JP2012054681A - Transmitter and receiver - Google Patents

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Yoichi Suzuki
陽一 鈴木
Akinori Hashimoto
明記 橋本
Masaaki Kojima
政明 小島
Shoji Tanaka
祥次 田中
Takeshi Kimura
武史 木村
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Nippon Hoso Kyokai NHK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transmitter and a receiver that perform an LDPC coding to information bits including TMCC information, in a transmission system that performs time-division multiplexing of a plurality of kinds of digital modulation system.SOLUTION: A transmitter 100 has: a main signal LDPC coder 1005 that performs LDPC coding of a main signal symbol string; an TMCC LDPC coder 1004 that performs LDPC coding of information bits to generate a synchronization reinforcement burst signal; and a transmission framing and orthogonal modulation unit 1007 that inserts a symbol string of the synchronization reinforcement burst signal to form a predetermined slot length, performs time-division multiplexing to construct a transmission frame, performs orthogonal modulation, and then transmits it. The TMCC LDPC coder 1004 has means of inserting null data, which depends on a parameter prescribing an insertion rate of the symbol string of the synchronization reinforcement burst signal, and a predetermined coding rate, into the information bits, performing the LDPC coding at the predetermined coding rate, and then, deleting the null data to perform shortening.

Description

本発明は、広帯域伝送用デジタル伝送用誤り訂正符号の技術分野にて、前方向誤り訂正(Forward Error Correction:FEC)方式の技術に関し、特に、複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにて、TMCC情報を含む情報ビットにLDPC符号化を施す送信装置、及びその受信装置に関する。   The present invention relates to a forward error correction (FEC) technique in the technical field of error correction codes for digital transmission for wideband transmission, and in particular, a transmission system for time-division multiplexing a plurality of types of digital modulation schemes. The present invention relates to a transmitting apparatus that performs LDPC encoding on information bits including TMCC information, and a receiving apparatus thereof.

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なよう、多値変調方式がよく用いられる。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)を高める必要があるが、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。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。   In the digital transmission system, a multi-level modulation system is often 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 allocated per modulation signal symbol (the number of modulation levels), but the relationship between the upper limit of the information rate that can be transmitted per frequency 1 Hz and the signal-to-noise ratio is Limited by Shannon limit. As an example of a transmission form of information using a satellite transmission path, satellite digital broadcasting can be cited.

衛星デジタル放送においては、衛星中継器のハードウェア制限上、電力効率のよいTWTA(進行波管増幅器)がよく用いられる。また、限られた衛星中継器のハードウェア制限を最大限生かすため、衛星中継器出力が最大となるよう、飽和領域で増幅器を動作させることが望ましい。しかし、増幅器で発生する歪は伝送劣化につながるため、電力増幅器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。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。   In satellite digital broadcasting, TWTA (traveling wave tube amplifier) with high power efficiency is often used due to hardware limitations of satellite repeaters. It is also desirable to operate the amplifier in the saturation region so that the satellite repeater output is maximized in order to take full advantage of the limited satellite repeater hardware limitations. However, since distortion generated in the amplifier leads to transmission degradation, phase modulation is often used as a modulation scheme that is resistant to transmission degradation caused by distortion generated in the power amplifier. 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.

また、ヨーロッパの伝送方式である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伝送することが可能である。   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 the frequency utilization efficiency has been put to practical use. For example, if 16 APSK is used, the maximum frequency utilization efficiency is 4 bps / Hz, and if 32 APSK, the maximum 5 bps / Hz transmission is possible.

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装置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ことが可能である。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 receiving apparatus 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、且つ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。   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).

LDPC符号は符号長を大きくし、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 powerful error correction code that can obtain transmission characteristics approaching the Shannon limit by increasing the code length and using an appropriate check matrix, and is a new European satellite broadcasting standard such as DVB-S2 and broadband wireless access standard. The LDPC code is also adopted in 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.

ところで、衛星放送における主たる伝送劣化の要因として、降雨による電波の減衰が挙げられる。現在、日本の衛星デジタル放送は主に12GHz帯が使用されているが、21GHz帯も衛星放送に利用可能な周波数帯域として有望視されている。しかし、21GHz帯は12GHz帯に比べ、降雨による信号減衰量がdB値で3倍と非常に大きい。よって、21GHz帯衛星放送の実現においては、12GHz帯よりもより大規模な衛星中継器や、回線信頼性を向上させるための降雨減衰対策が必要となる。   By the way, the main cause of transmission deterioration in satellite broadcasting is attenuation of radio waves due to rainfall. Currently, the satellite digital broadcasting in Japan mainly uses the 12 GHz band, but the 21 GHz band is also regarded as a promising frequency band that can be used for satellite broadcasting. However, compared with the 12 GHz band, the 21 GHz band has a very large signal attenuation of 3 times in terms of dB. Therefore, in realization of 21 GHz band satellite broadcasting, a satellite repeater having a larger scale than that of the 12 GHz band and a rain attenuation countermeasure for improving line reliability are required.

R. G Gallager, “Low Density Parity Check Codes," in Research Monograph series Cambridge, MIT Press, 1963R. G Gallager, “Low Density Parity Check Codes,” in Research Monograph series Cambridge, MIT Press, 1963

21GHz帯衛星放送を想定したデジタル伝送方式を想定した場合、特に降雨時においては現行サービスで利用されている12GHz帯に比べdB値で3倍悪い条件下で受信装置における同期性能や伝送制御信号の伝達を実現する必要がある。   Assuming a digital transmission system that assumes 21 GHz band satellite broadcasting, especially in the case of rain, the synchronization performance and transmission control signal of the receiving device under the condition that the dB value is three times worse than the 12 GHz band used in the current service. Communication needs to be realized.

ARIB STD−B44に記載の高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式(以下、「高度衛星デジタル放送方式」と呼ぶ)では、低C/N下でも安定した同期性能および伝送制御信号の伝達が可能なよう、符号長44880ビット、符号化率61/120のLDPC符号を短縮化した符号長31680ビットのLDPC符号を伝送制御信号伝送用の誤り訂正符号として利用し、さらに伝送制御信号伝送用の誤り訂正符号を同期補強バースト信号に割り当てることで、情報効率を維持しつつ、同期性能の改善および低C/Nにおける伝送制御信号伝送の実現を図っている(例えば、電波産業会標準規格:ARIB−STD B44 1.0 高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式参照)。   The advanced broadband satellite digital broadcasting transmission system described in ARIB STD-B44 (hereinafter referred to as "advanced satellite digital broadcasting system") is capable of stable synchronization performance and transmission of transmission control signals even under low C / N. An LDPC code having a code length of 31680 bits obtained by shortening an LDPC code having a code length of 44880 bits and a coding rate of 61/120 is used as an error correction code for transmission control signal transmission, and an error correction code for transmission control signal transmission Is assigned to the synchronization-enhanced burst signal to improve synchronization performance and realize transmission control signal transmission at low C / N while maintaining information efficiency (for example, Radio Industry Association Standard: ARIB-STD B44) 1.0 Refer to the transmission system of advanced broadband satellite digital broadcasting).

