JP2002111771A

JP2002111771A - ディジタル変調信号受信装置

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Publication number: JP2002111771A
Application number: JP2000296479A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiro Nakada; 樹広仲田; Toshiyuki Akiyama; 俊之秋山
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-04-12
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: JP3701851B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画質劣化が発生するタイミングを常に精度良
く測定できるようにしたディジタル変調信号受信装置を
提供すること。【解決手段】ディジタル変調信号伝送システムの受信
装置において、受信信号から与えられる信号点と、復調
のために設定してある中心位置の間の距離を雑音レベル
として算出し、この雑音レベルを、変調方式から決まる
信号点間距離で除算して、信号点間距離対雑音比を算出
する信号点間距離対雑音演算部１０を設け、算出した信
号点間距離対雑音比を表示部１８で表示させ、符号誤り
率が認識できるようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル伝送シ
ステムの受信装置に係り、特に移動無線伝送によるディ
ジタル画像データ伝送システムに好適な受信装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＭＰＥＧ２(Moving Picture Expe
rt Group phase2)などの画像圧縮技術の進歩に伴い、映
像信号や音声信号のディジタル化が著しいが、これは、
伝送劣化が少ない、画質、音質がよい、ディジタル記録
が可能であるなどの種々の利点がディジタル化により得
られるからである。

【０００３】そして、この映像信号と音声信号のディジ
タル化が急速に進んでいる技術の一種に、例えばマラソ
ン競技など、被写体が移動している場合の画像中継によ
く用いられるＦＰＵ(フィールド・ピックアップ・ユニ
ット：Field Pickup Unit)と呼ばれるシステムがある。

【０００４】そこで、図２により、このＦＰＵによる画
像中継について説明すると、テレビジョンカメラ２１で
撮像され、これから供給される映像信号は、まず画像エ
ンコーダ２２に入力され、ここで、上記したＭＰＥＧ２
などの画像圧縮処理によりディジタル信号に変換され
る。

【０００５】ところで、このＭＰＥＧ２などによる画像
圧縮処理に際しては、伝送エラー補正のため、誤り訂正
符号化処理が施されるのが通例であるが、ここでＭＰＥ
Ｇ２の標準規格では、誤り訂正符号方式としてリード・
ソロモン符号が適用されている。

【０００６】こうして画像圧縮処理され、ディジタル変
換された映像信号は送信装置２３に供給され、ここでデ
ィジタル変調され、伝送信号として送信される。そこ
で、この伝送信号が受信装置２４に伝送されることにな
る。

【０００７】受信装置２４で受信された伝送信号はディ
ジタル信号に復調され、画像デコーダ２５により元の映
像信号に変換された上で、例えば、図示してない放送機
器などに供給され、ＦＰＵによる中継業務が遂行される
ことになる。

【０００８】このとき、画像デコーダ２５では、上記し
たリード・ソロモン符号による誤り訂正処理が施され、
この結果、伝送誤りが生じた場合でも、画像のデコード
に支障の虞れがなく、常に円滑な処理が得られることに
なる。

【０００９】次に、このようなシステムにおけるディジ
タル伝送方式について、更に詳しく説明すると、送信装
置２３では、上記したように、入力されてくる映像信号
に対してディジタル変調が施されるが、このときの変調
方式としては、主として次の２種の方式が従来から使用
されている。

【００１０】すなわち、まず第１の方式は、受信信号の
絶対振幅と絶対位相を用いて復調する同期検波方式でぁ
り、次に第２の方式は、１シンボル前の振幅又は位相と
の差分を検出して復調する遅延検波方式である。

【００１１】ここで、まず第１の同期検波方式には、複
素信号空間上に１６点の信号点を格子状に配置した１６
値直交振幅変調方式(１６ＱＡＭ：16Quadrature Amplit
udeModulation)、６４点の信号点を配置した６４値直交
振幅変調方式(６４ＱＡＭ)などの変調方式がある。

【００１２】次に、第２の遅延検波方式には、円周上に
４点の信号点を有する４相差動位相偏移変調方式(ＤＱ
ＰＳＫ：Differential Quadrature Phase Shift Keyin
g)や、半径の異なる２重の円周上に夫々８点の信号点を
配置した１６相差動振幅位相偏移変調方式(１６ＤＡＰ
ＳＫ)などの変調方式がある。

【００１３】このときの信号点の配置はコンスタレーシ
ョンと称されているが、ここで各変調方式でのコンスタ
レーションについては、夫々図３の(a)、(b)、(c)、(d)
に示すようになる。従って、送信装置２３では、以上の
何れかの変調処理によりベースバンド信号が生成され、
この後、ＩＦ(中間周波数)帯域の信号からＲＦ(高周波)
帯域の信号に周波数変換された上で送信されることにな
る。

