▶ 株式会社東芝の特許一覧 ▶ 東芝電機サービス株式会社の特許一覧
(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】P2023176567
(43)【公開日】2023-12-13
(54)【発明の名称】中継装置及び中継方法
(51)【国際特許分類】
H04J 99/00 20090101AFI20231206BHJP
H04L 27/26 20060101ALI20231206BHJP
【ＦＩ】
H04J99/00 100
H04L27/26 100
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022088913
(22)【出願日】2022-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】598076591
【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小畑 晴香
(72)【発明者】
【氏名】古川 剛志
(72)【発明者】
【氏名】清水 逸平
(72)【発明者】
【氏名】多田 康崇
(72)【発明者】
【氏名】多賀 昇
(72)【発明者】
【氏名】増田 隆史
(57)【要約】
【課題】多重信号を中継する中継装置及び中継方法を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る中継装置は、受信部と、補正部と、判定部と、送信部と、を具備する。受信部は、第１電力レベルの第１信号と第１電力レベルより低い第２電力レベルの第２信号とを含む第３信号を受信する。補正部は、第３信号に基づいて第３信号の伝搬路の周波数特性の推定値を求め、第３信号の周波数特性を推定値に応じて補正する。判定部は、補正部により周波数特性が補正された第３信号の値を判定する。送信部は、判定部により判定された値の第３信号を送信する。
【選択図】図１２
【解決手段】実施形態に係る中継装置は、受信部と、補正部と、判定部と、送信部と、を具備する。受信部は、第１電力レベルの第１信号と第１電力レベルより低い第２電力レベルの第２信号とを含む第３信号を受信する。補正部は、第３信号に基づいて第３信号の伝搬路の周波数特性の推定値を求め、第３信号の周波数特性を推定値に応じて補正する。判定部は、補正部により周波数特性が補正された第３信号の値を判定する。送信部は、判定部により判定された値の第３信号を送信する。
【選択図】図１２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１電力レベルの第１信号と前記第１電力レベルより低い第２電力レベルの第２信号とを含む第３信号を受信する受信部と、
前記第３信号に基づいて前記第３信号の伝搬路の周波数特性の推定値を求め、前記第３信号の周波数特性を前記推定値に応じて補正する補正部と、
前記補正部により周波数特性が補正された前記第３信号の値を判定する判定部と、
前記判定部により判定された前記値の第３信号を送信する送信部と、
を具備する中継装置。
前記第３信号に基づいて前記第３信号の伝搬路の周波数特性の推定値を求め、前記第３信号の周波数特性を前記推定値に応じて補正する補正部と、
前記補正部により周波数特性が補正された前記第３信号の値を判定する判定部と、
前記判定部により判定された前記値の第３信号を送信する送信部と、
を具備する中継装置。
【請求項2】
前記第１信号は、第１マッピング方式に従った第１コンスタレーションマップに含まれる複数の第１候補点のいずれかである第１信号点を含み、
前記第２信号は、第２マッピング方式に従った第２コンスタレーションマップに含まれる複数の第２候補点のいずれかである第２信号点を含み、
前記第２マッピング方式は、前記第１マッピング方式と同じ方式又は異なる方式であり、
第３信号は、前記複数の第１候補点のそれぞれに前記第２コンスタレーションマップが重畳されることにより生成される第３コンスタレーションマップに含まれる複数の第３候補点のいずれかである第３信号点を含み、
前記判定部は、前記複数の第３候補点に基づいて前記第３信号点の値を判定する、請求項１に記載の中継装置。
前記第２信号は、第２マッピング方式に従った第２コンスタレーションマップに含まれる複数の第２候補点のいずれかである第２信号点を含み、
前記第２マッピング方式は、前記第１マッピング方式と同じ方式又は異なる方式であり、
第３信号は、前記複数の第１候補点のそれぞれに前記第２コンスタレーションマップが重畳されることにより生成される第３コンスタレーションマップに含まれる複数の第３候補点のいずれかである第３信号点を含み、
前記判定部は、前記複数の第３候補点に基づいて前記第３信号点の値を判定する、請求項１に記載の中継装置。
【請求項3】
前記判定部は、軟判定又は硬判定により前記第３信号点の値を判定する、請求項２に記載の中継装置。
【請求項4】
前記判定部は、前記複数の第３候補点の中で前記第３信号点と最も近い第３候補点に基づき前記第３信号の値を判定する、請求項２に記載の中継装置。
【請求項5】
前記判定部は、前記複数の第３候補点それぞれと前記第３信号点との対数尤度比に基づいて前記第３信号の値を判定する、請求項２に記載の中継装置。
【請求項6】
前記判定部は、
前記第１コンスタレーションマップに含まれる前記複数の第１候補点の中で前記第３信号点と最も近い第１候補点が位置する象限を検出し、
前記複数の第３候補点の中の前記第３コンスタレーションマップの前記象限に含まれる複数の第３候補点それぞれと前記第３信号点との対数尤度比に基づいて前記第３信号の値を判定する、請求項２に記載の中継装置。
前記第１コンスタレーションマップに含まれる前記複数の第１候補点の中で前記第３信号点と最も近い第１候補点が位置する象限を検出し、
前記複数の第３候補点の中の前記第３コンスタレーションマップの前記象限に含まれる複数の第３候補点それぞれと前記第３信号点との対数尤度比に基づいて前記第３信号の値を判定する、請求項２に記載の中継装置。
【請求項7】
前記受信部は、前記第１マッピング方式を示す第１識別情報と、前記第２マッピング方式を示す第２識別情報とを受信し、
前記判定部は、前記第1識別情報に基づいて前記第1コンスタレーションマップを生成し、前記第２識別情報に基づいて前記第２コンスタレーションマップを生成する、請求項２に記載の中継装置。
前記判定部は、前記第1識別情報に基づいて前記第1コンスタレーションマップを生成し、前記第２識別情報に基づいて前記第２コンスタレーションマップを生成する、請求項２に記載の中継装置。
【請求項8】
前記受信部は、前記第１信号又は前記第３信号を受信し、
前記受信部が前記第１信号を受信した場合、前記補正部は、前記第１信号に基づいて前記第１信号の伝搬路の周波数特性の第２推定値を求め、前記第１信号の周波数特性を前記第２推定値に応じて補正し、
前記受信部が前記第１信号を受信した場合、前記判定部は、前記補正部により周波数特性が補正された前記第１信号から第１信号の値を判定し、
前記受信部が前記第１信号を受信した場合、前記送信部は、前記判定部により判定された前記値の第１信号を送信する、請求項２に記載の中継装置。
前記受信部が前記第１信号を受信した場合、前記補正部は、前記第１信号に基づいて前記第１信号の伝搬路の周波数特性の第２推定値を求め、前記第１信号の周波数特性を前記第２推定値に応じて補正し、
前記受信部が前記第１信号を受信した場合、前記判定部は、前記補正部により周波数特性が補正された前記第１信号から第１信号の値を判定し、
前記受信部が前記第１信号を受信した場合、前記送信部は、前記判定部により判定された前記値の第１信号を送信する、請求項２に記載の中継装置。
【請求項9】
前記第１マッピング方式は、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式、１６ＱＡＭ（１６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式、又は６４ＱＡＭ方式であり、
前記第２マッピング方式は、ＱＰＳＫ方式、１６ＱＡＭ方式、又は６４ＱＡＭ方式である、請求項２乃至請求項８のいずれか１項に記載の中継装置。
