(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】P2024162115
(43)【公開日】2024-11-21
(54)【発明の名称】送信装置及び受信装置
(51)【国際特許分類】
H04J 99/00 20090101AFI20241114BHJP
H03M 13/45 20060101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
H04J99/00 100
H03M13/45
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023077340
(22)【出願日】2023-05-09
(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】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之
(74)【代理人】
【識別番号】100120891
【弁理士】
【氏名又は名称】林 一好
(72)【発明者】
【氏名】小泉 雄貴
(72)【発明者】
【氏名】小島 政明
(72)【発明者】
【氏名】亀井 雅
【テーマコード（参考）】
5J065
【Ｆターム（参考）】
5J065AC02
5J065AD03
5J065AG05
(57)【要約】
【課題】信号分離手法ＳＩＣと比較して、非線形伝送路における復号性能を向上する。
【解決手段】送信装置は、主信号とパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重して、ＬＤＭ信号として送信する。受信装置は、主信号とパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重したＬＤＭ信号を受信し、ＵＬ信号の復号結果に応じて、パイロット信号処理部で得られた、非線形歪を考慮した基準点を選択し、選択した基準点を用いてＬＬ信号の復号をする。別な態様の受信装置は、主信号とパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重したＬＤＭ信号を受信し、パイロット信号処理部で得られた、非線形歪を考慮した基準点を用いて、ＵＬ信号の復号とユークリッド距離を計算し、ＵＬ信号の復号結果に応じて、計算したユークリッド距離を選択し、ユークリッド距離を用いてＬＬ信号の復号をする。
【選択図】図４
【解決手段】送信装置は、主信号とパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重して、ＬＤＭ信号として送信する。受信装置は、主信号とパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重したＬＤＭ信号を受信し、ＵＬ信号の復号結果に応じて、パイロット信号処理部で得られた、非線形歪を考慮した基準点を選択し、選択した基準点を用いてＬＬ信号の復号をする。別な態様の受信装置は、主信号とパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重したＬＤＭ信号を受信し、パイロット信号処理部で得られた、非線形歪を考慮した基準点を用いて、ＵＬ信号の復号とユークリッド距離を計算し、ＵＬ信号の復号結果に応じて、計算したユークリッド距離を選択し、ユークリッド距離を用いてＬＬ信号の復号をする。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
２系統の伝送路符号化方式の変調信号をそれぞれ高階層及び低階層とし、２系統の前記変調信号を異なるレベルで電力を調整し合成して、主信号として出力する主信号生成部と、
ＡＲＩＢ ＳＴＤ―Ｂ４４に準拠した手法で高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を生成し、前記高階層用パイロット信号と前記低階層用パイロット信号とを合成して、パイロット信号として出力するパイロット信号生成部と、
前記主信号と前記パイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重する直交変調／時分割多重部と、
を備えた送信装置。
ＡＲＩＢ ＳＴＤ―Ｂ４４に準拠した手法で高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を生成し、前記高階層用パイロット信号と前記低階層用パイロット信号とを合成して、パイロット信号として出力するパイロット信号生成部と、
前記主信号と前記パイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重する直交変調／時分割多重部と、
を備えた送信装置。
【請求項2】
前記主信号生成部は、入力された高階層用伝送情報及び低階層用伝送情報をそれぞれ誤り訂正符号化する高階層用及び低階層用の誤り訂正符号化部と、誤り訂正符号化された、前記高階層用伝送情報及び前記低階層用伝送情報を、それぞれ設定した変調方式でマッピングする高階層用及び低階層用のマッピング部と、マッピングされた、前記高階層用伝送情報及び前記低階層用伝送情報を、インジェクションレベルに応じて電力比を調整する高階層用及び低階層用の電力調整部と、電力比が調整された、前記高階層用伝送情報及び前記低階層用伝送情報を合成して前記主信号として出力する合成部と、を備えた請求項１に記載の送信装置。
【請求項3】
高階層用と低階層用の２系統の伝送路符号化方式の変調信号を異なる電力で合成した主信号と、高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を合成したパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調したＬＤＭ信号を受信し、該ＬＤＭ信号に直交復調処理を施してＬＤＭシンボル及びパイロット信号を抽出する直交復調部と、
前記ＬＤＭシンボルについて、高階層用のシンボルとみなし、前記ＬＤＭシンボルが取りうる全てのシンボル位置又は高階層用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す高階層信号を生成する、高階層用の対数尤度比計算部と、
前記高階層信号に対して、高階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記高階層信号の復号ビットを生成する、高階層用の誤り訂正復号部と、
前記パイロット信号を取得し、平均処理を施し、非線形歪の影響を考慮した基準点を取得するパイロット信号処理部と、
前記高階層信号の復号ビットに基づいて、前記パイロット信号から得られた前記基準点から、受信した前記ＬＤＭシンボルにおける低階層用のシンボルが取りうるシンボル位置を示す基準点を選択することにより、前記高階層信号の復号ビットに応じて低階層復号用の対数尤度比の計算に用いる基準点を決定する基準点選択部と、
前記基準点選択部により決定した前記基準点に基づいて、前記高階層信号に対応する受信した前記ＬＤＭシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す低階層信号を生成する低階層用の対数尤度比計算部と、
前記低階層信号に対して、低階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記低階層信号の復号ビットを生成する低階層用の誤り訂正復号部と、
を備えた受信装置。
前記ＬＤＭシンボルについて、高階層用のシンボルとみなし、前記ＬＤＭシンボルが取りうる全てのシンボル位置又は高階層用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す高階層信号を生成する、高階層用の対数尤度比計算部と、
前記高階層信号に対して、高階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記高階層信号の復号ビットを生成する、高階層用の誤り訂正復号部と、
前記パイロット信号を取得し、平均処理を施し、非線形歪の影響を考慮した基準点を取得するパイロット信号処理部と、
前記高階層信号の復号ビットに基づいて、前記パイロット信号から得られた前記基準点から、受信した前記ＬＤＭシンボルにおける低階層用のシンボルが取りうるシンボル位置を示す基準点を選択することにより、前記高階層信号の復号ビットに応じて低階層復号用の対数尤度比の計算に用いる基準点を決定する基準点選択部と、
