特許 6366946 送信装置、受信装置、デジタル放送システム及びチップ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6366946

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】送信装置、受信装置、デジタル放送システム及びチップ

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/34 20060101AFI20180723BHJP

【ＦＩ】

   H04L27/34

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-19570(P2014-19570)

(22)【出願日】2014年2月4日

(65)【公開番号】特開2015-89096(P2015-89096A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2017年1月6日

(31)【優先権主張番号】特願2013-199970(P2013-199970)

(32)【優先日】2013年9月26日

(33)【優先権主張国】JP

【権利譲渡・実施許諾】特許権者において、実施許諾の用意がある。

(73)【特許権者】

【識別番号】000004352

【氏名又は名称】日本放送協会

(74)【代理人】

【識別番号】110001564

【氏名又は名称】フェリシテ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】蔀 拓也

(72)【発明者】

【氏名】朝倉 慎悟

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 進

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 知弘

(72)【発明者】

【氏名】澁谷 一彦

(72)【発明者】

【氏名】高田 政幸

(72)【発明者】

【氏名】中村 直義

(72)【発明者】

【氏名】実井 仁

(72)【発明者】

【氏名】本田 円香

(72)【発明者】

【氏名】成清 善一

(72)【発明者】

【氏名】宮坂 宏明

【審査官】 阿部 弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０８１８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０７４５２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１６１７８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１５４７５５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ２７／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力ビット列に対して所定符号化率で誤り訂正符号化処理を適用する誤り訂正符号化部と、
ＩＱ平面において定義される理想的なシンボル座標を用いて、奇数ビットを表すシンボルを前記ＩＱ平面にマッピングするマッピング部とを備え、
前記奇数ビットのうち上位２ビットは、前記ＩＱ平面上の象限と対応付けられており、
前記理想的なシンボル座標は、前記所定符号化率に応じて最適化されており、かつ、前記ＩＱ平面上で同心円上から外れる位置を取り得るように各シンボル座標が最適化されていることを特徴とする送信装置。

【請求項2】

ＩＱ平面において定義される理想的なシンボル座標を用いて、前記ＩＱ平面にマッピングされたシンボルを奇数ビットにデマッピングするデマッピング部を備え、
前記奇数ビットのうち上位２ビットは、前記ＩＱ平面上の象限と対応付けられており、
前記理想的なシンボル座標は、送信装置で適用される誤り訂正符号化処理で用いる所定符号化率に応じて最適化されており、かつ、前記ＩＱ平面上で同心円上から外れる位置を取り得るように各シンボル座標が最適化されていることを特徴とする受信装置。

【請求項3】

受信装置に搭載されるチップであって、
ＩＱ平面において定義される理想的なシンボル座標を用いて、前記ＩＱ平面にマッピングされたシンボルを奇数ビットにデマッピングするデマッピング部を備え、
前記奇数ビットのうち上位２ビットは、前記ＩＱ平面上の象限と対応付けられており、
前記理想的なシンボル座標は、送信装置で適用される誤り訂正符号化処理で用いる所定符号化率に応じて最適化されており、かつ、前記ＩＱ平面上で同心円上から外れる位置を取り得るように各シンボル座標が最適化されていることを特徴とするチップ。

【請求項4】

送信装置及び受信装置を備えるデジタル放送システムであって、
前記送信装置は、
入力ビット列に対して所定符号化率で誤り訂正符号化処理を適用する誤り訂正符号化部と、
ＩＱ平面において定義される理想的なシンボル座標を用いて、奇数ビットを表すシンボルを前記ＩＱ平面にマッピングするマッピング部とを備え、
前記受信装置は、
前記理想的なシンボル座標を用いて、前記ＩＱ平面にマッピングされたシンボルを奇数ビットにデマッピングするデマッピング部を備え、
前記奇数ビットのうち上位２ビットは、前記ＩＱ平面上の象限と対応付けられており、
前記理想的なシンボル座標は、前記所定符号化率に応じて最適化されており、かつ、前記ＩＱ平面上で同心円上から外れる位置を取り得るように各シンボル座標が最適化されていることを特徴とするデジタル放送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送信装置、受信装置、デジタル放送システム及びチップに関する。

