JP4622174B2 - Receiver - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上波や衛星波により送信されたデジタル信号を受信する受信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
デジタルデータを伝送する場合、送信側では伝送データに対して誤り訂正符号化をした後にデジタル変調して信号の送信を行い、受信側ではデジタル復調した後に誤り訂正符号の復号をして伝送データを再生している。デジタルデータの伝送システムでは、このような誤り訂正符号を伝送データに付加することにより、信頼性の高いデータ伝送が行われる。
【0003】
一般に、エラー訂正符号は、低C/N環境においてもエラー訂正効果が期待できる畳み込み符号と、ある程度以上のエラー率が保証されている場合にエラーを完全に除去することができるブロック符号とを連接して用いることが多い。特に、ブロック符号の一つであるリードソロモン(RS)符号は、畳み込み符号の復号処理であるビタビ復号と親和性がよいため、広く用いられている。
【0004】
また、デジタル衛星放送を受信する場合、アンテナを設置しなければならないが、そのアンテナの向きを電波が送信されてくる方向に調整する必要がある。つまり、アンテナの向きを衛星の方向に設置しなければならない。一般にデジタル衛星放送のアンテナは屋外に設置されるため、アンテナを設置する時点で確実に調整をしておかなければならない。このアンテナの方向は、通常、伝送データが受信できるかできないかを監視しながら、方向の調整が行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、晴天時などのC/Nが高い環境下では伝送で生じるエラー自体が少ない。従って、アンテナの向きが多少衛星の方向からずれていたとしても、その方向ずれによるエラー成分がRSデコーダにより完全に訂正される。そのため、アンテナの設置を晴天時に行い、さらに、伝送データが受信できるかできないかを判断することによりアンテナの向きの調整を行った場合、アンテナの向きを正確に衛星の方向に調整することができない。
【0006】
しかしながら、アンテナの向きを正確に調整していないと、たとえ晴天時には受信ができていたとしても、降雨や降雪など受信電界が低い環境となりC/Nが低下した場合には、伝送データ内のエラー数が増大し、エラー訂正不能な受信状態となってしまう。
【0007】
従って、アンテナの方向を調整する場合、伝送データが単に受信ができたかどうかだけで判断するのではなく、調整当初から最適な受信状態となるように余裕を持った状態でアンテナを設置しなければならない。
【0008】
また、デジタル地上波放送や携帯電話のように移動体メディアを介して伝送される伝送データの送受信をする場合、一般に、1つの基地局によりカバーされるサービスエリアが規定され、そのサービスエリア内にいる場合には当該基地局との間で送受信が行われる。移動体受信機は、このサービスエリアの内側で受信をしてさえいれば、たとえサービスエリアの周縁にいても、上述したようにRS符号によるエラー訂正を行っているため、RSデコーダにより伝送誤りを完全に訂正され、伝送データの送受信が可能となる。しかしながら、一旦サービスエリアから外れると、エラー訂正能力を超えた数のエラーバイトが発生し、とたんに劣悪な受信状態となってしまう。ユーザとしては、サービスエリアから外れそうであれば、例えば、アンテナの調整をしたり、予め次のサービスエリアの受信チャネルに合わせておくという対応をとることができる。従って、現在の受信状態が受信できない状態となるまでにどの程度余裕があるのかをユーザに通知することが望まれる。
【0009】
本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、リードソロモン符号が付加された後に畳み込み符号化がされた伝送データを受信する受信装置であって、簡易な構成で正確に受信信号の受信状態を検出する受信装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る受信装置は、所定の搬送波信号に対してデジタル変調されたデータであって、リードソロモン符号が付加された後に畳み込み符号化がされた伝送データを含む信号を受信する受信装置において、受信した受信信号から伝送データを復調する復調手段と、上記復調手段により復調された伝送データを伝送方式に従って復号する伝送路復号手段と、上記伝送路復号手段から出力された伝送データをビタビ復号するビタビ復号手段と、上記ビタビ復号手段から出力された伝送データから演算されたシンドロームを用いた誤り位置多項式を解くことによって、上記伝送データを複数のブロックに分割した各ブロック中のエラーが発生している位置を特定するエラーフラグをブロック毎に検出し、当該伝送データの検出したエラーを訂正するエラー訂正を行うと共に、上記各ブロック中に9バイト未満のエラーバイトが存在している場合には、検出されたブロック毎のエラーフラグと、アクティブであるときに上記各ブロックの先頭バイト位置を示す同期信号とを出力し、上記各ブロック中に9バイト以上のエラーバイトが存在している場合に、当該ブロックを訂正することが不可能なことを示すエラー訂正不能フラグと、アクティブであるときに各ブロックの先頭バイト位置を示す同期信号とを出力するリードソロモン復号手段と、エラー訂正が可能なブロックに関しては、上記リードソロモン復号手段によって出力されたブロック毎のエラーフラグを上記同期信号に同期してカウントし、カウントして得られるブロック毎の総エラーバイト数を、エラー訂正が不可能なブロックに関しては、上記リードソロモン復号手段によって出力された同期信号がアクティブのときに、当該各ブロックを訂正することが不可能なことを示す上記リードソロモン復号手段から出力されたエラー訂正不能フラグをそれぞれ出力する受信状態検出手段と、上記受信状態検出手段から出力された上記各ブロック内に発生した総エラーバイト数と、予め定められた閾値とを比較し、当該比較の結果、総エラーバイト数が閾値よりも大きい場合にはHを、総エラーバイト数が閾値よりも小さい場合にはLをそれぞれ出力する複数の比較器と、上記各比較器から出力された出力と、上記エラー訂正不能フラグとの論理和を演算する、上記比較器と同数のOR回路とを備える表示手段とを備えることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として、本発明を適用したデジタル衛星放送(BSデジタル放送)の受信装置について説明する。
【0013】
