特許 7592550 送信装置、送信方法、受信装置及び受信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-22

(45)【発行日】2024-12-02

(54)【発明の名称】送信装置、送信方法、受信装置及び受信方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/26 20060101AFI20241125BHJP

   H04H 20/28 20080101ALI20241125BHJP

   H04H 20/95 20080101ALI20241125BHJP

   H04J 99/00 20090101ALI20241125BHJP

【ＦＩ】

H04L27/26 111

H04H20/28

H04H20/95

H04J99/00

H04L27/26 114

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021084611

(22)【出願日】2021-05-19

(65)【公開番号】P2022178081

(43)【公開日】2022-12-02

【審査請求日】2023-11-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【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】大野 秀樹

(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

【審査官】川口 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１９２０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８４６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１９１５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３７５７０６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

Ｈ０４Ｈ ２０／２８

Ｈ０４Ｈ ２０／９５

Ｈ０４Ｊ ９９／００

(57)【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信号とを加算することにより送信信号を生成し、前記送信信号を送信する送信装置であって、
前記第１信号は、第１既知信号を含み、
前記第２信号は、第２既知信号を含み、
前記第１既知信号の一部に前記第２既知信号を多重し、
前記第１既知信号の残りの少なくとも一部にヌル信号を多重する、送信装置。

【請求項2】

前記第１信号は、周波数軸方向及び時間軸方向に配列される複数の第１伝送シンボルを含み、
前記第１既知信号は、前記複数の第１伝送シンボルの中の周波数軸方向に第１周期で離散する複数の第１シンボルにそれぞれ挿入された複数の第１スキャッタードパイロット信号を含み、
前記第２信号は、周波数軸方向及び時間軸方向に配列される複数の第２伝送シンボルを含み、
前記第２既知信号は、前記複数の第２伝送シンボルの中の周波数軸方向に第２周期で離散する複数の第２シンボルにそれぞれ挿入された複数の第２スキャッタードパイロット信号を含み、
前記第２周期は前記第１周期より長い、請求項１記載の送信装置。

【請求項3】

前記第２周期は前記第１周期の２倍である、請求項２記載の送信装置。

【請求項4】

前記第１既知信号は、前記複数の第１伝送シンボルの中の時間軸方向に第３周期で離散する複数の第３シンボルに挿入された複数の第３スキャッタードパイロット信号を含み、
前記第２既知信号は、前記複数の第１伝送シンボルの中の時間軸方向に第４周期で離散する複数の第４シンボルに挿入される複数の第４スキャタードパイロット信号を含み、
前記第４周期は前記第３周期より長い、請求項２記載の送信装置。

【請求項5】

前記第４周期は前記第３周期の２倍である、請求項４記載の送信装置。

【請求項6】

前記第１既知信号と前記第２既知信号を正規化してから加算し、
前記第２既知信号の位相は、前記第１既知信号の位相と異なる、請求項１乃至請求項５のいずれか一項記載の送信装置。

【請求項7】

前記第２既知信号の位相は、前記第１既知信号の位相と９０度異なる、請求項６記載の送信装置。

【請求項8】

前記第１信号は、周波数軸方向及び時間軸方向に配列された複数の第１伝送シンボルを含む第１データセグメントを含み、
前記第１既知信号は、前記第１データセグメントの周波数帯域とは異なる第１周波数の第１連続パイロット信号を含み、
前記第２信号は、周波数軸方向及び時間軸方向に配列された複数の第２伝送シンボルを含む第２データセグメントを含み、
前記第２既知信号は、前記第２データセグメントの周波数帯域とは異なる第２周波数の第２連続パイロット信号を含む、請求項１記載の送信装置。

【請求項9】

前記第２既知信号は、前記第１既知信号と同じ周波数帯域の信号であり、前記第２既知信号の位相は、前記第１既知信号と位相と異なる、請求項８記載の送信装置。

【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信号とを加算することにより送信信号を生成し、前記送信信号を送信する送信方法であって、
前記第１信号は、少なくとも２つの第１既知信号を含み、
前記第２信号は、第２既知信号を含み、
前記第１既知信号の一部に前記第２既知信号を多重し、
前記第１既知信号の他の一部にヌル信号を多重する、送信方法。

【請求項11】

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信号とを加算することにより生成された送信信号を受信する受信装置であって、
前記第１信号は、第１既知信号を含み、
前記第２信号は、第２既知信号を含み、
前記第１既知信号の一部に前記第２既知信号が多重され、
前記第１既知信号の他の一部にヌル信号が多重された、受信装置。

【請求項12】

前記送信信号に対応する第１受信信号の伝搬路の第１周波数特性の劣化を前記第１既知信号の前記他の一部に基づき補償する第１処理と、
前記第１処理により前記第１周波数特性の劣化が補償された前記第１受信信号を受信処理して前記第１信号を得る第２処理と、
前記第１処理により前記第１周波数特性の劣化が補償された前記第１受信信号から前記第１信号を減算して得られた第２受信信号の伝搬路の第２周波数特性の劣化を前記第２既知信号に基づき補償する第３処理と、
前記第３処理により前記第２周波数特性の劣化が補償された前記第２受信信号を受信処理して前記第２信号を得る第４処理と、を実行する、請求項１１記載の受信装置。

【請求項13】

前記送信信号に対応する第１受信信号の伝搬路の第１周波数特性の劣化を前記第１既知信号の前記他の一部に基づき補償する第１処理部と、
前記第１処理部により前記第１周波数特性の劣化が補償された前記第１受信信号を受信処理して前記第１信号を得る第２処理部と、
前記第１処理部により前記第１周波数特性の劣化が補償された前記第１受信信号から前記第１信号を減算して得られた第２受信信号を入力する入力端子と、前記第２受信信号を出力する第１出力端子及び第２出力端子を有する切り替え部と、
前記切り替え部の第２出力端子に接続され、前記第２受信信号の伝搬路の第２周波数特性の劣化を前記第２既知信号に基づき補償する第３処理部と、
前記切り替え部の第１出力端子及び前記第３処理部の出力端子に接続され、前記切り替え部の第１出力端子から出力された前記第２受信信号または前記第３処理部により前記第２周波数特性の劣化が補償された前記第２受信信号を受信処理して前記第２信号を得る第４処理部と、を具備し、
前記切り替え部は、前記第２受信信号を前記第１出力端子から前記第４処理部に供給した時に前記第４処理部により前記第２信号が得られない場合、前記第２受信信号を前記第２出力端子から前記第３処理部に供給する、請求項１１記載の受信装置。

