの信号点配置にビット割り当てを行う際の評価関数として伝送路容量の式(1)を適用し、C/N=16dBで信号分割後の伝送路容量が最大となるようなビット割り当てを行う。伝送路容量を基準に信号点へ第1ビット〜第6ビットを割り当てた結果、図16に示す結果が得られる。図16では、信号点に割り当てた6ビットは左から順に第1ビット(a1)、第2ビット(a2)、…、第6ビット(a6)と定義し、左から3ビット毎に8進数表記で記している。また、図17に、受信装置20側における直交復調部21の出力に相当する、ビットごとの誤り訂正前のBER特性を示している。   Specifically, the transmission path capacity equation (1) is applied as an evaluation function when assigning bits to the 64APSK signal point arrangement based on the set division method, and the transmission path capacity after signal division at C / N = 16 dB. Bit allocation is performed so that becomes the maximum. As a result of assigning the first to sixth bits to the signal point based on the transmission path capacity, the result shown in FIG. 16 is obtained. In FIG. 16, the 6 bits assigned to the signal points are defined in order from the left as the first bit (a1), the second bit (a2),..., The sixth bit (a6). It is written in. FIG. 17 shows BER characteristics before error correction for each bit corresponding to the output of the orthogonal demodulator 21 on the receiving device 20 side.

ただし、集合分割法に基づく64APSKの誤り訂正符号として、ビット毎にLDPC符号(内符号)とBCH符号(外符号)から成る連接符号を適用するには、現行規格(ISDB−S3:非特許文献5)で採用されているLDPC符号は、誤り訂正前のBERが1.5×10−1から2.0×10−3の範囲において、符号のランダム性を保った設計が可能である。また、BCH(65535,65167,t=23)符号を外符号として適用する場合、疑似エラーフリー(1×10−11)が期待できる誤り訂正前のBERは1.2×10−4以下である。ここで、図17においてC/N=16dBに着目すると、第1ビットのBERが1.97×10−1であり、LDPC符号設計範囲外である。 However, as a 64APSK error correction code based on the set division method, a current standard (ISDB-S3: Non-Patent Document) is used to apply a concatenated code consisting of an LDPC code (inner code) and a BCH code (outer code) for each bit. The LDPC code adopted in 5) can be designed with the randomness of the code maintained within the range of BER before error correction from 1.5 × 10 −1 to 2.0 × 10 −3 . Further, when a BCH (65535, 65167, t = 23) code is applied as an outer code, the BER before error correction in which pseudo error free (1 × 10 −11 ) can be expected is 1.2 × 10 −4 or less. . Here, focusing on C / N = 16 dB in FIG. 17, the BER of the first bit is 1.97 × 10 −1, which is outside the LDPC code design range.

そこで、図16のビット割り当てからビット入替えを行うことにより、第1ビット〜第6ビットのBERがLDPC符号適用範囲内またはBCH符号のみで誤り訂正可能となるようなビット割り当てを行った。そのときのビット割り当て結果を図18に、ビットごとの誤り訂正前のBER特性を図19に示す。また、このビット入替えを行なった後の第1〜6ビットまでの集合分割法の分割結果を図20に示している。尚、図20では、簡単のためa1=0, a2=0, a3=0, a4=0, a5=0の場合を示し、その他の分割結果については省略している。   Therefore, by performing bit replacement from the bit allocation in FIG. 16, bit allocation is performed so that the BER of the first bit to the sixth bit can be error-corrected within the LDPC code application range or only with the BCH code. FIG. 18 shows the bit allocation result at that time, and FIG. 19 shows the BER characteristics before error correction for each bit. In addition, FIG. 20 shows the result of division by the set division method up to the first to sixth bits after this bit replacement. In FIG. 20, for the sake of simplicity, a case where a1 = 0, a2 = 0, a3 = 0, a4 = 0, a5 = 0 is shown, and other division results are omitted.

即ち、第2実施形態のマッピング部14は、図18に示すような、64APSKの信号点配置に対するシンボルを構成する各ビットのビット割り当てとして、表17に示すようなマッピングを行う。   That is, the mapping unit 14 according to the second embodiment performs mapping as shown in Table 17 as the bit allocation of each bit constituting the symbol for the 64 APSK signal point arrangement as shown in FIG.

