(57)【要約】最新符号化および変調技法は、信号の伝送を大幅に改善した。データビットのストリームを受け取るステップと、ストリームを第１のストリームおよび第２のストリームに逆多重化するステップと、低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて第１のサブストリームおよび第２のサブストリームを符号化するステップと、第１のサブストリームをシンボルコンステレーションマップの第１の領域に第２のサブストリームを第２の領域にマッピングするステップを含む方法を記載する。また、第１のサブストリームおよび第２のサブストリームを生成するデマルチプレクサ（２１０）と、第１の符号化率で低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて第１のサブストリームを符号化する第１のエンコーダ（２２０）と、第２の符号化率で第２のサブストリームを符号化する第２のエンコーダ（２２２）と、第１のサブストリームからのビットをシンボルコンステレーションマップの第１の領域にマッピングし第２のサブストリームからのビットを第２の領域にマッピングするシンボルマッパ（２４０）とを有する装置を開示する。
2013502095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を伝送する方法であって、
データビットのストリームを、前記データビットのストリームの第１の部分を含む第１のサブフレームと、前記データビットのストリームの第２の部分を含む第２のサブフレームとに逆多重化するステップと、
低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて前記第１のサブストリームおよび前記第２のサブストリームを符号化するステップと、
前記第１の符号化サブストリームからのビットのセットを、シンボルコンステレーションマップの第１の領域に、前記第２の符号化サブストリームからのビットのセットを、前記シンボルコンステレーションマップの第２の領域にマッピングするステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１のサブストリームおよび前記第２のサブストリームのビットを符号シンボルのセットにグループ化するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記符号化するステップは、非二進低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて符号化することを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記符号化するステップは、前記第２のサブストリームの符号化率より大きい符号化率で前記第１のサブストリームを符号化することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のデータのサブストリームは、前記データのストリームの、前記第２のデータのサブストリームよりも小さい部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のデータのサブストリームに含まれる前記データのストリームの前記小さい部分は、前記第１のサブストリームの符号化率に基づくことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の符号化サブストリームからの前記ビットのセットと前記第２の符号化サブストリームからの前記ビットのセットとをマッピングする前記ステップは、前記第１のサブストリームの符号化率と前記第２のサブストリームの符号化率とに基づくことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の領域にマッピングされる前記ビットの方が、データ回復の信頼性が高く、前記第２の領域にマッピングされる前記ビットの方が、データ回復の信頼性が低いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記マッピングするステップは、前記シンボルコンステレーションマップの軸を中心とする非グレイスケールコーディングを用いてビットを変調シンボルにマッピングすることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のサブストリームおよび前記第２のサブストリームをブロックインターリーブするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記マッピングするステップは、１６ＱＡＭコンステレーションマップ、３２ＱＡＭコンステレーションマップ、６４ＱＡＭコンステレーションマップ、２５６ＱＡＭコンステレーションマップのうちの少なくとも１つを用いてビットを変調シンボルにマッピングすることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のうちのいずれか一項に記載の方法を実施して信号を符号化することを特徴とする装置。
【請求項１３】
信号を伝送する装置であって、
ビットで配置されたデータのストリームを受け取り、前記データのストリームの一部を含むデータの第１のサブストリームと前記データのストリームの第２の部分を含むデータの第２のサブストリームとを生成するデマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサに結合され、第１の符号化率で低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて前記第１のサブストリームを符号化する第１のエンコーダと、
前記デマルチプレクサに結合され、第２の符号化率で低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて前記第２のサブストリームを符号化する第２のエンコーダと、
前記第１のエンコーダおよび前記第２のエンコーダに結合され、前記第１の符号化サブストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第１の領域にマッピングし、前記第２の符号化サブストリームからのビットのセットを前記シンボルコンステレーションマップの第２の領域にマッピングして、シンボルのセットを生成する、シンボルマッパと
を具備することを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記第１のエンコーダは、前記第１のサブストリームのビットを符号シンボルの第１のセットにグループ化し、第２のエンコーダは、前記第２のサブストリームのビットを符号シンボルの第２のセットにグループ化することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１のエンコーダは、非二進低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて前記符号シンボルの第１のセットを符号化し、前記第２のエンコーダは、非二進低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて前記符号シンボルの第２のセットを符号化することを特徴とする請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１のエンコーダおよび前記シンボルマッパに結合され、ブロックインターリーブプロセスを用いて前記第１のサブストリームをインターリーブする第１のインターリーバと、
前記第２のエンコーダおよび前記シンボルマッパに結合され、ブロックインターリーブプロセスを用いて前記第２のサブストリームをインターリーブする第２のインターリーバと
をさらに具備することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にマルチキャリア伝送信号におけるデータの送受信に関し、より詳細には、パリティ検査符号化およびコンステレーションマッピングを用いる直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）デジタルテレビジョン信号等の放送信号の符号化に関する。
【背景技術】
【０００２】
このセクションは、以下に説明しかつ／または請求項に記載する本開示のさまざまな態様に関連する可能性のある技術のさまざまな態様を読者に紹介することを意図している。この説明は、本開示のさまざまな態様のより良い理解を容易にするように、背景情報を読者に提供するのに役立つと考えられる。したがって、これらの記述はこの観点から読むべきであり、従来技術を自認するものとして読むべきではないことを理解されたい。
【０００３】
デジタルテレビジョン信号システムは、テレビ放送の新しい世代を象徴し、信号生成、信号送信、信号受信および顧客ディスプレイにおけるデジタル信号処理を採用する。世界的には、主に米国におけるＡＴＳＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）標準規格ならびに主に欧州および世界の他の地域におけるＤＶＢ−Ｔ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ）標準規格を含む、デジタルテレビジョン信号伝送のいくつかの標準規格が採用されてきた。ＤＶＢ−Ｈ（ＤＶＢ−Ｈａｎｄｈｅｌｄ）として知られるＤＶＢ−Ｔの変形が、ＤＶＢ−Ｔ標準規格に基づく小型ハンドヘルドデバイスおよびモバイルデバイスにおける応用例の標準規格である。ＤＶＢ−ＴおよびＤＶＢ−Ｈは共に、変調レイヤフォーマット技術としてＯＦＤＭを使用する。
【０００４】
ＯＦＤＭは、チャネルによってデータを効率的に伝送するロバストな技法である。この技法は、チャネル帯域幅内の複数のサブキャリア周波数（サブキャリア）を用いてデータを伝送する。これらのサブキャリアは、サブキャリア周波数スペクトルを分離しかつ隔離し、それによりキャリア間干渉（ＩＣＩ）を回避するためにチャネル帯域幅の一部を無駄にする可能性がある、従来の周波数分割多重化（ＦＤＭ）に比較して、最適な帯域幅効率に対して構成されている。対照的に、ＯＦＤＭサブキャリアの周波数スペクトルは、ＯＦＤＭチャネル帯域幅内で著しく重なるが、それにも関わらず、ＯＦＤＭは、各サブキャリアで変調された情報の解決および回復を可能にする。
【０００５】
ＤＶＢ−ＴおよびＤＶＢ−Ｈで用いられるようなＯＦＤＭ伝送システムは、複数のサブキャリアとして同時に伝送される複数の並列キャリアで高速データストリームを変調する。送信機では、データビットは、位相偏移変調（ＰＳＫ）コンステレーションマッピングまたは直交振幅変調（ＱＡＭ）コンステレーションマッピングのいずれかを使用してサブキャリアで変調される。ＯＦＤＭシステムはまた、処理チェーンにおいてデータソースに近い方に存在する外部符号化プロセスと、信号変調および送信に近い方に存在する内部符号化プロセスとを採用する連結符号化プロセスも用いることができる。
【０００６】