前記第２マッピング方式は、ＱＰＳＫ方式、１６ＱＡＭ方式、又は６４ＱＡＭ方式である、請求項２乃至請求項８のいずれか１項に記載の中継装置。
【請求項10】
第１電力レベルの第１信号と前記第１電力レベルより低い第２電力レベルの第２信号とを含む第３信号を受信し、
前記第３信号に基づいて前記第３信号の伝搬路の周波数特性の推定値を求め、
前記第３信号の周波数特性を前記推定値に応じて補正し、
前記周波数特性が補正された前記第３信号の値を判定し、
前記判定された値の第３信号を送信する、中継方法。
前記第３信号に基づいて前記第３信号の伝搬路の周波数特性の推定値を求め、
前記第３信号の周波数特性を前記推定値に応じて補正し、
前記周波数特性が補正された前記第３信号の値を判定し、
前記判定された値の第３信号を送信する、中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、無線信号の中継装置及び中継方法に関する。
【背景技術】
【0002】
中継装置は、送信装置から送信された信号を受信し、受信した信号を処理し、処理後の信号を受信装置へ送信する。
【0003】
近年、周波数利用効率を向上させるために、２つの異なる信号を異なる電力で加算した多重信号を送信することにより、２つの異なる信号を同時刻に同帯域で送信する階層分割多重（Ｌａｙｅｒｅｄ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＬＤＭ）方式が提案されている。
【0004】
従来の中継装置は、ＬＤＭ方式を考慮していないので、多重信号を正しく判定することができず、多重信号を中継した場合性能の劣化が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００６－６７１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、多重信号を中継する中継装置及び中継方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態に係る中継装置は、第１電力レベルの第１信号と第１電力レベルより低い第２電力レベルの第２信号とを含む第３信号を受信する受信部と、第３信号に基づいて第３信号の伝搬路の周波数特性の推定値を求め、第３信号の周波数特性を推定値に応じて補正する補正部と、補正部により周波数特性が補正された第３信号の値を判定する判定部と、判定部により判定された値の第３信号を送信する送信部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態に係るＬＤＭ方式の多重信号の一例を説明するための図。
【図2】実施形態に係るＬＤＭ方式の概念を説明するための図。
【図3】実施形態に係るＬＤＭ方式のインジェクションレベルを説明するための図。
【図4】実施形態に係る送信装置の一例を示すブロック回路図。
【図5】実施形態に係る送信装置の多重信号のマッピングの一例を説明するための図。
【図6】実施形態に係る送信装置の多重信号のマッピングの他の例を説明するための図。
【図7】実施形態に係る送信装置の多重信号のマッピングのさらに他の例を説明するための図。
【図8】実施形態に係るＬＤＭ方式のインジェクションレベルとマッピング候補点の関係の一例を説明するための図。
【図9】実施形態に係るＬＤＭ方式のインジェクションレベルとマッピング候補点の関係の他の例を説明するための図。
【図10】実施形態に係るＬＤＭ方式のインジェクションレベルとマッピング候補点の関係のさらに他の例を説明するための図。
【図11】実施形態に係るＬＤＭ方式におけるＯＦＤＭセグメントの一例を説明するための図。
【図12】実施形態に係る中継装置の一例を示すブロック回路図。
【図13】実施形態に係る中継装置のシンボル判定の一例を説明するための図。
【図14】実施形態に係る中継装置のシンボル判定の他の例を説明するための図。
【図15】実施形態に係る受信装置の一例を示すブロック回路図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して、実施形態を説明する。以下の説明は、実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施形態の技術的思想は、以下に説明する構成要素の構造、形状、配置、材質等に限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各要素のサイズ、厚み、平面寸法又は形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、互いの寸法の関係や比率が異なる要素が含まれることもある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して重複する説明を省略する場合もある。いくつかの要素に複数の呼称を付す場合があるが、これら呼称の例はあくまで例示であり、これらの要素に他の呼称を付すことを否定するものではない。また、複数の呼称が付されていない要素についても、他の呼称を付すことを否定するものではない。なお、以下の説明において、「接続」は直接接続のみならず、他の要素を介した接続も含む場合もある。
【0010】
サービス統合地上デジタル放送（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ－Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ：ＩＳＤＢ－Ｔ）方式と称される現行の地上デジタルテレビジョン放送の次世代規格の検討において、周波数利用効率の向上または現行方式との共存を可能とするため、ＬＤＭ方式の利用が提案されている。一例として、ＩＳＤＢ－Ｔ方式に準拠する信号（以下、ＩＳＤＢ－Ｔ信号と称される）を高電力階層とし、ＩＳＤＢ－Ｔ方式を高度化させた次世代地上デジタルテレビジョン放送方式（例えば、４Ｋ８Ｋ方式、あるいはスーパーハイビジョン（ＳＨＶ）方式）に準拠する信号（以下、ＳＨＶ信号と称される）を低電力階層とした多重信号を送信することが考えられている。これにより、新たな周波数を割り当てることなく、ＳＨＶ信号を送信することができる。
【0011】
先ず、実施形態に係るＬＤＭ方式の一例を説明する。
【0012】
図１は、実施形態に係るＬＤＭ方式の多重信号の一例を説明するための図である。ＬＤＭ方式では、同一または異なる方式により変調された高電力階層（上位階層（ＵＬ）とも称される）信号と低電力階層（下位階層（ＬＬ）とも称される）信号の２つの異なる信号が加算され、多重信号が送信される。これにより、同時刻に同帯域で２つの信号が送信される。上位階層信号の例はＩＳＤＢ－Ｔ信号であってもよく、下位階層信号の例はＳＨＶ信号であってもよい。上位階層信号の電力レベルは下位階層信号の電力レベルより高い。２つの階層信号の電力比は、インジェクションレベルと称される。インジェクションレベルの例は、２３ｄＢ又は１５ｄＢである。
【0013】
なお、２つの異なる信号の多重信号に限らず、同じ信号の多重信号が送信されてもよい。例えば、ＩＳＤＢ－Ｔ信号は送信されず、ＳＨＶ信号が上位階層と下位階層で送信されてもよい。また、２つの階層の信号に限らず、３つ以上の階層の信号の多重信号が送信されてもよい。以下では、階層数は２であり、上位階層信号はＩＳＤＢ－Ｔ信号であり、下位階層信号はＳＨＶ信号であるＬＤＭ方式を説明する。
【0014】
図２は、実施形態に係るＬＤＭ方式の概念を説明するための図である。ＬＤＭ方式は、複数の信号を正規化してから加算する方式と、正規化しないで加算する方式を含む。図２は、複数の信号を正規化してから加算する方式の例を示す。
【0015】
ＩＳＤＢ－Ｔ信号Ｔｘｉが電力調整部２に入力される。電力調整部２は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号Ｔｘｉの電力レベルを正規化係数βに基づいて調整する。時間領域のＳＨＶ信号Ｔｘｓが電力調整部４に入力される。電力調整部４は、ＳＨＶ信号Ｔｘｓの電力レベルを正規化係数βとスケーリング係数αの積に基づいて調整する。電力調整部２、４の出力が加算部６において加算され、ＩＳＤＢ－Ｔ信号ＴｘｉとＳＨＶ信号Ｔｘｓの多重信号Ｔｘが生成される。多重信号Ｔｘは式１Ａで表される。
