JP2009302992A - 伝送方式および送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の伝送方式に基づいた伝送フレーム信号を連結して送信する際に、伝送フレーム間で基準信号の位相を決定するＰＲＢＳ（擬似ランダム符号系列）に不整合が生じた場合に、受信側で伝送路特性を推定する処理において誤りを発生する。
【解決手段】複数の伝送フレーム信号を各々生成する複数の伝送フレーム生成手段と、パイロット信号（ＣＰ）を生成するＣＰ生成手段と、前記複数の伝送フレーム信号に含まれる基準信号の位相を決定するＰＲＢＳ（擬似ランダム符号系列）の不整合を検出するＰＲＢＳ不整合検出手段と、前記ＰＲＢＳ不整合検出手段の検出結果に従って前記複数の伝送フレーム信号およびパイロット信号の位相を各々補正する複数の位相補正手段を備えることによって、伝送フレーム間でＰＲＢＳに不整合が生じた場合においても、受信側で伝送路特性を推定する処理において誤りを発生しない送信信号を生成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル放送やデジタル通信に用いられる直交周波数分割多重伝送方式に関するもので、特にデジタル放送において２つ以上の放送信号を多重して伝送する伝送方式および送信装置に関するものである。

従来のデジタル放送に用いられる伝送方式として、非特許文献１に記載された地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式（以下、ＩＳＤＢ−Ｔ方式という）や非特許文献２に記載された地上デジタル音声放送の伝送方式（以下、ＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式という）があった。
これらのデジタル放送方式には、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）伝送方式が用いられている。

ＩＳＤＢ−Ｔ方式の送信スペクトルは、図４に示すように、テレビジョン放送チャネル帯域幅を１４等分した周波数ブロックをＯＦＤＭセグメントとし、１３個の連続するＯＦＤＭセグメントとそれに連接するコンティニュアルパイロット（以下、ＣＰという）で構成されている。ＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式の送信スペクトルは、図５（ａ）に示すように１個のＯＦＤＭセグメントとそれに連接するＣＰ、あるいは、図５（ｂ）に示すように３個の連続するＯＦＤＭセグメントとそれに連接するＣＰで構成される。また、ＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式では、図５（ａ）または図５（ｂ）に示すような１個または３個のＯＦＤＭセグメントで構成される単位送信波を複数連結して送信する連結送信と呼ばれる伝送方式が規定されている。図６は、ＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式における連結送信時の送信スペクトルを表す。図６に示すように、ＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式における連結送信は、複数の単位送信波を連接させ、さらにＣＰを連接させている。

ＩＳＤＢ−Ｔ方式およびＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式の各ＯＦＤＭセグメントは、基準信号としてスキャッタードパイロット（以下、ＳＰという）またはＣＰを含む。ＯＦＤＭセグメントに含まれるＳＰおよびＣＰは、既知の振幅と位相で変調された基準信号であり、受信側で伝送路特性の推定に用いられる。また、ＯＦＤＭセグメントに連接して伝送されるＣＰは、ＯＦＤＭセグメントに含まれるＳＰを補完するために用いられる。同様に、連接するＯＦＤＭセグメントに含まれるＳＰおよびＣＰは、受信対象となるＯＦＤＭセグメントのＳＰを補完するために用いられる。

ＯＦＤＭセグメント内で伝送されるＳＰおよびＣＰは、該ＳＰおよびＣＰが伝送されるＯＦＤＭセグメント内のキャリア番号ｉに対応して、ＰＲＢＳ生成回路により生成されるＰＲＢＳ（擬似ランダム符号系列）の値Ｗ_ｉに従ってＢＰＳＫ変調される。図７にＰＲＢＳ生成回路のブロック構成図を示す。図７において、遅延素子５１乃至６１は０または１の２進数の値を保持し、１クロックずつ値をシフトするシフトレジスタを構成する。排他的論理和演算素子６２は、遅延素子５９および６１が出力する２進値の排他的論理和を求め、その結果を遅延素子５１に入力する。ＰＲＢＳ生成回路を構成する遅延素子５１乃至６１の初期値、すなわちＰＲＢＳ生成回路の初期値は、図示しない制御部より設定可能であるものとする。