【背景技術】

【0002】

日本における地上デジタル放送方式であるＩＳＤＢ-Ｔ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ - Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ）方式では、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＤＱＰＳＫなどのキャリア変調方式が用いられている。すなわち、ＩＳＤＢ−Ｔでは、偶数ビットを表すシンボルをＩＱ平面にマッピングするキャリア変調方式が採用されている（例えば、非特許文献１）。

【0003】

また、偶数ビットを表すシンボルをＩＱ平面にマッピングする場合において、各シンボルの座標を格子の交点に均等に配置せずに、不均一に配置することによって、各シンボルの受信特性を向上する技術が提案されている（例えば、非特許文献２，３）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式 標準規格」 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３1

【非特許文献2】“Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈ−ｏｒｄｅｒ ｎｏｎ−ｕｎｉｆｏｒｍ ＱＡＭ Ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｓ”、Ｊ．Ｚｏｅｌｌｎｅｒ， Ｎ．Ｌｏｇｈｉｎ、ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ２０１３

【非特許文献3】Ｇ．Ｃａｉｒｅ”Ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｂｉｔ−ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ ｃｈａｎｎｅｌｓ”，ＩＥＥＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．３２，ｎｏ．１２，Ｊｕｎ．１９９６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、次世代地上放送方式では、奇数ビットを表すシンボルをＩＱ平面にマッピングするケースについて検討されている。このように、奇数ビットを表すシンボルをＩＱ平面にマッピングするケースにおいて、受信特性を改善する点については、現時点では何ら検討されていない。

【0006】

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、奇数ビットを表すシンボルをＩＱ平面にマッピングするケースにおいて、受信特性を改善することを可能とする送信装置、受信装置、デジタル放送システム及びチップ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】

【0007】

第１の特徴は、入力ビット列に対して所定符号化率で誤り訂正符号化処理を適用する誤り訂正符号化部と、ＩＱ平面において定義される理想的なシンボル座標を用いて、奇数ビットを表すシンボルを前記ＩＱ平面にマッピングするマッピング部とを備える送信装置であって、前記理想的なシンボル座標は、前記所定符号化率に応じて最適化されることを要旨とする。

【0008】

第２の特徴は、ＩＱ平面において定義される理想的なシンボル座標を用いて、前記ＩＱ平面にマッピングされたシンボルを奇数ビットにデマッピングするデマッピング部を備える受信装置であって、前記理想的なシンボル座標は、送信装置で適用される誤り訂正符号化処理で用いる所定符号化率に応じて最適化されることを要旨とする。

【0009】

第３の特徴は、ＩＱ平面において定義される理想的なシンボル座標を用いて、前記ＩＱ平面にマッピングされたシンボルを奇数ビットにデマッピングするデマッピング部を備える受信装置に搭載されるチップであって、前記理想的なシンボル座標は、送信装置で適用される誤り訂正符号化処理で用いる所定符号化率に応じて最適化されることを要旨とする。

【0010】

第４の特徴は、送信装置及び受信装置を備えるデジタル放送システムであって、前記送信装置は、入力ビット列に対して所定符号化率で誤り訂正符号化処理を適用する誤り訂正符号化部と、ＩＱ平面において定義される理想的なシンボル座標を用いて、奇数ビットを表すシンボルを前記ＩＱ平面にマッピングするマッピング部とを備え、前記受信装置は、前記理想的なシンボル座標を用いて、前記ＩＱ平面にマッピングされたシンボルを奇数ビットにデマッピングするデマッピング部を備え、前記理想的なシンボル座標は、前記所定符号化率に応じて最適化されることを要旨とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、奇数ビットを表すシンボルをＩＱ平面にマッピングするケースにおいて、受信特性を改善することを可能とする送信装置、受信装置、デジタル放送システム及びチップを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第１実施形態に係る送信装置１０を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る受信装置２０を示すブロック図である。

