(57)【要約】【課題】耐雑音性に優れたデジタルデータの送信装置及び受信装置を提供する。【解決手段】本発明の送信装置１０は、シンボル構成ビットの各ビットに対して個別に符号化率を設定されたＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号により連接符号化を行う誤り訂正符号化部１２と、集合分割法のシンボル構成ビットを信号点系列に変換するマッピング部１４と、信号点系列を直交変調する直交変調部１５とを備える。ＬＤＰＣ符号はビット毎の訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率を有し、シンボル構成ビットの各ビットに設定される符号化率は、シンボル構成ビットの第２ビット以降について訂正能力が第１ビットの所要Ｃ／Ｎ相当となる符号化率を設定する。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受信して、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符号の符号化率に基づいて復号する。【選択図】図１
2014155195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルデータの伝送を行う送信装置であって、
ＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号から構成される連接符号化手段と、
複数の符号語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により得られたシンボルと信号点との対応関係に基づいて、信号点系列に変換するシンボル／信号点変換手段と、
前記シンボル／信号点変換手段により生成された信号点系列を直交変調する直交変調手段とを備え、
前記連接符号化手段はビット毎の訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率を有し、
当該シンボル構成ビットのうち第１ビットについては所要Ｃ／Ｎに対応する訂正能力の符号化率で符号化し、第２ビット以降については前記所定数の符号化率のうち所要Ｃ/Ｎが前記所要Ｃ／Ｎに対して所定範囲内のＣ／Ｎとなる最も高い符号化率で符号化することを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記ＬＤＰＣ符号の符号長が４４８８０であることを特徴とする、請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記ＢＣＨ符号がＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮化符号及びＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮化符号のうちいずれか一方であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記ＬＤＰＣ符号は、前記所定数の符号化率として４７／１２０、５３／１２０、６０／１２０、１１２／１２０、１１４／１２０、１１５／１２０及び１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし）のうち３以上を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項５】
前記シンボル構成ビットが３ビットの際に、各ビットに適用する符号化率をそれぞれ（ｒ‐１，ｒ‐２，ｒ‐３）としたとき、ビット毎の符号化率組み合わせとして、（４７／１２０，１１２／１２０，１２０／１２０）、（５３／１２０，１１４／１２０，１２０／１２０）、（６０／１２０，１１５／１２０，１２０／１２０）のうちのいずれかとすることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項６】
前記ＬＤＰＣ符号は、前記所定数の符号化率として０．３９±１０％，０．４４±１０％，０．５０±１０％，０．９３±１０％，０．９５±１０％，０．９６±１０％及び１．００（ＬＤＰＣパリティなし）のうち３以上を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項７】
前記シンボル構成ビットが３ビットの際に、各ビットに適用する符号化率をそれぞれ（ｒ‐１，ｒ‐２，ｒ‐３）としたとき、ビット毎の符号化率組み合わせとして、（０．３９±１０％，０．９３±１０％，１．００）、（０．４４±１０％，０．９５±１０％，１．００）、（０．５０±１０％，０．９６±１０％，１．００）のうちのいずれかとすることを特徴とする、請求項１から３および６のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項８】
前記直交変調手段は、前記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り伝送する符号化率判別信号多重手段を備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項９】
前記連接符号化手段は、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４７／１２０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４７／１２０の検査行列初期値テーブルは、
【表１】
2014155195.tif 000012
からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記連接符号化手段は、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５３／１２０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５３／１２０の検査行列初期値テーブルは、
【表２】
2014155195.tif 000013
からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１１】
前記連接符号化手段は、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６０／１２０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６０／１２０の検査行列初期値テーブルは、
【表３】
2014155195.tif 000014
からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１２】
前記連接符号化手段は、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１１２／１２０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１１２／１２０の検査行列初期値テーブルは、
【表４−１】
2014155195.tif 000015
【表４−２】
2014155195.tif 000016
からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１３】
前記連接符号化手段は、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１１４／１２０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１１４／１２０の検査行列初期値テーブルは、
【表５−１】
2014155195.tif 000017
【表５−２】
2014155195.tif 000018
からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１４】
前記連接符号化手段は、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は、
【表６−１】
2014155195.tif 000019
【表６−２】
2014155195.tif 000020
からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１５】
デジタルデータの受信装置であって、
ＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号から構成される連接符号化を施した変調波信号を直交復調し、受信信号点系列を出力する直交復調手段と、
複数の符号語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り得られる信号点とシンボルの対応関係に基づいて、当該シンボル構成ビットに対応する復号処理を行う復号手段とを備え、
前記復号手段は、ＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号に関してビット毎の訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率を有し、当該シンボル構成ビットのうち第１ビットについて送信側で符号化された所要Ｃ／Ｎに対応する訂正能力の符号化率で、第２ビット以降については送信側で符号化された前記所定数のＬＤＰＣ符号復号器うち所要Ｃ/Ｎが前記所要Ｃ／Ｎに対して所定範囲内のＣ／Ｎとなる最も高い符号化率で、当該シンボル構成ビットに対応する復号処理を行うことを特徴とする受信装置。
【請求項１６】
前記復号手段は、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を特徴とする、請求項１５に記載の受信装置。
