(57)【要約】【課題】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、集合分割法で構成された６４ＡＰＳＫに対してＬＤＰＣ平均符号化率９６／１２０（即ち、４／５）を適用するよう構成し、このシンボル構成ビットの各ビットに対して個別にＬＤＰＣ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、当該変形集合分割法による信号点系列を直交変調する直交変調部１５とを備える。本発明の受信装置２０は、本発明の送信装置１０で送信した変調波信号を受信して、その変調波信号を復調・復号する。【選択図】図１
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【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、
全体の平均符号化率を４／５としたＬＤＰＣ符号による符号化後のシンボルについて６４ＡＰＳＫの変調方式における信号点配置として、４つの同心円を半径の小さい方から順に第１円、第２円、第３円、及び第４円と定義し、前記第１円上の信号点数を１２、前記第２円上の信号点数を１６、前記第３円上の信号点数を１８、及び前記第４円上の信号点数を１８としたＩＱ信号のマッピングを行うマッピング手段を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記信号点配置における位相角は、前記第１円については、Ｉ軸から１５度、４５度、７５度、１０５度、１３５度、１６５度、１９５度、２２５度、２５５度、２８５度、３１５度、３４５度の位置に、前記第２円についてはＩ軸から２２．２５度、４４．７５度、６７．２５度、８９．７５度、１１２．２５度、１３４．７５度、１５７．２５度、１７９．７５度、２０２．２５度、２２４．７５度、２４７．２５度、２６９．７５度、２９２．２５度、３１4.７５度、３３７．２５度、３５９．７５度の位置に、前記第３円についてはＩ軸から２０度、４０度、６０度、８０度、１００度、１２０度、１４０度、１６０度、１８０度、２００度、２２０度、２４０度、２６０度、２８０度、３００度、３２０度、３４０度、３６０度の位置に、前記第４円についてはＩ軸から１０度、３０度、５０度、７０度、９０度、１１０度、１３０度、１５０度、１７０度、１９０度、２１０度、２３０度、２５０度、２７０度、２９０度、３１０度、３３０度、３５０度となるよう構成されていることを特徴とする、請求項１に送信装置。
【請求項３】
前記信号点配置における半径比は、前記第１円、第２円、第３円、及び第４円の各半径をそれぞれｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４と定義し、ｒ１＝１として半径比をγ１＝ｒ２／ｒ１、γ２＝ｒ３／ｒ１、γ３＝ｒ４／ｒ１と定義したとき、γ１＝２、γ２＝２．９３、γ３＝４．０５となるよう構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に送信装置。
【請求項４】
前記信号点配置に対する前記シンボルを構成する各ビットのビット割り当ては、
前記第１円については、Ｉ軸から１５度の位置に “０１０１１０（８進表記で２６）”、４５度の位置に “０００１００（８進表記で０４）”、７５度の位置に “１１１１００（８進表記で７４）”、１０５度の位置に “１０１１００ （８進表記で５４）”、１３５度の位置に “０１００００ （８進表記で２０）”、１６５度の位置に “００００１０ （８進表記で０２）”、１９５度の位置に “１１１１１０（８進表記で７６）”、２２５度の位置に “１０１０１０（８進表記で５２）”、２５５度の位置に “０１１０１０ （８進表記で３２）”、２８５度の位置に “００１０００（８進表記で１０）”、３１５度の位置に “１１０１００ （８進表記で６４）”、３４５度の位置に “１００１００ （８進表記で４４）”、前記第２円については、Ｉ軸から２２．２５度の位置に “００１１００ （８進表記で１４）”、４４．７５度の位置に “１１００００（８進表記で６０）”、６７．２５度の位置に “１０００００（８進表記で４０）”、８９．７５度の位置に “０１１１００（８進表記で３４）”、１１２．２５度の位置に “００１１１０（８進表記で１６）”、１３４．７５度の位置に “１１０１１０ （８進表記で６６）”、１５７．２５度の位置に “１００１１０ （８進表記で４６）”、１７９．７５度の位置に “０１００１０（８進表記で２２）”、２０２．２５度の位置に “ ００００００（８進表記で００）”、２２４．７５度の位置に “１１１０００（８進表記で７０）”、２４７．２５度の位置に“１０１０００（８進表記で５０）”、２６９．７５度の位置に “０１０１００（８進表記で２４）”、２９２．２５度の位置に “０００１１０（８進表記で０６）”、３１４．７５度の位置に“１１１０１０ （８進表記で７２）”、３３７．２５度の位置に “１０１１１０（８進表記で５６）”、３５９．７５度の位置に “０１１１１０（８進表記で３６）”、前記第３円については、Ｉ軸から２０度の位置に “１１００１０（８進表記で６２）”、４０度の位置に “１０１０１１（８進表記で５３）”、６０度の位置に “０１１０１１（８進表記で３３）”、８０度の位置に “００１００１（８進表記で１１）”、１００度の位置に “１１１００１（８進表記で７１）”、１２０度の位置に “１０１００１（８進表記で５１）”、１４０度の位置に “０１１０００（８進表記で３０）”、１６０度の位置に “００１０１０ （８進表記で１２）”、１８０度の位置に “１１１０１１（８進表記で７３）”、２００度の位置に “１０００１０（８進表記で４２）”、２２０度の位置に “０１０００１（８進表記で２１）”、２４０度の位置に “００００１１（８進表記で０３）”、２６０度の位置に“１１０００１（８進表記で６１）”、２８０度の位置に “１００００１（８進表記で４１）”、３００度の位置に “０１００１１（８進表記で２３）”、３２０度の位置に “０００００１（８進表記で０１）”、３４０度の位置に “０１１００１（８進表記で３１）”、３６０度の位置に“００１０１１（８進表記で１３）”、前記第４円については、Ｉ軸から１０度の位置に “０００１０１（８進表記で０５）”、３０度の位置に“０１０１０１（８進表記で２５）”、５０度��位置に “１００１０１（８進表記で４５）”、７０度の位置に “１１０１０１（８進表記で６５）”、９０度の位置に “０００１１１（８進表記で０７）”、１１０度の位置に “０１０１１１（８進表記で２７）”、１３０度の位置に “１０００１１（８進表記で４３）”、１５０度の位置に “１１００１１（８進表記で６３）”、１７０度の位置に “００１１０１（８進表記で１５）”、１９０度の位置に “０１１１０１（８進表記で３５）”、２１０度の位置に “１０１１１１（８進表記で５７）”、２３０度の位置に “１１１１１１（８進表記で７７）”、２５０度の位置に “００１１１１（８進表記で１７）”、２７０度の位置に“０１１１１１（８進表記で３７）”、２９０度の位置に “１０１１０１（８進表記で５５）”、３１０度の位置に “１１１１０１（８進表記で７５）”、３３０度の位置に “１００１１１（８進表記で４７）”、３５０度の位置に “１１０１１１（８進表記で６７）”となるよう構成されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に送信装置。
【請求項５】
前記マッピング手段により前記信号点配置及び前記シンボルを構成する各ビットのビット割り当てを行うデジタルデータの伝送を行う送信装置であって、
変調方式として６４ＡＰＳＫ及びＬＤＰＣ平均符号化率として９６／１２０を適用することとし、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、当該連接符号はシンボルを構成する各ビットの所要訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率を有し、当該集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対してＬＤＰＣ符号の符号化をするにあたり、第１ビット（最上位ビット）から第６ビット（最下位ビット）の順に、第１ビットから第５ビットについては、各ビットのＢＥＲ特性に応じた符号化率を有するＬＤＰＣ符号により符号化し、第６ビットについてはＬＤＰＣ符号を適用せず所定のＢＣＨ符号で符号化するよう構成したことを特徴とする、請求項４に記載の送信装置。
【請求項６】
前記ＬＤＰＣ符号の符号長が４４８８０ビットであることを特徴とする、請求項５に記載の送信装置。
【請求項７】
前記ＢＣＨ符号がＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号、又はＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号であることを特徴とする、請求項５又は６に記載の送信装置。
【請求項８】
前記ＢＣＨ符号がＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号である場合に、符号系列を構成する情報ビットがすべてバイト単位で構成されることを特徴とする、請求項５から７のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項９】
前記ＬＤＰＣ符号は、前記ＬＤＰＣ平均符号化率９６／１２０の６４ＡＰＳＫ用のシンボル構成ビットの６ビットについて、最上位ビットである第１ビットに５５／１２０、第２ビットに６５／１２０、第３ビットに１０５／１２０、第４ビットに１１４／１２０、第５ビットに１１７／１２０、最下位ビットである第５ビットに１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし）の符号化率を有することを特徴とする、請求項５から８のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記ＬＤＰＣ符号は、前記ＬＤＰＣ平均符号化率９６／１２０の６４ＡＰＳＫ用のシンボル構成ビットの６ビットについて、最上位ビットである第１ビットに５５／１２０、第２ビットに６５／１２０、第３ビットに１０５／１２０、第４ビットに１１５／１２０、第５ビットに１１６／１２０、最下位ビットである第５ビットに１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし）の符号化率を有することを特徴とする、請求項５から８のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１１】
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５から１０のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１２】
前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率５５／１２０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５５／１２０の検査行列初期値テーブルは、
【表１】
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からなることを特徴とする、請求項９又は１０、或いは請求項９又は１０を引用する請求項１１に記載の送信装置。
【請求項１３】
前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率６５／１２０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６５／１２０の検査行列初期値テーブルは、
【表２−１】
2018029319.tif 000023
【表２−２】
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からなることを特徴とする、請求項９又は１０、或いは請求項９又は１０を引用する請求項１１と１２のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１４】
前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率１０５／１２０に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を、列方向に３７４列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてＬＤＰＣ符号化を行う手段を有し、前記符号化率１０５／１２０の検査行列初期値テーブルは、
【表３−１】
2018029319.tif 000025
【表３−２】
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からなることを特徴とする、請求項９又は１０、或いは請求項９又は１０を引用する請求項１１から１３のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１５】
前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率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４−１】