【００１４】また、この結果、受信装置２４では、受信
信号がＲＦ帯域とＩＦ帯域を経てベースバンド帯域の信
号に周波数変換され、この後、Ａ／Ｄ変換においてサン
プリングし、これにより受信サンプル値系列を得る。そ
して、この受信サンプル値系列に対して、このときの変
調方式に対応した復調処理を施し、生成された映像信号
を画像デコーダ２５に出力するのである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記したＦＰＵは無線
による中継システムであり、しかもマラソンの中継など
屋外で移動しながらの中継動作になるため、電波伝播状
況に変化を受け易く、従って、中継動作中、受信電界強
度が低下して、必要なＣ／Ｎ(Carrier／Noise)が保てな
くなってしまう虞れがある。

【００１６】また、このＦＰＵシステムの場合、反射伝
播経路が生じ易いので、直接波と反射波の干渉による、
いわゆるマルチパス現象も発生し、更には、マルチパス
の状況変化によるフェージング環境も発生するので、か
なり劣悪な電波伝播状況のもとに置かれるこどが多い。

【００１７】従って、この場合には、雑音や反射波など
により伝送信号に歪みが生じ、このため復調に際して符
号誤りが発生し易くなる。そこで、ＦＰＵでは、上記し
たように、誤り訂正処理を適用し、符号誤りによる影響
が発生しないようにしているのである。

【００１８】ところで、この場合、符号誤りの発生頻度
が低く、想定されている誤り訂正能力の範囲内にある限
りは特に問題はないが、誤り訂正能力を越えて符号誤り
の発生頻度が高くなると、誤りが訂正できなくなってし
まう。

【００１９】例えば、上記したＭＰＥＧ２の標準規格で
あるリード・ソロモン符号による誤り訂正の場合、符号
誤り率が３×１０^-4 程度までは対応が可能であるが、
これ以上の符号誤り率に対しては、誤り訂正は不可能に
なってしまう。

【００２０】こうして誤り訂正が不完全な状態になる
と、画像にブロックノイズなどによる画質の劣化が現わ
れ、甚だしいときにはフリーズ現象(画像が一時的に中
断してしまうこと)まで発生してしまう。放送業務では
画像品質の保持が優先課題であり、このことはＦＰＵシ
ステムでも同じで、中継だからといって画質の劣化が許
される訳でもない。

【００２１】そこで、このような場合、予め別の映像素
材を用意しておき、伝送状態が悪化して画質劣化が発生
し易い状況になったときは、放送内容を、中継中の映像
から上記別の映像素材に切換える手法が、従来から用い
られている。

【００２２】ところで、この手法の適用には、中継動作
中の映像の伝送状態をモニタし、画質劣化が発生し易い
状況になったことを検知する必要がある。ここで、従来
技術としては、直接波と反射波のレベルを監視する遅延
プロファイル測定による検知方法や、受信電界強度を測
定する検知方法などが知られていた。

【００２３】しかしながら、上記従来技術による検知方
法は、画質劣化が引き起こされるタイミングの正確な検
知について配慮がされているとは言えず、画像の的確な
切換動作を得る点に問題があった。

【００２４】すなわち、従来技術は、伝送状態から画質
劣化が発生し易い状況になったことを検出しているた
め、画質劣化が引き起こされるタイミングの検知の点か
らすれば、いわば間接的な検知になってしまい、このた
め、的確な切換タイミングを得る点に問題が残ってしま
うのである。

【００２５】本発明の目的は、画質劣化が発生するタイ
ミングを常に精度良く測定できるようにしたディジタル
変調信号受信装置を提供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ディジタル
変調信号伝送システムの受信装置において、受信信号か
ら与えられる信号点と、復調のために設定してある中心
位置の間の距離を雑音レベルとして算出し、この雑音レ
ベルを、変調方式から決まる信号点間距離で除算して、
信号点間距離対雑音比を算出する手段を設け、前記信号
点間距離対雑音比から符号誤り率が推定できるようにし
て達成される。

【００２７】このとき、前記信号点間距離対雑音比を、
符号誤り率として表示させる手段が設けられているよう
にしてもよく、前記信号点間距離対雑音比をデシベル換
算して、符号誤り率として所定の形式で表現させる手段
が設けられているようにしてもよい。

【００２８】また、上記目的は、ディジタル変調信号伝
送システムの受信装置において、受信信号から与えられ
る信号点と、復調のために設定してある中心位置の間の
距離を雑音レベルとして算出する雑音レベル算出手段
と、前記雑音レベルを、変調方式から決まる信号点間距
離で除算して、信号点間距離対雑音比を算出する除算手
段と、前記信号点間距離対雑音比をデシベル換算する対
数換算手段とを設け、該対数換算手段の出力がデシベル
値として所定の形式で表現されるようにしても達成され
る。

