JP4276490B2 - インターリーブ送信装置およびインターリーブ受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、インターリーブ送信装置およびインターリーブ受信装置に関し、特に長周期のインターリーブを行って得られたデータの送受信を行うインターリーブ送信装置およびインターリーブ受信装置に関する。

従来、放送等でのデータ伝送中の降雨による信号レベルの減衰を克服するための技術として長周期インターリーブ伝送技術が知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照。）。ここで、インターリーブとは伝送対象のデータを並べ替えることをいう。図１２は、従来の長周期インターリーブ伝送技術の原理を説明するための図である。

図１２において、送信装置は、伝送対象のデータに例えば２４時間周期等の長周期のインターリーブを施すと共に誤り訂正用のデータ（パリティ）を付加したものを送信し、受信装置は、受信した信号に対して元の順番に並べ直し（デインターリーブ）、誤り訂正を行うようになっている。一般に、インターリーブおよびデインターリーブを行うときのデータの並び替えは、ハードディスク等の記録媒体を用いて行われる。

このように構成することにより、降雨によって受信が良好に行われず受信データの一部が欠落しても、デインターリーブすることによって欠落部分が分散されることになる。データの欠落部分が分散されると、誤り訂正技術を用いることによりデータを復元することができるため、降雨減衰の問題を解消または軽減できる。

ここで、送信時間に対する正しいデータ（誤り訂正後）が受信された時間の割合をサービス時間率という。サービス時間率は、放送サービスの良し悪しを判断するための１つの指標となるものである。長周期インターリーブ伝送技術において高いサービス時間率を達成するためには、一般に、伝送に必要なＣ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ、以下、「所要Ｃ／Ｎ」という。）の低い変調方式で伝送する。所要Ｃ／Ｎが低いと降雨マージンが大きくなり、降雨によって欠落するデータの割合が少なく、インターリーブの周期（以下、単に「インターリーブ周期」という。）が短くてもデータを復元できるからである。一方、所要Ｃ／Ｎの高い変調方式で伝送した場合は、降雨マージンが少なく、欠落データが多数発生する。この場合、欠落データを分散しデータを良好に復元するためには、インターリーブ周期を長時間にする必要がある。

一方、図１３に示す構成のＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）用適応変調方式送受信装置も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。図１３に示す構成のＴＤＤ用適応変調方式送受信装置は、ＴＤＤ通信を行って受信した信号の誤り訂正を行うと共に、ビット誤り率を算出する誤り訂正部６と、ビット誤り率の情報に基づいてその時点の伝搬路状況を推定し、伝送路状況に応じた変調方式を指定する回線品質推定部７とを含む受信装置部Ｂを備えている。ＴＤＤ用適応変調方式送受信装置の送信装置部Ａは、回線品質推定部７が指定した変調方式でデータを変調する変調部と、変調部で変調した信号を送信する送信部とを含むように構成されている。
特開２００３−１０１４１９号公報 特開平０９−２００２８２号公報 橋本，亀井他，"長周期インターリーブ伝送方式"，電子情報通信学会技術研究報告，SAT２００１-９３，pp．６９-７６，Jan．２００２．

しかし、このような従来の長周期インターリーブ伝送技術では、変調方式を各インターリーブ周期内で固定するようにしていたため、複数のインターリーブ周期にわたって降雨遮断（図１４参照。）ができるだけ起こらないようにし、データ誤りを良好に補償できるようにするため、例えば２４時間等の長周期でインターリーブを行う必要があるという問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、サービス時間率を低下させることなく、インターリーブ周期を短縮することが可能なインターリーブ送信装置およびインターリーブ受信装置を提供するものである。

以上の点を考慮して、請求項１に係る発明は、入力されたデータに長周期のインターリーブを行い、前記インターリーブが行われたデータに変調を行って外部のインターリーブ受信装置に送信を行うインターリーブ送信装置において、前記インターリーブ受信装置から送信された前記インターリーブ送信装置と前記インターリーブ受信装置との間の通信品質の情報を受信し、受信した前記通信品質の情報に応じて前記インターリーブが行われたデータの読出速度を設定し、受信した前記通信品質の情報に応じて複数の変調方式のうち周波数効率が最大となる変調方式を前記インターリーブ送信装置が行う変調の方式として設定する変調方式更新処理部を備え、前記変調方式更新処理部によって設定された読出速度で前記インターリーブが行われたデータを読み出す手段と、前記変調方式更新処理部によって設定された変調方式で、読み出された前記データの変調を行う手段と、前記インターリーブが行われたデータを前記変調方式更新処理部によって設定された変調方式を組み合わせることにより前記インターリーブ受信装置に送信する手段とを備えた構成を有している。

この構成により、受信したデータ伝送の通信品質に応じて変調方式を各インターリーブ周期内で更新できるようにしたため、サービス時間率を低下させることなく、インターリーブ周期を短縮することが可能なインターリーブ送信装置を実現することができる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１において、前記変調方式更新処理部は、前記インターリーブ受信装置が受信したデータのビット誤り率の情報を受信し、前記ビット誤り率をＣ／Ｎに換算した換算Ｃ／Ｎを算出するリアルタイムＣ／Ｎ換算部と、前記換算Ｃ／Ｎに応じた所要Ｃ／Ｎを判定する所要Ｃ／Ｎ判定部と、前記所要Ｃ／Ｎ判定部によって判定された所要Ｃ／Ｎに応じたインターリーブの読出速度を設定する読出速度設定信号を生成するインターリーブ読出速度設定部と、前記所要Ｃ／Ｎ判定部によって判定された所要Ｃ／Ｎに応じた変調方式を設定する変調方式設定信号を生成する変調方式設定部とを有し、前記インターリーブ送信装置は、前記読出速度設定信号に応じた読出速度で前記インターリーブが行われたデータを読み出し、前記変調方式設定信号に応じた変調方式で変調を行う構成を有している。

