JP2006041568A - データ伝送装置およびデータ伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
伝送データのＲＳ符号化を複数回行うことによりマルチパスフェージングやゴーストに強いデータ伝送を可能し、また、ＯＦＤＭ変調方式で用いられる補助データを有効に活用し、データの伝送量を減少せずに伝送耐性を向上する。
【解決手段】
本発明のデータ伝送装置は、主データキャリアと補助データキャリアを使用して伝送を行うデータ伝送装置であって、少なくとも伝送データを誤り訂正符号化する第１の符号化処理部と、上記第1の符号化処理部からの信号を二重に誤り訂正符号化する第２の符号化処理部と、上記第１の符号化処理部からの信号と上記第２の符号化処理部からの二重誤り訂正符号部とを変調する変調部からなり、上記変調部は、上記第１の符号化処理部からの信号を上記主データキャリアを使用し、上記二重誤り訂正符号部は、上記補助データキャリアを使用して伝送するように構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、データ伝送装置およびデータ伝送方法に関し、特に、直交周波数分割多重変調方式を用いたデータ伝送装置およびデータ伝送方法に関するものである。

近年、移動体向けディジタル伝送において地上系ディジタルテレビジョン放送やハイビジョン伝送技術が確立しつつある。一例として、移動体向けディジタル伝送や地上系ディジタルテレビジョン放送への応用に適しており、マルチパスフェージングやゴーストに強いという特徴のある直交周波数分割多重変調方式（Orthogonal Frequency Division Multiplex：以下ＯＦＤＭ変調方式と略称する。）を例に挙げて説明する。

このＯＦＤＭ変調方式は、標準規格（例えば、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３３ 社団法人 電波産業会、以下、ＡＲＩＢ ＳＴＤと略称する。）として定められている。このＯＦＤＭ変調方式は、マルチキャリア変調方式の一種であり、送信すべき所定のデータ量を互いに直交するｎ本（ｎは数十〜数百）の搬送波でディジタル変調を施した伝送方式である。図９は、ＯＦＤＭ変調方式を説明するための図であって、多数のディジタル変調波ＤＣ、Δｆ、２Δｆ、・・・・（ｎ−１）Δｆを加算し、ＯＦＤＭ変調信号を得ることを示している。そしてこのＯＦＤＭ変調信号は、シンボル周期Ａの繰返し信号から構成されている。なお、Ｉ軸信号、Ｑ軸信号は、直交座標軸上のＩ軸信号、Ｑ軸信号であり、互いに直交関係を保つように多重されている。

図１０は、このようにしてＯＦＤＭ変調された伝送信号の１シンボル周期Ａの構成を示している。以下、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３３を例にとって説明する。１シンボルＡ（約５０μsec）は、ガードインターバルＧＩと有効データシンボルＤＳとから構成されている。更に、詳細に説明すると、例えば、１シンボル周期Ａは、１１５２サンプルで構成され、有効データシンボルＤＳは、１０２４サンプル、ガードインターバルＧＩは、１２８サンプルから構成されている。ガードインターバルＧＩは、有効データシンボルＤＳの一部ＧＩ’を複写した区間である。従ってＧＩとＧＩ’は、同じ信号で構成されている。

上記のディジタル変調方式としては、4相差動位相偏移変調方式（DQPSK：Differential Quadrature Phase Shift Keying）が最もよく用いられるが、16値直交振幅変調（16QAM：16 Quadrature Amplitude Modulation）や64QAMなどの多値変調方式を用いることも可能である。OFDM方式は、ガードインターバルを付加することにより、ガードインターバル期間内の遅延時間の遅延波に対しては、そのシンボル間干渉による劣化を避けることが出来るため、マルチパスフェージングやゴーストに対して強い耐性を有している。

ここで、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３３で定めているＯＦＤＭフレーム構成について説明する。図１１は、ＯＦＤＭフレーム構成の一例、１Ｋフルモードのフレーム構成を示している。この１Ｋフルモードのフレーム構成は、ＯＦＤＭフレームは、図１１に示すようにＣＰ（Continual Pilot）、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）、ＡＣ（Auxiliary Channel）、Ｎｕｌｌ（Null Carrier）、Ｄａｔａ（Data Carrier）の５種類のキャリアで構成されている。また、キャリア数ｎは、８５７本である。その内Ｄａｔａキャリアは、６７２本（表示のない部分）、ＣＰは、１０８本、ＡＣは、６６本で構成されている。

従来のＯＦＤＭ送受信機の構成の一例を図４に示す。図４において、送信機４０１は、ＤＶＢ（Digital Video Broadcast）符号化処理部４０２、主データ符号化部４０３、補助データ符号化部４０４および変調部４０５から構成されている。外部の符号化器、例えば、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）２の符号化器で画像信号をＴＳ（Transport Stream）形式のディジタル信号Ｄ（以下主データＤと略称する。）に変換され、入力信号端子ＤinからＤＶＢ符号化処理部４０２に供給される。ＤＶＢ符号化処理部４０２では、後述するＤＶＢ符号化処理される。その後、主データ符号化部４０３において畳み込み符号化、データを間引くパンクチャ、インターリーブを適宜行い、変調部４０５に入力される。

一方、外部からの補助データＡＣ（Auxiliary Channel）は、補助データ入力端子ＡＣinから補助データ符号化部４０４に入力され、畳み込み符号化、パンクチャ、インターリーブを行い、変調部４０５に印加される。なお、補助データＡＣは、音声や連絡データなどの付加情報を伝送するためのもので、適宜使用が許されている。

