JP2005287057A - Transmission apparatus and reception apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フレーム構成を有するトランスポートストリームと、フレーム内の変調方式やトランスポートストリーム構成を示す伝送多重制御情報が伝送されるBSデジタル放送をケーブルテレビジョン(CATV)伝送路などを使用して安定した送受信を行なう方法および送受信装置に関する。 The present invention uses a cable television (CATV) transmission line or the like to transmit a BS digital broadcast in which a transport stream having a frame configuration and transmission multiplexing control information indicating a modulation scheme in the frame and a transport stream configuration are transmitted. The present invention relates to a method and a transmission / reception apparatus that perform stable transmission / reception.
CATVのデジタル伝送については、1995年9月21日に発表されたテレビジョン学会技術報告(vol.19,No.42:非特許文献1)19頁から24頁の「電気通信技術審議会暫定方式デジタル有線テレビジョン放送伝送実験」に示されている。この報告によれば、エムペグ2(MPEG2)と呼ばれるデジタル画像圧縮技術によって圧縮された画像などのデジタルデータが多重されたトランスポートス
トリームと呼ばれる形式のデータ列とされ、リードソロモン誤り訂正などの信号処理をされ、64QAM(64値直交振幅変調)と呼ばれるデジタル変調技術によって変調され、約30Mbpsの伝送容量でCATV伝送路へ伝送される。
Regarding the digital transmission of CATV, the Television Society Technical Report (vol. 19, No. 42: Non-Patent Document 1) published on September 21, 1995, pages 19 to 24, “Telecommunication Technology Council Provisional Method” It is shown in "Digital Cable Television Broadcasting Experiment". According to this report, a data stream of a format called a transport stream in which digital data such as an image compressed by a digital image compression technique called MPPEG 2 (MPEG2) is multiplexed is used for signal processing such as Reed-Solomon error correction. Modulated by a digital modulation technique called 64QAM (64-value quadrature amplitude modulation) and transmitted to a CATV transmission line with a transmission capacity of about 30 Mbps.
また、デジタルCATVの入力となる多チャネルのデジタル化された映像の配信方式としては、衛星デジタルテレビジョン放送があり、その放送については、日経エレクトロニクス1996年9月2日号149頁の論文「70近くの多チャンネルを実現する日本初のディジタル衛星放送」(非特許文献2)に記載されているように、複数のデジタル圧縮(MPEG2)した番組やデータをパケット多重し、スクランブルを掛けて訂正符号化した単一のトランスポートストリームをQPSKのデジタル変調で伝送する。衛星デジタル放送は、アナログ方式に対して、降雨減衰等によるC/Nの劣化が急激に起こり、これにより、サービス遮断が発生する課題がある。 Also, as a digital channel TV multi-channel digital video distribution method, there is a satellite digital television broadcast. The broadcast is described in the article “70” on page 149 of the Nikkei Electronics September 2, 1996 issue. As described in "Japan's first digital satellite broadcasting that realizes multi-channels near" (Non-Patent Document 2), multiple digitally compressed (MPEG2) programs and data are packet-multiplexed, scrambled, and corrected code A single transport stream is transmitted by QPSK digital modulation. The satellite digital broadcasting has a problem that the C / N deterioration due to rain attenuation or the like occurs rapidly with respect to the analog system, thereby causing a service interruption.
従来のデジタルCATVでは、QPSK変調により映像配信されたデジタル映像を復調した後、64QAM等のデジタル変調に再変調してCATV伝送路に伝送するが、降雨減衰等により衛星デジタルの映像配信が遮断されサービスが停止しても、特に考慮されていなかった。 In conventional digital CATV, after demodulating the digital video distributed by QPSK modulation, it is remodulated to 64QAM or other digital modulation and transmitted to the CATV transmission line. However, satellite digital video distribution is blocked by rain attenuation etc. Even if the service stopped, no particular consideration was given.
