(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の伝送方式の中から選択された伝送方式で送信データを送信する送信装置であって、
符号長及び符号化率の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数のＬＤＰＣ符号化方式の中から選択されたＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化して第１の符号語ビット系列を生成する符号化部と、
予め定められた複数のインタリーブパターンの中から選択されたインタリーブパターンを用いて前記第１の符号語ビット系列に対してインタリーブを施して、第２の符号語ビット系列を生成し、前記複数のインタリーブパターンは互いに異なるビット単位の並び替え規則である、インタリーブ部と、
互いに異なる複数の変調方式の中から選択された変調方式を用いて前記第２の符号語ビット系列に対してマッピングを施して、複数の変調シンボルを生成する変調部と、
前記選択されたＬＤＰＣ符号化方式を示す第１の情報と、前記選択されたインタリーブパターンを示す第２の情報と、前記選択された変調方式を示す第３の情報とを含む制御情報から生成された複数の制御シンボルと、前記複数の変調シンボルとを含む送信信号を送信する送信部と、を含み、
前記複数の伝送方式は、第１の伝送方式と、前記第１の伝送方式と比較してＬＤＰＣ符号化方式及び変調方式が同じであり、且つインタリーブパターンが異なる第２の伝送方式を含み、前記第１の伝送方式及び前記第２の伝送方式の変調方式により生成される前記複数の変調シンボルは第１のマッピング方式で生成された第１の変調シンボルと前記第１のマッピング方式とは異なる第２のマッピング方式で生成された第２の変調シンボルを含む、
送信装置。
【請求項２】
複数の伝送方式の中から選択された伝送方式で送信データを送信する送信方法であって、
符号長及び符号化率の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数のＬＤＰＣ符号化方式の中から選択されたＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化して第１の符号語ビット系列を生成し、
予め定められた複数のインタリーブパターンの中から選択されたインタリーブパターンを用いて前記第１の符号語ビット系列に対してインタリーブを施して、第２の符号語ビット系列を生成し、前記複数のインタリーブパターンは互いに異なるビット単位の並び替え規則であり、
互いに異なる複数の変調方式の中から選択された変調方式を用いて前記第２の符号語ビット系列に対してマッピングを施して、複数の変調シンボルを生成し、
前記選択されたＬＤＰＣ符号化方式を示す第１の情報と、前記選択されたインタリーブパターンを示す第２の情報と、前記選択された変調方式を示す第３の情報とを含む制御情報から生成された複数の制御シンボルと、前記複数の変調シンボルとを含む送信信号を送信する、処理を含み、
前記複数の伝送方式は、第１の伝送方式と、前記第１の伝送方式と比較してＬＤＰＣ符号化方式及び変調方式が同じであり、且つインタリーブパターンが異なる第２の伝送方式を含み、前記第１の伝送方式及び前記第２の伝送方式の変調方式により生成される前記複数の変調シンボルは第１のマッピング方式で生成された第１の変調シンボルと前記第１のマッピング方式とは異なる第２のマッピング方式で生成された第２の変調シンボルを含む、
送信方法。
【請求項３】
複数の伝送方式の中から選択された伝送方式を用いて送信された送信信号を受信する受信装置であって、
前記送信信号は、複数の制御シンボルと、複数の変調シンボルとを含み、
前記複数の変調シンボルは、互いに異なる複数の変調方式の中から選択された変調方式を用いて第２の符号語ビット系列に対してマッピングを施して生成されたものであり、
前記第２の符号化ビット系列は、予め定められた複数のインタリーブパターンの中から選択されたインタリーブパターンを用いて第１の符号語ビット系列に対してインタリーブを施して生成されたものであり、前記複数のインタリーブパターンは互いに異なるビット単位の並び替え規則であり、
前記第１の符号語ビット系列は、符号長及び符号化率の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数のＬＤＰＣ符号化方式の中から選択されたＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化して生成されたものであり、
前記複数の制御シンボルは、前記選択されたＬＤＰＣ符号化方式を示す第１の情報と、前記選択されたインタリーブパターンを示す第２の情報と、前記選択された変調方式を示す第３の情報とを含む制御情報から生成されたものであり、
前記複数の伝送方式は、第１の伝送方式と、前記第１の伝送方式と比較してＬＤＰＣ符号化方式及び変調方式が同じであり、且つインタリーブパターンが異なる第２の伝送方式を含み、前記第１の伝送方式及び前記第２の伝送方式の変調方式により生成される前記複数の変調シンボルは第１のマッピング方式で生成された第１の変調シンボルと前記第１のマッピング方式とは異なる第２のマッピング方式で生成された第２の変調シンボルを含み、
前記第１の情報、前記第２の情報及び前記第３の情報に基づいて、前記複数の変調シンボルを復調する復調部を備える、受信装置。
【請求項４】
複数の伝送方式の中から選択された伝送方式を用いて送信された送信信号を受信する受信方法であって、
前記送信信号は、複数の制御シンボルと、複数の変調シンボルとを含み、
前記複数の変調シンボルは、互いに異なる複数の変調方式の中から選択された変調方式を用いて第２の符号語ビット系列に対してマッピングを施して生成されたものであり、
前記第２の符号化ビット系列は、予め定められた複数のインタリーブパターンの中から選択されたインタリーブパターンを用いて第１の符号語ビット系列に対してインタリーブを施して生成されたものであり、前記複数のインタリーブパターンは互いに異なるビット単位の並び替え規則であり、
前記第１の符号語ビット系列は、符号長及び符号化率の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数のＬＤＰＣ符号化方式の中から選択されたＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化して生成されたものであり、
前記複数の制御シンボルは、前記選択されたＬＤＰＣ符号化方式を示す第１の情報と、前記選択されたインタリーブパターンを示す第２の情報と、前記選択された変調方式を示す第３の情報とを含む制御情報から生成されたものであり、
前記複数の伝送方式は、第１の伝送方式と、前記第１の伝送方式と比較してＬＤＰＣ符号化方式及び変調方式が同じであり、且つインタリーブパターンが異なる第２の伝送方式を含み、前記第１の伝送方式及び前記第２の伝送方式の変調方式により生成される前記複数の変調シンボルは第１のマッピング方式で生成された第１の変調シンボルと前記第１のマッピング方式とは異なる第２のマッピング方式で生成された第２の変調シンボルを含み、
前記第１の情報、前記第２の情報及び前記第３の情報に基づいて、前記複数の変調シンボルを復調して受信データを生成する、受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強い外来性雑音が発生する環境下でデジタル通信を行う送信装置及び受信装置、並びに、送信方法及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、宅内ネットワークのインフラとして、２．４ＧＨｚ帯のＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ−Ｓｃｉｅｎｃｅ−Ｍｅｄｉｃａｌ）バンドを使った無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ｇ、ｎに準拠した製品が広く普及している。ＩＳＭバンドは、日本では１０ｍＷ以下の出力であれば免許不要で利用できるよう開放されている周波数帯であり、無線ＬＡＮ規格の他、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、コードレス電話等の他の通信システムもＩＳＭバンドを使用している。そのため、無線ＬＡＮ通信時に他の通信システムの信号が干渉となって現れることがある。また、ＩＳＭバンドには電子レンジなどの高周波デバイスを用いた電気機器が発生する人工雑音が現れることが知られている。
【０００３】
無線ＬＡＮ以外の宅内ネットワークのインフラとしては、通信媒体として電力線を使った電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）システムが知られている。電力線通信システムは、電力線において、電力伝送に使用していない長波帯や短波帯の周波数帯に通信信号を重畳して通信を行うシステムである。しかし、これらの周波数帯域には、通信方式の異なる複数の電力線通信を行う通信装置からの干渉や、電力線に接続されている電子機器から発せられる雑音、放送局からの放送波、外部の電子機器からの漏洩電波などが存在している。
【０００４】
この結果、ＩＳＭバンドを使った無線通信や電力線通信システムの送信装置と受信装置との間の通信路は、人工雑音や他システムからの干渉の影響が大きい通信路となる。なお、本件書類において、他システムからの干渉、電子機器からの人工雑音などを総じて外来性雑音と表現する。一般に、外来性雑音は大きな電力レベルを持ち、また特定の時間及び周波数に現れるという特徴がある。そのため、受信装置で発生する加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ：Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｎｏｉｓｅ）環境下での通信を前提として設計された受信装置では、外来性雑音が存在する環境下では最適受信を行うことができず、ビット誤り率特性が劣化する。その結果、通信システムのスループットが低下する。
【０００５】
上記の問題に対し、これまでインパルス性雑音などの外来性雑音環境下での最適受信についての検討が行われている。例えば、非特許文献１には、外来性雑音の統計モデルとしてＭｉｄｄｌｅｔｏｎのクラスＡインパルス性無線雑音モデルを用いた場合に、必要なパラメータを推定して最適受信する方式が開示されている。しかし、非特許文献１に記載の方法では、外来性雑音のパラメータ推定のために追加の演算処理が必要となる。
【０００６】
そこで、より簡単な方法として、非特許文献２には、外来性雑音が重畳されているシンボルを推定し、復調・復号時にそのシンボルのビット尤度を０として処理する方法が提案されている。この方法では、復号器に入力するビット尤度を計算する際に、ビット尤度が予め決めた閾値より大きければ、そのビットは電力の大きな外来性雑音の影響を受けていると判断して、そのビット尤度を０にして復号を行う。このようにすることで、比較的簡単な手法で外来性雑音環境下での受信を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１９０１４３号公報
【特許文献２】特開２０００−２４４４６４号公報
【特許文献３】特許第４３５６３２号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】金本英樹、宮本伸一、森永規彦著「クラスＡインパルス性無線雑音環境下におけるパラメータ推定と最適受信機の誤り率特性」電子情報通信学会論文誌  Ｂ  Ｖｏｌ．Ｊ８２−Ｂ、Ｎｏ．１２、ｐｐ．２３６４−２３７４、１９９９年１２月
【非特許文献２】Ｌｉａｎｇ  Ｚｈａｎｇ  ａｎｄ  Ａｂｂａｓ  Ｙｏｎｇａｃｏｇｌｕ，“Ｔｕｒｂｏ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｅｒａｓｕｒｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｎｏｉｓｅ、”  ２００２  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｚｕｒｉｃｈ  Ｓｅｍｉｎａｒ  ｏｎ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐｐ．２０−１  −  ２０−６，Ｆｅｂ．  ２００２．
【非特許文献３】Ｃｈａｎｇｙａｎ  Ｄｉ，  Ｄａｖｉｄ  Ｐｒｏｉｅｔｔｉ，  Ｉ．Ｅｍｒｅ  Ｔｅｌａｔａｒ，  Ｔｈｏｍａｓ  Ｊ．Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ，  ａｎｄ  Ｒｕｄｉｇｅｒ  Ｌ．Ｕｒｂａｎｋｅ，  “Ｆｉｎｉｔｅ−Ｌｅｎｇｔｈ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ−Ｃｈｅｃｋ  Ｃｏｄｅｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｂｉｎａｒｙ  Ｅｒａｓｕｒｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ”，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，  ｖｏｌ．４８，  Ｎｏ．６，  Ｊｕｎｅ  ２００２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、無線ＬＡＮ規格として今後普及が拡大すると予測されるＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、屋外無線ブロードバンドサービスのＩＥＥＥ８０２．１６ｅ、及び電力線通信システムの一部の規格では、誤り訂正符号としてＬＤＰＣ（Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ−Ｃｈｅｃｋ）符号が採用されている。ＬＤＰＣ符号は、低密度なパリティ検査行列によって定義される誤り訂正符号であり、シャノン限界に迫る高い誤り訂正能力を持つ誤り訂正符号として知られている。なお、低密度とは、パリティ検査行列中の非零の要素数が零の要素数に比べて非常に少ないと言うことを意味する。
【００１０】
ＬＤＰＣ符号の復号には信頼度伝搬アルゴリズムに基づいたｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号が一般的に使用される。以下では、平均０、分散σ２のＡＷＧＮ通信路におけるｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号について説明する。
【００１１】
図１にＡＷＧＮ通信路における符号・復号のモデルを示す。Ｋ個の送信情報ビット（ｂ１、・・・、ｂＫ）は、ＬＤＰＣ符号器１１００によってパリティ検査行列Ｈを用いてＬＤＰＣ符号化され、Ｎ個の符号語ビット（ｃ１、・・・、ｃＮ）が得られる。パリティ検査行列Ｈの一例を式（１）に示す。
【００１２】
【数１】
0005884032.tif 000002
式（１）に示されるパリティ検査行列Ｈは、符号長１０、符号化率１／２のＬＤＰＣ符号を定義する５行１０列のパリティ検査行列である。但し、式（１）のパリティ検査行列Ｈは、表記し易くするために小さいサイズの行列としているので低密度な行列になっていない。
【００１３】
式（１）のパリティ検査行列Ｈを用いたＬＤＰＣ符号の符号化は、ＨＣＴ＝０を満たす符号語Ｃ＝（ｃ１、・・・、ｃＮ）を得る任意のアルゴリズムによって実施され、組織符号の場合、（ｃ１、・・・、ｃＮ）＝（ｂ１、・・・、ｂＫ、ｐ１、・・・、ｐＭ）である。ここで、（ｐ１、・・・、ｐＭ）は、ＬＤＰＣ符号化により生成されるパリティビットである。
【００１４】
式（１）のパリティ検査行列Ｈをタナーグラフ表現したものを図２に示す。タナーグラフとは、パリティ検査行列Ｈの列数と同数の変数ノードと、パリティ検査行列Ｈの行数と同数の検査ノードと、パリティ検査行列Ｈに含まれる非零の要素数と同数のエッジから構成される２部グラフである。変数ノード及び検査ノードは、それぞれ独立した演算器である。タナーグラフでは、パリティ検査行列Ｈにおいて、ｍ行ｎ列目の要素が非零である場合、ｍ番目の検査ノードとｎ番目の変数ノードがエッジで接続される。
【００１５】
Ｎ個の符号語ビット（ｃ１、・・・、ｃＮ）は、変調器１２００によって変調される。ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）の場合、符号語ビットｃｎに対応する変調シンボルｘｎは、ｘｎ＝−２ｃｎ＋１で与えられる。すなわち、ｃｎが０の時、ｘｎは１であり、ｃｎが１の時、ｘｎは−１となる。
【００１６】
変調シンボルは、ＡＷＧＮ通信路１３００において平均０、分散σ２のＡＷＧＮの影響を受けた後、受信側の装置において受信される。受信シンボルｙｎは、ｙｎ＝ｘｎ＋ｚｎで与えられる。ｚｎは、ＡＷＧＮ成分である。
【００１７】