(実施例1〜3のLDPC符号の符号パラメータ)
ここで、図19のBER特性よりC/N=16dBにおける第6ビット(a6)のBERは1.07×10−6であり、BCH外符号のみでエラーフリーが達成できる。最終的に、本発明ではLDPC符号の全体の平均符号化率4/5を満たしつつ、第1ビット(a1) から第5ビット(a5)に適用するLDPC符号化率を調整し、白色雑音の下で所要C/N(BER=1×10−11 相当のC/N と定義)が最小となるLDPC符号を設計した。
(Code parameters of LDPC codes of Examples 1 to 3)
Here, from the BER characteristics of FIG. 19, the BER of the sixth bit (a6) at C / N = 16 dB is 1.07 × 10 −6 , and error-free can be achieved by using only the BCH outer code. Finally, in the present invention, the LDPC code rate applied to the first bit (a1) to the fifth bit (a5) is adjusted while satisfying the overall average code rate 4/5 of the LDPC code, and white noise Below, an LDPC code that minimizes the required C / N (defined as C / N corresponding to BER = 1 × 10 −11 ) was designed.

このとき、LDPC検査行列の構造はISDB−S3と同一とした。即ち、誤り訂正符号化部12は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをLDPC符号化する符号化器を備えるよう構成し、この符号化器は、44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、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、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う。   At this time, the structure of the LDPC check matrix was the same as ISDB-S3. That is, the error correction encoding unit 12 is configured to include an encoder that performs LDPC encoding of the digital data using a unique check matrix for each encoding rate, and this encoder is a code of 44880 bits. Using a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate as an initial value as an initial value, one element of a submatrix corresponding to the information length according to the coding rate is arranged in a column direction at intervals of 374 columns. LDPC encoding is performed using the check matrix configured as described above.

設計したLDPC符号の仕様として、表18に示すビット毎の符号化率で、LDPC符号の全体の平均符号化率4/5を満たすものとし、それぞれ図21〜図23に示す実施例1から3のスロット構成とした。また、表18に示すビット毎のLDPC符号における検査行列の初期値テーブルは、上述した表6〜表10に示すとおりである。   As the specifications of the designed LDPC code, the coding rate for each bit shown in Table 18 satisfies the average coding rate 4/5 of the entire LDPC code, and Examples 1 to 3 shown in FIGS. Slot configuration. The initial value table of the check matrix in the LDPC code for each bit shown in Table 18 is as shown in Tables 6 to 10 described above.

尚、図21に示す実施例1のスロット構成においては、スロットヘッダ領域を活用して、TLVパケットなどのバイト単位で構成された可変長パケットを収容することが想定されるが、この実施例1のスロット構成においては、スロットを構成する符号系列毎に見た場合、情報ビットがバイト単位で構成されておらず、可変長パケットの切れ目を示すバイト情報をスロットヘッダ領域に書き込むことが困難になることが予想される。   In the slot configuration of the first embodiment shown in FIG. 21, it is assumed that a variable length packet configured in units of bytes such as a TLV packet is accommodated by utilizing the slot header area. In this slot configuration, when viewed for each code sequence constituting the slot, the information bits are not configured in units of bytes, and it becomes difficult to write byte information indicating breaks in the variable-length packet in the slot header area. It is expected that.

そこで、図22に示す実施例2のように、各ビットの符号系列ごとに情報ビットがバイト単位で構成されたスロット構成を用いることで、バイト単位で構成される可変長パケットの切れ目を示す情報をスロットヘッダ領域に書き込む機能を担保して収容することが可能となる。   Therefore, as in the second embodiment shown in FIG. 22, by using a slot configuration in which information bits are configured in units of bytes for each code sequence of each bit, information indicating breaks in variable-length packets configured in units of bytes. Can be accommodated while ensuring the function of writing to the slot header area.

また、より高い訂正能力のBCH符号を外符号として適用するために、44880ビットからなる符号長のスロットを、BCH(65535,65167)短縮符号を用いて図23に示すような実施例3のスロット構成とすることができる。   Further, in order to apply a BCH code having a higher correction capability as an outer code, a slot having a code length of 48880 bits is replaced with the slot of the third embodiment as shown in FIG. 23 using a BCH (65535, 65167) shortened code. It can be configured.

