JP2017225117A - 制御信号符号化器、制御信号復号器、送信装置及び受信装置、送信システム、並びに送信方法及び受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データ信号の伝送特性よりも小さい所要Ｃ／Ｎとなる制御信号の伝送を可能とする、次世代地上デジタル放送における制御信号符号化器、制御信号復号器、送信装置及び受信装置、送信システム、並びに送信方法及び受信方法を提供する。
【解決手段】本発明の制御信号符号化器１５は、ＯＦＤＭ信号を送信する送信装置における制御信号を伝送用に符号化するよう構成され、所定の制御信号に対し差動時空間符号化処理を施し、異なる２系統の符号化信号を生成する。本発明の送信装置は制御信号符号化器１５を備える。本発明の制御信号復号器２７は制御信号符号化器１５に対応する復号器である。本発明の受信装置は制御信号復号器２７を備える。本発明の送信システムは、複数の本発明の送信装置を備え、単一周波数の放送ネットワークを構築する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）伝送方式の次世代地上デジタル放送の技術に関し、特に、次世代地上デジタル放送における制御信号符号化器、制御信号復号器、送信装置及び受信装置、送信システム、並びに送信方法及び受信方法に関する。

現在の地上デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ:Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）は、伝送パラメータの異なる複数の階層のデータ信号を同時に伝送する階層伝送が可能である。各階層の変調方式等のパラメータに関する伝送制御情報は、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号によって伝送される。

ＴＭＣＣ信号は、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（キャリア）方向にランダムに配置され、現在の地上デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）におけるＭＯＤＥ３では１セグメント当たり４本のキャリアがＴＭＣＣ信号として割り当てられている。

現在の地上デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）ではＴＭＣＣ信号の受信耐性を強めるために、ＴＭＣＣ信号のキャリア振幅値をデータ信号のキャリア振幅値の４／３倍としている。変調方式にはＤＢＰＳＫを採用することで伝送路情報不要で容易に復号することができる。また誤り訂正符号には差集合巡回符号（２７３，１９１）の短縮符号（１８４，１０２）が用いられている。

また、ＴＭＣＣ信号は送信側から複数のキャリアで伝送されるため、受信側では、複数のキャリアで伝送されるＴＭＣＣ信号をアナログ加算することで所要Ｃ／Ｎを下げ、受信性能を向上させることができる。

現在の地上デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）では上記の様な誤り訂正符号や加算技術により、ＴＭＣＣ信号はデータ信号よりも小さな所要Ｃ／Ｎで受信可能となっている（例えば、非特許文献１参照）。

一方、次世代地上デジタル放送の伝送方式としては、１つの送信アンテナ及び１つの受信アンテナを用いてデータ信号の伝送を行うＳＩＳＯ（Single Input Single Output）伝送方式だけでなく、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナを用いてデータ信号の伝送を行うＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送方式や、複数の送信アンテナ及び１つの受信アンテナを用いてデータ信号の伝送を行うＭＩＳＯ（Multiple Input Single Output）方式の利用形態が検討されている。

特に、異なる２つの偏波（例えば水平、垂直）によりデータ信号の伝送を行う偏波ＭＩＭＯ伝送方式が知られている（例えば、非特許文献２参照）。偏波ＭＩＭＯ伝送方式は、送信側と受信側の双方で、異なる２つの偏波（例えば水平、垂直）の信号を分離可能とするアンテナを使用し、当該異なる２つの偏波を同時に使用してデータ信号の伝送を行う伝送システムであり、当該異なる２つの偏波の信号について同一周波数帯域を使用できるため、周波数利用効率として優れたものとなる。

そして、次世代地上デジタル放送の伝送方式では、強力な誤り訂正符号であるＬＤＰＣ符号とＢＣＨ符号との連接符号の使用が検討されており、送信ダイバーシティ方式（ＭＩＭＯ，ＭＩＳＯ）により、現在の地上デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）よりも受信耐性の向上が見込まれている。

また、現在の地上デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）では、同期変調によるデータ信号のシンボルの復調基準信号としてＳＰ（Scattered Pilot）シンボルが予め定められた配置パターンでＯＦＤＭフレームに挿入され、このＳＰシンボルの配置パターンに関してＴＭＣＣ信号を用いて伝送する仕組みとはなっていないが、次世代地上デジタル放送では当該ＳＰシンボルの配置パターンを可変とし、ＴＭＣＣ信号を用いて伝送することが検討されている。

尚、ＭＩＭＯ伝送方式には、複数の送信アンテナへ別々のデータ信号を割り当てて送信することで伝送容量を拡大する空間多重（ＳＤＭ：Space Division Multiplexing）による伝送形式と、複数の送信アンテナから異なる符号化を施した同じデータ信号を送信することで伝送耐性を向上させる時空間符号化（ＳＴＣ：Space-Time Coding）による伝送形式がある。

また、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ：Single Frequency Network）により放送ネットワークを構築する際に、２つの送信所間で受信側へ向けて同じデータ信号を送信するときＳＴＣを利用するＳＴＣ−ＳＦＮ技術も知られている（例えば、非特許文献３参照）。

ところで、ＭＩＭＯ方式において、伝送符号化を施すことなく単に複数の送信アンテナから所定の変調方式で変調したデータ信号やＤＢＰＳＫにより変調したＴＭＣＣ信号を送信すると、実質的に１本の送信アンテナで送信することと同じになってしまう。そこで、複数の送信アンテナから送信するデータ信号やＴＭＣＣ信号について受信側で復調・復号が容易な伝送符号化を施すことで、ＭＩＭＯによるダイバーシティ効果を得ることができる。

そこで、ＭＩＭＯ方式において、この伝送符号化として時空間符号化（ＳＴＣ）を利用し、送信側から複数の送信アンテナより直交変調した符号化信号を送信することにより、受信側では当該直交変調した符号化信号を推定し合成することで受信耐性を向上させることが可能となるが、受信側ではＳＰシンボルの配置パターンなどの既知系列を用いた伝送路推定が必要となる。

そこで、複数の送信アンテナからデータ信号を送信する際に、伝送路推定を不要とする差動時空間符号化方式（以下、「差動ＳＴＣ（Differential Space Time coding）」と称する）が提案されている（例えば、非特許文献４参照）。

"地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式 標準規格 ARIB STD-B31 2.2版"、［online］、平成26年3月18日改定、一般社団法人 電波産業会（ARIB）、［平成28年6月2日検索］、インターネット〈URL：http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B31v2_2.pdf〉 村山研一、「スーパーハイビジョン放送に向けた次世代地上大容量伝送技術」、ＮＨＫ技研Ｒ＆Ｄ、No.134、2012.7 蔀拓也、「次世代地上デジタル放送に向けた伝送技術〜STC-SDM伝送用パイロットパターンの検討〜」、映情技報、vol.36, no.42, BCT2012-93, 2012, p.33-36 梅田周作、「QAM信号を一次変調に用いた差動時空間符号化方式の検討」、信学技報、RCS2013-199、2013.11

将来的に、現在の地上デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）が次世代地上デジタル放送に入れ替わることが予想される。次世代地上デジタル放送の伝送方式としては偏波ＭＩＭＯ伝送方式を含んだ検討が進んでいる。そして、上述したように、次世代地上デジタル放送では、強力な誤り訂正符号であるＬＤＰＣ符号とＢＣＨ符号との連接符号の使用が検討されており、送信ダイバーシティ方式（ＭＩＭＯ，ＭＩＳＯ）により受信耐性の向上が見込まれている。このため、次世代地上デジタル放送では、現在の地上デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）よりも大きな受信特性の改善が期待でき、現在の地上デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）よりも小さな所要Ｃ／Ｎでのデータ信号の受信となることが想定される。

一方で、ＴＭＣＣ信号は、データ伝送より強い受信耐性を持つ必要があり、データ信号の伝送特性の所要Ｃ／Ｎが小さくなるのに伴い、ＴＭＣＣ信号の伝送特性は、データ信号の伝送特性よりも小さい所要Ｃ／Ｎとすることが必要となる。

特に、移動受信時のＣ／Ｎ劣化量は、符号長の長いデータ伝送の方が小さいため、ＴＭＣＣ信号とデータ信号との伝送特性差（所要Ｃ／Ｎ差）が小さくなってしまい、データ信号の伝送性能を十分に発揮できないおそれがある。このため、特に移動受信時には、ＴＭＣＣ信号の受信特性の改善が要望される。

