JP2020123825A - 信号処理装置、信号処理方法、受信装置、及び信号処理プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】低い処理負荷を実現可能な信号処理装置、信号処理方法、受信装置、及び信号処理プログラムを提案する。【解決手段】信号処理装置は、第1階層の信号の電力軸方向に他階層の信号が重畳した受信信号を復号して得られるデータであって後段の処理部に出力するデータの識別情報を取得する取得部と、第1階層の信号を復号した後、該復号の結果に基づいて、他階層の信号を復号する復号部と、識別情報で特定されるデータが他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、第1階層の信号を復号して得られたデータを後段の処理部に出力することなく、他階層の信号を復号して得られたデータを後段の処理部に出力する出力制御部と、を備える。【選択図】図13

Description

本開示は、信号処理装置、信号処理方法、受信装置、及び信号処理プログラムに関する。
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)等の技術の普及により、電波の効率的利用が可能になっている。しかしながら、近年では、電波のさらなる効率的利用が求められるようになっている。例えば、ATSC(Advanced Television Systems Committee)3.0等の次世代の放送規格では、電波のさらなる効率的利用のため、LDM(Layered Division Multiplexing)を使用することが検討されている。
特表2017−527167号公報 特表2018−504005号公報
"ATSC Standard: Physical Layer Protocol" Doc. A/322:2017, Advanced Television Systems Committee, 2017年6月6日
LDM等の技術の使用により電波の効率的利用が可能である。しかしながら、電波の効率的利用のための技術の使用は、電波の効率的利用と引き換えに、受信信号の処理や受信信号の処理後のデータ処理に大きな処理負荷を生じさせる可能性がある。大きな処理負荷は機器の電力消費を増大させる。
そこで、本開示では、低い処理負荷を実現可能な信号処理装置、信号処理方法、受信装置、及び信号処理プログラムを提案する。
上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の信号処理装置は、第1階層の信号の電力軸方向に他階層の信号が重畳した受信信号を復号して得られるデータであって後段の処理部に出力するデータの識別情報を取得する取得部と、前記第1階層の信号を復号した後、該復号の結果に基づいて、前記他階層の信号を復号する復号部と、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記第1階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力することなく、前記他階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力する出力制御部と、を備える。
ATSC3.0を説明するための図である。 PLPIDの多重と多重分離を説明するための図である。 LDMの一般的な復号処理を説明するための図である。 本実施形態の1つ目の課題を説明するための図である。 本実施形態の課題を説明するための図である。 本実施形態の2つ目の課題を説明するための図である。 本開示の実施形態に係る伝送システムの構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る送信装置の構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る受信装置の構成例を示す図である。 復号部の構成例を示す図である。 受信処理部からのストリームデータの出力方法の一例を示す図である。 受信処理部からのストリームデータの出力方法の他の例を示す図である。 本開示の実施形態に係る復号処理を示すフローチャートである。 LDMにより多重されたレイヤ構造の例を示す図である。 エンハンスドレイヤのPLPIDに対応するコアレイヤのPLPIDの解釈に係る処理を説明するための図である。 エンハンスドレイヤのPLPIDに対応するコアレイヤのPLPIDの解釈に係る処理を説明するための図である。 2ステップ復号処理を説明するための図である。 1ステップ復号処理を説明するための図である。 本開示の実施形態に係る復号処理の他の例を示すフローチャートである。 本開示の実施形態に係るEnhanced Layer復号処理フローチャートである。 結合後のコンステレーションの信号点数を説明するための図である。 結合後のコンステレーションの信号点数を説明するための図である。 エンハンスドレイヤ多重時の電力比率(インジェクションレベル)の違いによるコンステレーションの変化を示す図である。
以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じて受信装置20、20、及び20のように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、受信装置20、20、及び20を特に区別する必要が無い場合には、単に受信装置20と称する。
また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
1.はじめに
1−1.次世代の放送規格について
1−2.LDMでの信号処理について
1−3.本実施形態の概要
2.伝送システムの構成
2−1.伝送システムの全体構成
2−2.送信装置の構成
2−3.受信装置の構成
3.伝送システムの動作
3−1.復号処理
3−2.1ステップ復号と2ステップ復号について
3−3.復号処理の他の例
4.変形例
4−1.伝送システムに関する変形例
4−2.その他の変形例
5.むすび
<<1.はじめに>>
近年、電波のさらなる効率的利用が求められるようになっている。例えば、次世代の放送規格では、波の直交性を利用したOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)に加えて、LDM(Layered Division Multiplexing)を使用することが検討されている。LDMは、データ(或いは信号)の重畳(多重)を電力軸方向(Power軸方向)に行う技術である。LDMを使用することにより、非直交の信号を同一周波数上で送信できるようになるので、電波の更なる効率的利用が可能になる。
LDMを使用する放送規格の一つにATSC(Advanced Television Systems Committee)3.0がある。ATSC3.0は、米国で開発された次世代の放送規格であり、その物理層の規格は非特許文献1等に公開されている。以下、ATSC3.0を例に本実施形態を説明するが、本実施形態の適用はATSC3.0に準拠した技術に限られない。本実施形態は、DVB(Digital Video Broadcasting)、ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting)等の他の放送規格に準拠した技術にも適用可能である。勿論、本実施形態は、ATSC3.0以外のATSCの規格に準拠した技術にも適用可能である。
また、本実施形態は、放送技術への適用に限られず、LTE(Long Term Evolution)、NR(New Radio)等の無線通信技術(無線アクセス技術)にも適用可能である。NRは、LTEの次の世代(第5世代)の無線アクセス技術(RAT)であり、5G NRとも称される。なお、「LTE」には、LTE−A(LTE-Advanced)、LTE−A Pro(LTE-Advanced Pro)、及びEUTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)が含まれる。また、「NR」には、NRAT(New Radio Access Technology)、及びFEUTRA(Further EUTRA)が含まれる。
<1−1.次世代の放送規格について>
最初に、次世代の放送規格の一つであるATSC3.0について説明する。
図1は、ATSC3.0を説明するための図である。ATSC3.0では、最大64個のストリームデータを1つの物理RFチャネル(以下、無線チャネルともいう。)で放送する技術であるMultiple PLPが採用されている。また、ATSC3.0では、ATSC3.0受信機が、最大4つのストリームデータを受信することが規定されている。
なお、ATSC3.0受信機はテレビ等の受信装置そのものであってもよいし、受信装置の一部(例えば、受信装置に搭載されたプロセッサ)であってもよい。以下の説明では、ATSC3.0受信機のことを受信処理部ということがある。図1の例では、アンテナ後段のプロセッサがATSC3.0受信機である。ここでプロセッサは、受信信号を復号する機能を備えたシグナルプロセッサ(例えば、ATSC3.0の信号処理専用のLSI(Large Scale Integration))であってもよい。
各ストリームデータはPLPID(=0〜63)で識別される。ATSC3.0受信機は、受信するPLPIDが外部から指定されることでデータを出力する。このとき、データは、例えば、ALP(ATSC Link layer Protocol)パケットで出力されてもよい。
上述したように、ATSC3.0ではLDMが使用される。LDMは、データ(或いは信号)の重畳(多重)を電力方向に行う技術である。ATSC3.0では、PLPIDに紐付けられた複数のデータが電力方向に多重(Multiplexing)された場合、受信側で、それら複数のデータの多重分離(De-multiplexing)が行われる。以下の説明では、PLPIDに紐付けられたデータ(或いは信号)のことを、単に、PLPIDということがある。
<1−2.LDMでの信号処理について>
図2は、PLPIDの多重と多重分離を説明するための図である。図2には、送信側でコアレイヤのデータとエンハンスドレイヤのデータが多重され、受信側でコアレイヤのデータとエンハンスドレイヤのデータが多重分離される様子が示されている。
ここで、コアレイヤ(Core Layer)とは、複数階層のLDMシステム(例えば2-layer LDM system)の第1階層(First Layer)、或いは、非LDMシステム(Non-LDM system)のただ1つの階層(Only Layer)のことである。また、エンハンスドレイヤ(Enhanced Layer)とは、複数階層のLDMシステム(例えば2-layer LDM system)の第2階層(Second Layer)のことである。ここで、第2階層の信号は第1階層の信号よりも低い電力レベルの信号である。コアレイヤは「多重される側」のレイヤ、エンハンスドレイヤは「多重する側」のレイヤと言い換えることができる。
なお、LDMシステムは、3階層以上のレイヤを有していてもよい。この場合、これら3階層以上のレイヤもエンハンスドレイヤとみなすことができる。以下の説明では、LDMシステムの第1階層以外の層(2階層以上)のことを「他階層」ということがある。本実施形態では、コアレイヤが第1階層、エンハンスドレイヤが他階層である。
ATSC3.0では、多重する側(Core Layer)と多重される側(Enhanced Layer)でPLPIDが必ず分離される。言い換えると、ATSC3.0では、PLPID毎にコアレイヤかエンハンスドレイヤかが決まっている。
図2には、多重から多重分離までを示す複数のコンステレーションが示されている。図2に示す複数のコンステレーションは、いずれも、横軸が実軸(I軸)であり、縦軸が虚軸(Q軸)である。ここで、図2に示す「送信側」の前段階でPLPID=17のデータがコアレイヤに割り当てられ、PLPID=41のデータがエンハンスドレイヤに割り当てられたとする。
送信側の処理部(以下、送信処理部という。)では、PLPID=17のデータはコンステレーションD1上のいずれかの信号点にマッピングされ、PLPID=41のデータはコンステレーションD2上のいずれかの信号点にマッピングされる。コンステレーションD1はQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)のコンステレーションであり、4点の信号点で構成される。また、コンステレーションD2は、不均一コンステレーション(NUC:Non Uniform Constellation)の64QAM(64 Quadrature Amplitude Modulation)である64NUCであり、64点の信号点で構成される。
