JP4179954B2 - デジタル放送受信装置 - Google Patents

Description

この発明は、デジタル受信装置に関し、特に、生残りパスを特定するための情報を記憶するパスメモリを備えるビタビ復号器を備えるデジタル受信装置に関する。

放送や通信の分野では、デジタルデータを伝送する場合、伝送路のノイズ等によって受信データに誤りが発生する。そこで、この誤りを訂正するために、送信データに誤り訂正符号を付加し、受信装置においてこれを復号することによって誤りを訂正することが一般的に行なわれている。

地上波デジタル放送や移動体通信など伝送路が特に劣悪なシステムにおいても強力な誤り訂正能力を有する誤り訂正方式としてビタビ復号が知られている。ビタビ復号は、畳込み符号の最尤復号を効率よく実現する誤り訂正方式であって、伝送されてきた受信系列に最も近い伝送系列を推定し、元の情報系列を復号する最尤復号方式の１つである（非特許文献１参照）。

図９は、ビタビ復号器を備える従来のデジタル放送受信装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図９では、デジタル放送受信装置のうち、誤り訂正に関する部分が主に示されている。

図９を参照して、デジタル放送受信装置１００は、アンテナ１０２と、復調部１０４と、多重フレーム構成部１０６と、ビタビ復号器１０８と、リードソロモン（以下、「ＲＳ」とも称する。）復号器１１０とを備える。アンテナ１０２は、デジタル変調された無線周波信号（以下、「ＲＦ（Radio Frequency）信号」とも称する。）を受信して復調部１０４へ出力する。復調部１０４は、アンテナ１０２から受けるＲＦ信号を各種復調処理によって符号化データに復調する。

多重フレーム構成部１０６は、復調部１０４から受ける符号化データをトランスポートストリームデータ（以下、「ＴＳデータ」とも称する。）に変換し、そのＴＳデータを伝送パケット単位で出力する（以下、ＴＳデータを構成する伝送パケットを「ＴＳＰ（トランスポートストリームパケット）」と称する。）。

ビタビ復号器１０８は、多重フレーム構成部１０６からＴＳデータをＴＳＰ単位で受け、送信装置側で畳込み符号化されているＴＳデータをビタビ復号して誤り訂正を行なう。

ＲＳ復号部１１０は、ビタビ復号されたＴＳデータをビタビ復号器１０８から受け、送信装置側でＲＳ符号化されているＴＳデータをＲＳ復号する。そして、ＲＳ復号部１１０は、誤り訂正された復号データを図示されないデコーダへ出力し、デコードされたデータが表示装置などに表示される。

図１０は、図９に示した多重フレーム構成部１０６の構成を概略的に示す機能ブロック図である。

図１０を参照して、多重フレーム構成部１０６は、階層分割／階層合成部１１２と、ＴＳバッファ１１４と、ヌルパケット生成部１１６と、セレクトスイッチ１１８と、ＴＳ再生部１２０とを含む。

階層分割／階層合成部１１２は、図示されない復調部１０４によって復調された符号化データを、階層分割、デパンクチャードおよび階層合成などの一連の処理によってＴＳデータに変換し、その変換されたＴＳデータをＴＳバッファ１１４へ出力する。

ＴＳバッファ１１４は、階層分割／階層合成部１１２から受けるＴＳデータを蓄積する。ＴＳ再生部１２０は、一定時間ごとにＴＳバッファ１１４におけるＴＳデータの蓄積量をチェックし、１ＴＳＰ分以上のＴＳデータがＴＳバッファ１１４に蓄積されていれば、セレクトスイッチ１１８をＴＳバッファ１１４側に切替える。そして、ＴＳ再生部１２０は、ＴＳバッファ１１４から出力されるデータパケットＤＴＰを図示されないビタビ復号器１０８へ出力する。

一方、ＴＳ再生部１２０は、ＴＳバッファ１１４のデータ蓄積量が１ＴＳＰ分よりも少ないときは、セレクトスイッチ１１８をヌルパケット生成部１１６側に切替える。そして、ＴＳ再生部１２０は、ヌルパケット生成部１１６によって生成されるヌルパケットＮＬＰをビタビ復号器１０８へ出力する。

このように、１ＴＳＰ分のデータがＴＳバッファ１１４に蓄積されていないときにヌルパケットＮＬＰを出力するのは、デコード処理の関係上、図示されないデコード部に一定のレートでＴＳデータが供給される必要があるからである。

図１１は、図９に示したビタビ復号器１０８の構成を概略的に示す機能ブロック図である。

図１１を参照して、ビタビ復号器１０８は、枝メトリック計算回路５２と、ＡＣＳ（加算比較選択）回路５４と、パスメトリックメモリ５６と、パスメモリ１２２と、トレースバック回路１２４と、パスメトリック最小値＆状態検索回路１２６とを含む。

