(57)【要約】【課題】ＬＤＰＣ符号にビットインターリーブ処理を組み合わせて従来よりも誤り訂正能力を向上させる。【解決手段】送信装置３０は、ＬＤＰＣ符号を生成するＬＤＰＣ符号化部３２４ａ，３２４ｂと、ＬＤＰＣ符号に対してビット単位でインターリーブ処理を行ってインターリーブデータを生成するビットインターリーブ部３２５ａ，３２５ｂと、インターリーブデータをＩＱ平面へマッピングしキャリアシンボルを生成するマッピング部３２６ａ，３２６ｂと、キャリアシンボルからＯＦＤＭシンボルを生成するＯＦＤＭフレーム構成部３３４と、ＯＦＤＭ信号を生成する送信処理部３３５とを備え、ＬＤＰＣ符号化部３２４ａ，３２４ｂは、１の規則的な配置の構造を有さない検査行列を用いてＬＤＰＣ符号を生成し、入出力変換テーブルは、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率ごとに異なり、かつ、前記キャリア変調の方式によらず同一のビット数である。【選択図】図５
2019071600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ信号を送信する送信装置であって、
送信データをＬＤＰＣ符号化してＬＤＰＣ符号を生成するＬＤＰＣ符号化部と、
前記ＬＤＰＣ符号に対して、ＬＤＰＣ符号長のブロックごとに、入出力変換テーブルを用いてビット単位でインターリーブ処理を行ってインターリーブデータを生成するビットインターリーブ部と、
前記インターリーブデータをＩＱ平面へマッピングし、キャリア変調を施したキャリアシンボルを生成するマッピング部と、
前記キャリアシンボルを所定の位置に配置してＯＦＤＭシンボルを生成するＯＦＤＭフレーム構成部と、
前記ＯＦＤＭシンボルに基づくＯＦＤＭ信号を生成する送信処理部と、を備え、
前記入出力変換テーブルは、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式ごとに異なり、かつ、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式によらず同一のビット数であることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記ビットインターリーブ部は、
前記ＬＤＰＣ符号のパリティビットを所定のビット周期でインターリーブ処理するパリティインターリーブ部と、
前記パリティインターリーブ部により処理されたＬＤＰＣ符号をブロックごとに、メモリに対して列方向に各列の先頭から順次書き込んだ後に行方向に読み出すブロックインターリーブ部と、
前記ブロックインターリーブ部により処理されたＬＤＰＣ符号を、前記入出力変換テーブルに従ってインターリーブ処理するキャリアシンボル内インターリーブ部と、
を有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】
前記入出力変換テーブルのビット数は、当該送信装置で使用可能な全てのキャリア変調方式の変調多値数の公倍数であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記入出力変換テーブルのビット数は１２０ビットであり、
前記ＬＤＰＣ符号の符号化率は８１／１２０であり、
前記入出力変換テーブルは、
【表１】
2019071600.tif 000011
であることを特徴とする、請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
ＬＤＰＣ符号をキャリア変調及びＯＦＤＭ変調したＯＦＤＭ信号を受信する受信装置であって、
伝搬路特性を推定し、前記ＯＦＤＭ信号のキャリアシンボルを生成する等化部と、
前記キャリアシンボルから雑音分散を算出する雑音分散算出部と、
前記キャリアシンボル及び前記雑音分散を用いて尤度比を算出するＬＬＲ算出部と、
前記尤度比に対して、入出力変換テーブルを用いてビット単位でデインターリーブ処理を行ってデインターリーブデータを生成するビットデインターリーブ部と、
前記デインターリーブデータを用いてＬＤＰＣ復号を行うＬＤＰＣ復号部と、を備え、
前記入出力変換テーブルは、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式ごとに異なり、かつ、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式によらず同一のビット数であることを特徴とする受信装置。
【請求項６】
請求項２に記載の送信装置から送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信装置であって、
前記ビットデインターリーブ部は、
前記尤度比を、前記入出力変換テーブルに従ってデインターリーブ処理するキャリアシンボル内デインターリーブ部と、
キャリアシンボル内デインターリーブ部により処理された尤度比をブロックごとに、メモリに対して行方向に各行の先頭から順次書き込んだ後に、列方向に読み出すブロックデインターリーブ部と、
ブロックデインターリーブ部により処理された尤度比のうち、ＬＤＰＣ符号のパリティビットに対応する尤度比を所定のビット周期でデインターリーブ処理するパリティデインターリーブ部と、
を有することを特徴とする、請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記同一のビット数は、前記ＯＦＤＭ信号を送信する送信装置で使用可能な全てのキャリア変調方式の変調多値数の公倍数であることを特徴とする、請求項５又は６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記入出力変換テーブルのビット数は１２０ビットであり、
前記ＬＤＰＣ符号の符号化率は８１／１２０であり、
前記入出力変換テーブルは、
【表２】
2019071600.tif 000012
であることを特徴とする、請求項７に記載の受信装置。
【請求項９】
ＯＦＤＭ信号を送信する送信装置に搭載されるチップであって、
送信データをＬＤＰＣ符号化してＬＤＰＣ符号を生成するＬＤＰＣ符号化部と、
前記ＬＤＰＣ符号に対して、ＬＤＰＣ符号長のブロックごとに、入出力変換テーブルを用いてビット単位でインターリーブ処理を行ってインターリーブデータを生成するビットインターリーブ部と、
前記インターリーブデータをＩＱ平面へマッピングし、キャリア変調を施したキャリアシンボルを生成するマッピング部と、
前記キャリアシンボルを所定の位置に配置してＯＦＤＭシンボルを生成するＯＦＤＭフレーム構成部と、
前記ＯＦＤＭシンボルに基づくＯＦＤＭ信号を生成する送信処理部と、を備え、
前記入出力変換テーブルは、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式ごとに異なり、かつ、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式によらず同一のビット数であることを特徴とするチップ。
【請求項１０】
ＬＤＰＣ符号をキャリア変調及びＯＦＤＭ変調したＯＦＤＭ信号を受信する受信装置に搭載されるチップであって、
伝搬路特性を推定し、前記ＯＦＤＭ信号のキャリアシンボルを生成する等化部と、
前記キャリアシンボルから雑音分散を算出する雑音分散算出部と、
前記キャリアシンボル及び前記雑音分散を用いて尤度比を算出するＬＬＲ算出部と、
前記尤度比に対して、入出力変換テーブルを用いてビット単位でデインターリーブ処理を行ってデインターリーブデータを生成するビットデインターリーブ部と、
前記デインターリーブデータを用いてＬＤＰＣ復号を行うＬＤＰＣ復号部と、を備え、
前記入出力変換テーブルは、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式ごとに異なり、かつ、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式によらず同一のビット数であることを特徴とするチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）伝送を行う送信装置、受信装置、及びチップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日本の現行の地上デジタル放送の伝送方式として、ＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）が規格化されている（例えば、非特許文献１参照）。また、近年は、８Ｋスーパーハイビジョンと呼ばれる超高精細映像の実用化が進められており、これに対応した次世代の地上デジタル放送の伝送方式の検討が進められている。
【０００３】
