JP7387345B2 - 送信装置及び受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、セグメント構造による階層伝送を用いるデジタル放送システムに用いる送信装置及び受信装置に関する。

我が国の放送方式である地上デジタル放送伝送方式に代わる次世代の地上デジタル放送伝送方式の検討が進められている。次世代の地上デジタル放送伝送方式では、現行の地上デジタル放送伝送方式と同様に１つの放送チャンネルをセグメントに分割したセグメント構造による階層伝送を用いて、伝送容量及び伝送耐性の異なる３階層（Ａ乃至Ｃ階層）を周波数分割で多重する伝送を可能とし、且つ部分受信を可能とすることが想定されている。

具体的には、１つの放送チャンネルで移動受信用データ（Ａ階層データ）及び固定受信用データ（Ｂ階層データ）を伝送することが想定されており、１つの放送チャンネルを例えば３５セグメントに分割し、中央の９セグメントの帯域を部分受信帯域として、移動受信用データ（Ａ階層データ）を伝送する方式が検討されている。この場合、残りの２６セグメントが非部分受信帯域となる。

このような部分受信を行う場合、Ａ階層のセグメント数は１乃至９セグメントの中から選択可能であり、Ａ階層のセグメント数が９に満たない場合には、部分受信帯域内の残りのセグメントはＢ階層に割り当てられる。例えば、Ａ階層のセグメント数が３である場合、部分受信帯域内には６セグメント分のＢ階層が含まれる。このような場合、部分受信帯域内にＡ階層及びＢ階層が混在することになる。

また、次世代の地上デジタル放送伝送方式におけるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号の伝送では、伝搬路で発生した振幅や位相のひずみを受信側で推定して補正できるようにするために、既知信号であるパイロット信号を規則的に配置して伝送するＳＰ（Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ Ｐｉｌｏｔ）方式を用いており、パイロット信号配置を階層ごとに異ならせることが可能である。パイロット信号配置とは、周波数方向の配置間隔及び時間方向の配置間隔をいう。以下において、このようなパイロット信号配置をＳＰ配置と呼ぶことがある。

このような前提下において、特許文献１には、部分受信帯域内における周波数インターリーブとして、キャリア単位インターリーブ及びセグメント単位インターリーブを、Ａ階層及びＢ階層のＳＰ配置に応じて使い分けることが記載されている。

キャリア単位インターリーブとは、各階層のデータをキャリア単位で部分受信帯域全体に分散させる処理をいい、Ａ階層及びＢ階層のＳＰ配置が同じ場合や、部分受信帯域内にＡ階層のみが含まれる場合に適用されるものである。

一方、セグメント単位インターリーブとは、各階層のデータをセグメント単位で部分受信帯域全体に分散させる処理をいう。Ａ階層及びＢ階層のセグメントは、それぞれのセグメント構造が保持されたまま再配置されるため、Ａ階層及びＢ階層のＳＰ配置が異なる場合にも適用可能である。

ＡＲＩＢ ＳＴＤ－Ｂ３１ 「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式」

特開２０１８－８８６７７号公報

キャリア単位インターリーブによれば、例えばＡ階層が１セグメントのみの場合でも、部分受信帯域の９セグメント内にＡ階層のキャリアが分散されるため、部分受信帯域全体に広帯域化した効果が得られる。これにより、特定の周波数領域のみ歪の影響をうける周波数選択性フェージングなどの影響を緩和できるため、伝送特性を改善できる。

一方、セグメント単位インターリーブは、例えばＡ階層が１セグメントのみの場合、９セグメント内の固定の１セグメントしか使用されず、Ａ階層が同じセグメント番号のセグメントを使用し続ける。よって、セグメント単位インターリーブは、９セグメント帯域に広帯域化した効果が得られず、キャリア単位インターリーブに比べて伝送特性の改善効果が小さいという問題がある。

そこで、本発明は、セグメント構造による階層伝送を用いるデジタル放送システムにおいて、パイロット信号配置が異なる２以上の階層のデータが部分受信帯域内に存在する場合であっても、部分受信帯域全体に広帯域化した効果を得ることを可能とする送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。

第１の態様に係る送信装置は、１つの放送チャンネルをセグメントに分割したセグメント構造による階層伝送を用いるデジタル放送システムにおいて、前記階層伝送される複数階層のデータを周波数分割し、周波数分割されたデータを多重して送信する送信装置であって、前記セグメント構造を構成する複数のセグメントの一部からなる部分受信帯域内に前記データを配置する配置手段と、前記部分受信帯域に対する周波数インターリーブを行うインターリーブ手段と、を備え、前記配置手段は、前記部分受信帯域内に２以上の階層の前記データが存在し、且つ、前記２以上の階層のパイロット信号の配置が互いに異なる場合、前記部分受信帯域内において、前記２以上の階層のデータを時間方向において時分割で多重して配置するとともに、該２以上の階層のそれぞれのデータを周波数方向において前記部分受信帯域全体にわたって配置することを要旨とする。

第２の態様に係る受信装置は、１つの放送チャンネルをセグメントに分割したセグメント構造による階層伝送を用いるデジタル放送システムにおいて、第１の態様に係る送信装置から送信された周波数分割で多重された複数階層のデータを受信する受信装置であって、１つの放送チャンネルを構成する複数のセグメントの一部からなる部分受信帯域内に２以上の階層のデータが混在し、且つ、前記２以上の階層のパイロット信号配置が互いに異なる場合には、前記部分受信帯域内において時分割で多重された前記２以上の階層のデータを受信することを要旨とする。