復調器１４００は、受信シンボルｙｎから、各符号語ビットの対数尤度比（ＬＬＲ：  Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ）λｎを求める。ＢＰＳＫの場合、λｎは、λｎ＝２ｙｎ／σ２で与えられる。
【００１８】
ＬＤＰＣ復号器１５００は、ＬＬＲを入力としてｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号を行う。Ｍ行Ｎ列のパリティ検査行列Ｈを、復号したいＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列とする。但し、Ｋ＝Ｎ−Ｍである。また、パリティ検査行列Ｈのｍ行ｎ列目の要素をＨｍ，ｎと表記する。集合［１、Ｎ］の部分集合Ａ（ｍ）、Ｂ（ｎ）を式（２）、式（３）のように定義する。
【００１９】
【数２】
0005884032.tif 000003
【００２０】
【数３】
0005884032.tif 000004
すなわち、部分集合Ａ（ｍ）はパリティ検査行列Ｈのｍ行目において値が１である列インデックスの集合を表し、部分集合Ｂ（ｎ）はパリティ検査行列Ｈのｎ列目において値が１である行インデックスの集合を表す。また、部分集合Ａ（ｍ）から要素ｎを除いた残りの要素ｎ’を式（４）と表す。
【００２１】
【数４】
0005884032.tif 000005
同様に、部分集合Ｂ（ｎ）から要素ｍを除いた残りの要素ｍ’を式（５）と表す。
【００２２】
【数５】
0005884032.tif 000006
ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号は以下のステップ１−６で実施される。
【００２３】
＃ステップ１（初期化）
ＬＤＰＣ復号器１５００は、反復回数のカウンタである変数ｑをｑ＝１に設定し、最大反復回数をＱに設定する。
【００２４】
＃ステップ２（列処理・変数ノードでの処理）
ＬＤＰＣ復号器１５００において、各変数ノードは、入力されるＬＬＲλｎと、外部値αｍ，ｎを使って繰り返し符号の復号を行い、事前値βｍ，ｎを求める。各変数ノードは、ｎ＝１、２、・・・、Ｎの順にＨｍ，ｎ＝１を満たす全ての組（ｍ、ｎ）に対して、次の更新式（６）を利用して事前値βｍ，ｎを更新する。ただし、ｑ＝１の場合のみ、各変数ノードは、αｍ，ｎ＝０として式（６）の計算を行い、ｑ≠１の場合は後述のステップ３で更新された外部値αｍ，ｎの値を用いて式（６）の計算を行う。
【００２５】
【数６】
0005884032.tif 000007
図３にタナーグラフ上での変数ノード処理の例を示す。図３において、ｎ＝５番目の変数ノードに接続されるのはｍ＝１、２、３番目の検査ノードである。これは、式（１）のパリティ検査行列Ｈの５列目において、Ｈｍ，ｎ＝１を満たすのは、１、２、３行目であることに相当する。ｎ＝５番目の変数ノードは、ｍ＝１、２、３それぞれについて、式（６）を用いて事前値β１，５、β２，５、β３，５を求める。事前値β１，５、β２，５、β３，５は式（７）となる。但し、図３はｍ＝１の計算例を示す。
【００２６】
【数７】
0005884032.tif 000008
ＬＬＲλｎは、通信路から得られるｎ番目の符号語ビットが０であるか１であるかのビット尤度（確からしさ）であり、外部値αｍ，ｎは、ｍ番目の検査ノードから得られるｎ番目の符号語ビットが０であるか１であるかの尤度である。
【００２７】
ｎ番目の変数ノードは、ＬＬＲλｎとαｍ’，ｎからｎ番目の符号語ビットが０であるか１であるかの尤度を求め、その結果を事前値βｍ，ｎとしてｍ番目の検査ノードに送るという処理を行っている。
【００２８】
＃ステップ３（行処理・検査ノードでの処理）
ＬＤＰＣ復号器１５００において、各検査ノードは、変数ノードから送られてくる事前値βｍ，ｎを用いて、単一パリティ検査符号の復号を行い、外部値αｍ，ｎを求める。各検査ノードは、ｍ＝１、２、・・・、Ｍの順にＨｍ，ｎ＝１を満たす全ての組（ｍ、ｎ）に対して、次の更新式（８）を利用して外部値αｍ，ｎを更新する。
【００２９】
【数８】
0005884032.tif 000009
図４にタナーグラフ上での検査ノード処理の例を示す。図４において、ｍ＝３番目の検査ノードに接続されるのはｎ＝１、３、５、７、９、１０番目の変数ノードである。これは、式（１）のパリティ検査行列Ｈの３行目において、Ｈｍ，ｎ＝１を満たすのは、１、３、５、７、９、１０列目であることに相当する。ｍ＝３番目の検査ノードは、ｎ＝１、３、５、７、９、１０それぞれについて、式（８）を用いて外部値α３，１、α３，３、α３，５、α３，７、α３，９、α３，１０を求める。但し、図４はｎ＝１の計算例を示す。
【００３０】
＃ステップ４（一時推定語の計算）
ＬＤＰＣ復号器１５００は、ｎ∈［１、Ｎ］について事後ＬＬＲΛｎを式（９）により求め、続いて式（１０）を演算する。このようにして、ＬＤＰＣ復号器１５００は、一時推定語（ｃ’１，・・・，ｃ’Ｎ）を計算する。
【００３１】
【数９】
0005884032.tif 000010
【００３２】
【数１０】
0005884032.tif 000011
＃ステップ５（パリティ検査）
ＬＤＰＣ復号器１５００は、一時推定語（ｃ’１，・・・，ｃ’Ｎ）が符号語になっているかどうかを検査する。つまり、ＬＤＰＣ復号器１５００は、一時推定語（ｃ’１、・・・、ｃ’Ｎ）が式（１１）を満たすかを判定する。
【００３３】
【数１１】
0005884032.tif 000012
一時推定語（ｃ’１，・・・，ｃ’Ｎ）が式（１１）を満たせば、一時推定語（ｃ’１、・・・、ｃ’Ｎ）は符号語になっているため、ＬＤＰＣ復号器１５００は一時推定語（ｃ’１、・・・、ｃ’Ｎ）を推定語として出力し、アルゴリズムを終了する。
【００３４】
＃ステップ６（反復回数のカウント）
一時推定語（ｃ’１，・・・，ｃ’Ｎ）が式（１１）を満たさない場合において、ｑ＜Ｑであるとき、ｑをインクリメントしてステップ２に戻る。ｑ＝Ｑならば、ＬＤＰＣ復号器１５００は一時推定語（ｃ’１、・・・、ｃ’Ｎ）を推定語として出力し、アルゴリズムを終了する。
【００３５】
ＬＤＰＣ復号器１５００は、上記のステップ１−６の復号アルゴリズムの実施によって得られた推定語（ｃ’１、・・・、ｃ’Ｎ）を出力する。ＬＤＰＣ符号器１１００で組織符号化を行っている場合、受信情報ビット（ｂ’１、・・・、ｂ’Ｎ）は、（ｂ’１、・・・、ｂ’Ｎ）＝（ｃ’１、・・・、ｃ’Ｎ）で得られる。
【００３６】
以上説明したｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号の主たる計算は、変数ノードにおける加算処理と、検査ノードにおけるｔａｎｈ／ｔａｎｈ−１の演算処理である。ｔａｎｈ／ｔａｎｈ−１の演算処理にかかるコストは加算処理に比べて高いため、実装の際には、このような演算処理にかかる計算コストを下げることが復号法の高速化、コンパクト化につながる。高速化、コンパクト化の一つの方法として、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号におけるｔａｎｈ／ｔａｎｈ−１の演算処理を、最小値で近似する方法がある。この方法はｍｉｎ−ｓｕｍ復号と呼ばれ、検査ノードでは式（８）の代わりに、式（１２）を用いる。
【００３７】
【数１２】
0005884032.tif 000013
また、変数ノードでは、式（６）の代わりに、式（１３）を用いる。
【００３８】
【数１３】
0005884032.tif 000014
ここで、ｗは、１以下の正の実数である。（３、６）の正則ＬＤＰＣ符号の場合、ｗとして０．８程度の値を与えればｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号と同等の誤り率特性が得られることが確認されている。但し、ｗの最適な値はパリティ検査行列Ｈによって異なる。
【００３９】
ここで、外来性雑音の影響を除去するために、すでに説明したように外来性雑音の影響を受けていると予想されるビットのビット尤度を０にして復号器に入力することを考える。以下では、ビット尤度が０であることを「消失」と表現して説明する。同様に、ビット尤度を０にすることを、「消失させる」、「消失を与える」、ビット尤度が０とされたビットを「消失ビット」と表現する。
【００４０】
図４において、ｎ＝１、５番目の変数ノードに対応するビットが消失ビットである場合を例に用いて説明する。ＬＤＰＣ復号器１５００の変数ノードに入力されたビット尤度は、復号の開始時にはそのままの値で接続される複数の検査ノードに事前値βｍ，ｎとして送られる。ここで、図４で示した検査ノード３での処理を考えると、検査ノード３には、５つの事前値β３，１、β３，３、β３，５、β３，７、β３，９、β３，１０が入力され、そのうち、事前値β３，１と事前値β３，５は０である。式（８）で示される検査ノード演算は、検査ノードに入力されるβｍ，ｎ’のｔａｎｈを取った値の乗算であるため、検査ノードに入力される事前値βｍ，ｎに２つ以上０が含まれると、結果として得られるαｍ，ｎは全て０になってしまう。
【００４１】
ｔａｎｈ（０）＝ｔａｎｈ−１（０）＝０
そのため、ｍ＝３番目の検査ノードでの演算では外部値が更新されず、結果として反復復号の利得が低下してしまう。また、この現象は、ｔａｎｈ／ｔａｎｈ−１の代わりに最小値探索を用いる式（１２）の場合でも、同様に発生する。外部値αｍ，ｎとしてβｍ，ｎ’の絶対値の最小値が返されるため、βｍ，ｎに２つ以上０があると、結果として得られるαｍ，ｎは全て０になる。
【００４２】
以降の反復処理におけるｎ＝１、５番目の変数ノードの処理によって、事前値β３，１と事前値β３，５が更新され０以外の値を持つようになれば、上記の局所的な問題は解決するが、所望のビット誤り率を得るために必要な反復回数が増えるといった問題や、所定の回数の反復を実行した後の到達可能なビット誤り率が劣化するといった復号性能に関わる問題は残る。
【００４３】
さらに、最悪の場合を考えると、全ての検査ノードから出力される外部値が０となるようなパターンで消失が発生する場合、外部値の更新がされず、復号性能が大幅に劣化してしまう。例えば、非特許文献３で定義されているストッピングセットと呼ばれる符号語ビットの集合に含まれる全てのビットが消失となった場合にこの現象が起こる。また、ストッピングセットの一部となっている複数のビットが消失となった場合にも、全てが消失した場合ほどではないにしろ復号性能は劣化する。
【００４４】
一例を、計算機シミュレーション結果を用いて示す。図５は、式（１）のパリティ検査行列Ｈにおいて、２、４、８番目のビットを消失として復号した場合の復号後のビット誤り率特性のシミュレーション結果（ケース（ａ））と、式（１）のパリティ検査行列Ｈにおいて、４、５、７番目のビットを消失として復号した場合のビット誤り率特性のシミュレーション結果（ケース（ｂ））とを示すグラフである。ここで、ケース（ａ）の場合に消失とした２、４、８番目のビットの組み合わせはパリティ検査行列Ｈのストッピングセットであり、ケース（ｂ）の場合に消失とした４、５、７番目のビットの組み合わせはパリティ検査行列Ｈのストッピングセットではない。シミュレーションで用いた復号方式は、最大反復回数を３０回、ｗ＝０．８としたｍｉｎ−ｓｕｍ復号である。ケース（ａ）の場合は、消失ビットがストッピングセットを構成しているため、Ｅｂ／Ｎ０を高くしてもビット誤り率が改善しない。それに対し、ケース（ｂ）の場合は、消失ビットがストッピングセットを構成していないため、Ｅｂ／Ｎ０の増大に応じてビット誤り率の改善が見られる。
【００４５】
上記のシミュレーションにより確認したように、外来性雑音環境下で、外来性雑音の影響を回避するために、外来性雑音の影響を受けているビットを消失として復号する従来の構成には、消失ビットの数が同じであっても、消失ビットの組み合わせによっては復号性能が大幅に劣化してしまうという課題がある。
【００４６】
また、外来性雑音環境下での誤り訂正符号を考慮した従来の性能改善手段としては、特許文献１や特許文献２がある。
【００４７】
特許文献１は、信号送信前に、インパルス性雑音の発生回数をカウントし、その発生回数に応じて送信信号の送信回数を変えるというものである。この方法において、送信回数を変えるということは、繰り返し符号の繰り返し回数（符号化率）を変えることに相当する。この方法を用いることで、インパルス性雑音が多く発生している場合でも、送信が成功する確率を上げることができる。
【００４８】
また、特許文献２は、一つのリードソロモン符号のブロック内に含まれる周期的インパルス性雑音のインパルスの数が、リードソロモン符号の訂正可能誤り個数以内になるように、インパルス性雑音の発生周期とリードソロモン符号のブロック長を制御するものである。この方法を用いることで、リードソロモン符号のブロック長内に訂正可能な個数以上の誤りが発生することを避けることができ、誤り訂正の効果を効率よく得ることができる。
【００４９】
しかし、これら二つの方法では、ビット単位で与えられた消失の組み合わせによる復号性能の劣化という課題を解決することはできない。
【００５０】
そこで、本発明は、ビット単位で与えられる消失の組合せによる復号性能の劣化を抑えることを可能にする送信装置及び受信装置、並びに、送信方法及び受信方法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】
【００５１】
上記の課題を解決するため、本発明の送信装置は、同じ符号長及び同じ符号化率を有し、且つ異なるパリティ検査行列で定義される複数のＬＤＰＣ符号化方式のうち外来性雑音の発生状況に対応したＬＤＰＣ符号化方式を、使用するＬＤＰＣ符号化方式に決定する決定部と、前記決定部で決定された前記ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データの符号化を行うことによって符号語ビット系列を生成する符号化部と、を備える。
【発明の効果】
【００５２】
これによれば、外来性雑音の影響により消失とされる符号語ビットの組合せがあるＬＤＰＣ符号化方式において受信装置の復号性能を劣化させるものであっても、送信データの符号化に用いるＬＤＰＣ符号化方式を別のＬＤＰＣ符号化方式に変更することができるため、符号長及び符号化率を変更することなく受信装置での復号性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ＡＷＧＮ通信路における符号・復号のモデルを示す図。
【図２】パリティ検査行列Ｈに対応するタナーグラフを示す図。
【図３】タナーグラフ上での変数ノード処理の例を示す図。
【図４】タナーグラフ上での検査ノード処理の例を示す図。
【図５】消失ビットがある場合のビット誤り率特性の一例を示す図。
【図６】本発明の実施の形態１における通信システム１のシステム構成の一例を示す図。
【図７】図６の通信装置２から送信される信号の周波数スペクトルを示す図。
【図８】図６の雑音源４が発生している雑音スペクトルの一例を示す図。
【図９】図６の通信装置２の構成を示す図。
【図１０】図９の受信特性推定部１４の内部構成を示す図。
【図１１】図６の通信装置３の構成を示す図。
【図１２】本発明の実施の形態１の変形例における符号語ビット系列のインタリーブパターンを変更する機能を有する通信装置２Ａの構成を示す図。
【図１３】図１２の通信装置２Ａと電力線通信を行う通信装置３Ａの構成を示す図。
【図１４】本発明の実施の形態１の変形例における通信システム１Ｂの構成を示す図
【図１５】図１４の通信装置２Ｂの構成を示す図。
【図１６】図１４の通信装置３Ｂの構成を示す図。
【図１７】本発明の実施の形態２における通信装置２Ｄの構成を示す図。
【図１８】図１７の受信特性推定部１４Ｄの内部構成を示す図。
【図１９】図１８の雑音発生状況推定部２０で推定した雑音レベルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
本発明の一態様である第１の送信装置は、同じ符号長及び同じ符号化率を有し、且つ異なるパリティ検査行列で定義される複数のＬＤＰＣ符号化方式のうち外来性雑音の発生状況に対応したＬＤＰＣ符号化方式を、使用するＬＤＰＣ符号化方式に決定する決定部と、前記決定部で決定された前記ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データの符号化を行うことによって符号語ビット系列を生成する符号化部と、を備える。
【００５５】
本発明の一態様である第１の受信装置は、同じ符号長及び同じ符号化率を有し、且つ異なるパリティ検査行列で定義される複数のＬＤＰＣ符号化方式のうちの外来性雑音の発生状況に対応したＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化することにより生成された符号語ビット系列を伝送する信号を受信する受信部と、前記受信部によって受信された信号を復調することによって、前記符号語ビット系列に対応する受信符号語ビット系列を生成する復調部と、前記受信符号語ビット系列に対して前記送信データの符号化に用いられた前記ＬＤＰＣ符号化方式に対応した復号処理を行う復号部と、を備える。
【００５６】
