(57)【要約】      （修正有）【課題】複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにて、ＴＭＣＣ情報を含む情報ビットにＬＤＰＣ符号化を施す送信装置、及び受信装置を提供する。【解決手段】送信装置１００は、主信号シンボル列にＬＤＰＣ符号化を施す主信号用ＬＤＰＣ符号化器１００５と、情報ビットにＬＤＰＣ符号化を施し、同期補強バースト信号を生成するＴＭＣＣ用ＬＤＰＣ符号化器１００４と、同期補強バースト信号のシンボル列を挿入し所定スロット長を構成し、時分割多重し伝送フレームを構築し、直交変調を施し、送出する伝送フレーム化・直交変調部１００７とを備え、ＴＭＣＣ用ＬＤＰＣ符号化器１００４は、同期補強バースト信号のシンボル列の挿入割合を規定するパラメータと所定の符号化率に応じたヌルデータを前記情報ビットに挿入し、所定の符号化率のＬＤＰＣ符号化を施した後、ヌルデータを削除して短縮化する手段を有する。【選択図】図６
2012054681.tif 000002
【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する伝送システムにて、ＴＭＣＣ情報を含む情報ビットにＬＤＰＣ符号化を施す送信装置であって、
所定スロット長の主信号に対してＬＤＰＣ符号化を施す主信号用ＬＤＰＣ符号化器と、
ＴＭＣＣ情報を含む情報ビットに所定の符号化率でＬＤＰＣ符号化を施し、同期補強バースト信号を生成するＴＭＣＣ用ＬＤＰＣ符号化器と、
伝送する主信号のシンボル列に対して前記同期補強バースト信号のシンボル列を予め定めた位置で挿入して所定スロット長を構成し、複数スロットを時分割多重して伝送フレームを構築し、所定次数の直交変調を施し、放送波として外部に送出する伝送フレーム化・直交変調部とを備え、
前記ＴＭＣＣ用ＬＤＰＣ符号化器は、主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号のシンボル列の挿入割合を規定するパラメータと当該所定の符号化率に応じたヌルデータを前記情報ビットに挿入し、当該所定の符号化率のＬＤＰＣ符号化を施した後、当該ヌルデータを削除して短縮化する手段を有することを特徴とする、送信装置。
【請求項２】
前記短縮化を施す対象の所定の符号化率は、１０１／１２０，１０５／１２０，１０９／１２０のいずれかであ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】
前記主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号の挿入割合を規定するパラメータは、下限値１０シンボル上限値１６とした２の倍数のシンボル数からな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】
複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにて、ＴＭＣＣ情報を含む情報ビットにＬＤＰＣ符号化を施す送信装置から放送波を受信する受信装置であって、
当該放送波の主信号及び同期補強バースト信号を復調する直交復調部と、
主信号のシンボル列に対して予め定めた位置で挿入された同期補強バースト信号のシンボル列であって、ＴＭＣＣ情報を含む情報ビットに所定の符号化率でＬＤＰＣ符号化が施された同期補強バースト信号のシンボル列を抽出して、Ｃ／Ｎ＝∞に相当する尤度比を挿入して所定スロット長の尤度比を構成し、ＬＤＰＣ復号を行うＴＭＣＣ用ＬＤＰＣ復号器と、
復号したＴＭＣＣ情報を用いて主信号を復号する主信号用ＬＤＰＣ復号器と、
を備えることを特徴とする、受信装置。
【請求項５】
前記所定の符号化率は、１０１／１２０，１０５／１２０，１０９／１２０のいずれかであることを特徴とする、請求項４に記載の受信装置。
【請求項６】
前記主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号のシンボル列の挿入割合を規定するパラメータは、下限値１０シンボル上限値１６とした２の倍数のシンボル数からなることを特徴とする、請求項４又は５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、広帯域伝送用デジタル伝送用誤り訂正符号の技術分野にて、前方向誤り訂正（Forward Error Correction：ＦＥＣ）方式の技術に関し、特に、複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにて、ＴＭＣＣ情報を含む情報ビットにＬＤＰＣ符号化を施す送信装置、及びその受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル伝送方式では、各サービスで利用可能な周波数帯域幅において、より多くの情報が伝送可能なよう、多値変調方式がよく用いられる。周波数利用効率を高めるには、変調信号１シンボル当たりに割り当てるビット数（変調多値数）を高める必要があるが、周波数１Ｈｚあたりに伝送可能な情報速度の上限値と信号対雑音比の関係はシャノン限界で制限される。衛星伝送路を用いた情報の伝送形態の一例として、衛星デジタル放送が挙げられる。
