JP2009147682A - Receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地上ディジタル音声放送等のように階層によって異なる変調方式を用いることが許容されている階層伝送方式による放送を受信するための受信装置に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus for receiving broadcasts using a hierarchical transmission system that is allowed to use different modulation systems depending on layers, such as terrestrial digital audio broadcasting.
近年、階層伝送方式を利用する地上ディジタル音声放送が開発されている。階層伝送方式とは、変調方式等の伝送形式の異なる複数の階層を同時に伝送する伝送方式のことである。地上ディジタル音声放送においては、変調方式として、伝送路の状態が悪い場合には、誤り率特性に優れるQPSK又はDQPSKが用いられ、伝送路の状態が良い場合には、伝送効率の高い16QAM又は64QAMが用いられる。 In recent years, terrestrial digital audio broadcasting using a hierarchical transmission system has been developed. The hierarchical transmission scheme is a transmission scheme that simultaneously transmits a plurality of layers having different transmission formats such as a modulation scheme. In digital terrestrial audio broadcasting, QPSK or DQPSK, which has excellent error rate characteristics, is used as a modulation method when the state of the transmission line is poor, and 16QAM or 64QAM with high transmission efficiency when the state of the transmission line is good. Is used.
また、音声データのみならず簡易動画データ等を送信することも考慮して、1セグメント形式及び3セグメント形式と呼ばれる2つの伝送形式が規定されている。セグメントとは、伝送信号の基本帯域のことであり、地上ディジタル音声放送においては(6/14)MHz(約430kHz)と規定されている。3セグメント形式は、1セグメント形式と比較して3倍のデータ伝送容量を有する伝送形式であり、より高品位な放送サービスを提供するためのものである。 In consideration of transmitting not only audio data but also simple moving image data, two transmission formats called a 1-segment format and a 3-segment format are defined. A segment is a basic band of a transmission signal, and is defined as (6/14) MHz (about 430 kHz) in terrestrial digital audio broadcasting. The 3-segment format is a transmission format having a data transmission capacity three times that of the 1-segment format, and is for providing a higher-quality broadcasting service.
例えば、3セグメント形式において、1つのセグメントを用いてA階層のデータを伝送し、2つのセグメントを用いてB階層のデータを伝送することができる。その際に、A階層においてQPSK変調方式を用い、B階層において16QAM変調方式を用いることも可能である。また、伝送容量を変えてサービスの品質を変更するために、B階層において16QAM変調方式をQPSK変調方式に動的に変更することも可能である。 For example, in the three-segment format, data in the A layer can be transmitted using one segment, and data in the B layer can be transmitted using two segments. At that time, it is also possible to use the QPSK modulation method in the A layer and use the 16QAM modulation method in the B layer. Further, in order to change the transmission capacity and change the quality of service, it is possible to dynamically change the 16QAM modulation scheme to the QPSK modulation scheme in the B layer.
受信装置においては、伝送レートが大きくシンボルデータのビット数が多い変調方式(例えば、16QAM変調方式)に対応する規模のデインターリーブ用保持手段が実装されているので、伝送レートが小さくシンボルデータのビット数が少ない変調方式(例えば、QPSK変調方式)による放送を受信している場合には、デインターリーブ用保持手段の一部が不使用の状態となる。 In the receiving apparatus, since a deinterleaving holding unit having a scale corresponding to a modulation scheme (for example, 16QAM modulation scheme) having a large transmission rate and a large number of symbol data bits is mounted, the bit of symbol data is reduced in transmission rate. When a broadcast based on a small number of modulation schemes (for example, QPSK modulation scheme) is received, a part of the deinterleaving holding means is not used.
デインターリーブ用保持手段の規模は非常に大きい場合が多く、例えば、伝送モード3、時間インターリーブ長4の地上ディジタル音声放送において、QPSK変調方式によるシンボルデータがインターリーブ処理されている場合に、その硬判定値(2ビット)に対してデインターリーブ処理を施すためには、1セグメント当り145,920ビット分のデインターリーブ用保持手段が必要となる。さらに、16QAM変調方式によるシンボルデータがインターリーブ処理されている場合には、その硬判定値(4ビット)に対してデインターリーブ処理を施すために、1セグメント当り291,840ビット分のデインターリーブ用保持手段が必要となる。しかしながら、そのような受信装置によってQPSK変調方式による放送を受信する場合には、291,840−145,920=145,920ビット分のデインターリーブ用保持手段が無駄になってしまう。
In many cases, the scale of the deinterleaving holding means is very large. For example, in terrestrial digital audio broadcasting of
関連する技術として、特許文献1には、階層伝送方式とその送受信装置が開示されている。従来の階層伝送方式においては、階層伝送信号のインターリーブを行う際に、各階層について共通のインターリーブ回路を用いて1シンボル毎にインターリーブを行っているので、階層によらず一定のインターリーブ距離しか得られなかった。特許文献1によれば、多値化レベルの異なる複数の階層を用いる階層伝送方式において、これら複数の階層の内で、多値化レベルの小さい階層のインターリーブ距離を多値化レベルの大きい階層に比べて大きくとり、各階層について共通にインターリーブ処理を施すことを特徴としている。これにより、インターリーブ回路を共通にしながら、伝送路における雑音の影響を低下させ、あるいは、メモリ規模を削減することができる。しかしながら、インターリーブ距離を変化させるためには、送信側と受信側の両方で対応する必要があり、受信側のみで対応することはできない。
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、地上ディジタル音声放送等のように階層によって異なる変調方式を用いることが許容されている階層伝送方式による放送を受信するための受信装置において、デインターリーブ用の保持手段を有効に活用して受信性能を向上させることを目的とする。 Therefore, in view of the above points, the present invention provides a deinterleaving apparatus for receiving a broadcast by a hierarchical transmission scheme that is allowed to use a modulation scheme that differs depending on the hierarchy, such as terrestrial digital audio broadcasting. It is an object to improve the reception performance by effectively using the holding means.
