JP2011097353A - Ofdm signal transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタルデータをOFDM変調して伝送する技術に関する。 The present invention relates to a technique for transmitting digital data after OFDM modulation.
従来、デジタルデータの無線伝送方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が注目され、OFDM方式は、電力線を利用したデータ伝送、地上デジタル放送(ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial))、無線及び電話回線を用いるxDSL(Digital Subscriber Line)等に採用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) has attracted attention as a wireless transmission system for digital data. The OFDM system is a data transmission using a power line, terrestrial digital broadcasting (ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting), ISDB-T. And xDSL (Digital Subscriber Line) using a telephone line.
OFDM方式は、デジタル変調した多数のサブキャリアを周波数多重して伝送する方式であり、各サブキャリアが直交性を持つように多重化される。変復調回路ではこの直交性を利用し、高速フーリエ変換(以下、FFT(Fast Fourier Transform)という。)及びその逆変換(以下、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)という。)により、各サブキャリアの変復調を一括して行うことができる。 The OFDM system is a system in which a large number of digitally modulated subcarriers are frequency-multiplexed and transmitted, and each subcarrier is multiplexed so as to have orthogonality. The modulation / demodulation circuit uses this orthogonality to perform modulation / demodulation of each subcarrier by fast Fourier transform (hereinafter referred to as FFT (Fast Fourier Transform)) and its inverse transform (hereinafter referred to as IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)). Can be done in a lump.
OFDM方式では、各サブキャリアが、直交性を維持する条件の下で最小の周波数間隔で配置される。また、サブキャリア数が大きくなるとスペクトルが矩形に近づき、帯域制限フィルタが不要になる。このため、OFDM方式を採用した場合には、周波数利用効率が高くなる、という特徴がある。さらに、OFDM方式では、シングルキャリア方式に比べて、各サブキャリアに割り当てるシンボルの伝送レートを大幅に低下させることができる。このため、伝送路のマルチパスによるシンボル間干渉の影響を大きく緩和することができ、受信特性の劣化を抑制できる、という特徴がある。 In the OFDM scheme, each subcarrier is arranged with a minimum frequency interval under the condition of maintaining orthogonality. Further, when the number of subcarriers increases, the spectrum approaches a rectangle, and a band limiting filter is not necessary. For this reason, when the OFDM system is adopted, there is a feature that the frequency use efficiency becomes high. Furthermore, in the OFDM scheme, the transmission rate of symbols assigned to each subcarrier can be significantly reduced as compared to the single carrier scheme. For this reason, the influence of intersymbol interference due to multipath in the transmission path can be greatly reduced, and deterioration of reception characteristics can be suppressed.
一方、OFDM方式の変調波(以下、OFDM変調波という。)は、瞬時電力の変動が大きく、平均電力に対するピーク電力の比(以下、PAPR(Peak to Average Power Ratio)という。)が大きいことが知られている。PAPRは、各サブキャリアの位相が一致したときに最大となり、サブキャリア数をMとすると、PAPRの最大値は1サブキャリアの場合のM倍となる。例えば、M=1024のとき、OFDM変調波のPAPRの最大値は、1サブキャリアのPAPRの最大値と比べて10log1024≒30dB大きくなる。 On the other hand, an OFDM modulation wave (hereinafter referred to as an OFDM modulation wave) has a large fluctuation in instantaneous power, and a ratio of peak power to average power (hereinafter referred to as PAPR (Peak to Average Power Ratio)) is large. Are known. The PAPR is maximum when the phases of the subcarriers coincide with each other. When the number of subcarriers is M, the maximum value of PAPR is M times that of one subcarrier. For example, when M = 1024, the maximum PAPR value of the OFDM modulated wave is 10 log1024≈30 dB larger than the maximum PAPR value of one subcarrier.
このようなPAPRの大きな信号を送受信するには、変復調回路におけるA/D及びD/Aのダイナミックレンジを大きく設定する必要があり、送受信装置のコストが増加する。これに対し、A/D及びD/Aのダイナミックレンジが十分な範囲で設定されていない場合には、振幅の大きな値を正確に表現できず、振幅のクリッピングが発生し、波形に歪みが生じるか、または、ある振幅範囲に割り当て可能なビット数が少なくなり、量子化雑音の増加によりS/Nが低下する。 In order to transmit / receive such a signal having a large PAPR, it is necessary to set a large dynamic range of A / D and D / A in the modulation / demodulation circuit, which increases the cost of the transmission / reception apparatus. On the other hand, when the dynamic range of A / D and D / A is not set in a sufficient range, a large amplitude value cannot be accurately expressed, and amplitude clipping occurs, resulting in distortion of the waveform. Alternatively, the number of bits that can be assigned to a certain amplitude range decreases, and the S / N decreases due to an increase in quantization noise.
また、このようなPAPRの大きな信号を増幅する場合、増幅器の線形動作領域を使用するには、バックオフ(出力最大電力レベルに対する、出力飽和電力レベルの比)を大きく取らなくてはならない。このため、平均の送信電力に対して消費される電力が増大し、電力を効果的に消費することができなくなる。これに対し、バックオフを小さく抑えた場合には、入力信号のピーク電力レベルが増幅器の非線形動作領域に達すると、波形に歪みが生じる。波形歪みは信号品質を劣化させ、ビット誤りの原因になると共に、帯域外放射を生じ、他の周波数帯域で伝送する信号への妨害となる。 Further, when a signal having such a large PAPR is amplified, a large back-off (ratio of output saturation power level to maximum output power level) must be taken in order to use the linear operation region of the amplifier. For this reason, the power consumed with respect to the average transmission power increases, and the power cannot be consumed effectively. On the other hand, when the back-off is suppressed to a small value, the waveform is distorted when the peak power level of the input signal reaches the nonlinear operating region of the amplifier. Waveform distortion degrades signal quality, causes bit errors, generates out-of-band radiation, and interferes with signals transmitted in other frequency bands.
このように、デジタルデータの無線伝送方式としてOFDM方式を採用した場合、OFDM変調波は大きなPAPRの信号になることから、A/D及びD/Aのダイナミックレンジを、PAPRの大きさに見合うように大きく設定する必要があり、増幅器のバックオフも大きく取る必要がある。このため、前述の問題が生じる。 As described above, when the OFDM method is adopted as a digital data wireless transmission method, the OFDM modulated wave becomes a large PAPR signal, so that the dynamic range of A / D and D / A matches the size of PAPR. Therefore, it is necessary to set a large back-off of the amplifier. For this reason, the above-mentioned problem arises.
これらの問題を解決するため、様々な手法が提案及び検討されている。例えば、以下に示す(1)〜(9)の手法がある。 In order to solve these problems, various methods have been proposed and studied. For example, there are the following methods (1) to (9).
(1)プリディストーション
この手法は、増幅器の非線形増幅による波形歪みを低減するために、プリディストーターまたはリニアライザと呼ばれる歪み補償回路を用いるものである(例えば、特許文献1を参照)。歪み補償回路は、増幅器の非線形特性に対して逆特性の歪みをOFDM変調波に与える。これにより、波形歪みを補償することができる。
(1) Predistortion This technique uses a distortion compensation circuit called a predistorter or a linearizer in order to reduce waveform distortion due to nonlinear amplification of an amplifier (see, for example, Patent Document 1). The distortion compensation circuit applies a distortion having an inverse characteristic to the nonlinear characteristic of the amplifier to the OFDM modulated wave. Thereby, waveform distortion can be compensated.
(2)複数OFDM変調波生成
この手法は、OFDM方式のサブキャリアを複数のグループに分割し、グループ毎にIFFTして生成したOFDM変調波を、対応した複数のアンテナから同時に送信するものである(例えば、特許文献2を参照)。これにより、1つのアンテナで送信するサブキャリア数が減少するから、1つのアンテナで送信するOFDM変調波のピーク電力を低減することができる。
(2) Generation of multiple OFDM modulation waves This method divides OFDM subcarriers into a plurality of groups, and transmits OFDM modulation waves generated by IFFT for each group simultaneously from a plurality of corresponding antennas. (For example, see Patent Document 2). Thereby, since the number of subcarriers transmitted by one antenna decreases, the peak power of the OFDM modulated wave transmitted by one antenna can be reduced.
(3)クリッピング及びフィルタリング
この手法は、OFDM信号(以下、後述する図2に示すように、1回のIFFT操作で生成されたOFDM変調波の時間波形をOFDMシンボルといい、OFDMシンボルを時間軸上に並べた信号をOFDM信号という。)に発生したしきい値以上のピーク電力を、しきい値に制限(クリップ)し、発生した帯域外の放射を、フィルタにより低減するものである(例えば、特許文献3を参照)。これにより、OFDM変調波のピーク電力を抑えることができる。
(3) Clipping and Filtering This method uses an OFDM signal (hereinafter, as shown in FIG. 2 described later), a time waveform of an OFDM modulated wave generated by one IFFT operation is called an OFDM symbol, and an OFDM symbol is a time axis. The peak power above the threshold value generated in the signal arranged on the upper side is called an OFDM signal) is limited (clipped) to the threshold value, and the generated out-of-band radiation is reduced by a filter (for example, , See Patent Document 3). Thereby, the peak power of the OFDM modulated wave can be suppressed.
(4)圧伸
この手法は、OFDMシンボル毎にピーク電力を検出し、検出したピーク電力の大きさに応じてOFDMシンボルの平均電力を制御するものである(例えば、非特許文献1を参照)。この手法では、各OFDMシンボルの平均電力をピーク電力で正規化することによって、全OFDMシンボルのピーク電力を一定以下に制限することができる。
(4) Companding In this method, peak power is detected for each OFDM symbol, and the average power of the OFDM symbol is controlled according to the magnitude of the detected peak power (see, for example, Non-Patent Document 1). . In this method, the peak power of all OFDM symbols can be limited to a certain level or less by normalizing the average power of each OFDM symbol with the peak power.
(5)ダミー信号挿入
この手法は、データ伝送用途とは別のサブキャリア及びダミー信号を用いて、ダミー信号で変調したサブキャリアと、データ伝送用サブキャリアとを併せてIFFTするものである(例えば、非特許文献2及び特許文献4を参照)。これにより、OFDM変調波のピーク電力を低減することができる。具体的には、予め設定されたしきい値を超える信号成分を検出し、この成分を相殺する信号を求め、この信号をダミー信号として用いる。
(5) Dummy signal insertion This technique uses a subcarrier and a dummy signal different from those used for data transmission and performs IFFT on the subcarrier modulated by the dummy signal and the subcarrier for data transmission together ( For example, see Non-Patent
(6)選択的マッピング(SLM(Selective Mapping))
この手法は、全サブキャリア分の位相回転量のセットを一定数用意し、サブキャリア毎に位相回転を与えた後IFFTを行い、生成したOFDMシンボルの中から、ピーク電力が最も小さいOFDMシンボルを選択し、送信信号とするものである(例えば、非特許文献3を参照)。
(6) Selective mapping (SLM (Selective Mapping))
This method prepares a fixed number of sets of phase rotation amounts for all subcarriers, applies phase rotation to each subcarrier, performs IFFT, and selects the OFDM symbol with the lowest peak power from the generated OFDM symbols. The transmission signal is selected (see, for example, Non-Patent Document 3).
(7)部分系列伝送(PTS(Partial Transmit Sequence))
この手法は、各サブキャリアを複数のグループに分割し、グループ毎にIFFTした後、グループ毎に異なる位相回転を与え、生成したOFDMシンボルの中から、ピーク電力が最も小さいOFDMシンボルを選択し、送信信号とするものである(例えば、非特許文献4を参照)。
(7) Partial sequence transmission (PTS (Partial Transmit Sequence))
This method divides each subcarrier into a plurality of groups, performs IFFT for each group, gives a different phase rotation for each group, selects an OFDM symbol with the smallest peak power from the generated OFDM symbols, The transmission signal is used (see, for example, Non-Patent Document 4).
(8)符号化
この手法は、伝送するデータに冗長ビットを付加し、または伝送するデータを符号化し、冗長ビットまたは符号化パリティを含むデータをIFFTした複数の信号の中から、ピーク電力が最も小さいOFDMシンボルを選択するものである(例えば、非特許文献5を参照)。これにより、OFDM変調波のピーク電力を低減することができる。
(8) Coding This method adds the redundant bit to the data to be transmitted, or encodes the data to be transmitted, and has the highest peak power among a plurality of signals obtained by IFFT of the data including the redundant bits or the coded parity. A small OFDM symbol is selected (for example, see Non-Patent Document 5). As a result, the peak power of the OFDM modulated wave can be reduced.
(9)ランダマイズ
この手法は、伝送するデータを、一定数の設定されたルールに従いランダマイズしてIFFTし、最もピーク電力の小さいOFDMシンボルを選択し、送信信号とするものである(例えば、特許文献5を参照)。
(9) Randomization In this method, data to be transmitted is randomized according to a set number of rules and subjected to IFFT, and an OFDM symbol having the lowest peak power is selected as a transmission signal (for example, Patent Documents). 5).
しかしながら、前述の手法(1)〜(9)では、以下のような問題があった。(1)プリディストーション手法では、歪み補償回路を用いることから、システムの装置規模が増大し、小型化、低消費電力化及び低コスト化には不向きである。(2)複数OFDM変調波生成手法では、複数のOFDM変調波生成手段、複数の電力増幅器及びアンテナを送信装置に備える必要があることから、システムの装置規模が増大し、(1)と同様の問題がある。(3)クリッピング及びフィルタリング手法では、ピーク電力をしきい値に制限することから、信号に歪みが生じ、信号品質が劣化する。(4)圧伸手法では、OFDM変調波のC/Nが時間的に変化することから、一定の伝送品質を保つことができない。 However, the above methods (1) to (9) have the following problems. (1) Since the predistortion method uses a distortion compensation circuit, the system scale of the system increases, and is not suitable for downsizing, low power consumption, and low cost. (2) In the multiple OFDM modulation wave generation method, since it is necessary to provide a transmission apparatus with a plurality of OFDM modulation wave generation means, a plurality of power amplifiers, and an antenna, the system scale of the system increases, and the same as (1) There's a problem. (3) In the clipping and filtering method, the peak power is limited to the threshold value, so that the signal is distorted and the signal quality is deteriorated. (4) In the companding method, since the C / N of the OFDM modulated wave changes with time, a certain transmission quality cannot be maintained.
