(57)【要約】各フィールドがフィールド・セグメント、複数のデータ・セグメント、および関連する同期成分を含んでいる、連続するフィールドのグループにフォーマット化されたマルチレベル・シンボルの形式で、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）画像情報を表すディジタル・データを含んでいる信号を受信するためのシステムにおいて、受信信号を復調して復調済み信号を生成する。ＮＴＳＣ同一チャネル干渉を除去するために復調済み信号をくし型フィルタに加えて、フィルタリング済み信号を生成する。再帰的な非ユークリッド・メトリックを利用するトレリス・デコーダで、フィルタリング済み信号をトレリス復号する。
2004516720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各フィールドが、フィールド・セグメント、複数のデータ・セグメント、および関連する同期成分を含んでいる、連続するフィールドのグループにフォーマット化されたマルチレベル・シンボルの形式で、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）フォーマットの情報を表すディジタル・データを含んでいる信号を受信するためのシステムにおいて、
（ａ）前記受信信号を復調して復調済み信号を生成するステップと、
（ｂ）ＮＴＳＣ同一チャネル干渉を除去するために前記復調済み信号をフィルタリング処理して、フィルタリング済み信号を生成するステップと、
（ｃ）再帰的な非ユークリッド・メトリックを利用するトレリス・デコーダで前記フィルタリング済み信号をトレリス復号するステップとを含んでいる信号処理方法。
【請求項２】
前記受信信号が、残留側波帯（ＶＳＢ）変調信号である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィルタリング処理するステップが、前記復調済み信号をくし型フィルタにかけることを含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ステップ（ａ）が、前記受信信号を復調器で復調するステップを含み、
ステップ（ｂ）が、
（１）前記復調器でＮＴＳＣ同一チャネル干渉を検出するステップと、
（２）前記復調器によりＮＴＳＣ同一チャネル干渉が検出される場合にのみ、前記復調器のくし型フィルタで前記復調済み信号をフィルタリング処理するステップとを含み、
ステップ（ｃ）が、前記復調器によりＮＴＳＣ同一チャネル干渉が検出される場合に、再帰的な非ユークリッド・メトリックを利用する部分応答トレリス・デコーダで前記フィルタリング済み信号をトレリス復号し、そうでない場合に、ユークリッド・メトリックを利用する最適トレリス・デコーダで、前記復調済み信号をトレリス復号するステップを含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記部分応答トレリス・デコーダが、８状態部分応答トレリス・デコーダであり、ＮＴＳＣ干渉なしの前記最適トレリス・デコーダが、４状態最適トレリス・デコーダである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記部分応答トレリス・デコーダおよび前記最適４状態トレリス・デコーダが、１２デコーダ・インタリーブを実施するために１２個の同一デコーダを有するトレリス・デコーダにより実現される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ＮＴＳＣ干渉がありステップ（ｂ）の前記フィルタリングがある場合に、前記トレリス・デコーダにより用いられる最適メトリックが、フィルタリング済み雑音サンプルの条件付き確率密度関数の積に関連する最適非ユークリッド・メトリックであり、前記再帰的メトリックが、前記最適非ユークリッド・メトリックの再帰的バージョンである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記再帰的メトリックが、以下の式によりもたらされ、
【数１】
2004516720.tif 000012
上式において、ｎはシーケンス長であり、ｙは相関雑音が加わった受信部分応答シンボルであり、ｄｚは前記部分応答シンボルであり、ｄｗは前記相関雑音であり、ｄｗ−ｍ＋１＝．．．＝ｄｗ−１＝ｄｗ０≡０であり、ｒｗ０＝０である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記再帰的メトリックが、係数項（ｉ−１）／ｉを含み、ｉがサンプルを表し、前記係数項が、定数項１で置き換えられて再帰的１メトリックが生成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記再帰的１メトリックが、絶対値再帰的１メトリックである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記再帰的メトリックが、係数項（ｉ−１）／ｉを含み、ｉがサンプルを表し、前記係数項が、ｐ／ｑの形式をとる定数の分数係数項ｒで置き換えられて再帰的ｒメトリックが生成され、ｐ＝ｑ−１であり、ｑが２のベキ乗である、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記再帰的ｒメトリックが、絶対値再帰的ｒメトリックである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ディジタル・データを含んでいるトレリス符号化済み信号を受信するためのシステムにおいて、
（ａ）前記受信信号を復調して、白色雑音を有する復調済み信号を生成するステップであって、ユークリッド・メトリックを利用して前記信号をトレリス復号することにより、前記白色雑音を有する復調済み信号を最適にトレリス復号することができるステップと、
（ｂ）前記復調済み信号をフィルタリング処理してフィルタリング済み信号を生成するステップであって、前記フィルタリングが前記信号の前記白色雑音を相関雑音に変換するステップと、
（ｃ）再帰的な非ユークリッド・メトリックを利用するトレリス・デコーダで前記フィルタリング済み信号をトレリス復号するステップとを含んでいる信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ：Ｈｇｉｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴｅｌｅＶｉｓｉｏｎ：ハイビジョン）信号を受信するビデオ信号受信機に関し、より詳細には、受信したＶＳＢ（残留側波帯）変調ＨＤＴＶ信号を復調し、くし型フィルタに加えてＮＴＳＣ同一チャネル干渉を除去した後で、トレリス・デコーダを利用して復号することに関する。
【０００２】
（発明の背景）
データ送信システムでは、オーディオおよびビデオのテレビジョン（ＴＶ）データなどのデータが複数の受信側に送信される。テレビジョン信号送信システムの分野では、現在の米国ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ：ナショナル・テレビジョン・システム委員会）標準の送信に対して、ＨＤＴＶまたはＡＴＳＣ−ＨＤＴＶ標準と呼ばれるより高品質のシステムが取って代わりつつある（米国アドバンスト・テレビジョン・システム委員会（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ、「ＡＴＳＣディジタル・テレビジョン・スタンダード（ＡＴＳＣ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）」文書Ａ／５３、１９９５年９月１５日参照）。このような高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）信号は、米国のグランド・アライアンス（ＧＡ：Ｇｒａｎｄ  Ａｌｌｉａｎｃｅ）により提案されたＶＳＢ変調（Ｖｅｓｔｉｇｉａｌ  ＳｉｄｅＢａｎｄ：残留側波帯）タイプである。
