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JP6462593B2 - 送信装置、送信方法、受信装置、受信方法 - Google Patents
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JP6462593B2 - 送信装置、送信方法、受信装置、受信方法 - Google Patents

送信装置、送信方法、受信装置、受信方法 Download PDF

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Description

本開示は、非均一なマッピング形状の変調を用いた伝送技術に関する。
欧州における地上デジタルテレビ放送の伝送規格であるDVB―T(DVB-Terrestrial)方式により、欧州を初め、欧州以外の国々でもテレビ放送のデジタル化が広く進行している。一方、周波数利用効率改善を目的として、第2世代地上デジタルテレビ放送であるDVB―T2方式の規格化が2006年より開始され、2009年に英国で本放送によるHDTVサービスが開始された。DVB―T2方式はDVB―Tと同じく、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式を採用している(非特許文献1、2)。
一方、携帯・モバイル受信機用伝送規格であるDVB―NGH(DVB-Next Generation Handheld)方式の規格化が2010年より開始され、2012年9月に規格書ドラフトがDVB−TM(DVB-Technical Module)で承認され、同年11月にブルーブックとして公開された(非特許文献3)。
ETSI EN 302 755 V1.3.1 (2012年4月): Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2) ETSI TS 102 831 V1.2.1 (2012年8月): Implementation guidelines for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2) DVB BlueBook A160 (2012年11月): Next Generation broadcasting system to Handheld, physical layer specification (DVB-NGH) (Draft ETSI EN 303 105 V1.1.1)
本開示の一態様に係る送信装置は、所定長のデータブロック毎に、誤り訂正符号化して誤り訂正符号化フレームを生成する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングして、誤り訂正符号化ブロックを生成するマッピング部と、を有し、前記誤り訂正符号化フレームの長さは2種類以上が選択可能であり、前記マッピング部は、前記誤り訂正符号化部における符号化率が同一であっても、前記誤り訂正符号化フレームの第1の長さと第2の長さに対して、互いに異なる非均一な形状にマッピングする。
図1は、実施の形態1における送信装置100の構成を示す図である。 図2は、実施の形態1におけるPLP処理部111の構成を示す図である。 図3は、実施の形態1において、LDPC符号化の符号長が64kモードである場合の非均一なマッピング形状の64QAM(符号化率2/5)コンスタレーション配置を示す図である。 図4は、実施の形態1において、LDPC符号化の符号長が64kモードである場合の非均一なマッピング形状の64QAM(全ての符号化率)コンスタレーション配置を示す図である。 図5は、実施の形態1におけるL1情報処理部141の構成を示す図である。 図6は、実施の形態1において、L1−post(configurable)におけるPLPループに含むL1情報を示す図である。 図7は、実施の形態1における受信装置200の構成を示す図である。 図8は、実施の形態2における送信装置300の構成を示す図である。 図9は、実施の形態2におけるL1情報処理部341の構成を示す図である。 図10は、実施の形態2において、L1−preに含むL1−postに関するL1情報を示す図である。 図11は、実施の形態2において、L1−postにおける非均一なマッピング形状の64QAM(符号化率7/15)コンスタレーション配置を示す図である。 図12は、実施の形態2における受信装置400の構成を示す図である。 図13は、実施の形態2の変形例におけるL1情報処理部345の構成を示す図である。 図14は、実施の形態2の変形例において、L1−preに含むL1−postに関するL1情報を示す図である。 図15は、実施の形態2の変形例において、L1−postにおける非均一なマッピング形状の64QAM(符号化率7/15)コンスタレーション配置を示す図である。 図16は、実施の形態2の変形例における受信装置450の構成を示す図である。 図17は、実施の形態3における送信装置500の構成を示す図である。 図18は、実施の形態3におけるMIMO−PLP処理部531の構成を示す図である。 図19は、実施の形態3において、MIMOプロファイルにおける非均一なマッピング形状の64QAM(符号化率2/5)コンスタレーション配置を示す図である。 図20は、実施の形態1において、MIMOプロファイルにおける非均一なマッピング形状の64QAM(全ての符号化率)コンスタレーション配置を示す図である。 図21は、実施の形態3におけるL1情報処理部541の構成を示す図である。 図22は、実施の形態3において、L1−post(configurable)におけるPLPループに含むL1情報を示す図である。 図23は、実施の形態3における受信装置600の構成を示す図である。 図24は、DVB―NGH方式の伝送フレーム構成を示す図である。 図25は、従来のDVB―NGH方式のBaseプロファイル(SISOフレーム)における送信装置2000の構成を示す図である。 図26は、従来のDVB―NGH方式におけるPLP処理部2011の構成を示す図である。 図27は、従来のDVB―NGH方式におけるL1情報処理部2041の構成を示す図である。 図28は、従来のDVB―NGH方式における均一なマッピング形状の64QAMコンスタレーション配置を示す図である。 図29は、従来のDVB―NGH方式における非均一なマッピング形状の64QAM(符号化率2/5)コンスタレーション配置を示す図である。 図30は、従来のDVB―NGH方式における非均一なマッピング形状の64QAM(全ての符号化率)コンスタレーション配置を示す図である。
(本開示の基礎となった知見)
図24は、DVB―NGH方式の伝送フレーム構成を示す図である。DVB―NGH方式はPLP(Physical Layer Pipe)と呼ばれる概念を有し、PLP毎に独立に変調方式、符号化率などの伝送パラメータを設定できることが特徴の一つである。PLPの数は最小1、最大255であり、図24は例として、PLPの数が10の場合を示している。
以下に、伝送フレーム構成を示す。
スーパーフレーム = N_EBF フレーム群基本ブロック(N_EBF = 2〜255)
フレーム群基本ブロック = N_F フレーム(N_F = 1〜255)
フレーム = P1シンボル + aP1シンボル+ P2シンボル + データシンボル
P1シンボル = 1 シンボル
aP1シンボル = 0〜1 シンボル
P2シンボル = N_P2 シンボル(N_P2はFFTサイズにより一意)
データシンボル = L_data シンボル(L_dataは可変、上限と下限あり)
P1シンボルはFFTサイズ1k、GI(Guard Interval)=1/2で送信される。P1シンボルはS1の3ビットにより、そのP1シンボルから開始するフレームのフォーマット(NGH_SISO、NGH_MISO、それ以外を示すESCなど)を送信する。
またP1シンボルはS2の4ビットにより、そのフレームのフォーマットがNGH_SISOまたはNGH_MISOの場合、後続するP2シンボル及びデータシンボルにおけるFFTサイズなどの情報を送信する。またP1シンボルはS2の4ビットにより、そのフレームのフォーマットがそれ以外を示すESCである場合、そのフレームのフォーマット(NGH_MIMOなど)を送信する。
aP1シンボルは、P1シンボル中のS1でESCと送信された場合のみ送信される。P1シンボルと同じくFFTサイズ1k、GI(Guard Interval)=1/2で送信されるが、GIの生成方法がP1シンボルと異なる。aP1シンボルはS3の3ビットにより、後続するP2シンボル及びデータシンボルにおけるFFTサイズなどの情報を送信する。
P2シンボルは前半部分にL1シグナリング情報を含み、余った後半部分に主信号データを含む。データシンボルは主信号データの続きを含む。
