特開 2023-153282 送受信システム、及び、送受信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023153282

(43)【公開日】2023-10-17

(54)【発明の名称】送受信システム、及び、送受信方法

(51)【国際特許分類】

   H03M 13/19 20060101AFI20231005BHJP

【ＦＩ】

H03M13/19

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023134679

(22)【出願日】2023-08-22

(62)【分割の表示】P 2022118890の分割

【原出願日】2017-10-31

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２９年度、総務省、委託研究「地上テレビジョン放送の高度化技術に関する研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000002185

【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121131

【弁理士】

【氏名又は名称】西川 孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082131

【弁理士】

【氏名又は名称】稲本 義雄

(74)【代理人】

【識別番号】100168686

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 勇介

(72)【発明者】

【氏名】山本 真紀子

(72)【発明者】

【氏名】篠原 雄二

(57)【要約】

【課題】LDPC符号を用いたデータ伝送において、良好な通信品質を確保する。
【解決手段】符号長Nが17280ビットであり、符号化率rが13/16のLDPC符号の検査行列に基づき、LDPC符号化が行われる。LDPC符号は、情報ビットとパリティビットを含み、検査行列は、情報ビットに対応する情報行列及びパリティビットに対応するパリティ行列を含む。情報行列は、検査行列初期値テーブルによって表され、検査行列初期値テーブルは、情報行列の1の要素の位置を360列ごとに表すテーブルであり、所定のテーブルになっている。本技術は、例えば、LDPC符号を用いたデータ伝送等に適用できる。
【選択図】図２１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

符号長Nが17280ビットであり、符号化率rが13/16のLDPC符号の検査行列に基づき、LDPC符号化を行う符号化部を備える送信装置と、
前記LDPC符号を復号する復号部を備える受信装置と
を備え、
前記LDPC符号は、情報ビットとパリティビットを含み、
前記検査行列は、前記情報ビットに対応する情報行列部及び前記パリティビットに対応するパリティ行列部を含み、
前記情報行列部は、検査行列初期値テーブルによって表され、
前記検査行列初期値テーブルは、前記情報行列部の1の要素の位置を360列ごとに表すテーブルであって、
225 274 898 916 1020 1055 1075 1179 1185 1343 1376 1569 1828 1972 2852 2957 3183
548 602 628 928 1077 1474 1557 1598 1935 1981 2110 2472 2543 2594 2721 2884 2981
59 69 518 900 1158 1325 1367 1480 1744 2069 2119 2406 2757 2883 2914 2966 3232
1330 1369 1712 2133 2206 2487 2596 2606 2612 2666 2726 2733 2754 2811 2948 3030
391 542 689 748 810 1716 1927 2006 2296 2340 2357 2514 2797 2887 2896 3226
256 410 799 1126 1377 1409 1518 1619 1829 2037 2303 2324 2472 2475 2874 2992
862 1522 1905
809 842 945
561 1001 2857
2132 2592 2905
217 401 1894
11 30 1860
210 1188 2418
1372 2273 2455
407 2537 2962
939 2401 2677
2521 3077 3173
1374 2250 2423
23 188 1320
472 714 2144
2727 2755 2887
1814 2824 2852
148 1695 1845
595 1059 2702
1879 2480 2578
17 411 559
146 783 2154
951 1391 1979
1507 1613 3106
642 882 2356
1008 1324 3125
196 1794 2474
1129 1544 2931
765 1681 2591
1550 1936 3048
1596 1607 2794
156 1053 2926
1246 1996 3179
348 752 1943
である
送受信システム。

【請求項2】

符号長Nが17280ビットであり、符号化率rが13/16のLDPC符号の検査行列に基づき、LDPC符号化を行う符号化ステップと、
前記LDPC符号を復号する復号ステップと
を備え、
前記LDPC符号は、情報ビットとパリティビットを含み、
前記検査行列は、前記情報ビットに対応する情報行列部及び前記パリティビットに対応するパリティ行列部を含み、
前記情報行列部は、検査行列初期値テーブルによって表され、
前記検査行列初期値テーブルは、前記情報行列部の1の要素の位置を360列ごとに表すテーブルであって、
225 274 898 916 1020 1055 1075 1179 1185 1343 1376 1569 1828 1972 2852 2957 3183
548 602 628 928 1077 1474 1557 1598 1935 1981 2110 2472 2543 2594 2721 2884 2981
59 69 518 900 1158 1325 1367 1480 1744 2069 2119 2406 2757 2883 2914 2966 3232
1330 1369 1712 2133 2206 2487 2596 2606 2612 2666 2726 2733 2754 2811 2948 3030
391 542 689 748 810 1716 1927 2006 2296 2340 2357 2514 2797 2887 2896 3226
256 410 799 1126 1377 1409 1518 1619 1829 2037 2303 2324 2472 2475 2874 2992
862 1522 1905
809 842 945
561 1001 2857
2132 2592 2905
217 401 1894
11 30 1860
210 1188 2418
1372 2273 2455
407 2537 2962
939 2401 2677
2521 3077 3173
1374 2250 2423
23 188 1320
472 714 2144
2727 2755 2887
1814 2824 2852
148 1695 1845
595 1059 2702
1879 2480 2578
17 411 559
146 783 2154
951 1391 1979
1507 1613 3106
642 882 2356
1008 1324 3125
196 1794 2474
1129 1544 2931
765 1681 2591
1550 1936 3048
1596 1607 2794
156 1053 2926
1246 1996 3179
348 752 1943
である
送受信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、送受信システム、及び、送受信方法に関し、特に、例えば、LDPC符号を用いたデータ伝送において、良好な通信品質を確保することができるようにする送受信システム、及び、送受信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

LDPC(Low Density Parity Check)符号は、高い誤り訂正能力を有し、近年では、例えば、欧州等のDVB(Digital Video Broadcasting)-S.2や、DVB-T.2、DVB-C.2、米国等のATSC(Advanced Television Systems Committee)3.0等のディジタル放送等の伝送方式に広く採用されている（例えば、非特許文献１を参照）。

【0003】

LDPC符号は、近年の研究により、ターボ符号等と同様に、符号長を長くしていくにしたがって、シャノン限界に近い性能が得られることがわかりつつある。また、LDPC符号は、最小距離が符号長に比例するという性質があることから、その特徴として、ブロック誤り確率特性がよく、さらに、ターボ符号等の復号特性において観測される、いわゆるエラーフロア現象が殆ど生じないことも利点として挙げられる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】ATSC Standard:Physical Layer Protocol(A/322), 7 September 2016

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

LDPC符号を用いたデータ伝送では、例えば、LDPC符号が、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)等の直交変調（ディジタル変調）のシンボルとされ（シンボル化され）、そのシンボルが、直交変調の信号点にマッピングされて送信される。

【0006】

以上のようなLDPC符号を用いたデータ伝送は、世界的に拡がりつつあり、良好な通信（伝送）品質を確保することが要請されている。

【0007】

本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、LDPC符号を用いたデータ伝送において、良好な通信品質を確保することができるようにするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本技術の第１の送信装置／送信方法は、符号長Nが17280ビットであり、符号化率rが13/16のLDPC符号の検査行列に基づき、LDPC符号化を行う符号化部／ステップを備え、前記LDPC符号は、情報ビットとパリティビットを含み、前記検査行列は、前記情報ビットに対応する情報行列部及び前記パリティビットに対応するパリティ行列部を含み、前記情報行列部は、検査行列初期値テーブルによって表され、前記検査行列初期値テーブルは、前記情報行列部の1の要素の位置を360列ごとに表すテーブルであって、
225 274 898 916 1020 1055 1075 1179 1185 1343 1376 1569 1828 1972 2852 2957 3183
548 602 628 928 1077 1474 1557 1598 1935 1981 2110 2472 2543 2594 2721 2884 2981
59 69 518 900 1158 1325 1367 1480 1744 2069 2119 2406 2757 2883 2914 2966 3232
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862 1522 1905
809 842 945
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217 401 1894
11 30 1860
210 1188 2418
1372 2273 2455
407 2537 2962
939 2401 2677
2521 3077 3173
1374 2250 2423
23 188 1320
472 714 2144
2727 2755 2887
1814 2824 2852
148 1695 1845
595 1059 2702
1879 2480 2578
17 411 559
146 783 2154
951 1391 1979
1507 1613 3106
642 882 2356
1008 1324 3125
196 1794 2474
1129 1544 2931
765 1681 2591
1550 1936 3048
1596 1607 2794
156 1053 2926
1246 1996 3179
348 752 1943
である送信装置／送信方法である。

【0009】

本技術の第１の送信装置及び送信方法においては、符号長Nが17280ビットであり、符号化率rが13/16のLDPC符号の検査行列に基づき、LDPC符号化が行われる。前記LDPC符号は、情報ビットとパリティビットを含み、前記検査行列は、前記情報ビットに対応する情報行列部及び前記パリティビットに対応するパリティ行列部を含み、前記情報行列部は、検査行列初期値テーブルによって表され、前記検査行列初期値テーブルは、前記情報行列部の1の要素の位置を360列ごとに表すテーブルであって、
225 274 898 916 1020 1055 1075 1179 1185 1343 1376 1569 1828 1972 2852 2957 3183
548 602 628 928 1077 1474 1557 1598 1935 1981 2110 2472 2543 2594 2721 2884 2981
59 69 518 900 1158 1325 1367 1480 1744 2069 2119 2406 2757 2883 2914 2966 3232
1330 1369 1712 2133 2206 2487 2596 2606 2612 2666 2726 2733 2754 2811 2948 3030
391 542 689 748 810 1716 1927 2006 2296 2340 2357 2514 2797 2887 2896 3226
256 410 799 1126 1377 1409 1518 1619 1829 2037 2303 2324 2472 2475 2874 2992
862 1522 1905
809 842 945
561 1001 2857
2132 2592 2905
217 401 1894
11 30 1860
210 1188 2418
1372 2273 2455
407 2537 2962
939 2401 2677
2521 3077 3173
1374 2250 2423
23 188 1320
472 714 2144
2727 2755 2887
1814 2824 2852
148 1695 1845
595 1059 2702
1879 2480 2578
17 411 559
146 783 2154
951 1391 1979
1507 1613 3106
642 882 2356
1008 1324 3125
196 1794 2474
1129 1544 2931
765 1681 2591
1550 1936 3048
1596 1607 2794
156 1053 2926
1246 1996 3179
348 752 1943
になっている。

【0010】

本技術の第１の受信装置／受信方法は、符号長Nが17280ビットであり、符号化率rが13/16のLDPC符号の検査行列に基づき、LDPC符号化を行う符号化ステップを備え、前記LDPC符号は、情報ビットとパリティビットを含み、前記検査行列は、前記情報ビットに対応する情報行列部及び前記パリティビットに対応するパリティ行列部を含み、前記情報行列部は、検査行列初期値テーブルによって表され、前記検査行列初期値テーブルは、前記情報行列部の1の要素の位置を360列ごとに表すテーブルであって、
225 274 898 916 1020 1055 1075 1179 1185 1343 1376 1569 1828 1972 2852 2957 3183
548 602 628 928 1077 1474 1557 1598 1935 1981 2110 2472 2543 2594 2721 2884 2981
59 69 518 900 1158 1325 1367 1480 1744 2069 2119 2406 2757 2883 2914 2966 3232
1330 1369 1712 2133 2206 2487 2596 2606 2612 2666 2726 2733 2754 2811 2948 3030
391 542 689 748 810 1716 1927 2006 2296 2340 2357 2514 2797 2887 2896 3226
256 410 799 1126 1377 1409 1518 1619 1829 2037 2303 2324 2472 2475 2874 2992
862 1522 1905
809 842 945
561 1001 2857
2132 2592 2905
217 401 1894
11 30 1860
210 1188 2418
1372 2273 2455
407 2537 2962
939 2401 2677
2521 3077 3173
1374 2250 2423
23 188 1320
472 714 2144
2727 2755 2887
1814 2824 2852
148 1695 1845
595 1059 2702
1879 2480 2578
17 411 559
146 783 2154
951 1391 1979
1507 1613 3106
642 882 2356
1008 1324 3125
196 1794 2474
1129 1544 2931
765 1681 2591
1550 1936 3048
1596 1607 2794
156 1053 2926
1246 1996 3179
348 752 1943
である送信方法により送信されてくるデータから得られる前記LDPC符号を復号する復号部／ステップを備える受信装置／受信方法である。

【0011】

本技術の第１の受信装置及び受信方法においては、第１の送信方法により送信されてくるデータから得られる前記LDPC符号が復号される。

【0012】

本技術の第２の送信装置／送信方法は、符号長Nが17280ビットであり、符号化率rが14/16のLDPC符号の検査行列に基づき、LDPC符号化を行う符号化部／ステップを備え、前記LDPC符号は、情報ビットとパリティビットを含み、前記検査行列は、前記情報ビットに対応する情報行列部及び前記パリティビットに対応するパリティ行列部を含み、前記情報行列部は、検査行列初期値テーブルによって表され、前記検査行列初期値テーブルは、前記情報行列部の1の要素の位置を360列ごとに表すテーブルであって、
337 376 447 504 551 864 872 975 1136 1225 1254 1271 1429 1478 1870 2122
58 121 163 365 515 534 855 889 1083 1122 1190 1448 1476 1635 1691 1954
247 342 395 454 479 665 674 1033 1041 1198 1300 1484 1680 1941 2096 2121
80 487 500 513 661 970 1038 1095 1109 1133 1416 1545 1696 1992 2051 2089
32 101 205 413 568 712 714 944 1329 1669 1703 1826 1904 1908 2014 2097
142 201 491 838 860 954 960 965 997 1027 1225 1488 1502 1521 1737 1804
453 1184 1542
10 781 1709
497 903 1546
1080 1640 1861
1198 1616 1817
771 978 2089
369 1079 1348
980 1788 1987
1495 1900 2015
27 540 1070
200 1771 1962
863 988 1329
674 1321 2152
807 1458 1727
844 867 1628
227 546 1027
408 926 1413
361 982 2087
1247 1288 1392
1051 1070 1281
325 452 467
1116 1672 1833
21 236 1267
504 856 2123
398 775 1912
1056 1529 1701
143 930 1186
553 1029 1040
303 653 1308
877 992 1174
1083 1134 1355
298 404 709
970 1272 1799
296 1017 1873
105 780 1418
682 1247 1867
である送信装置／送信方法である。

【0013】

本技術の第２の送信装置及び送信方法においては、符号長Nが17280ビットであり、符号化率rが14/16のLDPC符号の検査行列に基づき、LDPC符号化が行われる。前記LDPC符号は、情報ビットとパリティビットを含み、前記検査行列は、前記情報ビットに対応する情報行列部及び前記パリティビットに対応するパリティ行列部を含み、前記情報行列部は、検査行列初期値テーブルによって表され、前記検査行列初期値テーブルは、前記情報行列部の1の要素の位置を360列ごとに表すテーブルであって、
337 376 447 504 551 864 872 975 1136 1225 1254 1271 1429 1478 1870 2122
58 121 163 365 515 534 855 889 1083 1122 1190 1448 1476 1635 1691 1954
247 342 395 454 479 665 674 1033 1041 1198 1300 1484 1680 1941 2096 2121
80 487 500 513 661 970 1038 1095 1109 1133 1416 1545 1696 1992 2051 2089
32 101 205 413 568 712 714 944 1329 1669 1703 1826 1904 1908 2014 2097
142 201 491 838 860 954 960 965 997 1027 1225 1488 1502 1521 1737 1804
453 1184 1542
10 781 1709
497 903 1546
1080 1640 1861
1198 1616 1817
771 978 2089
369 1079 1348
980 1788 1987
1495 1900 2015
27 540 1070
200 1771 1962
863 988 1329
674 1321 2152
807 1458 1727
844 867 1628
227 546 1027
408 926 1413
361 982 2087
1247 1288 1392
1051 1070 1281
325 452 467
1116 1672 1833
21 236 1267
504 856 2123
398 775 1912
1056 1529 1701
143 930 1186
553 1029 1040
303 653 1308
877 992 1174
1083 1134 1355
298 404 709
970 1272 1799
296 1017 1873
105 780 1418
682 1247 1867
になっている。

【0014】

本技術の第２の受信装置／受信方法は、符号長Nが17280ビットであり、符号化率rが14/16のLDPC符号の検査行列に基づき、LDPC符号化を行う符号化ステップを備え、前記LDPC符号は、情報ビットとパリティビットを含み、前記検査行列は、前記情報ビットに対応する情報行列部及び前記パリティビットに対応するパリティ行列部を含み、前記情報行列部は、検査行列初期値テーブルによって表され、前記検査行列初期値テーブルは、前記情報行列部の1の要素の位置を360列ごとに表すテーブルであって、
337 376 447 504 551 864 872 975 1136 1225 1254 1271 1429 1478 1870 2122
58 121 163 365 515 534 855 889 1083 1122 1190 1448 1476 1635 1691 1954
247 342 395 454 479 665 674 1033 1041 1198 1300 1484 1680 1941 2096 2121
80 487 500 513 661 970 1038 1095 1109 1133 1416 1545 1696 1992 2051 2089
32 101 205 413 568 712 714 944 1329 1669 1703 1826 1904 1908 2014 2097
142 201 491 838 860 954 960 965 997 1027 1225 1488 1502 1521 1737 1804
453 1184 1542
10 781 1709
497 903 1546
1080 1640 1861
1198 1616 1817
771 978 2089
369 1079 1348
980 1788 1987
1495 1900 2015
27 540 1070
200 1771 1962
863 988 1329
674 1321 2152
807 1458 1727
844 867 1628
227 546 1027
408 926 1413
361 982 2087
1247 1288 1392
1051 1070 1281
325 452 467
1116 1672 1833
21 236 1267
504 856 2123
398 775 1912
1056 1529 1701
143 930 1186
553 1029 1040
303 653 1308
877 992 1174
1083 1134 1355
298 404 709
970 1272 1799
296 1017 1873
105 780 1418
682 1247 1867
である送信方法により送信されてくるデータから得られる前記LDPC符号を復号する復号部／ステップを備える受信装置／受信方法である。

【0015】

本技術の第２の受信装置及び受信方法においては、第２の送信方法により送信されてくるデータから得られる前記LDPC符号が復号される。

【0016】

なお、送信装置や受信装置は、独立した装置であっても良いし、１個の装置を構成している内部ブロックであっても良い。

【発明の効果】

【0017】

本技術によれば、LDPC符号を用いたデータ伝送において、良好な通信品質を確保することができる。

【0018】

なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】LDPC符号の検査行列Hを説明する図である。

【図2】LDPC符号の復号手順を説明するフローチャートである。

【図3】LDPC符号の検査行列の例を示す図である。

【図4】検査行列のタナーグラフの例を示す図である。

【図5】バリアブルノードの例を示す図である。

【図6】チェックノードの例を示す図である。

【図7】本技術を適用した伝送システムの一実施の形態の構成例を示す図である。

【図8】送信装置１１の構成例を示すブロック図である。

【図9】ビットインターリーバ１１６の構成例を示すブロック図である。

【図10】検査行列の例を示す図である。

【図11】パリティ行列の例を示す図である。

【図12】DVB-T.2の規格に規定されているLDPC符号の検査行列を説明する図である。

【図13】DVB-T.2の規格に規定されているLDPC符号の検査行列を説明する図である。

【図14】LDPC符号の復号についてのタナーグラフの例を示す図である。

【図15】階段構造になっているパリティ行列H_Tと、そのパリティ行列H_Tに対応するタナーグラフの例を示す図である。

【図16】パリティインターリーブ後のLDPC符号に対応する検査行列Hのパリティ行列H_Tの例を示す図である。

【図17】ビットインターリーバ１１６、及び、マッパ１１７で行われる処理の例を説明するフローチャートである。

【図18】LDPCエンコーダ１１５の構成例を示すブロック図である。

【図19】LDPCエンコーダ１１５の処理の例を説明するフローチャートである。

【図20】符号化率1/4、符号長16200の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図21】検査行列初期値テーブルから検査行列Hを求める方法を説明する図である。

【図22】検査行列の構造を示す図である。

【図23】検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図24】検査行列初期値テーブルから生成されるA行列を説明する図である。

【図25】B行列のパリティインターリーブを説明する図である。

【図26】検査行列初期値テーブルから生成されるC行列を説明する図である。

【図27】D行列のパリティインターリーブを説明する図である。

【図28】検査行列に、パリティインターリーブを元に戻すパリティデインターリーブとしての列置換(column permutation)を行った検査行列を示す図である。

【図29】検査行列に、行置換(row permutation)を行うことにより得られる変換検査行列を示す図である。

【図30】N=17280ビットで、r=2/16のタイプA符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図31】N=17280ビットで、r=3/16のタイプA符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図32】N=17280ビットで、r=4/16のタイプA符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図33】N=17280ビットで、r=5/16のタイプA符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図34】N=17280ビットで、r=6/16のタイプA符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図35】N=17280ビットで、r=7/16のタイプA符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図36】N=17280ビットで、r=7/16のタイプB符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図37】N=17280ビットで、r=8/16のタイプB符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図38】N=17280ビットで、r=9/16のタイプB符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図39】N=17280ビットで、r=10/16のタイプB符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図40】N=17280ビットで、r=11/16のタイプB符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図41】N=17280ビットで、r=12/16のタイプB符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図42】N=17280ビットで、r=13/16のタイプB符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図43】N=17280ビットで、r=14/16のタイプB符号の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【図44】列重みが3で、行重みが6であるデグリーシーケンスのアンサンブルのタナーグラフの例を示す図である。