図１７に、ＩＳＤＢ−Ｔ及び次世代の地上デジタル放送の暫定仕様の主な伝送パラメータを示す。次世代の地上デジタル放送では、例えば、信号帯域幅が５．５７ＭＨｚから５．８３ＭＨｚになり、ＦＦＴポイント数が２〜４倍に拡大することなどにより伝送容量を増加させている。また、セグメント数を１３から３５に増やすことで各階層のビットレートを細かく調整でき、柔軟性を向上させることができる。また、誤り訂正能力を向上させるために、誤り訂正符号としてＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号を採用する。
【０００４】
一方、海外では、ＬＤＰＣ符号を採用したデジタル放送の伝送方式として、ＤＶＢ−Ｔ（Digital Video Broadcasting-Terrestrial）や、ＤＶＢ−Ｃ（Digital Video Broadcasting-Cable）が規格化されている（例えば、非特許文献２参照）。これらの規格に採用されるＬＤＰＣ符号は、行方向に１が周期的に配置された検査行列を用いて生成されることが知られている（例えば、非特許文献３参照）。また、非特許文献４には、ＬＤＰＣ符号の符号化率ごとの、検査行列における１の要素位置を示すテーブルが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【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】””DVB-C2”、[online]、[2016年12月16日検索]、インターネット<URL: https://www.dvb.org/standards/dvb-c2>
【非特許文献３】Takashi Yokokawa et al., ”Parity and column twist bit interleaver for DVB-T2 LDPC codes”, IEEE 5th International Symposium on Trurbo Codes and Related Topics, 2008, pp.123-127
【非特許文献４】「高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式」、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ−４４、一般社団法人  電波産業会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＤＰＣ符号は、ビットインターリーブ処理を併用することにより、ビット単位でデータをインターリーブ処理してバースト誤りを散らすことができ、誤り訂正能力を向上させることが期待できる。しかし、非特許文献１によると、ＬＤＰＣ符号にビットインターリーブ処理を組み合わせて使用する構成が規定されていなかった。
【０００７】
また、ＤＶＢ規格のＬＤＰＣ符号は、キャリア変調方式ごとに異なるビット数のテーブルを用意し、該テーブルを用いてビットインターリーブ処理を行っていた。このテーブルのビット数は、例えばＤＶＢ−Ｃ２では最大でも２０ビットであり、符号化率が２／３の場合を除いてキャリア変調方式ごとに共通のテーブルを用いていた。そのため、ビットインターリーブ処理をしても規則性を完全に排除することが困難であった。
【０００８】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、ＬＤＰＣ符号にビットインターリーブ処理を組み合わせて、従来よりも誤り訂正能力を向上させることが可能な送信装置、受信装置、及びチップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る送信装置は、ＯＦＤＭ信号を送信する送信装置であって、送信データをＬＤＰＣ符号化してＬＤＰＣ符号を生成するＬＤＰＣ符号化部と、前記ＬＤＰＣ符号に対して、ＬＤＰＣ符号長のブロックごとに、入出力変換テーブルを用いてビット単位でインターリーブ処理を行ってインターリーブデータを生成するビットインターリーブ部と、前記インターリーブデータをＩＱ平面へマッピングし、キャリア変調を施したキャリアシンボルを生成するマッピング部と、前記キャリアシンボルを所定の位置に配置してＯＦＤＭシンボルを生成するＯＦＤＭフレーム構成部と、前記ＯＦＤＭシンボルに基づくＯＦＤＭ信号を生成する送信処理部と、を備え、前記入出力変換テーブルは、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式ごとに異なり、かつ、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式によらず同一のビット数であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る送信装置において、前記ビットインターリーブ部は、前記ＬＤＰＣ符号のパリティビットを所定のビット周期でインターリーブ処理するパリティインターリーブ部と、前記パリティインターリーブ部により処理されたＬＤＰＣ符号をブロックごとに、メモリに対して列方向に各列の先頭から順次書き込んだ後に行方向に読み出すブロックインターリーブ部と、前記ブロックインターリーブ部により処理されたＬＤＰＣ符号を、前記入出力変換テーブルに従ってインターリーブ処理するキャリアシンボル内インターリーブ部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る送信装置において、前記入出力変換テーブルのビット数は、当該送信装置で使用可能な全てのキャリア変調方式の変調多値数の公倍数であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る送信装置において、前記入出力変換テーブルのビット数は１２０ビットであり、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率は８１／１２０であり、前記入出力変換テーブルは、下記の表１であることを特徴とする。
【００１３】
【表１】
2019071600.tif 000003
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明に係る受信装置は、ＬＤＰＣ符号をキャリア変調及びＯＦＤＭ変調したＯＦＤＭ信号を受信する受信装置であって、伝搬路特性を推定し、前記ＯＦＤＭ信号のキャリアシンボルを生成する等化部と、前記キャリアシンボルから雑音分散を算出する雑音分散算出部と、前記キャリアシンボル及び前記雑音分散を用いて尤度比を算出するＬＬＲ算出部と、前記尤度比に対して、入出力変換テーブルを用いてビット単位でデインターリーブ処理を行ってデインターリーブデータを生成するビットデインターリーブ部と、前記デインターリーブデータを用いてＬＤＰＣ復号を行うＬＤＰＣ復号部と、を備え、前記入出力変換テーブルは、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式ごとに異なり、かつ、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式によらず同一のビット数であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る受信装置において、前記ビットデインターリーブ部は、前記尤度比を、前記入出力変換テーブルに従ってデインターリーブ処理するキャリアシンボル内デインターリーブ部と、キャリアシンボル内デインターリーブ部により処理された尤度比をブロックごとに、メモリに対して行方向に各行の先頭から順次書き込んだ後に、列方向に読み出すブロックデインターリーブ部と、ブロックデインターリーブ部により処理された尤度比のうち、ＬＤＰＣ符号のパリティビットに対応する尤度比を所定のビット周期でデインターリーブ処理するパリティデインターリーブ部と、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る受信装置において、前記同一のビット数は、前記ＯＦＤＭ信号を送信する送信装置で使用可能な全てのキャリア変調方式の変調多値数の公倍数であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る受信装置において、前記入出力変換テーブルのビット数は１２０ビットであり、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率は８１／１２０であり、前記入出力変換テーブルは、下記の表２であることを特徴とする。
【００１８】
【表２】
2019071600.tif 000004
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明に係るチップは、送信データをＬＤＰＣ符号化してＬＤＰＣ符号を生成するＬＤＰＣ符号化部と、前記ＬＤＰＣ符号に対して、ＬＤＰＣ符号長のブロックごとに、入出力変換テーブルを用いてビット単位でインターリーブ処理を行ってインターリーブデータを生成するビットインターリーブ部と、前記インターリーブデータをＩＱ平面へマッピングし、キャリア変調を施したキャリアシンボルを生成するマッピング部と、前記キャリアシンボルを所定の位置に配置してＯＦＤＭシンボルを生成するＯＦＤＭフレーム構成部と、前記ＯＦＤＭシンボルに基づくＯＦＤＭ信号を生成する送信処理部と、を備え、前記入出力変換テーブルは、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式ごとに異なり、かつ、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式によらず同一のビット数であることを特徴とする。