(5)ダミー信号挿入手法では、データ伝送用の周波数帯域とは別の周波数帯域を必要とすることから、周波数利用効率が低下する。(6)選択的マッピング(SLM)手法及び(7)部分系列伝送(PTS)手法では、送信装置により送信された位相回転量の情報に基づいて、位相回転された信号を正しく受信するための仕組みを、受信装置に備える必要があることから、受信装置の回路規模が増大する。(8)符号化手法では、冗長ビットまたは符号化パリティが付加されることから、伝送効率が低下する。また、受信装置には、冗長ビットまたは符号化パリティが付加されたビット系列からデータを正しく取り出すための仕組みが必要となる。特に、符号化を行う場合は復号処理の回路が必要になるから、受信装置の回路規模が増大する。(9)ランダマイズ手法では、送信装置にて使用したランダマイズのルールを受信装置が知るための仕組みが必要となる。 (5) Since the dummy signal insertion method requires a frequency band different from the frequency band for data transmission, the frequency utilization efficiency decreases. (6) In the selective mapping (SLM) method and (7) partial sequence transmission (PTS) method, a mechanism for correctly receiving the phase-rotated signal based on the information on the amount of phase rotation transmitted by the transmission device Therefore, the circuit scale of the receiving device increases. (8) In the encoding method, since redundant bits or encoded parity is added, transmission efficiency decreases. In addition, the receiving apparatus needs a mechanism for correctly extracting data from a bit sequence to which redundant bits or encoded parity is added. In particular, when encoding is performed, a decoding processing circuit is required, so that the circuit scale of the receiving apparatus increases. (9) The randomization method requires a mechanism for the receiving device to know the randomization rules used in the transmitting device.
そこで、本発明は以上の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、デジタルデータをOFDM変調して送信する伝送システムにおいて、伝送周波数帯域及びビットレートを変えることなく、かつ、変調波形の歪みを生じさせることなく、かつ、有効なデータの受信に影響を及ぼすことなく、OFDM変調波のピーク電力を低減可能なOFDM信号送信装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to change a modulation waveform without changing a transmission frequency band and a bit rate in a transmission system in which digital data is OFDM-modulated and transmitted. An object of the present invention is to provide an OFDM signal transmission apparatus capable of reducing the peak power of an OFDM modulated wave without causing distortion and without affecting the reception of effective data.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、デジタルデータをOFDM変調し、OFDM信号の変調波を送信するOFDM信号送信装置において、デジタルデータに含まれる無効データを、異なるN−1パターン(Nは2以上の整数)のデータに置換する置換部と、前記置換部により置換されたデータを含むN−1系統のデジタルデータ、及び前記無効データを含むデジタルデータを、それぞれ逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換されたN系統のデジタルデータのOFDM信号の中から、ピーク電力が最小となるOFDM信号を選択する選択部と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of
また、請求項2の発明は、デジタルデータをOFDM変調し、OFDM信号の変調波を送信するOFDM信号送信装置において、デジタルデータに含まれる無効データのビットを反転する位置が予め設定されたビット反転位置情報に基づいて、前記無効データのビットを反転し、前記無効データを、異なるN−1パターン(Nは2以上の整数)のデータに置換する置換部と、前記置換部により置換されたデータを含むN−1系統のデジタルデータ、及び前記無効データを含むデジタルデータを伝送路符号化し、OFDMフレームに構成されたI,Q信号を生成する伝送路符号化部と、前記伝送路符号化部により生成されたN系統のI,Q信号を、それぞれ逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換されたN系統のOFDM信号の中から、ピーク電力が最小となるOFDM信号をOFDMシンボル番号毎に選択する選択部と、を備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an OFDM signal transmitting apparatus for OFDM-modulating digital data and transmitting a modulated wave of the OFDM signal. Bit inversion in which a position at which a bit of invalid data included in the digital data is inverted is preset. Based on the position information, the bit of the invalid data is inverted and the replacement unit replaces the invalid data with data of a different N-1 pattern (N is an integer of 2 or more), and the data replaced by the replacement unit N-1 system digital data including the transmission data and digital data including the invalid data are channel-coded to generate I and Q signals configured in an OFDM frame, and the channel coding unit An inverse Fourier transform unit that performs inverse Fourier transform on each of the N systems of I and Q signals generated by, and an inverse Fourier transform by the inverse Fourier transform unit From the N systems of the OFDM signal, characterized by comprising a selecting unit that selects an OFDM signal peak power is minimized for each OFDM symbol number, the.
また、請求項3の発明は、デジタルデータをOFDM変調し、OFDM信号の変調波を送信するOFDM信号送信装置において、デジタルデータを伝送路符号化し、OFDMフレームに構成されたI,Q信号を生成すると共に、前記デジタルデータに含まれる無効データのビットを反転させることによって影響を受ける内符号符号化後のデジタルデータのアドレスを生成し、前記ビットを反転させる位置のアドレスと内符号符号化後のアドレスとを対応付けた組情報を生成する伝送路符号化部と、前記伝送路符号化部により生成された組情報のうちのN−1個(Nは2以上の整数)の組情報を選択し、前記伝送路符号化部により生成されたI,Q信号に対し、前記選択したN−1個の組情報における内符号符号化後のアドレスのビットを反転させることにより、前記I,Q信号を置換し、異なるN−1系統のOFDMフレームに構成されたI,Q信号を再度生成する置換部と、前記置換部により再度生成されたN−1系統のI,Q信号、及び前記伝送路符号化部により生成されたI,Q信号を、それぞれ逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換されたN系統のOFDM信号の中から、ピーク電力が最小となるOFDM信号をOFDMシンボル番号毎に選択する選択部と、を備えることを特徴とする。
Further, the invention of
また、請求項4の発明は、デジタルデータをOFDM変調し、OFDM信号の変調波を送信するOFDM信号送信装置において、デジタルデータを伝送路符号化し、OFDMフレームに構成されたI,Q信号を生成すると共に、前記デジタルデータに含まれる無効データのビットを反転させることによって影響を受ける内符号符号化後のデジタルデータのアドレスを生成し、前記ビットを反転させる位置のアドレスと内符号符号化後のアドレスとを対応付けた組情報を生成する伝送路符号化部と、前記伝送路符号化部により生成された組情報のうちのN−1個(Nは2以上の整数)の組情報を選択し、前記伝送路符号化部により生成されたI,Q信号に対し、前記選択したN−1個の組情報における内符号符号化後のアドレスのビットを反転させることにより、前記I,Q信号を置換し、異なるN−1系統のOFDMフレームに構成されたI,Q信号を再度生成する置換部と、前記置換部により再度生成されたN−1系統のI,Q信号、及び前記伝送路符号化部により生成されたI,Q信号について自己相関関数をそれぞれ計算し、前記N系統のI,Q信号の中から、前記自己相関関数がインパルス特性に最も近いI,Q信号をOFDMシンボル番号毎に選択する選択部と、前記選択部により選択されたI,Q信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、を備えたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in an OFDM signal transmitting apparatus that digitally modulates digital data and transmits a modulated wave of the OFDM signal, the digital data is channel-coded to generate I and Q signals configured in an OFDM frame. And generating an address of the inner code encoded digital data that is affected by inverting the bits of the invalid data included in the digital data, and the address of the position where the bit is inverted and the code after the inner code encoding. A transmission path encoding unit that generates set information associated with an address, and N-1 pieces (N is an integer equal to or greater than 2) of the set information generated by the transmission path encoding unit are selected. Then, for the I and Q signals generated by the transmission path encoder, the bits of the address after inner code encoding in the selected N-1 set information are inverted. By replacing the I and Q signals, a replacement unit that generates again the I and Q signals configured in different N-1 OFDM frames, and the N-1 system generated again by the replacement unit An autocorrelation function is calculated for each of the I and Q signals and the I and Q signals generated by the transmission path encoding unit, and the autocorrelation function has the most impulse characteristics among the N systems of I and Q signals. And a selection unit that selects near I and Q signals for each OFDM symbol number, and an inverse Fourier transform unit that performs inverse Fourier transform on the I and Q signals selected by the selection unit.
また、請求項5の発明は、請求項2または3に記載のOFDM信号送信装置において、前記選択部が、前記N系統のOFDM信号の中から、ピーク電力が最小となるOFDM信号をOFDMシンボル番号毎に選択する際に、前記置換部によるビット反転にて影響を受けるOFDMシンボル番号が同一系統で複数存在する場合、前記複数のOFDMシンボル番号において、前記同一系統のOFDM信号を選択する、ことを特徴とする。
The invention according to
また、請求項6の発明は、請求項4に記載のOFDM信号送信装置において、前記選択部が、前記N系統のI,Q信号の中から、前記自己相関関数がインパルス特性に最も近いI,Q信号をOFDMシンボル番号毎に選択する際に、前記置換部によるビット反転にて影響を受けるOFDMシンボル番号が同一系統で複数存在する場合、前記複数のOFDMシンボル番号において、前記同一系統のI,Q信号を選択する、ことを特徴とする。
Further, the invention of
また、請求項7の発明は、請求項5または6に記載のOFDM信号送信装置において、前記選択部が、前記置換部によるビット反転にて影響を受けるOFDMシンボル番号が同一系統で複数存在する場合、全ての系統について前記複数のOFDMシンボル番号における選択が完了したときに、前記置換部の処理を開始するための信号を前記置換部に出力する、ことを特徴とする。
The invention according to
以上のように、本発明によるOFDM信号送信装置によれば、デジタルデータに含まれる無効データを、異なる複数のパターンのデータに置換し、置換したデータを含む複数のデジタルデータにおけるOFDM信号の中から、ピーク電力が最小となるOFDM信号を選択し、OFDM信号の変調波を送信するようにした。これにより、デジタルデータをOFDM変調して送信する伝送システムにおいて、伝送周波数帯域及びビットレートを変えることなく、かつ、変調波形の歪みを生じさせることなく、かつ、有効なデータの受信に影響を及ぼすことなく、OFDM変調波のピーク電力を低減することが可能となる。 As described above, according to the OFDM signal transmitting apparatus of the present invention, invalid data included in digital data is replaced with data of a plurality of different patterns, and the OFDM signal in the plurality of digital data including the replaced data is selected. The OFDM signal with the minimum peak power is selected, and the modulated wave of the OFDM signal is transmitted. As a result, in a transmission system in which digital data is OFDM-modulated and transmitted, the reception of effective data is affected without changing the transmission frequency band and bit rate and without causing distortion of the modulation waveform. Therefore, the peak power of the OFDM modulation wave can be reduced.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。本発明によるOFDM信号送信装置は、無効データを含むデジタルデータの伝送に適用し、ピーク電力低減のために無効データを活用する点に特徴がある。無効データは、OFDM信号受信装置により無視されるデータであり、有効データに何ら影響を与えるものではないから、従来のOFDM受信装置をそのまま使用することができる。これにより、情報量を増加させることなく、かつ、OFDM信号受信装置に特別な処理を行わせることなく、OFDM変調波のピーク電力を低減することができる。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. The OFDM signal transmitting apparatus according to the present invention is characterized in that it is applied to transmission of digital data including invalid data and uses invalid data for peak power reduction. The invalid data is data that is ignored by the OFDM signal receiving apparatus and does not affect the effective data. Therefore, the conventional OFDM receiving apparatus can be used as it is. As a result, the peak power of the OFDM modulated wave can be reduced without increasing the amount of information and without causing the OFDM signal receiving apparatus to perform special processing.
まず、本発明の第1の実施形態(実施例1)によるOFDM信号送信装置について説明する。実施例1は、無効データを含むデジタルデータを、OFDM変調して送信する例である。図1は、実施例1のOFDM信号送信装置により送信されるデジタルデータの例を説明する図である。下線付きで示したビットが無効データであり、下線が付いていないビットが有効データである。無効データの例としては、レート変換のためにスタッフィングとして挿入されるビットがある。無効データは情報としての意味を持たないため、「0」「1」のうちのどちらであってもよく、有効データに影響を与えることがない。また、OFDM信号受信装置は無効データに対して特別な処理をする必要がない。尚、OFDM信号受信装置は、従来技術と同様に、受信したデータから有効データと無効データとを識別するための手段を備えているものとする。 First, an OFDM signal transmission apparatus according to the first mode for embodying the present invention (embodiment 1) will be described. The first embodiment is an example in which digital data including invalid data is OFDM-modulated and transmitted. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of digital data transmitted by the OFDM signal transmission apparatus according to the first embodiment. Bits indicated with underline are invalid data, and bits not underlined are valid data. An example of invalid data is bits inserted as stuffing for rate conversion. Since invalid data has no meaning as information, it may be any one of “0” and “1” and does not affect valid data. Further, the OFDM signal receiving apparatus does not need to perform special processing on invalid data. It is assumed that the OFDM signal receiving apparatus includes means for discriminating valid data and invalid data from received data, as in the prior art.
