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JP6463574B2 - Transmitting apparatus and receiving apparatus - Google Patents
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Description

本発明は、衛星放送及び地上放送並びに固定通信及び移動通信の技術分野に関するものであり、特に、デジタル伝送方式におけるデジタル信号の送信装置及び受信装置に関する。   The present invention relates to the technical fields of satellite broadcasting and terrestrial broadcasting, fixed communication, and mobile communication, and more particularly, to a digital signal transmitting apparatus and receiving apparatus in a digital transmission system.

従来、LDPC (Low Density Parity Check) 符号は、シャノン限界に迫る性能を有する誤り訂正符号として、標準規格ARIB STD−B44の高度広帯域衛星デジタル方式の伝送方式衛星放送システム(例えば、非特許文献1参照)や、DVB−S2(Digital Video Broadcasting - Satellite - Second Generation)などで採用されている。   Conventionally, an LDPC (Low Density Parity Check) code is an error correction code having a performance approaching the Shannon limit, and a transmission system satellite broadcasting system of an advanced broadband satellite digital system of the standard ARIB STD-B44 (see, for example, Non-Patent Document 1). ) And DVB-S2 (Digital Video Broadcasting-Satellite-Second Generation).

図8に、ARIB STD−B44に基づく典型的な送信装置100及び受信装置200の概略構成を示す。送信装置100は、TS多重化部11、BCH符号化部12、エネルギー拡散処理部13、LDPC符号化部14、ビットインターリーブ処理部15、及び変調部16を備える。受信装置200は、復調部21、ビットデインターリーブ処理部22、LDPC復号部23、エネルギー逆拡散処理部24、BCH復号部25、及びTS分離部26を備える。   FIG. 8 shows a schematic configuration of a typical transmission apparatus 100 and reception apparatus 200 based on ARIB STD-B44. The transmission device 100 includes a TS multiplexer 11, a BCH encoder 12, an energy spread processor 13, an LDPC encoder 14, a bit interleave processor 15, and a modulator 16. The receiving apparatus 200 includes a demodulation unit 21, a bit deinterleave processing unit 22, an LDPC decoding unit 23, an energy despreading processing unit 24, a BCH decoding unit 25, and a TS separation unit 26.

簡潔に説明するに、送信装置100では、主に、TS多重化部11により、伝送する1以上のトランスポートストリーム(以下、「TS」と略す、)のTS信号を複数のスロットのデータに割り当て、この複数のスロットを多重した伝送フレームを生成する。各スロットはスロットヘッダ、データ、BCH符号パリティ、スタッフビット(6ビット分の‘1’)及びLDPC符号パリティにより構成される。   Briefly, in the transmission apparatus 100, the TS signal of one or more transport streams (hereinafter abbreviated as “TS”) to be transmitted is assigned to data of a plurality of slots mainly by the TS multiplexing unit 11. Then, a transmission frame in which the plurality of slots are multiplexed is generated. Each slot includes a slot header, data, BCH code parity, stuff bits ('1' for 6 bits), and LDPC code parity.

そして、BCH符号化部12により各スロットのスロットヘッダ及びデータに対してBCH符号化処理を施して各スロットにBCHパリティを付与し、エネルギー拡散処理部13により各スロットのスロットヘッダ、データ、BCHパリティ及びスタッフビットに対してエネルギー拡散処理(ビットランダム化)を施した後、LDPC符号化部14によりLDPC符号化処理を施して各スロットにLDPC符号パリティを付与する。   Then, the BCH encoding unit 12 applies BCH encoding processing to the slot header and data of each slot to give a BCH parity to each slot, and the energy spreading processing unit 13 sets the slot header, data, and BCH parity of each slot. After the energy spreading process (bit randomization) is performed on the stuff bits, the LDPC encoding unit 14 performs the LDPC encoding process to give the LDPC code parity to each slot.

その後、LDPC符号パリティを付与したビット系列(44880ビットの符号長)に対して、ビットインターリーブ処理部15により、伝送フレーム内の各スロットの変調方式(8PSK,16APSK,32APSK)やLDPC符号化率に応じてビットインターリーブ処理(変調方式の違いに伴うエネルギー分散)を施し、変調部16により変調方式(π/2シフトBPSK,QPSK,8PSK,16APSK,32APSK)に応じてマッピングしてシンボルを構成した後、変調し、所定のシンボルヘッダ及び位相基準となるバースト信号を挿入して変調波を伝送する。   Thereafter, the bit interleave processing unit 15 applies the modulation scheme (8PSK, 16APSK, 32APSK) and LDPC coding rate of each slot in the transmission frame to the bit sequence (code length of 48880 bits) to which the LDPC code parity is added. Corresponding to bit interleaving processing (energy dispersion associated with the difference in the modulation method), the symbol is configured by the modulation unit 16 according to the modulation method (π / 2 shift BPSK, QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK). Then, a modulated wave is transmitted by inserting a predetermined symbol header and a burst signal serving as a phase reference.

一方、受信装置200では、復調部21により伝送路を経て送信装置100から伝送された変調波を受信して復調し、ビットデインターリーブ処理部22、LDPC復号部23、エネルギー逆拡散処理部24及びBCH復号部25によりそれぞれ送信装置100のビットインターリーブ処理部15、LDPC符号化部14、エネルギー拡散処理部13、及びBCH符号化部12の逆処理を施すことで各スロットのTS信号を復元し、TS分離部26により各スロットのTS信号を抽出してTSを復元し、複数のTSを分離して出力する。   On the other hand, in the receiving device 200, the demodulating unit 21 receives and demodulates the modulated wave transmitted from the transmitting device 100 via the transmission path, and a bit deinterleave processing unit 22, an LDPC decoding unit 23, an energy despreading processing unit 24, and The BCH decoding unit 25 restores the TS signal of each slot by performing reverse processing of the bit interleaving processing unit 15, the LDPC encoding unit 14, the energy spreading processing unit 13, and the BCH encoding unit 12 of the transmission device 100, respectively. The TS separation unit 26 extracts the TS signal of each slot to restore the TS, and separates and outputs a plurality of TSs.

このように、ARIB STD−B44に基づく典型的な送信装置100及び受信装置200では、BCH符号を外符号、LDPC符号を内符号とした連接符号としている。   Thus, in a typical transmitting apparatus 100 and receiving apparatus 200 based on ARIB STD-B44, a concatenated code with the BCH code as an outer code and the LDPC code as an inner code is used.

LDPC符号の特徴として、誤り訂正の性能を発揮するために長い符号長が必要であり、ARIB STD−B44においては、44880ビットという符号長が採用されている。また、ランダム誤りとバースト誤りどちらの場合に対しても訂正が可能であり、一般的な衛星放送の伝送路においては十分な訂正能力を有している。LDPC符号は確定的誤り訂正手法ではないため、エラーフロアが発生してしまうものの、BCH符号を外符号、LDPC符号を内符号とした連接符号とすることで、エラーフロアの除去が可能となる。ARIB STD−B44におけるBCH符号のパリティビット長は192ビットであり、12ビット以下の誤り訂正が可能である。   As a characteristic of the LDPC code, a long code length is necessary to exhibit error correction performance, and the ARIB STD-B44 employs a code length of 48880 bits. Further, correction is possible for both random errors and burst errors, and a general satellite broadcast transmission path has sufficient correction capability. Since the LDPC code is not a deterministic error correction method, an error floor occurs. However, the error floor can be removed by using a concatenated code with the BCH code as an outer code and the LDPC code as an inner code. The parity bit length of the BCH code in ARIB STD-B44 is 192 bits, and error correction of 12 bits or less is possible.

