(57)【要約】【課題】より長い符号長をもつ誤り訂正符号にも対応し、かつ、変調方式と符号化率とを自由に組み合わせすることができ、ＭＰＥＧ−２  ＴＳおよびその他のデジタルデータストリームを効率よく伝送可能なデジタルデータ送信装置およびデジタルデータ受信装置を提供する。【解決手段】送信装置１は、制御情報、データ、外符号パリティ、スタッフビット、内符号パリティからなるＮ本のスロットから成り、同期、パイロット並びに伝送制御信号およびパリティが付加された多重フレームを生成し、各スロットのデータを、伝送制御信号により指定された伝送方式で伝送する。受信装置２は、最初に伝送制御信号を受信し、前記多重フレームの構成と伝送制御信号の内容に基づいて、伝送制御信号以外の信号を受信する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類のデジタル変調方式を時分割多重伝送する衛星データ伝送システムに用いる送信装置において、
フレームを生成する手段と、外符号符号化を行う手段と、内符号符号化を行う手段と、エネルギー拡散を行う手段と、指定された変調方式によりマッピングを行う手段と、時分割多重および直交変調を行う手段とを備え、
少なくともデータ、前記外符号符号化された外符号パリティ、および前記内符号符号化された内符号パリティを含むスロットを複数構成し、これらの複数のスロットによりフレーム構成された多重化データを、伝送制御信号に基づいて伝送することを特徴とする送信装置。
【請求項２】
複数種類のデジタル変調方式を時分割多重伝送する衛星データ伝送システムに用いる受信装置において、
伝送された多重化データのチャンネルを選択して周波数変換を行う手段と、直交検波を行う手段と、伝送制御信号を復号する手段と、内符号復号を行う手段と、エネルギー逆拡散を行う手段と、外符号復号を行う手段とを備え、
少なくともデータ、外符号パリティおよび内符号パリティを含む複数のスロットによりフレーム構成された多重化データを受信し、前記復号された伝送制御信号に基づいて直交検波、内符号復号、エネルギー逆拡散および外符号復号を行うことを特徴とする受信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の送信装置において、
前記スロットが、制御情報、データ、前記外符号符号化された外符号パリティおよび前記内符号符号化された内符号パリティを含んで構成されることを特徴とする送信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の送信装置において、
前記外符号に周期ＭのＬＤＰＣ符号を用い、前記制御情報と外符号パリティのビット長の和がＭの整数倍であることを特徴とする送信装置。
【請求項５】
請求項１に記載の送信装置において、
前記スロットが、制御情報、データ、前記外符号符号化された外符号パリティ、スタッフビットおよび前記内符号符号化された内符号パリティにより構成されることを特徴とする送信装置。
【請求項６】
請求項５に記載の送信装置において、
前記外符号に周期ＭのＬＤＰＣ符号を用い、前記制御情報と外符号パリティとスタッフビットのビット長の和がＭの整数倍であることを特徴とする送信装置。
【請求項７】
請求項２に記載の受信装置において、
前記スロットが、制御情報、データ、外符号パリティおよび内符号パリティを含んで構成されることを特徴とする受信装置。
【請求項８】
請求項７に記載の受信装置において、
前記外符号に周期ＭのＬＤＰＣ符号を用い、前記制御情報と外符号パリティのビット長の和がＭの整数倍であることを特徴とする受信装置。
【請求項９】
請求項２に記載の受信装置において、
前記スロットが、制御情報、データ、前記外符号符号化された外符号パリティ、スタッフビットおよび前記内符号符号化された内符号パリティにより構成されることを特徴とする受信装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の受信装置において、
前記外符号に周期ＭのＬＤＰＣ符号を用い、前記制御情報と外符号パリティとスタッフビットのビット長の和がＭの整数倍であることを特徴とする受信装置。
【請求項１１】
請求項１、３〜６のうちのいずれか一項に記載の送信装置において、
前記スロット長が５６１００ビット、４４８８０ビット、６２０４０ビット、６４２６０ビット、６０４８０ビット、６４９８０ビット、６３８４０ビットおよび６５２８０ビットのうちのいずれかであることを特徴とする送信装置。
【請求項１２】
請求項２、７〜１０のうちのいずれか一項に記載の受信装置において、
前記スロット長が５６１００ビット、４４８８０ビット、６２０４０ビット、６４２６０ビット、６０４８０ビット、６４９８０ビット、６３８４０ビットおよび６５２８０ビットのうちのいずれかであることを特徴とする受信装置。
【請求項１３】
請求項１、３〜６、１１のうちのいずれか一項に記載の送信装置において、
前記多重化データに、さらに、同期符号、パイロット用データ、伝送制御信号および伝送制御用パリティのうちの少なくとも一つを備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項１４】
請求項２、７〜１０、１２に記載の受信装置において、
前記多重化データに、さらに、同期符号、パイロット用データ、伝送制御信号および伝送制御信号用パリティのうちの少なくとも一つを備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の送信装置において、
最大効率の変調方式を３２ＡＰＳＫまたは３２ＱＡＭとし、前記フレームを構成するスロット数を１２０とすることを特徴とする送信装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の受信装置において、
最大効率の変調方式を３２ＡＰＳＫまたは３２ＱＡＭとし、前記フレームを構成するスロット数を１２０とすることを特徴とする受信装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の送信装置において、
前記１フレームあたりの同期符号のビット数を２８８０ビットとし、該同期符号を２４変調シンボル単位で伝送することを特徴とする送信装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載の受信装置において、
前記１フレームあたりの同期符号のビット数を２８８０ビットとし、該同期符号を２４変調シンボル単位で受信することを特徴とする受信装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載の送信装置において、
前記２４変調シンボル単位で伝送される同期符号を、奇数番目の変調スロットにおいては同一のパターンの符号とし、偶数番目の変調スロットにおいては交互に同一のパターンおよびビット反転したパターンの符号とすることを特徴とする送信装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の送信装置において、
２４変調シンボル単位で伝送される同期符号パターンを、奇数番目の変調スロットにおいては０ｘ３６７１５ａ＝００１１０１１００１１１０００１０１０１１０１０とし、偶数番目の変調スロットにおいては０ｘ５２ｆ８６６＝０１０１００１０１１１１１００００１１００１１０とそのビット反転パターン０ｘａｄ０７９９＝１０１０１１０１０００００１１１１００１１００１とが交互に繰り返されるものとすることを特徴とする送信装置。
【請求項２１】
請求項１８に記載の受信装置において、
前記２４変調シンボル単位で受信される同期符号を、奇数番目の変調スロットにおいては同一のパターンの符号とし、偶数番目の変調スロットにおいては交互に同一のパターンおよびビット反転したパターンの符号とすることを特徴とする受信装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の受信装置において、
