(57)【要約】  本発明にかかる送信機（１０）は、検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、符号語の生成に用いる検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と、第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、第１の検査行列の定められた位置の巡回置換行列をマスクするとともに列重みが閾値以下の行を追加することにより第２の検査行列を生成する符号化部（１１）と、符号語を送信する送信部（１２）と、を備えることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、前記符号語の生成に用いる前記検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と、前記第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、前記第１の検査行列の定められた位置の前記巡回置換行列をマスクするとともに列重みが閾値以下の行を追加することにより前記第２の検査行列を生成する符号化部と、
前記符号語を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項２】
前記第１の検査行列および前記第２の検査行列はそれぞれ対応する列の重みが等しい部分を有することを特徴とする請求項１に記載の送信機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の送信機が送信する信号を受信し、受信した前記信号を復調する復調部と、
復調した前記信号を用いて低密度パリティ検査符号の復号を行う復号部と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項４】
前記復号部は、
前記検査行列の列方向の演算を行うバリアブルノード演算部と、
前記検査行列の行方向の演算を行うチェックノード演算部と、
前記第１の符号化率および前記第２の符号化率に応じた前記検査行列の接続関係となるように、前記バリアブルノード演算部が演算した列と前記チェックノード演算部が演算した行との接続関係を切り替える第１の切替部と、
前記第１の符号化率および前記第２の符号化率に応じた前記検査行列の接続関係となるように、前記チェックノード演算部が演算した行と前記バリアブルノード演算部が演算した列との接続関係を切り替える第２の切替部と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の受信機。
【請求項５】
請求項１または２に記載の送信機と、
請求項３または４に記載の受信機と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項６】
低密度パリティ検査符号で符号化された信号を送信する送信機および前記信号を受信する受信機で用いられる符号化率の変更方法であって、
前記送信機が、検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、前記符号語の生成に用いる前記検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と前記第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、前記第１の検査行列の定められた位置の前記巡回置換行列をマスクするとともに列重みが閾値以下の行を追加することにより前記第２の検査行列を生成する第１のステップと、
前記送信機が、前記符号語を送信する第２のステップと、
前記受信機が、前記信号を受信し、受信した前記信号を復調する第３のステップと、
前記送信機が、復調した前記信号を用いて低密度パリティ検査符号の復号を行う第４のステップと、
を含むことを特徴とする符号化率の変更方法。
【請求項７】
前記第１の検査行列および前記第２の検査行列はそれぞれ対応する列の重みが等しい部分を有することを特徴とする請求項６に記載の符号化率の変更方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ−Ｃｈｅｃｋ：低密度パリティ検査）符号を用いて誤り訂正を行う送信機、受信機、通信システム、および符号化率の変更方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の光通信システムおよび無線通信システムにおいて、伝送容量の拡大および伝送距離の拡大のために、データに誤り訂正符号が適用されている。誤り訂正符号は、有線通信システム、無線通信システム、および記憶装置で使用されるデータの誤りを訂正するために用いられる。誤り訂正符号化処理を行うことにより送信側で送信するデータに冗長なビットを付加することで、受信したデータに誤りが生じたとしても、誤りを訂正することができる。誤り訂正符号の符号化率、および復号方式によって、訂正可能な誤りビット数は異なる。【０００３】