【図45】マルチエッジタイプのアンサンブルのタナーグラフの例を示す図である。

【図46】タイプA方式の検査行列を説明する図である。

【図47】タイプA方式の検査行列を説明する図である。

【図48】タイプB方式の検査行列を説明する図である。

【図49】タイプB方式の検査行列を説明する図である。

【図50】変調方式がQPSKである場合のUCの信号点の座標の例を示す図である。

【図51】変調方式が16QAMである場合の2D-NUCの信号点の座標の例を示す図である。

【図52】変調方式が1024QAMである場合の1D-NUCの信号点の座標の例を示す図である。

【図53】1024QAMのシンボルyと、位置ベクトルuとの関係を示す図である。

【図54】QPSK-UCの信号点の座標z_qの例を示す図である。

【図55】QPSK-UCの信号点の座標z_qの例を示す図である。

【図56】16QAM-UCの信号点の座標z_qの例を示す図である。

【図57】16QAM-UCの信号点の座標z_qの例を示す図である。

【図58】64QAM-UCの信号点の座標z_qの例を示す図である。

【図59】64QAM-UCの信号点の座標z_qの例を示す図である。

【図60】256QAM-UCの信号点の座標z_qの例を示す図である。

【図61】256QAM-UCの信号点の座標z_qの例を示す図である。

【図62】1024QAM-UCの信号点の座標z_qの例を示す図である。

【図63】1024QAM-UCの信号点の座標z_qの例を示す図である。

【図64】4096QAM-UCの信号点の座標z_qの例を示す図である。

【図65】4096QAM-UCの信号点の座標z_qの例を示す図である。

【図66】16QAM-2D-NUCの信号点の座標z_sの例を示す図である。

【図67】64QAM-2D-NUCの信号点の座標z_sの例を示す図である。

【図68】256QAM-2D-NUCの信号点の座標z_sの例を示す図である。

【図69】256QAM-2D-NUCの信号点の座標z_sの例を示す図である。

【図70】1024QAM-1D-NUCの信号点の座標z_sの例を示す図である。

【図71】1024QAMのシンボルyと、位置ベクトルuとの関係を示す図である。

【図72】4096QAM-1D-NUCの信号点の座標z_sの例を示す図である。

【図73】4096QAMのシンボルyと、位置ベクトルuとの関係を示す図である。

【図74】4096QAMのシンボルyと、位置ベクトルuとの関係を示す図である。

【図75】ブロックインターリーバ２５で行われるブロックインターリーブを説明する図である。

【図76】ブロックインターリーバ２５で行われるブロックインターリーブを説明する図である。

【図77】グループワイズインターリーバ２４で行われるグループワイズインターリーブを説明する図である。

【図78】符号長Nが69120ビットのLDPC符号に対するGWパターンの例を示す図である。

【図79】受信装置１２の構成例を示すブロック図である。

【図80】ビットデインターリーバ１６５の構成例を示すブロック図である。

【図81】デマッパ１６４、ビットデインターリーバ１６５、及び、LDPCデコーダ１６６が行う処理の例を説明するフローチャートである。

【図82】LDPC符号の検査行列の例を示す図である。

【図83】検査行列に行置換と列置換を施した行列（変換検査行列）の例を示す図である。

【図84】５×５単位に分割した変換検査行列の例を示す図である。

【図85】ノード演算をP個まとめて行う復号装置の構成例を示すブロック図である。

【図86】LDPCデコーダ１６６の構成例を示すブロック図である。

【図87】ブロックデインターリーバ５４で行われるブロックデインターリーブを説明する図である。

【図88】ビットデインターリーバ１６５の他の構成例を示すブロック図である。

【図89】受信装置１２を適用可能な受信システムの第１の構成例を示すブロック図である。

【図90】受信装置１２を適用可能な受信システムの第２の構成例を示すブロック図である。

【図91】受信装置１２を適用可能な受信システムの第３の構成例を示すブロック図である。

【図92】本技術を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本技術の実施の形態について説明するが、その前に、LDPC符号について説明する。

【0021】

＜LDPC符号＞

【0022】

なお、LDPC符号は、線形符号であり、必ずしも２元である必要はないが、ここでは、２元であるものとして説明する。

【0023】

LDPC符号は、そのLDPC符号を定義する検査行列(parity check matrix)が疎なものであることを最大の特徴とする。ここで、疎な行列とは、行列の要素の"1"の個数が非常に少ない行列（ほとんどの要素が0の行列）である。

【0024】

図１は、LDPC符号の検査行列Hの例を示す図である。

【0025】

図１の検査行列Hでは、各列の重み（列重み）（"1"の数）(weight)が"3"であり、且つ、各行の重み（行重み）が"6"になっている。

【0026】

LDPC符号による符号化（LDPC符号化）では、例えば、検査行列Hに基づいて生成行列Gを生成し、この生成行列Gを２元の情報ビットに対して乗算することで、符号語（LDPC符号）が生成される。

【0027】

具体的には、LDPC符号化を行う符号化装置は、まず、検査行列Hの転置行列H^Tとの間に、式GH^T＝0が成立する生成行列Gを算出する。ここで、生成行列Gが、K×N行列である場合には、符号化装置は、生成行列Gに対してKビットからなる情報ビットのビット列（ベクトルｕ）を乗算し、Nビットからなる符号語c(＝uG)を生成する。この符号化装置によって生成された符号語（LDPC符号）は、所定の通信路を介して受信側において受信される。

【0028】

LDPC符号の復号は、Gallagerが確率復号(Probabilistic Decoding)と称して提案したアルゴリズムであって、バリアブルノード（variable node（メッセージノード(message node)とも呼ばれる）)と、チェックノード(check node)とからなる、いわゆるタナーグラフ(Tanner graph)上での確率伝播(belief propagation)によるメッセージ・パッシング・アルゴリズムによって行うことが可能である。ここで、以下、適宜、バリアブルノードとチェックノードを、単に、ノードともいう。

【0029】

図２は、LDPC符号の復号の手順を示すフローチャートである。

【0030】

なお、以下、適宜、受信側で受信したLDPC符号（１符号語）のi番目の符号ビットの、値の"0"らしさを対数尤度比(log likelihood ratio)で表現した実数値（受信LLR）を、受信値u_0iともいう。また、チェックノードから出力されるメッセージをu_jとし、バリアブルノードから出力されるメッセージをv_iとする。

【0031】

まず、LDPC符号の復号においては、図２に示すように、ステップＳ１１において、LDPC符号が受信され、メッセージ（チェックノードメッセージ）u_jが"0"に初期化されるとともに、繰り返し処理のカウンタとしての整数をとる変数kが"0"に初期化され、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２において、LDPC符号を受信して得られる受信値u_0iに基づいて、式（１）に示す演算（バリアブルノード演算）を行うことによってメッセージ（バリアブルノードメッセージ）v_iが求められ、さらに、このメッセージv_iに基づいて、式（２）に示す演算（チェックノード演算）を行うことによってメッセージu_jが求められる。

【0032】

【数1】

・・・（１）

【0033】

【数2】

・・・（２）

【0034】

ここで、式（１）と式（２）におけるd_vとd_cは、それぞれ、検査行列Hの縦方向（列）と横方向（行）の"1"の個数を示す任意に選択可能とされるパラメータである。例えば、図１に示したような列重みが3で、行重みが6の検査行列Hに対するLDPC符号（(3,6)LDPC符号）の場合には、d_v＝3，d_c＝6となる。

【0035】

なお、式（１）のバリアブルノード演算、及び（２）のチェックノード演算においては、それぞれ、メッセージを出力しようとする枝(edge)（バリアブルノードとチェックノードとを結ぶ線）から入力されたメッセージを、演算の対象としないことから、演算の範囲が、１ないしd_v-1又は１ないしd_c-1となっている。また、式（２）のチェックノード演算は、実際には、２入力v₁，v₂に対する１出力で定義される式（３）に示す関数R(v₁,v₂)のテーブルを予め作成しておき、これを式（４）に示すように連続的（再帰的）に用いることによって行われる。

【0036】

【数3】

・・・（３）

【0037】

【数4】

・・・（４）

【0038】

ステップＳ１２では、さらに、変数kが"1"だけインクリメントされ、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、変数kが所定の繰り返し復号回数Cよりも大きいか否かが判定される。ステップＳ１３において、変数kがCよりも大きくないと判定された場合、ステップＳ１２に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。

【0039】

また、ステップＳ１３において、変数kがCよりも大きいと判定された場合、ステップＳ１４に進み、式（５）に示す演算を行うことによって最終的に出力する復号結果としてのメッセージv_iが求められて出力され、LDPC符号の復号処理が終了する。

【0040】

【数5】

・・・（５）

【0041】

ここで、式（５）の演算は、式（１）のバリアブルノード演算とは異なり、バリアブルノードに接続している全ての枝からのメッセージu_jを用いて行われる。

【0042】

図３は、(3,6)LDPC符号（符号化率1/2、符号長12）の検査行列Hの例を示す図である。

【0043】

図３の検査行列Hでは、図１と同様に、列の重みが３に、行の重みが６に、それぞれなっている。

【0044】

図４は、図３の検査行列Hのタナーグラフを示す図である。

【0045】

ここで、図４において、プラス"+"で表わされるのが、チェックノードであり、イコール"＝"で表わされるのが、バリアブルノードである。チェックノードとバリアブルノードは、それぞれ、検査行列Hの行と列に対応する。チェックノードとバリアブルノードとの間の結線は、枝(edge)であり、検査行列の要素の"1"に相当する。

【0046】

すなわち、検査行列の第ｊ行第ｉ列の要素が１である場合には、図４において、上からｉ番目のバリアブルノード（"＝"のノード）と、上からｊ番目のチェックノード（"+"のノード）とが、枝により接続される。枝は、バリアブルノードに対応する符号ビットが、チェックノードに対応する拘束条件を持つことを表す。

【0047】

LDPC符号の復号方法であるサムプロダクトアルゴリズム(Sum Product Algorithm)では、バリアブルノード演算とチェックノード演算とが繰り返し行われる。

【0048】

図５は、バリアブルノードで行われるバリアブルノード演算を示す図である。

【0049】

バリアブルノードでは、計算しようとしている枝に対応するメッセージv_iは、バリアブルノードに繋がっている残りの枝からのメッセージu₁およびu₂と、受信値u_0iを用いた式（１）のバリアブルノード演算により求められる。他の枝に対応するメッセージも同様に求められる。

【0050】

図６は、チェックノードで行われるチェックノード演算を示す図である。

【0051】

ここで、式（２）のチェックノード演算は、式a×b＝exp{ln(|a|)+ln(|b|)}×sign(a)×sign(b)の関係を用いて、式（６）に書き直すことができる。但し、sign(x)は、x≧0のとき1であり、x＜0のとき-1である。

【0052】

【数6】

・・・（６）

【0053】

x≧0において、関数φ(x)を、式φ(x)＝ln(tanh(x/2))と定義すると、式φ^-1(x)＝2tanh^-1(e^-x)が成り立つから、式（６）は、式（７）に変形することができる。

【0054】

【数7】

・・・（７）

【0055】

チェックノードでは、式（２）のチェックノード演算が、式（７）に従って行われる。

【0056】

すなわち、チェックノードでは、図６のように、計算しようとしている枝に対応するメッセージu_jは、チェックノードに繋がっている残りの枝からのメッセージv₁,v₂,v₃,v₄,v₅を用いた式（７）のチェックノード演算によって求められる。他の枝に対応するメッセージも同様に求められる。

【0057】

なお、式（７）の関数φ(x)は、式φ(x)＝ln((e^x+1)/(e^x-1))で表すことができ、x＞0において、φ(x)＝φ^-1(x)である。関数φ(x)およびφ^-1(x)をハードウェアに実装する際には、LUT(Look Up Table)を用いて実装される場合があるが、両者共に同一のLUTとなる。

【0058】

＜本技術を適用した伝送システムの構成例＞

【0059】

図７は、本技術を適用した伝送システム（システムとは、複数の装置が論理的に集合した物をいい、各構成の装置が同一筐体中にあるか否かは、問わない）の一実施の形態の構成例を示す図である。

【0060】

図７において、伝送システムは、送信装置１１と受信装置１２とから構成される。

【0061】

送信装置１１は、例えば、テレビジョン放送の番組等の送信（放送）（伝送）を行う。すなわち、送信装置１１は、例えば、番組としての画像データや音声データ等の、送信の対象である対象データをLDPC符号に符号化し、例えば、衛星回線や、地上波、ケーブル（有線回線）等の通信路１３を介して送信する。

【0062】

受信装置１２は、送信装置１１から通信路１３を介して送信されてくるLDPC符号を受信し、対象データに復号して出力する。

【0063】

ここで、図７の伝送システムで使用されるLDPC符号は、AWGN(Additive White Gaussian Noise)通信路で極めて高い能力を発揮することが知られている。

【0064】

一方、通信路１３では、バースト(burst)誤りやイレージャ(erasure)を発生することがある。例えば、特に、通信路１３が地上波である場合、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)システムでは、D/U(Desired to Undesired Ratio)が0dB(Undesired＝echoのパワーがDesired＝メインパスのパワーと等しい)のマルチパス環境において、エコー(echo)（メインパス以外のパス）の遅延(delay)に応じて、特定のシンボルのパワーが0になってしまう(erasure)ことがある。

【0065】

また、フラッタ(flutter)(遅延が0でドップラ(doppler)周波数の掛かったechoが加算される通信路)でも、D/Uが0dBである場合には、ドップラ周波数によって、特定の時刻のOFDMのシンボル全体のパワーが0になる(erasure)場合が生じる。

【0066】

さらに、受信装置１２側の、送信装置１１からの信号を受信するアンテナ等の受信部（図示せず）から受信装置１２までの配線の状況や、受信装置１２の電源の不安定性により、バースト誤りが発生することがある。

【0067】

一方、LDPC符号の復号においては、検査行列Hの列、ひいては、LDPC符号の符号ビットに対応するバリアブルノードにおいて、図５に示したように、LDPC符号の符号ビット（の受信値u_0i）の加算を伴う式（１）のバリアブルノード演算が行われるため、そのバリアブルノード演算に用いられる符号ビットにエラーが生じると、求められるメッセージの精度が低下する。

【0068】

そして、LDPC符号の復号では、チェックノードにおいて、そのチェックノードに繋がっているバリアブルノードで求められるメッセージを用いて、式（７）のチェックノード演算が行われるため、繋がっている複数のバリアブルノード（に対応するLDPC符号の符号ビット）が同時にエラー（イレージャを含む）となるチェックノードの数が多くなると、復号の性能が劣化する。

【0069】

すなわち、例えば、チェックノードは、そのチェックノードに繋がっているバリアブルノードの２個以上が同時にイレージャになると、全バリアブルノードに、値が0である確率と1である確率とが等確率のメッセージを戻す。この場合、等確率のメッセージを戻すチェックノードは、１回の復号処理（１セットのバリアブルノード演算及びチェックノード演算）に寄与しないこととなり、その結果、復号処理の繰り返し回数を多く必要とすることになって、復号の性能が劣化し、さらに、LDPC符号の復号を行う受信装置１２の消費電力が増大する。

【0070】

そこで、図７の伝送システムでは、AWGN通信路（AWGNチャネル）での性能を維持しつつ、バースト誤りやイレージャへの耐性を向上させることが可能になっている。

【0071】

＜送信装置１１の構成例＞

【0072】

図８は、図７の送信装置１１の構成例を示すブロック図である。

【0073】

送信装置１１では、対象データとしての１以上のインプットストリーム(Input Streams)が、モードアダプテーション／マルチプレクサ(Mode Adaptation/Multiplexer)１１１に供給される。

【0074】

モードアダプテーション／マルチプレクサ１１１は、モード選択、及び、そこに供給される１以上のインプットストリームの多重化等の処理を必要に応じて行い、その結果得られるデータを、パダー(padder)１１２に供給する。

【0075】

パダー１１２は、モードアダプテーション／マルチプレクサ１１１からのデータに対して、必要なゼロ詰め（Nullの挿入）を行い、その結果得られるデータを、BBスクランブラ(BB Scrambler)１１３に供給する。

【0076】

BBスクランブラ１１３は、パダー１１２からのデータに、BBスクランブル(Base-Band Scrambling)を施し、その結果得られるデータを、BCHエンコーダ(BCH encoder)１１４に供給する。

【0077】

BCHエンコーダ１１４は、BBスクランブラ１１３からのデータをBCH符号化し、その結果得られるデータを、LDPC符号化の対象であるLDPC対象データとして、LDPCエンコーダ(LDPC encoder)１１５に供給する。

【0078】

LDPCエンコーダ１１５（符号化部）は、BCHエンコーダ１１４からのLDPC対象データについて、例えば、LDPC符号のパリティビットに対応する部分であるパリティ行列が階段(dual diagonal)構造になっている検査行列等に従ったLDPC符号化を行い、LDPC対象データを情報ビットとするLDPC符号を出力する。

【0079】

すなわち、LDPCエンコーダ１１５は、LDPC対象データを、例えば、DVB-S.2や、DVB-T.2，DVB-C.2，ATSC3.0等の所定の規格に規定されている（検査行列に対応する）LDPC符号、その他のLDPC符号に符号化するLDPC符号化を行い、その結果得られるLDPC符号を出力する。

【0080】

ここで、DVB-S.2やATSC3.0の規格に規定されているLDPC符号は、IRA(Irregular Repeat Accumulate)符号であり、そのLDPC符号の検査行列におけるパリティ行列（の一部又は全部）は、階段構造になっている。パリティ行列、及び、階段構造については、後述する。また、IRA符号については、例えば、"Irregular Repeat-Accumulate Codes," H. Jin, A. Khandekar, and R. J. McEliece, in Proceedings of 2nd International Symposium on Turbo codes and Related Topics, pp. 1-8, Sept. 2000に記載されている。

【0081】

LDPCエンコーダ１１５が出力するLDPC符号は、ビットインターリーバ(Bit Interleaver)１１６に供給される。

【0082】

ビットインターリーバ１１６は、LDPCエンコーダ１１５からのLDPC符号について、後述するビットインターリーブを行い、そのビットインターリーブ後のLDPC符号を、マッパ(Mapper)１１７に供給する。

【0083】

マッパ１１７は、ビットインターリーバ１１６からのLDPC符号を、そのLDPC符号の１ビット以上の符号ビットの単位（シンボル単位）で、直交変調の１つのシンボルを表す信号点にマッピングして直交変調（多値変調）を行う。

【0084】

すなわち、マッパ１１７は、ビットインターリーバ１１６からのLDPC符号を、搬送波と同相のI成分を表すI軸と、搬送波と直交するQ成分を表すQ軸とで規定されるIQ平面であるコンスタレーション上の、LDPC符号の直交変調を行う変調方式で定める信号点にマッピングして直交変調を行う。

【0085】

マッパ１１７で行われる直交変調の変調方式で使用するコンスタレーションの信号点の数が、2^m個である場合、LDPC符号のmビットの符号ビットを、シンボル（1シンボル）として、マッパ１１７では、ビットインターリーバ１１６からのLDPC符号が、シンボル単位で、2^m個の信号点のうちの、シンボルを表す信号点にマッピングされる。

【0086】

ここで、マッパ１１７で行われる直交変調の変調方式としては、例えば、DVB-S.2やATSC3.0の規格等に規定されている変調方式、その他の変調方式、すなわち、例えば、BPSK(Binary Phase Shift Keying)や、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)，8PSK(Phase-Shift Keying)，16APSK(Amplitude Phase-Shift Keying)，32APSK，16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)，16QAM，64QAM，256QAM，1024QAM，4096QAM，4PAM(Pulse Amplitude Modulation)等がある。マッパ１１７において、いずれの変調方式による直交変調が行われるかは、例えば、送信装置１１のオペレータの操作等に従って、あらかじめ設定される。

【0087】

マッパ１１７での処理により得られるデータ（シンボルを信号点にマッピングしたマッピング結果）は、時間インターリーバ(Time Interleaver)１１８に供給される。

【0088】

時間インターリーバ１１８は、マッパ１１７からのデータについて、シンボル単位での時間インターリーブ（時間方向のインターリーブ）を行い、その結果得られるデータを、SISO/MISOエンコーダ(SISO/MISO(Single Input Single Output／Multiple Input Single Output) encoder)１１９に供給する。

【0089】

SISO/MISOエンコーダ１１９は、時間インターリーバ１１８からのデータに、時空間符号化を施し、周波数インターリーバ(Frequency Interleaver)１２０に供給する。

【0090】

周波数インターリーバ１２０は、SISO/MISOエンコーダ１１９からのデータについて、シンボル単位での周波数インターリーブ（周波数方向のインターリーブ）を行い、フレームビルダ／リソースアロケーション部(Frame Builder & Resource Allocation)１３１に供給する。

【0091】

一方、BCHエンコーダ１２１には、例えば、BBシグナリング(Base Band Signalling)(BB Header)等の伝送制御用の制御データ（signalling)が供給される。

【0092】

BCHエンコーダ１２１は、そこに供給される制御データを、BCHエンコーダ１１４と同様にBCH符号化し、その結果得られるデータを、LDPCエンコーダ１２２に供給する。

【0093】

LDPCエンコーダ１２２は、BCHエンコーダ１２１からのデータを、LDPC対象データとして、LDPCエンコーダ１１５と同様にLDPC符号化し、その結果得られるLDPC符号を、マッパ１２３に供給する。

【0094】

マッパ１２３は、マッパ１１７と同様に、LDPCエンコーダ１２２からのLDPC符号を、そのLDPC符号の１ビット以上の符号ビットの単位（シンボル単位）で、直交変調の１つのシンボルを表す信号点にマッピングして直交変調を行い、その結果得られるデータを、周波数インターリーバ１２４に供給する。

【0095】

周波数インターリーバ１２４は、周波数インターリーバ１２０と同様に、マッパ１２３からのデータについて、シンボル単位での周波数インターリーブを行い、フレームビルダ／リソースアロケーション部１３１に供給する。

【0096】

フレームビルダ／リソースアロケーション部１３１は、周波数インターリーバ１２０、及び、１２４からのデータ（シンボル）の必要な位置に、パイロット(Pilot)のシンボルを挿入し、その結果得られるデータ（シンボル）から、所定の数のシンボルで構成されるフレーム（例えば、PL(Physical Layer)フレームや、T2フレーム、C2フレーム等）を構成して、OFDM生成部(OFDM generation)１３２に供給する。

【0097】

OFDM生成部１３２は、フレームビルダ／リソースアロケーション部１３１からのフレームから、そのフレームに対応するOFDM信号を生成し、通信路１３（図７）を介して送信する。

【0098】

なお、送信装置１１は、例えば、時間インターリーバ１１８、SISO/MISOエンコーダ１１９、周波数インターリーバ１２０、及び、周波数インターリーバ１２４等の、図８に図示したブロックの一部を設けずに構成することができる。

【0099】

＜ビットインターリーバ１１６の構成例＞

【0100】

図９は、図８のビットインターリーバ１１６の構成例を示すブロック図である。

【0101】

ビットインターリーバ１１６は、データをインターリーブする機能を有し、パリティインターリーバ(Parity Interleaver)２３、グループワイズインターリーバ(Group-Wise Interleaver)２４、及びブロックインターリーバ(Block Interleaver)２５から構成される。

【0102】

パリティインターリーバ２３は、LDPCエンコーダ１１５からのLDPC符号のパリティビットを、他のパリティビットの位置にインターリーブするパリティインターリーブを行い、そのパリティインターリーブ後のLDPC符号を、グループワイズインターリーバ２４に供給する。

【0103】

グループワイズインターリーバ２４は、パリティインターリーバ２３からのLDPC符号について、グループワイズインターリーブを行い、そのグループワイズインターリーブ後のLDPC符号を、ブロックインターリーバ２５に供給する。

【0104】

ここで、グループワイズインターリーブでは、1符号分のLDPC符号を、その先頭から、後述するパラレルファクタPに等しい360ビット単位に区分した、その1区分の360ビットを、ビットグループとして、パリティインターリーバ２３からのLDPC符号が、ビットグループ単位でインターリーブされる。

【0105】

グループワイズインターリーブを行う場合には、グループワイズインターリーブを行わない場合に比較して、エラーレートを改善させることができ、その結果、データ伝送において、良好な通信品質を確保することができる。

【0106】

ブロックインターリーバ２５は、グループワイズインターリーバ２４からのLDPC符号を逆多重化するためのブロックインターリーブを行うことで、例えば、1符号分のLDPC符号を、マッピングの単位であるmビットのシンボルにシンボル化し、マッパ１１７（図８）に供給する。

