JP2006166323A - デジタル放送のパケット構成方法、ならびにリアルタイムデータ送受信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明はデジタル放送、特に地上デジタル放送において、多様な用途に応用可能な要素を含ませたＴＳパケットの生成を可能とするＴＳ信号のパケット構成方法と、当該パケットを生成するためのリアルタイムデータ送出装置、及び該リアルタイムデータを活用する機能を具備した受信装置とからなるリアルタイムデータ送受信システムを提供することにある。
【解決手段】 デジタル放送において、番組放送と非連動で遅延なく即時に伝送することが求められるリアルタイムデータをＰＥＳパケット化することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デジタル放送システムにおけるＴＳパケットの構成方法、ならびにリアルタイムエンコーダーを具備したリアルタイムデータ送出装置及び該リアルタイムデータを活用できる受信装置を利用するリアルタイムデータ送受信システムに関するものである。

日本のデジタル放送規格（以下ＩＳＤＢ−Ｔ方式と記す。）においては、送信する信号帯域を１３個のセグメントに区分けしており、伝送パラメータが同一である１つ、若しくは複数のセグメントで構成される階層を複数同時に伝送することが可能である。このうち、伝送パラメータの項目の１つである変調方式が６４ＱＡＭである階層については伝送できるビットレートが大きいために固定受信端末向けとされている。一方送信する信号帯域中央部の１セグメントのみで構成される階層（以下、部分受信階層と記す。）は変調方式がＱＰＳＫ、若しくは１６ＱＡＭであり、受信処理を行う上で雑音や妨害などに強く携帯受信端末向けとされている。一般に部分受信階層は携帯電話やカーナビゲーションシステム等の信号帯域中央部の１セグメントのみを受信する携帯受信端末向けコンテンツ伝送に割いているのが現状である。
特開２００１−５４０８２号公報（１頁目、図１） 特開２００２−７１７８０号公報（１頁目、図１） 特開２００２−７１７８１号公報（１頁目、図１）

そして、放送網を利用したＧＰＳシステムとしては、特開２００２−５４０８２号公報、特開２００２−７１７８０号公報、及び特開２００２−７１７８１号公報に開示されるように、アナログ放送電波を利用してＧＰＳ位置補正データをリアルタイムに提供するものがあったが、この場合、市街地や山間部などの高層物の比較的多い場所では、マルチパスに弱いアナログ放送電波を利用することは不向きであり、通常は途切れることが許されない高精度ＧＰＳ位置補正データや地震津波検知データなどのリアルタイムデータの受信がままならない事態に落ちること容易に想定される。また近年では、地上波デジタル放送が全国で普及し始めており、いずれは全ての地上波放送網が前述したデジタル放送に切り替わることから、従来実施されていたアナログ放送を利用したＧＰＳシステムにあっても、デジタル放送への対応を要するものであったが、未だ実現されていないのが現状であった。

本発明はデジタル放送、特に地上デジタル放送において、多様な用途に応用可能な要素を含ませたＴＳパケットの生成を可能とするＴＳ信号のパケット構成方法と、当該パケットを生成するためのリアルタイムデータ送出装置、及び該リアルタイムデータを活用する機能を具備した受信装置とからなるリアルタイムデータ送受信システムを提供することにある。

本発明のうち請求項１記載の発明は、デジタル放送において、番組放送と非連動で、且つ遅延なく即時に伝送することが求められるリアルタイムデータをＰＥＳパケット化することを特徴とする。

さらに、前述したパケット構成方法を行うためのリアルタイムデータ送受信システムは請求項２記載の発明のように、リアルタイムデータを含んだパケットを生成するリアルタイムエンコーダーと多重化装置とを具備したリアルタイムデータ送出装置と、当該送出装置を用いて生成されたデジタル放送で伝送されるＴＳ信号の中に含まれる番組放送と非連動で、且つ遅延なく即時に伝送することが求められるリアルタイムデータを抽出して活用できる受信装置とから構成される。