誤り訂正符号としては、例えばハミング符号、ＢＣＨ（Ｂｏｓｅ−Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ−Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ）符号、またはＲＳ（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号などが挙げられる。誤り訂正符号においては、送信データ（フレームを構成するオーバヘッド等を含む）を情報ビットと呼び、情報ビットに付加される冗長ビットのことをパリティビットと呼ぶ。また、情報ビットとパリティビットとを合わせたビット列を符号語と呼ぶ。ブロック符号と呼ばれる誤り訂正符号では、あらかじめ設定されたビット数の単位で、情報ビットからパリティビットを算出する。つまり、１つの符号語内の情報ビット数およびパリティビット数は決められており、それぞれ、情報ビット数は情報ビット長と呼ばれ、パリティビット数はパリティビット長と呼ばれる。また、符号語のビット数は符号長と呼ばれる。【０００４】
光通信システムおよび無線通信システムにおいては、伝送容量の拡大および伝送距離の拡大の需要が顕著であり、日々、強力な誤り訂正符号の適用および提案が行われている。近年、誤り訂正符号として、ＬＤＰＣ符号が広く用いられてきている。ＬＤＰＣ符号は、非ゼロ要素の少ない、疎なパリティ検査行列（以下、「検査行列」と称する）で定義されるブロック符号である。これから説明する検査行列の各行列要素は、０または１であるものとする。また、検査行列の列に含まれる１の数を列重み、検査行列の行に含まれる１の数を行重みと呼ぶ。また、検査行列の各列は、符号語を構成する各ビットに対応する。つまり、検査行列の列数は、符号長となる。また、検査行列の行数は、検査行列がフルランクである場合には、パリティビット長と等しい。【０００５】
特許文献１では、ＬＤＰＣ符号の誤り訂正性能向上を実現する手法として、空間結合ＦＥＣ（Ｓｐａｔｉａｌｌｙ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）構成が提案されている。また、特許文献１では、検査行列の一部の列からなる部分行列の行を並べ替えた行列構造として高い誤り訂正性能を実現するとともに、送受信するパリティビットを削減して符号化率を変更可能とする方法が示されている。つまり、特許文献１では空間結合ＬＤＰＣ符号の性能を維持しつつ符号化率を変更可能とし、高効率に誤り訂正性能を向上させる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５８７５７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の訂正性能向上の方法は、低い符号化率の符号語から高い符号化率とする際に、パンクチャと呼ばれるパリティを間引く手法を用いているため、幾ばくかの性能劣化は否めない。また、パリティを間引く前の符号語の処理に必要なスループットで符号化および復号する必要があるため、動作周波数の増加、または繰り返し復号回数の低下等が生じ、ひいては、消費電力の増加および誤り訂正性能の劣化が生じる課題があった。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、消費電力の増加および誤り訂正性能の劣化を抑制することができる送信機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる送信機は、検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、符号語の生成に用いる検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と、第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、第１の検査行列の定められた位置の巡回置換行列をマスクするとともに列重みが閾値以下の行を追加することにより第２の検査行列を生成する符号化部と、符号語を送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる送信機は、消費電力の増加および誤り訂正性能の劣化を抑制するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態にかかる通信システムの機能ブロックを示す図
【図２】実施の形態にかかる復号部の機能ブロックを示す図
【図３】制御回路を示す図
【図４】巡回置換行列を示す図
【図５】実施の形態にかかる符号化率Ｒ１のＬＤＰＣ符号の検査行列の例を示す図
【図６】実施の形態にかかる符号化率Ｒ２のＬＤＰＣ符号の検査行列の例を示す図
【図７】実施の形態にかかる符号化率Ｒ２のＬＤＰＣ符号の検査行列の別の一例を示す図
【図８】実施の形態にかかる検査行列ごとのＬＤＰＣ符号の誤り訂正性能の特性を示す図
【図９】本実施の形態にかかるバリアブルノードおよびチェックノードによるタナーグラフを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態にかかる送信機、受信機、通信システム、および符号化率の変更方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態．