【０００３】
衛星デジタル放送においては、衛星中継器のハードウェア制限上、電力効率のよいＴＷＴＡ（進行波管増幅器）がよく用いられる。また、限られた衛星中継器のハードウェア制限を最大限生かすため、衛星中継器出力が最大となるよう、飽和領域で増幅器を動作させることが望ましい。しかし、増幅器で発生する歪は伝送劣化につながるため、電力増幅器で発生する歪で生じる伝送劣化に強い変調方式として、位相変調がよく利用される。現在日本では衛星デジタル放送の伝送方式としてＩＳＤＢ−Ｓとよばれる伝送方式が用いられ、ＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，８ＰＳＫといった位相変調が利用可能である。
【０００４】
また、ヨーロッパの伝送方式であるＤＶＢ−Ｓ２では振幅位相変調（ＡＰＳＫ）という振幅位相変調を利用し、さらなる周波数利用効率の改善を図った変調方式の実用化が成されている。例えば、１６ＡＰＳＫであれば周波数利用効率は最大４ｂｐｓ／Ｈｚであり、３２ＡＰＳＫであれば最大５ｂｐｓ／Ｈｚ伝送することが可能である。
【０００５】
現在利用されている衛星デジタル放送では、誤り訂正符号を用いた受信装置における情報訂正が行われている。パリティビットと呼ばれる冗長信号を送るべき情報に付加することで信号の冗長度（符号化率）を制御し、雑音に対する耐性を上げることが可能である。誤り訂正符号と変調方式は密接に関わっており、冗長度を加味した周波数利用効率と信号対雑音比の関係はシャノン限界で定義される。シャノン限界に迫る性能を有する強力な誤り訂正符号の一つとしてＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号が１９６２年にギャラガーによって提案されている（例えば、非特許文献１参照） 。
【０００６】
ＬＤＰＣ符号は、非常に疎な検査行列Ｈ（検査行列の要素が０と１からなり、且つ１の数が非常に少ない）により定義される線形符号である。
【０００７】
ＬＤＰＣ符号は符号長を大きくし、適切な検査行列を用いることによりシャノン限界に迫る伝送特性が得られる強力な誤り訂正符号であり、欧州の新しい衛星放送規格であるＤＶＢ−Ｓ２や広帯域無線アクセス規格ＩＥＥＥ８０２．１６ｅにおいてもＬＤＰＣ符号が採用されている。多値位相変調とＬＤＰＣ符号をはじめとする強力な誤り訂正符号を組み合わせることで、より高い周波数利用効率の伝送が可能となってきている。
【０００８】
ところで、衛星放送における主たる伝送劣化の要因として、降雨による電波の減衰が挙げられる。現在、日本の衛星デジタル放送は主に１２ＧＨｚ帯が使用されているが、２１ＧＨｚ帯も衛星放送に利用可能な周波数帯域として有望視されている。しかし、２１ＧＨｚ帯は１２ＧＨｚ帯に比べ、降雨による信号減衰量がｄＢ値で３倍と非常に大きい。よって、２１ＧＨｚ帯衛星放送の実現においては、１２ＧＨｚ帯よりもより大規模な衛星中継器や、回線信頼性を向上させるための降雨減衰対策が必要となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】R. G Gallager, “Low Density Parity Check Codes," in Research Monograph series Cambridge, MIT Press, 1963
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
２１ＧＨｚ帯衛星放送を想定したデジタル伝送方式を想定した場合、特に降雨時においては現行サービスで利用されている１２ＧＨｚ帯に比べｄＢ値で３倍悪い条件下で受信装置における同期性能や伝送制御信号の伝達を実現する必要がある。
【００１１】
ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ４４に記載の高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（以下、「高度衛星デジタル放送方式」と呼ぶ）では、低Ｃ／Ｎ下でも安定した同期性能および伝送制御信号の伝達が可能なよう、符号長４４８８０ビット、符号化率６１／１２０のＬＤＰＣ符号を短縮化した符号長３１６８０ビットのＬＤＰＣ符号を伝送制御信号伝送用の誤り訂正符号として利用し、さらに伝送制御信号伝送用の誤り訂正符号を同期補強バースト信号に割り当てることで、情報効率を維持しつつ、同期性能の改善および低Ｃ／Ｎにおける伝送制御信号伝送の実現を図っている（例えば、電波産業会標準規格：ＡＲＩＢ−ＳＴＤ  Ｂ４４ １．０ 高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式参照）。
【００１２】
図１は、高度衛星デジタル放送方式における送信装置及び受信装置の概略構成例である。高度衛星デジタル放送方式と称される複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにおいて、送信装置１００は、衛星中継器２００を介して（以下、「伝送路」と称する）、放送波を本実施例の受信装置３００に送信する。高度衛星デジタル放送方式では、複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにおけるスロット長４４８８０ビットの異なる列重みを有する符号化率１０１／１２０，１０５／１２０，１０９／１２０の３種類のＬＤＰＣ符号を少なくとも採用している。図２に高度衛星放送方式における符号化率６１／１２０短縮化ＬＤＰＣ符号の構成を示す。また、図３に高度衛星デジタル放送方式における変調信号フォーマットを示す。
【００１３】
図２を参照するに、電力拡散されたＴＭＣＣ信号（９６１４ビット）に対して、符号化率６１／１２０のＬＤＰＣ符号化を施す際に、合計１８７０＋１１３３０＝１３２００ビットのヌルデータが挿入される。ＬＤＰＣ符号化時に、これらのヌルデータには０が挿入され、符号化後に全て取り除くことで短縮化を図っている。よって、短縮化後の符号長は４４８８０−１３２００＝３１６８０ビットとなり、上記ビット列をπ／２シフトＢＰＳＫ変調した信号は、図２における同期補強バースト信号として利用される。
【００１４】
図３を参照するに、「Ｄａｔａ」は主信号を表し、「Ｔ」は同期補強バースト信号（π／２シフトＢＰＳＫ変調した信号）を表す。高度衛星デジタル放送方式の場合、１スロット中、６６回の頻度で主信号１３６シンボルに対し同期補強バースト信号が４シンボル割り当てられており、主信号に対する同期補強信号の割合は約３％となっている。ここで、全１２０スロットにおいて、同期補強バースト信号の総シンボル数は１２０×６６×４＝３１６８０シンボルであり、短縮化ＬＤＰＣ符号が全て同期補強バースト信号に使用されていることがわかる。本機能に関する性能として、実衛星中継器を用いた実証実験によりＣ／Ｎ＝−３ｄＢ以下での同期性能を維持していることが示されている（例えば、橋本他、“高度衛星デジタル放送方式のＡＲＩＢ実証実験"、映情学誌、 ｐｐ．９５８−９６６、ｖｏ．６３、Ｎｏ．７、２００９年参照）。
【００１５】
しかしながら、上述のとおり２１ＧＨｚ帯における降雨減衰の影響はｄＢ値で３倍大きいため、Ｃ／Ｎ＝−３ｄＢをはるかに下回るような劣悪な条件下での同期性能が２１ＧＨｚ帯を想定した高度衛星デジタル放送方式では要求される。よって、２１ＧＨｚ帯の高度衛星デジタル放送方式において強固な同期性能を維持するためには、主信号に対する同期補強バースト信号の割合増加および、より低いＣ／Ｎで復号可能なＬＤＰＣ符号における性能向上が必要となる。
【００１６】
そこで、本発明は、受信装置における同期性能を改善するための同期補強バースト信号に、ＴＭＣＣ情報の情報ビットについて短縮化したＬＤＰＣ符号の信号を重畳することで、非常に劣悪な雑音環境においても、同期性能と情報伝送の両立を可能とする送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明では、主信号に対する同期補強バースト信号の割合を柔軟に変更し、且つＣ／Ｎ＝−３ｄＢを下回るような劣悪な環境下でＬＤＰＣ符号の符号化及び復号を実現するため、送信側では、符号化率１０１／１２０以上の符号化率の高いＬＤＰＣ符号に対して短縮化処理を行い、短縮化後の情報ビット＋パリティビットを同期補強バースト信号として用いる。
【００１８】