【０００３】
ＡＴＳＣ−ＨＤＴＶ標準は、システム性能を改善させる手段としてのフォワード・エラー訂正（ＦＥＣ：Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を含んでいる８−ＶＳＢ変調送信システムを必要とする。ここで図１を参照すると、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）送信システム１００のフォワード・エラー訂正（ＦＥＣ）の態様を簡略化したブロック図が示されている。システム１００は、送信機側１０１上にリードソロモン（ＲＳ：Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）エンコーダ１０３、それに続いてバイト・インタリーバ（ｂｙｔｅ  ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）１０４およびトレリス（ｔｒｅｌｌｉｓ）エンコーダ１０５を備える。受信機側１２１には、対応するトレリス・デコーダ１２５、バイト・デインタリーバ（ｂｙｔｅ  ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）１２４、およびリードソロモン・デコーダ１２３がある。
【０００４】
このようなシステムでは、データ信号は、まずトレリス・エンコーダ１０５により、畳み込み符号（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｃｏｄｅ）やトレリス符号（ｔｒｅｌｌｉｓ  ｃｏｄｅ）など所定の符号方式または符号化方式に従って符号化される。利用されるトレリス符号は、「ＡＴＳＣディジタル・テレビジョン・スタンダード（ＡＴＳＣ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）」に記述されているレート２／３ＴＣＭ（Ｔｒｅｌｌｉｓ  Ｃｏｄｅｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：トレリス符号化変調）符号である。この符号は、レート１／２および４状態の畳み込みエンコーダを使用して１ビットを符号化し、フォワード・エラー訂正（ＦＥＣ）非符号化ビットを追加することにより実現される。フォワード・エラー訂正（ＦＥＣ）非符号化ビットは、差分事前符号化（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ  ｐｒｅｃｏｄｅ）される。次いで、エンコーダ出力ビット３つずつの各組が、変調器１０６により８−ＶＳＢ変調器シンボルにマッピング処理され、所定の通信チャネルおよび送信媒体（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｍｅｄｉａ）１５０を介して送信される。例えば、変調された符号化済み高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）信号は、大気中を地上無線周波数（ＲＦ）信号として送信することができる。送信信号は、連続するフィールド（ｆｉｅｌｄ）のグループにフォーマット化されたマルチレベル・シンボル（ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ  ｓｙｍｂｏｌ）の形式で、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）画像およびその他の情報を表すディジタル・データを含み、各フィールドは、フィールド・セグメント、複数のデータ・セグメント、および関連する同期成分を含んでいる。
【０００５】
高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）受信機１２１が、送信された信号を受信する。復調器１２６を使用して信号を復調し、復調済みベースバンド（ｂａｓｅｂａｎｄ）信号を供給する。更に、トレリス・デコーダ１２５を使用して復調済み信号を復号し、元のデータを得る。
【０００６】
ＮＴＳＣ信号とＨＤＴＶ信号が、何年かにわたって地上波放送チャネルで共存することになるという理由から、受信機１２１が、生じる可能性のあるＮＴＳＣ同一チャネル干渉（ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｉｎｔｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）を除去することが重要である。ＮＴＳＣ干渉の除去は、復調器に追加したくし型フィルタ（ｃｏｍｂ  ｆｉｌｔｅｒ）などのＮＴＳＣ除去フィルタにより行うことができる。通常、くし型フィルタは、１２シンボルの１タップ付き遅延線であり、信号がＮＴＳＣ搬送波で、または、その付近でヌル（ｎｕｌｌ：ゼロ）に減衰する。
【０００７】
従って、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）受信機がＮＴＳＣ同一チャネル干渉を検出したとき、ＨＤＴＶ受信機は、トレリス復号を行う前に復調済み信号をフィルタリング処理して、通常なら生じることになるＮＴＳＣ同一チャネル干渉を除去する。ＮＴＳＣ干渉がない場合は、不要なフィルタリングおよびそうしたフィルタリングによる望ましくない影響を回避するために、くし型フィルタは適用されない。
【０００８】
ＮＴＳＣ干渉が検出されないとき、ＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｎｏｉｓｅ：加法的白色ガウス雑音）チャネルに最適なトレリス・デコーダは、ユークリッド・メトリック（Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ  Ｍｅｔｒｉｃ：ユークリッド計量）を用いる４状態ビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）デコーダである。例えば、アンガーベック氏（Ｇ．Ｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋ）の「Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ／Ｐｈａｓｅ  Ｓｉｇｎａｌｓ（マルチレベル／位相信号のチャネル符号化）」ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆｏｒｍ．Ｔｈｅｏｒｙ、ｖｏｌ．ＩＴ−２８、５５〜６７ページ、１９８２年１月を参照されたい。従って、通常、復号を行う際、トレリス・デコーダ１２５は、ユークリッド・メトリックを利用するが、これは、ＮＴＳＣ干渉がないときには、最適な復号をもたらすことができる。しかし、ＮＴＳＣ干渉があるときは、ＮＴＳＣ除去（くし型）フィルタを使用することによって雑音（加法的白色ガウス雑音）中に相関が生じ、それにより最適なトレリス・デコーダは、はるかに複雑になる。このため、通常、ＮＴＳＣ同一チャネル干渉がない場合は、最適な（ｏｐｔｉｍａｌ）トレリス・デコーダが使用され、ＮＴＳＣ除去フィルタリングが利用されるときは、部分応答（ｐａｒｔｉａｌ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ：パーシャルレスポンス）トレリス・デコーダが使用される。
【０００９】
