JP2000004265A - デジタル送信装置および受信装置 - Google Patents
デジタル送信装置および受信装置Info
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- JP2000004265A JP2000004265A JP10165607A JP16560798A JP2000004265A JP 2000004265 A JP2000004265 A JP 2000004265A JP 10165607 A JP10165607 A JP 10165607A JP 16560798 A JP16560798 A JP 16560798A JP 2000004265 A JP2000004265 A JP 2000004265A
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Abstract
切り替えられるデジタルデータ伝送方式においても、各
変調方式の切り替わり目でビット誤りを発生することな
く、所望のデジタルデータの伝送を可能にする。 【解決手段】 MPEG2システムに準拠して映像,音
声,および各種デジタルデータを多重化し、188バイ
トからなるトランスポートパケット(TSパケット)を
生成する。各TSパケットに後続する16バイトにはリ
ード・ソロモン符号のパリティ検査バイト(101)を
付加し、48パケツト分をまとめて1フレームを構成す
る。そして、畳み込み符号化を行う際にパンクチャリン
グの開始点を各伝送方式の先頭スロットの開始点と一致
させることにより、受信機側でデパンクチャリング位相
を検出することを不要にする。
Description
に適用可能な、デジタル変復調技術に係る送信装置およ
び受信装置に関するものである。
の分野では、送信側で畳み込み符号により符号化を行い
変調をかけて所望の周波数に変換して伝送し、受信側で
復調した後にビタビ復号を行うことにより誤り訂正を行
い、データ伝送の信頼性を向上させる手法が多く用いら
れる。
(=伝送したいデータの量/実際に伝送される冗長を付
加したデータの量)としては、1/2の符号化率が多く
用いられている。この場合、伝送できるデータの情報量
は、実際伝送されるデータ量のそれぞれ1/2となる。
の情報を送ろうとする場合、例えば3/4あるいは7/
8といったより大きな符号化率の畳み込み符号を使え
ば、符号化率が1/2の場合に比べてそれぞれ3/2
倍,7/4倍の伝送容量が確保できることになる。
器,ビタビ復号器を構成する方法の一つに、パンクチュ
アリング(間引き)による方法がある。
母符号とし、ここから符号化率7/8の畳み込み符号を
生成する場合について説明する。この場合、7ビットの
データを符号化した14ビットのデータのうち6ビット
は間引いて伝送せず、残りの8ビットのみを伝送するこ
とにより、符号化率が7/8となる畳み込み符号化を実
現することができる。これを、一般にパンクチュアド符
号と呼んでいる。
ット分について、1でも0でもない値(例えば0.5)
を補間してから、符号化率1/2のビタビ復号を行うこ
とによって、符号化率7/8のビタビ復号が実現でき
る。
くつか劣化の少ない方法が求められている。その一例と
して、符号化率1/2の畳み込み符号をパンクチュアリ
ングし、符号化率7/8のパンクチュアド符号を生成す
る方法を、次の表1を用いて説明する。
うに、符号化される前のデータD1,D2,D3,D
4,D5,D6,D7は符号化率1/2の畳み込み符号
化装置により符号化され、C1{X1,X2,X3,X
4,X5,X6,X7}およびC2{Y1,Y2,Y
3,Y4,Y5,Y6,Y7}が生成される。これを第
3,4行に示すように×印のデータ{X5,X7}およ
び{Y2,Y3,Y4,Y6}の6ビットを間引き、○
印のデータ{X1,X2,X3,X4,X6}および
{X1,X5,X7}の8ビットのみを伝送する。
も0でもない値を補間し、C1′{X1′,X2′,X
3′,X4′,I5,X6′,I7}およびC2′{Y
1′,I2,I3,I4,Y5′,I6,Y7′}の形
式(“ ′”は受信された信号の系列であることを示
し、Inは補間されたデータであることを示す)にして
から、符号化率1/2のビタビ復号器によって復号す
る。