【請求項14】

前記送信信号に対応する第１受信信号の伝搬路の第１周波数特性の劣化を前記第１既知信号の前記他の一部に基づき補償する第１処理部と、
前記第１処理部により前記第１周波数特性の劣化が補償された前記第１受信信号を受信処理して前記第１信号を得る第２処理部と、
前記第１処理部により前記第１周波数特性の劣化が補償された前記第１受信信号から前記第１信号を減算して得られた第２受信信号を入力する入力端子と、前記第２受信信号を出力する第１出力端子及び第２出力端子を有する切り替え部と、
前記切り替え部の第２出力端子に接続され、前記第２受信信号の伝搬路の第２周波数特性の劣化を前記第２既知信号に基づき補償する第３処理部と、
前記切り替え部の第１出力端子及び前記第３処理部の出力端子に接続され、前記切り替え部の第１出力端子から出力された前記第２受信信号または前記第３処理部により前記第２周波数特性の劣化が補償された前記第２受信信号を受信処理して前記第２信号を得る第４処理部と、を具備し、
前記第１処理部は、前記第１周波数特性を求め、
前記第３処理部は、前記第２周波数特性を求め、
前記切り替え部は、前記第１処理部により求められた前記第１周波数特性と前記第３処理部により求められた前記第２周波数特性が同等でない場合、前記第２受信信号を前記第２出力端子から前記第３処理部に供給し、前記第１処理部により求められた前記第１周波数特性と前記第３処理部により求められた前記第２周波数特性が同等である場合、前記第２受信信号を前記第１出力端子から前記第４処理部に供給する、請求項１１記載の受信装置。

【請求項15】

第１既知信号が挿入された第１電力レベルの第１信号と、第２既知信号が挿入され、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、が加算された送信信号であって、前記第１既知信号の一部に前記第２既知信号が多重され、前記第１既知信号の他の一部にヌル信号が多重された送信信号を受信する受信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、複数の信号を多重化して送信する送信装置及び送信方法並びに上記の送信装置から送信された信号を受信する受信装置及び受信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

無線信号の送信方式として、階層分割多重（Ｌａｙｅｒｅｄ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＬＤＭ）方式が提案されている。ＬＤＭ方式では、異なる信号、例えば２つの信号が異なる電力で多重化される。これにより、異なる信号が同時刻に同帯域で送信され、周波数利用効率が向上する。

【0003】

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合成信号を送信することが考えられている。伝搬路推定のための既知信号であるパイロット信号はＩＳＤＢ－Ｔ信号のみに挿入される。

【0004】

受信装置は、低電力階層のＳＨＶ信号を雑音とみなして合成信号を復調することより、ＩＳＤＢ－Ｔ信号を得る。受信装置は、合成信号からＩＳＤＢ－Ｔ信号をキャンセルした信号を復調することにより、ＳＨＶ信号を得る。受信装置は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号もＳＨＶ信号も同じ伝搬路を介して受信するので、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のパイロット信号で、伝搬路を推定する。

【0005】

ＳＨＶ方式の普及にあたり、一度の全ての送信局がＬＤＭ方式に対応できるようになるとは考えにくい。一部の送信局（親局と称される）がＬＤＭ方式でＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号を送信し、他の送信局（子局と称される）は親局と同期してＩＳＤＢ－Ｔ信号のみを送信することが予想される。親局のサービスエリアと子局のサービスエリアは一部重なる。両局のサービスエリアが重なっている地域では、受信装置は、親局からのＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号と、子局からのＩＳＤＢ－Ｔ信号の３つの信号を受信する。つまり、ＩＳＤＢ－Ｔ信号は親局と子局からの信号が合成されて受信され、ＳＨＶ信号は親局からの信号のみとなる。これはＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号の伝搬路が異なることを意味する。前述したように、伝搬路推定のための既知信号であるパイロット信号はＩＳＤＢ－Ｔ信号のみに挿入されることが想定されているため、ＩＳＤＢ－Ｔ信号に対応する伝搬路しか推定できない。したがってＳＨＶ信号の伝搬路が推定できず等化が困難となり、ＳＨＶ信号が復調できない。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【文献】岡田寛正、外１名、「地上デジタルＴＶ放送に対するＬＤＭ方式の適用に関する一考察」、映像情報メディア学会技術報告、２０１６年１０月２１日、Ｖｏｌ．４０、Ｎｏ．３５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、受信装置がＬＤＭ方式に対応した送信装置からの信号に加えてＬＤＭ方式に対応していない送信装置からの信号を受信しても、受信装置が信号を復調することができることを可能とする信号を送信する送信装置及び送信方法を提供することである。
本発明の他の目的は、ＬＤＭ方式に対応した送信装置からの信号に加えてＬＤＭ方式に対応していない送信装置からの信号を受信しても、ＬＤＭ方式で受信した信号を復調することができる受信装置及び受信方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態による送信装置は、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信号を加算することにより送信信号を生成し、送信信号を送信する。第１信号は第１既知信号を含む。第２信号は第２既知信号を含む。第１既知信号の周波数は第２既知信号の周波数と異なる。
実施形態による受信装置は、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信号とを加算することにより生成された送信信号を受信する。第１信号は、第１既知信号を含み、第２信号は、第２既知信号を含み、第１既知信号の一部に前記第２既知信号が多重され、第２既知信号の他の一部にヌル信号が多重されている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態によるＬＤＭ方式で伝送される信号の概略を示す図。

【図2】実施形態によるＬＤＭ方式の階層多重化の概念を示す図。

【図3】実施形態による送信装置の一例を示す図。

【図4】実施形態によるＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントの一例を示す図。

【図5】実施形態によるＳＨＶ信号のＯＦＤＭセグメントの一例を示す図。

【図6】実施形態によるＳＨＶ信号のＯＦＤＭセグメントの一例を拡大して示す図。

【図7】実施形態においてＩＳＤＢ－Ｔ信号に挿入されるパイロット信号とＳＨＶ信号に挿入されるパイロット信号の一例を示す図。

【図8】実施形態によるＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号の伝送スペクトルの例を示す図。