このようなシステムは、トレリス符号化（復号化）の際に、１２セグメント内インタリーブ（デインタリーブ）を利用し、１２個の同一エンコーダ（デコーダ）を使用する。これにより、ＮＴＳＣ干渉がある場合は、８状態（部分応答）トレリス・デコーダとしてトレリス・デコーダ２０２（図２）を実現し、ＮＴＳＣ干渉がない場合は、４状態（最適）トレリス・デコーダ２０３（図２）として実現することができる。１２エンコーダ／デコーダ・インタリーブを利用することにより、ＮＴＳＣ干渉がある場合のトレリス・デコーダの同一デコーダそれぞれが、１シンボル遅延（１２の代わりに）でくし型フィルタを通る。このアーキテクチャの利点は、８状態ビタビ・デコーダと共に最適なトレリス・デコーダを実現できる点である。例えば、米国アドバンスト・テレビジョン・システム委員会（ＡＴＳＣ）「Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｕｓｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＡＴＳＣ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＡＴＳＣディジタル・テレビジョン・スタンダードのユーザのためのガイド）」文書Ａ／５４、１９９５年１０月４日を参照されたい。
【００１０】
次に、図２を参照すると、図１のシステム１００の受信機１２１により行われる、ＮＴＳＣ干渉がある場合とない場合のＨＤＴＶトレリス復号を示すブロック図が、トレリス・デコーダ１２５の連続する１２個の各デコーダについて示されている。復調器１２６（図１）から、シンボルレベル信号データを受け取る。第１の（ＮＴＳＣ干渉あり）パス（経路）では、復調済み信号は、ＮＴＳＣ除去（くし型）フィルタ２０１によりフィルタリング処理され、このフィルタリング処理された復調済み信号は、部分応答８状態トレリス・デコーダ２０２により復号される。８状態デコーダ２０２は、くし型フィルタで処理されているために、雑音が加わった部分応答信号をその入力で受け取る。この部分応答（ｐａｒｔｉａｌ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）信号は、８−ＶＳＢシンボルから得られるが、これはまた、１５個の振幅レベルを有するので１５−ＶＳＢとも呼ばれる。第２の（ＮＴＳＣ干渉なし）パス（経路）では、復調済み信号はフィルタリング処理されず、最適な４状態トレリス・デコーダ２０３により復号される。ＮＴＳＣ干渉が、検出されるかどうかに応じて、スイッチ２０４が適切な復号済み信号を選択する。
【００１１】
単体のトレリス・デコーダ１２５だけがあるものとすることができ、復調器１２６が、ＮＴＳＣ干渉を検出するか否かに応じて、８状態トレリス・デコーダ２０２と４状態トレリス・デコーダ２０３の両方を使い分ける。あるいは、トレリス・デコーダ１２５は、別個のデコーダ２０２、２０３を備え、ＮＴＳＣ干渉が検出されるかどうかに応じて、このうちの一方を選択することもできる。更に、くし型フィルタ２０１が、復調器１２６に設けられる。このくし型フィルタは、復調器１２６が、ＮＴＳＣ干渉を検出したときに復調器１２６により選択または適用される。従って、復調器１２６は、ＮＴＳＣ干渉を検出したときは、くし型フィルタで処理された復調済み信号をデコーダ１２５に出力し、また、ＮＴＳＣ干渉が検出されたことをデコーダ１２５に指令を出して、デコーダ１２５が８状態トレリス・デコーダ２０２を使用できるようにする。反対に、復調器１２６が、ＮＴＳＣ干渉を検出しないときは、くし型フィルタで処理されない復調済み信号をデコーダ１２５に出力し、また、ＮＴＳＣ干渉が検出されたことをデコーダ１２５に指令を出すことはせず、デコーダ１２５が、４状態トレリス・デコーダ２０３を使用できるようにする。この動作を、図２のプロセス・フローに示す。
【００１２】
最適な４状態トレリス・デコーダ２０３も、部分応答８状態トレリス・デコーダ２０２も両方とも、現在の実施態様では、ユークリッド・メトリックまたはその何らかの変形を利用する。これは前述のように、ＮＴＳＣ干渉がない場合のデコーダ２０３では、最適なトレリス・デコーダおよび最適な結果をもたらす。しかし、ユークリッド・メトリックを用いる８状態トレリス・デコーダ２０２では、ＮＴＳＣ干渉がない場合に対して約３．０〜３．７５ｄＢの性能劣化がある。２０００年６月２６日に出願されたマークマン氏（Ｍａｒｋｍａｎ）外の同時係属の米国特許出願第０９／６０３，６５５号には、ユークリッド・メトリックよりもよい性能を有する次善の打切り（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ）非ユークリッド・トレリス・デコーダ・メトリックが記載されている。特に、この最も簡単な２つの実施態様は、ユークリッド・メトリックに勝る１．０ｄＢおよび１．５ｄＢの改善をもたらす。
【００１３】
（発明の概要）
本発明による信号処理方法は、ディジタル・データを含んでいるトレリス符号化済み信号を受信するためのシステムに含まれる。受信信号を復調し、ユークリッド・メトリックを用いてトレリス復号できる信号を生成する。復調した信号をフィルタリング処理するが、それにより、相関雑音（ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  ｎｏｉｓｅ）を含んでいる出力が生成される。このフィルタリング済み信号を、再帰的な非ユークリッド・メトリック（ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  ｎｏｎ−Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ  ｍｅｔｒｉｃ）を用いてトレリス復号する。
【００１４】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明は、米国で採用されているＡＴＳＣ地上波放送標準に準拠する高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）受信機のトレリス・デコーダで用いるための改良型のメトリックを提供する。具体的には、本発明は、受信したＨＤＴＶ信号をくし型フィルタで処理してＮＴＳＣ同一チャネル干渉を除去するときに、最適および次善トレリス・デコーダ・メトリックの再帰的な非ユークリッド・ファミリ（ｆａｍｉｌｙ）を使用できるようにする。後で更に詳細に述べるが、開示する再帰的メトリックは、ＮＴＳＣ干渉があり、その結果としてくし型フィルタを使用する場合に、ユークリッド・メトリックよりもよい性能を有する。加えて、この再帰的メトリック・ファミリはまた、前述のマークマン氏（Ｍａｒｋｍａｎ）外による同時係属の米国出願に記載されている打切りメトリックよりもよい性能をもたらす。
【００１５】
「ＡＴＳＣ−ＨＤＴＶ受信機およびトレリス復号」
ここで図３を参照すると、本発明の好ましい一実施形態による、システム１００の受信機１２１をより詳細に示すブロック図が示されている。ＨＤＴＶ受信機１２１を使用して、無線周波数（ＲＦ）同調回路を含んでいる入力回路３１４と、ＩＦ通過帯域出力信号を生成するためのダブル・コンバージョン・チューナおよび適切な自動利得制御（ＡＧＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を備える中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）プロセッサ３１６とにより、地上波放送アナログ入力ＨＤＴＶ信号を処理する。受信信号は、グランド・アライアンス（ＧＡ）により提案され米国での使用に採用されている搬送波抑圧（ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ）８−ＶＳＢ変調信号である。このようなＶＳＢ信号は、１次元データ・シンボル・コンステレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ：コンスタレーション、配置図）で表され、１つの軸だけが、受信機により回復される量子化済みデータを含んでいる。図示を簡単にするために、図３には図示の機能ブロックをクロック制御するための信号は示していない。
【００１６】