上記課題を解決するため、本発明の1つの観点に係る受信装置は、第1の変調方式と、第1の変調方式におけるよりも少ないビット数のシンボルデータが用いられる第2の変調方式とを含む複数種類の変調方式が選択的に用いられる放送を受信するための受信装置であって、受信信号によって表される振幅及び/又は位相を判定することによって判定値データを生成する変調デマッピング回路と、判定値データを保持する保持手段を含み、判定値データの並び替えが行われる時間デインターリーブ回路と、第1の変調方式による放送が受信されているときに、シンボルデータの各ビットに対応して、変調デマッピング回路によって生成される硬判定値又は軟判定値を表す第1のビット数の判定値データを時間デインターリーブ回路に供給して保持手段に保持させ、第2の変調方式による放送が受信されているときに、シンボルデータの各ビットに対応して、変調デマッピング回路によって生成される硬判定値又は軟判定値を表す第2のビット数(第2のビット数>第1のビット数)の判定値データを時間デインターリーブ回路に供給して保持手段に保持させるデータ分配回路とを具備する。 In order to solve the above problem, a receiving apparatus according to one aspect of the present invention includes a first modulation scheme and a second modulation scheme in which symbol data having a smaller number of bits than in the first modulation scheme is used. A modulation demapping circuit for receiving a broadcast in which a plurality of types of modulation schemes are selectively used, and generating decision value data by determining amplitude and / or phase represented by a received signal And a time deinterleave circuit for rearranging the judgment value data, and corresponding to each bit of the symbol data when a broadcast by the first modulation method is received. Then, the decision value data of the first number of bits representing the hard decision value or the soft decision value generated by the modulation demapping circuit is supplied to the time deinterleave circuit. A second that represents a hard decision value or a soft decision value generated by the modulation demapping circuit in correspondence with each bit of the symbol data when the second modulation method broadcast is received. And a data distribution circuit for supplying determination value data of the number of bits (second bit number> first bit number) to the time deinterleave circuit and holding the data in the holding means.
ここで、受信装置が、複数種類の変調方式が選択的に用いられる放送を受信して受信信号を生成する受信回路と、受信回路によって生成される受信信号に対して、必要に応じて周波数デインターリーブ処理を施し、時系列の受信信号を変調デマッピング回路に供給する周波数デインターリーブ回路とをさらに具備するようにしても良い。 Here, the receiving device receives a broadcast that selectively uses a plurality of types of modulation schemes and generates a reception signal, and a frequency signal is generated as necessary for the reception signal generated by the reception circuit. A frequency deinterleaving circuit that performs interleaving processing and supplies time-series received signals to the modulation demapping circuit may be further included.
また、受信装置が、時間デインターリーブ回路から出力される判定値データに基づいて、変調方式に応じたパラレルデータを生成するデータ多重回路と、データ多重回路によって生成されるパラレルデータに基づいて、各シンボルについて所定のビット数の判定値データを出力するパラレル/シリアル変換器と、パラレル/シリアル変換器から出力される判定値データに対して、最尤系列推定によって誤り訂正を行う復号器とをさらに具備するようにしても良い。 In addition, the receiving device, based on the determination value data output from the time deinterleave circuit, each generates a parallel data corresponding to the modulation scheme, and each parallel data generated by the data multiplexing circuit A parallel / serial converter that outputs determination value data of a predetermined number of bits for the symbol, and a decoder that performs error correction on the determination value data output from the parallel / serial converter by maximum likelihood sequence estimation You may make it comprise.
以上において、保持手段が、所定数のセグメントの各々について、1セグメント分の判定値データの数に対応する数のバッファ列を含むようにしても良い。 In the above, the holding means may include a number of buffer columns corresponding to the number of determination value data for one segment for each of a predetermined number of segments.
また、データ分配回路が、16QAM変調方式による放送が受信されているときに、1ビット硬判定値を表す判定値データを時間デインターリーブ回路に供給して保持手段に保持させ、QPSK変調方式による放送を受信しているときに、2ビット軟判定値を表す判定値データを時間デインターリーブ回路に供給して保持手段に保持させるようにしても良い。 In addition, when the data distribution circuit is receiving a broadcast by the 16QAM modulation method, the decision value data representing the 1-bit hard decision value is supplied to the time deinterleave circuit and held in the holding means, and the broadcast by the QPSK modulation method is performed. , The decision value data representing the 2-bit soft decision value may be supplied to the time deinterleave circuit and held in the holding means.
本発明によれば、第1の変調方式による放送が受信されているときに、シンボルデータの各ビットに対応して第1のビット数の判定値データを時間デインターリーブ回路に供給して保持手段に保持させ、第1の変調方式におけるよりも少ないビット数のシンボルデータが用いられる第2の変調方式による放送が受信されているときに、シンボルデータの各ビットに対応して第2のビット数(>第1のビット数)の判定値データを時間デインターリーブ回路に供給して保持手段に保持させることにより、デインターリーブ用の保持手段を有効に活用して受信性能を向上させることができる。 According to the present invention, when the broadcast by the first modulation method is received, the determination value data of the first number of bits corresponding to each bit of the symbol data is supplied to the time deinterleave circuit and is held. The second number of bits corresponding to each bit of the symbol data when a broadcast by the second modulation method in which symbol data having a smaller number of bits than in the first modulation method is used is received By supplying the determination value data of (> first number of bits) to the time deinterleave circuit and holding it in the holding means, it is possible to improve the reception performance by effectively utilizing the holding means for deinterleaving.