【0107】

ここで、ブロックインターリーブでは、例えば、カラム(column)（縦）方向に所定のビット数を記憶する記憶領域としてのカラムが、ロウ(row)（横）方向に、シンボルのビット数mに等しい数だけ並んだ記憶領域に対して、グループワイズインターリーバ２４からのLDPC符号が、カラム方向に書き込まれ、ロウ方向に読み出されることで、LDPC符号が、mビットのシンボルにシンボル化される。

【0108】

＜LDPC符号の検査行列＞

【0109】

図１０は、図８のLDPCエンコーダ１１５でLDPC符号化に用いられる検査行列Hの例を示す図である。

【0110】

検査行列Hは、LDGM(Low-Density Generation Matrix)構造になっており、LDPC符号の符号ビットのうちの、情報ビットに対応する部分の情報行列H_Aと、パリティビットに対応するパリティ行列H_Tとによって、式H＝[H_A｜H_T］（情報行列H_Aの要素を左側の要素とし、パリティ行列H_Tの要素を右側の要素とする行列）で表すことができる。

【0111】

ここで、１符号のLDPC符号（１符号語）の符号ビットのうちの情報ビットのビット数と、パリティビットのビット数を、それぞれ、情報長Kと、パリティ長Mというとともに、１個（１符号語）のLDPC符号の符号ビットのビット数を、符号長N(＝K+M)という。

【0112】

ある符号長NのLDPC符号についての情報長Kとパリティ長Mは、符号化率によって決まる。また、検査行列Hは、行×列がM×Nの行列（M行N列の行列）となる。そして、情報行列H_Aは、M×Kの行列となり、パリティ行列H_Tは、M×Mの行列となる。

【0113】

図１１は、図８のLDPCエンコーダ１１５でLDPC符号化に用いられる検査行列Hのパリティ行列H_Tの例を示す図である。

【0114】

LDPCエンコーダ１１５でLDPC符号化に用いられる検査行列Hのパリティ行列H_Tとしては、例えば、DVB-T.2等の規格に規定されているLDPC符号の検査行列Hと同様のパリティ行列H_Tを採用することができる。

【0115】

DVB-T.2等の規格に規定されているLDPC符号の検査行列Hのパリティ行列H_Tは、図１１に示すように、1の要素が、いわば階段状に並ぶ階段構造の行列(lower bidiagonal matrix)になっている。パリティ行列H_Tの行重みは、１行目については１で、残りの全ての行については２になっている。また、列重みは、最後の１列については１で、残りの全ての列で２になっている。

【0116】

以上のように、パリティ行列H_Tが階段構造になっている検査行列HのLDPC符号は、その検査行列Hを用いて、容易に生成することができる。

【0117】

すなわち、LDPC符号（１符号語）を、行ベクトルcで表すとともに、その行ベクトルを転置して得られる列ベクトルを、c^Tと表す。また、LDPC符号である行ベクトルcのうちの、情報ビットの部分を、行ベクトルAで表すとともに、パリティビットの部分を、行ベクトルTで表すこととする。

【0118】

この場合、行ベクトルcは、情報ビットとしての行ベクトルAと、パリティビットとしての行ベクトルTとによって、式c ＝[A|T]（行ベクトルAの要素を左側の要素とし、行ベクトルTの要素を右側の要素とする行ベクトル）で表すことができる。

【0119】

検査行列Hと、LDPC符号としての行ベクトルc＝[A|T]とは、式Hc^T＝0を満たす必要があり、かかる式Hc^T＝0を満たす行ベクトルc＝[A|T]を構成するパリティビットとしての行ベクトルTは、検査行列H＝[H_A|H_T]のパリティ行列H_Tが、図１１に示した階段構造になっている場合には、式Hc^T＝0における列ベクトルHc^Tの１行目の要素から順に、各行の要素を０にしていくようにすることで、逐次的（順番）に求めることができる。

【0120】

図１２は、DVB-T.2等の規格に規定されているLDPC符号の検査行列Hを説明する図である。

【0121】

DVB-T.2等の規格に規定されているLDPC符号の検査行列Hの１列目からのKX列については、列重みがXに、その後のK3列については、列重みが３に、その後のM-1列については、列重みが２に、最後の１列については、列重みが１に、それぞれなっている。

【0122】

ここで、KX+K3+M-1+1は、符号長Nに等しい。

【0123】

図１３は、DVB-T.2等の規格に規定されているLDPC符号の各符号化率rについての、列数KX，K3、及びM、並びに、列重みXを示す図である。

【0124】

DVB-T.2等の規格では、64800ビットと16200ビットの符号長NのLDPC符号が規定されている。

【0125】

そして、符号長Nが64800ビットのLDPC符号については、１１個の符号化率(nominal rate)1/4,1/3,2/5,1/2,3/5,2/3,3/4,4/5,5/6,8/9、及び9/10が規定されており、符号長Nが16200ビットのLDPC符号については、１０個の符号化率1/4,1/3,2/5,1/2,3/5,2/3,3/4,4/5,5/6、及び8/9が規定されている。

【0126】

ここで、以下、64800ビットの符号長Nを、64kビットともいい、16200ビットの符号長Nを、16kビットともいう。

【0127】

LDPC符号については、検査行列Hの列重みが大の列に対応する符号ビットほど、エラーレートが低い傾向がある。

【0128】

図１２及び図１３に示した、DVB-T.2等の規格に規定されている検査行列Hでは、先頭側（左側）の列ほど、列重みが大の傾向にあり、したがって、その検査行列Hに対応するLDPC符号については、先頭の符号ビットほど、エラーに強く（エラーに対する耐性があり）、終わりの符号ビットほど、エラーに弱い傾向がある。

【0129】

＜パリティインターリーブ＞

【0130】

図１４ないし図１６を参照して、図９のパリティインターリーバ２３によるパリティインターリーブについて説明する。

【0131】

図１４は、LDPC符号の検査行列のタナーグラフ（の一部）の例を示す図である。

【0132】

チェックノードは、図１４に示すように、そのチェックノードに繋がっているバリアブルノード（に対応する符号ビット）の２個等の複数が同時にイレージャ等のエラーになると、そのチェックノードに繋がっている全バリアブルノードに、値が0である確率と1である確率とが等確率のメッセージを戻す。このため、同一のチェックノードに繋がっている複数のバリアブルノードが同時にイレージャ等になると、復号の性能が劣化する。

【0133】

ところで、図８のLDPCエンコーダ１１５が出力するLDPC符号は、例えば、DVB-T.2等の規格に規定されているLDPC符号と同様に、IRA符号であり、検査行列Hのパリティ行列H_Tは、図１１に示したように、階段構造になっている。

【0134】

図１５は、図１１に示したように、階段構造になっているパリティ行列H_Tと、そのパリティ行列H_Tに対応するタナーグラフの例を示す図である。

【0135】

図１５のＡは、階段構造になっているパリティ行列H_Tの例を示しており、図１５のＢは、図１５のＡのパリティ行列H_Tに対応するタナーグラフを示している。

【0136】

階段構造になっているパリティ行列H_Tでは、各行において、１の要素が隣接する（１行目を除く）。このため、パリティ行列H_Tのタナーグラフにおいて、パリティ行列H_Tの値が1になっている隣接する２つの要素の列に対応する、隣接する２つのバリアブルノードは、同一のチェックノードに繋がっている。

【0137】

したがって、バースト誤りやイレージャ等によって、上述の隣接する２つのバリアブルノードに対応するパリティビットが同時にエラーとなると、そのエラーとなった２つのパリティビットに対応する２つのバリアブルノード（パリティビットを用いてメッセージを求めるバリアブルノード）に繋がっているチェックノードは、値が0である確率と1である確率とが等確率のメッセージを、そのチェックノードに繋がっているバリアブルノードに戻すため、復号の性能が劣化する。そして、バースト長（連続してエラーとなるパリティビットのビット数）が大になると、等確率のメッセージを戻すチェックノードが増加し、復号の性能は、さらに劣化する。

【0138】

そこで、パリティインターリーバ２３（図９）は、上述した復号の性能の劣化を防止するため、LDPCエンコーダ１１５からの、LDPC符号のパリティビットを、他のパリティビットの位置にインターリーブするパリティインターリーブを行う。

【0139】

図１６は、図９のパリティインターリーバ２３が行うパリティインターリーブ後のLDPC符号に対応する検査行列Hのパリティ行列H_Tを示す図である。

【0140】

ここで、LDPCエンコーダ１１５が出力するLDPC符号に対応する検査行列Hの情報行列H_Aは、DVB-T.2等の規格に規定されているLDPC符号に対応する検査行列Hの情報行列と同様に、巡回構造になっている。

【0141】

巡回構造とは、ある列が、他の列をサイクリックシフトしたものと一致している構造をいい、例えば、P列ごとに、そのP列の各行の1の位置が、そのP列の最初の列を、パリティ長Mを除算して得られる値qに比例する値等の所定の値だけ、列方向にサイクリックシフトした位置になっている構造も含まれる。以下、適宜、巡回構造におけるP列を、パラレルファクタという。

【0142】

DVB-T.2等の規格に規定されているLDPC符号としては、図１２及び図１３で説明したように、符号長Nが64800ビットと16200ビットとの、２種類のLDPC符号があり、その２種類のLDPC符号のいずれについても、パラレルファクタPが、パリティ長Mの約数のうちの、1とMを除く約数の１つである360に規定されている。

【0143】

また、パリティ長Mは、符号化率によって異なる値qを用いて、式M＝q×P＝q×360で表される素数以外の値になっている。したがって、値qも、パラレルファクタPと同様に、パリティ長Mの約数のうちの、1とMを除く約数の他の１つであり、パリティ長Mを、パラレルファクタPで除算することにより得られる（パリティ長Mの約数であるP及びqの積は、パリティ長Mとなる）。

【0144】

パリティインターリーバ２３は、上述したように、情報長をKとし、また、0以上P未満の整数をxとするとともに、0以上q未満の整数をyとすると、パリティインターリーブとして、NビットのLDPC符号の符号ビットのうちの、K+qx+y+1番目の符号ビットを、K+Py+x+1番目の符号ビットの位置にインターリーブする。

【0145】

K+qx+y+1番目の符号ビット、及び、K+Py+x+1番目の符号ビットは、いずれも、K+1番目以降の符号ビットであるから、パリティビットであり、したがって、パリティインターリーブによれば、LDPC符号のパリティビットの位置が移動される。

【0146】

このようなパリティインターリーブによれば、同一のチェックノードに繋がれるバリアブルノード（に対応するパリティビット）が、パラレルファクタP、すなわち、ここでは、360ビットだけ離れるので、バースト長が360ビット未満である場合には、同一のチェックノードに繋がっているバリアブルノードの複数が同時にエラーになる事態を避けることができ、その結果、バースト誤りに対する耐性を改善することができる。

【0147】

なお、K+qx+y+1番目の符号ビットを、K+Py+x+1番目の符号ビットの位置にインターリーブするパリティインターリーブ後のLDPC符号は、元の検査行列Hの、K+qx+y+1番目の列を、K+Py+x+1番目の列に置換する列置換を行って得られる検査行列（以下、変換検査行列ともいう）のLDPC符号に一致する。

【0148】

また、変換検査行列のパリティ行列には、図１６に示すように、P列（図１６では、360列）を単位とする擬似巡回構造が現れる。

【0149】

ここで、擬似巡回構造とは、一部を除く部分が巡回構造になっている構造を意味する。

【0150】

DVB-T.2等の規格に規定されているLDPC符号の検査行列に対して、パリティインターリーブに相当する列置換を施して得られる変換検査行列は、変換検査行列の右上隅部分の360行×360列の部分（後述するシフト行列）に、1の要素が１つだけ足らず（0の要素になっており）、その点で、（完全な）巡回構造ではなく、いわば、擬似巡回構造になっている。

【0151】

LDPCエンコーダ１１５が出力するLDPC符号の検査行列に対する変換検査行列は、例えば、DVB-T.2等の規格に規定されているLDPC符号の検査行列に対する変換検査行列と同様に、擬似巡回構造になっている。

【0152】

なお、図１６の変換検査行列は、元の検査行列Hに対して、パリティインターリーブに相当する列置換の他、変換検査行列が、後述する構成行列で構成されるようにするための行の置換（行置換）も施された行列になっている。

【0153】

図１７は、図８のLDPCエンコーダ１１５、ビットインターリーバ１１６、及び、マッパ１１７で行われる処理を説明するフローチャートである。

【0154】

LDPCエンコーダ１１５は、BCHエンコーダ１１４から、LDPC対象データが供給されるのを待って、ステップＳ１０１において、LDPC対象データを、LDPC符号に符号化し、そのLDPC符号を、ビットインターリーバ１１６に供給して、処理は、ステップＳ１０２に進む。

【0155】

ビットインターリーバ１１６は、ステップＳ１０２において、LDPCエンコーダ１１５からのLDPC符号を対象として、ビットインターリーブを行い、そのビットインターリーブによって得られるシンボルを、マッパ１１７に供給して、処理は、ステップＳ１０３に進む。

【0156】

すなわち、ステップＳ１０２では、ビットインターリーバ１１６（図９）において、パリティインターリーバ２３が、LDPCエンコーダ１１５からのLDPC符号を対象として、パリティインターリーブを行い、そのパリティインターリーブ後のLDPC符号を、グループワイズインターリーバ２４に供給する。

【0157】

グループワイズインターリーバ２４は、パリティインターリーバ２３からのLDPC符号を対象として、グループワイズインターリーブを行い、ブロックインターリーバ２５に供給する。

【0158】

ブロックインターリーバ２５は、グループワイズインターリーバ２４によるグループワイズインターリーブ後のLDPC符号を対象として、ブロックインターリーブを行い、その結果得られるmビットのシンボルを、マッパ１１７に供給する。

【0159】

マッパ１１７は、ステップＳ１０３において、ブロックインターリーバ２５からのシンボルを、マッパ１１７で行われる直交変調の変調方式で定める2^m個の信号点のいずれかにマッピングして直交変調し、その結果得られるデータを、時間インターリーバ１１８に供給する。

【0160】

以上のように、パリティインターリーブや、グループワイズインターリーブを行うことで、LDPC符号の複数の符号ビットを１個のシンボルとして送信する場合のエラーレートを改善することができる。

【0161】

ここで、図９では、説明の便宜のため、パリティインターリーブを行うブロックであるパリティインターリーバ２３と、グループワイズインターリーブを行うブロックであるグループワイズインターリーバ２４とを、別個に構成するようにしたが、パリティインターリーバ２３とグループワイズインターリーバ２４とは、一体的に構成することができる。

【0162】

すなわち、パリティインターリーブと、グループワイズインターリーブとは、いずれも、メモリに対する符号ビットの書き込み、及び読み出しによって行うことができ、符号ビットの書き込みを行うアドレス（書き込みアドレス）を、符号ビットの読み出しを行うアドレス（読み出しアドレス）に変換する行列によって表すことができる。

【0163】

したがって、パリティインターリーブを表す行列と、グループワイズインターリーブを表す行列とを乗算して得られる行列を求めておけば、それらの行列によって、符号ビットを変換することで、パリティインターリーブを行い、さらに、そのパリティインターリーブ後のLDPC符号をグループワイズインターリーブした結果を得ることができる。

【0164】

また、パリティインターリーバ２３とグループワイズインターリーバ２４に加えて、ブロックインターリーバ２５も、一体的に構成することが可能である。

【0165】

すなわち、ブロックインターリーバ２５で行われるブロックインターリーブも、LDPC符号を記憶するメモリの書き込みアドレスを、読み出しアドレスに変換する行列によって表すことができる。

【0166】

したがって、パリティインターリーブを表す行列、グループワイズインターリーブを表す行列、及び、ブロックインターリーブを表す行列を乗算して得られる行列を求めておけば、それらの行列によって、パリティインターリーブ、グループワイズインターリーブ、及び、ブロックインターリーブを、一括して行うことができる。

【0167】

なお、パリティインターリーブ及びグループワイズインターリーブのうちの一方又は量は、行わないこととすることができる。

【0168】

＜LDPCエンコーダ１１５の構成例＞

【0169】

図１８は、図８のLDPCエンコーダ１１５の構成例を示すブロック図である。

【0170】

なお、図８のLDPCエンコーダ１２２も、同様に構成される。

【0171】

図１２及び図１３で説明したように、DVB-T.2等の規格では、64800ビットと16200ビットとの２通りの符号長NのLDPC符号が規定されている。

【0172】

そして、符号長Nが64800ビットのLDPC符号については、１１個の符号化率1/4,1/3,2/5,1/2,3/5,2/3,3/4,4/5,5/6,8/9、及び9/10が規定されており、符号長Nが16200ビットのLDPC符号については、１０個の符号化率1/4,1/3,2/5,1/2,3/5,2/3,3/4,4/5,5/6、及び8/9が規定されている（図１２及び図１３）。

【0173】

LDPCエンコーダ１１５は、例えば、このような、符号長Nが64800ビットや16200ビットの各符号化率のLDPC符号による符号化（誤り訂正符号化）を、符号長Nごと、及び符号化率ごとに用意された検査行列Hに従って行うことができる。

【0174】

また、LDPCエンコーダ１１５は、符号長Nが17280ビットその他の任意の符号長Nの、符号化率が2/16, 3/16, 4/16, 5/16, 6/16, 7/16, 8/16, 9/16, 10/16, 11/16, 12/16, 13/16, 14/16その他の任意の符号化率rのLDPC符号の検査行列Hに従って、LDPC符号化を行うことができる。

【0175】

LDPCエンコーダ１１５は、符号化処理部６０１と記憶部６０２とから構成される。

【0176】

符号化処理部６０１は、符号化率設定部６１１、初期値テーブル読み出し部６１２、検査行列生成部６１３、情報ビット読み出し部６１４、符号化パリティ演算部６１５、及び制御部６１６から構成され、LDPCエンコーダ１１５に供給されるLDPC対象データのLDPC符号化を行い、その結果得られるLDPC符号を、ビットインターリーバ１１６（図８）に供給する。

【0177】

すなわち、符号化率設定部６１１は、例えば、オペレータの操作等に応じて、LDPC符号の符号長Nや符号化率r、その他、LDPC符号を特定する特定情報を設定する。

【0178】

初期値テーブル読み出し部６１２は、符号化率設定部６１１が設定した特定情報によって特定されるLDPC符号の検査行列を表す、後述する検査行列初期値テーブルを、記憶部６０２から読み出す。

【0179】

検査行列生成部６１３は、初期値テーブル読み出し部６１２が読み出した検査行列初期値テーブルに基づいて、検査行列Hを生成し、記憶部６０２に格納する。例えば、検査行列生成部６１３は、符号化率設定部６１１が設定した符号長N及び符号化率rに応じた情報長K（＝符号長N-パリティ長M）に対応する情報行列H_Aの１の要素を列方向に360列（パラレルファクタP）ごとの周期で配置して検査行列Hを生成し、記憶部６０２に格納する。

【0180】

情報ビット読み出し部６１４は、LDPCエンコーダ１１５に供給されるLDPC対象データから、情報長K分の情報ビットを読み出す（抽出する）。

【0181】

符号化パリティ演算部６１５は、検査行列生成部６１３が生成した検査行列Hを記憶部６０２から読み出し、その検査行列Hを用いて、情報ビット読み出し部６１４が読み出した情報ビットに対するパリティビットを所定の式に基づいて算出することにより、符号語（LDPC符号）を生成する。

【0182】

制御部６１６は、符号化処理部６０１を構成する各ブロックを制御する。

【0183】

記憶部６０２には、例えば、64800ビットや16200ビット等の符号長Nそれぞれについての、図１２及び図１３に示した複数の符号化率等それぞれに対応する複数の検査行列初期値テーブルや、符号長Nが17280ビットについての、符号化率が2/16, 3/16, 4/16, 5/16, 6/16, 7/16, 8/16, 9/16, 10/16, 11/16, 12/16, 13/16, 14/16それぞれに対応する検査行列初期値テーブル、その他任意の符号長Nで、任意の符号化率rのLDPC符号の検査行列Hの検査行列初期値テーブルが記憶される。また、記憶部６０２は、符号化処理部６０１の処理上必要なデータを一時記憶する。

【0184】

図１９は、図１８のLDPCエンコーダ１１５の処理の例を説明するフローチャートである。

【0185】

ステップＳ２０１において、符号化率設定部６１１は、LDPC符号化を行う符号長N及び符号化率r、その他のLDPC符号を特定する特定情報を設定する。

【0186】

ステップＳ２０２において、初期値テーブル読み出し部６１２は、符号化率設定部６１１により設定された特定情報としての符号長N及び符号化率r等により特定される、予め定められた検査行列初期値テーブルを、記憶部６０２から読み出す。

【0187】

ステップＳ２０３において、検査行列生成部６１３は、初期値テーブル読み出し部６１２が記憶部６０２から読み出した検査行列初期値テーブルを用いて、符号化率設定部６１１により設定された符号長N及び符号化率rのLDPC符号の検査行列Hを求め（生成し）、記憶部６０２に供給して格納する。

【0188】

ステップＳ２０４において、情報ビット読み出し部６１４は、LDPCエンコーダ１１５に供給されるLDPC対象データから、符号化率設定部６１１により設定された符号長N及び符号化率rに対応する情報長K(＝N×r)の情報ビットを読み出すとともに、検査行列生成部６１３が求めた検査行列Hを、記憶部６０２から読み出し、符号化パリティ演算部６１５に供給する。

【0189】

ステップＳ２０５において、符号化パリティ演算部６１５は、情報ビット読み出し部６１４からの情報ビットと検査行列Hとを用い、式（８）を満たす符号語cのパリティビットを順次演算する。

【0190】

Hc^T＝0
・・・（８）

【0191】

式（８）において、cは、符号語（LDPC符号）としての行ベクトルを表し、c^Tは、行ベクトルcの転置を表す。

【0192】

ここで、上述したように、LDPC符号（１符号語）としての行ベクトルcのうちの、情報ビットの部分を、行ベクトルAで表すとともに、パリティビットの部分を、行ベクトルTで表す場合には、行ベクトルcは、情報ビットとしての行ベクトルAと、パリティビットとしての行ベクトルTとによって、式c ＝[A|T]で表すことができる。

【0193】

検査行列Hと、LDPC符号としての行ベクトルc＝[A|T]とは、式Hc^T＝0を満たす必要があり、かかる式Hc^T＝0を満たす行ベクトルc＝[A|T]を構成するパリティビットとしての行ベクトルTは、検査行列H＝[H_A|H_T]のパリティ行列H_Tが、図１１に示した階段構造になっている場合には、式Hc^T＝0における列ベクトルHc^Tの１行目の要素から順に、各行の要素を０にしていくようにすることで、逐次的に求めることができる。

【0194】

符号化パリティ演算部６１５は、情報ビット読み出し部６１４からの情報ビットAに対して、パリティビットTを求め、その情報ビットAとパリティビットTとによって表される符号語c ＝［A｜T］を、情報ビットAのLDPC符号化結果として出力する。

【0195】

その後、ステップＳ２０６において、制御部６１６は、LDPC符号化を終了するかどうかを判定する。ステップＳ２０６において、LDPC符号化を終了しないと判定された場合、すなわち、例えば、LDPC符号化すべきLDPC対象データが、まだある場合、処理は、ステップＳ２０１（又は、ステップＳ２０４）に戻り、以下、ステップＳ２０１（又は、ステップＳ２０４）ないしＳ２０６の処理が繰り返される。