【請求項１７】
前記復号手段は、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、請求項１５又は１６に記載の受信装置。
【請求項１８】
請求項１から８のいずれか一項に記載の送信装置で送信した変調波信号を受信して、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符号の符号化率に基づいて復号することを特徴とする受信装置。
【請求項１９】
請求項９から１４のいずれか一項に記載の送信装置で送信した変調波信号を受信して、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受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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及び受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
また、非特許文献１においては、８ＰＳＫ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。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１４を用いて説明する。
【０００６】
図１４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。
【０００７】
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ビットにａ１＝０を割り当て、他方にはａ１＝１を割り当てる。
【０００８】
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、隣接する信号点間の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。
【０００９】
さらに、図１４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ビットにａ３＝０を割り当て、他方にはａ３＝１を割り当てる。
【００１０】
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。
【００１１】
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１４中、ａ１に相当）は８ＰＳＫでの隣接ユークリッド距離、第２ビット（図１４中、ａ２に相当）はＱＰＳＫの隣接ユークリッド距離、第３ビット（図１４中、ａ３に相当）はＢＰＳＫの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。
【００１２】
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。
【００１３】
一方、集合分割法と同様によく利用されるシンボル割り当て方法として、グレイコードが挙げられる。一例として、グレイコードによる８ＰＳＫ信号点へのシンボルの割り当て例を図１５に示す。グレイコードは、隣接する信号点のシンボル同士が必ず１ビット異なるようにシンボルを信号点に割り当てる技法であり、集合分割法におけるビット毎に異なる最小ユークリッド距離で伝送する特徴はないものの、８ＰＳＫに割り当てられるシンボルにおける各ビットの最小ユークリッド距離の関係にある信号点の対の数は集合分割法に比べ少ない。例えば、図１４及び図１５において、第１ビットに着目すると、最小ユークリッド距離の関係にある信号点の対の数は、集合分割では８対あるのに対し、グレイコードでは４対のみである。従って、第１ビットに関する限り、グレイコードのほうが集合分割法よりも最小ユークリッド距離の信号点の対の数が少ないため、同一の雑音環境でビット誤り率（ＢＥＲ）がよい特性が得られる信号点配置となっている。一方、第２及び第３ビットに関して、集合分割法においては、信号点距離がそれぞれＱＰＳＫ、ＢＰＳＫ相当となることから、グレイコードよりも同一の雑音環境でＢＥＲがよい特性が得られることになる。しかし、これは第１ビット目が正しく受信できることを前提とした性能であり、第１ビット目の復号性能が不十分な場合には、第２及び第３ビットの復号性能に悪影響を与え、結果的にシンボル構成ビット全体のＢＥＲ特性は、グレイコードよりも悪い特性となる。
【００１４】
よって、ＤＶＢ−Ｓ２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３参照）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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】G. Ungerboeck, “Channel coding with multilevel/phase signals”, IEEE Transaction Information Theory, Vol.IT-28, No.1, 1982年1月，p.55−67
【非特許文献２】“衛星デジタル放送の伝送方式  標準規格  ARIB STD-B20  3.0版”、［online］、平成10年11月6日策定、ARIB、［平成23年6月21日検索］、インターネット〈URL：http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B20v3_0.pdf〉
【非特許文献３】“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  1.0版”、［online］、平成21年7月29日策定、ARIB、［平成23年6月21日検索］、インターネット〈URL：http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B44v1_0.pdf〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前述したように、ＤＶＢ−Ｓ２やＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に記載の高度衛星放送方式においては、集合分割法ではなく、グレイコードが採用されている。
【００１７】
図１６に、従来技法における、グレイコードと集合分割法を８ＰＳＫに適用した時の各シンボル構成ビットのＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を示す。尚、図１６に特性を示した集合分割法は、図１４に示すように、信号点の分割を３段階で行い、各分割に対し、シンボルを構成する３ビットのうちの１ビットを第１ビットから順次割り当てることで、各信号点へのシンボルの割り当てを決定している。送信側においては、こうして得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいてマッピングし、受信側においては、各分割に割り当てられたビットを第１ビットから逐次復号することを想定しているが、ここでは、各分割に割り当てられたビットの雑音耐性を個別に評価するため、第２ビットの特性については第１ビットが、第３ビットの性能については第１ビット及び第２ビットが、正しく受信された事象のみ抽出した特性を示している。図１６から、従来技法による集合分割法では、上位ビットになるにつれてユークリッド距離の増大に伴う性能向上が期待できる。一方、第１ビットについてグレイコード８ＰＳＫと集合分割８ＰＳＫのＢＥＲを比較すると、後者の性能が劣っていることから、集合分割においては、第１ビットに適用する誤り訂正符号を強力なものにしないと、それ以下のビットの復号に第１ビットのビット誤りが影響を与え、結果的にシンボル全体のＢＥＲがグレイコードよりも劣化する可能性があることが分かる。
【００１８】
したがって、利用する誤り訂正符号の訂正能力や伝播路環境を考慮してシンボルを信号点に割り当てることが重要となる。
【００１９】
また、周波数利用効率の向上の観点からは多値変調の適用が望ましい。また、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号やターボ符号は誤り訂正符号単体の性能としてはシャノン限界に近い性能を有するため有効である。
【００２０】
また、図１４に示す８ＰＳＫを例とした集合分割法にＬＤＰＣ符号やターボ符号などの誤り訂正符号を適用する上で、シンボル構成ビットの各ビットに対して個別の符号化率を設定可能な集合分割法の性能を十分に引き出すためには、目標とする所要Ｃ／Ｎ付近において、第１ビット〜第３ビットのすべての訂正能力が同一Ｃ／Ｎ環境で等しく訂正能力を発揮することが望ましい。即ち、図１６の集合分割法において、所要Ｃ／Ｎを９ｄＢに設定した場合、誤り訂正前の第１ビットＢＥＲは１．２×１０−１、第２ビットＢＥＲは４．７×１０−３、第３ビットＢＥＲは３．３×１０−５であることから、シンボル構成ビットの各ビットの誤り訂正前のＢＥＲに関して大きな差があるため、十分エラーフリーが期待できる訂正能力を有する符号であり、且つ周波数利用効率の観点からパリティビット長ができるだけ短い符号を、シンボル構成ビットの各ビットに適用することが望ましい。
【００２１】