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【表４−２】
2018029319.tif 000028
からなることを特徴とする、請求項９、或いは請求項９を引用する請求項１１から１４のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１６】
前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率１１５／１２０に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を、列方向に３７４列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてＬＤＰＣ符号化を行う手段を有し、前記符号化率１１５／１２０の検査行列初期値テーブルは、
【表５−１】
2018029319.tif 000029
【表５−２】
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からなることを特徴とする、請求項１０、或いは請求項１０を引用する請求項１１から１４のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１７】
前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率１１６／１２０に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を、列方向に３７４列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてＬＤＰＣ符号化を行う手段を有し、前記符号化率１１６／１２０の検査行列初期値テーブルは、
【表６−１】
2018029319.tif 000031
【表６−２】
2018029319.tif 000032
からなることを特徴とする、請求項１０、或いは請求項１０を引用する請求項１１から１４、１６のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１８】
前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率１１７／１２０に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を、列方向に３７４列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてＬＤＰＣ符号化を行う手段を有し、前記符号化率１１７／１２０の検査行列初期値テーブルは、
【表７−１】
2018029319.tif 000033
【表７−２】
2018029319.tif 000034
からなることを特徴とする、請求項９、或いは請求項９を引用する請求項１１から１５に記載の送信装置。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか一項に記載の送信装置により送信された６４ＡＰＳＫのＩＱ信号に基づく変調波信号を受信し、前記６４ＡＰＳＫの信号点配置に対応する直交復調処理を施す手段を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２０】
デジタルデータの受信装置であって、集合分割法によりＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号から構成される連接符号化を施した６４ＡＰＳＫの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、前記６４ＡＰＳＫを構成可能なよう、６ビットで分割可能な複数の符号系列からなるシンボル構成ビットを前記受信信号点系列から取得し、ビット毎に定められたＬＤＰＣ符号の符号化率を用いてＬＤＰＣ復号処理を施すとともに、ＢＣＨ復号処理を施す復号手段とを備え、
前記ビット毎に定められたＬＤＰＣ符号の符号化率は、前記シンボル構成ビットの最上位ビットから最下位ビットへのビット順に当該集合分割法により分割されるシンボルの所要訂正能力に応じて該ビット毎に定められ、且つ該ビット毎に定められたＬＤＰＣ符号の符号化率のＬＤＰＣ平均符号化率が９６／１２０となるよう構成されていることを特徴とする、請求項１９に記載の受信装置。
【請求項２１】
前記復号手段は、当該シンボルを構成する各ビットをＬＤＰＣ復号する際に、第１ビット、第２ビット、第３ビット、第４ビット、第５ビット、第６ビットの順に、ビット毎の訂正能力に応じたＬＤＰＣ符号に用いた検査行列によりＬＤＰＣ復号処理を行うことを特徴とする、請求項２０に記載の受信装置。
【請求項２２】
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２０又は２１に記載の受信装置。
【請求項２３】
請求項５から１８のいずれか一項に記載の送信装置から送信され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２４】
請求項１２から１８のいずれか一項に記載の送信装置から送信され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、シンボルにビットをマッピングした後の信号点間のユークリッド距離を考慮し、シンボルを構成するビット（以下、シンボル構成ビットと呼ぶ）のうち、ユークリッド距離が互いに短い信号点間で１／０が反転するビットに対しては強い誤り訂正を施し、ユークリッド距離が互いに長い信号点間で１／０が反転するビットに対しては逆に弱い誤り訂正を施す、又は符号化処理を施さないことによって、全体の情報効率を維持しつつ、雑音耐性を向上させる、というものである。
【０００５】
また、非特許文献１においては、８ＰＳＫ（phase-shift keying）を例とした集合分割法とよばれる信号点へのシンボル割り当て方法が提案されている。集合分割法は、ビット毎に分割可能な複数の符号系列を入力シンボル系列とし、該入力シンボル系列のシンボル構成ビットを、一様に信号点間の最小ユークリッド距離が拡大するように分割して、変調に用いる信号点へのシンボルの割り当てを行う伝送方式である。一例として、集合分割法による８ＰＳＫ信号点へのシンボル割り当て方法の例を、図１９を用いて説明する。
【０００６】
図１９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（最小ユークリッド距離）が最大となる様に４つの信号点からなる２つの信号点群に分割する。ここで、２つの信号点群のうち、一方の信号点群には、シンボル構成ビットの第１ビット（最上位ビット）にａ１＝０を割り当て、他方にはａ１＝１を割り当てる。
【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、最小ユークリッド距離が最大となる様に２つの信号点からなる４つの信号点群に分割する。ここで、４つの信号点で構成される信号点群を２つの信号点群に分割する際に、一方の信号点群には、シンボル構成ビットの第２ビットにａ２＝０を割り当て、他方にはａ２＝１を割り当てる。
【０００９】
さらに、図１９では省略したが、２回目の分割で得られた２つの信号点で構成される４つの信号点群を、それぞれ、１つの信号点からなる８つの信号点群に分割する。ここで、２つの信号点で構成される信号点群を１つの信号点に分割する際に、一方の信号点群には、シンボル構成ビットの第３ビット（最下位ビット）にａ３＝０を割り当て、他方にはａ３＝１を割り当てる。
【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１９中、ａ１に相当）は８ＰＳＫでの最小ユークリッド距離、第２ビット（図１９中、ａ２に相当）はＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）の最小ユークリッド距離、第３ビット（図１９中、ａ３に相当）はＢＰＳＫ（Binary Phase-Shift Keying）の最小ユークリッド距離の条件の下で各ビットの復号を行うことが可能となる。
【００１２】
また、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）及び３２ＱＡＭに集合分割法を適用した場合のシンボル割り当て方法の例を図２０、図２１に示す。８ＰＳＫの場合と同様に、分割を進めることで、最小ユークリッド距離が広がることが確認できる。図２０、図２１においては、第１ビット（a１：最上位ビット）、第２ビット（a２）までの分割例を示しているが、第３ビット（a３）以降も同様に、最小ユークリッド距離が拡大するよう分割が可能である。
【００１３】
このような集合分割法の伝送方式によれば、予め送受間で集合分割法により得られた信号点へのシンボルの割り当てを共有し、送信側では、シンボルを構成する各ビットで伝送するデータについて、対応する信号点間の最小ユークリッド距離に適した訂正能力の誤り訂正符号で符号化して変調し、受信側では、復調後に送信側の符号化に対応した復号を行うことで、雑音耐性の高い伝送システムが実現できる。
【００１４】
一方で、集合分割法を多値変調に適用する場合、分割するビット毎に最小ユークリッド距離が広がるとともに、ビット毎に誤り訂正能力も異なってくるため、所定の符号化率において伝送性能を向上するには、ビット毎の誤り訂正能力に応じた誤り訂正符号の最適化が必要となる。
【００１５】
ところで、欧州の衛星デジタル放送方式であるＤＶＢ−Ｓ２（非特許文献３参照）、ＤＶＢ−Ｓ２Ｘ（非特許文献４参照）やＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に記載の高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（以下、高度衛星放送方式と呼ぶ。例えば、非特許文献５参照）においては、信号点へのシンボルの割り当て技法としてグレイコードが採用されている。
【００１６】
グレイコードは、ＢＰＳＫ及びＱＰＳＫにおいてはビット毎の訂正能力は一様であるが、８ＰＳＫ以上の多値変調においては、シンボルに含まれるビット間の誤り訂正能力が不均一となることから、所定の符号化率において伝送性能を向上する際の障害となっている。
【００１７】
このため、グレイコードによる上記の問題を改善するべく、当該集合分割法による伝送方式を更に改善し、各ビットの訂正能力が異なる場合の伝送性能を向上させる技法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２０１４−１５５１９５号公報
【非特許文献】
【００１９】
【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13年5月31日改定、ARIB、［平成28年8月1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】Digital Video Broadcasting (DVB), “Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications(DVB-S2)” ，［online］， Final draft ETSI EN 302 307 V1.2.1(2009-04)、［平成28年8月1日検索］、インターネット<URL:http://www.etsi.org/deliver/etsi_en/302300_302399/302307/01.02.01_40/en_302307v010201o.pdf>
【非特許文献４】Digital Video Broadcasting (DVB), “Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications; Part2: DVB-S2 Extensions(DVB-S2X)” ，［online］，Draft ETSI EN 302 307-2 V1.1.1(2014-10)、［平成28年8月1日検索］、インターネット<URL:http://www.etsi.org/deliver/etsi_en/302300_302399/30230702/01.01.01_20/en_30230702v010101a.pdf>
【非特許文献５】“高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式  標準規格  ARIB STD-B44  2.1版”、［online］、平成28年3月25日改定、ARIB、［平成28年8月1日検索］、インターネット〈URL： http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B44v2_1.pdf〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
前述したように、集合分割法においては、ビット毎に訂正能力が異なることから、所定の符号化率において伝送性能を向上するには、ビット毎の誤り訂正能力に応じた誤り訂正符号の最適化が必要となる。
【００２１】
