JP3654185B2 - ディジタル放送受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル放送、特にディジタル音声放送における放送信号を受信するディジタル放送受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地上ディジタルテレビ放送および地上ディジタル音声放送の暫定方式として、広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式および狭帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式と呼ばれる放送方式が提案されていた。これらの放送方式は、それぞれの間で整合を持った方式であり、日本国内のテレビチャンネルに割り当てられている６ＭＨｚの周波数帯域を１４に分割した帯域幅（約４２９ｋＨｚ）において、セグメントと称するＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調された基本伝送単位を構成し、このセグメントを用いて地上ディジタルテレビ放送あるいは地上ディジタル音声放送を行うものである。
【０００３】
セグメントの信号はＯＦＤＭ変調されており、このセグメントのＯＦＤＭ搬送波数として、１０８本、２１６本、４３２本の３モードが定義されている。地上ディジタルテレビではセグメントを１３個用いて伝送信号を構成するが、地上ディジタル音声放送では１セグメントあるいは３セグメントを用いて伝送信号を構成することが暫定方式によって決められている。
【０００４】
セグメント内のＯＦＤＭ搬送波は同一の変調方式で変調されており、変調方式としてＤＱＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどが定義されている。セグメント内の搬送波には情報を伝送する搬送波の他に各種のパイロット信号や伝送制御信号なども存在する。パイロット信号としてはＣＰ（Continual Pilot）とＳＰ（Scattered Pilot ）があり、伝送制御信号としてＴＭＣＣ（Transmission Multiplex Configuration Control）信号がある。また、付加情報としてＡＣ１（Auxiliary Channel1）、ＡＣ２（Auxiliary Channel2）などの信号がある。パイロット信号のうちＣＰおよびＳＰは搬送波番号に対応するＰＲＢＳ（Pseudo-Random Binary Sequence ：疑似ランダム符号系列）出力でＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying ）変調されている。また、付加情報ＡＣ１やＡＣ２はフレーム先頭のＯＦＤＭシンボルではパイロット信号ＣＰ，ＳＰと同様に搬送波番号に対応するＰＲＢＳの出力でＢＰＳＫ変調されるが、以後のＯＦＤＭシンボルではフレーム先頭のＯＦＤＭシンボルにおける付加情報ＡＣ１およびＡＣ２の位相を基準として伝送すべき付加情報で差動ＢＰＳＫ変調が施される。伝送制御信号ＴＭＣＣも付加情報ＡＣ１，ＡＣ２と同様に、フレーム先頭のＯＦＤＭシンボルでは搬送波番号に対応するＰＲＢＳ出力でＢＰＳＫ変調されるが、以後のＯＦＤＭシンボルではフレーム先頭のＯＦＤＭシンボルにおける位相を基準として伝送制御信号ＴＭＣＣの情報に基づいて差動ＢＰＳＫ変調が施される。
【０００５】
広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式においては１３個のセグメントで信号が構成されるが、同じ生成多項式を用いたＰＲＢＳを用いるものの各セグメントの番号によってＰＲＢＳを生成する回路に与える初期値を異なるように設定し、隣接するセグメントの上端と下端のパイロット信号ＣＰの位相に矛盾の無いように構成している。この様にセグメントの位置によってＰＲＢＳを生成する回路に与える初期値を変えているのは、各セグメントにおけるパイロット信号ＣＰやＳＰの位相をできるだけランダム化することで広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ信号にピークが発生することを防止し、信号のダイナミックレンジを小さくすることを目的にしている。
【０００６】
図５は地上ディジタルテレビジョン放送方式、即ち、広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式のセグメントの構成と、それら各種のパイロット信号ＣＰ，ＳＰ、伝送制御信号ＴＭＣＣおよび付加情報ＡＣ１，ＡＣ２の位相を示している。
図示のように、広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式の信号において、各々のセグメントにおけるパイロット信号ＣＰ，ＳＰ、伝送制御信号ＴＭＣＣおよび付加情報ＡＣ１，ＡＣ２の位相がそれぞれランダムに制御されている。このため、広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式に基づく信号にピークの発生を防止でき、受信機のダイナミックレンジに対する要求を緩和できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した地上ディジタルテレビおよび音声放送方式によれば、放送用周波数帯域は現在実際に放送が行われているのアナログ方式の地上テレビ放送の周波数帯域を使用することになる。例えば、地上ディジタルテレビ放送に使用する周波数帯域として現在テレビ放送に割り当てられているＵＨＦ帯域を、地上ディジタル音声放送に使用する周波数帯域として現在テレビ放送に割り当てられているＶＨＦ帯域をそれぞれ用いる予定である。このため地上ディジタル音声放送に割り当てられているＶＨＦ帯域は、アナログテレビの放送がディジタルに移行するまでの間には少なくとも現在のチャンネル構造は変わらないと考えられる。即ち地上ディジタル放送も現在のテレビチャンネルを基本に放送サービスが開始される。このことから地上ディジタル音声放送では６ＭＨｚ（４ＭＨｚ）を基本として信号が構成されると考えられる。
【０００８】
ところで地上ディジタル音声放送で用いられる狭帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式では１セグメント形式と３セグメント形式の信号が定義されており、このことからセグメント番号としては１セグメント方式では１種類、また３セグメント形式では３種類しか存在しない。図６は狭帯域ＩＳＤＢ−Ｔ信号のセグメント構成と各種パイロット信号の位相関係を示している。図示のようにチャンネル内の信号がすべて１セグメント信号であった場合、１３個すべてのセグメント番号は同一となるので、セグメント番号に応じてＰＲＢＳを生成する回路に与える初期値を設定すると、その初期値は同一となり、ひいては１３セグメントすべてのパイロット信号ＣＰおよびＳＰの位相も同一となる。また、伝送制御信号ＴＭＣＣや無変調であるときの付加情報ＡＣ１、ＡＣ２も同様に１３セグメントのすべてにおいて同一位相となる。このためチャンネル内の信号全体を見たときには、位相の整っている搬送波の組が多数存在することから、伝送信号にピークが発生する確率が高くなり、受信機におけるフロントエンド増幅器のダイナミックレンジの確保が難しくなるという不利益がある。
【０００９】
そこで、狭帯域ＩＳＤＢ−Ｔ信号を送信するにあたり、搬送波の位相をそれぞれの送信チャンネル内の周波数位置に依存して制御することにより、放送信号のダイナミックレンジの増加を抑制することが考えられる。例えば、パイロット信号、伝達制御信号などの副信号を放送チャンネルの周波数位置に応じて設定された初期値を用いて生成したＰＲＢＳを用いて変調し、変調信号を上記符号化した主信号とともに、例えば、ＯＦＤＭ変調して放送信号を生成する。この方式を採用することによって、放送チャンネル毎の主信号および副信号搬送波の位相が異なるように設定されるので、放送信号のダイナミックレンジを抑制でき、受信機におけるフロントエンド増幅器のダイナミックレンジの要求を緩和することができる。
【００１０】
上述した放送装置に対応して、ディジタル放送受信装置では、受信した放送信号に対して、放送装置側で行われた信号処理に対応した信号処理を適切に行わなければ、符号化された主信号に含まれる情報源データを正しく再生することができなく、また、副信号を正しく再生できなくなることで伝送制御信号に含まれる制御情報を正確に取り出すことができなく、ディジタル放送を正しく受信することができなくなるという不利益が生ずる。
【００１１】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、地上ディジタル放送の受信信号に対して放送側に行われた信号処理に対応した処理を行い、放送信号に含まれる情報源データを正しく再生可能なディジタル放送受信装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のディジタル放送受信装置は、信号伝送制御用信号が放送チャンネルの周波数に応じて設定された初期値に基づき生成した乱数列を用いて変調された副信号と、情報源データに基づいて生成された主信号とともに合成された放送信号を受信し、受信した放送信号に含まれている情報源データを再生するディジタル放送受信装置であって、受信信号における上記主信号と副信号とを分離する分離回路と、上記放送チャンネルの周波数に応じて設定された初期値に基づき、ＰＲＢＳを発生する乱数列発生回路と、上記ＰＲＢＳを用いて上記分離された副信号を再生する副信号再生回路と、上記再生した副信号に応じて、上記主信号の再生を制御する制御回路と、上記制御回路の制御に基づき、上記主信号を復号する復号回路とを有する。
【００１３】
また、本発明のディジタル放送受信装置は、情報源データに応じて生成したデータ系列が放送チャンネルの周波数に応じて設定されたパラメータを用いてインターリーブ処理され、符号化した主信号と信号伝送制御用信号が所定の乱数列を用いて変調された副信号が合成して生成された放送信号を受信し、受信した当該放送信号に含まれている上記情報源データを再生するディジタル放送受信装置であって、受信信号における上記主信号と副信号とを分離する分離回路と、上記放送チャンネルの周波数に応じて設定されたパラメータを用いて、上記分離された主信号を逆インターリーブ処理する逆インターリーブ回路と、上記逆インターリーブ処理された信号を復号する復号回路とを有する。
【００１４】
さらに、本発明では、上記復号回路は、上記逆インターリーブ回路より逆インターリーブ処理された信号に対して誤り訂正を含む復号処理を行い、受信信号の状態に応じて上記誤り訂正が実施不能になるとき、エラー信号を出力し、上記エラー信号を受けたとき、受信中のチャンネルにおける受信を終了し、他のチャンネルを受信する選局制御回路を有する。
【００１５】
本発明のディジタル放送受信装置によれば、ディジタル放送信号内ＰＲＢＳを用いて変調された伝送制御用信号、例えば、パイロット信号ＣＰ，ＳＰ、伝送制御信号ＴＭＣＣなどを、受信すべきチャンネルの周波数またはチャンネル番号若しくはサブチャンネル番号に依存して生成したＰＲＢＳを用いて再生する。この再生された伝送制御用信号に基づき、例えば、伝送路において主信号の搬送波に生じた歪みを補正し、主信号に含まれる情報源データを再生する。
また、受信された放送信号において、情報源データを含む主信号が放送チャンネルの周波数に応じたパラメータでインターリーブ処理され、符号化された場合に、受信すべきチャンネルの周波数またはチャンネル番号若しくはサブチャンネル番号に基づき設定されたパラメータを用いて、情報源データを含む主信号に対して逆インターリーブ処理を行った後、誤り訂正を含む復号処理を行い、情報源データを再生する。受信信号の状態に応じて、誤り訂正が実施不能な場合、復号回路からエラー信号が出力されるので、当該エラー信号の有無を検出することにより、受信装置における自動選局および受信チャンネルのプリセットを行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のディジタル放送受信装置は、受信した放送信号に対して、放送側において行われた種々の信号処理に対応した信号処理を行い、受信信号に含まれる情報源データを正しく再生する。以下、まずディジタル放送装置について説明した後、本発明の実施形態をそれぞれ説明する。
