JP2012049734A - 送信装置及び受信装置 - Google Patents

Abstract

【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ビットインターリーバの読み出し方向の切り替えを行う送信装置及びその受信装置を提供する。
【解決手段】送信装置１００は、主信号に対してＬＤＰＣ符号化を施すＬＤＰＣ符号化器１０１と、ＬＤＰＣ符号化ビット列に対して、受信状態に応じて、順方向読出しを行う機能と、逆方向読出しを行う機能とを切り替え可能な両方向切替型ビットインターリーバ１０４とを備える。受信装置４００は、主信号に対して、ビットインターリーブの変調次数に応じた列数で順方向書込み又は逆方向書き込みの切り替えを行う両方向切替型ビットデインターリーバ４０６と、ビットインターリーブの変調次数に応じた列数で順次読出しを行うことによりビットデインターリーブを施す読出し用ビットデインターリーバ４０７と、ＬＤＰＣ復号を施すＬＤＰＣ復号器４０８とを備える。
【選択図】図６

Description

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該当し、特にビットインターリーバを備える送信装置及び受信装置に関する。

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。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。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。

さらに、衛星伝送路における伝送劣化の一要因として、同一周波数帯域幅において、複数の変調信号を同時に受信することによって生じる同一チャンネル干渉が挙げられる。衛星伝送路における同一チャンネル干渉の事例としては、複数の衛星が同一周波数帯域幅を共用しており、異なる変調方式よって変調された複数の信号が特定の受信点において同時に受信されてしまい、希望波（被干渉信号）が、妨害波（与干渉信号）によって、白色雑音とはことなる信号遷移を与え、伝送劣化を引き起こすことが挙げられる。

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機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事が可能である。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） 。

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。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。

R. G Gallager, "Low Density Parity Check Codes," in Research Monograph series Cambridge, MIT Press, 1963

しかしながら、上記ＬＤＰＣ符号等強力な誤り訂正符号は白色雑音に対する訂正能力は優れているものの、衛星伝送路固有の歪や同一チャンネル干渉といった白色雑音以外の伝送路歪に起因する信号劣化に対する訂正能力は十分ではない。衛星伝送路固有の歪に対する伝送性能改善対策としては、通常、波形等化といった伝送路固有の歪を打ち消す処理が送信側や受信側で行われる。これらは、主に衛星伝送路固有の伝達関数を取得し、その逆特性を事前的および事後的に信号に加えることで、歪を劣化する手法である。

しかし、衛星打ち上げ状況や周波数利用状況は不確定要素が強く、また、どのような干渉信号が希望波に加わるかは事前に予想することが難しい。よって、固有の伝送路歪として同一チャンネル干渉を特定することは非常に困難である。同一チャンネル干渉の一例として、被干渉信号:Ｃを８ＰＳＫ、与干渉信号:Ｉを８ＰＳＫとし、Ｃ／Ｉ＝８ｄＢ，Ｃ／Ｎ＝３０ｄＢの状況下で両者が同時に受信された場合のコンスタレーションを図１に示す。

Ｃは被干渉信号の電力、Iは与干渉信号の電力、Ｎは白色雑音電力を表す。Ｃ／Ｉは“被干渉信号電力”対“与干渉信号電力”比を表す。図１から、上記例による同一チャンネル干渉下では、被干渉信号は与干渉信号により信号遷移を受け、通常８ポイントの遷移点である８ＰＳＫが与干渉信号に応じて６４ポイントの遷移を受けることになる。

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、「高度衛星放送方式」と称する）では、ＬＤＰＣ符号の白色雑音下での性能改善手法として、８ＰＳＫ以上の高次変調方式において、ＬＤＰＣ符号化部と変調マッパーとの間にビットインターリーバを挿入している（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）。

図２に高度衛星放送方式におけるビットインターリーバの一例として、８ＰＳＫ符号化率３／４の例を示す。ビットインターリーバ１０は、ＬＤＰＣ符号化されたビット列を縦方向に書き出し（図示２０）、横方向（順方向）に読み出す（図示３０）ことで、ＬＤＰＣ符号の列重みの多いビット列を、強制的にグレイコードマッピング内の最上位ビット（ＭＳＢ）及び最下位ビット（ＬＳＢ）に割り当てることが可能となる。

高度衛星デジタル放送方式では、「符号化率ごと」に白色雑音下で最も性能が良くなるような読出し方向が選ばれている。例えば、８ＰＳＫ符号化率３／４の場合、インターリーバから昇順にビットを読み出す“順方向読出し”が選ばれている。

