JP6527492B2 - Communications system - Google Patents
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Description
本発明は、地上デジタル放送信号の通信技術に関する。 The present invention relates to communication technology for digital terrestrial broadcast signals.
DRoF(Digital Radio On Fiber)は、無線信号をA/D(Analog to Digital)変換し、得られたデジタル信号を光デジタルネットワークで伝送する技術である。FTTH(Fiber-To-The-Home)サービスにおいて、RF(Radio Frequency)帯の地上デジタル放送信号をA/D変換し、得られた信号をDRoF方式により光伝送する技術が考えられている(例えば非特許文献1参照)。 DRoF (Digital Radio On Fiber) is a technology for A / D (Analog to Digital) conversion of a radio signal and transmitting the obtained digital signal through an optical digital network. In FTTH (Fiber-To-The-Home) service, there is considered a technology of A / D converting a terrestrial digital broadcast signal in RF (Radio Frequency) band and optically transmitting the obtained signal by the DRoF method (for example, Non-Patent Document 1).
日本における地上デジタル放送(DTT:Digital Terrestrial Television)は、例えば非特許文献2に示されるように、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial)方式を用いて伝送を実現している。この方式の特徴として、周波数帯域の有効利用のため、キャリア間干渉のない最小の周波数間隔の周波数分割多重が可能なOFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)変調方式が採用されていることがあげられる。
Digital Terrestrial Television (DTT) in Japan realizes transmission using an Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial (ISDB-T) scheme, as shown in Non-Patent
DRoF方式では無線信号であるRFの時間軸信号に対してA/D変換を行うことから、サンプリングや量子化処理により信号の伝送レートは増大する。伝送レートは、量子化時のサンプリング周波数と量子化数に依存する。これらのことに基づき、サンプリング周波数の低減や量子化数の低減をはかることによって伝送レートの削減を実現している(非特許文献3参照)。 In the DRoF method, A / D conversion is performed on a time-axis signal of RF which is a wireless signal, so that the transmission rate of the signal is increased by sampling and quantization processing. The transmission rate depends on the sampling frequency and the quantization number at the time of quantization. Based on these facts, the reduction of the transmission rate is realized by reducing the sampling frequency and the number of quantizations (see Non-Patent Document 3).
地上デジタル放送信号(以下「DTT信号」という。)は、周波数帯域60MHzの10チャネル分の信号である。DTT信号に一括でA/D変換を施す場合、仮にサンプリング周波数120MHz、量子化数15bitとすると、その伝送レートは1.8Gbpsとなる。これは、MPEG2システムのTS(Transport Stream)での伝送レート168.5Mbpsに比べて10倍以上の伝送レートとなる。したがって、DRoF方式は、TSを直接ベースバンド信号で伝送する場合に比べて、ネットワークへの要求速度が大幅に高くなる。その結果、経済性を低下させる可能性がある。そのため、DTT信号をDRoF伝送する場合、大幅な伝送レートの削減が求められる。例えば、伝送レートを決定するパラメータの一つであるA/D変換及びD/A変換時のサンプリング周波数及び量子化数の低減や、時間軸におけるDTT信号のデータ圧縮が必要となる。 A terrestrial digital broadcast signal (hereinafter referred to as "DTT signal") is a signal of 10 channels in a frequency band of 60 MHz. In the case of performing A / D conversion on the DTT signal collectively, assuming that the sampling frequency is 120 MHz and the quantization number is 15 bits, the transmission rate is 1.8 Gbps. This is a transmission rate that is ten times higher than the transmission rate of 168.5 Mbps in TS (Transport Stream) of the MPEG2 system. Therefore, the DRoF scheme significantly increases the required speed of the network as compared to the case of transmitting TS directly as a baseband signal. As a result, the economy may be reduced. Therefore, in the case of DRoF transmission of a DTT signal, a significant reduction in transmission rate is required. For example, it is necessary to reduce the sampling frequency and quantization number at A / D conversion and D / A conversion which are one of the parameters for determining the transmission rate, and data compression of the DTT signal in the time axis.
上記事情に鑑み、本発明は、地上デジタル放送の信号のDRoF方式での伝送において、伝送レートを削減する技術の提供を目的としている。 In view of the above circumstances, the present invention aims to provide a technique for reducing a transmission rate in the transmission of a terrestrial digital broadcast signal by the DRoF method.
本発明の一態様は、地上デジタル放送信号を受信し信号変換して送信する光送信機と、前記光送信機から送信された信号を受信し信号変換して出力する光受信機とを備える通信システムであって、前記光送信機は、前記地上デジタル放送信号からサイクリックプレフィクスを削除して送信するCP削除処理部を備え、前記光受信機は、前記光送信機によって送信された前記地上デジタル放送信号に対しサイクリックプレフィクスを付加するCP再付加処理部を備える、通信システムである。 One aspect of the present invention is a communication comprising an optical transmitter that receives, converts and transmits a terrestrial digital broadcast signal, and an optical receiver that receives, converts and outputs a signal transmitted from the optical transmitter. In the system, the optical transmitter includes a CP deletion processing unit that deletes a cyclic prefix from the terrestrial digital broadcast signal and transmits the CP, and the optical receiver is configured to transmit the ground transmitted by the optical transmitter. A communication system including a CP reattachment processing unit that attaches a cyclic prefix to a digital broadcast signal.