従来技術である高度衛星放送方式（非特許文献３）では、内符号としてＬＤＰＣ符号、外符号としてＢＣＨ符号（訂正能力１２ビットのＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮化符号）を用いる連接符号を採用しており、特にＬＤＰＣ符号においては、符号化率４１／１２０，４９／１２０，６１／１２０，７３／１２０，８１／１２０，８９／１２０，９７／１２０，１０１／１２０，１０５／１２０，１０９／１２０の１０種類の符号化率が利用可能である。ここで、集合分割法にこれらの符号化率を有するＬＤＰＣ符号を適用することを考える。前述したように、集合分割法は、例えば３ビットからなるシンボル構成ビットの場合、第１ビットから第３ビットへと順に符号化するにあたりユークリッド距離が拡大してゆく性質を有することから（図１４参照）、第１ビットには目標の所要Ｃ／Ｎとなる符号化率を割り当て、第２ビット以降には第１ビットに割り当てた符号化率よりも高い符号化率を割り当てることを考慮すると、代表的な例として、第１ビットに符号化率６１/１２０、第２ビットに符号化率１０９／１２０、第３ビットに１０９／１２０を割り当てることが想定される。
【００２２】
図１７に、従来のＬＤＰＣ符号における１０種類の符号化率のうち、所要Ｃ／Ｎを９ｄＢに設定して符号化率を割り当てる代表的な例として、第１ビットに符号化率６１/１２０、第２ビットに符号化率１０９／１２０、第３ビットに１０９／１２０を割り当てた場合のＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を示す。ここで、８ＰＳＫ変調方式における符号化率６１／１２０のＢＥＲ＝１．０×１０−７を満たす訂正前ＢＥＲは１．２９×１０−１、符号化率１０９／１２０のＢＥＲ＝１．０×１０−７を満たす誤り訂正前ＢＥＲは１．５×１０−２である。図１７を参照するに、集合分割法に上記の符号化率のＬＤＰＣ符号を適用した８ＰＳＫにおけるＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性は、第１ビットに割り当てた符号化率６１／１２０の訂正能力と、第１ビットの誤り訂正前ＢＥＲ特性が交差するＣ／Ｎ付近（Ｃ／Ｎ＝８．９〜９．０ｄＢ）を基準に急峻な特性が得られ、第１ビットに関しては誤り訂正限界（即ち、誤り訂正能力の限界）のＢＥＲと訂正前のＢＥＲとの間に大きな差が生じていない。一方、Ｃ／Ｎ＝９ｄＢ付近において、当該Ｃ／Ｎ対ＢＥＲ特性と交差する第２ビットの誤り訂正前のＢＥＲは５．１×１０−３であり、符号率１０９／１２０の訂正能力と第２ビットの誤り訂正前ＢＥＲ特性が交差するＣ／Ｎは７．７ｄＢ付近であることから、第２ビットに関しては符号化率１０９／１２０が有する誤り訂正限界のＢＥＲと、訂正前のＢＥＲとの間に大きなかい離がみられる。同様に、第３ビットの誤り訂正前のＢＥＲは３．２×１０−５であり、符号率１０９／１２０の訂正能力と第３ビットの誤り訂正前ＢＥＲ特性が交差するＣ／Ｎは７．５ｄＢよりも小さい値（図示外）となることから、第３ビットに関しても符号化率１０９／１２０が有する誤り訂正限界のＢＥＲと、訂正前のＢＥＲとの間に大きなかい離が生じる。このかい離は符号化率１０９／１２０のＬＤＰＣ符号における冗長なパリティビットに起因しており（即ち、設定した所要Ｃ／Ｎに対して必要以上の強度のＬＤＰＣ符号化を施すこととなり）、周波数利用効率を十分に高めることができない要因となる。特に、第３ビットの誤り訂正前のＢＥＲは他のビットに比べ低く、内符号パリティそのものが過度に冗長なパリティビットとなってしまう。尚、図１７に示す例では、所要Ｃ／Ｎを９ｄＢに設定して、第１ビットに符号化率６１/１２０、第２ビットに符号化率１０９／１２０、第３ビットに１０９／１２０を割り当てる例を代表的に説明したが、集合分割法におけるユークリッド距離が拡大してゆく性質を有することのみを考慮して、所要Ｃ／Ｎを設定し上述の１０種類の符号化率のうちのいずれかを各ビットに割り当てる限り、第２ビット及び第３ビットで誤り訂正限界のＢＥＲと、訂正前のＢＥＲとの間に大きなかい離が生じることになる。
【００２３】
よって、従来システムの符号化率セットの利用では、集合分割法のような各ビットの訂正能力が異なる場合において、十分な符号化率の分解能が得られず、また、符号化率の大小についてダイナミックレンジが不足するため、全体の周波数利用効率を高めることができない問題が発生する。
【００２４】
本発明は、上述の問題を鑑みて為されたものであり、周波数利用効率を向上させるデジタルデータの送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上述の問題を解決するために、本発明は、集合分割法による符号化変調方式にて、シンボル構成ビットの各ビットに対して、ビット毎の訂正能力に応じて定められた符号化率（これは、ビット毎に適用する符号化率としては、従来よりも細かい分解能となることを意味する）を有するＬＤＰＣ符号を適用し、好適には、より高い訂正能力のＢＣＨ符号を外符号として適用することで、周波数利用効率を向上させたデジタルデータの送信装置及び受信装置を構成する。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新たな信号形式で構成する。つまり、図１８（ａ）に示す従来からの高度衛星放送方式のスロット構成は１７６ビットのスロットヘッダ及び６ビットのスタッフビットがある。図１８（ｂ）に示す本発明に係るスロット構成では、目標とする所要Ｃ／Ｎにおいて、シンボル構成ビットの最上位ビットのビット誤りが、高度衛星放送方式におけるＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号で十分に訂正できない場合には、スロットヘッダの１７６ビットについてはＢＣＨ符号のパリティに割り当て、従来の訂正能力１２ビットのＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮化符号から訂正能力２３ビットのＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮化符号に強化する。即ち、本発明に係るスロット構成は、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、図１８（a）の構成を採用し、目標とする所要Ｃ／Ｎに応じて、図１８（ａ）のスロット構成と図１８（ｂ）のスロット構成を採用する。図１１にＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮化符号の生成多項式を示す。図１１より、ＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮化符号の生成多項式は、上から順に２３セットの多項式を乗算することで得ることが可能である。また、ＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮化符号の生成多項式は、図１１において上から順に１２セットの多項式を乗算することで得ることが可能である。より具体的に、本発明の特徴事項について以下に述べる。
【００２６】
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、ＬＤＰＣ符号及び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、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とを組み合わせる際に、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、当該シンボル構成ビットのうち第１ビットについては所要Ｃ／Ｎに対応する訂正能力の符号化率で符号化し、第２ビット以降については前記所定数の符号化率のうち所要Ｃ／Ｎが前記所要Ｃ／Ｎに対して所定範囲内のＣ／Ｎ（好適には、所要Ｃ／Ｎの±１０％以内）となる最も高い符号化率で符号化することを特徴とする。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。
【００２７】
二点目の特徴事項は、
前記ＬＤＰＣ符号において、ＬＤＰＣ符号の符号長が４４８８０であることを特徴とする。これにより、ＭＰＥＧ−２  ＴＳとの整合性の高い伝送が可能となる。
【００２８】
三点目の特徴事項は、
前記ＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号の連接符号において、ＢＣＨ符号がＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮化符号及びＢＣＨ（６５５３５、６５３４３）短縮化符号のうちいずれか一方であることを特徴とする。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。
【００２９】
四点目の特徴事項は、
前記ＬＤＰＣ符号は、前記符号化率として及び４７／１２０，５３／１２０，６０／１２０，１１２／１２０，１１４／１２０，１１５／１２０及び１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし）のうち３以上を有することを特徴とする。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、シンボル構成ビットのうち第１ビットについては所要Ｃ／Ｎに対応する訂正能力の符号化率を適用し、第２ビット以降については前記所定数の符号化率のうち訂正能力が前記所要Ｃ／Ｎに対して所定範囲内のＣ／Ｎ（好適には、所要Ｃ／Ｎの±１０％以内）において十分確保される符号化率を適用することができるため、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。
【００３０】
五点目の特徴事項は、