しかしながら、図１にあるように被干渉信号に対し大きな与干渉信号が加わる低Ｃ／Ｉ時には、Ｉレベルに応じて変調信号が遷移するため、グレイコードマッピング内のＭＢＳ及びＬＳＢのビットエラー耐性の違いが、白色雑音の場合に比べ大きくなり、白色雑音下で最適であった読出し方向が、低Ｃ／Ｉ環境では異なる可能性がある。

そこで、本発明の目的は、上述の問題に鑑みて為されたものであり、ビットインターリーバの読み出し方向の切り替えを行う送信装置及びその受信装置を提供することにある。

本発明は、同一周波数帯域内において複数の変調信号を同時に受信する同一チャンネル干渉下において、異なる列重みを有するＬＤＰＣ符号と変調シンボルマッパーの間にビットインターリーバを挿入し、ビットインターリーバの読み出し方向を変えて変調マッピングを行うことで、変調マッピングビット間のビットエラー耐性を変更し、同一チャンネル干渉下での伝送性能改善を可能とするものである。

本発明では、同一チャンネル干渉を想定した低Ｃ／Ｉ環境下でも、伝送性能を向上するための手法として、ビットインターリーバの読出し方向の影響について着目した。高度衛星デジタル放送方式における従来の読出し方法の基準は、白色雑音下で最適性能を得る読出し方法を選ぶことであった。一例として、８ＰＳＫ符号化率３／４の場合、読出し方法として順方向読出しが選ばれている。これは、グレイコード８ＰＳＫの場合、３ビットマッピングのうち、最上位ビットであるＭＳＢが最もビットエラー耐性が弱く、第２ビットおよび最下位ビットであるＬＳＢが最もビットエラー耐性が強いことに着目しているためであり、ビットエラー耐性の弱いＭＳＢに、異なる列重みを持つＬＤＰＣ符号の列重みが多いビット列を割り当てることで白色雑音下での性能を補っている。

図３に無符号化グレイコード８ＰＳＫのビットマッピング位置毎に求めたＣ／Ｎ対ビット誤り率特性を示す。図３からも第１ビット（ＭＳＢ）が第２ビット及び第３ビット（ＬＳＢ）に対して性能が劣っていることがわかる。一方、図４に無符号化８ＰＳＫに対して与干渉信号として無符号化８ＰＳＫをＣ／Ｉ＝１０ｄＢで重畳した状態で求めたＣ／Ｎ対ビット誤り率特性を示す。図３及び図４のビット誤り率０．１〜０．０１付近に着目すると、同一チャンネル干渉状態では、ＭＳＢとＬＳＢの特性差が大きくなっていることがわかる。よって、同一チャンネル干渉下でかつＣ／Ｉレベルが小さい与干渉信号の影響が大きい状況では、上記特性差を積極的に活用したインターリーバの読出し方向がより大きな性能改善を示すことが期待できることが分かった。

そこで、本発明では、同一チャンネル干渉下での伝送性能改善を可能とするために、読出し方向を従来と逆の方向にする。これにより、ＬＤＰＣ符号の列重みの多いビットを、ビットエラー耐性の強いＬＳＢに割り当てることが可能となり、低Ｃ／Ｉ環境での性能改善が期待できる。また、上記干渉状態は時々刻々と変化するため、受信状態によってインターリーブの向きは切り替えられるように構成する。本発明の送信装置は、特定の受信装置から得られた「インターリーバ読出し変更フラグ」に基づいて、読出し方向を示す情報を高度衛星デジタル放送方式で利用可能なＴＭＣＣ信号の拡張領域（又は空き領域）に追加して伝送し、本発明の受信装置は、ＴＭＣＣ信号から得られるビットインターリーバの読出し方向情報（又はビットデインターリーバの書込み方向情報）に基づいてデインターリーバの書き込みの切り替えを行うよう構成される。