P2シンボルで送信するL1シグナリング情報は、主に全PLPに共通な情報を送信するL1−pre情報と、主にPLP毎の情報を送信するL1−post情報によって構成される。図24ではL1−pre情報に続いてL1−post情報が送信される、LC(Logical Channel) type Aの構成を示している。なおLC type Bにおいては、L1−post情報の送信順序はL1−pre情報の次に限定されない。
図25は、DVB―NGH方式のBaseプロファイルにおける送信装置2000の構成を示す図である(非特許文献3参照)。特に、SISO(Single Input Single Output)フレームの場合を示す。送信装置2000には一例として、2つのストリームが入力される、すなわち2つのPLPを生成する場合を示し、PLP毎にPLP処理部2011を備える。また送信装置2000は、L1(Layer-1)情報処理部2041、フレーム構成部2021、OFDM信号生成部2061、D/A変換部2091、周波数変換部2096を備える。
以下、送信装置2000の動作について説明する。PLP毎のPLP処理部2011はそれぞれ入力ストリームをPLPに対応させ、そのPLPに関する処理を行い、各PLPのマッピングデータ(cell)を出力する。入力ストリームの一例としては、TS(Transport Stream)、TSのあるプログラムに含まれる音声・映像などのサービス・コンポーネント、SVC(Scalable Video Coding)を用いた映像のBase layerやEnhancement layerなどのサービス・サブコンポーネントなどが挙げられ、情報源符号化の一例としてはH.264やHEVC(H.265)などが挙げられる。
L1情報処理部2041は、L1情報に関する処理を行い、L1情報のマッピングデータを出力する。フレーム構成部2021は、PLP処理部2011から出力される各PLPのマッピングデータと、L1情報処理部2041から出力されるL1情報のマッピングデータを用いて、図24に示すDVB―NGH方式の伝送フレームを生成して出力する。
OFDM信号生成部2061は、フレーム構成部2021から出力されるDVB―NGH方式の伝送フレーム構成に対して、パイロット信号の付加、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)、GIの挿入、P1シンボルの挿入を行い、DVB―NGH方式のデジタルベースバンド送信信号を出力する。D/A変換部2091は、OFDM信号生成部2061から出力されるDVB―NGH方式のデジタルベースバンド送信信号に対してD/A変換を行い、DVB―NGH方式のアナログベースバンド送信信号を出力する。周波数変換部2096は、D/A変換部2091から出力されるDVB―NGH方式のアナログベースバンド送信信号に対して周波数変換を行い、DVB―NGH方式のアナログRF送信信号を図示しない送信アンテナから出力する。
次に、PLP処理部2011の動作について詳細を説明する。図26に示す通り、PLP処理部2011は、入力処理部2071、FEC(Forward Error Correction)符号化部2072、マッピング部2073、インターリーブ部2074を備える。
PLP処理部2011において、入力処理部2071は入力ストリームをベースバンド・フレームに変換する。FEC符号化部2072はベースバンド・フレーム毎にBCH符号化、及びLDPC符号化を行ってパリティビットを付加し、FECフレームを生成する。マッピング部2073はI・Q座標へのマッピングを行ってFECブロックに変換し、各マッピングデータ(cell)を出力する。インターリーブ部2074は、整数個のFECブロックを含むTI(Time Interleaving)ブロック内で、マッピングデータ(cell)の並べ替えを行う。
次に、L1情報処理部2041の動作について詳細を説明する。図27に示す通り、L1情報処理部2041は、L1情報生成部2081、FEC符号化部2082、マッピング部2083を備える。
L1情報処理部2041において、L1情報生成部2081は、伝送パラメータを生成してL1−pre情報とL1−post情報に変換する。FEC符号化部2082はL1−pre情報とL1−post情報毎に、BCH符号化、及びLDPC符号化を行ってパリティビットを付加する。マッピング部2083はI・Q座標へのマッピングを行い、マッピングデータ(cell)を出力する。
変調方式に関して、DVB―T2方式は均一なマッピング形状のQAM(Quadrature Amplitude Modulation)のみを採用している。一方DVB―NGH方式は、均一だけでなく、非均一なマッピング形状のQAMも採用している。
図28と図29はそれぞれ、DVB―NGH方式における、均一なマッピング形状の64QAMコンスタレーション配置、及び非均一なマッピング形状の64QAM(符号化率2/5)コンスタレーション配置図を示す。両方の図面において、(a)はコンスタレーション配置図を、(b)はI・Q座標を示す。
ところで情報理論より、送信機出力の振幅が加法性白色ガウスノイズ(AWGN)伝送路においてガウス分布に従う場合に、シェーピング利得を得ることが知られている。図29に示す非均一マッピングは低い電力のマッピング点を増やし、高い電力のマッピング点を減らすことにより、各マッピング点が同じ確率で発生する場合に送信機出力の振幅がガウス分布に従っている。このガウス分布はAWGNの大きさ、すなわち受信機におけるC/N(Carrier to Noise)比によって異なる。
DVB―NGH方式は放送用規格のため、受信機毎のC/N比に応じて非均一マッピングの形状を変更することができない。このため、符号化率毎にその所要C/N比に応じて非均一マッピングの形状を定義することにより、所要C/N比付近でシェーピング利得を最大化している。図30はDVB―NGH方式における非均一なマッピング形状の64QAM(全ての符号化率)コンスタレーション配置のI・Q座標を示す。
(課題について)
前述の通り、DVB―NGH方式においては符号化率毎に非均一マッピングの形状を定義している。DVB―NGH方式はLDPC符号化の符号長として、データPLP(Physical Layer Pipe)に対しては16,200bit(以降、16kモードと呼ぶ)のみを採用している。一方DVB―T2方式は16kモードだけでなく、64,800bit(以降、64kモードと呼ぶ)も採用している。符号長の長い64kモードは、符号長の短い16kモードより誤り訂正能力が高く、DVB―NGH方式の非均一マッピングの形状をそのまま64kモードに適用した場合、所要C/N比付近でシェーピング利得を最大限得られない可能性がある。
またDVB―NGH方式において、L1シグナリング情報に対しては4,320bit(以降、4kモードと呼ぶ)のみを採用している。L1シグナリング情報の内、L1−post情報に対しては均一だけでなく、非均一マッピングも採用しているが、非均一マッピングの形状は16kモードを用いるデータPLPと同一であり、所要C/N比付近でシェーピング利得を最大限得られない可能性がある。
またDVB−T2方式においては、L1シグナリング情報に対しては16kモードのみを採用し、L1−post情報に対しては符号化率4/9のみを採用しており、これはデータPLPで採用されている符号化率の一つである。L1−post情報は情報ビット数が少ない場合、短縮化やパンクチャが行われるが、情報ビット数が少ないことに起因する誤り訂正能力の低下が発生する。よって、データPLPの非均一マッピング形状をそのままL1−post情報に適用した場合、所要C/N比付近でシェーピング利得を最大限得られない可能性がある。
またDVB―NGH方式において、MIMO(Multiple Input Multiple Output)プロファイルに対しては均一マッピングのみを採用している。MIMOは複数送受信アンテナを用いた並列伝送であり、アンテナ間干渉の影響を完全に排除することは困難なため、SISOと同一変調方式・符号化率・符号長を用いた場合、所要C/N比が高くなる。よってSISOの非均一マッピングの形状をそのままMIMOに適用した場合、所要C/N比付近でシェーピング利得を最大限得られない可能性がある。
本開示は、上述の問題を解決するべくなされたものであり、非均一なマッピング形状の変調を用いてシェーピング利得を効率的に得る送信装置、送信方法、受信装置、受信方法を提供する。
(解決手段について)
第1の開示に係る送信装置は、所定長のデータブロック毎に、誤り訂正符号化して誤り訂正符号化フレームを生成する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングして、誤り訂正符号化ブロックを生成するマッピング部と、を有し、前記誤り訂正符号化フレームの長さは2種類以上が選択可能であり、前記マッピング部は、前記誤り訂正符号化部における符号化率が同一であっても、前記誤り訂正符号化フレームの第1の長さと第2の長さに対して、互いに異なる非均一な形状にマッピングする。