Ｔｘ＝βＴｘｉ＋αβＴｘｓ 式１Ａ
インジェクションレベルは、ＳＨＶ信号Ｔｘｓの平均電力に対するＩＳＤＢ－Ｔ信号Ｔｘｉの平均電力の比を表わす値である。インジェクションレベルが大きいほど多重信号におけるＩＳＤＢ－Ｔ信号Ｔｘｉの電力割合が大きく、インジェクションレベルが小さいほど多重信号におけるＩＳＤＢ－Ｔ信号Ｔｘｉの電力割合が小さくなる。電力調整の係数である正規化係数βとスケーリング係数αはインジェクションレベルに応じて定められる。
Ｔｘ＝βＴｘｉ＋αβＴｘｓ 式１Ａ
インジェクションレベルは、ＳＨＶ信号Ｔｘｓの平均電力に対するＩＳＤＢ－Ｔ信号Ｔｘｉの平均電力の比を表わす値である。インジェクションレベルが大きいほど多重信号におけるＩＳＤＢ－Ｔ信号Ｔｘｉの電力割合が大きく、インジェクションレベルが小さいほど多重信号におけるＩＳＤＢ－Ｔ信号Ｔｘｉの電力割合が小さくなる。電力調整の係数である正規化係数βとスケーリング係数αはインジェクションレベルに応じて定められる。
【0016】
図３は、実施形態に係るＬＤＭ方式のインジェクションレベルを説明するための図である。インジェクションレベルは正規化係数βとスケーリング係数αに応じて定められる。
【0017】
複数の信号を正規化しないで加算するＬＤＭ方式の場合、多重信号Ｔｘ１は式１Ｂで表される。
Ｔｘ１＝ＡＴｘｉ＋ＢＴｘｓ 式１Ｂ
Ａ、Ｂは任意の係数である。係数Ａ、Ｂを調整することにより、ＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号の振幅を任意に変化させて多重できる。
Ｔｘ１＝ＡＴｘｉ＋ＢＴｘｓ 式１Ｂ
Ａ、Ｂは任意の係数である。係数Ａ、Ｂを調整することにより、ＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号の振幅を任意に変化させて多重できる。
【0018】
図４は実施形態に係る送信装置の一例を示すブロック図である。実施形態に係る信号変調方式の一例は、直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＦＤＭ）変調である。
【0019】
送信装置は、上位階層（ＵＬ）情報ビット生成部１２と下位階層（ＬＬ）情報ビット生成部４２を備える。ＵＬ情報ビット生成部１２とＬＬ情報ビット生成部４２は送信装置の上位レイヤの装置により実現されてもよい。ＵＬ情報ビット生成部１２は上位階層信号（ＩＳＤＢ－Ｔ信号）の情報ビット列を生成し、ＬＬ情報ビット生成部４２は下位階層信号（ＳＨＶ信号）の情報ビット列を生成する。
【0020】
先ず、上位階層信号の送信処理について説明する。ＩＳＤＢ－Ｔ信号の情報ビット列は、符号化部１４に入力される。符号化部１４は外符号化部とも称される。符号化部１４は、例えばリードソロモン（Ｒｅｅｄ Ｓｏｌｏｍｏｎ：ＲＳ）符号化方式を採用することができる。以下、符号化部１４はＲＳ符号化部１４と称される。ＲＳ符号化部１４は、例えば短縮化ＲＳ符号化を行う。短縮化ＲＳ符号化では、２０４バイト中８バイトまでのランダム誤りを訂正可能である。
【0021】
ＲＳ符号化部１４から出力される符号化ビット列は、エネルギー拡散部１６に入力される。エネルギー拡散は、疑似ランダム符号系列ＰＲＢＳを用いて行われる。疑似ランダム符号系列ＰＲＢＳの生成多項式を式２に示す。
ｇ１（ｘ）＝ｘ１５＋ｘ１４＋１ 式２
すなわち、疑似ランダム符号系列ＰＲＢＳの生成回路は直列に接続された１５個のＤ型フリップフロップからなる。入力側から数えて１４番目のフリップフロップの出力ｘ１４と１５番目のフリップフロップの出力ｘ１５が加算され、１番目のフリップフロップに入力される。
ｇ１（ｘ）＝ｘ１５＋ｘ１４＋１ 式２
すなわち、疑似ランダム符号系列ＰＲＢＳの生成回路は直列に接続された１５個のＤ型フリップフロップからなる。入力側から数えて１４番目のフリップフロップの出力ｘ１４と１５番目のフリップフロップの出力ｘ１５が加算され、１番目のフリップフロップに入力される。
【0022】
同期バイトを除く信号とＰＲＢＳ系列との間でビット単位の排他的論理和が取られる。ＰＲＢＳ生成回路の各フリップフロップの初期値は、入力側から“１００１０１０１０００００００”とされ、ＯＦＤＭフレーム毎に初期化される。
【0023】
エネルギー拡散部１６の出力ビット列は、バイトインターリーブ（バイトＩＬ）部１８に入力される。バイトＩＬ部１８は、２０４バイトの信号に対して畳み込みバイトインターリーブを行う。インターリーブの深さは、例えば１２バイトとする。バイトＩＬ部１８は、１２のパスを有する。パス０は遅延量０である。パス１のＦＩＦＯシフトレジスタの容量は１７バイトであり、パス２のＦＩＦＯシフトレジスタの容量は１７×２＝３４バイトであり、以下同様に、パス１１のＦＩＦＯシフトレジスタの容量は１７×１１＝１８７バイトである。入力と出力は、１バイト毎にパス０、パス１、パス２、…パス１１、パス０、パス１、…と順次巡回的に切り替えられる。
【0024】
バイトＩＬ部１８の出力ビット列は、畳み込み符号化部２２に入力される。畳み込み符号化部２２は内符号化部とも称される。畳み込み符号化部２２は、例えば、高速長ｋ＝７、符号化率１／２をマザーコードとするパンクチャード畳み込み符号化を行う。マザーコードの生成多項式は、Ｘ出力に関してはＧ１＝１７１（１０進数）、Ｙ出力に関してはＧ２＝１３３（１０進数）とする。畳み込み符号化部２２も誤り訂正符号化を行う。
【0025】
畳み込み符号化部２２から出力される符号化ビット列は、ビットインターリーブ（ビットＩＬ）部２４に入力される。ビットＩＬ部２４の出力は、時間・周波数インターリーブ（時間・周波数ＩＬ）部２８に入力される。先ず、時間・周波数ＩＬ部２８は、変調シンボル単位（Ｉ軸、Ｑ軸単位）のセグメント内時間インターリーブ処理を行う。次に、時間・周波数ＩＬ部２８は、キャリアローテション処理とキャリアランダマイズ処理を行うことによりセグメント内インターリーブ処理を行う。
【0026】
時間・周波数ＩＬ部２８の出力は、マッピング・ＬＤＭ多重部３２に入力される。
【0027】
次に、下位階層信号の送信処理について説明する。ＳＨＶ信号の情報ビット列は、エネルギー拡散部４４に入力される。エネルギー拡散部４４は、エネルギー拡散部１６と同様に、疑似ランダム符号系列ＰＲＢＳを用いてエネルギー拡散を行う。
【0028】
エネルギー拡散部４４の出力ビット列は、符号化部に入力される。符号化部は、畳み込み符号化方式、ＢＣＨ（Ｂｏｓｅ Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ）符号化方式、ＢＣＣ（Ｂｌｏｃｋ Ｃｈｅｃｋ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ）符号化方式、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）符号化方式等を採用することができる。ここでは、ＢＣＨ符号化方式とＬＤＰＣ符号化方式が採用される。エネルギー拡散部４４の出力ビット列は、ＢＣＨ符号化部４６に入力される。ＢＣＨ符号化部４６の出力ビット列は、ＬＤＰＣ符号化部４８に入力される。ＢＣＨ符号化部４６もＬＤＰＣ符号化部４８も誤り訂正符号化を行う。
【0029】
図４は、上位階層と下位階層の符号化方式が異なる方式を示したが、上位階層と下位階層の符号化方式が同じ方式であってもよい。上位階層と下位階層の符号化方式を同じ方式とした場合、上位階層と下位階層の符号化方式の誤り訂正能力や符号長は同じでもよいし、異なっていてもよい。
【0030】
ＬＤＰＣ符号化部４８から出力される符号化ビット列は、ビットインターリーブ（ビットＩＬ）部５２に入力される。ビットＩＬ部５２の出力は、時間・周波数ＩＬ部５６に入力される。時間・周波数ＩＬ部５６は時間・周波数ＩＬ部２８と同様な処理を行う。なお、上位階層と下位階層のインターリーブ長は同じでもよいし、異なってもよい。
【0031】
時間・周波数ＩＬ部５６の出力は、マッピング・ＬＤＭ多重部３２に入力される。
【0032】
多重化について説明する。
【0033】
マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号についてそれぞれ指定された多数値のマッピングを周波数領域で行う。マッピング方式の種類は、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式、１６ＱＡＭ（１６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式、６４ＱＡＭ方式を含む。送信装置は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号それぞれについてのマッピング方式の種類を選択して、選択した方式のマッピングを実行する。
【0034】
ＱＰＳＫ方式：多数値は２であり、入力信号の２ビットが１シンボルとされ、シンボルが複素平面上の４個のマッピング候補点のいずれかにマッピングされ、マッピングされた点を表す複素座標情報がマッピングデータとして出力される。マッピング候補点の座標はマッピングデータの候補値である。
【0035】
１６ＱＡＭ方式：多数値は４であり、入力信号の４ビットが１シンボルとされ、シンボルが複素平面上の１６個のマッピング候補点のいずれかにマッピングされ、マッピングされた点を表す複素座標情報がマッピングデータとして出力される。
【0036】
６４ＱＡＭ方式：多数値は６であり、入力信号の６ビットが１シンボルとされ、シンボルが複素平面上の６４個のマッピング候補点のいずれかにマッピングが行われ、マッピングされた点を表す複素座標情報がマッピングデータとして出力される。
【0037】
【0038】
マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、図２に示すように、キャリア変調後のＩＳＤＢ－Ｔ信号を上位階層信号とし、ＳＨＶ信号を下位階層信号として、下位階層信号の電力レベルを上位階層信号の電力レベルより低くして、両信号を電力差を付けて加算して、多重信号を生成する。
【0039】
マッピング・ＬＤＭ多重部３２から出力される多重信号は、パイロット付加部３４に入力される。パイロット付加部３４は、ＯＦＤＭセグメントにパイロット信号を挿入する。パイロット付加部３４のパイロット信号挿入処理の詳細は図１１を参照して後述する。パイロット信号は既知信号である。ＯＦＤＭセグメントにパイロット信号が挿入されることにより、受信装置は、受信したパイロット信号を既知の信号と比較することにより伝搬路の周波数特性を推定することができ、推定結果に応じて伝搬路の周波数特性を補正することにより、伝搬路の周波数特性の劣化を補償することができる。伝搬路の周波数特性が劣化すると、伝送データが誤る可能性がある。伝搬路の周波数特性の劣化を補償すると、伝送誤りを減らすことができる。
【0040】
パイロット信号は、周波数方向（キャリア方向）に分散して挿入されるスキャッタードパイロット信号（ＳＰ信号と称される）と、ＯＦＤＭセグメント以外の伝送帯域内の周波数で時間方向に連続して挿入されるコンティニュアルパイロット信号（連続パイロット信号、ＣＰ信号とも称される）を含む。なお、ＳＰ信号は時間方向（シンボル方向）にも分散して挿入されてもよい。
【0041】
パイロット付加部３４の出力は、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部３８に入力される。ＩＦＦＴ部３８は、ＯＦＤＭセグメントをＩＦＦＴ処理して、時間領域のビット列を求める。
【0042】
ＩＦＦＴ部３８の出力は、ガードインターバル（ＧＩ）付加部４０に入力されてもよい。ＧＩ付加部は、ＩＦＦＴ後の出力データのうち、時間的に後側から、指定された時間長のデータ（ガードインターバル）をＯＦＤＭシンボルの前にそのまま付加する。
【0043】
ＧＩ付加部４０の出力が図示しない送信回路、送信アンテナを介して送信される。送信装置から送信された信号は、受信装置（テレビジョン受信機）により受信される。送信装置と受信装置間の距離が長い場合は、送信装置と受信装置間の間に中継装置が設けられ、送信装置から送信された信号は、中継装置を介して受信装置により受信される。
【0044】
図５は、実施形態に係る送信装置の変調の一例を説明するための図である。図５は、複素数で表現した信号のマッピング候補点を示すコンスタレーションマップである。Ｉ軸、Ｑ軸は、位相が９０度ずれた２つの信号成分の振幅を表す。図５は、マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号をＱＰＳＫ方式でマッピングし、ＳＨＶ信号をＱＰＳＫ方式でマッピングする例を示す。マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のシンボルを、図５（ａ）に示すコンスタレーションマップ上の４個のマッピング候補点のいずれかにマッピングする。マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＳＨＶ信号のシンボルを、図５（ｂ）に示すコンスタレーションマップ上の４個のマッピング候補点のいずれかにマッピングする。
【0045】
ＬＤＭ方式では、マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、上位階層信号（ＩＳＤＢ－Ｔ信号）の４個のマッピング候補点それぞれに４個のマッピング候補点を含む下位階層信号（ＳＨＶ信号）のコンスタレーションマップを重畳して、図５（ｃ）に示すＩＳＤＢ－Ｔ信号のマッピング候補点（４個）とＳＨＶ信号のマッピング候補点（４個）の積である１６個のマッピング候補点を含む多重信号のコンスタレーションマップを生成する。マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＱＰＳＫ方式でマッピングされたＩＳＤＢ－Ｔ信号とＱＰＳＫ方式でマッピングされたＳＨＶ信号の多重信号のシンボルを、多重信号のコンステレーションマップ上の１６個のマッピング候補点のいずれかにマッピングする。ＱＰＳＫ方式でマッピングされたＩＳＤＢ－Ｔ信号とＱＰＳＫ方式でマッピングされたＳＨＶ信号の多重信号は、１６ＱＡＭ方式でマッピングされた信号と等価である。
【0046】
例えば、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のシンボルのマッピング点が図５（ａ）の第１象限のマッピング候補点７０であり、ＳＨＶ信号のシンボルのマッピング点が図５（ｂ）の第３象限のマッピング候補点７２である場合、多重信号のシンボルのマッピング点は、図５（ｃ）の第１象限の４個のマッピング候補点の中の左下のマッピング候補点７４である。
【0047】
図６は、実施形態に係る送信装置のマッピングの他の例を説明するためのコンスタレーションマップである。図６は、マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号をＱＰＳＫ方式でマッピングし、ＳＨＶ信号を１６ＱＡＭ方式でマッピングする例を示す。マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のシンボルを、図６（ａ）に示すコンスタレーションマップ上の４個のマッピング候補点のいずれかにマッピングする。マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＳＨＶ信号のシンボルを、図６（ｂ）に示すコンスタレーションマップ上の１６個のマッピング候補点のいずれかにマッピングする。
【0048】
マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、上位階層信号（ＩＳＤＢ－Ｔ信号）の４個のマッピング候補点それぞれに１６個のマッピング候補点を含む下位階層信号（ＳＨＶ信号）のコンスタレーションマップを重畳して、図６（ｃ）に示す多重信号のコンスタレーションマップを生成する。図６（ｃ）は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のマッピング候補点（４個）とＳＨＶ信号のマッピング候補点（１６個）の積である６４個のマッピング候補点を含む多重信号のコンスタレーションマップを示す。マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＱＰＳＫ方式でマッピングされたＩＳＤＢ－Ｔ信号と１６ＱＡＭ方式でマッピングされたＳＨＶ信号の多重信号のシンボルを、多重信号のコンステレーションマップ上の６４個のマッピング候補点のいずれかにマッピングする。ＱＰＳＫ方式でマッピングされたＩＳＤＢ－Ｔ信号と１６ＱＡＭ方式でマッピングされたＳＨＶ信号の多重信号は、６４ＱＡＭ方式でマッピングされた信号と等価である。
