通信衛星(以下CSと略称する)を用いたデジタル多チャンネル放送が本格的に始まり、多彩なサービスが開始されるようになってきた。また、今後放送衛星(以下BSと略称する)でも、デジタル放送サービスを行うことが検討されている。
BSはCSに比較して電力が大きいことから、従来、CSで用いられていたQPSK変調方式よりも伝送効率の高い変調方式を用いることが検討されている。また、伝送するビットストリームは、CS、地上波、ケーブル等の他メディアとの整合性を図る観点から、MPEG2システムズで規定された、いわゆるトランスポートストリーム(以下TSと略称する)を基本とすることが提案されている。このTSは、1バイトの同期バイトを含んだ188バイトのTSパケットで構成されているが、CSデジタル多チャンネル放送、地上波デジタル放送、ケーブルデジタル放送などでは、これに、誤り訂正用の16バイトのパリティを付加したリードソロモン符号(以下RS符号と略称する)が用いられていることから、BSデジタル放送でも、TSにこのRS(204,188)の符号化を行うことが提案されている。
このBSデジタル放送では、RS(204,188)の符号化されたTSパケットの同期部を除いたペイロード情報を伝送する主信号部分に、畳み込み符号化されたBPSK(Binary Phase Shift Keying)信号やQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)信号、あるいはトレリス符号化8PSK(Phase Shift Keying)(以下、TC(Trellis-Coded)8PSKと略称する。)を用い、また変調方式や符号化率等の伝送情報をTSパケットの同期部を用いてBPSKにて伝送する方式が提案されている。
特にTC8PSKとして、いわゆるプラグマティックTC8PSKを用いると、従来の畳み込み符号と同様の符号化回路及び復号回路を用いることができるため、ペイロード情報を伝送するBPSK、QPSK、8PSKなどの信号を受信装置で復調する場合、いずれの信号を復調するときも、同一のビタビ復号器を用いることができ、ハードウェア構成上も有利となる。
図1は、このような現在提案されているBSデジタル放送の送信装置の構成例を表している。188バイトのTSパケットには、RS(204,188)符号化により、16バイトのパリティが付加される。このパケットが48個集められて1フレームとされる。
各フレームの48個のパケットの先頭の1バイトの同期バイトは、順次、連続して読み出され、フレーム同期及びTMCC発生回路81に入力される。フレーム同期及びTMCC発生回路81は、最初の2つのTSパケットの同期バイトをフレーム同期信号にすげ替える。また、フレーム同期及びTMCC発生回路81は、第3番目以降のTSパケットの同期バイトをTMCC(Transmission Multiplexing Configuration Control)信号にすげ替える。このTMCC信号には、後述する主信号の変調方式や符号化率などの伝送制御情報が含まれる。これにより、1フレームを構成する48個のパケットのうちの最初の2つのパケットの2個の同期バイトが、フレーム同期信号にすげ替えられ、第3番目以降のパケットの同期バイトが、TMCC信号にすげ替えられることになる。フレーム同期及びTMCC発生回路81で発生されたフレーム同期信号とTMCC信号は、BPSKマッピング回路82に入力され、所定の信号点にマッピングされる。
1フレームのうちの最初の2個のTSパケットの主信号は、低階層用の画像信号LQとされ、この信号は、この2個のTSパケットの範囲内でインタリーブ回路83によりインタリーブされ、さらに、畳み込み符号化回路84に入力され、1/2の符号化率で畳み込み符号化される。そして畳み込み符号化された信号はパンクチャリング処理されて符号化率3/4とされてQPSKマッピング回路85に供給される。QPSKマッピング回路85において、QPSK方式で、所定の信号点にマッピングされる。
一方、1フレームを構成する48個のパケットのうち、残りの46個のTSパケットの主信号は、高階層用の画像信号HQとされ、この信号は、インタリーブ回路86に入力され、インタリーブされた後、2/3トレリス符号化回路87において符号化され、さらに8PSKマッピング回路88において、信号点にマッピングされる。この2/3トレリス符号化回路87において、いわゆるプラグマティックトレリス符号化を行うようにすると、畳み込み符号化回路84と2/3トレリス符号化回路87は、共通の回路とすることができる。
多重化回路89は、BPSKマッピング回路82、QPSKマッピング回路85、及び8PSKマッピング回路88の出力を、フレーム単位で多重化し、出力する。従って、多重化回路89より出力される各フレームの信号は、最初に、BPSK変調されたフレーム同期信号とTMCC信号が配置され、その次に、QPSK変調された低階層用の主信号LQが配置され、最後に8PSK変調された高階層用の主信号HQが配置されたフォーマットとなる。
受信側では搬送波やクロックの同期を確立した後、受信信号系列を監視することでBPSK変調されたフレーム同期信号を検出し、フレーム同期を確立する。このフレーム同期信号の後には、BPSK変調されたTMCCが続いているので、フレーム同期が確立すれば、フレーム同期信号の次の信号をBPSK信号として受信、復調し、TMCC信号を得ることができる。このTMCC信号の内容を解釈することにより、TMCC信号の後に引き続き伝送されてくるペイロード情報を伝送する主信号部のシンボルの変調方式や符号化率等の伝送制御情報を知ることができるので、これに基づいて、主信号の受信及び内符号の復号を行うことができる。
その後、復調信号中のフレーム同期信号とTMCC信号は、元のように、TSの同期信号に置き換えられ、1バイトの同期信号と203バイトの主信号とからなるRS(204,188)符号化されたTSに戻され、さらにこのRS符号を復号することにより、送信されたTSを得ることができる。
図2は、このような同期処理の処理例を表している。最初にステップS1において、第1番目のフレーム同期信号が検出されるまで待機し、検出されたとき、ステップS2において、第2番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。第2番目のフレーム同期信号が検出された場合には、ステップS3に進み、第3番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。第3番目のフレーム同期信号が検出された場合には、ステップS4に進み、第4番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。以上のようにして、4つのフレームについて、連続してフレーム同期信号が検出された場合には、ステップS5において、フレーム同期が確立したものとして、フレーム同期確立処理が実行される。
第1番目のフレーム同期信号が検出された後、ステップS2において、第2番目のフレーム同期信号が検出されなかったと判定された場合においては、ステップS6に進み、第3番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。第3番目のフレーム同期信号が検出されたと判定された場合には、ステップS7に進み、第4番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。第4番目のフレーム同期信号が検出された場合には、さらにステップS8に進み、第5番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。以上のようにして、第1番目のフレーム同期信号が検出された後、第2番目のフレーム同期信号が検出されなかったとしても、その後、連続して3回フレーム同期信号が検出された場合には、ステップS5に進み、フレーム同期確立処理が実行される。