枝メトリック計算回路５２は、図示されない多重フレーム構成部１０６からＴＳデータを受けると、畳込み符号器のとり得る状態ごとに、その受けたＴＳデータと当該状態において想定される受信データとの差異を示す枝メトリックを算出し、その枝メトリックをＡＣＳ回路５４へ出力する。

ＡＣＳ回路５４は、枝メトリック計算回路５２から各状態に対応する枝メトリックを受け、パスメトリックメモリ５６から各状態のパスメトリックを受ける。ここで、各状態は、その状態に対して遷移してくる２つのパスを有しており、ＡＣＳ回路５４は、その２つのパスにそれぞれ付随する２つのパスメトリックの各々に、対応する枝メトリックを加算する。

そして、ＡＣＳ回路５４は、各状態ごとに、当該状態へと遷移する２つのパスについての加算結果を相互に比較し、加算結果の小さい方のパス、すなわち尤度の高い方のパスを選択する。パスが選択されると、ＡＣＳ回路５４は、各状態ごとに選択されたパスにそれぞれ対応する各状態のパスメトリックをパスメトリックメモリ５６へ出力し、選択されたパスをパスメモリ１２２へ出力する。なお、選択されたパスは、「生残りパス」と一般に称され、一方、選択されなかった他方のパスは捨てられる。

パスメトリックメモリ５６は、ＡＣＳ回路５４から各状態のパスメトリックを受けると、内部に格納されているパスメトリックをその受けたパスメトリックで更新する。パスメトリック最小値＆状態検索回路１２６は、パスメトリックが単調非減少のものであるため、各状態のパスメトリックのうち最小値のものを検索し、たとえば、各状態のパスメトリックからその最小値を引くなどして、パスメトリックメモリ５６に格納されるパスメトリックを規格化する。また、パスメトリック最小値＆状態検索回路１２６は、検索された最小パスメトリックに対応する現時点の状態を検索し、検索された状態をトレースバック回路１２４へ出力する。

パスメモリ１２２は、ＡＣＳ回路５４によって選択された各状態ごとの生残りパスについて、その各生残りパスを特定するためのパス情報をパスメモリ長分だけ記憶する。ここで、各状態の生残りパスは、時刻の経過に伴なって１本に収束し、この収束にかかる時間は、システムの性能などによって異なるところ、パスメモリ長は、システムに応じて適切な長さに決定される。

トレースバック回路１２４は、最小パスメトリックに対応する状態をパスメトリック最小値＆状態検索回路１２６から受け、その状態を起点としてパスメモリ１２２に記憶されるパス情報を時間的に逆方向にトレースして読出す。そして、トレースバック回路１２４は、その読出されたパス情報を復号データとして出力する。

上記のビタビ復号は、トレースバック法と呼ばれる。ビタビ復号には、パスメモリがハードレジスタによって構成されるレジスタ法と、パスメモリがＲＡＭ（Random Access Memory）などによって構成される上述したトレースバック法とが知られているが、システムが備える性能を考慮してパスメモリ長および状態数が大きくなるデジタル放送受信装置などにおいては、回路規模や消費電力などの観点からトレースバック法が有利であると考えられる。

上述したようなデジタル放送受信装置におけるデジタル変調方式としては、高品質な伝送や周波数利用効率の向上に優れる方式として直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、以下「ＯＦＤＭ」とも称する。）方式が知られている。ＯＦＤＭ方式とは、各搬送波を互いに直交させ、各搬送波ごとにデジタル変調する多重化方式であって、１チャンネルの帯域内に多数のサブキャリアが設けられ、耐マルチパス妨害に優れた変調方式である。このＯＦＤＭ方式は、今後放送が開始される地上波デジタル放送の変調方式としても採用されている。

ＯＦＤＭ方式による変調データは、「フレーム」と呼ばれる単位で構成されており、各フレームは、「シンボル」と呼ばれる２０４個のデータ単位を含む。各シンボルは、有効データ、ならびにガードインターバルおよびヌルキャリアを含む無効データからなる。

図１２は、ＯＦＤＭシンボルにおける有効データの構成を示す図である。

図１２を参照して、有効データは、所定の単位でグループ化されたデータにパイロット信号が付加された「セグメント」と称される１３個のデータ単位で構成される。

図１３は、図１２に示した各セグメントの構成を示す図である。

図１３を参照して、各セグメントは、１０８×２^{（Ｍ−１）}（Ｍは、モードを表わし、１，２，３のいずれかの値からなる。）個のキャリアで構成されている。図１３では、モード１の場合が示されており、各セグメントは、キャリア０〜キャリア１０７の１０８個のキャリアで構成される。