ところで、上述したように、ＭＩＭＯ方式において、伝送符号化を利用することなく単に複数の送信アンテナから所定の変調方式で変調したデータ信号やＤＢＰＳＫにより変調したＴＭＣＣ信号を送信するよりも、複数の送信アンテナから送信するデータ信号やＴＭＣＣ信号について受信側で復調・復号が容易な伝送符号化を施すことで、ＭＩＭＯによるダイバーシティ効果を得ることができる。

そこで、次世代地上デジタル放送では、ＭＩＭＯやＭＩＳＯなどの複数の送信アンテナからデータ信号を送信する送信ダイバーシティ方式において、データ信号の伝送については、その伝送符号化形式としてAlamoutiにより提案されているＳＴＣの伝送符号化形式を用いることが検討されている。

この場合、受信側でデータ信号に関する当該直交変調した符号化信号を推定するために、ＳＰシンボルの配置パターンなどの既知系列を用いた伝送路推定が必要となる。

そして、次世代地上デジタル放送では、当該ＳＰシンボルの配置パターンを可変とし、ＴＭＣＣ信号内の伝送制御情報に記述して伝送することが検討されており、データ信号の復調・復号時には、ＴＭＣＣ信号をまず復調・復号した後、データ信号に関するＳＰシンボルの配置パターンなどの既知系列を用いた伝送路推定を行うことになる。

しかしながら、ＴＭＣＣ信号の復調・復号時には、データ信号に関するＳＰシンボルの配置パターンを把握することができないため、結果的に伝送路推定を行うことができないことから、データ信号の伝送と同じようにその伝送符号化形式としてＳＴＣを利用することができない。

また、仮に、非特許文献４に開示される技法を基にデータ信号の伝送に対して、その伝送符号化形式として伝送路推定を不要とする差動ＳＴＣを利用したとしても、ＴＭＣＣ信号の伝送に係る伝送符号化形式については、上述したようにデータ信号の伝送特性よりも小さい所要Ｃ／Ｎとすることができない場合も生じうるため、更なる工夫が必要となる。

更に、次世代地上デジタル放送では、少なくともＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、及びＭＩＭＯのいずれの伝送方式が用いられているのかを受信側に識別させる必要があることから、これら伝送方式の識別情報がＴＭＣＣ信号内の伝送制御情報に記述することが検討されている。

この場合、利用する伝送方式の識別情報を伝送制御情報に記述して、対応する伝送方式ごとにＴＭＣＣ信号の伝送符号化形式を変更することも可能であるが、次世代地上デジタル放送のインフラ基盤として課題が増大しうることから、少なくともＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、及びＭＩＭＯの伝送方式におけるＴＭＣＣ信号の伝送に関して互換性を保つ工夫が要望される。

また、ＳＦＮにより放送ネットワークを構築する際に、現在の地上デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）では、２つの送信所（第１送信所、第２送信所）から同じデータ信号を送信するため、受信側で２つの送信所からのデータ信号を重畳して受信されることもあり、この場合、逆相合成によりそのデータ信号の振幅が落ち込んだキャリアが生じて受信性能が劣化することが想定される。そこで、ＳＴＣ−ＳＦＮ技術のように２つの送信所から送信する同一のデータ信号に対しＳＴＣを利用することで、この問題を緩和させることができる。しかしながら、上述したように、ＴＭＣＣ信号の伝送に係る伝送符号化形式については、上述と同じ理由で、データ信号の伝送と同じようにその伝送符号化形式としてＳＴＣを利用することができないし、データ信号の伝送特性よりも小さい所要Ｃ／Ｎとすることができない場合も生じうる。

これらの問題は、伝送制御情報を示すＴＭＣＣ信号の場合に限らず、データ信号の伝送に係る付加情報を示すＡＣ（Auxiliary Channel）信号の場合も同様である。

従って、次世代地上デジタル放送におけるＴＭＣＣ信号又はＡＣ信号の制御信号について、少なくともＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、及びＭＩＭＯの伝送方式、並びに、ＳＦＮによる放送ネットワークを考慮して、データ信号の伝送特性よりも小さい所要Ｃ／Ｎとなる制御信号の伝送技法が望まれる。

本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、データ信号の伝送特性よりも小さい所要Ｃ／Ｎとなる制御信号の伝送を可能とする、次世代地上デジタル放送における制御信号符号化器、制御信号復号器、送信装置及び受信装置、送信システム、並びに送信方法及び受信方法を提供する。

本発明の制御信号符号化器は、ＯＦＤＭ信号を送信する送信装置における制御信号を伝送用に符号化する制御信号符号化器であって、所定の制御信号を入力する入力手段と、当該制御信号に対し差動時空間符号化処理を施し、異なる２系統の符号化信号を生成する差動時空間符号化処理手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の制御信号符号化器において、前記差動時空間符号化処理手段は、当該制御信号に対し受信側で伝送路推定を不要とする差動時空間符号化処理を施すことを特徴とする。

また、本発明の制御信号符号化器において、前記入力手段によって入力される制御信号に対し所定の誤り訂正符号化処理を施す誤り訂正符号化手段と、前記所定の誤り訂正符号化処理を施した制御信号に対しキャリア変調を施すキャリア変調手段とを更に備え、前記差動時空間符号化処理手段は、前記キャリア変調を施した制御信号に対し所定シンボル数にわたって１ブロックとした異なる２系統の符号化信号を生成することを特徴とする。

また、本発明の制御信号符号化器において、前記制御信号は、伝送制御情報を含み、前記伝送制御情報は、ＯＦＤＭフレームを構成するための階層情報、データ信号のキャリア情報、及び復号制御情報、少なくともＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、及びＭＩＭＯのいずれの伝送方式が用いられているのかを受信側に識別させるための伝送方式の識別情報を含むことを特徴とする。

更に、本発明の制御信号復号器は、ＯＦＤＭ信号を受信する受信装置にて符号化信号として差動時空間符号化処理が施された制御信号を復号する制御信号復号器であって、前記ＯＦＤＭ信号から前記差動時空間符号化処理が施された制御信号のキャリアを抽出するキャリア抽出手段と、当該抽出した制御信号のキャリアのシンボルを基に、前記差動時空間符号化処理に対応する差動時空間復号処理を施す差動時空間復号処理手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の制御信号復号器において、前記差動時空間復号処理手段は、伝送路推定を不要とする当該差動時空間符号化処理に対応する復号処理を施すことを特徴とする。

また、本発明の制御信号復号器において、前記差動時空間復号処理手段は、前記差動時空間符号化処理による異なる２系統の符号化信号をそれぞれ復号し、前記差動時空間復号処理手段によって復号した異なる２系統の符号化信号をダイバーシティ合成する合成手段を更に備えることを特徴とする。

また、本発明の制御信号復号器において、前記キャリア抽出手段によって抽出した制御信号の複数のキャリアを加算するキャリア加算手段、又は該複数のキャリアに対応する前記差動時空間復号処理後の信号について対数尤度比を基に加算するＬＬＲ加算手段を更に備えることを特徴とする。

更に、本発明の送信装置は、本発明の制御信号符号化器と、該制御信号符号化器によって生成した異なる２系統の符号化信号のうちいずれか一方又は双方を含むようＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成手段と、を備えることを特徴とする。

更に、本発明の受信装置は、本発明の制御信号復号器と、前記制御信号復号器によって復号した当該制御信号に格納される伝送制御情報を基に、データ信号の復調及び復号処理を行うデータ信号処理手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の受信装置において、前記伝送制御情報は、ＯＦＤＭフレームを構成するための階層情報、データ信号のキャリア情報、及び復号制御情報、少なくともＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、及びＭＩＭＯのいずれの伝送方式が用いられているのかを受信側に識別させるための伝送方式の識別情報を含み、前記データ信号処理手段は、前記識別情報を基に当該伝送方式を識別し、データ信号の復調及び復号処理を行うことを特徴とする。

更に、本発明の送信システムは、本発明の制御信号符号化器と、該制御信号符号化器によって生成した異なる２系統の符号化信号のうちいずれか一方又は双方を含むようＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成手段と、を備える送信装置が複数設けられて構成された、単一周波数の放送ネットワークにおける送信システムであって、当該複数の送信装置のうち少なくとも２つの送信装置が、同一の制御信号に関する当該異なる２系統の符号化信号を送信するよう構成されていることを特徴とする。

更に、本発明の送信方法は、本発明の制御信号符号化器によって生成した異なる２系統の符号化信号のうちいずれか一方又は双方を含むようＯＦＤＭフレームを構成するステップと、当該構成したＯＦＤＭフレームによるＯＦＤＭ信号を送信するステップと、を含むことを特徴とする。