ＩＳＤＢ−Ｔ方式およびＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式において、ＳＰおよびＣＰを変調するＰＲＢＳの値Ｗ_ｉは、ＯＦＤＭセグメントごとに規定されたＰＲＢＳ生成回路の初期値で決定付けられる。また、ＰＲＢＳ生成回路の初期値は、連接するＯＦＤＭセグメント間で、ＰＲＢＳ生成回路がＯＦＤＭセグメントをまたがって連続的に生成する系列と各ＯＦＤＭセグメントで生成する系列が等しくなるように初期値が規定されている。

ＯＦＤＭセグメント外で伝送されるＣＰは、該ＣＰが連接するＯＦＤＭセグメントにおいてＰＲＢＳ生成回路によって生成されるＰＲＢＳを連続的に生成した値に従ってＢＰＳＫ変調される。
ＰＲＢＳ生成回路の初期値は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式では連続する１３個のＯＦＤＭセグメントで規定されており、ＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式では連続する１４個のＯＦＤＭセグメントで規定されている。
ＡＲＩＢ標準規格 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３１ ＡＲＩＢ標準規格 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ２９

デジタル放送に用いられている前記従来の伝送方式は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式では１３個のＯＦＤＭセグメント、ＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式では１４個までのＯＦＤＭセグメントまでしか規定されていない。そのため、従来の伝送方式は、使用する周波数帯域幅に上限があり、周波数帯域を拡張して運用することができない。そこで、周波数帯域を拡張して運用する方法のひとつとして、従来の伝送方式により生成される一つの伝送フレームとして、複数の伝送フレームを周波数方向に連接して伝送する方法が考えられる。この場合、ＯＦＤＭセグメントの周期性を考慮すると、各々の伝送信号のＯＦＤＭセグメント外に連接するＣＰを除いて連接させた後に、改めてＣＰを連接させるのが好ましい。

しかしながら、従来の伝送方式による複数の伝送フレームを周波数方向に連接させた場合、伝送フレーム間でのＰＲＢＳの連続性が保証されない。すなわち、ＰＲＢＳの値に不整合が生じる。そのため、受信側で受信対象とするＯＦＤＭセグメントに連接するＯＦＤＭセグメントに含まれるＳＰまたはＣＰを用いて伝送路特性の推定を行う場合に、ＳＰまたはＣＰをＢＰＳＫ変調している振幅あるいは位相の識別を誤り、伝送路特性の推定に誤差を生じてしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ＰＲＢＳに不整合が生じた場合においても、受信側で伝送路特性を推定する処理において誤りを発生しない伝送方式および送信装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の伝送方式は、複数の伝送フレームおよびパイロット信号を周波数領域で連結して伝送するＯＦＤＭ（周波数分割多重）伝送方式であって、前記複数の伝送フレーム信号を生成し、前記複数の伝送フレーム信号に含まれる基準信号の位相を決定するＰＲＢＳ（擬似ランダム符号系列）の不整合を検出し、前記ＰＲＢＳの不整合検出結果に従って前記複数の伝送フレーム信号および前記パイロット信号の位相を各々補正し、位相が補正された前記複数の伝送フレーム信号および前記パイロット信号を多重し、前記多重された伝送フレーム信号および前記パイロット信号に基づいてＯＦＤＭ変調を施してＯＦＤＭ伝送信号を生成して伝送する。