シンボル構成ビットが３ビットの際に、シンボル構成ビットの各ビットに適用する符号化率をそれぞれ（ｒ‐１，ｒ‐２，ｒ‐３）としたとき、ビット毎の符号化率組み合わせを、（４７／１２０，１１２／１２０，１２０／１２０）、（５３／１２０，１１４／１２０，１２０／１２０）、（６０／１２０，１１５／１２０，１２０／１２０）のうちのいずれかとすることを特徴とする。これにより、それぞれの平均符号化率において、所要Ｃ／Ｎを最適に低減した伝送が可能となる。
【００３１】
六点目の特徴事項は、
前記ＬＤＰＣ符号は、前記符号化率として０．３９±１０％，０．４４±１０％，０．５０±１０％，０．９３±１０％，０．９５±１０％，０．９６±１０％及び１．００（ＬＤＰＣパリティなし）のうち３以上を有することを特徴とする。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、シンボル構成ビットのうち第１ビットについては所要Ｃ／Ｎに対応する訂正能力の符号化率を適用し、第２ビット以降については前記所定数の符号化率のうち訂正能力が前記所要Ｃ／Ｎに対して所定範囲内のＣ／Ｎ（好適には、所要Ｃ／Ｎの±１０％以内）において十分確保される符号化率を適用することができるため、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。
【００３２】
七点目の特徴事項は、
シンボル構成ビットが３ビットの際に、シンボル構成ビットの各ビットに適用する符号化率をそれぞれ（ｒ‐１，ｒ‐２，ｒ‐３）としたとき、ビット毎の符号化率組み合わせを、（０．３９±１０％，０．９３±１０％，１．００）、（０．４４±１０％，０．９５±１０％，１．００）、（０．５０±１０％，０．９６±１０％，１．００）のうちのいずれかとすることを特徴とする。これにより、それぞれの平均符号化率において、所要Ｃ／Ｎを最適に低減した伝送が可能となる。
【００３３】
八点目の特徴事項は、
一点目〜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受信装置を提供することができる。
【００３４】
九点目の特徴事項は、
一点目〜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、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により得られる信号点とシンボルの対応関係に基づいて、当該シンボル構成ビットのうち第１ビットについては送信側で符号化された符号化率で、第２ビット以降については送信側で設定された前記所定数の符号化率のうち所要Ｃ／Ｎが前記所要Ｃ／Ｎに対して所定範囲内のＣ／Ｎ（好適には、所要Ｃ／Ｎの±１０％以内）となる最も高い符号化率で、各シンボル構成ビットに対応する復号処理を行うことにある。これにより、各分割に対応するシンボル構成ビットに対して、最適なビット誤り配分が可能となる。
【００３５】
十点目の特徴事項は、
一点目〜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、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。
【００３６】
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受信装置を提供することができる。
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、集合分割法と誤り訂正符号を組み合わせる際の伝送性能を向上させることが可能となる。
【００３７】
即ち、本発明の送信装置は、デジタルデータの伝送を行う送信装置であって、ＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号から構成される連接符号化手段と、複数の符号語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り得られたシンボルと信号点との対応関係に基づいて、信号点系列に変換するシンボル／信号点変換手段と、前記シンボル／信号点変換手段により生成された信号点系列を直交変調する直交変調手段と、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符号化率設定手段とを備え、前記連接符号化手段はビット毎の訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率を有し、当該シンボル構成ビットのうち第１ビットについては所要Ｃ／Ｎに対応する訂正能力の符号化率を設定し、第２ビット以降については前記所定数の符号化率のうち所要Ｃ／Ｎが前記所要Ｃ／Ｎに対して所定範囲内のＣ／Ｎ（好適には、所要Ｃ／Ｎの±１０％以内）となる最も高い符号化率で符号化することを特徴とする。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。また、この特徴を有効化させるために、本発明の送信装置において、ＬＤＰＣ符号の符号長を４４８８０とするのが好適である。
【００３８】
また、本発明の送信装置において、前記ＢＣＨ符号がＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮化符号及びＢＣＨ（６５５３５、６５３４３）短縮化符号のうちいずれか一方であることを特徴とする。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。
【００３９】
また、本発明の送信装置において、前記ＬＤＰＣ符号は、前記所定数の符号化率として４７／１２０、５３／１２０、６０／１２０、１１２／１２０、１１４／１２０、１１５／１２０及び１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし）のうち３以上を有することを特徴とする。本符号化率を有するＬＤＰＣ符号により、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。
【００４０】
また、本発明の送信装置において、前記シンボル構成ビットが３ビット際に、各ビットに適用する符号化率をそれぞれ（ｒ‐１，ｒ‐２，ｒ‐３）としたとき、前記符号化率設定手段は、ビット毎の符号化率組み合わせとして、（４７／１２０，１１２／１２０，１２０／１２０）、（５３／１２０，１１４／１２０，１２０／１２０）、（６０／１２０，１１５／１２０，１２０／１２０）のうちのいずれかを設定することを特徴とする。
【００４１】
また、本発明の送信装置において、前記ＬＤＰＣ符号は、前記所定数の符号化率として０．３９±１０％，０．４４±１０％，０．５０±１０％，０．９３±１０％，０．９５±１０％，０．９６±１０％及び１．００（ＬＤＰＣパリティなし）のうち３以上を有することを特徴とする。本符号化率を有するＬＤＰＣ符号により、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。
【００４２】
また、本発明の送信装置において、前記シンボル構成ビットが３ビット際に、各ビットに適用する符号化率をそれぞれ（ｒ‐１，ｒ‐２，ｒ‐３）としたとき、前記符号化率設定手段は、ビット毎の符号化率組み合わせとして、（０．３９±１０％，０．９３±１０％，１．００）、（０．４４±１０％，０．９５±１０％，１．００）、（０．５０±１０％，０．９６±１０％，１．００）のうちのいずれかを設定することを特徴とする。
【００４３】
また、本発明の送信装置において、前記直交変調手段は、前記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（即ち、ＴＭＣＣ信号）により伝送する符号化率判別信号多重手段を備えることを特徴とする。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受信装置を提供することができる。
【００４４】
また、本発明の送信装置において、前記連接符号化手段は、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４７／１２０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４７／１２０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。
【００４５】
【表１】
2014155195.tif 000003
【００４６】
また、本発明の送信装置において、前記連接符号化手段は、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５３／１２０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５３／１２０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。
【００４７】
【表２】
2014155195.tif 000004
【００４８】
また、本発明の送信装置において、前記連接符号化手段は、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６０／１２０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６０／１２０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。
【００４９】
【表３】
2014155195.tif 000005
【００５０】
