JP6373634B2 - 送信装置、受信装置、チップ及びデジタル放送システム - Google Patents

Description

本発明は、送信装置、受信装置、チップ及びデジタル放送システムに関する。

日本における地上デジタル放送方式であるＩＳＤＢ−Ｔ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ - Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ）方式では、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データ（例えば、１セグメント、１３セグメント）が送信される。複数の階層化データは、周波数方向に沿って設けられた複数のセグメント（周波数帯）を用いて送信される。各セグメントには、各階層の伝送パラメータ（変調方式、セグメント数、符号化率等）を示す伝送制御信号（ＴＭＣＣ信号）が挿入される。

ところで、送信装置は、データシンボル及び伝送パラメータによって構成される伝送フレーム（ＯＦＤＭフレーム）を受信装置に送信する。伝送フレームは、データシンボルの一部の複製であるガードインターバル（ＧＩ）を一定の周期で含んでおり、受信装置は、ガードインターバルの相関ピークによって同期検出を行っている（例えば、非特許文献１、２）。

「ＯＦＤＭにおけるガード相関を利用した新しい周波数同期方式の検討」、関、テレビジョン学会技術報告、Ｖｏｌ．１９，Ｎ０．３８，ｐ．１３ 「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式 標準規格」 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３１

ところで、上述した技術では、ガードインターバルの相関ピークによって同期検出が行われているが、同期検出を行うためには、データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比が受信装置にとって既知である必要がある。

上述した技術では、ＦＦＴサイズが３パターンであり、ガードインターバル比が４パターンであるため、ＦＦＴサイズ及びガードインターバル比の組合せは、１２パターンである。従って、受信装置は、伝送フレームに対して全パターンを適用することによって、ＦＦＴサイズ及びガードインターバル比の組合せとして、ガードインターバルの相関ピークが検出された組合せを特定している。

しかしながら、次世代地上放送方式では、ＦＦＴサイズ及びガードインターバル比の組合せ数が増大することが考えられるため、ＦＦＴサイズ及びガードインターバル比の組合せの全パターンを伝送フレームに対して適用すると、受信装置の処理負荷及び消費電力が増大してしまう。また、チャンネルを選択してから映像音声が正常に出力されるまでの時間、いわゆるザッピングタイムが長くなってしまう。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、受信装置の処理負荷及び消費電力を軽減しながらも、一部の階層に対応する階層化データを受信することを可能とする送信装置、受信装置、チップ及びデジタル放送システムを提供することを目的とする。

第１の特徴は、周波数方向に沿って設けられた複数のセグメントを用いて、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データが送信されるデジタル放送システムにおいて、前記複数の階層化データを送信する送信装置であって、前記複数の階層化データのそれぞれに対応するデータシンボルであって、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に割り当てられたデータシンボルによって構成される伝送フレームを生成する伝送フレーム生成部と、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、前記伝送フレームにガードインターバルを付加するＧＩ付加部とを備え、前記伝送フレームは、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルを含み、前記プリアンブルは、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれることを要旨とする。

第２の特徴は、周波数方向に沿って設けられた複数のセグメントを用いて、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データが送信されるデジタル放送システムにおいて、前記複数の階層の少なくとも１つの階層に対応する無線信号を受信する受信装置であって、前記少なくとも１つの階層に対応する無線信号を復調する復調部を備え、前記複数の階層化データのそれぞれに対応するデータシンボルであって、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に割り当てられたデータシンボルによって構成される伝送フレームには、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、ガードインターバルが付加されており、前記伝送フレームは、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルを含み、前記プリアンブルは、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれており、前記復調部は、前記少なくとも１つの階層に対応するセグメントに含まれる前記プリアンブルを検出し、検出されたプリアンブルに含まれる前記制御信号に基づいて、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を特定することを要旨とする。

第３の特徴は、周波数方向に沿って設けられた複数のセグメントを用いて、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データが送信されるデジタル放送システムにおいて、前記複数の階層の少なくとも１つの階層に対応する無線信号を受信する受信装置に搭載されるチップであって、前記少なくとも１つの階層に対応する無線信号を復調する復調部を備え、前記複数の階層化データのそれぞれに対応するデータシンボルであって、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に割り当てられたデータシンボルによって構成される伝送フレームには、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、ガードインターバルが付加されており、前記伝送フレームは、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルを含み、前記プリアンブルは、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれており、前記復調部は、前記少なくとも１つの階層に対応するセグメントに含まれる前記プリアンブルを検出し、検出されたプリアンブルに含まれる前記制御信号に基づいて、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を特定することを要旨とする。

