図面 (/)

技術 シングルキャリア方式の送信装置及び受信装置、並びに送信方法、受信方法、及び伝送フレーム構成方法

出願人 日本放送協会
発明者 松崎敬文中川孝之
出願日 2016年6月27日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2016-126489
公開日 2018年1月11日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2018-006796
状態 特許登録済
技術分野 交流方式デジタル伝送 時分割方式以外の多重化通信方式
主要キーワード 累乗分 選択挿入 ダミー部分 周波数補正後 遅延補正量 既約分数 大割り バイト形式
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年1月11日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

最大伝送効率となる態様で、TSパケットの数、及びデータフレームの数が整数個となるよう1スーパーフレームを構成して伝送可能とし、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式送信装置及び受信装置、並びに送信方法受信方法、及び伝送フレーム構成方法を提供する。

解決手段

本発明の送信装置100及び受信装置200は、TSパケットをSC−FDE方式で無線伝送する際に、所定数のSC−FDEフレームで1スーパーフレームを構成し、所定数のTSパケットで構成されるデータフレームのデータシンボルを前記1スーパーフレーム内の当該SC−FDEブロックの各々に割り当てるときに、1スーパーフレームあたりのデータフレームの数を整数個とするとともに、所定の伝送パラメータで変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となるよう割り当てる。

概要

背景

従来、放送通信等の固定伝送無線伝送システムでは、一つの搬送波を用いるシングルキャリア方式が広く用いられている。近年、シングルキャリア方式の中でも、周波数領域でチャネル等化伝搬路で生じた振幅位相の変化を元に戻す処理)を行うSC−FDE(Single Carrier-Frequency Domain Equalization)方式が提案されている(例えば、非特許文献1、特許文献1参照)。

SC−FDE方式は、ブロック単位チャネル推定とチャネル等化を行うことができるため、同じく周波数領域でチャネル等化を行うOFDM方式のように、移動伝送時の高速チャネル変動追従することができる。また、OFDM方式と同じようにサイクリックプレフィックス(CP:Cyclic Prefix)によるガードインターバルGI)を設けて、マルチパス環境におけるブロック間干渉を防ぐことができる。

SC−FDE方式では、ブロックの先頭を検出するブロック同期を行って、チャネル推定用ユニークワード(UW,Unique Word)及びデータを抽出し、高速フーリエ変換FFT)によりUW及びデータを周波数領域に変換してチャネル推定およびチャネル等化の処理を行う。その後、高速逆フーリエ変換IFFT)によりデータを時間領域の信号に戻して、シンボル判定等の処理を行う。

そして、SC−FDE方式は、FFT及びIFFTを行うため、1ブロック内の等化対象、及びUWのシンボル数は2の累乗であることが望ましい。また、UWがCPを兼ねており、GI比=UWのシンボル数÷1ブロック内の等化対象のFFTポイント数(=シンボル数)であることから、1ブロック内の等化対象のFFTポイント数を2NFFT(NFFTは正の整数)とすると、伝送制御信号TMCC信号)やデータからなるペイロード部のシンボル数は、2NFFT−2NFFT×GI比となる。また、UWのシンボル数が2の累乗となるように、GI比は2NFFTを越えない2の累乗分の1が選択される。

また、所定の情報源の信号から、伝送路符号化の1つの処理単位であるデータフレームを構成し、データフレームの先頭を識別してデータフレーム同期を行う伝送システムとして、テレビジョン番組素材伝送用無線伝送システムが知られている(例えば、非特許文献2及び非特許文献3参照)。

このようなテレビジョン番組素材伝送用無線伝送システムでは、外符号リードソロモン(204,188)符号であり、所定の情報源から入力される16バイトのダミーが付加された204バイト形式のTS(Transport Stream)パケットデータパケットとして、8TSパケット分をデータフレームとして構成し、8TSパケットのうちの先頭パケット同期バイト(47h)を反転(B8h)させてデータフレーム同期を行う。ここで47h,B8hのhは、16進数であることを示す(それぞれ、「0x47」,「0xB8」とも表記される)。

そして、データの送信にあたり、データフレーム同期の後、エネルギー拡散、外符号符号化(リードソロモン符号化)、外インタリーブバイトインタリーブ)、内符号符号化(畳み込み符号化)、内インタリーブ(ビットインタリーブ、及び時間インタリーブ)、マッピング、UW付加、TMCC付加、GI(UW)付加などの処理を行い、SC−FDE信号のブロックが生成される。このうち、外符号であるリードソロモン符号化の処理部では、各データパケットに付加されていた16バイトのダミー部分を取り除いた188バイトに対してリードソロモン(204,188)符号化を行い、16バイトのパリティを付加した204バイトを出力している。

また、非特許文献2及び非特許文献3に開示される伝送システムで用いられているOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式では、データフレームとは別にOFDMフレームがある。OFDMフレームはOFDMシンボルをある単位でまとめたもので、204シンボル又は408シンボルが1フレームに相当する。更に、8フレームで1スーパーフレームを構成し、1スーパーフレームで伝送するTSパケットの数及びデータフレーム数が整数になるようにサブキャリア数などのパラメータが設定されている。こうすることでスーパーフレームの同期からTSパケットやデータフレームの同期も行うことができる利点がある。

概要

最大伝送効率となる態様で、TSパケットの数、及びデータフレームの数が整数個となるよう1スーパーフレームを構成して伝送可能とし、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の送信装置及び受信装置、並びに送信方法受信方法、及び伝送フレーム構成方法を提供する。本発明の送信装置100及び受信装置200は、TSパケットをSC−FDE方式で無線伝送する際に、所定数のSC−FDEフレームで1スーパーフレームを構成し、所定数のTSパケットで構成されるデータフレームのデータシンボルを前記1スーパーフレーム内の当該SC−FDEブロックの各々に割り当てるときに、1スーパーフレームあたりのデータフレームの数を整数個とするとともに、所定の伝送パラメータで変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となるよう割り当てる。

目的

本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、所定の伝送パラメータで変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となる態様で、TSパケットの数、及びデータフレームの数が整数個となるよう1スーパーフレームを構成して伝送可能とし、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の送信装置及び受信装置、並びに送信方法、受信方法、及び伝送フレーム構成方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式送信装置であって、TSパケットを周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の無線伝送により送信する際に、所定数のシングルキャリア方式のSC−FDフレームで1スーパーフレームを構成するとともに、所定数のSC−FDEブロックで前記SC−FDEフレームを構成し、所定数のTSパケットで構成されるデータフレームデータシンボルを前記1スーパーフレーム内の当該SC−FDEブロックの各々に割り当てるときに、前記1スーパーフレームあたりの前記データフレームの数を整数個とするとともに、所定の伝送パラメータで変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となるよう割り当てることにより、前記スーパーフレームに基づく伝送フレームを構成する伝送フレーム構成手段と、前記スーパーフレームを用いて前記TSパケットを伝送するよう構成した無線周波数信号を送信する送信手段と、を備えることを特徴とする送信装置。

請求項2

前記伝送フレーム構成手段は、前記SC−FDEブロックを構成するSC−FDEブロック構成手段を有し、前記SC−FDEブロック構成手段は、構成するSC−FDEブロックのデータ部変調方式、内符号の符号化率、該SC−FDEブロックのブロック番号、及び該SC−FDEブロックが割り当てられる当該スーパーフレームのフレーム番号を少なくとも含むTMCC信号シンボルを当該構成するSC−FDEブロックの前記データ部の前段に挿入するTMCC挿入手段を備え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SC−FDEブロック構成手段は、当該構成するSC−FDEブロックにて、前記TMCC信号のシンボルの挿入位置の前段にスタッフィング領域を設け、前記データシンボルの割り当てが最大となるようスタッフィング領域のシンボル数をゼロとする設定を含み調整するスタッフィング手段を更に備えることを特徴とする、請求項2に記載の送信装置。