更に、本発明の受信方法は、本発明の制御信号復号器によって復号した当該制御信号に格納される伝送制御情報を抽出するステップと、前記伝送制御情報を基に、データ信号の復調及び復号処理を行うステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、次世代地上デジタル放送におけるＴＭＣＣ信号又はＡＣ信号の制御信号について、データ信号の伝送特性よりも小さい所要Ｃ／Ｎとなる制御信号の伝送が可能となる。

特に、本発明によれば、少なくともＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、及びＭＩＭＯの伝送方式で、互換性の有る符号化伝送形式でＴＭＣＣ信号を伝送することが可能となる。

そして、本発明によれば、次世代地上デジタル放送におけるＳＩＳＯ伝送方式において、時空間符号化（ＳＴＣ）を利用しない現在の地上デジタル放送におけるＴＭＣＣ信号の受信特性と比較して、その受信特性が劣化することはなく、受信アンテナが１本のＭＩＳＯ伝送方式においても、時空間符号化（ＳＴＣ）を利用してＴＭＣＣ信号を伝送するため、各種の伝送方式とのＴＭＣＣ信号に関する互換性を維持できる。

特に、本発明によれば、次世代地上デジタル放送におけるＭＩＭＯ伝送方式において、各受信アンテナ経由でキャリア抽出したＴＭＣＣ信号をアナログ加算して合成することにより、ＴＭＣＣ信号の受信耐性を向上させることができる。

そして、次世代地上デジタル放送におけるＭＩＭＯ伝送方式においては、送信ダイバーシティ効果が期待できるため、移動受信時やマルチパス環境でのＴＭＣＣ信号及びデータ信号の受信特性の改善が可能となる。

即ち、次世代地上デジタル放送におけるＭＩＭＯ伝送方式においては、送信側で伝送路推定が不要な差動ＳＴＣを用いてＴＭＣＣ信号を送信し、受信側で複数の受信アンテナを用いてＴＭＣＣ信号の受信時に伝送路推定を不要としつつ復調し合成することで、優れた送信ダイバーシティ効果を得ることができる。

また、本発明によれば、ＳＦＮによる放送ネットワークにも、差動ＳＴＣとした符号化形式を用いてＴＭＣＣ信号を伝送することができ、特に、ＳＦＮを構築する２局の放送所では、同一偏波間で別々のＴＭＣＣ信号の伝送を行うこともできるため、逆相合成による影響を回避できダイバーシティ受信効果が期待できる。

本発明による第１実施形態の伝送システムにおける送信装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明による第１実施形態の伝送システムにおける一実施例の制御信号符号化器の差動ＳＴＣ符号化部周辺のブロック図である。 本発明による第１実施形態の伝送システムにおける受信装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明による第１実施形態の伝送システムにおける一実施例の制御信号復号器の差動ＳＴＣ復号部周辺のブロック図である。 本発明による第２実施形態の伝送システムにおける送信装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明による第２実施形態の伝送システムにおける受信装置の概略構成を示すブロック図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による第３実施形態の伝送システムにおける送信装置の概略構成を示すブロック図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による第４実施形態の伝送システムにおける送信装置の概略構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明による各実施形態の伝送システムについて、詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明による第１実施形態の伝送システムにおける送信装置１０Ａの概略構成を示すブロック図である。また、図２は、本発明による第１実施形態の伝送システムにおける一実施例の制御信号符号化器１５の差動ＳＴＣ符号化部１５３周辺のブロック図である。

（送信装置）
図１に示す送信装置１０Ａは、ＭＩＳＯ，ＭＩＭＯの伝送方式に利用可能な次世代地上デジタル放送における送信装置の概略構成を図示しているが、以下の説明では、主として偏波ＭＩＭＯ伝送方式を例に説明する。

送信装置１０Ａは、誤り訂正符号化部１１、キャリア変調部１２、ＳＴＣ符号化部１３、制御信号生成部１４、制御信号符号化器１５、ＯＦＤＭフレーム構成部１６ａ，１６ｂ、逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１７ａ，１７ｂ、及びガードインターバル（ＧＩ）付加部１８ａ，１８ｂを備える。

誤り訂正符号化部１１は、映像・音声等のデジタル形式のデータを入力し、ＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号の連接符号を施して、キャリア変調部１２に出力する。尚、誤り訂正符号化部１１による誤り訂正符号化処理として、本例では、ＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号を想定して説明するが、他の誤り訂正符号でもよい。

キャリア変調部１２は、誤り訂正符号化されたデータに対し、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や６４ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）等のキャリア変調を施し、ＳＴＣ符号化部１３に出力する。

ＳＴＣ符号化部１３は、キャリア変調後のデータ信号（データシンボル）に対し、Alamoutiにより提案されているようなブロック符号による時空間符号化（ＳＴＣ）処理を施し、ＳＴＣにより符号化した同じデータ信号をＯＦＤＭフレーム構成部１６ａ，１６ｂへそれぞれ出力する。尚、本例では、データ信号の伝送にＳＴＣによる伝送符号化処理を用いる例を説明するが、ＳＤＭ（Space Division Multiplexing）のような伝送符号化処理を用いてもよい。

制御信号生成部１４は、ＴＭＣＣ信号を生成する機能部であり、生成したＴＭＣＣ信号を制御信号符号化器１５に出力する。

ＴＭＣＣ信号には伝送制御情報が格納される。本例の伝送制御情報には、ＯＦＤＭフレームを構成するための階層情報、キャリア変調部１２に係るデータ信号のキャリア情報（ＳＰ情報や変調方式情報）、及び復号制御情報、少なくともＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、及びＭＩＭＯのいずれの伝送方式が用いられているのかを受信側に識別させるための伝送方式の識別情報を含む。尚、次世代地上デジタル放送では、振幅・位相変調方式として多種類のキャリア変調を想定しているため、ＳＰシンボルの配置パターンを可変とする。このため、ＳＰ情報は、当該可変とするＳＰシンボルの配置パターンの情報を示し、復号制御情報は、誤り訂正符号化部１１による誤り訂正符号化処理に対応する符号化率情報やＬＬＲ情報を含む。

尚、図示を省略するが、ＡＣ信号を生成及び伝送のための制御信号生成部１４及び制御信号符号化器１５も、ＴＭＣＣ信号を生成及び伝送のための制御信号生成部１４及び制御信号符号化器１５と同様に並設される。尚、ＡＣ信号は、データ信号の伝送に係る付加情報が格納される点でＴＭＣＣ信号とは異なるが、基本的なデータ構成及びシンボル数は同じであり、ＴＭＣＣ信号及びＡＣ信号のそれぞれの生成及び伝送に関して、同様な処理構成の制御信号符号化器１５とすることができる。

制御信号符号化器１５は、制御信号符号化器１５は、誤り訂正符号化部１５１、キャリア変調部１５２、及び差動ＳＴＣ符号化部１５３を備える。

誤り訂正符号化部１５１は、制御信号生成部１４によって生成されたＴＭＣＣ信号に対し、差集合巡回符号化処理による誤り訂正符号化処理を施し、キャリア変調部１５２へ出力する。尚、本例では、ＴＭＣＣ信号の誤り訂正符号化処理に差集合巡回符号化処理を用いる例を説明するが、ＬＤＰＣ符号やＢＣＨ符号、或いは２以上の誤り訂正符号化処理による連接符号とするなど、他の誤り訂正符号化処理としてもよい。

キャリア変調部１５２は、誤り訂正符号化処理を施したＴＭＣＣ信号に対し、ＤＢＰＳＫなどのキャリア変調を施し、差動ＳＴＣ符号化部１５３へ出力する。

差動ＳＴＣ符号化部１５３は、キャリア変調を施したＴＭＣＣ信号に対し、伝送路推定を不要とする差動時空間符号化（差動ＳＴＣ）処理を施し、後述するように異なる２系統（図示１５ａ，１５ｂ）の符号化信号を生成して、ＯＦＤＭフレーム構成部１６ａ，１６ｂへそれぞれ出力する。

ＯＦＤＭフレーム構成部１６ａ，１６ｂ、逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１７ａ，１７ｂ、及びガードインターバル（ＧＩ）付加部１８ａ，１８ｂは、それぞれ第１送信アンテナＴｘ１を介してＯＦＤＭフレームの信号（ＯＦＤＭ信号）を送信する第１信号系統、及び第２送信アンテナＴｘ２を介してＯＦＤＭフレームの信号（ＯＦＤＭ信号）を送信する第２信号系統として構成される。実際の送信装置１０Ａには、信号系統ごとにインターリーブ等の処理も含まれるが、ここでは割愛している。

