JP2004350066A - トランスポートストリーム切替装置およびトランスポートストリーム切替プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】正確な切替タイミングで複数のＴＳ信号を切り替えて出力することができるトランスポートストリーム切替装置およびプログラムを提供する。
【解決手段】一つの発信元が移動しながら発信した電波を複数の受信局で受信し、当該受信局で受信した電波を変換した複数のトランスポートストリームを連続するように切り替えて接続するトランスポートストリーム切替装置１であって、入力信号検出手段３と、ＰＡＴ位相検出手段５と、ＴＳ遅延処理手段７と、ＰＡＴ位相調整手段９と、ゲンロック調整手段１１と、ＴＳ切替出力手段１３と、を備えた。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現行テレビジョン方式、または、ハイビジョン方式における映像信号と音声信号とデータ信号との少なくとも一つをＭＰＥＧ圧縮した後のＴＳ信号を取り扱うものに係り、特に、複数のＴＳ信号を切り替えて出力するトランスポートストリーム切替装置およびトランスポートストリーム切替プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数のＴＳ信号、すなわち、トランスポートストリームを受信し、切り替えて出力する場合、受信したＴＳ信号を一旦ベースバンド信号に復元（デコード）し、このベースバンド信号で切り替えてから、圧縮（エンコード）して出力している。
【０００３】
例えば、ロードレース（マラソン中継）において移動中継車から伝送される８００ＭＨｚＯＦＤＭ信号を各受信基地局で受信し、受信された後にＴＳ信号にフォーマットされてからスイッチングセンターに集められ、このスイッチングセンターから各ＴＳ信号を切り替えて出力（放送）する場合、スイッチングセンターでは、受信したＴＳ信号に含まれている誤り率を基準にして、当該信号の切替を行っている。そして、シームレスに連結するように（継ぎ目なく繋がるように）切り替えられた後、放送される（特許文献１参照）。
【０００４】
なお、通常、ＴＳ信号は、ＤＶＢ−ＡＳＩ規格に準ずるものであり、このＴＳ信号は、元々の映像信号や音声信号等であるベースバンド信号をＭＰＥＧ圧縮装置（エンコーダ）で圧縮符号化したものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−８４２１５号公報（段落番号０００７−段落番号００１９、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、受信したＴＳ信号に含まれている誤り率を基準にして切替を行っており、この誤り率はＴＳ信号毎に含まれているので、複数のＴＳ信号を受信するタイミングによっては、順番が入れ変わって検出されてしまう場合が生じ、時間軸あわせ（切替タイミング）が正確にできなかったという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は前記した従来の技術が有する課題を解消し、正確な切替タイミングで複数のＴＳ信号を切り替えて出力することができるトランスポートストリーム切替装置およびトランスポートストリーム切替プログラムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記した目的を達成するため、以下に示す構成とした。
請求項１記載のトランスポートストリーム切替装置は、一つの発信元が移動しながら発信した電波を複数の受信局で受信し、当該受信局で受信した電波を変換した複数のトランスポートストリームを連続するように切り替えて接続するトランスポートストリーム切替装置であって、入力信号検出手段と、ＰＡＴ位相検出手段と、遅延処理手段と、ＰＡＴ位相調整手段と、ゲンロック調整手段と、ＴＳ切替出力手段と、を備える構成とした。
【０００９】
かかる構成によれば、トランスポートストリーム切替装置は、入力信号検出手段によって、複数のトランスポートストリームを受信し、入力されていないトランスポートストリームがある場合には、エラー信号を出力する。なお、この入力信号検出手段は、入力されるトランスポートストリーム数と同数のポートを備えており、各ポートにおいて、入力の有無が検出されている。続いて、このトランスポートストリーム切替装置は、ＰＡＴ位相検出手段によって、トランスポートストリームを構成するパケットに含まれているＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）の繰り返し周期をＰＡＴの位相として検出し、このＰＡＴの位相を検出している間、各トランスポートストリームの出力タイミングを合わせるために、遅延処理手段によって、トランスポートストリームの処理を遅延させる。なお、この遅延処理手段による遅延は、数マイクロ秒程度である。また、ＰＡＴはトランスポートストリームを構成するパケット１００個に対して１個の割合で挿入されている。
【００１０】
そして、このトランスポートストリーム切替装置は、ＰＡＴ位相調整手段によって、各トランスポートストリームに含まれているパケットの開始タイミングを合わせるために、ＰＡＴの位相を調整し、ＰＡＴ位相調整トランスポートストリームとし、ゲンロック調整手段によって、ＰＡＴ位相調整トランスポートストリームのクロック周波数をリファレンスクロック周波数に変更した周波数変更トランスポートストリームとする。つまり、各ＰＡＴ位相調整トランスポートストリームのクロック周波数がリファレンスクロック周波数に統一される。
【００１１】
