以下、図面を参照して、本発明を適用した ディジタル伝送システムを構成する送信装置 及び受信装置の一実施の形態について説明す る。

 図2は、例えば、BSディジタル放送システ� ��等に適用されるディジタルデータ伝送シス� ��ムで用いる多重フレームの構成例を示す図� ��ある。

 ディジタルデータ伝送システムの送信装� ��1(図3)は、図2に示す多重フレーム構成を用� �ることにより、伝送方式及び符号化率の指� �を行う。そして、ディジタルデータ伝送シ� �テムの受信装置2(図5)は、このフレーム構成� ��基づいて、復調及び誤り訂正符号の復号を� ��う。

 この多重フレーム構成において、スロット� ��制御情報、データ、外符号パリティ、スタ� ��フビット及び内符号パリティにより構成さ� ��、その長さはSlビット、1フレームを構成す� ��スロット数はN本となっている。また、スロ ットとは別に、同期、パイロット、及びTMCC(T ransmission Multiplexing
Configuration Control)とその誤り訂正パリティも� ��えており、その長さは、それぞれSyビット� �Plビット及びTビットとなっており、スロッ� �#1~#N/Eでは、それぞれSy×N/E、Pl×N/E、及びT×N/ Eのビット数が割り当てられている。

 ここで、スタッフビットは、バイト単位� ��の処理をしやすくするために必要な場合の� ��挿入されるビットである。このため、バイ� ��単位での処理をしやすくする必要がない場� ��には挿入されない。例えば、制御情報とし� ��確保できるビット数が182ビットだったとし� ��その後にデータがXバイト後続したとする。 この場合、制御情報は182ビット=22バイト十6� �ットとなるため、バイト単位を基本として� �理しようとすると、後続するバイト単位の� �ータをわざわざ2ビットシフトして、制御情� ��末尾の6ビットと接続して書き込む必要が生 じ、受信装置2ではこの接続を元に戻し、元� �バイト単位のデータに復元する必要が生じ� �。このような場合、制御情報に使えるビッ� �数のうち、6ビットは情報伝送に使わないス� ��ッフビットとする方がハードウェア化の点� ��メリットが大きい。

 図2の多重フレーム構成では、内符号パリ ティをも包含している。このため、ダミース ロットを挿入する規則は、ディジタル変調方 式(以下、単に変調方式とも称する)自体の周� ��数利用効率のみを考慮すればよい。

 また、既知の多重フレーム構成と異なり� ��後述するように、利用対象とする変調方式� ��割り当てられるダミースロット数が、符号� ��率に依存することなく決定される。尚、TMCC 信号には、伝送の制御を行う情報(以下、伝� �制御情報とも称する)が書き込まれており、� ��スロットに対し、伝送モードを指定できる� ��伝送モードに対応した値を有する。ここで� ��う伝送モードは、変調方式と内符号符号化� ��の組み合わせとして指定できるものである� ��

 図2において、Nはフレームあたりのスロッ� �数を示している。実際のNの値としては、ISDB -S(Satellite
Integrated Services. Digital Broadcasting)では1スロ� �トあたりのビットレートを約1.1Mbpsとしてい� ��ことから、この条件を満たすことが望まし� ��。

 そのため、ディジタルデータ伝送システ� ��で採用する変調方式群のうち最大効率の変� ��方式が、8PSK(Phase Shift Keying)(3bps/Hz)、16APSK(A mplitude Phase Shift Keying)(又は16QAM(Quadrature Ampl itude Modulation)、4bps/Hz)及び32APSK(又は32QAM、5bps /Hz)の場合、それぞれ伝送効率が、ISDB-SのTC8PS K(r:2/3、2bps/Hz)に比べ、1.5倍、2倍及び2.5倍と� �ることから、スロット数Nはそれぞれ、48ス� �ット×1.5=72スロット、48スロット×2=96スロッ� ��、及び48スロット×2.5=120スロットとするこ� �が望ましい。

 同期、パイロット並びにTMCC及びその誤り 訂正パリティの領域の下にダミー(Dummy)領域� �設けているのは、採用する変調方式群のう� �最大効率の変調方式で伝送される主信号に� �しては、一般に効率の低い変調方式を採用� �ることが多く、その分だけ余分に変調シン� �ルを占有することになるから、この時間領� �を確保しておくためである。尚、ダミー領� �は仮想的なものであり、この領域のデータ� �実際には伝送されないことから、これに対� �するメモリ領域を装備する必要はない。ま� �、ダミーの量を規定しているEの値は、採用� ��る変調方式群のうち最大効率の変調方式の� ��波数利用効率に対する、これらの信号を伝� ��する変調方式の周波数利用効率の比である� ��例えば、採用する変調方式群のうち最大効� ��の変調方式が32APSK(又は32QAM、5bps/Hz)で、こ� �らの信号を伝送する変調方式がBPSK(1bps/Hz)で� ��った場合、Eの値は5となる。同様に、採用� �る変調方式群のうち最大効率の変調方式が16 APSK(又は16QAM、4bps/Hz)で、これらの信号を伝送 する変調方式がBPSK(1bps/Hz)であった場合、Eの� ��は4となる。

 スロット長Slは、符号の長さ(符号長)に依 存する。近年、規格化されたDVB-S2方式では、 符号長64800ビットのLDPC符号が用いられており 、このクラスの符号が今後主流になってくる ことが想定される。このため、スロット長Sl� ��しては符号長と同程度とすることが望まし� ��(条件1)。

 また、MPEG-2TS(パケット長188バイト、先頭1 バイトの同期符号を除くと187バイト=1496ビッ� ��)は今後もディジタル放送の主流になること から、複数の変調方式で1スロットのデータ� �過不足なく伝送できることが望ましい(条件2 )。

 また、複数の変調方式で1スロットのデー タを過不足なく伝送するためには、各変調方 式の変調シンボルあたりのビット数の最小公 倍数である必要がある。例えば、伝送システ ムで採用する変調方式群を、BPSK(1ビット/シ� �ボル)、QPSK(2ビット/シンボル)、8PSK(3ビット/� ��ンボル)、16APSK(又は16QAM,4ビット/シンボル)� �び32APSK(又は32QAM,5ビット/シンボル)とした場� ��、上記最小公倍数は、2×2×3×5=60ビットとな り、スロット長Slはこの整数倍である必要が� ��る。スロット長をバイト単位にする必要が� ��る場合には、さらに8の倍数でもある必要が あり、その場合、60と8の最小公倍数120の整数 倍である必要がある(条件3)。

 また、DVB-S2で採用されているような、周� ��性LDPC符号を内符号に利用する場合、その周 期Mtは符号の作り易さから360前後とする必要� ��ある。またMtを、送信しようとするデータ� �位187バイト=23×11×17ビットの因数とすること で、データとLDPCパリティとの配分を柔軟に� �えるため、この条件を満たすことになり、Mt =374となり、スロット長Slは374=2×11×17の整数� �とすることが望ましい(条件4)。

