JP2005333301A - Device and method of reception, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチパス伝送路による主波と遅延波の入れ替わりに対応するための受信技術に関する。 The present invention relates to a reception technique for dealing with switching of a main wave and a delayed wave through a multipath transmission line.
米国で行われている地上波デジタル放送において、マルチパス伝送路による主波と遅延波の入れ替わりが生じた場合に、データ誤りが発生したり、受信性能が劣化するという問題があった。 In the terrestrial digital broadcasting in the United States, there is a problem that data error occurs or reception performance deteriorates when the main wave and the delayed wave are switched by the multipath transmission line.
従来の受信装置して、下記の特許文献に開示されている同期検出回路を含んだ受信装置が挙げられる。 As a conventional receiving apparatus, a receiving apparatus including a synchronization detection circuit disclosed in the following patent document can be cited.
図11は、特許文献に開示されている同期検出回路の機能構成を示す図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating a functional configuration of the synchronization detection circuit disclosed in the patent document.
同期検出回路1001は、相関手段1002、最大値位置検出手段1003及び信頼性測定手段1004を備える。
The
相関手段1002は、受信信号である入力信号と受信側において既知の同期信号との相互相関をとる。最大値位置検出手段1003は、その結果得られる相関値の列において最大値となる位置を検出し、信頼性測定手段1004は、最大値位置検出手段1003において検出された最大値の位置が正しい同期信号の位置かどうかを確定するために、その信頼性を測定し、例えば同期位置を示す同期パルス信号を出力する。
この同期検出回路1001を含んだ受信装置としては図12、図13が典型例として挙げられる。図12は波形等化部1011より前段の等化前信号を用いて同期検出を行うものであり、図13は波形等化部1011の出力である等化後信号を用いて同期検出を行うものである。
As a receiving apparatus including the
図14に波形等化部1011の構成を示す。波形等化部1011は、一般的にFIRフィルタ1012と、IIRフィルタ1013と、遅延調整部1014で構成される。FIRフィルタ1012及びIIRフィルタ1013は、係数生成部1015と、遅延部1016と、乗算器1017と、加算器1018とで構成される。
FIG. 14 shows the configuration of the
遅延調整部1014は等化後信号として出力されるデータの遅延数、すなわちセンタータップまでの遅延数と同じだけ同期パルスを遅延させて出力する。 The delay adjustment unit 1014 delays and outputs the synchronization pulse by the same number as the number of delays of the data output as the equalized signal, that is, the number of delays until the center tap.
以下、波形等化部1011に動作全体について説明する。
Hereinafter, the overall operation of the
図15(a)に、マルチパス伝送路による主波と遅延波の入れ替わり発生の様子を示す。厳しい伝送路環境下では主波(D)と遅延波(U)の電力がほぼ同じであり、時間経過と共に元の遅延波(D’)が元の主波(U’)の電力を上回る場合が有る。図15(a)では一例として、主波(D)の2シンボル後に遅延波(U)が存在する場合を示している。 FIG. 15A shows how the main wave and the delayed wave are switched in the multipath transmission path. The power of the main wave (D) and the delay wave (U) is almost the same in a severe transmission path environment, and the original delay wave (D ′) exceeds the power of the original main wave (U ′) over time. There is. FIG. 15A shows a case where a delayed wave (U) exists after two symbols of the main wave (D) as an example.
図15(b)に、波形等化部1011のタップ係数の変化を示す。主波と遅延波の入れ替わり発生前には、図14におけるタップNがセンタータップのとき、理想的には
タップNの係数=1
タップN+2の係数=−α
となり、遅延波(U)が除去される。
FIG. 15B shows changes in tap coefficients of the
Coefficient of tap N + 2 = −α
Thus, the delayed wave (U) is removed.
この主波と遅延波の入れ替わりの速度が速い場合、波形等化部1011は追従できず、入れ替わりが発生した瞬間に初期状態に戻ったよう状態になり、その後元の主波(U’)を除去する。すなわち、理想的には
タップN−2の係数=−β
タップNの係数=1
となり、元の主波(U’)が除去される。
When the switching speed of the main wave and the delayed wave is high, the waveform equalizing
Coefficient of tap N = 1
Thus, the original main wave (U ′) is removed.
図15(c)に、波形等化部1011におけるデータの遅延関係を示す。主波と遅延波の入れ替わり発生前には、波形等化部1011の出力は主波(D)をセンタータップ分、すなわちNシンボル遅延した出力となる。一方主波と遅延波の入れ替わり発生後には、波形等化部1011の出力は元の遅延波(D’)をセンタータップ分、すなわちNシンボル遅延した出力となる。元の遅延波(D’)はマルチパスにより2シンボル遅れて受信された信号であり、入れ替わり発生後の出力は入れ替わり発生前より2シンボル遅れるため、1フィールドの周期が変化する。これにより、後段の誤り訂正部で正しく誤り訂正ができなくなる。
FIG. 15C shows a data delay relationship in the
以上は主波と遅延波の入れ替わり発生後の波形等化部1011が出力データの遅延は有るものの理想的な動作をしている場合である。理想的な動作でない場合には入れ替わり発生により、波形等化部1011は間違った安定点に陥ってしまう可能性が有り、その状態から抜け出せずに受信性能の劣化を招く。
The above is a case where the
図12の構成では同期検出回路1001は等化後信号を用いており、上記例の場合には同期パルスも2シンボル遅れて出力されるので、データと同期パルスのタイミングは合うが、1フィールドの周期が変化することは防止できず、波形等化部1011は間違った安定点に陥った場合にはその状態から抜け出す対策は施されていなかった。
In the configuration of FIG. 12, the
また図13の構成では、同期検出回路1001は等化前信号を用いているので、波形等化部1011の出力データの遅延の変化を検出できない。更に同期検出回路1001と波形等化部1011が共に伝送路歪を含んだ信号を用いるため、主波と遅延波の入れ替わりが発生するような厳しいマルチパス環境下では同期検出回路1001による同期パルス信号と波形等化部1011のセンタータップ位置が一致しない状況が発生し、後段の誤り訂正部で正しく誤り訂正ができなくなる。
In the configuration of FIG. 13, since the
本発明は、上述の問題を解決するべくなされたものであり、マルチパス伝送路による主波と遅延波の入れ替わりによるデータ誤りを防止、あるいは最小限に留める受信装置、受信方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a receiving apparatus, a receiving method, and a program that prevent or minimize data errors due to switching of a main wave and a delayed wave through a multipath transmission line. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明に係る受信装置は、同期タイミング周期の変更を検出した場合にはリセット信号を生成して出力する同期検出回路と、伝送路歪を波形等化する波形等化回路を含んで構成され、前記リセット信号によって、前記波形等化回路における係数のリセットを行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a receiving apparatus according to the present invention includes a synchronization detection circuit that generates and outputs a reset signal when a change in the synchronization timing period is detected, a waveform that equalizes transmission path distortion, and the like. And a coefficient in the waveform equalization circuit is reset by the reset signal.