その後、このトランスポートストリーム切替装置は、ＴＳ切替出力手段によって、エラー信号とトランスポートエラーインジケータービットとに基づいて、周波数変更トランスポートストリームを切り替えて出力する。すなわち、このＴＳ切替出力手段では、エラー信号とトランスポートエラーインジケータービットとに基づいて、トランスポートストリームの誤り（ＴＳ信号の誤り）を検出した後、遅延処理手段による数マイクロ秒遅延させて切り替えるので、誤りのないトランスポートストリーム（ＴＳ信号）を接続していくことができる。つまり、このトランスポートストリーム切替装置は、例えば、一つの発信元である移動中継車が移動しながら発信した電波（ＯＦＤＭ波）を複数の受信局（受信基地局）で受信し、この電波が集積されるスイッチングセンターに備えられており、この受信局から送られて変換されたトランスポートストリーム（ＴＳ信号）の誤りを自動的に判別して、常に誤りのないように切り替えると共に、シームレスな切替を実現することができる。
【００１２】
請求項２記載のトランスポートストリーム切替装置は、請求項１に記載のトランスポートストリーム切替装置において、前記トランスポートストリームにジッタが含まれている場合、当該トランスポートストリームを構成するパケットの数をカウントしたパケット数値と、このパケット数値をカウントしたカウント時間に基づいて、前記ジッタを求め、このジッタを分散処理することによって除去するジッタ除去手段を備えた構成とした。
【００１３】
かかる構成によれば、トランスポートストリーム切替装置は、トランスポートストリームにジッタ（パケットの伝達速度や遅延時間のばらつき）が含まれている場合、ジッタ除去手段により、パケットの数をカウント（計数）したパケット数値と、カウントした時間であるカウント時間とに基づいて、ジッタを分散処理して除去する。ジッタを分散処理するとは、パケットの伝達速度や遅延時間のばらつきをなくすようにパケット同士の時間間隔を調整することである。
【００１４】
請求項３記載のトランスポートストリーム切替プログラムは、一つの発信元が移動しながら発信した電波を複数の受信局で受信し、当該受信局で受信した電波を変換した複数のトランスポートストリームを連続するように切り替えて接続する装置を、入力信号検出手段、ＰＡＴ位相検出手段、遅延処理手段、ＰＡＴ位相調整手段、ゲンロック調整手段、ＴＳ切替出力手段、として機能させる構成とした。
【００１５】
かかる構成によれば、トランスポートストリーム切替プログラムは、入力信号検出手段によって、複数のトランスポートストリームを受信し、入力していないトランスポートストリームがある場合には、エラー信号を出力し、ＰＡＴ位相検出手段によって、トランスポートストリームを構成するパケットに含まれているＰＡＴの繰り返し周期をＰＡＴの位相として検出し、このＰＡＴの位相を検出している間、遅延処理手段によって、トランスポートストリームの処理を遅延させる。そして、このトランスポートストリーム切替プログラムは、ＰＡＴ位相調整手段によって、ＰＡＴの位相を調整し、ＰＡＴ位相調整トランスポートストリームとし、ゲンロック調整手段によって、ＰＡＴ位相調整トランスポートストリームのクロック周波数をリファレンスクロック周波数に変更した周波数変更トランスポートストリームとする。その後、このトランスポートストリーム切替プログラムは、ＴＳ切替出力手段によって、エラー信号とトランスポートエラーインジケータービットとに基づいて、周波数変更トランスポートストリームを切り替えて出力する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（トランスポートストリーム切替システムの構成）
図１にトランスポートストリーム切替システムのブロック図を示す。この図１に示すように、トランスポートストリーム切替システムＡは、スイッチングセンター（図１中破線で囲った部分、例えば、放送局のことである）に備えられているトランスポートストリーム切替装置１と、移動中継車２と、受信基地局４（４ａ、４ｂ、・・・、４ｎ）とを備えている。
【００１７】
このトランスポートストリーム切替システムＡは、まず、複数の移動中継車２の送信アンテナから出力されるＯＦＤＭ信号を受信基地局４で受信し、この受信基地局４で当該ＯＦＤＭ信号を伝送する伝送経路に合わせて変換（変調）して出力する。そして、このトランスポートストリーム切替システムＡは、受信基地局４から出力された信号をスイッチングセンターで復元（復調）したトランスポートストリーム（ＴＳ信号）を、トランスポートストリーム切替装置１で切り替えて出力するものである。
【００１８】
移動中継車２は、収録現場にて放送番組等の映像データおよび音声データ（映像データおよび音声データを以下、ベースバンド信号とする）を収録し（収録しながら）、当該移動中継車２から伝送可能な場所にある複数の受信基地局４に当該ベースバンド信号をＯＦＤＭ信号に変調して伝送（中継）するものである。
【００１９】
受信基地局４は、移動中継車２から伝送されたＯＦＤＭ信号を受信し、伝送する伝送経路に合わせて変換、例えば、光伝送する場合（４ａ、４ｎ）には「Ｅ／Ｏ」で光変調して、マイクロ波伝送する場合（４ｂ）には「ＱＡＭ」で直交振幅変調してスイッチングセンターに出力するものである。なお、受信基地局４と移動中継車２との相対的な位置関係によって、移動中継車２から送信された同一のＯＦＤＭ信号を、複数の受信基地局４で受信しているので、このスイッチングセンターに出力される信号には、移動中継車２から送信されたほぼ同一のＯＦＤＭ信号が複数含まれていることになる。
【００２０】
トランスポートストリーム切替装置１は、スイッチングセンター内で復元（復調）された複数のトランスポートストリーム（ＴＳ１、ＴＳ２、・・・、ＴＳｎ）をシームレスに切り替えて出力するものである。
【００２１】