コンステレーションD3は、コンステレーションD1とコンステレーションD2が異なる電力で結合(Combine)したコンステレーションである。コンステレーションD3は、256点の信号点で構成されている。コンステレーションD3に付した破線の4つの円は、コンステレーションD2に示した64個の信号点が、コンステレーションD1に示した4個の信号点を中心に配置されていることを示している。
より具体的には、コンステレーションD3の右上の破線の円は、コアレイヤのデータ(2ビットのシンボル)が45°の位置にあるQPSKの信号点にマッピングされたときのエンハンスドレイヤの64個の信号点群が占める領域を示している。また、コンステレーションD3の左上の破線の円は、コアレイヤのデータ(2ビットのシンボル)が135°の位置にあるQPSKの信号点にマッピングされたときのエンハンスドレイヤの64個の信号点群が占める領域を示している。また、コンステレーションD3の左下の破線の円は、コアレイヤのデータ(2ビットのシンボル)が225°の位置にあるQPSKの信号点にマッピングされたときのエンハンスドレイヤの64個の信号点群が占める領域を示している。また、コンステレーションD3の左下の破線の円は、コアレイヤのデータ(2ビットのシンボル)が315°の位置にあるQPSKの信号点にマッピングされたときのエンハンスドレイヤの64個の信号点群が占める領域を示している。
コアレイヤの信号とエンハンスドレイヤの信号の電力差が大きいと(すなわち、コアレイヤの電力レベルがエンハンスドレイヤの電力レベルと比べて大きいと)、破線の円一つ一つは小さなものとなる。また、コアレイヤの信号とエンハンスドレイヤの信号の電力差が小さいと(すなわち、コアレイヤの電力レベルがエンハンスドレイヤの電力レベルと比べてあまり大きくないと)、破線の円一つ一つは大きなものとなる。
送信側の装置では、最終的に、コアレイヤの信号とエンハンスドレイヤの信号とが結合した信号が、コンステレーションD3上のいずれかの信号点にマッピングされることになる。
受信側の処理部(以下、受信処理部という。)では、まず、コアレイヤのデータ(PLPID=17のデータ)が復号される。このとき、受信処理部は、エンハンスドレイヤの信号はノイズ扱いとしてコアレイヤのデータを復号してもよい。図2の例では、コンステレーションD4に示す4つの大きな四角がコアレイヤのデータの信号点を示している。そして、コアレイヤの信号の復号が完了したら、受信処理部は、受信信号から復号結果(復号されたコアレイヤの信号)をキャンセレーション(Cancellation)することで、エンハンスドレイヤのデータ(PLPID=41のデータ)を復号する。図2の例では、コンステレーションD5に示す64個の信号点がコアレイヤのデータの信号点を示している。
なお、LDMでデータ多重された信号を再生する場合、コアレイヤのデータを復号した後にエンハンスドレイヤのデータを復号するのが一般的となっている。言い換えると、エンハンスドレイヤのデータの復号に、コアレイヤのデータの復号が必要となるのが一般的である。一般的には、「復号をする」と「受信する」は同じことを意味する。すなわち、受信処理部が、コアレイヤのPLPデータ一つとエンハンスドレイヤのPLPデータ一つとが多重した信号を受信した場合、その出力は2PLP分のデータとなる。
これを図を使って詳しく説明する。図3は、LDMの一般的な復号処理を説明するための図である。アンテナで受信された信号はRF回路等を経てバッファ(Buffer)される。以下の説明では、理解を容易にするため、バッファされた信号は、PLPID=17のコアレイヤのデータとPLPID=41のエンハンスドレイヤのデータとが多重化された信号であるとする。また、コアレイヤのデータの変調方式はQPSK方式であり、エンハンスドレイヤの変調方式は64NUC方式であるものとする。64NUCは、NUCの64QAMである。
受信処理部は、バッファされた受信信号をQPSKとしてデマップ(Demap)した後、デインタリーブ(DIL:Deinterleave)する。そして、受信処理部は、デインタリーブされたデータをLDPCデコーダ及びBCHコーダで誤り訂正してPLPID=17のデータを復号する。受信処理部は、復号されたPLPID=17のデータを外部に出力する。
また、受信処理部は、LDPCデコーダから出力されたデータをインタリーブ(IL:Interleave)した後、QPSKとしてマップ(Map)することで、コアレイヤ信号を復元する。そして、受信処理部は、バッファされた受信信号から復元されたコアレイヤ信号をキャンセルすることでエンハンスドレイヤ信号を復元する。
そして、受信処理部は、復元されたエンハンスドレイヤ信号を64NUCとしてデマップした後、デインタリーブを実行する。そして、受信処理部は、デインタリーブされたデータをLDPCデコーダ及びBCHデコーダで誤り訂正してPLPID=41のデータを復号する。受信処理部は、復号されたPLPID=41のデータを外部に出力する。
このように、コアレイヤのPLPデータ一つとエンハンスドレイヤのPLPデータ一つとが多重した信号を受信した場合、その出力は2PLP分のデータとなる。
<1−3.本実施形態の概要>
しかしながら、上述した受信処理には以下の課題が想定され得る。
[課題1]
1つ目の課題としては、エンハンスドレイヤのデータ(例えば、PLPID=41)を指定しただけでは、受信処理部はデータを復号できないということである。
図4は、本実施形態の1つ目の課題を説明するための図である。例えば、受信装置が、受信信号のうち、PLPID=41のみ受信したいとする。上述したように、PLPID=41はエンハンスドレイヤのデータである。この場合、受信装置が備える受信処理部は、コアレイヤのデータであるPLPID=17も復号(受信)する必要がある。しかしながら、受信処理部は、例えば図4に示したように「PLPID=41 Enhanced Layerを受信せよ」との命令を受信装置の制御部から受けただけでは、PLPID=41に対応するコアレイヤのデータが分からないため、PLPID=41を復号することはできない。
なお、受信処理部からデータが出力されない場合、受信装置は、図5に示すように、PLPIDが存在しないから受信処理部からデータが出力されないのか、エンハンスドレイヤだから受信処理部からデータが出力されないのか判別できない。そのため、場合によっては、受信装置のエラー処理に大きな負荷が生じる可能性がある。
[課題2]
課題1の解決のため、受信処理部を、指定されたエンハンスドレイヤのデータ(例えば、PLPID=41)に対応しているコアレイヤのデータ(例えば、PLPID=17)を特定できるよう構成することが考えられる。この場合、受信処理部は、エンハンスドレイヤのデータ(例えば、PLPID=41)のデータを復号できるものの、エンハンスドレイヤのデータ(例えば、PLPID=41)に加えて、コアレイヤのデータ(例えば、PLPID=17)も出力してしまう。
図6は、本実施形態の2つ目の課題を説明するための図である。例えば、受信装置が、受信信号のうち、PLPID=41のみ受信したいとする。ここで、受信処理部が、「PLPID=41 Enhanced Layer、PLPID=17 Core Layerを受信せよ」との命令を受信装置の制御部から受けたとする。この場合、受信処理部は、PLPID=41に対応するコアレイヤのデータであるPLPID=17が分かるため、PLPID=41を復号することができる。しかしながら、この場合、受信処理部は、受信装置が本来欲するPLPID=41に加えて、PLPID=17も出力してしまう。
そうなると、受信処理部の出力を受ける後段の処理部(Post Processing Unit)で追加の処理負荷が生じる。例えば、後段の処理部が時分割出力フォーマットを使用しているのであれば、後段の処理部がデータの分離処理を実行する必要性が生じてくる。処理負荷が高くなると、受信装置の電力消費が大きくなる。
[本実施形態の概要]
そこで、本実施形態の信号処理装置(例えば、受信装置が備える受信処理部)は、コアレイヤの信号にエンハンスドレイヤの信号が多重した受信信号を復号して得られるデータであって後段の処理部に出力するデータの識別情報を取得する。そして、信号処理装置は、コアレイヤの信号を復号した後、この復号の結果に基づいて、エンハンスドレイヤの信号を復号する。そして、信号処理装置は、識別情報で特定されるデータがエンハンスドレイヤの信号を復号して得られるデータの場合に、コアレイヤの信号を復号して得られたデータを後段の処理部に出力することなく、エンハンスドレイヤの信号を復号して得られたデータを後段の処理部に出力する。
これにより、少なくとも受信信号の処理後のデータ処理に大きな処理負荷が生じないので、信号処理装置は、受信装置の処理負荷を低くできる。結果として、信号処理装置は、受信装置の電力消費を低くできる。
なお、本実施形態の信号処理装置は、受信処理部に限られず、受信処理部を搭載する受信装置そのものであってもよい。
<<2.伝送システムの構成>>
以下、本開示の実施形態に係る伝送システム1を説明する。
<2−1.伝送システムの全体構成>
図7は、本開示の実施形態に係る伝送システム1の構成例を示す図である。伝送システム1は、動画データや音声データ等のストリームデータ(例えば、放送用のストリームデータ)を送信するためのシステムである。例えば、伝送システム1は、テレビ放送システム、ラジオ放送システム等の放送システムである。伝送システム1は、例えば、ATSC3.0等の放送方式に準拠したデータ伝送を実行する。
なお、伝送システム1が実行するデータ伝送は、ATSC3.0に準拠したデータ伝送に限られない。本実施形態は、伝送システム1が実行するデータ伝送は、DVB(Digital Video Broadcasting)、ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting)等の他の放送規格に準拠したデータ伝送であってもよい。勿論、伝送システム1が実行するデータ伝送は、ATSC3.0以外のATSCの規格に準拠したデータ伝送であってもよい。
また、伝送システム1がデータ伝送に使用する伝送路は、地上波に限定されない。例えば、伝送路は、衛星放送で使用される衛星波等、地上波以外の無線チャネルであってもよい。また、伝送路は、ケーブル放送で使用されるケーブル等、有線回線であってもよい。
また、伝送システム1は、必ずしも、テレビ放送システムやラジオ放送システム等の放送システムでなくてもよい。伝送システム1は、無線通信システムであってもよい。例えば、伝送システム1は、LTE、NR等の無線アクセス技術を使ったセルラー通信システムであってもよい。このとき、伝送システム1が伝送するデータは、必ずしも動画データや音声データ等のストリームデータでなくてもよい。
伝送システム1は、図7に示すように、送信装置10と、受信装置20と、を備える。
[送信装置]
送信装置10は、例えば、動画データ(例えば、テレビ番組等のコンテンツのデータ)や音声データ(例えば、ラジオ番組のコンテンツデータ)等のストリームデータの送信を行う装置である。例えば、送信装置10は、ATSC3.0トランスミッタである。
なお、送信装置10は、ATSC3.0トランスミッタに限られず、DVB、ISDB等の他の放送規格のトランスミッタであってもよい。また、送信装置10は、放送中継局等の放送局(設備としての放送局)であってもよい。
また、送信装置10は、放送局以外の無線局であってもよい。例えば、送信装置10は、LTE、NR等の無線通信システムを構成する無線通信局であってもよい。伝送システム1を無線通信システムとする場合、送信装置10は、無線基地局、無線アクセスポイント、無線リレー局に相当する装置であってもよい。このとき、送信装置10は、LTEやNR等のセルラー通信システム用の基地局や中継局であってもよい。
なお、伝送システム1は有線放送システムや有線通信システム等の有線システムであってもよい。この場合、送信装置10は、有線放送や有線通信のためのトランスミッタであってもよい。
なお、無線局(無線局装置ともいう。)という概念には、ドナー局(例えば、ドナー放送局、ドナー基地局)のみならず、リレー局(中継局、或いは中継局装置ともいう。)も含まれる。また、無線局という概念には、無線局の機能を備えた構造物(Structure)のみならず、構造物に設置される装置も含まれる。
構造物は、例えば、高層ビル、家屋、鉄塔、駅施設、空港施設、港湾施設、スタジアム等の建物(Building)である。なお、構造物という概念には、建物のみならず、トンネル、橋梁、ダム、塀、鉄柱等の構築物(Non-building structure)や、クレーン、門、風車等の設備も含まれる。また、構造物という概念には、陸上(狭義の地上)又は地中の構造物のみならず、桟橋、メガフロート等の水上の構造物や、海洋観測設備等の水中の構造物も含まれる。