第2の開示に係る送信装置は、第1の開示に記載の送信装置において伝送パラメータを格納するL1(Layer-1)シグナリング情報を生成し、前記L1シグナリング情報を誤り訂正符号化し、所定数のビットずつシンボルにマッピングするL1シグナリング情報処理部と、前記マッピング部から出力される誤り訂正符号化ブロックと、前記L1シグナリング情報処理部から出力されるL1シグナリング情報のマッピングデータとを含んで送信フレームを構成するフレーム構成部と、を更に有し、前記L1シグナリング情報として、前記誤り訂正符号化フレームの長さと前記符号化率を含む。
第3の開示に係る受信装置は、誤り訂正符号化の符号化率が同一であっても、誤り訂正符号化フレームの第1の長さと第2の長さに対して、互いに異なる非均一な形状にマッピングされて送信された信号を受信する受信装置であって、前記送信信号の復調を行う復調部と、前記復調部で復調されたデータから、誤り訂正符号化フレームの長さと符号化率を復号し、前記非均一な形状のマッピングを検出して、デマッピングを行うデマッピング部を有する。
第4の開示に係る送信装置は、所定長のデータブロック毎に、誤り訂正符号化して誤り訂正符号化フレームを生成する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングして、誤り訂正符号化ブロックを生成するマッピング部と、伝送パラメータを格納するL1(Layer-1)シグナリング情報を生成し、前記L1シグナリング情報を誤り訂正符号化してL1誤り訂正符号化フレームを生成し、前記L1誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングするL1シグナリング情報処理部と、前記マッピング部から出力される誤り訂正符号化ブロックと、前記L1シグナリング情報処理部から出力されるL1シグナリング情報のマッピングデータとを含んで送信フレームを構成するフレーム構成部と、を有し、前記L1シグナリング情報処理部は、前記L1シグナリング情報の誤り訂正符号化における符号化率が前記誤り訂正符号化部における符号化率と同一であっても、前記マッピング部における非均一な形状のマッピングと異ならせてマッピングを行う。
第5の開示に係る送信装置は、第4の開示に記載の送信装置において、前記L1誤り訂正符号化フレームの長さと前記誤り訂正符号化フレームの長さが互いに異なる。
第6の開示に係る送信装置は、第4の開示に記載の送信装置において、前記L1シグナリング情報処理部は、少なくとも前記L1シグナリング情報を誤り訂正符号化する前に短縮化処理を行うか、または前記L1シグナリング情報を誤り訂正符号化した後にパンクチャ処理を行う。
第7の開示に係る送信装置は、第6の開示に記載の送信装置において、前記L1誤り訂正符号化フレームの長さと前記誤り訂正符号化フレームの長さが同一である。
第8の開示に係る受信装置は、伝送パラメータを格納するL1(Layer-1)シグナリング情報と送信ストリームの誤り訂正符号化の符号化率が同一であっても、互いに異なる非均一な形状にマッピングされて送信された信号を受信する受信装置であって、前記送信信号の復調を行う復調部と、前記復調部で復調されたデータから、前記L1シグナリング情報と前記送信ストリームを抽出する抽出部と、前記抽出されたL1シグナリング情報と前記抽出された送信ストリームに対して、互いに異なる非均一な形状のマッピングに基づき、デマッピングを行うデマッピング部を有する。
第9の開示に係る送信装置は、SISO(Single Input Single Output)及びMISO(Multiple Input Single Output)及びMIMO(Multiple Input Multiple Output)の内、少なくとも2つでの伝送方式で通信を実行する機能を有する送信装置であって、所定長のデータブロック毎に、誤り訂正符号化して誤り訂正符号化フレームを生成する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングして、誤り訂正符号化ブロックを生成するマッピング部と、を有し、前記マッピング部は、前記誤り訂正符号化部における符号化率が同一であっても、前記伝送方式に対して互いに異なる非均一な形状にマッピングする。
第10の開示に係る受信装置は、SISO(Single Input Single Output)及びMISO(Multiple Input Single Output)及びMIMO(Multiple Input Multiple Output)の内、少なくとも2つでの伝送方式で通信を実行する機能を有し、誤り訂正符号化の符号化率が同一であっても、前記伝送方式に対して互いに異なる非均一な形状にマッピングされて送信された信号を受信する受信装置であって、前記送信信号から前記伝送方式を検出して、前記送信信号の復調を行う復調部と、前記検出された伝送方式に対して、伝送方式毎に互いに異なる非均一な形状のマッピングに基づき、デマッピングを行うデマッピング部を有する。
第11の開示に係る送信方法は、所定長のデータブロック毎に、誤り訂正符号化して誤り訂正符号化フレームを生成する誤り訂正符号化ステップと、前記誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングして、誤り訂正符号化ブロックを生成するマッピングステップと、を有し、前記誤り訂正符号化フレームの長さは2種類以上が選択可能であり、前記マッピングステップは、前記誤り訂正符号化部における符号化率が同一であっても、前記誤り訂正符号化フレームの第1の長さと第2の長さに対して、互いに異なる非均一な形状にマッピングする。
第12の開示に係る受信方法は、誤り訂正符号化の符号化率が同一であっても、誤り訂正符号化フレームの第1の長さと第2の長さに対して、互いに異なる非均一な形状にマッピングされて送信された信号を受信する受信方法であって、前記送信信号の復調を行う復調ステップと、前記復調部で復調されたデータから、誤り訂正符号化フレームの長さと符号化率を復号し、前記非均一な形状のマッピングを検出して、デマッピングを行うデマッピングステップを含む。
第13の開示に係る送信方法は、所定長のデータブロック毎に、誤り訂正符号化して誤り訂正符号化フレームを生成する誤り訂正符号化ステップと、前記誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングして、誤り訂正符号化ブロックを生成するマッピングステップと、伝送パラメータを格納するL1(Layer-1)シグナリング情報を生成し、前記L1シグナリング情報を誤り訂正符号化してL1誤り訂正符号化フレームを生成し、前記L1誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングするL1シグナリング情報処理ステップと、前記マッピング部から出力される誤り訂正符号化ブロックと、前記L1シグナリング情報処理部から出力されるL1シグナリング情報のマッピングデータとを含んで送信フレームを構成するフレーム構成ステップと、を含み、前記L1シグナリング情報処理ステップは、前記L1シグナリング情報の誤り訂正符号化における符号化率が前記誤り訂正符号化部における符号化率と同一であっても、前記マッピング部における非均一な形状のマッピングと異ならせてマッピングを行う。
第14の開示に係る受信方法は、伝送パラメータを格納するL1(Layer-1)シグナリング情報と送信ストリームの誤り訂正符号化の符号化率が同一であっても、互いに異なる非均一な形状にマッピングされて送信された信号を受信する受信方法であって、前記送信信号の復調を行う復調ステップと前記復調部で復調されたデータから、前記L1シグナリング情報と前記送信ストリームを抽出する抽出ステップと、前記抽出されたL1シグナリング情報と前記抽出された送信ストリームに対して、互いに異なる非均一な形状のマッピングに基づき、デマッピングを行うデマッピングステップを含む。
第15の開示に係る送信方法は、SISO(Single Input Single Output)及びMISO(Multiple Input Single Output)及びMIMO(Multiple Input Multiple Output)の内、少なくとも2つでの伝送方式で通信を実行する機能を有する送信方法であって、所定長のデータブロック毎に、誤り訂正符号化して誤り訂正符号化フレームを生成する誤り訂正符号化ステップと、前記誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングして、誤り訂正符号化ブロックを生成するマッピングステップと、を含み、前記マッピングステップは、前記誤り訂正符号化部における符号化率が同一であっても、前記伝送方式に対して互いに異なる非均一な形状にマッピングする。