また、上記目的を達成する受信方法は、信号の受信を行う受信装置に用いられる受信方法であって、前記受信装置は、受信信号の同期タイミング検出を行い、同期タイミング周期の変更を検出した場合にはリセット信号を生成する同期検出ステップと、伝送路歪を波形等化する波形等化ステップとを含み、前記リセット信号によって、前記波形等化回路における係数のリセットを行うことを特徴とする。 Further, the reception method that achieves the above object is a reception method used in a reception device that receives a signal, and the reception device detects a synchronization timing of a reception signal and detects a change in a synchronization timing period. Includes a synchronization detection step for generating a reset signal and a waveform equalization step for equalizing transmission path distortion, and the coefficient in the waveform equalization circuit is reset by the reset signal.
また、上記目的を達成するプログラムは、同期タイミング検出を行う同期検出回路に用いられる同期検出処理を行わせるプログラムであって、前記受信処理は、受信信号の同期タイミング検出を行い、同期タイミング周期の変更を検出した場合にはリセット信号を生成する同期検出ステップと、伝送路歪を波形等化する波形等化ステップとを含み、前記リセット信号によって、前記波形等化回路における係数のリセットを行うことを特徴とする。 A program that achieves the above-described object is a program that performs a synchronization detection process used in a synchronization detection circuit that performs synchronization timing detection. The reception process detects a synchronization timing of a received signal, and performs a synchronization timing cycle. Including a synchronization detection step for generating a reset signal when a change is detected, and a waveform equalization step for equalizing transmission path distortion, and resetting coefficients in the waveform equalization circuit by the reset signal It is characterized by.
上記目的を達成する請求項1の受信装置の構成によれば、受信信号の同期タイミング検出を行い、同期タイミング周期の変更を検出した場合にはリセット信号を生成して出力する同期検出回路と、伝送路歪を波形等化する波形等化回路を含んで構成され、前記リセット信号によって、前記波形等化回路における係数のリセットを行う。これにより、主波と遅延波の入れ替わりが発生した状況において、波形等化回路は間違った安定点から抜け出すことができる。
According to the configuration of the receiver of
また上記目的を達成する請求項2の受信装置の構成によれば、伝送路歪を波形等化する前の信号を用いて同期タイミング検出を行い、同期タイミング周期の変更を検出した場合には同期位置シフト量τを生成して出力する同期検出回路と、伝送路歪を波形等化する波形等化回路を含んで構成され、前記波形等化回路は、同期位置シフト量τを用いて係数の再計算を行う。これにより、主波と遅延波の入れ替わりが発生した状況において、波形等化回路の係数を主波と遅延波の入れ替わりに対応したものに変更でき、同期タイミング検出結果に合った波形等化動作を行うことができる。
According to the configuration of the receiving apparatus of
上記目的を達成する請求項3の受信装置の構成によれば、請求項1において、更に、データの誤り訂正を行う誤り訂正回路を備え、前記リセット信号によって、前記誤り訂正回路における少なくとも一部の処理のリセットを行う。これにより、誤り訂正回路が主波と遅延波の入れ替わりに対して誤動作することを防止できる。
According to the configuration of the receiving device of
上記目的を達成する請求項4の受信装置の構成によれば、請求項1または3において、前記同期検出回路は、受信信号の同期タイミング検出を行う同期タイミング検出手段と、同期タイミング周期の変更を検出した場合にはリセット信号を生成して出力するリセット信号生成手段と、を備える。これにより、主波と遅延波の入れ替わりが発生した状況において、波形等化回路は間違った安定点から抜け出すことができる。
According to the configuration of the receiving device of claim 4, which achieves the above object, in
上記目的を達成する請求項5の受信装置の構成によれば、請求項1、3または4において、前記同期検出回路は更に、同期タイミング位置が変化した時点で前記リセット信号を無効として出力する。これにより、同期タイミング位置の変化による影響時間を短縮し、同期タイミング位置が変化した次の周期先頭からは正常動作することができる。
According to the configuration of the receiving device of claim 5, which achieves the above object, in
上記目的を達成する請求項6の受信装置の構成によれば、請求項2において、前記同期検出回路は、受信信号の同期タイミング検出を行う同期タイミング検出手段と、同期タイミング周期の変更を検出した場合には同期位置シフト量τを生成して出力する同期位置シフト量生成手段と、を備える。これにより、主波と遅延波の入れ替わりが発生した状況において、波形等化回路の係数を主波と遅延波の入れ替わりに対応したものに変更でき、同期タイミング検出結果に合った波形等化動作を行うことができる。
According to the configuration of the receiving apparatus of claim 6, which achieves the above object, in
上記目的を達成する請求項7の受信装置の構成によれば、請求項2または6において、前記波形等化回路は、タップ番号iの係数Ciを
Ci=Aiexp(jθi)
とし、タップ番号Nがセンタータップであり、kを整数とするとき、同期位置シフト量τが0でない場合に、
CN−τ+k=CN−k *exp{−j(θN+τ+π)}
に従って、FIRフィルタの係数再計算を同期タイミング位置が変化した時点で行う係数再計算手段を含んで構成される。これにより、主波と遅延波の入れ替わりが発生した状況において、波形等化回路の係数を主波と遅延波の入れ替わりに対応したものに変更でき、同期タイミング検出結果に合った波形等化動作を行うことができる。
According to the configuration of the reception device of claim 7 that achieves the above object, in
When the tap number N is the center tap and k is an integer, and the synchronization position shift amount τ is not 0,
C N−τ + k = C N−k * exp {−j (θ N + τ + π)}
Accordingly, the coefficient recalculation unit is configured to perform coefficient recalculation of the FIR filter when the synchronization timing position changes. As a result, in the situation where the main wave and the delay wave are switched, the coefficient of the waveform equalization circuit can be changed to one corresponding to the switch of the main wave and the delay wave, and the waveform equalization operation suitable for the synchronization timing detection result can be performed. It can be carried out.