BSデジタル放送の受信装置1は、図1に示すように、チューナ11と、復調部12と、ビタビ復号部13と、伝送路復号部14と、RS復号部15と、受信状態検出部16と、受信状態表示部17と、アンテナ制御部18とを備えて構成されている。
【0014】
アンテナ2は、いわゆるアダプティブアンテナと称される受信方向を制御することが可能なアンテナである。
【0015】
チューナ11には、アンテナ2により受信されたRF信号が入力される。チューナ11は、増幅、周波数変換、フィルタリング等を行い、IF信号を出力する。出力されたIF信号は、復調部12に供給される。
【0016】
復調部12は、IF信号に対して、デジタル直交復調を行い、直交変調信号であるI,Q信号を出力する。出力されたI,Q信号はビタビ復号部13に供給される。
【0017】
ビタビ復号部13は、畳み込み符号化がされている伝送データに対してビタビ復号を行う。ビタビ復号がされた伝送データは、伝送路復号部14に供給される。
【0018】
伝送路復号部14は、デインタリーブ、逆エネルギー拡散、TMCC(Transmission and Multiplexing Configration Control)信号の復号処理等の伝送路方式に従った伝送路復号処理を行う。伝送路復号処理がされた伝送データは、RS復号部15に供給される。
【0019】
RS復号部15は、204バイトからなるRSブロック単位で、RS(204,188)のRS復号を行って、RSブロック内に存在するエラーバイトを訂正し、トランスポートパケット(TSP)を出力する。出力されたトランスポートパケットは、本受信装置1の後段に設けられるMPEGデコーダ等に供給される。
【0020】
デジタル衛星放送の場合、188バイトの1トランスポートパケットに対して16バイトのパリティを付加したリードソロモン符号化処理が行われる。このRS(204,188)のRS符号化処理は、RS(244,239)の縮退符号である。RS(204,188)のリードソロモン符号は、1ブロック(204バイト)中に存在する8バイトまでのエラーを訂正することができる。すなわち、このRS(204,188)のエラー訂正能力は8バイトであり、1RSブロック(204バイト)内に9バイト以上のエラーが存在していた場合には、そのブロックは訂正することができない。
【0021】
ここで、RS符号の復号は、以下のようなアルゴリズムで行われる。
ステップ1 誤りが付加されている受信符号語からシンドロームを計算する。
ステップ2 誤り位置多項式係数を求める。
ステップ3 誤り位置多項式を解く。
ステップ4 誤りパターンを求める。
ステップ5 受信符号語から誤りパターンを減算する。
【0022】
RS復号アルゴリズムでは、誤り位置多項式を解く際(ステップS3)に、1RSブロック(204バイト)中のどの位置のバイトにエラーが発生しているかを特定している。RS復号部15では、この誤り位置多項式を解くことによって得られるエラー位置情報、つまり、1RSブロック中のどのバイト位置にエラーがあったかを特定する情報(以下、エラーフラグ(Error Flag)という。)を、各ブロック毎に検出し、受信状態検出部16に供給している。
【0023】
また、RS復号アルゴリズムでは、1RSブロック(204バイト)中に9バイト以上のエラーバイトが存在していると、そのRSブロックは訂正することはできないが、そのブロックのエラーを訂正できないこと、つまり、9バイト以上のエラーバイトが存在していることは検出することができる。RS復号部15は、1ブロック内に9バイト以上のエラーバイトが存在して、誤り訂正能力を超えた誤りがブロック内に存在する場合には、エラー訂正不能フラグを、受信状態検出部16に供給する。
【0024】
また、さらに、RS復号部15は、RSブロックの先頭バイト位置を示す同期信号(Sync)も、受信状態検出部16に供給する。
【0025】
受信状態検出部16は、上記エラーフラグ(Error Flag),エラー訂正不能フラグ,同期信号(Sync)が入力され、これらの情報に基づきアンテナ2により受信されている受信信号の受信状態を検出する。
【0026】
表示部17は、受信状態検出部16による検出結果に基づき、受信信号の受信状態をユーザに表示する。
【0027】
アンテナ制御部18は、受信状態検出部16による検出結果に基づき、アダプティブアンテナとして機能するアンテナ2の受信方向を制御する。このアンテナ制御部18は、受信状態検出部16による検出結果が最も良好となるように、アンテナ2の方向を最適な位置へと制御する。
【0028】
つぎに、受信状態検出部16及び表示部17についてさらに説明をする。図2に、受信状態検出部16及び表示部17の構成図を示す。また、図3に受信状態検出部16内の各信号のタイムチャートを示す。
【0029】
受信状態検出部16には、図3(A)に示すようなRSブロックの先頭バイト位置を示す同期信号(Sync)と、図3(B)に示すようなRSブロック中のどのバイトにエラーバイトがあったかを特定するエラーフラグ(Error Flag)と、図3(C)に示すような誤り訂正能力を超えた誤りがRSブロック内に存在することを示すエラー訂正不能フラグとが、RS復号部15から入力される。
【0030】
受信状態検出部16は、エラーカウンタ20と、第1のセレクタ21と、エラーレジスタ22と、第2のセレクタ23と、エラー訂正不能フラグレジスタ24とを備えて構成されている。
【0031】
エラーカウンタ20のイネーブル端子(EN)には、エラーフラグ(Error Flag)が入力される。また、ロード端子(LD)には同期信号(Sync)が入力され、ロードデータ端子(LDData)にはエラーフラグ(Error Flag)が入力される。このエラーカウンタ20は、イネーブル端子(EN)がアクティブ(H)となると、内部カウント値(Q)を1インクリメントする。また、ロード端子(LD)がアクティブ(H)となると、ロードデータ端子(LDData)に入力されている値を、内部カウント値(Q)としてロードする。
【0032】
すなわち、エラーカウンタ20は、図3(D)に示すように、同期信号(Sync)の発生バイト位置から次の同期信号の直前のバイト位置までの間に、イネーブル端子(EN)に入力されるエラーフラグ(Error Flag)がアクティブとなった回数をカウントする。つまり、エラーカウンタ20は、1RSブロック内に発生したエラーバイトの数をカウントする。なお、このエラーカウンタ20では、同期信号(Sync)がアクティブ(H)となっているバイト位置(つまり、RSブロックの先頭バイト位置)で、エラーフラグがアクティブ(H)となっても、そのエラーフラグをカウントすることができない。そのため、このエラーカウンタ20では、エラーフラグ(Error Flag)をロードデータ端子(LDData)に入力することによって、同期信号(Sync)がアクティブ(H)で且つエラーフラグ(Error Flag)がアクティブ(H)になっているときにはカウント値(Q)に“1”をロードし、同期信号(Sync)がアクティブ(H)で且つエラーフラグ(Error Flag)がアクティブではないとき(L)にはカウント値(Q)に“0”をロードするようにしている。