送信側では、複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにおけるスロット長４４８８０ビットの異なる列重みを有する符号化率１０１／１２０，１０５／１２０，１０９／１２０の３種類のＬＤＰＣ符号において、ＬＤＰＣ符号中の所定の情報ビット位置に全て“０”を挿入した後にＬＤＰＣ符号化し、ＬＤＰＣ符号化後に上記所定の情報ビット位置に該当する符号化ビットを破棄することで送信時に要する情報ビット量を減らす短縮化を行い、符号化率の低減化を図る。特に、低減化した符号化率でＬＤＰＣ符号化されたＴＭＣＣ情報の情報ビット＋パリティビットを位相変調し、この位相変調した信号を全て同期補強バースト信号に割り当て、且つ、この同期補強バースト信号を主信号に対して間欠的に挿入することで、符号化率の低減化を図る。受信側では、短縮化された符号化率１０１／１２０，１０５／１２０，１０９／１２０の３種類のＬＤＰＣ符号について、短縮化した所定のビット位置を事前に送信側から通知を受けておくか、又は送受信間で取り決めておき、ビット位置に理想的に“０"が伝送された場合に相当する尤度値を再挿入することで符号長４４８８０ビット相当の尤度値を取得し、当該３種類の符号化率に対するＬＤＰＣ復号を実現する。
【００１９】
即ち、本発明の送信装置は、複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにて、ＴＭＣＣ情報を含む情報ビットにＬＤＰＣ符号化を施す送信装置であって、所定スロット長の主信号に対してＬＤＰＣ符号化を施す主信号用ＬＤＰＣ符号化器と、ＴＭＣＣ情報を含む情報ビットに所定の符号化率でＬＤＰＣ符号化を施し、同期補強バースト信号を生成するＴＭＣＣ用ＬＤＰＣ符号化器と、伝送する主信号のシンボル列に対して前記同期補強バースト信号のシンボル列を予め定めた位置で挿入して所定スロット長を構成し、複数スロットを時分割多重して伝送フレームを構築し、所定次数の直交変調を施し、放送波として外部に送出する伝送フレーム化・直交変調部とを備え、前記ＴＭＣＣ用ＬＤＰＣ符号化器は、主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号のシンボル列の挿入割合を規定するパラメータと当該所定の符号化率に応じたヌルデータを前記情報ビットに挿入し、当該所定の符号化率のＬＤＰＣ符号化を施した後、当該ヌルデータを削除して短縮化する手段を有することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の送信装置において、前記短縮化を施す対象の所定の符号化率は、１０１／１２０，１０５／１２０，１０９／１２０のいずれかであることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の送信装置において、前記主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号の挿入割合を規定するパラメータは、下限値１０シンボル上限値１６とした２の倍数のシンボル数からなることを特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明の受信装置は、複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにて、ＴＭＣＣ情報を含む情報ビットにＬＤＰＣ符号化を施す送信装置から放送波を受信する受信装置であって、当該放送波の主信号及び同期補強バースト信号を復調する直交復調部と、主信号のシンボル列に対して予め定めた位置で挿入された同期補強バースト信号のシンボル列であって、ＴＭＣＣ情報を含む情報ビットに所定の符号化率でＬＤＰＣ符号化が施された同期補強バースト信号のシンボル列を抽出して、Ｃ／Ｎ＝∞に相当する尤度比を挿入して所定スロット長の尤度比を構成し、ＬＤＰＣ復号を行うＴＭＣＣ用ＬＤＰＣ復号器と、復号したＴＭＣＣ情報を用いて主信号を復号する主信号用ＬＤＰＣ復号器と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の受信装置において、前記所定の符号化率は、１０１／１２０，１０５／１２０，１０９／１２０のいずれかであることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の受信装置において、前記主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号のシンボル列の挿入割合を規定するパラメータは、下限値１０シンボル上限値１６とした２の倍数のシンボル数からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、２１ＧＨｚ帯衛星放送システムで想定するような非常に低いＣ／Ｎにおいても、同期補強バースト信号の挿入割合を低く抑えつつ、伝送制御信号の復号性能改善を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】高度衛星放送方式における送信装置及び受信装置の概略構成例を示す図である。
