JP2012039259A - Decoder and receiver using digital transmission system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve transmission characteristics in various modulation methods having a plurality of amplitude levels.SOLUTION: A decoder (26) includes: a transmission signal constellation signal extraction part (252) which extracts a signal point of a known transmission signal constellation signal from a signal having passed through a transmission path; a transmission signal constellation signal averaging part (253) which generates an averaged point of a transmission signal constellation signal where the signal point of the transmission signal constellation signal is averaged; an adaptive equalization part (256) which generates an adaptive equalization signal in which a waveform distortion yielded on a transmission path is suppressed by setting the signal having passed through the transmission path to the arranged point of the transmission signal constellation signal as a target convergence point; and an error collection decoding part (251) that corrects an error in the adaptive equalization signal.

Description

本発明は、衛星伝送路等で発生する歪を補償する、デジタル伝送方式の復号器及び受信装置に関するものである。   The present invention relates to a digital transmission type decoder and receiver for compensating for distortion generated in a satellite transmission line or the like.

デジタル伝送方式では、各サービスで利用可能な周波数帯域幅において、より多くの情報が伝送可能となるように、一般に多値変調方式が用いられる。周波数利用効率を高めるには、変調信号1シンボル当たりに割り当てるビット数(変調多値数)を多くする必要があるが、周波数1Hzあたりに伝送可能な情報速度の上限値と信号対雑音比の関係はシャノン限界で制限される。   In the digital transmission method, a multi-level modulation method is generally used so that more information can be transmitted in the frequency bandwidth available for each service. In order to increase the frequency utilization efficiency, it is necessary to increase the number of bits (number of modulation multi-values) allocated per symbol of the modulation signal, but the relationship between the upper limit value of the information rate that can be transmitted per frequency of 1 Hz and the signal-to-noise ratio. Is limited by the Shannon limit.

衛星伝送路を用いた情報の伝送形態の一例として、衛星デジタル放送が挙げられる。例えば、図9に示すように、送信装置10からの変調波信号は、衛星中継器30を介して受信装置20に伝送される。このような衛星デジタル放送において、衛星中継器30は、主に、入力マルチプレクサフィルタ(以下、IMUXフィルタと称する)31、進行波管増幅器(以下、TWTAと称する)32、及び出力マルチプレクサフィルタ(以下、OMUXフィルタと称する)33からなり、IMUXフィルタ31によって1チャンネル分ごとに帯域抽出を行い、TWTA32により利得制御を行って、OMUXフィルタ33で不要周波数成分を抑圧する。   As an example of a transmission form of information using a satellite transmission path, satellite digital broadcasting can be cited. For example, as illustrated in FIG. 9, the modulated wave signal from the transmission device 10 is transmitted to the reception device 20 via the satellite repeater 30. In such satellite digital broadcasting, the satellite repeater 30 mainly includes an input multiplexer filter (hereinafter referred to as IMUX filter) 31, a traveling wave tube amplifier (hereinafter referred to as TWTA) 32, and an output multiplexer filter (hereinafter referred to as “multiplexer filter”). (Referred to as OMUX filter) 33, band extraction is performed for each channel by IMUX filter 31, gain control is performed by TWTA 32, and unnecessary frequency components are suppressed by OMUX filter 33.

このように、衛星中継器30には、ハードウェアの制限上、電力効率のよいTWTA32がよく用いられる。また、限られた衛星中継器30のハードウェア制限を最大限生かすため、衛星中継器30の出力が最大となるように飽和領域でTWTA32を動作させることが望ましい。しかし、TWTA32で発生する歪は伝送劣化につながるため、送信装置10及び受信装置20の伝送信号には、TWTA32で発生する歪で生じる伝送劣化に強い変調方式として、位相変調がよく利用される。   As described above, the TWTA 32 having high power efficiency is often used for the satellite repeater 30 due to hardware limitations. In order to make the most of the limited hardware limitations of the satellite repeater 30, it is desirable to operate the TWTA 32 in the saturation region so that the output of the satellite repeater 30 is maximized. However, since distortion generated in the TWTA 32 leads to transmission degradation, phase modulation is often used for transmission signals of the transmission apparatus 10 and the reception apparatus 20 as a modulation scheme that is resistant to transmission degradation caused by distortion generated in the TWTA 32.

現在、日本では衛星デジタル放送の伝送方式としてISDB−Sとよばれる伝送方式が用いられ、BPSK,QPSK,8PSKといった位相変調が利用可能である。また、欧州の伝送方式であるDVB−S2では振幅位相変調(APSK)という振幅位相変調を利用し、さらなる周波数利用効率の改善を図った変調方式の実用化が成されている。例えば、16APSKであれば周波数利用効率は最大4bps/Hzであり、32APSKであれば最大5bps/Hzで伝送することが可能である。   Currently, a transmission system called ISDB-S is used as a transmission system for satellite digital broadcasting in Japan, and phase modulation such as BPSK, QPSK, and 8PSK can be used. In addition, DVB-S2, which is a European transmission method, uses an amplitude phase modulation called amplitude phase modulation (APSK), and a modulation method that further improves frequency utilization efficiency has been put into practical use. For example, if 16APSK is used, the frequency utilization efficiency is 4 bps / Hz at the maximum, and if 32 APSK, transmission is possible at a maximum of 5 bps / Hz.

現在利用されている衛星デジタル放送では、誤り訂正符号を用いた受信機における情報訂正が行われている。パリティビットと呼ばれる冗長信号を送るべき情報に付加することで信号の冗長度(符号化率)を制御し、雑音に対する耐性を上げる事が可能である。誤り訂正符号と変調方式は密接に関わっており、冗長度を加味した周波数利用効率と信号対雑音比の関係はシャノン限界で定義される。シャノン限界に迫る性能を有する強力な誤り訂正符号の一つとしてLDPC(Low Density Parity Check)符号が1962年にギャラガーによって提案されている(例えば、非特許文献1参照)。   In satellite digital broadcasting currently used, information correction is performed in a receiver using an error correction code. By adding a redundant signal called a parity bit to information to be sent, it is possible to control the redundancy (coding rate) of the signal and increase the resistance to noise. Error correction codes and modulation systems are closely related, and the relationship between frequency utilization efficiency and signal-to-noise ratio with redundancy added is defined by the Shannon limit. As a powerful error correction code having a performance approaching the Shannon limit, an LDPC (Low Density Parity Check) code was proposed by Gallagher in 1962 (see, for example, Non-Patent Document 1).

LDPC符号は、非常に疎な検査行列H(検査行列の要素が0と1からなり、かつ1の数が非常に少ない)により定義される線形符号である。また、LDPC符号は、符号長を大きくして適切な検査行列を用いることにより、シャノン限界に迫る伝送特性が得られる強力な誤り訂正符号であり、欧州の新しい衛星放送規格であるDVB−S2や広帯域無線アクセス規格IEEE802.16eにおいてもLDPC符号が採用されている。多値位相変調とLDPC符号をはじめとする強力な誤り訂正符号を組み合わせることで、より高い周波数利用効率の伝送が可能となってきている。   The LDPC code is a linear code defined by a very sparse check matrix H (the elements of the check matrix are 0 and 1 and the number of 1 is very small). The LDPC code is a powerful error correction code that can obtain transmission characteristics approaching the Shannon limit by increasing the code length and using an appropriate check matrix. DVB-S2 is a new European satellite broadcasting standard. The LDPC code is also adopted in the broadband wireless access standard IEEE 802.16e. By combining multi-level phase modulation and a powerful error correction code such as an LDPC code, transmission with higher frequency utilization efficiency has become possible.