また、21GHz帯で帯域600MHzが国際的に衛星放送に対して割り当てられており、現行の12GHz帯でのサービスが予定されている超高精細度テレビジョン放送の伝送容量より、より大容量なサービスを目指した研究が進められている(例えば、非特許文献2参照)。超高精細度テレビジョン放送の伝送容量は、600MHzの帯域を300MHzに分割し、ARIB STD−B44をベースとした、LDPC符号とBCH符号の連接符号、及び変調方式8PSKを用いることで最大約680Mbpsの伝送が可能となる。しかし、21GHz帯の電波は降雨等による減衰を受けやすく、その影響を軽減させる技法が必要となる。そのため、特定地域への放射電力を増大するよう、衛星側で、中継する変調波の電力を空間合成して放射パターンを可変に形成する技術も検討されている。   In addition, a bandwidth of 600 MHz in the 21 GHz band is internationally allocated for satellite broadcasting, and a service with a larger capacity than the transmission capacity of the ultra-high-definition television broadcasting that is scheduled to be serviced in the current 12 GHz band. Research aimed at achieving this is underway (see Non-Patent Document 2, for example). The transmission capacity of ultra-high-definition television broadcasting is about 680 Mbps at maximum by dividing the 600 MHz band into 300 MHz and using a concatenated code of LDPC code and BCH code based on ARIB STD-B44 and a modulation method of 8PSK. Can be transmitted. However, radio waves in the 21 GHz band are susceptible to attenuation due to rain and the like, and a technique for reducing the influence is necessary. Therefore, a technique for variably forming a radiation pattern by spatially synthesizing the power of a modulated wave to be relayed on the satellite side so as to increase the radiation power to a specific area has been studied.

“高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式 標準規格 ARIB STD-B44 2.0版”、[online]、平成26年7月31日改定、ARIB、[平成27年1月5日検索]、インターネット〈URL:http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B44v2_0.pdf〉"Transmission system of advanced broadband satellite digital broadcasting standard ARIB STD-B44 2.0 version", [online], revised July 31, 2014, ARIB, [searched January 5, 2015], Internet <URL: http : //www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B44v2_0.pdf> “次世代衛星放送システムのための周波数有効利用促進技術の研究開発”、[online]、情報流通行政局放送技術課、[平成27年1月5日検索]、インターネット〈URL:http://www.tele.soumu.go.jp/resource/j/fees/purpose/pdf/26kenkyukaihatsu.pdf#page=23〉"Research and development of effective frequency utilization technology for next-generation satellite broadcasting system", [online], Information Distribution Administration Bureau Broadcasting Technology Division, [January 5, 2015 search], Internet <URL: http: // www.tele.soumu.go.jp/resource/j/fees/purpose/pdf/26kenkyukaihatsu.pdf#page=23>

前述したように、デジタル信号の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムにおいて、BCH符号とLDPC符号の連接符号を採用することで、シャノン限界に迫る性能を有する誤り訂正を可能とし、且つエラーフロアの除去が可能となるが、降雨等による減衰を受けやすく、これを改善するため特定地域への放射電力を増大するよう、衛星側で、中継する変調波の電力を空間合成して放射パターンを可変に形成する技術も検討されている。   As described above, in a transmission system composed of a digital signal transmitting device and a receiving device, by employing a concatenated code of a BCH code and an LDPC code, error correction with performance approaching the Shannon limit is possible, and error floor Although it can be removed, it is susceptible to attenuation due to rainfall, etc., and the radiation pattern can be varied by spatially synthesizing the power of the modulated wave to be relayed on the satellite side so as to increase the radiation power to a specific area to improve this. The technology to be formed is also studied.

しかしながら、このような放射パターン可変技術でも、受信装置側から見た場合、放射パターン変更中の状態が不定となる。そのため、タイミングによっては受信装置の位相同期が外れることで、LDPC符号では訂正しきれない一定期間のバースト誤りとなって出力されてしまうという問題が生じる。   However, even with such a radiation pattern variable technique, when viewed from the receiving device side, the state during the radiation pattern change is undefined. For this reason, depending on the timing, the phase synchronization of the receiving device is lost, which causes a problem that a burst error of a certain period that cannot be corrected by the LDPC code is output.

このバースト誤りは、エラーフロアを訂正するために導入されている外符号のBCH符号の誤り訂正能力(12ビット)では訂正することが難しい。また、放射パターンの変更は頻繁に行われることは想定されないため、常に誤り訂正の符号化率を下げるよう伝送してしまうと、伝送システム全体としての伝送容量の低下につながってしまう。   This burst error is difficult to correct with the error correction capability (12 bits) of the BCH code of the outer code introduced to correct the error floor. In addition, since it is not assumed that the radiation pattern is frequently changed, if transmission is always performed so as to reduce the coding rate of error correction, the transmission capacity of the entire transmission system is reduced.

このようなLDPC符号の誤り訂正能力を超えるバースト誤りは、放射パターン可変技術を適用した衛星中継の場合以外でも考慮すべき課題であり、デジタル信号の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムとしての改善が望まれる。   Such a burst error exceeding the error correction capability of the LDPC code is a problem to be considered even in the case of the satellite relay to which the radiation pattern variable technology is applied, and is improved as a transmission system including a digital signal transmission device and a reception device. Is desired.

本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、デジタル信号の送信装置及び受信装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a digital signal transmitting apparatus and receiving apparatus.

本発明では、LDPC符号を内符号とし、BCH符号等のブロック符号を外符号とする連接符号の誤り訂正処理間に、受信側でインターリーブブロックの先頭位置を把握可能とする態様でブロックインターリーブ処理を追加することで、LDPC符号の誤り訂正能力を超えるようなバースト誤りを訂正可能とする。特に、ブロックインターリーブ処理のフレームの先頭から読み出し方向に特定のビットを送受間で既知のランダムパターンに差し替えることで、インターリーブフレームの開始位置判定を強化する。これにより、バースト誤りの影響を低減しつつ、誤り訂正の符号化率を下げることのない伝送、つまり本来所望される伝送容量を維持した伝送が可能となる。   In the present invention, the block interleaving process is performed in such a manner that the receiving side can grasp the head position of the interleave block during the error correction process of the concatenated code in which the LDPC code is the inner code and the block code such as the BCH code is the outer code. By adding, it is possible to correct a burst error exceeding the error correction capability of the LDPC code. In particular, the determination of the start position of the interleaved frame is strengthened by replacing a specific bit in the reading direction from the beginning of the frame of the block interleaving process with a known random pattern between transmission and reception. As a result, transmission without reducing the error correction coding rate while reducing the influence of burst errors, that is, transmission while maintaining the originally desired transmission capacity becomes possible.

即ち、本発明の送信装置は、デジタル信号の送信装置であって、伝送するトランスポートストリームのTS信号を所定数で多重化し、多重化されたTS信号の属性を識別可能にする信号であるスタッフビットを付加してデータを構成し、外符号と内符号による連接符号のパリティ領域を設けた伝送フレームを生成するTS多重化手段と、前記データに対して所定のブロック符号化処理を施して前記伝送フレームに外符号パリティを付与する第1の誤り訂正符号化手段と、前記外符号パリティを付与したデータよりなるフレームを任意に定めたフレーム数で並列させインターリーブブロックを形成し、該インターリーブブロックにおける先頭フレームから順に所定のフレーム数分の各フレームの先頭ビットを送受間で既知のランダムパターンで差し替えて、インターリーブブロックのフレームを再構成するフレーム再構成手段と、前記フレーム再構成手段により再構成されたインターリーブブロックに対してブロックインターリーブ処理を施すブロックインターリーブ処理手段と、前記ブロックインターリーブ処理を経て得られるビット系列にLDPC符号化処理を施して前記伝送フレームに内符号パリティを付与する第2の誤り訂正符号化手段と、前記LDPC符号化処理を経て得られる伝送フレームのビット系列を基に所定の変調方式に応じてシンボルを形成し、変調波を生成する変調手段と、を備えることを特徴とする。

In other words, the transmitting apparatus of the present invention is a digital signal transmitting apparatus that multiplexes a predetermined number of TS signals of a transport stream to be transmitted, and is a stuff that is a signal that enables identification of attributes of the multiplexed TS signals. A TS multiplexing means for generating a transmission frame provided with a parity area of a concatenated code composed of an outer code and an inner code by adding bits to the data, and performing a predetermined block coding process on the data A first error correction coding means for assigning an outer code parity to a transmission frame, and an interleave block formed by parallelly framing a frame made up of data to which the outer code parity is given in an arbitrarily determined number of frames; The first bit of each frame for the specified number of frames in order from the first frame is a random pattern that is known between sending and receiving Instead, and through the frame reconstruction means for reconstructing a frame of interleaved blocks, and the block interleaving means for performing block interleaving processing on reconstructed interleaved block by the frame reconstruction unit, the block interleaving A second error correction coding means for applying an LDPC coding process to the obtained bit sequence to give an inner code parity to the transmission frame, and a predetermined value based on the bit sequence of the transmission frame obtained through the LDPC coding process; Modulation means for forming a symbol and generating a modulated wave according to the modulation method.