また前述したシステムの構成要素となる送出装置は請求項３記載の発明のように、前記送出装置は、生放送やＶＴＲ等に対応した様々な番組素材の切替装置と、ＭＰＥＧ−２符合化装置と、Ｈ．２６４符合化装置と、データ放送装置と、リアルタイムエンコーダーと、多重化装置とから構成されるリアルタイムデータ送出装置であって、送出装置には、リアルタイムデータのビットストリームからデータパケットを生成し、番組放送とは非連動で且つ遅延なく即時に伝送することが求められるリアルタイムデータのビットストリームをＰＥＳパケット化する機能を具備していることを特徴とする。

本システムにおける送出装置から出力されるＴＳ信号には例えば、高精度ＧＰＳ位置補正データに代表される番組放送とは区別され、しかも遅延なく伝送することが求められるリアルタイムデータが配置される。

ここでデジタル放送とは、地上デジタル放送やＢＳデジタル放送などのすべてを含んだ概念である。また番組放送とは非連動であるとは、受信装置側において直接視聴者の目や耳で受け取るデータ（映像・音声デ・字幕など）とは切り離されたデータを意味するものであり、具体的には後述する高精度ＧＰＳ位置補正データ、地震津波検知データなどが挙げられる。

本送出装置が取得した高精度ＧＰＳ位置補正データに代表される放送番組と無関係な遅延なく伝送することが求められるリアルタイムデータは、ＰＥＳパケットとして即時に伝送するため、刻々と変化するリアルタイムデータを伝送することが可能である。

本送出装置に具備される高精度ＧＰＳ位置補正データ合成の機能部となるリアルタイムエンコーダーは、当該高精度ＧＰＳ位置補正データのビットストリーム信号を蓄積する機能を有するメモリや当該データをパケットデータに変換する機能を有するデータブロック生成部、データ送出の開始／停止の時刻制御を行うための送出タイミング発生器、該当ＴＳのＰＩＤを示すテーブルを生成するＰＭＴ発生器を各々実装したものである。

また請求項４記載の発明のように、前記送出装置は、リアルタイムデータとして高精度ＧＰＳ位置補正データ又は／及び地震津波検知データを抽出し、これを当該送出装置において読み込み可能なデータに変換するリアルタイムデータコンバーターを具備することもできる。

以上のようにすると、様々な用途に利用できる高精度ＧＰＳ位置補正データをデジタル放送、特に地上デジタル放送の部分受信階層で伝送するＰＥＳパケットに形成して送出できることで、デジタル放送の優位性の一つである移動体受信やマルチパルス伝搬においても比較的良好に受信が可能であるという強さを生かし、電波を利用するＲＴＫ−ＧＰＳでは比較的受信精度が見込めない環境下（市街地、山岳地帯など）におけるｃｍ単位の誤差修正が可能な高精度ＧＰＳの構築が可能となる。

さらに請求項５に記載した発明のように、リアルタイムデータが地上デジタル放送の部分受信階層、特に変調方式をＱＰＳＫとして伝送した場合においては、最も強力かつ安定な伝送性能を発揮するリアルタイムデータ送受信システムを構築することが可能となる。

ここで高精度ＧＰＳ位置補正データとは、具体的にＤ（＝ディファレンシャル）ＧＰＳ方式、あるいはＲＴＫ（＝リアルタイムキネマティック）−ＧＰＳ方式等で得られる誤差の少ないＧＰＳ位置補正データの総称である。また、ここで得られた高精度ＧＰＳ位置補正データを本送出装置では、例えばインターネット網を介して当該本送出装置に具備されたリアルタイムデータコンバーターに取り込み、さらに読み込み可能なデータ形式に変換された前記高精度ＧＰＳ位置補正データをリアルタイムエンコーダーによって、バイナリデータからパケットデータへ変換し、ＰＥＳパケット化する。

また前述したリアルタイムデータコンバーターでは、国土地理院が全国に設置した基準点から得られた衛星データを収集する解析センターにて編集された位置データを受信し、例えばＲＳ２３２Ｃ規格のようなシリアルデータ出力形式に変換する機能を具備するものである。