【００２０】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るチップは、ＬＤＰＣ符号をキャリア変調及びＯＦＤＭ変調したＯＦＤＭ信号を受信する受信装置に搭載されるチップであって、伝搬路特性を推定し、前記ＯＦＤＭ信号のキャリアシンボルを生成する等化部と、前記キャリアシンボルから雑音分散を算出する雑音分散算出部と、前記キャリアシンボル及び前記雑音分散を用いて尤度比を算出するＬＬＲ算出部と、前記尤度比に対して、入出力変換テーブルを用いてビット単位でデインターリーブ処理を行ってデインターリーブデータを生成するビットデインターリーブ部と、前記デインターリーブデータを用いてＬＤＰＣ復号を行うＬＤＰＣ復号部と、を備え、前記入出力変換テーブルは、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式ごとに異なり、かつ、前記ＬＤＰＣ符号の符号化率及び前記キャリア変調の方式によらず同一のビット数であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＬＤＰＣ符号にビットインターリーブ処理を組み合わせて、従来よりも誤り訂正能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るＯＦＤＭ送受信システムの構成例を示す図である。
【図２】ＸＭＩパケットの構成例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る送信装置の構成例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る送信装置の入力インターフェース部の構成例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る送信装置の変調部の構成例を示す図である。
【図６】ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check)ブロックの構成例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る送信装置のビットインターリーブ部の構成例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る送信装置のブロックインターリーブ部の処理の一例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る受信装置の構成例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る受信装置の復調部の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る受信装置のビットデインターリーブ部の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る受信装置の出力インターフェース部の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る送信装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る受信装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明のビットインターリーブ処理による効果を示す第１の図である。
【図１６】本発明のビットインターリーブ処理による効果を示す第２の図である。
【図１７】ＩＳＤＢ−Ｔと次世代の地上デジタル放送の暫定仕様の主な伝送パラメータの比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係るＯＦＤＭ送受信システム１の構成例を示す図である。ここでは、次世代の地上デジタル放送のシステムを示している。同一チャンネルの中で、画質と雑音耐性の異なるサービスを提供するために、１チャンネルの周波数帯域において異なるセグメントを割り当てる階層伝送を行う。階層伝送では、誤り訂正の強い階層から順にＡ階層、Ｂ階層、・・・という。例えば、Ａ階層伝送では、移動受信端末向けの放送を提供し、Ｂ階層伝送では、固定受信端末向けの高画質な放送を提供することができる。以下では、Ａ階層データ及びＢ階層データの２階層のデータを伝送するものとするが、階層数は２階層に限られるものではない。
【００２５】
さらに、次世代の地上デジタル放送では、緊急性の高いデータを、Ａ階層及びＢ階層よりも低遅延で伝送することも検討されている。本明細書では、この低遅延で伝送されるチャンネルを「Ｌｃｈ」と称する。具体的には、再多重化装置２０において、Ａ階層及びＢ階層の処理はフレームを構成するため、１フレーム以上の遅延を要する。これに対し、Ｌｃｈの処理はシンボル周期で動作させ、再多重化装置２０に入力されたパケットを直ちに伝送するシンボルに割り当て、速やかに送信することにより、低遅延の伝送を実現することができる。
【００２６】
図１に示すＯＦＤＭ送受信システム１は、送信側として、多重化装置１０（１０ａ〜１０ｃ）と、再多重化装置２０と、送信装置３０とを備える。また、受信側として、受信装置４０と、多重分離装置５０とを備える。
【００２７】
多重化装置１０ａは、Ａ階層に対応して設けられ、入力されたＡ階層用の映像・音声信号と字幕信号とを多重化し、所定の形式（例えば、ＭＭＴ（MPEG Media Transport））のパケット（ＭＭＴＰ（MMT Protocol）パケット）にパケット化して、Ａ階層用パッケージとして出力する。多重化装置１０と再多重化装置２０との間の伝送路は、ＩＰ（Internet Protocol）伝送路であり、多重化装置１０はＭＭＴＰパケットをＩＰパケットに格納して再多重化装置２０に出力する。したがって、以下では、多重化装置１０から再多重化装置２０に出力されるパケットをＭＭＴＰ／ＩＰパケットと称することがある。
【００２８】
多重化装置１０ｂと多重化装置１０ｃとはそれぞれ、Ｂ階層とＬｃｈとに対応して設けられ、対応するＢ階層用あるいはＬｃｈ用の映像・音声信号及び字幕信号が入力される。多重化装置１０ｂ，１０ｃはそれぞれ、多重化装置１０ａと同様に、入力された映像・音声信号と字幕信号とを多重化し、ＭＭＴＰパケットにパケット化してＢ階層用パッケージ、Ｌｃｈ用パッケージとして再多重化装置２０に出力する。
【００２９】
再多重化装置２０は、多重化装置１０ａ，１０ｂにより多重化された複数の階層用パッケージデータ（Ａ階層用パッケージ及びＢ階層用パッケージ）、及び多重化装置１０ｃにより多重化された低遅延用パッケージデータ（Ｌｃｈ用パッケージ）を再多重化して送信装置３０に出力する。より詳細には、再多重化装置２０は、多重化装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃそれぞれから入力されたＭＭＴＰパケットから、ＭＭＴＰパケットとは異なる形式のＸＭＩパケットを生成し、１系統に再多重化して送信装置３０に出力する。なお、現行のＩＳＤＢ−Ｔでは、再多重化装置から送信装置に出力されるパケットは、ＴＳ（Transport Stream）パケットである。
【００３０】
図２は、再多重化装置２０が出力するＸＭＩパケットの構成例を示す図である。ＸＭＩパケットは、ヘッダ領域とデータユニット領域とを有する。図２に示すように、ＸＭＩパケットのヘッダ領域は、ＩＰｖ４ヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＭＭＴＰパケットのヘッダ（ＭＭＴＰヘッダ）、及びＸＭＩヘッダを有する。各フィールド（領域）に付された数字は、各フィールドのビット数の一例を示す。
【００３１】
ＸＭＩパケットのデータユニット領域には、同期制御情報又はデータユニットが格納される。所定のビット数に満たない場合には、スタッフビットが付加される。Ｌｃｈのデータについては、再多重化装置２０により、データユニット領域にシンボル周期で速やかに（低遅延で）割り当てられる。
【００３２】
ＩＰｖ４ヘッダは、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３２ 第３部に規定されるＩＰｖ４ヘッダ部と同様の構成を有する。ＵＤＰヘッダは、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３２ 第３部に規定されるＵＤＰヘッダ部と同様の構成を有する。ＭＭＴＰヘッダは、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ６０に規定されるＭＭＴＰヘッダと同様の構成を有する。