例えば、このトランスポートストリーム切替システムＡを使用して、ロードレース（マラソン中継）の放送を実現することができる。つまり、ロードレースの各区間に配置された移動中継車２から伝送されるＯＦＤＭ信号を、受信基地局４で受信した後、トランスポートストリーム切替装置１で円滑に切り替えて放送することができる。なお、この図１に示した「Ｒ／Ｃ」はレートコンバーターであり、「Ｅ／Ｏ」は電気信号光変換器であり、「Ｏ／Ｅ」は光電気信号変換器であり、「ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ）」は直交振幅変復調器である。
【００２２】
（トランスポートストリーム切替装置の構成）
図１に示したトランスポートストリーム切替装置１のブロック図を図２に示す。この図２に示すように、トランスポートストリーム切替装置１は、入力信号検出手段３（３ａ、３ｂ、・・・、３ｎ）と、ＰＡＴ位相検出手段５と、ＴＳ遅延処理手段７（７ａ、７ｂ、・・・７ｎ）と、ＰＡＴ位相調整手段９（９ａ、９ｂ、・・・９ｎ）と、ゲンロック調整手段１１（１１ａ、１１ｂ、・・・１１ｎ）と、ＴＳ切替出力手段１３とを備えている。
【００２３】
入力信号検出手段３は、入力ポートによって構成され、入力されるトランスポートストリーム（ＴＳ信号；ＴＳ１、ＴＳ２、・・・ＴＳｎ、図２中ではＴＳ ＩＮ１、ＴＳ ＩＮ２）を検出すると共に、検出できない場合（入力されていない場合）、エラー信号をＴＳ切替出力手段１３に出力するものである。また、この入力信号検出手段３は、各トランスポートストリームに含まれているＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）が記述されているパケット（ＰＡＴ信号）を検出して、ＰＡＴ位相検出手段５に出力するものである。なお、ＰＡＴが記述されているパケットは、トランスポートストリームを構成するパケット１００個に対して、１個（１回）程度挿入されるものである。
【００２４】
また、この入力信号検出手段３で各トランスポートストリームのＰＡＴ信号を一度検出した後は、ＴＳ遅延処理手段７で遅延される遅延量は固定されることになる。また、この入力信号検出手段３は、入力されるＴＳ信号の数に対応する数だけ備えられている。ちなみに、この入力信号検出手段３で全くトランスポートストリーム（ＴＳ信号；ＴＳ１、ＴＳ２、・・・ＴＳｎ）が検出されない場合には、全てのポートからエラー信号が出力され、当然のことながら、当該装置１からトランスポートストリームの出力はできないことになる。
【００２５】
ここで、この入力信号検出手段３に入力されるトランスポートストリーム（ＴＳ信号）を、図３、図４に示す。
【００２６】
図３はトランスポートストリーム（ＴＳ信号）の一つのパケットの構成を示したものである。この図３に示すように、トランスポートストリームのパケットは、全バイト数が２０４バイトであり、この２０４バイトの内、データが収められているバイト数が１８８バイト（データ部とする）であり、このデータ部に１６バイトの誤り訂正符号（ＲＳ［リードソロモン符号］）が付加されたものである。また、データ部は、アダプテーションフィールドおよびペイロードによって構成されており、さらに、このデータ部分の先頭部分は、バイト数が４バイトのＴＳパケットヘッダによって構成されている。このＴＳパケットヘッダには、同期バイト（１バイト）と、正誤判定ビット（１ビット）であるトランスポートエラーインジケーターと、ＰＩＤ（パケット識別子、１３ビット）と、カウンター（４ビット）とが含まれている。このトランスポートストリーム（ＴＳ信号）のパケットが複数個連なって一つのストリームが構成されている。
【００２７】
また、図４は、トランスポートストリーム切替装置１に入力されるトランスポートストリームを示したものである。この図４には、光電気信号変換器Ｏ／Ｅ−１によって変換されたトランスポートストリームＴＳ１と、直交振幅変復調器ＱＡＭ−１によって変換されたトランスポートストリームＴＳ２と、光電気信号変換器Ｏ／Ｅ−２によって変換されたトランスポートストリームＴＳｎとを示しており、この実施の形態では、これらトランスポートストリーム（ＴＳ信号）は、ほぼ２７０Ｍｂｐｓで伝送されている。また、各トランスポートストリーム（ＴＳ信号）のクロック周波数は異なっており、入力信号検出手段３に入力される際の遅れ（入力時の遅延量）も異なっている。
【００２８】
図２に戻って説明を続ける。
ＰＡＴ位相検出手段５は、入力信号検出手段３から出力されたＰＡＴが記述されているパケット（ＰＡＴ信号）に基づいて、ＰＡＴの位相を検出する基準タイミング信号（図１２を使用して後記する）を生成し、ＰＡＴ位相調整手段９に出力するものである。
【００２９】
ＴＳ遅延処理手段７は、ＰＡＴ位相検出手段５で基準タイミング信号を生成している間、トランスポートストリームを遅延処理するものであり、入力信号検出手段３で一旦ＰＡＴ信号が検出された場合に固定された遅延量に基づいてトランスポートストリームの遅延処理を行うものである。
【００３０】
ここで、このＴＳ遅延処理手段７による処理を図５を参照して補足説明する。図５は、ＴＳ遅延処理手段７による処理を模式的に示したものであり、この図５に示すように、トランスポートストリームＴＳ１〜ＴＳｎの各ＴＳ（一つのトランスポートストリームのパケット）の間にスタッフィングの追加或いは除去をして、各トランスポートストリームＴＳ１〜ＴＳｎの各ＴＳ（一つのトランスポートストリームのパケット）の始まりが統一される。
【００３１】
図２に戻って説明を続ける。
ＰＡＴ位相調整手段９は、ＰＡＴ位相検出手段５によって生成された基準タイミング信号に基づいて、ＰＡＴの位相を調整するものである。このＰＡＴ位相調整手段９では、一つのＴＳ（前ＴＳとする）とこの前ＴＳに続くＴＳ（後ＴＳとする）の間にあるスタッフィグビットの追加或いは除去が行われて、ＰＡＴの位相が調整される。なお、このＰＡＴ位相調整手段９によって、ＰＡＴの位相が調整されたトランスポートストリームをＰＡＴ位相調整トランスポートストリームとする。
【００３２】
