JP5599267B2 - Digital broadcast signal retransmission system - Google Patents
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Description
本発明は、通信ネットワークを用いて地上デジタル放送等のデジタル放送信号を伝送するデジタル放送信号再送信システムに関する。 The present invention relates to a digital broadcast signal retransmission system for transmitting a digital broadcast signal such as terrestrial digital broadcast using a communication network.
地上デジタル放送の本格的な導入に伴い、地上デジタル放送の放送局や中継局が各地に設けられている。しかしながら、地上デジタル放送の視聴が困難なユーザも多い。例えば、デジタル放送信号のサービスエリア外のユーザや、サービスエリア内ではあるもののビルなどの構造物などによって放送電波が届かないユーザなどである。このような難視聴対策のためにデジタル放送信号を再送信する必要性がある。すなわち、放送局からのデジタル放送信号を受信可能な場所でデジタル放送信号を受信し、その受信信号を難視聴エリアに位置する受信装置に再送信する必要性がある。そして、この受信装置から、難視聴な場所にある各家庭のテレビ受信機に対してデジタル放送信号を送信することで、各家庭のテレビ受信機で放送番組を視聴することができる。このようなデジタル放送信号の再送信は、CATV網へのデジタル放送信号を再送信する場合にも同様に行われる。 With the full introduction of digital terrestrial broadcasting, digital terrestrial broadcast stations and relay stations have been established in various locations. However, many users have difficulty viewing terrestrial digital broadcasting. For example, a user outside the service area of a digital broadcast signal or a user who does not receive broadcast waves due to a structure such as a building within the service area. There is a need to retransmit a digital broadcast signal as a countermeasure for such a difficult viewing. That is, there is a need to receive a digital broadcast signal at a place where a digital broadcast signal from a broadcast station can be received, and retransmit the received signal to a receiving device located in the difficult viewing area. Then, by transmitting a digital broadcast signal from the receiving device to the television receiver at each home in a place where viewing is difficult, the broadcast program can be viewed at the television receiver at each home. Such retransmission of the digital broadcast signal is similarly performed when the digital broadcast signal is retransmitted to the CATV network.
放送信号の再送信方法の一例として、アナログ伝送方式を用いる例が特許文献1の従来技術として記載されている。また、特許文献1は、デジタル伝送方式としてPCM(Pulse Code Modulation)信号を用いて伝送を行う技術を開示している。また、デジタル伝送方式としてTS(transport stream)信号を用いて伝送を行うTS伝送方式を用いる技術が特許文献2に開示されている。 As an example of a method for retransmitting a broadcast signal, an example using an analog transmission method is described as a prior art in Patent Document 1. Patent Document 1 discloses a technique for performing transmission using a PCM (Pulse Code Modulation) signal as a digital transmission method. Further, Patent Document 2 discloses a technique using a TS transmission system that performs transmission using a TS (transport stream) signal as a digital transmission system.
しかしながら、アナログ伝送方式を用いる場合には、伝送距離が短いので遠隔の装置に対して伝送することができない。また、光変換を行うレーザはデジタル伝送に比べ高直線性が必要であり高価になるという問題がある。また、デジタル伝送網に流せないという問題もある。 However, when the analog transmission method is used, transmission cannot be performed to a remote device because the transmission distance is short. Further, there is a problem that a laser that performs optical conversion requires high linearity and is expensive compared to digital transmission. There is also a problem that it cannot be sent to a digital transmission network.
そこで、デジタル伝送方式を採用する場合が考えられる。ここで、デジタル伝送方式としてPCM伝送方式を採用する場合には、PCMは使用帯域が大きくなってしまうので、伝送できる容量が限られてしまうという課題がある。また、TS方式を採用する場合には、PCM伝送方式と比較して使用帯域が少なく済む利点があるが、デジタル放送信号をTS信号に変換するまでにデジタル処理遅延が発生してしまうという課題がある。 Therefore, a case where a digital transmission method is adopted can be considered. Here, when the PCM transmission method is adopted as the digital transmission method, the use bandwidth of PCM becomes large, and there is a problem that the capacity that can be transmitted is limited. In addition, when the TS method is adopted, there is an advantage that the use band can be reduced as compared with the PCM transmission method, but there is a problem that a digital processing delay occurs before the digital broadcast signal is converted into the TS signal. is there.