分がX1′,Y1′なのかが分からないと、この補間操
作ができないことになる。そこで一般には、任意の受信
データがX1′,Y1′であるものと仮定してデパンク
チャリングおよびビタビ復号を行い、そのときの受信品
質をモニタし、これを1ビットずつシフトして7回繰り
返し、最も受信品質の良い結果が得られたところがX
1′,Y1′であると認識し、それ以降は、その認識し
た位相でパンクチャ符号の復号が行われる。
ームの中で複数の符号化率,変調方式からなる伝送方式
がダイナミックに切り替えられて伝送されるシステムに
おいては、それぞれの伝送方式に切り替わる度に上述の
デパンクチャ位相検出を行わなければならないので、各
伝送方式の切り替わり目で、必ず数ビットのビット誤り
が生ずるという欠点がある。
み、1フレームの中でダイナミックに伝送方式が切り替
えられるデジタルデータ伝送方式においても、各伝送方
式の切り替わり目でビット誤りを発生することなく、所
望のデジタルデータの伝送を可能としたデジタル送信装
置および受信装置を提供することにある。
は、デジタル放送などに適用可能なデジタル送信装置お
よび受信装置に関するものであって、伝送されるデータ
がフレーム構造を持っており、1フレーム区間に複数の
伝送方式を切り替えて伝送する伝送システムにおいて、
伝送されるデータにnスロット(n:整数)からなるフ
レーム構造を持たせ、畳み込み符号化を行う際にパンク
チャリングの開始点を各伝送方式の先頭スロットの開始
点と一致させることにより、受信機側でデパンクチャリ
ング位相を検出することを不要としたものである。
示すフレーム同期信号W1と、主信号の伝送方式に関す
る情報を有するTMCC(Transmission
&Multiplexing Configurati
on Control;伝送多重構成制御)信号と、ス
ーパーフレームにおける先頭フレームを示すスーパーフ
レーム同期信号W2(またはW3)と、主信号とからな
る変調波を用いて伝送を行う伝送システムにおいて、上
記のフレーム同期信号,スーパーフレーム同期信号を基
準として各伝送方式に割り当てられた先頭パケットの開
始点と一致したパンクチャリング,デパンクチャリング
を行うことにより、受信機側におけるデパンクチャリン
グ位相検出を不要としたものである。
ジタル送信装置は、多重化信号のパケットを含んだ1ス
ロットをN個(N:正整数)備えることによりフレーム
を構成し、該フレームを有するデータ系列に対して畳み
込み符号化を行った後に、各伝送方式に割り当てられた
スロットのうちの先頭スロットの開始点と一致させてパ
ンクチャリングを開始する畳み込み符号化手段を具備し
たものである。
号化されたデータ系列に対して、パケットを単位として
選択された伝送方式で誤り訂正符号化および変調を行う
符号化・変調手段を備えた構成の送信装置とすることが
できる。
レームの先頭にフレーム同期W1と、少なくともそのq
スーパーフレーム後(q:正整数)に使用される複数の
変調方式の種類とその時間占有率に閏する情報を有する
TMCC信号と、スーパーフレーム内の先頭のフレーム
であることを示すスーパーフレーム同期W2またはスー
パーフレーム内の先頭のフレームでないことを示すW3
とを利用可能な複数の伝送方式のうち最も所要C/Nの
低い伝送方式で符号化・変調して多重するのが好適であ
る。
た符号化・変調手段により生成された変調波を受信し、
前記フレーム同期W1からフレーム同期パルスを、前記
スーパーフレーム同期W2またはW3からスーパーフレ
ーム同期パルスを生成し、前記qフレーム前のTMCC
信号の内容に基づき、前記フレームパルス,前記スーパ
ーフレームパルスを時間基準にして受信機各部で必要と
なるゲート信号を生成し、これらW1,TMCC,W2
(またはW3)に後続する時分割で複数の伝送方式によ
り符号化・変調された主信号部分の復調および復号を行
う復調・復号手段を具備したものである。
号されたデータ系列に対し、前記スーパーフレーム同期
パルス、およびフレーム同期パルスを基準として各パケ
ットの先頭を基準としてデパンクチャ操作を行い、ビタ
ビ復号を行うビタビ復号手段を具備した構成とすること
が可能である。
態では、複数の伝送方式による変調波を1フレーム区間
に時分割多重して伝送する伝送システムにおいて、フレ
