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公開番号2024162115
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023077340
出願日2023-05-09
発明の名称送信装置及び受信装置
出願人日本放送協会
代理人個人,個人
主分類H04J 99/00 20090101AFI20241114BHJP(電気通信技術)
要約【課題】信号分離手法SICと比較して、非線形伝送路における復号性能を向上する。
【解決手段】送信装置は、主信号とパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重して、LDM信号として送信する。受信装置は、主信号とパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重したLDM信号を受信し、UL信号の復号結果に応じて、パイロット信号処理部で得られた、非線形歪を考慮した基準点を選択し、選択した基準点を用いてLL信号の復号をする。別な態様の受信装置は、主信号とパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重したLDM信号を受信し、パイロット信号処理部で得られた、非線形歪を考慮した基準点を用いて、UL信号の復号とユークリッド距離を計算し、UL信号の復号結果に応じて、計算したユークリッド距離を選択し、ユークリッド距離を用いてLL信号の復号をする。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
２系統の伝送路符号化方式の変調信号をそれぞれ高階層及び低階層とし、２系統の前記変調信号を異なるレベルで電力を調整し合成して、主信号として出力する主信号生成部と、
ＡＲＩＢＳＴＤ―Ｂ４４に準拠した手法で高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を生成し、前記高階層用パイロット信号と前記低階層用パイロット信号とを合成して、パイロット信号として出力するパイロット信号生成部と、
前記主信号と前記パイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重する直交変調／時分割多重部と、
を備えた送信装置。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記主信号生成部は、入力された高階層用伝送情報及び低階層用伝送情報をそれぞれ誤り訂正符号化する高階層用及び低階層用の誤り訂正符号化部と、誤り訂正符号化された、前記高階層用伝送情報及び前記低階層用伝送情報を、それぞれ設定した変調方式でマッピングする高階層用及び低階層用のマッピング部と、マッピングされた、前記高階層用伝送情報及び前記低階層用伝送情報を、インジェクションレベルに応じて電力比を調整する高階層用及び低階層用の電力調整部と、電力比が調整された、前記高階層用伝送情報及び前記低階層用伝送情報を合成して前記主信号として出力する合成部と、を備えた請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
高階層用と低階層用の２系統の伝送路符号化方式の変調信号を異なる電力で合成した主信号と、高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を合成したパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調したＬＤＭ信号を受信し、該ＬＤＭ信号に直交復調処理を施してＬＤＭシンボル及びパイロット信号を抽出する直交復調部と、
前記ＬＤＭシンボルについて、高階層用のシンボルとみなし、前記ＬＤＭシンボルが取りうる全てのシンボル位置又は高階層用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す高階層信号を生成する、高階層用の対数尤度比計算部と、
前記高階層信号に対して、高階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記高階層信号の復号ビットを生成する、高階層用の誤り訂正復号部と、
前記パイロット信号を取得し、平均処理を施し、非線形歪の影響を考慮した基準点を取得するパイロット信号処理部と、
前記高階層信号の復号ビットに基づいて、前記パイロット信号から得られた前記基準点から、受信した前記ＬＤＭシンボルにおける低階層用のシンボルが取りうるシンボル位置を示す基準点を選択することにより、前記高階層信号の復号ビットに応じて低階層復号用の対数尤度比の計算に用いる基準点を決定する基準点選択部と、