信号符号化プロセスの一部として用いられる誤り訂正システムの進歩により、特にＯＦＤＭ等の伝送システムと結合された場合、信号伝送性能のさらなる向上が可能になった。こうした誤り訂正システムの１つは、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号化として知られている。ＬＤＰＣ符号は、一般に、特に比較的長い符号長で用いられる場合、シャノン限界に近づく符号として認識されている。その結果、ＬＤＰＣ符号化を、ＤＶＢ−ＴおよびＤＶＢ−Ｈ等の連結信号符号化システムを含む多くの信号伝送システムで使用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＬＤＰＣ符号化は、いくつかの信号伝送システムで使用される場合、最適な符号化性能を提供しない可能性がある。特に、ＬＤＰＣ符号化は、１６レベル直交振幅変調（１６−ＱＡＭ）、６４−ＱＡＭおよび２５６−ＱＡＭ等の比較的高次の変調コンステレーションマッピングと使用する場合、最適な符号化性能をもたらさない可能性がある。性能劣化は、変調コンステレーション内のシンボルの相対的な信頼性と、シンボルの各々にマッピングされたデータに提供される誤り保護との関係による可能性がある。受信機での多段復号およびコンステレーションにおけるシンボルのビットインターリーブ符号化を含む、改善の提案は存在する。しかしながら、これらの解決法は、能力が限られており、その結果、比較的高次の変調およびＬＤＰＣ符号化の問題に完全に対処しない。したがって、ＬＤＰＣ符号化および比較的高次の変調フォーマットの能力を向上させるＬＤＰＣ符号化およびシンボルマッピングプロセスのための装置および方法を生成することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様によれば、ビットで配置されたデータのストリームを受け取り、データのストリームの一部を含むデータの第１のサブストリームとデータのストリームの第２の部分を含むデータの第２のサブストリームとを生成するデマルチプレクサと、デマルチプレクサに結合され、第１の符号化率で低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて第１のサブストリームを符号化する第１のエンコーダと、デマルチプレクサに結合され、第２の符号化率で低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて第２のサブストリームを符号化する第２のエンコーダと、第１のエンコーダおよび第２のエンコーダに結合され、第１の符号化済みサブストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第１の領域にマッピングし、第２の符号化済みデータストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第２の領域にマッピングして、シンボルのセットを生成する、シンボルマッパとを有する、信号を伝送する装置を記載する。
【０００９】
本開示の別の態様によれば、データビットのストリームを、データビットのストリームの第１の部分を含む第１のサブフレームと、データビットのストリームの第２の部分を含む第２のサブフレームとに逆多重化するステップと、低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて第１のサブストリームおよび第２のサブストリームを符号化するステップと、第１の符号化済みサブストリームからのビットのセットを、シンボルコンステレーションマップの第１の領域に、第２の符号化済みサブストリームからのビットのセットを、シンボルコンステレーションマップの第２の領域にマッピングするステップとを含む、信号を伝送する方法を記載する。
【００１０】
本開示のさらに別の態様によれば、データビットのストリームを、データビットのストリームの第１の部分を含む第１のサブフレームと、データビットのストリームの第２の部分を含む第２のサブフレームとに逆多重化する手段と、低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて第１のサブストリームおよび第２のサブストリームを符号化する手段と、第１の符号化済みサブストリームからのビットのセットを、シンボルコンステレーションマップの第１の領域に、第２の符号化済みサブストリームからのビットのセットを、シンボルコンステレーションマップの第２の領域にマッピングする手段とを有する、信号を符号化する装置を記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の態様による送信機の実施形態のブロック図である。
【図２】本開示の態様によるＬＤＰＣエンコーダおよびシンボルマッパの実施形態のブロック図である。
【図３】本開示の態様によるシンボルコンステレーションマップの実施形態の図である。
【図４】本開示の態様によるシンボルコンステレーションマップの別の実施形態の図である。
【図５】本開示の態様によるシンボルコンステレーションマップのさらなる実施形態の図である。
【図６】本開示の態様による受信機の実施形態のブロック図である。
【図７】本開示の態様によるシンボルデマッパおよびＬＤＰＣデコーダの実施形態のブロック図である。
【図８】本開示の態様によるＬＤＰＣ符号化およびシンボルマッピングのプロセスの実施形態の流れ図である。
【図９】本開示の態様によるシンボルデマッピングおよびＬＤＰＣ復号のプロセスの実施形態の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示の特徴および利点は、例として与える以下の説明からより明らかとなる。
【００１３】
本開示の１つまたは複数の特定の実施形態について以下に説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供するために、本明細書では実際の実施態様のすべての特徴を説明するとは限らない。あらゆる工学プロジェクトまたは設計プロジェクトにおけるように、こうした実際のあらゆる実施態様の開発において、システム関連制約およびビジネス関連制約の遵守等、実施態様毎に変わる可能性のある開発者の特定の目標を達成するために、実施態様特有の多数の判断を行わなければならないことを理解されたい。さらに、こうした開発努力は複雑かつ時間がかかるものであるが、設計、製作および製造を業とする者に対し、この開示の恩恵を受けることができるであろうことを理解されたい。
【００１４】
以下、ＤＶＢ−ＴまたはＤＶＢ−Ｈ等の放送信号環境において信号を送受信するために用いられる、回路およびプロセスを含むシステムについて説明する。他のネットワークにおいて他のタイプの信号を送受信するために利用される他のシステムは、非常に類似する構造を有する可能性がある。当業者は、本明細書に記載する回路の実施形態が単に１つのあり得る実施形態であることを理解するであろう。したがって、代替的な実施形態では、システムの構成要素を再構成するかまたは省略してもよく、または、システムの特定の属性に基づいてさらなる構成要素を追加してもよい。たとえば、軽微な変更により、記載する回路を、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ワイヤレスネットワーク等の他のワイヤレスネットワークで使用されるように構成することができる。さらに、説明する実施形態を、チャネル容量を増大させるために、ＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｉｎｐｕｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｏｕｔｐｕｔ）技術と容易に組み合わせることができる。
【００１５】
後述の実施形態は、主に信号の送受信に関する。限定されないがいくつかの制御信号および電源接続を含む実施形態のいくつかの態様を、説明せずかつ図面に示してないが、当業者は容易に確認することができる。実施形態を、マイクロプロセッサおよびプログラムコードまたはカスタム集積回路の使用を含む、ハードウェア、ソフトウェアまたは両方の任意の組合せを用いて実施することができることに留意されたい。また、実施形態のいくつかは、その実施形態のさまざまな要素間の反復動作および反復接続を含む場合があることにも留意されたい。本明細書に記載する反復する実施形態の代りにまたはそれらに加えて、直列に接続された繰返しの同一要素を採用するパイプラインアーキテクチャを用いる、代替的実施形態も可能であり得る。
【００１６】
以下に説明する実施形態は、ＯＦＤＭ変調とともに、かつさらにリードソロモン符号化等のブロック符号化プロセスとともに、ＬＤＰＣ符号化を用いる符号化済み変調信号の伝送方式（以下、符号化変調信号伝送方式）を利用する。特に、実施形態は、ビットストリームの別個の部分に対する非二進ＬＤＰＣ符号化等の並列ＬＤＰＣ符号化と、ビットストリームの一部のＬＤＰＣ符号化に適合されたシンボルマッピングプロセスとの使用について説明する。シンボルマッピングは、第１の部分のサブストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第１の領域にマッピングし、第２の部分のサブストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第２の領域にマッピングして、シンボルのセットを生成し、通常の比較的高次のマルチシンボルコンステレーションマップの一部で発生するビット信頼性における固有の不均衡を克服する。説明するシンボルマッピングプロセスは、限定されないが、１６−ＱＡＭ変調コンステレーション、６４−ＱＡＭ変調コンステレーションおよび２５６−ＱＡＭ変調コンステレーションを含む。実施形態の１つまたは複数の態様の実施態様は、比較的高次の変調フォーマットを使用する信号に対して全体的な符号化性能の向上および符号化効率の改善という利益を提供する。
【００１７】
ここで、図面を参照し、最初に図１を参照すると、本開示の態様を用いる送信機１００の実施形態のブロック図が示されている。送信機１００は、全体として、ＯＦＤＭ変調を用いて放送信号を符号化し送信するために用いられる動作態様を表している。好ましい実施形態では、送信機１００は、ＤＶＢ−Ｔ伝送標準規格に基づいて伝送されるＯＦＤＭ信号を符号化し伝送する。
【００１８】
送信機１００では、トランスポートストリームを表す入力信号がパケッタイザ／ランダマイザ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｒ／Ｒａｎｄｏｍｉｚｅｒ）１１０に提供される。パケッタイザ／ランダマイザ１１０の出力は、外部エンコーダ１２０に接続されている。外部エンコーダ１２０の出力は、外部インターリーバ１３０に接続されている。外部インターリーバの出力は、ＬＤＰＣエンコーダ１４０に接続されている。ＬＰＤＣエンコーダ１４０の出力は、内部インターリーバ１５０に接続されている。内部インターリーバ１５０の出力は、シンボルマッパ１６０に接続されている。さらに、パイロットおよびＴＰＳ挿入器１６５からの出力が、シンボルマッパ１６０の入力に接続されている。シンボルマッパ１６０の出力は、フレーマ１７０に接続されている。フレーマ１７０の出力は、ＯＦＤＭ変調器１８０に接続されている。ＯＦＤＭ変調器１８０の出力はガードインターバル挿入器１９０に接続されている。ガードインターバル挿入器１９０の出力は、アップコンバータ１９５に接続されている。アップコンバータ１９５の出力は、信号の送信のための出力として提供される。
【００１９】
