JPH0923214A

JPH0923214A - ディジタル信号送受信装置

Info

Publication number: JPH0923214A
Application number: JP16987695A
Authority: JP
Inventors: Akio Yamamoto; 昭夫山本; Satoshi Adachi; 聡安達; Masaki Noda; 正樹野田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】受信ディジタル信号が低いＣ／Ｎであって
も、一定以上の画質が得られ急激に画質が劣化すること
のないグレ−スフルデグラデ−ションを得ること。【構成】固定パタ−ン発生回路７３からの固定パタ−
ンと受信信号のパタ−ンとを比較して受信信号の誤り率
を判定する誤り率判定手段２６と、優先順位を付けた情
報デ−タに分離された階層化デ−タ６６，６７，６８を
入力し、且つ誤り率判定回路２６の誤り率に応じてどの
階層化デ−タを選択するかを決定するデ−タ選択回路２
８，２９，３０と、から構成され、受信信号の誤り率に
応じて、優先順位の低い階層化デ−タを切捨て、優先順
位の高い階層化デ−タだけを受信信号とすることによ
り、誤り率が十分良いときは全優先順位の階層化デ−タ
を情報として高画質を得、誤り率が低下するに従い、誤
り訂正能力に優れた優先順位の高い信号だけを情報とす
ること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地上系、衛星系、ＣＡ
ＴＶ系等のディジタル変調された信号を受信するディジ
タル放送受信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在国内では、通信衛星を用いた１２Ｇ
Ｈｚ帯ＭＳＫ変調方式によるディジタル音楽放送がおこ
なわれており、将来は、１２ＧＨｚあるいは２１ＧＨｚ
帯の放送衛星によるＱＰＳＫ変調方式を用いたディジタ
ルＴＶ放送も計画されている。

【０００３】ディジタルＴＶ放送方式としては、「衛星
放送技術の長期ビジョンに関する研究会中間報告書」
の第２１ペ−ジの図２−２−１の「多チャンネル化放送
想定ブロック図」の開示例がある。

【０００４】図１０に前記例の概略図であるディジタル
衛星放送の一般的な送信機のブロック図を示す。情報源
１からの情報は、符号化器３で符号化され、同期制御符
号発生器５、他の情報源からの情報と多重化器６で時間
軸多重化される。時間多重された信号（ｔｒａｎｓｐｏ
ｒｔ−ｓｔｒｅａｍ）は、誤り訂正器７でブロック符
号、リ−ドソロモン符号等の外符号誤り訂正を受け、イ
ンタ−リ−バ−８でインタ−リ−ブされた後、内符号誤
り訂正器９に入力される。誤り訂正器９では、畳み込み
符号化がおこなわれ、変調器１０でＱＰＳＫ変調された
のちアップコンバ−タ１１でアップコンバ−トされ、ア
ンテナより送信される。

【０００５】図１１に一般的な受信機のブロック図を示
す。アンテナで受信された信号は、ダウンコンバ−タ１
２でダウンコンバ−トされ、復調器１３でＱＰＳＫ復調
される。復調された信号は、誤り訂正回路１４で誤り訂
正され、デインタ−リ−バ１５でデインタ−リ−ブさ
れ、誤り訂正回路１６で外符号誤り訂正され、デマルチ
プレクサ１７で時間軸多重化が解かれて希望信号だけを
選択して、復号器１８で復号される。

【０００６】ＴＶ学会技術報告Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ４
５，ＰＰ．２５〜３０，「ディジタル衛星放送で利用で
きるビットレ-トの検討」の図２に示すように、アナロ
グ放送では受信Ｃ／Ｎの劣化にともない少しずつ画質が
劣化するのに対し、ディジタル放送では、実線で示すよ
うに受信Ｃ／Ｎがある一定以下になると急激に画質が劣
化する。

【０００７】この画質の急激な劣化を防ぐため、ＴＶ学
会誌Ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．８（１９９４）Ｐ１００４，
図５に画質の急激な劣化のないグレ-スフルデグラデ-シ
ョンを実現する時分割多重方式の例が記載されている。
これは、誤り訂正能力に差をつけた信号を時分割多重
し、低いＣ／Ｎ時には訂正能力の高い部分だけを利用す
る変復調器の構成例である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ＴＶ学会誌Ｖｏｌ．４
８，Ｎｏ．８（１９９４）Ｐ１００４，図５の例では、
複数の誤り訂正復号器とデ-タ復号器が必要であり、民
生用の受信機としては構成が複雑となる。

【０００９】本発明では、民生用受信機に適した簡単な
構成で、画質の急激な劣化をおこさないディジタル送受
信方式（グレ−スフルデグラデ−ション）を提案するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】ディジタル放送では、従
来技術で述べたように誤り訂正方式として、外符号（ブ
ロック符号等）と内符号（畳み込み符号等）の２つを用
いた連接符号方式が用いられる。ブロック符号方式では
情報ビットのあとに付加されるパリティビットのビット
数が大きければ誤り訂正能力が増加し、また、畳み込み
符号では情報ビットの拘束長と符号化率が低ければ誤り
訂正能力は増加する。これに対し、誤り訂正能力を高め
ると、誤り訂正を復号するハ−ドの規模が増大するとと
もに単位時間あたりに伝送される情報ビット量は減少し
てしまう。従って、誤り訂正能力、ハ−ドの規模、伝送
情報ビット量のトレ−ドオフで誤り訂正のパリティビッ
トや符号化率は決定される。