【図3】図３は、従来例に係る理想的なシンボル座標を示す図である。

【図4】図４は、実施例に係る理想的なシンボル座標を示す図である。

【図5】図５は、実施例に係る理想的なシンボル座標を示す図である。

【図6】図６は、実施例に係る理想的なシンボル座標を示す図である。

【図7】図７は、実施例に係る理想的なシンボル座標を示す図である。

【図8】図８は、実施例に係る理想的なシンボル座標を示す図である。

【図9】図９は、実施例に係る理想的なシンボル座標を示す図である。

【図10】図１０は、実施例に係る理想的なシンボル座標を示す図である。

【図11】図１１は、実施例に係る理想的なシンボル座標を示す図である。

【図12】図１２は、実施例に係る理想的なシンボル座標を示す図である。

【図13】図１３は、実施例に係る理想的なシンボル座標を示す図である。

【図14】図１４は、実施例に係る理想的なシンボル座標を示す図である。

【図15】図１５は、評価結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

【0014】

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

【0015】

［実施形態の概要］
第１に、実施形態に係る送信装置は、入力ビット列に対して所定符号化率で誤り訂正符号化処理を適用する誤り訂正符号化部と、ＩＱ平面において定義される理想的なシンボル座標を用いて、奇数ビットを表すシンボルを前記ＩＱ平面にマッピングするマッピング部とを備える。前記理想的なシンボル座標は、所定符号化率に応じて最適化される。

【0016】

第２に、実施形態に係る受信装置は、ＩＱ平面において定義される理想的なシンボル座標を用いて、前記ＩＱ平面にマッピングされたシンボルを奇数ビットにデマッピングするデマッピング部を備える。前記理想的なシンボル座標は、送信装置で適用される誤り訂正符号化処理で用いる所定符号化率に応じて最適化される。

【0017】

実施形態では、理想的なシンボル座標は、所定符号化率に応じて最適化される。言い換えると、理想的なシンボル座標は、所定符号化率によって定まる所要キャリアノイズ比に応じて最適化される。従って、奇数ビットを表すシンボルをＩＱ平面にマッピングするケースにおいて、受信特性を改善することができる。

【0018】

また、偶数ビットを表すシンボルのマッピングのみを利用できる伝送システムでは、例えば、マッピングとして１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭを利用可能である場合に、１６ＱＡＭから６４ＱＡＭにマッピングを変更すると、シンボルの間隔は、Ｉ軸及びＱ軸方向で約１／２となり、エラーフリーが得られるＣ／Ｎ比、いわゆる所要Ｃ／Ｎ比が約６ｄＢ劣化する。これに対して、実施形態では、マッピングとして、奇数ビットを表すシンボルのマッピングを導入しているため、３２ＱＡＭを利用することができる。従って、１６ＱＡＭと６４ＱＡＭとの間の中間的な伝送特性を利用することができ、幅広いキャリアノイズ比（Ｃ／Ｎ比）に対応できる柔軟な伝送システムを実現することができる。

【0019】

［第１実施形態］
（デジタル放送システム）
以下において、第１実施形態に係るデジタル放送システムについて説明する。図１は、第１実施形態に係る送信装置１０を示すブロック図であり、図２は、第１実施形態に係る受信装置２０を示すブロック図である。デジタル放送システムは、送信装置１０及び受信装置２０を備える。

【0020】

実施形態において、デジタル放送システムは、次世代地上放送方式に対応するデジタル放送システムである。例えば、デジタル放送システムでは、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術が適用される。デジタル放送システムでは、送信装置１０から受信装置２０に対して、複数の階層に属する階層化データ（例えば、１セグメント、１３セグメント）が送信される。

【0021】

図１に示すように、送信装置１０は、インターフェース部１１と、誤り訂正符号化部１２と、インターリーブ部１３と、マッピング部１４と、直交変調部１５とを備える。送信装置１０は、例えば、放送局等に設けられる。