図1は、高度衛星デジタル放送方式における送信装置及び受信装置の概略構成例である。高度衛星デジタル放送方式と称される複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにおいて、送信装置100は、衛星中継器200を介して(以下、「伝送路」と称する)、放送波を本実施例の受信装置300に送信する。高度衛星デジタル放送方式では、複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにおけるスロット長44880ビットの異なる列重みを有する符号化率101/120,105/120,109/120の3種類のLDPC符号を少なくとも採用している。図2に高度衛星放送方式における符号化率61/120短縮化LDPC符号の構成を示す。また、図3に高度衛星デジタル放送方式における変調信号フォーマットを示す。   FIG. 1 is a schematic configuration example of a transmission device and a reception device in the advanced satellite digital broadcasting system. In a transmission system that time-division-multiplexes a plurality of types of digital modulation schemes called advanced satellite digital broadcasting schemes, a transmission device 100 transmits broadcast waves via a satellite repeater 200 (hereinafter referred to as “transmission path”). It transmits to the receiving apparatus 300 of a present Example. In the advanced satellite digital broadcasting system, three types of LDPCs of coding rates 101/120, 105/120, and 109/120 having different column weights with a slot length of 44880 bits in a transmission system that time-division-multiplexes a plurality of types of digital modulation systems. At least the code is adopted. FIG. 2 shows the configuration of a coding rate 61/120 shortened LDPC code in the advanced satellite broadcasting system. FIG. 3 shows a modulation signal format in the advanced satellite digital broadcasting system.

図2を参照するに、電力拡散されたTMCC信号(9614ビット)に対して、符号化率61/120のLDPC符号化を施す際に、合計1870+11330=13200ビットのヌルデータが挿入される。LDPC符号化時に、これらのヌルデータには0が挿入され、符号化後に全て取り除くことで短縮化を図っている。よって、短縮化後の符号長は44880−13200=31680ビットとなり、上記ビット列をπ/2シフトBPSK変調した信号は、図2における同期補強バースト信号として利用される。   Referring to FIG. 2, when performing LDPC encoding at a coding rate of 61/120 on a power spread TMCC signal (9614 bits), a total of 1870 + 11330 = 13200 bits of null data is inserted. At the time of LDPC encoding, 0 is inserted in these null data, and shortening is achieved by removing all after the encoding. Therefore, the shortened code length is 44880-13200 = 31680 bits, and a signal obtained by modulating the above bit string by π / 2 shift BPSK is used as a synchronization reinforcement burst signal in FIG.

図3を参照するに、「Data」は主信号を表し、「T」は同期補強バースト信号(π/2シフトBPSK変調した信号)を表す。高度衛星デジタル放送方式の場合、1スロット中、66回の頻度で主信号136シンボルに対し同期補強バースト信号が4シンボル割り当てられており、主信号に対する同期補強信号の割合は約3%となっている。ここで、全120スロットにおいて、同期補強バースト信号の総シンボル数は120×66×4=31680シンボルであり、短縮化LDPC符号が全て同期補強バースト信号に使用されていることがわかる。本機能に関する性能として、実衛星中継器を用いた実証実験によりC/N=−3dB以下での同期性能を維持していることが示されている(例えば、橋本他、“高度衛星デジタル放送方式のARIB実証実験"、映情学誌、 pp.958−966、vo.63、No.7、2009年参照)。   Referring to FIG. 3, “Data” represents a main signal, and “T” represents a synchronous reinforcement burst signal (a signal subjected to π / 2 shift BPSK modulation). In the case of the advanced satellite digital broadcasting system, four symbols of the synchronous reinforcement burst signal are allocated to the main signal 136 symbols at a frequency of 66 times in one slot, and the ratio of the synchronous reinforcement signal to the main signal is about 3%. Yes. Here, in all 120 slots, the total number of symbols of the synchronous reinforcement burst signal is 120 × 66 × 4 = 31680 symbols, and it can be seen that all the shortened LDPC codes are used for the synchronous reinforcement burst signal. As performance related to this function, it has been shown by a demonstration experiment using an actual satellite repeater that synchronization performance at C / N = −3 dB or less is maintained (for example, Hashimoto et al., “Advanced Satellite Digital Broadcasting System”). ARIB Demonstration Experiment, "Eiji Journal, pp. 958-966, vo. 63, No. 7, 2009).

しかしながら、上述のとおり21GHz帯における降雨減衰の影響はdB値で3倍大きいため、C/N=−3dBをはるかに下回るような劣悪な条件下での同期性能が21GHz帯を想定した高度衛星デジタル放送方式では要求される。よって、21GHz帯の高度衛星デジタル放送方式において強固な同期性能を維持するためには、主信号に対する同期補強バースト信号の割合増加および、より低いC/Nで復号可能なLDPC符号における性能向上が必要となる。   However, as described above, since the influence of rain attenuation in the 21 GHz band is three times larger in dB value, the altitude satellite digital that assumes the 21 GHz band synchronization performance under poor conditions far below C / N = -3 dB It is required in the broadcasting system. Therefore, in order to maintain strong synchronization performance in the 21 GHz band advanced satellite digital broadcasting system, it is necessary to increase the ratio of the synchronous reinforcement burst signal to the main signal and to improve the performance of the LDPC code that can be decoded at a lower C / N. It becomes.

そこで、本発明は、受信装置における同期性能を改善するための同期補強バースト信号に、TMCC情報の情報ビットについて短縮化したLDPC符号の信号を重畳することで、非常に劣悪な雑音環境においても、同期性能と情報伝送の両立を可能とする送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention superimposes the signal of the LDPC code shortened with respect to the information bits of the TMCC information on the synchronization reinforcement burst signal for improving the synchronization performance in the receiving apparatus, so that even in a very poor noise environment, It is an object of the present invention to provide a transmission device and a reception device that can achieve both synchronization performance and information transmission.

本発明では、主信号に対する同期補強バースト信号の割合を柔軟に変更し、且つC/N=−3dBを下回るような劣悪な環境下でLDPC符号の符号化及び復号を実現するため、送信側では、符号化率101/120以上の符号化率の高いLDPC符号に対して短縮化処理を行い、短縮化後の情報ビット+パリティビットを同期補強バースト信号として用いる。   In the present invention, since the ratio of the synchronous reinforcement burst signal to the main signal is flexibly changed and the encoding and decoding of the LDPC code is realized in a poor environment where C / N = -3 dB, Then, a shortening process is performed on an LDPC code having a high coding rate of a coding rate of 101/120 or more, and the shortened information bit + parity bit is used as a synchronization reinforcement burst signal.