つまり、図21に示す実施例1のスロット構成では、従来からの高度衛星放送方式のスロット構成と同様に、176ビットのスロットヘッダと6ビットのスタッフビットが設けられている。しかしながら、目標とする所要C/Nにおいて、シンボル構成ビットの各ビットのうち第6ビット(a6)のビット誤りが、BCH(65535,65343)短縮符号のみで十分に訂正できないほど大きくなるような場合に、44880ビットからなる符号長を変えることなく訂正能力の強化を行うことが望ましい。また、第1ビットから第5ビットの各ビットにおいてもBCH(65535,65167)短縮符号を適用することで、第1ビットから順に復号する際の誤り伝搬の影響を軽減することが可能となる。   That is, in the slot configuration of the first embodiment shown in FIG. 21, a slot header of 176 bits and 6 bits of stuff bits are provided as in the conventional slot configuration of the advanced satellite broadcasting system. However, in the target required C / N, the bit error of the sixth bit (a6) out of each bit of the symbol constituent bits becomes so large that it cannot be sufficiently corrected only by the BCH (65535, 65343) shortened code. In addition, it is desirable to enhance the correction capability without changing the code length of 44880 bits. Also, by applying the BCH (65535, 65167) shortened code to each bit from the first bit to the fifth bit, it becomes possible to reduce the influence of error propagation when decoding sequentially from the first bit.

そこで、図23に示すように、実施例3のスロット構成では、スロットヘッダの領域を削除し、削除した176ビットについてはBCH符号のパリティに割り当て、訂正能力12ビットのBCH(65535,65343)短縮符号から訂正能力23ビットのBCH(65535,65167)短縮符号に強化する。このようにスロットヘッダを削除しても、伝送多重制御信号に、この双方を識別可能な情報を設けることで信号識別上の問題は生じない。   Therefore, as shown in FIG. 23, in the slot configuration of the third embodiment, the slot header area is deleted, the deleted 176 bits are allocated to the parity of the BCH code, and the BCH (65535, 65343) shortening with a correction capability of 12 bits is performed. The code is strengthened to a BCH (65535, 65167) shortened code having a correction capability of 23 bits. Even if the slot header is deleted in this way, there is no problem in signal identification by providing information capable of identifying both of them in the transmission multiplex control signal.

これにより、目標とする所要C/Nが、十分に高い場合(即ち、BCH(65535,65343)短縮符号によって定まる所要C/Nよりも高い目標値となる場合)は、実施例3のスロット構成(図23)を採用することができ、従って目標とする所要C/Nに応じて、実施例1又は実施例2のスロット構成(図21、図22)と実施例3のスロット構成(図23)を切り替えて採用することもできる。   Thereby, when the target required C / N is sufficiently high (that is, when the target value is higher than the required C / N determined by the BCH (65535, 65343) shortened code), the slot configuration of the third embodiment (FIG. 23) can be employed, and therefore the slot configuration of the first or second embodiment (FIGS. 21 and 22) and the slot configuration of the third embodiment (FIG. 23) according to the target required C / N. ) Can be switched and adopted.

尚、BCH(65535,65167)短縮符号の生成多項式は、特許文献1に開示されているとおりである。また、BCH(65535,65343)短縮符号の生成多項式は、非特許文献5に開示されているとおりである。   A generator polynomial for the BCH (65535, 65167) shortened code is as disclosed in Patent Document 1. Further, the generator polynomial for the BCH (65535, 65343) shortened code is as disclosed in Non-Patent Document 5.

本発明の効果として、図14の送信装置10及び受信装置20において、図23のスロット構成を用いた場合の伝送性能(シミュレーション結果)を説明する。伝送モデルは白色雑音を想定し、BCH外符号はBCH(65535,65167,t=23)符号とし、LDPC符号の復号反復回数は1段あたり最大50回に設定した。   As an effect of the present invention, the transmission performance (simulation result) when the slot configuration of FIG. 23 is used in the transmission device 10 and the reception device 20 of FIG. 14 will be described. The transmission model assumes white noise, the BCH outer code is a BCH (65535, 65167, t = 23) code, and the number of decoding iterations of the LDPC code is set to a maximum of 50 times per stage.

表14に従い、本例では12GHz帯衛星中継器を介することを想定した非線形伝送路における計算機シミュレーションによるC/N対BER特性を図24に示す。図24では、同非線形伝送モデルを伝播した場合の非特許文献9のシミュレーション結果もプロットした。計算機シミュレーションはBER=10−8 オーダーまで行い、線形補間によりBER=1×10−11 まで外挿した。図24より得られる結果を図25に示している。図25より、12GHz帯衛星中継器を介することを想定した非線形伝送路において、本発明技術の所要C/N は17.14dBであり、非特許文献9より0.38dBの性能改善が可能である。 In accordance with Table 14, FIG. 24 shows C / N vs. BER characteristics by computer simulation in a non-linear transmission path that is assumed to be via a 12 GHz band satellite repeater in this example. In FIG. 24, the simulation results of Non-Patent Document 9 when the nonlinear transmission model is propagated are also plotted. The computer simulation was performed up to BER = 10 −8 order, and extrapolated to BER = 1 × 10 −11 by linear interpolation. The results obtained from FIG. 24 are shown in FIG. From FIG. 25, in the non-linear transmission path that is assumed to pass through a 12 GHz band satellite repeater, the required C / N of the present technology is 17.14 dB, which can be improved by 0.38 dB from Non-Patent Document 9. .