【0022】

インターフェース部１１は、映像・音声などの入力データを受け付ける。入力データは、所定フォーマットを有するＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）などである。

【0023】

誤り訂正符号化部１２は、入力データを構成する入力ビット列に対して所定符号化率で誤り訂正符号化処理を適用する。具体的には、誤り訂正符号化部１２は、所定ビット数のデータに誤り訂正符号を付与して、所定長の誤り訂正ブロックを生成する。複数の誤り訂正ブロックによってデータフレームが構成される。

【0024】

インターリーブ部１３は、データフレームを構成するビット列の並び換え処理（インターリーブ処理）を行う。インターリーブ処理は、時間軸及び周波数軸上などにおいて所定法則に従ってビット列を並べ替える処理である。

【0025】

マッピング部１４は、ＩＱ平面において定義される理想的なシンボル座標を用いて、インターリーブ処理が施されたビット列（すなわち、誤り訂正符号化処理が適用されたビット列）をＩＱ平面にマッピングする処理（キャリア変調処理）を行う。第１実施形態では、ＩＱ平面にマッピングされる１シンボルは、奇数ビットを表している。言い換えると、キャリア変調処理は、例えば、３２ＱＡＭ（１シンボル当たり５ビット）、１２８ＱＡＭ（１シンボル当たり７ビット）、５１２ＱＡＭ（１シンボル当たり９ビット）などである。

【0026】

マッピング部１４は、誤り訂正符号化処理で用いる所定符号化率に応じて最適化される理想的なシンボルを用いる。言い換えると、マッピング部１４は、所定符号化率によって定まる所要キャリアノイズ比（Ｃ／Ｎ比）に応じて最適化される理想的なシンボルを用いる。以下において、理想的なシンボルの最適化の観点では、所定符号化率とキャリアノイズ比（Ｃ／Ｎ比）は同義であると考えてもよい。詳細については後述するが、理想的なシンボル座標は、均等に配置される格子の交点ではなくて、不均一に配置されることが好ましい。

【0027】

直交変調部１５は、マッピング部１４から出力されるシンボルに基づいて、キャリア変調を行う。ＯＦＤＭ伝送を行う伝送システムの場合、直交変調部１５は、所定数のサブキャリア（周波数軸）及び所定数のシンボル数（時間軸）によって定義されるＯＦＤＭフレーム（伝送フレーム）を生成する。直交変調部１５は、ＯＦＤＭフレームを構成する各シンボルの直交変調を行って無線信号Ｔｘを生成する。直交変調部１５は、１つのアンテナ又は複数のアンテナを用いて、無線信号Ｔｘを受信装置２０に送信する。

【0028】

ここで、ＯＦＤＭフレーム（伝送フレーム）は、ＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号、ＡＣ（Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌ）信号等の制御信号を含む。例えば、ＴＭＣＣ信号は、複数の階層のそれぞれの伝送パラメータ（変調方式、セグメント数、符号化率等）を示す信号、ＯＦＤＭフレーム（伝送フレーム）の同期をとるための同期信号を含む。

【0029】

図２に示すように、受信装置２０は、直交復調部２１と、デマッピング部２２と、デインターリーブ部２３と、誤り訂正部２４と、インターフェース部２５とを備える。受信装置２０は、例えば、家庭内に固定的に設置される受像器、ユーザが持ち運び可能な移動端末に設けられる。

【0030】

直交復調部２１は、１つのアンテナ又は複数のアンテナを用いて、無線信号Ｒｘを受信する。直交復調部２１は、無線信号Ｒｘの直交復調を行って、受信シンボルを取得する。ＯＦＤＭ伝送を行う伝送システムの場合、直交復調部２１は、所定数のサブキャリア（周波数軸）及び所定数のシンボル数（時間軸）によって定義されるＯＦＤＭフレーム（伝送フレーム）を取得する。ＯＦＤＭフレーム（伝送フレーム）の同期は、上述したＴＭＣＣ信号によって行われる。