上記目的を達成する請求項8の受信装置の構成によれば、請求項2または6において、前記波形等化回路は、タップ番号iの係数Ciを
Ci=Aiexp(jθi)
とし、タップ番号Nがセンタータップであり、kを整数とするとき、同期位置シフト量τが0でない場合に、
CN−τ+k=CN−k *
に従って、FIRフィルタの係数再計算を同期タイミング位置が変化した時点で行う係数再計算手段と、exp{−j(θN+τ+π)}の位相回転を行う位相回転手段を含んで構成される。これにより、主波と遅延波の入れ替わりが発生した状況において、小さな回路規模で波形等化回路の係数を主波と遅延波の入れ替わりに対応したものに変更でき、同期タイミング検出結果に合った波形等化動作を行うことができる。
According to the configuration of the receiving apparatus of claim 8 that achieves the above object, in
When the tap number N is the center tap and k is an integer, and the synchronization position shift amount τ is not 0,
C N−τ + k = C N−k *
Thus, the coefficient recalculation means for recalculating the coefficient of the FIR filter when the synchronization timing position changes and the phase rotation means for performing the phase rotation of exp {−j (θN + τ + π)} are included. As a result, in the situation where the switching of the main wave and the delayed wave occurs, the coefficient of the waveform equalization circuit can be changed to one corresponding to the switching of the main wave and the delayed wave with a small circuit scale, and the waveform suitable for the synchronization timing detection result An equalization operation can be performed.
上記目的を達成する請求項9の受信装置の構成によれば、請求項7または8において、前記同期位置シフト量τが0でない場合にIIRフィルタにおける係数のリセットを行う。これにより、主波と遅延波の入れ替わりが発生した状況において、IIRフィルタも初期状態から動作を開始することができ、波形等化回路の係数を主波と遅延波の入れ替わりにより精密に対応したものに変更でき、同期タイミング検出結果に合った波形等化動作を行うことができる。 According to the configuration of the receiving device of claim 9 that achieves the above object, the coefficient in the IIR filter is reset when the synchronization position shift amount τ is not 0 in claim 7 or 8. As a result, in the situation where the main wave and the delayed wave are switched, the IIR filter can also start the operation from the initial state, and the waveform equalization circuit coefficient corresponds more precisely by the switching of the main wave and the delayed wave. The waveform equalization operation suitable for the synchronization timing detection result can be performed.
上記目的を達成する請求項10の受信装置の構成によれば、請求項7〜9のいずれか1項において、前記同期検出回路は、同期タイミング位置を示す同期パルスを出力し、前記波形等化回路は更に、通常は前記同期パルスを一定分遅延して同期パルスを出力し、前記同期位置シフト量τが0でない場合に、前記同期パルスの遅延量を−τだけ変更して同期パルスを出力する遅延調整手段を含んで構成される。これにより、主波と遅延波の入れ替わりが発生した状況において、波形等化回路の係数を主波と遅延波の入れ替わりに対応したものに変更でき、同期タイミング検出結果に合った波形等化動作を行うことができる。更に波形等化回路が出力する同期パルスと出力データのタイミングが一致し、後段の誤り訂正部で正しく誤り訂正ができる。
According to the configuration of the receiving device of
上記目的を達成する請求項11の受信方法によれば、信号の受信を行う受信装置に用いられる受信方法であって、前記受信装置は、受信信号の同期タイミング検出を行い、同期タイミング周期の変更を検出した場合にはリセット信号を生成する同期検出ステップと、伝送路歪を波形等化する波形等化ステップとを含み、前記リセット信号によって、前記波形等化回路における係数のリセットを行う。これにより、主波と遅延波の入れ替わりが発生した状況において、波形等化回路は間違った安定点から抜け出すことができる。
According to the reception method of
上記目的を達成する請求項12のプログラムによれば、信号の受信を行う受信装置に用いられる受信処理を行わせるプログラムであって、前記受信処理は、受信信号の同期タイミング検出を行い、同期タイミング周期の変更を検出した場合にはリセット信号を生成する同期検出ステップと、伝送路歪を波形等化する波形等化ステップとを含み、前記リセット信号によって、前記波形等化回路における係数のリセットを行う。これにより、主波と遅延波の入れ替わりが発生した状況において、波形等化回路は間違った安定点から抜け出すことができる。
According to the program of
以下、本発明の各実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
<放送受信装置の機能構成>
図1は、本発明に係る受信装置を含む放送受信装置の機能構成を示す図である。
(Embodiment 1)
<Functional configuration of broadcast receiver>
FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration of a broadcast receiving apparatus including a receiving apparatus according to the present invention.
放送受信装置1は、米国の地上波デジタル放送方式である、ATSC(Advanced Television Systems Committee)方式と呼ばれている単一搬送波の8値VSB(Vestigial Side Band)変調方式対応の受信装置である。機能的には、フロントエンド部2とバックエンド部3の2つに分けられる。
The
フロントエンド部2は、チューナ11、復調部12、同期検出回路13、波形等化部1011及び誤り訂正部14から構成される。
The
チューナ11は、受信したVSB変調放送波を選局する機能を有する。
The
復調部12は、選局されたVSB変調放送波を復調してVSB信号のシンボル列を出力する機能を有する。VSB信号のデータ構造については後で述べる。
The
同期検出回路13は、シンボル列からセグメント同期信号及びフィールド同期信号を検出すると共に、遅延プロファイルを算出する機能を有する。
The
波形等化部1011は、マルチパスや白色雑音によって歪められたシンボル列から、歪み成分を除去する機能を有する。
The
誤り訂正部14は、伝送路で生じた信号の符号誤りを訂正し、トランスポートストリームを出力する機能を有する。
The
バックエンド部3は、フロントエンド部2から出力されたトランスポートストリームを受けて、映像信号又は音声信号に変換して出力する機能を有する。
The back-
<VSBデータフレーム構造>
ここで、ATSC方式のVSBデータフレームについて説明する。
<VSB data frame structure>
Here, an ATSC VSB data frame will be described.
