JP3117706B2 - データインタリーブ方式および回路 - Google Patents

データインタリーブ方式および回路

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JP3117706B2 JP02323053A JP32305390A JP3117706B2 JP 3117706 B2 JP3117706 B2 JP 3117706B2 JP 02323053 A JP02323053 A JP 02323053A JP 32305390 A JP32305390 A JP 32305390A JP 3117706 B2 JP3117706 B2 JP 3117706B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、移動体向けPCM音声方向に適したOFDM(Ort
hogonal Frequency Division multiplexing)伝送方式
に適用されるデータインタリーブ方式および回路に係
り、特に1つの伝送シンボルに含まれる複数の音声チャ
ンネルのデータを複数の搬送波に割り当てるデータイン
タリーブ方式および回路に関する。
[発明の概要] この発明は、OFDM伝送方式において、各音声チャンネ
ルのデータを複数の搬送波に割り当てるインタリーブ方
式および回路に関するもので、 1つの伝送チャンネルに含まれる搬送波の数と音声チ
ャンネル数とを互いに素な数とし、任意の1個の伝送シ
ンボルにおいては、各音声チャンネルのデータを各搬送
波に順番に割り当て、その次の伝送シンボルにおいて
は、直前の伝送シンボルで最後にデータを割り当てられ
た搬送波の次の周波数の搬送波から順番に音声データを
割り当てていくことにより、 ある1つの音声チャンネルのデータが、すべての搬送
波周波数を用いて伝送されると同時に、伝送フレーム内
のすべての有効シンボルで伝送されるようにし、周波数
軸上の最大限のインタリーブ効果と同時に、時間軸上の
インタリーブ効果も得られるようにして、周波数選択性
フェージングとインパルスノイズの両方に強いOFDM伝送
方式を実現するものである。
[従来の技術] 従来の技術としては、例えばCCIR Report 955−1のF
igure17に示されているように、300シンボルから成る1
フレームの中で、ある1つの音声チャンネルのデータを
連続する9シンボルに割り当て、それをシンボル単位で
16フレームに渡って時間軸インタリーブする方式が提案
されていた。その信号フォーマットを第4図に示す。
[発明が解決しようとする課題] 例えばCCIR Report 955−1のFigure17に示されてい
るadvanced digital system IIのフレーム構成において
は、各シンボルは448個の搬送波から構成され、ある1
つのモノラル音声チャンネルのデータは連続する9シン
ボルに割り当てられ、さらにシンボル単位で時間軸イン
タリーブが施される。従って、ある音声チャンネルのデ
ータはすべての搬送波周波数を使って送られるから、周
波数選択性フェージングに対して一定の周波数軸インタ
リーブの効果が得られる。
しかし、連続するデータが隣り合う搬送波に割り当て
られるので、選択性フェージングによって連続する複数
の搬送波が減衰する場合にはバースト誤りが発生する。
また、時間軸インタリーブはシンボル単位であるた
め、インパルス性雑音によって、ある特定のシンボルが
妨害を受けた場合には、そのシンボルに対応する音声チ
ャンネルだけに長いバースト誤りが発生し、大きな被害
を受けることになる。
本発明の目的は、選択性フェージングによって複数の
搬送波が同時に減衰する場合、あるいはインパルス性雑
音によって特定のシンボルが大きな妨害を受けたような
場合においても、復号後の音声信号品質を劣化させない
ような新たなインタリーブ方式および回路を提供するこ
とにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明は、複数の搬送波を用
いて複数の音声チャンネルのデータを伝送するに際し
て、1フレームを構成する複数の有効シンボルの各々に