このため、特許文献１には、集合分割法による伝送方式によって各ビットの訂正能力が異なる場合の伝送性能を向上させる技法が開示されているが、８ＰＳＫについてのみ、その具体例が開示されている。一方、６４ＡＰＳＫ（Amplitude and Phase Shift Keying）におけるＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号化率やＬＤＰＣ符号の検査行列に関してどのような値を採用すれば周波数利用効率を向上させ、当該伝送性能を向上できるのかについて開示されていない。したがって、当該集合分割法による伝送方式を採用するにあたって、放送事業者が、場合によっては伝送性能の向上が見られないＬＤＰＣ符号化率（或いはＬＤＰＣ符号の検査行列）を使用するおそれがあった。
【００２２】
したがって、ビット毎に分割可能な複数の符号系列を入力シンボル系列とし、該入力シンボル系列のシンボル構成ビットを、一様に信号点間の最小ユークリッド距離が拡大するように分割する集合分割法による伝送方式において、６４ＡＰＳＫにおける具体的なＬＤＰＣ符号化率や、そのＬＤＰＣ符号の検査行列に関する値についての具体的な数値が望まれていた。
【００２３】
さらに、４Ｋや８Ｋ等の超高精細映像に対する高画質化へのニーズへ対応するためには情報ビットレートを向上する必要があるが、そのためには変調多値数を上げ、誤り訂正符号のパリティビットを減らし、平均符号化率を上げると同時に誤り訂正符号が擬似エラーフリーを満たすＣ／Ｎも上げる必要がある。通常、所要Ｃ／Ｎにおける擬似エラーフリーの評価点としては、ビット誤り率１．０×１０−１１がよく用いられる。
【００２４】
６４ＡＰＳＫの従来技法であるＤＶＢ−Ｓ２Ｘ規格（非特許文献４参照）のうち、符号化率７／９、４／５および５／６に適用されるシンボルへのビット割り当て例を図２２に示す。尚、６ビットの割り当ては左から順に第１ビット（ａ１）、第２ビット（ａ２）、…、第６ビット（ａ６）とし、左から３ビット毎に８進数表記（例点６４＝１１０:１００）で表記している。ＤＶＢ−Ｓ２Ｘではシンボルへのビット割り当て技法としてグレイコードが採用されている。グレイコードは、８ＰＳＫ以上の多値変調においては、シンボルに含まれるビット間の誤り訂正能力が不均一となることから、所定の符号化率において伝送性能を向上する際、障害となる。
【００２５】
特に、将来において、伝送する映像の高解像度化等に伴い、１２ＧＨｚ帯衛星放送で１つの衛星中継器につき利用可能な帯域幅である３４．５ＭＨｚを満たしつつ、６４ＡＰＳＫを用いてデジタルデータを伝送する際に伝送ビットレートとして１５０Ｍｂｐｓ以上となる伝送システムが要求されており、ＤＶＢ−Ｓ２Ｘの６４ＡＰＳＫよりも性能向上させる技法が望まれ、より好適には上記のグレイコードの問題点を改善する技法が望まれる。
【００２６】
そこで、本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、６４ＡＰＳＫを用いてデジタルデータを伝送する際に伝送ビットレートとして１５０Ｍｂｐｓ以上を可能とする送信装置及び受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明による送信装置及び受信装置では、６４ＡＰＳＫを用いてデジタルデータを伝送する際に伝送ビットレートとして１５０Ｍｂｐｓ以上とするためにＬＤＰＣ符号の全体の符号化率を４／５（＝９６／１２０）とし、加えて伝送路容量の最大化を図るために、当該ＬＤＰＣ符号による符号化後のシンボルについて、所定の信号電力対雑音電力比（実施例では、Ｃ／Ｎ＝１６ｄＢ）を基準に伝送路容量が最大化する６４ＡＰＳＫの信号点配置、更には各信号点へのビット割り当てとしたＩＱ信号（同相成分Ｉ及び直交位相成分Ｑからなる複素信号）のマッピングを行うマッピング手段を備えるよう構成される。そして、本発明による送信装置及び受信装置では、当該ビットごとのＬＤＰＣ符号化率の検査行列に関するＬＤＰＣ符号パラメータについても最適化されている。また、本発明では、Ｃ／Ｎ＝１６ｄＢにおいて、急峻な誤り訂正能力を有するビットごとのＬＤＰＣ符号パラメータについて最適化されている。
【００２８】
特に、本発明による送信装置及び受信装置において、グレイコード（本願明細書中、「グレイ符号化」とも称する）法のマッピング方式の上記課題を改善可能とする集合分割法によるマッピング方式を多値変調へ適用する場合、信号点の分割が進むほど、最小ユークリッド距離が広がり、少ないパリティで誤り訂正が可能となる。６４ＡＰＳＫの場合、第１ビット（ａ１）の誤り訂正は、６４の信号点を用いたａ１用ＬＤＰＣ符号によるＬＤＰＣ復号を行う。第２ビット（ａ２）の誤り訂正は、ａ１の復号結果により分割された３２の信号点及びａ２用ＬＤＰＣ 符号により同様の処理を行う。以後、第３ビット（ａ３）から第６ビット（ａ６）についても、前段の復号結果による信号点分割とＬＤＰＣ復号を繰り返す（多段復号）。また、ＬＤＰＣ復号後の残留ビット誤りを訂正するため、全てのビットにＢＣＨ外符号を連接する。
【００２９】
以下、本発明による送信装置及び受信装置における特徴事項について列記する。
【００３０】
一点目の特徴事項は、
デジタルデータの伝送を行う送信装置において、全体の平均符号化率を４／５としたＬＤＰＣ符号による符号化後のシンボルについて、６４ＡＰＳＫの変調方式における信号点配置として、４つの同心円を半径の小さい方から順に第１円、第２円、第３円、及び第４円と定義し、前記第１円上の信号点数を１２、前記第２円上の信号点数を１６、前記第３円上の信号点数を１８、及び前記第４円上の信号点数を１８としたＩＱ信号のマッピングを行うマッピング手段を備えるよう構成されることにある。この信号点配置は、所定の信号電力対雑音電力比（実施例では、Ｃ／Ｎ＝１６ｄＢ）を基準に伝送路容量が最大化するものとなっている。これによりＣ／Ｎ＝１６ｄＢにおいて、ＤＶＢ−Ｓ２Ｘの６４ＡＰＳＫの伝送路容量を上回ることが可能である。
【００３１】
二点目の特徴事項は、
前記信号点配置における位相角は、前記第１円については、Ｉ軸から１５度、４５度、７５度、１０５度、１３５度、１６５度、１９５度、２２５度、２５５度、２８５度、３１５度、３４５度の位置に、前記第２円についてはＩ軸から２２．２５度、４４．７５度、６７．２５度、８９．７５度、１１２．２５度、１３４．７５度、１５７．２５度、１７９．７５度、２０２．２５度、２２４．７５度、２４７．２５度、２６９．７５度、２９２．２５度、３１4.７５度、３３７．２５度、３５９．７５度の位置に、前記第３円についてはＩ軸から２０度、４０度、６０度、８０度、１００度、１２０度、１４０度、１６０度、１８０度、２００度、２２０度、２４０度、２６０度、２８０度、３００度、３２０度、３４０度、３６０度の位置に、前記第４円についてはＩ軸から１０度、３０度、５０度、７０度、９０度、１１０度、１３０度、１５０度、１７０度、１９０度、２１０度、２３０度、２５０度、２７０度、２９０度、３１０度、３３０度、３５０度となるよう構成されることにある。
【００３２】
三点目の特徴事項は、
前記信号点配置における半径比は、前記第１円、第２円、第３円、及び第４円の各半径をそれぞれｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４と定義し、ｒ１＝１として半径比をγ１＝ｒ２／ｒ１、γ２＝ｒ３／ｒ１、γ３＝ｒ４／ｒ１と定義したとき、γ１＝２、γ２＝２．９３、γ３＝４．０５となるよう構成されることにある。
【００３３】
四点目の特徴事項は、
前記信号点配置に対する前記シンボルを構成する各ビットのビット割り当てが、前記第１円については、Ｉ軸から１５度の位置に “０１０１１０（８進表記で２６）”、４５度の位置に “０００１００（８進表記で０４）”、７５度の位置に “１１１１００（８進表記で７４）”、１０５度の位置に “１０１１００ （８進表記で５４）”、１３５度の位置に “０１００００ （８進表記で２０）”、１６５度の位置に “００００１０ （８進表記で０２）”、１９５度の位置に “１１１１１０（８進表記で７６）”、２２５度の位置に “１０１０１０（８進表記で５２）”、２５５度の位置に “０１１０１０ （８進表記で３２）”、２８５度の位置に “００１０００（８進表記で１０）”、３１５度の位置に “１１０１００ （８進表記で６４）”、３４５度の位置に “１００１００ （８進表記で４４）”、前記第２円については、Ｉ軸から２２．２５度の位置に “００１１００ （８進表記で１４）”、４４．７５度の位置に “１１００００（８進表記で６０）”、６７．２５度の位置に “１０００００（８進表記で４０）”、８９．７５度の位置に “０１１１００（８進表記で３４）”、１１２．２５度の位置に “００１１１０（８進表記で１６）”、１３４．７５度の位置に “１１０１１０ （８進表記で６６）”、１５７．２５度の位置に “１００１１０ （８進表記で４６）”、１７９．７５度の位置に “０１００１０（８進表記で２２）”、２０２．２５度の位置に “ ００００００（８進表記で００）”、２２４．７５度の位置に “１１１０００（８進表記で７０）”、２４７．２５度の位置に“１０１０００（８進表記で５０）”、２６９．７５度の位置に “０１０１００（８進表記で２４）”、２９２．２５度の位置に “０００１１０（８進表記で０６）”、３１４．７５度の位置に“１１１０１０ （８進表記で７２）”、３３７．２５度の位置に “１０１１１０（８進表記で５６）”、３５９．７５度の位置に “０１１１１０（８進表記で３６）”、前記第３円については、Ｉ軸から２０度の位置に “１１００１０（８進表記で６２）”、４０度の位置に “１０１０１１（８進表記で５３）”、６０度の位置に “０１１０１１（８進表記で３３）”、８０度の位置に “００１００１（８進表記で１１）”、１００度の位置に “１１１００１（８進表記で７１）”、１２０度の位置に “１０１００１（８進表記で５１）”、１４０度の位置に “０１１０００（８進表記で３０）”、１６０度の位置に “００１０１０ （８進表記で１２）”、１８０度の位置に “１１１０１１（８進表記で７３）”、２００度の位置に “１０００１０（８進表記で４２）”、２２０度の位置に “０１０００１（８進表記で２１）”、２４０度の位置に “００００１１（８進表記で０３）”、２６０度の位置に“１１０００１（８進表記で６１）”、２８０度の位置に “１００００１（８進表記で４１）”、３００度の位置に “０１００１１（８進表記で２３）”、３２０度の位置に “０００００１（８進表記で０１）”、３４０度の位置に “０１１００１（８進表記で３１）”、３６０度の位置に“００１０１１（８進表記で１３）”、前記第４円については、Ｉ軸から１０度の位置に “０００１０１（８進��記で０５）”、３０度の位置に“０１０１０１（８進表記で２５）”、５０度の位置に “１００１０１（８進表記で４５）”、７０度の位置に “１１０１０１（８進表記で６５）”、９０度の位置に “０００１１１（８進表記で０７）”、１１０度の位置に “０１０１１１（８進表記で２７）”、１３０度の位置に “１０００１１（８進表記で４３）”、１５０度の位置に “１１００１１（８進表記で６３）”、１７０度の位置に “００１１０１（８進表記で１５）”、１９０度の位置に “０１１１０１（８進表記で３５）”、２１０度の位置に “１０１１１１（８進表記で５７）”、２３０度の位置に “１１１１１１（８進表記で７７）”、２５０度の位置に “００１１１１（８進表記で１７）”、２７０度の位置に“０１１１１１（８進表記で３７）”、２９０度の位置に “１０１１０１（８進表記で５５）”、３１０度の位置に “１１１１０１（８進表記で７５）”、３３０度の位置に “１００１１１（８進表記で４７）”、３５０度の位置に “１１０１１１（８進表記で６７）”となるよう構成されることにある。
【００３４】
五点目の特徴事項は、
前記信号点配置及び前記シンボルを構成する各ビットのビット割り当てを構成するデジタルデータの伝送を行う送信装置において、変調方式として６４ＡＰＳＫ及びＬＤＰＣ平均符号化率として９６／１２０（即ち、４／５）を適用することとし、ＬＤＰＣ符号及び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、当該連接符号はシンボルを構成する各ビットの所要訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率を有し、当該集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対してＬＤＰＣ符号の符号化をするにあたり、第１ビット（最上位ビット）から第６ビット（最下位ビット）の順に、第１ビットから第５ビットについては、各ビットのＢＥＲ特性に応じた符号化率を有するＬＤＰＣ符号により符号化し、第６ビットについてはＬＤＰＣ符号を適用せず所定のＢＣＨ符号で符号化するよう構成することにある。これにより、集合分割法における周波数利用効率を高めることが可能となる。
【００３５】
六点目の特徴事項は、
前記ＬＤＰＣ符号において、ＬＤＰＣ符号の符号長が４４８８０ビットとすることにある。これにより、ＭＰＥＧ−２  ＴＳ（Motion Pictures Expert Group 2 Transport Stream）との整合性の高い伝送が可能となる。
【００３６】
七点目の特徴事項は、
前記ＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号の連接符号において、ＢＣＨ符号がＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号、又はＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号とすることにある。これにより、周波数利用効率向上のために内符号パリティを付加しない場合においても十分なエラー耐性を得ることが可能となる。