新しく計画されているBSデジタル放送では、従来のBSアナログ放送の伝送チャンネル1チャンネルに、複数のデジタル化された従来の標準テレビジョン放送だけではなく、高精細テレビジョン放送を伝送する計画である。BSデジタル放送の伝送については、1998年11月の映像メディア学会誌(vol.52 No.11 1998)24頁から31頁の「BSディジタル放送の方式と設備」に示されている。BSデジタル放送では、約60Mbpsの伝送容量を持ち、一中継器の中で複数の変調方式が使用できる。映像や音声、データなどのトランスポートストリームにフレーム構成を持たせ、フレーム内の変調方式やトランスポートストリーム構成の制御情報伝送には伝送多重制御信号(TMCC信号)を用いている。TMCCは郵政省令第57号より、トランスポートストリームの同期信号部分を用いて、主信号の前に1フレーム毎(=48スロット、1スロット=204バイト)に分割伝送され、1スーパフレーム(=8フレーム)を周期として伝送される。その構成は郵政省告示第260号に示され、伝送モード/スロット情報はデジタル復調手段の選択に用いられ、相対TS/スロット情報と相対TS/TSID対応は希望するトランスポートストリームID(TSID)の選択出力に用いる。その他、変更指示番号、緊急情報等の送受信制御情報や拡張情報領域がある。 In the newly planned BS digital broadcast, not only a plurality of conventional digital television broadcasts but also a high-definition television broadcast is transmitted to one channel of a conventional BS analog broadcast transmission channel. The transmission of BS digital broadcasting is described in “BS Digital Broadcasting System and Equipment” on pages 24 to 31 of the Journal of the Video Media Society (vol. 52 No. 11 1998) in November 1998. BS digital broadcasting has a transmission capacity of about 60 Mbps, and a plurality of modulation schemes can be used in one repeater. A transport stream such as video, audio, and data has a frame structure, and a transmission multiplex control signal (TMCC signal) is used for transmission of control information of the modulation method and transport stream structure in the frame. TMCC, from the Ministry of Posts and Telecommunications Order No. 57, uses the synchronization signal portion of the transport stream and transmits it separately for each frame (= 48 slots, 1 slot = 204 bytes) before the main signal, and 1 superframe (= 8 Frame). The structure is shown in the Ministry of Posts and Telecommunications Notification No. 260, the transmission mode / slot information is used for selecting the digital demodulation means, and the relative TS / slot information and the relative TS / TSID correspondence are of the desired transport stream ID (TSID). Used for selective output. In addition, there are transmission / reception control information such as a change instruction number and emergency information, and an extended information area.
BSデジタル放送では、降雨によるサービス遮断を軽減するために、複数の変調方式を組合わせて伝送できる特徴を用いて階層化伝送が可能である。階層化伝送の運用ガイドラインは、平成10年11月6日の電波産業会 標準規格(ARIB STD−B20 1.0版)81頁から85頁の「第3章 階層化変調サービスシステム運用ガイドライン」に示され、 MPEGのトランスポートストリームには、番組の階層化関係を示す階層伝送記述子が導入されている。例えば、トレリス8相化PSK(TC8PSK)を通常のテレビジョン放送(高階層)として、低C/Nでも受信できるQPSKやBPSKを同一番組の内容が分かる最低限の情報(低階層)として伝送し、階層伝送記述子よる高階層と低階層の運用はC/N低下や誤り率が増加するなどを検知した信号を基に行なうことが示されている。 In BS digital broadcasting, in order to reduce service interruption due to rain, layered transmission is possible by using a feature that enables transmission by combining a plurality of modulation schemes. The operation guidelines for layered transmission are described in “Chapter 3 Operation Guideline for Layered Modulation Service System” on pages 81 to 85 of the Radio Industry Association Standard (ARIB STD-B20 Version 1.0) of November 6, 1998. In the MPEG transport stream, a hierarchical transmission descriptor indicating the hierarchical relationship of programs is introduced. For example, trellis 8-phase PSK (TC8PSK) is transmitted as normal television broadcasting (higher layer), and QPSK and BPSK that can be received even at low C / N are transmitted as minimum information (lower layer) that can understand the contents of the same program. It is shown that the operation of the higher and lower layers by the layer transmission descriptor is performed on the basis of a signal that detects a decrease in C / N and an increase in error rate.