【００２９】更に、上記目的は、ディジタル変調信号伝
送システムの受信装置において、受信信号から与えられ
る信号点と、復調のために設定してある中心位置の間の
距離を雑音レベルとして算出する雑音レベル算出手段
と、前記雑音レベルを、変調方式から決まる信号点間距
離で除算して、信号点間距離対雑音比を算出する除算手
段と、前記信号点間距離対雑音比から推定される符号誤
り率を算出する符号誤り率変換手段とを設け、該符号誤
り率変換手段の出力が所定の形式で表現されるようにし
ても達成される。

【００３０】ここで、何れの場合でも、前記ディジタル
変調信号の変調方式が、直交周波数分割多重変調方式で
あるようにしてもよい。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるディジタル変
調信号受信装置について、図示の実施の形態により詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施形態を示したもの
で、この実施形態は、信号点間距離対雑音演算部１０と
復調部１１、それに表示部１８で構成されている。

【００３２】この実施形態の場合、復調部１１は、例え
ば図２で説明したＦＰＵシステムにおける受信装置２４
に接続されていて、この復調部１１に上記した受信サン
プル値系列が入力されるようになっているが、受信装置
２４に含まれている本来の復調装置と共通になっている
ものでもよい。

【００３３】以下、一例として、ここで対象としている
変調方式が同期検波方式の場合について説明する。復調
部１１では、振幅と位相が既知であるパイロット信号を
用い、入力された受信サンプル値系列から各搬送波の絶
対振幅と絶対位相を算出し、更に、図４に示すように、
信号空間上にしきい値(閾値)を設定し、これから受信信
号点に対する復調領域を決定する。

【００３４】そして、受信信号が特定の復調領域に存在
したとき、該復調領域に対応する符号を復調結果として
出力する。なお、この図４は、変調方式が１６ＱＡＭの
場合について示したものである。ここで、この１６ＱＡ
ＭなどＱＡＭ系の変調方式の場合、信号点は格子上に乗
るようにして配置される。

【００３５】従って、図示のように、信号点間距離Ｂは
Ｉ軸方向とＱ軸方向で等しくなるのが一般的で、また、
この場合、しきい値は信号点間の中心に位置するように
設定されるので、しきい値間の距離も信号点間距離Ｂに
等しくなっているのが一般的である。

【００３６】なお、このようなディジタル変調方式は一
応周知と考えられるので、詳しい説明は割愛するが、必
要なら、例えば、「ディジタル無線通信の変復調」斉
藤洋一著電子情報通信学会に詳細な説明がある。

【００３７】そして、復調部１１からは、図５に示すよ
うに、各搬送波に対する複素受信信号点Ｒと、受信信号
点が存在する復調領域の中心位置Ｓ、つまり、受信信号
が歪みを受けてない理想的な状態のとき信号点が存在す
ることになるであろう本来の位置Ｓ、それに図４で説明
した信号点間距離Ｂとが出力され、これらは信号点間距
離対雑音演算部１０に入力される。

【００３８】図６は、信号点間距離対雑音演算部１０の
詳細で、ここに復調部１１から入力された出力の内、受
信信号点(複素受信信号点)Ｒと中心位置Ｓは雑音レベル
算出部１２に供給され、ここで、図５に示すように、こ
れら複素受信信号点Ｒと中心位置Ｓの間の幾何学的な距
離Ｌが算出される。

【００３９】そうすると、この距離Ｌは受信信号の雑音
レベルを表わすものとなる。何故なら、もしも雑音がな
けれは、つまり雑音レベルがゼロなら、複素受信信号点
Ｒは中心位置Ｓになる筈だからである。

【００４０】そこで、このように雑音レベルをＬとする
と、雑音レベル算出部１２における雑音レベルＬの算出
は、以下に説明するようにして行なわれる。いま、複素
受信信号点ＲのＩ軸方向への投影分をＲ_I、Ｑ軸方向へ
の投影分をＲ_Q とすると、Ｒ＝Ｒ_I＋ｊＲ_Q となる。こ
こで、ｊは複素数を表わす。

【００４１】同様に、中心位置ＳのＩ軸方向への投影分
をＳ_I、Ｑ軸方向への投影分をＳ_Qとすると、Ｓ＝Ｓ_I＋
ｊＳ_Q となる。そうすると、雑音レベルＬは、次の(1)
式で与えられることになり、従って、雑音レベル算出部
１２は、この(1)式による演算を実行するのである。