R.G gallager“Low density parity check codes,”in Research Monograph series Cambridge, MIT Press, 1963年R.G gallager “Low density parity check codes,” in Research Monograph series Cambridge, MIT Press, 1963

しかしながら、上記LDPC符号等強力な誤り訂正符号は白色雑音に対する訂正能力は優れているものの、衛星伝送路固有の歪に対する信号劣化に対する訂正能力は十分ではない。特に16APSKや32APSKといった振幅位相変調を衛星伝送路に用いる場合、衛星中継器や地球局で用いるTWTA等の増幅器で生じる波形歪による信号劣化が位相変調に比べ、より大きく発生する。一般的に、増幅器で発生する波形歪を抑える方法としては、飽和領域から出力レベルを下げる事で増幅器をより線形領域で動作させる手法がとられる。しかし、歪による伝送劣化は収まる一方で、衛星中継器出力が低下し、地上における受信信号の低下につながってしまう。したがって、衛星放送等で振幅位相変調を適用するには、衛星出力を低下させることなく信号を伝送可能な、歪による伝送劣化に強い伝送方式が求められる。   However, although a strong error correction code such as the LDPC code has an excellent correction capability for white noise, the correction capability for signal deterioration with respect to distortion inherent in the satellite transmission path is not sufficient. In particular, when amplitude phase modulation such as 16APSK or 32APSK is used for a satellite transmission path, signal degradation due to waveform distortion caused by an amplifier such as a TWTA used in a satellite repeater or an earth station occurs more greatly than phase modulation. In general, as a method of suppressing waveform distortion generated in an amplifier, a technique of operating the amplifier in a more linear region by lowering the output level from the saturation region is used. However, transmission degradation due to distortion is reduced, but the output of the satellite repeater is reduced, leading to a reduction in the received signal on the ground. Therefore, in order to apply amplitude phase modulation in satellite broadcasting or the like, a transmission system that can transmit signals without reducing satellite output and that is resistant to transmission deterioration due to distortion is required.

本発明の目的は、上記問題を解決するため、衛星放送等で振幅位相変調を適用する場合であっても、伝送特性を改善し、衛星出力を低下させることなく信号を伝送可能な、歪による伝送劣化に強いデジタル伝送方式の復号器及び受信装置を提供することにある。   The object of the present invention is to improve the transmission characteristics and to transmit a signal without reducing the satellite output, even when applying amplitude phase modulation in satellite broadcasting or the like in order to solve the above problem. It is an object of the present invention to provide a digital transmission decoder and receiver that are resistant to transmission degradation.

上記課題を解決するため、本発明に係る復号器は、デジタル伝送の波形等化後の誤りを訂正する復号器であって、伝送路を通過した信号から既知情報である伝送信号点配置信号の信号点を抽出する伝送信号点配置信号抽出部と、前記伝送信号点配置信号の信号点を平均化した伝送信号点配置信号の平均点を生成する伝送信号点配置信号平均化部と、前記伝送路を通過した信号を、前記伝送信号点配置信号の平均点を目標集束点として、伝送路で生じる波形歪みを抑圧した適応等化信号を生成する適応等化部と、前記適応等化信号の誤りを訂正する誤り訂正復号部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a decoder according to the present invention is a decoder that corrects an error after waveform equalization in digital transmission, and is a method for transmitting a transmission signal point arrangement signal that is known information from a signal that has passed through a transmission path. A transmission signal point arrangement signal extraction unit that extracts signal points, a transmission signal point arrangement signal averaging unit that generates an average point of the transmission signal point arrangement signal obtained by averaging the signal points of the transmission signal point arrangement signal, and the transmission An adaptive equalization unit that generates an adaptive equalization signal that suppresses waveform distortion that occurs in the transmission line, with an average point of the transmission signal point arrangement signal as a target convergence point, And an error correction decoding unit that corrects an error.

また、本発明に係る復号器において、前記誤り訂正復号部は、前記伝送信号点配置信号の平均点から算出した復号器出力対数尤度比を用いてLDPC復号する手段を有することを特徴とする。   Also, in the decoder according to the present invention, the error correction decoding unit has means for LDPC decoding using a decoder output log likelihood ratio calculated from an average point of the transmission signal point arrangement signal. .

更に、本発明に係る受信装置は、上述した復号器を備えることを特徴とする。   Furthermore, a receiving apparatus according to the present invention includes the above-described decoder.

本発明によれば、複数の振幅レベルを有する多様な変調方式に対して、伝送路歪みを低減させ、伝送特性を改善することができるようになる。   According to the present invention, transmission path distortion can be reduced and transmission characteristics can be improved for various modulation schemes having a plurality of amplitude levels.

本発明による一実施例の復号器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the decoder of one Example by this invention. 本発明による一実施例の復号器の適応等化部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the adaptive equalization part of the decoder of one Example by this invention. 本発明による一実施例の復号器の動作を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an operation of a decoder according to an embodiment of the present invention. 適応等化部を有さない復号器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the decoder which does not have an adaptive equalization part. 32APSKにおける目標収束点の設定を説明する図である。It is a figure explaining the setting of the target convergence point in 32APSK. 32APSKにおける衛星伝送路通過後の信号点を示す図である。It is a figure which shows the signal point after passing through the satellite transmission path in 32APSK. 32APSKにおける適応等化後のコンスタレーションを示す図である。It is a figure which shows the constellation after the adaptive equalization in 32APSK. 本発明による一実施例の受信装置を用いた、32APSK符号化率4/5におけるC/N対ビット誤り率特性を示す図である。It is a figure which shows the C / N versus bit error rate characteristic in 32APSK coding rate 4/5 using the receiver of one Example by this invention. 高度衛星放送方式における伝送形態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission form in an advanced satellite broadcasting system. 高度衛星放送方式における送信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the transmitter in an advanced satellite broadcast system. 高度衛星放送方式における従来の受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional receiver in an advanced satellite broadcasting system. 高度衛星放送方式における変調波信号形式の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the modulation wave signal format in an advanced satellite broadcast system. 32APSKにおける伝送信号点配置信号の一送信形態例を示す図である。It is a figure which shows the example of a transmission form of the transmission signal point arrangement | positioning signal in 32APSK.

はじめに、本発明の理解を容易にするために、LDPC符号を用いた高度衛星放送方式の送信装置10及び受信装置20の概略構成を簡潔に説明する。なお、説明の簡略化のため、本発明に係る部分のみを説明するが、高度衛星放送方式の送信装置10及び受信装置20は、LDPC符号を他の訂正符号方式に置き換えたり、又は併用したり、更にはインタリーバを適宜組み合わせて用いることができる。   First, in order to facilitate understanding of the present invention, a schematic configuration of the transmitter 10 and the receiver 20 of the advanced satellite broadcasting system using the LDPC code will be briefly described. For simplification of explanation, only the portion according to the present invention will be described. However, the advanced satellite broadcasting transmission device 10 and the reception device 20 may replace the LDPC code with another correction code method or use it in combination. Furthermore, interleavers can be used in appropriate combinations.

(送信装置)
図10は、高度衛星放送方式における従来からの送信装置の構成を示すブロック図である。この送信装置10は、フレーム生成部11と、LDPC符号化部12と、エネルギー拡散部13と、マッピング部14と、時分割多重/直交変調部15とを備える。即ち、送信装置10は、データストリームを送信する場合に、後述する図12における複数スロットの多重フレームの信号を生成してから変調波信号を生成するまでの一連の処理を行う。
(Transmitter)
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a conventional transmission apparatus in the advanced satellite broadcasting system. The transmission device 10 includes a frame generation unit 11, an LDPC encoding unit 12, an energy spreading unit 13, a mapping unit 14, and a time division multiplexing / orthogonal modulation unit 15. That is, when transmitting a data stream, the transmission apparatus 10 performs a series of processes from generation of a signal of a multiplexed frame of a plurality of slots in FIG. 12 described later to generation of a modulated wave signal.