２４変調シンボル単位で受信される同期符号パターンを、奇数番目の変調スロットにおいては０ｘ３６７１５ａ＝００１１０１１００１１１０００１０１０１１０１０とし、偶数番目の変調スロットにおいては０ｘ５２ｆ８６６＝０１０１００１０１１１１１００００１１００１１０とそのビット反転パターン０ｘａｄ０７９９＝１０１０１１０１０００００１１１１００１１００１とが交互に繰り返されるものとすることを特徴とする受信装置。
【請求項２３】
請求項１５に記載の送信装置において、
前記１フレームあたりのパイロット信号のシンボル数を３８４０ビットとし、該パイロット信号を３２変調シンボル単位で伝送することを特徴とする送信装置。
【請求項２４】
請求項１６に記載の受信装置において、
前記１フレームあたりのパイロット信号のシンボル数を３８４０シンボルとし、該パイロット信号を３２変調シンボル単位で受信することを特徴とする受信装置。
【請求項２５】
請求項１５に記載の送信装置において、
前記１フレームあたりの伝送制御信号のビット数を３１６８０ビットとし、該伝送制御信号を４変調シンボル単位で伝送することを特徴とする送信装置。
【請求項２６】
請求項１６に記載の受信装置において、
前記１フレームあたりの伝送制御信号のビット数を３１６８０ビットとし、該伝送制御信号を４変調シンボル単位で受信することを特徴とする受信装置。
【請求項２７】
請求項１３に記載の送信装置において、
最大効率の変調方式を１６ＡＰＳＫまたは１６ＱＡＭとし、前記フレームを構成するスロット数を９６とすることを特徴とする送信装置。
【請求項２８】
請求項１４に記載の受信装置において、
最大効率の変調方式を１６ＡＰＳＫまたは１６ＱＡＭとし、前記フレームを構成するスロット数を９６とすることを特徴とする受信装置。
【請求項２９】
請求項２７に記載の送信装置において、
前記１フレームあたりの同期符号のビット数を２３０４ビットとし、該同期符号を２４変調シンボル単位で伝送することを特徴とする送信装置。
【請求項３０】
請求項２８に記載の受信装置において、
前記１フレームあたりの同期符号のビット数を２３０４ビットとし、該同期符号を２４変調シンボル単位で受信することを特徴とする受信装置。
【請求項３１】
請求項２９に記載の送信装置において、
前記２４変調シンボル単位で伝送される同期符号を、奇数番目の変調スロットにおいては同一のパターンの符号とし、偶数番目の変調スロットにおいては交互に同一のパターンおよびビット反転したパターンの符号とすることを特徴とする送信装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の送信装置において、
２４変調シンボル単位で伝送される同期符号パターンを、奇数番目の変調スロットにおいては０ｘ３６７１５ａ＝００１１０１１００１１１０００１０１０１１０１０とし、偶数番目の変調スロットにおいては０ｘ５２ｆ８６６＝０１０１００１０１１１１１００００１１００１１０とそのビット反転パターン０ｘａｄ０７９９＝１０１０１１０１０００００１１１１００１１００１とが交互に繰り返されるものとすることを特徴とする送信装置。
【請求項３３】
請求項３０に記載の受信装置において、
前記２４変調シンボル単位で受信される同期符号を、奇数番目の変調スロットにおいては同一のパターンの符号とし、偶数番目の変調スロットにおいては交互に同一のパターンおよびビット反転したパターンの符号とすることを特徴とする受信装置。
【請求項３４】
請求項３３に記載の受信装置において、
２４変調シンボル単位で受信される同期符号パターンを、奇数番目の変調スロットにおいては０ｘ３６７１５ａ＝００１１０１１００１１１０００１０１０１１０１０とし、偶数番目の変調スロットにおいては０ｘ５２ｆ８６６＝０１０１００１０１１１１１００００１１００１１０とそのビット反転パターン０ｘａｄ０７９９＝１０１０１１０１０００００１１１１００１１００１とが交互に繰り返されるものとすることを特徴とする受信装置。
【請求項３５】
請求項２７に記載の送信装置において、
前記１フレームあたりのパイロット信号のシンボル数を１５３６ビットとし、該パイロット信号を１６変調シンボル単位で伝送することを特徴とする送信装置。
【請求項３６】
請求項２８に記載の受信装置において、
前記１フレームあたりのパイロット信号のシンボル数を１５３６ビットとし、該パイロット信号を１６変調シンボル単位で受信することを特徴とする受信装置。
【請求項３７】
請求項２７に記載の送信装置において、
前記１フレームあたりの伝送制御信号のビット数を３２６４０ビットとし、該伝送制御信号を４変調シンボル単位で伝送することを特徴とする送信装置。
【請求項３８】
請求項２８に記載の受信装置において、
前記１フレームあたりの伝送制御信号のビット数を３２６４０ビットとし、該同期符号を４変調シンボル単位で受信することを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルデータの伝送技術に係り、特に、フレーム構造を構成してデータ伝送を行なう送信装置、および、フレーム構造を認識してデータの受信を行なう受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、ＢＳデジタル放送の伝送方式について説明する。図１は、ＢＳデジタル放送の多重フレームの構成を示す図である。図１において、ＢＳデジタル放送の多重フレームにおいては、８つのフレーム＃１〜＃８により１チャンネルのスーパーフレームが構成される。フレーム＃１〜＃８は、それぞれ４８個のスロット＃１〜＃４８により構成される。ここで、「スロット」は、ＭＰＥＧ−２  ＴＳ（トランスポートストリーム）のパケット（１８８バイト）のうち先頭の同期バイト（１バイト）を除いた部分、およびＲＳ（リードソロモン）符号のパリティ（１６バイト）をデータとして格納できるメモリ上の領域である。また、各スロットの先頭バイトには、フレーム同期信号、ＴＭＣＣ（Transmission ＆ Multiplexing Configuration Control：伝送多重構成制御）信号、スーパーフレーム同期信号等が付加される。
【０００３】
ＴＭＣＣ信号には、伝送の制御を行う情報等が書き込まれており、１つのスーパーフレームに多重されたＴＭＣＣ信号を１まとまりとして１セットの制御内容が書き込まれている。この制御内容によって、時間軸において２つ後のスーパーフレームの伝送制御が行われる。伝送制御の一つとして、ＢＳデジタル放送のＴＭＣＣ信号では、各スロットに対し、表１に示す伝送モードを指定することができる。「値」は、ＴＭＣＣ信号のうちの伝送モードを指定するビットの値を示している。また「伝送モード」は、変調方式と内符号符号化率との組み合わせを意味しており、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫおよびＴＣ８ＰＳＫの変調方式と、１／２〜７／８の符号化率ｒの内符号とを組み合わせた７通りの伝送が可能となっている。
【０００４】
【表１】
2008154102.tif 000003
【０００５】
図２は、スロットの割り当ての規則を示す図である。ＴＭＣＣ信号により指定される伝送モードは、表１に示したように、変調方式自体の周波数利用効率と内符号の符号化率との積で計算される周波数利用効率が単純な整数比になるように構成されている。すなわち、８ＰＳＫ、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫの周波数利用効率は、それぞれ３［ｂｐｓ／Ｈｚ］、２［ｂｐｓ／Ｈｚ］および１［ｂｐｓ／Ｈｚ］であるから、ＢＰＳＫ（ｒ＝１／２）、ＱＰＳＫ（ｒ＝１／２）、ＱＰＳＫ（ｒ＝２／３）、ＱＰＳＫ（ｒ＝３／４）、ＱＰＳＫ（ｒ＝５／６）、ＱＰＳＫ（ｒ＝７／８）およびＴＣ８ＰＳＫ（ｒ＝２／３）の周波数利用効率は、それぞれ１／２、１、４／３、３／２、５／３、７／４および２となっている。このような整数比があるため、ＴＣ８ＰＳＫに対し、周波数利用効率の低い伝送モードを利用する場合には、効率の下がった分だけダミースロットを配置することにより、多重フレームのクロックレートを一定にし、ハードウェア化を容易にしている。
