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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022164057
(43)【公開日】2022-10-27
(54)【発明の名称】シンボル判定器及び中継装置
(51)【国際特許分類】
H04L 27/26 20060101AFI20221020BHJP
H04L 1/00 20060101ALI20221020BHJP
【ＦＩ】
H04L27/26 111
H04L27/26 410
H04L1/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021069280
(22)【出願日】2021-04-15
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 佐藤 明彦、川島 祥吾、竹内 知明及び岡野 正寛らが、２０２１年３月５日付で、映像情報メディア学会学術報告Ｖｏｌ．４５ Ｎｏ．１０において、出願に係る発明の内容を公開。
(71)【出願人】
【識別番号】000004352
【氏名又は名称】日本放送協会
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100161148
【弁理士】
【氏名又は名称】福尾 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100185225
【弁理士】
【氏名又は名称】齋藤 恭一
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 明彦
(72)【発明者】
【氏名】川島 祥吾
(72)【発明者】
【氏名】竹内 知明
(72)【発明者】
【氏名】岡野 正寛
【テーマコード（参考）】
5K014
【Ｆターム（参考）】
5K014BA05
5K014EA01
5K014FA03
5K014FA11
(57)【要約】
【課題】階層分割多重（ＬＤＭ）の信号に対して再生中継を行う際に、コンスタレーションが重なる領域においても再送信シンボルの品質を維持し、受信機における受信特性の劣化を抑制することができるシンボル判定器及び中継装置を提供する。
【解決手段】階層伝送方式として階層分割多重（ＬＤＭ）を適用した信号の受信シンボルに対し、シンボル判定処理により再送信シンボルを生成するシンボル判定器において、前記受信シンボルに対し、上位階層（ＵＬ）の規定信号点ごとに下位階層（ＬＬ）の軟判定レプリカを生成し、前記軟判定レプリカに上位階層のシンボル確率を乗算して合成することにより、前記再送信シンボルを生成することを特徴とする。また、中継装置は、伝送路等化部と前記シンボル判定器とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】階層伝送方式として階層分割多重（ＬＤＭ）を適用した信号の受信シンボルに対し、シンボル判定処理により再送信シンボルを生成するシンボル判定器において、前記受信シンボルに対し、上位階層（ＵＬ）の規定信号点ごとに下位階層（ＬＬ）の軟判定レプリカを生成し、前記軟判定レプリカに上位階層のシンボル確率を乗算して合成することにより、前記再送信シンボルを生成することを特徴とする。また、中継装置は、伝送路等化部と前記シンボル判定器とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
階層伝送方式として階層分割多重（ＬＤＭ）を適用した信号の受信シンボルに対し、シンボル判定により再送信シンボルを生成するシンボル判定器であって、
前記受信シンボルに対し、上位階層（ＵＬ）の規定信号点ごとに下位階層（ＬＬ）の軟判定レプリカを生成し、前記軟判定レプリカに上位階層のシンボル確率を乗算して合成することにより、前記再送信シンボルを生成することを特徴とする、シンボル判定器。
前記受信シンボルに対し、上位階層（ＵＬ）の規定信号点ごとに下位階層（ＬＬ）の軟判定レプリカを生成し、前記軟判定レプリカに上位階層のシンボル確率を乗算して合成することにより、前記再送信シンボルを生成することを特徴とする、シンボル判定器。
【請求項2】
請求項１に記載のシンボル判定器において、
前記受信シンボルに対して、上位階層の規定信号点それぞれの場合を想定して、下位階層の軟判定レプリカを生成する軟判定レプリカ生成部と、
上位階層の各規定信号点についてシンボル確率を算出するシンボル確率算出部と、
前記軟判定レプリカ生成部で生成された前記軟判定レプリカと、前記シンボル確率算出部で算出された前記シンボル確率を乗算する乗算部と、
前記乗算部の乗算結果を、上位階層の全規定信号点について合成する合成部と
を備えることを特徴とする、シンボル判定器。
前記受信シンボルに対して、上位階層の規定信号点それぞれの場合を想定して、下位階層の軟判定レプリカを生成する軟判定レプリカ生成部と、
上位階層の各規定信号点についてシンボル確率を算出するシンボル確率算出部と、
前記軟判定レプリカ生成部で生成された前記軟判定レプリカと、前記シンボル確率算出部で算出された前記シンボル確率を乗算する乗算部と、
前記乗算部の乗算結果を、上位階層の全規定信号点について合成する合成部と
を備えることを特徴とする、シンボル判定器。
【請求項3】
請求項２に記載のシンボル判定器において、
前記軟判定レプリカ生成部は、受信シンボルから想定する上位階層の規定信号点を除去して残留した成分から下位階層の各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を算出し、該対数尤度比（ＬＬＲ）から下位階層の各規定信号点のシンボル確率を算出し、下位階層の各規定信号点を算出された各規定信号点のシンボル確率で重み付けして総和を取り、前記想定する上位階層の規定信号点を加算することで、前記軟判定レプリカを生成することを特徴とする、シンボル判定器。
前記軟判定レプリカ生成部は、受信シンボルから想定する上位階層の規定信号点を除去して残留した成分から下位階層の各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を算出し、該対数尤度比（ＬＬＲ）から下位階層の各規定信号点のシンボル確率を算出し、下位階層の各規定信号点を算出された各規定信号点のシンボル確率で重み付けして総和を取り、前記想定する上位階層の規定信号点を加算することで、前記軟判定レプリカを生成することを特徴とする、シンボル判定器。
【請求項4】
請求項２に記載のシンボル判定器において、
前記シンボル確率算出部は、上位階層と下位階層とを合成した全規定信号点に基づいて受信シンボルの各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を算出し、該対数尤度比（ＬＬＲ）から全規定信号点のシンボル確率を算出し、算出された全規定信号点のシンボル確率のうち、上位階層の各規定信号点に対応するシンボル確率の総和を取ることで、上位階層の各規定信号点についてシンボル確率を算出することを特徴とする、シンボル判定器。