【図２】高度衛星デジタル放送方式における符号化率６１／１２０短縮化ＬＤＰＣ符号の構成例を示す図である。
【図３】高度衛星デジタル放送方式の変調信号フォーマット例を示す図である。
【図４】符号長４４８８０ビット、ＱＰＳＫ／８ＰＳＫ適用時の階層伝送スロット構成例を示す図である。
【図５】２１ＧＨｚ帯衛星放送システムでの利用を想定した符号長４４８８０ビットのＬＤＰＣ符号およびＱＰＳＫ／８ＰＳＫ適用時に、スロット分割して伝送する階層伝送スロット構成例を示す図である。
【図６】本発明による一実施例の送信装置および受信装置の構成例を示す図である。
【図７】本発明による一実施例の送信装置および受信装置の動作フローを示す図である。
【図８】本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるＰ＝１０、符号化率１０９／１２０短縮化ＬＤＰＣ符号の例を示す図である。
【図９】本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるＰ＝１２、符号化率１０９／１２０短縮化ＬＤＰＣ符号の例を示す図である。
【図１０】本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるＰ＝１４、符号化率１０５／１２０短縮化ＬＤＰＣ符号の例を示す図である。
【図１１】本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるＰ＝１６、符号化率１０１／１２０短縮化ＬＤＰＣ符号の例を示す図である。
【図１２】本発明による一実施例の送信装置および受信装置における同期補強バースト信号の挿入単位Ｐに対する短縮化ＬＤＰＣ符号の緒元の例を示す図である。
【図１３】本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるＰ＝１０，Ｐ＝１２，Ｐ＝１４，Ｐ＝１６におけるＢＰＳＫ Ｃ／Ｎ対ビット誤り率特性の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明による一実施例の送信装置及び受信装置を説明する。
【００２８】
本発明では、主信号に対する同期補強バースト信号の割合を柔軟に変更し、且つＣ／Ｎ＝−３ｄＢを下回るような劣悪な環境下でＬＤＰＣ符号の符号化及び復号を実現するため、送信側では、符号化率１０１／１２０以上の符号化率の高いＬＤＰＣ符号に対して短縮化処理を行い、短縮化後のＴＭＣＣ情報の情報ビット＋パリティビットを同期補強バースト信号として用いる。２１ＧＨｚ帯の高度衛星デジタル放送方式の衛星放送システム（以下、「２１ＧＨｚ帯衛星放送システム」と称する）を想定した場合、ＱＰＳＫおよび８ＰＳＫといった多値位相変調の利用を想定して説明する。また、現行ＩＳＤＢ−Ｓでも利用されている階層伝送は同様に２１ＧＨｚ帯衛星放送システムにおいても利用できるようにすることが望ましい。
【００２９】
よって、複数変調方式の階層伝送に最低限対応可能なスロット数としては、２×３＝６スロット構成が挙げられる。図４に２１ＧＨｚ帯衛星放送システムでの利用を想定した符号長４４８８０ビットのＬＤＰＣ符号およびＱＰＳＫ／８ＰＳＫ適用時の階層伝送スロット構成例を示す。図４においては各スロット（Ｓｌｏｔ）におけるスロットヘッダー（header）を２６シンボル、データシンボルの最小単位をＭＰＥＧ−２ ＴＳの伝送を考慮して１８７シンボル（symbol）と想定した。ＱＰＳＫの伝送においては４４８８０／２＝２２４４０シンボル必要であり、２２４４０×２シンボルを図４中の３スロットに割り当てることで、ＱＰＳＫおよび８ＰＳＫの階層伝送構成が可能となる。上記スロット構成において符号長４４８８０ビットのＬＤＰＣ符号を全て８ＰＳＫ変調して伝送した場合、６スロット×４４８８０／３＝８９７６０シンボル必要となる。
【００３０】
また、図４を参照するに、同期補強バースト信号の最小挿入単位を「Ｐシンボル」とした場合、階層伝送スロット中に挿入する同期補強バースト信号の総シンボル数は４８０Ｐシンボルとなる。主信号シンボルに対する同期補強バースト信号の挿入割合Ｐは、情報効率を考慮するとなるべく少ないことが望ましいが、２１ＧＨｚ帯における劣悪な受信環境を想定した場合、同期補強バースト信号の挿入割合は柔軟に高められることが望ましい。よって、２１ＧＨｚ帯におけるｄＢ値で約３倍のＣ／Ｎ劣化を想定し、従来の比率３％から約３倍の同期補強バースト信号の挿入割合を上限目安とした場合、８９７６０×０．０９≒８０７８シンボル相当の同期補強バースト信号の挿入が必要となる。