通常、ディジタル情報をシンボルの形式で搬送する変調済み信号からデータを回復するには、受信機に３つの機能が必要である。即ち、シンボル同期のためのタイミング回復、搬送波回復（ベースバンドへの周波数復調）、およびチャネル等化である。タイミング回復は、受信機のクロック（タイムベース）を送信機のクロックに同期させるためのプロセスである。これにより、受信信号を最適な時点でサンプリングして、受信シンボル値の判定指向処理に関連するスライシング・エラー（ｓｌｉｃｉｎｇ  ｅｒｒｏｒ）を減少させることができる。搬送波回復は、受け取ったＲＦ信号をより低い中間周波数通過帯域（例えば、ベースバンドに近い）に周波数変換した後で、ベースバンドに周波数シフトして、変調ベースバンド情報を回復できるようにするためのプロセスである。適応チャネル等化（ａｄａｐｔｉｖｅ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｅｑｕｌｉｚａｔｉｏｎ）は、信号送信チャネルにおける条件および妨害の変動の影響を補償するためのプロセスである。通常、このプロセスは、送信チャネルの周波数依存の時間変動特性から生じる振幅および位相のひずみを除去するフィルタを利用して、シンボル決定機能の改善をもたらす。
【００１７】
１９９４年４月１４日付の「Ｇｒａｎｄ  Ａｌｌｉａｎｃｅ  ＨＤＴＶ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（グランド・アライアンスＨＤＴＶシステム仕様書）」に記述されているように、ＶＳＢ送信システムは、図４に示すような規定データ・フレーム・フォーマット（形式）でデータを搬送する。ここで図４を参照すると、米国におけるグランド・アライアンス高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）システムによるＶＳＢ変調信号のためのデータ・フレーム・フォーマットが示されている。ＶＳＢ受信機で搬送波ロックを達成するのに役立つように、小さな抑圧搬送波周波数のパイロット信号（ｐｉｌｏｔ  ｓｉｇｎａｌ）が送信信号に加えられる。図４に示すように、各データ・フレームは、２つのフィールドからなり、各フィールドは、８３２個のマルチレベル・シンボルからなるセグメント（ｓｅｇｍｅｎｔ）を３１３個含んでいる。各フィールドの第１セグメントは、フィールド同期（ｆｉｅｌｄ  ｓｙｎｃ）セグメントと呼ばれ、残りの３１２個のセグメントは、データ・セグメントと呼ばれる。通常、データ・セグメントは、ＭＰＥＧ互換データ・パケットを含んでいる（例えば、国際標準化機構（ＩＳＯ）ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２（ＭＰＥＧ−１（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ−１）標準や、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８（ＭＰＥＧ−２）標準等）。各データ・セグメントは、４シンボルのセグメント同期文字を含み、その後に８２８個のデータ・シンボルが続く。各フィールド・セグメントは、４シンボルのセグメント同期文字を含み、その後に、所定の５１１シンボル擬似乱数（ＰＮ：Ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ  Ｎｕｍｂｅｒ）シーケンスと所定の３つの６３シンボル擬似乱数シーケンスとを含んでいるフィールド同期成分（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）が続く。中間の６３シンボル擬似乱数シーケンスは、連続するフィールド中で反転される。最後の６３シンボル擬似乱数シーケンスの後に、ＶＳＢモード制御信号（ＶＳＢシンボル・コンステレーション・サイズを定める）が続き、その後に、９６個の予約済みシンボル、および前のフィールドからコピーされた１２個のシンボルが続く。
【００１８】
図３を再度参照すると、中間周波数（ＩＦ）ユニット３１６からの通過帯域ＩＦ出力信号は、アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）３１９により、オーバーサンプリング済みディジタル・シンボル・データストリームに変換される。アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）３１９からの出力オーバーサンプリング済みディジタル・データストリームは、全ディジタル復調器／搬送波回復回路３２２によりベースバンドに復調される。これは、受け取ったＶＳＢデータストリーム中の僅かな基準パイロット搬送波に応答して、全ディジタル位相ロック・ループ（ＰＬＬ）により行われる。当業者には明らかなように、ディジタル復調器／搬送波回復ユニット３２２は、出力Ｉ位相（Ｉ−ｐｈａｓｅ）復調済みシンボル・データストリームを生成する。
【００１９】
アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）３１９は、入力された１０．７６Ｍシンボル／秒のＶＳＢシンボル・データストリームを、２１．５２ＭＨｚのサンプリング・クロック、即ち、受信シンボル・レートの２倍でオーバーサンプリングし、それにより、１シンボル当り２サンプルを有するオーバーサンプリング済み２１．５２Ｍサンプル／秒のデータストリームを供給する。シンボル毎（１シンボル当り１サンプル）のシンボルベース処理ではなく、このような１シンボル当り２サンプルのサンプルベース処理を用いることにより、例えば、復調器１２６のＤＣ補償ユニット３２６やＮＴＳＣ干渉検出器に関連する信号処理機能など、後続の信号処理機能の有利な動作が生み出される。
【００２０】
アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）３１９および復調器３２２には、セグメント同期およびシンボル・クロック回復回路３２４が関連している。セグメント同期およびシンボル・クロック回復回路３２４は、各データ・フレームの反復的なデータ・セグメント同期成分を、ランダムなデータから検出して分離する。セグメント同期を用いて、正しく位相の合った２１．５２ＭＨｚクロック信号を再生成し、アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）３１９がこれを使用して、データストリーム・シンボル・サンプリングを制御する。セグメント同期およびシンボル・クロック回復回路３２４は、短縮２シンボル相関基準パターンおよび関連する２シンボル・データ相関器を使用して、セグメント同期を検出するという利点を有する。
【００２１】
ＤＣ補償ユニット３２６は、適応トラッキング回路を使用して、復調済みＶＳＢ信号からパイロット信号成分に対するＤＣオフセット成分を除去する。フィールド同期検出器ユニット３２８は、受け取ったあらゆるデータ・セグメントを受信機のメモリに記憶された理想フィールド基準信号と比較することにより、データ・フィールド同期成分を検出する。フィールド同期信号は、フィールド同期に加えて、チャネル等化器３３４のための訓練（トレーニング：ｔｒａｉｎｉｎｇ）信号も供給する。
【００２２】