本発明によれば、セグメント構造による階層伝送を用いるデジタル放送システムにおいて、パイロット信号配置が異なる２以上の階層のデータが部分受信帯域内に存在する場合であっても、部分受信帯域全体に広帯域化した効果を得ることを可能とする送信装置及び受信装置を提供できる。

実施形態に係るデジタル放送システムにおけるセグメント構造を現行の地上デジタル放送伝送方式であるＩＳＤＢ－Ｔのセグメント構造と比較して示す図である。 Ａ階層のセグメント数が３である場合における部分受信帯域のデータ配置例を示す図である。 実施形態に係る送信装置の構成を示す図である。 実施形態に係る部分受信帯域合成部（配置手段）の動作例１を示す図である。 実施形態に係る部分受信帯域合成部（配置手段）の動作例２を示す図である。 実施形態に係る部分受信帯域合成部（配置手段）の動作例３を示す図である。 実施形態に係る受信装置の構成を示す図である。

図面を参照しながら、本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。本実施形態に係るデジタル放送システムは、次世代の地上デジタル放送伝送方式に対応した放送システム（地上デジタルテレビジョン放送システム）である。なお、図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

＜セグメント構造＞
まず、本実施形態に係るデジタル放送システムにおけるセグメント構造について説明する。図１は、本実施形態に係るデジタル放送システムにおけるセグメント構造を現行の地上デジタル放送伝送方式であるＩＳＤＢ－Ｔのセグメント構造と比較して示す図である。１つの放送チャンネルの帯域幅である６ＭＨｚは、チャンネル帯域幅と呼ばれる。

図１（ａ）に、ＩＳＤＢ－Ｔのセグメント構造を示し、図１（ｂ）に、本実施形態に係るデジタル放送システムにおける互換モードのセグメント構造を示し、図１（ｃ）に、本実施形態に係るデジタル放送システムにおけるノーマルモードのセグメント構造を示す。

図１（ａ）に示すように、ＩＳＤＢ－Ｔでは、１つの放送チャンネルは、１３セグメントによって構成されており、且つ５．５７ＭＨｚの帯域幅を有している。ＩＳＤＢ－Ｔの１つの放送チャンネル内において、中央の１セグメントが部分受信帯域αであり、部分受信帯域の両側に配置された１２セグメントが非部分受信帯域βである。

図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係るデジタル放送システムにおける互換モードでは、１つの放送チャンネルは、３３セグメント（ｓｅｇ）及び調整帯域（０．０７ＭＨｚ）によって構成されており、ＩＳＤＢ－Ｔの１つの放送チャンネルと同じ５．５７ＭＨｚの帯域幅を有している。互換モードのセグメント構造では、１つの放送チャンネル内において、中央の９セグメントが部分受信帯域αであり、部分受信帯域αの両外側に配置された２４セグメントが非部分受信帯域βであり、非部分受信帯域βの両外側に配置されるのが調整帯域γである。

図１（ｃ）に示すように、本実施形態に係るデジタル放送システムにおけるノーマルモードでは、１つの放送チャンネルは、３５セグメントによって構成されており、且つ５．８３ＭＨｚの帯域幅を有している。ノーマルモードのセグメント構造では、１つの放送チャンネル内において、中央の９セグメントが部分受信帯域αであり、部分受信帯域αの両外側に配置された２６セグメントが非部分受信帯域βである。

また、本実施形態に係るデジタル放送システムでは、セグメント構造による階層伝送を用いて、伝送容量及び伝送耐性の異なる３階層（Ａ乃至Ｃ階層）の伝送を可能とする。具体的には、１つの放送チャンネルで移動受信用データ（Ａ階層データ）及び固定受信用データ（Ｂ階層データ）を伝送し、且つ、中央の９セグメントの帯域を部分受信帯域として移動受信用データ（Ａ階層データ）を伝送する。

Ａ階層のセグメント数は１乃至９セグメントの中から選択可能であり、２以上の階層の伝送を行う場合であってＡ階層のセグメント数が９に満たない場合には、部分受信帯域内の残りのセグメントはＢ階層に割り当てられる。

また、本実施形態に係るデジタル放送システムでは、伝搬路で発生した振幅や位相のひずみを受信側で推定して補正できるようにするために、既知信号であるパイロット信号を規則的に配置して伝送するＳＰ方式を用いており、ＳＰ配置を階層ごとに異ならせることが可能である。

図２は、Ａ階層のセグメント数が３である場合における部分受信帯域のデータ配置例を示す図である。ここで、Ａ階層及びＢ階層のＳＰ配置が異なるものとする。

図２に示すように、部分受信帯域を構成する全９セグメントのうち、３セグメントがＡ階層、６セグメントがＢ階層に割り当てられている。また、部分受信帯域に対してセグメント単位インターリーブが適用されている。セグメント単位インターリーブは、Ａ階層及びＢ階層をセグメント単位でインターリーブする処理である。