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ビットインターリーバの読み出し方向の切り替えを行う送信装置であって、所定スロット内に複数の異なる列重みを有するように主信号に対してＬＤＰＣ符号化を施すＬＤＰＣ符号化器と、前記ＬＤＰＣ符号化ビット列に対して、当該スロット長／変調次数からなるビット長を縦方向の行、及び、変調次数Ｍのサイズを横方向の列とした２次元ビットインターリーバを構成し、当該縦方向への前記ビット長の書込みを当該横方向へＭ回行い、続いて、当該横方向からのＭビットの読出しを当該縦方向へ前記ビット長に対応する回数分行うビットインターリーブを施す際に、受信状態に応じて、当該スロットのＭＳＢからＬＳＢに向かって先頭行から順次読み出す順方向読出しを行う機能と、当該スロットのＬＳＢからＭＳＢに向かって最終行から順次読み出す逆方向読出しを行う機能とを切り替え可能な両方向切替型ビットインターリーバと、前記ビットインターリーブを施したＬＤＰＣ符号化ビット列を、当該Ｍ次変調に従う複素シンボル列にマッピングする変調シンボルマッパーと、前記順方向読出し及び前記逆方向読出しのいずれの読出し順でビットインターリーブを施しているかを示す情報を含むＴＭＣＣ信号と、前記ビットインターリーブを施した主信号の複素シンボル列を伝送フレームとして構成して、当該Ｍ次変調に従う直交変調を施す直交変調部と、を備えることを特徴とする。

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ビットインターリーバの読み出し方向の切り替えを行う送信装置から放送波を受信する受信装置であって、当該Ｍ次変調に従う変調方式に従って当該放送波の主信号及びＴＭＣＣ信号を復調する直交復調部と、前記送信側のビットインターリーブの読出し方向を示す情報を格納するＴＭＣＣ信号を復号するＴＭＣＣ復号部と、前記送信側のビットインターリーブの読出し方向を示す情報に対応するように、前記主信号に対して、当該ビットインターリーブの変調次数に応じた列数で順方向書込み又は逆方向書き込みの切り替えを行う両方向切替型ビットデインターリーバと、当該ビットインターリーブの変調次数に応じた列数で順次読出しを行うことによりビットデインターリーブを施す読出し用ビットデインターリーバと、前記ビットデインターリーブを施したビット列に対して、ＬＤＰＣ復号を施すＬＤＰＣ復号器と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の受信装置において、復調した主信号の変調誤差比（ＭＥＲ）を評価するコンスタレーション・ＭＥＲ評価部と、前記ＬＤＰＣ復号を施す際に得られる受信信号の誤り率の情報（ＢＥＲ）と、前記変調誤差比（ＭＥＲ）に基づいて受信状態を判別し、送信側のビットインターリーブの読出し方向の変更を指示するインターリーバ読出し変更フラグを送信側に通知する読出し方向変更指示生成部と、をさらに備えることを特徴とする。

また、本発明の受信装置において、前記読出し方向変更指示生成部は、ＭＥＲの値が所定値以上であり、且つＢＥＲの値が所定値以下となる場合には、送信側のビットインターリーブの読出し方向の変更は不要と判断し、そうでなければ変更を要すると判断して、前記インターリーバ読出し変更フラグを生成することを特徴とする。

本発明によれば、複数の振幅レベルを有する多様な変調方式に対する同一チャンネル干渉下の伝送特性改善を図ることが可能となる。

従来技術における同一チャンネル干渉下での受信信号例（被干渉波：８ＰＳＫ,与干渉波：８ＰＳＫ）を示す図である。 従来技術における高度衛星デジタル放送方式８ＰＳＫ符号化率８９／１２０におけるビットインターリーバの動作を示す図である。 無符号化グレイコード８ＰＳＫ Ｃ／Ｎ対ビット誤り率特性を示す図である。 Ｃ／Ｉ＝１０ｄＢにおける無符号化グレイコード８ＰＳＫ Ｃ／Ｎ対ビット誤り率特性（与干渉波：８ＰＳＫ）を示す図である。 本発明による一実施例の送信装置及び受信装置の概略構成例である。 本発明による一実施例の送信装置及び受信装置のブロック図である。 本発明による一実施例の送信装置における両方向切替型ビットインターリーバの動作説明図である。 本発明による一実施例の受信装置における両方向切替型ビットデインターリーバの動作説明図である。 本発明による一実施例の送信装置及び受信装置の動作フロー図である。 本発明による一実施例の受信装置におけるインターリーバ読出し方向（順方向及び逆方向）別のＣ／Ｉ＝８ｄＢ ＬＤＰＣ符号化グレイコード８ＰＳＫ Ｃ／Ｎ対ビット誤り率特性を示す図である。