送信側では、複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにおけるスロット長44880ビットの異なる列重みを有する符号化率101/120,105/120,109/120の3種類のLDPC符号において、LDPC符号中の所定の情報ビット位置に全て“0”を挿入した後にLDPC符号化し、LDPC符号化後に上記所定の情報ビット位置に該当する符号化ビットを破棄することで送信時に要する情報ビット量を減らす短縮化を行い、符号化率の低減化を図る。特に、低減化した符号化率でLDPC符号化されたTMCC情報の情報ビット+パリティビットを位相変調し、この位相変調した信号を全て同期補強バースト信号に割り当て、且つ、この同期補強バースト信号を主信号に対して間欠的に挿入することで、符号化率の低減化を図る。受信側では、短縮化された符号化率101/120,105/120,109/120の3種類のLDPC符号について、短縮化した所定のビット位置を事前に送信側から通知を受けておくか、又は送受信間で取り決めておき、ビット位置に理想的に“0"が伝送された場合に相当する尤度値を再挿入することで符号長44880ビット相当の尤度値を取得し、当該3種類の符号化率に対するLDPC復号を実現する。   On the transmission side, in the three types of LDPC codes of coding rates 101/120, 105/120, and 109/120 having different column weights with a slot length of 44880 bits in a transmission system in which a plurality of types of digital modulation schemes are time-division multiplexed, By inserting all “0” s into predetermined information bit positions in the LDPC code, LDPC encoding is performed, and after the LDPC encoding, the encoded bit corresponding to the predetermined information bit position is discarded, thereby reducing the information bit amount required for transmission. Shorten to reduce the coding rate. In particular, information bits and parity bits of TMCC information LDPC-encoded at a reduced coding rate are phase-modulated, all of the phase-modulated signals are assigned to synchronization reinforcement burst signals, and this synchronization reinforcement burst signal is mainly used. The coding rate is reduced by intermittently inserting the signal. On the receiving side, for the three types of LDPC codes with shortened coding rates 101/120, 105/120, and 109/120, a predetermined shortened bit position is notified in advance from the transmitting side, or Alternatively, it is determined between transmission and reception, and likelihood values corresponding to a code length of 44880 bits are obtained by re-inserting likelihood values corresponding to the case where “0” is ideally transmitted at the bit position, and the three types LDPC decoding for the coding rate of is realized.

即ち、本発明の送信装置は、複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにて、TMCC情報を含む情報ビットにLDPC符号化を施す送信装置であって、所定スロット長の主信号に対してLDPC符号化を施す主信号用LDPC符号化器と、TMCC情報を含む情報ビットに所定の符号化率でLDPC符号化を施し、同期補強バースト信号を生成するTMCC用LDPC符号化器と、伝送する主信号のシンボル列に対して前記同期補強バースト信号のシンボル列を予め定めた位置で挿入して所定スロット長を構成し、複数スロットを時分割多重して伝送フレームを構築し、所定次数の直交変調を施し、放送波として外部に送出する伝送フレーム化・直交変調部とを備え、前記TMCC用LDPC符号化器は、主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号のシンボル列の挿入割合を規定するパラメータと当該所定の符号化率に応じたヌルデータを前記情報ビットに挿入し、当該所定の符号化率のLDPC符号化を施した後、当該ヌルデータを削除して短縮化する手段を有することを特徴とする。   That is, the transmission apparatus of the present invention is a transmission apparatus that performs LDPC encoding on information bits including TMCC information in a transmission system that time-division-multiplexes a plurality of types of digital modulation schemes. An LDPC encoder for main signal that performs LDPC encoding on the LDPC, an LDPC encoder for TMCC that performs LDPC encoding on information bits including TMCC information at a predetermined encoding rate, and generates a synchronous reinforcement burst signal; A symbol sequence of the synchronous reinforcement burst signal is inserted into a symbol sequence of the main signal to be transmitted at a predetermined position to form a predetermined slot length, and a transmission frame is constructed by time-division multiplexing a plurality of slots. The TMCC LDPC encoder is a symbol for the main signal. After inserting a parameter defining the insertion rate of the symbol sequence of the synchronous reinforcement burst signal with respect to the sequence and null data corresponding to the predetermined coding rate into the information bits, and performing LDPC coding at the predetermined coding rate, It has a means for deleting and shortening the null data.

また、本発明の送信装置において、前記短縮化を施す対象の所定の符号化率は、101/120,105/120,109/120のいずれかであることを特徴とする。   In the transmitting apparatus of the present invention, the predetermined coding rate to be shortened is any one of 101/120, 105/120, and 109/120.

また、本発明の送信装置において、前記主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号の挿入割合を規定するパラメータは、下限値10シンボル上限値16とした2の倍数のシンボル数からなることを特徴とする。   In the transmitting apparatus of the present invention, the parameter that defines the insertion ratio of the synchronization reinforcement burst signal to the symbol sequence of the main signal is composed of a number of symbols that is a multiple of 2 with a lower limit value of 10 symbols and an upper limit value of 16. To do.

さらに、本発明の受信装置は、複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにて、TMCC情報を含む情報ビットにLDPC符号化を施す送信装置から放送波を受信する受信装置であって、当該放送波の主信号及び同期補強バースト信号を復調する直交復調部と、主信号のシンボル列に対して予め定めた位置で挿入された同期補強バースト信号のシンボル列であって、TMCC情報を含む情報ビットに所定の符号化率でLDPC符号化が施された同期補強バースト信号のシンボル列を抽出して、C/N=∞に相当する尤度比を挿入して所定スロット長の尤度比を構成し、LDPC復号を行うTMCC用LDPC復号器と、復号したTMCC情報を用いて主信号を復号する主信号用LDPC復号器と、を備えることを特徴とする。   Furthermore, the receiving apparatus of the present invention is a receiving apparatus that receives broadcast waves from a transmitting apparatus that performs LDPC encoding on information bits including TMCC information in a transmission system that time-division-multiplexes a plurality of types of digital modulation schemes. A quadrature demodulator for demodulating the main signal and the synchronization reinforcement burst signal of the broadcast wave, and a symbol string of the synchronization reinforcement burst signal inserted at a predetermined position with respect to the symbol string of the main signal, and including TMCC information Extracting a symbol string of a synchronization-enhanced burst signal in which LDPC encoding is performed on the included information bits at a predetermined coding rate, and inserting a likelihood ratio corresponding to C / N = ∞, the likelihood of a predetermined slot length And an LDPC decoder for TMCC that performs LDPC decoding and a LDPC decoder for main signal that decodes the main signal using the decoded TMCC information.

また、本発明の受信装置において、前記所定の符号化率は、101/120,105/120,109/120のいずれかであることを特徴とする。   In the receiving apparatus of the present invention, the predetermined coding rate is any one of 101/120, 105/120, and 109/120.

また、本発明の受信装置において、前記主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号のシンボル列の挿入割合を規定するパラメータは、下限値10シンボル上限値16とした2の倍数のシンボル数からなることを特徴とする。   In the receiving apparatus of the present invention, the parameter that defines the insertion ratio of the symbol sequence of the synchronous reinforcement burst signal to the symbol sequence of the main signal is composed of the number of symbols that is a multiple of 2 with the lower limit value being 10 symbols and the upper limit value being 16. It is characterized by.

本発明により、21GHz帯衛星放送システムで想定するような非常に低いC/Nにおいても、同期補強バースト信号の挿入割合を低く抑えつつ、伝送制御信号の復号性能改善を図ることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to improve the decoding performance of the transmission control signal while keeping the insertion rate of the synchronous reinforcement burst signal low even at a very low C / N as assumed in the 21 GHz band satellite broadcasting system.

