JP2010118987A - 無線送信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】デジタル信号伝送の高品質化を実現する無線送信装置を提供すること。
【解決手段】無線通信装置100において、階層分割部103が、送信データを複数の階層データに分割し、キャリア変調部111が、複数の階層データをキャリア変調し、階層合成部112が複数の階層の変調信号を合成して合成変調信号を形成し、OFDMフレーム構成部119が、合成変調信号からOFDM送信フレームを構成する。そして、OFDMフレーム構成部119は、ハイパースキャッタードパイロット構成をとるように、フレーム内にパイロット信号を配置する。また、無線通信装置100において、キャリア変調部111の入力段に、ターボ符号化部110が設けられるとともに、OFDMフレーム構成部119の出力段に、OFDM送信フレームをキャリア毎に時空間符号化するSTBC符号器120が設けられる。
【選択図】図1
【解決手段】無線通信装置100において、階層分割部103が、送信データを複数の階層データに分割し、キャリア変調部111が、複数の階層データをキャリア変調し、階層合成部112が複数の階層の変調信号を合成して合成変調信号を形成し、OFDMフレーム構成部119が、合成変調信号からOFDM送信フレームを構成する。そして、OFDMフレーム構成部119は、ハイパースキャッタードパイロット構成をとるように、フレーム内にパイロット信号を配置する。また、無線通信装置100において、キャリア変調部111の入力段に、ターボ符号化部110が設けられるとともに、OFDMフレーム構成部119の出力段に、OFDM送信フレームをキャリア毎に時空間符号化するSTBC符号器120が設けられる。
【選択図】図1
Description
本発明は、無線送信装置に関する。
近年、電波の有効利用を目的として、これまでアナログ方式(地上アナログテレビジョン放送)だった地上波放送も、デジタル化が進められている。デジタル方式で、地上波を使ったテレビジョン放送は、「地上デジタルテレビジョン放送」と呼ばれ、また、地上波を使った音声放送は、「地上デジタル音声放送」と呼ばれる。
デジタル方式では、従来のTV信号(アナログ)又は音声信号を1と0のデジタル化信号に変換し、送信する。そのままでは伝送する情報帯域がアナログに比べると約20倍に広がるので、符号圧縮と呼ばれる技術(実用的にはMPEG−2)を用いて、帯域を圧縮した(約1/30〜1/60)信号で放送する。デジタル方式を用いることにより、従来のアナログ方式に比べて、より高品質な(ゴーストや雑音のない)映像と音声を受信できる。このデジタルテレビ放送及びデジタル音声放送に関する技術は、例えば、非特許文献1及び非特許文献2でそれぞれ規定されている。
ARIB STD-B31 Version 1.0 (April 5, 2001) ARIB STD-B29 Version 1.0 (April 5, 2001)
ARIB STD-B31 Version 1.0 (April 5, 2001) ARIB STD-B29 Version 1.0 (April 5, 2001)
しかしながら、上記した従来のデジタル放送技術でもアナログ方式に比べて十分に高品質な放送が実現されるものの、デジタル放送技術の更なる高性能化が望まれている。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、デジタル信号伝送の高品質化を実現する無線送信装置を提供することを目的とする。
本発明の無線送信装置は、送信データを複数の階層データに分割する分割手段と、前記複数の階層データをキャリア変調するキャリア変調手段を含む変調信号形成手段と、前記変調信号形成手段で得られた複数の階層の変調信号を合成し、合成変調信号を形成する合成手段と、前記合成変調信号及びパイロット信号からOFDM送信フレームを構成するフレーム構成手段と、を具備し、前記フレーム構成手段は、フレーム間で共通する各フレーム内の部分領域において、周波数方向には2サブキャリア間隔で且つ時間方向には6OFDMシンボル周期で、前記パイロット信号を配置する。
本発明によれば、デジタル信号伝送の高品質化を実現する無線送信装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る無線送信装置100の構成を示すブロック図である。図1において、無線送信装置100は、TS再多重化器101と、外符号化部102と、階層分割部103と、バイト/ビットMSB(Most Significant Bit)ファースト部104と、エネルギー拡散部105と、遅延補正部106と、ビット/バイトMSB(Most Significant Bite)ファースト部107と、バイトインタリーブ部108と、バイト/ビットMSB(Most Significant Bit)ファースト部109と、ターボ(Turbo)符号化部110と、キャリア変調部111と、階層合成部112と、時間インタリーブ部113と、周波数インタリーブ部114と、ハイパースキャッタードパイロット(Hyper Scattered Pilot)信号部115と、CP信号生成部116と、制御信号生成部117と、付加情報生成部118と、OFDMフレーム構成部119と、STBC符号器120とを有する。