図１は、実施の形態にかかる通信システムの機能ブロックを示す図である。通信システム１は、送信機１０と受信機２０とを備える。送信機１０および受信機２０は、通信路３０を介して互いに接続する。送信機１０は、符号化部１１と送信部１２とを備える。符号化部１１は、入力される情報ビット列に対して、符号化率制御信号の指示に基づいた符号化率のＬＤＰＣ符号化を行い、符号語を送信部１２へ出力する。送信するデータである情報ビット列は、送信機１０外の図示しない生成部が生成してもよいし、送信機１０内で生成してもよい。符号化率制御信号は、図示しない符号化率決定部が生成する。符号化率決定部は、データ伝送の保護要件およびデータ伝送のチャネル状態を勘案して符号化率を決定し、この符号化率を示す符号化率制御信号を符号化部１１に送信する。送信部１２は、符号語を電波、光、または電気信号などの送信信号に変換し、通信路３０を介して送信信号を受信機２０に送信する。
【００１４】
受信機２０は、復調部２１と復号部２２とを備える。復調部２１は、送信機１０から受信した信号を用いて対数尤度比（ＬＬＲ：Ｌｏｇ−Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ）ビット列を算出し、算出したＬＬＲビット列を復号部２２へ出力する。ＬＬＲは、各ビットに対して算出される値であり各ビットが０であるか、または各ビットが１であるかを表すとともに、各ビットの確からしさも表す。例えば、あるビットのＬＬＲが正の値であって、かつ絶対値が大きければ、このビットが０である可能性が高いことを示し、あるビットのＬＬＲが負の値であって、かつ絶対値が大きければ、このビットが１である可能性が高いことを示す。また、ＬＬＲが０の場合には、このビットが０であるか、または１であるか全く情報がないことを示す。なお、逆に、あるビットのＬＬＲが負の値であって、かつ絶対値が大きければ、このビットが０である可能性が高いことを示し、あるビットのＬＬＲが正の値であって、かつ絶対値が大きければ、このビットが１である可能性が高いことを示すように定義される場合もある。復号部２２は、ＬＬＲビット列を用いて、符号化率制御信号の指示に基づいた符号化率のＬＤＰＣ符号の復号を行い、復号結果ビット列を出力する。
【００１５】
図２は、実施の形態にかかる復号部２２の機能ブロックを示す図である。復号部２２は、バリアブルノード演算部２２１と、チェックノード演算部２２２と、第１の切替部２２３と、第２の切替部２２４とを備える。
【００１６】
バリアブルノード演算部２２１にはＬＬＲビット列が入力される。バリアブルノード演算部２２１は、復号するために検査行列とＬＬＲビット列とを用いた確率伝搬法による列方向の演算を行い、演算結果を第１の切替部２２３に出力する。チェックノード演算部２２２は、検査行列とＬＬＲビット列とを用いた確率伝搬法による行方向の演算を行い、演算結果を第２の切替部２２４に出力する。バリアブルノード演算部２２１は、一定回数の繰り返し復号処理が完了すると、復号結果ビット列を外部へ出力する。第１の切替部２２３は、符号化率制御信号に示される符号化率に従い、バリアブルノード演算部２２１が演算した列とチェックノード演算部２２２が演算した行との接続関係を切り替える。第１の切替部２２３から出力されるバリアブルノード演算部２２１の演算結果は、チェックノード演算部２２２に入力される。第２の切替部２２４は、符号化率制御信号の指示する符号化率に従い、チェックノード演算部２２２が演算した行とバリアブルノード演算部２２１が演算した列との接続関係を切り替える。第２の切替部２２４から出力されるチェックノード演算部２２２の演算結果は、バリアブルノード演算部２２１に入力される。第１の切替部２２３および第２の切替部２２４が行う接続関係の切替動作の詳細は後述する。
【００１７】
実施の形態にかかる符号化部１１、送信部１２、復調部２１、および復号部２２は、各処理を行う電子回路である処理回路により実現される。
【００１８】
本処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリ及びメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central  Processing  Unit、中央演算装置）を備える制御回路であってもよい。ここでメモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリなどの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクなどが該当する。本処理回路がＣＰＵを備える制御回路である場合、この制御回路は例えば、図３に示す構成の制御回路３００となる。
【００１９】
図３に示すように、制御回路３００は、ＣＰＵであるプロセッサ３００ａと、メモリ３００ｂとを備える。図３に示す制御回路３００により実現される場合、プロセッサ３００ａがメモリ３００ｂに記憶された、各処理に対応するプログラムを読みだして実行することにより実現される。また、メモリ３００ｂは、プロセッサ３００ａが実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
【００２０】
符号化部１１および復号部２２における符号化率の変更方法について説明する。通信システム１は、複数の符号化率に対応するために複数の検査行列を用いて符号化および復号を行うよう構成すると、回路規模が増大してしまう。このため、通信システム１の省回路規模化のために効率的に符号化率を変更可能とする必要がある。まず、符号化部１１および復号部２２で用いられる誤り訂正符号の検査行列のデータ構造について説明する。