【0049】
例えば、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のシンボルのマッピング点が図６（ａ）の第３象限のマッピング候補点７６であり、ＳＨＶ信号のマッピング点が図６（ｂ）の第１象限の４個のマッピング候補点の中の左上のマッピング候補点７８である場合、多重信号のシンボルのマッピング点は、図６（ｃ）の第３象限の１６個のマッピング候補点の中の一番上の行の右から２番目のマッピング候補点８０である。
【0050】
図７は、実施形態に係る送信装置のマッピングのさらに他の例を説明するためのコンスタレーションマップである。図７は、マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号を１６ＱＡＭ方式でマッピングし、ＳＨＶ信号を６４ＱＡＭ方式でマッピングする例を示す。マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のシンボルを、図７（ａ）に示すコンスタレーションマップ上の１６個のマッピング候補点のいずれかにマッピングする。マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＳＨＶ信号のシンボルを、図７（ｂ）に示すコンスタレーションマップ上の６４個のマッピング候補点のいずれかにマッピングする。
【0051】
マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、上位階層信号（ＩＳＤＢ－Ｔ信号）の１６個のマッピング候補点それぞれに６４個のマッピング候補点を含む下位階層信号（ＳＨＶ信号）のコンスタレーションマップを重畳して、図７（ｃ）に示す多重信号のコンスタレーションマップを生成する。図７（ｃ）は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のマッピング候補点（１６個）とＳＨＶ信号のマッピング候補点（６４個）の積である１０２４個のマッピング候補点を含む多重信号のコンスタレーションマップを示す。マッピング・ＬＤＭ多重部３２は、ＱＰＳＫ方式でマッピングされたＩＳＤＢ－Ｔ信号とＱＰＳＫ方式でマッピングされたＳＨＶ信号の多重信号のシンボルを、多重信号のコンステレーションマップ上の１０２４個のマッピング候補点のいずれかにマッピングする。１６ＱＡＭ方式でマッピングされたＩＳＤＢ－Ｔ信号と６４ＱＡＭ方式でマッピングされたＳＨＶ信号の多重信号は、１０２４ＱＡＭ方式でマッピングされた信号と等価である。
【0052】
例えば、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のシンボルのマッピング点が図７（ａ）の第１象限の４個のマッピング候補点の中の左下のマッピング候補点８２であり、ＳＨＶ信号のシンボルのマッピング点が図７（ｂ）の第２象限の１６個のマッピング候補点の中の左上のマッピング候補点８４である場合、多重信号のシンボルのマッピング点は、図７（ｃ）の第１象限の２５６個のマッピング候補点の中の一番左端の列の上から８番目のマッピング候補点８６である。
【0053】
図８、図９及び図１０は、実施形態に係るＬＤＭ方式のインジェクションレベルとマッピング候補点の配置関係の一例を説明するための図である。図８、図９及び図１０は、異なるインジェクションレベルの場合のコンスタレーションマップを示す。図８、図９及び図１０では、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のマッピング方式は１６ＱＡＭ方式であり、ＳＨＶ信号のマッピング方式は６４ＱＡＭ方式である。図８は、インジェクションレベルが１２ｄＢの場合のコンスタレーションマップを示す。図９は、インジェクションレベルが１６ｄＢの場合のコンスタレーションマップを示す。図１０は、インジェクションレベルが２０ｄＢの場合のコンスタレーションマップを示す。
【0054】
図８、図９、図１０に示すように、インジェクションレベルを大きくしていくと、多重信号のマッピング候補点は、ＩＳＤＢ－Ｔ（ＵＬ）信号のマッピング候補点毎にグループ化され、マッピング候補点グループ間の間隔（コンスタレーション間距離）が大きくなり、コンスタレーション内距離は小さくなる。
【0055】
ＳＨＶ（ＬＬ）信号のマッピング候補点のコンスタレーション内距離とＳＨＶ信号のマッピング候補点のコンスタレーション間距離は、インジェクションレベルに応じて変化する。インジェクションレベルが小さい程、ＳＨＶ信号のマッピング候補点のコンスタレーション内距離は大きく、ＳＨＶ信号のマッピング候補点のコンスタレーション間距離は小さい。インジェクションレベルが大きい程、ＳＨＶ信号のマッピング候補点のコンスタレーション内距離は小さく、ＳＨＶ信号のマッピング候補点のコンスタレーション間距離は大きい。すなわち、インジェクションレベルが大きいと、ＩＳＤＢ－Ｔ信号は誤りが少なく、ＳＨＶ信号は誤りが多い。
【0056】
図１１を参照して、パイロット付加部３４によるＳＰ信号の挿入の一例を説明する。図１１は、実施形態に係るＬＤＭ方式における１個のＯＦＤＭセグメントの一例を説明するための図である。図１１の例では、１個のＯＦＤＭセグメントは４３１個のキャリアを含む。ＯＦＤＭセグメントのキャリア数はこの例に限らず、１０８個又は２１６個のキャリアを含むこともある。４３１個のキャリアシンボルは纏めてシンボルグループと称される。１３個のＯＦＤＭセグメントは１ＯＦＤＭシンボルと称される。２０４個のＯＦＤＭシンボルはＯＦＤＭフレームと称される。１３個のＯＦＤＭセグメントは１ＯＦＤＭシンボルと称される。すなわち、１ＯＦＤＭシンボルは、５６１６（＝１３×４３２）シンボルである。ＣＰ信号が挿入された場合は、１ＯＦＤＭシンボルは５６１７シンボルである。Ｓｉ，ｊ（ｉ＝０～３８３、ｊ＝０～２０３）は、インターリーブ後のキャリアシンボルを表わす。
【0057】
パイロット付加部３４は、周波数（キャリア番号）方向において、１２個のキャリアシンボル毎に１個のＳＰ信号をＯＦＤＭセグメントに挿入する。周波数方向におけるＳＰ信号の挿入周期は、第１周期（１２個のキャリア）である。パイロット付加部３４は、時間（シンボル番号）方向において、４個のキャリアシンボル毎に１個のＳＰ信号を挿入する。時間方向におけるＳＰ信号の挿入周期は、第２周期（４個のキャリアシンボル）である。
【0058】
例えば、パイロット付加部３４は、シンボル番号０のシンボルグループの中のキャリア番号０、１２、…のキャリアシンボルにＳＰ信号を挿入する。
パイロット付加部３４は、シンボル番号１のシンボルグループの中のキャリア番号３、１５、…のキャリアシンボルにＳＰ信号を挿入する。
以下、同様に、パイロット付加部３４は、シンボルグループ毎に、隣接するシンボルグループとは異なるキャリア番号のキャリアシンボルにＳＰ信号を挿入する。
なお、ＳＰ信号が挿入されるキャリアシンボルのキャリア番号は、数シンボルグループ毎に同じでも構わない。例えば、パイロット付加部３４は、シンボル番号４のシンボルグループについては、シンボル番号０のシンボルグループの場合と同様に、キャリア番号０、１２、…のキャリアシンボルにＳＰ信号を挿入する。
パイロット付加部３４は、シンボル番号１のシンボルグループの中のキャリア番号３、１５、…のキャリアシンボルにＳＰ信号を挿入する。
以下、同様に、パイロット付加部３４は、シンボルグループ毎に、隣接するシンボルグループとは異なるキャリア番号のキャリアシンボルにＳＰ信号を挿入する。
なお、ＳＰ信号が挿入されるキャリアシンボルのキャリア番号は、数シンボルグループ毎に同じでも構わない。例えば、パイロット付加部３４は、シンボル番号４のシンボルグループについては、シンボル番号０のシンボルグループの場合と同様に、キャリア番号０、１２、…のキャリアシンボルにＳＰ信号を挿入する。
【0059】