上述の主データＤと補助データＡＣの２つの信号は、変調部４０５においてＯＦＤＭ変調され、伝送路４０６を介して受信機４０７に送信される。受信機４０７は、復調部４０８、主データ復号化部４０９、補助データ復号化部４１０およびＤＶＢ復号化処理部４１１から構成されている。送信機４０１から送られてきたＯＦＤＭ変調信号は、復調部４０８においてＯＦＤＭ復調される。ここで主データＤと補助データＡＣに分離され、主データＤは、主データ復号化部４０９においてデインターリーブ、デパンクチャ、ビタビ復号を行いＤＶＢ復号化処理部４１１に入力される。そしてＤＶＢ復号化処理部４１１においてＤＶＢ復号し、出力信号端子Doutから外部の復号化器などへ出力される。一方、補助データＡＣは、補助データ復号化部４１０においてデインターリーブ、デパンクチャ、ビタビ復号され、補助データ出力端子ＡＣoutから出力される。

次に、各部の詳細について説明する。まず、ＤＶＢ符号化処理部４０２の構成を図５に示す。主データＤが端子５０１を介してエネルギー拡散部５０２に印加され、エネルギー拡散部５０２において例えば擬似ランダム系列加算でエネルギー拡散を行い、ＲＳ（Reed-Solomon）符号化部５０３においてＲＳ符号化を行い、インターリーブ部５０４においてインターリーブを行う。ＲＳ符号化部５０３では、１ＴＳ単位で誤り訂正を行う。そのためＲＳ符号化部５０３では、１ＴＳ毎にパリティを付加する。例えば、ＲＳ（２０４,１８８）符号（ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３３での表示方法）化処理の場合、１ＴＳ、つまり２０４byteの内訳は、データ１８８byte、パリティ１６byteであり、２０４byte中８byteまで誤り訂正が可能であることを示している。

図６は、変調部４０５の一例を示すものである。主データ符号化部４０３で符号化された主データは、端子６０１を介して主データマッピング部６０３に印加される。主データマッピング部６０３では、主データに基づいて例えば、６４ＱＡＭの場合、Ｉ−Ｑ座標上に６４ポイントのマッピングを行う。ＣＰ発生部６０４は、規準位相をＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）でマッピングを行うため、一定振幅となる。また、ＣＰキャリアは、図１１に示すようにキャリア方向に８キャリアに１回挿入される。

補助データマッピング部６０５は、補助データＡＣが入力端子６０２から印加され、例えば１６ＱＡＭやＱＰＳＫなどのマッピングが行われる。統合部６０６は、各々マッピングされた、主データＤ、ＣＰデータ、補助データＡＣを図１１に示すキャリア配置パターンに従い順次選択する。ＩＦＦＴ（inverse First Fourier Transform）６０７は、入力される信号を周波数成分とみなして、1024サンプルの時間波形（有効データシンボルＤＳ）を作成する。この処理によって直交関係のあるマルチキャリア変調が行なわれる。ガード付加部６０８は、有効データシンボルＤＳの最終部分の時間波形の一部ＧＩ’をその前のガードインターバルＧＩとして付加し、９／８倍の時間長の１シンボル周期Ａの波形を作る。ＤＡ変換部６０９は、ディジタル・アナログ変換部で、Ｉ成分とＱ成分の入力を直交変調し、例えば２０.４５ＭＨｚのアナログＩＦ信号に変換する。ＩＦ変換部６１０は、中間周波変換部で、１３０ＭＨｚのＩＦ信号に変換する。送信高周波部６１１は、ＩＦ信号をマイクロ波帯に周波数変換し、電力増幅した後、出力端子６１３から伝送路４０６を介して受信機４０７に送信される。なお、ＯＳＣ６１２は、システムクロック発生部で、変調部４０５の各構成部分は、このシステムクロック発生部６１２の発生するクロックに同期して駆動される。

次に、復調部４０８の構成について図７を用いて説明する。図７において、受信機４０１から伝送路４０６を介して送信されたＯＦＤＭ変調信号は、端子７０１から受信高周波部７０２で受信され、ＩＦ変換部７０３で中間周波数に変換され、ＡＤ変換部７０４に供給される。ＡＤ変換部７０４では、例えば２０.４５ＭＨｚのアナログＩＦ信号を直交復調し、直交座標系のＩ成分とＱ成分の信号に変換される。ＦＦＴ（First Fourier Transform）部７０５は、１０２４サンプルからなる時間波形から、その周波数成分を求める。時間同期ＣＮＴ７０６は、時間波形のガード期間信号を利用し復調部４０８の各部の動作タイミングや周期を制御する時間同期制御部である。

ＣＰ抽出＆補間部７０７は、前述した８本毎に配置されたＣＰキャリアを取り出し、ＣＰキャリアの位相や振幅成分を基にデータキャリアで生じている位相や振幅変化を示す補正データを生成する。補正部７０８は、ＣＰ抽出＆補間部７０７で生成した補正データに基づいてデータキャリアの伝送時に生じた特性を逆補正し、データキャリアの位相と振幅を修正する。分離部７０９は、主データキャリア成分と補助データキャリア成分を分離する。データ識別部７１０は、得られたマッピング点から主データキャリアの伝送データ値を求め、端子７１２から出力する。ＡＣ復号部７１１は、得られたマッピング点から補助データキャリアの伝送データ値を求め、端子７１３から出力する。