第16の開示に係る受信方法は、SISO(Single Input Single Output)及びMISO(Multiple Input Single Output)及びMIMO(Multiple Input Multiple Output)の内、少なくとも2つでの伝送方式で通信を実行する機能を有し、誤り訂正符号化の符号化率が同一であっても、前記伝送方式に対して互いに異なる非均一な形状にマッピングされて送信された信号を受信する受信方法であって、前記送信信号から前記伝送方式を検出して、前記送信信号の復調を行う復調ステップと、前記検出された伝送方式に対して、伝送方式毎に互いに異なる非均一な形状のマッピングに基づき、デマッピングを行うデマッピングステップを含む。
第1の開示に係る送信装置によれば、誤り訂正符号化部における符号化率が同一であっても、誤り訂正符号化フレームの第1の長さと第2の長さに対して、互いに異なる非均一な形状にマッピングすることにより、シェーピング利得を効率的に得ることができる。
また、第2の開示に係る送信装置によれば、L1シグナリング情報として、誤り訂正符号化フレームの長さと前記符号化率を含むことにより、誤り訂正符号化部における符号化率が同一であっても、誤り訂正符号化フレームの第1の長さと第2の長さに対して、互いに異なる非均一マッピング形状を定義し、受信機に通知することを可能とすることができる。
また、第3の開示に係る受信装置によれば、復調部が送信信号の復調を行い、デマッピング部が誤り訂正符号化フレームの長さと符号化率を参照し、前記非均一な形状のマッピングを検出して、デマッピングを行うことにより、誤り訂正符号化の符号化率が同一であっても、誤り訂正符号化フレームの第1の長さと第2の長さに対して、互いに異なる非均一な形状にマッピングされて送信された信号を受信することができる。
また、第4の開示に係る送信装置によれば、L1シグナリング情報と送信ストリームの符号化率が同一であっても、互いに異なる非均一な形状にマッピングすることにより、シェーピング利得を効率的に得ることができる。
また、第5の開示に係る送信装置によれば、L1シグナリング情報と送信ストリームの符号化率が同一であっても、誤り訂正符号化フレームの長さが異なる場合に、互いに異なる非均一な形状にマッピングすることにより、シェーピング利得を効率的に得ることができる。
また、第6の開示に係る送信装置によれば、L1シグナリング情報と送信ストリームの符号化率が同一であっても、少なくともL1シグナリング情報を誤り訂正符号化する前に短縮化処理を行うか、または前記L1シグナリング情報を誤り訂正符号化した後にパンクチャ処理を行う場合に、互いに異なる非均一な形状にマッピングすることにより、シェーピング利得を効率的に得ることができる。
また、第7の開示に係る送信装置によれば、L1シグナリング情報と送信ストリームの符号化率及び誤り訂正符号化フレームの長さが同一であっても、少なくともL1シグナリング情報を誤り訂正符号化する前に短縮化処理を行うか、または前記L1シグナリング情報を誤り訂正符号化した後にパンクチャ処理を行う場合に、互いに異なる非均一な形状にマッピングすることにより、シェーピング利得を効率的に得ることができる。
また、第8の開示に係る受信装置によれば、復調部が送信信号の復調を行い、抽出部がL1シグナリング情報と送信ストリームを抽出し、デマッピング部が抽出されたL1シグナリング情報と送信ストリームに対して、互いに異なる非均一な形状のマッピングに基づき、デマッピングを行うことにより、L1シグナリング情報と送信ストリームの符号化率が同一であっても、互いに異なる非均一な形状にマッピングされて送信された信号を受信することができる。
また、第9の開示に係る送信装置によれば、SISO及びMISO及びMIMOのいずれか2つの伝送方式の符号化率が同一であっても、互いに異なる非均一な形状にマッピングすることにより、シェーピング利得を効率的に得ることができる。
また、第10の開示に係る受信装置によれば、復調部が送信信号から伝送方式を検出して送信信号の復調を行い、デマッピング部が検出された伝送方式に対して、少なくとも2つの伝送方式で互いに異なる非均一な形状のマッピングに基づき、デマッピングを行うことにより、SISO及びMISO及びMIMOのいずれか2つの伝送方式の符号化率が同一であっても、互いに異なる非均一な形状にマッピングされて送信された信号を受信することができる。
また、第11の開示に係る送信方法によれば、誤り訂正符号化ステップにおける符号化率が同一であっても、誤り訂正符号化フレームの第1の長さと第2の長さに対して、互いに異なる非均一な形状にマッピングすることにより、シェーピング利得を効率的に得ることができる。
また、第12の開示に係る受信方法によれば、復調ステップが送信信号の復調を行い、デマッピングステップが誤り訂正符号化フレームの長さと符号化率を参照し、前記非均一な形状のマッピングを検出して、デマッピングを行うことにより、誤り訂正符号ステップの符号化率が同一であっても、誤り訂正符号化フレームの第1の長さと第2の長さに対して、互いに異なる非均一な形状にマッピングされて送信された信号を受信することができる。
また、第13の開示に係る送信方法によれば、L1シグナリング情報と送信ストリームの符号化率が同一であっても、互いに異なる非均一な形状にマッピングすることにより、シェーピング利得を効率的に得ることができる。
また、第14の開示に係る受信方法によれば、復調ステップが送信信号の復調を行い、抽出ステップがL1シグナリング情報と送信ストリームを抽出し、デマッピングステップが抽出されたL1シグナリング情報と送信ストリームに対して、互いに異なる非均一な形状のマッピングに基づき、デマッピングを行うことにより、L1シグナリング情報と送信ストリームの符号化率が同一であっても、互いに異なる非均一な形状にマッピングされて送信された信号を受信することができる。
また、第15の開示に係る送信方法によれば、SISO及びMISO及びMIMOのいずれか2つの伝送方式の符号化率が同一であっても、互いに異なる非均一な形状にマッピングすることにより、シェーピング利得を効率的に得ることができる。
また、第16の開示に係る受信方法によれば、復調ステップが送信信号から伝送方式を検出して送信信号の復調を行い、デマッピングステップが検出された伝送方式に対して、少なくとも2つの伝送方式で互いに異なる非均一な形状のマッピングに基づき、デマッピングを行うことにより、SISO及びMISO及びMIMOのいずれか2つの伝送方式の符号化率が同一であっても、互いに異なる非均一な形状にマッピングされて送信された信号を受信することができる。
以下、本開示の各実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
(実施の形態1)
<送信装置及び送信方法>
図1は、本開示の実施の形態1における送信装置100の構成を示す図である。従来の送信装置と同じ構成要素は、同じ符号を用い、説明を省略する。本実施の形態においては、データPLPに対するLDPC符号化の符号長として、16kモードだけでなく、64kモードも用いる場合に関して説明する。
図1に示す送信装置100は図25に示す従来の送信装置2000と比較して、PLP処理部2011及びL1情報処理部2041をPLP処理部111及びL1情報処理部141にそれぞれ置き換えた構成である。
以下、送信装置100の動作について説明する。PLP毎のPLP処理部111はそれぞれ入力ストリームをPLPに対応させ、そのPLPに関する処理を行い、各PLPのマッピングデータ(cell)を出力する。
図2は、PLP処理部111の構成を示す図である。図26に示す従来のPLP処理部2011と比較して、入力処理部2071及びFEC符号化部2072及びマッピング部2073を入力処理部171及びFEC符号化部172及びマッピング部173にそれぞれ置き換えた構成である。
図2のPLP処理部111において、入力処理部171はLDPC符号化の符号長が16kモードか64kモードであるかに応じて、入力ストリームをベースバンド・フレームに変換する。FEC符号化部172はLDPC符号化の符号長が16kモードか64kモードであるかに応じて、ベースバンド・フレーム毎にBCH符号化、及びLDPC符号化を行ってパリティビットを付加し、FECフレームを生成する。マッピング部173はI・Q座標へのマッピングを行ってFECブロックに変換し、各マッピングデータ(cell)を出力する。
図3は、LDPC符号化の符号長が64kモードである場合の非均一なマッピング形状の64QAM(符号化率2/5)コンスタレーション配置図を示す。16kモードの場合には、DVB―NGH方式と同じく図29の非均一なマッピング形状を用いる。図3に示す通り、64kモードに対しては、16kモードの場合の非均一マッピングをそのまま用いるのではなく、一段階低い符号化率1/3の非均一マッピングを用いている。これは符号長の長い64kモードは符号長の短い16kモードより誤り訂正能力が高く、所要C/N比が低くなるためである。