ゲンロック調整手段１１は、ＰＡＴ位相調整トランスポートストリーム毎にバラツキのあるクロック周波数を予め当該装置１に内蔵されているリファレンスクロック周波数で読み出すことによって、クロック周波数を変更するものである。なお、このゲンロック調整手段１１でクロック周波数が変更されたＰＡＴ位相調整トランスポートストリームを周波数変更トランスポートストリームとする。
【００３３】
ここで、このゲンロック調整手段１１による処理を図６を参照して補足説明する。図６は、ゲンロック調整手段１１による処理を模式的に示したものである。この図６に示したように、ゲンロック調整手段１１には、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ；位相ロック回路）と、各トランスポートストリームに対応したラインメモリーとが備えられており、各トランスポートストリームはＰＬＬによって位相が固定された状態でラインメモリーに書き込まれ、当該装置１に内蔵されている発振器（図示せず）による内蔵クロックに従って、当該ラインメモリーから読み出される。
【００３４】
すると、この図６の下方に示したように、入力ＴＳ信号のＴＳ（トランスポートストリームのパケット）の始まりが位相ロック後のＴＳ信号のように一定間隔ずつずれた状態となる。
【００３５】
図２に戻って説明を続ける。
ＴＳ切替出力手段１３は、ゲンロック調整手段１１でクロック周波数が調整された周波数変更トランスポートストリームを、入力信号検出手段で検出されたエラー信号とトランスポートストリームの各パケットのパケットヘッダに記述されているトランスポートエラーインジケーターに基づいて切り替え、外部に出力するものである。また、このＴＳ切替出力手段１３には、図示を省略したジッタ除去手段が備えられており、このジッタ除去手段は、周波数変更トランスポートストリームにジッタが含まれている場合に、当該周波数変更トランスポートストリームを構成するパケットの数をカウントしたパケット数値と、このパケット数値をカウントしたカウント時間に基づいて、ジッタを求め、このジッタを分散処理することによって除去するものである。
【００３６】
ここで、このＴＳ切替出力手段１３による処理を図７を参照して補足説明する。図７は、ＴＳ切替出力手段１３による処理を模式的に示したものである。この図７に示したように、ＴＳ切替出力手段１３は、各トランスポートストリームのパケットに含まれているトランスポートエラーインジケーターに従って、当該トランスポートストリームのパケットの誤りを検出すると共に、トランスポートストリームのパケット同士の接続がシームレスになるように、対応するトランスポートストリームのパケット（図７中、下方のＴＳ ＯＫ）に切り替えている。このトランスポートストリームの切替時にも、出力されるトランスポートストリームは、ショックのない正常なものとなる。「ショックのない」とは、当該装置１の出力側の外部にあるデコーダ（図示せず）に入力され、このデコーダ（図示せず）の出力である映像・音声にフリーズやミュート、映像の乱れ等が生じないことを指す。
【００３７】
このトランスポートストリーム切替装置１によれば、入力信号検出手段３によって、トランスポートストリームが受信され、入力していない場合には、エラー信号がＴＳ切替出力手段１３に出力される。ＰＡＴ位相検出手段５によって、トランスポートストリームを構成するパケットに含まれているＰＡＴの位相が検出され、このＰＡＴの位相を検出している間、ＴＳ遅延処理手段７によって、トランスポートストリームの処理が遅延される。そして、ＰＡＴ位相調整手段９によって、ＰＡＴの位相を調整し、ＰＡＴ位相調整トランスポートストリームとし、ゲンロック調整手段１１によって、ＰＡＴ位相調整トランスポートストリームのクロック周波数がリファレンスクロック周波数に変更され、周波数変更トランスポートストリームとされる。その後、ＴＳ切替出力手段１３によって、エラー信号とトランスポートエラーインジケータービットとに基づいて、周波数変更トランスポートストリームが切り替えて出力される。
【００３８】
このため、このトランスポートストリーム切替装置１は、一つの移動中継車２から送信された電波が複数の受信基地局４で受信され、当該受信基地局４から送信され変換されたトランスポートストリーム（ＴＳ信号）の誤りを自動的に判別して、常に誤りのないように切り替えると共に、シームレスな切替を実現することができる。また、トランスポートストリーム（ＴＳ信号）のままで切り替えるので、ベースバンド信号に復号するデコーダ等の設備費用を抑えて、複数のトランスポートストリーム（ＴＳ信号）を切り替えて出力することができる。
【００３９】
また、トランスポートストリーム切替装置１は、トランスポートストリーム（ＴＳ信号）にジッタ（パケットの伝達速度や遅延時間のばらつき）が含まれている場合、ジッタ除去手段（図示せず）により、パケットの数をカウント（計数）したパケット数値と、カウントした時間であるカウント時間とに基づいて、ジッタを分散処理して除去することができる。ジッタを分散処理するとは、パケットの伝達速度や遅延時間のばらつきをなくすようにパケット同士の時間間隔を調整することである。
【００４０】
（トランスポートストリーム切替装置の設計思想について）
次に、トランスポートストリーム切替装置１の製作に至った基本的な考え方（設計思想）について、図８〜図１０を参照して説明する（適宜、図２を参照）。
【００４１】
図８にデータ伝送レート（データレート）が２０Ｍｂｐｓの場合トランスポートストリーム（ＴＳ信号）を示している。この図８に示すように、１ＴＳ（一つのトランスポートストリームのパケット）の時間が７μｓｅｃであり、この１ＴＳにスタッフィングビット（スタッフィングバイト）を加算した時間が７５．２μｓｅｃである。ちなみに、１ＴＳが７μｓｅｃである場合、１ＴＳが１８８バイト（誤り訂正符号を含まない場合）であり、１ＴＳが２０４バイト（１６バイトの誤り訂正符号を含む場合）では、７．６μｓｅｃとなる。また、データ伝送レート（データレート）が４０Ｍｂｐｓの場合、１ＴＳにスタッフィングビット（スタッフィングバイト）を加算した時間は、３７．６μｓｅｃとなる。
