JP6069543B1 - 受信装置および復号装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誤り訂正能力を向上させる。【解決手段】実施形態は、復調部と、平滑化部と、復号部とを含む。復調部は、変調信号を復調し、第１の復調データを生成する。平滑化部は、第１の復調データを時間軸上で伸長し、第２の復調データを得る。復号部は、所定の符号化単位毎に、第２の復調データに対して反復的な誤り訂正復号処理を行う。【選択図】図１

Description

実施形態は、誤り訂正に関する。

デジタル変調の一種である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）は、様々な広帯域デジタル通信において使用されている。例えば、将来の８Ｋ放送においても、ＯＦＤＭの採用が予定されている。

８Ｋ放送では、高いデータレートが要求され、これを満足するために大きな変調多値数を用いることが予想される。一般的に、変調多値数が大きくなるほど誤りの発生率は高くなる。８Ｋ放送では、誤り訂正符号の一種である低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ；Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）符号の採用が予定されている。ＬＤＰＣ符号では、所定の符号化単位（ＬＤＰＣブロック）毎に反復的な誤り訂正復号処理（イタレーション）が行われる。ＬＤＰＣブロックのサイズは、ＬＤＰＣ符号語長に依存する。ＬＤＰＣ符号の誤り訂正能力は、一般的にはイタレーション回数が多いほど向上する。

「欧州第２世代地上デジタル放送（ＤＶＢ−Ｔ２）受信装置のインプリメンテーションガイド」，Ｐ１３３ Ｆｉｇｕｒｅ ７８

実施形態は、誤り訂正能力を向上させることを目的とする。

実施形態は、復調部と、平滑化部と、復号部とを含む。復調部は、変調信号を復調し、第１の復調データを生成する。平滑化部は、第１の復調データを時間軸上で伸長し、第２の復調データを得る。復号部は、所定の符号化単位毎に、第２の復調データに対して反復的な誤り訂正復号処理を行う。

第１の実施形態に係る受信装置を例示するブロック図。 比較例に係る受信装置を例示するブロック図。 図２の受信装置の動作を例示する図。 図１の受信装置の動作を例示する図。

以下、図面を参照しながら実施形態の説明が述べられる。尚、以降、説明済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号が付され、重複する説明は基本的に省略される。

（第１の実施形態）
図１に例示されるように、第１の実施形態に係る受信装置は、アンテナ１０１と、チューナ１０２と、中間周波数（ＩＦ；Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路１０３と、ＯＦＤＭ復調装置１１０とを含む。

アンテナ１０１は、ＬＤＰＣ符号化およびＯＦＤＭ変調されたデータ（例えば、ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）形式のデジタルデータ）を搬送する電波（例えば、放送用の地上波、衛星波など）を受信し、受信信号をチューナ１０２へと出力する。

チューナ１０２は、アンテナ１０１から受信信号を受け取り、図示されないＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路から選局用のローカル信号を受け取る。チューナ１０２は、受信信号に含まれる目的のチャンネルの信号をローカル信号を用いて選局する。具体的には、チューナ１０２は、ローカル信号を受信信号に乗算することによって、ＩＦ信号を生成する。チューナ１０２は、ＩＦ信号をＩＦ回路１０３へと出力する。

ＩＦ回路１０３は、チューナ１０２からＩＦ信号を受け取る。ＩＦ回路１０３は、ＩＦ信号に種々の信号処理（例えば、フィルタリング、信号レベルの増幅など）を施すことによって、ＯＦＤＭ信号を生成する。ＩＦ回路１０３は、ＯＦＤＭ信号をＯＦＤＭ復調装置１１０へと出力する。

ＯＦＤＭ復調装置１１０は、ＯＦＤＭ信号を復調して復調データを生成する。さらに、ＯＦＤＭ復調装置１１０は、復調データを誤り訂正復号して例えばＴＳ形式のデジタルデータを生成する。ＯＦＤＭ復調装置１１０は、図示されないデータ処理部へとデジタルデータを出力する。

具体的には、図１に例示されるように、ＯＦＤＭ復調装置１１０は、復調部１１１と、データ平滑化部１１２と、ＬＤＰＣ復号部１１３とを含む。なお、データ平滑化部１１２とＬＤＰＣ復号部１１３とを併せてＬＤＰＣ復号装置と呼ぶこともできる。