【００３７】
八点目の特徴事項は、
前記ＢＣＨ符号がＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号である場合に、符号系列を構成する情報ビットがすべてバイト単位で構成されることにある。これにより、ＴＬＶ等のバイト単位で構成される可変長パケットの切れ目を符号系列の情報ビット領域においても、バイト単位で区切ることが可能である。
【００３８】
九点目の特徴事項は、
前記ＬＤＰＣ符号は、平均符号化率９６／１２０（即ち、４／５）の６４ＡＰＳＫの変調シンボルを構成する６ビットについて、第１ビットに５５／１２０、第２ビットに６５／１２０、第３ビットに１０５／１２０、第４ビットに１１４／１２０、第５ビットに１１７／１２０、第６ビットに１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし）の符号化率、或いは、第１ビットに５５／１２０、第２ビットに６５／１２０、第３ビットに１０５／１２０、第４ビットに１１５／１２０、第５ビットに１１６／１２０、第６ビットに１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし）の符号化率とすることにある。このようにビット毎の所要訂正能力に応じて定められた符号化率を有することにより、集合分割法における周波数利用効率を高めることが可能となる。
【００３９】
十点目の特徴事項は、
五点目〜九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。
【００４０】
十一点目の特徴事項は、
五点目〜九点目の特徴により構成された送信装置により送信された信号を受信する受信装置において、当該シンボルを構成する各ビットをＬＤＰＣ復号する際に、第１ビット、第２ビット、第３ビット、第４ビット、第５ビット、第６ビットの順に、ビット毎の訂正能力に応じたＬＤＰＣ符号に用いた検査行列によりＬＤＰＣ復号処理を行うことにある。
【００４１】
十二点目の特徴事項は、
五点目〜九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。
【００４２】
十三点目の特徴事項は、
十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。
【００４３】
以上の技法を取り入れて送信装置及び受信装置を構成することで、６４ＡＰＳＫにおける伝送性能を向上させることが可能となる。
【００４４】
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、全体の平均符号化率を４／５としたＬＤＰＣ符号による符号化後のシンボルについて６４ＡＰＳＫの変調方式における信号点配置として、４つの同心円を半径の小さい方から順に第１円、第２円、第３円、及び第４円と定義し、前記第１円上の信号点数を１２、前記第２円上の信号点数を１６、前記第３円上の信号点数を１８、及び前記第４円上の信号点数を１８としたＩＱ信号のマッピングを行うマッピング手段を備えることを特徴とする。
【００４５】
また、本発明の送信装置において、前記信号点配置における位相角は、前記第１円については、Ｉ軸から１５度、４５度、７５度、１０５度、１３５度、１６５度、１９５度、２２５度、２５５度、２８５度、３１５度、３４５度の位置に、前記第２円についてはＩ軸から２２．２５度、４４．７５度、６７．２５度、８９．７５度、１１２．２５度、１３４．７５度、１５７．２５度、１７９．７５度、２０２．２５度、２２４．７５度、２４７．２５度、２６９．７５度、２９２．２５度、３１4.７５度、３３７．２５度、３５９．７５度の位置に、前記第３円についてはＩ軸から２０度、４０度、６０度、８０度、１００度、１２０度、１４０度、１６０度、１８０度、２００度、２２０度、２４０度、２６０度、２８０度、３００度、３２０度、３４０度、３６０度の位置に、前記第４円についてはＩ軸から１０度、３０度、５０度、７０度、９０度、１１０度、１３０度、１５０度、１７０度、１９０度、２１０度、２３０度、２５０度、２７０度、２９０度、３１０度、３３０度、３５０度となるよう構成されていることを特徴とする。
【００４６】
また、本発明の送信装置において、前記信号点配置における半径比は、前記第１円、第２円、第３円、及び第４円の各半径をそれぞれｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４と定義し、ｒ１＝１として半径比をγ１＝ｒ２／ｒ１、γ２＝ｒ３／ｒ１、γ３＝ｒ４／ｒ１と定義したとき、γ１＝２、γ２＝２．９３、γ３＝４．０５となるよう構成されていることを特徴とする。
【００４７】
また、本発明の送信装置において、前記信号点配置に対する前記シンボルを構成する各ビットのビット割り当ては、前記第１円については、Ｉ軸から１５度の位置に “０１０１１０（８進表記で２６）”、４５度の位置に “０００１００（８進表記で０４）”、７５度の位置に “１１１１００（８進表記で７４）”、１０５度の位置に “１０１１００ （８進表記で５４）”、１３５度の位置に “０１００００ （８進表記で２０）”、１６５度の位置に “００００１０ （８進表記で０２）”、１９５度の位置に “１１１１１０（８進表記で７６）”、２２５度の位置に “１０１０１０（８進表記で５２）”、２５５度の位置に “０１１０１０ （８進表記で３２）”、２８５度の位置に “００１０００（８進表記で１０）”、３１５度の位置に “１１０１００ （８進表記で６４）”、３４５度の位置に “１００１００ （８進表記で４４）”、前記第２円については、Ｉ軸から２２．２５度の位置に “００１１００ （８進表記で１４）”、４４．７５度の位置に “１１００００（８進表記で６０）”、６７．２５度の位置に “１０００００（８進表記で４０）”、８９．７５度の位置に “０１１１００（８進表記で３４）”、１１２．２５度の位置に “００１１１０（８進表記で１６）”、１３４．７５度の位置に “１１０１１０ （８進表記で６６）”、１５７．２５度の位置に “１００１１０ （８進表記で４６）”、１７９．７５度の位置に “０１００１０（８進表記で２２）”、２０２．２５度の位置に “ ００００００（８進表記で００）”、２２４．７５度の位置に “１１１０００（８進表記で７０）”、２４７．２５度の位置に“１０１０００（８進表記で５０）”、２６９．７５度の位置に “０１０１００（８進表記で２４）”、２９２．２５度の位置に “０００１１０（８進表記で０６）”、３１４．７５度の位置に“１１１０１０ （８進表記で７２）”、３３７．２５度の位置に “１０１１１０（８進表記で５６）”、３５９．７５度の位置に “０１１１１０（８進表記で３６）”、前記第３円については、Ｉ軸から２０度の位置に “１１００１０（８進表記で６２）”、４０度の位置に “１０１０１１（８進表記で５３）”、６０度の位置に “０１１０１１（８進表記で３３）”、８０度の位置に “００１００１（８進表記で１１）”、１００度の位置に “１１１００１（８進表記で７１）”、１２０度の位置に “１０１００１（８進表記で５１）”、１４０度の位置に “０１１０００（８進表記で３０）”、１６０度の位置に “００１０１０ （８進表記で１２）”、１８０度の位置に “１１１０１１（８進表記で７３）”、２００度の位置に “１０００１０（８進表記で４２）”、２２０度の位置に “０１０００１（８進表記で２１）”、２４０度の位置に “００００１１（８進表記で０３）”、２６０度の位置に“１１０００１（８進表記で６１）”、２８０度の位置に “１００００１（８進表記で４１）”、３００度の位置に “０１００１１（８進表記で２３）”、３２０度の位置に “０００００１（８進表記で０１）”、３４０度の位置に “０１１００１（８進表記で３１）”、３６０度の位置に“００１０１１（８進表記で１３）”、前記第４円については、Ｉ軸から１０度の位置に “０００１０１（８進表記で０５）”、３０度の位置に“０１０１０１（８進表記で２５）”、５０度の位置に “１００１０１（８進表記で４５）”、７０度の位置に “１１０１０１（８進表記で６５）”、９０度の位置に “０００１１１（８進表記で０７）”、１１０度の位置に “０１０１１１（８進表記で２７）”、１３０度の位置に “１０００１１（８進表記で４３）”、１５０度の位置に “１１００１１（８進表記で６３）”、１７０度の位置に “００１１０１（８進表記で１５）”、１９０度の位置に “０１１１０１（８進表記で３５）”、２１０度の位置に “１０１１１１（８進表記で５７）”、２３０度の位置に “１１１１１１（８進表記で７７）”、２５０度の位置に “００１１１１（８進表記で１７）”、２７０度の位置に“０１１１１１（８進表記で３７）”、２９０度の位置に “１０１１０１（８進表記で５５）”、３１０度の位置に “１１１１０１（８進表記で７５）”、３３０度の位置に “１００１１１（８進表記で４７）”、３５０度の位置に “１１０１１１（８進表記で６７）”となるよう構成されていることを特徴とする。
【００４８】
更に、本発明による一態様の送信装置は、前記マッピング手段により前記信号点配置及び前記シンボルを構成する各ビットのビット割り当てを行うデジタルデータの伝送を行う送信装置であって、変調方式として６４ＡＰＳＫ及びＬＤＰＣ平均符号化率として９６／１２０を適用することとし、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、当該連接符号はシンボルを構成する各ビットの所要訂正能力に応じて定められた所定数の符号化率を有し、当該集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対してＬＤＰＣ符号の符号化をするにあたり、第１ビット（最上位ビット）から第６ビット（最下位ビット）の順に、第１ビットから第５ビットについては、各ビットのＢＥＲ特性に応じた符号化率を有するＬＤＰＣ符号により符号化し、第６ビットについてはＬＤＰＣ符号を適用せず所定のＢＣＨ符号で符号化するよう構成したことを特徴とする。
【００４９】
また、本発明による一態様の送信装置において、前記ＬＤＰＣ符号の符号長が４４８８０ビットであることを特徴とする。
【００５０】
また、本発明による一態様の送信装置において、前記ＢＣＨ符号がＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号であることを特徴とする。
【００５１】
また、本発明による一態様の送信装置において、前記ＢＣＨ符号がＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号、又はＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号である場合に、符号系列を構成する情報ビットがすべてバイト単位で構成されることを特徴とする。
【００５２】
また、本発明による一態様の送信装置において、前記ＬＤＰＣ符号は、前記ＬＤＰＣ平均符号化率９６／１２０の６４ＡＰＳＫ用のシンボル構成ビットの６ビットについて、最上位ビットである第１ビットに５５／１２０、第２ビットに６５／１２０、第３ビットに１０５／１２０、第４ビットに１１４／１２０、第５ビットに１１７／１２０、最下位ビットである第５ビットに１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし）の符号化率を有することを特徴とする。
【００５３】
また、本発明による一態様の送信装置において、前記ＬＤＰＣ符号は、前記ＬＤＰＣ平均符号化率９６／１２０の６４ＡＰＳＫ用のシンボル構成ビットの６ビットについて、最上位ビットである第１ビットに５５／１２０、第２ビットに６５／１２０、第３ビットに１０５／１２０、第４ビットに１１５／１２０、第５ビットに１１６／１２０、最下位ビットである第５ビットに１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティなし）の符号化率を有することを特徴とする。
【００５４】
また、本発明による一態様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。
【００５５】
また、本発明による一態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率５５／１２０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５５／１２０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。
【００５６】
【表１】
2018029319.tif 000003
【００５７】
また、本発明による一態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率６５／１２０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６５／１２０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。
【００５８】
【表２−１】
2018029319.tif 000004
【００５９】
【表２−２】
2018029319.tif 000005