最後に、ＤＶＢ復号化処理部４１１について図８を用いて説明する。ＤＶＢ復号化処理部４１１は、図５で示すＤＶＢ符号化処理部とは逆の処理が行われる。即ち、図８において、受信機４０７の主データ復号化部４０９からの復号データが端子８０１を介してデインターリーブ部８０２に印加される。デインターリーブ部８０２では、デインターリーブが行われ、ＲＳ復号化部８０３においてＲＳ復号化を行い、エネルギー逆拡散部８０４においてエネルギー逆拡散を行う。

以上のようにＯＦＤＭ変調方式を用いた従来の送受信機について説明したが、他に誤り訂正符号器および復号器（例えば、特許文献１参照。）があるが、この誤り訂正符号器は、２個の符号化器を並列に用い、２種類のパリテイ系列をシリアル信号として出力するため、パリテイビットが長くなり、伝送するデータ量が減少する問題がある。

特開２００２−７６９２２号公報（第４−５頁、図８、図９）

以上説明した従来の構成では、ＲＳ符号化、ＲＳ復号化は1回のみである。また、特許文献１記載の誤り訂正符号器では、２個の符号化器を並列に用い、２種類のパリテイ系列をシリアル信号として出力するため、パリテイビットが長くなり、伝送するデータ量が減少する問題がある。

本発明の目的は、二重符号化によりデータの伝送耐性を向上させることのできるデータ伝送装置およびデータ伝送方法を提供することである。

本発明の他の目的は、ＯＦＤＭ変調方式で使用されている補助データキャリアを有効に活用し、データの伝送耐性を向上させることのできるデータ伝送装置およびデータ伝送方法を提供することである。

本発明のデータ伝送装置は、主データキャリアと補助データキャリアを使用して伝送を行うデータ伝送装置であって、少なくとも伝送データを誤り訂正符号化する第１の符号化処理部と、上記第1の符号化処理部からの信号を二重に誤り訂正符号化する第２の符号化処理部と、上記第１の符号化処理部からの信号と上記第２の符号化処理部からの二重誤り訂正符号部とを変調する変調部からなり、上記変調部は、上記第１の符号化処理部からの信号を上記主データキャリアを使用し、上記二重誤り訂正符号部は、上記補助データキャリアを使用して伝送するように構成される。

また、本発明のデータ伝送装置において、上記二重誤り訂正符号部の誤り訂正ビット数を上記伝送データと上記補助データキャリアの伝送容量に基づいて調節するように構成される。

また、本発明のデータ伝送装置において、上記補助データキャリアは、ＡＣデータキャリアであり、上記第１の符号化処理部は、ＲＳ符号化部を有し、上記第２の符号化処理部は、ＲＳ二重符号化部を有し、上記変調部は、ＯＦＤＭ変調部で構成される。

また、本発明のデータ伝送装置において、補助データキャリアの変調方式は、主データキャリアの変調方式以下の変調方式とするように構成される。

また、本発明のデータ伝送装置は、更に、付加情報を符号化する第３の符号化処理部および上記第３の符号化処理部からの信号と上記二重誤り訂正符号化部とを統合する統合部とを備え、上記統合部からの信号を上記補助データキャリアを使用して伝送するように構成される。

また、本発明のデータ伝送装置は、主データキャリアと補助データキャリアを使用して伝送を行うデータ伝送装置であって、伝送データを所定時間圧縮する時間圧縮部と、上記時間圧縮部の出力を符号化する第３の符号化処理部と、上記第３の符号化処理部の出力を所定期間遅延する遅延部を有し、上記第３の符号化処理部は、第１の期間に上記時間圧縮部からの出力を誤り訂正符号化し、第２の期間に上記遅延部の出力を二重誤り訂正符号化し、上記第３の符号化処理部から出力されるデータをそれぞれ時間伸張する時間伸張部および上記時間伸張部からの出力を変調する変調部からなり、上記変調部は、上記第３の符号化処理部の上記第１の期間の出力データを上記主データキャリアを使用し、上記第３の符号化処理部の上記第２の期間の出力データを上記補助データキャリアを使用して伝送するように構成される。

更に、本発明のデータ伝送装置は、送信機と受信機とからなり、上記送信機は、主データキャリアと補助データキャリアを使用して送信する送信機であって、少なくとも伝送データを誤り訂正符号化する第１の符号化処理部と、上記第1の符号化処理部からの信号を二重に誤り訂正符号化する第２の符号化処理部と、上記第１の符号化処理部からの信号と上記第２の符号化処理部からの二重誤り訂正符号部とを変調する変調部からなり、上記変調部は、上記第１の符号化処理部からの信号を上記主データキャリアを使用し、上記二重誤り訂正符号部は、上記補助データキャリアを使用して伝送するように構成される。

また、本発明の受信機は、主データキャリアと補助データキャリアを使用して送られてきた信号を復号する受信機であって、上記信号から主データと補助データに分離する復調部と、上記復調された補助データを復号する第１の復号化処理部と、上記復調された主データと上記第１の復号化処理部からの信号とを復号する第２の復号化処理部を有するように構成される。

また、本発明の受信機は、主データキャリアと補助データキャリアを使用して送られてきた信号を復号する受信機であって、主データと補助データに分離する復調部と、上記分離された主データと補助データをそれぞれ時間圧縮する時間圧縮部と、上記時間圧縮された補助データを誤り訂正復号化する第３の復号化部と、上記第３の復号化部の出力を遅延する遅延部と上記遅延部の出力を選択的に上記第３の復号化部に入力する構成からなり、上記第３の復号化部は、第１の期間に、二重誤り訂正符号化されたデータを復号し、第２の期間に元の信号に復号する機能を有し、上記第２の期間に上記第３の復号化部から出力されるデータを時間伸張し、元のデータを得るように構成される。

