JP2000507063A - 受信機、ディインターリーブ手段および削減された時間ディインターリーブメモリ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、メトリックを記憶する削減時間ディインターリーブメモリが使用されるが、そのメモリの記憶容量を通常越えるであろうＤＡＢサービスの処理がなお可能なＤＡＢ受信機を提供する。このことはメトリックの記憶された信頼性ビットの数を変えることにより、必要とされる記憶容量に依存する、記憶されたメトリックの長さを変えることにより到達される。このようにして記憶容量と処理品質間のトレードオフがなされる。

Description

【発明の詳細な説明】 受信機、ディインターリーブ手段および削減 された時間ディインターリーブメモリ方法 この発明は、時間インターリーブデータビット(time interleaved data bit) のフレーム(frame)で変調されたＲＦ信号を受信する受信機であって、該受信機 が：ＲＦ信号から時間インターリーブデータビットのフレームを再生する手段(m eans for retrieving)と；各メトリック(metric)が再生データビットと該データ ビットの信頼性を示す各再生データビットと関連したいくらかの信頼性ビットと を有するその複数メトリックを再生データビットに対応して発生する手段と；記 憶手段の各記憶容量がフレーム当りのメトリック全数より少ない複数メトリック を記憶するその複数メトリック記憶手段を有するディインターリーブ手段とを具 備する受信機に関するものである。 この発明はまた、各フレームがデータビットと該データビットの信頼性を示す 各データビットに関連したいくらかの信頼性ビットとを含む複数メトリックを有 する、その複数フレームに配置されたディジタル信号をディインターリーブする ディインターリーブ回路配置であって、記憶手段の各記憶容量がフレーム当りの メトリック全数より少ない複数メトリックを記憶する、その複数メトリック記憶 手段を具えるディインターリーブ回路配置に関するものである。 この発明はさらにかかる方法に関するものである。 前述の受信機、ディインターリーブ回路配置およびかかる方法は文献ＷＯ９６ ／２０５３６より公知である。公知の受信機は受信ＲＦ信号からデータを再生す る手段を具え、これに受信データビットの信頼性を示すデータ信頼性ビットを加 える。結果としてのビットは次にディインターリーブされ、ディインターリーブ 目的用にこれらビットを１時的に記憶する記憶手段メモリが使用される。高品質 音声適用分野のデータはフレーム当りデータ容量のほんの一部を占めるのみであ るから、限定された記憶容量はかかる高品質音声適用分野および時には副次的な 適用分野をもまたディインターリーブするのに十分である。そ れ故低コストの記憶手段（ディインターリーブメモリとも称させられる）が前述 の諸適用分野のみが処理し得るような大きさとなされる。このことはディインタ ーリーブメモリの有用な記憶容量を越えない適用分野へのかかるディインターリ ーブメモリの使用を有効に制限する。フレーム当りの全データ容量の大部分を使 用するディジタル映像へのような適用は前述の公知の受信機では処理できない。 本発明の目的は、ディインターリーブ用メモリの過剰量を要求する適用分野を もなお処理できる削減されたディインターリーブ用容量を有する受信機を提供せ んとするものである。 この目的を達成するため、本発明に係る受信機は、メトリック当りの記憶信頼 性ビットの数とは逆に変化させることにより、記憶されるべきデータ量に依存す る記憶手段のメトリック記憶容量を変えるよう前記ディインターリーブ手段が配 置されることを特徴とするものである。 本発明はディインターリーブ用メモリおよびディインターリーブに続く処理で 信頼性ビットの一部（または全部）を記憶しないことにより、それら信頼性ビッ トにより正規に使用されるメモリのその部分が余分のメトリックを記憶できると いう認識に基づいている。ディインターリーブ用メモリで記憶される信頼性ビッ ト数を削減した結果、時間ディインターリーブに続く処理がより低い精度と品質 で実施されるだろう。