このＯＦＤＭ方式においては、受信装置においてセグメント０〜１２の１３セグメントを全て受信する場合のほか（以下、このような受信を「１３セグメント受信」とも称する。）、一部のセグメントのみを部分的に受信する「部分受信」が可能である。このような受信形態については、デジタル放送受信装置の標準規格として定められている（非特許文献２，３参照）。
岩垂好裕、「符号理論入門」、株式会社昭晃堂、平成４年１２月、ｐ．１３５−１５９ 社団法人電波産業会、「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式 標準規格」、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３１ １．１版、社団法人電波産業会、平成１３年１１月 社団法人電波産業会、「地上デジタルテレビジョン放送運用規定 技術資料」、ＡＲＩＢ ＴＲ−Ｂ１４ １．１版、社団法人電波産業会、平成１４年７月

従来のビタビ復号器においては、有効データを含むデータパケットＤＬＰを前段の多重フレーム構成部から連続して受けることが想定されている。そして、ビタビ復号器がデータパケットＤＬＰを連続して受けることがある場合には、ＡＣＳ回路によるパスメモリへのデータの書込みとトレースバック部によるパスメモリからのデータの読出しとを並列処理するために、交互に動作する２つのメモリ領域をパスメモリ内に有する必要がある。

図１４は、図１１に示した従来のビタビ復号器におけるメモリ動作を説明するための図である。

図１４を参照して、ビタビ復号器１０８は、前段の多重フレーム構成部１０６からＴＳデータをＴＳＰ単位で受ける。ＴＳＰは、上述したように、データパケットＤＴＰまたはヌルパケットＮＬＰからなる。

時刻Ｔ１において、ビタビ復号器１０８は、多重フレーム構成部１０６からデータパケットＤＴＰを受け、そのデータパケットＤＴＰに対応するパス情報がパスメモリ１２２の領域１に書込まれ、領域１内のパス情報が更新される。

時刻Ｔ２において、時刻Ｔ１に続いてデータパケットＤＴＰが入力されると、そのデータパケットＤＴＰに対応するパス情報がパスメモリ１２２の領域２に書込まれ、領域２内のパス情報が更新される。そして、領域２にパス情報が書込まれている間、トレースバック部１２４は、領域１のパス情報をトレースバックし、そのトレースバック結果が領域１から読出されて生残りパスメモリ領域１に書込まれる。

時刻Ｔ３において、時刻Ｔ２に続いてデータパケットＤＴＰが入力されると、そのデータパケットＤＴＰに対応するパス情報がパスメモリ１２２の領域１に書込まれ、領域１内のパス情報が更新される。そして、領域１にパス情報が書込まれている間、トレースバック部１２４は、領域２のパス情報をトレースバックし、そのトレースバック結果が領域２から読出されて生残りパスメモリ領域２に書込まれる。

このように、データパケットＤＴＰが連続して入力される場合には、パス情報を格納するメモリ領域をパスメモリ内に２つ設け、それらを交互に使用することによってデータの書込みと読出しとを並列処理する必要がある。

一方、データパケットＤＴＰが連続して入力されない場合には、パスメモリからの読出処理とパスメモリへの書込処理とが同時に行なわれることはなく、上記のようなメモリ構成とする必要はない。しかしながら、従来のビタビ復号器は、入力データの特性を考慮せずに、データパケットＤＴＰを連続して受けることを前提としていたため、データパケットＤＴＰが連続して入力されないことが予めわかっている場合に対しても、従来のようなメモリ構成を有していた。

また、上記のトレースバック法においては、最小のパスメトリックに対応する現時点の状態がパスメトリック最小値＆状態検索回路１２６によって検索され、その状態を起点としてトレースバックが行なわれる。ここで、データの一部に既知のデータが含まれていることが予め判っているときは、その既知データに対応する部分を受けたときの状態を予め決定できる。したがって、このような既知データを利用してトレースバックを行なうことによって、最小のパスメトリックに対応する状態の検索処理を不要とすることができる。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、入力データの特性を利用して必要メモリ量の削減を図るビタビ復号器を提供することである。

また、この発明の別の目的は、入力データの特性を利用して必要メモリ量の削減を図るデジタル受信装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、入力データの特性を利用してトレースバック処理を行なうビタビ復号器を提供することである。

また、この発明の別の目的は、入力データの特性を利用してトレースバック処理を行なうデジタル受信装置を提供することである。

この発明によれば、ビタビ復号器は、畳込み符号化された所定単位のデータを少なくとも所定単位に対応する間隔をおいて受けるビタビ復号器であって、所定単位のデータに基づいて算出された生残りパスに対応するパス情報を内部状態ごとに記憶するパスメモリと、パスメモリへパス情報の書込みが行なわれた後、パスメモリに記憶されたパス情報をトレースバックし、最尤パスメトリックを有するパス情報を読出して出力するトレースバック部とを備える。