【００４２】
図９に入力ＴＳ（トランスポートストリームのパケット）の入力クロック周波数を２７０ＭＨｚとし、クロック精度を１０ｐｐｍとした場合であり、ＰＡＴの間隔を１００ｍｓｅｃとした場合を示す。なお、入力クロック周波数を２７０ＭＨｚとし、クロック精度を１０ｐｐｍとした場合には、２７０ＭＨｚ±１０ｐｐｍ＝２７０ＭＨｚ±２．７ｋＨｚとなる。この図９に示したように、ＰＡＴ間には、ＴＳ（トランスポートストリームのパケット）が１３３０個入ることになり、ジッタ量は１００ｍｓｅｃ×１０ｐｐｍ＝１μｓｅｃとなる。但し、トランスポートストリームの規格で定められているＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ ＣｌｏｃｋＲｅｆｅｒｅｎｃｅ）のジッタ量の許容範囲は、±５００ｎｓｅｃ以内であるので、このＰＡＴを基準として、クロック周波数を固定するゲンロックは不可能である。
【００４３】
そこで、図１０に示すように、ＴＳ（トランスポートストリームのパケット）の間隔は７５．２μｓｅｃであり、ジッタ量が７５．２μｓｅｃ×１０ｐｐｍ＝０．７５２ｎｓｅｃとなる。また、クロック周波数のずれをスタッフィングビットの挿入または削除で補正するためのジッタ量は±３７ｎｓｅｃとなり、ＰＣＲのジッタ量の許容範囲内になり、クロック周波数の固定はＴＳ（トランスポートストリームのパケット）単位で行う必要があることになる。
【００４４】
（トランスポートストリーム切替装置の各手段を実際に構成した例）
次に、図１１〜図２４を参照して、トランスポートストリーム切替装置１の各手段を実際に構成した例について説明する（適宜、図２参照）。
【００４５】
［ＰＡＴ位相調整手段について、その１］
図１１は、図２に示したＰＡＴ位相調整手段９（９ａ、９ｂ）を構成した例について示したものである。この図１１に示すように、ＰＡＴ位相調整手段９ａは、固定遅延用ＤＥＬＡＹ９ａ１と、可変遅延用ＤＥＬＡＹ９ａ２とによって構成され、ＰＡＴ位相調整手段９ｂは、固定遅延用ＤＥＬＡＹ９ｂ１と、可変遅延用ＤＥＬＡＹ９ｂ２とによって構成されている。
【００４６】
可変遅延用ＤＥＬＡＹ９ａ２と可変遅延用ＤＥＬＡＹ９ｂ２とには、１タップで３７ｎｓｅｃずつ遅延させることができる複数のＤｅｌａｙＬｉｎｅ（遅延線）が設けられている。このＤｅｌａｙＬｉｎｅは８１０００本設けられており、総計で３ｍｓｅｃ遅延させることができる。
【００４７】
なお、ＰＡＴ位相調整手段９ａに入力されるＴＳ１を書き込む書込クロック周波数およびＰＡＴ位相調整手段９ａから出力されるＴＳ１ｄを読み出す読出クロック周波数は、ＴＳ１の入力クロック周波数と同じであり、ＰＡＴ位相調整手段９ｂに入力されるＴＳ２を書き込む書込クロック周波数およびＰＡＴ位相調整手段９ｂから出力されるＴＳ２ｄを読み出す読出クロック周波数は、ＴＳ２の入力クロック周波数と同じである。
【００４８】
また、この図１１に示したＰＡＴ位相調整手段９（９ａ、９ｂ）における処理方法を図１２に示す。この図１２に示すように、ＰＡＴ位相検出手段５で生成されて制御信号（基準タイミング信号）を元に可変遅延用ＤＥＬＡＹ９ａ２、９ｂ２の読み出しタップの位置（Ａ）、（Ｂ）を調整する（図１１参照）。すなわち、Ｄｅｌａｙ量（ｒ）となるように、可変遅延用ＤＥＬＡＹ９ａ２のタップの位置（Ａ）を調整し、Ｄｅｌａｙ量（ｓ）となるように、可変遅延用ＤＥＬＡＹ９ｂ２のタップの位置（Ｂ）を調整する。以上の処理の結果、ＴＳ１ｄとＴＳ２ｄの位相差（ジッタ量の許容範囲）は±３７ｎｓｅｃに収まることになる。なお、ＴＳ１とＴＳ２のＰＡＴ（ＰＡＴ信号）を一度検出した後は、Ｄｅｌａｙ量（ｒ）、（ｓ）は固定する。また、ＴＳ１とＴＳ２に正規のＰＡＴが来ない場合（入力されない場合）、前回設定のＤｅｌａｙ量（ｒ）、（ｓ）を保持する。さらに、図示を省略した操作手段による操作によって、Ｒｅｓｅｔ信号が当該ＰＡＴ位相検出手段５に入力された場合、Ｄｅｌａｙ量（ｒ）、（ｓ）の再設定を行うことができる。
【００４９】
さらに、図１１に示したＰＡＴ位相調整手段９（９ａ、９ｂ）によって、Ｄｅｌａｙ量（遅延量）を調整した結果、ＴＳ１ｄのＰＡＴとＴＳ２ｄのＰＡＴと基準タイミングとの状態を図１３に示す。この図１３に示すように、ＴＳ１ｄおよびＴＳ２ｄともに、ジッタ量±０．５６μｓｅｃとなる。
【００５０】
［ＰＡＴ位相調整手段について、その２］
次に、図１９は、図２に示したＰＡＴ位相調整手段９（９ａ、９ｂ）を構成した別の例について示したものである。この図１９に示すように、ＰＡＴ位相調整手段９ａには、タップ間Ｄｅｌａｙ量が３７ｍｓｅｃで６４８６個のタップ数を備えるＤＬ１が備えられと、ＰＡＴ位相調整手段９ｂには、ＤＬ１と同様の構成のＤＬ２が備えられている。
【００５１】
このＰＡＴ位相調整手段９（９ａ、９ｂ）におけるＴＳ１およびＴＳ２の処理手順を説明する。まず、ＰＡＴ位相調整手段９ａの出力となるＴＳ１ｄのＤｅｌａｙＬｉｎｅをＤＬ１のセンターに固定しておく（Ｄｅｌａｙ量は３ｍｓｅｃ）。また、ＰＡＴ位相調整手段９ｂの出力となるＴＳ２ｄのＤｅｌａｙＬｉｎｅをＤＬ２のセンターに位置させ、移動可能にしておく。
【００５２】
そして、ＴＳ１とＴＳ２の各ＰＡＴの到着時間をＰＡＴのＰＩＤ（パケット識別子＝０）を使用して検出する。ＴＳ１のＰＡＴに対して、ＴＳ２のＰＡＴが早く到着した場合、ＴＳ２ｄｄのタップの位置を（Ｂ）の方向に移動させる。そして、ＴＳ１のＰＡＴが到着した時点でＴＳ２ｄｄのタップの位置を固定する。ＴＳ２のＰＡＴに対して、ＴＳ１のＰＡＴが早く到着した場合、ＴＳ２ｄｄのタップの位置を（Ａ）の方向に移動させる。そして、ＴＳ２のＰＡＴが到着した時点でＴＳ２ｄｄのタップの位置を固定する。以上のような一連の処理によって、ＴＳ１ｄｄとＴＳ２ｄｄの位相差（ジッタ量の許容範囲）は±３７ｎｓｅｃに収まることになる。