そして請求項２に記載した受信装置は、デジタル放送電波を受信するためのアンテナ部、受信された複数のデジタル放送信号の中から希望する放送信号を選局するためのチューナー部、選局されたデジタル放送信号をＴＳ信号に変換する機能を有する復調部、さらにＴＳ信号からリアルタイムデータを抽出しビットストリームに再生する機能を有するリアルタイムデコーダー、及び該リアルタイムデコーダーを活用するための処理を施すデータ処理部を実装したものであり、以上のような受信装置を利用することにより、デジタル放送、特に地上デジタル放送で伝送される有用なリアルタイムデータを活用することが可能となる。

本発明によれば、デジタル放送の番組情報に加えて、高精度ＧＰＳ位置補正データによる有用なリアルタイム情報をＴＳパケットにのせることが可能となり、デジタル放送の利用可能性を飛躍的に高めるものとなる。

またＴＳに含める有用なリアルタイムデータとして、高精度ＧＰＳ位置補正データを地上デジタル放送とともに送信することによって、従来のＦＭ放送を利用したＧＰＳでは成し得なかった障害者の通行時の危険予知等に代表されるサポートシステムや、あるいは、土木事業の測量技術への応用等が可能となることが推測される。さらに地震津波検知データをリアルタイムに送出し、利用者の携帯する受信機において周囲の状況に応じて刻々と受け取ることが可能であるから、万一の災害時の予測行動を速やかに行え、これにより飛躍的な被害の縮小に努めることができる。

以下、本発明によるデジタル放送のリアルタイムデータ送受信システムを構築する送出装置及び受信装置の構成を、各図面に基づいて以下に説明する。

まず本送出装置１は主として、生放送やＶＴＲ等に対応した様々な番組素材の切替装置８、ＭＰＥＧ−２符合化装置９と、Ｈ．２６４符合化装置１０と、データ放送装置１１と、ＭＵＸとも呼ばれる多重化装置６と、リアルタイムエンコーダー２と、リアルタイムデータコンバーター３とからなるものであり、前記リアルタイムエンコーダー２でＰＥＳパケット化される高精度ＧＰＳ位置補正データは、前記多重化装置６において地上デジタル放送の映像／音声／データ放送用データ等と多重化される。このようにして生成された放送ＴＳ信号はマイクロ波送信装置７に送出し、さらにデジタル送信機１２から受信者側の受信端末（図示省略）に送信するものである（図１参照）。

また、本送出装置１による高精度ＧＰＳ位置補正データの取得は以下のように行われる。
具体的には、国土地理院が全国に設置した電子基準点５において測量されたＧＰＳ測位データを、各々のＲＴＫ−ＧＰＳのファームウェアを備えたＧＰＳ測量機によって受信し、電子基準点５からの固定点となるＧＰＳ測位データは、解析センター４を経て編集され、この編集データが本送出装置１のデータコンバーター３でリアルタイムエンコーダー２による読み込みが可能なデータ形式に変換された後、前述した本送出装置１から放送ＴＳ信号に多重化され受信端末側へ送信される。最終的に、前記放送ＴＳ信号を受け取った受信端末側では、即時に補正処理を行って位置が決定される。
尚、本実施形態ではＲＴＫ−ＧＰＳ方式により高精度ＧＰＳ位置補正データを取得する態様について説明しているが、この方式の他にＤＧＰＳ方式によりＧＰＳ位置補正データを取得することも可能である。

そして図２は、本送出装置１に具備するリアルタイムエンコーダー２のブロック図であり、本リアルタイムエンコーダー２は主として、受信メモリ１３、データブロック生成部１４、ＰＥＳ生成部１５、ＴＳ生成部１６、送出タイミング発生器１７、ＰＭＴ発生器１８などから構成されている。