【００４２】

【数１】なお、この(1)式を用いて雑音レベルＬを演算した場合
には、正確な演算結果が得られるが、この場合、演算処
理が複雑になり、回路規模の大きなハードウエアを要す
る。そこで、次の(2)式から雑音レベルＬを演算するよ
うに雑音レベル算出部１２を構成してもよい。Ｌ＝｜Ｒ_I−Ｓ_I｜＋｜Ｒ_Q−Ｓ_Q ………… (2)

【００４３】この(2)式から雑音レベルＬを演算するよ
うにした場合、上記(1)式の場合よりも回路規模は小さ
くできるが、しかし近似式であるため、誤差が多くなる
のはやむを得ない。

【００４４】雑音レベル算出部１２では、(1)式の演算
を採用した場合も、(2)式の演算を採用した場合でも、
受信信号の各シンボル毎、或いは数シンボル毎に雑音レ
ベルＬの演算を行ない、次々と平均演算部１３に供給し
てゆく。

【００４５】但し、このように受信信号の各シンボル
毎、或いは数シンボル毎に次々と雑音レベルＬを演算し
た場合、それらにはバラツキが現われてしまうのが避け
られない。そこで、平均演算部１３を設け、これにより
平均化する。

【００４６】このときの平均演算部１３による平均化に
は、複数のシンボルにわたる加算平均化処理を用いれば
よく、例えば２５６シンボルの雑音レベルＬを加算した
後、この加算結果を２５６のシンボル数で除算して平均
値とするのである。

【００４７】ここで、加算すべきシンボル数を、２のべ
き乗からなる数値になるようにしてやれば、上記した除
算のための処理をビットシフト処理で得ることができ、
平均演算部１３の構成が簡略化できる。平均演算部１３
から出力される雑音レベルの平均値は、次に雑音レベル
補正部１４に入力される。

【００４８】ここで、この雑音レベル補正部１４の機能
は、実際に検出された雑音レベルの平均値と、理論的に
与えられる雑音レベルの平均値との間に可否的に現われ
てしまう誤差を補正することである。ここで、この誤差
には、雑音自体が有する性質から発生するものと、雑音
レベルの算出に際して発生してしまうものとの２種があ
るが、以下、まず、この誤差が発生する理由について説
明する。

【００４９】このような雑音は、ガウス分布を呈するの
が一般的であるので、以下、ガウス雑音と呼ぶが、この
ガウス雑音が混入した場合での誤差の発生について、図
７により説明する。いま、送信側では、図示の信号点Ｓ
１の信号を送信したとし、これがガウス雑音の混入によ
り、受信側では、受信信号点Ｒになってしまったとす
る。

【００５０】この場合、本来の信号点はＳ１なので、雑
音レベルは、信号点Ｓ１と信号点Ｒの間の距離Ｌ’であ
り、従って、これか雑音レベルＬとして算出されるべき
であるが、図示のように、この場合、受信信号点Ｒは中
心位置Ｓ２に近いため、実際には、受信信号点Ｒと中心
位置Ｓ２の間の距離Ｌ”を雑音レベルとして算出してし
まう。

【００５１】これは、ガウス雑音が、図示のように、裾
野が大きく広がった分布を呈していて、たとえレベルが
僅かでも、確率的には容易に隣り合う領域にまで受信点
が侵入してしまうからであるが、更に雑音のレベルが高
くなれば、それだけでも隣り合う領域に侵入してしまう
ノイズ成分が多くなるので、誤差量も増加してしまうの
である。

【００５２】この誤差は、上記した雑音自体が有する性
質によるものであるが、これによる誤差量は雑音のレベ
ルに関連する量なので、従って、誤差量を雑音レベルの
関数として表わすことができるので、予め計算しておく
ことで対応可能である。

【００５３】次に、雑音レベル算出に際して発生する誤
差について説明すると、これは、端的に言えば、例え
ば、上記(1)式による雑音レベルＬの演算に代えて、近
似式である(2)式を用いた場合に発生する誤差のことで
ある。

【００５４】しかも、この場合の平均的な誤差量は、
(1)式を用いた場合の逓倍(発明者の沖田さま、ここで、
この逓倍とは、整数倍又は２のべき乗倍のことと思われ
ますが、不明確なので、説明を補充してください。)に
なることが知られている。従って、これによる誤差も、
採用した近似式の関数として与えられる量になるので、
予め計算しておくことで対応が可能である。

【００５５】以上の結果、雑音レベル補正部１４では、
上記した各関数の逆関数による補正を施こしてやれば、
雑音レベルに現われる誤差量の補正ができることになる
が、この逆関数による補正を演算により実行しようとす
ると、一般的にはかなり複雑な演算を要する。