そこで、本発明は少ない使用帯域で、かつデジタル処理遅延が生じないデジタル放送信号再送信システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a digital broadcast signal retransmission system that uses a small band and does not cause a digital processing delay.
本発明に係るデジタル放送信号再送信システムは、インタリーブ処理を経てデジタル変調された信号であるデジタル放送信号を入力し、伝送路信号に変換して伝送路に送出する送信装置と、前記伝送路を介して入力される前記伝送路信号を前記デジタル放送信号に変換して出力する受信装置とから構成される。前記送信装置は、前記デジタル放送信号をデジタル直交信号に変換して出力する直交復調部と、前記直交復調部から出力される前記デジタル直交信号からシンボルの振幅および位相を検出するキャリア復調部と、前記キャリア復調部から出力される前記シンボルの振幅および位相を、デインタリーブ処理することなくバイナリデータに変換するデマッピング部と、前記デマッピング部から出力するバイナリデータを前記伝送路における伝送用の伝送路信号に変換する伝送路符号化部とを備える。前記受信装置は、前記伝送路から入力される前記伝送路信号をバイナリデータに変換する伝送路符号復号化部と、前記伝送路符号復号化部から出力される前記バイナリデータを入力し、インタリーブ処理を行うことなく前記デジタル放送信号に変換するデジタル変調部とを備える。 A digital broadcast signal re-transmission system according to the present invention receives a digital broadcast signal that is a digitally modulated signal through an interleaving process, converts the digital broadcast signal into a transmission path signal, and sends the transmission path signal to the transmission path. And a receiving device that converts the transmission path signal input to the digital broadcasting signal and outputs the digital broadcasting signal. The transmitting device, an orthogonal demodulator that converts the digital broadcast signal into a digital quadrature signal and outputs it, a carrier demodulator that detects the amplitude and phase of a symbol from the digital quadrature signal output from the quadrature demodulator, A demapping unit that converts the amplitude and phase of the symbol output from the carrier demodulation unit into binary data without deinterleaving, and transmission for transmission of binary data output from the demapping unit in the transmission path A transmission path encoding unit for converting into a path signal. The receiving device receives a transmission path code decoding unit that converts the transmission path signal input from the transmission path into binary data, and the binary data output from the transmission path code decoding unit, and performs an interleaving process. A digital modulation unit that converts the digital broadcast signal into the digital broadcast signal without performing the above.
本発明は、デジタル放送信号を入力した後にデジタル処理遅延が生じる処理を行わずに再現した信号を伝送することによって、伝送時の帯域を少なくし、かつデジタル処理遅延がほとんど生じさせずに再送信を行うことが可能となる。 The present invention transmits a reproduced signal without performing processing that causes a digital processing delay after inputting a digital broadcast signal, thereby reducing the bandwidth during transmission and retransmitting with little digital processing delay. Can be performed.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態にかかるデジタル放送信号再送信システム100を示す図である。デジタル放送信号再送信システム100は、送信装置110と、伝送路120を介して送信装置110に接続される受信装置130とを含む。送信装置110は、選局部111と、直交復調部112と、キャリア復調部113と、デマッピング部114と、伝送路符号化部115と、伝送路インタフェース部116とを含む。また、受信装置130は、伝送路インタフェース部131と、伝送路符号復号化部132と、デジタル変調部133とを含む。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a digital broadcast
図1は、主にCATVなど、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)ではないデジタル放送信号を伝送する場合の例を示している。以下、各ブロックの処理について説明する。 FIG. 1 shows an example in the case of transmitting a digital broadcast signal that is not mainly OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) such as CATV. Hereinafter, processing of each block will be described.