図2はATSC方式のVSBデータフレームのデータ構造を示したものである。 FIG. 2 shows the data structure of an ATSC VSB data frame.
VSBデータフレームは第1フィールドと第2フィールドの2つのフィールドから構成される。 The VSB data frame is composed of two fields, a first field and a second field.
1フィールドは、313セグメントからなり、先頭のセグメントは、フィールド同期セグメントである。第1フィールドと第2フィールドの違いは、フィールド同期セグメントに含まれる3つのPN63シンボル列のうち、2番目のPN63シンボル列の極性が反転していることで識別できる。 One field is composed of 313 segments, and the first segment is a field synchronization segment. The difference between the first field and the second field can be identified by the fact that the polarity of the second PN63 symbol sequence is inverted among the three PN63 symbol sequences included in the field synchronization segment.
1セグメントは、セグメント同期シンボル列(4シンボル)とデータシンボル列(828シンボル)から成る。1シンボルは、8VSBモードの場合、3ビット/シンボルである。 One segment includes a segment synchronization symbol string (4 symbols) and a data symbol string (828 symbols). One symbol is 3 bits / symbol in the 8VSB mode.
フィールド同期セグメントは、セグメント同期(4シンボル)、トレーニング信号(724シンボル)及び予約領域等(104シンボル)から成る。 The field sync segment includes segment sync (4 symbols), a training signal (724 symbols), a reserved area, etc. (104 symbols).
トレーニング信号は、信号帯域内で擬似ランダムな値をとる擬似雑音信号である。トレーニング信号は、PN511シンボル列(511シンボル)、PN63シンボル列(63シンボル)が3つ(合計189シンボル)、2VSB、4VSB、8VSB、16VSB及びTC8VSBの5種類のVSBモードを識別するVSBモードシンボル列(24シンボル)から成る。 The training signal is a pseudo-noise signal that takes a pseudo-random value within the signal band. The training signal includes three PN511 symbol sequences (511 symbols), three PN63 symbol sequences (63 symbols) (total 189 symbols), VSB mode symbol sequences that identify five types of VSB modes: 2VSB, 4VSB, 8VSB, 16VSB, and TC8VSB. (24 symbols).
データセグメントを構成する各データシンボルは、8VSBモードの場合、映像、音声、データ等の情報を符号化したものを、+7、+5、+3、+1、−1、−3、−5、−7の8レベルの値で表される。 In the 8VSB mode, each data symbol constituting the data segment is obtained by encoding information such as video, audio, and data, which is +7, +5, +3, +1, -1, -3, -5, -7. It is represented by a value of 8 levels.
セグメント同期シンボル列及びフィールド同期シンボル列の各シンボルは、8VSBモードの場合、予約シンボル列の一部を除いて、+5、−5の2レベルの値で表される。 In the 8VSB mode, each symbol of the segment synchronization symbol sequence and the field synchronization symbol sequence is expressed by two-level values of +5 and -5 except for a part of the reserved symbol sequence.
本実施の形態において、同期検出回路13が検出する対象の信号は、上述したセグメント同期やトレーニング信号である。
In the present embodiment, the target signal detected by the
<同期検出回路13の機能構成>
次に、実施の形態1の同期検出回路13の機能構成について詳しく述べる。同期検出回路13以外の各機能部は従来技術を用いたものであり、詳細な説明は省略する。
<Functional Configuration of
Next, the functional configuration of the
図3は、同期検出回路13の機能構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration of the
同期検出回路13は図11の同期検出回路1001において、信頼性測定手段21が置き換わり、リセット信号生成手段22を加えた構成である。但し、相関手段1002と、最大値位置検出手段1003と、信頼性測定手段21で構成される部分を同期タイミング検出手段23として再定義している。
The
図3の同期検出回路13において、相関手段1002は、逐次入力されるシンボル列と既知のシンボル列(以下、単に参照シンボル列と呼ぶ。)との相互相関をとる機能を有する。
In the
図4は、相関手段1002の構成の一例を示した図である。相関手段1002は、相関をとる長さ分だけの遅延部31と、参照シンボル列入力部32と、相関をとる長さ分だけの乗算器33と、加算器34とで構成される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
図4に示す相関手段1002は、入力信号であるシンボル列を、シフトレジスタ等で構成された遅延部を用いて1シンボルずつ遅延させることで、シンボル列と、参照シンボル列入力部に入力された参照シンボル列との照合位置を1つずつずらして、畳み込み演算を行い、その演算結果である相関値を逐次出力する。図4に示す構成は、従来の相関器と同様であり、詳細な説明は省略する。 The correlation means 1002 shown in FIG. 4 delays the symbol sequence as an input signal one symbol at a time using a delay unit configured with a shift register or the like, so that the symbol sequence and the reference symbol sequence input unit are input. The convolution calculation is performed by shifting the collation position with the reference symbol string one by one, and the correlation value as the calculation result is sequentially output. The configuration shown in FIG. 4 is the same as that of a conventional correlator, and detailed description thereof is omitted.
本実施形態では、トレーニング信号の一部を参照シンボル列として用いる。 In this embodiment, a part of the training signal is used as a reference symbol string.