なお、無線送信装置100の機能部に関して、ターボ(Turbo)符号化部110、ハイパースキャッタードパイロット(Hyper Scattered Pilot)信号部115、OFDMフレーム構成部119、およびSTBC符号器120以外の機能部は、STD−B31規格(又はSTD−B29規格)に定められているものと同じ機能を有する。
[TS再多重化器101]
TS再多重化器101は、送信ストリーム(つまり、トランスポートストリーム(TS))を入力し、この入力送信ストリームを再多重化する。入力送信ストリームは、例えば、図示しないMPEG多重部の出力ストリームである。
TS再多重化器101は、送信ストリーム(つまり、トランスポートストリーム(TS))を入力し、この入力送信ストリームを再多重化する。入力送信ストリームは、例えば、図示しないMPEG多重部の出力ストリームである。
再多重後のトランスポートストリームは、n個のトランスポートストリームパケット(TSP)から成る多重フレームを基本単位として構成される。
図2は、TS再多重化器101の処理の説明に供する図である。図2(a)は、多重フレームを構成するTSP数を伝送モードとガードインターバル比について示したテーブルである。多重フレームを構成するTSPは、188バイトに16バイトのヌルデータを付加した204バイトのTSPであり、これを伝送TSと呼ぶ。
多重フレームにおける伝送TSPは、図2(b)に示すように、OFDM信号のX階層(X階層は、A階層、B階層、C階層のいずれかを示すものとする)で伝送される(TSPX)か、最終的にOFDM信号としては伝送されないヌルパケット(TSPnull)のいずれかに属する。
単位時間に伝送できるトランスポートストリームパケットの数は各階層の伝送パラメータの設定に依存して多様な値をとるため、TS再多重化器101の入力TSと出力の単一TSの間で整合が取れない。これに対し適切な数のヌルパケットを補完することにより、伝送パラメータの設定によらず、一定のクロックでトランスポートストリームのインターフェイスをとることができる。
多重フレーム長とOFDMフレーム長が一致しているため、受信機ではOFDM信号の同期からトランスポートストリームの同期を再生することができ、同期性能が強化される。
多重フレーム中のTSPの配置を階層の「分離・合成動作」と関係つけることにより、受信側では、複数の階層に分割されて伝送された信号から送信側と同じ単一のTSを再生することができる。
[外符号化部102]
外符号化部102は、TS再多重化器101で得られたトランスポートストリームパケットを入力し、トランスポートパケット毎に誤り訂正符号化する。外符号化部102に適用される外符号は、ここでは、短縮化リードソロモン符号(204,188)である。
外符号化部102は、TS再多重化器101で得られたトランスポートストリームパケットを入力し、トランスポートパケット毎に誤り訂正符号化する。外符号化部102に適用される外符号は、ここでは、短縮化リードソロモン符号(204,188)である。
短縮化リードソロモン(204,188)符号は、リードソロモン(255,239)符号において入力データバイトの前に51バイトの00HEXを付加し、符号化後に先頭51バイトを除去することによって生成する。
このリードソロモン符号の元としては、GF(28)の元を用い、GF(28)を定義する原始多項式には、次式p(x)を用いる。
p(x)=X8+X4+X3+X2+1
p(x)=X8+X4+X3+X2+1
また、(204,188)短縮化リードソロモン符号の生成多項式g(x)は次式とする。
g(x)= (X−λ0)(X−λ1)(X−λ2)……(X−λ15) 但し、λ=02HEX
g(x)= (X−λ0)(X−λ1)(X−λ2)……(X−λ15) 但し、λ=02HEX
[階層分割部103]
階層分割部103は、再多重後のTSを、TS同期バイトの次のバイトから同期バイトまでの204バイト(伝送TSP)単位で、指定された階層に分割する。同時に、階層分割部103は、ヌルパケットの除去を行う。個々の伝送TSPが属すべき階層は編成情報に基づく階層情報で指定される。ここで、最大階層数は3とする。またこのとき、OFDMフレーム同期は1バイト分シフトし、情報バイトの先頭となる。図3は、2階層分割の例を示す図である。