また、本発明の送信装置において、前記インターリーブブロックのフレーム数は、前記所定のブロック符号化処理の誤り訂正能力に応じて定められていることを特徴とする。   In the transmission apparatus of the present invention, the number of frames of the interleave block is determined according to an error correction capability of the predetermined block encoding process.

また、本発明の送信装置において、前記スタッフビットは、トランスポートストリームに対する当該多重化されたTS信号の区切りを示す数値を所定ビット単位で複数回繰り返したビット系列を含むことを特徴とする。   In the transmission apparatus of the present invention, the stuff bits include a bit sequence in which a numerical value indicating a delimiter of the multiplexed TS signal with respect to a transport stream is repeated a plurality of times in a predetermined bit unit.

また、本発明の送信装置において、前記スタッフビットは、先頭の所定ビット数か、又は末尾の所定ビット数が0となるよう当該多重化されたTS信号の区切りを示す数値を所定ビット単位で複数回繰り返されて構成されていることを特徴とする。   In the transmitting apparatus of the present invention, the stuff bits are a plurality of numerical values indicating a delimiter of the multiplexed TS signal so that the predetermined number of bits at the beginning or the predetermined number of bits at the end is 0. It is characterized by being configured repeatedly.

更に、本発明の受信装置は、デジタル信号の受信装置であって、本発明の送信装置により生成された変調波を前記所定の変調方式に応じて復調する復調手段と、前記復調手段による復調処理を経て得られるビット系列に対して、前記LDPC符号化処理に対応する復号処理を施す第1の誤り訂正復号手段と、前記復号処理を経て得られるビット系列に対してブロックデインターリーブ処理を施し、前記インターリーブブロックに対応するデインターリーブブロックのフレームを仮復元するブロックデインターリーブ処理手段と、前記仮復元したフレームに対して、前記送受間で既知のランダムパターンが記述されていた先頭ビットを該フレームにおける当該スタッフビットの範囲内に包含されているビット系列を基に差し替えることにより、前記デインターリーブブロックのフレームを復元するフレーム復元手段と、前記フレーム復元手段により復元したフレームのビット系列に対して、前記所定のブロック符号化処理に対応する復号処理を施す第2の誤り訂正復号手段と、前記復号処理により得られたデータから各TS信号を抽出し、伝送されていたトランスポートストリームを復元して分離するTS分離手段と、を備えることを特徴とする。   Furthermore, the receiving apparatus of the present invention is a digital signal receiving apparatus, which demodulates a modulated wave generated by the transmitting apparatus of the present invention in accordance with the predetermined modulation method, and a demodulation process by the demodulating means A first error correction decoding means for performing a decoding process corresponding to the LDPC encoding process on the bit sequence obtained through the decoding process, and a block deinterleaving process on the bit sequence obtained through the decoding process, Block deinterleave processing means for temporarily restoring a frame of a deinterleave block corresponding to the interleave block, and a first bit in which a known random pattern is described between the transmission and reception for the temporarily restored frame By replacing based on the bit sequence included in the range of the stuff bit, A frame restoring means for restoring the frame of the deinterleave block, and a second error correction decoding means for performing a decoding process corresponding to the predetermined block encoding process on the bit sequence of the frame restored by the frame restoring means And TS separation means for extracting each TS signal from the data obtained by the decoding process and restoring and separating the transport stream that has been transmitted.

また、本発明の受信装置において、前記ブロックデインターリーブ処理手段は、前記送受間で既知のランダムパターンを用いて前記復号処理を経て得られるビット系列から送信側のインターリーブブロックの最上位に位置するインターリーブフレームを検出し、前記ブロックデインターリーブ処理により前記デインターリーブブロックのフレームを仮復元する手段を有することを特徴とする。   Further, in the receiving apparatus of the present invention, the block deinterleaving processing means includes an interleaving located at the highest level of the interleave block on the transmission side from the bit sequence obtained through the decoding process using a known random pattern between the transmission and reception. It has means for detecting a frame and temporarily restoring the frame of the deinterleave block by the block deinterleave process.

また、本発明の受信装置において、前記復調手段は、本発明の送信装置により生成された変調波を前記所定の変調方式に応じて復調する手段を有し、前記フレーム復元手段は、前記仮復元したフレームに対して、前記送受間で既知のランダムパターンが記述されていた先頭ビットを、該フレームにおける当該スタッフビットの範囲内にて当該所定ビット単位で繰り返し記載されている数値のビットパターンを把握して該ビットパターンの連続性を維持するよう差し替えることにより、前記デインターリーブブロックのフレームを復元する手段を有することを特徴とする。   Further, in the receiving apparatus of the present invention, the demodulating means includes means for demodulating the modulated wave generated by the transmitting apparatus of the present invention according to the predetermined modulation method, and the frame restoring means is the temporary restoring The bit pattern of the numerical value in which the first bit in which a known random pattern is described between the transmission and reception is repeatedly described in units of the predetermined bit within the range of the stuff bit in the frame is grasped Then, it has means for restoring the frame of the deinterleave block by replacing the bit pattern so as to maintain continuity.

LDPC符号の誤り訂正能力を超えるようなバースト誤りに対する伝送性能を改善することができる。   Transmission performance against burst errors exceeding the error correction capability of the LDPC code can be improved.

本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the transmission system which consists of the transmitter of one Embodiment by this invention, and a receiver. 本発明による一実施形態の送信装置における各機能ブロックの処理を説明する図である。It is a figure explaining the process of each functional block in the transmitter of one Embodiment by this invention. 本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムにおけるLDPC符号とBCH符号の連接符号による伝送フレームの構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the transmission frame by the concatenated code of the LDPC code and the BCH code in the transmission system which consists of the transmitter and receiver of one Embodiment by this invention. 本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムにおける伝送フレームの詳細例を示す図である。It is a figure which shows the detailed example of the transmission frame in the transmission system which consists of the transmitter of one Embodiment by this invention, and a receiver. 本発明による一実施形態の送信装置におけるブロックインターリーブ処理を説明する図である。It is a figure explaining the block interleaving process in the transmitter of one Embodiment by this invention. 本発明による一実施形態の受信装置におけるブロックデインターリーブ処理を説明する図である。It is a figure explaining the block deinterleaving process in the receiver of one Embodiment by this invention. (a),(b),(c)は、それぞれ通常時、バースト誤りの瞬間、及びバースト誤りの前後における本発明による一実施形態の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムの効果を説明する図である。(A), (b), (c) is the figure explaining the effect of the transmission system which consists of the transmitting apparatus and receiving apparatus of one Embodiment by this invention in the normal time, the moment of a burst error, and before and after a burst error, respectively. It is. 従来技術の送信装置及び受信装置よりなる伝送システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the transmission system which consists of a transmitter of a prior art, and a receiver.

以下、図面を参照して、本発明による一実施形態の送信装置10及び受信装置20を説明する。図1は、本発明による一実施形態の送信装置10及び受信装置20よりなる伝送システムの概略構成を示すブロック図である。尚、図1において、図8と同様な構成要素には同一の参照番号を付している。   Hereinafter, a transmission device 10 and a reception device 20 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a transmission system including a transmission device 10 and a reception device 20 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.