復調部１１１は、ＩＦ回路１０３からＯＦＤＭ信号を受け取る。復調部１１１は、ＯＦＤＭ信号を復調することにより、復調データを生成する。復調部１１１は、復調データをデータ平滑化部１１２へと出力する。

ＯＦＤＭシンボル間にはガードインターバルが設けられる。故に、図４に例示されるように、復調部１１１によって出力される復調データは、ガードインターバルに相当する期間に亘ってデータが存在しない。

データ平滑化部１１２は、復調部１１１から復調データを受け取る。データ平滑化部１１２は、復調データの時間的な偏りを平滑化することにより、平滑化された復調データを生成する。なお、復調データの内容は平滑化の前後で変化しない。データ平滑化部１１２は、平滑化された復調データをＬＤＰＣ復号部１１３へと出力する。

具体的には、データ平滑化部１１２は、復調データを時間軸上で均一に伸長することによって、図４に例示されるように、ガードインターバルに相当する期間にも復調データのサンプルを散らばらせる。例えば、ＯＦＤＭの有効シンボル期間（復調データの長さ）およびガードインターバルの長さをそれぞれＳおよびＧとすると、データ平滑化部１１２は、復調データを時間軸上で最大（Ｓ＋Ｇ）／Ｓ倍に引き延ばすことができる。なお、ＳおよびＧの値はいずれも既知であるから、平滑化の前後での復調データの長さの比を表す伸長率は事前に計算することができる。

データ平滑化部１１２は、例えばメモリおよびＮＣＯ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を用いて、復調データを平滑化することができる。

ＬＤＰＣ復号部１１３は、データ平滑化部１１２から、平滑化された復調データを受け取る。ＬＤＰＣ復号部１１３は、ＬＤＰＣブロック毎に、平滑化された復調データに対して反復的な誤り訂正復号処理（イタレーション）を行うことによって、デジタルデータ（例えばＴＳ形式）を生成する。各ＬＤＰＣブロックは、１つの復調データに完全に格納されていることもあれば（例えば、図４のＬＤＰＣ１〜４，６〜８）、複数の復調データに亘って分散して格納されることもある（例えば、図４のＬＤＰＣ５，９）。ＬＤＰＣ復号部１１３は、デジタルデータを図示されないデータ処理部へと出力する。

ＬＤＰＣ符号の誤り訂正能力は、一般的にはイタレーション回数が多いほど向上する。そして、信号が連続的に伝送されているとすれば、ＬＤＰＣ復号部１１３が各ＬＤＰＣブロックに割り当てることのできる復号処理時間は、当該ＬＤＰＣブロックの入力が終了してからその次のＬＤＰＣブロックの入力が終了するまでの期間に依存する。復調データと比べて、平滑化された復調データに含まれるＬＤＰＣブロックの長さは均一に（例えば、（Ｓ＋Ｇ）／Ｓ倍に）引き延ばされる。故に、ＬＤＰＣ復号部１１３は、係る平滑化が行われない場合に比べて、より多くの復号処理時間を各ＬＤＰＣブロックに割り当てることができる。換言すれば、各ブロックに対するイタレーションの実行可能回数が増加するので、ＬＤＰＣ復号部１１３は強力な誤り訂正能力を発揮することができる。

図１の受信装置の比較例として、図２に例示される受信装置を検討する。図２の受信装置は、アンテナ１０１と、チューナ１０２と、ＩＦ回路１０３と、ＯＦＤＭ復調装置１２０とを含む。

ＯＦＤＭ復調装置１２０は、図１のＯＦＤＭ復調装置１１０からデータ平滑化部１１２を取り除いた構成に相当する。すなわち、このＯＦＤＭ復調装置１２０において、ＬＤＰＣ復号部１１３は、復調部１１１から（平滑化されていない）復調データを直接的に受け取り、ＬＤＰＣブロック毎に当該復調データに対してイタレーションを行う。

前述のように、復調部１１１によって出力される復調データは、ガードインターバルに相当する期間に亘ってデータが存在しない。故に、あるＬＤＰＣブロック（例えば、図３のＬＤＰＣ４）の入力が終了してからその次のＬＤＰＣブロック（例えば、図３のＬＤＰＣ５）の入力が終了するまで、通常よりもガードインターバル分長い時間を要することがある。