【００２１】
図４は、巡回置換行列を示す図である。巡回置換行列は、単位行列を巡回シフトした行列である。巡回シフトとは、通常の右にシフトする場合、シフト後に行列の右側にはみ出してしまう列を、行列の最も左側の列に挿入する操作のことである。ここで、シフトする列数は、シフト量と呼ばれる。ＬＤＰＣ符号の検査行列が、巡回置換行列を小検査行列とした区分行列で表される場合に、このＬＤＰＣ符号は、擬似巡回（ＱＣ：Ｑｕａｓｉ−Ｃｙｃｌｉｃ）ＬＤＰＣ符号と呼ばれる。ＱＣ−ＬＤＰＣ符号は、検査行列の構成および回路実装が比較的容易であり、実用上よく用いられる。
【００２２】
図５は、実施の形態にかかる符号化率Ｒ１のＬＤＰＣ符号の検査行列の例を示す図である。本実施の形態では、図５に示す検査行列を第１の検査行列と呼ぶ。第１の検査行列は、小検査行列が巡回置換行列の区分行列で構成されている検査行列である。符号化率Ｒ１は、第１の符号化率とも呼ばれる。符号化率は、列数の比、つまり、（領域Ｈ１の列数）÷（領域Ｈ１の列数＋領域Ｈ２の列数）の式によって求められる。また、符号化率Ｒ１の行数は符号化率Ｒ１のパリティ列数と等しい。巡回置換行列は、図５において斜めに連なる小さな四角形で示される。巡回置換行列は、各々シフト量が異なるものとする。しかし、シフト量が同じ巡回置換行列があってもよい。第１の検査行列は、領域Ｈ１および領域Ｈ２を有す。領域Ｈ１は、情報ビットを含む領域である。領域Ｈ２は、符号化率Ｒ１のパリティビットを含む領域である。第１の検査行列は、領域Ｈ１の列重みを閾値以下としてウォーターフォール特性の優れた高い誤り訂正性能を実現するとともに、領域Ｈ２の列重みを小さくして、省回路規模化を図った例である。列重みが閾値以下とは、列重みが４，３、または４および３の混在であることをいう。列重みが小さいとは、列重みが概ね２であることをいう。ウォーターフォール特性とは、ある入力ビット誤り率を境に急激に復号後のビット誤り率が低下する特性を示す。
【００２３】
図６は、実施の形態にかかる符号化率Ｒ２のＬＤＰＣ符号の検査行列の例を示す図である。本実施の形態では、図６に示す検査行列を第２の検査行列と呼ぶ。第２の検査行列は、領域Ｈ１および領域Ｈ２に加えて、領域Ｈ３および領域Ｈ４を含む。領域Ｈ３は、情報ビットを含む領域である。領域Ｈ４は、符号化率Ｒ２を満たすために追加されたパリティビットの領域であり、領域Ｈ２および領域Ｈ４を合わせた領域が符号化率Ｒ２のパリティビットとなる。符号化率Ｒ２は、第２の符号化率とも呼ばれる。第２の符号化率は、第１の符号化率より符号化率の値が小さい。符号化率制御信号に基づいて、符号化率Ｒ１を小さくして誤り訂正性能を向上させる場合、第２の検査行列のように符号化率Ｒ１の検査行列を保持したまま、列重みの小さい領域Ｈ３、および列重みの小さい領域Ｈ４を設けるように符号化率Ｒ２の検査行列を構成すると、符号化率Ｒ１と符号化率Ｒ２との検査行列を共用化できる。このため、省回路規模化を図ることができる。
【００２４】
図７は、実施の形態にかかる符号化率Ｒ２のＬＤＰＣ符号の検査行列の別の一例を示す図である。本実施の形態では、図７に示す検査行列を第２の検査行列の別の一例と呼ぶ。第２の検査行列の別の一例は、領域Ｈ１以外は第２の検査行列と同様の構成である。第２の検査行列の別の一例では領域Ｈ１において、定められた一部の擬似巡回行列がマスクされる。ここで、マスクとは行列に含まれる１を０に反転させることをいう。図７にマスクした擬似巡回行列を灰塗りで示す。第２の検査行列の別の一例は、領域Ｈ３とマスクした領域Ｈ１とを含めた情報ビットの列の列重みが閾値以下を維持するよう構成する。なお、検査行列は、検査行列の一部の列からなる部分行列に対して、行を並び替えた行列構造とすると、擬似巡回行列の配置は規則性を有する。このため、第２の検査行列の別の一例の領域Ｈ１において、マスクする一部の擬似巡回行列にも規則性を持たせて定めればよく、また、領域Ｈ３にも規則性を持たせて列重みが閾値以下を維持するような、擬似巡回行列を配置すればよい。このため、第１の検査行列および第２の検査行列は、それぞれ対応する列の重みが等しい部分を有することで、第１の検査行列と第２の検査行列とを切り替え可能にし、効率的で簡易に符号化率を変更可能とすることを高性能に実現できる。
【００２５】
また、第２の検査行列の領域Ｈ３の列重みが小さすぎると、エラーフロア特性が劣化する。一方、領域Ｈ３の列重みを一定の行重み以上にすると、領域Ｈ１に領域Ｈ３を加えた列重みが大きくなるため、ウォーターフォール特性が劣化する。エラーフロア特性とは、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）の向上に対する復号後のビット誤り率の低下が鈍化する特性を示し、エラーフロア特性が劣化するとは、ＳＮＲが高い状態でもビット誤り率が高いことをいう。ウォーターフォール特性が劣化するとは、急激に復号後のビット誤り率が低下するときの、入力ビット誤り率の値が低くなることをいう。第２の検査行列の別の一例では、定められた一部の擬似巡回行列がマスクされることで、領域Ｈ３の列重みが小さくなることが抑制され、また、領域Ｈ１に領域Ｈ３を加えた列重みが大きくなることが抑制されるため、エラーフロア特性およびウォーターフォール特性が劣化することを抑制することができる。
【００２６】