本発明の一態様は、上記の通信システムであって、前記CP削除処理部は、Nチャネル多重された信号をアナログ/デジタル変換するA/D変換部と、A/D変換後の信号をチャネルごとに周波数分離するチャネル分離部と、チャネルごとにサイクリックプレフィクスの先頭位置を検出する複数のCP検出部と、検出された先頭位置に基づいて、複数のチャネルにおいてサイクリックプレフィクスの先頭位置を揃えるチャネル間シンボル同期部と、同期された信号に対して周波数多重するチャネル多重部と、多重された信号のサイクリックプレフィクスを一括して削除するシンボル抽出部と、を備え、前記CP再付加処理部は、前記光送信機から送信された信号に対して、シンボル同士の境を検出するシンボル検出部と、検出されたシンボルの位置に基づいてサイクリックプレフィクスを生成し付加するCP再付加部と、サイクリックプリフィクスが付加された信号をデジタル/アナログ変換するD/A変換部と、を備える。 One embodiment of the present invention is the communication system described above, wherein the CP deletion processing unit performs A / D conversion of an N-channel multiplexed signal to analog / digital conversion, and a channel of the signal after A / D conversion. Based on a channel separation unit that performs frequency separation for each channel, a plurality of CP detection units that detect the beginning position of the cyclic prefix for each channel, and the beginning position of the cyclic prefix in multiple channels based on the detected beginning position Inter-channel symbol synchronization unit for aligning channels, a channel multiplexing unit for frequency multiplexing a synchronized signal, and a symbol extraction unit for collectively deleting cyclic prefixes of the multiplexed signal; The additional processing unit is a symbol detection unit that detects a boundary between symbols for the signal transmitted from the optical transmitter, and a detected symbol. Based on the position comprises a CP re adding section for adding produces a cyclic prefix, a D / A converter for digital / analog conversion on the signal cyclic prefix is added, the.
本発明の一態様は、上記の通信システムであって、前記CP削除処理部は、Nチャネル多重された信号をチャネルごとに周波数分離するチャネル分離部と、チャネル分離された信号の周波数帯域を変換する複数の周波数変換部と、周波数変換された信号に対してアナログ/デジタル変換する複数のA/D変換部と、A/D変換されたチャネルごとにサイクリックプレフィクスの先頭位置を検出する複数のCP検出部と、サイクリックプレフィクスの先頭位置に基づいて信号のサイクリックプレフィクスをチャネルごとに削除する複数のシンボル抽出部と、チャネルごとにサイクリックプレフィクスを削除した信号を多重する多重化部と、を備え、前記CP再付加処理部は、前記光送信機から送信された多重化信号から信号を分離する分離部と、分離された信号に対して、シンボル同士の境を検出する複数のシンボル検出部と、シンボル同士の境に基づいてサイクリックプレフィクスを生成付加する複数のCP再付加部と、サイクリックプリフィクスが付加された信号をデジタル/アナログ変換する複数のD/A変換部と、D/A変換された信号に対して、チャネルごとに周波数変換を行う複数の周波数変換部と、周波数変換された各チャネルの信号を周波数多重する周波数多重部と、を備える。 One embodiment of the present invention is the communication system described above, wherein the CP deletion processing unit converts a channel separation unit that frequency-divides an N-channel multiplexed signal for each channel, and converts a frequency band of the channel-separated signal. , And a plurality of A / D converters for performing analog / digital conversion on the frequency-converted signal, and a plurality for detecting the leading position of the cyclic prefix for each of the A / D-converted channels. And a plurality of symbol extractors that delete the cyclic prefix of the signal for each channel based on the start position of the cyclic prefix, and multiplexing that multiplexes the signal from which the cyclic prefix has been deleted for each channel. And a separation unit that separates a signal from the multiplexed signal transmitted from the optical transmitter. A plurality of symbol detection units that detect the boundary between symbols, a plurality of CP re-addition units that generate and add a cyclic prefix based on the boundary between symbols, and a cyclic prefix are added to the separated signal A plurality of D / A converters for digital / analog converting the received signal, a plurality of frequency converters for performing frequency conversion for each channel on the D / A converted signal, and And a frequency multiplexing unit that frequency multiplexes the signal.
本発明により、地上デジタル放送の信号のDRoF方式での伝送において、伝送レートを削減することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the transmission rate in the DRoF transmission of terrestrial digital broadcast signals.