本発明に係る方法を使用することにより：一方では限定さ れた記憶容量を要求する適用分野を高品質で；他方では各フレームのデータ容量 の大部分またはすべてを占有する従って大きな記憶容量を要求する適用分野を低 質で処理することができる。 このようにして復号品質を記憶容量とひきかえにすることが可能である。 本発明受信機に係る実施態様は、前記記憶手段がメモリロケーション(memory location)の複数群に配置され、各群内のそのメモリロケーションが個々にまた はその群内の他のロケーションの少なくとも１つとともにアクセスされることを 特徴とするものである。 一群のメモリロケーションはフル(full)またはコンプリート(complete)なメト リック、すなわちすべての信頼性ビットのみならずデータビットを記憶する のに使用される。メモリロケーションのこの群は通常１つのアドレスでアドレス される。本発明に係る方法を使用した各群内の個々のメモリロケーションは、削 減されたメトリック用の最大記憶容量が結果する信頼性ビットのないデータビッ トのみを記憶する場合には個々に、１つまたは２つの信頼性ビットのみとともに データビットを記憶する場合には対または３つ１組で、またはフルサイズ(full- size)のメトリック用の最小記憶容量が結果するコンプリートなメトリックを記 憶する場合には完全に(entire)一群としてアドレスされることができる。これら アドレスモード間の切換えによって、記憶容量に関する要求に従ってメトリック の記憶容量を動的に再配置することが可能となる。この結果ローコスト(low-cos t)でしかも柔軟性のある用途の広い受信機が得られる。 本発明に係る上述の目的および特徴は下記に説明する図面を参照し好適な実施 態様により詳細に説明される。 図面で： 図１は本発明に係るディインターリーブ方法が適用されるＤＡＢ(Digital Aud io Broadcasting system)受信機を示し； 図２は本発明に係る方法のフローチャートの線図を示し、 図３は本発明に係るインターリーブメモリから読取り動作をする場合のフロー チャートの線図を示す。 図面中同一部分は同一の参照番号でこれを示し、フローチャートの線図で、“Ｙ ”はブロックの条件がかなえられ、“Ｎ”はブロックの条件がかなえられないこ とを意味している。 本発明はディジタル音声放送システム（ＤＡＢ）の助けをかり実施例により説 明される。ＤＡＢ信号はコンボルーションエンコードされ(convolutional encod ed)、インターリーブされたディジタルデータの流れを有している。このデータ の流れはフレームに編成され、ＯＦＤＭ技術を用いた搬送波で変調される。デー タ流れの各フレームはシンクロナイゼーションチャネル(Synchronization Chann el：ＳＣ)、ファーストインフォメーションチャネル(Fast Information Channel ：ＦＩＣ)およびメインサービスチャンネル(Main Service Channel：ＭＳＣ)を 有している。ＭＳＣの有用なデータ容量は伝送モード依存 である。モードIIでは例えばＭＳＣは８６４のキャパシティユニット（Capacity Unit）に編成される。キャパシティユニットとはフレーム内の最小のアドレス 可能な情報ユニットで６４のデータビットを有し、それは各々１６ビットの４つ の群に分割されている。ＦＩＣはフレーム内のキャパシティユニットについて各 フレームで送信されるサービス(service)のマッピング(mapping)に関する情報を 提供する。すなわちそれはフレーム内のどのキャパシティユニットがどのサービ ス用に使用されるかを示している。ＤＡＢ信号およびＦＩＣの詳細については、 ETSI PRETS 300401 Draft，June 1996に開示されているＤＡＢ標準方式を参照さ れたい。 図１は本発明に係るディインターリーブ方法が適用されるＤＡＢ受信機を示し ている。図１でフロントエンド(front-end：ＦＲＥ)は受信ＤＡＢ変調搬送波Ｒ Ｆを中間周波数ＤＡＢ信号ＩＦに変換し、それから復調部分ＤＥＭでＤＡＢ−復 調信号ＤＢを導出する。