まず、送信装置110の選局部111にデジタル放送信号が入力される。このデジタル放送信号は、インタリーブ処理を経てデジタル変調された放送信号であって、複数チャンネルが周波数多重されている。なお、外部の装置であらかじめ1チャンネルが選局された場合も想定される。この場合、次ブロックの選局部111は不要でデジタル放送信号が直接直交復調部112に入力されることになる。
First, a digital broadcast signal is input to the
選局部111は、複数チャネルが周波数多重されたデジタル放送信号から1チャネルを選択し直交復調部112に出力する。
The
直交復調部112は、1チャンネルの放送信号を直交復調し、デジタル直交信号に変換してキャリア復調部113に出力する。例えば、64QAM(quadrature amplitude modulation)復調された信号が出力される。
The
キャリア復調部113は、デジタル直交信号からシンボルの振幅および位相を検出する。
デマッピング部114は、キャリア復調部113で検出したシンボルの振幅および位相をバイナリデータに変換する。例えば64QAM復調された1シンボルは、26の値を有しているので、1シンボルを6ビットの情報のバイナリデータに変換する。なお、変換されるバイナリデータはデインタリーブ処理が行われていないデータである。
The demapping
伝送路符号化部115は、変換されたバイナリデータに対して、伝送路を伝送するための例えばフレーム同期信号、伝送路監視信号などのヘッダを付加し伝送路符号を生成する。伝送路符号としては、例えばIP(Internet Protocol)パケットやSDH(Synchronous Digital Hierarchy)フレームなどが挙げられる。
The transmission
伝送路インタフェース部116は、例えば伝送路が光ファイバである場合、伝送路符号化部からの信号を光信号に変換するなど、伝送路とのインタフェースを行う。
For example, when the transmission path is an optical fiber, the transmission
伝送路120は、送信装置110の出力を受信装置130に伝送するための伝送媒体であり、例えば光ファイバ等の有線の伝送媒体が挙げられる。
The
ここで、送信装置110においては、デジタル処理遅延が大きい処理が含まれていない点に留意されたい。すなわち、通常、デジタル放送信号はバーストエラーに対する誤り訂正効率を上げるためインタリーブ処理を行っている。インタリーブ処理とは、送信側でデジタル信号の送信順番を変更するように信号の並び替えを行う処理である。受信側では、この並び替えられた信号を元の順番に戻すデインタリーブ処理が行われる。インタリーブ処理では信号の順番を入れ替えが行われることに起因して、処理遅延が発生する。通常のデジタル放送信号の受信処理(すなわち、デジタル放送信号からTSを再生するための処理)では、例えば図1の例で説明すると、キャリア復調部113の後に、デインタリーブ処理が行われ、その後にデマッピング部114での処理が行われることになる。
Here, it should be noted that the
本実施形態のデジタル放送信号においても、インタリーブ処理を経たデジタル放送信号が送信装置110に入力される。そして、通常の受信動作と同様の処理(図1で示すような選局処理、直交復調処理、キャリア復調処理、デマッピング処理など)が行われる。しかしながら、通常の受信処理と異なり、本実施形態では大きなデジタル処理遅延が発生するデインタリーブ処理を行わずに(デインタリーブ処理をスルーして)、デマッピングを行って得られたバイナリデータ信号を生成し、このバイナリデータ信号を伝送路符号として伝送路120に対して送出する処理が行われる。なお、この生成されるバイナリデータ信号は、デインタリーブ処理が行われていないため、放送を受信するために本来生成されるバイナリデータとは全く異なるデータとなっている点に留意されたい。従って、この生成されるバイナリデータ信号は、別途何かしらの処理によって(具体的には後述する受信装置130の処理によって)、再度デジタル放送信号にいわば「戻す」処理が必要になり、その後に、再現されたデジタル放送信号に対して通常のデジタル放送の受信処理(すなわち、デインタリーブ処理を経た受信処理)が行われなければ、デジタル放送の番組を視聴することができない点に留意されたい。すなわち、送信装置110で送出された信号(伝送路符号)は、必ず受信装置130によってデジタル放送信号に戻す(変換する)ことが必要になる。このような送信装置110と受信装置130とのセットは、例えばデジタル放送信号を受信可能なエリアに送信装置110を配置し、難視聴エリアに受信装置130を配置するといったようなデジタル放送信号の再送信を行うシステムの特性に合致した構成といえる。
Also in the digital broadcast signal of this embodiment, the digital broadcast signal that has undergone the interleaving process is input to the
次に、受信装置130の構成について説明する。
伝送路インタフェース部131は、例えば伝送路120が光ファイバである場合、伝送路から入力する光信号を電気信号に変換するなど、伝送路120とのインタフェースを行う。すなわち、伝送路インタフェース部116の逆の処理を行うことになる。
Next, the configuration of receiving
For example, when the
伝送路符号復号化部132は、伝送路120を伝送するための例えばフレーム同期信号、伝送路監視信号などのヘッダが付加された伝送路符号からバイナリデータを生成(復号)する。
The transmission path
デジタル変調部133は、生成されたバイナリデータをデジタル放送信号に変換する。具体的には、送信装置110の逆のマッピング処理、キャリア変調処理、直交変調処理などが行われる。なお、当然であるが、受信装置130においてインタリーブ処理は行われない点に留意されたい。このような処理の結果、例えば64QAM変調されたデジタル放送信号が変換され生成される。そして、生成されたデジタル放送信号が、例えばケーブルを通じてケーブルテレビ網に送信され、最終的な家庭用のテレビ受信器にて受信される。
The
以上説明したように、送信装置110を用いることによって、少ない帯域でかつデジタル処理遅延が小さいデジタル放送信号の再送信を実現することができる。また、光ファイバ等の伝送路を介することによって、遠隔地の受信装置に対してもデジタル放送信号の再送信を行うことが可能となる。
As described above, by using the
(第2の実施形態)