ーム同期,スーパーフレーム同期を基準として各パケッ
トの先頭と一致したパンクチュアリング,デパンクチュ
アリングを行うことにより、受信機側におけるデパンク
チャリング位相検出を不要としたデジタル送信装置およ
びデジタル受信装置を提供する。
星)による衛星デジタル放送用の伝送システムを例に挙
げて説明する。
の構成について説明する。このシステムでは、MPEG
2システムに準拠して映像,音声,および各種デジタル
データを多重化し、188バイトからなるトランスポー
トパケット(TSパケット)を生成する。
Sパケット)から構成された、多重化データのフレーム
構造の一例を示す。本図に示すように、各トランスポー
トパケット(TSパケット)に後続する16バイトにリ
ード・ソロモン符号(RS(204,188))のパリ
ティ検査バイト(101)が付加され、さらに48パケ
ツト分がまとめられて1フレームが構成される。
ている48の位置をスロットと呼ぶ。また、各TSパケ
ットの先頭バイトにはもともと1バイトのパケット同期
符号(16進数で47)が書き込まれているが、本伝送
システムではフレームを構成した時点で、この部分にフ
レーム同期信号W1(102)として2バイト(16ビ
ット),TMCC信号(103)と呼ばれる制御信号と
して8バイト(64ビット),スーパーフレーム同期信
号W2(またはW3)(104)として2バイト(16
ビット)の計2バイト(96ビット)を上書きすること
としている。
分だけをある伝送方式で伝送する場合について説明す
る。この場合には、誤り訂正符号の能力を引き出すのに
十分な深さ(深さ8以上)のインターリーブを行うため
に、8フレームを1つのまとまりとしてスーパーフレー
ムを構成し、この中で同一スロット位置の8つのスロッ
トを1まとまりとしてインターリーブを行う。このと
き、スーパーフレーム中の先頭のフレーム位置が識別で
きる必要があるが、これをスーパーフレーム同期(10
4)がW2ならスーパーフレーム中の先頭のフレーム、
W3ならばそれ以外のフレームとして識別している。
している事業者が所望する伝送方式が指定される。例え
ば、図1に示すように、例えば前半の8スロットを伝送
方式1で伝送し、また後半の40スロットを伝送方式2
で伝送するといった指定が行われる。
式の対応についての情報は、TMCC(伝送多重構成制
御信号)中に記載される。このTMCCの内容は、2ス
ーパーフレーム後のフレーム構成を示しており、伝送方
式を切り替える場合にはTMCCの内容は、その2スー
パーフレーム前に変更される。
図2に示す一例の様な変調波が生成される。本図に示す
ように、各フレームの先頭には、フレーム同期W1(3
2シンボル)(201),TMCC(128シンボル)
(202),スーパーフレーム同期W2(またはW3)
(32シンボル)(203)の計192シンボルが2位
相シフトキーイング(BPSK)変調されて多重され
る。
多重化信号中でW1,TMCC,W2(W3)に対応す
る部分のビット数の2倍となっているのは、これらにつ
いては符号化率1/2の畳み込み符号化が施され、もと
もとのデータ量と同数の冗長ビットが付加されているこ
とによる。
ロット分が伝送方式1、40スロット分が伝送方式2を
用いて多重される。なお、この主信号区間については、
主信号の伝送に供される変調波203シンボル毎に、4
シンボルのランダムなBPSK変調波(位相基準バース
トシンボル)が挿入される。このBPSKシンボルによ
って、低C/Nまでのキャリア再生が可能となる。
CC部分の復調復号を行い、後続する主信号部分の伝送
方式を検出した後に復調復号を開始するため、伝送方式
が変更されたとしても、スーパーフレームを単位として
各スロットの伝送方式をダイナミックに切り替えること
が可能である。
詳細な説明を行う。
サービスが多重化装置で多重化され、48スロットから
なるフレームが構成された信号から変調波を生成するた
めの送信装置の一構成例を示すブロック図である。この
例では、36パケツト分についてはTC8PSKを使っ
てを伝送し、7パケット分については符号化率7/8の
畳み込み符号による誤り訂正符号化と直交位相シフトキ
ーイング(QPSK)変調方式を組み含わせた伝送方式
(以下、QPSK r=7/8)を使って伝送し、3パ
ケット分については符号化率3/4の畳み込み符号によ