【０００６】
図３は、従来の送信装置の構成を示すブロック図である。この送信装置１００は、フレーム生成部１１０、エネルギー拡散部１２０、インターリーブ部１３０、畳み込み符号化部１４０、マッピング部１５０、ＲＳ［６８，４８］符号化部１７０およびエネルギー拡散部１８０を備え、データストリームを送信する場合に、図１に示した１つのスーパーフレームを構成する多重フレームの信号を生成してから変調波信号を生成するまでの一連の処理を行う。
【０００７】
フレーム生成部１１０は、各スロットのデータ部分に対しＲＳ［２０４，１８８］の符号化を行った後、第ｎ番目のスーパーフレームに対応する第ｎ−２番目（２つ手前）のＴＭＣＣ信号として、各信号の変調方式および内符号符号化率等を指定してフレームを生成し、スーパーフレームを生成する。図３に示した例では、スロット＃１〜＃４６にはＴＣ８ＰＳＫ変調（内符号符号化率ｒ＝２／３）が指定され、スロット＃４７にはＱＰＳＫ変調（内符号符号化率ｒ＝１／２）が指定されている。また、ＴＣ８ＰＳＫ変調とＱＰＳＫ変調とを比較すると、同じ変調シンボル数を使った場合に伝送できるビット数は、ＱＰＳＫ変調がＴＣ８ＰＳＫ変調の半分しかない。このため、図２を用いて説明したように、スロット＃４８をダミースロットとして、フレームを多重伝送する規則になっている。このように、フレーム生成部１１０は、使用する変調方式と内符号符号化率との組み合わせの効率に応じて、ダミースロットを挿入する。
【０００８】
また、フレーム生成部１１０は、生成したフレーム＃１〜＃８におけるスロットのうち、データおよびＲＳ符号のパリティ部分をエネルギー拡散部１２０に出力し、各スロットの先頭バイトに多重されている同期とＴＭＣＣ信号をＲＳ符号化部１７０に出力する。
【０００９】
エネルギー拡散部１２０は、フレーム生成部１１０により生成されたフレーム＃１〜＃８におけるスロットのうち、データおよびＲＳ符号のパリティ部分が入力され、スーパーフレームにおけるこれらのデータ等全体に対して、エネルギー拡散（ビットランダム化）を行う。これは、擬似ランダムな「１」および「０」のパターンをＭ系列を使って発生させ、これとスロット内のデータとでＭＯＤ２加算することにより実現する。これにより、「１」または「０」が連続することがなくなることから、後述する受信装置において、同期再生の安定化を図ることができる。
【００１０】
インターリーブ部１３０は、エネルギー拡散部１２０によりエネルギー拡散されたデータ等が入力され、スロット毎にインターリーブを行う。これは、ビットの並び順を擬似ランダムに入れ替えるものであり、各スロットの左から右に書き込まれたデータを、奥行き方向（フレームが並んでいる方向）に読み出すことにより実現する。これにより、伝送中に連続したビット誤りが発生しても、後述する受信装置が、元の順番に並び替えるデインターリーブ処理を行うことで、ランダムなビット誤りに変換するため、誤り訂正符号の効果を高めることができる。
【００１１】
畳み込み符号化部１４０は、インターリーブ部１３０によりインターリーブされたデータ等に対し、各スロットに指定された符号化率で、畳み込み符号（内符号）により符号化を行う。マッピング部１５０は、畳み込み符号化部１４０により畳み込み符号化されたデータ等に対し、指定された変調方式によるマッピングを行い、時分割多重／直交変調部１６０は、時分割多重および直交変調を行い、変調波信号を生成する。
【００１２】
一方、ＲＳ符号化部１７０は、フレーム生成部１１０により生成されたフレーム＃１〜＃８におけるスロットのうち先頭バイトに多重された同期とＴＭＣＣ信号が入力され、ＴＭＣＣ信号部分についてリードソロモン符号（ＲＳ［６４，４８］）で誤り訂正符号パリティを付加する。エネルギー拡散部１８０は、ＲＳ符号化部１７０により誤り符号パリティが付加されたＴＭＣＣ信号に対し、エネルギー拡散を行い、畳み込み符号化部１４０は畳み込み符号により符号化率ｒ＝１／２で符号化し、マッピング部はＢＰＳＫマッピングを行い、時分割多重／直交変調部１６０は直交変調を行い、変調波信号を生成する。そして、送信装置１００は、このように生成した変調波信号を伝送する。
【００１３】
図４は、図３に示した送信装置１００により伝送される変調波信号の例を示す図である。図４に示すように、変調波信号は、フレーム単位に、各フレームに対して、まずフレーム同期Ｗ１（３２シンボル）、ＴＭＣＣ信号（またはその誤り訂正パリティ／１２８シンボル）、スーパーフレーム同期（先頭フレームではＷ２、それ以外のフレームではＷ２の反転パターンＷ３／３２シンボル）の計１９２シンボルがＢＰＳＫ変調されて伝送される。その後、ＴＭＣＣ信号で指定されたデジタル変調方式により、映像・音声・データ放送等が多重された主信号が伝送される。主信号の伝送に際しては、周期的に同期補強用のバースト信号（ランダムなデジタル信号をＢＰＳＫ変調したもの）が多重される。このような処理を８フレーム分繰り返して行うことにより、ＴＭＣＣ信号に書き込まれた情報が後述する受信装置に伝送される。受信装置は、ＴＭＣＣ信号の情報を絶えず監視することにより、送信装置１００において様々な伝送制御が行われたとしても、それに追従して受信方式等を切り替えることができる。
【００１４】
図５は、従来の受信装置の構成を示すブロック図である。この受信装置２００は、チャンネル選択部２１０、直交検波部２２０、伝送制御信号復号部２３０、内符号復号部２４０、デインターリーブ部２５０、エネルギー逆拡散部２６０および外符号復号部２７０を備え、図１に示した送信装置１００により伝送された変調波信号を受信し、ＴＭＣＣ信号の情報に基づいて伝送方式等を切り替え、元のデータストリームを生成する。
【００１５】
チャンネル選択部２１０は、送信装置１００からの変調波信号である放送波がＢＳアンテナおよびＢＳアンテナに内蔵されている周波数変換部（図示せず）を介してＢＳ−ＩＦ信号(第１ＩＦ)として入力され、チャンネルを選択し、そのチャンネルの信号を第２ＩＦ周波数に変換して出力する。なお、上記の周波数変換部では、１２ＧＨｚ帯の放送波が１ＧＨｚ帯のＢＳ−ＩＦ信号に変換される。
【００１６】
直交検波部２２０は、チャンネル選択部２１０により選択されたチャンネルのＢＳ−ＩＦ信号(第２ＩＦ)が入力され、同期ベースバンド信号に変換する。伝送制御信号復号部２３０は、直交検波部２２０により変換された同期ベースバンド信号が入力され、まずＴＭＣＣ信号の同期バイトを検出し、それを基準として、周期的に多重されているＢＰＳＫ変調波である位相基準バースト信号の位置も検出する。ＴＭＣＣ信号により伝送される変調方式・誤り訂正の情報についての検出もここで行う。伝送制御信号復号部２３０により復号された情報は、内符号復号部２４０、デインターリーブ部２５０、エネルギー逆拡散部２６０および外符号復号部２７０に入力される。
【００１７】
内符号復号部２４０は、直交検波部２２０から同期ベースバンド信号が入力されると共に、伝送制御信号復号部２３０により検出された変調方式・誤り訂正の情報が入力され、ＴＣ８ＰＳＫ変調部分についてはＴＣ８ＰＳＫ復号を行い、ＱＰＳＫまたはＢＰＳＫ変調部分についても、それに合わせた復号を行う。
【００１８】
