デジタルデータの送信装置及び受信装置
【課題】既存の受信装置に影響を与えず、位相基準バースト信号に付加情報を多重伝送可能な、回路規模の拡大を抑えたデジタルデータの送信装置及び受信装置を提供する。
【解決手段】送信装置（３００、５００）は、同期符号Ｗ１、又はＷ２若しくはＷ３に後続する位置に、付加情報を表すバースト情報と同期符号の末尾６ビットとを挿入して符号化し、挿入して符号化した信号を位相基準バースト信号として伝送し、受信装置（４００）は、位相基準バースト信号のシンボルを集積して、同期信号ｗ１、又はｗ２若しくはｗ３に後続する位置に付加信号及び同期信号の末尾１２シンボルを再配置して復号する。
【解決手段】送信装置（３００、５００）は、同期符号Ｗ１、又はＷ２若しくはＷ３に後続する位置に、付加情報を表すバースト情報と同期符号の末尾６ビットとを挿入して符号化し、挿入して符号化した信号を位相基準バースト信号として伝送し、受信装置（４００）は、位相基準バースト信号のシンボルを集積して、同期信号ｗ１、又はｗ２若しくはｗ３に後続する位置に付加信号及び同期信号の末尾１２シンボルを再配置して復号する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルデータの伝送技術に係り、特に、同期補強信号を利用してデータ伝送を行なうデジタルデータの送信装置、及び、同期補強信号に多重されたデータの受信を行なうデジタルデータの受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、ＢＳデジタル放送の伝送方式について説明する。図１０は、ＢＳデジタル放送の多重フレームの構成を示す図である。図１０に示すように、ＢＳデジタル放送の多重フレームにおいては、８つのフレーム＃１〜＃８により１チャンネルのスーパーフレームが構成される。フレーム＃１〜＃８は、それぞれ４８個のスロット＃１〜＃４８により構成される。ここで、「スロット」は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ（トランスポートストリーム）のパケット（１８８バイト）のうち先頭の同期バイト（１バイト）を除いた部分、及びＲＳ（リードソロモン）符号のパリティ（１６バイト）をデータとして格納できるメモリ上の領域である。また、各スロットの先頭バイトには、フレーム同期、ＴＭＣＣ（Transmission ＆ Multiplexing Configuration Control：伝送多重構成制御）情報、スーパーフレーム同期等が付加される。
【０００３】
ＴＭＣＣ情報には、伝送の制御を行う情報等が書き込まれており、１つのスーパーフレームに多重されたＴＭＣＣ情報を１まとまりとして１セットの制御内容が書き込まれている。この制御内容によって、時間軸において２スーパーフレーム後の伝送制御が行われる。伝送制御の一つとして、ＢＳデジタル放送のＴＭＣＣ情報では、各スロットに対し、表１に示す伝送モードを指定することができる。表１の左欄の「値」は、ＴＭＣＣ情報のうちの伝送モードを指定するビットの値を示している。また、右欄の「伝送モード」は、変調方式と内符号符号化率との組み合わせを意味しており、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ及びＴＣ８ＰＳＫの変調方式と、１／２〜７／８の符号化率ｒの内符号とを組み合わせた７通りの伝送が可能となっている。
【０００４】
【表１】
【０００５】
図１１は、スロットの割り当ての規則を示す図である。ＴＭＣＣ情報により指定される伝送モードは、表１に示したように、変調方式自体の周波数利用効率と内符号の符号化率との積で計算される周波数利用効率が単純な整数比になるように構成されている。すなわち、８ＰＳＫ、ＱＰＳＫ及びＢＰＳＫの周波数利用効率は、それぞれ３［ｂｐｓ／Ｈｚ］、２［ｂｐｓ／Ｈｚ］及び１［ｂｐｓ／Ｈｚ］であるから、ＢＰＳＫ（ｒ＝１／２）、ＱＰＳＫ（ｒ＝１／２）、ＱＰＳＫ（ｒ＝２／３）、ＱＰＳＫ（ｒ＝３／４）、ＱＰＳＫ（ｒ＝５／６）、ＱＰＳＫ（ｒ＝７／８）及びＴＣ８ＰＳＫ（ｒ＝２／３）の周波数利用効率は、それぞれ１／２、１、４／３、３／２、５／３、７／４及び２となっている。このような整数比があるため、ＴＣ８ＰＳＫに対し、周波数利用効率の低い伝送モードを利用する場合には、効率の下がった分だけダミースロットを配置することにより、多重フレームのクロックレートを一定にし、ハードウェア化を容易にしている。表２に、伝送モードごとのスロットの割り当て単位を示す。
【０００６】
【表２】
【０００７】
図１２は、従来の送信装置１００の構成を示すブロック図である。この送信装置１００は、フレーム生成部１０１、ＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２、エネルギー拡散部１０３、インターリーブ部１０４、畳み込み符号化部１０５、マッピング部１０６、時分割多重／直交変調部１０７、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８、ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９、Ｐ／Ｓ変換部１１０、位相基準バースト信号用エネルギー拡散符号発生部１１１、及びバースト信号入力部１１２を備え、データストリームを送信する場合に、図１０に示した１つのスーパーフレームを構成する多重フレームの信号を生成してから変調波信号を生成するまでの一連の処理を行う。
【０００８】
フレーム生成部１０１は、各スロットのデータ部分に対しＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２により符号化を行った後、第ｎ番目のスーパーフレームに対応する第ｎ−２番目（２つ手前）のＴＭＣＣ情報に従って、各信号の変調方式及び内符号符号化率等を指定してフレームを生成し、スーパーフレームを生成する。図１２に示した例では、スロット＃１〜＃４６にはＴＣ８ＰＳＫ変調（内符号符号化率ｒ＝２／３）が指定され、スロット＃４７にはＱＰＳＫ変調（内符号符号化率ｒ＝１／２）が指定されている。また、ＴＣ８ＰＳＫ変調とＱＰＳＫ変調とを比較すると、同じ変調シンボル数を使った場合に伝送できるビット数は、ＱＰＳＫ変調がＴＣ８ＰＳＫ変調の半分しかない。このため、図１１を参照して説明したように、スロット＃４８をダミースロットとして、フレームを多重伝送する規則になっている。このように、フレーム生成部１０１は、使用する変調方式と内符号符号化率との組み合わせの効率に応じて、ダミースロットを挿入する。
【０００９】
また、フレーム生成部１０１は、生成したフレーム＃１〜＃８におけるスロットのうち、データ及びＲＳ符号のパリティ部分をエネルギー拡散部１０３に出力し、各スロットの先頭バイトに多重されているＴＭＣＣ情報をＲＳ［６４，４８］符号化部１０８に出力する。
【００１０】
エネルギー拡散部１０３は、フレーム生成部１０１により生成されたフレーム＃１〜＃８におけるスロットのうち、データ及びＲＳ符号のパリティ部分が入力され、スーパーフレームにおけるこれらのデータ等全体に対して、エネルギー拡散（ビットランダム化）を行う。これは、擬似ランダムな「１」及び「０」のパターンをＭ系列を使って発生させ、これとスロット内のデータとでＭＯＤ２加算することにより実現する。これにより、「１」又は「０」が連続することがなくなることから、後述する受信装置において、同期再生の安定化を図ることができる。
【００１１】
インターリーブ部１０４は、エネルギー拡散部１０３によりエネルギー拡散されたデータ等が入力され、スロット毎にインターリーブを行う。これは、ビットの並び順を擬似ランダムに入れ替えるものであり、各スロットの左から右に書き込まれたデータを、奥行き方向（フレームが並んでいる方向）に読み出すことにより実現する。これにより、伝送中に連続したビット誤りが発生しても、後述する受信装置が、元の順番に並び替えるデインターリーブ処理を行うことで、ランダムなビット誤りに変換するため、誤り訂正符号の効果を高めることができる。
【００１２】
畳み込み符号化部１０５は、インターリーブ部１０４によりインターリーブされたデータ等に対し、各スロットに指定された符号化率で、畳み込み符号（内符号）により符号化を行う。
【００１３】
図１３に、畳み込み符号化部１０５をより詳細に記載したものを示す。図１３に示す範囲は、図１２の畳み込み符号化部１０５を含む点線で囲った部分である。畳み込み符号化部１０５は、６つの１ビット遅延素子１１から１６と、２つのＭＯＤ２加算器２１及び２２と、パンクチャ処理部３０とを備える。畳み込み符号化は６つの１ビット遅延素子１１から１６を直列に接続し、１ビット遅延素子１１から１６の間の接続線の一部から分岐した信号に対してＭＯＤ２加算することで符号化出力を生成しており、拘束長は７となる。この符号化器の場合、１ビットのビットストリームＢ０を入力し、遅延素子から分岐する信号線の位置を変えた２系統の符号化出力Ｃ１及びＣ０を生成しており、これにより、符号化率１／２の符号化を行うことができる。
【００１４】
Ｃ１及びＣ０はその後、さらにパンクチャ処理部３０により、パンクチャ処理が行われる。パンクチャ処理は、Ｃ１，Ｃ０のビット系列のうち、一部のビットを間引いてから伝送することで、もとの符号化率１／２から、それ以外の符号化率を実現する手法である。受信装置側では、間引かれたビット位置に‘０’と‘１’の中間の値を補間することで、符号化率１／２の復号器で復号可能となる。
【００１５】
表３に、各符号化率を実現するためにビットを間引く位置（パンクチャドパターン）を示す。入力信号Ｃ１，Ｃ０がパンクチャドパターンによりＰ１，Ｐ０になる。表３によれば、符号化率１／２の場合、特に間引きの処理をしないが、例えば符号化率３／４を実現する場合には、符号化された６ビットの符号化出力（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２），（Ｘ３，Ｙ３）のうち、Ｙ２及びＸ３の２ビットを間引いて廃棄し、（Ｘ１，Ｙ１），（Ｙ３，Ｘ２）を出力する処理を繰り返し行えばよいことがわかる。なお、パンクチャド符号化の位相の関係は、パンクチャド位相の先頭位相がスロット先頭と一致するものとする。
【００１６】
【表３】
【００１７】
マッピング部１０６は、畳み込み符号化部１０５により畳み込み符号化されたデータ等に対し、ＴＭＣＣ情報により指定された変調方式によるマッピングを行い、時分割多重／直交変調部１０７は、時分割多重及び直交変調を行い、変調波信号を生成する。なお、ＴＣ８ＰＳＫ(符号化率２／３)の場合、３ビットのシンボルが８つの信号点に対応付けられるが、３ビットのうちの最上位ビット（ＭＳＢ）には図１３のＣ２の信号が割り当てられ、第２ビットと第３ビットには同図のＰ１及びＰ０が割り当てられる。また表３の符号化率は１／２を使用する。ＱＰＳＫについては、２ビットのシンボルが４つの信号点に対応づけられ、２ビット分の情報を一度に伝送できるため、２ビットのうちＭＳＢにＰ１、ＬＳＢにＰ０を割り当て、信号点マッピングが行われる。ＢＰＳＫについては、１ビットのシンボルが２つの信号点に対応づけられ、１ビット分の情報しか一度に伝送できないため、Ｐ／Ｓ変換部１１０で２ビットの信号を交互にＣ０，Ｃ１の順で出力することで１ビットの信号系列に変換してから信号点マッピングが行われる。
【００１８】
一方、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８は、フレーム生成部１０１により生成されたフレーム＃１〜＃８におけるスロットのうち、先頭バイトに多重されたＴＭＣＣ情報が入力され、リードソロモン符号（ＲＳ［６４，４８］）で誤り訂正符号パリティを付加する。
【００１９】
ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９は、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８により誤り符号パリティが付加されたＴＭＣＣ情報に対し、エネルギー拡散を行う。その後、畳み込み符号化部１０５は、畳み込み符号により符号化率ｒ＝１／２で符号化し、マッピング部１０６はＢＰＳＫマッピングを行う。時分割多重／直交変調部１０７は同期信号、ＴＭＣＣ信号、及び主信号について所定の変調方式の信号点配置でマッピングされた信号点系列を所定の順序で時分割多重し、直交変調を行い、変調波信号を生成する。そして、送信装置１００は、このように生成した変調波信号を伝送する。
【００２０】
なお、図１２においては、ＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２及びＲＳ［６４，４８］符号化部１０８を別のブロックとして描いているが、これらは同一の基本符号ＲＳ［２５５，２３９］をそれぞれ、５１バイト及び１９１バイト短縮化したもので、復号処理は同一であることから、時分割処理により共用化することも可能である。
【００２１】
図１４に、図１２の畳み込み符号化部１０５に入力される前の信号形式を示す。スーパーフレームを構成するフレーム＃１〜フレーム＃８のそれぞれは、１６ビットのフレーム同期符号Ｗ１、６４ビットのＴＭＣＣ情報、１６ビットのスーパーフレーム同期符号Ｗ２
又はＷ３、及び１９４８８ビット〜６８２０８ビットの主信号情報（エネルギー拡散・インターリーブ後）で構成される。
【００２２】
また、図１５に、図１２の畳み込み符号化部１０５から出力された後の畳み込み符号化後の信号形式を示す。スーパーフレームを構成するフレーム＃１〜フレーム＃８のそれぞれは、１２ビットの不定ビット、２０ビットのフレーム同期符号ｗ１、１２８ビットのＴＭＣＣ情報、１２ビットの不定ビット、２０ビットのスーパーフレーム同期符号ｗ２又はｗ３、及び７７９５２ビットの主信号情報（エネルギー拡散・インターリーブ・内符号符号化後）で構成される。なお、図中のフレーム同期符号及びスーパーフレーム同期符号の表記は、畳み込み符号化前についてはＷ１，Ｗ２，Ｗ３で表し、畳み込み符号化後についてはｗ１，ｗ２，ｗ３で表して区別している。
【００２３】
フレーム同期符号ｗ１の前に１２ビットの不定ビットが入る理由は、図１３に示した畳み込み符号化部１０５の構成から明らかなように、６ビットの遅延素子（１１から１６）にはフレーム同期符号Ｗ１が入力される前に符号化されるデータの系列が残っており、これらのデータ系列が完全に吐き出されるためには、フレーム同期符号Ｗ１のうち先頭６ビット分が入力し終わる必要があるためである。このとき、Ｐ１、Ｐ０から１２ビット分の不定ビットが出力されることになる。その後、第６ビット目が入力された後はフレーム同期符号Ｗ１の１６ビット目が入力し終わるまで、フレームによらず、遅延素子の値は同じ値のパターンをとり、その出力（Ｐ１，Ｐ０）も同じ値の系列を出力することになるため、２０ビット分の既知パターンｗ１が出力されることになる。同様の理由でスーパーフレーム同期符号Ｗ２についても、１２ビットの不定パターンとなり、その後既知の２０ビットのスーパーフレーム同期符号ｗ２が出力されることになる。スーパーフレーム同期符号Ｗ３についても同様である。
【００２４】