入力信号は、トランスポートストリームに編成される１つまたは複数のソース符号化済みプログラムを表すデータビットの連続シーケンスを表す。ソース符号化を、図示しないソース符号化ブロックにおいて実行することができ、ソース符号化は、音声コンテンツ、ビデオコンテンツまたはデータコンテンツ用の符号化アルゴリズムおよび圧縮アルゴリズムを含むことができる。好ましい実施形態では、音声およびビデオの圧縮および符号化は、ＭＰＥＧ−２圧縮を用いて行われる。トランスポートストリームは、パケッタイザ／ランダマイザ１１０に提供される。パケッタイザ／ランダマイザ１１０は、入来トランスポートの一部をパケットに編成する。パケットは可変長であってもよく、または１８８バイト等の固定長であってもよい。入来ストリームをパケットに編成することにより、誤り訂正符号化バイトを生成しパケットに添付することができる。パケッタイザ／ランダマイザ１１０はまた、非ランダム信号伝送に関連する潜在的な問題を防止するために入来データパケットをランダム化しまたは相関をなくす。パケッタイザ／ランダマイザ１１０は、データパケット内の各バイトに、既知の乱数列における乱数値を表す第２のバイトを掛けることにより、データパケット内のデータの相関をなくすことができる。
【００２０】
データパケットの相関をなくしたデータストリームは、外部エンコーダ１２０に提供される。外部エンコーダは、データパケットに対し第１の誤り訂正をする。通常、第１の誤り訂正プロセスは、追加の冗長バイトもしくはパケット、またはパリティバイトまたはパケットを生成しそれらのバイトまたはパケットを元のデータバイトまたはパケットに添付する、ブロック符号化プロセスを使用する。符号化プロセスのタイプ、および元のデータバイトまたはパケットに追加される冗長情報の量により、訂正することができる誤りの量が決まる。好ましい実施形態では、外部エンコーダ１２０は、各データパケットの１８８バイトを使用して２６のパリティバイトを生成して２０４バイトのデータを含むリードソロモンパケットを形成する、リードソロモン符号化プロセスを使用する。リードソロモン（２０４、１８８）プロセスは、各パケットの最大８バイトの誤りを訂正することができる。さらに、外部エンコーダは、データパケットに含まれる情報の特定に用いられる追加のバイトも添付することができる。たとえば、プログラムストリームコンテンツおよびソース符号化率に関する情報を含む３バイトのヘッダを、２０４バイトのリードソロモンパケットに追加することができる。
【００２１】
外部符号化済みパケットを含むストリームは、外部インターリーバ１３０に提供される。外部インターリーバ１３０は、信号のランダムな性質を維持するために、外部符号化済みパケットのバイトの順序を変更するかまたは配置を変更する。外部インターリーバ１３０は、限定されないが固定畳み込みインターリーブプロセスかまたは固定ブロックインターリーブプロセスを含む、複数の既知のインターリーブプロセスのうちの１つを使用することができる。インターリーブプロセスおよびパターンは、送信機および受信機の両方に既知である。外部インターリーバ１３０によって使用され得るような畳み込みインターリーブは、送信プロセスにおけるいくつかのタイプの障害から回復する受信機の能力を向上させるために、バイトを再配置する。畳み込みインターリーブを、送信中に信号に対する短いバーストの干渉が存在するときの受信の質を向上させるように最適化してもよく、あるいは、信号に対する定常の連続形態の干渉が存在する場合に受信の質を向上させるように最適化してもよい。外部インターリーバ１３０は、インターリーブプロセスを容易にするために、入来ストリームの一部または出力インターリーブストリームの一部を格納するメモリを有することができる。
【００２２】
外部インターリーブパケットは、ＬＤＰＣエンコーダ１４０に提供される。ＬＤＰＣエンコーダ１４０は、ＬＤＰＣ符号化プロセスを用いて外部インターリーブパケットを符号化する。ＬＤＰＣエンコーダ１４０は、限定されないが、Ｆｏｒｎｅｙのファクタマップを用いるビットの再編成に基づくＬＤＰＣアルゴリズム、および疎なパリティ検査行列アルゴリズムに基づく生成行列の作成を含む、任意の既知のＬＤＰＣ符号化プロセスを用いることができる。たとえば、疎なパリティ検査行列を、ランダムに生成しかつ使用して、入力メッセージ長および出力符号長に関連する定義された一組の希少性（ｓｃａｒｃｉｔｙ）制約を受ける生成行列を作成することができる。さらに、疎パリティ検査行列を、代数法を用いて構成することも可能である。たとえば、所与のパリティ検査行列Ｈに対して、以下の式から生成行列Ｇを導出することができる。
Ｇ・ＨT＝０              （１）
【００２３】
ＬＤＰＣエンコーダ１４０は、以下の式に基づいて入来ビットに対して直接符号化が実行されるように動作することができる。
Ｃ＝Ｉ・Ｇ                （２）
【００２４】
ここで、Ｉは、符号化されるビットストリーム内のビットのセットであり、Ｃは、符号化プロセスからもたらされる符号語すなわちビットのセットである。受信機において実行される復号プロセスにおいて、復号を、以下の式を用いて適用される確率伝搬アルゴリズムを用いて行うことができることに留意することが重要である。
Ｃ・ＨT＝０              （３）
【００２５】
ＬＤＰＣエンコーダ１４０は、二進ＬＤＰＣ符号化として知られるプロセスにおいて、外部インターリーブパケット内のビットに対して符号化が直接実行されるように動作することができる。あるいは、ＬＤＰＣエンコーダ１４０は、非二進ＬＤＰＣ符号化と呼ばれるプロセスにおいて、２以上のビットのグループから形成されたＬＰＤＣシンボルに対して動作することができる。たとえば、４元ＬＰＤＣ符号化プロセスを用いる符号化に対し、２ビットのセットをＬＤＰＣシンボルにグループ化することができる。数学体ＧＦ（２）にわたって定義される二進ＬＤＰＣ符号化とは対照的に、非二進ＬＤＰＣ符号語は、ＧＦ（ｑ）にわたって定義され、ｑは２を上回る。上に定義した式（１）から（３）は、ＧＦ（ｑ）にわたって定義されるＩ、Ｃ、ＧおよびＨのみを用いる非二進ＬＤＰＣ符号化にも適用されることに留意することが重要である。
【００２６】
ＬＤＰＣ符号化済みデータストリームは、内部インターリーバ１５０に提供される。内部インターリーバ１５０は、外部インターリーバ１３０に対して説明したものと同様のプロセスを実行する。内部インターリーバ１５０は、限定されないが固定畳み込みインターリーブプロセスまたは固定ブロックインターリーブプロセスを含む複数の既知のインターリーブプロセスのうちの１つを使用することができ、使用されるプロセスおよびパターンは、送信機および受信機の両方に既知である。好ましい実施形態では、外部インターリーバ１３０は、送信チャネルによる長い誤りの系列の影響を最小化するように最適化される畳み込みインターリーブプロセスを使用する。内部インターリーバ１５０は、個々のビットとデータストリーム内のビットのグループの両方のランダム化を含むブロックインターリーブプロセスを使用し、それは、送信チャネルによる短いバースト誤りの影響を最小化するように最適化される。内部インターリーバ１５０は、インターリーブプロセスを容易にするために、入来ストリームの一部または出力インターリーブストリームの一部を格納するメモリを有することができる。
【００２７】
誤り訂正符号化済みデータストリームは、シンボルマッパ１６０に提供される。シンボルマッパ１６０は、誤り訂正符号化済みデータストリーム内のビットをグループ化しシンボルのセットに配置する。シンボルマッピングは、所望の変調方式に対するシンボルコンステレーションに基づいて選択される。通常、変調方式は、ＰＳＫ変調またはＱＡＭ変調に基づいてコンステレーションマッピングを採用する。好ましい実施形態では、シンボルマッパ１６０は、ＱＰＳｋコンステレーション、１６−ＱＡＭコンステレーションまたは６４−ＱＡＭコンステレーションを用いる変調方式で使用するために、ビットをグループ化しシンボルに配置する。ビットのシンボルへのマッピングを、限定されないがグレイコードマッピング、ダブルグレイコードマッピングおよびパリティマッピングを含む複数のマッピング方式に基づいて実行することができる。ＬＤＰＣエンコーダ１４０、外部インターリーバ１５０およびシンボルマッパ１６０の本発明の態様を含むさらなる動作については後述する。従来のシンボルマッピングは、２nとしてＱＰＳＫシンボルコンステレーションまたはＱＡＭシンボルコンステレーションへのマッピングに対するｎビットコンステレーションマップを含む。好ましい実施形態では、ｍがｎを下回るｍ個のビットのグループが、２mとしてＱＰＳＫシンボルコンステレーションマップまたはＱＡＭシンボルコンステレーションマップの一部にマッピングされる。ｍ個ビットのマッピングをグループマッピングと呼ぶ。ｍ個のビットの同じグループを、グループマッピングおよびグループインターリーブとして知られるプロセスのマッピングの前にインターリーブすることも可能である。
【００２８】
シンボルマッパ１６０は、誤り訂正符号化済みデータストリームを受け取りマッピングすることに加えて、訓練信号挿入器１６５からも信号を受け取る。訓練信号挿入器１６５は、送信信号の受信に役立つように受信機によって使用される特別な訓練信号を生成する。受信機における信号同期を向上させるために、パイロット信号が、通常、コンステレーションマップのシンボルを表すビットのグループとして追加される。パイロット信号を、受信機において送信チャネル確定および等化中の訓練に用いることも可能である。パイロット信号のうちの１つまたは複数に加えてまたはその代りに、伝送パラメータシグナリング（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）（ＴＰＳ）信号を生成し挿入することも可能である。ＴＰＳ信号は、特に送信機の位置および変調方式等の送信特性を特定する情報を含む。ＴＰＳ信号は、信号またはチャネルスイッチオーバ中、パラメータの変更中、または初期信号取得中に受信機に役立つことができる。シンボルマッパ１６０は、パイロット信号およびＴＰＳ信号を受け取り、それらを、シンボルコンステレーションマップにおける位置にマッピングする。パイロット信号およびＴＰＳ信号に対する位置は、通常受信機に既知であり、使用される伝送標準規格に基づいて確定されることが多いことに留意することが重要である。
【００２９】
シンボルマッパ１６０からのシンボルとして配置されたデータのストリームは、フレーマ１７０に提供される。フレーマ１７０は、シンボルをビットに関して一定の長さを有するブロックにグループ化する。たとえば、ＱＰＳＫコンステレーション、１６−ＱＡＭコンステレーションおよび６４−ＱＡＭコンステレーションを採用する変調方式の場合、ブロックは、上述したコンステレーションの各々に対してそれぞれブロック毎に６０４８シンボル、３０２４シンボルまたは１５１２シンボルを含むことができる。フレーマ１７０は、シンボルのブロックをさらにグループ化して、６８ブロックを含むフレームを形成することができる。フレーマ１７０はまた、４フレームのセットをスーパーフレームにグループ化することも可能である。フレーマ１７０は、ＯＦＤＭ変調プロセスの一部として実行される、高速フーリエ変換処理等の変換処理を容易にするために、シンボルをブロック、フレームおよびスーパーフレームにグループ化する。
【００３０】