前記基準点選択部により決定した前記基準点に基づいて、前記高階層信号に対応する受信した前記ＬＤＭシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す低階層信号を生成する低階層用の対数尤度比計算部と、
前記低階層信号に対して、低階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記低階層信号の復号ビットを生成する低階層用の誤り訂正復号部と、
を備えた受信装置。
【請求項４】
前記基準点選択部は、高階層用の誤り訂正復号部によって、先に復号された前記復号ビットに基づいて、前記低階層復号用の対数尤度比計算における基準点を前記パイロット信号より得られる基準点から選択し、前記低階層用の対数尤度比計算部へ通知する、請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
高階層用と低階層用の２系統の伝送路符号化方式の変調信号を異なる電力で合成した主信号と、高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を合成したパイロット信号とを同一周波数帯で直交変調したＬＤＭ信号を受信し、該ＬＤＭ信号に直交復調処理を施してＬＤＭシンボル及び前記パイロット信号を抽出する直交復調部と、
前記パイロット信号を取得し、平均処理を施し、非線形歪の影響を考慮した基準点を取得するパイロット信号処理部と、
前記パイロット信号処理部から得られる前記基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す高階層信号を生成する高階層用の対数尤度比計算部と、
前記高階層信号に対して、高階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記高階層信号の復号ビットを生成する高階層用の誤り訂正復号部と、
前記高階層信号として示される前記対数尤度比の計算に用いた、受信したＬＤＭシンボル毎の前記パイロット信号から得られた各基準点に対するユークリッド距離の情報を所定シンボル数分、更新しながら一時蓄積するユークリッド距離蓄積部と、
前記高階層用の誤り訂正復号部によって前記高階層信号について復号したＬＤＭシンボル毎に、前記高階層信号の復号ビットに基づいて、前記ユークリッド距離蓄積部に蓄積した各基準点のユークリッド距離のうち低階層信号の復号に用いる基準点のユークリッド距離を選択するユークリッド距離選択部と、
前記ユークリッド距離選択部によって前記低階層信号の復号用に選択した前記ユークリッド距離を用いて、前記高階層信号に対応する受信したＬＤＭシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示す低階層信号を生成する低階層用の対数尤度比計算部と、
前記低階層信号に対して、低階層用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記低階層信号の復号ビットを生成する低階層用の誤り訂正復号部と、
を備えた受信装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置及び受信装置に関し、特に階層分割多重（ＬＤＭ：ＬａｙｅｒｅｄＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を用いた衛星放送システムに用いられる送信装置及び受信装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
周波数利用効率の向上を目的とした無線伝送方式の一つに、異なる２つの変調信号を異なる電力で多重化し、同一周波数帯で伝送する階層分割多重方式（以下、「ＬＤＭ方式」という）がある。地上デジタル放送においてもＬＤＭ方式の利用が検討されており、ＬＤＭ方式を用いて新たな地上波放送方式を現行の地上波放送に多重するシステムが検討されている（非特許文献１、非特許文献２等）。
【０００３】
ＬＤＭ方式は、送信側では、一般的に電力の高い変調波をＵＬ（ＵｐｐｅｒＬａｙｅｒ）、電力の低い変調波をＬＬ（ＬｏｗｅｒＬａｙｅｒ）とし、ＩＬ（ＩｎｊｅｃｔｉｏｎＬｅｖｅｌ）で定める電力差を付けて両者を多重する。受信側では、初めにＵＬ信号を復調し、誤り訂正復号し、ＵＬに割り当てられるサービスを取得する。次に、ＵＬ信号の復号結果を用いて再変調によりＵＬ信号のレプリカを生成し、受信信号からこのレプリカ信号を減算することでＬＬ信号を取り出し、誤り訂正復号によりＬＬに割り当てられるサービスを取得する。このような受信処理は、ＳＩＣ（ＳｕｃｃｅｓｓｉｖｅＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）と称され、ＬＤＭ方式で一般的に用いられるＵＬとＬＬの分離処理である。
【０００４】