図１６は、図１２に示した送信装置１００により伝送される変調波信号の例を示す図である。以下の説明において、「符号」又は「情報」と「信号」とは、送信側で信号点マッピングされてから、受信装置側でビタビ復号される前までの期間を「信号」と呼び、それ以外では「符号」又は「情報」と呼ぶこととして区別する(例えば、「同期符号」と「同期信号」、「ＴＭＣＣ情報」と「ＴＭＣＣ信号」など)。図１６に示すように、変調波信号は、フレーム単位に、各フレームに対して、まず不定シンボル（１２シンボル）、フレーム同期信号ｗ１（２０シンボル）、ＴＭＣＣ信号（又はその誤り訂正パリティ／１２８シンボル）、不定シンボル（１２シンボル）、スーパーフレーム同期信号（先頭フレームではｗ２、それ以外のフレームではｗ２の反転パターンｗ３／２０シンボル）の計１９２シンボルがＢＰＳＫの信号点に変換され、直交変調されて伝送される。その後、ＴＭＣＣ情報で指定されたデジタル変調方式に対応した信号点に変換し、直交変調することにより、映像・音声・データ放送等が多重された主信号が伝送される。主信号の伝送に際しては、周期的に同期補強用の位相基準バースト信号（擬似ランダムなデジタル信号をＢＰＳＫの信号点に変換し、直交変調したもの）が多重される。この位相基準バースト信号は位相基準バースト信号用エネルギー拡散符号発生部１１１により発生した擬似ランダム系列と固定値‘０’の系列とをＭＯＤ２加算した信号がＢＰＳＫの信号点に変換され、直交変調されて生成される。‘０’の系列の代わりに付加的な情報を載せることも可能であるが、現状では‘０’の系列が入力される運用が行われている。このような処理を８フレーム分繰り返して行うことにより、ＴＭＣＣ情報に書き込まれた情報が後述する受信装置に伝送される。受信装置は、ＴＭＣＣ情報を絶えず監視することにより、送信装置１００において様々な伝送制御が行われたとしても、それに追従して受信方式等を切り替えることができる。
【００２５】
図１７は、従来の受信装置２００の構成を示すブロック図である。受信装置２００は、チャンネル選択部２０１、直交検波部２０２、同期検出・伝送制御信号復号部２０３、位相基準バースト廃棄部２０４、ビタビ復号部２０５、ＴＭＣＣ情報分離部２０６、ＴＭＣＣ情報用エネルギー逆拡散部２０７、ＲＳ［６４，４８］復号部２０８、デインターリーブ部２０９、エネルギー逆拡散部２１０、及びＲＳ［２０４，１８８］復号部２１１を備え、図１２に示した送信装置１００により伝送された変調波信号を受信し、ＴＭＣＣ情報に基づいて伝送方式等を切り替え、元の主信号情報のデータストリームを生成する。
【００２６】
チャンネル選択部２０１は、送信装置１００からの変調波信号である放送波がＢＳアンテナ及びＢＳアンテナに内蔵されている周波数変換部（図示せず）を介してＢＳ−ＩＦ信号（第１ＩＦ）として入力され、チャンネルを選択し、そのチャンネルの信号を第２ＩＦ周波数に変換して出力する。なお、上記の周波数変換部では、１２ＧＨｚ帯の放送波が１ＧＨｚ帯のＢＳ−ＩＦ信号に変換される。
【００２７】
直交検波部２０２は、チャンネル選択部２０１により選択されたチャンネルのＢＳ−ＩＦ信号(第２ＩＦ)が入力され、同期ベースバンド信号に変換する。この同期ベースバンド信号は、図１６に示すシンボル系列を、それぞれ所定の変調方式の信号点配置の信号点系列に変換したものに、伝送路における歪や雑音が加算された信号点系列となる。
【００２８】
同期検出・伝送制御信号復号部２０３は、直交検波部２０２により変換された同期ベースバンド信号が入力され、まずＴＭＣＣ信号のフレーム同期信号とスーパーフレーム同期信号を検出し、それを基準として、周期的に多重されているＢＰＳＫ変調波である位相基準バースト信号の位置も検出する。また、ビタビ復号部２０５に、ＴＭＣＣ信号部分に対してＢＰＳＫ(符号化率１／２)を指定して、ＴＭＣＣ信号を復号し、復号されたＴＭＣＣ情報部分をＴＭＣＣ情報分離部２０６で抽出する。また、ＴＭＣＣ情報部分以外はデインターリーブ部２０９へ出力される。その後、ＴＭＣＣ情報部分はＴＭＣＣ情報用エネルギー逆拡散部２０７で、図１２のＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９と同一の拡散符号により逆拡散が行われる。そして、ＲＳ[６４，４８]復号部２０８で復号されＴＭＣＣ情報が抽出される。同期検出・伝送制御信号復号部２０３は、ＴＭＣＣ情報から変調波信号各部の変調方式・畳み込み符号の符号化率などの情報を検出する。同期検出・伝送制御信号復号部２０３により検出された情報は、直交検波部２０２、位相基準バースト廃棄部２０４、ビタビ復号部２０５、ＴＭＣＣ情報分離部２０６、デインターリーブ部２０９、エネルギー逆拡散部２１０及びＲＳ［２０４，１８８］復号部２１１に入力される。
【００２９】
位相基準バースト廃棄部２０４は、直交検波部２０２から同期ベースバンド信号が入力されると共に、同期検出・伝送制御信号復号部２０３により検出された位相基準バースト信号挿入位置の情報が入力され、図１８に示すように位相基準バースト信号に対応するシンボルの信号点系列の廃棄が行われる。
【００３０】
ビタビ復号部２０５は、位相基準バースト廃棄部２０４から同期ベースバンド信号が入力されると共に、同期検出・伝送制御信号復号部２０３により検出された変調方式・誤り訂正の情報が入力され、ＴＣ８ＰＳＫ変調部分の信号点系列についてはＴＣ８ＰＳＫ復号を行い、ＱＰＳＫ又はＢＰＳＫ変調部分の信号点系列についても、それに合わせた復号を行う。
【００３１】
このとき、ＴＭＣＣ信号の復号にあたっては、ｗ１の最後の時点に対応する畳み込み符号化時の状態（図１３の１ビット遅延素子１１から１６の値）は既知であること、及びｗ２又はｗ３の先頭の時点に対応する畳み込み符号化時の状態は既知であることを利用し、ビタビ復号時の状態遷移図上のパスを限定して畳み込み符号の復号を行うことで、ＴＭＣＣ信号の受信特性を改善できる。また、ｗ２又はｗ３の最後の時点に対応する畳み込み符号化時の状態は既知であること、及びｗ１の先頭の時点に対応する畳み込み符号化時の状態は既知であることを利用してビタビ復号時の状態遷移図上のパスを限定して畳み込み符号の復号を行うことで、ＴＭＣＣ信号に後続する主信号の受信特性を改善できる。
【００３２】
デインターリーブ部２０９は、ビタビ復号部２０５により復号され、ＴＭＣＣ情報分離部２０６によりＴＭＣＣ情報が分離された情報に対し、送信装置１００のインターリーブ部１０４において疑似ランダムに入れ替えられたビットの並び順を元に戻す。エネルギー逆拡散部２１０は、デインターリーブ部２０９によりデインターリーブされた情報に対し、送信装置１００のエネルギー拡散部１０３において擬似ランダム符号がＭＯＤ２により加算された処理を元に戻すため、再度同じ擬似ランダム符号をＭＯＤ２により加算し、エネルギー逆拡散処理を行う。ＲＳ［２０４，１８８］復号部２１１は、エネルギー逆拡散部２１０によりエネルギー逆拡散された情報に対し、リードソロモン復号を行う。
【００３３】
このように、現在ＢＳデジタル放送では、４８のスロットからなる多重したフレームを構成し、スロットに多重されたＭＰＥＧ−２のＴＳパケットに対し、変調方式や誤り訂正符号の符号化率をＴＭＣＣ信号を使って指定することにより、複数の変調方式を柔軟に時分割多重して伝送することができる。
【００３４】
なお、このような伝送システムに用いる送信装置及び受信装置の例として、特許文献１，２に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特開２００３−１７９６５７号公報
【特許文献２】特開２００６−２５４２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
このように、ＭＰＥＧ−２のＴＳパケットをさらに多重化するフレームを構成し、ＴＭＣＣ信号を使用することにより、現在運用中のＢＳデジタル放送では、柔軟な伝送制御を行うことができ、複数の変調方式を柔軟に時分割多重して伝送することができる。しかしながら、位相基準バースト信号は擬似ランダム符号で拡散された符号‘０’の系列が伝送されており、周波数の有効利用が図られていないという問題があった。
【００３７】
本発明の目的は、上記課題を解決するために、既存受信装置に対して妨害を与えることなく、かつ送受信装置のコストインパクトが小さい方法で、位相基準バースト信号を使った付加情報を伝送可能な、デジタルデータの送信装置及び受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
上記課題を解決するため、本発明に係る送信装置は、第１の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化するデジタルデータの送信装置において、付加情報のビット系列、及び前記第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第２の固定パターンのビット系列を、前記第１の固定パターンのビット系列と前記伝送データのビット系列との間に挿入するビット系列挿入手段と、前記第１の固定パターンのビット系列、前記付加情報のビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列、及び前記伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化する畳み込み符号化手段と、前記畳み込み符号化したビット系列を変調波信号に時分割多重して外部に送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００３９】
また、本発明に係る送信装置は、フレーム同期用の第１の固定パターン（フレーム同期符号Ｗ１）のビット系列、制御データ（ＴＭＣＣ情報）のビット系列、スーパーフレーム同期用の第２の固定パターン（スーパーフレーム同期符号Ｗ２）のビット系列又は該第２の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第３の固定パターン（スーパーフレーム同期符号Ｗ３）のビット系列、及び伝送データ（主信号）のビット系列を畳み込み符号により符号化するデジタルデータの送信装置において、付加情報のビット系列、及び前記第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第４の固定パターン（フレーム同期末尾符号Ｗ１（−６））のビット系列を、前記第１の固定パターンのビット系列と前記制御データのビット系列との間に挿入するビット系列挿入手段と、前記第１の固定パターンのビット系列、前記付加情報のビット系列、前記第４の固定パターンのビット系列、前記制御データのビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列、及び前記伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化する畳み込み符号化手段と、前記畳み込み符号化したビット系列を変調波信号に時分割多重して外部に送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００４０】
また、本発明に係る送信装置は、フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第２の固定パターンのビット系列又は該第２の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列、及び伝送データ（主信号）のビット系列を畳み込み符号により符号化するデジタルデータの送信装置において、付加情報のビット系列、及び、前記第２の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第４の固定パターンのビット系列（フレーム同期末尾符号Ｗ２（−６））、又は前記第３の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第５の固定パターンのビット系列（フレーム同期末尾符号Ｗ３（−６））を、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列と、前記伝送データのビット系列との間に挿入するビット系列挿入手段と、前記第１の固定パターンのビット系列、前記制御データのビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列、前記付加情報のビット系列、前記第４の固定パターンのビット系列又は前記第５の固定パターンのビット系列、及び前記伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化する畳み込み符号化手段と、前記畳み込み符号化したビット系列を変調波信号に時分割多重して外部に送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００４１】
また、本発明に係る送信装置において、前記送信手段は、前記符号化された付加情報のビット系列を細分化し、等間隔に時分割多重して外部に送信することを特徴とする。
【００４２】
また、本発明に係る送信装置において、前記付加情報のビット系列は、前記制御データのビット系列及び前記伝送データのビット系列に用いる外符号と同じ生成多項式を用いた短縮符号の符号化手段により符号化され、スーパーフレーム単位でインターリーブされた信号であることを特徴とする。
【００４３】
さらに、本発明に係る受信装置は、伝送されるデジタルデータを受信する受信装置において、第１の固定パターンのビット系列、付加情報のビット系列、第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第２の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列が畳み込み符号により符号化され、変調波信号に時分割多重された信号を受信する受信手段と、前記受信した信号を誤り訂正復号する復号手段と、該復号された信号から前記付加情報のビット系列を分離する情報分離手段と、を備えることを特徴とする。
【００４４】
さらに、本発明に係る受信装置は、伝送されるデジタルデータを受信する受信装置において、フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、付加情報のビット系列、第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第２の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列又は該第３の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第４の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列が畳み込み符号により符号化され、該符号化された付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を受信する受信手段と、前記受信した付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を集積して、前記第１の固定パターンのビット系列で構成されたシンボル系列に対応する信号点系列と、前記制御データのビット系列で構成されたシンボル系列に対応する信号点系列との間に再配置する再配置手段と、前記再配置後の信号点系列を誤り訂正復号する復号手段と、を備えることを特徴とする。
【００４５】
さらに、本発明に係る受信装置は、伝送されるデジタルデータを受信する受信装置において、フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第２の固定パターンのビット系列又は該第２の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列、付加情報のビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第４の固定パターンのビット系列（フレーム同期末尾符号Ｗ２（−６））、又は前記第３の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第５の固定パターンのビット系列（フレーム同期末尾符号Ｗ３（−６））、及び伝送データのビット系列が畳み込み符号により符号化され、該符号化された付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を受信する受信手段と、前記受信した符号化された付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を集積して、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列で構成されるシンボル系列に対応する信号点系列と、前記伝送データのビット系列で構成されるシンボル系列に対応する信号点系列との間に再配置する再配置手段と、前記再配置後の信号点系列を誤り訂正復号する復号手段と、を備えることを特徴とする。