(伝送システム)
本実施形態の送信装置10は、TS多重化部17、BCH符号化部12、フレーム再構成部18、ブロックインターリーブ処理部19、エネルギー拡散処理部13、LDPC符号化部14、ビットインターリーブ処理部15、及び変調部16を備える。また、本実施形態の受信装置20は、復調部21、ビットデインターリーブ処理部22、LDPC復号部23、エネルギー逆拡散処理部24、ブロックデインターリーブ処理部27、フレーム復元部28、BCH復号部25、及びTS分離部29を備える。
(Transmission system)
The transmission apparatus 10 of this embodiment includes a TS multiplexing unit 17, a BCH encoding unit 12, a frame reconstruction unit 18, a block interleave processing unit 19, an energy spreading processing unit 13, an LDPC encoding unit 14, and a bit interleaving processing unit 15. And a modulation unit 16. In addition, the receiving apparatus 20 according to the present embodiment includes a demodulation unit 21, a bit deinterleave processing unit 22, an LDPC decoding unit 23, an energy despreading processing unit 24, a block deinterleaving processing unit 27, a frame restoration unit 28, and a BCH decoding unit 25. , And a TS separation unit 29.

即ち、本実施形態の送信装置10は、図8に示す従来の送信装置100と比較して、TS多重化部11とは異なる処理で伝送フレームを生成するTS多重化部17を備え、更に、BCH符号化部12とLDPC符号化部14よりなる連接符号の誤り訂正符号化処理間に、フレーム再構成部18及びブロックインターリーブ処理部19を備える点で相違する。   That is, the transmission device 10 of this embodiment includes a TS multiplexing unit 17 that generates a transmission frame by a process different from the TS multiplexing unit 11 as compared with the conventional transmission device 100 shown in FIG. The difference is that a frame reconstruction unit 18 and a block interleave processing unit 19 are provided between the error correction coding processing of the concatenated code composed of the BCH coding unit 12 and the LDPC coding unit 14.

また、本実施形態の受信装置20は、図8に示す従来の受信装置200と比較して、LDPC復号部23及びBCH復号部25よりなる連接符号の誤り訂正復号処理間に、ブロックデインターリーブ処理部27及びフレーム復元部28を備え、更に、TS分離部26とは異なる処理でTSを分離するTS分離部29を備える点で相違する。   In addition, the receiving apparatus 20 according to the present embodiment has a block deinterleaving process between error correction decoding processes of a concatenated code including the LDPC decoding unit 23 and the BCH decoding unit 25, as compared with the conventional receiving apparatus 200 shown in FIG. And a frame restoration unit 28, and further includes a TS separation unit 29 that separates TS by a process different from that of the TS separation unit 26.

図1に示すその他の機能ブロックは、図8に示す機能ブロックと同様に動作するため、上記の相違点を主に詳細に説明する。   Since the other functional blocks shown in FIG. 1 operate in the same manner as the functional block shown in FIG. 8, the above differences will be mainly described in detail.

(送信装置)
図1を基に図2を参照しながら、本実施形態の送信装置10における各機能ブロックの処理を説明する。図2は、本実施形態の送信装置10における各機能ブロックの処理を説明する図である。まず、本実施形態の送信装置10におけるTS多重化部17は、伝送する1以上のトランスポートストリーム(TS)のTS信号(例えば187バイトのTSパケットとし、図2では「TSP」として図示)を所定数で多重化し、多重化されたTS信号の属性を識別可能にする信号であるスタッフビットを付加してデータを構成し、外符号と内符号の連接符号のパリティ領域を設けた伝送フレームを生成する。本例の伝送フレームは、所定数のTS信号を多重し、その先頭に182ビットのスタッフビットを付加したデータ、BCH符号パリティ、及びLDPC符号パリティにより構成される。図3は、当該伝送フレームの構成を例示する図であり、図4はその詳細例を示している。尚、変調部16を構成する変調器に対して信号を入力するためのインターフェースとして既存の同軸ケーブル1本では213Mbspの最大伝送速度を実現することができ、図2に示すようにTS信号を多重した伝送フレームの形式で連続して伝送することで、従来技術の場合よりも大容量伝送が可能となる。
(Transmitter)
With reference to FIG. 2 based on FIG. 1, processing of each functional block in the transmission device 10 of the present embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating processing of each functional block in the transmission device 10 of the present embodiment. First, the TS multiplexing unit 17 in the transmission apparatus 10 of the present embodiment receives TS signals of one or more transport streams (TS) to be transmitted (for example, a TS packet of 187 bytes, illustrated as “TSP” in FIG. 2). A transmission frame having a parity area of concatenated codes of outer code and inner code is constructed by adding stuff bits that are multiplexed with a predetermined number and adding stuff bits, which are signals that make it possible to identify the attribute of the multiplexed TS signal. Generate. The transmission frame of this example is composed of data obtained by multiplexing a predetermined number of TS signals and adding 182 stuff bits to the head, BCH code parity, and LDPC code parity. FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the transmission frame, and FIG. 4 shows a detailed example thereof. Note that a maximum transmission speed of 213 Mbps can be realized with one existing coaxial cable as an interface for inputting a signal to the modulator constituting the modulation unit 16, and the TS signal is multiplexed as shown in FIG. By continuously transmitting in the transmission frame format, it is possible to transmit a larger capacity than in the case of the prior art.

BCH符号化部12は、先頭に182ビットのスタッフビットを付加し多重したTS信号よりなるデータに対してBCH符号化処理を施して伝送フレームにBCHパリティを付与する。BCH符号化部12では、例えば図4に示すように、LDPC符号化部14の符号化率に応じたビット長でのARIB STD−B44に準拠したBCH(65535,65343,t=12)の短縮符号化が行われ、192ビットのパリティビットが付加される。尚、tは訂正能力12ビットを示している。   The BCH encoding unit 12 performs BCH encoding processing on data consisting of TS signals multiplexed with 182 stuff bits added at the head, and adds BCH parity to the transmission frame. For example, as shown in FIG. 4, the BCH encoder 12 shortens BCH (65535, 65343, t = 12) based on ARIB STD-B44 with a bit length corresponding to the coding rate of the LDPC encoder 14. Encoding is performed and 192 parity bits are added. Note that t indicates a correction capability of 12 bits.

182ビットのスタッフビットは、多重化されたTS信号がどのTSに属するものであるかを受信側で識別可能にするために付加されており、本例では、伝送フレーム内でTSの区切りとなるTS信号の位置を示す数値が5ビット単位に36回繰り返されて構成されている。即ち、5ビットのビットパターンで1伝送フレーム内のTSの区切りとなるTS信号の位置を識別可能となっており、この5ビットのビットパターンが同一内容で1フレーム内にて36回繰り返されている。尚、スタッフビットの最終2ビット(181ビット目及び182ビット目)が ‘0’となるように、TS信号の区切りを示す数値を5ビット単位に36回繰り返すことでスタッフビットを構成すれば、当該伝送フレームにて多重化されるTS信号の先頭を明確に識別可能になる。或いは、スタッフビットの先頭2ビット(1ビット目及び2ビット目)が‘0’となるように、TS信号の区切りを示す数値を5ビット単位に36回繰り返すことでスタッフビットを構成すれば、連続する前段の伝送フレームにて多重化されるTS信号の末尾を明確に識別可能になる。尚、TS信号の区切りを示す数値となるビット数は、多重化されたTS信号がどのTSに属するものであるかを受信側で識別可能であれば任意に定めることができるが、少なくとも3回以上をスタッフビット内で繰り返し記述できるよう予め定めている。換言すれば、スタッフビットのビット数も、このTS信号の区切りを示す数値となるビット数を少なくとも3回以上繰り返し記述できるビット数として予め定めている。   The 182 stuff bits are added to enable the receiving side to identify the TS to which the multiplexed TS signal belongs. In this example, the stuff bit is a TS delimiter in the transmission frame. A numerical value indicating the position of the TS signal is repeated 36 times in 5-bit units. That is, it is possible to identify the position of the TS signal that becomes a TS break in one transmission frame by a 5-bit bit pattern, and this 5-bit bit pattern is repeated 36 times in one frame with the same contents. Yes. If the stuff bit is configured by repeating the numerical value indicating the delimiter of the TS signal 36 times in units of 5 bits so that the last 2 bits of the stuff bit (the 181st bit and the 182nd bit) are '0', The head of the TS signal multiplexed in the transmission frame can be clearly identified. Alternatively, if the stuff bit is configured by repeating the numerical value indicating the delimiter of the TS signal 36 times in units of 5 bits so that the first 2 bits (first bit and second bit) of the stuff bit are '0', It becomes possible to clearly identify the end of the TS signal multiplexed in the continuous preceding transmission frame. Note that the number of bits, which is a numerical value indicating the delimiter of the TS signal, can be arbitrarily determined as long as the receiving side can identify which TS the multiplexed TS signal belongs to, but at least three times. The above is predetermined so that it can be repeatedly described in the stuff bit. In other words, the number of bits of the stuff bit is also determined in advance as the number of bits that can be described repeatedly at least three times or more as the number of bits indicating the delimiter of the TS signal.