【0196】

また、ステップＳ２０６において、LDPC符号化を終了すると判定された場合、すなわち、例えば、LDPC符号化すべきLDPC対象データがない場合、LDPCエンコーダ１１５は、処理を終了する。

【0197】

LDPCエンコーダ１１５については、様々な符号長Nや符号化率rのLDPC符号の（検査行列を表す）検査行列初期値テーブルをあらかじめ用意することができる。LDPCエンコーダ１１５では、あらかじめ用意された検査行列初期値テーブルから生成される検査行列Hを用いて、様々な符号長Nや符号化率rのLDPC符号へのLDPC符号化を行うことができる。

【0198】

＜検査行列初期値テーブルの例＞

【0199】

検査行列初期値テーブルは、例えば、検査行列Hの、LDPC符号（検査行列Hによって定義されるLDPC符号）の符号長N及び符号化率rに応じた情報長Kに対応する情報行列H_A（図１０）の１の要素の位置を360列（パラレルファクタP）ごとに表すテーブルであり、各符号長N及び各符号化率rの検査行列Hごとに、あらかじめ作成される。

【0200】

すなわち、検査行列初期値テーブルは、少なくとも、情報行列H_Aの１の要素の位置を360列（パラレルファクタP）ごとに表す。

【0201】

また、検査行列Hには、パリティ行列H_Tの全部が階段構造になっている検査行列や、パリティ行列H_Tの一部が階段構造になっており、残りの部分が対角行列（単位行列）になっている検査行列がある。

【0202】

以下、パリティ行列H_Tの一部が階段構造になっており、残りの部分が対角行列になっている検査行列を表す検査行列初期値テーブルの表現方式を、タイプA方式ともいう。また、パリティ行列H_Tの全部が階段構造になっている検査行列を表す検査行列初期値テーブルの表現方式を、タイプB方式ともいう。

【0203】

また、タイプA方式の検査行列初期値テーブルが表す検査行列に対するLDPC符号を、タイプA符号ともいい、タイプB方式の検査行列初期値テーブルが表す検査行列に対するLDPC符号を、タイプB符号ともいう。

【0204】

「タイプA」及び「タイプB」の呼称は、ATSC 3.0の規格に準じた呼称である。例えば、ATSC3.0では、タイプA符号及びタイプB符号の両方が採用されている。

【0205】

なお、DVB-T.2等では、タイプB符号が採用されている。

【0206】

図２０は、タイプB方式の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0207】

すなわち、図２０は、DVB-T.2の規格に規定されている、符号長Nが16200ビットの、符号化率（DVB-T.2の表記上の符号化率）rが1/4のタイプB符号の（検査行列Hを表す）検査行列初期値テーブルを示している。

【0208】

検査行列生成部６１３（図１８）は、タイプB方式の検査行列初期値テーブルを用いて、以下のように、検査行列Hを求める。

【0209】

図２１は、タイプB方式の検査行列初期値テーブルから検査行列Hを求める方法を説明する図である。

【0210】

すなわち、図２１は、DVB-T.2の規格に規定されている、符号長Nが16200ビットの、符号化率rが2/3のタイプB符号の検査行列初期値テーブルを示している。

【0211】

タイプB方式の検査行列初期値テーブルは、LDPC符号の符号長N及び符号化率rに応じた情報長Kに対応する情報行列H_Aの全体の１の要素の位置を、360列（パラレルファクタP）ごとに表すテーブルであり、そのi行目には、検査行列Hの1+360×(i-1)列目の１の要素の行番号（検査行列Hの１行目の行番号を０とする行番号）が、その1+360×(i-1)列目の列が持つ列重みの数だけ並んでいる。

【0212】

ここで、タイプB方式の検査行列Hの、パリティ長Mに対応するパリティ行列H_T（図１０）は、図１５に示したように階段構造に決まっているので、検査行列初期値テーブルにより、情報長Kに対応する情報行列H_A（図１０）を求めることができれば、検査行列Hを求めることができる。

【0213】

タイプB方式の検査行列初期値テーブルの行数k+1は、情報長Kによって異なる。

【0214】

情報長Kと、検査行列初期値テーブルの行数k+1との間には、式（９）の関係が成り立つ。

【0215】

K＝(k+1)×360
・・・（９）

【0216】

ここで、式（９）の360は、図１６で説明したパラレルファクタPである。

【0217】

図２１の検査行列初期値テーブルでは、１行目から３行目までに、１３個の数値が並び、４行目からk+1行目（図２１では、３０行目）までに、３個の数値が並んでいる。

【0218】

したがって、図２１の検査行列初期値テーブルから求められる検査行列Hの列重みは、１列目から、1+360×(3-1)-1列目までは、１３であり、1+360×(3-1)列目から、K列目までは、３である。

【0219】

図２１の検査行列初期値テーブルの１行目は、0,2084,1613,1548,1286,1460,3196,4297,2481,3369,3451,4620,2622となっており、これは、検査行列Hの１列目において、行番号が、0,2084,1613,1548,1286,1460,3196,4297,2481,3369,3451,4620,2622の行の要素が１であること（かつ、他の要素が０であること）を示している。

【0220】

また、図２１の検査行列初期値テーブルの２行目は、1,122,1516,3448,2880,1407,1847,3799,3529,373,971,4358,3108となっており、これは、検査行列Hの３６１（＝１＋360×（２－１））列目において、行番号が、1,122,1516,3448,2880,1407,1847,3799,3529,373,971,4358,3108の行の要素が１であることを示している。

【0221】

以上のように、検査行列初期値テーブルは、検査行列Hの情報行列H_Aの１の要素の位置を360列ごとに表す。

【0222】

検査行列Hの1+360×(i-1)列目以外の列、つまり、2+360×(i-1)列目から、360×i列目までの各列は、検査行列初期値テーブルによって定まる1+360×(i-1)列目の１の要素を、パリティ長Mに従って下方向（列の下方向）に、周期的にサイクリックシフトして配置したものになっている。

【0223】

すなわち、例えば、2+360×(i-1)列目は、1+360×(i-1)列目を、M/360(＝q)だけ下方向にサイクリックシフトしたものとなっており、次の3+360×(i-1)列目は、1+360×(i-1)列目を、2×M/360(＝2×q)だけ下方向にサイクリックシフトしたもの（2+360×(i-1)列目を、M/360(＝q)だけ下方向にサイクリックシフトしたもの）となっている。

【0224】

いま、検査行列初期値テーブルのi行目（上からi番目）のj列目（左からj番目）の数値を、h_i,jと表すとともに、検査行列Hのw列目の、j個目の１の要素の行番号を、H_w-jと表すこととすると、検査行列Hの1+360×(i-1)列目以外の列であるw列目の、１の要素の行番号H_w-jは、式（１０）で求めることができる。

【0225】

H_w-j＝mod{h_i,j＋mod((w-1),P)×q，M)
・・・（１０）

【0226】

ここで、mod（x，y）はxをyで割った余りを意味する。

【0227】

また、Pは、上述したパラレルファクタであり、本実施の形態では、例えば、DVB-T.2等やATSC3.0の規格と同様に、360である。さらに、qは、パリティ長Mを、パラレルファクタP(＝360)で除算することにより得られる値M/360である。

【0228】

検査行列生成部６１３（図１８）は、検査行列初期値テーブルによって、検査行列Hの1+360×(i-1)列目の１の要素の行番号を特定する。

【0229】

さらに、検査行列生成部６１３（図１８）は、検査行列Hの1+360×(i-1)列目以外の列であるw列目の、１の要素の行番号H_w-jを、式（１０）に従って求め、以上により得られた行番号の要素を１とする検査行列Hを生成する。

【0230】

図２２は、タイプA方式の検査行列Hの構造を示す図である。

【0231】

タイプA方式の検査行列は、A行列、B行列、C行列、D行列、及び、Z行列で構成される。

【0232】

A行列は、所定値M1と、LDPC符号の情報長K＝符号長N×符号化率rとで表されるM1行K列の、検査行列Hの左上の行列である。

【0233】

B行列は、M1行M1列の、A行列の右に隣接する階段構造の行列である。

【0234】

C行列は、N-K-M1行K+M1列の、A行列及びB行列の下に隣接する行列である。

【0235】

D行列は、N-K-M1行N-K-M1列の、C行列の右に隣接する単位行列である。

【0236】

Z行列は、M1行N-K-M1列の、B行列の右に隣接するゼロ行列（０行列）である。

【0237】

以上のようなA行列ないしD行列、及び、Z行列で構成されるタイプA方式の検査行列Hでは、A行列、及び、C行列の一部が、情報行列を構成しており、B行列、C行列の残りの部分、D行列、及び、Z行列が、パリティ行列を構成している。

【0238】

なお、B行列は、階段構造の行列であり、D行列は、単位行列であるので、タイプA方式の検査行列Hのパリティ行列は、一部（B行列の部分）が階段構造になっており、残りの部分（D行列の部分）が対角行列（単位行列）になっている。

【0239】

A行列及びC行列は、タイプB方式の検査行列Hの情報行列と同様に、パラレルファクタPの列（例えば、360列）ごとの巡回構造になっており、タイプA方式の検査行列初期値テーブルは、A行列及びC行列の1の要素の位置を360列ごとに表す。

【0240】

ここで、上述したように、A行列、及び、C行列の一部は、情報行列を構成するから、A行列及びC行列の1の要素の位置を360列ごとに表すタイプA方式の検査行列初期値テーブルは、少なくとも、情報行列の１の要素の位置を360列ごとに表している、ということができる。

【0241】

なお、タイプA方式の検査行列初期値テーブルは、A行列及びC行列の1の要素の位置を360列ごとに表すから、検査行列の一部（C行列の残りの部分）の1の要素の位置を360列ごとに表している、ということもできる。

【0242】

図２３は、タイプA方式の検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0243】

すなわち、図２３は、符号長Nが35ビットの、符号化率rが2/7の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示している。

【0244】

タイプA方式の検査行列初期値テーブルは、A行列及びC行列の１の要素の位置を、パラレルファクタPごとに表すテーブルであり、そのi行目には、検査行列Hの1+P×(i-1)列目の１の要素の行番号（検査行列Hの１行目の行番号を０とする行番号）が、その1+P×(i-1)列目の列が持つ列重みの数だけ並んでいる。

【0245】

なお、ここでは、説明を簡単にするため、パラレルファクタPは、例えば、5であるとする。

【0246】

タイプA方式の検査行列Hについては、パラメータとして、M1，M2，Q1、及び、Q2がある。

【0247】

M1（図２２）は、B行列のサイズを決めるパラメータであり、パラレルファクタPの倍数の値をとる。M1を調整することで、LDPC符号の性能は変化し、検査行列Hを決定するときに、所定の値に調整される。ここでは、M1として、パラレルファクタP＝5の3倍の15が採用されていることとする。

【0248】

M2（図２２）は、パリティ長Mから、M1を減算した値M-M1をとる。

【0249】

ここでは、情報長Kは、N×r＝35×2/7＝10であり、パリティ長Mは、N-K＝35-10＝25であるので、M2は、M-M1＝25-15＝10となる。

【0250】

Q1は、式Q1＝M1/Pに従って求められ、A行列におけるサイクリックシフトのシフト数（行数）を表す。

【0251】

すなわち、タイプA方式の検査行列HのA行列の1+P×(i-1)列目以外の列、つまり、2+P×(i-1)列目から、P×i列目までの各列は、検査行列初期値テーブルによって定まる1+P×(i-1)列目の１の要素を下方向（列の下方向）に、周期的にサイクリックシフトして配置したものになっており、Q1は、A行列における、そのサイクリックシフトのシフト数を表す。

【0252】

Q2は、式Q2＝M2/Pに従って求められ、C行列におけるサイクリックシフトのシフト数（行数）を表す。

【0253】

すなわち、タイプA方式の検査行列HのC行列の1+P×(i-1)列目以外の列、つまり、2+P×(i-1)列目から、P×i列目までの各列は、検査行列初期値テーブルによって定まる1+P×(i-1)列目の１の要素を下方向（列の下方向）に、周期的にサイクリックシフトして配置したものになっており、Q2は、C行列における、そのサイクリックシフトのシフト数を表す。

【0254】

ここでは、Q1は、M1/P＝15/5＝3であり、Q2は、M2/P＝10/5＝2である。

【0255】

図２３の検査行列初期値テーブルでは、１行目と２行目に、３個の数値が並び、３行目から５行目までに、１個の数値が並んでおり、かかる数値の並びによれば、図２３の検査行列初期値テーブルから求められる検査行列HのA行列及びC行列の部分の列重みは、1=1+5×(1-1)列目から、10=5×2列目までは、３であり、11=1+5×(3-1)列目から、25=5×5列目までは、１である。

【0256】

すなわち、図２３の検査行列初期値テーブルの1行目は、2,6,18となっており、これは、検査行列Hの1列目において、行番号が、2,6,18の行の要素が１であること（かつ、他の要素が０であること）を示している。

【0257】

ここで、いまの場合、A行列（図２２）は、15行10列（M1行K列）の行列であり、C行列（図２２）は、10行25列（N-K-M1行K+M1列）の行列であるから、検査行列Hの行番号0ないし14の行は、A行列の行であり、検査行列Hの行番号15ないし24の行は、C行列の行である。

【0258】

したがって、行番号が2,6,18の行（以下、行#2,#6,#18のように記載する）のうちの、行#2及び#6は、A行列の行であり、行#18は、C行列の行である。

【0259】

図２３の検査行列初期値テーブルの2行目は、2,10,19となっており、これは、検査行列Hの6(＝1+5×(2-1))列目において、行#2,#10,#19の要素が１であることを示している。

【0260】

ここで、検査行列Hの6(＝1+5×(2-1))列目において、行#2,#10,#19のうちの、行#2及び#10は、A行列の行であり、行#19は、C行列の行である。

【0261】

図２３の検査行列初期値テーブルの3行目は、22となっており、これは、検査行列Hの11(＝1+5×(3-1))列目において、行#22の要素が１であることを示している。

【0262】

ここで、検査行列Hの11(＝1+5×(3-1))列目において、行#22は、C行列の行である。

【0263】

以下同様に、図２３の検査行列初期値テーブルの4行目の19は、検査行列Hの16(＝1+5×(4-1))列目において、行#19の要素が１であることを示しており、図２３の検査行列初期値テーブルの5行目の15は、検査行列Hの21(＝1+5×(5-1))列目において、行#15の要素が１であることを示している。

【0264】

以上のように、検査行列初期値テーブルは、検査行列HのA行列及びC行列の１の要素の位置をパラレルファクタP＝5列ごとに表す。

【0265】

検査行列HのA行列及びC行列の1+5×(i-1)列目以外の列、つまり、2+5×(i-1)列目から、5×i列目までの各列は、検査行列初期値テーブルによって定まる1+5×(i-1)列目の１の要素を、パラメータQ1及びQ2に従って下方向（列の下方向）に、周期的にサイクリックシフトして配置したものになっている。

【0266】

すなわち、例えば、A行列の、2+5×(i-1)列目は、1+5×(i-1)列目を、Q1(＝3)だけ下方向にサイクリックシフトしたものとなっており、次の3+5×(i-1)列目は、1+5×(i-1)列目を、2×Q1(＝2×3)だけ下方向にサイクリックシフトしたもの（2+5×(i-1)列目を、Q1だけ下方向にサイクリックシフトしたもの）となっている。

【0267】

また、例えば、C行列の、2+5×(i-1)列目は、1+5×(i-1)列目を、Q2(＝2)だけ下方向にサイクリックシフトしたものとなっており、次の3+5×(i-1)列目は、1+5×(i-1)列目を、2×Q2(＝2×2)だけ下方向にサイクリックシフトしたもの（2+5×(i-1)列目を、Q2だけ下方向にサイクリックシフトしたもの）となっている。

【0268】

図２４は、図２３の検査行列初期値テーブルから生成されるA行列を示す図である。

【0269】

図２４のA行列では、図２３の検査行列初期値テーブルの1行目にしたがい、1(＝1+5×(1-1))列目の行#2及び#6の要素が1になっている。

【0270】

そして、2(＝2+5×(1-1))列目から5(＝5+5×(1-1))列目までの各列は、直前の列を、Q1＝3だけ下方向にサイクリックシフトしたものになっている。

【0271】

さらに、図２４のA行列では、図２３の検査行列初期値テーブルの2行目にしたがい、6(＝1+5×(2-1))列目の行#2及び#10の要素が1になっている。

【0272】

そして、7(＝2+5×(2-1))列目から10(＝5+5×(2-1))列目までの各列は、直前の列を、Q1＝3だけ下方向にサイクリックシフトしたものになっている。

【0273】

図２５は、B行列のパリティインターリーブを示す図である。

【0274】

検査行列生成部６１３（図１８）は、検査行列初期値テーブルを用いて、A行列を生成し、そのA行列の右隣に、階段構造のB行列を配置する。そして、検査行列生成部６１３は、B行列をパリティ行列とみなして、階段構造のB行列の隣接する1の要素が、行方向に、パラレルファクタP＝5だけ離れるように、パリティインターリーブを行う。

【0275】

図２５は、図２４のB行列のパリティインターリーブ後のA行列及びB行列を示している。

【0276】

図２６は、図２３の検査行列初期値テーブルから生成されるC行列を示す図である。

【0277】

図２６のC行列では、図２３の検査行列初期値テーブルの1行目にしたがい、検査行列Hの1(＝1+5×(1-1))列目の行#18の要素が1になっている。

【0278】

そして、C行列の2(＝2+5×(1-1))列目から5(＝5+5×(1-1))列目までの各列は、直前の列を、Q2＝2だけ下方向にサイクリックシフトしたものになっている。

【0279】

さらに、図２６のC行列では、図２３の検査行列初期値テーブルの2行目ないし5行目にしたがい、検査行列Hの6(＝1+5×(2-1))列目の行#19、11(＝1+5×(3-1))列目の行#22、16(＝1+5×(4-1))列目の行#19、及び、21(＝1+5×(5-1))列目の行#15の要素が1になっている。

【0280】

そして、7(＝2+5×(2-1))列目から10(＝5+5×(2-1))列目までの各列、12(＝2+5×(3-1))列目から15(＝5+5×(3-1))列目までの各列、17(＝2+5×(4-1))列目から20(＝5+5×(4-1))列目までの各列、及び、22(＝2+5×(5-1))列目から25(＝5+5×(5-1))列目までの各列は、直前の列を、Q2＝2だけ下方向にサイクリックシフトしたものになっている。

【0281】

検査行列生成部６１３（図１８）は、検査行列初期値テーブルを用いて、C行列を生成し、そのC行列を、A行列及び（パリティインターリーブ後の）B行列の下に配置する。

【0282】

さらに、検査行列生成部６１３は、B行列の右隣に、Z行列を配置するとともに、C行列の右隣に、D行列を配置し、図２６に示す検査行列Hを生成する。

【0283】

図２７は、D行列のパリティインターリーブを示す図である。

【0284】

検査行列生成部６１３は、図２６の検査行列Hを生成した後、D行列をパリティ行列とみなして、単位行列のD行列の奇数行と次の偶数行との1の要素が、行方向に、パラレルファクタP＝5だけ離れるように、（D行列のみの）パリティインターリーブを行う。

【0285】

図２７は、図２６の検査行列Hについて、D行列のパリティインターリーブを行った後の検査行列Hを示している。

【0286】

LDPCエンコーダ１１５（の符号化パリティ演算部６１５（図１８））は、例えば、図２７の検査行列Hを用いて、LDPC符号化（LDPC符号の生成）を行う。

【0287】

ここで、図２７の検査行列Hを用いて生成されるLDPC符号は、パリティインターリーブを行ったLDPC符号になっており、したがって、図２７の検査行列Hを用いて生成されるLDPC符号については、パリティインターリーバ２３（図９）において、パリティインターリーブを行う必要はない。すなわち、D行列のパリティインターリーブを行った後の検査行列Hを用いて生成されるLDPC符号は、パリティインターリーブを行ったLDPC符号になるため、かかるLDPC符号については、パリティインターリーバ２３でのパリティインターリーブは、スキップされる。

【0288】

図２８は、図２７の検査行列HのB行列、C行列の一部（C行列のうちの、B行列の下に配置されている部分）、及び、D行列に、パリティインターリーブを元に戻すパリティデインターリーブとしての列置換(column permutation)を行った検査行列Hを示す図である。

【0289】

LDPCエンコーダ１１５では、図２８の検査行列Hを用いて、LDPC符号化（LDPC符号の生成）を行うことができる。

【0290】

図２８の検査行列Hを用いて、LDPC符号化を行う場合、そのLDPC符号化によれば、パリティインターリーブを行っていないLDPC符号が得られる。したがって、図２８の検査行列Hを用いて、LDPC符号化を行う場合には、パリティインターリーバ２３（図９）において、パリティインターリーブが行われる。

【0291】

図２９は、図２７の検査行列Hに、行置換(row permutation)を行うことにより得られる変換検査行列Hを示す図である。

【0292】

変換検査行列は、後述するように、P×Pの単位行列、その単位行列の１のうち１個以上が０になった準単位行列、単位行列又は準単位行列をサイクリックシフトしたシフト行列、単位行列、準単位行列、又はシフト行列のうちの２以上の和である和行列、及び、P×Pの０行列の組合わせで表される行列になっている。

【0293】

変換検査行列を、LDPC符号の復号に用いることにより、LDPC符号の復号において、後述するように、チェックノード演算、及びバリアブルノード演算を、P個同時に行うアーキテクチャを採用することができる。

【0294】

＜新LDPC符号＞

【0295】

LDPC符号を用いたデータ伝送において、良好な通信品質を確保する方法の１つとして、性能の良いLDPC符号を用いる方法がある。

【0296】

以下では、性能の良い新たなLDPC符号（以下、新LDPC符号ともいう）について説明する。

【0297】

新LDPC符号としては、例えば、パラレルファクタPが、DVB-T.2やATSC3.0等と同様の360で、巡回構造の検査行列Hに対応するタイプA符号やタイプB符号を採用することができる。

【0298】

LDPCエンコーダ１１５（図８、図１８）は、符号長Nが、64kビットよりも長い、例えば、69120ビットで、符号化率rが、例えば、2/16，3/16，4/16，5/16，6/16，7/16，8/16，9/16，10/16，11/16，12/16，13/16、又は、14/16のうちのいずれかのLDPC符号の検査行列初期値テーブル（から求められる検査行列H）を用いて、LDPC符号へのLDPC符号化を行うことができる。

【0299】

また、LDPCエンコーダ１１５は、以下のような、符号長Nが、64kビットよりも短い、例えば、17280ビット（17kビット）で、符号化率rが、例えば、2/16，3/16，4/16，5/16，6/16，7/16，8/16，9/16，10/16，11/16，12/16，13/16、又は、14/16のうちのいずれかの新LDPC符号の検査行列初期値テーブル（から求められる検査行列H）を用いて、新LDPC符号へのLDPC符号化を行うことができる。

【0300】

符号長Nが17280ビットの新LDPC符号へのLDPC符号化を行う場合、LDPCエンコーダ１１５（図８）の記憶部６０２には、新LDPC符号の検査行列初期値テーブルが記憶される。