なお、送信装置10は、固定局であってもよいし、移動局であってもよい。固定局又は移動局となる無線局は、放送局であってもよいし、無線通信局であってもよい。送信装置10を移動局とする場合、送信装置10は、移動体に設置される装置であってもよいし、移動体そのものであってもよい。例えば、移動能力(Mobility)をもつリレー局装置は、移動局としての送信装置10とみなすことができる。また、車両、ドローン、スマートフォンなど、もともと移動能力がある装置であって、無線局装置の機能(少なくとも無線局装置の機能の一部)を搭載した装置も、移動局としての送信装置10に該当する。
また、送信装置10は、地上に設置される地上局(地上局装置)であってもよい。地上局は、放送局であってもよいし、無線通信局であってもよい。例えば、送信装置10は、地上の構造物に配置される無線局装置であってもよいし、地上を移動する移動体に設置される無線局装置であってもよい。より具体的には、送信装置10は、ビル等の構造物に設置されたアンテナ及びそのアンテナに接続する信号処理装置であってもよい。勿論、送信装置10は、構造物や移動体そのものであってもよい。「地上」は、陸上(狭義の地上)のみならず、地中、水上、水中も含む広義の地上である。
なお、送信装置10は、地上局装置に限られない。送信装置10は、空中又は宇宙を浮遊可能な非地上局装置であってもよい。例えば、送信装置10は、航空機局装置や衛星局装置であってもよい。
航空機局装置は、航空機等、大気圏内を浮遊可能な無線装置である。航空機局装置は、航空機等に搭載される装置であってもよいし、航空機そのものであってもよい。なお、航空機という概念には、飛行機、グライダー等の重航空機のみならず、気球、飛行船等の軽航空機も含まれる。また、航空機という概念には、重航空機や軽航空機のみならず、ヘリコプターやオートジャイロ等の回転翼機も含まれる。なお、航空機局装置(又は、航空機局装置が搭載される航空機)は、ドローン等の無人航空機であってもよい。
なお、無人航空機という概念には、無人航空システム(UAS:Unmanned Aircraft Systems)、つなぎ無人航空システム(tethered UAS)も含まれる。また、無人航空機という概念には、軽無人航空システム(LTA:Lighter than Air UAS)、重無人航空システム(HTA:Heavier than Air UAS)が含まれる。その他、無人航空機という概念には、高高度無人航空システムプラットフォーム(HAPs:High Altitude UAS Platforms)も含まれる。
衛星局装置は、大気圏外を浮遊可能な無線装置である。衛星局装置は、宇宙移動体に搭載される装置であってもよいし、宇宙移動体そのものであってもよい。宇宙移動体とは、人工衛星等の大気圏外を移動する移動体のことである。衛星局装置となる衛星は、低軌道(LEO:Low Earth Orbiting)衛星、中軌道(MEO:Medium Earth Orbiting)衛星、静止(GEO:Geostationary Earth Orbiting)衛星、高楕円軌道(HEO:Highly Elliptical Orbiting)衛星の何れであってもよい。勿論、衛星局装置は、低軌道衛星、中軌道衛星、静止衛星、又は高楕円軌道衛星に搭載される装置であってもよい。
なお、送信装置10は受信機能を備えていてもよい。このとき、受信機能は、受信装置20が備える受信機能と同様であってもよい。
[受信装置]
受信装置20は、送信装置10から送信される信号の受信を行う装置である。例えば、受信装置20は、ATSC3.0レシーバである。なお、受信装置20は、ATSC3.0レシーバに限られず、DVB、ISDB等の他の放送規格のレシーバであってもよい。また、受信装置20は、無線通信の受信機であってもよい。例えば、受信装置20は無線通信のLTE、NR等の無線アクセス技術を使った通信を受信可能な受信機であってもよい。
受信装置20の例としては、テレビ受像機やラジオ受信機が挙げられる。勿論、受信装置20はテレビ受像機やラジオ受信機に限定されず、携帯電話、スマートデバイス(スマートフォン、又はタブレット)、ウェアラブル端末、PDA(Personal Digital Assistant)、パーソナルコンピュータ等の端末装置であってもよい。
また、受信装置20は、所定の放送方式(或いは所定の通信方式)で伝送された情報を他の放送方式(或いは他の通信方式)の情報に変換する変換装置であってもよい。例えば、受信装置20は、新たな放送方式で放送されたコンテンツ(例えば、テレビ番組)を従来の放送方式のコンテンツ(例えば、テレビ番組)に変換して、従来の受像機に送信する装置であってもよい。
また、受信装置20は、受信した映像又は音声を記録する録画機或いは録音機であってもよい。また、受信装置20は、M2M(Machine to Machine)デバイス、又はIoT(Internet of Things)デバイスであってもよい。
また、受信装置20は、送信装置10から送信された情報を受信する機能を備えた移動可能な無線装置(以下、移動体装置という。)であってもよい。このとき、移動体装置としての受信装置20は、移動体に設置される無線装置であってもよいし、移動体そのものであってもよい。例えば、受信装置20は、自動車、バス、トラック、自動二輪車等の陸上を移動する車両(Vehicle)であってもよいし、当該車両に搭載された無線装置であってもよい。
なお、「移動体装置」は、無線装置の一種であり、移動局、移動局装置、端末装置、又は端末とも称される。「移動体装置」という概念には、移動可能に構成された無線装置のみならず、無線装置が設置された移動体も含まれる。
ここで、移動体は、スマートフォンや携帯電話等のモバイル端末であってもよい。また、移動体は、陸上(狭義の地上)を移動する移動体(例えば、自動車、自転車、バス、トラック、自動二輪車、列車、リニアモーターカー等の車両)であってもよいし、地中(例えば、トンネル内)を移動する移動体(例えば、地下鉄)であってもよい。
また、移動体は、水上を移動する移動体(例えば、旅客船、貨物船、ホバークラフト等の船舶)であってもよいし、水中を移動する移動体(例えば、潜水艇、潜水艦、無人潜水機等の潜水船)であってもよい。
また、移動体は、大気圏内を移動する移動体(例えば、飛行機、飛行船、ドローン等の航空機)であってもよいし、大気圏外を移動する移動体(例えば、人工衛星、宇宙船、宇宙ステーション、探査機等の人工天体)であってもよい。大気圏外を移動する移動体は宇宙移動体と言い換えることができる。
また、受信装置20は、無線局であってもよい。このとき、受信装置はドナー局であってもよいし、中継局であってもよい。また、受信装置20は、固定局であってもよいし、移動局であってもよい。送信装置10を移動局とする場合、送信装置10は、移動体に設置される装置であってもよいし、移動体そのものであってもよい。車両、ドローン、スマートフォンなど、もともと移動能力がある装置であって、無線局装置の機能(少なくとも無線局装置の機能の一部)を搭載した装置も、移動局としての受信装置20に該当する。
また、受信装置20は、地上局(地上局装置)であってもよい。例えば、受信装置20は、地上の構造物に配置される無線局装置であってもよいし、地上を移動する移動体に設置される無線局装置であってもよい。
なお、受信装置20は、地上局装置に限られない。受信装置20は、空中又は宇宙を浮遊可能な非地上局装置であってもよい。例えば、送信装置10は、航空機局装置や衛星局装置であってもよい。ここで、航空機局装置及び衛星局装置は、送信装置10の構成の説明箇所で登場した「航空機局装置」及び「衛星局装置」と同様であってもよい。例えば、航空機局装置には、ドローン等の無人航空機が含まれていてもよい。この場合、無人航空機は、例えば、送信装置10から送信された情報を他の装置に中継する中継局として機能してもよい。
なお、受信装置20は送信機能を備えていてもよい。このとき、送信機能は、送信装置10が備える送信機能と同様の送信機能であってもよい。この場合、受信装置20は、他の受信装置20と通信(サイドリンク)が可能であってもよい。サイドリンク通信には、送信装置10が備える送信機能と同様の送信機能が使用されてもよい。例えば、受信装置20は、LDMを使って他の受信装置20に情報を送信してもよい。このとき、受信装置20は、既存の無線装置が使用する周波数帯に小さな電力の信号を重畳させることで、既存の無線装置の通信に大きな影響を与えることなく、他の受信装置20に情報を送信してもよい。
以下、送信装置10及び受信装置20それぞれの構成を詳細に説明する。
<2−2.送信装置の構成>
図8は、本開示の実施形態に係る送信装置10の構成例を示す図である。以下の説明では、送信装置10は、一例として、送信専用の装置であるものとするが、送信装置10は受信機能を備えていてもよい。このとき、受信機能は、受信装置20が備える受信機能と同様であってもよい。例えば、受信機能はLDMを使った受信の機能であってもよい。なお、受信機能を備える送信装置は、「通信装置」と言い換えることが可能である。
送信装置10は、制御部11と、入出力部12と、前処理部13と、送信処理部14と、を備える。なお、図8に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、送信装置10の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。
制御部11は、送信装置10の各部を制御するコントローラ(controller)である。制御部11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサにより実現される。例えば、制御部11は、送信装置10内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがRAM(Random Access Memory)等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部11は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現されてもよい。CPU、MPU、ASIC、及びFPGAは何れもコントローラとみなすことができる。
入出力部12は、他の装置(或いはユーザ)からデータ伝送に係るデータを取得したり、他の装置(或いはユーザ)にデータ伝送結果等を出力したりする装置である。例えば、入出力部12は、他の装置と通信するための通信インタフェースである。このとき、入出力部12は、ネットワークインタフェースであってもよいし、機器接続インタフェースであってもよい。このとき、入出力部12は、ネットワークに直接的或いは間接的に接続する機能を備えていてもよい。例えば、入出力部12は、NIC(Network Interface Card)等のLAN(Local Area Network)インタフェースを備えていてよいし、USB(Universal Serial Bus)ホストコントローラ、USBポート等により構成されるUSBインタフェースを備えていてもよい。
なお、入出力部12は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。入出力部12は、送信処理部14で送信されるデータを他の装置(例えば、Studio Infrastructureを構成する装置)から取得する。
前処理部13は、送信処理部14が送信するデータの前処理を行う。例えば、前処理部13は、入出力部12が取得したデータ(例えば、テレビ番組のデータ)の入力フォーマッティング(Input Formatting)を行う。
例えば、前処理部13は、入出力部12が取得したデータに対しカプセル化(Encapsulation)及び圧縮(Compression)等を実行し、ALPパケットを生成する。このとき、前処理部13に入力されるデータは、それぞれ1つのPLPIDに対応する複数のストリームデータ(例えば、PLPID1:音声、PLPID2:高画質映像、…)であってもよい。PLPIDは、コアレイヤのPLPIDかエンハンスドレイヤのPLPIDかが事前に決定されていてもよい。また、生成されるALPパケットは、各PLPIDに対応したものであってもよい。このとき、PLPID一つにつき複数のALPパケットが生成されてもよい。
そして、前処理部13は各ALPパケットにベースバンドフォーマッティングを実行し、ベースバンドパケットを生成する。生成されるベースバンドパケットは、各PLPIDに対応したものであってもよい。このとき、PLPID一つにつき複数のベースバンドパケットが生成されてもよい。そして、前処理部13は生成されるベースバンドパケットを送信処理部14に出力する。