また、本発明のデータ伝送方法は、主データキャリアと補助データキャリアを使用して伝送を行うデータ伝送装置において、少なくとも伝送データを誤り訂正符号化する第１の符号化処理ステップと、上記第1の符号化処理ステップで符号化された信号を二重に誤り訂正符号化する第２の符号化処理ステップと、上記第１の符号化処理ステップで符号化された信号と上記第２の符号化処理ステップでの二重誤り訂正符号部とを変調するステップからなり、上記第１の符号化処理ステップで符号化された信号を上記主データキャリアを使用し、上記第２の符号化処理ステップで符号化された信号を上記補助データキャリアを使用して伝送するように構成される。

また、本発明のデータ復調方法は、主データキャリアと補助データキャリアを使用して送られてきた信号を復号する受信機において、上記信号から主データと補助データに分離し、復調するステップと、上記復調された補助データを復号する第１の復号化処理ステップと、上記復調された主データと上記第１の復号化処理ステップで復号された信号とを復号する第２の復号化処理ステップを有する。

以上説明したように本発明によれば、ＲＳ符号を複数回行うことによりマルチパスフェージングやゴーストに強いデータ伝送を可能にする。また、ＯＦＤＭ変調方式で用いられる補助データキャリアＡＣを有効に活用し、データの伝送量を減少せずに伝送耐性を向上することができる。更に、データの圧縮方式を適応することによりＲＳ符号化部あるいはＲＳ復号化部を１個使用するだけで、送信機あるいは受信機を実現できるので、製品のコストを低減できると言う効果がある。

本発明のＯＦＤＭ変調方式を用いた送受信装置の一実施例を図１を用いて説明する。図１において、送信機１０１は、ＤＶＢ符号化処理部４０２、主データ符号化部４０３、ＲＳ二重符号化部１０２、補助データ符号化部および変調部４０５から構成されている。なお、図４と同じものには同じ符号が付されている。まず、ＲＳ符号化を二重にする場合について図２を用いて説明する。

まず、前述したように外部の符号化器で例えば、画像信号がＴＳ（Transport Stream）形式の主データＤに変換され、入力信号端子ＤinからＤＶＢ符号化処理部４０２に供給される。ＤＶＢ符号化処理部４０２では、ＤＶＢ符号化処理される。その後、主データ符号化部４０３において畳み込み符号化、データを間引くパンクチャ、インターリーブを適宜行い、変調部４０５に入力される。ここで、ＤＶＢ符号化処理部４０２の処理について図２を用いて説明する。

ＤＶＢ符号化処理部４０２のＲＳ符号化部５０３（図５に示す。）では、主データＤにＲＳ(２０４,１８８)符号化処理を施すことにより図２（Ａ）に示すようにデータＤ１（１８８byte）にパリティＰ１（１６byte）が付加された１ＴＳデータ（２０４byte）が生成される。この１ＴＳデータをインターリーブ部５０４でインターリーブ処理されると、図２（Ｂ）で示されるように、異なったＴＳとの間でインターリーブ処理されるため、データ部Ｄ２（１８８byte）およびパリティ部Ｐ２（１６byte）がそれぞれ図２（Ａ）で示す１ＴＳデータとは異なるＴＳとして出力される。

而して、インターリーブ部５０４の出力（図２（Ｂ）で示す。）は、主データ符号化部４０３において畳み込み符号化処理、パンクチャ処理、インターリーブ処理を適宜行い、変調部４０５に入力される。一方、インターリーブ部５０４の出力は、ＲＳ二重符号化部１０２にも入力される。ＲＳ二重符号化部１０２では、二重（２回目）のＲＳ(２０４,１８８)符号化を行う。即ち、二重誤り訂正符号部（以下パリティ部Ｐ３と称する。）となる。これによりパリティ部Ｐ３（１６byte）は、図２（Ｃ）に示すように二重目パリティ（１６byte）に上書きされる。なお、データ部Ｄ３（１８８byte）は、既に主データ符号化部４０３に送られたデータ部Ｄ２と同じものであるので、データ部Ｄ３は、不要である。従って、ＲＳ二重符号化部１０２では、パリティ部Ｐ３（１６byte）のみを抽出し、補助データ符号化部１０３に出力する。補助データ符号化部１０３では、パリティ部Ｐ３（１６byte）のみについて畳み込み符号化、パンクチャ、インターリーブを行い、変調部４０５に入力する。

さて、先に説明した従来の送信機４０１では、補助データＡＣは、音声や連絡データなどの付加情報を伝送するためのもので、適宜使用が許されていると説明した。本発明では、この補助データとして音声や連絡データなどの付加情報を送信する代わりに、二重のパリテイに上書きされたパリティ部Ｐ３（１６byte）を送るようにしたことである。換言すれば、図１に示す本発明の送信機では、主データ符号化部４０３からはインターリーブ部５０４からの出力（図２（Ｂ）に示す。）を畳み込み符号化処理、パンクチャ処理、インターリーブ処理を適宜行い、変調部４０５に入力される。一方、インターリーブ部５０４からの出力（図２（Ｂ）に示す。）は、ＲＳ二重符号化部１０２で二重（２回目）のＲＳ(２０４,１８８)符号化が行われ、図２（Ｃ）に示すように二重目パリティ（１６byte）に上書きされる。このパリティ部Ｐ３（１６byte）のみが抽出され、補助データ符号化部１０３を経由して変調部４０５に入力される。変調部４０５では、先に説明したように主データＤ２、ＣＰデータ、補助データＡＣ１を図１１に示すキャリア配置パターンに従い順次選択し、伝送路４０６に送出される。