セグメント単位インターリーブでは、常に固定のセグメントにＡ階層が割り当てられる。図２において、セグメント番号が“０”、“５”、“８”である特定のセグメントにＡ階層が割り当てられる一例を示している。このため、マルチパスのなど周波数選択性フェージングが生じる場合、特定のセグメントの受信特性が劣化してしまう。

＜送信装置＞
次に、本実施形態に係るデジタル放送システムにおける送信装置について説明する。図３は、本実施形態に係る送信装置１の構成を示す図である。なお、図３において、インターリーブを「ＩＬ」と略記し、セグメントを「セグ」と略記している。

図３に示すように、本実施形態に係る送信装置１は、３階層までの階層伝送を行う。具体的には、本実施形態に係る送信装置１は、Ａ階層データ、Ｂ階層データ、及びＣ階層データを送信することができる。例えば、Ａ階層データは、移動受信向けの放送用データであり、Ｂ階層データ及びＣ階層データは、固定受信向けの放送用データである。

送信装置１は、マッピング部１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、調整帯域分離部１２と、時間インターリーブ部１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）と、階層内キャリア単位インターリーブ部１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）と、バッファ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、部分受信帯域合成部１６と、階層間インターリーブ部１７ａ、１７ｂと、セグメント内インターリーブ部１８ａ、１８ｂと、帯域合成部１９と、ＴＭＣＣ情報生成部２１と、ＯＦＤＭフレーム構成部２０と、ＩＦＦＴ部２２と、送信部２３とを有する。

マッピング部１１ａは、Ａ階層データをキャリアにマッピングし、キャリアにマッピングしたＡ階層データを時間インターリーブ部１３ａに出力する。マッピング部１１ｂは、Ｂ階層データをキャリアにマッピングし、キャリアにマッピングしたＢ階層データを時間インターリーブ部１３ｂに出力する。マッピング部１１ｃは、Ｃ階層データをキャリアにマッピングし、キャリアにマッピングしたＣ階層データを調整帯域分離部１２に出力する。

調整帯域分離部１２は、互換モードの場合、調整帯域データをＣ階層データ（すなわち、Ｃ階層データがマッピングされているキャリア）から、周波数方向に等しい間隔で引き抜き、時間インターリーブ部１３ｄに出力するとともに、残りのＣ階層データを時間インターリーブ部１３ｃに出力する。

時間インターリーブ部１３ａは、マッピング部１１ａが出力するＡ階層データに対して時間インターリーブを施し、時間インターリーブ後のＡ階層データを階層内キャリア単位インターリーブ部１４ａに出力する。時間インターリーブ部１３ｂは、マッピング部１１ｂが出力するＢ階層データに対して時間インターリーブを施し、時間インターリーブ後のＢ階層データを階層内キャリア単位インターリーブ部１４ｂに出力する。時間インターリーブ部１３ｃは、調整帯域分離部１２が出力するＣ階層データに対して時間インターリーブを施し、時間インターリーブ後のＣ階層データを階層内キャリア単位インターリーブ部１４ｃに出力する。時間インターリーブ部１３ｄは、調整帯域分離部１２が出力するＣ階層データ（調整帯域）に対して時間インターリーブを施し、時間インターリーブ後のＣ階層データを帯域合成部１９に出力する。

階層内キャリア単位インターリーブ部１４ａは、時間インターリーブ部１３ａが出力するＡ階層データを構成する全てのセグメントにわたってキャリア単位で周波数インターリーブを施し、周波数インターリーブ後のＡ階層データをバッファ部１５ａに出力する。階層内キャリア単位インターリーブ部１４ｂは、時間インターリーブ部１３ｂが出力するＢ階層データを構成する全てのセグメントにわたってキャリア単位で周波数インターリーブを施し、周波数インターリーブ後のＢ階層データをバッファ部１５ｂに出力する。階層内キャリア単位インターリーブ部１４ｃは、時間インターリーブ部１３ｃが出力するＣ階層データを構成する全てのセグメントにわたってキャリア単位で周波数インターリーブを施し、周波数インターリーブ後のＣ階層データをバッファ部１５ｃに出力する。

バッファ部１５ａは、階層内キャリア単位インターリーブ部１４ａが出力するＡ階層データをバッファし、バッファしたＡ階層データを部分受信帯域合成部１６に出力する。バッファ部１５ｂは、階層内キャリア単位インターリーブ部１４ｂが出力するＢ階層データをバッファし、バッファしたＢ階層データを部分受信帯域合成部１６に出力する。バッファ部１５ｃは、階層内キャリア単位インターリーブ部１４ｃが出力するＣ階層データをバッファし、バッファしたＣ階層データを部分受信帯域合成部１６に出力する。

部分受信帯域合成部１６は、バッファ部１５ａが出力するＡ階層データ、バッファ部１５ｂが出力するＢ階層データ、及びバッファ部１５ｃが出力するＣ階層データから、部分受信帯域データ及び非部分受信帯域データを生成し、部分受信帯域データを階層間インターリーブ部１７ａに出力し、非部分受信帯域データを階層間インターリーブ部１７ｂに出力する。

具体的には、部分受信帯域合成部１６は、Ａ階層データが９セグメントである場合、Ａ階層データを部分受信帯域データとして階層間インターリーブ部１７ａに出力し、Ｂ階層データとＣ階層データとを非部分受信帯域データとして階層間インターリーブ部１７ｂに出力する。