【００１１】また、変調方式についても同様のことがい
える。例えば変調方式としてＰＳＫ方式を例にとると、
ＰＳＫの位相点が増加するほど単位時間あたりに伝送さ
れる情報ビット量は増加するが、位相点間のユ−クリッ
ド距離が小さくなるため、受信側で位相点の判定を誤る
確率（誤り率）が増大する。従って、伝送情報ビット量
と誤り率の関係から一般的にはＱＰＳＫ方式が用いられ
る。

【００１２】本発明では送信する情報ビット量は変えず
に、受信Ｃ／Ｎの低下に伴い、画質が段階的に劣化する
ディジタル放送方式（グレ−スフルデグラデ−ション）
を達成するため、以下に示す手段を用いる。

【００１３】まず第一に情報源からの情報ビットを複数
に分離階層化し、階層化デ−タビットに優先順位をつけ
る。例えば、第１優先順位としては、同期・制御符号デ
−タや最低限の映像や音声を受信できる低速のデ−タ、
第２優先順位としては通常の映像や音声を受信できる中
速のデ−タ、第３優先順位としては高精細な映像を受信
できる高速のデ−タに階層化する。情報ビット数として
は、第１優先順位は小さく、第２、３優先順位になるに
従い増加する。全体の情報ビット数としては、階層化前
の情報ビット数と同一である。

【００１４】これらの階層化デ−タビットは、先頭に同
期・制御符号デ−タからなるヘッダを付加し、時間軸上
に多重し、パケット伝送方式で伝送する。

【００１５】Ｃ／Ｎ低下に対する段階的な受信特性の劣
化を得るために、これらの階層化デ−タビットごとにパ
リティビット数や誤り訂正の符号化率や変調方式を切り
換えてデ−タの伝送をおこなう。例えば誤り訂正方式の
ブロック符号のパリティビットを変えて階層化伝送を行
う場合、第一優先順位のデ−タビットに対しては情報ビ
ット数を小さく取るかわりにパリティビット数を大きく
とり、誤り訂正能力を増大させ、第２、第３優先順位と
優先順位が下がるに従い、情報ビット数を大きくとって
パリティビット数を小さくして、誤り訂正能力より情報
ビット数を優先させる。

【００１６】受信側では、同期信号に含まれる固定パタ
−ンあるいは第２、第３優先順位の階層化デ−タビット
にあらかじめ挿入された固定パタ−ンを検出して誤り率
を測定し、受信信号の誤り率に応じて、優先順位の低い
階層化デ−タを切捨て、優先順位の高い階層化デ−タだ
けを受信信号とする。この方式を用いることにより、誤
り率が十分良いときは全優先順位の階層化デ−タビット
を情報として高画質を得、誤り率が低下するに従い、誤
り訂正能力に優れた優先順位の高い信号だけを情報とす
ることで、低いＣ／Ｎでもある一定以上の画質が得られ
る。

【００１７】また、変調方式を切り換えることによって
も、グレ−スフルデグラデ−ションを得ることができ
る。例えば、変調方式としてＰＳＫ方式を考える。ＰＳ
Ｋ方式には２値ＢＰＳＫ、４値ＱＰＳＫ、８値８ＰＳＫ
が一般的に用いられる。ＢＰＳＫでは、単位時間あたり
１ビットの情報しか伝送できないが、信号点間のユ−ク
リッド距離が大きくとれるため、伝送パワ−を一定とす
るとＱＰＳＫ、８ＰＳＫに比べて受信機側での誤り率は
良い。これに対し、ＱＰＳＫは２ビット、８ＰＳＫは３
ビットの情報を伝送できるが受信機側での誤り率は劣化
する。

【００１８】例えば、先に述べた階層化デ−タの第１優
先順位のデ−タビットをＢＰＳＫで変調し、第２優先順
位のデ−タビットをＱＰＳＫで変調し、第３優先順位の
デ−タビットを８ＰＳＫで変調して伝送する。

【００１９】受信側では、同期信号に含まれる固定パタ
−ンあるいは第２、第３優先順位の階層化デ−タビット
にあらかじめ挿入された固定パタ−ンを検出して誤り率
を測定し、受信信号の誤り率に応じて、優先順位の低い
階層化デ−タを切捨て、優先順位の高い階層化デ−タだ
けを受信信号とする。この方式を用いることにより、誤
り率が十分良いときは全優先順位の階層化デ−タビット
を情報として高画質を得、誤り率が低下するに従い、誤
り率特性に優れた優先順位の高い信号だけを情報とする
ことで、低いＣ／Ｎでもある一定以上の画質が得られ
る。

【００２０】

【作用】Ｃ／Ｎ低下に対する段階的な受信特性の劣化を
得るために、これらの階層化デ−タビットごとに誤り訂
正の符号化率や変調方式を切り換えてデ−タの伝送をお
こなう。例えば誤り訂正方式のブロック符号のパリティ
ビットを変えて階層化伝送を行う場合、第一優先順位の
デ−タビットに対しては情報ビット数を小さく取るかわ
りにパリティビット数を大きくとり、誤り訂正能力を増
大させ、第２、第３優先順位と優先順位が下がるに従
い、情報ビット数を大きくとってパリティビット数を小
さくして、誤り訂正能力より情報ビット数を優先させ
る。