図1は、DTT信号をDRoF方式で光デジタルネットワークを介して伝送する通信システムの概要を示す図である。図1において、地上デジタル放送局90は、DTT信号を送信する。地上デジタル放送局90から送信されるDTT信号には、後に説明するように、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial)方式が用いられている。また、変調方式として、OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)が採用されている。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a communication system for transmitting a DTT signal via an optical digital network in a DRoF system. In FIG. 1, a terrestrial
図1において、地上デジタル放送局90から送信されたDTT信号は、中継場所に設置されたDRoF送信機10と、視聴端末設置場所に設置された視聴端末92と、によって受信される。DRoF送信機10は、地上デジタル放送受信用アンテナ11を備えている。視聴端末92は、地上デジタル放送受信用アンテナ91を備えている。視聴端末92は、地上デジタル放送受信用アンテナ91を介して受信されたDTT信号に基づいて地上デジタル放送を再生する。
In FIG. 1, the DTT signal transmitted from the terrestrial
DRoF送信機10は、受信されたDTT信号を光信号に変換して光デジタルネットワーク(光デジタルNW)30を介して送信する。DRoF送信機10によって送信された光信号は、視聴端末設置場所に設置されたDRoF受信機20によって受信される。DRoF受信機20によって受信された光信号は、DTT信号に変換され、視聴端末21に出力される。視聴端末21は、DRoF受信機20によって生成されたDTT信号に基づいて地上デジタル放送を再生する。
The
次に、地上デジタル放送局90の送信設備について説明する。図2は、地上デジタル放送局90の送信設備の一例を示す図である。なお、図2に示される送信設備は、日本における地上デジタル放送であるISDB−T方式のDTT信号を送信する設備である。地上デジタル放送局90の送信設備は、複数の情報源符号化部31、TS再多重化部32及び伝送路符号化部33を備える。
Next, the transmission facility of the terrestrial
情報源符号化部31は、映像符号化部41、音声符号化部42、データ符号化部43及び多重化部44を備える。映像符号化部41は、映像データを圧縮符号化する。映像データの圧縮符号化には、例えばMPEG(Moving Picture Experts Group)2方式が用いられる。MPEG2方式は、動き補償予測符号化とDCT(Discrete Cosine Transform)変換と可変長符号化とが組み合わされた技術である。音声符号化部42は、音声データを圧縮符号化する。音声データの圧縮符号化には、例えばAAC(Advanced Audio Coding)が用いられる。データ符号化部43は、PSI(Program Specific Information)等のデータを符号化する。多重化部44は、映像データ、音声データ及びデータをTS(Transport Stream)に多重化する。TSは、例えば188バイトの固定長パケットが連続したTSP(TS Packet)で構成される。
The information
地上デジタル放送局90の送信設備には、情報源符号化部31が複数設けられてもよい。情報源符号化部31から出力される複数のTS(TS1、TS2、TS3、…)は、TS再多重化部32に入力される。TS再多重化部32は、複数のTS(TS1、TS2、TS3、…)をMPEG2−Systemsの方式に従って多重化することによって、TS’を生成する。TS’は、伝送路符号化部33に入力される。
A plurality of
伝送路符号化部33は、信号処理部51、IFFT(Inverse Discrete Fourier Transform)部52、CP付加部53及びD/A変換部54を備える。
The transmission
信号処理部51は、誤り訂正符号化、インターリーブ、キャリア変調及びOFDMフレーム処理等の処理を行う。これらの処理はセグメントごとに並列に伝送路符号化され、階層化されで実施される。IFFT部52は、送信データをシンボル毎にシリアル/パラレル変換した後、IFFT処理を行い、互いに直交する複数のサブキャリアで変調を行う。CP付加部53は、送信信号にサイクリックプレフィクス(以下「CP」という。)を付加する。D/A変換部54は、送信信号をアナログ信号へ変換し、DTT信号として送信する。
The
このように、日本における地上デジタル放送ではISDB−T方式が採用されている。ISDB−T方式では、移動受信や固定受信など様々な放送方法に対応するために、多重するOFDMキャリア数に応じてMode1〜Mode3の複数のモードが用意されている。固定受信においては、1chあたりのキャリア数が5617のMode3が用いられている。Mode3では、シンボル長を1008μsecとし、シンボル長の1/8がCPとして利用される。
As described above, the ISDB-T system is adopted in digital terrestrial broadcasting in Japan. In the ISDB-T system, in order to support various broadcasting methods such as mobile reception and fixed reception, a plurality of modes of
図3は、mode3におけるシンボルとCPとの概略を示す図である。CP1は、シンボル1の後端の1/8をコピーして生成され、シンボル1の先頭に付加される。CP2、CP3についても同様に、それぞれシンボル2、シンボル3の後端1/8をコピーして生成されシンボル2、シンボル3の先頭に付加される。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the symbol and the CP in mode 3. CP1 is generated by copying 1/8 of the rear end of
<第1の実施形態>
図4は、本発明の第1の実施形態の通信システムの構成を示す概略ブロック図である。図5は、DRoF送信機10の各機能部における信号のスペクトラムを示す図である。図6は、DRoF受信機20の各機能部における信号のスペクトラムを示す図である。
First Embodiment
FIG. 4 is a schematic block diagram showing the configuration of the communication system of the first exemplary embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the spectrum of the signal in each functional unit of the