最大値位置検出手段1003は、相関手段1002において入力シンボル列と参照シンボル列との相互相関をとった結果得られる、相関値の列(以下、単に相関値列と呼ぶ。)から、最大値とみなされる相関値の、当該相関値列上の位置を検出する機能を有する。
Maximum value position detection means 1003 obtains the maximum value from a correlation value sequence (hereinafter simply referred to as a correlation value sequence) obtained as a result of cross-correlation between an input symbol sequence and a reference symbol sequence in
図5は、相関手段1002により入力シンボル列と参照シンボル列との相互相関をとった結果得られた相関値列の一例を、グラフ化した図である。
FIG. 5 is a graph of an example of a correlation value sequence obtained as a result of cross-correlation between an input symbol sequence and a reference symbol sequence by the
図5の場合、最大値位置検出手段1003は、T=9における相関値=185(S21)を最大値として検出し、T=9を最大値位置として出力する。
In the case of FIG. 5, the maximum value
信頼性測定手段21は、例えば所定のフィールド数連続で最大値位置が同一であった場合に同期検出ができたとして、波形等化部の入力信号にタイミングを合わせて同期パルスを出力する。この機能は通常、後方保護と呼ばれる。同期パルスはフィールド同期セグメントとセグメント同期シンボルを示すものである。信頼性測定手段21は後方保護に加えて、前方保護と呼ばれる機能を通常有している。前方保護とは、同期が確立して同期パルスを出力している状態で、所定のフィールド数連続で最大値位置が異なる場合に同期が外れたとして同期パルスの出力を停止する機能である。 The reliability measuring means 21 outputs a synchronization pulse in synchronization with the input signal of the waveform equalizing unit, assuming that synchronization detection can be performed, for example, when the maximum value position is the same for a predetermined number of fields. This function is usually called back protection. The sync pulse indicates a field sync segment and a segment sync symbol. The reliability measuring means 21 usually has a function called forward protection in addition to backward protection. The forward protection is a function of stopping the output of the synchronization pulse when the synchronization is lost when the synchronization is established and the synchronization pulse is output and the maximum value position is different for a predetermined number of fields.
以上の動作は従来の同期検出回路1001と同じ動作である。本実施形態の同期検出回路13では、更に以下の動作を行う。
The above operation is the same as that of the conventional
例として所定のフィールド数(bとする)連続で、図5におけるS21で最大値位置となり、信頼性測定手段21が同期パルスを出力している状況を考える。この状況下で、cフィールド連続して図5におけるS22で最大値位置となった場合に同期シンボル位置がずれたとして、S22に合わせて同期パルスを出力する。ここで前方保護における所定のフィールド数をfとして、c≦fとする。それと共に、同期位置ずれ情報を生成して出力する。 As an example, consider a situation in which a predetermined number of fields (b) are continuous, the maximum position is reached in S21 in FIG. 5, and the reliability measuring means 21 outputs a synchronization pulse. Under this circumstance, if the c symbol continues and reaches the maximum value position in S22 in FIG. 5, the synchronization symbol position is shifted and a synchronization pulse is output in accordance with S22. Here, a predetermined number of fields in forward protection is f, and c ≦ f. At the same time, synchronization position deviation information is generated and output.
リセット信号生成手段22は同期位置ずれ情報に従って、同期パルスのタイミングが変更されるフィールドの直前にリセット信号を生成して、波形等化部1011に出力する(図2参照)。
The reset
波形等化部1011はこのリセット信号によりタップ係数を初期化し、リセットが解除されたタイミング、すなわちフィールド先頭からタップ係数の更新を開始する。
The
以上の構成により、同期検出回路13は図15に示すような主波と遅延波の入れ替わりが発生したことを相関最大値位置のずれとして、検出可能である。これによりリセット信号を生成して、波形等化部1011は間違った安定点から抜け出すことができる。特にフィールド先頭は図2に示すように2値のデータ区間であるため、フィールド先頭から波形等化部1011が動作を開始するとタップ係数の更新方向が正しくなる確率が高まる。更にリセット信号の期間を短くすると、誤りデータの長さを短縮できる。
With the above configuration, the
また、図1における誤り訂正部14がリセット信号を用いて、少なくとも一部の処理のリセットを行ってもよい。これにより、誤り訂正部14が主波と遅延波の入れ替わりに対して誤動作することを防止できる。
Further, the
また、同期検出回路13は等化後信号である波形等化部1011の出力を用いる代わりに、等化前信号である復調部12の出力を用いて同様の処理を行ってもよい。これにより、同期検出回路13による同期パルス信号と波形等化部1011のセンタータップ位置が一致せず、後段の誤り訂正部で正しく誤り訂正ができなくなる状況から早く抜け出すことができる。
Further, the
(実施の形態2)
以下、実施の形態2の受信装置について説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the receiving apparatus according to the second embodiment will be described.
図6は、実施の形態2の放送受信装置41の機能構成を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration of the broadcast receiving apparatus 41 according to the second embodiment.
放送受信装置41は図1の放送受信装置1において、同期検出回路42と波形等化部43が置き換わった構成であり、同期検出回路42の入力が等化前信号である復調部12の出力に変わっている。
The broadcast receiving device 41 has a configuration in which the synchronization detection circuit 42 and the
図7に同期検出回路42の構成を示す。同期検出回路42は図3の同期検出回路13において、リセット信号生成手段22を同期位置シフト量生成手段51に置き換えた構成である。
FIG. 7 shows the configuration of the synchronization detection circuit 42. The synchronization detection circuit 42 has a configuration in which the reset
以下、図3の同期検出回路13との動作の違いのみを説明する。前述の実施の形態1では、リセット信号生成手段22は同期シンボル位置がずれた場合に、リセット信号を生成して、波形等化部1011に出力した。同期位置シフト量生成手段51はリセット信号の代わりに、同期位置シフト量τを生成して、波形等化部1011に出力する。図5におけるS21からS22に合わせて同期パルスを変更する場合には、「+2」を出力する。逆に図5におけるS22からS21に合わせて同期パルスを変更する場合には、「−2」を出力する。
Only the operation difference from the
図8に波形等化部43の構成を示す。波形等化部43は図14の波形等化部1011において、係数再計算部61を追加し、遅延調整部62を置き換えた構成である。波形等化部43は同期パルスが示すフィールド先頭位置において同期位置シフト量τが「0」の場合には従来通りの動作を行う。
FIG. 8 shows the configuration of the
「0」でない場合には、係数再計算部61はFIRフィルタ1012の係数生成部1015からタップ係数群を読み取り、同期位置シフト量τに従って同期タイミング位置が変化した時点でタップ係数群を再計算して、FIRフィルタ1012の係数生成部1015に出力する。
If it is not “0”, the coefficient recalculator 61 reads the tap coefficient group from the
<係数再計算式>
図9に係数再計算部61における係数再計算の考え方を示す。図9ではベクトルにてタップ係数やマルチパス推定を表し、上に垂直方向を位相0度としている。
<Coefficient recalculation formula>
FIG. 9 shows the concept of coefficient recalculation in the coefficient recalculation unit 61. In FIG. 9, tap coefficients and multipath estimation are represented by vectors, and the vertical direction is set to 0 degree in the upper direction.