 以上の条件2、3及び4を満たすためには、バ� ��ト単位で処理する必要がない場合、スロッ� ��長をLCM(374,60)=LCM(2×11×17,2×2×3×5)=2×2×3×5×11 ×17=11220ビットの整数倍にすればよい(LCM:最小 公倍数)。さらに条件1を満たすためには、6480 0と同程度の数字として、11220×5=56100及び11220� �6=67320とすればよい。しかし、後者は16ビッ� �で表現できる2 ¹⁶ -1=65535を超えるため、ハードウェアの規模が� ��増する恐れがあることから、望ましくない� ��従って、スロット長Slは、56100ビットとする ことが望ましい。また、データとしてLDPCパ� �ティとの配分を柔軟に行うためには、制御� �報と外符号パリティとスタッフビットのビ� �ト数の和(スタッフビットを使用しない場合� ��制御情報と外符号パリティのビット数の和� ��以下同じ)は、LDPCの周期Mt(=374)の整数倍とす る必要がある。尚、伝送しようとするデータ の単位が187バイトでない場合、例えば、188バ イト、189バイト、190バイト、及び192バイトの 場合、同様の計算でそれぞれLDPCの周期Mtはそ れぞれ376、378、380、及び384とする必要があり 、このときのスロット長はそれぞれ、62040、6 0480、63840及び65280となる。

 また、バイト単位で処理する必要がある� ��合、スロット長さをLCM(374,120)=LCM(2×11×17,2×2 ×2×3×5)=2×2×2×3×5×11×17=22440の整数倍にすれ� ��よい。また、条件1の64800と同程度の数字と� ��て、22440×2=44880及び22440×3=67320があるが、後 者は同様の理由で望ましくない。従って、ス ロット長Slは44880とすることが望ましい。ま� �、データとLDPCパリティとの配分を柔軟に行� ��ためには、制御情報と外符号パリティとス� ��ッフビットのビット数の和は、LDPCの周期Mt( =374)の整数倍とする必要がある。

 以下では、複数の変調方式で1スロットの データをバイト単位で効率的に処理できるよ うに、スロット長Slは44880の多重フレーム構� �を扱う場合の送信装置1及び受信装置2につい て説明する。

 図3は、ディジタルデータ伝送システムの 送信装置1の構成例を示すブロック図である� �

 この送信装置1は、フレーム生成部10、LDPC 符号化部11-1,11-2、BCH符号化部11-3,11-4、エネル ギー拡散部12,13、スイッチ14、マッピング部15 及び時分割多重/直交変調部16を備え、データ ストリームを送信する場合に、図2に示した� �重フレームの信号を生成してから変調信号� �生成するまでの一連の処理を行う。

 フレーム生成部10は、スロットS1ビットに ついて、制御情報と、データと、BCH符号化部 11-3により制御情報とデータが符号化された� �符号パリティと、スタッフビットと、LDPC符� ��化部11-1により制御情報、データ、及び外符 号パリティ及びスタッフビットがLDPC符号化� �れた内符号パリティとにより構成したスロ� �ト#1~#Nから成るフレームを生成し、エネルギ ー拡散部12に出力する。

 また、フレーム生成部10は、TMCC信号につ� ��て、BCH符号化部11-4によりBCHパリティを生成 し、さらにLDPC符号化部11-2によりLDPCパリティ を生成する。尚、フレーム生成部10により生� ��される多重フレームは、スロット数N、ダミ ーの量を規定するE、スロット長Sl、同期ビッ ト長Sy、パイロットビット長Pl、並びにTMCC及� ��パリティビット長Tが前述した数になるよう に生成される。

 BCH符号化部11-3,11-4は、外符号として、必� ��に応じて設けられる誤り訂正符号化処理で� ��り、所定のデータに対してBCH符号化を施す� ��

 LDPC符号化部11-1,11-2は、内符号として、所 定のデータ又はBCH符号化データに対して、周 期MtのLDPC符号化を施す。

 エネルギー拡散部12は、フレーム生成部10 により生成されたスロット#1~#Nを入力し、こ� ��らのデータ等全体に対して、エネルギー拡� ��(ビットランダム化)を行う。これは、擬似� �ンダムな「1」、及び「0」のパターンをM系� �を使って発生させ、これとスロット内のデ� �タとでMOD2により加算することにより実現す� ��。これにより、「1」、又は「0」が連続す� �ことがなくなることから、受信装置2におい� ��、同期再生の安定化を図ることができる。

 エネルギー拡散部13は、フレーム生成部10 により生成された各スロットに対応する#1~#N/ Eの所定の制御情報(図2に示すTビット内の情� �)を入力し、エネルギー拡散部12とともに、� �れらのデータ等全体に対して、エネルギー� �散(ビットランダム化)を行う。

 スイッチ14は、同期及びパイロット信号� �適宜挿入しながら、スロット#1~#Nを各種変調 方式に応じて切り換え、マッピング部15によ� ��、TMCC同期で指定された変調方式によるマッ ピングを行う。時分割多重/直交変調部16は、 フレーム単位の時分割多重を行い、直交変調 を施して、変調信号を生成する。

 例えば、最大効率の変調方式を32APSK(又は 32QAM)とし、N=120、E=5、Sl=44880、Sy=120、Pl=160、T= 1320とした場合、変調信号は、1フレーム分の� ��報を#1~#120の変調スロットに分割して伝送さ れる

 図4は、変調信号のフォーマットを示して いる。

 奇数番号の変調スロットでは、まずBPSK変 調されたスロット同期Sync1(24シンボル)及び当 該変調スロットの変調方式に対応したパイロ ット信号(32シンボル)が伝送される。続いて� �TMCC信号により指定された変調方式で変調さ� ��た、画像・音声・データ放送等が多重され� ��主信号データ(136シンボル)と、BPSK変調され� ��TMCC信号(4シンボル)とが交互に66回伝送され� ��。偶数番号の変調スロットでは、まずBPSK変 調されたスロット同期Sync2(24シンボル)又はそ の反転パターン!Sync2(24シンボル)及び当該変� �スロットの変調方式に対応したパイロット� �号(32シンボル)が伝送される。続いて、TMCC信 号により指定された変調方式で変調された、 画像・音声・データ放送等が多重された主信 号データ(136シンボル)と、BPSK変調されたTMCC� �号(4シンボル)とが交互に66回伝送される。

 上記の同期パターンSync1、Sync2、及びその 反転パターン!Sync2は擬似同期を避けるために 、それ自体が鋭い自己相関ピークを持つもの であるとともに、互いに低い相互相関を持つ ものである必要がある。このような符号とし て、Sync1として0x36715a=001101100111000101011010、Sync 2として0x52f866=010100101111100001100110、そのビッ� �反転パターン!Sync2として0xad0799=10101101000001111 0011001とすると擬似同期の少ない受信が可能� �なる。

 このような処理を、120変調スロット分繰� ��返して行うことにより、TMCC信号に書き込ま れた情報が受信装置2(図5)へ伝送される。受� �装置2は、TMCC信号の情報を絶えず監視するこ とにより、送信装置1において様々な伝送制� �が行われたとしても、それに追従して受信� �式等を切り替えることができる。