送信処理部14は、送信データの送信処理を行う。送信処理部14は、DSP(Digital Signal Processor)等のプロセッサにより実現されてもよい。このとき、受信処理部24は、制御部21と一体のプロセッサであってもよいし、異なるプロセッサであってもよい。送信処理部14は、ベースバンドパケットにBICM(Bit-Interleaved and Coded Modulation)を実行するとともに、LDM結合(LDM Combining)を実行する。LDMM結合は階層合成と言い換えることができる。
例えば、送信処理部14は、ベースバンドパケットに前方誤り訂正(FEC:Forward Error Correction)符号化を実行することでFECフレームを生成する。このとき、送信処理部14は、ベースバンドパケットに、外符号をBCH符号(BCH code)、内符号をLDPC(Low-Density Parity-Check code)とした誤り訂正符号化を実行することでFECフレームを生成してもよい。生成されるFECフレームは、各PLPIDに対応したものであってもよい。このとき、PLPID一つにつき複数のFECフレームが生成されてもよい。
そして、送信処理部14は、FECフレームにビットインタリービングを実行するとともに、所定の変調方式でコンステレーション上の信号点(Constellation point)にマッピングする。このとき、コアレイヤのPLPIDに対応する複数のビットは、QPSKのコンステレーションの信号点にマッピングされてもよい。また、エンハンスドレイヤのPLPIDに対応する複数のビットは、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)のコンステレーションの信号点にマッピングされてもよい。このとき、QAMは、16QAMであってもよいし、64QAMであってもよいし、256QAMであってもよい。QAMのコンステレーションは、不均一コンステレーション(NUC)であってもよい。
そして、送信処理部14は、コアレイヤのPLPIDに対応する信号(複素セル)およびエンハンスドレイヤのPLPIDに対応する信号(複素セル)を、互いに異なる電力レベルで結合する。送信処理部14は、結合した信号に時間インタリービングと周波数インタリービングとを行ってもよい。そして、送信処理部14は、結合した信号にOFDM変調を行い、アンテナから出力する。
なお、上述した前処理部13及び送信処理部14の構成は伝送システム1がATSC3.0の伝送システムであることを前提とした構成でありが、勿論、本実施形態の前処理部13及び送信処理部14の構成は上述した構成に限定されない。前処理部13及び送信処理部14の構成は、採用する規格等に合わせて適宜変形可能である。
<2−3.受信装置の構成>
図9は、本開示の実施形態に係る受信装置20の構成例を示す図である。以下の説明では、受信装置20は、一例として、受信専用の装置であるものとするが、受信装置20は送信機能を備えていてもよい。このとき、送信機能は、送信装置10が備える送信機能と同様であってもよい。例えば、送信機能はLDMを使った送信の機能であってもよい。なお、送信機能を備える受信装置は、「通信装置」と言い換えることが可能である。
受信装置20は、制御部21と、後処理部22と、入出力部23と、受信処理部24と、を備える。なお、図9に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、受信装置20の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。
上述したように、本実施形態の「信号処理装置」は、受信装置20が備える受信処理部24に限られず、受信装置20そのものであってもよい。この場合、「後段の処理部」は受信装置20の内部の装置(例えば、後処理部22)であってもよいし、受信装置20の外部の装置であってもよい。
制御部21は、受信装置20の各部を制御するコントローラ(controller)である。制御部21は、例えば、CPU、MPU等のプロセッサにより実現される。例えば、制御部21は、送信装置10内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがRAM等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部21は、ASICやFPGA等の集積回路により実現されてもよい。CPU、MPU、ASIC、及びFPGAは何れもコントローラとみなすことができる。
後処理部22は、受信処理部24(或いは復号部242)の後段で処理を行う処理部(後段の処理部)である。後処理部22は、受信処理部24とは異なるプロセッサで構成されていてもよい。また、後処理部22は、受信装置20の内部にあってもよいし、受信装置20の外部にあってもよい。なお、復号部242の後段で処理を行うのであれば、受信処理部24が備えていてもよい。
後処理部22は、例えば、受信処理部24から出力されたデータ(例えば、ALPパケット)の出力フォーマッティング(Output Formatting)を行う。例えば、前処理部13は、伸張(Decompression)及びデカプセル化(Decapsulation)等を実行し、ストリームデータを生成する。後処理部22は、ストリームデータを入出力部23に出力する。
なお、上述した後処理部22の構成は伝送システム1がATSC3.0の伝送システムであることを前提とした構成であるが、勿論、本実施形態の後処理部22の構成は上述した構成に限定されない。後処理部22の構成は、採用する規格等に合わせて適宜変形可能である。
入出力部23は、ユーザと情報をやりとりするためのユーザインタフェースである。例えば、入出力部23は、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display)、有機ELディスプレイ(Organic Electroluminescence Display)等の表示装置である。又は、入出力部23は、スピーカー、ブザー等の音響装置である。入出力部23は、キーボード、マウス、操作キー、タッチパネル等、ユーザが各種操作を行うための操作装置であってもよい。また、入出力部23は、LED(Light Emitting Diode)ランプ等の点灯装置であってもよい。
また、入出力部23は、他の装置と通信するための通信インタフェースであってもよい。このとき、入出力部12は、ネットワークインタフェースであってもよいし、機器接続インタフェースであってもよい。このとき、入出力部12は、ネットワークに直接的或いは間接的に接続する機能を備えていてもよい。例えば、入出力部12は、NIC等のLANインタフェースを備えていてよいし、USBホストコントローラ、USBポート等により構成されるUSBインタフェースを備えていてもよい。
なお、入出力部12は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。入出力部12は、送信処理部14で送信されるデータを他の装置(例えば、Studio Infrastructureを構成する装置)から取得する。
受信処理部24(信号処理装置)は、送信装置10から送信された信号の受信処理を行う。受信処理部24は、DSP等のプロセッサ(或いは集積回路)により実現されてもよい。このとき、受信処理部24は、制御部21と一体のプロセッサ(或いは集積回路)であってもよいし、異なるプロセッサ(或いは集積回路)であってもよい。
受信処理部24は、図9に示すように、OFDM復調部241と、復号部242と、セレクタ243と、出力インタフェース244と、システム情報処理部245と、を備える。なお、以下に示す受信処理部24の構成は伝送システム1がATSC3.0の伝送システムであることを前提とした構成であるが、勿論、本実施形態の受信処理部24の構成は以下に示す構成に限定されない。以下に示す構成は、採用する規格等に合わせて適宜変形可能である。
OFDM復調部241は、送信装置10から送信された信号のOFDM復調を行う。例えば、OFDM復調部241は、OFDM復調した信号を復号部242に出力する。
復号部242は、OFDM復調部241から出力された信号(受信信号)からPLPIDデータを復号する。受信信号はLDM方式の信号である。すなわち、受信信号は、コアレイヤの信号の電力軸方向にエンハンスドレイヤの信号が多重した信号である。例えば、復号部242は、受信信号からコアレイヤのPLPIDデータを復号し、その後、受信信号から復号結果(復号されたコアレイヤの信号)をキャンセレーション(Cancellation)することで、エンハンスドレイヤのPLPIDデータを復号する。復号部242は、復号されたPLPIDデータをセレクタ243に出力する。このとき、復号部242は、コアレイヤのPLPIDデータとエンハンスドレイヤのPLPIDデータの双方を復号したのであれば、双方のPLPIDデータをセレクタ243に出力する。なお、PLPIDデータは、ALPパケットであってもよい。
図10は、復号部242の構成例を示す図である。復号部242は、バッファ242aと、デマッパ242c1と、デインタリーバ242c2と、LDPCデコーダ242c3と、BCHデコーダ242c4と、インタリーバ242d1と、マッパ242d2と、デマッパ242e1と、デインタリーバ242e2と、LDPCデコーダ242e3と、BCHデコーダ242e4と、を備える。
なお、復号部242を構成する各ブロック(バッファ242a〜BCHデコーダ242e4)はそれぞれ復号部242の機能を示す機能ブロックである。これら機能ブロックはソフトウェアブロックであってもよいし、ハードウェアブロックであってもよい。例えば、上述の機能ブロックが、それぞれ、ソフトウェア(マイクロプログラムを含む。)で実現される1つのソフトウェアモジュールであってもよいし、半導体チップ(ダイ)上の1つの回路ブロックであってもよい。勿論、各機能ブロックがそれぞれ1つのプロセッサ又は1つの集積回路であってもよい。機能ブロックの構成方法は任意である。なお、復号部242は上述の機能ブロックとは異なる機能単位で構成されていてもよい。
また、以下に示す復号部242の構成は伝送システム1がATSC3.0の伝送システムであることを前提とした構成であるが、勿論、本実施形態の復号部242の構成は以下に示す構成に限定されない。以下に示す構成は、採用する規格等に合わせて適宜変形可能である。例えば、伝送システム1がISDB、NR等のATSC3.0以外の規格の伝送システムの場合、以下に示す「システム情報(L1情報)」、「コアレイヤ」、「エンハンスドレイヤ」、「PLPID」等のワードは、適宜、対応するワードに置き換える。
以下、復号部242を構成する各ブロックを説明する。
まず、OFDM復調部241から出力された信号(受信信号)はバッファ242aにバッファされる。
そして、デマッパ242c1は、バッファされた受信信号を所定の変調方式でデマップする。例えば、コアレイヤ信号の変調方式がQPSKなのであれば、デマッパ242c1は、バッファされた受信信号をQPSKとしてデマップする。その後、デインタリーバ242c2は、デマップされた信号をデインタリーブする。そして、LDPCデコーダ242c3及びBCHデコーダ242c4は、デインタリーブされたデータを誤り訂正してコアレイヤのPLPIDデータを復号する。復号部242は、復号されたコアレイヤのPLPIDデータをセレクタ243に出力する。
続いて、インタリーバ242d1及びマッパ242d2は、LDPCデコーダ242c3から出力されたデータをインタリーブ(IL:Interleave)した後、QPSKとしてマップ(Map)する。これにより、コアレイヤ信号が復元される。そして、復号部242は、バッファ242aにバッファされた受信信号から復元されたコアレイヤ信号をキャンセレーションすることでエンハンスドレイヤ信号を復元する。
そして、デマッパ242e1は、復元されたエンハンスドレイヤ信号を所定の変調方式でデマップする。例えば、エンハンスドレイヤ信号の変調方式が64QAM(64NUC)なのであれば、エンハンスドレイヤ信号を64QAM(64NUC)としてデマップする。その後、デインタリーバ242e2は、デマップされた信号をデインタリーブする。そして、LDPCデコーダ242e3及びBCHデコーダ242e4は、デインタリーブされたデータを誤り訂正してコアレイヤのPLPIDデータを復号する。復号部242は、復号されたエンハンスドレイヤのPLPIDデータをセレクタ243に出力する。