ＯＦＤＭフレーム構成部１６ａ，１６ｂは、それぞれＳＰシンボルや差動ＳＴＣが施されたＴＭＣＣ信号のシンボルとともに、データ信号のシンボルについて、第１信号系統及び第２信号系統用にＯＦＤＭフレームを構成し、逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１７ａ，１７ｂにそれぞれ出力する。ここではデータが１階層の例を示しているが、階層伝送を行う場合、同様の処理が階層数分行われる。

逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１７ａ，１７ｂは、それぞれ第１信号系統及び第２信号系統用のＯＦＤＭフレームの信号に対し、それぞれ逆フーリエ変換処理を施してＯＦＤＭ変調処理を行い、ガードインターバル（ＧＩ）付加部１８ａ，１８ｂへそれぞれ出力する。

ガードインターバル（ＧＩ）付加部１８ａ，１８ｂは、それぞれ第１信号系統及び第２信号系統用の逆フーリエ変換処理を施したＯＦＤＭフレームの信号に対し、それぞれガードインターバルを付加してＯＦＤＭ信号を生成し、それぞれ第１送信アンテナＴｘ１、及び第２送信アンテナＴｘ２を介して外部に送信する。偏波ＭＩＭＯ伝送方式では、異なる２つの偏波（例えば水平、垂直）によりデータ信号の伝送を行うことができ、例えば第１送信アンテナＴｘ１には水平偏波、２送信アンテナＴｘ２には垂直偏波を用いて、それぞれの信号系統のＯＦＤＭ信号を送信することができる。

（制御信号符号化器）
制御信号符号化器１５は、上述したように、誤り訂正符号化部１５１、キャリア変調部１５２、及び差動ＳＴＣ符号化部１５３を備え、誤り訂正符号化部１５１は、制御信号生成部１４によって生成されたＴＭＣＣ信号に対し、差集合巡回符号化処理による誤り訂正符号化処理を施し、キャリア変調部１５２は、キャリア変調を施して差動ＳＴＣ符号化部１５３に出力する。

ここで、図２を参照しながら、制御信号符号化器１５における差動ＳＴＣ符号化部１５３による伝送符号化処理として、伝送路推定を不要とする差動時空間符号化（差動ＳＴＣ）処理についてより詳細に説明する。

図２は、本発明による第１実施形態の伝送システムにおける一実施例の制御信号符号化器１５の差動ＳＴＣ符号化部１５３周辺のブロック図である。差動ＳＴＣ符号化部１５３は、差動シンボル生成部１５３１、遅延部１５３２、及びＳＴＣ符号化部１５３３からなる。また、式（１）は、伝送路推定を不要とする差動時空間符号化（差動ＳＴＣ）の符号化処理による変換行列を示している。

ただし、Ｓ_ｉ，ｋはキャリア変調部１５２によってキャリア変調が施されたＴＭＣＣ信号のシンボル（原シンボル）を表し、Ｕ_ｉ，ｋは差動シンボルを示す。また、添え字のｉは処理対象のブロック番号、添え字のｋは２種類の信号を示し、＊ は複素共役を表す。差動ＳＴＣ符号化部１５３は、式（１）より、第ｉブロックの差動シンボルのブロックに対して、第ｉ−１ブロックの差動シンボルのブロックを用いて差動符号化を行う。処理対象となる各ブロックを（ ）で表すと、キャリア変調部１５２によってキャリア変調が施されたＴＭＣＣ信号の２つのシンボル（Ｓ_ｉ，１ Ｓ_ｉ，２）毎に、差動シンボル生成部１５３１により、式（１）に基づいて、１つの差動シンボルのブロック（Ｕ_ｉ，１ Ｕ_ｉ，２）に変換される。即ち、１つの差動シンボルのブロック（Ｕ_ｉ，１ Ｕ_ｉ，２）は、２つの原シンボル間にわたって生成される。

ここで、（Ｕ_{ｉ−１,１} Ｕ_{ｉ−１,２}）は、遅延部１５３２によって遅延させた１つ前の差動シンボルのブロックを示している。従って、差動シンボルのブロック（Ｕ_ｉ，１ Ｕ_ｉ，２）は、ＴＭＣＣ信号の連続する２つ分のシンボルおきに生成されて、１つのＳＴＣ符号化された伝送符号信号となる。

差動シンボル生成部１５３１により生成された差動シンボルのブロック（Ｕ_ｉ，１ Ｕ_ｉ，２）は、ＳＴＣ符号化部１５３３により、ＳＴＣによる符号化処理が施され、異なる２系統の符号化信号（Ｕ_ｉ,１ Ｕ_ｉ,２）及び（−Ｕ^＊ _ｉ,２ Ｕ^＊ _ｉ,１）として生成される。この異なる２系統の符号化信号の生成に関する更なる詳細は、非特許文献４を参照されたい。

このようにして、差動ＳＴＣ符号化部１５３は、異なる２系統（図示１５ａ，１５ｂ）のＴＭＣＣ信号に関する符号化信号を生成して、ＯＦＤＭフレーム構成部１６ａ，１６ｂへそれぞれ出力する。

従って、ＴＭＣＣ信号が異なる２系統の符号化信号として、第１信号系統及び第２信号系統用のＯＦＤＭフレームを構成するのにそれぞれ用いられるため、送信ダイバーシティ効果が見込まれ、受信側における受信耐性の向上が可能となる。

（受信装置）
次に、図３を参照して受信装置２０Ａについて説明する。図３は、本発明による第１実施形態の伝送システムにおける受信装置２０Ａの概略構成を示すブロック図である。

図３に示す受信装置２０Ａは、ＭＩＭＯの伝送方式に利用可能な次世代地上デジタル放送における受信装置の概略構成を図示しており、受信アンテナを２本としたＭＩＭＯを想定した場合である。ここでは、特に、受信装置２０Ａは、図１に示す送信装置１０Ａの２本の送信アンテナ（第１送信アンテナＴｘ１及び第２送信アンテナＴｘ２）から送信される異なる２偏波（水平偏波、垂直偏波）のＯＦＤＭ信号を受信する偏波ＭＩＭＯ伝送方式を例に説明する。尚、受信アンテナを１本としてＭＩＳＯ伝送方式の受信装置として構成することもできる。ＭＩＳＯ伝送方式は、図３に示す２本の受信アンテナ（第１受信アンテナＲｘ１及び第２受信アンテナＲｘ２）のうち、いずれか一方のみの信号系統を構成することでも実現可能である。

受信装置２０Ａは、ガードインターバル（ＧＩ）除去部２１ａ，２１ｂ、フーリエ変換（ＦＦＴ）部２２ａ，２２ｂ、データ信号キャリア抽出部２３、伝送路推定部２４、ＳＴＣ復号部２５、誤り訂正復号部２６、及び制御信号復号器２７を備える。

ガードインターバル（ＧＩ）除去部２１ａ，２１ｂは、２本の受信アンテナ（第１受信アンテナＲｘ１及び第２受信アンテナＲｘ２）によってそれぞれ個別に受信した異なる２偏波（水平偏波、垂直偏波）のＯＦＤＭ信号について、それぞれガードインターバルを除去してフーリエ変換（ＦＦＴ）部２２ａ，２２ｂに出力する。ガードインターバル（ＧＩ）除去部２１ａ，２１ｂ及びフーリエ変換（ＦＦＴ）部２２ａ，２２ｂは、それぞれ第１受信アンテナＲｘ１を介して受信したＯＦＤＭ信号を処理する第１信号系統、及び第２受信アンテナＲｘ２を介して受信したＯＦＤＭ信号を処理する第２信号系統として構成される。

フーリエ変換（ＦＦＴ）部２２ａ，２２ｂは、それぞれガードインターバルを除去した第１信号系統及び第２信号系統のＯＦＤＭ信号に対し、それぞれフーリエ変換処理を施してＯＦＤＭ復調処理を行い、データ信号キャリア抽出部２３及び制御信号復号器２７に出力する。

ここで、データ信号のキャリア復調・復号処理に先立って、制御信号復号器２７により、ＴＭＣＣ信号のキャリア復調・復号処理を行う。

上述したように、ＴＭＣＣ信号には伝送制御情報が格納され、ＯＦＤＭフレームを構成するための階層情報、キャリア変調部１２に係るデータ信号のキャリア情報（ＳＰ情報や変調方式情報）、及び復号制御情報、少なくともＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、及びＭＩＭＯのいずれの伝送方式が用いられているのかを受信側に識別させるための伝送方式の識別情報を含む。そして、ＳＰ情報は、可変とするＳＰシンボルの配置パターンの情報を示す。