る誤り訂正符号化とQPSK変調方式を組み合わせた伝
送方式(以下、QPSK r=3/4)を使って伝送す
る場合を示している。
で想定している伝送方式のうち最も周波数利用効率が高
いTC8PSKで伝送したとすれば、1フレーム周期で
48スロツト分のデータを伝送できるが、この例のよう
にQPSK(r=7/8)で伝送した場合、その効率は
TC8PSKの7/8であり、またQPSK(r=3/
4)で伝送した場合、その効率はTC8PSKの3/4
であるため、1フレームの中に伝送し切れないデータが
生ずることになる。
(r=7/8)で伝送するスロット7に対して1スロツ
トの実際には伝送されないパケット(ダミーパケット)
を挿入し、またQPSK(r=3/4)で伝送するスロ
ット3に対して1スロットのダミーパケットを挿入する
ことによって、フレームあたりのスロット数が、変調方
式によらず一定数となる様にしている。
去した部分(302),(303),および(304)
に対し、エネルギ拡散回路305によりデータのランダ
マイズが行われ、インターリーブ回路306により深さ
8のブロックバイトインターリーブがかけられる。次
に、トレリス/畳み込み符号化回路307により、TC
8PSKで伝送するデータ部分についてはトレリス符号
化(r=2/3)を、QPSK(r=7/8)およびQ
PSK(r=3/4)で伝送する部分については畳み込
み符号化(r=1/2)を行う。
実行している。またQPSK(r=7/8)およびQP
SK(r=3/4)で伝送する部分については、さら
に、それぞれ符号化率が7/8および3/4となるよう
に各伝送方式に割り当てられたスロットのうちの先頭パ
ケットの開始点が間引きの開始点となるようにパンクチ
ャリングレートを回路315で指定し、各伝送方式に割
り当てられたスロットのうち先頭スロットの開始点から
パンクチャリング回路314によりデータの間引きが行
われる。
てはRS(64,48)符号化器309によって誤り訂
正符号が付加され、エネルギ拡散回路310によりデー
タのランダマイズが行われ、トレリス/畳み込み符号化
回路307により畳み込み符号化(r=1/2)が行わ
れる。
/QPSK/8PSKマツパ回路308により、W1,
TMCC,W2部分についてはBPSKの、TC8PS
Kで伝送するデータ部分については8PSKの、QPS
K(r=7/8)およびQPSK(r=3/4)で伝送
する部分についてはQPSKのマッピング、すなわち複
素平面上の信号点I,Qを表す信号(各8ビット)に変
換される。
308は、通常、読み出し専用メモリ(ROM)で構成
され、その機能は図4に示すようになっている。本図の
(1)では、一例として入力された3ビットの信号が
“010”である場合に、出力はI=−90,Q=+9
0の様に出力されることを表している。
2により直交変調され、直交変調波313が生成され
る。
シンボルマッピングまでの処理をタイムチャートにした
ものを、図5に示す。
グ信号の生成を示した図であって、本図の第1行は、主
信号部についてインターリーブを行った後のデータのビ
ットストリームを示している。このビットストリーム信
号に対して第1の処理、すなわち (1)W1,TMCC,W2(W3)部分について符号
化率r=1/2の畳み込み符号化を行う。
についてはビット列の直列/並列(S/P)変換を行
う。
/8)およびQPSK(r=3/4)部分については符
号化率r=1/2の畳み込み符号化を行う。
す。また、第3の処理、すなわち (1)W1,TMCC,W2(W3)部分について並列
/直列(P/S)変換を行う。
については2ビットの内1ビットの信号に対して符号化
率r=1/2の量み込み符号化を行3ビットの信号とす
る。
/8)およびQPSK(r=3/4)部分についてはそ
れぞれのレートに合わせてパンクチャリングを行い、本
図に示す位置(各変調方式に割り当てられたスロットの
うちの先頭スロットの開始点)をパンクチャリング動作
の開始点とする。
す。さらに、ここで得られた信号に対して半分のレート
のシンボルクロックで打ち直し、シンボルマッピングを
行った後の信号を第4行に示す。
る。TMCC信号を時分割多重して伝送した場合の受信
装置の一構成例を図6に示す。
受信された12GHz帯の受信信号は1GHz帯第1中
間周波数(IF)の信号に周波数変換され、チャンネル
