JP2024082623A

JP2024082623A - 受信装置及びプログラム

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Publication number: JP2024082623A
Application number: JP2022196596A
Authority: JP
Inventors: 慎悟朝倉; 浩平神原; 祐紀平林
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2022-12-08
Filing date: 2022-12-08
Publication date: 2024-06-20

Abstract

【課題】ＳＦＮ環境における、主局及びＳＦＮ局の送信局識別コード（ＴｘＩＤ）を同時に推定する【解決手段】受信装置２０は、伝搬路のチャネル応答を推定するチャネル推定部２１６と、受信信号から、主局の識別情報である第１ＴｘＩＤを抽出するＴｘＩＤ抽出部２６０と、第１ＴｘＩＤ及びチャネル応答を乗算したレプリカ信号を生成するレプリカ生成部２７０と、レプリカ信号と受信信号とのユークリッド距離に基づいて、ＳＦＮ局の識別情報である第２ＴｘＩＤをビット単位で推定するＴｘＩＤ推定部２８０と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、受信装置及びプログラムに関する。

従来、地上デジタル放送方式として、ＩＳＤＢ－Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）方式が知られている。さらに、地上デジタル放送の高品質化及び高機能化を目的として、ＩＳＤＢ－Ｔ方式の特長を継承した次世代の地上放送高度化方式（以下、高度化方式）の検討が進められている。

高度化方式では、放送ネットワークを構築しやすくする工夫が求められる。工夫の１つとして、送信局識別コード（ＴｘＩＤ；Transmitter Identification）の導入が挙げられる。基幹局、中継局などの送信装置に固有のＴｘＩＤを割り当てるとともに、ＴｘＩＤを放送波に重畳することによって、異常電波を解析することができる。

ＴｘＩＤを放送波に重畳する方法としては、ＡＴＳＣ（Advanced Television System Committee）３．０において、ＬＤＭ（Layered Division Multiplexing）技術を用いる方法が考えられる。ＬＤＭでは、ＵＬ（Upper Layer）の復調後においてＵＬが再変調され、再変調されたＵＬが受信信号から減算されることによって、ＬＬ（Lower Layer）に重畳されたＴｘＩＤが復調される（例えば、非特許文献１参照）。しかし、ＬＤＭでは受信装置の回路規模及びコストが増大し、大きな負担となる。

そこで、ＴｘＩＤをＬｃｈ（L channel）キャリアの一部を用いて伝送することが考えられる。Ｌｃｈは、高度化方式の帯域内にランダムに配置された広帯域同期用の参照信号であり、ＤＢＰＳＫ(Differential Binary Phase Shift Keying)変調することで、低ビットレートではあるがデータ伝送が可能である。この手法は、ＬＤＭのように受信装置の回路規模を増大させるものではないというメリットがある。

Sung-Ik Park et al, "ATSC 3.0 Transmitter Identification Signals and Applications," IEEE Trans. Broadcast., vol.63, no.1, pp.240-249 (Mar.2017)

上述した、Ｌｃｈを復調することでＴｘＩＤを検出する手法は、受信装置の回路規模等の観点から有効である。しかし、複数の送信局で同一の周波数を用いるＳＦＮ(Single Frequency Network)環境では複数のＴｘＩＤが干渉し、特に、主局以外の送信局のＴｘＩＤを推定することが困難となる。「主局」とは、受信レベルが最も高い送信局のことをいう。また、以下の説明において、主局以外の送信局を「ＳＦＮ局」という。

例えば、ＳＦＮからＭＦＮ（Multi Frequency Network）に切り替わった場合など、ＳＦＮを構成していた複数の送信局のうち、一部の送信局のみチャネル（チャンネル）変更の対象局となることがある。この場合、チャネル変更対象局を主局としている受信装置のみ、チャネルの再編（リパック）に伴う再チャネルスキャンを実行させる必要がある。ＳＦＮ局に対し主局の受信レベルが常時安定的に高ければ、主局のＴｘＩＤを受信する受信装置のみ再チャネルスキャンを実行させればよい。しかし実際の運用では、受信アンテナが想定外の方向を向いていること等に起因して、主局とＳＦＮ局の受信電力が近い状態、すなわち低Ｄ／Ｕ（Desire to Undesire power Ratio）で受信している家庭や地域も存在する。こうした受信点では、季節性の異常伝搬や、後から追加的に整備された中継局の影響により、主局よりもＳＦＮ局の受信電力が断続的に高くなる状態（マイナスＤ／Ｕ）になることも想定される。

