(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【0014】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0015】
[実施形態の概要]
実施形態に係る送信装置は、データ信号の復調に用いる制御信号に対応する制御シンボル系列の少なくとも一部を時空間符号化によって符号化し、複数系統の制御シンボル系列を生成する制御信号符号化部と、前記複数系統の制御シンボル系列を含む伝送フレームを生成する伝送フレーム生成部とを備える。
【0016】
実施形態では、制御信号符号化部は、制御信号(TMCC信号及びAC信号等)を時空空間符号化によって符号化するため、制御信号の逆相合成が抑制され、制御信号の受信特性を改善することができる。
【0017】
[第1実施形態]
(デジタル放送システム)
以下において、第1実施形態に係るデジタル放送システムについて説明する。
図1は、第1実施形態に係る送信装置10を示すブロック図であり、
図4は、第1実施形態に係る受信装置20を示すブロック図である。デジタル放送システムは、送信装置10及び受信装置20を備える。
【0018】
実施形態において、デジタル放送システムは、次世代地上放送方式に対応するデジタル放送システムである。例えば、デジタル放送システムでは、MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術又はMISO(Multiple Input Single Output)技術、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術が適用される。デジタル放送システムでは、送信装置10から受信装置20に対して、複数の階層に属する階層化データ(例えば、1セグメント、13セグメント)が送信される。
【0019】
(送信装置)
図1に示すように、送信装置10は、データ信号処理部11と、制御信号処理部12と、OFDMフレーム化部13と、IFFT部14と、GI付加部15とを備える。
【0020】
データ信号処理部11は、外部から入力されるデータ信号(映像データ信号、音声データ信号等)を処理する。具体的には、データ信号処理部11は、誤り訂正外符号化部11Aと、誤り訂正内符号化部11Bと、キャリア変調部11Cと、符号化部11Dとを有する。
【0021】
誤り訂正外符号化部11Aは、外部から入力されるデータに対して誤り訂正外符号処理(例えば、リードソロモン符号化処理)を施す。
【0022】
誤り訂正内符号化部11Bは、誤り訂正外符号化部11Aから出力されるビット列に対して誤り訂正外符号処理(例えば、畳み込み符号化処理)を施す。
【0023】
キャリア変調部11Cは、誤り訂正内符号化部11Bから出力される所定数のビット列を1つのデータシンボルとしてIQ平面上にマッピングする。キャリア変調処理としては、例えば、偶数のビット列を1データシンボルとしてマッピングする64QAM、256QAM、1024QAM等が用いられる。或いは、キャリア変調処理として、奇数のビット列を1データシンボルとしてマッピングする32QAM、128QAM、512QAM等が用いられてもよい。
【0024】
符号化部11Dは、キャリア変調部11Cから出力されるデータシンボル系列を時空間符号化によって符号化して、2系統のデータシンボル系列を出力する。ここでは、アンテナTx1から送信される信号に対応するデータシンボル系列を第1データシンボル系列と称し、アンテナTx2から送信される信号に対応するデータシンボル系列を第2データシンボル系列と称する。
【0025】
時空間符号化は、
図2に示すように、STBC(Space Time Block Coding)であってもよく、
図3に示すように、SFBC(Space Frequency Block Coding)であってもよい。
【0026】
具体的には、符号化部11Dは、第1シンボルP
0及び第2シンボルP
1によって構成されるブロック毎に、第1シンボルP
0及び第2シンボルP
1を符号化する。時空間符号化で用いる変換行列は、変換行列J〜変換行列Mのいずれかである。変換行列J〜変換行列Mは、以下に示す通りである。
【0031】