而して、上述のように補助データキャリアを用いてパリティビットを送信する場合、主データと補助データの伝送容量の関係により全ての二重（２回目）パリティが伝送できるとは限らない。主データの誤り訂正を補助データにより行うので、補助データの変調方式は、主データの変調方式以下の変調、例えば、主データの変調方式が１６ＱＡＭ変調であれば、補助データの変調方式は、ＱＰＳＫ変調と言うように変調方式を変える必要がある。この条件において、二重パリティが全て伝送可能な場合と不可能（一部のみ伝送不可能）な場合における、ＲＳ二重符号化部１０２の処理の一実施例を説明する。

まず、二重パリティが全て伝送可能な場合について説明する。一例として主データキャリア６７２本（１６ＱＡＭ、１／２）（畳み込み符号化を１／２とする。）、補助データキャリア６６本（１６ＱＡＭ、１／２）の場合を考える。この時、1シンボル周期Ａで伝送可能なデータ数を求める。主データは１３４４（＝６７２×４×１／２）ビットである。ここに、１キャリア当たり、４ビットのデータが送れるものとする。このうちＲＳ(２０４,１８８)符号による二重パリティは、１０５（＝１３４４×１６／２０４）ビットである。一方、補助データは、１３２（＝６６×４×１／２）ビットである。この時、残りの２７（＝１３２−１０５）ビットはダミーデータを挿入する。この場合、補助データのビット数は、二重パリティに必要なビット数以上であるため、二重目パリティで訂正可能な主データの割合は、１００%である。

次に、二重パリティの一部が伝送不可能な場合について説明する。二重パリティの全部が伝送可能な場合の例と同様に、主データキャリア６７２本（１６ＱＡＭ、１／２）（畳み込み符号化を１／２とする。）、補助データキャリア６６本（１６ＱＡＭ、１／２）の場合を考える。この時、1シンボル期間Ａで伝送可能なデータ数を求める。主データは、２０１６（＝６７２×６×１／２）ビットであるとする。ここに、１キャリア当たり、６ビットのデータが送れるものとする。このうちＲＳ(２０４,１８８)符号による二重パリティは、１５８（＝２０１６×１６／２０４）ビットである。一方、補助データは、１３２（＝６６×４×１／２）ビットである。これからも明らかなように補助データは、１３２ビットに対して二重パリティは、１５８ビットとなり、２６（＝１５８−１３２）ビット不足する。従って、伝送不可能な２６ビットは間引く。この場合の二重目パリティで訂正可能な主データの割合は約８３%である。

このように、補助データＡＣの伝送容量に調整したＲＳ二重符号化部１０２の出力を補助データ符号化部１０３を介して変調部４０５に入力し、ＯＦＤＭ変調し、伝送路４０６から出力する。

次に受信機１０４における動作について説明する。受信機１０４は、復調部４０８、主データ復号化部４０９、補助データ復号化部１０５、ＲＳ二重復号化部１０６、ＤＶＢ復号化処理部４１１から構成されている。なお、図４と同じものには同じ符号が付されている。復調部４０８において復調された復号化前主データを主データ復号化部４０９に入力し、復号化前補助データを補助データ復号化部１０５に入力する。それぞれの出力をＲＳ二重復号化部１０６に入力し、ＲＳ復号化する。

ＲＳ二重復号化部１０６の構成を、図３を用いて説明する。図３において、主データ復号化部４０９からの出力信号は、端子３０１を介して選択器３０３に印加され、図２（Ｂ）に示される主データＤ２が選択され、ＲＳ復号化器３０４に入力される。また、補助データ復号化部１０５からの補助データが選択器３０３で図２（Ｃ）に示される補助データＡＣ１（二重のパリテイに上書きされたパリティ部Ｐ３）が選択され、これがＲＳ復号化器３０４に入力される。ＲＳ復号化器３０４では、ＲＳ復号化を行い、訂正された主データＤ２が出力される。

一方、端子３０１に印加された信号は、選択器３０５でパリティ部Ｐ２（１６byte）が選択され、また、ＲＳ復号化器３０４からの主データＤ２と共に端子３０６を介してＤＶＢ復号化処理部４１１に印加される。ＤＶＢ復号化処理部４１１では、図８に示すようにデインターリーブ部８０２でデインターリーブ処理、ＲＳ復号化部８０３で、ＲＳ(２０４,１８８)復号化処理され、更に、エネルギー逆拡散部８０４で、エネルギー逆拡散処理を行い、元の信号に復調され、端子Ｄoutから出力される。このように補助データキャリアＡＣを使用し二重にＲＳ符号化することができる。

図１２は、本発明の他の一実施例の概略構成を示すブロック図である。１２１は、統合部、１２２は、選択器である。なお、図１および図４と同じものには同じ符号が付されている。図１２に示す実施例において、送信機１０１は、補助データキャリアＡＣに二重のパリテイ部Ｐ３と従来の補助データである音声あるいは連絡データなどの付加情報部の２種類を伝送するようにしたものである。即ち、ＲＳ二重符号化部１０２で二重符号化されたパリティ部Ｐ３と端子ＡＣinから入力される付加情報部をそれぞれ補助データ符号化部１０３および４０４で符号化処理し、統合部１２１で統合し、変調部４０５に入力する。なお、統合に際しては、補助データキャリアＡＣは、前述したように６６キャリアしかないので、二重符号化されたパリティのビット数と付加情報部の伝送に使用するビット数とを適宜調節して使用する必要のあることは言うまでもない。