本構成によって、伝送フレーム間でＰＲＢＳに不整合が生じた場合においても、受信側で伝送路特性を推定する処理において誤りを発生しない伝送方式を提供することができる。
また、前記従来の課題を解決するために、本発明の送信装置は、複数の伝送フレームおよびパイロット信号を周波数領域で連結して伝送するＯＦＤＭ（周波数分割多重）伝送信号を生成して送信する送信装置であって、複数の伝送フレーム信号を各々生成する複数の伝送フレーム生成手段と、パイロット信号（ＣＰ）を生成するＣＰ生成手段と、前記複数の伝送フレーム信号に含まれる基準信号の位相を決定するＰＲＢＳ（擬似ランダム符号系列）の不整合を検出するＰＲＢＳ不整合検出手段と、前記ＰＲＢＳ不整合検出手段の検出結果に従って前記複数の伝送フレーム信号およびパイロット信号の位相を各々補正する複数の位相補正手段と、位相が補正された前記複数の伝送フレーム信号および前記パイロット信号を多重する多重手段と、前記多重手段で多重された前記複数の伝送フレームおよびパイロット信号に基づいてＯＦＤＭ変調を施して前記ＯＦＤＭ伝送信号を生成するＯＦＤＭ変調手段とを有する。

本構成によって、伝送フレーム間でＰＲＢＳに不整合が生じた場合においても、受信側で伝送路特性を推定する処理において誤りを発生しない送信信号を生成する送信装置を提供することができる。

本発明の伝送方式ならびに送信装置によれば、伝送フレーム間でＰＲＢＳに不整合が生じた場合においても、受信側で伝送路特性を推定する処理において誤りを発生しないＯＦＤＭ伝送信号を生成することができる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における送信装置のブロック構成図である。
図１において、送信装置１は、第１の伝送フレーム生成手段１１、第２の伝送フレーム生成手段１２、ＣＰ生成手段１３、ＰＲＢＳ不整合検出手段１４、第１の位相補正手段１５、第２の位相補正手段１６、第３の位相補正手段１７、多重手段１８、および、ＯＦＤＭ変調手段１９で構成される。

第１の伝送フレーム生成手段１１は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式あるいはＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式に従って、周波数領域の第１の伝送フレーム信号を生成する。第２の伝送フレーム生成手段１２は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式あるいはＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式に従って、周波数領域の第２の伝送フレーム信号を生成する。ＣＰ生成手段１３は、ＯＦＤＭセグメントに連接して伝送される基準信号であるＣＰ（コンティニュアルパイロット）信号を生成する。ＰＲＢＳ不整合検出回路１４は、第１の伝送フレーム生成手段１１で適用されるＰＲＢＳ（擬似ランダム符号系列）と、第２の伝送フレーム生成手段１２で適用されるＰＲＢＳの不整合を検出する。第１の位相補正手段１５は、ＰＲＢＳ不整合検出手段１４の検出結果に基づいて、第１の伝送フレーム生成手段１１が生成する第１の伝送フレーム信号の位相を補正する。第２の位相補正手段１６は、ＰＲＢＳ不整合検出手段１４の検出結果に基づいて、第２の伝送フレーム生成手段１２が生成する第２の伝送フレーム信号の位相を補正する。第３の位相補正手段１７は、ＰＲＢＳ不整合検出手段１４の検出結果に基づいて、ＣＰ生成手段１３が生成するＣＰ信号の位相を補正する。多重手段１８は、第１の位相補正手段１５で位相が補正された第１の伝送フレーム信号、第２の位相補正手段１６で位相が補正された第２の伝送フレーム信号、および、第３の位相補正手段１７で位相が補正されたＣＰ信号を多重する。ＯＦＤＭ変調手段１９は、多重手段１８で多重された第１の伝送フレーム信号、第２の伝送フレーム信号、および、ＣＰ信号に基づいてＯＦＤＭ変調を施し、ＯＦＤＭ伝送信号を生成する。