また、本発明の送信装置において、前記連接符号化手段は、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１１２／１２０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１１２／１２０の検査行列初期値テーブル（表４）は、以下の表からなることを特徴とする。
【００５１】
【表４−１】
2014155195.tif 000006
【００５２】
【表４−２】
2014155195.tif 000007
【００５３】
また、本発明の送信装置において、前記連接符号化手段は、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１１４／１２０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１１４／１２０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。
【００５４】
【表５−１】
2014155195.tif 000008
【００５５】
【表５−２】
2014155195.tif 000009
【００５６】
また、本発明の送信装置において、前記連接符号化手段は、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６）は、以下の表からなることを特徴とする。
【００５７】
【表６−１】
2014155195.tif 000010
【００５８】
【表６−２】
2014155195.tif 000011
【００５９】
また、本発明の受信装置は、デジタルデータの受信装置であって、ＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号から構成される連接符号化を施した変調波信号を直交復調し、受信信号点系列を出力する直交復調手段と、複数の符号語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り得られる信号点とシンボルの対応関係に基づいて、当該シンボル構成ビットに対応する復号処理を行う復号手段とを備え、前記復号手段は、ＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号に関してビット毎の訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率を有し、当該シンボル構成ビットのうち第１ビットについて送信側で符号化された所要Ｃ／Ｎに対応する訂正能力の符号化率で、第２ビット以降については送信側で符号化された前記所定数の符号化率のうち訂正能力が前記所要Ｃ／Ｎに対して所定範囲内のＣ／Ｎ（好適には、所要Ｃ／Ｎの±１０％以内）となる最も高い符号化率で、当該シンボル構成ビットに対応する復号処理を行うことを特徴とする。これにより、各分割に対応するシンボル構成ビットに対して、最適なビット誤り配分が可能となる。
【００６０】
また、本発明の受信装置において、前記復号手段は、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を特徴とする。これにより、各分割段階に対応するシンボル構成ビットに対して、最適なＢＥＲ特性が得られ雑音耐性に優れた伝送が可能となる。
【００６１】
また、本発明の受信装置において、前記復号手段は、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。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受信装置を提供することができる。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受信装置を提供することができる。
【００６２】
また、本発明の受信装置において、本発明の送信装置で送信した変調波信号を受信して、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符号の符号化率に基づいて復号することを特徴とする。
【００６３】
また、本発明の受信装置において、本発明の送信装置で送信した変調波信号を受信して、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。
【発明の効果】
【００６４】
本発明によれば、誤り訂正符号と多値変調の組み合わせにおける符号化変調の性能を向上させ、白色雑音下における伝送性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明における一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。
【図２】本発明における一実施例として８ＰＳＫを例とした送信装置及び受信装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明に係るＭ＝３，第１ビットＬＤＰＣ符号化率４７/１２０、第２ビットＬＤＰＣ符号化率１１２/１２０、第３ビットＬＤＰＣ符号化率１２０/１２０、ＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）符号の場合のスロット構成例を示す図である。
【図４】本発明に係るケースＡ，ケースＢ，ケースＣのＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性（第２ビットの符号化率を可変とした場合）を示す図である。
【図５】本発明に係るＭ＝３，第１ビットＬＤＰＣ符号化率５３/１２０、第２ビットＬＤＰＣ符号化率１１４/１２０、第３ビットＬＤＰＣ符号化率１２０/１２０、ＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）符号の場合のスロット構成例を示す図である。
【図６】本発明に係るＭ＝３，第１ビットＬＤＰＣ符号化率６０/１２０、第２ビットＬＤＰＣ符号化率１１５/１２０、第３ビットＬＤＰＣ符号化率１２０/１２０、ＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）符号の場合のスロット構成例を示す図である。
【図７】本発明に係る８ＰＳＫ変調適用時の全体符号化率０．７７５におけるＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を示す図である。
【図８】本発明に係る８ＰＳＫ変調適用時の全体符号化率０．７９７におけるＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を示す図である。
【図９】本発明に係る８ＰＳＫ変調適用時の全体符号化率０．８１９におけるＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を示す図である。
【図１０】本発明に係る８ＰＳＫ変調適用時の周波数利用効率対所要Ｃ／Ｎ特性を示す図である。
【図１１】本発明に係るＢＣＨ（６５５３５，６５１７６）短縮化符号生成多項式を示す図である。
【図１２】本発明に係るＭ＝３，第１ビットＬＤＰＣ符号化率５３/１２０、第２ビットＬＤＰＣ符号化率１１４/１２０、第３ビットＬＤＰＣ符号化率１２０/１２０、ＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）符号の場合のスロット構成例を示す図である。
【図１３】本発明に係るＭ＝３，第１ビットＬＤＰＣ符号化率６０/１２０、第２ビットＬＤＰＣ符号化率１１５/１２０、第３ビットＬＤＰＣ符号化率１２０/１２０、ＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）符号の場合のスロット構成例を示す図である。
【図１４】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。
【図１５】８ＰＳＫにおける従来からのグレイコードによる信号点へのシンボル割り当ての例を示す図である。
【図１６】８ＰＳＫにおける従来からの集合分割法及びグレイコードのＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を示す図である。
【図１７】８ＰＳＫの集合分割法とＬＤＰＣ符号の組み合わせ（ａ１：符号化率６１／１２０，ａ２：符号化率１０９／１２０，ａ３：符号化率１０９／１２０）におけるＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を示す図である。
【図１８】（ａ）高度衛星放送方式のスロット構成例と（ｂ）２３ビット訂正能力のＢＣＨ符号適用時のスロット構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
以下、図面を参照して、本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置を説明する。  図１は、本発明による一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。
【００６７】
（装置構成）
〔送信装置〕
図１を参照するに、本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の処理及び、付随する符号化率設定部１３が従来技法と異なる。
【００６８】
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＝ｌｏｇ２Ｌビットのデータ系列（８値変調の場合、Ｍ＝ｌｏｇ２８＝３ビットの系列）に変換し、誤り訂正符号化部１２に送出する（Ｍを以下、変調次数と呼ぶ）。
【００６９】