第４の特徴は、周波数方向に沿って設けられた複数のセグメントを用いて、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データが送信装置から受信装置に送信されるデジタル放送システムであって、前記送信装置は、前記複数の階層化データのそれぞれに対応するデータシンボルであって、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に割り当てられたデータシンボルによって構成される伝送フレームを生成する伝送フレーム生成部と、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、前記伝送フレームにガードインターバルを付加するＧＩ付加部とを備え、前記受信装置は、少なくとも１つの階層に対応する無線信号を復調する復調部を備え、前記伝送フレームは、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルを含み、前記プリアンブルは、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれており、前記復調部は、前記少なくとも１つの階層に対応するセグメントに含まれる前記プリアンブルを検出し、検出されたプリアンブルに含まれる前記制御信号に基づいて、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を特定することを要旨とする。

本発明によれば、受信装置の処理負荷及び消費電力を軽減しながらも、一部の階層に対応する階層化データを受信することを可能とする送信装置、受信装置、チップ及びデジタル放送システムを提供することができる。

図１は、第１実施形態に係る送信装置１００を示すブロック図である。 図２は、第１実施形態に係る受信装置２００を示すブロック図である。 図３は、第１実施形態に係るプリアンブルの第１例を説明するための図である。 図４は、第１実施形態に係るプリアンブルの第２例を説明するための図である。 図５は、第１実施形態に係るプリアンブルの第２例を説明するための図である。 図６は、第１実施形態に係るプリアンブルの第３例を説明するための図である。 図７は、第１実施形態に係るプリアンブルの第３例を説明するための図である。 図８は、第１実施形態に係るプリアンブルの第３例を説明するための図である。 図９は、第１実施形態に係るプリアンブルの第３例を説明するための図である。 図１０は、第１実施形態に係るプリアンブルの参考例を説明するための図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る送信装置は、周波数方向に沿って設けられた複数のセグメントを用いて、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データが送信されるデジタル放送システムにおいて前記複数の階層化データを送信する。送信装置は、前記複数の階層化データのそれぞれに対応するデータシンボルであって、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に割り当てられたデータシンボルによって構成される伝送フレームを生成する伝送フレーム生成部と、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、前記伝送フレームにガードインターバルを付加するＧＩ付加部とを備える。前記伝送フレームは、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルを含む。前記プリアンブルは、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれる。

実施形態では、データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルが複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれる。従って、一部の階層に対応する階層化データを受信装置が受信する場合であっても、受信装置は、一部の階層に対応するセグメントに個別に含まれるプリアンブルによって、データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を特定することができる。すなわち、ＦＦＴサイズ及びガードインターバル比の組合せの全パターンを伝送フレームに対して適用する必要がないため、受信装置の処理負荷及び消費電力を軽減することができ、一部の階層に対応する階層化データを受信することもできる。

［第１実施形態］
（デジタル放送システム）
以下において、第１実施形態に係るデジタル放送システムについて説明する。図１は、第１実施形態に係る送信装置１００を示すブロック図であり、図２は、第１実施形態に係る受信装置２００を示すブロック図である。デジタル放送システムは、送信装置１００及び受信装置２００を備える。

実施形態において、デジタル放送システムは、次世代地上放送方式に対応するデジタル放送システムである。例えば、デジタル放送システムでは、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術が適用される。デジタル放送システムでは、送信装置１００から受信装置２００に対して、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データ（例えば、１セグメント、１３セグメント）が送信される。複数の階層化データは、周波数方向に沿って設けられた複数のセグメント（周波数帯）を用いて送信される。

第１実施形態では、階層化データとして、Ａ階層データ、Ｂ階層データ、Ｃ階層データが送信されるケースについて例示する。Ａ階層データは、Ａ階層に対応するセグメントを用いて送信され、Ｂ階層データは、Ｂ階層に対応するセグメントを用いて送信され、Ｃ階層データは、Ａ階層に対応するセグメントを用いて送信される。

図１に示すように、送信装置１００は、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層フレーム構成部１１０と、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部１２０とを備える。

複数の階層フレーム構成部１１０のそれぞれは、複数の階層化データのそれぞれに対応するフレームを構成する。階層化データに対応するフレームは、後述するように、誤り訂正符号ブロック及びプリアンブルによって構成される。具体的には、階層フレーム構成部１１０は、誤り訂正符号化部１１１と、プリアンブル生成部１１２と、フレーム化部１１３とを備える。