【００４６】
また、本発明に係る受信装置において、前記復号手段は、前記付加情報のビット系列を、ビタビ復号手段、及び前記伝送データのビット系列に用いる外符号と同じ生成多項式を用いた短縮符号の復号手段により復号することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４７】
以上のように、本発明によれば、固定パターンのビット系列と、それに後続する制御データ又は伝送データのビット系列との間に、バースト情報のビット系列と固定パターンのビット系列の一部とを挿入して符号化して伝送することにより、既存の受信装置に影響を与えることなく、簡易な構成で付加情報を伝送できるデジタルデータの送信装置及び受信装置を実現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態による送信装置の構成を示す図である。
【図２】畳み込み符号化前の信号形式を示す図である。
【図３】畳み込み符号化後の信号形式を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による受信装置の構成（本発明の第２の実施形態も同様）を示す図である。
【図５】受信信号からの位相基準バースト信号の再配置を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による送信装置の構成を示す図である。
【図７】畳み込み符号化前の信号形式を示す図である。
【図８】畳み込み符号化後の信号形式を示す図である。
【図９】受信信号からの位相基準バースト信号の再配置を示す図である。
【図１０】ＢＳデジタル放送の多重フレーム構成を示す図である。
【図１１】スロットの割り当ての規則を示す図である。
【図１２】従来技術による送信装置の構成を示す図である。
【図１３】畳み込み符号化部を示す図である。
【図１４】畳み込み符号化前の信号形式を示す図である。
【図１５】畳み込み符号化後の信号形式を示す図である。
【図１６】変調信号の例を示す図である。
【図１７】従来技術による受信装置の構成を示す図である。
【図１８】受信信号からの位相基準バースト信号の廃棄を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の第１の実施形態による送信装置及び受信装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００５０】
［送信装置］
まず、本発明の第１の実施形態による送信装置について図１から図３を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による送信装置３００の構成を示す図である。この送信装置３００は、フレーム生成部１０１、ＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２、エネルギー拡散部１０３、インターリーブ部１０４、畳み込み符号化部１０５、マッピング部１０６、時分割多重／直交変調部１０７、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８、ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９、Ｐ／Ｓ変換部１１０、Ｗ１(−６)パターン発生部３０１、バースト情報入力部３０２、バースト情報用外符号符号化部３０３、バースト情報用インターリーブ３０４、符号化データ蓄積部３０５、及び符号化バースト情報蓄積部３０６を備え、主信号情報のデータストリーム、及び付加情報（以下、「バースト情報」と呼ぶ）を送信する場合に、多重フレームの信号を生成してから変調波信号を生成するまでの一連の処理を行う。
【００５１】
図１２に示した従来の送信装置１００と本発明による送信装置３００とを比較すると、両装置とも、フレーム生成部１０１、ＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２、エネルギー拡散部１０３、インターリーブ部１０４、畳み込み符号化部１０５、マッピング部１０６、時分割多重／直交変調部１０７、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８、ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９、及びＰ／Ｓ変換部１１０を備えている点で同一であるが、送信装置３００において、Ｗ１(−６)パターン発生部３０１、バースト情報入力部３０２、バースト情報用外符号符号化部３０３、バースト情報用インターリーブ部３０４、符号化データ蓄積部３０５、及び符号化バースト情報蓄積部３０６を備えている点で相違する。ここでＷ１(−６)パターン発生部３０１は１６ビットからなるフレーム同期符号Ｗ１のうち末尾の６ビット分のパターン（以下、「フレーム同期末尾符号Ｗ１（−６）」という）を発生する機能を持つ。なお、ここではフレーム同期符号Ｗ１の末尾から抽出した６ビット分のパターンを発生する場合について説明するが、抽出するビット長は、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さであればよい。
【００５２】
以上の同一の構成要素の動作については、従来の送信装置１００と同様であるから、ここでは同じ参照符号を付して説明を割愛し、相違点を中心に説明する。畳み込み符号化部１０５の入力及び出力の信号形式をそれぞれ図２及び図３に示す。本発明の第１の実施形態による図２の畳み込み符号化前の信号形式と従来の図１４に示す信号形式とを比較すると、１６ビットのフレーム同期符号Ｗ１の後に、３７８ビットのバースト情報（付加情報）と６ビットのフレーム同期末尾符号Ｗ１（−６）が挿入されている点で異なる。ここで、バースト情報は図１のバースト情報入力部３０２から入力された信号に対して、バースト情報用外符号符号化部３０３で符号化され、バースト情報用インターリーブ部３０４でインターリーブされた信号である。バースト情報用外符号符号化部３０３にＲＳ［６３，４７］符号化を、バースト情報用インターリーブ部３０４に６３バイト×６行のインターリーブを利用することで、スーパーフレーム単位で処理を完結でき、また、ＲＳ符号に、主信号及びＴＭＣＣ情報用のＲＳ符号を短縮化して共用可能となる。
【００５３】
また、畳み込み符号化後の信号形式については、本発明の第１の実施形態による図３と従来の信号形式を示す図１５とを比較すると、２０ビットのフレーム同期符号ｗ１の後に、７５６ビットのバースト情報及び１２ビットのフレーム同期末尾符号ｗ１（−１２）が挿入されている点で異なる。図３に示す信号のうち、バースト情報については図１６に示すように位相基準バースト信号の位置に分散して多重する必要がある。そこで畳み込み符号化部１０５の出力は、バースト情報については符号化バースト情報蓄積部３０６に、それ以外を符号化データ蓄積部３０５に一時記憶することで符号化されたバースト情報を分離し、後段のスイッチを図１６の信号順となる様に切り替える。
【００５４】
［受信装置］
次に、本発明の第１の実施形態による受信装置について図４及び図５を参照して説明する。図４は、本発明の第１の実施形態による受信装置４００の構成を示す図である。受信装置４００は、チャンネル選択部２０１、直交検波部２０２、同期検出・伝送制御信号復号部２０３、ビタビ復号部２０５、ＴＭＣＣ情報分離部２０６、ＴＭＣＣ情報用エネルギー逆拡散部２０７、ＲＳ［６４，４８］復号部２０８、デインターリーブ部２０９、エネルギー逆拡散部２１０、ＲＳ［２０４，１８８］復号部２１１、位相基準バースト信号再配置部４０１、バースト情報分離部４０２、バースト情報用デインターリーブ部４０３、バースト情報用エネルギー逆拡散部４０４、及びバースト情報用外符号復号部４０５を備え、図１に示した送信装置３００により伝送された変調波信号を受信し、ＴＭＣＣ情報に基づいて伝送方式等を切り替え、元の主信号情報のデータストリームを生成すると同時に、位相基準バースト信号に多重されたバースト情報を生成する。
【００５５】
図１７に示した従来の受信装置２００と本発明による受信装置４００とを比較すると、両装置とも、チャンネル選択部２０１、直交検波部２０２、同期検出・伝送制御信号復号部２０３、ビタビ復号部２０５、ＴＭＣＣ情報分離部２０６、ＴＭＣＣ情報用エネルギー逆拡散部２０７、ＲＳ［６４，４８］復号部２０８、デインターリーブ部２０９、エネルギー逆拡散部２１０、及びＲＳ［２０４，１８８］復号部２１１を備えている点で同一であるが、受信装置４００において、バースト情報分離部４０２、バースト情報用デインターリーブ部４０３、バースト情報用エネルギー逆拡散部４０４、及びバースト情報用外符号復号部４０５を備えている点、並びに位相基準バースト廃棄部２０４の代わりに、位相基準バースト信号再配置部４０１を備えている点で相違する。
【００５６】
以上の同一の構成要素の動作については、従来の受信装置２００と同様であるから、ここでは同じ参照符号を付して説明を割愛し、相違点を中心に説明する。図５は位相基準バースト信号再配置部４０１の動作を示す図である。位相基準バースト信号再配置部４０１は、分散されて伝送される位相基準バーストを集積して７６８シンボルずつの信号点系列にまとめ、フレーム同期信号ｗ１の信号点系列に後続する位置に再配置する。同期検出・伝送制御信号復号部２０３は、ビタビ復号部２０５に対して、集積された位相基準バースト信号の信号点系列をＢＰＳＫ(符号化率１／２)で復号するようゲート信号を送出する。ビタビ復号部２０５は集積された位相基準バースト信号の信号点系列をＢＰＳＫ(符号化率１／２)で復号する。その際、図３に示すように、７６８シンボルの末尾の時点における送信側の畳み込み符号化時の状態が既知であることから、フレーム同期信号ｗ１の末尾の時点における送信側の畳み込み符号化時の状態が既知であることと併せて利用し、バースト情報の信号点系列のビタビ復号を行う際に、ビタビ復号時の状態遷移図上のパスの選別をすることで、伝送特性を改善することができる。
【００５７】
また、ＴＭＣＣ信号の復号を行う際には、図１７に示す従来技術の受信装置２００と同様、フレーム同期末尾符号ｗ１（−１２）の末尾の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であること、及びｗ２又はｗ３の先頭の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であることを利用し、ビタビ復号時の状態遷移図上のパスを限定して畳み込み符号の復号を行うことで、ＴＭＣＣ信号の受信特性を改善できる。また、スーパーフレーム同期信号ｗ２又はｗ３の最後の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知となっていること、及びフレーム同期信号ｗ１の先頭の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であることを利用してビタビ復号時の状態遷移図上のパスを限定して畳み込み符号の復号を行うことで、ＴＭＣＣ信号に後続する主信号の受信特性を改善できる。なお、主信号については、バースト情報分離部４０２はバースト情報に対応する部分以外をデインターリーブ部２０９へ出力しデインターリーブを行う。
【００５８】
さらに、位相基準バーストを再配置せず、廃棄する従来の受信装置で受信する際にも、ＴＭＣＣ信号の開始点における符号化器の状態は同一となるため、従来の受信装置のＴＭＣＣ信号受信特性を劣化させることはない。
【００５９】
ビタビ復号部２０５で復号されたバースト情報は、バースト情報分離部４０２で信号系列の中から抽出されバースト情報用デインターリーブ部４０３へ出力される。その後、バースト情報用デインターリーブ部４０３でデインターリーブされ、バースト情報用エネルギー逆拡散部４０４でエネルギー逆拡散され、バースト情報用外符号復号部４０５で復号され、送信されたバースト情報が生成される。なお、バースト情報用外符号復号部４０５にＲＳ［６３，４７］復号を、バースト情報用デインターリーブ部４０３に６３バイト×６行のインターリーブに対応するデインターリーブを利用することで、スーパーフレーム単位で処理を完結でき、また、ＲＳ復号に、主信号及びＴＭＣＣ情報用のＲＳ復号器を短縮化して共用可能となる。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施形態による送信装置及び受信装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例２】
【００６１】
［送信装置］
次に、本発明の第２の実施形態による送信装置について図６から図８を参照して説明する。図６は、本発明の第２の実施形態による送信装置５００の構成を示す図である。この送信装置５００は、フレーム生成部１０１、ＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２、エネルギー拡散部１０３、インターリーブ部１０４、畳み込み符号化部１０５、マッピング部１０６、時分割多重／直交変調部１０７、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８、ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９、Ｐ／Ｓ変換部１１０、バースト情報入力部３０２、バースト情報用外符号符号化部３０３、バースト情報用インターリーブ３０４、符号化データ蓄積部３０５、符号化バースト情報蓄積部３０６、Ｗ２(−６)パターン発生部５０１、及びＷ３(−６)パターン発生部５０２を備え、主信号情報のデータストリーム、及びバースト情報を送信する場合に、多重フレームの信号を生成してから変調波信号を生成するまでの一連の処理を行う。
【００６２】
図１２に示した従来の送信装置１００と本発明による送信装置５００とを比較すると、両装置とも、フレーム生成部１０１、ＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２、エネルギー拡散部１０３、インターリーブ部１０４、畳み込み符号化部１０５、マッピング部１０６、時分割多重／直交変調部１０７、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８、ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９、及びＰ／Ｓ変換部１１０を備えている点で同一であるが、送信装置５００において、バースト情報入力部３０２、バースト情報用外符号符号化部３０３、バースト情報用インターリーブ部３０４、符号化データ蓄積部３０５、符号化バースト情報蓄積部３０６、Ｗ２(−６)パターン発生部５０１及びＷ３(−６)パターン発生部５０２を備えている点で相違する。ここでＷ２(−６)パターン発生部５０１及びＷ３(−６)パターン発生部５０２は、それぞれ１６ビットからなるスーパーフレーム同期符号Ｗ２のうち末尾の６ビット分のパターン（以下、「スーパーフレーム同期末尾符号Ｗ２（−６）」という）及びスーパーフレーム同期符号Ｗ３のうち末尾の６ビット分のパターン（以下、「スーパーフレーム同期末尾符号Ｗ３（−６）」という）を発生する機能を持つ。なお、ここではフレーム同期符号Ｗ２又はＷ３の末尾から抽出した６ビット分のパターンを発生する場合について説明するが、抽出するビット長は、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さであればよい。