デインターリーブ部２５０は、エネルギー逆拡散部２６０により内符号化された信号に対し、送信装置１００のインターリーブ部１３０において疑似ランダムに入れ替えられたビットの並び順を元に戻す。エネルギー逆拡散部２６０は、デインターリーブ部２５０によりデインターリーブされた信号に対し、送信装置１００のエネルギー拡散部１２０において擬似ランダム符号がＭＯＤ２により加算された処理を元に戻すため、再度同じ擬似ランダム符号をＭＯＤ２により加算し、エネルギー逆拡散処理を行う。外符号復号部２７０は、エネルギー逆拡散部２６０によりエネルギー逆拡散された信号に対し、リードソロモン復号を行う。
【００１９】
このように、現在ＢＳデジタル放送では、４８のスロットからなる多重したフレームを構成し、スロットに多重されたＭＰＥＧ−２のＴＳパケットに対し、変調方式や誤り訂正符号の符号化率をＴＭＣＣ信号を使って指定することにより、複数の変調方式を柔軟に時分割多重して伝送することができる。
【００２０】
なお、このような伝送システムに用いる送信装置および受信装置の例として、特許文献１，２に記載のものが知られている。
【００２１】
【特許文献１】特開２００３−１７９６５７号公報
【特許文献２】特開２００６−２５４２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
このように、ＭＰＥＧ−２のＴＳパケットをさらに多重化するフレームを構成し、ＴＭＣＣ信号を使用することにより、現在運用中のＢＳデジタル放送では、柔軟な伝送制御を行うことができ、複数の変調方式を柔軟に時分割多重して伝送することができる。しかしながら、そのフレーム構成は畳み込み符号を想定したものであり、例えばヨーロッパの放送規格であるＤＶＢ−Ｓ２等で近年利用されるようになった、長い符号長のＬＤＰＣ符号等には適用することができないという問題があった。
【００２３】
また、ＴＭＣＣ信号により指定できる伝送モードは、表１に示したように、変調方式自体の周波数利用効率と内符号の符号化率との積で計算される周波数利用効率が、単純な整数比になるように構成されており、ＴＣ８ＰＳＫに対し周波数利用効率の低い伝送モードを利用する場合には、効率が下がった分だけダミースロットを配置することにより、多重フレームのクロックレートを一定にしている。このため、例えば、周波数利用効率が２を超える８ＰＳＫ（ｒ＝３／４）の伝送モードを割り当てることができない、という問題があった。この点については、変調方式と符号化率とを自由に組み合わせてフレームを構成できることが望ましい。
【００２４】
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、より長い符号長の誤り訂正符号にも対応し、かつ、変調方式と符号化率とを自由に組み合わせることにより、ＭＰＥＧ−２  ＴＳおよびその他のデジタルデータストリームを効率良く伝送可能なデジタルデータ送信装置およびデジタルデータ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】
【００２５】
上記課題を解決するため、本発明による送信装置は、複数種類のデジタル変調方式を時分割多重伝送する衛星データ伝送システムに用いる送信装置において、フレームを生成する手段と、外符号符号化を行う手段と、内符号符号化を行う手段と、エネルギー拡散を行う手段と、指定された変調方式によりマッピングを行う手段と、時分割多重および直交変調を行う手段とを備え、少なくともデータ、前記外符号符号化された外符号パリティ、および前記内符号符号化された内符号パリティを含むスロットを複数構成し、これらの複数のスロットによりフレーム構成された多重化データを、伝送制御信号に基づいて伝送することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明による受信装置は、複数種類のデジタル変調方式を時分割多重伝送する衛星データ伝送システムに用いる受信装置において、伝送された多重化データのチャンネルを選択して周波数変換を行う手段と、直交検波を行う手段と、伝送制御信号を復号する手段と、内符号復号を行う手段と、エネルギー逆拡散を行う手段と、外符号復号を行う手段とを備え、少なくともデータ、外符号パリティおよび内符号パリティを含む複数のスロットによりフレーム構成された多重化データを受信し、前記復号された伝送制御信号に基づいて直交検波、内符号復号、エネルギー逆拡散および外符号復号を行うことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明は、前記スロットが、制御情報、データ、前記外符号符号化された外符号パリティ、および前記内符号符号化された内符号パリティを含んで構成されることを特徴とする。
【００２８】
また、本願発明は、前記外符号に周期ＭのＬＤＰＣ符号を用い、前記制御情報と外符号パリティのビット長の和がＭの整数倍であることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明は、前記スロットが、制御情報、データ、前記外符号符号化された外符号パリティ、スタッフビットおよび前記内符号符号化された内符号パリティにより構成されることを特徴とする。
【００３０】
また、本願発明は、前記外符号に周期ＭのＬＤＰＣ符号を用い、前記制御情報と外符号パリティとスタッフビットのビット長の和がＭの整数倍であることを特徴とする。
【００３１】
また、本願発明は、前記スロット長が５６１００ビット、４４８８０ビット、６２０４０ビット、６４２６０ビット、６０４８０ビット、６４９８０ビット、６３８４０ビットおよび６５２８０ビットのうちのいずれかであることを特徴とする。
【００３２】
また、本願発明は、前記多重化データに、さらに、同期符号、パイロット用データ、伝送制御信号および伝送制御用パリティのうちの少なくとも一つを備えたことを特徴とする。
【００３３】
また、本願発明は、最大効率の変調方式を３２ＡＰＳＫまたは３２ＱＡＭとし、前記フレームを構成するスロット数を１２０とすることを特徴とする（１）。
【００３４】
また、本願発明は、前記（１）の場合に、前記１フレームあたりの同期符号のビット数を２８８０ビットとし、該同期符号を２４変調シンボル単位で伝送することを特徴とする。
【００３５】
また、本願発明は、前記（１）の場合に、前記２４変調シンボル単位で伝送される同期符号を、奇数番目の変調スロットにおいては同一のパターンの符号とし、偶数番目の変調スロットにおいては交互に同一のパターンおよびビット反転したパターンの符号とすることを特徴とする。
【００３６】
また、本願発明は、前記（１）の場合に、前記２４変調シンボル単位で伝送される同期符号パターンを、奇数番目の変調スロットにおいては０ｘ３６７１５ａ＝００１１０１１００１１１０００１０１０１１０１０とし、偶数番目の変調スロットにおいては０ｘ５２ｆ８６６＝０１０１００１０１１１１１００００１１００１１０とそのビット反転パターン０ｘａｄ０７９９＝１０１０１１０１０００００１１１１００１１００１とが交互に繰り返されるものとすることを特徴とする。
【００３７】
また、本願発明は、前記（１）の場合に、前記１フレームあたりのパイロット信号のシンボル数を３８４０ビットとし、該パイロット信号を３２変調シンボル単位で伝送することを特徴とする。
【００３８】
また、本願発明は、前記（１）の場合に、前記１フレームあたりの伝送制御信号のビット数を３１６８０ビットとし、該伝送制御信号を４変調シンボル単位で伝送することを特徴とする。
【００３９】
また、本願発明は、最大効率の変調方式を１６ＡＰＳＫまたは１６ＱＡＭとし、前記フレームを構成するスロット数を９６とすることを特徴とする（２）。
【００４０】
また、本願発明は、前記（２）の場合に、前記１フレームあたりの同期符号のビット数を２３０４ビットとし、該同期符号を２４変調シンボル単位で伝送することを特徴とする。
【００４１】
また、本願発明は、前記（２）の場合に、前記２４変調シンボル単位で伝送される同期符号を、奇数番目の変調スロットにおいては同一のパターンの符号とし、偶数番目の変調スロットにおいては交互に同一のパターンおよびビット反転したパターンの符号とすることを特徴とする。