【００３３】
ＭＭＴＰパケットのペイロード領域（ＭＭＴＰペイロード）には、ＸＭＩヘッダ以下が格納される。また、ＭＭＴＰヘッダには、ＭＭＴＰペイロードに格納するデータのデータタイプを示す情報や、ＭＭＴＰペイロードに格納するデータの種類を識別するための情報などが格納される。
【００３４】
図２に示すように、ＸＭＩヘッダは、論理フレーム番号と、データユニット種別と、シーケンス番号と、ＣＲＣ＿３２と、データユニット長とを含む。
【００３５】
論理フレーム番号は、ＸＭＩパケットが格納するデータユニットが属するフレームの番号を示す。
【００３６】
データユニット種別は、ＸＭＩパケットのデータユニット領域に格納されるのが、同期制御情報であるか否か、Ａ階層又はＢ階層のデータユニットであるか否か、スタッフビットであるか否かを示す。
【００３７】
シーケンス番号は、ＯＦＤＭフレーム内のＸＭＩパケットの順序を示す。
【００３８】
ＣＲＣ＿３２には、ＩＴＵ−Ｔ勧告 Ｈ２２２．０に従い、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）が書き込まれる。
【００３９】
データユニット長は、ＸＭＩパケットにおけるデータユニットのサイズを示す。
【００４０】
送信装置３０は、再多重化装置２０から入力されたＸＭＩパケットを用いてＯＦＤＭフレームを構成し、ＯＦＤＭ信号を送信する。詳細については後述する。
【００４１】
受信装置４０は、送信装置３０が送信するＯＦＤＭ信号を受信し、受信したＯＦＤＭ信号を復号してＭＭＴＰ／ＩＰパケット化し、ＭＭＴＰ／ＩＰパケットを多重分離装置５０に出力する。詳細については後述する。
【００４２】
多重分離装置５０は、受信装置４０から受信したＭＭＴＰ／ＩＰパケットを映像・音声信号と字幕信号とに分離して出力する。
【００４３】
［送信装置］
つぎに、本発明の一実施形態に係る送信装置の構成について詳細に説明する。図３は、本発明の第１の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３に示す送信装置３０は、入力インターフェース部３１と、変調部３２とを備える。
【００４４】
入力インターフェース部３１は、再多重化装置２０からＸＭＩパケットを受信し、階層データ及びＬｃｈデータ（低遅延用データ）をそれぞれ連結してＡ階層フレーム、Ｂ階層フレーム、及びＬｃｈフレーム（低遅延用フレーム）を生成し、変調部３２に出力する。
【００４５】
変調部３２は、同期制御情報に含まれる伝送パラメータに基づき、入力インターフェース部３１から入力されたフレームからＯＦＤＭフレームを構成し、ＯＦＤＭ信号を送信アンテナ３３から送信する。
【００４６】
図４は、入力インターフェース部３１の構成例を示す図である。図４に示す入力インターフェース部３１は、ＸＭＩパケット受信部３１１と、Ａ階層フレーム生成部３１２ａと、Ｂ階層フレーム生成部３１２ｂと、Ｌｃｈフレーム生成部３１２ｃと、制御情報／ＴＭＣＣ情報生成部３１３とを備える。
【００４７】
ＸＭＩパケット受信部３１１は、再多重化装置２０からＸＭＩパケットを受信し、Ａ階層ＸＭＩパケットについてはＡ階層フレーム生成部３１２ａに出力し、Ｂ階層ＸＭＩパケットについてはＢ階層フレーム生成部３１２ｂに出力する。また、ＸＭＩパケット受信部３１１は、Ａ階層ＸＭＩパケット及びＢ階層ＸＭＩパケットをＬｃｈフレーム生成部３１２ｃにも出力する。さらに、ＸＭＩパケット受信部３１１は、同期制御情報を含む同期制御ＸＭＩパケットについては制御情報／ＴＭＣＣ情報生成部３１３に出力する。
【００４８】
ＸＭＩパケットのＸＭＩヘッダには、上述したようにＸＭＩパケットのデータユニット領域に格納されるのが、同期制御情報であるか否か、Ａ階層又はＢ階層のデータユニットであるか否か、スタッフビットであるか否かを示すデータユニット種別が含まれる。ＸＭＩパケット受信部３１１は、データユニット種別の値を参照することで、各ＸＭＩパケットの種別を特定し、適切な出力先に出力することができる。
【００４９】
Ａ階層フレーム生成部３１２ａは、ＸＭＩパケット受信部３１１から入力されたＡ階層ＸＭＩパケットに含まれるデータユニットを連結し、Ａ階層のフレームを生成して、変調部３２に出力する。
【００５０】
Ｂ階層フレーム生成部３１２ｂは、ＸＭＩパケット受信部３１１から入力されたＢ階層ＸＭＩパケットに含まれるデータユニットを連結し、Ｂ階層のフレームを生成して、変調部３２に出力する。
【００５１】
Ｌｃｈフレーム生成部３１２ｃは、ＸＭＩパケット受信部３１１から入力されたＸＭＩパケットに含まれるシンボルを連結し、Ｌｃｈフレームを生成して、変調部３２に出力する。
【００５２】
制御情報・ＴＭＣＣ情報生成部３１３は、ＸＭＩパケット受信部３１１から入力された同期制御ＸＭＩパケットに含まれる同期制御情報から、ＯＦＤＭフレームを構成するための各種情報を示す制御情報、及び伝送パラメータを示すＴＭＣＣ情報を生成し、変調部３２に出力する。
【００５３】
図５は、変調部３２の構成例を示す図である。図５に示す変調部３２は、ＦＥＣブロック変換部３２１ａ，３２１ｂと、エネルギー拡散部３２２ａ，３２２ｂと、ＢＣＨ符号化部３２３ａ，３２３ｂと、ＬＤＰＣ符号化部３２４ａ，３２４ｂと、ビットインターリーブ部３２５ａ，３２５ｂと、マッピング部３２６ａ，３２６ｂと、階層合成部３２７と、帯域分割部３２８と、時間インターリーブ部３２９と、周波数インターリーブ部３３０と、帯域合成部３３１と、誤り訂正符号化部３３２と、ＤＢＰＳＫ変調部３３３と、ＯＦＤＭフレーム構成部３３４と、送信処理部３３５とを備える。
【００５４】
ＦＥＣブロック変換部３２１ａは、それぞれＡ階層フレームのビット列をＦＥＣブロックに変換し、エネルギー拡散部３２２ａに出力する。ＦＥＣブロックのサイズは、後述するＬＤＰＣ符号化の符号長（Short, Middle, Long）に応じて、三種類のサイズが設定される。
【００５５】
エネルギー拡散部３２２ａは、同符号が長期間連続して発生しないようにするために、ＦＥＣブロック変換部３２１ａから入力されたＦＥＣブロックに対して、擬似ランダム符号系列を用いてエネルギー拡散処理を行い、ＢＣＨ符号化部３２３ａに出力する。
【００５６】
ＢＣＨ符号化部３２３ａは、エネルギー拡散部３２２ａから入力されたＦＥＣブロックに対して、生成多項式を用いてＢＣＨ符号化を行ってブロック単位のＢＣＨ符号（ＢＣＨブロック）を生成し、ＬＤＰＣ符号化部３２４ａに出力する。生成多項式は、ＬＤＰＣ符号がShortモードの場合には１４次原始多項式により生成され、ＬＤＰＣ符号がMiddleモード又はLongモードの場合には１６次原始多項式により生成される。訂正ビット数は１２ビットとする。
【００５７】
ＬＤＰＣ符号化部３２４ａは、ＢＣＨ符号化部３２３ａから入力されたＢＣＨブロック（送信データ）に対して、ＬＤＰＣ符号化を行ってサイズがＬＤＰＣ符号長のＬＤＰＣ符号（ＬＤＰＣブロック）を生成し、ビットインターリーブ部３２５ａに出力する。ＬＤＰＣ符号長は例えば３種類とし、Shortモードで１１２２０ビット、Middleモードで４４８８０ビット、Longモードで２６９２８０ビットとする。符号化率は例えば１１種類とする。ＬＤＰＣ符号化部３２４ａは、後述するビットインターリーブ部３２５における処理性能を向上させるために、１の規則的な配置の構造を有さない検査行列を用いてＬＤＰＣ符号を生成する。
【００５８】
ＬＤＰＣ符号の符号語Ｃは、０と１の要素からなる検査行列Ｈにより決定される。検査行列ＨがＬＤＧＭ構造を用いている場合には、ＣＨＴ＝０が成立する。ここで、Ｔは行列の転置を表す。検査行列Ｈは、検査行列Ｈにおける１の要素位置を示す検査行列初期値テーブルを用いて表現することができる。本実施形態では、検査行列Ｈの１の要素を、列方向に３７４列毎の周期で配置するものとする。この場合の検査行列初期値テーブルは、検査行列Ｈの列方向の１の行番号（行番号の先頭値を０とする）をその列が持つ列重みの数だけ、上から１＋３７４×０列目、１＋３７４×１列目、１＋３７４×２列目、・・・、１＋３７４×ｋ列目の順に記載したものである。ｋの値は符号化率によって異なる。符号長をＮ、パリティ長をＰとすると、情報長（Ｎ−Ｐ）とｋとの間には、式（１）の関係が成り立つ。
【００５９】
Ｎ−Ｐ＝（ｋ＋１）×３７４                                            （１）
【００６０】
符号化率が８１／１２０の場合の検査行列初期値テーブルの例を、下記の表３（前半）及び表４（後半）に示す。なお、この検査行列初期値テーブルは、非特許文献４の３．４節に記載されている。
【００６１】
【表３】
2019071600.tif 000005
【００６２】
【表４】
2019071600.tif 000006
【００６３】
また、符号化率が６１／１２０の場合の検査行列初期値テーブルの例を、下記の表５（前半）及び表６（後半）に示す。なお、この検査行列初期値テーブルは、非特許文献４の３．４節に記載されている。