【図9】実施形態によるＩＳＤＢ－Ｔ信号の伝送スペクトルの他の例を示す図。

【図10】実施形態によるＳＨＶ信号の伝送スペクトルの他の例を示す図。

【図11】実施形態による受信装置の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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、他の要素を介して接続されることも意味する。

【0011】

以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。

【0012】

先ず、実施形態の前提として、ＬＤＭ方式について説明する。図１は、ＬＤＭ方式で伝送される信号の概略を示す。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つの異なる信号が多重化され、同時刻に同帯域で送信される。ＵＬ信号の例はＩＳＤＢ－Ｔ信号であってもよく、ＬＬ信号の例はＳＨＶ信号であってもよい。ＵＬ信号の電力レベルはＬＬ信号の電力レベルより高く、２つの階層間の電力比は、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。なお、２つの異なる信号の多重化に限らず、同じ信号の多重化でもよい。例えば、ＩＳＤＢ－Ｔ信号を送信せずに、ＳＨＶ信号を上位階層と下位階層で送信してもよい。また、２つの階層に限らず、３つ以上の階層の信号を多重化して送信してもよい。以下では、ＵＬ信号をＩＳＤＢ－Ｔ信号とし、ＬＬ信号をＳＨＶ信号として説明する。

【0013】

図２はＬＤＭ方式の階層多重化の概念の一例を示す。ＬＤＭ方式は、多重化する信号を正規化してから多重化する方式と、正規化しないで多重化する方式を含む。図２は、多重化する信号を正規化する方式の例を示す。時間領域の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、６の出力が加算部５において加算され、ＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号の合成信号が送信される。合成信号Ｔｘを式１に示す。
Ｔｘ＝βＴｘｉ＋αβＴｘｓ 式１
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は受信装置の設定の際に決定される。インジェクションレベルが大きいほど合成信号における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合成信号における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。

【0014】

多重化する信号を正規化しないで多重化する方式の場合、合成信号Ｔｘ１は式１Ｂに示すようになる。
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、下位階層と上位階層の信号の振幅を任意に変化させて多重できる。

【0015】

ＬＤＭ方式により多重化された合成信号を受信する受信装置は、逐次除去復号（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ：ＳＩＣ）方式を採用してもよい。ＳＩＣ方式を用いる受信装置は、受信した合成信号の復調の際、ＬＬ信号をノイズと見做すことができる。このため、受信装置は、合成信号を復調することによりＵＬ信号のみを得る。受信装置は、このＵＬ信号を変調し、ＵＬ信号の変調信号の推定信号（推定変調信号）を求める。受信装置は、受信した合成信号から推定変調信号を減算し、この減算結果を復調することにより、ＬＬ信号を得る。

【0016】

実施の形態では、信号の変調方式の一例は、直交周波数分割多重化（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＦＤＭ）変調である。

【0017】

同期方式のＬＤＭ方式では、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭ変調器とＳＨＶ信号のＯＦＤＭ変調器が共通のクロックで動作され、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭシンボルと、ＳＨＶ信号のＯＦＤＭシンボルが同一のタイミングで送信される。同期方式のＬＤＭ方式では、両信号のシンボル長が等しく、ＯＦＤＭシンボルの切り替わりタイミングも等しいので、制御が簡単である。

【0018】

図３は実施形態による送信装置の一例を示すブロック図である。上位階層（ＵＬ）情報ビット生成部１１と下位階層（ＬＬ）情報ビット生成部２１が設けられる。ＵＬ情報ビット生成部１１とＬＬ情報ビット生成部２１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１１はＵＬ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２１はＬＬ信号（ＳＨＶ信号）の情報ビット列を生成する。

【0019】

先ず、上位階層について説明する。ＩＳＤＢ－Ｔ信号の情報ビット列は、符号化部１２に入力される。符号化部１２は外符号化部とも称される。符号化部１２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１２はＲＳ符号化部１２と称される。ＲＳ符号化部１２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。

【0020】

ＲＳ符号化部１２から出力される符号化ビット列は、エネルギー拡散部１３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。ＰＲＢＳ生成回路の生成多項式を式２に示す。
ｇ１（ｘ）＝ｘ^１５＋ｘ^１４＋１ 式２
すなわち、ＰＲＢＳ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。

【0021】

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。

【0022】

エネルギー拡散部１３の出力ビット列は、バイトインターリーブ（バイトＩＬ）部１４に入力される。バイトＩＬ部１４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１４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。

【0023】

バイトＩＬ部１４の出力ビット列は、畳み込み符号化部１５に入力される。畳み込み符号化部１５は内符号化部とも称される。畳み込み符号化部１５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１５も誤り訂正符号化を行う。

【0024】

畳み込み符号化部１５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１６に入力される。ビットＩＬ部１６の出力は、時間・周波数インターリーブ（時間・周波数ＩＬ）部１７に入力される。先ず、時間・周波数ＩＬ部１７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１７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。

【0025】

時間・周波数ＩＬ部１７の出力は、パイロット付加部１８に入力される。パイロット付加部１８は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにパイロット信号を付加する。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を挿入することにより、受信装置が伝搬路を推定し、推定した結果に応じて伝搬路の特定の劣化を補償することができる。パイロット信号は、周波数方向（キャリア方向）に分散して配置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、時間方向に連続して配置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（ＯＦＤＭシンボル方向）にも分散して配置されてもよい。

【0026】

ＳＰ信号を利用するパイロット信号の挿入例を図４に示す。図４は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号の１個のＯＦＤＭセグメントの一例を示す。図４では１キャリア毎の変調方式としては、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（１６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）又は６４ＱＡＭが想定される。図４の例では、１個のＯＦＤＭセグメントは１０８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、２１６個のキャリア又は４３２個のキャリアからなることもある。ここでは、１０８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（１３×１０８）はＯＦＤＭシンボルと称される。２０４個のＯＦＤＭシンボルはＯＦＭＤフレームと称される。Ｓｉ，ｊ（ｉ＝０～９５、ｊ＝０～２０３）は、インターリーブ後のデータセグメントのキャリアシンボルを表わす。キャリアシンボルは伝送シンボルとも称される。パイロット付加部１８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ＳＰ信号をＯＦＤＭセグメントに１回挿入する。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１８は、時間（ＯＦＤＭ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ＳＰ信号を１回挿入する。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。