【0031】

デマッピング部２２は、ＩＱ平面において定義される理想的なシンボル座標を用いて、ＩＱ平面にマッピングされたシンボルをビット列に対応する尤度比にデマッピングする処理（キャリア復調処理）を行う。第１実施形態では、上述したように、ＩＱ平面にマッピングされる１シンボルは、奇数ビットを表している。言い換えると、キャリア復調処理は、例えば、３２ＱＡＭ（１シンボル当たり５ビット）、１２８ＱＡＭ（１シンボル当たり７ビット）、５１２ＱＡＭ（１シンボル当たり９ビット）などである。

【0032】

デマッピング部２２は、誤り訂正符号化処理で用いる所定符号化率に応じて最適化される理想的なシンボル座標を用いる。言い換えると、デマッピング部２２は、所定符号化率によって定まる所要キャリアノイズ比（Ｃ／Ｎ比）に応じて最適化される理想的なシンボルを用いる。詳細については後述するが、理想的なシンボル座標は、上述したように、均等に配置される格子の交点ではなくて、不均一に配置されることが好ましい。

【0033】

デインターリーブ部２３は、デマッピング部２２から出力されるビット列に対応する尤度比などの並び換え処理（デインターリーブ処理）を行う。デインターリーブ処理は、時間軸及び周波数軸上などにおいて所定法則に従ってビット列を並べ替える処理である。

【0034】

誤り訂正部２４は、デインターリーブ部２３から出力されるビット列に対応する尤度比などから誤り訂正ブロックを抽出する。誤り訂正部２４は、誤り訂正ブロックの誤り訂正を行う。

【0035】

インターフェース部２５は、誤り訂正部２４によって誤り訂正が施されたビット列に基づいて、映像・音声などの出力データを出力する。出力データは、所定フォーマットを有するＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）などである。

【0036】

（ＢＩＣＭキャパシティの算出）
以下において、第１実施形態に係るＢＩＣＭ（Ｂｉｔ−Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｃｏｄｅｄ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）キャパシティの算出について説明する。ここでは、マッピング処理を行うビット数ｍ＝５、マッピングシンボル数Ｎ＝３２の場合について説明する。Ｎ＝２^ｍである。ＢＩＣＭキャパシティを算出するＡＷＧＮ伝送路のＣ／Ｎ比はＡｄＢである。

【0037】

第１に、理想的なシンボル座標を（Ｉｎ，Ｑｎ）で表す。ｎは、１≦ｎ≦Ｎの条件を満たす整数である。シンボル座標の平均電力Ｐは、以下の式のように、Ｐ＝１に正規化される。

【0038】

【数1】

【0039】

第２に、ランダムなビット列（２３次ＰＮ符号など）を生成して、生成されたビット列からｍビットを取り出して、取り出されたｍビットのマッピングを行う。

【0040】

ここでは、ｍビットとシンボル座標（Ｉｎ，Ｑｎ）は、以下に示す通りである。但し、実施形態は、これに限定されるものではない。

【0041】

ｍビットが０００００の場合→（Ｉ１，Ｑ１）
ｍビットが００００１の場合→（Ｉ２，Ｑ２）
・・・
ｍビットが１１１１１の場合→（Ｉ３２，Ｑ３２）

【0042】

第３に、理想的なシンボル座標を（Ｉｋ，Ｑｋ）で表す。ｋは、後述する繰り返し回数であり、１≦ｋ≦Ｋの条件を満たす整数である。

【0043】

第４に、理想的なシンボル座標（Ｉｋ，Ｑｋ）を“ｚ”で表す。ｚは、複素数であり、ｚの平均電力Ｐ＝１である。

【0044】

第５に、Ｃ／Ｎ比（ＡｄＢ）のＡＷＧＮ伝送路で発生する雑音信号を“ｕ”で表す。ｕは、複素数であり、ｕの平均電力Ｐｕは、Ｐｕ＝１０＾（−Ａ／１０）で表される。ｕのＩ成分及びｕのＱ成分は、それぞれ、平均＝０及び分散＝Ｐｕ／２のガウス分布を有する。