図2は、一般的なOFDM変調処理を説明するブロック図である。デジタルデータは、各サブキャリアの変調方式に従ってI,Q信号にマッピングされ、シリアル−パラレル変換後IFFT処理され、パラレル−シリアル変換される。これにより、OFDM信号が生成される。そして、OFDM信号にはガードインターバルが付加され、搬送波を用いて直交変調されることにより、OFDM変調波が生成される。前述のとおり、OFDMシンボルは1回のIFFT処理により生成され、OFDM信号はOFDMシンボルを時間軸上に並べた信号である。 FIG. 2 is a block diagram illustrating general OFDM modulation processing. The digital data is mapped to I and Q signals in accordance with the modulation scheme of each subcarrier, serial-parallel converted, IFFT processed, and parallel-serial converted. Thereby, an OFDM signal is generated. An OFDM signal is generated by adding a guard interval to the OFDM signal and performing orthogonal modulation using a carrier wave. As described above, an OFDM symbol is generated by one IFFT process, and an OFDM signal is a signal in which OFDM symbols are arranged on a time axis.
図3は、実施例1によるOFDM信号送信装置の構成を示すブロック図である。このOFDM信号送信装置1は、ビット反転部(置換部)10、N個のマッピング部11−1〜11−N、N個のIFFT部12−1〜12−N、送信信号選択部13、ガードインターバル付加部8及び直交変調部9を備えている。Nは2以上の整数である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the OFDM signal transmission apparatus according to the first embodiment. This OFDM
ビット反転部10は、デジタルデータを入力し、デジタルデータ内に存在する無効データのビットのうち、予め設定された位置のビットを反転してN−1個のデジタルデータを生成し、ビット反転したデジタルデータをマッピング部11−1〜11−(N−1)にそれぞれ出力する。デジタルデータ内で反転させる無効データの位置(ビット反転位置情報)は、マッピング部11−1〜11−(N−1)及びIFFT部12−1〜12−(N−1)毎(系統毎)に、異なるパターンになるように予め設定される。具体例については後述する。つまり、ビット反転部10は、入力したデジタルデータを、予め設定されたビット反転位置情報に従って、無効データを異なるN−1パターンのデータに置換し、N−1系統の異なるデジタルデータを生成して出力する。
The
マッピング部11−1〜11−(N−1)は、ビット反転部10からビット反転したデジタルデータをそれぞれ入力し、マッピング部11−Nは、ビット反転部10が入力したデジタルデータと同一のデジタルデータ(元のデジタルデータ)を入力する。そして、マッピング部11−1〜11−Nは、各サブキャリアの変調方式に従って、入力したデジタルデータをI,Q信号にマッピングし、I,Q信号をIFFT部12−1〜12−Nにそれぞれ出力する。
The mapping units 11-1 to 11- (N-1) respectively input the digital data that has been bit-inverted from the
IFFT部12−1〜12−Nは、マッピング部11−1〜11−NからI,Q信号を入力し、I,Q信号をOFDM信号にIFFTし、OFDM信号を送信信号選択部13にそれぞれ出力する。
The IFFT units 12-1 to 12-N receive the I and Q signals from the mapping units 11-1 to 11-N, IFFT the I and Q signals into OFDM signals, and the OFDM signals to the transmission
送信信号選択部13は、IFFT部12−1〜12−NからOFDM信号をそれぞれ入力し、N個のOFDM信号についてそれぞれのピーク電力を計算し、N個のピーク電力のうち最も低いピーク電力を有するOFDM信号を選択し、ガードインターバル付加部8に出力する。
The transmission
ガードインターバル付加部8は、送信信号選択部13から最も低いピーク電力を有するOFDM信号を入力し、OFDM信号に対してガードインターバルを付加し、直交変調部9に出力する。直交変調部9は、ガードインターバル付加部8からガードインターバルが付加されたOFDM信号を入力し、OFDM信号を直交変調してOFDM変調波を生成する。このようにして生成されたOFDM変調波は、OFDM信号受信装置へ送信される。
The guard
〔実施例1の動作例〕
次に、図3に示したOFDM信号送信装置1の動作例について説明する。以下、図4(1)に示すようなデジタルデータがビット反転部10に入力された場合について説明する。OFDM信号送信装置1は、5個のマッピング部11−1〜11−5及び5個のIFFT部12−1〜12−5を備えているものとする(N=5)。
[Operation Example of Example 1]
Next, an operation example of the OFDM
図4は、ビット反転部10の処理を説明する図である。このデジタルデータは、1OFDMシンボルを構成するデータを示している。例えば、サブキャリアの変調方式が64QAM、サブキャリア本数が128のときには、1OFDMシンボルを構成するデータは、6×128=768ビットとなる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the processing of the
(1)は、ビット反転部10に入力されるデジタルデータの例であり、このデジタルデータには、下線で示した無効データが3ビット含まれているものとする。ビット反転部10には、3ビットの無効データ(0,0,0)をそれぞれ(1,0,0)、(0,1,0)、(0,0,1)、(1,1,0)に変換(ビット反転)するように、ビット反転位置情報が予め設定されているものとする。ビット反転部10は、予め設定されたビット反転位置情報に基づいて、(2)〜(5)に示す異なる4パターンのビット反転したデジタルデータを生成する。そして、ビット反転部10は、(2)のデジタルデータをマッピング部11−1に、(3)のデジタルデータをマッピング部11−2に、(4)のデジタルデータをマッピング部11−3に、(5)のデジタルデータをマッピング部11−4にそれぞれ出力する。
(1) is an example of digital data input to the
マッピング部11−1〜11−4は、ビット反転部10からビット反転したデジタルデータを入力し、マッピングしたI,Q信号をIFFT部12−1〜12−4に出力する。マッピング部11−5は、ビット反転部10が入力したデジタルデータと同一の元のデジタルデータを入力し、マッピングしたI,Q信号をIFFT部12−5に出力する。
The mapping units 11-1 to 11-4 receive the digital data obtained by bit inversion from the
IFFT部12−1〜12−5は、マッピング部11−1〜11−5からI,Q信号をそれぞれ入力し、IFFTしてOFDM信号を送信信号選択部13に出力する。送信信号選択部13は、IFFT部12−1〜12−5からOFDM信号をそれぞれ入力し、5個のOFDM信号におけるOFDMシンボルのうちのピーク電力を計算する。そして、送信信号選択部13は、5個のピーク電力のうちの最も低いピーク電力を有するOFDM信号を選択し、ガードインターバル付加部8に出力する。
IFFT sections 12-1 to 12-5 receive I and Q signals from mapping sections 11-1 to 11-5, respectively, and perform an IFFT to output an OFDM signal to transmission
図5は、OFDM信号におけるピーク電力の計算結果例を示す図である。送信信号選択部13は、IFFT部12−1〜12−5から入力したOFDM信号について、図5に示すピーク電力をそれぞれ計算したものとする。図5の例では、IFFT部12−1から入力したOFDM信号が最も低いピーク電力であるため、送信信号選択部13は、IFFT部12−1から入力したOFDM信号を選択し、ガードインターバル付加部8に出力する。IFFT部12−1〜12−Nから入力するOFDM信号のうち、どの信号が最も低いピーク電力となるかは、OFDMシンボル毎に異なる。そこで、送信信号選択部13は、OFDMシンボル毎にピーク電力を計算し、最も低いピーク電力となるOFDMシンボルを選択する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a calculation result of peak power in the OFDM signal. It is assumed that the transmission
〔実施例1の実験結果〕
次に、図3に示したOFDM信号送信装置1における実施例1の実験結果について説明する。図6は、実施例1によるPAPR低減効果の例を示す図である。この実験結果は、無効データを10%含むデジタルデータを、サブキャリア本数128、サブキャリア変調方式64QAMとした場合のOFDM信号について、実施例1を適用した場合及び実施例1を適用しない(ピーク電力低減の処理を行っていない)場合におけるピーク電力分布の例を示す。横軸はピーク電力の平均電力に対する比(PAPR)をdBで表し、縦軸はPAPRの発生確率を補累積分布(CCDF:Complementary Cumulative Distribution Function)で表している。
[Experimental result of Example 1]
Next, the experimental result of Example 1 in the
図6から、実施例1を適用した場合は適用しない場合に比べ、OFDM信号のPAPRが約1.5dB低減することがわかる。 FIG. 6 shows that the PAPR of the OFDM signal is reduced by about 1.5 dB when the first embodiment is applied compared to the case where the first embodiment is not applied.
図7は、実施例1によるBER改善効果の例を示す図である。この実験結果は、図6と同じ条件のOFDM信号について、実施例1を適用したクリップありの場合(図中の+)、実施例1を適用しない(ピーク電力低減の処理を行っていない)クリップありの場合(図中の●)、及び実施例1を適用しない(ピーク電力低減の処理を行っていない)クリップなしの場合(図中の実線)におけるC/N対ビット誤り率(BER)特性の例を示す。横軸はC/NをdBで表し、縦軸はBERを表している。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the BER improvement effect according to the first embodiment. This experimental result shows that when there is a clip to which the first embodiment is applied (+ in the figure) with respect to an OFDM signal having the same conditions as in FIG. 6, the first embodiment is not applied (the peak power reduction process is not performed). C / N vs. bit error rate (BER) characteristics in the case of presence (● in the figure) and the case where no clip is applied (the peak power reduction process is not performed) (no solid line in the figure). An example of The horizontal axis represents C / N in dB, and the vertical axis represents BER.
図7から、実施例1を適用したクリップありの場合は実施例1を適用しないクリップありの場合に比べ、例えばC/N=26dBのときBERが約1/10(2×10−4→2×10−5)に、C/N=28dBのときBERが約1/100(1.3×10−4→1.3×10−6)にそれぞれ改善されることがわかる。 From FIG. 7, the BER is approximately 1/10 (2 × 10 −4 → 2) when C / N = 26 dB, for example, when there is a clip to which the first embodiment is applied and when the clip is not applied to the first embodiment. × 10 -5), it can be seen that the BER when C / N = 28 dB is improved respectively to approximately 1/100 (1.3 × 10 -4 → 1.3 × 10 -6).
このように、実施例1のOFDM信号送信装置1によれば、ビット反転部10は、予め設定されたビット反転位置情報に従って、デジタルデータに含まれる無効データのうちの所定ビットを反転し、系統毎に異なるデジタルデータを生成するようにした。また、送信信号選択部13は、元のデジタルデータのOFDM信号、及び系統毎に異なるデジタルデータのOFDM信号についてピーク電力を計算し、最も低いピーク電力を有するOFDM信号を選択するようにした。そして、OFDM信号送信装置1は、選択したOFDM信号に対し変調処理等を行い、OFDM変調波を送信する。これにより、デジタルデータに含まれる無効データのみを活用し、OFDM変調波のピーク電力を低減することができる。この場合、OFDM変調波のピーク電力を低減するために、新たなデータを追加したり情報量を増加させたりしなくて済むから、伝送周波数帯域及びビットレートを変える必要がない。
As described above, according to the OFDM
また、実施例1のOFDM信号送信装置1によれば、デジタルデータに含まれる無効データのみを変更するようにしたから、OFDM信号受信装置において、無効データに対し何ら処理を行う必要がない。つまり、OFDM信号受信装置は、無効データがどのように置換されているかを把握する必要がなく、OFDM変調波のピーク電力を低減するための特別な処理を行う必要がないから、従来のOFDM信号受信装置の構成をそのまま使用することができる。これは、OFDM信号受信装置は、OFDM信号送信装置1から送信されたOFDM変調波を復調しデータを取り出す際に、データに含まれる無効データを破棄するからであり、無効データがどのようなデータであっても、無効データが有効データに影響を及ぼすことがないからである。また、実施例1のOFDM信号送信装置1によれば、変調波形の歪みを生じさせることがなく、有効なデータの受信に影響を及ぼすこともない。
In addition, according to the OFDM
次に、本発明の第2の実施形態(実施例2)によるOFDM信号送信装置について説明する。実施例2は、無効データとしてヌルパケットを含む地上デジタル放送のTSを、OFDM変調して送信する例である。図8は、実施例2のOFDM信号送信装置により送信される地上デジタル放送のTSの構成例を説明する図である。地上デジタル放送の映像、音声、データ等の情報は、ISO/IEC13818規格に従うMPEG−2トランスポートストリーム(以下、TSという。)形式で伝送される。TSは、TSパケットと呼ばれる188バイトの固定長パケットで構成され、4バイトのヘッダ(TSヘッダ)と184バイトのペイロードからなる。各TSパケットには、伝送する情報に応じてPIDと呼ばれる13ビットのIDが付与され、TSヘッダ部分に、その他の制御情報と併せて格納される。 Next, an OFDM signal transmission apparatus according to the second mode for embodying the present invention (Example 2) will be described. The second embodiment is an example in which a digital terrestrial broadcast TS including null packets as invalid data is OFDM-modulated and transmitted. FIG. 8 is a diagram for explaining a configuration example of a terrestrial digital broadcast TS transmitted by the OFDM signal transmission apparatus according to the second embodiment. Information such as video, audio, and data of terrestrial digital broadcasting is transmitted in the MPEG-2 transport stream (hereinafter referred to as TS) format according to the ISO / IEC13818 standard. The TS is composed of a 188-byte fixed-length packet called a TS packet, and includes a 4-byte header (TS header) and a 184-byte payload. Each TS packet is given a 13-bit ID called PID according to the information to be transmitted, and stored in the TS header portion together with other control information.