前記複数の搬送波を割り当て、前記複数の音声チャンネ
ルの数を前記複数の搬送波の数と互いに素であるような
数にすると共に1フレームで伝送する前記各音声チャン
ネルのデータのビット数を全て等しくし、任意の前記1
有効シンボルの各搬送波に、周波数の順に前記各音声チ
ャンネルを順次割り当て、当該1有効シンボルの最後の
周波数の搬送波に割り当てた音声チャンネルの次の音声
チャンネルを次の前記1有効シンボルの最初の周波数の
搬送波に割り当てていくことを特徴とし、さらに、 音声チャンネル数を行の数とし、(1フレームの有効
シンボル数)×(搬送波数)÷(音声チャンネル数)を
列の数とし、1シンボル期間に1個の搬送波によって伝
送されるデータのビット数を1記憶単位とするマトリク
ス状のメモリー回路と、該メモリー回路のマトリクスの
各行にどの音声チャンネルのデータが書き込まれるかを
フレームごとに切り換える音声チャンネル切り換え論理
回路と、各音声チャンネルのデータを前記メモリー回路
のマトリクスの行方向に記憶単位ごとに分けて書き込む
書込み手段と、1つのシンボルで送られるデータを、前
記メモリー回路のマトリクスの列方向に、1シンボル分
の伝送データ量に相当する記憶単位数だけ読み出し、次
のシンボルで送られるデータを、直前のシンボルで最後
に読み出される記憶単位の、前記列方向で次の順番の記
憶単位から読み出す読出し手段とを具えたことを特徴と
する。
[作 用] 本発明によれば、ある1つの音声チャンネルのデータ
が、すべての搬送波周波数を用いて伝送されると同時
に、伝送フレーム内のすべての有効シンボルで伝送さ
れ、これによって、周波数軸上の最大限のインタリーブ
効果と同時に、時間軸上のインタリーブ効果が得られ、
周波数選択性フェージングとインパルスノイズの両方に
強いOFDM伝送方式が実現される。
[実施例] 次に本発明の第1の実施例については第1図と第2図
を参照して説明する。
第1図は、CCIR Report 955−1のadvanced digital
system IIで用いられている伝送パラメータに対して本
発明を適用した場合のデータの割り当てを示したもので
ある。また第2図は、第1の実施例を実施するためのデ
ータインタリーブ回路を示す。第1の実施例において
は、7MHzの帯域と448個の搬送波を用いて168Kbit/秒の
音声チャンネルを33チャンネル伝送している。1フレー
ムは300シンボルから成り、先頭3シンボルは同期用,
制御用シンボルとして使われるので、音声あるいはデー
タを送るために実質的に使用できるシンボル数は1フレ
ームあたり297シンボルである。
実施例においては、搬送波数448=26×7と音声チャ
ンネル数33=3×11とが互いに素な数となっていること
を利用する。
第1図に示すように各チャンネルの音声信号は、音声
符号化回路A1〜A33で168Kbit/Sの音声データに変換さ
れ、ついで誤り訂正符号化回路B1〜B33で336Kbit/Sの誤
り訂正符号化されたデータに変換され、データインタリ
ーブ回路Cで、後述のように各搬送波が割り当てられる
ようにインタリーブ処理される。すなわち、データイン
タリーブ回路Cから順次読み出された33個のモノラル音
声チャンネルのデータに第1シンボルの第1搬送波から
順番に、各搬送波を割り当てていく。各搬送波の変調方
式としてQPSKが用いられている場合には、各音声チャン
ネルの2ビットが1個の搬送波に割り当てられる。第1
シンボルの最後の搬送波(最も周波数の高い搬送波)
が、音声第Kチャンネルに割り当てられたとすると、第
2シンボルの第1搬送波は音声の第K+1チャンネルに
割り当てられる。このように搬送波と音声チャンネルを
対応づけていくと、搬送波数と音声チャンネル数が互い
に素なので、ある1つの音声チャンネルのデータは、44
8個のすべての搬送波、297個のすべてのシンボルに分散
される。したがって、ある1個のシンボルにおいては、
同一音声チャンネルのデータは、33個分だけ間隔を置い
た搬送波周波数を用いて送られることになる。
第2図(a)に第1の実施例を実現するための送信側
のインタリーブ回路Cを示す。各音声チャンネルの音声
データは、(必要に応じて音声チャンネル切り換え論理