【0033】
第1のセレクタ21には、エラーカウンタ20のカウント値(Q)及び後段のエラーレジスタ22の格納値とが入力される。第1のセレクタ21は、同期信号(Sync)の状態に応じて、いずれか一方の信号を選択して出力する。第1のセレクタ21は、同期信号(Sync)がアクティブ(H)のときには、エラーカウンタ20のカウント値を選択して出力する。第2のセレクタ21は、同期信号がアクティブでないとき(L)には、後段のエラーレジスタ22の格納値を選択して出力する。第1のセレクタ21から出力された値は、エラーレジスタ22に格納される。
【0034】
すなわち、第1のセレクタ21及びエラーレジスタ22では、同期信号がアクティブ(H)のとき(つまり、RSブロックの先頭バイト位置)には、エラーカウンタ20によるカウント値をエラーレジスタ22に格納し、それ以外のタイミングでは、エラーレジスタ22の内部の格納値を保持している。つまり、エラーレジスタ22には、図3(E)に示すように、前のRSブロックに発生した総エラーバイト数が保持される。
【0035】
第2のセレクタ23には、エラー訂正不能フラグ及び後段のエラー訂正不能フラグレジスタ24の格納値とが入力される。第2のセレクタ23は、同期信号(Sync)の状態に応じて、いずれか一方の信号を選択して出力する。第2のセレクタ23は、同期信号(Sync)がアクティブ(H)のときには、RS復号部15から出力されたエラー訂正不能フラグを選択して出力する。第2のセレクタ21は、同期信号がアクティブでないとき(L)には、後段のエラー訂正不能フラグレジスタ24の格納値を選択して出力する。第2のセレクタ23から出力された値は、エラーレジスタ23に格納される。
【0036】
すなわち、第2のセレクタ23及びエラー訂正不能フラグレジスタ24では、同期信号(Sync)がアクティブ(H)のとき(つまり、RSブロックの先頭バイト位置)に、RSデコーダ15から入力されたエラー訂正不能フラグの値(“1”又は“0”)をエラー訂正不能フラグレジスタ24に格納し、それ以外のタイミングでは、エラー訂正不能フラグレジスタ24の内部の格納値を保持している。つまり、エラー訂正不能フラグレジスタ24には、図3(F)に示すように、当該RSブロックがエラー訂正が不能であるかどうかを示す値(“0”又は“1”)が保持される。なお、RS復号部15は、RSブロックのエラー訂正が不能であるのであれば、少なくとも当該RSブロックの先頭のバイト位置でアクティブ(H)となるエラー訂正不能フラグを出力する。
【0037】
以上のように受信状態検出部16では、RSブロック毎に、当該RSブロック内に発生した総エラーバイト数X、並びに、当該RSブロックがエラー訂正が不能であるかどうかを示すフラグYが出力されることとなる。
【0038】
このようなエラーバイト数X及びエラー訂正不能フラグYは、表示部17及びアンテナ制御部18に供給される。
【0039】
表示部17は、第1〜第nの比較器25−1〜25−nと、第1〜第nのOR回路26−1〜26−nと、第1〜第(n+1)の表示部27−1〜27−(n+1)とを備えて構成されている。
【0040】
第1〜第nの比較器25−1〜25−nは、入力端子Aと入力端子Bとが設けられており、入力端子Aに入力された値と入力端子Bに入力された値とを比較し、入力端子Aに入力された値の方が入力端子Bに入力された値より大きい場合には出力をHighとし、入力端子Bに入力された値の方が入力端子Aに入力された値より大きい場合には出力をLowとする。各比較器25−1〜2−nの入力端子Aには、レジスタ24に保持されているRSブロック内に発生した総エラーバイト数Xが入力される。また、第1の比較器25−1の入力端子Bには第1の比較値C1が入力され、第2の比較器25−2の入力端子Bには第2の比較値C2が入力され、第3の比較器25−3には第3のの比較値C3、以下同様に第4〜第nの比較値C4〜Cnが各比較器に入力される。比較値C1〜Cnは、RSブロック内に発生するエラー量を所定数のレベルに分割するための、各レベル間の閾値であり、各比較値は、C1<C2<C3<…<Cnの条件で適当に定められる。例えば、nが8であるのであれば、C1〜Cnは、0〜8に設定される。
【0041】
すなわち、第1〜第nの比較器25−1〜25−nは、レジスタ24に保持されているRSブロック内に発生した総エラーバイト数Xと、各比較値C1〜Cnとを比較し、各比較値C1〜Cnよりもエラーバイト数Xの方が大きければ出力をHighとし、各比較値C1〜Cnよりもエラーバイト数Xの方が小さければ出力をLowとする。第1の比較器25−1の出力は第1のOR回路26−1に入力され、第2の比較器25−2の出力は第2のOR回路26−2に入力され、同様に、以後各比較器25−3〜25−nの出力は、対応するOR回路26−3〜26−nに入力される。
【0042】
第1〜第nのOR回路26−1〜26−nは、各比較器25−1〜25−nの出力と、エラー訂正不能フラグYとのOR論理演算を行う。
【0043】
第1の表示部27−1は、第1のOR回路26−1の出力がHighのときに発光し、第1のOR回路26−1の出力がLowのときに消灯する。第2の表示部27−2は、第2のOR回路26−2の出力がHighのときに発光し、第2のOR回路26−2の出力がLowのときに消灯する。第3の表示部27−3〜第nの表示部27−nも同様に、対応するOR回路26−3〜26−nの出力がHighのときに発光し、Lowのときに消灯する。また、第(n+1)の表示部27−(n+1)は、エラー訂正不能フラグYがHighのときに点灯し、エラー訂正不能フラグYがLowのときに消灯する。そして、これらの第1から第(n+1)までの表示部27−1〜27−(n+1)は、本受信装置1の筐体の外部等のユーザから目視できる場所に、順番に一列に並べられて設置されている。
【0044】
以上のような構成の表示部17の動作について説明する。
【0045】