この構成により、請求項１の効果に加え、受信したビット誤り率の情報をＣ／Ｎの情報に換算してインターリーブ伝送の制御を行うため、変調方式の設定の判断を容易にすることが可能なインターリーブ送信装置を実現することができる。

また、請求項３に係る発明は、復調方式の情報および所定のデータを受信し、前記復調方式の情報に基づいて特定される復調方式で前記データの復調を行い、前記復調が行われたデータのデインターリーブを行うインターリーブ受信装置において、前記復調が行われたデータに基づいて請求項１に記載のインターリーブ送信装置と前記インターリーブ受信装置との間の通信品質の情報を生成し、前記インターリーブ送信装置に送信するビット誤り率測定部と、前記復調方式の情報に基づいて特定される書込速度で前記デインターリーブを行うためのデータの書き込みを行う長周期デインターリーブ部とを備えた構成を有している。

この構成により、データ伝送の通信品質の情報をインターリーブ送信装置に送信し、復調方式に応じてデインターリーブの書き込みを行うようにしたため、インターリーブ送信装置での変調方式を通信品質に応じて決定できると共に変調方式に応じてデインターリーブの書き込みができ、サービス時間率を低下させることなく、インターリーブ周期を短縮することが可能なインターリーブ受信装置を実現することができる。

また、請求項４に係る発明は、請求項３において、前記ビット誤り率測定部は、受信したデータのビット誤り率を算出し、前記ビット誤り率の情報を前記通信品質の情報として前記インターリーブ送信装置に送信する構成を有している。

この構成により、請求項１の効果に加え、通信品質の情報をビット誤り率の情報として送信するため、正確できめ細かい通信品質の情報を提供することが可能なインターリーブ受信装置を実現することができる。

本発明は、インターリーブ伝送における変調方式を通信品質に応じて決定し、決定した変調方式に応じてインターリーブまたはデインターリーブを行うようにしたため、サービス時間率を低下させることなく、インターリーブ周期を短縮することが可能なインターリーブ送信装置、インターリーブ受信装置およびインターリーブ伝送プログラムを実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るインターリーブ伝送装置のブロック構成を示す図である。本第１の実施の形態では、１対１通信を行う装置を対象として説明する。図１において、インターリーブ伝送装置１００は、長周期インターリーブ部１１０、外符号符号化部１２１、短周期インターリーブ部１２２（図１に「短周期ＩＬ部１２２」として示す。）、内符号符号化部１２３、変調部１２４、送信部１２５、および変調方式更新処理部１３０を含む構成のインターリーブ送信装置１０１と、受信部１４１、復調部１４２、内符号復号部１４３、短周期デインターリーブ部１４４（図１に「短周期ＤＩＬ部１４４」として示す。）、外符号復号部１４５、ビット誤り率測定部１４６（図１に「ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）測定部１４６」として示す。）、デインターリーブ書込速度設定部１４７（図１に「ＤＩＬ書込速度設定部１４７」として示す。）、および長周期デインターリーブ部１５０を含む構成のインターリーブ受信装置１０２とからなる。

図２は、上記の特許文献１に開示されたインターリーブ送信装置の構成を本発明との関係で対応させて示した機能ブロック図である。本発明の第１の実施の形態に係るインターリーブ伝送装置１００は、従来のインターリーブ伝送装置のインターリーブ送信装置２０１に変調方式更新処理部１３０を付加し、インターリーブ受信装置２０２にＤＩＬ書込速度設定部１４７およびＢＥＲ測定部１４６を付加した構成を有している。

本発明は、図３に概念的に示すように、伝送する情報量を維持したまま、後述するように変調方式を切り替えてインターリーブの周期（以下、単に「インターリーブ周期」という。）を従来のインターリーブ周期より短縮しようとするものである。図３において、符号（A）で従来のインターリーブ周期の一例を示し，（B）は本発明のインターリーブ周期を示す。従来（A）は、天候に関係なく変調方式を固定していた。これに対し、（B）の本発明では、天候に応じて変調方式を切り替えるようになっている。具体的には、晴天時のように伝送路のＣ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が高い場合は周波数利用効率の高い変調方式にし、雨天時のように伝送路のＣ／Ｎが低い場合は周波数利用効率の低い方式に切り替えるものである。ここで、周波数利用効率とは、対象とする周波数を利用して送信できる情報量の大小の目安を示す指標である。

図４は、インターリーブフレームのフォーマットを概念的に示す説明図である。ここで、インターリーブフレームとは、インターリーブ時間内で蓄積できる総データをパリティも含め、図４に概念的に示すように２次元的に配置して生成されたフレームのことをいうものとする。図４において、「ｄａｔａ」は、送信対象のデータを示し、「ｐａｒｉｔｙ」は、誤り訂正に用いられるデータ（パリティ）をいう。