【0027】

例えば、パイロット付加部１８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１８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１８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１８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。

【0028】

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）＝ｘ^１１＋ｘ^９＋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。

【0029】

パイロット付加部１８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。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、階層構成や各データセグメントの伝送パラメータ等、受信装置の復調動作に関わる情報である。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。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。

【0030】

図３の送信装置の説明に戻り、パイロット付加部１８の出力は、マッピング部１９に入力される。マッピング部１９は、指定された多値数のマッピングを周波数領域で行う。マッピング部１９はキャリア変調を行う。キャリア変調は次のいずれかの方式を採用してもよい。

【0031】

ＱＰＳＫ変調：入力信号が２ビット／シンボルとされ、ＱＰＳＫのマッピングが行われ、複数ビットのＩ軸データ及びＱ軸データが出力される。

【0032】

１６ＱＡＭ変調：入力信号が４ビット／シンボルとされ、１６ＱＡＭのマッピングが行われ、複数ビットのＩ軸データ及びＱ軸データが出力される。

【0033】

６４ＱＡＭ変調：入力信号が６ビット／シンボルとされ、６４ＱＡＭのマッピングが行われ、複数ビットのＩ軸データ及びＱ軸データが出力される。
次に、下位階層について説明する。ＳＨＶ信号の情報ビット列は、エネルギー拡散部２２に入力される。エネルギー拡散部２２は、エネルギー拡散部１３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。

【0034】

エネルギー拡散部２２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。そのため、エネルギー拡散部２２の出力ビット列は、ＢＣＨ符号化部２３に入力され、ＢＣＨ符号化部２３の出力ビット列は、ＬＤＰＣ符号化部２４に入力される。ＢＣＨ符号化部２３もＬＤＰＣ符号化部２４も誤り訂正符号化を行う。

【0035】

図３は、上位階層と下位階層の符号化方式を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を同じ方式としてもよい。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。

【0036】

ＬＤＰＣ符号化部２４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２５に入力される。ビットＩＬ部２５の出力は、時間・周波数ＩＬ部２６に入力される。時間・周波数ＩＬ部２６は時間・周波数ＩＬ部１７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。

【0037】

時間・周波数ＩＬ部２６の出力は、パイロット付加部２７に入力される。パイロット付加部２７は、データキャリアにパイロット信号とＴＭＣＣ信号とＡＣ信号を付加する。

【0038】

ＳＰ信号を利用するパイロット信号の挿入例を図５に示す。図５は、ＳＨＶ信号の１個のＯＦＤＭセグメントの一例を示す。ＳＨＶ信号のセグメント構成は、図４に示したＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントのセグメント構成と同じである。パイロット付加部２７は、ＳＨＶ信号のＯＦＤＭセグメントにＴＭＣＣ信号とＡＣ信号を挿入する。ＴＭＣＣ信号とＡＣ信号の挿入位置は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにおけるＴＭＣＣ信号とＡＣ信号の挿入位置と同じである。なお、パイロット付加部２７は、ＴＭＣＣ信号とＡＣ信号を挿入せず、代わりにヌル信号を挿入してもよい。図６は、図５の一部の拡大図である。図６では、キャリアシンボルＳｉ，ｊは空白の四角で示され、ＳＰ信号は実線のハッチング付きの四角で示され、ヌル信号は破線のハッチング付きの四角で示される。

【0039】

パイロット付加部２７は、ＳＨＶ信号のＯＦＤＭセグメントにおけるＳＰ信号がＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにおけるＳＰ信号の一部に多重化されるように、ＳＰ信号をＳＨＶ信号のＯＦＤＭセグメントに挿入する。パイロット付加部２７は、ヌル信号がＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにおけるＳＰ信号の残りの少なくとも一部に多重化されるように、ヌル信号をＳＨＶ信号のＯＦＤＭセグメントに挿入する。すなわち、ＩＳＤＢ－Ｔ信号用のＳＰ信号には、ＳＨＶ信号用のＳＰ信号又はヌル信号が多重化される。なお、ＩＳＤＢ－Ｔ信号用のＳＰ信号は、ＳＨＶ信号用のＳＰ信号及びヌル信号ではない信号が多重化されるＳＰ信号を含んでもよいし、全く信号が多重化されないＳＰ信号を含んでもよい。

【0040】

ＳＨＶ信号用のＳＰ信号が多重化されたＩＳＤＢ－Ｔ信号用のＳＰ信号は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号の伝搬路を推定する際に、干渉となる。したがって、ＩＳＤＢ－Ｔ信号用のＳＰ信号に多重化されるＳＨＶ信号用のＳＰ信号が多いと、既存のＩＳＤＢ－Ｔ受信機は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号の伝搬路を正しく推定できず、性能が劣化する。干渉を防止するため、実施形態による受信装置は、ＳＨＶ信号用のＳＰ信号が多重化されたＩＳＤＢ－Ｔ信号用のＳＰ信号を利用せずにＩＳＤＢ－Ｔ信号の伝搬路を推定することもできる。その場合、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにおけるＳＰ信号の中でＳＨＶ信号用のＳＰ信号が多重化されるＳＰ信号の割合が多いと、ＳＨＶ信号の伝搬路推定の精度が向上するが、ＩＳＤＢ－Ｔ信号の伝搬路推定に時間が係る。ＩＳＤＢ－Ｔ信号の伝搬路推定に時間が係ると、伝搬路に時間変動がある場合、伝搬路推定の精度が下がる。ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにおけるＳＰ信号の中でＳＨＶ信号用のＳＰ信号が多重化されるＳＰ信号の割合は、要求される上位階層の復調精度と下位階層の復調精度に応じて決定される。以下、一例として、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにおけるＳＰ信号の中でＳＨＶ信号用のＳＰ信号が多重化されるＳＰ信号の割合が５０％の場合を説明する。

【0041】

ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにおいて、ＳＰ信号は、周波数方向において１２個のキャリア毎に１回挿入されているので、パイロット付加部２７は、周波数方向において、２４個のキャリア毎にＳＰ信号をＳＨＶ信号のＯＦＤＭセグメントに１回挿入する。周波数方向におけるＳＰ信号の挿入周期は、第３周期（２４個のキャリア）である。第３周期は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにおけるＳＰ信号の周波数方向の挿入周期である第１周期（１２個のキャリア）の２倍である。周波数方向において、ＳＨＶ信号のＯＦＤＭセグメントについてのＳＰ信号の挿入個数は、ＩＳＢＤ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントについてのＳＰ信号の挿入個数の半分である。