請求項4

前記SC−FDEブロック構成手段は、当該構成するSC−FDEブロックの先頭及び末尾に、所定シンボル数で同一のユニークワードを挿入するユニークワード挿入手段を更に備え、前記スタッフィング領域を当該先頭のユニークワードと前記TMCC信号のシンボルとの間に位置するよう構成したことを特徴とする、請求項3に記載の送信装置。

請求項5

周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式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から、前記スーパーフレームを用いて前記TSパケットを伝送するよう構成した無線周波数信号を受信する受信手段と、前記スーパーフレームの同期を確立することにより前記所定数のTSパケットで構成されるデータフレームを同期させる伝送フレーム同期手段と、を備えることを特徴とする受信装置。

請求項6

周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の送信方法であって、TSパケットを周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の無線伝送により送信する際に、所定数のシングルキャリア方式のSC−FDEフレームで1スーパーフレームを構成するとともに、所定数のSC−FDEブロックで前記SC−FDEフレームを構成し、所定数のTSパケットで構成されるデータフレームのデータシンボルを前記1スーパーフレーム内の当該SC−FDEブロックの各々に割り当てるときに、前記1スーパーフレームあたりの前記データフレームの数を整数個とするとともに、所定の伝送パラメータで変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となるよう割り当てることにより、前記スーパーフレームに基づく伝送フレームを構成するステップと、前記スーパーフレームを用いて前記TSパケットを伝送するよう構成した無線周波数信号を送信するステップと、を含むことを特徴とする送信方法。

請求項7

周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の受信方法であって、請求項6に記載の送信方法により送信された、前記スーパーフレームを用いて前記TSパケットを伝送するよう構成した無線周波数信号を受信するステップと、前記スーパーフレームの同期を確立することにより前記所定数のTSパケットで構成されるデータフレームを同期させるステップと、を含むことを特徴とする受信方法。

請求項8

周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の無線伝送に利用可能とする伝送フレーム構成方法であって、TSパケットを周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式で無線伝送するための伝送フレームとして、所定数のシングルキャリア方式のSC−FDEフレームで1スーパーフレームを構成するとともに、所定数のSC−FDEブロックで前記SC−FDEフレームを構成し、所定数のTSパケットで構成されるデータフレームのデータシンボルを前記1スーパーフレーム内の当該SC−FDEブロックの各々に割り当てるときに、前記1スーパーフレームあたりの前記データフレームの数を整数個とするとともに、所定の伝送パラメータで変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となるよう割り当てることにより、前記スーパーフレームに基づく伝送フレームを構成するステップと、各SC−FDEブロックに対し最大割り当てとなるよう前記データシンボルのシンボル数を決定するステップと、を含むことを特徴とする伝送フレーム構成方法。

技術分野

0001

本発明は、放送又は通信等の無線伝送システム使用可能な送信装置及び受信装置に関し、特に、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の送信装置及び受信装置、並びに送信方法受信方法、及び伝送フレーム構成方法に関する。

背景技術

0002

従来、放送や通信等の固定伝送の無線伝送システムでは、一つの搬送波を用いるシングルキャリア方式が広く用いられている。近年、シングルキャリア方式の中でも、周波数領域でチャネル等化(伝搬路で生じた振幅位相の変化を元に戻す処理)を行うSC−FDE(Single Carrier-Frequency Domain Equalization)方式が提案されている(例えば、非特許文献1、特許文献1参照)。

0003

SC−FDE方式は、ブロック単位チャネル推定とチャネル等化を行うことができるため、同じく周波数領域でチャネル等化を行うOFDM方式のように、移動伝送時の高速チャネル変動追従することができる。また、OFDM方式と同じようにサイクリックプレフィックス(CP:Cyclic Prefix)によるガードインターバルGI)を設けて、マルチパス環境におけるブロック間干渉を防ぐことができる。

0004

SC−FDE方式では、ブロックの先頭を検出するブロック同期を行って、チャネル推定用ユニークワード(UW,Unique Word)及びデータを抽出し、高速フーリエ変換FFT)によりUW及びデータを周波数領域に変換してチャネル推定およびチャネル等化の処理を行う。その後、高速逆フーリエ変換IFFT)によりデータを時間領域の信号に戻して、シンボル判定等の処理を行う。

0005

そして、SC−FDE方式は、FFT及びIFFTを行うため、1ブロック内の等化対象、及びUWのシンボル数は2の累乗であることが望ましい。また、UWがCPを兼ねており、GI比=UWのシンボル数÷1ブロック内の等化対象のFFTポイント数(=シンボル数)であることから、1ブロック内の等化対象のFFTポイント数を2NFFT(NFFTは正の整数)とすると、伝送制御信号TMCC信号)やデータからなるペイロード部のシンボル数は、2NFFT−2NFFT×GI比となる。また、UWのシンボル数が2の累乗となるように、GI比は2NFFTを越えない2の累乗分の1が選択される。

0006

また、所定の情報源の信号から、伝送路符号化の1つの処理単位であるデータフレームを構成し、データフレームの先頭を識別してデータフレーム同期を行う伝送システムとして、テレビジョン番組素材伝送用無線伝送システムが知られている(例えば、非特許文献2及び非特許文献3参照)。

0007

このようなテレビジョン番組素材伝送用無線伝送システムでは、外符号リードソロモン(204,188)符号であり、所定の情報源から入力される16バイトのダミーが付加された204バイト形式のTS(Transport Stream)パケットデータパケットとして、8TSパケット分をデータフレームとして構成し、8TSパケットのうちの先頭パケット同期バイト(47h)を反転(B8h)させてデータフレーム同期を行う。ここで47h,B8hのhは、16進数であることを示す(それぞれ、「0x47」,「0xB8」とも表記される)。

0008

そして、データの送信にあたり、データフレーム同期の後、エネルギー拡散、外符号符号化(リードソロモン符号化)、外インタリーブバイトインタリーブ)、内符号符号化(畳み込み符号化)、内インタリーブ(ビットインタリーブ、及び時間インタリーブ)、マッピング、UW付加、TMCC付加、GI(UW)付加などの処理を行い、SC−FDE信号のブロックが生成される。このうち、外符号であるリードソロモン符号化の処理部では、各データパケットに付加されていた16バイトのダミー部分を取り除いた188バイトに対してリードソロモン(204,188)符号化を行い、16バイトのパリティを付加した204バイトを出力している。

0009

また、非特許文献2及び非特許文献3に開示される伝送システムで用いられているOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式では、データフレームとは別にOFDMフレームがある。OFDMフレームはOFDMシンボルをある単位でまとめたもので、204シンボル又は408シンボルが1フレームに相当する。更に、8フレームで1スーパーフレームを構成し、1スーパーフレームで伝送するTSパケットの数及びデータフレーム数が整数になるようにサブキャリア数などのパラメータが設定されている。こうすることでスーパーフレームの同期からTSパケットやデータフレームの同期も行うことができる利点がある。

0010

特許第5624527号明細書

先行技術

0011

D.Falconer,et al.,“Frequency domain equalization for single−carrier broadband wireless systems,”IEEE Commun.mag.,Vol.40,pp.58−66,April 2002.
テレビジョン放送番組素材伝送用可搬形OFDM方式デジタル無線伝送システム”、標準規格ARIBSTD-B33 1.2版、http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B33v1_2.pdf
“テレビジョン放送番組素材伝送用可搬形ミリ波帯デジタル無線伝送システム”、標準規格 ARIB STD-B43 1.0版、http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B43v1_0.pdf