【００４２】
また、本願発明は、前記（２）の場合に、前記２４変調シンボル単位で伝送される同期符号パターンを、奇数番目の変調スロットにおいては０ｘ３６７１５ａ＝００１１０１１００１１１０００１０１０１１０１０とし、偶数番目の変調スロットにおいては０ｘ５２ｆ８６６＝０１０１００１０１１１１１００００１１００１１０とそのビット反転パターン０ｘａｄ０７９９＝１０１０１１０１０００００１１１１００１１００１とが交互に繰り返されるものとすることを特徴とする。
【００４３】
また、本願発明は、前記（２）の場合に、前記１フレームあたりのパイロット信号のシンボル数を１５３６ビットとし、該パイロット信号を１６変調シンボル単位で伝送することを特徴とする。
【００４４】
また、本願発明は、前記（２）の場合に、前記１フレームあたりの伝送制御信号のビット数を３２６４０ビットとし、該伝送制御信号を４変調シンボル単位で伝送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４５】
以上のように、本発明によれば、より長い符号長の誤り訂正符号にも対応し、かつ、変調方式と符号化率とを自由に組み合わせることにより、ＭＰＥＧ−２  ＴＳおよびその他のデジタルデータストリームを効率良く伝送可能なデジタルデータ送信装置およびデジタルデータ受信装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔多重フレーム構成〕
まず、本発明の実施の形態に用いる多重フレームの構成について説明する。図６は、本発明の実施の形態に用いる多重フレームの構成を示す図である。本発明の実施の形態による送信装置（図９を参照。詳細については後述する。）は、図６に示す多重フレーム構成を用いることにより、伝送方式および符号化率の指定を行なう。そして、本発明の実施の形態による受信装置（図１１を参照。詳細については後述する。）は、このフレーム構成に基づいて、復調および誤り訂正符号の復号を行なう。
【００４７】
この多重フレーム構成において、スロットは制御情報、データ、外符号パリティ、スタッフビットおよび内符号パリティにより構成され、その長さはＳｌビット、１フレームを構成するスロット数はＮ本となっている。また、スロットとは別に、同期、パイロット、およびＴＭＣＣとその誤り訂正パリティも備えており、その長さは、それぞれＳｙビット、ＰｌビットおよびＴビットとなっており、スロット＃１〜＃Ｎ／Ｅでは、それぞれＳｙ×Ｎ／Ｅ、Ｐｌ×Ｎ／ＥおよびＴ×Ｎ／Ｅのビット数が割り当てられている。
【００４８】
ここで、スタッフビットは、バイト単位での処理をしやすくするために必要な場合のみ挿入されるビットである。このため、バイト単位での処理をしやすくする必要がない場合には挿入されない。例えば、制御情報として確保できるビット数が１８２ビットだったとし、その後にデータがＸバイト後続したとする。この場合、制御情報は１８２ビット＝２２バイト＋６ビットとなるため、バイト単位を基本として処理しようとすると、後続するバイト単位のデータをわざわざ２ビットシフトして、制御情報末尾の６ビットと接続して書き込む必要が生じ、受信装置側ではこの接続を元に戻し、元のバイト単位のデータに復元する必要が生じる。このような場合、制御情報に使えるビット数のうち、６ビットは情報伝送に使わないスタッフビットとする方がハードウェア化の点でメリットが大きい。
【００４９】
この多重フレーム構成と、図１に示した従来の多重フレーム構成とを比較すると、図１では、１スロットの中には１８７バイトのデータおよび１６バイトの外符号パリティのみが包含されていたのに対し、本発明の実施の形態に用いる多重フレーム構成では、内符号パリティをも包含している点で異なる。これにより、ダミースロットを挿入する規則は、変調方式自体の周波数利用効率のみを考慮すればよくなる。
【００５０】
表２および表３は、利用対象とする変調方式のうち最も周波数利用効率が高いものを３２ＡＰＳＫ（または３２ＱＡＭ）および１６ＡＰＳＫ（または１６ＱＡＭ）とした場合におけるダミースロットの割り当て規則を示している。図２に示した表と表２および表３とを比較すると、主に、ダミースロット数が符号化率に依存することなく決定される点で異なる。
【００５１】
【表２】
2008154102.tif 000004
【００５２】
【表３】
2008154102.tif 000005
【００５３】
図６において、Ｎはフレームあたりのスロット数を示している。実際のＮの値としては、ＩＳＤＢ−Ｓでは１スロットあたりのビットレートを約１．１Ｍｂｐｓとしていることから、この条件を満たすことが望ましい。
【００５４】
そのため、構成しようとする伝送システムで採用する変調方式群のうち最大効率の変調方式が、８ＰＳＫ（３ｂｐｓ／Ｈｚ）、１６ＡＰＳＫ（または１６ＱＡＭ、４ｂｐｓ/Ｈｚ）および３２ＡＰＳＫ（または３２ＱＡＭ、５ｂｐｓ／Ｈｚ）の場合、それぞれ伝送効率が、ＩＳＤＢ−ＳのＴＣ８ＰＳＫ（ｒ＝２／３、２ｂｐｓ／Ｈｚ）に比べ、１．５倍、２倍および２．５倍となることから、スロット数Ｎはそれぞれ、４８スロット×１．５＝７２スロット、４８スロット×２＝９６スロット、および４８スロット×２．５＝１２０スロットとすることが望ましい。
【００５５】
同期、パイロット並びにＴＭＣＣおよびその誤り訂正パリティの領域の下にダミー（Ｄｕｍｍｙ）領域を設けているのは、採用する変調方式群のうち最大効率の変調方式で伝送される主信号に対しては、一般に効率の低い変調方式を採用することが多く、その分だけ余分に変調シンボルを占有することになるから、この時間領域を確保しておくためである。なお、ダミー領域は仮想的なものであり、この領域のデータは実際には伝送されないことから、これに対応するメモリ領域を装備する必要はない。また、ダミーの量を規定しているＥの値は、採用するする変調方式群のうち最大効率の変調方式の周波数利用効率に対する、これらの信号を伝送する変調方式の周波数利用効率の比である。例えば、採用するする変調方式群のうち最大効率の変調方式が３２ＡＰＳＫ（または３２ＱＡＭ、５ｂｐｓ／Ｈｚ）で、これらの信号を伝送する変調方式がＢＰＳＫ（１ｂｐｓ／Ｈｚ）であった場合、Ｅの値は５となる。同様に、採用する変調方式群のうち最大効率の変調方式が１６ＡＰＳＫ（または１６ＱＡＭ、４ｂｐｓ／Ｈｚ）で、これらの信号を伝送する変調方式がＢＰＳＫ（１ｂｐｓ／Ｈｚ）であった場合、Ｅの値は４となる。
【００５６】
スロット長Ｓｌは、符号の長さに依存する。近年、規格化されたＤＶＢ−Ｓ２方式では、符号長６４８００ビットのＬＤＰＣ符号が用いられており、このクラスの符号が今後主流になってくることが想定される。このため、スロット長Ｓ１としてはこれと同程度とすることが望ましい（条件１）。
【００５７】
また、ＭＰＥＧ−２  ＴＳ(パケット長１８８バイト、先頭１バイトの同期符号を除くと１８７バイト＝１４９６ビット)は今後もデジタル放送の主流になることから、これが過不足なく伝送できることが望ましい（条件２）。
【００５８】
また、複数の変調方式で１スロットのデータを過不足なく伝送するためには、各変調方式の変調シンボルあたりのビット数の最小公倍数である必要がある。例えば、伝送システムで採用する変調方式群を、ＢＰＳＫ（１ビット／シンボル）、ＱＰＳＫ（２ビット／シンボル）、８ＰＳＫ（３ビット／シンボル）、１６ＡＰＳＫ（または１６ＱＡＭ、４ビット／シンボル）および３２ＡＰＳＫ（または３２ＱＡＭ、５ビット／シンボル）とした場合、上記最小公倍数は、２２×３×５＝６０ビットとなり、スロット長Ｓｌはこの整数倍である必要がある。スロット長をバイト単位にする必要がある場合には、さらに８の倍数でもある必要があり、その場合、６０と８の最小公倍数１２０の整数倍である必要がある（条件３）。
【００５９】