図4は、本実施の形態におけるLDPC符号化の符号長が64kモードである場合の非均一なマッピング形状の64QAM(全ての符号化率)コンスタレーション配置のI・Q座標を示す。16kモードの場合には、DVB―NGH方式と同じく図30の非均一なマッピング形状を用いる。図4に示す通り、64kモードに対しては、16kモードの場合の非均一マッピングをそのまま用いるのではなく、それぞれ一段階低い符号化率の非均一マッピングを用いている。なお、符号化率1/3に対しては、新たに非均一マッピングを定義している。
図1のL1情報処理部141は、L1情報に関する処理を行い、L1情報のマッピングデータを出力する。
図5は、L1情報処理部141の構成を示す図である。図27に示す従来のL1情報処理部2041と比較して、L1情報生成部2081をL1情報生成部181に置き換えた構成である。
図5のL1情報処理部141において、L1情報生成部181は、伝送パラメータを生成してL1−pre情報とL1−post情報に変換する。図6に、L1−post(configurable)におけるPLPループに含むL1情報を示す。PLP毎に、PLP_FEC_TYPEによりLDPC符号化の符号長が16kモードか64kモードであるかを示す。更にPLP毎に、符号化率を示すPLP_COD、マッピングが均一か非均一かを示すPLP_NON_UNIFORM_CONST、変調方式を示すPLP_MODを含む。以上のL1情報を含むことで、同一符号化率で異なるLDPC符号長に対して、異なる非均一マッピング形状を定義し、受信機に通知することが可能になる。
以上の構成により、非均一なマッピング形状の変調を用いた伝送技術において、同一符号化率で異なるLDPC符号長に対して、異なる非均一マッピング形状を定義することにより、シェーピング利得を効率的に得る送信装置、送信方法、及びプログラムを提供することができる。
<受信装置及び受信方法>
図7は、本開示の実施の形態1における受信装置200の構成を示す図である。図7の受信装置200は、図1の送信装置100に対応し、送信装置100の機能を反映するものである。
受信装置200は、チューナ部205と、A/D変換部208と、復調部211と、周波数デインターリーブ・L1情報デインターリーブ部215と、PLP用デインターリーブ部221と、選択部231と、デマッピング部232と、FEC復号化部233を備える。
以下、受信装置200の動作について説明する。受信アンテナよりアナログRF受信信号が入力されると、チューナ部205は選局された周波数チャンネルの信号を選択受信し、所定の帯域にダウンコンバートする。A/D変換部208はA/D変換して、デジタル受信信号を出力する。復調部211はOFDM復調を行い、I・Q座標のcellデータと伝送路推定値を出力する。周波数デインターリーブ・L1情報デインターリーブ部215は、選局されたプログラムデータを含むPLPのcellデータと伝送路推定値を周波数デインターリーブし、かつL1情報のcellデータと伝送路推定値のデインターリーブを行う。デインターリーブされたL1情報のcellデータと伝送路推定値は、選択部231で選択される。そしてデマッピング部232がデマッピング処理を行い、FEC復号化部233がLDPC復号処理、BCH復号処理を行う。これにより、L1情報が復号される。
PLP用デインターリーブ部221は、復号されたL1情報に含まれるスケジューリング情報に基づき、ユーザにより選択されたプログラムを含むPLP(例えば、図1に示すPLP−1)のcellデータと伝送路推定値を抽出して、送信側のインターリーブ処理と逆の並べ替えを行う。デインターリーブされたPLP−1のcellデータと伝送路推定値は、選択部231で選択される。
選択部231から出力されたPLPのcellデータと伝送路推定値に対してデマッピング部232がデマッピング処理を行い、FEC復号化部233がLDPC復号処理、BCH復号処理を行う。これにより、PLPデータが復号される。
デマッピング部232はデマッピング処理を行う際に、復号されたL1情報の中からユーザにより選択されたプログラムを含むPLP(例えば、図1に示すPLP−1)に関して、図6に示すPLP_FEC_TYPE、PLP_COD、PLP_NON_UNIFORM_CONST、PLP_MODを参照する。これにより、図1の送信装置100が同一符号化率で異なるLDPC符号長に対して、異なる非均一マッピング形状を定義した場合でも、デマッピング部232はマッピング形状の検出が可能となり、検出したマッピング形状に基づいたデマッピング処理が可能となる。
また、図7の受信装置200の内、チューナ部205を除く構成要素を含んで集積回路240としてもよい。
以上の構成により、非均一なマッピング形状の変調を用いた伝送技術において、同一符号化率で異なるLDPC符号長に対して、異なる非均一マッピング形状を定義された送信信号を受信する受信装置、受信方法、集積回路及びプログラムを提供することができる。
(実施の形態2)
<送信装置及び送信方法>
図8は、本開示の実施の形態2における送信装置300の構成を示す図である。従来の送信装置、及び実施の形態1の送信装置と同じ構成要素は、同じ符号を用い、説明を省略する。本実施の形態においては、L1情報に対するLDPC符号化の符号長がDVB−NGH方式と同じく4kモードの場合に関して説明する。
図8の送信装置300は図25に示す従来の送信装置2000と比較して、L1情報処理部2041をL1情報処理部341に置き換えた構成である。
図9は、L1情報処理部341の構成を示す図である。図27に示す従来のL1情報処理部2041と比較して、L1情報生成部2081及びマッピング部2083をL1情報生成部381及びマッピング部383にそれぞれ置き換えた構成である。
図9のL1情報処理部341において、L1情報生成部381は、伝送パラメータを生成してL1−pre情報とL1−post情報に変換する。図10に、L1−preに含むL1−postに関するL1情報を示す。L1_POST_FEC_TYPEによりLDPC符号化の符号長が4kモードであることを示す。更に、符号化率を示すL1_POST_COD、マッピングが均一か非均一かを示すL1_POST_NON_UNIFORM_CONST、変調方式を示すL1_POST_MODを含む。以上のL1−postに関するL1情報を含むことで、L1−postがデータPLPと同一符号化率で異なるLDPC符号長を有する場合に、異なる非均一マッピング形状を定義し、受信機に通知することが可能になる。
図9のL1情報処理部341において、マッピング部383はI・Q座標へのマッピングを行ってFECブロックに変換し、各マッピングデータ(cell)を出力する。
図11は、L1−postにおける非均一なマッピング形状の64QAM(符号化率7/15)コンスタレーション配置図を示す。図11に示す通り、L1−postの4kモードに対しては、データPLP(16kモード)の非均一マッピングをそのまま用いるのではなく、二段階高い符号化率3/5の非均一マッピングを用いている。これは符号長の短い4kモードは符号長の長い16kモードより誤り訂正能力が低く、所要C/N比が高くなるためである。またL1−postは情報ビット数が少ないことに起因する誤り訂正能力の低下が発生することも考慮して、一段階高い符号化率8/15ではなく、二段階高い符号化率3/5の非均一マッピングを用いている。
以上の構成により、非均一なマッピング形状の変調を用いた伝送技術において、L1情報がデータPLPと同一符号化率で異なるLDPC符号長を有する場合に、異なる非均一マッピング形状を定義することにより、シェーピング利得を効率的に得る送信装置、送信方法、及びプログラムを提供することができる。
<受信装置及び受信方法>
図12は、本開示の実施の形態2における受信装置400の構成を示す図である。図12の受信装置400は、図8の送信装置300に対応し、送信装置300の機能を反映するものである。実施の形態1の受信装置200と同じ構成要素は、同じ符号を用い、説明を省略する。
図12の受信装置400は図7に示す実施の形態1における受信装置200と比較して、デマッピング部232をデマッピング部432に置き換えた構成である。
以下、受信装置200の動作について説明する。周波数デインターリーブ・L1情報デインターリーブ部215でデインターリーブされたL1情報のcellデータと伝送路推定値は、選択部231で選択される。そしてデマッピング部432がL1−preのデマッピング処理を行い、FEC復号化部233がLDPC復号処理、BCH復号処理を行う。これにより、L1−pre情報が復号される。
デマッピング部432はL1−postのデマッピング処理を行う際に、復号されたL1−pre情報の中から、図10に示すL1_POST_FEC_TYPE、L1_POST_COD、L1_POST_NON_UNIFORM_CONST、L1_POST_MODを参照する。これにより、L1−postとデータPLPが同一符号化率で異なるLDPC符号長を有する場合に、図8の送信装置300が互いに異なる非均一マッピング形状を定義した場合でも、デマッピング部432はL1−postとデータPLPの両方に対してマッピング形状の検出が可能となり、検出したマッピング形状に基づいたデマッピング処理が可能となる。FEC復号化部233がデマッピング処理されたL1−postのLDPC復号処理、BCH復号処理を行う。これにより、L1−post情報が復号される。