発明が解決しようとする課題

0012

前述したように、周波数領域でチャネル等化を行うSC−FDE方式の無線伝送システムを構築することで、移動伝送時の高速なチャネル変動に対する追従性が向上する。そして、SC−FDE方式の送信装置は、8TSパケット分をデータフレームとして構成して伝送することで、SC−FDE方式の受信装置は、8TSパケットのうちの先頭パケットの同期バイト(47h)を反転(B8h)させてデータフレーム同期を行うよう構成することができる。このため、個別のTSパケットごとに同期を捕捉することなくデータフレーム単位の同期を捕捉することで、受信側の処理負担を軽減し、その処理効率を向上させることができる。

0013

一方、非特許文献2及び非特許文献3に開示されるOFDM方式の伝送システムでは、1スーパーフレームの同期からTSパケットやデータフレームの同期も行うことができるように構成されており、より処理効率が優れたものとなっている。

0014

そこで、SC−FDE方式の無線伝送システムにおいても、TSパケットやデータフレームよりも大きいサイズの伝送フレームを構成し、その1伝送フレームの同期からTSパケットやデータフレームの同期も行うことができるようにすることで、より処理効率が優れたものとすることができる。

0015

しかしながら、SC−FDE方式の無線伝送システムでは、データフレームとは別に、波形等化の処理単位としてはSC−FDEブロックがある。そこで、このSC−FDEのブロックを或る単位でまとめたものをSC−FDEフレームとし、複数のSC−FDEフレームで1伝送フレームを構成することが考えられる。尚、本願明細書中、この「伝送フレーム」をフレーム同期の観点から「スーパーフレーム」と称するが、OFDM方式が持つ処理単位の「スーパーフレーム」とはその役割として完全に同義ではない点に留意する。

0016

このとき、SC−FDE方式の無線伝送システムにて、複数のSC−FDEフレームで1伝送フレーム(1スーパーフレーム)を構成し、TSパケット及びデータフレームを伝送するには、そのフレーム同期の観点からOFDM方式と同様に、1スーパーフレーム内で伝送するTSパケットの数、及びデータフレームの数がOFDM方式と同様に、整数になることが望ましい。

0017

しかしながら、SC−FDE方式の無線伝送システムでは、データフレーム単位で符号化処理等が行われるため、1SC−FDEブロック内のペイロード部のシンボル数(2NFFT−2NFFT×GI比)に対し、符号化処理後のデータフレームをそのまま挿入しようとても、変調多値数や内符号の符号化率によっては、1スーパーフレームあたりのTSパケット、及びデータフレームの数が非整数倍割り当て数となる組み合わせが出てしまうという不都合がある。

0018

従って、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の送信装置及び受信装置において、所定の伝送パラメータ(ここでは、FFTサイズ、GI比及び符号化処理)で変動する信号伝送量に対する伝送効率と、受信側での処理効率のバランスの優れた伝送技法が望まれる。

0019

本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、所定の伝送パラメータで変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となる態様で、TSパケットの数、及びデータフレームの数が整数個となるよう1スーパーフレームを構成して伝送可能とし、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の送信装置及び受信装置、並びに送信方法、受信方法、及び伝送フレーム構成方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0020

本発明の送信装置は、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の送信装置であって、TSパケットを周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の無線伝送により送信する際に、所定数のシングルキャリア方式のSC−FDEフレームで1スーパーフレームを構成するとともに、所定数のSC−FDEブロックで前記SC−FDEフレームを構成し、所定数のTSパケットで構成されるデータフレームのデータシンボルを前記1スーパーフレーム内の当該SC−FDEブロックの各々に割り当てるときに、前記1スーパーフレームあたりの前記データフレームの数を整数個とするとともに、所定の伝送パラメータで変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となるよう割り当てることにより、前記スーパーフレームに基づく伝送フレームを構成する伝送フレーム構成手段と、前記スーパーフレームを用いて前記TSパケットを伝送するよう構成した無線周波数信号を送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。

0021

また、本発明の送信装置において、前記伝送フレーム構成手段は、前記SC−FDEブロックを構成するSC−FDEブロック構成手段を有し、前記SC−FDEブロック構成手段は、構成するSC−FDEブロックのデータ部変調方式、内符号の符号化率、該SC−FDEブロックのブロック番号、及び該SC−FDEブロックが割り当てられる当該スーパーフレームのフレーム番号を少なくとも含むTMCC信号のシンボルを当該構成するSC−FDEブロックの前記データ部の前段に挿入するTMCC挿入手段を備え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SC−FDEブロック構成手段は、当該構成するSC−FDEブロックにて、前記TMCC信号のシンボルの挿入位置の前段にスタッフィング領域を設け、前記データシンボルの割り当てが最大となるようスタッフィング領域のシンボル数をゼロとする設定を含み調整するスタッフィング手段を更に備えることを特徴とする。

0023

また、本発明の送信装置において、前記SC−FDEブロック構成手段は、当該構成するSC−FDEブロックの先頭及び末尾に、所定シンボル数で同一のユニークワードを挿入するユニークワード挿入手段を更に備え、前記スタッフィング領域を当該先頭のユニークワードと前記TMCC信号のシンボルとの間に位置するよう構成したことを特徴とする。

0024

更に、本発明の受信装置は、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の受信装置であって、本発明の送信装置から、前記スーパーフレームを用いて前記TSパケットを伝送するよう構成した無線周波数信号を受信する受信手段と、前記スーパーフレームの同期を確立することにより前記所定数のTSパケットで構成されるデータフレームを同期させる伝送フレーム同期手段と、を備えることを特徴とする。

0025

更に、本発明の送信方法は、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の送信方法であって、TSパケットを周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の無線伝送により送信する際に、所定数のシングルキャリア方式のSC−FDEフレームで1スーパーフレームを構成するとともに、所定数のSC−FDEブロックで前記SC−FDEフレームを構成し、所定数のTSパケットで構成されるデータフレームのデータシンボルを前記1スーパーフレーム内の当該SC−FDEブロックの各々に割り当てるときに、前記1スーパーフレームあたりの前記データフレームの数を整数個とするとともに、所定の伝送パラメータで変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となるよう割り当てることにより、前記スーパーフレームに基づく伝送フレームを構成するステップと、前記スーパーフレームを用いて前記TSパケットを伝送するよう構成した無線周波数信号を送信するステップと、を含むことを特徴とする。

0026

更に、本発明の受信方法は、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の受信方法であって、本発明の送信方法により送信された、前記スーパーフレームを用いて前記TSパケットを伝送するよう構成した無線周波数信号を受信するステップと、前記スーパーフレームの同期を確立することにより前記所定数のTSパケットで構成されるデータフレームを同期させるステップと、を含むことを特徴とする。

0027

更に、本発明の伝送フレーム構成方法は、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の無線伝送に利用可能とする伝送フレーム構成方法であって、TSパケットを周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式で無線伝送するための伝送フレームとして、所定数のシングルキャリア方式のSC−FDEフレームで1スーパーフレームを構成するとともに、所定数のSC−FDEブロックで前記SC−FDEフレームを構成し、所定数のTSパケットで構成されるデータフレームのデータシンボルを前記1スーパーフレーム内の当該SC−FDEブロックの各々に割り当てるときに、前記1スーパーフレームあたりの前記データフレームの数を整数個とするとともに、所定の伝送パラメータで変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となるよう割り当てることにより、前記スーパーフレームに基づく伝送フレームを構成するステップと、各SC−FDEブロックに対し最大割り当てとなるよう前記データシンボルのシンボル数を決定するステップと、を含むことを特徴とする。