前記基準点選択部により決定した前記基準点に基づいて、前記高階層信号に対応する受信した前記ＬＤＭシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す低階層信号を生成する低階層用の対数尤度比計算部と、
前記低階層信号に対して、低階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記低階層信号の復号ビットを生成する低階層用の誤り訂正復号部と、
を備えた受信装置。
【請求項4】
前記基準点選択部は、高階層用の誤り訂正復号部によって、先に復号された前記復号ビットに基づいて、前記低階層復号用の対数尤度比計算における基準点を前記パイロット信号より得られる基準点から選択し、前記低階層用の対数尤度比計算部へ通知する、請求項３に記載の受信装置。
【請求項5】
高階層用と低階層用の２系統の伝送路符号化方式の変調信号を異なる電力で合成した主信号と、高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を合成したパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調したＬＤＭ信号を受信し、該ＬＤＭ信号に直交復調処理を施してＬＤＭシンボル及び前記パイロット信号を抽出する直交復調部と、
前記パイロット信号を取得し、平均処理を施し、非線形歪の影響を考慮した基準点を取得するパイロット信号処理部と、
前記パイロット信号処理部から得られる前記基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す高階層信号を生成する高階層用の対数尤度比計算部と、
前記高階層信号に対して、高階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記高階層信号の復号ビットを生成する高階層用の誤り訂正復号部と、
前記高階層信号として示される前記対数尤度比の計算に用いた、受信したＬＤＭシンボル毎の前記パイロット信号から得られた各基準点に対するユークリッド距離の情報を所定シンボル数分、更新しながら一時蓄積するユークリッド距離蓄積部と、
前記高階層用の誤り訂正復号部によって前記高階層信号について復号したＬＤＭシンボル毎に、前記高階層信号の復号ビットに基づいて、前記ユークリッド距離蓄積部に蓄積した各基準点のユークリッド距離のうち低階層信号の復号に用いる基準点のユークリッド距離を選択するユークリッド距離選択部と、
前記ユークリッド距離選択部によって前記低階層信号の復号用に選択した前記ユークリッド距離を用いて、前記高階層信号に対応する受信したＬＤＭシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す低階層信号を生成する低階層用の対数尤度比計算部と、
前記低階層信号に対して、低階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記低階層信号の復号ビットを生成する低階層用の誤り訂正復号部と、
を備えた受信装置。
前記パイロット信号を取得し、平均処理を施し、非線形歪の影響を考慮した基準点を取得するパイロット信号処理部と、
前記パイロット信号処理部から得られる前記基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す高階層信号を生成する高階層用の対数尤度比計算部と、
前記高階層信号に対して、高階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記高階層信号の復号ビットを生成する高階層用の誤り訂正復号部と、
前記高階層信号として示される前記対数尤度比の計算に用いた、受信したＬＤＭシンボル毎の前記パイロット信号から得られた各基準点に対するユークリッド距離の情報を所定シンボル数分、更新しながら一時蓄積するユークリッド距離蓄積部と、
前記高階層用の誤り訂正復号部によって前記高階層信号について復号したＬＤＭシンボル毎に、前記高階層信号の復号ビットに基づいて、前記ユークリッド距離蓄積部に蓄積した各基準点のユークリッド距離のうち低階層信号の復号に用いる基準点のユークリッド距離を選択するユークリッド距離選択部と、
前記ユークリッド距離選択部によって前記低階層信号の復号用に選択した前記ユークリッド距離を用いて、前記高階層信号に対応する受信したＬＤＭシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す低階層信号を生成する低階層用の対数尤度比計算部と、
前記低階層信号に対して、低階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記低階層信号の復号ビットを生成する低階層用の誤り訂正復号部と、
を備えた受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、送信装置及び受信装置に関し、特に階層分割多重（ＬＤＭ：Ｌａｙｅｒｅｄ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を用いた衛星放送システムに用いられる送信装置及び受信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
周波数利用効率の向上を目的とした無線伝送方式の一つに、異なる２つの変調信号を異なる電力で多重化し、同一周波数帯で伝送する階層分割多重方式（以下、「ＬＤＭ方式」という）がある。地上デジタル放送においてもＬＤＭ方式の利用が検討されており、ＬＤＭ方式を用いて新たな地上波放送方式を現行の地上波放送に多重するシステムが検討されている（非特許文献１、非特許文献２等）。
【0003】
ＬＤＭ方式は、送信側では、一般的に電力の高い変調波をＵＬ（Ｕｐｐｅｒ Ｌａｙｅｒ）、電力の低い変調波をＬＬ（Ｌｏｗｅｒ Ｌａｙｅｒ）とし、ＩＬ（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｅｖｅｌ）で定める電力差を付けて両者を多重する。受信側では、初めにＵＬ信号を復調し、誤り訂正復号し、ＵＬに割り当てられるサービスを取得する。次に、ＵＬ信号の復号結果を用いて再変調によりＵＬ信号のレプリカを生成し、受信信号からこのレプリカ信号を減算することでＬＬ信号を取り出し、誤り訂正復号によりＬＬに割り当てられるサービスを取得する。このような受信処理は、ＳＩＣ（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）と称され、ＬＤＭ方式で一般的に用いられるＵＬとＬＬの分離処理である。
【0004】
ＬＤＭ方式を用い、例えば、ＵＬで標準サービスを提供するため受信耐性の高い伝送パラメータを使い、ＬＬで拡張サービスを提供するため高いビットレートを実現可能な伝送パラメータを使うことで、受信環境に応じて柔軟なサービス提供が可能となる。
【0005】
一方、衛星放送では、衛星中継器で生じる非線形歪の影響を考慮する必要がある。非線形歪が生じる衛星伝送路において、良好な伝送特性を実現するための手法の一つとしてＡＲＩＢ ＳＴＤ－Ｂ４４（非特許文献３）で規定する「伝送信号点配置信号」（以下、「パイロット信号」という）が挙げられる。パイロット信号を用いることで、誤り訂正復号における対数尤度比（Ｌｏｇ－ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｒａｔｉｏ；以下、「ＬＬＲ」という）計算の基準点を、非線形歪を考慮したものに差替えることが可能となり、非線形伝送路における誤り訂正性能を向上することが可能である。主信号と同じ変調方式で既知のシンボルパターンを持つ変調シンボルをパイロット信号として用いることで、衛星伝送路で主信号が受ける非線形歪の影響を誤り訂正復号処理に反映することが可能である。
【0006】