よって、主局だけでなくＳＦＮ局に対しても、それぞれがチャネル変更の対象局なのか（どちらも対象か、どちらか片方が対象か）を特定することは、受信装置ごとの再チャネルスキャン実行の判定において重要な情報となる。例えば、主局のＴｘＩＤを一定間隔で記録することによって、低Ｄ／ＵのＳＦＮ環境であっても主局のＴｘＩＤを取得することは可能である。しかし、マイナスＤ／Ｕとなる状態が頻繁でない場合、たまたまマイナスＤ／Ｕとなった瞬間にＴｘＩＤ取得動作が起動しなければならず、ＳＦＮ局のＴｘＩＤを検出することは困難である。また、省エネを目的として夜間は電源コードを抜いている受信装置が現実的に存在するなど、一定間隔で受信装置を起動すること自体も現実的ではない。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、ＳＦＮ環境における、主局及びＳＦＮ局のＴｘＩＤを同時に推定することが可能な受信装置及びプログラムを提供することにある。

（１）一実施形態に係る受信装置は、主局及びＳＦＮ局から送信局を識別する識別情報（識別コード）を含む受信信号を受信する受信装置であって、伝搬路のチャネル応答を推定するチャネル推定部と、前記受信信号から、前記主局の識別情報である第１ＴｘＩＤを抽出するＴｘＩＤ抽出部と、前記第１ＴｘＩＤ及び前記チャネル応答を乗算したレプリカ信号を生成するレプリカ生成部と、前記レプリカ信号と前記受信信号とのユークリッド距離に基づいて、前記ＳＦＮ局の識別情報である第２ＴｘＩＤをビット単位で推定するＴｘＩＤ推定部と、を備える。

（２）（１）に記載の受信装置において、前記ＴｘＩＤ推定部は、前記ユークリッド距離が閾値以下である場合には、前記第２ＴｘＩＤのビット推定値を前記第１ＴｘＩＤのビット値とし、前記ユークリッド距離が前記閾値を超える場合には、前記第２ＴｘＩＤのビット推定値を前記第１ＴｘＩＤのビット値を反転させた値としてもよい。

（３）（２）に記載の受信装置において、前記閾値は、０．３以上且つ０．５以下としてもよい。

（４）（１）から（３）のいずれかに記載の受信装置において、前記ＴｘＩＤ抽出部は、前記受信信号における低遅延チャネルのデータ領域から、前記主局の識別情報を抽出してもよい。

（５）（１）から（４）のいずれかに記載の受信装置において、前記第１ＴｘＩＤ及び前記第２ＴｘＩＤに基づき、チャネルスキャンを実施するか否かを判定し、判定結果を示すチャネルスキャン情報を出力する再チャネルスキャン指示部を更に備えてもよい。

（６）一実施形態係るプログラムは、コンピュータを、（１）から（５）のいずれかに記載の受信装置として機能させる。

本発明によれば、ＳＦＮ環境における主局及びＳＦＮ局のＴｘＩＤを同時に推定することが可能となる。その結果、受信装置はＳＦＮ環境にいるかいないかを判別することが可能となり、言い換えれば潜在的なリスクの有無を受信装置毎に把握することができるため、受信装置の安定動作に役立つ。

一実施形態に係る伝送システムの概略を示す図である。一実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図である。一実施形態に係る送信装置におけるＴｘＩＤ生成部の構成例を示すブロック図である。一実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。一実施形態に係る特定データ領域について説明するための図である。計算機シミュレーションにおけるＴｘＩＤ誤り率特性を示す図である

以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書では、周波数同期を目的としてランダムに配置されたＬｃｈキャリアと、このＬｃｈキャリアを用いた汎用的なデータ伝送機能（ＬＬｃｈ；Low-Latency Channel）とを区別して記載する。ＬＬｃｈは、緊急地震速報などの重要情報を低遅延で送信するためのチャネルであってもよい。

（伝送システム）
図１は、一実施形態に係る伝送システムの概略を示す図である。図１に示すように、伝送システム１は、送信装置１０と、受信装置２０と、を備える。

伝送システム１は、ＩＳＤＢ－Ｔ方式の特長を継承した高度化方式によりＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号の伝送を行う。高度化方式では、チャネルの帯域幅（例えば、６ＭＨｚ）は、ＩＳＤＢ－Ｔよりも多い数のセグメント（例えば、３５セグメント）に分割される。高度化方式においても、部分受信（例えば、９セグメント）及び非部分受信（例えば、２６セグメント）を想定した方式が採用されている。伝送システム１では、ＳＩＳＯ（Single-Input Single-Output）が用いられてもよいし、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）が用いられてもよい。

送信装置１０は、基幹局であってもよいし、基幹局から送信される放送波を中継する中継局であってもよい。エリア＃Ａ，＃Ｂは、互いに隣接する隣接エリアの一例であり、放送エリアと称されてもよい。エリア＃Ａ，＃Ｂは、それぞれ送信装置１０Ａ，１０Ｂから送信される電波の到達範囲と考えてもよい。