に示す。
【００６４】
【表５】
2019071600.tif 000007
【００６５】
【表６】
2019071600.tif 000008
【００６６】
検査行列初期値テーブルの１行目の値は、検査行列の１列目の１の行位置を示している。例えば、表３及び４に示した検査行列初期値テーブルの場合、検査行列の１列目の１の行位置が４９５８番目、６６３９番目、６７２１番目、８２３８番目、９５４０番目、９５５０番目、１０４９１番目、１１７４２番目、１１６４１番目、１２０９２番目、１３０５６番目、１３４６０番目にあることを示している。これら読み出した行番号をｈｉ−ｊで現すと、ｈ１−１＝４９５８、ｈ１−２＝６６３９、ｈ１−３＝６７２１、ｈ１−４＝８２３８、ｈ１−５＝９５４０、ｈ１−６＝９５５０、ｈ１−７＝１０４９１、ｈ１−８＝１１７４２、ｈ１−９＝１１６４１、ｈ１−１０＝１２０９２、ｈ１−１１＝１３０５６、及びｈ１−１２＝１３４６０となる。ここで、ｈｉ−ｊのｉは検査行列初期値テーブルの行番号であり、ｈｉ−ｊのｊは検査行列初期値テーブルの列番号である。
【００６７】
次に、所定のメモリ領域から読み出した検査行列初期値テーブルの１行目に記載された検査行列の行番号及び式（２）を用いて、検査行列の２列目〜３７４列目の検査行列行方向要素リストＨｑ−ｊを求める（ｑ＝２〜３７４）。Ｈｑ−ｊは検査行列Ｈのｑ列目の１の行番号を示す。Ｈｑ−ｊのｊは列重みの要素数の順番を示す。したがって、列重み１２場合、ｊ＝１〜１２である。ｑ＝１は検査行列初期値テーブルの１行目を用いることになる。
【００６８】
Ｈｑ−ｊ＝ｍｏｄ｛（ｈｉ−ｊ＋ｍｏｄ((ｑ−１),３７４))×Ｑ）,Ｐ｝          （２）
【００６９】
ここで、ｍｏｄ（ｘ，ｙ）はｘをｙで割った余りを意味する。式（２）のＱは、符号化率ごとに異なる値をもち、Ｑは式（３）で求められる。
【００７０】
Ｑ＝Ｐ／３７４                                                        （３）
【００７１】
検査行列の２列目（ｑ＝２）を式（２）に従って計算して得られた値を検査行列２列目の行番号として使用する。同様にｑ＝３〜３７４についても式（２）による計算を行い、検査行列１列目から３７４列目までの検査行列の行番号が求まる。
【００７２】
検査行列初期値テーブルの２行目からｋ＋１行目（最終行）まで用いて、上述の方法で検査行列の列方向の行番号を全て計算する。以上により検査行列Ｈの列方向の１の行番号が全て決定し、検査行列Ｈの１の要素位置が全て確定する。
【００７３】
図６は、ＬＤＰＣブロックの構成例を示す図である。Short，Middleモードの場合には、図６（ａ）に示すようにＬＤＰＣブロックにＢＣＨブロック１つを挿入する。Longモードの場合には、図６（ｂ）に示すようにＬＤＰＣブロックに複数のＢＣＨブロックを挿入する。
【００７４】
ビットインターリーブ部３２５ａは、誤り訂正符号の性能を高めるために、ＬＤＰＣ符号化部３２４ａから入力されたＬＤＰＣ符号に対して、ＬＤＰＣブロックごとにビット単位でインターリーブ処理を行ってインターリーブデータを生成し、マッピング部３２６ａに出力する。
【００７５】
図７は、ビットインターリーブ部３２５（３２５ａ，３２５ｂ）の構成例を示す図である。図７に示す例では、ビットインターリーブ部３２５は、パリティインターリーブ部３２５１と、ブロックインターリーブ部３２５２と、キャリアシンボル内インターリーブ部３２５３とを備えるが、ブロックインターリーブ部３２５２のみ備える構成としてもよいし、キャリアシンボル内インターリーブ部３２５３のみ備える構成としてもよい。
【００７６】
パリティインターリーブ部３２５１は、ＬＤＰＣ符号化部３２４（３２４ａ，３２４ｂ）から入力されたＬＤＰＣブロックごとに、パリティビット（ＬＤＰＣパリティ）のみを所定のビット周期でインターリーブ処理し、パリティインターリーブ処理したＬＤＰＣ符号をブロックインターリーブ部３２５２に出力する。例えば、パリティインターリーブ部３２５１は、パリティビットをメモリに対して列方向に書き込んだ後に、行方向に読み出す。なお、列数をキャリア変調方式の変調多値数（例えば、１０２４ＱＡＭであれば１０）とすると、行方向に１行ずつ読み出すことにより、キャリア変調方式の変調多値数分（例えば、１０２４ＱＡＭであれば１０ビット）のＬＤＰＣ符号が出力される。
【００７７】
ブロックインターリーブ部３２５２は、パリティインターリーブ部３２５１から入力されたＬＤＰＣブロックごとに、ＬＤＰＣブロック全体をインターリーブ処理し、ブロックインターリーブ処理したＬＤＰＣ符号をキャリアシンボル内インターリーブ部３２５３に出力する。
【００７８】
図８は、ブロックインターリーブ部３２５２の処理の一例を示す図である。この例では、情報ビット及びパリティビットを共にＬ個に分割し、ｔ番目（０≦ｔ≦Ｌ−１）の情報ビット及びパリティビットを１単位としてメモリに対して列方向に各列の先頭から順次書き込んだ後に、行方向に読み出す。これにより、ＬＤＰＣ符号長をｎビットとすると、一度のインターリーブ処理で必要なメモリ量はｎ／Ｌビットとなり、メモリ容量を削減することができる。列数をキャリア変調方式の変調多値数とした場合には、行方向に１行ずつ読み出すことにより、キャリア変調方式の変調多値数分のＬＤＰＣ符号が出力される。なお、ＬＤＰＣ符号長が大きくない場合には、Ｌ＝１としてＬＤＰＣ符合を分割しなくてもよい。
【００７９】
ＤＶＢ規格でも、ブロック全体のインターリーブ処理を行う際に、ＬＤＰＣ符号をメモリに対して列方向に書き込んだ後に行方向に読み出すが、本発明のように各列の先頭から順次書き込むわけではない。ＤＶＢ規格のＬＤＰＣ符号は、１の規則的な配置の構造を有する検査行列を用いて生成されることに起因した周期性も発生するおそれがあり、この周期性を排除するために、メモリに対して列ごとに異なる位置から書き込みを開始する。一方、本発明に係る送信装置３０は、上述したようにＬＤＰＣ符号化部３２４ａにて１の規則的な配置の構造を有さない検査行列を用いてＬＤＰＣ符号を生成しているため、ブロックインターリーブ部３２５２による簡易な処理のみで周期性を排除することができる。
【００８０】
キャリアシンボル内インターリーブ部３２５３は、ブロックインターリーブ部３２５２から入力されたＬＤＰＣブロックを、キャリア変調の方式及びＬＤＰＣ符号の符号化率によらず同一のビット数Ｍの入出力変換テーブルに従ってインターリーブ処理し、インターリーブ処理したＬＤＰＣ符号をマッピング部３２６に出力する。このキャリアシンボル内インターリーブ処理は、キャリア変調方式及び符号化率ごとに異なる入出力変換テーブルを有して、異なるインターリーブ処理を行うのが好適である。また、マッピング部３２６，３２６ｂにおいて、各シンボルをＩＱ平面上の格子の交点に均等に配置するか（ＵＣ：Uniform Constellation）、不均一に配置するか（ＮＵＣ：Non?Uniform Constellation）を選択できる場合には、いずれを選択するかに応じて異なる入出力変換テーブルを用いるようにしてもよい。
【００８１】
ここで、入出力変換テーブルのビット数Ｍは、マッピング部３２６で生成されるキャリアシンボルの変調多値数の整数倍である。このビット数Ｍを当該送信装置３０で使用可能な全てのキャリア変調方式の変調多値数の公倍数とすることで、キャリア変調方式によらずビット数Ｍを同一の値とすることができる。ビット数Ｍを大きくするほどビットインターリーブの性能が向上する可能性があるが、メモリの増大及び最適化の困難性の観点から、当該送信装置３０で使用可能な全てのキャリア変調方式の変調多値数の最小公倍数とするのが好適である。本実施形態では、ビット数Ｍを、４，６，８，１０，１２の最小公倍数の１２０とする。
【００８２】
ＬＤＰＣ符号の符号化率が８１／１２０の場合における、キャリアシンボル内インターリーブ部３２５３が使用する入出力変換テーブルの例は、表１に示したとおりである。この入出力変換テーブルに従ってキャリアシンボル内インターリーブ部３２５３がインターリーブ処理を行う場合、０番目のビットを１０番目のビットに、１番目のビットを２３番目のビットに、・・・１１９番目のビットを１１３番目のビットに並べ替える。
【００８３】
また、ＬＤＰＣ符号の符号化率が６１／１２０の場合における、キャリアシンボル内インターリーブ部３２５３が使用する入出力変換テーブルの例を下記の表７に示す。この入出力変換テーブルに従ってキャリアシンボル内インターリーブ部３２５３がインターリーブ処理を行う場合、０番目のビットを２３番目のビットに、１番目のビットを１番目のビットに、・・・１１９番目のビットを１１４番目のビットに並べ替える。
【００８４】
【表７】
2019071600.tif 000009
【００８５】
マッピング部３２６ａは、ビットインターリーブ部３２５ａから入力されたインターリーブ処理後のＬＤＰＣ符号に対して、ｍビット／シンボルとしてＩＱ平面へマッピングし、変調方式に応じたキャリア変調を施したキャリアシンボル（変調シンボル）を生成し、階層合成部３２７に出力する。変調方式は、例えばＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、１０２４ＱＡＭ、４０９６ＱＡＭに対応し、Ａ階層、Ｂ階層独立して設定可能とする。