また、８０７８／４８０≒１６．８であり、Ｐのとりうる値として２の倍数に制限した場合、想定されるＰの上限値としては１６シンボルとなる。この場合、同期補強バースト信号の挿入割合は約８．６％となる。ここで、Ｐの上限値を１６と想定し、符号化率１０１／１２０以上のＬＤＰＣ符号に着目すると、符号化率１０１／１２０の場合、ＬＤＰＣ符号のパリティビット＝７１０６ビット、ＢＣＨ符号のパリティビット＝１９２ビットであり、両者の合計は４８０×１６＝７６８０ビットに収まる。また、符号化率１０１／１２０の場合、情報ビット長は３７７７４ビットであり、その大部分を短縮化し、符号化率を下げることで、−３ｄＢを下回る低Ｃ／ＮでのＬＤＰＣ復号が可能となる。受信側では事前に短縮化ビット位置を把握することで、短縮化ビット位置に対して理想的な状態で尤度値を挿入することが可能となり、より有利な条件でＬＤＰＣ復号を開始することが可能となる。
【００３１】
また、符号化率１０１／１２０以外の高い符号化率である１０５／１２０や、１０９／１２０といった符号を用いることで、パリティビット長を短くする、つまり送るべき同期補強バースト信号を減らすことが可能となり、主信号に対する同期補強バースト信号の割合を下げる（Ｐの値を減らす）ことが可能となり、情報効率を上げることが可能となる。Ｐの下限値としては、利用可能な最大符号化率１０９／１２０におけるパリティビット長４１１４ビット、ＢＣＨパリティビット１９２ビットの合計４３０６ビットを最低限送信する必要があることと、Ｐのとりうる値を同様に２の倍数に制限した場合、Ｐの下限値としては１０シンボルが望ましい。この場合、同期補強バースト信号の挿入割合は約５．３％となる。
【００３２】
また、図５は、２１ＧＨｚ帯衛星放送システムでの利用を想定した符号長４４８８０ビットのＬＤＰＣ符号およびＱＰＳＫ／８ＰＳＫ適用時に、スロット分割して伝送する階層伝送スロット構成例を示している。スロット♯１〜♯３の主信号（Ｄａｔａ）は、ＱＰＳＫ（１２０シンボルを占有する）を適用し、スロット♯４〜♯６の主信号（Ｄａｔａ）は、８ＰＳＫ（８０シンボルを占有する）を適用した例である。
【００３３】
よって、本発明によれば、符号化率１０１／１２０以上のＬＤＰＣ符号に対して短縮化処理を行い、短縮化後のＴＭＣＣ情報の情報ビット＋パリティビットを、下限値１０シンボル上限値１６とした２の倍数のシンボル数からなる同期補強バースト信号として用いることで、２１ＧＨｚ帯のような降雨減衰による劣化が大きい伝送路においても、主信号に対する同期補強バースト信号の割合をなるべく低く保ちつつ、Ｃ／Ｎ＝−３ｄＢを下回るような環境での復号が期待できる。
【００３４】
以下、より具体的に、本発明による一実施例の送信装置及び受信装置について説明する。
【００３５】
〔装置構成〕
図６は、本発明による一実施例の送信装置および受信装置の構成例を示す図である。送信装置１００は、パラメータ設定部１００１と、ＴＭＣＣ情報生成部１００２と、ＢＣＨ符号化器１００３と、ＬＤＰＣ符号化器１００４と、主信号生成・主信号変調マッピング１００５と、π／２シフトＢＰＳＫマッピング１００６と、伝送フレーム化・直交変調部１００７とを備える。受信装置３００は、送信装置１００からの信号を、伝送路２００ａを介して受信する装置であり、パラメータ設定部３００１と、直交復調部３００２と、ＴＭＣＣ用尤度比計算部３００３と、主信号用ＬＤＰＣ復号器３００４と、ＮＵＬＬデータ用尤度比挿入部３００５と、ＴＭＣＣ用ＬＤＰＣ復号器３００６と、ＴＭＣＣ用ＢＣＨ復号器３００７とを備える。
【００３６】
パラメータ設定部１００１は、送受信装置間であらかじめ使用するＰの値を設定する機能部である。主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号のシンボル列の挿入割合を規定するＰの値は、ＴＭＣＣ信号の生成そのものに関わるパラメータであるため、予め送受信装置間で共有することが望ましい。
【００３７】
ＴＭＣＣ情報生成部１００２は、伝送制御信号としてのＴＭＣＣ情報を生成する機能を有する。ＴＭＣＣ情報の情報ビットに対しＢＣＨ符号化を行い、情報ビット＋ＢＣＨパリティビットに加えて、設定したＰが指定するヌルデータを図８〜図１１の符号化率ごとの構成に従って所定の位置に付加する。尚、図８は、本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるＰ＝１０、符号化率１０９／１２０短縮化ＬＤＰＣ符号の例を示す図であり、図９は、本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるＰ＝１２、符号化率１０９／１２０短縮化ＬＤＰＣ符号の例を示す図であり、図１０は、本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるＰ＝１４、符号化率１０５／１２０短縮化ＬＤＰＣ符号の例を示す図であり、図１１は、本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるＰ＝１６、符号化率１０１／１２０短縮化ＬＤＰＣ符号の例を示す図である。