フレーム生成部11は、LDPC符号化部12とともに機能して、LDPCパリティを生成する。従って、フレーム生成部11及びLDPC符号化部12は、後述する図12における複数スロットのフレームを生成し、エネルギー拡散部13に出力する。なお、フレーム生成部11により生成される多重フレームは、スロット数、ダミーの量、スロット長、同期信号ビット長、伝送信号点配置信号ビット長、TMCC信号ビット長、及びパリティビット長が予め定められた数になるように生成される。   The frame generation unit 11 functions together with the LDPC encoding unit 12 to generate LDPC parity. Therefore, the frame generation unit 11 and the LDPC encoding unit 12 generate a frame of a plurality of slots in FIG. Note that the number of slots, the amount of dummy, the slot length, the synchronization signal bit length, the transmission signal point arrangement signal bit length, the TMCC signal bit length, and the parity bit length are predetermined for the multiplexed frame generated by the frame generation unit 11. It is generated to become a number.

LDPC符号化部12は、データ及び伝送制御信号に対して、所定の周期のLDPC符号化を施す。LDPC符号化の具体的な方法は既知であり、かつ本願の主題ではないため更なる説明を割愛する。   The LDPC encoding unit 12 performs LDPC encoding with a predetermined period on the data and the transmission control signal. The specific method of LDPC encoding is known and is not the subject of this application and will not be described further.

エネルギー拡散部13は、それぞれ多重フレームの所定数のスロットを入力し、これらのデータ等の全体に対して、エネルギー拡散(ビットランダム化)を行う。ビットランダム化した信号は、同期信号及び伝送信号点配置信号を適宜挿入しながら、各種変調方式(BPSK,APSK等)に応じて切り換えられ、マッピング部14(変調方式に応じた複数のマッピング)に入力される。   Each of the energy spreaders 13 receives a predetermined number of slots of a multiplexed frame, and performs energy spread (bit randomization) on the entire data. The bit-randomized signal is switched according to various modulation schemes (BPSK, APSK, etc.) while appropriately inserting a synchronization signal and a transmission signal point arrangement signal, and is mapped to the mapping unit 14 (a plurality of mappings according to the modulation scheme). Entered.

マッピング部14は、TMCC同期で指定された変調方式に従ってマッピングを行う。   The mapping unit 14 performs mapping according to the modulation scheme designated by TMCC synchronization.

時分割多重/直交変調部15は、フレーム単位の時分割多重を行い、直交変調を施して、変調波信号を生成する。   The time division multiplexing / orthogonal modulation unit 15 performs time division multiplexing in units of frames, performs orthogonal modulation, and generates a modulated wave signal.

(受信装置)
図11は、高度衛星放送方式における従来からの受信装置の構成を示すブロック図である。この受信装置20は、チャンネル選択部21と、直交検波部22と、伝送制御信号復号部23と、エネルギー逆拡散部24と、LDPC復号器25とを備えている。
(Receiver)
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional receiving apparatus in the advanced satellite broadcasting system. The receiving device 20 includes a channel selection unit 21, an orthogonal detection unit 22, a transmission control signal decoding unit 23, an energy despreading unit 24, and an LDPC decoder 25.

チャンネル選択部21は、送信装置10からの変調波信号を受信し、所定の周波数帯のチャンネルを選択し、そのチャンネルの信号を直交検波部22で扱う所定の周波数の信号に変換にする。例えば、変調波信号が衛星放送波であれば、12GHz帯の放送波(変調波信号)をBSアンテナで受信し、既知の周波数変換器(図示せず)を用いて1GHz帯のBS−IF信号に変換する。   The channel selection unit 21 receives the modulated wave signal from the transmission device 10, selects a channel of a predetermined frequency band, and converts the signal of the channel into a signal of a predetermined frequency handled by the quadrature detection unit 22. For example, if the modulated wave signal is a satellite broadcast wave, a 12 GHz band broadcast wave (modulated wave signal) is received by a BS antenna, and a 1 GHz band BS-IF signal is transmitted using a known frequency converter (not shown). Convert to

直交検波部22は、チャンネル選択部21により選択されたチャンネルの所定の周波数の信号(例えばBS−IF信号)を入力し、同期ベースバンド信号に変換する。   The quadrature detection unit 22 receives a signal (for example, a BS-IF signal) of a predetermined frequency of the channel selected by the channel selection unit 21 and converts it into a synchronous baseband signal.

伝送制御信号復号部23は、直交検波部22により変換された同期ベースバンド信号を入力し、まずTMCC信号の同期バイトを検出し、これを基準として、周期的に多重されているBPSK変調波である位相基準バースト信号の位置も検出する。また、TMCC信号により伝送される変調方式・誤り訂正の情報についてのTMCC情報の復号処理も行う。伝送制御信号復号部23により復号された伝送制御情報(変調方式・誤り訂正のTMCC情報)は、エネルギー逆拡散部24及びLDPC復号器25に入力される。   The transmission control signal decoding unit 23 receives the synchronous baseband signal converted by the quadrature detection unit 22, first detects the synchronous byte of the TMCC signal, and uses this as a reference for the periodically multiplexed BPSK modulated wave. The position of a certain phase reference burst signal is also detected. Also, TMCC information decoding processing is performed on the modulation scheme and error correction information transmitted by the TMCC signal. The transmission control information (modulation scheme / error correction TMCC information) decoded by the transmission control signal decoding unit 23 is input to the energy despreading unit 24 and the LDPC decoder 25.

エネルギー逆拡散部24は、送信装置10のエネルギー拡散部13において擬似ランダム符号がMOD2により加算された処理を元に戻すため、再度同じ擬似ランダム符号をMOD2により加算し、エネルギー逆拡散処理を行う。   The energy despreading unit 24 restores the process in which the pseudorandom code is added by MOD2 in the energy spreading unit 13 of the transmission apparatus 10, so that the same pseudorandom code is added again by MOD2 to perform the energy despreading process.

LDPC復号器25は、直交検波部22から同期ベースバンド信号が入力されるともに、伝送制御信号復号部23により検出された変調方式・誤り訂正の情報が入力され、当該同期ベースバンド信号をLDPC符号の検査行列を用いて復号処理を行う。   The LDPC decoder 25 receives the synchronous baseband signal from the quadrature detection unit 22 and the modulation scheme / error correction information detected by the transmission control signal decoding unit 23, and converts the synchronous baseband signal into an LDPC code. The decoding process is performed using the parity check matrix.

このように、LDPC符号を用いた高度衛星放送方式の送信装置10及び受信装置20であれば、多値位相変調とLDPC符号をはじめとする強力な誤り訂正符号を組み合わせて、より高い周波数利用効率の伝送が可能となる。   As described above, in the case of the transmitter 10 and the receiver 20 of the advanced satellite broadcasting system using the LDPC code, a higher frequency utilization efficiency can be obtained by combining multi-level phase modulation and a strong error correction code such as an LDPC code. Can be transmitted.