 総括すると、送信装置1は、少なくともフ レーム生成部10、LDPC符号化部11-1,11-2、BCH符号 化部11-3,11-4、エネルギー拡散部12,13、スイッ� ��14、マッピング部15及び時分割多重/直交変� �部16を備え、少なくともデータ、外符号パリ ティ及び内符号パリティにより構成されるス ロットを複数まとめたフレーム構成を持つ多 重化データを、伝送制御信号に書き込まれた 伝送制御情報に基づいて伝送する。この場合 、スロット長を44880ビットとすることにより� ��MPEG(Moving Picture Expert Group)-2TS(Transport Stream )から除去した187バイトの情報を変調方式に� �かわらず過不足なく伝送することが可能と� �る。

 尚、伝送しようとするデータの単位が187� ��イトでない場合、例えば188バイト、189バイ� ��、190バイト及び192バイトの場合、このとき� ��スロット長をそれぞれ、62040、64260、64980及� ��65280とすることで、変調方式にかかわらず� �不足無く伝送可能である。また、符号長を� �イト単位とする場合にもそれぞれ、62040、604 80、63840及び65280とすることで、変調方式にか かわらず過不足無く伝送可能である。

 図5は、ディジタルデータ伝送システムの 受信装置2の構成例を示すブロック図である� �

 この受信装置2は、チャンネル選択部20、� ��交検波部21、伝送制御信号復号部22、復号器 23、エネルギー逆拡散部24及び外符号復号部25 を備えている。

 チャンネル選択部20は、送信装置1からの� ��調信号を受信し、所定の周波数帯のチャン� ��ルを選択し、そのチャンネルの信号を直交� ��波部21で扱う所定の周波数の信号に変換に� �る。例えば、変調信号が衛星放送波であれ� �、12GHz帯の放送波(変調信号)をBS(Broadcasting Sa tellite)アンテナで受信し、既知の周波数変換� ��(図示せず)を用いて1GHz帯のBS-IF(Intermediate Fr equency)信号に変換する。

 直交検波部21は、チャンネル選択部20によ り選択されたチャンネルの所定の周波数の信 号(例えばBS-IF信号)を入力し、同期ベースバ� �ド信号に変換する。

 伝送制御信号復号部22は、直交検波部21に より変換された同期ベースバンド信号を入力 し、まずTMCC信号の同期バイトを検出し、そ� �を基準として、周期的に多重されているBPSK� ��調波である位相基準バースト信号の位置も� ��出する。また、TMCC信号により伝送される変 調方式・誤り訂正の情報についての検出もこ こで行う。伝送制御信号復号部22により復号� ��れた情報は、復号器23、エネルギー逆拡散� �24及び外符号復号部25に入力される。

 復号器23は、LDPC復号器として構成され、� ��交検波部21から同期ベースバンド信号が入� �されると共に、伝送制御信号復号部22により 検出された変調方式・誤り訂正の情報が入力 され、32APSK変調部分については32APSK復号を行 い、16APSK,8PSK,QPSK又はBPSK変調部分についても� ��それに合わせた復号を行う。

 エネルギー逆拡散部24は、送信装置1のエ� ��ルギー拡散部12,13において擬似ランダム符� �がMOD2により加算された処理を元に戻すため� ��再度同じ擬似ランダム符号をMOD2により加算 し、エネルギー逆拡散処理を行う。

 外符号復号部25は、送信装置1の外符号符� ��化部11-3,11-4で、例えばBCH符号化した信号に� ��し、復号を行う。

 以上のように、送信装置1は、長い符号長 を持つLDPCのような誤り訂正符号にも対応す� �ことができ、且つ、変調方式と符号化率と� �自由に組み合わせることができる。従って� �MPEG-2TS及びその他のディジタルデータストリ ームを効率良く伝送することが可能となる。

 次に、図3のLDPC符号化部11-1,11-2の処理過� �について説明する。

 LDPC符号化部11-1,11-2は、符号長Nが、例え� �、44880ビットで、符号化率が、例えば、73/120 (以下、名目3/5とも記載する),27/40(以下、名目 2/3とも記載する),89/120(以下、名目3/4とも記載 する),97/120(以下、名目4/5とも記載する),101/120 (以下、名目5/6とも記載する),7/8、又は109/120(� ��下、名目9/10とも記載する)のLDPC符号による� ��り訂正符号化(LDPC符号化)を行う。

 LDPC符号化部11-1,11-2は、LDPC符号の検査行� �Hに従って、LDPC符号化を行う。

 検査行列Hは、LDGM(Low-Density Generation Matrix ) 構造になっており、LDPC符号の符号化率に応� �た情報長に対応する部分行列(左側部分行列) H _A と、パリティ長に対応する部分行列(右側部� �行列)H _T とによって、H=[H _A |H _T ](部分行列H _A の要素を左側の要素とし、部分行列H _T の要素を右側の要素とする行列)で表すこと� �できる。

 図6は、パリティ長に対応する部分行列H _A を示している。

 部分行列H _T は、図6に示す下三角構造を持つ、1の要素が� ��いわば階段状に並ぶ行列である。部分行列H _T の行重みは、1行目については1で、残りの全� ��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� ��列で2になっている。

 図7は、符号化率が89/120のLDPC符号の検査� �列Hの基本構造を示している。

 いま、符号長Nが44880であるため、情報長N -Pは33286(=44880×89/120)となり、パリティ長Pは、 11594(=448800-44880×89/120)となる。

 検査行列Hの、情報長N-Pに対応する部分行列 H _A は、P×(N-P)の行列となり、パリティ長Pに対応 する部分行列H _T は、P×Pの行列となる。

 図8は、符号化率が、73/120(名目3/5),27/40(名 目2/3),89/120(名目3/4),97/120(名目4/5),101/120(名目5/ 6),7/8、及び109/120(名目9/10)のLDPC符号それぞれ� ��情報長N-Pとパリティ長Pとを示している。

 なお、符号長Nは、上述したように、すべ ての符号化率について、44880で、一定である� ��

 図9は、図3のLDPC符号化部11-1の構成例を示 している。

 なお、図3のLDPC符号化部11-2も、LDPC符号化 部11-1と同様に構成される。

 LDPC符号化部11-1は、中央演算処理装置(CPU( Central Processing Unit))等で構成可能な演算・制 御部11aと、メモリ又はレジスタで構成可能な 記憶部11bとを備える。

 記憶部11bには、上述の複数の符号化率そ� ��ぞれに対応する複数の検査行列初期値テー� ��ル、演算・制御部11aを各種の手段として機� ��させるための制御プログラム、及び処理に� ��要なデータ等が格納されている。

 演算・制御部11aは、制御プログラムを実� ��することにより、符号化率判定部101、初期� ��テーブル読み出し部102、検査行列生成部103� ��情報ビット列読み出し部104、符号化パリテ� ��演算部105、及び制御部106として機能する。

 符号化率判定部101は、伝送制御情報に含� ��れる符号化率情報を読み出して多重伝送フ� ��ーム毎に判定し、符号化する符号化率を決� ��する。

 初期値テーブル読み出し部102は、符号化� ��判定部101が決定した符号化率に対応する検� ��行列初期値テーブルを記憶部11bから読み出� ��。

 検査行列生成部103は、初期値テーブル読み� ��し部102が読み出した検査行列初期値テーブ� ��に基づいて、符号化率に応じた情報長N-Pに� ��応する部分行列H _A の1の要素を列方向に374列毎の周期で配置し� �検査行列Hを生成し、記憶部11bに格納する。