ところで、後述するように、フレーム再構成部18により、この182ビットのスタッフビットの先頭ビットは受信側で既知のランダムパターンに差し替えられるため、このスタッフビットの元値に対する変更をできるだけ少なくしたいことを意図するには、スタッフビットの先頭2ビット(1ビット目及び2ビット目)が‘0’となるように、TS信号の区切りを示す数値を5ビット単位に36回繰り返すようスタッフビットを構成することが望ましい。   By the way, as will be described later, the frame reconstructing unit 18 replaces the leading bit of the 182 stuff bits with a known random pattern on the receiving side. The intention is to configure the stuff bit so that the numerical value indicating the delimiter of the TS signal is repeated 36 times in units of 5 bits so that the first 2 bits (1st bit and 2nd bit) of the stuff bit become “0”. It is desirable.

フレーム再構成部18は、後段のブロックインターリーブ処理部19の前処理を行う機能部であり、まず、図5に示すように、「データ+BCHパリティからなるフレーム」を任意に定めたフレーム数Nで並列させインターリーブブロックを形成し、Nフレーム分の先頭の1ビット(即ち、読み出し方向から先頭ビット×N)を送受間で既知のランダムパターン(受信側で復元可能なランダムパターン)で差し替えて、インターリーブブロックのフレームを再構成する。Nの値はフレーム数N内で大きいほど好ましいが、以下の説明では、N=32(≦N)とする。このようにフレームを再構成することで、受信側にてインターリーブブロックの先頭を検出することが容易となる。尚、受信側で既知のランダムパターンは、送受間で識別可能な任意の疑似乱数(PN:pseudorandom numbers)信号を用いることができる。 The frame reconstruction unit 18 is a functional unit that performs preprocessing of the block interleave processing unit 19 at the subsequent stage. First, as shown in FIG. 5, the number of frames N i that arbitrarily determines “frames consisting of data + BCH parity”. To form an interleave block, and replace the first bit for N frames (that is, the first bit × N from the reading direction) with a known random pattern (random pattern that can be restored on the receiving side) between transmission and reception, Reconstruct the frame of the interleave block. The value of N is preferably larger in number of frames N i, but in the following description, and N = 32 (≦ N i) . By reconstructing the frame in this way, it becomes easy to detect the head of the interleave block on the receiving side. As the random pattern known on the receiving side, any pseudorandom number (PN) signal that can be identified between transmission and reception can be used.

ブロックインターリーブ処理部19は、フレーム再構成部18によってブロックインターリーブ前処理を施した後に、フレーム数Nで並列させたインターリーブブロックを先頭から順に読み出してブロックインターリーブ処理を実行し、BCH符号ブロックNbchのビット数に相当する数のインターリーブフレームを形成する。即ち、ブロックインターリーブ前処理を施して得られるフレームのビット系列をNbchビットずつ読み出してエネルギー拡散処理部13に出力する。ブロックインターリーブ処理の処理方法自体は、ビットインターリーブ処理部15のビットインターリーブ処理と同様ではあるが、連接符号間に設けているためにその作用・効果が異なってくる点に留意する。 Block interleaving section 19, after performing block interleaving pretreatment by frame reconstruction unit 18 reads the interleaved blocks are arranged in parallel with the frame number N i in order from the head to perform block interleaving, BCH code block N bch The number of interleave frames corresponding to the number of bits is formed. That is, the bit sequence of the frame obtained by performing the block interleaving preprocessing is read out every N bch bits and output to the energy spread processing unit 13. The processing method itself of the block interleaving process is the same as the bit interleaving process of the bit interleaving processing unit 15, but it should be noted that the operation / effect differs because it is provided between the concatenated codes.

尚、ブロックインターリーブ前処理において、インターリーブブロックを形成するべく書き込むBCH符号化後のフレーム数Nは、バースト誤りの発生する期間に応じて変更可能である。本例ではBCH符号による誤り訂正能力が12ビットであるため、バースト誤りをこの12ビットに収めるよう、インターリーブブロックのフレーム数Nを決定する。 In the block interleaving preprocessing, the number of frames N i after BCH coding to be written to form an interleave block can be changed according to the period during which a burst error occurs. In this example for the error correction capability of the BCH code is 12 bits, so to accommodate the burst error to the 12 bits to determine the frame number N i of the interleaved block.

例えば、LDPC符号の符号化率109/120のときバースト誤りによって、LDPC符号の1フレーム分の全てがエラーとなりうる場合、BCH符号の1フレーム分40766ビットをブロックインターリーブ処理により分散させて、1フレーム内に12ビット以下の誤りに収める必要がある。その場合、
40766ビット÷12ビット = 3398(小数点以下切り上げ)
となり、3398フレーム以上のフレーム数Nのインターリーブブロックを構成することで、BCH符号によりバースト誤りを訂正することが可能となる。ここで、BCH符号で訂正可能な12ビットは、LDPC符号のエラーフロア除去の役割も持つため、実際には3398フレームより多いフレーム数でインターリーブブロックを構成するのが好ましい。
For example, when an LDPC code has a coding rate of 109/120, if one frame of an LDPC code can cause an error due to a burst error, 40766 bits for one frame of the BCH code are dispersed by block interleaving, and one frame Within 12 bits or less. In that case,
40766 bits ÷ 12 bits = 3398 (rounded up)
Next, by constituting an interleaved block of the number of frames N i or 3398 frames, it is possible to correct the burst error by the BCH code. Here, since 12 bits correctable by the BCH code also have a role of removing an error floor of the LDPC code, it is actually preferable to configure an interleave block with more than 3398 frames.

続いて、エネルギー拡散処理部13は、ブロックインターリーブ処理によって形成された1インターリーブフレームのビット系列に対してARIB STD−B44に準拠したエネルギー拡散処理を施す。尚、本実施形態の伝送システムにおいて、連接符号間にエネルギー拡散処理部13を設けることは主題としておらず、デジタル信号の送信に係る電力はできる限り分散させておくことが好ましいことから、LDPC符号化率が変調に係わるためにLDPC符号化処理の前段にエネルギー拡散処理を設けている。   Subsequently, the energy diffusion processing unit 13 performs energy diffusion processing based on ARIB STD-B44 on the bit sequence of one interleaved frame formed by block interleaving processing. In the transmission system of the present embodiment, the provision of the energy diffusion processing unit 13 between the concatenated codes is not the subject, and it is preferable to disperse the power related to the transmission of the digital signal as much as possible. Since the conversion rate is related to the modulation, an energy diffusion process is provided before the LDPC encoding process.

続いて、LDPC符号化部14は、エネルギー拡散処理後のビット系列に対してARIB STD−B44に準拠したLDPC符号化処理を施して当該伝送フレームにLDPC符号パリティを付与し、符号長44880ビットの信号を生成する。   Subsequently, the LDPC encoding unit 14 performs an LDPC encoding process based on ARIB STD-B44 on the bit sequence after the energy spreading process, adds an LDPC code parity to the transmission frame, and has a code length of 48880 bits. Generate a signal.