しかしながら、このようなLDPC符号等の強力な誤り訂正符号は白色雑音に対する訂正能力は優れているものの、衛星伝送路固有の歪に対する信号劣化に対する訂正能力は十分ではない。特に16APSKや32APSKといった振幅位相変調を衛星伝送路に用いる場合には、衛星中継器30や地球局で用いるTWTA等の増幅器で生じる波形歪による信号劣化が、位相変調と比べてより大きく発生する。   However, although such a strong error correction code such as an LDPC code has an excellent correction capability for white noise, the correction capability for signal deterioration against distortion inherent in a satellite transmission path is not sufficient. In particular, when amplitude phase modulation such as 16APSK or 32APSK is used for a satellite transmission path, signal deterioration due to waveform distortion caused by an amplifier such as TWTA used in the satellite repeater 30 or the earth station is more serious than phase modulation.

一般的に、増幅器で発生する波形歪を抑える方法として、飽和領域から出力レベルを下げることで増幅器をより線形領域で動作させる手法がとられる。しかしながら、この場合、歪による伝送劣化は収まる一方で、衛星中継器30の出力が低下し、地上における受信信号の低下につながってしまう。よって、衛星放送等でAPSKを適用するには、衛星出力をなるべく低下させることなく信号を伝送可能な、歪による伝送劣化に強い伝送方式が求められる。   In general, as a method of suppressing waveform distortion generated in an amplifier, a technique of operating the amplifier in a more linear region by lowering the output level from the saturation region is used. However, in this case, transmission degradation due to distortion is reduced, but the output of the satellite repeater 30 is reduced, leading to a reduction in received signals on the ground. Therefore, in order to apply APSK in satellite broadcasting or the like, a transmission system that can transmit signals without reducing satellite output as much as possible and that is resistant to transmission deterioration due to distortion is required.

DVB−S2をはじめ最新の衛星デジタル放送方式では、誤り訂正符号の復号方法として、ベイズ理論に基づく事後確率を最大化する手法(最尤復号)が用いられる。事後確率は、次式(1)に示す尤度関数により求まる。   In the latest satellite digital broadcasting systems such as DVB-S2, a technique (maximum likelihood decoding) for maximizing the posterior probability based on Bayesian theory is used as a decoding method for error correction codes. The posterior probability is obtained by a likelihood function shown in the following equation (1).

Figure 2012039259
Figure 2012039259

尤度関数の定義より、尤度関数と、受信信号と理想信号点の距離を示すユークリッド距離は密接に関わっている。白色雑音のみの伝送路においては、受信信号点はS/Nに応じたガウス分布のランダム偏差を生じるが、白色雑音以外の特定の歪を含んだ伝送路においては、ランダム偏差に加え、特定の振幅・位相偏差を伴った信号点変移が起きる。特に、非線形増幅器にAPSKを入力した場合においては、APSKは複数種類の同心円を組み合わせて伝送する都合上、最も振幅の大きい同心円に属する信号点がより大きな信号偏差を生ずる。   From the definition of the likelihood function, the likelihood function and the Euclidean distance indicating the distance between the received signal and the ideal signal point are closely related. In a transmission path containing only white noise, the received signal point generates a random deviation of a Gaussian distribution according to S / N. In a transmission path including specific distortion other than white noise, Signal point transition with amplitude and phase deviation occurs. In particular, when APSK is input to the non-linear amplifier, the signal points belonging to the concentric circle having the largest amplitude cause a larger signal deviation because of the convenience of transmitting the APSK by combining a plurality of types of concentric circles.

なお、電波産業会標準規格ARIB−STD B44の1.0版に記載の「高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式」(以下、高度衛星放送方式と称する)では、APSKに対する伝送特性改善についても考慮している。   In addition, the "Advanced Broadband Satellite Digital Broadcasting Transmission System" (hereinafter referred to as the Advanced Satellite Broadcasting System) described in the 1.0 version of the Radio Industry Association Standard ARIB-STD B44 also considers improvement of transmission characteristics for APSK. ing.

図12に、高度衛星放送方式の変調波信号形式の例を示す。変調波信号は、フレーム単位で変調方式や誤り訂正符号の符号化率を含む伝送パラメータの変更が可能である。また、1フレームは120個の変調スロットで構成され、5変調スロットごとに変調方式と符号化率を指定して伝送可能である。各変調スロットは、24シンボルの同期信号、32シンボルの伝送信号点配置信号、並びに136シンボルのデータ及び4シンボルのTMCC信号の66組の対が、時分割多重される。   FIG. 12 shows an example of a modulated wave signal format of the advanced satellite broadcasting system. The modulation wave signal can be changed in transmission parameters including a modulation method and an error correction code coding rate in units of frames. One frame is composed of 120 modulation slots, and can be transmitted by specifying a modulation method and a coding rate for every five modulation slots. In each modulation slot, 66 pairs of 24 symbols of synchronization signals, 32 symbols of transmission signal point arrangement signals, and 136 symbols of data and 4 symbols of TMCC signals are time-division multiplexed.

図13に、32APSKにおける伝送信号点配置信号の一送信形態例を示す。伝送信号点配置信号は既知情報であり、図13に示すように、32APSKの場合、シンボル“00000”から“11111”に対応する信号点が順に伝送される。図13(a)、図13(b)、及び図13(c)は、それぞれ第1シンボル、第2シンボル、第32シンボルに対応する信号点を「黒丸」で表している。   FIG. 13 shows an example of a transmission form of a transmission signal point arrangement signal in 32APSK. The transmission signal point arrangement signal is known information. As shown in FIG. 13, in the case of 32APSK, signal points corresponding to symbols “00000” to “11111” are sequentially transmitted. In FIG. 13A, FIG. 13B, and FIG. 13C, signal points corresponding to the first symbol, the second symbol, and the 32nd symbol are represented by “black circles”, respectively.

図4に、この伝送信号点配置信号を用いる受信装置20のLDPC復号器25を示す。伝送信号点配置信号を含まないシステムの場合、直交検波されたI信号及びQ信号に対し、尤度テーブルを参照しながら、LDPC復号を行うが、このLDPC復号器25では、伝送信号点配置信号についてシンボルごとに平均化を行い、伝送路における非線形歪の影響を受けた後の信号点配置を取得し、得られた信号点配置をもとに尤度テーブルを生成又は更新することで伝送路特性を向上させることが可能である(ARIB−STD B44 1.0版の解説A.2「伝送信号点配置信号」参照)。   FIG. 4 shows an LDPC decoder 25 of the receiving apparatus 20 that uses this transmission signal point arrangement signal. In the case of a system that does not include a transmission signal point arrangement signal, LDPC decoding is performed on the I signal and Q signal subjected to orthogonal detection while referring to a likelihood table. The LDPC decoder 25 uses the transmission signal point arrangement signal. Is obtained by averaging for each symbol, obtaining a signal point arrangement after being affected by nonlinear distortion in the transmission line, and generating or updating a likelihood table based on the obtained signal point arrangement. It is possible to improve the characteristics (refer to Explanation A.2 “Transmission signal point arrangement signal” of ARIB-STD B44 version 1.0).

LDPC復号器25は、LDPC復号部251と、伝送信号点配置信号抽出部252と、伝送信号点配置信号平均化部253と、尤度テーブル生成部254と、所定のメモリ(図示せず)内に格納される尤度テーブル255とを備える。   The LDPC decoder 25 includes an LDPC decoding unit 251, a transmission signal point arrangement signal extraction unit 252, a transmission signal point arrangement signal averaging unit 253, a likelihood table generation unit 254, and a predetermined memory (not shown). And a likelihood table 255 stored in the table.