第１実施形態では、階層フレーム構成部１１０として、Ａ階層データに対応するフレームを構成する階層フレーム構成部１１０Ａ、Ｂ階層データに対応するフレームを構成する階層フレーム構成部１１０Ｂ、及び、Ｃ階層データに対応するフレームを構成する階層フレーム構成部１１０Ｃが設けられる。

なお、階層フレーム構成部１１０Ｂ及び階層フレーム構成部１１０Ｃの構成は、階層フレーム構成部１１０Ａと同様である。従って、以下においては、階層フレーム構成部１１０Ｂ及び階層フレーム構成部１１０Ｃの説明を省略して、階層フレーム構成部１１０Ａについて説明する。

誤り訂正符号化部１１１Ａは、固定長を有する誤り訂正符号ブロックを生成する。具体的には、誤り訂正符号化部１１１Ａは、Ａ階層について、所定フォーマットを有するＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）などの入力データに誤り訂正符号を付与する。ここで、誤り訂正符号ブロックは、所定数のビットによって構成される単位ビット列の一例である。誤り訂正符号ブロックは、ヘッダ、ペイロード及びパリティビットによって構成されており、例えば、６４８００のビット長を有する。

プリアンブル生成部１１２Ａは、Ａ階層について、データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルを生成する。プリアンブル生成部１１２Ａによって生成されたプリアンブルは、Ａ階層に対応するセグメントに個別に含まれることに留意すべきである。なお、プリアンブルの詳細については後述する（図３〜図９を参照）。

ここで、プリアンブルは、複数のキャリアに跨がって配置されており、ＴＤＭによってＯＦＤＭフレームに多重される。プリアンブルは、データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を少なくとも示す制御信号を含んでいればよい。また、プリアンブルは、このような制御信号に加えて、複数ストリームの多重方法（ＦＤＭ、ＴＤＭ或いはＦＤＭ及びＴＤＭの双方）や送信信号の形式（ＭＩＭＯ、ＭＩＳＯ、或いはＳＩＳＯ）等を示す情報を含んでもよい。

さらに、プリアンブルは、受信装置２００において伝搬路応答を算出するための既知のパイロット信号を含んでもよい。パイロット信号は、全てのキャリアに埋め込まれることが好ましいが、一部のキャリアに埋め込まれてもよい。また、パイロット信号は、全てのセグメントにおいて、少なくとも１つのキャリアに埋め込まれることが好ましい。これによって、プリアンブルを参照信号としても用いることができ、受信装置２００において伝送路応答を正確に算出することができる。

フレーム化部１１３Ａは、Ａ階層について、誤り訂正符号ブロック及びプリアンブルによって構成されるフレームを生成する。

ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部１２０は、各階層フレーム構成部１１０から出力されるフレームによって構成される伝送フレーム（以下、ＯＦＤＭフレーム）を生成する。ＯＦＤＭフレームは、所定数のサブキャリア（周波数軸）及び所定数のシンボル数（時間軸）によって定義される。

第１に、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部１２０は、各階層フレーム構成部１１０から出力されるフレームに含まれるデータビット列をＩＱ平面上にマッピングすることによって、データシンボル系列を生成する。第２に、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部１２０は、データシンボル系列に含まれる各シンボルに対して、空間符号化処理を行って２系統の信号を生成する。なお、２系統の信号は、同一の信号であってもよいが、伝送効率の観点では、異なる信号であることが好ましい。第３に、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部１２０は、２系統の信号に対してキャリア変調、ＩＦＦＴ処理及びガードインターバルの付加を行って、無線信号Ｔｘ１，Ｔｘ２を生成する。ここで、各階層に対応するシンボルは、各階層に割り当てられたセグメントを用いて送信されることに留意すべきである。

なお、図１では省略されているが、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部１２０は、ガードインターバルを付加した後に、直交変調及びＤ／Ａ変換を行っていることに留意すべきである。また、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部１２０は、無線信号Ｔｘ１，Ｔｘ２（ＯＦＤＭフレームに対応する無線信号）を複数のアンテナを用いて受信装置２００に送信することに留意すべきである。

ガードインターバルは、データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて付加されることに留意すべきである。ガードインターバルは、データシンボル（有効シンボル）の時間軸波形の一部（最も後ろから所定の比率の長さ）であり、データシンボル（有効シンボル）の時間波形の先頭に付加される。なお、データシンボルのＦＦＴサイズとしては、例えば、３パターンのＦＦＴサイズを用いることができる。ガードインターバル比としては、例えば、４パターンのガードインターバル比を用いることができる。