総エラーバイト数Xは、各比較器25−1〜25−nにより各比較値C1〜Cnと比較されることとなる。総エラーバイト数Xが比較値C1以下の場合には、全比較器25−1〜25−nの出力はLowとなる。総エラーバイト数Xが比較値C1より大きくC2以下の場合には、第1の比較器25−1の出力のみがHighとなり、それ以外の比較器の出力はLowとなる。総エラーバイト数Xが比較値C2より大きくC3以下の場合には、第1の比較器25−1〜第2の比較器25−2の出力がHighとなり、それ以外の比較器の出力はLowとなる。同様に、XがC3〜C4の場合には第1から第3の比較器25−1〜25〜3がHigh、XがC4〜C5の場合には第1から第4の比較器25−1〜25〜4がHigh、・・・、そして、XがCnより大きい場合には第1から第nの比較器25−1〜25−nすべての出力がHighとなる。
【0046】
また、RS復号部15は、1つのTSパケット内に9バイト以上の誤りが存在し、エラー訂正をしきれないTSパケットに対しては、エラー訂正不能フラグを受信状態検出部16に発行する。エラー訂正不能フラグが発行されると、第1から第(n+1)までの全ての表示部27が点灯する。
【0047】
以上の結果、各表示部27−1〜27−(n+1)は、図4に示すように表示が行われる。
【0048】
すなわち、伝送状態が良好な場合には表示部が全て消灯した状態となり、以後、伝送状態が悪化するに連れて点灯した表示部が1つずつ増加していく。そして、伝送状態が悪化して、エラー訂正を行いきれないTSパケットが発生すると、そのTSパケットに関しては、強制的に全ての表示部が点灯される。
【0049】
以上のように、本発明の実施の形態の受信装置1では、リードソロモン復号によるエラー訂正処理過程において求められるエラー位置情報に基づきリードソロモンブロックに対するエラー数を検出し、上記エラー数に基づきエラー訂正能力に対する余裕度をリードソロモンブロック毎に求め、上記余裕度を上記受信信号の受信状態として表示している。
【0050】
このため、本発明の実施の形態の受信装置1では、例えば、現在の受信状態が劣悪となるまでに、どの程度余裕があるかどうかを定量的にユーザに通知でき、ユーザはこの通知があることにより、受信状態が完全に劣悪となる前に、その対応をとることができる。
【0051】
また、本発明の実施の形態の受信装置1では、リードソロモン復号によるエラー訂正処理過程において求められるエラー位置情報に基づきリードソロモンブロックに対するエラー数を検出し、上記エラー数に基づきエラー訂正能力に対する余裕度をリードソロモンブロック毎に求め、上記余裕度を受信状態としてアンテナ制御部18に出力している。そのため、アンテナ制御部17は、受信状態が良いのか悪いのかを定量的に知ることができ、例えば、アンテナの方向設定している際に、その方向を最適とすることができる。
【0052】
特に、本発明の実施の形態の受信装置1では、ビタビ復号処理をした後のリードソロモン復号処理時において、受信状態を検出している。そのため、全システムに対する受信状態を正確に把握することができる。さらに、伝送路の特性を示すエラーレートカーブ(C/Nに対するエラーレートを示すカーブ)は、通常、C/Nが大きくなればなるほど、エラーレートの変化が急峻となる。そのため、ビタビ復号処理後は低エラーレートととなり、ビタビ復号後の残留誤りは、C/Nの微少変動に対しても急峻に変動する。そのため、例えばアンテナの方向に対する出力感度が非常に高くなり、最適なアンテナの方向を正確に把握することができる。
【0053】
なお、以上デジタル衛星放送の受信装置を例にとって実施の形態を説明したが、本発明はデジタル衛星放送の受信装置に限らず、畳み込み符号及びリードソロモン符号を用いたエラー訂正処理を行う伝送を行うシステムであれば、どのようなシステムにも適用することができる。例えば、デジタル携帯電話システム等にも適用することができる。
【0054】
また、受信状態をユーザに通知する手段は、表示して通知するものに限らず、エラー訂正処理にどの程度余裕があるかどうかを定量的にユーザに通知することができればどのような手段であってもよい。例えば、アンテナ調整時やユーザにより所定のボタン等を押したときに音声や文字で通知しても良い。また、表示内容も、図4に示すようなボリューム表示に限らず、例えば、図5に示すように、複数の表示灯が一列に並んでおり、受信状態が悪化すると、点灯位置が一つずつずれていくような表示方式でもよい。なお、このような表示方式の場合には、図6に示すように、OR回路26−1〜26−nに換えて、AND回路28−1〜28−nと、反転回路29−1〜29−nと、OR回路30−1〜30−(n−1)を用い、制御回路を構成すればよい。
【0055】
【発明の効果】
本発明にかかる受信装置では、リードソロモン復号によるエラー訂正処理過程において求められるエラー位置情報に基づきリードソロモンブロックに対するエラー数を検出し、上記エラー数に基づきエラー訂正能力に対する余裕度を求め、上記余裕度を上記受信信号の受信状態として出力する。
【0056】
このため本発明にかかる受信装置では、受信信号の受信状態を、簡易な構成で且つ正確に検出することができる。検出した受信状態は、例えば、ユーザに通知したり、アダプティブアンテナの方向制御に用いることができる。特に、本発明で検出する受信信号の受信状態は、リードソロモンによるエラー訂正能力に対するエラー発生数の余裕度に基づき直接求められている。そのため、例えば、現在の受信状態が劣悪となるまでに、どの程度余裕があるかどうかを知ることができる。従って、ユーザは、受信状態が完全に劣悪となる前に、その対応をとることができる。例えば、受信ができている状態であっても、その中でさらに受信状態が良いか悪いかを検出することができ、この検出結果に基づき、アンテナの方向を最適としたり、或いは、予め受信チャネルの切換等をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のデジタル衛星放送受信装置のブロック構成図である。
【図2】上記受信装置の受信状態検出部の構成を説明するための図である。
【図3】上記受信状態検出部内の信号タイミングを説明するための図である。
【図4】伝送状態をユーザに通知するための表示内容を説明するための図である。
【図5】上記伝送状態の他の表示例を説明するための図である。
【図6】上記図5で示した他の表示例で表示を行うための受信状態表示制御部の構成例を説明するための図である。
【符号の説明】