【００１７】
ディジタル放送装置
図１はディジタル放送装置の一構成例を示す回路図である。
図示のように、ディジタル放送装置は、放送信号の一セグメントを処理する放送信号処理回路１００、逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）１１２、ガードインターバル付加回路１１３、直交変調回路１１４、周波数変換回路１１５、ＲＦ（Radio Frequency ）信号発振回路１１６、高周波増幅回路１１７、送信アンテナ１１８および制御回路２０により構成されている。
【００１８】
放送信号処理回路１００は、図示のように、多重化回路１０１、外符号化回路１０２、エネルギー拡散回路１０３、遅延補正回路１０４、バイトインターリーブ回路１０５、畳み込み符号化回路１０６、ビットインターリーブ回路１０７、マッピング回路１０８、時間インターリーブ回路１０９、周波数インターリーブ回路１１０、ＯＦＤＭフレーム構成回路１１１、パイロット信号発生回路１２１、伝送制御信号発生回路１２２、付加情報発生回路１２３、マッピング回路１２４、１２５、１２６および乱数列発生回路１２７によって構成されている。
【００１９】
多重化回路１０１は、例えば、ディジタル音声信号からなる複数の情報源符号化されたビット・ストリームを時分割多重した、いわゆるトランスポート・ストリーム（ＴＳ）を発生する。
外符号化回路１０２は、多重化回路１により多重化されたビット・ストリームを受けて、当該ビット・ストリームに対してリードソロモン符号化による外符号化処理を行う。
エネルギー拡散回路１０３は、外符号化回路１０２により符号化されたビット・ストリームに対して、情報のランダム化処理を行い、エネルギーの拡散を行う。
遅延補正回路１０４は、ランダム化処理を行ったビット・ストリームに対して遅延時間の補正を行う。
【００２０】
バイトインターリーブ回路１０５は、畳み込み符号の残留誤りを分散させるために、遅延補正回路１０４により出力されたデータに対して畳み込みインターリーブを施す。
畳み込み符号化回路１０６は、バイトインターリーブ回路１０５の出力信号に対して畳み込み符号化を行う。
ビットインターリーブ回路１０７は、畳み込み符号化回路１０６の出力信号に対してビットインターリーブを行い、得られたデータをマッピング回路１０８に出力する。
マッピング回路１０８は、入力したデータ系列をＯＦＤＭ変調用の搬送波に変調するためのマッピング処理を行う。具体的に、例えば、マッピング回路１０８において、各ＯＦＤＭ搬送波の信号点の割り付けを行い、処理後の信号を時間インターリーブ回路１０９に出力する。
【００２１】
時間インターリーブ回路１０９は、マッピング回路１０８の出力信号に対して時間軸上のインターリーブ処理を行い、その出力信号を周波数インターリーブ回路１１０に出力する。
周波数インターリーブ回路１１０は、時間インターリーブ処理された信号に対して、さらに周波数軸上にインターリーブ処理を行い、その出力信号をＯＦＤＭフレーム構成回路１１１に供給する。なお、本実施形態では周波数インターリーブ回路１１０におけるパラメータは、制御回路１２０により放送周波数に応じて制御される。
【００２２】
パイロット信号発生回路１２１は、パイロット信号ＣＰ，ＳＰなどを発生する。そして、伝送制御信号発生回路１２２は、伝送制御信号ＴＭＣＣを発生し、さらに付加情報回路１２３は、付加情報ＡＣ１，ＡＣ２などを発生する。
マッピング回路１２４は、パイロット信号ＣＰ，ＳＰに対してＯＦＤＭ搬送波を変調するためのマッピング処理を行い、マッピング回路１２５は、伝送制御信号ＴＭＣＣに対して、ＯＦＤＭ搬送波変調するためのマッピング処理を行い、さらに、マッピング回路１２６は、付加情報ＡＣ１，ＡＣ２に対してＯＦＤＭ搬送波を変調するためのマッピング処理を行う。そして、これらのマッピング回路の出力信号は、ともにＯＦＤＭフレーム構成回路１１に出力される。
乱数列発生回路１２７は、ＰＲＢＳを発生し、マッピング回路１２４，１２５および１２６にそれぞれ供給する。乱数列発生回路１２７において、ＰＲＢＳを発生するために用いられる乱数符号の初期値は、制御回路１２０により設定される。
【００２３】
ＯＦＤＭフレーム構成回路１１１は、周波数インターリーブ回路１１０、マッピング回路１２４，１２５および１２６から出力されたデータ列を受けて、周波数インターリーブ回路１１０により出力されたデータ列に所定の搬送波を割り当て、さらにマッピング処理を施したパイロット信号ＣＰ，ＳＰ、伝送制御信号ＴＭＣＣおよび付加情報ＡＣ１，ＡＣ２をそれぞれ特別なＯＦＤＭ搬送波として割り当て、フレームを構成する。
【００２４】
逆フーリエ変換回路１１２は放送信号処理回路１００の出力信号に対して逆離散フーリエ変換を行う。放送信号処理回路１００の出力信号は、ＯＦＤＭ変調によって得られた信号であり、複数のディジタル信号により変調された複数の搬送波を加え合わせた信号である。逆フーリエ変換回路１１２において、当該ＯＦＤＭ変調波に対して各送信シンボル期間毎に１回の逆離散フーリエ変換を行い、その結果、時間軸上の送信信号が得られる。
【００２５】
ガードインターバル付加回路１１３は、逆フーリエ変換で得た送信信号にガードインターバル期間を付加する。当該ガードインターバル期間は、受信機におけるマルチパス（ゴースト）の影響を低減するために付加された信号期間である。通常、実際の情報を伝送する有効シンボル期間の信号波形を繰り返してインターバル付加期間が生成される。なお、ガードインターバル期間と有効シンボル期間を合わせて、ＯＦＤＭの伝送シンボル期間が構成されている。
【００２６】
直交変調回路１１４は、ガードインターバル付加回路１１３により出力された信号に対して、直交変調を行い、直交変調信号を出力する。
周波数変換回路１１５は、ＲＦ信号発振回路１１６からのＲＦ発振信号を用いて、直交変調回路１１４の出力信号に対して周波数変換を行う。当該周波数変換により送信信号の搬送波が放送用高周波数帯域に変換される。
高周波増幅回路１１７は、周波数変換回路１１５により出力された高周波信号の振幅を増幅し、増幅した信号を送信アンテナ１１８に出力する。
送信アンテナ１１８は、高周波増幅回路１１７により振幅が増幅された高周波信号を空間に放射する。
【００２７】
制御回路１２０は、放送信号処理回路１００における周波数インターリーブ回路１１０、乱数列発生回路１２７の動作を制御し、さらに、ＲＦ信号発振回路１１６の発振周波数を制御する。例えば、制御回路１２０は、ＲＦ信号の周波数に応じて、周波数インターリーブ回路１１０におけるパラメータを設定し、また、乱数列発生回路１２７における乱数符号の初期値を設定する。
【００２８】
以下、図１を参照しつつ、ディジタル放送装置の動作について説明する。
放送信号をディジタル化し、さらに符号化して得られた複数の情報源符号化ビット・ストリームは多重化回路１０１により時分割多重され、トランスポート・ストリームが発生される。このトランスポート・ストリームに、例えば、リードソロモン（ＲＳ）符号化方式に基づいて外符号化処理が施され、さらにエネルギー拡散回路１０３によりランダム化される。ランダム化したデータが遅延補正回路１０４により補正された後、畳み込み符号の残留誤りの分散を目的にバイトインタリーブ回路１０５にて畳み込みインターリーブが施され、畳み込み符号化回路１０６によって畳み込み符号化が行われる。畳み込み符号化出力はビットインターリーブ回路１０７によりビットインターリーブが施され、当該ビットインターリーブにより得られたデータ系列が各ＯＦＤＭ搬送波を変調するためのマッピング回路１０８に供給される。
【００２９】
マッピング回路１０８において、各ＯＦＤＭ搬送波の信号点が割り付けられ、その出力はさらに時間インターリーブ回路１０９と周波数インターリーブ回路１１０に順次供給される。周波数インターリーブ回路１１０の出力はＯＦＤＭフレーム構成回路１１１に供給される。さらに、パイロット信号発生回路１２１により発生されたパイロット信号ＣＰ，ＳＰ、伝送制御信号発生回路１２２により発生された伝送制御信号ＴＭＣＣおよび付加情報発生回路１２３により発生された付加情報ＡＣ１，ＡＣ２がマッピング回路１２４，１２５および１２６によってそれぞれマッピングされ、ＯＦＤＭフレーム構成回路１１１に供給される。このＯＦＤＭフレーム構成回路１１１にはこれらパイロット信号、伝送制御信号、付加情報は特別なＯＦＤＭ搬送波として割り当てられ、フレームが構成される。
【００３０】
フレーム構成回路１１１の出力は逆フーリエ変換回路１１２に供給され、当該逆フーリエ変換により、周波数領域から時間領域の信号に変換される。さらに、ガードインターバル付加回路１１３によって、所要のガードインターバル期間が付加された後、直交変調回路１１４において実部と虚部に直交変調されて中間周波数の信号が出力される。当該中間周波数帯域のＯＦＤＭ変調信号が周波数変換回路１１５とＲＦ信号発振回路１１６によって所要の送信周波数（ＲＦ帯域）に変換され、このＲＦ帯域のＯＦＤＭ変調信号が高周波増幅回路１１７により増幅された後送信アンテナ１１８からＲＦ出力信号１１９として発射される。
【００３１】
制御回路１２０はＲＦ信号発振回路１１６を制御するとともに、ＲＦ出力信号１１９の周波数に依存してＰＲＢＳを生成するための初期値を変えるように乱数列発生回路１２７を制御する。具体的には、乱数発生回路１２７に設定される初期値は、各セグメントを構成するサブチャンネルの中心サブチャンネル番号に応じて変更される。なお、サブチャンネル番号については後述する。乱数列発生回路１２７は設定された初期値に基づき所定の生成多項式に従ってＰＲＢＳを発生する。パイロット搬送波は各ＣＰ、ＳＰの周波数位置（搬送波番号）に対応したＰＲＢＳの値でＢＰＳＫ変調され、また伝送制御信号ＴＭＣＣおよび付加情報ＡＣ１、ＡＣ２の各搬送波はフレーム先頭ＯＦＤＭシンボルの搬送波位相がその周波数位置（搬送波番号）に対応したＰＲＢＳの値でＰＢＳＫ変調される。なお、伝送制御信号ＴＭＣＣおよび付加情報ＡＣ１、ＡＣ２の搬送波は、以降のシンボルではフレーム先頭シンボルの位相を基準に、伝送制御信号や付加情報で差動ＢＰＳＫ変調される。また、必要に応じて、制御回路１２０は周波数インターリーブ回路１１０に制御信号を出力し、ＲＦ出力信号１１９のサブチャンネル番号に応じてインターリーブ回路内のセグメント内インターリーブのパラメータを設定する。
【００３２】
ここで、サブチャンネルとサブチャンネル番号について説明する。サブチャンネルは帯域幅１／７ＭＨｚの仮想チャンネルであり、現行のテレビチャンネルの帯域幅に相当する６ＭＨｚ帯域幅内で、低い周波数から高い周波数の方向へ順次番号付けされている。具体的には６ＭＨｚ帯域幅を持つ現行のテレビチャンネルの最下端周波数を中心周波数とするサブチャンネルをサブチャンネル番号０、サブチャンネル番号０のサブチャンネルの中心周波数から１／７ＭＨｚ高い周波数を中心周波数とするサブチャンネルをサブチャンネル番号１、サブチャンネル番号１のサブチャンネルの中心周波数から１／７ＭＨｚ高い周波数を中心周波数とするサブチャンネルをサブチャンネル番号２のように、順次番号付けされている。
【００３３】
上述した放送装置によって、狭帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式に基づく地上ディジタル音声放送信号が生成される。当該生成された放送信号のダイナミックレンジを低く抑制できるため、受信装置内のフロントエンド受信機の入力ダイナミックレンジの要求を緩和できる。
以下、本発明のディジタル放送受信装置の実施形態について説明する。
【００３４】
第１実施形態
図２は本発明に係るディジタル放送受信装置の第１の実施形態を示す回路図である。図示のように、本実施形態の受信装置は、受信アンテナ２、周波数変換回路３、局部発振回路４、直交復調回路５、フーリエ変換回路（ＦＦＴ）６、信号分離回路７、等化回路８、パイロット信号誤差検出回路（ＣＰ，ＳＰ誤差検出回路）９、伝送制御信号復号回路（ＴＭＣＣ復号回路）１０、制御回路１１、乱数列（ＰＲＢＳ：Pseudo-Random Binary Sequence ）発生回路１２、逆インターリーブ回路（以下、デインターリーブと表記する）１３、ビタビ復号回路１４、外デインターリーブ回路１５、エネルギー逆拡散回路１６および外復号回路１７により構成されている。
【００３５】
受信アンテナ２は、放送装置により空間に放射された高周波の放送電波信号１を捕捉し、受信した放送信号Ｓ２を周波数変換回路３に供給する。