本発明の一態様である第１の送信方法は、同じ符号長及び同じ符号化率を有し、且つ異なるパリティ検査行列で定義される複数のＬＤＰＣ符号化方式のうち外来性雑音の発生状況に対応したＬＤＰＣ符号化方式を、使用するＬＤＰＣ符号化方式に決定する決定ステップと、前記決定ステップにおいて決定された前記ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データの符号化を行うことによって符号語ビット系列を生成する符号化ステップと、を備える。
【００５７】
本発明の一態様である第１の受信方法は、同じ符号長及び同じ符号化率を有し、且つ異なるパリティ検査行列で定義される複数のＬＤＰＣ符号化方式のうちの外来性雑音の発生状況に対応したＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化することにより生成された符号語ビット系列を伝送する信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信された信号を復調することによって、前記符号語ビット系列に対応する受信符号語ビット系列を生成する復調ステップと、前記受信符号語ビット系列に対して前記送信データの符号化に用いられた前記ＬＤＰＣ符号化方式に対応した復号処理を行う復号ステップと、を備える。
【００５８】
第１の送信装置、第１の受信装置、第１の送信方法、及び第１の受信方法によれば、外来性雑音の影響により消失とされる符号語ビットの組合せがあるＬＤＰＣ符号化方式において受信装置の復号性能を劣化させるものであっても、送信データの符号化に用いるＬＤＰＣ符号化方式を別のＬＤＰＣ符号化方式に変更することができるため、符号長及び符号化率を変更することなく受信装置での復号性能の向上を図ることができる。
【００５９】
本発明の一態様である第２の送信装置は、第１の送信装置において、前記ＬＤＰＣ符号化方式には、少なくとも第１のパリティ検査行列で定義される第１のＬＤＰＣ符号化方式と、第２のパリティ検査行列で定義される第２のＬＤＰＣ符号化方式とが含まれており、前記第１のパリティ検査行列に対してストッピングセットを構成するが、前記第２のパリティ検査行列に対してストッピングセットを構成しない所定数の符号語ビットの組合せが存在する。
【００６０】
第２の送信装置によれば、外来性雑音の影響により消失とされる符号語ビットの組合せが第１のパリティ検査行列に対してストッピングセットを構成する場合であっても、その組合せがストッピングセットを構成しない第２のパリティ検査行列で定義される第２のＬＤＰＣ符号化方式を用いることによって、受信装置での復号性能を良くすることができる。
【００６１】
本発明の一態様である第３の送信装置は、第２の送信装置において、外来性雑音の発生状況に基づいて、符号化により生成される符号語ビット系列を構成する各符号語ビットのうち受信装置が復号処理前に消失させる可能性の高い符号語ビットである消失候補ビットの数及び消失候補ビットの夫々の符号語内の位置を示す消失パターンを推定する消失パターン推定部を更に備え、前記決定部は、前記消失パターン推定部によって推定された前記消失パターンと前記ＬＤＰＣ符号化方式の前記パリティ検査行列との関係からこのパリティ検査行列での復号性能を推定し、推定結果に基づいて前記複数のＬＤＰＣ符号化方式から前記使用するＬＤＰＣ符号化方式を決定する。
【００６２】
第３の送信装置によれば、外来性雑音の発生状況に基づいて推定した消失パターンに対して復号性能のよいパリティ検査行列で定義されるＬＤＰＣ符号化方式で送信データの符号化を行うことが可能になる。
【００６３】
本発明の一態様である第４の送信装置は、第３の送信装置において、前記決定部は、前記消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成しない前記パリティ検査行列で定義されるＬＤＰＣ符号化方式を前記使用するＬＤＰＣ符号化方式に決定する。
【００６４】
第４の送信装置によれば、消失候補ビットパターンの夫々の符号語内の位置の組合せに対して復号性能のよいストッピングセットを構成しないパリティ検査行列で定義されるＬＤＰＣ符号化方式により送信データの符号化を行うことが可能になる。
【００６５】
本発明の一態様である第５の送信装置は、第４の送信装置において、前記消失パターンで示される消失候補ビットパターンの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成しないパリティ検査行列とは、このパリティ検査行列から前記消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置に対応する列を抽出した部分行列において行重みが１である行が少なくとも１つ存在することである。
【００６６】
本発明の一態様である第６の送信装置は、第３の送信装置において、前記決定部は、前記消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成しない前記パリティ検査行列のうち、前記消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置に対応する列を抽出した部分行列の行重みが０又は１である行の数がより多いパリティ検査行列で定義されるＬＤＰＣ符号化方式を前記使用するＬＤＰＣ符号化方式に決定する。
【００６７】
第６の送信装置によれば、消失候補ビットパターンの夫々の符号語内の位置の組合せに対して復号性能のよいストッピングセットを構成しないパリティ検査行列の中でもより復号性能のよいパリティ検査行列で定義されるＬＤＰＣ符号化方式により送信データの符号化を行うことが可能になる。
【００６８】
本発明の一態様である第７の送信装置は、第３の送信装置において、前記決定部は、前記消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成しない前記パリティ検査行列のうち、前記消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置に対応する列を抽出した部分行列の行重みの最大値がより小さいパリティ検査行列で定義されるＬＤＰＣ符号化方式を前記使用するＬＤＰＣ符号化方式に決定する。
【００６９】
第７の送信装置によれば、消失候補ビットパターンの夫々の符号語内の位置の組合せに対して復号性能のよいストッピングセットを構成しないパリティ検査行列の中でもより復号性能のよいパリティ検査行列で定義されるＬＤＰＣ符号化方式により送信データの符号化を行うことが可能になる。
【００７０】
本発明の一態様である第８の送信装置は、第３の送信装置において、通信路から受信した受信信号に基づいて外来性雑音の発生状況を推定する雑音発生状況推定部を更に備え、前記消失パターン推定部は、雑音発生状況推定部で推定された前記外来性雑音の発生状況に基づいて前記消失パターンの推定を行う。
【００７１】
第８の送信装置によれば、他の装置から外来性雑音の発生状況を得ることなく、送信装置のみで外来性雑音の発生状況に対応したＬＤＰＣ符号化方式を送信データの符号化に用いるＬＤＰＣ符号化方式に決定することが可能になる。
【００７２】
本発明の一態様である第９の送信装置は、第１の送信装置において、符号語ビット系列を構成する各符号語ビットのうち受信装置において復号処理前に消失ビットとされた符号語ビットの夫々の符号語内の位置を示す消失パターンを含む信号を受信する受信部を更に備え、前記決定部は、前記受信部によって受信された前記消失パターンと前記ＬＤＰＣ符号化方式の前記パリティ検査行列との関係からこのＬＤＰＣ符号化方式での復号性能を推定し、推定結果に基づいて前記複数のＬＤＰＣ符号化方式から前記使用するＬＤＰＣ符号化方式を決定する。
【００７３】
第９の送信装置によれば、送信装置で観測した外来性雑音の発生状況から推定できる消失候補ビットの夫々の符号語内の位置を示す消失パターンと受信側で消失させた消失ビットの夫々の符号語の位置を示す消失パターンとが異なるような通信環境下でも、送信データの符号化に用いるＬＤＰＣ符号化方式を受信装置において復号性能の良いＬＤＰＣ符号化方式にすることができる。
【００７４】
本発明の一態様である第１０の送信装置は、第１の送信装置において、符号語ビット系列を構成する各符号語ビットのうち受信装置において復号処理前に消失ビットとされた符号語ビットの夫々の符号語内の位置を示す消失パターンと前記ＬＤＰＣ符号化方式のパリティ検査行列との関係から当該受信装置が決定したＬＤＰＣ符号化方式を含む信号を受信する受信部を更に備え、前記決定部は、前記受信したＬＤＰＣ符号化方式を含む信号に基づいて前記使用するＬＤＰＣ符号化方式の決定を行う。
【００７５】
第１０の送信装置によれば、送信装置で観測した外来性雑音の発生状況から推定できる消失候補ビットの夫々の符号語内の位置を示す消失パターンと受信側で消失させた消失ビットの夫々の符号語の位置を示す消失パターンとが異なるような通信環境下でも、送信データの符号化に用いるＬＤＰＣ符号化方式を受信装置において復号性能の良いＬＤＰＣ符号化方式にすることができる。
【００７６】
本発明の一態様である第１１の送信装置は、第１の送信装置において、前記ＬＤＰＣ符号化方式には、少なくとも第１のパリティ検査行列で定義される第１のＬＤＰＣ符号化方式と、第２のパリティ検査行列で定義される第２のＬＤＰＣ符号化方式とが含まれており、前記第２のパリティ検査行列は、前記第１のパリティ検査行列の列置換を施して得られるパリティ検査行列の何れかに等しい行列である。
【００７７】
本発明の一態様である第１２の送信装置は、第１の送信装置において、前記ＬＤＰＣ符号化方式には、少なくとも第１のパリティ検査行列で定義される第１のＬＤＰＣ符号化方式と、第２のパリティ検査行列で定義される第２のＬＤＰＣ符号化方式とが含まれており、前記第２のパリティ検査行列は、前記第１のパリティ検査行列に対して独立した行列である。
【００７８】
本発明の一態様である第１３の送信装置は、第１の送信装置において、前記符号化部で生成された符号語ビット系列を変調することによって変調信号を生成する変調部と、前記変調信号に前記符号化部で前記送信データの符号化に用いられた前記ＬＤＰＣ符号化方式を示す情報を付加して送信する送信部と、を更に備える。
【００７９】
第１３の送信装置によれば、受信装置は送信装置で送信データの符号化に用いられたＬＤＰＣ符号化方式に基づく復号処理を実施することが可能になる。
【００８０】
本発明の一態様である第１４の送信装置は、符号語内での符号語ビットの複数の入れ替え規則のうち外来性雑音の発生状況に対応した入れ替え規則を、使用する入れ替え規則に決定する決定部と、ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化することによって第１の符号語ビット系列を生成し、前記第１の符号語ビット系列に対して前記決定部で決定された前記入れ替え規則に従って符号語内での符号語ビットの入れ替えを行うことによって第２の符号語ビット系列を生成する符号化部と、を備える。
【００８１】
本発明の一態様である第２の受信装置は、ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化することにより生成された第１の符号語ビット系列に対して、符号語内での符号語ビットの複数の入れ替え規則のうちの外来性雑音の発生状況に対応した入れ替え規則で符号語内での符号語ビットを入れ替えた第２の符号語ビット系列を伝送する信号を受信する受信部と、前記受信部によって受信された信号を復調することによって、前記第２の符号語ビット系列に対応する第２の受信符号語ビット系列を生成する復調部と、前記第２の受信符号語ビット系列に対して符号語ビットの入れ替えに用いた前記入れ替え規則と逆の入れ替え規則でビットの入れ替えを行うことによって第１の受信符号語ビット系列を生成し、前記第１の受信符号語ビット系列に対して前記ＬＤＰＣ符号化方式に対応した復号処理を行う復号部と、を備える。
【００８２】
本発明の一態様である第２の送信方法は、符号語内での符号語ビットの複数の入れ替え規則のうち外来性雑音の発生状況に対応した入れ替え規則を、使用する入れ替え規則に決定する決定ステップと、ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化することによって第１の符号語ビット系列を生成し、前記第１の符号語ビット系列に対して前記決定ステップで決定された前記入れ替え規則に従って符号語内での符号語ビットの入れ替えを行うことによって第２の符号語ビット系列を生成する符号化ステップと、を備える。
【００８３】
本発明の一態様である第２の受信方法は、ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化することにより生成された第１の符号語ビット系列に対して、符号語内での符号語ビットの複数の入れ替え規則のうちの外来性雑音の発生状況に対応した入れ替え規則で符号語内での符号語ビットを入れ替えた第２の符号語ビット系列を伝送する信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信された信号を復調することによって、前記第２の符号語ビット系列に対応する第２の受信符号語ビット系列を生成する復調ステップと、前記第２の受信符号語ビット系列に対して符号語ビットの入れ替えに用いた前記入れ替え規則と逆の入れ替え規則でビットの入れ替えを行うことによって第１の受信符号語ビット系列を生成し、前記第１の受信符号語ビット系列に対して前記ＬＤＰＣ符号化方式に対応した復号処理を行う復号ステップと、を備える。
【００８４】
第１４の送信装置、第２の受信装置、第２の送信方法、及び第２の受信方法によれば、外来性雑音の影響により消失とされる符号語ビットの組合せがある符号語内の符号語ビットの入れ替え規則において受信装置の復号性能を劣化させるものであっても、使用する入れ替え規則を別の入れ替え規則に変更することができるため、ＬＤＰＣ符号化方式を替えることなく受信装置での復号性能の向上を図ることができる。
【００８５】
本発明の一態様である第１５の送信装置は、符号語ビット系列に対する複数のインタリーブパターンのうち外来性雑音の発生状況に対応したインタリーブパターンを、使用するインタリーブパターンに決定する決定部と、ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データの符号化を行うことによって符号語ビット系列を生成する符号化部と、前記符号化部で生成された前記符号語ビット系列に対して前記決定部によって決定された前記インタリーブパターンでインタリーブを行うことによって送信ビット系列を生成するインタリーブ部と、を備える。
【００８６】
本発明の一態様である第３の受信装置は、ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化することにより生成された符号語ビット系列を複数のインタリーブパターンのうちの外来性雑音の発生状況に対応したインタリーブパターンでインタリーブした送信ビット系列を伝送する信号を受信する受信部と、前記受信部によって受信された信号を復調することによって、前記送信ビット系列に対応する受信ビット系列を生成する復調部と、前記受信ビット系列に対して前記符号語ビット系列のインタリーブに用いた前記インタリーブパターンと逆のデイタリーブパターンでデインタリーブを行うことによって、受信符号語ビット系列を生成するデインタリーブ部と、前記受信符号語ビット系列に対して前記ＬＤＰＣ符号化方式に対応した復号処理を行う復号部と、を備える。
【００８７】
本発明の一態様である第３の送信方法は、符号語ビット系列に対する複数のインタリーブパターンのうち外来性雑音の発生状況に対応したインタリーブパターンを、使用するインタリーブパターンに決定する決定ステップと、ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データの符号化を行うことによって符号語ビット系列を生成する符号化ステップと、前記符号化ステップで生成された前記符号語ビット系列に対して前記決定ステップにおいて決定された前記インタリーブパターンでインタリーブを行うことによって送信ビット系列を生成するインタリーブステップと、を備える。
【００８８】
本発明の一態様である第３の受信方法は、ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化することにより生成された符号語ビット系列を複数のインタリーブパターンのうちの外来性雑音の発生状況に対応したインタリーブパターンでインタリーブした送信ビット系列を伝送する信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信された信号を復調することによって、前記送信ビット系列に対応する受信ビット系列を生成する復調ステップと、前記受信ビット系列に対して前記符号語ビット系列のインタリーブに用いた前記インタリーブパターンと逆のデイタリーブパターンでデインタリーブを行うことによって、受信符号語ビット系列を生成するデインタリーブステップと、前記受信符号語ビット系列に対して前記ＬＤＰＣ符号化方式に対応した復号処理を行う復号ステップと、を備える。      