フレーマ１７０はまた、直列信号からのデータシンボルのストリームを、ＯＦＤＭ変調に備えて並列信号のセットに変換することも可能である。並列ストリームの数は、出力ＯＦＤＭ変調信号におけるサブキャリアの数等、ＯＦＤＭ変調プロセスに関連するパラメータによって確定される。並列信号データストリームの各々のデータレートは、直列信号の元のデータレートを生成される並列信号の数で割った値に関連する。直列から並列への変換を、シンボルマッパ１６０またはＬＤＰＣエンコーダ１４０等、フレーマ１７０より前のブロックに含めてもよいことに留意することが重要である。変換を、直列信号を維持し、個々の並列データ信号の多重化としてタイミング指標を含むことによって実行することも可能である。
【００３１】
データのフレーム化ブロックはＯＦＤＭ変調器１８０に提供される。ＯＦＤＭ変調器１８０は、信号変換を実行して、時間領域で並列に受け取ったシンボルのブロックを、周波数領域の変調データを含む、サブキャリアと呼ばれるキャリアの等価なグループに変換する。好ましい実施形態では、変換は、逆高速フーリエ変換アルゴリズムを用いて実行される。出力信号は、変調チャネルに対して定義された周波数範囲にわたって分離されかつ間隔が空けられた２０４８または８０９６のサブキャリアを含むことができる。使用されるキャリアの数は、選択される変調フォーマットと、入来信号に使用されるフレームまたはブロックのサイズとによって決まる可能性がある。いくつかのサブキャリアを、訓練信号またはＴＰＳ信号を提供することに専用とすることができるため、すべてのサブキャリアがデータを搬送しなくてもよいことに留意することが重要である。ＯＦＤＭ変調器１８０によって実行される変換により、ＯＦＤＭシンボルを含む変調信号が生成される。
【００３２】
変調データを表すＯＦＤＭシンボルは、ガードインターバル挿入器１９０に提供される。ガードインターバル挿入器１９０は、ＯＦＤＭシンボルの各々の一部を複製し、それを同じＯＦＤＭシンボルに添付する。ＯＦＤＭシンボルのコピー部分は、通常サイクリックプレフィックスと呼ばれる。サイクリックプレフィックスは、ＯＦＤＭシンボルの最初に添付されるＯＦＤＭシンボルの終了部分のコピーである。サイクリックプレフィックスは、伝送チャネルからマルチパス歪みの影響を除去するかまたは低減することにより、送信信号の受信の質を向上させる。マルチパス歪みは、信号反射をもたらす建物または障害物の存在によるか、または信号伝送のための複数の単一周波数源の存在によって発生する。サイクリックプレフィックとしてコピーすることができるＯＦＤＭシンボルの部分は変化してもよい。好ましい実施形態では、ガードインターバルを形成する部分を、１／４、１／８、１／１６および１／３２または元のＯＦＤＭシンボルの長さのうちの１つとして選択することができる。
【００３３】
変調デジタル信号は、アップコンバータ１９５に提供される。アップコンバータ１９５は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、アナログ信号を、信号伝送に適した無線周波数（ＲＦ）信号に変換する。アップコンバータ１９５は、通常、地上において空中または衛星リンクを介して送信されるか、あるいは同軸ケーブル等のハードワイヤインターフェースを用いて送信されるＲＦ信号を生成するために用いられる、デジタルアナログ変換器、フィルタ、ミキサおよび発振器を含む。アップコンバート信号は、伝送チャネルを介して受信機に送信される。本開示の態様を使用する受信機の動作についてはさらに詳細に後述する。
【００３４】
スイッチング動作モード等、上述したブロックの各々に必要な制御機能を、ブロックの各々に含まれるコントローラまたはプロセッサによって管理することができる。あるいは、モードスイッチングおよび他の制御動作を提供するために、図示しないマイクロプロセッサ等の中央コントローラまたはプロセッサを含めてブロックの各々に接続することができる。同様に、あらゆる信号またはデータ記憶を、ブロック内にバッファメモリを含めることにより分散的に管理してもよく、または中央コントローラによって制御され図１のブロックにインターフェースされる図示しないメモリ回路を用いて中央で管理してもよい。
【００３５】
ここで図２を参照すると、本開示の態様を使用するＬＤＰＣエンコーダおよびシンボルマッパ２００の実施形態のブロック図が示されている。ＬＤＰＣエンコーダおよびシンボルマッパ２００を、図１に示すＬＤＰＣエンコーダ１４０、外部インターリーバ１５０およびシンボルマッパ１６０の代りに用いることができる。外部符号化およびインターリーブブロックからの入来データストリームは、デマルチプレクサ２１０に提供される。デマルチプレクサ２１０は、３つの出力を供給し、各１つの出力は、ＬＤＰＣエンコーダ２２０、ＬＤＰＣエンコーダ２２２およびＬＤＰＣエンコーダ２２４に接続されている。ＬＤＰＣエンコーダ２２０、ＬＤＰＣエンコーダ２２２およびＬＤＰＣエンコーダ２２４の各々の出力は、ＬＤＰＣインターリーバ２３０、ＬＤＰＣインターリーバ２３２およびＬＤＰＣインターリーバ２３４に接続されている。ＬＤＰＣインターリーバ２３０、ＬＤＰＣインターリーバ２３２およびＬＤＰＣインターリーバ２３４の各々の出力は、シンボルマッパ２４０に接続されている。ＬＤＰＣエンコーダおよびシンボルマッパ２００の出力を表すシンボルマッパ２４０の出力は、図１に示すフレーム化ブロック１７０に等、さらなる処理のために提供される。
【００３６】
入来データストリームは、デマルチプレクサ２１０に提供される。デマルチプレクサ２１０は、入来ストリームをストリームの並列部分に分割し、１つまたは複数のサブストリームを生成する。分割または逆多重化を、ビット毎に行ってもよく、あるいは、グループに形成された一連のビットに基づいて行ってもよい。好ましい実施形態では、デマルチプレクサ２１０は、入来ストリームを３つのサブストリームに分離する。さらに、デマルチプレクサ２１０は、たとえばＬＤＰＣエンコーダ２２０〜２２４のうちの１つまたは複数の符号化率に基づいて、サブストリームを不均等に分割してもよい。好ましい実施形態では、デマルチプレクサ２１０は、２ビットを第１の並列サブストリームを表す第１の部分に配置すること、次の３ビットを第２の並列サブストリームを表す第２の部分に配置すること、および次の４ビットを第３の並列サブストリームを表す第３の部分に配置することに基づいて、入来ストリームを配分してもよい。次いで、次の２ビットは、第１の並列サブストリームに配置され、以下同様である。
【００３７】
並列ストリームの各々は、ＬＤＰＣエンコーダ２２０、ＬＤＰＣエンコーダ２２２またはＬＤＰＣエンコーダ２２４のいずれかに提供される。各エンコーダ２２０〜２２４は、好ましくは、４元ＬＤＰＣエンコーダ等、ＬＰＤＣシンボルに作用する非二進エンコーダであってもよく、そこでは、各ＬＤＰＣシンボルは並列ストリームにおける２ビットを表す。各エンコーダ２２０〜２２４は、ＬＤＰＣシンボルの生成のためにビットからＬＰＤＣシンボルへのマッパを含むことができる。各ＬＤＰＣエンコーダ２２０〜２２４は、入力におけるｎ個のシンボルのすべてのセットに対して出力においてｋ個のシンボルのセットを生成することに基づいて、上述したＬＤＰＣ符号化プロセスを用いてＬＤＰＣを符号化する。エンコーダ２２０〜２２４の各々は、異なる符号化率（ｋ／ｎ）を用いて動作することができる。好ましい実施形態では、ＬＤＰＣエンコーダ２２０の符号化率は、ＬＤＰＣエンコーダ２２２の符号化率を上回り、ＬＤＰＣエンコーダ２２２の符号化率は、ＬＤＰＣエンコーダ２２４の符号化率を上回る。さらに、ＬＤＰＣエンコーダ２２０〜２２４は、通常、ｎに対して大きい値からもたらされるデータの大きいブロックに基づいて動作する。たとえば、１／２の全符号率を達成するために６４ＱＡＭコンステレーションおよび変調では、エンコーダ２２０の符号率は１／４となり、エンコーダ２２２の符号率は１／２となり、エンコーダ２２４の符号率は３／４となる。同様に、およそ４／５の全符号率を達成するためには、エンコーダ２２０の符号率は２／３となり、エンコーダ２２２の符号率は４／５となり、エンコーダ２２４の符号率は８／９となる。
【００３８】
非二進ＬＤＰＣ符号化済みデータストリームの各々は、インターリーバ２３０〜２３４に提供される。インターリーバ２３０〜２３４は、図１の内部インターリーバ１５０に対して説明したものと同様にデータストリームを別個にインターリーブする。しかしながら、ＬＤＰＣエンコーダおよびシンボルマッパ２００における他のブロックとの相互作用のために、インターリーバ２３０〜２３４は、従来のインターリーバとのいくつかの重要な相違を含む。従来のインターリーバは、通常、ビットストリームのデータのビットのすべてを受け取り、個々のビットに基づいて単一のインターリーブを実行する。従来のインターリーバはまた、変調コンステレーションの深さまたはサイズの関数であるブロックサイズに対して動作することが多い。インターリーバ２３０〜２３４の要素の順序または寸法は、ＬＤＰＣエンコーダ２２０〜２２４の順序または寸法と等価である。好ましい実施形態では、インターリーバ２３０〜２３４の各要素は１つのＬＤＰＣシンボルである。さらに、インターリーバ２３０〜２３４は、各それぞれのＬＤＰＣエンコーダ２２０〜２２４の出力で生成されるｋ個のシンボルのセットに等しいブロックサイズでのブロックインターリーブを使用してデータストリームをインターリーブする。その結果、インターリーバ２３０〜２３４を、グループインターリーバと呼ぶことができる。インターリーバ２３０〜２３４の各々は、大きいブロックのインターリーブプロセスを容易にするためにデータストリームの一部を格納するメモリを有することも可能である。
【００３９】
インターリーブド符号化データストリームの各々は、別個の入力としてシンボルマッパ２４０に提供される。シンボルマッパ２４０は、特定のインターリーブド符号化データストリームに対して使用されるＬＤＰＣ符号化率と、変調フォーマットに対するシンボルコンステレーションマップに関連する固有の情報とに基づいて、インターリーブド符号化データストリームの各々における受け取られたＬＤＰＣシンボルからのビットを割り当てる。その結果、符号化済みビットストリームからのいくつかのビットが、シンボルマッパ２４０においてシンボルコンステレーションマップのいくつかのビット位置に割り当てられる。ビット位置は、ビットストリームの各々に対するシンボルコンステレーションマップおよびＬＤＰＣ符号化率の固有の特性に基づいて選択される。
【００４０】
ＬＤＰＣエンコーダおよびシンボルマッパ２００は、好ましくは、非二進符号化プロセスを用いて動作する。非二進ＬＤＰＣ符号を、ガロア体（ＧＦ（４））で定義することができる。しかしながら、ＬＤＰＣエンコーダおよびシンボルマッパ２００は、異なる体にわたって定義される二進ＬＤＰＣ符号化プロセスまたは非二進ＬＰＤＣ符号化プロセスを使用することができる。非二進ＬＤＰＣ符号は、特に符号に対するブロック長が１０，０００を下回る場合に、シャノン容量限界に非常に近い性能を達成することができる。通常、高次のガロア体ＧＦ（ｑ）で設計された非二進ＬＤＰＣ符号は、同じかまたはより短いブロックサイズに対して使用された場合に二進ＬＤＰＣ符号より優れた性能を達成することができる。非二進ＬＤＰＣ符号の使用によって可能となる比較的短い符号長およびブロックサイズは、伝送の柔軟性を向上させるのに役立つことができる。
【００４１】