【００２１】受信側では、同期信号に含まれる固定パタ
−ンあるいは第２、第３優先順位の階層化デ−タビット
にあらかじめ挿入された固定パタ−ンを検出して誤り率
を測定し、受信信号の誤り率に応じて、優先順位の低い
階層化デ−タを切捨て、優先順位の高い階層化デ−タだ
けを受信信号とする。この方式を用いることにより、誤
り率が十分良いときは全優先順位の階層化デ−タビット
を情報として高画質を得、誤り率が低下するに従い、誤
り訂正能力に優れた優先順位の高い信号だけを情報とす
ることで、低いＣ／Ｎでもある一定以上の画質が得られ
る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００２３】図１は本発明によるディジタル放送の送信
系を示すブロック図である。１は情報源１、２は情報源
ｎであり、単一または複数の情報源があるものとする。
５は同期、制御符号を発生する同期・制御符号発生器で
ある。５８は情報源１からのデ−タを符号化する符号化
器である。１９は、情報源より送られて来る情報ビット
４３および同期・制御符号発生器５から送られて来る同
期制御符号４７に優先順位をつけて情報ビットの階層化
をおこなう情報階層化装置である。

【００２４】例えば、第１優先順位としては、同期・制
御符号デ−タや最低限の映像や音声を受信できる低速の
デ−タ４４（ＳＤＴＶ：ＳｔａｎｄａｒｄＴＶ、現状
の走査線数５２５本のＮＴＳＣ放送レベル）、第２優先
順位としては比較的高品位の映像や音声を受信できる中
速のデ−タ４５（ＥＤＴＶ：ＥｎｈａｎｃｅｄＴＶ、
高品位ＮＴＳＣ放送レベル）、第３優先順位としては高
精細な映像を受信できる高速のデ−タ４６（ＨＤＴＶ：
ＨｉｇｈｄｉｆｉｎｉｔｉｏｎＴＶ、走査線数１０
２５本のハイビジョン放送レベル）に階層化する。情報
ビット数としては、第１優先順位は小さく、第２、３優
先順位になるに従い増加する。全体の情報ビット数とし
ては、階層化前の情報ビット数と同一である。階層化の
層数は、上記した３層に限らず、何層でも良い。

【００２５】２０はＰ／Ｓ（パラレル−シリアル）デ−
タ変換器であり、階層化デ−タビット４４，４５，４６
は、それぞれ同期・制御符号４７からなるヘッダを付加
し、時間軸上に連続した信号４８に変換される。各ヘッ
ダの制御符号には、誤り訂正方式、符号化率およびどの
ような変調方式で伝送するか等が書き込まれる。６は多
重化器（マルチプレクサ）であり、情報源１〜情報源ｎ
の信号を時間軸上に多重して、ビットストリ−ム５０を
出力する。

【００２６】２１は外符号誤り訂正回路である。誤り訂
正方式としては例えばブロック符号方式（ＢＣＨ、リ−
ドソロモン符号等）を用いる。２２は誤り訂正の能力を
設定するパリティビット数設定器であり、階層化デ−タ
ビットごとに付加するパリティビット数を制御し、優先
順位の高い階層化デ−タの誤り訂正能力を優先順位の低
い階層化デ−タの誤り訂正能力より高く設定する。つま
り、優先順位の高い階層化デ−タは、情報ビット数が少
ないが、付加するパリティビット数を増やして、一般的
には、各階層の情報ビットとパリティビットの合計は、
等しくなるように制御する。また、同期・制御符号４７
のパリティビット数は、一定のビット数に設定する。パ
リティビット数設定回路２２から出力される設定信号５
１と誤り訂正回路２１に入力されるビットストリ−ム５
０は、同期制御符号４７により同期をとり、階層化デ−
タのヘッダ位置および各ヘッダに付随する階層化デ−タ
を検出する。

【００２７】各階層ごとに異なった誤り訂正を受け、各
パケットの伝送ビット数が等しくなった信号５２は、イ
ンタ−リ−バ８で伝送デ−タを分散させる。

【００２８】９は内符号誤り訂正回路である。誤り訂正
方式としては、例えば畳み込み符号化方式を用いる。畳
み込み符号化された信号５４は、変調器で例えばＱＰＳ
Ｋ変調されて、アンテナより伝送される。

【００２９】図３に伝送信号の時間軸上の構成について
示す。（i）は信号４８の構成を示したものであり、第
１優先順位のデ−タ４４、第２優先順位のデ−タ４５、
第３優先順位のデ−タ４６のそれぞれに同期・制御符号
４７（ヘッダ）を付加する。

【００３０】（ii）はブロック符号等の外符号誤り訂正
を受けたあとの信号５２であり、デ−タ４４，４５，４
６およびヘッダ４７にそれぞれパリティビットを付加
し、同一のパケット長とする。この場合に、パリティビ
ット長が長いほど誤り訂正能力が高く、ヘッダ４７、デ
−タ４４，４５，４６の順で誤り訂正能力は低くなる。
（iii）はヘッダ４７の構成を示しており、一定パタ−
ンの同期符号と、誤り訂正の符号化率（パリティビット
長）、変調方式等の制御符号、各ヘッダでビット数が一
定である誤り訂正のパリティビットから構成される。

【００３１】次に受信系について説明する。図２は本発
明によるディジタル放送の受信系を示すブロック図であ
る。アンテナで受信された信号は、ダウンコンバ−タで
周波数変換され、復調回路１３に入力される。復調回路
１３では、例えばＱＰＳＫ復調をおこない、内符号誤り
復号回路１４で畳み込み符号等の復号をおこなう。復号
された信号は、デインタ−リ−バ１５で分散されたデ−
タをもとに戻し、デ−タストリ−ム６３として外符号誤
り訂正回路２５に入力される。