特に、非特許文献9の技法では、64APSKの新たな信号点配置として、ユークリッド距離の拡大の観点から4つの同心円上における各信号点の配置個数を最適化し、当該4つの同心円のいずれかに各信号点の振幅値をほぼ一致させ、各信号点の位相値を調整したものとしている。一方、本発明による第2実施形態に係る64APSKの更に新たな信号点配置では、非線形歪及び受信装置の適応等化性能を考慮した信号点配置として、非線形伝送路において伝送性能が向上するよう信号点を振り分けている。   In particular, in the technique of Non-Patent Document 9, as a new signal point arrangement of 64APSK, the number of signal points arranged on four concentric circles is optimized from the viewpoint of expanding the Euclidean distance, and each of the four concentric circles is optimized. It is assumed that the amplitude values of the signal points are substantially matched and the phase value of each signal point is adjusted. On the other hand, in the newer signal point arrangement of 64APSK according to the second embodiment of the present invention, the signal point arrangement considering the nonlinear distortion and the adaptive equalization performance of the receiving apparatus is used to improve the transmission performance in the nonlinear transmission path. The points are distributed.

また、本発明に係る64APSKの更に新たな信号点配置を利用した集合分割法によるビット割り当てでは、式(1)に基づく計算法に基づき最適化されたビット割り当てから上述した所定の信号電力対雑音電力比を満たすようビット入れ替えを施したものとすることで、ビット誤り率をより抑えることができる。   Further, in the bit allocation by the set division method using the 64APSK further new signal point arrangement according to the present invention, the predetermined signal power vs. noise described above from the bit allocation optimized based on the calculation method based on the equation (1). The bit error rate can be further suppressed by performing bit replacement so as to satisfy the power ratio.

更に、本発明に係る当該64APSKの新たな信号点配置及び新たな集合分割法によるビット割り当てを基にした誤り訂正符号では、LDPC符号とBCH符号による連接符号として6スロットのスロット構成について、その全体のLDPC符号の平均符号化率を4/5を満たすものとし、当該6スロットにおける個々のスロットのLDPC符号化率を表18に示すように定義し、集合分割法におけるLDPC符号の検査行列初期値テーブルを最適化したものとすることで、伝送性能をより向上させることができる。   Further, the error correction code based on the new 64APSK signal constellation and bit allocation by the new set partitioning method according to the present invention, the entire slot configuration of 6 slots as a concatenated code by the LDPC code and the BCH code. The average coding rate of the LDPC code is 4/5, the LDPC coding rate of each slot in the 6 slots is defined as shown in Table 18, and the parity check matrix initial value of the LDPC code in the set partitioning method is defined. The transmission performance can be further improved by optimizing the table.

これによって、本発明による第2実施形態の送信装置10及び受信装置20の構成では、例えば12GHz帯衛星中継器を介する非線形伝送路において非特許文献9の技法に対して0.38dBの性能改善が可能となっている。   As a result, in the configuration of the transmission device 10 and the reception device 20 of the second embodiment according to the present invention, for example, a performance improvement of 0.38 dB is achieved with respect to the technique of Non-Patent Document 9 in a nonlinear transmission path via a 12 GHz band satellite repeater. It is possible.

尚、本発明による各実施形態に係るLDPC符号化率毎の検査行列の生成に用いる検査行列初期値テーブルは、上述した集合分割法の用途に限らず、他の集合分割法やグレイコードのマッピングに係るシンボルを構成するビットに対しLDPC符号を適用する場合にも有効である。   Note that the parity check matrix initial value table used for generating the parity check matrix for each LDPC coding rate according to each embodiment of the present invention is not limited to the use of the above-described set partitioning method, but other set partitioning methods and gray code mappings. This is also effective when the LDPC code is applied to the bits constituting the symbol.