【００６３】
以上の同一の構成要素の動作については、従来の送信装置１００と同様であるから、ここでは同じ参照符号を付して説明を割愛し、相違点を中心に説明する。畳み込み符号化部１０５の入力及び出力の信号形式をそれぞれ図７及び図８に示す。本発明の第２の実施形態による図７の畳み込み符号化前の信号形式と従来の図１４に示す信号形式とを比較すると、１６ビットのスーパーフレーム同期符号Ｗ２の後に３７８ビットのバースト情報と６ビットのスーパーフレーム同期末尾符号Ｗ２（−６）が挿入されている点、及び１６ビットのスーパーフレーム同期符号Ｗ３の後に３７８ビットのバースト情報と６ビットのスーパーフレーム同期末尾符号Ｗ３（−６）が挿入されている点で異なる。ここで、バースト情報は、図６のバースト情報入力部３０２から入力された信号に対して、バースト情報用外符号符号化部３０３で符号化され、バースト情報用インターリーブ部３０４でインターリーブされた信号である。バースト情報用外符号符号化部３０３にＲＳ［６３，４７］符号化を、バースト情報用インターリーブ部３０４に６３バイト×６行のインターリーブを利用することで、スーパーフレーム単位で処理を完結でき、また、ＲＳ符号に、主信号及びＴＭＣＣ情報用のＲＳ符号を短縮化して共用可能となる。
【００６４】
また、畳み込み符号化後の信号形式については、本発明の第２の実施形態による図８と従来の信号形式を示す図１５とを比較すると、２０ビットのスーパーフレーム同期符号ｗ２の後に７５６ビットのバースト情報と１２ビットのスーパーフレーム同期末尾符号ｗ２（−１２）が挿入されている点、及び２０ビットのスーパーフレーム同期符号ｗ３の後に７５６ビットのバースト情報と１２ビットのスーパーフレーム同期末尾符号ｗ３（−１２）が挿入されている点で異なる。図３の信号のうち、バースト情報については図１６に示した位相基準バースト信号の位置に分散して多重する必要がある。そこで畳み込み符号化部１０５の出力は、バースト情報については符号化バースト情報蓄積部３０６に、それ以外を符号化データ蓄積部３０５に一時記憶することで符号化されたバースト情報を分離し、後段のスイッチを図１６の信号順となる様に切り替える。
【００６５】
［受信装置］
次に、本発明の第２の実施形態による受信装置について図４及び図９を参照して説明する。本発明の第２の実施形態による受信装置の構成は、本発明の第１の実施形態の受信装置と同一であり、構成要素内部の信号処理の方法のみが異なる。したがって、ここでは図４を参照し、その機能について説明する。
【００６６】
図９は、位相基準バースト信号再配置部４０１の動作を示す図である。位相基準バースト信号再配置部４０１は、分散されて伝送される位相基準バーストを集約して７６８シンボルずつの信号点系列にまとめ、スーパーフレーム同期信号ｗ２又はｗ３の信号点系列に後続する位置に再配置する。同期検出・伝送制御信号復号部２０３は、ビタビ復号部２０５に対して、集積された位相基準バースト信号をＢＰＳＫ(符号化率１／２)で復号するようゲート信号を送出する。ビタビ復号部２０５は集積された位相基準バースト信号の信号点系列をＢＰＳＫ(符号化率１／２)で復号する。その際、図８に示すように、７６８シンボルの末尾の時点における送信側の畳み込み符号化時の状態が既知となっていることから、スーパーフレーム同期信号ｗ２又はｗ３の末尾の時点における送信側の畳み込み符号化時の状態が既知であることと併せて利用し、バースト情報の信号点系列のビタビ復号を行う際に、ビタビ復号時の状態遷移図上のパスの選別をすることで、伝送特性を改善することができる。
【００６７】
また、主信号の復号を行う際には、図８に示す従来技術の受信装置２００と同様、スーパーフレーム同期末尾符号ｗ２（−１２）又はｗ３（−１２）の末尾の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であること、及びｗ１の先頭の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であることを利用し、ビタビ復号時の状態遷移図上のパスを限定して畳み込み符号の復号を行うことで、主信号の受信特性を改善できる。また、フレーム同期信号ｗ１の末尾の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であること、及びスーパーフレーム同期信号ｗ２又はｗ３の先頭の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であることを利用してビタビ復号時の状態遷移図上のパスを限定して畳み込み符号の復号を行うことで、ＴＭＣＣ信号の受信特性を改善できる。なお、主信号については、位相基準バースト分離部４０２は位相基準バースト情報に対応する部分以外をデインターリーブ部２０９でデインターリーブを行う。
【００６８】
さらに、位相基準バーストを再配置せず、廃棄する従来の受信装置で受信する際にも、主信号の開始点における符号化器の状態は同一となるため、従来の受信装置の主信号受信特性を劣化させることはない。
【００６９】
ビタビ復号部２０５で復号されたバースト情報は、位相基準バースト情報分離部４０２で信号系列の中から抽出されバースト情報用デインターリーブ部４０３へ出力される。その後、バースト情報用デインターリーブ部４０３でデインターリーブされ、バースト情報用エネルギー逆拡散部４０４でエネルギー逆拡散され、バースト情報用外符号復号部４０５で復号され、送信されたバースト情報が生成される。なお、バースト情報用外符号復号部４０５にＲＳ［６３，４７］復号を、バースト情報用デインターリーブ部４０３に６３バイト×６行のインターリーブに対応するデインターリーブを利用することで、スーパーフレーム単位で処理を完結でき、また、ＲＳ復号に、主信号及びＴＭＣＣ情報用のＲＳ復号器を短縮化して共用可能となる。
【００７０】
上述の各実施例は、個々に代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。従って、本発明は、上述の実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
このように、本発明によれば、位相基準バースト信号を廃棄することなく付加情報として利用をすることができるので、デジタルデータを効率良く送信又は受信する任意の用途に有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１００ 送信装置
１０１ フレーム生成部
１０２ ＲＳ［２０４，１８８］符号化部
１０３ エネルギー拡散部
１０４ インターリーブ部
１０５ 畳み込み符号化部
１０６ マッピング部
１０７ 時分割多重／直交変調部
１０８ ＲＳ［６４，４８］符号化部
１０９ ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部
１１０ Ｐ／Ｓ変換部
１１１ 位相基準バースト信号用エネルギー拡散符号発生部
１１２ バースト情報入力部
２００ 受信装置
２０１ チャンネル選択部
２０２ 直交検波部
２０３ 同期検出・伝送制御信号復号部
２０４ 位相基準バースト廃棄部
２０５ ビタビ復号部
２０６ ＴＭＣＣ情報分離部
２０７ ＴＭＣＣ情報用エネルギー逆拡散部
２０８ ＲＳ［６４，４８］符号化部
２０９ デインターリーブ部
２１０ エネルギー逆拡散部
２１１ ＲＳ［２０４，１８８］符号化部
３００ 送信装置
３０１ Ｗ１（−６）パターン発生部
３０２ バースト情報入力部
３０３ バースト情報用外符号符号化部
３０４ バースト信号用インターリーブ部
３０５ 符号化データ蓄積部
３０６ 符号化バースト情報蓄積部
４００ 受信装置
４０１ 位相基準バースト信号再配置部
４０２ バースト情報分離部
４０３ バースト情報用デインターリーブ部
４０４ バースト情報用エネルギー逆拡散部
４０５ バースト情報用外符号復号部
５００ 送信装置
５０１ Ｗ２（−６）パターン発生部
５０２ Ｗ３（−６）パターン発生部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルデータの伝送技術に係り、特に、同期補強信号を利用してデータ伝送を行なうデジタルデータの送信装置、及び、同期補強信号に多重されたデータの受信を行なうデジタルデータの受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、ＢＳデジタル放送の伝送方式について説明する。図１０は、ＢＳデジタル放送の多重フレームの構成を示す図である。図１０に示すように、ＢＳデジタル放送の多重フレームにおいては、８つのフレーム＃１〜＃８により１チャンネルのスーパーフレームが構成される。フレーム＃１〜＃８は、それぞれ４８個のスロット＃１〜＃４８により構成される。ここで、「スロット」は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ（トランスポートストリーム）のパケット（１８８バイト）のうち先頭の同期バイト（１バイト）を除いた部分、及びＲＳ（リードソロモン）符号のパリティ（１６バイト）をデータとして格納できるメモリ上の領域である。また、各スロットの先頭バイトには、フレーム同期、ＴＭＣＣ（Transmission ＆ Multiplexing Configuration Control：伝送多重構成制御）情報、スーパーフレーム同期等が付加される。
【０００３】
ＴＭＣＣ情報には、伝送の制御を行う情報等が書き込まれており、１つのスーパーフレームに多重されたＴＭＣＣ情報を１まとまりとして１セットの制御内容が書き込まれている。この制御内容によって、時間軸において２スーパーフレーム後の伝送制御が行われる。伝送制御の一つとして、ＢＳデジタル放送のＴＭＣＣ情報では、各スロットに対し、表１に示す伝送モードを指定することができる。表１の左欄の「値」は、ＴＭＣＣ情報のうちの伝送モードを指定するビットの値を示している。また、右欄の「伝送モード」は、変調方式と内符号符号化率との組み合わせを意味しており、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ及びＴＣ８ＰＳＫの変調方式と、１／２〜７／８の符号化率ｒの内符号とを組み合わせた７通りの伝送が可能となっている。
【０００４】
【表１】
【０００５】
図１１は、スロットの割り当ての規則を示す図である。ＴＭＣＣ情報により指定される伝送モードは、表１に示したように、変調方式自体の周波数利用効率と内符号の符号化率との積で計算される周波数利用効率が単純な整数比になるように構成されている。すなわち、８ＰＳＫ、ＱＰＳＫ及びＢＰＳＫの周波数利用効率は、それぞれ３［ｂｐｓ／Ｈｚ］、２［ｂｐｓ／Ｈｚ］及び１［ｂｐｓ／Ｈｚ］であるから、ＢＰＳＫ（ｒ＝１／２）、ＱＰＳＫ（ｒ＝１／２）、ＱＰＳＫ（ｒ＝２／３）、ＱＰＳＫ（ｒ＝３／４）、ＱＰＳＫ（ｒ＝５／６）、ＱＰＳＫ（ｒ＝７／８）及びＴＣ８ＰＳＫ（ｒ＝２／３）の周波数利用効率は、それぞれ１／２、１、４／３、３／２、５／３、７／４及び２となっている。このような整数比があるため、ＴＣ８ＰＳＫに対し、周波数利用効率の低い伝送モードを利用する場合には、効率の下がった分だけダミースロットを配置することにより、多重フレームのクロックレートを一定にし、ハードウェア化を容易にしている。表２に、伝送モードごとのスロットの割り当て単位を示す。
【０００６】
【表２】
【０００７】
図１２は、従来の送信装置１００の構成を示すブロック図である。この送信装置１００は、フレーム生成部１０１、ＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２、エネルギー拡散部１０３、インターリーブ部１０４、畳み込み符号化部１０５、マッピング部１０６、時分割多重／直交変調部１０７、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８、ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９、Ｐ／Ｓ変換部１１０、位相基準バースト信号用エネルギー拡散符号発生部１１１、及びバースト信号入力部１１２を備え、データストリームを送信する場合に、図１０に示した１つのスーパーフレームを構成する多重フレームの信号を生成してから変調波信号を生成するまでの一連の処理を行う。
【０００８】
フレーム生成部１０１は、各スロットのデータ部分に対しＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２により符号化を行った後、第ｎ番目のスーパーフレームに対応する第ｎ−２番目（２つ手前）のＴＭＣＣ情報に従って、各信号の変調方式及び内符号符号化率等を指定してフレームを生成し、スーパーフレームを生成する。図１２に示した例では、スロット＃１〜＃４６にはＴＣ８ＰＳＫ変調（内符号符号化率ｒ＝２／３）が指定され、スロット＃４７にはＱＰＳＫ変調（内符号符号化率ｒ＝１／２）が指定されている。また、ＴＣ８ＰＳＫ変調とＱＰＳＫ変調とを比較すると、同じ変調シンボル数を使った場合に伝送できるビット数は、ＱＰＳＫ変調がＴＣ８ＰＳＫ変調の半分しかない。このため、図１１を参照して説明したように、スロット＃４８をダミースロットとして、フレームを多重伝送する規則になっている。このように、フレーム生成部１０１は、使用する変調方式と内符号符号化率との組み合わせの効率に応じて、ダミースロットを挿入する。
【０００９】
また、フレーム生成部１０１は、生成したフレーム＃１〜＃８におけるスロットのうち、データ及びＲＳ符号のパリティ部分をエネルギー拡散部１０３に出力し、各スロットの先頭バイトに多重されているＴＭＣＣ情報をＲＳ［６４，４８］符号化部１０８に出力する。
【００１０】
エネルギー拡散部１０３は、フレーム生成部１０１により生成されたフレーム＃１〜＃８におけるスロットのうち、データ及びＲＳ符号のパリティ部分が入力され、スーパーフレームにおけるこれらのデータ等全体に対して、エネルギー拡散（ビットランダム化）を行う。これは、擬似ランダムな「１」及び「０」のパターンをＭ系列を使って発生させ、これとスロット内のデータとでＭＯＤ２加算することにより実現する。これにより、「１」又は「０」が連続することがなくなることから、後述する受信装置において、同期再生の安定化を図ることができる。
【００１１】
インターリーブ部１０４は、エネルギー拡散部１０３によりエネルギー拡散されたデータ等が入力され、スロット毎にインターリーブを行う。これは、ビットの並び順を擬似ランダムに入れ替えるものであり、各スロットの左から右に書き込まれたデータを、奥行き方向（フレームが並んでいる方向）に読み出すことにより実現する。これにより、伝送中に連続したビット誤りが発生しても、後述する受信装置が、元の順番に並び替えるデインターリーブ処理を行うことで、ランダムなビット誤りに変換するため、誤り訂正符号の効果を高めることができる。
【００１２】
畳み込み符号化部１０５は、インターリーブ部１０４によりインターリーブされたデータ等に対し、各スロットに指定された符号化率で、畳み込み符号（内符号）により符号化を行う。
【００１３】
図１３に、畳み込み符号化部１０５をより詳細に記載したものを示す。図１３に示す範囲は、図１２の畳み込み符号化部１０５を含む点線で囲った部分である。畳み込み符号化部１０５は、６つの１ビット遅延素子１１から１６と、２つのＭＯＤ２加算器２１及び２２と、パンクチャ処理部３０とを備える。畳み込み符号化は６つの１ビット遅延素子１１から１６を直列に接続し、１ビット遅延素子１１から１６の間の接続線の一部から分岐した信号に対してＭＯＤ２加算することで符号化出力を生成しており、拘束長は７となる。この符号化器の場合、１ビットのビットストリームＢ０を入力し、遅延素子から分岐する信号線の位置を変えた２系統の符号化出力Ｃ１及びＣ０を生成しており、これにより、符号化率１／２の符号化を行うことができる。