ＳＰ信号は、ＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉに対し、ＯＦＤＭセグメントのキャリア番号ｉに相当するＷｉに関係づけられたＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）信号である。ビット列ｇ２（ｘ）を生成するＰＲＢＳ生成回路の生成多項式を式３に示す。
ｇ２（ｘ）＝ｘ１１＋ｘ９＋１ 式３
すなわち、ＰＲＢＳ生成回路は直列に接続された１１個のＤ型フリップフロップからなる。９番目のフリップフロップの出力ｘ９と１１番目のフリップフロップの出力ｘ１１（＝Ｗｉ）が加算され、１番目のフリップフロップに入力される。ＰＲＢＳ生成回路の初期値は、ＯＦＤＭセグメント毎に決まっている。
ｇ２（ｘ）＝ｘ１１＋ｘ９＋１ 式３
すなわち、ＰＲＢＳ生成回路は直列に接続された１１個のＤ型フリップフロップからなる。９番目のフリップフロップの出力ｘ９と１１番目のフリップフロップの出力ｘ１１（＝Ｗｉ）が加算され、１番目のフリップフロップに入力される。ＰＲＢＳ生成回路の初期値は、ＯＦＤＭセグメント毎に決まっている。
【0060】
パイロット付加部３４は、ＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号とＡＣ（Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌ）信号もＯＦＤＭセグメントに挿入する。
【0061】
ＴＭＣＣ信号は、制御情報を伝送するための信号である。制御信号は、階層構成やＯＦＤＭセグメントの伝送パラメータ等、受信装置の判定と復号動作を補助する情報である。制御情報は、システム識別、伝送パラメータ切替指標、起動制御信号（緊急警報放送用起動フラグ）、カレント情報、ネクスト情報等を含む。カレント情報は各階層信号の現在の伝送パラメータを示し、ネクスト情報は各階層信号の切り替え後の伝送パラメータを示している。ネクスト情報は、切り替えカウントダウン前において任意の時刻に設定、或いは変更ができるが、カウントダウン中は変更できない。
【0062】
カレント・ネクスト情報に含まれる各階層信号の伝送パラメータ情報は、マッピング方式の種類を表す。例えば、伝送パラメータ情報“００１”はＱＰＳＫ方式を表し、伝送パラメータ情報“０１０”は１６ＱＡＭ方式を表し、伝送パラメータ情報“０１１”は６４ＱＡＭ方式を表し、伝送パラメータ情報“１１１”は当該階層が未使用であること、またはネクスト情報が存在しないことを表す。送信装置は、伝送パラメータ情報をＴＭＣＣ信号以外に信号、例えばＡＣ信号に含めて中継装置へ送信してもよいし、チャンネル推定のためのパイロット信号以外の制御情報のいずれかに含めて送信してもよい。
【0063】
ＡＣ信号は放送に関する付加情報を伝送するための拡張用信号である。付加情報は、伝送制御に関する付加情報、または地震動警報情報である。実施形態に係る中継装置が設置されるエリアにある送信装置は、多重信号に限らず、ＩＳＤＢ－Ｔ信号単独の信号も送信するとする。中継装置は、多重信号を受信した場合と、非多重信号（ＩＳＤＢ－Ｔ信号）を受信した場合で、異なる中継処理を行う。そのため、パイロット付加部３４は、送信する信号が多重信号であるかＩＳＤＢ－Ｔ信号であるかを示す多重フラグをＡＣ信号に含ませる。送信装置は、多重フラグをＡＣ信号以外に信号、例えばＴＭＣＣ信号に含めて中継装置へ送信してもよいし、チャンネル推定のためのパイロット信号以外の制御情報のいずれかに含めて送信してもよい。
【0064】
ＴＭＣＣ信号とＡＣ信号のキャリアは、マルチパスによる伝搬路特性の周期的なディップの影響を軽減するために、周波数方向にランダムに配置されている。
【0065】
図４に示す送信装置から送信された多重信号は、各家庭のテレビジョン受信機で受信される。放送局からの直接波が届きにくい場所では、送信装置から送信された信号が中継装置を介してテレビジョン受信機で受信される。
【0066】
図１２は、実施形態に係る中継装置の一例を示すブロック回路図である。中継装置は、受信装置の機能と送信装置の機能を備えてもよい。受信装置の機能は、伝搬路の周波数特性の劣化を補償するために周波数特性を補正する機能と、対数尤度比（Ｌｏｇ－Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ：ＬＬＲ）を計算する機能と、送信側でインターリーブされた信号をデインターリーブする機能と、送信側で符号化された信号を復号する機能と、送信側でエネルギー拡散された信号を逆拡散する機能を含み得る。送信装置の機能は、符号化機能と、信号のエネルギーを拡散する機能と、信号をインターリーブする機能と、シンボルマッピング機能と、パイロット信号を付加する機能を含み得る。中継装置が受信装置と同じ機能を備え、受信装置と同じように、周波数特性補正、ＬＬＲ計算、デインターリーブ、復号、エネルギー逆拡散の処理を実行し、処理後の信号を送信すると、受信装置における誤り率が最も低くなる。しかし、中継装置が受信装置と同じような処理を実行すると、中継に時間が係り、遅延が生じてしまう。実施形態に係る中継装置は、周波数特性補正とシンボル判定の処理を実行し、デインターリーブと復号とエネルギー逆拡散の処理は実行しないを実行しないことにより、受信装置における誤り率を低減しつつ、中継に要する時間を短縮するものである。
【0067】
中継装置は、ＧＩ除去部１１２を備える。図示しないアンテナと受信回路により受信された多重信号がＧＩ除去部１１２に入力される。ＧＩ除去部１１２は、多重信号からＯＦＤＭシンボル間のＧＩを除去する。
【0068】
ＧＩ除去部１１２の出力は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部１１４に入力される。ＦＦＴ部１１４は、入力信号をＦＦＴサイズでＦＦＴ処理し、周波数領域の信号を得る。
【0069】
多重信号の周波数領域の送信信号Ｔｘｉに対する周波数領域の伝搬路特性をＨとする。ＦＦＴ後の受信信号Ｒｘは式４に示すように表される。ここでは、雑音は無視して説明する。
【0070】
Ｒｘ＝ＨＴｘｉ 式４
ＦＦＴ部１１４の出力は、周波数等化部１１６と伝搬路推定部１１８に入力される。
ＦＦＴ部１１４の出力は、周波数等化部１１６と伝搬路推定部１１８に入力される。
【0071】
伝搬路推定部１１８は、入力された周波数領域の信号からパイロット信号を取り出し、取り出したパイロット信号を送信信号Ｔｘｉとして、ＦＦＴ後の受信信号Ｒｘから周波数領域の多重信号の伝搬路特性（周波数特性）Ｈを推定する。伝搬路推定部１１８の出力は、周波数等化部１１６に入力される。
【0072】
周波数等化部１１６は、伝搬路推定部１１８の推定結果に応じて多重信号に対して周波数等化処理を行い、伝搬路の周波数特性の劣化が補償された多重信号を得る。周波数等化処理とは、伝搬路の周波数特性の補正である。具体的には、周波数等化部１１６は、式５に示すように、ＦＦＴ後の受信信号Ｒｘを伝搬路の周波数特性Ｈで割り、周波数等化信号Ｒｅｑを得る。
Ｒｅｑ＝Ｒｘ／Ｈ 式５
周波数等化部１１６の出力Ｒｅｑは、セレクタ１２２とＬＤＭ判定部１２４に入力される。ＬＤＭ判定部１２４は、周波数等化部１１６の出力からＡＣ信号を取り出し、ＡＣ信号から多重フラグを取り出す。ＬＤＭ判定部１２４は、多重フラグに基づいてセレクタ１２２を切り替える。
Ｒｅｑ＝Ｒｘ／Ｈ 式５
周波数等化部１１６の出力Ｒｅｑは、セレクタ１２２とＬＤＭ判定部１２４に入力される。ＬＤＭ判定部１２４は、周波数等化部１１６の出力からＡＣ信号を取り出し、ＡＣ信号から多重フラグを取り出す。ＬＤＭ判定部１２４は、多重フラグに基づいてセレクタ１２２を切り替える。
【0073】
セレクタ１２２の第１出力端子は、上位階層信号のシンボル判定部１３２に接続される。セレクタ１２２の第２出力端子は、多重信号のシンボル判定部１４２に接続される。ＬＤＭ判定部１２４は、入力信号からＡＣ信号を取り出し、ＡＣ信号から多重フラグを取り出す。ＬＤＭ判定部１２４は、多重フラグが送信信号は多重信号であることを示す場合、セレクタ１２２に入力信号を第２出力端子から出力させる。ＬＤＭ判定部１２４は、多重フラグが送信信号はＩＳＤＢ－Ｔ信号であることを示す場合、セレクタ１２２に入力信号を第１出力端子から出力させる。