発明の効果

0028

本発明によれば、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の無線伝送システムにおいて、TSパケットの数、及びデータフレームの数が整数個となり、尚且つ伝送パラメータ(ここでは、FFTサイズ、GI比及び符号化処理)で変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となるよう1スーパーフレームを構成するため、伝送効率及び受信側での処理効率のバランスの優れた伝送が可能となる。例えば外符号がリードソロモン(204,188)符号の場合に、SC−FDEブロック内のデータシンボル数を適切に選択挿入することができる。このため、1スーパーフレームの同期からTSパケットやデータフレームの同期も行うことが可能となり、受信側の処理負担を軽減し、その処理効率を向上させることができる。

0029

また、1SC−FDEブロック内に制御信号(TMCC信号)が挿入されるため、1SC−FDEブロックの相対配置関係を直ちに把握することができる。

0030

また、1SC−FDEブロック内のペイロード部に伝送効率のよい態様でスタッフィング領域を設けることで、同期捕捉と伝送効率の観点からバランスのよい伝送フレーム(スーパーフレーム)を構成することができる。

0031

また、1SC−FDEブロックの先頭(前段)に位置するUWと挿入される制御信号(TMCC信号)との間に当該スタッフィング領域(NULL値が挿入される領域)を設けることで、当該前段のUWに対する前ゴーストの影響を低減することができ、伝送エラーに対する耐性が向上する。

図面の簡単な説明

0032

本発明による一実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおける送信装置の概略構成を示すブロック図である。
本発明による一実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおけるスーパーフレームと、TSパケット及びデータフレームとの関係を示す図である。
本発明による一実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおけるSC−FDEブロックの構成を示す図である。
本発明による一実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおける制御信号(TMCC信号)の構成を示す図である。
本発明による一実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおけるスーパーフレームの構成処理を示すフローチャートである。
本発明による一実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおけるスーパーフレームの構成処理に関するTSパケットの割り当て処理を示すフローチャートである。
本発明による一実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおけるスーパーフレームと、SC−FDEブロック、SC−FDEフレーム、TSパケット及びデータフレームとの関係を示す図である。
(a),(b),(c)は、それぞれ本発明による一実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおけるスーパーフレームに関する典型的な設定例を示す図である。
本発明による一実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおける受信装置の概略構成を示すブロック図である。

実施例

0033

以下、図面を参照して、本発明による一実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおける送信装置及び受信装置、併せて伝送フレーム構成方法について説明する。尚、本発明に係る送信方法及び受信方法は、それぞれ送信装置及び受信装置の説明から明らかとなる。

0034

(送信装置)
図1は、本発明による一実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおける送信装置100の概略構成を示すブロック図である。

0035

送信装置100は、DVB−ASI入力インタフェース部101、フレーム同期部102、エネルギー拡散部103、リードソロモン(RS)符号化部104、バイトインタリーブ部105、畳込み符号化部106、遅延補正部107、ビットインタリーブ部108、時間インタリーブ部109、マッピング部110、伝送フレーム構成部111、SC−FDEブロック構成部111a、スタッフィング部112、TMCC挿入部113、ユニークワード(UW)挿入部114、波形整形部115、デジタル直交変調部116、DA変換部117、周波数変換部118、電力増幅部119、及び送信アンテナ120を備える。

0036

本実施形態では、FFTポイント数2NFFT=2048、GI比1/8、TMCC信号のシンボル数NTMCC=32、SC−FDEフレーム内のSC−FDEブロック数NB=816、1スーパーフレーム内のSC−FDEフレーム数NF=8、内符号の符号化率Rを1/2、2/3、3/4、5/6、(1:内符号の符号化なし)、特定の変調方式(変調多値数2M)とした例を説明するが、これらのパラメータは無線伝送システムを構成する上で事前設定変更可能である。

0037

そして、上記のパラメータにより定まる伝送フレーム(スーパーフレーム)、SC−FDEフレーム、SC−FDEブロック、データフレーム、及びTSパケットの関係は、後述する図7に示すようになる。

0038

本実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムで伝送する所定のTSパケットのインタフェースとして、テレビジョン番組素材伝送用無線伝送システムで一般に用いられるDVB−ASI(Digital Video Broadcasting - Asynchronous Serial Interface)を例に説明する。

0039

DVB−ASI入力インタフェース部101は、DVB−ASI形式の信号を入力して204バイトのTS信号を抽出し、TSパケット単位に分割し、フレーム同期部102へ出力する。尚、DVB−ASI入力インタフェース部101は、TSレートが伝送容量よりも小さい場合は、NULLパケットを挿入する。

0040

フレーム同期部102は、入力されたTSパケットを8パケット単位フレーミングしてデータフレームを構成するとともに、データフレームの先頭バイトを、TS同期バイト(47h)を反転したB8hに差し替えてエネルギー拡散部103へ出力する。ここで、図2に示すように、1データフレームは、8パケット分のTSパケットが割り当てられる。

0041

本実施形態の例では、図2にも示すように、1スーパーフレーム(図示する「SC−FDEスーパーフレーム」)内のSC−FDEフレーム数NF=8としているので、8フレーム分のSC−FDEフレームで1スーパーフレームが構成される。このとき、上記のパラメータに応じて適切に伝送フレーム(スーパーフレーム)を構成することで、スーパーフレーム内にデータフレームが整数個納まり、スーパーフレームの先頭とデータフレームの先頭が一致する。このため、1スーパーフレームの先頭は、必ずTS同期バイトB8hとなるようになっている。ただし、1スーパーフレーム内のデータの割り当ては、後述する伝送フレーム構成部111によって行われる。従って、フレーム同期部102では、単に、8パケット分のTSパケットで1データフレームを構成し、そのデータフレームの先頭バイトを、TS同期バイト(47h)を反転したB8hに差し替えてエネルギー拡散部103へ出力する。

0042

エネルギー拡散部103は、データフレームに割り当てられているそれぞれ204バイトのTSパケットのうち、TS同期バイト(B8h,47h)及びダミー部の16バイトを除いた187バイトのTSデータに対し、エネルギー拡散のための疑似ランダム系列加算し、リードソロモン(RS)符号化部104へ出力する。尚、疑似ランダム系列を加算する疑似ランダム係数生成回路初期化は、データフレームの先頭に位置するTS同期バイトのB8hへの差し替えが終了した直後とする。

0043

リードソロモン(RS)符号化部104は、誤り訂正の外符号として短縮化リードソロモン(204,188)符号による符号化を行い、バイトインタリーブ部105へ出力する。

0044

短縮化リードソロモン(204,188)符号は、リードソロモン(255,239)符号化器の入力データ204バイトのうち、ダミー部の16バイトを除いた188バイトの前に51バイトの00hを付加し、符号化後に先頭の51バイトを除去することで生成する。ここで、リードソロモン(RS)符号化部104は、ダミー部の16バイトはリードソロモン(204,188)符号のパリティの16バイトと差し替える(図2参照)。

0045

このように、誤り訂正の外符号として短縮化リードソロモン(204,188)符号とすることで、1SC−FDEブロック内のペイロード部のシンボル数(2NFFT−2NFFT×GI比)に対し、符号化処理後のデータフレームをそのまま挿入しようとしても、変調多値数や内符号の符号化率によっては、1スーパーフレームあたりのTSパケット、及びデータフレームの数が非整数倍の割り当て数となる組み合わせが出てしまうという不都合があるが、SC−FDEブロック内のデータシンボル数を適切に選択挿入することができる。このデータの割り当てに関する詳細は後述する。