【００８９】
第１５の送信装置、第３の受信装置、第３の送信方法、及び第３の受信方法によれば、外来性雑音の影響により消失とされる符号語ビットの組合せがあるインタリーブパターンにおいて受信装置の復号性能を劣化させるものであっても、使用するインタリーブパターンを別のインタリーブパターンに変更することができるため、ＬＤＰＣ符号化方式を替えることなく受信装置での復号性能の向上を図ることができる。
【００９０】
本発明の一態様である第１６の送信装置は、通信に用いる複数のサブキャリアのうち、外来性雑音の発生状況に基づいて、符号化により生成される符号語ビット系列を構成する各符号語ビットのうち受信装置が復号処理前に消失させる可能性の高い符号語ビットである消失候補ビットを伝送するサブキャリアを推定し、推定したサブキャリアの少なくとも一部の各サブキャリアで用いる変調方式を複数の変調方式のうち多値数の小さい変調方式としたトーンマップを使用するトーンマップに決定する決定部と、ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データの符号化を行うことによって符号語ビット系列を生成する符号化部と、前記決定部で決定されたトーンマップに基づいて前記符号化部で生成された前記符号語ビット系列を変調することによって変調信号を生成する変調部と、を備える。
【００９１】
本発明の一態様である第４の送信方法は、通信に用いる複数のサブキャリアのうち、外来性雑音の発生状況に基づいて、符号化により生成される符号語ビット系列を構成する各符号語ビットのうち受信装置が復号処理前に消失させる可能性の高い符号語ビットである消失候補ビットを伝送するサブキャリアを推定し、推定したサブキャリアの少なくとも一部の各サブキャリアで用いる変調方式を複数の変調方式のうち多値数の小さい変調方式としたトーンマップを使用するトーンマップに決定する決定ステップと、ＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データの符号化を行うことによって符号語ビット系列を生成する符号化ステップと、前記決定ステップで決定されたトーンマップに基づいて前記符号化ステップで生成された前記符号語ビット系列を変調することによって変調信号を生成する変調ステップと、を備える。
【００９２】
第１６の送信装置、及び第４の送信方法によれば、外来性雑音の影響により消失とされる符号語ビットの数を減少させることができるため、ＬＤＰＣ符号化方式を替えることなく受信装置での復号性能の向上を図ることができる。
【００９３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００９４】
≪実施の形態１≫
以下、実施の形態１について、図面を参照しつつ説明する。
【００９５】
実施の形態１における送信側の通信装置は、通信路で発生している外来性雑音の発生状況を観測し、観測した外来性雑音の発生状況から受信側の通信装置で復号前に消失させる可能性の高いビットである消失候補ビットを推定する。その後、実施の形態１における送信側の通信装置は、推定した消失候補ビットの符号語中の位置とパリティ検査行列との関係からこのパリティ検査行列を用いて送信データを符号化したときの受信側の通信装置で得られる復号性能（以下、適宜、「パリティ検査行列を用いたときの復号性能」と記載する。）を推定し、推定結果に基づいて所定の復号性能が得られるようなパリティ検査行列を求め、求めたパリティ検査行列を用いて送信データのＬＤＰＣ符号化を行う。但し、送信側の通信装置は、互いに同じ行数及び同じ列数の複数のパリティ検査行列から、送信データのＬＤＰＣ符号化に使用するパリティ検査行列を求める。これは、送信側の通信装置は、同じ符号長及び同じ符号化率を有し、かつ異なるパリティ検査行列で定義される複数のＬＤＰＣ符号化方式から、送信データの符号化に使用するパリティ検査行列で定義されるＬＤＰＣ符号化方式を求めることである。
【００９６】
なお、ここで、消失候補ビットについて、受信側の通信装置において消失させる可能性の高いビットと表現しているのは、送信側の通信装置によって消失候補ビットと判定されたビット以外のビットも、例えば外来性雑音の発生状況を観測した期間には発生していなかった外来性雑音の影響により受信側の通信装置において消失させる可能性があること、及び消失候補ビットと判定されたビットも受信状態によっては受信側の通信装置において消失させられない可能性があることを考慮しているためである。通信路で発生している外来性雑音の発生状況に基づいて、どの程度の強度及び頻度で外来性雑音の影響を受けているビットを消失候補ビットと判定するかといった判定基準は、実施の形態１の通信システムや、その他の実施の形態、変形例の通信システムで想定される外来性雑音の種類や想定される消失候補ビットの数等に応じて予め設定されていても良いし、複数の判定基準を受信状況に応じて選択するようにしても良い。
【００９７】
図６は、実施の形態１における通信システムのシステム構成の一例を示す図である。図６における通信システム１は、複数の通信装置がそれぞれ同じ電力線網に接続され、複数の通信装置間が電力線通信を行う電力線通信システムである。
【００９８】
通信システム１は、通信装置２と通信装置３と雑音源４とを備え、通信装置２と通信装置３はそれぞれ電力線５に接続されている。通信装置２と通信装置３との間で電力線通信が行われる。
【００９９】
通信装置２は、通信路で発生している外来性雑音の発生状況を観測し、観測した外来性雑音の発生状況から受信側の通信装置において復号前に消失させる可能性の高いビットである消失候補ビットを推定する。そして、通信装置２は、パリティ検査行列を変更しながら、推定した消失候補ビットの符号語中の位置とパリティ検査行列との関係からこのパリティ検査行列を用いたときの復号性能を推定し、推定結果に基づいて所定の復号性能が得られるようなパリティ検査行列を求め、求めたパリティ検査行列を用いて送信データのＬＤＰＣ符号化を行う。但し、通信装置２は、互いに同じ行数及び同じ列数の複数のパリティ検査行列から、送信データのＬＤＰＣ符号化に使用するパリティ検査行列を求める。
【０１００】
なお、通信装置２は、同じ符号長及び同じ符号化率を有し、かつ異なるパリティ検査行列で定義される複数のＬＤＰＣ符号化方式から、外来性雑音の発生状況に対応したＬＤＰＣ符号化方式を決定して、決定したＬＤＰＣ符号化方式を用いて送信データを符号化して符号化ビット系列を生成する送信装置の一形態となっている。
【０１０１】
通信装置３は、外来性雑音環境下で信号を受信した際に、外来性雑音の影響を受けていると推測されるビットを消失させた上で、通信装置２で送信データのＬＤＰＣ符号化に用いられたパリティ検査行列に基づくＬＤＰＣ復号処理を行う。
【０１０２】
雑音源４は、通信装置２と通信装置３と同じ電力線５に接続されている外来性雑音の発生源となる電気機器である。
【０１０３】
図７は、図６の通信装置２から送信される信号の周波数スペクトルを示す図である。通信装置２は、送信信号として総帯域幅ｆｗ（Ｈｚ）、サブキャリア間隔ｆｓｃ（Ｈｚ）のマルチキャリア変調信号を使用する。マルチキャリア変調信号としては、マルチキャリア変調に逆離散フーリエ変換を用いるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）や、逆離散ウェーブレット変換を用いるＷａｖｅｌｅｔ−ＯＦＤＭなどがあるが、いかなるマルチキャリア変調の種類に対しても適用できる。なお、マルチキャリア変調信号を使用する他の実施の形態や変形例においても同様である。
【０１０４】
図８は、図６の雑音源４が発生している雑音スペクトルの一例を示す図である。なお、図８では、図７で示したマルチキャリア変調信号の各サブキャリアの中心周波数における雑音電力レベルのみを示している。
【０１０５】
図９は、図６の通信装置２の構成を示す図である。通信装置２は、カップリング回路１０、受信部１１、復調部１２、復号部１３、受信特性推定部１４、伝送方式決定部１５、符号化部１６、変調部１７、及び送信部１８を備える。
【０１０６】
カップリング回路１０は、通信路である電力線に重畳された送信信号の抽出を行って受信部１１へ送る。また、カップリング回路１０は、送信部１８から送られてきた送信信号を通信路である電力線に重畳する。
【０１０７】
受信部１１は、通信路である電力線を通じて送られてきた信号（カップリング回路１０によって抽出された送信信号）のキャリア検出、フィルタリング処理、周波数変換、同期、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行う。
【０１０８】
なお、電力線に他の通信装置によって送信された信号のキャリアがない場合には、カップリング回路１０及び受信部１１は電力線上の雑音に対して処理を行って、受信部１１から復調部１２へ雑音に関する信号が送られることになる。
【０１０９】
復調部１２は、受信部１１から送られてきた受信信号に対してマルチキャリア復調処理を行い、受信信号の送信元の通信装置で用いられたマルチキャリア変調信号の各サブキャリアの変調方式を指定するトーンマップに従ってサブキャリア毎の復調処理を行い、送信された各符号語ビットのビット尤度を算出する。ここで、復調部１２は、前述のように、外来性雑音の影響を強く受けていると判断した符号語ビットを、そのビット尤度を０として消失させる。復調部１２はビット尤度系列を復号部１３に送る。なお、復調部１２は、例えば、ビット尤度が予め決めた閾値より大きければ、そのビットは電力の大きな外来性雑音の影響を受けていると判断する。また、復調部１２は、他の通信装置によって送信された信号のキャリアがない場合における受信部１１の出力信号に対してマルチキャリア復調処理を行い、マルチキャリア復調の結果から得られる信号を、雑音状況推定用信号として受信特性推定部１４に送る。
【０１１０】
復号部１３は、復調部１２から送られてくるビット尤度系列を用いて送信側の通信装置で用いられたＬＤＰＣ符号の符号長、符号化率及びパリティ検査行列に基づいたＬＤＰＣ復号処理を行い、その結果として得られるビット系列を受信データとして出力する。
【０１１１】
受信特性推定部１４は、復調部１２から送られてきた雑音状況推定用信号を基に、受信側の通信装置において復号前に消失させる可能性の高いビットである消失候補ビットを推定する。そして、受信特性推定部１４は、列置換を行うことによってパリティ検査行列を変更しながら、推定した消失候補ビットの符号語中の位置とパリティ検査行列との関係からこのパリティ検査行列を用いたときの復号性能を推定し、推定結果に基づいて所定の復号性能が得られるようなパリティ検査行列を求める。但し、受信特性推定部１４は、後述する伝送方式決定部１５に入力される制御信号で指定される可能性のある全てのＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、符号語ビット系列のインタリーブパターン、トーンマップに対して、所定の復号性能が得られるようなパリティ検査行列の決定を行う処理を行う。
【０１１２】
なお、受信特性推定部１４は、「制御信号で指定される可能性のある全てのＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、符号語ビット系列のインタリーブパターン、トーンマップに対して、所定の復号性能が得られるようなパリティ検査行列の決定を行う」代わりに、「最小ストッピングセットのサイズ（ストッピングセットを構成するビット数の最小値）や、ストッピングセットのサイズの平均値、数が最も多いストッピングセットのサイズが、推定した消失候補ビットの数より少ないＬＤＰＣ符号の符号長と符号化率に対して、所定の復号性能が得られるようなパリティ検査行列の決定を行う」ようにしてもよい。この場合、パリティ検査行列の決定の処理数を削減できる。
【０１１３】
受信特性推定部２２は、求めたパリティ検査行列と、これを求める際に使用したＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、符号語ビット系列のインタリーブパターン、及びトーンマップとを含む伝送方式を推奨伝送方式として伝送方式決定部１５に送る。
【０１１４】
図９に示す例では、符号語ビット系列のインタリーブパターンはインタリーブなしのみとなるが、符号語ビット系列のインタリーブパターンとしてインタリーブなし以外のインタリーブパターンも含めたいときには、符号化部１６と変調部１７との間に符号化ビット列に対してインタリーブパターンに基づくインタリーブ処理を行うインタリーブ部を設けるようにすればよい。
【０１１５】
なお、列置換によってパリティ検査行列を変更しているため、復号性能の推定対象のパリティ検査行列は、互いに同じ行数及び同じ列数を有する。
【０１１６】
なお、「列置換を行うことによってパリティ検査行列を変更する」ことは、「同じ符号長及び同じ符号化率を有し、且つ異なるパリティ検査行列で定義される複数のＬＤＰＣ符号化方式において、ＬＤＰＣ符号化方式を変更する」ことの一形態である。
【０１１７】
伝送方式決定部１５は、制御信号で指定される可能性のある全てのＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、符号語ビット系列のインタリーブパターン、及びトーンマップに対する受信特性推定部１４から送られてくるパリティ検査行列等を含む推奨伝送方式と、入力される制御信号での指示内容（ＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、符号語ビット系列のインタリーブパターン、トーンマップ）とから、送信データの伝送の際に実際に使用するパリティ検査行列などを含む伝送方式を決定する。そして、伝送方式決定部１５は、決定した伝送方式に含まれるＬＤＰＣ符号の符号長、符号化率、及びパリティ検査行列で送信データのＬＤＰＣ符号化処理を行うように符号化部１６に指示する。また、伝送方式決定部１５は、決定した伝送方式に含まれるトーンマップに従って各サブキャリアの変調を行うように変調部１７に指示する。
【０１１８】
符号化部１６は、送信データに対して伝送方式決定部１５から指示されるＬＤＰＣ符号の符号長、符号化率、及びパリティ検査行列を用いてＬＤＰＣ符号化処理（誤り訂正符号化処理）を行うことによって符号化ビット系列を生成して変調部１７に出力する。
【０１１９】
変調部１７は、伝送方式決定部１５から指示されるトーンマップで指定される各サブキャリアの変調方式で、符号化部１６から送られてきた符号語ビットを変調シンボルにマッピングする（サブキャリア毎の変調）。さらに、変調部１７は、複数の変調シンボルに対してマルチキャリア変調を行ってマルチキャリア変調信号を生成して送信部１８へ出力する。
【０１２０】
送信部１８は、変調部１７によって生成されたマルチキャリア変調信号にヘッダ等を付加し、更に、Ｄ／Ａ変換、周波数変換等の送信処理を行うことによって送信信号を生成してカップリング回路１０へ送る。
【０１２１】
なお、受信側の通信装置が実際の送信に用いられたＬＤＰＣ符号の符号長、符号化率及びパリティ検査行列と、インタリーブパターンと、トーンマップ等の情報を取得できるように、通信装置２は、それらの情報をヘッダに格納して受信側の通信装置に送信する。なお、通信装置２は、それらの情報をヘッダに格納して受信側の通信装置に送信する代わりに、例えば、予め送信信号とは別の信号を用いてそれらの情報を受信側の通信装置へ送信するようにしてもよい。
【０１２２】
図１０は、図９の受信特性推定部１４の内部構成を示す図である。受信特性推定部１４は、雑音発生状況推定部２０、消失パターン推定部２１、及び復号性能推定部２２を備える。
【０１２３】
雑音発生状況推定部２０は、復調部１２から送られてくる雑音状況推定用信号を基に雑音発生状況を推定する。雑音発生状況としては、強い外来性雑音が発生している周波数（サブキャリア番号）や、発生している外来性雑音の周波数間隔、外来性雑音の発生時間間隔などがあるが、以下では、強い外来性雑音が発生しているサブキャリア番号を推定する場合を例にして説明する。
【０１２４】
雑音発生状況推定部２０は、雑音状況推定用信号を基に、強い外来性雑音が発生している周波数帯域を検出し、その周波数帯域に対応するサブキャリア番号ｆｓｃ１、ｆｓｃ２、・・・、ｆｓｃｎを求める。そして、雑音発生状況推定部２０は、求めたサブキャリア番号ｆｓｃ１、ｆｓｃ２、・・・、ｆｓｃｎを消失パターン推定部２１に送る。
【０１２５】
消失パターン推定部２１は、雑音発生状況推定部２０から送られてきたサブキャリア番号ｆｓｃ１、ｆｓｃ２、・・・、ｆｓｃｎを基に、受信側の通信装置の復号処理時にビット尤度が０とされる可能性のあるビット（受信側の通信装置が復号前に消失させる可能性の高い符号語ビットである消失候補ビット）の数及び消失候補ビットの夫々の符号語中の位置（または位置のインデックス）を推定する。以降では、消失候補ビットの数及び消失候補ビットの夫々の符号語中の位置を表す並びを消失パターンと呼ぶ。但し、消失パターン推定部２１は、外来性雑音の影響を受けるサブキャリア番号と、各サブキャリアの変調方式を指定するトーンマップと、ＬＤＰＣ符号の符号長及び符号化率と、符号語ビット系列のインタリーブパターンとから、消失パターンを推定する。消失パターン推定部２１は、推定した消失パターンを復号性能推定部２２に送る。なお、消失パターン推定部２１は、伝送方式決定部１５に入力される制御信号で指定される可能性のある全てのＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、符号語ビット系列のインタリーブパターン、及びトーンマップに対して、消失パターンを推定する。