以下、本発明の第１の実施の形態に係るインターリーブ伝送装置の構成について詳細に説明する。まず、インターリーブ送信装置１０１の長周期インターリーブ部１１０は、さらに、インターリーブ書込部１１１（図１に「ＩＬ書込部１１１」として示す。）、外外符号符号化部１１２、およびインターリーブデータ読出部１１３（図１に「ＩＬデータ読出部１１３」として示す。）を含むように構成され、変調方式更新処理部１３０は、リアルタイムＣ／Ｎ換算部１３１、所要Ｃ／Ｎ判定部１３２、インターリーブ読出速度設定部１３３（図１に「ＩＬ読出速度設定部１３３」として示す。）、および変調方式設定部１３４を含むように構成される。また、インターリーブ受信装置１０２の長周期デインターリーブ部１５０は、さらに、デインターリーブ書込部１５１（図１に「ＤＩＬ書込部１５１」として示す。）、外外符号復号部１５２、およびデインターリーブデータ読出部１５３（図１に「ＤＩＬデータ読出部１５３」として示す。）を含むように構成される。

まず、図１に示すインターリーブ送信装置１０１について説明する。

インターリーブ送信装置１０１のＩＬ書込部１１１には、映像データや音声データ等の入力データが入力され、ＩＬ書込部１１１は、入力データをインターリーブして不図示の記録媒体に記録するようになっている。書き込みの方向を、図４に符号（１）を付して示す。また、記録媒体としては、例えばハードディスク等とするのでも良い。

外外符号符号化部１１２は、ＩＬ書込部１１１によって書き込まれたデータに、縦方向（図４に符号（２）で示す方向）に関して誤り訂正符号パリティ（外外符号用パリティ）を生成し、図４に概念的に示すように縦方向に付加するようになっている。

ＩＬデータ読出部１１３は、外外符号符号化部１１２によって外外符号用パリティが付加されたデータを上記の記録媒体から読み出すようになっている。図４に示すように、データがＩＬ書込部１１１によって書き込まれる方向とＩＬデータ読出部１１３によって読み出される方向は同じである。ここで、ＩＬデータ読出部１１３には、変調方式更新処理部１３０から出力された後述の読出速度設定信号が入力され、読出速度設定信号に応じた読出速度でＩＬデータ読出部１１３がデータを読み出す。

外符号符号化部１２１は、ＩＬデータ読出部１１３から出力されたデータから一定間隔でデータを切り出して外符号用パリティを付加し、戻すようになっている。図５は、ＩＬデータ読出部１１３から出力されたデータに外符号用パリティを付加した後のデータを概念的に示す図である。図５に示すように、外外符号用パリティからなるデータ列についても外符号用パリティが付加される。ここで、長周期インターリーブ部１１０で外外符号用パリティが付加され、外符号符号化部１２１で外符号用パリティが付加された信号は、積符号をなす。積符号は、複数の符号を組み合せて得られる符号であり、誤り訂正能力の高いことで知られている。なお、外符号用パリティとして、リードソロモン符号において用いられる誤り訂正用の符号を用いるのでも良い。

短周期ＩＬ部１２２には、外外符号用パリティと外符号用パリティが付加されたデータが入力され、短周期ＩＬ部１２２は、短周期のインターリーブを行うようになっている。ここで、短周期のインターリーブとは、言うまでもなく長周期インターリーブ部１１０が行うインターリーブの周期より短い周期のインターリーブをいう。短周期ＩＬ部１２２は、例えば深さ１０程度のインターリーブを行う。ここで、インターリーブの深さは、図５に示す横方向のデータとパリティのセットの数として定義するものとする。

内符号符号化部１２３には、短周期のインターリーブの処理が行われた後のデータが入力され、データから一定間隔でデータを切り出して外符号用パリティを付加し、戻すようになっている。内符号用パリティとして、畳み込み符号において用いられる誤り訂正用の符号を用いるのでも良い。

変調部１２４には、内符号符号化部１２３で内符号用パリティが付加されたデータが入力され、変調部１２４は、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）や１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などのデジタル変調を行うようになっている。ここで、変調部１２４には、変調方式更新処理部１３０から出力された後述の変調方式設定信号が入力され、変調方式設定信号に応じた変調方式で変調部１２４が変調する。

送信部１２５には、変調部１２４による変調が行われて得られた信号が入力され、送信部１２５は、変調後の信号（変調波）を送信するようになっている。変調後の信号を送信する技術については公知であり、その説明を省略する。

次に、インターリーブ送信装置１０１の変調方式更新処理部１３０について説明する。

変調方式更新処理部１３０には、インターリーブ受信装置１０２によって受信された信号のビット誤り率（以下、「ＢＥＲ」という。）のデータ（以下、「ＢＥＲデータ」という。）が後述のＢＥＲ測定部１４６から所定の伝送路経由で入力される。ここで、所定の伝送路とは、例えば、電話回線でも良い。

リアルタイムＣ／Ｎ換算部１３１には、ＢＥＲ測定部１４６からのＢＥＲデータが入力され、リアルタイムＣ／Ｎ換算部１３１は、入力されたＢＥＲをＣ／Ｎに換算した換算Ｃ／Ｎを算出するようになっている。ここで、ＢＥＲから換算Ｃ／Ｎへの換算は、例えば、図６に示すような予め測定等によって得られたＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性に基づいて行うのでも良い。図６において、所要Ｃ／Ｎは、データの伝送において所定の品質（ＢＥＲ）を確保するために必要なＣ／Ｎをいう。ここでは、所要Ｃ／Ｎラインは、所要Ｃ／Ｎに対応するＢＥＲの値を示す線であり、図６では所要Ｃ／Ｎに対応するＢＥＲが１０^−４である例を示している。また、図６には、周波数利用効率の高い変調方式ほど、所要Ｃ／Ｎが高くなる様子が示されている。