受信装置２０は、送信装置１０から送信された送信信号を受信する装置である。受信装置２０は、エリア＃Ａ，＃Ｂの境界（例えば、エリア＃Ａ，＃Ｂの重複エリア）に位置する場合もある。受信装置２０は、送信装置１０Ａから送信された送信信号を受信してもよいし、送信装置１０Ｂから送信された送信信号を受信してもよい。

送信装置１０Ａ，１０Ｂが同一周波数帯域（チャネル）で同一内容を送信するＳＦＮにおいて、送信装置１０Ａ，１０Ｂの少なくとも１つで用いる周波数帯域が他の周波数帯域に変更されるチャネル再編が想定されてもよい。受信装置２０は、チャネル再編に応じてチャネルスキャンを実行する必要がある。

（送信装置）
図２は、一実施形態に係る送信装置１０の構成例を示すブロック図である。ここでは、送信装置１０が基幹局であるケースについて例示する。

図２に示すように、送信装置１０は、入力Ｉ／Ｆ（Interface）１１０と、ＢＩＣＭ（Bit-Interleaved Coded Modulation）１１１，１１２，１１３，１１４と、合成部１１５と、シンボル処理部１２０と、パイロット生成部１３０と、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）生成部１４０と、ＬＬｃｈ符号部１５０と、送信処理部１６０と、ＴｘＩＤ（Transmitter Identification）生成部１８０と、を備える。本実施形態では、送信装置１０は複数の階層に属する階層化データ（Ａ階層データ、Ｂ階層データ、及びＣ階層データ）を送信し、Ａ階層データは、Ａ０階層データ及びＡ１階層データを含む。

入力Ｉ／Ｆ１１０は、映像・音声等のデータを取得し、Ａ０階層データ、Ａ１階層データ、Ｂ階層データ、及びＣ階層データを、それぞれＢＩＣＭ１１１～１１４に出力する。また、入力Ｉ／Ｆ１１０は、伝送制御情報をパイロット生成部１３０及びＴＭＣＣ生成部１４０に出力する。伝送制御情報は、複数の階層の各々の伝送パラメータ（変調方式、セグメント数、符号化率等）、及びＯＦＤＭフレームの同期をとるための同期情報を含む。また、入力Ｉ／Ｆ１１０は、低遅延チャネルであるＬＬｃｈに関するデータ（以下、ＬＬｃｈデータ）をＬＬｃｈ符号部１５０に出力する。

ＢＩＣＭ１１１～１１４は、入力Ｉ／Ｆ１１０から入力したデータビットに対して、ＢＣＨ符号化処理、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号化処理、インタリーブ処理、及びマッピング処理を実行し、キャリア変調が施されたキャリアシンボルを出力する。ＢＩＣＭ１１１はＡ０階層データを処理し、ＢＩＣＭ１１２はＡ１階層データを処理し、ＢＩＣＭ１１３はＢ階層データを処理し、ＢＩＣＭ１１４はＣ階層データを処理する。

合成部１１５は、Ａ０階層データ及びＡ１階層データのキャリアシンボルを合成し、合成されたキャリアシンボルをシンボル処理部１２０に出力する。

シンボル処理部１２０は、合成部１２１と、処理部１２２と、を有する。合成部１２１は、各階層のキャリアシンボルを合成する。処理部１２２は、帯域分割、キャリアシンボルの時間インタリーブ、キャリアシンボルの周波数インタリーブ、帯域合成等の処理を実行する。

パイロット生成部１３０は、入力Ｉ／Ｆ１１０から入力した伝送制御情報に基づいてパイロット信号を生成し、送信処理部１６０に出力する。パイロット信号は、受信装置２０にとって既知の信号である。

ＴＭＣＣ生成部１４０は、入力Ｉ／Ｆ１１０から入力した伝送制御情報に基づいてＴＭＣＣ信号を生成し、送信処理部１６０に出力する。

ＬＬｃｈ符号部１５０は、入力Ｉ／Ｆ１１０から入力したＬＬｃｈデータに対してＬＤＰＣ符号化処理を実行し、符号化後のＬＬｃｈデータ（ＬＬｃｈ信号）を送信処理部１６０に出力する。

送信処理部１６０は、フレーム構成部１６１と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１６２と、ＧＩ（Guard Interval）付加部１６３と、送信部１６４と、を有する。

フレーム構成部１６１は、シンボル処理部１２０から入力したキャリアシンボルに、パイロット生成部１３０から入力したパイロット信号、及びＴＭＣＣ生成部１４０から入力したＴＭＣＣ信号を挿入する。また、フレーム構成部１６１は、ＬＬｃｈ符号部１５０から入力したＬＬｃｈ信号をＬｃｈキャリアに割り当て、所定の変調方式（例えば、ＤＢＰＳＫ）で変調してＯＦＤＭフレームを構成する。