衛星放送システムへの適用を想定したＬＤＭ方式の白色ガウス雑音伝送路における伝送特性を計算機シミュレーションにより評価した例が非特許文献４に記載されている。非特許文献４では、ＵＬ信号の復号手法として、ＧＤ（Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）， ＪＤ（Ｊｏｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）の２通の手法が提示され、ＩＬをパラメータとして、それぞれの復号性能を評価すると、ＩＬを小さく設定したときＧＤの復号性能がＪＤより劣化することが示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】佐藤明彦、外１１名，“次世代地上放送に向けたＬＤＭの適用に関する一検討”，映像情報メディア学会技術報告，ｖｏｌ．４１，ｎｏ．６，ＢＣＴ２０１７－３４，ｐｐ.４５－４８，２０１７年２月
【非特許文献2】岡田寛正、外６名，“地上デジタル放送に対するＬＤＭ適用時の諸問題改善に関する一考察 ～新放送方式受信エリア拡大手法と同期方式に関する検討～”，映像情報メディア学会技術報告，ｖｏｌ．４２，ｎｏ．２８，ＢＣＴ２０１８－７６，ｐｐ.１３－１６，２０１８年９月
【非特許文献3】高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ＩＳＤＢ－Ｓ３），ＡＲＩＢ ＳＴＤ―Ｂ４４ ２．１，２０１６年３月２５日
【非特許文献4】小泉雄貴、亀井雅，“ＬＤＭ方式を適用した衛星放送システムの検討－Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌに応じたＵＬ信号の復号手法の評価”，電子情報通信学会技術研究報告ＳＡＴ衛星通信，ｖｏｌ．１２２， ｎｏ．１３７， ＳＡＴ２０２２－２６， ｐ．５２－５６，２０２２年７月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
前述した一般的な信号分離手法であるＳＩＣは、誤り訂正復号におけるＬＬＲ計算の基準点として、送信信号点に基づく基準点を用いている。非線形歪の影響を受けた受信信号からＳＩＣによりＬＬ信号を取り出した際、ＵＬ信号の復号結果に応じて、ＬＬ信号が受けている非線形歪の方向が異なる。
しかし、ＳＩＣではそれらＬＬ信号を復号する際、非線形歪方向がそれぞれ異なるＬＬ信号に対して一律にＬＬの変調方式に基づく基準点を適用するため、非線形歪の影響を考慮した復号を行うことができず復号性能が劣化してしまう。
しかし、ＳＩＣではそれらＬＬ信号を復号する際、非線形歪方向がそれぞれ異なるＬＬ信号に対して一律にＬＬの変調方式に基づく基準点を適用するため、非線形歪の影響を考慮した復号を行うことができず復号性能が劣化してしまう。
【0009】
本発明は、ＬＤＭ方式を適用した衛星放送システムの誤り訂正復号において、非線形歪に対して良好な伝送特性を実現する送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
（１） 本発明に係る第１の態様は、２系統の伝送路符号化方式の変調信号をそれぞれ高階層及び低階層とし、２系統の前記変調信号を異なるレベルで電力を調整し合成して、主信号として出力する主信号生成部と、
ＡＲＩＢ ＳＴＤ―Ｂ４４に準拠した手法で高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を生成し、前記高階層用パイロット信号と前記低階層用パイロット信号とを合成して、パイロット信号として出力するパイロット信号生成部と、
前記主信号と前記パイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重する直交変調／時分割多重部と、
を備えた送信装置である。
ＡＲＩＢ ＳＴＤ―Ｂ４４に準拠した手法で高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を生成し、前記高階層用パイロット信号と前記低階層用パイロット信号とを合成して、パイロット信号として出力するパイロット信号生成部と、
前記主信号と前記パイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重する直交変調／時分割多重部と、
を備えた送信装置である。
【0011】
（２） 上記（１）に記載の送信装置において、前記主信号生成部は、入力された高階層用伝送情報及び低階層用伝送情報をそれぞれ誤り訂正符号化する高階層用及び低階層用の誤り訂正符号化部と、誤り訂正符号化された、前記高階層用伝送情報及び前記低階層用伝送情報を、それぞれ設定した変調方式でマッピングする高階層用及び低階層用のマッピング部と、マッピングされた、前記高階層用伝送情報及び前記低階層用伝送情報を、インジェクションレベルに応じて電力比を調整する高階層用及び低階層用の電力調整部と、電力比が調整された、前記高階層用伝送情報及び前記低階層用伝送情報を合成して前記主信号として出力する合成部と、を備えてもよい。
【0012】
（３） 本発明に係る第２の態様は、高階層用と低階層用の２系統の伝送路符号化方式の変調信号を異なる電力で合成した主信号と、高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を合成したパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調したＬＤＭ信号を受信し、該ＬＤＭ信号に直交復調処理を施してＬＤＭシンボル及びパイロット信号を抽出する直交復調部と、
前記ＬＤＭシンボルについて、高階層用のシンボルとみなし、前記ＬＤＭシンボルが取りうる全てのシンボル位置又は高階層用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す高階層信号を生成する、高階層用の対数尤度比計算部と、
前記高階層信号に対して、高階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記高階層信号の復号ビットを生成する、高階層用の誤り訂正復号部と、
前記パイロット信号を取得し、平均処理を施し、非線形歪の影響を考慮した基準点を取得するパイロット信号処理部と、
前記高階層信号の復号ビットに基づいて、前記パイロット信号から得られた前記基準点から、受信した前記ＬＤＭシンボルにおける低階層用のシンボルが取りうるシンボル位置を示す基準点を選択することにより、前記高階層信号の復号ビットに応じて低階層復号用の対数尤度比の計算に用いる基準点を決定する基準点選択部と、
前記基準点選択部により決定した前記基準点に基づいて、前記高階層信号に対応する受信した前記ＬＤＭシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す低階層信号を生成する低階層用の対数尤度比計算部と、
前記低階層信号に対して、低階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記低階層信号の復号ビットを生成する低階層用の誤り訂正復号部と、
を備えた受信装置である。
前記ＬＤＭシンボルについて、高階層用のシンボルとみなし、前記ＬＤＭシンボルが取りうる全てのシンボル位置又は高階層用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す高階層信号を生成する、高階層用の対数尤度比計算部と、
前記高階層信号に対して、高階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記高階層信号の復号ビットを生成する、高階層用の誤り訂正復号部と、
前記パイロット信号を取得し、平均処理を施し、非線形歪の影響を考慮した基準点を取得するパイロット信号処理部と、
前記高階層信号の復号ビットに基づいて、前記パイロット信号から得られた前記基準点から、受信した前記ＬＤＭシンボルにおける低階層用のシンボルが取りうるシンボル位置を示す基準点を選択することにより、前記高階層信号の復号ビットに応じて低階層復号用の対数尤度比の計算に用いる基準点を決定する基準点選択部と、
前記基準点選択部により決定した前記基準点に基づいて、前記高階層信号に対応する受信した前記ＬＤＭシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す低階層信号を生成する低階層用の対数尤度比計算部と、
前記低階層信号に対して、低階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記低階層信号の復号ビットを生成する低階層用の誤り訂正復号部と、
を備えた受信装置である。
【0013】