図4に示すように、DRoF送信機10は、周波数変換部101及びCP削除処理部102を備える。周波数変換部101は、地上デジタル放送受信用アンテナ11を介して受信されたN(Nはチャンネル数)チャネルのDTT信号を、RF信号からIF信号に変換する。CP削除処理部102は、周波数変換されたNチャネルのDTT信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。CP削除処理部102は、デジタル信号のDTT信号からCPを削除する。CP削除処理部102は、CPが削除されたDTT信号を、光デジタルネットワーク30を介してDRoF受信機20に送信する。
As shown in FIG. 4, the
DRoF受信機20は、CP再付加処理部201及び周波数変換部202を備える。CP再付加処理部201は、受信されたDTT信号に対して、CPを再付加する。CP再付加処理部201は、CPが再付加されたDTT信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。周波数変換部202は、DTT信号の周波数をIF信号から元のRF信号に変換して出力する。
The
地上デジタル放送受信用アンテナによって受信された時点のDTT信号はRF信号であり、図5(A)に示す周波数帯にある。したがって、図5(A)に示す周波数帯のDTT信号が周波数変換部101に入力される。周波数変換部101で、このDTT信号の周波数は、図5(B)に示すような周波数帯のIF信号に変換される。周波数変換されたDTT信号は、CP削除処理部102によってデジタル信号に変換され、CPが削除される。このように、DRoF送信機10からは、CPが削除された信号が送信される。
The DTT signal at the time of reception by the terrestrial digital broadcast reception antenna is an RF signal, and is in the frequency band shown in FIG. 5 (A). Therefore, the DTT signal in the frequency band shown in FIG. 5A is input to the
DRoF受信機20は、光デジタルネットワーク30からDTT信号を受信する。受信された時点のDTT信号は、CPを含んでおらず、図6(A)に示す周波数帯の信号である。CP再付加処理部201は、受信されたDTT信号に対してCPを再付加する。CP再付加処理部201は、DTT信号をアナログ信号に変換し、DTT信号の周波数を元のRF信号に周波数変換する。周波数変換後のDTT信号の周波数帯は、図6(B)に示すとおりである。この周波数帯は、図5(A)に示すDRoF送信機10の入力の周波数帯と同様である。
The
図7は、DRoF送信機10におけるCP削除処理の前後におけるDTT信号の概要を示す図である。地上デジタル放送では、図7(A)に示すように、各シンボル1、2、3、…の先頭に、CP1、CP2、CP3、…が付加されている。OFDM信号を無線で伝送する場合には、マルチパス環境下において発生する遅延波による信号劣化の影響を軽減するために、CP1、CP2、CP3、…が必要である。
FIG. 7 is a diagram showing an outline of DTT signals before and after CP deletion processing in the
DRoF送信機10のCP削除処理部102は、DTT信号からCPを削除する。その結果、図7(B)に示すような信号が生成される。光デジタルネットワーク30では、マルチパスによる遅延はないため、CP1、CP2、CP3、…は必ずしも必要とはいえない。すなわち、CP1、CP2、CP3、…が削除された状態で通信がなされたとしても、通信品質に大きな影響はでにくい。一方で、CPを削除することによって、CP削除処理前のDTT信号と比べて、データ量が8/9となる。そのため、DRoF送信機10からDRoF受信機20への光信号の伝送レートは1/9削減される。
The CP
図8は、DRoF受信機20におけるCP再付加処理の前後におけるDTT信号の概要を示す図である。DRoF受信機20は、図8(A)に示すようにCP1、CP2、CP3、…が削除されたDTT信号を受信する。CP再付加処理部201は、CPが削除されているDTT信号に対し、元々付加されていたものと同じCP1、CP2、CP3、…をDTT信号に付加する。これにより、図8(B)に示すように、地上デジタル放送局90から送信されたDTT信号と同様の信号が生成される。
FIG. 8 is a diagram showing an outline of DTT signals before and after CP re-addition processing in the
なお、このような処理は、ISDB−TのMode1〜Mode3など、異なる長さのCP長を有する信号に適用してもよい。その場合、期待される伝送レート削減量はCP長に依存して変化する。
Such processing may be applied to signals having CP lengths of different lengths, such as
以上説明したように、第1の実施形態では、DRoF送信機10からDRoF受信機20に、CPを削除して、DTT信号を送信している。これにより、DTT信号をデジタル化して光デジタルネットワークを介して伝送する場合に、光伝送区間の伝送レートを削減することができる。
As described above, in the first embodiment, the CP is deleted from the
ISDB−T Mode3のDTT信号では、DRoF送信機10がCPを削除することにより、有線伝送区間の伝送レートを8/9へ帯域削減できる。またDRoF受信機20においては、地上デジタル放送局90と同じアルゴリズムでCPを生成し信号に付加する。そのため、光デジタルネットワーク30を経由したDTT信号を、ISDB−Tにおいて定められる信号形態へと戻すことができる。したがって、既存の受信端末をそのまま利用し、映像視聴が可能となる。
In the DTT signal of ISDB-T Mode 3, the transmission rate of the wired transmission section can be reduced to 8/9 by deleting the CP by the
さらに、第1の実施形態の構成は、サンプリング周波数の低減や量子化数の低減など、その他の伝送レート削減手法をさらに用いることができる。そのため、サンプリング周波数の低減や量子化数の低減などの手法のみを用いた場合と比較して、伝送レートの削減率のさらなる向上が期待できる。 Furthermore, the configuration of the first embodiment can further use other transmission rate reduction methods such as reduction of sampling frequency and reduction of quantization number. Therefore, further improvement of the reduction rate of the transmission rate can be expected as compared with the case where only methods such as reduction of sampling frequency and reduction of quantization number are used.