尚、図示を省略するが、ＡＣ信号を復調・復号処理する場合には、そのための制御信号復号器２７も、ＴＭＣＣ信号を復調・復号処理するための制御信号復号器２７と同様に並設される。尚、ＡＣ信号は、データ信号の伝送に係る付加情報が格納される点でＴＭＣＣ信号とは異なるが、基本的なデータ構成及びシンボル数は同じであり、ＴＭＣＣ信号及びＡＣ信号のそれぞれの復調・復号に関して、同様な処理構成の制御信号復号器２７とすることができる。

制御信号復号器２７は、制御信号キャリア抽出部２７１ａ，２７１ｂ、差動ＳＴＣ復号部２７２ａ，２７２ｂ、合成部２７３、及び誤り訂正復号部２７４を備える。

制御信号キャリア抽出部２７１ａ，２７１ｂは、送信側の変調処理（本例ではＤＢＰＳＫ）に対応して制御信号のキャリアを抽出する機能部であり、前述したフーリエ変換（ＦＦＴ）部２２ａ，２２ｂによって、それぞれフーリエ変換処理を施した第１信号系統及び第２信号系統のＯＦＤＭ信号に対し、それぞれＴＭＣＣ信号のキャリアを抽出し、得られるＴＭＣＣ信号のシンボルについて差動ＳＴＣの符号化処理が施された符号化信号を、差動ＳＴＣ復号部２７２ａ，２７２ｂに出力する。

即ち、第１信号系統及び第２信号系統のＯＦＤＭ信号には、２つの信号系統のデータ信号のＳＴＣ符号化による符号化信号と、当該２つの信号系統のＴＭＣＣ信号の差動ＳＴＣ符号化による符号化信号が搬送されているため、制御信号キャリア抽出部２７１ａ，２７１ｂは、それぞれの信号系統（図示２７ａ，２７ｂ）のＴＭＣＣ信号のキャリアを抽出して復調し、得られる符号化信号を差動ＳＴＣ復号部２７２ａ，２７２ｂへそれぞれ出力する。

ＴＭＣＣ信号のシンボルについて差動ＳＴＣの符号化処理が施された符号化信号は、送信側の差動ＳＴＣ符号化部１５３によって、２シンボル毎のブロックとなっている。このため、差動ＳＴＣ復号部２７２ａ，２７２ｂは、制御信号キャリア抽出部２７１ａ，２７１ｂによりそれぞれの信号系統で抽出されたＴＭＣＣ信号に関する符号化信号について、このブロック単位で差動ＳＴＣの復号処理を行う。

ここで、図４を参照しながら、差動ＳＴＣ復号部２７２ａ，２７２ｂによる差動ＳＴＣの復号処理を説明する。図４は、本発明による第１実施形態の伝送システムにおける一実施例の制御信号復号器２７の差動ＳＴＣ復号部２７２ａ，２７２ｂ周辺のブロック図である。また、式（２）は、伝送路推定を不要とする差動時空間符号化（差動ＳＴＣ）の復号処理による変換行列を示している。

まず、差動ＳＴＣ復号部２７２ａには、制御信号キャリア抽出部２７１ａから、受信アンテナＲｘ１経由の第１信号系統（図示２７ａ）の制御信号シンボル（より正確には、ＴＭＣＣ信号のシンボルについて差動ＳＴＣの符号化処理が施された符号化信号）が入力される。同時に、差動ＳＴＣ復号部２７２ｂには、制御信号キャリア抽出部２７１ｂから、受信アンテナＲｘ２経由の第２信号系統（図示２７ｂ）の制御信号シンボル（より正確には、ＴＭＣＣ信号のシンボルについて差動ＳＴＣの符号化処理が施された符号化信号）が入力される。

差動ＳＴＣ復号部２７２ａ，２７２ｂは、それぞれ同一の構成要素からなり、差動ＳＴＣ復号部２７２ａは、ＳＴＣ復号部２７２１ａ及び遅延部２７２２ａを備える。また、差動ＳＴＣ復号部２７２ｂは、ＳＴＣ復号部２７２１ｂ及び遅延部２７２２ｂを備える。

遅延部２７２２ａ，２７２２ｂは、それぞれ１ブロック前のＴＭＣＣ信号の符号化信号を一時記憶し、処理対象のブロック（現ブロック）に対し１ブロック分遅延させる遅延バッファとして構成される。

ＳＴＣ復号部２７２１ａ，２７２２ｂは、それぞれ対応する遅延部２７２２ａ，２７２２ｂから得られる直前ブロックと、制御信号キャリア抽出部２７１ａ，２７１ｂからそれぞれ得られる現ブロックの２ブロックにわたってＴＭＣＣ信号の符号化信号を用いてＳＴＣの復号処理を行う。

より具体的には、ＳＴＣ復号部２７２１ａに入力される現ブロックの符号化信号を（ｒ_ｉ，１ ｒ_ｉ，２）、同じくＳＴＣ復号部２７２１ａに入力されるその直前ブロックの符号化信号を（ｒ_{ｉ−１,１} ｒ_{ｉ−１,２}）とすると、ＳＴＣ復号部２７２１ａにより式（２）の変換行列を用いて差動ＳＴＣの復号処理を行うことで、送信側から送信されたそれぞれのＴＭＣＣ信号のシンボル（式（１）の（Ｓ_ｉ，１ Ｓ_ｉ，２））に対応する復元シンボル（Ｓ’_ｉ，１ Ｓ’_ｉ，２）を得ることができる。

ＳＴＣ復号部２７２１ｂも、ＳＴＣ復号部２７２１ａと同様に処理される。尚、この異なる２系統の符号化信号の復号に関する更なる詳細は、非特許文献４を参照されたい。

このため、差動ＳＴＣ復号部２７２ａ，２７２ｂの各々は、現ブロックの異なる２系統の符号化信号（ｒ_ｉ，１ ｒ_ｉ，２）を基に、それぞれ送信側から送信されたそれぞれのＴＭＣＣ信号のシンボル（式（１）の（Ｓ_ｉ，１ Ｓ_ｉ，２））に対応する復元シンボル（Ｓ’_ｉ，１ Ｓ’_ｉ，２）を生成し、即ち４シンボル分のＴＭＣＣ信号のシンボルを得て合成部２７３へ出力する。

合成部２７３は、差動ＳＴＣ復号部２７２ａ，２７２ｂの各々から得られる復元シンボル（Ｓ’_ｉ，１ Ｓ’_ｉ，２）を合成し、送信側から送信されたそれぞれのＴＭＣＣ信号のシンボル（式（１）の（Ｓ_ｉ，１ Ｓ_ｉ，２））を復元してキャリア復調し、誤り訂正復号部２７４へ出力する。このように、ＴＭＣＣ信号の受信に関して、伝送路推定を不要としつつ、ＭＩＭＯ伝送方式に基づくダイバーシティ効果を得ることができる。

尚、図示を省略しているが、ＴＭＣＣ信号は複数のキャリアで同じ情報を伝送しているため、受信側の制御信号復号器２７では、キャリア加算やＬＬＲ加算による受信特性の向上が可能である。例えば、図３に示す例では、制御信号キャリア抽出部２７１ａ，２７１ｂにより、ＴＭＣＣ信号のキャリア抽出後の信号をキャリア加算する形態とすることができる。或いは、差動ＳＴＣ復号部２７２ａ，２７２ｂにより、その差動ＳＴＣ復号処理後に対数尤度比を基に加算するＬＬＲ加算を行う形態とすることもできる。これは、ＭＩＭＯ伝送方式に限らず、ＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ伝送方式の場合も同様である。

誤り訂正復号部２７４は、合成部２７３から得られるＴＭＣＣ信号に対し、送信側の誤り訂正符号化部１５１の誤り訂正符号化処理に対応する誤り訂正復号処理を施し、送信側の制御信号生成部１４によって生成されたＴＭＣＣ信号を復元し、このＴＭＣＣ信号に格納されている伝送制御情報を基に、以下に説明するデータ信号キャリア抽出部２３以降のデータ信号の復調・復号処理を実行させる。

図３を参照するに、データ信号キャリア抽出部２３は、第１データ信号キャリア抽出部２３ａ及び第２データキャリア抽出部２３ｂを備えている。

第１データ信号キャリア抽出部２３ａは、ＴＭＣＣ信号の復号処理によって得られる伝送制御情報（ＳＰ情報及び変調方情報）を基に、第１受信アンテナＲｘ１経由で得られる第１信号系統のデータ信号のキャリアを抽出し、伝送路推定部２４へ出力する。