回路C1を通して)インタリーブマトリクス(メモリ)C2
に書き込まれる。メモリC2におけるマトリクスの大きさ
は1フレーム分のデータ量に等しく、各搬送波の変調方
式がQPSKの場合、448(キャリア)×2(ビット/キャ
リア)×297(シンボル)=266112(ビット)=33(チ
ャンネル)×8064(ビット)である。マトリクスを構成
する小さな四角形Dは2ビットのデータに対応する。書
込み,読出しは2ビットを単位として行われる。各音声
チャンネルのデータは、チャンネルごとに、2×4032ビ
ット=8064ビットずつ横方向に書き込まれる。第2図
(b)はメモリC2からのデータの読出し態様を表わし、
縦方向に1シンボル分ずつ、すなわち448キャリア(搬
送波)に相当する896ビットづつ読み出される。したが
って、マトリクスの中で各シンボルの区切りの位置は、
第2図(b)に示すように、搬送波数を音声チャンネル
数の倍数で割った余りに相当する位置となる。マトリク
スのすべてのデータを読み出すと、ちょうど297シンボ
ル分となる。2個のインタリーブマトリクス(メモリ)
を用いて、それぞれ、読出し,書込みを交互に行えば、
1フレームの遅延でインタリーブをかけることができ
る。また、同期・制御用シンボルが送られる第1〜第3
シンボルの期間にインタリーブマトリクスへのデータ書
込み(297シンボル分)を行い、第4〜第300シンボルの
期間に音声データを読み出せば、1個のインタリーブマ
トリクスだけを用いてインタリーブをかけることも可能
である。
データ割り当てパターンをフレームごとに変化させる
場合には、音声チャンネル切り換え論理回路C1を用い
る。すなわち、制御用シンボルを用いて送る制御情報に
よって、また鍵情報によって、音声チャンネル切り換え
論理回路C1を用いてインタリーブマトリクスの各行に割
り当てられる音声チャンネルをフレームごとに切り換え
る。データ割り当てパターンが固定の場合は、音声チャ
ンネル切り換え論理回路C1は不要である。
第3図は本発明の第2の実施例を示し、帯域3.5MHz、
搬送波数448、音声チャンネル数13、1チャンネルあた
りビットレート210Kbit/秒の場合の伝送フォーマットを
示す。インタリーブマトリクスの態様は第1の実施例
(第2図)と同様である。各チャンネルの音声データは
音声符号化回路a1〜a13で210Kbit/Sの音声データに変換
し、ついで誤り訂正符号化回路b1〜b13で420Kbit/Sの誤
り訂正符号化されたデータに変換され、データインタリ
ーブ回路Cで第3図示のように各搬送波が割り当てられ
るようにインタリーブ処理される。
以上説明した第1の実施例、第2の実施例ともに、各
フレームごとに第1有効シンボルの第1搬送波に割り当
てられる音声チャンネルの番号を変化させ、制御シンボ
ルを用いてその番号を受信側に送ることにより、フレー
ムごとに各搬送波へのデータ割り当てパターンを変化さ
せることができる。制御シンボルとしては、たとえば各
フレームの第3シンボルを用いることができる。
[発明の効果] 本発明によれば、次のような効果が得られる。
1.ある1つの音声チャンネルのデータがすべての有効シ
ンボルに分散して送られるので、インパルス雑音によっ
て特定のシンボルが大きな妨害を受けた場合において
も、その影響が分散され、個々の音声チャンネルの品質
劣化は僅かとなる。すなわち、従来方式より優れた時間
軸インタリーブ効果が得られる。
2.ある1つの音声チャンネルのデータはすべての搬送波
周波数を用いて送られると同時に、連続するデータはチ
ャンネル数と等しい搬送波数だけ離れた搬送波周波数を
用いて送られるので、選択性フェージングによって連続
する複数の搬送波が減衰した場合でも、バースト誤りが
発生することはない。すなわち、従来方式より優れた周
波数軸インタリーブ効果が得られる。
3.各フレームごとに第1有効シンボルの第1搬送波に割
り当てられる音声チャンネルの番号を変化させ、制御シ
ンボルを用いてその番号を受信側に送ることにより、フ
レームごとに各搬送波へのデータ割り当てパターンを変
化させれば、より大きなインタリーブ効果を得ることが
できる。
4.各フレームごとにデータ割り当てパターンを変化させ