1 受信装置、2 アンテナ、11 チューナ、12 復調部、13 ビタビ復号、14 伝送路復号部、15 RS復号部、16 受信状態検出部、17 表示部、18 アンテナ制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a receiving apparatus that receives a digital signal transmitted by a ground wave or a satellite wave.
[0002]
[Prior art]
When transmitting digital data, the transmission side performs error correction coding on the transmission data and then digitally modulates and transmits the signal, and the reception side performs digital demodulation and then decodes the error correction code and transmits the transmission data. Playing. In a digital data transmission system, data transmission with high reliability is performed by adding such an error correction code to transmission data.
[0003]
In general, an error correction code is a concatenation of a convolutional code that can be expected to have an error correction effect even in a low C / N environment and a block code that can completely eliminate an error when an error rate of a certain level is guaranteed. Often used. In particular, a Reed-Solomon (RS) code, which is one of block codes, is widely used because of its good affinity with Viterbi decoding, which is a decoding process for convolutional codes.
[0004]
In addition, when receiving digital satellite broadcasting, an antenna must be installed, but the direction of the antenna needs to be adjusted to the direction in which radio waves are transmitted. In other words, the antenna must be installed in the direction of the satellite. Since digital satellite broadcasting antennas are generally installed outdoors, it is necessary to make adjustments at the time of installation of the antennas. The direction of the antenna is normally adjusted while monitoring whether transmission data can be received or not.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in an environment with a high C / N, such as in fine weather, there are few errors in transmission. Therefore, even if the direction of the antenna is slightly deviated from the direction of the satellite, the error component due to the direction deviation is completely corrected by the RS decoder. Therefore, when the antenna is installed on a clear day and the direction of the antenna is adjusted by judging whether transmission data can be received or not, the direction of the antenna cannot be accurately adjusted to the direction of the satellite. .
[0006]
However, if the direction of the antenna is not adjusted accurately, even if reception is possible in fine weather, an error in transmission data will occur if the received electric field is low, such as rainfall or snowfall, and the C / N decreases. The number increases, resulting in a reception state where error correction is impossible.
[0007]
Therefore, when adjusting the direction of the antenna, rather than simply judging whether or not the transmission data has been received, the antenna must be installed with a margin so that an optimal reception state can be obtained from the beginning of the adjustment. Don't be.