TSパケットには、有効な情報を伝送するTSパケット(実TSパケット)と、有効な情報を伝送しないTSパケットがある。有効な情報を伝送しないTSパケットはヌルパケットと呼ばれ、専用のPID(0×1FFF)が付与される。また、ヌルパケットのペイロードには無効データが格納され、ヌルパケットはTSの伝送速度を一定に保つためのスタッフィングとして存在する。ヌルパケットのペイロードにおける無効データは、情報としての意味を持たないため、どのような情報であってもよく、有効データに影響を与えることがない。また、OFDM信号受信装置は無効データに対して特別な処理を行う必要がない。尚、OFDM信号受信装置は、従来技術と同様に、受信したTSパケットから実TSパケットとヌルパケットとを識別し、また、実TSパケットから取り出したペイロードの有効データと、ヌルパケットから取り出した無効データとを識別するための手段を備えているものとする。 TS packets include TS packets (actual TS packets) that transmit valid information and TS packets that do not transmit valid information. A TS packet that does not transmit valid information is called a null packet and is assigned a dedicated PID (0 × 1FFF). Invalid data is stored in the payload of the null packet, and the null packet exists as stuffing for keeping the transmission rate of the TS constant. The invalid data in the payload of the null packet has no meaning as information, and therefore any information may be used and does not affect the valid data. Further, the OFDM signal receiving apparatus does not need to perform special processing on invalid data. Note that the OFDM signal receiving apparatus identifies the actual TS packet and the null packet from the received TS packet, and the payload valid data extracted from the actual TS packet and the invalid data extracted from the null packet, as in the prior art. It is assumed that a means for identifying data is provided.
図9は、地上デジタル放送の一般的なOFDM変調処理を説明するブロック図である。日本の地上デジタル放送のTSは、図9に示す一連の処理が施され、最終的にOFDM変調波として、電波塔等の送信所から送信される。尚、図9では階層伝送を考慮していないが、本発明の実施例として一般性を失うものではない。 FIG. 9 is a block diagram for explaining general OFDM modulation processing of terrestrial digital broadcasting. The terrestrial digital broadcasting TS in Japan undergoes a series of processes shown in FIG. 9, and is finally transmitted as an OFDM modulated wave from a transmitting station such as a radio tower. In FIG. 9, hierarchical transmission is not considered, but generality is not lost as an embodiment of the present invention.
地上デジタル放送のTSは、誤り訂正のためのリードソロモン(RS)符号により外符号符号化され、バイトインターリーブの処理が施され、畳み込み符号により内符号符号化され、ビットインターリーブ、マッピング、時間インターリーブ及び周波数インターリーブの各処理が施される。そして、これらの処理が施されたI,Q信号は、パイロット信号及びTMCC信号と共にOFDMフレームに構成される。以下、外符号符号化からOFDMフレーム構成までの一連の処理を施す構成部を、伝送路符号化部という。 The terrestrial digital broadcasting TS is outer code encoded by Reed-Solomon (RS) code for error correction, subjected to byte interleaving, inner code encoded by convolutional code, bit interleaving, mapping, time interleaving and Each process of frequency interleaving is performed. Then, the I and Q signals subjected to these processes are configured in an OFDM frame together with the pilot signal and the TMCC signal. Hereinafter, a configuration unit that performs a series of processing from outer code encoding to OFDM frame configuration is referred to as a transmission path encoding unit.
伝送路符号化部により出力された、OFDMフレームに構成されたI,Q信号は、シリアル−パラレル変換後IFFT処理され、パラレル−シリアル変換される。これにより、OFDM信号が生成される。そして、OFDM信号にはガードインターバルが付加され、搬送波を用いて直交変調されることにより、OFDM変調波が生成される。 The I and Q signals configured in the OFDM frame output from the transmission path encoding unit are subjected to IFFT processing after serial-parallel conversion and parallel-serial conversion. Thereby, an OFDM signal is generated. An OFDM signal is generated by adding a guard interval to the OFDM signal and performing orthogonal modulation using a carrier wave.
本実施例では、ISDB−Tの変調パラメータは、モード3(サブキャリア本数5617)、サブキャリア変調方式64QAM、畳み込み符号化率3/4、ガードインターバル比1/8とし、階層伝送は行わないものとする。
In this embodiment, the modulation parameters of ISDB-T are mode 3 (number of subcarriers 5617), subcarrier modulation scheme 64QAM,
図10は、実施例2によるOFDM信号送信装置の構成を示すブロック図である。このOFDM信号送信装置2は、ビット反転部20、データ用伝送路符号化部21−1〜21−N、アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−(N−1)、IFFT部22−1〜22−N、送信信号選択部23、ガードインターバル付加部8及び直交変調部9を備えている。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an OFDM signal transmission apparatus according to the second embodiment. The OFDM
ビット反転部20は、地上デジタル放送のTSを入力すると共に、送信信号選択部23からビット反転トリガを入力し、ビット反転トリガが“1”であるか否かを判定する。ビット反転トリガが“1”であると判定した場合、ビット反転トリガ“1”を入力したタイミングで、入力したTS内のヌルパケットを探索し、ある1個のヌルパケットのペイロードのうち、予め設定された位置のビットを反転してN−1個の異なるペイロードのデータを生成し、ビット反転したデータのペイロードを含むTSをデータ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)にそれぞれ出力する。ここで、ヌルパケットのペイロードにおいて反転させるデータの位置(ビット反転位置情報)は、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)毎(系統毎)に、異なるパターンになるように予め設定される。具体例については後述する。ビット反転部20は、このビット反転位置情報をアドレス用伝送路符号化部24−1〜24−(N−1)にそれぞれ出力する。ここで、ビット反転位置情報は、ビット反転した位置で“1”、その他の位置で“0”が設定されたビット列とする。
The
一方、ビット反転部20は、ビット反転トリガが“0”であると判定した場合、ヌルパケットの探索を行うことなく、入力したTSをそのままデータ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)に出力する。
On the other hand, if the
データ用伝送路符号化部21−1〜21−Nは、TSのデータに対して伝送路符号化処理を行う。具体的には、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)は、ビット反転部20からビット反転したTSをそれぞれ入力し、データ用伝送路符号化部21−Nは、ビット反転部20が入力したTSと同一の元のTSを入力する。そして、データ用伝送路符号化部21−1〜21−Nは、入力したTSに対し、図9に示した伝送路符号化部と同様の処理を行い、OFDMフレームに構成されたI,Q信号をIFFT部22−1〜22−Nにそれぞれ出力する。
The data transmission path encoding units 21-1 to 21-N perform transmission path encoding processing on the TS data. Specifically, the data transmission line encoding units 21-1 to 21- (N-1) respectively input TSs obtained by bit inversion from the
図11は、図10に示したデータ用伝送路符号化部21−1〜21−Nの構成を示すブロック図である。このデータ用伝送路符号化部21−1〜21−Nは、図9に示した伝送路符号化部と同じ構成であり、地上デジタル放送のTSを入力し、リードソロモン(RS)符号化(外符号符号化)、エネルギー拡散、バイトインターリーブ、畳み込み符号化(内符号符号化)、ビットインターリーブ、マッピング、時間インターリーブ、周波数インターリーブ及びOFDMフレーム構成の各処理を行い、OFDMフレームに構成されたI,Q信号を生成して出力する。 FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of data transmission path encoding sections 21-1 to 21-N shown in FIG. The data transmission channel encoding units 21-1 to 21-N have the same configuration as the transmission channel encoding unit shown in FIG. 9, and receive a terrestrial digital broadcast TS and receive Reed-Solomon (RS) encoding ( Outer code coding), energy spreading, byte interleaving, convolutional coding (inner code coding), bit interleaving, mapping, time interleaving, frequency interleaving, and OFDM frame configuration processing, and I, Generate and output a Q signal.
図10に戻って、アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−(N−1)は、TSのデータではなく、ビット反転位置情報が示すアドレスに対し、TSの伝送路符号化に対応した処理を、TSの伝送路符号化と同じタイミングで行う。具体的には、アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−(N−1)は、ビット反転部20からビット反転位置情報をそれぞれ入力し、そのビット反転位置情報が示す位置のデータをビット反転したことによって影響を受けるOFDMシンボル番号を特定し、特定したOFDMシンボル番号の組を示す情報(以下、OFDMシンボル変化情報という。)を生成し、OFDMシンボル変化情報を送信信号選択部23にそれぞれ出力する。
Returning to FIG. 10, the address transmission path encoding units 24-1 to 24- (N−1) support TS transmission path encoding for the address indicated by the bit inversion position information, not the TS data. The above processing is performed at the same timing as TS transmission path coding. Specifically, the address transmission path encoding units 24-1 to 24- (N-1) each receive bit inversion position information from the
図12は、図10に示したアドレス用伝送路符号化部24−1〜24−(N−1)の構成を示すブロック図である。このアドレス用伝送路符号化部24−1〜24−(N−1)は、図9に示した、TSのデータを処理するデータ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)に対応して構成され、外符号RS部241、エネルギー拡散部242、バイトインターリーブ部243、アドレス付与部244、畳み込み符号化/アドレス生成部245、ビットインターリーブ部246、マッピング部247、時間インターリーブ部248、周波数インターリーブ部249及びOFDMフレーム構成部250を備えている。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of address transmission path encoding units 24-1 to 24- (N-1) illustrated in FIG. The address transmission channel encoding units 24-1 to 24- (N-1) are data transmission channel encoding units 21-1 to 21- (N-1) that process TS data shown in FIG. ), An outer
外符号RS部241は、ビット反転部20からビット反転位置情報を入力し、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)における、ビット反転したTSに対するリードソロモン(RS)符号化により、パケットを構成する188バイトのデータに16バイト付加して204バイトのデータを生成する処理に伴って、同じタイミングにてビット反転位置情報における188ビットに16ビットの“0”を付加する。ビット反転位置情報は、前述のとおり、ビット反転した位置で“1”、その他の位置で“0”が設定されたビット列である。
Outer
エネルギー拡散部242は、外符号RS部241から外符号化されたビット反転位置情報を入力し、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)における、ビット反転したTSに対するエネルギー拡散処理に伴って、同じタイミングにてその処理に対応したビット反転位置情報を生成する。尚、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)において、ビット反転したTSに対しエネルギー拡散処理を行った後のTSのデータ位置は処理前と同じであるから、ビット反転位置も同じである。したがって、エネルギー拡散部242は、入力したビット反転位置情報をそのまま出力する。
The
バイトインターリーブ部243は、エネルギー拡散部242からエネルギー拡散処理されたビット反転位置情報を入力し、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)における、ビット反転したTSに対するバイトインターリーブ処理に伴って、同じタイミングにてその処理に対応したビット反転位置情報(その処理により移動したデータの位置が反映されたビット反転位置情報)を生成する。
The
アドレス付与部244は、バイトインターリーブ部243によりバイトインターリーブされたビット反転位置情報を入力し、ビット反転位置情報におけるビット反転位置(“1”が設定された位置)のそれぞれにアドレスAを付与する。
The
畳み込み符号化/アドレス生成部245は、アドレス付与部244により付与されたアドレスAを入力し、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)における、ビット反転したTSに対する畳み込み符号化処理に伴って、同じタイミングにて、畳み込み符号化前におけるビット反転位置情報が示すアドレスAを、予め設定されたアドレス変換テーブル(後述する図15を参照)に従って、畳み込み符号化後におけるデータのアドレスBに変換し、アドレスBを生成する。
The convolutional encoding /
ここで、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)における、ビット反転したTSに対する畳み込み符号化処理に伴って、畳み込み符号化前におけるビット反転位置のデータが反映される畳み込み符号化後におけるデータ位置は、畳み込み符号化の規則に従って一義的に決定される。つまり、畳み込み符号化前におけるビット反転位置(アドレスA)のデータが反転することにより、畳み込み符号化後におけるデータが反転する位置(アドレスB)は、一義的に決定される。例えば符号化率3/4の場合、畳み込み符号化前の3ビットのデータに対し、畳み込み符号化後は4ビットのデータが生成され、畳み込み符号化前における3ビットのデータのアドレスAと、畳み込み符号化後における4ビットのデータのアドレスBとの間の対応付けは予め決定される。この対応付けの情報が、アドレス変換テーブルとして予め設定される。尚、ISDB−T以外の方式でデジタルデータをOFDM変調して送信する伝送システムにおいては、畳み込み符号の代わりに、畳み込み符号以外の内符号を用いるようにしてもよい。 Here, the data at the bit inversion position before the convolutional encoding is reflected along with the convolutional encoding process for the bit-inverted TS in the data transmission path encoding units 21-1 to 21- (N-1). The data position after convolutional coding is uniquely determined according to the rules of convolutional coding. That is, when the data at the bit inversion position (address A) before convolutional coding is inverted, the position (address B) at which the data after convolutional encoding is inverted is uniquely determined. For example, in the case of a coding rate of 3/4, 4-bit data is generated after convolutional encoding for 3-bit data before convolutional encoding, and the address A of the 3-bit data before convolutional encoding and convolution The association with the address B of the 4-bit data after encoding is determined in advance. This association information is preset as an address conversion table. In a transmission system in which digital data is OFDM-modulated and transmitted by a method other than ISDB-T, an inner code other than the convolutional code may be used instead of the convolutional code.