但し、Ａ階層のセグメント数は１乃至９セグメントの中から選択可能であるため、Ａ階層のセグメント数が９に満たない場合がある。この場合、部分受信帯域合成部１６は、Ａ階層データと一部のＢ階層データとを部分受信帯域データとして階層間インターリーブ部１７ａに出力し、残りのＢ階層データ及びＣ階層データを非部分受信帯域データとして階層間インターリーブ部１７ｂに出力する。例えば、Ａ階層のセグメント数が３である場合、部分受信帯域内には６セグメント分のＢ階層が含まれる。このような場合、部分受信帯域内にＡ階層及びＢ階層が混在することになる。

以下において、Ａ階層のセグメント数が９未満であるケース、すなわち、部分受信帯域内に２以上の階層のデータが存在（混在）するケースについて主として説明する。このようなケースにおいて、当該２以上の階層のＳＰ配置が互いに異なる場合、部分受信帯域合成部１６（配置手段）は、部分受信帯域内において当該２以上の階層のデータを時分割で配置する。これにより、セグメント構造による階層伝送を用いるデジタル放送システムにおいて、ＳＰ配置が異なる２以上の階層のデータが部分受信帯域内に存在する場合であっても、部分受信帯域全体に広帯域化した効果を得ることを可能とすることができる。

具体的には、部分受信帯域合成部１６は、部分受信帯域内にＡ階層データ及びＢ階層データが存在し、且つ、Ａ階層のＳＰ配置及びＢ階層のＳＰ配置が互いに異なる場合、部分受信帯域内において、Ａ階層データ及びＢ階層データを時間方向において時分割で配置するとともに、Ａ階層データ及びＢ階層データのそれぞれを周波数方向において部分受信帯域全体にわたって配置する。部分受信帯域合成部１６の動作の詳細については後述する。

なお、部分受信帯域合成部１６は、部分受信帯域内にＡ階層データ及びＢ階層データが存在し、且つ、Ａ階層のＳＰ配置及びＢ階層のＳＰ配置が同じである場合、部分受信帯域内において、Ａ階層データ及びＢ階層データを時分割で配置せずにＡ階層データ及びＢ階層データを周波数分割で配置すればよい。すなわち、部分受信帯域内においてＡ階層データ及びＢ階層データを時分割で配置する動作は、Ａ階層のＳＰ配置及びＢ階層のＳＰ配置が互いに異なる場合に限って適用される例外的な動作であってもよい。

部分受信帯域向けの階層間インターリーブ部１７ａ（インターリーブ手段）は、部分受信帯域合成部１６が出力する部分受信帯域データに対して周波数インターリーブを施し、周波数インターリーブ後の部分受信帯域データをセグメント内インターリーブ部１８ａに出力する。本実施形態において、階層間インターリーブ部１７ａは、周波数インターリーブとしてキャリア単位インターリーブを行う。具体的には、階層間インターリーブ部１７ａは、部分受信帯域データを構成するＡ階層データ及びＢ階層データのＳＰ配置が同じであるか又は互いに異なっているのかにかかわらず、キャリア単位インターリーブを行う。これにより、部分受信帯域向けの周波数インターリーブをキャリア単位インターリーブに統一できるため、セグメント単位インターリーブとキャリア単位インターリーブとを使い分ける場合に比べて、処理を簡略化できる。

非部分受信帯域向けの階層間インターリーブ部１７ｂは、部分受信帯域合成部１６が出力する非部分受信帯域データに対して周波数インターリーブを施し、周波数インターリーブ後の非部分受信帯域データをセグメント内インターリーブ部１８ｂに出力する。

階層間インターリーブ部１７ｂは、周波数インターリーブとしてキャリア単位インターリーブ又はセグメント単位インターリーブを行う。階層間インターリーブ部１７ｂは、Ｂ階層及びＣ階層でＳＰ配置が同じ場合は、キャリア単位インターリーブを行う。一方、Ｂ階層及びＣ階層でＳＰ配置が異なる場合は、セグメント単位インターリーブを行う。

部分受信帯域向けのセグメント内インターリーブ部１８ａは、階層間インターリーブ部１７ａが出力する部分受信帯域データを構成するセグメント内でキャリアローテーション及びキャリアランダマイズを施し、キャリアローテーション及びキャリアランダマイズ後の部分受信帯域データを帯域合成部１９に出力する。

非部分受信帯域向けのセグメント内インターリーブ部１８ｂは、階層間インターリーブ部１７ｂが出力する非部分受信帯域データを構成するセグメント内でキャリアローテーション及びキャリアランダマイズを施し、キャリアローテーション及びキャリアランダマイズ後の非部分受信帯域データを帯域合成部１９に出力する。

帯域合成部１９は、セグメント内インターリーブ部１８ａが出力する部分受信帯域データ及びセグメント内インターリーブ部１８ｂが出力する非部分受信帯域データ（互換モードの場合は、時間インターリーブ部１３ｄが出力する調整帯域データも）を合成し、合成された送信データをＯＦＤＭフレーム構成部２０に出力する。

一方、ＴＭＣＣ情報生成部２１（生成手段）は、データと共に送信する伝送制御（ＴＭＣＣ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）情報を生成し、ＴＭＣＣ情報をＯＦＤＭフレーム構成部２０に出力する。ＴＭＣＣ情報とは、信号の復調に必要となる情報、例えば、キャリア変調方式、誤り訂正符号の符号化率などの伝送パラメータをいい、特定のキャリアで伝送されるものである。ＴＭＣＣ情報は、各階層を構成するセグメント数の情報や、各階層のＳＰ配置の情報を含んでもよい。