【００３２】また、誤り訂正回路１４からの復号信号６
２は、同期検出回路２３にも入力される。同期検出回路
２３では、ヘッダ４７の同期符号を検出し、同期パルス
７を出力する。ここで、デインタ−リ−ブされた信号６
３を同期検出回路２３に入力して同期パルスを検出して
もよい。

【００３３】デインタ−リ−ブされた信号６３は、外符
号誤り訂正回路２５に入力される。誤り訂正回路２５の
パリティビット数は、パリティビット数設定回路７０か
らの設定信号７２で設定されるが、初期値としては、同
期・制御符号４７（ヘッダ）の誤り訂正パリティビット
数に設定される。従ってデ−タストリ−ム６３は、初期
的にはヘッダ部だけが正確に誤り訂正されたデ−タスト
リ−ム６４としてパリティビット数判定回路２４に入力
される。パリティビット数判定回路２４では、誤り訂正
されたヘッダ４７を同期パルス７で検出して誤り訂正パ
リティビット数のデ−タを読み取り、このデ−タをもと
に、パリティビット数設定回路７０の復号パリティビッ
ト数を設定し、誤り訂正回路２５のパリティビット数を
切り換え、ヘッダに付随したパケットデ−タ（情報ビッ
ト列）の誤りを訂正し、誤りが訂正された信号６４とし
て出力する。

【００３４】また、ヘッダ４７に付随したパケットデ−
タ（情報ビット列）の誤り訂正を終了すると、次のヘッ
ダ４７に書き込まれたパリティビット数デ−タを読み取
るため、パリティビット数設定回路のパリティビット数
は、同期・制御符号４７（ヘッダ）の誤り訂正パリティ
ビット数にリセットされる。このリセットのタイミング
は、同期パルス７をもとに実行される。

【００３５】以上のように誤り訂正を受けた信号６４
は、デマルチプレクサ１７で１つの情報源の信号だけが
選択され、１チャンネルの信号６５として出力される。
信号６４はまた、誤り率判定回路２６にも入力され、ヘ
ッダ４７の同期パタ−ンあるいはデ−タ４４，４５，４
６にあらかじめ付加された固定パタ−ンと、固定パタ−
ン発生回路７３からの固定パタ−ン７４を比較して誤り
率を判定する。デマルチプレクサ１７からの出力信号６
５は、図１で示した送信系の信号４８に相当し、送信系
のデ−タ４４，４５，４６が時間軸多重化された信号で
ある。

【００３６】デマルチプレクサ１７からの出力信号６５
は、シリアル−パラレル変換回路で、第１優先順位のデ
−タ６６（送信系ではデ−タ４４に相当）と、第２優先
順位のデ−タ６７（送信系ではデ−タ４５に相当）、第
３優先順位のデ−タ６８（送信系ではデ−タ４６に相
当）に分離される。分離されたデ−タは、デ−タ選択回
路２８，２９，３０に入力され、誤り率判定回路２６の
誤り率に応じて、どのデ−タを選択するかを決定する。
例えば、誤り率が１０^-8以下であれば全デ−タを選択し
て復号回路１８に入力し、誤り率が１０^-4〜１０^-8であ
ればデ−タ６８を切捨て、デ−タ６６とデ−タ６７を選
択して復号回路１８に入力し、また、誤り率が１０^-4以
上の時はデ−タ６７と６８を切捨て、デ−タ６６を復号
回路１８に入力する。

【００３７】このように、誤り訂正能力が低いデ−タを
積極的に切り捨てることで、受信信号のＳ／Ｎの劣化を
段階的に実現するグレ−スフルデグラデ−ションが可能
となる。

【００３８】図４に図１のシステムでの受信Ｃ／Ｎと画
質の関係を示す。デ−タの階層化をおこない、デ−タの
誤り訂正能力を異ならせてデ−タを伝送し、受信側では
誤り率によってどのデ−タを選択するかを決定すること
により、Ｃ／Ｎの低下に伴い、段階的に画質が変化する
グレ−スフルデグラデイションを実現できる。

【００３９】図５〜７に第２の実施例を示す。第１の実
施例と同一のブロックには同一番号をつけ、説明を省略
する。

【００４０】図５は送信系のブロック図である。多重化
器６で多重化された信号５０は、外符号誤り訂正回路７
に入力される。誤り訂正方式としては、例えばブロック
符号方式を用いる。誤り訂正を受けた信号５２は、イン
タ−リ−バ８で伝送デ−タを分散させる。インタ−リ−
ブされた信号５３は、内符号誤り訂正回路９に入力され
る。誤り訂正方式としては、例えば畳み込み符号化方式
を用いる。

【００４１】３２は、畳み込みの符号化率を設定する符
号化率設定器であり、階層化デ−タビットごとに符号化
率を制御し、優先順位の高い階層化デ−タの誤り訂正能
力を優先順位の低い階層化デ−タの誤り訂正能力より高
く設定する。つまり、優先順位の高い階層化デ−タビッ
トは、情報ビット数が少ないが、符号化率を低く設定し
て、優先順位の低い階層化デ−タビットは、情報ビット
数は多いが、符号化率を高く設定して、一般的には各階
層の伝送ビット数は等しくなるように制御する。また、
同期・制御符号４７の符号化率は、一定の符号化率に設
定する。符号化率設定回路３２から出力される設定信号
７５と誤り訂正回路３１に入力されるビットストリ−ム
５３は、同期制御符号４７により同期をとり、階層化デ
−タのヘッダ位置および各ヘッダに付随する階層化デ−
タを検出する。畳み込み符号化された信号５４は、変調
器１０で例えばＱＰＳＫ変調されて、アンテナより伝送
される。