【0074】
シンボル判定部１３２、１４２は、入力信号からＴＭＣＣ信号を取り出し、ＴＭＣＣ信号から伝送パラメータ情報を取り出す。シンボル判定部１３２、１４２は、伝送パラメータ情報により表されるマッピング方式に応じたシンボルコンステレーションマップ上のマッピング候補点に基づいて入力信号のシンボルのマッピング点の位置を決定（シンボル判定）する。シンボル判定は、硬判定と軟判定を含む。シンボル判定の詳細は図１３、図１４を参照して後述する。
【0075】
入力信号がＩＳＤＢ－Ｔ信号である場合、セレクタ１２２は、入力信号をシンボル判定部１３２へ出力する。ＩＳＤＢ－Ｔ信号のマッピング方式が例えば１６ＱＡＭ方式である場合、シンボル判定部１３２は、１６ＱＡＭ方式の１６個のマッピング候補点に基づいて入力信号のシンボルのマッピング点の位置を決定する。
【0076】
シンボル判定部１３２の出力は、ＩＦＦＴ部１３４に入力される。ＩＦＦＴ部１３４は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントをＩＦＦＴ処理して、時間領域のビット列を求める。
【0077】
ＩＦＦＴ部１３４の出力は、ＧＩ付加部１３６に入力される。ＧＩ付加部１３６は、ＩＦＦＴ後の出力データのうち、時間的に後側から、指定された時間長のデータ（ＧＩ）をＯＦＤＭシンボルの前にそのまま付加するものである。
【0078】
ＧＩ付加部１３６の出力は図示しない送信回路、送信アンテナ等を介してＩＳＤＢ－Ｔ信号として送信される。
【0079】
入力信号が多重信号である場合、セレクタ１２２は、入力信号をシンボル判定部１４２へ出力する。ＩＳＤＢ－Ｔ信号のマッピング方式が例えばＱＰＳＫ方式であり、ＳＨＶ信号のマッピング方式が例えば１６ＱＡＭ方式である場合、シンボル判定部１４２は、６４ＱＡＭ方式の６４個のマッピング候補点に基づいて入力信号のシンボルのマッピング点の位置を決定する。
【0080】
シンボル判定部１４２の出力は、ＩＦＦＴ部１４４に入力される。ＩＦＦＴ部１４４は、多重信号のＯＦＤＭセグメントをＩＦＦＴ処理して、時間領域のビット列を求める。
【0081】
ＩＦＦＴ部１４４の出力は、ＧＩ付加部１４６に入力される。ＧＩ付加部１４６は、ＩＦＦＴ後の出力データのうち、時間的に後側から、指定された時間長のデータ（ＧＩ）をＯＦＤＭシンボルの前にそのまま付加するものである。
【0082】
ＧＩ付加部１４６の出力は図示しない送信回路、送信アンテナ等を介して多重信号として送信される。
【0083】
シンボル判定部１３２、１４２によるシンボル判定の具体例を説明する。
【0084】
図１３は、実施形態に係る中継装置のシンボル判定部１４２の動作の一例を説明するための図である。図１３は、送信装置がＩＳＤＢ－Ｔ信号をＱＰＳＫ方式でマッピングし、ＳＨＶ信号を１６ＱＡＭ方式でマッピングした多重信号を送信した場合のシンボル判定部１４２による硬判定の例を示す。シンボル判定部１４２は、伝送パラメータ情報からＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号のマッピング方式を検出する。図１３に示すコンスタレーションマップは、図６（ｃ）に示すコンスタレーションマップに対応する。送信装置が送信した多重信号のシンボルのマッピング点は、図１３に示す６４個のマッピング候補点のいずれかである。送信装置から中継装置までの伝搬路で雑音や干渉の影響をうける。その場合、シンボル判定部１４２への入力されたシンボルのコンスタレーションマップ上の点（以下、入力シンボル点と称される）１７０は、図１３に示すように、６４個のマッピング候補点からずれることがある。
【0085】
シンボル判定部１４２は、硬判定又は軟判定処理により、入力シンボル点を判定する。シンボル判定部１４２は、入力シンボル点を判定することにより、送信装置から中継装置までの伝搬路でのシンボルの歪を低減できる。
【0086】
硬判定の場合、シンボル判定部１４２は、図１３に示すように、入力シンボル点１７０と多重信号のコンスタレーションマップ上の６４個のマッピング候補点それぞれとの間隔を計算し、入力シンボル点１７０と最も近いマッピング候補点１７２を検出する。シンボル判定部１４２は、検出したマッピング候補点１７２の座標を送信装置が送信した多重信号のシンボルのマッピング点の座標（Ｉ座標、Ｑ座標）、すなわち判定値として出力する。
【0087】
軟判定の場合、シンボル判定部１４２は、多重信号のコンスタレーションマップ上の６４個のマッピング候補点と入力シンボル点１７０に対して軟判定演算を行い、軟レプリカの位置を求める。
【0088】
軟判定演算は、ＬＬＲ計算、ビット尤度計算、シンボル確率計算、軟レプリカ計算を含む。
【0089】
１シンボルは複数ビットのデータを伝送するとする。シンボル判定部１４２は、１シンボルのｋ番目のビットのＬＬＲを式６により計算する。
【0090】
【数1】
【0091】
ここで、ｙＩ、ｙＱは、入力シンボル点１７０のｋ番目のビットのＩ成分、Ｑ成分を示す。ｘｊ，Ｉ、ｙｊ，Ｑは、多重信号のマッピング候補点の中のｊ番目のシンボルのＩ成分、Ｑ成分を示す。σ２は中継装置で推定される雑音分散である。Ｊｋ，０は、多重信号のマッピング候補点の中でｋ番目のビットが０であるシンボルの集合である。Ｊｋ，１は多重信号のマッピング候補点の中でｋ番目のビットが１であるシンボルの集合である。
【0092】
ｋ番目のビット尤度Ｐｋ（０）とＰｋ（１）は、Ｐｋ（０）＋Ｐｋ（１）＝１である。シンボル判定部１４２は、ｋ番目のビット尤度Ｐｋ（０）、Ｐｋ（１）をＬＬＲｋを用いて式７、式８により計算する。
【0093】
Ｐｋ（０）＝ｅｘｐ（ＬＬＲｋ）／（１＋ｅｘｐ（ＬＬＲｋ）） 式７
Ｐｋ（１）＝１／（（１＋ｅｘｐ（ＬＬＲｋ）） 式８
シンボル判定部１４２は、シンボルが表すビット系列に応じてシンボル確率を式９により計算する。
Ｐｋ（１）＝１／（（１＋ｅｘｐ（ＬＬＲｋ）） 式８
シンボル判定部１４２は、シンボルが表すビット系列に応じてシンボル確率を式９により計算する。
【0094】
【数2】
【0095】
ここで、ｖは１つのシンボルが表すビット数を示し、ｂｊ（ｋ）は任意のマッピング候補点ｘｊが表すビット系列のｋ番目のビットを示す。
【0096】
シンボル判定部１４２は、シンボル確率Ｑ（ｘｊ）を用いて式１０、式１１により軟レプリカの位置（Ｉ座標、Ｑ座標）を計算する。
【0097】
【数3】
【0098】
シンボル判定部１４２は、軟レプリカの位置を送信装置が送信した多重信号のシンボルのマッピング点の座標、すなわち判定値として出力する。
【0099】
以上説明したように、シンボル判定部１４２は、多重信号のコンスタレーションマップ上のマッピング候補点を用いる硬判定又は軟判定により多重信号の入力シンボル点の位置を判定する。
【0100】
シンボル判定部１３２の動作は、シンボル判定部１４２の動作と略同じである。シンボル判定部１３２の動作がシンボル判定部１４２の動作と異なる点は、入力信号が多重信号ではなく、ＩＳＤＢ－Ｔ信号である点だけである。シンボル判定部１３２は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のマッピング方式に従ったコンスタレーションマップ上のマッピング候補点と入力シンボル点との距離に応じて、硬判定又は軟判定により、入力シンボル点の位置を判定する。
【0101】
式６から式１１に示す軟判定演算は、変調信号の全てのマッピング候補点についてのＬＬＲ計算を含む。ＩＳＤＢ－Ｔ信号のマッピング方式がＱＰＳＫ方式であり、ＳＨＶ信号のマッピング方式が１６ＱＡＭ方式である場合、多重信号のマッピング候補点は、図１３に示すように、６４個である。多重信号の変調ビット数が多くなり、マッピング候補点の数が多くなると、軟レプリカの計算量が多くなる。例えば、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のマッピング方式が６４ＱＡＭ方式であり、ＳＨＶ信号のマッピング方式が６４ＱＡＭ方式である場合、多重信号のマッピング候補点の数は４０９６個になり、ＬＬＲ計算に多大な時間が係る。軟レプリカの計算時間が長いと、中継に遅延が生じる場合がある。
【0102】
軟レプリカの計算時間を削減できる軟判定方法の他の例を説明する。
【0103】