【0042】

ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにおいて、ＳＰ信号は、時間方向において４個のキャリアシンボル毎に１回挿入されているので、パイロット付加部２７は、時間方向において、８個のキャリアシンボル毎にＳＰ信号をＳＨＶ信号のＯＦＤＭセグメントに１回挿入する。時間方向におけるＳＰ信号の挿入周期は、第４周期（８個のキャリアシンボル）である。第４周期は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにおけるＳＰ信号の時間方向の挿入周期である第２周期（４個のキャリアシンボル）の２倍である。時間方向において、ＳＨＣ信号のＯＦＤＭセグメントについてのＳＰ信号の挿入個数は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントについてのＳＰ信号の挿入個数の半分である。

【0043】

例えば、パイロット付加部２７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、２４、…のキャリアシンボルにヌル信号を挿入し、キャリア番号１２、３６、…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２７は、シンボル番号１のシンボルグループでは、キャリア番号３、２７、…のキャリアシンボルにＳＰ信号を挿入し、キャリア番号１５、３９、…のキャリアシンボルにヌル信号を挿入する。
パイロット付加部２７は、シンボル番号２のＯシンボルグループでは、キャリア番号６、３０、…のキャリアシンボルにヌル信号を挿入し、キャリア番号１８、４２、…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２７は、シンボル番号３のシンボルグループでは、キャリア番号９、３３、…のキャリアシンボルにＳＰ信号を挿入し、キャリア番号２１、４５…のキャリアシンボルにヌル信号を挿入する。
以下、同様に、パイロット付加部１８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。

【0044】

なお、ＳＰ信号が挿入されるキャリア番号は、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１８は、シンボル番号８のシンボルグループでは、シンボル番号０のシンボルグループと同様に、キャリア番号０、２４、…のキャリアシンボルにヌル信号を挿入し、キャリア番号１２、３６、…のキャリアシンボルにＳＰ信号を挿入する。

【0045】

言い換えると、パイロット付加部２７は、ＳＨＶ信号のＯＦＤＭセグメントに対して、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにおいてＳＰ信号が挿入されたキャリアシンボルの半分にＳＰ信号を挿し、残りの半分のキャリアシンボルにヌル信号を挿入する。なお、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントにおいて、ＳＰ信号もヌル信号も多重化されていないキャリアシンボルが存在してもよい。

【0046】

図３の送信装置の説明に戻り、パイロット付加部２７の出力は、マッピング部２８に入力される。マッピング部２８は、指定された多値数のマッピングを周波数領域で行う。ビットＩＬ部２５とマッピング部２８はキャリア変調部を構成する。キャリア変調は、ＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ変調、６４ＱＡＭ変調のいずれかの方式を採用してもよい。

【0047】

マッピング部１９、２８の出力はＬＤＭ多重化部３１に入力される。ＬＤＭ多重化部３１は、図２に示すように構成され、ＩＳＤＢ－Ｔ信号を上位階層、ＳＨＶ信号を下位階層とし、下位階層の信号の電力レベルを上位階層の信号の電力レベルより低くして、両階層の信号に電力差を付けて加算して合成信号を生成する。

【0048】

ＬＤＭ多重化部３１は、下位階層と上位階層のＯＦＤＭシンボルの多重化と、下位階層と上位階層のＳＰ信号の多重化を異ならせてもよい。ＬＤＭ多重化部３１は、式１に示すように、上位階層と下位階層のＯＦＤＭシンボルを正規化してから多重してもよい。この場合、ＬＤＭ多重化部３１は、下位階層と上位階層のＳＰ信号も式４に示すように、正規化してから多重してもよい。
Ｐ１＝βＰｉ＋ｓｑｒｔ（-１）αβＰｉ 式４
Ｐ１は多重化されたパイロット信号、ＰｉはＳＰ信号、αはスケーリング係数、βは正規化係数である。式４は、ＬＤＭ多重化部３１は、上位階層に挿入されたＳＰ信号はその位相のまま、下位階層に挿入されたＳＰ信号はその位相が９０度変化させてから（この場合は、進めてから）多重することを示す。その結果、下位階層のＳＰ信号は、上位階訂正版を層のＳＰ信号に対して位相が９０度ずれる（この場合は、進む）。

【0049】

図７は、式４に従うＳＰ信号の多重化の一例を示す。ＳＰ信号１０１、１０２は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号のＯＦＤＭセグメントに挿入されたパイロット信号である。ＳＰ信号２０１、２０２は、ＩＤＳＢ－Ｔ信号用のＳＰ信号１０１、１０２に対して、ＩＤＳＢ－Ｔ信号用のＳＰ信号１０１、１０２の位相を９０度変化し、振幅を係数αに応じて変化したＳＨＶ信号用のＳＰ信号が多重化された信号を示す。

【0050】

なお、上位階層と下位階層のＳＰ信号の位相差は９０度に限らず、他の任意の角度でもよい。他の角度の例は、４５度である。上位階層と下位階層のＳＰ信号の位相差を任意の角度θとする場合、ＬＤＭ多重化部３１は、下位階層と上位階層のＳＰ信号を式５に示すように多重する。
Ｐ１＝βＰｉ＋αβＰｉ×ｅｘｐ（－ｊθ） 式５
さらに、ＬＤＭ多重化部３１は、下位階層と上位階層のＳＰ信号を正規化しないで多重してもよい。この場合、多重化されたパイロット信号Ｐ２は式６に示すようになる。
Ｐ２＝ＣＰｉ＋ＤＰｉ×ｅｘｐ（－ｊθ） 式６
Ｃ、Ｄは任意の係数である。係数Ｃ、Ｄを調整することにより、下位階層と状階層のＳＰ信号の振幅を任意に変化させて多重できる。

【0051】

ＬＤＭ多重化部３１から出力される合成信号は、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部３８に入力される。ＩＦＦＴ部３８は、合成信号の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。

【0052】

ＩＦＦＴ部３８の出力は、ガードインターバル付加（ＧＩ付加）部４０に入力される。ＧＩ付加部４０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。

