JPH04180313A

JPH04180313A - 衛星受信機ｃ／ｎ表示装置

Info

Publication number: JPH04180313A
Application number: JP30938690A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Yamate; 万典山手
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1992-06-26
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: JPH0738608B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、衛星放送用または衛星通信用の衛星受信機に
係り、特に受信電波の品質を表示することにより、アン
テナの設置角度の調整などに役立てることができるＣ／
Ｎ表示装置に関するものである。

従来の技術静止衛星を利用した放送局のＴＶ信号の伝送が実用にな
って以来久しい。従来のＴＶ信号の伝送でアンテナの方
向調整や画質表示器として、ＦＭ検波後の検波出力にお
いて、信号成分のないある部分のノイズをピックアップ
して利用することが先に特願昭６２−３３４５３５号（
特開平１−１７５４８７号公報）で提案されている。近
年、ＴＶ信号ではなくデータのみを直接伝送するような
システムが開発されてきており、帯域内のノイズを利用
できなくなってきている。

発明が解決しようとする課題上記のように、データのみを直接伝送するようなシステ
ムでは、帯域内でのスペクトラムが拡散して、信号のな
いノイズだけをピックアップすることが不可能であり、
なおかつ、上記のようにノイズをピックアップする構成
では、アナログ信号処理のため、温度変化や部品のばら
つきによる誤差が大であった。

課題を解決するための手段上記課題を解決するために本発明の衛星受信機Ｃ／Ｎ表
示装置は、復調検波された後のディジタル畳込み符号を
受信８１１ＰＩ″ｒｍ号する際に用いられるビタビ復号
において、前記畳込み符号が硬判定ビタビ復号アルゴリ
ズム内で処理されるときのハミング距離演算による状態
計量（パスメトリック）によって、誤り数を検出する手
段を設け、その誤り数をカウントした数をレベル表示器
に表示させる手段を設けたものである。

さらに、あらかじめ調整工程でＣ／Ｎ対ＢＥＲ（Ｂｉｔ
ｅ　Ｅｒｒｏｒ　Ｒａｔｅ、ピッ１へ誤り率）を測定し
て、その測定された値に対応した補正データが入力され
ているマイクロコンピュータを設け、状態計量によって
得られた誤り数を前記マイクロコンピュータに入力して
、誤り数に対応するＣ／Ｎ値をレベル表示器に表示する
ように構成したものである。

作用本発明は上記した構成によって、受信ｔＩ！側で衛星デ
ィジタルデータをビタビ復号する際に、ビタビ復号アル
ゴリズム内での状態計量を観察することにより、誤り数
を検出でき、検出した誤り数をある一定時間内でカウン
トして、そのカウント数に対応した量をレベル表示器に
表示することにより、アンテナ設置時の方向調整に供す
ることが可能である。

また、上記の誤りカウント数に対して、あらかじめＣ／
Ｎ対ＢＥＲ（ピットエラーレート）を測定して、その補
正値をマイクロコンピュータ−に蓄えておき、上記誤り
数のカウント数に対して演算を行なえば、誤り数カウン
ト数により、第２図に示すようなＣ／Ｎ比に対するビッ
ト誤り率のカーブから精度良＜Ｃ／Ｎ比を得ることがで
きる。

実施例以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の一実施例における衛星受信機Ｃ／Ｎ表
示装置のブロック図である。第１図において、１は衛星
通信用ディジタルデータ伝送で用いられる畳込み符号が
復調検波された後に入力される入力端子、２は入力端子
１に入力されて畳込み符号をとりと復号するビタビ復号
器である。３゜４はビタビ復号器２に内蔵された状態計
量器および誤り数カウンタであり、状態計量器３は入力
された畳込み符号が硬判定ビタビ復号アルゴリズム内で
処理されたときのハミング距離の蓄積されたものをカウ
ントして状態計量を行い、誤り数カウンタ４は状態計量
器３の出力をさらにある一定時間、累積加算し、この一
定時間内での誤り数を保持する。５は誤り数カウンタ４
の出力を読み出すことにより、誤り数を検出するマイク
ロプロセッサ、６はマイクロプロセッサ５から出力され
る誤り数に応じた表示用出力により誤り数を表示するレ
ベル表示器である。