図２は、送信装置１が生成するＯＦＤＭ伝送信号の周波数スペクトルを模式的に表した図である。図２において、３１は第１の伝送フレーム信号の周波数スペクトル、３２は第２の伝送フレーム信号の周波数スペクトル、３３は第２の伝送フレーム信号に連接して伝送されるＣＰ信号の周波数スペクトルを表す。
図３（ａ）は、図２で示した周波数スペクトルのうち、第１の伝送フレーム信号の周波数スペクトル３１と第２の伝送フレームの周波数スペクトル３２の境界付近を拡大した図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の周波数スペクトルのうち、第１の伝送フレーム信号の周波数スペクトル３１、および、第１の伝送フレームで期待するＣＰ信号の周波数スペクトル３６を表している。図３（ｃ）は、図３（ａ）の周波数スペクトルのうち、第２の伝送フレーム信号の周波数スペクトル３２を表している。

ＩＳＤＢ−Ｔ方式あるいはＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式に基づいて構成された第１および第２の伝送フレームの１個のＯＦＤＭセグメントに含まれるキャリアの総数をＫとし、ＯＦＤＭセグメント内のキャリア番号ｉを０からＫ−１とする。第１の伝送フレーム信号３１が期待するＣＰ信号３６のキャリアは、第１の伝送フレーム信号３１のうち第２の伝送フレーム信号３２に隣接するＯＦＤＭセグメント３４におけるキャリア番号Ｋのキャリアに相当する。また、第１の伝送フレーム信号３１が期待するＣＰ信号３６は、第２の伝送フレーム信号３２のうち第１の伝送フレーム信号３１に隣接するＯＦＤＭセグメント３５のキャリア番号０の信号に対応する。第１の伝送フレーム信号３１のうち第２の伝送フレーム信号３２に隣接するＯＦＤＭセグメント３４に適用されるＰＲＢＳの値をＷ_ｉ’、第２の伝送フレーム信号３２のうち第１の伝送フレーム信号３１に隣接するＯＦＤＭセグメント３５に適用されるＰＲＢＳの値をＷ_ｉ”とする。

第１の伝送フレーム信号３１が期待するＣＰ信号３６は実際には伝送されないため、受信側では、第２の伝送フレーム信号３２のうち第１の伝送フレーム信号３１に隣接するＯＦＤＭセグメント３５のキャリア番号０のキャリアで伝送されるＳＰあるいはＣＰを基準信号として代用する。このとき、第１の伝送フレーム信号３１が期待するＣＰ信号３６に適用されるべきＰＲＢＳの値Ｗ_Ｋ’と第２の伝送フレーム信号３２のうち第１の伝送フレーム信号３１に隣接するＯＦＤＭセグメント３５のキャリア番号０に適用されるＰＲＢＳの値Ｗ_０”とが異なる場合に、受信側で第１の伝送フレーム信号３１を受信する際に第２の伝送フレーム信号３２のうち第１の伝送フレーム信号３１に隣接するＯＦＤＭセグメント３５のキャリア番号０で伝送されるＳＰあるいはＣＰを基準信号としてそのまま代用すると基準信号の位相に不整合を生じる。

ＰＲＢＳ不整合検出手段１４は、上記の伝送フレーム信号間でＰＲＢＳの不整合が発生するか否かを検出する。本実施の形態の送信装置１は、ＰＲＢＳ不整合検出手段１４が伝送フレーム信号間でＰＲＢＳの不整合が発生することを検出した場合に、位相補正手段１５乃至１７で不整合によって生じる位相の不整合を補正する。以上によって、受信側で第１の伝送フレーム信号３１を受信する際に、第２の伝送フレーム信号３２のうち第１の伝送フレーム信号３１に隣接するＯＦＤＭセグメント３５のキャリア番号０で伝送されるＳＰあるいはＣＰを基準信号としてそのまま代用することが可能になる。

なお、本実施の形態では、２つの伝送フレームを多重する例を示したが、多重する伝送フレームの数は３以上であっても同様の手法によって実施可能である。
なお、本実施の形態では、２つの伝送フレーム及びＣＰのそれぞれに対応する位相補正部を備えた例を示したが、全ての伝送フレーム及びＣＰに対応する位相補正部を備える必要はない。例えば、第１の伝送フレームについては位相の補正を行わず固定の位相とし、第２の伝送フレームまたはＣＰでＰＲＢＳの不整合が発生する場合に、第２の伝送フレームまたはＣＰの位相を補正する構成としてもよい。なお、位相補正手段１５乃至１７において位相を０ラジアンまたはπラジアン補正する処理は、信号極性をそのまままたは反転する処理と同じであるため、位相補正手段１５乃至１７は極性を反転する手段に置き換えてもよい。