ＤＡＢ−復調信号ＤＢはメトリックと称せられる４ビッ トサンプルを有している。各メトリックはインターリーブされコンボルーション エンコードされたデータの流れの１データビットを示す１データビットと、受信 データビットの信頼性を示す３つの信頼性ビットとを有している。ＤＡＢ−復調 信号ＤＢには正規の時間間隔でキャパシティユニットの整数のバーストがある。 インターリーブ回路配置ＩＬＡでは、バッファメモリＢＭＥがＤＡＢ−復調信 号ＤＢのメトリックとこれらバーストのメトリックを記憶する。メトリックはバ ッファメモリＢＭＥから読出され、メモリ制御ユニットＭＣＵの制御のもとにイ ンターリーブメモリＩＭＥ（メトリック記憶手段とも称される）へ転送される。 メモリ制御ユニットＭＣＵはまたインターリーブメモリＩＭＥに記憶されたメト リックの読出しを制御する。このことは文献ＷＯ９６／２０３５６の図１に示さ れたディインターリーブスキーム(de-interleaving scheme)と一致する。ディイ ンターリーブされたメトリックはファーストインファーストアウト(First In Fi rst Out：ＦＩＦＯ)記憶デバイスＦＩＦへ供給される。このことはメモリから読 出されたディインターリーブされたメトリックを時間的により一様なバースト状 形態にひろげるためになされる。しかしながら、ディ インターリーブされたメトリックを時間的により一様にひろげることが必要とさ れない時は記憶デバイスＦＩＦは必要とされない。ディインターリーブされＤＡ Ｂ−復調された信号ＤＤはＦＩＦＯ記憶デバイスＦＩＦから得られる。インター リーブ回路配置ＩＬＡはさらに２つのデータレジスタＲＧ１とＲＧ２とを有し、 これらはこの明細書ではこれ以上詳述されない。インターリーブ回路配置ＩＬＡ のより詳細については文献ＷＯ９６／２０３５６を参照されたい。 文献ＷＯ９６／２０３５６に記憶されているようなディインターリーブスキーム では、インターリーブメモリＩＭＥの行当り４８０ビットが記憶され、各行は１ キャパシティユニットが関係する。文献ＥＰ−Ａ４０５６７３には改善されたデ ィインターリーブ方法が記載されており、そこではインターリーブメモリを簡単 に制御している。このインターリーブ方法は本願発明でも使用されるが、本願発 明では前述のインターリーブ方法は本質的なものではない。 ディインターリーブに引続いて、、ディインターリーブされＤＡＢ−復調され た信号ＤＤは次にデコーダ部分ＤＥＣに供給され、そこでは入力信号ＤＤに対応 して誤り訂正信号ＤＡを出力する。デコーダ部分ＤＥＣはデコーダの品質を改善 するためその誤り訂正計算に信頼性ビットを使用する。かかるデコーダには例え ばソフト−判定ビテルビィーデコーダ(soft-decision Viterbi-decorder)がある 。 ＤＡＢ受信機のディジタル回路はグローバル制御器(global controller)ＧＬ Ｃの制御のもとに動作する。グローバル制御ＧＬＣは受信ＤＡＢ信号から（ユー ザに注文された）所望のサービスを再生するために使用される。この目的でグロ ーバル制御器ＧＬＣはそのサービスに関するＦＩＣ（ファーストインフォーメー ションチャンネル）から情報を再生し、この情報を使用して所望サービスに関連 するインターリーブメモリＩＭＥのそれらキャパシティユニットのみを選択的に 記憶すべくＭＣＵに命令する。このことはフレーム内のすべてのキャパシティユ ニットを記憶できる必要がもはやなく、その選択のみができるということを意味 している。例えば、フレーム当り２１６のキャパシティユニットをインターリー ブできるインターリーブメモリは１６８のキャパシティユニットのみを占有する 高品質の音声サービスを処理するのには十分で、さらに ６４のキャパシティユニットの付加データ適用を処理する余地をのこしている。 これの欠点はフレーム当り２１６のキャパシティユニットより多くを占有しない サービスのみが処理されるということであり、このことは受信機の柔軟性を著し く限定するもので、さらにフレーム当りすべてで８６４のキャパシティユニット を使用するだろう映像サービスは処理できないことを意味している。 