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。

図５は、本発明による一実施例の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、本実施例の送信装置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３００，４００に送信する。尚、伝送路歪みは送信側から伝送路を介して受信装置３００，４００へ経る過程においてのみ発生することを想定する。また、衛星伝送路上で生じる歪の一形態として、同一周波数帯域幅において複数の変調信号を同時に受信することによって生じる同一チャンネル干渉を想定する。実施形態例として被干渉信号として高度衛星デジタル放送方式のグレイコード８ＰＳＫ符号化率８９／１２０を、与干渉信号としてＰＮ信号で拡散された無符号化グレイコード８ＰＳＫを例に説明する。同一チャンネル干渉による信号劣化の影響は、図１のコンスタレーション及び図４のＣ／Ｎ対ビット誤り率特性に示したとおりである。

ここで、受信装置４００は、受信状態を評価して送信側ビットインターリーバの読み出し方向の変更の要否を判断し、変更要と判断する場合にはその旨を示す「インターリーバ読出し変更フラグ」を送信装置１００に送信する手段を有する点で、受信装置３００とは構成が相違する（詳細に後述する）。

図６は、本発明による一実施例の送信装置及び受信装置のブロック図である。送信装置１００は、主信号に対してＬＤＰＣ符号化を施すＬＤＰＣ符号化器１０１と、書込み用ビットインターリーバ１０２と、切替ＳＷ１０３−１，１０３−２と、両方向切替型ビットインターリーバ１０４と、ＴＭＣＣ信号生成・変調部１０５と、変調シンボルマッパー１０６と、伝送フレーム化・直交変調部１０７とを備える。また、受信装置４００は、送信装置１００から、伝送路２０１を介して放送波を受信するとともに、受信状態を評価して「ビットインターリーバの読み出し方向の変更指示」を送信装置１００に有線又は無線の任意の通信手段で送信することが可能な装置であり、直交復調部４０１と、対数尤度比計算部４０２と、ＴＭＣＣ復号部４０３と、コンスタレーション・ＭＥＲ評価部４０４と、切替ＳＷ４０５−１，４０５−２と、両方向切替型ビットデインターリーバ４０６と、読出し用ビットデインターリーバ４０７と、主信号に対してＬＤＰＣ復号を施すＬＤＰＣ復号器４０８と、読出し方向変更指示生成部４０９とを備える。尚、送信装置１００及び受信装置４００は、図６において、本発明に係る構成要素のみを示しているが、従来と同様の機能を排除することを意図したものではない。

〔送信装置〕
ＬＤＰＣ符号化器１０１は、主信号に対してＬＤＰＣ符号化を施す機能を有する。

書込み用ビットインターリーバ１０２は、ＬＤＰＣ符号化を施した所定符号長の主信号に対してビットインターリーブの変調次数（例えば、Ｍ次）に応じた列数で１スロット配列するメモリに書き込みを行う機能を有する。

切替ＳＷ１０３−１，１０３−２は、受信装置４００からの「インターリーバ読出し変更フラグ」に基づいて、両方向切替型ビットインターリーバ１０４におけるビットインターリーブの読出し方向の切り替えを行う機能を有する。

両方向切替型ビットインターリーバ１０４は、当該メモリに書き込まれた１スロットの左（ＭＳＢ）から右（ＬＳＢ）に向かって先頭行から順次読み出す順方向読出しを行う機能と、当該メモリに書き込まれた１スロットの右（ＬＳＢ）から左（ＭＳＢ）に向かって最終行から順次読み出す逆方向読出しを行う機能とを有し、各機能は、切替ＳＷ１０３−１，１０３−２によって切り替えられる。より具体的な例として、両方向切替型ビットインターリーバ１０４は、縦方向にビット長４４，８８０ ／Ｍ、横方向に変調次数Ｍのサイズを有する２次元ビットインターリーバを挿入し、縦方向への４４，８８０／Ｍビット書込みを横方向へＭ回行い、続いて、横方向からのＭビット読出しを縦方向へ４４，８８０／Ｍ回行うことで、変調シンボルマッパー１０６にＬＤＰＣ符号化ビット列を供給する。

ＴＭＣＣ信号生成・変調部１０５は、両方向切替型ビットインターリーバ１０４におけるビットインターリーブの読出し方向を示す情報をＴＭＣＣ信号の拡張領域（又は空き領域）に追加し、π／２シフトＢＰＳ変調を施す機能を有する。