階層分割部103は、再多重後のTSを、TS同期バイトの次のバイトから同期バイトまでの204バイト(伝送TSP)単位で、指定された階層に分割する。同時に、階層分割部103は、ヌルパケットの除去を行う。個々の伝送TSPが属すべき階層は編成情報に基づく階層情報で指定される。ここで、最大階層数は3とする。またこのとき、OFDMフレーム同期は1バイト分シフトし、情報バイトの先頭となる。図3は、2階層分割の例を示す図である。
[バイト/ビットMSBファースト部104]
バイト/ビットMSBファースト部104は、階層毎に設けられる。従って、ここでは、最大階層数と同数の3つのバイト/ビットMSBファースト部104が設けられている。バイト/ビットMSBファースト部104は、階層分割部103で分割されたバイト列を入力し、各バイト内のビットをMSBファースト処理する。
バイト/ビットMSBファースト部104は、階層毎に設けられる。従って、ここでは、最大階層数と同数の3つのバイト/ビットMSBファースト部104が設けられている。バイト/ビットMSBファースト部104は、階層分割部103で分割されたバイト列を入力し、各バイト内のビットをMSBファースト処理する。
[エネルギー拡散部105]
エネルギー拡散部105は、図4に示す回路により生成されるPRBS(擬似ランダム符号系列)を階層毎に同期バイトを除く信号とビット単位で排他的論理和を行う。図4に示す回路のレジスタ−の初期値は、”100101010000000”(D1〜D14)とし、OFDMフレーム毎に初期化される。この際、OFDMのフレームの先頭は、TSPの同期バイトの次のバイトのMSBの位置とする。また、同期バイト部分においてもシフトレジスタは動作するものとする。PRBSの生成多項式g(x)は次式とする。g(x)=X15+X14+1
エネルギー拡散部105は、図4に示す回路により生成されるPRBS(擬似ランダム符号系列)を階層毎に同期バイトを除く信号とビット単位で排他的論理和を行う。図4に示す回路のレジスタ−の初期値は、”100101010000000”(D1〜D14)とし、OFDMフレーム毎に初期化される。この際、OFDMのフレームの先頭は、TSPの同期バイトの次のバイトのMSBの位置とする。また、同期バイト部分においてもシフトレジスタは動作するものとする。PRBSの生成多項式g(x)は次式とする。g(x)=X15+X14+1
[遅延補正部106]
遅延補正部106は、エネルギー拡散部105でエネルギー拡散処理された信号に対して遅延補正を行う。この遅延補正は、各階層での遅延時間を送受合わせて同一とするためのものである。
遅延補正部106は、エネルギー拡散部105でエネルギー拡散処理された信号に対して遅延補正を行う。この遅延補正は、各階層での遅延時間を送受合わせて同一とするためのものである。
図5は、各階層での補正量を示す図である。図5に示すような伝送TSP数の遅延を設けることにより、バイトインタリーブによる送受の遅延量(11伝送TSP)を含めた遅延量が、1フレームとなるように設定する。
階層伝送においては階層毎に異なる伝送パラメータ(セグメント数、内符号の符号化率、変調方式)が設定可能であるが、この場合、各階層における伝送ビットレートが異なり、送信側の内符号の符号化から受信側の復号までの伝送速度も異なってしまう。従って、後述のバイトインタリーブにより生じる伝送TSPの遅延量(11TSP)も遅延時間に換算すると階層毎に異なってくる。この階層間における相対的な遅延時間差を補償するため、バイトインタリーブに先立って、伝送ビットレートに対応した遅延補正を階層毎に行う。
[ビット/バイトMSBファースト部107]
ビット/バイトMSBファースト部107は、遅延補正部106で遅延補正されたビット列を入力し、入力ビット列をバイト単位で束ねて得られたバイト列をMSBファースト処理する。
ビット/バイトMSBファースト部107は、遅延補正部106で遅延補正されたビット列を入力し、入力ビット列をバイト単位で束ねて得られたバイト列をMSBファースト処理する。
[バイトインタリーブ部108]
バイトインタリーブ部108は、ビット/バイトMSBファースト部107で得られたバイト列をバイトインタリーブする。バイトインタリーブ部108は、例えば、図6に示すような構成を有する。
バイトインタリーブ部108は、ビット/バイトMSBファースト部107で得られたバイト列をバイトインタリーブする。バイトインタリーブ部108は、例えば、図6に示すような構成を有する。
バイトインタリーブ及び受信側のデインタリーブによる送受合計の遅延量は17×11×12バイト(11TSP相当)である。バイトインタリーブ部108は、11RS符号で誤り保護され、エネルギー拡散された204バイトの伝送TSPに対して、畳込みバイトインタリーブを行う。インタリーブの深さは12バイトとする。但し、同期バイトの次のバイトは遅延無しの基準パスを通過するものとする。
図6に示すバイトインタリーブ回路を有するバイトインタリーブ部108において、パス0は遅延量0である。パス1のメモリ容量は17バイト(各々のパスは12 バイト毎に選択されるため、パス1の遅延量は17×12バイトとなる)、パス2のメモリ容量は17×2=34バイト(遅延量は17×12×2バイトとなる)、…とする。また、入力と出力は1バイト毎に、パス0、パス1、パス2、…、パス11、パス0、パス1、パス2、…と順次巡回的に切り替える。