[0008]
In addition, when transmitting / receiving transmission data transmitted via a mobile medium such as a digital terrestrial broadcast or a cellular phone, generally, a service area covered by one base station is defined, and within the service area If it is, transmission / reception is performed with the base station. Since the mobile receiver performs error correction by the RS code as described above even if it is received inside this service area, even if it is at the periphery of the service area, a transmission error is detected by the RS decoder. Completely corrected, transmission data can be transmitted and received. However, once out of the service area, the number of error bytes exceeding the error correction capability is generated, and the reception state becomes poor. If the user is likely to be out of the service area, the user can take measures such as adjusting the antenna or matching the reception channel in the next service area in advance. Therefore, it is desirable to notify the user of how much room is left before the current reception state becomes a state where reception is not possible.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and is a receiving device that receives transmission data that has been subjected to convolutional coding after a Reed-Solomon code has been added, and accurately receives a received signal with a simple configuration. It is an object of the present invention to provide a receiving apparatus that detects the reception state of the receiver.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention Pertaining to The receiving device is digitally modulated data with respect to a predetermined carrier signal, and is transmission data that has been subjected to convolutional coding after a Reed-Solomon code is added. Including signal In the receiving device for receiving Recieved Demodulating means for demodulating transmission data from a received signal, transmission path decoding means for decoding transmission data demodulated by the demodulation means according to a transmission system, and Viterbi decoding for Viterbi decoding transmission data output from the transmission path decoding means Means and transmission data output from the Viterbi decoding means By detecting an error position polynomial using the calculated syndrome, an error flag for identifying the position where an error occurs in each block obtained by dividing the transmission data into a plurality of blocks is detected for each block, Of the transmission data Correct detected errors Perform error correction At the same time, if there are less than 9 error bytes in each block, an error flag for each detected block and a synchronization signal indicating the head byte position of each block when active are displayed. When an error byte of 9 bytes or more exists in each block, an error correction impossible flag indicating that the block cannot be corrected, and the head of each block when active Output sync signal indicating byte position Reed-Solomon decoding means, For blocks that can be error-corrected, the error flag for each block output by the Reed-Solomon decoding means is counted in synchronization with the synchronization signal, and the total error byte count for each block obtained by counting is error-corrected. For a block that cannot be corrected, when the synchronization signal output by the Reed-Solomon decoding unit is active, the error correction output from the Reed-Solomon decoding unit indicates that the block cannot be corrected. Output disabled flag respectively Reception state detection means And the total number of error bytes generated in each block output from the reception state detection means is compared with a predetermined threshold, and if the result of the comparison is that the total number of error bytes is greater than the threshold, Calculates a logical sum of a plurality of comparators that respectively output H and L when the total number of error bytes is smaller than the threshold, the outputs output from the respective comparators, and the error correction impossible flag. And display means comprising the same number of OR circuits as the comparators. It is characterized by that.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a digital satellite broadcast (BS digital broadcast) receiving apparatus to which the present invention is applied will be described as an embodiment of the present invention.
[0013]
As shown in FIG. 1, the BS digital
[0014]
The
[0015]
An RF signal received by the
[0016]
The demodulator 12 performs digital quadrature demodulation on the IF signal and outputs I and Q signals that are quadrature modulation signals. The output I and Q signals are supplied to the Viterbi decoding unit 13.
[0017]
The Viterbi decoding unit 13 performs Viterbi decoding on transmission data subjected to convolutional encoding. The transmission data subjected to Viterbi decoding is supplied to the transmission path decoding unit 14.
[0018]
The transmission path decoding unit 14 performs transmission path decoding processing according to a transmission path scheme such as deinterleaving, inverse energy spreading, and TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) decoding processing. The transmission data subjected to the transmission path decoding process is supplied to the
[0019]
The
[0020]
In the case of digital satellite broadcasting, Reed-Solomon encoding processing is performed by adding 16-byte parity to one 188-byte transport packet. This RS encoding process of RS (204, 188) is a degenerate code of RS (244, 239). The Reed-Solomon code of RS (204, 188) can correct errors of up to 8 bytes existing in one block (204 bytes). That is, the error correction capability of the RS (204, 188) is 8 bytes, and when an error of 9 bytes or more exists in one RS block (204 bytes), the block cannot be corrected.
[0021]
Here, the decoding of the RS code is performed by the following algorithm.
Step 3 Solve the error locator polynomial.
Step 4 Find the error pattern.
Step 5 Subtract the error pattern from the received codeword.
[0022]
In the RS decoding algorithm, when the error position polynomial is solved (step S3), it is specified which byte in the 1RS block (204 bytes) has an error. In the
[0023]
Also, in the RS decoding algorithm, if there are 9 or more error bytes in one RS block (204 bytes), the RS block cannot be corrected, but the error of the block cannot be corrected, that is, The presence of error bytes of 9 bytes or more can be detected. When there are 9 or more error bytes in one block and an error exceeding the error correction capability exists in the block, the
[0024]
Furthermore, the
[0025]
The reception
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
Next, the reception
[0029]
The reception
[0030]
The reception
[0031]
An error flag (Error Flag) is input to the enable terminal (EN) of the
[0032]
That is, as shown in FIG. 3D, the
[0033]
The count value (Q) of the
[0034]
That is, the
[0035]
The
[0036]
That is, in the
[0037]
As described above, the reception
[0038]
The error byte count X and the error correction impossible flag Y are supplied to the
[0039]
The
[0040]
The first to nth comparators 25-1 to 25-n are provided with an input terminal A and an input terminal B, and the values input to the input terminal A and the values input to the input terminal B are obtained. In comparison, when the value input to the input terminal A is larger than the value input to the input terminal B, the output is set to High, and the value input to the input terminal B is input to the input terminal A. If it is larger than the value, the output is set to Low. The total number of error bytes X generated in the RS block held in the
[0041]
That is, the first to nth comparators 25-1 to 25-n compare the total number of error bytes X generated in the RS block held in the
[0042]
The first to nth OR circuits 26-1 to 26-n perform an OR logic operation on the outputs of the comparators 25-1 to 25-n and the error correction impossible flag Y.