しかし、前述の従来デジタルCATV技術では、BSデジタル放送で計画されている階層化伝送の送出や受信が考慮されていなかった。 However, in the above-described conventional digital CATV technology, transmission and reception of hierarchical transmission planned in BS digital broadcasting are not considered.
本発明は、BSデジタル放送をCATV伝送路などを使用して安定した送受信を行なう方法および送受信装置に関する。 The present invention relates to a method and a transmission / reception apparatus for performing stable transmission / reception of BS digital broadcasting using a CATV transmission line or the like.
上記課題を解決するために、本発明では、BSデジタル放送の受信手段とC/Nあるいは誤り率の計測手段と、復調した階層化関係をもつトランスポートストリーム形式のデジタルデータと計測結果に基づいた高階層と低階層の切り換え情報を伝送多重制御信号、例えば伝送多重制御信号の拡張領域、に多重する手段と、64値などの多値QAMなどでデジタル変調する変調手段と前記変調手段の出力を含む複数の被変調波を周波数多重して伝送路に送出する信号合成手段とを備えた送信側手段と、
周波数多重されて伝送された64値などの多値QAMなどのデジタル変調された被変調波を復調する復調手段と、階層化関係をもつトランスポートストリーム形式のデジタルデータと前記トランスポートストリームの伝送多重制御情報を復号する手段と、伝送多重制御信号内の前記階層化トランスポートストリームの切り換え情報によって階層化関係をもつトランスポートストリーム形式の1つの階層化トランスポートストリームを選択デコードする手段とを備えた受信側手段を設ける。
In order to solve the above problems, the present invention is based on BS digital broadcast receiving means, C / N or error rate measuring means, demodulated transport stream format digital data having a hierarchical relationship, and measurement results. Means for multiplexing the switching information of the high hierarchy and the low hierarchy into a transmission multiplex control signal, for example, an extension area of the transmission multiplex control signal, a modulation means for digital modulation with multi-value QAM such as 64 values, and an output of the modulation means A transmission side means comprising a signal synthesis means for frequency-multiplexing a plurality of modulated waves including and sending out to a transmission line;
Demodulating means for demodulating digitally modulated modulated waves such as multi-level QAM such as 64-value transmitted after being frequency-multiplexed, transport stream format digital data having a hierarchical relationship, and transmission multiplexing of the transport stream Means for decoding control information, and means for selectively decoding one layered transport stream in a transport stream format having a layered relationship according to switching information of the layered transport stream in a transmission multiplex control signal. A receiving means is provided.
以上のようにして、本発明によれば、階層化された伝送信号をCATV伝送路などを使用する場合に安定した送受信を行なうことができる受信装置を提供できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a receiving apparatus capable of performing stable transmission / reception of a layered transmission signal when a CATV transmission line or the like is used.