【００８６】
上述したように、ＦＥＣブロック変換部３２１ａ、エネルギー拡散部３２２ａ、ＢＣＨ符号化部３２３ａ、ＬＤＰＣ符号化部３２４ａ、ビットインターリーブ部３２５ａ、及びマッピング部３２６ａは、Ａ階層について処理を行う。ＦＥＣブロック変換部３２１ｂ、エネルギー拡散部３２２ｂ、ＢＣＨ符号化部３２３ｂ、ＬＤＰＣ符号化部３２４ｂ、ビットインターリーブ部３２５ｂ、及びマッピング部３２６ｂは、Ｂ階層について処理を行うが、処理内容はＡ階層の処理と同様であるため、説明を省略する。
【００８７】
階層合成部３２７は、マッピング部３２６ａから入力されたＡ階層のキャリアシンボルと、マッピング部３２６ｂから入力されたＢ階層のキャリアシンボルとを合成して、１ ＯＦＤＭシンボルで伝送されるデータセグメントを構成し、帯域分割部３２８に出力する。
【００８８】
帯域分割部３２８は、階層合成部３２７から入力されたデータセグメントを、部分受信帯域のセグメント、及び非部分受信帯域のセグメントに分割し、それぞれ時間インターリーブ部３２９に出力する。なお、部分受信帯域及び非部分受信帯域に加えて、互換モードで使用される追加帯域（拡張帯域）の計３つの帯域に分割するようにしてもよい。
【００８９】
時間インターリーブ部３２９は、帯域分割部３２８から入力されたキャリアシンボルの順序を、時間方向に並べ替えて、周波数インターリーブ部３３０に出力する。
【００９０】
周波数インターリーブ部３３０は、時間インターリーブ部３２９から入力されたキャリアシンボルの順序を、さらに周波数方向に並べ替え、帯域合成部３３１に出力する。
【００９１】
帯域合成部３３１は、部分受信帯域と非部分受信帯域とを合成し、ＯＦＤＭフレーム構成部３３４に出力する。
【００９２】
誤り訂正符号化部３３２は、Ｌｃｈフレームに対して誤り訂正符号化し、ＤＢＰＳＫ変調部３３３に出力する。
【００９３】
ＤＢＰＳＫ変調部３３３は、誤り訂正符号化部３３２から入力された符号に対し、先頭に差動基準ビットを付加した後にＤＢＰＳＫ変調してＬｃｈシンボルを生成し、ＯＦＤＭフレーム構成部３３４に出力する。
【００９４】
ＯＦＤＭフレーム構成部３３４は、帯域合成部３３１から入力されたキャリアシンボル、及びＤＢＰＳＫ変調部３３３から入力されたＬｃｈシンボルを所定の位置に配置してＯＦＤＭシンボルを生成する。その際、パイロットシンボル（ＳＰシンボル）、制御情報を示すＴＭＣＣシンボル、及び付加情報を示すＡＣシンボルを挿入する。そして、全キャリアを１ ＯＦＤＭシンボルとして、所定数のＯＦＤＭシンボルのブロックでＯＦＤＭフレームを構成し、送信処理部３３５に出力する。
【００９５】
送信処理部３３５は、ＯＦＤＭフレーム構成部３３４から入力されたＯＦＤＭシンボルに対して、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）処理を施して時間領域の有効シンボル信号を生成する。そして、有効シンボル信号の先頭に、有効シンボル信号の後半部分をコピーしたガードインターバルを挿入し、直交変調処理及びＤ／Ａ変換を施したアナログ信号を、送信アンテナ３３を介して外部に送信する。
【００９６】
実施形態では特に触れていないが、送信装置３０が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、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コンピュータ読取り可能媒体は、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やＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体であってもよい。
【００９７】
あるいは、送信装置３０に搭載されるチップが提供されてもよい。このチップは、送信装置３０が行う各処理を実行するためのプログラムを記憶するメモリ、及びメモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成される。
【００９８】
［受信装置］
次に、本発明の一実施形態に係る受信装置の構成について詳細に説明する。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。受信装置４０は、上述した送信装置３０が送信する、ＬＤＰＣ符号をキャリア変調及びＯＦＤＭ変調したＯＦＤＭ信号を受信する。図９に示すように、受信装置４０は、復調部４１と、出力インターフェース部４２とを備える。
【００９９】
復調部４１は、送信装置３０から送信されたＯＦＤＭ信号を、受信アンテナ４３を介して受信し、復調する。受信したＯＦＤＭ信号には、Ａ階層、Ｂ階層、及びＬｃｈのキャリアシンボルが含まれる。復調部４１は、フーリエ変換処理後のＡ階層、Ｂ階層、及びＬｃｈのキャリアシンボルに対して、送信装置３０で行われた処理を元に戻す処理を行う。
【０１００】
出力インターフェース部４２は、Ａ階層ビットデータ、Ｂ階層ビットデータ、及びＬｃｈビットデータから、それぞれ可変長のＴＬＶパケットを特定して出力する。
【０１０１】
図１０は、復調部４１の構成例を示す図である。図１０に示すように、復調部４１は、受信処理部４０１と、等化部４０２と、雑音分散算出部４０３と、帯域分割部４０４と、周波数デインターリーブ部４０５と、時間デインターリーブ部４０６と、帯域合成部４０７と、階層分割部４０８と、ＬＬＲ（Log Likelihood Ratio:対数尤度比）算出部４０９ａ，４０９ｂと、ＦＥＣブロック変換部４１０ａ，４１０ｂと、ビットデインターリーブ部４１１ａ，４１１ｂと、ＬＤＰＣ復号部４１２ａ，４１２ｂと、ＢＣＨ復号部４１３ａ，４１３ｂと、エネルギー逆拡散部４１４ａ，４１４ｂとを備える。
【０１０２】
受信処理部４０１は、送信装置３０から送信されたＯＦＤＭ信号を、受信アンテナ４３を介して受信する。そして、受信したＯＦＤＭ信号を直交復調処理してベースバンド信号を生成し、Ａ／Ｄ変換によりアナログ信号を生成する。次に、ガードインターバルを除去して有効シンボル信号を抽出し、有効シンボル信号に対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理を施して複素ベースバンド信号を生成する。
【０１０３】
等化部４０２は、受信処理部４０１から入力された複素ベースバンド信号からパイロット信号を抽出し、伝搬路特性を推定する。そして、等化係数を算出し、複素ベースバンド信号に対して等化処理を行って、ＯＦＤＭ信号のキャリアシンボルを生成し、帯域分割部４１４に出力する。等化には例えばゼロフォーシング規範を用いる。
【０１０４】
雑音分散算出部４０３は、等化部４０２から入力されたキャリアシンボルから雑音分散を算出し、帯域分割部４０４に出力する。雑音分散は、キャリアシンボルが本来あるべきＩＱ座標上のシンボル点と実際に観測したキャリアシンボルのシンボル点Ｐとのずれを意味し、変調誤差比を求めて逆数にすることで得られる。雑音分散は、各キャリアシンボルを構成するビット単位の尤度比を求めるために必要である。
【０１０５】
帯域分割部４０４は、等化部４０２から入力されたキャリアシンボル、及び雑音分散算出部４１３から入力された雑音分散をそれぞれ部分受信帯域及び非部分受信帯域に分割し、周波数デインターリーブ部４０５に出力する。なお、部分受信帯域及び非部分受信帯域に加えて、互換モードで使用される追加帯域（拡張帯域）の計３つの帯域に分割するようにしてもよい。
【０１０６】
周波数デインターリーブ部４０５は、帯域分割部４０４から入力されたキャリアシンボル及び雑音分散に対して、それぞれ周波数方向にデインターリーブ処理（送信装置３０の周波数インターリーブ部３３０と逆の処理）を行い、時間デインターリーブ部４０６に出力する。
【０１０７】
時間デインターリーブ部４０６は、周波数デインターリーブ部４０５から入力されたキャリアシンボル及び雑音分散に対して、それぞれ時間方向にデインターリーブ処理（送信装置３０の時間インターリーブ部３２９と逆の処理）を行い、帯域合成部４０７に出力する。
【０１０８】
帯域合成部４０７は、時間デインターリーブ部４０６から入力されたキャリアシンボル及び雑音分散に対して、それぞれ部分受信帯域及び非部分受信帯域を合成し、階層分割部４０８に出力する。
【０１０９】
階層分割部４０８は、帯域合成部４０７から入力されたキャリアシンボル及び雑音分散に対して、それぞれＡ階層とＢ階層に分割する。そして、Ａ階層のキャリアシンボル及び雑音分散をＬＬＲ算出部４０９ａに出力し、Ｂ階層のキャリアシンボル及び雑音分散をＬＬＲ算出部４０９ｂに出力する。
【０１１０】
ＬＬＲ算出部４０９ａは、階層分割部４１８から入力されたＡ階層のキャリアシンボル及び雑音分散を用いてＬＬＲ（対数尤度比）などの尤度比を算出し、ＦＥＣブロック変換部４１０ａに出力する。