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図9は、本発明の第2の実施形態の通信システムに係る構成を示すブロック図である。なお、周波数変換部101及び周波数変換部202は第1の実施形態と構成が同じであるため説明及び図示を省略する。第2の実施形態におけるDRoF送信機10は、CP削除処理部102に代えてCP削除処理部102aを備える。第2の実施形態におけるDRoF受信機20は、CP再付加処理部201に代えてCP再付加処理部201aを備える。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration according to a communication system of the second exemplary embodiment of the present invention. The
CP削除処理部102aは、NチャネルのDTT信号のCPのタイミングを同期させ、NチャネルのDTT信号のCPを一括して削除する。CP再付加処理部201aは、NチャネルのDTT信号に対しCPを一括して再付加する。CP削除処理部102aは、A/D変換部111、チャネル分離部112、複数のCP検出部113(113−1、113−2、…、113−N)、チャネル間シンボル同期部114、チャネル多重部115及びシンボル抽出部116を備える。
The CP
A/D変換部111は、周波数変換部101で周波数変換されたNチャネルのDTT信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。チャネル分離部112は、デジタル化されたDTT信号を、各チャネルごとに周波数分離する。CP検出部113−1、113−2、…、113−Nは、各チャネルのDTT信号のCPの先頭位置情報を取得する。
The A /
チャネル間シンボル同期部114は、チャネル毎のCPの先頭位置情報を基に、各チャネルのCPの先頭位置を同期させる。チャネル多重部115は、CPの先頭位置が揃えられた各チャネルのDTT信号を周波数多重化する。シンボル抽出部116は、CPが揃った状態の各チャネルのDTT信号から、CPを一括して削除する。
The inter-channel
CP再付加処理部201aは、シンボル検出部211、CP再付加部212及びD/A変換部213を備える。シンボル検出部211は、受信したDTT信号から、シンボルごとの境界を検出し、シンボルの先頭位置情報を検出する。CP再付加部212は、シンボルの先頭位置情報を基に、Nチャネル分のDTT信号のCPを生成し、付加する。D/A変換部213は、DTT信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。
The CP reattachment processing unit 201 a includes a
図10は、DRoF送信機10の各機能部における信号のスペクトラムを示す図である。A/D変換部111には、周波数変換部101から、図10(A)に示すように、IF信号に変換されたNチャネルのDTT信号が入力される。A/D変換部111は、このDTT信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
FIG. 10 is a diagram showing the spectrum of the signal in each functional unit of the
A/D変換部111でデジタル化されたDTT信号は、チャネル分離部112に入力され、図10(B)〜図10(D)に示すように、各チャネル(ch.#1、ch.#2、…、ch.#N)のDTT信号ごとに周波数分離される。周波数分離された各チャネルのDTT信号は、2分岐され、それぞれCP検出部113−1〜113−Nとチャネル間シンボル同期部114に入力される。
The DTT signal digitized by the A /
CP検出部113−1〜113−Nは、CPの先頭位置情報を取得する。CPの先頭位置情報を取得する方法として、CP区間の信号はシンボルの最後の時間軸波形をコピーした信号であることから、相関を利用した検出が可能となる。例えば、源信号に対して遅延処理を施した信号と源信号の相関係数を検出し、CPの先頭位置を検出する方法などを用いてもよい。このようにして検出された各チャネルのCPの先頭位置情報は、チャネル間シンボル同期部114に入力される。
The CP detection units 113-1 to 113-N acquire start position information of the CP. As a method of acquiring the head position information of the CP, since the signal in the CP section is a signal obtained by copying the last time axis waveform of the symbol, it is possible to detect using correlation. For example, a method of detecting the correlation coefficient between the signal obtained by delaying the source signal and the source signal and detecting the head position of the CP may be used. The CP start position information of each channel detected in this manner is input to the inter-channel
図11は、チャネル間シンボル同期部114へ入力される主信号のCPとシンボルとの概要を示す。図11において横軸は時間を示す。図11(A)〜図11(C)に示すように、各チャネルのシンボルの到着時間にはばらつきがあり、CPのタイミングは、各チャネル毎に異なっている。
FIG. 11 shows an outline of the CP and symbols of the main signal input to the inter-channel
チャネル間シンボル同期部114では入力されたチャネルごとのCPの先頭位置情報を基に、各チャネル同士のCPの先頭位置を揃える。このとき、チャネル間シンボル同期部114は、Nチャネル分のDTT信号のうち、最初に到着したチャネルを基準としてCPの先頭位置を揃える。図11(D)〜図11(F)は、チャネル間シンボル同期部114でCPの先頭位置が揃えられた後の主信号のCPとシンボルを示す。
The inter-channel
このように、CPの先頭位置が揃えられた各チャネルのDTT信号は、チャネル多重部115に送られる。チャネル多重部115は、各チャネルのDTT信号を多重化する。チャネル多重部115によって出力された信号は、図10(E)に示すように、Nチャネル分のDTT信号が周波数多重された周波数配置となる。
Thus, the DTT signal of each channel in which the CP start position is aligned is sent to the
シンボル抽出部116は、各チャネルのCPの先頭位置が揃った状態のDTT信号から、CPを一括して削除する。シンボル抽出部116からは、図11(G)〜図11(I)に示すように、CPが削除されたNチャネルのDTT信号が出力される。
The
このように、第2の実施形態では、CP削除処理部102aは、NチャネルのDTT信号のCPの先頭位置を同期させ、CPを一括して削除する。CPが削除されたNチャネルのDTT信号は、シンボル同期を保ったままDRoF受信機20に送信される。
As described above, in the second embodiment, the CP