すなわち、第１実施形態において、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部１２０は、複数の階層化データのそれぞれに対応するデータシンボルであって、複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に割り当てられたデータシンボルによって構成される伝送フレームを生成する伝送フレーム生成部を構成する。また、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部１２０は、データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、ガードインターバルを伝送フレームに付加するＧＩ付加部を構成する。

上述した説明では特に触れていないが、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部１２０は、ＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号を伝送フレームに挿入することに留意すべきである。ＴＭＣＣ信号は、複数の階層のそれぞれの伝送パラメータ（変調方式、セグメント数、符号化率等）を示す信号、ＯＦＤＭフレーム（伝送フレーム）の同期をとるための同期信号を含む。

図２に示すように、受信装置２００は、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層復調部２１０とを備える。

複数の階層復調部２１０のそれぞれは、複数の階層のそれぞれに対応する無線信号Ｒｘ１，Ｒｘ２を復調する。具体的には、階層復調部２１０は、プリアンブル検出部２１１と、ＧＩ除去部２１２と、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ復調部２１３と、誤り訂正符号復号部２１４とを備える。受信装置２００は、例えば、家庭内に固定的に設置される受像器、ユーザが持ち運び可能な移動端末に設けられる。

なお、図２では省略されているが、複数の階層復調部２１０のそれぞれは、複数の階層のそれぞれに対応する無線信号Ｒｘ１，Ｒｘ２（ＯＦＤＭフレームに対応する無線信号）を複数のアンテナを用いて送信装置１００から受信することに留意すべきである。また、複数の階層復調部２１０のそれぞれは、無線信号Ｒｘ１，Ｒｘ２に対してＡ／Ｄ変換及び直交復調を行って、２系統の信号を出力することに留意すべきである。

第１実施形態では、階層復調部２１０として、Ａ階層データに対応する無線信号Ｒｘ１，Ｒｘ２を復調する階層復調部２１０Ａ、Ｂ階層データに対応する無線信号Ｒｘ１，Ｒｘ２を復調する階層復調部２１０Ｂ、及び、Ｃ階層データに対応する無線信号Ｒｘ１，Ｒｘ２を復調する階層復調部２１０Ｃが設けられる。

なお、階層復調部２１０Ｂ及び階層復調部２１０Ｃの構成は、階層復調部２１０Ａと同様である。従って、以下においては、階層復調部２１０Ｂ及び階層復調部２１０Ｃの説明を省略して、階層復調部２１０Ａについて説明する。

プリアンブル検出部２１１Ａは、Ａ階層データに対応する２系統の信号のそれぞれからプリアンブルを検出する。プリアンブルは、上述したように、データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含み、Ａ階層に対応するセグメントに個別に含まれる。プリアンブル検出部２１１Ａは、検出されたプリアンブルに含まれる制御信号に基づいて、データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を特定する。なお、プリアンブルの詳細については後述する（図３〜図９を参照）。

ＧＩ除去部２１２Ａは、Ａ階層について、プリアンブル検出部２１１Ａによって特定されたデータシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、Ａ階層データに対応する２系統の信号のそれぞれからガードインターバルを除去する。

ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ復調部２１３Ａは、階層復調部２１０Ａから出力された信号から、階層Ａに対応する伝送フレーム（ＯＦＤＭフレーム）を取得する。ＯＦＤＭフレームは、所定数のサブキャリア（周波数軸）及び所定数のシンボル数（時間軸）によって定義される。

第１に、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ復調部２１３Ａは、ガードインターバルが除去された２系統の信号に対してＦＦＴ処理、ＭＩＭＯ復調処理及び空間符号復号処理を行って、Ａ階層に対応する２系統のシンボル系列を取得する。第２に、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ復調部２１３Ａは、２系統のシンボル系列に対してキャリア復調を行って、Ａ階層に対応するビット列を出力する。

誤り訂正符号復号部２１４Ａは、Ａ階層に対応するビット列からＡ階層データの誤り訂正符号ブロックを抽出して、抽出された誤り訂正符号ブロックを構成するビット列の誤り訂正を行う。

図２においては、受信装置２００は、全ての階層に対応する無線信号を復調する階層復調部２１０を有するケースを例示しているが、実施形態は、これに限定されるものではない。受信装置２００は、少なくとも１つの階層に対応する無線信号Ｒｘ１，Ｒｘ２を復調する階層復調部２１０を有していればよい。