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明の一実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。この受信装置は、受信回路10と、周波数デインターリーブ回路20と、変調デマッピング回路30と、データ分配回路40と、時間デインターリーブ回路51〜53と、データ多重回路60と、P/S(パラレル/シリアル)変換器70と、2ビットビタビ復号器80とを有している。
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention. This receiving apparatus includes a
受信回路10は、アンテナ10aを用いて、地上ディジタル音声放送等のように複数種類の変調方式が選択的に用いられる放送を受信し、変調波を抽出してFFT(高速フーリエ変換)処理を施すことにより、周波数系列の受信信号を生成して周波数デインターリーブ回路20に出力する。周波数デインターリーブ回路20は、受信回路10によって生成される周波数系列の受信信号に対して、必要に応じて周波数デインターリーブ処理を施し、受信信号(I+jQ)を出力する。例えば、データI及びQのビット幅は、それぞれ10ビットである。
The
図2は、地上ディジタル音声放送において用いられる階層データと伝送スペクトルとの関係を表す図である。地上ディジタル音声放送においては、1セグメント形式及び3セグメント形式と呼ばれる2つの伝送形式が規定されている。セグメントとは、伝送信号の基本帯域のことであり、地上ディジタル音声放送においては(6/14)MHz(約430kHz)と規定されている。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between hierarchical data and transmission spectrum used in terrestrial digital audio broadcasting. In terrestrial digital audio broadcasting, two transmission formats called a 1-segment format and a 3-segment format are defined. A segment is a basic band of a transmission signal, and is defined as (6/14) MHz (about 430 kHz) in terrestrial digital audio broadcasting.
図2の(a)に示すように、1セグメント形式においては、A階層データのみが伝送される。一方、図2の(b)に示すように、3セグメント形式は、1セグメント形式の3倍のデータ伝送容量を有する伝送形式であり、A階層データ及びB階層データの2階層のデータ伝送が可能となっている。3セグメント形式においては、A階層データ及びB階層データに対して、周波数インターリーブ処理が施されている。 As shown in FIG. 2A, only the A layer data is transmitted in the one segment format. On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), the 3-segment format is a transmission format having a data transmission capacity three times that of the 1-segment format, and two-layer data transmission of A-layer data and B-layer data is possible. It has become. In the 3-segment format, frequency interleaving processing is applied to the A layer data and the B layer data.
図3は、地上ディジタル音声放送における放送業者への周波数帯域の割り当ての例を示す図である。図3においては、放送業者A〜Eの各々に、1セグメント分の周波数帯域が割り当てられ、放送業者Fに、3セグメント分の周波数帯域が割り当てられている。3セグメント分の周波数帯域が割り当てられた放送業者Fは、1セグメント形式と3セグメント形式とを動的に切り換えることができるので、例えば、音声のみの放送の場合には1セグメント形式を選択し、音声と簡易動画の放送の場合には3セグメント形式を選択する。従って、地上ディジタル音声放送を受信する受信装置においては、1セグメント形式と3セグメント形式との受信動作の切換が必要となる。 FIG. 3 is a diagram showing an example of frequency band allocation to broadcasters in terrestrial digital audio broadcasting. In FIG. 3, a frequency band for one segment is assigned to each of broadcasters A to E, and a frequency band for three segments is assigned to broadcaster F. The broadcaster F to which the frequency band for 3 segments is assigned can dynamically switch between the 1-segment format and the 3-segment format. For example, in the case of broadcasting of only audio, the 1-segment format is selected. In the case of broadcasting of audio and simple video, the 3-segment format is selected. Therefore, in a receiving apparatus that receives terrestrial digital audio broadcasting, it is necessary to switch the receiving operation between the 1-segment format and the 3-segment format.
地上ディジタル音声放送においては、規定されている伝送方式の一部として、畳み込み符号化及びビットインターリーブと、変調マッピングと、時間インターリーブと、周波数インターリーブとの処理が含まれている。 In terrestrial digital audio broadcasting, processing of convolutional coding and bit interleaving, modulation mapping, time interleaving, and frequency interleaving is included as part of the prescribed transmission method.
図4は、地上ディジタル音声放送において規定されている畳み込み符号化処理を行う畳み込み符号化回路の例を示す図である。この畳み込み符号化回路は、Dフリップフロップ等の1ビットの記憶素子1と、2つの入力データの排他的論理和を求めるEORゲート2とによって構成される。入力データは入力端子に1ビットずつ入力され、X出力端子及びY出力端子から1組の出力データが出力される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a convolutional encoding circuit that performs a convolutional encoding process defined in terrestrial digital audio broadcasting. This convolutional coding circuit is composed of a 1-
図5は、図4に示す畳み込み符号化回路における入力データ及び出力データの例を示す図である。全ての記憶素子1における初期データをゼロとしておくと、図4に示すように、入力データINのビット系列が畳み込み符号化回路に入力され、畳み込み符号化が行われて、出力データXのビット系列及び出力データYのビット系列が出力される。ここで、1ビットの出力データXと1ビットの出力データYとによって、2ビットの出力データOUT(XY)が形成される。
FIG. 5 is a diagram showing an example of input data and output data in the convolutional encoding circuit shown in FIG. When the initial data in all the
このように、畳み込み符号化においては、入力ビットを拘束長程度離れた近隣のビットに分散して重ね合わせることによって冗長度を付加している。その結果、ある出力ビットに誤りが生じた場合においても、そのビットの近隣のビットに当該ビットの情報が含まれているため、受信装置において誤りを訂正することが可能となる。ただし、ある出力ビットの情報は、そのビットの近隣のビットにしか含まれていないので、伝送路においてバースト状に連続した誤りが発生した場合には、誤り訂正能力が低下してしまう。これを防止するために、畳み込み符号化回路から出力されるデータにおけるビットの順序を所定の規則に従って入れ替えるビットインターリーブ回路が、畳み込み符号化回路の後段に設けられている。 As described above, in convolutional coding, redundancy is added by dispersing input bits and superimposing them on neighboring bits separated by a constraint length. As a result, even when an error occurs in a certain output bit, since the information of the bit is included in the neighboring bits of the bit, the error can be corrected in the receiving apparatus. However, since the information of a certain output bit is included only in the neighboring bits of the bit, the error correction capability is reduced when a burst-like error occurs in the transmission path. In order to prevent this, a bit interleave circuit that replaces the order of bits in the data output from the convolutional coding circuit in accordance with a predetermined rule is provided at the subsequent stage of the convolutional coding circuit.
