スーパーハイビジョン衛星放送実現に向けた位相基準バースト信号搭載LDPC符号化広帯域変復調器の開発

摘要

筆者らは21GHz帯放送衛星によるスーパーハイビジョン放送システム実現を目指し，衛星放送を利用したスーパーハイジョン伝送方式の検討に取り組んでいる．本稿では，これまで取り組んできた衛星を利用したスーパーハイビジョン伝送実験を紹介するとともに，誤り訂正符号としてLDPC符号を適用した300MHz級広帯域変復調器の開発について述べる．本装置は，変調方式2種類（Q/8PSK），符号化率8種類（1/2～9/10）利用可能であり，シンボルレート250Mbaudにおいて251～677Mbpsの伝送能力を有する．また，LDPC符号はシャノン限界に迫る性能を有するため，復調器の要求条件として訂正限界C/N下でも十分な同期性能を維持する必要がある．今回，π/2シフトBPSK位相基準バースト信号を，主信号に対して間欠的および周期的に挿入する手法を導入し，同期性能の向上を確認した．本報告ではモデムの基本性能であるIF折返しによるC/N-BER特性および位相基準バースト信号の挿入による同期性能向上効果について述べるとともに，WINDS衛星を利用した衛星折返しによる伝送性能についても報告する．%Aiming at the realization of "Super Hi-Vision" (SHV) satellite broadcasting, NHK is studying a scheme for high-capacity transmission by Broadcasting Satellite Service (BSS) in the 21-GHz band. At first, we introduce the example cases of SHV transmission via satellite conducted by NHK and cooperators. Second, we mention a QPSK/8PSK wideband (300-MHz bandwidth) modem whose FEC scheme is the concatenation of LDPC and BCH code. The maximum symbol rate is 250 Mbaud and it can provide wide range of information bit rates from 251 Mbps (a combination of modulation and code rate is QPSK-1/2) to 677 Mbps (8PSK-9/10). LDPC coding has an excellent performance which is close to the "Shannon limit". Therefore, the LDPC coded modem has to achieve robustness of synchronization against the very low C/N conditions under which LDPC code can demonstrate error correction performance. This is a strong motivation to periodically introduce a n/2 shifted BPSK based Phase Reference Burst Signal (PRBS) to the symbol frame. The performances evaluation by changing PRBS lengths is a focal point of this paper. We evaluate the transmission performances under IF loopback conditions as a whole to understand the effect of PRBS. C/N vs. BER and phase synchronization are fully investigated. Also, we report the performances under satellite-loop condition using the "WINDS" satellite.