また、ＤＶＢ−Ｓ２で採用されているような、周期性ＬＤＰＣ符号を内符号に利用する場合、その周期Ｍは符号の作り易さから３６０前後とする必要がある。またＭを、送信しようとするデータ単位１８７バイト＝２３×１１×１７ビットの因数とすることで、データとＬＤＰＣパリティとの配分を柔軟に行なえるため、この条件を満たすことになり、Ｍ＝３７４となり、スロット長Ｓｌは３７４＝２×１１×１７の整数倍とすることが望ましい（条件４）。
【００６０】
以上の条件２、３および４を満たすためには、バイト単位で処理する必要がない場合、スロット長をＬＣＭ（３７４，６０）＝ＬＣＭ（２×１１×１７，２×２×３×５）＝２×２×３×５×１１×１７＝１１２２０ビットの整数倍にすればよい（ＬＣＭ：最小公倍数）。さらに条件１を満たすためには、６４８００と同程度の数字として、１１２２０×５＝５６１００および１１２２０×６＝６７３２０とすればよい。しかし、後者は１６ビットで表現できる２１６−１＝６５５３６を超えるため、ハードウェアの規模が急増する恐れがあることから、望ましくない。したがって、スロット長Ｓｌは、５６１００ビットとすることが望ましい。また、データとしてＬＤＰＣパリティとの配分を柔軟に行なうためには、制御情報と外符号パリティとスタッフビットのビット数の和（スタッフビットを使用しない場合は制御情報と外符号パリティのビット数の和、以下同じ）は、ＬＤＰＣの周期Ｍ（＝３７４）の整数倍とする必要がある。なお、伝送しようとするデータの単位が１８７バイトでない場合、例えば１８８バイト、１８９バイト、１９０バイト、および１９２バイトの場合、同様の計算でそれぞれＬＤＰＣの周期Ｍはそれぞれ３７６、３７８、３８０、および３８４とする必要があり、このときのスロット長はそれぞれ、６２０４０、６０４８０、６３８４０および６５２８０となる。
【００６１】
また、バイト単位で処理する必要がある場合、スロット長さをＬＣＭ（３７４，１２０）＝ＬＣＭ（２×１１×１７，２×２×２×３×５）＝２×２×２×３×５×１１×１７＝２２４４０の整数倍にすればよい。また、条件１の６４８００と同程度の数字として、２２４４０×２＝４４８８０および２２４４０×３＝６７３２０があるが、後者は同様の理由で望ましくない。したがって、スロット長Ｓｌは４４８８０とすることが望ましい。また、データとＬＤＰＣパリティとの配分を柔軟に行なうためには、制御情報と外符号パリティとスタッフビットのビット数の和は、ＬＤＰＣの周期Ｍ（＝３７４）の整数倍とする必要がある。なお、伝送しようとするデータの単位が１８７バイトでない場合、例えば１８８バイト、１８９バイト、１９０バイト、および１９２バイトの場合、同様の計算でそれぞれＬＤＰＣの周期Ｍはそれぞれ３７６、３７８、３８０、および３８４とする必要があり、このときのスロット長はそれぞれ、６２０４０、６４２６０、６４９８０および６５２８０となる。
【００６２】
同期信号については、ＩＳＤＢ−Ｓでは、フレーム同期２０シンボル、スーパーフレーム２０シンボルが挿入されている。これらの同期信号は、ＢＰＳＫ（畳み込み符号ｒ＝１／２）が受信できるＣ／Ｎ＝約０ｄＢで安定に同期捕捉できることを目標に設計されている。しかしながら、ＬＤＰＣ符号を採用したシステムでは、同じ効率の変調方式、すなわちＢＰＳＫ（ＬＤＰＣｒ＝１／２）でＣ／Ｎ＝−２ｄＢ程度まで受信できることから、より長い同期符号とする必要がある。
【００６３】
また、１フレーム分の変調信号をスロット数と同じＮの部分に分けて、それぞれにスロット同期またはフレーム同期を付加することを考えると、スロット同期およびフレーム同期を２４シンボルとし、採用する変調方式群のうち最大効率の変調方式が３２ＡＰＳＫ（または３２ＱＡＭ）とした場合、Ｎ＝１２０となるので、２４×１２０＝２８８０シンボルが必要となる。同期信号を伝送する変調方式がＢＰＳＫであった場合、Ｎ／Ｅ＝２４となるので、２８８０シンボル分のデータを収容するためには、Ｓｙは１２０ビットとする必要がある。この場合、１フレームあたりの同期信号は１２０×２４＝２８８０ビットとなる。
【００６４】
同様に、採用する変調方式群のうち最大効率の変調方式が１６ＡＰＳＫ（または１６ＱＡＭ）とした場合、Ｎ＝９６となるので、２４×９６＝２３０４シンボルが必要となる。同期信号を伝送する変調方式がＢＰＳＫであった場合、Ｎ／Ｅ＝２４となるので、２３０４シンボル分のデータを収容するためには、Ｓｙは９６ビットとする必要がある。この場合、１フレームあたりの同期信号は９６×２４＝２３０４ビットとなる。
【００６５】
ＩＳＤＢ−Ｓでは定振幅変調のみが用いられていることから、パイロット信号は採用していない。しかし、ＡＰＳＫやＱＡＭ変調が用いられる場合には、受信装置側では衛星中継器の非線形特性が不明になることから、受信性能を改善するためにパイロット信号を採用することが望ましい。
【００６６】
信号点配置上同じ半径上にある信号点は、非線形特性から受ける影響は同じなので、同じ半径上の信号点については、最低限そのうち１つの既知の信号点をパイロットとして伝送すればよい。図７および図８は、それぞれＡＰＳＫおよびＱＡＭの信号点配置と信号点の半径を示した図である。図に示すように、１６ＡＰＳＫおよび３２ＡＰＳＫについては、半径はそれぞれ２通りおよび３通りある。一方、１６ＱＡＭおよび３２ＱＡＭについては、半径はそれぞれ３通りおよび５通りある。これらの半径上の既知の信号点から最低限１つずつをパイロットとして伝送すれば受信装置は伝送路上での歪の情報を取得することができ、受信特性の改善を行なうことができる。
【００６７】
ここでは、各スロットに３２シンボルのパイロットを付加することを考え、採用する変調方式群のうち最大効率の変調方式が３２ＡＰＳＫ（または３２ＱＡＭ）とした場合、Ｎ＝１２０となるので、１フレームあたり３２×１２０＝３８４０シンボルが必要となる。パイロット信号を伝送する変調方式がＢＰＳＫであった場合、Ｎ／Ｅ＝２４となるので、３８４０シンボル分のデータを収容するためには、Ｐｌは１６０ビットとする必要がある。
【００６８】
同様に各スロットに１６シンボルのパイロットを付加することを考え、採用する変調方式群のうち最大効率の変調方式が１６ＡＰＳＫ（または１６ＱＡＭ）とした場合、Ｎ＝９６となるので、１フレームあたり１６×９６＝１５３６シンボルが必要となる。パイロット信号を伝送する変調方式がＢＰＳＫであった場合、Ｎ／Ｅ＝２４となるので、１５３６シンボル分のデータを収容するためには、Ｐｌは６４ビットとする必要がある。
【００６９】
ＩＳＤＢ−Ｓでは、ＴＭＣＣに総シンボルの０．３２％、位相同期バーストに１．９２％、合計２．２４％を割り当てている。何れもＢＰＳＫ変調であるため同期補強に利用できるが、ＴＭＣＣについては制御情報の伝送に寄与しているものの、位相同期バーストについては擬似ランダム符号で変調されているだけで、情報伝送に寄与していない。ここでは、ＴＭＣＣ信号を位相同期バースト状に周期的に伝送するものとし、ＴＭＣＣ信号に位相同期バーストの機能を兼備させる。
【００７０】
したがって、ＴＭＣＣ信号の総シンボルに占める割合は２．２４％、また、より低Ｃ／Ｎまでの受信に対応することを考慮して、それ以上とする必要がある。また、全スロットで伝送されるシンボル数と単純な整数比になっている必要がある。
【００７１】
全スロットで伝送される１フレームあたりのシンボル数はＳｌ＝４４８８０ビットとした場合、４４８８０×１２０／５＝１０７７１２０シンボルである。１フレーム分のＴＭＣＣ信号をスロット数と同じＮ個に等分に分け、さらにＸ等分して、ＩＳＤＢ−Ｓ同様、２０４シンボル以下のシンボル群を作り、そのシンボル群に対して、４シンボルのＴＭＣＣを付加することを考える。
【００７２】