本発明はこの課題に対し、メトリック当り記憶される信頼性ビットの数を変え て記憶されるべきデータ量に依存する記憶手段またはインターリーブメモリＩＭ Ｅのメトリック記憶容量を変化させることにより解決を与える。本発明ではメト リック当りより多くのまたはより少ない信頼性ビットを記憶させることにより、 記憶容量と処理の品質間のトレード−オフ(trade-off)がなされ得ると認識され る。このことは以下のように進行する。グローバル制御器ＧＬＣはユーザ入力と フレーム当りいかに多くのキャパシティユニットが処理に必要なのかというＦＩ Ｃからの再生情報とに基づいて決定される。もしこの数が平均の記憶容量、今の 場合２１６のキャパシティユニットより低ければ、勿論容量的な問題もなければ 測定がおこなわれる必要もない。もしこの数が２１６キャパシティユニットより 大きく４３２より小さければ、インターリーブメモリはメトリック当り２ビット のみ、即ち最上位信頼性ビットをともなったデータビットを記憶するよう再配置 される。今や１メトリックは４ではなく２ビットのみで記憶されその結果メトリ ックで表現すると記憶容量が倍になる。もしまたその数が４３２キャパシティユ ニットより大きければ、インターリーブメモリＩＭＥはメトリック当り１ビット のみ、即ちそのデータビットのみを記憶するよう再配置される。この結果もとの メトリック記憶容量の４倍のメトリック記憶容量となる。このことはメトリック の長さ（即ちビットの数）を削減して到達される。キャパシティユニットの必要 数が削減され得ることを、例えばユーザが限定された記憶容量を要求する削減さ れた数のサービスのみに着目するという事実に起因してグローバル制御器ＧＬＣ が決定する時には、インターリーブメモリＩＭＥはそれに応じて再構成される。 このことはフレームベースごとになされる。このことは、メトリック当りの信頼 性ビットの数の削減はデコーダの品質の損失をもたらすから、記憶されうるキャ パシティユニットの数とデ コーダの品質間にトレード−オフが存在することを意味する。例えばビテルビデ コーダアルゴリズムの場合にはデコーダ側の３信頼性ビットの損失は数ｄＢの受 信機の感度損失となるであろう。 図２は本発明に係る方法のフローチャート線図を示す。この方法はＧＬＣおよ びＭＣＵで実施されることができる。フローチャートの開始でどのサービスが処 理される必要があるかが知られる。このことはユーザにより決定され詳細には討 議されない。この例ではキャパシティユニットで表現される平均記憶容量ＡＳＣ はフレーム当りキャパシティユニットの総線（＝８６４ＣＵｓ）の２５％（＝２ ｌ６ＣＵｓ）にセットされる。ＡＳＣは記憶され得るＣＵｓの数で、メトリック はこの場合４ビットの全長を有している。ブロックＩでＦＩＣはＣＵｓとサービ スマップ上に情報を再生するよう分析される。この情報から必要な記憶容量ＲＳ Ｃ（＝記憶されるべきＣＵｓの数）がブロックIIで計算される。ブロックIIIで この必要な記憶容量ＲＳＣは平均の記憶容量ＡＳＣと比較される。条件（ＲＳＣ ＞ＡＳＣ）が真（“Ｙ”）でない時には、十分な記憶容量が存在し、記憶された メトリックのメトリック長ＭＬはブロックIVで４のその最大値にセットされる。 もしブロックIIIの条件がなりたつならばブロックＶでＲＳＣ＞２＊ＡＳＣかど うかが決定される。もしそうなら、ＭＬはメトリック記憶容量を最大にすべく１ にセットされる。もしＲＳＣ＜２＊ＡＳＣならＭＬはVIで中間記憶容量および中 間的品質用に２とセットされる。パラメータＭＬは読取りおよび書込み動作の間 にインターリーブメモリＩＭＥをアドレスするため図１のＭＣＵにより使用され る。事実、ＭＬは読取りまたは書込まれるべきメトリック当りのビット数を示し ている。ブロックVIIIにおいては、文献ＷＯ９６／２０５３６に記載されている ように、がしかしパラメータＭＬの関数としてインターリーブメモリＩＭＥから 読取られおよびへ書込まれる両動作を有するディインターリーブが発生する。し かしながら、インターリーブメモリＩＭＥからの読取り動作はある態様では書込 み動作とは大きく異なる。