DRoF受信機20のCP再付加処理部201aは、入力される信号を2つに分岐させる。一方の信号はCP再付加部212へ入力される。他方の信号はシンボル検出部211に入力される。シンボル検出部211は、シンボルごとに境界を検出し、シンボルの先頭位置情報をCP再付加部212へ通知する。
The CP re-addition processing unit 201a of the
CP再付加部212は、先頭位置情報をもとに、Nチャネル分のDTT信号のCPを生成し信号に付加する。全チャネルのDTT信号のシンボル位置は同期されているため、CPの生成及び付加は、Nチャネル多重した信号に対して一括で処理を行うことができる。したがって、CP再付加部212は、一括でCPの付加を行ってもよい。
The
CP再付加部212でCPが付加された信号は、D/A変換部213へ入力される。D/A変換部213は、デジタル信号をアナログ信号へ変換し、出力する。
The signal to which the CP is added by the
図12は、D/A変換部213から出力されるCP及びシンボルを示す図である。図12(A)〜図12(C)に示すように、D/A変換部213からは、CPが付加されたDTT信号が、Nチャネル同期して出力される。
FIG. 12 is a diagram showing CPs and symbols output from the D /
図13は、D/A変換部213から出力される信号のスペクトルを示す図である。図13に示すように、CP再付加処理部201aから出力される信号は、CP削除処理部102aへの入力信号(図10(A))と同じ周波数配置となる。
FIG. 13 is a diagram showing the spectrum of the signal output from the D /
以上説明したように、第2の実施形態では、DRoF送信機10は、DTT信号のCPの位置を同期させておくことで、各チャネルのDTT信号のCPを一括して削除する。
As described above, in the second embodiment, the
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図14は、本発明の第3の実施形態の通信システムに係る構成を示すブロック図である。なお、周波数変換部101及び周波数変換部202は第1の実施形態と構成が同じであるため説明及び図示を省略する。第3の実施形態におけるDRoF送信機10は、CP削除処理部102に代えてCP削除処理部102bを備える。第3の実施形態におけるDRoF受信機20は、CP再付加処理部201に代えてCP再付加処理部201bを備える。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 is a block diagram showing a configuration according to a communication system of the third exemplary embodiment of the present invention. The
CP削除処理部102bは、各チャネル毎に、DTT信号のCPを削除し、各チャネルのDTT信号を時分割多重化して出力する。CP再付加処理部201bは、時分割多重化された各チャネルのDTT信号を分離し、各チャネル毎に、CPを再付加する。
The CP
CP削除処理部102bは、チャネル分離部121、周波数変換部122−1〜122−N、A/D変換部123−1〜123−N、CP検出部124−1〜124−N、シンボル抽出部125−1〜125−N及び多重化部126を備える。
The CP
チャネル分離部121は、Nチャネル周波数多重されたDTT信号に対してチャネルごとに周波数分離を行う。周波数変換部122−1〜122−Nは、各チャネル毎に、DTT信号の周波数を所定の周波数に変換する。A/D変換部123−1〜123−Nは、各チャネル毎に、周波数変換されたDTT信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。CP検出部124−1〜124−Nは、各チャネル毎に、CPの先頭位置情報を取得する。シンボル抽出部125−1〜125−Nは、各チャネル毎に、CPの先頭位置情報を基に、DTT信号のCPを削除する。多重化部126は、CPが削除されたDTT信号を、時分割多重化(Time division multiplexing)し、信号を出力する。
The
CP再付加処理部201bは、分離部221、シンボル検出部222−1〜222−N、CP再付加部223−1〜223−N、D/A変換部224−1〜224−N、周波数変換部225−1〜225−N及び周波数多重化部226を備える。
The CP
分離部221は、時分割多重化された信号をチャネル単位に分離する。シンボル検出部222−1〜222−Nは、各チャネル毎に、シンボルごとの境界を検出する。CP再付加部223−1〜223−Nは、各チャネル毎に、シンボルの先頭位置を基に、CPを生成し付加する。
The
D/A変換部224−1〜224−Nは、各チャネルのDTT信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。周波数変換部225−1〜225−Nは、各チャネルのDTT信号の周波数を、各チャネル毎の周波数に変換する。周波数多重化部226は、各チャネルのDTT信号の周波数多重化する。
The D / A conversion units 224-1 to 224-N convert the DTT signal of each channel from a digital signal to an analog signal. The frequency conversion units 225-1 to 225-N convert the frequency of the DTT signal of each channel into a frequency for each channel. The
図15は、DRoF送信機10の各機能部における信号のスペクトラムを示す図である。A/D編幹部111に入力される信号は、図15(A)に示すように、各チャネル(ch#1、ch#2、…、ch#N)毎に、異なる周波数となっている。チャネル分離部121は、Nチャネル多重されたアナログのDTT信号に対してチャネルごとに周波数分離を行う。チャネル分離部121において、図15(B)〜図15(D)に示すように、各チャネル毎のDTT信号が分離される。
FIG. 15 is a diagram showing the spectrum of the signal in each functional unit of the
チャネル分離されたDTT信号は、それぞれ、周波数変換部122−1〜122−Nへ入力される。周波数変換部122−1〜122−Nは、図15(B)〜図15(D)に示すような周波数帯の各チャネル毎のDTT信号を、図15(E)〜図15(G)に示すような同一の所定の周波数帯の信号に周波数変換する。周波数変換されたDTT信号は、A/D変換部123−1〜123−Nへ入力され、デジタル化される。 The channel separated DTT signals are input to the frequency conversion units 122-1 to 122-N, respectively. The frequency conversion units 122-1 to 122-N are shown in FIG. 15 (E) to FIG. 15 (G) for the DTT signal for each channel in the frequency band as shown in FIG. 15 (B) to FIG. 15 (D). The frequency is converted to a signal of the same predetermined frequency band as shown. The frequency-converted DTT signal is input to A / D conversion units 123-1 to 123-N and digitized.