所要Ｃ／Ｎ判定部１３２には、リアルタイムＣ／Ｎ換算部１３１によって換算されて得られた換算Ｃ／Ｎのデータが入力され、所要Ｃ／Ｎ判定部１３２は、入力された換算Ｃ／Ｎと所要Ｃ／Ｎを比較して換算Ｃ／Ｎ以下の所要Ｃ／Ｎであって最も換算Ｃ／Ｎに近いものを判定し、判定結果を内容とする情報（以下、単に「判定所要Ｃ／Ｎ情報」という。）をＩＬ読出速度設定部１３３および変調方式設定部１３４に出力するようになっている。

ＩＬ読出速度設定部１３３には、所要Ｃ／Ｎ判定部１３２からの判定所要Ｃ／Ｎ情報が入力され、ＩＬ読出速度設定部１３３は、判定所要Ｃ／Ｎ情報に基づいてＩＬデータ読出部１１３が行うデータ読み出しの読出速度を決定し、この読出速度を内容とする読出速度設定信号を生成し、ＩＬデータ読出部１１３に出力するようになっている。上記の読出速度の決定は、予め所要Ｃ／Ｎと読出速度との対応表を生成しておき、これに基づいて決定するのでもよい。

変調方式設定部１３４には、所要Ｃ／Ｎ判定部１３２からの判定所要Ｃ／Ｎ情報が入力され、変調方式設定部１３４は、判定所要Ｃ／Ｎ情報に基づいて変調部１２４が行う変調の変調方式を特定し、特定された変調方式を内容とする変調方式設定信号を生成し、変調部１２４に出力するようになっている。上記の変調方式の特定は、予め所要Ｃ／Ｎと変調方式との対応表を生成しておき、これに基づいて決定するのでもよい。

次に、インターリーブ受信装置１０２について説明する。

受信部１４１は、インターリーブ送信装置１０１の送信部１２５から信号（変調波）を受信するようになっている。信号の受信技術に関しては公知であり、その説明を省略する。

インターリーブ受信装置１０２の復調部１４２は、受信部１４１が受信した信号（変調波）を復調するようになっている。ここで、復調部１４２が行う復調の方式の特定は、たとえば、従来のＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号を用いて行うのでもよい。ＴＭＣＣ信号を用いた変調（または復調）方式の情報の送信については、公知であり、その説明を省略する。

内符号復号部１４３には、復調部１４２による復調の結果、得られた信号（以下、単に「復調信号」という。）が入力され、内符号復号部１４３は、復調信号に含まれる内符号用パリティを用いて誤り訂正（以下、「内符号復号」という。）を行って内符号復号信号を生成するようになっている。内符号用パリティを用いた誤り訂正に関しては公知であり、その説明を省略する。

短周期ＤＩＬ部１４４には、内符号復号部１４３で生成された内符号復号信号が入力され、短周期ＤＩＬ部１４４は、内符号復号信号に対して短周期のデインターリーブを行うようになっている。ここで、「短周期のデインターリーブ」とは、短周期ＩＬ部１２２が行う短周期のインターリーブで並べ替えられたデータを元に戻すことをいう。

このように短周期のデインターリーブを行うことにより、インターリーブ送信装置１０１が長周期のインターリーブを行って得られたデータ（図５に概念的に示すデータ）が復元される（図７参照）。一般に、復元されたデータには、図７に黒塗りの四角で示すように、欠損が含まれる。図７には、データの欠損が孤立して発生する例と、連続して発生する「バースト」の例が示されている。図７では、バーストが降雨によって発生し、バーストがインターリーブ周期以上となっていないことを概念的に示した。

外符号復号部１４５には、短周期のデインターリーブ後の信号（以下、単に「短周期デインターリーブ信号」という。）が入力され、短周期デインターリーブ信号に含まれる外符号用パリティを用いて誤り訂正（以下、「外符号復号」という。）を行うようになっている。外符号用パリティを用いた誤り訂正に関しては公知であり、その説明を省略する。外符号復号部１４５によって、図４に概念的に示すようなデータが復元されることになる。なお、この復元されたデータには、データの欠落が一般に含まれるが、図４には表されていない。

ＢＥＲ測定部１４６には、復調信号と内符号復号信号が入力され、ＢＥＲ測定部１４６は、復調信号と内符号復号信号とを比較してＢＥＲを算出するようになっている。ＢＥＲ測定部１４６が算出したＢＥＲのデータは、上記の変調方式更新処理部１３０のリアルタイムＣ／Ｎ換算部１３１に送信されるようになっている。変調方式更新処理部１３０は、ＢＥＲ測定部１４６から送信されたＢＥＲデータに基づいて上記の変調方式の更新を行う。ＢＥＲデータは、例えば、インターネット回線等を介してインターリーブ送信装置１０１に送信される。

ＤＩＬ書込速度設定部１４７には、変調（または復調）方式の情報が入力され、ＤＩＬ書込速度設定部１４７は、入力された変調（または復調）方式の情報に基づいてデインターリーブの書込速度を決定し、デインターリーブの書込速度を内容とする信号を書込速度設定信号として生成し、長周期デインターリーブ部１５０（ＤＩＬ書込部１５１）に出力するようになっている。上記の書込速度の決定は、予め変調（または復調）方式と書込速度との対応表を生成しておき、これに基づいて決定するのでもよい。

長周期デインターリーブ部１５０のＤＩＬ書込部１５１には、外符号復号を行って得られた信号が入力され、ＤＩＬ書込部１５１は、長周期のデインターリーブのためのデータの書き込みを行うようになっている。ここで、書込速度は、ＤＩＬ書込速度設定部１４７から出力された書込速度設定信号に応じて決定される。このように、ＤＩＬ書込速度設定部１４７からの書込速度設定信号に応じて書込速度を決定することによって、変調（または復調）方式の変更の影響を吸収できることになる。また、データの書き込みは、ハードディスク等の不図示の記録媒体に行われるようになっている。