第２データ信号キャリア抽出部２３ｂは、ＴＭＣＣ信号の復号処理によって得られる伝送制御情報（ＳＰ情報及び変調方情報）を基に、第２受信アンテナＲｘ２経由で得られる第２信号系統のデータ信号のキャリアを抽出し、伝送路推定部２４へ出力する。

伝送路推定部２４は、データ信号キャリア抽出部２３から得られる各信号系統のデータ信号のキャリアについて、ＴＭＣＣ信号の復号処理によって得られる伝送制御情報（ＳＰ情報及び変調方式情報）を基に、伝送路推定処理を行い、双方のデータ信号のキャリアについて等化処理を施し、ＳＴＣ復号部２５へ出力する。

ＳＴＣ復号部２５は、等化処理後の各信号系統のデータ信号のキャリアに対し、送信側のＳＴＣ符号化部１３に対応するＳＴＣ復号処理を施して誤り訂正復号部２６に出力する。

誤り訂正復号部２６は、ＴＭＣＣ信号の復号処理によって得られる伝送制御情報（復号制御情報）を基に、ＳＴＣ復号処理後のデータ信号に対し、送信側の誤り訂正符号化部１１に対応する復号処理を施し、送信側から伝送されたデータを復元して外部に出力する。

以上のように、第１実施形態の送信装置１０Ａ及び受信装置２０Ａ、並びに、制御信号符号化器１５及び制御信号復号器２７によれば、次世代地上デジタル放送での適用を想定したＭＩＭＯ伝送方式、或いはＭＩＳＯ伝送方式を構築することができ、特に、ＴＭＣＣ信号又はＡＣ信号の制御信号について、データ信号の伝送特性よりも小さい所要Ｃ／Ｎとなる制御信号の伝送が可能となる。

特に、ＭＩＭＯ伝送方式において、各受信アンテナ経由でキャリア抽出したＴＭＣＣ信号をアナログ加算して合成することにより、ＴＭＣＣ信号の受信耐性を向上させることができる。このため、データ信号の受信時にも、その受信耐性を向上させたＴＭＣＣ信号について復号した伝送制御情報から、データ信号のキャリア情報及び復号制御情報を取得できるため、ＳＩＳＯ，ＭＩＳＯ伝送方式よりも、優れた受信性能が実現できる。

そして、ＭＩＭＯ伝送方式においては、送信ダイバーシティ効果が期待できるため、移動受信時やマルチパス環境でのＴＭＣＣ信号及びデータ信号の受信特性の改善が可能となる。即ち、上述したように、送信側で伝送路推定が不要な差動ＳＴＣを用いてＴＭＣＣ信号を送信し、受信側で複数の受信アンテナを用いてＴＭＣＣ信号の受信時に伝送路推定を不要としつつ復調し合成することで、優れた送信ダイバーシティ効果を得ることができる。

〔第２実施形態〕
次に、図５及び図６を参照して、本発明による第２実施形態の伝送システムについて説明する。図５は、本発明による第２実施形態の伝送システムにおける送信装置１０Ｂの概略構成を示すブロック図である。また、図６は、本発明による第２実施形態の伝送システムにおける受信装置２０Ｂの概略構成を示すブロック図である。図５及び図６に示す第２実施形態の伝送システムは、１本の送信アンテナＴｘと１本の受信アンテナＲｘとしたＳＩＳＯの伝送方式に利用可能な次世代地上デジタル放送における送信装置及び受信装置の概略構成を図示している。尚、第１実施形態と同様な構成要素には、同一の参照番号を付している。

（送信装置）
図５に示す送信装置１０Ｂは、誤り訂正符号化部１１、キャリア変調部１２、制御信号生成部１４、制御信号符号化器１５、逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１７、及びガードインターバル（ＧＩ）付加部１８を備える。図５に示す送信装置１０Ｂは、図１に示すＭＩＭＯ（又はＭＩＳＯ）伝送方式の送信装置１０Ａと比較して、ＯＦＤＭフレーム構成部１６ａ，１６ｂを設けていないことから、データ信号に関するＳＴＣ符号化部１３も不要とし、逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１７、及びガードインターバル（ＧＩ）付加部１８を１つの信号系統としている点で相違しているが、送信装置１０Ｂが備える各構成要素の動作は、図１に示すものと同様である。

一方、送信装置１０Ｂが備える制御信号符号化器１５は、図１に示すＭＩＭＯ（又はＭＩＳＯ）伝送方式の送信装置１０Ａと同様に、誤り訂正符号化部１５１、キャリア変調部１５２、及び差動ＳＴＣ符号化部１５３を備えるよう構成され、好適に同一の構成とすることができることから、ＭＩＭＯ、ＭＩＳＯ、及びＳＩＳＯの伝送方式で共通化させることができる。

即ち、送信装置１０Ｂが備える制御信号符号化器１５は、ＳＩＳＯ伝送方式では、差動ＳＴＣ符号化部１５３によって差動ＳＴＣの符号化を施したＴＭＣＣ信号に関する符号化信号の片系だけを伝送し（図示１５ａ）、残りの系統は出力しない（図示１５ｂ）。

特に、送信装置１０Ｂが備える制御信号生成部１４についても、制御信号生成部１４が生成するＴＭＣＣ信号に格納される伝送制御情報を、ＯＦＤＭフレームを構成するための階層情報、キャリア変調部１２に係るデータ信号のキャリア情報（ＳＰ情報や変調方式情報）、及び復号制御情報、少なくともＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、及びＭＩＭＯのいずれの伝送方式が用いられているのかを受信側に識別させるための伝送方式の識別情報を含むよう構成することで、ＭＩＭＯ、ＭＩＳＯ、及びＳＩＳＯの伝送方式で互換性を持たせることができる。

（受信装置）
図６に示す受信装置２０Ｂは、ガードインターバル（ＧＩ）除去部２１、フーリエ変換（ＦＦＴ）部２２、データ信号キャリア抽出部２３、伝送路推定部２４、誤り訂正復号部２６、及び制御信号復号器２７を備える。

図６に示す受信装置２０Ｂは、図３に示すＭＩＭＯ伝送方式の受信装置２０Ａと比較して、ガードインターバル（ＧＩ）除去部２１、フーリエ変換（ＦＦＴ）部２２、及びデータ信号キャリア抽出部２３の１つの信号系統とし、図５に示す送信装置１０Ｂがデータ信号に関するＳＴＣ符号化部１３を不要としていることから、図３に示すようなＳＴＣ復号部２５も不要としている点で相違しているが、受信装置２０Ｂが備える各構成要素の動作は、図３に示すものと同様である。

一方、受信装置２０Ｂが備える制御信号復号器２７は、制御信号キャリア抽出部２７１、差動ＳＴＣ復号部２７２（ＳＴＣ復号部２７２１及び遅延部２７２２）、及び誤り訂正復号部２７４を備え、それぞれ図３に示す制御信号キャリア抽出部２７１ａ、差動ＳＴＣ復号部２７２ａ、及び誤り訂正復号部２７４と同様に構成される。

即ち、受信装置２０Ｂが備える制御信号復号器２７は、送信装置１０Ｂによって片系だけを伝送された差動ＳＴＣの符号化を施したＴＭＣＣ信号に関する符号化信号を受信するよう構成される（図示２７ａ）。

従って、受信装置２０Ｂが備える制御信号復号器２７は、ＭＩＭＯ、ＭＩＳＯ、及びＳＩＳＯの伝送方式で共通化させることができる。

以上のように、片系だけの伝送においては、送信ダイバーシティ効果は望めないが、ＳＴＣ符号化無しで伝送する場合と同等の受信特性は確保できる。この伝送システムにより、ＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、ＭＩＭＯとの互換性を持ちつつ制御信号（ＴＭＣＣ信号又はＡＣ信号）を伝送することができる。

〔第３実施形態〕
次に、図７を参照して、本発明による第３実施形態の伝送システムについて説明する。図７（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による第３実施形態の伝送システムにおける送信装置１０Ａ‐１，１０Ａ‐２の概略構成を示すブロック図である。

図７に示す第３実施形態の伝送システムにおける送信装置１０Ａ‐１，１０Ａ‐２は、ＭＩＭＯ又はＭＩＳＯの伝送方式にて、ＳＦＮによる放送ネットワークを構築する例である。送信装置１０Ａ‐１，１０Ａ‐２は、それぞれ第１送信所の送信装置、及び第２送信所の送信装置として、図１に示す送信装置１０Ａと同様の構成要素で構成される。