第1番目のフレーム同期信号が検出された後、2回連続してフレーム同期信号が検出されなかったとステップS6において判定された場合には、ステップS1に戻り、それ以降の処理が繰り返し実行される。
第1番目のフレーム同期信号が検出された後、第2番目のフレーム同期信号を検出することができなかったが、第3番目のフレーム同期信号を検出することができた場合に、ステップS7において、第4番目のフレーム同期信号を検出することができなかったと判定された場合には、ステップS9に進み、第5番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。そこで、第5番目のフレーム同期信号が検出されたと判定された場合には、さらにステップS10に進み、第6番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。ここで、第6番目のフレーム同期信号が検出されたと判定された場合には、ステップS5に進み、フレーム同期確立処理が実行される。ステップS9またはステップS10において、フレーム同期信号が検出されなかったと判定された場合には、ステップS1に戻り、それ以降の処理が繰り返し実行される。
2回連続してフレーム同期信号を検出することができたと判定された後、第3番目のフレーム同期信号を検出することができなかったとステップS3において判定された場合には、ステップS7に進み、それ以降の処理が実行される。3回連続してフレーム同期信号を検出することができた後、ステップS4において、第4番目のフレーム同期信号を検出することができなかったと判定された場合には、ステップS8に進み、それ以降の処理が実行される。
ステップS8において、第5番目のフレーム同期信号が検出されなかったと判定された場合には、ステップS10に進み、それ以降の処理が実行される。
以上のようにして、フレーム同期が確立した状態において、このフレーム同期信号を基準にして、TMCC信号と主信号を正確に復調することができるようになる。
なお、以上のフレーム同期確立までの処理は、後方保護と称される。
以上の後方保護により、フレーム同期が確立したと判定された場合には、ステップS11において、フレーム同期信号が継続して検出されていることが確認され、ステップS11において、所定のフレームにおいて、フレーム同期信号(n番目とする)を検出することができなかったと判定された場合には、ステップS12に進み、(n+1)番目のフレーム同期信号を検出することができたか否かが判定される。ステップS12において、(n+1)番目のフレーム同期信号を検出することができなかったと判定された場合には、さらにステップS13において、(n+2)番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定され、検出されなかった場合には、さらにステップS14において、(n+3)番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。以上のようにして、4フレーム連続してフレーム同期信号を検出することができなかったと判定された場合には、ステップS15に進み、フレーム同期が外れたものとして、同期外れ処理が実行される。その後、ステップS1に戻り、それ以降の処理が実行される。
n番目のフレーム同期信号が検出されなかったと判定された後、ステップS12において、(n+1)番目のフレーム同期信号が検出されたと判定された場合には、ステップS16に進み、(n+2)番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。(n+2)番目のフレーム同期信号が検出された場合には、1つのフレームについてだけフレーム同期信号を検出することができなかっただけであるので、ステップS11に戻り、それ以降の処理が実行される。
ステップS16において、(n+2)番目のフレーム同期信号を検出することができなかったと判定された場合、ステップS17において、(n+3)番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。(n+3)番目のフレーム同期信号が検出されなかったと判定された場合には、ステップS18において、(n+4)番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。(n+4)番目のフレーム同期信号が検出されなかったと判定された場合には、連続して3回フレーム同期信号を検出することができなかったことになるので、ステップS15に進み、同期外れ処理が実行される。
ステップS17において、(n+3)番目のフレーム同期信号が検出されたと判定された場合には、ステップS19において、(n+4)番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。(n+4)番目のフレーム同期信号を検出することができなかった場合には、ステップS20に進み、(n+5)番目のフレーム同期信号が検出されたか否かが判定される。(n+5)番目のフレーム同期信号を検出することができなかったと判定された場合には、ステップS15に進み、同期外れ処理が実行される。
ステップS19またはステップS20において、フレーム同期信号が検出されたと判定された場合には、ステップS11に戻る。
フレーム同期信号を2回連続して検出することができなかった後、ステップS13において、(n+2)番目のフレーム同期信号を検出することができたと判定された場合には、ステップS17に進み、それ以降の処理が実行される。3回連続してフレーム同期信号を検出することができなかったと判定された後、ステップS14において、(n+3)番目のフレーム同期信号を検出することができたと判定された場合には、ステップS18に進み、それ以降の処理が実行される。
ステップS18において、(n+4)番目のフレーム同期信号を検出することができたと判定された場合には、ステップS20に進み、それ以降の処理が実行される。
なお、フレーム同期が確立した後、フレーム同期が外れたことを検出するまでの保護動作は、前方保護と称される。
以下、本発明に係るデジタル放送信号受信装置及び方法の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図3は、本発明を適用したデジタル放送信号の受信側にデジタル放送信号を送るためのデジタル放送信号送信装置の構成例を表している。メモリ1には、伝送制御情報を含むTMCC信号が記憶されている。同期レジスタ2には、フレーム同期信号が記憶されている。多重化回路3は、同期レジスタ2及びメモリ1から後述する所定のタイミングで、フレーム同期信号またはTMCC信号を読み出し、それらを多重化し、リードソロモン符号化回路4に出力している。
リードソロモン符号化回路4は、多重化回路3より入力されたフレーム同期信号とTMCC信号をRS(48,38)符号化してインタリーブ回路5に出力する。インタリーブ回路5は、リードソロモン符号化回路4より入力された信号をインタリーブした後、多重化回路9に出力している。インタリーブ回路5は、後段の畳み込み符号化回路10における誤りを分散し、受信側で、RS復号することで、誤り訂正能力を向上させるものである。
一方、低階層の画像信号LQや高階層の画像信号HQの主信号を含むTSが、それぞれリードソロモン符号化回路6及び13に入力されている。リードソロモン符号化回路6及び13では、TSをリードソロモン符号化し、メモリ7、14にそれぞれ出力し、記憶させるようになされている。なお、このとき、メモリ7、14には、TSの同期バイトは書き込まれないようになされている。メモリ7、14より読み出されたTSは、それぞれインタリーブ回路8、15によりインタリーブ処理された後、多重化回路9に入力されている。