選択・周波数変換回路602により、479.5MHz
の第2IFに周波数変換される。この信号を直交検波回
路603で同期検波することにより、複素平面上のI,
Q信号が得られる。
3)部分についてデパンクチャは行わず、トレリス/ビ
タビ復号器606によりビタビ復号を行い、送信側でラ
ンダマイズしたのと同様の処理でエネルギ逆拡散を行い
(611)、RS(64,48)復号を行う(612)
ことにより、TMCCが復号される。ゲート信号生成回
路613では、このTMCCの内容を識別して受信機各
部のゲート信号を生成する。
に、主信号部分についての復号処理を行う。
により、主信号部分のうちTC8PSK部分については
トレリス復号を行う。また、主信号部分のうちQPSK
(r=7/8)部分についてはデパンクチャ回路で符号
化率r=7/8のデパンクチャリングを行いながらビタ
ビ復号(r=1/2)を行う。
3/4)部分についてはデパンクチャ回路で符号化率r
=3/4のデパンクチャリングを行いながらビタビ復号
(r=1/2)を行う。
けるタイミングは、各変調方式に割り当てられたスロッ
トのうち先頭スロットの開始点とする。
ーリーブを行い(608)、送信側でランダマイズした
のと同様の処埋でエネルギ逆拡散を行い(609)、各
スロットの先頭に47(16進数)を補ってRS(20
4,188)復号を行う(610)。
成できる。この後、視聴者の希望する放送事業者のTS
のみをTS識別子をもとに抽出し(620)、MPEG
2のMP@HLデコーダ621によりハイビジョン画像
信号に復号してディスプレイ622に表示することによ
り、受信が完了する。
シンボルマッピングまでの処理をタイムチャートにした
ものを図7に示す。
の生成を示した図であって、本図の第1行は受信された
変調波の信号点位置を示す。このシンボルストリーム信
号に対して第1の処理、すなわち2倍の周波数にクロッ
クレート変換を行い、第2行の信号が得られる。さらに
第2の処理、すなわち (1)W1,TMCC,W2(W3)部分について直列
/並列(S/P)変換を行う。
についてはトレリス復号を行い、2ビットの信号とす
る。
/8)およびQPSK(r=3/4)部分については、
それぞれのレートに合わせてデパンクチャリングを行
う。デバンクチャリングを行う際には、本図に示す位置
(各伝送方式に割り当てられたスロットのうちの先頭ス
ロットの開始点)をデパンクチャリングの開始点とす
る。処理を行うことにより、第3行の信号が得られる。
さらに第3の処理、すなわち (1)W1,TMCC,W2(W3)部分について、符
号化率r=1/2のビタビ復号を行う。
については、ビット列の並列/直列(P/S)変換を行
う。
/8)およびQPSK(r=3/4)部分については、
符号化率r=1/2のビタビ復号を行う。
す。この信号に対し、この後デインターリーブエネルギ
逆拡散,RS復号が行われる。
フレーム区間に複数の伝送方式が用いられている変調波
を用いて伝送を行う伝送システムにおいて、フレーム同
期,スーパーフレーム同期を基準として各変調方式に割
り当てられたスロットのうちの先頭スロットの開始点と
一致したパンクチャリング,デパンクチャリングを行う
ことにより、受信機側におけるデパンクチャリング位相
検出を不要とすることができる。
フレーム構造の一例を示す図である。
である。
置の一構成例を示す図である。
配置例を示す図である。
成過程を示す図である。
を示す図である。
1)
2,D3,D4,D5,D6,D7が符号化率1/2の
畳み込み符号化装置により符号化され、上記の表1の第
1,2行に示すように、C1{X1,X2,X3,X
4,X5,X6,X7}およびC2{Y1,Y2,Y
3,Y4,Y5,Y6,Y7}が生成されるものとす
る。これを第3,4行に示すように×印のデータ{X
5,X7}および{Y2,Y3,Y4,Y6}の6ビッ
トを間引き、○印のデータ{X1,X2,X3,X4,
X6}および{X1,X5,X7}の8ビットのみを伝
送する。
信号のパケットを含んだ1スロットをN個(N:正整
数)備えることによりフレームを構成し、該フレームを
構成するN個のスロットを複数のスロット群に分割し、
誤り訂正符号化方式および変調方式の組み合わせからな
る複数の伝送方式の中からそれぞれ選択された伝送方式