【０１１１】
ＦＥＣブロック変換部４１０ａは、ＬＬＲ算出部４０９ａから入力された尤度比を、サイズがＬＤＰＣ符号長となるブロックに分けて、ビットデインターリーブ部４１１ａに出力する。
【０１１２】
ビットデインターリーブ部４１１ａは、ＦＥＣブロック変換部４１０ａから入力された尤度比に対して、ブロックごとにビット単位でデインターリーブ処理（送信装置３０のビットインターリーブ部３２５と逆の処理）を行ってデインターリーブデータを生成し、ＬＤＰＣ復号部４１２ａに出力する。
【０１１３】
図１１は、ビットデインターリーブ部４１１（４１１ａ，４１１ｂ）の構成例を示す図である。ビットデインターリーブ部４１１は、キャリアシンボル内デインターリーブ部４１１１と、ブロックデインターリーブ部４１１２と、パリティデインターリーブ部４１１３とを備える。
【０１１４】
キャリアシンボル内デインターリーブ部４１１１は、ＦＥＣブロック変換部４１０ａ，４１０ｂから入力された尤度比を、送信装置３０のキャリア変調の方式及びＬＤＰＣ符号の符号化率によらず同一のビット数Ｍの入出力変換テーブルに従ってデインターリーブ処理し、キャリアシンボル内デインターリーブ処理した尤度比をブロックデインターリーブ部４２１２に出力する。この入出力変換テーブルは、送信装置３０のキャリアシンボル内インターリーブ部３２５３で使用する入出力変換テーブルのｉｎとｏｕｔの値を入れ替えたものである。ビット数Ｍは上記のとおり、送信装置３０で使用可能な全てのキャリア変調方式の変調多値数の公倍数又は最小公倍数とするのが好適である。
【０１１５】
ＬＤＰＣ符号の符号化率が８１／１２０の場合における、キャリアシンボル内デインターリーブ部４１１１が使用する入出力変換テーブルの例は、表２に示したとおりである。この入出力変換テーブルに従ってキャリアシンボル内デインターリーブ部４１１１がデインターリーブ処理を行う場合、０番目のビットを１８番目のビットに、１番目のビットを１１番目のビットに、・・・１１９番目のビットを９７番目のビットに並べ替える。
【０１１６】
また、ＬＤＰＣ符号の符号化率が６１／１２０の場合における、キャリアシンボル内デインターリーブ部４１１１が使用する入出力変換テーブルの例を下記の表８に示す。この入出力変換テーブルに従って、キャリアシンボル内デインターリーブ部４１１１がデインターリーブ処理を行う場合、０番目のビットを２０番目のビットに、１番目のビットを１番目のビットに、・・・１１９番目のビットを９６番目のビットに並べ替える。
【０１１７】
【表８】
2019071600.tif 000010
【０１１８】
ブロックデインターリーブ部４１１２は、キャリアシンボル内デインターリーブ部４２１１から入力された尤度比をブロックごとに、メモリに対して行方向に各行の先頭から順次書き込んだ後に、列方向に読み出し、ブロック全体をデインターリーブ処理した尤度比をパリティデインターリーブ部４１１３に出力する。
【０１１９】
パリティデインターリーブ部４１１３は、パリティデインターリーブ部４１１３から入力された尤度比のブロックごとに、ＬＤＰＣ符号のパリティビットに対応する尤度比のみを所定のビット周期でデインターリーブ処理し、パリティデインターリーブ処理した尤度比をＬＤＰＣ復号部４１２ａ，４１２ｂに出力する。
【０１２０】
ＬＤＰＣ復号部４１２ａは、ビットデインターリーブ部４１１ａから入力されたデインターリーブデータを用いてＬＤＰＣ符号を復号し、ビット列をＢＣＨ復号部４１３ａに出力する。ＬＤＰＣ符号の復号アルゴリズムは、例えばＳｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号法を用いる。
【０１２１】
ＢＣＨ復号部４１３ａは、ＬＤＰＣ復号部４１２ａから入力されたビット列をＢＣＨ復号し、エネルギー逆拡散部４１４ａに出力する。
【０１２２】
エネルギー逆拡散部４１４ａは、ＢＣＨ復号部４１３ａから入力されたビット列に対して、エネルギー逆拡散処理（送信装置３０のエネルギー拡散部３２２と逆の処理）を行い、Ａ階層ビットデータを出力インターフェース部４２に出力する。
【０１２３】
上述したように、ＬＬＲ算出部４０９ａ、ＦＥＣブロック変換部４１０ａ、ビットデインターリーブ部４１１ａ、ＬＤＰＣ復号部４１２ａ、ＢＣＨ復号部４１３ａ、及びエネルギー逆拡散部４１４ａは、Ａ階層について処理を行う。ＬＬＲ算出部４０９ｂ、ＦＥＣブロック変換部４１０ｂ、ビットデインターリーブ部４１１ｂ、ＬＤＰＣ復号部４１２ｂ、ＢＣＨ復号部４１３ｂ、及びエネルギー逆拡散部４１４ｂは、Ｂ階層について処理を行うが、処理内容はＡ階層の処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１２４】
Ｌｃｈ復調部４１５は、受信処理部４０１から入力された複素ベースバンド信号からＬｃｈのキャリアを抽出し、ＤＢＰＳＫ復調を行い、Ｌｃｈ信号を復調する。そして、Ｌｃｈ信号の誤り訂正を行い、復号後のＬｃｈビットデータを出力インターフェース部４２に出力する。
【０１２５】
図１２は、出力インターフェース部４２の構成例を示す図である。図１２に示す出力インターフェース部４２は、ビットバイト変換部４２１ａ，４２１ｂ，４２１ｃと、ＴＬＶ（Types Length Value）パケット分離部４２２ａ，４２２ｂ，４２２ｃと、ＩＰヘッダ伸長部４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃと、Ｅｔｈ−ＩＦ（イーサネット（登録商標）インターフェース）４２４ａ，４２４ｂとを備える。
【０１２６】
ビットバイト変換部４２１ａは、復調部４１から入力されたＡ階層ビットデータをバイトデータに変換し、Ａ階層バイトデータをＴＬＶパケット分離部４２２ａに出力する。ビットバイト変換部４２１ｂは、復調部４１から入力されたＢ階層ビットデータをバイトデータに変換し、Ｂ階層バイトデータをＴＬＶパケット分離部４２２ｂに出力する。ビットバイト変換部４２１ｃは、復調部４１から入力されるＬｃｈビットデータをバイトデータに変換し、ＬｃｈバイトデータをＴＬＶパケット分離部４２２ｃに出力する。
【０１２７】
ＴＬＶパケット分離部４２２ａは、ビットバイト変換部４２１ａから入力されたＡ階層バイトデータに対し、復調部４１による誤り訂正復号の結果、シンドロームがゼロとなったＦＥＣブロックから、ＦＥＣブロックに格納されている格納されているＴＬＶパケットを特定し、ＩＰｖ４パケットとして出力する。ただし、ＴＬＶパケットの一部がシンドロームがゼロとならなかったＦＥＣブロックで伝送された場合、そのＴＬＶパケットは破棄される。また、ヌルタイプのＴＬＶパケットも破棄される。ＴＬＶパケット分離部４２２ｂは、ビットバイト変換部４２１ｂから入力されたＢ階層バイトデータに対し、同様の処理を行う。
【０１２８】
ＴＬＶパケット分離部４２２ｃは、ビットバイト変換部４２１ｃから入力されたＬｃｈバイトデータを結合し、ストリーム上のデータとする。そして、ストリーム上のデータからＴＬＶパケットを特定し、出力する。
【０１２９】
Ａ階層で伝送されたＴＬＶパケットと、Ｂ階層で伝送されたＴＬＶパケットと、Ｌｃｈで伝送されたＴＬＶパケットは、同じイーサネットのポート（Ｅｔｈ−ＩＦ４２４ａ）から出力されるが、それらはＵＤＰ宛先ポート番号で区別する。イーサネットのポートから出力する際は、ＯＦＤＭフレームで伝送されたＴＬＶパケットを、そのＯＦＤＭフレーム時間で出力するよう、ＩＰｖ４パケットの間隔を調整し出力する。
【０１３０】
なお、出力するイーサネットは双方向の通信を行いイーサネットのリンクを確立するが、リンク確立以後は双方向の通信を行わず、イーサネットフレームを一方的に出力するのみとし、ＡＲＰの応答やフロー制御は行わない。このため、宛先ＭＡＣアドレスとして、ブロードキャストアドレス（０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦ）を設定し、出力する。なお、出力インターフェース部４２にルータを接続することは想定しないが、スイッチングハブを接続することは可能である。
【０１３１】
ＴＬＶパケットには、ＩＰｖ４パケット、ＩＰｖ６パケット、ヘッダ圧縮したＩＰパケット、伝送制御信号パケット、あるいはヌルパケットの５種類のパケット種別がある。ＩＰヘッダ伸長部４２３ａは、ＴＬＶパケットがＩＰｖ４パケット又はＩＰｖ６パケットの場合には、ＴＬＶパケットのデータ領域からそれぞれのＩＰパケットを取り出し、Ｅｔｈ−ＩＦ４２４ｂに出力する。また、ＴＬＶパケットがヘッダ圧縮したＩＰパケットの場合には、圧縮されたＩＰヘッダを復元し、送信時のＩＰパケットを復元し、ＩＰｖ４パケット又はＩＰｖ６パケットとしてＥｔｈ−ＩＦ４２４ｂに出力する。また、ＴＬＶパケットが伝送制御信号パケット又はヌルパケットの場合は、破棄する。これらのＩＰパケットを出力する際は、ＯＦＤＭフレームで伝送されたＩＰパケットを、そのＯＦＤＭフレーム時間で出力するよう、ＩＰパケットの間隔を調整し出力する。ＩＰヘッダ伸長部４２３ｂ，４２３ｃも、同様の処理を行う。
【０１３２】