【0301】

図３０は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが2/16の新LDPC符号としてのタイプA符号（以下、r=2/16のタイプA符号ともいう）の検査行列Hを表す（タイプA方式の）検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0302】

図３１は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが3/16の新LDPC符号としてのタイプA符号（以下、r=3/16のタイプA符号ともいう）の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0303】

図３２は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが4/16の新LDPC符号としてのタイプA符号（以下、r=4/16のタイプA符号ともいう）の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0304】

図３３は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが5/16の新LDPC符号としてのタイプA符号（以下、r=5/16のタイプA符号ともいう）の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0305】

図３４は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが6/16の新LDPC符号としてのタイプA符号（以下、r=6/16のタイプA符号ともいう）の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0306】

図３５は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが7/16の新LDPC符号としてのタイプA符号（以下、r=7/16のタイプA符号ともいう）の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0307】

図３６は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが7/16の新LDPC符号としてのタイプB符号（以下、r=7/16のタイプB符号ともいう）の検査行列Hを表す（タイプB方式の）検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0308】

図３７は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが8/16の新LDPC符号としてのタイプB符号（以下、r=8/16のタイプB符号ともいう）の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0309】

図３８は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが9/16の新LDPC符号としてのタイプB符号（以下、r=9/16のタイプB符号ともいう）の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0310】

図３９は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが10/16の新LDPC符号としてのタイプB符号（以下、r=10/16のタイプB符号ともいう）の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0311】

図４０は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが11/16の新LDPC符号としてのタイプB符号（以下、r=11/16のタイプB符号ともいう）の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0312】

図４１は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが12/16の新LDPC符号としてのタイプB符号（以下、r=12/16のタイプB符号ともいう）の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0313】

図４２は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが13/16の新LDPC符号としてのタイプB符号（以下、r=13/16のタイプB符号ともいう）の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0314】

図４３は、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが14/16の新LDPC符号としてのタイプB符号（以下、r=14/16のタイプB符号ともいう）の検査行列Hを表す検査行列初期値テーブルの例を示す図である。

【0315】

新LDPC符号は、性能の良いLDPC符号になっている。

【0316】

ここで、性能の良いLDPC符号とは、適切な検査行列Hから得られるLDPC符号である。

【0317】

適切な検査行列Hとは、例えば、検査行列Hから得られるLDPC符号を、低いE_s/N₀、又はE_b/N_o（１ビットあたりの信号電力対雑音電力比）で送信したときに、BER(bit error rate)（及びFER(frame error rate)）をより小にする、所定の条件を満たす検査行列である。

【0318】

適切な検査行列Hは、例えば、所定の条件を満たす様々な検査行列から得られるLDPC符号を、低いE_s/N_oで送信したときのBERを計測するシミュレーションを行うことにより求めることができる。

【0319】

適切な検査行列Hが満たすべき所定の条件としては、例えば、デンシティエボリューション(Density Evolution)と呼ばれる符号の性能の解析法で得られる解析結果が良好であること、サイクル４と呼ばれる、１の要素のループが存在しないこと、等がある。

【0320】

ここで、情報行列H_Aにおいて、サイクル４のように、１の要素が密集していると、LDPC符号の復号性能が劣化することが知られており、このため、検査行列Hには、サイクル４が存在しないことが望ましい。

【0321】

検査行列Hにおいて、1の要素によって構成されるループの長さ（ループ長）の最小値は、ガース(girth)と呼ばれる。サイクル４が存在しないこととは、ガースが４より大であることを意味する。

【0322】

なお、適切な検査行列Hが満たすべき所定の条件は、LDPC符号の復号性能の向上や、LDPC符号の復号処理の容易化（単純化）等の観点から適宜決定することができる。

【0323】

図４４及び図４５は、適切な検査行列Hが満たすべき所定の条件としての解析結果が得られるデンシティエボリューションを説明する図である。

【0324】

デンシティエボリューションとは、後述するデグリーシーケンス（degree sequence)で特徴付けられる符号長Nが∞のLDPC符号全体（アンサンブル(ensemble)）に対して、そのエラー確率の期待値を計算する、符号の解析法である。

【0325】

例えば、AWGNチャネル上で、ノイズの分散値を0からどんどん大きくしていくと、あるアンサンブルのエラー確率の期待値は、最初は0であるが、ノイズの分散値が、ある閾値(threshold)以上となると、0ではなくなる。

【0326】

デンシティエボリューションによれば、そのエラー確率の期待値が0ではなくなる、ノイズの分散値の閾値（以下、性能閾値ともいう）を比較することで、アンサンブルの性能（検査行列の適切さ）の良し悪しを決めることができる。

【0327】

なお、具体的なLDPC符号に対して、そのLDPC符号が属するアンサンブルを決定し、そのアンサンブルに対してデンシティエボリューションを行うと、そのLDPC符号のおおまかな性能を予想することができる。

【0328】

したがって、性能の良いLDPC符号は、性能の良いアンサンブルを見つければ、そのアンサンブルに属するLDPC符号の中から見つけることができる。

【0329】

ここで、上述のデグリーシーケンスとは、LDPC符号の符号長Nに対して、各値の重みをもつバリアブルノードやチェックノードがどれくらいの割合だけあるかを表す。

【0330】

例えば、符号化率が1/2のregular(3,6)LDPC符号は、すべてのバリアブルノードの重み（列重み）が3で、すべてのチェックノードの重み（行重み）が6であるというデグリーシーケンスによって特徴付けられるアンサンブルに属する。

【0331】

図４４は、そのようなアンサンブルのタナーグラフ(Tanner graph)を示している。

【0332】

図４４のタナーブラフでは、図中丸印（○印）で示すバリアブルノードが、符号長Nに等しいN個だけ存在し、図中四角形（□印）で示すチェックノードが、符号長Nに符号化率1/2を乗算した乗算値に等しいN/2個だけ存在する。

【0333】

各バリアブルノードには、列重みに等しい3本の枝(edge)が接続されており、したがって、N個のバリアブルノードに接続している枝は、全部で、3N本だけ存在する。

【0334】

また、各チェックノードには、行重みに等しい6本の枝が接続されており、したがって、N/2個のチェックノードに接続している枝は、全部で、3N本だけ存在する。

【0335】

さらに、図４４のタナーグラフでは、１つのインターリーバが存在する。

【0336】

インターリーバは、N個のバリアブルノードに接続している3N本の枝をランダムに並べ替え、その並べ替え後の各枝を、N/2個のチェックノードに接続している3N本の枝のうちのいずれかに繋げる。

【0337】

インターリーバでの、N個のバリアブルノードに接続している3N本の枝を並べ替える並べ替えパターンは、(3N)!（＝(3N)×(3N-1)×・・・×1）通りだけある。したがって、すべてのバリアブルノードの重みが3で、すべてのチェックノードの重みが6であるというデグリーリーケンスによって特徴付けられるアンサンブルは、(3N)!個のLDPC符号の集合となる。

【0338】

性能の良いLDPC符号（適切な検査行列）を求めるシミュレーションでは、デンシティエボリューションにおいて、マルチエッジタイプ(multi-edge type)のアンサンブルを用いた。

【0339】

マルチエッジタイプでは、バリアブルノードに接続している枝と、チェックノードに接続している枝とが経由するインターリーバが、複数(multi edge)に分割され、これにより、アンサンブルの特徴付けが、より厳密に行われる。

【0340】

図４５は、マルチエッジタイプのアンサンブルのタナーグラフの例を示している。

【0341】

図４５のタナーグラフでは、第１インターリーバと第２インターリーバとの２つのインターリーバが存在する。

【0342】

また、図４５のタナーグラフでは、第１インターリーバに繋がる枝が1本で、第２インターリーバに繋がる枝が0本のバリアブルノードがv1個だけ、第１インターリーバに繋がる枝が1本で、第２インターリーバに繋がる枝が2本のバリアブルノードがv2個だけ、第１インターリーバに繋がる枝が0本で、第２インターリーバに繋がる枝が2本のバリアブルノードがv3個だけ、それぞれ存在する。

【0343】

さらに、図４５のタナーグラフでは、第１インターリーバに繋がる枝が2本で、第２インターリーバに繋がる枝が0本のチェックノードがc1個だけ、第１インターリーバに繋がる枝が2本で、第２インターリーバに繋がる枝が2本のチェックノードがc2個だけ、第１インターリーバに繋がる枝が0本で、第２インターリーバに繋がる枝が3本のチェックノードがc3個だけ、それぞれ存在する。

【0344】

ここで、デンシティエボリューションと、その実装については、例えば、"On the Design of Low-Density Parity-Check Codes within 0.0045 dB of the Shannon Limit", S.Y.Chung, G.D.Forney, T.J.Richardson,R.Urbanke, IEEE Communications Leggers, VOL.5, NO.2, Feb 2001に記載されている。

【0345】

新LDPC符号（の検査行列）を求めるシミュレーションでは、マルチエッジタイプのデンシティエボリューションによって、BERが落ち始める（小さくなっていく）E_b/N₀（１ビットあたりの信号電力対雑音電力比）である性能閾値が、所定値以下になるアンサンブルを見つけ、そのアンサンブルに属するLDPC符号の中から、QPSK等の１以上の直交変調を用いた場合のBERを小さくするLDPC符号を、性能の良いLDPC符号として選択した。

【0346】

新LDPC符号（の検査行列を表す検査行列初期値テーブル）は、以上のようなシミュレーションにより求められた。

【0347】

したがって、新LDPC符号によれば、データ伝送において、良好な通信品質を確保することができる。

【0348】

図４６は、新LDPC符号としてのタイプA符号の検査行列Hの列重みを説明する図である。

【0349】

タイプA符号の検査行列Hについては、図４６に示すように、A行列及びC行列の1列目からK1列の列重みをX1と、A行列及びC行列のその後のK2列の列重みをX2と、A行列及びC行列のさらにその後のK3列の列重みをX3と、C行列のさらにその後のM1列の列重みをXM1と、それぞれ表すこととする。

【0350】

なお、K1+K2+K3は、情報長Kに等しく、M1+M2は、パリティ長Mに等しい。したがって、K1+K2+K3+M1+M2は、符号長N=17280ビットに等しい。

【0351】

また、タイプA符号の検査行列Hについては、B行列の1列目からM1-1列の列重みは2であり、B行列のM1列目（最後の列）の列重みは1である。さらに、D行列の列重みは1であり、Z行列の列重みは0である。

【0352】

図４７は、図３０ないし図３５の（検査行列初期値テーブルが表す）タイプA符号の検査行列Hのパラメータを示す図である。

【0353】

r=2/16，3/16，4/16，5/16，6/16，7/16のタイプA符号の検査行列HのパラメータとしてのK，X1，K1，X2，K2，X3，K3，XM1，M1，M2は、図４７に示す通りになっている。

【0354】

パラメータX1，K1，X2，K2，X3，K3，XM1，M1（又はM2）は、LDPC符号の性能（例えば、エラーレート等）がより向上するように設定される。

【0355】

図４８は、新LDPC符号としてのタイプB符号の検査行列Hの列重みを説明する図である。

【0356】

タイプB符号の検査行列Hについては、図４８に示すように、1列目からKX1列の列重みをX1と、その後のKX2列の列重みをX2と、その後のKX3列の列重みをX3と、その後のKX4列の列重みをX4と、その後のKY1列の列重みをY1と、それぞれ表すこととする。

【0357】

なお、KX1+KX2+KX3+KX4+KY1は、情報長Kに等しく、KX1+KX2+KX3+KX4+KY1+Mは、符号長N=17280ビットに等しい。

【0358】

また、タイプB符号の検査行列Hについては、最後のM列のうちの、最後の1列を除くM-1列の列重みは2であり、最後の1列の列重みは1である。

【0359】

図４９は、図３６ないし図４３の（検査行列初期値テーブルが表す）タイプB符号の検査行列Hのパラメータを示す図である。

【0360】

r=7/16，8/16，9/16，10/16，11/16，12/16，13/16，14/16のタイプB符号の検査行列HのパラメータとしてのK，X1，KX1，X2，KX2，X3，KX3，X4，KX4，Y1，KY1，Mは、図４９に示す通りになっている。

【0361】

パラメータX1，KX1，X2，KX2，X3，KX3，X4，KX4，Y1，KY1は、LDPC符号の性能がより向上するように設定される。

【0362】

新LDPC符号によれば、良好なBER/FERが実現されるとともに、シャノン限界に近いキャパシティ（通信路容量）が実現される。

【0363】

＜コンスタレーション＞

【0364】

図５０ないし図７４は、図７の伝送システムで採用し得るコンスタレーションの例を示す図である。

【0365】

図７の伝送システムでは、例えば、変調方式(MODulation)とLDPC符号(CODe)との組み合わせであるMODCODに対して、そのMODCODで使用するコンスタレーションを設定することができる。

【0366】

１のMODCODに対しては、１以上のコンスタレーションを設定することができる。

【0367】

コンスタレーションには、信号点の配置が一様になっているUC(Uniform Constellation)と、一様になっていないNUC(Non Uniform Constellation)とがある。

【0368】

また、NUCには、例えば、1D-NUC(1-dimensional (M²-QAM) non-uniform constellation)と呼ばれるコンスタレーションや、2D-NUC(2-dimensional (QQAM) non-uniform constellation)と呼ばれるコンスタレーション等がある。

【0369】

一般に、UCよりも1D-NUCの方が、BERが改善し、さらに、1D-NUCよりも2D-NUCの方が、BERが改善する。

【0370】

変調方式がQPSKのコンスタレーションは、UCになる。変調方式が16QAMや、64QAM，256QAM等のコンスタレーションとしては、例えば、UCや、2D-NUCを採用することができ、変調方式が1024QAMや4096QAM等のコンスタレーションとしては、例えば、UCや、1D-NUCを採用することができる。

【0371】

図７の伝送システムでは、例えば、ATSC3.0や、DVB-C.2等で規定されているコンスタレーション、その他、エラーレートを良好にする様々なコンスタレーションを使用することができる。

【0372】

すなわち、変調方式がQPSKである場合には、LDPC符号の各符号化率rについて、例えば、同一のUCを使用することができる。

【0373】

また、変調方式が、16QAM，64QAM、又は、256QAMである場合には、LDPC符号の各符号化率rについて、例えば、同一のUCを使用することができる。さらに、変調方式が、16QAM，64QAM、又は、256QAMである場合には、例えば、LDPC符号の符号化率rそれぞれごとに異なる2D-NUCを使用することができる。

【0374】

また、変調方式が、1024QAM又は4096QAMである場合には、LDPC符号の各符号化率rについて、例えば、同一のUCを使用することができる。さらに、変調方式が、1024QAM又は4096QAMである場合には、例えば、LDPC符号の符号化率rそれぞれごとに異なる1D-NUCを使用することができる。

【0375】

ここで、QPSKのUCを、QPSK-UCとも記載し、2^mQAMのUCを、2^mQAM-UCとも記載する。また、2^mQAMの1D-NUC及び2D-NUCを、それぞれ、2^mQAM-1D-NUC及び2^mQAM-2D-NUCとも記載する。

【0376】

以下、ATSC3.0で規定されているコンスタレーションの幾つかについて説明する。

【0377】

図５０は、変調方式がQPSKである場合に、ATSC3.0で規定されているLDPC符号のすべての符号化率について使用されるQPSK-UCの信号点の座標を示す図である。

【0378】

図５０において、"Input Data cell y"は、QPSK-UCにマッピングする2ビットのシンボルを表し、"Constellation point z_s"は、信号点z_sの座標を表す。なお、信号点z_sのインデクスsは（後述する信号点z_qのインデクスqも同様）、シンボルの離散時間（あるシンボルと次のシンボルとの間の時間間隔）を表す。

【0379】

図５０では、信号点z_sの座標は、複素数の形で表されており、jは、虚数単位（√(-1)）を表す。

【0380】

図５１は、変調方式が16QAMである場合に、ATSC3.0で規定されているLDPC符号の符号化率r(CR)＝2/15，3/15，4/15，5/15，6/15，7/15，8/15，9/15，10/15，11/15，12,15，13/15について使用される16QAM-2D-NUCの信号点の座標を示す図である。

【0381】

図５１では、図５０と同様に、信号点z_sの座標は、複素数の形で表されており、jは、虚数単位を表す。

【0382】

図５１において、w#kは、コンスタレーションの第１象限の信号点の座標を表す。

【0383】

2D-NUCにおいて、コンスタレーションの第２象限の信号点は、第１象限の信号点を、Q軸に対して対称に移動した位置に配置され、コンスタレーションの第３象限の信号点は、第１象限の信号点を、原点に対して対称に移動した位置に配置される。そして、コンスタレーションの第４象限の信号点は、第１象限の信号点を、I軸に対して対称に移動した位置に配置される。

【0384】

ここで、変調方式が2^mQAMである場合には、mビットを1個のシンボルとして、その1個のシンボルが、そのシンボルに対応する信号点にマッピングされる。

【0385】

mビットのシンボルは、例えば、0ないし2^m-1の整数値で表現することができるが、いま、b＝2^m/4とすると、0ないし2^m-1の整数値で表現されるシンボルy(0)，y(1)，・・・，y(2^m-1)は、シンボルy(0)ないしy(b-1)，y(b)ないしy(2b-1)，y(2b)ないしy(3b-1)、及び、y(3b)ないしy(4b-1)の４つに分類することができる。

【0386】

図５１において、w#kのサフィックスkは、0ないしb-1の範囲の整数値をとり、w#kは、シンボルy(0)ないしy(b-1)の範囲のシンボルy(k)に対応する信号点の座標を表す。

【0387】

そして、シンボルy(b)ないしy(2b-1)の範囲のシンボルy(k+b)に対応する信号点の座標は、-conj(w#k)で表され、シンボルy(2b)ないしy(3b-1)の範囲のシンボルy(k+2b)に対応する信号点の座標は、conj(w#k)で表される。また、シンボルy(3b)ないしy(4b-1)の範囲のシンボルy(k+3b)に対応する信号点の座標は、-w#kで表される。

【0388】

ここで、conj(w#k)は、w#kの複素共役を表す。

【0389】

例えば、変調方式が16QAMである場合には、m＝4ビットのシンボルy(0)，y(1)，・・・，y(15)は、b＝2⁴/4＝4として、シンボルy(0)ないしy(3)，y(4)ないしy(7)，y(8)ないしy(11)、及び、y(12)ないしy(15)の４つに分類される。

【0390】

そして、シンボルy(0)ないしy(15)のうちの、例えば、シンボルy(12)は、シンボルy(3b)ないしy(4b-1)の範囲のシンボルy(k+3b)＝y(0+3×4)であり、k＝0であるから、シンボルy(12)に対応する信号点の座標は、-w#k＝-w0となる。

【0391】

いま、LDPC符号の符号化率r(CR)が、例えば、9/15であるとすると、図５１によれば、変調方式が16QAMで、符号化率rが、9/15である場合のw0は、0.2386+j0.5296であるので、シンボルy(12)に対応する信号点の座標-w0は、-(0.2386+j0.5296)となる。

【0392】

図５２は、変調方式が1024QAMである場合に、ATSC3.0で規定されているLDPC符号の符号化率r(CR)＝2/15，3/15，4/15，5/15，6/15，7/15，8/15，9/15，10/15，11/15，12,15，13/15について使用される1024QAM-1D-NUCの信号点の座標の例を示す図である。

【0393】

図５２において、u#kは、1D-NUCの信号点z_sの座標としての複素数のリアルパートRe(z_s)及びイマジナリパートIm(z_s)を表し、位置ベクトルと呼ばれるベクトルu=(u0, u1,..., u#V-1)のコンポーネントである。位置ベクトルuのコンポーネントu#kの数Vは、式V=√(2^m)/2で与えられる。

【0394】

図５３は、1024QAMのシンボルyと、位置ベクトルu（のコンポーネントu#k）との関係を示す図である。

【0395】

いま、1024QAMの10ビットのシンボルyを、その先頭のビット（最上位ビット）から、y_0,s，y_1,s，y_2,s，y_3,s，y_4,s，y_5,s，y_6,s，y_7,s，y_8,s，y_9,sと表すこととする。

【0396】

図５３のＡは、シンボルyの偶数番目の5ビットy_1,s，y_3,s，y_5,s，y_7,s，y_9,sと、そのシンボルyに対応する信号点z_sの（座標の）リアルパートRe(z_s)を表すu#kとの対応関係を表している。

【0397】

図５３のＢは、シンボルyの奇数番目の5ビットy_0,s，y_2,s，y_4,s，y_6,s，y_8,sと、そのシンボルyに対応する信号点z_sのイマジナリパートIm(z_s)を表すu#kとの対応関係を表している。

【0398】

1024QAMの10ビットのシンボルy＝(y_0,s，y_1,s，y_2,s，y_3,s，y_4,s，y_5,s，y_6,s，y_7,s，y_8,s，y_9,s)が、例えば、(0,0,1,0,0,1,1,1,0,0)である場合、奇数番目の5ビット(y_0,s，y_2,s，y_4,s，y_6,s，y_8,s)は、(0,1,0,1,0)であり、偶数番目の5ビット(y_1,s，y_3,s，y_5,s，y_7,s，y_9,s)は、(0,0,1,1,0)である。

【0399】

図５３のＡでは、偶数番目の5ビット(0,0,1,1,0)は、u11に対応付けられており、したがって、シンボルy＝(0,0,1,0,0,1,1,1,0,0)に対応する信号点z_sのリアルパートRe(z_s)は、u11になる。

【0400】

図５３のＢでは、奇数番目の5ビット(0,1,0,1,0)は、u3に対応付けられており、したがって、シンボルy＝(0,0,1,0,0,1,1,1,0,0)に対応する信号点z_sのイマジナリパートIm(z_s)は、u3になる。

【0401】

一方、LDPC符号の符号化率rが、例えば、6/15であるとすると、上述の図５２によれば、変調方式が1024QAMで、LDPC符号の符号化率r(CR)＝6/15である場合に使用される1D-NUCについては、u3は、0.1295であり、u11は、0.7196である。

【0402】

したがって、シンボルy＝(0,0,1,0,0,1,1,1,0,0)に対応する信号点z_sのリアルパートRe(z_s)は、u11＝0.7196になり、イマジナリパートIm(z_s)は、u3＝0.1295になる。その結果、シンボルy＝(0,0,1,0,0,1,1,1,0,0)に対応する信号点z_sの座標は、0.7196+j0.1295で表される。

【0403】

なお、1D-NUCの信号点は、コンスタレーションにおいて、I軸に平行な直線上やQ軸に平行な直線上に、格子状に並ぶ。但し、信号点どうしの間隔は、一定にはならない。また、信号点（にマッピングされたデータ）の送信にあたって、コンスタレーション上の信号点の平均電力は正規化することができる。正規化は、コンスタレーション上の信号点（の座標）のすべてについての絶対値の自乗平均値をP_aveと表すこととすると、その自乗平均値P_aveの平方根√P_aveの逆数1/(√P_ave)を、コンスタレーション上の各信号点z_sに乗算することによって行うことができる。

