(57)【要約】【課題】次世代放送について、伝送容量を増やし、且つ各階層の伝送容量の選択肢を増やす。【解決手段】送信装置１は、第１の放送方式に基づき第１の周波数帯域の第１のデータキャリアシンボルを生成する信号生成部１１と、第２の放送方式に基づき第１の周波数帯域を含む第２の周波数帯域の第２のデータキャリアシンボルを生成する信号生成部１２と、第２のデータキャリアシンボルの振幅を第１のデータキャリアシンボルよりも小さくさせる調整部１３と、第１及び第２のデータキャリアシンボルを多重する多重部１６と、第１及び第２のデータキャリアシンボルを割り当てたデータキャリアに、ＳＰ、ＴＭＣＣ、ＡＣを付加するＯＦＤＭフレーム構成部１９と、を備え、信号生成部１２は、チャンネル帯域幅を２８分割した帯域幅を１セグメント帯域幅として、２７セグメントを含む周波数帯域を第２の周波数帯域とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる放送方式の信号を階層分割多重して送信する送信装置であって、
第１の放送方式であるＩＳＤＢ−Ｔ方式に基づいて、第１の周波数帯域の第１のデータキャリアシンボルを生成する第１の信号生成部と、
前記第１の放送方式とは異なる第２の放送方式に基づいて、前記第１の周波数帯域を含む第２の周波数帯域の第２のデータキャリアシンボルを生成する第２の信号生成部と、
前記第２のデータキャリアシンボルの振幅を、前記第１のデータキャリアシンボルの振幅よりも小さくなるように調整するレベル調整部と、
前記第１のデータキャリアシンボルと前記第２のデータキャリアシンボルとを多重する多重部と、
前記第１のデータキャリアシンボルを割り当てた第１のデータキャリア及び前記第２のデータキャリアシンボルを割り当てた第２のデータキャリアに、ＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアを付加してＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成部と、を備え、
前記第２の信号生成部は、チャンネル帯域幅を２８分割した帯域幅を１セグメント帯域幅として、２７セグメントを含む周波数帯域を、前記第２の周波数帯域とすることを特徴とする、送信装置。
【請求項２】
前記ＯＦＤＭフレーム構成部は、前記第１の周波数帯域内の前記第１のデータキャリア及び前記第２のデータキャリアに対して、同じ周波数位置にＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアを付加することを特徴とする、請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記ＯＦＤＭフレーム構成部は、前記第１の周波数帯域内の前記第２のデータキャリアに対して付加する前記ＳＰキャリア、前記ＴＭＣＣキャリア、及び前記ＡＣキャリアをヌルとすることを特徴とする、請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記第２の信号生成部は、前記第２のデータキャリアの部分受信帯域のセグメント数を７とすることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項５】
前記第２の信号生成部は、前記２７セグメントの周波数帯域の両側に隣接する調整帯域を加えた周波数帯域を前記第２の周波数帯域とすることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項６】
コンピュータを、請求項１から５のいずれか一項に記載の送信装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
我が国の現行の地上デジタル放送（以下、「現行放送」という。）では、ＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）方式が用いられているが、現行放送から次世代方式の地上デジタル放送（以下、「次世代放送」という。）へ段階的に移行させることが検討されている。現行のＩＳＤＢ−Ｔ方式の詳細については、例えば非特許文献１に記載されている。
【０００３】
次世代放送を実現する方法として、放送帯域の中で新たなチャンネルを確保して次世代放送を実現する方法と、現行放送と同じチャンネルで実現する方法とが提案されている。
【０００４】
放送帯域の中で新たなチャンネルを確保して次世代放送を実現する方法として、例えば非特許文献２には、ＩＳＤＢ−Ｔ方式の信号構造（セグメント構造、ＯＦＤＭシンボル長など）を改良し、６ＭＨｚ帯域あたりの伝送容量を増やすとともに、セグメント数を１３から３５に増やして次世代放送における各階層の伝送容量を柔軟に変更できるようにする技術が記載されている。ＩＳＤＢ−Ｔ方式では４２８．５・・・（＝６０００／１４）ｋＨｚ（１セグメント）に限られていた部分受信帯域を、非特許文献２に記載の技術では、１．５（＝６／３６×９）ＭＨｚ（９セグメント）に設定することにより、部分受信を行う階層のセグメント数を１〜９セグメントで柔軟に変更でき、伝送容量を柔軟に設定できるようにしている。
【０００５】
一方、現行放送と同じチャンネルに信号を多重して伝送容量を増やす方法として、例えば特許文献１には、多重する信号を次世代放送の信号とすることで、現行放送と次世代放送を同じチャンネルで実現する技術が記載されている。しかし特許文献１には、多重する信号の具体的な信号構造が示されておらず、また信号専有帯域幅についても現行放送と同じ帯域幅としている。また特許文献２には、階層分割多重（ＬＤＭ：Layered Division Multiplexing）方式により現行放送及び次世代放送を多重する技術が記載されている。また、特許文献２には、ＡＴＳＣ（Advanced Television Systems Committee）３．０の変調方式を次世代放送の変調方式として多重する例が記載されているが、具体的な信号構造は示されていない。なお、ＡＴＳＣ方式の詳細については、例えば非特許文献３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６４６２２８９号公報