【００５３】
［ゲンロック調整手段について］
次に、図１４、図１５を参照して、ゲンロック調整手段１１を実際に構成した例、動作について説明する。
【００５４】
図１４に示すように、ゲンロック調整手段１１（１１ａ）は、ＴＳ信号（ＴＳ１ｄ、ＴＳ２ｄ、・・・ＴＳｎｄ）を書き込んだ後、適当なタイミングで読み出すＴＳラインメモリ１１ａ１を備えている。このＴＳラインメモリ１１ａ１への書き込みは、ＴＳ信号中で、同期するＴＳ信号が入力されると、当該ＴＳラインメモリ１１ａ１のメモリ番地の先頭から書き込みを始める。また、このＴＳラインメモリ１１ａ１からの読み出しは、当該装置１に内蔵されている発振器（図示せず）により生成されるリファレンスクロック周波数によってなされる。
【００５５】
つまり、図１５に示すように、ＴＳ１ｄとＴＳ２ｄとは、それぞれのＴＳラインメモリ１１ａ１とＴＳラインメモリ１１ｂ１とに書き込まれ、ＴＳ信号（ＴＳ１ｄ、ＴＳ２ｄ）が到着すると、すぐに書き込み開始ポイント（図１５中、ＷＲＩＴＥ ＴＩＭＩＮＧ）から書き込みを開始する。また、ＴＳラインメモリ１１ａ１に書き込まれたＴＳ１ｄと、ＴＳラインメモリ１１ｂ１に書き込まれたＴＳ２ｄとの読み出しは、ＴＳ１ｄとＴＳ２ｄのどちらか早く到着した方から、約１．２μｓｅｃ遅延させた点を読み出し開始ポイント（図１５中、ＲＥＡＤ ＴＩＭＩＮＧ）とする。この読み出しが同一タイミングで行うために、出力されるＴＳ１ｄｄとＴＳ２ｄｄとは同一タイミングとなる。なお、このＴＳ１ｄｄ、ＴＳ２ｄｄを構成するパケット中、ストリーム以外の信号期間はスタッフィングビットで埋めている。
【００５６】
［ＴＳ切替出力手段について］
図１６は、図２に示したＴＳ切替出力手段１３を構成した例について示したものである。この図１６に示すように、ＴＳ切替出力手段１３は、１ＴＳ−Ｄｅｌａｙ１３ａ１と、１ＴＳ−Ｄｅｌａｙ１３ｂ１と、エラー検出器１３ａ２と、エラー検出器１３ｂ２と、ＤＥＬＡＹ１３ａ３と、ＤＥＬＡＹ１３ｂ３と、切替制御器１４を備えている。
【００５７】
１ＴＳ−Ｄｅｌａｙ１３ａ１はＴＳ１ｄｄを遅延させるものであり、１ＴＳ−Ｄｅｌａｙ１３ｂ１はＴＳ２ｄｄを遅延させるものである。
【００５８】
エラー検出器１３ａ２はＴＳ１ｄｄのトランスポートエラーインジケーターからエラーを検出するものであり、エラー検出器１３ｂ２はＴＳ２ｄｄのトランスポートエラーインジケーターからエラーを検出するものである。
【００５９】
ＤＥＬＡＹ１３ａ３はＴＳ１の有無を検出すると共にＴＳ１が入力されている場合に遅延させるものであり、ＤＥＬＡＹ１３ｂ３はＴＳ２の有無を検出すると共にＴＳ２が入力されている場合に遅延させるものである。
【００６０】
切替制御器１４は、当該内部に記録されている切替ロジックに従って、外部に出力するＴＳ１ｄｄとＴＳ２ｄｄとを切り替えるものである。
【００６１】
このＴＳ切替出力手段１３によって、ＴＳ信号（ＴＳ１、ＴＳ２）が正常である場合、つまり、エラー検出器１３ａ２およびエラー検出器１３ｂ２でエラーがなく、ＤＥＬＡＹ１３ａ３およびＤＥＬＡＹ１３ｂ３で、ＴＳ１およびＴＳ２が有りと検出されている場合には、切替制御器１４による切替は行われない。
【００６２】
また、ＴＳ１ｄｄが正常であり、ＴＳ２ｄｄが異常であると検出された場合、出力がＴＳ１ｄｄとなるように切替制御器１４によって切り替えられ、ＴＳ１ｄｄが異常であり、ＴＳ２ｄｄが正常であると検出された場合、出力がＴＳ２ｄｄとなるように切替制御器１４によって切り替えられる。
【００６３】
さらに、ＴＳ１ｄｄおよびＴＳ２ｄｄが異常であると検出された場合、切替制御器１４によって切替を行われない。
【００６４】
次に、ＴＳ切替出力手段１３によるＴＳ信号の切替タイミングを図１７に示す。この図１７に示すように、ＴＳ１ｄｄとＴＳ２ｄｄの切替タイミングは、ＴＳ１ｄｄとＴＳ２ｄｄの末尾終了後となっている。しかし、各ＴＳ１ｄｄと各ＴＳ２ｄｄのスタッフィングビット（スタッフィングバイト）の数が異なっているため、図１８に示すように、ＴＳ１ｄｄ、ＴＳ２ｄｄの末尾終了後、数クロック後方としている。この実施の形態では、末尾終了後、３７ｎｓｅｃ×５＝１８５ｎｓｅｃ後を実際の切替ポイントとしている。
【００６５】
（トランスポートストリームにジッタが含まれていた場合の処理について）
次に、トランスポートストリーム切替装置１に入力されたトランスポートストリーム（ＴＳ信号）にジッタが含まれている場合の処理について、図２０〜図２４を参照して説明する。なお、この図２０〜図２４では、ＴＳのことをＴＳパケットと明記することとする。トランスポートストリーム（ＴＳ信号）をＴＳストリームと記述することとする。
【００６６】
トランスポートストリーム切替装置１に入力されたトランスポートストリーム（ＴＳ信号）にジッタが含まれている場合、当該装置１から出力されるトランスポートストリーム（ＴＳ信号）にもＰＣＲジッタが増加する結果となり、後続する機器に悪影響を与える結果となってしまう。このため、当該装置１のＴＳ切替出力手段１３には、図示を省略したジッタ除去手段が備えられている。なお、このジッタ除去手段は、デジッター回路によって構成されるものである。
【００６７】
例えば、ＴＳレート２４Ｍｂｐｓをデータ伝送レート５２．７Ｍｂｐｓで伝送する場合、図２０（ａ）に示すようになる。なお、この図２０に示したＰＲＩＶＡＴＥ ＰＡＣＫＥＴはＴＳスタッフィグビット（スタッフィグバイト）に相当するものである。つまり、このＰＲＩＶＡＴＥ ＰＡＣＫＥＴは、元のストリームを得るためには無視され、結果として、ＴＳストリームは、図２０（ｂ）に示すように、６２μｓｅｃから９３μｓｅｃのジッタを含むものとなる。
【００６８】