ビットインターリーブ部246は、畳み込み符号化/アドレス生成部245からアドレスBを入力し、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)における、ビット反転したTSに対するビットインターリーブ処理に伴って、同じタイミングにてその処理に対応した位置でアドレスBを出力する。ビット反転したTSに対するビットインターリーブ処理に伴って、TSのデータの移動と共にそのデータのアドレスBも移動する。つまり、ビットインターリーブ部246は、移動したTSのデータと同じタイミングで、そのデータに対応したアドレスBを出力する。
The
マッピング部247は、ビットインターリーブ部246からアドレスBを入力し、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)における、反転したTSに対するマッピング処理に伴って、同じタイミングにてその処理に対応した位置でアドレスBを出力する。ビット反転したTSに対するマッピング処理に伴って、TSのデータに対応したアドレスBの位置が決定する。つまり、マッピング部247は、マッピングされたTSのデータと同じタイミングで、そのデータに対応したアドレスBを出力する。
The
時間インターリーブ部248は、マッピング部247からアドレスBを入力し、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)における、反転したTSに対する時間インターリーブ処理に伴って、同じタイミングにてその処理に対応した位置のアドレスBを出力する。ビット反転したTSに対する時間インターリーブ処理に伴って、TSのデータの並び替え移動と共にそのデータのアドレスBも並び替え移動する。つまり、時間インターリーブ部248は、並び替え移動したTSのデータが出力される同じタイミングで、そのデータに対応したアドレスBを出力する。
The
周波数インターリーブ部249は、時間インターリーブ部248からアドレスBを入力し、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)における、反転したTSに対する周波数インターリーブ処理に伴って、同じタイミングにてその処理に対応した位置情報を生成する。ビット反転したTSに対する周波数インターリーブ処理に伴って、TSのデータの並び替え移動と共にそのデータのアドレスBも並び替え移動する。つまり、周波数インターリーブ部249は、移動したTSのデータが出力される同じタイミングで、そのデータに対応したアドレスBを出力する。
The
OFDMフレーム構成部250は、周波数インターリーブ部249からアドレスBを入力し、データ用伝送路符号化部21−1〜21−(N−1)における、反転したTSに対するOFDMフレーム構成の処理に伴って、同じタイミングにてその処理に対応したアドレスBに対するOFDMシンボル番号及びサブキャリア番号を特定する。
The OFDM
畳み込み符号化/アドレス生成部245により生成されたアドレスBのデータが属するOFDMシンボル番号は、ビットインターリーブ部246、マッピング部247、時間インターリーブ部248、周波数インターリーブ部249及びOFDMフレーム構成部250によって特定される。したがって、OFDMフレーム構成部250は、アドレスBのデータが属するOFDMシンボル番号を、ビット反転位置情報が示すアドレスAのデータをビット反転したことによって影響を受けるOFDMシンボル番号として特定し、OFDMシンボル変化情報として送信信号選択部23に出力する。具体例については後述する。
The OFDM symbol number to which the data of the address B generated by the convolutional coding /
尚、アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−(N−1)は、外符号RS部241からOFDMフレーム構成部250までの各部の代わりに、ビット反転位置情報とOFDMシンボル変化情報とを対応付けた変換テーブルを備え、その変換テーブルを用いて、入力したビット反転位置情報に対応したOFDMシンボル変化情報を取得し、出力するようにしてもよい。これは、外符号RS部241からOFDMフレーム構成部250までの各処理の内容は決まっており、それぞれの規則に従って、ビット反転位置情報とOFDMシンボル変化情報との対応付けが一義的に決定され、変換テーブルとして予め設定することができるからである。後述するアドレス用伝送路符号化部31−1についても同様である。
Note that the address transmission path encoding units 24-1 to 24- (N-1) are configured such that the bit inversion position information, the OFDM symbol change information, and the OFDM symbol change information, instead of the units from the outer
図10に戻って、IFFT部22−1〜22−Nは、データ用伝送路符号化部21−1〜21−NからOFDMフレームに構成されたI,Q信号を入力し、I,Q信号をOFDM信号にIFFTし、OFDM信号を送信信号選択部23にそれぞれ出力する。
Returning to FIG. 10, IFFT units 22-1 to 22-N receive the I and Q signals configured in the OFDM frame from the data transmission line encoding units 21-1 to 21-N, and the I and Q signals are input. Is subjected to IFFT, and the OFDM signal is output to the
送信信号選択部23は、IFFT部22−1〜22−NからOFDM信号をそれぞれ入力すると共に、アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−(N−1)からOFDMシンボル変化情報を入力する。そして、入力したN個のOFDM信号について、OFDMシンボル毎にピーク電力を計算し、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号のピーク電力のうちの最も高いピーク電力を、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号のピーク電力に設定する。そして、OFDMシンボル毎に、N個のピーク電力のうち最も低いピーク電力を有するOFDM信号を選択し、ガードインターバル付加部8に出力する。ここで、あるOFDMシンボル番号において選択したOFDM信号について、そのOFDM信号の系統のOFDMシンボル変化情報に前記OFDMシンボル番号が含まれる場合、送信信号選択部23は、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号において、同じ系統のOFDM信号を選択する。これは、OFDMシンボル変化情報は、ビット反転の影響を受けるOFDMシンボルを表しており、OFDMシンボル変化情報が示す複数のOFDMシンボル番号について、異なる系統のOFDM信号が選択された場合には、OFDM信号受信装置において、正しく復号することができなくなるからである。
The transmission
つまり、送信信号選択部23は、OFDMシンボル変化情報が示すOFDMシンボル番号が1個の場合、OFDMシンボル毎に、N個のピーク電力のうち最も低いピーク電力を有するOFDM信号を選択する。一方、OFDMシンボル変化情報が示すOFDMシンボル番号が複数の場合、N個のピーク電力のうち最も低いピーク電力を有するOFDM信号を選択する際に、前記複数のOFDMシンボル番号において、同一系統のOFDM信号を選択する。したがって、OFDMシンボル変化情報が示すOFDMシンボル番号が複数の場合、その複数のOFDMシンボル番号において、必ずしも最も低いピーク電力を有するOFDM信号が選択されるとは限らない。以下、実施例3,4においても同じである。
That is, when the OFDM symbol number indicated by the OFDM symbol change information is one, the transmission
また、送信信号選択部23は、全ての系統のOFDMシンボル変化情報に「終わり」が含まれ、全ての系統のOFDMシンボル変化情報に含まれる全てのOFDMシンボル番号についてOFDM信号の選択が完了したときに、ビット反転トリガを“1”に設定してビット反転部20に出力する。ビット反転部20は、ビット反転トリガ“1”を入力すると、ヌルパケットを探索してビット反転処理を開始する。ビット反転処理が完了したときは、新たなビット反転トリガ“1”を入力するまで待つ。
Further, the transmission
ガードインターバル付加部8及び直交変調部9については、図3に示した実施例1と同様であるので、ここでは説明を省略する。
The guard
〔実施例2の動作〕
次に、図10に示したOFDM信号送信装置2の動作例について説明する。以下、図13(1)に示すようなTSがビット反転部20に入力された場合について説明する。OFDM信号送信装置2は、4個のデータ用伝送路符号化部21−1〜21−4及び3個のアドレス用伝送路符号化部24−1〜24−3を備えているものとする(N=4)。
[Operation of Example 2]
Next, an operation example of the OFDM
図13は、ビット反転部20の処理を説明する図である。(1)は、ビット反転部20に入力されるTSの例である。このTSにはヌルパケットが含まれており、2パケット目がヌルパケットである。ヌルパケットにおいて、TSヘッダ4バイトを除く184バイトは全て0×FFである。ビット反転部20には、ヌルパケットであるTSパケット2に対し、系統毎に、ペイロード184バイトのうち1バイト目、2バイト目、3バイト目の最下位の1ビットをそれぞれ反転して0×FEに変換(ビット反転)するように、ビット反転位置情報が予め設定されているものとする。ビット反転部20は、送信信号選択部23からビット反転トリガ“1”を入力すると、TS内のPIDが0×1FFFであるヌルパケットを探索し、予め設定されたビット反転位置情報に基づいて、(2)〜(4)のパターン1〜3のように、異なるTSパケット2を含むTSをそれぞれ生成する。
FIG. 13 is a diagram for explaining the processing of the
ビット反転部20は、(2)のTSをデータ用伝送路符号化部21−1に、(3)のTSをデータ用伝送路符号化部21−2に、(4)のTSをデータ用伝送路符号化部21−3にそれぞれ出力する。また、ビット反転部20は、ペイロード184バイトのうち1バイト目の最下位の1ビットを反転して0×FEに変換(ビット反転)するように設定されたビット反転位置情報をアドレス用伝送路符号化部24−1に、ペイロード184バイトのうち2バイト目の最下位の1ビットを反転して0×FEに変換(ビット反転)するように設定されたビット反転位置情報をアドレス用伝送路符号化部24−2に、ペイロード184バイトのうち3バイト目の最下位の1ビットを反転して0×FEに変換(ビット反転)するように設定されたビット反転位置情報をアドレス用伝送路符号化部24−3にそれぞれ出力する。ビット反転位置情報は、前述のとおり、ビット反転した位置で“1”、その他の位置で“0”が設定されたビット列である。
The
データ用伝送路符号化部21−1〜21−3は、ビット反転部20からビット反転されたヌルパケットを含むTSをそれぞれ入力し、データ用伝送路符号化部21−4は、ビット反転部20が入力したTSと同一の元のTSを入力し、伝送路符号化処理によりOFDMフレームに構成されたI,Q信号を生成し、IFFT部22−1〜22−4にそれぞれ出力する。IFFT部22−1〜22−4は、データ用伝送路符号化部21−1〜21−4からOFDMフレームに構成されたI,Q信号をそれぞれ入力し、IFFTしてOFDM信号を送信信号選択部23に出力する。アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−3は、ビット反転部20からビット反転位置情報をそれぞれ入力し、OFDMシンボル変化情報を生成し、送信信号選択部23に出力する。
The data transmission line encoding units 21-1 to 21-3 each receive TS including a bit-inverted null packet from the
次に、アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−3により生成されるOFDMシンボル変化情報について具体的に説明する。ISDB−Tの伝送路符号化処理では、図11に示したように畳み込み符号化が行われるため、畳み込み符号化前のある1ビットを反転すると、畳み込み符号化後の複数ビットが反転する。したがって、ヌルパケット内の反転するビットの位置、及び時間インターリーブ等の変調パラメータによっては、ヌルパケット内のある1ビットの反転に伴い、2つ以上のOFDMシンボルが変化することがある。このような場合、送信信号選択部23は、変化する全てのOFDMシンボルについて、同じ系統のデータ用伝送路符号化部21−1〜21−3から入力したOFDM信号を選択しなくてはならない。これは、変化する全てのOFDMシンボルについて、異なる系統のOFDM信号を選択した場合には、OFDM信号受信装置において、元のデジタルデータに復号することができないからである。
Next, the OFDM symbol change information generated by the address transmission path encoding units 24-1 to 24-3 will be specifically described. In the transmission path encoding process of ISDB-T, convolutional encoding is performed as shown in FIG. 11. Therefore, if one bit before convolutional encoding is inverted, a plurality of bits after convolutional encoding are inverted. Therefore, depending on the position of the bit to be inverted in the null packet and a modulation parameter such as time interleaving, two or more OFDM symbols may change with the inversion of one bit in the null packet. In such a case, the transmission
図14は、図11に示したデータ用伝送路符号化部21−1〜21−3における畳み込み符号化処理において、符号化率3/4の畳み込み符号化前後におけるビットの例を説明する図である。符号化率3/4の場合、畳み込み符号化処理によって、畳み込み符号化前の3ビットは、畳み込み符号化後に4ビットとなる。ここで、畳み込み符号化前の3ビット及び対応する畳み込み符号化後の4ビットのアドレスが、それぞれアドレスA(α,1)〜A(α,3)、アドレスB(α,1)〜B(α,4)であるものとする。αは、畳み込み符号化前の3ビットのデータと畳み込み符号化後の4ビットのデータとの組の位置を区別するための番号である。 FIG. 14 is a diagram for explaining an example of bits before and after convolutional coding at a coding rate of 3/4 in the convolutional coding processing in the data transmission channel coding units 21-1 to 21-3 depicted in FIG. is there. In the case of a coding rate of 3/4, 3 bits before convolutional coding are converted to 4 bits after convolutional coding by the convolutional coding process. Here, the addresses of 3 bits before convolutional encoding and the corresponding 4-bit addresses after convolutional encoding are respectively address A (α, 1) to A (α, 3) and address B (α, 1) to B ( α, 4). α is a number for distinguishing the position of a set of 3-bit data before convolutional encoding and 4-bit data after convolutional encoding.