ビットインターリーブ回路から出力されるデータは、変調回路によって変調マッピング処理が施される。地上ディジタル音声放送における変調方式としては、QPSK、DQPSK、16QAM、及び、64QAMが用いられるが、ここでは、例として、QPSK変調マッピング及び16QAM変調マッピングについて説明する。 Data output from the bit interleave circuit is subjected to modulation mapping processing by the modulation circuit. QPSK, DQPSK, 16QAM, and 64QAM are used as modulation schemes in terrestrial digital audio broadcasting. Here, QPSK modulation mapping and 16QAM modulation mapping will be described as an example.
図6は、QPSK変調マッピングにおける振幅及び位相情報を表す図である。図6において、I軸は実数を表しており、Q軸は虚数を表している。QPSK変調マッピングにおいては、ビットインターリーブ回路から出力されるデータが2ビットにパラレル化され、パラレルデータ(B0,B1)の値に応じて、4種類の位相が得られる。図7は、QPSK変調マッピングにおける入力データ及び出力データの例を示す図である。変調回路は、2ビットの入力データINをパラレル化して得られるパラレルデータ(B0,B1)の値に応じて、複素数を表す出力データ(シンボルデータ)OUT(I+jQ)を生成する。 FIG. 6 is a diagram illustrating amplitude and phase information in QPSK modulation mapping. In FIG. 6, the I axis represents a real number and the Q axis represents an imaginary number. In QPSK modulation mapping, data output from the bit interleave circuit is parallelized into 2 bits, and four types of phases are obtained according to the values of parallel data (B0, B1). FIG. 7 is a diagram illustrating an example of input data and output data in QPSK modulation mapping. The modulation circuit generates output data (symbol data) OUT (I + jQ) representing a complex number in accordance with the value of parallel data (B0, B1) obtained by parallelizing 2-bit input data IN.
図8は、16QAM変調マッピングにおける振幅及び位相情報を表す図である。図8において、I軸は実数を表しており、Q軸は虚数を表している。16QAM変調マッピングにおいては、ビットインターリーブ回路から出力されるデータが4ビットにパラレル化され、パラレルデータ(B0,B1,B2,B3)の値に応じて、16種類の振幅及び位相が得られる。図9は、QPSK変調マッピングにおける入力データ及び出力データの例を示す図である。変調回路は、4ビットの入力データINをパラレル化して得られるパラレルデータ(B0,B1,B2,B3)の値に応じて、複素数を表す出力データ(シンボルデータ)OUT(I+jQ)を生成する。 FIG. 8 is a diagram illustrating amplitude and phase information in 16QAM modulation mapping. In FIG. 8, the I axis represents a real number, and the Q axis represents an imaginary number. In 16QAM modulation mapping, data output from the bit interleave circuit is parallelized to 4 bits, and 16 types of amplitudes and phases are obtained according to the values of parallel data (B0, B1, B2, B3). FIG. 9 is a diagram illustrating an example of input data and output data in QPSK modulation mapping. The modulation circuit generates output data (symbol data) OUT (I + jQ) representing a complex number according to the value of parallel data (B0, B1, B2, B3) obtained by parallelizing the 4-bit input data IN.
変調回路から出力されるシンボルデータは、時間インターリーブ回路に入力される。ここでは、地上ディジタル音声放送の時間インターリーブにおいて使用されている畳み込みインターリーブ方式について説明する。 The symbol data output from the modulation circuit is input to the time interleave circuit. Here, a convolutional interleaving scheme used in time interleaving for terrestrial digital audio broadcasting will be described.
図10は、地上ディジタル音声放送において使用されている時間インターリーブ処理を概念的に示す図である。変調マッピング処理が施されたシンボルデータは、1セグメント分のデータを1単位として、時間インターリーブ回路に入力される。地上ディジタル音声放送においては、384個のシンボルデータが1セグメントを構成している。 FIG. 10 is a diagram conceptually showing time interleaving processing used in terrestrial digital audio broadcasting. The symbol data subjected to the modulation mapping process is input to the time interleave circuit with one segment of data as one unit. In terrestrial digital audio broadcasting, 384 symbol data constitute one segment.
時間インターリーブ回路は、互いに異なる段数を有する384列のシンボルバッファ列(シンボルデータを保持するFIFOメモリやシフトレジスタ等の保持手段)を含んでおり、時間インターリーブ回路に入力されるシンボルデータは、クロック信号に同期して、第1列〜第384列のシンボルバッファ列の初段に順次書き込まれる。各々のシンボルバッファ列において、初段に入力されたシンボルデータは、クロック信号に同期して、終段に向けて1段ずつシフトされる。そして、第1列〜第384列のシンボルバッファ列の終段から、クロック信号に同期して、シンボルデータが順次読み出される。 The time interleave circuit includes 384 symbol buffer columns (holding means such as a FIFO memory and shift register for holding symbol data) having different numbers of stages, and the symbol data input to the time interleave circuit is a clock signal. Synchronously with this, the data is sequentially written to the first stage of the symbol buffer columns of the first column to the 384th column. In each symbol buffer column, the symbol data input to the first stage is shifted by one stage toward the last stage in synchronization with the clock signal. Then, the symbol data is sequentially read from the last stage of the first to 384th symbol buffer columns in synchronization with the clock signal.
即ち、書き込み側においては、1シンボルを書き込む毎にシンボルバッファ列が切り換えられ、また、読み出し側においても、1シンボルを読み出す毎にシンボルバッファ列が切り換えられる。その際に、384列のシンボルバッファ列において段数が互いに異なっているので、シンボルデータの並び替えが行われる。 That is, on the writing side, the symbol buffer string is switched every time one symbol is written, and on the reading side, the symbol buffer string is switched every time one symbol is read. At this time, since the number of stages is different in the 384 symbol buffer columns, the symbol data is rearranged.