【００６０】
また、本発明による一態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率１０５／１２０に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を、列方向に３７４列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてＬＤＰＣ符号化を行う手段を有し、前記符号化率１０５／１２０の検査行列初期値テーブル（表３）は、以下の表からなることを特徴とする。
【００６１】
【表３−１】
2018029319.tif 000006
【００６２】
【表３−２】
2018029319.tif 000007
【００６３】
また、本発明による一態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率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４）は、以下の表からなることを特徴とする。
【００６４】
【表４−１】
2018029319.tif 000008
【００６５】
【表４−２】
2018029319.tif 000009
【００６６】
また、本発明による一態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率１１５／１２０に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を、列方向に３７４列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてＬＤＰＣ符号化を行う手段を有し、前記符号化率１１５／１２０の検査行列初期値テーブル（表５）は、以下の表からなることを特徴とする。
【００６７】
【表５−１】
2018029319.tif 000010
【００６８】
【表５−２】
2018029319.tif 000011
【００６９】
また、本発明による一態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率１１６／１２０に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を、列方向に３７４列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてＬＤＰＣ符号化を行う手段を有し、前記符号化率１１６／１２０の検査行列初期値テーブル（表６）は、以下の表からなることを特徴とする。
【００７０】
【表６−１】
2018029319.tif 000012
【００７１】
【表６−２】
2018029319.tif 000013
【００７２】
また、本発明による一態様の送信装置において、前記誤り訂正符号化手段は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備え、前記符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率１１７／１２０に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を、列方向に３７４列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてＬＤＰＣ符号化を行う手段を有し、前記符号化率１１７／１２０の検査行列初期値テーブル（表７）は、以下の表からなることを特徴とする。
【００７３】
【表７−１】
2018029319.tif 000014
【００７４】
【表７−２】
2018029319.tif 000015
【００７５】
更に、本発明による受信装置は、本発明に係る送信装置により送信された６４ＡＰＳＫのＩＱ信号に基づく変調波信号を受信し、前記６４ＡＰＳＫの信号点配置に対応する直交復調処理を施す手段を備えることを特徴とする。
【００７６】
更に、本発明による受信装置は、デジタルデータの受信装置であって、集合分割法によりＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号から構成される連接符号化を施した６４ＡＰＳＫの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、前記６４ＡＰＳＫを構成可能なよう、６ビットで分割可能な複数の符号系列からなるシンボル構成ビットを前記受信信号点系列から取得し、ビット毎に定められたＬＤＰＣ符号の符号化率を用いてＬＤＰＣ復号処理を施すとともに、ＢＣＨ復号処理を施す復号手段とを備え、前記ビット毎に定められたＬＤＰＣ符号の符号化率は、前記シンボル構成ビットの最上位ビットから最下位ビットへのビット順に当該集合分割法により分割されるシンボルの所要訂正能力に応じて該ビット毎に定められ、且つ該ビット毎に定められたＬＤＰＣ符号の符号化率のＬＤＰＣ平均符号化率が９６／１２０となるよう構成されていることを特徴とする。
【００７７】
また、本発明による受信装置において、前記復号手段は、当該シンボルを構成する各ビットをＬＤＰＣ復号する際に、第１ビット、第２ビット、第３ビット、第４ビット、第５ビット、第６ビットの順に、ビット毎の訂正能力に応じたＬＤＰＣ符号に用いた検査行列によりＬＤＰＣ復号処理を行うことを特徴とする。
【００７８】
また、本発明による受信装置において、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。
【００７９】
また、本発明による受信装置において、本発明に係る送信装置から送信され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。
【００８０】
また、本発明による受信装置において、本発明に係る送信装置から送信され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】
【００８１】
本発明によれば、１２ＧＨｚ帯衛星放送で１つの衛星中継器につき利用可能な帯域幅である３４．５ＭＨｚを満たしつつ、６４ＡＰＳＫを用いてデジタルデータを伝送する際に伝送ビットレートとして１５０Ｍｂｐｓ以上となる伝送システムを実現可能となる。更に、本発明によれば、誤り訂正符号と多値変調（６４ＡＰＳＫ）の組み合わせにおける符号化変調の性能を向上させ、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】
【００８２】
【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】本発明に係る６４ＡＰＳＫの信号点配置設計の概要を示す図である。
【図３】本発明に係る６４ＡＰＳＫ及びＤＶＢ−Ｓ２Ｘの６４ＡＰＳＫ、並びに６４ＱＡＭにおけるＣ／Ｎ対周波数利用効率特性を示す図である。
【図４】本発明に係る６４ＡＰＳＫの伝送路容量を基準とした第１ビット〜第６ビットまでのビット割り当て結果を示す図である。
【図５】本発明に係る６４ＡＰＳＫのビット毎の誤り訂正前のＣ／Ｎ対ビット誤り率特性を示す図である。
【図６】本発明に係る６４ＡＰＳＫのビット入替え後の第１ビット〜第６ビットまでのビット割り当て結果を示す図である。
【図７】本発明に係る６４ＡＰＳＫのビット入替え後のビット毎の誤り訂正前のＣ／Ｎ対ビット誤り率特性を示す図である。
【図８】（ａ）乃至（ｆ）は、本発明に係る６４ＡＰＳＫビット入替え後の第１ビット〜第６ビットまでの分割過程を示す図である。
【図９】本発明に係る実施例１として、第１ビットＬＤＰＣ符号化率５５／１２０、第２ビットＬＤＰＣ符号化率６５／１２０、第３ビットＬＤＰＣ符号化率１０５／１２０、第４ビットＬＤＰＣ符号化率１１４／１２０、第５ビットＬＤＰＣ符号化率１１７／１２０、第６ビットＬＤＰＣ符号化率１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティ無し）、及びＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号の場合のスロット構成例を示す図である。
【図１０】本発明に係る実施例２として、すべての符号系列において情報ビットがバイト単位で構成され、第１ビットＬＤＰＣ符号化率５５／１２０、第２ビットＬＤＰＣ符号化率６５／１２０、第３ビットＬＤＰＣ符号化率１０５／１２０、第４ビットＬＤＰＣ符号化率１１４／１２０、第５ビットＬＤＰＣ符号化率１１７／１２０、第６ビットＬＤＰＣ符号化率１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティ無し）、及びＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号の場合のスロット構成例を示す図である。
【図１１】本発明に係る実施例３として、第１ビットＬＤＰＣ符号化率５５／１２０、第２ビットＬＤＰＣ符号化率６５／１２０、第３ビットＬＤＰＣ符号化率１０５／１２０、第４ビットＬＤＰＣ符号化率１１４／１２０、第５ビットＬＤＰＣ符号化率１１７／１２０、第６ビットＬＤＰＣ符号化率１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティ無し）、及びＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号の場合のスロット構成例を示す図である。
【図１２】本発明に係る実施例３と従来技法を対比するＣ／Ｎ対ビット誤り率特性を示す図である。
【図１３】本発明に係る実施例３と従来技法を対比する所要Ｃ／Ｎ比較結果を示す図である。
【図１４】本発明に係る実施例４として、第１ビットＬＤＰＣ符号化率５５／１２０、第２ビットＬＤＰＣ符号化率６５／１２０、第３ビットＬＤＰＣ符号化率１０５／１２０、第４ビットＬＤＰＣ符号化率１１５／１２０、第５ビットＬＤＰＣ符号化率１１６／１２０、第６ビットＬＤＰＣ符号化率１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティ無し）、及びＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号の場合のスロット構成例を示す図である。
【図１５】本発明に係る実施例５として、すべての符号系列において情報ビットがバイト単位で構成され、第１ビットＬＤＰＣ符号化率５５／１２０、第２ビットＬＤＰＣ符号化率６５／１２０、第３ビットＬＤＰＣ符号化率１０５／１２０、第４ビットＬＤＰＣ符号化率１１５／１２０、第５ビットＬＤＰＣ符号化率１１６／１２０、第６ビットＬＤＰＣ符号化率１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティ無し）、及びＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号の場合のスロット構成例を示す図である。
【図１６】本発明に係る実施例６として、第１ビットＬＤＰＣ符号化率５５／１２０、第２ビットＬＤＰＣ符号化率６５／１２０、第３ビットＬＤＰＣ符号化率１０５／１２０、第４ビットＬＤＰＣ符号化率１１５／１２０、第５ビットＬＤＰＣ符号化率１１６／１２０、第６ビットＬＤＰＣ符号化率１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティ無し）、及びＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号の場合のスロット構成例を示す図である。
【図１７】本発明に係る実施例６と従来技法を対比するＣ／Ｎ対ビット誤り率特性を示す図である。
【図１８】本発明に係る実施例６と従来技法を対比する所要Ｃ／Ｎ比較結果を示す図である。
【図１９】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２０】従来からの１６ＱＡＭにおける集合分割法の分割例を示す図である。
【図２１】従来からの３２ＱＡＭにおける集合分割法の分割例を示す図である。
【図２２】従来技術のＤＶＢ−Ｓ２Ｘのビット割り当てを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００８３】
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。
【００８４】
（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、符号化率設定部１３及び、附随するマッピング部１４が従来技法と異なる。
【００８５】
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（６４値変調の場合、Ｍ＝ｌｏｇ２６４＝６ビットの系列）に変換し、誤り訂正符号化部１２に送出する。
【００８６】
誤り訂正符号化部１２は、第１誤り訂正符号化部１２‐１〜第６誤り訂正符号化部１２‐６から構成され、所定の誤り訂正符号（例えば、ＢＣＨ符号及びＬＤＰＣ符号）により符号化した６系統の符号系列を生成する。
【００８７】
第１誤り訂正符号化部１２‐１〜第６誤り訂正符号化部１２‐６のそれぞれは、外符号を例えば後述する実施例１としてＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号とし、内符号を符号長４４８８０のＬＤＰＣ符号とする。また、後述するＬＤＰＣ符号に適用する符号化率が１２０／１２０の場合は、ＬＤＰＣパリティは付加せず、例えば後述する実施例１としてＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号のみで誤り訂正符号化を行う。