（プリアンブルの第１例）
以下において、第１実施形態に係るプリアンブルの第１例について、図３を参照しながら説明する。なお、以下において、階層Ａ及び階層Ｂの２階層の階層化データが送信されるケースを例示する。階層Ａに対応するプリアンブルは、階層Ａに対応するセグメントを用いて送信され、階層Ｂに対応するプリアンブルは、階層Ｂに対応するセグメントを用いて送信される。また、プリアンブルは、ＯＦＤＭフレームの先頭に含まれる。これらの前提については、プリアンブルの第２例〜第３例でも同様であることに留意すべきである。

図３に示すように、プリアンブルの第１例では、プリアンブルのＦＦＴサイズは、固定長である。また、プリアンブルは、制御信号のみによって構成されてもよい。プリアンブルのＦＦＴサイズは、データシンボルのＦＦＴサイズよりも小さいことが好ましく、例えば、１ｋＦＦＴである。プリアンブルのＦＦＴサイズが固定長であるため、プリアンブル検出部２１１Ａは、プリアンブルを検出することが可能である。

なお、図３に示すように、階層Ｂに対応するプリアンブルは、階層Ｂに対応する複数のセグメントのうち、周波数方向の両端のセグメントで送信されないことが好ましい。これによって、スペクトルマスクから外れた妨害電波が抑制される。また、この抑制によってプリアンブルとデータシンボルのエネルギー差が生じないように、プリアンブルのキャリアシンボルの振幅は一定比率で拡大することが好ましい。

また、各階層に対応するセグメントとして複数のセグメントが設けられる場合には、複数のセグメント毎に個別にプリアンブルが含まれていてもよい。これによって、プリアンブルのダイバーシチ効果が得られる。

（プリアンブルの第２例）
以下において、第１実施形態に係るプリアンブルの第２例について、図４及び図５を参照しながら説明する。

図４に示すように、プリアンブルの第２例では、プリアンブルに含まれる制御信号のＦＦＴサイズは、固定長である。プリアンブルに含まれる制御信号のＦＦＴサイズは、データシンボルのＦＦＴサイズよりも小さいことが好ましく、例えば、１ｋＦＦＴである。プリアンブルに含まれる制御信号のＦＦＴサイズが固定長であるため、プリアンブル検出部２１１Ａは、プリアンブルを検出することが可能である。

なお、図４に示すように、階層Ｂに対応するプリアンブルは、階層Ｂに対応する複数のセグメントのうち、周波数方向の両端のセグメントで送信されないことが好ましい。これによって、スペクトルマスクから外れた妨害電波が抑制される。また、この抑制によってプリアンブルとデータシンボルのエネルギー差が生じないように、プリアンブルのキャリアシンボルの振幅は一定比率で拡大することが好ましい。

また、各階層に対応するセグメントとして複数のセグメントが設けられる場合には、複数のセグメント毎に個別にプリアンブルが含まれていてもよい。これによって、プリアンブルのダイバーシチ効果が得られる。

図５に示すように、プリアンブルは、制御信号及びダミー信号によって構成される。また、プリアンブルのシンボル長は、データシンボル及びガードインターバルによって構成されるユニットのシンボル長と同じである。なお、ダミー信号は、どのような信号であってもよい。これによって、プリアンブルを除くデータシンボル及びガードインターバルによって構成されるユニットについて、ガード相関が得られる周期が一定となるため、プリアンブルの第１例と比べて、ガード相関によって得られる同期が安定する。

プリアンブルの第２例において、プリアンブルを構成するダミー信号は、受信装置２００において伝搬路応答を算出するための既知のパイロット信号を含んでもよい。パイロット信号は、全てのキャリアに埋め込まれることが好ましいが、一部のキャリアに埋め込まれてもよい。また、パイロット信号は、全てのセグメントにおいて、少なくとも１つのキャリアに埋め込まれることが好ましい。これによって、プリアンブルを参照信号としても用いることができ、受信装置２００において伝送路応答を正確に算出することができる。

（プリアンブルの第３例）
以下において、第１実施形態に係るプリアンブルの第３例について、図６〜図９を参照しながら説明する。

図６に示すように、プリアンブルの第３例では、プリアンブルに含まれる制御信号のＦＦＴサイズは、固定長である。プリアンブルに含まれる制御信号のＦＦＴサイズは、データシンボルのＦＦＴサイズよりも小さいことが好ましく、例えば、１ｋＦＦＴである。プリアンブルに含まれる制御信号のＦＦＴサイズが固定長であるため、プリアンブル検出部２１１Ａは、プリアンブルを検出することが可能である。