このジッタを除去するために、図２１に示すように、ＴＳパケットを任意の数（ｎ個）カウントし、この間のクロック数（２７ＭＨｚ）をジッタ除去手段（図示せず）はカウントする。このジッタ除去手段（図示せず）がカウントしたクロック数をＣＬＫ個とすると、当該ジッタ除去手段（図示せず）では、ｍ＝ＣＬＫ／ｎを計算することによって、一つのＴＳパケットの読み出しに必要なクロック数（平均値）を求める。ここで、ｍは小数点以下の値を含む数値となる。
【００６９】
そして、入力するＴＳパケットの個数と出力するＴＳパケットの個数を一致させるために、入力するｎ個のＴＳパケットを読み出すのに必要なクロック数と、ジッタ除去手段（図示せず）によって出力するｎ個のＴＳパケットを読み出すのに必要なクロック数とを完全に一致させなければならない。すなわち、ｍに含まれている小数点以下の端数処理を行う必要がある。
【００７０】
例えば、ｎ＝１６個とし、ＴＳパケット１６個分を読み出すのに必要なクロック数を１２５９個とする。１２５９＝４ＥＢＨ、これを１６で除算すると１２９５／１６＝７８．６８７５であり、この数値をバイナリー表示（２進数表示）すると、ｍ＝１００１１１０．１０１１となり、ここで、整数部（ｔ）＝１０１１１０と、小数部（ｓ）＝１０１１に分ける。整数部（ｔ）は出力ＴＳパケット一つ分のクロック数となり、これに小数部（ｓ）の端数処理が加算されて、読み出しクロックとなる。
【００７１】
ここで、端数処理（小数部（ｓ）＝１０１１）の加算を出力ＴＳパケットに分散させることにより、出力ジッタを減少させることができる。端数（１０１１）を１６個のＴＳパケット、読み出しクロック数に振り分ける方法を図２２、図２３に示す。
【００７２】
図２２において、（１）では、小数部（ｓ）のＭＳＢ（Ｍｏｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ、最上位ビット）を反映させる場所を○で示しており、小数部（ｓ）のＭＳＢが１であれば、この場所の全てに１を代入し、小数部（ｓ）のＭＳＢが０であれば、この場所の全てに０を代入する。（２）では、小数部（ｓ）のＭＳＢの次のビットを反映させる場所を○で示しており、小数部（ｓ）のＭＳＢの次のビットが１であれば、この場所の全てに１を代入し、小数部（ｓ）のＭＳＢの次のビットが０であれば、この場所の全てに０を代入する。（３）、（４）において同様の処理がなされている。
【００７３】
小数部（ｓ）＝１０１１の場合、図２３に示したようになる。ちなみに、ＬＳＢはＬｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ、最下位ビットのことである。この図２３の示した表を、図２３中、縦方向に加算した結果を整数値（ｔ）＝７８に加算することにより、最終的に（Ａ）部の結果が得られる。この１６個の値で、１６個のＴＳパケットの読み出しを行うと、これらの数値から自明なように値が分散されているので、ジッタを抑えることができる。なお、実際には、ｎ＝１６であるので１０２４×１６＝１６３８４個のクロック数が必要である。
【００７４】
これら図２０〜図２３までの説明の概略を図２４に示す。この図２４に示すように、小数部（ｓ）がｎ個のクロック数に分散されるので、ＴＳ切替出力手段１３から出力される際には、ジッタが除去されたトランスポートストリーム（ＴＳ信号）となる。
【００７５】
（トランスポートストリーム切替装置の動作）
次に、図２５に示すフローチャートを参照して、トランスポートストリーム切替装置１の動作を説明する（適宜、図２参照）。
【００７６】
まず、複数のトランスポートストリーム（ＴＳ信号）がトランスポートストリーム切替装置１に入力され（Ｓ１）、入力信号検出手段３で入力のないポートがあったかどうか判定される（Ｓ２）。入力のないポートがあった場合（Ｓ２、Ｙｅｓ）には、エラー信号がＴＳ切替出力手段１３に出力される（Ｓ３）。
【００７７】
そして、ＰＡＴ位相調整手段５でＰＡＴの位相が検出され（Ｓ４）、ＴＳ遅延処理手段７でトランスポートストリーム（ＴＳ信号）が遅延される（Ｓ５）。そしてまた、ＰＡＴ位相調整手段９で、ＰＡＴの位相が調整され（Ｓ６）、ゲンロック調整手段１１でＰＡＴの位相が調整されたＰＡＴ位相調整トランスポートストリームがリファレンスクロック周波数で読み出され（Ｓ７）、ＴＳ切替出力手段１３で切り替えられて出力される（Ｓ８）。
【００７８】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、トランスポートストリーム切替装置１の各構成の処理を一つずつの過程ととらえたトランスポートストリーム切替方法とみなすことや、各構成の処理を汎用的なコンピュータ言語で記述したトランスポートストリーム切替プログラムとみなすことは可能である。これらの場合、トランスポートストリーム切替装置１と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１、３記載の発明によれば、一つの発信元から送信された電波が複数の受信局で受信され、当該受信局から送信され変換されたトランスポートストリーム（ＴＳ信号）の誤りを自動的に判別して、常に誤りのないように切り替える、つまり、正確な切替タイミングで複数のトランスポートストリームを切り替えて出力することができる。
【００８０】
請求項２記載の発明によれば、トランスポートストリーム（ＴＳ信号）にジッタが含まれている場合、パケットの数をカウント（計数）したパケット数値と、カウントした時間であるカウント時間とに基づいて、ジッタを分散処理して除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施の形態であるトランスポートストリーム切替システムのブロック図である。
【図２】図１に示したトランスポートストリーム切替装置１のブロック図である。
【図３】トランスポートストリーム（ＴＳ信号）の一つのパケットの構成を示した図である。