本実施形態において、ＴＭＣＣ情報生成部２１は、部分受信帯域内においてＡ階層データ及びＢ階層データを時分割で多重する場合、その旨の情報（フラグ）を含むＴＭＣＣ情報を生成する。このようなフラグ情報により、受信側では、部分受信帯域内においてＡ階層データ及びＢ階層データが時分割で多重されているか又は従来と同様に周波数分割で多重されているかを判別できる。

ＯＦＤＭフレーム構成部２０は、帯域合成部１９が出力する送信データ及びＴＭＣＣ情報生成部２１が出力するＴＭＣＣ情報からＯＦＤＭフレームを構成し、ＯＦＤＭフレームをＩＦＦＴ部２２に出力する。具体的には、ＯＦＤＭフレーム構成部２０は、１つのセグメントに配置されるデータであるデータセグメントに、SP信号、ＬＬｃｈ、ＴＭＣＣ情報を付加してＯＦＤＭフレームを構成する。

ＩＦＦＴ部２２は、ＯＦＤＭフレーム構成部２０が出力するＯＦＤＭフレームに対してＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）によりＯＦＤＭ変調を行い、さらにＧＩを付加して、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号であるＯＦＤＭ信号を送信部２３に出力する。

送信部２３は、ＩＦＦＴ部２２から出力されたＯＦＤＭ信号を無線信号に変換して送信する。送信部２３は、部分受信帯域データ及び非部分受信帯域データ（互換モードの場合は、調整帯域データも）を含むＯＦＤＭ信号を送信する。

次に、本実施形態に係る部分受信帯域合成部１６の動作の詳細について説明する。以下において、Ａ階層のＳＰ配置及びＢ階層のＳＰ配置が互いに異なっており、且つＡ階層が３セグメントである一例について説明する。また、１フレームを構成するシンボル（ＯＦＤＭシンボル）の数が５６であるものとする。

図４は、本実施形態に係る部分受信帯域合成部１６の動作例１を示す図である。

図４に示すように、部分受信帯域合成部１６は、部分受信帯域内にＡ階層データ及びＢ階層データが存在し、且つ、Ａ階層のＳＰ配置及びＢ階層のＳＰ配置が互いに異なる場合、部分受信帯域内において、Ａ階層データ及びＢ階層データを時間方向において時分割で配置するとともに、Ａ階層データ及びＢ階層データのそれぞれを周波数方向において部分受信帯域（９セグメント）全体にわたって配置する。

具体的には、部分受信帯域合成部１６は、部分受信帯域を構成する全９セグメントにおいて、１フレーム内の３セグメント分のＡ階層データをフレームの先頭から割り当てていき、１フレーム内のすべてのＡ階層データを配置した後に、１フレーム内の６セグメント分のＢ階層データを配置していく。図４において、シンボル番号“０”からシンボル番号“１８”の途中（セグメント番号“２”）までがＡ階層に割り当てられ、且つ、シンボル番号“１８”の途中からシンボル番号“５５”までがＢ階層に割り当てられる一例を示している。

図４において、フレーム先頭部であるシンボル番号“０”からシンボル番号“１７”までの各シンボルでは、部分受信帯域内（９セグメント）全体に渡って、Ａ階層用のＳＰ配置を用いることができる。一方、シンボル番号“１９”からフレーム最終のシンボル番号“５５”までの各シンボルでは、部分受信帯域内（９セグメント）全体に渡って、Ｂ階層用のＳＰ配置を用いることができる。但し、シンボル番号“１８”においては、このシンボル内にＡ階層及びＢ階層が混在する。Ａ階層及びＢ階層が混在するシンボルについては、密度の高い方のＳＰ配置（一般的には、Ａ階層のＳＰ配置）を用いることとする。

これにより、部分受信帯域内には、異なるSP配置のセグメントが混在することがないため、部分受信帯域向けの階層間インターリーブ部１７ａは、部分受信帯域合成部１６が出力する部分受信帯域データに対してキャリア単位インターリーブを施すことが可能になる。キャリア単位インターリーブによれば、部分受信帯域の９セグメント内にＡ階層のキャリアが分散されるため、部分受信帯域全体に広帯域化した効果が得られる。

図４の構造では、時間軸でみると、信号が一部の時間に偏ってしまい、周波数分割多重を用いる従来方式に比べると、時間インターリーブ効果が減少するなどの懸念がある。そこで、図５及び図６に示すように、時間軸上にＡ階層シンボルを分散させた配置例とすることが望ましい。

図５は、本実施形態に係る部分受信帯域合成部１６の動作例２を示す図である。ここでは、上述した動作例１との相違点について説明する。

図５に示すように、部分受信帯域合成部１６は、１つのフレーム内において、Ａ階層データ及びＢ階層データのそれぞれを時間方向に分散して配置する。具体的には、部分受信帯域合成部１６は、１フレームを構成する５６シンボルを、部分受信帯域幅のセグメント数である９セグメントに対応する９シンボルを単位として分割する。各９シンボルの時間ブロックのうち、Ａ階層のセグメント数である３セグメントと同数のシンボル数である３シンボルをＡ階層に割り当て、残りのシンボルにＢ階層を割り当てる。そして、フレームの最後は、端数分を割り当てるものとする。