具体的には、第(i+1)列のシンボルバッファ列に、4×m(i)段のシンボルバッファが含まれている(i=0、1、2、・・・、383)。ここで、m(i)=(i×5)mod96、即ち、m(i)は、(i×5)を96で割った余りである。例えば、m(0)=0mod96=0であるので、第1列のシンボルバッファ列には0段のシンボルバッファが含まれており(入出力直結)、m(1)=5mod96=5であるので、第2列のシンボルバッファ列には20段のシンボルバッファが含まれている。 Specifically, 4 × m (i) stage symbol buffers are included in the (i + 1) th symbol buffer column (i = 0, 1, 2,..., 383). Here, m (i) = (i × 5) mod 96, that is, m (i) is a remainder obtained by dividing (i × 5) by 96. For example, since m (0) = 0 mod 96 = 0, the first symbol buffer string includes a 0-stage symbol buffer (direct input / output connection), and m (1) = 5 mod 96 = 5. The second symbol buffer column includes 20 symbol buffers.
時間インターリーブ回路から出力されるシンボルデータは、周波数インターリーブ回路に入力されて周波数インターリーブ処理が施された後、送信回路によって搬送波に乗せて送信される。 The symbol data output from the time interleave circuit is input to the frequency interleave circuit, subjected to frequency interleave processing, and then transmitted on a carrier wave by the transmission circuit.
以上説明したように、送信側において、畳み込み符号化及びビットインターリーブと、変調マッピングと、時間インターリーブと、周波数インターリーブとの処理が、この順で行われるので、受信装置においては、その逆順に、周波数デインターリーブと、時間デインターリーブと、変調デマッピングと、ビタビ復号との処理を行うことにより、受信信号を復号することができる。 As described above, the convolutional coding and bit interleaving, modulation mapping, time interleaving, and frequency interleaving are performed in this order on the transmission side. The received signal can be decoded by performing a process of deinterleaving, time deinterleaving, modulation demapping, and Viterbi decoding.
しかしながら、変調デマッピング処理を時間デインターリーブ処理よりも先に行えば、1シンボル当りのデータのビット数が削減されて、時間デインターリーブ処理のために使用される保持手段の規模を小さくすることができる。従って、時間デインターリーブ処理と変調デマッピング処理との順番を入れ替える復号方式の方が一般的である。本発明は、そのような復号方式に適用される。 However, if the modulation demapping process is performed before the time deinterleaving process, the number of bits of data per symbol is reduced, and the scale of the holding means used for the time deinterleaving process can be reduced. it can. Therefore, a decoding method in which the order of the time deinterleaving process and the modulation demapping process is switched is more general. The present invention is applied to such a decoding scheme.
再び図1を参照すると、変調デマッピング回路30は、周波数デインターリーブ回路20から入力される受信信号(I+jQ)に対して変調デマッピング処理を施す。図11は、図1に示す受信装置におけるQPSK変調信号のデマッピング処理を説明するための図である。変調デマッピング処理は、複素数を表す受信信号に基づいて、シンボルデータに対応する判定値データのビットの組を生成する演算であり、QPSK変調信号のデマッピング処理においては、図11に示すように、入力された受信信号に最も近い識別点を表す2ビット(B0及びB1の各々について1ビット)の判定値データが生成される。例えば、図11の第1象限に位置する受信信号は、2ビットの判定値データ(B0,B1)=(0,0)に量子化され、図11の第2象限に位置する受信信号は、2ビットの判定値データ(B0,B1)=(1,0)に量子化される。このような判定値は、硬判定値と呼ばれる。
Referring to FIG. 1 again, the
一方、図12に示すように、入力された受信信号に近い1つ又は複数の識別点を表す軟判定値を用いるようにしても良い。図12において、例えば、データB1を表す「00」は、データB1の値が「0」である尤もらしさが大きいことを表しており、データB1を表す「01」は、データB1の値が「0」である尤もらしさが第1に大きく、データB1の値が「1」である尤もらしさが第2に大きいことを表している。このような判定値は、軟判定値と呼ばれる。 On the other hand, as shown in FIG. 12, a soft decision value representing one or a plurality of identification points close to the input received signal may be used. In FIG. 12, for example, “00” representing the data B1 represents a high likelihood that the value of the data B1 is “0”, and “01” representing the data B1 represents that the value of the data B1 is “ The likelihood that “0” is the first largest and the likelihood that the value of the data B1 is “1” is the second largest. Such a determination value is called a soft determination value.
軟判定値を用いることにより、後段のビタビ復号処理において、誤り訂正能力が向上する。2ビット軟判定値としては、図12に示すように、入力された受信信号に近い1つ又は複数の識別点を表す4ビット(B0及びB1の各々について2ビット)の判定値データが生成される。また、3ビット軟判定値としては、6ビット(B0及びB1の各々について3ビット)の判定値データが生成される。なお、硬判定値は、1ビット幅の軟判定値と等価である。 By using the soft decision value, error correction capability is improved in the subsequent Viterbi decoding process. As the 2-bit soft decision value, decision value data of 4 bits (2 bits for each of B0 and B1) representing one or a plurality of identification points close to the input reception signal is generated as shown in FIG. The As the 3-bit soft decision value, decision value data of 6 bits (3 bits for each of B0 and B1) is generated. The hard decision value is equivalent to a soft decision value having a 1-bit width.
図13は、図1に示す受信装置における16QAM変調信号のデマッピング処理を説明するための図である。変調デマッピング処理は、複素数を表す受信信号に基づいて、シンボルデータに対応する判定値データのビットの組を生成する演算であり、16QAM変調信号のデマッピング処理においては、図13に示すように、入力された受信信号に最も近い識別点を表す4ビット(B0〜B3の各々について1ビット)の判定値データが生成される。例えば、図13の右上に位置する受信信号は、4ビットの判定値データ(B0,B1,B2,B3)=(0,0,0,0)に量子化され、図13の左上に位置する受信信号は、4ビットの判定値データ(B0,B1,B2,B3)=(1,0,0,0)に量子化される。このような判定値は、硬判定値と呼ばれる。 FIG. 13 is a diagram for explaining demapping processing of a 16QAM modulated signal in the receiving apparatus shown in FIG. The modulation demapping process is an operation for generating a bit set of decision value data corresponding to symbol data based on a reception signal representing a complex number. In the demapping process of a 16QAM modulated signal, as shown in FIG. The determination value data of 4 bits (1 bit for each of B0 to B3) representing the identification point closest to the input reception signal is generated. For example, the received signal located at the upper right in FIG. 13 is quantized into 4-bit decision value data (B0, B1, B2, B3) = (0, 0, 0, 0) and located at the upper left in FIG. The received signal is quantized into 4-bit decision value data (B0, B1, B2, B3) = (1, 0, 0, 0). Such a determination value is called a hard determination value.