（４） 上記（３）に記載の受信装置において、前記基準点選択部は、高階層用の誤り訂正復号部によって、先に復号された前記復号ビットに基づいて、前記低階層復号用の対数尤度比計算における基準点を前記パイロット信号より得られる基準点から選択し、前記低階層用の対数尤度比計算部へ通知してもよい。
【0014】
（５） 本発明に係る第３の態様は、高階層用と低階層用の２系統の伝送路符号化方式の変調信号を異なる電力で合成した主信号と、高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を合成したパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調したＬＤＭ信号を受信し、該ＬＤＭ信号に直交復調処理を施してＬＤＭシンボル及び前記パイロット信号を抽出する直交復調部と、
前記パイロット信号を取得し、平均処理を施し、非線形歪の影響を考慮した基準点を取得するパイロット信号処理部と、
前記パイロット信号処理部から得られる前記基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す高階層信号を生成する高階層用の対数尤度比計算部と、
前記高階層信号に対して、高階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記高階層信号の復号ビットを生成する高階層用の誤り訂正復号部と、
前記高階層信号として示される前記対数尤度比の計算に用いた、受信したＬＤＭシンボル毎の前記パイロット信号から得られた各基準点に対するユークリッド距離の情報を所定シンボル数分、更新しながら一時蓄積するユークリッド距離蓄積部と、
前記高階層用の誤り訂正復号部によって前記高階層信号について復号したＬＤＭシンボル毎に、前記高階層信号の復号ビットに基づいて、前記ユークリッド距離蓄積部に蓄積した各基準点のユークリッド距離のうち低階層信号の復号に用いる基準点のユークリッド距離を選択するユークリッド距離選択部と、
前記ユークリッド距離選択部によって前記低階層信号の復号用に選択した前記ユークリッド距離を用いて、前記高階層信号に対応する受信したＬＤＭシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す低階層信号を生成する低階層用の対数尤度比計算部と、
前記低階層信号に対して、低階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記低階層信号の復号ビットを生成する低階層用の誤り訂正復号部と、
を備えた受信装置である。
前記パイロット信号を取得し、平均処理を施し、非線形歪の影響を考慮した基準点を取得するパイロット信号処理部と、
前記パイロット信号処理部から得られる前記基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す高階層信号を生成する高階層用の対数尤度比計算部と、
前記高階層信号に対して、高階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記高階層信号の復号ビットを生成する高階層用の誤り訂正復号部と、
前記高階層信号として示される前記対数尤度比の計算に用いた、受信したＬＤＭシンボル毎の前記パイロット信号から得られた各基準点に対するユークリッド距離の情報を所定シンボル数分、更新しながら一時蓄積するユークリッド距離蓄積部と、
前記高階層用の誤り訂正復号部によって前記高階層信号について復号したＬＤＭシンボル毎に、前記高階層信号の復号ビットに基づいて、前記ユークリッド距離蓄積部に蓄積した各基準点のユークリッド距離のうち低階層信号の復号に用いる基準点のユークリッド距離を選択するユークリッド距離選択部と、
前記ユークリッド距離選択部によって前記低階層信号の復号用に選択した前記ユークリッド距離を用いて、前記高階層信号に対応する受信したＬＤＭシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す低階層信号を生成する低階層用の対数尤度比計算部と、
前記低階層信号に対して、低階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記低階層信号の復号ビットを生成する低階層用の誤り訂正復号部と、
を備えた受信装置である。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、一般的に用いられる信号分離手法であるＳＩＣと比較して、非線形伝送路における復号性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明に係る衛星放送システムの第１実施形態の構成を示す説明図である。
【図2】第１実施形態における送信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図3】第１実施形態における送信装置の動作を示すフローチャートである。
【図4】第１実施形態における受信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図5】第１実施形態における受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図6】ＬＤＭ受信信号、ＵＬとＬＬを合成した変調方式から成る基準点、パイロット信号から得られる基準点を示す図である。
【図7】パイロット信号を用いたＬＬの復号処理を示すブロック図である。
【図8】第１実施形態の手法を用いたときの非線形伝送路におけるＬＬ信号のＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を示す図である。
【図9】本発明の第２実施形態における受信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図10】第２実施形態における受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図11】受信装置における、ＵＬ信号の復号における基準点としてパイロット信号を用いる手法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明に係る衛星放送システムの第１実施形態の構成を示す説明図である。
図１に示す衛星放送システム１０は、送信アンテナを含む送信装置１００と、受信アンテナを含む受信装置２００、及び衛星中継器３００を備えている。
衛星放送システム１０は、衛星中継器３００を介して、送信装置１００と受信装置２００との間で、階層分割多重（ＬＤＭ）方式の信号伝送を行う。衛星中継器３００は、地上の送信装置１００からＬＤＭ信号を受信し電力増幅して中継し、地上の受信装置２００に向けてＬＤＭ信号を放射する。
以下、送信装置１００及び受信装置２００の構成及び動作について説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明に係る衛星放送システムの第１実施形態の構成を示す説明図である。
図１に示す衛星放送システム１０は、送信アンテナを含む送信装置１００と、受信アンテナを含む受信装置２００、及び衛星中継器３００を備えている。
衛星放送システム１０は、衛星中継器３００を介して、送信装置１００と受信装置２００との間で、階層分割多重（ＬＤＭ）方式の信号伝送を行う。衛星中継器３００は、地上の送信装置１００からＬＤＭ信号を受信し電力増幅して中継し、地上の受信装置２００に向けてＬＤＭ信号を放射する。
以下、送信装置１００及び受信装置２００の構成及び動作について説明する。
【0018】
（送信装置１００）
図２は送信装置の一構成例を示すブロック図である。図２では、シングルキャリア伝送に係る構成を示すが、かかる構成はマルチキャリアによるＯＦＤＭ伝送にも適用可能である。図２に示す送信装置１００は、高階層（Ｕｐｐｅｒ Ｌａｙｅｒ；以下、「ＵＬ」という）用と低階層（Ｌｏｗｅｒ Ｌａｙｅｒ；以下、「ＬＬ」という）用の２系統の伝送路符号化方式の変調信号を異なる電力で合成した主信号と、高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を合成したパイロット信号と、を同一周波数帯で直交変調したＬＤＭ信号を送信する。