周波数変換回路３は、例えば、ミキサーにより構成され、アンテナ２により受信した放送信号Ｓ２の周波数を、元の受信した周波数と局部発振回路４により発生した局部発振信号Ｓ４の周波数との差の中間周波数に変換し、中間周波信号Ｓ３を生成し、直交変調回路５に出力する。
【００３６】
直交復調回路５は、中間周波信号Ｓ３に対して、直交復調を行い、復調した信号をフーリエ変換回路６に出力する。
フーリエ変換回路６は、直交復調回路５からの復調信号に対してフーリエ変換を行い、フーリエ変換の結果を信号分離回路７に供給する。当該フーリエ変換によりＯＦＤＭ変調信号の各搬送波の振幅および位相が一括して復調される。
【００３７】
信号分離回路７は、フーリエ変換回路６により復調したＯＦＤＭ搬送波を情報伝送用搬送波、パイロット信号（ＣＰ，ＳＰ）用搬送波および伝送制御信号（ＴＭＣＣ）用搬送波に分離し、それぞれ等化回路８、パイロット信号誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０に出力する。
【００３８】
乱数列発生回路１２は、制御回路１１により設定された初期値に基づき、送信側と同じ生成多項式を用いてＰＲＢＳを発生し、発生したＰＲＢＳをそれぞれパイロット誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０に供給する。
ここで、制御回路１１により設定されるＰＲＢＳ発生用初期値は、サブチャンネル番号に応じて制御される。ディジタル放送の送信側では、上述したようにサブチャンネルの番号に応じて制御された初期値に基づいて、パイロット信号ＣＰ，ＳＰおよび伝送制御信号ＴＭＣＣの搬送波位相及び振幅を決定するＰＲＢＳが生成されているので、受信側で、サブチャンネル番号に応じて制御された初期値に基づいてＰＲＢＳを生成することにより、このＰＲＢＳの各搬送波番号に対応する値から、本来送信しているパイロット信号ＣＰ，ＳＰおよび伝送制御信号ＴＭＣＣの振幅および位相を知ることができる。このため、信号分離回路７から供給されたパイロット信号ＣＰ，ＳＰの誤差検出および伝送制御信号ＴＭＣＣの復号を実現可能である。パイロット誤差検出回路９は、乱数列発生回路１２から供給されたＰＲＢＳに基づき、信号分離回路７により分離したパイロット信号ＣＰ，ＳＰの振幅、位相とＰＲＢＳの振幅、位相との差を抽出することにより、パイロット信号の誤差を検出する。検出されたパイロット信号の誤差は等化回路８に供給され、伝送路において歪んだ各々のＯＦＤＭ搬送波の振幅および位相に対して補正を行う。
【００３９】
同様に、伝送制御信号復号回路１０では、伝送制御信号ＴＭＣＣの搬送波の基準位相を乱数列発生回路１２により発生したＰＲＢＳに基づいて求められ、当該基準位相を差動変調して伝送される伝送制御信号ＴＭＣＣの情報を復号することができる。伝送制御信号復号回路１０により復号された伝送制御信号ＴＭＣＣの情報は制御回路１１に供給される。
【００４０】
制御回路１１は、伝送制御信号復号回路１０により復号された伝送制御信号ＴＭＣＣに基づき、必要な制御信号を発生し、受信装置の各部分回路に供給する。通常、制御回路１１として、マイコン（マイクロコンピュータ）を用いることが多い。ところで、本実施形態の受信装置においては、選局は、現行のテレビチャンネルの番号とサブチャンネルの番号を指定することにより行われる。制御回路１１は、入力された現行のテレビチャンネルの番号とサブチャンネル番号でなる選局情報ＳC に応じて所望の発振周波数を持つ局部発振信号Ｓ４を発生させるための制御信号を生成し、局部発振回路４に出力する。さらに、入力された選局情報ＳC のサブチャンネル番号に基づき、乱数列発生回路１２においてＰＲＢＳを発生するための初期値を決定する。例えば、ＰＲＢＳを発生させるための初期値をマイコンのプログラム内テーブルとしてメモリなどに記憶しておき、選局情報ＳC のサブチャンネル番号に対応した乱数列発生用の初期値をメモリから読み出して、乱数列発生回路１２に供給する。
【００４１】
デインターリーブ回路１３は、送信側において行われたインターリーブ処理、例えば、周波数インターリーブとは逆の処理を行う。ここで、デインターリーブ回路１３は、等化回路８により歪みの補正が行われた情報伝送用搬送波を受けて、当該搬送波に対してデインターリーブ処理を行い、処理の結果をビタビ復号回路１４に供給する。
ビタビ復号回路１４は、入力された信号に対してビタビ復号処理を行う。そして、ビタビ復号された信号は外デインターリーブ回路１５により、外デインターリーブ処理が行われ、その結果をエネルギー逆拡散回路１６に出力する。なお、ここで、外デインターリーブ回路は、送信側のバイトインターリーブ回路に対応し、バイトインターリーブとは逆の処理を行う。
【００４２】
エネルギー逆拡散回路１６は、入力信号に対して、送信側で行われたエネルギー拡散処理と逆の処理を行い、その結果、外復号回路１７に出力する。
外復号回路１７は、入力された信号に対して、例えば、リードソロモン復号処理を行う。当該復号処理の結果、送信側におけるもとの情報源データが復元されるので、当該情報源データに応じて、例えば、音声信号を再生することができる。
【００４３】
以下、上述した構成を有する本実施形態のディジタル放送受信装置の全体の動作について説明する。
ディジタル放送装置により空間に放射された高周波の放送電波信号１は、アンテナ２により捕捉され受信される。受信信号Ｓ２は周波数変換回路３に供給され、周波数変換回路３により、受信信号の周波数は、入力した受信信号Ｓ２の周波数と局部発振回路４の発振信号Ｓ４の周波数との差である中間周波数に変換される。そして、周波数変換により得られた中間周波信号は、直交復調回路５に入力され、直交復調される。
【００４４】
直交復調された信号は、フーリエ変換回路６に供給され、当該フーリエ変換回路６において、フーリエ変換の結果、受信信号に含まれているＯＦＤＭ信号の各搬送波の振幅および位相が一括して復調され、信号分離回路７に供給される。
信号分離回路７は、フーリエ変換回路６によって一括復調されたＯＦＤＭ信号に含まれている情報伝送用搬送波、パイロット信号ＣＰ，ＳＰの搬送波および伝送制御信号ＴＭＣＣの搬送波がそれぞれ分離され、等化回路８、パイロット信号誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０にそれぞれ供給される。
【００４５】
乱数列発生回路１２によって、制御回路１１により設定された初期値を用いてＰＲＢＳが発生される。当該ＰＲＢＳ発生用の初期値は、受信する放送信号のサブチャンネル番号に対応して設定されている。本実施形態のディジタル放送受信装置における制御回路１１には、入力された選局情報ＳC などに基づいて受信するサブチャンネルの番号を推定し、それに応じてＰＲＢＳを発生するための初期値が決定され、乱数列発生回路１２に提供される。乱数列発生回路１２は、制御回路１１により設定された初期値に基づきＰＲＢＳが発生され、パイロット信号誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０にそれぞれ供給される。
【００４６】
パイロット信号誤差検出回路９は、信号分離回路７により分離されたパイロット信号の振幅および位相との差を抽出することにより、誤差が検出される。検出した誤差を示す信号が等化回路８に供給され、等化回路８によって、パイロット信号の誤差に基づき、信号分離回路７により分離された情報伝送用搬送波の振幅および位相の歪みが補正される。
伝送制御信号復号回路１０によって、乱数列発生回路１２により供給されたＰＲＢＳに基づいて伝送制御信号ＴＭＣＣの基準位相が求められる。当該基準位相を差動変調して伝送される伝送制御信号ＴＭＣＣの情報が復号され、制御回路１１に供給される。制御回路１１において、復号された伝送制御信号ＴＭＣＣに応じて、例えば、畳み込み符号化回路における符号化率、ＯＦＤＭ変調に用いられる変調方式などの制御情報が生成される。制御回路１１は、当該制御情報に基づきビタビ復号回路１４などにそれぞれ制御信号を供給される。
【００４７】
等化回路８により伝送路において生じた歪みが補正された情報伝送用搬送波信号がデインターリーブ回路１３に出力され、デインターリーブ回路１３によってデインターリーブ処理が行われる。デインターリーブ処理の結果がビタビ復号回路１４に出力され、ビタビ復号される。そして、ビタビ復号された信号が外デインターリーブ回路１５により、外デインターリーブ処理が実施され、その結果がエネルギー逆拡散回路１６においてエネルギー逆拡散処理され、処理の結果が外復号回路１７に出力され、例えば、リードソロモン復号処理が行われる。リードソロモン復号処理の結果、ディジタル放送信号に含まれているディジタル情報源データが復元され、当該復元されたデータに応じて、例えば、音声信号などを再生することができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば、ディジタル放送受信装置において、受信する放送信号のサブチャンネル番号に応じて乱数列発生回路におけるＰＲＢＳ発生用の初期値を設定し、当該初期値に基づき乱数列発生回路１２によりＰＲＢＳを発生し、パイロット信号誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０に供給する。パイロット信号誤差検出回路９はＰＲＢＳを用いて、信号分離回路７により分離したパイロット信号ＣＰ，ＳＰの搬送波の誤差を検出し、それに応じて等化回路８により、伝送路で生じた情報伝送用搬送波の歪みを補正し、伝送制御信号復号回路１０は、ＰＲＢＳを用いて伝送制御信号ＴＭＣＣの搬送波の基準位相を検出し、それに応じて伝送制御信号ＴＭＣＣを復号し、制御回路１１に供給し、必要な制御信号を発生させ、情報源データの再生を制御するので、ディジタル放送信号に含まれる情報源データを正しく再生でき、かつ放送信号のダイナミックレンジが低く抑制されていることから、例えば、周波数変換回路の入力側のダイナミックレンジを低くできる。このため、図２には示していないが、通常アンテナの出力側に接続されている高周波増幅回路などのフロントエンド増幅回路回路のダイナミックレンジを低く設定できる。
【００４９】
第２実施形態
図３は本発明に係るディジタル放送受信装置の第２の実施形態を示す回路図である。図示のように、本実施形態の受信装置は、第１の実施形態の受信装置とほぼ同じ構成を有し、デインターリーブ回路１３ａが制御回路１１ｂの制御を受けてデインターリーブ処理におけるパラメータを設定する以外は第１の実施形態とほぼ同じであるので、第１の実施形態と同じ構成部分について同じ符号を付して表記する。
【００５０】
本実施形態において、デインターリーブ回路１３ａは、制御回路１１ａからの制御信号に応じてパラメータを設定し、当該設定したパラメータを用いて、デインターリーブ処理を行う。ディジタル放送側においては、放送信号のダイナミックレンジを低減する方法として、パイロット信号ＣＰ，ＳＣ、伝送制御信号ＴＭＣＣなどに対するマッピング処理におけるＰＲＢＳ発生用初期値を放送チャンネルの周波数、例えば、サブチャンネル番号に対応して制御する以外に、周波数インターリーブにおけるパラメータを放送チャンネルの周波数、例えば、サブチャンネル番号に応じて設定する。このため、受信側において上述した第１の実施形態のように、パイロット信号誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０に供給されるＰＲＢＳを発生する初期値を放送側と同様に、例えば、サブチャンネルの番号に応じて設定する他に、本実施形態において、デインターリーブ回路１３におけるデインターリーブ処理のパラメータをサブチャンネルの番号に応じて制御する。
【００５１】
具体的に、例えば、制御回路１１ａは、受信するチャンネルおよびサブチャンネルの番号を指示する受信制御信号ＳC を受けて、指示されたサブチャンネル番号に応じてデインターリーブ処理に必要パラメータを生成するための制御信号を発生し、デインターリーブ回路１３ａに供給する。このため、デインターリーブ回路１３においては、制御信号に応じたパラメータを設定することにより、ディジタル放送の送信側におけるインターリーブ処理と受信側におけるデインターリーブ処理に同じパラメータを用いることとなり、放送信号を正しく復元、再生することができる。
【００５２】
上述したデインターリーブ回路１３ａ以外の各部分回路は、上述した第１の実施形態の受信装置の対応する部分回路とほぼ同じ構成および機能を有するので、それらについて詳細の説明を省略する。