変換行列Jは、Alamoutiの時空間ブロック符号化行列である。変換行列Jにおいて、行は、各送信アンテナから送信されるシンボルを示している。また、時空間符号化がSTBC(Space Time Block Coding)であれば、変換行列Jにおいて、列は、各送信時刻で送信されるシンボルを示している。一方で、時空間符号化がSFBC(Space Frequency Block Coding)であれば、変換行列Jにおいて、列は、各周波数(OFDM伝送では、OFDMフレームを構成するキャリアの番号)で送信されるシンボルを示している。
【0032】
変換行列Kは、Alamoutiの時空間ブロック符号化行列である。変換行列Kにおいて、行は、各送信アンテナから送信されるシンボルを示している。また、時空間符号化がSTBC(Space Time Block Coding)であれば、変換行列Kにおいて、列は、各送信時刻で送信されるシンボルを示している。一方で、時空間符号化がSFBC(Space Frequency Block Coding)であれば、変換行列Kにおいて、列は、各周波数(OFDM伝送では、OFDMフレームを構成するキャリアの番号)で送信されるシンボルを示している。
【0033】
変換行列Lは、Modified Alamoutiの時空間ブロック符号化行列である。変換行列Lにおいて、行は、各送信アンテナから送信されるシンボルを示している。また、時空間符号化がSTBC(Space Time Block Coding)であれば、変換行列Lにおいて、列は、各送信時刻で送信されるシンボルを示している。一方で、時空間符号化がSFBC(Space Frequency Block Coding)であれば、変換行列Lにおいて、列は、各周波数(OFDM伝送では、OFDMフレームを構成するキャリアの番号)で送信されるシンボルを示している。
【0034】
変換行列Mは、Modified Alamoutiの時空間ブロック符号化行列である。変換行列Mにおいて、行は、各送信アンテナから送信されるシンボルを示している。また、時空間符号化がSTBC(Space Time Block Coding)であれば、変換行列Mにおいて、列は、各送信時刻で送信されるシンボルを示している。一方で、時空間符号化がSFBC(Space Frequency Block Coding)であれば、変換行列Mにおいて、列は、各周波数(OFDM伝送では、OFDMフレームを構成するキャリアの番号)で送信されるシンボルを示している。
【0035】
制御信号処理部12は、制御信号を処理する。具体的には、制御信号処理部12は、制御信号生成部12Aと、キャリア変調部12Bと、符号化部12Cと、差動変調部12Dとを有する。
【0036】
制御信号生成部12Aは、TMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)信号、AC(Auxiliary Channel)信号等の制御信号を生成する。例えば、TMCC信号(伝送制御信号)は、複数の階層のそれぞれの伝送パラメータ(変調方式、セグメント数、符号化率等)を示す信号、OFDMフレーム(伝送フレーム)の同期をとるための同期信号を含む。
【0037】
キャリア変調部12Bは、制御信号生成部12Aから出力される所定数のビット列を1つの制御シンボルとしてIQ平面上にマッピングする。キャリア変調処理としては、例えば、BPSK等が用いられる。
【0038】
符号化部12Cは、キャリア変調部12Bから出力される制御シンボル系列を時空間符号化によって符号化して、2系統の制御シンボル系列を出力する。ここでは、アンテナTx1から送信される信号に対応する制御シンボル系列を第1制御シンボル系列と称し、アンテナTx2から送信される信号に対応する制御シンボル系列を第2制御シンボル系列と称する。
【0039】
時空間符号化は、
図2に示すように、STBC(Space Time Block Coding)であってもよく、
図3に示すように、SFBC(Space Frequency Block Coding)であってもよい。
【0040】
具体的には、符号化部12Cは、第1制御シンボルP
0及び第2制御シンボルP
1によって構成されるブロック毎に、第1制御シンボルP
0及び第2制御シンボルP