好ましくは、パスメモリは、少なくとも所定単位のデータ分以上パス情報を内部状態ごとに記憶し、トレースバック部は、所定単位のデータに含まれる既知データによって決定される状態を起点として、パスメモリに記憶されたパス情報をトレースバックする。

好ましくは、所定単位は、所定の規格に基づいたトランスポートストリームパケット単位である。

また、この発明によれば、デジタル受信装置は、畳込み符号化された符号化データを含む伝送信号を受信するデジタル受信装置であって、受信信号を連続する所定単位のデータに変換して出力するデータ変換部と、データ変換部から所定単位のデータを受け、畳込み符号化された符号化データを最尤復号法によって復号するビタビ復号器とを備え、データ変換部は、所定単位のデータを少なくとも所定単位に対応する間隔をおいて出力し、ビタビ復号器は、所定単位のデータに基づいて算出された生残りパスに対応するパス情報を内部状態ごとに記憶するパスメモリと、パスメモリへパス情報の書込みが行なわれた後、パスメモリに記憶されたパス情報をトレースバックし、最尤パスメトリックを有するパス情報を読出して出力するトレースバック部とを含む。

好ましくは、パスメモリは、少なくとも所定単位のデータ分以上パス情報を内部状態ごとに記憶し、トレースバック部は、所定単位のデータに含まれる既知データによって決定される状態を起点として、パスメモリに記憶されたパス情報をトレースバックする。

好ましくは、受信信号は、直交周波数分割多重方式によって変調された部分受信信号である。

好ましくは、所定単位は、所定の規格に基づいたトランスポートストリームパケット単位である。

この発明によれば、ビタビ復号器において、入力データの特性を考慮してパスメモリへのデータの書込みとパスメモリからのデータの読出しとを同時に行なわないようしたので、ビタビ復号器におけるパスメモリの必要メモリ量を半減することができる。したがって、回路面積の縮小および消費電力の削減を図ることができる。

また、この発明によれば、ビタビ復号器において、所定単位のデータに含まれる既知データによって決定される状態を起点としてトレースバックするようにしたので、最小パスメトリックに対応する状態を検索する回路を設けることなく最尤の生残りパスを決定できる。したがって、さらに、回路面積の縮小および消費電力の削減を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明によるデジタル放送受信装置におけるフロントエンド部の構成を概略的に示す機能ブロック図である。

図１を参照して、デジタル放送受信装置１は、チューナ２と、Ａ／Ｄ変換部４と、ヒルベルト変換部６と、遅延回路８と、狭帯域自動周波数同調（ＡＦＣ：Auto Frequency Control）、クロック再生およびシンボル同期の各処理を行なう処理部１０と、高速フーリエ変換部（以下、「ＦＦＴ部」とも称する。）１２と、広帯域ＡＦＣ部１４と、フレーム同期／ＴＭＣＣ復号部１６と、差動検波／同期検波部１８と、周波数デインタリーブ部２０と、時間デインタリーブ部２２と、デマッピング部２４と、ビットデインタリーブ部２６と、多重フレーム構成部２８と、ビタビ復号器３０と、バイトデインタリーブ部３２と、エネルギー拡散部３４と、ＲＳ復号器３６とを備える。

チューナ２は、図示されないアンテナによって受信されたＲＦ信号を受け、そのＲＦ信号を中間周波数（ＩＦ周波数）にダウンコンバートし、ＩＦフィルタで所望の周波数を抽出した後、さらに周波数変換を施してＩＦ周波数の信号をベースバンド信号に変換する。

Ａ／Ｄ変換部４は、チューナ２からベースバンド信号を受け、アナログ信号であるベースバンド信号をデジタル信号に変換する。

ヒルベルト変換部６は、Ａ／Ｄ変換部４からの出力を受けてヒルベルト変換を行なう。遅延回路８は、Ａ／Ｄ変換部４からの出力を所定時間遅延させて処理部１０へ出力する。処理部１０は、ヒルベルト変換部６および遅延回路８からの出力を受け、狭帯域ＡＦＣ、クロック再生およびシンボル同期の各処理を行なう。そして、処理部１０は、実軸（以下、「Ｉ軸」とも称する。）成分の信号（同相検波軸信号）、および虚軸（以下、「Ｑ軸」とも称する。）成分の信号（直交検波軸信号）をＦＦＴ部１２へ出力する。

ＦＦＴ部１２は、入力信号に対して高速フーリエ変換を行ない、時間軸データを周波数軸データに変換する。広帯域ＡＦＣ部１４は、ＦＦＴ部１２からの出力を受け、データ内に所定の規格に定められた配置位置で配置されている多数のパイロット信号のパターンマッチングを行なうことにより、各放送形態でのキャリア間隔単位の周波数ずれを調整する。