【0404】

図７の伝送システムでは、以上のようなATSC3.0で規定されているコンスタレーションを使用することができる。

【0405】

図５４ないし図６５は、DVB-C.2で規定されているUCの信号点の座標を示す図である。

【0406】

すなわち、図５４は、DVB-C.2で規定されているQPSK-UC（QPSKのUC）の信号点の座標z_qのリアルパートRe(z_q)を示す図である。図５５は、DVB-C.2で規定されているQPSK-UCの信号点の座標z_qのイマジナリパートIm(z_q)を示す図である。

【0407】

図５６は、DVB-C.2で規定されている16QAM-UC（16QAMのUC）の信号点の座標z_qのリアルパートRe(z_q)を示す図である。図５７は、DVB-C.2で規定されている16QAM-UCの信号点の座標z_qのイマジナリパートIm(z_q)を示す図である。

【0408】

図５８は、DVB-C.2で規定されている64QAM-UC（64QAMのUC）の信号点の座標z_qのリアルパートRe(z_q)を示す図である。図５９は、DVB-C.2で規定されている64QAM-UCの信号点の座標z_qのイマジナリパートIm(z_q)を示す図である。

【0409】

図６０は、DVB-C.2で規定されている256QAM-UC（256QAMのUC）の信号点の座標z_qのリアルパートRe(z_q)を示す図である。図６１は、DVB-C.2で規定されている256QAM-UCの信号点の座標z_qのイマジナリパートIm(z_q)を示す図である。

【0410】

図６２は、DVB-C.2で規定されている1024QAM-UC（1024QAMのUC）の信号点の座標z_qのリアルパートRe(z_q)を示す図である。図６３は、DVB-C.2で規定されている1024QAM-UCの信号点の座標z_qのイマジナリパートIm(z_q)を示す図である。

【0411】

図６４は、DVB-C.2で規定されている4096QAM-UC（4096QAMのUC）の信号点の座標z_qのリアルパートRe(z_q)を示す図である。図６５は、DVB-C.2で規定されている4096QAM-UCの信号点の座標z_qのイマジナリパートIm(z_q)を示す図である。

【0412】

なお、図５４ないし図６５において、y_i,qは、2^mQAMのmビット（例えば、QPSKでは2ビット）のシンボルの先頭から、i+1ビット目を表す。また、UCの信号点（にマッピングされたデータ）の送信にあたって、コンスタレーション上の信号点の平均電力は正規化することができる。正規化は、コンスタレーション上の信号点（の座標）のすべてについての絶対値の自乗平均値をP_aveと表すこととすると、その自乗平均値P_aveの平方根√P_aveの逆数1/(√P_ave)を、コンスタレーション上の各信号点z_qに乗算することによって行うことができる。

【0413】

図７の伝送システムでは、以上のようなDVB-C.2で規定されているUCを使用することができる。

【0414】

すなわち、図３０ないし図４３の、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが2/16，3/16，4/16，5/16，6/16，7/16，8/16，9/16，10/16，11/16，12/16，13/16、及び、14/16それぞれの（検査行列初期値テーブルに対応する）新LDPC符号については、図５４ないし図６５に示したUCを使用することができる。

【0415】

図６６ないし図７４は、図３０ないし図４３の、符号長Nが17280ビットで、符号化率rが2/16，3/16，4/16，5/16，6/16，7/16，8/16，9/16，10/16，11/16，12/16，13/16、及び、14/16それぞれの新LDPC符号について使用し得るNUCの信号点の座標の例を示す図である。

【0416】

すなわち、図６６は、新LDPC符号について使用し得る16QAM-2D-NUCの信号点の座標の例を示す図である。

【0417】

図６７は、新LDPC符号について使用し得る64QAM-2D-NUCの信号点の座標の例を示す図である。

【0418】

図６８及び図６９は、新LDPC符号について使用し得る256QAM-2D-NUCの信号点の座標の例を示す図である。

【0419】

なお、図６９は、図６８に続く図である。

【0420】

図６６ないし図６９では、図５１と同様に、信号点z_sの座標は、複素数の形で表されており、jは、虚数単位を表す。

【0421】

図６６ないし図６９において、w#kは、図５１と同様に、コンスタレーションの第１象限の信号点の座標を表す。

【0422】

ここで、図５１で説明したように、mビットのシンボルを、0ないし2^m-1の整数値で表現することとし、b＝2^m/4とすると、0ないし2^m-1の整数値で表現されるシンボルy(0)，y(1)，・・・，y(2^m-1)は、シンボルy(0)ないしy(b-1)，y(b)ないしy(2b-1)，y(2b)ないしy(3b-1)、及び、y(3b)ないしy(4b-1)の４つに分類することができる。

【0423】

図６６ないし図６９では、図５１と同様に、w#kのサフィックスkは、0ないしb-1の範囲の整数値をとり、w#kは、シンボルy(0)ないしy(b-1)の範囲のシンボルy(k)に対応する信号点の座標を表す。

【0424】

さらに、図６６ないし図６９では、図５１と同様に、シンボルy(3b)ないしy(4b-1)の範囲のシンボルy(k+3b)に対応する信号点の座標は、-w#kで表される。

【0425】

但し、図５１では、シンボルy(b)ないしy(2b-1)の範囲のシンボルy(k+b)に対応する信号点の座標は、-conj(w#k)で表され、シンボルy(2b)ないしy(3b-1)の範囲のシンボルy(k+2b)に対応する信号点の座標は、conj(w#k)で表されるが、図６６ないし図６９では、conjの符号が逆になる。

【0426】

すなわち、図６６ないし図６９では、シンボルy(b)ないしy(2b-1)の範囲のシンボルy(k+b)に対応する信号点の座標は、conj(w#k)で表され、シンボルy(2b)ないしy(3b-1)の範囲のシンボルy(k+2b)に対応する信号点の座標は、-conj(w#k)で表される。

【0427】

図７０は、新LDPC符号について使用し得る1024QAM-1D-NUCの信号点の座標の例を示す図である。

【0428】

すなわち、図７０は、1024QAM-1D-NUCの信号点z_sの座標としての複素数のリアルパートRe(z_s)及びイマジナリパートIm(z_s)と、位置ベクトルu（のコンポーネントu#k）との関係を示す図である。

【0429】

図７１は、1024QAMのシンボルyと、図７０の位置ベクトルu（のコンポーネントu#k）との関係を示す図である。

【0430】

すなわち、いま、1024QAMの10ビットのシンボルyを、その先頭のビット（最上位ビット）から、y_0,s，y_1,s，y_2,s，y_3,s，y_4,s，y_5,s，y_6,s，y_7,s，y_8,s，y_9,sと表すこととする。

【0431】

図７１のＡは、10ビットのシンボルyの（先頭から）奇数番目の5ビットy_0,s，y_2,s，y_4,s，y_6,s，y_8,sと、そのシンボルyに対応する信号点z_s（の座標）のリアルパートRe(z_s)を表す位置ベクトルu#kとの対応関係を表している。

【0432】

図７１のＢは、10ビットのシンボルyの偶数番目の5ビットy_1,s，y_3,s，y_5,s，y_7,s，y_9,sと、そのシンボルyに対応する信号点z_sのイマジナリパートIm(z_s)を表す位置ベクトルu#kとの対応関係を表している。

【0433】

1024QAMの10ビットのシンボルyが、図７０及び図７１で規定される1024QAM-1D-NUCの信号点z_sにマッピングされるときの、その信号点z_sの座標の求め方は、図５２及び図５３で説明した場合と同様であるため、説明を省略する。

【0434】

図７２は、新LDPC符号について使用し得る4096QAM-1D-NUCの信号点の座標の例を示す図である。

【0435】

すなわち、図７２は、4096QAM-1D-NUCの信号点z_sの座標としての複素数のリアルパートRe(z_s)及びイマジナリパートIm(z_s)と、位置ベクトルu(u#k)との関係を示す図である。

【0436】

図７３及び図７４は、4096QAMのシンボルyと、図７２の位置ベクトルu（のコンポーネントu#k）との関係を示す図である。

【0437】

すなわち、いま、4096QAMの12ビットのシンボルyを、その先頭のビット（最上位ビット）から、y_0,s，y_1,s，y_2,s，y_3,s，y_4,s，y_5,s，y_6,s，y_7,s，y_8,s，y_9,s，y_10,s，y_11,sと表すこととする。

【0438】

図７３は、12ビットのシンボルyの奇数番目の6ビットy_0,s，y_2,s，y_4,s，y_6,s，y_8,s，y_10,sと、そのシンボルyに対応する信号点z_sのリアルパートRe(z_s)を表す位置ベクトルu#kとの対応関係を表している。

【0439】

図７４は、12ビットのシンボルyの偶数番目の6ビットy_1,s，y_3,s，y_5,s，y_7,s，y_9,s，y_11,sと、そのシンボルyに対応する信号点z_sのイマジナリパートIm(z_s)を表す位置ベクトルu#kとの対応関係を表している。

【0440】

4096QAMの12ビットのシンボルyが、図７２ないし図７４で規定される4096QAM-1D-NUCの信号点z_sにマッピングされるときの、その信号点z_sの座標の求め方は、図５２及び図５３で説明した場合と同様であるため、説明を省略する。

【0441】

なお、図６６ないし図７４のNUCの信号点（にマッピングされたデータ）の送信にあたって、コンスタレーション上の信号点の平均電力は正規化することができる。正規化は、コンスタレーション上の信号点（の座標）のすべてについての絶対値の自乗平均値をP_aveと表すこととすると、その自乗平均値P_aveの平方根√P_aveの逆数1/(√P_ave)を、コンスタレーション上の各信号点z_sに乗算することによって行うことができる。また、上述の図５３では、シンボルyの奇数番目のビットが信号点z_sのイマジナリパートIm(z_s)を表す位置ベクトルu#kに対応付けられているとともに、シンボルyの偶数番目のビットが信号点z_sのリアルパートRe(z_s)を表す位置ベクトルu#kに対応付けられているが、図７１、並びに、図７３及び図７４では、逆に、シンボルyの奇数番目のビットが信号点z_sのリアルパートRe(z_s)を表す位置ベクトルu#kに対応付けられているとともに、シンボルyの偶数番目のビットが信号点z_sのイマジナリパートIm(z_s)を表す位置ベクトルu#kに対応付けられている。

【0442】

＜ブロックインターリーバ２５＞

【0443】

図７５は、図９のブロックインターリーバ２５で行われるブロックインターリーブを説明する図である。

【0444】

ブロックインターリーブは、１符号語のLDPC符号を、その先頭から、パート1(part 1)と呼ばれる部分と、パート2(part 2)と呼ばれる部分とに分けて行われる。

【0445】

パート1の長さ（ビット数）を、Npart1を表すとともに、パート2の長さを、Npart2と表すこととすると、Npart1+Npart2は、符号長Nに等しい。

【0446】

観念的には、ブロックインターリーブでは、１方向としてのカラム（縦）方向に、Npart1/mビットを記憶する記憶領域としてのカラム(column)が、カラム方向と直交するロウ方向に、シンボルのビット数mに等しい数mだけ並べられ、各カラムが、上から、パラレルファクタPである360ビットの小単位に区切られる。この、カラムの小単位を、カラムユニットともいう。

【0447】

ブロックインターリーブでは、図７５に示すように、1符号語のLDPC符号のパート1を、カラムの1番目のカラムユニットの上から下方向（カラム方向）に書き込むことが、左から右方向のカラムに向かって行われる。

【0448】

そして、右端のカラムの1番目のカラムユニットへの書き込みが終了すると、図７５に示すように、左端のカラムに戻り、カラムの2番目のカラムユニットの上から下方向に書き込むことが、左から右方向のカラムに向かって行われ、以下、同様にして、1符号語のLDPC符号のパート1の書き込みが行われる。

【0449】

1符号語のLDPC符号のパート1の書き込みが終了すると、図７５に示すように、m個すべてのカラムの１行目から、ロウ方向に、mビット単位で、LDPC符号のパート1が読み出される。

【0450】

このパート1のmビット単位は、mビットのシンボルとして、ブロックインターリーバ２５からマッパ１１７（図８）に供給される。

【0451】

mビット単位でのパート1の読み出しは、m個のカラムの下の行に向かって順次行われ、パート1の読み出しが終了すると、パート2は、先頭から、mビット単位に分割され、mビットのシンボルとして、ブロックインターリーバ２５からマッパ１１７に供給される。

【0452】

したがって、パート1は、インターリーブされながら、シンボル化され、パート2は、インターリーブされることなく、順次、mビットに区切って、シンボル化される。

【0453】

カラムの長さであるNpart1/mは、パラレルファクタPである360の倍数であり、そのようにNpart1/mが360の倍数になるように、１符号語のLDPC符号は、パート1とパート2とに分けられる。

【0454】

図７６は、変調方式が、QPSK，16QAM，64QAM，256QAM，1024QAM、及び、4096QAMである場合それぞれの、符号長Nが69120ビットのLDPC符号のパート1及びパート2の例を示す図である。

【0455】

図７６では、変調方式が1024QAMである場合に、パート1が68400ビットで、パート2が720ビットになっており、変調方式が、QPSK，16QAM，64QAM，256QAM、及び、4096QAMである場合、いずれの場合も、パート1が69120ビットで、パート2が0ビットになっている。

【0456】

＜グループワイズインターリーブ＞

【0457】

図７７は、図９のグループワイズインターリーバ２４で行われるグループワイズインターリーブを説明する図である。

【0458】

グループワイズインターリーブでは、図７７に示すように、1符号語のLDPC符号を、その先頭から、パラレルファクタPに等しい360ビット単位に区分した、その1区分の360ビットを、ビットグループとして、1符号語のLDPC符号が、ビットグループ単位で、所定のパターン（以下、GWパターンともいう）に従ってインターリーブされる。

【0459】

ここで、1符号語のLDPC符号をビットグループに区分したときの先頭からi+1番目のビットグループを、以下、ビットグループiとも記載する。

【0460】

パラレルファクタPが360である場合、例えば、符号長Nが1800ビットのLDPC符号は、ビットグループ0,1,2,3,4の5(＝1800/360)個のビットグループに区分される。さらに、例えば、符号長Nが69120ビットのLDPC符号は、ビットグループ0,1,・・・,191の192(＝69120/360)個のビットグループに区分される。また、例えば、符号長Nが17280ビットのLDPC符号は、ビットグループ0,1,・・・,47の48(＝17280/360)個のビットグループに区分される。

【0461】

以下では、GWパターンを、ビットグループを表す数字の並びで表すこととする。例えば、符号長Nが1800ビットの、5個のビットグループ0,1,2,3,4のLDPC符号について、例えば、GWパターン4,2,0,3,1は、ビットグループ0,1,2,3,4の並びを、ビットグループ4,2,0,3,1の並びにインターリーブする（並び替える）ことを表す。

【0462】

例えば、いま、符号長Nが1800ビットのLDPC符号の先頭からi+1番目の符号ビットを、x_iで表すこととする。

【0463】

この場合、GWパターン4,2,0,3,1のグループワイズインターリーブによれば、1800ビットのLDPC符号{x₀,x₁,...,x₁₇₉₉}は、{x₁₄₄₀,x₁₄₄₁,...,x₁₇₉₉}，{x₇₂₀,x₇₂₁,...,x₁₀₇₉}，{x₀,x₁,...,x₃₅₉}，{x₁₀₈₀,x₁₀₈₁,...,x₁₄₃₉}，{x₃₆₀,x₃₆₁,...,x₇₁₉}の並びにインターリーブされる。

【0464】

GWパターンは、LDPC符号の符号長Nごとや、符号化率rごと、変調方式ごと、コンスタレーションごと、さらには、符号長N、符号化率r、変調方式、及び、コンスタレーションの２以上の組み合わせごとに設定することができる。

【0465】

＜LDPC符号に対するGWパターンの例＞

【0466】

図７８は、符号長Nが69120ビットのLDPC符号に対するGWパターンの例を示す図である。

【0467】

図７８のGWパターンによれば、69120ビットのLDPC符号のビットグループ0ないし191の並びが、ビットグループ
191, 12, 188, 158, 173, 48, 75, 146, 113, 15, 51, 119, 132, 161, 91, 189, 142, 93, 120, 29, 156, 101, 100, 22, 165, 65, 98, 153, 127, 74, 39, 80, 38, 130, 148, 81, 13, 24, 125, 0, 174, 140, 124, 5, 68, 3, 104, 136, 63, 162, 106, 8, 25, 182, 178, 90, 96, 79, 168, 172, 128, 64, 69, 102, 45, 66, 86, 155, 163, 6, 152, 164, 108, 9, 111, 16, 177, 53, 94, 85, 72, 32, 147, 184, 117, 30, 54, 34, 70, 149, 157, 109, 73, 41, 131, 187, 185, 18, 4, 150, 92, 143, 14, 115, 20, 50, 26, 83, 36, 58, 169, 107, 129, 121, 43, 103, 21, 139, 52, 167, 19, 2, 40, 116, 181, 61, 141, 17, 33, 11, 135, 1, 37, 123, 180, 137, 77, 166, 183, 82, 23, 56, 88, 67, 176, 76, 35, 71, 105, 87, 78, 171, 55, 62, 44, 57, 97, 122, 112, 59, 27, 99, 84, 10, 134, 42, 118, 144, 49, 28, 126, 95, 7, 110, 186, 114, 151, 145, 175, 138, 133, 31, 179, 89, 46, 160, 170, 60, 154, 159, 47, 190
の並びにインターリーブされる。

【0468】

＜受信装置１２の構成例＞

【0469】

図７９は、図７の受信装置１２の構成例を示すブロック図である。

【0470】

OFDM処理部(OFDM operation)１５１は、送信装置１１（図７）からのOFDM信号を受信し、そのOFDM信号の信号処理を行う。OFDM処理部１５１が信号処理を行うことにより得られるデータは、フレーム管理部(Frame Management)１５２に供給される。

【0471】

フレーム管理部１５２は、OFDM処理部１５１から供給されるデータで構成されるフレームの処理（フレーム解釈）を行い、その結果得られる対象データの信号と、制御データの信号とを、周波数デインターリーバ(Frequency Deinterleaver)１６１と１５３とに、それぞれ供給する。

【0472】

周波数デインターリーバ１５３は、フレーム管理部１５２からのデータについて、シンボル単位での周波数デインターリーブを行い、デマッパ(Demapper)１５４に供給する。

【0473】

デマッパ１５４は、周波数デインターリーバ１５３からのデータ（コンスタレーション上のデータ）を、送信装置１１側で行われる直交変調で定められる信号点の配置（コンスタレーション）に基づいてデマッピング（信号点配置復号）して直交復調し、その結果得られるデータ（LDPC符号（の尤度））を、LDPCデコーダ(LDPC decoder)１５５に供給する。

【0474】

LDPCデコーダ１５５（復号部）は、デマッパ１５４からのLDPC符号のLDPC復号を行い、その結果得られるLDPC対象データ（ここでは、BCH符号）を、BCHデコーダ(BCH decoder)１５６に供給する。

【0475】

BCHデコーダ１５６は、LDPCデコーダ１５５からのLDPC対象データのBCH復号を行い、その結果得られる制御データ（シグナリング）を出力する。

【0476】

一方、周波数デインターリーバ１６１は、フレーム管理部１５２からのデータについて、シンボル単位での周波数デインターリーブを行い、SISO/MISOデコーダ(SISO/MISO decoder)１６２に供給する。

【0477】

SISO/MISOデコーダ１６２は、周波数デインターリーバ１６１からのデータの時空間復号を行い、時間デインターリーバ(Time Deinterleaver)１６３に供給する。

【0478】

時間デインターリーバ１６３は、SISO/MISOデコーダ１６２からのデータについて、シンボル単位での時間デインターリーブを行い、デマッパ(Demapper)１６４に供給する。

【0479】

デマッパ１６４は、時間デインターリーバ１６３からのデータ（コンスタレーション上のデータ）を、送信装置１１側で行われる直交変調で定められる信号点の配置（コンスタレーション）に基づいてデマッピング（信号点配置復号）して直交復調し、その結果得られるデータを、ビットデインターリーバ(Bit Deinterleaver)１６５に供給する。

【0480】

ビットデインターリーバ１６５は、デマッパ１６４からのデータのビットデインターリーブを行い、そのビットデインターリーブ後のデータであるLDPC符号（の尤度）を、LDPCデコーダ１６６に供給する。

【0481】

LDPCデコーダ１６６は、ビットデインターリーバ１６５からのLDPC符号のLDPC復号を行い、その結果得られるLDPC対象データ（ここでは、BCH符号）を、BCHデコーダ１６７に供給する。

【0482】

BCHデコーダ１６７は、LDPCデコーダ１５５からのLDPC対象データのBCH復号を行い、その結果得られるデータを、BBデスクランブラ(BB DeScrambler)１６８に供給する。

【0483】

BBデスクランブラ１６８は、BCHデコーダ１６７からのデータに、BBデスクランブルを施し、その結果得られるデータを、ヌル削除部(Null Deletion)１６９に供給する。

【0484】

ヌル削除部１６９は、BBデスクランブラ１６８からのデータから、図８のパダー１１２で挿入されたNullを削除し、デマルチプレクサ(Demultiplexer)１７０に供給する。

【0485】

デマルチプレクサ１７０は、ヌル削除部１６９からのデータに多重化されている１以上のストリーム（対象データ）それぞれを分離し、必要な処理を施して、アウトプットストリーム(Output stream)として出力する。

【0486】

なお、受信装置１２は、図７９に図示したブロックの一部を設けずに構成することができる。すなわち、例えば、送信装置１１（図８）を、時間インターリーバ１１８、SISO/MISOエンコーダ１１９、周波数インターリーバ１２０、及び、周波数インターリーバ１２４を設けずに構成する場合には、受信装置１２は、送信装置１１の時間インターリーバ１１８、SISO/MISOエンコーダ１１９、周波数インターリーバ１２０、及び、周波数インターリーバ１２４にそれぞれ対応するブロックである時間デインターリーバ１６３、SISO/MISOデコーダ１６２、周波数デインターリーバ１６１、及び、周波数デインターリーバ１５３を設けずに構成することができる。

【0487】

＜ビットデインターリーバ１６５の構成例＞

【0488】

図８０は、図７９のビットデインターリーバ１６５の構成例を示すブロック図である。

【0489】

ビットデインターリーバ１６５は、ブロックデインターリーバ５４、及びグループワイズデインターリーバ５５から構成され、デマッパ１６４（図７９）からのデータであるシンボルのシンボルビットの（ビット）デインターリーブを行う。

【0490】

すなわち、ブロックデインターリーバ５４は、デマッパ１６４からのシンボルのシンボルビットを対象として、図９のブロックインターリーバ２５が行うブロックインターリーブに対応するブロックデインターリーブ（ブロックインターリーブの逆の処理）、すなわち、ブロックインターリーブによって並び替えられたLDPC符号の符号ビット（の尤度）の位置を元の位置に戻すブロックデインターリーブを行い、その結果得られるLDPC符号を、グループワイズデインターリーバ５５に供給する。