伝送信号点配置信号抽出部252は、直交検波部22により変換された同期ベースバンド信号を入力し、事前に検出したTMCC信号内の伝送信号点配置信号のタイミング信号を用いて伝送信号点配置信号の信号点の位置を抽出し、順次、伝送信号点配置信号平均化部253に出力する。   The transmission signal point arrangement signal extraction unit 252 receives the synchronous baseband signal converted by the quadrature detection unit 22, and uses the timing signal of the transmission signal point arrangement signal in the TMCC signal detected in advance to transmit the transmission signal point arrangement signal. Are extracted and sequentially output to the transmission signal point arrangement signal averaging section 253.

伝送信号点配置信号平均化部253は、シンボルごとに、伝送信号点配置信号抽出部252から入力される伝送信号点配置信号の信号点の平均化処理を行い、伝送信号点配置信号の平均点p(n)を生成し、尤度テーブル生成部254及び適応等化部256に出力する。   The transmission signal point constellation signal averaging unit 253 performs an averaging process on the signal points of the transmission signal point constellation signal input from the transmission signal point constellation signal extraction unit 252 for each symbol, and averages the transmission signal point constellation signal. p (n) is generated and output to the likelihood table generation unit 254 and the adaptive equalization unit 256.

尤度テーブル生成部254は、伝送信号点配置信号平均化部253から入力される伝送信号点配置信号の平均点p(n)の復号器出力対数尤度比(LLR:Log likelihood ratio)を表す、LDPC復号における尤度計算に用いる尤度テーブル255を生成し、所定のメモリ内に格納するか、又は更新する。なお、尤度テーブル255は、予め定められたスロット長で変調方式や符号化率に応じて個別に生成するのが好適であり、尤度テーブル255の生成に用いる変調方式及び符号化率の情報は、事前に検出したTMCC信号内のTMCC情報に従う信号(以下、変調方式・符号化率選択信号と称する)から得られる。   The likelihood table generation unit 254 represents a decoder output log likelihood ratio (LLR) of the average point p (n) of the transmission signal point arrangement signal input from the transmission signal point arrangement signal averaging unit 253. A likelihood table 255 used for likelihood calculation in LDPC decoding is generated and stored in a predetermined memory or updated. The likelihood table 255 is preferably generated individually according to the modulation scheme and coding rate with a predetermined slot length, and information on the modulation scheme and coding rate used to generate the likelihood table 255. Is obtained from a signal according to TMCC information in the TMCC signal detected in advance (hereinafter referred to as a modulation scheme / coding rate selection signal).

LDPC復号部251は、直交検波部22により変換された同期ベースバンド信号に対して、尤度テーブル255のLLR、及び変調方式・符号化率選択信号に基づいてLDPC復号し、復号信号を外部に送出する。   The LDPC decoding unit 251 performs LDPC decoding on the synchronous baseband signal converted by the orthogonal detection unit 22 based on the LLR of the likelihood table 255 and the modulation scheme / coding rate selection signal, and sends the decoded signal to the outside. Send it out.

なお、このような固定のパターン(即ち、伝送信号点配置信号点の繰り返しのパターン)を周期的に多重すると、変調信号の周波数成分に線スペクトルが発生することになるため、伝送信号点配置信号も送信側でエネルギー拡散を行う。   Note that when such a fixed pattern (that is, a repeated pattern of transmission signal point arrangement signal points) is periodically multiplexed, a line spectrum is generated in the frequency component of the modulation signal. Also performs energy spreading on the transmitting side.

以下、本発明によるデジタル伝送方式の復号器及び受信装置の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of a decoder and receiver of a digital transmission system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施例の復号器(LDPC復号器26)の構成を示すブロック図である。なお、本実施例のLDPC復号器26は、図11に示す受信装置20における従来からのLDPC復号器25と置き換えることで、本発明による一実施例の受信装置を構成することになる。LDPC復号器26を除く受信装置の動作は、図11に示すものと同様であり、上述したとおりである。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the decoder (LDPC decoder 26) of the present embodiment. Note that the LDPC decoder 26 of the present embodiment is replaced with the conventional LDPC decoder 25 in the receiving apparatus 20 shown in FIG. 11, thereby constituting the receiving apparatus of one embodiment according to the present invention. The operation of the receiving apparatus excluding the LDPC decoder 26 is the same as that shown in FIG. 11, and is as described above.

LDPC復号器26は、LDPC復号部251と、伝送信号点配置信号抽出部252と、伝送信号点配置信号平均化部253と、尤度テーブル生成部254と、所定のメモリ(図示せず)内に格納される尤度テーブル255と、適応等化部256とを備える。LDPC復号器26は、図4に記載のLDPC復号器25に対して、更に適応等化部256を備える点が相違する。   The LDPC decoder 26 includes an LDPC decoding unit 251, a transmission signal point arrangement signal extraction unit 252, a transmission signal point arrangement signal averaging unit 253, a likelihood table generation unit 254, and a predetermined memory (not shown). Are stored in the likelihood table 255 and an adaptive equalization unit 256. The LDPC decoder 26 is different from the LDPC decoder 25 illustrated in FIG. 4 in that it further includes an adaptive equalization unit 256.

ここで、受信装置において伝送路歪を補償する方法として、受信信号のみから伝送路歪の影響を軽減することが可能なブラインド等化器がよく用いられる(例えば、参考文献:Kil Nam OH, ”A Single/Multilevel Modulus Algorithm for Blind Equalization of QAM Signals” IEICE TRANS. FUNDAMENTALS. VOL.E80-A, N.6. 1997年6月、参照)。ブラインド等化器は適応フィルタの一種であり、フィルタのタップ長やステップサイズ、及び誤差ベクトルの計算方法を適切に選ぶことで、伝送路で生じた歪を軽減し、送信信号に近いシンボル点に受信信号点を変化させる事が可能な波形等化器である。   Here, as a method of compensating for transmission path distortion in a receiving apparatus, a blind equalizer that can reduce the influence of transmission path distortion from only a received signal is often used (for example, reference: Kil Nam OH, “ A Single / Multilevel Modulus Algorithm for Blind Equalization of QAM Signals ”IEICE TRANS. FUNDAMENTALS. VOL.E80-A, N.6. A blind equalizer is a type of adaptive filter that reduces distortion caused by the transmission path by appropriately selecting the filter tap length, step size, and error vector calculation method, and makes the symbol point close to the transmission signal. This is a waveform equalizer that can change the received signal point.

ブラインド等化器は、受信側において事前に目標収束点a(n)を設定し、GMCMA(Generalized Multilevel Constant Modulus Algorithm)などのブラインドアルゴリズムを用いることでトレーニング系列を用いることなく波形等化を行う等化器である。よって、ブラインド等化後の信号は、受信側で用いる目標収束点a(n)に近づくよう動作するため、波形等化性能は目標収束点の設定に大きく依存する。通常、ブラインド等化における一般的な目標収束点としては送信信号点が用いられる。図5は、32APSKにおいて、目標収束点a(n)として送信信号点を用いた場合を示す図である。   The blind equalizer sets a target convergence point a (n) in advance on the receiving side, performs waveform equalization without using a training sequence by using a blind algorithm such as GMCMA (Generalized Multilevel Constant Modulus Algorithm), etc. Is a generator. Therefore, since the signal after blind equalization operates so as to approach the target convergence point a (n) used on the receiving side, the waveform equalization performance greatly depends on the setting of the target convergence point. Usually, a transmission signal point is used as a general target convergence point in blind equalization. FIG. 5 is a diagram illustrating a case where a transmission signal point is used as the target convergence point a (n) in 32APSK.