多重化回路9は、インタリーブ回路5より入力されたフレーム同期信号とTMCC信号を、インタリーブ回路8、15から入力された主信号に、フレームを構成するように多重化し、出力するようになされている。フレームの構造は上述の図1と同様に最初にフレーム同期信号とTMCC信号が配置され、その次に、低階層用の主信号LQが配置され、最後に高階層用の主信号HQが配置される。
畳み込み符号化回路10は、後述するように多重化回路9より供給されたフレーム内のそれぞれの信号に適合した畳み込み符号化処理を行い、マッピング回路11に出力するようになされている。マッピング回路11は、畳み込み符号化回路10より供給された多重化信号を、それぞれの信号に対応して、BPSK変調、QPSK変調、または8PSK変調などの変調方式の信号点にマッピングする処理を行う。
図4乃至図6は、信号点のマッピングの様子を表している。図4は、BPSK変調方式の場合、図5は、QPSK変調方式の場合、そして図6は、8PSK変調方式の場合のマッピングの信号点を表している。図4に示すように、BPSK変調方式の場合、180度の位相差を有する2つの信号点にマッピングが行われる。QPSK変調方式の場合、図5に示すように、それぞれ90度の位相差を有する4個の信号点上にマッピングが行われる。また、8PSK変調方式の場合、図6に示すように、それぞれ45度の位相差を有する8個の信号点上に、マッピングが行われる。
コントローラ12は、多重化回路3、多重化回路9、畳み込み符号化回路10、及びマッピング回路11の動作を制御するようになされている。
次に、その動作について説明する。リードソロモン符号化回路6及び13に入力される信号は、図7に示すように、先頭の1バイトが同期信号とされ、続く187バイトが画像データで構成されたTSパケットである。この画像データは、低階層用の画像データLQ、または高階層用の画像データHQとされている。低階層用の画像データLQは、最低限の低品位の画像を再生する場合に必要な画像データであり、高階層用の画像データHQは、より高解像度の画像を再生する場合に必要となる画像データである。リードソロモン符号化回路6には1フレーム分として2つのパケットの低階層用の画像データLQが供給され、リードソロモン符号化回路13には1フレーム分として46個のパケットの高階層用の画像データHQが供給される。
リードソロモン符号化回路6、13は、各パケットに対して、RS(204,188)符号化処理を行って、16バイトのパリティを付加し、それぞれメモリ7、14に供給し、記憶させる。但し、このとき、メモリ7、14には、各パケットの1バイトの同期信号は書き込まれない。メモリ7、14に書き込まれた画像信号は、インタリーブ回路8、15により読み出され、所定のインタリーブ処理が施された後、多重化回路9に供給される。
一方、メモリ1には、伝送制御情報を含むTMCC信号が供給され、記憶される。多重化回路3は、コントローラ12からの制御のもとに、同期レジスタ2に記憶されているフレーム同期信号と、メモリ1に記憶されているTMCC信号を、所定のタイミングで読み出し、多重化し、リードソロモン符号化回路4に出力する。フレーム同期信号は、2バイトにより構成されており、多重化回路3は、2バイトのフレーム同期信号を読み出した後、メモリ1から10バイトのTMCC信号を読み出し、リードソロモン符号化回路4に出力する処理を、フレーム単位で繰り返し実行する。即ち、この構成例においては、1フレームにおいて、2バイトのフレーム同期信号と、10バイトのTMCC信号とが伝送されるようになされている。リードソロモン符号化回路4は、RS(48,38)の符号化処理を行い、多重化回路3より供給される3フレーム分のデータに対して1フレーム分のパリティを付加する。
ところで、上述した図1の構成例の場合、フレーム当たり192シンボル(192ビット)のBPSKシンボルが、フレーム同期信号とTMCC信号に割り当てられている。すなわち、図1におけるBPSKマッピング回路82の出力の段階におけるフレーム当たりのシンボル数は192シンボルとなっている。このフレーム同期信号とTMCC信号に割り当てられるフレーム当りのシンボル数は本発明を実施する場合でも変わらない。つまり畳み込み符号化回路10において、フレーム同期信号とTMCC信号の両方に、符号化率が1/2の畳み込み符号化処理を行うので、畳み込み符号化処理を行う前の段階において、1フレーム当りにフレーム同期信号とTMCC信号に割当可能な情報量は、96(=192/2)ビット、即ち12バイト(内訳は、上述のようにフレーム同期信号が2バイトで、TMCC信号が10バイトである)となる。リードソロモン符号化回路4は、多重化回路3より供給される3フレーム分のデータに対して1フレーム分のパリティを付加し、合計4フレーム分のデータ(48バイトのデータ)で、リードソロモン符号を構成する処理を行う。
即ち、フレーム当たり、2バイトのフレーム同期信号と10バイトのTMCC信号からなる信号を、3フレーム分(36バイト分)集め、さらに、これに、第4フレームの2バイトのフレーム同期信号を加えた38(=36+2)バイトの情報に対して、10バイトのパリティを付加し、RS(48,38)の符号化を行う。これにより、リードソロモン符号化回路4の出力は、図8R>8の(A)に示すようになる。その結果、4フレームで30バイト(240ビット)のTMCC信号を伝送することができる。
なお、この構成例では、フレーム同期信号とTMCC信号の両方に対してリードソロモン符号化を行うようにしたが、TMCC信号に対してのみ、リードソロモン符号化を行うようにしても良い。この場合、RS(40,30)符号化が行われることになる。
インタリーブ回路5は、リードソロモン符号化回路4より供給された信号(図8の(A))に対して、所定のインタリーブ処理を施し、多重化回路9に出力する。この信号は、図8の(B)に示すように、2バイトの同期信号の位置は変更されないが、TMCC信号とパリティが、所定の位置にインタリーブされた信号となる。
図9は、インタリーブ回路5の構成例を表している。このインタリーブ回路5は畳み込み型とされ、この構成例においては、入力された信号が、スイッチ31により、接点31−1乃至31−6のいずれかに入力され、接点32−1乃至32−6から、スイッチ32を介して出力されるようになされている。接点31−1と32−1は、直接接続され、接点31−2と接点32−2の間には、遅延ユニット33−1が挿入されている。接点31−3と接点32−3の間には、遅延ユニット33−2,33−3が挿入され、接点31−4と接点32−4の間には、遅延ユニット33−4乃至33−6が挿入され、接点31−5と接点32−5の間には、遅延ユニット33−7乃至33−10が挿入され、接点31−6と接点32−6の間には、遅延ユニット33−11乃至33−15が挿入されている。尚、各遅延ユニットは8バイト分の遅延を与えるように構成されている。
そして、スイッチ31とスイッチ32は、それぞれ同期して、2バイト毎に対応する接点に切り替えられるようになされている。
リードソロモン符号化回路4から、2バイトのフレーム同期信号が入力されるタイミングのとき、スイッチ31,32は、図9において最も上側の接点31−1,32−1に切り替えられる。従って、フレーム同期信号は、遅延されることなく(インタリーブされることなく)、そのまま出力される。
これに対して、フレーム同期信号に続く10バイトのTMCC信号が入力されたとき、スイッチ31,32は、図9において、上から2番目乃至最も下側の接点に、2バイト毎に、順次切り替えられる。その結果、10バイトのTMCC信号のうち、最初の2バイトの信号は、遅延ユニット、1個分(8バイト)の遅延を受け、第2番目の2バイトのTMCC信号は、遅延ユニット2個分(16バイト)の遅延を受ける。以下同様に、第3番目乃至第5番目の2バイトのTMCC信号は、それぞれ遅延ユニット3個分(24バイト)、4個分(32バイト)、または5個分(40バイト)の遅延を受けて出力される。