0046

バイトインタリーブ部105は、バイトインタリーブ処理に係るブロック処理として、1ブロックで17バイトの遅延量を持つブロックを第n番目パスが(n−1)ブロックの遅延量となるように配置した12のパスに、リードソロモン符号化後の204バイトのビットストリームを1パスあたり1バイトずつ順次供給して行う畳込みインタリーブを行い、畳込み符号化部106へ出力する。ここで、TSパケットの同期バイト及びデータフレームの同期バイトは常に遅延のないパスを通過する。また、バイトインタリーブ通過後のスーパーフレームの先頭は11パケット遅延した位置となる。

0047

畳込み符号化部106は、バイトインタリーブ部105から入力された信号に対し、誤り訂正の内符号として畳込み符号化を行い、遅延補正部107へ出力する。誤り訂正が外符号のリードソロモン符号のみで伝送性能上で必要ないとする場合(符号化率R=1:内符号の符号化なし)は、入力された信号をそのまま出力する。また、畳込み符号の符号化率R=1/2以外の、R=2/3、3/4、5/6等とする場合、畳込み符号化部106は、パンクチャー処理を行う。尚、本実施形態の例では、外符号にリードソロモン(204,188)符号、内符号に畳込み符号の連接符号を用いているが、内符号については畳込み符号以外の符号を用いることも可能である。

0048

遅延補正部107は、後段のビットインタリーブ部108及び後述する受信装置200のビットデインタリーブ部216で生じる遅延量に対し、ビットインタリーブ処理に係るブロック処理として送受間で1ブロックの遅延となるように、データシンボルの変調方式に応じた遅延補正を付加し、ビットインタリーブ部108へ出力する。これにより、伝送するスーパーフレームの先頭(TS同期バイトB8hを持つデータフレーム)は、ビットインタリーブ部108の処理後に、ビットインタリーブ処理に係るブロック処理として1ブロック分遅延される。

0049

例えば、最大遅延量が120ビットの畳込みビットインタリーブを行うとすると、送受間で120シンボルの遅延が生じるため、データシンボルの変調方式に変調多値数が24=16のものを適用した場合、データシンボル数NDATA=1752から、(1752−120)×4=6528ビットの遅延補正量となる。また、この時のスーパーフレーム(TS同期バイトB8hを持つデータフレーム)の遅延量は、1752×4=7008ビットである。

0050

ビットインタリーブ部108は、データシンボル部の変調方式の多値数に応じてシリアルパラレル変換し、各ビットに遅延を挿入する構成の畳込みインタリーブを用いて、ビット単位のインタリーブを行い、時間インタリーブ部109へ出力する。

0051

時間インタリーブ部109は、畳込みインタリーブを用いて、シンボルを時間軸上(ブロック間)で分散させ、マッピング部110へ出力する。時間インタリーブ後のスーパーフレームの先頭(TS同期バイトB8hを持つデータフレーム)は、時間インタリーブ処理に係るブロック処理として一番遅延されたデータが入っているブロックの先頭とする。

0052

マッピング部110は、時間インタリーブ処理が行われた信号に対して、BPSK(Binary Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、8PSK(8-Phase Shift Keying)、16APSK(16-Amplitude Phase Shift Keying)、32APSK(32-Amplitude Phase Shift Keying)、及び64APSK(64-Amplitude Phase Shift Keying)などの任意の変調方式で、シンボル点にマッピングを行う。ここで、APSK以外にも、16QAM(16-Quadrature Amplitude Modulation)、32QAM(32-Quadrature Amplitude Modulation)、64QAM(64-Quadrature Amplitude Modulation)の変調方式を適用することも可能である。

0053

伝送フレーム構成部111は、マッピング部110によるマッピング後、SC−FDEブロック構成部111aを機能させながら、1伝送フレーム(スーパーフレーム)あたりのTSパケット、及びデータフレームの数を整数個とし、尚且つ最小限のスタッフィング領域で最も伝送効率が高くなるよう定められたSC−FDEブロック内のデータ部のシンボル数NDATAにより伝送フレーム(スーパーフレーム)を構成する。この伝送フレームの構成方法については詳細に後述する。

0054

このスーパーフレームを構成するための全てのパラメータ(FFTポイント数2NFFT、GI比、TMCC信号のシンボル数NTMCC、SC−FDEフレーム内のSC−FDEブロック数NB、1スーパーフレーム内のSC−FDEフレーム数NF、内符号の符号化率R、及び、変調方式(変調多値数2M))は、本実施形態の無線伝送システムを利用する時点で予め定められている。

0055

SC−FDEブロック構成部111aは、スタッフィング部112、TMCC挿入部113、及びユニークワード(UW)挿入部114を備えており、これら機能部の処理順は本例に限らず任意に組み合わせてもよい。

0056

SC−FDEブロック構成部111aは、図3に示すように、スタッフィング部112により、1SC−FDEブロック内でSシンボルのスタッフィング領域を確保し、TMCC挿入部113により、シンボル数NTMCCのTMCC信号のシンボル(TMCCシンボル)を割り当て、ユニークワード(UW)挿入部114により、1SC−FDEブロックの前後(先頭及び末尾)にUWを割り当てる。

0057

TMCC挿入部113は、1SC−FDEブロックのデータ(DATA)部の変調方式、内符号の符号化率R、SC−FDEブロックのブロック番号、及びスーパーフレームのフレーム番号を少なくとも含むTMCC信号を、BPSK等によりマッピングした例えばNTMCC=32のTMCCシンボルとして構成し、Sシンボルのスタッフィング領域の直後に挿入する。尚、TMCC信号のシンボル数NTMCCは、32シンボルに限定する必要は無く、更にはTMCC信号に含まれる各情報も本例の情報のみに限定する必要はない。図4には32ビットのTMCC信号について例示している。

0058

ユニークワード(UW)挿入部114は、UWとしてFrank−Zadoff符号やChu符号等を用い、256シンボルを1SC−FDEブロックの前後(先頭及び末尾)に挿入する。

0059

1SC−FDEブロックのシンボル数は、“2NFFT+2NFFT×GI比”として定められ、1SC−FDEブロックの前後(先頭及び末尾)に割り当てられるUWのシンボル数も“2NFFT×GI比” として定められる。これにより、1SC−FDEブロックのペイロード部のシンボル数も、“2NFFT−2NFFT×GI比”として定められる。

0060

このように、ペイロード部の先頭にSシンボルのスタッフィング領域が確保され、続いてシンボル数NTMCCの割り当てられるため、データ(DATA)部は、Sシンボルのスタッフィング領域によって調整可能なシンボル数NDATA=“2NFFT−S−NTMCC−2NFFT×GI比”となる。即ち、データ部のシンボル数NDATAは、詳細に後述するが、ペイロード部のシンボル数(2NFFT−2NFFT×GI比)に対し、TMCC信号のシンボル数NTMCCを引いた値、2NFFT−2NFFT×GI比−NTMCCを越えない範囲となる。

0061

図1を参照するに、伝送フレーム構成部111を経て構成されたSC−FDEブロックは波形整形部115に出力される。

0062

波形整形部115には、2倍アップサンプリング及び帯域制限フィルタ処理を行い、デジタル直交変調部116に出力する。帯域制限フィルタとしては、ルートロールオフフィルタ通常用いられる。

0063

デジタル直交変調部116は、波形整形部115による波形成形後、直交変調処理、及びアパーチャ補正処理を行い、アパーチャ補正後デジタル信号デジタルアナログ(DA)変換部117に出力する。