【特許文献２】特開２０１８−６７８２５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式」、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３１、一般社団法人電波産業会
【非特許文献２】蔀、「地上放送高度化に向けた伝送路符号化方式」、[online]、[2019年4月26日検索]、インターネット<URL:http://www.nhk.or.jp/strl/publica/rd/rd172/pdf/P11-19.pdf>
【非特許文献３】”ATSC Standard: Physical Layer Protocol (A/322)”、[online]、[2019年4月26日検索]、インターネット<URL:https://www.atsc.org/wp-content/uploads/2016/10/A322-2018-Physical-Layer-Protocol.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１及び特許文献２において、次世代放送の信号帯域幅は現行放送と同じ幅（５．５７ＭＨｚ）とされている。非特許文献２に記載の方式や、非特許文献３に記載のＡＴＳＣ３．０方式では、伝送容量を増やすために信号帯域幅を５．８３ＭＨｚに設定できるようにしているが、特許文献１及び特許文献２の手法では、将来、次世代放送の伝送容量を最大限増やすことができない。また、特許文献１及び特許文献２において、次世代放送の具体的なセグメント構造は示されていないが、現行放送と同じセグメント構造とする場合、部分受信階層が中央の１セグメントに限定されているため、部分受信階層の伝送容量を増やしたり減らしたりという調整が困難である。
【０００９】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、次世代放送について、現行放送よりも伝送容量を増やし、且つ各階層の伝送容量の選択肢を増やすことが可能な送信装置及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る送信装置は、異なる放送方式の信号を階層分割多重して送信する送信装置であって、第１の放送方式であるＩＳＤＢ−Ｔ方式に基づいて、第１の周波数帯域の第１のデータキャリアシンボルを生成する第１の信号生成部と、前記第１の放送方式とは異なる第２の放送方式に基づいて、前記第１の周波数帯域を含む第２の周波数帯域の第２のデータキャリアシンボルを生成する第２の信号生成部と、前記第２のデータキャリアシンボルの振幅を、前記第１のデータキャリアシンボルの振幅よりも小さくなるように調整するレベル調整部と、前記第１のデータキャリアシンボルと前記第２のデータキャリアシンボルとを多重する多重部と、前記第１のデータキャリアシンボルを割り当てた第１のデータキャリア及び前記第２のデータキャリアシンボルを割り当てた第２のデータキャリアに、ＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアを付加してＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成部と、を備え、前記第２の信号生成部は、チャンネル帯域幅を２８分割した帯域幅を１セグメント帯域幅として、２７セグメントを含む周波数帯域を、前記第２の周波数帯域とすることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明に係る送信装置において、前記ＯＦＤＭフレーム構成部は、前記第１の周波数帯域内の前記第１のデータキャリア及び前記第２のデータキャリアに対して、同じ周波数位置にＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアを付加することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明に係る送信装置において、前記ＯＦＤＭフレーム構成部は、前記第１の周波数帯域内の前記第２のデータキャリアに対して付加する前記ＳＰキャリア、前記ＴＭＣＣキャリア、及び前記ＡＣキャリアをヌルとすることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る送信装置において、前記第２の信号生成部は、前記第２のデータキャリアの部分受信帯域のセグメント数を７とすることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明に係る送信装置において、前記第２の信号生成部は、前記２７セグメントの周波数帯域の両側に隣接する調整帯域を加えた周波数帯域を前記第２の周波数帯域とすることを特徴とする。
【００１５】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記送信装置として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、次世代放送の伝送容量を増やすことができる。また、次世代放送で周波数分割多重を行う際に各階層のセグメント数を柔軟に変更でき、各階層の伝送容量の選択肢を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】一実施形態に係る送信装置が送信する送信信号の構造の一例を示す図である。
【図３】一実施形態に係る送信装置におけるＴＭＣＣキャリア及びＡＣキャリアの配置を説明する図である。
【図４】一実施形態に係る送信装置における全セグメントのＴＭＣＣキャリア及びＡＣキャリアのキャリア配置番号を示す図である。
【図５】一実施形態に係る送信装置における次世代方式信号生成部の構成例を示すブロック図である。
【図６】一実施形態に係る送信装置における階層合成部の構成例を示すブロック図である。
【図７】一実施形態に係る送信装置における時間・周波数インターリーブ部の構成例を示すブロック図である。
【図８】一実施形態に係る送信装置により設定される伝送パラメータの一例を示す図である。