なお、本実施形態では、制御回路１１ａは放送側の処理に応じて乱数列発生回路１２におけるＰＲＢＳ発生用の初期値を制御する。例えば、放送側において、パイロット信号ＣＰ，ＳＰ、伝送制御信号ＴＭＣＣなどに対してマッピング処理を行うとき、ＰＲＢＳを発生するための初期値が放送用周波数、例えば、サブチャンネル番号に応じて設定した場合、本実施形態の受信装置において、放送側と同様に、例えば、受信するサブチャンネル番号に応じて制御信号１１により乱数列発生回路１２におけるＰＲＢＳ発生用初期値を設定する。生成したＰＲＢＳをパイロット信号誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０に供給し、当該ＰＲＢＳに応じてパイロット信号ＣＰ，ＳＰの振幅、位相誤差を検出し、等化回路８に供給し、または当該ＰＲＢＳに基づき伝送制御信号ＴＭＣＣの基準位相を検出し、これに応じて伝送制御信号ＴＭＣＣを復号する。当該回路９において検出されたパイロット信号の誤差に応じて、伝送路において生じた情報伝送用搬送波の歪みを補正する。また、制御回路１１ａにおいて復号された伝送制御信号ＴＭＣＣに応じて各部分回路に必要な制御信号を供給する。
【００５３】
第３実施形態
図４は本発明に係るディジタル放送受信装置の第３の実施形態を示す回路図である。図示のように、本実施形態の受信装置は、制御回路１１ｂを除けば、第１の実施形態の受信装置とほぼ同じ構成を有する。本実施形態の受信装置における制御回路１１ｂは、伝送制御信号復号回路１０により復号された伝送制御信号ＴＭＣＣおよび外部から入力された受信制御信号ＳC 以外に、図４に示すように、外復号回路１７ａからのエラーフラグＳEFが供給される。制御回路１１ｂは、当該エラーフラグＳEFに応じて自動選局、あるいはプリセットの動作を制御する。
上述した以外の各部分回路において、図２に示す第１の実施形態のそれぞれの対応する回路とほぼ同じ構成および機能を有するので、以下、本実施形態における外復号回路１７ａおよび制御回路１１ｂ構成に対応して、本実施形態のディジタル放送受信装置の自動選局、あるいはプリセットの動作について説明する。
【００５４】
外復号回路１７ａは、エネルギー拡散回路１６の出力信号に対して、例えば、リードソロモン復号による復号処理を行う。当該復号処理により、入力されたデータ系列にある誤りが訂正され、もとの情報源データが正しく復元できる場合、復元された情報源データ１８が出力され、それに応じて、音声信号などを再生することができる。一方、伝送路の伝送条件などに応じて、誤り訂正が実施できず、情報源データを正しく復元できない場合がある。例えば、伝送路における干渉、ノイズなどが強い場合、受信信号のＳ／Ｎ比が低くなる。当該Ｓ／Ｎ比が所定のレベル以下に劣化した場合、もとの情報源データを正しく再生することができない。このとき、例えば、外復号回路１７ａにおいて、リードソロモン復号処理の結果、誤り訂正が実施できなくなり、外復号回路１７ａからエラーフラグＳEFが生成され、制御回路１１ｂに供給される。
【００５５】
自動選局あるいはプリセット動作において、受信装置は実際に放送中のチャンネルのサブチャンネルを順次探しながら選局する。これらの動作は、制御回路１１ｂにより制御される。例えば、制御回路１１ｂは、現在の受信中のチャンネルのサブチャンネルから、順次上側または下側のサブチャンネルを受信するように局部発振回路４の発振周波数を制御し、また乱数列発生回路１２にＰＲＢＳを発生するための初期値を設定する。このとき、信号分離回路７により分離された情報伝送用搬送波信号が等化回路８により歪み補正をしたあと、デインターリーブ回路１３などを経て正しく誤り訂正でき、もとの情報源データが復元できれば、外復号回路１７ａはエラーフラグＳEFを発生しない。一方、放送が行われていないサブチャンネルまたは何らかの原因で受信信号が弱く、もとの情報源データが正しく復元できないとき、外復号回路１７ａにおいては正しく誤り訂正が実施できず、エラーフラグＳEFが発生される。制御回路１１ｂはエラーフラグＳEFを受けると、当該サブチャンネルの受信を終了し、次のサブチャンネルの受信動作を開始させる。
【００５６】
自動選局動作において、制御回路１１ｂは、外復号回路１７ａからエラーフラグＳEFが出力されなくなるまで現在のサブチャンネルより上側または下側のサブチャンネルを順次調べ、放送中のサブチャンネルを発見したとき、制御回路１１ｂはそのサブチャンネルを受信しつづけるように所定の制御信号を生成し、各部分回路に出力する。
また、プリセットのとき、制御回路１１ｂはすべてのチャンネルおよびサブチャンネルを順次受信するように制御し、各々のサブチャンネルを受信するときの外復号回路１７ａからエラーフラグＳEFの有無を確認する。エラーフラグＳEFが出力されていないサブチャンネルにおいては、当該サブチャンネルが放送中であり、かつその放送信号に基づき情報源データを正しく復元でき、音声信号を再生できるものと判定し、当該サブチャンネルに関する情報を、例えば、内蔵のメモリに記憶する。逆にエラーフラグＳEFが出力されたサブチャンネルにおいて、当該チャンネルは現在放送されていないか、または放送信号の受信状態が悪く、情報源データを正しく再生できないと判定し、当該サブチャンネルをプリセットしない。
【００５７】
上述したように、本実施形態の受信装置において、外復号回路１７ａにおいて誤り訂正が実施可能か否かに応じてエラーフラグＳEFを生成し、制御回路１１ｂは外復号回路１７ａからのエラーフラグＳEFの有無に基づき、選局を行い、また受信チャンネルのサブチャンネルをプリセットすることが可能である。
【００５８】
ところで、日本においては現行のテレビチャンネルは第７チャンネルと第８チャンネルの周波数帯域が一部分重なるように定められており、この重複した帯域内のサブチャンネルに、実際には単一のサブチャンネルであるにも関わらず、第７チャンネルの観点で見た場合のサブチャンネル番号と第８チャンネルの観点で見た場合のサブチャンネル番号とが番号付けされることになる。従って、この重複した帯域を、第７チャンネルとして選局する場合と第８チャンネルとして選局する場合とでは、局部発振回路４に対する制御は同一であるが、ＰＲＢＳを発生させるための初期値は異なるものとなるため、送信側と受信側（すなわち選局を行うユーザ）とでのチャンネルの意識が異なると正しく受信が出来ないことになる。実際上、これらのサブチャンネルは周波数は同一であるため、送信側では第７チャンネルのサブチャンネルとして処理が行われた信号を、ユーザ側では第８チャンネルのサブチャンネルとして選局しようとする可能性がある。この場合、ＰＲＢＳを発生するための初期値が正しく設定されていないため、正しい受信が出来なくなる。このような問題を解決するため、本実施形態においては、制御回路１１ｂは、この重複した帯域を受信する場合、第７チャンネル及び第８チャンネルに対するサブチャンネルとして乱数発生回路１２を制御する。
【００５９】
この場合、制御回路１１ｂは、例えばまず、第７チャンネルのサブチャンネル番号に応じて乱数列発生回路１２に初期値の設定を行う。そして、設定した初期値において、受信信号を正しく受信でき、外復号回路１７ａからエラーフラグＳEFが出力されない場合、現在放送中のサブチャンネルが第７のチャンネルに属すると認識することができる。一方、外復号回路１７ａからエラーフラグＳＥＦが出力された場合には、制御回路１１ｂは、第８チャンネルのサブチャンネル番号に応じて乱数列発生回路１２に初期値の再設定を行う。これに基づいて帯域が互いに重複している第７および第８チャンネルの各々のサブチャンネルに対して、選局や自動選局および受信チャンネルのプリセットを行うことができる。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態によれば、外復号回路１７ａにおいて誤り訂正不能のときエラーフラグＳEFを発生し、制御回路１１ｂに供給する。制御回路１１ｂは、所定のチャンネルのサブチャンネルを受信するとき、エラーフラグＳEFの有無を調べることによって、受信するサブチャンネルが放送中であるか否か、または受信信号に基づきもとの情報源データを正しく復元できるかいなかを判断できるので、自動選局および受信チャンネルのプリセットを行うことができる。また、周波数帯域が重複して定められている第７および第８チャンネルの各々のサブチャンネルを受信する場合において、制御回路１１ｂは局部発振回路４に同じ制御信号を出力し、乱数列発生回路１２にはそれぞれのサブチャンネルに対応したＰＲＢＳ発生用初期値を設定することにより、重複したチャンネルにおける各サブチャンネルを認識することができ、選局や自動選局あるいは受信チャンネルのプリセットを行うことができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のディジタル放送受信装置によれば、ディジタル放送信号の放送用周波数、例えば放送チャンネルのサブチャンネルに対応して、伝送路パイロット信号等の制御信号を復号するための乱数列の初期値を設定することにより、パイロット信号等制御信号が伝送路にて生じた誤差を検出可能であり、それに応じて受信した情報伝送用搬送波の歪みを補正することができる。また、放送用周波数、例えば、放送チャンネルのサブチャンネルに対応してデインターリーブにおけるパラメータを制御することにより、情報源データを正しく再生できる。
さらに伝送制御信号を復号して得られた情報に基づき、受信装置の各部分回路を制御することにより、受信装置が安定した動作を実現、高精度の信号復元および信号再生を実現できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はディジタル放送装置の一構成例を示す回路図である。
【図２】 図２は本発明に係るディジタル放送受信装置の第１の実施形態を示す回路図である。
【図３】 図３は本発明に係るディジタル放送受信装置の第２の実施形態を示す回路図である。
【図４】 図４は本発明に係るディジタル放送受信装置の第３の実施形態を示す回路図である。
【図５】 図５は広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ放送方式のセグメント構成と各セグメントにおけるパイロット信号等の位相を示す図である。
【図６】 図６は狭帯域ＩＳＤＢ−Ｔ放送方式のサブチャンネル構成と各サブチャンネルにおけるパイロット信号等の位相を示す図である。
【符号の説明】
１…放送電波
２…アンテナ
３…周波数変換回路
４…局部発振回路
５…直交復調回路
６…フーリエ変換回路（ＦＦＴ）
７…信号分離回路
８…等化回路
９…パイロット信号（ＣＰ，ＳＰ）誤差検出回路
１０…伝送制御信号（ＴＭＣＣ）復号回路
１１，１１ａ，１１ｂ…制御回路
１２…乱数列発生回路
１３，１３ａ…デインターリーブ回路
１４…ビタビ復号回路
１５…外デインターリーブ回路
１６…エネルギー逆拡散回路
１７，１７ｂ…外復号回路
１８…再生した情報源データ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル放送、特にディジタル音声放送における放送信号を受信するディジタル放送受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地上ディジタルテレビ放送および地上ディジタル音声放送の暫定方式として、広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式および狭帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式と呼ばれる放送方式が提案されていた。これらの放送方式は、それぞれの間で整合を持った方式であり、日本国内のテレビチャンネルに割り当てられている６ＭＨｚの周波数帯域を１４に分割した帯域幅（約４２９ｋＨｚ）において、セグメントと称するＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調された基本伝送単位を構成し、このセグメントを用いて地上ディジタルテレビ放送あるいは地上ディジタル音声放送を行うものである。
【０００３】
セグメントの信号はＯＦＤＭ変調されており、このセグメントのＯＦＤＭ搬送波数として、１０８本、２１６本、４３２本の３モードが定義されている。地上ディジタルテレビではセグメントを１３個用いて伝送信号を構成するが、地上ディジタル音声放送では１セグメントあるいは３セグメントを用いて伝送信号を構成することが暫定方式によって決められている。