1を符号化する。時空間符号化で用いる変換行列は、変換行列J〜変換行列Mのいずれかである。変換行列J〜変換行列Mは、上述した通りである。
【0041】
すなわち、第1実施形態において、符号化部12Cは、データ信号の復調に用いる制御信号に対応する制御シンボル系列の少なくとも一部を時空間符号化によって符号化し、複数系統の制御シンボル系列を生成する制御信号符号化部を構成する。
【0042】
差動変調部12Dは、符号化部12Cから出力される2系統の制御シンボル系列のそれぞれに対して、差動変調処理を施す。
【0043】
OFDMフレーム化部13は、OFDMフレーム化部13A及びOFDMフレーム化部13Bを含む。OFDMフレーム化部13Aは、符号化部11Dから出力される第1データシンボル系列及び差動変調部12Dから出力される第1制御シンボル系列に基づいて、所定数のサブキャリア(周波数軸)及び所定数のシンボル数(時間軸)によって定義されるOFDMフレーム(伝送フレーム)を生成する。一方で、OFDMフレーム化部13Bは、符号化部11Dから出力される第2データシンボル系列及び差動変調部12Dから出力される第2制御シンボル系列に基づいて、所定数のサブキャリア(周波数軸)及び所定数のシンボル数(時間軸)によって定義されるOFDMフレーム(伝送フレーム)を生成する。
【0044】
OFDMフレーム(伝送フレーム)は、データ信号に対応するデータシンボル、制御信号に対応する制御シンボル、パイロットシンボル等によって構成される。制御信号は、例えば、TMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)信号、AC(Auxiliary Channel)信号等である。例えば、TMCC信号は、複数の階層のそれぞれの伝送パラメータ(変調方式、セグメント数、符号化率等)を示す信号、OFDMフレーム(伝送フレーム)の同期をとるための同期信号を含む。
【0045】
すなわち、第1実施形態において、OFDMフレーム化部13は、複数系統の制御シンボル系列を含む伝送フレームを生成する伝送フレーム生成部を構成する。
【0046】
IFFT部14は、IFFT部14A及びIFFT部14Bを含む。IFFT部14Aは、OFDMフレーム化部13Aから出力されるOFDMフレームに逆フーリエ変換を施す。一方で、IFFT部14Bは、OFDMフレーム化部13Bから出力されるOFDMフレームに逆フーリエ変換を施す。
【0047】
GI付加部15は、GI付加部15A及びGI付加部15Bを含む。GI付加部15Aは、IFFT部14Aから出力された信号にGI(Gurard Interval)を付加する。一方で、GI付加部15Bは、IFFT部14Bから出力された信号にGI(Gurard Interval)を付加する。
【0048】
第1実施形態では、数系統の制御シンボル系列のそれぞれを含む複数系統のOFDMフレーム(伝送フレーム)は、MISO伝送又はMIMO伝送によって送信されることに留意すべきである。
【0049】
(受信装置)
図4に示すように、受信装置20は、GI除去部21と、FFT部22と、分離部23と、差動復調部24と、復号部25とを有する。受信装置20は、例えば、家庭内に固定的に設置される受像器、ユーザが持ち運び可能な移動端末に設けられる。
【0050】
なお、第1実施形態では、データ信号の処理が従来と同様であり、制御信号の処理が特徴を有する。従って、
図4では、データ信号の処理の詳細については省略されていることに留意すべきである。
【0051】
GI除去部21は、GI除去部21A及びGI除去部21Bを含む。GI除去部21Aは、アンテナRx1で受信された信号からGI(Gurard Interval)を除去する。一方で、GI除去部21Bは、アンテナRx2で受信された信号からGI(Gurard Interval)を除去する。
【0052】
FFT部22は、FFT部22A及びFFT部22Bを含む。FFT部22Aは、GI除去部21Aから出力される信号にフーリエ変換を施す。一方で、FFT部22Bは、GI除去部21Bから出力される信号にフーリエ変換を施す。
【0053】