そして、信号が連続的に伝送されているとすれば、ＬＤＰＣ復号部１１３が各ＬＤＰＣブロックに割り当てることのできる復号処理時間は、当該ＬＤＰＣブロックの入力が終了してからその次のＬＤＰＣブロックの入力が終了するまでの期間に依存する。従って、ガードインターバルの影響で、一部のＬＤＰＣブロック（例えば、図３のＬＤＰＣ４）に割り当てることのできる復号処理時間は、他のＬＤＰＣブロック（例えば、図３のＬＤＰＣ１〜３，５〜７）に比べてガードインターバル分長くなる。

この比較例では、各ＬＤＰＣブロックに割り当てることのできる復号処理時間が不均一である。すなわち、一部のＬＤＰＣブロック（例えば、図３のＬＤＰＣ４）に割り当てることのできる復号処理時間はＬＤＰＣブロック長とガードインターバルとの和に相当する一方で、他のＬＤＰＣブロック（例えば、図３のＬＤＰＣ１〜３，５〜７）に割り当てることのできる復号処理時間はＬＤＰＣブロック長に留まる。概括すれば、この比較例において、誤り訂正能力に影響するイタレーションの実行可能回数がＬＤＰＣブロック間で不均一であり、その最小値は復調データにおけるＬＤＰＣブロック長で決まる。

他方、図４に例示されるように、図１のデータ平滑化部１１２が復調データの時間的な偏りを平滑化することにより、復調データに含まれるＬＤＰＣブロック長は均一に引き延ばされる。故に、図４の例では、誤り訂正能力に影響するイタレーションの実行可能回数がＬＤＰＣブロック間で均一であり、その最小値は平滑化された復調データにおけるＬＤＰＣブロック長で決まるので上記比較例に比べて大きくなる。

以上説明したように、第１の実施形態に係る受信装置は、ガードインターバルに起因する復調データの時間的な偏りを平滑化し、平滑化された復調データに対してＬＤＰＣ復号処理を施す。すなわち、この受信装置は、このような平滑化を行わない場合に比べて、ＬＤＰＣブロック長を均一に引き延ばすことで、誤り訂正能力に影響するイタレーションの実行可能回数の最小値を大きくすることができる。従って、この受信装置によれば、各ＬＤＰＣブロックに対する誤り訂正能力をバランス良く向上させることができる。

なお、第１の実施形態に係る受信装置は、変調方式としてＯＦＤＭを使用しているが、変調シンボル間に間隔が生じる他の変調方式を使用してもよい。同様に、この受信装置は、誤り訂正符号化方式としてＬＰＤＣを使用しているが、所定の符号化単位毎に反復的な誤り訂正復号処理が行われる他の誤り訂正符号化方式を使用してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０１・・・アンテナ
１０２・・・チューナ
１０３・・・ＩＦ回路
１１０，１２０・・・ＯＦＤＭ復調装置
１１１・・・復調部
１１２・・・データ平滑化部
１１３・・・ＬＤＰＣ復号部

Claims (4)

1. 変調信号を復調し、第１の復調データを生成する復調部と、
   前記第１の復調データを時間軸上で伸長し、第２の復調データを得る平滑化部と、
   所定の符号化単位毎に、前記第２の復調データに対して反復的な誤り訂正復号処理を行う復号部と
   を具備する、受信装置。
2. 前記平滑化部は、前記第１の復調データを時間軸上で均一に伸長し、
   前記第１の復調データと前記第２の復調データとの長さの比を表す伸長率は、前記変調信号の有効シンボル期間および隣接する有効シンボル期間同士の間隔に依存する、
   請求項１記載の受信装置。
3. 前記変調信号は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号であり、
   前記符号化単位は、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）ブロックである、
   請求項１記載の受信装置。
4. 変調信号が復調された第１の復調データを時間軸上で伸長し、第２の復調データを得る平滑化部と、
   所定の符号化単位毎に、前記第２の復調データに対して反復的な誤り訂正復号処理を行う復号部と
   を具備する、復号装置。