変調シンボルマッパー１０６は、ビットインターリーブを施した主信号のデジタルビット列を、当該Ｍ次変調に従う複素シンボルの列にマッピングする機能を有する。

伝送フレーム化・直交変調部１０７は、π／２シフトＢＰＳ変調を施したＴＭＣＣ信号と、ビットインターリーブを施した主信号の複素シンボル列を時分割多重して伝送フレームを構成して、当該Ｍ次変調に従う直交変調を施し、放送波として外部に送出する機能を有する。

〔受信装置〕
直交復調部４０１は、送信装置１００から受信した放送波を当該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。

対数尤度比計算部４０２は、復調した主信号の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切替ＳＷ４０５−１に送出する機能と、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、所定のメモリ内に格納又は更新する機能を有する。尚、尤度テーブルは、予め定められたスロット長で変調方式や符号化率に応じて個別に生成し、変調方式及び符号化率の情報は、事前に検出したＴＭＣＣ信号内のＴＭＣＣ情報に従う信号（変調方式・符号化率選択信号と称する）から得られる。

ＴＭＣＣ復号部４０３は、主信号の復調及び復号に先立って復調されたＴＭＣＣ信号を復号する機能を有し、送信側のビットインターリーブの読出し方向を示す情報を抽出して切替ＳＷ４０５−１，４０５−２における切り替えを制御する機能を有する。

コンスタレーション・ＭＥＲ評価部４０４は、復調した主信号の変調誤差比（ＭＥＲ）を評価し、評価結果を読出し方向変更指示生成部４０９に送出する機能を有する。

切替ＳＷ４０５−１，４０５−２は、送信側のビットインターリーブの読出し方向を示す情報に従って、両方向切替型ビットデインターリーバ４０６におけるビットデインターリーブの書込み方向の切り替えを行う機能を有する。

両方向切替型ビットデインターリーバ４０６は、送信側のビットインターリーブの読出し方向を示す情報に対応するように、当該ビットインターリーブの変調次数（例えば、Ｍ次）に応じた列数で１スロット配列するメモリに順方向書込み又は逆方向書き込みを行う機能を有する。より具体的な例として、両方向切替型ビットデインターリーバ４０６は、送信側とは逆に、受信信号から得られた対数尤度比を横方向にＭ値書き込みを縦方向に４４，８８０／Ｍ回行い、続いて、縦方向からの４４，８８０／Ｍ値読出しをＭ回読み出すことで、送信側インターリーバと整合の取れたデータ読出しを可能とする。

読出し用ビットデインターリーバ４０７は、当該ビットインターリーブの変調次数（例えば、Ｍ次）に応じた列数で順次読出しを行うことによりビットデインターリーブを施す機能を有する。

ＬＤＰＣ復号器４０８は、主信号に対してＬＤＰＣ復号を施す機能を有し、特に、受信信号の誤り率の情報（ＢＥＲ）を読出し方向変更指示生成部４０９に送出する機能を有する。

読出し方向変更指示生成部４０９は、ＭＥＲの値が所定値以上（例えば、２５ｄＢ以上）であり、且つＢＥＲの値が所定値以下（例えば、２．００×１０^−４以下）となる場合には、送信側のビットインターリーブの読出し方向の変更は不要と判断し、そうでなければ変更を要すると判断して、送信側のビットインターリーブの読出し方向の変更を指示する「インターリーバ読出し変更フラグ」を有線又は無線の任意の通信方式で送信装置１００に送信する機能を有する。

尚、受信装置４００は、受信状態を監視してその情報を送信装置１００に送信するための装置として構成されているため、コンスタレーション・ＭＥＲ評価部４０４及び読出し方向変更指示生成部４０９を構成要素としている。したがって、受信状態を監視する必要がない受信装置３００は、コンスタレーション・ＭＥＲ評価部４０４及び読出し方向変更指示生成部４０９を構成要素とする必要がなく、ＴＭＣＣ復号した情報から両方向切替型ビットデインターリーバ４０６における順方向又は逆方向書込みを制御すればよい。