【００４２】図７に伝送信号の時間軸上の構成について
示す。（i）は、信号５３の構成を示したものであり、
第１優先順位のデ−タ４４、第２優先順位のデ−タ４
５、第３優先順位のデ−タ４６のそれぞれに同期・制御
符号４７（ヘッダ）を付加する。（ii）は畳み込み符号
等の内符号誤り訂正を受けたあとの信号５４であり、デ
−タ４４，４５，４６およびヘッダ４７にそれぞれ畳み
込み符号化を施す。

【００４３】本図の例では、ヘッダには符号化率１／
２、デ−タ４４には符号化率２／３、デ−タ４５には符
号化率３／４、デ−タ４６には符号化率６／７の符号化
をおこない、同一のパケット長とする。なお、符号化率
の設定は、使用するシステムでどのようにでも設定でき
る。畳み込み符号化率が低いほど誤り訂正能力が高く、
ヘッダ４７、デ−タ４４，４５，４６の順で誤り訂正能
力は低くなる。（iii）は信号５３に付随するヘッダ４
７の構成を示しており、一定パタ−ンの同期符号と、誤
り訂正の符号化率、変調方式等の制御符号等から構成さ
れる。

【００４４】次に受信系について説明する。図６は本発
明によるディジタル放送の受信系を示すブロック図であ
る。アンテナで受信された信号は、ダウンコンバ−タで
周波数変換され、復調回路１３に入力される。復調回路
１３では、例えばＱＰＳＫ復調をおこない、復調信号６
１は、内符号誤り復号回路３３に入力される。誤り訂正
回路３３の符号化率は、符号化率設定回路３４からの設
定信号で設定されるが、初期値としては、同期・制御符
号４７（ヘッダ）の誤り訂正符号化率に設定される。従
って信号６１は、初期的にはヘッダ部だけが正確に誤り
訂正された信号６２として同期再生回路３６および符号
化率判定回路３５に入力される。

【００４５】同期再生回路３６では、ヘッダ部の固定パ
タ−ンを検出して同期を再生し、同期パルス７５を出力
する。符号化率判定回路３５では、誤り訂正されたヘッ
ダ４７を同期パルス７５で検出して誤り訂正符号化率の
デ−タを読み取り、このデ−タをもとに、符号化率設定
回路３４の復号符号化率を設定し、誤り訂正回路３３の
符号化率を切り換え、ヘッダに付随したパケットデ−タ
（情報ビット列）の誤りを訂正し、誤りが訂正された信
号６２として出力する。また、ヘッダ４７に付随したパ
ケットデ−タ（情報ビット列）の誤り訂正を終了する
と、次のヘッダ４７に書き込まれた符号化率デ−タを読
み取るため、符号化率設定回路の符号化率は、同期・制
御符号４７（ヘッダ）の誤り訂正符号化率にリセットさ
れる。このリセットのタイミングは、同期パルス７５を
もとに実行される。

【００４６】誤り訂正された信号６２は、デインタ−リ
−バ１５で、分散されたデ−タをもとに戻し、デ−タス
トリ−ム６３として外符号誤り訂正回路１６に入力され
る。誤り訂正回路１６で誤り訂正を受けた信号６４は、
デマルチプレクサ１７で１つの情報源の信号だけが選択
され、１チャンネルの信号６５として出力される。信号
６４はまた、誤り率判定回路２６にも入力され、ヘッダ
４７の同期パタ−ンあるいはデ−タ４４，４５，４６に
あらかじめ付加された固定パタ−ンと、固定パタ−ン発
生回路７３からの固定パタ−ン７４を比較して誤り率を
判定する。

【００４７】デマルチプレクサ１７からの出力信号６５
は、図３（i）で示した送信系の信号４８に相当し、送
信系のデ−タ４４，４５，４６が時間軸多重化された信
号である。デマルチプレクサ１７からの出力信号６５
は、シリアル−パラレル変換回路で、第１優先順位のデ
−タ６６（送信系ではデ−タ４４に相当）と、第２優先
順位のデ−タ６７（送信系ではデ−タ４５に相当）、第
３優先順位のデ−タ６８（送信系ではデ−タ４６に相
当）に分離される。分離されたデ−タは、デ−タ選択回
路２８，２９，３０に入力され、誤り率判定回路２６の
誤り率に応じて、どのデ−タを選択するかを決定する。
例えば、誤り率が１０^-8以下であれば全デ−タを選択し
て復号回路１８に入力し、誤り率が１０^-4〜１０^-8であ
ればデ−タ６８を切捨て、デ−タ６６とデ−タ６７を選
択して復号回路１８に入力し、誤り率が１０^-4以上の時
はデ−タ６７と６８を切捨て、デ−タ６６を復号回路１
８に入力する。

【００４８】このように、誤り訂正能力が低いデ−タを
積極的に切り捨てることで、受信信号のＳ／Ｎの劣化を
段階的に実現するグレ−スフルデグラデ−ションが可能
となる。