フレーム同期信号は、インタリーブ回路5のインタリーブ処理によって、その位置が変化しないようにする必要がある。インタリーブ回路5を畳み込み型のインタリーブ回路とすると、同期信号の位置を保存することが容易となるばかりでなく、回路規模もブロック型のインタリーブ回路とする場合に較べ、小さくすることができる。
インタリーブ回路5のスイッチ31,32の切り替えをバイト単位で行うようにした方が、バースト的なエラーを、より効率的に分散することが可能となる。しかしながら、そのようにすると、ハードウェアが大きくなる。そこで、より小さいハードウェアで、同期信号の位置を変化させることなく、インタリーブを行うようにするには、2バイト単位で、インタリーブを行うようにするのが好ましい。
多重化回路9は、インタリーブ回路8及び15より供給される1フレーム分(48パケット分)の主信号の先頭に、インタリーブ回路5より供給される1フレーム分のフレーム同期信号とTMCC信号とを、図10R>0に示すように多重化し、畳み込み符号化回路10に出力する。
畳み込み符号化回路10は、コントローラ12の制御のもと、多重化回路9からフレーム同期信号又はTMCC信号が入力されたとき、これを符号化率1/2のBPSKで伝送させるため、符号化率1/2の畳み込み符号化処理を行う。畳み込み符号化回路10は、多重化回路9から供給されてきた主信号が、高階層用の画像信号HQである場合、主信号を符号化率2/3でトレリス符号化する。この場合、プラグマティックTC8PSKで伝送するとき、多重回路9からの入力を2ビット並列に変換し、このうちの1ビットは、そのままとし、他の1ビットは、符号化率1/2で畳み込み符号化して2ビットの符号を得る。そして、合計3ビットの出力を並列にして、マッピング回路11に出力する。
主信号が低階層用の画像信号LQである場合、符号化率3/4のQPSKで伝送するために、畳み込み符号化回路10は、符号化率1/2の畳み込み符号化処理を行った後、パンクチャリング処理にて、符号化率を3/4に変更し、そのデータをマッピング回路11に出力する。
図11は、畳み込み符号化回路10のフレーム同期信号とTMCC信号を畳み込み符号化する場合の構成例を表している。この構成例においては、シフトレジスタ61乃至66が、多重化回路9より入力されたデータを順次後段に出力するようになされている。排他的論理和回路67は、シフトレジスタ61への入力と出力の排他的論理和を演算し、排他的論理和回路68は、排他的論理和回路67の出力と、シフトレジスタ62の出力の排他的論理和を演算し、排他的論理和回路69は、排他的論理和回路68の出力と、シフトレジスタ63の出力の排他的論理和を演算するようになされている。排他的論理和回路70は、排他的論理和回路69の出力と、シフトレジスタ66の出力の排他的論理和を演算し、出力するようになされている。
排他的論理和回路71は、シフトレジスタ61への入力と、シフトレジスタ62の出力の排他的論理和を演算し、排他的論理和回路72は、排他的論理和回路71の出力と、シフトレジスタ63の出力の排他的論理和を演算し、排他的論理和回路73は、排他的論理和回路72の出力と、シフトレジスタ65の出力の排他的論理和を演算し、さらに、排他的論理和回路74は、排他的論理和回路73の出力と、シフトレジスタ66の出力の排他的論理和を演算するようになされている。
この畳み込み符号化回路10においては、入力されたデータが1ビットずつシフトレジスタ61乃至66により順次後段に移送されると、排他的論理和回路67乃至74により、各タイミングにおいて、排他的論理和が演算される。その結果、入力1ビットに対して、排他的論理和回路70と排他的論理和回路74より、2ビットのデータが出力される(符号化率1/2)。
フレーム同期信号が16ビットで構成されているものとすると、16ビットのうちの最初の6ビットのデータが、シフトレジスタ61乃至66に保持された状態の場合、排他的論理和回路67,71には、第7ビット目のデータが入力されるので、フレーム同期信号は、ユニークなデータであり、任意に変化するデータではないから、このとき、排他的論理和回路70と74より出力されるデータは、一義的に決定される。排他的論理和回路70と74より出力されるデータが一義的に決定されるのは、シフトレジスタ61乃至66に、16ビットのフレーム同期信号のうちの最後から7番目乃至最後から2番目のビットが保持され、最後のビットが排他的論理和回路67,71に入力される状態までである。
マッピング回路11では、コントローラ12の制御のもと、BPSK変調する場合(入力されたのがフレーム同期信号とTMCC信号である場合)、信号点を図4に示すようにマッピングし、QPSK変調する場合(入力されたのが低階層用の画像信号LQである場合)、信号点を図5に示すようにマッピングし、また、8PSK変調を行う場合(入力されたのが高階層用の画像信号HQである場合)、信号点を図6に示すようにマッピングする。
畳み込み符号化回路10の畳み込み符号化処理の結果、2バイトのフレーム同期信号と10バイトのTMCC信号は、図8の(C)に示すように、32ビット(4バイト)のフレーム同期信号と、160ビット(20バイト)のTMCC信号となる。この図8の(C)は、畳み込み符号として、拘束長が7で、符号化率が1/2の場合を示している。
以上のように、インタリーブ回路5により、誤りを十分分散させるようにするとともに、畳み込み符号とRS符号の連接符号化を施したTMCC信号を、BPSKという変調方式で変調することで、伝送誤りに対して、より強力な耐性を持たせることが可能となる。
ところで、TMCC信号に含まれる主信号の伝送制御信号は、その内容が、頻繁に変更されるものではない。しかしながら、受信装置においては、TMCC信号を復号して得られる伝送制御信号から主信号の変調方式や符号化率を知ることができるので、電源投入時や選局時には、速やかに、このTMCC信号を受信、復調する必要がある。即ち、送信装置側においては、TMCC信号は、さほど頻繁に送出する必要はないが、受信装置側においては、TMCC信号を受信するまで、主信号を受信することができないので、その待ち時間を、できるだけ短くできるように、比較的頻繁に受信できることが好ましい。そこで、TMCC信号の送出は、受信装置の待ち時間が長くならない範囲で、その送出頻度を少なくするようにすることが好ましい。
図12は、本発明の一実施の形態となる受信装置の構成例を表している。
この図12において、所定の伝送路を介して伝送されてきた変調信号は、フレーム同期検出回路41と、デマッピング回路43に入力されるようになされている。フレーム同期検出回路41は、入力された信号からフレーム同期信号を検出し、その検出結果を、デマッピング回路43とビタビ復号回路44に出力している。位相検出回路42は、フレーム同期検出回路41の出力から、信号点の位相情報を検出し、その検出結果をデマッピング回路43に出力している。デマッピング回路43は、TMCCデコーダ47またはフレーム同期検出回路41の出力に基づいて信号点を検出し、その信号点に対応するメトリックを発生して、ビタビ復号回路44に出力している。TMCCデコーダ47は、入力されたTMCC信号を復調(デコード)し、復調した結果(変調方式や符号化率)をデマッピング回路43とビタビ復号回路44に出力している。
ビタビ復号回路44は、デマッピング回路43からの信号を、TMCCデコーダ47またはフレーム同期検出回路41の出力に基づいてビタビ復号する。ビタビ復号回路44は、フレーム同期信号に続く、BPSK信号(フレーム同期信号とTMCC信号)の復調信号に対して、畳み込み復号化処理を行い、デインタリーブ回路45に出力している。デインタリーブ回路45は、図3におけるインタリーブ回路5の畳み込みインタリーブに対応するデインタリーブ処理を行う回路である。リードソロモン復号回路46は、デインタリーブ回路45より入力されるRS(48,38)符号を復号し、その復号結果を、TMCCデコーダ47及びフレーム同期判定回路54に出力している。