 情報ビット列読み出し部104は、入力され� ��くるデータから、情報長N-Pの情報ビット列� ��読み出す。

 符号化パリティ演算部105は、検査行列生� ��部103が生成した検査行列Hを記憶部11bから読 み出し、情報ビット列読み出し部104が読み出 した情報ビット列に対するパリティビット列 を所定の式に基づいて算出し、符号語(LDPC符� ��)を生成する。

 制御部106は、LDPC符号化部11-1を構成する� �ブロックを制御する。

 図10は、図9のLDPC符号化部11-1の処理手順� �示すフローチャートである。

 ステップS101で、符号化率判定部101により 所定の符号化率が決定(設定)される。例えば� ��符号化率が89/120(名目3/4)の検査行列Hを用い� ��LDPC符号化を行うことが決定される。

 ここで、ステップS101での符号化率の決定 は、例えば、送信装置1のオペレータからの� �令等に従って行われる。

 ステップS102で、ステップS101にて決定さ� �た符号化率に対応する、予め定められた検� �行列初期値テーブルを初期値テーブル読み� �し部102により記憶部11bから読み出す。

 ステップS103で、検査行列生成部103は、初 期値テーブル読み出し部102が記憶部11bから読 み出した検査行列初期値テーブルを用いて、 符号化率判定部101により決定された所定の符 号化率のLDPC符号の検査行列Hを求め(生成し)� �記憶部11bに供給して格納する。

 ステップS104で、情報ビット列読み出し部 104により、入力されてくデータから、符号化 率判定部101により決定された所定の符号化率 に対応する情報長N-Pの情報ビット列を読み出 すとともに、符号化パリティ演算部105により 、ステップS103にて求めた検査行列Hを記憶部1 1bにおける所定のメモリ領域から読み出す。

 ステップS105で、符号化パリティ演算部105 により、式(3)を満たす符号語cのパリティビ� �ト列を順次演算する。

                        ・・・(3)

 ここで、式(3)において、cは、符号語(LDPC符� ��)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。

 情報ビット列としての行ベクトルを、Iと 表すとともに、パリティビット列としての行 ベクトルを、Zと表すこととすると、行ベク� �ルcは、情報ビット列Iとパリティビット列Z� �によって、c =[I|Z](行ベクトルIの要素を左側 の要素とし、行ベクトルZの要素を右側の要� �とする行ベクトル)で表すことができる。

 検査行列Hの、パリティ長に対応する部分行 列H _T は、図6に示したように、階段状の行列であ� �ため、式(3)の、検査行列Hと行ベクトルcの転 置c ^T との積である列ベクトルの各行を0とする(つ� ��り、式(3)を満たす)パリティビット列として の行ベクトルZの要素は、逐次的に算出する� �とができる。

 符号化パリティ演算部105は、情報ビット� ��Iに対して、パリティビット列Zを求めると� �その情報ビット列Iとパリティビット列Zとに よって表される符号語c =[I|Z]を、情報ビット 列IのLDPC符号化結果として出力する。なお、� ��号語cは、1スロット分の44880ビットである。

 その後、ステップS106において、制御部106 は、LDPC符号化を終了するかどうかを判定す� �。ステップS106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符号化すべきデータが、まだある場合、� �理は、ステップS101に戻り、以下、ステップS 101ないしS106の処理が繰り返される。

 また、ステップS106において、LDPC符号化� �終了すると判定された場合、すなわち、例� �ば、LDPC符号化すべきデータがない場合、LDPC 符号化部11-1は、処理を終了する。

 LDPC符号化部11-1は、上述したように、符� �長Nが、44880で、符号化率が、73/120(名目3/5),27 /40(名目2/3),89/120(名目3/4),97/120(名目4/5),101/120(� ��目5/6),7/8、又は109/120(名目9/10)のLDPC符号化を 行う。

 そして、各符号化率に対応する検査行列� ��期値テーブルが用意されており、所定の符� ��化率のLDPC符号化は、図10で説明したように� ��その所定の符号化率に対応する検査行列初� ��値テーブルから生成される検査行列Hを用い て行われる。

 検査行列初期値テーブルは、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� �)の符号化率に応じた情報長N-Pに対応する部� ��行列H _A (図7)の1の要素の位置を374列毎に表すテーブ� �であり、各符号化率の最適な検査行列H(各符 号化率のLDPC符号を定義する最適な検査行列H) ごとに、あらかじめ作成される。

 したがって、各符号化率に対応する検査� ��列初期値テーブルによれば、その符号化率� ��LDPC符号化を行うための最適な検査行列Hを� �成することができる。

 図11ないし図24は、各符号化率の最適な検 査行列Hに対する検査行列初期値テーブルを� �している。

 すなわち、図11及び図12は、符号化率が、 73/120(名目3/5)の検査行列初期値テーブルを、� ��13及び図14は、符号化率が、27/40(名目2/3)の� �査行列初期値テーブルを、図15及び図16は、� ��号化率が、89/120(名目3/4)の検査行列初期値� �ーブルを、図17及び図18は、符号化率が、97/1 20(名目4/5)の検査行列初期値テーブルを、図19 及び図20は、符号化率が、101/120(名目5/6)の検� ��行列初期値テーブルを、図21及び図22は、符 号化率が、7/8の検査行列初期値テーブルを、 図23及び図24は、符号化率が、109/120(名目9/10)� ��検査行列初期値テーブルを、それぞれ示し� ��いる。

 なお、図11ないし図24の検査行列初期値テ ーブルは、検査行列Hを表しているというこ� �ができるが、このような検査行列Hの表し方� ��、DVB-S2の規格に倣ったものである。

 検査行列生成部103(図9)は、検査行列初期� ��テーブルを用いて、以下のように、検査行� ��Hを求める。

 すなわち、図25は、検査行列初期値テー� �ルから検査行列Hを求める方法を示している� ��

 なお、図25の検査行列初期値テーブルは� �図15及び図16に示した、符号化率が、89/120(名 目3/4)の検査行列初期値テーブルの一部であ� �。

 検査行列初期値テーブルは、上述したよう� ��、LDPC符号の符号化率に応じた情報長N-Pに対 応する部分行列H _A (図7)の1の要素の位置を、374列ごとに表すテ� �ブルであり、そのi行目には、検査行列Hの1+3 74×(i-1)列目の1の要素の行番号(検査行列の1行 目の行番号を0とする行番号)が、その1+374×(i- 1)列目の列が持つ列重みの数だけ並んでいる� ��

 ここで、検査行列Hの、パリティ長Pに対応� �る部分行列H _T (図7)は、図6に示したように決まっているの� �、検査行列初期値テーブルによれば、検査� �列Hの、情報長N-Pに対応する部分行列H _A (図7)が求められる。