上述したようなＯＦＤＭ変調とともに、ＬＤＰＣ符号化、特に非二進ＬＤＰＣ符号化を使用することにより、信号性能および符号化効率の向上が提供される。ＬＤＰＣ符号化は、シャノン限界に近づく符号化性能を提供する。図２に示すような、かつビットストリームの一部のＬＤＰＣ符号化に適合されたシンボルマッピングプロセスをさらに含む、並列非二進ＬＤＰＣ符号化の使用により、シンボルコンステレーションマップにおけるいくつかのビットに対する受信確率に対する固有の欠点が克服される。シンボルマッピングは、第１の部分のサブストリームからのビットのセットを、シンボルコンステレーションマップの第１の領域にマッピングし、第２の部分のサブストリームからのビットのセットを、シンボルコンステレーションマップの第２の領域にマッピングして、シンボルのセットを生成し、通常の比較的高次のマルチシンボルコンステレーションマップの一部で発生するビット信頼性の固有の不均衡を克服する。その結果、図２に示すＬＤＰＣコーダおよびシンボルマッパ等の構造は、比較的高次の変調フォーマットを使用する信号に対して全体的な符号化性能の向上および符号化効率の向上という利点を提供する。
【００４２】
ここで図３を参照すると、本開示の態様を使用するシンボルコンステレーションマップ３００の実施形態を示す図が示されている。特に、シンボルコンステレーションマップ３００は、６４−ＱＡＭ変調を用いて変調される信号に対するコンステレーションマップを表す。シンボルコンステレーションマップ３００は、水平同相軸３１０および垂直直交位相軸３２０の両方に沿って向けられたシンボル点のグリッドを示す。水平行および垂直列は、同相軸３１０に沿ったビットのセットｉ０、ｉ１およびｉ２と直交位相軸３２０に沿ったビットのセットｑ０、ｑ１およびｑ２に関連する種々の値に対応する。６４−ＱＡＭコンステレーションは、６ビットのセットｙ０、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４およびｙ５をシンボルコンステレーションマップ３００の点にマッピングすることによって形成される。ビットｙ０、ｙ１およびｙ２は、マッピングビット位置ｉ０、ｉ１およびｉ２に割り当てられる。ビットｙ３、ｙ４およびｙ５は、マッピングビット位置ｑ０、ｑ１およびｑ２に割り当てられる。最終シンボル値は、元のビットの各々の値（０または１）に基づいて確定される。
【００４３】
図３に示すような６４−ＱＡＭシンボルコンステレーションでは、ｉ０およびｑ０は最も信頼性の低いビット位置であり、ビット位置ｉ１およびｑ１は、ビット位置ｉ０およびｑ０に比較して受信機におけるデータ回復の信頼性がより高い。さらに、ビットｉ２およびｑ２は、ビット位置ｉ１およびｑ１に比較して信頼性が高い。ビット位置に対する信頼性は、主に、コンステレーションにおけるビットの割当てとシンボル間のユークリッド距離とによって決まる。シンボルコンステレーションマップ３００は、同相軸３１０に関連するビットｉ０、ｉ１およびｉ２に対する非グレイコーディングとともに、直交位相軸３２０に関連するビットｑ０、ｑ１およびｑ２に対する非グレイコーディングを採用する、ビットからシンボルへのパターンを利用する。図３に示す各軸上またはその周囲の非グレイコードマッピングの使用により、特に、１次元デマッピングプロセスのみを使用するデマッピングが可能になる。言い換えれば、デマッピングプロセスは、同相軸または直交位相軸のいずれかに対するそれぞれの線形距離情報のみを使用して、ビット位置ｉ０、ｑ０、ｉ１、ｑ１、ｉ２、ｑ２の値を計算するかまたは求めるだけでよい。性能の向上を提供するために、信頼性が低い方のビット位置に対して、符号化率が高いＬＤＰＣ符号化ビットストリームからのビットを提供することができる。たとえば、図３のコンステレーションマップに基づいて、ビットｉ０およびビットｑ０を、通常最高符号率で動作しているエンコーダ２２０から割り当てることができ、ビットｉ１およびビットｑ１を、通常次に高い符号化率で動作しているエンコーダ２２２から割り当てることができ、ビットｉ２およびビットｑ２を、通常最低符号化率で動作しているエンコーダ２２４から割り当てることができる。
【００４４】
ここで図４を参照すると、本開示の態様を使用するシンボルコンステレーションマップ４００の一実施形態を示す図が示されている。特に、シンボルコンステレーションマップ４００は、１６−ＱＡＭ変調を用いて変調される信号に対するコンステレーションマップを表す。シンボルコンステレーションマップ４００は、水平同相軸４１０および垂直直交位相軸４２０の両方に沿って向けられたシンボル点のグリッドを示す。水平行および垂直列は、同相軸４１０に沿ったビットのセットｉ０およびｉ１と直交位相軸４２０に沿ったビットのセットｑ０およびｑ１とに関連する種々の値に対応する。１６−ＱＡＭコンステレーションは、４ビットのセットｙ０、ｙ１、ｙ２およびｙ３をシンボルコンステレーションマップ４００の点にマッピングすることによって形成される。ビットｙ０およびｙ１は、マッピングビット位置ｉ０およびｉ１に割り当てられる。ビットｙ３およびｙ４は、マッピングビット位置ｑ０およびｑ１に割り当てられる。
【００４５】
図４に示すような１６−ＱＡＭシンボルコンステレーションでは、ｉ０およびｑ０が最も信頼性の低いビット位置であり、ビット位置ｉ１およびｑ１は、ビット位置ｉ０およびｑ０に比較して信頼性が高い。図４に示す１６−ＱＡＭシンボルコンステレーションはまた、図３に示すものと同様の非グレイコードマッピングも使用する。１６−ＱＡＭ変調フォーマットを２つのＬＤＰＣエンコーダのみを用いて実装することができることに留意することが重要である。その結果、ＬＤＯＣエンコーダ２２４およびＬＤＰＣインターリーバ２３４が、１６−ＱＡＭ動作中に未使用のままであるとは限らない。たとえば、図４のコンステレーションマップに基づき、ビットｉ０およびビットｑ０を、通常は最高符号化率で動作しているエンコーダ２２０から割り当てることができ、ビットｉ１およびビットｑ１を、通常最低符号化率で動作しているエンコーダ２２４から割り当てることができる。
【００４６】
ここで図５を参照すると、本開示の態様を使用するシンボルコンステレーションマップ５００の実施形態を示す図が示されている。特に、シンボルコンステレーションマップ５００は、２５６−ＱＡＭ変調を用いて変調される信号に対するコンステレーションマップを表す。シンボルコンステレーションマップ５００は、水平同相軸５１０および垂直直交位相軸５２０の両方に沿って向けられたシンボル点のグリッドを示す。水平行および垂直列は、同相軸５１０に沿ったビットのセットｉ０、ｉ１、ｉ２およびｉ３と直交位相軸５２０に沿ったビットのセットｑ０、ｑ１、ｑ２およびｑ３に関連する種々の値に対応する。２５６−ＱＡＭコンステレーションは、８ビットのセットｙ０、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４、ｙ５、ｙ６およびｙ７をシンボルコンステレーションマップ５００の点にマッピングすることによって形成される。ビットｙ０、ｙ１、ｙ２およびｙ３は、マッピングビット位置ｉ０、ｉ１、ｉ２およびｉ３に割り当てられる。ビットｙ４、ｙ５、ｙ６およびｙ７は、マッピングビット位置ｑ０、ｑ１、ｑ２およびｑ３に割り当てられる。
【００４７】
図５に示す２５６−ＱＡＭシンボルコンステレーションでは、ｉ０およびｑ０が最も信頼性の低いビット位置であり、ビットｉ１およびｑ１は、ビット位置ｉ０およびｑ０に比較して信頼性が高い。ビットｉ２およびｑ２ならびにｉ３およびｑ３は、ビット位置ｉ１およびｑ１に比較して信頼性が高い。図５に示す２５６−ＱＡＭシンボルコンステレーションもまた、図３に示すものと同様の非グレイコードマッピングを使用する。２５６−ＱＡＭ変調フォーマットを、インターリーバ２３４から出力される２つの連続するＬＤＰＣシンボルを用いて実装してもよいことに留意することが重要である。その結果、ＬＤＰＣエンコーダ２２４は、ＬＰＤＣエンコーダ２２０およびＬＤＰＣエンコーダ２２２からのシンボル出力毎に２つのシンボルを出力する。たとえば、図５のコンステレーションマップに基づき、ビットｉ０およびビットｑ０を、通常最高符号化率で動作しているエンコーダ２２０から割り当てることができ、ビットｉ１およびビットｑ１を、通常次に高い符号化率で動作しているエンコーダ２２２から割り当てることができ、ビットｉ２、ｉ３およびビットｑ２、ｑ３を、通常最低符号化率で動作しているエンコーダ２２４から割り当てることができる。
【００４８】
図２において上述したように、ＬＤＰＣ符号化およびシンボルマッピングの重要な特徴には、シンボルマッピングで使用される適切なビットを提供することが含まれる。一実施形態では、デマルチプレクサ２１０は、入来ストリームを均等に配分することにより３つの並列出力ストリームを生成する。各ＬＤＰＣエンコーダ２２０〜２２４は、同じ長さの入力データセット長ｎに基づいてブロック長ｋの異なる長さのストリームを出力する。インターリーバ２３０〜２３４におけるインターリーブに続き、一続きのビットがシンボルマッパ２４０に提供される。シンボルマッパ２４０は、図３、図４および図５に示すように、ビット位置に対する信頼性に基づいて、種々のビットストリームからのビットをシンボルコンステレーションマップの位置にマッピングする。代替的実施形態では、デマルチプレクサ２１０は、各ＬＤＰＣエンコーダ２２０〜２２４に対する個々の符号化率に基づいて配分された３つの並列出力ストリームを生成する。残りの処理は、本明細書に記載したものと同様であり得る。符号化率に基づいて出力ストリームを配分することにより、不均等な符号化率による元のメッセージの一部の伝送に関連する遅延による、受信機におけるレイテンシが低減する可能性がある。
【００４９】
図６を参照すると、本開示による受信機６００の一実施形態のブロック図が示されている。全体として、受信機６００は、ＯＦＤＭ伝送を受信し、伝送からのベースバンドデータを回復するように構成されている。受信される伝送は、ＤＶＢ−ＴまたはＤＶＢ−Ｈデジタルテレビジョン標準規格に準拠していてもよく、または他の任意の適切なプロトコルまたは標準規格フォーマットに準拠していてもよい。さらに、受信機６００は、たとえばリードソロモン符号化およびＬＤＰＣ符号化の両方を含む、連結符号化プロセスを用いて送信された信号を受信することができる。受信機６００は、フロントエンド６１０、シンクロナイザ６２０、ＯＦＤＭ復調器６３０、イコライザ６４０、シンボルデマッパ６５０、第１のデインターリーバ６６０、ＬＤＰＣデコーダ６７０、第２のデインターリーバ６８０、リードソロモンブロックデコーダ６９０およびデータデコーダ６９５を含み、それらはすべて直列に配置され接続されている。
【００５０】
受信機６００を、図示しないアンテナを用いて空中放送伝送で受信するように適合させることができる。受信機６００を、同軸ケーブル等の適切なインターフェースを介して有線放送伝送を受信するように適合させることも可能である。受信機６００を、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの任意の適切な組合せで具現化することができることに留意されたい。さらに、受信機６００を、他のハードウェアおよび／またはソフトウェアに組み込むことができる。たとえば、ＯＦＤＭ受信機６００は、統合されたテレビジョン信号受信機およびディスプレイ装置、テレビジョン受信機セットトップボックスまたは放送信号対応パーソナルコンピュータの一部であってもよい。さらに、ＯＦＤＭ受信機６００のさまざまなブロックを、ブロック間のさまざまな制御設定の通信のために、図示しないさまざまな制御信号を介して相互接続することができることは容易に理解されるはずである。