【００８８】
符号化率設定部１３は、当該集合分割法におけるシンボル構成ビットの各ビットに対してＬＤＰＣ符号の符号化率を個別に設定する。特に、本発明に係るＬＤＰＣ符号として、平均符号化率９６／１２０（即ち、４／５）を有し、集合分割法に基づく６４ＡＰＳＫ変調の各ビットにおいて、符号化率設定部１３は、詳細は後述するが、実施例１から３では第１ビットには符号化率５５／１２０、第２ビットには符号化率６５／１２０、第３ビットには１０５／１２０、第４ビットには符号化率１１４／１２０、第５ビットには符号化率１１７／１２０、第６ビットには符号化率１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティ無し）の符号化率を設定する。
【００８９】
また、符号化率設定部１３は、詳細は後述するが、実施例４から６では第１ビットには符号化率５５／１２０、第２ビットには符号化率６５／１２０、第３ビットには１０５／１２０、第４ビットには符号化率１１５／１２０、第５ビットには符号化率１１６／１２０、第６ビットには符号化率１２０／１２０（ＬＤＰＣパリティ無し）の符号化率を設定する。
【００９０】
これにより、誤り訂正符号化部１２は、集合分割法によるシンボル構成ビットの訂正能力を考慮した符号化率が設定され、十分な訂正能力を有するＬＤＰＣ符号化を行うことができる。従って、集合分割法における周波数利用効率を高めることが可能となる。
【００９１】
尚、本実施形態の例では、ＬＤＰＣ符号長は４４８８０であり、高度衛星放送方式（非特許文献５参照）と同一の符号長であることから、高度衛星放送方式のスロットのビット割り当てに準じてスロット化することが可能であり、後述する各実施例のスロット構成においてもスロットヘッダを初めとして、同様の割り当てを適用することが可能である。また、後述するマッピング部１４においても、６４ＡＰＳＫ適用時にビット割り当ての過不足が生じないマッピングが可能である。
【００９２】
マッピング部１４は、当該６系統の符号系列を入力シンボル系列とし、シンボルに対応した信号点のＩ軸及びＱ軸の振幅値をＩＱ信号の信号点系列として直交変調部１５に出力する。ここで、マッピング部１４による６４ＡＰＳＫの信号点配置は、図２乃至図５を参照して後述するように、所定の信号電力対雑音電力比（実施例では、Ｃ／Ｎ＝１６ｄＢ）を基準に伝送路容量が最大化するものとなっている。そして、この信号点配置に基づくビット割り当て例として、図６には、本発明に係る６４ＡＰＳＫにおける集合分割法を適用した場合のシンボルへのビット割り当て例を示している。また、図６に示すマッピングによる集合分割法を適用した場合の、６４ＡＰＳＫの集合分割のプロセスを図８に示す。即ち、本発明に係るマッピングに用いるシンボルと信号点との対応関係は、図８（ａ）から図８（ｆ）で図示する順番で、シンボル構成ビットにおける各ビットの分割を進めながら割り当てる集合分割法を用いる。
【００９３】
従って、マッピング部１４は、上記対応関係に基づいて、複数の符号系列からなる入力シンボル系列を信号点系列に変換するシンボル／信号点変換手段として機能する。
【００９４】
直交変調部１５は、マッピング部１４により生成されたＩＱ信号に対して、ロールオフフィルタ処理を実行後、直交変調を施した変調波信号を生成し、外部の伝送路に伝送する。
【００９５】
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。
【００９６】
〔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６ビット対数尤度比計算部２２‐１〜２２‐６と、第１〜第６ビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐６と、パラレル／シリアル変換部２４と、符号化率判別部２５とを備える。即ち、受信装置２０の機能ブロック構成は、集合分割法による符号化変調受信装置と変わらないが、直交復調部２１及び、第１〜第６ビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐６の処理が従来技法と異なる。
【００９７】
直交復調部２１は、前述した本発明に係る集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいてＩＱ信号の信号点系列を変調した６４ＡＰＳＫの変調波信号を、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第１〜第６ビット対数尤度比計算部２２‐１〜２２‐６の各々に出力する。したがって、直交復調部２１は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて変調されたＩＱ信号の信号点系列を直交復調することで復元し出力する、直交復調手段として機能する。
【００９８】
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。
【００９９】
第１ビット誤り訂正復号部２３‐１は、第１ビット対数尤度比計算部２２‐１による第１ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第１ビットに対して、符号化率判別部２５から得られる第１ビット用符号化率情報である符号化率５５／１２０に相当するＬＤＰＣ符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、ＬＤＰＣ復号結果を入力とし、例えば後述する実施例１ではＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第１ビットの復号結果を第２ビット対数尤度比計算部２２‐２及びパラレル／シリアル変換部２４に送出する。
【０１００】
第２ビット対数尤度比計算部２２‐２は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第２ビットについて第１ビット同様に対数尤度比を計算して第２ビット誤り訂正復号部２３‐２に送出する。
【０１０１】
第２ビット誤り訂正復号部２３‐２は、第２ビット対数尤度比計算部２２‐２による第２ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第２ビットに対して、符号化率判別部２５から得られる第２ビット用符号化率情報である符号化率６５／１２０に相当するＬＤＰＣ符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、ＬＤＰＣ復号結果を入力とし、例えば後述する実施例１ではＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第２ビットの復号結果を第３ビット対数尤度比計算部２２‐３及びパラレル／シリアル変換部２４に送出する。
【０１０２】
第３ビット対数尤度比計算部２２‐３は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第３ビットについて第１、第２ビット同様に対数尤度比を計算して第３ビット誤り訂正復号部２３‐３に送出する。
【０１０３】
第３ビット誤り訂正復号部２３‐３は、第３ビット対数尤度比計算部２２‐３による第３ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第３ビットに対して、符号化率判別部２５から得られる第３ビット用符号化率情報である符号化率１０５／１２０に相当するＬＤＰＣ符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、ＬＤＰＣ復号結果を入力とし、例えば後述する実施例１ではＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第３ビットの復号結果を第４ビット対数尤度比計算部２２‐４及びパラレル／シリアル変換部２４に送出する。
【０１０４】
第４ビット対数尤度比計算部２２‐４は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第４ビットについて第１、第２、第３ビット同様に対数尤度比を計算して第４ビット誤り訂正復号部２３‐４に送出する。
【０１０５】
第４ビット誤り訂正復号部２３‐４は、第４ビット対数尤度比計算部２２‐４による第４ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第４ビットに対して、符号化率判別部２５から得られる第４ビット用符号化率情報である符号化率１１４／１２０に相当するＬＤＰＣ符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、ＬＤＰＣ復号結果を入力とし、例えば後述する実施例１のＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第４ビットの復号結果をパラレル／シリアル変換部２４に送出する。
【０１０６】
第５ビット対数尤度比計算部２２‐５は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第５ビットについて第１、第２、第３、第４ビット同様に対数尤度比を計算して第５ビット誤り訂正復号部２３‐５に送出する。
【０１０７】
第５ビット誤り訂正復号部２３‐５は、第５ビット対数尤度比計算部２２‐５による第５ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第５ビットに対して、符号化率判別部２５から得られる第５ビット用符号化率情報である符号化率１１７／１２０に相当するＬＤＰＣ符号検査行列にしたがって内符号誤り訂正を行い、さらに、ＬＤＰＣ復号結果を入力とし、例えば後述する実施例１のＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第５ビットの復号結果をパラレル／シリアル変換部２４に送出する。
【０１０８】
第６ビット対数尤度比計算部２２‐６は、本発明による集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、シンボルを構成する第６ビットについて第１、第２、第３、第４、第５ビット同様に対数尤度比を計算して第６ビット誤り訂正復号部２３‐６に送出する。
【０１０９】
第６ビット誤り訂正復号部２３‐６は、第６ビット対数尤度比計算部２２‐６による第６ビットの対数尤度比を用いて、シンボルを構成する第６ビットに対して、符号化率判別部２５から得られる第６ビット用符号化率情報である符号化率１２０／１２０に相当する、例えば後述する実施例１のＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号生成多項式にしたがって外符号誤り訂正を実行し、第６ビットの復号結果をパラレル／シリアル変換部２４に送出する。
【０１１０】
このようにして、第１〜第６ビット対数尤度比計算部２２‐１〜２２‐６及び第１〜第６ビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐６は、集合分割法により得られたシンボルと信号点の対応関係に基づいて、ビット毎に得られる復号結果と対数尤度比を用いて、逐次復号を行う。したがって、第１〜第６ビット対数尤度比計算部２２‐１〜２２‐６及び第１〜第６ビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐６は、上記集合分割を行い信号点へのシンボルの割り当てを行った信号点とシンボルの対応関係に基づいて各シンボル構成ビットの復号を行う復号手段として機能する。
【０１１１】
パラレル／シリアル変換部２４は、第１〜第６ビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐６から得られるシンボルを構成するビットに対応するデータ系列の復号結果をパラレル／シリアル変換し、１ビットの受信データ系列を外部に送出する。
【０１１２】
符号化率判別部２５は、直交復調部２１より得られる、誤り訂正符号の先頭を識別するために変調波信号に同期信号を多重する機能や伝送方式の設定等の情報を受信装置２０に予告するための伝送多重制御信号を入力し、第１〜第６ビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐６で使用する第１〜第６ビット用符号化率情報を伝送多重制御信号から判別して、第１〜第６ビット誤り訂正復号部２３‐１〜２３‐６にそれぞれ送出する。
【０１１３】
（６４ＡＰＳＫの信号点配置とビット割り当て）
ここで、マッピング部１４における６４ＡＰＳＫの信号点配置とビット割り当てについて詳細に説明する。解決すべき課題として上述したように、将来において、伝送する映像の高解像度化等に伴い、１２ＧＨｚ帯衛星放送で１つの衛星中継器につき利用可能な帯域幅である３４．５ＭＨｚを満たしつつ、６４ＡＰＳＫを用いて伝送する際に伝送ビットレートとして１５０Ｍｂｐｓ以上となる伝送システムが要求されている観点から、ＤＶＢ−Ｓ２Ｘの６４ＡＰＳＫよりも性能向上させる技法が望まれている。
【０１１４】