本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態である送信装置及び受信装置を示すブロック図である。図1において、100はデジタル復調回路、101は伝送路復号回路、102はTS分離回路、103と109はTS合成回路、104と110は64QAM変調回路、105は周波数多重回路、106はTMCC復号回路、107は誤り率測定回路、108はTMCC再構成回路、200はBSデジタル放送の変調信号、201はCATV伝送路、202はTMCC情報の信号、203はトランスポートストリーム形式のデータ、204はビデオ信号、205は音声信号、300はCATV送信装置、301は受信側端末装置、400,401は再送信変調ユニット、500は周波数多重分離回路、501は64QAM復調回路、502は誤り訂正回路、503はTMCC/TS分離回路、504は階層化切り替え判定回路、505はTSパケット分離回路、506はMPEGビデオデコーダ回路、507はオーディオデコーダ回路、508は受信端末側のTV受像器である。本実施例では、主要な機能部のみを示しており制御マイコンなどの周辺回路ブロックは略している。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a transmission device and a reception device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 100 is a digital demodulation circuit, 101 is a transmission line decoding circuit, 102 is a TS separation circuit, 103 and 109 are TS synthesis circuits, 104 and 110 are 64QAM modulation circuits, 105 is a frequency multiplexing circuit, and 106 is a TMCC decoding circuit. 107 is an error rate measurement circuit, 108 is a TMCC reconfiguration circuit, 200 is a BS digital broadcast modulation signal, 201 is a CATV transmission line, 202 is a TMCC information signal, 203 is a transport stream format data, and 204 is a
屋外ユニット(図示せず)によって受信された階層化BSデジタル放送の変調信号200は、ケーブルによってCATV送信装置内の再送信ユニット400、401に入力され、デジタル復調回路100で決められているチャネルのデジタル復調が行われ、伝送路復号回路101によって誤り訂正やエネルギー拡散が行われ、トランスポートストリームの分離回路102で約60MbpsのBSデジタル放送をCATVの伝送容量の約30Mbpsに対応するように2乃至3に分割(本実施例では2分割)し、それぞれトランスポートストリーム合成回路109に入力され、同期部分に伝送多重制御信号TMCCを重畳した後、64QAM変調回路104,105で多値変調される。再送信変調ユニット400の出力は、他の再送信ユニット401からの出力を含めて、周波数多重回路105に入力され
周波数多重された後に、CATV伝送路201へ出力する。
The modulated
受信側端末装置では、CATV伝送路201の信号を周波数多重分離回路500に入力して希望するチャネルを選局し、選局出力は64QAMの復調回路で復調され、誤り訂正回路502で誤り訂正を行った後にTMCC/TS分離回路503でトランスポートストリーム形式のデータとTMCCの分離を行い、分離されたトランスポートストリームはTSパケット分離回路505に入力されて、映像と音声のそれぞれのパケットを分離して、映像パケットデータはMPEGビデオデコーダ506でデコードされ映像信号204を得る、音声パケットはMPEGオーディオデコーダ507でデコードし、映像信号204と音声信号205を得て、テレビ受像機508に入力される。
In the receiving side terminal device, the signal of the
階層化BSデジタル放送サービスへ対応するために、送信設備300では、誤り率の測定回路107を配置し、受信端末側に階層化切り替え判定回路504を設けている。誤り率測定回路107は、例えばビダビ復号回路(図示せず、伝送路復号回路101に含まれる)の入出力を比較することにより受信しているBSデジタル放送信号の誤り率を推定し、予め決められた誤り率を超えると、TMCC再構成回路108において伝送多重制御情報に伝送路の誤り率が大きいことを示すフラグを設定する。図2は、伝送多重制御情報の構成を説明する参考図である。600は伝送多重制御信号、601は伝送多重制御信号内の拡張情報である。伝送多重制御情報は、全体で384ビットを有するが、最後の62ビットの拡張情報601は、定義されていない。例えば、この拡張領域601の一部を、前記の誤り率劣化のフラグとして使用する。TMCC再構成回路108で、誤り率劣化のフラグを設定した伝送多重制御情報は、TS合成回路103,109で主信号のトランスポートストリーム形式のデータに重畳され、CATV伝送路に伝送される。受信側端末301では、前記TMCC/TS分離回路503で誤り訂正されたトランスポートストリーム形式のデータからTMCC情報を分離し、階層切り替え判定回路504で誤り率劣化のフラグの有無を判定し、フラグが設定されている場合は、TSパケット分離505で低階層データを選択して各デコーダへ出力する構成である。図3は、階層化BSデジタル放送でのスロットの割り付けの参考図である。602は高階層のTC8PSK変調スロットの例、603はBPSK変調された低階層のTVサービスのスロット、604は低階層の変調方式で設定されるダミースロットである。通常、パケット分離回路505はTC8PSK602のスロットを選択するが、誤り率増加のフラグを検出すると低階層、本例ではBPSK変調のスロットを選択する構成である。本例では伝送路の劣化検出に、誤り率測定回路107を用いて説明したが、後述するように、誤り率測定のかわりにC/Nの劣化を用いても良い。