しかしながら、送信信号点配置は理想的な信号点配置であるため、特に増幅器を飽和領域近辺で動作させることを想定した衛星伝送路においては、非線形による信号歪の影響が大きく、伝送路歪を受けた信号は理想信号点から大きく乖離している。このような場合、ブラインド等化において送信信号点を目標収束点に設定すると、信号点の乖離の影響が等化処理に影響を与え、十分な等化性能を発揮することができない。   However, since the transmission signal point arrangement is an ideal signal point arrangement, the influence of signal distortion due to nonlinearity is large, especially in satellite transmission paths assuming that the amplifier operates near the saturation region. The signal is far from the ideal signal point. In such a case, if the transmission signal point is set as the target convergence point in the blind equalization, the influence of the signal point divergence affects the equalization processing, and sufficient equalization performance cannot be exhibited.

図6に、32APSKにおける衛星伝送路を通過後の伝送信号点配置信号の平均点p(n)を示す。衛星伝送路としては、一般的な衛星中継器を構成するIMUXフィルタ、TWTA、OMUXフィルタを想定し、計算機シミュレーションにより系統を再現した。TWTAの動作点(OBO:Output Back Off)は3.0dBについて計算を行った。図6には併せて受信信号点r(n)及び送信信号点t(n)も表示している。図6から、伝送信号点配置信号の平均点p(n)は、送信信号点t(n)に比べ、受信信号点r(n)と近い点に収束していることが分かる。よって、伝送信号点配置信号の平均収束点p(n)を適応等化器の目標収束点a(n)と設定して適応等化を行うことによって、波形歪の影響を受けた受信信号と目標信号点間の乖離の少ない状況で波形等化を行うことができ、更なる伝送性能向上が可能となる。   FIG. 6 shows an average point p (n) of transmission signal point arrangement signals after passing through a satellite transmission path in 32APSK. As a satellite transmission path, an IMUX filter, a TWTA, and an OMUX filter constituting a general satellite repeater were assumed, and the system was reproduced by computer simulation. The TWTA operating point (OBO: Output Back Off) was calculated for 3.0 dB. FIG. 6 also shows a reception signal point r (n) and a transmission signal point t (n). From FIG. 6, it can be seen that the average point p (n) of the transmission signal point arrangement signal converges to a point closer to the reception signal point r (n) than the transmission signal point t (n). Therefore, by setting the average convergence point p (n) of the transmission signal point arrangement signal as the target convergence point a (n) of the adaptive equalizer and performing adaptive equalization, the received signal affected by the waveform distortion Waveform equalization can be performed in a situation where there is little divergence between target signal points, and transmission performance can be further improved.

そこで、後述するように、本実施形態の適応等化部256は、直交検波部22により変換された同期ベースバンド信号を、伝送信号点配置信号平均化部253から入力される伝送信号点配置信号の平均点p(n)を目標収束点として、伝送路で生じる波形歪みを抑圧した等化器出力z(n)を生成し、LDPC復号部251に出力する。   Therefore, as will be described later, the adaptive equalization unit 256 of the present embodiment uses the transmission base point signal converted from the transmission base point signal by the transmission base point signal converted by the quadrature detection unit 22. Is used as a target convergence point, and an equalizer output z (n) in which waveform distortion generated in the transmission path is suppressed is generated and output to the LDPC decoding unit 251.

LDPC復号部251は、適応等化部256から入力される等化器出力z(n)に対して、伝送信号点配置信号の平均点p(n)から算出されるLLRを用いてLDPC復号を行い、復号信号を生成する。   The LDPC decoding unit 251 performs LDPC decoding on the equalizer output z (n) input from the adaptive equalization unit 256 using the LLR calculated from the average point p (n) of the transmission signal point arrangement signal. To generate a decoded signal.

図2は、適応等化部256の構成を示すブロック図である。適応等化部256は、フィードフォワードフィルタ2561と、加算部2562と、判定部2563と、フィードバックフィルタ2564と、フィルタ係数更新部2565とを備える。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the adaptive equalization unit 256. The adaptive equalization unit 256 includes a feedforward filter 2561, an addition unit 2562, a determination unit 2563, a feedback filter 2564, and a filter coefficient update unit 2565.

フィードフォワードフィルタ2561は、タップ長Mに対応するフィルタ係数WFF:[W,W,・・・,W]を有し、入力信号ベクトルx(n)に対して、入力ベクトル列xFF:[x(n),x(n−1),・・・,x(n−M)]を保持し、フィードフォワードフィルタ係数WFFと入力ベクトル列XFFとの積和演算を行う。ここで、上付きのTは行列の転置を表す。 The feedforward filter 2561 has filter coefficients W FF : [W 0 , W 1 ,..., W M ] corresponding to the tap length M, and an input vector sequence x with respect to the input signal vector x (n). FF : [x (n), x (n−1),..., X (n−M)] T is held, and a product-sum operation is performed on the feedforward filter coefficient W FF and the input vector sequence X FF . Here, the superscript T represents transposition of the matrix.

加算部2562は、フィードフォワードフィルタ2561の出力からフィードバックフィルタ2564の出力を減算した値を等化器出力z(n)として判定部2563に出力する。同時に、フィルタ係数の更新のため、等化器出力z(n)をフィルタ係数更新部2565に出力する。なお、等化器出力z(n)は次式(2)で表される。   The adder 2562 outputs a value obtained by subtracting the output of the feedback filter 2564 from the output of the feedforward filter 2561 to the determination unit 2563 as an equalizer output z (n). At the same time, the equalizer output z (n) is output to the filter coefficient update unit 2565 for updating the filter coefficient. The equalizer output z (n) is expressed by the following equation (2).

Figure 2012039259
Figure 2012039259

判定部2563は、加算部2562から入力される等化器出力z(n)に対して、既知の変調方式によって定める理想シンボル点との最小ユークリッド距離判定を行い、最小ユークリッド距離となる理想シンボル点を判定器出力d(n)としてフィードバックフィルタ2564に出力する。同時に、フィルタ係数の更新のため、判定器出力d(n)をフィルタ係数更新部2565に出力する。   The determination unit 2563 performs the minimum Euclidean distance determination with respect to the equalizer output z (n) input from the adder 2562 and an ideal symbol point determined by a known modulation scheme, and an ideal symbol point that becomes the minimum Euclidean distance Is output to the feedback filter 2564 as the determiner output d (n). At the same time, the discriminator output d (n) is output to the filter coefficient updating unit 2565 for updating the filter coefficient.

フィードバックフィルタ2564は、タップ長Lに対応するフィルタ係数WFB:[WM+1,WM+2,・・・,WM+L]を有し、判定部2563の判定器出力d(n)に対して、判定器出力列dFB:[d(n−1),d(n−2),・・・,d(n−L)]を保持し、フィードバックフィルタ係数WFBと判定出力列dFBとの積和演算を行う。 The feedback filter 2564 has filter coefficients W FB : [W M + 1 , W M + 2 ,..., W M + L ] corresponding to the tap length L, and determines the determination unit output d (n) of the determination unit 2563. Output column d FB : [d (n−1), d (n−2),..., D (n−L)] T is held, and the feedback filter coefficient W FB and the judgment output sequence d FB Perform product-sum operation.

フィルタ係数更新部2565は、アルゴリズムを適用して、フィードフォワードフィルタ係数WFF及びフィードバックフィルタ係数WFBを逐次更新する。アルゴリズムには、例えば、上述の文献に記載のGMCMAを用いる。次式(3)に、GMCMAの更新式を示す。添え字のI,Qは複素信号のI成分、Q成分を表す。 Filter coefficient updating unit 2565 applies the algorithm to successively update the feed-forward filter coefficients W FF and the feedback filter coefficient W FB. For the algorithm, for example, GMCMA described in the above-mentioned document is used. The following formula (3) shows the GMCMA update formula. The subscripts I and Q represent the I component and Q component of the complex signal.