また、フレーム構成部１６１は、後述するＴｘＩＤ生成部１８０から入力したＴｘＩＤをＬｃｈのデータ領域に多重する。フレーム構成部１６１は、ＯＦＤＭフレームにおいてＬｃｈのデータ領域のうち、予め定められた特定データ領域にＴｘＩＤを多重してもよい。フレーム構成部１６１は、ＯＦＤＭフレーム毎にＴｘＩＤを多重してもよい。

ＩＦＦＴ部１６２は、フレーム構成部１６１から入力したＯＦＤＭフレームにＩＦＦＴ処理を適用する。

ＧＩ付加部１６３は、ＩＦＦＴ部１６２から入力したＯＦＤＭフレームにＧＩを付加する。

送信部１６４は、ＯＦＤＭ信号を受信装置２０に送信する。送信部１６４は、ベースバンド信号のＤ／Ａ（Digital/Analog）変換部、中間周波数（ＩＦ；Intermediate Frequency）を無線周波数（ＲＦ；Radio Frequency）に変換する周波数変換部等を有する。

ＴｘＩＤ生成部１８０は、送信装置１０を識別する識別情報を生成する。この識別情報は送信局識別コードであり、以下では「ＴｘＩＤ」と称する。送信装置１０が２以上の放送本線を送信するケースでは、ＴｘＩＤは、２以上の放送本線（変調装置）の各々を識別する識別情報であると考えてもよい。ＴｘＩＤ生成部１８０は、放送本線を入力する入力Ｉ／Ｆ１１０とは別に設けられてもよい。ＴｘＩＤのビット数は、送信装置１０を一意に識別できるように、所定エリアに放送波を送信する送信装置１０の数に応じて定められればよい。

具体的には図３に示すように、ＴｘＩＤ生成部１８０は、パディング部１８１と、バイパス部１８２と、エラー検出符号化部１８３と、エラー訂正符号化部１８４と、を有する。ＴｘＩＤ生成部１８０にはＴｘＩＤが入力され、ＴｘＩＤ生成部１８０からＴｘＩＤに基づいた特定ビット列が出力される。実施形態では、８ビットのＴｘＩＤがＴｘＩＤ生成部１８０に入力されるケースについて例示する。

パディング部１８１は、ＴｘＩＤ生成部１８０の入力ビットとＴｘＩＤ生成部１８０の出力ビットの差異をヌル値で埋めるパディング処理を実行する。例えば、ＴｘＩＤ生成部１８０の出力ビット数が１６である場合に、パディング部１８１は、８ビットのＴｘＩＤに対して８ビットのヌル値をパディングする。

バイパス部１８２は、８ビットのＴｘＩＤを含むビット列をそのまま出力するバイパス処理を実行する。例えば、ＴｘＩＤ生成部１８０の入力ビット数がＴｘＩＤ生成部１８０の出力ビット数と同じで、上述したパディング処理が不要である場合に、バイパス部１８２が用いられる。

エラー検出符号化部１８３は、８ビットのＴｘＩＤに基づいた特定ビット列に対して、誤り検出符号化処理を実行する。エラー訂正符号化部１８４は、８ビットのＴｘＩＤを含むビット列に対して、誤り訂正符号化処理を実行する。エラー検出符号化部１８３及びエラー訂正符号化部１８４におけるパリティの演算としては、ＧＦ（２^ｍ）（ｍは１以上の整数）で定義される生成多項式に基づいた代数的なパリティ演算が用いられてもよい。

ここで、ＴｘＩＤの処理方法は、パディング処理、バイパス処理、エラー検出符号化処理、及びエラー訂正符号化処理のいずれか１つの処理方法であってもよいし、２以上の処理方法の組合せであってもよい。すなわち、ＴｘＩＤ生成部１８０は、パディング部１８１、バイパス部１８２、エラー検出符号化部１８３、及びエラー訂正符号化部１８４のうち、ＴｘＩＤの処理に必要な構成のみを有していればよい。ＴｘＩＤの処理方法を示す情報は、伝送制御情報が含んでもよい。

（受信装置）
次に、受信装置について説明する。異なる信号が干渉する場合、まず主局（受信レベルが最も高い送信局）の信号を推定して受信信号から減算し、次にＳＦＮ局（主局以外の送信局）の信号を推定する逐次除去法（ＳＩＣ；Successive Interference Cancellation）が考えられる。しかし、ＳＩＣは主局とＳＦＮ局それぞれの伝搬路を個別に推定しなければならない。本発明で想定しているＳＦＮは、送信局によらずパイロット信号は同一であるため、個別の伝搬路推定は困難である。したがって、本発明はＳＩＣではなく、新たな手法を提案するものである。