【０００４】
セグメント内のＯＦＤＭ搬送波は同一の変調方式で変調されており、変調方式としてＤＱＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどが定義されている。セグメント内の搬送波には情報を伝送する搬送波の他に各種のパイロット信号や伝送制御信号なども存在する。パイロット信号としてはＣＰ（Continual Pilot）とＳＰ（Scattered Pilot ）があり、伝送制御信号としてＴＭＣＣ（Transmission Multiplex Configuration Control）信号がある。また、付加情報としてＡＣ１（Auxiliary Channel1）、ＡＣ２（Auxiliary Channel2）などの信号がある。パイロット信号のうちＣＰおよびＳＰは搬送波番号に対応するＰＲＢＳ（Pseudo-Random Binary Sequence ：疑似ランダム符号系列）出力でＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying ）変調されている。また、付加情報ＡＣ１やＡＣ２はフレーム先頭のＯＦＤＭシンボルではパイロット信号ＣＰ，ＳＰと同様に搬送波番号に対応するＰＲＢＳの出力でＢＰＳＫ変調されるが、以後のＯＦＤＭシンボルではフレーム先頭のＯＦＤＭシンボルにおける付加情報ＡＣ１およびＡＣ２の位相を基準として伝送すべき付加情報で差動ＢＰＳＫ変調が施される。伝送制御信号ＴＭＣＣも付加情報ＡＣ１，ＡＣ２と同様に、フレーム先頭のＯＦＤＭシンボルでは搬送波番号に対応するＰＲＢＳ出力でＢＰＳＫ変調されるが、以後のＯＦＤＭシンボルではフレーム先頭のＯＦＤＭシンボルにおける位相を基準として伝送制御信号ＴＭＣＣの情報に基づいて差動ＢＰＳＫ変調が施される。
【０００５】
広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式においては１３個のセグメントで信号が構成されるが、同じ生成多項式を用いたＰＲＢＳを用いるものの各セグメントの番号によってＰＲＢＳを生成する回路に与える初期値を異なるように設定し、隣接するセグメントの上端と下端のパイロット信号ＣＰの位相に矛盾の無いように構成している。この様にセグメントの位置によってＰＲＢＳを生成する回路に与える初期値を変えているのは、各セグメントにおけるパイロット信号ＣＰやＳＰの位相をできるだけランダム化することで広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ信号にピークが発生することを防止し、信号のダイナミックレンジを小さくすることを目的にしている。
【０００６】
図５は地上ディジタルテレビジョン放送方式、即ち、広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式のセグメントの構成と、それら各種のパイロット信号ＣＰ，ＳＰ、伝送制御信号ＴＭＣＣおよび付加情報ＡＣ１，ＡＣ２の位相を示している。
図示のように、広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式の信号において、各々のセグメントにおけるパイロット信号ＣＰ，ＳＰ、伝送制御信号ＴＭＣＣおよび付加情報ＡＣ１，ＡＣ２の位相がそれぞれランダムに制御されている。このため、広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式に基づく信号にピークの発生を防止でき、受信機のダイナミックレンジに対する要求を緩和できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した地上ディジタルテレビおよび音声放送方式によれば、放送用周波数帯域は現在実際に放送が行われているのアナログ方式の地上テレビ放送の周波数帯域を使用することになる。例えば、地上ディジタルテレビ放送に使用する周波数帯域として現在テレビ放送に割り当てられているＵＨＦ帯域を、地上ディジタル音声放送に使用する周波数帯域として現在テレビ放送に割り当てられているＶＨＦ帯域をそれぞれ用いる予定である。このため地上ディジタル音声放送に割り当てられているＶＨＦ帯域は、アナログテレビの放送がディジタルに移行するまでの間には少なくとも現在のチャンネル構造は変わらないと考えられる。即ち地上ディジタル放送も現在のテレビチャンネルを基本に放送サービスが開始される。このことから地上ディジタル音声放送では６ＭＨｚ（４ＭＨｚ）を基本として信号が構成されると考えられる。
【０００８】
ところで地上ディジタル音声放送で用いられる狭帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式では１セグメント形式と３セグメント形式の信号が定義されており、このことからセグメント番号としては１セグメント方式では１種類、また３セグメント形式では３種類しか存在しない。図６は狭帯域ＩＳＤＢ−Ｔ信号のセグメント構成と各種パイロット信号の位相関係を示している。図示のようにチャンネル内の信号がすべて１セグメント信号であった場合、１３個すべてのセグメント番号は同一となるので、セグメント番号に応じてＰＲＢＳを生成する回路に与える初期値を設定すると、その初期値は同一となり、ひいては１３セグメントすべてのパイロット信号ＣＰおよびＳＰの位相も同一となる。また、伝送制御信号ＴＭＣＣや無変調であるときの付加情報ＡＣ１、ＡＣ２も同様に１３セグメントのすべてにおいて同一位相となる。このためチャンネル内の信号全体を見たときには、位相の整っている搬送波の組が多数存在することから、伝送信号にピークが発生する確率が高くなり、受信機におけるフロントエンド増幅器のダイナミックレンジの確保が難しくなるという不利益がある。
【０００９】
そこで、狭帯域ＩＳＤＢ−Ｔ信号を送信するにあたり、搬送波の位相をそれぞれの送信チャンネル内の周波数位置に依存して制御することにより、放送信号のダイナミックレンジの増加を抑制することが考えられる。例えば、パイロット信号、伝達制御信号などの副信号を放送チャンネルの周波数位置に応じて設定された初期値を用いて生成したＰＲＢＳを用いて変調し、変調信号を上記符号化した主信号とともに、例えば、ＯＦＤＭ変調して放送信号を生成する。この方式を採用することによって、放送チャンネル毎の主信号および副信号搬送波の位相が異なるように設定されるので、放送信号のダイナミックレンジを抑制でき、受信機におけるフロントエンド増幅器のダイナミックレンジの要求を緩和することができる。
【００１０】
上述した放送装置に対応して、ディジタル放送受信装置では、受信した放送信号に対して、放送装置側で行われた信号処理に対応した信号処理を適切に行わなければ、符号化された主信号に含まれる情報源データを正しく再生することができなく、また、副信号を正しく再生できなくなることで伝送制御信号に含まれる制御情報を正確に取り出すことができなく、ディジタル放送を正しく受信することができなくなるという不利益が生ずる。
【００１１】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、地上ディジタル放送の受信信号に対して放送側に行われた信号処理に対応した処理を行い、放送信号に含まれる情報源データを正しく再生可能なディジタル放送受信装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のディジタル放送受信装置は、信号伝送制御用信号が放送チャンネルの周波数に応じて設定された初期値に基づき生成した乱数列を用いて変調された副信号と、情報源データに基づいて生成された主信号とともに合成された放送信号を受信し、受信した放送信号に含まれている情報源データを再生するディジタル放送受信装置であって、受信信号における上記主信号と副信号とを分離する分離回路と、上記放送チャンネルの周波数に応じて設定された初期値に基づき、ＰＲＢＳを発生する乱数列発生回路と、上記ＰＲＢＳを用いて上記分離された副信号を再生する副信号再生回路と、上記再生した副信号に応じて、上記主信号の再生を制御する制御回路と、上記制御回路の制御に基づき、上記主信号を復号する復号回路とを有する。
【００１３】
また、本発明のディジタル放送受信装置は、情報源データに応じて生成したデータ系列が放送チャンネルの周波数に応じて設定されたパラメータを用いてインターリーブ処理され、符号化した主信号と信号伝送制御用信号が所定の乱数列を用いて変調された副信号が合成して生成された放送信号を受信し、受信した当該放送信号に含まれている上記情報源データを再生するディジタル放送受信装置であって、受信信号における上記主信号と副信号とを分離する分離回路と、上記放送チャンネルの周波数に応じて設定されたパラメータを用いて、上記分離された主信号を逆インターリーブ処理する逆インターリーブ回路と、上記逆インターリーブ処理された信号を復号する復号回路とを有する。
【００１４】
さらに、本発明では、上記復号回路は、上記逆インターリーブ回路より逆インターリーブ処理された信号に対して誤り訂正を含む復号処理を行い、受信信号の状態に応じて上記誤り訂正が実施不能になるとき、エラー信号を出力し、上記エラー信号を受けたとき、受信中のチャンネルにおける受信を終了し、他のチャンネルを受信する選局制御回路を有する。
【００１５】
本発明のディジタル放送受信装置によれば、ディジタル放送信号内ＰＲＢＳを用いて変調された伝送制御用信号、例えば、パイロット信号ＣＰ，ＳＰ、伝送制御信号ＴＭＣＣなどを、受信すべきチャンネルの周波数またはチャンネル番号若しくはサブチャンネル番号に依存して生成したＰＲＢＳを用いて再生する。この再生された伝送制御用信号に基づき、例えば、伝送路において主信号の搬送波に生じた歪みを補正し、主信号に含まれる情報源データを再生する。
また、受信された放送信号において、情報源データを含む主信号が放送チャンネルの周波数に応じたパラメータでインターリーブ処理され、符号化された場合に、受信すべきチャンネルの周波数またはチャンネル番号若しくはサブチャンネル番号に基づき設定されたパラメータを用いて、情報源データを含む主信号に対して逆インターリーブ処理を行った後、誤り訂正を含む復号処理を行い、情報源データを再生する。受信信号の状態に応じて、誤り訂正が実施不能な場合、復号回路からエラー信号が出力されるので、当該エラー信号の有無を検出することにより、受信装置における自動選局および受信チャンネルのプリセットを行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のディジタル放送受信装置は、受信した放送信号に対して、放送側において行われた種々の信号処理に対応した信号処理を行い、受信信号に含まれる情報源データを正しく再生する。以下、まずディジタル放送装置について説明した後、本発明の実施形態をそれぞれ説明する。
【００１７】
ディジタル放送装置
図１はディジタル放送装置の一構成例を示す回路図である。
図示のように、ディジタル放送装置は、放送信号の一セグメントを処理する放送信号処理回路１００、逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）１１２、ガードインターバル付加回路１１３、直交変調回路１１４、周波数変換回路１１５、ＲＦ（Radio Frequency ）信号発振回路１１６、高周波増幅回路１１７、送信アンテナ１１８および制御回路２０により構成されている。
【００１８】
放送信号処理回路１００は、図示のように、多重化回路１０１、外符号化回路１０２、エネルギー拡散回路１０３、遅延補正回路１０４、バイトインターリーブ回路１０５、畳み込み符号化回路１０６、ビットインターリーブ回路１０７、マッピング回路１０８、時間インターリーブ回路１０９、周波数インターリーブ回路１１０、ＯＦＤＭフレーム構成回路１１１、パイロット信号発生回路１２１、伝送制御信号発生回路１２２、付加情報発生回路１２３、マッピング回路１２４、１２５、１２６および乱数列発生回路１２７によって構成されている。
【００１９】
多重化回路１０１は、例えば、ディジタル音声信号からなる複数の情報源符号化されたビット・ストリームを時分割多重した、いわゆるトランスポート・ストリーム（ＴＳ）を発生する。
外符号化回路１０２は、多重化回路１により多重化されたビット・ストリームを受けて、当該ビット・ストリームに対してリードソロモン符号化による外符号化処理を行う。