【００５６】そこで、例えば逆関数による補正値が予め
書き込まれているＲＯＭ(リード・オンリ・メモリ：Rea
d Onry Memory)を用い、入力される補正前の雑音レベル
によるテーブル検索処理により、補正値が与えられるよ
うに構成した雑音レベル補正部１４を用いてやればよ
い。

【００５７】雑音レベル補正部１４から出力された正確
な雑音レベルＮは除算部１５に供給される。一方、この
除算部１５には、復調部１１(図１)から信号点間距離Ｂ
も入力されていて、これにより、雑音レベルＮと信号点
間距離Ｂの除算が実行される。

【００５８】上記したように、復調部１１で復調処理す
る際に設定してあるしきい値間の距離は、図４で説明し
たように、各信号点間の距離に等しく、これが信号点間
距離Ｂとして出力され、除算部１１に供給されている。

【００５９】そこで、この除算部１１では、次の(3)式
により、雑音レベルＮに対する信号点間距離Ｂの比率、
すなわち信号点間距離対雑音比ＢＮＲが計算される。ＢＮＲ＝Ｂ／Ｎ …… …… (3) 従って、この除算部１４は、簡単な除算回路で構成する
ことができる。

【００６０】ここで、この実施形態では、信号点間距離
対雑音比ＢＮＲを算出している理由は、次の通りであ
る。信号点間距離Ｂは、適用されている変調方式によ
り、その値が異なっているので、使用されている変調方
式の多値数を下げ、点間距離Ｂを上げてやれば、雑音耐
性が増す。

【００６１】従って、同じ雑音レベルでも、使用されて
いる変調方式が異なれば、符号誤り特性も異なってしま
う。しかしながら、この実施形態のように、信号点間距
離対雑音比ＢＮＲを用いてやれば、変調方式にかかわら
ず、同じ符号誤り特性として把握できることになるから
である。

【００６２】ここで、画像デコーダ(図２)に供給される
復調結果については、既に説明したように、画像に劣化
が生じるか否かの判定のためのしきい値として、符号誤
り率が３×１０^-4 程度が目安にしている。

【００６３】従って、この３×１０^-4 程度の符号誤り
率に対応する値である信号点間距離対雑音比ＢＮＲが、
変調方式にかかわらず同じ値を示すことは、画質の劣化
を判定する上で極めて有利で、判定が容易になるであろ
うことは簡単に理解できる筈である。

【００６４】除算部１５から出力された信号点間距離対
雑音比ＢＮＲは対数変換部１６に供給される。ここで、
信号点間距離対雑音比ＢＮＲは線形特性で与えられる
が、このような比率を表わす量の単位としては、デシベ
ル表示が実用的であり判り易い。そこで対数変換部１６
を設け、対数変換された信号点間距離対雑音比ＢＮＲが
得られるようにしているのである。

【００６５】このとき、この対数変換処理をハードウエ
アで実現させようとすると、膨大な回路規模になる。そ
こで、ここでも対数演算部１６としては、ＲＯＭによる
対数変換テーブルを用意し、テーブル検索により対数変
換値が与えられるように構成したものを使用すればよ
く、この対数演算部１６の出力は、最終的に信号点間距
離対雑音演算部１０(図１)の出力となり、表示部１８に
供給される。

【００６６】表示部１６は、指針形計器や、ランプ、Ｌ
ＥＤ、液晶などを用いたアナログ表示手段又は数値によ
りディジタル表示する手段、或いはオシロスコープなど
の信号波形を表示する手段を備え、これにより、対数変
換された信号点間距離対雑音比ＢＮＲが視覚的に把握認
識できる形で表現されるようにする。ここで、信号波形
表示手段による場合には、信号点間距離対雑音比ＢＮＲ
値を一旦、映像信号に変換する必要がある。

【００６７】従って、この実施形態によれば、表示され
た信号点間距離対雑音比ＢＮＲから符号誤り率が推測で
き、デコーダで画像劣化が発生するタイミングを確実に
知ることができるので、的確なタイミングでのプログラ
ム切換を容易に、しかも確実に得ることができ、この結
果、放送画質の低下を充分に抑えることができる。

【００６８】ここで、表示部１６は、上記した視覚的な
表示による符号誤り率の表現と併用して、或いは、それ
と独立して、信号点間距離対雑音比ＢＮＲの値に応じて
音階が変化する音響発生手段による聴覚形式による表現
を用いてもよく、このとき、信号点間距離対雑音比ＢＮ
Ｒが画質の劣化が予想される値になったとき、警告ラン
プやブザー音などにより警報が発生されるように構成し
てもよい。

【００６９】また、信号点間距離対雑音比ＢＮＲの表現
と併用して、或いは独立に、それをコンピュータなどに
よる処理が可能なデータ形式に変換し、データ形式で表
現されて出力されるように構成してもよい。