【００１４】
Ｃ１及びＣ０はその後、さらにパンクチャ処理部３０により、パンクチャ処理が行われる。パンクチャ処理は、Ｃ１，Ｃ０のビット系列のうち、一部のビットを間引いてから伝送することで、もとの符号化率１／２から、それ以外の符号化率を実現する手法である。受信装置側では、間引かれたビット位置に‘０’と‘１’の中間の値を補間することで、符号化率１／２の復号器で復号可能となる。
【００１５】
表３に、各符号化率を実現するためにビットを間引く位置（パンクチャドパターン）を示す。入力信号Ｃ１，Ｃ０がパンクチャドパターンによりＰ１，Ｐ０になる。表３によれば、符号化率１／２の場合、特に間引きの処理をしないが、例えば符号化率３／４を実現する場合には、符号化された６ビットの符号化出力（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２），（Ｘ３，Ｙ３）のうち、Ｙ２及びＸ３の２ビットを間引いて廃棄し、（Ｘ１，Ｙ１），（Ｙ３，Ｘ２）を出力する処理を繰り返し行えばよいことがわかる。なお、パンクチャド符号化の位相の関係は、パンクチャド位相の先頭位相がスロット先頭と一致するものとする。
【００１６】
【表３】
【００１７】
マッピング部１０６は、畳み込み符号化部１０５により畳み込み符号化されたデータ等に対し、ＴＭＣＣ情報により指定された変調方式によるマッピングを行い、時分割多重／直交変調部１０７は、時分割多重及び直交変調を行い、変調波信号を生成する。なお、ＴＣ８ＰＳＫ(符号化率２／３)の場合、３ビットのシンボルが８つの信号点に対応付けられるが、３ビットのうちの最上位ビット（ＭＳＢ）には図１３のＣ２の信号が割り当てられ、第２ビットと第３ビットには同図のＰ１及びＰ０が割り当てられる。また表３の符号化率は１／２を使用する。ＱＰＳＫについては、２ビットのシンボルが４つの信号点に対応づけられ、２ビット分の情報を一度に伝送できるため、２ビットのうちＭＳＢにＰ１、ＬＳＢにＰ０を割り当て、信号点マッピングが行われる。ＢＰＳＫについては、１ビットのシンボルが２つの信号点に対応づけられ、１ビット分の情報しか一度に伝送できないため、Ｐ／Ｓ変換部１１０で２ビットの信号を交互にＣ０，Ｃ１の順で出力することで１ビットの信号系列に変換してから信号点マッピングが行われる。
【００１８】
一方、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８は、フレーム生成部１０１により生成されたフレーム＃１〜＃８におけるスロットのうち、先頭バイトに多重されたＴＭＣＣ情報が入力され、リードソロモン符号（ＲＳ［６４，４８］）で誤り訂正符号パリティを付加する。
【００１９】
ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９は、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８により誤り符号パリティが付加されたＴＭＣＣ情報に対し、エネルギー拡散を行う。その後、畳み込み符号化部１０５は、畳み込み符号により符号化率ｒ＝１／２で符号化し、マッピング部１０６はＢＰＳＫマッピングを行う。時分割多重／直交変調部１０７は同期信号、ＴＭＣＣ信号、及び主信号について所定の変調方式の信号点配置でマッピングされた信号点系列を所定の順序で時分割多重し、直交変調を行い、変調波信号を生成する。そして、送信装置１００は、このように生成した変調波信号を伝送する。
【００２０】
なお、図１２においては、ＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２及びＲＳ［６４，４８］符号化部１０８を別のブロックとして描いているが、これらは同一の基本符号ＲＳ［２５５，２３９］をそれぞれ、５１バイト及び１９１バイト短縮化したもので、復号処理は同一であることから、時分割処理により共用化することも可能である。
【００２１】
図１４に、図１２の畳み込み符号化部１０５に入力される前の信号形式を示す。スーパーフレームを構成するフレーム＃１〜フレーム＃８のそれぞれは、１６ビットのフレーム同期符号Ｗ１、６４ビットのＴＭＣＣ情報、１６ビットのスーパーフレーム同期符号Ｗ２
又はＷ３、及び１９４８８ビット〜６８２０８ビットの主信号情報（エネルギー拡散・インターリーブ後）で構成される。
【００２２】
また、図１５に、図１２の畳み込み符号化部１０５から出力された後の畳み込み符号化後の信号形式を示す。スーパーフレームを構成するフレーム＃１〜フレーム＃８のそれぞれは、１２ビットの不定ビット、２０ビットのフレーム同期符号ｗ１、１２８ビットのＴＭＣＣ情報、１２ビットの不定ビット、２０ビットのスーパーフレーム同期符号ｗ２又はｗ３、及び７７９５２ビットの主信号情報（エネルギー拡散・インターリーブ・内符号符号化後）で構成される。なお、図中のフレーム同期符号及びスーパーフレーム同期符号の表記は、畳み込み符号化前についてはＷ１，Ｗ２，Ｗ３で表し、畳み込み符号化後についてはｗ１，ｗ２，ｗ３で表して区別している。
【００２３】
フレーム同期符号ｗ１の前に１２ビットの不定ビットが入る理由は、図１３に示した畳み込み符号化部１０５の構成から明らかなように、６ビットの遅延素子（１１から１６）にはフレーム同期符号Ｗ１が入力される前に符号化されるデータの系列が残っており、これらのデータ系列が完全に吐き出されるためには、フレーム同期符号Ｗ１のうち先頭６ビット分が入力し終わる必要があるためである。このとき、Ｐ１、Ｐ０から１２ビット分の不定ビットが出力されることになる。その後、第６ビット目が入力された後はフレーム同期符号Ｗ１の１６ビット目が入力し終わるまで、フレームによらず、遅延素子の値は同じ値のパターンをとり、その出力（Ｐ１，Ｐ０）も同じ値の系列を出力することになるため、２０ビット分の既知パターンｗ１が出力されることになる。同様の理由でスーパーフレーム同期符号Ｗ２についても、１２ビットの不定パターンとなり、その後既知の２０ビットのスーパーフレーム同期符号ｗ２が出力されることになる。スーパーフレーム同期符号Ｗ３についても同様である。
【００２４】
図１６は、図１２に示した送信装置１００により伝送される変調波信号の例を示す図である。以下の説明において、「符号」又は「情報」と「信号」とは、送信側で信号点マッピングされてから、受信装置側でビタビ復号される前までの期間を「信号」と呼び、それ以外では「符号」又は「情報」と呼ぶこととして区別する(例えば、「同期符号」と「同期信号」、「ＴＭＣＣ情報」と「ＴＭＣＣ信号」など)。図１６に示すように、変調波信号は、フレーム単位に、各フレームに対して、まず不定シンボル（１２シンボル）、フレーム同期信号ｗ１（２０シンボル）、ＴＭＣＣ信号（又はその誤り訂正パリティ／１２８シンボル）、不定シンボル（１２シンボル）、スーパーフレーム同期信号（先頭フレームではｗ２、それ以外のフレームではｗ２の反転パターンｗ３／２０シンボル）の計１９２シンボルがＢＰＳＫの信号点に変換され、直交変調されて伝送される。その後、ＴＭＣＣ情報で指定されたデジタル変調方式に対応した信号点に変換し、直交変調することにより、映像・音声・データ放送等が多重された主信号が伝送される。主信号の伝送に際しては、周期的に同期補強用の位相基準バースト信号（擬似ランダムなデジタル信号をＢＰＳＫの信号点に変換し、直交変調したもの）が多重される。この位相基準バースト信号は位相基準バースト信号用エネルギー拡散符号発生部１１１により発生した擬似ランダム系列と固定値‘０’の系列とをＭＯＤ２加算した信号がＢＰＳＫの信号点に変換され、直交変調されて生成される。‘０’の系列の代わりに付加的な情報を載せることも可能であるが、現状では‘０’の系列が入力される運用が行われている。このような処理を８フレーム分繰り返して行うことにより、ＴＭＣＣ情報に書き込まれた情報が後述する受信装置に伝送される。受信装置は、ＴＭＣＣ情報を絶えず監視することにより、送信装置１００において様々な伝送制御が行われたとしても、それに追従して受信方式等を切り替えることができる。
【００２５】
図１７は、従来の受信装置２００の構成を示すブロック図である。受信装置２００は、チャンネル選択部２０１、直交検波部２０２、同期検出・伝送制御信号復号部２０３、位相基準バースト廃棄部２０４、ビタビ復号部２０５、ＴＭＣＣ情報分離部２０６、ＴＭＣＣ情報用エネルギー逆拡散部２０７、ＲＳ［６４，４８］復号部２０８、デインターリーブ部２０９、エネルギー逆拡散部２１０、及びＲＳ［２０４，１８８］復号部２１１を備え、図１２に示した送信装置１００により伝送された変調波信号を受信し、ＴＭＣＣ情報に基づいて伝送方式等を切り替え、元の主信号情報のデータストリームを生成する。
【００２６】
チャンネル選択部２０１は、送信装置１００からの変調波信号である放送波がＢＳアンテナ及びＢＳアンテナに内蔵されている周波数変換部（図示せず）を介してＢＳ−ＩＦ信号（第１ＩＦ）として入力され、チャンネルを選択し、そのチャンネルの信号を第２ＩＦ周波数に変換して出力する。なお、上記の周波数変換部では、１２ＧＨｚ帯の放送波が１ＧＨｚ帯のＢＳ−ＩＦ信号に変換される。
【００２７】
直交検波部２０２は、チャンネル選択部２０１により選択されたチャンネルのＢＳ−ＩＦ信号(第２ＩＦ)が入力され、同期ベースバンド信号に変換する。この同期ベースバンド信号は、図１６に示すシンボル系列を、それぞれ所定の変調方式の信号点配置の信号点系列に変換したものに、伝送路における歪や雑音が加算された信号点系列となる。
【００２８】
同期検出・伝送制御信号復号部２０３は、直交検波部２０２により変換された同期ベースバンド信号が入力され、まずＴＭＣＣ信号のフレーム同期信号とスーパーフレーム同期信号を検出し、それを基準として、周期的に多重されているＢＰＳＫ変調波である位相基準バースト信号の位置も検出する。また、ビタビ復号部２０５に、ＴＭＣＣ信号部分に対してＢＰＳＫ(符号化率１／２)を指定して、ＴＭＣＣ信号を復号し、復号されたＴＭＣＣ情報部分をＴＭＣＣ情報分離部２０６で抽出する。また、ＴＭＣＣ情報部分以外はデインターリーブ部２０９へ出力される。その後、ＴＭＣＣ情報部分はＴＭＣＣ情報用エネルギー逆拡散部２０７で、図１２のＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９と同一の拡散符号により逆拡散が行われる。そして、ＲＳ[６４，４８]復号部２０８で復号されＴＭＣＣ情報が抽出される。同期検出・伝送制御信号復号部２０３は、ＴＭＣＣ情報から変調波信号各部の変調方式・畳み込み符号の符号化率などの情報を検出する。同期検出・伝送制御信号復号部２０３により検出された情報は、直交検波部２０２、位相基準バースト廃棄部２０４、ビタビ復号部２０５、ＴＭＣＣ情報分離部２０６、デインターリーブ部２０９、エネルギー逆拡散部２１０及びＲＳ［２０４，１８８］復号部２１１に入力される。
【００２９】
位相基準バースト廃棄部２０４は、直交検波部２０２から同期ベースバンド信号が入力されると共に、同期検出・伝送制御信号復号部２０３により検出された位相基準バースト信号挿入位置の情報が入力され、図１８に示すように位相基準バースト信号に対応するシンボルの信号点系列の廃棄が行われる。
【００３０】
ビタビ復号部２０５は、位相基準バースト廃棄部２０４から同期ベースバンド信号が入力されると共に、同期検出・伝送制御信号復号部２０３により検出された変調方式・誤り訂正の情報が入力され、ＴＣ８ＰＳＫ変調部分の信号点系列についてはＴＣ８ＰＳＫ復号を行い、ＱＰＳＫ又はＢＰＳＫ変調部分の信号点系列についても、それに合わせた復号を行う。
【００３１】
このとき、ＴＭＣＣ信号の復号にあたっては、ｗ１の最後の時点に対応する畳み込み符号化時の状態（図１３の１ビット遅延素子１１から１６の値）は既知であること、及びｗ２又はｗ３の先頭の時点に対応する畳み込み符号化時の状態は既知であることを利用し、ビタビ復号時の状態遷移図上のパスを限定して畳み込み符号の復号を行うことで、ＴＭＣＣ信号の受信特性を改善できる。また、ｗ２又はｗ３の最後の時点に対応する畳み込み符号化時の状態は既知であること、及びｗ１の先頭の時点に対応する畳み込み符号化時の状態は既知であることを利用してビタビ復号時の状態遷移図上のパスを限定して畳み込み符号の復号を行うことで、ＴＭＣＣ信号に後続する主信号の受信特性を改善できる。
【００３２】
デインターリーブ部２０９は、ビタビ復号部２０５により復号され、ＴＭＣＣ情報分離部２０６によりＴＭＣＣ情報が分離された情報に対し、送信装置１００のインターリーブ部１０４において疑似ランダムに入れ替えられたビットの並び順を元に戻す。エネルギー逆拡散部２１０は、デインターリーブ部２０９によりデインターリーブされた情報に対し、送信装置１００のエネルギー拡散部１０３において擬似ランダム符号がＭＯＤ２により加算された処理を元に戻すため、再度同じ擬似ランダム符号をＭＯＤ２により加算し、エネルギー逆拡散処理を行う。ＲＳ［２０４，１８８］復号部２１１は、エネルギー逆拡散部２１０によりエネルギー逆拡散された情報に対し、リードソロモン復号を行う。
【００３３】
このように、現在ＢＳデジタル放送では、４８のスロットからなる多重したフレームを構成し、スロットに多重されたＭＰＥＧ−２のＴＳパケットに対し、変調方式や誤り訂正符号の符号化率をＴＭＣＣ信号を使って指定することにより、複数の変調方式を柔軟に時分割多重して伝送することができる。
【００３４】
なお、このような伝送システムに用いる送信装置及び受信装置の例として、特許文献１，２に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特開２００３−１７９６５７号公報
【特許文献２】特開２００６−２５４２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
このように、ＭＰＥＧ−２のＴＳパケットをさらに多重化するフレームを構成し、ＴＭＣＣ信号を使用することにより、現在運用中のＢＳデジタル放送では、柔軟な伝送制御を行うことができ、複数の変調方式を柔軟に時分割多重して伝送することができる。しかしながら、位相基準バースト信号は擬似ランダム符号で拡散された符号‘０’の系列が伝送されており、周波数の有効利用が図られていないという問題があった。
【００３７】
本発明の目的は、上記課題を解決するために、既存受信装置に対して妨害を与えることなく、かつ送受信装置のコストインパクトが小さい方法で、位相基準バースト信号を使った付加情報を伝送可能な、デジタルデータの送信装置及び受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
上記課題を解決するため、本発明に係る送信装置は、第１の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化するデジタルデータの送信装置において、付加情報のビット系列、及び前記第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第２の固定パターンのビット系列を、前記第１の固定パターンのビット系列と前記伝送データのビット系列との間に挿入するビット系列挿入手段と、前記第１の固定パターンのビット系列、前記付加情報のビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列、及び前記伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化する畳み込み符号化手段と、前記畳み込み符号化したビット系列を変調波信号に時分割多重して外部に送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００３９】