[バイト/ビットMSBファースト部109]
バイト/ビットMSBファースト部109は、バイトインタリーブ部108でバイトインタリーブされた後のバイト列を入力し、各バイト内のビットをMSBファースト処理する。
バイト/ビットMSBファースト部109は、バイトインタリーブ部108でバイトインタリーブされた後のバイト列を入力し、各バイト内のビットをMSBファースト処理する。
[ターボ符号化部110]
ターボ符号化部110は、バイト/ビットMSBファースト部109で得られたビット列をターボ符号化する。ターボ符号化部110では、外符号化部102での外符号に対して、内符号が行われる。
ターボ符号化部110は、バイト/ビットMSBファースト部109で得られたビット列をターボ符号化する。ターボ符号化部110では、外符号化部102での外符号に対して、内符号が行われる。
具体的には、ターボ符号化部110は、図7に示すように畳み込み符号器131と、インタリーバ132と、加算器133と、遅延部134とを有する。すなわち、ターボ符号化部110は、STD−B31規格(又はSTD−B29規格)対応の無線送信装置でも使用されている畳み込み符号器131の後段にインタリーバ132と一次回帰器とを有している。これにより、ターボ符号化部110は再帰的な符号化を行うことができるので、符号化利得を高めることができる。
畳み込み符号器131では、例えば、拘束長k=7、符号化率1/2を原符号とするパンクチュアード畳み込み符号が用いられる。この原符号の生成多項式は、G1=171OCT、G2=133OCTとする。拘束長k=7、符号化率1/2の原符号の符号化回路から構成される畳み込み符号器131を図8に示す。また、選択可能な内符号の符号化率と、そのときのパンクチュアー化された伝送信号系列を図9に示す。なお、パンクチュアー化パターンは、フレーム同期でリセットされるものとする。
[キャリア変調部111]
キャリア変調部111は、畳み込み符号器131で得られた符号語であるビット列を、各階層について予め指定された方式によりビットインタリーブした後、変調マッピングする。
キャリア変調部111は、畳み込み符号器131で得られた符号語であるビット列を、各階層について予め指定された方式によりビットインタリーブした後、変調マッピングする。
具体的には、キャリア変調部111は、図10に示すように遅延補正部と、ビットインタリーブ部141と、マッピング部142とを有する。
ビットインタリーブ処理では、送受で120キャリアシンボルの遅延が生じる。これに送信側で適当な遅延補正を付加することにより、送受で2OFDMシンボルの遅延となるように補正する。図11は、ビットインタリーブに伴う遅延補正量を示す図である。なお、本明細書において、モード間ではパラメータの設定値が異なっており、モード1〜3では、図12に示すようなパラメータ設定となっている。
[階層合成部112]
階層合成部112は、あらかじめ指定されたパラメータで伝送路符号化およびキャリア変調が施された各階層の信号を合成し、データセグメントに挿入するとともに、速度変換を行なう。
階層合成部112は、あらかじめ指定されたパラメータで伝送路符号化およびキャリア変調が施された各階層の信号を合成し、データセグメントに挿入するとともに、速度変換を行なう。
[時間インタリーブ部113]
時間インタリーブ部113は、階層合成部112で階層合成された信号に対して、変調シンボル単位(I、Q軸単位)で時間インタリーブを行なう。
時間インタリーブ部113は、階層合成部112で階層合成された信号に対して、変調シンボル単位(I、Q軸単位)で時間インタリーブを行なう。
[周波数インタリーブ部114]
周波数インタリーブ部114は、時間インタリーブ部113で時間インタリーブされた信号を周波数インタリーブする。
周波数インタリーブ部114は、時間インタリーブ部113で時間インタリーブされた信号を周波数インタリーブする。
図13は、周波数インタリーブ部114の構成を示すブロック図である。周波数インタリーブ部114は、セグメント分割において、部分受信部、差動変調部(キャリア変調がDQPSKに指定されたセグメント)、同期変調部(キャリア変調がQPSK、16QAM、または64QAMに指定されたセグメント)の順に、データセグメント番号、0から12が割り当てられる。なお、階層構成とデータセグメントの関係については、各階層のデータセグメントは番号順に連続的に配置されるものとし、データセグメントの小さい番号を含む階層から、A階層、B階層、C階層とする。階層が異なる場合でも、同じ種類の変調部に属するデータセグメントにはセグメント間インタリーブが施される。