【0045】

第６に、Ｃ／Ｎ比（ＡｄＢ）のＡＷＧＮ伝送路を信号が通過した場合に、受信信号ｙをｙ＝ｚ＋ｕの式に従って生成する。ｙは、複素数である。

【0046】

第７に、受信信号ｙについて、ＢＩＣＭキャパシティＣ＾を算出する。

【0047】

【数2】

【0048】

上述したＢＩＣＭキャパシティの算出をＫ回に亘って繰り返して、ＢＩＣＭキャパシティＣ＾の平均値Ｃを算出する。繰り返し回数（サンプル数）Ｋは、マッピングシンボル数Ｎよりも十分に大きな値である（Ｎ＜＜Ｋ）。

【0049】

このようにして算出された平均値Ｃは、Ｃ／Ｎ比（ＡｄＢ）のＡＷＧＮ伝送路におけるシンボル位置（Ｉｎ，Ｑｎ）のＢＩＣＭキャパシティである。

【0050】

（シンボル座標の最適化）
以下において、第１実施形態に係るシンボル座標の最適化について説明する。ここでは、マッピング処理を行うビット数ｍ＝５、マッピングシンボル数Ｎ＝３２の場合について説明する。Ｎ＝２^ｍである。ＢＩＣＭキャパシティを算出するＡＷＧＮ伝送路のＣ／Ｎ比はＡｄＢである。

【0051】

また、上位２ビットは、Ｉ／Ｑ平面上の象限を特定するために使用される。例えば、上位２ビットは、以下のように、Ｉ／Ｑ平面上の象限と対応付けられる。

【0052】

００⇒第１象限（Ｉ＋，Ｑ＋）
０１⇒第４象限（Ｉ＋，Ｑ−）
１０⇒第２象限（Ｉ−，Ｑ＋）
１１⇒第３象限（Ｉ−，Ｑ−）

【0053】

ｍビットのうち、残りの下位ビット（ｍ−２）ビットは、Ｉ軸成分の振幅及びＱ軸成分の振幅を規定する。例えば、残りの下位ビット（ｍ−２）ビットは、以下のように、Ｉ軸成分の振幅及びＱ軸成分の振幅と対応付けられる。

【0054】

０００⇒（１，１）
００１⇒（３，１）
０１０⇒（３，５）
０１１⇒（５，１）
１００⇒（１，３）
１０１⇒（３，３）
１１０⇒（１，５）
１１１⇒（５，３）

【0055】

このようなシンボル座標が格子の交点に均等に配置される場合には、シンボル座標とビット列との対応関係は、図３に示す通りである。

【0056】

実際には、各シンボル座標の平均電力が１となるように正規化される。従って、Ｉ軸成分の振幅及びＱ軸成分の振幅に規格化係数（１／√２０）を乗算した値が実際のＩ軸成分の振幅及びＱ軸成分の振幅となる。

【0057】

ここで、上述した下位３ビットによって表現される８通りの（Ｉ，Ｑ）の値を（Ｉ１，Ｑ１），（Ｉ２，Ｑ２），…（Ｉ８，Ｑ８）で表す。これらの振幅値を１次元ベクトルｖとして、以下のように定義する。ｖは、２^{（ｍ−２）}×２次元ベクトルであり、ｍ＝５である場合には、ｖは、１６次元ベクトルである。

【0058】

ｖ＝（Ｉ１，Ｑ１，Ｉ２，Ｑ２，…，Ｉ８，Ｑ８）

【0059】

以下において、１６次元ベクトルの値を最適化して、ＢＩＣＭキャパシティを最大化することを考える。１６次元ベクトルの各要素は、０以上の正の値である。ここで、評価関数は、ＢＩＣＭキャパシティＣである。制約条件は、シンボル座標の平均電力Ｐ＝１となることであり、以下の式によって表される。以下の式では、第一象限のみで平均電力を算出しているため、Ｎ／４となっている。