書込み動作では全４ビットのメトリックは４つのメモ リユニットに供給されることが可能で、関連メモリロケーションのみをアドレス して、メトリックの関連ビットのみがパラメータＭＬを使用して記憶されるだろ う。 図３は本発明に係るインターリーブメモリからの読取り動作に関するフローチ ャート線図を示す。この読取り動作はＭＣＵにより制御される。ブロックIXでＭ ＬビットがインターリーブメモリＩＭＥのメモリロケーションから読取られる。 ＭＬが４より小さければ、４ビットの通常のメトリック長で到達するように、余 分のダミービットがＭＬビットに加えられる必要がある。この処理は通常４ビッ トであるメトリック長に依存するから、これら４ビットは以下の処理が必要であ る。それ故ＭＬの値はブロックＸとＸＩでチェックされる。ＭＬ＝４（ブロック Ｘで“Ｙ”）であれば別の処理は必要とされず、メトリックはブロックＸIVにお けるがごとく出力されることができる。ＭＬ＝２（ブロックＸで“Ｎ”、ブロッ クＸＩで“Ｙ”）の時はブロックＸIIIで２ビットがメトリックの最下位の所に 加えられる。これら２ビットの値は好適にはデータビットをともなう信頼性ビッ トと同じである。ＭＬ＝１（ブロックＸＩで“Ｎ”）の時は３ビットがデータビ ットに加えられ、これらビットの値は好適にはデータビットの値に等しい。これ は通常データビットの信頼性が可能な最高であることを示している。柔判定ビテ ルビデコーダにとってこのことは実際上は硬判定ビテルビデコーダとして作用す ることを意味する。メトリックの長さを４ビットまで正規化する他の方法はまた 可能である。 インターリーブメモリＩＭＥは今や異なったメトリック長で、従ってアドレス 能力を変えて取扱うことができるように配置されねばならない。ＤＡＢの例では 、メモリロケーションはデータビット（即ち１ビットのメトリック）のみの記憶 では個々に、データビットと最上位信頼性ビット（即ち２ビットのメトリック） との記憶では１対として、または完全な４ビットメトリック即ちデータビット足 す３信頼性ビットの記憶では４つの群としてアドレス可能であるベきである。文 献ＷＯ９６／２０３５６から知られているように、インターリーブメモリは等し い大きさのＤＲＡＭユニットの４つのメモリユニットに配置される。各メモリユ ニットのメモリロケーションは適切な行および列選択線を活性化することにより アドレスされる。メモリユニット各々の同じ行と列を同時に活性化することによ り４ビットメトリックはインターリーブメモリＩＭＥへ書込みまたはから読取ら れることができる。メモリが１または２ビットに再配 置される時には、１ビットのメトリック長の場合には１メモリユニットのみの適 切な行および列の選択線を単に活性化して、また２ビットに書込まれまたはから 読取られる場合には、２メモリユニットの適切な行および列選択線を単に活性化 してアドレスがなされることができる。このメモリロケーションの柔軟性あるア ドレスは種々の方法でなされることができる。前述で説明したごとく関連メモリ ユニットの行および列選択線のみを活性化することでそれはなされる。もしメモ リユニットがメモリユニットをして書込まれまたはから読取られるためのみのメ モリユニット選択線を有するなら、メモリユニット選択線が活性化される時は、 行および列の線はすべて同時にアドレスされることができ、メモリユニット選択 線はその時異なったメモリユニットのメモリロケーション間の識別をするのに使 用される。メモリをアドレスするための他の方法は本願発明の範囲を逸脱するこ となく同様に想到することができる。 以上実施態様のいくつかについて実施例により示され説明されてきたが、請求 の範囲に規定した要旨および範囲を逸脱することなく多くの他の変更された実施 態様に想到し得ることは当業者に自明であろう。 本発明はＤＡＢとは別の受信機、例えばディジタル映像放送(Digital Video B roadcast：ＤＶＢ）受信機で好適に使用されることができる。典型的なＤＶＢ受 信機はディインターリーブのある形態を同じく有していると期待することができ る。 