前記シンボル確率算出部は、上位階層と下位階層とを合成した全規定信号点に基づいて受信シンボルの各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を算出し、該対数尤度比（ＬＬＲ）から全規定信号点のシンボル確率を算出し、算出された全規定信号点のシンボル確率のうち、上位階層の各規定信号点に対応するシンボル確率の総和を取ることで、上位階層の各規定信号点についてシンボル確率を算出することを特徴とする、シンボル判定器。
【請求項5】
階層伝送方式として階層分割多重（ＬＤＭ）を適用した信号の受信シンボルに対し、シンボル判定により再送信シンボルを生成するシンボル判定器であって、
前記受信シンボルに対し、上位階層（ＵＬ）と下位階層（ＬＬ）とを合成した全規定信号点に基づく軟判定レプリカを生成し、ビット尤度に応じて、前記軟判定レプリカと前記受信シンボルのいずれかを再送信シンボルとすることを特徴とする、シンボル判定器。
前記受信シンボルに対し、上位階層（ＵＬ）と下位階層（ＬＬ）とを合成した全規定信号点に基づく軟判定レプリカを生成し、ビット尤度に応じて、前記軟判定レプリカと前記受信シンボルのいずれかを再送信シンボルとすることを特徴とする、シンボル判定器。
【請求項6】
請求項５に記載のシンボル判定器において、
前記受信シンボルの各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を算出するＬＬＲ算出部と、
上位階層のビットの前記対数尤度比（ＬＬＲ）の絶対値を判定するＬＬＲ判定部と、
前記受信シンボルに対し、上位階層と下位階層とを合成した全規定信号点に基づく軟判定レプリカを生成する軟判定レプリカ生成部と、
前記ＬＬＲ判定部の判定結果に基づいて、前記再送信シンボルを前記軟判定レプリカ又は前記受信シンボルに切り替えるシンボル切替部と
を備えることを特徴とする、シンボル判定器。
前記受信シンボルの各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を算出するＬＬＲ算出部と、
上位階層のビットの前記対数尤度比（ＬＬＲ）の絶対値を判定するＬＬＲ判定部と、
前記受信シンボルに対し、上位階層と下位階層とを合成した全規定信号点に基づく軟判定レプリカを生成する軟判定レプリカ生成部と、
前記ＬＬＲ判定部の判定結果に基づいて、前記再送信シンボルを前記軟判定レプリカ又は前記受信シンボルに切り替えるシンボル切替部と
を備えることを特徴とする、シンボル判定器。
【請求項7】
請求項５又は６に記載のシンボル判定器において、
上位階層のビットの対数尤度比（ＬＬＲ）の絶対値が１ビットでも所定の閾値を下回った場合、上位階層のビットが異なる下位階層のコンスタレーションが重なる領域に前記受信シンボルがあると判定し、前記受信シンボルを再送信シンボルとすることを特徴とする、シンボル判定器。
上位階層のビットの対数尤度比（ＬＬＲ）の絶対値が１ビットでも所定の閾値を下回った場合、上位階層のビットが異なる下位階層のコンスタレーションが重なる領域に前記受信シンボルがあると判定し、前記受信シンボルを再送信シンボルとすることを特徴とする、シンボル判定器。
【請求項8】
階層伝送方式として階層分割多重（ＬＤＭ）を適用した信号伝送の中継装置であって、
伝送路特性に基づいて、受信信号の各シンボルの等化処理を行う伝送路等化部と、
等化処理された受信シンボルに対して再送信シンボルを生成する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシンボル判定器と
を備えることを特徴とする、中継装置。
伝送路特性に基づいて、受信信号の各シンボルの等化処理を行う伝送路等化部と、
等化処理された受信シンボルに対して再送信シンボルを生成する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシンボル判定器と
を備えることを特徴とする、中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シンボル判定器及び中継装置に関し、特に、デジタル信号伝送において、受信信号のシンボルを判定して再送信シンボルを生成するシンボル判定器及び中継装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、地上波による新たな放送サービスの実現に向けて、地上テレビジョン放送高度化方式（以下、「高度化方式」という。）の研究が進められている。高度化方式は、例えば、誤り訂正符号としてＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号を採用すると共に、キャリア変調多値数を大きくし、さらに信号点配置が不均一となるＮＵＣ（Non Uniform Constellation）を導入することで、現行の地上放送伝送方式（ＩＳＤＢ－Ｔ：Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）よりも伝送効率を向上させている。高度化方式による放送を実現するためには、高度化方式による放送ネットワーク構築に関する検討が必要である。
【0003】
現行の日本の地上放送伝送方式において、ＭＦＮ（Multi Frequency Network）放送波中継では、フェージングや周波数特性歪みによる信号品質の劣化を、周波数領域におけるチャネル等化とシンボル判定を組み合わせることで改善する再生中継の有効性が確認されており、広く用いられている（非特許文献１）。
【0004】
図７に、ＭＦＮ放送波中継のモデルを示す。放送ネットワークは、親局（上位局）１、中継局（中継装置）２、及び受信機３によって構成される。親局１は、変調波信号を発生し、所定の周波数で放送波を出力する。中継局２は、親局１からの放送波を受信し、等化判定器２００によって信号品質を補償し、受信信号とは異なる周波数で再送信する。受信機３は、例えば各家庭に設けられる受信装置であり、中継・再送信された放送波を受信して復調する。
【0005】
中継局（中継装置）２の等化判定器２００について説明する。等化判定器２００は、チャネル等化により受信信号の周波数特性歪みを補償し、シンボル判定により雑音成分を除去した再送信信号を出力する。等化判定器２００は、ＦＦＴ部２１０、伝送路推定部２２０、伝送路等化部２３０、シンボル判定部２４０、及びＩＦＦＴ部２５０を備えている。
【0006】
ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部２１０は、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で伝送された受信信号を高速フーリエ変換し、各搬送波（サブキャリア）の信号（シンボル）を検出する。
【0007】
伝送路推定部２２０は、通信回線の伝送路特性を推定する。これは例えば、各搬送波に配置されたスキャタードパイロット（ＳＰ）信号等を用いて、各チャネル特性の推定・補間等を行い、通信回線の伝送路特性を一括して推定する。
【0008】
伝送路等化部２３０は、伝送路推定部２２０で推定された伝送路特性に基づいて、各シンボルの等化処理を行う。これにより、受信信号から得られた各シンボルを補正し、伝送路による歪みの除去された受信シンボルを生成する。等化判定器２００がシンボル判定を行う場合は、伝送路等化部２３０は、受信シンボルをシンボル判定部２４０に出力し、シンボル判定をしない場合は、歪みの除去された受信シンボルをＩＦＦＴ部２５０に出力する。