また、図１２に示す受信機１０４において、復調部４０８から出力される補助データは、選択部１２２で、二重のパリテイ部Ｐ３と付加情報部とが選択され、二重のパリテイ部Ｐ３は、補助データ復号化部１０５を介してＲＳ二重復号化部１０６に印加される。一方、付加情報部は、補助データ復号化部４１０で復号処理され、端子ＡＣoutから出力される。このように構成することによって、補助データキャリアＡＣを用いて二重のパリテイ部Ｐ３と音声等の付加情報を送ることが可能となる。

図１３および図１５は、本発明の更に他の一実施例を示す図である。先に説明した実施例では、符号化部がＲＳ符号化部５０３とＲＳ二重符号化部１０２の２段階の符号化を行っているが、本実施例では、一個の符号化部で行う場合が示されている。図１３は、送信機の概略構成を示すブロック図、図１５は、受信機の概略構成を示すブロック図である。図１３において、１３０１は、時間圧縮部、１３０２は、選択部、１３０３および１３０４は、時間伸張部、１３０５は、遅延部である。なお、図１および図５と同じものには、同じ符号が付されてる。

まず、画像データがＳＴ形式の主データＤに変換され、入力信号端子Ｄinから時間圧縮部１３０１に送られる。時間圧縮部１３０１は、例えば、ＦＩＦＯ（First In First Out）メモリで構成され、主データＤが例えば、１／２の時間に圧縮され、エネルギー拡散部５０２を介して選択部１３０２に供給される。エネルギー拡散部５０２でエネルギー拡散された信号は、ＲＳ符号化部５０３においてＲＳ符号化を行う。ＲＳ符号化部５０３では、前述したように１ＴＳ単位で誤り訂正が行われ、図２（Ａ）で示すようなデータとなる。このデータは、インターリーブ部５０４でインターリーブされ、図２（Ｂ）で示すような出力となる。この出力は、時間伸張部１３０３を経由して主データ符号化部４０３に供給される。なお、時間伸張部１３０３は、例えば、ＦＩＦＯメモリで構成することができる。

一方、インターリーブ部５０４でインターリーブされた信号は、遅延部１３０５で遅延され、選択部１３０２に供給される。遅延部１３０５で遅延された信号は、選択部１３０２を介して再度ＲＳ符号化部５０３に供給され、ここで２回目（二重）のＲＳ符号化が行われ、図２（Ｃ）で示すような出力となり、時間伸張部１３０４で、時間伸張され、補助データ符号化部１０３に供給される。これ以降の処理は、図１で説明したものと同じである。なお、時間伸張部１３０４は、前述と同様に例えば、ＦＩＦＯメモリで構成することができる。

次に、図１３に示す送信機の動作を図１４に示すタイムチャートを用いて説明する。図１４において、横軸は、時間を表す。まず、主データＤは、入力端子Ｄinから１ＴＳ単位で時間Ｔ00、Ｔ10、Ｔ20、Ｔ30、・・・において、それぞれＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、・・・のように入力され、時間圧縮器１３０１に印加される。時間圧縮器１３０１では、時間Ｔ00、Ｔ10で入力されたＤＡ、ＤＢは、時間圧縮され、Ｄａ、Ｄｂとなる。このＤａ、Ｄｂは、エネルギー拡散部５０２、選択部１３０２を介してＲＳ符号化部５０３に供給されるが、選択部１３０２は、時間Ｔ10からＴ20の期間（主データ処理期間）において、データＤａ、ＤｂをＲＳ符号化部５０３に供給するように動作する。ＲＳ符号化部５０３の出力は、図２（Ａ）と同様にＤａ１＋パリテイＰａ１、Ｄｂ１＋パリテイＰｂ１を出力する。この出力は、インターリーブ部５０４でインターリーブされ、図２（Ｂ）と同様にＤａ２＋パリテイＰａ２、Ｄｂ２＋パリテイＰｂ２を出力する。この信号は、時間伸張部１３０３で、Ｔ20からＴ40の期間に時間伸張され、Ｄａ３＋Ｐａ４、Ｄｂ３＋Ｐｂ４のように通常の長さ（速度）に戻され、主データ符号化部４０３に供給される。

一方、インターリーブ部５０４の出力は、遅延部１３０５で適宜遅延され、選択部１３０２に印加される。この選択部１３０２では、Ｔ20からＴ30の期間（補助データ処理期間）が選択され、Ｄａ２＋パリテイＰａ２、Ｄｂ２＋パリテイＰｂ２の出力がＲＳ符号化部５０３に印加され、この出力として二重のパリテイＰａ３、Ｐｂ３が得られる。この二重パリテイＰａ３、Ｐｂ３は、時間伸張部１３０４で通常の速度に戻され、Ｐａ５、Ｐｂ５として補助データ符号化部１０３に供給される。即ち、本実施例では、時分割的にＲＳ符号化部５０３を使用するように構成することによりＲＳ符号化部を１個で実現できるという特徴がある。

次に、受信機１０４の他の一実施例を図１５を用いて説明する。図１５において、送信機１０１の変調部４０５から伝送路４０６を介して伝送されたデータは、ＯＦＤＭ復調部４０８に入力され、主データは、主データ復号部４０９に、また、補助データは、補助データ復号部１０５にそれぞれ供給される。主データ復号化部４０９からの出力は、マルチプレクサ１５０１の入力Ｍ１と時間圧縮部１５０２に入力される。なお、時間圧縮部１５０２は、前述と同様にＦＩＦＯメモリで構成することができる。