図9に戻り、セレクタ243は、復号部242の外部に出力するデータを選択する。例えば、復号部242からコアレイヤのPLPIDデータとエンハンスドレイヤのPLPIDデータとを含む複数のPLPIDデータが出力された場合に、セレクタ243は、システム情報処理部245の制御に従って、それら複数のPLPIDデータの中から、復号部242の外部に出力する1又は複数のPLPIDデータを選択する。セレクタ243は、選択したデータを出力インタフェース244に出力する。
出力インタフェース244は、PLPIDデータを復号部242の外部に出力するためのインタフェースである。図1を使って説明したように、ATSC3.0では、最大4ストリームの同時出力が規定されている。出力方法としては、以下の2パターンが想定され得る。
図11は、受信処理部24からのストリームデータの出力方法の一例を示す図である。第1のパターンは、4つのストリームデータを個別に出力する方法である。例えば、復号部242が複数のピンを備えるLSIであるとする。この場合、出力インタフェース244は、4つのピンを使って4つのストリームデータを並行して出力する。
図12は、受信処理部24からのストリームデータの出力方法の他の例を示す図である。第2のパターンは、4つのストリームデータを時分割で出力する方法である。例えば、復号部242が複数のピンを備えるLSIであるとする。この場合、出力インタフェース244は、1つのピンを使って4つのストリームデータを時分割に出力する。現実的には、LSIのピン出力リソースが限られることから第2のパターンが選ばれやすいと考えられる。
なお、図11と図12には、受信処理部24として、PGA(Pin Grid Array)型のLSIが示されているが、半導体パッケージはPGAに限られず、例えば、QFP(Quad Flat Package)やBGA(Ball Grid Array)であってもよい。
図9に戻り、システム情報処理部245は、受信信号からシステム情報を取得するとともに、システム情報に基づいて復号部242の各部を制御する。なお、図9の例では受信処理部24がシステム情報処理部245を備えているが、制御部21がシステム情報処理部245を備えていてもよい。勿論、システム情報処理部245は、受信処理部24や制御部21を構成するプロセッサ(或いは集積回路)とは、異なるプロセッサ(或いは集積回路)で構成されていてもよい。
システム情報処理部245は、取得部245aと、システム情報解釈部245bと、復号制御部245cと、出力制御部245dと、選択部245eを備える。
なお、システム情報処理部245を構成する各ブロック(取得部245a〜選択部245e)はそれぞれシステム情報処理部245の機能を示す機能ブロックである。これら機能ブロックはソフトウェアブロックであってもよいし、ハードウェアブロックであってもよい。例えば、上述の機能ブロックが、それぞれ、ソフトウェア(マイクロプログラムを含む。)で実現される1つのソフトウェアモジュールであってもよいし、半導体チップ(ダイ)上の1つの回路ブロックであってもよい。勿論、各機能ブロックがそれぞれ1つのプロセッサ又は1つの集積回路であってもよい。機能ブロックの構成方法は任意である。
なお、システム情報処理部245は上述の機能ブロックとは異なる機能単位で構成されていてもよい。システム情報処理部245の各ブロックの動作は、後に詳述する。
<<3.伝送システムの動作>>
次に、伝送システム1の動作を説明する。以下の説明では、主に、受信信号の復号に係る処理を説明する。
<3−1.復号処理>
図13は、本開示の実施形態に係る復号処理を示すフローチャートである。図13に示した復号処理は、OFDM復調部241で復調された受信信号を復号してストリームデータ(PLPIDデータ)を生成するための処理である。以下に示す復号処理は、例えば、受信装置20の受信処理部24で実行される。より具体的には、復号処理は、受信処理部24のシステム情報処理部245で実行される。
以下、図13を参照しながら復号処理について説明する。なお、以下に示す処理は伝送システム1がATSC3.0の伝送システムであることを前提とした処理であるが、勿論、本実施形態の復号処理は以下に示す処理に限定されない。以下に示す処理は、採用する規格等に合わせて適宜変形可能である。例えば、伝送システム1がISDB、NR等のATSC3.0以外の規格の伝送システムの場合、以下に示す「システム情報(L1情報)」、「コアレイヤ」、「エンハンスドレイヤ」、「PLPID」等のワードは、適宜、対応するワードに置き換える。
まず、受信処理部24の取得部245aは、制御部21から、出力要求に係るデータの識別情報(すなわち、受信装置20が受信したいPLPID)を取得する(ステップS101)。そして、受信処理部24のシステム情報解釈部245bは、システム情報(L1情報)を取得して解釈する(ステップS102)。システム情報(L1情報)の取得は取得部245aが行ってもよい。次に示す表1−1〜表1−3は、システム情報(L1-Detail Signaling Fields and Syntax)の一例を示す表である。表の最左列の数字は、行番号を示している。
Figure 2020123825
Figure 2020123825
Figure 2020123825
以下、表1−1〜表1−3を参照しながらステップS102の処理を説明する。
まず、システム情報解釈部245bは、識別情報(受信装置20が受信したいPLPID)がシステム情報に含まれているか、L1D_plp_idと比較し、確認する。L1D_plp_idは、表1−2の行番号43に示されている。
そして、システム情報解釈部245bは、マッチしたPLPIDに対応するL1D_plp_layerの値が1以上の場合、識別情報に係るPLPIDがエンハンスドレイヤのPLPIDであると判断する。一方、システム情報解釈部245bは、マッチしたPLPIDに対応するL1D_plp_layerの値が0の場合、識別情報に係るPLPIDがコアレイヤのPLPIDであると判断する。なお、PLPIDには、PLPID毎にL1D_plp_layerパラメータが付されている。L1D_plp_layerは、表1−2の行番号45に示されている。
続いて、受信処理部24の復号制御部245cは、システム情報の解釈結果に基づいてステップS101で取得した識別情報(PLPID)がエンハンスドレイヤのPLPIDか判別する(ステップS103)。
ステップS101で取得した識別情報がエンハンスドレイヤのPLPIDでない場合、すなわち、コアレイヤのPLPIDの場合(ステップS103:No)、復号制御部245cは、復号部242を制御して、誤り訂正(例えば、図10に示すBCHデコーダ242c4)まで処理を実行する(ステップS104)。これにより、受信処理部24からは識別情報により指定されたPLPIDデータ(コアレイヤのデータ)のみ出力される。PLPIDデータが出力されたら受信処理部24は復号処理を終了する。
一方、ステップS101で取得した識別情報がエンハンスドレイヤのPLPIDの場合(ステップS103:Yes)、システム情報解釈部245bは、システム情報から、そのエンハンスドレイヤのPLPIDに対応するコアレイヤのPLPIDを解釈する(ステップS105)。
図14は、LDMにより多重されたレイヤ構造の例を示す図である。より具体的には、図14は、2コアレイヤPLPID、1エンハンスドレイヤPLPIDの例を示す図である。図14の例では、L1D_PLP_id_0とL1D_PLP_id_1はコアレイヤのPLPIDであり、L1D_plp_id_2はエンハンスドレイヤのPLPIDである。例えば、識別情報に係るL1D_plp_id_2であるとする。このとき、システム情報解釈部245bは、各PLPIDのスタート位置(L1D_PLP_stat_0、L1D_PLP_stat_1、L1D_PLP_stat_2)とサイズ(L1D_PLP_size_0、L1D_PLP_size_1、L1D_PLP_size_2)の情報に基づいて、L1D_plp_id_2に対応するコアレイヤのPLPIDがL1D_PLP_id_1であると判別する。なお、各PLPIDのスタート位置は、表1−2の46行目のL1D_plp_statにより判別可能である。また、各PLPIDのサイズは、表1−2の47行目のL1D_plp_sizeにより判別可能である。
具体例を挙げてより詳しく説明する。図15及び図16は、エンハンスドレイヤのPLPIDに対応するコアレイヤのPLPIDの解釈に係る処理を説明するための図である。
図15に示すように、システム情報に6個のPLPIDが含まれているケースを考える。受信装置20が図15に示すEnhanced Layer 1のPLPIDだけ受信したいとする。このケースでは、システム情報解釈部245bは、Enhanced Layer 1のPLPIDデータを受信するためにCore Layer 1、Core Layer 2を特定しなくてはならない。
上述したように、システム情報(L1情報)には、各PLPIDのスタート位置(L1D_plp_start)とサイズ(L1D_plp_size)が記録されている。そこで、システム情報解釈部245bは、システム情報(L1情報)から全PLPIDのスタート位置とサイズを取得する。図16には、取得したスタート位置とサイズが示されている。
システム情報解釈部245bは、Enhanced Layer 1のスタート値(Start=100)以上のスタート値を持つコアレイヤをピックアップする。図16の例では、Core Layer 1(Start=100)、Core Layer 2(Start=500)、Core Layer 3(Start=1500)、Core Layer 4(Start=2500)がピックアップされる。
システム情報解釈部245bは、ピックアップしたコアレイヤをスタート値の小さい値から並べ、各コアレイヤの領域をサイズから求める。図16の例では、Core Layer 1の領域は100〜499、Core Layer 2の領域500〜1499、Core Layer 3の領域は1500〜2499、Core Layer 4の領域は2500〜3499であると求まる。
システム情報解釈部245bは、Enhanced Layer 1の領域も同様に求める。図16の例では、Enhanced Layer 1の領域は100〜1499であると求まる。
システム情報解釈部245bは、Enhanced Layer 1の領域と、上記4つのCore Layerの領域とを比較することで、Enhanced Layer 1に対応するCore Layerを特定できる。図16の例では、Enhanced Layer 1(領域=100〜1499)に対応するCore Layerは、Core Layer 1(領域=100〜499)とCore Layer 2(領域=500〜1499)であると特定できる。
なお、図14〜図16を使って説明した方法はあくまで一例であり、システム情報解釈部245bは、他の方法を使って、エンハンスドレイヤのPLPIDに対応するコアレイヤのPLPIDを判別してもよい。
図13に戻り、復号制御部245cは、ステップ105で特定したコアレイヤのPLPIDを復号すべきPLPIDとして追加する(ステップS106)。そして、復号制御部245cは、復号部242を制御して、誤り訂正(図10に示すBCHデコーダ242e4)まで処理を実行する(ステップS107)。復号制御部245cは、エンハンスドレイヤのPLPID(識別情報で示されるPLPID)に対応するコアレイヤのPLPIDの復号結果を得ることができるので、エンハンスドレイヤのPLPIDも復号できる。
なお、エンハンスドレイヤのPLPIDデータを復号した場合、コアレイヤのPLPIDデータも復号部242から出力される。そこで、受信処理部24の出力制御部245dは、セレクタ243を制御して、コアレイヤのデータをフィルタリングする(ステップS108)。すなわち、出力制御部245dは、識別情報で特定されるPLPIDデータがエンハンスドレイヤのPLPIDデータの場合に、コアレイヤのPLPIDデータが後処理部22(後段の処理部)に出力されることなく、エンハンスドレイヤのPLPIDのみが後処理部22に出力されるようセレクタ243を制御する。これにより、出力インタフェース244からは、識別情報(PLPID)に対応するPLPIDデータのみが出力されるようになる。
PLPIDデータが出力されたら、受信処理部24は復号処理を終了する。
以上の処理により、制御部21から指定された例え当該データがエンハンスドレイヤのデータであったとしても、受信処理部24からはコアレイヤのデータは出力されない。すなわち、受信処理部24から出力されるデータは制御部21から指定された識別情報(PLPID)に関するデータのみとなる。そのため、受信処理部24の後段に位置する後処理部22に大きな処理負荷が生じない。結果として、受信処理部24は、受信装置20の処理負荷が低くなるので、受信装置20の電力消費を低くできる。