【0053】

ＧＩ付加部４０の出力は図示しない送信回路、送信アンテナ等を介して送信される。

【0054】

上述の例では、パイロット信号はＳＰ信号を利用した。次に、ＣＰ信号を利用するパイロット信号の挿入例を説明する。

【0055】

ＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号の伝送スペクトルは１チャネル（伝送帯域）に１３個のＯＦＤＭセグメントを使って伝送される。

【0056】

図８は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号の伝送スペクトルの一例を示す。ＩＳＤＢ－Ｔ信号とＳＨＶ信号のいずれでも、１３個のＯＦＤＭセグメントＳＧ０－ＳＧ１２が周波数方向に配置されている。中央のセグメントＳＧ０は、部分受信部のセグメントである。セグメントＳＧ０の両側に差動変調部がセグメント番号順に配置され、さらにその外側に同期変調部がセグメント番号順に配置される。

【0057】

一番右端（最も周波数が高い）セグメントＳＧ１２の右側に連続キャリアであるＩＳＤＢ－Ｔ信号用のコンティニアルパイロット信号ＣＰ１と、ＳＨＶ信号用のコンティニアルパイロット信号ＣＰ２が挿入される。信号ＣＰ１と信号ＣＰ２の周波数は同じである。

【0058】

ＬＤＭ多重化部３１は、式４、式５又は式６に示すように、パイロット信号ＣＰ１、ＣＰ２を多重化する。信号ＣＰ１の位相は、式３に示すＢＰＦＫ生成回路のｇ２（ｘ）で規定される。信号ＣＰ２の位相は、信号ＣＰ１の位相とは異なる。位相差は任意の角度でよく、９０度でもよいし、４５度でもよい。

【0059】

図９は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号の伝送スペクトルの他の例を示す。一番右端のセグメントＳＧ１２の右側に連続キャリであるコンティニアルパイロット信号ＣＰ１が挿入される。

【0060】

図１０は、ＳＨＶ信号の伝送スペクトルの他の例を示す。一番右端のセグメントＳＧ１２の右側に連続キャリであるコンティニアルパイロット信号ＣＰ２が挿入される。ＣＰ２信号の周波数は、ＣＰ１信号の周波数と異なる。例えば、ＣＰ２信号の周波数はＣＰ１信号の周波数より高い。ＳＨＶ信号では拡張帯域が認められているので、ＩＳＤＢ－Ｔ信号より帯域を拡大して、ＣＰ２信号をＣＰ１信号よりも高い周波数位置に挿入することができる。

【0061】

背景技術の欄で説明したように、上位階層にのみパイロット信号を挿入するＬＭＤ方式に対応している親局のサービスエリアとＬＭＤ方式に対応していない子局のサービスエリアが一部重なっている地域では、上位階層と下位階層で伝搬路が異なり、受信装置は、上位階層のパイロット信号を用いて下位階層の信号の周波数等化を行うことができない。しかし、実施形態によれば、ＬＤＭ多重化信号において、上位階層と下位階層にそれぞれパイロット信号を挿入し、上位階層のパイロット信号の一部に下位階層のパイロット信号を多重化し、上位階層のパイロット信号の他の一部にヌル信号を挿入することにより、受信装置が上位階層も下位階層もそれぞれに挿入されたパイロット信号を用いて伝搬路を推定し、上位階層と下位階層それぞれの受信信号の周波数等化をおこなうことができる。

【0062】

次に、受信装置について説明する。実施形態による受信装置は、ＳＩＣ方式を用いて下位階層のＳＨＶ信号を取り出す。受信装置は、先ず、ＬＬ信号（ＳＨＶ信号）をノイズと見做し、受信合成信号を復調することによりＵＬ信号（ＩＳＤＢ－Ｔ信号）を得る。受信装置は、ＩＳＤＢ－Ｔ信号を変調し、送信装置で生成されたＩＳＤＢ－Ｔ信号の変調信号の推定信号（推定変調信号）を求める。受信装置は、受信合成信号から推定変調信号を減算し、この減算結果を復調することによりＳＨＶ信号を得る。

【0063】

一方、受信装置は、受信合成信号の中からパイロット信号を取り出し、パイロット信号の振幅と位相の歪から伝搬路を推定し、推定結果に応じて受信合成信号及び減算結果の周波数等化処理を行い、伝搬路の特性の劣化を補償する。受信装置は、上位階層については、下位階層のパイロット信号が多重されていないパイロット信号を用いて伝搬路の推定、周波数等化を行い、下位階層については、下位階層のパイロット信号を用いて伝搬路の推定、周波数等化を行う。

【0064】

図１１は実施形態による受信装置の構成の一例を示すブロック図を示す。この受信装置は、図３に示すようにＬＭＤ方式に対応している親局のサービスエリアと、ＬＭＤ方式に対応していない子局のサービスエリアとが一部重なっている地域に設置されるとする。

【0065】

図示しない受信アンテナ等により受信された合成信号は、ＧＩ除去部４１に入力される。ＧＩ除去部４１は、合成信号をＩＳＤＢ－Ｔ信号と見做し、合成信号からシンボル間のＧＩを除去する。

【0066】

ＧＩ除去部４１の出力は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部４２に入力される。ＦＦＴ部４２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。ＳＨＶ信号の電力は小さいので、ＳＨＶ信号をノイズと見做すことができるので、ＦＦＴ部４２の出力信号はＩＳＤＢ－Ｔ信号と見做すことができる。

【0067】

上位階層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Ｈ１、下位階層の周波数領域の送信信号Ｔｘｓに対する周波数領域の伝搬路特性をＨ２とする。ＦＦＴ後の受信信号Ｒｘは下記のように表される。ここでは、雑音は無視して説明する。

【0068】

Ｒｘ＝Ｈ１×Ｔｘｉ＋Ｈ２×Ｔｘｓ 式７
ＦＦＴ部４２の出力は、伝搬路推定部４３と周波数等化部４４に入力される。

【0069】

伝搬路推定部４３は、入力された上位階層の周波数領域の信号から下位階層のパイロット信号が多重されていない上位階層のパイロット信号を取り出し、取り出したパイロット信号に基づき上位階層の周波数領域の送信信号の伝搬路特性（周波数特性）Ｈ１を推定する。伝搬路推定部４３の出力は、周波数等化部４４に入力される。