なお、図６に示すように、階層Ｂに対応するプリアンブルは、階層Ｂに対応する複数のセグメントのうち、周波数方向の両端のセグメントで送信されないことが好ましい。これによって、スペクトルマスクから外れた妨害電波が抑制される。また、この抑制によってプリアンブルとデータシンボルのエネルギー差が生じないように、プリアンブルのキャリアシンボルの振幅は一定比率で拡大することが好ましい。

また、各階層に対応するセグメントとして複数のセグメントが設けられる場合には、複数のセグメント毎に個別にプリアンブルが含まれていてもよい。これによって、プリアンブルのダイバーシチ効果が得られる。

ここで、プリアンブルに含まれる制御信号は、図７に示すように、１対の検出部分と、シンボル方向において１対の検出部分によって挟まれる本体部分とによって構成される。シンボル方向において前の検出部分は、本体部分の前半のコピーであり、シンボル方向において後の検出部分は、本体部分の後半のコピーである。これによって、プリアンブル検出部２１１Ａは、制御信号のガード相関を検出することができ、制御信号のガード相関の検出によって、制御信号を特定することができる。

このような前提下において、プリアンブルの第３例のオプション１では、図８に示すように、プリアンブルは、制御信号、ダミー信号及び疑似ガードインターバルによって構成される。プリアンブルのシンボル長は、データシンボル及びガードインターバルによって構成されるユニットのシンボル長と同じである。疑似ガードインターバルのシンボル長は、ガードインターバルのシンボル長と同じであり、かつ、制御信号のシンボル長の整数倍である。また、疑似ガードインターバルは、整数倍の精度で制御信号がコピーされたものである。なお、ダミー信号は、どのような信号であってもよい。

或いは、プリアンブルの第３例のオプション２では、プリアンブルは、図９に示すように、制御信号、ダミー信号及び疑似ガードインターバルによって構成される。プリアンブルのシンボル長は、データシンボル及びガードインターバルによって構成されるユニットのシンボル長と同じである。疑似ガードインターバルのシンボル長は、ガードインターバルのシンボル長と同じであり、かつ、制御信号のシンボル長の１／２の整数倍である。また、疑似ガードインターバルは、１／２倍の精度で制御信号がコピーされたものである。なお、ダミー信号は、どのような信号であってもよい。

上述したように、プリアンブルの第３例のオプション１，２では、プリアンブルのシンボル長は、データシンボル及びガードインターバルによって構成されるユニットのシンボル長と同じである。これによって、データシンボル及びガードインターバルによって構成されるユニットについて、ガード相関が得られる周期が一定となるため、プリアンブルの第１例と比べて、ガード相関によって得られる同期が安定する。さらに、ガードインターバルのシンボル長と同じシンボル長を有する疑似ガードインターバルが設けられるため、プリアンブルについても、ガード相関が得られる周期が途切れることがなく、ガード相関によって得られる同期がさらに安定する。

また、プリアンブルの第３例のオプション２では、疑似ガードインターバルのシンボル長が制御信号のシンボル長の１／２の整数倍であるため、プリアンブルの第３例のオプション１と比べて、データシンボルのガードインターバル比が取り得る値を柔軟に定めることが可能である。

以上説明したように、プリアンブルの第３例のオプション１，２が優れており、特に、プリアンブルの第３例のオプション２が優れている。

プリアンブルの第３例において、プリアンブルを構成するダミー信号は、受信装置２００において伝搬路応答を算出するための既知のパイロット信号を含んでもよい。パイロット信号は、全てのキャリアに埋め込まれることが好ましいが、一部のキャリアに埋め込まれてもよい。また、パイロット信号は、全てのセグメントにおいて、少なくとも１つのキャリアに埋め込まれることが好ましい。これによって、プリアンブルを参照信号としても用いることができ、受信装置２００において伝送路応答を正確に算出することができる。

（プリアンブルの参考例）
以下において、第１実施形態に係るプリアンブルの参考例について、図１０を参照しながら説明する。

図１０に示すように、プリアンブルの参考例では、プリアンブルのＦＦＴサイズは、データシンボル及びガードインターバルによって構成されるユニットのＦＦＴサイズと同じである。これによって、プリアンブルの第１例と比べて、プリアンブルに含まれる制御信号のデータ量を増大することができる。制御信号のデータ量を増大する観点から、プリアンブルは、制御信号のみによって構成されることが好ましい。

