(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル信号の送信装置であって、
伝送するトランスポートストリームのＴＳ信号を所定数で多重化し、多重化されたＴＳ信号の属性を識別可能にする信号であるスタッフビットを付加してデータを構成し、外符号と内符号による連接符号のパリティ領域を設けた伝送フレームを生成するＴＳ多重化手段と、
前記データに対して所定のブロック符号化処理を施して前記伝送フレームに外符号パリティを付与する第１の誤り訂正符号化手段と、
前記外符号パリティを付与したデータよりなるフレームを任意に定めたフレーム数で並列させインターリーブブロックを形成し、該インターリーブブロックを構成する所定フレーム数について、ブロックインターリーブ処理の読み出し方向に、前記インターリーブブロックの最上位フレームの先頭ビットから所定ビット数分を、送受間で既知のランダムビット列で差し替えて、インターリーブブロックのフレームを再構成するフレーム再構成手段と、
前記フレーム再構成手段により再構成されたインターリーブブロックに対してブロックインターリーブ処理を施すブロックインターリーブ処理手段と、
前記ブロックインターリーブ処理を経て得られるビット系列にＬＤＰＣ符号化処理を施して前記伝送フレームに内符号パリティを付与する第２の誤り訂正符号化手段と、
前記ＬＤＰＣ符号化処理を経て得られる伝送フレームのビット系列を基に所定の変調方式に応じてシンボルを形成し、変調波を生成する変調手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記ランダムビット列は、複数個又は複数種のランダムパターンを時分割多重したビット系列を含むことを特徴とする、請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記インターリーブブロックのフレーム数は、前記所定のブロック符号化処理の誤り訂正能力に応じて定められてい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】
前記スタッフビットは、トランスポートストリームに対する当該多重化されたＴＳ信号の区切りを示す数値を所定ビット単位で複数回繰り返したビット系列を含むことを特徴とする、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】
デジタル信号の受信装置であって、
請求項１から４のいずれか一項に記載の送信装置により生成された変調波を前記所定の変調方式に応じて復調する復調手段と、
前記復調手段による復調処理を経て得られるビット系列に対して、前記ＬＤＰＣ符号化処理に対応する復号処理を施す第１の誤り訂正復号手段と、
前記復号処理を経て得られるビット系列に対してブロックデインターリーブ処理を施し、前記インターリーブブロックに対応するデインターリーブブロックのフレームを仮復元するブロックデインターリーブ処理手段と、
前記仮復元したフレームに対して、前記送受間で既知のランダムビット列が記述されていた先頭ビットから所定ビット数分を該フレームにおける当該スタッフビットの範囲内にて当該所定ビット単位で繰り返し記載されているビット系列を基に差し替えることにより、前記デインターリーブブロックのフレームを復元するフレーム復元手段と、
前記フレーム復元手段により復元したフレームのビット系列に対して、前記所定のブロック符号化処理に対応する復号処理を施す第２の誤り訂正復号手段と、
前記復号処理により得られたデータから各ＴＳ信号を抽出し、伝送されていたトランスポートストリームを復元して分離するＴＳ分離手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項６】
前記ブロックデインターリーブ処理手段は、前記送受間で既知のランダムビット列を用いて前記復号処理を経て得られるビット系列から送信側のインターリーブブロックに対するインターリーブフレームの位置を検出し、前記ブロックデインターリーブ処理により前記デインターリーブブロックのフレームを仮復元する手段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】
前記復調手段は、請求項３に記載の送信装置により生成された変調波を前記所定の変調方式に応じて復調する手段を有し、
前記フレーム復元手段は、前記仮復元したフレームに対して、前記送受間で既知のランダムビット列の所定ビット数が記述されていた領域のビットを、該フレームにおける当該スタッフビットの範囲内にて当該所定ビット単位で繰り返し記載されている数値のビットパターンを把握して該ビットパターンの連続性を維持するよう差し替えることにより、前記デインターリーブブロックのフレームを復元する手段を有することを特徴とする、請求項６に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星放送及び地上放送並びに固定通信及び移動通信の技術分野に関するものであり、特に、デジタル伝送方式におけるデジタル信号の送信装置及び受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＤＰＣ (Low Density Parity Check) 符号は、シャノン限界に迫る性能を有する誤り訂正符号として、標準規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４の高度広帯域衛星デジタル方式の伝送方式衛星放送システム（例えば、非特許文献１参照）や、ＤＶＢ−Ｓ２（Digital Video Broadcasting - Satellite - Second Generation）などで採用されている。
【０００３】
図１０に、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に基づく典型的な送信装置１００及び受信装置２００の概略構成を示す。送信装置１００は、ＴＳ多重化部１１、ＢＣＨ符号化部１２、エネルギー拡散処理部１３、ＬＤＰＣ符号化部１４、ビットインターリーブ処理部１５、及び変調部１６を備える。受信装置２００は、復調部２１、ビットデインターリーブ処理部２２、ＬＤＰＣ復号部２３、エネルギー逆拡散処理部２４、ＢＣＨ復号部２５、及びＴＳ分離部２６を備える。