そこで、多値変調方式の性能改善のために、適切な信号点配置の設計から検討することとした。その設計基準として変調方式を限定したシャノン限界である伝送路容量Ｔ（式（１））を利用する。伝送路容量ＴはＡＷＧＮ伝送路において送信シンボルｘ、受信シンボルｙとしたとき式 （１）で定義される。Ｍは信号点数、ｐ（ｙ｜ｘ）は式（２）で示されるＣ／Ｎと信号点間の最小ユークリッド距離から決まる遷移確率密度関数、σ2は白色雑音電力である。式（１）の第一項は受信シンボルｙの平均情報量であり信号点数Ｍから決まる。式（１）の第二項はある送信シンボルｘを送信したとき、受信シンボルがｙとなる平均情報量を示している。
【０１１５】
【数１】
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【０１１６】
【数２】
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【０１１７】
ここで伝送路容量Ｔを最大化させることを考えると、信号点数Ｍ及びＣ／Ｎを固定した場合、式（１）の第二項の値を最小化すればよい。このとき式（１）の第二項は信号点間の最小ユークリッド距離の関数となり、最小ユークリッド距離が大きくなるほど第二項が小さくなる。よって式 （１）における伝送路容量Ｔを最大化することは、信号点間の最小ユークリッド距離を拡大することと等価である。信号点間の最小ユークリッド距離を拡大することにより、ある受信シンボルが隣接する他のシンボルとして誤って受信されてしまう可能性を低くすることができ、受信後の誤り率改善につながる。
【０１１８】
以上より伝送路容量Ｔが最大となる信号点配置を設計することで、信号点間の最小ユークリッド距離を拡大することができ、多値変調方式の伝送性能改善につながる。具体的な信号点配置の設計方法としては、円周上に配置する信号点数、信号点の位相、円周間の半径比をそれぞれ設計パラメータとして、伝送路容量が最大となるよう設計した。
【０１１９】
上記設計技法による伝送路容量を基準とした６４ＡＰＳＫの信号点配置設計について、図２に示している。まず、伝送路容量は式（１）より計算され、信号点数Ｍ＝６４とし、設計Ｃ／Ｎ＝１６ｄＢで伝送路容量が最大となる信号点配置を設計した。設計Ｃ／Ｎは６４ＡＰＳＫ（ＬＤＰＣ符号化率４/５）の理論限界Ｃ／Ｎ＝１４．９ｄＢに対し、約１ｄＢのギャップを性能目標としＣ／Ｎ＝１６ｄＢとした。図２は便宜上、最適化された信号点配置を使用して概要説明をしているが、この信号点配置は以下に示す設計手順により最適化される。
【０１２０】
設計条件として、（条件１）半径の異なる４つの円周上に信号点を配置（半径の小さい円から順に第１円〜第４円と定義）、（条件２）同一円周内の信号点は等間隔に配置、（条件３）第３円、第４円の信号点数は同数とした。設計パラメータは、（ａ）円周上に配置する信号点数、（ｂ）各円周上の信号点の位相（θ１〜θ４）、（ｃ）円周間の半径比（γ１〜γ３）とし、伝送路容量が最大となるようそれぞれの設計パラメータを決定する。尚、第１円〜第４円の各半径をそれぞれｒ１〜ｒ４とし、ｒ１＝１を基準に半径比をγ１＝ｒ２／ｒ１, γ２＝ｒ３／ｒ１, γ３＝ｒ４／ｒ１と定義した。
【０１２１】
（条件１）、（条件２）及び（条件３）の順に、それぞれ伝送路容量が最大となるよう設計パラメータを決定し、設計した６４ＡＰＳＫの信号点配置を表８に示す。尚、表８は、本設計により生成した送信電力１で規格化したＩＱ信号の信号点座標を示している。また、表８の信号点配置に対応して最適化された各設計パラメータ及び伝送路容量について、ＤＶＢ−Ｓ２Ｘと対比可能に表９に示している。また、本設計、ＤＶＢ−Ｓ２Ｘ、６４ＱＡＭのＣ／Ｎ対周波数利用効率（伝送路容量の単位）特性を図３に示している。
【０１２２】
【表８】
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【０１２３】
【表９】
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【０１２４】
表９及び図３に基づく伝送路容量を基準として６４ＡＰＳＫの信号点配置を設計することで、Ｃ／Ｎ＝１６ｄＢにおいてＤＶＢ−Ｓ２Ｘを上回る伝送路容量５．０８３９ｂｐｓ／Ｈｚを達成可能である。
【０１２５】
次に、上記の６４ＡＰＳＫの信号点配置へのビット割り当てについても最適化を行っている。従来技術である集合分割法を適用した多値符号化変調は、集合分割法に基づき前ビットの復号結果に応じて信号点を分割していき、各ビットを復調していく。例えば第２ビット（ａ２）の復調については、第１ビット（ａ１）の復調結果によりａ１＝０, ａ１＝１の信号点にそれぞれ分割した後復調され、第２ビット以降についても同様の手順で信号点を分割し復調していく。このように信号点の分割を進めるごとに、信号点間の最小ユークリッド距離を拡大することが可能であり、上位ビット（第１ビットを最下位ビットとする）へ行くに従い各ビットのＢＥＲ特性は向上し、全体としての伝送特性を改善することが可能である。
【０１２６】
このように集合分割法を適用するためには、分割後の信号点の最小ユークリッド距離がなるべく大きくなるよう各信号点へビットを割り当てる必要がある。ＱＡＭのような信号点が格子配列のものについては、幾何学的に隣接する信号点の最小ユークリッド距離を拡大するビット割り当てが可能であるが、ＡＰＳＫのように信号点配置が一意に決まらないような変調方式については、幾何学的に最小ユークリッド距離を拡大することが難しい。
【０１２７】
そこで本発明に係る６４ＡＰＳＫのマッピングにおいては、上記の伝送路容量Ｔ（式（１））を基準に各信号点へのビット割り当てを行う。上述の通り伝送路容量を最大化することは最小ユークリッド距離を拡大することと等価である。よって信号点分割後の伝送路容量が最大となるビット割り当てを行うことで、６４ＡＰＳＫに集合分割法を適用した際、信号点分割後の最小ユークリッド距離を拡大することが可能である。
【０１２８】
具体的には、集合分割法に基づく６４ＡＰＳＫの信号点配置にビット割り当てを行う際の評価関数として伝送路容量の式（１）を適用し、Ｃ／Ｎ＝１６ｄＢで信号分割後の伝送路容量が最大となるようなビット割り当てを行う。伝送路容量を基準に信号点へ第１ビット〜第６ビットを割り当てた結果、図４に示す結果が得られる。図４では、信号点に割り当てた６ビットは左から順に第１ビット（ａ１）、第２ビット（ａ２）、…、第６ビット（ａ６）と定義し、左から３ビット毎に８進数表記で記している。また、図５に、受信装置２０側における直交復調部２１の出力に相当する、ビットごとの誤り訂正前のＢＥＲ特性を示している。
【０１２９】
ただし、集合分割法に基づく６４ＡＰＳＫの誤り訂正符号として、ビット毎にＬＤＰＣ符号（内符号）とＢＣＨ符号（外符号）から成る連接符号を適用するには、現行規格（ＩＳＤＢ−Ｓ３:非特許文献５）で採用されているＬＤＰＣ符号は、誤り訂正前のＢＥＲが１．５×１０−１〜２×１０−３の範囲を超える場合、符号のランダム性を保った設計が困難となる。また、ＢＣＨ（６５５３５，６５１６７,ｔ＝２３）符号を外符号として適用する場合、疑似エラーフリー（１×１０−１１）が期待できる誤り訂正前のＢＥＲは１．２×１０−４以下である。即ち、図５においてＣ／Ｎ＝１６ｄＢに着目すると、第１ビットおよび第５ビットにおいて、上記条件を満たしていない。
【０１３０】
そこで、図５のビット割り当てからビット入替えを行うことにより、第１ビット〜第５ビットのＢＥＲが１．５×１０−１〜２×１０−３の範囲に収まるようなビット割り当てを行った。そのときのビット割り当て結果を図６に、ビットごとの誤り訂正前のＢＥＲ特性を図７に示す。また、このビット入替えを行なった後の第１〜６ビットまでの集合分割法の分割結果を図８に示している。尚、図８では、簡単のためａ１＝０, ａ２＝０, ａ３＝０, ａ４＝０, ａ５＝０の場合を示し、その他の分割結果については省略している。
【０１３１】
即ち、マッピング部１４は、図６に示すように、６４ＡＰＳＫの信号点配置に対するシンボルを構成する各ビットのビット割り当てとして、第１円については、Ｉ軸から１５度の位置に “０１０１１０（８進表記で２６）”、４５度の位置に “０００１００（８進表記で０４）”、７５度の位置に “１１１１００（８進表記で７４）”、１０５度の位置に “１０１１００ （８進表記で５４）”、１３５度の位置に “０１００００ （８進表記で２０）”、１６５度の位置に “００００１０ （８進表記で０２）”、１９５度の位置に “１１１１１０（８進表記で７６）”、２２５度の位置に “１０１０１０（８進表記で５２）”、２５５度の位置に “０１１０１０ （８進表記で３２）”、２８５度の位置に “００１０００（８進表記で１０）”、３１５度の位置に “１１０１００ （８進表記で６４）”、３４５度の位置に “１００１００ （８進表記で４４）”、第２円については、Ｉ軸から２２．２５度の位置に “００１１００ （８進表記で１４）”、４４．７５度の位置に “１１００００（８進表記で６０）”、６７．２５度の位置に “１０００００（８進表記で４０）”、８９．７５度の位置に “０１１１００（８進表記で３４）”、１１２．２５度の位置に “００１１１０（８進表記で１６）”、１３４．７５度の位置に “１１０１１０ （８進表記で６６）”、１５７．２５度の位置に “１００１１０ （８進表記で４６）”、１７９．７５度の位置に “０１００１０（８進表記で２２）”、２０２．２５度の位置に “ ００００００（８進表記で００）”、２２４．７５度の位置に “１１１０００（８進表記で７０）”、２４７．２５度の位置に“１０１０００（８進表記で５０）”、２６９．７５度の位置に “０１０１００（８進表記で２４）”、２９２．２５度の位置に “０００１１０（８進表記で０６）”、３１４．７５度の位置に“１１１０１０ （８進表記で７２）”、３３７．２５度の位置に “１０１１１０（８進表記で５６）”、３５９．７５度の位置に “０１１１１０（８進表記で３６）”、第３円については、Ｉ軸から２０度の位置に “１１００１０（８進表記で６２）”、４０度の位置に “１０１０１１（８進表記で５３）”、６０度の位置に “０１１０１１（８進表記で３３）”、８０度の位置に “００１００１（８進表記で１１）”、１００度の位置に “１１１００１（８進表記で７１）”、１２０度の位置に “１０１００１（８進表記で５１）”、１４０度の位置に “０１１０００（８進表記で３０）”、１６０度の位置に “００１０１０ （８進表記で１２）”、１８０度の位置に “１１１０１１（８進表記で７３）”、２００度の位置に “１０００１０（８進表記で４２）”、２２０度の位置に “０１０００１（８進表記で２１）”、２４０度の位置に “００００１１（８進表記で０３）”、２６０度の位置に“１１０００１（８進表記で６１）”、２８０度の位置に “１００００１（８進表記で４１）”、３００度の位置に “０１００１１（８進表記で２３）”、３２０度の位置に “０００００１（８進表記で０１）”、３４０度の位置に “０１１００１（８進表記で３１）”、３６０度の位置に“００１０１１（８進表記で１３）”、第４円については、Ｉ軸から１０度の位置に “０００１０１（８進表記で０５）”、３０度の位置に“０１０１０１（８進表記で２５）”、５０度の位置に “１００１０１（８進表記で４５）”、７０度の位置に “１１０１０１（８進表記で６５）”、９０度の位置に “０００１１１（８進表記で０７）”、１１０度の位置に “０１０１１１（８進表記で２７）”、１３０度の位置に “１０００１１（８進表記で４３）”、１５０度の位置に “１１００１１（８進表記で６３）”、１７０度の位置に “００１１０１（８進表記で１５）”、１９０度の位置に “０１１１０１（８進表記で３５）”、２１０度の位置に “１０１１１１（８進表記で５７）”、２３０度の位置に “１１１１１１（８進表記で７７）”、２５０度の位置に “００１１１１（８進表記で１７）”、２７０度の位置に“０１１１１１（８進表記で３７）”、２９０度の位置に “１０１１０１（８進表記で５５）”、３１０度の位置に “１１１１０１（８進表記で７５）”、３３０度の位置に “１００１１１（８進表記で４７）”、３５０度の位置に “１１０１１１（８進表記で６７）”となるようマッピングを行う。
【０１３２】
（実施例１〜３のＬＤＰＣ符号の符号パラメータ）
ここで、図７のＢＥＲ特性よりＣ／Ｎ＝１６ｄＢにおける第６ビット（ａ６）のＢＥＲは２．６７×１０−７であり、ＢＣＨ外符号のみでエラーフリーが達成できる。最終的に、本発明では信号全体のＬＤＰＣ平均符号化率４／５を満たしつつ、第１ビット（ａ１） から第５ビット（ａ５）に適用するＬＤＰＣ符号化率を調整し、白色雑音の下で所要Ｃ／Ｎ（ＢＥＲ＝１×１０−１１ 相当のＣ/Ｎ と定義）が最小となるＬＤＰＣ符号を設計した。
【０１３３】
このとき、ＬＤＰＣ検査行列の構造はＩＳＤＢ−Ｓ３と同一とした。即ち、誤り訂正符号化部１２は、符号化率毎に固有の検査行列を用いて当該デジタルデータをＬＤＰＣ符号化する符号化器を備えるよう構成し、この符号化器は、４４８８０ビットからなる符号長で符号化率毎に予め定めた検査行列初期値テーブルを初期値として、符号化率に応じた情報長に対応する部分行列の１の要素を、列方向に３７４列毎の周期で配置して構成した検査行列を用いてＬＤＰＣ符号化を行う。
【０１３４】
設計したＬＤＰＣ符号の仕様として、表１０に示すビット毎の符号化率で、ＬＤＰＣ平均符号化率４／５を満たすものとし、それぞれ図１４〜図１６に示す実施例４から６のスロット構成とした。また、表１０に示すビット毎のＬＤＰＣ符号における検査行列の初期値テーブルは、上述した表１〜表５に示すとおりである。
【０１３５】