ここで、衛星通信用ディジタルデータ伝送で用いられる
畳込み符号と受信機側での復号の際に用いられるビタビ
復号（およびアルゴリズム）について簡単に説明する。

第３図は拘束長Ｋ（＝３）、符号化率（または情報Ｉと
も呼ばれる）ｒ（−１／２）および結分ベクトルＧ１　
＝　（１，０，１）、Ｇ２−（１，１，１，）の畳込み
符号化器が示されている。第３図において、７はシフト
レジスタ、８はｍ　ｏ　ｄ　２加算器、９は切替器を示
し、ｕ”（ｕｌ　＋　ｕ２　＋　ｕ３　＋　ｕ４　＋　
ｕ５　＋　”’）−（１，０，１，１，０，１，Ｏ，Ｏ
，Ｏ）とする。また、１０は切替器９を通して得られる
符号化された情報系列出力であり、Ｘ３を脣＝　（Ｘｔ　、　Ｘ２　、　Ｘ３　、　Ｘ４　
、　Ｘ５　、・・・）Ｘｔフ（Ｘｌ　’　、Ｘ、Ｑ）と表わされる。ここで、シフトレジスタ７はずべて°″
０“にリセットされているとする。

したがって最初の４つの情報ビットに対応する符号化シ
ンボルは、Ｘｌ　−ｕＩ　Ｇ１＝１１＝　（ｘ＋　’　ＸＩ　Ｑ）
Ｘ２　＝ｕ２　ＧｌｅｕＩ　Ｇ２　＝０１”　（Ｘ２　
”）Ｃ２９）Ｘ３　＝ｕ３　Ｇ１■ｕ２Ｇ２■ｕＩ　Ｇ３　＝ＯＯ−
（ｘ、’ｘ３Ｑ）Ｘ４　＝ｕ４Ｇ１ｅｕ３　Ｇ２　ｅｕ２Ｇ３　＝１０＝
　（ｘ４’　ｘ４　Ｑ）のように、表わされる。したがって、符号化された出力
はｘｌ’１％　＝　（１１，０１，００，ｉ　ｏ−＞とな
る、ここで第３図の畳込み符号化器の状態遷移を示した
のが第４図で、第６図以降のトレリス線図の基本となる
。

以上が畳込み符号の説明であり、次にとりと復号の原理
と符号化率１／２、拘束長に＝３の畳込み符号の実際の
とりと復号について説明する。

符号化率に／ｎ（ｋｎは整数）のｑ（ｑは整数）元畳込
み符号Ｃの符号系列を無記憶定常通信路を通して送り、
受信系列Ｙ＝ｙｇ　３／１　ｙ２・・・３／Ｎ−１が受
信されたとき、Ｎは任意の大きい整数であり、受信系列
の時点大のブロックはｙ、　＝　（ｙｌｔ。

ｙ２１．・・・ｙ、、）であり、ｙＩｔは通信路の元で
あるとし、また通信路の出力は有限の集合か、または実
数あるいは複素数全体の集合とする。このとき最尤復号
をするには、受信系列Ｙに対し尤度関数（条件付き確率
または条件付き確率密度’Ｉ　Ｐ　（ＹＩＷ＞を最大と
する符号系列Ｗ＝ｗＯｗｌ　ｗ２・・・ｗＮ−、が送ら
れたと判定すればよい。しなかつて通信路が無記憶定常
通信路であるので、この尤度関数は、Ｐ　（Ｙ　Ｉ　Ｗ）　＝’ｎ−’　Ｐ　（ｙｔ　ｌ　ｖ
ｖｔ　）と書け、次にこの対数をとり、−１を掛ければ
Ｐ（ｙ、Ｉｗ、）となる。ここで、−１を掛けている理由は０≦Ｐ（ｙｔ
ｌｖｖｔ）≦１のためである。

したがって受信系列のブロックｙｔごとにｐ　ｏｇＰ　
（ｙｔ　　ｌ　Ｗｔ　）を求めて、あらゆる可能な符号
系列についてこの和を作り、その結果を比較してこの和
が最少となる符号系列を求めることにより最尤復号が行
える。

ここで、−１ｏｇＰ　（ｙｔ　　１ｗｔ　）そのもので
なくても、これに比例する量であればよい、たとえば通
信路が２元対称通信路であるときはｙ、とＷｔのハミン
グ距＄１１ｄＨ（ｙｌ、ｗｔ）が使える。

このような量を枝メトリックと呼び、λ（ｙｔ　。

ｗｔ）で表す。枝メトリックと呼ぶのは、トレリス線図
（第５図、第６図）の枝にＷｔが対応づけられているか
らである。以下では、枝とそれに対応づけられている符
号ブロックとも同一視することがある。