デインタリーブ回路48とデインタリーブ回路51は、ビタビ復号回路44より供給される低階層用の画像信号LQまたは高階層用の画像信号HQを、それぞれ図3に示すインタリーブ回路8、15のインタリーブ処理に対応してデインタリーブする。リードソロモン復号回路49,52は、それぞれデインタリーブ回路48,51の出力を、図3のリードソロモン符号化回路6、13に対応して、RS(204,188)符号の復号処理を行う。TS同期バイトレジスタ53は、TSの各パケットに付加する同期バイトを記憶しており、多重化回路50は、リードソロモン復号回路49または52から出力されたTSのパケットに、TS同期バイトレジスタ53から読み出された同期バイトを付加する。
図12の受信装置において、フレーム同期検出回路41には、フレーム同期信号だけではなく、主信号も入力されてくる。上述したように、フレーム同期信号が16ビットであるとすると、このフレーム同期信号は、送信装置の畳み込み符号化回路10により、32ビットのデータに変換されている。フレーム同期信号の長さ(ビット数)は、畳み込み符号化回路10の拘束長(畳み込み演算に最低限必要なビット数であり、図11の例の場合、拘束長は7となる)より長いビット数に設定されているので、畳み込み符号化回路10のレジスタ61乃至66の全てに、ユニークなフレーム同期信号のビットが保持され、さらに、排他的論理和回路67,71への入力も、フレーム同期信号を構成するビットである状態が発生する。この状態のとき、畳み込み符号化に用いられるデータが全てフレーム同期信号のビットで構成されるので、畳み込み演算の結果得られるデータも、ユニークなデータとなる。
すなわち、図13に示すように、図11の畳み込み符号化回路10のシフトレジスタ61に、フレーム同期信号の第1ビットが入力されたとしても(タイミングt1)、その状態においては、後段のシフトレジスタ62乃至66に、それ以前のデータ(フレーム同期信号以外のデータA〜E)が保持されているので、排他的論理和回路70,74より出力されるデータは、一義的には定まらない。フレーム同期信号の第1ビットがシフトレジスタ66に保持され、シフトレジスタ61に第6ビットが保持され、排他的論理和回路67,71に第7ビットが供給される状態になって(タイミングt6)初めて、排他的論理和回路70,74より出力されるデータは、フレーム同期信号に対応したユニークな値となる。
以下、同様に、排他的論理和回路70,74の出力は、フレーム同期信号の第10ビットがシフトレジスタ66に保持され、シフトレジスタ61に第15ビットが保持され、排他的論理和回路67,71にフレーム同期信号の第16ビットが入力される状態(タイミングt15)となるまで、ユニークな値となる。シフトレジスタ61にフレーム同期信号の第16ビットが保持された状態(タイミングt16)になると、排他的論理和回路67,71にフレーム同期信号に続く次のデータaが入力されるので、以後、排他的論理和回路70,74より出力されるデータは、一義的には定まらないことになる。
フレーム同期検出回路41は、排他的論理和回路67,71にフレーム同期信号の第7ビットが入力された状態から、排他的論理和回路67,71にフレーム同期信号の第16ビットが入力された状態になるまでの期間に、排他的論理和回路70,74より発生されるユニークなパターンを検出することで、フレーム同期信号を検出する。
フレーム同期信号の位置が判れば、信号点の絶対的な位相を検出することができる。そこで、位相検出回路42は、このフレーム同期検出回路41の出力する検出結果から、信号点の絶対位相を検出する。これにより、再生搬送波の位相の不確定性が除去される。
デマッピング回路43は、フレーム同期検出回路41から入力される検出信号を基準にして、フレーム同期信号に続く信号をBPSK変調された信号として、図4に示す原理に従ってデマッピング処理を行い、対応するメトリックをビタビ復号回路44に出力する。ビタビ復号回路44は、フレーム同期検出回路41から入力される検出信号を基準にして、フレーム同期信号に続く信号を、1/2畳み込み符号化されているものとして、これをビタビ復号する。
ビタビ復号回路44が出力するフレーム同期信号とTMCC信号を含む畳み込み復号された信号は、デインタリーブ回路45に入力され、デインタリーブされる。デインタリーブ回路45の出力は、リードソロモン復号回路46に入力され、リードソロモン復号され、伝送誤りが訂正される。リードソロモン復号回路46の出力は、TMCCデコーダ47及びフレーム同期判定回路54に供給される。
TMCCデコーダ47は、入力された信号から、TMCC信号をデコードし、続く主信号の変調方式や符号化率などの伝送制御情報を抽出する。そして、抽出した結果をデマッピング回路43とビタビ復号回路44に出力する。デマッピング回路43とビタビ復号回路44は、以後、入力される主信号をTMCCデコーダ47からの伝送制御情報に対応して処理する。
デマッピング回路43は、TMCC信号の次に供給される主信号をTMCCデコーダ47からの伝送制御情報に対応して、デマッピング処理する。即ち、入力される主信号が、QPSK変調されている場合には、図5に示す原理に従ってデマッピング処理を行い、TC8PSK変調されている場合には、図6に示す原理に従って、デマッピング処理を行う。
例えば、デマッピング回路43は、低階層用の画像信号LQに対しては、QPSK変調方式におけるデマッピング処理を行い、高階層用の画像信号HQに対しては、TC8PSKのデマッピング処理を行う。
デマッピング回路43の出力するメトリックは、ビタビ復号回路44に入力される。ビタビ復号回路44は、TMCCデコーダ47の出力する伝送制御信号に対応して、畳み込み復号処理を行う。例えば、低階層用の画像信号LQに対しては、デパンクチャリング処理と符号化率1/2の畳み込み処理に対する復号処理を行い、高階層用の画像信号HQに対しては、符号化率2/3のトレリス復号化処理を行う。
ビタビ復号化回路44の出力する主信号の復調信号は、デインタリーブ回路48,51に入力され、デインタリーブされる。デインタリーブ回路48,51の出力は、リードソロモン復号化回路49,52に入力される。リードソロモン復号化回路49,52は、RS(204,188)符号の復号処理を行う。多重化回路50は、リードソロモン復号回路49または52より読み出された、各フレームの各パケットの先頭のTMCC信号が配置されていた位置に、TS同期バイトレジスタ53に保持されている同期バイトを多重化する。これにより、図7に示したようなもとのTSパケットが得られる。
次に、フレーム同期信号の保護処理について説明する。フレーム同期検出回路41は、フレーム同期信号を検出して、図14のステップS31乃至ステップS40に示すように、フレーム同期信号の後方保護処理を行う。このステップS31乃至ステップS40の処理は、図2におけるステップS1乃至ステップS10の処理と同様の処理であるので、その説明は省略する。
そして、ステップS35において、同期確立処理が行われた後、フレーム同期判定回路54は、ステップS41において、リードソロモン復号回路46の出力からフレーム同期信号を検出し、フレーム同期判定処理を行う。リードソロモン復号回路46の出力する信号は、ビタビ復号回路44により、フレーム同期信号が畳み込み復号された後の信号であるので、伝送路上の誤りは、既に訂正されている。従って、図2におけるステップS11乃至ステップS15に示したような前方保護動作は、この発明の実施の形態においては不要となり、フレーム同期判定回路54は、リードソロモン復号回路46の出力から、1回でもフレーム同期信号を検出することができなかった場合には、直ちにフレーム同期外れになったものと判定する。