図２は送信装置の一構成例を示すブロック図である。図２では、シングルキャリア伝送に係る構成を示すが、かかる構成はマルチキャリアによるＯＦＤＭ伝送にも適用可能である。図２に示す送信装置１００は、高階層（Ｕｐｐｅｒ Ｌａｙｅｒ；以下、「ＵＬ」という）用と低階層（Ｌｏｗｅｒ Ｌａｙｅｒ；以下、「ＬＬ」という）用の２系統の伝送路符号化方式の変調信号を異なる電力で合成した主信号と、高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を合成したパイロット信号と、を同一周波数帯で直交変調したＬＤＭ信号を送信する。
【0019】
図２に示すように、送信装置１００は、主信号生成部１１０、パイロット信号生成部１２０、及び直交変調／時分割多重部１３０を備えている。
主信号生成部１１０は、ＬＤＭ方式に対応した送信機能部であり、ＵＬ用及びＬＬ用の誤り訂正符号化部１１１，１１２、ＵＬ用及びＬＬ用のマッピング部１１３，１１４、ＵＬ用及びＬＬ用の電力調整部１１５，１１６、及び合成部１１７を備えている。
ＵＬ用の誤り訂正符号化部１１１は、入力されたＵＬ用伝送情報を誤り訂正符号化し、ＵＬ用のマッピング部１１３は、誤り訂正符号化されたＵＬ用伝送情報を、設定した変調方式でマッピングする。ＵＬ用の電力調整部１１５は、マッピングされたＵＬ用伝送情報を、インジェクションレベル（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｅｖｅｌ；以下、「ＩＬ」という）に応じて電力比を調整する。
ＬＬ用の誤り訂正符号化部１１２は、入力されたＬＬ用伝送情報を誤り訂正符号化し、ＬＬ用のマッピング部１１４は、誤り訂正符号化されたＬＬ用伝送情報を、設定した変調方式でマッピングする。ＬＬ用の電力調整部１１６は、マッピングされたＬＬ用伝送情報を、ＩＬに応じて電力比を調整する。
合成部１１７は、電力比が調整されたＵＬ用伝送情報と、電力比が調整されたＬＬ用伝送情報と合成して、主信号として出力する。
主信号生成部１１０は、ＬＤＭ方式に対応した送信機能部であり、ＵＬ用及びＬＬ用の誤り訂正符号化部１１１，１１２、ＵＬ用及びＬＬ用のマッピング部１１３，１１４、ＵＬ用及びＬＬ用の電力調整部１１５，１１６、及び合成部１１７を備えている。
ＵＬ用の誤り訂正符号化部１１１は、入力されたＵＬ用伝送情報を誤り訂正符号化し、ＵＬ用のマッピング部１１３は、誤り訂正符号化されたＵＬ用伝送情報を、設定した変調方式でマッピングする。ＵＬ用の電力調整部１１５は、マッピングされたＵＬ用伝送情報を、インジェクションレベル（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｅｖｅｌ；以下、「ＩＬ」という）に応じて電力比を調整する。
ＬＬ用の誤り訂正符号化部１１２は、入力されたＬＬ用伝送情報を誤り訂正符号化し、ＬＬ用のマッピング部１１４は、誤り訂正符号化されたＬＬ用伝送情報を、設定した変調方式でマッピングする。ＬＬ用の電力調整部１１６は、マッピングされたＬＬ用伝送情報を、ＩＬに応じて電力比を調整する。
合成部１１７は、電力比が調整されたＵＬ用伝送情報と、電力比が調整されたＬＬ用伝送情報と合成して、主信号として出力する。
【0020】
パイロット信号生成部１２０は、ＵＬパイロット信号生成部１２１、ＬＬパイロット信号生成部１２２、及び合成部１２３を備えている。
ＵＬパイロット信号生成部１２１は、設定したＵＬの変調方式とＩＬとに基づき、既知のシンボル遷移を持つ信号を生成した後、ＡＲＩＢ ＳＴＤ―Ｂ４４に準拠した手法で既知のシンボル遷移を拡散して、ＵＬパイロット信号を生成する。
ＬＬパイロット信号生成部１２２は、設定したＬＬの変調方式とＩＬとに基づき、既知のシンボル遷移を持つ信号を生成した後、ＡＲＩＢ ＳＴＤ―Ｂ４４に準拠した手法で既知のシンボル遷移を拡散して、ＬＬパイロット信号を生成する。
合成部１２３は、生成された、ＵＬパイロット信号とＬＬパイロット信号とを合成して、パイロット信号として出力する。
ＵＬパイロット信号生成部１２１は、設定したＵＬの変調方式とＩＬとに基づき、既知のシンボル遷移を持つ信号を生成した後、ＡＲＩＢ ＳＴＤ―Ｂ４４に準拠した手法で既知のシンボル遷移を拡散して、ＵＬパイロット信号を生成する。
ＬＬパイロット信号生成部１２２は、設定したＬＬの変調方式とＩＬとに基づき、既知のシンボル遷移を持つ信号を生成した後、ＡＲＩＢ ＳＴＤ―Ｂ４４に準拠した手法で既知のシンボル遷移を拡散して、ＬＬパイロット信号を生成する。
合成部１２３は、生成された、ＵＬパイロット信号とＬＬパイロット信号とを合成して、パイロット信号として出力する。
【0021】
直交変調／時分割多重部１３０は、主信号生成部１１０の合成部１１７から出力された主信号及びパイロット信号生成部１２０の合成部１２３から出力されたパイロット信号をそれぞれ同一周波数帯で直交変調した後、時分割多重してＬＤＭ信号としてアンテナによって送信する。
【0022】
以下、送信装置１００の動作を、フローチャートを用いて説明する。図３は送信装置１００の動作を示すフローチャートである。
【0023】
ステップＳ１１において、主信号生成部１１０は、入力されたＵＬ用伝送情報を誤り訂正符号化し、誤り訂正符号化されたＵＬ用伝送情報を、設定した変調方式でマッピングし、マッピングされたＵＬ用伝送情報について、ＩＬに応じて電力比を調整する。
【0024】
ステップＳ１２において、主信号生成部１１０は、入力されたＬＬ用伝送情報を誤り訂正符号化し、誤り訂正符号化されたＬＬ用伝送情報を、設定した変調方式でマッピングし、マッピングされたＬＬ用伝送情報について、ＩＬに応じて電力比を調整する。ステップＳ１２はステップＳ１１の前に行われてもよく、ステップＳ１１と並行して行われてもよい。
【0025】
ステップＳ１３において、主信号生成部１１０は、電力比が調整されたＵＬ用伝送情報と、電力比が調整されたＬＬ用伝送情報とを合成する。
【0026】
ステップＳ１４において、パイロット信号生成部１２０は、設定したＵＬの変調方式とＩＬとに基づき、既知のシンボル遷移を持つ信号を生成した後、ＡＲＩＢ ＳＴＤ―Ｂ４４に準拠した手法で既知のシンボル遷移を拡散して、ＵＬパイロット信号を生成する。また、パイロット信号生成部１２０は、設定したＬＬの変調方式とＩＬとに基づき、既知のシンボル遷移を持つ信号を生成した後、ＡＲＩＢ ＳＴＤ―Ｂ４４に準拠した手法で既知のシンボル遷移を拡散して、ＬＬパイロット信号を生成する。ＵＬパイロット信号の生成と、ＬＬパイロット信号を生成との前後の順番は問わず、ＵＬパイロット信号の生成と、ＬＬパイロット信号を生成とは並行して行われてもよい。
【0027】
ステップＳ１５において、パイロット信号生成部１２０は、生成された、ＵＬパイロット信号とＬＬパイロット信号とを合成する。
【0028】
ステップＳ１６において、直交変調／時分割多重部１３０は、主信号生成部１１０の合成部１１７から出力された合成信号（主信号）及びパイロット信号生成部１２０の合成部１２３から出力された合成信号（パイロット信号）をそれぞれ同一周波数帯で直交変調した後、時分割多重してＬＤＭ信号としてアンテナによって送信する。
【0029】
本実施形態の送信装置では、パイロット信号を加えたＬＤＭ信号を送信することで、衛星中継器の特性等に生ずる非線形歪みの補償が可能となる。
【0030】
（受信装置２００）
図４は受信装置の一構成例を示すブロック図である。
受信装置２００は、直交復調部２１０、ＬＬＲ計算部２２０、誤り訂正復号部２３０、パイロット信号処理部２４０、基準点選択部２５０、ＬＬＲ計算部２６０、及び誤り訂正復号部２７０を備えている。受信信号の復号順序は一般的なＬＤＭ受信システムに従い、始めＵＬ信号を復号し、ＵＬの復号結果をフィードバックしてＬＬ信号を復号する。
図４は受信装置の一構成例を示すブロック図である。
受信装置２００は、直交復調部２１０、ＬＬＲ計算部２２０、誤り訂正復号部２３０、パイロット信号処理部２４０、基準点選択部２５０、ＬＬＲ計算部２６０、及び誤り訂正復号部２７０を備えている。受信信号の復号順序は一般的なＬＤＭ受信システムに従い、始めＵＬ信号を復号し、ＵＬの復号結果をフィードバックしてＬＬ信号を復号する。
【0031】
直交復調部２１０は、パイロット信号を含み、ＵＬとＬＬが合成されたＬＤＭ信号を、アンテナを介して受信して直交復調し、ＬＤＭシンボルとパイロット信号を抽出する。
【0032】
ＬＬＲ計算部２２０は、基準点に、ＵＬ又はＵＬとＬＬを合成した変調方式（非特許文献４参照）のいずれかを用いてＵＬ信号のＬＬＲを計算し、計算したＬＬＲを示すＵＬ信号を生成する。