また、本発明に係る送信装置は、フレーム同期用の第１の固定パターン（フレーム同期符号Ｗ１）のビット系列、制御データ（ＴＭＣＣ情報）のビット系列、スーパーフレーム同期用の第２の固定パターン（スーパーフレーム同期符号Ｗ２）のビット系列又は該第２の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第３の固定パターン（スーパーフレーム同期符号Ｗ３）のビット系列、及び伝送データ（主信号）のビット系列を畳み込み符号により符号化するデジタルデータの送信装置において、付加情報のビット系列、及び前記第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第４の固定パターン（フレーム同期末尾符号Ｗ１（−６））のビット系列を、前記第１の固定パターンのビット系列と前記制御データのビット系列との間に挿入するビット系列挿入手段と、前記第１の固定パターンのビット系列、前記付加情報のビット系列、前記第４の固定パターンのビット系列、前記制御データのビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列、及び前記伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化する畳み込み符号化手段と、前記畳み込み符号化したビット系列を変調波信号に時分割多重して外部に送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００４０】
また、本発明に係る送信装置は、フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第２の固定パターンのビット系列又は該第２の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列、及び伝送データ（主信号）のビット系列を畳み込み符号により符号化するデジタルデータの送信装置において、付加情報のビット系列、及び、前記第２の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第４の固定パターンのビット系列（フレーム同期末尾符号Ｗ２（−６））、又は前記第３の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第５の固定パターンのビット系列（フレーム同期末尾符号Ｗ３（−６））を、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列と、前記伝送データのビット系列との間に挿入するビット系列挿入手段と、前記第１の固定パターンのビット系列、前記制御データのビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列、前記付加情報のビット系列、前記第４の固定パターンのビット系列又は前記第５の固定パターンのビット系列、及び前記伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化する畳み込み符号化手段と、前記畳み込み符号化したビット系列を変調波信号に時分割多重して外部に送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００４１】
また、本発明に係る送信装置において、前記送信手段は、前記符号化された付加情報のビット系列を細分化し、等間隔に時分割多重して外部に送信することを特徴とする。
【００４２】
また、本発明に係る送信装置において、前記付加情報のビット系列は、前記制御データのビット系列及び前記伝送データのビット系列に用いる外符号と同じ生成多項式を用いた短縮符号の符号化手段により符号化され、スーパーフレーム単位でインターリーブされた信号であることを特徴とする。
【００４３】
さらに、本発明に係る受信装置は、伝送されるデジタルデータを受信する受信装置において、第１の固定パターンのビット系列、付加情報のビット系列、第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第２の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列が畳み込み符号により符号化され、変調波信号に時分割多重された信号を受信する受信手段と、前記受信した信号を誤り訂正復号する復号手段と、該復号された信号から前記付加情報のビット系列を分離する情報分離手段と、を備えることを特徴とする。
【００４４】
さらに、本発明に係る受信装置は、伝送されるデジタルデータを受信する受信装置において、フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、付加情報のビット系列、第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第２の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列又は該第３の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第４の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列が畳み込み符号により符号化され、該符号化された付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を受信する受信手段と、前記受信した付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を集積して、前記第１の固定パターンのビット系列で構成されたシンボル系列に対応する信号点系列と、前記制御データのビット系列で構成されたシンボル系列に対応する信号点系列との間に再配置する再配置手段と、前記再配置後の信号点系列を誤り訂正復号する復号手段と、を備えることを特徴とする。
【００４５】
さらに、本発明に係る受信装置は、伝送されるデジタルデータを受信する受信装置において、フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第２の固定パターンのビット系列又は該第２の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列、付加情報のビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第４の固定パターンのビット系列（フレーム同期末尾符号Ｗ２（−６））、又は前記第３の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第５の固定パターンのビット系列（フレーム同期末尾符号Ｗ３（−６））、及び伝送データのビット系列が畳み込み符号により符号化され、該符号化された付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を受信する受信手段と、前記受信した符号化された付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を集積して、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列で構成されるシンボル系列に対応する信号点系列と、前記伝送データのビット系列で構成されるシンボル系列に対応する信号点系列との間に再配置する再配置手段と、前記再配置後の信号点系列を誤り訂正復号する復号手段と、を備えることを特徴とする。
【００４６】
また、本発明に係る受信装置において、前記復号手段は、前記付加情報のビット系列を、ビタビ復号手段、及び前記伝送データのビット系列に用いる外符号と同じ生成多項式を用いた短縮符号の復号手段により復号することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４７】
以上のように、本発明によれば、固定パターンのビット系列と、それに後続する制御データ又は伝送データのビット系列との間に、バースト情報のビット系列と固定パターンのビット系列の一部とを挿入して符号化して伝送することにより、既存の受信装置に影響を与えることなく、簡易な構成で付加情報を伝送できるデジタルデータの送信装置及び受信装置を実現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態による送信装置の構成を示す図である。
【図２】畳み込み符号化前の信号形式を示す図である。
【図３】畳み込み符号化後の信号形式を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による受信装置の構成（本発明の第２の実施形態も同様）を示す図である。
【図５】受信信号からの位相基準バースト信号の再配置を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による送信装置の構成を示す図である。
【図７】畳み込み符号化前の信号形式を示す図である。
【図８】畳み込み符号化後の信号形式を示す図である。
【図９】受信信号からの位相基準バースト信号の再配置を示す図である。
【図１０】ＢＳデジタル放送の多重フレーム構成を示す図である。
【図１１】スロットの割り当ての規則を示す図である。
【図１２】従来技術による送信装置の構成を示す図である。
【図１３】畳み込み符号化部を示す図である。
【図１４】畳み込み符号化前の信号形式を示す図である。
【図１５】畳み込み符号化後の信号形式を示す図である。
【図１６】変調信号の例を示す図である。
【図１７】従来技術による受信装置の構成を示す図である。
【図１８】受信信号からの位相基準バースト信号の廃棄を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の第１の実施形態による送信装置及び受信装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００５０】
［送信装置］
まず、本発明の第１の実施形態による送信装置について図１から図３を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による送信装置３００の構成を示す図である。この送信装置３００は、フレーム生成部１０１、ＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２、エネルギー拡散部１０３、インターリーブ部１０４、畳み込み符号化部１０５、マッピング部１０６、時分割多重／直交変調部１０７、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８、ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９、Ｐ／Ｓ変換部１１０、Ｗ１(−６)パターン発生部３０１、バースト情報入力部３０２、バースト情報用外符号符号化部３０３、バースト情報用インターリーブ３０４、符号化データ蓄積部３０５、及び符号化バースト情報蓄積部３０６を備え、主信号情報のデータストリーム、及び付加情報（以下、「バースト情報」と呼ぶ）を送信する場合に、多重フレームの信号を生成してから変調波信号を生成するまでの一連の処理を行う。
【００５１】
図１２に示した従来の送信装置１００と本発明による送信装置３００とを比較すると、両装置とも、フレーム生成部１０１、ＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２、エネルギー拡散部１０３、インターリーブ部１０４、畳み込み符号化部１０５、マッピング部１０６、時分割多重／直交変調部１０７、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８、ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９、及びＰ／Ｓ変換部１１０を備えている点で同一であるが、送信装置３００において、Ｗ１(−６)パターン発生部３０１、バースト情報入力部３０２、バースト情報用外符号符号化部３０３、バースト情報用インターリーブ部３０４、符号化データ蓄積部３０５、及び符号化バースト情報蓄積部３０６を備えている点で相違する。ここでＷ１(−６)パターン発生部３０１は１６ビットからなるフレーム同期符号Ｗ１のうち末尾の６ビット分のパターン（以下、「フレーム同期末尾符号Ｗ１（−６）」という）を発生する機能を持つ。なお、ここではフレーム同期符号Ｗ１の末尾から抽出した６ビット分のパターンを発生する場合について説明するが、抽出するビット長は、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さであればよい。
【００５２】
以上の同一の構成要素の動作については、従来の送信装置１００と同様であるから、ここでは同じ参照符号を付して説明を割愛し、相違点を中心に説明する。畳み込み符号化部１０５の入力及び出力の信号形式をそれぞれ図２及び図３に示す。本発明の第１の実施形態による図２の畳み込み符号化前の信号形式と従来の図１４に示す信号形式とを比較すると、１６ビットのフレーム同期符号Ｗ１の後に、３７８ビットのバースト情報（付加情報）と６ビットのフレーム同期末尾符号Ｗ１（−６）が挿入されている点で異なる。ここで、バースト情報は図１のバースト情報入力部３０２から入力された信号に対して、バースト情報用外符号符号化部３０３で符号化され、バースト情報用インターリーブ部３０４でインターリーブされた信号である。バースト情報用外符号符号化部３０３にＲＳ［６３，４７］符号化を、バースト情報用インターリーブ部３０４に６３バイト×６行のインターリーブを利用することで、スーパーフレーム単位で処理を完結でき、また、ＲＳ符号に、主信号及びＴＭＣＣ情報用のＲＳ符号を短縮化して共用可能となる。
【００５３】
また、畳み込み符号化後の信号形式については、本発明の第１の実施形態による図３と従来の信号形式を示す図１５とを比較すると、２０ビットのフレーム同期符号ｗ１の後に、７５６ビットのバースト情報及び１２ビットのフレーム同期末尾符号ｗ１（−１２）が挿入されている点で異なる。図３に示す信号のうち、バースト情報については図１６に示すように位相基準バースト信号の位置に分散して多重する必要がある。そこで畳み込み符号化部１０５の出力は、バースト情報については符号化バースト情報蓄積部３０６に、それ以外を符号化データ蓄積部３０５に一時記憶することで符号化されたバースト情報を分離し、後段のスイッチを図１６の信号順となる様に切り替える。
【００５４】
［受信装置］
次に、本発明の第１の実施形態による受信装置について図４及び図５を参照して説明する。図４は、本発明の第１の実施形態による受信装置４００の構成を示す図である。受信装置４００は、チャンネル選択部２０１、直交検波部２０２、同期検出・伝送制御信号復号部２０３、ビタビ復号部２０５、ＴＭＣＣ情報分離部２０６、ＴＭＣＣ情報用エネルギー逆拡散部２０７、ＲＳ［６４，４８］復号部２０８、デインターリーブ部２０９、エネルギー逆拡散部２１０、ＲＳ［２０４，１８８］復号部２１１、位相基準バースト信号再配置部４０１、バースト情報分離部４０２、バースト情報用デインターリーブ部４０３、バースト情報用エネルギー逆拡散部４０４、及びバースト情報用外符号復号部４０５を備え、図１に示した送信装置３００により伝送された変調波信号を受信し、ＴＭＣＣ情報に基づいて伝送方式等を切り替え、元の主信号情報のデータストリームを生成すると同時に、位相基準バースト信号に多重されたバースト情報を生成する。
【００５５】
図１７に示した従来の受信装置２００と本発明による受信装置４００とを比較すると、両装置とも、チャンネル選択部２０１、直交検波部２０２、同期検出・伝送制御信号復号部２０３、ビタビ復号部２０５、ＴＭＣＣ情報分離部２０６、ＴＭＣＣ情報用エネルギー逆拡散部２０７、ＲＳ［６４，４８］復号部２０８、デインターリーブ部２０９、エネルギー逆拡散部２１０、及びＲＳ［２０４，１８８］復号部２１１を備えている点で同一であるが、受信装置４００において、バースト情報分離部４０２、バースト情報用デインターリーブ部４０３、バースト情報用エネルギー逆拡散部４０４、及びバースト情報用外符号復号部４０５を備えている点、並びに位相基準バースト廃棄部２０４の代わりに、位相基準バースト信号再配置部４０１を備えている点で相違する。