【0009】
シンボル判定部２４０は、伝送路等化（チャネル等化）後の受信シンボルを規定信号点配置に基づいて最適なシンボルに変換し、再送信シンボルとして出力する。従来の地上デジタル放送におけるシンボル判定は、チャネル等化後の受信シンボルを規定信号点配置の最近傍点に再マッチングする硬判定を行っている。
【0010】
ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部２５０は、伝送路等化部２３０から出力された受信シンボル、又はシンボル判定部２４０で生成した再送信シンボルを逆高速フーリエ変換し、再送信信号を生成する。
【0011】
図８は、等化判定器２００における各シンボルについて説明する図である。図８（ａ）は、親局１から出力される送信シンボルを示すコンスタレーションである。ここでは、送信信号を、高度化方式で採用が検討されている２５６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）で不均一配置のキャリア変調で送信する場合を示している。縦軸はＩ（In-Phase）軸であり、横軸はＱ（Quadrature）軸である。
【0012】
図８（ｂ）は、中継局２が受信した受信シンボルに対して伝送路等化処理を行った結果を示している。受信シンボルは伝送途中で雑音を受けるため、規定信号点配置の周囲に分布を持つコンスタレーションとなる。
【0013】
図８（ｃ）は、従来の地上デジタル放送におけるシンボル判定器２４０で生成される再送信シンボル（硬判定シンボル）である。受信シンボルを規定信号点配置の最近傍点に再マッチングする硬判定処理を行うことから、再送信される硬判定シンボルは雑音が除去され、親局の送信シンボル（ａ）と同じコンスタレーションとなる。
【0014】
こうして、中継局２は、等化判定器２００により、中継信号の品質を高めることができる。
【0015】
高度化方式ではより多値のキャリア変調による運用が想定されるが、高度化方式には、地上デジタル放送で用いられる再生中継技術をそのまま適用することが難しい。すなわち、高度化方式では、中継局２においてシンボル硬判定を用いると、地上デジタル放送の場合よりもシンボル誤り率が増加する傾向があり、誤った情報が再送信されることになる。このため、受信機３において誤り訂正が効果的に機能しないことがあるという問題が生じる。この問題に対し、軟判定レプリカ（軟判定処理により複製されたシンボル）を用いた再生中継を適用することで、高度化方式でも放送波中継における信号品質劣化を改善する手法が報告されている（非特許文献２）。
【0016】
図８（ｂ）の受信シンボルに対して、シンボル判定部２４０においてシンボル軟判定を行い、軟判定レプリカを再送信シンボルとして出力するとき、再送信される軟判定シンボルのコンスタレーションは、図８（ｄ）のようになる。軟判定処理された再送信シンボルは、雑音を含む信号となるが、受信機３でＬＤＰＣ復号を行ったとき、硬判定処理の場合よりも受信特性が向上する。
【0017】
一方、地上放送伝送方式において、伝送耐性の異なるサービス（以下、階層という。）を物理層で多重する方式として階層分割多重（ＬＤＭ：Layered Division Multiplexing）が検討されている（非特許文献３）。ＬＤＭは、ほかの階層伝送方式と異なり、複数の階層に電力比をつけて合成する方式である。以下、本発明の前提となる、階層分割多重（ＬＤＭ）について説明する。
【0018】
図９は、階層分割多重（ＬＤＭ）方式の送信装置（変調処理）のブロック図の一例である。送信装置３００は、誤り訂正符号化部３１０，３２０、キャリア変調部３１１，３２１、インターリーブ部３１２，３２２、電力調整部３１３，３２３、合成部３３０、ＯＦＤＭフレーム化部３４０、基準信号発生部３４１、ＴＭＣＣ信号発生部３４２、付加情報信号発生部３４３、ＩＦＦＴ部３５０、直交変調部３６０、及びＧＩ付加部３７０を備えている。誤り訂正符号化部３１０～電力調整部３１３は、移動受信階層データの処理を行い、誤り訂正符号化部３２０～電力調整部３２３は、固定受信階層データの処理を行う。
【0019】
誤り訂正符号化部３１０は、入力された移動受信階層データに対して、データを所定のブロック長のブロックに区切り、ブロックごとに誤り訂正符号化を行う。誤り訂正符号としては、例えば、ＬＤＰＣ符号を用いる。
【0020】
キャリア変調部３１１は、誤り訂正符号化されたデータについて、キャリアごとに所定の変調方式（例えば、ＱＰＳＫ：Quadrature Phase-Shift Keying）でＩＱ平面へのマッピングを行い、キャリア変調信号（データキャリアシンボル）を生成し、インターリーブ部３１２に出力する。
【0021】
インターリーブ部３１２は、シンボルの並び替えを行う。本来隣接しているシンボルのキャリア番号を並び替え、データを周波数的に分散するように並び替える周波数インターリーブと、各キャリアのシンボルを時間方向に並び替え、データ時間的に分散するように並び替える時間インターリーブの少なくとも一方を行う。インターリーブを行ったデータを、電力調整部３１３に出力する。
【0022】
電力調整部３１３は、移動受信階層データのシンボルに対して所定の電力となるように調整する。電力調整後のシンボルデータを合成部３３０に出力する。
【0023】
固定受信階層データについても、同様に、誤り訂正符号化部３２０で誤り訂正符号化を行い、キャリア変調部３２１でＩＱ平面へのマッピングを行い、インターリーブ部３２２でシンボルの並べ替えを行い、更に、電力調整部３２３で電力の調整を行う。なお、固定受信階層データの変調方式は、変調多値数の大きい変調方式（例えば、６４ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation）を用いることができる。
【0024】
合成部３３０は、電力調整された移動受信階層の変調信号と固定受信階層の変調信号を合成（ベクトル加算）して、合成されたシンボルを生成する。
【0025】
ＯＦＤＭフレーム化部３４０は、合成されたシンボル（データシンボル）を配置して、ＯＦＤＭセグメントフレームを生成し、ＩＦＦＴ部３５０に出力する。なお、基準信号発生部３４１はパイロット信号（例えば、ＳＰ信号）を生成し、ＴＭＣＣ信号発生部３４２は、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration and Control）信号を生成し、付加情報信号発生部３４３は、特定信号に付加する情報（地デジのAuxiliary Channelの付加情報に相当）を生成する。ＯＦＤＭフレーム化部３４０は、データシンボルに加えて、これらの制御情報のシンボルを挿入してＯＦＤＭセグメントフレームを生成する。
【0026】
ＩＦＦＴ部３５０は、入力されたＯＦＤＭセグメントフレームに対して、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）処理を施して、時間軸に変換されたＩ信号及びＱ信号を生成する。