図４は、一実施形態に係る受信装置２０の構成例を示すブロック図である。図４に示す受信装置２０は、受信処理部２１０と、パイロット抽出部２１５と、チャネル推定部２１６と、等化部２１７と、ＤｅＩ／Ｌ(Deinterleave)部２１８と、誤り訂正復号部２１９と、ＴＭＣＣ復調／復号部２３０と、ＬＬｃｈ復調／復号部２４０と、出力部２５０と、ＴｘＩＤ抽出部２６０と、レプリカ生成部２７０と、ＴｘＩＤ推定部２８０と、再チャネルスキャン指示部２９０と、を備える。

受信処理部２１０は、送信装置１０から受信したＯＦＤＭ信号に対して所定の処理を行い、受信信号（ＯＦＤＭフレーム）を出力する。受信処理部２１０は、受信部２１１と、ＧＩ除去部２１２と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部２１３と、フレーム同期部２１４と、を有する。

受信部２１１は、送信装置１０から送信されたＯＦＤＭ信号を受信する。受信部２１１は、希望信号を受信するためのチューナ（選局部）、ＲＦ信号をＩＦ信号に変換する周波数変換部、ＩＦ信号のＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換部等を有する。

チューナは、バンドパスフィルタを用いて、送信装置１０から受信したＯＦＤＭ信号のうち、選局されたチャネルの信号を抽出する。また、チューナは、後述する再チャネルスキャン指示部２９０から再チャネルスキャン指示を受け取った場合には、チャネルの再スキャン（再設定）を実施する。

ＧＩ除去部２１２は、受信部２１１から入力したＯＦＤＭ信号からＧＩを除去し、ＦＦＴ部２１３に出力する。

ＦＦＴ部２１３は、ＧＩ除去部２１２から入力したＯＦＤＭ信号に対して、ＦＦＴ処理を行って周波数領域の複素ベースバンド信号を生成し、フレーム同期部２１４に出力する。

フレーム同期部２１４は、ＭＩＭＯが採用されるケースにおいて、各系統のＯＦＤＭフレームの同期を取る。

パイロット抽出部２１５は、フレーム同期部２１４から入力した受信信号からパイロット信号を抽出し、チャネル推定部２１６に出力する。

チャネル推定部２１６は、パイロット抽出部２１５から入力したパイロット信号と、予め設定されたパイロット信号とに基づいて、送信装置１０と受信装置２０との間（送受信アンテナ間）の伝搬路のチャネル応答を推定し、推定したチャネル応答を等化部２１７及びレプリカ生成部２７０に出力する。

等化部２１７は、チャネル推定部２１６から入力したチャネル応答に基づいて、フレーム同期部２１４から入力した受信信号の等化処理を実行し、ＤｅＩ／Ｌ部２１８に出力する。

ＤｅＩ／Ｌ部２１８は、等化部２１７から入力したキャリアシンボルのデインタリーブを実行する。キャリアシンボルのデインタリーブは、時間デインタリーブを含んでもよく、周波数デインタリーブを含んでもよい。ＤｅＩ／Ｌ部２１８は、キャリアシンボルを誤り訂正復号部２１９に出力する。

誤り訂正復号部２１９は、ＤｅＩ／Ｌ部２１８から入力したキャリアシンボルをデータビットに変換し、変換されたデータビットのデインタリーブを実行した上で、データビットの誤り訂正復号を実行する。誤り訂正復号部２１９は、ＭＩＭＯが採用されるケースにおいて、各系統のキャリアシンボルを合成した上で、データビットへの変換、デインタリーブ及び誤り訂正復号を実行する。誤り訂正復号部２１９は、データビットを出力部２５０に出力する。

ＴＭＣＣ復調／復号部２３０は、フレーム同期部２１４から入力した受信信号からＴＭＣＣ信号を抽出し、抽出されたＴＭＣＣ信号を復調（例えば、ＢＰＳＫ変調、またはＤＢＰＳＫ復調）し、誤り訂正符号（例えばＬＤＰＣ符号、または差集合巡回符号）を復号する。

ＬＬｃｈ復調／復号部２４０は、フレーム同期部２１４から入力した受信信号からＬＬｃｈ信号を抽出し、抽出されたＬＬｃｈ信号（以下、ＬＬｃｈデータ）を復調（例えば、ＤＢＰＳＫ復調）及び復号（例えば、ＬＤＰＣ復号）する。

出力部２５０は、誤り訂正復号部２１９から入力したデータビットに基づいて、映像・音声等のデータを出力する。また、出力部２５０は、ＬＬｃｈ復調／復号部２４０から入力したＬＬｃｈデータに基づいて、緊急地震速報などの重要情報を出力する。