【００４９】図８、９に第３の実施例を示す。第１、２
の実施例と同一のブロックには同一番号をつけ、説明を
省略する。

【００５０】図８は送信系のブロック図である。内符号
誤り訂正回路９で誤り訂正を受けた信号５４は、変調回
路３７に入力される。変調回路３７の変調方式として
は、例えば、２値ＢＰＳＫ、４値ＱＰＳＫ、８値８ＰＳ
Ｋが一般的に用いられ、この変調方式を変調方式設定回
路３８で切り換える。

【００５１】ＢＰＳＫでは、単位時間あたり１ビットの
情報しか伝送できないが、信号点間のユ−クリッド距離
が大きくとれるため、伝送パワ−を一定とするとＱＰＳ
Ｋ、８ＰＳＫに比べて受信機側での誤り率は良い。これ
に対し、ＱＰＳＫは２ビット、８ＰＳＫは３ビットの情
報を伝送できるが受信機側での誤り率は劣化する。

【００５２】変調器３７では、変調方式設定回路３８か
らのデ−タをもとに階層化デ−タビットごとに変調方式
を制御し、優先順位の高い階層化デ−タは、信号点数の
少ない変調方式（例えばＢＰＳＫ）で変調して受信機側
における誤り率を向上させ、優先順位の低い階層化デ−
タは、信号点数の多い変調方式（例えばＱＰＳＫ）で変
調して単位時間あたりの伝送ビットを多くするかわりに
受信機側における誤り率は低下する。

【００５３】つまり、優先順位の高い階層化デ−タビッ
トは、情報ビット数が少ないが、変調の信号点数を少な
く設定して、優先順位の低い階層化デ−タビットは、情
報ビット数は多いが、変調の信号点数を多く設定して、
一般的には各階層の伝送ビットの伝送時間は等しくなる
ように制御する。また、同期・制御符号４７の符号化率
は、一定の変調方式に設定する。変調方式設定回路３８
から出力される設定信号と誤り変調回路３７に入力され
るビットストリ−ム５５は、同期制御符号４７により同
期をとり、階層化デ−タのヘッダ位置および各ヘッダに
付随する階層化デ−タを検出する。

【００５４】実際の例としては、ヘッダ４７にはＢＰＳ
Ｋ、デ−タ４４にもＢＰＳＫ、デ−タ４５にはＱＰＳ
Ｋ、デ−タ４６には８ＰＳＫの変調をおこない、各階層
の伝送ビットの伝送時間は同一とする。なお、変調方式
の設定は、使用するシステムでどのようにでも（ＱＡＭ
方式でもよい）設定できる。変調器１０で変調された信
号は、アンテナより送信される。

【００５５】次に受信系について説明する。図９は本発
明によるディジタル放送の受信系を示すブロック図であ
る。アンテナで受信された信号は、ダウンコンバ−タで
周波数変換され、復調回路３９に入力される。復調回路
３９の復調方式は、復調方式設定回路４０の設定信号で
設定されるが、初期値としては、同期・制御符号４７
（ヘッダ）の変調方式に設定される。従って信号６１
は、初期的にはヘッダ部だけが正確に復調された信号６
１として同期再生回路４２および変調方式判定回路４１
に入力される。

【００５６】同期再生回路４２では、ヘッダ部の固定パ
タ−ンを検出して同期を再生し、同期パルス７５を出力
する。変調方式判定回路４１では、復調されたヘッダ４
７を同期パルス７５で検出して変調方式のデ−タを読み
取り、このデ−タをもとに、復調方式設定回路４０の復
調方式を設定し、復調回路３９の復調方式を切り換え、
ヘッダに付随したパケットデ−タ（情報ビット列）を復
調し、復調信号６１として出力する。また、ヘッダ４７
に付随したパケットデ−タ（情報ビット列）の復調を終
了すると、次のヘッダ４７に書き込まれた変調方式デ−
タを読み取るため、復調方式設定回路の復調方式は、同
期・制御符号４７（ヘッダ）の変調方式にリセットされ
る。このリセットのタイミングは、同期パルス７５をも
とに実行される。

【００５７】復調された信号６１は、内符号誤り訂正回
路１４で誤り訂正される。誤り訂正された信号６２は、
デインタ−リ−バ１５で、分散されたデ−タをもとに戻
し、デ−タストリ−ム６３として外符号誤り訂正回路１
６に入力される。

【００５８】誤り訂正回路１６で誤り訂正を受けた信号
６４は、デマルチプレクサ１７で１つの情報源の信号だ
けが選択され、１チャンネルの信号６５として出力され
る。信号６４はまた、誤り率判定回路２６にも入力さ
れ、ヘッダ４７の同期パタ−ンあるいはデ−タ４４，４
５，４６にあらかじめ付加された固定パタ−ンと、固定
パタ−ン発生回路７３からの固定パタ−ン７４を比較し
て誤り率を判定する。デマルチプレクサ１７からの出力
信号６５は、図３（i）で示した送信系の信号４８に相
当し、送信系のデ−タ４４，４５，４６が時間軸多重化
された信号である。