【0491】

グループワイズデインターリーバ５５は、ブロックデインターリーバ５４からのLDPC符号を対象として、図９のグループワイズインターリーバ２４が行うグループワイズインターリーブに対応するグループワイズデインターリーブ（グループワイズインターリーブの逆の処理）、すなわち、例えば、図７７で説明したグループワイズインターリーブによってビットグループ単位で並びが変更されたLDPC符号の符号ビットを、ビットグループ単位で並び替えることにより、元の並びに戻すグループワイズデインターリーブを行う。

【0492】

ここで、デマッパ１６４から、ビットデインターリーバ１６５に供給されるLDPC符号に、パリティインターリーブ、グループワイズインターリーブ、及びブロックインターリーブが施されている場合、ビットデインターリーバ１６５では、パリティインターリーブに対応するパリティデインターリーブ（パリティインターリーブの逆の処理、すなわち、パリティインターリーブによって並びが変更されたLDPC符号の符号ビットを、元の並びに戻すパリティデインターリーブ）、ブロックインターリーブに対応するブロックデインターリーブ、及び、グループワイズインターリーブに対応するグループワイズデインターリーブのすべてを行うことができる。

【0493】

但し、図８０のビットデインターリーバ１６５では、ブロックインターリーブに対応するブロックデインターリーブを行うブロックデインターリーバ５４、及び、グループワイズインターリーブに対応するグループワイズデインターリーブを行うグループワイズデインターリーバ５５は、設けられているが、パリティインターリーブに対応するパリティデインターリーブを行うブロックは、設けられておらず、パリティデインターリーブは、行われない。

【0494】

したがって、ビットデインターリーバ１６５（のグループワイズデインターリーバ５５）から、LDPCデコーダ１６６には、ブロックデインターリーブ、及び、グループワイズデインターリーブが行われ、かつ、パリティデインターリーブが行われていないLDPC符号が供給される。

【0495】

LDPCデコーダ１６６は、ビットデインターリーバ１６５からのLDPC符号のLDPC復号を、図８のLDPCエンコーダ１１５がLDPC符号化に用いたタイプB方式の検査行列Hに対して、パリティインターリーブに相当する列置換を少なくとも行って得られる変換検査行列や、タイプA方式の検査行列（図２７）に行置換を行って得られる変換検査行列（図２９）を用いて行い、その結果得られるデータを、LDPC対象データの復号結果として出力する。

【0496】

図８１は、図８０のデマッパ１６４、ビットデインターリーバ１６５、及び、LDPCデコーダ１６６が行う処理を説明するフローチャートである。

【0497】

ステップＳ１１１において、デマッパ１６４は、時間デインターリーバ１６３からのデータ（信号点にマッピングされたコンスタレーション上のデータ）をデマッピングして直交復調し、ビットデインターリーバ１６５に供給して、処理は、ステップＳ１１２に進む。

【0498】

ステップＳ１１２では、ビットデインターリーバ１６５は、デマッパ１６４からのデータのデインターリーブ（ビットデインターリーブ）を行って、処理は、ステップＳ１１３に進む。

【0499】

すなわち、ステップＳ１１２では、ビットデインターリーバ１６５において、ブロックデインターリーバ５４が、デマッパ１６４からのデータ（シンボル）を対象として、ブロックデインターリーブを行い、その結果得られるLDPC符号の符号ビットを、グループワイズデインターリーバ５５に供給する。

【0500】

グループワイズデインターリーバ５５は、ブロックデインターリーバ５４からのLDPC符号を対象として、グループワイズデインターリーブを行い、その結果得られるLDPC符号（の尤度）を、LDPCデコーダ１６６に供給する。

【0501】

ステップＳ１１３では、LDPCデコーダ１６６が、グループワイズデインターリーバ５５からのLDPC符号のLDPC復号を、図８のLDPCエンコーダ１１５がLDPC符号化に用いた検査行列Hを用いて行い、すなわち、例えば、検査行列Hから得られる変換検査行列を用いて行い、その結果得られるデータを、LDPC対象データの復号結果として、BCHデコーダ１６７に出力する。

【0502】

なお、図８０でも、図９の場合と同様に、説明の便宜のため、ブロックデインターリーブを行うブロックデインターリーバ５４と、グループワイズデインターリーブを行うグループワイズデインターリーバ５５とを、別個に構成するようにしたが、ブロックデインターリーバ５４とグループワイズデインターリーバ５５とは、一体的に構成することができる。

【0503】

また、送信装置１１において、グループワイズインターリーブを行わない場合には、受信装置１２は、グループワイズデインターリーブを行うグループワイズデインターリーバ５５を設けずに構成することができる。

【0504】

＜LDPC復号＞

【0505】

図７９のLDPCデコーダ１６６で行われるLDPC復号について、さらに説明する。

【0506】

図７９のLDPCデコーダ１６６では、上述したように、グループワイズデインターリーバ５５からの、ブロックデインターリーブ、及び、グループワイズデインターリーブが行われ、かつ、パリティデインターリーブが行われていないLDPC符号のLDPC復号が、図８のLDPCエンコーダ１１５がLDPC符号化に用いたタイプB方式の検査行列Hに対して、パリティインターリーブに相当する列置換を少なくとも行って得られる変換検査行列や、タイプA方式の検査行列（図２７）に行置換を行って得られる変換検査行列（図２９）を用いて行われる。

【0507】

ここで、LDPC復号を、変換検査行列を用いて行うことで、回路規模を抑制しつつ、動作周波数を十分実現可能な範囲に抑えることが可能となるLDPC復号が先に提案されている（例えば、特許第4224777号を参照）。

【0508】

そこで、まず、図８２ないし図８５を参照して、先に提案されている、変換検査行列を用いたLDPC復号について説明する。

【0509】

図８２は、符号長Nが90で、符号化率が2/3のLDPC符号の検査行列Hの例を示す図である。

【0510】

なお、図８２では（後述する図８３及び図８４においても同様）、0を、ピリオド(.)で表現している。

【0511】

図８２の検査行列Hでは、パリティ行列が階段構造になっている。

【0512】

図８３は、図８２の検査行列Hに、式（１１）の行置換と、式（１２）の列置換を施して得られる検査行列H'を示す図である。

【0513】

行置換:6s+t+1行目→5t+s+1行目
・・・（１１）

【0514】

列置換:6x+y+61列目→5y+x+61列目
・・・（１２）

【0515】

但し、式（１１）及び（１２）において、s，t，x，yは、それぞれ、０≦s＜５，０≦t＜６，０≦x＜５，０≦t＜６の範囲の整数である。

【0516】

式（１１）の行置換によれば、６で割って余りが１になる１，７，１３，１９，２５行目を、それぞれ、１，２，３，４，５行目に、６で割って余りが２になる２，８，１４，２０，２６行目を、それぞれ、６，７，８，９，１０行目に、という具合に置換が行われる。

【0517】

また、式（１２）の列置換によれば、６１列目以降（パリティ行列）に対して、６で割って余りが１になる６１，６７，７３，７９，８５列目を、それぞれ、６１，６２，６３，６４，６５列目に、６で割って余りが２になる６２，６８，７４，８０，８６列目を、それぞれ、６６，６７，６８，６９，７０列目に、という具合に置換が行われる。

【0518】

このようにして、図８２の検査行列Hに対して、行と列の置換を行って得られた行列(matrix)が、図８３の検査行列H'である。

【0519】

ここで、検査行列Hの行置換を行っても、LDPC符号の符号ビットの並びには影響しない。

【0520】

また、式（１２）の列置換は、上述の、K+qx+y+1番目の符号ビットを、K+Py+x+1番目の符号ビットの位置にインターリーブするパリティインターリーブの、情報長Kを60と、パラレルファクタPを5と、パリティ長M（ここでは、30）の約数q(＝M/P)を６と、それぞれしたときのパリティインターリーブに相当する。

【0521】

したがって、図８３の検査行列H'は、図８２の検査行列（以下、適宜、元の検査行列という）Hの、K+qx+y+1番目の列を、K+Py+x+1番目の列に置換する列置換を、少なくとも行って得られる変換検査行列である。

【0522】

図８３の変換検査行列H'に対して、図８２の元の検査行列HのLDPC符号に、式（１２）と同一の置換を行ったものを乗じると、０ベクトルが出力される。すなわち、元の検査行列HのLDPC符号（１符号語）としての行ベクトルcに、式（１２）の列置換を施して得られる行ベクトルをc'と表すこととすると、検査行列の性質から、Hc^Tは、０ベクトルとなるから、H'c'^Tも、当然、０ベクトルとなる。

【0523】

以上から、図８３の変換検査行列H'は、元の検査行列HのLDPC符号cに、式（１２）の列置換を行って得られるLDPC符号c'の検査行列になっている。

【0524】

したがって、元の検査行列HのLDPC符号cに、式（１２）の列置換を行い、その列置換後のLDPC符号c'を、図８３の変換検査行列H'を用いて復号（LDPC復号）し、その復号結果に、式（１２）の列置換の逆置換を施すことで、元の検査行列HのLDPC符号を、その検査行列Hを用いて復号する場合と同様の復号結果を得ることができる。

【0525】

図８４は、５×５の行列の単位に間隔を空けた、図８３の変換検査行列H'を示す図である。

【0526】

図８４においては、変換検査行列H'は、パラレルファクタPである５×５（＝P×P）の単位行列、その単位行列の１のうち１個以上が０になった行列（以下、適宜、準単位行列という）、単位行列または準単位行列をサイクリックシフト(cyclic shift)した行列（以下、適宜、シフト行列という）、単位行列、準単位行列、またはシフト行列のうちの２以上の和（以下、適宜、和行列という）、５×５の０行列の組合わせで表されている。

【0527】

図８４の変換検査行列H'は、５×５の単位行列、準単位行列、シフト行列、和行列、０行列で構成されているということができる。そこで、変換検査行列H'を構成する、これらの５×５の行列（単位行列、準単位行列、シフト行列、和行列、０行列）を、以下、適宜、構成行列という。

【0528】

P×Pの構成行列で表される検査行列のLDPC符号の復号には、チェックノード演算、及びバリアブルノード演算を、P個同時に行うアーキテクチャ(architecture)を用いることができる。

【0529】

図８５は、そのような復号を行う復号装置の構成例を示すブロック図である。

【0530】

すなわち、図８５は、図８２の元の検査行列Hに対して、少なくとも、式（１２）の列置換を行って得られる図８４の変換検査行列H'を用いて、LDPC符号の復号を行う復号装置の構成例を示している。

【0531】

図８５の復号装置は、６つのFIFO３００₁ないし３００₆からなる枝データ格納用メモリ３００、FIFO３００₁ないし３００₆を選択するセレクタ３０１、チェックノード計算部３０２、２つのサイクリックシフト回路３０３及び３０８、１８個のFIFO３０４₁ないし３０４₁₈からなる枝データ格納用メモリ３０４、FIFO３０４₁ないし３０４₁₈を選択するセレクタ３０５、受信データを格納する受信データ用メモリ３０６、バリアブルノード計算部３０７、復号語計算部３０９、受信データ並べ替え部３１０、復号データ並べ替え部３１１からなる。

【0532】

まず、枝データ格納用メモリ３００と３０４へのデータの格納方法について説明する。

【0533】

枝データ格納用メモリ３００は、図８４の変換検査行列H'の行数３０を構成行列の行数（パラレルファクタP）５で除算した数である６つのFIFO３００₁ないし３００₆から構成されている。FIFO３００_y（ｙ＝１，２，・・・，６）は、複数の段数の記憶領域からなり、各段の記憶領域については、構成行列の行数及び列数（パラレルファクタP）である５つの枝に対応するメッセージを同時に読み出すこと、及び、書き込むことができるようになっている。また、FIFO３００_yの記憶領域の段数は、図８４の変換検査行列の行方向の１の数（ハミング重み）の最大数である９になっている。

【0534】

FIFO３００₁には、図８４の変換検査行列H'の第１行目から第５行目までの１の位置に対応するデータ（バリアブルノードからのメッセージv_i）が、各行共に横方向に詰めた形に（０を無視した形で）格納される。すなわち、第ｊ行第ｉ列を、(j,i)と表すこととすると、FIFO３００₁の第１段の記憶領域には、変換検査行列H'の(1,1)から(5,5)の５×５の単位行列の１の位置に対応するデータが格納される。第２段の記憶領域には、変換検査行列H'の(1,21)から(5,25)のシフト行列（５×５の単位行列を右方向に３つだけサイクリックシフトしたシフト行列）の１の位置に対応するデータが格納される。第３から第８段の記憶領域も同様に、変換検査行列H'と対応付けてデータが格納される。そして、第９段の記憶領域には、変換検査行列H'の(1,86)から(5,90)のシフト行列（５×５の単位行列のうちの１行目の１を０に置き換えて１つだけ左にサイクリックシフトしたシフト行列）の１の位置に対応するデータが格納される。

【0535】

FIFO３００₂には、図８４の変換検査行列H'の第６行目から第１０行目までの１の位置に対応するデータが格納される。すなわち、FIFO３００₂の第１段の記憶領域には、変換検査行列H'の(6,1)から(10,5)の和行列（５×５の単位行列を右に１つだけサイクリックシフトした第１のシフト行列と、右に２つだけサイクリックシフトした第２のシフト行列の和である和行列）を構成する第１のシフト行列の１の位置に対応するデータが格納される。また、第２段の記憶領域には、変換検査行列H'の(6,1)から(10,5)の和行列を構成する第２のシフト行列の１の位置に対応するデータが格納される。

【0536】

すなわち、重みが２以上の構成行列については、その構成行列を、重みが１であるP×Pの単位行列、単位行列の要素の１のうち１個以上が０になった準単位行列、又は単位行列もしくは準単位行列をサイクリックシフトしたシフト行列のうちの複数の和の形で表現したときの、その重みが１の単位行列、準単位行列、又はシフト行列の１の位置に対応するデータ（単位行列、準単位行列、又はシフト行列に属する枝に対応するメッセージ）は、同一アドレス（FIFO３００₁ないし３００₆のうちの同一のFIFO）に格納される。

【0537】

以下、第３から第９段の記憶領域についても、変換検査行列H'に対応付けてデータが格納される。

【0538】

FIFO３００₃ないし３００₆も同様に変換検査行列H'に対応付けてデータを格納する。

【0539】

枝データ格納用メモリ３０４は、変換検査行列H'の列数９０を、構成行列の列数（パラレルファクタP）である５で割った１８個のFIFO３０４₁ないし３０４₁₈から構成されている。FIFO３０４_x（ｘ＝１，２，・・・，１８）は、複数の段数の記憶領域からなり、各段の記憶領域については、構成行列の行数及び列数（パラレルファクタP）である５つの枝に対応するメッセージを同時に読み出すこと、及び、書き込むことができるようになっている。

【0540】

FIFO３０４₁には、図８４の変換検査行列H'の第１列目から第５列目までの１の位置に対応するデータ（チェックノードからのメッセージu_j）が、各列共に縦方向に詰めた形に（０を無視した形で）格納される。すなわち、FIFO３０４₁の第１段の記憶領域には、変換検査行列H'の(1,1)から(5,5)の５×５の単位行列の１の位置に対応するデータが格納される。第２段の記憶領域には、変換検査行列H'の(6,1)から(10,5)の和行列（５×５の単位行列を右に１つだけサイクリックシフトした第１のシフト行列と、右に２つだけサイクリックシフトした第２のシフト行列との和である和行列）を構成する第１のシフト行列の１の位置に対応するデータが格納される。また、第３段の記憶領域には、変換検査行列H'の(6,1)から(10,5)の和行列を構成する第２のシフト行列の１の位置に対応するデータが格納される。

【0541】

すなわち、重みが２以上の構成行列については、その構成行列を、重みが１であるP×Pの単位行列、単位行列の要素の１のうち１個以上が０になった準単位行列、又は単位行列もしくは準単位行列をサイクリックシフトしたシフト行列のうちの複数の和の形で表現したときの、その重みが１の単位行列、準単位行列、又はシフト行列の１の位置に対応するデータ（単位行列、準単位行列、又はシフト行列に属する枝に対応するメッセージ）は、同一アドレス（FIFO３０４₁ないし３０４₁₈のうちの同一のFIFO）に格納される。

【0542】

以下、第４及び第５段の記憶領域についても、変換検査行列H'に対応付けて、データが格納される。このFIFO３０４₁の記憶領域の段数は、変換検査行列H'の第１列から第５列における行方向の１の数（ハミング重み）の最大数である５になっている。

【0543】

FIFO３０４₂と３０４₃も同様に変換検査行列H'に対応付けてデータを格納し、それぞれの長さ（段数）は、５である。FIFO３０４₄ないし３０４₁₂も同様に、変換検査行列H'に対応付けてデータを格納し、それぞれの長さは３である。FIFO３０４₁₃ないし３０４₁₈も同様に、変換検査行列H'に対応付けてデータを格納し、それぞれの長さは２である。

【0544】

次に、図８５の復号装置の動作について説明する。

【0545】

枝データ格納用メモリ３００は、６つのFIFO３００₁ないし３００₆からなり、前段のサイクリックシフト回路３０８から供給される５つのメッセージD311が、図８４の変換検査行列H'のどの行に属するかの情報（Matrixデータ）D312に従って、データを格納するFIFOを、FIFO３００₁ないし３００₆の中から選び、選んだFIFOに５つのメッセージD311をまとめて順番に格納していく。また、枝データ格納用メモリ３００は、データを読み出す際には、FIFO３００₁から５つのメッセージD300₁を順番に読み出し、次段のセレクタ３０１に供給する。枝データ格納用メモリ３００は、FIFO３００₁からのメッセージの読み出しの終了後、FIFO３００₂ないし３００₆からも、順番に、メッセージを読み出し、セレクタ３０１に供給する。

【0546】

セレクタ３０１は、セレクト信号D301に従って、FIFO３００₁ないし３００₆のうちの、現在データが読み出されているFIFOからの５つのメッセージを選択し、メッセージD302として、チェックノード計算部３０２に供給する。

【0547】

チェックノード計算部３０２は、５つのチェックノード計算器３０２₁ないし３０２₅からなり、セレクタ３０１を通して供給されるメッセージD302(D302₁ないしD302₅)（式（７）のメッセージv_i）を用いて、式（７）に従ってチェックノード演算を行い、そのチェックノード演算の結果得られる５つのメッセージD303(D303₁ないしD303₅)（式（７）のメッセージu_j)をサイクリックシフト回路３０３に供給する。

【0548】

サイクリックシフト回路３０３は、チェックノード計算部３０２で求められた５つのメッセージD303₁ないしD303₅を、対応する枝が変換検査行列H'において元となる単位行列（又は準単位行列）を幾つサイクリックシフトしたものであるかの情報（Matrixデータ）D305を元にサイクリックシフトし、その結果をメッセージD304として、枝データ格納用メモリ３０４に供給する。

【0549】

枝データ格納用メモリ３０４は、１８個のFIFO３０４₁ないし３０４₁₈からなり、前段のサイクリックシフト回路３０３から供給される５つのメッセージD304が変換検査行列H'のどの行に属するかの情報D305に従って、データを格納するFIFOを、FIFO３０４₁ないし３０４₁₈の中から選び、選んだFIFOに５つのメッセージD304をまとめて順番に格納していく。また、枝データ格納用メモリ３０４は、データを読み出す際には、FIFO３０４₁から５つのメッセージD306₁を順番に読み出し、次段のセレクタ３０５に供給する。枝データ格納用メモリ３０４は、FIFO３０４₁からのデータの読み出しの終了後、FIFO３０４₂ないし３０４₁₈からも、順番に、メッセージを読み出し、セレクタ３０５に供給する。

【0550】

セレクタ３０５は、セレクト信号D307に従って、FIFO３０４₁ないし３０４₁₈のうちの、現在データが読み出されているFIFOからの５つのメッセージを選択し、メッセージD308として、バリアブルノード計算部３０７と復号語計算部３０９に供給する。

【0551】

一方、受信データ並べ替え部３１０は、通信路１３を通して受信した、図８２の検査行列Hに対応するLDPC符号D313を、式（１２）の列置換を行うことにより並べ替え、受信データD314として、受信データ用メモリ３０６に供給する。受信データ用メモリ３０６は、受信データ並べ替え部３１０から供給される受信データD314から、受信LLR（対数尤度比）を計算して記憶し、その受信LLRを５個ずつまとめて受信値D309として、バリアブルノード計算部３０７と復号語計算部３０９に供給する。

【0552】

バリアブルノード計算部３０７は、５つのバリアブルノード計算器３０７₁ないし３０７₅からなり、セレクタ３０５を通して供給されるメッセージD308(D308₁ないしD308₅)（式（１）のメッセージu_j）と、受信データ用メモリ３０６から供給される５つの受信値D309（式（１）の受信値u_0i）を用いて、式（１）に従ってバリアブルノード演算を行い、その演算の結果得られるメッセージD310(D310₁ないしD310₅)（式（１）のメッセージv_i）を、サイクリックシフト回路３０８に供給する。

【0553】

サイクリックシフト回路３０８は、バリアブルノード計算部３０７で計算されたメッセージD310₁ないしD310₅を、対応する枝が変換検査行列H'において元となる単位行列（又は準単位行列）を幾つサイクリックシフトしたものであるかの情報を元にサイクリックシフトし、その結果をメッセージD311として、枝データ格納用メモリ３００に供給する。

【0554】

以上の動作を１巡することで、LDPC符号の１回の復号（バリアブルノード演算及びチェックノード演算）を行うことができる。図８５の復号装置は、所定の回数だけLDPC符号を復号した後、復号語計算部３０９及び復号データ並べ替え部３１１において、最終的な復号結果を求めて出力する。

【0555】

すなわち、復号語計算部３０９は、５つの復号語計算器３０９₁ないし３０９₅からなり、セレクタ３０５が出力する５つのメッセージD308(D308₁ないしD308₅)（式（５）のメッセージu_j）と、受信データ用メモリ３０６から供給される５つの受信値D309（式（５）の受信値u_0i）を用い、複数回の復号の最終段として、式（５）に基づいて、復号結果（復号語）を計算して、その結果得られる復号データD315を、復号データ並べ替え部３１１に供給する。

【0556】

復号データ並べ替え部３１１は、復号語計算部３０９から供給される復号データD315を対象に、式（１２）の列置換の逆置換を行うことにより、その順序を並べ替え、最終的な復号結果D316として出力する。

【0557】

以上のように、検査行列（元の検査行列）に対して、行置換と列置換のうちの一方又は両方を施し、P×Pの単位行列、その要素の１のうち１個以上が０になった準単位行列、単位行列もしくは準単位行列をサイクリックシフトしたシフト行列、単位行列、準単位行列、もしくはシフト行列の複数の和である和行列、P×Pの０行列の組合せ、つまり、構成行列の組み合わせで表すことができる検査行列（変換検査行列）に変換することで、LDPC符号の復号を、チェックノード演算とバリアブルノード演算を、検査行列の行数や列数より小さい数のP個同時に行うアーキテクチャを採用することが可能となる。ノード演算（チェックノード演算とバリアブルノード演算）を、検査行列の行数や列数より小さい数のP個同時に行うアーキテクチャを採用する場合、ノード演算を、検査行列の行数や列数に等しい数だけ同時に行う場合に比較して、動作周波数を実現可能な範囲に抑えて、多数の繰り返し復号を行うことができる。