【０１２６】
復号性能推定部２２は、列置換を行うことによってパリティ検査行列を変更しながら、消失パターン推定部２１から送られてくる消失パターンとパリティ検査行列との関係からこのパリティ検査行列を用いたときの復号性能を推定し、推定結果に基づいて所定の復号性能が得られるようなパリティ検査行列を求める。但し、復号性能推定部２２は、消失パターン推定部２１から送られてくる全ての消失パターンに対して所定の復号性能が得られるようなパリティ検査行列を求める。そして、受信特性推定部１４は、求めたパリティ検査行列と、これを求める際に使用されたＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、符号語ビット系列のインタリーブパターン、及びトーンマップとを含む伝送方式を推奨伝送方式として伝送方式決定部１５に送る。
【０１２７】
以下、通信装置２が行う推奨伝送方式の決定動作の一例について説明する。
【０１２８】
受信部１１は、非通信時にカップリング回路１０から送られてきた信号に対して受信処理を施した後、受信処理を施した信号を復調部１２に送る。復調部１２は、非通信時の受信部１１の出力信号に対してマルチキャリア復調処理を行う。非通信時の受信部１１の出力信号には他の通信装置からの送信信号が含まれないため、復調部１２は、マルチキャリア復調処理の結果から、各サブキャリアにおける雑音レベルを取得することができる。復調部１２は、マルチキャリア復調処理の結果に基づいて取得したサブキャリア毎の雑音レベルを雑音状況推定用信号として受信特性推定部１４に送る。なお、ここで、雑音レベルとして、単一のマルチキャリア変調信号シンボル区間の受信部１１の出力信号から求めた値を使用しても良いし、複数のマルチキャリア変調信号シンボル区間の受信部１１の出力信号から求めた値を平均した値や分散などの統計値を使用しても良い。
【０１２９】
また、通信時は、受信部１１の出力信号では、マルチキャリア変調信号に雑音が重畳されて現れるため、非通信時に比べて雑音の推定精度は劣化するが、例えば特許文献３に記載の方法などを使用して、通信時に雑音レベルを取得することもできる。
【０１３０】
受信特性推定部１４内の雑音発生状況推定部２０は、復調部１２からの雑音状況推定用信号を基に、強い外来性雑音が発生しているサブキャリア番号を推定する。ここでは、図８で示される雑音レベルの場合を例に挙げて説明する。雑音発生状況推定部２０は、雑音状況推定用信号により示される各サブキャリアにおける雑音レベルと雑音閾値Ｎｔｈとの比較を行う。雑音発生状況推定部２０は、雑音レベルが雑音閾値Ｎｔｈより高いサブキャリアの番号をｆｓｃ１、ｆｓｃ２、・・・、ｆｓｃｎとして導出する。図８の例では、サブキャリア総数１０で、周波数の低い方から順に１、２、・・・、１０とサブキャリア番号を与えたとすると、ｆｓｃ１＝２、ｆｓｃ２＝４、ｆｓｃ３＝８となる。雑音発生状況推定部２０は、雑音レベルが雑音閾値Ｎｔｈより高いサブキャリア番号の情報（図８の例では、ｆｓｃ１＝２、ｆｓｃ２＝４、ｆｓｃ＝８）を雑音発生状況として消失パターン推定部２１に送る。
【０１３１】
消失パターン推定部２１は、雑音発生状況推定部２０から送られてきた雑音発生状況（雑音レベルが雑音閾値Ｎｔｈより高いサブキャリア番号の情報）から、受信側の通信装置が復号前に消失させる可能性の高い符号語ビットである消失候補ビットの数及び消失候補ビットの夫々の符号語中の位置を推定し（消失パターンを推定し）、推定した消失パターンを復号性能推定部２２へ送る。但し、消失パターン推定部２１は、外来性雑音の影響を受けるサブキャリア番号と、各サブキャリアの変調方式を指定するトーンマップと、ＬＤＰＣ符号の符号長及び符号化率と、符号語ビット系列のインタリーブパターンとから、消失パターンを推定する。なお、消失パターン推定部２１は、伝送方式決定部１５に入力される制御信号で指定される可能性のある全てのＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、符号語ビット系列のインタリーブパターン、及びトーンマップに対して消失パターンを推定する。
【０１３２】
以下では、マルチキャリア変調信号は全てのサブキャリアでＢＰＳＫを使用し、ＬＤＰＣ符号の符号長が１０で、インタリーブは行わない、という条件下での説明を行う。
【０１３３】
符号長１０のＬＤＰＣ符号を使ったＬＤＰＣ符号化により得られる符号語は、第１列に対応する符号語ビットから順に周波数の低い方からサブキャリアの変調に使用される。すなわち、第１列に対応する符号語ビットはサブキャリア１に、第２列に対応する符号語ビットはサブキャリア２に、・・・、第１０列に対応する符号語ビットはサブキャリア１０に割り当てられる。ここで、図８で示される雑音レベルでは強い外来性雑音が発生しているサブキャリア番号がｆｓｃ１＝２、ｆｓｃ２＝４、ｆｓｃ３＝８であるので、符号語の２番目、４番目、８番目の符号語ビットが受信側の通信装置が復号前に消失させる可能性が高い符号語ビットである消失候補ビットとされる。これを式（１４）に示すような形式の消失パターンで表す。
【０１３４】
【数１４】
0005884032.tif 000015
式（１４）に示す消失パターンにおいて、値が１となっている位置の符号語ビットは消失候補ビットであり、値が０となっている位置の符号語ビットは消失候補ビットではないことを表す。
【０１３５】
復号性能推定部２２は、式（１）のパリティ検査行列Ｈ（符号長１０、符号化率１／２）から、消失パターン推定部２１から送られてくる式（１４）の消失パターンにおいて値が１となっている符号語ビットに対応する列（２列、４列、８列）のみを抽出して、抽出した列から部分行列Ｈｐを作成する。作成される部分行列Ｈｐは式（１５）のようになる。
【０１３６】
【数１５】
0005884032.tif 000016
式（１５）に示す部分行列Ｈｐは、行重み（各行の１の数）が１の行が１行もなく、行重みが０または２以上となっている。非特許文献３では作成される部分行列に行重みが１の行が存在しない場合に、その消失パターンはストッピングセットであると定義しており、式（１４）の消失パターンはストッピングセットを構成している。そのため、式（１４）の消失パターンとなった場合、図５で示したように誤り訂正復号後のビット誤り率は大幅に劣化する。復号性能推定部２２は、このように式（１４）の消失パターンに対して式（１）のパリティ検査行列Ｈを用いたときの復号性能が悪い（所定の復号性能が得られない）と判断する。復号性能推定部２２は、パリティ検査行列Ｈを用いたときの復号性能が悪いと判断すると、列置換を行うことによってパリティ検査行列を変更することによって復号性能の改善を図る。具体的には、消失ビットの組合せがストッピングセットを構成する場合に復号性能が劣化することが知られているため、復号性能推定部２２は、消失ビットの組み合わせがストッピングセットを構成しないように、パリティ検査行列Ｈの列置換を行う。
【０１３７】
復号性能推定部２２は、式（１）で表されるパリティ検査行列Ｈにおいて、消失パターンにおいて１となっている符号語ビットに対応する２列目と消失パターンにおいて０となっている符号語ビットに対応する５列目とを列置換し、消失パターンにおいて１となっている符号語ビットに対応する８列目と消失パターンにおいて０となっている符号語ビットに対応する７列目とを列置換し、式（１６）に示すパリティ検査行列Ｈ１を作成する。
【０１３８】
【数１６】
0005884032.tif 000017
復号性能推定部２２は、式（１６）のパリティ検査行列Ｈ１から、式（１４）の消失パターンにおいて１となっている符号語ビットに対応する列（２列、４列、８列）のみを抽出して、抽出した列から部分行列Ｈ１ｐを作成する。作成される部分行列Ｈ１ｐは式（１７）のようになる
【０１３９】
【数１７】
0005884032.tif 000018
式（１７）に示す部分行列Ｈ１ｐは、行重み１の行が２行あるため、パリティ検査行列Ｈ１に対して式（１４）の消失パターンが示す消失候補ビットの組み合わせはストッピングセットを構成していない。そのため、列置換したパリティ検査行列Ｈ１を用いることで、復号性能は改善される。復号性能推定部２２は、式（１４）の消失パターンに対して式（１６）のパリティ検査行列Ｈ１を用いたときの復号性能が良い（所定の復号性能が得られる）と判断する。
【０１４０】
復号性能推定部２２は、列置換したパリティ検査行列Ｈ１と、これを求める際に使用したＬＤＰＣ符号の符号長１０、その符号化率１／２、符号語ビット系列のインタリーブを行わないこと、及び全サブキャリアでＢＰＳＫを使用することを含む推奨伝送方式を伝送方式決定部１５に送る。なお、復号性能推定部２２は、パリティ検査行列Ｈ１そのものを伝送方式決定部１５に対して送る構成としているが、これに限定されるものではなく、パリティ検査行列Ｈ１を示すインデックスを送信するようにしてもよく、パリティ検査行列Ｈに対する列置換の規則のみ（例えば、置換する列の組合せを示す情報等）を送るようにしてもよい。
【０１４１】
但し、復号性能推定部２２は、消失パターン推定部２１から送られてくる全ての消失パターンに対して所定の復号性が得られるようなパリティ検査行列を求めて推奨伝送方式を伝送方式決定部１５に送る。
【０１４２】
ここで、復号性能推定部２２の処理をまとめる。
【０１４３】
＃ステップＡ１
復号性能推定部２２は、パリティ検査行列（最初はパリティ検査行列Ｈ、２回目以降はステップＡ３で列置換することによって得られたパリティ検査行列）から消失パターンにおいて１となっている符号語ビットに対応する列のみを抽出して、抽出した列から部分行列を作成する。
【０１４４】
＃ステップＡ２
復号性能推定部２２は、ステップＡ１で作成した部分行列に基づいて、消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成するかどうかを判断する。
【０１４５】
＃ステップＡ３
復号性能推定部２２は、消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成しない場合には、ステップＡ１での処理対象のパリティ検査行列を含む推奨伝送方式を伝送方式決定部１５に送る。一方、復号性能推定部２２は、消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成する場合には、パリティ検査行列Ｈの列置換を行い、ステップＡ１の処理を行う。但し、パリティ検査行列の列置換は、消失パターンにおいて１となっている符号語ビットに対応する少なくとも１つの列と、消失パターンにおいて０となっている符号語ビットに対応する少なくとも１つの列と、を入れ替えることによって行われる。なお、列置換の対象のパリティ検査行列は、常にパリティ検査行列Ｈとする場合の他、例えば、最初の列置換ではパリティ検査行列Ｈに対して列置換を行い、２回目以降は前回の列置換により得られたパリティ検査行列に対して列置換を行うようにしてもよい。
【０１４６】
なお、消失パターンによってはストッピングセットを構成しない列置換のパターンが存在しない場合もあり、この場合には、例えば、デフォルト（置換なし）のパリティ検査行列を使用する、または、最後にストッピングセットを構成するか否かの判断を行ったパリティ検査行列を使用する。または、その符号長と符号化率は使用しないというフラグを立て、使用しないフラグは次に受信特性推定部１４が次回のパリティ検査行列の決定まで有効にする。
【０１４７】
なお、実施の形態１では、受信特性推定部１４の構成として、列置換を行うことによってパリティ検査行列を変更しながら、消失パターンとパリティ検査行列との関係からこのパリティ検査行列を用いたときの復号性能を推定し、所定の復号性能が得られるパリティ検査行列を求める構成を採用しているが、受信特性推定部１４の構成はこれに限るものではなく、例えば、次のようなものであってもよい。同じ行数及び同じ列数を有し、且つ行列要素の少なくとも一部が異なる複数のパリティ検査行列の夫々について、複数の消失パターンの夫々に対するパリティ検査行列での復号性能を予め求めておき、受信特性推定部１４は、各消失パターンに対して複数のパリティ検査行列のうち復号性能が最良となるパリティ検査行列を対応させてテーブルに保持するようにする。そして、受信特性推定部１４は、復調部１２からの雑音状況推定用信号に基づいて雑音発生状況を推定し、推定した雑音発生状況から消失パターンを推定し、テーブルを参照して推定した消失パターンに対して復号性能が最良となるパリティ検査行列を読み出すという構成にしてもよい。このようにすることで、通信装置２は、消失パターンに応じて部分行列を作成して復号性能を推定するという処理を、雑音発生状況の観測の度に行う必要がなく、通信装置２での処理負荷の軽減が図られる。
【０１４８】
通信装置２は、推奨パリティ検査行列の決定処理を非通信時や通信中の必要な時に行う。通信中の必要な時とは、例えば、誤りの発生頻度が高い場合や、通信遮断が起こった場合などである。
【０１４９】
以下、受信特性推定部１４から伝送方式決定部１５に送られた推奨伝送方式を使った通信装置２が行う送信データの送信動作の一例について説明する。
【０１５０】
通信装置２が送信データを送信する際、まず、伝送方式決定部１５は、受信特性推定部１４内の復号性能推定部２２からの入力内容と、制御信号での指示内容とにより実際に使用するパリティ検査行列に決定する。
【０１５１】
例えば、制御信号によってＬＤＰＣ符号の符号長が１０で符号化率が１／２、全てのサブキャリアの変調方式がＢＰＳＫであり、インタリーブを行わないことが指定され、それに対して受信特性推定部１４が送らてくる推奨伝送方式に含まれるパリティ検査行列がパリティ検査行列Ｈ１であるとする。この場合、伝送方式決定部１５は、ＬＤＰＣ符号の符号長１０、符号率１／２及びパリティ検査行列Ｈ１で送信データのＬＤＰＣ符号化処理を行うように符号化部１６に指示する。また、伝送方式決定部１５は、各サブキャリアの変調をＢＰＳＫによって行うように変調部１７に指示する。
【０１５２】
符号化部１６は、送信データを伝送方式決定部１５から指示されたＬＤＰＣ符号の符号長及び符号化率に基づいて情報ブロック長ごとに区切り、情報ブロック長毎に送信データに対して伝送方式決定部１５から指示されたパリティ検査行列Ｈ１を使ってＬＤＰＣ符号化処理を行うことによって符号語ビット系列を生成する。そして、符号化部１６は、生成した符号語ビット系列を変調部１７に送る。
【０１５３】
変調部１７は、伝送方式決定部１５から指示された全てのサブキャリアの変調方式がＢＰＳＫであることから、符号化部１６から送られてきた符号語ビット系列に対して全てのサブキャリアでＢＰＳＫを行い、その結果をマルチキャリア変調することによってマルチキャリア変調信号を生成する。そして、変調部１７は生成したマルチキャリア変調信号を送信部１８に送る。
【０１５４】
送信部１８は、マルチキャリア変調信号に対して、送信処理を施した後、カップリング回路１０に送る。カップリング回路１０は、送信信号を電力線に重畳して、通信装置３に送信する。
【０１５５】
図１１は、図６の通信装置３の構成を示す図である。通信装置３は、カップリング回路３０、受信部３１、復調部３２、及び復号部３３を備える。なお、図１１では、実施の形態１の説明に必要な構成のみを示しているが、実際には信号を送信するための構成も備えても良い。さらに、図９で示した通信装置２と同様の構成であっても良い。
【０１５６】
カップリング回路３０は、通信路である電力線に重畳された送信信号の抽出を行って受信部３１へ送る。
【０１５７】
受信部３１は、通信路である電力線を通じて送られてきた信号（カップリング回路３０によって抽出された送信信号）のキャリア検出、フィルタリング処理、周波数変換、同期、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行う。
【０１５８】
復調部３２は、受信部３１から送られてきた受信信号に対してマルチキャリア復調処理を行う。
【０１５９】
復調部３２は、ヘッダ部分に対してサブキャリア毎の復調処理を行う。不図示のヘッダ解析部は、復調部３２によるヘッダ部分に対する処理結果を解析して、ヘッダ部分で伝送された情報を取得する。例えば、実際の送信に用いられたＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、そのパリティ検査行列、インタリーブパターン、及びトーンマップ等の情報がヘッダに付加して送信された場合には、ヘッダ解析部による解析の結果、通信装置３は実際の送信に用いられたＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、そのパリティ検査行列、インタリーブパターン、及びトーンマップを取得できる。なお、図９に示す通信装置２及び図１０に示す通信装置３の構成では、インタリーブパターンはインタリーブなしとなるが、インタリーブパターンとしてインタリーブなし以外のインタリーブパターンも含めたいときには、復調部３２と復号部３３との間にビット尤度系列に対してインタリーブパターンと逆のデインタリーブパターンに基づくデインタリーブ処理を行うデインタリーブ部を設けるようにすればよい。