 検査行列初期値テーブルの行数k+1は、符� ��化率によって異なり、符号化率が89/120の場� ��、k=88である。

 なお、情報長N-Pと、検査行列初期値テー� ��ルの行数k+1との間には、式(4)の関係が成り� ��つ。

                        ・・・(4)

 符号化率が89/120(名目3/4)の検査行列初期� �テーブルでは、図15及び図16に示したように� ��1行目から15行目までに、10個の数値が並び� �16行目から89行目までに、3個の数値が並んで いる。

 したがって、符号化率が89/120(名目3/4)の� �査行列Hの列重みは、1列目から、5610(=1+374×(1 6-1)-1)列目までは、10であり、5611(=1+374×(16-1))� ��目から、33286(=374×(k+1)=N-P)列目までは、3で� �る。

 図25(図15及び図16)の検査行列初期値テーブ� �の1行目は、1372, 1492, 2242, 2362, 3502, 3622,
6472, 7912, 8362, 10252となっており、これは、� ��査行列Hの1列目において、行番号が、1372,
1492, 2242, 2362, 3502, 3622, 6472, 7912, 8362, 1025 2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。

 また、図25の検査行列初期値テーブルの2行� ��は、3775, 4732, 6682, 7942, 9712, 10162,
10501, 10343, 10852, 11184となっており、これは� ��検査行列Hの375(=1+374×(2-1))列目において、行 番号が、3775, 4732, 6682, 7942, 9712, 10162,
10501, 10343, 10852, 11184の行の要素が1であるこ とを示している。

 以上のように、検査行列初期値テーブルは� ��検査行列Hの部分行列H _A の1の要素の位置を374列毎に表す。

 検査行列Hの1+374×(i-1)列目以外の列、つま り、2+374×(i-1)列目から、374×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+374×(i-1)列目の1の要素を、パリティ長Pに従� ��て下方向(列の下方向)に、周期的にサイク� �ックシフトして配置したものになっている� �

 すなわち、例えば、2+374×(i-1)列目は、1+37 4×(i-1)列目を、P/374だけ下方向にサイクリッ� �シフトしたものとなっており、次の3+374×(i-1 )列目は、1+374×(i-1)列目を、2×P/374だけ下方向 にサイクリックシフトしたもの(2+374×(i-1)列� �を、P/374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。

 いま、検査行列初期値テーブルのi行目(上� �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q列目の、j個目 の1の要素の行番号を、H _q-j と表すこととすると、検査行列Hの1+374×(i-1)� �目以外の列であるq列目の、1の要素の行番号 H _q-j は、式(5)で求めることができる。

                        ・・・(5)

 ここで、mod(x,y)はxをyで割った余りを意味 する。式(5)のQは、パリティ長Pに対応した値� ��、式(6)に従って求められる。

                        ・・・(6)

 符号化率が89/120の場合、パリティ長Pは、 図8に示したように、11594であるから、Q=31(=115 94/374)となる。

 ここで、図26に、符号化率が、73/120,27/40� �89/120、97/120、101/120、7/8、及び109/120の場合そ れぞれのk及びQの一覧を示す。

 検査行列生成部103(図9)は、検査行列初期� ��テーブルによって、検査行列Hの1+374×(i-1)列 目の1の要素の行番号を特定する。

 さらに、検査行列生成部103(図9)は、検査行� ��Hの1+374×(i-1)列目以外の列であるq列目の、1� ��要素の行番号H _q-j を、式(5)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� ��

 次に、図27は、図3の送信装置1の送信信号 生成過程を説明するフローチャートである。

 ステップS201で、フレーム生成部10により� ��所定の変調方式及び符号化率が決定される� ��例えば、決定した変調方式及び符号化率は� ��伝送モードの情報を含む伝送制御情報とし� ��TMCC信号により受信装置2(図5)に伝送される� �

 ステップS202で、情報ビット列I _i  (i=1~n)を用意する。ここで、情報ビット列I _i は0と1から構成されるビット列であり、符号� ��率によって情報ビット列I _i の長さnは異なる。想定される情報ビット列� �しては、MPEG-TSストリーム等が挙げられる。� ��た、伝送性能をより高めるために情報ビッ� ��列I _i は事前に別の誤り訂正符号(BCH符号化又はリ� �ドソロモン符号化などのブロック符号化に� �らず、畳み込み符号又は別のLDPC符号でもよ� ��)によって符号化された信号を用いることも 可能である(ステップS203)。一例として、情報 ビットI _i にガロア式GF(2 ¹⁶ )の12ビット訂正可能なBCH符号を適用した場合 の、情報ビットI _i の構成図及びBCH生成多項式一覧を図28に示す� ��この場合、正味の情報ビット列はIBCH _i (i=1~n-192)及びBCH符号のパリティ列はPBCH _i (i=1~192)である。また、図28に示す生成多項式� ��GF(2 ¹⁶ )上で解を持つため、図28の生成多項式を用い て情報ビット列I _i 全体に対しBCH符号の訂正能力分誤り訂正を行 うことが可能となる。また、LDPC符号化部11-1, 11-2で利用可能な全ての符号化率に対し、図28 に示す生成多項式は利用可能である。

 ステップS204で、前述したように、LDPC符号� �部11-1,11-2によって情報ビットI _i (i=1~n)に対しLDPC符号化を行い、1スロットの符 号語C _i (i=1~44880)を生成する。

 ステップS205で、スイッチ14により、横方向� ��44880/M、縦方向がMに相当する2次元構造をも� ��一時メモリを用意し、符号語C _i (i=1~44880)を先頭から一時メモリの横方向に4488 0/Mビット記録する操作を縦方向にM回行う。� �こでMは変調次数(1シンボルのビット数)に相� ��し、位相変調の場合、QPSKではM=2、8PSKではM= 3、16APSKではM=4、32APSKではM=5である。記録終� �後、記録した符号語C _i (i=1~44880)を一時メモリの横方向の先頭から縦� ��向に向かってMビット読み出す操作を横方向 に44880/M回繰り返す。以上の操作をビットイ� �ターリーブ処理という。M値変調におけるビ� ��トインターリーブ処理の構成図を図29に示� �。

 ステップS206で、マッピング部15により、一� ��メモリから読み出したビットインターリー� ��処理が施された符号語C _i (i=1~44880)をMビット毎に変調方式で定める各信 号点(位相点)へ配置し(マッピングし)、変調� �ンボルを生成する。また、Mは変調次数に相� ��するため、上記操作により符号語C _i (i=1~44880)をすべて過不足なく各位相点へ配置� ��ることが可能となる。

 ステップS207で、時分割多重/直行変調部16 により、ステップS206における変調シンボル� �用いて直交変調を行い、送信信号(即ち、変� ��信号)を生成する。

 以上のステップS201~ステップS207の処理を� ��り返す事で、送信装置1から44880ビット毎に� ��調方式及び符号化率を変更し、44880ビット� �にLDPC符号化した送信信号の生成が可能とな� ��。