外外符号復号部１５２は、ＤＩＬ書込部１５１によって記録媒体に書き込まれたデータに対して、このデータに含まれる外外符号用パリティを用いて誤り訂正（以下、「外外符号復号」という。）を行うようになっている。外外符号用パリティを用いた誤り訂正に関しては公知であり、その説明を省略する。外外符号復号によって、すべての誤り訂正処理がなされたデータが生成されることになる。

ＤＩＬデータ読出部１５３は、外外符号復号後のデータを記録媒体から読み出し、受信したデータとして外部の装置に出力するようになっている。なお、データの読み出しは、インターリーブ送信装置１０１のＩＬ書込部１１１で行った書き込みの方向と同様の方向について行うことでソースデータ（インターリーブ送信装置１０１の入力データ）が復元される。

以下、本発明の第１の実施の形態に係るインターリーブ送信装置１０１の変調方式更新処理部１３０の動作について説明する。図８は、本発明の第１の実施の形態に係るインターリーブ送信装置１０１の変調方式更新処理部１３０における処理の流れを示すフローチャートである。

まず、ＢＥＲ測定部１４６からのＢＥＲデータをリアルタイムＣ／Ｎ換算部１３１が受信して（Ｓ８０１）、ＢＥＲをＣ／Ｎに換算した換算Ｃ／Ｎを算出する（Ｓ８０２）。次に、所要Ｃ／Ｎ判定部１３２が、換算Ｃ／Ｎを各変調方式の所要Ｃ／Ｎと比較して、換算Ｃ／Ｎ以下の所要Ｃ／Ｎで最も換算Ｃ／Ｎに近いもの判定する（Ｓ８０３−１〜Ｓ８０３−Ｎ）。ここで、比較は、図８に示すように情報伝送速度（単位時間内に伝送できる情報量）の最も高い変調方式から順に行うようになっている。図８では、ステップＳ８０３−１で１６ＱＡＭ（３／４）の所要Ｃ／Ｎ、ステップＳ８０３−２でＴＣ８ＰＳＫ（２／３）の所要Ｃ／Ｎ、・・・、ステップＳ８０３−ＮでＱＰＳＫ（２／３）の所要Ｃ／Ｎの順に比較される。なお、ＴＣ８ＰＳＫは、Ｔｒｅｌｌｉｓ Ｃｏｄｅｄ ８ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇを示し、変調方式の括弧内の分数は符号化率を示す。また、図８では、ＱＰＳＫ（１／２）が最も情報伝送速度の低い変調方式の場合として示されている。このようにすることによって、所要Ｃ／Ｎが大きい順番に比較されることになる。

ステップＳ８０３−１〜Ｓ８０３−Ｎで換算Ｃ／Ｎ以下の所要Ｃ／Ｎで最も換算Ｃ／Ｎに近いものが判定されると、ＩＬ読出速度設定部１３３が判定された所要Ｃ／Ｎに対応する読出速度を決定し、この読出速度を内容とする読出速度設定信号を生成する（Ｓ８０４−１〜Ｓ８０４−Ｎ）。図８に示す場合では、例えば、ステップＳ８０３−１で換算Ｃ／Ｎが１６ＱＡＭ（３／４）の所要Ｃ／Ｎ以上と判断されたとき、ステップＳ８０４−１で１６ＱＡＭ（３／４）用の読出速度を設定する。

ステップＳ８０４−１〜Ｓ８０４−Ｎで読出速度設定信号が生成されると、変調方式設定部１３４が判定された所要Ｃ／Ｎに対応する変調方式を特定し、特定された変調方式を内容とする変調方式設定信号を生成する（Ｓ８０５−１〜Ｓ８０５−Ｎ）。図８に示す場合では、例えば、ステップＳ８０４−１で１６ＱＡＭ（３／４）用の読出速度が設定されたとき、ステップＳ８０５−１で１６ＱＡＭ（３／４）を変調方式として設定する。

なお、ステップＳ８０３−Ｎで換算Ｃ／ＮがＱＰＳＫ（２／３）の所要Ｃ／Ｎよりも小さいと判断された場合は、読出速度としてＱＰＳＫ（１／２）用の速度を設定し、変調方式としてＱＰＳＫ（１／２）を設定する。本実施の形態では、ＱＰＳＫ（１／２）が最も情報伝送速度の遅い変調方式としているからである。

ステップＳ８０５−１〜Ｓ８０５−（Ｎ＋１）で変調方式の設定がなされたら、受信した全データについて上記の各ステップでの処理が完了したか否かがリアルタイムＣ／Ｎ換算部１３１によって判断される。処理が完了していないと判断された場合、処理はステップＳ８０１に戻り上記の処理が繰り返され、完了したと判断された場合、処理は終了する（Ｓ８０６）。

ＱＰＳＫ（１／２）以外の変調方式でデータの伝送をした場合は、ＱＰＳＫ（１／２）に比べて単位時間あたりに送れる情報量が多いため、設定したインターリーブ時間よりも短い時間で伝送できることになる。一方、設定したインターリーブ時間内で、激しい降雨によりＱＰＳＫ（２／３）の所要Ｃ／Ｎを確保できない場合は、ＱＰＳＫ（１／２）を変調方式として伝送するものである。