誤り訂正符号化部１２は、第１誤り訂正符号化部１２‐１〜第Ｍ誤り訂正符号化部１２‐Ｍ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Ｍ系統の符号語系列を生成する。
【００７０】
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符号は、ビット毎の訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率（４７／１２０，５３／１２０，６０／１２０，１１２／１２０，１１４／１２０，１１５／１２０及び１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし））を有し、符号化率設定部１３は、当該シンボル構成ビットのうち第１ビットについては所要Ｃ／Ｎに対応する訂正能力の符号化率を設定し、第２ビット以降については当該所定数の符号化率のうち訂正能力が当該所要Ｃ／Ｎに対して所定範囲内のＣ／Ｎ（好適には、所要Ｃ／Ｎの±１０％以内）となる最も高い符号化率を設定する。これにより、誤り訂正符号化部１２は、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、第２ビット以降では、第１ビットの訂正限界Ｃ／Ｎ近傍において、十分な訂正能力を有し、且つ最も高い符号化率でＬＤＰＣ符号化を行うことができる。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。
【００７１】
マッピング部１４は、当該３系統の符号語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軸の振幅値を変調信号点系列として出力する。尚、ここで、用いるシンボルと信号点との対応関係は、集合分割法により取得された関係を用いる。即ち、集合分割法では、分割毎に最小ユークリッド距離が一様に増大する様に、信号点を分割することで、シンボルと信号点の対応関係が取得される。したがって、マッピング部１４は、上記対応関係に基づいて、複数の符号語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。この分割による最小ユークリッド距離の増大は、ＱＡＭの場合で√２倍、ＡＳＫの場合で２倍、ＰＳＫの場合でＱＡＭとＡＳＫの場合の値の間、すなわち√２〜２倍の値とするのが一般的である。
【００７２】
直交変調部１５は、マッピング部１４により生成された変調信号系列に対して、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、外部の伝送路に伝送する。
【００７３】
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。
【００７４】
〔受信装置〕
本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Ｍビット対数尤度比計算部２２‐１〜２２‐Ｍと、第１〜第Ｍビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐Ｍと、パラレル／シリアル変換部２４と、符号化率判別部２５とを備える。すなわち、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、第１〜第Ｍビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐Ｍの処理が従来技法と異なる。
【００７５】
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変調信号系列を変調した変調波信号を、伝送路を介して送信装置１０から受信して直交復調し、主信号のシンボルに対応する受信信号点系列を出力する。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変調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。
【００７６】
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。
【００７７】
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にしたがって誤り訂正符号（例えば、ＬＤＰＣ符号とＢＣＨ符号の連接符号）の復号処理を実行し、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。
【００７８】
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２２‐２に送出する。
【００７９】
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にしたがって誤り訂正符号（例えば、ＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号の連接符号）の復号処理を実行し、第２ビットの復号結果を次段のビット対数尤度比計算部（例えば、第Ｍビット対数尤度比計算部２２‐Ｍ）及びパラレル／シリアル変換部２４に送出する。第Ｍビット対数尤度比計算部２２‐Ｍ及び第Ｍビット誤り訂正復号部２３‐Ｍも同様に処理し、シンボルを構成する全てのビットを復号するまで逐次復号を行う。
【００８０】
このようにして、第１〜第Ｍビット対数尤度比計算部２２‐１〜２２‐Ｍ及び第１〜第Ｍビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐Ｍは、分割毎に最小ユークリッド距離が一様に増大する様に信号点を分割す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、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Ｍビット対数尤度比計算部２２‐１〜２２‐Ｍ及び第１〜第Ｍビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐Ｍ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。
【００８１】
パラレル／シリアル変換部２４は、第１〜第Ｍビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐Ｍ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。
【００８２】
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Ｍビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐Ｍで使用する第１〜第Ｍ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Ｍビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐Ｍにそれぞれ送出する。
【００８３】
次に図２を用いて、より具体的に、変調方式を８ＰＳＫとした場合における、本発明による一実施例について説明する。
【００８４】
（実施例）
図２は、本発明に係る表１から表６に示す、周期３７４、符号長４４８８０ビットのＬＤＰＣ符号（表１：符号化率４７／１２０、表２：符号化率５３／１２０、表３：符号化率６０／１２０、表４：符号化率１１２／１２０、表５：符号化率１１４／１２０、表６：符号化率１１５／１２０）を符号化率情報とし、Ｍ＝３として、第１ビットに、符号化率４７／１２０、第２ビット符号化率１１２／１２０、第３ビットに１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし）を適用した送信装置１０ｂ及び受信装置２０ｂの一実施例を示す図である。ここで、ＬＤＰＣ符号化率１２０／１２０は、送信側ではＬＤＰＣ符号化を行わず、また、受信側ではＬＤＰＣ復号を行わないことを意味する。従って、図２では第１〜第３ビットについて、送信装置１０ｂには誤り訂正符号化部（ＢＣＨ,ＬＤＰＣ）を記載したが、第３ビットについては、ＬＤＰＣ符号化器は実際には不要である。同様に、受信装置２０ｂに第１〜第３ビットについて、対数尤度比計算部及び誤り訂正復号部（ＬＤＰＣ，ＢＣＨ）を記載したが、第３ビットについては、対数尤度比計算部の代わりに、硬判定を行うデマッパを利用することも可能であり、また、ＬＤＰＣ符号復号器は実際には不要である。図２に示す送信装置１０ｂ及び受信装置２０ｂは、図１に示した本発明による一実施形態の送信装置１０及び受信装置２０に対するＭ＝３とした一実施例である。このため、同様な構成要素には同様な参照番号を付して（「ｂ」を付した参照番号）、送信装置１０ｂ及び受信装置２０ｂの順に説明する。
【００８５】
〔一実施例の送信装置〕
送信装置１０ｂは、シリアル／パラレル変換部１１ｂと、誤り訂正符号化部１２ｂと、符号化率設定部１３ｂと、マッピング部１４ｂと、直交変調部１５ｂと、符号化率判別信号多重部１６ｂとを備える。
【００８６】
ここで、図２に示す送信装置１０ｂは、図１に示す送信装置１０と対する一実施例として詳細に説明する。
【００８７】
シリアル／パラレル変換部１１ｂは、１ビットの送信データ系列をシンボル構成ビットとして３ビットのデータ系列に変換し、誤り訂正符号化部１２ｂに送出する。
【００８８】