 LDPC符号化部11-1,11-2は、44880ビットを基本� ��位としており、また、44880は1,2,3,4,5,6,8,10,11, 12,15,16等の値で割り切れる値である。よって� ��信装置1は変調次数Mとして非常に多様な値� �用いることが可能であり、BPSK、QPSK、8PSK、16 APSK(16QAM)、32APSK(32QAM)、64QAM、256QAM、1024QAM等非 常に多様な多値変調方式に対応可能である。 よって、送信装置1により非常に柔軟な変調� �式及び符号化率を組み合わせた信号送信が� �能となる。尚、ステップ204のLDPC符号化に用� ��た検査行列Hのための検査行列初期値テーブ ルは、補助情報として送信装置1から受信装� �2に送信することができ、或いはまた、受信� ��置2により予め保持させてもよい。或いは、 送信装置1から受信装置2に検査行列H自体を送 信することができ、又は、検査行列H自体を� �信装置2により予め保持させてもよい。

 図30は、受信装置2(図5)における復号器23� �処理過程を示すフローチャートである。

 復号器23は、前述したLDPC符号化部11-1,11-2( 図9)と同様に、制御部及び記憶部で構成でき� ��制御部により各処理を実行するための制御� ��ログラムは記憶部に格納される。

 ステップS301で、復号器23は、復調器とし� ��の直交検波部21(図9)を経て復号した伝送制� �情報から符号化率情報を読み出し、検査行� �Hを決定する。

 ステップS302で、復号器23は、直交検波部21� �らエネルギー逆拡散部24を介して供給される 信号から、1スロット分のLDPC符号y _n の対数尤度比λ _n (n=1~44880)を算出する。対数尤度比λ _n は、値が1の送信ビットx _n が送信されたときに、受信側で受信される受 信ビットが、y _n である確率P(y _n |x _n =0)と、値が0の送信ビットx _n が送信されたときに、受信側で受信される受 信ビットが、y _n である確率P(y _n |x _n =1)との比の対数値であり、受信ビットy _n の0らしさを表す。

 対数尤度比λ _n は、式(7)で表される。

                        ・・・(7)

 ステップS303で、復号器23は、ステップS302に おいて求めた尤度比λ _n を用いてsum-product復号法等によるLDPC符号の、 いわゆる反復復号を行う。この際、復号器23� ��、送信装置1のLDPC符号化部11-1,11-2において� �定した検査行列Hを用いて復号を行う。復号� ��23で、LDPC符号化部11-1,11-2の場合と同様に、� ��査行列初期値テーブルを用いて検査行列を� ��出しても良い。反復復号の回数は任意の値� ��する。また、LDPC復号は、sum-product復号法以� ��の、例えば、min-sum復号法等によって行うこ ともできる。

 ステップS304で、ステップS303において復号� �た復号語C' _i (i=1~44880)を出力する。ステップS305で、復号器 23によるLDPC復号が終了するまで、順次復調さ れた信号についてステップS301~S304を繰り返し 、全ての復号が終了すれば(図示Yes)、一連のL DPC復号処理が終了する。

 図31は、受信装置2(図5)の処理過程を示す� ��ローチャートである。

 ステップS401で、送信装置1から送信され� �変調信号を受信し、直交検波部21により復調 する。

 ステップS402で、予め、受信する変調信号 の変調方式及び符号化率を決定しておき、チ ャンネル選択部20及び直交検波部21を経て復� �したTMCC信号から、伝送制御信号復号部22で� �号することにより伝送制御情報を読み出す� �これにより、伝送制御情報の伝送モード情� �から、変調方式及び符号化率の情報を読み� �すことができる。

 ステップS403で、チャンネル選択部20及び直� ��検波部21により、受信装置2が受信した信号� ��復調し、受信シンボルy _i (i=1~44880/M)を生成する。

 ステップS404で、復号器23により、受信シン� ��ルy _i (i=1~44880/M)から尤度比λ _n (n=1~44880)を計算する。尤度比λ _n (n=1~44880)の計算は復号器23のステップS302の処� ��と同じである。

 ステップS405で、復号器23又は他のデインタ� ��リーブ処理部(図示せず)により、横方向がM� ��縦方向が44880/Mに相当する2次元構造をもつ� �時メモリを用意し、尤度比λ _n (n=1~44880)を先頭から一時メモリの横方向にM記 録する操作を縦方向に44880/M回繰り返す。一� �としてM値変調におけるデインターリーブ処� ��の構成図を図32に示す。記録終了後、一時� �モリの横方向の先頭から縦方向に向かって� �度比λ _n (n=1~44880)を44880/Mビット毎に読み出す操作を横 方向にM回読み出す。以上の操作をデインタ� �リーブ処理という。

 ステップS406で、復号器23により、ステップS 405において読み出したデインターリーブ処理 後の尤度比λ _n (n=1~44880)を用いて、LDPC復号を行い、復号語C' _i (i=1~44880)を出力し、情報ビット列I' _i (i=1~44880-P)を出力する。

 ステップS407で、送信装置1においてLDPC符号� ��連接して他の誤り訂正符号で情報ビット列� ��符号化していた場合(例えば、BCH符号)は、� �報ビット列I' _i (i=1~44880-P)を用いて、外符号復号部25により、 用いた誤り訂正符号に対応した復号処理を行 い、復号結果を出力する。BCH符号を用いた場 合は、LDPC復号した情報ビット列I' _i (i=1~44880-P)のビット列からシンドローム計算� �実施し、バーレンカンプ・マッシィ法等に� �り、正味の情報ビット列を復号することが� �能である。

 以上、ステップS401~ステップS407を繰り返� ��ことにより、送信装置1で生成した送信信号 (変調信号)を44880ビット単位で受信すること� �可能となる。

 このように、受信装置2は、送信装置1に� �いて生成した多様な符号化率及び変調方式� �組み合わせに対応した送信信号を受信する� �とが可能となる。

 ところで、図11ないし図24に示した検査行 列初期値テーブルは、符号化率が、73/120(名� �3/5),27/40(名目2/3),89/120(名目3/4),97/120(名目4/5),1 01/120(名目5/6),7/8、及び109/120(名目9/10)それぞ� �の最適な検査行列Hごとに作成される。

 各符号化率の最適な検査行列Hとは、各符号 化率の検査行列Hから得られるLDPC符号の変調� ��号を、低い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)を最小にする 、所定の条件を満たす検査行列である。

 所定の符号化率の最適な検査行列Hは、所定 の条件を満たす様々な検査行列から得られる LDPC符号の変調信号を、低いE _b /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られる。

 最適な検査行列Hが満たすべき所定の条件と しては、例えば、部分行列H _A (図7)の列重みが3になっている列が存在する� �と、列重みが3になっている列の列数に対す� ��、列重みが他の値になっている列の列数の� ��合が所定値であること、行重みが、行によ� ��ず一定であること、サイクル4と呼ばれる、 1の要素が2×2に並ぶ状態が存在しないこと、� ��がある。

 ここで、図33に、サイクル4と呼ばれる状� ��と、サイクル6と呼ばれる状態とを示す。

 部分行列H _A において、サイクル4等のように、1の要素が� ��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、最適な検 査行列Hが満たすべき所定の条件として、サ� �クル4が存在しないことが要求される。

 なお、最適な検査行列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� ��号の復号処理の容易化(単純化)等の観点か� �適宜決定される。