以上、特定の実施形態の例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態の例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。従って、本発明に係る送信装置及び受信装置は、上述した実施形態の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によってのみ制限される。   The present invention has been described above with reference to specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the technical concept thereof. Accordingly, the transmission device and the reception device according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, but are limited only by the description of the scope of claims.

本発明によれば、例えば12GHz帯衛星放送で1つの衛星中継器につき利用可能な帯域幅である34.5MHzを満たしつつ、64APSKを用いてデジタルデータを伝送する際に伝送ビットレートとして150Mbps以上となる伝送システムを実現可能となり、尚且つ誤り訂正符号と多値変調(64APSK)の組み合わせにおける符号化変調の性能を向上させ、例えば12GHz帯衛星中継器を介する非線形伝送路における伝送性能を向上させることが可能となるので、誤り訂正符号と多値変調(64APSK)を利用する任意の用途に有用である。   According to the present invention, for example, when transmitting digital data using 64 APSK while satisfying 34.5 MHz which is a bandwidth available for one satellite repeater in 12 GHz band satellite broadcasting, the transmission bit rate is 150 Mbps or more. In addition, the performance of coded modulation in the combination of error correction code and multilevel modulation (64APSK) can be improved, and for example, the transmission performance in a non-linear transmission path via a 12 GHz band satellite repeater can be improved. Therefore, it is useful for any application using an error correction code and multilevel modulation (64APSK).

10 送信装置
11 シリアル/パラレル変換部
12 誤り訂正符号化部
12‐1 第1誤り訂正符号化部
12‐2 第2誤り訂正符号化部
12‐3 第3誤り訂正符号化部
12‐4 第4誤り訂正符号化部
12‐5 第5誤り訂正符号化部
12‐6 第6誤り訂正符号化部
13 符号化率設定部
14 マッピング部
15 直交変調部
16 符号化率判別信号多重部
20 受信装置
21 直交復調部
22‐1 第1ビット対数尤度比計算部
22‐2 第2ビット対数尤度比計算部
22‐3 第3ビット対数尤度比計算部
22‐4 第4ビット対数尤度比計算部
22‐5 第5ビット対数尤度比計算部
22‐6 第6ビット対数尤度比計算部
23‐1 第1ビット誤り訂正復号部
23‐2 第2ビット誤り訂正復号部
23‐3 第3ビット誤り訂正復号部
23‐4 第4ビット誤り訂正復号部
23‐5 第5ビット誤り訂正復号部
23‐6 第6ビット誤り訂正復号部
24 パラレル/シリアル変換部
25 符号化率判別部
26 適応等化部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmission apparatus 11 Serial / parallel conversion part 12 Error correction encoding part 12-1 1st error correction encoding part 12-2 2nd error correction encoding part 12-3 3rd error correction encoding part 12-4 4th Error correction coding unit 12-5 Fifth error correction coding unit 12-6 Sixth error correction coding unit 13 Coding rate setting unit 14 Mapping unit 15 Orthogonal modulation unit 16 Coding rate determination signal multiplexing unit 20 Receiver 21 Orthogonal demodulation unit 22-1 First bit log likelihood ratio calculation unit 22-2 Second bit log likelihood ratio calculation unit 22-3 Third bit log likelihood ratio calculation unit 22-4 Fourth bit log likelihood ratio calculation Unit 22-5 fifth bit log likelihood ratio calculation unit 22-6 sixth bit log likelihood ratio calculation unit 23-1 first bit error correction decoding unit 23-2 second bit error correction decoding unit 23-3 third Bit error correction decoder 23- The fourth bit error correction decoding unit 23-5 fifth bit error correction decoding unit 23-6 sixth bit error correction decoder 24 parallel / serial converter 25 coding rate determination unit 26 adaptive equalizer

Claims (15)