ＬＤＭ方式を用い、例えば、ＵＬで標準サービスを提供するため受信耐性の高い伝送パラメータを使い、ＬＬで拡張サービスを提供するため高いビットレートを実現可能な伝送パラメータを使うことで、受信環境に応じて柔軟なサービス提供が可能となる。
【０００５】
一方、衛星放送では、衛星中継器で生じる非線形歪の影響を考慮する必要がある。非線形歪が生じる衛星伝送路において、良好な伝送特性を実現するための手法の一つとしてＡＲＩＢＳＴＤ－Ｂ４４（非特許文献３）で規定する「伝送信号点配置信号」（以下、「パイロット信号」という）が挙げられる。パイロット信号を用いることで、誤り訂正復号における対数尤度比（Ｌｏｇ－ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄｒａｔｉｏ；以下、「ＬＬＲ」という）計算の基準点を、非線形歪を考慮したものに差替えることが可能となり、非線形伝送路における誤り訂正性能を向上することが可能である。主信号と同じ変調方式で既知のシンボルパターンを持つ変調シンボルをパイロット信号として用いることで、衛星伝送路で主信号が受ける非線形歪の影響を誤り訂正復号処理に反映することが可能である。
【０００６】
衛星放送システムへの適用を想定したＬＤＭ方式の白色ガウス雑音伝送路における伝送特性を計算機シミュレーションにより評価した例が非特許文献４に記載されている。非特許文献４では、ＵＬ信号の復号手法として、ＧＤ（ＧａｕｓｓｉａｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎ），ＪＤ（ＪｏｉｎｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）の２通の手法が提示され、ＩＬをパラメータとして、それぞれの復号性能を評価すると、ＩＬを小さく設定したときＧＤの復号性能がＪＤより劣化することが示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
佐藤明彦、外１１名，“次世代地上放送に向けたＬＤＭの適用に関する一検討”，映像情報メディア学会技術報告，ｖｏｌ．４１，ｎｏ．６，ＢＣＴ２０１７－３４，ｐｐ.４５－４８，２０１７年２月
岡田寛正、外６名，“地上デジタル放送に対するＬＤＭ適用時の諸問題改善に関する一考察～新放送方式受信エリア拡大手法と同期方式に関する検討～”，映像情報メディア学会技術報告，ｖｏｌ．４２，ｎｏ．２８，ＢＣＴ２０１８－７６，ｐｐ.１３－１６，２０１８年９月
高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ＩＳＤＢ－Ｓ３），ＡＲＩＢＳＴＤ―Ｂ４４２．１，２０１６年３月２５日
小泉雄貴、亀井雅，“ＬＤＭ方式を適用した衛星放送システムの検討－Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｌｅｖｅｌに応じたＵＬ信号の復号手法の評価”，電子情報通信学会技術研究報告ＳＡＴ衛星通信，ｖｏｌ．１２２，ｎｏ．１３７，ＳＡＴ２０２２－２６，ｐ．５２－５６，２０２２年７月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述した一般的な信号分離手法であるＳＩＣは、誤り訂正復号におけるＬＬＲ計算の基準点として、送信信号点に基づく基準点を用いている。非線形歪の影響を受けた受信信号からＳＩＣによりＬＬ信号を取り出した際、ＵＬ信号の復号結果に応じて、ＬＬ信号が受けている非線形歪の方向が異なる。
しかし、ＳＩＣではそれらＬＬ信号を復号する際、非線形歪方向がそれぞれ異なるＬＬ信号に対して一律にＬＬの変調方式に基づく基準点を適用するため、非線形歪の影響を考慮した復号を行うことができず復号性能が劣化してしまう。
【０００９】
本発明は、ＬＤＭ方式を適用した衛星放送システムの誤り訂正復号において、非線形歪に対して良好な伝送特性を実現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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係る第１の態様は、２系統の伝送路符号化方式の変調信号をそれぞれ高階層及び低階層とし、２系統の前記変調信号を異なるレベルで電力を調整し合成して、主信号として出力する主信号生成部と、
ＡＲＩＢＳＴＤ―Ｂ４４に準拠した手法で高階層用パイロット信号及び低階層用パイロット信号を生成し、前記高階層用パイロット信号と前記低階層用パイロット信号とを合成して、パイロット信号として出力するパイロット信号生成部と、
前記主信号と前記パイロット信号とを同一周波数帯で直交変調し、時分割多重する直交変調／時分割多重部と、
を備えた送信装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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