なお、部分受信部に関しては、そのセグメントのみを受信する受信機を想定しているため、他のセグメントとのインタリーブであるセグメント間インタリーブは実施されない。また、後述するフレーム構成に示すように、差動変調部と同期変調部では異なるフレーム構造をとるため、セグメント間インタリーブはそれぞれのグループで実行される。異なる階層に跨るセグメント間インタリーブは、周波数インタリーブの効果を最大化するために行われる。
(セグメント間インタリーブ)
セグメント間インタリーブは、図14に従って、差動変調(DQPSK)部および同期変調(QPSK、16QAM、64QAM)部についてそれぞれに行なわれる。なお、図14におけるSi,j,kはデータセグメント構成のキャリアシンボルを、nは差動変調部および同期変調部に割り当てられたセグメント数を表わす。
セグメント間インタリーブは、図14に従って、差動変調(DQPSK)部および同期変調(QPSK、16QAM、64QAM)部についてそれぞれに行なわれる。なお、図14におけるSi,j,kはデータセグメント構成のキャリアシンボルを、nは差動変調部および同期変調部に割り当てられたセグメント数を表わす。
(セグメント内インタリーブ)
図15に示すように、セグメント番号にしたがって各セグメント毎にキャリアローテーションを行った後、図16、17に示すようにランダム化される。ここで、S'i,j,kは、セグメント間インタリーブを行った後のk番目のセグメントのキャリアシンボルである。図16、17の番号は、キャリアローテーション後のセグメント内キャリア番号を示す。図16、17中の「前」で示される値のキャリアのデータが、セグメント内キャリアランダマイズの結果、「後」に示されるキャリアのデータとなる。
図15に示すように、セグメント番号にしたがって各セグメント毎にキャリアローテーションを行った後、図16、17に示すようにランダム化される。ここで、S'i,j,kは、セグメント間インタリーブを行った後のk番目のセグメントのキャリアシンボルである。図16、17の番号は、キャリアローテーション後のセグメント内キャリア番号を示す。図16、17中の「前」で示される値のキャリアのデータが、セグメント内キャリアランダマイズの結果、「後」に示されるキャリアのデータとなる。
なお、キャリアローテーションとキャリア ランダマイズは、キャリア配列の周期性を排除するために行われる。これにより、セグメント間インタリーブ後のキャリア配列周期に周波数選択性フェージングが一致した場合、特定のデータセグメントのキャリアがバースト的に誤る現象が避けられる。
[ハイパースキャッタードパイロット信号部115]
ハイパースキャッタードパイロット信号部115は、パイロット信号を生成し、OFDMフレーム構成部119に出力する。ハイパースキャッタードパイロット信号部115から出力されるパイロット信号は、後述するようにOFDMフレーム構成部119において新たなスキャッタードマッピングパターンでフレーム中にマッピングされる。
ハイパースキャッタードパイロット信号部115は、パイロット信号を生成し、OFDMフレーム構成部119に出力する。ハイパースキャッタードパイロット信号部115から出力されるパイロット信号は、後述するようにOFDMフレーム構成部119において新たなスキャッタードマッピングパターンでフレーム中にマッピングされる。
[CP信号生成部116]
CP信号生成部116は、パイロット信号を生成し、OFDMフレーム構成部119に出力する。CP信号生成部116から出力されるパイロット信号は、或るキャリアにマッピングされる。
CP信号生成部116は、パイロット信号を生成し、OFDMフレーム構成部119に出力する。CP信号生成部116から出力されるパイロット信号は、或るキャリアにマッピングされる。
[制御信号生成部117]
制御信号生成部117は、制御信号(ここでは、TMCC(Transmission and Modulation Configuration Control)信号)を生成し、OFDMフレーム構成部119に出力する。TMCC信号は、後述するようにOFDMフレーム構成部119でフレーム中のCP信号と異なるキャリアにマッピングされる。
制御信号生成部117は、制御信号(ここでは、TMCC(Transmission and Modulation Configuration Control)信号)を生成し、OFDMフレーム構成部119に出力する。TMCC信号は、後述するようにOFDMフレーム構成部119でフレーム中のCP信号と異なるキャリアにマッピングされる。
図18は、TMCC信号がマッピングされるキャリア(つまり、TMCCキャリア)の204ビットB0〜B203に対する情報割当の一例を示す図である。
本実施の形態では、図19に示すように、STD−B31規格(又はSTD−B29規格)ではTMCCのリザーブビットとされていたB110〜B121を新たな制御信号として使用する。STD−B31規格(又はSTD−B29規格)のビット割当と本実施の形態のビット割当の区別を受信機に通知するために、B20〜B21のシステム識別子を利用する。