図８は、実施の形態にかかる検査行列ごとのＬＤＰＣ符号の誤り訂正性能の特性を示す図である。図８は、横軸を入力ビット誤り率、縦軸を復号後のビット誤り率として表した図である。図８では、第１の検査行列の誤り性能の特性を符号Ａとして示し、第２の検査行列の誤り性能の特性を符号Ｂとして示し、第２の検査行列の別の一例の誤り性能の特性を符号Ｃとして示す。図８に示すように、符号Ｃは符号Ｂに比べて、ウォーターフォール特性に優れた誤り訂正性能を有する。また、符号化率が符号Ｃの方が符号Ａより良いため、符号Ｃは符号Ａに比べて優れた誤り訂正性能を有する。
【００２７】
図９は、本実施の形態にかかるバリアブルノードおよびチェックノードによるタナーグラフを示す図である。チェックノードＣ１〜Ｃｍは検査行列の各行、バリアブルノードＶ１〜Ｖｎは検査行列の各列に対応する。なお、使用する検査行列に応じて、バリアブルノードとチェックノード間はそれぞれ接続されるが、詳細な接続関係は省略する。第１の切替部２２３は、符号化率制御信号の指示に従い、符号化率Ｒ１の検査行列、または符号化率Ｒ２の検査行列のいずれかの接続関係となるように、バリアブルノード演算部２２１が演算した列とチェックノード演算部２２２が演算した行との接続関係を切り替える。また、第２の切替部２２４は、符号化率制御信号の指示に従い、符号化率Ｒ１の検査行列、または符号化率Ｒ２の検査行列のいずれかの接続関係となるように、チェックノード演算部２２２が演算した行とバリアブルノード演算部２２１が演算した列との接続関係を切り替える。換言すれば、第１の切替部２２３は、符号化率制御信号に従って、検査行列に応じたタナーグラフとなるように、チェックノードとバリアブルノードとの接続関係を切り替える。第２の切替部２２４は、符号化率制御信号に従って、検査行列に応じたタナーグラフとなるように、バリアブルノードとチェックノードとの接続関係を切り替える。
【００２８】
以上、説明したように、本実施の形態では、送信機１０は、符号化率の大きな検査行列である第１の検査行列を保持するとともに、一部の擬似巡回行列をマスクし、符号化率の小さな検査行列の列重みが閾値以下となるように構成した第２の検査行列の別の一例を保持し、符号化率制御信号に応じて第１の検査行列と第２の検査行列とを切り替え可能とするので、ウォーターフォール特性の優れた符号化率を変更可能なＬＤＰＣ符号が実現できる。また、第１の検査行列と第２の検査行列の別の一例とで検査行列を共用化するよう構成し、バリアブルノードとチェックノード間の接続関係を切り替えるよう構成したので、省回路規模化することができ、消費電力の増加を抑制することができる。また、第１の検査行列の領域Ｈ１の各列の列重みと、第２の検査行列の別の一例の領域Ｈ１の列重みに領域Ｈ３の列重みを加えた各列の列重みとが等しい部分を有することで、マスク部分のチェックノード出力を、追加したチェックノード出力に切り替えることができ、復号回路において効率的なバリアブルノード演算の共用化が可能となる。
【００２９】
本実施の形態では、領域Ｈ１および、領域Ｈ１と領域Ｈ３とを加えた各列の列重みを全て閾値以下とした例について説明したが、一部については領域Ｈ１および領域Ｈ１と領域Ｈ３とを加えた各列の列重みが閾値よりも大きく構成してもよい。一部については列重みを大きく構成した場合は、ウォーターフォール特性が向上する効果が得られる場合がある。列重みを大きくする時、領域Ｈ３の一部に列重みを追加することとしても良い。また、本実施の形態では、領域Ｈ２、または領域Ｈ４の各列の列重みを全て小さくした例について説明したが、領域Ｈ２、または領域Ｈ４の列の列重みを大きく構成してもよく、この場合にも、エラーフロア特性が改善する効果が得られる場合がある。領域Ｈ２、または領域Ｈ４の列の列重みを大きく構成した時、領域Ｈ１と同行列の領域Ｈ４の列重みの追加が、マスク分以下であれば、マスク部分のバリアブルノード出力を、追加したバリアブルノード出力に切り替えることができ、復号回路において効率的なチェックノード演算の共用化が可能となる。なお、本実施の形態では、巡回置換行列を小検査行列とした擬似巡回ＬＤＰＣ符号の符号化率の変更方法について説明したが、巡回置換行列を用いないＬＤＰＣ符号においても同様な効果を奏する。
【００３０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  通信システム、１０  送信機、１１  符号化部、１２  送信部、２０  受信機、２１  復調部、２２  復号部、３０  通信路、２２１  バリアブルノード演算部、２２２  チェックノード演算部、２２３  第１の切替部、２２４  第２の切替部、３００  制御回路、３００ａ  プロセッサ、３００ｂ  メモリ、Ｒ１，Ｒ２  符号化率。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月25日(2020.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、前記符号語の生成に用いる前記検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と、前記第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、前記第１の検査行列の定められた位置の前記巡回置換行列をマスクするとともに列重みが閾値以下の行を追加することにより前記第２の検査行列を生成する符号化部と、