【0027】
直交変調部３６０は、Ｉ信号及びＱ信号に対して直交変調を行い、有効シンボル信号を生成する。
【0028】
ＧＩ（Guard Interval）付加部３７０は、直交変調部３６０から入力される有効シンボル信号の先頭に、有効シンボル信号の後半部分をコピーしたガードインターバルを挿入する。ガードインターバルは、ＯＦＤＭ信号を受信する際にシンボル間干渉を低減させるために挿入されるものであり、マルチパス遅延波の遅延時間がガードインターバル長を超えないように設定される。ＧＩ付加部３７０の出力が、ＯＦＤＭ送信信号となる。
【0029】
図１０は、階層分割多重（ＬＤＭ）の階層の合成処理を説明する図である。
【0030】
【0031】
また、Ｂは、図９の誤り訂正符号化部３２０～インターリーブ部３２２により生成された固定受信階層のシンボル（コンスタレーション）であり、ここでは６４ＱＡＭで不均一コンスタレーションの変調方式を一例として示している。
【0032】
電力調整部３１３，３２３により、移動受信階層の信号と固定受信階層の信号の電力調整を行い、両者に電力比（送信信号の平均電力の比）をつける。ここで、電力比は、固定受信階層の電力に対する移動受信階層の電力の比（移動受信階層電力／固定受信階層電力）であり、電力比≧０ｄＢの範囲では固定受信階層の電力が移動受信階層の電力より小さい。
【0033】
図１０のＣは、移動受信階層の信号と固定受信階層の信号を合成部３３０で合成（ベクトル加算）した結果の送信信号（送信シンボル）のコンスタレーションである。送信信号のコンスタレーションは、ＱＰＳＫの４つの信号点をそれぞれ中心として、４つの６４ＱＡＭが配置されたようなコンスタレーションとなり、その信号点は、２５６（＝４×６４）個となる。
【0034】
図１１に、電力比とＬＤＭ信号のコンスタレーションの関係を示す。ここでは、移動受信階層の変調方式をＱＰＳＫとし、固定受信階層の変調方式を６４ＱＡＭ－ＮＵＣとする。図１１は、両者の電力比（移動受信階層電力／固定受信階層電力）を、（ａ）２ｄＢ、（ｂ）４ｄＢ、（ｃ）６ｄＢ、（ｄ）８ｄＢと変化させたときの、それぞれの電力比におけるＬＤＭ信号（合成信号）のコンスタレーションを示している。
【0035】
以降、移動受信階層を上位階層（ＵＬ：Upper Layer）、固定受信階層を下位階層（ＬＬ：Lower Layer）とする（上位階層を「ＵＬ」、下位階層を「ＬＬ」と簡略化して表記することがある）。電力比が小さい方が固定受信階層（ＬＬ）の電力が大きくなるため固定受信階層の受信特性を改善できるが、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、電力比が小さく設定されたＬＤＭ信号のコンスタレーションを観測すると、ＵＬのシンボルが異なる固定受信階層のコンスタレーションが重なる領域が生じる。この領域では、信号点と送信ビット列の関係がグレイコード（Gray code）の配置とならない。
【0036】
図１２は、ＬＤＭの信号点とビット列の関係の一例を示す図である。
【0037】
図１２では、移動受信階層（２ビット）の変調方式をＱＰＳＫ、固定受信階層（６ビット）の変調方式を６４ＱＡＭ－ＮＵＣとし、電力比を２ｄＢとしたときの信号点について、隣接信号点とのビット数のずれで区別している。各信号点は８ビット（＝２ビット＋６ビット）のビット列を有する。コンスタレーションが重なる領域では、隣接信号点同士で２ビット以上のずれが生じている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0038】
【非特許文献1】澁谷一彦，「中継局技術」，映像情報メディア学会誌，vol.64，no.5，2010年，pp.666-671
【非特許文献2】川島祥吾 他，「地上放送高度化方式における軟判定レプリカを用いたMFN放送波中継」，映像情報メディア学会技術報告，vol.44，no.19，BCT2020-64，2020年，pp.13-16
【非特許文献3】Liang Zhang, et al., “Layered-Division-Multiplexing: Theory and Practice”, IEEE Trans. Broadcast, vol.62, no.1, (2016), pp.216-232
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0039】
シンボル軟判定を利用した等化判定器は、放送波中継への応用に一定の評価が得られているが、ＬＤＭ信号に対して、従来提案されたシンボル軟判定を適用した場合の検討は、これまでなされていない。
【0040】
図１３は、従来のシンボル軟判定器のブロック図の一例である。シンボル軟判定器５０は、ＬＬＲ算出部５１、シンボル確率算出部５２、軟判定レプリカ生成部５３、及び規定信号点配置（ＵＬ＋ＬＬ）５４の出力部を備えている。従来手法では、ＬＤＭの受信シンボルに対して、移動受信階層を分離せず、一括した全規定信号点から軟判定レプリカを生成する。
【0041】
上位階層（ＵＬ）の多値ビット数をVUL［bit］、変調多値数をＭ（＝２VUL）、下位階層（ＬＬ）の多値ビット数をVLL［bit］、変調多値数をＮ（＝２VLL）と定義すると、ＬＬＲ（Log Likelihood Ratio）算出部５１は、ＵＬとＬＬが合成されたＭ・Ｎの信号点候補（全規定信号点）に対して、受信シンボルとの距離に基づいて、受信シンボルの各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を算出する。
【0042】
シンボル確率算出部５２は、算出された対数尤度比（ＬＬＲ）に基づいて、各信号点候補で送信された確率（シンボル確率）を算出する。
【0043】
軟判定レプリカ生成部５３は、規定信号点配置（ＵＬ＋ＬＬ）５４の出力部から供給される全規定信号点を、シンボル確率により重み付けして（乗算して）、その総和を取ることで、軟判定レプリカを生成する。
【0044】
シンボル軟判定器５０は、図７の等化判定器２００のシンボル判定部２４０として用いることができ、出力された軟判定レプリカは再送信シンボルとなる。
【0045】
図１４に、上述の従来技術に基づくＬＤＭの電力比と受信特性の関係を示す。ＬＤＭ信号による放送波中継において、再生中継された信号を受信した受信機における所要Ｃ／Ｎ（ここでは、ＬＤＰＣ復号後のビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）が１．０×１０-7以下となる最小のＣ／Ｎとする。）を計算機シミュレーションで評価した結果を、等化判定処理の相違により比較する。横軸は電力比、縦軸は受信機における所要Ｃ／Ｎ［ｄＢ］である。
【0046】
図１４で、「等化のみ」とは、図７の等化判定器２００の伝送路等化部２３０の処理（チャネル等化）のみを行い、シンボル判定部２４０の処理を行わずに（「判定なし」として）再送信信号を送出する場合の受信機における所要Ｃ／Ｎを示す。
【0047】
【0048】
また、「中継なし」とは、信号の中継処理を行わない場合であり、中継局の位置で親局の送信信号が送信されると仮定したときの、受信機における所要Ｃ／Ｎを示している。
【0049】