【００５１】
適切な送信信号が受信され、フロントエンド６１０に入力される。フロントエンド６１０は、送信ＯＦＤＭ信号を受け取り、所望のＯＦＤＭ信号を選択し、時間領域サンプルまたはデータを生成するように構成されている。フロントエンド６１０は、同調回路、ミキサ、増幅器、発振器およびフィルタ等の入力信号調整要素を有することができる。フロントエンド６１０はまた、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）も有している。
【００５２】
フロントエンド６１０からの出力信号は、シンクロナイザ６２０に提供される。シンクロナイザ６２０は、ＯＦＤＭ復調器６３０によって適切に処理されるために、フロントエンドからのサンプリングされた時間領域入力信号の相対的な信号位置を調整する回路を含む。シンクロナイザ６２０は、サンプリングされた時間領域データにたとえば、ハミング窓、ハニング窓等の窓関数を掛ける窓処理回路を含むことができる。シンクロナイザ６２０はまた、キャリア信号同期化またはシンボルタイミング同期化を実行する信号処理の部分またはすべても含むことができる。
【００５３】
シンクロナイザ６２０から出力される信号は、ＯＦＤＭ復調器６３０に提供される。ＯＦＤＭ復調器６３０は、時間領域データのブロックに対してＦＦＴ演算を実行することにより、時間領域サンプルから周波数領域表現またはデータを生成するように構成されている。変換動作のサイズおよび複雑性、ならびにＦＦＴプロセッサの結果としてのサイズおよび複雑性は、主に、上述したような送信中に用いられるフーリエ変換行列のサイズによって決まる可能性がある。さらに、変換プロセスの別の形態も存在する可能性があり、ＦＦＴの代りに使用することができる。また、ＯＦＤＭ復調器６３０は、ＯＦＤＭ信号とともに含まれていた可能性があるあらゆるガードインターバルを除去する。ガードインターバルは、変換を実行する前に除去される。復調出力信号は、通常、変調サブキャリアの形態の並列信号のセットとして表わされる。復調信号を、並列の個々の信号のセットとして、または個々のサブキャリア信号が互いに多重化された単一信号として、ＯＦＤＭ復調器６３０から提供することができる。
【００５４】
ＯＦＤＭ復調器６３０からの復調出力信号は、イコライザ６４０に提供される。概して、イコライザ６４０は、ＯＦＤＭ信号が送信された伝送チャネルのマルチパス歪みの影響を低減するように構成されている。イコライザ６４０は、復調ＯＦＤＭ信号のサブキャリアの各々またはすべてに関連する振幅または位相情報を調整または変更することができる。イコライザ６４０は、限定されないがチャネル推定ならびにパイロット信号検出および処理を含む、イコライザ内で復調ＯＦＤＭに対して実行される計算および動作からの情報に基づいて、振幅情報または位相情報を調整する。
【００５５】
イコライザ６４０からの等化出力信号は、シンボルデマッパ６５０に提供される。シンボルデマッパ６５０は、入来等化ＯＦＤＭ信号に対して一定期間におけるシンボル値を確定する。さらに、シンボル値が確定した後、そのシンボル値はビットのセットに戻るようにマッピングされる。デマッピングプロセスは、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭまたは２５６−ＱＡＭ等、信号に対して選択された特定の変調フォーマットによって、かつ使用される特定のコンステレーションマッピングによって決まる。シンボルデマッパ６５０におけるデマッピングは、通常、信号送信中に実行されるマッピング動作と一致する。好ましい実施形態では、シンボルデマッパ６５０におけるデマッピングは、図３、図４または図５に示すシンボルコンステレーションマップに従う。イコライザ６４０およびシンボルデマッパ６５０は、図示しない、イコライザ６４０とシンボルデマッパ６５０との間のフィードバック接続を通して反復的に動作することができることに留意することが重要である。反復フィードバック処理は、検出されたシンボルおよび結果としてのデータビットの精度を向上させることができる。
【００５６】
シンボルデマッパ６５０からのデータビットのストリームを表す信号出力は、第１のデインターリーバ６６０に提供される。第１のデインターリーバ６６０は、第１の復号プロセスの前にデータビットのストリームをデインターリーブする。第１のデインターリーバは、通常、図１における内部インターリーバ１５０等、伝送システムにおける最後のインターリーブ段で実行されるインターリーブを反転させる。好ましい実施形態では、第１のデインターリーバ６６０は、内部インターリーバ１５０によるブロックインターリーブに対して使用されたインターリーブマップと一致するブロックデインターリーブプロセスを使用する。
【００５７】
第１のデインターリーバ６６０からの出力信号は、ＬＤＰＣデコーダ６７０に提供される。ＬＤＰＣデコーダ６７０は、入来ストリームの一部を符号化プロックにグループ化する。符号化ブロックのサイズは、通常、ＬＤＰＣ符号化方式の値ｋに等しいかまたはそれに関連する。ＬＤＰＣデコーダは、送信で用いられる符号化プロセスに応じて、二進ＬＤＰＣ復号プロセスにおいてビットを、または非二進復号プロセスにおいてシンボルを復号することができる可能性がある。ＬＤＰＣデコーダ６７０は、反復多段誤り訂正および伝搬プロセスを使用してデータのブロックを復号する。プロセスおよび構造は、パリティ検査式のセットに基づいてデータのブロックの一部を収集し反復する回路を含む。使用されるパリティ検査式は、送信機における符号化プロセスに基づいて生成された式である。連続した反復毎に、パリティ検査式を用いることに基づき訂正能力が向上する。ＬＤＰＣデコーダ６７０が、未符号化出力データにそれ以上誤りが存在しないか、または反復の数が閾値数を超過したと判断した後、最終出力値のセットが提供される。
【００５８】
ＬＤＰＣデコーダ６７０からの出力信号は、第２のデインターリーバ６８０に提供される。第２のデインターリーバ６８０は、第１の復号に続き、かつ第２の復号プロセスの前にデータビットのストリームをデインターリーブする。第２のデインターリーバは、通常、図１の外部インターリーバ１３０等、伝送システムにおける第１のインターリーブ段で実行されるインターリーブを反転させる。好ましい実施形態では、第２のデインターリーバ６８０は、外部インターリーバ１３０による畳み込みインターリーブで使用されるインターリーブマップと一致する畳み込みデインターリーブプロセスを使用する。
【００５９】
第２のデインターリーバ６８０からの出力信号は、リードソロモンブロックデコーダ６９０に提供される。リードソロモンブロックデコーダは、リードソロモン復号プロセスを用いてビットストリームを復号する。リードソロモンブロックデコーダ６８０は、入来ストリームを検出しパケットに配置する。各パケットは、通常、３つの識別バイトとともに２０４のバイトを含む。リードソロモンブロックデコーダ６８０は、パケットに含まれるパリティバイトを用いて各パケットを復号する。パリティパケットは、パケットの残りのバイトにおける一定数の誤りの検出および訂正を可能にするシンドロームを作成する。好ましい実施形態では、リードソロモンブロックデコーダ６８０は、２６のパリティバイトおよび１８８のメッセージデータバイトを含む２０４のバイトを含むパケットを復号して、誤り訂正されたビットストリームを生成する。リードソロモン（２０４、１８８）誤り訂正プロセスが、１８８のメッセージデータバイトにおいて最大８バイトの誤りを訂正することができることに留意することが重要である。
【００６０】
リードソロモンブロックデコーダ６９０からの、パケットにグループ化された誤り訂正された出力信号は、データデコーダ６９０に提供される。データデコーダ６９０は、音声、ビデオおよび／またはデータプログラムの素材を含むさまざまなプログラムビットストリームを回復する。データデコーダ６９０は、パケットを再配置してトランスポートストリームを形成し、トランスポートストリームの一部をプログラムストリームに分離し、プログラムストリームを復号または解凍して圧縮されていない音声およびビデオプログラムコンテンツを形成する回路を含むことができる。
【００６１】
データデコーダ６９５の出力は、通常、音声、ビデオまたはデータコンテンツを表示または他の関連する使用に適している信号に変換する、図示しないさらなるダウンストリーム信号処理に接続されている。たとえば、ダウンストリーム信号処理は、テレビに表示する音声信号およびビデオ信号を生成するために使用される回路を含むことができる。
【００６２】
受信機６００の動作時、フロントエンド６１０は、ＯＦＤＭ信号を受け取り、シンクロナイザ６２０が処理するかまたは同期させる時間領域データを生成する。時間領域サンプルは、ＯＦＤＭ復調器６３０に提供される。ＯＦＤＭ復調器６３０は、時間領域から周波数領域を表すデータを生成し、それはその後、イコライザ６４０において等化されるかまたは伝送チャネル障害が訂正される。等化データは、シンボルデマッパ６５０においてデマッピングされてビットストリームのビットに変換される。次いで、ビットストリームは、第１のデインターリーバ６６０、ＬＤＰＣデコーダ６７０、第２のデインターリーバ６８０およびリードソロモンブロックデコーダ６９０を含む連結復号構成において誤り訂正復号されることにより、完全に誤り訂正されたビットストリームが生成される。誤り訂正されたビットストリームは、データデコーダ６９５において音声、ビデオまたはデータコンテンツを含む１つまたはプログラムストリームに復号され、さらなるダウンストリーム信号処理のために提供される。図示しないが、追加のフィードバックおよび制御信号を提供し、さまざまなブロックの間に接続してもよい。さらに、スイッチング動作モード等、上述したブロックの各々に必要な制御機能を、ブロックの各々に含まれるコントローラまたはプロセッサによって管理してもよい。あるいは、モードスイッチングおよび他の制御動作を提供するために、図示しないマイクロプロセッサ等、中央コントローラまたはプロセッサを含めてブロックの各々に接続してもよい。同様に、任意の信号またはデータ記憶を、ブロックにバッファメモリを含めることにより分散して管理してもよく、または中央コントローラによって制御されブロックにインターフェースされる図示しないメモリ回路により、中央で管理してもよい。
【００６３】
ここで図７を参照すると、本開示のいくつかの態様を使用するシンボルデマッパおよびＬＤＰＣデコーダ７００の一実施形態を示すブロック図が示されている。シンボルデマッパおよびＬＤＰＣデコーダ７００を、図６に示すシンボルデマッパ６５０、第１のデインターリーバ６６０およびＬＤＰＣデコーダ６７０の代りに使用することができる。ＯＦＤＭ復調器およびイコライザから入来信号が、デマッパ７１０に提供される。デマッパ７１０は、３つの出力を提供し、各１つの出力が、ＬＤＰＣデインターリーバ７２０、ＬＤＰＣデインターリーバ７２２およびＬＤＰＣデインターリーバ７２４に接続されている。ＬＤＰＣデインターリーバ７２０、ＬＤＰＣデインターリーバ７２２およびＬＤＰＣデインターリーバ７２４の各々の出力は、ＬＤＰＣデコーダ７３０、ＬＤＰＣデコーダ７３２およびＬＤＰＣデコーダ７３４に接続されている。ＬＤＰＣデコーダ７３０、ＬＤＰＣデコーダ７３２およびＬＤＰＣデコーダ７３４の各々の出力は、マルチプレクサ７４０に接続されている。シンボルデマッパおよびＬＤＰＣデコーダ７００の出力を表すマルチプレクサ７４０の出力は、図１に示す第２のデインターリーバ７７０に対する等、さらなる処理のために提供される。