[0043]
The first display unit 27-1 emits light when the output of the first OR circuit 26-1 is High, and turns off when the output of the first OR circuit 26-1 is Low. The second display unit 27-2 emits light when the output of the second OR circuit 26-2 is High, and turns off when the output of the second OR circuit 26-2 is Low. Similarly, the third display unit 27-3 to the nth display unit 27-n emit light when the output of the corresponding OR circuit 26-3 to 26-n is High, and turn off when the output is Low. The (n + 1) th display unit 27- (n + 1) is turned on when the error uncorrectable flag Y is High, and is turned off when the error uncorrectable flag Y is Low. The first to (n + 1) th display units 27-1 to 27-(n + 1) are arranged in a line in order in a place that can be seen by the user, such as outside the housing of the receiving
[0044]
The operation of the
[0045]
The total error byte count X is compared with each comparison value C1 to Cn by each comparator 25-1 to 25-n. When the total error byte count X is equal to or less than the comparison value C1, the outputs of all the comparators 25-1 to 25-n are Low. When the total error byte count X is greater than the comparison value C1 and less than or equal to C2, only the output of the first comparator 25-1 is High and the outputs of the other comparators are Low. When the total error byte count X is greater than the comparison value C2 and less than or equal to C3, the outputs of the first comparator 25-1 to the second comparator 25-2 are High, and the outputs of the other comparators are Low. It becomes. Similarly, when X is C3 to C4, the first to third comparators 25-1 to 25-3 are High, and when X is C4 to C5, the first to fourth comparators 25-1 are used. ˜25-4 are High,..., And when X is greater than Cn, the outputs of all the first to nth comparators 25-1 to 25-n are High.
[0046]
Further, the
[0047]
As a result, the display units 27-1 to 27- (n + 1) are displayed as shown in FIG.
[0048]
That is, when the transmission state is good, all the display units are turned off, and thereafter, the display units that are turned on increase one by one as the transmission state deteriorates. When the transmission state deteriorates and TS packets that cannot be corrected are generated, all the display units are forcibly turned on for the TS packets.
[0049]
As described above, in the receiving
[0050]
For this reason, in the receiving
[0051]
In the receiving
[0052]
In particular, in the receiving
[0053]
The embodiment has been described by taking the digital satellite broadcast receiver as an example. However, the present invention is not limited to the digital satellite broadcast receiver, and performs transmission that performs error correction processing using a convolutional code and a Reed-Solomon code. Any system can be applied. For example, the present invention can be applied to a digital cellular phone system.
[0054]
Further, the means for notifying the user of the reception state is not limited to the one that is displayed and notified, and any means can be used as long as it can quantitatively notify the user of how much error correction processing is available. May be. For example, notification may be made by voice or text when adjusting the antenna or when a user presses a predetermined button or the like. In addition, the display content is not limited to the volume display as shown in FIG. 4. For example, as shown in FIG. 5, a plurality of indicator lights are arranged in a line. A display method that shifts may be used. In the case of such a display method, as shown in FIG. 6, in place of the OR circuits 26-1 to 26-n, AND circuits 28-1 to 28-n and inverting circuits 29-1 to 29-29 are provided. The control circuit may be configured using -n and OR circuits 30-1 to 30- (n-1).
[0055]
【The invention's effect】
In the receiving apparatus according to the present invention, the number of errors for the Reed-Solomon block is detected based on the error position information obtained in the error correction processing process by Reed-Solomon decoding, the margin for error correction capability is obtained based on the number of errors, and the margin Is output as the reception state of the received signal.
[0056]
Therefore, the receiving apparatus according to the present invention can accurately detect the reception state of the received signal with a simple configuration. For example, the detected reception state can be notified to the user or used for the direction control of the adaptive antenna. In particular, the reception state of the reception signal detected by the present invention is directly obtained based on the margin of the number of error occurrences with respect to the error correction capability by Reed-Solomon. Therefore, for example, it is possible to know how much room is available before the current reception state becomes inferior. Therefore, the user can take a countermeasure before the reception state is completely deteriorated. For example, even in a state where reception is possible, it is possible to detect whether the reception state is better or worse, and based on this detection result, the direction of the antenna is optimized, or the reception channel Can be switched.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block configuration diagram of a digital satellite broadcast receiver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of a reception state detection unit of the reception apparatus.
FIG. 3 is a diagram for explaining signal timing in the reception state detection unit;
FIG. 4 is a diagram for explaining display contents for notifying a user of a transmission state.
FIG. 5 is a diagram for explaining another display example of the transmission state;
6 is a diagram for explaining a configuration example of a reception state display control unit for performing display in another display example shown in FIG. 5; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
受信した受信信号から伝送データを復調する復調手段と、
上記復調手段により復調された伝送データを伝送方式に従って復号する伝送路復号手段と、
上記伝送路復号手段から出力された伝送データをビタビ復号するビタビ復号手段と、
上記ビタビ復号手段から出力された伝送データから演算されたシンドロームを用いた誤り位置多項式を解くことによって、上記伝送データを複数のブロックに分割した各ブロック中のエラーが発生している位置を特定するエラーフラグをブロック毎に検出し、当該伝送データの検出したエラーを訂正するエラー訂正を行うと共に、上記各ブロック中に9バイト未満のエラーバイトが存在している場合には、検出されたブロック毎のエラーフラグと、アクティブであるときに上記各ブロックの先頭バイト位置を示す同期信号とを出力し、上記各ブロック中に9バイト以上のエラーバイトが存在している場合に、当該ブロックを訂正することが不可能なことを示すエラー訂正不能フラグと、アクティブであるときに各ブロックの先頭バイト位置を示す同期信号とを出力するリードソロモン復号手段と、