【0558】

図７９の受信装置１２を構成するLDPCデコーダ１６６は、例えば、図８５の復号装置と同様に、チェックノード演算とバリアブルノード演算をP個同時に行うことで、LDPC復号を行うようになっている。

【0559】

すなわち、いま、説明を簡単にするために、図８の送信装置１１を構成するLDPCエンコーダ１１５が出力するLDPC符号の検査行列が、例えば、図８２に示した、パリティ行列が階段構造になっている検査行列Hであるとすると、送信装置１１のパリティインターリーバ２３では、K+qx+y+1番目の符号ビットを、K+Py+x+1番目の符号ビットの位置にインターリーブするパリティインターリーブが、情報長Kを60に、パラレルファクタPを5に、パリティ長Mの約数q(＝M/P)を６に、それぞれ設定して行われる。

【0560】

このパリティインターリーブは、上述したように、式（１２）の列置換に相当するから、LDPCデコーダ１６６では、式（１２）の列置換を行う必要がない。

【0561】

このため、図７９の受信装置１２では、上述したように、グループワイズデインターリーバ５５から、LDPCデコーダ１６６に対して、パリティデインターリーブが行われていないLDPC符号、つまり、式（１２）の列置換が行われた状態のLDPC符号が供給され、LDPCデコーダ１６６では、式（１２）の列置換を行わないことを除けば、図８５の復号装置と同様の処理が行われる。

【0562】

すなわち、図８６は、図７９のLDPCデコーダ１６６の構成例を示す図である。

【0563】

図８６において、LDPCデコーダ１６６は、図８５の受信データ並べ替え部３１０が設けられていないことを除けば、図８５の復号装置と同様に構成されており、式（１２）の列置換が行われないことを除いて、図８５の復号装置と同様の処理を行うため、その説明は省略する。

【0564】

以上のように、LDPCデコーダ１６６は、受信データ並べ替え部３１０を設けずに構成することができるので、図８５の復号装置よりも、規模を削減することができる。

【0565】

なお、図８２ないし図８６では、説明を簡単にするために、LDPC符号の符号長Nを90と、情報長Kを60と、パラレルファクタ（構成行列の行数及び列数）Pを5と、パリティ長Mの約数q(＝M/P)を６と、それぞれしたが、符号長N、情報長K、パラレルファクタP、及び約数q(＝M/P)のそれぞれは、上述した値に限定されるものではない。

【0566】

すなわち、図８の送信装置１１において、LDPCエンコーダ１１５が出力するのは、例えば、符号長Nを64800や、16200、69120、17280等と、情報長KをN-Pq(＝N-M)と、パラレルファクタPを360と、約数qをM/Pと、それぞれするLDPC符号であるが、図８６のLDPCデコーダ１６６は、そのようなLDPC符号を対象として、チェックノード演算とバリアブルノード演算をP個同時に行うことで、LDPC復号を行う場合に適用可能である。

【0567】

また、LDPCデコーダ１６６でのLDPC符号の復号後、その復号結果のパリティの部分が不要であり、復号結果の情報ビットだけを出力する場合には、復号データ並べ替え部３１１なしで、LDPCデコーダ１６６を構成することができる。

【0568】

＜ブロックデインターリーバ５４の構成例＞

【0569】

図８７は、図８０のブロックデインターリーバ５４で行われるブロックデインターリーブを説明する図である。

【0570】

ブロックデインターリーブでは、図７５で説明したブロックインターリーバ２５のブロックインターリーブと逆の処理が行われることで、LDPC符号の符号ビットの並びが元の並びに戻される（復元される）。

【0571】

すなわち、ブロックデインターリーブでは、例えば、ブロックインターリーブと同様に、シンボルのビット数mに等しいm個のカラムに対して、LDPC符号を書き込んで読み出すことにより、LDPC符号の符号ビットの並びが元の並びに戻される。

【0572】

但し、ブロックデインターリーブでは、LDPC符号の書き込みは、ブロックインターリーブにおいてLDPC符号を読み出す順に行われる。さらに、ブロックデインターリーブでは、LDPC符号の読み出しは、ブロックインターリーブにおいてLDPC符号を書き込む順に行われる。

【0573】

すなわち、LDPC符号のパート1については、図８７に示すように、m個すべてのカラムの１行目から、ロウ方向に、mビットのシンボル単位になっているLDPC符号のパート1が書き込まれる。すなわち、mビットのシンボルとなっているLDPC符号の符号ビットが、ロウ方向に書き込まれる。

【0574】

mビット単位でのパート1の書き込みは、m個のカラムの下の行に向かって順次行われ、パート1の書き込みが終了すると、図８７に示すように、カラムの1番目のカラムユニットの上から下方向に、パート1を読み出すことが、左から右方向のカラムに向かって行われる。

【0575】

右端のカラムまでの読み出しが終了すると、図８７に示すように、左端のカラムに戻り、カラムの2番目のカラムユニットの上から下方向にパート1を読み出すことが、左から右方向のカラムに向かって行われ、以下、同様にして、1符号語のLDPC符号のパート1の読み出しが行われる。

【0576】

1符号語のLDPC符号のパート1の読み出しが終了すると、mビットのシンボル単位になっているパート2については、そのmビットのシンボル単位が、パート1の後に順次連結され、これにより、シンボル単位のLDPC符号は、元の1符号語のLDPC符号（ブロックインターリーブ前のLDCP符号）の符号ビットの並びに戻される。

【0577】

＜ビットデインターリーバ１６５の他の構成例＞

【0578】

図８８は、図７９のビットデインターリーバ１６５の他の構成例を示すブロック図である。

【0579】

なお、図中、図８０の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。

【0580】

すなわち、図８８のビットデインターリーバ１６５は、パリティデインターリーバ１０１１が新たに設けられている他は、図８０の場合と同様に構成されている。

【0581】

図８８では、ビットデインターリーバ１６５は、ブロックデインターリーバ５４、グループワイズデインターリーバ５５、及び、パリティデインターリーバ１０１１から構成され、デマッパ１６４からのLDPC符号の符号ビットのビットデインターリーブを行う。

【0582】

すなわち、ブロックデインターリーバ５４は、デマッパ１６４からのLDPC符号を対象として、送信装置１１のブロックインターリーバ２５が行うブロックインターリーブに対応するブロックデインターリーブ（ブロックインターリーブの逆の処理）、すなわち、ブロックインターリーブによって入れ替えられた符号ビットの位置を元の位置に戻すブロックデインターリーブを行い、その結果得られるLDPC符号を、グループワイズデインターリーバ５５に供給する。

【0583】

グループワイズデインターリーバ５５は、ブロックデインターリーバ５４からのLDPC符号を対象として、送信装置１１のグループワイズインターリーバ２４が行う並び替え処理としてのグループワイズインターリーブに対応するグループワイズデインターリーブを行う。

【0584】

グループワイズデインターリーブの結果得られるLDPC符号は、グループワイズデインターリーバ５５からパリティデインターリーバ１０１１に供給される。

【0585】

パリティデインターリーバ１０１１は、グループワイズデインターリーバ５５でのグループワイズデインターリーブ後の符号ビットを対象として、送信装置１１のパリティインターリーバ２３が行うパリティインターリーブに対応するパリティデインターリーブ（パリティインターリーブの逆の処理）、すなわち、パリティインターリーブによって並びが変更されたLDPC符号の符号ビットを、元の並びに戻すパリティデインターリーブを行う。

【0586】

パリティデインターリーブの結果得られるLDPC符号は、パリティデインターリーバ１０１１からLDPCデコーダ１６６に供給される。

【0587】

したがって、図８８のビットデインターリーバ１６５では、LDPCデコーダ１６６には、ブロックデインターリーブ、グループワイズデインターリーブ、及び、パリティデインターリーブが行われたLDPC符号、すなわち、検査行列Hに従ったLDPC符号化によって得られるLDPC符号が供給される。

【0588】

LDPCデコーダ１６６は、ビットデインターリーバ１６５からのLDPC符号のLDPC復号を、送信装置１１のLDPCエンコーダ１１５がLDPC符号化に用いた検査行列Hを用いて行う。

【0589】

すなわち、LDPCデコーダ１６６は、タイプB方式については、ビットデインターリーバ１６５からのLDPC符号のLDPC復号を、送信装置１１のLDPCエンコーダ１１５がLDPC符号化に用いた（タイプB方式の）検査行列Hそのものを用いて、又は、その検査行列Hに対して、パリティインターリーブに相当する列置換を少なくとも行って得られる変換検査行列を用いて行う。また、LDPCデコーダ１６６は、タイプA方式については、ビットデインターリーバ１６５からのLDPC符号のLDPC復号を、送信装置１１のLDPCエンコーダ１１５がLDPC符号化に用いた（タイプA方式の）検査行列（図２７）に列置換を施して得られる検査行列（図２８）、又は、LDPC符号化に用いた検査行列（図２７）に行置換を施して得られる変換検査行列（図２９）を用いて行う。

【0590】

ここで、図８８では、ビットデインターリーバ１６５（のパリティデインターリーバ１０１１）からLDPCデコーダ１６６に対して、検査行列Hに従ったLDPC符号化によって得られるLDPC符号が供給されるため、そのLDPC符号のLDPC復号を、送信装置１１のLDPCエンコーダ１１５がLDPC符号化に用いたタイプB方式の検査行列Hそのもの、又は、LDPC符号化に用いたタイプA方式の検査行列（図２７）に列置換を施して得られる検査行列（図２８）を用いて行う場合には、LDPCデコーダ１６６は、例えば、メッセージ（チェックノードメッセージ、バリバブルノードメッセージ）の演算を１個のノードずつ順次行うフルシリアルデコーディング(full serial decoding)方式によるLDPC復号を行う復号装置や、メッセージの演算をすべてのノードについて同時（並列）に行うフルパラレルデコーディング(full parallel decoding)方式によるLDPC復号を行う復号装置で構成することができる。

【0591】

また、LDPCデコーダ１６６において、LDPC符号のLDPC復号を、送信装置１１のLDPCエンコーダ１１５がLDPC符号化に用いたタイプB方式の検査行列Hに対して、パリティインターリーブに相当する列置換を少なくとも行って得られる変換検査行列、又は、LDPC符号化に用いたタイプA方式の検査行列（図２７）に行置換を施して得られる変換検査行列（図２９）を用いて行う場合には、LDPCデコーダ１６６は、チェックノード演算、及びバリアブルノード演算を、P（又はPの1以外の約数）個同時に行うアーキテクチャの復号装置であって、変換検査行列を得るための列置換（パリティインターリーブ）と同様の列置換を、LDPC符号に施すことにより、そのLDPC符号の符号ビットを並び替える受信データ並べ替え部３１０を有する復号装置（図８５）で構成することができる。

【0592】

なお、図８８では、説明の便宜のため、ブロックデインターリーブを行うブロックデインターリーバ５４、グループワイズデインターリーブを行うグループワイズデインターリーバ５５、及び、パリティデインターリーブを行うパリティデインターリーバ１０１１それぞれを、別個に構成するようにしたが、ブロックデインターリーバ５４、グループワイズデインターリーバ５５、及び、パリティデインターリーバ１０１１の２以上は、送信装置１１のパリティインターリーバ２３、グループワイズインターリーバ２４、及び、ブロックインターリーバ２５と同様に、一体的に構成することができる。

【0593】

＜受信システムの構成例＞

【0594】

図８９は、受信装置１２を適用可能な受信システムの第１の構成例を示すブロック図である。

【0595】

図８９において、受信システムは、取得部１１０１、伝送路復号処理部１１０２、及び、情報源復号処理部１１０３から構成される。

【0596】

取得部１１０１は、番組の画像データや音声データ等のLDPC対象データを、少なくともLDPC符号化することで得られるLDPC符号を含む信号を、例えば、地上ディジタル放送、衛星ディジタル放送、CATV網、インターネットその他のネットワーク等の、図示せぬ伝送路（通信路）を介して取得し、伝送路復号処理部１１０２に供給する。

【0597】

ここで、取得部１１０１が取得する信号が、例えば、放送局から、地上波や、衛星波、CATV(Cable Television)網等を介して放送されてくる場合には、取得部１１０１は、チューナやSTB(Set Top Box)等で構成される。また、取得部１１０１が取得する信号が、例えば、webサーバから、IPTV(Internet Protocol Television)のようにマルチキャストで送信されてくる場合には、取得部１１０１は、例えば、NIC(Network Interface Card)等のネットワークI/F(Inter face)で構成される。

【0598】

伝送路復号処理部１１０２は、受信装置１２に相当する。伝送路復号処理部１１０２は、取得部１１０１が伝送路を介して取得した信号に対して、伝送路で生じる誤りを訂正する処理を少なくとも含む伝送路復号処理を施し、その結果得られる信号を、情報源復号処理部１１０３に供給する。

【0599】

すなわち、取得部１１０１が伝送路を介して取得した信号は、伝送路で生じる誤りを訂正するための誤り訂正符号化を、少なくとも行うことで得られた信号であり、伝送路復号処理部１１０２は、そのような信号に対して、例えば、誤り訂正処理等の伝送路復号処理を施す。

【0600】

ここで、誤り訂正符号化としては、例えば、LDPC符号化や、BCH符号化等がある。ここでは、誤り訂正符号化として、少なくとも、LDPC符号化が行われている。

【0601】

また、伝送路復号処理には、変調信号の復調等が含まれることがある。

【0602】

情報源復号処理部１１０３は、伝送路復号処理が施された信号に対して、圧縮された情報を元の情報に伸張する処理を少なくとも含む情報源復号処理を施す。

【0603】

すなわち、取得部１１０１が伝送路を介して取得した信号には、情報としての画像や音声等のデータ量を少なくするために、情報を圧縮する圧縮符号化が施されていることがあり、その場合、情報源復号処理部１１０３は、伝送路復号処理が施された信号に対して、圧縮された情報を元の情報に伸張する処理(伸張処理）等の情報源復号処理を施す。

【0604】

なお、取得部１１０１が伝送路を介して取得した信号に、圧縮符号化が施されていない場合には、情報源復号処理部１１０３では、圧縮された情報を元の情報に伸張する処理は行われない。

【0605】

ここで、伸張処理としては、例えば、MPEGデコード等がある。また、伝送路復号処理には、伸張処理の他、デスクランブル等が含まれることがある。

【0606】

以上のように構成される受信システムでは、取得部１１０１において、例えば、画像や音声等のデータに対して、MPEG符号化等の圧縮符号化が施され、さらに、LDPC符号化等の誤り訂正符号化が施された信号が、伝送路を介して取得され、伝送路復号処理部１１０２に供給される。

【0607】

伝送路復号処理部１１０２では、取得部１１０１からの信号に対して、例えば、受信装置１２が行うのと同様の処理等が、伝送路復号処理として施され、その結果得られる信号が、情報源復号処理部１１０３に供給される。

【0608】

情報源復号処理部１１０３では、伝送路復号処理部１１０２からの信号に対して、MPEGデコード等の情報源復号処理が施され、その結果得られる画像、又は音声が出力される。

【0609】

以上のような図８９の受信システムは、例えば、ディジタル放送としてのテレビジョン放送を受信するテレビチューナ等に適用することができる。

【0610】

なお、取得部１１０１、伝送路復号処理部１１０２、及び、情報源復号処理部１１０３は、それぞれ、１つの独立した装置（ハードウェア（IC(Integrated Circuit)等））、又はソフトウエアモジュール）として構成することが可能である。

【0611】

また、取得部１１０１、伝送路復号処理部１１０２、及び、情報源復号処理部１１０３については、取得部１１０１と伝送路復号処理部１１０２とのセットや、伝送路復号処理部１１０２と情報源復号処理部１１０３とのセット、取得部１１０１、伝送路復号処理部１１０２、及び、情報源復号処理部１１０３のセットを、１つの独立した装置として構成することが可能である。

【0612】

図９０は、受信装置１２を適用可能な受信システムの第２の構成例を示すブロック図である。

【0613】

なお、図中、図８９の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。

【0614】

図９０の受信システムは、取得部１１０１、伝送路復号処理部１１０２、及び、情報源復号処理部１１０３を有する点で、図８９の場合と共通し、出力部１１１１が新たに設けられている点で、図８９の場合と相違する。

【0615】

出力部１１１１は、例えば、画像を表示する表示装置や、音声を出力するスピーカであり、情報源復号処理部１１０３から出力される信号としての画像や音声等を出力する。すなわち、出力部１１１１は、画像を表示し、あるいは、音声を出力する。

【0616】

以上のような図９０の受信システムは、例えば、ディジタル放送としてのテレビジョン放送を受信するTV（テレビジョン受像機）や、ラジオ放送を受信するラジオ受信機等に適用することができる。

【0617】

なお、取得部１１０１において取得された信号に、圧縮符号化が施されていない場合には、伝送路復号処理部１１０２が出力する信号が、出力部１１１１に供給される。

【0618】

図９１は、受信装置１２を適用可能な受信システムの第３の構成例を示すブロック図である。

【0619】

なお、図中、図８９の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。

【0620】

図９１の受信システムは、取得部１１０１、及び、伝送路復号処理部１１０２を有する点で、図８９の場合と共通する。

【0621】

但し、図９１の受信システムは、情報源復号処理部１１０３が設けられておらず、記録部１１２１が新たに設けられている点で、図８９の場合と相違する。

【0622】

記録部１１２１は、伝送路復号処理部１１０２が出力する信号（例えば、MPEGのTSのTSパケット）を、光ディスクや、ハードディスク（磁気ディスク）、フラッシュメモリ等の記録（記憶）媒体に記録する（記憶させる）。

【0623】

以上のような図９１の受信システムは、テレビジョン放送を録画するレコーダ等に適用することができる。

【0624】

なお、図９１において、受信システムは、情報源復号処理部１１０３を設けて構成し、情報源復号処理部１１０３で、情報源復号処理が施された後の信号、すなわち、デコードによって得られる画像や音声を、記録部１１２１で記録することができる。

【0625】

＜コンピュータの一実施の形態＞

【0626】

次に、上述した一連の処理は、ハードウェアにより行うこともできるし、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、汎用のコンピュータ等にインストールされる。

【0627】

そこで、図９２は、上述した一連の処理を実行するプログラムがインストールされるコンピュータの一実施の形態の構成例を示している。

【0628】

プログラムは、コンピュータに内蔵されている記録媒体としてのハードディスク７０５やＲＯＭ７０３に予め記録しておくことができる。

【0629】

あるいはまた、プログラムは、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)，MO(Magneto Optical)ディスク，DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体７１１に、一時的あるいは永続的に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体７１１は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。

【0630】

なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体７１１からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、ディジタル衛星放送用の人工衛星を介して、コンピュータに無線で転送したり、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送し、コンピュータでは、そのようにして転送されてくるプログラムを、通信部７０８で受信し、内蔵するハードディスク７０５にインストールすることができる。

【0631】

コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)７０２を内蔵している。CPU７０２には、バス７０１を介して、入出力インタフェース７１０が接続されており、CPU７０２は、入出力インタフェース７１０を介して、ユーザによって、キーボードや、マウス、マイク等で構成される入力部７０７が操作等されることにより指令が入力されると、それに従って、ROM(Read Only Memory)７０３に格納されているプログラムを実行する。あるいは、また、CPU７０２は、ハードディスク７０５に格納されているプログラム、衛星若しくはネットワークから転送され、通信部７０８で受信されてハードディスク７０５にインストールされたプログラム、又はドライブ７０９に装着されたリムーバブル記録媒体７１１から読み出されてハードディスク７０５にインストールされたプログラムを、RAM(Random Access Memory)７０４にロードして実行する。これにより、CPU７０２は、上述したフローチャートに従った処理、あるいは上述したブロック図の構成により行われる処理を行う。そして、CPU７０２は、その処理結果を、必要に応じて、例えば、入出力インタフェース７１０を介して、LCD(Liquid Crystal Display)やスピーカ等で構成される出力部７０６から出力、あるいは、通信部７０８から送信、さらには、ハードディスク７０５に記録等させる。

【0632】

ここで、本明細書において、コンピュータに各種の処理を行わせるためのプログラムを記述する処理ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むものである。

【0633】

また、プログラムは、１つのコンピュータにより処理されるものであっても良いし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであっても良い。さらに、プログラムは、遠方のコンピュータに転送されて実行されるものであっても良い。

【0634】

なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

【0635】

例えば、上述した新LDPC符号（の検査行列初期値テーブル）やGWパターンは、衛星回線や、地上波、ケーブル（有線回線）、その他の通信路１３（図７）について用いることができる。さらに、新LDPC符号やGWパターンは、ディジタル放送以外のデータ伝送にも用いることができる。

【0636】

なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。

【符号の説明】

【0637】

１１ 送信装置， １２ 受信装置， ２３ パリティインターリーバ， ２４ グループワイズインターリーバ， ２５ ブロックインターリーバ， ５４ ブロックデインターリーバ， ５５ グループワイズデインターリーバ， １１１ モードアダプテーション／マルチプレクサ， １１２ パダー， １１３ BBスクランブラ， １１４ BCHエンコーダ， １１５ LDPCエンコーダ， １１６ ビットインターリーバ， １１７ マッパ， １１８ 時間インターリーバ， １１９ SISO/MISOエンコーダ， １２０ 周波数インターリーバ， １２１ BCHエンコーダ， １２２ LDPCエンコーダ， １２３ マッパ， １２４ 周波数インターリーバ， １３１ フレームビルダ／リソースアロケーション部 １３２ OFDM生成部， １５１ OFDM処理部， １５２ フレーム管理部， １５３ 周波数デインターリーバ， １５４ デマッパ， １５５ LDPCデコーダ， １５６ BCHデコーダ， １６１ 周波数デインターリーバ， １６２ SISO/MISOデコーダ， １６３ 時間デインターリーバ， １６４ デマッパ， １６５ ビットデインターリーバ， １６６ LDPCデコーダ， １６７ BCHデコーダ， １６８ BBデスクランブラ， １６９ ヌル削除部， １７０ デマルチプレクサ， ３００ 枝データ格納用メモリ， ３０１ セレクタ， ３０２ チェックノード計算部， ３０３ サイクリックシフト回路， ３０４ 枝データ格納用メモリ， ３０５ セレクタ， ３０６ 受信データ用メモリ， ３０７ バリアブルノード計算部， ３０８ サイクリックシフト回路， ３０９ 復号語計算部， ３１０ 受信データ並べ替え部， ３１１ 復号データ並べ替え部， ６０１ 符号化処理部， ６０２ 記憶部， ６１１ 符号化率設定部， ６１２ 初期値テーブル読み出し部， ６１３ 検査行列生成部， ６１４ 情報ビット読み出し部， ６１５ 符号化パリティ演算部， ６１６ 制御部， ７０１ バス， ７０２ CPU， ７０３ ROM， ７０４ RAM， ７０５ ハードディスク， ７０６ 出力部， ７０７ 入力部， ７０８ 通信部， ７０９ ドライブ， ７１０ 入出力インタフェース， ７１１， リムーバブル記録媒体， １００１ 逆入れ替え部， １００２ メモリ， １０１１ パリティデインターリーバ， １１０１ 取得部， １１０１ 伝送路復号処理部， １１０３ 情報源復号処理部， １１１１ 出力部， １１２１ 記録部

【図1】

【図2】

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