【0060】

【数3】

【0061】

ここで、評価関数であるＢＩＣＭキャパシティＣは、導関数を求めることができないため、勾配法を用いて評価関数の最適化を行うことが困難である。このため、直接探索法である、遺伝的アルゴリズムを用いて、最適解の探索を行う。

【0062】

例えば、遺伝的アルゴリズムとしては、単峰性正規分布交叉ＵＮＤＸを用いた実数値ＧＡによる関数最適化を用いることができる（例えば、単峰性正規分布交叉ＵＮＤＸを用いた実数値GAによる関数最適化を参照）。このようなアルゴリズムは、多峰性及び非線形性の強い関数を最適化する手法として、レンズ設計問題などに適用されることが多い。但し、遺伝的アルゴリズムは、特に限定されるものではなく、他の既知の手法を用いてもよい。

【0063】

（作用及び効果）
第１実施形態では、所定符号化率に応じて最適化される。言い換えると、理想的なシンボル座標は、所定符号化率によって定まる所要キャリアノイズ比に応じて最適化される。従って、奇数ビットを表すシンボルをＩＱ平面にマッピングするケースにおいて、受信特性を改善することができる。

【0064】

［実施例］
以下において、実施例について説明する。上述したシンボル座標の最適化に従って、キャリアノイズ比（Ｃ／Ｎ比）に応じて、理想的なシンボル座標を最適化した結果について説明する。ここでは、マッピング処理を行うビット数ｍ＝５、マッピングシンボル数Ｎ＝３２の場合について、理想的なシンボル座標を算出した。具体的には、図４〜図１４に示すように、１ｄＢ刻みでＣ／Ｎ比が５ｄＢ〜１５ｄＢである場合において、Ｃ／Ｎ比に応じて最適化された理想的なシンボル座標を演算した。図４〜図１４において、図４〜図１４において、“ビット列”は、下位３ビットを示しており、“Ｉ”及び“Ｑ”は、Ｉ軸成分の振幅及びＱ軸成分の振幅を示している。

【0065】

図４〜図１４に示すように、各シンボル座標が格子の交点に均等に配置される図３と比べて、理想的なシンボル座標は、不均一に配置されることに留意すべきである。Ｃ／Ｎ比が大きいほど、各シンボル座標の不均一さが緩和されることに留意すべきである。

【0066】

ここで、図１５は、図３に示すケース（最適化前）及び図４〜図１４（最適化後）について、受信特性（ＢＩＣＭキャパシティ）を評価した結果を示す。図１５に示すように、キャリアノイズ比に依存せずに理想的なシンボル座標を定めるケース（図３）と比べて、理想的なシンボル座標をキャリアノイズ比に応じて最適化することによって、受信特性（ＢＩＣＭキャパシティ）が改善することが確認された。

【0067】

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

【0068】

実施形態では、奇数ビットを表すシンボルをＩＱ平面にマッピングするケースについて主として説明したが、実施形態は、これに限定されるものではない。奇数ビットを表すシンボルをＩＱ平面にマッピングするケースに加えて、偶数ビットを表すシンボルをＩＱ平面にマッピングするケースにおいても、理想的なシンボル座標がキャリアノイズ比に応じて最適化されてもよい。

【0069】

実施形態では特に明示していないが、上述した実施形態は、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術が用いられるシステムだけではなくて、ＭＩＳＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術又はＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術が用いられるシステムに適用されてもよい。

【0070】

実施形態では特に触れていないが、送信装置１０及び受信装置２０が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。

【0071】

或いは、送信装置１０及び受信装置２０が行う各処理を実行するためのプログラムを記憶するメモリ及びメモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成されるチップが提供されてもよい。

【符号の説明】

【0072】

１０…送信装置、１１…インターフェース部、１２…誤り訂正符号化部、１３…インターリーブ部、１４…マッピング部、１５…直交変調部、２０…受信装置、２１…直交復調部、２２…デマッピング部、２３…デインターリーブ部、２４…誤り訂正部、２５…インターフェース部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】