従来の伝送方式では、変調方式をＱＰＳＫ（１／２）に固定してインターリーブ伝送を行っていたが、本発明の変調方式を切り替える方式（以下、単に「変調方式切替方式」という。）では、変調部で採用する周波数利用効率最大の変調方式（図８に示す例では１６ＱＡＭ（３／４））から周波数利用効率最小の変調方式（図８に示す例ではＱＰＳＫ（１／２））まで換算Ｃ／Ｎに応じて適応的に切り替えることができる。

以下に、この変調方式切替方式を採用してインターリーブ伝送をした場合において、変調方式を切り替えたときにインターリーブフレーム上のデータを読み出す量と書き込む量がどのように変化するのかを、図９を用いて説明する。その際、従来の伝送方式（変調方式がＱＰＳＫ（１／２）、８時間かけてインターリーブ）を基準とするものとする。

まず、インターリーブ送信装置１０１（ＩＬ書込部１１１）でのインターリーブデータの書き込みは、従来どおり、図９（Ａ）に示すように８時間かけて行われる。インターリーブ送信装置１０１で書き込まれたインターリーブデータの読み出しは、図９（Ｂ）に一例を示すように、例えば１６ＱＡＭ用の読み込み速度で２時間かけ、ＱＰＳＫ用の読出速度で２時間かけて行われる。従来は、変調方式が固定されていたことに伴い、この読出速度も固定されていた。しかし、本発明の変調方式切替方式では、変調方式を適応的に切り替えているため、例えば変調方式が１６ＱＡＭ（３／４）に切り替えられた場合は、ＱＰＳＫ（１／２）よりも３倍の速さでデータを伝送することができることになる。図３に示す例では、変調方式を１６ＱＡＭ（３／４）とした２時間の伝送と変調方式をＱＰＳＫ（１／２）した２時間の伝送とを組み合わせて、ＱＰＳＫ（１／２）の伝送方式で８時間のインターリーブデータの伝送ができるようになっている。

つぎに、インターリーブ受信装置１０２（ＤＩＬ書込部１５１）でのデインターリーブのためのデータの書き込みは、図９（Ｃ）に一例を示すように行われる。図９（Ｃ）の例では、１６ＱＡＭ用の書込速度で２時間かけ、ＱＰＳＫ用の書込速度で２時間かけて行われる。適応的な変調方式を利用してデータを伝送しているので、インターリーブ受信装置１０２でもその変調方式に対応できる速度でインターリーブデータを書き込むようになっている。インターリーブの書き込み時間は、従来ならばＱＰＳＫ（１／２）については８時間をかけて書き込むが、本発明の変調方式切替方式のように１６ＱＡＭ（３／４）、ＱＰＳＫ（１／２）の変調方式を組み合わせて伝送した場合は、４時間の書き込みで終了する。誤り訂正を施した後は、データを読み出すだけであり、いつでもデータを視聴できる状態にある。デインターリーブデータの読み出しは、図９（Ｄ）に示すように、最初に設定したＱＰＳＫ（１／２）についての読出速度で８時間かけて行われる。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係るインターリーブ送信装置では、インターリーブ送信装置の変調部が行う変調の変調方式を、データ伝送の通信品質の情報（ここでは、換算Ｃ／Ｎ）に応じて情報伝送速度の早い変調方式に切り替え、切り替えた変調方式に応じた読出速度でインターリーブデータの読み出しを行ってインターリーブ伝送を行うため、サービス時間率を低下させることなく、インターリーブ周期を短縮することができる。

また、受信したビット誤り率の情報をＣ／Ｎの情報に換算してインターリーブ伝送の制御を行うため、変調方式の設定の判断を容易にすることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係るインターリーブ受信装置では、データ伝送の通信品質の情報（ここでは、データ誤り率）をインターリーブ送信装置に送信し、復調方式に応じてデインターリーブの書き込みを行うようにしたため、インターリーブ送信装置での変調方式を通信品質に応じて決定できると共に変調方式に応じてデインターリーブの書き込みができ、サービス時間率を低下させることなく、インターリーブ周期を短縮することが可能なインターリーブ受信装置を実現することができる。

また、通信品質の情報をビット誤り率の情報として送信するため、正確できめ細かい通信品質の情報を提供することができる。

なお、本発明の第１の実施の形態では、インターリーブ伝送装置を用いて上記のＳ８０１〜Ｓ８０６の各ステップでの処理を行うインターリーブ伝送動作について説明したが、これらのステップＳ８０１〜Ｓ８０６での処理を実行させるためのインターリーブ伝送プログラムがインストールされた所定のコンピュータを用いて実施するのでも同様の効果を得ることができる。

（第２の実施の形態）
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るインターリーブ伝送装置１００のブロック構成を示す図である。図１０は、１台のインターリーブ送信装置１００１に対して複数台のインターリーブ受信装置がある場合についての構成を概念的に示すものである。図１０において、本発明の第２の実施の形態に係るインターリーブ伝送装置の各インターリーブ受信装置１０２−１〜１０２−Ｎの構成は、本発明の第１の実施の形態に係るものと同一であり、その説明を省略する。

図１０において、各換算部１３１−１〜１３１−Ｎは、本発明の第１の実施の形態において説明したリアルタイムＣ／Ｎ換算部１３１と同様であり、それぞれ各インターリーブ受信装置１０２−１〜１０２−Ｎから送信されたＢＥＲデータ１〜ＢＥＲデータＮが入力され、入力されたＢＥＲをＣ／Ｎに換算した換算Ｃ／Ｎ１〜換算Ｃ／ＮＮを算出するようになっている。