また、プリアンブルのシンボル長は、データシンボル及びガードインターバルによって構成されるユニットのシンボル長と同じである。これによって、データシンボル及びガードインターバルによって構成されるユニットについては、ガード相関が得られる周期が一定となるため、プリアンブルの第１例と比べて、ガード相関によって得られる同期が安定する。

なお、プリアンブルの参考例では、プリアンブル検出部２１１Ａは、Ａ／Ｄ変換及び直交復調後の信号に対して複数種類のＦＦＴサイズを適用することによって、プリアンブルのＦＦＴサイズを特定する必要があることに留意すべきである。

（作用及び効果）
第１実施形態では、データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルが複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれる。従って、一部の階層に対応する階層化データを受信装置２００が受信する場合であっても、受信装置２００は、一部の階層に対応するセグメントに個別に含まれるプリアンブルによって、データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を特定することができる。すなわち、ＦＦＴサイズ及びガードインターバル比の組合せの全パターンを伝送フレームに対して適用する必要がないため、受信装置２００の処理負荷及び消費電力を軽減することができ、一部の階層に対応する階層化データを受信することもできる。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

実施形態では、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術が用いられるシステムについて例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。実施形態は、ＭＩＳＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術又はＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術が用いられるシステムに適用されてもよい。

実施形態では、各階層に対応するプリアンブルは、各階層化データを処理する階層フレーム構成部１１０で生成される。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部１２０が各階層に対応するプリアンブルを生成してもよい。

実施形態では特に触れていないが、送信装置１００及び受信装置２００が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムを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コンピュータ読取り可能媒体は、非一過性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やＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。

或いは、送信装置１００及び受信装置２００が行う各処理を実行するためのプログラムを記憶するメモリ及びメモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成されるチップが提供されてもよい。

１００…送信装置、１１０…階層フレーム構成部、１１１…誤り訂正符号化部、１１２…プリアンブル生成部、１１３…フレーム化部、１２０…ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部、２００…受信装置、２１０…階層復調部、２１１…プリアンブル検出部、２１２…ＧＩ除去部、２１３…ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ復調部、２１４…誤り訂正符号復号部

Claims (9)