エラー訂正が可能なブロックに関しては、上記リードソロモン復号手段によって出力されたブロック毎のエラーフラグを上記同期信号に同期してカウントし、カウントして得られるブロック毎の総エラーバイト数を、エラー訂正が不可能なブロックに関しては、上記リードソロモン復号手段によって出力された同期信号がアクティブのときに、当該各ブロックを訂正することが不可能なことを示す上記リードソロモン復号手段から出力されたエラー訂正不能フラグをそれぞれ出力する受信状態検出手段と、
上記受信状態検出手段から出力された上記各ブロック内に発生した総エラーバイト数と、予め定められた閾値とを比較し、当該比較の結果、総エラーバイト数が閾値よりも大きい場合にはHを、総エラーバイト数が閾値よりも小さい場合にはLをそれぞれ出力する複数の比較器と、上記各比較器から出力された出力と、上記エラー訂正不能フラグとの論理和を演算する、上記比較器と同数のOR回路とを備える表示手段と
を備える受信装置。In a receiving apparatus for receiving a signal including transmission data that has been digitally modulated with respect to a predetermined carrier wave signal and subjected to convolutional encoding after a Reed-Solomon code is added,
Demodulation means for demodulating transmission data from the received signal received;
Transmission path decoding means for decoding the transmission data demodulated by the demodulation means in accordance with a transmission method;
Viterbi decoding means for Viterbi decoding transmission data output from the transmission path decoding means;
By identifying an error position polynomial using a syndrome calculated from transmission data output from the Viterbi decoding means, the position where an error occurs in each block obtained by dividing the transmission data into a plurality of blocks is specified. An error flag is detected for each block, error correction is performed to correct the detected error of the transmission data, and if there are less than 9 error bytes in each block, each detected block is detected. Error flag and a synchronization signal indicating the head byte position of each block when it is active, and when there are 9 or more error bytes in each block, the block is corrected An error uncorrectable flag indicating that it is impossible, and the position of the first byte of each block when active And Reed-Solomon decoding unit for outputting the to synchronizing signal,
For error-correctable blocks, the error flag for each block output by the Reed-Solomon decoding means is counted in synchronization with the synchronization signal, and the total error byte count for each block obtained by counting is error-corrected. For a block that cannot be corrected, when the synchronization signal output by the Reed-Solomon decoding unit is active, the error correction output from the Reed-Solomon decoding unit indicates that the block cannot be corrected. Reception state detection means for outputting each of the impossible flags ;
The total number of error bytes generated in each block output from the reception state detection means is compared with a predetermined threshold value, and if the result of the comparison is that the total number of error bytes is greater than the threshold value, H When the total number of error bytes is smaller than the threshold, the logical sum of the plurality of comparators that respectively output L, the output output from each of the comparators, and the error correction impossible flag is calculated, Display means comprising the same number of OR circuits as comparators;
A receiving device.
エラーカウンタと、第1のセレクタと、エラーレジスタと、第2のセレクタと、エラー訂正不能フラグレジスタとを備え、
上記エラーカウンタは、
上記リードソロモン復号手段から出力されたブロック毎のエラーフラグを上記同期信号に同期してカウントすることによって、上記各ブロック内に発生したエラーバイトの数をカウントし、
上記第1のセレクタは、
上記同期信号がアクティブである各ブロックのときには、上記エラーカウンタのカウント値を選択して出力し、上記同期信号がアクティブでないときには、上記エラーレジスタの格納値を選択して出力し、
上記エラーレジスタは、
上記同期信号がアクティブのときには、上記エラーカウンタによるカウント値を格納し、上記同期信号がアクティブでないときには、当該エラーレジスタに予め格納していた値を保持することによって、前のブロックに発生した総エラーバイト数を保持し、保持した総エラーバイト数のデータを上記表示手段に出力し、
上記第2のセレクタは、
上記同期信号がアクティブのときには、上記リードソロモン復号手段から出力されたエラー訂正不能フラグを選択して出力し、上記同期信号がアクティブでないときには、上記エラー訂正不能フラグレジスタの格納値を選択して出力し、
上記エラー訂正不能フラグレジスタは、
上記同期信号がアクティブのときには、上記リードソロモン復号手段から入力されたエラー訂正不能フラグの値を格納し、格納したエラー訂正不能フラグの値を保持し、保持したエラー訂正不能フラグの値を上記表示手段に出力し、上記同期信号がアクティブでないときには、予め格納していた値を保持し、保持した値を上記表示手段に出力する請求項1に記載の受信装置。 The reception state detecting means includes
An error counter, a first selector, an error register, a second selector, and an error correction impossible flag register;
The above error counter is
By counting the error flag for each block output from the Reed-Solomon decoding means in synchronization with the synchronization signal, the number of error bytes generated in each block is counted,
The first selector is
For each block in which the synchronization signal is active, the count value of the error counter is selected and output, and when the synchronization signal is not active, the stored value of the error register is selected and output,
The above error register is
When the sync signal is active, the count value of the error counter is stored. When the sync signal is not active, the value stored in the error register is held in advance, so that the total error generated in the previous block is stored. Hold the number of bytes, and output the data of the total number of error bytes held to the display means,
The second selector is
When the synchronization signal is active, the error correction impossible flag output from the Reed-Solomon decoding means is selected and output. When the synchronization signal is not active, the stored value of the error correction impossible flag register is selected and output. And
The above error correction impossible flag register
When the synchronization signal is active, the error correction impossible flag value input from the Reed-Solomon decoding means is stored, the stored error correction impossible flag value is held, and the held error correction impossible flag value is displayed. The receiving apparatus according to claim 1, wherein when the synchronization signal is not active, the value stored in advance is held and the held value is output to the display means .
上記受信信号を受信するアンテナの指向性を制御するアンテナ制御手段とを更に備え、
上記アンテナ制御手段は、上記受信状態検出手段により検出された上記受信信号の受信状態に基づき、受信状態が最適となるようにアンテナの指向性を制御する請求項1又は2記載の受信装置。 Notification means for notifying the user of the reception state of the received signal detected by the reception state detection means by voice or text;
Further comprising an antenna control means for controlling the directivity of the antenna for receiving the received signal,
The antenna control unit, based on the reception state of the received signal detected by the receiving condition detecting means, the receiving condition is optimum so as to receive device 請 Motomeko 1 or 2, wherein that controls the directivity of the antenna .
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