その後、ビットインターリーブ処理部15は、所定の変調方式(8PSK,16APSK,32APSK等)及びLDPC符号化率に応じて、符号長44880ビットの信号に対してARIB STD−B44に準拠したビットインターリーブ処理を施す。   Thereafter, the bit interleaving processing unit 15 performs bit interleaving processing conforming to ARIB STD-B44 on a signal having a code length of 44880 bits according to a predetermined modulation scheme (8PSK, 16APSK, 32APSK, etc.) and an LDPC coding rate. Apply.

変調部16は、変調方式(π/2シフトBPSK,QPSK,8PSK,16APSK,32APSK等)に応じて187シンボル毎に分割してマッピングし、位相基準となるバースト信号を挿入し、変調シンボルの先頭を示す信号であるシンボルヘッダを付加して変調シンボルフレームを生成し、変調方式(π/2シフトBPSK,QPSK,8PSK,16APSK,32APSK等)に応じて変調して変調波を生成し伝送する。   The modulation unit 16 divides and maps every 187 symbols according to the modulation scheme (π / 2 shift BPSK, QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, etc.), inserts a burst signal as a phase reference, and starts the modulation symbol A modulation symbol frame is generated by adding a symbol header which is a signal indicating, and a modulated wave is generated and transmitted in accordance with a modulation method (π / 2 shift BPSK, QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, etc.).

以上のように、本実施形態の送信装置10は、LDPC符号とBCH符号よりなる連接符号の誤り訂正処理間に、受信側でインターリーブブロックの先頭位置を把握可能とする態様でブロックインターリーブ処理を追加した形態となっている。   As described above, the transmission apparatus 10 according to the present embodiment adds block interleave processing in such a manner that the reception side can grasp the head position of an interleave block between error correction processing of a concatenated code composed of an LDPC code and a BCH code. It has become a form.

(受信装置)
一方、受信装置200では、ARIB STD−B44に準拠して、復調部21により伝送路を経て送信装置10から伝送された変調波を受信して復調し、ビットデインターリーブ処理部22、LDPC復号部23、及びエネルギー逆拡散処理部24によりそれぞれ送信装置10のビットインターリーブ処理部15、LDPC符号化部14、及びエネルギー拡散処理部13の逆処理を施すことで、インターリーブフレームを得る。これら復調部21、ビットデインターリーブ処理部22、LDPC復号部23、及びエネルギー逆拡散処理部24の各処理方法は、ARIB STD−B44等の従来技術と同様であるため、その詳細な説明は割愛する。
(Receiver)
On the other hand, in the receiving apparatus 200, in accordance with ARIB STD-B44, the demodulating unit 21 receives and demodulates the modulated wave transmitted from the transmitting apparatus 10 via the transmission path, and a bit deinterleave processing unit 22, an LDPC decoding unit. 23 and the energy despreading processing unit 24 perform the reverse processing of the bit interleaving processing unit 15, the LDPC encoding unit 14, and the energy spreading processing unit 13 of the transmission apparatus 10, respectively, thereby obtaining an interleaved frame. Since each processing method of the demodulating unit 21, the bit deinterleave processing unit 22, the LDPC decoding unit 23, and the energy despreading processing unit 24 is the same as that of the prior art such as ARIB STD-B44, detailed description thereof is omitted. To do.

続いて、図6を参照してブロックデインターリーブ処理部27及びフレーム復元部28の動作を説明する。まず、ブロックデインターリーブ処理部27は、エネルギー逆拡散処理部24により得られるインターリーブフレームについて、Nビット(本例では32ビット)の既知のランダムパターンによるマッチング処理により、送信側のインターリーブブロックの最上位に位置するインターリーブフレームを検出する。そして、ブロックデインターリーブ処理部27は、ブロックインターリーブ処理部19の逆処理となるブロックデインターリーブ処理により、この送信側のインターリーブブロックに対応するようデインターリーブブロックを構成(仮復元)する。即ち、エネルギー逆拡散処理部24により得られるインターリーブフレームのビット系列を、当該マッチング処理を経てNbchビットずつ書き出す。これにより、デインターリーブブロックを構成する「データ+BCHパリティからなるフレーム」を仮復元する。 Next, operations of the block deinterleave processing unit 27 and the frame restoration unit 28 will be described with reference to FIG. First, the block deinterleave processing unit 27 performs matching processing with a known random pattern of N bits (32 bits in this example) on the interleaved frame obtained by the energy despreading processing unit 24, and performs the highest order of the interleave block on the transmission side. The interleaved frame located at is detected. Then, the block deinterleave processing unit 27 configures (temporarily restores) the deinterleave block so as to correspond to the transmission-side interleave block by block deinterleave processing that is reverse processing of the block interleave processing unit 19. That is, the bit sequence of the interleaved frame obtained by the energy despreading processing unit 24 is written out by N bch bits through the matching process. As a result, the “frame consisting of data + BCH parity” constituting the deinterleave block is temporarily restored.

続いて、フレーム復元部28は、前段のブロックデインターリーブ処理部27の後処理を行う機能部であり、仮復元した「データ+BCHパリティからなるフレーム」のうち、N(=32)ビットの既知のランダムパターンが記述されていたNフレーム分の先頭の1ビット(即ち、書き込み方向から先頭ビット×N)を、それぞれのフレームのスタッフビットのビット数(182ビット)の範囲内(先頭ビットから少なくとも3ビット目から180ビット目まで)に5ビット単位で繰り返し記載されているビット系列の先頭の ‘0'又は‘1'の値に対して、多い方の値を用いて差し替えて、送信側の「データ+BCHパリティからなるフレーム」を完全に復元する。   Subsequently, the frame restoration unit 28 is a functional unit that performs post-processing of the block deinterleaving processing unit 27 in the previous stage. Among the temporarily restored “frame consisting of data + BCH parity”, N (= 32) bits of known The first bit of N frames in which the random pattern is described (that is, the first bit × N from the writing direction) is within the range of the number of stuff bits (182 bits) of each frame (at least 3 from the first bit). Replace the first '0' or '1' value of the bit sequence that is repeatedly written in 5-bit units (from the bit to the 180th bit) with the larger value, "Frame consisting of data + BCH parity" is completely restored.

より具体的には、フレーム復元部28は、1フレームにおけるスタッフビットのビット数(182ビット)の範囲内で、5ビット単位で繰り返し記載されているビット系列をその規則性から検出し、検出したビット系列の先頭(例えば、5ビット単位で繰り返しのビット系列の6, 11, 16, …,5k+1, …,176ビット目(kは1〜35の整数))の‘0'又は‘1'の値の数を集計し、数の多い方の‘0'又は‘1'の値で、当該1フレームの先頭ビットを差し替える。これにより送信側の「データ+BCHパリティからなるフレーム」を完全に復元することができる。或いはまた、このフレームにおけるスタッフビット内のビットパターン(本例では、先頭より3ビット目から180ビット目の間で確実に複数回繰り返し記述されている5ビットのビットパターン)を把握して、当該1フレームの先頭ビットを差し替えてもよい。   More specifically, the frame restoration unit 28 detects, from the regularity, a bit sequence that is repeatedly described in 5-bit units within the range of the number of stuff bits (182 bits) in one frame. '0' or '1' at the beginning of the bit sequence (for example, the 6th, 11th, 16th,..., 5k + 1,..., 176th bit (k is an integer from 1 to 35)) The number of values is totaled, and the leading bit of the one frame is replaced with the larger number of “0” or “1”. As a result, the “frame consisting of data + BCH parity” on the transmission side can be completely restored. Alternatively, the bit pattern in the stuff bit in this frame (in this example, a 5-bit bit pattern that is described repeatedly in a plurality of times between the 3rd bit and the 180th bit from the beginning) The first bit of one frame may be replaced.