一方、入力された受信信号に近い1つ又は複数の識別点を表す軟判定値を用いるようにしても良い。軟判定値を用いることにより、後段のビタビ復号処理において、誤り訂正能力が向上する。2ビット軟判定値としては、入力された受信信号に近い1つ又は複数の識別点を表す8ビット(B0〜B3の各々について2ビット)の判定値データが生成される。また、3ビット軟判定値としては、12ビット(B0〜B3の各々について3ビット)の判定値データが生成される。 On the other hand, you may make it use the soft decision value showing the 1 or several identification point close | similar to the input received signal. By using the soft decision value, error correction capability is improved in the subsequent Viterbi decoding process. As the 2-bit soft decision value, decision value data of 8 bits (2 bits for each of B0 to B3) representing one or a plurality of identification points close to the input reception signal is generated. As the 3-bit soft decision value, decision value data of 12 bits (3 bits for each of B0 to B3) is generated.
また、64QAM変調信号のデマッピング処理においては、硬判定値として6ビット(B0〜B5の各々について1ビット)の判定値データが生成され、2ビット軟判定値として12ビット(B0〜B5の各々について2ビット)の判定値データが生成され、3ビット軟判定値として18ビット(B0〜B5の各々について3ビット)の判定値データが生成される。 In the demapping process of the 64QAM modulated signal, 6-bit (1 bit for each of B0 to B5) determination value data is generated as the hard decision value, and 12 bits (B0 to B5 each) as the 2-bit soft decision value. Judgment value data of 2 bits) is generated, and 18-bit (3 bits for each of B0 to B5) judgment value data is generated as a 3-bit soft decision value.
本実施形態においては、QPSK変調方式による放送を受信する場合には、変調デマッピング回路30が硬判定値又は2ビット軟判定値を生成し、16QAM変調方式による放送を受信する場合には、変調デマッピング回路30が2ビット軟判定値を生成する。
In this embodiment, when receiving a broadcast by the QPSK modulation method, the
図14は、変調デマッピング回路の出力データのフォーマットを示す図である。ここでは、QPSK変調信号又は16QAM変調信号のデマッピング処理において、2ビット軟判定値を用いるものとする。変調デマッピング回路30は、1つのシンボルについての判定値データを、8ビットのデータD[7:0]として出力する。ここで、[n:m]は、ビット番号n〜mのデータを意味する。なお、本実施形態においては、一般にならい、最下位ビットのビット番号を「0」とし、上位ビットに向かってビット番号をインクリメントする。
FIG. 14 is a diagram illustrating a format of output data of the modulation demapping circuit. Here, it is assumed that a 2-bit soft decision value is used in the demapping process of the QPSK modulation signal or the 16QAM modulation signal. The
図14に示すように、QPSK変調信号のデマッピング処理においては、変調デマッピング回路30が、判定値データB0〜B1(硬判定値は2ビット、2ビット軟判定値は2×2=4ビット)を生成し、残りをゼロとして、8ビットのデータD[7:0]を出力する。一方、16QAM変調信号のデマッピング処理においては、変調デマッピング回路30が、判定値データB0〜B3(硬判定値は4ビット、2ビット軟判定値は4×2=8ビット)を生成し、8ビットのデータD[7:0]として出力する。
As shown in FIG. 14, in the QPSK modulation signal demapping process, the
図15は、データ分配回路の入力データ及び出力データを示すタイミングチャートである。ここでは、3セグメント形式の放送を受信する場合について説明する。変調デマッピング回路30からデータ分配回路40に、3つのセグメントS0〜S2のデータD[7:0]が順次入力される。各セグメントは、384個のシンボルを含んでいる。3つのセグメントS0〜S2の内で、セグメントS0は、A階層のQPSK変調信号であり、セグメントS1及びS2は、B階層の16QAM変調信号である。
FIG. 15 is a timing chart showing input data and output data of the data distribution circuit. Here, a case where a three-segment broadcast is received will be described. The data D [7: 0] of the three segments S0 to S2 are sequentially input from the
データ分配回路40は、QPSK変調信号の復調処理を行う場合には、セグメントS0のデータD[5,4,1,0]を時間デインターリーブ回路51に分配し、16QAM変調信号の復調処理を行う場合には、セグメントS1のデータD[3:0]を時間デインターリーブ回路52に分配し、セグメントS2のデータD[3:0]を時間デインターリーブ回路53に分配する。これにより、時間デインターリーブ回路51は、A階層のQPSK変調信号の2ビット軟判定値のデインターリーブ処理を行うために用いられ、時間デインターリーブ回路52及び53は、B階層の16QAM変調信号の硬判定値のデインターリーブ処理を行うために用いられる。
When the demodulating process of the QPSK modulation signal is performed, the
図16は、図1に示す受信装置における時間デインターリーブ処理を概念的に示す図である。時間デインターリーブ回路51〜53の各々は、互いに異なる段数を有する384列の判定値バッファ列(判定値を保持するFIFOメモリやシフトレジスタ等)を含んでおり、時間デインターリーブ回路に入力される判定値データは、クロック信号に同期して、第1列〜第384列の判定値バッファ列の初段に順次書き込まれる。各々の判定値バッファ列において、初段に入力された軟判定値は、クロック信号に同期して、終段に向けて1段ずつシフトされる。そして、第1列〜第384列の判定値バッファ列の終段から、クロック信号に同期して、判定値データが順次読み出される。
FIG. 16 is a diagram conceptually showing time deinterleaving processing in the receiving apparatus shown in FIG. Each of the
即ち、書き込み側においては、1つの判定値データを書き込む毎に判定値バッファ列が切り換えられ、また、読み出し側においても、1つの判定値データを読み出す毎に判定値バッファ列が切り換えられる。その際に、384列の判定値バッファ列において段数が互いに異なっているので、判定値データの並び替えが行われる。 That is, on the writing side, the judgment value buffer string is switched every time one judgment value data is written, and on the reading side, the judgment value buffer string is switched every time one judgment value data is read. At this time, since the number of stages in the 384 determination value buffer columns is different from each other, the determination value data is rearranged.