図７は、本発明による一実施例の送信装置における両方向切替型ビットインターリーバの動作説明図である。図８は、本発明による一実施例の受信装置における両方向切替型ビットデインターリーバの動作説明図である。図７を参照するに、両方向切替型ビットインターリーバ１０４は、順方向読出し（図示（a））及び逆方向読出し（図示(b)）の両方を備えるビットインターリーバであり、インターリーバ読出し変更フラグにより、書込み用ビットインターリーバ１０２から得られるビット列に対し、順方向読出し（図示（a））及び逆方向読出し（図示(b)）の変更を４４，８８０ビット長である伝送スロット単位で指示する。ビットインターリーバの仕様は、縦方向が４４，８８０ビット／Ｍ、横方向がＭビットの２次元インターリーバである。ここで、Ｍは変調次数を示す。８ＰＳＫの場合にはＭ＝３、１６ＡＰＳＫの場合にはＭ＝４、３２ＡＰＳＫの場合にはＭ＝５である。図８を参照しても分かるように、送受間で対応するように両方向切替型ビットインターリーバ１０４及び両方向切替型ビットデインターリーバ４０６は構成され、図７及び図８の“書込み”及び“読出し”の向きは、送受において、お互い整合が取れるような向きを選択するような構成になっている。

図７に示すインターリーバ読出しフラグから識別される“読出し方向”の情報をＴＭＣＣ信号に重畳し、主信号に先行して送信することで、送受両方でインターリーバの“読出し”及び“書き込み”方向を共有し、受信状態に応じてビットインターリーバの読出し方向が変更可能となり、特に同一チャンネル環境下の低Ｃ／Ｉにおける伝送性能を大きく改善することが可能となる。

図９は、本発明による一実施例の送信装置及び受信装置の動作フロー図である。図９は、送信装置１００及び受信装置４００が連携して行う動作例を説明するものである。まず、送信装置１００は、最初に使用する送信装置１００におけるインターリーバ読出し方向として初期読出し（順方向読出し又は逆方向読出し）を定義し、初期読出し方向に設定した上で主信号を生成する（ステップＳ１）。続いて、送信装置１００は、インターリーバ読出し変更フラグが「変更不要」（このフラグ値を「ＯＦＦ」と称する）を示す場合、上記ステップＳ１の読出し方向のまま、主信号を生成する（ステップＳ２）。続いて、送信装置１００は、初期設定に指定した読出し方向をＴＭＣＣ信号に記述し、主信号に先行するフレームで上記ＴＭＣＣ信号を伝送する（ステップＳ３）。

続いて、受信装置４００は、まず主信号に先行してＴＭＣＣ信号を復号し、ステップＳ３で重畳した読出し方向を後続する主信号復号へのインターリーバ書込み方向として用いる（ステップＳ４）。続いて、受信装置４００は、ステップＳ４で取得した書込み方向をデインターリーバに適用し、主信号を復号する（ステップＳ５）。続いて、受信装置４００は、受信信号のコンスタレーション、変調誤差比（ＭＥＲ：Modulation Error Ratio）及びビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）等の指標により、Ｃ／Ｉ干渉の有無を判断し、送信側へインターリーバ変更フラグにより「送信側でのインターリーバ読出しの変更の要否」を通知する。この通知手段は、送受信装置を同一場所に設置して有線による伝送や公衆通信網を利用した遠隔接続等が利用可能である。上記インターリーバ変更フラグは上記ステップＳ２にフィードバックされ、当該フラグが「変更要」（このフラグ値を「ＯＮ」と称する）を示す場合、伝送スロット単位でインターリーバ読出し方向の切り替えを行う。この場合も、主信号に先行してＴＭＣＣ信号に読出し方向を記述することで、受信側では送信側と整合の取れたデインターリーバの書込み方向を利用することが可能となる。

図１０は、本発明による一実施例の受信装置におけるインターリーバ読出し方向（順方向及び逆方向）別のＣ／Ｉ＝８ｄＢ ＬＤＰＣ符号化グレイコード８ＰＳＫ Ｃ／Ｎ対ビット誤り率特性を示す図であり、低Ｃ／Ｉ時において、読み出し方向を変更した場合の伝送性能の改善効果として、Ｃ／Ｉ＝８ｄＢ、ＬＤＰＣ符号化グレイコード８ＰＳＫ符号化率８９／１２０の読出し方向の違いによる伝送特性の計算機シミュレーション結果である。符号化率８９／１２０のＬＤＰＣ符号は、高度衛星放送方式で規定するＬＤＰＣ符号を利用した。図１０より、本発明が該当する逆方向読み出しの特性は、従来方式に対応する順方向読み出しの特性対してビット誤り率１０^−６点で約２．５ｄＢの特性改善が確認できる。本発明によれば、８ＰＳＫに限らず、複数の振幅レベルを有する多様な変調方式に対する波形等化後の伝送特性改善を図ることが可能である。