各インターリーブ受信装置１０２−１〜１０２−Ｎは、不図示のインターネット回線等の所定のネットワークを介してＢＥＲデータ１〜ＢＥＲデータＮをインターリーブ送信装置１００１に所定時間間隔で送信するようになっている。ここで、ネットワーク上にノード局を設け、このノード局がＢＥＲデータ１〜ＢＥＲデータＮを集中的に受信してインターリーブ送信装置１００１に送信するようになっているのでも良い。このようにすることによって、換算部を１つに削減できる。

さらに、このノード局とインターリーブ送信装置１００１とが専用回線で接続され、高速のデータ伝送が行われるようになっているのでも良い。このようにすることによって、インターリーブ受信装置１０２−１〜１０２−Ｎの台数Ｎが多い場合等でも各インターリーブ受信装置１０２−１〜１０２−ＮからのＢＥＲデータ１〜ＢＥＲデータＮのデータの受信を適切にすることが可能となる。

また、全てのインターリーブ受信装置がＢＥＲデータを送信するのではなく、所定のインターリーブ受信装置のみがＢＥＲデータを送信するようにするのでも良い。ＢＥＲデータは全てのインターリーブ受信装置から送信される必要はなく、予めビット誤り率の高いインターリーブ受信装置が知られている場合は、これを含む所定の台数のインターリーブ受信からＢＥＲデータを送信するだけでよいからである。

最低Ｃ／Ｎ判定部１０３２には、各換算部１３１−１〜１３１−Ｎから出力された換算Ｃ／Ｎ１〜換算Ｃ／ＮＮの情報が入力され、最低Ｃ／Ｎ判定部１０３２は、入力された換算Ｃ／Ｎ１〜換算Ｃ／ＮＮの情報に基づいて換算Ｃ／Ｎ１〜換算Ｃ／ＮＮのうちの最低値を選択し、所要Ｃ／Ｎ判定部１３２に出力するようになっている。所要Ｃ／Ｎ判定部１３２は、換算Ｃ／Ｎ１〜換算Ｃ／ＮＮのうちの最低値を本発明の第１の実施の形態の換算Ｃ／Ｎとし、この換算Ｃ／Ｎとされたものと所要Ｃ／Ｎを比較して上記の判定所要Ｃ／Ｎ情報を生成し、ＩＬ読出速度設定部１３３および変調方式設定部１３４に出力するようになっている。

最低Ｃ／Ｎ判定部１０３２をこのように構成することによって、各インターリーブ受信装置１０２−１〜１０２−Ｎに対して所定のデータ伝送の品質を確保できるようになる。

以下、本発明の第２の実施の形態に係るインターリーブ送信装置１００１の変調方式更新処理部１０３０の動作について説明する。図１１は、本発明の第２の実施の形態に係るインターリーブ送信装置１００１の変調方式更新処理部１０３０における処理の流れを示すフローチャートである。なお、本発明の第２の実施の形態に係るインターリーブ送信装置１００１の変調方式更新処理部１０３０における処理のステップのうち、本発明の第１の実施の形態に係るインターリーブ送信装置１０１の変調方式更新処理部１３０における処理と同一の処理を行うステップについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

まず、各インターリーブ受信装置１０２−１〜１０２−Ｎから送信されたＢＥＲデータ１〜ＢＥＲデータＮを、それぞれ、各換算部１３１−１〜１３１−Ｎを介して受信する（Ｓ１１０１）。換算部が１つの場合は、例えば、ノード局から送信された一連のＢＥＲデータ１〜ＢＥＲデータＮを受信するのでもよい。

次に、ステップＳ１１０１で受信したＢＥＲデータ１〜ＢＥＲデータＮを各換算部１３１−１〜１３１−ＮがＣ／Ｎのデータに換算して換算Ｃ／Ｎ１〜換算Ｃ／ＮＮのデータを生成する（Ｓ１１０２−１）。ＢＥＲをＣ／Ｎに換算して換算Ｃ／Ｎ１〜換算Ｃ／ＮＮを算出する処理は、本発明の第１の実施の形態においてステップＳ８０２で行う処理と同様であり、その説明を省略する。

次に、ステップＳ１１０２−１で生成された換算Ｃ／Ｎ１〜換算Ｃ／ＮＮのうちの最低値を選択する（Ｓ１１０２−２）。ステップＳ８０３−１では、最低の換算Ｃ／Ｎを本発明の第１の実施の形態において説明したステップＳ８０２で生成した換算Ｃ／Ｎとし、この換算Ｃ／Ｎとされたものと所要Ｃ／Ｎを比較するものである。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係るインターリーブ伝送装置は、複数のインターリーブ受信装置が存在する場合に、各インターリーブ受信装置の受信品質のうちの最も受信品質の悪いインターリーブ受信装置の受信品質を良好に受信できるように構成したため、複数のインターリーブ受信装置が存在する場合でも本発明の第１の実施の形態に係るインターリーブ伝送装置と同様に、サービス時間率を低下させることなく、インターリーブ周期を短縮することができる。

なお、本発明の第２の実施の形態では、インターリーブ伝送装置を用いて上記のＳ１１０１、Ｓ１１０２−１、Ｓ１１０２−２、Ｓ８０３−１〜Ｓ８０６の各ステップでの処理を行うインターリーブ伝送動作について説明したが、これらのステップＳ１１０１、Ｓ１１０２−１、Ｓ１１０２−２、Ｓ８０３−１〜Ｓ８０６での処理を実行させるためのインターリーブ伝送プログラムがインストールされた所定のコンピュータを用いて実施するのでも同様の効果を得ることができる。