ただし、ＳＦＮによる放送ネットワークを構築するため、送信装置１０Ａ‐１，１０Ａ‐２の各々が備える制御信号生成部１４は、２つの送信所間で同じ伝送制御情報を持つＴＭＣＣ信号（或いは同じ付加情報を持つＡＣ信号）が生成される。

また、送信装置１０Ａ‐１，１０Ａ‐２の各々が備える制御信号符号化器１５は、図１に示す送信装置１０Ａと同様と同様に、各送信所で差動ＳＴＣ符号化部１５３によって差動ＳＴＣの符号化を施したＴＭＣＣ信号に関する符号化信号の伝送のために、各送信所でそれぞれ２つの信号系統（図示１５ａ，１５ｂ）が確保される。そこで、送信装置１０Ａ‐１，１０Ａ‐２の各々は、ＴＭＣＣ信号に関する２つの信号系統（図示１５ａ，１５ｂ）の符号化信号を互い違いの偏波で送信する。

例えば異なる２つの偏波（例えば水平、垂直）によりデータ信号の伝送を行う偏波ＭＩＭＯ伝送方式において、第１送信所の送信装置１０Ａ‐１の第１送信アンテナＴｘ１と、第２送信所の送信装置１０Ａ‐２の第１送信アンテナＴｘ１は第１偏波（例えば水平）とし、第１送信所の送信装置１０Ａ‐１の第２送信アンテナＴｘ２と、第２送信所の送信装置１０Ａ‐２の第２送信アンテナＴｘ２は第２偏波（例えば垂直）とする。

このとき、第１送信所の送信装置１０Ａ‐１については、第１偏波（例えば水平）のＯＦＤＭ信号には、図示１５ａの信号系統のＴＭＣＣ信号に関する差動ＳＴＣ信号（符号化信号）を割り当て、第２偏波（例えば垂直）のＯＦＤＭ信号には、図示１５ｂの信号系統のＴＭＣＣ信号に関する差動ＳＴＣ信号（符号化信号）を割り当てる。

一方、第２送信所の送信装置１０Ａ‐２については、第１偏波（例えば水平）のＯＦＤＭ信号には、図示１５ｂの信号系統のＴＭＣＣ信号に関する差動ＳＴＣ信号（符号化信号）を割り当て、第２偏波（例えば垂直）のＯＦＤＭ信号には、図示１５ａの信号系統のＴＭＣＣ信号に関する差動ＳＴＣ信号（符号化信号）を割り当てる。

このように、ＳＦＮを構築する場合に、ＴＭＣＣ信号については第１送信所の水平、垂直偏波の信号を入れ替えた信号系統で、第２送信所の水平、垂直偏波の信号として送信するように構成する。即ち、第１送信所の水平偏波と同じ信号系統のＴＭＣＣ信号を、第２送信所の垂直偏波で送信する。同じく、第１送信所の垂直偏波と同じ信号系統のＴＭＣＣ信号を、第２送信所の水平偏波で送信する。

尚、第３実施形態の伝送システムにおける受信装置の構成は、ＭＩＭＯ伝送方式であれば図３に示す受信装置２０Ａ、ＭＩＳＯ伝送方式であれば図６に示す受信装置２０Ｂと同様に構成することができる。

このような伝送を行うことで、特にＭＩＳＯ伝送方式の受信装置においては１本の受信アンテナでの受信となるので、２つの送信所から同じ系統の差動ＳＴＣ信号（符号化信号）を割り当てて伝送する場合に比べて、逆相合成による電力の落ち込みを緩和することができる。また、本実施形態のような伝送形態であっても、差動ＳＴＣ符号のペアとなる符号を伝送することになるため、その復号処理のための伝送路推定は必要とされない。

〔第４実施形態〕
次に、図８を参照して、本発明による第４実施形態の伝送システムについて説明する。図８（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による第４実施形態の伝送システムにおける送信装置１０Ｂ‐１，１０Ｂ‐２の概略構成を示すブロック図である。

図８に示す第４実施形態の伝送システムにおける送信装置１０Ｂ‐１，１０Ｂ‐２は、ＳＩＳＯの伝送方式にて、ＳＦＮによる放送ネットワークを構築する例である。送信装置１０Ｂ‐１，１０Ｂ‐２は、それぞれ第１送信所の送信装置、及び第２送信所の送信装置として、図５に示す送信装置１０Ｂと同様の構成要素で構成される。

ただし、ＳＦＮによる放送ネットワークを構築するため、送信装置１０Ｂ‐１，１０Ｂ‐２の各々が備える制御信号生成部１４は、２つの送信所間で同じ伝送制御情報を持つＴＭＣＣ信号（或いは同じ付加情報を持つＡＣ信号）が生成される。

また、送信装置１０Ｂ‐１，１０Ｂ‐２の各々が備える制御信号符号化器１５は、図５に示す送信装置１０Ｂと同様と同様に、各送信所で差動ＳＴＣ符号化部１５３によって差動ＳＴＣの符号化を施したＴＭＣＣ信号に関する符号化信号の伝送のために、各送信所でそれぞれ１つの信号系統（図示１５ａ又は１５ｂ）が確保される。そこで、送信装置１０Ｂ‐１，１０Ｂ‐２の各々は、ＴＭＣＣ信号に関する１つの信号系統（図示１５ａ又は１５ｂ）の符号化信号を送信する。

例えば異なる２つの偏波（例えば水平、垂直）のうち一方の偏波を用いてデータ信号の伝送を行うＳＩＳＯ伝送方式において、第１送信所の送信装置１０Ｂ‐１の送信アンテナＴｘでは第１偏波（例えば水平）とし、第２送信所の送信装置１０Ｂ‐２の送信アンテナＴｘでは第２偏波（例えば垂直）とする。

このとき、第１送信所の送信装置１０Ｂ‐１については、第１偏波（例えば水平）のＯＦＤＭ信号として、図示１５ａの信号系統のＴＭＣＣ信号に関する差動ＳＴＣ信号（符号化信号）を割り当てる。

一方、第２送信所の送信装置１０Ｂ‐２については、第２偏波（例えば垂直）のＯＦＤＭ信号として、図示１５ｂの信号系統のＴＭＣＣ信号に関する差動ＳＴＣ信号（符号化信号）を割り当てる。

このように、ＳＦＮを構築する場合に、第１・第２送信所間で異なる系統のＴＭＣＣ信号をそれぞれ送信する。

尚、第４実施形態の伝送システムにおける受信装置の構成は、図６に示す受信装置２０Ｂと同様に構成することができる。

このような伝送を行うことで、ＳＩＳＯ伝送方式の受信装置においては１本の受信アンテナでの受信となるので、２つの送信所から同じ系統の差動ＳＴＣ信号（符号化信号）を割り当てて伝送する場合に比べて、逆相合成による電力の落ち込みを緩和することができる。また、本実施形態のような伝送形態であっても、差動ＳＴＣ符号のペアとなる符号を伝送することになるため、その復号処理のための伝送路推定は必要とされない。

以上のように、第３及び第４実施形態の伝送システムのように、ＳＦＮによる放送ネットワークにも、差動ＳＴＣとした伝送符号化形式を用いてＴＭＣＣ信号を伝送することができ、特に、ＳＦＮを構築する２局の放送所では、同一偏波間で別々のＴＭＣＣ信号の伝送を行うこともできるため、逆相合成による影響を回避できダイバーシティ受信効果が期待できる。

また、第１乃至第４実施形態において、伝送制御情報は、ＯＦＤＭフレームを構成するための階層情報、データ信号のキャリア情報、及び復号制御情報、少なくともＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、及びＭＩＭＯのいずれの伝送方式が用いられているのかを受信側に識別させるための伝送方式の識別情報を含むよう構成することで、受信装置が、その識別情報を基に当該伝送方式を識別し、データ信号の復調及び復号処理を行うよう構成することができる。これにより、伝送方式によらず制御信号の互換性を高めることができる。

以上、特定の実施形態の例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態の例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、上述した実施形態の例では、ＭＩＭＯ伝送方式において、２本の送信アンテナと２本の受信アンテナによる２×２のＭＩＮＯについて説明したが、例えば受信アンテナの本数をＭ（Ｍは３以上の整数）本として２×ＭのＭＩＮＯを構成し、受信装置側で受信ダイバーシティ合成を行う構成とすることや、１つの送信装置内に複数の制御信号符号化器 １５を設け、Ｎ（Ｎは３以上の整数）本の送信アンテナとし、Ｎ×ＭのＭＩＮＯを構成することも可能である。