ＮＴＳＣ干渉検出および除去は、復調器１２６のユニット２０１により行われる。その後、信号はチャネル等化器により適応等化される。チャネル等化器は、ブラインド・モード、トレーニング・モード、判定指向モード（ｄｅｃｉｓｉｏｎ‐ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｍｏｄｅ）の組合せで動作することができる。チャネル等化器３３４は、例えば、「Ｇｒａｎｄ  Ａｌｌｉａｎｃｅ  ＨＤＴＶ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｓｐｅｃｉｆｉａｔｉｏｎ（グランド・アライアンスＨＤＴＶシステム仕様書）」、およびブレトル氏（Ｗ．Ｂｒｅｔｌ）外による記事「ＶＳＢ  Ｍｏｄｅｍ  Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｆｏｒ  Ｇｒａｎｄ  Ａｌｌｉａｎｃｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ（グランド・アライアンス・ディジタル・テレビジョン受信機用ＶＳＢモデム・サブシステム設計）」ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｎｓｕｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、１９９５年８月に記述されているタイプとすることができる。くし型フィルタ２０１からの出力データストリームは、等化器３３４の前に１サンプル／シンボル（１０．７６Ｍシンボル／秒）のデータストリームに変換される。この変換は、適したダウンサンプリング回路（図面を簡単にするため図示しない）により達成することができる。
【００２３】
等化器３３４は、チャネルひずみ（ｃｈａｎｎｅｌ  ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を訂正するが、位相雑音（ｐｈａｓｅ  ｎｏｉｓｅ）が、シンボル・コンステレーションをランダムに回転させる。位相トラッキング回路３３６が、パイロット信号に応答して前の搬送波回復回路３２２により除去されなかった位相雑音を含めて、等化器３３４からの出力信号中に残留している位相および利得雑音を除去する。図３に示す、トレリス１２５の前にあるすべての構成要素、即ち、ユニット３１４、３１６、３１９、３２２、３２４、３２６、３２８、２０１、３３４、３３６は、図１の復調器ブロック１２６で表されるものである。
【００２４】
復調器１２６の位相トラッキング回路３３６から出力される位相訂正済み信号は、次いで、トレリス・デコーダ・ユニット１２５によりトレリス復号され、データ・デインタリーバ・ユニット１２４によりデインタリーブされ、リードソロモン・デコーダ・ユニット１２３によりリードソロモン・エラー訂正され、デスクランブラ・ユニット１２７によりスクランブル解除（ランダム化解除）される。その後、復号されたデータストリームは、ユニット３５０によりオーディオ、ビデオ、および表示の処理が施される。
【００２５】
ＲＦチューナ３１４、ＩＦプロセッサ３１６、フィールド同期検出器３２８、等化器３３４、ＰＬＬ３３６、トレリス・デコーダ１２５、デインタリーバ１２４、リードソロモン・デコーダ１２３、およびデスクランブラ１２７は、前述の１９９４年４月１４日の「Ｇｒａｎｄ  Ａｌｌｉａｎｃｅ  ＨＤＴＶ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（グランド・アライアンスＨＤＴＶシステム仕様書）」およびブレットル氏（Ｂｒｅｔｌ）外よる記事に記述されているタイプの回路を利用することができる。アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）３１９およびオーディオ、ビデオ、表示処理ユニット３５０の機能を実行するのに適した回路は、周知である。
【００２６】
全ディジタル復調器／搬送波回復ユニット３２２中での復調は、全ディジタル自動位相制御（ＡＰＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｈａｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）ループにより行われ、搬送波回復が達成される。位相ロック・ループ（ＰＬＬ）は、最初の捕捉のためにパイロット成分を基準として使用し、位相捕捉のために通常の位相検出器を使用する。パイロット信号は、受信データストリームに埋め込まれており、受信データストリームは、ランダム且つ雑音のようなパターンを呈するデータを含んでいる。このランダムなデータは、本質的に、復調器自動位相制御（ＡＰＣ）ループのフィルタリング動作では無視される。アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）３１９への１０．７６Ｍシンボル／秒入力信号は、ベースバンドに近い信号であり、ＶＳＢ周波数スペクトルの中央は５．３８ＭＨｚであり、パイロット成分は、２．６９ＭＨｚに位置する。入力されたデータストリームは、アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）３１９により２１．５２ＭＨｚで２倍にオーバーサンプリングされるという利点がある。ユニット３２２からの復調済みデータストリーム中では、パイロット成分は、ＤＣ（直流）まで下方に周波数シフトされている。
【００２７】
或る実施形態では、復調器１２６はディジタル復調ユニット３２２で復調を行い、ＮＴＳＣ同一チャネル干渉を検出したときに、くし型フィルタ２０１をアクティブにしてＮＴＳＣ同一チャネル干渉の除去を行う。そうでない場合は、くし型フィルタ２０１は、非アクティブであり、信号をフィルタリング処理することはない。図２に関して先に説明したように、トレリス・デコーダ・ユニット１２５は、ＮＴＳＣ干渉がない場合に使用される最適な４状態トレリス・デコーダ２０３と、ＮＴＳＣ干渉がある場合に使用される部分応答８状態トレリス・デコーダ２０２の両方を実行することができる。トレリス・デコーダ１２５の最適トレリス・デコーダ２０３は、ユークリッド・メトリックを利用し、トレリス・デコーダ１２５の部分応答トレリス・デコーダ２０２は、以下に更に詳細に述べるように、本発明による最適および次善メトリックの再帰的な非ユークリッド・ファミリを利用する。
【００２８】
「ＮＴＳＣ干渉がある場合の最適な非ユークリッド・メトリック」
本発明は、本明細書で再帰的メトリックと呼ぶメトリック・ファミリを提供する。これは、ＮＴＳＣ干渉がある場合にはユークリッド・メトリックよりも適している。本発明による再帰的メトリックを利用するように部分応答トレリス・デコーダ２０２を構成することにより、ＮＴＳＣ干渉がある場合にくし型フィルタ２０１により引き起こされる３．０〜３．７５ｄＢの性能損失を回復することが可能である。再帰的メトリックは、この場合に最適なメトリックであることが分っている。再帰的メトリックでは、現在のメトリック項が、前のメトリック項および追加の項の関数である。従って、前の項に対する再帰呼出がある。
【００２９】
先に説明したように、ＡＴＳＣ−ＨＤＴＶ標準に準拠するＡＴＳＣ−ＨＤＴＶトレリス・デコーダでは、ＮＴＳＣ干渉があるときは、ユークリッド・メトリックは最適でない。これは、以下の考察から分るように、検出されたＮＴＳＣ同一チャネル干渉を除去するためにＮＴＳＣ除去フィルタ２０１が適用されるときに、相関雑音が引き起こされるからである。
【００３０】
部分応答トレリス・デコーダの最適メトリックを得るためには、まず部分応答信号を分析するのが有効である。ここで図５を参照すると、ＮＴＳＣ干渉がある場合の最適な非ユークリッド・メトリックを決定するための、図１の高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）送信システムの一態様を示す簡略化したブロック図５００が示されている。図５には、システム１００の送信機１０１のトレリス・エンコーダ１０５と、復調器１２６のくし型フィルタ２０１（図１、２）と、ＮＴＳＣ干渉がある場合に受信機１２１により利用されるデコーダ１２５の８状態部分応答トレリス・デコーダ２０２（図１、２）とが示されている。図５において、ｘはデータ入力シーケンスであり、ｚはエンコーダ出力シーケンス、送信シーケンス、またはコードワード（ｃｏｄｅｗｏｒｄ）であり、ｗは加法的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）の雑音シーケンスであり、ｒは受信シーケンスであり、ｙは除去フィルタ出力シーケンスであり、ｘ＊は復号されたデータ・シーケンスである。各サンプル（またはシンボル）ｉについて、以下の関係が成立する。
【数２】