高度衛星放送方式における送信装置及び受信装置の概略構成例を示す図である。It is a figure which shows the schematic structural example of the transmitter and receiver in an advanced satellite broadcast system. 高度衛星デジタル放送方式における符号化率61/120短縮化LDPC符号の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the code rate 61/120 shortened LDPC code in an advanced satellite digital broadcasting system. 高度衛星デジタル放送方式の変調信号フォーマット例を示す図である。It is a figure which shows the example of a modulation signal format of an advanced satellite digital broadcasting system. 符号長44880ビット、QPSK/8PSK適用時の階層伝送スロット構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a hierarchical transmission slot structure at the time of code length 44880 bits and QPSK / 8PSK application. 21GHz帯衛星放送システムでの利用を想定した符号長44880ビットのLDPC符号およびQPSK/8PSK適用時に、スロット分割して伝送する階層伝送スロット構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a hierarchical transmission slot structure which divides | segments and transmits at the time of applying LDPC code of code length 44880 bits assumed to be used with a 21 GHz band satellite broadcasting system and QPSK / 8PSK. 本発明による一実施例の送信装置および受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the transmitter of one Example by this invention, and a receiver. 本発明による一実施例の送信装置および受信装置の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the transmitter of one Example by this invention, and a receiver. 本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるP=10、符号化率109/120短縮化LDPC符号の例を示す図である。It is a figure which shows the example of P = 10 and code rate 109/120 shortened LDPC code in the transmitter and receiver of one Example by this invention. 本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるP=12、符号化率109/120短縮化LDPC符号の例を示す図である。It is a figure which shows the example of P = 12 and code rate 109/120 shortened LDPC code in the transmitter of one Example by this invention, and a receiver. 本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるP=14、符号化率105/120短縮化LDPC符号の例を示す図である。It is a figure which shows the example of P = 14 and code rate 105/120 shortened LDPC code in the transmitter of one Example by this invention, and a receiver. 本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるP=16、符号化率101/120短縮化LDPC符号の例を示す図である。It is a figure which shows the example of P = 16 and the code rate 101/120 shortened LDPC code in the transmitter and receiver of one Example by this invention. 本発明による一実施例の送信装置および受信装置における同期補強バースト信号の挿入単位Pに対する短縮化LDPC符号の緒元の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the specification of the shortened LDPC code with respect to the insertion unit P of the synchronous reinforcement | strengthening burst signal in the transmitter and receiver of one Example by this invention. 本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるP=10,P=12,P=14,P=16におけるBPSK C/N対ビット誤り率特性の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the BPSK C / N versus bit error rate characteristic in P = 10, P = 12, P = 14, P = 16 in the transmitter and receiver of one Example by this invention.

以下、図面を参照して、本発明による一実施例の送信装置及び受信装置を説明する。   Hereinafter, a transmission apparatus and a reception apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明では、主信号に対する同期補強バースト信号の割合を柔軟に変更し、且つC/N=−3dBを下回るような劣悪な環境下でLDPC符号の符号化及び復号を実現するため、送信側では、符号化率101/120以上の符号化率の高いLDPC符号に対して短縮化処理を行い、短縮化後のTMCC情報の情報ビット+パリティビットを同期補強バースト信号として用いる。21GHz帯の高度衛星デジタル放送方式の衛星放送システム(以下、「21GHz帯衛星放送システム」と称する)を想定した場合、QPSKおよび8PSKといった多値位相変調の利用を想定して説明する。また、現行ISDB−Sでも利用されている階層伝送は同様に21GHz帯衛星放送システムにおいても利用できるようにすることが望ましい。   In the present invention, since the ratio of the synchronous reinforcement burst signal to the main signal is flexibly changed and the encoding and decoding of the LDPC code is realized in a poor environment where C / N = -3 dB, Then, a shortening process is performed on an LDPC code having a high coding rate of a coding rate of 101/120 or more, and the shortened TMCC information information bits + parity bits are used as a synchronization reinforcement burst signal. In the case of assuming a satellite broadcast system of 21 GHz band advanced satellite digital broadcasting system (hereinafter referred to as “21 GHz band satellite broadcast system”), description will be made assuming the use of multilevel phase modulation such as QPSK and 8PSK. Further, it is desirable that the hierarchical transmission that is also used in the current ISDB-S can be used in the 21 GHz band satellite broadcasting system.

よって、複数変調方式の階層伝送に最低限対応可能なスロット数としては、2×3=6スロット構成が挙げられる。図4に21GHz帯衛星放送システムでの利用を想定した符号長44880ビットのLDPC符号およびQPSK/8PSK適用時の階層伝送スロット構成例を示す。図4においては各スロット(Slot)におけるスロットヘッダー(header)を26シンボル、データシンボルの最小単位をMPEG−2 TSの伝送を考慮して187シンボル(symbol)と想定した。QPSKの伝送においては44880/2=22440シンボル必要であり、22440×2シンボルを図4中の3スロットに割り当てることで、QPSKおよび8PSKの階層伝送構成が可能となる。上記スロット構成において符号長44880ビットのLDPC符号を全て8PSK変調して伝送した場合、6スロット×44880/3=89760シンボル必要となる。   Therefore, a 2 × 3 = 6 slot configuration can be given as the minimum number of slots that can be used for hierarchical transmission of multiple modulation schemes. FIG. 4 shows an example of a hierarchical transmission slot configuration when an LDPC code having a code length of 48880 bits and QPSK / 8PSK are applied, assuming use in a 21 GHz band satellite broadcasting system. In FIG. 4, the slot header in each slot (Slot) is assumed to be 26 symbols, and the minimum unit of data symbols is assumed to be 187 symbols (symbol) in consideration of MPEG-2 TS transmission. QPSK transmission requires 44880/2 = 22440 symbols, and allocating 22440 × 2 symbols to 3 slots in FIG. 4 enables a QPSK and 8PSK hierarchical transmission configuration. When all LDPC codes having a code length of 48880 bits are transmitted with 8PSK modulation in the above slot configuration, 6 slots × 44880/3 = 89760 symbols are required.

また、図4を参照するに、同期補強バースト信号の最小挿入単位を「Pシンボル」とした場合、階層伝送スロット中に挿入する同期補強バースト信号の総シンボル数は480Pシンボルとなる。主信号シンボルに対する同期補強バースト信号の挿入割合Pは、情報効率を考慮するとなるべく少ないことが望ましいが、21GHz帯における劣悪な受信環境を想定した場合、同期補強バースト信号の挿入割合は柔軟に高められることが望ましい。よって、21GHz帯におけるdB値で約3倍のC/N劣化を想定し、従来の比率3%から約3倍の同期補強バースト信号の挿入割合を上限目安とした場合、89760×0.09≒8078シンボル相当の同期補強バースト信号の挿入が必要となる。また、8078/480≒16.8であり、Pのとりうる値として2の倍数に制限した場合、想定されるPの上限値としては16シンボルとなる。この場合、同期補強バースト信号の挿入割合は約8.6%となる。ここで、Pの上限値を16と想定し、符号化率101/120以上のLDPC符号に着目すると、符号化率101/120の場合、LDPC符号のパリティビット=7106ビット、BCH符号のパリティビット=192ビットであり、両者の合計は480×16=7680ビットに収まる。また、符号化率101/120の場合、情報ビット長は37774ビットであり、その大部分を短縮化し、符号化率を下げることで、−3dBを下回る低C/NでのLDPC復号が可能となる。受信側では事前に短縮化ビット位置を把握することで、短縮化ビット位置に対して理想的な状態で尤度値を挿入することが可能となり、より有利な条件でLDPC復号を開始することが可能となる。   Also, referring to FIG. 4, when the minimum insertion unit of the synchronization reinforcement burst signal is “P symbol”, the total number of symbols of the synchronization reinforcement burst signal inserted in the hierarchical transmission slot is 480P symbols. The insertion rate P of the synchronization reinforcement burst signal with respect to the main signal symbol is preferably as small as possible in consideration of information efficiency, but the insertion rate of the synchronization reinforcement burst signal can be flexibly increased when a poor reception environment in the 21 GHz band is assumed. It is desirable. Therefore, assuming a C / N degradation of about 3 times in the dB value in the 21 GHz band and assuming the insertion ratio of the synchronous reinforcement burst signal of about 3 times from the conventional ratio of 3% as an upper limit guideline, 89760 × 0.09≈ It is necessary to insert a synchronous reinforcement burst signal equivalent to 8078 symbols. Further, 8078 / 480≈16.8, and when the possible value of P is limited to a multiple of 2, the assumed upper limit value of P is 16 symbols. In this case, the insertion rate of the synchronous reinforcement burst signal is about 8.6%. Here, assuming that the upper limit value of P is 16, and paying attention to an LDPC code with a coding rate of 101/120 or more, in the case of a coding rate of 101/120, the parity bit of the LDPC code = 7106 bits, the parity bit of the BCH code = 192 bits, and the sum of both falls within 480 × 16 = 7680 bits. In addition, in the case of the coding rate 101/120, the information bit length is 37774 bits, and it is possible to perform LDPC decoding at a low C / N lower than -3 dB by shortening most of the information bit length and lowering the coding rate. Become. By receiving the shortened bit position in advance on the receiving side, it becomes possible to insert a likelihood value in an ideal state with respect to the shortened bit position, and LDPC decoding can be started under more advantageous conditions. It becomes possible.