ここで、例えば、ビット反転部20がアドレスA(α,1)のビットを反転させ、データ用伝送路符号化部21−1〜21−3がその反転したビットに対し畳み込み符号化を行うと、畳み込み符号化後のアドレスB(α,1)、B(α,2)、B(α,4)、B(α+1,1)、B(α+1,2)、B(α+2,1)、B(α+2,2)の7ビットが反転する。
Here, for example, when the
図15は、図11に示したデータ用伝送路符号化部21−1〜21−3における畳み込み符号化処理において、符号化率3/4の畳み込み符号化前後のアドレスの例を説明する図である。ビット反転部20がA(α,1)〜A(α,3)それぞれのビットを反転させ、データ用伝送路符号化部21−1〜21−3がその反転ビットに対し畳み込み符号化を行うと、図15の出力の欄に記載したアドレスBの7ビットがそれぞれ反転する。すなわち、アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−3のアドレス付与部244は、入力したビット反転位置情報のビット反転位置に対し、図14及び図15に示したアドレスAを付与し、畳み込み符号化/アドレス生成部245は、入力したアドレスAに対し、図15に示したアドレス変換テーブルを参照して、アドレスBを生成する。以下、符号化率3/4の場合を例にして説明するが、その他の符号化率の場合も、図15に示したように、畳み込み符号化前後のアドレスA,Bを把握して、同様に処理が行われる。
FIG. 15 is a diagram for explaining an example of addresses before and after convolutional coding at a coding rate of 3/4 in the convolutional coding processing in the data transmission channel coding units 21-1 to 21-3 depicted in FIG. is there. The
データ用伝送路符号化部21−1〜21−3は、入力したTSに対し、リードソロモン(RS)符号化、エネルギー拡散、バイトインターリーブ、畳み込み符号化、ビットインターリーブ、マッピング、時間インターリーブ、周波数インターリーブ及びOFDMフレーム構成の処理を行う。また、アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−3は、入力したビット反転位置情報について、外符号RS部241において16バイトの“0”を付加し、エネルギー拡散部242においてTSのエネルギー拡散処理に対応した処理を行い、バイトインターリーブ部243において同様にTSに対応した処理を行い、アドレス付与部244においてバイトインターリーブ後のビット反転位置情報に対してアドレスAを付与する。また、畳み込み符号化/アドレス生成部245においてアドレスAに対応する、畳み込み符号化後のアドレスBを生成し、ビットインターリーブ部246において同様にTSに対応した処理を行い、マッピング部247において同様にTSに対応した処理を行い、時間インターリーブ部248において同様にTSに対応した処理を行い、周波数インターリーブ部249において同様にTSに対応した処理を行い、OFDMフレーム構成部250においてOFDMシンボル変化情報を生成する。但し、OFDMフレームに構成されたI,Q信号と、そのI,Q信号に対するアドレスBとの対応関係が崩れないように、各処理の初期化タイミングと、アドレスBの入力タイミングとの相対的な時間間隔が、そのアドレスのデータを入力した場合と同じになるように処理が行われる。すなわち、データ用伝送路符号化部21−1〜21−3におけるデータに対する処理、及びアドレス用伝送路符号化部24−1〜24−3におけるアドレスに対する処理は、データとそのデータのアドレスとが対応して、同じタイミングになるように行われる。
The data transmission path encoding units 21-1 to 21-3 perform Reed-Solomon (RS) encoding, energy spreading, byte interleaving, convolutional encoding, bit interleaving, mapping, time interleaving, and frequency interleaving for the input TS. And processing of the OFDM frame configuration. Further, the address transmission path encoding units 24-1 to 24-3
ビット反転位置情報は、前述のとおり、ビット反転した位置で“1”、その他の位置で“0”が設定されたビット列である。アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−3は、アドレス付与部244において、畳み込み符号化前のビット反転位置情報のうち“1”が設定されている位置にアドレスAを付与し、畳み込み符号化/アドレス生成部245において、当該アドレスAに対応するアドレスBをアドレス変換テーブルに基づいて生成することにより、OFDMフレーム構成部250においてOFDMシンボル変化情報を生成する。
As described above, the bit inversion position information is a bit string in which “1” is set at the bit inversion position and “0” is set at the other positions. The address transmission path encoding units 24-1 to 24-3 assign the address A to the position where “1” is set in the bit inversion position information before the convolutional encoding in the
図16は、図11に示したデータ用伝送路符号化部21−1〜21−3における畳み込み符号化処理において、マッピングされたビットのアドレス、及びビット反転後マッピングされたデータの例を説明する図である。図16には、マッピング後、OFDMフレームに構成されたI,Q信号と、マッピング前の各6ビットのアドレスが示されている。キャリア変調方式が64QAMの場合、1シンボルは1サブキャリアあたり6ビットである。 FIG. 16 illustrates an example of mapped bit addresses and mapped data after bit inversion in the convolutional coding processing in the data transmission path coding units 21-1 to 21-3 illustrated in FIG. FIG. FIG. 16 shows I and Q signals configured in an OFDM frame after mapping, and 6-bit addresses before mapping. When the carrier modulation scheme is 64QAM, one symbol is 6 bits per subcarrier.
ビット反転部20によってヌルパケットのペイロード中のある1ビットが反転した場合に、アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−3のアドレス付与部244によって、畳み込み符号化前のアドレスA(1,3)が付与されたものとする。この1ビットの反転によって、図15に示したように、畳み込み符号化後には、アドレスB(1,4)、B(2,1)、B(2,3)、B(2,4)、B(3,3)、B(3,4)の6ビットが反転する。これらのビットが、図16に、下線を付した太字斜体で示されている。つまり、畳み込み符号化/アドレス生成部245によって、畳み込み符号化前のA(1,3)に対し、図15に示したアドレス変換テーブルが参照され、畳み込み符号化後のアドレスB(1,4)、B(2,1)、B(2,3)、B(2,4)、B(3,3)、B(3,4)が生成される。そして、アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−3の処理によって、図16に示すように、それぞれOFDMシンボル番号1、サブキャリア番号1,3、OFDMシンボル番号2、サブキャリア番号1,2のI,Q信号にマッピングされたとする。これにより、OFDMフレームに構成されたI,Q信号は、OFDMシンボル番号1、サブキャリア番号1において(−1,3)から(−7,5)に、OFDM番号1、サブキャリア番号3において(5,−1)から(−1,−7)に、OFDM番号2、サブキャリア番号1において(3,3)から(3,−1)に、OFDM番号2、サブキャリア番号2において(−7,−1)から(−7,−7)にそれぞれ変化する。したがって、これらの信号をIFFT部22−1〜22−3においてIFFTすることにより、OFDMシンボルのピーク電力も変化する可能性がある。
When one bit in the payload of the null packet is inverted by the
図16から、ビット反転部20によりアドレスA(1,3)の1ビットが反転した結果、OFDMシンボル番号1,2のOFDMシンボルが変化することがわかる。これにより、例えば、アドレス用伝送路符号化部24−1は、OFDMシンボル変化情報として「OFDMシンボル番号1,2,終わり」を生成し、送信信号選択部23に出力する。末尾の「終わり」は、アドレスA(1,3)である1ビットを反転した結果、変化するOFDMシンボルがこれ以上存在しないことを示す。これにより、処理が進む中で、ビット反転部20により別のアドレスのビットが反転した結果生成されるOFDMシンボル変化情報と、他のOFDMシンボル変化情報とを区別することができる。
From FIG. 16, it can be seen that the OFDM symbol of
送信信号選択部23は、IFFT部22−1〜22−4からOFDM信号を入力すると共に、アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−3からOFDMシンボル変化情報を入力し、OFDMシンボル毎にピーク電力を算出する。すなわち、モード3の場合、サブキャリアの総数は5617であるので、IFFT後の時間波形を構成する5617個の信号点の電力を計算し、そのピーク値を計算する。
The transmission
図17は、OFDMシンボルのピーク電力値及びOFDMシンボル変化情報の例を説明する図である。IFFT部22−1〜22−4により出力された各OFDMシンボルのピーク電力、及びアドレス用伝送路符号化部24−1〜24〜3により出力されたOFDMシンボル変化情報が、図15に示す通りであったとする。そうすると、OFDMシンボル番号1において、ピーク電力が最小となる信号は、IFFT部22−1により出力されたOFDMシンボルであるが、その系統のOFDMシンボル変化情報は「1,2,終わり」である。したがって、送信信号選択部23が、OFDMシンボル番号1において、IFFT部22−1により出力されたOFDMシンボルを選択する場合は、OFDMシンボル番号2においても、IFFT部22−1により出力されたOFDMシンボルを選択しなければならない。同様に、OFDMシンボル番号2において、ピーク電力が最小となる信号は、IFFT部22−2により出力されたOFDMシンボル(及びIFFT部22−4により出力されたOFDMシンボル)であるが、その系統のOFDMシンボル変化情報は「2,3,4,終わり」である。したがって、送信信号選択部23が、OFDMシンボル番号2において、IFFT部22−2により出力されたOFDMシンボルを選択する場合は、OFDMシンボル番号3,4においても、IFFT部22−2により出力されたOFDMシンボルを選択しなければならない。また、OFDMシンボル番号4において、ピーク電力が最小となる信号は、IFFT部22−3により出力されたOFDMシンボルであるが、その系統のOFDMシンボル変化情報は「1,4,終わり」である。したがって、送信信号選択部23が、OFDMシンボル番号4において、IFFT部22−3により出力されたOFDMシンボルを選択する場合は、OFDMシンボル番号1においても、IFFT部22−3により出力されたOFDMシンボルを選択しなければならない。
FIG. 17 is a diagram for explaining an example of peak power values of OFDM symbols and OFDM symbol change information. The peak power of each OFDM symbol output by the IFFT units 22-1 to 22-4 and the OFDM symbol change information output by the address transmission path encoding units 24-1 to 24-3 are as shown in FIG. Suppose that Then, in
上記の制約下でOFDM信号のピーク電力が最も小さくなるのは、OFDMシンボル番号1,4についてはIFFT部22−3により出力されたOFDMシンボルを、OFDMシンボル番号2,3についてはIFFT部22−4により出力されたOFDMシンボルをそれぞれ選択した場合となる。この場合、送信信号選択部23は、入力した4個のOFDM信号について、図17に示したように、OFDMシンボル毎にピーク電力を計算する。そして、送信信号選択部23は、IFFT部22−1から入力したOFDMシンボルについて、OFDMシンボル変化情報「1,2,終わり」が示す全てのOFDMシンボル番号1,2のピーク電力のうちの最も高いピーク電力160を、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号1,2のピーク電力に設定する。これにより、OFDMシンボル番号1のピーク電力が160に設定される。同様に、送信信号選択部23は、IFFT部22−2から入力したOFDMシンボルについて、OFDMシンボル変化情報「2,3,4,終わり」が示す全てのOFDMシンボル番号2,3,4のピーク電力のうちの最も高いピーク電力400を、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号2,3,4のピーク電力に設定する。これにより、OFDMシンボル番号2,4のピーク電力が400に設定される。同様に、送信信号選択部23は、IFFT部22−3から入力したOFDMシンボルについて、OFDMシンボル変化情報「1,4,終わり」が示す全てのOFDMシンボル番号1,4のピーク電力のうちの最も高いピーク電力130を、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号1,4のピーク電力に設定する。これにより、OFDMシンボル番号1のピーク電力が130に設定される。
Under the above constraints, the peak power of the OFDM signal becomes the smallest for the
そして、送信信号選択部23は、全てのOFDMシンボル変化情報に「終わり」が含まれており、全ての系統においてピーク電力を設定した後、全てのOFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号1〜4を総合して、IFFT部22−1〜22−4により出力されたOFDMシンボルの組み合わせを、最もピーク電力が低くなるように選択し、ガードインターバル付加部8に出力する。尚、あるOFDMシンボル番号において選択したOFDMシンボルについて、そのOFDMシンボルの系統のOFDMシンボル変化情報に前記OFDMシンボル番号が含まれる場合、送信信号選択部23は、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号において、同じ系統のOFDMシンボルを選択するものとする。したがって、送信信号選択部23は、OFDMシンボル番号1,4について、IFFT部22−3から入力したOFDMシンボルを選択し、ガードインターバル付加部8に出力する。また、OFDMシンボル番号2,3について、IFFT部22−4から入力したOFDMシンボルを選択し、ガードインターバル付加部8に出力する。
Then, the transmission
送信信号選択部23は、全ての系統のOFDMシンボル変化情報に「終わり」が含まれ、全ての系統のOFDMシンボル変化情報に含まれる全てのOFDMシンボル番号についてOFDM信号の選択を完了したときに、ビット反転トリガを“1”に設定してビット反転部32に出力する。ビット反転部20は、ビット反転トリガ“1”を入力すると、ヌルパケットを探索してビット反転処理を開始する。ビット反転処理が完了したときは、新たなビット反転トリガ“1”を入力するまで待つ。送信信号選択部23は、ビット反転部20が処理を開始した後、一定時間後またはビット反転部20から応答としての開始信号を入力したときに、ビット反転トリガを“0”に設定してビット反転部20に出力する。
When the transmission
このように、実施例2のOFDM信号送信装置2によれば、ビット反転部20は、予め設定されたビット反転位置情報に従って、TSに含まれるヌルパケットの所定ビットを反転し、系統毎に異なるTSを生成するようにした。また、アドレス用伝送路符号化部24−1〜24−(N−1)は、ビット反転位置情報が示す位置のデータをビット反転したことによって影響を受けるOFDMシンボル番号を特定し、OFDMシンボル変化情報を生成するようにした。また、送信信号選択部23は、元のTSのOFDM信号、及び系統毎に異なるTSのOFDM信号についてピーク電力を計算し、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号において同じ系統のOFDM信号を選択するように、OFDMシンボル変化情報が示すOFDMシンボル番号を総合的に考慮し、最も低いピーク電力を有するOFDM信号を選択するようにした。そして、OFDM信号送信装置2は、選択したOFDM信号に対し変調処理等を行い、OFDM変調波を送信する。これにより、TSに含まれるヌルパケットの無効データのみを活用することにより、OFDM変調波のピーク電力を低減することができる。この場合、実施例1と同様に、伝送周波数帯域及びビットレートを変える必要がなく、OFDM信号受信装置は、OFDM変調波のピーク電力を低減するための特別な処理を行う必要がなく、従来のOFDM信号受信装置の構成をそのまま使用することができる。また、変調波形の歪みを生じさせることがなく、有効なデータの受信に影響を及ぼすこともない。
As described above, according to the OFDM
次に、本発明の第3の実施形態(実施例3)によるOFDM信号送信装置について説明する。実施例3は、実施例2の変形例であり、無効データとしてヌルパケットを含む地上デジタル放送のTSをOFDM変調して送信する際に、ビット反転処理をOFDMフレーム構成処理後に行う例である。 Next, an OFDM signal transmitting apparatus according to the third mode (Example 3) of the present invention will be described. The third embodiment is a modification of the second embodiment, and is an example in which bit inversion processing is performed after OFDM frame configuration processing when transmitting a digital terrestrial broadcast TS including null packets as invalid data by OFDM modulation.