【００５６】
以上の同一の構成要素の動作については、従来の受信装置２００と同様であるから、ここでは同じ参照符号を付して説明を割愛し、相違点を中心に説明する。図５は位相基準バースト信号再配置部４０１の動作を示す図である。位相基準バースト信号再配置部４０１は、分散されて伝送される位相基準バーストを集積して７６８シンボルずつの信号点系列にまとめ、フレーム同期信号ｗ１の信号点系列に後続する位置に再配置する。同期検出・伝送制御信号復号部２０３は、ビタビ復号部２０５に対して、集積された位相基準バースト信号の信号点系列をＢＰＳＫ(符号化率１／２)で復号するようゲート信号を送出する。ビタビ復号部２０５は集積された位相基準バースト信号の信号点系列をＢＰＳＫ(符号化率１／２)で復号する。その際、図３に示すように、７６８シンボルの末尾の時点における送信側の畳み込み符号化時の状態が既知であることから、フレーム同期信号ｗ１の末尾の時点における送信側の畳み込み符号化時の状態が既知であることと併せて利用し、バースト情報の信号点系列のビタビ復号を行う際に、ビタビ復号時の状態遷移図上のパスの選別をすることで、伝送特性を改善することができる。
【００５７】
また、ＴＭＣＣ信号の復号を行う際には、図１７に示す従来技術の受信装置２００と同様、フレーム同期末尾符号ｗ１（−１２）の末尾の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であること、及びｗ２又はｗ３の先頭の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であることを利用し、ビタビ復号時の状態遷移図上のパスを限定して畳み込み符号の復号を行うことで、ＴＭＣＣ信号の受信特性を改善できる。また、スーパーフレーム同期信号ｗ２又はｗ３の最後の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知となっていること、及びフレーム同期信号ｗ１の先頭の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であることを利用してビタビ復号時の状態遷移図上のパスを限定して畳み込み符号の復号を行うことで、ＴＭＣＣ信号に後続する主信号の受信特性を改善できる。なお、主信号については、バースト情報分離部４０２はバースト情報に対応する部分以外をデインターリーブ部２０９へ出力しデインターリーブを行う。
【００５８】
さらに、位相基準バーストを再配置せず、廃棄する従来の受信装置で受信する際にも、ＴＭＣＣ信号の開始点における符号化器の状態は同一となるため、従来の受信装置のＴＭＣＣ信号受信特性を劣化させることはない。
【００５９】
ビタビ復号部２０５で復号されたバースト情報は、バースト情報分離部４０２で信号系列の中から抽出されバースト情報用デインターリーブ部４０３へ出力される。その後、バースト情報用デインターリーブ部４０３でデインターリーブされ、バースト情報用エネルギー逆拡散部４０４でエネルギー逆拡散され、バースト情報用外符号復号部４０５で復号され、送信されたバースト情報が生成される。なお、バースト情報用外符号復号部４０５にＲＳ［６３，４７］復号を、バースト情報用デインターリーブ部４０３に６３バイト×６行のインターリーブに対応するデインターリーブを利用することで、スーパーフレーム単位で処理を完結でき、また、ＲＳ復号に、主信号及びＴＭＣＣ情報用のＲＳ復号器を短縮化して共用可能となる。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施形態による送信装置及び受信装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例２】
【００６１】
［送信装置］
次に、本発明の第２の実施形態による送信装置について図６から図８を参照して説明する。図６は、本発明の第２の実施形態による送信装置５００の構成を示す図である。この送信装置５００は、フレーム生成部１０１、ＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２、エネルギー拡散部１０３、インターリーブ部１０４、畳み込み符号化部１０５、マッピング部１０６、時分割多重／直交変調部１０７、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８、ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９、Ｐ／Ｓ変換部１１０、バースト情報入力部３０２、バースト情報用外符号符号化部３０３、バースト情報用インターリーブ３０４、符号化データ蓄積部３０５、符号化バースト情報蓄積部３０６、Ｗ２(−６)パターン発生部５０１、及びＷ３(−６)パターン発生部５０２を備え、主信号情報のデータストリーム、及びバースト情報を送信する場合に、多重フレームの信号を生成してから変調波信号を生成するまでの一連の処理を行う。
【００６２】
図１２に示した従来の送信装置１００と本発明による送信装置５００とを比較すると、両装置とも、フレーム生成部１０１、ＲＳ［２０４，１８８］符号化部１０２、エネルギー拡散部１０３、インターリーブ部１０４、畳み込み符号化部１０５、マッピング部１０６、時分割多重／直交変調部１０７、ＲＳ［６４，４８］符号化部１０８、ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部１０９、及びＰ／Ｓ変換部１１０を備えている点で同一であるが、送信装置５００において、バースト情報入力部３０２、バースト情報用外符号符号化部３０３、バースト情報用インターリーブ部３０４、符号化データ蓄積部３０５、符号化バースト情報蓄積部３０６、Ｗ２(−６)パターン発生部５０１及びＷ３(−６)パターン発生部５０２を備えている点で相違する。ここでＷ２(−６)パターン発生部５０１及びＷ３(−６)パターン発生部５０２は、それぞれ１６ビットからなるスーパーフレーム同期符号Ｗ２のうち末尾の６ビット分のパターン（以下、「スーパーフレーム同期末尾符号Ｗ２（−６）」という）及びスーパーフレーム同期符号Ｗ３のうち末尾の６ビット分のパターン（以下、「スーパーフレーム同期末尾符号Ｗ３（−６）」という）を発生する機能を持つ。なお、ここではフレーム同期符号Ｗ２又はＷ３の末尾から抽出した６ビット分のパターンを発生する場合について説明するが、抽出するビット長は、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さであればよい。
【００６３】
以上の同一の構成要素の動作については、従来の送信装置１００と同様であるから、ここでは同じ参照符号を付して説明を割愛し、相違点を中心に説明する。畳み込み符号化部１０５の入力及び出力の信号形式をそれぞれ図７及び図８に示す。本発明の第２の実施形態による図７の畳み込み符号化前の信号形式と従来の図１４に示す信号形式とを比較すると、１６ビットのスーパーフレーム同期符号Ｗ２の後に３７８ビットのバースト情報と６ビットのスーパーフレーム同期末尾符号Ｗ２（−６）が挿入されている点、及び１６ビットのスーパーフレーム同期符号Ｗ３の後に３７８ビットのバースト情報と６ビットのスーパーフレーム同期末尾符号Ｗ３（−６）が挿入されている点で異なる。ここで、バースト情報は、図６のバースト情報入力部３０２から入力された信号に対して、バースト情報用外符号符号化部３０３で符号化され、バースト情報用インターリーブ部３０４でインターリーブされた信号である。バースト情報用外符号符号化部３０３にＲＳ［６３，４７］符号化を、バースト情報用インターリーブ部３０４に６３バイト×６行のインターリーブを利用することで、スーパーフレーム単位で処理を完結でき、また、ＲＳ符号に、主信号及びＴＭＣＣ情報用のＲＳ符号を短縮化して共用可能となる。
【００６４】
また、畳み込み符号化後の信号形式については、本発明の第２の実施形態による図８と従来の信号形式を示す図１５とを比較すると、２０ビットのスーパーフレーム同期符号ｗ２の後に７５６ビットのバースト情報と１２ビットのスーパーフレーム同期末尾符号ｗ２（−１２）が挿入されている点、及び２０ビットのスーパーフレーム同期符号ｗ３の後に７５６ビットのバースト情報と１２ビットのスーパーフレーム同期末尾符号ｗ３（−１２）が挿入されている点で異なる。図３の信号のうち、バースト情報については図１６に示した位相基準バースト信号の位置に分散して多重する必要がある。そこで畳み込み符号化部１０５の出力は、バースト情報については符号化バースト情報蓄積部３０６に、それ以外を符号化データ蓄積部３０５に一時記憶することで符号化されたバースト情報を分離し、後段のスイッチを図１６の信号順となる様に切り替える。
【００６５】
［受信装置］
次に、本発明の第２の実施形態による受信装置について図４及び図９を参照して説明する。本発明の第２の実施形態による受信装置の構成は、本発明の第１の実施形態の受信装置と同一であり、構成要素内部の信号処理の方法のみが異なる。したがって、ここでは図４を参照し、その機能について説明する。
【００６６】
図９は、位相基準バースト信号再配置部４０１の動作を示す図である。位相基準バースト信号再配置部４０１は、分散されて伝送される位相基準バーストを集約して７６８シンボルずつの信号点系列にまとめ、スーパーフレーム同期信号ｗ２又はｗ３の信号点系列に後続する位置に再配置する。同期検出・伝送制御信号復号部２０３は、ビタビ復号部２０５に対して、集積された位相基準バースト信号をＢＰＳＫ(符号化率１／２)で復号するようゲート信号を送出する。ビタビ復号部２０５は集積された位相基準バースト信号の信号点系列をＢＰＳＫ(符号化率１／２)で復号する。その際、図８に示すように、７６８シンボルの末尾の時点における送信側の畳み込み符号化時の状態が既知となっていることから、スーパーフレーム同期信号ｗ２又はｗ３の末尾の時点における送信側の畳み込み符号化時の状態が既知であることと併せて利用し、バースト情報の信号点系列のビタビ復号を行う際に、ビタビ復号時の状態遷移図上のパスの選別をすることで、伝送特性を改善することができる。
【００６７】
また、主信号の復号を行う際には、図８に示す従来技術の受信装置２００と同様、スーパーフレーム同期末尾符号ｗ２（−１２）又はｗ３（−１２）の末尾の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であること、及びｗ１の先頭の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であることを利用し、ビタビ復号時の状態遷移図上のパスを限定して畳み込み符号の復号を行うことで、主信号の受信特性を改善できる。また、フレーム同期信号ｗ１の末尾の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であること、及びスーパーフレーム同期信号ｗ２又はｗ３の先頭の時点に対応する送信側の畳み込み符号化時の状態は既知であることを利用してビタビ復号時の状態遷移図上のパスを限定して畳み込み符号の復号を行うことで、ＴＭＣＣ信号の受信特性を改善できる。なお、主信号については、位相基準バースト分離部４０２は位相基準バースト情報に対応する部分以外をデインターリーブ部２０９でデインターリーブを行う。
【００６８】
さらに、位相基準バーストを再配置せず、廃棄する従来の受信装置で受信する際にも、主信号の開始点における符号化器の状態は同一となるため、従来の受信装置の主信号受信特性を劣化させることはない。
【００６９】
ビタビ復号部２０５で復号されたバースト情報は、位相基準バースト情報分離部４０２で信号系列の中から抽出されバースト情報用デインターリーブ部４０３へ出力される。その後、バースト情報用デインターリーブ部４０３でデインターリーブされ、バースト情報用エネルギー逆拡散部４０４でエネルギー逆拡散され、バースト情報用外符号復号部４０５で復号され、送信されたバースト情報が生成される。なお、バースト情報用外符号復号部４０５にＲＳ［６３，４７］復号を、バースト情報用デインターリーブ部４０３に６３バイト×６行のインターリーブに対応するデインターリーブを利用することで、スーパーフレーム単位で処理を完結でき、また、ＲＳ復号に、主信号及びＴＭＣＣ情報用のＲＳ復号器を短縮化して共用可能となる。
【００７０】
上述の各実施例は、個々に代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。従って、本発明は、上述の実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
このように、本発明によれば、位相基準バースト信号を廃棄することなく付加情報として利用をすることができるので、デジタルデータを効率良く送信又は受信する任意の用途に有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１００ 送信装置
１０１ フレーム生成部
１０２ ＲＳ［２０４，１８８］符号化部
１０３ エネルギー拡散部
１０４ インターリーブ部
１０５ 畳み込み符号化部
１０６ マッピング部
１０７ 時分割多重／直交変調部
１０８ ＲＳ［６４，４８］符号化部
１０９ ＴＭＣＣ情報用エネルギー拡散部
１１０ Ｐ／Ｓ変換部
１１１ 位相基準バースト信号用エネルギー拡散符号発生部
１１２ バースト情報入力部
２００ 受信装置
２０１ チャンネル選択部
２０２ 直交検波部
２０３ 同期検出・伝送制御信号復号部
２０４ 位相基準バースト廃棄部
２０５ ビタビ復号部
２０６ ＴＭＣＣ情報分離部
２０７ ＴＭＣＣ情報用エネルギー逆拡散部
２０８ ＲＳ［６４，４８］符号化部
２０９ デインターリーブ部
２１０ エネルギー逆拡散部
２１１ ＲＳ［２０４，１８８］符号化部
３００ 送信装置
３０１ Ｗ１（−６）パターン発生部
３０２ バースト情報入力部
３０３ バースト情報用外符号符号化部
３０４ バースト信号用インターリーブ部
３０５ 符号化データ蓄積部
３０６ 符号化バースト情報蓄積部
４００ 受信装置
４０１ 位相基準バースト信号再配置部
４０２ バースト情報分離部
４０３ バースト情報用デインターリーブ部
４０４ バースト情報用エネルギー逆拡散部
４０５ バースト情報用外符号復号部
５００ 送信装置
５０１ Ｗ２（−６）パターン発生部
５０２ Ｗ３（−６）パターン発生部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化するデジタルデータの送信装置において、
付加情報のビット系列、及び前記第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第２の固定パターンのビット系列を、前記第１の固定パターンのビット系列と前記伝送データのビット系列との間に挿入するビット系列挿入手段と、
前記第１の固定パターンのビット系列、前記付加情報のビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列、及び前記伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化する畳み込み符号化手段と、
前記畳み込み符号化したビット系列を変調波信号に時分割多重して外部に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第２の固定パターンのビット系列又は該第２の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化するデジタルデータの送信装置において、