【図９】一実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（送信装置）
図１は、本発明の一実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図である。図１に示す送信装置１は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式信号生成部（第１の信号生成部）１１と、次世代方式信号生成部（第２の信号生成部）１２と、レベル調整部１３と、ＬＤＭ帯域レベル調整部１４と、非ＬＤＭ帯域レベル調整部１５と、多重部１６と、ＬＤＭ部１７と、帯域合成部１８と、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）フレーム構成部１９と、ＯＦＤＭ変調部２０とを備える。
【００２０】
送信装置１は、異なる放送方式の信号を階層分割多重（ＬＤＭ）し、１つのチャンネルで送信することで、効率的に伝送する。階層分割多重とは、電力に差をつけて２つの階層を多重する方式である。具体的には、送信装置１は、現行放送の放送方式であるＩＳＤＢ−Ｔ方式の信号、及び次世代放送の放送方式である次世代方式の信号を階層分割多重する。なお、現行放送への影響を抑えるために、次世代放送においても、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）サイズ、ＧＩ（Guard Interval）比及びクロックなどは、現行放送と同じであるとする。
【００２１】
ＩＳＤＢ−Ｔ方式信号生成部１１は、３階層（Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層）のＴＳ(Transport Stream)パケットを入力し、ＩＳＤＢ−Ｔ方式に基づいて第１の周波数帯域の第１のデータキャリアシンボルを生成する。具体的には、ＩＳＤＢ−Ｔ方式信号生成部１１は、ＴＳパケットを再多重した後、ＲＳ（リード・ソロモン）符号化、階層分割処理を行い、階層ごとにエネルギー拡散処理、バイトインターリーブ処理、畳み込み符号化処理、及びキャリア変調処理を行ってデータキャリアシンボルを生成する。その後、ＩＳＤＢ−Ｔ方式信号生成部１１は、各階層のデータキャリアシンボルを階層合成し、時間インターリーブ処理及び周波数インターリーブ処理を行う。ＩＳＤＢ−Ｔ方式信号生成部１１の処理の詳細については、非特許文献１を参照されたい。ＩＳＤＢ−Ｔ方式信号生成部１１は、生成した第１のデータキャリアシンボルを多重部１６に出力する。
【００２２】
次世代方式信号生成部１２は、３階層（Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層）のＭＭＴ(MPEG Media Transport）パケットを入力し、ＩＳＤＢ−Ｔ方式とは異なる次世代方式に基づいて、第１の周波数帯域を含む第２の周波数帯域の第２のデータキャリアシンボルを生成する。すなわち、次世代方式信号生成部１２は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式の信号にＬＤＭにより多重する第１の周波数帯域（以下、「ＬＤＭ帯域」という。）の第２のデータキャリアシンボルと、それ以外の帯域（以下、「非ＬＤＭ帯域」という。）の第２のデータキャリアシンボルとを生成する。次世代方式信号生成部１２は、生成したＬＤＭ帯域の第２のデータキャリアシンボルをＬＤＭ帯域レベル調整部１４に出力し、非ＬＤＭ帯域の第２のデータキャリアシンボルを非ＬＤＭ帯域レベル調整部１５に出力する。次世代方式信号生成部１２の詳細については後述する。
【００２３】
レベル調整部１３は、次世代方式信号生成部１２から入力された第２のデータキャリアシンボルの振幅を、第１のデータキャリアシンボルの振幅よりも小さくなるように調整し、多重部１６に出力する。
【００２４】
多重部１６は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式信号生成部１１から入力された第１のデータキャリアシンボルと、レベル調整部１３から入力された第２のデータキャリアシンボルとを多重し、ＯＦＤＭフレーム構成部１９に出力する。
【００２５】
より詳細には、レベル調整部１３は、ＬＤＭ帯域レベル調整部１４と、非ＬＤＭ帯域レベル調整部１５とを備える。多重部１６は、ＬＤＭ部１７と、帯域合成部１８とを備える。
【００２６】
ＬＤＭ帯域レベル調整部１４は、次世代方式信号生成部１２から入力されたＬＤＭ帯域の第２のデータキャリアシンボルに対して、第１のデータキャリアシンボルとＬＤＭで多重するための電力レベルの調整を行い、ＬＤＭ部１７に出力する。具体的には、ＬＤＭ帯域レベル調整部１４は、同一チャンネル干渉を防止するために、ＬＤＭ帯域の第２のデータキャリアシンボルの電力レベルが第１のデータキャリアシンボルの電力レベルよりも低くなるように、第２のデータキャリアシンボルの振幅を調整する。
【００２７】
非ＬＤＭ帯域レベル調整部１５は、次世代方式信号生成部１２から入力された非ＬＤＭ帯域の第２のデータキャリアシンボルに対して、振幅の調整を行い、帯域合成部１８に出力する。具体的には、非ＬＤＭ帯域レベル調整部１５は、ＬＤＭ帯域レベル調整部１４と同じ割合でレベル調整を行って、第２のデータキャリアシンボルのＬＤＭ帯域及び非ＬＤＭ帯域の電力レベルを等しくしてもよいし、ＬＤＭ帯域レベル調整部１４と異なる割合でレベル調整を行って、第２のデータキャリアシンボルの非ＬＤＭ帯域の電力レベルが、ＬＤＭ帯域の電力レベルよりも高くなるようにしてもよい。
【００２８】
ＬＤＭ部１７は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式信号生成部１１から入力された第１のデータキャリアシンボルと、ＬＤＭ帯域レベル調整部１４から入力されたＬＤＭ帯域の第２のデータキャリアシンボルとをＬＤＭにより多重し、帯域合成部１８に出力する。
【００２９】
帯域合成部１８は、ＬＤＭ部１７から入力されたデータキャリアシンボルと、非ＬＤＭ帯域レベル調整部１５から入力された非ＬＤＭ帯域の第２のデータキャリアシンボルとを合成し、ＯＦＤＭフレーム構成部１９に出力する。
【００３０】