分離部23は、分離部23A及び分離部23Bを含む。分離部23Aは、FFT部22Aから出力される信号から、SP(Scattered Pilot)シンボル、データ信号に対応するキャリア及び制御信号(TMCC信号及びAC信号等)に対応するキャリアを分離する。分離部23Bは、FFT部22Bから出力される信号から、SP(Scattered Pilot)シンボル、データ信号に対応するキャリア及び制御信号(TMCC信号及びAC信号等)に対応するキャリアを分離する。
【0054】
差動復調部24は、差動復調部24A及び差動復調部24Bを含む。差動復調部24Aは、差動復調部24Aは、分離部23Aで分離された制御信号(TMCC信号及びAC信号等)に対応するキャリアを復調して、制御シンボル系列を特定する。差動復調部24Aは、特定された制御シンボル系列に対して、差動復調処理を施す。差動復調部24Bは、分離部23Bで分離された制御信号(TMCC信号及びAC信号等)に対応するキャリアを復調して、制御シンボル系列を特定する。差動復調部24Bは、特定された制御シンボル系列に対して、差動復調処理を施す。
【0055】
復号部25は、差動復調部24A及び差動復調部24Bから出力される2系統の制御シンボルに基づいて、制御信号(TMCC信号及びAC信号等)を復号する。具体的には、復号部25は、差動復調部24A及び差動復調部24Bから出力される2系統の制御シンボルを時空間復号化によって復号して、制御信号(TMCC信号及びAC信号等)を取得する。
【0056】
すなわち、第1実施形態において、復号部25は、複数系統の制御シンボル系列を時空間復号によって復号し、制御シンボル系列の少なくとも一部を生成する制御信号復号部を構成する。
【0057】
(作用及び効果)
第1実施形態では、符号化部12Cは、制御信号(TMCC信号及びAC信号等)を時空空間符号化によって符号化するため、制御信号の逆相合成が抑制され、制御信号の受信特性を改善することができる。
【0058】
[変更例1]
以下において、第1実施形態の変更例1について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について説明する。
【0059】
具体的には、第1実施形態では、制御信号の全体が時空間符号化によって符号化されるが、変更例1では、制御信号のうち、同期信号を除いた信号が時空間符号化によって符号化される。すなわち、変更例1では、同期信号が時空間符号化によって符号化されない。同期信号を除いた信号とは、例えば、複数の階層のそれぞれの伝送パラメータ(変調方式、セグメント数、符号化率等)を示す信号(以下、伝送パラメータ信号)及びAC信号などである。
【0060】
(送信装置)
図5に示すように、送信装置10は、
図1に示す構成に加えて、同期信号生成部12Eを有する。同期信号生成部12Eは、OFDMフレーム(伝送フレーム)の同期をとるための同期信号を生成する。
【0061】
ここで、同期信号は、差動変調部12Dによって差動変調処理が施された上でOFDMフレーム化部13に入力される。一方で、同期信号以外の制御信号(例えば、伝送パラメータ信号)は、第1実施形態と同様に、符号化部12Cによって時空間符号化が施された上でOFDMフレーム化部13に入力される。
【0062】
(受信装置)
図6に示すように、受信装置20は、差動復調部24に代えて、伝送路推定部26を有する。伝送路推定部26は、伝送路推定部26A及び伝送路推定部26Bを有する。伝送路推定部26Aは、FFT部22Aから出力される信号に含まれる既知のパイロットキャリアを抽出して、抽出されたパイロットキャリアに応じて、パイロットキャリアの伝送路応答を推定する。同様に、伝送路推定部26Bは、FFT部22Bから出力される信号に含まれる既知のパイロットキャリアを抽出して、抽出されたパイロットキャリアに応じて、パイロットキャリアの伝送路応答を推定する。
【0063】
変更例1においては、復号部25は、伝送路推定部26Aによって推定された伝送路応答に応じて、分離部23Aで分離された制御信号(TMCC信号及びAC信号等)に対応するキャリアを復調して、制御シンボル系列を特定する。同様に、復号部25は、伝送路推定部26Bによって推定された伝送路応答に応じて、分離部23Bで分離された制御信号(TMCC信号及びAC信号等)に対応するキャリアを復調して、制御シンボル系列を特定する。
