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公開番号2022179970
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-12-06
出願番号2021086818
出願日2021-05-24
発明の名称送信装置
出願人日本放送協会
代理人個人
主分類H04J 99/00 20090101AFI20221129BHJP(電気通信技術)
要約【課題】2種類のデータキャリアをそれぞれ高階層及び低階層として定め、同一周波数帯域、且つ同一シンボルレートで伝送路特性の非線形歪を軽減させるように制御して合波した変調波信号を生成し伝送する送信装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施例の送信装置1は、高階層用IQ信号を生成する機能部(11)と、低階層用IQ信号を生成する機能部(12)と、低階層用IQ信号の各信号点に対し動的に所定量振幅を調整する補正処理を施す機能部(18)と、補正処理後の低階層用IQ信号を小電力化する機能部(13)と、高階層用IQ信号と小電力化した低階層用IQ信号とを合波し階層多重化IQ信号を生成する機能部(14)と、各機能部の同期制御を行う同期制御部(15)と、階層多重化IQ信号に対し波形整形を施すフィルタ部(16)と、波形整形後の階層多重化IQ信号を基に変調波信号を生成し伝送する直交変調部(17)と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
2種類のデータキャリアをそれぞれ高階層及び低階層として定め、当該2種類のデータキャリアについて同一周波数帯域、且つ同一シンボルレートで伝送路特性の非線形歪を軽減させるように制御して合波した変調波信号を生成し伝送する送信装置であって、
前記高階層とするデータキャリアとして伝送するための高階層データを入力し、当該高階層データに対し高階層用に予め定めた符号化率のブロック符号による誤り訂正パリティを付加して符号化データを形成する符号化処理を施した後、高階層用に予め定めた変調方式に基づくIQ平面上のマッピングを施して高階層用IQ信号を生成する高階層用符号化・変調部と、
前記低階層とするデータキャリアとして伝送するための低階層データを入力し、当該低階層データに対し低階層用に予め定めた符号化率のブロック符号による誤り訂正パリティを付加して符号化データを形成する符号化処理を施した後、低階層用に予め定めた変調方式に基づくIQ平面上のマッピングを施して低階層用IQ信号を生成する低階層用符号化・変調部と、
前記低階層用IQ信号の各信号点に対し、時間軸上で対応する高階層用IQ信号の信号点の振幅を基準に動的に所定量振幅を調整する補正処理を施して、振幅補正した第2の低階層用IQ信号を生成する低階層用振幅可変部と、
前記第2の低階層用IQ信号の平均振幅レベルを前記高階層用IQ信号の平均振幅レベルよりも一律に所定量小さい振幅に変更する、若しくは前記高階層用IQ信号の平均振幅レベルを前記第2の低階層用IQ信号の平均振幅レベルよりも一律に所定量大きい振幅に変更することで振幅調整する振幅調整部と、
当該振幅調整後の高階層用IQ信号及び第2の低階層用IQ信号を、同一周波数帯域、且つ同一シンボルレートで合波する形式で多重することにより、階層多重化IQ信号として新たなIQ信号を生成する合波部と、
前記高階層用符号化・変調部、前記低階層用符号化・変調部、前記低階層用振幅可変部、前記振幅調整部、及び前記合波部の同期制御を行う同期制御部と、
前記階層多重化IQ信号に対し波形整形を施し第2の階層多重化IQ信号を生成するルートロールオフフィルタ部と、
前記第2の階層多重化IQ信号に対し、デジタル/アナログ変換処理を施し、当該高階層用に予め定めた変調方式による直交変調処理に基づく変調波信号を生成し伝送するD/A変換・直交変調部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
続きを表示(約 530 文字)【請求項2】
前記同期制御部は、前記低階層用振幅可変部による当該補正処理を同期制御する際に、前記低階層用符号化・変調部により一旦生成した低階層用IQ信号の各信号点に対し、時間軸上で対応する高階層用IQ信号の各信号点の振幅を基準に前記階層多重化IQ信号が所定量より大きい振幅になるときに、前記所定量内に収まる振幅まで小さくするように変化させる補正処理を施すよう同期制御する機能を有することを特徴とする、請求項1に記載の送信装置。
【請求項3】
前記同期制御部は、受信側で当該低階層及び高階層の各データキャリアの受信に必要とされるそれぞれの所要C/Nを満たし、且つ受信した前記第2の階層多重化IQ信号に対する前記高階層用IQ信号のベクトル演算による差分により前記低階層用IQ信号を識別可能とする範囲内で振幅を小さくするように変化させる補正処理を施すよう同期制御する機能を有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。
【請求項4】