【００３８】
ＢＣＨ符号化器１００３は、生成したＴＭＣＣ情報の情報ビットに対しＢＣＨ符号化を施し、この情報ビットにＢＣＨパリティビットを付加する機能を有する。
【００３９】
ＬＤＰＣ符号化器１００４は、ＢＣＨパリティビットを付加した情報ビットに対して、Ｐの値と符号化率に応じた「ヌルデータ」を挿入し、さらに、「情報ビット＋ＢＣＨパリティビット＋ヌルデータ」に対して所定の符号化率（１０１／１２０以上の符号化率）のＬＤＰＣ符号化を施した後、ヌルデータを削除することで、総シンボル数が４８０Ｐシンボルとなる短縮化ＬＤＰＣ符号ビットを生成する機能を有する。
【００４０】
主信号生成・主信号変調マッピング１００５は、伝送する主信号を生成して、所定スロット長の主信号シンボルに対してＬＤＰＣ符号化を施す主信号用ＬＤＰＣ符号化器（図示せず）を備え、所定の変調処理（例えば、ＱＰＳＫ又は８ＰＳＫ）に従うマッピングを施す機能を有する。
【００４１】
π／２シフトＢＰＳＫマッピング１００６は、生成した短縮化ＬＤＰＣ符号ビットに対してπ／２シフトＢＰＳＫの変調処理に従うマッピングを施し、同期補強バースト信号を生成する機能を有する。
【００４２】
伝送フレーム化・直交変調部１００７は、伝送する主信号の複素シンボル列に対して同期補強バースト信号のシンボル列を予め定めた位置で挿入してスロットを構成し、複数スロットを時分割多重して伝送フレームを構築し、所定次数（例えば、Ｍ次）の直交変調を施し、放送波として外部に送出する機能を有する。
【００４３】
パラメータ設定部３００１は、パラメータ設定部１００１と同様に、送受信装置間で予め使用するＰの値を設定する機能部である。同期補強バースト信号の挿入割合を規定するＰの値は、ＴＭＣＣ信号の生成そのものに関わるパラメータであるため、予め送受信装置間で共有することが望ましい。
【００４４】
直交復調部３００２は、送信装置１００から受信した放送波について同期補強バースト信号を利用して同期確立し、当該Ｍ次変調に従う変調方式に従って復調する機能を有する。
【００４５】
ＴＭＣＣ用尤度比計算部３００３は、復調した同期補強バースト信号に対して、シンボルごとに各ビットの１と思われる確率と０と思われる確率の対数比を求めて対数尤度比として算出し、この対数尤度比を表すＬＤＰＣ復号における尤度計算に用いる尤度テーブルを生成し、ＴＭＣＣ用ＬＤＰＣ復号器３００６に送出する。
【００４６】
主信号用ＬＤＰＣ復号器３００４は、ＴＭＣＣ情報の情報ビットを取得して主信号の符号化率をあらかじめ判別し、主信号に対してＬＤＰＣ復号を施す機能を有する。
【００４７】
ＮＵＬＬデータ用尤度比挿入部３００５は、同期補強バースト信号の挿入割合を規定するＰに対応するヌルデータの削除位置に対して、Ｃ／Ｎ＝∞相当の尤度比を挿入し、ＴＭＣＣ用尤度比計算部３００３で取得した対数尤度比と合わせて４４８８０ビット相当の尤度比を取得する機能を有する。
【００４８】
ＴＭＣＣ用ＬＤＰＣ復号器３００６は、ＴＭＣＣ用尤度比計算部３００３で取得した尤度テーブルを用いて、ＮＵＬＬデータ用尤度比挿入部３００５で取得した同期補強バースト信号の尤度比から短縮化ＬＤＰＣ符号ビットを復号する機能を有する。
【００４９】
ＴＭＣＣ用ＢＣＨ復号器３００７は、短縮化ＬＤＰＣ符号ビットについてＬＤＰＣ復号したデータから挿入したヌルデータを削除して、ＢＣＨ復号を施し、ＴＭＣＣ情報の情報ビットを抽出して主信号用ＬＤＰＣ復号器３００４に送出する機能を有する。
【００５０】
図７は、本発明による一実施例の送信装置および受信装置の動作フローを示す図である。まず、ステップＳ１として、送信装置１００は、送受信装置間で予め使用するＰの値を決定する。Ｐの値はＴＭＣＣ信号の生成そのものに関わるパラメータであるため、あらかじめ送受信装置間で共有することが望ましい。続いてステップＳ２において、送信装置１００は、ＴＭＣＣ用情報ビットに対しＢＣＨ符号化を行い、情報ビット＋ＢＣＨパリティビットに加えて、ステップＳ１で設定したＰが指定するヌルデータを図８〜図１１の構成に従って所定の位置に付加する。
【００５１】