図18は、実施例3によるOFDM信号送信装置の構成を示すブロック図である。このOFDM信号送信装置3は、ヌルパケット情報生成部30、アドレス用伝送路符号化部31−1、データ用伝送路符号化部31−2、ビット反転部32、IFFT部33−1〜33−N、送信信号選択部34、ガードインターバル付加部8及び直交変調部9を備えている。
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of an OFDM signal transmission apparatus according to the third embodiment. This OFDM
図10に示した実施例2によるOFDM信号送信装置2と図18に示す実施例3によるOFDM信号送信装置3とを比較する。実施例2によるOFDM信号送信装置2は、N個のデータ用伝送路符号化部21−1〜21−N及びN−1個のアドレス用伝送路符号化部24−1〜24−(N−1)を備え、ビット反転部20の後段にデータ用伝送路符号化部21−1〜21−N及びアドレス用伝送路符号化部24−1〜24−(N−1)を備えている。これに対し、実施例3によるOFDM信号送信装置3は、アドレス用伝送路符号化部31−1及びデータ用伝送路符号化部31−2を備え、アドレス用伝送路符号化部31−1及びデータ用伝送路符号化部31−2の後段にビット反転部32を備え、OFDM信号送信装置2には存在しないヌルパケット情報生成部30を備えている点でOFDM信号送信装置2と相違する。
The OFDM
ヌルパケット情報生成部30は、地上デジタルのTSを入力し、TSの各ビットがヌルパケットのペイロードのデータであるか否かを示す情報を生成し、ヌルパケット情報としてアドレス用伝送路符号化部31−1に出力する。ここで、ヌルパケット情報は、TSと同じ大きさのビット列であり、ヌルパケットのペイロード部分の対応位置に“1”が設定され、その他の部分の対応位置に“0”が設定されたビット列とする。ヌルパケット情報を生成するのは、ビット反転部32において、I,Q信号にマッピングされたビットが反転可能なビットであるか否か、すなわち、ヌルパケットを構成するビットであるか否かを把握するためである。
The null packet
アドレス用伝送路符号化部31−1は、ヌルパケット情報が示すアドレスについて、TSの伝送路符号化に対応する処理を行う。具体的には、アドレス用伝送路符号化部31−1は、ヌルパケット情報生成部30からヌルパケット情報を入力し、そのヌルパケット情報が示す無効データ(“1”に設定されたデータ)をビット反転したことによって影響を受けるデータ位置を特定し、元の無効データの位置をアドレスAとし、特定したデータ位置をアドレスBとし、アドレスAとアドレスBとを対応付けた組情報をビット反転部32に出力する。
The address transmission line encoding unit 31-1 performs processing corresponding to the transmission line encoding of the TS for the address indicated by the null packet information. Specifically, the address transmission path encoding unit 31-1 receives null packet information from the null packet
アドレス用伝送路符号化部31−1は、図12に示した構成部のうち、外符号RS部241、エネルギー拡散部242、バイトインターリーブ部243、アドレス付与部244及び畳み込み符号化/アドレス生成部245を備えており、ヌルパケット情報を入力し、外符号RS部241において16バイトの“0”を付加し、エネルギー拡散部242においてTSのエネルギー拡散に対応した処理を行い、バイトインターリーブ部243においてTSのバイトインターリーブに対応した処理を行い、アドレス付与部244において、ヌルパケット情報に“1”が設定されている畳み込み符号化前のアドレスAを付与し、畳み込み符号化/アドレス生成部245において、OFDMフレームに構成されるI,Q信号についての、畳み込み符号化後のアドレスBを生成する。尚、アドレス用伝送路符号化部31−1は、入力したヌルパケット情報が示すアドレスについて、後述するデータ用伝送路符号化部31−2におけるTSと同じタイミングで、TSの伝送路符号化に対応した処理を行う。アドレス用伝送路符号化部31−1は、アドレスAとアドレスBとを対応付けた組情報をビット反転部32に出力する。
The address transmission path encoding unit 31-1 includes an outer
図19は、ヌルパケット情報、畳み込み符号化前後のデータ及びアドレスの例を説明する図である。図19に示すように、アドレス用伝送路符号化部31−1は、ヌルパケット情報に“1”が設定されている各ビットに対し、畳み込み符号化前のアドレスAを付与し,畳み込み符号化後のアドレスBを生成し、例えば図15に示したようなアドレスAとアドレスBとを対応付けた組情報を出力する。 FIG. 19 is a diagram illustrating examples of null packet information, data before and after convolutional encoding, and addresses. As illustrated in FIG. 19, the address transmission path encoding unit 31-1 assigns an address A before convolutional encoding to each bit in which “1” is set in the null packet information, and performs convolutional encoding. A later address B is generated, and for example, pair information associating address A and address B as shown in FIG. 15 is output.
データ用伝送路符号化部31−2は、元のTSのデータに対して伝送路符号化処理を行う。具体的には、データ用伝送路符号化部31−2は、元のTSを入力し、図11に示したデータ用伝送路符号化部21−1〜21−Nと同様の処理を行い、OFDMフレームに構成されたI,Q信号をビット反転部32及びIFFT部33−Nに出力する。
The data transmission channel encoding unit 31-2 performs transmission channel encoding processing on the original TS data. Specifically, the data transmission path encoding unit 31-2 receives the original TS, performs the same processing as the data transmission path encoding units 21-1 to 21-N illustrated in FIG. The I and Q signals configured in the OFDM frame are output to the
ビット反転部32は、アドレス用伝送路符号化部31−1からアドレスAとアドレスBとを対応付けた組情報を、データ用伝送路符号化部31−2からOFDMフレームに構成されたI,Q信号を入力すると共に、送信信号選択部34からビット反転トリガを入力し、ビット反転トリガが“1”であるか否かを判定する。そして、ビット反転部32は、ビット反転トリガが“1”であると判定した場合、ビット反転トリガ“1”を入力したタイミングで、OFDMフレームに構成されたI,Q信号のうちの反転可能なビット(反転するビット)のアドレスBを、入力したアドレスA,Bの組情報(例えば、図15に示したアドレスA,Bのアドレス変換テーブル)を参照して検索する。具体的には、ビット反転部32は、入力したアドレスA,Bの組情報の中から、N−1個の異なるアドレスA,Bの組情報を選択し、系統毎にアドレスBを検索する。そして、ビット反転部32は、入力したI,Q信号のうちのアドレスBのビットを反転した後、再度マッピングを行い、N−1個のOFDMフレームに構成されたI,Q信号を生成し、IFFT部33−1〜33−(N−1)にそれぞれ出力する。
The
また、ビット反転部32は、N−1個の系統毎に、選択したアドレスA,Bの組情報におけるアドレスBについて、アドレスBのデータが属するOFDMシンボル番号を特定する。つまり、ビット反転部32は、N−1個の系統毎に、アドレスBのデータが属するOFDMシンボル番号を、アドレスAのデータをビット反転したことによって影響を受けるOFDMシンボル番号として特定し、OFDMシンボル変化情報として送信信号選択部34に出力する。
Further, the
一方、ビット反転部32は、ビット反転トリガが“0”であると判定した場合、入力したI,Q信号をそのままIFFT部33−1〜33−(N−1)に出力する。
On the other hand, when it is determined that the bit inversion trigger is “0”, the
IFFT部33−1〜33−(N−1)は、ビット反転部32からI,Q信号をそれぞれ入力すると共に、データ用伝送路符号化部31−2から元のTSのI,Q信号を入力し、I,Q信号をOFDM信号にIFFTし、OFDM信号を送信信号選択部34にそれぞれ出力する。
The IFFT units 33-1 to 33- (N-1) respectively receive the I and Q signals from the
送信信号選択部34は、IFFT部33−1〜33−NからOFDM信号をそれぞれ入力すると共に、ビット反転部32から系統毎のOFDMシンボル変化情報を入力し、図10に示した送信信号選択部23と同様の処理を行う。ガードインターバル付加部8及び直交変調部9については、図3に示した実施例1と同様であるので、ここでは説明を省略する。
The transmission
このように、実施例3のOFDM信号送信装置3によれば、ヌルパケット情報生成部30は、TSについてヌルパケットのペイロードのデータであるか否かを示すヌルパケット情報を生成し、アドレス用伝送路符号化部31−1は、TSの伝送路符号化処理に伴って、ヌルパケット情報が示す無効データのビットを反転したことによって影響を受けるデータ位置を特定し、元の無効データの位置をアドレスAとし、特定したデータ位置をアドレスBとした組情報を生成するようにした。また、データ用伝送路符号化部31−2は、TSを伝送路符号化し、OFDMフレームに構成されたI,Q信号を生成し、ビット反転部32は、そのI,Q信号のうちの反転可能なビット(反転するビット)のアドレスBを、アドレスA,Bの組情報を参照して検索し、アドレスBのビットを反転した後、再度マッピングを行い、OFDMフレームに構成されたI,Q信号を生成すると共に、OFDMシンボル変化情報を生成するようにした。また、送信信号選択部34は、元のTSのOFDM信号、及び系統毎に異なるTSのOFDM信号についてピーク電力を計算し、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号において同じ系統のOFDM信号を選択するように、OFDMシンボル変化情報が示すOFDMシンボル番号を総合的に考慮し、最も低いピーク電力を有するOFDM信号を選択するようにした。そして、OFDM信号送信装置3は、選択したOFDM信号に対し変調処理等を行い、OFDM変調波を送信する。これにより、TSに含まれるヌルパケットの無効データのみを活用し、OFDM変調波のピーク電力を低減することができる。この場合、実施例1,2と同様に、伝送周波数帯域及びビットレートを変える必要がなく、OFDM信号受信装置は、OFDM変調波のピーク電力を低減するための特別な処理を行う必要がなく、従来のOFDM信号受信装置の構成をそのまま使用することができる。また、変調波形の歪みを生じさせることがなく、有効なデータの受信に影響を及ぼすこともない。
As described above, according to the OFDM
また、実施例3のOFDM信号送信装置3によれば、TSのデータを伝送路符号化する1個のアドレス用伝送路符号化部31−1、及びTSの伝送路符号化に伴ってアドレスを処理する1個のデータ用伝送路符号化部31−2を備え、アドレス用伝送路符号化部31−1及びデータ用伝送路符号化部31−2の後段のビット反転部32が、OFDMフレームに構成されたI,Q信号に対し、ビット反転の処理を行うようにした。これに対し、前述した実施例2のOFDM信号送信装置2は、TSのデータを伝送路符号化するN個のデータ用伝送路符号化部21−1〜21−N、及びアドレスを処理するN−1個のアドレス用伝送路符号化部24−1〜24−(N−1)を備え、ビット反転の処理を行って系統毎にビット反転パターンを生成した後、それぞれのビット反転パターンに対して伝送路符号化を行う。したがって、実施例3のOFDM信号送信装置3は、実施例2のOFDM信号送信装置2に比べ、伝送路符号化処理を行う回路の数が少なくて済むから、必要なメモリ量を低減することができる。また、処理負荷を低減することができ、全体として簡易な構成となる。
In addition, according to the OFDM
次に、本発明の第4の実施形態(実施例4)によるOFDM信号送信装置について説明する。実施例4は、実施例3の変形例であり、無効データとしてヌルパケットを含む地上デジタル放送のTSをOFDM変調して送信する際に、ビット反転処理をOFDMフレーム構成処理後に行い、さらに、IFFTによるOFDM信号の生成を、送信信号を選択した後に行う例である。
Next, an OFDM signal transmitting apparatus according to the fourth embodiment (Example 4) of the present invention will be described. [Embodiment 4]
図20は、実施例4によるOFDM信号送信装置の構成を示すブロック図である。このOFDM信号送信装置4は、ヌルパケット情報生成部30、アドレス用伝送路符号化部31−1、データ用伝送路符号化部31−2、ビット反転部32、送信信号選択部40、IFFT部41、ガードインターバル付加部8及び直交変調部9を備えている。
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of an OFDM signal transmitting apparatus according to the fourth embodiment. This OFDM
図18に示した実施例3によるOFDM信号送信装置3と図20に示す実施例4によるOFDM信号送信装置4とを比較する。実施例3によるOFDM信号送信装置3は、N個のIFFT部33−1〜33−Nを備え、系統毎のビット反転パターンに対しそれぞれIFFTを行い、複数系統のOFDM信号の中から1個のOFDM信号を選択する。これに対し、実施例4によるOFDM信号送信装置4は、1個のIFFT部41を備え、系統毎のOFDMフレームに構成された系統毎のI,Q信号の中から1個のI,Q信号を選択し、選択したI,Q信号に対しIFFTを行う点でOFDM信号送信装置3と相違する。
The OFDM
送信信号選択部40は、ビット反転部32から、ビット反転したTSにおけるN−1個のOFDMフレームに構成されたI,Q信号及びN−1個のOFDMシンボル変化情報を入力すると共に、データ用伝送路符号化部31−2から元のTSにおけるOFDMフレームに構成されたI,Q信号を入力する。そして、送信信号選択部40は、N個のI,Q信号について自己相関関数を計算し、自己相関関数がインパルス特性に最も近いパターンのI,Q信号を選択する。例えば、自己相関関数の中央値を除く絶対値の合計が最も小さいパターンのI,Q信号を選択する。一般に、I,Q信号の自己相関関数がインパルス特性のパターンに近づくと、IFFT後の瞬時電力はフラットに近づくようになり、OFDM変調波のピーク電力を低減することができるからである。詳細については、例えば「H.Ochiai,“A novel trellis shaping design with both peak and average power reduction for OFDM systems”,IEEE Trans.Commun.,vol.52,pp.1916-1926,(Nov.2004)」の技術文献を参照されたい。
The transmission
具体的には、送信信号選択部40は、入力したN個のI,Q信号について、OFDMシンボル毎に自己相関関数を計算し、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号の自己相関関数から最もインパルス特性から遠いパターンの自己相関関数を、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号の自己相関関数に設定する。そして、OFDMシンボル毎に、N個の自己相関関数のうち最もインパルス特性に近いパターンの自己相関関数を特定し、その自己相関関数のI,Q信号を選択し、IFFT部41に出力する。ここで、あるOFDMシンボル番号において選択したI,Q信号について、そのI,Q信号の系統のOFDMシンボル変化情報に前記OFDMシンボル番号が含まれる場合、送信信号選択部40は、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号において、同じ系統のI,Q信号を選択するものとする。
Specifically, the transmission
また、送信信号選択部40は、全ての系統のOFDMシンボル変化情報に「終わり」が含まれ、全ての系統のOFDMシンボル変化情報に含まれる全てのOFDMシンボル番号についてI,Q信号の選択を行ったときに、ビット反転トリガを“1”に設定してビット反転部32に出力する。ビット反転部32は、ビット反転トリガ“1”を入力すると、ヌルパケットを探索してビット反転処理を開始する。ビット反転処理が完了したときは、新たなビット反転トリガ“1”を入力するまで待つ。
In addition, the transmission
このように、実施例4のOFDM信号送信装置4によれば、送信信号選択部40は、元のTSにおけるOFDMフレームに構成されたI,Q信号、及び系統毎に異なるTSにおけるOFDMフレームに構成されたI,Q信号の自己相関関数を計算し、最もインパルス特性に近いパターンの自己相関関数を特定し、OFDMシンボル変化情報が示す全てのOFDMシンボル番号において同じ系統のI,Q信号を選択するように、OFDMシンボル変化情報が示すOFDMシンボル番号を総合的に考慮し、I,Q信号を選択するようにした。そして、OFDM信号送信装置4は、選択したI,Q信号に対しIFFT等を行い、OFDM変調波を送信する。これにより、TSに含まれるヌルパケットの無効データのみを活用することにより、OFDM変調波のピーク電力を低減することができる。この場合、実施例1,2,3と同様に、伝送周波数帯域及びビットレートを変える必要がなく、OFDM信号受信装置は、OFDM変調波のピーク電力を低減するための特別な処理を行う必要がなく、従来のOFDM信号受信装置の構成をそのまま使用することができる。また、変調波形の歪みを生じさせることがなく、有効なデータの受信に影響を及ぼすこともない。
As described above, according to the OFDM
また、実施例4のOFDM信号送信装置4によれば、実施例3のOFDM信号送信装置3と同様に、実施例2のOFDM信号送信装置2に比べ、伝送路符号化処理を行う回路の数が少なくて済むから、必要なメモリ量を低減することができる。また、処理負荷を低減することができ、全体として簡易な構成となる。
In addition, according to the OFDM
また、実施例4のOFDM信号送信装置4によれば、送信信号選択部40は、複数の系統のI,Q信号から1個のI,Q信号を選択し、IFFT部41は、送信信号選択部40により選択されたI,Q信号に対しIFFTするようにした。これに対し、前述した実施例3のOFDM信号送信装置3は、複数の系統のI,Q信号に対してそれぞれIFFTし、複数の系統のOFDM信号から1個のOFDM信号を選択する。したがって、実施例4のOFDM信号送信装置4は、実施例3のOFDM信号送信装置3に比べ、IFFTを行う回路の数が少なくて済み、処理負荷を一層低減することができ、全体として一層簡易な構成となる。
Further, according to the OFDM
尚、図18に示した実施例3のOFDM信号送信装置3及び図20に示した実施例4のOFDM信号送信装置4からのOFDM変調波を受信するOFDM信号受信装置では、ビット反転したヌルパケットについて、外符号(RS)パリティエラーが発生する。しかし、ヌルパケットは元々無効な情報であるから、復号された有効データの映像、音声等へ影響を及ぼすことはない。