Figure 2012039259
Figure 2012039259

GMCMAは、式(3)に示すとおり、等化出力Z(n)と、等化出力Z(n)に最も近い目標収束点a(n)との間のユークリッド距離を評価し、その複素ベクトル誤差量e(n)が0に近づくように、次式(4)及び(5)に示すLMS(Least Mean Square:最小二乗誤差)アルゴリズムを適用し、入力シンボルごとにフィードフォワードフィルタ係数WFF、フィードバックフィルタ係数WFB、及び等化出力Z(n)を更新する。目標収束点a(n)としては、伝送信号点配置信号平均化部253から入力される、伝送信号点配置信号の平均点p(n)を採用する。 GMCMA evaluates the Euclidean distance between the equalized output Z (n) and the target convergence point a (n) closest to the equalized output Z (n) as shown in the equation (3), and the complex vector Applying an LMS (Least Mean Square) algorithm shown in the following equations (4) and (5) so that the error amount e (n) approaches 0, a feedforward filter coefficient W FF for each input symbol, The feedback filter coefficient W FB and the equalized output Z (n) are updated. As the target convergence point a (n), the average point p (n) of the transmission signal point arrangement signal input from the transmission signal point arrangement signal averaging unit 253 is employed.

Figure 2012039259
Figure 2012039259
ここで、W(n)はフィルタ係数、μはステップサイズ、上付きの*は複素共役、上付きのTは行列の転置を表す。
Figure 2012039259
Figure 2012039259
Here, W (n) is a filter coefficient, μ is a step size, superscript * is a complex conjugate, and superscript T is a transpose of a matrix.

次に、本実例のLDPC復号器26の動作について、図3を参照して説明する。図3は、LDPC復号器26の動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the LDPC decoder 26 of this example will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the LDPC decoder 26.

まず、ステップS101にて、LDPC復号器26は、適応等化部256における目標収束点a(n)の初期値を送信信号点t(n)に設定する。   First, in step S101, the LDPC decoder 26 sets the initial value of the target convergence point a (n) in the adaptive equalization unit 256 to the transmission signal point t (n).

ステップS102にて、伝送信号点配置信号抽出部252により、伝送路を通過した受信信号から伝送信号点配置信号を抽出する。   In step S102, the transmission signal point arrangement signal extraction unit 252 extracts the transmission signal point arrangement signal from the reception signal that has passed through the transmission path.

ステップS103にて、伝送信号点配置信号平均化部253により、伝送信号点配置信号の平均点p(n)を生成する。   In step S103, transmission signal point arrangement signal averaging section 253 generates an average point p (n) of transmission signal point arrangement signals.

ステップS104にて、適応等化部256における目標収束点a(n)を、送信信号点t(n)から伝送信号点配置信号の平均点p(n)に差し替える。   In step S104, the target convergence point a (n) in the adaptive equalization unit 256 is replaced with the average point p (n) of the transmission signal point arrangement signal from the transmission signal point t (n).

ステップS105にて、適応等化部256により、伝送信号点配置信号の平均点p(n)を用いてシンボル単位で適応等化を行い、等化出力z(n)を生成する。   In step S105, the adaptive equalization unit 256 performs adaptive equalization in symbol units using the average point p (n) of the transmission signal point arrangement signal to generate an equalized output z (n).

ステップS106にて、尤度テーブル生成部254により、伝送信号点配置信号の平均点p(n)を用いて、LLRを算出する。   In step S106, the likelihood table generation unit 254 calculates the LLR using the average point p (n) of the transmission signal point arrangement signal.

ステップS107にて、LDPC復号部251により、等化出力z(n)に対して、伝送信号点配置信号の平均点p(n)から算出したLLRを用いてLDPC復号信号を生成する。   In step S107, the LDPC decoding unit 251 generates an LDPC decoded signal using the LLR calculated from the average point p (n) of the transmission signal point arrangement signal for the equalized output z (n).

次に、本実施例の受信装置による32APSK符号化率4/5伝送特性の計算機シミュレーション結果を図7及び図8に示す。ここでは、衛星伝送路に信号を伝送し、伝送路歪みは送信装置から伝送路を介して受信装置へ経る過程においてのみ発生することを想定する。衛星伝送路としては、一般的な衛星中継器を構成するIMUXフィルタ、TWTA、OMUXフィルタを想定し、計算機シミュレーションにより系統を再現し、TWTAの動作点は3.0dBに設定して計算を行った。ステップサイズは2E−4、フィードフォワードフィルタタップ長は10、フィードバックフィルタタップ長は14である。ブラインドアルゴリズムはGMCMAを用いた。LDPC復号に必要な尤度計算においては、上述したように伝送信号点配置信号の平均点p(n)を尤度テーブルとして利用して計算を行った。   Next, FIG. 7 and FIG. 8 show computer simulation results of 32APSK coding rate 4/5 transmission characteristics by the receiving apparatus of this embodiment. Here, it is assumed that a signal is transmitted to the satellite transmission path, and the transmission path distortion occurs only in the process from the transmitting apparatus to the receiving apparatus via the transmission path. As a satellite transmission path, an IMUX filter, a TWTA, and an OMUX filter constituting a general satellite repeater are assumed, the system is reproduced by computer simulation, and the calculation is performed with the TWTA operating point set to 3.0 dB. . The step size is 2E-4, the feedforward filter tap length is 10, and the feedback filter tap length is 14. As the blind algorithm, GMCMA was used. In the likelihood calculation required for LDPC decoding, as described above, the calculation was performed using the average point p (n) of the transmission signal point arrangement signal as a likelihood table.

図7に、適応等化後のコンスタレーションのシミュレーション結果を示す。図7(a)は、受信C/N=30dBとしたときの受信信号r(n)のコンスタレーションである。図7(b)は、受信信号r(n)を、適応等化部256において目標収束点a(n)として送信信号点t(n)を設定して適応等化した場合の等化器出力z(n)のコンスタレーションである。図7(c)は、受信信号r(n)を、適応等化部256において目標収束点a(n)として送信号点配置信号の平均点p(n)を設定して適応等化した場合の等化器出力z(n)のコンスタレーションである。図7から、本実施例の受信装置により適応等化を行った場合、等化後の等化器出力z(n)は、送信信号点t(n)よりも伝送信号点配置信号の平均点p(n)に、より近く収束していることが分かる。   FIG. 7 shows a simulation result of the constellation after adaptive equalization. FIG. 7A shows a constellation of the reception signal r (n) when reception C / N = 30 dB. FIG. 7B shows an equalizer output when the received signal r (n) is adaptively equalized by setting the transmit signal point t (n) as the target convergence point a (n) in the adaptive equalizer 256. This is a constellation of z (n). FIG. 7C shows a case where the received signal r (n) is adaptively equalized by setting the average point p (n) of the transmission signal point arrangement signal as the target convergence point a (n) in the adaptive equalization unit 256. Is the constellation of the equalizer output z (n). From FIG. 7, when adaptive equalization is performed by the receiving apparatus of this embodiment, the equalizer output z (n) after equalization is the average point of the transmission signal point arrangement signal rather than the transmission signal point t (n). It can be seen that the convergence is closer to p (n).