図2は、第2の実施形態にかかる送信装置210を含むデジタル放送信号再送信システム200を示す図である。図1と同種の処理・機能を有する部分については同一の符号を付している。図2は、主に地上波デジタル放送信号のようなOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)のデジタル放送信号伝送への適用例を示す図である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating a digital broadcast
第1の実施形態で示したブロックとの差異は、FFT(First Fourier Transform)部217が直交復調部112とキャリア復調部113との間に含まれていることである。FFT部213は、デジタル直交復調された信号を高速フーリエ変換(FFT)し、サブキャリア毎のデジタル直交信号に変換する。以降の処理については、第1の実施形態で説明したものと同様である。すなわち、第2の実施形態のように、地上波デジタル放送信号の場合であっても、少ない帯域でかつデジタル処理遅延が生じないデジタル放送信号の再送信を実現することができる。
The difference from the block shown in the first embodiment is that an FFT (First Fourier Transform)
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、第1または第2の実施形態における伝送路符号化部115における符号化の例として、パケットを用いる形態を説明する。すなわち、デマッピング部114で変換されたバイナリデータをIPパケットに収容して伝送する例を説明する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, a mode using a packet will be described as an example of encoding in the transmission
伝送路符号化部115は、バイナリデータをIPパケットに収容する。また、伝送路符号復号化部132は、IPパケットからバイナリデータを抽出する。
The transmission
図3を用いてバイナリデータからIPパケットで変換する処理について説明する。シンボル周期およびデータ量によっては、1シンボル分のデータを1パケットで送るのが必ずしも効率的とは言えない。そのためmシンボル(mは整数)周期分のバイナリデータをn個(nは整数)のパケットに分割して収容し、伝送する。これにより、デジタル放送信号の再送信をより効率的に行うことが可能となる。具体的な方法としては、図3に示すように、n個のIPパケットのうち先頭パケットのヘッダに先頭識別情報を付加する。先頭識別情報とは、mシンボル周期のデータの集まりの先頭部分を示す情報である。地上波デジタル放送信号の場合、1フレームが204シンボルで構成されるため、mを204の約数になるように設定すると信号処理がシンプルになる。受信装置側でシンボルに同期したクロックを再生するため、パケットヘッダまたはペイロードにタイミング情報を挿入する。受信装置側の伝送路符号復号化部132では、パケットのヘッダを参照して先頭識別情報を検出し、バイナリデータを再生する。なお、n個のパケットのうちの最後のパケットについては、ペイロード部分が全てバイナリデータを構成しない場合があるが、送信装置110と受信装置130との間でデータ長についての情報を共有することで、送信装置110から送信されるバイナリデータを、受信装置130で再現することができる。
Processing for converting binary data with an IP packet will be described with reference to FIG. Depending on the symbol period and data amount, it is not always efficient to send data for one symbol in one packet. Therefore, binary data for a period of m symbols (m is an integer) is divided into n packets (n is an integer), accommodated, and transmitted. This makes it possible to retransmit the digital broadcast signal more efficiently. As a specific method, as shown in FIG. 3, head identification information is added to the header of the head packet among n IP packets. The head identification information is information indicating a head portion of a collection of data having an m symbol period. In the case of a terrestrial digital broadcast signal, since one frame is composed of 204 symbols, signal processing is simplified if m is set to a divisor of 204. Timing information is inserted into the packet header or payload in order to regenerate the clock synchronized with the symbol on the receiving device side. The transmission path
(その他)
以上、各種の実施形態について説明してきたが、本発明によれば上述したほかにさらなる方式、例えば、制御情報を送らない方式も可能である。地上デジタルのOFDM信号の場合、制御信号としてSP(Scattered Pilot)やCP(Continual Pilot)を送信装置110から送出する必要はない。なぜならば、SP、CPの挿入位置は変調パラメータで決まっているため、SP、CPが伝送されなくても受信装置130で変調パラメータを抽出し、これらの制御信号を生成することが可能であるからである。これにより伝送路120に送出する伝送容量を削減可能である。
(Other)