トレリス線図において、符号系列は、時点Ｏの初期状態
から出発するパスに対応する。そこで、受信系列Ｙ＝ｙ
ｏｙ１　ｙ２・・・’Ｊｓ−＋　とあるパスに対応する
符号系列Ｗ＝ＷＯｗｌ　ｗ２・・・ｗＮ−、に対し、枝
メトリックの和λ（ｙｏ　、　ｗｅ　）十・・・＋λ（
ｙ、−、、ｗＮ−、）を受信系列ｙに対するこのパスの
パスメトリックまたはメトリック（状態計量）と呼び、
λ（ｙ、ｗ）で表す。特に枝メトリックが基本技メトリ
ックのとき、基本パスメトリックと呼ぶ。結局、最尤復
号は、トレリス線図においてメトリックが最小となるパ
ス（最尤パス）を求めることにより行える。

ここで、第５図のようにトレリス線図において、時点ｔ
で状９Ｓｉを通り、時点Ｎ−１では状態Ｓｆに達するパ
スを考えると、実線で示されたパスがこのような条件を
満たすパスのなかでメトリックが最小であったとする。

このときの実線のパスは初期状態から出発して時点ｔで
状態Ｓｔに達するすべてのパスの中で、時点ｔまでのメ
トリックが最少となるものでなければならない。

もし、破線のパスの時点ｔまでのメトリックが、実線の
パスのそれより小さかったとすれば、時点ｔまで破線で
それ以降実線となるパスのメトリックが実線だけのパス
のメトリックよりも小さくなってしまうからである。し
たがって、時点Ｎ−１で状態Ｓｆに達するパスでメトリ
ックが最小のものと求めるとき、時点ｔで状態Ｓｉを通
るパスの中では、その時点ｔまでのメトリックが最小の
ものだけを選び、ほかは捨てることができる。つまり、
各時点において、それぞれの状態に達するパスの中で、
その時点までのメトリックが最小のもの１つだけを残し
ほかは捨ててよい、このようにしてすべてのパスのなか
でメトリックが最小のものを求めることができる。

次に、符号化率１／２、拘束長に＝３の畳込み符号で送
信データが１０１１０１０００で、送信系列が、１１　
０１　００　１０　１０　０００１　１１　００であり
、受信系列で１個誤りが発生して、受信系列が１１　０
１　００　１０■０　００　０１　１１　００であった
場合のビタビ復号を説明する（○は誤りの場所を示す）
。

第６図において、全零状態から上記の受信系列が入力さ
れたときを考える。

第７図において、（）は送信されたデータ（情報）を示
し、そのとなりのｙ＋ｔｙ２ｔ（００゜０１．１０．１
１）は畳込み符号の出力を示す。

また、Ｏ〜■は状態計量（パスメトリック）を示し、時
点ｔｎまでのハミング距離の和を示す。

まず、時点ｔ１では、受信系列が１１でトレリス線上で
は、（０）で００（１）で１１のため、状態Ｓｏではハ
ミング距離は２となって■で示されており、状態Ｓ１で
はハミング距離は０となって■で示されている。

次に、時点ｔ２では、受信系列が０１であり、状ＩＳｏ
では（０）００であるためにハミング距離は１であり、
その以前のハミング距離と加算して、時点ｔ２の状ａＳ
Ｏでは■となっている０次にｔ２の状９Ｓ１においては
、（１）１１よりハミング距離は１であり、そのパスの
１つ前の時点ｔ１のハミング距Ｎ２と加算して■となっ
ている。

また時点ｔ２の状態Ｓ２では、（０）０１のためにハミ
ング距離は０であり、その前のパスの時点のハミング距
離が０のため■となっている。時点ｔ２の８３の状態で
は、（１）１０のためハミング距離は２であり、その前
のパスの時点のハミング距離がＯのため■となっている
。よって時点ｔ２で状態ＳＱ　ｓ、ｓ２３３の各々のパ
スができたために時点ｔ３では、図に示すように蓄積し
てきたハミング距離の比較において、小さいパスが生き
残り、ハミング距離の大きなパスはすてられる。実線が
生き残りパスであり、すてられるパスは破線で示されて
いる。

あとは時点ｔ４〜ｔ９へと進み、そのそれぞれの時点で
の状態を第８図〜第１３図に示す。

ここで、時点ｔ３で状態Ｓ３の所では、蓄積されたハミ
ング距離が同じになっており、ランダムに選択すればよ
いので、本実施例では上側から来るパスを残すようにし
た。

また、第１３図において、ｔ９の状態ＳＤを見れば、蓄
積されたハミング距離が最小であり、ｔ９の状態Ｓｏで
は■となっている。これは誤りが１個だけ生じたことを
示すものである。以上がとりと復号の説明である。