ＴｘＩＤ抽出部２６０は、フレーム同期部２１４から入力した受信信号から、主局のＴｘＩＤを抽出する。ＴｘＩＤ抽出部２６０は、フレーム同期部２１４から入力した受信信号におけるＬＬｃｈのデータが配置される領域（以下、ＬＬｃｈデータ領域）から、ＴｘＩＤを抽出してもよい。そして、ＴｘＩＤ抽出部２６０は、ＴｘＩＤを復調（例えば、ＤＢＰＳＫ復調）する。伝送システム１において予め定められた特定データ領域にＴｘＩＤが多重される場合には、ＴｘＩＤが多重されたデータ領域を特定する情報が必要ないため、ＴｘＩＤ抽出部２６０は、ＬＬｃｈデータ領域からＴｘＩＤを容易に分離することができる。ＴｘＩＤがＯＦＤＭフレーム毎に多重される場合には、ＴｘＩＤ抽出部２６０は、ＴｘＩＤが多重されるＯＦＤＭフレーム毎のキャリアを加算することが可能であり、受信耐性の向上を図ることができる。

図５は、実施形態に係る特定データ領域について説明するための図であり、ＯＦＤＭフレームのうちＬＬｃｈデータ領域のみを例示している。ＬＬｃｈデータ領域は、ＯＦＤＭフレームを構成するキャリア及びシンボルによって定義される。Ｌｃｈのキャリア数及びＬｃｈのシンボル数は、ＦＦＴサイズなどに応じて定められてもよい。例えば、ＦＦＴサイズが１６ｋである場合に、各セグメントは、周波数方向において８本のＬｃｈのキャリアを含んでもよく、各Ｌｃｈサブキャリアは、時間方向において１１２個のＬｃｈのシンボルを含んでもよい。

ここで、ＬＬｃｈデータ領域の先頭シンボルは、差動変調の基準（差動基準）であってもよい。部分受信帯域のＬｃｈは、Ｌ０ｃｈと称されてもよく、非部分受信帯域のＬｃｈは、Ｌ１ｃｈと称されてもよい。ＬＬｃｈ信号は、ＬＬｃｈデータ領域の最初のシンボル（図５では、左上）から順に割り当てられる。特定データ領域は、ＬＬｃｈデータ領域のうち、ＴｘＩＤが多重されるデータ領域である。

第１に、周波数方向においてＬＬｃｈデータ領域の後方（図５では、右側）のキャリアのシンボルは、１符号化データ長よりも短い余り領域となることが想定される。特定領域は、このような余り領域であってもよい。第２に、時間軸方向において特定領域として用いるシンボルの位置は、予め定められていてもよく、例えば、時間方向においてＬＬｃｈデータ領域の最後のシンボル（図５では、下側）であってもよい。

すなわち、図５に示すように、特定データ領域は、周波数方向においてＬＬｃｈデータ領域の後方（余り領域）であり、かつ、時間方向において最後のシンボルであってもよい。ただし、特定データ領域として用いるＬｃｈのキャリア及びシンボルの場所は限定されるものではない。

再び図４を参照する。レプリカ生成部２７０は、ＴｘＩＤ抽出部２６０から入力した主局のＴｘＩＤと、チャネル推定部２１６から入力したチャネル応答とを乗算した信号（以下、レプリカ信号）を、主局及びＳＦＮ局のＴｘＩＤの全ビットが同一と仮定した場合の受信信号のレプリカとして生成する。

ある特定のＬｃｈサブキャリアにおける、送信信号（キャリアシンボル）をｘ、受信信号（キャリアシンボル）をｙ、雑音信号をｎ、チャネル応答をｈとすると、チャネルモデルは式（１）で表される。

２局ＳＦＮ環境の場合、チャネル応答ｈは、主局及びＳＦＮ局それぞれのチャネル応答ｈ０，ｈ１の和として式（２）で表される。しかし、送信局を分離して推定することはできない。

ＴｘＩＤ抽出部２６０により抽出された主局のＴｘＩＤ（以下、第１ＴｘＩＤ）をｘ＾_０とし、チャネル推定部２１６により推定されたチャネル応答をｈ＾とする。なお、「＾」の表記は、文字の上側に付される記号を、便宜的に右側に付したものである。仮に主局のＴｘＩＤとＳＦＮ局のＴｘＩＤ（以下、第２ＴｘＩＤ）の全ビットが等しい場合、レプリカ信号は式（３）と表すことができる。レプリカ生成部２７０は、式（３）で表されるレプリカ信号ｙ＾を算出し、ＴｘＩＤ推定部２８０に出力する。

ＴｘＩＤ推定部２８０は、レプリカ生成部２７０から入力したレプリカ信号ｙ＾と、フレーム同期部２１４から入力した受信信号ｙとのユークリッド距離ｄを求め、ユークリッド距離ｄに基づいて第２ＴｘＩＤをビット単位で推定する。ＴｘＩＤ推定部２８０は、ユークリッド距離ｄが閾値以下である場合には、第２ＴｘＩＤのビット推定値を第１ＴｘＩＤのビット値とし、ユークリッド距離ｄが閾値を超える場合には、第２ＴｘＩＤのビット推定値を第１ＴｘＩＤのビット値を反転させた値とする。以下に、この理由を説明する。