【００６４】
入来信号は、デマッパ７１０に提供される。デマッパ７１０は、送信されたシンボルコンステレーションに基づく入来信号を復号する。デマッパ７１０は、シンボルをビットストリームの３つのセットにデマッピングする。デマッピングを、ビット位置に関連する信頼性に基づいて行うことができる。好ましい実施形態では、デマッピングは、信号の送信時に実行されたグループマッピングに基づき、かつ図３、図４および図５に示すシンボルコンステレーションマップのうちの１つに基づき実行される。デマッパ７１０の出力は、３つの並列ビットストリームを含み、各ストリームは適切なＬＤＰＣ符号化率を有している。
【００６５】
並列ビットストリームの各々は、ＬＤＰＣデインターリーバ７２０、ＬＤＰＣインターリーバ７２２またはＬＤＰＣデインターリーバ７２４のいずれかに提供される。各デインターリーバ７２０〜７２４は、ビットストリームのビットをＬＤＰＣシンボルにグループ化する。好ましい実施形態では、各ＬＤＰＣシンボルは、ビットストリームからの２つのビットを含む。各デインターリーバ７２０〜７２４はまた、図２のインターリーバ２３０〜２３４に対して使用されたグループインターリーブパターン等、送信で使用されたインターリーブパターンに基づいてＬＤＰＣシンボルをデインターリーブする。ＬＤＰＣデインターリーバ７２０〜７２４の各々はまた、大きいブロックのデインターリーブプロセスを容易にするためにデータストリームの一部を格納するメモリを有することも可能である。
【００６６】
デインターリーブされた並列ビットストリームの各々は、ＬＤＰＣデコーダ７３０、ＬＤＰＣデコーダ７３２またはＬＤＰＣデコーダ７３４のいずれかに提供される。各ＬＤＰＣデコーダ７３０〜７３４は、好ましくは、ＬＰＤＣシンボルに対して動作する非二進デコーダであり、そこでは、各ＬＤＰＣが、並列ストリームの少なくとも２つのビットを表す。たとえば、各ＬＤＰＣデコーダ７３０〜７３４は４元ＬＤＰＣデコーダであってもよい。各ＬＤＰＣデコーダ７３０〜７３４は、通常、入来データのｋ個のシンボルの大きいブロックに基づいて動作する。各ＬＤＰＣデコーダ７３０〜７３４は、入力におけるｋ個のシンボルのすべてのセットに対して出力において復号されたデータのｎ個のシンボルのセットを生成することに基づき、図６において上述したＬＤＰＣ復号プロセスを用いてＬＤＰＣシンボルを復号する。デコーダ７３０〜７３４の各々は、異なる符号化率（ｎ，ｋ）を用いて動作することができる。好ましい実施形態では、ＬＤＰＣデコーダ７３０の符号化率は、ＬＤＰＣデコーダ７３２の符号化率より大きく、すなわち高く、ＬＤＰＣデコーダ７３２の符号化率は、ＬＤＰＣデコーダ７３４の符号化率より大きい、すなわち高い。各ＬＤＰＣデコーダ７３０〜７３４はまた、出力ＬＤＰＣ復号データストリームの生成のためにＬＰＤＣシンボルのビットへのデマッパも含む。
【００６７】
復号済みデータストリームの各々は、別個の入力としてマルチプレクサ７４０に提供される。マルチプレクサ７４０は、復号済みデータストリームの各々からのビットを結合して、単一の出力ＬＤＰＣ復号データストリームを生成する。マルチプレクサ７４０は、図２のデマルチプレクサ２１０によって使用された逆多重化プロセス等、送信時に適用された逆多重化プロセスに基づいてビットを結合する。
【００６８】
シンボルデマッピングおよびＬＤＰＣ復号を反復して実行してもよいことに留意することが重要である。反復構成では、シンボルデマッパおよびＬＤＰＣデコーダの出力は、ソフト出力値を含むことができる。ソフト出力値は、対数尤度比値等、ビットに対する値の信頼性を表す値である。デマッパ７１０からの出力ソフト値は、デインターリーバ７２０〜７２４を介してＬＤＰＣデコーダ７３０〜７３４の各々に提供される。ＬＤＰＣデコーダ７３０〜７３４における復号に続いて、ソフト出力値は、図示しないインターリーバのセットを介してデマッパ７１０にフィードバックされる。インターリーバは、本質的に、デマッパ７１０に対して適切なフォーマットの値を提示するために、ソフト出力値を再インターリーブする。反復プロセスは、信頼性の値が信頼性閾値に達するかまたはそれを超えるまで、または反復に許可される時間が超過されるまで継続する。反復プロセスに続き、ソフト出力値の最後のセットは、ビットに対するハード値に変換され、マルチプレクサ７４０に提供される。
【００６９】
ここで図８を参照すると、本開示のいくつかの態様によるＬＰＤＣ符号化およびシンボルマッピングのプロセス８００の一実施形態を示す流れ図が示されている。例および説明の目的で、プロセス８００のステップを、主に図２のＬＤＰＣエンコーダおよびシンボルマッパ２００に関連して説明する。プロセス８００のステップを、図１に示す送信機１００等、送信機回路に関連するプロセス全体の一部として実行することができる。さらに、プロセス８００のステップを、ＤＶＢ−ＴまたはＤＶＢ−Ｈ送信機装置等、放送伝送システムの動作および制御全体の一部として含めることができる。プロセス８００のステップは単に例示的なものであり、本開示をいかなるようにも限定するようには意図されていない。
【００７０】
ステップ８１０において、第１の符号化およびインターリーブプロセスを使用して処理されたトランスポートストリーム等の入来ストリームを受け取る。入来ストリームを、デマルチプレクサ２１０等のデマルチプレクサへの入力として提供することができる。ステップ８２０において、受け取った入来ストリームを、逆多重化または分離して２つ以上のサブストリームにする。サブストリームの各々は、入来ストリームの連続部分を含む。サブストリームの配分は、サブストリームの長さの同じかまたは異なる相対的なサイズに等しい、等分であっても不等分であってもよい。
【００７１】
次にステップ８３０において、サブストリームの各々を、ＬＤＰＣ符号化プロセスを用いて個々に符号化する。ＬＤＰＣ符号化プロセスは、二進符号化プロセスであっても非二進符号化プロセスであってもよい。好ましい実施形態では、サブストリームのビットを、ＬＤＰＣシンボルにグループ化し、ＬＤＰＣ符号化プロセスを用いて符号化する。さらに、各サブストリームを、異なる符号化率を用いて符号化し、そこでは、各連続したサブストリームの一連の符号化率は単調に低減している。
【００７２】
次に、ステップ８４０において、各サブストリームをグループインターリーブする。好ましい実施形態では、各サブストリームを、ブロックインターリーブプロセスを用いてグループインターリーブする。ブロックの長さまたはサイズは、ステップ８３０においてＬＤＰＣ符号化プロセスに使用したｎの値と等しくてもよい。さらに、要素の順序は、ステップ８３０で生成したＬＤＰＣシンボルのサイズまたは順序と等しくてもよい。
【００７３】
次に、ステップ８５０において、ステップ８４０におけるインターリーブからのビットまたはシンボルを、シンボルコンステレーションマップにグループマッピングする。また、ステップ８５０において、符号化ステップ８３０が非二進符号化を含んでいた場合、グループマッピングに備えてシンボルをビットのセットに再び分解する。好ましい実施形態では、シンボルマッパ２４０等のシンボルマッパは、サブストリームの各々からのビットのセットを、図３、図４または図５で説明したコンステレーションマップ等のシンボルコンステレーションマップの一部にマッピングする。ステップ８５０におけるグループマッピングは、同相軸に関連するビットｉ０、ｉ１およびｉ２に対するグレイコーディングとともに直交位相軸に関連するビットｑ０、ｑ１およびｑ２に対するグレイコーディングを採用するビットからシンボルへのパターンを利用することができる。さらに、性能の向上を提供するために、信頼性の低いコンステレーションマップのビット位置に対して、ステップ８３０において高い方の符号化率で符号化されたＬＤＰＣ符号化ビットストリームを提供することができる。
【００７４】
ステップ８６０において、変調コンステレーションマップに基づいてマッピングされたシンボルからなる変調信号を、さらなる処理のために提供する。好ましい実施形態では、変調信号を、フレーム化のために、かつ図１で説明したようなＯＦＤＭ変調のためにさらに提供する。
【００７５】
ここで図９を参照すると、本開示のいくつかの態様によるシンボルデマッピングおよびＬＰＤＣ復号のプロセス９００を示す流れ図が示されている。例および説明の目的で、プロセス９００のステップを、主に図７のシンボルデマッパおよびＬＤＰＣデコーダ７００に関して説明する。プロセス９００のステップを、図６に示す受信機６００等の受信機回路に関連するプロセス全体の一部として実行することができる。さらに、プロセス９００のステップを、ＤＶＢ−ＴまたはＤＶＢ−Ｈ等の放送伝送を受信する受信機の動作および制御全体の一部として含めることができる。プロセス９００のステップは単に例示的なものであり、本開示をいかなるようにも限定するようには意図されていない。
【００７６】
ステップ９１０において、データの符号化シンボルのビットストリームからなる入来信号を受け取る。入来信号を、シンボルデマッパ７１０等のデマッパへの入力として提供することができる。ステップ９２０において、受け取った信号のシンボルを検出し、それらシンボルを、いくつかのビットストリームにおける一連のビットにデマッピングする。ステップ９２０におけるデマッピングを、信号送信中に使用された、確立されたシンボルからビットへのグループマッピングに基づいて実行する。好ましい実施形態では、デマッピングは、図３、図４または図５に示すシンボルコンステレーションマップに基づく。ビットストリームの各々は、ＬＤＰＣ符号化プロセスに対する指定された符号率を用いて符号化されたビットを含む。符号率の各々が異なってもよいことに留意することが重要である。
【００７７】
次にステップ９３０において、並列ビットストリームの各々を個々にデインターリーブする。デインターリーブを、図８のステップ８３０のインターリーブ等、信号送信中に使用されたグループインターリーブパターンに基づいて実行する。ステップ９３０におけるデインターリーブは、ＬＤＰＣシンボルを作成するビットからシンボルへのグループ化を含むことも可能である。
【００７８】
次に、ステップ９４０において、ＬＤＰＣビットまたはシンボルのデインターリーブされたストリームの各々を、ＬＤＰＣ復号プロセスを用いて復号する。ＬＤＰＣ復号プロセスは、二進符号化プロセスであっても非二進符号化プロセスであってもよい。好ましい実施形態では、サブストリームの各々を、ＬＤＰＣ復号プロセスを用いて復号する。さらに、各サブストリームを、信号送信中に確立された異なる符号化率を用いて復号し、そこでは、各連続したサブストリームに対する連続した符号化率は単調に低減している。ＬＤＰＣ復号ステップ９４０は、復号済みビットを含むビットストリームのセットを生成するために、ＬＤＰＣシンボル等のシンボルをビットにマッピングすることを含んでもよい。
【００７９】
次に、ステップ９５０において、復号済みビットのストリームを結合して、ＬＤＰＣ復号済みビットの単一ストリームを形成する。ストリームの結合を、ストリームの各々から各連続ビットを結合する等、均等多重化プロセスを使用して行ってもよい。結合を、重み付き多重化プロセスを用いて行ってもよい。重み付き多重化プロセスは、データのサブストリームの各々に対する復号ステップ９４０からの符号化率に基づいてもよい。