採用する変調方式群のうち最大効率の変調方式が３２ＡＰＳＫ（または３２ＱＡＭ）とした場合、Ｎ＝１２０となるので、まず１２０等分したシンボルは１０７７１２０／１２０＝８９７６シンボルとなる。さらにＸ等分する。この場合、整数比で割り切れる組み合わせとしては、Ｘ＝４８で１８７シンボル、Ｘ＝５１で１７６シンボル、Ｘ＝６６で１３６シンボル、およびＸ＝６８で１３２シンボル等がある。これらのシンボル群に４シンボルのＴＭＣＣを付加した場合、総シンボルに占めるＴＭＣＣの割合はそれぞれ、２．１３８％、２．２７３％、２．９４１％、および３．０３０％となる。このうち、２．２４％以上を確保しているものが候補となるが、ここでは、Ｘ＝６６で１３６シンボル（ＴＭＣＣ割合２．９４１％）とする。この場合、ＴＭＣＣは１フレームあたり４×６６×１２０＝３１６８０シンボルが必要となる。ＴＭＣＣを伝送する変調方式がＢＰＳＫであった場合、Ｎ／Ｅ＝２４となるので、３１６８０シンボル分のデータを収容するためには、Ｔは１３２０ビットとする必要がある。
【００７３】
同様に、採用する変調方式群のうち最大効率の変調方式が１６ＡＰＳＫ（または１６ＱＡＭ）とした場合、全スロットで伝送される１フレームあたりのシンボル数はＳｌ＝４４８８０ビットとした場合、４４８８０×９６／４＝１０７７１２０シンボルである。Ｎ＝９６となるので、まず９６等分したシンボルは１０７７１２０／９６＝１１２２０シンボルとなる。さらにＸ等分する。この場合、整数比で割り切れる組み合わせとしては、Ｘ＝６０で１８７シンボル、Ｘ＝６６で１７０シンボル、Ｘ＝６８で１６５シンボル、およびＸ＝８５で１３２シンボル等がある。これらのシンボル群に４シンボルのＴＭＣＣを付加した場合、総シンボルに占めるＴＭＣＣの割合はそれぞれ、２．１３９０％、２．３５２９％、２．４２４２％、および３．０３０３％となる。これら２．２４％以上を確保しているもののうち、ここでは、Ｘ＝８５で１３２シンボル（ＴＭＣＣ割合３．０３０３％）とする。この場合、ＴＭＣＣは１フレームあたり４×８５×９６＝３２６４０シンボル必要となる。ＴＭＣＣを伝送する変調方式がＢＰＳＫであった場合、Ｎ／Ｅ＝２４となるので、３２６４０シンボル分のデータを収容するためには、Ｔは１３６０ビットとする必要がある。
【００７４】
〔送信装置〕
次に、本発明の実施の形態による送信装置について説明する。図９は、本発明の実施の形態による送信装置の構成を示す図である。この送信装置１は、フレーム生成部１０、ＬＤＰＣ符号化部１１−１，１１−２、ＢＣＨ符号化部１１−３，１１−４、エネルギー拡散部１２，１３、スイッチ１４、マッピング部１５および時分割多重／直交変調部１６を備え、データストリームを送信する場合に、図６に示した多重フレームの信号を生成してから変調波信号を生成するまでの一連の処理を行う。
【００７５】
図３に示した従来の送信装置１００とこの送信装置１とを比較すると、両装置とも、エネルギー拡散部、マッピング部および時分割多重／直交変調部を備えている点で同一であるが、送信装置１において、従来の送信装置１００のフレーム生成部１１０とは異なるフレーム生成部１０を備えている点、内符号が畳み込み符号からＬＤＰＣ符号に置換されている点、外符号がＲＳ符号からＢＣＨ符号に置換されている点、マッピング部１５が１６ＡＰＳＫおよび３２ＡＰＳＫにも対応している点、スーパーフレームを形成しない点、および、インターリーブ部を備えていない点で相違する。
【００７６】
マッピング部１５が１６ＡＰＳＫおよび３２ＡＰＳＫにも対応している点については、対応する変調方式を単純に増やしたことによるものである。内符号が畳み込み符号からＬＤＰＣ符号に置換されている点、および外符号がＲＳ符号からＢＣＨ符号に置換されている点については、最近の技術動向に適合できるようにしたことによるものである。また、スーパーフレームを形成しない点、およびインターリーブを行なわない点については、ＬＤＰＣ符号が、既に十分長いインターリーブをかけることと同等の性質を備えているためである。したがって、本質的な相違としては、フレーム生成部１０が、図６および図９に示した構成のフレームを生成する点のみであり、その動作は、図３に示した従来の送信装置１００と同様である。
【００７７】
すなわち、フレーム生成部１０は、スロットＳｌビットについて、制御情報と、データと、ＢＣＨ符号化部１１−３により制御情報とデータが符号化された外符号パリティと、スタッフビットと、ＬＤＰＣ符号化部１１−１により制御情報、データ、および外符号パリティおよびスタッフビットがＬＤＰＣ符号化された内符号パリティとにより構成したスロット＃１〜＃Ｎから成るフレームを生成し、エネルギー拡散部１２に出力する。また、フレーム生成部１０は、ＴＭＣＣ信号について、ＢＣＨ符号化部１１−４によりＢＣＨパリティを生成し、さらにＬＤＰＣ符号化部１１−２によりＬＤＰＣパリティを生成する。なお、フレーム生成部１０により生成される多重フレームは、スロット数Ｎ、ダミーの量を規定するＥ、スロット長Ｓｌ、同期ビット長Ｓｙ、パイロットビット長Ｐｌ、並びにＴＭＣＣおよびパリティビット長Ｔが前述した数になるように生成される。
【００７８】
図１０は、図９に示した送信装置１が送信する変調波信号の例を示す図である。この変調波信号は、図６および図９に示したフレームにおいて、最大効率の変調方式を３２ＡＰＳＫ（または３２ＱＡＭ）とし、Ｎ＝１２０，Ｅ＝５，Ｓｌ＝４４８８０，Ｓｙ＝１２０，Ｐｌ＝１６０，Ｔ＝１３２０とした場合の信号であり、図９に示した時分割多重／直交変調部１６が生成する。
【００７９】
図１０に示すように、変調波信号は、１フレーム分の情報を＃１〜＃１２０の変調スロットに分割して伝送される。奇数番号の変調スロットは、まずＢＰＳＫ変調されたスロット同期Ｓｙｎｃ１（２４シンボル）および当該変調スロットの変調方式に対応したパイロット信号（３２シンボル）が伝送される。続いて、ＴＭＣＣ信号により指定された変調方式で変調された、映像・音声・データ放送等が多重された主信号データ（１３６シンボル）と、ＢＰＳＫ変調されたＴＭＣＣ信号（４シンボル）とが交互に６６回伝送される。偶数番号の変調スロットは、まずＢＰＳＫ変調されたスロット同期Ｓｙｎｃ２（２４シンボル）またはその反転パターン！Ｓｙｎｃ２（２４シンボル）および当該変調スロットの変調方式に対応したパイロット信号（３２シンボル）が伝送される。続いて、ＴＭＣＣ信号により指定された変調方式で変調された、映像・音声・データ放送等が多重された主信号データ（１３６シンボル）と、ＢＰＳＫ変調されたＴＭＣＣ信号（４シンボル）とが交互に６６回伝送される。
【００８０】
上記の同期パターンＳｙｎｃ１、Ｓｙｎｃ２、およびその反転パターン！Ｓｙｎｃ２は擬似同期を避けるために、それ自体が鋭い自己相関ピークを持つものであるとともに、互いに低い相互相関を持つものである必要がある。このような符号として、Ｓｙｎｃ１として、０ｘ３６７１５ａ＝００１１０１１００１１１０００１０１０１１０１０、Ｓｙｎｃ２として０ｘ５２ｆ８６６＝０１０１００１０１１１１１００００１１００１１０、そのビット反転パターン！Ｓｙｎｃ２として０ｘａｄ０７９９＝１０１０１１０１０００００１１１１００１１００１とすると擬似同期の少ない受信が可能となる。
【００８１】
このような処理を１２０変調スロット分繰り返して行うことにより、ＴＭＣＣ信号に書き込まれた情報が後述する受信装置へ伝送される。受信装置は、ＴＭＣＣ信号の情報を絶えず監視することにより、送信装置１において様々な伝送制御が行われたとしても、それに追従して受信方式等を切り替えることができる。
【００８２】
〔受信装置〕
次に、本発明の実施の形態による受信装置について説明する。図１１は、本発明の実施の形態による受信装置の構成を示す図である。この受信装置２は、チャンネル選択部２０、直交検波部２１、伝送制御信号復号部２２、内符号復号部２３、エネルギー逆拡散部２４および外符号復号部２５を備えている。ここで、チャンネル選択部２０、直交検波部２１、伝送制御信号復号部２２、内符号復号部２３、エネルギー逆拡散部２４および外符号復号部２５は、図５に示したチャンネル選択部２１０、直交検波部２２０、伝送制御信号復号部２３０、内符号復号部２４０、エネルギー逆拡散部２６０および外符号復号部２７０とそれぞれ同等の機能を有する。