【００５９】デマルチプレクサ１７からの出力信号６５
は、シリアル−パラレル変換回路で、第１優先順位のデ
−タ６６（送信系ではデ−タ４４に相当）と、第２優先
順位のデ−タ６７（送信系ではデ−タ４５に相当）、第
３優先順位のデ−タ６８（送信系ではデ−タ４６に相
当）に分離される。分離されたデ−タは、デ−タ選択回
路２８，２９，３０に入力され、誤り率判定回路２６の
誤り率に応じて、どのデ−タを選択するかを決定する。
例えば、誤り率が１０^-8以下であれば全デ−タを選択し
て復号回路１８に入力し、誤り率が１０^-4〜１０^-8であ
ればデ−タ６８を切捨て、デ−タ６６とデ−タ６７を選
択して復号回路１８に入力し、また、誤り率が１０^-4以
上の時はデ−タ６７と６８を切捨て、デ−タ６６を復号
回路１８に入力する。

【００６０】このように、誤り訂正能力が低いデ−タを
積極的に切り捨てることで、受信信号のＳ／Ｎの劣化を
段階的に実現するグレ−スフルデグラデ−ションが可能
となる。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、Ｃ／Ｎ低下に対する段
階的な受信特性の劣化を得るために、情報源のデ−タを
階層化し、これらの階層化デ−タビットごとに誤り訂正
の符号化率や変調方式を切り換えてデ−タの伝送をおこ
なう。例えば誤り訂正方式のブロック符号のパリティビ
ットを変えて階層化伝送を行う場合、第一優先順位のデ
−タビットに対しては情報ビット数を小さく取るかわり
にパリティビット数を大きくとり、誤り訂正能力を増大
させ、第２、第３優先順位と優先順位が下がるに従い、
情報ビット数を大きくとってパリティビット数を小さく
して、誤り訂正能力より情報ビット数を優先させる。

【００６２】受信側では、同期信号に含まれる固定パタ
−ンあるいは第２、第３優先順位の階層化デ−タビット
にあらかじめ挿入された固定パタ−ンを検出して誤り率
を測定し、受信信号の誤り率に応じて、優先順位の低い
階層化デ−タを切捨て、優先順位の高い階層化デ−タだ
けを受信信号とする。この方式を用いることにより、誤
り率が十分良いときは全優先順位の階層化デ−タビット
を情報として高画質を得、誤り率が低下するに従い、誤
り訂正能力に優れた優先順位の高い信号だけを情報とす
ることで、低いＣ／Ｎでもある一定以上の画質が得ら
れ、急激に画質が劣化することのないグレ−スフルデグ
ラデ−ションが得られる。

【００６３】また、変調方式を切り換えることによって
も、グレ−スフルデグラデ−ションを得ることができ
る。例えば、変調方式としてＰＳＫ方式を考える。ＰＳ
Ｋ方式には２値ＢＰＳＫ、４値ＱＰＳＫ、８値８ＰＳＫ
が一般的に用いられる。ＢＰＳＫでは、単位時間あたり
１ビットの情報しか伝送できないが、信号点間のユ−ク
リッド距離が大きくとれるため、伝送パワ−を一定とす
るとＱＰＳＫ、８ＰＳＫに比べて受信機側での誤り率は
良い。これに対し、ＱＰＳＫは２ビット、８ＰＳＫは３
ビットの情報を伝送できるが受信機側での誤り率は劣化
する。

【００６４】例えば、先に述べた階層化デ−タの第１優
先順位のデ−タビットをＢＰＳＫで変調し、第２優先順
位のデ−タビットをＱＰＳＫで変調し、第３優先順位の
デ−タビットを８ＰＳＫで変調して伝送する。

【００６５】受信側では、同期信号に含まれる固定パタ
−ンあるいは第２、第３優先順位の階層化デ−タビット
にあらかじめ挿入された固定パタ−ンを検出して誤り率
を測定し、受信信号の誤り率に応じて、優先順位の低い
階層化デ−タを切捨て、優先順位の高い階層化デ−タだ
けを受信信号とする。この方式を用いることにより、誤
り率が十分良いときは全優先順位の階層化デ−タビット
を情報として高画質を得、誤り率が低下するに従い、誤
り率特性に優れた優先順位の高い信号だけを情報とする
ことで、低いＣ／Ｎでもある一定以上の画質が得られ、
急激に画質が劣化することのないグレ−スフルデグラデ
−ションが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施例の送信系を示すブロック図
である。