1. 周波数方向に沿って設けられた複数のセグメントを用いて、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データが送信されるデジタル放送システムにおいて、前記複数の階層化データを送信する送信装置であって、
   前記複数の階層化データのそれぞれに対応するデータシンボルであって、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に割り当てられたデータシンボルによって構成される伝送フレームを生成する伝送フレーム生成部と、
   前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、前記伝送フレームにガードインターバルを付加するＧＩ付加部とを備え、
   前記伝送フレームは、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルを含み、
   前記プリアンブルは、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれており、
   前記制御信号のＦＦＴサイズは、固定長であり、
   前記プリアンブルは、前記制御信号、ダミー信号及び疑似ガードインターバルによって構成されており、
   前記プリアンブルのシンボル長は、前記データシンボル及び前記ガードインターバルによって構成されるユニットのシンボル長と同じであり、
   前記疑似ガードインターバルのシンボル長は、前記ガードインターバルのシンボル長と同じであり、かつ、前記制御信号のシンボル長の整数倍であることを特徴とする送信装置。
2. 周波数方向に沿って設けられた複数のセグメントを用いて、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データが送信されるデジタル放送システムにおいて、前記複数の階層化データを送信する送信装置であって、
   前記複数の階層化データのそれぞれに対応するデータシンボルであって、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に割り当てられたデータシンボルによって構成される伝送フレームを生成する伝送フレーム生成部と、
   前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、前記伝送フレームにガードインターバルを付加するＧＩ付加部とを備え、
   前記伝送フレームは、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルを含み、
   前記プリアンブルは、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれており、
   前記制御信号のＦＦＴサイズは、固定長であり、
   前記プリアンブルは、前記制御信号、ダミー信号及び疑似ガードインターバルによって構成されており、
   前記プリアンブルのシンボル長は、前記データシンボル及び前記ガードインターバルによって構成されるユニットのシンボル長と同じであり、
   前記疑似ガードインターバルのシンボル長は、前記ガードインターバルのシンボル長と同じであり、かつ、前記制御信号のシンボル長の１／２の整数倍であることを特徴とする送信装置。
3. 周波数方向に沿って設けられた複数のセグメントを用いて、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データが送信されるデジタル放送システムにおいて、前記複数の階層化データを送信する送信装置であって、
   前記複数の階層化データのそれぞれに対応するデータシンボルであって、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に割り当てられたデータシンボルによって構成される伝送フレームを生成する伝送フレーム生成部と、
   前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、前記伝送フレームにガードインターバルを付加するＧＩ付加部とを備え、
   前記伝送フレームは、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルを含み、
   前記プリアンブルは、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれており、
   前記プリアンブルのキャリアシンボルの振幅は一定比率で拡大することを特徴とする送信装置。
4. 前記プリアンブルは、受信装置において伝搬路応答を算出するための既知のパイロット信号を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の送信装置。
5. 周波数方向に沿って設けられた複数のセグメントを用いて、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データが送信されるデジタル放送システムにおいて、前記複数の階層の少なくとも１つの階層に対応する無線信号を受信する受信装置であって、
   前記少なくとも１つの階層に対応する無線信号を復調する復調部を備え、
   前記複数の階層化データのそれぞれに対応するデータシンボルであって、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に割り当てられたデータシンボルによって構成される伝送フレームには、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、ガードインターバルが付加されており、
   前記伝送フレームは、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルを含み、
   前記プリアンブルは、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれており、
   前記復調部は、前記少なくとも１つの階層に対応するセグメントに含まれる前記プリアンブルを検出し、検出されたプリアンブルに含まれる前記制御信号に基づいて、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を特定し、
   前記制御信号のＦＦＴサイズは、固定長であり、
   前記プリアンブルは、前記制御信号、ダミー信号及び疑似ガードインターバルによって構成されており、
   前記プリアンブルのシンボル長は、前記データシンボル及び前記ガードインターバルによって構成されるユニットのシンボル長と同じであり、
   前記疑似ガードインターバルのシンボル長は、前記ガードインターバルのシンボル長と同じであり、かつ、前記制御信号のシンボル長の整数倍であることを特徴とする受信装置。
6. 周波数方向に沿って設けられた複数のセグメントを用いて、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データが送信されるデジタル放送システムにおいて、前記複数の階層の少なくとも１つの階層に対応する無線信号を受信する受信装置であって、
   前記少なくとも１つの階層に対応する無線信号を復調する復調部を備え、
   前記複数の階層化データのそれぞれに対応するデータシンボルであって、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に割り当てられたデータシンボルによって構成される伝送フレームには、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、ガードインターバルが付加されており、
   前記伝送フレームは、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルを含み、
   前記プリアンブルは、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれており、
   前記復調部は、前記少なくとも１つの階層に対応するセグメントに含まれる前記プリアンブルを検出し、検出されたプリアンブルに含まれる前記制御信号に基づいて、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を特定し、
   前記制御信号のＦＦＴサイズは、固定長であり、
   前記プリアンブルは、前記制御信号、ダミー信号及び疑似ガードインターバルによって構成されており、
   前記プリアンブルのシンボル長は、前記データシンボル及び前記ガードインターバルによって構成されるユニットのシンボル長と同じであり、
   前記疑似ガードインターバルのシンボル長は、前記ガードインターバルのシンボル長と同じであり、かつ、前記制御信号のシンボル長の１／２の整数倍であることを特徴とする受信装置。
7. 周波数方向に沿って設けられた複数のセグメントを用いて、複数の階層のそれぞれに対応する複数の階層化データが送信されるデジタル放送システムにおいて、前記複数の階層の少なくとも１つの階層に対応する無線信号を受信する受信装置であって、
   前記少なくとも１つの階層に対応する無線信号を復調する復調部を備え、
   前記複数の階層化データのそれぞれに対応するデータシンボルであって、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に割り当てられたデータシンボルによって構成される伝送フレームには、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比に基づいて、ガードインターバルが付加されており、
   前記伝送フレームは、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を示す制御信号を含むプリアンブルを含み、
   前記プリアンブルは、前記複数の階層のそれぞれに対応するセグメント毎に個別に含まれており、
   前記復調部は、前記少なくとも１つの階層に対応するセグメントに含まれる前記プリアンブルを検出し、検出されたプリアンブルに含まれる前記制御信号に基づいて、前記データシンボルのＦＦＴサイズ及びガードインターバル比を特定し、
   前記プリアンブルのキャリアシンボルの振幅は一定比率で拡大することを特徴とする受信装置。
8. 請求項５乃至７のいずれか１項に記載の受信装置に搭載され、前記復調部を備えることを特徴とするチップ。
9. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の送信装置を備えることを特徴とするデジタル放送システム。

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