また、システム情報解釈部245bがシステム情報を解釈しているので、後段の処理部は、ユーザが欲するサービス(PLP)がコアレイヤのPLPかエンハンスドレイヤのPLPか判断しなくても、出力を得ることができる。
<3−2.1ステップ復号と2ステップ復号について>
なお、上述の復号処理は、復号部242が、エンハンスドレイヤの復号にコアレイヤの復号結果を必要とする2ステップ復号処理であった。しかし、復号部242は、エンハンスドレイヤの復号にコアレイヤの復号結果を必要としない1ステップ復号処理を実行することが可能である。以下、図17と図18を使って2ステップ復号処理(第1の復号処理)と1ステップ復号処理(第2の復号処理)について説明する。
図17は、2ステップ復号処理を説明するための図である。2ステップ復号処理は、第1階層(例えば、コアレイヤ)の信号を復号した後、その復号結果に基づいて他階層(例えば、エンハンスドレイヤ)の信号を復号する処理である。すなわち、2ステップ復号処理はこれまでの実施形態で説明した復号処理である。
図17に示す太線は2ステップ復号処理での処理の流れを示している。2ステップ復号処理では、復号部242は、デマッパ242c1からLDPCデコーダ242c3の復号結果に基づいてインタリーバ242d1からマッパ242d2でコアレイヤの信号を復元する。そして、復号部242は、バッファ242aにバッファされている受信信号から復元したコアレイヤの信号をキャンセルすることで、エンハンスドレイヤの信号を復元する。そして、復号部242は、デマッパ242e1からBCHデコーダ242c4でエンハンスドレイヤのデータを復号する。2ステップ復号処理は、エンハンスドレイヤのデータを復号するためにエンハンスドレイヤの信号を復元するので、ノイズ耐性が高いという特徴がある。
図18は、1ステップ復号処理を説明するための図である。1ステップ復号処理は、第1階層(例えば、コアレイヤ)の信号を復号することなく他階層(例えば、エンハンスドレイヤ)の信号を直接復号する処理である。例えば、受信処理部24は、コアレイヤのコンステレーション(例えば、図2のコンステレーションD1)とエンハンスドレイヤのコンステレーション(例えば、図2のコンステレーションD2)を結合したコンステレーション(例えば、図2のコンステレーションD3)が分かっている。復号部242は、受信信号が合成したコンステレーションのどの信号点に該当するかを判断することで、コアレイヤの信号を復号することなく、エンハンスドレイヤの信号を直接復号する。
以下の説明では第1階層(例えば、コアレイヤ)のコンステレーションと他階層(例えば、エンハンスドレイヤ)のコンステレーションを結合したコンステレーションのことを「結合後のコンステレーション」ということがある。
図18に示す太線は1ステップ復号処理での処理の流れを示している。1ステップ復号処理では、復号部242は、デマッパ242c1からマッパ242d2を使用することなく、デマッパ242e1からBCHデコーダ242c4でエンハンスドレイヤのデータを復号する。1ステップ復号処理は、デマッパ242c1からマッパ242d2での処理がないので、消費電力が低くなるという特徴がある。
なお、2つの復号処理の性能はトレードオフの関係にある。次に示す表2は、2ステップ復号処理と1ステップ復号処理の性能を比較した表である。
Figure 2020123825
2ステップ復号処理は、エンハンスドレイヤのデータの復号処理にコアレイヤのデータの復号処理が必要となるため消費電力が大きい。しかしながら、2ステップ復号処理は、ノイズ耐性が高い。すなわち、2ステップ復号処理は、誤り訂正での訂正能力が高い。
一方、1ステップ復号処理は、エンハンスドレイヤのデータの復号処理にコアレイヤのデータの復号処理が必要ないため処理負荷が小さい。すなわち、消費電力が小さい。しかしながら、1ステップ復号処理は、ノイズ耐性が低い。すなわち、1ステップ復号処理は、誤り訂正での訂正能力が低い。
しかしながら、1ステップ復号処理であっても、2ステップ復号処理と比較して遜色のないレベルのノイズ耐性が得られるケースがある。このようなケースで1ステップ復号処理を使うことにより、高いノイズ耐性と低消費電力(低処理負荷)の両立が可能になる。
そこで、本実施形態の復号処理では、受信処理部24は、識別情報で特定されるデータがエンハンスドレイヤ(他階層)の信号を復号して得られるデータの場合に、複数の復号処理の中から復号部242が使用する復号処理を選択する。例えば、受信処理部24は、受信信号に関する情報に基づいて、2ステップ復号処理(第1の復号処理)と1ステップ復号処理(第2の復号処理)のいずれかを復号部242が使用する復号処理として選択する。ここで、「受信信号に関する情報」は、例えば、コアレイヤとエンハンスドレイヤそれぞれの変調方式やコアレイヤとエンハンスドレイヤの電力比率である。電力比率は、インジェクションレベル(injection level)と言い換えることができる。
これにより、本実施形態の受信装置20は、高いノイズ耐性と低消費電力(低処理負荷)の両立を実現できる。
<3−3.復号処理の他の例>
以上を踏まえて復号処理の他の例を説明する。図19は、本開示の実施形態に係る復号処理の他の例を示すフローチャートである。以下に示す復号処理は、例えば、受信装置20の受信処理部24で実行される。より具体的には、復号処理は、受信処理部24のシステム情報処理部245で実行される。以下、図19を参照しながら復号処理の他の例を説明する。
なお、以下に示す復号処理は伝送システム1がATSC3.0の伝送システムであることを前提とした処理であるが、勿論、本実施形態の復号処理は以下に示す処理に限定されない。以下に示す処理は、採用する規格等に合わせて適宜変形可能である。例えば、伝送システム1がISDB、NR等のATSC3.0以外の規格の伝送システムの場合、以下に示す「システム情報(L1情報)」、「コアレイヤ」、「エンハンスドレイヤ」、「PLPID」等のワードは、適宜、対応するワードに置き換える。
まず、受信処理部24の取得部245aは、制御部21から、出力要求に係るデータの識別情報(すなわち、受信装置20が受信したいPLPID)を取得する(ステップS101)。
そして、受信処理部24のシステム情報解釈部245bは、システム情報(L1情報)を取得して解釈する(ステップS102)。
続いて、受信処理部24の復号制御部245cは、システム情報の解釈結果に基づいてステップS101で取得した識別情報(PLPID)がエンハンスドレイヤのPLPIDか判別する(ステップS103)。
ステップS101で取得した識別情報がエンハンスドレイヤのPLPIDでない場合、すなわち、コアレイヤのPLPIDの場合(ステップS103:No)、復号制御部245cは、復号部242を制御して、誤り訂正(図10に示すBCHデコーダ242c4)まで処理を実行する(ステップS104)。これにより、受信処理部24からは識別情報により指定されたPLPIDデータ(コアレイヤのデータ)のみ出力される。PLPIDデータが出力されたら受信処理部24は復号処理を終了する。
一方、ステップS101で取得した識別情報がエンハンスドレイヤのPLPIDの場合(ステップS103:Yes)、システム情報処理部245は、Enhanced Layer復号処理を実行する(ステップS110)。図20は、本開示の実施形態に係るEnhanced Layer復号処理フローチャートである。以下、図20を参照しながらEnhanced Layer復号処理を説明する。
まず、システム情報解釈部245bは、システム情報(L1情報)から「受信信号に関する情報」を取得する(ステップS111)。「受信信号に関する情報」は、受信処理部24の取得部245aが取得してもよい。ここで、「受信信号に関する情報」は、例えば、コアレイヤとエンハンスドレイヤそれぞれの変調方式やコアレイヤとエンハンスドレイヤの電力比率である。
例えば、伝送システム1がATSC3.0の伝送システムなのであれば、変調方式の情報は、システム情報(L1情報)中のL1D_plp_modである。L1D_plp_modは、表1−2の行番号51に示されている。また、伝送システム1がATSC3.0の伝送システムなのであれば、電力比率の情報は、システム情報(L1情報)中のL1D_plp_ldm_injection_Levelである。L1D_plp_ldm_injection_levelは、表1−3の行番号101に示されている。なお、L1D_plp_ldm_injection_levelは、L1D_plp_layer>0の場合に定義される。すなわち、L1D_plp_ldm_injection_levelはエンハンスドレイヤにしかない情報である。
続いて、受信処理部24の選択部245eは、複数の復号処理の中から復号部242が使用する復号処理を選択する(ステップS112)。例えば、受信処理部24は、受信信号に関する情報に基づいて、2ステップ復号処理(第1の復号処理)と1ステップ復号処理(第2の復号処理)のいずれかを復号部242が使用する復号処理として選択する。
[選択方法1:変調方式による選択]
例えば、選択部245eは、変調方式の情報に基づいて、2ステップ復号処理と1ステップ復号処理のいずれかを復号部242が使用する復号処理として選択してもよい。
1ステップ復号処理を使用する場合は、結合後のコンステレーション(例えば、図2のコンステレーションD3)の全信号点をそのまま解釈することになるので、コアレイヤとエンハンスドレイヤのそれぞれの変調方式から計算される全信号点数がポイントとなってくる。全信号点数が少ないほどノイズ耐性が高くなり、全信号点数が多いほどノイズ耐性が低くなる。
図21と図22は、結合後のコンステレーションの信号点数を説明するための図である。図21は、コアレイヤの変調方式がQPSKでエンハンスドレイヤの変調方式が64QAMの場合のコンステレーションを示している。図21の例では、コンステレーションの信号点の数は256点になる。一方、図22は、コアレイヤの変調方式が64QAMでエンハンスドレイヤの変調方式が64QAMの場合のコンステレーションを示している。図22の例では、コンステレーションの信号点の数は1024点になる。図21と図22を比較すれば分かるように、信号点の数が多いと、コンステレーション上の信号点の間隔が狭くなり、受信信号がどの信号点に位置するか見分けが困難になる。そのため、信号点の数が多い場合、1ステップ復号処理を使用した場合のノイズ耐性は、1ステップ復号処理を使用した場合のノイズ耐性から大きく劣ることになる。
そこで、選択部245eは、変調方式の情報により特定される結合後のコンステレーションの信号点の数が所定の閾値より大きい場合には、2ステップ復号処理(第1の復号処理)を復号部242が使用する復号処理として選択し、結合後のコンステレーションの信号点の数が所定の閾値より小さい場合には、1ステップ復号処理(第2の復号処理)を復号部242が使用する復号処理として選択する。所定の閾値は例えば1024が想定され得る。勿論、所定の閾値は1024に限定されない。
[選択方法2:電力比率による選択]
また、選択部245eは、電力比率の情報に基づいて、2ステップ復号処理と1ステップ復号処理のいずれかを復号部242が使用する復号処理として選択してもよい。
図23は、エンハンスドレイヤ多重時の電力比率(インジェクションレベル)の違いによるコンステレーションの変化を示す図である。図23に示す4つのコンステレーションR1〜R4は、いずれも、コアレイヤの変調方式が16QAMで、エンハンスドレイヤの変調方式が64QAMである。図の右側(コンステレーションR4側)に行くほど、電力比率が小さくなる。すなわち、図の右側に行くほど、エンハンスドレイヤの電力レベルがコアレイヤの電力レベルに近くなる。
図23を見れば分かるように、電力比率を下げていくと、エンハンスドレイヤのコンステレーションが重なりを有するようになる。より具体的に説明すると、電力比率を下げていくと、コアレイヤの所定の信号点に重畳したエンハンスドレイヤの信号点群が占めるコンステレーション上の領域と、コアレイヤの他の信号点に重畳したエンハンスドレイヤの信号点群が占めるコンステレーション上の領域と、が重なりを有するようになる。
電力比率が大きいとエンハンスドレイヤの信号点群が占めるコンステレーション上の領域が小さくなるので、領域同士に重なりが無くなる。一方で、電力比率が小さいとエンハンスドレイヤの信号点群が占めるコンステレーション上の領域が大きくなるので、領域同士に重なりが発生する。1ステップ復号処理を使用する場合には、この領域の重なりがない方が、ノイズ耐性が高くなる。領域の重なりがある場合、受信したエンハンスドレイヤの信号がどの領域の信号点の信号か判定し難くなるケースが発生するためである。