前記符号語を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項２】
前記第１の検査行列および前記第２の検査行列はそれぞれ対応する列の重みが等しい部分を有することを特徴とする請求項１に記載の送信機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の送信機が送信する信号を受信し、受信した前記信号を復調する復調部と、
復調した前記信号を用いて低密度パリティ検査符号の復号を行う復号部と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項４】
前記復号部は、
前記検査行列の列方向の演算を行うバリアブルノード演算部と、
前記検査行列の行方向の演算を行うチェックノード演算部と、
前記第１の符号化率および前記第２の符号化率に応じた前記検査行列の接続関係となるように、前記バリアブルノード演算部が演算した列と前記チェックノード演算部が演算した行との接続関係を切り替える第１の切替部と、
前記第１の符号化率および前記第２の符号化率に応じた前記検査行列の接続関係となるように、前記チェックノード演算部が演算した行と前記バリアブルノード演算部が演算した列との接続関係を切り替える第２の切替部と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の受信機。
【請求項５】
請求項１または２に記載の送信機と、
請求項３または４に記載の受信機と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項６】
低密度パリティ検査符号で符号化された信号を送信する送信機および前記信号を受信する受信機で用いられる符号化率の変更方法であって、
前記送信機が、検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、前記符号語の生成に用いる前記検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と前記第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、前記第１の検査行列の定められた位置の前記巡回置換行列をマスクするとともに列重みが閾値以下の行を追加することにより前記第２の検査行列を生成する第１のステップと、
前記送信機が、前記符号語を送信する第２のステップと、
前記受信機が、前記信号を受信し、受信した前記信号を復調する第３のステップと、
前記送信機が、復調した前記信号を用いて低密度パリティ検査符号の復号を行う第４のステップと、
を含むことを特徴とする符号化率の変更方法。
【請求項７】
前記第１の検査行列および前記第２の検査行列はそれぞれ対応する列の重みが等しい部分を有することを特徴とする請求項６に記載の符号化率の変更方法。
【請求項８】
検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、前記符号語を送信する送信機を制御するための制御回路であって、
前記符号語の生成に用いる前記検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と、前記第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、前記第１の検査行列の定められた位置の前記巡回置換行列をマスクするとともに列重みが閾値以下の行を追加することにより前記第２の検査行列を生成する処理を、
前記送信機に実行させることを特徴とする制御回路。
【請求項９】
検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、前記符号語を送信する送信機を制御するためのプログラムであって、
前記符号語の生成に用いる前記検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と、前記第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、前記第１の検査行列の定められた位置の前記巡回置換行列をマスクするとともに列重みが閾値以下の行を追加することにより前記第２の検査行列を生成する処理を、
前記送信機に実行させることを特徴とするプログラム。
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月18日(2020.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、前記符号語の生成に用いる前記検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と、前記第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、前記第１の検査行列の定められた位置の前記巡回置換行列をマスクするとともに行を追加することにより前記第２の検査行列を生成する符号化部と、
前記符号語を送信する送信部と、
を備え、
マスクされた後の前記第１の検査行列の列重みに、追加された前記行の列重みを加えた値は閾値以下であることを特徴とする送信機。