レプリカ信号ｙ＾と受信信号ｙとのユークリッド距離ｄは、式（４）で表される。第１ＴｘＩＤと第２ＴｘＩＤのビット値が等しい場合、ユークリッド距離ｄは、ノイズ成分のみ残留する。そのため、Ｃ／Ｎ＞０の現実的な伝送路においては、ユークリッド距離ｄは、ビットによらず送信信号の振幅に比べて十分小さい値を取る。

ＴｘＩＤをＤＢＰＳＫ変調して伝送した場合、１キャリアシンボル毎に１ビットの変調が行われる。第１ＴｘＩＤ及び第２ＴｘＩＤをビット単位で比較すると、同一か反転のいずれかである。そのため、ＴｘＩＤ推定部２８０は、ユークリッド距離ｄが閾値Ｌ以下である場合には、第１ＴｘＩＤと第２ＴｘＩＤの当該ビットは同一であると推定することができ、ユークリッド距離ｄが閾値Ｌを超える場合には、第１ＴｘＩＤと第２ＴｘＩＤの当該ビットは反転していると推定することができる。すなわち、第２ＴｘＩＤをｘ＾_１とすると、ｘ＾_１は式（５）で表される。

再チャネルスキャン指示部２９０は、ＴｘＩＤ抽出部２６０から入力した第１ＴｘＩＤ、及びＴｘＩＤ推定部２８０から入力した第２ＴｘＩＤに基づき、チャネルスキャンを実施するか否かを判定する。そして、再チャネルスキャン指示部２９０は、判定結果を示すチャネルスキャン情報を受信部２１１のチューナに出力する。受信部２１１のチューナは、再チャネルスキャン指示部２９０から入力したチャネルスキャン情報が、チャネルスキャンの実施を示していた場合には、チャネルの再スキャン（再設定）を実施する。

（計算機シミュレーションによる評価）
次に、計算機シミュレーションによる評価ついて説明する。

計算機シミュレーションでは、２局のＳＦＮ環境を想定し、それぞれ主局、ＳＦＮ局として別々の１バイトＴｘＩＤを付与する。受信電力の比を３ｄＢとし、遅延時間は１０μ秒とした。表１に、計算機シミュレーションの変調パラメータを示す。ＴｘＩＤを含む信号電力と雑音電力の比をＣ／Ｎで規定し、Ｃ／Ｎに対する１バイトのＴｘＩＤ単位で誤り率を測定した。なお、閾値判定に用いた閾値Ｌは、０．４とし、Ｌｃｈの振幅（１．３３）よりも小さく、かつ雑音電力よりも十分大きい値として設定した。

図６は、上記条件での計算機シミュレーションにおけるＴｘＩＤ誤り率特性を示す図である。Ｃ／Ｎ＜１５ｄＢでは、第１ＴｘＩＤと第２ＴｘＩＤの誤り率に差が生じている。これは、第１ＴｘＩＤの結果からレプリカシンボルを生成して第２ＴｘＩＤを推定するため、第１ＴｘＩＤの方が、原理的に誤り率が低くなることに起因する。一方、Ｃ／Ｎ＞１５ｄＢでは両者の差は小さくなり、Ｃ／Ｎ＝２０ｄＢでは第１ＴｘＩＤ及び第２ＴｘＩＤともに誤り率が１０^－３以下となることが確認できる。したがって、受信Ｃ／Ｎ＝２０ｄＢを前提とする地上テレビジョン放送であれば、受信装置２０により、主局の第１ＴｘＩＤだけでなくＳＦＮ局の第２ＴｘＩＤを検出可能であることが分かる。なお、閾値Ｌは０．４に限定されるものではない。例えば、閾値Ｌが０．３以上且つ０．５以下の場合でも、同様に受信Ｃ／Ｎ＝２０ｄＢにおいて十分に誤り率が低いことが確認できた。

従来の受信装置では、硬判定、又は誤り検出若しくは誤り訂正により最も受信レベルが大きい主局のＴｘＩＤを検出するため、複数の送信局の信号が混在するＳＦＮ環境において、ＳＦＮ局のＴｘＩＤを推定することはできない。その点、上述したように本発明によれば、ＳＦＮ環境における主局及びＳＦＮ局のＴｘＩＤを同時に推定することが可能となる。そのため、例えば主局及びＳＦＮ局のそれぞれが、再チャネルスキャンの該当局であるか否かを判別することができる。また、１回のＴｘＩＤ検出動作で主局及びＳＦＮ局のＴｘＩＤを取得することで、マイナスＤ／Ｕとなる状態が起こることをわざわざ待つ必要がなくなる。