以下の説明では、コアレイヤ(第1階層)の同一の信号点に重畳したエンハンスドレイヤ(他階層)の複数の信号点の集合のことを単に「エンハンスドレイヤ(他階層)の信号点群」ということがある。ここで、「エンハンスドレイヤ(他階層)の信号点群が占めるコンステレーション上の領域」とは、図2を例に説明すると、例えば、コンステレーションD3及びコンステレーションD4に示す破線の円で囲まれた領域のことである。
そこで、選択部245eは、電力比率が所定の閾値より小さい場合には、2ステップ復号処理(第1の復号処理)を復号部242が使用する復号処理として選択し、電力比率が所定の閾値より大きい場合には、1ステップ復号処理(第2の復号処理)を復号部242が使用する復号処理として選択する。
このとき、選択部245eは、電力比率の情報に基づいて、変調方式の情報と電力比率の情報とに基づいて、エンハンスドレイヤ(他階層)の信号点群が占めるコンステレーション上の領域同士に重なりが存在するか否か判別し、一つでも重なりが存在する場合には2ステップ復号処理(第1の復号処理)を復号部242が使用する復号処理として選択し、重なりが存在しない場合は1ステップ復号処理(第2の復号処理)を復号部242が使用する復号処理として選択してもよい。これにより、ノイズ耐性と電力のバランスをとることができる。
[選択方法3:変調方式と電力比率による選択]
また、選択部245eは、変調方式の情報と電力比率の情報に基づいて、2ステップ復号処理と1ステップ復号処理のいずれかを復号部242が使用する復号処理として選択してもよい。
このとき、選択部245eは、変調方式の情報と電力比率の情報とに基づいて、エンハンスドレイヤ(他階層)の信号点群が占めるコンステレーション上の領域同士に重なりが存在するか否か判別し、一つでも重なりが存在する場合は2ステップ復号処理(第1の復号処理)を復号部242が使用する復号処理として選択し、重なりが存在しない場合は1ステップ復号処理(第1の復号処理)を復号部242が使用する復号処理として選択してもよい。
変調方式の情報と電力比率の情報を組み合わせることで、より精度よくノイズ耐性と電力のバランスをとることができる。
図20に戻り、受信処理部24の復号制御部245cは、ステップS112で選択された復号方式が1ステップ復号処理か判別する(ステップS113)。
ステップS112で選択された復号方式が1ステップ復号処理の場合(ステップS113:Yes)、復号制御部245cは、復号部242を制御して1ステップ復号処理を実行する(ステップS114)。この場合、コアレイヤのPLPIDデータは出力されず、識別情報により指定されたPLPIDデータ(エンハンスドレイヤのデータ)のみ出力される。そのため、PLPIDデータが出力されたら、受信処理部24は出力データのフィルタリングを実行することなく復号処理を終了する。
一方、ステップS112で選択された復号方式が2ステップ復号処理の場合(ステップS113:No)、復号制御部245cは、復号部242を制御して2ステップ復号処理を実行する(ステップS115)。2ステップ復号処理は上述のステップ105〜S107で示した処理と同様であってもよい。
なお、2ステップ復号処理の場合、コアレイヤのPLPIDデータも復号部242から出力される。そこで、受信処理部24の出力制御部245dは、セレクタ243を制御して、コアレイヤのデータをフィルタリングする(ステップS116)。すなわち、出力制御部245dは、コアレイヤのPLPIDデータが後処理部22(後段の処理部)に出力されることなく、エンハンスドレイヤのPLPIDのみが後処理部22に出力されるようセレクタ243を制御する。これにより、出力インタフェース244からは、識別情報(PLPID)に対応するPLPIDデータのみが出力されるようになる。
PLPIDデータが出力されたら、受信処理部24は復号処理を終了する。
以上の処理により、受信装置20は、高いノイズ耐性と低消費電力(低処理負荷)の両立を実現できる。
<<4.変形例>>
上述の実施形態は一例を示したものであり、種々の変更及び応用が可能である。
<4−1.伝送システムに関する変形例>
例えば、上述の実施形態では、伝送システム1がATSC3.0に準拠した放送システムであるものとした。しかし、本実施形態は、LDMが使用可能な他の伝送システム(送信装置10及び受信装置20)にも適用可能である。
また、上述の実施形態では、送信装置10及び受信装置20はLDMを使用可能な装置であるものとして説明したが、送信装置10及び受信装置20は、信号を非直交軸(例えば、電力軸)方向に多重して送信する他の多重化技術を使用可能であってもよい。非直交軸は直交する周波数軸および時間軸に非直交な軸のことである。例えば、送信装置10及び受信装置20は、他の多重化技術として、NOMA(Non-orthogonal Multiple Access)を使用可能であってもよい。LDM以外の多重化技術であっても、本実施形態の適用が可能である。
なお、非直交軸は電力軸(Power軸)に限られず、例えば、Interleave Pattern軸、Spreading Pattern軸、Scrambling Pattern軸、及びCodebook軸のいずれかであってもよい。
また、上述の実施形態では、受信処理部24から出力されるデータはALPパケットであるものとしたが、受信処理部24から出力されるデータは他のフォーマットのデータであってもよい。
また、上述の実施形態では、コアレイヤ(第1階層)の変調方式としてQPSK、エンハンスドレイヤ(他階層)の変調方式としてQAM(例えば、16QAM、64QAM、256QAM)が例示されていたが、変調方式はこれらに限定されない。コアレイヤ(第1階層)及びエンハンスドレイヤ(他階層)の変調方式には、それぞれ、既知の様々な変調方式を採用可能である。例えば、コアレイヤ(第1階層)の変調方式は、BPSK(Binary Phase-Shift Keying)や8PSK(8 Phase-Shift Keying)等の他のPSK(Phase-Shift Keying)であってもよいし、QAMであってもよい。また、エンハンスドレイヤ(他階層)の変調方式は、32QAMや128QAM等の他のQAMであってもよいし、PSKであってもよい。
なお、上述の実施形態で示したコンステレーションはあくまで一例である。コンステレーション上の信号点の数及び位置は、上述の実施形態で示した数及び位置に限定されない。このとき、コンステレーションは不均一コンステレーション(NUC)であってもよいし、不均一コンステレーションでなくてもよい。
<4−2.その他の変形例>
本実施形態の送信装置10又は受信装置20を制御する制御装置は、専用のコンピュータシステムで実現してもよいし、汎用のコンピュータシステムで実現してもよい。
例えば、上述の動作を実行するためのプログラムを、光ディスク、半導体メモリ、磁気テープ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布する。そして、例えば、該プログラムをコンピュータにインストールし、上述の処理を実行することによって制御装置を構成する。このとき、制御装置は、送信装置10又は受信装置20の外部の装置(例えば、パーソナルコンピュータ)であってもよい。また、制御装置は、送信装置10又は受信装置20の内部の装置(例えば、制御部11、送信処理部14、制御部21、又は受信処理部24)であってもよい。
また、上記通信プログラムをインターネット等のネットワーク上のサーバ装置が備えるディスク装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。また、上述の機能を、OS(Operating System)とアプリケーションソフトとの協働により実現してもよい。この場合には、OS以外の部分を媒体に格納して配布してもよいし、OS以外の部分をサーバ装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。
また、上記実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
また、上記してきた実施形態は、処理内容を矛盾させない領域で適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態のフローチャートに示された各ステップは、適宜順序を変更することが可能である。
<<5.むすび>>
以上説明したように、本開示の一実施形態によれば、受信処理部24は、コアレイヤの信号にエンハンスドレイヤの信号が多重した受信信号を復号して得られるデータであって後処理部22に出力するデータの識別情報を取得する。そして、受信処理部24は、コアレイヤの信号を復号した後、この復号の結果に基づいて、エンハンスドレイヤの信号を復号する。そして、受信処理部24は、識別情報で特定されるデータがエンハンスドレイヤの信号を復号して得られるデータの場合に、コアレイヤの信号を復号して得られたデータを後処理部22に出力することなく、エンハンスドレイヤの信号を復号して得られたデータを後処理部22に出力する。
これにより、少なくとも受信処理部24が受信信号を処理した後のデータ処理に大きな処理負荷が生じないので、受信処理部24は、受信装置20の処理負荷を低くできる。結果として、受信処理部24は、受信装置20の電力消費を低くできる。
以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の各実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
また、本明細書に記載された各実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
第1階層の信号の電力軸方向に他階層の信号が重畳した受信信号を復号して得られるデータであって後段の処理部に出力するデータの識別情報を取得する取得部と、
前記第1階層の信号を復号した後、該復号の結果に基づいて、前記他階層の信号を復号する復号部と、
前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記第1階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力することなく、前記他階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力する出力制御部と、
を備える信号処理装置。
(2)
前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、複数の復号処理の中から前記復号部が使用する復号処理を選択する選択部、を備え、
前記復号部は、前記選択部が選択した復号処理を使って前記他階層の信号を復号する、
前記(1)に記載の信号処理装置。
(3)
前記復号部は、前記第1階層の信号を復号した後、該復号の結果に基づいて前記他階層の信号を復号する第1の復号処理と、前記第1階層の信号を復号することなく前記他階層の信号を直接復号する第2の復号処理と、を実行可能であり、
前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記受信信号に関する情報に基づいて、前記第1の復号処理と前記第2の復号処理のいずれかを前記復号部が使用する復号処理として選択する、
前記(2)に記載の信号処理装置。
(4)
前記受信信号に関する情報には、前記第1階層の信号及び前記他階層の信号それぞれの変調方式の情報が含まれ、
前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記変調方式の情報に基づいて、前記第1の復号処理と前記第2の復号処理のいずれかを前記復号部が使用する復号処理として選択する、
前記(3)に記載の信号処理装置。
(5)
前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記変調方式の情報により特定されるコンステレーションの信号点の数が所定の閾値より多い場合には、前記第1の復号処理を前記復号部が使用する復号処理として選択し、前記コンステレーションの信号点の数が所定の閾値より少ない場合には、前記第2の復号処理を前記復号部が使用する復号処理として選択する、
前記(4)に記載の信号処理装置。
(6)
前記受信信号に関する情報には、前記第1階層の信号及び前記他階層の信号の電力比率の情報が含まれ、
前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記電力比率の情報に基づいて、前記第1の復号処理と前記第2の復号処理のいずれかを前記復号部が使用する復号処理として選択する、
前記(3)に記載の信号処理装置。
(7)