 そして、その所定の条件を満たし、BERを� ��小にする、符号化率が、73/120(名目3/5),27/40(� ��目2/3),89/120(名目3/4),97/120(名目4/5),101/120(名目 5/6),7/8、及び109/120(名目9/10)それぞれの検査行 列H(最適な検査行列H)に対して作成された検� �行列初期値テーブルが、図11ないし図24に示� ��た検査行列初期値テーブルである。

 次に、送信装置1(図3)では、マッピング部15� ��、LDPC符号(符号語C _i (i=1~44880))等のデータを、変調方式で定める各 信号点にマッピングする。

 すなわち、マッピング部15は、そこに供給� �れるデータを、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� ��定されるIQ平面(IQコンスタ
レーション)上の、変調方式で定める信号点� �表すシンボル(シンボル値)にシンボル化する 。

 図34は、変調方式が16APSKの、16個の信号点 の配置を示している。

 16APSKの16個の信号点は、半径がR ₁ の内周円上と、半径がR ₁ より大のR ₂ の外周円上とに配置されている。

 すなわち、半径がR ₁ の内周円上には、等角度で、4個の信号点が� �置されており、半径がR ₂ の外周円上には、等角度で、12個の信号点が� ��置されている。

 さらに、16APSKの16個の信号点については、� �周円の半径R ₂ と、内周円の半径R ₁ との比である半径比(外周円の半径R ₂ が、内周円の半径R ₁ の何倍であるかを表す値)γ=R ₂ /R ₁ が、信号点にマッピングする対象のLDPC符号� �符号化率ごとに最適な値に定められている� �

 すなわち、符号化率が、名目3/5,名目2/3,名� �3/4,名目4/5,名目5/6,7/8、及び名目9/10のLDPC符号 については、最適な半径比γ=R ₂ /R ₁ が、2.87,2.92,2.97,2.73,2.67,2.76,及び2.69に、それ� �れなっている。

 実際の変調器では、これらの最適な半径比� �=R ₂ /R ₁ に基づき、信号点座標へマッピングされ変調 される。したがって、例えば10ビットの精度� ��D/Aコンバータを持った変調器では、信号点� ��2進10ビット値に丸められた値となる。この� ��め、厳密な数値としての半径比γ=R ₂ /R ₁ も概10ビット精度の値となり、また符号点毎� ��異なる値となる場合も生じる。これは実装� ��の制約であり本質の差ではない。

 図35は、変調方式が32APSKの、32個の信号点 の配置を示している。

 32APSKの32個の信号点は、半径がR ₁ の第1の内周円上、半径がR ₁ より大のR ₂ の第2の内周円上、及び、半径がR ₂ より大のR ₃ の外周円上に配置されている。

 すなわち、半径がR ₁ の第1の内周円上には、等角度で、4個の信号� ��が配置されており、半径がR ₂ の第2の内周円上には、等角度で、12個の信号 点が配置されている。そして、半径がR ₃ の外周円上には、等角度で、16個の信号点が� ��置されている。

 さらに、32APSKの32個の信号点については、� �2の内周円の半径R ₂ と、第1の内周円の半径R ₁ との比である第1の半径比(第2の内周円の半径 R ₂ が、第1の内周円の半径R ₁ の何倍であるかを表す値)γ ₁ =R ₂ /R ₁ が、信号点にマッピングする対象のLDPC符号� �符号化率ごとに最適な値に定められている� �ともに、外周円の半径R ₃ と、第1の内周円の半径R ₁ との比である第2の半径比(外周円の半径R ₃ が、第1の内周円の半径R ₁ の何倍であるかを表す値)γ ₂ =R ₃ /R ₁ が、信号点にマッピングする対象のLDPC符号� �符号化率ごとに最適な値に定められている� �

 すなわち、符号化率が、名目2/3,名目3/4,名� �4/5,名目5/6,7/8、及び名目9/10のLDPC符号につい� ��は、最適な第1の半径比γ ₁ =R ₂ /R ₁ が、16APSKの半径比γと同一の2.92,2.97,2.73,2.67,2. 76,及び2.69に、それぞれなっているとともに� �最適な第2の半径比γ ₂ =R ₃ /R ₁ が、5.68,5.57,5.05,4.80,4.82、及び4.66に、それぞ� �なっている。

 実際の変調器では、これらの最適な半径比� � ₁ =R ₂ /R ₁ およびγ ₂ =R ₃ /R ₁ に基づき、信号点座標へマッピングされ変調 される。したがって、例えば10ビットの精度� ��D/Aコンバータを持った変調器では、信号点� ��2進10ビット値に丸められた値となる。この� ��め、厳密な数値としての半径比γ ₁ =R ₂ /R ₁ およびγ ₂ =R ₃ /R ₁ も概10ビット精度の値となり、また符号点毎� ��異なる値となる場合も生じる。これは実装� ��の制約であり本質の差ではない。

 ここで、各符号化率のLDPC符号に対して、最 適な第1の半径比γ ₁ (半径比γ)、及び最適な第2の半径比γ ₂ は、例えば、上述した検査行列初期値テーブ ルから求められる、各符号化率に対して最適 な検査行列Hから得られるLDPC符号の16APSK及び3 2APSKそれぞれの変調信号を送信したときのBER� ��計測するシミュレーション(以下、適宜、計 測シミュレーションという)を行い、BERを最� �にする第1の半径比γ ₁ (半径比γ)、及び第2の半径比γ ₂ を検出することで求められる。

 図36は、計測シミュレーションに採用したE _b /N _o と、BERの計測に用いたフレーム数とを示して いる。

 すなわち、図36上は、計測シミュレーショ� �において、符号化率が、名目3/5、名目2/3、� �目3/4,名目4/5,名目5/6,7/8、及び名目9/10のそれ� ��れについての、上述の最適な検査行列Hから 得られるLDPC符号の16APSKの変調信号を送信し� �ときのE _b /N _o と、BERの計測に用いたフレーム数とを示して いる。

 また、図36下は、計測シミュレーションに� �いて、符号化率が、名目2/3,名目3/4,名目4/5,� �目5/6,7/8、及び名目9/10のそれぞれについての 、上述の最適な検査行列Hから得られるLDPC符� ��の32APSKの変調信号を送信したときのE _b /N _o と、BERの計測に用いたフレーム数とを示して いる。

 なお、計測シミュレーションにおいて、E _b /N _o は、BERの最小値を的確に検出することができ る程度の値(例えば、半径比γ(γ ₁ ,γ ₂ )を変化させたときに、BERの最小値付近の形� �として、略放物線の形状を観測することが� �きるような値)に調整され、図36は、そのよ� �な値のE _b /N _o を示している。

 図37は、16APSKについての計測シミュレー� �ョンで得られた、符号化率が、名目3/5、名� �2/3、名目3/4,名目4/5,名目5/6,7/8、及び名目9/10� ��それぞれについての、半径比γとBERとの関� �を示している。

 また、図38は、図37のBERが最小となる部分 を拡大した図である。

 図37及び図38によれば、符号化率が異なる と、BERが最小となる半径比γが異なっており� ��したがって、16APSKについては、符号化率ご� ��に、最適な半径比γ、つまり、BERを最小に� �る半径比γが存在することが分かる。