図６は、本実施形態に係る部分受信帯域合成部１６の動作例３を示す図である。ここでは、上述した動作例１及び２との相違点について説明する。

図６に示すように、部分受信帯域合成部１６は、図５の割当における９シンボルの時間ブロック内で、さらにＡ階層のシンボルを均等に分散配置する。Ａ階層が３セグメントである場合、３シンボルに１度の割合でＡ階層が割り当てられることになる。

また、図４乃至図６に示す時分割の構造によれば、図２に示す周波数分割の構造に比べて、受信側における伝送路推定の改善を図ることができる。具体的には、図２に示す周波数分割の構造では、セグメントによってＳＰ配置が異なり、９セグメント全体ではＳＰが周波数方向において等間隔で入っていない。そのため、受信側における伝送路推定の際に、前後のシンボルに挿入されているSP信号を用いて、周波数方向に等間隔となるように補間するといった複雑な処理が必要になり得る。これに対し、図４乃至図６に示す時分割の構造によれば、前後のシンボルよりSP信号を補間する処理が不要であり、伝送路推定における処理負荷を削減できる。

＜受信装置＞
次に、本実施形態に係るデジタル放送システムにおける受信装置について説明する。図７は、本実施形態に係る受信装置３の構成を示す図である。なお、図７において、デインターリーブを「ＤＩＬ」と略記し、セグメントを「セグ」と略記している。

図７に示すように、本実施形態に係る受信装置３は、図２に示した送信装置１が行う処理の逆処理を行うように構成される。

具体的には、受信装置３は、受信部３１と、ＦＦＴ部３２と、デフレーム化部３３と、ＴＭＣＣ情報取得部３４と、帯域分離部３５と、セグメント内デインターリーブ部３６ａ、３６ｂと、階層間デインターリーブ部３７ａ、３７ｂと、部分受信帯域分離部３８と、バッファ部３９ａ、３９ｂ、３９ｃと、階層内セグメント間デインターリーブ部４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と、時間デインターリーブ部４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）と、調整帯域合成部４２と、デマッピング部４３ａ、４３ｂ、４３ｃとを有する。

受信部３１は、送信装置１によって送信された無線信号を受信してＯＦＤＭ信号に変換し、ＯＦＤＭ信号をＦＦＴ部３２に出力する。

ＦＦＴ部３２は、受信部３１が出力するＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴを施し、受信データをデフレーム化部３３に出力する。

デフレーム化部３３は、ＦＦＴ部３２が出力する受信データに基づいて、部分受信帯域データ及び非部分受信帯域データ（互換モードの場合は、調整帯域データも）の合成データと、ＴＭＣＣ情報とを取得し、合成データを帯域分離部３５に出力するとともに、ＴＭＣＣ情報をＴＭＣＣ情報取得部３４に出力する。

ＴＭＣＣ情報取得部３４は、デフレーム化部３３が出力するＴＭＣＣ情報を取得し、ＴＭＣＣ情報に基づいて、伝送パラメータや、各階層を構成するセグメント数、各階層のＳＰ配置等を判定する。また、ＴＭＣＣ情報取得部３４は、部分受信帯域内においてＡ階層データ及びＢ階層データが時分割で多重されているか否かを示すフラグ情報を取得する。なお、図４乃至図６に示したような配置規則を定めておけば、フラグ情報と各階層を構成するセグメント数とから、部分受信帯域内のどのシンボルがＡ階層であるかを特定可能である。

帯域分離部３５は、デフレーム化部３３が出力する合成データから、部分受信帯域データ及び非部分受信帯域データ（互換モードの場合は、調整帯域データも）を分離して取得し、部分受信帯域データをセグメント内デインターリーブ部３６ａに出力するとともに、非部分受信帯域データをセグメント内デインターリーブ部３６ｂに出力する。帯域分離部３５は、互換モードの場合は調整帯域データを時間デインターリーブ部４１ｄに出力する。

部分受信帯域向けのセグメント内デインターリーブ部３６ａは、部分受信帯域データを構成するセグメント内で、送信装置１のセグメント内インターリーブ部１８ａによって施されたキャリアローテーション及びキャリアランダマイズの逆の処理を施し、このような処理が施された部分受信帯域データを階層間デインターリーブ部３７ａに出力する。

非部分受信帯域向けのセグメント内デインターリーブ部３６ｂは、非部分受信帯域データを構成するセグメント内で、送信装置１のセグメント内インターリーブ部１８ｂによって施されたキャリアローテーション及びキャリアランダマイズの逆の処理を施し、このような処理が施された部分受信帯域データを階層間デインターリーブ部３７ｂに出力する。

部分受信帯域向けの階層間デインターリーブ部３７ａは、セグメント内デインターリーブ部３６ａが出力する部分受信帯域データに対して周波数デインターリーブを施し、周波数デインターリーブ後の部分受信帯域データを部分受信帯域分離部３８に出力する。このような周波数デインターリーブは、送信装置１の階層間インターリーブ部１７ａによって施される周波数インターリーブの逆の処理である。