In order to cope with the hierarchical BS digital broadcasting service, the
図4は、本発明のもう一つの実施例の送信装置及び受信装置を示すブロック図である。図中、他図と同じ番号は同一の機能ブロックを示し、111はC/Nの測定回路、112は階層切り替え信号発生回路、113は下り回線信号変調回路、509は下り回線信号復調回路、510は階層切り替え信号復号回路である。本例では、伝送路の劣化検出にC/Nの測定回路111を用い、設定されたC/Nより劣化すると、階層切り替え信号発生回路112で信号を発生し、下り回線の信号変調(例えばFSK変調)にフラグ情報を重畳してCATV伝送路201に伝送する。受信側端末301では、周波数多重分離500で下り回線信号を分離して、下り回線信号復調回路509で下り回線信号を復調し、復調出力から階層切り替え信号復号回路510で階層切り替え信号を復号する。もし、階層切り替えフラグが検出された場合は、階層切り替え復号回路510から、TSパケット分離505へフラグ発生が伝達され、低階層スロットの選択を行う。
FIG. 4 is a block diagram showing a transmitting apparatus and a receiving apparatus according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same numbers as in the other figures indicate the same functional blocks, 111 is a C / N measurement circuit, 112 is a hierarchical switching signal generation circuit, 113 is a downlink signal modulation circuit, 509 is a downlink signal demodulation circuit, 510 Is a hierarchy switching signal decoding circuit. In this example, the C /
図5は、本発明の別の実施例の送信装置及び受信装置を示すブロック図である。図中、他図と同じ番号は同一の機能ブロックを示している。本実施例では、TS分離回路102の出力は前記図3のTC8PSK変調スロット602のみを出力し、低階層のBPSK変調スロット601は、例えばダミースロットして出力している。いま、C/N測定回路111の結果がある設定したC/N値より劣化すると階層化切り替え回路112から信号が発せられ、TS分離回路102の出力は逆にTC8PSK変調スロット602の領域はダミースロットして出力され、BPSK変調スロット601が出力され、68QAM変調されて、CATV伝送路201へ送出される。受信側端末301では、階層化を選択する回路を必要としない特徴がある。
FIG. 5 is a block diagram showing a transmitting apparatus and a receiving apparatus according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in the other figures indicate the same functional blocks. In the present embodiment, the output of the
図6は、本発明の別の実施例の送信装置及び受信装置を示すブロック図である。図中、他図と同じ番号は同一の機能ブロックを示し、512はTSパケット分離内の誤り計測回路である。本実施例では、CATV送信装置300側で、誤り率あるいはC/N劣化による階層化信号の切り替えは行わず、受信側端末301のTSパケット分離505内に誤り計測回路512を設けている。すなわち、階層化BSデジタル放送信号が、降雨減衰などでC/N劣化し、誤り率が増加すると、TSパケット分離505やMPEGビデオデコーダ506あるいはオーディオデコーダ507の処理において誤りが発生する。本実施例では、これらの誤りを計測して、誤りが設定値を超えると、TSパケット分離内でのスロット選択を、図3のTC8PSKスロット602からBPSK変調スロット601に変更して、処理するものである。
FIG. 6 is a block diagram showing a transmitting apparatus and a receiving apparatus according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same numbers as in the other figures indicate the same functional blocks, and 512 is an error measurement circuit in TS packet separation. In this embodiment, the
これまで述べてきた、低階層の変調例はBPSK変調で説明したが、これに限るものではなくQPSK変調を用いても効果が得られることは明らかである。
上記実施例によれば、BSデジタル放送の階層化されたトランスポートストリーム形式のデジタルデータの切り換え情報を伝送多重制御情報あるいはFSKなどのデジタル変調波で送出することにより、
受信側で階層化の切り換えタイミングを知ることができ階層化トランスポートストリーム形式のデジタルデータを選択受信することができる。
The low-layer modulation examples described so far have been described using BPSK modulation. However, the present invention is not limited to this, and it is obvious that the effect can be obtained even when QPSK modulation is used.