デジタル化されたDTT信号は2分岐され、一方はシンボル抽出部125−1〜125−Nに入力され、他方はCP検出部124−1〜124−Nへ入力される。CP検出部124−1〜124−Nは、CPの先頭位置情報を取得する。CPの先頭位置情報を取得する方法としては、CP区間の信号はシンボルの最後の時間軸波形をコピーした信号であることから、相関を利用した検出が可能となる。例えば、源信号に対して遅延処理を施した信号と源信号との相関係数を検出し、CPの先頭位置を検出する方法などを用いてもよい。 The digitized DTT signal is branched into two, one being input to the symbol extracting units 125-1 to 125-N, and the other being input to the CP detecting units 124-1 to 124-N. The CP detection units 124-1 to 124-N acquire the head position information of the CP. As a method of acquiring the head position information of the CP, since the signal of the CP section is a signal obtained by copying the time axis waveform of the last of the symbol, it is possible to detect using correlation. For example, a method of detecting the correlation coefficient between the signal obtained by delaying the source signal and the source signal and detecting the head position of the CP may be used.
検出されたCPの先頭位置情報は、シンボル抽出部125−1〜125−Nへ通知される。シンボル抽出部125−1〜125−Nは、CPの先頭位置情報を基にDTT信号のCPを削除し、シンボルを抽出する。 The start position information of the detected CP is notified to the symbol extraction units 125-1 to 125-N. The symbol extraction units 125-1 to 125-N delete the CP of the DTT signal based on the head position information of the CP, and extract symbols.
チャネル単位で個別に抽出されたシンボルは多重化部126へ入力される。多重化部126では、例えば時分割多重化等の多重化技術を用いて、各チャネルのDTT信号を多重化する。多重化されたNチャネル分のDTT信号は、光デジタルネットワーク30を介して、DRoF受信機20に伝送される。
The symbols individually extracted on a channel basis are input to the
図16は、DRoF受信機20におけるCP再付加処理の前後におけるDTT信号の概要を示す図である。DRoF受信機20のCP再付加処理部201bでは、分離部221に、時分割多重化された各チャネルのDTT信号が入力される。この信号は、分離部221で、図16(A)〜図16(C)に示すように、各チャネルのDTT信号に分離される。
FIG. 16 is a diagram showing an outline of the DTT signal before and after the CP reattachment process in the
分離された各チャネルのDTT信号は、それぞれ2分岐され、一方はCP再付加部223−1〜223−Nに入力され、他方はシンボル検出部222−1〜222−Nへ入力される.シンボル検出部222−1〜222−Nは、シンボルごとの境界を検出し、シンボルの先頭位置情報をCP再付加部223−1〜223−Nへと送信する。 The DTT signals of the separated channels are each branched into two, one of which is input to the CP reattaching units 223-1 to 223-N, and the other to the symbol detecting units 222-1 to 222-N. The symbol detection units 222-1 to 222-N detect boundaries of each symbol, and transmit the head position information of the symbols to the CP re-addition units 223-1 to 223-N.
CP再付加部223−1〜223−Nでは、送信されたシンボルの先頭位置情報をもとに、各チャネル毎に、DTT信号のCPを生成し付加する。CPが付加された信号は、D/A変換部224−1〜224−Nへ入力され、デジタル信号からアナログ信号へと変換される。D/A変換部224−1〜224−Nの出力信号が周波数変換部225−1〜225−Nに入力される。 The CP reattaching units 223-1 to 223 -N generate and add a CP of the DTT signal for each channel based on the transmitted head position information of the symbols. The signal to which the CP is added is input to the D / A conversion units 224-1 to 224-N, and is converted from a digital signal to an analog signal. The output signals of the D / A conversion units 224-1 to 224-N are input to the frequency conversion units 225-1 to 225-N.
周波数変換部225−1〜225−Nでは、各チャネルのDTT信号の周波数が、図16(D)〜図16(F)に示すように、各チャネル毎に変換される。そして、周波数変換部225−1〜225−Nの出力信号が周波数多重化部226に入力される。
In the frequency conversion units 225-1 to 225-N, the frequency of the DTT signal of each channel is converted for each channel as shown in FIG. 16 (D) to FIG. 16 (F). Then, the output signals of the frequency conversion units 225-1 to 225-N are input to the
周波数多重化部226では、各チャネルの信号を周波数多重することにより、図16(G)に示すような周波数配置の信号を出力する。このため、CP再付加処理部201bから出力される信号は、CP削除処理部102bへの入力信号(図15(A))と同じ周波数配置となる。
The
以上説明したように、第3の実施形態では、CPを削除してDTT信号を送信する際に、各チャネル毎にDTT信号のCPが削除される。また、DRoF送信機10からDRoF受信機20に、CPを削除した各チャネルのDTT信号を多重化(例えば時分割多重化)して伝送することができる。
As described above, in the third embodiment, when the CP is deleted and the DTT signal is transmitted, the CP of the DTT signal is deleted for each channel. Also, the DTT signal of each channel from which the CP is deleted can be multiplexed (for example, time division multiplexed) and transmitted from the
上述した実施形態におけるCP削除処理部102、102a及び102bをコンピュータで実現するようにしてもよい。また、上述した実施形態におけるCP再付加処理部201、201a及び201bをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
The CP
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within the scope of the present invention.