デジタルデータの伝送を行う送信装置であって、
前記デジタルデータに対しLDPC符号を一部に含みBCH符号から構成される連接符号を施し全体の平均符号化率を4/5としたシンボルを生成する誤り訂正符号化手段と、
前記誤り訂正符号化手段により符号化したシンボルについて64APSKの変調方式における信号点配置として、4つの同心円を半径の小さい方から順に第1円、第2円、第3円、及び第4円と定義し、前記第1円上の信号点数を12、前記第2円上の信号点数を16、前記第3円上の信号点数を16、及び前記第4円上の信号点数を20とした集合分割法のIQ信号のマッピングを行うマッピング手段と、
前記マッピング手段によりマッピングを行ったシンボルを64APSKの変調方式により変調し、非線形伝送路を経て適応等化処理を行う受信装置に向けて変調波信号を送信する直交変調手段とを備え、
前記マッピング手段は、前記信号点配置における位相角として、前記第1円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで22度の位置から30度間隔とし、前記第2円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで22.55度の位置から22.5度間隔とし、前記第3円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで11.45度の位置から22.5度間隔とし、前記第4円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで11.3度の位置から18度間隔とし、前記信号点配置における半径比として、前記第1円、第2円、第3円、及び第4円の各半径をそれぞれr1,r2,r3,r4と定義し、r1に対して半径比をγ1=r2/r1、γ2=r3/r1、γ3=r4/r1と定義したとき、γ1=2.02、γ2=2.98、γ3=4.14となるよう構成されたIQ信号のマッピングを行い、
前記誤り訂正符号化手段は、当該シンボルを構成する各ビットの所要訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率により、当該集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対してLDPC符号の符号化をするにあたり、前記平均符号化率4/5の64APSK用のシンボル構成ビットの6ビットについて、最上位ビットである第1ビットに57/120、第2ビットに64/120、第3ビットに105/120、第4ビットに117/120、第5ビットに120/120(LDPCパリティなし)、最下位ビットである第5ビットに113/120の符号化率を有することを特徴とする送信装置。
A transmission device for transmitting digital data,
Error correction coding means for generating a symbol with an overall average coding rate of 4/5 by applying a concatenated code comprising an LDPC code in part to the digital data and comprising a BCH code;
As a signal point arrangement in the 64APSK modulation system for symbols encoded by the error correction encoding means, four concentric circles are defined as a first circle, a second circle, a third circle, and a fourth circle in order from the smallest radius. And set division with 12 signal points on the first circle, 16 signal points on the second circle, 16 signal points on the third circle, and 20 signal points on the fourth circle. A mapping means for mapping a legal IQ signal;
A quadrature modulation unit that modulates the symbol mapped by the mapping unit by a 64APSK modulation method and transmits a modulated wave signal to a receiving device that performs adaptive equalization processing through a nonlinear transmission path;
The mapping means sets the phase angle in the signal point arrangement as the phase angle for the first circle, 30 degrees from the position of 22 degrees counterclockwise from the reference phase of 0 degrees for the I axis, and the I axis for the second circle. 22.5 degrees from the position of 22.55 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees, and the third circle is 22 from the position of 11.45 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I axis. .5 degree intervals, and the fourth circle is 18 degrees apart from a position of 11.3 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of the I axis, and the first circle, as the radius ratio in the signal point arrangement, The radii of the second circle, the third circle, and the fourth circle are defined as r1, r2, r3, and r4, respectively, and the radius ratio with respect to r1 is γ1 = r2 / r1, γ2 = r3 / r1, and γ3 = r4. When defined as / r1, γ1 = 2.02, γ2 = 2.98, γ3 = 4. Mapping of the IQ signal configured to be 14,
The error correction coding means performs LDPC code encoding for each bit of the symbol constituting bits in the set division method at a predetermined number of coding rates determined according to the required correction capability of each bit constituting the symbol. For encoding, the 6 bits of the 64APSK symbol configuration bits having an average coding rate of 4/5, the most significant bit is 57/120 in the first bit, the second bit is 64/120, the third bit 105/120, the fourth bit is 117/120, the fifth bit is 120/120 (no LDPC parity), and the fifth bit, which is the least significant bit, has a coding rate of 113/120. apparatus.
デジタルデータの伝送を行う送信装置であって、
前記デジタルデータに対しLDPC符号を一部に含みBCH符号から構成される連接符号を施し全体の平均符号化率を4/5としたシンボルを生成する誤り訂正符号化手段と、
前記誤り訂正符号化手段により符号化したシンボルについて64APSKの変調方式における信号点配置として、4つの同心円を半径の小さい方から順に第1円、第2円、第3円、及び第4円と定義し、前記第1円上の信号点数を8、前記第2円上の信号点数を16、前記第3円上の信号点数を20、及び前記第4円上の信号点数を20とした集合分割法のIQ信号のマッピングを行うマッピング手段と、
前記マッピング手段によりマッピングを行ったシンボルを64APSKの変調方式により変調し、非線形伝送路を経て適応等化処理を行う受信装置に向けて変調波信号を送信する直交変調手段とを備え、