具体的には、第(i+1)列の判定値バッファ列に、4×(95−m(i))段の判定値バッファが含まれている(i=0、1、2、・・・、383)。ここで、m(i)=(i×5)mod96、即ち、m(i)は、(i×5)を96で割った余りである。例えば、m(0)=0mod96=0であるので、第1列の判定値バッファ列には380段の判定値バッファが含まれており、m(1)=5mod96=5であるので、第2列の判定値バッファ列には360段の判定値バッファが含まれている。また、m(383)=1915mod96=91であるので、第384列の判定値バッファ列には16段の判定値バッファが含まれている。 Specifically, the determination value buffer column of the (i + 1) th column includes 4 × (95−m (i)) determination value buffers (i = 0, 1, 2,..., 383). Here, m (i) = (i × 5) mod 96, that is, m (i) is a remainder obtained by dividing (i × 5) by 96. For example, since m (0) = 0 mod 96 = 0, the determination value buffer string of the first column includes a determination value buffer of 380 stages, and m (1) = 5 mod 96 = 5. The determination value buffer column of the column includes 360 determination value buffers. In addition, since m (383) = 1915 mod 96 = 91, the determination value buffer string of the 384th column includes 16 levels of determination value buffers.
これにより、時間デインターリーブ回路51〜53の各々において、384列の判定値バッファ列における遅延量が、時間インターリーブ処理によって加えられた遅延量と足し合わせたときに、それぞれの判定値バッファ列の終段の出力地点において互いに等しくなるように、判定値データが遅延される。先に説明した時間インターリーブ処理によって加えられる遅延量の最大値は4×95=380シンボルであるので、時間デインターリーブ処理においては、4×(95−m(i))段の遅延量が与えられる。
Thus, in each of the
本実施形態においては、QPSK変調方式による放送と16QAM変調方式による放送との両方に対応するために、図1に示す時間デインターリーブ回路51〜53が、所定数のセグメントの16QAM変調信号の判定値データを保持する保持手段を含んでいる。この保持手段は、所定数のセグメントの各々について、1セグメント分の判定値データの数に対応する数の判定値バッファ列を含んでいる。
In the present embodiment, the
図17は、本発明の一実施形態に係る受信装置におけるデインターリーブ用保持手段の使用形態を示す図である。ここでは、3セグメント形式の放送を受信する場合について説明する。図17の(a)は、A階層の16QAM変調信号とB階層(B階層1及びB階層2)の16QAM変調信号とを含む放送を受信する場合のデインターリーブ用保持手段の使用形態を示しており、A階層及びB階層において16QAM変調信号の硬判定を行うために、1セグメント分の保持領域における判定値バッファ列の保持容量は、291,840ビット分となっている。一方、図17の(b)は、A階層のQPSK変調信号とB階層(B階層1及びB階層2)の16QAM変調信号とを含む放送を受信する場合のデインターリーブ用保持手段の使用形態を示しており、A階層においてQPSK変調信号の2ビット軟判定を行うので、1セグメント分の保持領域における判定値バッファ列の保持容量291,840ビット分が全部有効に使用される。
FIG. 17 is a diagram illustrating a usage pattern of the deinterleaving holding unit in the receiving apparatus according to the embodiment of the present invention. Here, a case where a three-segment broadcast is received will be described. (A) of FIG. 17 shows a usage pattern of the deinterleaving holding means when receiving a broadcast including a 16QAM modulated signal of A layer and a 16QAM modulated signal of B layer (
16QAM変調方式による放送とQPSK変調方式による放送との両方に対応している受信装置において、A階層のQPSK変調信号を受信する場合に、従来は、時間デインターリーブ回路51の半分のみを使用して、時間デインターリーブ回路51の他の半分は未使用であった。一方、本発明によれば、時間デインターリーブ回路51を有効に活用して、QPSK変調信号の軟判定に用いられる判定値データを保持することにより、2ビットビタビ復号器80における誤り訂正能力を向上させることができる。一般に、軟判定においては、2〜6ビットの軟判定値を用いることが有効である。
In the case of receiving a QPSK modulation signal of the A layer in a receiving apparatus that supports both 16QAM modulation system broadcasting and QPSK modulation system broadcasting, conventionally, only half of the
図1に示すデータ多重回路60は、時間デインターリーブ回路51〜53から出力される判定値データに基づいて、変調方式に応じたパラレルデータを生成する。図18は、図1に示すデータ多重回路から出力されるパラレルデータのフォーマットを示す図である。データ多重回路60が、QPSK変調信号の復調処理においては判定値データB0〜B1(軟判定、各2ビット)を含むパラレルデータD[7:0]を生成し、16QAM変調信号の復調処理においては判定値データB0〜B3(硬判定、各1ビット)を含むパラレルデータD[7:0]を生成する。ここで、入力された1ビット硬判定値に基づいてパラレルデータD[3:0]とD[7:4]とを生成することにより、硬判定値「0」が形式的に軟判定値「00」に変換され、硬判定値「1」が形式的に軟判定値「11」に変換される。
The
図19は、図1に示すP/S変換器の入力データ及び出力データを示すタイミングチャートである。P/S変換器70(図1)は、データ多重回路60から出力される8ビットのパラレルデータD[7:0]に基づいて、QPSK変調信号の復調処理においては判定値データB0〜B1(各2ビット)を生成し、16QAM変調信号の復調処理においては判定値データB0〜B3(各2ビット)を生成して、2ビットビタビ復号器80に出力する。
FIG. 19 is a timing chart showing input data and output data of the P / S converter shown in FIG. The P / S converter 70 (FIG. 1) uses the decision value data B0 to B1 (in the demodulation process of the QPSK modulation signal based on the 8-bit parallel data D [7: 0] output from the
2ビットビタビ復号器80(図1)は、形式的には常に軟判定を行うことができる。2ビットビタビ復号器80は、P/S変換器70から出力される判定値データに対して軟判定による誤り訂正を行うことにより、送信側における畳み込み符号化前のビットデータの再生成を行う。ビタビ復号器は、最尤系列推定によって誤り訂正を行う最尤系列推定器にビタビアルゴリズムを適用し、演算量の大幅な削減を可能としたもので、畳み込み符号の復号には一般的に用いられている。
The 2-bit Viterbi decoder 80 (FIG. 1) can always make soft decisions formally. The 2-