本発明によれば、複数の振幅レベルを有する多様な変調方式に対する同一チャンネル干渉下の伝送特性改善を図ることが可能となるので、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。

１００ 送信装置
１０１ ＬＤＰＣ符号化器
１０２ 書込み用ビットインターリーバ
１０３−１，１０３−２ 切替ＳＷ
１０４ 両方向切替型ビットインターリーバ
１０５ ＴＭＣＣ信号生成・変調部
１０６ 変調シンボルマッパー
１０７ 伝送フレーム化・直交変調部
２００ 衛星中継器
２０１ 伝送路
３００，４００ 受信装置
４０１ 直交復調部
４０２ 対数尤度比計算部
４０３ ＴＭＣＣ復号部
４０４ コンスタレーション・ＭＥＲ評価部
４０５−１，４０５−２ 切替ＳＷ
４０６ 両方向切替型ビットインターリーバ
４０７ 読出し用ビットデインターリーバ
４０８ ＬＤＰＣ復号器
４０９ 読出し方向変更指示生成部

Claims (4)

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ビットインターリーバの読み出し方向の切り替えを行う送信装置であって、
   所定スロット内に複数の異なる列重みを有するように主信号に対してＬＤＰＣ符号化を施すＬＤＰＣ符号化器と、
   前記ＬＤＰＣ符号化ビット列に対して、当該スロット長／変調次数からなるビット長を縦方向の行、及び、変調次数Ｍのサイズを横方向の列とした２次元ビットインターリーバを構成し、当該縦方向への前記ビット長の書込みを当該横方向へＭ回行い、続いて、当該横方向からのＭビットの読出しを当該縦方向へ前記ビット長に対応する回数分行うビットインターリーブを施す際に、受信状態に応じて、当該スロットのＭＳＢからＬＳＢに向かって先頭行から順次読み出す順方向読出しを行う機能と、当該スロットのＬＳＢからＭＳＢに向かって最終行から順次読み出す逆方向読出しを行う機能とを切り替え可能な両方向切替型ビットインターリーバと、
   前記ビットインターリーブを施したＬＤＰＣ符号化ビット列を、当該Ｍ次変調に従う複素シンボル列にマッピングする変調シンボルマッパーと、
   前記順方向読出し及び前記逆方向読出しのいずれの読出し順でビットインターリーブを施しているかを示す情報を含むＴＭＣＣ信号と、前記ビットインターリーブを施した主信号の複素シンボル列を伝送フレームとして構成して、当該Ｍ次変調に従う直交変調を施す直交変調部と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
2. 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ビットインターリーバの読み出し方向の切り替えを行う送信装置から放送波を受信する受信装置であって、
   当該Ｍ次変調に従う変調方式に従って当該放送波の主信号及びＴＭＣＣ信号を復調する直交復調部と、
   前記送信側のビットインターリーブの読出し方向を示す情報を格納するＴＭＣＣ信号を復号するＴＭＣＣ復号部と、
   前記送信側のビットインターリーブの読出し方向を示す情報に対応するように、前記主信号に対して、当該ビットインターリーブの変調次数に応じた列数で順方向書込み又は逆方向書き込みの切り替えを行う両方向切替型ビットデインターリーバと、
   当該ビットインターリーブの変調次数に応じた列数で順次読出しを行うことによりビットデインターリーブを施す読出し用ビットデインターリーバと、
   前記ビットデインターリーブを施したビット列に対して、ＬＤＰＣ復号を施すＬＤＰＣ復号器と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
3. 復調した主信号の変調誤差比（ＭＥＲ）を評価するコンスタレーション・ＭＥＲ評価部と、
   前記ＬＤＰＣ復号を施す際に得られる受信信号の誤り率の情報（ＢＥＲ）と、前記変調誤差比（ＭＥＲ）に基づいて受信状態を判別し、送信側のビットインターリーブの読出し方向の変更を指示するインターリーバ読出し変更フラグを送信側に通知する読出し方向変更指示生成部と、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の受信装置。
4. 前記読出し方向変更指示生成部は、ＭＥＲの値が所定値以上であり、且つＢＥＲの値が所定値以下となる場合には、送信側のビットインターリーブの読出し方向の変更は不要と判断し、そうでなければ変更を要すると判断して、前記インターリーバ読出し変更フラグを生成することを特徴とする、請求項３に記載の受信装置。