【００７０】従って、この表示部１６による信号点間距
離対雑音比ＢＮＲの表現は、視覚的な形式による表現に
限らず、聴覚的な形式による表現でも、或いはコンピュ
ータなどでのデータ処理に適合したデータ形式による表
現など、所定の形式による表現なら、何れの形式によっ
てもよい。

【００７１】一方、上記したことと併用して、或いは、
それと独立して、信号点間距離対雑音比ＢＮＲの値に応
じて制御される切換回路を設け、符号誤りが発生する虞
れが生じたときは、自動的に上記したプログラムの切換
えが得られるようにしてもよい。

【００７２】このとき、プログラムの切換から戻るとき
の制御も信号点間距離対雑音比ＢＮＲの値に応じて制御
されるようにしてもよく、戻るときは手動操作で切換る
ように構成してもよい。

【００７３】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。まず、図８は、本発明の第２の実施形態で、この
実施形態は、図６の実施形態における対数変換部１６に
代えて、ＢＥＲ変換部１７を設けたものである。ここ
で、このＢＥＲ変換部１７は、入力された信号点間距離
対雑音比ＢＮＲを符号誤り率に変換して出力しる働きを
するものである。

【００７４】上記したように、ここでの符号誤り率は信
号点間距離対雑音比ＢＮＲと強い相関があり、信号点間
距離対雑音比ＢＮＲから予測可能であるから、これらを
予めＲＯＭにテーブルとして書込んでおき、信号点間距
離対雑音比ＢＮＲによるテーブル検索により、容易に符
号誤り率を出力させることができる。

【００７５】ここで、図２に示したシステムにおいて、
画像デコーダ２５による符号誤り訂正処理とは別に、内
符号として畳み込み訂正符号を用いるようにした符号誤
り訂正方式を適用する場合がある。

【００７６】この場合、上記図８の実施形態では、ＢＥ
Ｒ変換部１７による変換処理に、この畳み込み訂正符号
での誤り率特性も考慮した変換が与えられるように構成
してやれば、畳み込み訂正後での符号誤り率の予想値も
得ることができる。

【００７７】従って、上記実施形態によれば、信号点間
距離対雑音比ＢＮＲ、或いは推定符号誤り率の検出が可
能になるので、画像劣化が発生する限界点を容易にしる
ことができ、的確なタイミングで画像の切換えを行なう
ことができる。

【００７８】ところで、本発明の実施形態としては、上
記した実施形態に限らず、他の構成も可能である。ま
ず、本発明の実施形態における平均演算部１３として
は、上記した加算平均による構成以外にも、平均値を求
める対象シンボルを逐次移動させながら平均値を求める
ようにした、移動平均処理を用いるようにしてもよく、
更には、ＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタ又
はＩＩＲ(Infinite Impulse Response)フィルタを用い
て平均化するようにしても良い。

【００７９】次に、除算部１５の他の実施形態について
説明する。上記したように、この除算処理は、それをハ
ードウエアにより実現させようとすると、一般に回路規
模が膨大になってしまう。

【００８０】そこで、一応は上記したが、復調部１１で
復調に際して設定すべきしきい値間の距離、すなわち信
号点間距離Ｂについて、それが２のべき乗の数値になる
ように規格化してやる方法があり、この場合、(3)式で
示した演算処理は、データのビットシフト処理だけで実
現できるので、除算部１５に必要な回路規模を大幅に抑
えることができる。

【００８１】更に、本発明における信号点間距離対雑音
演算部１０の他の実施形態として、図９に示す構成があ
る。この図９の実施形態は、雑音レベル補正部１４と除
算部１５、それに対数変換部１６又はＢＥＲ変換部１７
による処理を、全てＲＯＭ変換部１９により、まとめて
与えられるようにしたものである。

【００８２】上記したように、これら雑音レベル補正部
１４と除算部１５、それに対数変換部１６又はＢＥＲ変
換部１７は、何れも夫々ＲＯＭテーブルに置換が可能で
あるから、これらを１個のＲＯＭ変換部１９に集約可能
なことは明らかである。

【００８３】そして、この場合、雑音レベルＮと信号点
間距離Ｂの２種のデータから対数変換された信号点間距
離対雑音比ＢＮＲ又は符号化率を出力するので、マトリ
クステーブル形式のＲＯＭを用いてＲＯＭ変換部１９を
構成してやればよい。従って、この図９の実施形態によ
れば、回路規模を大幅に削減することができる。

【００８４】更に、この実施形態の場合、適用された変
換方式における信号点間距離Ｂは、その変換方式により
一義的に決まる筈であり、この場合、適用される変換方
式の種類はさほど多くはなく、通常は数種に過ぎない。