【０１６０】
復調部３２は、ペイロード部分に対して送信側の通信装置において使われたトーンマップに従ってサブキャリア毎の復調処理を行い、受信した各符号語ビットのビット尤度を算出する。ここで、復調部３２は、前述のように、外来性雑音の影響を強く受けていると判断した符号語ビットを、そのビット尤度を０として消失させる。復調部３２はビット尤度系列を復号部３３に送る。なお、復調部３２は、例えば、ビット尤度が予め決めた閾値より大きければ、そのビットは電力の大きな外来性雑音の影響を受けていると判断する。
【０１６１】
復号部３３は、復調部３２から送られてくるビット尤度系列を用いて送信側の通信装置で用いられたＬＤＰＣ符号の符号長、符号化率及びパリティ検査行列に基づいたＬＤＰＣ復号処理を行い、その結果として得られるビット系列を受信データとして出力する。ここで、通信装置３が影響を受ける外来性雑音は、その雑音発生の原理上、通信装置２が影響を受ける外来性雑音と相関がある。そして、通信装置２は、自身で推定した外来性雑音の状況から、通信装置３の復調部３２で与えられる消失のパターンを考慮した上で、実際に送信データの符号化に用いるパリティ検査行列を決定し、決定したパリティ検査行列を用いて送信データの符号化を行って送信信号を送っている。そのため、復調部３２で外来性雑音の影響を受けているビットを消失させたとしても（ビット尤度を０としても）、復号部３３での復号性能の劣化は少なくなる。
【０１６２】
以上説明した通信装置２及び通信装置３によれば、外来性雑音の影響により消失とされる符号語ビットの組合せがあるパリティ検査行列において受信装置の復号性能を劣化させるものであっても、送信データの符号化に用いるパリティ検査行列を別のパリティ検査行列に変更することができるため、符号長及び符号化率を変更することなく受信装置での復号性能の向上を図ることができる。
【０１６３】
以下、実施の形態１の補足内容及び変形例を記載する。
【０１６４】
（１）パリティ検査行列を使ったＬＤＰＣ符号化処理及びパリティ検査行列に基づくＬＤＰＣ復号処理の実装方法について説明する。
【０１６５】
（１−１）パリティ検査行列を使った符号化処理の実装方法として、符号化部１６は、使用する可能性のある全てのパリティ検査行列を保持して、伝送方式決定部１５からの指示により、保持してあるパリティ検査行列の中から使用する一つを選択して送信データをＬＤＰＣ符号化するという構成を採用することができる。
【０１６６】
また、パリティ検査行列に基づく復号処理の実装方法として、復号部３３は、使用する可能性のある全てのパリティ検査行列を保持して、送信側の通信装置から送られてくる内容により、保持してあるパリティ検査行列の中から使用する一つを選択して尤度ビット系列に対するＬＤＰＣ復号処理を行うという構成を採用することができる。
【０１６７】
但し、この実装方法では、符号化部１６、復号部３３は使用される可能性のある全てのパリティ検査行列を保持する必要があり、符号化部１６、復号部３３の回路規模が大きくなるため、例えば、以下に記載する２つの他の実装方法（１−２）、（１−３）を採用してもよい。
【０１６８】
（１−２）符号化部は基本となるパリティ検査行列Ｈのみを保持し、伝送方式決定部１５は、パリティ検査行列Ｈに対する列置換の規則（パリティ検査行列Ｈから実際の送信データのＬＤＰＣ符号化に用いるパリティ検査行列を得るための列置換の規則）を送る。符号化部は、伝送方式決定部１５から送られてきたパリティ検査行列Ｈに対する列置換の規則に従ってパリティ検査行列Ｈに列置換を施し、列置換を施したパリティ検査行列を用いて送信データのＬＤＰＣ符号化を行う。
【０１６９】
復号部は基本となるパリティ検査行列Ｈのみを保持し、送信側の通信装置はパリティ検査行列Ｈに対する列置換の規則（パリティ検査行列Ｈから実際の送信データの符号化に用いたパリティ検査行列を得るための列置換の規則）を送る。復号部は、送信側の通信装置から送られてきたパリティ検査行列に対する列置換の規則に従ってパリティ検査行列Ｈに列置換を施し、列置換を施したパリティ検査行列に基づく尤度ビット系列に対するＬＤＰＣ復号処理を行う。
【０１７０】
このようにすることで、符号化部、復号部は基本となるパリティ検査行列Ｈのみを保持すればよくなるので、符号化部、復号部の回路規模を小さくすることができる。
【０１７１】
（１−３）符号化部は、基本となるパリティ検査行列Ｈに列置換を施したパリティ検査行列を使ってＬＤＰＣ符号化処理を行うのではなく、基本となるパリティ検査行列Ｈを使ったＬＤＰＣ符号化処理を施し、これによって得られた符号語ビット系列に対して、伝送方式決定部１５から送られてくるパリティ検査行列Ｈに対する列置換の規則に対応した入れ替え規則に従って符号語内で符号語ビットの入れ替えを行うようにしてもよい。このようにすることで、符号化部で実施するＬＤＰＣ符号化処理は、基本となるパリティ検査行列Ｈを使ったＬＤＰＣ符号化処理のみとなり、符号化部の回路規模を小さくすることができる。例えば、パリティ検査行列Ｈに対する列置換の規則がＫ列目とＬ（Ｋ≠Ｌ）列目とを列置換するという規則であれば、この列置換の規則に対応する入れ替え規則は符号語内のＫ番目の符号語ビットとＬ番目の符号語ビットとを入れ替えるという規則になる。
【０１７２】
但し、この実装方法は、「複数の符号語内での符号語ビットの入れ替え規則のうち、雑音発生状況に対応した符号語内の符号語ビットの入れ替え規則を用いて符号語ビット系列の符号語内での符号号ビットの入れ替え規則を決定し、送信データをＬＤＰＣ符号化して符号化ビット系列を生成し、生成した符号化ビット系列に対して決定した入れ替え規則に従って符号語内での符号語ビットの入れ替えを行う」ことの一形態となっている。なお、基本となるパリティ検査行列Ｈに対する列置換の規則が符号語内での符号語ビットの入れ替え規則に相当する。
【０１７３】
また、復号部は、基本となるパリティ検査行列Ｈに列置換を施したパリティ検査行列に基づくＬＤＰＣ復号処理を行うのではなく、送信側の通信装置から送られてくる基本となるパリティ検査行列Ｈに対する列置換の規則に対応したビットの入れ替え規則と逆の入れ替え規則に従って尤度ビット系列に対してビットの入れ替えを行い、ビットの入れ替えがなされたビット尤度系列を用いてパリティ検査行列Ｈに基づくＬＤＰＣ復号処理を行うという構成にしても良い。このようにすることで、復号部で実施する復号処理は、基本となるパリティ検査行列Ｈに基づくＬＤＰＣ復号処理のみとなり、復号部の回路規模を小さくすることができる。
【０１７４】
但し、この変形例は、「ビット尤度系列に対して符号語ビットの入れ替えに用いた入れ替え規則と逆の入れ替え規則でビットの入れ替えを行い、ビットの入れ替えがなされたビット尤度系列に対してパリティ検査行列に基づくＬＤＰＣ復号処理を行う」ことの一形態となっている。
【０１７５】
なお、（１−２）、（１−３）では、基本となるパリティ検査行列は１つのみとしたが、基本となるパリティ検査行列が２つ以上の場合であっても、容易に拡張できる。
【０１７６】
（２）実施の形態１では、パリティ検査行列に対する消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成する場合に、列置換を行うことによってパリティ検査行列を変更してその組合せがストッピングセットを構成しないようにする構成を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。
【０１７７】
例えば、パリティ検査行列に対する消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成しない場合でも復号性能の改善を図るためにパリティ検査行列を変更するようにしても良い。
【０１７８】
具体的には、復号性能は、部分行列の行重みが０または１の行が多く、また行重みが２以上の行でも行重みが少ない方が良くなる傾向があるため、この傾向に基づいて部分行列の行重みが０または１の行がより多くなるよう、または、部分行列の行重みの最大値がより小さくなるよう、パリティ検査行列の列置換を行う方法等が考えられる。
【０１７９】
これを実現する例を記載する。通信装置２は、複数のパリティ検査行列の夫々に対して、パリティ検査行列から消失パターンで示される消失候補ビットの夫々に対応する列を抽出して部分行列を作成する。そして、通信装置２は、複数のパリティ検査行列の夫々に対する部分行列を基に、消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成しないパリティ検査行列のうち、部分行列の行重みが０または１である行がより多いパリティ検査行列を送信データのＬＤＰＣ符号化に使うように決定する。または、通信装置２は、複数のパリティ検査行列の夫々に対する部分行列を基に、消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成しないパリティ検査行列のうち、部分行列の行重みの最大値がより小さいパリティ検査行列を送信データのＬＤＰＣ符号化に使うように決定する。
【０１８０】
（３）実施の形態１では、パリティ検査行列の列置換により復号性能の改善を回る構成について説明したが、この構成に限られるものではない。例えば、推定された消失パターンに対する復号性能が悪いと判定された場合に、符号語ビット系列のインタリーブパターンを変更することにより、消失候補ビットと判定される符号語ビットを他の符号語ビットに入れ替え、復号性能の改善を回るという構成にしても良い。このようにすることで、通信装置の符号化部はパリティ検査行列を複数保持する必要がなくなり、同様に通信装置の復号部はパリティ検査行列を複数保持する必要がなくなる。
【０１８１】
以下、符号語ビット系列のインタリーブパターンを変更する機能を有する通信装置２Ａと、通信装置２Ａと電力線通信を行う通信装置３Ａについて図１２及び図１３を参照して説明する。
【０１８２】
図１２に示す符号語ビット系列のインタリーブパターンを変更する機能を有する通信装置２Ａは、図９及び図１０を参照して説明した通信装置２と比べて、受信特性推定部１４を復号性能推定部２２の代わりに復号性能推定部２２Ａを備えた受信特性推定部１４Ａに置き換え、伝送方式決定部１５を伝送方式決定部１５Ａに置き換え、デインタリーブ部５１、及びインタリーブ部５２を追加した構成である。但し、符号語ビット系列のインタリーブパターンの変更をするものであるので、説明を簡単にするため、以下では、受信特性推定部１４Ａ内の消失パターン推定部２１はインタリーブを行わないとしたときの消失パターンを推定するものとして説明する。
【０１８３】
復号性能推定部２２Ａは、消失パターン推定部２１から送られてくる消失パターンに対してデインタリーブパターンに従ってデインタリーブ処理を施す。復号性能推定部２２Ａは、デインタリーブパターンに従ってデインタリーブが施された消失パターンとパリティ検査行列との関係からこのデインタリーブパターンと逆のインタリーブパターンに従って符号語ビット系列にインタリーブを施したときの受信側の通信装置での復号性能を推定する。復号性能推定部２２Ａは、推定した復号性能が悪い場合には（所定の復号性能が得られない場合には）、異なるデインタリーブバターンを使用してデインタリーブ処理が施された消失パターンを変えることで復号性能の改善を図る。復号性能推定部２２Ａは、復号性能の改善が図られた（所定の復号性能が得られた）デインタリーブバターンを求め、求めたデインタリーブパターンと逆のインタリーブパターンを求める。但し、復号性能推定部２２Ａは、消失パターン推定部２１から送られてくる全ての消失パターンに対して所定の復号性能が得られるようなインタリーブパターンを求める。そして、受信特性推定部１４Ａは、求めたインタリーブパターンと、これを求める際に使用されたＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、及びトーンマップとを含む伝送方式を推奨伝送方式として伝送方式決定部１５Ａに送る。
【０１８４】
以下に、復号性能推定部２２Ａの処理をさらに説明する。
【０１８５】
＃ステップＢ１
復号性能推定部２２Ａは、デインタリーブパターンに従って消失パターンに対してデインタリーブ処理を施す。デインタリーブパターンは、ステップＢ１が行われる毎に異なったデインタリーブパターンが用いられる。
【０１８６】
＃ステップＢ２
復号性能推定部２２Ａは、パリティ検査行列ＨからステップＢ１でデインタリーブされた消失パターンにおいて１となっている符号語ビットに対応する列のみを抽出して、抽出した列から部分行列を作成する。
【０１８７】
＃ステップＢ３
復号性能推定部２２Ａは、ステップＢ２で作成した部分行列に基づいて、消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成するかどうかを判断する。
【０１８８】
＃ステップＢ４
復号性能推定部２２Ａは、消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成しない場合には、ステップＢ１で消失パターンのデインタリーブに用いたデインタリーブパターンと逆のインタリーブパターンを求め、求めたインタリーブパターンを含む推奨伝送方式を伝送方式決定部１５Ａに送る。一方、復号性能推定部２２Ａは、消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成する場合には、ステップＢ１の処理を行う。
【０１８９】
なお、消失パターンによってはストッピングセットを構成しないデインタリーブパターンが存在しない場合もあり、この場合には、例えば、デフォルトの（最初にストッピングセットを構成するか否かの判断を行った）デインタリーブパターンと逆のインタリーブパターンを使用する、または、最後にストッピングセットを構成するか否かの判断を行ったデインタリーブパターンと逆のインタリーブパターンを使用する。または、パリティ検査行列Ｈの符号長と符号化率は使用しないというフラグを立て、使用しないフラグは次に受信特性推定部１４Ａが次回のデインタリーブパターンの決定まで有効にする。
【０１９０】
なお、パリティ検査行列Ｈに対するデインタリーブ後の消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成する場合に、デインタリーブパターンを変えることによってその組合せがストッピングセットを構成しないようにする構成を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。
【０１９１】
例えば、パリティ検査行列Ｈに対するデインタリーブ後の消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成しない場合でも復号性能の改善を図るために消失パターンのデインタリーブパターン（つまり、符号語ビット系列のインタリーブパターン）を変えるようにしても良い。
【０１９２】
具体的には、復号性能は、部分行列の行重みが０または１の行が多く、また行重みが２以上の行でも行重みが少ない方が良くなる傾向があるため、この傾向に基づいて部分行列の行重みが０または１の行がより多くなるよう、または、部分行列の行重みの最大値がより小さくなるよう、消失パターンのデインタリーブパターン（つまり、符号語ビット系列のインタリーブパターン）を変える方法等が考えられる。
【０１９３】
これを実現する例を記載する。通信装置２Ａは、複数のデインタリーブパターンの夫々に対して、パリティ検査行列Ｈからデインタリーブ後の消失パターンで示される消失候補ビットの夫々に対応する列を抽出して部分行列を作成する。そして、通信装置２Ａは、複数のデインタリーブパターンの夫々に対する部分行列を基に、デインタリーブ後の消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成しないデインタリーブパターンのうち、部分行列の行重みが０または１である行がより多いデインタリーブパターンと逆のインタリーブパターンを符号語ビット系列のインタリーブに使うように決定する。または、通信装置２Ａは、デインタリーブ後の消失パターンで示される消失候補ビットの夫々の符号語内の位置の組合せがストッピングセットを構成しないデインタリーブパターンのうち、部分行列の行重みの最大値がより小さいデインタリーブパターンと逆のインタリーブパターンを符号語ビット系列のインタリーブに使うように決定する。
【０１９４】