インターリーブメモリは内蔵されたＲＡＭ同様外装ＲＡＭでありうることがで きるのは明白である。 ターム(term)選択線がこの明細書では使用されることは明らかで、このターム は行または列で交互におきかえることができる。 ４ビットメトリックから２および１ビットメトリックへの記憶容量の増加はペ ナルティ(penalty)なしでなされることができる。記憶容量の減少（即ちメトリ ック長の増加）は、異なった適用が異なったメモリバンク(memory bank)のロケ ーションに記憶されてきているのであるから１時的なデータの損失を結果するか もしれない。このデータの損失は１５フレームにわたり延在することができ、音 声適用の場合には音声信号の１時的沈黙が結果する。しかし適切な メモリ管理でこのデータ損失は回避できる。 メトリックのフォーマット(forlnat)は１データビットと３信頼性ビットに限 定されないことは明らかであろう。本発明は３とは異なる複数の信頼性ビットを 有するメトリック用に使用されることができる。さらに、メトリックは１データ ビット以上を有することもできる。各々の場合、記憶されたメトリックの長さの 削減は記憶される信頼性ビットの数を削減することによりなお可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベコーエイ マルコ イアン ヘリット オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 ホイスケン ヨセフス アントニウス オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．時間インターリーブデータビットのフレームで変調されたＲＦ信号を受信す る受信機であって、該受信機が：ＲＦ信号から時間インターリーブデータビッ トのフレームを再生する手段と；各メトリックが再生データビットと該データ ビットの信頼性を示す各再生データビットと関連したいくらかの信頼性ビット とを有するその複数メトリックを再生データビットに対応して発生する手段と ；記憶手段の各記憶容量がフレーム当りのメトリック全数より少ない複数メト リックを記憶するその複数メトリック記憶手段を有するディインターリーブ手 段とを具備する受信機において、 メトリック当りの記憶信頼性ビットの数とは逆に変化させることにより、記 憶されるべきデータ量に依存する記憶手段のメトリック記憶容量を変えるよう 前記ディインターリーブ手段が配置されることを特徴とする受信機。 ２．請求項１記載の受信機において、前記記憶手段がメモリロケーションの複数 群に配置され、各群内のそのメモリロケーションが個々にまたはその群内の他 のロケーションの少なくとも１つとともにアクセスされることを特徴とする受 信機。 ３．各フレームがデータビットと該データビットの信頼性を示す各データビット に関連したいくらかの信頼性ビットとを含む複数メトリックを有する、その複 数フレームに配置されたディジタル信号をディインターリーブするディインタ ーリーブ回路配置であって、記憶手段の各記憶容量がフレーム当りのメトリッ ク全数より少ない複数メトリックを記憶する、その複数メトリック記憶手段を 具えるディインターリーブ回路配置において、 メトリック当りの記憶信頼性ビットの数とは逆に変化させることにより、記 憶されるべきデータ量に依存する記憶手段のメトリック記憶容量を変化させる よう配置されることを特徴とするディインターリーブ回路配置。 ４．各フレームがデータビットと該ディインターリーブの信頼性を示す各データ ビットに関連したいくつかの信頼性ビットとを含む複数メトリックを有する、 その複数フレームに配置されたディジタル信号をディインターリーブする方法 であって、記憶手段の各記憶容量がフレーム当りのメトリックの全数より少な い、その記憶手段に複数メトリックを記憶するステップを含むディジタル信号 をディインターリーブする方法において、 メトリック当りの記憶信頼性ビットの数とは逆に変化させることにより、記 憶されるべきデータ量に依存して記憶手段のメトリック記憶容量が変化させら れることを特徴とするディジタル信号をディインターリーブする方法。