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。BSデジタル放送においては、1チャンネルで、いわゆるハイビジョンに代表される高品位のテレビジョン信号の2つのプログラムを伝送することができるようにし、また、電界強度の減衰時においても、信頼性のある伝送を行うことができるようにするために、主信号の伝送方式として、TC8PSK(r=2/3)(rは符号化率を表す),QPSK(r=3/4),QPSK(r=1/2),BPSK(r=1/2)などの伝送方式を、事業者が選択することができるようになっている。このため、どの方式が採用されているかを、TMCC信号として受信装置側に、上述したようにして、伝送することができる。
上述したように、TMCC信号は、BPSK(r=1/2)で伝送されるが、主信号は、高品位テレビジョン信号を伝送することを想定すると、TC8PSK(r=2/3)で伝送される可能性が高い。衛星放送の性質上、地域毎に気象条件が異なるので、受信C/Nは、所定の地域では極端に低下していることも考えられる。このような状況下においても、TMCC信号を確実に送受信できるようにする必要がある。
一般的に伝送方式が切り替わると、ビタビ復号回路44で定義するブランチメトリックが異なるものとなる。ビタビ復号回路44においては、ブランチメトリックを累積したステートメトリックの値に対応して、パス制御を行っており、伝送方式が切り替わると、それまで蓄積してきたステートメトリックに対して、切り替わり後のブランチメトリックが累積することになり、そのステートメトリックにより、パス制御が行われると、誤りが伝搬するおそれがある。特に、BPSKから8PSKへの変化のように、多値化レベルの数が急激に変化した場合、このような影響が著しく現れることになる。
そこで、この誤りの伝搬を断ち切るために、いわゆる終結処理を行うことが考えられる。この終結処理とは、特定(既知)のパターンを伝送データに挿入することを意味する。終結処理のための特定パターンは、情報を担っているわけではないので、その部分が誤ったとしても、情報が失われることがなく、これは、所定の伝送方式から他の伝送方式へ切り替わるときの緩衝用のビット系列としてとらえることができる。
そこで、図15の(A)から図15の(B)に示すように、TMCC信号の先頭(主信号(ペイロード)とTMCC信号との間)にフレーム同期信号(TAB1)を挿入するだけでなく、TMCC信号の後方(TMCC信号と次の主信号との間)にも終結処理のための所定のパターンの信号(TAB2)を挿入する。この場合の後方の信号TAB2の長さは、フレーム同期信号(TAB1)に対応して、例えば2バイトとする。この信号は、フレーム同期信号とともに、同期レジスタ2(図3)に予め記憶しておき、適宜、そこから読み出すようにする。
なお、図15の(A)から図15の(C)においては、図15の(A)に示される入力ビット系列が図15の(B)に示される畳み込み符号化回路10に入力し、この畳み込み負号か回路10から図15の(C)に示される出力ビット系列が出力されるものである。
畳み込み符号を終結するには、その拘束長より1だけ小さい既知のビット系列を挿入すれば良い。すなわち、図3の構成例の場合、畳み込み符号化回路10は、その拘束長が7とされているため、終結処理のための符号としては、既知の6ビットの符号列を挿入すればよいが、さらに長い既知のビット系列を挿入すると、拘束長以上の符号化出力は、上述したように特定のパターンとなる。例えば図15の(A)に示すように、TMCC信号の前に2バイトのフレーム同期信号を挿入したとすると、図15の(C)に示すように、畳み込み符号化回路10の出力ビット系列の12ビット(12シンボル)は、不定のパターンとなるが、続く20ビット(20シンボル)のパターンは、特定パターンとなる。図3の構成例においては、フレーム同期検出回路41において、この特定パターンをフレーム同期信号として検出した。
図15の(A)に示すように、TMCC信号の後方にも、例えば2バイトの終結処理のための信号を付加するようにすると、その畳み込み符号化回路10の出力の対応する4バイトの信号のうち、12ビット(12シンボル)は、不定パターンとなり、続く20ビット(20シンボル)は、特定パターンとなる。この特定パターンとして、スーパーフレームのフレーム番号を伝送することができる。スーパーフレームとは、8フレームにより構成されるものであり、その8個のフレームのうちの何番目のフレームであるのかを表す(位置を表す)フレーム番号を、TMCC信号の後方の特定パターンの信号として伝送することができる。
この場合、フレーム同期検出回路41においては、上述した場合と同様に、TMCC信号の前側の4バイトの信号をフレーム同期信号として検出するようにしてもよいが、後ろ側の4バイトの信号、またはその両方を、フレーム同期信号として検出するようにしてもよい。
このようにすると、誤りの伝搬を緩和するための終結処理を行うことができるだけでなく、これらの信号をフレーム同期信号またはフレーム番号として利用することができる。
さらに、この例の場合、TMCC信号の前の4バイトの信号と後ろの4バイトの信号のいずれもが、マッピング回路11によりBPSK変調される。畳み込み符号の終結処理の観点からすれば、終結対象とされる信号と同一の変調方式による終結処理が行われるのが一般的である。例えば、図15の(A)から図15の(C)に示すように、TMCC信号の前に付加する4バイトの信号は、主信号(ペイロード)の畳み込み符号を終結させるものであるので、主信号と同様に、例えば8PSK変調されるのが一般的である。
しかしながら、C/Nが同一である場合、8PSK(r=2/3)のブランチメトリックに較べて、BPSK(r=1/2)のブランチメトリックの方が信頼性が高い。また、BPSK(r=1/2)で伝送されるTMCC信号の信頼性を向上する観点からすれば、少しでもパス制御を行うステートメトリックの信頼性を向上しておく必要があり、この点からいっても、畳み込み符号の終結処理をBPSK(r=1/2)で行う方が有利となる。そこで、本実施の形態においては、TMCC信号の終結処理を、TMCC信号と同一のBPSK(r=1/2)で変調された後方の4バイトの信号により行うとともに、主信号(ペイロード)の終結処理も、主信号の変調方式である8PSK(r=2/3)ではなく、TMCC信号の変調方式であるBPSK(r=1/2)で変調された、その後方の4バイトの信号(TMCC信号の前方の4バイトの信号)で行なうようにする。
従って、受信装置においては、デマッピング回路43により、TMCC信号と、その前方と後方の4バイトの信号がBPSK復調される。
図15の(A)から図15の(C)に示すように、TMCC信号の前方のTAB1には、入力系列I1が配置され、TMCC信号の後方のTAB2には、入力系列I1,I2またはI3が配置される。
このとき、畳み込み符号化回路10は、TMCC信号の前方のTAB1において、特定パターンW1を、また、TMCC信号の後方のTAB2において、W1,W2またはW3を、それぞれ出力する。
ところで、図12に示した受信装置のフレーム同期検出回路41において、フレーム同期信号を検出する場合、特定パターン(フレーム同期信号)の自己相関関数がインパルス的になっていることが好ましい。自己相関関数は、次式で定義される。
上記式において、C(t)は、符号出力系列の特定パターン(畳み込み符号化回路10による畳み込み符号化後の特定パターン)W1であり、C(0)がW1のMSB、C(19)がW1のLSBである。また、tは、0乃至19のいずれかの値であり、t,t−τが0乃至19の範囲を超えるとき、上記式における(2×C(t)−1)×(2×C(t−τ)−1)の値は、0となる。
特定パターンW1として、0xD439Bを用い、W2として、0x0B677を用い、W3として、0x578DBを用いることができる。