フレーム同期／ＴＭＣＣ復号部１６は、広帯域ＡＦＣ部１４からの出力を受け、１シンボルにつきＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号を１ビット復号する。ＴＭＣＣ信号には同期ワードおよび各種伝送パラメータが含まれている。１フレーム分のＴＭＣＣ信号が復号されると、フレーム同期／ＴＭＣＣ復号部１６は、同期ワードを検出することによりフレーム先頭位置を決定し、これによってフレーム同期がとられる。その後、フレーム同期／ＴＭＣＣ復号部１６は、ＴＭＣＣ信号の誤り訂正を行なう。

差動検波／同期検波部１８は、ＴＭＣＣ信号に含まれる各種伝送パラメータに基づいて、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）の各変調方式を判別し、その判別結果に基づいて復調処理を行なう。

周波数デインタリーブ部２０は、差動検波／同期検波部１８からの出力を受け、電波の反射などによる特定周波数の信号の欠落を補うために行なわれた周波数インタリーブを元に戻す処理を行なう。時間デインタリーブ部５４４は、対フェージングなどのために施された時間インタリーブを元に戻す処理を行なう。

デマッピング部２４は、時間デインタリーブが行なわれたＩ軸成分およびＱ軸成分の信号を、６ビット（ＱＰＳＫの場合）、１２ビット（１６ＱＡＭの場合）または１８ビット（６４ＱＡＭの場合）の信号に変換する。ビットデインタリーブ部２６は、誤り耐性を増加させる目的で行なわれたビットインタリーブを解除する処理を行なう。

多重フレーム構成部２８は、ビットデインタリーブ部２６からの出力を受け、その受けたデータをＴＳデータに変換し、そのＴＳデータをＴＳＰ単位で出力する。なお、この多重フレーム構成部２８の構成は、背景技術で説明した多重フレーム構成部１０６の構成と同じである。

ビタビ復号器３０は、多重フレーム構成部２８からＴＳデータをＴＳＰ単位で受け、送信装置側で畳込み符号化されているＴＳデータをビタビ復号して誤り訂正を行なう。ビタビ復号器３０の構成については、後ほど詳しく述べる。

バイトデインタリーブ部３２は、ビットインタリーブ同様、誤り耐性を増加させる目的で行なわれたバイトインタリーブを解除する。エネルギー拡散部３４は、バイトデインタリーブ部３２からの出力を受けてエネルギー拡散処理を行なう。ＲＳ復号器３６は、エネルギー拡散部３４からの出力を受け、送信装置側でＲＳ符号化されているＴＳデータをＲＳ復号する。

そして、ＲＳ復号されたＴＳデータは、図示しないＭＰＥＧデコード部において圧縮信号が伸張され、図示しないデジタル／アナログ変換部を経由してアナログ映像やアナログ音声に変換される。

なお、多重フレーム構成部２８は、「データ変換部」を構成する。

図２は、図１に示したビタビ復号器３０が受けるＴＳデータの構成を説明するための図である。

図２を参照して、多重フレーム構成部２８によって生成されビタビ復号器３０に入力されるＴＳデータはＴＳＰ単位からなり、ＴＳＰは、上述したように、データパケットＤＴＰまたはヌルパケットＮＬＰからなる。イネーブル信号は、多重フレーム構成部３０によって生成され、データパケットＤＴＰの出力に応じてＨ（論理ハイ）レベルとなる。

ここで、デジタル受信装置１は、デジタル変調方式としてＯＦＤＭ方式を用いており、さらに、シンボルを構成する１３セグメントのうち１セグメントのみを受信する部分受信を行なう。そして、上述した非特許文献２，３に示される標準規格によれば、１３セグメント受信時は、背景技術において説明したようにデータ受信時にデータパケットＤＴＰが連続するのに対し、部分受信時は、上記標準規格によると、キャリア変調方式および符号化率がそれぞれ１６ＱＡＭおよび１／２の最大伝送容量時を想定しても、データパケットＤＴＰが連続することがない。

したがって、図２に示されるように、ＴＳデータにおいてデータパケットＤＴＰが連続することはなく、部分受信が行なわれるこのデジタル放送受信装置１においては、データパケットＤＴＰの次のＴＳＰは、必ずヌルパケットＮＬＰとなる。なお、上述したように、データパケットＤＴＰに応じて、イネーブル信号はＨレベルとなる。

さらに、全てのＴＳＰの最後部には、所定の既知データが付加されている。

図３は、図１に示したビタビ復号器３０が受けるＴＳＰの構成を示す図である。

図３を参照して、各ＴＳＰの最後部には、１６進数で表現される“４７”（以下、「４７Ｈｅｘ」と称する。）が既知データとして必ず付加されている。すなわち、ＴＳデータは、一定間隔ごとに４７Ｈｅｘを必ず含む。したがって、この既知データを利用することによって、後述するように、ビタビ復号器３０においてパスメモリをトレースバックする際に、最適パスを一意に決定することができる。