【0064】
[変更例2]
以下において、第1実施形態の変更例2について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について説明する。
【0065】
具体的には、第1実施形態では、送信装置10が複数のアンテナを有するケースについて説明した。これに対して、変更例2では、送信装置10は、単数のアンテナを有する。すなわち、変更例2では、複数系統の制御シンボル系列を含む1系統の伝送フレームがSISO伝送によって送信されるケースについて説明する。
【0066】
(送信装置)
図7に示すように、送信装置10は、単数のアンテナTxを有する。従って、OFDMフレーム化部13、IFFT部14及びGI付加部15についても1系統である。
【0067】
ここで、上述した符号化部12Cは、
図8に示すように、2本のアンテナに代えて、2本のキャリアを用いて時空間符号化を行う。変更例2では、単数のアンテナを用いるため、時空間符号化としては、STBCが用いられることに留意すべきである。
【0068】
[変更例3]
以下において、第1実施形態の変更例3について説明する。以下においては、変更例2に対する相違点について説明する。
【0069】
具体的には、変更例2では、制御信号の全体が時空間符号化によって符号化されるが、変更例3では、制御信号のうち、同期信号を除いた信号が時空間符号化によって符号化される。すなわち、変更例3では、同期信号が時空間符号化によって符号化されない。同期信号を除いた信号とは、例えば、複数の階層のそれぞれの伝送パラメータ(変調方式、セグメント数、符号化率等)を示す信号(以下、伝送パラメータ信号)及びAC信号などである。
【0070】
(送信装置)
図9に示すように、送信装置10は、
図7に示す構成に加えて、同期信号生成部12Eを有する。同期信号生成部12Eは、OFDMフレーム(伝送フレーム)の同期をとるための同期信号を生成する。
【0071】
ここで、同期信号は、差動変調部12Dによって差動変調処理が施された上でOFDMフレーム化部13に入力される。一方で、同期信号以外の制御信号(例えば、伝送パラメータ信号)は、変更例2と同様に、符号化部12Cによって時空間符号化が施された上でOFDMフレーム化部13に入力される。
【0072】
[変更例4]
以下において、第1実施形態の変更例4について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について説明する。
【0073】
具体的には、第1実施形態では、デジタル放送システムにおいて、単数の送信装置10が設けられるケースについて説明した。これに対して、変更例4では、デジタル放送システムにおいて、複数の送信装置10が設けられる。制御シンボル系列は、互いに異なる送信装置によって2段階で時空間符号化される。ここでは、送信装置10として、送信装置A及び送信装置Bが設けられるケースについて説明する。
【0074】
第1実施形態において、送信装置A及び送信装置Bは、同一のデータを取得することに留意すべきである。送信装置A及び送信装置Bは、特に限定されるものではないが、互いに離れた位置に設けられる。送信装置A及び送信装置Bで用いられる周波数は同一であり、デジタル放送システムは、SFN(Single Frequency Network)を構成する。
【0075】
変更例4では、
図10及び
図11に示すように、デジタル放送システムでは、3つの符号化器(STC#0、STC#1、STC#2)が設けられており、3つの符号化器は、第1シンボルP
0及び第2シンボルP
1によって構成されるブロック毎に、第1シンボルP
0及び第2シンボルP
1を符号化する。
【0076】
ここで、STC#0は、送信装置Aに設けられる第1符号化部、或いは、送信装置Bに設けられる第1符号化部である。STC#1は、送信装置Aに設けられる第2符号化部及び送信装置Bに設けられる第2符号化部によって構成される符号化器である。STC#2は、送信装置Aに設けられる第3符号化部及び送信装置Bに設けられる第3符号化部によって構成される符号化器である。
【0077】