また、符号化率101/120以外の高い符号化率である105/120や、109/120といった符号を用いることで、パリティビット長を短くする、つまり送るべき同期補強バースト信号を減らすことが可能となり、主信号に対する同期補強バースト信号の割合を下げる(Pの値を減らす)ことが可能となり、情報効率を上げることが可能となる。Pの下限値としては、利用可能な最大符号化率109/120におけるパリティビット長4114ビット、BCHパリティビット192ビットの合計4306ビットを最低限送信する必要があることと、Pのとりうる値を同様に2の倍数に制限した場合、Pの下限値としては10シンボルが望ましい。この場合、同期補強バースト信号の挿入割合は約5.3%となる。   Further, by using codes such as 105/120 and 109/120 which are high coding rates other than the coding rate 101/120, it is possible to shorten the parity bit length, that is, to reduce the synchronization reinforcement burst signal to be transmitted. Thus, the ratio of the synchronous reinforcement burst signal to the main signal can be reduced (the value of P can be reduced), and the information efficiency can be increased. As a lower limit value of P, it is necessary to transmit a minimum of 4306 bits in total, that is, a parity bit length of 4114 bits and a BCH parity bit of 192 bits at the maximum available coding rate 109/120, and a possible value of P Similarly, when it is limited to a multiple of 2, the lower limit value of P is preferably 10 symbols. In this case, the insertion rate of the synchronous reinforcement burst signal is about 5.3%.

また、図5は、21GHz帯衛星放送システムでの利用を想定した符号長44880ビットのLDPC符号およびQPSK/8PSK適用時に、スロット分割して伝送する階層伝送スロット構成例を示している。スロット♯1〜♯3の主信号(Data)は、QPSK(120シンボルを占有する)を適用し、スロット♯4〜♯6の主信号(Data)は、8PSK(80シンボルを占有する)を適用した例である。   FIG. 5 shows an example of a hierarchical transmission slot configuration in which a slot is divided and transmitted when an LDPC code having a code length of 48880 bits and QPSK / 8PSK, which are assumed to be used in a 21 GHz band satellite broadcasting system. QPSK (occupies 120 symbols) is applied to the main signals (Data) of slots # 1 to # 3, and 8PSK (occupies 80 symbols) is applied to the main signals (Data) of slots # 4 to # 6. This is an example.

よって、本発明によれば、符号化率101/120以上のLDPC符号に対して短縮化処理を行い、短縮化後のTMCC情報の情報ビット+パリティビットを、下限値10シンボル上限値16とした2の倍数のシンボル数からなる同期補強バースト信号として用いることで、21GHz帯のような降雨減衰による劣化が大きい伝送路においても、主信号に対する同期補強バースト信号の割合をなるべく低く保ちつつ、C/N=−3dBを下回るような環境での復号が期待できる。   Therefore, according to the present invention, a shortening process is performed on an LDPC code with a coding rate of 101/120 or higher, and the information bits and parity bits of the shortened TMCC information are set to a lower limit of 10 symbols and an upper limit of 16 symbols. By using it as a synchronous reinforcement burst signal consisting of a number of symbols that is a multiple of 2, even in a transmission line such as the 21 GHz band, where deterioration due to rain attenuation is large, the ratio of the synchronous reinforcement burst signal to the main signal is kept as low as possible. Decoding can be expected in an environment where N is less than −3 dB.

以下、より具体的に、本発明による一実施例の送信装置及び受信装置について説明する。   Hereinafter, a transmitting apparatus and a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described more specifically.

〔装置構成〕
図6は、本発明による一実施例の送信装置および受信装置の構成例を示す図である。送信装置100は、パラメータ設定部1001と、TMCC情報生成部1002と、BCH符号化器1003と、LDPC符号化器1004と、主信号生成・主信号変調マッピング1005と、π/2シフトBPSKマッピング1006と、伝送フレーム化・直交変調部1007とを備える。受信装置300は、送信装置100からの信号を、伝送路200aを介して受信する装置であり、パラメータ設定部3001と、直交復調部3002と、TMCC用尤度比計算部3003と、主信号用LDPC復号器3004と、NULLデータ用尤度比挿入部3005と、TMCC用LDPC復号器3006と、TMCC用BCH復号器3007とを備える。
〔Device configuration〕
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission device and a reception device according to an embodiment of the present invention. Transmitting apparatus 100 includes parameter setting section 1001, TMCC information generating section 1002, BCH encoder 1003, LDPC encoder 1004, main signal generation / main signal modulation mapping 1005, and π / 2 shift BPSK mapping 1006. And a transmission framing / orthogonal modulation unit 1007. The receiving device 300 is a device that receives a signal from the transmitting device 100 via the transmission path 200a, and includes a parameter setting unit 3001, an orthogonal demodulation unit 3002, a TMCC likelihood ratio calculation unit 3003, and a main signal signal. An LDPC decoder 3004, a NULL data likelihood ratio insertion unit 3005, a TMCC LDPC decoder 3006, and a TMCC BCH decoder 3007 are provided.

パラメータ設定部1001は、送受信装置間であらかじめ使用するPの値を設定する機能部である。主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号のシンボル列の挿入割合を規定するPの値は、TMCC信号の生成そのものに関わるパラメータであるため、予め送受信装置間で共有することが望ましい。   The parameter setting unit 1001 is a functional unit that sets a value of P to be used in advance between transmission / reception devices. Since the value of P that defines the insertion ratio of the synchronization-enhanced burst signal symbol sequence to the main signal symbol sequence is a parameter related to the generation of the TMCC signal itself, it is desirable to share it in advance between the transmitting and receiving apparatuses.