2004516720.tif 000003
式（１）から、トレリス・デコーダ２０２がその入力で、雑音が加わった部分応答信号ｄｚｉを受け取ることが分る。８−ＶＳＢシンボルから得られるこの部分応答信号はまた、１５個の起り得る振幅レベルを有するので１５−ＶＳＢとも呼ばれる。
【００３１】
長さｎのｄｗｎ確率シーケンスの多次元ガウス確率密度関数（ＰＤＦ：Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、式（２）に示すように定義される。
【数３】
2004516720.tif 000004
上式で、ｄｅｔ［．］は、行列の行列式を表し、［．］Ｔは、行列転置であり、Ｋ−１は、Ｋの逆行列を表し、Ｋは、長さｎの雑音シーケンスｄｗｎの共分散行列（ｃｏｎｖａｒｉａｎｃｅ  ｍａｔｒｉｘ）である。例えば、ヘンリー・スターク氏（Ｈｅｎｒｙ  Ｓｔａｒｋ）およびジョン・ウッズ氏（Ｊｏｈｎ  Ｗ．Ｗｏｏｄｓ）の「Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ，Ｒａｎｄｏｍ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ａｎｄ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ  ｆｏｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（エンジニアのための確率、ランダム・プロセス、推定理論）」第２版（Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ  Ｃｌｉｆｆｓ，Ｎ．Ｊ．：Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ、１９９４年）を参照されたい。
【００３２】
式（２）における確率密度関数（ＰＤＦ）に最尤（さいゆう）（ＭＬ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）判定規則を適用することにより、以下の式によりもたらされる最適メトリックが得られる。
【数４】
2004516720.tif 000005
【００３３】
ＮＴＳＣ干渉がある場合に、くし型フィルタにより引き起こされる雑音相関が原因で、確率ガウス雑音シーケンスの共分散行列は、ＮＴＳＣ干渉がない場合のように単位行列をスケーリングしたバージョン（ｖｅｒｓｉｏｎ）ではない。先に参照したスターク氏（Ｓｔａｒｋ）およびウッズ氏（Ｗｏｏｄｓ）の文書を参照されたい。加えて、逆共分散行列Ｋ−１は、０（ゼロ）でない係数のｎ×ｎ行列になる。従って、最適メトリックは、ユークリッド・メトリックではなく、また、シーケンス長ｎが増加するにつれて複雑さも増大する。このため、ＮＴＳＣ干渉がある場合の最適メトリックは、非常に複雑になる可能性がある。しかし、共分散行列Ｋ−１の隣接するサンプル間における雑音相関を考慮することにより、最適メトリックについての閉じた形式の解が得られた。これは以下の式により与えられる。
【数５】
2004516720.tif 000006
【００３４】
式（４）は、複雑さがｎ→∞のように増大する反復構造を有する。具体的には、１状態当りの記憶されるメトリック項ｄｗの数、および１状態当りの加算器／乗算器の数は、ｎに伴って直線的に増加する。これは、このメトリックを生成するために、何らかのより簡単な方法を見つけることができない限り、実行不可能であるということを意味する。
【００３５】
「ＮＴＳＣ干渉がある場合の再帰的な非ユークリッド・メトリック」
一実施形態で、本発明は、隣接するメトリック項の間の関係を活用して、式（４）における最適メトリックを再帰的に実現する。これが、復号中にトレリス・デコーダ２０２により利用される。最適な再帰的メトリックは、以下の式により与えられる。
【数６】
2004516720.tif 000007
上式で、ｎはシーケンス長であり、ｙは相関雑音が加わった受信部分応答シンボルであり、ｄｚは部分応答シンボルであり、ｄｗは相関雑音であり、ｄｗ−ｍ＋１＝．．．＝ｄｗ−１＝ｄｗ０≡０であり、ｒｗ０＝０である。従って、式（５）により、本発明の一実施形態の再帰的メトリック・ファミリが与えられる。
【００３６】
式（５）における再帰的手法では、今や１状態につき１つの項ｒｗｉ−１だけを記憶すればよく、ｒｗｉを生成するために、１状態につき１つの加算器／乗算器だけしか必要としないので、式（４）の複雑さがかなり低減される。この場合、１つのトレリス・ブランチ（ｂｒａｎｃｈ：枝）当りの複雑さは有限であり、その結果、最適メトリックの実現が可能になる。式（５）で、「ｒｗｉ」は現在のメトリック項に関連し、ｒｗｉ−１は前の項に関連する。
【００３７】
式（５）は、長さ「ｎ」のトレリス符号化済みシーケンスについての再帰的メトリックを定める。各項ｉは、シンボル時間「ｉ」についてのメトリック項であり、ｒｗｉの関数である。再帰的な項ｒｗｉは、前の項ｒｗｉ−１と、現在の雑音項を表す別の項ｄｗｉとの関数である。トレリス・デコーダは、到達したあらゆるシンボルについてｉを計算し、この計算したメトリックを用いて、最も可能性の高い送信シンボルが、何であったかを決定するのに役立てる。従って、デコーダは、雑音で損なわれたバージョンの送信シンボルを受け取った場合でも、正しい送信シンボルを回復しようと試みる。このメトリックは、デコーダ動作の基礎であり、どれが正しい送信シンボルかをデコーダが決定するのに役立つ。
【００３８】
理解されるであろうが、本発明の再帰的メトリックをトレリス・デコーダ２０２により実現することは、以前のＨＤＴＶトレリス・デコーダで利用される絶対ユークリッド・メトリックを、前のメトリック項を記憶する必要性のために適切に調節して実現することに似ている。
【００３９】
「代替の再帰的メトリック」
式（５）の再帰的メトリックに加えて、代替の実施形態では、再帰的１メトリック、絶対再帰的１メトリック、再帰的ｒメトリック、絶対再帰的ｒメトリックなど、再帰的メトリックの変形を利用することもできる。これらのメトリックは、式（５）に関して、上述した再帰的メトリックの実施形態を用いて達成できる相対的な利得のほとんどまたはすべてを維持しながら、容易で実際的な実施態様を可能にする。再帰的メトリックのこれらの変形について以下に述べる。
【００４０】
「再帰的１メトリック」
式（５）は、最適メトリックを実現するためのより簡単な方法を示しているものの、これもやはり、分数係数（ｉ−１）／ｉの実際的性質の問題を有する。しかし、この係数は、ｉが増加するにつれてすぐに１に近付く。代替の実施形態では、式（５）における係数を除去すること、即ち、それらを定数１で置き換えることにより、簡単で実際的な実施態様が得られる。この準最適な、且つより簡単な実施形態を、本明細書では再帰的１メトリックと呼び、これは以下の式により与えられる。
【数７】
2004516720.tif 000008
上式で、ｒｗ０＝０である。
係数項（ｉ−１）／ｉを定数「１」で置き換えることは、ハードウェア実現を簡略化するための近似である。というのは、ｉが増加するにつれて項（ｉ−１）／ｉは、１に近付くからである。
【００４１】
「絶対再帰的１メトリック」
ユークリッド・メトリックは、２乗項を有するが、ビタビ・デコーダを実現するときにしばしば行われる近似は、２乗される項の絶対値をメトリックとして定義し、それにより項の符号を無くし、項の大きさだけを用いるものである。これにより、いくらかの性能劣化を犠牲にしても、メトリックのサイズおよび関連するハードウェアが簡略化され、１状態当りの乗算器またはＲＯＭの必要性が無くなる。代替の一実施形態では、同様の絶対値技法を式（６）の再帰的１メトリックに適用して、本明細書において絶対再帰的１メトリックと呼ぶメトリックとする。この場合、式（６）は、以下のようになる。
【数８】
2004516720.tif 000009
上式で、ｒｗ０＝０である。
【００４２】