付加情報のビット系列、及び前記第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第４の固定パターンのビット系列を、前記第１の固定パターンのビット系列と前記制御データのビット系列との間に挿入するビット系列挿入手段と、
前記第１の固定パターンのビット系列、前記付加情報のビット系列、前記第４の固定パターンのビット系列、前記制御データのビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列、及び前記伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化する畳み込み符号化手段と、
前記畳み込み符号化したビット系列を変調波信号に時分割多重して外部に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項３】
フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第２の固定パターンのビット系列又は該第２の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化するデジタルデータの送信装置において、
付加情報のビット系列、及び、前記第２の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第４の固定パターンのビット系列、又は前記第３の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第５の固定パターンのビット系列を、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列と、前記伝送データのビット系列との間に挿入するビット系列挿入手段と、
前記第１の固定パターンのビット系列、前記制御データのビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列、前記付加情報のビット系列、前記第４の固定パターンのビット系列又は前記第５の固定パターンのビット系列、及び前記伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化する畳み込み符号化手段と、
前記畳み込み符号化したビット系列を変調波信号に時分割多重して外部に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項４】
前記送信手段は、前記符号化された付加情報のビット系列を細分化し、等間隔に時分割多重して外部に送信することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項５】
前記付加情報のビット系列は、前記制御データのビット系列及び前記伝送データのビット系列に用いる外符号と同じ生成多項式を用いた短縮符号の符号化手段により符号化され、スーパーフレーム単位でインターリーブされた信号であることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項６】
伝送されるデジタルデータを受信する受信装置において、
第１の固定パターンのビット系列、付加情報のビット系列、第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第２の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列が畳み込み符号により符号化され、変調波信号に時分割多重された信号を受信する受信手段と、
前記受信した信号を誤り訂正復号する復号手段と、
該復号された信号から前記付加情報のビット系列を分離する情報分離手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項７】
伝送されるデジタルデータを受信する受信装置において、
フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、付加情報のビット系列、第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第２の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列又は該第３の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第４の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列が畳み込み符号により符号化され、該符号化された付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を受信する受信手段と、
前記受信した付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を集積して、前記第１の固定パターンのビット系列で構成されたシンボル系列に対応する信号点系列と、前記制御データのビット系列で構成されたシンボル系列に対応する信号点系列との間に再配置する再配置手段と、
前記再配置後の信号点系列を誤り訂正復号する復号手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項８】
伝送されるデジタルデータを受信する受信装置において、
フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第２の固定パターンのビット系列又は該第２の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列、付加情報のビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第４の固定パターンのビット系列、又は前記第３の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第５の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列が畳み込み符号により符号化され、該符号化された付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を受信する受信手段と、
前記受信した符号化された付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を集積して、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列で構成されるシンボル系列に対応する信号点系列と、前記伝送データのビット系列で構成されるシンボル系列に対応する信号点系列との間に再配置する再配置手段と、
前記再配置後の信号点系列を誤り訂正復号する復号手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項９】
前記復号手段は、前記付加情報のビット系列を、ビタビ復号手段、及び前記伝送データのビット系列に用いる外符号と同じ生成多項式を用いた短縮符号の復号手段により復号することを特徴とする、請求項６から８のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１】
第１の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化するデジタルデータの送信装置において、
付加情報のビット系列、及び前記第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第２の固定パターンのビット系列を、前記第１の固定パターンのビット系列と前記伝送データのビット系列との間に挿入するビット系列挿入手段と、
前記第１の固定パターンのビット系列、前記付加情報のビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列、及び前記伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化する畳み込み符号化手段と、
前記畳み込み符号化したビット系列を変調波信号に時分割多重して外部に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第２の固定パターンのビット系列又は該第２の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化するデジタルデータの送信装置において、
付加情報のビット系列、及び前記第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第４の固定パターンのビット系列を、前記第１の固定パターンのビット系列と前記制御データのビット系列との間に挿入するビット系列挿入手段と、
前記第１の固定パターンのビット系列、前記付加情報のビット系列、前記第４の固定パターンのビット系列、前記制御データのビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列、及び前記伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化する畳み込み符号化手段と、
前記畳み込み符号化したビット系列を変調波信号に時分割多重して外部に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項３】
フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第２の固定パターンのビット系列又は該第２の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化するデジタルデータの送信装置において、
付加情報のビット系列、及び、前記第２の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第４の固定パターンのビット系列、又は前記第３の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第５の固定パターンのビット系列を、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列と、前記伝送データのビット系列との間に挿入するビット系列挿入手段と、
前記第１の固定パターンのビット系列、前記制御データのビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列、前記付加情報のビット系列、前記第４の固定パターンのビット系列又は前記第５の固定パターンのビット系列、及び前記伝送データのビット系列を畳み込み符号により符号化する畳み込み符号化手段と、
前記畳み込み符号化したビット系列を変調波信号に時分割多重して外部に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項４】
前記送信手段は、前記符号化された付加情報のビット系列を細分化し、等間隔に時分割多重して外部に送信することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項５】
前記付加情報のビット系列は、前記制御データのビット系列及び前記伝送データのビット系列に用いる外符号と同じ生成多項式を用いた短縮符号の符号化手段により符号化され、スーパーフレーム単位でインターリーブされた信号であることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項６】
伝送されるデジタルデータを受信する受信装置において、
第１の固定パターンのビット系列、付加情報のビット系列、第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第２の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列が畳み込み符号により符号化され、変調波信号に時分割多重された信号を受信する受信手段と、
前記受信した信号を誤り訂正復号する復号手段と、
該復号された信号から前記付加情報のビット系列を分離する情報分離手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項７】
伝送されるデジタルデータを受信する受信装置において、
フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、付加情報のビット系列、第１の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第２の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列又は該第３の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第４の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列が畳み込み符号により符号化され、該符号化された付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を受信する受信手段と、
前記受信した付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を集積して、前記第１の固定パターンのビット系列で構成されたシンボル系列に対応する信号点系列と、前記制御データのビット系列で構成されたシンボル系列に対応する信号点系列との間に再配置する再配置手段と、
前記再配置後の信号点系列を誤り訂正復号する復号手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項８】
伝送されるデジタルデータを受信する受信装置において、
フレーム同期用の第１の固定パターンのビット系列、制御データのビット系列、スーパーフレーム同期用の第２の固定パターンのビット系列又は該第２の固定パターンのビット系列を反転したフレーム同期用の第３の固定パターンのビット系列、付加情報のビット系列、前記第２の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第４の固定パターンのビット系列、又は前記第３の固定パターンのビット系列の末尾から抽出された、（畳み込み符号の拘束長ビット数−１）以上の長さの第５の固定パターンのビット系列、及び伝送データのビット系列が畳み込み符号により符号化され、該符号化された付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を受信する受信手段と、
前記受信した符号化された付加情報のビット系列を細分化して等間隔に時分割多重された信号点系列を集積して、前記第２の固定パターンのビット系列又は前記第３の固定パターンのビット系列で構成されるシンボル系列に対応する信号点系列と、前記伝送データのビット系列で構成されるシンボル系列に対応する信号点系列との間に再配置する再配置手段と、
前記再配置後の信号点系列を誤り訂正復号する復号手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項９】
前記復号手段は、前記付加情報のビット系列を、ビタビ復号手段、及び前記伝送データのビット系列に用いる外符号と同じ生成多項式を用いた短縮符号の復号手段により復号することを特徴とする、請求項６から８のいずれか１項に記載の受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−１２９９８２（Ｐ２０１１−１２９９８２Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８３８８９（Ｐ２００９−２８３８８９）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]