TMCC情報生成部1002は、伝送制御信号としてのTMCC情報を生成する機能を有する。TMCC情報の情報ビットに対しBCH符号化を行い、情報ビット+BCHパリティビットに加えて、設定したPが指定するヌルデータを図8〜図11の符号化率ごとの構成に従って所定の位置に付加する。尚、図8は、本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるP=10、符号化率109/120短縮化LDPC符号の例を示す図であり、図9は、本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるP=12、符号化率109/120短縮化LDPC符号の例を示す図であり、図10は、本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるP=14、符号化率105/120短縮化LDPC符号の例を示す図であり、図11は、本発明による一実施例の送信装置および受信装置におけるP=16、符号化率101/120短縮化LDPC符号の例を示す図である。   The TMCC information generation unit 1002 has a function of generating TMCC information as a transmission control signal. BCH encoding is performed on the information bits of the TMCC information, and in addition to the information bits + BCH parity bits, null data specified by the set P is added to a predetermined position according to the configuration for each coding rate in FIGS. FIG. 8 is a diagram showing an example of PPC = 10 and coding rate 109/120 shortened LDPC code in the transmitting apparatus and the receiving apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an embodiment according to the present invention. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an LDPC code with P = 12, coding rate 109/120 shortened in an example transmission apparatus and reception apparatus, and FIG. 10 is a diagram illustrating P = 14 in an exemplary transmission apparatus and reception apparatus according to the present invention. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a coding rate 105/120 shortened LDPC code, and FIG. 11 illustrates P = 16, a coding rate 101/120 shortened LDPC code in a transmitting apparatus and a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the example of.

BCH符号化器1003は、生成したTMCC情報の情報ビットに対しBCH符号化を施し、この情報ビットにBCHパリティビットを付加する機能を有する。   The BCH encoder 1003 has a function of performing BCH encoding on the information bits of the generated TMCC information and adding a BCH parity bit to the information bits.

LDPC符号化器1004は、BCHパリティビットを付加した情報ビットに対して、Pの値と符号化率に応じた「ヌルデータ」を挿入し、さらに、「情報ビット+BCHパリティビット+ヌルデータ」に対して所定の符号化率(101/120以上の符号化率)のLDPC符号化を施した後、ヌルデータを削除することで、総シンボル数が480Pシンボルとなる短縮化LDPC符号ビットを生成する機能を有する。   The LDPC encoder 1004 inserts “null data” corresponding to the value of P and the coding rate into the information bits to which the BCH parity bits are added, and further “information bits + BCH parity bits + null data”. After performing LDPC coding at a predetermined coding rate (coding rate of 101/120 or higher), it has a function of generating shortened LDPC code bits in which the total number of symbols is 480P symbols by deleting null data .

主信号生成・主信号変調マッピング1005は、伝送する主信号を生成して、所定スロット長の主信号シンボルに対してLDPC符号化を施す主信号用LDPC符号化器(図示せず)を備え、所定の変調処理(例えば、QPSK又は8PSK)に従うマッピングを施す機能を有する。   The main signal generation / main signal modulation mapping 1005 includes a main signal LDPC encoder (not shown) that generates a main signal to be transmitted and performs LDPC encoding on a main signal symbol having a predetermined slot length. It has a function of performing mapping according to a predetermined modulation process (for example, QPSK or 8PSK).

π/2シフトBPSKマッピング1006は、生成した短縮化LDPC符号ビットに対してπ/2シフトBPSKの変調処理に従うマッピングを施し、同期補強バースト信号を生成する機能を有する。   The π / 2 shift BPSK mapping 1006 has a function of generating a synchronization-enhanced burst signal by performing mapping according to the modulation processing of π / 2 shift BPSK on the generated shortened LDPC code bits.

伝送フレーム化・直交変調部1007は、伝送する主信号の複素シンボル列に対して同期補強バースト信号のシンボル列を予め定めた位置で挿入してスロットを構成し、複数スロットを時分割多重して伝送フレームを構築し、所定次数(例えば、M次)の直交変調を施し、放送波として外部に送出する機能を有する。   The transmission framing / orthogonal modulation unit 1007 inserts a symbol sequence of the synchronization-enhanced burst signal into a complex symbol sequence of the main signal to be transmitted at a predetermined position to form a slot, and performs time division multiplexing of the plurality of slots. It has a function of constructing a transmission frame, performing orthogonal modulation of a predetermined order (for example, Mth order), and sending it out as a broadcast wave.

パラメータ設定部3001は、パラメータ設定部1001と同様に、送受信装置間で予め使用するPの値を設定する機能部である。同期補強バースト信号の挿入割合を規定するPの値は、TMCC信号の生成そのものに関わるパラメータであるため、予め送受信装置間で共有することが望ましい。   Similar to the parameter setting unit 1001, the parameter setting unit 3001 is a functional unit that sets a value of P used in advance between the transmitting and receiving apparatuses. Since the value of P that defines the insertion ratio of the synchronous reinforcement burst signal is a parameter related to the generation of the TMCC signal itself, it is desirable to share it in advance between the transmitting and receiving apparatuses.

直交復調部3002は、送信装置100から受信した放送波について同期補強バースト信号を利用して同期確立し、当該M次変調に従う変調方式に従って復調する機能を有する。   The orthogonal demodulator 3002 has a function of establishing synchronization for a broadcast wave received from the transmission apparatus 100 using a synchronization reinforcement burst signal and demodulating according to a modulation scheme according to the Mth-order modulation.

TMCC用尤度比計算部3003は、復調した同期補強バースト信号に対して、シンボルごとに各ビットの1と思われる確率と0と思われる確率の対数比を求めて対数尤度比として算出し、この対数尤度比を表すLDPC復号における尤度計算に用いる尤度テーブルを生成し、TMCC用LDPC復号器3006に送出する。   The likelihood ratio calculation unit 3003 for TMCC obtains the logarithmic ratio of the probability of 1 and the probability of 0 of each bit for each symbol for the demodulated synchronous reinforcement burst signal and calculates it as a log likelihood ratio. Then, a likelihood table used for likelihood calculation in LDPC decoding representing this log likelihood ratio is generated and sent to the TMCC LDPC decoder 3006.

主信号用LDPC復号器3004は、TMCC情報の情報ビットを取得して主信号の符号化率をあらかじめ判別し、主信号に対してLDPC復号を施す機能を有する。   The main signal LDPC decoder 3004 has a function of acquiring the information bits of the TMCC information, determining the coding rate of the main signal in advance, and performing LDPC decoding on the main signal.

NULLデータ用尤度比挿入部3005は、同期補強バースト信号の挿入割合を規定するPに対応するヌルデータの削除位置に対して、C/N=∞相当の尤度比を挿入し、TMCC用尤度比計算部3003で取得した対数尤度比と合わせて44880ビット相当の尤度比を取得する機能を有する。   The likelihood ratio insertion unit 3005 for NULL data inserts a likelihood ratio corresponding to C / N = ∞ to the null data deletion position corresponding to P that defines the insertion ratio of the synchronization reinforcement burst signal, and the likelihood for TMCC. In addition to the log likelihood ratio acquired by the frequency ratio calculation unit 3003, the likelihood ratio equivalent to 44880 bits is obtained.