【表１０】
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【０１３６】
尚、図９に示す実施例１のスロット構成においては、スロットヘッダ領域を活用して、ＴＬＶパケットなどのバイト単位で構成された可変長パケットを収容することが想定されるが、この実施例１のスロット構成においては、スロットを構成する符号系列毎に見た場合、情報ビットがバイト単位で構成されておらず、可変長パケットの切れ目を示すバイト情報をスロットヘッダ領域に書き込むことが困難になることが予想される。
【０１３７】
そこで、図１０に示す実施例２のように、各ビットの符号系列ごとに情報ビットがバイト単位で構成されたスロット構成を用いることで、バイト単位で構成される可変長パケットの切れ目を示す情報をスロットヘッダ領域に書き込む機能を担保して収容することが可能となる。
【０１３８】
また、より高い訂正能力のＢＣＨ符号を外符号として適用するために、４４８８０ビットからなる符号長のスロットを、ＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号を用いて図１１に示すような実施例３のスロット構成とすることができる。
【０１３９】
つまり、図９に示す実施例１のスロット構成では、従来からの高度衛星放送方式のスロット構成と同様に、１７６ビットのスロットヘッダと６ビットのスタッフビットが設けられている。しかしながら、目標とする所要Ｃ／Ｎにおいて、シンボル構成ビットの各ビットのうち第６ビット（ａ６）のビット誤りが、ＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号のみで十分に訂正できないほど大きくなるような場合に、４４８８０ビットからなる符号長を変えることなく訂正能力の強化を行うことが望ましい。また、第１ビットから第５ビットの各ビットにおいてもＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号を適用することで、第１ビットから順に復号する際の誤り伝搬の影響を軽減することが可能となる。
【０１４０】
そこで、図１１に示すように、実施例３のスロット構成では、スロットヘッダの領域を削除し、削除した１７６ビットについてはＢＣＨ符号のパリティに割り当て、訂正能力１２ビットのＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号から訂正能力２３ビットのＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号に強化する。このようにスロットヘッダを削除しても、伝送多重制御信号に、この双方を識別可能な情報を設けることで信号識別上の問題は生じない。
【０１４１】
これにより、目標とする所要Ｃ／Ｎが、十分に高い場合（即ち、ＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号によって定まる所要Ｃ／Ｎよりも高い目標値となる場合）は、実施例３のスロット構成（図１１）を採用することができ、従って目標とする所要Ｃ／Ｎに応じて、実施例１又は実施例２のスロット構成（図９、図１０）と実施例３のスロット構成（図１１）を切り替えて採用することもできる。
【０１４２】
尚、ＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号の生成多項式は、特許文献１に開示されているとおりである。また、ＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号の生成多項式は、非特許文献５に開示されているとおりである。
【０１４３】
本発明の効果として、図１の送信装置１０及び受信装置２０、図１１のスロット構成を用いた場合の伝送性能（シミュレーション結果）を説明する。伝送モデルは白色雑音を想定し、ＢＣＨ外符号はＢＣＨ（６５５３５，６５１６７,ｔ＝２３）符号とし、ＬＤＰＣ符号の復号反復回数は１段あたり最大５０回に設定した。
【０１４４】
表１０に従い、白色雑音下における計算機シミュレーションによるＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を図１２に示す。図１２では、同等の周波数利用効率を有するＤＶＢ−Ｓ２Ｘの６４ＡＰＳＫ （符号化率４/５）及びグレイ符号化６４ＱＡＭにＬＤＰＣ符号を適用した場合もプロットした。計算機シミュレーションはＢＥＲ＝１×１０−１０ オーダーまで行い、線形補間によりＢＥＲ＝１×１０−１１ まで外挿した。図１２より得られる結果を図１３に示している。図１３より、本発明技術の所要Ｃ／Ｎ は１５．７ｄＢであり、ＤＶＢ−Ｓ２Ｘより０．３６ｄＢ、グレイ符号化６４ＱＡＭより１．０１ｄＢの性能改善が可能である。
【０１４５】
（実施例４〜６のＬＤＰＣ符号の符号パラメータ）
また、全体の符号化率を４／５とする際の６４ＡＰＳＫのシンボルを構成する各ビットの符号系列に対する符号化率の別の組み合わせとして、表１１のように構成する場合も、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。このときの設計したＬＤＰＣ符号の仕様として、それぞれ図１４〜図１６に示す実施例４から６のスロット構成とした。また、表１１に示すビット毎のＬＤＰＣ符号における検査行列の初期値テーブルは、上述した表１〜表３、及び表６，表７に示すとおりである。
【０１４６】
【表１１】
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【０１４７】
前述したように、図７のＢＥＲ特性よりＣ／Ｎ＝１６ｄＢにおける第６ビット（ａ６）のＢＥＲは２．６７×１０−７であり、ＢＣＨ外符号のみでエラーフリーが達成できる。ＬＤＰＣ検査行列の構造はＩＳＤＢ−Ｓ３と同一とした。実施例４〜６のスロット構成におけるビットごとのＬＤＰＣ符号化率は、上述した実施例１〜３のスロット構成と比較した場合、第１から第３ビットまでは共通である。ここで第４及び第５ビットに適用するＬＤＰＣ符号検査行列について着目すると、実施例１〜３のスロット構成では、第４ビットと第５ビットに適用するＬＤＰＣ符号検査行列の平均行重みは８９である。一方、実施例４〜６のスロット構成では、第４ビットと第５ビットに適用するＬＤＰＣ符号検査行列の平均行重みは８０であることから、実施例４〜６のスロット構成におけるＬＤＰＣ符号の復号器において、演算コストの低減化が期待できる。
【０１４８】
尚、図１４に示す実施例４のスロット構成においては、スロットヘッダ領域を活用して、ＴＬＶパケットなどのバイト単位で構成された可変長パケットを収容することが想定されるが、この実施例４のスロット構成においては、スロットを構成する符号系列毎に見た場合、情報ビットがバイト単位で構成されておらず、可変長パケットの切れ目を示すバイト情報をスロットヘッダ領域に書き込むことが困難になることが予想される。
【０１４９】
そこで、図１５に示す実施例５のように、各ビットの符号系列ごとに情報ビットがバイト単位で構成されたスロット構成を用いることで、バイト単位で構成される可変長パケットの切れ目を示す情報をスロットヘッダ領域に書き込む機能を担保して収容することが可能となる。
【０１５０】
また、より高い訂正能力のＢＣＨ符号を外符号として適用するために、４４８８０ビットからなる符号長のスロットを、ＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号を用いて図１６に示すような実施例６のスロット構成とすることができる。
【０１５１】
つまり、図１４に示す実施例４のスロット構成では、従来からの高度衛星放送方式のスロット構成と同様に、１７６ビットのスロットヘッダと６ビットのスタッフビットが設けられている。しかしながら、目標とする所要Ｃ／Ｎにおいて、シンボル構成ビットの各ビットのうち第６ビット（ａ６）のビット誤りが、ＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号のみで十分に訂正できないほど大きくなるような場合に、４４８８０ビットからなる符号長を変えることなく訂正能力の強化を行うことが望ましい。また、第１ビットから第５ビットの各ビットにおいてもＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号を適用することで、第１ビットから順に復号する際の誤り伝搬の影響を軽減することが可能となる。
【０１５２】
そこで、図１６に示すように、実施例６のスロット構成では、スロットヘッダの領域を削除し、削除した１７６ビットについてはＢＣＨ符号のパリティに割り当て、訂正能力１２ビットのＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号から訂正能力２３ビットのＢＣＨ（６５５３５，６５１６７）短縮符号に強化する。このようにスロットヘッダを削除しても、伝送多重制御信号に、この双方を識別可能な情報を設けることで信号識別上の問題は生じない。
【０１５３】
これにより、目標とする所要Ｃ／Ｎが、十分に高い場合（即ち、ＢＣＨ（６５５３５，６５３４３）短縮符号によって定まる所要Ｃ／Ｎよりも高い目標値となる場合）は、実施例６のスロット構成（図１６）を採用することができ、従って目標とする所要Ｃ／Ｎに応じて、実施例４又は実施例５のスロット構成（図１４、図１５）と実施例６のスロット構成（図１６）を切り替えて採用することもできる。
【０１５４】
本発明の効果として、図１の送信装置１０及び受信装置２０、図１６のスロット構成を用いた場合の伝送性能（シミュレーション結果）を説明する。伝送モデルは白色雑音を想定し、ＢＣＨ外符号はＢＣＨ（６５５３５，６５１６７,ｔ＝２３）符号とし、ＬＤＰＣ符号の復号反復回数は１段あたり最大５０回に設定した。
【０１５５】
表１１に従い、白色雑音下における計算機シミュレーションによるＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を図１７に示す。図１７では、同等の周波数利用効率を有するＤＶＢ−Ｓ２Ｘの６４ＡＰＳＫ （符号化率４/５）及びグレイ符号化６４ＱＡＭにＬＤＰＣ符号を適用した場合もプロットした。計算機シミュレーションはＢＥＲ＝１×１０−１０ オーダーまで行い、線形補間によりＢＥＲ＝１×１０−１１ まで外挿した。図１７より得られる結果を図１８に示している。図１８より、本発明技術の所要Ｃ／Ｎは１５．７ｄＢであり、ＤＶＢ−Ｓ２Ｘより０．３１ｄＢ、グレイ符号化６４ＱＡＭより０．９６ｄＢの性能改善が可能である。本結果より表１１に基づく実施例４〜６のスロット構成では、表１０に基づく実施例１〜３のスロット構成の場合より伝送特性は若干劣るが、演算コストを低減することが可能である。
【０１５６】
以上、特定の実施形態の例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態の例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。従って、本発明に係る送信装置及び受信装置は、上述した実施形態の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によってのみ制限される。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明によれば、１２ＧＨｚ帯衛星放送で１つの衛星中継器につき利用可能な帯域幅である３４．５ＭＨｚを満たしつつ、６４ＡＰＳＫを用いてデジタルデータを伝送する際に伝送ビットレートとして１５０Ｍｂｐｓ以上となる伝送システムを実現可能となり、尚且つ誤り訂正符号と多値変調（６４ＡＰＳＫ）の組み合わせにおける符号化変調の性能を向上させ、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（６４ＡＰＳＫ）を利用する任意の用途に有用である。
【符号の説明】
【０１５８】
１０  送信装置
１１  シリアル／パラレル変換部
１２  誤り訂正符号化部
１２‐１  第１誤り訂正符号化部
１２‐２  第２誤り訂正符号化部
１２‐３  第３誤り訂正符号化部
１２‐４  第４誤り訂正符号化部
１２‐５  第５誤り訂正符号化部
１２‐６  第６誤り訂正符号化部
１３  符号化率設定部
１４  マッピング部
１５  直交変調部
１６  符号化率判別信号多重部
２０  受信装置
２１  直交復調部
２２‐１  第１ビット対数尤度比計算部
２２‐２  第２ビット対数尤度比計算部
２２‐３  第３ビット対数尤度比計算部
２２‐４  第４ビット対数尤度比計算部
２２‐５  第５ビット対数尤度比計算部
２２‐６  第６ビット対数尤度比計算部
２３‐１  第１ビット誤り訂正復号部
２３‐２  第２ビット誤り訂正復号部
２３‐３  第３ビット誤り訂正復号部
２３‐４  第４ビット誤り訂正復号部
２３‐５  第５ビット誤り訂正復号部
２３‐６  第６ビット誤り訂正復号部
２４  パラレル／シリアル変換部
２５  符号化率判別部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2018029319.tif 000054
【図２１】
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【図２２】
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