一方、補助データ復号化部１０５からの出力は、マルチプレクサ１５０１の入力Ｍ２に供給される。マルチプレクサ１５０１の出力は、時間圧縮部１５０３で時間圧縮され、選択部１５０４の入力Ｓ２に供給される。選択部１５０４の出力は、ＲＳ復号化器８０３で前述と同様にＲＳ復号化処理され、マルチプレクサ１５０５と時間伸張部１５０７に供給される。マルチプレクサ１５０７の出力は、時間伸張部１５０７で時間伸張され、デインターリーブ部８０２でデインターリーブ処理され、選択部１５０４の入力Ｓ１に供給される。時間伸張部１５０６の出力は、エネルギー逆拡散部８０４を介してデータ出力Ｄoutとして出力される。

次に、この受信機の動作について、図１６に示すタイムチャートを用いて説明する。図１６において、横軸は、時間を表す。まず、主データ復号化部４０９は、送信機１０１から送られたデータに基づき受信側の時刻Ｔ00からＴ10においてＤａ３＋パリテイＰａ４、時刻Ｔ10からＴ20においてＤb3＋パリテイＰｂ４を通常の速度で出力する。これら各信号はいずれも一重目のパリティを付加された通常の主データＤである。また、この同じ期間に補助データ復号化部１０５は、二重符号化されたパリテイ部Ｐａ５およびＰｂ５を出力し、マルチプレクサ１５０１の入力端子Ｍ１およびＭ２にそれぞれ入力される。更に、主データ復号化部４０９の出力の内、パリテイ部Ｐａ４およびＰｂ４は、時間圧縮部１５０２で時間圧縮され、マルチプレクサ１５０５に供給される。

マルチプレクサ１５０１の出力は、図１６に示すように主データ部Ｄａ３＋二重パリテイ部Ｐａ５および主データ部Ｄｂ３＋二重パリテイ部Ｐｂ５となる。このマルチプレクサ１５０１の出力は、時間圧縮部１５０３で時間圧縮され、選択部１５０４の入力端子Ｓ２に入力される。選択部１５０４は、時刻Ｔ10からＴ20の期間（補助データ処理期間）は、時間圧縮部１５０３の出力、即ち、図１６に示す時間圧縮されたＤａ４＋二重パリテイ部Ｐａ７およびＤｂ４＋二重パリテイ部Ｐｂ７を選択し、ＲＳ復号化部８０３に供給する。ＲＳ復号化部８０３では、誤り訂正および二重パリテイ部Ｐａ７およびＰｂ７を一重のパリテイに復号し、マルテイプレクサ１５０５に供給する。

マルテイプレクサ１５０５では、ＲＳ復号化部８０３の出力と時間圧縮部１５０２の出力から図１６に示すＤａ５＋一重パリテイ部Ｐａ６およびＤｂ５＋一重パリテイ部Ｐｂ６となる。この出力は、遅延部１５０７でＴ20からＴ30の期間に遅延され、デインターリーブ部８０２でデインターリーブ、即ち、図２（Ｂ）のような信号Ｄａ６＋一重パリテイ部Ｐａ８およびＤｂ６＋一重パリテイ部Ｐｂ８の信号となり、選択部１５０４の入力端子Ｓ１に供給される。

選択部１５０４は、Ｔ20からＴ30の期間（主データ処理期間）、入力端子Ｓ１の入力を選択し、この信号をＲＳ複合化部８０３に出力する。この結果、Ｄａ６＋一重パリテイ部Ｐａ８およびＤｂ６＋一重パリテイ部Ｐｂ８の信号は、ＲＳ複合化部８０３でＲＳ複合化され、この複合化された信号は、時間伸張部１５０６で通常の速度に変換され、エネルギー逆拡散部８０４でエネルギー逆拡散され、元のデータＤoutとして出力される。以上説明したように本受信機の実施例では、時分割的にＲＳ復号化部８０３を使用するように構成することによりＲＳ復号化部を１個で実現できるという特徴がある。

なお、以上の実施例では、データＤＡ、データＤＢの２パケットを単位とし１／２に時間圧縮し、２倍に伸張を行う処理として説明したが、この単位に限定するものではなく、１／３、１／４等に圧縮して行うこともできることは言うまでもない。また、図１３に示す送信機と図１５に示す受信機について説明したが、図１３に示す送信機と図１５に示す受信機を一対で使用する必要はなく、例えば、図１に示す送信機と図１５に示す受信機を一対で使用したり、あるいは図１３で示す送信機と図１に示す受信機を一対で使用する等その組合せは、適宜選択することができることは言うまでもない。

更に、他のＯＦＤＭ変調の例として、地上デジタルテレビジョン放送用ＡＲＩＢ規格Ｂ３１に基づいたＯＦＤＭ伝送における例を以下に述べる。地上デジタルテレビジョン放送用ＯＦＤＭ波は、１３セグメントで構成されている。各セグメントは、図１１に示すフレーム構成と類似しており、ＴＭＣＣキャリア、ＣＰキャリア、ＡＣキャリア、データキャリア等から構成され、これらが１３セグメント（１３組）並んだ形式である。