0064

デジタル・アナログ(DA)変換部117は、アパーチャ補正後のデジタル信号をアナログ信号に変換し、周波数変換部118に出力する。

0065

周波数変換部118は、入力されたアナログ信号の周波数を無線周波数に周波数変換し、電力増幅部119に出力する。

0066

電力増幅部119は、規定の電力になるよう入力された無線周波数を増力し、送信アンテナ120からシングルキャリアの無線周波数(RF)信号を外部に送信する。

0067

(伝送フレーム構成方法)
ここで、図7を参照しながら、図5を基に、伝送フレーム構成部111による伝送フレーム構成方法の一例について詳細に説明する。図5は、本実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおける伝送フレーム構成部111による伝送フレーム構成方法として、そのスーパーフレームの構成処理を示すフローチャートである。また、図7は、本実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおけるスーパーフレームと、SC−FDEブロック、SC−FDEフレーム、TSパケット及びデータフレームとの関係を示す図である。

0068

伝送フレーム構成部111は、1スーパーフレームを構成するSC−FDEのフレーム数NFを予め定められた値で設定する(ステップS1)。

0069

続いて、伝送フレーム構成部111は、1SC−FDEフレームを構成するSC−FDEブロック数NBを予め定められた値で設定する(ステップS2)。

0070

続いて、伝送フレーム構成部111は、予め定められたFFTポイント数2NFFT及びGI比で規定される1SC−FDEブロックのシンボル数を設定する(ステップS3)。

0071

続いて、伝送フレーム構成部111は、SC−FDEブロック構成部111aを機能させ、図3を参照して説明したように、スタッフィング部112により、1SC−FDEブロックのペイロード部内にスタッフィング領域のシンボルSを確保する(ステップS4)。

0072

続いて、伝送フレーム構成部111は、図3を参照して説明したように、1SC−FDEブロックのペイロード部内におけるスタッフィング領域の後段に、TMCCシンボルを挿入する(ステップS5)。

0073

続いて、伝送フレーム構成部111は、1SC−FDEブロックのペイロード部内にTSパケットのデータを割り当てる(ステップS6)。このTSパケットのデータの割り当てに関する処理は、図6を参照して後述するが、1データフレームが8個のTSパケットで構成されているため、1スーパーフレームで割り当てられるデータフレーム数を整数個とするよう決定することで、1スーパーフレームで割り当てられるTSパケットが8の整数倍となるようにする。そして、当該決定したデータフレーム数でTSパケットのシンボルが1スーパーフレーム内の各SC−FDEブロックに割り当てられる際に、各SC−FDEブロックに対し最大割り当てとなるデータ部のシンボル数NDATAが決定されて、スタッフィング領域のシンボル数Sが調整される。

0074

続いて、伝送フレーム構成部111は、図3を参照して説明したように、1SC−FDEブロックのペイロードの前後にUWを挿入する(ステップS7)。

0075

これにより、図7に示すように、最上位の第1階層(L1)ではSC−FDEフレームのフレーム数NFの1スーパーフレーム(図示する「SC−FDEスーパーフレーム」)、第2階層(L2)ではSC−FDEブロックのブロック数NBのSC−FDEフレーム、第3階層(L3)ではSC−FDEブロック、第4階層(L4)ではデータフレーム、第5階層(L5)ではTSパケット、の5階層構造の伝送フレーム(スーパーフレーム)が構成される。特に、1伝送フレーム(スーパーフレーム)あたりのTSパケット、及びデータフレームの数を整数個とし、尚且つ最小限のスタッフィング領域で最も伝送効率が高くなる伝送フレームが構成される。

0076

そこで、図6を参照して、伝送フレーム構成部111におけるTSパケットの割り当て処理を説明する。図6は、このスーパーフレームの構成処理に関するTSパケットの割り当て処理を示すフローチャートである。

0077

伝送フレーム構成部111は、1データフレームが8個のTSパケットで構成されているため、1スーパーフレームで割り当てられるデータフレーム数を整数個とするよう決定することで、1スーパーフレームで割り当てられるTSパケットが8の整数倍となるようにする(ステップS61)。

0078

続いて、伝送フレーム構成部111は、1スーパーフレームで割り当てられる当該決定したデータフレーム数でTSパケットのシンボルが1スーパーフレーム内の各SC−FDEブロックに割り当てられる際に、各SC−FDEブロックに対し最大割り当てとなるデータ部のシンボル数NDATAを決定する(ステップS62)。

0079

続いて、伝送フレーム構成部111は、各SC−FDEブロックのデータ部のシンボル数NDATAにTSパケットのシンボルを挿入する際に、各SC−FDEブロックに割り当てられているスタッフィング領域のシンボル数Sについて必要であるか否かを判定する(ステップS63)。

0080

そして、伝送フレーム構成部111は、スタッフィング領域のシンボル数Sが不要であれば(ステップS63:No)、事前に確保していたスタッフィング領域を除去し(ステップS65)、スタッフィング領域のシンボル数Sが必要であれば(ステップS63:Yes)、各SC−FDE部ロックにおけるスタッフィング領域のシンボル数Sを最終的に決定し、Nullを挿入する(ステップS64)。

0081

最終的に、伝送フレーム構成部111は、1スーパーフレーム内の各SC−FDEブロックに、TSパケットのシンボルを順次割り当てる(ステップS66)。

0082

定量的に説明すると、図3を参照して上述したが、SC−FDEブロック内のデータ領域のシンボル数NDATAは、式(1)に示すように、ペイロード部のシンボル数(2NFFT−2NFFT×GI比)に対し、伝送制御で必要なTMCCのシンボル数NTMCCを引いた値、2NFFT−2NFFT×GI比−NTMCCを越えない範囲となる。

0083

2NFFT−2NFFT×GI比−NTMCC ≧ NDATA (1)

0084

尚、マッピング部110によりマッピングされるTSパケットのシンボル数(データシンボル数)は、内符号の符号化率Rや変調方式の変調多値数によって異なるため、符号化率Rや変調方式の変調多値数を考慮して、伝送する際のSC−FDEブロック内のデータ領域のシンボル数NDATAを決定する必要がある。

0085

また、1SC−FDEフレーム内のブロック数をNB、1スーパーフレーム内のSC−FDEフレーム数をNFとすると、これらのNB、NFの値についても考慮して、伝送する際のSC−FDEブロック内のデータ領域のシンボル数NDATAを決定する必要がある。

0086

そこで、まず、誤り訂正に用いる内符号の複数の符号化率Rについて、既約分数表現した符号化率の分母最小公倍数NLCMとする。即ち、符号化率Rを1(符号化なし),1/2,2/3,3/4,5/6としたとき、NLCM=12である。また、当該データシンボルの変調方式の変調多値数を2M(Mは正の整数)とする。

0087

そして、1データフレームが8個のTSパケットで構成されているため、1スーパーフレームで割り当てられるデータフレーム数を整数個とするよう決定することで、kを正の整数として、1スーパーフレームで割り当てられる204バイトのTSパケットが8の整数倍(8×k)となるようにすると、式(2)が成り立つ。尚、式(2)の右辺の(1/8)はビット単位をバイト単位として、式(2)の左辺と合わせるための係数である。

0088

204×8×k = NDATA×M×R×(1/8)×NB×NF (2)

0089

上記の式(1)及び式(2)を満たすデータシンボル数NDATAとすることで、1スーパーフレームあたりのデータフレーム数及びTSパケット数を整数個とすることができる。

0090

ただし、単に上記の式(1)及び式(2)を満たすのみでは、必ずしも伝送効率として好ましい状態とはならない場合も含まれる。このため、1スーパーフレームで割り当てられる当該決定したデータフレーム数でTSパケットのシンボルが1スーパーフレーム内の各SC−FDEブロックに割り当てられる際に、各SC−FDEブロックに対し最大割り当てとなるデータ部のシンボル数NDATAを決定する。

0091

即ち、上記の式(1)及び式(2)を満たし、尚且つスタッフィング領域のシンボル数Sを最小化するようにして伝送可能な情報量を最大とするために、NB=204×k’、NF=8×k''として、式(3)を満たす最大のn(nは正の整数)を決定する。ここで、符号化率Rや変調方式の変調多値数を考慮して、k’は正の整数、1/2,1/4のうちのいずれかとする。また、k''は正の整数、1/2、1/4、1/8のいずれかとする。