なお、上記では、受信特性推定部１４Ａの構成として、デインタリーブパターンを変更しながら、デインタリーブ後の消失パターンとパリティ検査行列との関係から復号性能を推定し、所定の復号性能が得られるデインタリーブパターンを求め、求めたデインタリーブパターンと逆のインタリーブパターンを求める構成を採用しているが、受信特性推定部１４Ａの構成はこれに限るものではなく、例えば次のようなものであってもよい。複数の消失パターンの夫々について、複数のデインタリーブパターンの夫々に基づくデインタリーブ後の消失パターンに対するパリティ検査行列での復号性能を予め求めておき、受信特性推定部１４Ａは、各消失パターンに対して複数のデインタリーブパターンのうち復号性能が最良となるデインタリーブパターンを対応させてテーブルに保持するようにする。そして、受信特性推定部１４Ａは、復調部１２からの雑音状況推定用信号に基づいて雑音発生状況を推定し、推定した雑音発生状況から消失パターンを推定し、テーブルを参照して推定した消失パターンに対して復号性能が最良となるデインタリーブパターンを読み出し、読み出したデインタリーブパターンと逆のインタリーブパターンを求めるという構成にしてもよい。このようにすることで、通信装置２Ａは、消失パターンに応じて部分行列を作成して復号性能を推定するという処理を、雑音発生状況の観測の度に行う必要がなく、通信装置２Ａでの処理負荷の軽減が図られる。なお、消失パターンに対応させる情報を、消失パターンに施すデインタリーブのパターンの代わりに、例えば、符号語ビット系列に施すインタリーブのパターン（消失パターンに施すデインタリーブのパターンと逆のパターン）としてもよい。
【０１９５】
伝送方式決定部１５Ａは、制御信号での指示内容に対応する推奨伝送方式を実際に使用する伝送方式に決定する。そして、伝送方式決定部１５Ａは、決定した伝送方式に含まれるＬＤＰＣ符号の符号長、符号化率、及びパリティ検査行列で送信データのＬＤＰＣ符号化処理を行うように符号化部１６に指示する。また、伝送方式決定部１５Ａは、決定した伝送方式に含まれるインタリーブパターンで符号語ビット系列のインタリーブを行うようにインタリーブ部５２に指示する。更に、伝送方式決定部１５Ａは、伝送方式に含まれるトーンマップに従って各サブキャリアの変調を行うように変調部１７に指示する。
【０１９６】
インタリーブ部５２は、符号化部１６から出力される符号語ビット系列に対して、伝送方式決定部１４から指示されたインタリーブパターンに従ってインタリーブを行う。インタリーブ部５２は、インタリーブした符号語ビット系列を変調部１７に送る。
【０１９７】
デインタリーブ部５１は、復調部１２から出力されるビット尤度系列を、受信信号の送信元の通信装置のインタリーブ部で用いられたインタリーブパターンと逆のデインタリーブパターンを用いてデインタリーブ処理を行い、インタリーブされた系列を元に戻す。デインタリーブ部５１は、デインタリーブされたビット尤度系列を復号部１３に送る。
【０１９８】
図１３に示す受信装置３Ａは、図１２に示す通信装置２Ａと電力線通信を行うものであり、図１１の通信装置３に対してデインタリーブ部５６を追加した構成である。デインタリーブ部５６は、復調部１２から出力されるビット尤度系列を、送信側の通信装置２Ａのインタリーブ部５２で用いられたインタリーブパターンと逆のデインタリーブパターンを用いてデインタリーブ処理を行い、インタリーブされた系列を元に戻す。デインタリーブ部５６は、デインタリーブされたビット尤度系列を復号部３３に送る。なお、インタリーブパターンは通信装置２Ａから通信装置２Ｂにヘッダに格納されて通知される。通知方法はこれに限られるものではなく、例えば、インタリーブパターンは送信信号と別の信号を利用して通信装置２Ａから通信装置２Ｂに通知されてもよい。
【０１９９】
（４）上記の例では、トーンマップは全てのサブキャリアでＢＰＳＫを用いることを指定している場合について説明したが、これに限られるものではなく、多値のＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）やＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いる場合や、サブキャリア毎に異なる変調方式を用いる場合であっても良い。この場合、雑音発生状況から消失個数、消失パターンの長さ、消失ビット位置を推測する際の基準が変調方式によって異なる。例えば、ＱＰＳＫを使用している場合、１サブキャリアで２ビット伝送しているので、そのサブキャリアが外来性雑音の影響を受けた場合に、２ビット同時に消失となる可能性がある。消失パターン推定部２１は、送信時に使用する各サブキャリアの変調方式（伝送ビット数）を考慮して消失パターンを推定する。
【０２００】
（５）実施の形態１の通信装置２では、非通信時に雑音発生状況を観測し、制御信号で指定される可能性のある全ての符号長、その符号化率、インタリーブパターン、及びトーンマップに対して、観測した雑音発生状況から消失パターン及び復号性能を推定して所定の復号性能が得られるパリティ検査行列を求め、データ送信時に利用するという構成を採用したが、この構成に限られるものではない。例えば、非通信時には雑音発生状況の観測までを行い、データ送信時に、制御信号で指定された符号長、その符号化率、インタリーブパターン、及びトーンマップに応じて、雑音の発生状況から消失パターンを求め、復号性能がよいパリティ検査行列を決定するという構成にしても良い。このようにすることで、非通信時に、制御信号で指定される可能性のある全ての符号長、その符号化率、インタリーブパターン、及びトーンマップに対して所定の復号性能が得られるパリティ検査行列を求める必要がなく、データ送信に使用する条件下での所定の復号性能が得られるパリティ検査行列のみを求めるだけで良くなる。なお、例えば、上記の（３）で説明した符号語ビット系列のインタリーブパターンを決定する形態に対して同様の変形を施すことができる。
【０２０１】
（６）実施の形態１の通信装置２では、消失パターン推定部２１で推定した消失パターンの条件下で復号性能の改善が図れるように基本となるパリティ検査行列の列置換または符号語ビット系列の並び替え（例えば、上記の（１−３）の説明が該当する。）を行う構成について説明したが、この構成に限られるものではない。例えば、符号長及び符号化率が同じで互いに独立な複数のパリティ検査行列から、復号性能が最良となるパリティ検査行列を推奨するパリティ検査行列とする構成にしても良い。ここでは、列置換や行置換、および複数行の加算処理を施しても同一とならない行列同士の関係を独立と呼んでいる。この場合、通信装置２は、複数の独立したパリティ検査行列を保持しておく必要があるが、列置換だけでは復号性能の劣化が回避できない場合など、独立したパリティ検査行列を用いることで、復号性能の改善を回ることができる。
【０２０２】
（７）実施の形態１では、通信装置２と通信装置３で観測される外来性雑音に相関があることを利用して、通信装置２は、非通信時の受信部１１の出力信号をマルチキャリア復調して得られる各サブキャリアの雑音レベルから消失パターンを推定して、自装置で推定した消失パターンを使用して復号性能の推定に使用している。
【０２０３】
以下では、送信側の通信装置と受信側の通信装置で観測される外来性雑音の相関が低い場合に、受信側の通信装置での雑音発生状況を送信側の通信装置にフィードバックする通信システムについて説明する。
【０２０４】
図１４は、実施の形態１の変形例の通信システムのシステム構成図である。図１４における通信システム１Ｂは、電力線５Ａに接続された通信装置２Ｂと電力線５Ｂに接続された通信装置３Ｂとが分電盤７をまたいで通信する場合の例を示したものである。このとき、外来性雑音の雑音源４は、通信装置２Ｂと同一の系統に存在している。電力線通信では、分電盤を経由しての伝送は、信号レベルが大きく減衰することが知られている。さらに、電力線通信の信号伝送に高周波数帯を用いる場合、雑音源から通信装置までの伝送路特性が、通信装置毎に異なってくるため、送信側の通信装置２Ｂでは伝送路特性の影響で観測できなかった外来性雑音が、受信側の通信装置３Ｂには大きな影響を与える可能性がある。この場合、通信装置２Ｂと通信装置３Ｂで観測される外来性雑音の相関は低くなる。その結果、通信装置２Ｂで推定した消失候補ビットの配置を示す消失パターンと、通信装置３Ｂが復号を行う際に消失させたビットの配置を示す消失パターンとが異なり、通信装置２Ｂで観測される外来性雑音に基づくパリティ検査行列の制御では復号性能の改善が得られない場合が発生する。この問題を解決するため、通信装置３Ｂは、復号結果が良くない場合、復号の際に用いた消失パターンを、通信装置２Ｂにフィードバックする構成を備える。
【０２０５】
図１５は図１４の通信装置２Ｂの構成を示す図であり、図１６は図１４の通信装置３Ｂの構成を示す図である。
【０２０６】
図１５に示す通信装置２Ｂは、図９及び図１０に示す通信装置２と比べて、受信特性推定部１４を復号性能推定部２２の代わりに復号性能推定部２２Ｂを備える受信特性推定部１４Ｂに置き換えた構成をしている。復号性能推定部２２Ｂは、通信装置３Ｂから通信装置３Ｂ内の後述する復調部１２Ｂが消失させたビットに対応した消失パターン（復調部１２Ｂが消失させた符号語ビットの数及び消失させた符号語ビットの夫々の符号語内の位置を示す消失パターン）がフィードバックされてくる前までは、消失パターン推定部２１から送られてきた消失パターンを用いて復号性能のよい（所定の復号性能が得られる）パリティ検査行列をもとめ、求めたパリティ検査行列を含む推奨伝送方式を伝送方式決定部１５に送る。また、復号性能推定部２２Ｂは、通信装置２Ｂが通信装置３Ｂから通信装置３Ｂ内の後述する復調部１２Ｂが消失させたビットに対応した消失パターンをフィードバック情報として受信した後、受信した消失パターンを用いて復号性能のよい（所定の復号性能が得られる）パリティ検査行列をもとめ、求めたパリティ検査行列を含む推奨伝送方式を伝送方式決定部１５に送る。
【０２０７】
図１６に示す通信装置３Ｂは、実施の形態１の通信装置２と比べて、復調部１２を復調部１２Ｂに置き換えた構成である。復調部１２Ｂは、受信部１１から送られてきた受信信号に対してマルチキャリア復調処理を行い、受信信号の送信元の通信装置で用いられたマルチキャリア変調信号の各サブキャリアの変調方式を指定するトーンマップに従ってサブキャリア毎の復調処理を行い、送信された各符号語ビットのビット尤度を算出する。ここで、復調部１２Ｂは、前述のように、外来性雑音の影響を強く受けていると判断した符号語ビットを、そのビット尤度を０として消失させる。復調部１２Ｂはビット尤度系列を復号部１３に送る。これとともに、復調部１２Ｂは、消失させた符号語ビットに対応した消失パターン（消失させた符号語ビットの数及び消失させた符号語ビットの夫々の符号語内の位置を表す消失パターン）を作成し、作成した消失パターンを出力する。
【０２０８】
通信装置３Ｂは、復調部１２Ｂが出力した消失パターンを、次回通信装置２Ｂへ信号を送信する際まで保持しておく。通信装置３Ｂは、例えば確認応答信号（ＡＣＫ）や非確認応答信号（ＮＡＣＫ）、通信装置２Ｂ宛の送信データを送信する際に、通信装置２Ｂからの信号受信の際に復調部１２Ｂが出力した消失パターンをこれらの信号に含めて送信する。
【０２０９】
通信装置２Ｂは、通信装置３Ｂからの消失パターンを含んだデータを受信し、カップリング回路１０、受信部１１、復調部１２及び復号部１３の処理により消失パターンを得る。この得られた消失パターンは、次回通信装置３Ｂへの通信時に使用するパリティ検査行列を決定するために、受信特性推定部１４Ｂ内の復号性能推定部２２Ｂに入力される。そして、復号性能推定部２２Ｂは、入力された消失パターン（通信装置３Ｂから送られてきた消失パターン）を用いて所定の復号性能が得られるパリティ検査行列を求める。
【０２１０】
通信装置２Ｂは、通信装置３Ｂへの通信時、復号性能推定部２２Ｂの処理結果を基に送信データの符号化に用いるパリティ検査行列を決定して、送信データのＬＤＰＣ符号化等を行って通信装置３Ｂへ信号を送信する。
【０２１１】
これによって、通信装置２Ｂで観測される外来性雑音と通信装置３Ｂで観測される外来性雑音との間に相関が低い場合であっても、受信装置３Ｂでの復号性能の良い伝送を実現することができる。
【０２１２】
なお、例えば、符号語ビット系列の符号語内での符号語ビットを入れ替える形態（例えば、上記の（１−３）が該当する。）や、符号語ビット系列をインタリーブする形態（例えば、上記の（３）が該当する。）に対しても、受信側の通信装置の復調部から出力される消失パターンをフィードバックする構成を適用することができる。
【０２１３】
また、通信装置３Ｂから通信装置２Ｂへ送信される情報は消失パターンそのものではなくてもよい。例えば、通信装置３Ｂの受信特性推定部内の復号性能推定部において復調部１２Ｂが出力した消失パターンから復号性能のよい（所定の復号性能が得られる）パリティ検査行列を求める。そして、復号性能推定部は、求めたパリティ検査行列と、これを求める際に使用したＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、符号語ビット系列のインタリーブパターン、及びトーンマップとを含む伝送方式を推奨伝送方式とし、推奨伝送方式に関する情報を送信データに含めて通信装置２Ｂへ送信しても良い。通信装置２Ｂは、推奨伝送方式を含んだ送信データを受信したら、次回の通信装置３Ｂへの送信時は、推奨伝送方式を制御信号に含めて、かつその制御信号で指定された推奨伝送方式に含まれる情報で送信処理を行うことを指示する信号を伝送方式決定部に入力する。伝送方式決定部は、この信号で指示された推奨伝送方式を伝送方式に決定し、決定した伝送方式を用いて符号化や変調するように符号化部１５と変調部１６に指示を出す。
【０２１４】
≪実施の形態２≫
実施の形態１では、ＬＤＰＣ符号化に使用するパリティ検査行列や、符号語ビット系列のインタリーブパターンなどを変更して、復号性能の改善を図る構成について説明したが、実施の形態２では、マルチキャリア変調信号の各サブキャリアの変調方式を指定するトーンマップを変更して復号性能の改善を図る構成について説明する。なお、実施の形態２において、実施の形態１の構成要素と実質的に同じ構成要素は同じ符号を付し、その説明が適用できるため、実施の形態２ではその説明を省略する。
【０２１５】
外来性雑音環境下では、外来性雑音の影響を強く受けている符号語ビットのビット尤度を０にして復号することで、復号時の外来性雑音の影響を軽減できることはすでに述べた。
【０２１６】
実施の形態１では、具体例としてマルチキャリア変調信号の全サブキャリアでＢＰＳＫを使用する場合について説明したが、この場合は１つのサブキャリアで伝送する符号語ビットの数は１つなので、外来性雑音の影響を受けているサブキャリア１つにつき消失ビットは１つになる。
【０２１７】
一方、ＱＰＳＫ、ＱＡＭなどの多値変調方式を使用している場合、１つのサブキャリアで伝送する符号語ビットは２ビット以上となるため、外来性雑音の影響を受けたサブキャリアがある場合、１つのサブキャリアにつき２ビット以上消失ビットが発生する。そのため、トーンマップにより変調多値数の高い変調方式の使用を指定されているサブキャリアが外来性雑音を受けた場合と、変調多値数の低い変調方式の使用を指定されているサブキャリアが外来性雑音の影響を受けた場合とでは、消失ビット数が変わってくる。消失ビット数が多くなるにつれて、復号性能は悪くなる傾向がある。特に、消失ビット数が使用するＬＤＰＣ符号のパリティビット数に近い数である場合、復号性能は大幅に劣化する。
【０２１８】
実施の形態２の通信装置は、外来性雑音の発生状況を観測し、外来性雑音の影響の強いサブキャリアに低い変調多値数の変調方式を用いるトーンマップを使用することで、外来性雑音環境下での復号性能の向上を図るものである。
【０２１９】
図１７は、実施の形態２におけるトーンマップを変更する機能を有する通信装置２Ｄの構成を示す図である。通信装置２Ｄは、通信装置２と比べて、受信特性推定部１４及び伝送方式決定部１５を受信特性推定部１４Ｄ及び伝送方式決定部１５Ｄに置き換えた構成である。
【０２２０】
受信特性推定部１４Ｄは、図１８に示すように、雑音発生状況推定部２０、消失パターン推定部２１Ｄ、及び復号性能推定部２２Ｄを備える。
【０２２１】
消失パターン推定部２１Ｄは、雑音発生状況推定部２０から送られてきた外来性雑音の影響を受けているサブキャリアの情報と、マルチキャリア変調信号１シンボルで送信するビット数の情報から、消失候補ビットの数が少なくなるトーンマップを作成する。そして、消失パターン推定部２１Ｄは、作成したトーンマップを用いた場合の消失パターンを推定する。但し、消失パターン推定部２１Ｄは、外来性雑音の影響を受けるサブキャリア番号と、各サブキャリアの変調方式を指定するトーンマップと、ＬＤＰＣ符号の符号長及び符号化率と、符号語ビット系列のインタリーブパターンとから、消失パターンを推定する。消失パターン推定部２１Ｄは、消失候補ビットの数が少なくなるトーンマップとこのトーンマップで推定した消失パターンとを復号性能推定部２２Ｄに送る。
【０２２２】
復号性能推定部２２Ｄは、消失パターン推定部２１Ｄから送られてきた消失パターンを使って復号した場合の復号性能の推定を行う。復号性能推定部２２Ｄは、推定した復号性能が良ければ、その消失パターンの作成の基となったトーンマップ、ＬＤＰＣ符号の符号長及び符号化率、並びに符号語ビット系列のインタリーブパターンと、復号性能の推定に使用されたパリティ検査行列を含む推奨伝送方式を伝送方式決定部１５Ｄに送る。