ＵＬ用の誤り訂正復号部２３０は、算出したＬＬＲを用いて、ＵＬ信号を誤り訂正復号する。
非特許文献４には、ＵＬ信号の復号手法として、ＪＤ（Ｊｏｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、ＧＤ（Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）の２通の手法が提示されている。ＪＤはＬＬＲ計算の基準点をＵＬ，ＬＬを合成したＬＤＭ信号の信号点配置とする手法であり、ＧＤは、ＬＬＲ計算用の基準点をＵＬの変調方式に合わせて設定する手法である。ＬＬＲ計算部２２０は、ＪＤ又はＧＤを用い、ＬＤＭシンボルについて、ＵＬ用のシンボルとみなし、ＬＤＭシンボルが取りうる全てのシンボル位置又はＵＬ用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いてＬＬＲを計算する。
ＵＬ用の誤り訂正復号部２３０は、算出したＬＬＲを用いて、ＵＬ信号を誤り訂正復号する。
非特許文献４には、ＵＬ信号の復号手法として、ＪＤ（Ｊｏｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、ＧＤ（Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）の２通の手法が提示されている。ＪＤはＬＬＲ計算の基準点をＵＬ，ＬＬを合成したＬＤＭ信号の信号点配置とする手法であり、ＧＤは、ＬＬＲ計算用の基準点をＵＬの変調方式に合わせて設定する手法である。ＬＬＲ計算部２２０は、ＪＤ又はＧＤを用い、ＬＤＭシンボルについて、ＵＬ用のシンボルとみなし、ＬＤＭシンボルが取りうる全てのシンボル位置又はＵＬ用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いてＬＬＲを計算する。
【0033】
パイロット信号処理部２４０は、ＡＲＩＢ ＳＴＤ－Ｂ４４（非特許文献３参照）に従い、受信したパイロット信号のシンボル遷移の逆拡散後、シンボル毎に平均化処理を行い、非線形歪の影響を含んだ基準点を得て、基準点選択部２５０に出力する。
【0034】
基準点選択部２５０は、誤り訂正復号部２３０から出力される、ＵＬ信号の復号結果（復号ビット）に応じて、ＬＬ信号のＬＬＲ計算に用いる基準点を選択する。その際、基準点は非線形歪の影響を考慮したものを用いるため、パイロット信号処理部２４０で生成した基準点から選択する。一般的に用いられるＳＩＣによる受信処理では、ＬＬ信号のＬＬＲ計算に用いる基準点は、ＬＬ信号の変調方式を用いることしかできなかったが、本実施形態では非線形歪の影響を考慮した信号点配置を持つ基準点をＬＬ信号の誤り訂正復号に利用することが可能となる。
【0035】
ＬＬＲ計算部２６０では、基準点選択部２５０で選択された基準点を用いてＬＬ信号のＬＬＲをし、計算したＬＬＲを示すＬＬ信号を生成する。この基準点は、前述したように、受信シンボル毎に前述の処理によりパイロット信号から得られる非線形歪を考慮した基準点である。
ＬＬ用の誤り訂正復号部２７０は、ＬＬＲ計算部２６０で算出したＬＬＲを用いて、ＬＬ信号を誤り訂正復号する。
ＬＬ用の誤り訂正復号部２７０は、ＬＬＲ計算部２６０で算出したＬＬＲを用いて、ＬＬ信号を誤り訂正復号する。
【0036】
以下、受信装置２００の動作を、フローチャートを用いて説明する。図５は受信装置２００の動作を示すフローチャートである。
【0037】
ステップＳ２１において、直交復調部２１０は、パイロット信号を含み、ＵＬとＬＬが合成されたＬＤＭ信号を、アンテナを介して受信して直交復調し、ＬＤＭシンボルとパイロット信号を抽出する。
【0038】
ステップＳ２２において、ＬＬＲ計算部２２０は、基準点に、ＵＬ又はＵＬとＬＬを合成した変調方式（非特許文献４）のいずれかを用いてＵＬ信号のＬＬＲを計算し、計算したＬＬＲを示すＵＬ信号を生成し、ＵＬ用の誤り訂正復号部２３０は算出したＬＬＲを用いて、ＵＬ信号を誤り訂正復号する。
【0039】
ステップＳ２３において、パイロット信号処理部２４０は、ＡＲＩＢ ＳＴＤ－Ｂ４４（非特許文献３）に従い、受信したパイロット信号のシンボル遷移の逆拡散後、シンボル毎に平均化処理を行い、非線形歪の影響を含んだ基準点を得る。ステップＳ２３は、ステップＳ２２の前に行われてもよく、ステップＳ２２と並行して行われてもよい。
【0040】
ステップＳ２４において、基準点選択部２５０は、誤り訂正復号部２３０から出力される、ＵＬ信号の復号結果に応じて、パイロット信号処理部２４０で生成した基準点からＬＬ信号のＬＬＲ計算に用いる基準点を選択する。
【0041】
ステップＳ２５において、ＬＬＲ計算部２６０は、基準点選択部２５０で選択された基準点を用いてＬＬ信号のＬＬＲを計算し、計算したＬＬＲを示すＬＬ信号を生成し、ＬＬ用の誤り訂正復号部２７０は、ＬＬＲ計算部２６０で算出したＬＬＲを用いて、ＬＬ信号を誤り訂正復号する。
【0042】
以下、衛星放送システムの具体的な動作について説明する。
以下の説明では、衛星放送によるシングルキャリアのＬＤＭ伝送の例について示す。ＵＬの変調方式をＱＰＳＫ、ＬＬの変調方式を８ＰＳＫ、ＩＬを１．５ｄＢ、誤り訂正符号はＡＲＩＢ ＳＴＤ－Ｂ４４（ＩＳＤＢ－Ｓ３）に準拠したＬＤＰＣ符号化率１／２、３／４をＵＬ、ＬＬにそれぞれ適用したときの受信性能を計算機シミュレーションで評価したときの結果を示す。
以下の説明では、衛星放送によるシングルキャリアのＬＤＭ伝送の例について示す。ＵＬの変調方式をＱＰＳＫ、ＬＬの変調方式を８ＰＳＫ、ＩＬを１．５ｄＢ、誤り訂正符号はＡＲＩＢ ＳＴＤ－Ｂ４４（ＩＳＤＢ－Ｓ３）に準拠したＬＤＰＣ符号化率１／２、３／４をＵＬ、ＬＬにそれぞれ適用したときの受信性能を計算機シミュレーションで評価したときの結果を示す。
【0043】
送信装置１００において、誤り訂正符号化部１１１，１１２は、それぞれＵＬ、ＬＬで伝送する情報ビットから、ＩＳＤＢ－Ｓ３に準拠したＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を用いて符号化率１／２、３／４にそれぞれ誤り訂正符号化する。マッピング部１１３、１１４は、符号化後のＬＤＰＣブロックを、ＵＬについてＱＰＳＫ変調し、ＬＬについて８ＰＳＫ変調する。電力調整部１１５、１１６は、ＵＬおよびＬＬの電力がＩＬ＝１．５ｄＢとなるよう調整し、合成部１１７は電力が調整されたＵＬ信号と、電力が調整されたＬＬ信号とを合成する。直交変調／時分割多重部１３０によって、ＵＬ、ＬＬ信号を合成した主信号とパイロット信号がそれぞれ同一周波数帯で直交変調された後、時分割多重されたＬＤＭ信号が送信される。伝送路は衛星中継器を模擬した非線形伝送路とする。
【0044】
受信装置２００で扱う信号として、パイロット信号から得られる基準点、ＵＬとＬＬを合成した変調方式から成る基準点を図６にそれぞれ示す。図６において、４つの階調の濃淡で示すドッドはＬＤＭ受信信号、黒四角はＵＬとＬＬとを合成した変調方式からなる基準点、白丸はパイロット信号から得られる基準点を示している。図６に示すように、パイロット信号から得られる基準点の方が、ＵＬとＬＬを合成した変調方式から成る基準点より、ドットで示したＬＤＭ受信信号の中心を捉える数が多く、非線形歪の傾向を基準点に反映できることが分かる。
【0045】
受信装置２００において、直交復調部２１０は、受信したＬＤＭ信号を直交復調する。始めに、ＬＬＲ計算部２２０と誤り訂正復号部２３０は、ＵＬの復号を行う。ＬＬＲ計算部２２０は、基準点にＵＬ信号、又はＵＬとＬＬを合成した変調方式（非特許文献４参照）のいずれかを用いる。そして、ＬＬＲ計算部２２０は、ＵＬに対するＬＤＰＣブロック内の各ビットのＬＬＲを計算し、計算したＬＬＲを示すＵＬ信号を生成する。誤り訂正復号部２３０は、算出されたＬＬＲを用いて、ＵＬの情報ビットを復号する。
【0046】
次に、基準点選択部２５０、ＬＬＲ計算部２６０及び誤り訂正復号部２７０は、パイロット信号を用いたＬＬの復号処理を行う。図７は、パイロット信号を用いたＬＬの復号処理を示すブロック図である。基準点選択部２５０は、誤り訂正復号部２３０から入力された復号ビット（ＵＬ）に基づき、パイロット信号処理部２４０で求めれた基準点から、ＬＬ信号の復号に必要な基準点を選択する。例えば、復号ビット（ＵＬ）が００であった場合、基準点選択部２５０は、パイロット信号から得られる基準点のうち第一象限の基準点を選択する。そして、基準点選択部２５０は、選択した基準点をＬＬＲ計算部２６０へ通知し、ＬＬＲ計算部２６０は、第一象限の８つの基準点からＬＬ信号の復号用ＬＬＲを計算し、計算したＬＬＲを示すＬＬ信号を生成する。誤り訂正復号部２７０は、算出したＬＬＲを用いて、ＬＬ信号を誤り訂正復号する。