図１４に示すように、従来手法の軟判定を用いて再生中継した場合、電力比が小さい範囲において所要Ｃ／Ｎが劣化し、チャネル等化のみを行う「等化のみ」と比較して所要Ｃ／Ｎが増大することがわかる。
【0050】
この原因は、従来手法を用いたシンボル軟判定では、ＬＬのコンスタレーションが重なる領域において、シンボル軟判定により受信シンボルを規定信号点と異なる方向に再マッピングしてしまうため、電力比が小さい場合に受信特性が劣化したと考えられる。
【0051】
したがって、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、階層伝送方式として階層分割多重（ＬＤＭ）を適用した信号に対して再生中継を行う際に、コンスタレーションが重なる領域においても再送信シンボルの品質を維持し、受信機における受信特性の劣化を抑制することができるシンボル判定器及び中継装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0052】
上記課題を解決するために本発明に係るシンボル判定器は、階層伝送方式として階層分割多重（ＬＤＭ）を適用した信号の受信シンボルに対し、シンボル判定により再送信シンボルを生成するシンボル判定器であって、前記受信シンボルに対し、上位階層（ＵＬ）の規定信号点ごとに下位階層（ＬＬ）の軟判定レプリカを生成し、前記軟判定レプリカに上位階層のシンボル確率を乗算して合成することにより、前記再送信シンボルを生成することを特徴とする。
【0053】
また、前記シンボル判定器は、前記受信シンボルに対して、上位階層の規定信号点それぞれの場合を想定して、下位階層の軟判定レプリカを生成する軟判定レプリカ生成部と、上位階層の各規定信号点についてシンボル確率を算出するシンボル確率算出部と、前記軟判定レプリカ生成部で生成された前記軟判定レプリカと、前記シンボル確率算出部で算出された前記シンボル確率を乗算する乗算部と、前記乗算部の乗算結果を、上位階層の全規定信号点について合成する合成部とを備えることが望ましい。
【0054】
また、前記シンボル判定器は、前記軟判定レプリカ生成部が、受信シンボルから想定する上位階層の規定信号点を除去して残留した成分から下位階層の各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を算出し、該対数尤度比（ＬＬＲ）から下位階層の各規定信号点のシンボル確率を算出し、下位階層の各規定信号点を算出された各規定信号点のシンボル確率で重み付けして総和を取り、前記想定する上位階層の規定信号点を加算することで、前記軟判定レプリカを生成することが望ましい。
【0055】
また、前記シンボル判定器は、前記シンボル確率算出部が、上位階層と下位階層とを合成した全規定信号点に基づいて受信シンボルの各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を算出し、該対数尤度比（ＬＬＲ）から全規定信号点のシンボル確率を算出し、算出された全規定信号点のシンボル確率のうち、上位階層の各規定信号点に対応するシンボル確率の総和を取ることで、上位階層の各規定信号点についてシンボル確率を算出することが望ましい。
【0056】
上記課題を解決するために本発明に係るシンボル判定器は、階層伝送方式として階層分割多重（ＬＤＭ）を適用した信号の受信シンボルに対し、シンボル判定により再送信シンボルを生成するシンボル判定器であって、前記受信シンボルに対し、上位階層（ＵＬ）と下位階層（ＬＬ）とを合成した全規定信号点に基づく軟判定レプリカを生成し、ビット尤度に応じて、前記軟判定レプリカと前記受信シンボルのいずれかを再送信シンボルとすることを特徴とする。
【0057】
また、前記シンボル判定器は、前記受信シンボルの各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を算出するＬＬＲ算出部と、上位階層のビットの前記対数尤度比（ＬＬＲ）の絶対値を判定するＬＬＲ判定部と、前記受信シンボルに対し、上位階層と下位階層とを合成した全規定信号点に基づく軟判定レプリカを生成する軟判定レプリカ生成部と、前記ＬＬＲ判定部の判定結果に基づいて、前記再送信シンボルを前記軟判定レプリカ又は前記受信シンボルに切り替えるシンボル切替部とを備えることが望ましい。
【0058】
また、前記シンボル判定器は、上位階層のビットの対数尤度比（ＬＬＲ）の絶対値が１ビットでも所定の閾値を下回った場合、上位階層のビットが異なる下位階層のコンスタレーションが重なる領域に前記受信シンボルがあると判定し、前記受信シンボルを再送信シンボルとすることが望ましい。
【0059】
上記課題を解決するために本発明に係る中継装置は、階層伝送方式として階層分割多重（ＬＤＭ）を適用した信号伝送の中継装置であって、伝送路特性に基づいて、受信信号の各シンボルの等化処理を行う伝送路等化部と、等化処理された受信シンボルに対して再送信シンボルを生成する、前記シンボル判定器とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0060】
本発明におけるシンボル判定器及び中継装置によれば、階層伝送方式として階層分割多重（ＬＤＭ）を適用した信号に対して再生中継を行う際に、コンスタレーションが重なる領域においても再送信シンボルの品質を維持し、受信機における受信特性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0061】
【図1】本発明の第１の実施形態のシンボル判定器のブロック図の一例である。
【図2】軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）の構成の一例を示す図である。
【図3】シンボル確率算出部（ＵＬ）の構成の一例を示す図である。
【図4】本発明の第２の実施形態のシンボル判定器のブロック図の一例である。
【図5】ＬＬＲの閾値と受信特性の関係を示す図である。
【図6】本発明によるＬＤＭの電力比と受信特性の関係を示す図である。
【図7】ＭＦＮ放送波中継のモデルを示す図である。
【図8】等化判定器における各シンボルについて説明する図である。
【図9】階層分割多重（ＬＤＭ）方式の送信装置のブロック図の一例である。
【図10】階層分割多重（ＬＤＭ）の階層の合成処理を説明する図である。
【図11】電力比とＬＤＭ信号のコンスタレーションの関係を示す図である。
【図12】ＬＤＭの信号点とビット列の関係の一例を示す図である。
【図13】従来のシンボル軟判定器のブロック図の一例である。
【図14】従来技術によるＬＤＭの電力比と受信特性の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0062】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、実施の形態においては、上位階層（ＵＬ）を移動受信階層、下位階層（ＬＬ）を固定受信階層として説明をするが、階層分割多重（ＬＤＭ）の上位階層及び下位階層の設定はこれに限定されるものではない。上位階層と下位階層をどう使うかは、その用途や適用する伝送方式等により、任意に設定することができる。