【０００４】
簡潔に説明するに、送信装置１００では、主に、ＴＳ多重化部１１により、伝送する１以上のトランスポートストリーム（以下、「ＴＳ」と略す、）のＴＳ信号を複数のスロットのデータに割り当て、この複数のスロットを多重した伝送フレームを生成する。各スロットはスロットヘッダ、データ、ＢＣＨ符号パリティ、スタッフビット（６ビット分の‘１’）及びＬＤＰＣ符号パリティにより構成される。
【０００５】
そして、ＢＣＨ符号化部１２により各スロットのスロットヘッダ及びデータに対してＢＣＨ符号化処理を施して各スロットにＢＣＨパリティを付与し、エネルギー拡散処理部１３により各スロットのスロットヘッダ、データ、ＢＣＨパリティ及びスタッフビットに対してエネルギー拡散処理（ビットランダム化）を施した後、ＬＤＰＣ符号化部１４によりＬＤＰＣ符号化処理を施して各スロットにＬＤＰＣ符号パリティを付与する。
【０００６】
その後、ＬＤＰＣ符号パリティを付与したビット系列（４４８８０ビットの符号長）に対して、ビットインターリーブ処理部１５により、伝送フレーム内の各スロットの変調方式（８ＰＳＫ，１６ＡＰＳＫ，３２ＡＰＳＫ）やＬＤＰＣ符号化率に応じてビットインターリーブ処理（変調方式の違いに伴うエネルギー分散）を施し、変調部１６により変調方式（π／２シフトＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，８ＰＳＫ，１６ＡＰＳＫ，３２ＡＰＳＫ）に応じてマッピングしてシンボルを構成した後、変調し、所定のシンボルヘッダ及び位相基準となるバースト信号を挿入して変調波を伝送する。
【０００７】
一方、受信装置２００では、復調部２１により伝送路を経て送信装置１００から伝送された変調波を受信して復調し、ビットデインターリーブ処理部２２、ＬＤＰＣ復号部２３、エネルギー逆拡散処理部２４及びＢＣＨ復号部２５によりそれぞれ送信装置１００のビットインターリーブ処理部１５、ＬＤＰＣ符号化部１４、エネルギー拡散処理部１３、及びＢＣＨ符号化部１２の逆処理を施すことで各スロットのＴＳ信号を復元し、ＴＳ分離部２６により各スロットのＴＳ信号を抽出してＴＳを復元し、複数のＴＳを分離して出力する。
【０００８】
このように、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に基づく典型的な送信装置１００及び受信装置２００では、ＢＣＨ符号を外符号、ＬＤＰＣ符号を内符号とした連接符号としている。
【０００９】
ＬＤＰＣ符号の特徴として、誤り訂正の性能を発揮するために長い符号長が必要であり、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４においては、４４８８０ビットという符号長が採用されている。また、ランダム誤りとバースト誤りどちらの場合に対しても訂正が可能であり、一般的な衛星放送の伝送路においては十分な訂正能力を有している。ＬＤＰＣ符号は確定的誤り訂正手法ではないため、エラーフロアが発生してしまうものの、ＢＣＨ符号を外符号、ＬＤＰＣ符号を内符号とした連接符号とすることで、エラーフロアの除去が可能となる。ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４におけるＢＣＨ符号のパリティビット長は１９２ビットであり、１２ビット以下の誤り訂正が可能である。
【００１０】
また、２１ＧＨｚ帯で帯域６００ＭＨｚが国際的に衛星放送に対して割り当てられており、現行の１２ＧＨｚ帯でのサービスが予定されている超高精細度テレビジョン放送の伝送容量より、より大容量なサービスを目指した研究が進められている（例えば、非特許文献２参照）。超高精細度テレビジョン放送の伝送容量は、６００ＭＨｚの帯域を３００ＭＨｚに分割し、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４をベースとした、ＬＤＰＣ符号とＢＣＨ符号の連接符号、及び変調方式８ＰＳＫを用いることで最大約６８０Ｍｂｐｓの伝送が可能となる。しかし、２１ＧＨｚ帯の電波は降雨等による減衰を受けやすく、その影響を軽減させる技法が必要となる。そのため、特定地域への放射電力を増大するよう、衛星側で、中継する変調波の電力を空間合成して放射パターンを可変に形成する技術も検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】“高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式  標準規格  ARIB STD-B44  2.0版”、［online］、平成26年7月31日改定、ARIB、［平成27年1月5日検索］、インターネット〈URL：http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B44v2_0.pdf〉
【非特許文献２】“次世代衛星放送システムのための周波数有効利用促進技術の研究開発”、［online］、情報流通行政局放送技術課、［平成27年1月5日検索］、インターネット〈URL：http://www.tele.soumu.go.jp/resource/j/fees/purpose/pdf/26kenkyukaihatsu.pdf#page=23〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述したように、デジタル信号の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムにおいて、ＢＣＨ符号とＬＤＰＣ符号の連接符号を採用することで、シャノン限界に迫る性能を有する誤り訂正を可能とし、且つエラーフロアの除去が可能となるが、降雨等による減衰を受けやすく、これを改善するため特定地域への放射電力を増大するよう、衛星側で、中継する変調波の電力を空間合成して放射パターンを可変に形成する技術も検討されている。
【００１３】
しかしながら、このような放射パターン可変技術でも、受信装置側から見た場合、放射パターン変更中の状態が不定となる。そのため、タイミングによっては受信装置の位相同期が外れることで、ＬＤＰＣ符号では訂正しきれない一定期間のバースト誤りとなって出力されてしまうという問題が生じる。