ＯＦＤＭフレーム構成部１９は、第１のデータキャリアシンボルを割り当てた第１のデータキャリア及び第２のデータキャリアシンボルを割り当てた第２のデータキャリアに、パイロット信号であるＳＰ（Scattered Pilot）キャリア、制御情報を示すＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration and Control）キャリア、及び緊急地震速報などの付加情報を示すＡＣ（Auxiliary Channel）キャリアを付加してＯＦＤＭフレームを構成し、ＯＦＤＭ変調部２０に出力する。なお、非ＬＤＭ帯域に配置するＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアの振幅は、非ＬＤＭ帯域レベル調整部１５と同じ割合で調整されるものとする。
【００３１】
ＯＦＤＭ変調部２０は、ＯＦＤＭフレーム構成部１９から入力されたＯＦＤＭフレームをＯＦＤＭ変調して送信信号を生成し、外部に送信する。
【００３２】
図２は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式の信号に次世代方式の信号を多重した送信信号の信号構造の例を示す図である。横軸は周波数を示し、縦軸は電力を示す。
【００３３】
ＩＳＤＢ−Ｔ方式は、チャンネル帯域幅の６ＭＨｚを１４分割した帯域幅を１セグメント帯域幅として、１３セグメント（約５．５７ＭＨｚ）を第１のデータキャリアの周波数帯域（ＬＤＭ帯域）としている。
【００３４】
次世代方式は、伝送容量を増やすために、第２のデータキャリアの第２の周波数帯域の帯域幅を、ＬＤＭ帯域の帯域幅よりも広くする。具体的には、次世代方式は、チャンネル帯域幅の６ＭＨｚを２８分割した帯域幅を１セグメント帯域幅として、２７セグメント（約５．７９ＭＨｚ）を含む周波数帯域を、第２のデータキャリアの第２の周波数帯域とする。この場合には、チャンネル帯域幅の分割数がＩＳＤＢ−Ｔ方式の１４に対して倍の２８であるため、次世代方式のセグメント幅はＩＳＤＢ−Ｔ方式のセグメント幅の半分となる。
【００３５】
次世代方式は、さらに伝送容量を増やすために、図２に示すように２７セグメント（約５．７９ＭＨｚ）の両側に隣接する調整帯域を加えた周波数帯域を第２の周波数帯域としてもよい。調整帯域を含む第２の周波数帯域は、例えば非特許文献２に記載されたＡＴＳＣ３．０方式に合わせると５．８３ＭＨｚとなる。なお、さらに帯域幅をチャンネル帯域幅内で増やす場合には、調整帯域をＳＰキャリア間隔の１２本ごとに増やすことができるが、既存の方式の最大帯域幅と同じとすることで、送信装置及び受信装置のチャンネルフィルタを流用することも可能となる。
【００３６】
＜ＯＦＤＭフレーム構成＞
次に、ＯＦＤＭフレーム構成について説明する。本実施形態では、ＯＦＤＭフレーム構成部１９は、第１の周波数帯域（ＬＤＭ帯域）内の第１のデータキャリア及び第２のデータキャリアに対して、同じ周波数位置にＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアを付加するものとして、以下説明する。すなわち、ＬＤＭ帯域内において、第１のデータキャリア及び第２のデータキャリアに対して、共通するキャリアシンボル位置にＳＰキャリアを配置し、共通する第１のキャリア位置にＴＭＣＣキャリアを配置し、共通する第２のキャリア位置にＡＣキャリアを配置する。
【００３７】
さらに、ＯＦＤＭフレーム構成部１９は、ＬＤＭ帯域については、第２のデータキャリアに対して付加するＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアをヌルとするのが好適である。これにより、ＩＳＤＢ−Ｔ方式のＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアには実質的には信号が多重されなくなるため、ＩＳＤＢ−Ｔ方式のＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアの特性が劣化することを防止できる。
【００３８】
図３は、ＴＭＣＣキャリア及びＡＣキャリアが配置されるキャリア位置を共通とした場合の、ＴＭＣＣキャリア及びＡＣキャリアが配置されるキャリア番号を示す図である。ここでは、ＩＳＤＢ−Ｔ方式の中央の１セグメントの帯域についてのみ示している。また、下図において実線がＡＣキャリアを示しており、破線がＴＭＣＣキャリアを示している。キャリア位置が共通であっても、ＩＳＤＢ−Ｔ方式のセグメント数が１３であるのに対し、次世代方式のセグメント数は２７であるため、セグメントの区切りとなる周波数はＩＳＤＢ−Ｔ方式と次世代方式とで異なる。そのため、次世代方式のＴＭＣＣキャリア及びＡＣキャリアのキャリア配置番号は振り直される。
【００３９】
図４は、ＴＭＣＣキャリア及びＡＣキャリアが配置されるキャリア位置を共通とした場合の、全セグメントのＴＭＣＣキャリア及びＡＣキャリアのキャリア配置番号を示す図である。なお、次世代放送のキャリア配置に関して、斜線を付して示した非ＬＤＭ帯域のキャリア配置については、この値に限るものではない。
【００４０】
このようにして、次世代方式もセグメントあたりのＴＭＣＣキャリア、ＡＣキャリア、ＳＰキャリアの数を一定とすることができるので、セグメントあたりのデータキャリアの本数も一定となり、時間インターリーブや周波数インターリーブをセグメント単位で処理することができる。
【００４１】
現行放送と次世代放送とをＬＤＭにより伝送する際には、ＩＳＤＢ−Ｔ方式のＴＭＣＣキャリア、ＡＣキャリアと、非ＬＤＭ帯域の次世代方式のＴＭＣＣキャリア、ＡＣキャリアのみを伝送する。その後、現行放送が終了して次世代放送のみを伝送するようになってから、ＩＳＤＢ−Ｔ方式の現行放送で使用していたＴＭＣＣキャリア、ＡＣキャリアのキャリア配置で次世代放送のＴＭＣＣキャリア、ＡＣキャリアを伝送する。次世代方式のセグメント数を２７とすることで、ＩＳＤＢ−Ｔ方式と次世代方式でＴＭＣＣキャリア及びＡＣキャリアのキャリア位置を同一としたまま、それぞれのセグメントあたりのＴＭＣＣキャリア及びＡＣキャリアの本数を一定にすることができる。ＳＰキャリアもＬＤＭ帯域内において現行方式と次世代方式で共通とし、非ＬＤＭ帯域のＳＰキャリアのみ新たに追加される。