【図２】本発明第１の実施例の受信系を示すブロック図
である。

【図３】本発明第１の実施例の信号図である。

【図４】本発明第１の実施例の受信系の受信Ｃ／Ｎと画
質の関係図である。

【図５】本発明第２の実施例の送信系を示すブロック図
である。

【図６】本発明第２の実施例の受信系を示すブロック図
である。

【図７】本発明第２の実施例の信号図である。

【図８】本発明第３の実施例の送信系を示すブロック図
である。

【図９】本発明第３の実施例の受信系を示すブロック図
である。

【図１０】従来例の送信系を示すブロック図である。

【図１１】従来例の受信系を示すブロック図である。

【図１２】従来例の受信系の受信Ｃ／Ｎと画質の関係図
である。

【符号の説明】

１，２情報源５同期・制御符号発生器６多重化器８インタ−リ−バ１５デインタ−リ−バ１７デマルチプレクサ２０デ−タ変換器２１外符号誤り訂正器２２パリティビット数設定器２３同期検出回路２４パリティビット数判定器２６誤り率判定回路２８，２９，３０デ−タ選択回路３１内符号誤り訂正器３２符号化率設定器３５符号化率判定器３７変調器３８変調方式設定器４２同期再生回路７３固定パタ−ン発生回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野田正樹神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報源から送られてくる情報デ−タに優
先順位を付けて情報デ−タの階層化を行う情報階層化手
段と、階層化デ−タにそれぞれ同期・制御符号を含むヘ
ッダを付加するデ−タ変換手段と、階層化デ−タ毎に付
加するパリティビット数を制御して優先順位の高い階層
化デ−タの誤り訂正能力を優先順位の低い階層化デ−タ
の誤り訂正能力より高く設定し、且つ各階層の情報デ−
タとパリティビットの合計が等しくなるように制御する
パリティビット数設定手段と、から少なくとも構成さ
れ、伝送パケット長を一定としてヘッダを付加して信号
を送信することを特徴とするディジタル信号送信装置。
【請求項２】請求項１に記載の送信信号を受信する受
信機において、固定パタ−ン発生回路からの固定パタ−
ンと受信信号のパタ−ンとを比較して受信信号の誤り率
を判定する誤り率判定手段と、優先順位を付けた情報デ
−タに分離された階層化デ−タが入力され、且つ誤り率
判定手段の誤り率に応じて階層化デ−タのどれを選択す
るかを決定するデ−タ選択回路と、から少なくとも構成
され、受信信号のＳ／Ｎの劣化を段階的に実現すること
を特徴とするディジタル信号受信装置。
【請求項３】請求項２において、誤り率判定手段にお
ける受信信号のパタ−ンとして、ヘッダの同期符号を用
いることを特徴とするディジタル信号受信装置。
【請求項４】請求項２または３において、受信信号の
誤り訂正手段が具備され、前記誤り訂正手段は、初期値
としてヘッダのパリティビット数に設定されてヘッダの
誤り訂正が行われ、誤り訂正されたヘッダのデ−タをも
とに各階層化デ−タのパリティビット数を設定して各階
層化デ−タの誤り訂正を行うことを特徴とするディジタ
ル信号受信装置。
【請求項５】情報源から送られてくる情報デ−タに優
先順位を付けて情報デ−タの階層化を行う情報階層化手
段と、階層化デ−タにそれぞれ同期・制御符号を含むヘ
ッダを付加するデ−タ変換手段と、階層化デ−タ毎に畳
み込み符号化を行い、その符号化率を制御して優先順位
の高い階層化デ−タの誤り訂正能力を優先順位の低い階
層化デ−タの誤り訂正能力より高く設定し、且つ各階層
の伝送ビット数が等しくなるように制御する符号化率設
定手段と、から少なくとも構成され、伝送パケット長を
一定としてヘッダを付加して信号を送信することを特徴
とするディジタル信号送信装置。
【請求項６】請求項５に記載の送信信号を受信する受
信機において、固定パタ−ン発生回路からの固定パタ−
ンと受信信号のパタ−ンとを比較して受信信号の誤り率
を判定する誤り率判定手段と、優先順位を付けた情報デ
−タに分離された階層化デ−タが入力され、且つ誤り率
判定手段の誤り率に応じて階層化デ−タのどれを選択す
るかを決定するデ−タ選択回路と、から少なくとも構成
され、受信信号のＳ／Ｎの劣化を段階的に実現すること
を特徴とするディジタル信号受信装置。
【請求項７】請求項６において、誤り率判定手段にお
ける受信信号のパタ−ンとして、ヘッダの同期符号を用
いることを特徴とするディジタル信号受信装置。
【請求項８】請求項６または７において、受信信号の
誤り訂正手段が具備され、前記誤り訂正手段は、初期値
としてヘッダの符号化率に設定されてヘッダの誤り訂正
が行われ、誤り訂正されたヘッダのデ−タをもとに各階
層化デ−タの符号化率を設定して各階層化デ−タの誤り
訂正を行うことを特徴とするディジタル信号受信装置。
【請求項９】情報源から送られてくる情報デ−タに優
先順位を付けて情報デ−タの階層化を行う情報階層化手
段と、階層化デ−タにそれぞれ同期・制御符号を含むヘ
ッダを付加するデ−タ変換手段と、階層化デ−タ毎に変
調を行い、その変調方式を制御して優先順位の高い階層
化デ−タの誤り訂正能力を優先順位の低い階層化デ−タ
の誤り訂正能力より高く設定し、且つ各階層の伝送ビッ
トの伝送時間が等しくなるように制御する変調方式設定
手段と、から少なくとも構成され、ヘッダを付加して信
号を送信することを特徴とするディジタル信号受信装
置。
【請求項１０】請求項９に記載の送信信号を受信する
受信機において、固定パタ−ン発生回路からの固定パタ
−ンと受信信号のパタ−ンとを比較して受信信号の誤り
率を判定する誤り率判定手段と、優先順位を付けた情報
デ−タに分離された階層化デ−タが入力され、且つ誤り
率判定手段の誤り率に応じて階層化デ−タのどれを選択
するかを決定するデ−タ選択回路と、から少なくとも構
成され、受信信号のＳ／Ｎの劣化を段階的に実現するこ
とを特徴とするディジタル信号受信装置。
【請求項１１】請求項１０において、誤り率判定手段
における受信信号のパタ−ンとして、ヘッダの同期符号
を用いることを特徴とするディジタル信号受信装置。
【請求項１２】請求項１０または１１において、受信
信号の復調手段が具備され、前記復調手段は、初期値と
してヘッダの復調方式に設定されてヘッダの復調が行わ
れ、復調されたヘッダのデ−タをもとに各階層化デ−タ
の復調方式を設定して各階層化デ−タの復調を行うこと
を特徴とするディジタル信号受信装置。