 図39は、32APSKについての計測シミュレーシ� �ンで得られた、符号化率が、名目2/3,名目3/4, 名目4/5,名目5/6,7/8、及び名目9/10のそれぞれに ついての、第2の半径比γ ₂ とBERとの関係を示している。

 また、図40は、図39のBERが最小となる部分 を拡大した図である。

 なお、32APSKについての計測シミュレーショ� ��では、符号化率が、名目2/3,名目3/4,名目4/5,� ��目5/6,7/8、及び名目9/10のそれぞれについて� �、第1の半径比γ ₁ として、16APSKについての計測シミュレーショ ンで得られた最適な半径比γを用いた。

 図39及び図40によれば、符号化率が異なると 、BERが最小となる第2の半径比γ ₂ が異なっており、したがって、32APSKについて も、16APSKと同様に、符号化率ごとに、最適な 第2の半径比γ ₂ 、つまり、BERを最小にする第2の半径比γ ₂ が存在することが分かる。

 図41は、E _b /N _o を、図36に示した値とそれより0.03dB、又は0.05 dBだけ大きい値にして行った16APSKについての� ��測シミュレーションで得られた、符号化率� ��、名目2/3、名目3/4,名目4/5,名目5/6,7/8、及び� ��目9/10のそれぞれについての、半径比γとBER� ��の関係を示している。

 図41によれば、最小のBERとなる半径比γは、 符号化率によって異なるが、E _b /N _o によらず、ほぼ一定であることが分かる。

 図42は、16APSKについての計測シミュレー� �ョンで得られた、符号化率が、名目3/5、名� �2/3、名目3/4,名目4/5,名目5/6,7/8、及び名目9/10� ��それぞれについての、BERが最小となる半径� ��γを示している。

 図34で説明した最適な半径比γは、図42の� ��BERが最小となる半径比γになっている。

 図43は、32APSKについての計測シミュレーシ� �ンで得られた、符号化率が、名目2/3,名目3/4, 名目4/5,名目5/6,7/8、及び名目9/10のそれぞれに ついての、BERが最小となる第1の半径比γ ₁ 及び第2の半径比γ ₂ を示している。

 図35で説明した最適な第1の半径比γ ₁ 及び第2の半径比γ ₂ は、それぞれ、図43の、BERが最小となる第1の 半径比γ ₁ 及び第2の半径比γ ₂ になっている。

 以上のように、送信装置1(図3)は、LDPC符� �化部11-1において、符号化率ごとに、最適な� ��査行列Hを用いて、LDPC符号化を行う。した� �って、誤り訂正の性能を向上させることが� �きる。

 さらに、送信装置1は、マッピング部15にお� ��て、符号化率ごとに、最適な検査行列Hを用 いて得られるLDPC符号を、符号化率ごとに、� �適な半径比(γ,γ ₁ ,γ ₂ )の信号点(ひいては、最適な信号点)にマッピ ングする。したがって、伝送特性の劣化を防 止することができる。

 また、受信装置2(図5)は、以上のような送 信装置1からのデータを、送信装置1における� ��合と同様の、符号化率ごとに最適な信号点� ��配置に基づいて受信し、符号化率ごとに最� ��な検査行列Hに従って復号する。したがって 、誤り訂正の性能を向上させることができる 。

 実際の受信装置では、これらの最適な半径� ��γ=R ₂ /R ₁ またはγ ₁ =R ₂ /R ₁ 、γ ₂ =R ₃ /R ₁ に基づき、尤度判定され復調される。したが って、例えば10ビットの精度のA/Dコンバータ� ��持った復調器では、信号値は2進10ビット値� ��丸められた値となる。このため、厳密な数� ��としての半径比γ=R ₂ /R ₁ またはγ ₁ =R ₂ /R ₁ 、γ ₂ =R ₃ /R ₁ も概10ビット精度の値となり、また符号点毎� ��異なる値となる場合も生じる。これは実装� ��の制約であり本質の差ではない。

 次に、上述した送信装置1及び受信装置2� �一連の処理の少なくとも一部は、専用のハ� �ドウェアにより行うこともできるし、ソフ� �ウェアにより行うこともできる。一連の処� �をソフトウェアによって行う場合には、そ� �ソフトウェアを構成するプログラムが、汎� �のコンピュータ等にインストールされる。

 そこで、図44は、上述した一連の処理を� �行するプログラムがインストールされるコ� �ピュータの一実施の形態の構成例を示して� �る。

 プログラムは、コンピュータに内蔵され� ��いる記録媒体としてのハードディスク305やR OM303に予め記録しておくことができる。

 あるいはまた、プログラムは、フレキシ� ��ルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory ),MO(Magneto Optical)ディスク,DVD(Digital Versatile D isc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリ� �ーバブル記録媒体311に、一時的あるいは永� �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311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。

 なお、プログラムは、上述したようなリ� ��ーバブル記録媒体311からコンピュータにイ� ��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308で受信し 、内蔵するハードディスク305にインストール することができる。

 コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)3 02を内蔵している。CPU302には、バス301を介し� ��、入出力インタフェース310が接続されてお� ��、CPU302は、入出力インタフェース310を介し� ��、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307が操作等さ� ��ることにより指令が入力されると、それに� ��って、ROM(Read Only Memory)303に格納されてい� �プログラムを実行する。あるいは、また、CP U302は、ハードディスク305に格納されている� �ログラム、衛星若しくはネットワークから� �送され、通信部308で受信されてハードディ� �ク305にインストールされたプログラム、ま� �はドライブ309に装着されたリムーバブル記� �媒体311から読み出されてハードディスク305� �インストールされたプログラムを、RAM(Random� �Access Memory)304にロードして実行する。これ� �より、CPU302は、上述したフローチャートに� �たがった処理、あるいは上述したブロック� �の構成により行われる処理を行う。そして� �CPU302は、その処理結果を、必要に応じて、� �えば、入出力インタフェース310を介して、LC D(Liquid Crystal Display)やスピーカ等で構成され る出力部306から出力、あるいは、通信部308か ら送信、さらには、ハードディスク305に記録 等させる。

 ここで、本明細書において、コンピュー� ��に各種の処理を行わせるためのプログラム� ��記述する処理ステップは、必ずしもフロー� ��ャートとして記載された順序に沿って時系� ��に処理する必要はなく、並列的あるいは個� ��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� �。

 また、プログラムは、1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。

 なお、LDPC符号と組み合わされる他の誤り 訂正符号としては、BCH符号化以外に、リード ソロモン符号などのブロック符号や、畳込み 符号であってもよい。

 また、本実施の形態では、送信装置1にお いて、検査行列初期値テーブルを記憶してお き、その検査行列初期値テーブルから、符号 化率ごとに最適な検査行列Hを生成すること� �したが、記憶容量に問題がなければ、符号� �率ごとに最適な検査行列Hを、検査行列初期� ��テーブルに代えて記憶しておくことができ� ��。この場合、検査行列初期値テーブルから� ��検査行列Hを生成する処理を行う必要がない 。受信装置2においても同様である。

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