【００４２】
＜次世代方式信号生成部＞
次に、図５を参照して、次世代方式信号生成部１２の詳細について説明する。図５は、次世代方式信号生成部１２の構成例を示すブロック図である。図５に示す次世代方式信号生成部１２は、再多重部１２１と、階層分割部１２２と、ＦＥＣ（Forward Error Correction）ブロック変換部１２３（１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ）と、エネルギー拡散部１２４（１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ）と、誤り訂正符号化部１２５（１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ）と、ビットインターリーブ部１２６（１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ）と、キャリア変調部１２７（１２７ａ，１２３７，１２７ｃ）と、階層合成部１２８と、時間・周波数インターリーブ部１２９とを備える。
【００４３】
再多重部１２１は、ＭＭＴパケットを再多重処理し、階層分割部１２２に出力する。
【００４４】
階層分割部１２２は、再多重されたＭＭＴパケットを階層分割する。階層ごとにキャリア変調方式、誤り訂正符号の符号化率などのパラメータを設定することができる。ＩＳＤＢ−Ｔ方式に従えば、階層分割部１２２は、ＭＭＴパケットをＡ階層、Ｂ階層、及びＣ階層の３階層に分割し、それぞれＦＥＣブロック変換部１２３に出力する。
【００４５】
ＦＥＣブロック変換部１２３は、階層分割部１２２から入力されたＭＭＴパケットを、誤り訂正符号の符号化率で定まる主信号の長さのビット数ごとに分割してブロック変換し、エネルギー拡散部１２４に出力する。
【００４６】
エネルギー拡散部１２４は、階層ごとにエネルギー拡散処理を行い、誤り訂正符号化部１２５に出力する。
【００４７】
誤り訂正符号化部１２５は、エネルギー拡散部１２４から入力された信号に対して誤り訂正符号化処理を行い、ビットインターリーブ部１２６に出力する。誤り訂正は、外符号としてＢＣＨ符号を用い、内符号としてＬＤＰＣ(Low Density Parity Check)符号を用いる。
【００４８】
ビットインターリーブ部１２６は、誤り訂正符号化部１２５から入力された信号に対してビットインターリーブ処理を行い、キャリア変調部１２７に出力する。
【００４９】
キャリア変調部１２７は、ビットインターリーブ部１２６から入力された信号に対して所定の変調方式に応じてＩＱ平面へのマッピングを行い、第２のデータキャリアシンボルを生成し、階層合成部１２８に出力する。
【００５０】
なお、Ａ階層は所要ＣＮ比が低いキャリア変調方式を用いるため、キャリア変調部１２７ａは、Ｂ階層及びＣ階層の第２のデータキャリアシンボルよりも振幅が大きくなるようにレベル調整を行ってもよい。
【００５１】
階層合成部１２８は、キャリア変調部１２７から入力された各階層の第２のデータキャリアシンボルを合成し、時間・周波数インターリーブ部１２９に出力する。
【００５２】
図６は、階層合成部１２８の構成例を示すブロック図である。図６に示す階層合成部１２８は、Ａ階層セグメント生成部１２８ａと、Ｂ階層セグメント生成部１２８ｂと、Ｃ階層セグメント生成部１２８ｃとを備える。
【００５３】
Ａ階層セグメント生成部１２８ａは、ＮｓｅｇＡ個のセグメントを生成し、Ｂ階層セグメント生成部１２８ｂは、ＮｓｅｇＢ個のセグメントを生成し、Ｃ階層セグメント生成部１２８ｃは、ＮｓｅｇＣ個のセグメントを生成する。図中のｎｃは、セグメントあたりのデータキャリア数である。Ａ階層セグメント生成部１２８ａは、第２のデータキャリアシンボルのセグメント数を２７とするので、ＮｓｅｇＡ＋ＮｓｅｇＢ＋ＮｓｅｇＣ＝２７となる。ＩＳＤＢ−Ｔ方式ではセグメント数が１３であるところ、次世代方式のセグメント数を２７に増やすことにより、各階層のセグメント数の組み合わせが増えるため、各階層のセグメント数を柔軟に変更でき、各階層の伝送容量の選択肢を増やすことができるようになる。
【００５４】
また、次世代方式のセグメント数を２７とすることで、次世代方式のセグメント幅をＩＳＤＢ−Ｔ方式のセグメント幅のちょうど半分とすることができる。このため、図３，４に示したように、次世代方式の各セグメントのＴＭＣＣキャリア、ＡＣキャリア、及びデータキャリアの本数を共通とすることができる。図３，４に示した例では、次世代方式の各セグメントのＴＭＣＣキャリアの本数は２本であり、ＡＣキャリアの本数は４本である。各セグメントのＴＭＣＣキャリア、ＡＣキャリア、及びデータキャリアの本数を共通とすることで、周波数インターリーブ処理などが複雑化し回路規模が増加することを防止できる。
【００５５】
ここで、第２のデータキャリアシンボルの部分受信帯域のセグメント数を７とする、すなわちＮｓｅｇＡ＝７とするのが好適である。この場合、２７セグメントのうちの７セグメントを部分受信帯域とすることができるため、チャンネル帯域幅（６ＭＨｚ、２８セグメント相当）のちょうど１／４の帯域幅（１．５ＭＨｚ）を部分受信帯域として設定することができる。
【００５６】
時間・周波数インターリーブ部１２９は、階層合成部１２８から入力された第２のデータキャリアシンボルに対して、時間方向及び周波数方向にインターリーブ処理を行う。
【００５７】
図７は、時間・周波数インターリーブ部１２９の構成例を示すブロック図である。図７に示す時間・周波数インターリーブ部１２９は、調整帯域分離部１３１と、時間インターリーブ部１３２（１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄ）と、セグメント間インターリーブ部１３３（１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ）と、部分受信帯域分離部１３４と、部分受信帯域インターリーブ部１３５と、非部分受信帯域インターリーブ部１３６と、部分受信帯域合成部１３７と、非ＬＤＭ帯域分離部１３８と、帯域合成部１３９とを備える。