【００１４】
このバースト誤りは、エラーフロアを訂正するために導入されている外符号のＢＣＨ符号の誤り訂正能力（１２ビット）では訂正することが難しい。また、放射パターンの変更は頻繁に行われることは想定されないため、常に誤り訂正の符号化率を下げるよう伝送してしまうと、伝送システム全体としての伝送容量の低下につながってしまう。
【００１５】
このようなＬＤＰＣ符号の誤り訂正能力を超えるバースト誤りは、放射パターン可変技術を適用した衛星中継の場合以外でも考慮すべき課題であり、デジタル信号の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムとしての改善が望まれる。
【００１６】
本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、デジタル信号の送信装置及び受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明では、ＬＤＰＣ符号を内符号とし、ＢＣＨ符号等のブロック符号を外符号とする連接符号の誤り訂正処理間に、受信側でインターリーブブロックの先頭位置を把握可能とする態様でブロックインターリーブ処理を追加することで、ＬＤＰＣ符号の誤り訂正能力を超えるようなバースト誤りを訂正可能とする。特に、ブロックインターリーブ処理のフレームの先頭から読み出し方向に特定のビットを送受間で既知のランダムビット列に差し替えることで、インターリーブフレームの開始位置判定を強化する。これにより、バースト誤りの影響を低減しつつ、誤り訂正の符号化率を下げることのない伝送、つまり本来所望される伝送容量を維持した伝送が可能となる。
【００１８】
更に、インターリーブブロックの先頭を送受間で既知のランダムビット列に差し替える際に、多重化されたＴＳ信号に付加されるスタッフビットを受信装置側で復元可能となるビットのみ残して差し替えるよう構成する。差し替えるビット数は、インターリーブブロックの大きさに応じて調整可能とする。そして、受信装置側では随時既知のランダムパターンとマッチング処理を行うことで、インターリーブブロックの先頭が受信されることを待つことなく、インターリーブブロックの先頭位置を把握して復元し、選局後のブロックデインターリーブ処理までの待機時間を低減することが可能とする。
【００１９】
即ち、本発明の送信装置は、デジタル信号の送信装置であって、伝送するトランスポートストリームのＴＳ信号を所定数で多重化し、多重化されたＴＳ信号の属性を識別可能にする信号であるスタッフビットを付加してデータを構成し、外符号と内符号による連接符号のパリティ領域を設けた伝送フレームを生成するＴＳ多重化手段と、前記データに対して所定のブロック符号化処理を施して前記伝送フレームに外符号パリティを付与する第１の誤り訂正符号化手段と、前記外符号パリティを付与したデータよりなるフレームを任意に定めたフレーム数で並列させインターリーブブロックを形成し、該インターリーブブロックを構成する所定フレーム数について、ブロックインターリーブ処理の読み出し方向に、前記インターリーブブロックの最上位フレームの先頭ビットから所定ビット数分を、送受間で既知のランダムビット列で差し替えて、インターリーブブロックのフレームを再構成するフレーム再構成手段と、前記フレーム再構成手段により再構成されたインターリーブブロックに対してブロックインターリーブ処理を施すブロックインターリーブ処理手段と、前記ブロックインターリーブ処理を経て得られるビット系列にＬＤＰＣ符号化処理を施して前記伝送フレームに内符号パリティを付与する第２の誤り訂正符号化手段と、前記ＬＤＰＣ符号化処理を経て得られる伝送フレームのビット系列を基に所定の変調方式に応じてシンボルを形成し、変調波を生成する変調手段と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の送信装置において、前記ランダムビット列は、複数個又は複数種のランダムパターンを時分割多重したビット系列を含むことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の送信装置において、前記インターリーブブロックのフレーム数は、前記所定のブロック符号化処理の誤り訂正能力に応じて定められていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の送信装置において、前記スタッフビットは、トランスポートストリームに対する当該多重化されたＴＳ信号の区切りを示す数値を所定ビット単位で複数回繰り返したビット系列を含むことを特徴とする。
【００２３】
更に、本発明の受信装置は、デジタル信号の受信装置であって、本発明の送信装置により生成された変調波を前記所定の変調方式に応じて復調する復調手段と、前記復調手段による復調処理を経て得られるビット系列に対して、前記ＬＤＰＣ符号化処理に対応する復号処理を施す第１の誤り訂正復号手段と、前記復号処理を経て得られるビット系列に対してブロックデインターリーブ処理を施し、前記インターリーブブロックに対応するデインターリーブブロックのフレームを仮復元するブロックデインターリーブ処理手段と、前記仮復元したフレームに対して、前記送受間で既知のランダムビット列が記述されていた先頭ビットから所定ビット数分を該フレームにおける当該スタッフビットの範囲内にて当該所定ビット単位で繰り返し記載されているビット系列を基に差し替えることにより、前記デインターリーブブロックのフレームを復元するフレーム復元手段と、前記フレーム復元手段により復元したフレームのビット系列に対して、前記所定のブロック符号化処理に対応する復号処理を施す第２の誤り訂正復号手段と、前記復号処理により得られたデータから各ＴＳ信号を抽出し、伝送されていたトランスポートストリームを復元して分離するＴＳ分離手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の受信装置において、前記ブロックデインターリーブ処理手段は、前記送受間で既知のランダムビット列を用いて前記復号処理を経て得られるビット系列から送信側のインターリーブブロックに対するインターリーブフレームの位置を検出し、前記ブロックデインターリーブ処理により前記デインターリーブブロックのフレームを仮復元する手段を有することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の受信装置において、前記復調手段は、本発明の送信装置により生成された変調波を前記所定の変調方式に応じて復調する手段を有し、前記フレーム復元手段は、前記仮復元したフレームに対して、前記送受間で既知のランダムビット列の所定ビット数が記述されていた領域のビットを、該フレームにおける当該スタッフビットの範囲内にて当該所定ビット単位で繰り返し記載されている数値のビットパターンを把握して該ビットパターンの連続性を維持するよう差し替えることにより、前記デインターリーブブロックのフレームを復元する手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
ＬＤＰＣ符号の誤り訂正能力を超えるようなバースト誤りに対する伝送性能を改善することができる。特に、符号長が長く且つブロックインターリーブ処理の処理時間が長くなるようなブロックインターリーブ処理を連接符号間に設ける際に、受信側の選局後のブロックデインターリーブ処理の開始までの待ち時間を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による一実施形態の送信装置における各機能ブロックの処理を説明する図である。
【図３】本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムにおけるＬＤＰＣ符号とＢＣＨ符号の連接符号による伝送フレームの構成を例示する図である。
【図４】本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムにおける伝送フレームの詳細例を示す図である。
【図５】本発明による一実施形態の送信装置におけるブロックインターリーブ処理を説明する図である。
【図６】（ａ）,（ｂ）は、それぞれ本発明による一実施形態の送信装置におけるブロックインターリーブ前処理で利用可能なランダムビット列を例示する説明図である。
【図７】本発明による一実施形態の受信装置におけるブロックデインターリーブ処理を説明する図である。
【図８】本発明による一実施形態の受信装置におけるランダムビット列による効果を説明する図である。
【図９】（ａ）,（ｂ）,（ｃ）は、それぞれ通常時、バースト誤りの瞬間、及びバースト誤りの前後における本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムの効果を説明する図である。
【図１０】従来技術の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムの概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明による一実施形態の送信装置１０及び受信装置２０を説明する。図１は、本発明による一実施形態の送信装置１０及び受信装置２０よりなる伝送システムの概略構成を示すブロック図である。尚、図１において、図１０と同様な構成要素には同一の参照番号を付している。
【００２９】
（伝送システム）
本実施形態の送信装置１０は、ＴＳ多重化部１７、ＢＣＨ符号化部１２、フレーム再構成部１８、ブロックインターリーブ処理部１９、エネルギー拡散処理部１３、ＬＤＰＣ符号化部１４、ビットインターリーブ処理部１５、及び変調部１６を備える。また、本実施形態の受信装置２０は、復調部２１、ビットデインターリーブ処理部２２、ＬＤＰＣ復号部２３、エネルギー逆拡散処理部２４、ブロックデインターリーブ処理部２７、フレーム復元部２８、ＢＣＨ復号部２５、及びＴＳ分離部２９を備える。
【００３０】
即ち、本実施形態の送信装置１０は、図１０に示す従来の送信装置１００と比較して、ＴＳ多重化部１１とは異なる処理で伝送フレームを生成するＴＳ多重化部１７を備え、更に、ＢＣＨ符号化部１２とＬＤＰＣ符号化部１４よりなる連接符号の誤り訂正符号化処理間に、フレーム再構成部１８及びブロックインターリーブ処理部１９を備える点で相違する。
【００３１】
また、本実施形態の受信装置２０は、図１０に示す従来の受信装置２００と比較して、ＬＤＰＣ復号部２３及びＢＣＨ復号部２５よりなる連接符号の誤り訂正復号処理間に、ブロックデインターリーブ処理部２７及びフレーム復元部２８を備え、更に、ＴＳ分離部２６とは異なる処理でＴＳを分離するＴＳ分離部２９を備える点で相違する。
【００３２】
図１に示すその他の機能ブロックは、図１０に示す機能ブロックと同様に動作するため、上記の相違点を主に詳細に説明する。
【００３３】
尚、本実施形態の送信装置１０及び受信装置２０よりなる伝送システムでは、送信側ではＢＣＨ符号化部１２とＬＤＰＣ符号化部１４よりなる連接符号の誤り訂正符号化処理間に、フレーム再構成部１８及びブロックインターリーブ処理部１９を設け、受信側ではＬＤＰＣ復号部２３及びＢＣＨ復号部２５よりなる連接符号の誤り訂正復号処理間に、ブロックデインターリーブ処理部２７及びフレーム復元部２８を設けることで、ＬＤＰＣ符号のバースト誤りに対する耐性を強化するよう構成している。即ち、このバースト誤りに対しては、伝送路で想定される信号の欠落期間を考慮したブロックインターリーブ処理を行うことで、ＢＣＨ符号で訂正可能なレベルまでビット誤りを分散させるようにしている。これにより、伝送容量を低下させることなくバースト的な信号の欠落に対して、誤りを低減可能にしている。
【００３４】
ここで、ＬＤＰＣ符号の符号語を、訂正可能なビット数が限られたＢＣＨ符号でバースト誤りを訂正可能となるまで分散させるためには、十分な期間に対してブロックインターリーブ処理を行う必要がある。そこで、ブロックインターリーブ処理におけるインターリーブブロックの先頭を送受間で既知のランダムパターンに差し替えることで、インターリーブブロックの先頭位置を受信側で検知し、インターリーブブロックを構成することで、ブロックデインターリーブ処理を開始することが可能となる。ただし、インターリーブブロックの先頭を送受間で既知のランダムランダムパターンに差し替えるのみでは、受信のタイミングによっては、インターリーブブロックの先頭を検知するまでの待ち時間が発生してしまい、この待ち時間が、インターリーブブロックのサイズが大きくなればなるほど影響が大きくなることから、選局後の映像提示までのタイムラグが大きくなるおそれがある。