前記マッピング手段は、前記信号点配置における位相角として、前記第1円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで58.4度の位置から45度間隔とし、前記第2円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで14.55度の位置から22.5度間隔とし、前記第3円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで18度の位置から18度間隔とし、前記第4円についてはI軸の基準位相0度に対し左回りで9度の位置から18度間隔とし、前記信号点配置における半径比として、前記第1円、第2円、第3円、及び第4円の各半径をそれぞれr1,r2,r3,r4と定義し、r1に対して半径比をγ1=r2/r1、γ2=r3/r1、γ3=r4/r1と定義したとき、γ1=2.10、γ2=3.16、γ3=4.49となるよう構成されたIQ信号のマッピングを行い、
前記LDPC符号は、前記平均符号化率4/5の64APSK用のシンボル構成ビットの6ビットについて、最上位ビットである第1ビットに61/120、第2ビットに63/120、第3ビットに101/120、第4ビットに115/120、第5ビットに116/120、最下位ビットである第6ビットに120/120(LDPCパリティなし)の符号化率を有することを特徴とすることを特徴とする送信装置。
A transmission device for transmitting digital data,
Error correction coding means for generating a symbol with an overall average coding rate of 4/5 by applying a concatenated code comprising an LDPC code in part to the digital data and comprising a BCH code;
As a signal point arrangement in the 64APSK modulation system for symbols encoded by the error correction encoding means, four concentric circles are defined as a first circle, a second circle, a third circle, and a fourth circle in order from the smallest radius. And set division with 8 signal points on the first circle, 16 signal points on the second circle, 20 signal points on the third circle, and 20 signal points on the fourth circle. A mapping means for mapping a legal IQ signal;
A quadrature modulation unit that modulates the symbol mapped by the mapping unit by a 64APSK modulation method and transmits a modulated wave signal to a receiving device that performs adaptive equalization processing through a nonlinear transmission path;
The mapping means sets the phase angle in the signal point arrangement as 45 degrees from the position of 58.4 degrees counterclockwise to the reference phase of the I axis for the first circle, and 45 degrees from the left. An interval of 22.5 degrees from a position of 14.55 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I-axis, and the third circle is 18 degrees from a position of 18 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I-axis. The fourth circle has an interval of 18 degrees from the position of 9 degrees counterclockwise with respect to the reference phase of 0 degrees on the I axis, and the radius ratio in the signal point arrangement is the first circle, the second circle, The radii of the third circle and the fourth circle are defined as r1, r2, r3, r4, respectively, and the radius ratio is defined as γ1 = r2 / r1, γ2 = r3 / r1, and γ3 = r4 / r1 with respect to r1. Γ1 = 2.10, γ2 = 3.16, γ3 = 4.49 Mapping of configured IQ signals,
In the LDPC code, the 6 bits of the 64APSK symbol configuration bits having an average coding rate of 4/5 are 61/120 in the first bit, 63/120 in the second bit, and 63/120 in the second bit. 101/120, 115/120 in the 4th bit, 116/120 in the 5th bit, and 120/120 (no LDPC parity) in the 6th bit which is the least significant bit. A transmission device characterized.
請求項1又は2に記載の送信装置から送信された64APSKのIQ信号に基づく変調波信号を、非線形伝送路を経て受信し、前記変調波信号に対し前記64APSKの信号点配置に対応する直交復調処理を施して復調信号を生成する直交復調手段と、
前記復調信号に対し適応等化処理を施すことにより、前記非線形伝送路に起因する歪を補償した受信信号点系列を出力する適応等化手段と、
前記64APSKを構成する6ビットで分割可能な複数の符号系列からなるシンボル構成ビットを前記受信信号点系列から取得し、ビット毎に定められたLDPC符号の符号化率を用いてLDPC復号処理を施すとともに、BCH復号処理を施す復号手段とを備え、
前記ビット毎に定められたLDPC符号の符号化率は、前記シンボル構成ビットの最上位ビットから最下位ビットへのビット順に当該集合分割法により分割されるシンボルの所要訂正能力に応じて該ビット毎に定められ、且つ該ビット毎に定められたLDPC符号の全体の平均符号化率が4/5となるよう構成され、
前記復号手段は、当該シンボルを構成する各ビットをLDPC復号する際に、第1ビット、第2ビット、第3ビット、第4ビット、第5ビット、第6ビットの順に、ビット毎の訂正能力に応じたLDPC符号に用いた検査行列によりLDPC復号処理を行うことを特徴とする受信装置。
A modulated wave signal based on a 64APSK IQ signal transmitted from the transmitter according to claim 1 or 2 is received via a non-linear transmission line, and the quadrature demodulation corresponding to the 64APSK signal point arrangement with respect to the modulated wave signal. Orthogonal demodulation means for generating a demodulated signal by performing processing;
Adaptive equalization means for outputting a received signal point sequence compensated for distortion caused by the nonlinear transmission path by performing adaptive equalization processing on the demodulated signal;
Symbol constituent bits comprising a plurality of code sequences that can be divided by 6 bits constituting the 64APSK are acquired from the received signal point sequence, and subjected to LDPC decoding processing using an LDPC code coding rate determined for each bit. And a decoding means for performing a BCH decoding process,