【図４】トランスポートストリーム切替装置に入力されるトランスポートストリームを示した図である。
【図５】ＴＳ遅延処理手段による処理を模式的に示した図である。
【図６】ゲンロック調整手段による処理を模式的に示した図である。
【図７】ＴＳ切替出力手段による処理を模式的に示した図である。
【図８】データレートが２０Ｍｂｐｓの場合トランスポートストリーム（ＴＳ信号）を示した図である。
【図９】トランスポートストリームのパケットの入力クロック周波数を２７０ＭＨｚとし、クロック精度を１０ｐｐｍとした場合であり、ＰＡＴの間隔を１００ｍｓｅｃとした場合を示した図である。
【図１０】トランスポートストリームのパケットジッタ量を説明した図である。
【図１１】ＰＡＴ位相調整手段を構成した例について示した図である。
【図１２】図１１に示したＰＡＴ位相調整手段における処理方法を説明した図である。
【図１３】ＴＳ１ｄのＰＡＴとＴＳ２ｄのＰＡＴと基準タイミングとの状態を示した図である。
【図１４】ゲンロック調整手段を構成した例について示した図である。
【図１５】図１４に示したゲンロック調整手段における処理方法を説明した図である。
【図１６】ＴＳ切替出力手段を構成した例について示した図である。
【図１７】ＴＳ切替出力手段によるＴＳ信号の切替タイミングを示した図である。
【図１８】ＴＳ１ｄｄ、ＴＳ２ｄｄの末尾終了後、読み出し位置を数クロック後方にずらしたことを説明した図である。
【図１９】ＰＡＴ位相調整手段を構成した別の例について示した図である。
【図２０】ＴＳレート２４Ｍｂｐｓをデータ伝送レート５２．７Ｍｂｐｓで伝送する場合を示した図である。
【図２１】ジッタを持ったストリームのＴＳパケットを示した図である。
【図２２】出力ＴＳパケットの個数を示した図である。
【図２３】ジッタの分散処理をする際の計算結果を示した図である。
【図２４】ジッタの分散処理の概略を説明した図である。
【図２５】図２に示したトランスポートストリーム切替装置の動作を説明したフローチャートである。
【符号の説明】
１ トランスポートストリーム切替装置
３ 入力信号検出手段
５ ＰＡＴ位相検出手段
７ ＴＳ遅延処理手段（遅延処理手段）
９ ＰＡＴ位相調整手段
１１ ゲンロック調整手段
１３ ＴＳ切替出力手段

Claims (3)

1. 一つの発信元が移動しながら発信した電波を複数の受信局で受信し、当該受信局で受信した電波を変換した複数のトランスポートストリームを連続するように切り替えて接続するトランスポートストリーム切替装置であって、
   前記複数のトランスポートストリームに対応する数のポートにより前記トランスポートストリームを入力すると共に、前記ポートに対応するトランスポートストリームが入力されていない場合にエラー信号を出力する入力信号検出手段と、
   前記トランスポートストリームを構成するパケットに含まれているＰＡＴの繰り返し周期をＰＡＴの位相として検出するＰＡＴ位相検出手段と、
   このＰＡＴ位相検出手段でＰＡＴの位相を検出している間、前記トランスポートストリームを遅延させる遅延処理手段と、
   前記ＰＡＴ位相検出手段で検出したＰＡＴの位相を調整するＰＡＴ位相調整手段と、
   このＰＡＴ位相調整手段でＰＡＴの位相が調整されたＰＡＴ位相調整トランスポートストリームのクロック周波数を予め内蔵されているリファレンスクロック周波数に変更した周波数変更トランスポートストリームとするゲンロック調整手段と、
   前記エラー信号と前記トランスポートストリームに含まれているトランスポートエラーインジケータービットに基づいて、前記ゲンロック調整手段で周波数の変更された周波数変更トランスポートストリームを切り替えて出力するＴＳ切替出力手段と、
   を備えることを特徴とするトランスポートストリーム切替装置。
2. 前記トランスポートストリームにジッタが含まれている場合、当該トランスポートストリームを構成するパケットの数をカウントしたパケット数値と、このパケット数値をカウントしたカウント時間に基づいて、前記ジッタを求め、このジッタを分散処理することによって除去するジッタ除去手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のトランスポートストリーム切替装置。
3. 一つの発信元が移動しながら発信した電波を複数の受信局で受信し、当該受信局で受信した電波を変換した複数のトランスポートストリームを連続するように切り替えて接続する装置を、
   前記複数のトランスポートストリームに対応する数のポートにより前記トランスポートストリームを入力すると共に、前記ポートに対応するトランスポートストリームが入力されていない場合にエラー信号を出力する入力信号検出手段、
   前記トランスポートストリームを構成するパケットに含まれているＰＡＴの繰り返し周期をＰＡＴの位相として検出するＰＡＴ位相検出手段、
   このＰＡＴ位相検出手段でＰＡＴの位相を検出している間、前記トランスポートストリームを遅延させる遅延処理手段、
   前記ＰＡＴ位相検出手段で検出したＰＡＴの位相を調整するＰＡＴ位相調整手段、
   このＰＡＴ位相調整手段でＰＡＴの位相が調整されたＰＡＴ位相調整トランスポートストリームのクロック周波数を予め内蔵されているリファレンスクロック周波数に変更した周波数変更トランスポートストリームとするゲンロック調整手段、
   前記エラー信号と前記トランスポートストリームに含まれているトランスポートエラーインジケータービットに基づいて、前記ゲンロック調整手段で周波数の変更された周波数変更トランスポートストリームを切り替えて出力するＴＳ切替出力手段、
   として機能させることを特徴とするトランスポートストリーム切替プログラム。

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