【0063】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のシンボル判定器のブロック図の一例である。第１の実施形態は、移動受信階層（上位階層）の信号点を考慮して軟判定レプリカを生成するものである。本実施形態のシンボル判定器１００は、軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）１０、シンボル確率算出部（ＵＬ）２０、乗算部３０、及び合成部４０を備えている。シンボル判定器１００には、伝送路特性に基づいてチャネル等化処理を行った受信シンボルが入力される。なお、本実施形態において、上位階層（ＵＬ）の多値ビット数をVUL［bit］、変調多値数をＭ（＝２VUL）、下位階層（ＬＬ）の多値ビット数をVLL［bit］、変調多値数をＮ（＝２VLL）とする。
図１は、本発明の第１の実施形態のシンボル判定器のブロック図の一例である。第１の実施形態は、移動受信階層（上位階層）の信号点を考慮して軟判定レプリカを生成するものである。本実施形態のシンボル判定器１００は、軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）１０、シンボル確率算出部（ＵＬ）２０、乗算部３０、及び合成部４０を備えている。シンボル判定器１００には、伝送路特性に基づいてチャネル等化処理を行った受信シンボルが入力される。なお、本実施形態において、上位階層（ＵＬ）の多値ビット数をVUL［bit］、変調多値数をＭ（＝２VUL）、下位階層（ＬＬ）の多値ビット数をVLL［bit］、変調多値数をＮ（＝２VLL）とする。
【0064】
軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）１０は、受信シンボルに対して上位階層（ＵＬ）のＭ個の規定信号点それぞれの場合（例えば、ｍ番目規定信号点（０≦ｍ＜Ｍ）である場合）を想定して、下位階層（ＬＬ）のみの軟判定レプリカを生成する。
【0065】
シンボル確率算出部（ＵＬ）２０は、上位階層（ＵＬ）のｍ番目規定信号点であるシンボル確率を算出する。
【0066】
乗算部３０は、軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）１０で生成された軟判定レプリカと、シンボル確率算出部（ＵＬ）２０で算出されたシンボル確率を乗算する。
【0067】
合成部４０は、各乗算部３０から出力されたＭ個の乗算結果の値を蓄積し、合成する。こうして生成された受信シンボルのレプリカを再送信シンボルとする。
【0068】
なお、図１では、軟判定レプリカ生成部１０とシンボル確率算出部２０と乗算部３０を有する処理ブロックがＭ個並列に記載されているが、１個の処理ブロックをＭ回使用し、ＵＬのＭ個の規定信号点ごとの計算処理を行ってもよい。
【0069】
図２に、軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）１０の構成の一例を示す。軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）１０では、ＵＬのｍ番目規定信号点を想定し、受信シンボルからＵＬの規定信号点を除去して残留した成分（ＬＬ成分）に対して軟判定処理を行い、ＬＬの軟判定レプリカを生成する。
【0070】
軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）１０は、加算部（減算部）１１、規定信号点配置（ＵＬ）１２の出力部、ＬＬＲ算出部（ＬＬ）１３、ビット確率算出部（ＬＬ）１４、シンボル確率算出部（ＬＬ）１５、軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）１６，規定信号点配置（ＬＬ）１７の出力部、加算部１８を備えている。
【0071】
加算部（減算部）１１は、受信シンボルからＵＬのｍ番目の規定信号点をマイナスする。この処理によりＵＬのｍ番目の規定信号点配置１２を基準とするＬＬ成分が出力される。
【0072】
ＬＬＲ算出部（ＬＬ）１３は、ＬＬの各ビットについて対数尤度比ＬＬＲを算出する。ＵＬの変調多値数をＭ（＝２VUL）、ＬＬの変調多値数をＮ（＝２VLL）、ＵＬの規定信号点配置をｓUL
m（０≦ｍ＜Ｍ）、ＬＬの規定信号点配置をｓLL
n（０≦ｎ＜Ｎ）とし、そのＩＱ値をｓUL
m,I，ｓUL
m,Q，ｓLL
n,I，ｓLL
n,Qとする。また、受信シンボルの実部をｘI、虚部をｘQ、雑音分散をσ2とすると、ＵＬの規定信号点をｓUL
mとした場合のＬＬのｋ番目のビットのＬＬＲであるλLL
m,kは、次式（１）により与えられる。
【0073】
【数1】
【0074】
ここでｓLL
k.0、ｓLL
k,1はそれぞれｋ番目のビットが０，１を表す信号点の集合、ＧはＬＬの電力であり、ＩＬを電力比として、１０-IL/10／（１＋１０-IL/10）である。
【0075】
ビット確率算出部（ＬＬ）１４は、算出されたＬＬＲからＬＬの各ビットのビット確率を算出する。λLL
kは、そのビットが０であるビット確率ＰLL
k.0と１であるビット確率ＰLL
k.1の対数比であることから、次式（２）のように書ける。
【0076】
【数2】
【0077】
よって、確率ＰLL
k.0、ＰLL
k.1はλLL
kを用いて次式（３）により表される。
【0078】
【数3】
【0079】
シンボル確率算出部（ＬＬ）１５は、シンボルのビット列と各ビット確率に基づいて、ＬＬの各規定信号点のシンボル確率を算出する。ＬＬの各信号点のシンボル確率ＲLL
nは、次式（４）となる。
【0080】
【数4】
【0081】
ここでｂLL
n,kは、ｓLL
nが表すビット列のｋ番目のビットの０／１を示す。
【0082】
軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）１６は、ＬＬの規定信号点配置１７にＬＬの各信号点のシンボル確率ＲLL
nを掛け合わせる。
【0083】
加算部１８は、ＬＬの各規定信号点にシンボル確率を掛けたものと、基準となるＵＬのｍ番目の規定信号点配置１２とを加算して、ＵＬのｍ番目の規定信号点に対するＬＬの軟判定レプリカを生成する。
【0084】
すなわち、ＵＬの規定信号点ｓUL
mに対するＬＬの軟判定レプリカｙmは、次式（５）のようにＬＬの規定信号点ｓLL
nをシンボル確率ＲLL
nで重みづけして総和を取ることで求められる。
【0085】
【数5】
【0086】
図３に、シンボル確率算出部（ＵＬ）２０の構成の一例を示す。シンボル確率算出部（ＵＬ）２０では、従来手法と同様に、ＵＬとＬＬを合成したＭ・Ｎの全規定信号点に基づいてＬＬＲ、及びシンボル確率を算出し、ＵＬのｍ番目規定信号点のシンボル確率を求める。
【0087】
シンボル確率算出部（ＵＬ）２０は、ＬＬＲ算出部（ＵＬ＋ＬＬ）２１、ビット確率算出部（ＵＬ＋ＬＬ）２２、シンボル確率算出部（ＵＬ＋ＬＬ）２３、及びシンボル確率算出部（ＵＬ）２４を備えている。
【0088】
ＬＬＲ算出部（ＵＬ＋ＬＬ）２１は、まず、受信シンボルとＵＬとＬＬを合成した変調多値数Ｍ・Ｎの規定信号点配置ｓj（０≦ｊ＜Ｍ・Ｎ）から、次式（６）に基づいて、各ビットのＬＬＲである、λl（０≦ｌ＜VUL＋VLL）を算出する。