図9(a)はτ≠0が検出された状況での、元のタップ係数の一例を示す。タップ番号iの係数Ciを、
Ci=Aiexp(jθi)・・・(式1)
とする。センタータップをNとして、タップ番号Nが元の主波D、タップ番号N+τが元の最大遅延波Uである。
FIG. 9A shows an example of the original tap coefficient in a situation where τ ≠ 0 is detected. The coefficient C i of the tap number i is
C i = A i exp (jθ i ) (Equation 1)
And The center tap is N, the tap number N is the original main wave D, and the tap number N + τ is the original maximum delay wave U.
図9(a)より元のマルチパスを推定した結果を図9(b)に示す。主波Dが元のタップ係数の複素共役、元の最大遅延波Uを含んだその他が元のタップ係数それぞれ180度回転したものになる。主波Dに関する操作は、主波Dの元のタップ係数CNが主波Dの位相を0度に合わせる方向を示しているためである。その他に関する操作は、元のタップ係数によりれに対応する遅延波を除去しているためである。 FIG. 9B shows the result of estimating the original multipath from FIG. The main wave D is a complex conjugate of the original tap coefficient, and the others including the original maximum delay wave U are rotated by 180 degrees for each of the original tap coefficients. Operation regarding the main wave D is because the original tap coefficients C N of the main wave D indicates the direction to adjust the phase of the main wave D to 0 °. This is because the operation related to others removes the delayed wave corresponding to the leak by the original tap coefficient.
図9(b)より主波Dと最大遅延波Uが入れ替わったことを考慮して、最新のマルチパスを推定した結果を図9(c)に示す。センタータップNを中心として鏡像の関係に入れ替え、全ての複素共役を取ったものになる。これにより、最新の主波D’よりτだけ前に最新の最大遅延波U’があることになる。鏡像の関係に入れ替える操作は、主波Dと最大遅延波Uの電力が入れ替わったと仮定しているためである。更に、最大遅延波Uは主波Dより時間的に後ろに存在し、最大遅延波Uのタップ係数CN+τによる影響が時間的に後ろに及ぼされるのに対して、最新の最大遅延波U’は最新の主波D’より時間的に前に存在し、最新の最大遅延波U’のタップ係数による影響が時間的に前に及ぼされるためである。 FIG. 9C shows the result of estimating the latest multipath in consideration of the fact that the main wave D and the maximum delay wave U are switched from FIG. 9B. The center tap N is replaced with a mirror image relationship, and all complex conjugates are taken. As a result, the latest maximum delay wave U ′ is present by τ before the latest main wave D ′. This is because the operation for switching to the mirror image relationship assumes that the power of the main wave D and the maximum delay wave U are switched. Furthermore, the maximum delay wave U exists behind the main wave D in time, and the influence of the tap coefficient C N + τ of the maximum delay wave U is exerted behind in time, whereas the latest maximum delay wave U ′. This is because the time is present before the latest main wave D ′, and the influence of the tap coefficient of the latest maximum delay wave U ′ is exerted before time.
図9(c)より最新のタップ係数を推定した結果を図9(d)に示す。図9(a)から図9(b)と同様に、最新の主波D’のタップ係数が主波D’の複素共役、最新の最大遅延波U’を含んだその他がそれぞれ180度回転したものになる。 FIG. 9 (d) shows the result of estimating the latest tap coefficient from FIG. 9 (c). Similarly to FIGS. 9A to 9B, the tap coefficient of the latest main wave D ′ is rotated by 180 degrees for the complex conjugate of the main wave D ′ and the others including the latest maximum delay wave U ′. Become a thing.
図9(d)よりタップ係数を再計算した結果を図9(e)に示す。全てのタップ係数を−(θN+τ+π)だけ位相回転し、−τだけ時間シフトしたものになる。位相回転の操作は、最新の主波D’のタップ係数により、元の最大遅延波Uを位相0度で出力させるためである。また時間シフト操作は、波形等化部43におけるデータの遅延をタップ係数の再計算前後で変化させないための処理である。
The result of recalculating the tap coefficients from FIG. 9D is shown in FIG. All tap coefficients are phase-rotated by − (θ N + τ + π) and time-shifted by −τ. The phase rotation operation is performed to output the original maximum delay wave U at a phase of 0 degree by the tap coefficient of the latest main wave D ′. The time shift operation is a process for preventing the data delay in the
以上より、再計算後のタップ係数は次式で表される。 From the above, the tap coefficient after recalculation is expressed by the following equation.
CN−τ+k=CN−k *exp{−j(θN+τ+π)}・・・(式2)
すなわち、最新の主波D’のタップ係数はタップ番号N−τであり、最新の最大遅延波U’のタップ係数はタップ番号N−2τである。
C N−τ + k = C N−k * exp {−j (θ N + τ + π)} (Expression 2)
That is, the tap coefficient of the latest main wave D ′ is the tap number N−τ, and the tap coefficient of the latest maximum delay wave U ′ is the tap number N−2τ.