ＬＤＭ方式では、インジェクションレベルが大きい場合、ＩＳＤＢ－Ｔ信号の伝送誤りが少なく、ＳＨＶ信号の伝送誤りが多いことが想定される。ＬＤＭ方式では、インジェクションレベルは大きいことが想定される。
【0104】
軟判定の方法の他の例では、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のシンボルは伝送中に誤差が生じないと仮定される。先ず、シンボル判定部１４２は、入力信号のシンボル点がＩＳＤＢ－Ｔ信号のコンスタレーションマップのどの象限に含まれるかを先ず判定する。次に、シンボル判定部１４２は、その象限に含まれるマッピング候補点のみから軟判定値を計算する。
【0105】
図１４は、実施形態に係る中継装置のシンボル判定部１４２の動作の他の例を説明するための図である。図１４は、送信装置がＩＳＤＢ－Ｔ信号をＱＰＳＫ方式でマッピングし、ＳＨＶ信号を１６ＱＡＭ方式でマッピングした多重信号を送信した場合の例を示す。図１４（ａ）は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のコンスタレーションマップを示し、図１４（ｂ）は多重信号のコンスタレーションマップを示す。
【0106】
先ず、シンボル判定部１４２は、入力シンボル点１８０と図１４（ａ）に示すＩＳＤＢ－Ｔ信号のコンスタレーションマップ上の４個のマッピング候補点それぞれとの間隔を計算し、入力シンボル点１８０と最も近いマッピング候補点１８２を検出する。シンボル判定部１４２は、入力シンボル点１８０と最も近いマッピング候補点１８２は第３象限に位置することを検出する。
【0107】
次に、シンボル判定部１４２は、図１４（ｂ）に示す多重信号のコンスタレーションマップ上の６４個のマッピング候補点の中の第３象限に位置する１６個のマッピング候補点１８４と入力シンボル点１８０に対して軟判定演算を行い、軟レプリカの位置を求める。
【0108】
このように、上位階層信号についてシンボル判定を行い、多重信号の軟判定演算の対象となるマッピング候補点の数を１／４に減少したことにより、軟レプリカの計算時間が削減される。
【0109】
ＳＰ信号は既知であるので、シンボル判定部１３２、１４２は、ＳＰ信号が挿入されているシンボルについてはシンボル判定を省略してもよい。シンボル判定部１３２、１４２は、ＳＰ信号が挿入されているシンボルについては、判定結果を挿入するのではなく、既知のＳＰ信号を挿入してもよい。
【0110】
図１５は、実施形態に係る受信装置の一例を示すブロック回路図である。受信装置は、図１２に示した中継装置に対して複数の処理部が追加されたものである。受信装置は、ＧＩ除去部２１２、ＦＦＴ部２１４、周波数等化部２１６、伝搬路推定部２１８、セレクタ２２２、ＬＤＭ判定部２２４、ＬＬＲ計算部２３２及びＬＬＲ計算部２５２を備える。ＧＩ除去部２１２、ＦＦＴ部２１４、周波数等化部２１６、伝搬路推定部２１８、セレクタ２２２、及びＬＤＭ判定部２２４は、中継装置のＧＩ除去部１１２、ＦＦＴ部１１４、周波数等化部１１６、伝搬路推定部１１８、セレクタ１２２、及びＬＤＭ判定部１２４と、それぞれ等価である。ＬＬＲ計算部２３２は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のマッピング候補点を利用して入力信号のシンボル点のＬＬＲを計算し、ＬＬＲを時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部２３４へ出力する。
【0111】
時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部２３４は、ＬＬＲに対して、図４に示した送信装置の時間・周波数ＩＬ部２８のインターリーブ処理の逆処理に対応するデインターリーブ処理を行い、時間・周波数ＩＬ部２８への入力、すなわちビットＩＬ部２４の出力に相当する信号を得る。
【0112】
時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部２３４の出力は、ビットＤｅ－ＩＬ部２３６に供給される。ビットＤｅ－ＩＬ部２３６は、送信装置のビットＩＬ部２４のインターリーブ処理の逆処理に対応するデインターリーブ処理を行い、ビットＩＬ部２４の入力、すなわち畳み込み符号化部２２の出力に相当する信号を得る。ビットＤｅ－ＩＬ部２３６の出力は、ビタビ復号部２３８に入力される。
【0113】
ビタビ復号部２３８は、送信装置の畳み込み符号化部２２の符号化処理の逆処理に対応する誤り訂正復号処理を行い、畳み込み符号化部２２の入力、すなわちバイトＩＬ部１８の出力に相当する信号を得る。ビタビ復号部２３８の出力は、バイトデインターリーブ（Ｄｅ－ＩＬ）部２４０に入力される。
【0114】
バイトＤｅ－ＩＬ部２４０は、送信装置のバイトＩＬ部１８のインターリーブ処理の逆処理に対応するデインターリーブ処理を行い、バイトＩＬ部１８の入力、すなわちエネルギー拡散部１６の出力に相当する信号を得る。バイトＤｅ－ＩＬ部２４０の出力は、エネルギー逆拡散部２４２に入力される。
【0115】
エネルギー逆拡散部２４２は、送信装置のエネルギー拡散部１６のエネルギー拡散処理の逆処理に対応するエネルギー逆拡散処理を行い、エネルギー拡散部１６の入力、すなわちＲＳ符号化部１４の出力に相当する信号を得る。エネルギー逆拡散部２４２の出力はＲＳ復号部２４４に入力される。
【0116】
ＲＳ復号部２４４は、送信装置のＲＳ符号化部１４の符号化処理の逆処理に対応する誤り訂正ＲＳ復号処理を行い、ＲＳ符号化部１４の入力、すなわち上位階層のＩＳＤＢ－Ｔ信号の情報ビット列を得る。
【0117】
ＬＬＲ計算部２５２は、多重信号のマッピング候補点を利用して入力信号のシンボル点のＬＬＲを計算し、ＬＬＲを時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部２５４へ出力する。
【0118】
時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部２５４は、ＬＬＲに対して、図４に示した送信装置の時間・周波数ＩＬ部５６のインターリーブ処理の逆処理に対応するデインターリーブ処理を行い、時間・周波数ＩＬ部５６への入力、すなわちビットＩＬ部５２の出力に相当する信号を得る。
【0119】
時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部２５４の出力は、ビットＤｅ－ＩＬ部２５６に入力される。
【0120】
ビットＤｅ－ＩＬ部２５６は、送信装置のビットＩＬ部５２のインターリーブ処理の逆処理に対応するデインターリーブ処理を行い、ビットＩＬ部５２の入力、すなわちＬＤＰＣ符号化部４８の出力に相当する信号を得る。ビットＤｅ－ＩＬ部２５６の出力は、ＬＤＰＣ復号部２５８に入力される。
【0121】
ＬＤＰＣ復号部２５８は、送信装置のＬＤＰＣ符号化部４８の符号化処理の逆処理に対応する誤り訂正復号処理を行い、ＬＤＰＣ符号化部４８の入力、すなわちＢＣＨ符号化部４６の出力に相当する信号を得る。ＬＤＰＣ復号部２５８の出力は、ＢＣＨ復号部２６０に入力される。
【0122】
ＢＣＨ復号部２６０は、送信装置のＢＣＨ符号化部４６の符号化処理の逆処理に対応する誤り訂正復号処理を行い、ＢＣＨ符号化部４６の入力、すなわちエネルギー拡散部４４の出力に相当する信号を得る。ＢＣＨ復号部２６０の出力は、エネルギー逆拡散部２６２に入力される。
【0123】
エネルギー逆拡散部２６２は、送信装置のエネルギー拡散部４４のエネルギー拡散処理の逆処理に対応するエネルギー逆拡散処理を行い、エネルギー拡散部４４の入力、すなわち下位階層のＳＨＶ信号の情報ビット列を得る。
【0124】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0125】
１１２…ＧＩ除去部、１１４…ＦＦＴ部、１１６…周波数等化部、１１８…伝搬路推定部、１２２…セレクタ、１２４…ＬＤＭ判定部、１３２…シンボル判定部、１３４…ＩＦＦＴ部、１３６…ＧＩ付加部、１４２…シンボル判定部、１４４…ＩＦＦＴ部、１４６…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】
【図15】