「再帰的ｒメトリック」
式（６）は、式（５）における最適メトリックのより一層簡単な準最適の実施態様を示しているものの、部分応答トレリス・デコーダの前の固定点（ｆｉｘｅｄ  ｐｏｉｎｔ）信号処理で、過度の量子化／丸め雑音（ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ／ｒｏｕｎｄｉｎｇ  ｎｏｉｓｅ）を回避するよう注意しなければならない。式（６）により識別される再帰的１メトリックの実施態様は、積分器に相当し、丸め雑音は積分器の収束を失わせる場合がある。メトリック収束が問題である場合は、この問題を呈しない何れか他の次善メトリックを利用することができる。
【００４３】
別の代替実施形態では、分数係数（ｉ−１／ｉ）を一定の分数係数ｒで置き換えることにより、再帰的な次善メトリックのファミリを生成する。性能劣化はあるであろうが、特定の実施態様では、メトリック収束を保証するように分数係数を選択することができる。再帰的１メトリックと比較して、１状態毎に乗算器にシフト・レジスタが続き、複雑さが増す。係数表現（ｉ−１）／ｉは、新しいシンボル（サンプル）毎にトレリス・デコーダにより計算される。先に説明した再帰的１メトリックでは、この係数を、最も基本的な定数である１で置き換える。再帰的ｒメトリックでは、これを一定の係数ｒで置き換える。
【００４４】
特に重要なのは、分数係数ｒがｐ／ｑのタイプで、ｐ＝ｑ−１、ｑ＝２ｍ、ｍ＞０の場合である。ｑは２のベキ乗なので、ｍビットのシフト・レジスタで実現することができる。再帰的ｒ＝ｐ／ｑメトリックは、以下のように定義される。
【数９】
2004516720.tif 000010
上式でｒｗ０＝０である。
【００４５】
従って、この再帰的ｒメトリックも式（５）を簡略化したものであり、項（ｉ−１）／１を、定数ｒ＝ｐ／ｑで置き換えている。一定なので、これによりまたハードウェアが簡略化されるが、分数なので、再帰的１メトリックが有することのある収束問題が回避される。再帰的ｒメトリックは、最適ではないものの、できる限り最適に近付くことができ、収束を保証することができる。
【００４６】
「絶対再帰的ｒメトリック」
再帰的ｒメトリックの代替実施形態では、絶対メトリックの概念を利用して絶対再帰的ｒメトリックを得る。この場合、式（８）は次のようになる。
【数１０】
2004516720.tif 000011
上式でｒｗ０＝０である。
【００４７】
・メトリック性能
「再帰的メトリック」
再帰的メトリックの性能を、通信システムのソフトウェア・シミュレーションで評価した。ＢＥＲ（Ｂｉｔ−Ｅｒｒｏｒ−Ｒａｔｅ：ビットエラーレート）対Ｅｂ／Ｎ０（ｂｉｔ−ｅｎｅｒｇｙ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｒａｔｉｏ：ビット・エネルギー対雑音密度比）の曲線が、様々な値のＥｂ／Ｎ０について得られた。問題とする雑音密度は、ＮＴＳＣ除去フィルタ２０１の出力における相関雑音の雑音密度ではなく、加法的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）の雑音密度である。これにより、両方のトレリス・デコーダ、即ち、４状態（ＮＴＳＣ干渉なし）デコーダ２０３と８状態トレリス・デコーダ２０２（ＮＴＳＣ干渉あり）の性能を比較することができる。ＮＴＳＣ干渉がない場合に、ユークリッド・メトリックを利用する４状態デコーダ２０３の性能を、最適な性能についてのベンチマークと見做す。
【００４８】
ここで図６を参照すると、本発明の再帰的トレリス・デコーダ・メトリックの性能を示すための、ＢＥＲ（ビットエラーレート）対Ｅｂ／Ｎ０（ビット・エネルギー対雑音密度比）曲線を描いたグラフ６００が示されている。具体的には、グラフ６００は、４状態トレリス・デコーダ２０３についてのＢＥＲ対Ｅｂ／Ｎ０曲線（曲線６０３）と、８状態トレリス・デコーダ２０２についてのＢＥＲ対Ｅｂ／Ｎ０曲線を示す。従って、４状態トレリス・デコーダ２０３について示されるＢＥＲ対Ｅｂ／Ｎ０曲線は、ユークリッド・メトリックを用いて得られる性能である（曲線６０３）。８状態トレリス・デコーダ２０２について示されるＢＥＲ対Ｅｂ／Ｎ０曲線は、ユークリッド・メトリックを用いて得られる性能（曲線６０２）と、式（５）に於る本発明による再帰的メトリックを用いて得られる性能（曲線６０１）である。これらの曲線は、メトリックに対する浮動小数点演算、擬似乱数バイナリ入力データ、２５個のトレリス・ブランチ（分岐）のパス・メトリック（ｐａｔｈ  ｍｅｔｒｉｃ）記憶によるビタビ復号、および１ポイント当り少なくとも１０００個のビット・エラーにより得られたものである。
【００４９】
図６にプロットされた結果から、デコーダ性能に関する以下の結論に至る。
（１）ユークリッド・メトリックを用いる８状態トレリス・デコーダ２０２（ＮＴＳＣ干渉がある場合）（曲線６０２）は、ＮＴＳＣ干渉がない場合と比較して、当該のＢＥＲ範囲で３．０〜３．７５ｄＢの性能劣化がある。先に説明したように、この劣化は主に、ＮＴＳＣ除去フィルタ２０１の後の相関雑音がＮＴＳＣ干渉なしのパスにおける加法的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）の２倍の分散を有することに因る。この結果、約３．０ｄＢの損失になる。この場合に雑音が相関しており、ユークリッド・メトリックが相関を利用しないことから、追加の劣化も生じる。
【００５０】
（２）再帰的メトリックを用いる８状態トレリス・デコーダ２０２（曲線６０１）は、４状態トレリス・デコーダ２０３（曲線６０３）に対して性能劣化がない。従って、シミュレーション結果は、再帰的メトリックが最適メトリックに相当することを裏付けている。
【００５１】
「再帰的１メトリック」
次に、図７を参照すると、本発明の再帰的１トレリス・デコーダ・メトリックの性能（曲線７０１）を示すためのＢＥＲ対Ｅｂ／Ｎ０曲線を描いたグラフ７００が示されており、４状態ユークリッド・メトリックのトレリス・デコーダ（ＮＴＳＣ干渉なし、曲線７０２）と比較されている。図７の曲線を観察することにより、再帰的１メトリックは最適メトリックから劣化せず、実際的な実施態様にとって重要であることが分る。
【００５２】
「絶対再帰的１メトリック」
次に、図８を参照すると、本発明の絶対再帰的１トレリス・デコーダ・メトリックの性能（曲線８０１）を示すためのＢＥＲ対Ｅｂ／Ｎ０の固定点曲線を描いたグラフ８００が示されており、４状態絶対ユークリッド・メトリックのトレリス・デコーダ（曲線８０３）および８状態絶対ユークリッド・メトリックのトレリス・デコーダ（曲線８０２）と比較されている。図８の３つの曲線を観察することにより、デコーダ性能に関する以下の結論に至る。
【００５３】
（１）絶対ユークリッド・メトリックを用いる４状態トレリス・デコーダ（曲線８０３）は、ユークリッド・メトリック（曲線６０３）に対して、当該のＢＥＲ範囲で０．２５ｄＢまでの劣化がある。
【００５４】
（２）絶対ユークリッド・メトリックを用いる８状態トレリス・デコーダ（曲線８０２）は、ユークリッド・メトリック（曲線６０２）に対して０．５ｄＢまでの劣化がある。４状態トレリスの絶対ユークリッド・メトリック（曲線８０３）に対しては、３．０〜４．０ｄＢの性能劣化がある。
【００５５】
（３）絶対再帰的１メトリックを用いる８状態トレリス・デコーダ（曲線８０１）は、４状態ユークリッド・メトリック（曲線６０３）に対して０．３５ｄＢまでの劣化がある。従って、絶対ユークリッド・メトリックを用いる４状態トレリス（曲線８０３）の性能に近接する。
【００５６】
「再帰的ｒメトリック」
次に、図９を参照すると、本発明の再帰的ｒトレリス・デコーダ・メトリックの性能を複数の値ｒについて示すためのＢＥＲ対Ｅｂ／Ｎ０の固定点曲線（曲線９０１〜９０３）を描いたグラフ９００が示されており、４状態ユークリッド・メトリックのトレリス・デコーダ（曲線９０５）および８状態ユークリッド・メトリックのトレリス・デコーダ（曲線９０４）と比較されている。図９の曲線を観察することにより、以下の結論に至る。