【００５８】
調整帯域分離部１３１は、Ａ階層の第２のデータキャリアシンボルを時間インターリーブ部１３２ａに出力し、Ｂ階層の第２のデータキャリアシンボルを時間インターリーブ部１３２ｂに出力する。また、調整帯域分離部１３１は、Ｃ階層から調整帯域の第２のデータキャリアシンボルを分割し、調整帯域を除くＣ階層の第２のデータキャリアシンボルを時間インターリーブ部１３２ｃに出力し、調整帯域の第２のデータキャリアシンボルを時間インターリーブ部１３２ｄに出力する。
【００５９】
時間インターリーブ部１３２は、それぞれ調整帯域分離部１３１から入力された第２のデータキャリアシンボルに対して、設定された深さで時間インターリーブ処理を行う。時間インターリーブ部１３２ａは時間インターリーブ処理後の第２のデータキャリアシンボルをセグメント間インターリーブ部１３３ａに出力する。時間インターリーブ部１３２ｂは時間インターリーブ処理後の第２のデータキャリアシンボルをセグメント間インターリーブ部１３３ｂに出力する。時間インターリーブ部１３２ｃは時間インターリーブ処理後の第２のデータキャリアシンボルをセグメント間インターリーブ部１３３ｃに出力する。時間インターリーブ部１３２ｄは時間インターリーブ処理後の第２のデータキャリアシンボルを帯域合成部１３９に出力する。
【００６０】
セグメント間インターリーブ部１３３は、時間インターリーブ部１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃから入力された、調整帯域以外の第２のデータキャリアシンボルに対して、各階層内でセグメント間におけるインターリーブ処理を行う。
【００６１】
部分受信帯域分離部１３４は、セグメント間インターリーブ部１３３から入力された第２のデータキャリアシンボルを、例えば７セグメント分の部分受信帯域の第２のデータキャリアシンボルと、２０セグメント分の非部分受信帯域の第２のデータキャリアシンボルとに分離する。部分受信帯域分離部１３４は、部分受信帯域の第２のデータキャリアシンボルを部分受信帯域インターリーブ部１３５に出力し、非部分受信帯域の第２のデータキャリアシンボルを非部分受信帯域インターリーブ部１３６に出力する。
【００６２】
部分受信帯域インターリーブ部１３５は、部分受信帯域分離部１３４から入力された、部分受信帯域の第２のデータキャリアシンボルに対して、階層間でインターリーブ処理を行った後、セグメント内でインターリーブ処理を行う。
【００６３】
非部分受信帯域インターリーブ部１３６は、部分受信帯域分離部１３４から入力された、非部分受信帯域の第２のデータキャリアシンボルに対して、階層間でインターリーブ処理を行った後、セグメント内でインターリーブ処理を行う。
【００６４】
部分受信帯域合成部１３７は、部分受信帯域インターリーブ部１３５から入力された第２のデータキャリアシンボルと、非部分受信帯域インターリーブ部１３６から入力された第２のデータキャリアシンボルとを合成する。
【００６５】
非ＬＤＭ帯域分離部１３８は、部分受信帯域合成部１３７から入力された第２のデータキャリアシンボルを、ＬＤＭ帯域の第２のデータキャリアシンボルと、非ＬＤＭ帯域の第２のデータキャリアシンボルとに分離する。非ＬＤＭ帯域分離部１３８は、ＬＤＭ帯域の第２のデータキャリアシンボルをＬＤＭ帯域レベル調整部１４に出力し、非ＬＤＭ帯域の第２のデータキャリアシンボルを帯域合成部１３９に出力する。
【００６６】
帯域合成部１３９は、非ＬＤＭ帯域分離部１３８から入力された非ＬＤＭ帯域の第２のデータキャリアシンボルを調整帯域の第２のデータキャリアシンボルと合成し、合成後の第２のデータキャリアシンボルを非ＬＤＭ帯域レベル調整部１５に出力する。
【００６７】
図８は、上述した送信装置１により設定される、ＩＳＤＢ−Ｔ方式及び次世代方式の伝送パラメータの一例を示す図である。ＩＳＤＢ−Ｔ方式では、モード１、モード２、及びモード３の３種類の伝送モードが規定されているが、ここでは伝送モードが現行放送で採用されているモード３である場合の伝送パラメータを示している。また、次世代方式については、調整帯域を加えて信号帯域幅を５．８３ＭＨｚとする場合について示している。
【００６８】
セグメント数は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式では１３セグメントであり、次世代方式では２７セグメントである。また、部分受信帯域及びセグメント数は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式では４２９ｋＨｚ及び１セグメントであり、次世代方式では例えば１．５ＭＨｚ及び７セグメントである。
【００６９】
キャリア総数は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式では５，６１７本であり、次世代方式では例えば５，８８１本である。次世代方式は、１セグメントあたり２１６本のキャリア本数とし、左右に調整帯域として２４本のキャリアを配置する。そして右端にＣＰキャリアを１本配置する。次世代方式のＴＭＣＣキャリア及びＡＣキャリアは１セグメントあたりそれぞれ２本、４本とし、調整帯域には配置しない。
【００７０】
ＯＦＤＭのシンボル長及びＩＦＦＴサンプリング周波数は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式と次世代方式とで共通としている。これにより、送信装置１における多重処理や、後述する受信装置における復調処理が容易となる。
【００７１】
（受信装置）
次に、本発明の一実施形態に係る受信装置について、図９を参照して説明する。図９は、本発明の一実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態では、ＬＤＭの上位層（ＩＳＤＢ−Ｔ方式）をまず復調し、その信号のレプリカ信号を除去することで下位層（次世代方式）を復調する例を示す。ただし、復調方法はこれに限定されるものではない。図９に示す受信装置２は、ＯＦＤＭ復調部２１と、伝搬路推定部２２と、等化部２３と、雑音分散算出部２４と、帯域分割部２５と、ＩＳＤＢ−Ｔ方式復調部２６と、レプリカ生成部２７と、レプリカ除去部２８と、帯域合成部２９と、レベル調整部３０と、帯域分割部３１と、周波数・時間デインターリーブ部３２と、帯域合成部３３と、ＬＬＲ（Log-Likelihood Ratio）算出部３４と、階層分割部３５と、次世代方式復調部３６とを備える。