誤り訂正符号化部１２ｂは生成した符号語系列をマッピング部１４ｂに送出する。本例の誤り訂正符号化部１２ｂは、第１誤り訂正符号化部１２ｂ‐１〜第３誤り訂正符号化部１２ｂ‐３から構成される。誤り訂正符号化部１２ｂは、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シンボル構成ビットの訂正能力を考慮し、第２ビット以降では、第１ビットの訂正限界Ｃ／Ｎ近傍において、十分な訂正能力を有し、且つ最も高い符号化率を選択する基準に基づき、符号化率設定部１３ｂから第１誤り訂正符号化率ｒ‐１、第２誤り訂正符号化率ｒ‐２、第３誤り訂正符号化率ｒ‐３を取得する。この事例においては、ｒ‐１＝４７／１２０、ｒ‐２＝１１２／１２０、ｒ‐３＝１２０／１２０である。ここでは、第１誤り訂正符号化部１６ｂ‐１〜第３誤り訂正符号化部１６ｂ‐３は、ともにＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮化符号と上記ＬＤＰＣ符号を組み合わせた連接符号とし、符号語系列（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）を生成する。生成された符号語系列の例を図３に示す。図３では、図１８の（ｂ）の構成を反映し、各符号語系列に相当するスロットのスロットヘッダは０ビットであり、ＢＣＨ符号パリティ長は３６８ビットである。
【００８９】
マッピング部１４ｂは、本例では、誤り訂正符号化部１２ｂで生成された３系統の符号語系列（ａ３，ａ２，ａ１）を入力シンボル系列とし、後述するシンボルと信号点の対応関係に従って変調信号点系列を生成する。以降、直交変調部１５ｂは、図１における説明と同様に処理して、変調波信号を生成する。また、符号化率判別信号多重部１６ｂは、符号化率設定部１３ｂ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１３ｂ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１５ｂにおける変調波信号に多重する。
【００９０】
〔一実施例の受信装置〕
図２に示すように、受信装置２０ｂは、直交復調部２１ｂと、第１〜第３ビット対数尤度比計算部２２ｂ‐１〜２２ｂ‐３と、第１〜第３ビット誤り訂正復号部２３ｂ‐１〜２３ｂ‐３と、パラレル／シリアル変換部２４ｂ、符号化率判別部２５ｂとを備える。
【００９１】
ここで、図２に示す受信装置２１ｂは、図１に示す受信装置２１と対する一実施例として詳細に説明する。
【００９２】
直交復調部２１ｂ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変調信号系列を変調した変調波信号を、伝送路を介して送信装置１０から受信して直交復調し、主信号のシンボルに対応する受信信号点系列を出力する。
【００９３】
第１〜第３ビット対数尤度比計算部２２ｂ‐１〜２２ｂ‐３及び第１〜第３ビット誤り訂正復号部２３ｂ‐１〜２３ｂ‐３は、直交復調部２１ｂを経て得られる変調信号点系列について、シンボル構成ビット毎に得られる対数尤度比及び第２ビット以降の誤り訂正復号部については、その前段の復号結果を用いて、第１ビットから第３ビットまで逐次復号を行う。また、符号化率判別部２５ｂでは、直交復調部２１ｂ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３ビット誤り訂正復号部２３ｂ‐１〜２３ｂ‐３で使用する第１〜第３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３ビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐３にそれぞれ送出する。この事例においては、ｒ‐１＝４７／１２０、ｒ‐２＝１１２／１２０、ｒ‐３＝１２０／１２０である。
【００９４】
パラレル／シリアル変換部２４ｂは、第１〜第３ビット誤り訂正復号部２３ｂ‐１〜２３ｂ‐３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。
【００９５】
ここで、前述の通り、集合分割法において多段復号を行う場合、前段の復号誤りが後段に伝播することから、第１ビットの復号特性改善が重要であり、特に集合分割法においては、周波数効率を高めるために、誤り訂正部１２ｂ及び符号化率情報１３ｂにおける符号化率の選定基準が重要となる。
【００９６】
つまり、本発明に係るＬＤＰＣ符号では、後述する符号化率の選定基準に基づいて符号化率の種類及び各ビットに適用する符号化率の組み合わせを選定しており、即ち、ビット毎の訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率として、４７／１２０，５３／１２０，６０／１２０，１１２／１２０，１１４／１２０，１１５／１２０及び１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし））を採用するように構成し、符号化率設定部１３は、当該シンボル構成ビットの各ビットに適用するＬＤＰＣ符号の符号化率の組み合わせとして、当該シンボル構成ビットのうち第１ビットについては所要Ｃ／Ｎに対応する訂正能力の符号化率を設定し、第２ビット以降については当該所定数の符号化率のうち訂正能力が当該所要Ｃ／Ｎに対して所定範囲内のＣ／Ｎ（好適には、所要Ｃ／Ｎの±１０％以内）となる最も高い符号化率を設定する。これにより、誤り訂正符号化部１２は、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、第２ビット以降では、第１ビットの訂正限界Ｃ／Ｎ近傍において、十分な訂正能力を有し、且つ最も高い符号化率でＬＤＰＣ符号化を行うことができる。
【００９７】
そこで、第２ビット以降では、第１ビットの訂正限界Ｃ／Ｎ近傍において、十分な訂正能力を有し、且つ最も高い符号化率でＬＤＰＣ符号化を行うのに最も適した符号化率の種類に関する選定基準について、伝送性能（シミュレーション結果）を基に説明する。伝送モデルは白色雑音を想定し、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。
【００９８】
まず、当該シンボル構成ビットの各ビットに適用するＬＤＰＣ符号の符号化率の組み合わせに関して説明するために、図４に、図３の構成（ケースＡ：第１ビット符号化率４７／１２０、第２ビット符号化率１１２／１２０、第３ビット符号化率１２０／１２０）におけるＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を示す。また、図４においては、上記例が最適な組み合わせであることを示す他の比較例として、第２ビットの符号化率を下げたケースＢ（第１ビット符号化率４７／１２０、第２ビット符号化率１１１／１２０、第３ビット符号化率１２０／１２０）及び、第２ビットの符号化率を上げたケースＣ（第１ビット符号化率４７／１２０、第２ビット符号化率１１３／１２０、第３ビット符号化率１２０／１２０）の特性も同様に示す。図４より、ケースＡとケースＢの特性は同一であり、ケースＣはケースＡ、ケースＢよりも劣ることが確認できる。更に、後述する図７に示すシミュレーション結果から、ケースＡの符号化率組み合わせが最も良い性能を得られることが確認できる。
【００９９】
ここで、図３に示すビット毎の符号化率組み合わせ（ケースＡ：第１ビット符号化率４７／１２０、第２ビット符号化率１１２／１２０、第３ビット符号化率１２０／１２０）とは異なり、ビット毎の訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率を用いて、ＬＤＰＣ符号における全体符号化率が異なるビット毎の符号化率組み合わせを示す別の例を図５、図６に示す。図５及び図６は、ＢＣＨ（６５５３５、６５１６７）符号を適用した場合のスロット構成に相当する。また、図５及び図６の事例においては、全体符号化率が図３より高いことから、ＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）符号を外符号に適用しても、全体性能をほとんど劣化させず伝送できることが期待できる。ＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）符号を適用した場合のスロット構成を図１２、図１３に示す。図５及び図１２の場合、第１ビット符号化率５３／１２０、第２ビット符号化率１１４／１２０、第３ビット符号化率１２０／１２０であり、図６及び図１３の場合、第１ビット符号化率６０／１２０、第２ビット符号化率１１５／１２０、第３ビット符号化率１２０／１２０である。また、情報ビットに着目した場合、（ａ１）〜（ａ３）の合計情報ビット長が図３の構成では、１０３２２４ビット、図５及び図１２の構成では１０６２１６ビット、図６及び図１３の構成では１０９２０８ビットであり、すべて１８７×８ビットで割り切れることから、図３、図５、図６、図１２及び図１３に示すいずれの構成も ＭＰＥＧ−２ ＴＳスロット伝送に好適な構成となる。そこで、図３の構成を実施例１のスロット構成と称し、図５の構成を実施例２のスロット構成と称し、図６の構成を実施例３のスロット構成と称することにする。
【０１００】
実施例１（図３のスロット構成）、実施例２（図５のスロット構成）、実施例３（図６のスロット構成）の各構成が好適であることを示す例として、周波数利用効率一定の条件において、第１ビット、第２ビットの符号化率を変えた場合のＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を図７（実施例１）、図８（実施例２）、図９（実施例３）に示す。ＬＤＰＣ符号化率は、実施例１（図３のスロット構成）では０．７７５、実施例２（図５のスロット構成）では０．７９７、実施例３（図６のスロット構成）では０．８１９に該当する。図７〜図９の結果より、実施例１（図３のスロット構成）、実施例２（図５のスロット構成）、実施例３（図６のスロット構成）の各構成による符号化率の組み合わせが最も性能が良いことが確認できる。