【００８５】従って、ＲＯＭ変換部１９に入力すべき信
号点間距離Ｂに代えて、変換方式の種別を表わすデータ
を用いてやれば、ＲＯＭ変換部１９の入力データのビッ
ト数が削減でき、更に回路規模の削減を得ることができ
る。

【００８６】次に、本発明の更に別の実施形態について
説明する。本発明が対象とするシステムの変調方式の一
種に、直交周波数分割多重変調方式(ＯＦＤＭ：Orthgon
al Frequency Dvision Multiplexing)があるが、このシ
ステムに本発明を適用した場合には更に効果的である。

【００８７】ここで、まず、この直交周波数分割多重変
調方式について説明すると、この方式はマルチキャリア
変調方式の一種で、互いに位相が直交するｎ(ｎは数１
０から数１００にわたる数値)の搬送波(キャリア)を用
い、これらの搬送波に夫々ディジタル変調を施すように
した伝送方式であり、移動体伝送に適しているという特
性がある。

【００８８】既に説明した１６ＱＡＭなどＱＡＭ系のデ
ィジタル変調方式では搬送波の数は１本であり、この場
合、図２で説明したＦＰＵシステムなどの移動体伝送に
は、実のところ、あまり適しているとは言えず、固定回
線による伝送に適用されるのが一般的である。

【００８９】固定回線の場合、その伝送路での伝播状況
が変動することは少なく、安定しているため、一旦、画
質劣化のない伝送路が選択された後は、画質劣化が発生
する虞れは、まず無いといえる。

【００９０】そこで、このようなシステムでは、上記し
たように、移動体伝送に適している直交周波数分割多重
変調方式が採用されることが多いが、この場合でも、伝
送路の伝播状況の変動による影響が全て免れられる訳で
はなく、画質の劣化の可能性は多かれ少なかれ残ってし
まう。

【００９１】従って、この直交周波数分割多重変調方式
を用いたシステムに本発明を適用して、画質劣化の発生
タイミングを的確に検出することが極めて有効になるの
であり、以下、この場合の本発明の実施形態について説
明する。

【００９２】ここで、この直交周波数分割多重変調方式
を用いたシステムに本発明を適用する場合でも、上記実
施形態における平均演算部１３の構成と演算処理が異な
るだけで、その他は同じでよい。従って、以下、主とし
て、この平均演算部１３について説明する。

【００９３】この平均演算部１３が異なっている理由
は、直交周波数分割多重変調方式の場合、複数本の搬送
波が存在することによる。ここで、まず、本発明の実施
形態としては、第１に複数本の有効搬送波の全てを平均
化演算の対象とする場合と、第２にそれらの一部を間引
いた残りの搬送波を対象にする場合とがある。

【００９４】第１の実施形態では、１シンボル内に含ま
れる全ての有効搬送波の雑音レベルを加算し、加算結果
を全ての有効搬送波の本数で除算するという平均加算処
理を行なうものである。この場合、平均加算処理が正確
に得られるが、しかし、ハードウエアとしての回路規模
が大きくなってしまうのはやむを得ない。

【００９５】一方、第２の実施形態では、複数本の搬送
波を所定の本数毎に間引いた上で平均化処理するのであ
るが、このときの処理としては、間引かれて残った搬送
波の雑音レベルを加算した上で、同じ本数で除算する平
均加算処理と、間引かれて残った搬送波の雑音レベルに
対して、ＦＩＲフィルタ又はＩＩＲフィルタを適用した
平均化処理とがある。

【００９６】従って、この第２の実施形態の場合は、間
引いた本数分、ハードウエアとしての回路規模が縮小で
きることになる。ここで、この第２の実施形態の場合、
更に、間引きすべき搬送波の本数を、直交周波数分割多
重変調方式における有効搬送波の本数の約数に含まれな
い適当な素数に設定してあるが、以下、その理由につい
て説明する。

【００９７】直交周波数分割多重変調方式では、マルチ
パスが発生した場合、特定の搬送波にだけ減衰が生じる
という周波数選択性フェージング現象が引き起こされる
が、この場合、間引きの結果として、周波数選択性フェ
ージングにより減衰を受けている搬送波だけが常に平均
加算処理に用いられている状態になってしまったとする
と、相対的に雑音レベルは高く測定されてしまう。

【００９８】また、反対に、減衰を受けていない搬送波
だけにより平均加算処理が行なわれている状態になった
とすると、今度は雑音レベルが低く測定されてしまうこ
とになり、この結果、何れの場合でも、全有効搬送波に
よる平均雑音レベルから誤差を生じてしまう。