PLP用デインターリーブ部221以降のデータPLPに対する動作は、実施の形態1と同様である。
また、図12の受信装置400の内、チューナ部205を除く構成要素を含んで集積回路440としてもよい。
以上の構成により、非均一なマッピング形状の変調を用いた伝送技術において、L1情報がデータPLPと同一符号化率で異なるLDPC符号長を有する場合に、異なる非均一マッピング形状を定義された送信信号を受信する受信装置、受信方法、集積回路及びプログラムを提供することができる。
<送信装置及び送信方法の変形例>
なお、図9に示すL1情報処理部341を図13に示すL1情報処理部345に置き換えてもよい。本変形例においては、L1情報に対するLDPC符号化の符号長としてデータPLPと同じ16kモードを用いる場合に関して説明する。
図13に示すL1情報処理部345は図9に示すL1情報処理部341と比較して、L1情報生成部381及びFEC符号化部2087及びマッピング部383をL1情報生成部386及びFEC符号化部387及びマッピング部388にそれぞれ置き換えた構成である。
図13のL1情報処理部345において、L1情報生成部386は、伝送パラメータを生成してL1−pre情報とL1−post情報に変換する。図14に、L1−preに含むL1−postに関するL1情報を示す。L1_POST_FEC_TYPEによりLDPC符号化の符号長が16kモードであることを示す。それ以外は、図10と同様である。
図13のL1情報処理部345において、FEC符号化部387は16kモードを用いて、L1−pre情報とL1−post情報毎に、BCH符号化、及びLDPC符号化を行ってパリティビットを付加する。
マッピング部388はI・Q座標へのマッピングを行ってFECブロックに変換し、各マッピングデータ(cell)を出力する。
図15は、L1−postにおける非均一なマッピング形状の64QAM(符号化率7/15)コンスタレーション配置図を示す。図15に示す通り、L1−post(16kモード)に対しては、データPLP(16kモード)の非均一マッピングをそのまま用いるのではなく、一段階高い符号化率8/15の非均一マッピングを用いている。これは符号長が同じであっても、L1−postは情報ビット数が少ないことに起因する誤り訂正能力の低下が発生することを考慮しているためである。
以上の構成により、非均一なマッピング形状の変調を用いた伝送技術において、L1情報がデータPLPと同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、異なる非均一マッピング形状を定義することにより、シェーピング利得を効率的に得る送信装置、送信方法、及びプログラムを提供することができる。
<受信装置及び受信方法の変形例>
以上の図13に示すL1情報処理部345が適用された場合に対する受信装置450の構成を図16に示す。図16に示す受信装置450は図12に示す受信装置400と比較して、デマッピング部432及びFEC復号化部233をデマッピング部482及びFEC復号化部483にそれぞれ置き換えた構成である。
図16の受信装置450において、FEC復号化部483が16kモードを用いて、デマッピング処理されたL1−preのLDPC復号処理、BCH復号処理を行う。これにより、L1−pre情報が復号される。
デマッピング部482はL1−postのデマッピング処理を行う際に、復号されたL1−pre情報の中から、図14に示すL1_POST_FEC_TYPE、L1_POST_COD、L1_POST_NON_UNIFORM_CONST、L1_POST_MODを参照する。これにより、L1−postとデータPLPが同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、送信装置が互いに異なる非均一マッピング形状を定義した場合でも、デマッピング部482はL1−postとデータPLPの両方に対してマッピング形状の検出が可能となり、検出したマッピング形状に基づいたデマッピング処理が可能となる。
FEC復号化部483がデマッピング処理されたL1−postのLDPC復号処理、BCH復号処理を行う。これにより、L1−post情報が復号される。
PLP用デインターリーブ部221以降のデータPLPに対する動作は、図12の受信装置400と同様である。
また、図16の受信装置450の内、チューナ部205を除く構成要素を含んで集積回路441としてもよい。
以上の構成により、非均一なマッピング形状の変調を用いた伝送技術において、L1情報がデータPLPと同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、異なる非均一マッピング形状を定義された送信信号を受信する受信装置、受信方法、集積回路及びプログラムを提供することができる。
(実施の形態3)
<送信装置及び送信方法>
図17は、本開示の実施の形態3における送信装置500の構成を示す図である。従来の送信装置、及び実施の形態1〜2の送信装置と同じ構成要素は、同じ符号を用い、説明を省略する。本実施の形態においては、DVB―NGH方式におけるMIMOプロファイルの場合に関して説明する。
図17の送信装置500は図25に示す従来の送信装置2000と比較して、PLP処理部2011及びフレーム構成部2021及びL1情報処理部2041をMIMO−PLP処理部531及びフレーム構成部521及びL1情報処理部541にそれぞれ置き換えた構成である。更に送信装置500は、送信アンテナ(Tx−1、Tx−2)毎にOFDM信号生成部2061、D/A変換部2091、周波数変換部2096を備える。
図18は、MIMO−PLP処理部531の構成を示す図である。図26に示す従来のPLP処理部2011と比較して、マッピング部2073をマッピング部573に置き換え、MIMO符号化部576を追加し、2つの送信アンテナ毎のインターリーブ部2074を備えた構成である。
図18のMIMO−PLP処理部531において、マッピング部573はI・Q座標へのマッピングを行ってFECブロックに変換し、各マッピングデータ(cell)を出力する。
図19は、MIMOプロファイルにおける非均一なマッピング形状の64QAM(符号化率2/5)コンスタレーション配置図を示す。図19に示す通り、MIMOプロファイルに対しては、BaseプロファイルのSISOフレームの場合の非均一マッピングをそのまま用いるのではなく、一段階高い符号化率7/15の非均一マッピングを用いている。これは、MIMOが複数送受信アンテナを用いた並列伝送であり、アンテナ間干渉の影響を完全に排除することは困難なため、所要C/N比が高くなるためである。
図20は、本実施の形態におけるMIMOプロファイルで、非均一なマッピング形状の64QAM(全ての符号化率)コンスタレーション配置のI・Q座標を示す。図20に示す通り、MIMOプロファイルに対しては、BaseプロファイルのSISOフレームの場合の非均一マッピングをそのまま用いるのではなく、それぞれ一段階高い符号化率の非均一マッピングを用いている。なお、符号化率11/15に対しては、新たに非均一マッピングを定義している。
図18のMIMO−PLP処理部531において、MIMO符号化部576はマッピング部573から出力されるマッピングデータ(cell)に対して、MIMO符号化を行う。2つの送信アンテナ毎のインターリーブ部2074は、整数個のFECブロックを含むTIブロック内で、マッピングデータ(cell)の並べ替えを行う。
図21は、L1情報処理部541の構成を示す図である。図27に示す従来のL1情報処理部2041と比較して、L1情報生成部2081及びFEC符号化部2082及びマッピング部2083をL1情報生成部581及びFEC符号化部387及びマッピング部583にそれぞれ置き換え、MIMO符号化部576を追加した構成である。
図21のL1情報処理部541において、L1情報生成部581は、伝送パラメータを生成してL1−pre情報とL1−post情報に変換する。図22に、L1−post(configurable)におけるPLPループに含むL1情報を示す。PLP毎に、PLP_FEC_TYPEによりLDPC符号化の符号長が16kモードであることを示す。更にPLP毎に、符号化率を示すPLP_COD、マッピングが均一か非均一かを示すPLP_NON_UNIFORM_CONST、変調方式を示すPLP_MODを含む。またP1シンボルは、このフレームのフォーマットがNGH_MIMOであることを示す。また、L1−preに含むL1−postに関するL1情報は、実施の形態2の変形例における図14と同様である。以上のL1情報を含むことで、MIMOがSISOと同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、異なる非均一マッピング形状を定義し、受信機に通知することが可能になる。