TMCC用LDPC復号器3006は、TMCC用尤度比計算部3003で取得した尤度テーブルを用いて、NULLデータ用尤度比挿入部3005で取得した同期補強バースト信号の尤度比から短縮化LDPC符号ビットを復号する機能を有する。   The LDPC decoder 3006 for TMCC uses the likelihood table acquired by the likelihood ratio calculation unit 3003 for TMCC, and shortens the LDPC from the likelihood ratio of the synchronous reinforcement burst signal acquired by the likelihood ratio insertion unit 3005 for NULL data. It has a function of decoding the sign bit.

TMCC用BCH復号器3007は、短縮化LDPC符号ビットについてLDPC復号したデータから挿入したヌルデータを削除して、BCH復号を施し、TMCC情報の情報ビットを抽出して主信号用LDPC復号器3004に送出する機能を有する。   The TMCC BCH decoder 3007 deletes the null data inserted from the LDPC-decoded data for the shortened LDPC code bits, performs BCH decoding, extracts the information bits of the TMCC information, and sends them to the main signal LDPC decoder 3004 It has the function to do.

図7は、本発明による一実施例の送信装置および受信装置の動作フローを示す図である。まず、ステップS1として、送信装置100は、送受信装置間で予め使用するPの値を決定する。Pの値はTMCC信号の生成そのものに関わるパラメータであるため、あらかじめ送受信装置間で共有することが望ましい。続いてステップS2において、送信装置100は、TMCC用情報ビットに対しBCH符号化を行い、情報ビット+BCHパリティビットに加えて、ステップS1で設定したPが指定するヌルデータを図8〜図11の構成に従って所定の位置に付加する。   FIG. 7 is a diagram illustrating an operation flow of the transmission apparatus and the reception apparatus according to an embodiment of the present invention. First, as step S1, the transmission apparatus 100 determines a value of P to be used in advance between transmission / reception apparatuses. Since the value of P is a parameter related to the generation of the TMCC signal itself, it is desirable to share it in advance between the transmitting and receiving apparatuses. Subsequently, in step S2, the transmitting apparatus 100 performs BCH encoding on the TMCC information bits, and in addition to the information bits + BCH parity bits, the null data designated by P set in step S1 is configured as shown in FIGS. To be added at a predetermined position.

続いて、ステップS3において、送信装置100は、Pと指定される符号化率に基づいてLDPC符号化を行い、LDPC符号化ビット列を取得するとともに、ステップS2で挿入したヌルデータを削除する。続いて、ステップS4において、送信装置100は、ステップS3で求めた短縮化LDPC符号ビットをπ/2シフトBPSK変調マッピングし、Pが指定するシンボル総数に相当する同期補強バースト信号を生成する。続いて、ステップS5において、送信装置100は、主信号シンボル列およびステップS4で取得した同期補強バースト信号を用いて、主信号187シンボル毎にPシンボル挿入し、図3に示す伝送フレームに基づいた送信信号を生成する。   Subsequently, in step S3, the transmission apparatus 100 performs LDPC encoding based on a coding rate designated as P, acquires an LDPC encoded bit string, and deletes the null data inserted in step S2. Subsequently, in step S4, the transmitting apparatus 100 performs π / 2 shift BPSK modulation mapping on the shortened LDPC code bits obtained in step S3, and generates a synchronous reinforcement burst signal corresponding to the total number of symbols specified by P. Subsequently, in step S5, the transmission apparatus 100 inserts P symbols for every 187 symbols of the main signal using the main signal symbol sequence and the synchronization reinforcement burst signal acquired in step S4, and based on the transmission frame shown in FIG. A transmission signal is generated.

受信装置300は、ステップS6において、送信装置100からの信号を受信し、受信信号から予め決定したPに基づいて受信側で同期補強バースト信号の挿入割合および挿入位置を把握した上で、同期補強バースト信号を利用して同期を確立する。同期確立後、受信装置300は、ステップS7において1伝送フレーム相当(図3中の全スロット中の「T」に相当)の同期補強バースト信号を利用して、LDPC復号に必要な尤度計算を行う。続いて、受信装置300は、ステップS8においてPと対応する符号化率に応じたヌルデータ削除位置に対して、C/N=∞相当の尤度比を挿入し、ステップS7で取得した尤度比と合わせて44880ビット相当の尤度比を取得し、LDPC復号を実施する。   In step S6, the receiving apparatus 300 receives the signal from the transmitting apparatus 100, grasps the insertion ratio and insertion position of the synchronization reinforcing burst signal on the receiving side based on P determined in advance from the received signal, and then performs synchronization reinforcement. Synchronization is established using a burst signal. After the synchronization is established, receiving apparatus 300 calculates the likelihood necessary for LDPC decoding using a synchronization reinforcement burst signal corresponding to one transmission frame (corresponding to “T” in all slots in FIG. 3) in step S7. Do. Subsequently, receiving apparatus 300 inserts a likelihood ratio corresponding to C / N = ∞ for the null data deletion position corresponding to the coding rate corresponding to P in step S8, and the likelihood ratio acquired in step S7. And a likelihood ratio equivalent to 44880 bits is obtained and LDPC decoding is performed.

このように、事前に送受信装置間でPおよび符号化率ごとに対応する図12に示す短縮化LDPC符号の緒元を共有することで、同期補強バースト信号の挿入割合、挿入位置、およびヌルデータの挿入および削除位置が把握でき、送受信器間で整合の取れたLDPC符号化および復号が可能となる。   In this way, by sharing the specifications of the shortened LDPC code shown in FIG. 12 corresponding to each P and coding rate in advance between the transmitting and receiving apparatuses, the insertion rate of the synchronous reinforcement burst signal, the insertion position, and the null data The insertion and deletion positions can be grasped, and LDPC encoding and decoding can be performed with consistency between the transmitter and the receiver.

つまり、本実施例の送信装置100及び受信装置300では、Pの上限値Pmax=16、下限値をPmin=10として想定している。Pの取りうる値としては2の倍数に制限する。よって、本実施例で想定するPの取りうる値はP=10,12,14,16の4種類となり、上記Pにおける同期補強バースト信号の挿入割合は、5.3%,6.4%,7.5%,8.6%となる。これらの4種類のPに対して、高度衛星デジタル放送方式で利用可能な符号化率101/120,105/120,109/120の3種類のLDPC符号をPの値に応じて短縮化することにより低符号化し、低C/N時における伝送性能向上を実現することができるようになる。   That is, in the transmission apparatus 100 and the reception apparatus 300 of the present embodiment, it is assumed that the upper limit value Pmax of P is 16 and the lower limit value is Pmin = 10. The possible value of P is limited to a multiple of 2. Therefore, the possible values of P assumed in the present embodiment are four types of P = 10, 12, 14, and 16, and the insertion ratio of the synchronous reinforcement burst signal in P is 5.3%, 6.4%, 7.5% and 8.6%. For these four types of P, three types of LDPC codes of coding rates 101/120, 105/120, and 109/120 that can be used in the advanced satellite digital broadcasting system are shortened according to the value of P. Therefore, it is possible to realize low transmission and improve transmission performance at low C / N.

また、図12より、全てのPに対して短縮後のLDPC符号化率が非常に低くなっていることがわかる。よって、図8〜図11に示す短縮符号を用いることで、同期補強バースト信号の挿入割合を抑えつつ、極めて低いC/NにおけるLDPC復号性能の改善が期待できる。   Further, FIG. 12 shows that the shortened LDPC coding rate is very low for all Ps. Therefore, by using the shortened codes shown in FIGS. 8 to 11, it is possible to expect an improvement in LDPC decoding performance at an extremely low C / N while suppressing the insertion ratio of the synchronous reinforcement burst signal.