エネルギー拡散回路１０３は、外符号化回路１０２により符号化されたビット・ストリームに対して、情報のランダム化処理を行い、エネルギーの拡散を行う。
遅延補正回路１０４は、ランダム化処理を行ったビット・ストリームに対して遅延時間の補正を行う。
【００２０】
バイトインターリーブ回路１０５は、畳み込み符号の残留誤りを分散させるために、遅延補正回路１０４により出力されたデータに対して畳み込みインターリーブを施す。
畳み込み符号化回路１０６は、バイトインターリーブ回路１０５の出力信号に対して畳み込み符号化を行う。
ビットインターリーブ回路１０７は、畳み込み符号化回路１０６の出力信号に対してビットインターリーブを行い、得られたデータをマッピング回路１０８に出力する。
マッピング回路１０８は、入力したデータ系列をＯＦＤＭ変調用の搬送波に変調するためのマッピング処理を行う。具体的に、例えば、マッピング回路１０８において、各ＯＦＤＭ搬送波の信号点の割り付けを行い、処理後の信号を時間インターリーブ回路１０９に出力する。
【００２１】
時間インターリーブ回路１０９は、マッピング回路１０８の出力信号に対して時間軸上のインターリーブ処理を行い、その出力信号を周波数インターリーブ回路１１０に出力する。
周波数インターリーブ回路１１０は、時間インターリーブ処理された信号に対して、さらに周波数軸上にインターリーブ処理を行い、その出力信号をＯＦＤＭフレーム構成回路１１１に供給する。なお、本実施形態では周波数インターリーブ回路１１０におけるパラメータは、制御回路１２０により放送周波数に応じて制御される。
【００２２】
パイロット信号発生回路１２１は、パイロット信号ＣＰ，ＳＰなどを発生する。そして、伝送制御信号発生回路１２２は、伝送制御信号ＴＭＣＣを発生し、さらに付加情報回路１２３は、付加情報ＡＣ１，ＡＣ２などを発生する。
マッピング回路１２４は、パイロット信号ＣＰ，ＳＰに対してＯＦＤＭ搬送波を変調するためのマッピング処理を行い、マッピング回路１２５は、伝送制御信号ＴＭＣＣに対して、ＯＦＤＭ搬送波変調するためのマッピング処理を行い、さらに、マッピング回路１２６は、付加情報ＡＣ１，ＡＣ２に対してＯＦＤＭ搬送波を変調するためのマッピング処理を行う。そして、これらのマッピング回路の出力信号は、ともにＯＦＤＭフレーム構成回路１１に出力される。
乱数列発生回路１２７は、ＰＲＢＳを発生し、マッピング回路１２４，１２５および１２６にそれぞれ供給する。乱数列発生回路１２７において、ＰＲＢＳを発生するために用いられる乱数符号の初期値は、制御回路１２０により設定される。
【００２３】
ＯＦＤＭフレーム構成回路１１１は、周波数インターリーブ回路１１０、マッピング回路１２４，１２５および１２６から出力されたデータ列を受けて、周波数インターリーブ回路１１０により出力されたデータ列に所定の搬送波を割り当て、さらにマッピング処理を施したパイロット信号ＣＰ，ＳＰ、伝送制御信号ＴＭＣＣおよび付加情報ＡＣ１，ＡＣ２をそれぞれ特別なＯＦＤＭ搬送波として割り当て、フレームを構成する。
【００２４】
逆フーリエ変換回路１１２は放送信号処理回路１００の出力信号に対して逆離散フーリエ変換を行う。放送信号処理回路１００の出力信号は、ＯＦＤＭ変調によって得られた信号であり、複数のディジタル信号により変調された複数の搬送波を加え合わせた信号である。逆フーリエ変換回路１１２において、当該ＯＦＤＭ変調波に対して各送信シンボル期間毎に１回の逆離散フーリエ変換を行い、その結果、時間軸上の送信信号が得られる。
【００２５】
ガードインターバル付加回路１１３は、逆フーリエ変換で得た送信信号にガードインターバル期間を付加する。当該ガードインターバル期間は、受信機におけるマルチパス（ゴースト）の影響を低減するために付加された信号期間である。通常、実際の情報を伝送する有効シンボル期間の信号波形を繰り返してインターバル付加期間が生成される。なお、ガードインターバル期間と有効シンボル期間を合わせて、ＯＦＤＭの伝送シンボル期間が構成されている。
【００２６】
直交変調回路１１４は、ガードインターバル付加回路１１３により出力された信号に対して、直交変調を行い、直交変調信号を出力する。
周波数変換回路１１５は、ＲＦ信号発振回路１１６からのＲＦ発振信号を用いて、直交変調回路１１４の出力信号に対して周波数変換を行う。当該周波数変換により送信信号の搬送波が放送用高周波数帯域に変換される。
高周波増幅回路１１７は、周波数変換回路１１５により出力された高周波信号の振幅を増幅し、増幅した信号を送信アンテナ１１８に出力する。
送信アンテナ１１８は、高周波増幅回路１１７により振幅が増幅された高周波信号を空間に放射する。
【００２７】
制御回路１２０は、放送信号処理回路１００における周波数インターリーブ回路１１０、乱数列発生回路１２７の動作を制御し、さらに、ＲＦ信号発振回路１１６の発振周波数を制御する。例えば、制御回路１２０は、ＲＦ信号の周波数に応じて、周波数インターリーブ回路１１０におけるパラメータを設定し、また、乱数列発生回路１２７における乱数符号の初期値を設定する。
【００２８】
以下、図１を参照しつつ、ディジタル放送装置の動作について説明する。
放送信号をディジタル化し、さらに符号化して得られた複数の情報源符号化ビット・ストリームは多重化回路１０１により時分割多重され、トランスポート・ストリームが発生される。このトランスポート・ストリームに、例えば、リードソロモン（ＲＳ）符号化方式に基づいて外符号化処理が施され、さらにエネルギー拡散回路１０３によりランダム化される。ランダム化したデータが遅延補正回路１０４により補正された後、畳み込み符号の残留誤りの分散を目的にバイトインタリーブ回路１０５にて畳み込みインターリーブが施され、畳み込み符号化回路１０６によって畳み込み符号化が行われる。畳み込み符号化出力はビットインターリーブ回路１０７によりビットインターリーブが施され、当該ビットインターリーブにより得られたデータ系列が各ＯＦＤＭ搬送波を変調するためのマッピング回路１０８に供給される。
【００２９】
マッピング回路１０８において、各ＯＦＤＭ搬送波の信号点が割り付けられ、その出力はさらに時間インターリーブ回路１０９と周波数インターリーブ回路１１０に順次供給される。周波数インターリーブ回路１１０の出力はＯＦＤＭフレーム構成回路１１１に供給される。さらに、パイロット信号発生回路１２１により発生されたパイロット信号ＣＰ，ＳＰ、伝送制御信号発生回路１２２により発生された伝送制御信号ＴＭＣＣおよび付加情報発生回路１２３により発生された付加情報ＡＣ１，ＡＣ２がマッピング回路１２４，１２５および１２６によってそれぞれマッピングされ、ＯＦＤＭフレーム構成回路１１１に供給される。このＯＦＤＭフレーム構成回路１１１にはこれらパイロット信号、伝送制御信号、付加情報は特別なＯＦＤＭ搬送波として割り当てられ、フレームが構成される。
【００３０】
フレーム構成回路１１１の出力は逆フーリエ変換回路１１２に供給され、当該逆フーリエ変換により、周波数領域から時間領域の信号に変換される。さらに、ガードインターバル付加回路１１３によって、所要のガードインターバル期間が付加された後、直交変調回路１１４において実部と虚部に直交変調されて中間周波数の信号が出力される。当該中間周波数帯域のＯＦＤＭ変調信号が周波数変換回路１１５とＲＦ信号発振回路１１６によって所要の送信周波数（ＲＦ帯域）に変換され、このＲＦ帯域のＯＦＤＭ変調信号が高周波増幅回路１１７により増幅された後送信アンテナ１１８からＲＦ出力信号１１９として発射される。
【００３１】
制御回路１２０はＲＦ信号発振回路１１６を制御するとともに、ＲＦ出力信号１１９の周波数に依存してＰＲＢＳを生成するための初期値を変えるように乱数列発生回路１２７を制御する。具体的には、乱数発生回路１２７に設定される初期値は、各セグメントを構成するサブチャンネルの中心サブチャンネル番号に応じて変更される。なお、サブチャンネル番号については後述する。乱数列発生回路１２７は設定された初期値に基づき所定の生成多項式に従ってＰＲＢＳを発生する。パイロット搬送波は各ＣＰ、ＳＰの周波数位置（搬送波番号）に対応したＰＲＢＳの値でＢＰＳＫ変調され、また伝送制御信号ＴＭＣＣおよび付加情報ＡＣ１、ＡＣ２の各搬送波はフレーム先頭ＯＦＤＭシンボルの搬送波位相がその周波数位置（搬送波番号）に対応したＰＲＢＳの値でＰＢＳＫ変調される。なお、伝送制御信号ＴＭＣＣおよび付加情報ＡＣ１、ＡＣ２の搬送波は、以降のシンボルではフレーム先頭シンボルの位相を基準に、伝送制御信号や付加情報で差動ＢＰＳＫ変調される。また、必要に応じて、制御回路１２０は周波数インターリーブ回路１１０に制御信号を出力し、ＲＦ出力信号１１９のサブチャンネル番号に応じてインターリーブ回路内のセグメント内インターリーブのパラメータを設定する。
【００３２】
ここで、サブチャンネルとサブチャンネル番号について説明する。サブチャンネルは帯域幅１／７ＭＨｚの仮想チャンネルであり、現行のテレビチャンネルの帯域幅に相当する６ＭＨｚ帯域幅内で、低い周波数から高い周波数の方向へ順次番号付けされている。具体的には６ＭＨｚ帯域幅を持つ現行のテレビチャンネルの最下端周波数を中心周波数とするサブチャンネルをサブチャンネル番号０、サブチャンネル番号０のサブチャンネルの中心周波数から１／７ＭＨｚ高い周波数を中心周波数とするサブチャンネルをサブチャンネル番号１、サブチャンネル番号１のサブチャンネルの中心周波数から１／７ＭＨｚ高い周波数を中心周波数とするサブチャンネルをサブチャンネル番号２のように、順次番号付けされている。
【００３３】
上述した放送装置によって、狭帯域ＩＳＤＢ−Ｔ方式に基づく地上ディジタル音声放送信号が生成される。当該生成された放送信号のダイナミックレンジを低く抑制できるため、受信装置内のフロントエンド受信機の入力ダイナミックレンジの要求を緩和できる。
以下、本発明のディジタル放送受信装置の実施形態について説明する。
【００３４】
第１実施形態
図２は本発明に係るディジタル放送受信装置の第１の実施形態を示す回路図である。図示のように、本実施形態の受信装置は、受信アンテナ２、周波数変換回路３、局部発振回路４、直交復調回路５、フーリエ変換回路（ＦＦＴ）６、信号分離回路７、等化回路８、パイロット信号誤差検出回路（ＣＰ，ＳＰ誤差検出回路）９、伝送制御信号復号回路（ＴＭＣＣ復号回路）１０、制御回路１１、乱数列（ＰＲＢＳ：Pseudo-Random Binary Sequence ）発生回路１２、逆インターリーブ回路（以下、デインターリーブと表記する）１３、ビタビ復号回路１４、外デインターリーブ回路１５、エネルギー逆拡散回路１６および外復号回路１７により構成されている。
【００３５】
受信アンテナ２は、放送装置により空間に放射された高周波の放送電波信号１を捕捉し、受信した放送信号Ｓ２を周波数変換回路３に供給する。
周波数変換回路３は、例えば、ミキサーにより構成され、アンテナ２により受信した放送信号Ｓ２の周波数を、元の受信した周波数と局部発振回路４により発生した局部発振信号Ｓ４の周波数との差の中間周波数に変換し、中間周波信号Ｓ３を生成し、直交変調回路５に出力する。
【００３６】
直交復調回路５は、中間周波信号Ｓ３に対して、直交復調を行い、復調した信号をフーリエ変換回路６に出力する。
フーリエ変換回路６は、直交復調回路５からの復調信号に対してフーリエ変換を行い、フーリエ変換の結果を信号分離回路７に供給する。当該フーリエ変換によりＯＦＤＭ変調信号の各搬送波の振幅および位相が一括して復調される。
【００３７】
信号分離回路７は、フーリエ変換回路６により復調したＯＦＤＭ搬送波を情報伝送用搬送波、パイロット信号（ＣＰ，ＳＰ）用搬送波および伝送制御信号（ＴＭＣＣ）用搬送波に分離し、それぞれ等化回路８、パイロット信号誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０に出力する。
【００３８】
乱数列発生回路１２は、制御回路１１により設定された初期値に基づき、送信側と同じ生成多項式を用いてＰＲＢＳを発生し、発生したＰＲＢＳをそれぞれパイロット誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０に供給する。