【００９９】この事態は、間引く搬送波の本数が、直交
周波数分割多重変調方式における有効搬送波の本数の約
数になっていた場合に発生する。従って、この事態が発
生しないようにするためには、間引きすべき搬送波の本
数を、直交周波数分割多重変調方式における有効搬送波
の本数の約数に含まれない適当な素数に設定してやれば
よい。

【０１００】この場合、雑音レベル測定のために使用す
る搬送波の間引き本数を設定することにより、雑音レベ
ル測定に使用される搬送波はシンボル毎にずれて行くよ
うになり、従って、上記事態の発生が抑えられるのであ
る。

【０１０１】従って、この実施形態によれば、雑音レベ
ル測定用の搬送波がシンボル毎に同じ搬送波になってし
まう虞れが無く、ほぼ全ての有効搬送波を雑音レベルの
測定対象とすることができ、この結果、常に正確に雑音
レベルの測定を得ることができる。

【０１０２】

【発明の効果】本発明によれば、ディジタル変調方式で
の信号点間距離対雑音比を算出するようにしたので、容
易に、しかも正確に符号誤り率を推定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるディジタル変調信号受信装置の一
実施形態を示すブロック構成図である。

【図２】本発明の一実施形態が適用対象とするＦＰＵシ
ステムの一例を示すブロック構成図である。

【図３】ディジタル変調方式におけるコンスタレーショ
ンの説明図である。

【図４】１６ＱＡＭ変調方式における復調しきい値の説
明図である。

【図５】１６ＱＡＭ変調方式における受信信号点の説明
図である。

【図６】本発明の実施形態における信号点間距離対雑音
演算部の一例を示すブロック構成図である。

【図７】ディジタル変調方式での雑音による誤差の説明
図である。

【図８】本発明の実施形態における信号点間距離対雑音
演算部の他の一例を示すブロック構成図である。

【図９】本発明の実施形態における信号点間距離対雑音
演算部の更に別の一例を示すブロック構成図である。

【符号の説明】

１０信号点間距離対雑音演算部１１復調部１２雑音レベル算出部１３平均演算部１４雑音レベル補正部１５除算部１６対数換算部１７ＢＮＲ変調部１８表示部１９ＲＯＭ変調部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 5/455 Ｈ０４Ｌ 27/00 Ｇ５Ｋ０２２ 17/00 ＡＦターム(参考） 5C025 AA13 AA20 5C056 FA05 FA20 GA20 5C061 BB07 BB09 CC05 5K004 AA01 AA08 BB06 JA03 JH00 5K014 AA01 BA08 BA10 EA08 FA00 GA02 HA05 HA10 5K022 DD01 DD31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル変調信号伝送システムの受信
装置において、受信信号から与えられる信号点と、復調のために設定し
てある中心位置の間の距離を雑音レベルとして算出し、
この雑音レベルを、変調方式から決まる信号点間距離で
除算して、信号点間距離対雑音比を算出する手段を設
け、前記信号点間距離対雑音比から符号誤り率が推定できる
ように構成したことを特徴とするディジタル変調信号受
信装置。
【請求項２】請求項１に記載の発明において、前記信号点間距離対雑音比を、符号誤り率として所定の
形式で表現させる手段が設けられていることを特徴とす
るディジタル変調信号受信装置。
【請求項３】請求項１に記載の発明において、前記信号点間距離対雑音比をデシベル換算して、デシベ
ル値として所定の形式で表現させる手段が設けられてい
ることを特徴とするディジタル変調信号受信装置。
【請求項４】ディジタル変調信号伝送システムの受信
装置において、受信信号から与えられる信号点と、復調のために設定し
てある中心位置の間の距離を雑音レベルとして算出する
雑音レベル算出手段と、前記雑音レベルを、変調方式から決まる信号点間距離で
除算して、信号点間距離対雑音比を算出する除算手段
と、前記信号点間距離対雑音比をデシベル換算する対数換算
手段とを設け、該対数換算手段の出力が所定の形式で表現されるように
構成したことを特徴とするディジタル変調信号受信装
置。
【請求項５】ディジタル変調信号伝送システムの受信
装置において、受信信号から与えられる信号点と、復調のために設定し
てある中心位置の間の距離を雑音レベルとして算出する
雑音レベル算出手段と、前記雑音レベルを、変調方式から決まる信号点間距離で
除算して、信号点間距離対雑音比を算出する除算手段
と、前記信号点間距離対雑音比から推定される符号誤り率を
算出する符号誤り率変換手段とを設け、該符号誤り率変換手段の出力が所定の形式で表現される
ように構成したことを特徴とするディジタル変調信号受
信装置。
【請求項６】請求項１〜請求項５の何れかに記載の発
明において、前記ディジタル変調信号の変調方式が、直交周波数分割
多重変調方式であることを特徴とするディジタル変調信
号受信装置。