前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記電力比率が所定の閾値より小さい場合には、前記第1の復号処理を前記復号部が使用する復号処理として選択し、前記電力比率が所定の閾値より大きい場合には、前記第2の復号処理を前記復号部が使用する復号処理として選択する、
前記(6)に記載の信号処理装置。
(8)
前記受信信号に関する情報には、前記第1階層の信号及び前記他階層の信号それぞれの変調方式の情報と、前記第1階層の信号及び前記他階層の信号の電力比率の情報と、が含まれ、
前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記変調方式の情報と前記電力比率の情報とに基づいて、前記第1の復号処理と前記第2の復号処理のいずれかを前記復号部が使用する復号処理として選択する、
前記(3)に記載の信号処理装置。
(9)
前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記変調方式の情報と前記電力比率の情報とに基づいて、前記第1階層の同一の信号点に重畳した前記他階層の複数の信号点の集合である信号点群が占めるコンステレーション上の領域同士に重なりが存在するか否か判別し、重なりが存在する場合には、前記第1の復号処理を前記復号部が使用する復号処理として選択し、重なりが存在しない場合には、前記第2の復号処理を前記復号部が使用する復号処理として選択する、
前記(8)に記載の信号処理装置。
(10)
前記受信信号は、LDM(Layered Division Multiplexing)方式の信号である、
前記(1)〜(9)のいずれか1つに記載の信号処理装置。
(11)
前記第1階層の信号と前記他階層の信号は、放送用のストリームデータの信号である、
前記(10)に記載の信号処理装置。
(12)
前記信号処理装置はプロセッサであり、前記後段の処理部は前記プロセッサから出力されたデータを処理する他のプロセッサである、
前記(1)〜(11)のいずれか1つに記載の信号処理装置。
(13)
第1階層の信号の電力軸方向に他階層の信号が重畳した受信信号を復号して得られるデータを後段の処理部に出力する受信処理部、を備え、
前記受信処理部は、
前記後段の処理部に出力するデータの識別情報を取得する取得部と、
前記第1階層の信号を復号した後、該復号の結果に基づいて、前記他階層の信号を復号する復号部と、
前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記第1階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力することなく、前記他階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力する出力制御部と、
を備える受信装置。
(14)
第1階層の信号の電力軸方向に他階層の信号が重畳した受信信号を復号して得られるデータであって後段の処理部に出力するデータの識別情報を取得し、
前記第1階層の信号を復号した後、該復号の結果に基づいて、前記他階層の信号を復号し、
前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記第1階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力することなく、前記他階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力する、
信号処理方法。
(15)
コンピュータを、
第1階層の信号の電力軸方向に他階層の信号が重畳した受信信号を復号して得られるデータであって後段の処理部に出力するデータの識別情報を取得する取得部、
前記第1階層の信号を復号した後、該復号の結果に基づいて、前記他階層の信号を復号する復号部、
前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記第1階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力することなく、前記他階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力する出力制御部、
として機能させるための信号処理プログラム。
1 伝送システム
10 送信装置
20 受信装置
11、21 制御部
12、23 入出力部
13 前処理部
14 送信処理部
22 後処理部
24 受信処理部
241 OFDM復調部
242 復号部
242a バッファ
242c1、242e1 デマッパ
242c2、242e2 デインタリーバ
242c3、242e3 LDPCデコーダ
242c4、242e4 BCHデコーダ
242d1 インタリーバ
242d2 マッパ
243 セレクタ
244 出力インタフェース
245 システム情報処理部
245a 取得部
245b システム情報解釈部
245c 復号制御部
245d 出力制御部
245e 選択部

Claims (15)

  1. 第1階層の信号の電力軸方向に他階層の信号が重畳した受信信号を復号して得られるデータであって後段の処理部に出力するデータの識別情報を取得する取得部と、
    前記第1階層の信号を復号した後、該復号の結果に基づいて、前記他階層の信号を復号する復号部と、
    前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記第1階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力することなく、前記他階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力する出力制御部と、
    を備える信号処理装置。
  2. 前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、複数の復号処理の中から前記復号部が使用する復号処理を選択する選択部、を備え、
    前記復号部は、前記選択部が選択した復号処理を使って前記他階層の信号を復号する、
    請求項1に記載の信号処理装置。
  3. 前記復号部は、前記第1階層の信号を復号した後、該復号の結果に基づいて前記他階層の信号を復号する第1の復号処理と、前記第1階層の信号を復号することなく前記他階層の信号を直接復号する第2の復号処理と、を実行可能であり、
    前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記受信信号に関する情報に基づいて、前記第1の復号処理と前記第2の復号処理のいずれかを前記復号部が使用する復号処理として選択する、
    請求項2に記載の信号処理装置。
  4. 前記受信信号に関する情報には、前記第1階層の信号及び前記他階層の信号それぞれの変調方式の情報が含まれ、
    前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記変調方式の情報に基づいて、前記第1の復号処理と前記第2の復号処理のいずれかを前記復号部が使用する復号処理として選択する、
    請求項3に記載の信号処理装置。
  5. 前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記変調方式の情報により特定されるコンステレーションの信号点の数が所定の閾値より多い場合には、前記第1の復号処理を前記復号部が使用する復号処理として選択し、前記コンステレーションの信号点の数が所定の閾値より少ない場合には、前記第2の復号処理を前記復号部が使用する復号処理として選択する、
    請求項4に記載の信号処理装置。
  6. 前記受信信号に関する情報には、前記第1階層の信号及び前記他階層の信号の電力比率の情報が含まれ、
    前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記電力比率の情報に基づいて、前記第1の復号処理と前記第2の復号処理のいずれかを前記復号部が使用する復号処理として選択する、
    請求項3に記載の信号処理装置。
  7. 前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記電力比率が所定の閾値より小さい場合には、前記第1の復号処理を前記復号部が使用する復号処理として選択し、前記電力比率が所定の閾値より大きい場合には、前記第2の復号処理を前記復号部が使用する復号処理として選択する、
    請求項6に記載の信号処理装置。
  8. 前記受信信号に関する情報には、前記第1階層の信号及び前記他階層の信号それぞれの変調方式の情報と、前記第1階層の信号及び前記他階層の信号の電力比率の情報と、が含まれ、
    前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記変調方式の情報と前記電力比率の情報とに基づいて、前記第1の復号処理と前記第2の復号処理のいずれかを前記復号部が使用する復号処理として選択する、
    請求項3に記載の信号処理装置。
  9. 前記選択部は、前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記変調方式の情報と前記電力比率の情報とに基づいて、前記第1階層の同一の信号点に重畳した前記他階層の複数の信号点の集合である信号点群が占めるコンステレーション上の領域同士に重なりが存在するか否か判別し、重なりが存在する場合には、前記第1の復号処理を前記復号部が使用する復号処理として選択し、重なりが存在しない場合には、前記第2の復号処理を前記復号部が使用する復号処理として選択する、
    請求項8に記載の信号処理装置。
  10. 前記受信信号は、LDM(Layered Division Multiplexing)方式の信号である、
    請求項1に記載の信号処理装置。
  11. 前記第1階層の信号と前記他階層の信号は、放送用のストリームデータの信号である、
    請求項10に記載の信号処理装置。
  12. 前記信号処理装置はプロセッサであり、前記後段の処理部は前記プロセッサから出力されたデータを処理する他のプロセッサである、
    請求項1に記載の信号処理装置。
  13. 第1階層の信号の電力軸方向に他階層の信号が重畳した受信信号を復号して得られるデータを後段の処理部に出力する受信処理部、を備え、
    前記受信処理部は、
    前記後段の処理部に出力するデータの識別情報を取得する取得部と、
    前記第1階層の信号を復号した後、該復号の結果に基づいて、前記他階層の信号を復号する復号部と、
    前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記第1階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力することなく、前記他階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力する出力制御部と、
    を備える受信装置。
  14. 第1階層の信号の電力軸方向に他階層の信号が重畳した受信信号を復号して得られるデータであって後段の処理部に出力するデータの識別情報を取得し、
    前記第1階層の信号を復号した後、該復号の結果に基づいて、前記他階層の信号を復号し、
    前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記第1階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力することなく、前記他階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力する、
    信号処理方法。
  15. コンピュータを、
    第1階層の信号の電力軸方向に他階層の信号が重畳した受信信号を復号して得られるデータであって後段の処理部に出力するデータの識別情報を取得する取得部、
    前記第1階層の信号を復号した後、該復号の結果に基づいて、前記他階層の信号を復号する復号部、
    前記識別情報で特定されるデータが前記他階層の信号を復号して得られるデータの場合に、前記第1階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力することなく、前記他階層の信号を復号して得られたデータを前記後段の処理部に出力する出力制御部、
    として機能させるための信号処理プログラム。
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