Although various embodiments have been described above, according to the present invention, in addition to the above, further methods, for example, a method in which control information is not sent, are possible. In the case of a terrestrial digital OFDM signal, it is not necessary to transmit SP (Scattered Pilot) or CP (Continual Pilot) as a control signal from the
また、本発明を適用した場合には、TS方式で必要となるデマッピングより後の処理、すなわち、階層分割処理、ビットデインタリーブ処理、ビタビ復号処理、エネルギー逆拡散処理などの処理が不要であるので、上述したようなデジタル処理遅延を生じさせないことに加えて、低消費電力を実現することができる。 In addition, when the present invention is applied, processing after demapping required in the TS system, that is, processing such as layer division processing, bit deinterleaving processing, Viterbi decoding processing, and energy despreading processing is not required. Therefore, in addition to not causing the digital processing delay as described above, low power consumption can be realized.
110 送信装置
120 伝送路
130 受信装置
110
Claims (3)
前記送信装置は、
前記デジタル放送信号をデジタル直交信号に変換して出力する直交復調部と、
前記直交復調部から出力される前記デジタル直交信号からシンボルの振幅および位相を検出するキャリア復調部と、
前記キャリア復調部から出力される前記シンボルの振幅および位相を、デインタリーブ処理することなくバイナリデータに変換するデマッピング部と、
前記デマッピング部から出力するバイナリデータを前記伝送路における伝送用の伝送路信号に変換する伝送路符号化部と
を備え、
前記受信装置は、
前記伝送路から入力される前記伝送路信号をバイナリデータに変換する伝送路符号復号化部と、
前記伝送路符号復号化部から出力される前記バイナリデータを入力し、インタリーブ処理を行うことなく前記デジタル放送信号に変換するデジタル変調部と
を備える
ことを特徴とするデジタル放送信号再送信システム。 Through interleaving type digital broadcasting signal is a digital modulated signal, a transmitting apparatus for transmitting to a transmission path is converted to the transmission line signals, disposed capable of receiving area of the digital broadcast signal from a broadcasting station And a transmission device that transmits to the reception device located in an area where the digital broadcast signal is retransmitted, and a reception device that converts the transmission path signal input via the transmission path into the digital broadcast signal and outputs the digital broadcast signal. A digital broadcast signal retransmission system comprising:
The transmitter is
An orthogonal demodulator that converts the digital broadcast signal into a digital orthogonal signal and outputs the digital orthogonal signal;
A carrier demodulation unit that detects the amplitude and phase of a symbol from the digital orthogonal signal output from the orthogonal demodulation unit;
A demapping unit for converting the amplitude and phase of the symbol output from the carrier demodulation unit into binary data without deinterleaving;
A transmission path encoding section that converts binary data output from the demapping section into a transmission path signal for transmission in the transmission path, and
The receiving device is:
A transmission path code decoding unit that converts the transmission path signal input from the transmission path into binary data;
A digital broadcast signal retransmission system comprising: a digital modulation unit that inputs the binary data output from the transmission path code decoding unit and converts the binary data into the digital broadcast signal without performing an interleaving process.