【００３５】
そこで、本実施形態の送信装置１０及び受信装置２０よりなる伝送システムでは、連接符号の誤り訂正符号化処理間にブロックインターリーブ処理を追加するだけでなく、更に、ブロックインターリーブ前処理として、所定の「ランダムビット列」（好適に、送受間で既知の複数のランダムパターンを含む）により、インターリーブブロックの先頭から末尾のフレームまで、その先頭ビットから所定ビット数分を差し替えることにより、このブロックインターリーブの復号開始までの遅延を低減可能としている。これにより、ＬＤＰＣ符号などの長い符号長を持つ符号語系列を用いる際に、長周期のブロックインターリーブ処理を連接符号間で行うにあたり、受信側で、ブロックデインターリーブ処理のためのインターリーブブロックの先頭からデータを取得できない場合でもデインターリーブブロックを復元可能とし、選局後の映像提示までのタイムラグを低減可能としている。
【００３６】
以下、詳細に、本実施形態の送信装置１０及び受信装置２０よりなる伝送システムについて説明する。
【００３７】
（送信装置）
図１を基に図２を参照しながら、本実施形態の送信装置１０における各機能ブロックの処理を説明する。図２は、本実施形態の送信装置１０における各機能ブロックの処理を説明する図である。まず、本実施形態の送信装置１０におけるＴＳ多重化部１７は、伝送する１以上のトランスポートストリーム（ＴＳ）のＴＳ信号（例えば１８７バイトのＴＳパケットとし、図２では「ＴＳＰ」として図示）を所定数で多重化し、多重化されたＴＳ信号の属性を識別可能にする信号であるスタッフビットを付加してデータを構成し、外符号と内符号の連接符号のパリティ領域を設けた伝送フレームを生成する。本例の伝送フレームは、所定数のＴＳ信号を多重し、その先頭に１８２ビットのスタッフビットを付加したデータ、ＢＣＨ符号パリティ、及びＬＤＰＣ符号パリティにより構成される。図３は、当該伝送フレームの構成を例示する図であり、図４はその詳細例を示している。尚、変調部１６を構成する変調器に対して信号を入力するためのインターフェースとして既存の同軸ケーブル１本では２１３Ｍｂｓｐの最大伝送速度を実現することができ、図２に示すようにＴＳ信号を多重した伝送フレームの形式で連続して伝送することで、従来技術の場合よりも大容量伝送が可能となる。
【００３８】
ＢＣＨ符号化部１２は、先頭に１８２ビットのスタッフビットを付加し多重したＴＳ信号よりなるデータに対してＢＣＨ符号化処理を施して伝送フレームにＢＣＨパリティを付与する。ＢＣＨ符号化部１２では、例えば図４に示すように、ＬＤＰＣ符号化部１４の符号化率に応じたビット長でのＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に準拠したＢＣＨ（６５５３５,６５３４３,ｔ＝１２）の短縮符号化が行われ、１９２ビットのパリティビットが付加される。尚、ｔは訂正能力１２ビットを示している。
【００３９】
１８２ビットのスタッフビットは、多重化されたＴＳ信号がどのＴＳに属するものであるかを受信側で識別可能にするために付加されており、本例では、伝送フレーム内でＴＳの区切りとなるＴＳ信号の位置を示す数値が５ビット単位に３６回繰り返されて構成されている。即ち、５ビットのビットパターンで１伝送フレーム内のＴＳの区切りとなるＴＳ信号の位置を識別可能となっており、この５ビットのビットパターンが同一内容で１フレーム内にて３６回繰り返されている。尚、スタッフビットの最終２ビット（１８１ビット目及び１８２ビット目）が ‘０’となるように、ＴＳ信号の区切りを示す数値を５ビット単位に３６回繰り返すことでスタッフビットを構成すれば、当該伝送フレームにて多重化されるＴＳ信号の先頭を明確に識別可能になる。或いは、スタッフビットの先頭２ビット（１ビット目及び２ビット目）が‘０’となるように、ＴＳ信号の区切りを示す数値を５ビット単位に３６回繰り返すことでスタッフビットを構成すれば、連続する前段の伝送フレームにて多重化されるＴＳ信号の末尾を明確に識別可能になる。尚、ＴＳ信号の区切りを示す数値となるビット数は、多重化されたＴＳ信号がどのＴＳに属するものであるかを受信側で識別可能であれば任意に定めることができるが、少なくとも３回以上をスタッフビット内で繰り返し記述できるよう予め定めている。換言すれば、スタッフビットのビット数も、このＴＳ信号の区切りを示す数値となるビット数を少なくとも３回以上繰り返し記述できるビット数として予め定めている。
【００４０】
ところで、後述するように、フレーム再構成部１８により、インターリーブブロックを構成する所定フレーム数Ｎｉの各フレームは、１８２ビットのスタッフビットの先頭から所定ビット数（例えば１７０ビット）を送受間で既知のランダムビット列（受信側で復元可能な複数個又は複数種のランダムパターンを時分割多重したビット系列を含む）に差し替えられるため、このスタッフビットの元値に対する変更をできるだけ少なくしたいことを意図するには、スタッフビットの先頭２ビット（１ビット目及び２ビット目）が‘０’となるように、ＴＳ信号の区切りを示す数値を５ビット単位に３６回繰り返すようスタッフビットを構成することが望ましい。
【００４１】