In the OFDM signal receiving apparatus that receives the OFDM modulated wave from the OFDM
1,2,3,4 OFDM信号送信装置
8 ガードインターバル付加部
9 直交変調部
10,20,32 ビット反転部
11 マッピング部
12,22,33,41 IFFT部
13,23,34,40 送信信号選択部
21,31−2 データ用伝送路符号化部
24,31−1 アドレス用伝送路符号化部
30 ヌルパケット情報生成部
241 外符号RS部
242 エネルギー拡散部
243 バイトインターリーブ部
244 アドレス付与部
245 畳み込み符号化/アドレス生成部
246 ビットインターリーブ部
247 マッピング部
248 時間インターリーブ部
249 周波数インターリーブ部
250 OFDMフレーム構成部
1, 2, 3, 4
Claims (7)
デジタルデータに含まれる無効データを、異なるN−1パターン(Nは2以上の整数)のデータに置換する置換部と、
前記置換部により置換されたデータを含むN−1系統のデジタルデータ、及び前記無効データを含むデジタルデータを、それぞれ逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、
前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換されたN系統のデジタルデータのOFDM信号の中から、ピーク電力が最小となるOFDM信号を選択する選択部と、
を備えることを特徴とするOFDM信号送信装置。 In an OFDM signal transmission apparatus that performs OFDM modulation on digital data and transmits a modulated wave of an OFDM signal,
A replacement unit that replaces invalid data included in digital data with data of different N-1 patterns (N is an integer of 2 or more);
An inverse Fourier transform unit for performing an inverse Fourier transform on each of the N-1 digital data including the data replaced by the replacement unit and the digital data including the invalid data;
A selection unit that selects an OFDM signal having a minimum peak power from among the OFDM signals of the N systems of digital data subjected to the inverse Fourier transform by the inverse Fourier transform unit;
An OFDM signal transmitting apparatus comprising:
デジタルデータに含まれる無効データのビットを反転する位置が予め設定されたビット反転位置情報に基づいて、前記無効データのビットを反転し、前記無効データを、異なるN−1パターン(Nは2以上の整数)のデータに置換する置換部と、
前記置換部により置換されたデータを含むN−1系統のデジタルデータ、及び前記無効データを含むデジタルデータを伝送路符号化し、OFDMフレームに構成されたI,Q信号を生成する伝送路符号化部と、
前記伝送路符号化部により生成されたN系統のI,Q信号を、それぞれ逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、
前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換されたN系統のOFDM信号の中から、ピーク電力が最小となるOFDM信号をOFDMシンボル番号毎に選択する選択部と、
を備えることを特徴とするOFDM信号送信装置。 In an OFDM signal transmission apparatus that performs OFDM modulation on digital data and transmits a modulated wave of an OFDM signal,
Based on the bit inversion position information in which the position of inverting the bits of invalid data included in the digital data is set in advance, the bits of the invalid data are inverted, and the invalid data is converted into different N-1 patterns (N is 2 or more). An integer)),
N-1 system digital data including the data replaced by the replacement unit and digital data including the invalid data are transmission channel encoded to generate I and Q signals configured in an OFDM frame. When,
An inverse Fourier transform unit for performing an inverse Fourier transform on each of the N systems of I and Q signals generated by the transmission line encoding unit;
A selection unit that selects, for each OFDM symbol number, an OFDM signal having a minimum peak power from among N systems of OFDM signals that have been subjected to inverse Fourier transform by the inverse Fourier transform unit;
An OFDM signal transmitting apparatus comprising:
デジタルデータを伝送路符号化し、OFDMフレームに構成されたI,Q信号を生成すると共に、前記デジタルデータに含まれる無効データのビットを反転させることによって影響を受ける内符号符号化後のデジタルデータのアドレスを生成し、前記ビットを反転させる位置のアドレスと内符号符号化後のアドレスとを対応付けた組情報を生成する伝送路符号化部と、
前記伝送路符号化部により生成された組情報のうちのN−1個(Nは2以上の整数)の組情報を選択し、前記伝送路符号化部により生成されたI,Q信号に対し、前記選択したN−1個の組情報における内符号符号化後のアドレスのビットを反転させることにより、前記I,Q信号を置換し、異なるN−1系統のOFDMフレームに構成されたI,Q信号を再度生成する置換部と、
前記置換部により再度生成されたN−1系統のI,Q信号、及び前記伝送路符号化部により生成されたI,Q信号を、それぞれ逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、
前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換されたN系統のOFDM信号の中から、ピーク電力が最小となるOFDM信号をOFDMシンボル番号毎に選択する選択部と、
を備えることを特徴とするOFDM信号送信装置。 In an OFDM signal transmission apparatus that performs OFDM modulation on digital data and transmits a modulated wave of an OFDM signal,
The digital data is channel-coded to generate the I and Q signals configured in the OFDM frame, and the digital data after the inner code encoding is affected by inverting the invalid data bits included in the digital data. A transmission path encoding unit that generates an address and generates pair information in which the address of the position where the bit is inverted and the address after inner code encoding are associated;
N-1 (N is an integer greater than or equal to 2) set information is selected from the set information generated by the transmission path encoding unit, and the I and Q signals generated by the transmission path encoding unit are selected. , By inverting the bits of the address after inner code encoding in the selected N-1 set information, the I and Q signals are replaced, and the I, Q configured in different N-1 systems of OFDM frames A replacement unit for generating the Q signal again;
An inverse Fourier transform unit for performing an inverse Fourier transform on each of the N-1 system I and Q signals generated again by the replacement unit and the I and Q signals generated by the transmission line encoding unit;
A selection unit that selects, for each OFDM symbol number, an OFDM signal having a minimum peak power from among N systems of OFDM signals that have been subjected to inverse Fourier transform by the inverse Fourier transform unit;
An OFDM signal transmitting apparatus comprising:
デジタルデータを伝送路符号化し、OFDMフレームに構成されたI,Q信号を生成すると共に、前記デジタルデータに含まれる無効データのビットを反転させることによって影響を受ける内符号符号化後のデジタルデータのアドレスを生成し、前記ビットを反転させる位置のアドレスと内符号符号化後のアドレスとを対応付けた組情報を生成する伝送路符号化部と、
前記伝送路符号化部により生成された組情報のうちのN−1個(Nは2以上の整数)の組情報を選択し、前記伝送路符号化部により生成されたI,Q信号に対し、前記選択したN−1個の組情報における内符号符号化後のアドレスのビットを反転させることにより、前記I,Q信号を置換し、異なるN−1系統のOFDMフレームに構成されたI,Q信号を再度生成する置換部と、
前記置換部により再度生成されたN−1系統のI,Q信号、及び前記伝送路符号化部により生成されたI,Q信号について自己相関関数をそれぞれ計算し、前記N系統のI,Q信号の中から、前記自己相関関数がインパルス特性に最も近いI,Q信号をOFDMシンボル番号毎に選択する選択部と、
前記選択部により選択されたI,Q信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、
を備えたことを特徴とするOFDM信号送信装置。 In an OFDM signal transmission apparatus that performs OFDM modulation on digital data and transmits a modulated wave of an OFDM signal,
The digital data is channel-coded to generate the I and Q signals configured in the OFDM frame, and the digital data after the inner code encoding is affected by inverting the invalid data bits included in the digital data. A transmission path encoding unit that generates an address and generates pair information in which the address of the position where the bit is inverted and the address after inner code encoding are associated;
N-1 (N is an integer greater than or equal to 2) set information is selected from the set information generated by the transmission path encoding unit, and the I and Q signals generated by the transmission path encoding unit are selected. , By inverting the bits of the address after inner code encoding in the selected N-1 set information, the I and Q signals are replaced, and the I, Q configured in different N-1 systems of OFDM frames A replacement unit for generating the Q signal again;
An autocorrelation function is calculated for each of the N-1 system I and Q signals generated again by the replacement unit and the I and Q signals generated by the transmission path encoding unit, and the N system I and Q signals are calculated. A selection unit that selects, for each OFDM symbol number, the I and Q signals whose autocorrelation function is closest to the impulse characteristic,
An inverse Fourier transform unit for performing an inverse Fourier transform on the I and Q signals selected by the selection unit;
An OFDM signal transmitting apparatus comprising:
前記選択部は、前記N系統のOFDM信号の中から、ピーク電力が最小となるOFDM信号をOFDMシンボル番号毎に選択する際に、前記置換部によるビット反転にて影響を受けるOFDMシンボル番号が同一系統で複数存在する場合、前記複数のOFDMシンボル番号において、前記同一系統のOFDM信号を選択する、ことを特徴とするOFDM信号送信装置。 The OFDM signal transmission apparatus according to claim 2 or 3,
When the selection unit selects an OFDM signal having a minimum peak power among the N systems of OFDM signals for each OFDM symbol number, the OFDM symbol number affected by the bit inversion by the replacement unit is the same. An OFDM signal transmitting apparatus, wherein when there are a plurality of systems, an OFDM signal of the same system is selected for the plurality of OFDM symbol numbers.
前記選択部は、前記N系統のI,Q信号の中から、前記自己相関関数がインパルス特性に最も近いI,Q信号をOFDMシンボル番号毎に選択する際に、前記置換部によるビット反転にて影響を受けるOFDMシンボル番号が同一系統で複数存在する場合、前記複数のOFDMシンボル番号において、前記同一系統のI,Q信号を選択する、ことを特徴とするOFDM信号送信装置。 The OFDM signal transmission apparatus according to claim 4, wherein
When the selection unit selects an I or Q signal having an autocorrelation function closest to an impulse characteristic among the N systems of I and Q signals for each OFDM symbol number, An OFDM signal transmitting apparatus, wherein when there are a plurality of affected OFDM symbol numbers in the same system, the I and Q signals of the same system are selected in the plurality of OFDM symbol numbers.
前記選択部は、前記置換部によるビット反転にて影響を受けるOFDMシンボル番号が同一系統で複数存在する場合、全ての系統について前記複数のOFDMシンボル番号における選択が完了したときに、前記置換部の処理を開始するための信号を前記置換部に出力する、ことを特徴とするOFDM信号送信装置。 The OFDM signal transmission apparatus according to claim 5 or 6,
When there are a plurality of OFDM symbol numbers that are affected by bit inversion by the replacement unit in the same system, the selection unit, when the selection of the plurality of OFDM symbol numbers for all systems is completed, An OFDM signal transmitting apparatus, wherein a signal for starting processing is output to the replacement unit.
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