【００５７】
（１）再帰的１／２メトリックを用いる８状態トレリス・デコーダ（曲線９０１）は、ユークリッド・メトリックを用いる８状態トレリス・デコーダ（曲線９０４）に勝って１．５ｄＢの性能改善がある。この性能改善は、同じＥｂ／Ｎ０に対して２桁以上のＢＥＲ改善に対応する。加えて、再帰的１／２メトリックは、２次の打切りメトリックと同様の性能を有するが、１トレリス状態につき１つのメトリック項を記憶し１つの加算器を必要とするだけでよいので、より簡単な実施態様を与える。
【００５８】
（２）再帰的３／４メトリックを用いる８状態トレリス・デコーダ（曲線９０２）は、ユークリッド・メトリック（曲線９０４）に勝って２．５ｄＢの性能改善がある。
【００５９】
（３）再帰的７／８メトリックを用いる８状態トレリス・デコーダ（曲線９０３）は、ユークリッド・メトリック（曲線９０４）に勝って３．０ｄＢの性能改善がある。
【００６０】
「絶対再帰的ｒメトリック」
次に、図１０を参照すると、本発明の絶対再帰的ｒトレリス・デコーダ・メトリックの性能を複数の値のｒについて示すためのＢＥＲ対Ｅｂ／Ｎ０の固定点曲線（曲線１００１〜１００３）を描いたグラフ１０００が示されており、４状態絶対ユークリッド・メトリックのトレリス・デコーダ（曲線１００５）および８状態絶対ユークリッド・メトリックのトレリス・デコーダ（曲線１００４）と比較されている。図１０の曲線を観察することにより、以下の結論に至る。
【００６１】
（１）絶対再帰的１／２メトリックを用いる８状態トレリス・デコーダ（曲線１００３）は、再帰的１／２メトリック（曲線９０１）と比較して０．５ｄＢまでの劣化がある。また、絶対ユークリッド・メトリック（曲線１００４）に勝って１．５〜１．７５ｄＢの性能改善がある。
【００６２】
（２）絶対再帰的３／４メトリックを用いる８状態トレリス・デコーダ（曲線１００２）は、再帰的３／４メトリック（曲線９０２）と比較して０．７５ｄＢまでの劣化がある。また、絶対ユークリッド・メトリック（曲線１００４）に勝って２．２５〜２．５ｄＢの性能改善がある。
【００６３】
（３）絶対再帰的７／８メトリックを用いる８状態トレリス・デコーダ（曲線１００１）は、再帰的７／８メトリック（曲線９０３）と比較して０．７５ｄＢまでの劣化がある。また、絶対ユークリッド・メトリック（曲線１００４）に勝って２．５〜３．０ｄＢの性能改善がある。
【００６４】
従って、本発明の再帰的メトリックのファミリは、ＡＴＳＣ−ＨＤＴＶトレリス・デコーダのＮＴＳＣ同一チャネル干渉の場合に、ユークリッド・メトリックよりもよい性能をもたらし、その結果、本発明の実施形態に応じて次善の性能または最適な性能をもたらす。
【００６５】
本発明の再帰的メトリック・トレリス復号は、ＡＴＳＣ−ＨＤＴＶシステム以外のシステムでも利用することができるという利点がある。例えば、トレリス符号化されたディジタル・データ信号を復調して何らかの目的でフィルタリング処理する必要があるシステムにおいて、信号がフィルタリング処理されないとすれば、ユークリッド・メトリックを利用するトレリス・デコーダにより信号は最適に復号されるが、フィルタを使用すると復調済み信号中の白色雑音が相関雑音に変換されてしまい、それによりフィルタリング済み信号をユークリッド・メトリックで復号するトレリスがもはや最適で無くなるような、任意のシステムで利用することができる。このようなシステムでは、複雑な非ユークリッドの最適メトリックを決定し、トレリスがフィルタリング済み信号を復号するときに、この非ユークリッド・メトリックの再帰的バージョンを利用する。
【００６６】
本発明の性質を説明するために以上に記述および図示した各部分は、特許請求の範囲に述べる本発明の原理および範囲を逸脱することなく、その詳細、材料、および構成に様々な変更を当業者なら加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）送信システムのフォワード・エラー訂正（ＦＥＣ）の態様を簡略化したブロック図である。
【図２】
図１のシステムの受信機により行われる、ＮＴＳＣ干渉がある場合とない場合のＨＤＴＶトレリス復号を、トレリス・デコーダの連続する１２個の各デコーダについて示すブロック図である。
【図３】
本発明の好ましい一実施形態を利用した、図１のシステムの受信機をより詳細に示すブロック図である。
【図４】
米国におけるグランド・アライアンスＨＤＴＶシステムによるＶＳＢ（残留側波帯）変調信号のためのデータ・フレーム・フォーマットを示す図である。
【図５】
ＮＴＳＣ干渉がある場合の最適な非ユークリッド・メトリックを決定するための、図１の高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）送信システムの一態様を示す簡略化したブロック図である。
【図６】
本発明の再帰的トレリス・デコーダ・メトリックの性能を示すための、ビットエラーレート（ＢＥＲ）対ビット・エネルギー対雑音密度比（Ｅｂ／Ｎ０）曲線を描いたグラフ図である。
【図７】
本発明の再帰的１トレリス・デコーダ・メトリックの性能を示すためのＢＥＲ対Ｅｂ／Ｎ０曲線を描いたグラフ図である。
【図８】
本発明の絶対再帰的１トレリス・デコーダ・メトリックの性能を示すためのＢＥＲ対Ｅｂ／Ｎ０曲線を描いたグラフ図である。
【図９】
本発明の再帰的ｒトレリス・デコーダ・メトリックの性能を示すためのＢＥＲ対Ｅｂ／Ｎ０曲線を描いたグラフ図である。
【図１０】
本発明の絶対再帰的ｒトレリス・デコーダ・メトリックの性能を示すためのＢＥＲ対Ｅｂ／Ｎ０曲線を描いたグラフ図である。
【図１】
2004516720.tif 000013
【図２】
2004516720.tif 000014
【図３】
2004516720.tif 000015
【図４】
2004516720.tif 000016
【図５】
2004516720.tif 000017
【図６】
2004516720.tif 000018
【図７】
2004516720.tif 000019
【図８】
2004516720.tif 000020
【図９】
2004516720.tif 000021
【図１０】
2004516720.tif 000022
【国際公開パンフレット】
2004516720.tif 000023
2004516720.tif 000024
2004516720.tif 000025
2004516720.tif 000026
2004516720.tif 000027
2004516720.tif 000028
2004516720.tif 000029
2004516720.tif 000030
2004516720.tif 000031
2004516720.tif 000032
2004516720.tif 000033
2004516720.tif 000034
2004516720.tif 000035
2004516720.tif 000036
2004516720.tif 000037
2004516720.tif 000038
2004516720.tif 000039
2004516720.tif 000040
2004516720.tif 000041
2004516720.tif 000042
2004516720.tif 000043
2004516720.tif 000044
2004516720.tif 000045
2004516720.tif 000046
2004516720.tif 000047
2004516720.tif 000048
2004516720.tif 000049
2004516720.tif 000050
2004516720.tif 000051
2004516720.tif 000052
2004516720.tif 000053
2004516720.tif 000054
【国際調査報告】
2004516720.tif 000055