続いて、図13に図8〜図11の構成におけるBPSK変調適用時のC/N対ビット誤り率特性を示す。図13より、P=10,12,14,16の全てのケースにおいて、C/N=−3dB以下での誤り訂正能力を示していることがわかる。   Next, FIG. 13 shows C / N versus bit error rate characteristics when BPSK modulation is applied in the configurations of FIGS. From FIG. 13, it can be seen that in all cases of P = 10, 12, 14, and 16, error correction capability at C / N = −3 dB or less is shown.

本発明によれば、低C/NにおけるLDPC復号性能の改善が可能となるので、多値デジタル変調方式を採用する送信装置及び受信装置に有用である。   According to the present invention, LDPC decoding performance at low C / N can be improved, which is useful for a transmission apparatus and a reception apparatus that employ a multilevel digital modulation scheme.

100 送信装置
200 衛星中継器
300 受信装置
1001 パラメータ設定部
1002 TMCC情報生成部
1003 BCH符号化器
1004 LDPC符号化器
1005 主信号生成・主信号変調マッピング
1006 π/2シフトBPSKマッピング
1007 伝送フレーム化・直交変調部
3001 パラメータ設定部
3002 直交復調部
3003 TMCC用尤度比計算部
3004 主信号用LDPC復号器
3005 NULLデータ用尤度比挿入部
3006 TMCC用LDPC復号器
3007 TMCC用BCH復号器
100 Transmitting Device 200 Satellite Repeater 300 Receiving Device 1001 Parameter Setting Unit 1002 TMCC Information Generation Unit 1003 BCH Encoder 1004 LDPC Encoder 1005 Main Signal Generation / Main Signal Modulation Mapping 1006 π / 2 Shift BPSK Mapping 1007 Transmission Frame Orthogonal modulation unit 3001 Parameter setting unit 3002 Orthogonal demodulation unit 3003 Likelihood ratio calculation unit for TMCC 3004 LDPC decoder for main signal 3005 Likelihood ratio insertion unit for NULL data 3006 LDPC decoder for TMCC 3007 BCH decoder for TMCC

Claims (6)

複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにて、TMCC情報を含む情報ビットにLDPC符号化を施す送信装置であって、
所定スロット長の主信号に対してLDPC符号化を施す主信号用LDPC符号化器と、
TMCC情報を含む情報ビットに所定の符号化率でLDPC符号化を施し、同期補強バースト信号を生成するTMCC用LDPC符号化器と、
伝送する主信号のシンボル列に対して前記同期補強バースト信号のシンボル列を予め定めた位置で挿入して所定スロット長を構成し、複数スロットを時分割多重して伝送フレームを構築し、所定次数の直交変調を施し、放送波として外部に送出する伝送フレーム化・直交変調部とを備え、
前記TMCC用LDPC符号化器は、主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号のシンボル列の挿入割合を規定するパラメータと当該所定の符号化率に応じたヌルデータを前記情報ビットに挿入し、当該所定の符号化率のLDPC符号化を施した後、当該ヌルデータを削除して短縮化する手段を有することを特徴とする、送信装置。
A transmission device that performs LDPC encoding on information bits including TMCC information in a transmission system that performs time division multiplexing of a plurality of types of digital modulation schemes,
A main signal LDPC encoder that performs LDPC encoding on a main signal having a predetermined slot length;
An LDPC encoder for TMCC that performs LDPC encoding on information bits including TMCC information at a predetermined encoding rate, and generates a synchronous reinforcement burst signal;
A symbol sequence of the synchronous reinforcement burst signal is inserted into a symbol sequence of the main signal to be transmitted at a predetermined position to form a predetermined slot length, and a transmission frame is constructed by time-division multiplexing a plurality of slots. With a transmission framing / orthogonal modulation section that sends out to the outside as a broadcast wave,
The TMCC LDPC encoder inserts into the information bits a parameter that defines the insertion ratio of the symbol sequence of the synchronization-enhanced burst signal to the symbol sequence of the main signal and the predetermined coding rate into the information bits. A transmission apparatus comprising: means for deleting and shortening the null data after performing LDPC coding at a coding rate.
前記短縮化を施す対象の所定の符号化率は、101/120,105/120,109/120のいずれかであることを特徴とする、請求項1に記載の送信装置。   The transmission apparatus according to claim 1, wherein the predetermined coding rate to be subjected to the shortening is any one of 101/120, 105/120, and 109/120. 前記主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号の挿入割合を規定するパラメータは、下限値10シンボル上限値16とした2の倍数のシンボル数からなることを特徴とする、請求項1又は2に記載の送信装置。   The parameter that defines the insertion ratio of the synchronous reinforcement burst signal with respect to the symbol string of the main signal includes a number of symbols that is a multiple of 2 with a lower limit of 10 symbols and an upper limit of 16 symbols. Transmitter. 複数種類のデジタル変調方式を時分割多重する伝送システムにて、TMCC情報を含む情報ビットにLDPC符号化を施す送信装置から放送波を受信する受信装置であって、
当該放送波の主信号及び同期補強バースト信号を復調する直交復調部と、
主信号のシンボル列に対して予め定めた位置で挿入された同期補強バースト信号のシンボル列であって、TMCC情報を含む情報ビットに所定の符号化率でLDPC符号化が施された同期補強バースト信号のシンボル列を抽出して、C/N=∞に相当する尤度比を挿入して所定スロット長の尤度比を構成し、LDPC復号を行うTMCC用LDPC復号器と、
復号したTMCC情報を用いて主信号を復号する主信号用LDPC復号器と、
を備えることを特徴とする、受信装置。
In a transmission system that time-division-multiplexes a plurality of types of digital modulation schemes, a receiver that receives broadcast waves from a transmitter that performs LDPC encoding on information bits including TMCC information,
An orthogonal demodulator that demodulates the main signal of the broadcast wave and the synchronous reinforcement burst signal;
A synchronization-enhanced burst, which is a symbol sequence of a synchronization-enhanced burst signal inserted at a predetermined position with respect to the symbol sequence of the main signal, and in which information bits including TMCC information are subjected to LDPC encoding at a predetermined coding rate An LDPC decoder for TMCC that extracts a symbol sequence of a signal, inserts a likelihood ratio corresponding to C / N = ∞ to form a likelihood ratio of a predetermined slot length, and performs LDPC decoding;
A main signal LDPC decoder that decodes the main signal using the decoded TMCC information;
A receiving apparatus comprising:
前記所定の符号化率は、101/120,105/120,109/120のいずれかであることを特徴とする、請求項4に記載の受信装置。   The receiving apparatus according to claim 4, wherein the predetermined coding rate is one of 101/120, 105/120, and 109/120. 前記主信号のシンボル列に対する同期補強バースト信号のシンボル列の挿入割合を規定するパラメータは、下限値10シンボル上限値16とした2の倍数のシンボル数からなることを特徴とする、請求項4又は5に記載の受信装置。   The parameter that defines the insertion ratio of the symbol sequence of the synchronization-enhanced burst signal with respect to the symbol sequence of the main signal comprises a number of symbols that is a multiple of 2 with a lower limit value of 10 symbols and an upper limit value of 16. 5. The receiving device according to 5.
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