0092

2NFFT−2NFFT×GI比−NTMCC ≧ NDATA
NDATA=8×NLCM÷k’÷k''×n (3)

0093

式(3)を満たす最大のnを設定することで、1スーパーフレームあたりのTSパケット、及びデータフレームの数を整数個とすることが可能となり、尚且つスタッフィング領域のシンボル数Sを最小化するようにしており、伝送可能な情報量が最大となる。また、2NFFT−2NFFT×GI比−NTMCCとNDATAとの差分となるスタッフィング領域のシンボル数Sについては、TMCCシンボルの前段にそのSシンボル分のNULLを挿入することで、スタッフィング領域より前段のUWに対する前ゴーストの影響を軽減することが可能となる。

0094

例えば、NLCM=12、k’=4、k''=1として、本実施形態のように、FFTポイント数2NFFT=2048、GI比1/8、TMCC信号のシンボル数NTMCC=32、SC−FDEフレーム内のSC−FDEブロック数NB=816=204×4、1スーパーフレーム内のSC−FDEフレーム数NF=8=8×1、内符号の符号化率Rを1/2、2/3、3/4、5/6、(1:内符号の符号化なし)、変調多値数2Mの次数M=1〜5とすると、
2048−2048×1/8−32 ≧ 8×12÷4÷1×n
1760 ≧ 24×n
となり、n=73の時、NDATA=1752、S=8となる。

0095

本例のように、最大のNDATAが1752シンボルとなることから、S=8が割り当てられるが、データ部に割り当てるデータシンボル数や、FFTポイント数2NFFT、GI比、TMCC信号のシンボル数NTMCCの値によって可変であり、スタッフィング領域のシンボル数S=0とすることもできる。

0096

尚、上述した実施形態の例では、図5及び図6動作フローに基づき、伝送フレーム構成部111によって逐次決定する例を説明したが、本実施形態の無線伝送システムの利用時点で伝送フレーム(スーパーフレーム)を構成するのに必要な全てのパラメータが事前に分かっているときは、予め設定テーブルを用意しておき、伝送フレーム構成部111によって当該設定テーブルに基づいて伝送フレーム(スーパーフレーム)を構成することもできる。

0097

例えば、このような設定テーブルの例を図8に示している。図8(a),(b),(c)は、それぞれ本実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおけるスーパーフレームに関する典型的な設定例を示す図である。

0098

図8(a),(b),(c)では、便宜上、1スーパーフレームあたりの“SC−FDEブロック数”、“SC−FDEフレーム数”、“FFTポイント数”、“GI比”、“データシンボル数”、及び“スタッフィングシンボル数”の順に、その組み合わせをまとめており、データ部に割り当てるデータシンボル数や、FFTポイント数2NFFT、GI比、TMCC信号のシンボル数NTMCCの値等のパラメータによって可変であることを示しているが、これらのパラメータに応じたいずれの組み合わせにおいても、1スーパーフレームあたりのTSパケット、及びデータフレームの数を整数個とすることが可能となり、尚且つスタッフィング領域のシンボル数Sを最小化するようにしており、伝送可能な情報量が最大となる。従って、本実施形態によれば、1スーパーフレームを、TSパケットの数、及びデータフレームの数を整数個とし、尚且つ伝送パラメータ(ここでは、FFTサイズ、GI比及び符号化処理)で変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となるよう構成するため、伝送効率の優れた伝送が可能となる。

0099

(受信装置)
図9は、本発明による一実施形態のシングルキャリア方式の無線伝送システムにおける受信装置200の概略構成を示すブロック図である。尚、図9に示す受信装置200は、受信ブランチ数を1とする例である。

0100

受信装置200は、受信アンテナ201、周波数変換部202、アナログ・デジタル(AD)変換部203、デジタル直交復調部204、帯域制限フィルタ部205、ブロック同期部206、自動周波数制御部207、フーリエ変換部208、チャネル推定部209、周波数領域等化部210、逆フーリエ変換部211、スタッフィング除去部212、TMCC復号部213、ビット尤度計算部214、時間デインタリーブ部215、ビットデインタリーブ部216、ビタビ復号部217、伝送フレーム同期部218、バイトデインタリーブ部218a、リードソロモン復号部219、エネルギー逆拡散部220、フレーム同期部221、及びDVB−ASI出力インタフェース部222を備える。

0101

受信装置200は、受信アンテナ201を介して、送信装置100からシングルキャリア方式のRF信号を受信すると、周波数変換部202は、RF信号の無線周波数を中間周波数(IF)に周波数変換し、そのIF信号AD変換部203に出力する。

0102

アナログ・デジタル(AD)変換部203は、入力されたアナログIF信号デジタルIF信号へ変換し、デジタル直交復調部204へ出力する。

0103

デジタル直交復調部204は、デジタルIF信号と自動周波数制御部207からの補正情報を基に、複素ベースバンド信号を生成、周波数ずれ補正し、周波数補正後の複素ベースバンド信号を帯域制限フィルタ部205に出力する。

0104

帯域制限フィルタ部205は、デジタル直交復調部204から複素ベースバンド信号を入力し、フィルタ処理により帯域制限を行い、帯域制限した複素ベースバンド信号をブロック同期部206に出力する。帯域制限フィルタとしては、ルートロールオフ特性を有するフィルタが通常用いられる。

0105

ブロック同期部206は、帯域制限フィルタ部205から帯域制限された複素ベースバンド信号を入力し、SC−FDEブロックの同期タイミングを検出し、UWの部分(256シンボル)と、その後のスタッフィング領域のシンボル、TMCCシンボル、データシンボル、UWの部分(2048シンボル)とをシンボル速度の2倍速にて抽出する。また、ブロック同期部206は、自動周波数制御のために位相差情報を生成する。

0106

自動周波数制御部207は、ブロック同期部206から位相差情報を入力し、位相差情報から周波数ずれを補正するための情報を生成し、生成した補正情報をデジタル直交復調部204に出力する。

0107

フーリエ変換部208は、ブロック同期部206で抽出した2×2048シンボルのスタッフィング領域のシンボル、TMCCシンボル、データシンボル、UWの部分に対してフーリエ変換を行い、周波数領域の信号に変換し周波数領域等化部210へ出力する。

0108

チャネル推定部209は、ブロック同期部206で抽出した2×256シンボルのUWの部分に対してフーリエ変換を行い、周波数領域の信号に変換し、既知の周波数領域に変換されたUWを参照信号として用いてチャネル推定を行う。チャネル推定によって得られた伝搬路情報は周波数領域等化部210へ出力される。

0109

周波数領域等化部210は、スタッフィング領域のシンボル、TMCCシンボル、データシンボル、UWの周波数領域の信号と周波数領域の伝搬路情報が入力され、周波数領域での等化処理が行われる。周波数領域で等化されたスタッフィング領域のシンボル、TMCCシンボル、データシンボル、UWの周波数領域の信号は、逆フーリエ変換部211へ出力される。

0110

逆フーリエ変換部211は、入力された周波数領域のスタッフィング領域のシンボル、TMCCシンボル、データシンボル、UWの信号に対して、逆フーリエ変換を行い、時間領域の信号をスタッフィング除去部212へ出力する。

0111

スタッフィング除去部212は、8シンボルのスタッフィングシンボルとUWを除去した後の、TMCCシンボル、及びデータシンボルからなる信号をTMCC復号部213へ出力する。