【0070】

周波数等化部４４は、伝搬路推定部４３の推定結果に応じて合成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を補償した合成信号を得る。具体的には、周波数等化部４４は、式８に示すように、ＦＦＴ後の受信信号Ｒｘを伝搬路の周波数特性Ｈ１で割り、周波数等化信号Ｒｅｑを得る。
Ｒｅｑ＝Ｒｘ／Ｈ１＝Ｔｘｉ＋（Ｈ２／Ｈ１）×Ｔｘｓ 式８
周波数等化部４４の出力Ｒｅｑは、時間・周波数デインタリーブ（時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ）部４５に入力される。

【0071】

時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部４５は、送信装置の時間・周波数ＩＬ部１７のインターリーブ処理の逆処理に対応するデインタリーブ処理を行い、時間・周波数ＩＬ部１７への入力、すなわちビットＩＬ部１６の出力に相当する信号を得る。時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部４５の出力は、対数尤度比算出（Ｌｏｇ－Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ：ＬＬＲ算出）部４６に入力される。

【0072】

ＬＬＲ算出部４６は、合成信号の下位階層のＳＨＶ信号成分を雑音とみなし、合成信号に対して送信装置のマッピング部１９に対応する復調処理を行い、復調結果のＬＬＲを算出する。ＬＬＲ算出部４６の出力は、ビットデインターリーブ（Ｄｅ－ＩＬ）部４７に入力される。

【0073】

ビットＤｅ－ＩＬ部４７は、送信装置のビットＩＬ部１６のインターリーブ処理の逆処理に対応するデインタリーブ処理を行い、ビットＩＬ部１６の入力、すなわち畳み込み符号化部１５の出力に相当する信号を得る。ビットＤｅ－ＩＬ部４７の出力は、ビタビ復号部４８に入力される。

【0074】

ビタビ復号部４８は、送信装置の畳み込み符号化部１５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１５の入力、すなわちバイトＩＬ部１４の出力に相当する信号を得る。ビタビ復号部４８の出力は、バイトデインターリーブ（Ｄｅ－ＩＬ）部４９に入力される。

【0075】

バイトＤｅ－ＩＬ部４９は、送信装置のバイトＩＬ部１４のインターリーブ処理の逆処理に対応するデインタリーブ処理を行い、バイトＩＬ部１４の入力、すなわちエネルギー拡散部１３の出力に相当する信号を得る。バイトＤｅ－ＩＬ部４９の出力は、エネルギー逆拡散部５０に入力される。

【0076】

エネルギー逆拡散部５０は、送信装置のエネルギー拡散部１３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１３の入力、すなわちＲＳ符号化部１２の出力に相当する信号を得る。エネルギー逆拡散部５０の出力はＲＳ復号部５１に入力される。

【0077】

ＲＳ復号部５１は、送信装置のＲＳ符号化部１２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１２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。ＲＳ復号部５１の出力は、送信レプリカ生成部５２に入力される。

【0078】

送信レプリカ生成部５２は、送信装置のビットＩＬ部１６とマッピング部１９からなるキャリア変調部と同様なキャリア変調処理を行い、送信装置のマッピング部１９の出力に相当する推定変調ＩＳＤＢ－Ｔ信号Ｔｘｉ´を得る。

【0079】

送信レプリカ生成部５２の出力Ｔｘｉ´は、レプリカキャンセル部６０において、周波数等化部４４の出力Ｒｅｑ（式８）から減算される。受信装置は、上位階層の信号が非常に高い確率で復調できるという条件（キャリア対ノイズ比が高い）の下で使用することを想定しているので、Ｔｘｉ＝Ｔｘｉ’と仮定でき、レプリカキャンセル部６０の出力ＲｒｃＣは式９のようになる。

【0080】

Ｒｒｃ＝Ｒｘ／Ｈ１－Ｔｘｉ’＝（Ｈ２／Ｈ１）×Ｔｘｓ 式９
これにより、レプリカキャンセル部６０は、ＳＨＶ信号の受信信号を得る。

【0081】

レプリカキャンセル部６０の出力は、切り替え制御部７０に入力される。切り替え制御部７０は、２個の出力端子を含む。切り替え制御部７０は入力信号を第１出力端子又は第２出力端子から出力する。伝搬路推定部４３の出力も切り替え制御部７０に入力される。切り替え制御部７０の切り替え手法は、後述する。

【0082】

切り替え制御部７０の第１出力端子は、時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部８４に接続される。切り替え制御部７０の第２出力端子は、逆等化部８１に接続される。

【0083】

伝搬路推定部４３の出力も逆等化部８１に入力される。

【0084】

逆等化部８１は、式１０に示すように、レプリカキャンセル部６０の出力信号Ｒｒｃ（式９）に上位階層の伝搬路の周波数特性Ｈ１を乗算することにより、逆等化を行う。

【0085】

Ｒｉｅｑ＝Ｈ２×Ｔｘｓ 式１０
逆等化部８１の出力信号Ｒｉｅｑは、伝搬路推定部８２に入力される。伝搬路推定部８２は、逆等化部８１の出力信号Ｒｉｅｑに含まれる下位階層の送信信号Ｔｘｓから下位階層のパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に基づき下位階層の信号の伝搬路の周波数特性Ｈ２を推定する。

【0086】

伝搬路推定部８２の出力信号Ｈ２は切り替え制御部７０と周波数等化部８３に入力される。逆等化部８１の出力信号Ｒｉｅｑ（式１０）も周波数等化部８３に入力される。

【0087】

周波数等化部８３は、伝搬路の周波数特定Ｈ２に応じて逆等化部８１の出力信号Ｒｉｅｑに対して周波数等化処理を行い、伝搬路の周波数特性を補償した下位階層の受信信号を得る。具体的には、周波数等化部８３は、逆等化部８１の出力信号Ｒｉｅｑを伝搬路の周波数特定Ｈ２で割り、Ｔｘｓを得る。

【0088】

周波数等化部８３の出力Ｔｓｘは、時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部８４に入力される。時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部８４は、切り替え制御部７０の第２出力信号又は周波数等化部８３の出力に対して、送信装置の時間・周波数ＩＬ部２６のインターリーブ処理の逆処理に対応するデインタリーブ処理を行い、時間・周波数ＩＬ部２６への入力、すなわちビットＩＬ部２５の出力に相当する信号を得る。時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部８４の出力は、ＬＬＲ算出部８５に入力される。