【0089】
【数6】
【0090】
ここでＳl,0、Ｓl,1はそれぞれｌ（エル）番目のビットが０，１を表す信号点の集合であり、ＵＬのビットを上位ビット、ＬＬのビットを下位ビットとしている。
【0091】
次に、ビット確率算出部（ＵＬ＋ＬＬ）２２は、算出されたＬＬＲであるλlに基づき、前述の式（２）,（３）を用いて、各ビットのビット確率を求める。
【0092】
次いで、シンボル確率算出部（ＵＬ＋ＬＬ）２３は、式（４）に基づいて、各シンボルのビット配列と算出されたビット確率から、ＵＬとＬＬの合成信号点配置に対するシンボル確率Ｒjを算出する。
【0093】
シンボル確率算出部（ＵＬ）２４は、ＲjのうちＵＬのｍ番目規定信号点ｓUL
mに対応するシンボル確率の総和を取る。ＵＬの信号点がｓUL
mであるシンボル確率ＲUL
mは、次式（７）で求められる。
【0094】
【数7】
【0095】
以上のとおり、シンボル確率算出部（ＵＬ）２０は、ＵＬのｍ番目の規定信号点のシンボル確率ＲUL
mを算出し、乗算部３０に出力する。
【0096】
そして、乗算部３０は、軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）１０で生成した軟判定レプリカｙmとシンボル確率ＲUL
mの積を求める。
【0097】
全てのＵＬの規定信号点ｓUL
mに対して算出したＬＬの軟判定レプリカｙmとシンボル確率ＲUL
mの積を、合成部４０において加算することで、次式（８）のように、最終的な再送信シンボルｙを決定する。
【0098】
【数8】
【0099】
以上が、第１の実施形態のシンボル判定器１００における、再送信シンボルの求め方の概要である。本実施形態によれば、ＬＤＭ信号の受信シンボルに対する再送信シンボルの生成を適切に行うことができる。
【0100】
第１の実施形態のシンボル判定器１００は、図７の等化判定器２００のシンボル判定部２４０として用いることができる。すなわち、伝送路特性に基づいて、各シンボルの等化処理を行う伝送路等化部２３０と、等化処理された受信シンボルに対して再送信シンボルを生成する第１の実施形態のシンボル判定器１００とを備える、中継装置を構成することができる。
【0101】
なお、第１の実施形態では、後述のとおり、いずれの電力比においても、等化処理のみの受信シンボルよりも受信性能が良好な軟判定レプリカを生成できることから、伝送路等化部２３０から直接ＩＦＦＴ部５０へ出力する「判定なし」ルートを設定せずに、すべての受信シンボルに対してシンボル判定器１００の出力を送信シンボルとすることができる。本実施形態の中継装置によれば、受信機３における受信特性の劣化を抑制することができる。
【0102】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態のシンボル判定器のブロック図の一例である。第２の実施形態は、軟判定レプリカに誤りが生じやすいコンスタレーションが重なる領域（ＵＬのビットが異なるＬＬのコンスタレーションが重なる領域）は、軟判定レプリカを用いる再生中継を行わずに、チャネル等化結果を再送信するものである。
図４は、本発明の第２の実施形態のシンボル判定器のブロック図の一例である。第２の実施形態は、軟判定レプリカに誤りが生じやすいコンスタレーションが重なる領域（ＵＬのビットが異なるＬＬのコンスタレーションが重なる領域）は、軟判定レプリカを用いる再生中継を行わずに、チャネル等化結果を再送信するものである。
【0103】
これを実現するためには、受信したシンボルのＩＱ値を元に、コンスタレーションが重なる領域にあるかを判定する必要がある。これを判定する手段として、コンスタレーションが重なる領域は、移動受信階層分（例えば、ＱＰＳＫ）のビットが異なる信号点同士が近くなる点であることに着目する。すなわち、全てのＯＦＤＭサブキャリアに対して、受信シンボルと規定信号点配置（ＵＬ＋ＬＬ）からの距離を元に、各ビットが０または１である確率（ビット尤度）の比であるＬＬＲを算出する。このＬＬＲの値が０に近いほど、ビットが０か１かの判別が難しいこととなる。この性質を利用し、対数尤度比（ＬＬＲ）算出部から出力されるＬＬＲの内、移動受信階層分のビットのＬＬＲを観測することで、この値が０に近い値である場合には、そのサブキャリアについては軟判定レプリカを生成せず、伝搬路等化のみを行った受信シンボルを再送信する処理を実現できる。すなわち、本実施形態では、ビット尤度に応じて、軟判定レプリカと受信シンボルのいずれかを再送信シンボルとする。
【0104】
図４に示す本実施形態のシンボル判定器１１０は、ＬＬＲ算出部５１、ＬＬＲ判定部６０、軟判定レプリカ生成部５３、規定信号点配置（ＵＬ＋ＬＬ）５４の出力部、及びシンボル切替部７０を備えている。シンボル判定器１１０には、伝送路特性に基づいて、チャネル等化処理を行った受信シンボルが入力される。なお、図４はＵＬにＱＰＳＫ（多値ビット数＝２）、ＬＬに６４ＱＡＭ（多値ビット数＝６）を用いた場合の例である。
【0105】
ＬＬＲ算出部５１は、ＬＤＭの受信シンボルに対して、ＵＬを除去せず、一括した規定信号点配置（ＵＬ＋ＬＬ）５４に基づいてＬＬＲの算出を行う。すなわち、前述の式（６）により、各ビットのＬＬＲであるλｌを算出する。算出したＬＬＲは、軟判定レプリカ生成部５３に出力すると共に、ＵＬのビットのＬＬＲをＬＬＲ判定部６０に出力する。
【0106】
ＬＬＲ判定部６０は、ＵＬの各ビットのＬＬＲの絶対値を判定し、判定結果をシンボル切替部７０に出力する。例えば、全ビットのＬＬＲの絶対値が所定の閾値以上である場合には、コンスタレーションが重なっていない領域であること（又は、軟判定レプリカを再送信シンボルとして出力する指示）を判定結果として、シンボル切替部７０に出力する。また、１ビットでも所定の閾値を下回った場合には、コンスタレーションが重なる領域であること（又は、受信シンボルを再送信シンボルとして出力する指示）を判定結果として、出力する。
【0107】
軟判定レプリカ生成部５３は、ＬＬＲ算出部５１で算出されたＬＬＲに基づいて、式（２），（３）を利用してビット確率を求め、式（４）と同様にして各信号点配置のシンボル確率を求める。そして、入力された規定信号点配置（ＵＬ＋ＬＬ）５４にシンボル確率で重み付けして総和をとることにより、軟判定レプリカを生成する。生成した軟判定レプリカをシンボル切替部７０に出力する。
【0108】
シンボル切替部７０は、受信シンボルと、軟判定レプリカ生成部５３から出力される軟判定レプリカが入力され、ＬＬＲ判定部６０からの判定結果に基づいて、受信シンボル又は軟判定レプリカを切り替えて出力する。具体的には、ＵＬのＬＬＲの絶対値が全て所定の閾値以上の場合は、軟判定レプリカを再送信シンボルとして出力し、ＵＬのＬＬＲの絶対値が１ビットでも所定の閾値を下回った場合には、シンボル切替部７０において受信シンボルをそのまま再送信する処理を行う。
【0109】
ＬＬＲ判定部６０で判定する際の閾値については、次のように設定する。ＬＬＲの閾値によって受信機における受信特性が変化することが考えられる。したがって、ＬＬＲの閾値を変化させて受信機における受信特性を評価した結果を図５に示す。図５より、ＬＬＲ＝３．０付近で受信特性（ビット誤り率）が最善となることが確認できる。よって、この値を閾値とすることが望ましい。