を前記各スロット群に割り当てて伝送するデジタル送信
装置であって、該フレームを有するデータ系列に対して
畳み込み符号化を行った後に、前記各スロット群ごとに
その先頭スロットの開始点と一致させてパンクチャリン
グを開始する畳み込み符号化手段を具備したものであ
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 多重化信号のパケットを含んだ1スロッ
トをN個(N:正整数)備えることによりフレームを構
成し、該フレームを有するデータ系列に対して畳み込み
符号化を行った後に、誤り訂正符号化方式および変調方
式の組み合わせからなる複数の伝送方式の各伝送方式に
割り当てられたスロットのうちの先頭スロットの開始点
と一致させてパンクチャリングを開始する畳み込み符号
化手段を具備したことを特徴とするデジタル送信装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記畳み込み符号化
手段により符号化されたデータ系列に対して、パケット
を単位として選択された伝送方式で誤り訂正符号化およ
び変調を行う符号化・変調手段を備えたことを特徴とす
るデジタル送信装置。 - 【請求項3】 請求項2において、前記変調手段は、当
該変調波の各フレームの先頭にフレーム同期W1と、少
なくともそのqスーパーフレーム後(q:正整数)に使
用される複数の伝送方式の種類とその時間占有率に閏す
る情報を有するTMCC信号と、スーパーフレーム内の
先頭のフレームであることを示すスーパーフレーム同期
W2またはスーパーフレーム内の先頭のフレームでない
ことを示すW3とを利用可能な複数の伝送方式のうち最
も所要C/Nの低い伝送方式を使用して多重することを
特徴とするデジタル送信装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の符号化・変調手段によ
り生成された変調波を受信し、前記フレーム同期W1か
らフレーム同期パルスを、前記スーパーフレーム同期W
2またはW3からスーパーフレーム同期パルスを生成
し、前記qフレーム前のTMCC信号の内容に基づき、
前記フレームパルス,前記スーパーフレームパルスを時
間基準にして受信機各部で必要となるゲート信号を生成
し、これらW1,TMCC,W2(またはW3)に後続
する時分割で複数の伝送方式により変調された主信号部
分の復調を行う復調手段を具備したことを特徴とするデ
ジタル受信装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の前記復調手段で復調さ
れたデータ系列に対し、前記スーパーフレーム同期パル
ス、およびフレーム同期パルスを基準として各変調方式
に割り当てられたパケットのうちの先頭パケットの開始
点を基準としてデパンクチャ操作を行い、ビタビ復号を
行うビタビ復号手段を具備したことを特徴とするデジタ
ル受信装置。
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---|---|---|---|
JP10165607A JP2991694B1 (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | デジタル送信装置および受信装置 |
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JP10165607A JP2991694B1 (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | デジタル送信装置および受信装置 |
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JP2991694B1 JP2991694B1 (ja) | 1999-12-20 |
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- 1998-06-12 JP JP10165607A patent/JP2991694B1/ja not_active Expired - Fee Related
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