本実施形態において、階層間デインターリーブ部３７ａは、周波数デインターリーブとしてキャリア単位デインターリーブを行う。具体的には、階層間デインターリーブ部３７ａは、部分受信帯域データを構成するＡ階層データ及びＢ階層データのＳＰ配置が同じであるか又は互いに異なっているのかにかかわらず、キャリア単位デインターリーブを行う。

非部分受信帯域向けの階層間デインターリーブ部３７ｂは、セグメント内デインターリーブ部３６ｂが出力する非部分受信帯域データに対して周波数デインターリーブを施し、周波数デインターリーブ後の非部分受信帯域データを部分受信帯域分離部３８に出力する。このような周波数デインターリーブは、送信装置１の階層間インターリーブ部１７ｂによって施される周波数インターリーブの逆の処理である。

部分受信帯域分離部３８は、送信装置１の部分受信帯域合成部１６が行う処理とは逆の処理を行う。部分受信帯域分離部３８は、階層間デインターリーブ部３７ａが出力する部分受信帯域データ及び階層間デインターリーブ部３７ｂが出力する非部分受信帯域データから、Ａ階層データ、Ｂ階層データ、及びＣ階層データを取得し、Ａ階層データをバッファ部３９ａに出力し、Ｂ階層データをバッファ部３９ｂに出力し、Ｃ階層データをバッファ部３９ｃに出力する。

本実施形態において、部分受信帯域分離部３８は、ＴＭＣＣ情報に含まれるフラグ情報に基づいて、部分受信帯域内においてＡ階層データ及びＢ階層データが時分割で配置されているか否かを判定する。部分受信帯域分離部３８は、部分受信帯域内においてＡ階層データ及びＢ階層データが時分割で配置されていると判定した場合、ＴＭＣＣ情報に基づくＡ階層（及びＢ階層）のセグメント数に基づいて、時分割で配置されたＡ階層データの各時間ブロック及びＢ階層データの各時間ブロックを特定することで、部分受信帯域内のＡ階層データ及びＢ階層データを取得する。

バッファ部３９ａは、部分受信帯域分離部３８が出力するＡ階層データをバッファし、バッファしたＡ階層データを階層内セグメント間デインターリーブ部４０ａに出力する。バッファ部３９ｂは、部分受信帯域分離部３８が出力するＢ階層データをバッファし、バッファしたＢ階層データを階層内セグメント間デインターリーブ部４０ｂに出力する。バッファ部３９ｃは、部分受信帯域分離部３８が出力するＣ階層データをバッファし、バッファしたＣ階層データを階層内セグメント間デインターリーブ部４０ｃに出力する。

階層内セグメント間デインターリーブ部４０ａは、バッファ部３９ａが出力するＡ階層データを構成する全てのセグメントにわたってキャリア単位で周波数デインターリーブを施し、周波数デインターリーブ後のＡ階層データを時間デインターリーブ部４１ａに出力する。階層内セグメント間デインターリーブ部４０ｂは、バッファ部３９ｂが出力するＢ階層データを構成する全てのセグメントにわたってキャリア単位で周波数デインターリーブを施し、周波数デインターリーブ後のＢ階層データを時間デインターリーブ部４１ｂに出力する。階層内セグメント間デインターリーブ部４０ｃは、バッファ部３９ｃが出力するＣ階層データを構成する全てのセグメントにわたってキャリア単位で周波数デインターリーブを施し、周波数デインターリーブ後のＣ階層データを時間デインターリーブ部４１ｃに出力する。

時間デインターリーブ部４１ａは、階層内セグメント間デインターリーブ部４０ａが出力するＡ階層データに対して時間デインターリーブを施し、時間デインターリーブ後のＡ階層データをデマッピング部４３ａに出力する。時間デインターリーブ部４１ｂは、階層内セグメント間デインターリーブ部４０ｂが出力するＢ階層データに対して時間デインターリーブを施し、時間デインターリーブ後のＢ階層データをデマッピング部４３ｂに出力する。時間デインターリーブ部４１ｃは、階層内セグメント間デインターリーブ部４０ｃが出力するＣ階層データに対して時間デインターリーブを施し、時間デインターリーブ後のＣ階層データを調整帯域合成部４２に出力する。時間デインターリーブ部４１ｄは、帯域分離部３５が出力する調整帯域データに対して時間デインターリーブを施し、時間デインターリーブ後の調整帯域データを調整帯域合成部４２に出力する。

調整帯域合成部４２は、時間デインターリーブ部４１ｃが出力するＣ階層データと時間デインターリーブ部４１ｄが出力する調整帯域データ（Ｃ階層データ）とを合成し、合成されたＣ階層データをデマッピング部４３ｃに出力する。

デマッピング部４３ａは、時間デインターリーブ部４１ａが出力するＡ階層データのキャリアからＡ階層データをデマッピングして出力する。デマッピング部４３ｂは、時間デインターリーブ部４１ｂが出力するＢ階層データのキャリアからＢ階層データをデマッピングして出力する。デマッピング部４３ｃは、調整帯域合成部４２が出力するＣ階層データのキャリアからＣ階層データをデマッピングして出力する。

＜実施形態のまとめ＞
本実施形態に係る送信装置１は、セグメント構造による階層伝送を用いるデジタル放送システムにおいて、複数階層のデータを周波数分割で多重して送信する。送信装置１は、１つの放送チャンネルを構成する複数のセグメントの一部からなる部分受信帯域内に２以上の階層のデータが存在し、且つ、当該２以上の階層のＳＰ配置が互いに異なる場合、部分受信帯域内において当該２以上の階層のデータを時分割で多重して送信する。