図４は、図１に示したビタビ復号器３０の構成を概略的に示す機能ブロック図である。

図４を参照して、ビタビ復号器３０は、枝メトリック計算回路５２と、ＡＣＳ回路５４と、パスメトリックメモリ５６と、パスメトリック最小値検索回路５８と、パスメモリ６０と、トレースバック回路６２とを含む。枝メトリック計算回路５２、ＡＣＳ回路５４、およびパスメトリックメモリ５６の各々は、背景技術において説明したビタビ復号器１０８における各回路とそれぞれ同じであるので、その説明は繰返さない。

パスメトリック最小値検索回路５８は、各状態のパスメトリックのうち最小値のものを検索し、パスメトリックメモリ５６に格納されるパスメトリックを規格化する処理を行なう。

パスメモリ６０は、ＡＣＳ回路５４によって選択された各状態ごとの生残りパスについて、その各生残りパスを特定するためのパス情報をパスメモリ長分だけ記憶する。ここで、このパスメモリ６０は、背景技術において説明したような交互に動作する２つのメモリ領域を備えていない。その理由は、上述したように、このデジタル受信装置１においては、部分受信が行なわれるところ、図２に示したように、ビタビ復号器３０はデータパケットＤＴＰを連続して受けることがないので、パスメモリ６０において、ＡＣＳ回路５４によるデータの書込みと後述するトレースバック回路６２によるデータの読出しとをシリアルに処理することができるからである。

トレースバック回路６２は、パスメモリ６０に記憶されるパス情報を時間的に逆方向にトレースして読出す。ここで、トレースバック回路６２は、パスメモリ６０に記憶される１ＴＳＰ分のパス情報に含まれる既知データの４７Ｈｅｘを用いてパス情報をトレースする。すなわち、ＴＳＰの最後部には既知データである４７Ｈｅｘが付加されているので、トレースバック回路６２は、この既知データによって決定される状態を起点として１ＴＳＰ分のパス情報をトレースする。

したがって、このビタビ復号器３０においては、パスメトリック最小値検索回路５８は、背景技術において説明したビタビ復号器１０８におけるパスメトリック最小値＆状態検索回路１２６に設けられていた、最小パスメトリックに対応する状態を検索する処理を備えていない。

なお、特に図示しないが、ビタビ復号器３０に含まれる各回路は、多重フレーム構成部２８からイネーブル信号を受けており、イネーブル信号がＬ（論理ロー）レベルのとき、枝メトリック計算回路５２、ＡＣＳ回路５４、およびパスメトリック最小値検索回路５８については、動作が停止し、パスメトリックメモリ５６およびパスメモリ６０については、記憶データが保持される。

図５は、図４に示したパスメモリ６０の構成を示す機能ブロック図である。

図５を参照して、パスメモリ６０は、メモリ領域６０２と、メモリ制御部６０４とからなる。メモリ領域６０２は、ＡＣＳ回路５４によって選択された各状態ごとの生残りパスについて、その生残りパスを特定するためのパス情報を１ＴＳＰ分記憶する。メモリ制御部６０４は、メモリ領域６０２へのデータの書込みおよびデータの読出しをシリアルに制御する。ここで、パスメモリ６０は、交互に動作する２つのメモリ領域を備えないので、交互に動作する２つのメモリ領域を備える場合と比べて必要メモリ量は１／２である。

図６は、ビタビ復号器がデータパケットＤＴＰを連続して受けることを想定しているパスメモリの構成例を示す機能ブロック図である。なお、このパスメモリは、図５に示したパスメモリ６０と構成を比較するために示される一例であって、実際にビタビ復号器３０に含まれるものではない。

図６を参照して、このパスメモリ６０Ａは、第１および第２のメモリ領域６０２Ａ，６０２Ｂと、メモリ制御部６０４Ａと、セレクトスイッチ６０６Ａ，６０６Ｂとからなる。第１および第２のメモリ領域６０２Ａ，６０２Ｂは、ＡＣＳ回路５４によって選択された各状態ごとの生残りパスについて、その生残りパスを特定するためのパス情報を１ＴＳＰ分交互に記憶する。

メモリ制御部６０４Ａは、ＴＳＰを受けるごとにセレクトスイッチ６０６Ａ，６０６Ｂを切替える。そして、メモリ制御部６０４Ａは、第１のメモリ領域６０２Ａにパス情報が書込まれているときは、第２のメモリ領域６０２Ｂからパス情報が読出されるようにセレクトスイッチ６０６Ａ，６０６Ｂを制御し、第２のメモリ領域６０２Ｂにパス情報が書込まれているときは、第１のメモリ領域６０２Ａからパス情報が読出されるようにセレクトスイッチ６０６Ａ，６０６Ｂを制御する。