本発明にかかる伝送方式および送信装置は、ＰＲＢＳ不整合検出手段および位相補正手段を有し、既存の伝送方式を連結して周波数領域を拡張して運用する方法として有用である。

本発明の実施の形態１における送信装置のブロック構成図 本発明の送信装置１が生成するＯＦＤＭ伝送信号の周波数スペクトルを表した模式図 本発明の送信装置１が生成するＯＦＤＭ伝送信号の周波数スペクトルを拡大して表した模式図 従来のＩＳＤＢ−Ｔ方式における送信スペクトルの模式図 従来のＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式における送信スペクトルの模式図 従来のＩＳＤＢ−Ｔ_ＳＢ方式における連結送信の送信スペクトルの模式図 ＰＲＢＳ生成手段のブロック構成図

符号の説明

１ 送信装置
１１ 第１の伝送フレーム生成手段
１２ 第２の伝送フレーム生成手段
１３ ＣＰ生成手段
１４ ＰＲＢＳ不整合検出手段
１５ 第１の位相補正手段
１６ 第２の位相補正手段
１７ 第３の位相補正手段
１８ 多重手段
１９ ＯＦＤＭ変調手段
３１ 第１の伝送フレーム信号
３２ 第２の伝送フレーム信号
３３ ＣＰ信号
３４ 第１の伝送フレーム信号に含まれ第２の伝送フレーム信号に隣接するＯＦＤＭセグメント
３５ 第２の伝送フレーム信号に含まれ第１の伝送フレーム信号に隣接するＯＦＤＭセグメント
３６ 第１の伝送フレーム信号が期待するＣＰ信号
５１〜６１ 遅延素子
６２ 排他的論理和演算素子

Claims (2)

1. 複数の伝送フレームおよびパイロット信号を周波数領域で連結して伝送するＯＦＤＭ（周波数分割多重）伝送方式であって、
   前記複数の伝送フレーム信号を生成し、
   前記複数の伝送フレーム信号に含まれる基準信号の位相を決定するＰＲＢＳ（擬似ランダム符号系列）の不整合を検出し、
   前記ＰＲＢＳの不整合検出結果に従って前記複数の伝送フレーム信号および前記パイロット信号の位相を各々補正し、
   位相が補正された前記複数の伝送フレーム信号および前記パイロット信号を多重し、
   前記多重された伝送フレーム信号および前記パイロット信号に基づいてＯＦＤＭ変調を施してＯＦＤＭ伝送信号を生成して伝送することを特徴とする伝送方式。
2. 複数の伝送フレームおよびパイロット信号を周波数領域で連結して伝送するＯＦＤＭ（周波数分割多重）伝送信号を生成して送信する送信装置であって、
   複数の伝送フレーム信号を各々生成する複数の伝送フレーム生成手段と、
   パイロット信号（ＣＰ）を生成するＣＰ生成手段と、
   前記複数の伝送フレーム信号に含まれる基準信号の位相を決定するＰＲＢＳ（擬似ランダム符号系列）の不整合を検出するＰＲＢＳ不整合検出手段と、
   前記ＰＲＢＳ不整合検出手段の検出結果に従って前記複数の伝送フレーム信号およびパイロット信号の位相を各々補正する複数の位相補正手段と、
   位相が補正された前記複数の伝送フレーム信号および前記パイロット信号を多重する多重手段と、
   前記多重手段で多重された前記複数の伝送フレームおよびパイロット信号に基づいてＯＦＤＭ変調を施して前記ＯＦＤＭ伝送信号を生成するＯＦＤＭ変調手段とを有することを特徴とする送信装置。

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