さらに、ＳＦＮ環境では、主波とＳＦＮ波の到来時間が異なるため、従来では主波のマルチパス波なのか、ＳＦＮ局からの受信信号なのかを判別することはできなかったが、受信装置２０は、両者を判別することが可能となる。そのため、ＳＦＮなのか単局受信かによって、再チャネルスキャンの判別・実行プロセスを別々にするなどにより、受信装置２０の安定動作に寄与することが可能となる。また、受信装置２０は、ＳＦＮ波の存在が確認できる場合には、マイナスＤ／Ｕとなる潜在リスクがあることを把握することも可能となる。

（プログラム）
上述した受信装置２０として機能させるために、プログラム命令を実行可能なコンピュータを用いることも可能である。ここで、コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、ワークステーション、ＰＣ（Personal Computer）、電子ノートパッドなどであってもよい。プログラム命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコード、コードセグメントなどであってもよい。

コンピュータは、プロセッサと、記憶部と、入力部と、出力部と、通信インターフェースとを備える。プロセッサは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＳｏＣ（System on a Chip）などであり、同種又は異種の複数のプロセッサにより構成されてもよい。プロセッサは、記憶部からプログラムを読み出して実行することで、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。なお、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェアで実現することとしてもよい。入力部は、ユーザの入力操作を受け付けてユーザの操作に基づく情報を取得する入力インターフェースであり、ポインティングデバイス、キーボード、マイクなどである。出力部は、情報を出力する出力インターフェースであり、ディスプレイ、スピーカなどである。通信インターフェースは、外部の装置と通信するためのインターフェースである。

プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。このような記録媒体を用いれば、プログラムをコンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録された記録媒体は、非一過性（non-transitory）の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどであってもよい。また、このプログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

例えば、受信装置２０として機能させるためのプログラムは、伝搬路のチャネル応答を推定するステップと、受信信号から、主局の識別情報である第１ＴｘＩＤを抽出するステップと、第１ＴｘＩＤ及びチャネル応答を乗算したレプリカ信号を生成するステップと、レプリカ信号と受信信号とのユークリッド距離に基づいて、ＳＦＮ局の識別情報である第２ＴｘＩＤをビット単位で推定するステップと、をコンピュータに実行させる。

また、上述した受信装置２０は、１つ又は複数の半導体チップにより構成されてもよい。この半導体チップは、受信装置２０の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを実行するＣＰＵを搭載してもよい。

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形又は変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを統合したり、１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。

２０受信装置
２１０受信処理部
２１１受信部
２１２ＧＩ除去部
２１３ＦＦＴ部
２１４フレーム同期部
２１５パイロット抽出部
２１６チャネル推定部
２１７等化部
２１８ＤｅＩ／Ｌ部
２１９誤り訂正復号部
２３０ＴＭＣＣ復調／復号部
２４０ＬＬｃｈ復調／復号部
２５０出力部
２６０ＴｘＩＤ抽出部
２７０レプリカ生成部
２８０ＴｘＩＤ推定部
２９０再チャネルスキャン指示部

Claims

主局及びＳＦＮ局から送信局を識別する識別情報を含む受信信号を受信する受信装置であって、
伝搬路のチャネル応答を推定するチャネル推定部と、
前記受信信号から、前記主局の識別情報である第１ＴｘＩＤを抽出するＴｘＩＤ抽出部と、
前記第１ＴｘＩＤ及び前記チャネル応答を乗算したレプリカ信号を生成するレプリカ生成部と、
前記レプリカ信号と前記受信信号とのユークリッド距離に基づいて、前記ＳＦＮ局の識別情報である第２ＴｘＩＤをビット単位で推定するＴｘＩＤ推定部と、
を備える受信装置。
前記ＴｘＩＤ推定部は、前記ユークリッド距離が閾値以下である場合には、前記第２ＴｘＩＤのビット推定値を前記第１ＴｘＩＤのビット値とし、前記ユークリッド距離が前記閾値を超える場合には、前記第２ＴｘＩＤのビット推定値を前記第１ＴｘＩＤのビット値を反転させた値とする、請求項１に記載の受信装置。
前記閾値は、０．３以上且つ０．５以下である、請求項２に記載の受信装置。
前記ＴｘＩＤ抽出部は、前記受信信号における低遅延チャネルのデータ領域から、前記主局の識別情報を抽出する、請求項１から３のいずれか一項に記載の受信装置。
前記第１ＴｘＩＤ及び前記第２ＴｘＩＤに基づき、チャネルスキャンを実施するか否かを判定し、判定結果を示すチャネルスキャン情報を出力する再チャネルスキャン指示部を更に備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の受信装置。
コンピュータを、請求項１から３のいずれか一項に記載の受信装置として機能させるためのプログラム。