特定パターンW1として、0xD439Bを用いると、R(0)=20、かつ、|R(τ)|≦3(τ≠0)となり、インパルス的な自己相関特性が実現される。特定パターンW2,W3として、それぞれ0x0B677または0x578DBを用いた場合にも、同様に、インパルス的な自己相関特性を実現することができる。
畳み込み符号化回路10より出力される特定パターンがW1,W2,W3であるとき、そこに入力される入力系列のパターンI1,I2,I3に関しても、自己相関特性がインパルス的であることが好ましい。この場合においては、自己相関関数は、次式で定義される。
ここで、I(t)は、W1に対応する入力系列であり、I(0)がI1のMSB、I(15)がI1のLSBである。tは、0乃至15の値を取る。tとt−τが0乃至15の範囲を超えるとき、上記した(2×I(t)−1)×(2×I(t−τ)−1)の値は、0となる。
特定パターンW1に対応する入力系列I1に関しては、R(0)=16となり、かつ、|R(τ)|≦3(τ≠0)となり、インパルス的な自己相関特性が実現される。
特定パターンW2に対応する入力系列I2に関しては、R(0)=16となり、かつ、|R(τ)|≦5(τ≠0)となる。さらに、特定パターンW3に対応する入力系列I3に関しては、R(0)=16となり、かつ、|R(τ)|≦7(τ≠0)となり、やはり、良好な自己相関特性を実現することができる。
特定パターンW1が0xD439Bであるとき、受信装置のフレーム同期検出回路41は、例えばこの特定パターン0xD439B(=11010100001110011011)を検出ウインドウとして、その値と、入力された20ビットのデータとを、各ビット毎に、排他的論理和演算する。20ビットの対応するビットが同一であれば、各ビット毎の排他的論理和の演算値は、0となり、異なれば、1となる。20ビットの排他的論理和の演算値の総和が相関値となり、検出ウインドウと同一のデータが入力されたとき、相関値は、0となり、その他のデータが入力された場合には、0より充分大きな値となる。これにより、フレーム同期信号(特定パターンW1(0xD439B))を検出することができる。
特定パターンW1(0xD439B)に対応する入力系列I1(0x032E)(=0000001100101110)は、先頭の6ビットが0となっており、これにより、畳み込み符号化回路10を初期化することができる。すなわち、この6ビットの0がシフトレジスタ61乃至66(図11)に保持され、前の符号系列を終端させることができる。このことは、入力符号系列を0で終端することをも意味する。その結果、送信装置と受信装置の構成を簡略化することが可能となる。
また、特定パターンW2(0x0B677)に対応する入力系列0xA340(=1010001101000000)と、特定パターンW3(0x578DB)に対応する入力系列0x78C0(=0111100011000000)は、いずれも最後の6ビットが0となっており、この場合においても、畳み込み符号化回路10において、前の符号系列を終端することができる。また、このことは、TMCC信号を終端し、かつ、次の符号を初期化することを意味する。従って、このことからも、送信装置と受信装置の構成を簡略化することができる。
図16は、特定パターンW1乃至W3を、スーパーフレームを基準として、周期的に配置する例を示している。この例においては、フレーム1においては、TMCC信号の前方にはW1が、後方にはW2が配置され、続くフレーム2乃至フレーム8においては、TMCC信号の前方にW1が配置され、後方にW3が配置されている。このように配置すると、スーパーフレームを検出することが可能となる。図17のフローチャートは、この場合の処理を表している。
すなわち、最初に、ステップS61において、各フレームのTMCC信号の前方に配置されている特定パターンW1の相関を用いて、受信装置の同調のための周波数の調整が行われる。すなわち、特定パターンW1の相関値が、最も良好となるように、クロックが生成され、フレーム同期が取られるように制御される。
次に、ステップS62においては、特定パターンW1が検出された位置からTMCC信号の長さだけ後ろの位置に位置する信号が、特定パターンW2として検出される。図16に示すように、この特定パターンW2は、スーパーフレームの先頭のフレームにだけ配置され、残りの7フレームには、特定パターンW3が配置されている。従って、特定パターンW2が検出されたフレームが、スーパーフレームの先頭のフレームとして検出される。
次に、ステップS63において、フレーム同期保護が行われ、同期状態の場合には、フレーム同期保護処理が繰り返し実行され、フレーム同期保護が外れた場合には、ステップS61に戻り、それ以降の処理が繰り返し実行される。
上述したように、TMCC信号の後方の特定パターンW2またはW3の入力系列I2またはI3の最後の6ビットは、全て0である。そこで、図18A、及びこの図18Aの一部を拡大した図18Bに示すように、主信号(ペイロード)の畳み込み符号化回路10は、TMCC信号の内容に拘らず、000000で初期化された状態から、主信号を符号化することができる。また、主信号(ペイロード)の符号化が終了した後には、TMCC信号に先立って入力される特定パターンW1の入力系列I1の先頭に6ビットの0が配置されているので、畳み込み符号化回路10は、000000までの信号を、主信号(ペイロード)の符号として符号化することができる。
図19は、送信装置における畳み込み符号化のための他の構成例を表している。この構成例においては、多重化回路101に、特定パターンW1に対応する入力系列I1の7ビット目以降のデータ、TMCC信号、または特定パターンW2またはW3に対応する入力系列I2,I3が供給されている。多重化回路101は、そのいずれかを選択し、畳み込み符号化回路10としての符号化器102に供給する。符号化器102は、入力された特定パターンW1に対応する入力系列I1の7ビット目が入力される前に、6ビットの0で初期化される。
一方、多重化回路104には、主信号(ペイロード)と6ビットのデータ000000が供給されており、多重化回路104は、いずれか一方を選択し、畳み込み符号化回路10としての符号化器105に供給する。符号化器105は、ペイロードの最初のデータが入力される前に、6ビットの0で初期化される。
符号化器102の出力と符号化器105の出力は、多重化回路103に供給され、多重化された後、出力される。
このように、図19の構成例の場合、TMCC信号の符号化を行う符号化器102を、ペイロードの符号化を行う符号化器105と独立に構成できるため、通常、既存の送信装置として具備されている符号化器105に、新たな符号化器102を付加するだけで、本発明を適用可能な送信装置を簡単に実現することができる。
図19に示したように、符号系列は、TMCC信号と主信号(ペイロード)とで独立しているものと考えることができる。従って、受信装置においても、対応する符号系列毎に、独立して復号することが可能となる。図20は、この場合の構成例を表している。
すなわち、この構成例においては、分離回路121が、入力された符号を、TMCC信号に対応する符号系列と、ペイロードに対応する符号系列とに分離し、前者を復号器122に、後者を復号器124に、それぞれ供給する。復号器122は、入力されたTMCC信号に対応する符号系列を復号し、分離回路123に供給する。分離回路123は、復号器122からの復号結果を、特定パターンW1に対応する入力系列I1の7ビット目以降のデータ、TMCC信号、または特定パターンW2若しくはW3に対応する入力系列I2,I3に分離し、出力する。
復号器124は、分離回路121からの主信号(ペイロード)を復号し、分離回路125に出力する。分離回路125は、復号器124から供給されたデータを、ペイロードと6ビットの0の符号とに分離し、出力する。なお、この6ビットの0は、実質的には利用されないので、主信号(ペイロード)だけを抽出すれば良い。