【００７２】
ＯＦＤＭ復調部２１は、送信装置１から送信された信号を受信し、受信した信号に対してＯＦＤＭ復調処理を行う。ＯＦＤＭ復調部２１は、ＯＦＤＭ復調後の信号を、伝搬路推定部２２及び等化部２３に出力する。
【００７３】
伝搬路推定部２２は、ＯＦＤＭ復調部２１から入力された信号に含まれるＳＰキャリアに基づき伝搬路応答を推定し、推定結果を等化部２３に出力する。
【００７４】
等化部２３は、伝搬路応答の推定結果を用いて、ＯＦＤＭ復調部２１から入力された信号の伝搬路歪を補正する等化処理を行ってデータキャリアシンボルを再生し、雑音分散算出部２４及び帯域分割部２５に出力する。
【００７５】
雑音分散算出部２４は、等化部２３から入力されたデータキャリアシンボルのキャリアごとの雑音分散を算出し、ＬＬＲ算出部３４に出力する。
【００７６】
帯域分割部２５は、等化部２３から入力されたデータキャリアシンボルを、ＬＤＭ帯域内のデータキャリアシンボルと、ＬＤＭ帯域外のデータキャリアシンボルとに分割する。帯域分割部２５は、ＬＤＭ帯域内のデータキャリアシンボルをＩＳＤＢ−Ｔ方式復調部２６及びレプリカ除去部２８に出力し、ＬＤＭ帯域外のデータキャリアシンボルを帯域合成部２９に出力する。
【００７７】
ＩＳＤＢ−Ｔ方式復調部２６は、帯域分割部２５から入力されたＬＤＭ帯域内のデータキャリアシンボルに対して、従来のＩＳＤＢ−Ｔ方式による復調処理で誤り訂正復号まで行い、ＩＳＤＢ−Ｔ方式による現行放送信号として外部に出力するとともに、レプリカ生成部２７に出力する。
【００７８】
レプリカ生成部２７は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式復調部２６により復調された信号をＩＳＤＢ−Ｔ方式に基づいて再変調することによりレプリカ信号を生成し、レプリカ除去部２８に出力する。
【００７９】
レプリカ除去部２８は、帯域分割部２５から入力されたＬＤＭ帯域内の復調信号からレプリカ信号を除去し、帯域合成部２９に出力する。
【００８０】
帯域合成部２９は、レプリカ除去部２８から入力されたＬＤＭ帯域内のデータキャリアシンボルと、帯域分割部２５から入力されたＬＤＭ帯域外のデータキャリアシンボルとを帯域合成することで、次世代方式のみの信号を抽出し、レベル調整部３０に出力する。
【００８１】
レベル調整部３０は、帯域合成部２９から入力された次世代方式のデータキャリアシンボルの振幅（電力レベル）を調整し、帯域分割部３１に出力する。具体的には、レベル調整部３０は、送信装置１のＬＤＭ帯域レベル調整部１４及び非ＬＤＭ帯域レベル調整部１５によるレベル調整を相殺するようにレベル調整を行う。
【００８２】
帯域分割部３１は、レベル調整部３０から入力されたデータキャリアシンボルを部分受信帯域（例えば７セグメント）、非部分受信帯域（例えば２０セグメント）、及び調整帯域に分割し、それぞれ周波数・時間デインターリーブ部３２に出力する。
【００８３】
周波数・時間デインターリーブ部３２は、帯域分割部３１から入力された部分受信帯域及び非部分受信帯域のデータキャリアシンボルに対して、周波数方向及び時間方向にデインターリーブ処理を行い、帯域合成部３３に出力する。また、周波数・時間デインターリーブ部３２は、帯域分割部３１から入力された調整帯域のデータキャリアシンボルに対して、時間方向にデインターリーブ処理を行い、帯域合成部３３に出力する。周波数・時間デインターリーブ部３２の処理は、送信装置１の時間・周波数インターリーブ部１２９のインターリーブ処理による並べ替えを元の順序に戻すものである。
【００８４】
帯域合成部３３は、周波数・時間デインターリーブ部３２から入力された部分受信帯域、非部分受信帯域、及び調整帯域のデータキャリアシンボルを合成し、ＬＬＲ算出部３４に出力する。
【００８５】
ＬＬＲ算出部３４は、雑音分散算出部２４から入力された雑音分散を用いて、帯域合成部３３から入力されたデータキャリアシンボルの尤度比を算出し、階層分割部３５に出力する。
【００８６】
階層分割部３５は、ＬＬＲ算出部３４から入力された尤度比を各階層に分割し、次世代方式復調部３６に出力する。
【００８７】
次世代方式復調部３６は、階層分割部３５から入力された尤度比を用いて誤り訂正復号などの処理を行い、次世代方式による次世代放送信号として外部に出力する。
【００８８】
以上、送信装置１について説明したが、送信装置１として機能させるためにコンピュータを用いることも可能である。そのようなコンピュータは、送信装置１の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのＣＰＵ(Central Processing Unit)やＤＳＰ(Digital Signal Processor)によってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。
【００８９】
また、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。このような記録媒体を用いれば、プログラムをコンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録された記録媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体であってもよい。また、このプログラムは、ネットワークを介したダウンロードによって提供することもできる。
【００９０】