【００８３】
図５に示した従来の受信装置２００の構成とこの受信装置２とを比較すると、受信装置２にはデインターリーブ部２５０が無い点、直交検波部２１により検波される変調方式には１６ＡＰＳＫおよび３２ＡＰＳＫが追加されている点、直交検波部２１において検波する際、パイロット信号を参照して受信信号点の補正を行い特性を改善する点、内符号復号部２３における内符号がＬＤＰＣ符号に対応したものとなっている点、外符号復号部２７０における外符号がＢＣＨ符号に対応したものとなっている点、伝送制御信号復号部２２により図６および図９に示したフレーム構成に対応した制御が行われる点で相違する。
【００８４】
直交検波部２１により検波される変調方式には１６ＡＰＳＫおよび３２ＡＰＳＫが追加されている点については、直交検波部２１において対応する変調方式を単純に増やしたことによるものである。また、内符号復号部２３における内符号がＬＤＰＣ符号に対応したものとなっている点、および外符号復号部２７０における外符号がＢＣＨ符号に対応したものとなっている点については、最近の技術動向に適合できるようにしたことによるものである。また、デインターリーブを行わないのは、ＬＤＰＣ符号が、既に十分長いインターリーブをかけることと同等の性質を備えているためである。したがって、本質的な相違としては、伝送制御信号復号部２２が、図６および図９に示したフレーム構成に対応した制御を行なう点のみであり、その動作は、図５に示した従来の受信装置２００と同様である。
【００８５】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、送信装置１は、長い符号長をもつＬＤＰＣのような誤り訂正符号にも対応することができ、かつ、変調方式と符号化率とを自由に組み合わせることができる。したがって、ＭＰＥＧ−２  ＴＳおよびその他のデジタルデータストリームを効率良く伝送することが可能となる。
【００８６】
具体的には、本発明の実施の形態によれば、送信装置１は、少なくともフレーム生成部１０、ＬＤＰＣ符号化部１１−１，１１−２、ＢＣＨ符号化部１１−３，１１−４、エネルギー拡散部１２，１３、スイッチ１４、マッピング部１５および時分割多重／直交変調部１６を備え、少なくともデータ、外符号パリティおよび内符号パリティにより構成されるスロットを複数まとめたフレーム構成をもつ多重化データを、伝送制御信号に書き込まれた伝送制御情報に基づいて伝送する。この場合、スロット長を４４８８０ビットとすることにより、ＭＰＥＧ−２  ＴＳから除去した１８７バイトの情報を変調方式にかかわらず過不足なく伝送することが可能となる。また、伝送しようとするデータの単位が１８７バイトでない場合、例えば１８８バイト、１８９バイト、１９０バイトおよび１９２バイトの場合、このときのスロット長をそれぞれ、６２０４０、６４２６０、６４９８０および６５２８０とすることで、変調方式にかかわらず過不足無く伝送可能となる。また、符号長をバイト単位としたい場合には、それぞれ、６２０４０、６０４８０、６３８４０および６５２８０とすることで、変調方式にかかわらず過不足無く伝送可能となる。
【００８７】
最大効率の変調方式が３２ＡＰＳＫまたは３２ＱＡＭの場合、フレームを構成するスロット数を１２０とし、１フレームあたりの同期符号のビット数を２８８０ビットとし、該同期符号を２４変調シンボル単位で奇数番目の変調スロットにおいては同一のパターンを伝送し、偶数番目の変調スロットにおいてはビット反転したパターンを交互に伝送する。また、１フレームあたりのパイロット信号のシンボル数を３８４０シンボルとし、該パイロット信号を３２変調シンボル単位で伝送する。１フレームあたりの伝送制御信号のビット数を３１６８０ビットとし、該伝送制御信号を４変調シンボル単位で伝送する。
【００８８】
最大効率の変調方式が１６ＡＰＳＫまたは１６ＱＡＭの場合、フレームを構成するスロット数を９６とし、１フレームあたりの同期符号のビット数を２３０４ビットとし、該同期符号を２４変調シンボル単位で奇数番目の変調スロットにおいては同一のパターンを伝送し、奇数番目の変調スロットにおいてはビット反転したパターンを交互に伝送する。また、１フレームあたりのパイロット信号のビット数を１５３６ビットとし、該パイロット信号を１６変調シンボル単位で伝送する。１フレームあたりの伝送制御信号のビット数を３２６４０ビットとし、該伝送制御信号を４変調シンボル単位で伝送する。
【００８９】
また、受信装置２は、チャンネル選択部２０、直交検波部２１、伝送制御信号復号部２２、内符号復号部２３、エネルギー逆拡散部２４および外符号復号部２５を備え、伝送制御信号復号部２２が、図６および図９に示したフレーム構成に対応した制御を行なうようにしたから、前記送信装置１により伝送された変調波信号に対して受信処理することができる。
【００９０】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、図６に示した多重フレームの構成の配列により、メモリのアドレス上に収容される必要はなく、信号毎に別のメモリ素子を用意するようにしてもよい。また、受信装置２においては、図６に示した多重フレームの情報を全て収容する必要はなく、受信対象となるスロットのみを蓄積できるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】ＢＳデジタル放送の多重フレーム構成を示す図である。
【図２】スロットの割り当ての規則を示す図である。
【図３】従来技術による送信装置の構成を示す図である。
【図４】変調波信号の例を示す図である。
【図５】従来技術による受信装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に用いる多重フレームの構成を示す図である。
【図７】１６ＡＰＳＫ、３２ＡＰＳＫの信号点配置の例を示す図である。
【図８】１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭの信号点配置の例を示す図である。
【図９】本発明実施の形態による送信装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明実施の形態による送信装置が送信する変調波信号の例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態による受信装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
１，１００  送信装置
２，２００  受信装置
１０，１１０  フレーム生成部
１１−１，１１−２  ＬＤＰＣ符号化部
１１−３，１１−４  ＢＣＨ符号化部
１２，１３，１２０，１８０  エネルギー拡散部
１４  スイッチ
１５，１５０  マッピング部
１６，１６０  時分割多重／直交変調部
２０，２１０  チャンネル選択部
２１，２２０  直交検波部
２２，２３０  伝送制御信号復号部
２３，２４０  内符号復号部
２４，２６０  エネルギー逆拡散部
２５，２７０  外符号復号部
１３０  インターリーブ部
１４０  畳み込み符号化部
１７０  ＲＳ符号化部
２５０  デインターリーブ部
【図１】
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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１１】
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【図２】
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【図１０】
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