このように、図５に示したパスメモリ６０は、図６に示したパスメモリ６０Ａに比べて必要メモリ量を半減することができる。

図７は、図４に示したビタビ復号器３０におけるメモリ動作を説明するための図である。

図７を参照して、ビタビ復号器３０は、前段の多重フレーム構成部２８からＴＳデータをＴＳＰ単位で受ける。ＴＳＰは、データパケットＤＴＰまたはヌルパケットＮＬＰからなり、上述したように、データパケットＤＴＰが連続してビタビ復号器３０に入力されることはない。

時刻Ｔ１において、ビタビ復号器３０は、多重フレーム構成部２８からデータパケットＤＴＰを受け、そのデータパケットＤＴＰに対応するパス情報がパスメモリ６０のメモリ領域６０２に書込まれ、メモリ領域６０２内のパス情報が更新される。

時刻Ｔ２において、ビタビ復号器３０は、多重フレーム構成部２８からヌルパケットＮＬＰを受ける。したがって、ビタビ復号器３０においてパスメモリ６０のメモリ領域６０２へのデータの書込みは行なわれない。一方、トレースバック回路６２は、メモリ領域６０２のパス情報をトレースバックし、そのトレースバック結果がメモリ領域６０２から読出されて生残りパスメモリ領域に書込まれる。

時刻Ｔ３においても、ビタビ復号器３０は、多重フレーム構成部２８からヌルパケットＮＬＰを受ける。したがって、ビタビ復号器３０においてパスメモリ６０のメモリ領域６０２へのデータの書込みは行なわれない。一方、トレースバック回路６２は、トレースバック結果を生残りパスメモリ領域から読出し、その読出した結果を復号結果として出力する。

図８は、図４に示したビタビ復号器３０の各部の動作を説明するための図である。

図８を参照して、時刻Ｔ１〜Ｔ２において、ビタビ復号器３０は、ヌルパケットＮＬＰおよびそれに応じてＬレベルとなるイネーブル信号を多重フレーム構成部２８から受ける。そうすると、枝メトリック計算回路５２、ＡＣＳ回路５４、およびパスメトリック最小値検索回路５８の各々は動作を停止し、パスメトリックメモリ５６およびパスメモリ６０は、それぞれ記憶しているパスメトリックおよびパス情報を保持する。なお、トレースバック回路６２の状態は、時刻Ｔ１前の状態に依存する。

時刻Ｔ２〜Ｔ３において、ビタビ復号器３０は、データパケットＤＴＰおよびそれに応じてＨレベルとなるイネーブル信号を多重フレーム構成部２８から受ける。そうすると、枝メトリック計算回路５２、ＡＣＳ回路５４およびパスメトリック最小値検索回路５８の各々は、上述した所定の処理を行なう。そして、パスメトリックメモリ５６は、記憶しているパスメトリックの内容が更新され、パスメモリ６０には、受けたデータパケットＤＴＰに対応するパス情報が書込まれる。

なお、この期間においては、パスメモリ６０にパス情報が書込まれているので、トレースバック回路６２は、動作を停止している。また、データパケットＤＴＰの最後部に付加されている４７Ｈｅｘの既知データを受けている期間において、図に示されるように、枝メトリック計算回路５２は、その既知データに対応する枝メトリックを出力する外部終結処理を行なってもよく、パスメトリックメモリ５６は、パスメトリックを初期化する内部終結処理（たとえば最小値に設定される。）を行なってもよい。

時刻Ｔ３〜Ｔ４において、ビタビ復号器３０は、ヌルパケットＮＬＰおよびそれに応じてＬレベルとなるイネーブル信号を多重フレーム構成部２８から受ける。したがって、時刻Ｔ１〜Ｔ２の場合と同様に、枝メトリック計算回路５２、ＡＣＳ回路５４、およびパスメトリック最小値検索回路５８の各々は、その動作を停止する。一方、トレースバック回路６２は、時刻Ｔ２〜Ｔ３にパスメモリ６０に書込まれたパス情報をトレースバックし、最尤の生残りパスを生残りパスメモリへ書込む。

時刻Ｔ４〜Ｔ５において、ビタビ復号器３０は、ヌルパケットＮＬＰおよびそれに応じてＬレベルとなるイネーブル信号を多重フレーム構成部２８から受ける。したがって、時刻Ｔ３〜Ｔ４に続いて、枝メトリック計算回路５２、ＡＣＳ回路５４、およびパスメトリック最小値検索回路５８の各々は、その動作を停止する。一方、トレースバック回路６２は、時刻Ｔ３〜Ｔ４に生残りパスメモリに書込まれた最尤の生残りパスを読出し、その読出された最尤の生残りパスを復号結果として出力する。