前記D/A変換・直交変調部は、前記変調波信号を衛星放送の伝送路上に介在する衛星中継器に向けて送信するように構成されていることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の送信装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、2種類のデータキャリアを1つのチャンネルで多重する階層化伝送を行うデジタル放送の伝送システムに関し、特に、2種類のデータキャリアをそれぞれ高階層及び低階層として定め、当該2種類のデータキャリアについて同一周波数帯域、且つ同一シンボルレートで合波した変調波信号を生成し伝送する送信装置に関する。
続きを表示(約 2,000 文字)【背景技術】
【0002】
デジタル放送には、大別して衛星放送と地上放送とがあり、それぞれに固有の特徴を持つ伝送路を経由して信号伝送が行われる。
【0003】
まず、衛星放送におけるデジタル信号の変調方式には、π/2シフトBPSKを含むBPSK、π/4シフトQPSKを含むQPSK、8PSK、16APSK、若しくは32APSKなどがあり、送信装置及び受信装置間の信号伝送に用いるキャリア方式は、シングルキャリア方式となっている。また、衛星放送における送信装置及び受信装置間の伝送路上には衛星中継器が介在するものとなっている。衛星中継器は、主に、入力フィルタである入力マルチプレクサフィルタ(以下、「IMUXフィルタ」と称する)、進行波管増幅器(以下、「TWTA」と称する)、及び出力フィルタである出力マルチプレクサフィルタ(以下、「OMUXフィルタ」と称する)で構成される。
【0004】
IMUXフィルタは、衛星放送における各チャンネルに対応した帯域通過フィルタであり、地上の送信装置によってアップリンク送信された変調波信号を受信して、その変調波信号から1チャンネル分ごとに帯域抽出を行い、チャンネル毎のTWTAに出力する。
【0005】
TWTAは、IMUXフィルタによって帯域抽出した各チャンネルの帯域成分について利得制御(電力増幅)を行い、OMUXフィルタに出力する。
【0006】
OMUXフィルタは、各チャンネルに対応した帯域通過フィルタであり、TWTAによって電力増幅した各チャンネルの帯域成分について不要周波数成分を抑圧し、OMUXフィルタの後段に設けられる合成器(図示せず)により全チャンネル分を合成した変調波信号を放送波信号として生成し、地上の受信装置に向けてダウンリンク出力する。
【0007】
ところで、TWTAは、入出力振幅や位相偏移特性等の影響により、所望のIQ信号点(理想IQ信号点)からずれが発生する。また、IMUXフィルタやOMUXフィルタは、周波数振幅や群遅延特性等の影響によりシンボル間干渉が起きることにより、所望のIQ信号点から広がりが発生する。このため、衛星中継器が介在する伝送路上ではこれらIQ信号点のずれや広がりが相互に影響し合って伝送路特性の非線形歪を生じさせ、結果として所要C/Nが増大し、伝送品質の劣化に繋がることが知られている(例えば、非特許文献1参照)。
【0008】
一方、地上放送におけるデジタル信号の変調方式には、QPSK、16QAM、若しくは64QAMなどがあり、送信装置及び受信装置間の信号伝送に用いるキャリア方式は、OFDMよりフレーム化されたマルチキャリア伝送となっている。また、地上放送の主な特徴として伝送路におけるマルチパスフェージングの影響があるが、送信装置の後段及び地上中継設備における増幅器は、線形領域で動作させることができるため、衛星放送の場合とは異なり変調波信号の線形伝送が可能である。
【0009】
近年、次世代に向けた地上放送では、2種類のデータキャリアを1つのチャンネルで多重する階層化伝送(以下、「LDM」と称する)方式が検討されている。具体的には、LDMの一例として、現行ISDB‐Tのデータキャリア(以下、「2K階層」と称する)と、次世代放送のデータキャリア(以下、「4K階層」と称する)とを1つのチャンネルで多重することが検討されている(例えば、非特許文献2参照)。ここで、非特許文献2に開示されているLDMは、次のような仕組みとなっている。送信側では、2K階層に対して4K階層をより小さい電力(即ち、振幅)で多重することで、高階層(2K)と低階層(4K)の2つの電力差(即ち、振幅差)を利用して伝送するものとする。そして、受信側では、まず高階層から復調及び復号することにより2Kのデータ信号を得る。続いて、受信側では、復号されたこの2Kのデータ信号を基に再符号及び再変調した高階層(2K)信号を生成し、高階層(2K)と低階層(4K)の両方を含むデータ信号から、当該再符号及び再変調した高階層(2K)信号をベクトル演算により差し引くことによって低階層(4K)の信号を得るようにしている。
【0010】
そこで、衛星放送においても上記LDM方式の技術を取り入れて、信号伝送の効率化を図ることが可能である(例えば、非特許文献3参照)。しかし、非特許文献3に示されているように、衛星中継器が介在する伝送路の非線形歪(特に、TWTAの非線形特性)がとりわけ低階層の信号成分に与える影響が大きくなる課題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
(【0011】以降は省略されています)

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