また、STC#0は、時空間符号化によってシンボル系列を符号化することによって、第1シンボル系列及び第2シンボル系列を生成する。STC#1は、第1シンボル系列を時空間符号化によって符号化することによって、第1シンボル系列A及び第1シンボル系列Bを生成する。STC#2は、第2シンボル系列を時空間符号化によって符号化することによって、第2シンボル系列A及び第2シンボル系列Bを生成する。
【0078】
図10に示すように、時空間符号化としてSTBCを用いる場合には、STC#0は、例えば、シンボル系列(S
0,0,S
0,1)を変換行列Mによって符号化して、時間軸方向に並ぶ第1シンボル系列(S
0,0,S
0,1)及び第2シンボル系列(S
0,1*,−S
0,0*)を生成する。STC#1は、第1シンボル系列(S
0,0,S
0,1)を変換行列Lによって符号化して、時間軸方向に並ぶ第1シンボル系列A(S
0,0,S
0,1)及び第1シンボル系列B(−S
0,1*,S
0,0*)を生成する。STC#2は、第2シンボル系列(S
0,1*,−S
0,0*)を変換行列Mによって符号化することによって、時間軸方向に並ぶ第2シンボル系列A(S
0,1*,−S
0,0*)及び第2シンボル系列B(−S
0,0,−S
0,1)を生成する。
【0079】
図11に示すように、時空間符号化としてSFBCを用いる場合には、STC#0は、例えば、シンボル系列(S
0,0,S
0,1)を変換行列Mによって符号化して、周波数軸方向に並ぶ第1シンボル系列(S
0,0,S
0,1)及び第2シンボル系列(S
0,1*,−S
0,0*)を生成する。STC#1は、第1シンボル系列(S
0,0,S
0,1)を変換行列Lによって符号化して、周波数軸方向に並ぶ第1シンボル系列A(S
0,0,S
0,1)及び第1シンボル系列B(−S
0,1*,S
0,0*)を生成する。STC#2は、第2シンボル系列(S
0,1*,−S
0,0*)を変換行列Mによって符号化することによって、周波数軸方向に並ぶ第2シンボル系列A(S
0,1*,−S
0,0*)及び第2シンボル系列B(−S
0,0,−S
0,1)を生成する。
【0080】
図10及び
図11において、第1シンボル系列A(S
0,0,S
0,1)及び第2シンボル系列A(S
0,1*,−S
0,0*)は、送信装置Aから送信される。第1シンボル系列B(−S
0,1*,S
0,0*)及び第2シンボル系列B(−S
0,0,−S
0,1)は、送信装置Bから送信される。
【0081】
[変更例5]
以下において、第1実施形態の変更例5について説明する。以下においては、変更例4に対する相違点について説明する。
【0082】
具体的には、変更例4では、送信装置10が複数のアンテナを有するケースについて説明した。これに対して、変更例5では、送信装置10は、単数のアンテナを有する。すなわち、変更例5では、複数系統の制御シンボル系列及びデータシンボル系列に基づいて生成された1系統の伝送フレームがSISO伝送によって送信されるケースについて説明する。
【0083】
図12に示すように、送信装置A及び送信装置Bに設けられる2本のアンテナに代えて、2本のキャリアを用いて時空間符号化が行われる。これによって、変更例4と同様に、互いに異なる送信装置によって2段階で制御シンボル系列を時空間符号化によって符号化することができる。
【0084】
ここで、
図12においては、送信装置Bから周波数f1によって搬送されるシンボルは、送信装置Aから周波数f2によって搬送されるシンボルと同じであり、送信装置Bから周波数f2によって搬送されるシンボルは、送信装置Aから周波数f1によって搬送されるシンボルと同じであることに留意すべきである。
【0085】
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【0086】
実施形態では特に触れていないが、送信装置10及び受信装置20が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD−ROMやDVD−ROM等の記録媒体であってもよい。
【0087】
或いは、送信装置10及び受信装置20が行う各処理を実行するためのプログラムを記憶するメモリ及びメモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成されるチップが提供されてもよい。