【０１０１】
図１０に、実施例１（図３のスロット構成）、実施例２（図５のスロット構成）、実施例３（図６のスロット構成）の各構成を用いた場合の周波数利用効率対所要Ｃ／Ｎ特性を示す。所要Ｃ／Ｎは、図７〜図９の結果を線形外挿補間し、ＢＥＲ＝１×１０−１１点を所用Ｃ／Ｎと定義した。図１０には従来方式である高度衛星放送方式の所要Ｃ／Ｎ特性も掲載した。図１０より、本発明による構成は、高度衛星放送方式と比較した場合、実施例１（図３のスロット構成）では、０．２４ｄＢ，実施例２（図５のスロット構成）では０．２０ｄＢ，実施例３（図６のスロット構成）では０．２２ｄＢ，性能が向上していることが確認できる。また、８ＰＳＫ限界と比較した場合、図８の構成では、０．６２ｄＢ、実施例２（図５のスロット構成）では０．６４ｄＢ，実施例３（図６のスロット構成）では０，６２ｄＢのギャップであり、８ＰＳＫ限界に近い特性であることが確認できる。
【０１０２】
また、本発明に係るＬＤＰＣ符号の符号化器及び復号器は、特許第４６８８８４１号明細書又は特許第４８５６６０８号明細書等に開示されるものと同様に構成することができ、このＬＤＰＣ符号の符号化・復号に用いる検査行列は、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、各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され、ＬＤＰＣ符号の各符号化率４７／１２０，５３／１２０，６０／１２０，１１２／１２０，１１４／１２０，１１５／１２０に対応する各検査行列初期値テーブルは、それぞれ上述した表１〜表６に示したものを利用する。これにより、本発明に係る集合分割法にＬＤＰＣ符号を適用するにあたり、各分割段階に対応するシンボル構成ビットに対して、最適なＢＥＲ特性が得られ雑音耐性に優れた伝送が可能となる。
【０１０３】
図２において、これら６種類のテーブルに基づくＬＤＰＣ符号化器および復号器を、それぞれ送信装置１０ｂおよび受信装置２０ｂの誤り訂正符号化部１２ｂおよび誤り訂正復号部２３ｂに構成するのが好適である。すなわち、送信装置１０ｂは、所望の符号化率を（４７／１２０，１１２／１２０，１２０／１２０）、（５３／１２０，１１４／１２０，１２０／１２０）、（６０／１２０，１１５／１２０，１２０／１２０）から選択し、符号化率設定部１３ｂで誤り訂正符号化部１２ｂの符号化率を設定するとともに、シンボル構成ビットの各ビットに適用する符号化率に関する情報を符号化率判別信号多重部１６ｂにより伝送制御信号を使って送信し、受信装置２０ｂは、この情報を受信し、シンボル構成ビットの各ビットに適用する符号化率を誤り訂正復号部２３ｂ‐１，２３ｂ‐２，２３ｂ‐３の各々に設定することで、所要Ｃ／Ｎおよび伝送可能な情報ビットレートの異なる３通りの伝送を自由に設定して伝送することが可能になる。
【０１０４】
また、（４７／１２０，１１２／１２０，１２０／１２０）、（５３／１２０，１１４／１２０，１２０／１２０）、（６０／１２０，１１５／１２０，１２０／１２０）のうち一部の符号化率、例えば（４７／１２０，１１２／１２０，１２０／１２０）のみを利用したい場合には、４７／１２０，１１２／１２０，１２０／１２０の符号化率についてのみ、送信装置１０ｂおよび受信装置２０ｂの誤り訂正符号化部１２ｂおよび誤り訂正復号部２３ｂに構成すればよく、伝送制御信号による符号化率設定も行わずに固定して利用することも可能である。すなわち、送受信装置（送信装置１０ｂおよび受信装置２０ｂ）の用途によって、４７／１２０，５３／１２０，６０／１２０，１１２／１２０，１１４／１２０，１１５／１２０，および１２０／１２０の符号化率のうち、３以上の所要数の符号化率のみに対応することで、最低限のコストで送受信装置を提供することも可能である。
【０１０５】
なお、符号化率の高い（５３／１２０，１１４／１２０，１２０／１２０）、（６０／１２０，１１５／１２０，１２０／１２０）については、前述したとおり、ＢＣＨ符号として、ＢＣＨ（６５５３５、６５１６７）およびＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）のいずれも利用可能である。従って、これらも含めて、伝送制御信号により設定することも可能である。また、符号化率（４７／１２０，１１２／１２０，１２０／１２０）については、４７／１２０および１１２／１２０についてのみ、ＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）を利用しても、ほとんど性能を劣化させずに伝送することも可能であることから、シンボル構成ビットのビット毎に伝送制御信号によりＢＣＨ符号を設定することも可能である。これにより、スロットヘッダの伝送を優先するか、伝送性能を優先するかの選択も可能となる。
【０１０６】
上述の実施例では、３ビットのシンボル構成ビット（Ｍ＝３）について説明したが、Ｍ≧３の場合も同様の手法により雑音体制に優れた伝送を実現することが可能である。特にＭ＝３においては、集合分割法にＬＤＰＣ符号を適用する際に、ビット毎の訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率として、４７／１２０，５３／１２０，６０／１２０，１１２／１２０，１１４／１２０，１１５／１２０及び１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし））を定めることにより、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。
【０１０７】
また、主に高度衛星方式に適用する場合について説明したが、その他の符号長の異なる伝送方式にも適用することが可能である。すなわち、４７／１２０，５３／１２０，６０／１２０，１１２／１２０，１１４／１２０，１１５／１２０及び１２０／１２０の代わりに、０．３９±１０％，０．４４±１０％，０．５０±１０％，０．９３±１０％，０．９５±１０％，０．９６±１０％及び１．００の符号化率を適用することで、その他の符号長の異なる伝送方式にも全く同様に適用することが可能である。ここで±１０％の範囲を持たせているのは、一般に誤り訂正符号の訂正能力は同一種類(例えばＬＤＰＣ符号)の誤り訂正符号であれば、符号化率でほぼ決定されるものの、符号長や符号の完成度によってもわずかに訂正能力が異なり、一般にはより長い符号長で、なおかつ、サイクル２、４、６，・・・のより少ない符号の性能がより良くなることが知られており、こうした条件の違いによって生じる１０％程度の差分を包含するためである。
【０１０８】
上述の実施形態では特定の例を基に説明したが、様々な応用が可能である。例えば、変調方式は８ＰＳＫを例に説明したが、上記符号化率の組み合わせは他の３ビットデジタル変調方式（８ＱＡＭ等）にも適用可能である。また、衛星放送、地上放送、移動通信、固定通信などの他の伝送方式にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明によれば、誤り訂正符号と多値変調の組み合わせにおける符号化変調の性能を向上させ、白色雑音下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を利用する任意の用途に有用である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０，１０ｂ  送信装置
１１，１１ｂ  シリアル／パラレル変換部
１２，１２ｂ  誤り訂正符号化部
１２‐１，１２ｂ‐１  第１誤り訂正符号化部
１２‐２，１２ｂ‐２  第２誤り訂正符号化部
１２‐３，１２ｂ‐３  第３誤り訂正符号化部
１２‐Ｍ  第Ｍ誤り訂正符号化部
１３，１３ｂ  符号化率設定部
１４，１４ｂ  マッピング部
１５，１５ｂ  直交変調部
１６，１６ｂ  符号化率判別信号多重部
２０，２０ｂ  受信装置
２１，２１ｂ  直交復調部
２２‐１，２２ｂ‐１  第１ビット対数尤度比計算部
２２‐２，２２ｂ‐２  第２ビット対数尤度比計算部
２２‐３，２２ｂ‐３  第３ビット対数尤度比計算部
２２‐Ｍ  第Ｍビット対数尤度比計算部
２３‐１，２３ｂ‐１  第１ビット誤り訂正復号部
２３‐２，２３ｂ‐２  第２ビット誤り訂正復号部
２３‐３，２３ｂ‐３  第３ビット誤り訂正復号部
２３‐Ｍ  第Ｍビット誤り訂正復号部
２４，２４‐ｂ  パラレル／シリアル変換部
２５，２５‐ｂ  符号化率判別部
【図１】
2014155195.tif 000021
【図２】
2014155195.tif 000022
【図３】
2014155195.tif 000023
【図４】
2014155195.tif 000024
【図５】
2014155195.tif 000025
【図６】
2014155195.tif 000026
【図７】
2014155195.tif 000027
【図８】
2014155195.tif 000028
【図９】
2014155195.tif 000029
【図１０】
2014155195.tif 000030
【図１１】
2014155195.tif 000031
【図１２】
2014155195.tif 000032
【図１３】
2014155195.tif 000033
【図１４】
2014155195.tif 000034
【図１５】
2014155195.tif 000035
【図１６】
2014155195.tif 000036
【図１７】
2014155195.tif 000037
【図１８】
2014155195.tif 000038