続いて、ステップＳ３において、送信装置１００は、Ｐと指定される符号化率に基づいてＬＤＰＣ符号化を行い、ＬＤＰＣ符号化ビット列を取得するとともに、ステップＳ２で挿入したヌルデータを削除する。続いて、ステップＳ４において、送信装置１００は、ステップＳ３で求めた短縮化ＬＤＰＣ符号ビットをπ／２シフトＢＰＳＫ変調マッピングし、Ｐが指定するシンボル総数に相当する同期補強バースト信号を生成する。続いて、ステップＳ５において、送信装置１００は、主信号シンボル列およびステップＳ４で取得した同期補強バースト信号を用いて、主信号１８７シンボル毎にＰシンボル挿入し、図３に示す伝送フレームに基づいた送信信号を生成する。
【００５２】
受信装置３００は、ステップＳ６において、送信装置１００からの信号を受信し、受信信号から予め決定したＰに基づいて受信側で同期補強バースト信号の挿入割合および挿入位置を把握した上で、同期補強バースト信号を利用して同期を確立する。同期確立後、受信装置３００は、ステップＳ７において１伝送フレーム相当（図３中の全スロット中の「Ｔ」に相当）の同期補強バースト信号を利用して、ＬＤＰＣ復号に必要な尤度計算を行う。続いて、受信装置３００は、ステップＳ８においてＰと対応する符号化率に応じたヌルデータ削除位置に対して、Ｃ／Ｎ＝∞相当の尤度比を挿入し、ステップＳ７で取得した尤度比と合わせて４４８８０ビット相当の尤度比を取得し、ＬＤＰＣ復号を実施する。
【００５３】
このように、事前に送受信装置間でＰおよび符号化率ごとに対応する図１２に示す短縮化ＬＤＰＣ符号の緒元を共有することで、同期補強バースト信号の挿入割合、挿入位置、およびヌルデータの挿入および削除位置が把握でき、送受信器間で整合の取れたＬＤＰＣ符号化および復号が可能となる。
【００５４】
つまり、本実施例の送信装置１００及び受信装置３００では、Ｐの上限値Ｐｍａｘ＝１６、下限値をＰｍｉｎ＝１０として想定している。Ｐの取りうる値としては２の倍数に制限する。よって、本実施例で想定するＰの取りうる値はＰ＝１０，１２，１４，１６の４種類となり、上記Ｐにおける同期補強バースト信号の挿入割合は、５．３％，６．４％，７．５％，８．６％となる。これらの４種類のＰに対して、高度衛星デジタル放送方式で利用可能な符号化率１０１／１２０，１０５／１２０，１０９／１２０の３種類のＬＤＰＣ符号をＰの値に応じて短縮化することにより低符号化し、低Ｃ／Ｎ時における伝送性能向上を実現することができるようになる。
【００５５】
また、図１２より、全てのＰに対して短縮後のＬＤＰＣ符号化率が非常に低くなっていることがわかる。よって、図８〜図１１に示す短縮符号を用いることで、同期補強バースト信号の挿入割合を抑えつつ、極めて低いＣ／ＮにおけるＬＤＰＣ復号性能の改善が期待できる。
【００５６】
続いて、図１３に図８〜図１１の構成におけるＢＰＳＫ変調適用時のＣ／Ｎ対ビット誤り率特性を示す。図１３より、Ｐ＝１０，１２，１４，１６の全てのケースにおいて、Ｃ／Ｎ＝−３ｄＢ以下での誤り訂正能力を示していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、低Ｃ／ＮにおけるＬＤＰＣ復号性能の改善が可能となるので、多値デジタル変調方式を採用する送信装置及び受信装置に有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１００  送信装置
２００  衛星中継器
３００  受信装置
１００１  パラメータ設定部
１００２  ＴＭＣＣ情報生成部
１００３  ＢＣＨ符号化器
１００４  ＬＤＰＣ符号化器
１００５  主信号生成・主信号変調マッピング
１００６  π／２シフトＢＰＳＫマッピング
１００７  伝送フレーム化・直交変調部
３００１  パラメータ設定部
３００２  直交復調部
３００３  ＴＭＣＣ用尤度比計算部
３００４  主信号用ＬＤＰＣ復号器
３００５  ＮＵＬＬデータ用尤度比挿入部
３００６  ＴＭＣＣ用ＬＤＰＣ復号器
３００７  ＴＭＣＣ用ＢＣＨ復号器
【図１】
2012054681.tif 000003
【図２】
2012054681.tif 000004
【図３】
2012054681.tif 000005
【図４】
2012054681.tif 000006
【図５】
2012054681.tif 000007
【図６】
2012054681.tif 000008
【図７】
2012054681.tif 000009
【図８】
2012054681.tif 000010
【図９】
2012054681.tif 000011
【図１０】
2012054681.tif 000012
【図１１】
2012054681.tif 000013
【図１２】
2012054681.tif 000014
【図１３】
2012054681.tif 000015