フレーム再構成部１８は、後段のブロックインターリーブ処理部１９の前処理を行う機能部であり、まず、図５に示すように、「データ＋ＢＣＨパリティからなるフレーム」を任意に定めたフレーム数Ｎｉで並列させインターリーブブロックを形成し、インターリーブブロックを構成する所定フレーム数Ｎｉについて、ブロックインターリーブ処理の読み出し方向に、インターリーブブロックの最上位フレーム（図示するフレーム１）の先頭ビットから「所定ビット数」を、送受間で既知のランダムビット列（受信側で復元可能な複数個又は複数種のランダムパターンを時分割多重したビット系列を含む）で差し替えて、インターリーブブロックのフレームを再構成する。ここで、差し替え対象の「所定ビット数」は、例えば１７０ビットとし、スタッフビットの１８２ビットに対して少なくとも１０ビット分のＴＳ信号の区切りを示す数値については変更しないようにする。この１０ビット分のＴＳ信号の区切りを示す数値は受信側で当該差し替えられた１７０ビットの復元に利用するために残されており、ＴＳ信号の区切りを示す数値が５ビットで構成されていることから、その５ビットのビットパターンを受信側で把握するのに必要なビット数としている。即ち、差し替え対象の「所定ビット数」は、多重化されたＴＳ信号がどのＴＳに属するものであるかを受信側で識別可能にするのに必要なビット数（本例では５ビット）の少なくとも２倍の長さを残した、スタッフビットの範囲内（本例では１８２ビット内）で設定する。このようにフレームを再構成することで、受信側にてインターリーブブロックの先頭を検出することが容易となる。尚、受信側で既知のランダムパターンは、送受間で識別可能な任意の疑似乱数（ＰＮ：pseudorandom numbers）信号を用いることができる。
【００４２】
例えば図６に示すように、送受間で既知のランダムビット列を構成することができる。図６（ａ）は、送受間で既知のランダムビット列を、受信側で復元可能なランダムパターン位置情報を付与して複数個のランダムパターンを時分割多重したビット系列とした例であり、図６（ｂ）は、送受間で既知のランダムビット列を、ランダムパターン位置情報を付与せずに、それぞれ受信側で復元可能な複数種のランダムパターンを時分割多重したビット系列とした例である。
【００４３】
図６（ａ）に示す例では、４４ビットの個別のランダムビット列を３２ビットの既知のランダムパターンと、この４４ビットのランダムビット列の挿入位置（差し替え位置）を示す１２ビットのランダムパターン位置情報とにより構成し、この４４ビットの個別のランダムビット列を所定数Ｎで時分割多重して構成する。この３２ビットの既知のランダムパターンについては、Ｎ個の個別のランダムビット列に対して共通に用いる既知の１７次のＰＮ信号などのランダムパターンとし、ランダムパターン位置情報については、ランダムパターンとしなくてもよいが、Ｎ個の個別のランダムビット列に対して共通に用いる更に別の既知のＰＮ信号などのランダムパターンとすることができる。尚、この図６（ａ）に示すように時分割多重して構成したランダムビット列の全体ビット数は４４ビット×Ｎとなり、インターリーブブロックを構成する所定フレーム数Ｎｉ×１７０ビット（各フレームでの差し替え対象の「所定ビット数」）以下となるようＮの値を定める。Ｎの値をできる限り大きくすることで、受信側でインターリーブブロックの先頭を識別する際の識別度が高まることから、
Ｎ＝int(Ｎｉ×１７０／４４)
とするのが好ましい。尚、int()は小数点切り捨ての整数分を示す。そして、差し替え対象のＮｉ×１７０ビットについて、インターリーブブロックの最上位フレーム（図示するフレーム１）の先頭ビットから４４ビット×Ｎのランダムビット列で差し替えた後、差し替え対象のＮｉ×１７０ビットの残りのビットについては、任意の‘０'又は‘１'のビット値を挿入する。
【００４４】
また、図６（ｂ）に示す例では、４４ビットのランダムパターンをそれぞれ異なるＮ種類で時分割多重してランダムビット列を構成する。この場合、Ｎ種類の既知のランダムパターンの多重化順序が送受間で既知となるようにする。これにより、Ｎ種類のランダムパターン自体が  図６（ａ）に示すランダムパターン位置情報を兼ねることとなる。この場合も、上記のようにＮの値を定め、差し替え対象のＮｉ×１７０ビットについて、インターリーブブロックの最上位フレーム（図示するフレーム１）の先頭ビットから４４ビット×Ｎのランダムビット列で差し替えた後、差し替え対象のＮｉ×１７０ビットの残りのビットについては、任意の‘０'又は‘１'のビット値を挿入する。
【００４５】
尚、上述した、図６における各ビット数は全て任意に定めることができ、図６では、その一例を示したにすぎない点に留意する。
【００４６】
ブロックインターリーブ処理部１９は、フレーム再構成部１８によってブロックインターリーブ前処理を施した後に、フレーム数Ｎｉで並列させたインターリーブブロックを先頭から順に読み出してブロックインターリーブ処理を実行し、ＢＣＨ符号ブロックＮｂｃｈのビット数に相当する数のインターリーブフレームを形成する。即ち、ブロックインターリーブ前処理を施して得られるフレームのビット系列をＮｂｃｈビットずつ読み出してエネルギー拡散処理部１３に出力する。ブロックインターリーブ処理の処理方法自体は、ビットインターリーブ処理部１５のビットインターリーブ処理と同様ではあるが、連接符号間に設けているためにその作用・効果が異なってくる点に留意する。
【００４７】
尚、ブロックインターリーブ前処理において、インターリーブブロックを形成するべく書き込むＢＣＨ符号化後のフレーム数Ｎｉは、バースト誤りの発生する期間に応じて変更可能である。本例ではＢＣＨ符号による誤り訂正能力が１２ビットであるため、バースト誤りをこの１２ビットに収めるよう、インターリーブブロックのフレーム数Ｎｉを決定する。
【００４８】
例えば、ＬＤＰＣ符号の符号化率１０９／１２０のときバースト誤りによって、ＬＤＰＣ符号の１フレーム分の全てがエラーとなりうる場合、ＢＣＨ符号の１フレーム分４０７６６ビットをブロックインターリーブ処理により分散させて、１フレーム内に１２ビット以下の誤りに収める必要がある。その場合、
４０７６６ビット÷１２ビット ＝ ３３９８（小数点以下切り上げ）
となり、３３９８フレーム以上のフレーム数Ｎｉのインターリーブブロックを構成することで、ＢＣＨ符号によりバースト誤りを訂正することが可能となる。ここで、ＢＣＨ符号で訂正可能な１２ビットは、ＬＤＰＣ符号のエラーフロア除去の役割も持つため、実際には３３９８フレームより多いフレーム数でインターリーブブロックを構成するのが好ましい。
【００４９】
続いて、エネルギー拡散処理部１３は、ブロックインターリーブ処理によって形成された１インターリーブフレームのビット系列に対してＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に準拠したエネルギー拡散処理を施す。尚、本実施形態の伝送システムにおいて、連接符号間にエネルギー拡散処理部１３を設けることは主題としておらず、デジタル信号の送信に係る電力はできる限り分散させておくことが好ましいことから、ＬＤＰＣ符号化率が変調に係わるためにＬＤＰＣ符号化処理の前段にエネルギー拡散処理を設けている。