本発明にかかるインターリーブ送信装置およびインターリーブ受信装置は、サービス時間率を低下させることなく、インターリーブ周期を短縮することが有用なインターリーブ送信装置およびインターリーブ受信装置等の用途にも適用できる。

本発明の第１の実施の形態に係るインターリーブ伝送装置のブロック構成を示す図である。 従来のインターリーブ伝送装置のブロック構成を示す図である。 本発明のインターリーブ伝送の説明図である。 インターリーブフレームのフォーマットを概念的に示す説明図である。 外符号用パリティを付加した後のデータを概念的に示す図である。 Ｃ／Ｎ対ＢＥＲ特性の一例を示す説明図である。 受信されたデータの一例を概念的に示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るインターリーブ送信装置の変調方式指定部における処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の変調方式切替方式の説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係るインターリーブ送信装置のブロック構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るインターリーブ送信装置の変調方式指定部における処理の流れを示すフローチャートである。 従来の長周期インターリーブ伝送技術の原理を説明するための図である。 従来のＴＤＤ用適応変調方式送受信装置の一部のブロック構成を示す図である。 インターリーブ周期にわたって降雨遮断が起こったときの受信データの一例を概念的に示す図である。

符号の説明

２ 変調部
６ 誤り訂正部
７ 回線品質推定部
１００、２００、１０００ インターリーブ伝送装置
１０１、２０１、１００１ インターリーブ送信装置
１０２、１０２−１〜１０２−Ｎ、２０２ インターリーブ受信装置
１１０ 長周期インターリーブ部
１１１ インターリーブ書込部
１１２ 外外符号符号化部
１１３ インターリーブデータ読出部
１２１ 外符号符号化部
１２２ 短周期インターリーブ部
１２３ 内符号符号化部
１２４ 変調部
１２５ 送信部
１３０、１０３０ 変調方式更新処理部
１３１、１３１−１〜１３１−Ｎ リアルタイムＣ／Ｎ換算部
１３２ 所要Ｃ／Ｎ判定部
１３３ インターリーブ読出速度設定部
１３４ 変調方式設定部
１４１ 受信部
１４２ 復調部
１４３ 内符号復号部
１４４ 短周期デインターリーブ部
１４５ 外符号復号部
１４６ ビット誤り率測定部
１４７ デインターリーブ書込速度設定部
１５０ 長周期デインターリーブ部
１５１ デインターリーブ書込部
１５２ 外外符号復号部
１５３ デインターリーブデータ読出部
１０３２ 最低Ｃ／Ｎ選択部

Claims (4)

1. 入力されたデータに長周期のインターリーブを行い、前記インターリーブが行われたデータに変調を行って外部のインターリーブ受信装置に送信を行うインターリーブ送信装置において、
   前記インターリーブ受信装置から送信された前記インターリーブ送信装置と前記インターリーブ受信装置との間の通信品質の情報を受信し、受信した前記通信品質の情報に応じて前記インターリーブが行われたデータの読出速度を設定し、受信した前記通信品質の情報に応じて複数の変調方式のうち周波数効率が最大となる変調方式を前記インターリーブ送信装置が行う変調の方式として設定する変調方式更新処理部を備え、
   前記変調方式更新処理部によって設定された読出速度で前記インターリーブが行われたデータを読み出す手段と、前記変調方式更新処理部によって設定された変調方式で、読み出された前記データの変調を行う手段と、前記インターリーブが行われたデータを前記変調方式更新処理部によって設定された変調方式を組み合わせることにより前記インターリーブ受信装置に送信する手段とを備えたことを特徴とするインターリーブ送信装置。
2. 前記変調方式更新処理部は、前記インターリーブ受信装置が受信したデータのビット誤り率の情報を受信し、前記ビット誤り率をＣ／Ｎに換算した換算Ｃ／Ｎを算出するリアルタイムＣ／Ｎ換算部と、前記換算Ｃ／Ｎに応じた所要Ｃ／Ｎを判定する所要Ｃ／Ｎ判定部と、前記所要Ｃ／Ｎ判定部によって判定された所要Ｃ／Ｎに応じたインターリーブの読出速度を設定する読出速度設定信号を生成するインターリーブ読出速度設定部と、前記所要Ｃ／Ｎ判定部によって判定された所要Ｃ／Ｎに応じた変調方式を設定する変調方式設定信号を生成する変調方式設定部とを有し、前記インターリーブ送信装置は、前記読出速度設定信号に応じた読出速度で前記インターリーブが行われたデータを読み出し、前記変調方式設定信号に応じた変調方式で変調を行うことを特徴とする請求項１に記載のインターリーブ送信装置。
3. 復調方式の情報および所定のデータを受信し、前記復調方式の情報に基づいて特定される復調方式で前記データの復調を行い、前記復調が行われたデータのデインターリーブを行うインターリーブ受信装置において、
   前記復調が行われたデータに基づいて請求項１に記載のインターリーブ送信装置と前記インターリーブ受信装置との間の通信品質の情報を生成し、前記インターリーブ送信装置に送信するビット誤り率測定部と、
   前記復調方式の情報に基づいて特定される書込速度で前記デインターリーブを行うためのデータの書き込みを行う長周期デインターリーブ部とを備えたことを特徴とするインターリーブ受信装置。
4. 前記ビット誤り率測定部は、受信したデータのビット誤り率を算出し、前記ビット誤り率の情報を前記通信品質の情報として前記インターリーブ送信装置に送信することを特徴とする請求項３に記載のインターリーブ受信装置。

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