本発明の一実施形態においては、16QAM変調方式による放送とQPSK変調方式による放送との両方に対応している受信装置について説明したが、本発明は、これに限らず、複数種類の変調方式が用いられる放送を受信する受信装置に適用することが可能である。一般に、伝送レートが大きくシンボルデータがiビットの第1の変調方式と伝送レートが小さくシンボルデータがjビットの第2の変調方式との両方を用いる階層伝送方式において(i>j)、本発明に係る受信装置は、第1の変調方式による放送を受信する際に、硬判定値データ又はmビット軟判定値データをデインターリーブ用保持手段に格納し、第2の変調方式による放送を受信する際に、nビット軟判定値データをデインターリーブ用保持手段に格納するように構成されている(m<n)。 In the embodiment of the present invention, the reception apparatus that supports both the broadcasting by the 16QAM modulation system and the broadcasting by the QPSK modulation system has been described. However, the present invention is not limited to this, and there are a plurality of types of modulation systems. The present invention can be applied to a receiving device that receives a broadcast to be used. In general, in a hierarchical transmission system (i> j) using both a first modulation system with a high transmission rate and symbol data of i bits and a second modulation system with a low transmission rate and symbol data of j bits (i> j), When receiving a broadcast according to the first modulation method, the receiving device according to the above stores hard decision value data or m-bit soft decision value data in the deinterleaving holding means, and receives the broadcast according to the second modulation method. At this time, the n-bit soft decision value data is stored in the deinterleave holding means (m <n).
本発明において、変調方式としては、16QAM変調方式及びQPSK変調方式の他に、8PSK変調方式や256QAM変調方式等の一般的な多値変調方式を用いることができる。また、時間デインターリーブ方式としては、畳み込みデインターリーブ方式の他に、ブロックデインターリーブ方式等を用いることができる。 In the present invention, as a modulation method, a general multi-level modulation method such as an 8PSK modulation method or a 256QAM modulation method can be used in addition to the 16QAM modulation method and the QPSK modulation method. In addition to the convolutional deinterleaving method, a block deinterleaving method or the like can be used as the time deinterleaving method.
10 受信回路、 10a アンテナ、 20 周波数デインターリーブ回路、 30 変調デマッピング回路、 40 データ分配回路、 51〜53 時間デインターリーブ回路、 60 データ多重回路、 70 P/S変換器、 80 2ビットビタビ復号器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
受信信号によって表される振幅及び/又は位相を判定することによって判定値データを生成する変調デマッピング回路と、
判定値データを保持する保持手段を含み、判定値データの並び替えが行われる時間デインターリーブ回路と、
第1の変調方式による放送が受信されているときに、シンボルデータの各ビットに対応して、前記変調デマッピング回路によって生成される硬判定値又は軟判定値を表す第1のビット数の判定値データを前記時間デインターリーブ回路に供給して前記保持手段に保持させ、第2の変調方式による放送が受信されているときに、シンボルデータの各ビットに対応して、前記変調デマッピング回路によって生成される硬判定値又は軟判定値を表す第2のビット数(第2のビット数>第1のビット数)の判定値データを前記時間デインターリーブ回路に供給して前記保持手段に保持させるデータ分配回路と、
を具備する受信装置。 Reception for receiving a broadcast in which a plurality of types of modulation schemes are selectively used, including a first modulation scheme and a second modulation scheme in which symbol data having a smaller number of bits than in the first modulation scheme is used. A device,
A modulation demapping circuit that generates decision value data by determining the amplitude and / or phase represented by the received signal;
A time deinterleave circuit that includes a holding unit that holds the determination value data, and in which the determination value data is rearranged;
Determination of a first number of bits representing a hard decision value or a soft decision value generated by the modulation demapping circuit corresponding to each bit of symbol data when a broadcast by the first modulation method is received The value data is supplied to the time deinterleave circuit and held in the holding means, and when the broadcast by the second modulation method is received, the modulation demapping circuit corresponds to each bit of the symbol data. Determination value data of a second bit number (second bit number> first bit number) representing the generated hard decision value or soft decision value is supplied to the time deinterleave circuit and held in the holding unit. A data distribution circuit;
A receiving apparatus comprising:
前記受信回路によって生成される受信信号に対して、必要に応じて周波数デインターリーブ処理を施し、時系列の受信信号を前記変調デマッピング回路に供給する周波数デインターリーブ回路と、
をさらに具備する請求項1記載の受信装置。 A receiving circuit that receives a broadcast in which a plurality of types of modulation methods are selectively used and generates a received signal;
A frequency deinterleave circuit that performs frequency deinterleave processing on the reception signal generated by the reception circuit as necessary, and supplies a time-series reception signal to the modulation demapping circuit;
The receiving device according to claim 1, further comprising:
前記データ多重回路によって生成されるパラレルデータに基づいて、各シンボルについて所定のビット数の判定値データを出力するパラレル/シリアル変換器と、
前記パラレル/シリアル変換器から出力される判定値データに対して、最尤系列推定によって誤り訂正を行う復号器と、
をさらに具備する請求項1又は2記載の受信装置。 A data multiplexing circuit that generates parallel data according to a modulation method based on determination value data output from the time deinterleave circuit;
A parallel / serial converter that outputs determination value data of a predetermined number of bits for each symbol based on parallel data generated by the data multiplexing circuit;
A decoder that performs error correction by maximum likelihood sequence estimation on the decision value data output from the parallel / serial converter;
The receiving device according to claim 1, further comprising:
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