【００８０】
ステップ９６０において、さらなる処理のためにＬＤＰＣ復号済み信号を提供する。好ましい実施形態では、さらなるデインターリーブ、リードソロモン復号、および図６において説明したようなデータ復号のために、ＬＤＰＣ復号信号を提供する。
【００８１】
上記実施形態は、ＯＦＤＭ変調とともに、さらにリードソロモン符号化等のブロック符号化プロセスとともにＬＤＰＣ符号化を用いる、符号化変調信号伝送方式を述べている。特に、実施形態は、ビットストリームの別個の部分に対する、４元ＬＤＰＣ符号化等の並列非二進ＬＤＰＣ符号化と、ビットストリームの一部のＬＤＰＣ符号化に適合されたシンボルマッピングプロセスとの使用を述べている。シンボルマッピングは、第１の部分サブストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第１の領域にマッピングし、第２の部分のサブストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第２の領域にマッピングして、シンボルのセットを生成し、通常の比較的高次のマルチシンボルコンステレーションマップの一部で発生するビット信頼性の固有の不均衡を克服する。説明したシンボルマッピングプロセスには、限定されないが、１６−ＱＡＭ変調コンステレーション、６４−ＱＡＭ変調コンステレーションおよび２５６−ＱＡＭ変調コンステレーションが含まれる。実施形態の１つまたは複数の態様の実施により、比較的高次の変調フォーマットを使用する信号に対する全体的な符号化性能の向上および符号化効率の向上という利点が提供される。
【００８２】
上記実施形態は、信号を伝送する装置および方法を述べている。本装置は、符号化回路およびマッピング回路を含む。本装置は、ビットで配置されたデータのストリームを受け取り、データのストリームの一部を含むデータの第１のサブストリームとデータのストリームの第２の部分を含むデータの第２のサブストリームとを生成するデマルチプレクサと、デマルチプレクサに結合され、第１の符号化率で低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて第１のサブストリームを符号化するエンコーダと、デマルチプレクサに結合され、第２の符号化率で低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて第２のサブストリームを符号化する別のエンコーダとともに、２つのエンコーダに結合され、第１の符号化サブストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第１の領域にマッピングし、第２の符号化サブストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第２の領域にマッピングすることにより、シンボルのセットを生成する、シンボルマッパとを有する。あるいは、本装置は、第１のサブストリームのビットを、符号シンボルの第１のセットにグループ化し、第２のサブストリームのビットを、符号シンボルの第２のセットにグループ化してもよい。次いで、本装置は、非二進低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて符号シンボルの第１のセットを符号化し、非二進低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて符号シンボルの第２のセットを符号化してもよく、第２の符号化率より大きい第１の符号化率を用いて符号化してもよい。デマルチプレクサはまた、データのストリームの、データの第２のサブストリームより小さい部分を含む、データの第１のサブストリームを生成してもよい。データの第１のサブストリームに含まれるデータのストリームの小さい方の部分は、第１のエンコーダの符号化率に基づいてもよい。シンボルマッパはまた、第１のエンコーダの符号化率および第２のエンコーダの符号化率に基づいて、第１の符号化サブストリームからのビットのセットと、第２の符号化サブストリームからのビットのセットをマッピングしてもよい。シンボルマッパはまた、第１の領域にマッピングされたビットの方がデータ回復の信頼性が高く、第２の領域にマッピングされたビットの方がデータ回復の信頼性が低いように、符号化率に基づいてビットをマッピングするように動作してもよい。シンボルマッパは、コンステレーションマップの軸を中心とする非グレイスケールコーディングを使用してもよい。本装置はまた、１つのエンコーダとシンボルマッパとに結合され、ブロックインターリーブプロセスを用いて第１のサブストリームをインターリーブするインターリーバと、別のエンコーダに結合されるとともにシンボルマッパにも結合され、ブロックインターリーブプロセスを用いて第２のサブストリームをインターリーブする別のインターリーバとを有していてもよい。最後に、本装置を、ＯＦＤＭ信号伝送システムで使用してもよく、シンボルマッパは、１６ＱＡＭコンステレーションマップ、３２ＱＡＭコンステレーションマップ、６４ＱＡＭコンステレーションマップ、２５６ＱＡＭコンステレーションマップのうちの少なくとも１つを用いてビットを変調シンボルにマッピングしてもよい。
【００８３】
符号化およびマッピングプロセスを使用して信号を伝送する方法も述べている。プロセスは、データビットのストリームを、データビットのストリームの第１の部分を含む第１のサブストリームと、データビットのストリームの第２の部分を含む第２のサブストリームとに逆多重化することと、それに続き、低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて第１のサブストリームおよび第２のサブストリームを符号化することと、それに続き第１の符号化サブストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第１の領域に、第２の符号化サブストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第２の領域にマッピングすることとを含む。本方法はまた、第１のサブストリームおよび第２のサブストリームのビットを符号シンボルのセットにグループ化することを含んでいてもよい。符号化プロセスは、非二進低密度パリティ検査符号化プロセスを使用して符号化することを含んでいてもよく、あるいは、第２のサブストリームに対する符号化率より大きい符号化率で第１のサブストリームを符号化することを含んでいてもよい。第１のサブストリームは、データのストリームの、データの第２のサブストリームより小さい部分を含んでいてもよい。データの第１のサブストリームに含まれるデータのストリームの小さい方の部分は、第１のサブストリームの符号化率に基づく。マッピングは、第１のサブストリームの符号化率および第２のサブストリームの符号化率に基づいてもよい。第１の領域にマッピングされるビットの方が、その結果、データ回復の信頼性が高くてもよく、第２の領域にマッピングされるビットの方が、その結果、データ回復の信頼性が低くてもよい。マッピングは、シンボルコンステレーションマップの軸を中心とする非グレイスケールコーディングを用いてビットを変調シンボルにマッピングしてもよい。マッピングはまた、１６ＱＡＭコンステレーションマップ、３２ＱＡＭコンステレーションマップ、６４ＱＡＭコンステレーションマップ、２５６ＱＡＭコンステレーションマップのうちの少なくとも１つを用いてビットを変調シンボルにマッピングすることを可能にしてもよい。本方法はまた、第１のサブストリームおよび第２のサブストリームをブロックインターリーブすることを含んでいてもよい。
【００８４】
最後に、データビットのストリームを、データビットのストリームの第１の部分を含む第１のサブストリームとデータビットのストリームの第２の部分を含む第２のサブストリームとに逆多重化する機能と、それに続き、低密度パリティ検査符号化プロセスを用いて第１のサブストリームおよび第２のサブストリームを符号化する機能と、それに続き、第１の符号化サブストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第１の領域に、第２の符号化サブストリームからのビットのセットをシンボルコンステレーションマップの第２の領域にマッピングする機能とを実施する装置を述べている。方法はまた、第１のサブストリームおよび第２のサブストリームのビットを符号シンボルのセットにグループ化することを含んでいてもよい。符号化プロセスは、非二進低密度パリティ検査符号化プロセスを使用して符号化することを含んでいてもよく、あるいは第２のサブストリームの符号化率より大きい符号化率で第１のサブストリームを符号化することを含んでいてもよい。第１のサブストリームは、データのストリームの、データの第２のサブストリームより小さい部分を含んでいてもよい。データの第１のサブストリームに含まれるデータのストリームの小さい方の部分は、第１のサブストリームの符号化率に基づく。マッピングは、第１のサブストリームの符号化率および第２のサブストリームの符号化率に基づいてもよい。第１の領域にマッピングされるビットの方が、その結果、データ回復の信頼性が高くてもよく、第２の領域にマッピングされるビットの方が、その結果、データ回復の信頼性が低いてもよい。マッピングは、シンボルコンステレーションマップの軸を中心とする非グレイスケールコーディングを用いてビットを変調シンボルにマッピングしてもよい。マッピングはまた、１６ＱＡＭコンステレーションマップ、３２ＱＡＭコンステレーションマップ、６４ＱＡＭコンステレーションマップ、２５６ＱＡＭコンステレーションマップのうちの少なくとも１つを用いてビットを変調シンボルにマッピングすることを可能にしてもよい。本方法はまた、第１のサブストリームおよび第２のサブストリームをブロックインターリーブすることを含んでいてもよい。本装置を、ＯＦＤＭ信号伝送システムで使用してもよく、本明細書に記載したいかなる手段を用いて実施してもよい。本装置を、１つまたは複数の集積回路で実装してもよい。機能的動作のうちのいくつかまたはすべてを、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、またはソフトウェアもしくはファームウェアを実行するコンピュータタイプデバイスを使用して具現化してもよい。
【００８５】
上述した実施形態は、さまざまな変更および代替的形態が可能であり得るが、特定の実施形態を、図面において例として示し、本明細書において詳細に説明した。しかしながら、本開示は、開示した特定の形態に限定されるように意図されていないことを理解されたい。むしろ、本開示は、以下の添付の特許請求の範囲によって規定されるような開示の範囲内にあるすべての変更、均等物および代替物をすべて包含するものである。
【図１】
2013502095.tif 000003
【図２】
2013502095.tif 000004
【図３】
2013502095.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013502095.tif 000009
【図８】
2013502095.tif 000010
【図９】
2013502095.tif 000011
【国際調査報告】
2013502095.tif 000012
2013502095.tif 000013
2013502095.tif 000014