実施形態では特に触れていないが、受信装置４０が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、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コンピュータ読取り可能媒体は、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やＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体であってもよい。
【０１３３】
あるいは、受信装置４０に搭載されるチップが提供されてもよい。このチップは、受信装置４０が行う各処理を実行するためのプログラムを記憶するメモリ、及びメモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成される。
【０１３４】
次に、本実施形態に係る送信装置３０、及び受信装置４０の主な動作について説明する。
【０１３５】
図１３は、送信装置３０の主な動作を示すフローチャートである。送信装置３０は、変調部３２のＬＤＰＣ符号化部３２４ａ，３２４ｂにより、送信データをＬＤＰＣ符号化してＬＤＰＣ符号を生成する（ステップＳ１１）。
【０１３６】
そして、送信装置３０は、変調部３２のビットインターリーブ部３２５ａ，３２５ｂにより、ＬＤＰＣ符号に対して、ビット単位でインターリーブ処理を行ってインターリーブデータを生成する（ステップＳ１２）。より詳細には、ＬＤＰＣ符号長のブロック（ＬＤＰＣブロック）ごとに、ＬＤＰＣ符号のパリティビットを所定のビット周期でインターリーブ処理した後に、ブロック全体をインターリーブ処理し、さらに所定のビット数ごとにインターリーブ処理する。
【０１３７】
そして、送信装置３０は、変調部３２のマッピング部３２６ａ，３２６ｂにより、Ｌｃｈフレームを生成する（ステップＳ１３）。
【０１３８】
そして、送信装置３０は、変調部３２のＯＦＤＭフレーム構成部３３４によりキャリアシンボルを所定の位置に配置してＯＦＤＭシンボルを生成し、ＯＦＤＭフレームを構成する（ステップＳ１４）。
【０１３９】
そして、送信装置３０は、変調部３２の送信処理部３３５により、ＯＦＤＭシンボルに基づくＯＦＤＭ信号を生成し、送信アンテナ３３を介してＯＦＤＭ信号を送信する（ステップＳ１４）。
【０１４０】
図１４は、受信装置４０の主な動作を示すフローチャートである。受信装置４０は、復調部４１の等化部４０２により、伝搬路特性を推定し、ＯＦＤＭ信号のキャリアシンボルを生成する（ステップＳ２１）。
【０１４１】
そして、受信装置４０は、復調部４１の雑音分散算出部４０３により、キャリアシンボルから雑音分散を算出する（ステップＳ２２）。
【０１４２】
そして、受信装置４０は、復調部４１のＬＬＲ算出部４０９ａ，４０９ｂにより、キャリアシンボル及び雑音分散を用いて尤度比を算出する（ステップＳ２３）。
【０１４３】
そして、受信装置４０は、復調部４１のビットデインターリーブ部４１１ａ，４１１ｂにより、尤度比に対して、ビット単位でデインターリーブ処理を行ってデインターリーブデータを生成する（ステップＳ２４）。より詳細には、ＬＤＰＣ符号長のブロックごとに、所定のビット数ごとにデインターリーブ処理した後に、ブロック全体をデインターリーブ処理し、さらにＬＤＰＣ符号のパリティビットに対応する尤度比を所定のビット周期でデインターリーブ処理する。
【０１４４】
そして、受信装置４０は、復調部４１のＬＤＰＣ復号部４１２ａ，４１２ｂにより、デインターリーブデータを用いてＬＤＰＣ復号を行う（ステップＳ２５）。
【０１４５】
表１に示した入出力変換テーブルを用いてビットインターリーブ処理を行ったときのシミュレーション結果を図１５に示す。ここでは、ＬＤＰＣ符号の符号長を４４８８０ビット、ＬＤＰＣ符号の符号化率を８１／１２０、変調多値数を４０９６ＱＡＭとし、マッピング処理ではシンボルをＩＱ平面上へ均等配置し、シンボル座標値はＤＶＢ−Ｃ２（規格名：ＥＴＳＩ  ＥＮ  ３０２  ７６９、非特許文献２の６．２．２節参照）を使用した。また、ＬＤＰＣ符号の復号はＳｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号法により行い、繰り返し復号回数を５０回とした。また、通信路としてＡＷＧＮ通信路を仮定した。
【０１４６】
また、表７に示した入出力変換テーブルを用いてビットインターリーブ処理を行ったときのシミュレーション結果を図１６に示す。ここでは、ＬＤＰＣ符号の符号長を４４８８０ビット、ＬＤＰＣ符号の符号化率を６１／１２０、変調多値数を４０９６ＱＡＭとし、マッピング処理ではシンボルをＩＱ平面上へ均等配置し、シンボル座標値はＤＶＢ−Ｃ２（規格名：ＥＴＳＩ  ＥＮ  ３０２  ７６９、非特許文献２の６．２．２節参照）を使用した。また、ＬＤＰＣ符号の復号はＳｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号法により行い、繰り返し復号回数を５０回とした。また、通信路としてＡＷＧＮ通信路を仮定した。
【０１４７】
図１５及び図１６から分かるように、本発明では、ＬＤＰＣ符号に対してビットインターリーブ処理を行い、入出力変換テーブルをＬＤＰＣ符号の符号化率及びキャリア変調の方式ごとに異なるものとし、かつ、キャリア変調の方式によらず同一のビット数とすることにより、規則性を排除することができ、ビット誤り率（ＢＥＲ）特性を大幅に向上させること、すなわち誤り訂正能力を向上させることが可能となる。
【０１４８】
なお、本実施形態では、送信装置３０、及び受信装置４０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、再多重化装置２０から出力されたパケットからＯＦＤＭ信号を構成して送信する方法、及び送信装置３０から送信されたＯＦＤＭ信号を受信する方法として構成されてもよい。
【０１４９】
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。
【符号の説明】
【０１５０】
１        ＯＦＤＭ送受信システム
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  多重化装置
２０      再多重化装置
３０      送信装置
３１      入力インターフェース部
３２      変調部
３３      送信アンテナ
４０      受信装置
４１      復調部
４２      出力インターフェース部
４３      受信アンテナ
５０      多重分離装置
３１１    ＸＭＩパケット受信部
３１２ａ  Ａ階層フレーム生成部
３１２ｂ  Ｂ階層フレーム生成部
３１２ｃ  Ｌｃｈフレーム生成部
３１３    制御情報／ＴＭＣＣ情報生成部
３２１ａ，３２１ｂ  ＦＥＣブロック変換部
３２２ａ，３２２ｂ  エネルギー拡散部
３２３ａ，３２３ｂ  ＢＣＨ符号化部
３２４ａ，３２４ｂ  ＬＤＰＣ符号化部
３２５ａ，３２５ｂ  ビットインターリーブ部
３２６ａ，３２６ｂ  マッピング部
３２７    階層合成部
３２８    帯域分割部
３２９    時間インターリーブ部
３３０    周波数インターリーブ部
３３１    帯域合成部
３３２    誤り訂正符号化部
３３３    ＤＢＰＳＫ変調部
３３４    ＯＦＤＭフレーム構成部
３３５    送信処理部
４０１    受信処理部
４０２    等化部
４０３    雑音分散算出部
４０４    帯域分割部
４０５    周波数デインターリーブ部
４０６    時間デインターリーブ部
４０７    帯域合成部
４０８    階層分割部
４０９ａ，４０９ｂ  ＬＬＲ算出部
４１０ａ，４１０ｂ  ＦＥＣブロック変換部
４１１ａ，４１１ｂ  ビットデインターリーブ部
４１２ａ，４１２ｂ  ＬＤＰＣ復号部
４１３ａ，４１３ｂ  ＢＣＨ復号部
４１４ａ，４１４ｂ  エネルギー逆拡散部
４１５    Ｌｃｈ復調部
４２１ａ，４２１ｂ，４２１ｃ  ビットバイト変換部
４２２ａ，４２２ｂ，４２２ｃ  ＴＬＶパケット分離部
４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ  ＩＰヘッダ伸長部
４２４ａ，４２４ｂ  Ｅｔｈ−ＩＦ
３２５１  パリティインターリーブ部
３２５２  ブロックインターリーブ部
３２５３  キャリアシンボル内インターリーブ部
４１１１  キャリアシンボル内デインターリーブ部
４１１２  ブロックデインターリーブ部
４１１３  パリティデインターリーブ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019071600.tif 000025
【図１４】
2019071600.tif 000026
【図１５】
2019071600.tif 000027
【図１６】
2019071600.tif 000028
【図１７】
2019071600.tif 000029