る場合に、そのパターン情報を鍵情報とし、鍵情報を受
け取った受信者のみが放送番組を受信できるようにする
ことによって、限定受信放送システムを実現することが
可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す図、 第2図(a),(b)は同第1の実施例を実現するため
のインタリーブマトリクスの動作を示す図、 第3図は本発明の第2の実施例を示す図、 第4図は従来のデータ割り当て方式を示す図である。 A1〜A33……音声符号化回路、 B1〜B33……誤り訂正符号化回路、 C……データインタリーブ回路。
フロントページの続き (72)発明者 高田 政幸 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 (72)発明者 山田 宰 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 13/00 - 13/53

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の搬送波を用いて複数の音声チャンネ
    ルのデータを伝送するに際して、1フレームを構成する
    複数の有効シンボルの各々に前記複数の搬送波を割り当
    て、前記複数の音声チャンネルの数を前記複数の搬送波
    の数と互いに素であるような数にすると共に1フレーム
    で伝送する前記各音声チャンネルのデータのビット数を
    全て等しくし、任意の前記1有効シンボルの各搬送波
    に、周波数の順に前記各音声チャンネルを順次割り当
    て、当該1有効シンボルの最後の周波数の搬送波に割り
    当てた音声チャンネルの次の音声チャンネルを次の前記
    1有効シンボルの最初の周波数の搬送波に割り当ててい
    くことを特徴とするデータインタリーブ方式。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記各フレームの第1
    有効シンボルの最初の搬送波に割り当てられる前記音声
    チャンネルをフレームごとに変化させ、当該第1有効シ
    ンボルの最初の搬送波に何番目の前記音声チャンネルが
    割り当てられたかの情報を前記1フレームに含まれる制
    御シンボルを用いて伝送することを特徴とするデータイ
    ンタリーブ方式。
  3. 【請求項3】請求項1において、複数の前記フレームの
    集合をスーパーフレームとし、該スーパーフレームの先
    頭の制御シンボルに当該スーパーフレームの同期信号を
    割り当て、前記各フレームの第1有効シンボルの最初の
    搬送波に割り当てられる前記音声チャンネルをフレーム
    ごとに変化させ、当該第1有効シンボルの最初の搬送波
    に何番目の前記音声チャンネルが割り当てられたかの情
    報を鍵情報を用いて伝送することを特徴とするデータイ
    ンタリーブ方式。
  4. 【請求項4】音声チャンネル数を行の数とし、(1フレ
    ームの有効シンボル数)×(搬送波数)÷(音声チャン
    ネル数)を列の数とし、1シンボル期間に1個の搬送波
    によって伝送されるデータのビット数を1記憶単位とす
    るマトリクス状のメモリー回路と、該メモリー回路のマ
    トリクスの各行にどの音声チャンネルのデータが書き込
    まれるかをフレームごとに切り換える音声チャンネル切
    り換え論理回路と、各音声チャンネルのデータを前記メ
    モリー回路のマトリクスの行方向に記憶単位ごとに分け
    て書き込む書込み手段と、1つのシンボルで送られるデ
    ータを、前記メモリー回路のマトリクスの列方向に、1
    シンボル分の伝送データ量に相当する記憶単位数だけ読
    み出し、次のシンボルで送られるデータを、直前のシン
    ボルで最後に読み出される記憶単位の、前記列方向で次
    の順番の記憶単位から読み出す読出し手段とを具えたこ
    とを特徴とするデータインタリーブ回路。
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