ＡＲＩＢ規格Ｂ３１における補助データ（ＡＣデータ）は、主データのキャリア変調が同期符号化の場合、約９１Ｋｂｐｓのデータ容量である。差動符号化の場合、パイロットキャリアが不要になるため、１８２．５Ｋｂｐｓ増加し、合計２７３．５Ｋｂｐｓの総容量を持つ。

主データをＤＱＰＳＫ、ガード比１／８での一例として、畳込み符号化率が１／２の場合、４．０５６Ｍｂｐｓ、畳込み符号化率が２／３の場合、５．４０９Ｍｂｐｓとなる。この主データに２７３．５Ｋｂｐｓのパリテイを付与すると、割合と付与されるパリテイ数は、畳込み符号化率が１／２、４．０５６Ｍｂｐｓの場合、６．７％、パリテイ数は１３ワード、また、畳込み符号化率が２／３、５．４０９Ｍｂｐｓの場合、５，１％、パリテイ数は１０ワードで構成できる。従って、本発明は、地上デジタルテレビジョン放送用ＡＲＩＢ規格Ｂ３１にも適用できることは明らかである。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載されたＯＦＤＭ変調方式を用いた送受信装置およびデータ伝送方法の実施例に限定されるものではなく、上記以外にＯＦＤＭ変調方式のデータ伝送装置およびデータ伝送方法に広く適応することが出来ることは言うまでも無い。また、上記実施例では、ＲＳ二重復号化処理について説明したが、ＲＳ符号化処理を複数回行うことも容易に実施できることは言うまでもない。

本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図である。 本発明の原理を説明するための概念図である。 図１に示す本発明の一実施例のＲＳ二重符号化部の概略構成を示すブロック図である。 従来のＯＦＤＭ変調方式を用いた送受信機の一例を示すブロック図である。 従来のＤＶＢ符号化処理部の一例を示すブロック図である。 従来のＯＦＤＭ変調部の一例を示すブロック図である。 従来のＯＦＤＭ復調部の一例を示すブロック図である。 従来のＤＶＢ復号化処理部の一例を示すブロック図である。 ＯＦＤＭ変調信号の構成を説明するための図である。 ＯＦＤＭ信号の１シンボル周期の波形を説明するための図である。 ＯＦＤＭ変調方式のフレーム構成を説明するための図である。 本発明の他の一実施例の概略構成を説明するためのブロック図である。 本発明の更に他の一実施例の送信機の概略構成を説明するためのブロック図である。 本発明の図１３に示す送信機の動作を説明するための図である。 本発明の更に他の一実施例の受信機の概略構成を説明するためのブロック図である。 本発明の図１５に示す受信機の動作を説明するための図である。

符号の説明

１０１：送信機、１０２：ＲＳ二重符号化部、１０３：補助データ符号化部、１０４：受信機、１０５：補助データ復号化部、１０６：ＲＳ二重復号化部、３０３：選択器、３０４：ＲＳ復号化器、３０５：選択器、４０２：ＤＶＢ符号化処理部、４０３：主データ符号化部、４０５：変調部、４０６：伝送路、４０８：復調部、４０９：主データ復号化部、４１１：ＤＶＢ復号化処理部、Ｄin：主データ入力端子、Ｄout：主データ出力端子、ＡＣin：補助データ入力端子、ＡＣout：補助データ出力端子。

Claims (5)

1. 主データキャリアと補助データキャリアを使用して伝送を行うデータ伝送装置において、少なくとも伝送データを誤り訂正符号化する第１の符号化処理部と、上記第1の符号化処理部からの信号を二重に誤り訂正符号化する第２の符号化処理部と、上記第１の符号化処理部からの信号と上記第２の符号化処理部からの二重誤り訂正符号部とを変調する変調部からなり、上記変調部は、上記第１の符号化処理部からの信号を上記主データキャリアを使用し、上記二重誤り訂正符号部は、上記補助データキャリアを使用して伝送することを特徴とするデータ伝送装置。
2. 請求項1記載のデータ伝送装置において、上記補助データキャリアは、ＡＣデータキャリアであり、上記第１の符号化処理部は、ＲＳ符号化部を有し、上記第２の符号化処理部は、ＲＳ二重符号化部を有し、上記変調部は、ＯＦＤＭ変調部であることを特徴とするデータ伝送装置。
3. 主データキャリアと補助データキャリアを使用して送られてきた信号を復号する受信機であって、上記信号から主データと補助データに分離する復調部と、上記復調された補助データを復号する第１の復号化処理部と、上記復調された主データと上記第１の復号化処理部からの信号とを復号する第２の復号化処理部を有することを特徴とする受信機。
4. 主データキャリアと補助データキャリアを使用して伝送を行うデータ伝送装置において、少なくとも伝送データを誤り訂正符号化する第１の符号化処理ステップと、上記第1の符号化処理ステップで符号化された信号を二重に誤り訂正符号化する第２の符号化処理ステップと、上記第１の符号化処理ステップで符号化された信号と上記第２の符号化処理ステップでの二重誤り訂正符号部とを変調するステップからなり、上記第１の符号化処理ステップで符号化された信号を上記主データキャリアを使用し、上記第２の符号化処理ステップで符号化された信号を上記補助データキャリアを使用して伝送することを特徴とするデータ伝送方法。
5. 主データキャリアと補助データキャリアを使用して送られてきた信号を復号する受信機において、上記信号から主データと補助データに分離し、復調するステップと、上記復調された補助データを復号する第１の復号化処理ステップと、上記復調された主データと上記第１の復号化処理ステップで復号された信号とを復号する第２の復号化処理ステップを有することを特徴とするデータ復調方法。

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