According to the above-described embodiment, by transmitting the digital data switching information in the transport stream format hierarchized in the BS digital broadcasting by the transmission modulation control information or the digital modulation wave such as FSK,
The receiving side can know the switching timing of hierarchization and can selectively receive digital data in the hierarchized transport stream format.
また、送信側でBSデジタル放送の階層化テレビジョンを選択して出力することにより、受信側が階層切り替えの手段を持たなくてもBSデジタルの階層化トランスポートストリーム形式のデジタルデータに対応できる。 Further, by selecting and outputting a BS digital broadcast layered television on the transmission side, it is possible to deal with BS digital layered transport stream format digital data even if the reception side does not have a layer switching means.
あるいは、受信機側でデコードしたトランスポートストリーム形式のデジタルデータの切り換え情報により階層化トランスポートストリームの切り替えを行うことにより、送信側で階層化トランスポートに対応していなくてもBSデジタルの階層化トランスポートストリーム形式のデジタルデータに対応できる。これらのことから、BSデジタル放送で計画されている階層化伝送をCATV伝送路などを使用して受信でき、BSデジタル放送の降雨によるサービス遮断を軽減することができる。 Alternatively, layered transport streams can be switched based on digital stream switching information decoded in the transport stream format on the receiver side, so that BS digital layering can be performed even if the transmission side does not support layered transport. Supports digital data in the transport stream format. For these reasons, it is possible to receive hierarchical transmission planned for BS digital broadcasting using a CATV transmission path or the like, and to reduce service interruption due to rainfall of BS digital broadcasting.
100…デジタル復調回路、101…伝送路復号回路、102…TS分離回路、103,109…TS合成回路、104,110…68QAM変調回路、105…周波数多重回路、106…TMCC復号回路、107…誤り率測定回路、108…TMCC再構成回路、111…C/N測定回路、112…階層化切り替え信号発生回路、113…下り回線信号変調回路、300…CATV送信装置、301…受信側端末装置、400,401…再送信変調ユニット、500…周波数多重分離回路、501…64QAM復調回路、502…誤り訂正回路、503…TMCC/TS分離回路、504…階層化切り替え判定回路、505…TSパケット分離回路、506…MPEGビデオデコーダ回路、507…オーディオデコーダ回路、508…受信端末側のTV受像器、509…下り回線信号復調回路、510…階層化切り替え信号復号回路、512…誤り計測回路。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記制御情報に階層の切り替え情報を付加する切り換え情報付加手段を備えたことを特徴とする送信装置。 A transmission device for transmitting hierarchical digital data including control information,
A transmission apparatus comprising switching information adding means for adding hierarchy switching information to the control information.
前記階層の切り替え情報に基づいて、前記デジタルデータの階層を切り換える切り替え手段を備えたことを特徴とする受信装置。 A receiving device that receives hierarchical digital data including control information to which hierarchical switching information is added,
A receiving apparatus comprising switching means for switching a hierarchy of the digital data based on the hierarchy switching information.
前記制御情報に階層の切り替え情報を付加する切り換え情報付加手段と、
前記階層の切り替え情報に基づいて、前記デジタルデータの階層を切り換える切り替え手段を備えたことを特徴とする送信装置。 A transmission device for transmitting hierarchical digital data including control information,
Switching information adding means for adding hierarchy switching information to the control information;
A transmission apparatus comprising switching means for switching a hierarchy of the digital data based on the hierarchy switching information.
前記デジタルデータから階層の切り替え情報を検出する切り換え情報検出手段と、
前記階層の切り替え情報に基づいて、前記デジタルデータの階層を切り換える切り替え手段を備えたことを特徴とする受信装置。
A receiving device for receiving hierarchical digital data including control information,
Switching information detecting means for detecting hierarchy switching information from the digital data;
A receiving apparatus comprising switching means for switching a hierarchy of the digital data based on the hierarchy switching information.
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