【請求項２】
前記第１の検査行列および前記第２の検査行列はそれぞれ対応する列の重みが等しい部分を有することを特徴とする請求項１に記載の送信機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の送信機が送信する信号を受信し、受信した前記信号を復調する復調部と、
復調した前記信号を用いて低密度パリティ検査符号の復号を行う復号部と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項４】
前記復号部は、
前記検査行列の列方向の演算を行うバリアブルノード演算部と、
前記検査行列の行方向の演算を行うチェックノード演算部と、
前記第１の符号化率および前記第２の符号化率に応じた前記検査行列の接続関係となるように、前記バリアブルノード演算部が演算した列と前記チェックノード演算部が演算した行との接続関係を切り替える第１の切替部と、
前記第１の符号化率および前記第２の符号化率に応じた前記検査行列の接続関係となるように、前記チェックノード演算部が演算した行と前記バリアブルノード演算部が演算した列との接続関係を切り替える第２の切替部と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の受信機。
【請求項５】
請求項１または２に記載の送信機と、
請求項３または４に記載の受信機と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項６】
低密度パリティ検査符号で符号化された信号を送信する送信機および前記信号を受信する受信機で用いられる符号化率の変更方法であって、
前記送信機が、検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、前記符号語の生成に用いる前記検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と前記第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、前記第１の検査行列の定められた位置の前記巡回置換行列をマスクするとともに行を追加することにより前記第２の検査行列を生成する第１のステップと、
前記送信機が、前記符号語を送信する第２のステップと、
前記受信機が、前記信号を受信し、受信した前記信号を復調する第３のステップと、
前記送信機が、復調した前記信号を用いて低密度パリティ検査符号の復号を行う第４のステップと、
を含み、
マスクされた後の前記第１の検査行列の列重みに、追加された前記行の列重みを加えた値は閾値以下であることを特徴とする符号化率の変更方法。
【請求項７】
前記第１の検査行列および前記第２の検査行列はそれぞれ対応する列の重みが等しい部分を有することを特徴とする請求項６に記載の符号化率の変更方法。
【請求項８】
検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、前記符号語を送信する送信機を制御するための制御回路であって、
前記符号語の生成に用いる前記検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と、前記第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、前記第１の検査行列の定められた位置の前記巡回置換行列をマスクするとともに行を追加することにより前記第２の検査行列を生成する処理を、
前記送信機に実行させ、
マスクされた後の前記第１の検査行列の列重みに、追加された前記行の列重みを加えた値は閾値以下であることを特徴とする制御回路。
【請求項９】
検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、前記符号語を送信する送信機を制御するためのプログラムであって、
前記符号語の生成に用いる前記検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と、前記第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、前記第１の検査行列の定められた位置の前記巡回置換行列をマスクするとともに行を追加することにより前記第２の検査行列を生成する処理を、
前記送信機に実行させ、
マスクされた後の前記第１の検査行列の列重みに、追加された前記行の列重みを加えた値は閾値以下であることを特徴とするプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる送信機は、検査行列を用いて低密度パリティ検査符号の符号化を行うことにより符号語を生成し、符号語の生成に用いる検査行列を、複数の巡回置換行列を含む第１の符号化率の第１の検査行列と、第１の符号化率より小さい第２の符号化率の第２の検査行列とで切り替え可能であり、第１の検査行列の定められた位置の巡回置換行列をマスクするとともに行を追加することにより第２の検査行列を生成する符号化部と、符号語を送信する送信部と、を備え、マスクされた後の第１の検査行列の列重みに、追加された行の列重みを加えた値は閾値以下であることを特徴とする。
【国際調査報告】
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