ここで、制御回路１１により設定されるＰＲＢＳ発生用初期値は、サブチャンネル番号に応じて制御される。ディジタル放送の送信側では、上述したようにサブチャンネルの番号に応じて制御された初期値に基づいて、パイロット信号ＣＰ，ＳＰおよび伝送制御信号ＴＭＣＣの搬送波位相及び振幅を決定するＰＲＢＳが生成されているので、受信側で、サブチャンネル番号に応じて制御された初期値に基づいてＰＲＢＳを生成することにより、このＰＲＢＳの各搬送波番号に対応する値から、本来送信しているパイロット信号ＣＰ，ＳＰおよび伝送制御信号ＴＭＣＣの振幅および位相を知ることができる。このため、信号分離回路７から供給されたパイロット信号ＣＰ，ＳＰの誤差検出および伝送制御信号ＴＭＣＣの復号を実現可能である。パイロット誤差検出回路９は、乱数列発生回路１２から供給されたＰＲＢＳに基づき、信号分離回路７により分離したパイロット信号ＣＰ，ＳＰの振幅、位相とＰＲＢＳの振幅、位相との差を抽出することにより、パイロット信号の誤差を検出する。検出されたパイロット信号の誤差は等化回路８に供給され、伝送路において歪んだ各々のＯＦＤＭ搬送波の振幅および位相に対して補正を行う。
【００３９】
同様に、伝送制御信号復号回路１０では、伝送制御信号ＴＭＣＣの搬送波の基準位相を乱数列発生回路１２により発生したＰＲＢＳに基づいて求められ、当該基準位相を差動変調して伝送される伝送制御信号ＴＭＣＣの情報を復号することができる。伝送制御信号復号回路１０により復号された伝送制御信号ＴＭＣＣの情報は制御回路１１に供給される。
【００４０】
制御回路１１は、伝送制御信号復号回路１０により復号された伝送制御信号ＴＭＣＣに基づき、必要な制御信号を発生し、受信装置の各部分回路に供給する。通常、制御回路１１として、マイコン（マイクロコンピュータ）を用いることが多い。ところで、本実施形態の受信装置においては、選局は、現行のテレビチャンネルの番号とサブチャンネルの番号を指定することにより行われる。制御回路１１は、入力された現行のテレビチャンネルの番号とサブチャンネル番号でなる選局情報ＳC に応じて所望の発振周波数を持つ局部発振信号Ｓ４を発生させるための制御信号を生成し、局部発振回路４に出力する。さらに、入力された選局情報ＳC のサブチャンネル番号に基づき、乱数列発生回路１２においてＰＲＢＳを発生するための初期値を決定する。例えば、ＰＲＢＳを発生させるための初期値をマイコンのプログラム内テーブルとしてメモリなどに記憶しておき、選局情報ＳC のサブチャンネル番号に対応した乱数列発生用の初期値をメモリから読み出して、乱数列発生回路１２に供給する。
【００４１】
デインターリーブ回路１３は、送信側において行われたインターリーブ処理、例えば、周波数インターリーブとは逆の処理を行う。ここで、デインターリーブ回路１３は、等化回路８により歪みの補正が行われた情報伝送用搬送波を受けて、当該搬送波に対してデインターリーブ処理を行い、処理の結果をビタビ復号回路１４に供給する。
ビタビ復号回路１４は、入力された信号に対してビタビ復号処理を行う。そして、ビタビ復号された信号は外デインターリーブ回路１５により、外デインターリーブ処理が行われ、その結果をエネルギー逆拡散回路１６に出力する。なお、ここで、外デインターリーブ回路は、送信側のバイトインターリーブ回路に対応し、バイトインターリーブとは逆の処理を行う。
【００４２】
エネルギー逆拡散回路１６は、入力信号に対して、送信側で行われたエネルギー拡散処理と逆の処理を行い、その結果、外復号回路１７に出力する。
外復号回路１７は、入力された信号に対して、例えば、リードソロモン復号処理を行う。当該復号処理の結果、送信側におけるもとの情報源データが復元されるので、当該情報源データに応じて、例えば、音声信号を再生することができる。
【００４３】
以下、上述した構成を有する本実施形態のディジタル放送受信装置の全体の動作について説明する。
ディジタル放送装置により空間に放射された高周波の放送電波信号１は、アンテナ２により捕捉され受信される。受信信号Ｓ２は周波数変換回路３に供給され、周波数変換回路３により、受信信号の周波数は、入力した受信信号Ｓ２の周波数と局部発振回路４の発振信号Ｓ４の周波数との差である中間周波数に変換される。そして、周波数変換により得られた中間周波信号は、直交復調回路５に入力され、直交復調される。
【００４４】
直交復調された信号は、フーリエ変換回路６に供給され、当該フーリエ変換回路６において、フーリエ変換の結果、受信信号に含まれているＯＦＤＭ信号の各搬送波の振幅および位相が一括して復調され、信号分離回路７に供給される。
信号分離回路７は、フーリエ変換回路６によって一括復調されたＯＦＤＭ信号に含まれている情報伝送用搬送波、パイロット信号ＣＰ，ＳＰの搬送波および伝送制御信号ＴＭＣＣの搬送波がそれぞれ分離され、等化回路８、パイロット信号誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０にそれぞれ供給される。
【００４５】
乱数列発生回路１２によって、制御回路１１により設定された初期値を用いてＰＲＢＳが発生される。当該ＰＲＢＳ発生用の初期値は、受信する放送信号のサブチャンネル番号に対応して設定されている。本実施形態のディジタル放送受信装置における制御回路１１には、入力された選局情報ＳC などに基づいて受信するサブチャンネルの番号を推定し、それに応じてＰＲＢＳを発生するための初期値が決定され、乱数列発生回路１２に提供される。乱数列発生回路１２は、制御回路１１により設定された初期値に基づきＰＲＢＳが発生され、パイロット信号誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０にそれぞれ供給される。
【００４６】
パイロット信号誤差検出回路９は、信号分離回路７により分離されたパイロット信号の振幅および位相との差を抽出することにより、誤差が検出される。検出した誤差を示す信号が等化回路８に供給され、等化回路８によって、パイロット信号の誤差に基づき、信号分離回路７により分離された情報伝送用搬送波の振幅および位相の歪みが補正される。
伝送制御信号復号回路１０によって、乱数列発生回路１２により供給されたＰＲＢＳに基づいて伝送制御信号ＴＭＣＣの基準位相が求められる。当該基準位相を差動変調して伝送される伝送制御信号ＴＭＣＣの情報が復号され、制御回路１１に供給される。制御回路１１において、復号された伝送制御信号ＴＭＣＣに応じて、例えば、畳み込み符号化回路における符号化率、ＯＦＤＭ変調に用いられる変調方式などの制御情報が生成される。制御回路１１は、当該制御情報に基づきビタビ復号回路１４などにそれぞれ制御信号を供給される。
【００４７】
等化回路８により伝送路において生じた歪みが補正された情報伝送用搬送波信号がデインターリーブ回路１３に出力され、デインターリーブ回路１３によってデインターリーブ処理が行われる。デインターリーブ処理の結果がビタビ復号回路１４に出力され、ビタビ復号される。そして、ビタビ復号された信号が外デインターリーブ回路１５により、外デインターリーブ処理が実施され、その結果がエネルギー逆拡散回路１６においてエネルギー逆拡散処理され、処理の結果が外復号回路１７に出力され、例えば、リードソロモン復号処理が行われる。リードソロモン復号処理の結果、ディジタル放送信号に含まれているディジタル情報源データが復元され、当該復元されたデータに応じて、例えば、音声信号などを再生することができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば、ディジタル放送受信装置において、受信する放送信号のサブチャンネル番号に応じて乱数列発生回路におけるＰＲＢＳ発生用の初期値を設定し、当該初期値に基づき乱数列発生回路１２によりＰＲＢＳを発生し、パイロット信号誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０に供給する。パイロット信号誤差検出回路９はＰＲＢＳを用いて、信号分離回路７により分離したパイロット信号ＣＰ，ＳＰの搬送波の誤差を検出し、それに応じて等化回路８により、伝送路で生じた情報伝送用搬送波の歪みを補正し、伝送制御信号復号回路１０は、ＰＲＢＳを用いて伝送制御信号ＴＭＣＣの搬送波の基準位相を検出し、それに応じて伝送制御信号ＴＭＣＣを復号し、制御回路１１に供給し、必要な制御信号を発生させ、情報源データの再生を制御するので、ディジタル放送信号に含まれる情報源データを正しく再生でき、かつ放送信号のダイナミックレンジが低く抑制されていることから、例えば、周波数変換回路の入力側のダイナミックレンジを低くできる。このため、図２には示していないが、通常アンテナの出力側に接続されている高周波増幅回路などのフロントエンド増幅回路回路のダイナミックレンジを低く設定できる。
【００４９】
第２実施形態
図３は本発明に係るディジタル放送受信装置の第２の実施形態を示す回路図である。図示のように、本実施形態の受信装置は、第１の実施形態の受信装置とほぼ同じ構成を有し、デインターリーブ回路１３ａが制御回路１１ｂの制御を受けてデインターリーブ処理におけるパラメータを設定する以外は第１の実施形態とほぼ同じであるので、第１の実施形態と同じ構成部分について同じ符号を付して表記する。
【００５０】
本実施形態において、デインターリーブ回路１３ａは、制御回路１１ａからの制御信号に応じてパラメータを設定し、当該設定したパラメータを用いて、デインターリーブ処理を行う。ディジタル放送側においては、放送信号のダイナミックレンジを低減する方法として、パイロット信号ＣＰ，ＳＣ、伝送制御信号ＴＭＣＣなどに対するマッピング処理におけるＰＲＢＳ発生用初期値を放送チャンネルの周波数、例えば、サブチャンネル番号に対応して制御する以外に、周波数インターリーブにおけるパラメータを放送チャンネルの周波数、例えば、サブチャンネル番号に応じて設定する。このため、受信側において上述した第１の実施形態のように、パイロット信号誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０に供給されるＰＲＢＳを発生する初期値を放送側と同様に、例えば、サブチャンネルの番号に応じて設定する他に、本実施形態において、デインターリーブ回路１３におけるデインターリーブ処理のパラメータをサブチャンネルの番号に応じて制御する。
【００５１】
具体的に、例えば、制御回路１１ａは、受信するチャンネルおよびサブチャンネルの番号を指示する受信制御信号ＳC を受けて、指示されたサブチャンネル番号に応じてデインターリーブ処理に必要パラメータを生成するための制御信号を発生し、デインターリーブ回路１３ａに供給する。このため、デインターリーブ回路１３においては、制御信号に応じたパラメータを設定することにより、ディジタル放送の送信側におけるインターリーブ処理と受信側におけるデインターリーブ処理に同じパラメータを用いることとなり、放送信号を正しく復元、再生することができる。
【００５２】
上述したデインターリーブ回路１３ａ以外の各部分回路は、上述した第１の実施形態の受信装置の対応する部分回路とほぼ同じ構成および機能を有するので、それらについて詳細の説明を省略する。
なお、本実施形態では、制御回路１１ａは放送側の処理に応じて乱数列発生回路１２におけるＰＲＢＳ発生用の初期値を制御する。例えば、放送側において、パイロット信号ＣＰ，ＳＰ、伝送制御信号ＴＭＣＣなどに対してマッピング処理を行うとき、ＰＲＢＳを発生するための初期値が放送用周波数、例えば、サブチャンネル番号に応じて設定した場合、本実施形態の受信装置において、放送側と同様に、例えば、受信するサブチャンネル番号に応じて制御信号１１により乱数列発生回路１２におけるＰＲＢＳ発生用初期値を設定する。生成したＰＲＢＳをパイロット信号誤差検出回路９および伝送制御信号復号回路１０に供給し、当該ＰＲＢＳに応じてパイロット信号ＣＰ，ＳＰの振幅、位相誤差を検出し、等化回路８に供給し、または当該ＰＲＢＳに基づき伝送制御信号ＴＭＣＣの基準位相を検出し、これに応じて伝送制御信号ＴＭＣＣを復号する。当該回路９において検出されたパイロット信号の誤差に応じて、伝送路において生じた情報伝送用搬送波の歪みを補正する。また、制御回路１１ａにおいて復号された伝送制御信号ＴＭＣＣに応じて各部分回路に必要な制御信号を供給する。
【００５３】
第３実施形態
図４は本発明に係るディジタル放送受信装置の第３の実施形態を示す回路図である。図示のように、本実施形態の受信装置は、制御回路１１ｂを除けば、第１の実施形態の受信装置とほぼ同じ構成を有する。本実施形態の受信装置における制御回路１１ｂは、伝送制御信号復号回路１０により復号された伝送制御信号ＴＭＣＣおよび外部から入力された受信制御信号ＳC 以外に、図４に示すように、外復号回路１７ａからのエラーフラグＳEFが供給される。制御回路１１ｂは、当該エラーフラグＳEFに応じて自動選局、あるいはプリセットの動作を制御する。