【００５０】
続いて、ＬＤＰＣ符号化部１４は、エネルギー拡散処理後のビット系列に対してＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に準拠したＬＤＰＣ符号化処理を施して当該伝送フレームにＬＤＰＣ符号パリティを付与し、符号長４４８８０ビットの信号を生成する。
【００５１】
その後、ビットインターリーブ処理部１５は、所定の変調方式（８ＰＳＫ，１６ＡＰＳＫ，３２ＡＰＳＫ等）及びＬＤＰＣ符号化率に応じて、符号長４４８８０ビットの信号に対してＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に準拠したビットインターリーブ処理を施す。
【００５２】
変調部１６は、変調方式（π／２シフトＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，８ＰＳＫ，１６ＡＰＳＫ，３２ＡＰＳＫ等）に応じて１８７シンボル毎に分割してマッピングし、位相基準となるバースト信号を挿入し、変調シンボルの先頭を示す信号であるシンボルヘッダを付加して変調シンボルフレームを生成し、変調方式（π／２シフトＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，８ＰＳＫ，１６ＡＰＳＫ，３２ＡＰＳＫ等）に応じて変調して変調波を生成し伝送する。
【００５３】
以上のように、本実施形態の送信装置１０は、ＬＤＰＣ符号とＢＣＨ符号よりなる連接符号の誤り訂正処理間に、受信側でインターリーブブロックの先頭位置を把握可能とする態様でブロックインターリーブ処理を追加した形態となっている。
【００５４】
（受信装置）
一方、受信装置２００では、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に準拠して、復調部２１により伝送路を経て送信装置１０から伝送された変調波を受信して復調し、ビットデインターリーブ処理部２２、ＬＤＰＣ復号部２３、及びエネルギー逆拡散処理部２４によりそれぞれ送信装置１０のビットインターリーブ処理部１５、ＬＤＰＣ符号化部１４、及びエネルギー拡散処理部１３の逆処理を施すことで、インターリーブフレームを得る。これら復調部２１、ビットデインターリーブ処理部２２、ＬＤＰＣ復号部２３、及びエネルギー逆拡散処理部２４の各処理方法は、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４等の従来技術と同様であるため、その詳細な説明は割愛する。
【００５５】
続いて、図７を参照してブロックデインターリーブ処理部２７及びフレーム復元部２８の動作を説明する。まず、ブロックデインターリーブ処理部２７は、エネルギー逆拡散処理部２４により得られるインターリーブフレームについて、図６に例示する送受間で既知のランダムビット列内の複数のランダムパターンによるマッチング処理により、例えば２回以上ランダムビット列内のランダムパターン部分が一致した場合、このランダムパターンが示すランダムパターン位置情報（図６（ｂ）の例のときは、ランダムパターン自体がランダムパターン位置情報を兼ねる）から送信側のインターリーブブロックに対する受信点を把握し、即ち送信側のインターリーブブロックに対する、受信した時点のインターリーブフレームの位置を検出する。そして、ブロックデインターリーブ処理部２７は、当該インターリーブフレームの位置の検出により、送信側のインターリーブブロックに対応するようデインターリーブブロックを、ブロックインターリーブ処理部１９の逆処理となるブロックデインターリーブ処理により構成（仮復元）する。即ち、エネルギー逆拡散処理部２４により得られるインターリーブフレームのビット系列を、当該マッチング処理を経てＮｂｃｈビットずつ書き出す。これにより、デインターリーブブロックを構成する「データ＋ＢＣＨパリティからなるフレーム」を仮復元する。このように、ブロックデインターリーブ処理部２７は、ランダムパターンが示すランダムパターン位置情報から送信側のインターリーブブロックに対する受信点を把握することができ、インターリーブブロックの先頭を待つことなく、デインターリーブブロックを構成する「データ＋ＢＣＨパリティからなるフレーム」を仮復元することが可能となる。
【００５６】
続いて、フレーム復元部２８は、前段のブロックデインターリーブ処理部２７の後処理を行う機能部であり、仮復元した「データ＋ＢＣＨパリティからなるフレーム」のうち、１７１ビット目から１８０ビット目に記載された５ビット単位のビット系列を検出し、ランダムビット列が記述されていた１ビット目から１７０ビット目までを当該５ビット単位のビット系列で順番に繰り返して差し替えて、送信側の「データ＋ＢＣＨパリティからなるフレーム」を完全に復元する。
【００５７】
より具体的には、フレーム復元部２８は、１フレームの先頭から１７１ビット目から１８０ビット目に記載された５ビット単位で繰り返し記載されているビット系列をその規則性から検出し、１フレームの先頭ビットから１７０ビット目までを差し替える。これにより送信側の「データ＋ＢＣＨパリティからなるフレーム」を完全に復元することができる。
【００５８】
ＢＣＨ復号部２５は、フレーム復元部２８により復元したフレームに対してシンドローム復号による代数学的手法により復号する。
【００５９】
ＴＳ分離部２９は、ＢＣＨ復号部２５により復号して得られたデータから各ＴＳ信号を抽出し、伝送されていたＴＳを復元して分離し出力する。
【００６０】
このように、複数の既知のランダムパターンを含むランダムビット列の差し替えを伴うブロックインターリーブ処理を構成することで、図８（ａ）に示すように、第１態様として、受信開始から１番目のランダムパターンを識別するまで待機して、送信側のインターリーブブロックに対応するようデインターリーブブロックを構成することが可能であるばかりでなく、図８（ｂ）に示すように、インターリーブブロックにおける途中フレームにおける受信開始時点のランダムパターンを識別することで、インターリーブブロックにおけるフレーム位置を把握し、送信側のインターリーブブロックに対応するようデインターリーブブロックを構成することが可能となる。このため、ブロックインターリーブ処理に起因するタイムラグを低減させることができる。