以上説明したように、本発明に係る送信装置１は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式に基づいて、第１の周波数帯域（ＬＤＭ帯域）の第１のデータキャリアシンボルを生成するＩＳＤＢ−Ｔ方式信号生成部１１と、ＩＳＤＢ−Ｔ方式とは異なる次世代方式に基づいて、第１の周波数帯域を含む第２の周波数帯域の第２のデータキャリアシンボルを生成する次世代方式信号生成部１２と、第２のデータキャリアシンボルの振幅を、第１のデータキャリアシンボルの振幅よりも小さくなるように調整するレベル調整部１３と、第１のデータキャリアシンボルと第２のデータキャリアシンボルとを多重する多重部１６と、第１のデータキャリアシンボルを割り当てた第１のデータキャリア及び第２のデータキャリアシンボルを割り当てた第２のデータキャリアに、ＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアを付加してＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成部１９と、を備える。そして、次世代方式信号生成部１２は、チャンネル帯域幅を２８分割した帯域幅を１セグメント帯域幅として、２７セグメントを含む周波数帯域を、第２の周波数帯域とする。
【００９１】
かかる構成により、次世代方式のセグメント数はＩＳＤＢ−Ｔ方式のセグメント数の２倍となる。したがって、次世代方式で周波数分割多重（ＦＤＭ）を行う際に、各階層のセグメント数を柔軟に変更でき、伝送容量の選択肢を増やすことができるようになる。また、ＩＳＤＢ−Ｔ方式のチャンネルあたり信号帯域幅が５．５７ＭＨｚであるのに対して、次世代方式のチャンネルあたり信号帯域幅が５．７９ＭＨｚとなるため、次世代放送の伝送容量を増やすことができる。また、次世代方式のセグメント幅がＩＳＤＢ−Ｔ方式のセグメント幅のちょうど半分となるため、次世代方式の各セグメントのＴＭＣＣキャリア、ＡＣキャリア、及びデータキャリアの本数を共通とすることができる。そのため、周波数インターリーブ処理などが複雑化し回路規模が増加することを防止できる。
【００９２】
また、ＯＦＤＭフレーム構成部１９は、第１の周波数帯域内の第１のデータキャリア及び第２のデータキャリアに対して、同じ周波数位置にＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアを付加してもよい。さらに、ＯＦＤＭフレーム構成部１９は、第１の周波数帯域内の第２のデータキャリアに対して付加するＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアをヌルとしてもよい。かかる構成により、ＩＳＤＢ−Ｔ方式（上位階層）のＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアには実質的には信号が多重されなくなるため、ＩＳＤＢ−Ｔ方式のＳＰキャリア、ＴＭＣＣキャリア、及びＡＣキャリアの特性が劣化することを防止できる。
【００９３】
また、次世代方式信号生成部１２は、第２のデータキャリアシンボルの部分受信帯域のセグメント数を７としてもよい。かかる構成により、部分受信帯域を最大限利用できるセグメント構造にすることができる。また、部分受信では、小さいＦＦＴサイズで復調することで、復調回路の規模を抑えることができるところ、かかる構成では部分受信帯域がチャンネル帯域幅の１／４となるので、１／４のＦＦＴサイズで復調することができる。
【００９４】
また、次世代方式信号生成部１２は、２７セグメントの周波数帯域の両側に隣接する調整帯域を加えた周波数帯域を第２の周波数帯域としてもよい。かかる構成により、次世代放送のチャンネルあたり信号帯域幅を５．７９ＭＨｚよりもさらに広い帯域幅（例えば、５．８３ＭＨｚ）とすることができる。
【００９５】
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、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１      送信装置
２      受信装置
１１    ＩＳＤＢ−Ｔ方式信号生成部（第１の信号生成部）
１２    次世代方式信号生成部（第２の信号生成部）
１３    レベル調整部
１４    ＬＤＭ帯域レベル調整部
１５    非ＬＤＭ帯域レベル調整部
１６    多重部
１７    ＬＤＭ部
１８    帯域合成部
１９    ＯＦＤＭフレーム構成部
２０    ＯＦＤＭ変調部
２１    ＯＦＤＭ復調部
２２    伝搬路推定部
２３    等化部
２４    雑音分散算出部
２５    帯域分割部
２６    ＩＳＤＢ−Ｔ方式復調部
２７    レプリカ生成部
２８    レプリカ除去部
２９    帯域合成部
３０    レベル調整部
３１    帯域分割部
３２    周波数・時間デインターリーブ部
３３    帯域合成部
３４    ＬＬＲ算出部
３５    階層分割部
３６    次世代方式復調部
１２１  再多重部
１２２  階層分割部
１２３  ＦＥＣブロック変換部
１２４  エネルギー拡散部
１２５  誤り訂正符号化部
１２６  ビットインターリーブ部
１２７  キャリア変調部
１２８  階層合成部
１２８ａ  Ａ階層セグメント生成部
１２８ｂ  Ｂ階層セグメント生成部
１２８ｃ  Ｃ階層セグメント生成部
１２９  時間・周波数インターリーブ部
１３１  調整帯域分離部
１３２（１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄ）  時間インターリーブ部
１３３（１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ）  セグメント間インターリーブ部
１３４  部分受信帯域分離部
１３５  部分受信帯域インターリーブ部
１３６  非部分受信帯域インターリーブ部
１３７  部分受信帯域合成部
１３８  非ＬＤＭ帯域分離部
１３９  帯域合成部
【図１】
2020184666.tif 000003
【図２】
2020184666.tif 000004
【図３】
2020184666.tif 000005
【図４】
2020184666.tif 000006
【図５】
2020184666.tif 000007
【図６】
2020184666.tif 000008
【図７】
2020184666.tif 000009
【図８】
2020184666.tif 000010
【図９】
2020184666.tif 000011