[付加情報生成部118]
付加情報生成部118は、付加情報を生成し、OFDMフレーム構成部119に出力する。
付加情報生成部118は、付加情報を生成し、OFDMフレーム構成部119に出力する。
[OFDMフレーム構成部119]
OFDMフレーム構成部119は、周波数インタリーブ部114から受け取るデータセグメント、ハイパースキャッタードパイロット信号部115から受け取るパイロット信号、CP信号生成部116から受け取るパイロット信号、制御信号生成部117から受け取る制御信号、および付加情報生成部118から受け取る付加信号を所定シンボルにマッピングしてフレームを構成する。
OFDMフレーム構成部119は、周波数インタリーブ部114から受け取るデータセグメント、ハイパースキャッタードパイロット信号部115から受け取るパイロット信号、CP信号生成部116から受け取るパイロット信号、制御信号生成部117から受け取る制御信号、および付加情報生成部118から受け取る付加信号を所定シンボルにマッピングしてフレームを構成する。
(差動変調部のOFDMセグメント構造)
差動変調部のOFDMセグメント構成は、図20に示すように、STD−B31規格(又はSTD−B29規格)で定められている構成と共通である。但し、図20において、Si,jは、インタリーブ後のデータセグメント内のキャリアシンボルを表わす。また、CP(Continual Pilot)は連続キャリアであり、TMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)は制御情報を伝送するための信号であり、AC (Auxiliary Channel)は付加情報を伝送するための拡張用信号である。モード1のキャリア番号は0から107なのに対して、モード2、モード3ではそれぞれ、0から215、0から431である。
差動変調部のOFDMセグメント構成は、図20に示すように、STD−B31規格(又はSTD−B29規格)で定められている構成と共通である。但し、図20において、Si,jは、インタリーブ後のデータセグメント内のキャリアシンボルを表わす。また、CP(Continual Pilot)は連続キャリアであり、TMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)は制御情報を伝送するための信号であり、AC (Auxiliary Channel)は付加情報を伝送するための拡張用信号である。モード1のキャリア番号は0から107なのに対して、モード2、モード3ではそれぞれ、0から215、0から431である。
OFDMフレーム構成部119で付加される各種の制御信号の配置を、各モードにおけるセグメント内のキャリア番号で、図21、22に示す。差動変調部セグメントのCPは、同期変調部のセグメントが周波数の低い方に隣接する場合に同期変調部のSPの代わりとなるもので、差動変調部セグメントの低域端に配置されている。受信機では、このCPを同期変調部セグメントの高域端SP として同期検波が行われる。TMCC、AC(AC1,AC2)のキャリアは、マルチパスによる伝送路特性の周期的なディップの影響を軽減するために、周波数方向にランダムに配置されている。ACパイロット信号の役割に加え、伝送制御の付加情報にも利用することができる。なお、AC1のキャリアは、同期変調部セグメントのAC1のキャリアと同じところに配置されている。
(同期変調部のOFDMセグメント構造)
OFDMフレーム構成部119は、STD−B31規格(又はSTD−B29規格)で定められているSP配置構成(以下、SP Structure)に加えて、新しいSP配置を利用可能である。この新しいSP配置構成を、本明細書では、ハイパースキャッタードパイロット構成(Hyper SP Structure)と呼ぶ。図23は、ハイパースキャッタードパイロット構成をとる同期変調部のOFDMセグメント構造を示す図である。
OFDMフレーム構成部119は、STD−B31規格(又はSTD−B29規格)で定められているSP配置構成(以下、SP Structure)に加えて、新しいSP配置を利用可能である。この新しいSP配置構成を、本明細書では、ハイパースキャッタードパイロット構成(Hyper SP Structure)と呼ぶ。図23は、ハイパースキャッタードパイロット構成をとる同期変調部のOFDMセグメント構造を示す図である。