<波形等化部43の出力>
図15で説明した課題を参照して、波形等化部43の出力について説明する。同期検出回路42が等化前信号を用いて主波と遅延波の入れ替わり発生を検出し、同期位置シフト量τを生成して出力する。波形等化部43はτ≠0の場合には(式2)を用いて、同期タイミング位置が変化した時点でタップ係数の再計算を行う。最新の主波D’は元の主波Dよりτシンボル遅れて受信された信号であり、センタータップをタップ番号NからN−τに変更している。よって、主波と遅延波の入れ替わり発生前後で波形等化部43の出力データの遅延は変わらない。
<Output of
The output of the
以上の構成により、主波と遅延波の入れ替わりの発生前後で波形等化部の出力データにおける1フィールドの周期を保つことができる。 With the above configuration, the period of one field in the output data of the waveform equalization unit can be maintained before and after the switching of the main wave and the delayed wave.
またτ≠0の場合には、係数再計算部61はリセット信号を生成してIIRフィルタ1013に出力し、IIRフィルタのタップ係数をリセットしてもよい。
If τ ≠ 0, the coefficient recalculator 61 may generate a reset signal and output it to the
また同期検出回路42が出力する同期パルスは、主波と遅延波の入れ替わり発生後は発生前よりτシンボル遅れることになる。これについては、波形等化部43の遅延調整部62は遅延量をτだけ少なくしても良い。これはτが負の場合には、遅延量をτの絶対値分だけ多くするという意味を含む。これにより、主波と遅延波の入れ替わりの発生前後で、波形等化部43が出力する同期パルスと出力データのタイミングが一致し、後段の誤り訂正部で正しく誤り訂正ができる。
Further, the synchronization pulse output from the synchronization detection circuit 42 is delayed by τ symbols from before the occurrence after the switching of the main wave and the delayed wave. In this regard, the delay adjustment unit 62 of the
<変形例1>
実施の形態2は、次に示す動作を行うものであってもよい。
<
In the second embodiment, the following operation may be performed.
図10に波形等化部71の構成を示す。波形等化部71は図8の波形等化部43において、位相回転手段73を追加し、係数再計算部72を置き換えた構成である。
FIG. 10 shows the configuration of the waveform equalization unit 71. The waveform equalization unit 71 is configured by adding a
以下、実施の形態2との違いのみを説明する。同期位置シフト量τが「0」でない場合には、係数再計算部72はFIRフィルタ1012の係数生成部1015からタップ係数群を読み取り、同期位置シフト量τに従って同期タイミング位置が変化した時点で次式によりタップ係数群を再計算して、FIRフィルタ1012の係数生成部1015に出力する。
Only the differences from the second embodiment will be described below. When the synchronization position shift amount τ is not “0”, the coefficient recalculation unit 72 reads the tap coefficient group from the
CN−τ+k=CN−k *・・・(式3)
また係数再計算部72は位相回転情報exp{−j(θN+τ+π)}を生成して出力する。位相回転手段73は波形等化部71の入力である等化前信号をexp{−j(θN+τ+π)}だけ位相回転を行う。
C N−τ + k = C N−k * (Formula 3)
The coefficient recalculator 72 generates and outputs the phase rotation information exp {−j (θ N + τ + π)}. The
以上の構成により、実施の形態2と同一の効果がある。更にexp{−j(θN+τ+π)}の位相回転演算を1箇所に集約しているため、回路規模を小さくできる。 With the above configuration, the same effect as in the second embodiment is obtained. Furthermore, since the phase rotation calculation of exp {−j (θ N + τ + π)} is concentrated in one place, the circuit scale can be reduced.
<補足>
なお、本発明は、上記各実施の形態で説明した内容に限定されないことは勿論である。すなわち、
(1)ATSC規格の信号を受信する場合に限らず、誤り訂正部以前で同期検出を行う場合に同様にして、マルチパス伝送路による主波と遅延波の入れ替わりによるデータ誤りを防止、あるいは最小限に留めることができる。
<Supplement>
Needless to say, the present invention is not limited to the contents described in the above embodiments. That is,
(1) Not only when receiving signals of the ATSC standard, but also when detecting synchronization before the error correction unit, preventing or minimizing data errors due to switching of the main wave and delay wave through the multipath transmission path Can be limited.
(2)上記例では、同期検出を行う構成としては相関を用いるものとした。しかしながら相関を用いる必要はなく、同期タイミング位置のずれを検出できるものであれば他の構成でも良い。 (2) In the above example, correlation is used as a configuration for performing synchronization detection. However, it is not necessary to use correlation, and other configurations may be used as long as the shift of the synchronization timing position can be detected.
(3)実施形態2において、波形等化部はFIRフィルタとIIRフィルタを備えるものとしたが、FIRフィルタのみ、あるいはIIRフィルタのみで構成してもよい。 (3) In the second embodiment, the waveform equalization unit includes the FIR filter and the IIR filter. However, the waveform equalization unit may include only the FIR filter or only the IIR filter.
(4)実施形態2において、波形等化部の係数再計算式は(式2)、あるいは(式3)としたが、他の式を用いても良い。 (4) In the second embodiment, the coefficient recalculation formula of the waveform equalization unit is (Formula 2) or (Formula 3), but other formulas may be used.
本発明に係る受信装置は、地上波デジタル放送受信装置や、無線受信機等に適用することができる。 The receiving apparatus according to the present invention can be applied to a terrestrial digital broadcast receiving apparatus, a wireless receiver, or the like.
1,41 放送受信装置
2,44 フロントエンド部
3 バックエンド部
11 チューナ
12 復調部
13,42,1001 同期検出回路
14 誤り訂正部
21,1004 信頼性測定手段
22 リセット信号生成手段
23 同期タイミング検出手段
31,1016 遅延部
32 参照シンボル列入力部
33,1017 乗算器
34,1018 加算器
43,71,1011 波形等化部
51 同期位置シフト量生成手段
61,72 係数再計算部
62,1014 遅延調整部
73 位相回転手段
1012 FIRフィルタ
1013 IIRフィルタ
1015 係数生成部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
伝送路歪を波形等化する波形等化回路を含んで構成され、
前記リセット信号によって、前記波形等化回路における係数のリセットを行うことを特徴とする受信装置。 A synchronization detection circuit that detects the synchronization timing of the received signal and generates and outputs a reset signal when a change in the synchronization timing period is detected;
Consists of a waveform equalization circuit that equalizes the transmission path distortion,
A receiving apparatus, wherein a coefficient in the waveform equalization circuit is reset by the reset signal.