0112

TMCC復号部213は、TMCCシンボルに該当する信号に対し、シンボル判定を行い、所定のTMCCのシンボル配置に基づいて復号し、TMCC信号を復元してフレーム番号、変調方式等の情報を得る。更に、TMCC復号部213は、TMCCシンボルを除いた、データシンボルを後段のビット尤度計算部214へ出力する。

0113

ビット尤度計算部214は、変調方式に応じたマッピングルールに基づき、各シンボルにおける各ビットの尤度理想的な信号点配置受信信号との2乗ユークリッド距離から求め、得られたビット尤度を時間デインタリーブ部215へ出力する。

0114

時間デインタリーブ部215は、送信装置100の時間インタリーブ部109の時間インタリーブ回路の対となるデインタリーブ回路により、入力されたビット尤度の時間デインタリーブを行い、ビットデインタリーブ部216へ出力する。

0115

ビットデインタリーブ部216は、送信装置100のビットインタリーブ部108のビットインタリーブ回路の対となるデインタリーブ回路により、入力されたビット尤度のビットデインタリーブを行い、ビタビ復号部217へ出力する。

0116

ビタビ復号部217は、入力されたビットデインタリーブ後のビット尤度を用いて、硬判定または軟判定によるビタビ復号を行い、そのビタビ復号による誤り訂正後の0又は1のビット系列をバイトデインタリーブ部218へ出力する。

0117

伝送フレーム同期部218は、スーパーフレームの同期を確立し、バイトデインタリーブ部218aの処理(及びこれ以降の処理)によるデータフレーム構造の先頭位置を特定する。即ち、送信装置100側でTSパケットの数、及びデータフレームの数が整数個となるよう1スーパーフレームを構成して伝送されているため、データフレーム毎に同期確立して改めてフレームを再構成する必要が無くなる。また、既に復号したTMCC信号は、SC−FDEブロック内に必ず割り当てられているため、その内符号の符号化率R、SC−FDEブロックのブロック番号、及びスーパーフレームのフレーム番号も直ちに把握することができる。このように、本実施形態によれば、伝送される1スーパーフレームが、TSパケットの数、及びデータフレームの数を整数個とし、尚且つ伝送パラメータ(ここでは、FFTサイズ、GI比及び符号化処理)で変動する信号伝送量に対し最大伝送効率となるよう構成されているため、受信側の処理効率が優れたものとなる。

0118

バイトデインタリーブ部218aは、スーパーフレームの同期位置との関係から求まるデータフレームの同期位置を基準に、入力されたビット系列をバイト単位の系列に変換し、送信装置100のバイトインタリーブ部105のバイトインタリーブ回路と対になるデインタリーブ回路により、バイトデインタリーブを行い、リードソロモン復号部219へ出力する。

0119

リードソロモン復号部219は、入力されたバイト単位のデータ系列に対し、リードソロモン復号による誤り訂正復号を行い、その誤り訂正後の信号を、エネルギー逆拡散部220へ出力する。

0120

エネルギー逆拡散部220は、送信装置100のエネルギー拡散部103で行ったエネルギー拡散処理に対応するエネルギー逆拡散処理を行い、フレーム同期部221へ出力する。

0121

フレーム同期部221は、入力されたデータフレームの先頭のB8hを47hに戻し、TSパケットの再構成を行い、DVB−ASI出力インタフェース部222へ出力する。

0122

DVB−ASI出力インタフェース部222は、204バイトのTS信号をDVB−ASI信号に変換して出力する。

0123

以上のように、本実施形態の無線伝送システムにおける送信装置100及び受信装置200によれば、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式で構成しながら、TSパケットの数、及びデータフレームの数が整数個となるよう1スーパーフレームを構成して伝送可能となる。例えば外符号がリードソロモン(204,188)符号の場合に、SC−FDEブロック内のデータシンボル数を適切に選択挿入することができる。このため、1スーパーフレームの同期からTSパケットやデータフレームの同期も行うことが可能となり、受信側の処理負担を軽減し、その処理効率を向上させることができる。

0124

また、本実施形態の無線伝送システムにおける送信装置100及び受信装置200によれば、1SC−FDEブロック内に制御信号(TMCC信号)が挿入されるため、1SC−FDEブロックの相対配置関係を直ちに把握することができる。

0125

また、本実施形態の無線伝送システムにおける送信装置100及び受信装置200によれば、1SC−FDEブロック内のペイロード部に伝送効率のよい態様でスタッフィング領域を設けることで、同期捕捉と伝送効率の観点からバランスのよい伝送フレーム(スーパーフレーム)を構成することができる。

0126

また、本実施形態の無線伝送システムにおける送信装置100及び受信装置200によれば、1SC−FDEブロックの先頭(前段)に位置するUWと挿入される制御信号(TMCC信号)との間に当該スタッフィング領域(NULL値が挿入される領域)を設けることで、当該前段のUWに対する前ゴーストの影響を低減することができ、伝送エラーに対する耐性を向上させることができる。

0127

以上、特定の実施形態の例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態の例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、ダイバーシチ合成処理を行うシングルキャリア方式の送信装置及び受信装置にも適用可能である。

0128

本発明によれば、周波数領域でのチャネル等化を可能とするシングルキャリア方式の無線伝送システムにおいて、TSパケットの数、及びデータフレームの数が整数個となるよう1スーパーフレームを構成して伝送可能となり、受信側の処理負担を軽減し、その処理効率を向上させることができるので、シングルキャリア方式の放送又は通信等の無線伝送システムに有用である。

0129

100シングルキャリア方式の送信装置
101 DVB−ASI入力インタフェース部
102フレーム同期部
103エネルギー拡散部
104リードソロモン符号化部
105バイトインタリーブ部
106畳込み符号化部
107遅延補正部
108ビットインタリーブ部
109時間インタリーブ部
110マッピング部
111伝送フレーム構成部
111a SC−FDEブロック構成部
112スタッフィング部
113 TMCC挿入部
114ユニークワード(UW)挿入部
115波形整形部
116デジタル直交変調部
117デジタル・アナログ(DA)変換部
118周波数変換部
119電力増幅部
120送信アンテナ
200 シングルキャリア方式の受信装置
201受信アンテナ
202 周波数変換部
203 アナログ・デジタル(AD)変換部
204 デジタル直交復調部
205帯域制限フィルタ部
206ブロック同期部
207自動周波数制御部
208フーリエ変換部
209チャネル推定部
210周波数領域等化部
211逆フーリエ変換部
212 スタッフィング除去部
213 TMCC復号部
214ビット尤度計算部
215 時間デインタリーブ部
216ビットデインタリーブ部
217ビタビ復号部
218 伝送フレーム同期部
218aバイトデインタリーブ部
219リードソロモン復号部
220エネルギー逆拡散部
221 フレーム同期部
222 DVB−ASI出力インタフェース部

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社NTTドコモの「 ユーザ端末及び無線通信方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題・解決手段】ビーム回復手順の実施が想定される場合に、RLMを適切に制御すること。本発明の一態様に係るユーザ端末は、仮想の下り制御チャネルに関する情報を受信する受信部と、前記情報に基づいて、下り制... 詳細

  • 株式会社NTTドコモの「 ユーザ端末及び無線通信方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題・解決手段】同期信号ブロックを利用する無線通信システムにおいて制御チャネルの設定領域の情報を適切に通知するために、本発明のユーザ端末の一態様は、制御リソースセットの構成を示す所定ビット情報を含む... 詳細

  • 株式会社NTTドコモの「 端末、無線通信方法及び基地局」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題・解決手段】マルチキャリア波形を有するUL信号を適切に送信するために、ユーザ端末は、連続する周波数リソースにわたるマルチキャリア波形を有する上り信号を、上り共有チャネルを用いて送信する送信部と、... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