また、上述した実施形態の例では、差動ＳＴＣの符号化処理として制御信号の２シンボルにわたって１ブロックの差動ＳＴＣブロックを生成するよう差動ＳＴＣの符号化処理を行う例を説明したが、より長いシンボルにわたって１ブロックの差動ＳＴＣブロックを生成するよう差動ＳＴＣの符号化処理を行う構成とすることも可能である。

また、上述した実施形態の例では、伝送に用いる偏波として水平偏波・垂直偏波を利用する例を説明したが、例えば、右旋及び左旋の円偏波を利用する態様や、右斜め４５°の偏波及び左斜め４５°の偏波を利用する態様にも適用可能である。

また、本発明に係る制御信号符号化器１５及び制御信号復号器２７の各々は、半導体チップとして１チップで構成するもの、複数チップで構成するもの、ディスクリート部品で構成するものを含み、或いはこれらディスクリート部品と１チップ又は複数チップとを組み合わせて構成するものを含む。

また、本発明に係る送信装置１０Ａ，１０Ａ‐１，１０Ａ‐２，１０Ｂ，１０Ｂ‐１，１０Ｂ‐２及び受信装置２０Ａ，２０Ｂの各々は、半導体チップとして１チップで構成するもの、複数チップで構成するもの、ディスクリート部品で構成するものを含み、或いはこれらディスクリート部品と１チップ又は複数チップとを組み合わせて構成するものを含む。

従って、本発明に係る制御信号符号化器、制御信号復号器、送信装置及び受信装置、並びに送信方法及び受信方法は、上述した実施形態の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によってのみ制限される。

本発明によれば、データ信号の伝送特性よりも小さい所要Ｃ／Ｎとなる制御信号の伝送が可能となるので、次世代地上デジタル放送において有用である。

１０Ａ，１０Ａ‐１，１０Ａ‐２，１０Ｂ，１０Ｂ‐１，１０Ｂ‐２ 送信装置
１１ 誤り訂正符号化部
１２ キャリア変調部
１３ ＳＴＣ符号化部
１４ 制御信号生成部
１５ 制御信号符号化器
１６，１６ａ，１６ｂ ＯＦＤＭフレーム構成部
１７，１７ａ，１７ｂ 逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部
１８，１８ａ，１８ｂ ガードインターバル（ＧＩ）付加部
２０Ａ，２０Ｂ 受信装置
２１，２１ａ，２１ｂ ガードインターバル（ＧＩ）除去部
２２，２２ａ，２２ｂ フーリエ変換（ＦＦＴ）部
２３ データ信号キャリア抽出部
２３ａ 第１データキャリア抽出部
２３ｂ 第２データキャリア抽出部
２４ 伝送路推定部
２５ ＳＴＣ復号部
２６ 誤り訂正復号部
２７ 制御信号復号器
１５１ 誤り訂正符号化部
１５２ キャリア変調部
１５３ 差動ＳＴＣ符号化部
２７１，２７１ａ，２７１ｂ 制御信号キャリア抽出部
２７２，２７２ａ，２７２ｂ 差動ＳＴＣ復号部
２７３ 合成部
２７４ 誤り訂正復号部
１５３１ 差動シンボル生成部
１５３２ 遅延部
１５３３ ＳＴＣ符号化部
２７２１，２７２１ａ，２７２１ｂ ＳＴＣ復号部
２７２２，２７２２ａ，２７２２ｂ 遅延部
Ｔｘ，Ｔｘ１，Ｔｘ２ 送信アンテナ
Ｒｘ，Ｒｘ１，Ｒｘ２ 受信アンテナ

Claims (14)

1. ＯＦＤＭ信号を送信する送信装置における制御信号を伝送用に符号化する制御信号符号化器であって、
   所定の制御信号を入力する入力手段と、
   当該制御信号に対し差動時空間符号化処理を施し、異なる２系統の符号化信号を生成する差動時空間符号化処理手段と、
   を備えることを特徴とする制御信号符号化器。
2. 前記差動時空間符号化処理手段は、当該制御信号に対し受信側で伝送路推定を不要とする差動時空間符号化処理を施すことを特徴とする、請求項１に記載の制御信号符号化器。
3. 前記入力手段によって入力される制御信号に対し所定の誤り訂正符号化処理を施す誤り訂正符号化手段と、
   前記所定の誤り訂正符号化処理を施した制御信号に対しキャリア変調を施すキャリア変調手段とを更に備え、
   前記差動時空間符号化処理手段は、前記キャリア変調を施した制御信号に対し所定シンボル数にわたって１ブロックとした異なる２系統の符号化信号を生成することを特徴とする、請求項１又は２に記載の制御信号符号化器。
4. 前記制御信号は、伝送制御情報を含み、
   前記伝送制御情報は、ＯＦＤＭフレームを構成するための階層情報、データ信号のキャリア情報、及び復号制御情報、少なくともＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、及びＭＩＭＯのいずれの伝送方式が用いられているのかを受信側に識別させるための伝送方式の識別情報を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御信号符号化器。
5. ＯＦＤＭ信号を受信する受信装置にて符号化信号として差動時空間符号化処理が施された制御信号を復号する制御信号復号器であって、
   前記ＯＦＤＭ信号から前記差動時空間符号化処理が施された制御信号のキャリアを抽出するキャリア抽出手段と、
   当該抽出した制御信号のキャリアのシンボルを基に、前記差動時空間符号化処理に対応する差動時空間復号処理を施す差動時空間復号処理手段と、
   を備えることを特徴とする制御信号復号器。
6. 前記差動時空間復号処理手段は、伝送路推定を不要とする当該差動時空間符号化処理に対応する復号処理を施すことを特徴とする、請求項５に記載の制御信号復号器。
7. 前記差動時空間復号処理手段は、前記差動時空間符号化処理による異なる２系統の符号化信号をそれぞれ復号し、
   前記差動時空間復号処理手段によって復号した異なる２系統の符号化信号をダイバーシティ合成する合成手段を更に備えることを特徴とする、請求項５又は６に記載の制御信号復号器。
8. 前記キャリア抽出手段によって抽出した制御信号の複数のキャリアを加算するキャリア加算手段、又は該複数のキャリアに対応する前記差動時空間復号処理後の信号について対数尤度比を基に加算するＬＬＲ加算手段を更に備えることを特徴とする、請求項５から７のいずれか一項に記載の制御信号復号器。
9. 請求項１から４のいずれか一項に記載の制御信号符号化器と、
   該制御信号符号化器によって生成した異なる２系統の符号化信号のうちいずれか一方又は双方を含むようＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成手段と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
10. 請求項５から８のいずれか一項に記載の制御信号復号器と、
    前記制御信号復号器によって復号した当該制御信号に格納される伝送制御情報を基に、データ信号の復調及び復号処理を行うデータ信号処理手段と、
    を備えることを特徴とする受信装置。
11. 前記伝送制御情報は、ＯＦＤＭフレームを構成するための階層情報、データ信号のキャリア情報、及び復号制御情報、少なくともＳＩＳＯ、ＭＩＳＯ、及びＭＩＭＯのいずれの伝送方式が用いられているのかを受信側に識別させるための伝送方式の識別情報を含み、
    前記データ信号処理手段は、前記識別情報を基に当該伝送方式を識別し、データ信号の復調及び復号処理を行うことを特徴とする、請求項１０に記載の受信装置。
12. 請求項３、又は請求項３を引用する請求項４に記載の制御信号符号化器と、該制御信号符号化器によって生成した異なる２系統の符号化信号のうちいずれか一方又は双方を含むようＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成手段と、を備える送信装置が複数設けられて構成された、単一周波数の放送ネットワークにおける送信システムであって、
    当該複数の送信装置のうち少なくとも２つの送信装置が、同一の制御信号に関する当該異なる２系統の符号化信号を送信するよう構成されていることを特徴とする送信システム。
13. 請求項１から４のいずれか一項に記載の制御信号符号化器によって生成した異なる２系統の符号化信号のうちいずれか一方又は双方を含むようＯＦＤＭフレームを構成するステップと、
    当該構成したＯＦＤＭフレームによるＯＦＤＭ信号を送信するステップと、
    を含むことを特徴とする送信方法。
14. 請求項５から８のいずれか一項に記載の制御信号復号器によって復号した当該制御信号に格納される伝送制御情報を抽出するステップと、
    前記伝送制御情報を基に、データ信号の復調及び復号処理を行うステップと、
    を含むことを特徴とする受信方法。