【0089】

ＬＬＲ算出部８５は、下位階層の信号に対して、送信装置のビットＩＬ部２５とマッピング部２８からなる変調処理の逆処理に対応する復調処理を行い、復調結果のＬＬＲを算出する。ＬＬＲ算出部８５の出力は、ビットＤｅ－ＩＬ部８６に入力される。

【0090】

ビットＤｅ－ＩＬ部８６は、送信装置のビットＩＬ部２５のインターリーブ処理の逆処理に対応するデインタリーブ処理を行い、ビットＩＬ部２５の入力、すなわちＬＤＰＣ符号化部２４の出力に相当する信号を得る。ビットＤｅ－ＩＬ部８６の出力は、ＬＤＰＣ復号部８７に入力される。

【0091】

ＬＤＰＣ復号部８７は、送信装置のＬＤＰＣ符号化部２４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２４の入力、すなわちＢＣＨ符号化部２３の出力に相当する信号を得る。ＬＤＰＣ復号部８７の出力は、ＢＣＨ復号部８８に入力される。

【0092】

ＢＣＨ復号部８８ｂは、送信装置のＢＣＨ符号化部２３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２３の入力、すなわちエネルギー拡散部２２の出力に相当する信号を得る。ＢＣＨ復号部８８の出力は、エネルギー逆拡散部８９に入力される。

【0093】

エネルギー逆拡散部８９は、送信装置のエネルギー拡散部２２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２２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。

【0094】

エネルギー逆拡散部８９の出力は切り替え制御部７０に供給される。

【0095】

切り替え制御部７０には、伝搬路推定部４３の出力である周波数特性Ｈ１と、伝搬路推定部８２の出力である周波数特性Ｈ２と、エネルギー逆拡散部８９の出力であるＳＨＶ信号が入力される。切り替え制御部７０の切り替え制御例を説明する。

【0096】

第１の切り替え制御例では、切り替え制御部７０は、最初、入力信号を第１出力端から時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部８４へ送信する。この時、下位階層の信号Ｔｘｓは上位階層の周波数等化部４４で周波数等化されている。下位階層の伝搬路の周波数特性が上位階層の伝搬路の周波数特性と等しい場合、エネルギー逆拡散部からはＳＨＶ信号が得られる。

【0097】

上位階層と下位階層の伝搬路が異なり、下位階層の伝搬路の周波数特性が上位階層の伝搬路の周波数特性と等しくない場合、エネルギー逆拡散部８９からＳＨＶ信号が得られない。切り替え制御部７０は、エネルギー逆拡散部８９からＳＨＶ信号が得られないことを検出すると、入力信号を第２出力端から逆等化部８１へ送信する。逆等化部８１はＦＦＴ部４２の出力と等価な信号を伝搬路推定部８２へ送信する。伝搬路推定部８２は、下位階層の信号のパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に基づき下位階層の信号の伝搬路の周波数特性Ｈ２を推定する。周波数等化部８３は、伝搬路の周波数特定Ｈ２に応じて逆等化部８１の出力信号Ｒｉｅｑに対して周波数等化処理を行い、伝搬路の周波数特性を補償した下位階層の受信信号を得て、この受信信号を時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部８４へ送信する。これにより、伝搬路の周波数特性が正しく補償された下位階層の信号が復調されるので、エネルギー逆拡散部からＳＨＶ信号が得られる。

【0098】

切り替え制御部７０は、エネルギー逆拡散部８９からＳＨＶ信号が得られないことの検出結果の代わりに、ＬＤＰＣ復号部８７及び／又はＢＣＨ復号部８８の誤り訂正結果に基づいて入力信号を第２出力端から逆等化部８１へ送信してもよい。下位階層の伝搬路の周波数特性が上位階層の伝搬路の周波数特性と等しくない場合、ＬＤＰＣ復号部８７及び／又はＢＣＨ復号部８８は誤り訂正を成功できない。あるいは、ＬＤＰＣ復号部８７及び／又はＢＣＨ復号部８８の誤り訂正量が大きくなる。

【0099】

第２の切り替え制御例では、切り替え制御部７０は、伝搬路推定部４３の出力である周波数特性Ｈ１と、伝搬路推定部８２の出力である周波数特性Ｈ２とを比べて、両者が同等である（両者の相関が一定以上である）か否か判定する。周波数特性Ｈ１と周波数特性Ｈ２が同等であることは、上位階層の信号の伝搬路と下位階層の信号の伝搬路が同じであることを意味する。この場合、周波数等化部４４が上位階層の伝搬路の周波数特性Ｈ１で受信信号Ｒｘを周波数等化処理したことにより、下位階層の信号も周波数等化処理されたことになり、レプリカキャンセル部６０の出力信号を周波数等化部８３に送信する必要はない。このため、切り替え制御部７０は、周波数特性Ｈ１と周波数特性Ｈ２が同等である場合、レプリカキャンセル部６０の出力信号を時間・周波数Ｄｅ－ＩＬ部８４に送信する。

【0100】

周波数特性Ｈ１と周波数特性Ｈ２が同等ではないことは、上位階層の信号の伝搬路と下位階層の信号の伝搬路が異なることを意味する。この場合、周波数等化部４４が上位階層の伝搬路の周波数特性Ｈ１で受信信号Ｒｘを周波数等化処理しても、下位階層の信号は周波数等化処理されたことにならない。このため、切り替え制御部７０は、周波数特性Ｈ１と周波数特性Ｈ２が同等ではない場合、レプリカキャンセル部６０の出力信号を逆等化部８１に送信する。これにより、下位階層の信号は、下位階層の信号に挿入されたパイロット信号を用いて推定された伝搬路の周波数特性に基づいて周波数特性が補償される。伝搬路の周波数特性が正しく補償された下位階層の信号が復調されるので、エネルギー逆拡散部８９からＳＨＶ信号が得られる。

【0101】

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】

【0102】

１２…ＵＬ情報ビット生成部、１４…ＲＳ符号化部、１８…バイトＩＬ部、２２…畳み込み符号化部、２４、５２…ビットＩＬ部、２８、５６…時間・周波数ＩＬ部、３２、５８…パイロット付加部、３４、６０…マッピング部、３６…ＬＤＭ多重化部、３８…ＩＦＦＴ部、４０…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】