なお、復号器122と復号器124は、それぞれ図12に示した受信装置のビタビ復号回路44に対応している。
この場合においても。通常、受信装置に設けられている復号器124に対して、新たに復号器122を追加するだけで、簡単に、本発明を適用可能な受信装置を構成することが可能となる。
なお、勿論、図21に示すように、図20に示した復号器122と復号器124は、復号器131として共通化することもできる。この場合、分離回路132が、復号器131の出力から、特定パターンW1に対応する入力系列I1の7ビット目以降のデータ、TMCC信号、特定パターンW2若しくはW3に対応する入力系列I2,I3、及び主信号(ペイロード)を分離、出力する。
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。TMCC信号の伝送路誤りに対する耐性が強くなると、その観点からも、TMCC信号を頻繁に伝送する必要がなくなる。そこで、TMCC信号を送信しない場合には、TMCC信号に代えて、他のデータを伝送することが考えられる。図22は、この場合の送信装置の構成例を表している。なお、図22においては、図3における場合と対応する部分には、同一の符号を付してある。図22の構成例においては、TMCC信号に代えて伝送されるデータ(副信号)がメモリ21に供給され、記憶されるようになされている。そして、多重化回路3は、メモリ1に記憶されているTMCC信号、またはメモリ21に記憶されているデータを選択して、同期レジスタ2より供給されるフレーム同期信号に多重化し、出力するようになされている。その他の構成は、図3における場合と同様である。
但し、この構成例の場合、コントローラ12は、多重化回路9を制御し、各フレームに付加されるヘッダに、そのフレームにおいて伝送しているのは、TMCC信号であるのか、その他のデータであるのかを表す識別子を含めるようにする。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。送信装置のインタリーブ回路5としては、大きく分けて、ブロック型と畳み込み型のものがあるが、回路規模が小さいこと、並びに、同じ位置に前後のRS符号の対応する部分が保存されることなどの性質から、上述したように、インタリーブ回路5として、畳み込みインタリーブ回路を用いるようにしている。
図23の(A)から図23の(C)は、図2323の(B)に示す畳み込み型のインタリーブ回路5において、TMCC信号が、どのように分散するかを表している。同図に示すように、番号NのRS符号は、48バイトにより構成され、その前半の38バイトがデータ、後半の10バイトがパリティとなっている。上述したように、38バイトのデータの先頭の2バイトは、フレーム同期信号とされている。このことは、番号N+1乃至N+4のRS符号においても同様である。このRS符号は、リードソロモン符号化回路4により生成されるものである。
図23の(B)に示す畳み込み型のインタリーブ回路5は、図23の(A)に示す入力されるデータについて、図9を参照して説明したように、先頭の2バイトのフレーム同期信号はそのまま出力するが、以下、2バイト単位で、遅延ユニット1個分乃至5個分の遅延を施して出力する。その結果、図23の(C)に示すように、5個のRS符号にわたって、2バイト単位でRS符号が分散される。例えば、番号N+4のRS符号の先頭の2バイト(フレーム同期信号)が、先頭に配置されたインタリーブ後のRS符号においては、その次に番号N+3の第3番目と第4番目のバイトのデータが配置され、さらにその次には、番号N+2の番号5と番号6のバイトのデータが配置される。以下同様に、インタリーブ前のRS符号の各バイトの位置は、インタリーブ後のRS符号においても、同一の位置に配置される。
従って、番号N乃至番号N+4のTMCC信号が等しいとすると、番号N乃至番号N+4までのRS符号は、インタリーブ前と後において、それぞれ等しくなる。上述したように、TMCC信号は、伝送制御信号としての性質上、ごくまれにしか変化せず、ほとんどの場合、同一のデータとなっている。従って、受信装置においては、ビタビ復号されたRS符号をRS復号せずとも、いわゆる多数決判定処理により、TMCC信号の誤りを訂正することができる。
図24と図25は、この場合の受信装置のそれぞれの実施の形態の構成例を表している。図24の実施の形態においては、デインタリーブ回路45の出力が、多数決判定回路71に入力され、多数決判定回路71の出力が、TMCCレコーダ47及びフレーム同期判定回路54に供給されている。すなわち、図12におけるリードソロモン復号回路46が省略された構成となっている。その他の構成は、図12における場合と同様である。
この構成例においては、多数決判定回路71が、デインタリーブ回路45によりデインタリーブされたRS符号を多数決の原理に基づいて誤り訂正を行う。すなわち、例えば、5個のRS符号が入力されたとき、最も多い内容のデータを正しいデータとする。
このように構成することにより、図12に示すように、リードソロモン復号回路46を設ける場合に較べて、構成を簡略化し、装置を小型化することが可能となる。
図25の実施の形態においては、図12におけるデインタリーブ回路45とリードソロモン復号回路46が省略され、その代わりに、多数決判定回路71が設けられている。すなわち、ビタビ復号回路44の出力が、多数決判定回路71に直接入力され、多数決判定回路71の出力が、TMCCデコーダ47及びフレーム同期判定回路54に供給されるようになされている。
上述したように、TMCC信号が同一であるとすると、インタリーブ回路5により、インタリーブされた後のRS符号は、インタリーブされる前のRS符号と同一となる。すなわち、実質的にインタリーブが行われていない場合と同様となる。従って、図24におけるデインタリーブ回路45を省略し、ビタビ復号回路44の出力を多数決判定回路71により、直接復号することが可能となる。このように構成することで、図24に示す場合より、さらに構成を簡略化し、装置を小型化することが可能となる。
但し、図24の実施の形態の場合、デインタリーブ回路45が設けられているので、多数決判定回路71の入力(デインタリーブ回路45の出力)は図26R>6に示すようになる。これに対して、図25の実施の形態の場合は、デインタリーブ回路45が設けられていないので、多数決判定回路71の入力(デインタリーブ回路45の出力)は図27に示すようになる。いずれの場合においても、TMCC信号が同一であれば、各番号のRS符号は実質的に同一となるので、多数決による判定が可能となる。
すなわち、受信側でデインタリーブを施したときの図26及び受信側でデインタリーブを施さないときの図27において、Data部分を多数決判定している。
なお、図24と図25に示す実施の形態の場合、同一のTMCC信号を反復伝送する必要があるので、図12の実施の形態の場合に較べて、TMCC信号以外の伝送可能なデータ量が減少する。
なお、上述したような処理を行うプログラムをユーザに伝送する伝送媒体としては、磁気ディスク、CD-ROM、固体メモリなどの記録媒体の他、ネットワーク、衛星などの通信媒体を利用することができる。
1,7,14 メモリ、 2 同期レジスタ、 3,9 多重化回路、 4,6,13 リードソロモン符号化回路、 5,8,15 インターリーブ回路、 10 畳み込み符号化回路、 11 マッピング回路、 12 コントローラ、 41 フレーム同期検出回路、 42 位相検出回路、 43 デマッピング回路、 44 ビタビ復号回路、 45,48,51 デインターリーブ回路、 46,49,52 リードソロモン復号回路、 50 多重化回路、 53TS同期バイトレジスタ、 54 フレーム同期判定回路