【０２２３】
伝送方式決定部１５Ｄは、制御信号で指定される可能性のある全てのＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、及び符号語ビット系列のインタリーブパターンに対する受信特性推定部１４Ｄから送られてくるトーンマップ等を含む推奨伝送方式と、入力される制御信号での指示内容（ＬＤＰＣ符号の符号長、その符号化率、符号語ビット系列のインタリーブパターン）とから、送信データの伝送の際に実際に使用するトーンマップなどを含む伝送方式を決定する。そして、伝送方式決定部１５はＤ、決定した伝送方式に含まれるＬＤＰＣ符号の符号長、符号化率、及びパリティ検査行列で送信データのＬＤＰＣ符号化処理を行うように符号化部１６に指示する。また、伝送方式決定部１５Ｄは、決定した伝送方式に含まれるトーンマップに従って各サブキャリアの変調を行うように変調部１７に指示する。
【０２２４】
以下、図１９に示される雑音レベルにおける通信装置２Ｄの動作について説明する。ここで、通信装置２Ｄは、１つのマルチキャリア変調信号シンボルで２０ビットの符号語ビットを伝送するものと仮定する。このとき、式（１）に示すパリティ検査行列Ｈを使うとすると、パリティ検査行列Ｈの符号長は１０であるため、２つの符号語（符号語１、符号語２）を１つのマルチキャリア変調信号シンボルで伝送することになる。
【０２２５】
受信特性推定部１４Ｄ内の雑音発生状況推定部２０は、雑音状況推定用信号により示される各サブキャリアにおける雑音レベルと雑音閾値Ｎｔｈとの比較を行う。雑音発生状況推定部２０は、雑音レベルが雑音閾値Ｎｔｈより高いサブキャリアの番号をｆｓｃ１、ｆｓｃ２、・・・、ｆｓｃｎとして導出する。図１９の例では、サブキャリア総数１０で、周波数の低い方から順に１、２、・・・、１０とサブキャリア番号を与えたとすると、ｆｓｃ１＝２、ｆｓｃ２＝４、ｆｓｃ３＝８、ｆｓｃ４＝１０となる。雑音発生状況推定部２０は、雑音レベルが雑音閾値Ｎｔｈより高いサブキャリア番号の情報（図１９の例では、ｆｓｃ１＝２、ｆｓｃ２＝４、ｆｓｃ３＝８、ｆｓｃ４＝１０）を雑音発生状況として消失パターン推定部２１Ｄに送る。
【０２２６】
消失存在時の復号性能を向上するためには、雑音レベルが雑音閾値Ｎｔｈより高いサブキャリア番号のサブキャリアで伝送する符号語ビットの数を少なくすればよい。そこで、消失パターン推定部２１Ｄは、２、４、８、１０番目のサブキャリアではＢＰＳＫを使用し、１、３、７、９番目のサブキャリアではＱＰＳＫを使用し、５、６番目のサブキャリアでは１６ＱＡＭを使用するトーンマップを作成し、各符号語の消失パターンを推定する。
【０２２７】
符号語ビット系列のインタリーブを行わないとし、符号語１の１番目の符号語ビット、符号語１の２番目の符号語ビット、・・・、符号語１の１０番目の符号語ビット、符号語２の１番目の符号語ビット、符号語２の２番目の符号語ビット、・・・、符号語２の１０番目の符号語ビットの順で、作成したトーンマップに番号の小さいサブキャリアから順に割り当てていくと、符号語１の消失パターンは式（１８）に示すものとなり、符号語２の消失パターンは式（１９）に示すものとなる。
【０２２８】
【数１８】
0005884032.tif 000019
【０２２９】
【数１９】
0005884032.tif 000020
消失パターン推定部２１Ｄが作成した上記のトーンマップを用いることで、消失ビットの数を例えば全サブキャリアでＱＰＳＫを用いる場合（消失ビット数８）に比べて少なくすることができる。
【０２３０】
消失パターン推定部２１Ｄは、作成したトーンマップと、各符号語の消失パターン（式（１８）に示される符号語１の消失パターン、式（１９）に示される符号語２の消失パターン）とを復号性能推定部２２Ｄに送る。
【０２３１】
復号性能推定部２２Ｄは、それぞれの消失パターンについて復号性能を推定する。
【０２３２】
式（１）のパリティ検査行列Ｈを使用する場合、復号性能推定部２２Ｄは、式（１）のパリティ検査行列Ｈから、消失パターン推定部２１Ｄから送られてくる式（１８）の符号語１の消失パターンにおいて値が１となっている符号語ビットに対応する列（３列、６列）のみを抽出して、抽出した列から部分行列Ｈｐ１を作成する。作成される部分行列Ｈｐ１は式（２０）のようになる。
【０２３３】
【数２０】
0005884032.tif 000021
復号性能推定部２２Ｄは、式（１）のパリティ検査行列Ｈから、消失パターン推定部２１Ｄから送られてくる式（１９）の符号語２の消失パターンにおいて値が１となっている符号語ビットに対応する列（７列、１０列）のみを抽出して、抽出した列から部分行列Ｈｐ２を作成する。作成される部分行列Ｈｐ２は式（２１）のようになる。
【０２３４】
【数２１】
0005884032.tif 000022
式（２０）に示す部分行列Ｈｐ１、及び式（２１）に示す部分行列Ｈｐ２は、行重みが１の行が１行もなく、行重みが２の行が２つであり、大きな復号性能の劣化はない（所定の復号性能が得られる）。
【０２３５】
復号性能推定部２２Ｄは、式（１８）、式（１９）の消失パターンの基となったトーンマップを含む推奨伝送方式を伝送方式決定部１５Ｄに送る。
【０２３６】
実施の形態２における通信装置２Ｄは、以上説明したように、外来性雑音の影響の強いサブキャリアの変調多値数を低くしたトーンマップを用いた伝送を行うことで、外来性雑音環境下での伝送における復号性能の劣化を軽減することができる。なお、通信装置２Ｄと電力線通信を行う通信装置として、図１１の構成の通信装置を利用することができる。
【０２３７】
なお、上記の説明では、式（２０）、式（２１）で与えられる部分行列は行重みが２の行が２つであるため大きな復号性能の劣化がないとしたが、その他の部分行列が得られるように符号語のインタリーブを行う構成を採っても良い。例えば、式（１８）で与えられる符号語１の消失パターンが、式（２２）になるように符号語のインタリーブを行うと、部分行列Ｈｐ３は、式（２３）となる。
【０２３８】
【数２２】
0005884032.tif 000023
【０２３９】
【数２３】
0005884032.tif 000024
部分行列Ｈｐ３は、重み２の行が１行のみであるため、この部分行列が得られるトーンマップとインタリーブパターンを含む伝送方式を推奨伝送方式として伝送方式決定部１５Ｄに送る。また、符号語２の消失パターンについても、同様である。
【０２４０】
なお、部分行列Ｈｐ１と部分行列Ｈｐ３は、ストッピングセットを構成しないという点でどちらも大幅な劣化を抑えることができるが、消失ビットを含んだ場合の復号性能が必ず部分行列Ｈｐ３の方が良いとは限らない。そのため、部分行列Ｈｐ１と部分行列Ｈｐ３のように各消失パターンがストッピングセットを構成しない複数の伝送方式について、復号性能を予めシミュレーション等で確認しておき、復号性能推定部２２Ｄが、その情報に基づいて復号性能の高い伝送方式を判定して推奨伝送方式として伝送方式決定部１５Ｄに通知するよう構成してもよい。
【０２４１】
なお、実施の形態２では、消失パターン推定部２１Ｄが、消失候補ビットの数が少なくなるトーンマップと、そのトーンマップを用いた場合の消失パターンを推定するという構成を採ったが、この構成に限るものではない。例えば、消失パターン推定部２１Ｄが、消失候補ビットの数が少なくなるトーンマップに加えて符号長及び符号化率を推定し、そのトーンマップと符号長及び符号化率を用いた場合の消失パターンを推定するという構成でも良い。このようにすることで、トーンマップだけでなく、符号長及び符号化率といった符号の種類も変更することができるため、復号性能の劣化が少ない伝送方式を推定する際の自由度が向上する。
【０２４２】
なお、実施の形態２では、消失パターン推定部２１Ｄが、外来性雑音の影響を受けると推定される全てのサブキャリアでＢＰＳＫを用いるようトーンマップを作成する構成について説明したが、この構成に限られるものではない。
【０２４３】
例えば、消失パターン推定部２１Ｄは、強い外来性雑音の影響を受けたサブキャリアの変調方式の変調多値数が、強い外来性雑音の影響を受けていないサブキャリアの変調方式の変調多値数より少なくなるように、トーンマップを作成すればよい。
【０２４４】
また、例えば、消失パターン推定部２１Ｄが、外来性雑音の影響を受けると推定されるサブキャリアの一部でＱＰＳＫのような多値変調方式を用いた場合の消失パターンを作成し、復号性能推定部２２Ｄがその消失パターンについて復号性能の判定を行った結果、復号性能の劣化が許容できる範囲であれば、外来性雑音の影響を受けると推定されるサブキャリアの一部でＱＰＳＫ等の多値変調方式を用いるよう構成してもよい。これにより、１シンボルで伝送されるビット数が多くなり、伝送効率が向上する。
【０２４５】
このように、外来性雑音の影響を受けると推定されるサブキャリアでＱＰＳＫのような多値変調方式を用いる場合、復号性能の劣化が許容できる消失候補ビットの数を予め算出して閾値として設定しておき、消失パターン推定部２１Ｄは、１符号語内の消失候補ビットの数、または１シンボルあたりの消失候補ビットの数が、当該閾値を超えない範囲で、外来性雑音の影響を受けると推定されるサブキャリアでもＱＰＳＫのような多値変調方式を用いたトーンマップを推定するように構成してもよい。
【０２４６】
なお、実施の形態２では、消失パターン推定部２１Ｄが、外来性雑音の影響を受けると推定されるサブキャリアでＢＰＳＫを用いる場合に、外来性雑音の影響の少ないサブキャリアの少なくとも一部で１６ＱＡＭを用いることにより、１シンボルで伝送される符号語ビットの数を符号長のＮ倍（Ｎは任意の自然数であり、実施の形態２の場合はＮ＝２）とする構成を例に挙げて説明している。この構成によると、複数のシンボルを連続して送信する場合、いずれのシンボルにもＮ個の符号語が同じ配置規則でサブキャリアに配置されて伝送されるため、使用される伝送方式が同じであれば、推定される消失パターンはどのシンボルで伝送される符号語の場合も同じＮ種類の消失パターン（実施の形態２の場合は、式（１８）及び式（１９）で示される２つの消失パターン）になるため、受信特性推定部１４Ｄは推定されたＮ種類の消失パターンのみを考慮して推奨伝送方式を決定することができ、推奨伝送方式の推定が容易になる。この場合、受信特性推定部１４Ｄは、実施の形態２のように、Ｎ種類の消失パターンのいずれに対しても復号性能の劣化が少ない一つの伝送方式を推奨伝送方式として伝送方式決定部１５Ｄに通知してもよいし、推奨伝送方式として復号性能の劣化が少ないパリティ検査行列をＮ個の消失パターン毎に推定して伝送方式決定部１５Ｄに通知し、伝送方式決定部１５Ｄが符号語毎にパリティ検査行列を切替えるよう構成してもよい。
【０２４７】
なお、実施の形態２は、１シンボルで伝送される符号語ビットの数を符号長のＮ倍とする構成に限定されるものではない。例えば、１シンボルで伝送される符号語ビットの数を符号長の１／Ｍ倍（Ｍは任意の自然数）とする構成にしてもよい。この場合、１つの符号語がＭ個のシンボルの各サブキャリアに同じ配置規則で配置されることになるため、どのＭ個のシンボルで伝送される符号語に対しても推定される消失パターンは常に同じになる。この構成によると、受信特性推定部１４Ｄは推定した消失パターンに対して復号性能の劣化が少ない一つの伝送方式を推定し、推定した伝送方式を推奨伝送方式として伝送方式決定部１５Ｄに通知すれば、全ての符号語に対して復号性能の劣化を抑えることができるため、推奨伝送方式の推定が容易になる。
【０２４８】
また、実施の形態２は、１シンボルで伝送される符号語ビットの数と符号長とが、一方が他方で割り切れる関係でない構成であってもよい。この場合、シンボル毎に符号語をサブキャリアに配置する配置規則が異なるため、同じ伝送方式を用いていても符号語毎に消失パターンが変化するが、各符号語の消失パターンはトーンマップ、及びインタリーブパターンに基づいて算出することができるため、受信特性推定部１４Ｄは、送信する符号語毎に推定された複数種類の消失パターンを考慮して推奨伝送方式を決定すればよい。この場合、受信特性推定部１４Ｄは、推定された全ての消失パターンに対して復号性能の劣化が少ない一つの推奨伝送方式を推奨伝送方式として伝送方式決定部１５Ｄに通知してもよいし、推奨伝送方式として復号性能の劣化が少ない伝送方式を符号語毎に推定して伝送方式決定部１４Ｄに通知し、伝送方式決定部１４Ｄが符号語毎に伝送方式を切替えるよう構成してもよい。
【０２４９】
上記の実施の形態１および実施の形態２では、送信信号としてマルチキャリア変調された変調信号を用いる構成を例に挙げて説明を行ったが、シングルキャリア変調を用いる通信装置に対して適用することもできる。例えば、強い外来性雑音が特定の時間間隔で発生している環境では、外来性雑音の発生間隔に応じた周期で消失候補ビットが配置されると予想されるため、受信特性推定部１４などは外来性雑音の発生間隔に応じた周期で配置される符号語ビットの組み合わせを消失パターンとして推定するように構成することもできる。この場合、外来性雑音の発生間隔に応じた周期で配置される符号語ビットの組み合わせは複数存在し、どの消失パターンとなるかは外来性雑音の発生するタイミングと変調信号の送信を開始するタイミングとの関係により異なると予想される。そのため、受信特性推定部１４などは、複数の消失パターンのいずれにおいても復号性能の劣化が少なくなる伝送方式を推定し、推定された伝送方式を推奨伝送方式として伝送方式決定部１５などに通知すれば良い。
【０２５０】
なお、実施の形態１では、パリティ検査行列や符号語ビット系列のインタリーブパターン等を変更することによって消失パターンを変えて復号性能の改善を図ったものであり、実施の形態２では、強い外来性雑音の影響を受けたサブキャリアの変調方式を変調多値数が最も小さいＢＰＳＫとしたトーンマップを変更することによって消失候補ビットの数を減らして復号性能の改善を図ったものである。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば、次のようなものであってもよい。トーンマップを変更すれば消失パターンが変更され、仮に消失候補ビットの数が変わらなくても、また消失候補ビットの数が増加しても、符号語内での消失候補ビットの位置の組合せによってはよい復号性能が得られる場合がある。そこで、複数のトーンマップ（例えば、複数のトーンマップの間では、互いに、各変調方式を指定するサブキャリアの数が同じになっている。）の夫々について消失パターンを推定して復号性能を推定し、復号性能がよいトーンマップを使用するトーンマップに決定するようにしてもよい。
【０２５１】
なお、上記の実施の形態１および実施の形態２では、通信システム１、１Ｃで示される電力線通信システムを対象として説明を行ったが、無線ＬＡＮなどの無線通信システムに対しても適用できる。
【０２５２】
また、上記の実施の形態１および実施の形態２やそれらの変形例で説明した通信装置（送信側の通信装置及び受信側の通信装置）が備える各機能ブロックは、典型的には、集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィグラブル・プロセッサを利用してもよい。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
【産業上の利用可能性】
【０２５３】
本発明にかかる通信装置、受信装置、送信方法及び受信方法は、外来性雑音環境下でのデジタル通信のための通信装置等として有用である。
【符号の説明】
【０２５４】
１  通信システム
２  通信装置
３  通信装置
４  雑音源
５  電力線
１０  カップリング回路
１１  受信部
１２  復調部
１３  復号部
１４  受信特性推定部
１５  伝送方式決定部
１６  符号化部
１７  変調部
１８  送信部
２０  雑音発生状況推定部
２１  消失パターン推定部
２２  復号性能推定部
３０  カップリング回路
３１  受信部
３２  復調部
３３  復号部
【図１】
0005884032.tif 000025
【図２】
0005884032.tif 000026
【図３】
0005884032.tif 000027
【図４】
0005884032.tif 000028
【図５】
0005884032.tif 000029
【図６】
0005884032.tif 000030
【図７】
0005884032.tif 000031
【図８】
0005884032.tif 000032
【図９】
0005884032.tif 000033
【図１０】
0005884032.tif 000034
【図１１】
0005884032.tif 000035
【図１２】
0005884032.tif 000036
【図１３】
0005884032.tif 000037
【図１４】
0005884032.tif 000038
【図１５】
0005884032.tif 000039
【図１６】
0005884032.tif 000040
【図１７】
0005884032.tif 000041
【図１８】
0005884032.tif 000042
【図１９】
0005884032.tif 000043