上述した以外の各部分回路において、図２に示す第１の実施形態のそれぞれの対応する回路とほぼ同じ構成および機能を有するので、以下、本実施形態における外復号回路１７ａおよび制御回路１１ｂ構成に対応して、本実施形態のディジタル放送受信装置の自動選局、あるいはプリセットの動作について説明する。
【００５４】
外復号回路１７ａは、エネルギー拡散回路１６の出力信号に対して、例えば、リードソロモン復号による復号処理を行う。当該復号処理により、入力されたデータ系列にある誤りが訂正され、もとの情報源データが正しく復元できる場合、復元された情報源データ１８が出力され、それに応じて、音声信号などを再生することができる。一方、伝送路の伝送条件などに応じて、誤り訂正が実施できず、情報源データを正しく復元できない場合がある。例えば、伝送路における干渉、ノイズなどが強い場合、受信信号のＳ／Ｎ比が低くなる。当該Ｓ／Ｎ比が所定のレベル以下に劣化した場合、もとの情報源データを正しく再生することができない。このとき、例えば、外復号回路１７ａにおいて、リードソロモン復号処理の結果、誤り訂正が実施できなくなり、外復号回路１７ａからエラーフラグＳEFが生成され、制御回路１１ｂに供給される。
【００５５】
自動選局あるいはプリセット動作において、受信装置は実際に放送中のチャンネルのサブチャンネルを順次探しながら選局する。これらの動作は、制御回路１１ｂにより制御される。例えば、制御回路１１ｂは、現在の受信中のチャンネルのサブチャンネルから、順次上側または下側のサブチャンネルを受信するように局部発振回路４の発振周波数を制御し、また乱数列発生回路１２にＰＲＢＳを発生するための初期値を設定する。このとき、信号分離回路７により分離された情報伝送用搬送波信号が等化回路８により歪み補正をしたあと、デインターリーブ回路１３などを経て正しく誤り訂正でき、もとの情報源データが復元できれば、外復号回路１７ａはエラーフラグＳEFを発生しない。一方、放送が行われていないサブチャンネルまたは何らかの原因で受信信号が弱く、もとの情報源データが正しく復元できないとき、外復号回路１７ａにおいては正しく誤り訂正が実施できず、エラーフラグＳEFが発生される。制御回路１１ｂはエラーフラグＳEFを受けると、当該サブチャンネルの受信を終了し、次のサブチャンネルの受信動作を開始させる。
【００５６】
自動選局動作において、制御回路１１ｂは、外復号回路１７ａからエラーフラグＳEFが出力されなくなるまで現在のサブチャンネルより上側または下側のサブチャンネルを順次調べ、放送中のサブチャンネルを発見したとき、制御回路１１ｂはそのサブチャンネルを受信しつづけるように所定の制御信号を生成し、各部分回路に出力する。
また、プリセットのとき、制御回路１１ｂはすべてのチャンネルおよびサブチャンネルを順次受信するように制御し、各々のサブチャンネルを受信するときの外復号回路１７ａからエラーフラグＳEFの有無を確認する。エラーフラグＳEFが出力されていないサブチャンネルにおいては、当該サブチャンネルが放送中であり、かつその放送信号に基づき情報源データを正しく復元でき、音声信号を再生できるものと判定し、当該サブチャンネルに関する情報を、例えば、内蔵のメモリに記憶する。逆にエラーフラグＳEFが出力されたサブチャンネルにおいて、当該チャンネルは現在放送されていないか、または放送信号の受信状態が悪く、情報源データを正しく再生できないと判定し、当該サブチャンネルをプリセットしない。
【００５７】
上述したように、本実施形態の受信装置において、外復号回路１７ａにおいて誤り訂正が実施可能か否かに応じてエラーフラグＳEFを生成し、制御回路１１ｂは外復号回路１７ａからのエラーフラグＳEFの有無に基づき、選局を行い、また受信チャンネルのサブチャンネルをプリセットすることが可能である。
【００５８】
ところで、日本においては現行のテレビチャンネルは第７チャンネルと第８チャンネルの周波数帯域が一部分重なるように定められており、この重複した帯域内のサブチャンネルに、実際には単一のサブチャンネルであるにも関わらず、第７チャンネルの観点で見た場合のサブチャンネル番号と第８チャンネルの観点で見た場合のサブチャンネル番号とが番号付けされることになる。従って、この重複した帯域を、第７チャンネルとして選局する場合と第８チャンネルとして選局する場合とでは、局部発振回路４に対する制御は同一であるが、ＰＲＢＳを発生させるための初期値は異なるものとなるため、送信側と受信側（すなわち選局を行うユーザ）とでのチャンネルの意識が異なると正しく受信が出来ないことになる。実際上、これらのサブチャンネルは周波数は同一であるため、送信側では第７チャンネルのサブチャンネルとして処理が行われた信号を、ユーザ側では第８チャンネルのサブチャンネルとして選局しようとする可能性がある。この場合、ＰＲＢＳを発生するための初期値が正しく設定されていないため、正しい受信が出来なくなる。このような問題を解決するため、本実施形態においては、制御回路１１ｂは、この重複した帯域を受信する場合、第７チャンネル及び第８チャンネルに対するサブチャンネルとして乱数発生回路１２を制御する。
【００５９】
この場合、制御回路１１ｂは、例えばまず、第７チャンネルのサブチャンネル番号に応じて乱数列発生回路１２に初期値の設定を行う。そして、設定した初期値において、受信信号を正しく受信でき、外復号回路１７ａからエラーフラグＳEFが出力されない場合、現在放送中のサブチャンネルが第７のチャンネルに属すると認識することができる。一方、外復号回路１７ａからエラーフラグＳＥＦが出力された場合には、制御回路１１ｂは、第８チャンネルのサブチャンネル番号に応じて乱数列発生回路１２に初期値の再設定を行う。これに基づいて帯域が互いに重複している第７および第８チャンネルの各々のサブチャンネルに対して、選局や自動選局および受信チャンネルのプリセットを行うことができる。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態によれば、外復号回路１７ａにおいて誤り訂正不能のときエラーフラグＳEFを発生し、制御回路１１ｂに供給する。制御回路１１ｂは、所定のチャンネルのサブチャンネルを受信するとき、エラーフラグＳEFの有無を調べることによって、受信するサブチャンネルが放送中であるか否か、または受信信号に基づきもとの情報源データを正しく復元できるかいなかを判断できるので、自動選局および受信チャンネルのプリセットを行うことができる。また、周波数帯域が重複して定められている第７および第８チャンネルの各々のサブチャンネルを受信する場合において、制御回路１１ｂは局部発振回路４に同じ制御信号を出力し、乱数列発生回路１２にはそれぞれのサブチャンネルに対応したＰＲＢＳ発生用初期値を設定することにより、重複したチャンネルにおける各サブチャンネルを認識することができ、選局や自動選局あるいは受信チャンネルのプリセットを行うことができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のディジタル放送受信装置によれば、ディジタル放送信号の放送用周波数、例えば放送チャンネルのサブチャンネルに対応して、伝送路パイロット信号等の制御信号を復号するための乱数列の初期値を設定することにより、パイロット信号等制御信号が伝送路にて生じた誤差を検出可能であり、それに応じて受信した情報伝送用搬送波の歪みを補正することができる。また、放送用周波数、例えば、放送チャンネルのサブチャンネルに対応してデインターリーブにおけるパラメータを制御することにより、情報源データを正しく再生できる。
さらに伝送制御信号を復号して得られた情報に基づき、受信装置の各部分回路を制御することにより、受信装置が安定した動作を実現、高精度の信号復元および信号再生を実現できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はディジタル放送装置の一構成例を示す回路図である。
【図２】 図２は本発明に係るディジタル放送受信装置の第１の実施形態を示す回路図である。
【図３】 図３は本発明に係るディジタル放送受信装置の第２の実施形態を示す回路図である。
【図４】 図４は本発明に係るディジタル放送受信装置の第３の実施形態を示す回路図である。
【図５】 図５は広帯域ＩＳＤＢ−Ｔ放送方式のセグメント構成と各セグメントにおけるパイロット信号等の位相を示す図である。
【図６】 図６は狭帯域ＩＳＤＢ−Ｔ放送方式のサブチャンネル構成と各サブチャンネルにおけるパイロット信号等の位相を示す図である。
【符号の説明】
１…放送電波
２…アンテナ
３…周波数変換回路
４…局部発振回路
５…直交復調回路
６…フーリエ変換回路（ＦＦＴ）
７…信号分離回路
８…等化回路
９…パイロット信号（ＣＰ，ＳＰ）誤差検出回路
１０…伝送制御信号（ＴＭＣＣ）復号回路
１１，１１ａ，１１ｂ…制御回路
１２…乱数列発生回路
１３，１３ａ…デインターリーブ回路
１４…ビタビ復号回路
１５…外デインターリーブ回路
１６…エネルギー逆拡散回路
１７，１７ｂ…外復号回路
１８…再生した情報源データ
Claims (10)
- 信号伝送制御用信号が放送チャンネルの周波数に応じて設定された初期値に基づき生成した乱数列を用いて変調された副信号と、情報源データに基づいて生成された主信号とともに合成された放送信号を受信し、受信した放送信号に含まれている情報源データを再生するディジタル放送受信装置であって、
受信信号における上記主信号と副信号とを分離する分離回路と、
上記放送チャンネルの周波数に応じて設定された初期値に基づき、ＰＲＢＳ（疑似ランダム符号系列）を発生する乱数列発生回路と、
上記ＰＲＢＳを用いて上記分離された副信号を再生する副信号再生回路と、
上記再生した副信号に応じて、上記主信号の再生を制御する制御回路と、
上記制御回路の制御に基づき、上記主信号を復号する復号回路と
を有するディジタル放送受信装置。 - 上記放送信号は、上記主信号と副信号とをＯＦＤＭ変調したＯＦＤＭ変調信号である
請求項１記載のディジタル放送受信装置。 - 上記副信号には、パイロット信号が含まれ、
上記ＰＲＢＳを用いて検出した上記パイロット信号の誤差に応じて、上記主信号に生じた歪みを補正する補正回路を有する
請求項１記載のディジタル放送受信装置。 - 上記副信号には、伝送制御信号が含まれ、
上記制御回路は、上記ＰＲＢＳを用いて再生した上記伝送制御信号に応じて上記復号回路の復号動作を制御する
請求項１記載のディジタル放送受信装置。 - 放送側において上記副信号がサブチャンネル番号に応じて設定された初期値に基づき生成したＰＲＢＳを用いて変調され、
上記制御回路は、上記サブチャンネルの番号に応じて上記ＰＲＢＳ発生用初期値を設定する
請求項１記載のディジタル放送受信装置。 - 情報源データに応じて生成したデータ系列が放送チャンネルの周波数に応じて設定されたパラメータを用いてインターリーブ処理され、符号化した主信号と信号伝送制御用信号が所定の乱数列を用いて変調された副信号が合成して生成された放送信号を受信し、受信した当該放送信号に含まれている上記情報源データを再生するディジタル放送受信装置であって、
受信信号における上記主信号と副信号とを分離する分離回路と、
上記放送チャンネルの周波数に応じて設定されたパラメータを用いて、上記分離された主信号を逆インターリーブ処理する逆インターリーブ回路と、
上記逆インターリーブ処理された信号を復号する復号回路と
を有するディジタル放送受信装置。 - 上記放送信号は、ＯＦＤＭ変調波である
請求項６記載のディジタル放送受信装置。 - 上記復号回路は、上記逆インターリーブ回路より逆インターリーブ処理された信号に対して誤り訂正を含む復号処理を行い、受信信号の状態に応じて上記誤り訂正が実施不能になるとき、エラー信号を出力する
請求項６記載のディジタル放送受信装置。 - 上記エラー信号を受けたとき、受信中のチャンネルにおける受信を終了し、他のチャンネルを受信する選局制御回路を
有する請求項８記載のディジタル放送受信装置。 - 上記受信信号は、周波数が他のチャンネルと重複している帯域を使って伝送されており、上記エラー信号を受けた時、他のチャンネルのサブチャンネル番号に基づいて上記初期値が変更される
請求項８記載のディジタル放送受信装置。
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