図8は、C/N対ビット誤り率特性のシミュレーション結果を示すであり、横軸にC/Nを示し、縦軸にビット誤り率(BER)を示す。図8における各グラフは以下のとおりである。Iで示すグラフは、適応等化なしの場合のC/N対ビット誤り率特性である。IIで示すグラフは、適応等化なし、かつ、LDPC復号時に伝送信号点配置信号の平均点p(n)を利用した場合のC/N対ビット誤り率特性である。IIIで示すグラフは、適応等化ありで適応等化時の目標収束点a(n)を送信信号点t(n)に設定し、かつ、LDPC復号時に伝送信号点配置信号の平均点p(n)を利用した場合のC/N対ビット誤り率特性である。IVで示すグラフは、適応等化ありで適応等化時の目標収束点a(n)を伝送信号点配置信号の平均点p(n)に設定し、かつ、LDPC復号時に伝送信号点配置信号の平均点p(n)を利用した場合のC/N対ビット誤り率特性である。本発明の受信装置によるC/N対ビット誤り率特性はIVで示すグラフである。   FIG. 8 shows a simulation result of C / N vs. bit error rate characteristics, where the horizontal axis indicates C / N and the vertical axis indicates the bit error rate (BER). Each graph in FIG. 8 is as follows. The graph indicated by I is the C / N vs. bit error rate characteristic without adaptive equalization. The graph indicated by II is the C / N versus bit error rate characteristic when there is no adaptive equalization and the average point p (n) of the transmission signal point arrangement signal is used during LDPC decoding. In the graph shown by III, the target convergence point a (n) at the time of adaptive equalization with adaptive equalization is set to the transmission signal point t (n), and the average point p ( This is a C / N versus bit error rate characteristic when n) is used. The graph shown by IV indicates that the target convergence point a (n) at the time of adaptive equalization with adaptive equalization is set to the average point p (n) of the transmission signal point arrangement signal, and the transmission signal point arrangement signal at the time of LDPC decoding. This is a C / N vs. bit error rate characteristic when using an average point p (n). The C / N vs. bit error rate characteristic by the receiving apparatus of the present invention is a graph indicated by IV.

図8より、本発明の受信装置によるC/N対ビット誤り率特性IV)は、従来の受信装置によるC/N対ビット誤り率特性(I〜III)に対して、特性が改善していることが確認できる。また、適応等化時の性能差を示すIIIで示すグラフIVで示すグラフの比較においては、ビット誤り率1.0E−5で約0.9dBの改善があることが分かる。したがって、波形等化後の信号に対し、本発明による受信装置を用いることにより、伝送性能を改善することができる。また、本発明による受信装置は、32APSKに限らず、複数の振幅レベルを有する多様な変調方式(例えば、16APSKや64APSKなど)に対する波形等化後の伝送特性を改善することできる。   From FIG. 8, the C / N vs. bit error rate characteristic IV) by the receiving apparatus of the present invention is improved over the C / N vs. bit error rate characteristics (I to III) by the conventional receiving apparatus. I can confirm that. Further, in the comparison of the graph shown by the graph IV shown by III showing the performance difference at the time of adaptive equalization, it can be seen that there is an improvement of about 0.9 dB at the bit error rate of 1.0E-5. Therefore, transmission performance can be improved by using the receiving apparatus according to the present invention for the signal after waveform equalization. The receiving apparatus according to the present invention is not limited to 32APSK, and can improve the transmission characteristics after waveform equalization for various modulation schemes having a plurality of amplitude levels (for example, 16APSK and 64APSK).

上述の実施例は、特定の衛星中継器、変調方式、及びLDPC符号を適用した場合について説明したが、本発明は、地上中継器や他の変調方式、並びに尤度計算を要する任意の誤り訂正符号にも適用できることは実施例の説明から明らかである。従って、本発明は、上述の実施例によって制限されるものと解するべきではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。   Although the above embodiment has been described for the case where a specific satellite repeater, modulation scheme, and LDPC code are applied, the present invention is not limited to terrestrial repeaters, other modulation schemes, and any error correction that requires likelihood calculation. It is clear from the description of the embodiment that the present invention can be applied to the reference numerals. Accordingly, the invention is not to be construed as limited by the embodiments described above, but only by the claims.

このように、本発明は、受信側で伝送路歪みを好適に低減させることができるので、任意のデジタル伝送方式の復号器及び受信装置に有用である。   As described above, the present invention can suitably reduce transmission path distortion on the receiving side, and thus is useful for decoders and receiving apparatuses of any digital transmission system.

10 送信装置
11 フレーム生成部
12 LDPC符号化部
13 エネルギー拡散部
14 マッピング部
15 時分割多重/直交変調部
20 受信装置
21 チャンネル選択部
22 直交検波部
23 伝送制御信号復号部
24 エネルギー逆拡散部
25,26 LDPC復号器
30 衛星中継器
31 入力マルチプレクサ(IMUX)フィルタ
32 進行波管増幅器(TWTA)
33 出力マルチプレクサ(OMUX)フィルタ
251 LDPC復号部
252 伝送信号点配置信号抽出部
253 伝送信号点配置信号平均化部
254 尤度テーブル生成部
255 尤度テーブル
256 適応等化部
2561 フィードフォワードフィルタ
2562 加算部
2563 判定部
2564 フィードバックフィルタ
2565 フィルタ係数更新部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmission apparatus 11 Frame generation part 12 LDPC encoding part 13 Energy spreading part 14 Mapping part 15 Time division multiplexing / orthogonal modulation part 20 Reception apparatus 21 Channel selection part 22 Orthogonal detection part 23 Transmission control signal decoding part 24 Energy despreading part 25 , 26 LDPC decoder 30 Satellite repeater 31 Input multiplexer (IMUX) filter 32 Traveling wave tube amplifier (TWTA)
33 Output multiplexer (OMUX) filter 251 LDPC decoding unit 252 Transmission signal point arrangement signal extraction unit 253 Transmission signal point arrangement signal averaging unit 254 Likelihood table generation unit 255 Likelihood table 256 Adaptive equalization unit 2561 Feed forward filter 2562 Adder 2563 Determination unit 2564 Feedback filter 2565 Filter coefficient update unit

Claims (3)

デジタル伝送の波形等化後の誤りを訂正する復号器であって、
伝送路を通過した信号から既知情報である伝送信号点配置信号の信号点を抽出する伝送信号点配置信号抽出部と、
前記伝送信号点配置信号の信号点を平均化した伝送信号点配置信号の平均点を生成する伝送信号点配置信号平均化部と、
前記伝送路を通過した信号を、前記伝送信号点配置信号の平均点を目標集束点として、伝送路で生じる波形歪みを抑圧した適応等化信号を生成する適応等化部と、
前記適応等化信号の誤りを訂正する誤り訂正復号部と、
を備えることを特徴とする復号器。
A decoder for correcting errors after waveform equalization in digital transmission,
A transmission signal point arrangement signal extraction unit that extracts a signal point of a transmission signal point arrangement signal that is known information from a signal that has passed through the transmission path;
A transmission signal point arrangement signal averaging unit that generates an average point of the transmission signal point arrangement signal obtained by averaging the signal points of the transmission signal point arrangement signal;
An adaptive equalization unit that generates an adaptive equalization signal that suppresses waveform distortion that occurs in the transmission line, with the signal that has passed through the transmission line, with an average point of the transmission signal point arrangement signal as a target focusing point;
An error correction decoding unit for correcting an error of the adaptive equalization signal;
A decoder comprising:
前記誤り訂正復号部は、前記伝送信号点配置信号の平均点から算出した復号器出力対数尤度比を用いてLDPC復号する手段を有することを特徴とする復号器。   The decoder according to claim 1, wherein the error correction decoding unit includes means for performing LDPC decoding using a decoder output log likelihood ratio calculated from an average point of the transmission signal point arrangement signal. 請求項1に記載の復号器を備えることを特徴とする受信装置。   A receiving apparatus comprising the decoder according to claim 1.
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