【0047】
ＳＩＣによる受信処理では、ＵＬ信号の復号結果をＬＬ信号の誤り訂正復号部に通知して非線形歪の方向を考慮したパイロット信号を基準点として選択する処理ができないため、復号性能の劣化が生じる。
本実施形態では、衛星放送システムの受信装置において、ＵＬ信号の復号結果に応じて、非線形歪を考慮した基準点を用いてＬＬ信号の復号をすることが可能となり、非線形伝送路における復号性能を向上できる。
衛星放送は降雨減衰の影響を受けやすいが、本実施形態では、ＬＤＭ方式を衛星放送システムに適用することにより、降雨エリアは受信耐性の高いＵＬにより標準サービスを可能な限り継続しつつ、晴天エリアは標準サービスにＬＬで拡張サービスを加えることで、提供するサービス品質又はコンテンツ内容を向上することができる。このように受信環境に応じて、受信装置で動的にサービス品質やコンテンツ内容の切り替えが可能となる。
本実施形態では、衛星放送システムの受信装置において、ＵＬ信号の復号結果に応じて、非線形歪を考慮した基準点を用いてＬＬ信号の復号をすることが可能となり、非線形伝送路における復号性能を向上できる。
衛星放送は降雨減衰の影響を受けやすいが、本実施形態では、ＬＤＭ方式を衛星放送システムに適用することにより、降雨エリアは受信耐性の高いＵＬにより標準サービスを可能な限り継続しつつ、晴天エリアは標準サービスにＬＬで拡張サービスを加えることで、提供するサービス品質又はコンテンツ内容を向上することができる。このように受信環境に応じて、受信装置で動的にサービス品質やコンテンツ内容の切り替えが可能となる。
【0048】
図８に第１実施形態の手法を用いたときの非線形伝送路におけるＬＬ信号のＣ／Ｎ対ＢＥＲ特性を示す。比較として一般的な信号分離手法ＳＩＣの評価結果も示す。ここでは、第１実施形態を用いた例について説明するが、第２実施形態でも同様な特性を得ることができる。
疑似エラーフリーはＢＥＲ＝１Ｅ－１１とし、その時のＣ／Ｎを所要Ｃ／Ｎとする。非線形歪の影響は、衛星中継器に搭載される増幅器の動作点をＯＢＯ（Ｏｕｔｐｕｔ Ｂａｃｋ－Ｏｆｆ）で示す。ＯＢＯ値が小さい程、増幅器を入出力特性の飽和付近で動作させることとなり、非線形歪の影響が大きくなる。今回はＯＢＯ＝１．６から２．２ｄＢ（０．２ｄＢステップ）における本実施形態とＳＩＣによるＬＬ信号の復号性能を計算機シミュレーションで比較した。図８においては、ＯＢＯ値は１．６～２．２ｄＢとしているが、この範囲は一例であって、この範囲外に設定してもよい。
各手法におけるＯＢＯごとの所要Ｃ／Ｎを表１に示す。
各ＯＢＯ値に対して本実施形態がＳＩＣの復号性能を上回ることが確認できる。また、非線形歪の影響が大きくなる（ＯＢＯが小さくなる）程、本実施形態の効果が大きく表れることが確認できた。
以上より、本実施形態では、衛星伝送路などの非線形特性を有する伝送路において、一般的に用いられるＳＩＣよりＬＤＭシステムの復号性能を改善することが可能であることが分かった。
疑似エラーフリーはＢＥＲ＝１Ｅ－１１とし、その時のＣ／Ｎを所要Ｃ／Ｎとする。非線形歪の影響は、衛星中継器に搭載される増幅器の動作点をＯＢＯ（Ｏｕｔｐｕｔ Ｂａｃｋ－Ｏｆｆ）で示す。ＯＢＯ値が小さい程、増幅器を入出力特性の飽和付近で動作させることとなり、非線形歪の影響が大きくなる。今回はＯＢＯ＝１．６から２．２ｄＢ（０．２ｄＢステップ）における本実施形態とＳＩＣによるＬＬ信号の復号性能を計算機シミュレーションで比較した。図８においては、ＯＢＯ値は１．６～２．２ｄＢとしているが、この範囲は一例であって、この範囲外に設定してもよい。
各手法におけるＯＢＯごとの所要Ｃ／Ｎを表１に示す。
【表1】
以上より、本実施形態では、衛星伝送路などの非線形特性を有する伝送路において、一般的に用いられるＳＩＣよりＬＤＭシステムの復号性能を改善することが可能であることが分かった。
【0049】
（第２実施形態）
本実施形態では、衛星放送システムにおける受信装置の構成が異なる例について説明する。本実施形態の衛星放送システムは、受信装置２００が受信装置２０１に置き換わっている点を除いて第１実施形態の衛星放送システム１０の構成と同じである。
図９は第２実施形態における受信装置の一構成例を示すブロック図である。図９において図４に示した構成部材と同一構成部材については同一符号を付する。図９ではＵＬ信号の復号にパイロット信号から得られる基準点を用いる例を示す。図９に示す受信装置２０１は受信装置２００と比べて、ＵＬ，ＬＬ信号の復号機能は同等であるが、ＬＬＲ計算に用いるユークリッド距離の計算処理に係る受信機構成が異なる。
本実施形態では、衛星放送システムにおける受信装置の構成が異なる例について説明する。本実施形態の衛星放送システムは、受信装置２００が受信装置２０１に置き換わっている点を除いて第１実施形態の衛星放送システム１０の構成と同じである。
図９は第２実施形態における受信装置の一構成例を示すブロック図である。図９において図４に示した構成部材と同一構成部材については同一符号を付する。図９ではＵＬ信号の復号にパイロット信号から得られる基準点を用いる例を示す。図９に示す受信装置２０１は受信装置２００と比べて、ＵＬ，ＬＬ信号の復号機能は同等であるが、ＬＬＲ計算に用いるユークリッド距離の計算処理に係る受信機構成が異なる。
【0050】
受信装置２０１は、直交復調部２１０、ＵＬ用のＬＬＲ計算部２２１、ＵＬ用の誤り訂正復号部２３０、パイロット信号処理部２４０、ユークリッド距離蓄積部２８０、ユークリッド距離選択部２９０、ＬＬ用のＬＬＲ計算部２６１、及びＬＬ用の誤り訂正復号部２７０を備えている。受信装置２０１は、受信装置２００と比べ、受信装置２００のＬＬＲ計算部２２０、ＬＬＲ計算部２６０がＬＬＲ計算部２２１、ＬＬＲ計算部２６１に置き換わり、基準点選択部２５０が削除され、ユークリッド距離蓄積部２８０、ユークリッド距離選択部２９０が追加されている点が異なる。以下の説明では、ＬＬＲ計算部２２１、ＬＬＲ計算部２６１、ユークリッド距離蓄積部２８０、及びユークリッド距離選択部２９０についてのみ説明する。
【0051】
ＬＬＲ計算部２２１は、ＵＬ信号の復号用ＬＬＲを計算するが、その際、パイロット信号処理部２４０から得られる基準点を用いる。図４に示したＬＬＲ計算部（ＵＬ）２２０は、基準点に、ＵＬ又はＵＬとＬＬを合成した変調方式（非特許文献４参照）のいずれかを用いていたが、ＬＬＲ計算部２２１は、この基準点をパイロット信号処理部２４１から得られる基準点に差し替えて、ＵＬ信号のＬＬＲを計算する。これにより非線形歪を考慮したＵＬとＬＬを合成した変調方式から成る基準点を用いることが可能となる。また、ＬＬＲ計算部２２１は、ＬＬＲ計算過程で求めた受信信号とパイロット信号から得られた基準点とから求めたユークリッド距離を所定シンボル数分、更新しながらユークリッド距離蓄積部２８０にストアする（一時蓄積する）。
【0052】
次に、ユークリッド距離選択部２９０は、誤り訂正復号部２３０によってＵＬ信号について復号したＬＤＭシンボル毎に、誤り訂正復号部２３０から入力される復号ビット（ＵＬ）に応じて、ユークリッド距離蓄積部２８０からＬＬ信号の復号に用いるユークリッド距離を選択し、ＬＬＲ計算部２６１へ出力する。
ＬＬＲ計算部２６１は、入力されたユークリッド距離からＬＬＲを計算し、計算したＬＬＲを示すＬＬ信号を生成する。誤り訂正復号部２７０は、ＬＬＲ計算部２６１で算出したＬＬＲを用いて、ＬＬ信号を誤り訂正復号する。このように、パイロット信号から得られる基準点から求めたユークリッド距離を選択して、ＬＬ信号の復号に用いることで、ＬＬ信号においても非線形歪を考慮した復号が可能となる。
ＬＬＲ計算部２６１は、入力されたユークリッド距離からＬＬＲを計算し、計算したＬＬＲを示すＬＬ信号を生成する。誤り訂正復号部２７０は、ＬＬＲ計算部２６１で算出したＬＬＲを用いて、ＬＬ信号を誤り訂正復号する。このように、パイロット信号から得られる基準点から求めたユークリッド距離を選択して、ＬＬ信号の復号に用いることで、ＬＬ信号においても非線形歪を考慮した復号が可能となる。
【0053】
以下、受信装置２０１の動作を、フローチャートを用いて説明する。図１０は受信装置２０１の動作を示すフローチャートである。