BCH復号部25は、フレーム復元部28により復元したフレームに対してシンドローム復号による代数学的手法により復号する。   The BCH decoding unit 25 decodes the frame restored by the frame restoration unit 28 by an algebraic method using syndrome decoding.

TS分離部29は、BCH復号部25により復号して得られたデータから各TS信号を抽出し、伝送されていたTSを復元して分離し出力する。   The TS separation unit 29 extracts each TS signal from the data obtained by decoding by the BCH decoding unit 25, restores the transmitted TS, separates it, and outputs it.

本発明の効果を包括して説明すると、図7のようになる。図7(a),(b),(c)は、それぞれ通常時、バースト誤りの瞬間、及びバースト誤りの前後における本発明による一実施形態の送信装置10及び受信装置20よりなる伝送システムの効果を説明する図である。図7では、簡略的に図示しており、送信装置10がBCH符号化部12、ブロックインターリーブ処理部19、及びLDPC符号化部14を備え、受信装置20がLDPC復号部23、ブロックデインターリーブ処理部27、及びBCH復号部25を備えている様子を示している。   A comprehensive description of the effects of the present invention is as shown in FIG. FIGS. 7A, 7B, and 7C show the effects of the transmission system including the transmission apparatus 10 and the reception apparatus 20 according to the embodiment of the present invention at the normal time, the burst error moment, and before and after the burst error, respectively. FIG. In FIG. 7, the transmission apparatus 10 includes a BCH encoding unit 12, a block interleave processing unit 19, and an LDPC encoding unit 14, and the receiving apparatus 20 includes an LDPC decoding unit 23 and a block deinterleaving process. A state in which the unit 27 and the BCH decoding unit 25 are provided is shown.

図7(a)に示すように、降雨等による減衰のない通常時では、伝送路上でいわゆるガウス雑音の影響を受けて送信装置10からの変調波が伝送され、受信装置20では、ブロックデインターリーブ処理部27によりLDPC復号のエラーフロアに相当するランダム誤りを拡散することができ、BCH復号部25がLDPC復号のエラーフロア対策として動作する。   As shown in FIG. 7A, in a normal time when there is no attenuation due to rain or the like, a modulated wave is transmitted from the transmission device 10 under the influence of so-called Gaussian noise on the transmission line, and the reception device 20 performs block deinterleaving. A random error corresponding to an error floor of LDPC decoding can be diffused by the processing unit 27, and the BCH decoding unit 25 operates as an error floor countermeasure of LDPC decoding.

そして、図7(b)に示すように、放射パターンを変更した際に状態が不定となること等で発生する信号の欠落の瞬間では、伝送路上でいわゆるバースト誤りの影響を受けて送信装置10からの変調波が伝送され、受信装置20では、LDPC復号部23が誤り訂正能力を超えるようなバースト誤りのため復号不能となりガウス雑音の影響がマスクされても、ブロックデインターリーブ処理部27によりバースト誤りがランダム誤りとなり、BCH復号部25によりLDPC復号のバースト誤りを復号可能となる。   Then, as shown in FIG. 7B, at the moment of loss of a signal that occurs due to the state becoming indeterminate when the radiation pattern is changed, the transmission device 10 is affected by a so-called burst error on the transmission path. Even if the LDPC decoding unit 23 becomes unable to decode due to a burst error that exceeds the error correction capability and the influence of Gaussian noise is masked, the block deinterleave processing unit 27 performs a burst. The error becomes a random error, and the BCH decoding unit 25 can decode the burst error of the LDPC decoding.

そして、図7(c)に示すように、バースト誤りの前後では、伝送路上でいわゆるガウス雑音の影響を受けて送信装置10からの変調波が伝送され、受信装置20では、LDPC復号部23が上記の通常時と同様に動作し、ブロックデインターリーブ処理部27によりLDPC復号のエラーフロアとバースト誤りを拡散し、BCH復号部25がエラーフロアと拡散バースト誤り対策として動作する。   Then, as shown in FIG. 7C, before and after the burst error, the modulated wave from the transmission device 10 is transmitted under the influence of so-called Gaussian noise on the transmission line. In the reception device 20, the LDPC decoding unit 23 The block deinterleave processing unit 27 spreads the error floor and burst error of the LDPC decoding by the block deinterleave processing unit 27, and the BCH decoding unit 25 operates as a countermeasure against the error floor and the spread burst error.

以上のように、送信装置10側でLDPC符号とBCH符号よりなる連接符号の誤り訂正処理間に、受信側でインターリーブブロックの先頭位置を把握可能とする態様でブロックインターリーブ処理を追加しているため、受信装置20は、LDPC符号の誤り訂正能力を超えるようなバースト誤りを訂正可能となる。特に、送信装置10側でブロックインターリーブ処理のフレームの先頭から読み出し方向に特定のビットを既知のランダムパターンに差し替えているため、受信装置20は、インターリーブフレームの開始位置を確実に判別することができる。これにより、バースト誤りの影響を低減しつつ、誤り訂正の符号化率を下げることのない伝送、つまり本来所望される伝送容量を維持した伝送が可能となる。   As described above, the block interleaving process is added in such a manner that the reception side can grasp the head position of the interleave block between the error correction processes of the concatenated code composed of the LDPC code and the BCH code on the transmission apparatus 10 side. The receiving device 20 can correct burst errors that exceed the error correction capability of the LDPC code. In particular, since a specific bit is replaced with a known random pattern in the reading direction from the head of the block interleave processing frame on the transmission device 10 side, the reception device 20 can reliably determine the start position of the interleave frame. . As a result, transmission without reducing the error correction coding rate while reducing the influence of burst errors, that is, transmission while maintaining the originally desired transmission capacity becomes possible.

上述の実施形態では特定の例を基に説明したが、様々な応用が可能である。例えば、上記の実施形態の例では、ARIB STD−B44の誤り訂正方式に準拠して説明したが、インターリーブブロックに書き込まれるデータ数は、後段の処理に用いられるデータの整数倍であるため、後段の処理に影響を与えない。そのため、本発明は、任意のLDPC符号と、任意のBCH符号又はリードソロモン(RS)符号等で構成されるブロック符号との連接符号を用いる伝送システムに対して適用可能である。また、上述の実施形態の例では、所定サイズのインターリーブブロックを構成するブロックインターリーブ処理の例について説明したが、任意サイズのブロックインターリーブ処理を構成することができる。   Although the above embodiment has been described based on a specific example, various applications are possible. For example, in the example of the above embodiment, the description has been made in accordance with the error correction method of ARIB STD-B44, but the number of data written in the interleave block is an integral multiple of the data used for the subsequent processing, so Does not affect the processing. Therefore, the present invention is applicable to a transmission system using a concatenated code of an arbitrary LDPC code and a block code composed of an arbitrary BCH code or Reed-Solomon (RS) code. In the example of the above-described embodiment, an example of block interleaving processing that configures an interleave block of a predetermined size has been described. However, block interleaving processing of an arbitrary size can be configured.

本発明によれば、LDPC符号の誤り訂正能力を超えるようなバースト誤りを訂正可能となるので、LDPC符号を内符号とする連接符号を用いた伝送システムの用途に有用である。   According to the present invention, a burst error exceeding the error correction capability of an LDPC code can be corrected. Therefore, the present invention is useful for a transmission system using a concatenated code having an LDPC code as an inner code.