伝送路歪を波形等化する波形等化回路を含んで構成され、
前記波形等化回路は、同期位置シフト量τを用いて係数の再計算を行うことを特徴とする受信装置。 A synchronization detection circuit that performs synchronization timing detection using a signal before waveform equalization of transmission path distortion, and generates and outputs a synchronization position shift amount τ when a change in synchronization timing period is detected;
Consists of a waveform equalization circuit that equalizes the transmission path distortion,
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the waveform equalization circuit recalculates a coefficient using a synchronization position shift amount τ.
データの誤り訂正を行う誤り訂正回路を備え、
前記リセット信号によって、前記誤り訂正回路における少なくとも一部の処理のリセットを行うことを特徴とする請求項1または3記載の受信装置。 The receiving device further includes:
Equipped with an error correction circuit that performs error correction of data,
4. The receiving apparatus according to claim 1, wherein at least a part of processing in the error correction circuit is reset by the reset signal.
受信信号の同期タイミング検出を行う同期タイミング検出手段と、
同期タイミング周期の変更を検出した場合にはリセット信号を生成して出力するリセット信号生成手段と、を備えることを特徴とする請求項1または3に記載の受信装置。 The synchronization detection circuit includes:
Synchronization timing detection means for detecting the synchronization timing of the received signal;
4. The receiving apparatus according to claim 1, further comprising reset signal generation means for generating and outputting a reset signal when a change in the synchronization timing period is detected.
受信信号の同期タイミング検出を行う同期タイミング検出手段と、
同期タイミング周期の変更を検出した場合には同期位置シフト量τを生成して出力する同期位置シフト量生成手段と、を備えることを特徴とする請求項2記載の受信装置。 The synchronization detection circuit includes:
Synchronization timing detection means for detecting the synchronization timing of the received signal;
3. The receiving apparatus according to claim 2, further comprising: a synchronization position shift amount generation unit that generates and outputs a synchronization position shift amount τ when a change in the synchronization timing period is detected.
Ci=Aiexp(jθi)
とし、タップ番号Nがセンタータップであり、kを整数とするとき、同期位置シフト量τが0でない場合に、
CN−τ+k=CN−k *exp{−j(θN+τ+π)}
に従って、FIRフィルタの係数再計算を同期タイミング位置が変化した時点で行う係数再計算手段を含んで構成されることを特徴とする請求項2または6記載の受信装置。 The waveform equalization circuit converts the coefficient C i of the tap number i to C i = A i exp (jθ i )
When the tap number N is the center tap and k is an integer, and the synchronization position shift amount τ is not 0,
C N−τ + k = C N−k * exp {−j (θ N + τ + π)}
7. The receiving apparatus according to claim 2, further comprising: coefficient recalculating means for performing coefficient recalculation of the FIR filter when the synchronization timing position changes.
Ci=Aiexp(jθi)
とし、タップ番号Nがセンタータップであり、kを整数とするとき、同期位置シフト量τが0でない場合に、
CN−τ+k=CN−k *
に従って、FIRフィルタの係数再計算を同期タイミング位置が変化した時点で行う係数再計算手段と、exp{−j(θN+τ+π)}の位相回転を行う位相回転手段を含んで構成されることを特徴とする請求項2または6記載の受信装置。 The waveform equalization circuit converts the coefficient C i of the tap number i to C i = A i exp (jθ i )
When the tap number N is the center tap and k is an integer, and the synchronization position shift amount τ is not 0,
C N−τ + k = C N−k *
, The coefficient recalculation means for performing the coefficient recalculation of the FIR filter when the synchronization timing position changes, and the phase rotation means for performing the phase rotation of exp {−j (θ N + τ + π)}. The receiving apparatus according to claim 2 or 6, characterized in that:
前記同期位置シフト量τが0でない場合にIIRフィルタにおける係数のリセットを行うことを特徴とする請求項7または8記載の受信装置。 The waveform equalization circuit further includes:
9. The receiving apparatus according to claim 7, wherein the coefficient in the IIR filter is reset when the synchronization position shift amount [tau] is not zero.
前記波形等化回路は更に、通常は前記同期パルスを一定分遅延して同期パルスを出力し、前記同期位置シフト量τが0でない場合に、前記同期パルスの遅延量を−τだけ変更して同期パルスを出力する遅延調整手段を含んで構成されることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の受信装置。 The synchronization detection circuit outputs a synchronization pulse indicating a synchronization timing position,
Further, the waveform equalization circuit normally outputs the synchronization pulse by delaying the synchronization pulse by a certain amount, and when the synchronization position shift amount τ is not 0, the delay amount of the synchronization pulse is changed by −τ. The receiving apparatus according to claim 7, comprising delay adjusting means for outputting a synchronization pulse.
前記受信装置は、受信信号の同期タイミング検出を行い、同期タイミング周期の変更を検出した場合にはリセット信号を生成する同期検出ステップと、
伝送路歪を波形等化する波形等化ステップとを含み、
前記リセット信号によって、前記波形等化回路における係数のリセットを行うことを特徴とする受信方法。 A receiving method used in a receiving apparatus for receiving a signal,
The receiver performs a synchronization timing detection of a received signal, and a synchronization detection step of generating a reset signal when a change in the synchronization timing period is detected;
A waveform equalization step for equalizing the transmission path distortion,
A receiving method comprising: resetting a coefficient in the waveform equalization circuit by the reset signal.
前記受信処理は、受信信号の同期タイミング検出を行い、同期タイミング周期の変更を検出した場合にはリセット信号を生成する同期検出ステップと、
伝送路歪を波形等化する波形等化ステップとを含み、
前記リセット信号によって、前記波形等化回路における係数のリセットを行うことを特徴とするプログラム。 A program for performing reception processing used in a reception device that receives a signal,
The reception process performs synchronization timing detection of a received signal, and generates a reset signal when a change in the synchronization timing period is detected, and a synchronization detection step,
A waveform equalization step for equalizing the transmission path distortion,
A program for resetting a coefficient in the waveform equalization circuit by the reset signal.
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