図21のL1情報処理部541において、FEC符号化部387の動作は、実施の形態2の変形例における図13のL1情報処理部345での動作と同様である。マッピング部583はI・Q座標へのマッピングを行ってFECブロックに変換し、各マッピングデータ(cell)を出力する。
L1−postにおける非均一なマッピング形状の64QAM(符号化率7/15)コンスタレーション配置は、実施の形態2における図11と同様である。図11に示す通り、L1−post(MIMO)に対しては、データPLP(SISO)の非均一マッピングをそのまま用いるのではなく、二段階高い符号化率3/5の非均一マッピングを用いている。これは、MIMOが複数送受信アンテナを用いた並列伝送であり、アンテナ間干渉の影響を完全に排除することは困難なため、所要C/N比が高くなるためである。またL1−postは情報ビット数が少ないことに起因する誤り訂正能力の低下が発生することも考慮して、一段階高い符号化率8/15ではなく、二段階高い符号化率3/5の非均一マッピングを用いている。
図21のL1情報処理部541において、MIMO符号化部576はマッピング部583から出力されるマッピングデータ(cell)に対して、MIMO符号化を行う。
図17の送信装置500において、フレーム構成部521は、MIMO−PLP処理部531から出力される2つの送信アンテナ(Tx−1、Tx−2)に対する各PLPのマッピングデータと、L1情報処理部541から出力される2つの送信アンテナ(Tx−1、Tx−2)に対するL1情報のマッピングデータを用いて、図24に示すDVB―NGH方式の伝送フレームを生成して出力する。
2つの送信アンテナ毎のOFDM信号生成部2061はそれぞれ、フレーム構成部521から出力されるDVB―NGH方式の伝送フレーム構成に対して、パイロット信号の付加、IFFT、GIの挿入、P1シンボルとaP1シンボルの挿入を行い、デジタルベースバンド送信信号を出力する。2つの送信アンテナ毎のD/A変換部2091はそれぞれ、OFDM信号生成部2061から出力されるデジタルベースバンド送信信号に対してD/A変換を行い、アナログベースバンド送信信号を出力する。2つの送信アンテナ毎の周波数変換部2096はそれぞれ、D/A変換部2091から出力されるアナログベースバンド送信信号に対して周波数変換を行い、アナログRF送信信号を図示しない送信アンテナから出力する。
以上の構成により、非均一なマッピング形状の変調を用いた伝送技術において、MIMOがSISOと同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、異なる非均一マッピング形状を定義することにより、シェーピング利得を効率的に得る送信装置、送信方法、及びプログラムを提供することができる。
<受信装置及び受信方法>
図23は、本開示の実施の形態3における受信装置600の構成を示す図である。図23の受信装置600は、図17の送信装置500に対応し、送信装置500の機能を反映するものである。実施の形態1〜2の受信装置と同じ構成要素は、同じ符号を用い、説明を省略する。
図23の受信装置600は図16に示す実施の形態2の変形例における受信装置450と比較して、デマッピング部482をMIMOデマッピング部632に置き換えた構成である。更に受信装置200は、受信アンテナ(Rx−1、Rx−2)毎にチューナ部205、A/D変換部208、復調部211、周波数デインターリーブ・L1情報デインターリーブ部215、PLP用デインターリーブ部221、選択部231を備える。
以下、受信装置600の動作について説明する。一方の受信アンテナRx−1よりアナログRF受信信号が入力されると、チューナ部205−1、A/D変換部208−1、復調部211−1、周波数デインターリーブ・L1情報デインターリーブ部215−1、PLP用デインターリーブ部221−1、選択部231−1は実施の形態2の変形例における受信装置450と同様の動作を行う。また受信アンテナRx−2よりアナログRF受信信号が入力されると、チューナ部205−2、A/D変換部208−2、復調部211−2、周波数デインターリーブ・L1情報デインターリーブ部215−2、PLP用デインターリーブ部221−2、選択部231−2は実施の形態2の変形例における受信装置450と同様の動作を行う。
MIMOデマッピング部632はL1−preのデマッピング処理を行い、FEC復号化部483がLDPC復号処理、BCH復号処理を行う。これにより、L1−pre情報が復号される。
MIMOデマッピング部632はL1−postのデマッピング処理を行う際に、復号されたL1−pre情報の中から、図14に示すL1_POST_FEC_TYPE、L1_POST_COD、L1_POST_NON_UNIFORM_CONST、L1_POST_MODを参照するとともに、受信したP1シンボルからこのフレームのフォーマットがNGH_MIMOであることを認識する。これにより、L1−Post(MIMO)がSISOと同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、図17の送信装置500が異なる非均一マッピング形状を定義した場合でも、MIMOデマッピング部632はL1−post(MIMO)に対してマッピング形状の検出が可能となり、検出したマッピング形状に基づいたMIMOデマッピング処理が可能となる。FEC復号化部483がMIMOデマッピング処理されたL1−postのLDPC復号処理、BCH復号処理を行う。これにより、L1−post情報が復号される。
2つの選択部(231−1、231−2)から出力されたPLPのcellデータと伝送路推定値に対してMIMOデマッピング部632がMIMOデマッピング処理を行い、FEC復号化部483がLDPC復号処理、BCH復号処理を行う。これにより、PLPデータが復号される。
MIMOデマッピング部632はデマッピング処理を行う際に、復号されたL1−Post情報の中からユーザにより選択されたプログラムを含むPLP(例えば、図1に示すPLP−1)に関して、図22に示すPLP_FEC_TYPE、PLP_COD、PLP_NON_UNIFORM_CONST、PLP_MODを参照するするとともに、受信したP1シンボルからこのフレームのフォーマットがNGH_MIMOであることを認識する。これにより、データPLP(MIMO)がデータPLP(SISO)と同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、図17の送信装置500が同一符号化率で異なるLDPC符号長に対して、異なる非均一マッピング形状を定義した場合でも、MIMOデマッピング部632はデータPLP(MIMO)に対してマッピング形状の検出が可能となり、検出したマッピング形状に基づいたMIMOデマッピング処理が可能となる。
また、図23の受信装置600の内、チューナ部205を除く構成要素を含んで集積回路640としてもよい。
以上の構成により、非均一なマッピング形状の変調を用いた伝送技術において、MIMOがSISOと同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、異なる非均一マッピング形状を定義された送信信号を受信する受信装置、受信方法、集積回路及びプログラムを提供することができる。
(補足)
本開示は上記の実施の形態で説明した内容に限定されず、本開示の目的とそれに関連又は付随する目的を達成するためのいかなる形態においても実施可能であり、例えば、以下であってもよい。
(1)実施の形態1〜3を任意の組み合わせで実施してもよい。
(2)実施の形態1〜3において、DVB−NGH方式をベースに説明したが、これに限らず、DVB−NGH方式以外の伝送方式に対しても適用可能である。
(3)実施の形態1〜3において、入力ストリーム数及びPLP数を2つとしたが、これに限らない。
(4)実施の形態1〜3において、非均一なマッピング形状を適用する変調方式を64QAMとしたが、これに限らず、他の変調方式に対しても適用可能である。
(5)実施の形態1〜3において、LDPC符号化の符号長として64kモード、16kモード、4kモードなどを示したが、一例に過ぎず、他の符号長を適用可能である。
(6)実施の形態1〜3において、FEC符号化方式をBCH符号化とLDPC符号化の組み合わせとしたが、これに限らない。
(7)実施の形態3において、送受信アンテナ数がいずれも2の場合を示したがこれに限らず、3以上であってもよい。また、送受信アンテナ数が異なってもよい。
(8)実施の形態3において、DVB―NGH方式におけるMIMOプロファイルの場合を示した。BaseプロファイルのMISO(Multiple Input Single Output)フレームの場合を考えると、MISOとSISOが同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、非均一マッピング形状を互いに異ならせてもよい。またMISOとMIMOが同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、非均一マッピング形状を互いに異ならせてもよい。