10 送信装置
11 TS多重化部
12 BCH符号化部
13 エネルギー拡散処理部
14 LDPC符号化部
15 ビットインターリーブ処理部
16 変調部
17 TS多重化部
18 フレーム再構成部
19 ブロックインターリーブ処理部
20 受信装置
21 復調部
22 ビットデインターリーブ処理部
23 LDPC復号部
24 エネルギー逆拡散処理部
25 BCH復号部
26 TS分離部
27 ブロックデインターリーブ処理部
28 フレーム復元部
29 TS分離部
100 送信装置
200 受信装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmitter 11 TS multiplexer 12 BCH encoder 13 Energy spread processor 14 LDPC encoder 15 Bit interleave processor 16 Modulator 17 TS multiplexer 18 Frame reconstructor 19 Block interleave processor 20 Receiver 21 Demodulation unit 22 Bit deinterleave processing unit 23 LDPC decoding unit 24 Energy despreading processing unit 25 BCH decoding unit 26 TS demultiplexing unit 27 Block deinterleaving processing unit 28 Frame reconstruction unit 29 TS demultiplexing unit 100 Transmitting device 200 Receiving device

Claims (7)

デジタル信号の送信装置であって、
伝送するトランスポートストリームのTS信号を所定数で多重化し、多重化されたTS信号の属性を識別可能にする信号であるスタッフビットを付加してデータを構成し、外符号と内符号による連接符号のパリティ領域を設けた伝送フレームを生成するTS多重化手段と、
前記データに対して所定のブロック符号化処理を施して前記伝送フレームに外符号パリティを付与する第1の誤り訂正符号化手段と、
前記外符号パリティを付与したデータよりなるフレームを任意に定めたフレーム数で並列させインターリーブブロックを形成し、該インターリーブブロックにおける先頭フレームから順に所定のフレーム数分の各フレームの先頭ビットを送受間で既知のランダムパターンで差し替えて、インターリーブブロックのフレームを再構成するフレーム再構成手段と、
前記フレーム再構成手段により再構成されたインターリーブブロックに対してブロックインターリーブ処理を施すブロックインターリーブ処理手段と、
前記ブロックインターリーブ処理を経て得られるビット系列にLDPC符号化処理を施して前記伝送フレームに内符号パリティを付与する第2の誤り訂正符号化手段と、
前記LDPC符号化処理を経て得られる伝送フレームのビット系列を基に所定の変調方式に応じてシンボルを形成し、変調波を生成する変調手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
A digital signal transmission device,
The transport stream TS signal to be transmitted is multiplexed with a predetermined number, and stuff bits that make it possible to identify the attribute of the multiplexed TS signal are added to form data, and the concatenated code by the outer code and inner code TS multiplexing means for generating a transmission frame provided with a parity area;
First error correction encoding means for applying a predetermined block encoding process to the data to give an outer code parity to the transmission frame;
Frames consisting of data with the outer code parity added are arranged in parallel with an arbitrarily determined number of frames to form an interleave block, and the first bit of each frame for a predetermined number of frames in order from the first frame in the interleave block is transmitted and received A frame reconstruction means for reconstructing a frame of an interleave block by replacing with a known random pattern;
Block interleaving processing means for performing block interleaving processing on the interleaved block reconstructed by the frame reconstruction means;
Second error correction encoding means for applying an LDPC encoding process to the bit sequence obtained through the block interleaving process to give an inner code parity to the transmission frame;
Modulation means for generating a modulated wave by forming a symbol according to a predetermined modulation method based on a bit sequence of a transmission frame obtained through the LDPC encoding process;
A transmission device comprising:
前記インターリーブブロックのフレーム数は、前記所定のブロック符号化処理の誤り訂正能力に応じて定められていることを特徴とする、請求項1に記載の送信装置。   The transmission apparatus according to claim 1, wherein the number of frames of the interleave block is determined according to an error correction capability of the predetermined block encoding process. 前記スタッフビットは、トランスポートストリームに対する当該多重化されたTS信号の区切りを示す数値を所定ビット単位で複数回繰り返したビット系列を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の送信装置。   The transmission apparatus according to claim 1 or 2, wherein the stuff bits include a bit sequence in which a numerical value indicating a division of the multiplexed TS signal with respect to a transport stream is repeated a plurality of times in a predetermined bit unit. . 前記スタッフビットは、先頭の所定ビット数か、又は末尾の所定ビット数が0となるよう当該多重化されたTS信号の区切りを示す数値を所定ビット単位で複数回繰り返されて構成されていることを特徴とする、請求項3に記載の送信装置。   The stuff bits are configured by repeating a numerical value indicating a delimiter of the multiplexed TS signal a predetermined number of times so that the predetermined number of bits at the beginning or the predetermined number of bits at the end is 0. The transmission device according to claim 3, wherein: デジタル信号の受信装置であって、
請求項1から4のいずれか一項に記載の送信装置により生成された変調波を前記所定の変調方式に応じて復調する復調手段と、
前記復調手段による復調処理を経て得られるビット系列に対して、前記LDPC符号化処理に対応する復号処理を施す第1の誤り訂正復号手段と、
前記復号処理を経て得られるビット系列に対してブロックデインターリーブ処理を施し、前記インターリーブブロックに対応するデインターリーブブロックのフレームを仮復元するブロックデインターリーブ処理手段と、
前記仮復元したフレームに対して、前記送受間で既知のランダムパターンが記述されていた先頭ビットを該フレームにおける当該スタッフビットの範囲内に包含されているビット系列を基に差し替えることにより、前記デインターリーブブロックのフレームを復元するフレーム復元手段と、
前記フレーム復元手段により復元したフレームのビット系列に対して、前記所定のブロック符号化処理に対応する復号処理を施す第2の誤り訂正復号手段と、
前記復号処理により得られたデータから各TS信号を抽出し、伝送されていたトランスポートストリームを復元して分離するTS分離手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
A digital signal receiving device,
Demodulating means for demodulating a modulated wave generated by the transmission device according to any one of claims 1 to 4 according to the predetermined modulation method;
First error correction decoding means for performing a decoding process corresponding to the LDPC encoding process on the bit sequence obtained through the demodulation process by the demodulation means;
Block deinterleave processing means for performing block deinterleave processing on the bit sequence obtained through the decoding processing, and temporarily restoring a frame of the deinterleave block corresponding to the interleave block;
By replacing the temporarily restored frame with the first bit in which a known random pattern is described between the transmission and reception based on the bit sequence included in the range of the stuff bit in the frame, A frame restoration means for restoring the frame of the interleave block;
Second error correction decoding means for performing a decoding process corresponding to the predetermined block encoding process on the bit sequence of the frame restored by the frame restoration means;
TS separation means for extracting each TS signal from the data obtained by the decoding process and restoring and separating the transport stream that has been transmitted;
A receiving apparatus comprising:
前記ブロックデインターリーブ処理手段は、前記送受間で既知のランダムパターンを用いて前記復号処理を経て得られるビット系列から送信側のインターリーブブロックの最上位に位置するインターリーブフレームを検出し、前記ブロックデインターリーブ処理により前記デインターリーブブロックのフレームを仮復元する手段を有することを特徴とする、請求項5に記載の受信装置。   The block deinterleave processing means detects an interleave frame located at the highest level of the interleave block on the transmission side from the bit sequence obtained through the decoding process using a known random pattern between the transmission and reception, and the block deinterleave 6. The receiving apparatus according to claim 5, further comprising means for temporarily restoring a frame of the deinterleave block by processing. 前記復調手段は、請求項3又は4に記載の送信装置により生成された変調波を前記所定の変調方式に応じて復調する手段を有し、
前記フレーム復元手段は、前記仮復元したフレームに対して、前記送受間で既知のランダムパターンが記述されていた先頭ビットを、該フレームにおける当該スタッフビットの範囲内にて当該所定ビット単位で繰り返し記載されている数値のビットパターンを把握して該ビットパターンの連続性を維持するよう差し替えることにより、前記デインターリーブブロックのフレームを復元する手段を有することを特徴とする、請求項6に記載の受信装置。
The demodulating means includes means for demodulating the modulated wave generated by the transmission device according to claim 3 or 4 according to the predetermined modulation method,
The frame restoration means repeatedly describes the first bit in which a known random pattern is described between the transmission and reception of the temporarily restored frame in the predetermined bit unit within the range of the stuff bit in the frame. 7. The reception according to claim 6, further comprising means for reconstructing a frame of the deinterleaved block by grasping a bit pattern of a numerical value that has been changed and replacing the bit pattern so as to maintain the continuity of the bit pattern. apparatus.
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