【００６１】
また、本発明の効果を包括して説明すると、図９のようになる。図９（ａ）,（ｂ）,（ｃ）は、それぞれ通常時、バースト誤りの瞬間、及びバースト誤りの前後における本発明による一実施形態の送信装置１０及び受信装置２０よりなる伝送システムの効果を説明する図である。図９では、簡略的に図示しており、送信装置１０がＢＣＨ符号化部１２、ブロックインターリーブ処理部１９、及びＬＤＰＣ符号化部１４を備え、受信装置２０がＬＤＰＣ復号部２３、ブロックデインターリーブ処理部２７、及びＢＣＨ復号部２５を備えている様子を示している。
【００６２】
図９（ａ）に示すように、降雨等による減衰のない通常時では、伝送路上でいわゆるガウス雑音の影響を受けて送信装置１０からの変調波が伝送され、受信装置２０では、ブロックデインターリーブ処理部２７によりＬＤＰＣ復号のエラーフロアに相当するランダム誤りを拡散することができ、ＢＣＨ復号部２５がＬＤＰＣ復号のエラーフロア対策として動作する。
【００６３】
そして、図９（ｂ）に示すように、放射パターンを変更した際に状態が不定となること等で発生する信号の欠落の瞬間では、伝送路上でいわゆるバースト誤りの影響を受けて送信装置１０からの変調波が伝送され、受信装置２０では、ＬＤＰＣ復号部２３が誤り訂正能力を超えるようなバースト誤りのため復号不能となりガウス雑音の影響がマスクされても、ブロックデインターリーブ処理部２７によりバースト誤りがランダム誤りとなり、ＢＣＨ復号部２５によりＬＤＰＣ復号のバースト誤りを復号可能となる。
【００６４】
そして、図９（ｃ）に示すように、バースト誤りの前後では、伝送路上でいわゆるガウス雑音の影響を受けて送信装置１０からの変調波が伝送され、受信装置２０では、ＬＤＰＣ復号部２３が上記の通常時と同様に動作し、ブロックデインターリーブ処理部２７によりＬＤＰＣ復号のエラーフロアとバースト誤りを拡散し、ＢＣＨ復号部２５がエラーフロアと拡散バースト誤り対策として動作する。
【００６５】
以上のように、送信装置１０側でＬＤＰＣ符号とＢＣＨ符号よりなる連接符号の誤り訂正処理間に、受信側でインターリーブブロックの先頭位置を把握可能とする態様でブロックインターリーブ処理を追加しているため、受信装置２０は、ＬＤＰＣ符号の誤り訂正能力を超えるようなバースト誤りを訂正可能となる。特に、送信装置１０側でブロックインターリーブ処理のフレームの先頭から読み出し方向に特定のビットを既知のランダムビット列に差し替えているため、受信装置２０は、インターリーブフレームの開始位置を確実に判別することができる。これにより、バースト誤りの影響を低減しつつ、誤り訂正の符号化率を下げることのない伝送、つまり本来所望される伝送容量を維持した伝送が可能となる。
【００６６】
また、ブロックインターリーブ前処理として所定の「ランダムビット列」（好適に、送受間で既知の複数のランダムパターンを含む）により、インターリーブブロックの先頭から末尾のフレームまで、その先頭ビットから所定ビット数分を差し替えることにより、このブロックインターリーブの復号開始までの遅延を低減可能となる。これにより、ＬＤＰＣ符号などの長い符号長を持つ符号語系列を用いる際に、長周期のブロックインターリーブ処理を連接符号間で行うにあたり、受信側で、ブロックデインターリーブ処理のためのインターリーブブロックの先頭からデータを取得できない場合でもデインターリーブブロックを復元可能とし、選局後の映像提示までのタイムラグを低減させることできる。
【００６７】
上述の実施形態では特定の例を基に説明したが、様々な応用が可能である。例えば、上記の実施形態の例では、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４の誤り訂正方式に準拠して説明したが、インターリーブブロックに書き込まれるデータ数は、後段の処理に用いられるデータの整数倍であるため、後段の処理に影響を与えない。そのため、本発明は、任意のＬＤＰＣ符号と、任意のＢＣＨ符号又はリードソロモン（ＲＳ）符号等で構成されるブロック符号との連接符号を用いる伝送システムに対して適用可能である。また、上述の実施形態の例では、所定サイズのインターリーブブロックを構成するブロックインターリーブ処理の例について説明したが、任意サイズのブロックインターリーブ処理を構成することができる。更に、図６に例示したランダムビット列の構成についても、既知のランダムパターンのビット数やランダムパターン位置情報を表現するためのビット数等は、ブロックインターリーブ処理の処理時間に応じて任意の値に変更することが可能である。そして、１インターリーブブロックに差し替え適用する複数の既知のランダムパターンは、全て異なる種類のランダムパターンにすることで、ランダムパターン位置情報の付加を省略することも可能であることは前述したとおりである。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明によれば、ＬＤＰＣ符号の誤り訂正能力を超えるようなバースト誤りを訂正可能となるので、ＬＤＰＣ符号を内符号とする連接符号を用いた伝送システムの用途に有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  送信装置
１１  ＴＳ多重化部
１２  ＢＣＨ符号化部
１３  エネルギー拡散処理部
１４  ＬＤＰＣ符号化部
１５  ビットインターリーブ処理部
１６  変調部
１７  ＴＳ多重化部
１８  フレーム再構成部
１９  ブロックインターリーブ処理部
２０  受信装置
２１  復調部
２２  ビットデインターリーブ処理部
２３  ＬＤＰＣ復号部
２４  エネルギー逆拡散処理部
２５  ＢＣＨ復号部
２６  ＴＳ分離部
２７  ブロックデインターリーブ処理部
２８  フレーム復元部
２９  ＴＳ分離部
１００  送信装置
２００  受信装置
【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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