Hyper SP Structure とSP Structureは、SPの配置周期が異なる。周波数(サブキャリア)方向には、断続的にではあるが、SP Structureが3サブキャリア毎にSPが配置されることになり、Hyper SP Structureは2サブキャリア毎にSPが配置されることになる。SPの周波数(サブキャリア)方向の配置間隔は、伝送路において生じる遅延プロファイル(スプレッド)の時間的な長さを一意に決定する。Hyper SP Structureの方がSP Structureと比較して1.5倍大きな遅延プロファイル(スプレッド)に対応可能である。逆に時間方向では、SP Structureが4OFDMシンボル周期で回帰するのに対して、Hyper SP Structureは6OFDMシンボル周期で回帰する。回帰周期は、対応できるドップラー周波数最大値を一意に決定するため、Hyper SP Structureの方がSP Structure と比較して1/1.5倍のドップラー周波数までしか対応できないことになる。
VHFではUHFと比較して、遅延プロファイル(スプレッド)が大きくなる傾向にあり、ドップラー周波数が半分以下に小さくなるため、Hyper SP StructureをVHF帯において利用することによって、周波数選択性フェージングの回線等価に伴う利得を大きくできる利点がある。
ハイパースキャッタードパイロット構成をとる同期変調部のOFDMセグメント構造におけるAC1,TMCCのキャリア配置を図24に示す。Hyper SP Structureを利用する場合、SPの一部がAC1,TMCCのキャリア配置と衝突するため、図24のようにAC1,TMCCに対して新しいキャリア配置をとる。
なお、受信機側では、復調処理のため送信アンテナ1と受信アンテナ間の伝送路(h1)と送信アンテナ2と受信アンテナ間の伝送路(h2)の推定が先ず必要となる。このためHyper SP StructureのSPもSTBCのコードワード(時間的に連続する2つのOFDMシンボル)の期間サブキャリア配置を保持しなくてはならない。このため、送信ダイバーシティ時のHyper SP Structureは図25のようになる。
[STBC符号器120]
STBC符号器120は、OFDMフレーム構成部119で構成されたフレームを入力し、サブキャリア毎に時空間符号(STBC:space time block code)化処理をする。すなわち、無線送信装置100には、ダイバーシティ利得を得るために送信ダイバーシティ機能が追加されている。VHF帯はUHF帯と比較して波長が長く、携帯電話程度の容積の受信機では受信ダイバーシティ利得を大きく確保できない。このため、送信機側でのSTBC符号化を行い、送信機側で独立した2本のアンテナから個別に送信情報を出力し、受信機で分離受信・再合成するSTBC送信ダイバーシティが効果的である。
STBC符号器120は、OFDMフレーム構成部119で構成されたフレームを入力し、サブキャリア毎に時空間符号(STBC:space time block code)化処理をする。すなわち、無線送信装置100には、ダイバーシティ利得を得るために送信ダイバーシティ機能が追加されている。VHF帯はUHF帯と比較して波長が長く、携帯電話程度の容積の受信機では受信ダイバーシティ利得を大きく確保できない。このため、送信機側でのSTBC符号化を行い、送信機側で独立した2本のアンテナから個別に送信情報を出力し、受信機で分離受信・再合成するSTBC送信ダイバーシティが効果的である。
STBC符号器120では、図26に示すSTBC送信処理マトリックスに従って、時空間符号化処理が行われる。時空間符号化処理では、時間的に連続する2つのOFDMシンボルからなる一対がコードワードとなる。送信アンテナ1のOFDMシンボル(シンボル番号i)のk番目のサブキャリアCi,kに対して、送信アンテナ2のOFDMシンボル(シンボル番号i)のk番目のサブキャリアはSTBC符号により信号処理が行われる。
図27は、送信ダイバーシティの信号処理概念図である。図27に示すようにSTBC符号器120で時空間符号化処理されたフレームは、OFDM変調処理され、ガードインターバル(GI)が付加されて、OFDM信号としてアンテナを介して送信される。
なお、以上の説明では、時空間符号化して得られる複数ストリームをそれぞれ異なるアンテナから送信する複数アンテナ送信を前提に説明を行った。しかしながら、これに限定されることなく、従来の単一送信アンテナからの送信も選択可能にできる。このとき、STD−B31規格(又はSTD−B29規格)ではTMCCのリザーブビットとされていたB110〜B121には、以下に示す情報を割り当てることができる。
図28は、システム識別情報がマッピングされるB20,B21のビット組み合わせと、各ビット組み合わせに対するシステム割当の一例を示す図である。STD−B31規格の適用される地上デジタルテレビジョン方法システム及びSTD−B29規格の適用される地上デジタル音声放送システムには、それぞれ「00」,「01」が割当られる一方、本実施の形態で説明した送信方式が適用されるシステムであるISDB−H形態向けマルチメディア放送システムには、「10」が割り当てられる。
B20,B21のシステム識別子が10(ISDB-H携帯向けマルチメディア放送システム)にアサインされた場合にのみB110〜B121の追加伝送パラメータ情報が有効となる。B20〜B21のシステム識別子が00,01,10にアサインされた場合には、B110〜B121の追加伝送パラメータ情報は従来通り全て1となる。