【0110】
以上が、第２の実施形態のシンボル判定器１１０における、再送信シンボルの求め方の概要である。本実施形態によれば、従来手法において、コンスタレーションが重なる領域において信号品質が劣化することを防止し、再送信シンボルの品質を維持することができる。
【0111】
第２の実施形態は、演算処理が比較的少ないため、簡易なシンボル判定器の実現が可能である。また、前述したＬＬＲ判定部６０による判定処理により、ＵＬのビット尤度が曖昧である（０／１の判定が困難）と判断された場合には、残るＬＬ分のビット尤度の計算や軟判定レプリカの生成を止めることができるため、更なる演算量削減が期待できる。
【0112】
第２の実施形態のシンボル判定器１１０は、図７の等化判定器２００のシンボル判定部２４０として用いることができる。すなわち、伝送路特性に基づいて、各シンボルの等化処理を行う伝送路等化部２３０と、等化処理された受信シンボルに対して再送信シンボルを生成する第２の実施形態のシンボル判定器１１０とを備える、中継装置を構成することができる。
【0113】
本実施形態の中継装置によれば、受信機３における受信特性の劣化を抑制することができる。
【0114】
（効果の検証）
図６は、本発明によるＬＤＭの電力比と受信特性の関係を示す図である。第１及び第２の実施形態を適用して再送信された信号を受信した際の受信特性を、計算機シミュレーションで評価した結果を示す。
図６は、本発明によるＬＤＭの電力比と受信特性の関係を示す図である。第１及び第２の実施形態を適用して再送信された信号を受信した際の受信特性を、計算機シミュレーションで評価した結果を示す。
【0115】
【0116】
「従来手法」とは、図１３で説明した従来の軟判定処理を行った場合の受信機における所要Ｃ／Ｎを示す。
【0117】
「第１手法」とは、第１の実施形態に基づいて再送信シンボルを生成した場合の受信機における所要Ｃ／Ｎを示す。また、「第２手法」とは、第２の実施形態に基づいて再送信シンボルを生成した場合の受信機における所要Ｃ／Ｎを示す。
【0118】
そして、「中継なし」とは、信号の中継処理を行わない場合であり、中継局の位置で親局の送信信号が送信されると仮定したときの、受信機における所要Ｃ／Ｎを示している。
【0119】
図６の結果より、本発明を用いることで、小さい電力比においても再送信したＬＤＭ信号の受信特性が改善していることが確認できた。また、第１及び第２の実施形態で、受信特性に大きな差は見られなかった。
【0120】
以上より、本発明を適用することで、階層伝送にＬＤＭを用いる高度化方式についても、放送波中継による信号品質劣化を改善でき、放送波中継を利用した放送ネットワークを構築できるようになる。
【0121】
なお、本発明を高度化方式の放送波中継を例として説明してきたが、本発明は、階層分割多重を用いた任意のデジタル信号の信号伝送に適用できることは言うまでもない。
【0122】
上記の第１及び第２の実施形態では、シンボル判定器１００，１１０の構成と動作について説明したが、本発明はこれに限らず、受信シンボルから再送信シンボルを生成する方法として構成されてもよい。すなわち、例えば、図１のデータの流れに従って、受信シンボルから軟判定レプリカ（ＬＬ）を生成する工程と、シンボル確率（ＵＬ）を算出する工程と、これらを乗算する工程と、乗算結果を合成する工程等を備えた、再送信シンボルを生成する方法として構成されても良い。
【0123】
上述の実施形態は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。したがって、本発明は、上述の実施形態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、種々の変形又は変更が可能である。例えば、実施形態に記載の各ブロック、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成ブロック、ステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【0124】
１ 親局
２ 中継局（中継装置）
３ 受信機
１０ 軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）
１１ 加算部（減算部）
１２ 規定信号点配置（ＵＬ）
１３ ＬＬＲ算出部（ＬＬ）
１４ ビット確率算出部（ＬＬ）
１５ シンボル確率算出部（ＬＬ）
１６ 軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）
１７ 規定信号点配置（ＬＬ）
１８ 加算部
２０ シンボル確率算出部（ＵＬ）
２１ ＬＬＲ算出部（ＵＬ＋ＬＬ）
２２ ビット確率算出部（ＵＬ＋ＬＬ）
２３ シンボル確率算出部（ＵＬ＋ＬＬ）
２４ シンボル確率算出部（ＵＬ）
３０ 乗算部
４０ 合成部
５０ シンボル軟判定器
５１ ＬＬＲ算出部
５２ シンボル確率算出部
５３ 軟判定レプリカ生成部
５４ 規定信号点配置
６０ ＬＬＲ判定部
７０ シンボル切替部
１００ シンボル判定器
１１０ シンボル判定器
２００ 等化判定器
２１０ ＦＦＴ部
２２０ 伝送路推定部
２３０ 伝送路等化部
２４０ シンボル判定部
２５０ ＩＦＦＴ部
３００ 送信装置
３１０，３２０ 誤り訂正符号化部
３１１，３２１ キャリア変調部
３１２，３２２ インターリーブ部
３１３，３２３ 電力調整部
３３０ 合成部
３４０ ＯＦＤＭフレーム化部
３４１ 基準信号発生部
３４２ ＴＭＣＣ信号発生部
３４３ 付加情報信号発生部
３５０ ＩＦＦＴ部
３６０ 直交変調部
３７０ ＧＩ付加部
２ 中継局（中継装置）
３ 受信機
１０ 軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）
１１ 加算部（減算部）
１２ 規定信号点配置（ＵＬ）
１３ ＬＬＲ算出部（ＬＬ）
１４ ビット確率算出部（ＬＬ）
１５ シンボル確率算出部（ＬＬ）
１６ 軟判定レプリカ生成部（ＬＬ）
１７ 規定信号点配置（ＬＬ）
１８ 加算部
２０ シンボル確率算出部（ＵＬ）
２１ ＬＬＲ算出部（ＵＬ＋ＬＬ）
２２ ビット確率算出部（ＵＬ＋ＬＬ）
２３ シンボル確率算出部（ＵＬ＋ＬＬ）
２４ シンボル確率算出部（ＵＬ）
３０ 乗算部
４０ 合成部
５０ シンボル軟判定器
５１ ＬＬＲ算出部
５２ シンボル確率算出部
５３ 軟判定レプリカ生成部
５４ 規定信号点配置
６０ ＬＬＲ判定部
７０ シンボル切替部
１００ シンボル判定器
１１０ シンボル判定器
２００ 等化判定器
２１０ ＦＦＴ部
２２０ 伝送路推定部
２３０ 伝送路等化部
２４０ シンボル判定部
２５０ ＩＦＦＴ部
３００ 送信装置
３１０，３２０ 誤り訂正符号化部
３１１，３２１ キャリア変調部
３１２，３２２ インターリーブ部
３１３，３２３ 電力調整部
３３０ 合成部
３４０ ＯＦＤＭフレーム化部
３４１ 基準信号発生部
３４２ ＴＭＣＣ信号発生部
３４３ 付加情報信号発生部
３５０ ＩＦＦＴ部
３６０ 直交変調部
３７０ ＧＩ付加部
【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】