The coding rate of the LDPC code determined for each bit depends on the required correction capability of the symbol divided by the set division method in the bit order from the most significant bit to the least significant bit of the symbol constituting bits. And the average coding rate of the entire LDPC code defined for each bit is 4/5,
The decoding means corrects each bit in order of the first bit, the second bit, the third bit, the fourth bit, the fifth bit, and the sixth bit when performing LDPC decoding on each bit constituting the symbol. An LDPC decoding process is performed using a parity check matrix used for an LDPC code according to the above.
符号化率毎に固有の検査行列を用いてデジタルデータをLDPC符号化するLDPC符号化器であって、
44880ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対して個別に設定されたLDPC符号の符号化率57/120,61/120,63/120,64/120,101/120,105/120,113/120,115/120,116/120,117/120のうち1以上の符号化率について、情報長に対応する部分行列の1の要素を、列方向に374列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてLDPC符号化を行う手段を有することを特徴とするLDPC符号化器。
An LDPC encoder that LDPC-encodes digital data using a unique check matrix for each coding rate,
The coding rate 57 of the LDPC code set individually for each bit of the symbol constituent bits in the set partitioning method using a parity check matrix initial value table predetermined for each coding rate with a code length of 44880 bits as an initial value. / 120, 61/120, 63/120, 64/120, 101/120, 105/120, 113/120, 115/120, 116/120, 117/120 for one or more coding rates, the information length An LDPC encoder comprising: means for performing LDPC encoding using a parity check matrix configured by arranging one element of a submatrix corresponding to 1 in a column direction with a period of 374 columns.
前記符号化率57/120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4に記載のLDPC符号化器。
The parity check matrix initial value table of the coding rate 57/120 is:
The LDPC encoder according to claim 4, comprising:
前記符号化率64/120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4に記載のLDPC符号化器。
The parity check matrix initial value table of the coding rate 64/120 is:
The LDPC encoder according to claim 4, comprising:
前記符号化率105/120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4に記載のLDPC符号化器。
The parity check matrix initial value table of the coding rate 105/120 is:
The LDPC encoder according to claim 4, comprising:
前記符号化率113/120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4に記載のLDPC符号化器。
The parity check matrix initial value table of the coding rate 113/120 is:
The LDPC encoder according to claim 4, comprising:
前記符号化率117/120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4に記載のLDPC符号化器。
The parity check matrix initial value table of the coding rate 117/120 is:
The LDPC encoder according to claim 4, comprising:
前記符号化率61/120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4に記載のLDPC符号化器。
The parity check matrix initial value table of the coding rate 61/120 is:
The LDPC encoder according to claim 4, comprising:
前記符号化率63/120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4に記載のLDPC符号化器。
The parity check matrix initial value table of the coding rate 63/120 is:
The LDPC encoder according to claim 4, comprising:
前記符号化率101/120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4に記載のLDPC符号化器。
The parity check matrix initial value table of the coding rate 101/120 is:
The LDPC encoder according to claim 4, comprising:
前記符号化率115/120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4に記載のLDPC符号化器。
The parity check matrix initial value table of the coding rate 115/120 is:
The LDPC encoder according to claim 4, comprising:
前記符号化率116/120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4に記載のLDPC符号化器。
The parity check matrix initial value table of the coding rate 116/120 is:
The LDPC encoder according to claim 4, comprising:
請求項4から14のいずれか一項に記載のLDPC符号化器によってLDPC符号のパリティが付与されたデジタルデータに対し、前記集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対して個別に設定された前記LDPC符号の符号化率と前記検査行列に基づいて復号するLDPC復号器。   The digital data provided with the parity of the LDPC code by the LDPC encoder according to any one of claims 4 to 14, individually set for each bit of the symbol constituent bits in the set division method An LDPC decoder that performs decoding based on a coding rate of the LDPC code and the parity check matrix.
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