B20,B21のシステム識別子が10(ISDB-H携帯向けマルチメディア放送システム)にアサインされた場合には、B110〜B121の追加伝送パラメータ情報は、例えば、図29〜図32に示すように設定される。
なお、以上の説明では、STD−B31規格(又はSTD−B29規格)で定められている13セグメント形式を前提として説明を行った。すなわち、例えば、地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式(以下、ISDB-T方式)、及び、地上デジタル音声放送の伝送方式(以下、ISDB-Tsb方式)を前提としている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、1セグメント形式の放送にも適用できる。すなわち、携帯端末向けマルチメディア放送にも適用することができる。
本発明の無線送信装置は、デジタル信号伝送の高品質化を実現するものとして有用である。
100 無線送信装置
101 TS再多重化器
102 外符号化部
103 階層分割部
104,109 バイト/ビットMSBファースト部
105 エネルギー拡散部
106 遅延補正部
107 ビット/バイトMSBファースト部
108 バイトインタリーブ部
110 ターボ符号化部
111 キャリア変調部
112 階層合成部
113 時間インタリーブ部
114 周波数インタリーブ部
115 ハイパースキャッタードパイロット信号部
116 CP信号生成部
117 制御信号生成部
118 付加情報生成部
119 OFDMフレーム構成部
120 STBC符号器
131 畳み込み符号器
132 インタリーバ
133 加算器
134 遅延部
141 ビットインタリーブ部
142 マッピング部
101 TS再多重化器
102 外符号化部
103 階層分割部
104,109 バイト/ビットMSBファースト部
105 エネルギー拡散部
106 遅延補正部
107 ビット/バイトMSBファースト部
108 バイトインタリーブ部
110 ターボ符号化部
111 キャリア変調部
112 階層合成部
113 時間インタリーブ部
114 周波数インタリーブ部
115 ハイパースキャッタードパイロット信号部
116 CP信号生成部
117 制御信号生成部
118 付加情報生成部
119 OFDMフレーム構成部
120 STBC符号器
131 畳み込み符号器
132 インタリーバ
133 加算器
134 遅延部
141 ビットインタリーブ部
142 マッピング部
Claims (3)
- 送信データを複数の階層データに分割する分割手段と、
前記複数の階層データをキャリア変調するキャリア変調手段を含む変調信号形成手段と、
前記変調信号形成手段で得られた複数の階層の変調信号を合成し、合成変調信号を形成する合成手段と、
前記合成変調信号及びパイロット信号からOFDM送信フレームを構成するフレーム構成手段と、
を具備し、
前記フレーム構成手段は、フレーム間で共通する各フレーム内の部分領域において、周波数方向には2サブキャリア間隔で且つ時間方向には6OFDMシンボル周期で、前記パイロット信号を配置する、
無線送信装置。 - 前記変調信号形成手段は、前記キャリア変調する前に前記複数の階層データをターボ符号によって符号化する符号化手段を、さらに具備する、
請求項1に記載の無線送信装置。 - 前記OFDM送信フレームをキャリア毎に時空間符号化して、送信アンテナの異なる複数のストリームを形成する時空間符号化手段を、さらに具備し、
前記時空間符号化手段は、時間的に連続する2つのOFDMシンボルを一対のコードワードとして時空間符号化する、
請求項1又は請求項2に記載の無線送信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008291931A JP2010118987A (ja) | 2008-11-14 | 2008-11-14 | 無線送信装置 |
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JP2008291931A JP2010118987A (ja) | 2008-11-14 | 2008-11-14 | 無線送信装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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-
2008
- 2008-11-14 JP JP2008291931A patent/JP2010118987A/ja active Pending
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