時刻Ｔ５〜Ｔ６における各回路の処理は、時刻Ｔ２〜Ｔ３における各回路の処理とそれぞれ同じである。

以上のように、この実施の形態によるデジタル受信装置１によれば、部分受信時における受信信号の特性を考慮して、ビタビ復号器３０におけるパスメモリへのデータの書込みとパスメモリからのデータの読出しとを同時に行なわないようしたので、ビタビ復号器３０におけるパスメモリの必要メモリ量を半減することができる。したがって、回路面積の縮小および消費電力の削減を図ることができる。

また、この実施の形態によるデジタル受信装置１によれば、ビタビ復号器３０においてＴＳＰの最後部に含まれる既知データを起点としてトレースバックするようにしたので、最小パスメトリックに対応する状態を検索する回路を設けることなく最尤の生残りパスを決定できる。したがって、さらに、回路面積の縮小および消費電力の削減を図ることができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明によるビタビ復号器およびデジタル受信装置は、デジタル部分受信放送および通信において利用することができる。また、この発明によるビタビ復号器は、デジタル部分受信に限られず、ビタビ復号器に入力される入力データが間欠的となるシステムにおいても適用することができる。

この発明によるデジタル放送受信装置におけるフロントエンド部の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図１に示すビタビ復号器が受けるＴＳデータの構成を説明するための図である。 図１に示すビタビ復号器が受けるＴＳＰの構成を示す図である。 図１に示すビタビ復号器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図４に示すパスメモリの構成を示す機能ブロック図である。 ビタビ復号器がデータパケットＤＴＰを連続して受けることを想定しているパスメモリの構成例を示す機能ブロック図である。 図４に示すビタビ復号器におけるメモリ動作を説明するための図である。 図４に示すビタビ復号器の各部の動作を説明するための図である。 ビタビ復号器を備える従来のデジタル放送受信装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図９に示す多重フレーム構成部の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図９に示すビタビ復号器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 ＯＦＤＭシンボルにおける有効データの構成を示す図である。 図１２に示す各セグメントの構成を示す図である。 図１１に示す従来のビタビ復号器におけるメモリ動作を説明するための図である。

符号の説明

１，１００ デジタル放送受信装置、２ チューナ、４ Ａ／Ｄ変換部、６ ヒルベルト変換部、８ 遅延回路、１０ 処理部、１２ ＦＦＴ部、１４ 広帯域ＡＦＣ部、１６ フレーム同期／ＴＭＣＣ復号部、１８ 差動検波／同期検波部、２０ 周波数デインタリーブ部、２２ 時間デインタリーブ部、２４ デマッピング部、２６ ビットデインタリーブ部、２８，１０６ 多重フレーム構成部、３０，１０８ ビタビ復号器、３２ バイトデインタリーブ部、３４ エネルギー拡散部、３６，１１０ ＲＳ復号器、５２ 枝メトリック計算回路、５４ ＡＣＳ回路、５６ パスメトリックメモリ、５８ パスメトリック最小値検索回路、６０，６０Ａ，１２２ パスメモリ、６２，１２４ トレースバック回路、１０２ アンテナ、１０４ 復調部、１１２ 階層分割／階層合成部、１１４ ＴＳバッファ、１１６ ヌルパケット生成部、１１８，６０６Ａ，６０６Ｂ セレクトスイッチ、１２０ ＴＳ再生部、１２６ パスメトリック最小値＆状態検索回路、６０２ メモリ領域、６０２Ａ 第１のメモリ領域、６０２Ｂ 第２のメモリ領域、６０４，６０４Ａ メモリ制御部。

Claims (2)

1. 地上デジタル放送のデータを部分受信するデジタル受信装置であって、
   受信信号をＡＲＩＢ規格に基づいたトランスポートストリーム単位のデータごとに出力するデータ変換部と、
   前記データ変換部から出力されたデータを最尤復号法によって復号するビタビ復号器とを備え、
   前記ビタビ復号器は、
   前記トランスポートストリーム単位のデータに基づいて算出された生残りパスに対応するパス情報を、少なくとも該トランスポートストリーム単位のデータ分記憶するパスメモリと、
   前記パスメモリへ前記パス情報の書込みが行なわれた後、前記トランスポートストリーム単位のデータの最後部に含まれる既知データによって決定される状態を起点として前記パスメモリに記憶された前記パス情報をトレースバックすることにより、最尤パスメトリックを有するパス情報を読出して出力するトレースバック部とを含む、デジタル受信装置。
2. ＯＦＤＭ方式で変調された地上デジタル放送のデータのシンボルを構成する１３セグメントのうち、１セグメントのみを部分受信する、請求項１記載のデジタル受信装置。

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