(9)実施の形態1〜3において、非均一なマッピング形状を適用する場合に、コンスタレーション配置のI座標とQ座標を同一パターンとしたが、これに限らず、I座標とQ座標を互いに異なるパターンとしてもよい。
(10)実施の形態1において、同一符号化率で異なるLDPC符号長に対して、一方の符号長のそれぞれ一段階低い符号化率の非均一マッピングを、他方の符号長の符号化率それぞれに適用した。これに限らず、他の方法により、同一符号化率で異なるLDPC符号長に対して、非均一マッピング形状を互いに異ならせてもよい。
(11)実施の形態2において、L1情報がデータPLPと同一符号化率で異なるLDPC符号長を有する場合に、データPLPの二段階高い符号化率の非均一マッピングを、L1情報の符号化率に適用した。これに限らず、他の方法により、L1情報とデータPLPに対して、非均一マッピング形状を互いに異ならせてもよい。
(12)実施の形態2の変形例において、L1情報がデータPLPと同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、データPLPの一段階高い符号化率の非均一マッピングを、L1情報の符号化率に適用した。これに限らず、他の方法により、L1情報とデータPLPに対して、非均一マッピング形状を互いに異ならせてもよい。
(13)実施の形態3において、データPLP(MIMO)がデータPLP(SISO)と同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、データPLP(SISO)の一段階高い符号化率の非均一マッピングを、データPLP(MIMO)の符号化率に適用した。これに限らず、他の方法により、データPLP(MIMO)とデータPLP(SISO)に対して、非均一マッピング形状を互いに異ならせてもよい。
(14)実施の形態3において、L1情報(MIMO)がL1情報(SISO)と同一符号化率・同一LDPC符号長を有する場合に、L1情報(SISO)の二段階高い符号化率の非均一マッピングを、L1情報(MIMO)の符号化率に適用した。これに限らず、他の方法により、L1情報(MIMO)とL1情報(SISO)に対して、非均一マッピング形状を互いに異ならせてもよい。
(15)上記の実施の形態は、ハードウェアとソフトウェアを使った実装に関するものであってもよい。上記の実施の形態はコンピューティングデバイス(プロセッサ)を使って実装又は実行されてもよい。コンピューティングデバイスまたはプロセッサは、例えば、メインプロセッサ/汎用プロセッサ(general purpose processor)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、ASIC(application specific integrated circuit)、FPGA(field programmable gate array)、他のプロラマブル論理デバイスなどであってよい。上記の実施の形態は、これらのデバイスの結合によって実行され、あるいは、実現されてもよい。
(16)上記の実施の形態は、プロセッサによって、または、直接ハードウェアによって実行される、ソフトウェアモジュールの仕組みによって実現されてもよい。また、ソフトウェアモジュールとハードウェア実装の組み合わせも可能である。ソフトウェアモジュールは、様々な種類のコンピュータ読み取り可能なストレージメディア、例えば、RAM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、レジスタ、ハードディスク、CD−ROM、DVDなど、に保存されてもよい。
本開示に係る送信装置、送信方法、受信装置、受信方法、集積回路、及びプログラムは、特に非均一なマッピング形状の変調を用いた伝送方式に適用することができる。
100,300,500,2000 送信装置
111,2011 PLP処理部
141,341,345,541,2041 L1情報処理部
171,2071 入力処理部
172,387,2072,2082 FEC符号化部
173,383,388,573,583,2073,2083 マッピング部
181,381,386,581,2081 L1情報生成部
200,400,450,600 受信装置
205 チューナ部
208 A/D変換部
211 復調部
215 周波数デインターリーブ・L1情報デインターリーブ部
221 PLP用デインターリーブ部
231 選択部
232,432,482 デマッピング部
233,483 FEC復号化部
240,440,441,640 集積回路
521,2021 フレーム構成部
531 MIMO−PLP処理部
576 MIMO符号化部
632,235,432,434 MIMOデマッピング部
2061 OFDM信号生成部
2074 インターリーブ部
2091 D/A変換部
2096 周波数変換部

Claims (4)

  1. 所定長のデータブロック毎に、誤り訂正符号化して誤り訂正符号化フレームを生成する誤り訂正符号化部と、
    前記誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングして、誤り訂正符号化ブロックを生成するマッピング部と、
    伝送パラメータを格納するL1(Layer−1)シグナリング情報を生成し、前記L1シグナリング情報を誤り訂正符号化してL1誤り訂正符号化フレームを生成し、前記L1誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングするL1シグナリング情報処理部と、
    前記マッピング部から出力される誤り訂正符号化ブロックと、前記L1シグナリング情報処理部から出力されるL1シグナリング情報のマッピングデータとを含んで送信フレームを構成するフレーム構成部と、を有し、
    前記L1シグナリング情報処理部は、各符号化率に対する非均一な形状のマッピングとして、前記符号化率より高い符号化率に対する前記マッピング部における非均一な形状のマッピングを用いる
    ことを特徴とする送信装置。
  2. 伝送パラメータを格納するL1(Layer−1)シグナリング情報の各符号化率に対する非均一な形状のマッピングとして、前記符号化率より高い符号化率に対する送信ストリームの非均一な形状のマッピングを用いて送信された信号を受信する受信装置であって、
    前記送信信号の復調を行う復調部と、
    前記復調部で復調されたデータから、前記L1シグナリング情報と前記送信ストリームを抽出する抽出部と、
    前記抽出されたL1シグナリング情報と前記抽出された送信ストリームに対して、各々の非均一な形状のマッピングに基づき、デマッピングを行うデマッピング部と、を有する
    ことを特徴とする受信装置。
  3. 所定長のデータブロック毎に、誤り訂正符号化して誤り訂正符号化フレームを生成する誤り訂正符号化ステップと、
    前記誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングして、誤り訂正符号化ブロックを生成するマッピングステップと、
    伝送パラメータを格納するL1(Layer−1)シグナリング情報を生成し、前記L1シグナリング情報を誤り訂正符号化してL1誤り訂正符号化フレームを生成し、前記L1誤り訂正符号化フレームを所定数のビットずつシンボルにマッピングするL1シグナリング情報処理ステップと、
    前記マッピングステップから出力される誤り訂正符号化ブロックと、前記L1シグナリング情報処理ステップから出力されるL1シグナリング情報のマッピングデータとを含んで送信フレームを構成するフレーム構成ステップと、を含み、
    前記L1シグナリング情報処理ステップは、各符号化率に対する非均一な形状のマッピングとして、前記符号化率より高い符号化率に対する前記マッピングステップにおける非均一な形状のマッピングを用いる
    ことを特徴とする送信方法。
  4. 伝送パラメータを格納するL1(Layer−1)シグナリング情報の各符号化率に対する非均一な形状のマッピングとして、前記符号化率より高い符号化率に対する送信ストリームの非均一な形状のマッピングを用いて送信された信号を受信する受信方法であって、
    前記送信信号の復調を行う復調ステップと、
    前記復調ステップで復調されたデータから、前記L1シグナリング情報と前記送信ストリームを抽出する抽出ステップと、
    前記抽出されたL1シグナリング情報と前記抽出された送信ストリームに対して、各々の非均一な形状のマッピングに基づき、デマッピングを行うデマッピングステップと、を含む
    ことを特徴とする受信方法。
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