【0054】
ステップＳ３１において、直交復調部２１０は、パイロット信号を含み、ＵＬとＬＬが合成されたＬＤＭ信号を、アンテナを介して受信して直交復調し、ＬＤＭシンボルとパイロット信号を抽出する。
【0055】
ステップＳ３２において、パイロット信号処理部２４０は、ＡＲＩＢ ＳＴＤ－Ｂ４４（非特許文献３）に従い、受信したパイロット信号のシンボル遷移の逆拡散後、シンボル毎に平均化処理を行い、非線形歪の影響を含んだ基準点を得る。
【0056】
ステップＳ３３において、ＬＬＲ計算部２２１は、パイロット信号処理部２４０から得られる基準点を用いて、ＵＬ信号の復号用ＬＬＲを計算し、ＬＬＲ計算過程で求めた受信信号とパイロット信号から得られた基準点とから求めたユークリッド距離をユークリッド距離蓄積部２８０にストアする。
ステップＳ３４において、ユークリッド距離選択部２９０は、誤り訂正復号部２３０から入力される復号ビット（ＵＬ）に応じて、ユークリッド距離蓄積部２８０からＬＬ信号の復号に用いるユークリッド距離を選択し、ＬＬＲ計算部２６１へ出力する。
ステップＳ３４において、ユークリッド距離選択部２９０は、誤り訂正復号部２３０から入力される復号ビット（ＵＬ）に応じて、ユークリッド距離蓄積部２８０からＬＬ信号の復号に用いるユークリッド距離を選択し、ＬＬＲ計算部２６１へ出力する。
【0057】
ステップＳ３５において、ＬＬＲ計算部２６１は、入力されたユークリッド距離からＬＬＲを計算し、計算したＬＬＲを示すＬＬ信号を生成する。誤り訂正復号部２７０は、ＬＬＲ計算部２６１で算出したＬＬＲを用いて、ＬＬ信号を誤り訂正復号する。
【0058】
以下、受信装置２０１の具体的な動作について説明する。ＬＤＭ伝送の方式、送信装置１００の構成及び受信装置２０１が受信するＬＤＭ信号等の、受信装置２０１以外の条件は第１実施形態と同じなので説明を省略する。
図１１は、受信装置２０１における、ＵＬ信号の復号における基準点としてパイロット信号を用いる手法を示す図である。
始めに、ＬＬＲ計算部２２１と誤り訂正復号部２３０は、ＵＬ信号の復号を行うが、その際、ＬＬＲ計算部２２１は、ＵＬ信号のＬＬＲを計算するための基準点としてパイロット信号処理部２４０で得られる基準点を用いる。ここでは、ＬＬＲ計算部２２１は、受信シンボルあたり３２個の基準点から３２通りのユークリッド距離を求める。ＬＬＲ計算部２２１は、求めたユークリッド距離からＵＬ信号の復号用ＬＬＲを求めて、誤り訂正復号部２３０に出力するとともに、ユークリッド距離蓄積部２８０に受信シンボル毎の３２通りのユークリッド距離をストアする。
図１１は、受信装置２０１における、ＵＬ信号の復号における基準点としてパイロット信号を用いる手法を示す図である。
始めに、ＬＬＲ計算部２２１と誤り訂正復号部２３０は、ＵＬ信号の復号を行うが、その際、ＬＬＲ計算部２２１は、ＵＬ信号のＬＬＲを計算するための基準点としてパイロット信号処理部２４０で得られる基準点を用いる。ここでは、ＬＬＲ計算部２２１は、受信シンボルあたり３２個の基準点から３２通りのユークリッド距離を求める。ＬＬＲ計算部２２１は、求めたユークリッド距離からＵＬ信号の復号用ＬＬＲを求めて、誤り訂正復号部２３０に出力するとともに、ユークリッド距離蓄積部２８０に受信シンボル毎の３２通りのユークリッド距離をストアする。
【0059】
次に、ユークリッド距離選択部２９０、ＬＬＲ計算部２６１、及び誤り訂正復号部２７０は、ＬＬ信号の復号を行う。ユークリッド距離選択部２９０は、誤り訂正復号部２３０から出力される、ＵＬ信号の復号結果（復号ビット）に応じて、ユークリッド距離蓄積部２８０にストアされている３２通りのユークリッド距離から８つのユークリッド距離を選択する。例えば、ＵＬ信号の復号結果が００であった場合、ユークリッド距離選択部２９０は、第一象限の基準点から求めた８つのユークリッド距離を選択することができる。ユークリッド距離選択部２９０は、同様に、復号ビット（ＵＬ）が１０、復号ビット（ＵＬ）が１１、及び復号ビット（ＵＬ）が０１の場合は、それぞれ第ニ象限、第三象限及び第四象限の基準点から求めたユークリッド距離を選択する。このようにユークリッド距離選択部２９０は、ＵＬ復号結果に応じて、ＬＬＲ計算部２２１で求めたユークリッド距離を選択することで、改めてＬＬ復号用にユークリッド距離を計算する処理を省略することが可能となり、受信処理を軽減させることが可能である。
ＬＬＲ計算部２６１は、入力されたユークリッド距離からＬＬＲを計算し、計算したＬＬＲを示すＬＬ信号を生成する。誤り訂正復号部２７０は、算出されたＬＬＲを用いて、ＬＬ信号を誤り訂正復号する。
本実施形態においても、図８を用いて説明したと同様な結果を得た。
ＬＬＲ計算部２６１は、入力されたユークリッド距離からＬＬＲを計算し、計算したＬＬＲを示すＬＬ信号を生成する。誤り訂正復号部２７０は、算出されたＬＬＲを用いて、ＬＬ信号を誤り訂正復号する。
本実施形態においても、図８を用いて説明したと同様な結果を得た。
【0060】
以上説明した第１の実施形態及び第２の実施形態の衛星放送システムでは、ＬＤＭ方式を適用することで受信環境に応じた柔軟なサービス提供が可能となり、さらにパイロット信号を用いることでＬＤＭ方式を適用した衛星放送システム全体の受信性能が向上する。
【0061】
本実施形態では、送信装置及び受信装置の構成と動作について説明したが、本発明はこれに限られず、送信装置及び受信装置の構成を備えた衛星放送システム、又は送信装置又は受信装置の処理を実行するプログラムとして構成されてもよい。
【0062】
さらに、図２及び図３を用いて説明した送信装置の機能、図４、図５及び図７を用いて説明した受信装置の機能、又は図９～図１１を用いて説明した受信装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。
【0063】
ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータで読み取り可能な記録媒体」とは、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭなどの可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置のことをいう。
【0064】
さらに「コンピュータで読み取り可能な記録媒体」とは、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでもよい。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【符号の説明】
【0065】
１０ 衛星放送システム
１００ 送信装置
１１０ 主信号生成部
１１１ ＵＬ用の誤り訂正符号化部
１１２ ＬＬ用の誤り訂正符号化部
１１３ ＵＬ用のマッピング部
１１４ ＬＬ用のマッピング部
１１５ ＵＬ用の電力調整部
１１６ ＬＬ用の電力調整部
１１７ 合成部
１２０ パイロット信号生成部
１２１ ＵＬパイロット信号生成部
１２２ ＬＬパイロット信号生成部
１２３ 合成部
１３０ 直交変調／時分割多重部
２００ 受信装置
２１０ 直交復調部
２２０、２２１ ＵＬ用のＬＬＲ計算部
２３０ ＵＬ用の誤り訂正復号部
２４０ パイロット信号処理部
２５０ 基準点選択部
２６０、２６１ ＬＬ用のＬＬＲ計算部
２７０ ＬＬ用の誤り訂正復号部
２８０ ユークリッド距離蓄積部
２９０ ユークリッド距離選択部
３００ 衛星中継器
１００ 送信装置
１１０ 主信号生成部
１１１ ＵＬ用の誤り訂正符号化部
１１２ ＬＬ用の誤り訂正符号化部
１１３ ＵＬ用のマッピング部
１１４ ＬＬ用のマッピング部
１１５ ＵＬ用の電力調整部
１１６ ＬＬ用の電力調整部
１１７ 合成部
１２０ パイロット信号生成部
１２１ ＵＬパイロット信号生成部
１２２ ＬＬパイロット信号生成部
１２３ 合成部
１３０ 直交変調／時分割多重部
２００ 受信装置
２１０ 直交復調部
２２０、２２１ ＵＬ用のＬＬＲ計算部
２３０ ＵＬ用の誤り訂正復号部
２４０ パイロット信号処理部
２５０ 基準点選択部
２６０、２６１ ＬＬ用のＬＬＲ計算部
２７０ ＬＬ用の誤り訂正復号部
２８０ ユークリッド距離蓄積部
２９０ ユークリッド距離選択部
３００ 衛星中継器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