これにより、セグメント構造による階層伝送を用いるデジタル放送システムにおいて、ＳＰ配置が異なる２以上の階層のデータが部分受信帯域内に存在する場合であっても、部分受信帯域全体に広帯域化した効果を得ることを可能とすることができる。

＜その他の実施形態＞
送信装置１において、部分受信帯域合成部１６は、非部分受信帯域内にＢ階層データ及びＣ階層データが存在し、且つ、Ｂ階層のＳＰ配置及びＣ階層のＳＰ配置が互いに異なる場合、非部分受信帯域内においてＢ階層データ及びＣ階層データを時分割で配置してもよい。この場合、非部分受信帯域向けの階層間インターリーブ部１７ｂは、非部分受信帯域内において時分割で多重されるＢ階層データ及びＣ階層データのデータに対してキャリア単位の周波数インターリーブを行ってもよい。

また、上述した実施形態において、１本の送受信アンテナによるＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ－Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ）が適用されているケースについて説明したが、このようなケースに限定されるものではなく、複数本の送受信アンテナによるＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ）が適用されているケースにも適用可能である。

また、上述した実施形態において、３階層（Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層）の階層伝送を行うケースを例に挙げて説明したが、このようなケースに限定されるものではなく、２階層（Ａ階層、Ｂ階層）の階層伝送を行うケースにも適用可能である。

なお、送信装置１及び受信装置３によって行われる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、送信装置１及び受信装置３のそれぞれは、半導体集積回路（チップ）として構成されてもよい。

１ ：送信装置
３ ：受信装置
１１ａ ：マッピング部
１１ｂ ：マッピング部
１１ｃ ：マッピング部
１２ ：調整帯域分離部
１３ ：時間インターリーブ部
１４ ：階層内キャリア単位インターリーブ部
１５ａ ：バッファ部
１５ｂ ：バッファ部
１５ｃ ：バッファ部
１６ ：部分受信帯域合成部
１７ａ ：階層間インターリーブ部
１７ｂ ：階層間インターリーブ部
１８ａ ：セグメント内インターリーブ部
１８ｂ ：セグメント内インターリーブ部
１９ ：帯域合成部
２０ ：ＯＦＤＭフレーム構成部
２１ ：ＴＭＣＣ情報生成部
２２ ：ＩＦＦＴ部
２３ ：送信部
３１ ：受信部
３２ ：ＦＦＴ部
３３ ：デフレーム化部
３４ ：ＴＭＣＣ情報取得部
３５ ：帯域分離部
３６ａ ：セグメント内デインターリーブ部
３６ｂ ：セグメント内デインターリーブ部
３７ａ ：階層間デインターリーブ部
３７ｂ ：階層間デインターリーブ部
３８ ：部分受信帯域分離部
３９ａ ：バッファ部
３９ｂ ：バッファ部
３９ｃ ：バッファ部
４０ ：階層内セグメント間デインターリーブ部
４１ ：時間デインターリーブ部
４２ ：調整帯域合成部
４３ａ ：デマッピング部
４３ｂ ：デマッピング部
４３ｃ ：デマッピング部

Claims (4)

1. １つの放送チャンネルをセグメントに分割したセグメント構造による階層伝送を用いるデジタル放送システムにおいて、前記階層伝送される複数階層のデータを周波数分割し、周波数分割されたデータを多重して送信する送信装置であって、
   前記セグメント構造を構成する複数のセグメントの一部からなる部分受信帯域内に前記データを配置する配置手段と、
   前記部分受信帯域に対する周波数インターリーブを行うインターリーブ手段と、を備え、
   前記配置手段は、前記部分受信帯域内に２以上の階層の前記データが存在し、且つ、前記２以上の階層のパイロット信号の配置が互いに異なる場合、前記部分受信帯域内において、前記２以上の階層のデータを時間方向において時分割で多重して配置するとともに、該２以上の階層のそれぞれのデータを周波数方向において前記部分受信帯域全体にわたって配置し、
   前記インターリーブ手段は、前記部分受信帯域内において時分割で多重される前記２以上の階層のデータに対してキャリア単位の周波数インターリーブを行うことを特徴とする送信装置。
2. 前記配置手段は、１つのフレーム内において、前記２以上の階層のデータのそれぞれを時間方向に分散して配置することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 前記データと共に送信する伝送制御情報を生成する生成手段を備え、
   前記生成手段は、前記部分受信帯域内において前記２以上の階層のデータを時分割で多重する場合、その旨の情報を含む前記伝送制御情報を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の送信装置。
4. １つの放送チャンネルをセグメントに分割したセグメント構造による階層伝送を用いるデジタル放送システムにおいて、請求項１に記載の送信装置から送信された周波数分割で多重された複数階層のデータを受信する受信装置であって、
   １つの放送チャンネルを構成する複数のセグメントの一部からなる部分受信帯域内に２以上の階層のデータが混在し、且つ、前記２以上の階層のパイロット信号配置が互いに異なる場合には、前記部分受信帯域内において時分割で多重された前記２以上の階層のデータを受信することを特徴とする受信装置。

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