90…地上デジタル放送局, 10…DRoF送信機, 11…地上デジタル放送受信用アンテナ, 20…DRoF受信機, 21…視聴端末, 30…光デジタルネットワーク, 101…周波数変換部, 102:CP削除処理部, 111:A/D変換部, 112…チャネル分離部, 113−1〜113−N…CP検出部, 114:チャネル間シンボル同期部, 115…チャネル多重部, 116…シンボル抽出部, 211…シンボル検出部, 212…CP再付加部, 213…D/A変換部, 121…チャネル分離部, 122…周波数変換部, 123−1〜123−N…A/D変換部, 124−1〜124−N…CP検出部, 125−1〜125−N…シンボル抽出部, 126…多重化部, 221…分離部, 222−1〜222−N…シンボル検出部, 223−1〜223−N…CP再付加部, 224−1〜224−N…D/A変換部, 225−1〜225−N…周波数変換部, 226…周波数多重化部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記光送信機は、前記地上デジタル放送信号からサイクリックプレフィクスを削除して送信するCP削除処理部を備え、
前記光受信機は、前記光送信機によって送信された前記地上デジタル放送信号に対しサイクリックプレフィクスを付加するCP再付加処理部を備える、通信システム。 A communication system comprising: an optical transmitter that receives a terrestrial digital broadcast signal, converts the signal, and transmits the signal; and an optical receiver that receives a signal transmitted from the optical transmitter, converts the signal, and outputs the signal.
The optical transmitter includes a CP deletion processing unit that deletes a cyclic prefix from the terrestrial digital broadcast signal and transmits the signal.
The communication system includes a CP reattachment processing unit that appends a cyclic prefix to the terrestrial digital broadcast signal transmitted by the optical transmitter.
Nチャネル多重された信号をアナログ/デジタル変換するA/D変換部と、
A/D変換後の信号をチャネルごとに周波数分離するチャネル分離部と、
チャネルごとにサイクリックプレフィクスの先頭位置を検出する複数のCP検出部と、
検出された先頭位置に基づいて、複数のチャネルにおいてサイクリックプレフィクスの先頭位置を揃えるチャネル間シンボル同期部と、
同期された信号に対して周波数多重するチャネル多重部と、
多重された信号のサイクリックプレフィクスを一括して削除するシンボル抽出部と、を備え、
前記CP再付加処理部は、
前記光送信機から送信された信号に対して、シンボル同士の境を検出するシンボル検出部と、
検出されたシンボルの位置に基づいてサイクリックプレフィクスを生成し付加するCP再付加部と、
サイクリックプリフィクスが付加された信号をデジタル/アナログ変換するD/A変換部と、
を備える、請求項1に記載の通信システム。 The CP deletion processing unit
An A / D converter for analog / digital converting the N channel multiplexed signal;
A channel separation unit that frequency separates the signal after A / D conversion for each channel;
A plurality of CP detection units for detecting the start position of the cyclic prefix for each channel;
An inter-channel symbol synchronization unit that aligns cyclic prefix leading positions in multiple channels based on the detected leading positions;
A channel multiplexer for frequency multiplexing a synchronized signal;
And a symbol extraction unit that collectively deletes cyclic prefixes of multiplexed signals,
The CP reattachment processing unit
A symbol detection unit that detects a boundary between symbols in the signal transmitted from the optical transmitter;
A CP reattachment unit that generates and adds a cyclic prefix based on the detected symbol position;
A D / A conversion unit that performs digital / analog conversion on a signal to which a cyclic prefix has been added;
The communication system according to claim 1, comprising:
Nチャネル多重された信号をチャネルごとに周波数分離するチャネル分離部と、
チャネル分離された信号の周波数帯域を変換する複数の周波数変換部と、
周波数変換された信号に対してアナログ/デジタル変換する複数のA/D変換部と、
A/D変換されたチャネルごとにサイクリックプレフィクスの先頭位置を検出する複数のCP検出部と、
サイクリックプレフィクスの先頭位置に基づいて信号のサイクリックプレフィクスをチャネルごとに削除する複数のシンボル抽出部と、
チャネルごとにサイクリックプレフィクスを削除した信号を多重する多重化部と、を備え、
前記CP再付加処理部は、
前記光送信機から送信された多重化信号から信号を分離する分離部と、
分離された信号に対して、シンボル同士の境を検出する複数のシンボル検出部と、
シンボル同士の境に基づいてサイクリックプレフィクスを生成付加する複数のCP再付加部と、
サイクリックプリフィクスが付加された信号をデジタル/アナログ変換する複数のD/A変換部と、
D/A変換された信号に対して、チャネルごとに周波数変換を行う複数の周波数変換部と、
周波数変換された各チャネルの信号を周波数多重する周波数多重部と、
を備える、請求項1に記載の通信システム。 The CP deletion processing unit
A channel separation unit that frequency separates the N-channel multiplexed signal for each channel;
A plurality of frequency conversion units for converting the frequency band of the channel separated signal;
A plurality of A / D conversion units that perform analog / digital conversion on the frequency-converted signal;
A plurality of CP detection units for detecting the start position of the cyclic prefix for each A / D converted channel;
A plurality of symbol extractors that delete, for each channel, the cyclic prefix of the signal based on the start position of the cyclic prefix;
And a multiplexer for multiplexing the signal from which the cyclic prefix has been removed for each channel,
The CP reattachment processing unit
A separation unit that separates a signal from the multiplexed signal transmitted from the optical transmitter;
A plurality of symbol detection units for detecting boundaries between symbols for the separated signals;
A plurality of CP re-adding units that generate and add cyclic prefixes based on the boundaries between symbols;
A plurality of D / A conversion units that perform digital / analog conversion on the signal to which the cyclic prefix is added;
A plurality of frequency conversion units that perform frequency conversion for each channel on the D / A converted signal;
A frequency multiplexer for frequency multiplexing the frequency converted signals of each channel;
The communication system according to claim 1, comprising:
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