このとき、ｔ９のＳＯ状態になったトレリス線上でのパ
スは誤りが１他生じたことを示すため、ビタビ復号を行
うプロセスで、この選択されたバス上の蓄積ハミング距
離をある一定期間の間、再度蓄積することにより、ビタ
ビ復号をスタートしてから、ある時点ｔｋまでの誤り数
がわかることになる。

次に第１図において、その動作について説明する。受信
された畳込み符号が入力端子１を通してとりと復号器２
に入力され、上述の畳込み符号とビタビ復号の説明で示
されているハミング距離の蓄積されたものを状態計量器
３でカウントして状態計量を行い、さらにある一定時間
、状態計量器３の出力をさらに誤り数カウンタ４で蓄積
（！＠積加算する）する、このときある一定時間内（伝
送ビット数をｎｌ、７秒とすれ゛ば、ある一定時間ｔで
はｎｔ個のデータとなる）での誤り数を誤り数カウンタ
４は保持している。この誤り数カウンタ４の出力をマイ
クロプロセッサ５で読みだすことによりマイクロプロセ
ッサ５が誤り数を検出し、さらに、マイクロプロセッサ
５が誤り数に応じた表示用出力をレベル表示器６に出力
することにより、誤り数を表示できる。

さらに、あらかじめＣ／Ｎ値を測定し、そのときの第２
図に示されるような誤り数との相関関係をマイクロプロ
セッサ５に入力しておけば、レベル表示器６において、
第２図に示される関係を用いてＣ／Ｎｆｆ１を表示する
ことができる。

発明の効果以上のように本発明によれば、ビタビ復号の処理で利用
される状態計量の値をある一定期間保持（累積加算）す
ることにより誤り数を検出し、誤り数をカウントした数
をレベル表示器に表示することにより、受信機のＣ／Ｎ
値を表示することができ、衛星用受信アンテナの方向調
整や画質表示器として使用できる。また、大部分の回路
がディジタル処理であるため、ＬＳＩ内部に内蔵でき、
コストアップにつながらずにＣ／Ｎ表示が可能となり、
その実用的効果は大なるものがある。

また、この誤り数を実際のＣ／Ｎを変化させてあらかじ
め測定しておき、この測定データをもとに補正データを
作り、マイクロコンピュータに入力しておけば、誤り数
よりＣ７Ｎ値を換算することが可能となり、丁確なＣ／
Ｎ値が得られてそれを表示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の衛星受信機Ｃ／Ｎ表示装置
のブロック図、第２図はＢＥＲ（ビット誤り数）対Ｃ／
Ｎ比を示す特性図、第３図は畳込み符号化器の一例を示
すブロック図、第４図は同畳込み符号化器の状態遷移を
示す図、第５図はトレリス線図の殻尤パスを説明する図
、第６図〜第１３図は第３図の畳込み符号器のトレリス
線図の説明図である。１・・・受信系列の受信畳込み符号入力端子、２・・・
ビタビ復号器、３・・・状態計量（パスメトリック）器
、４・・・誤り数カウンタ、５・・・マイクロプロセッ
サ、６・・・レベル表示器。代理人　　　森　　本　　義　　弘第１図第２図Ｃ／Ａ／之 −切　　　　的　　　　　怖（ｑ　　　　　　　　　　　　　　　　　砺−（ｑ）ｑ−３ −丸ブー

Claims

【特許請求の範囲】１、衛星通信用ディジタルデータ伝送で用いられる畳込
み符号を受信機側で復号する際に、用いられるビタビ復
号において、前記畳込み符号が硬判定ビタビ復号アルゴ
リズム内で処理されるときのハミング距離演算による状
態計量（パスメトリック）によって誤り数を検出する手
段を設け、その誤り数をカウントした数をレベル表示器
に表示させる手段を設けた衛星受信機Ｃ／Ｎ表示装置。２、あらかじめ調整工程でＣ／Ｎ（搬送波レベル／入力
雑音レベル）対ＢＥＲ（ビット誤り率）を測定して、そ
の測定された値に対応した補正データが入力されている
マイクロコンピュータを設け、状態計量によって得られ
た誤り数を前記マイクロコンピュータに入力して、誤り
数に対応するＣ／Ｎ値をレベル表示器に表示するように
構成した請求項１記載の衛星受信機Ｃ／Ｎ表示装置。