前記送信装置は、
前記デジタル放送信号をデジタル直交信号に変換して出力する直交復調部と、
前記直交復調部から出力する前記デジタル直交信号を高速フーリエ変換(FFT : First Fourier Transform)してサブキャリア毎のデジタル直交信号に変換するFFT部と、
前記FFT部から出力する前記サブキャリア毎のデジタル直交信号からシンボルの振幅および位相を検出するキャリア復調部と、
前記キャリア復調部から出力する前記シンボルの振幅および位相を、デインタリーブ処理することなくバイナリデータに変換するデマッピング部と、
前記デマッピング部から出力するバイナリデータを前記伝送路における伝送用の伝送路信号に変換する伝送路符号化部と
を備え、
前記受信装置は、
前記伝送路から入力される前記伝送路信号をバイナリデータに変換する伝送路符号復号化部と、
前記伝送路符号復号化部から出力する前記バイナリデータを入力し、インタリーブ処理を行うことなくOFDM方式のデジタル放送信号に変換するデジタル変調部と
を備える
ことを特徴とするデジタル放送信号再送信システム。 Orthogonal frequency division multiplexing through the interleaving process is a digital modulated signal (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) A transmitting apparatus for transmitting to a transmission path to convert the input to the transmission path signal of digital broadcast signal scheme, broadcasting A transmission device that is disposed in an area where the digital broadcast signal can be received from a station and is transmitted to a reception device located in an area where the digital broadcast signal is retransmitted; and the transmission path signal input via the transmission path A digital broadcast signal retransmission system comprising a receiving device that converts and outputs a digital broadcast signal,
The transmitter is
An orthogonal demodulator that converts the digital broadcast signal into a digital orthogonal signal and outputs the digital orthogonal signal;
An FFT unit that converts the digital quadrature signal output from the quadrature demodulation unit into a digital quadrature signal for each subcarrier by performing a fast Fourier transform (FFT);
A carrier demodulation unit that detects the amplitude and phase of a symbol from the digital orthogonal signal for each subcarrier output from the FFT unit;
A demapping unit that converts the amplitude and phase of the symbol output from the carrier demodulating unit into binary data without deinterleaving;
A transmission path encoding section that converts binary data output from the demapping section into a transmission path signal for transmission in the transmission path, and
The receiving device is:
A transmission path code decoding unit that converts the transmission path signal input from the transmission path into binary data;
A digital broadcast signal retransmission system comprising: a digital modulation unit that inputs the binary data output from the transmission path code decoding unit and converts the binary data into an OFDM digital broadcast signal without performing an interleaving process.
前記伝送路符号復号化部は、前記先頭識別情報に基づいて前記シンボル周期に同期したクロックを再生するクロック再生回路を具備することを特徴とする請求項1または2に記載のデジタル放送信号再送信システム。 The transmission path encoding unit divides and stores binary data for m (m is an integer) symbol period output from the demapping unit into n (n is an integer) IP (Internet Protocol) packets, Adding head identification information to the header of the head packet among the n IP packets,
3. The digital broadcast signal retransmission according to claim 1, wherein the transmission path code decoding unit includes a clock recovery circuit that recovers a clock synchronized with the symbol period based on the head identification information. system.
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