ここで本エンコーダ２の各構成要素について説明する。
まずリアルタイムデータである高精度ＧＰＳ位置補正データをビットストリーム信号として入力端子から受け取り、受信メモリ１３でバッファリングする。続くデータブロック生成部１４において固定長データブロックサイズで切り出し、データグループデータとする。データブロック生成部ではさらにデータグループデータにデータグループヘッダを付して固定長のデータグループを組み立て、データパケットプリフィックスを付してデータパケットを構成する。データパケットは続くＰＥＳ生成部１５でＰＥＳのペイロードに格納され、ＰＥＳヘッダを付して固定長ＰＥＳデータとなる。さらにＰＥＳ生成部からのＰＥＳデータはＴＳ生成部１６に渡されてＴＳのペイロードに格納され、ＴＳヘッダを付してＴＳパケットを完成する。

また送出タイミング発生器１７は、所定の帯域幅の中でリアルタイムデータのＴＳが過不足なく伝送できるようＴＳの毎秒あたり生成数をコントロールする。
ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ）はリアルタイムデータを伝送するＴＳのパケットＩＤ（ＰＩＤ）を受信機に知らせるためのテーブルであり、セクション形式で作成してＴＳとともに以降の多重化装置６に渡される。

リアルタイムエンコーダー２より出力されるＴＳ信号は多重化装置６にて他の放送用信号と多重され、放送される。

一方、図３は本受信装置２４ａのブロック図であり、アンテナ部１９とチューナー部２０と復調部２１とリアルタイムデコーダー２２とデータ処理部２３により構成される。ここで図４に示すように、デジタル放送番組を視聴するための機能に加えて、該リアルタイムデコーダー２２、映像デコーダー２５、音声デコーダー２６とデータ処理部２３、もしくは同等の機能を具備する受信装置２４ｂであっても良い。

さらに前述した図３に示す本受信装置２４ａの各構成要素について説明すると、アンテナ部１９及びチューナー部２０で希望するデジタル放送の電波を受信する。受信された信号は復調部２１でＴＳ信号に変換し出力する。そして、リアルタイムデコーダー２２では該ＴＳ信号に含まれる該リアルタイムデータを抽出し、ビットストリームに変換して出力する。また、このリアルタイムデータのビットストリームはデータ処理部２３にて例えば、高精度ＧＰＳを実現するなどの目的に応じた処置が施される。

本発明によるデジタル放送のリアルタイムデータ送受信システムの構成要素のうち、送出装置を示す全体図である。 本発明によるリアルタイムデータ送出システムに含まれるリアルタイムエンコーダーにおけるデータの送出手順を示すブロック図である。 本発明によるデジタル放送のリアルタイムデータ送受信システムの構成要素のうち、受信装置の処理手順を示すブロック図である。 前記受信装置の他の態様を示すブロック図である。

Claims (5)

1. デジタル放送において、番組放送と非連動で、且つ遅延なく即時に伝送することが求められるリアルタイムデータをＰＥＳパケット化することを特徴とするＴＳ信号のパケット構成方法。
2. リアルタイムデータを含んだパケットを生成するリアルタイムエンコーダーと多重化装置とを具備したリアルタイムデータ送出装置と、当該送出装置を用いて生成されたデジタル放送で伝送されるＴＳ信号の中に含まれる番組放送と非連動で、且つ遅延なく即時に伝送することが求められるリアルタイムデータを抽出して活用できる受信装置とから構成されることを特徴とするデジタル放送のリアルタイムデータ送受信システム。
3. 前記送出装置は、生放送やＶＴＲ等に対応した様々な番組素材の切替装置と、ＭＰＥＧ−２符合化装置と、Ｈ．２６４符合化装置と、データ放送装置と、リアルタイムエンコーダーと、多重化装置とから構成されるリアルタイムデータ送出装置であって、
   送出装置には、リアルタイムデータのビットストリームからデータパケットを生成し、番組放送と非連動で且つ遅延なく即時に伝送することが求められるリアルタイムデータのビットストリームをＰＥＳパケット化する機能を具備していることを特徴とする請求項２記載のデジタル放送のリアルタイムデータ送受信システム。
4. 前記送出装置は、リアルタイムデータとして高精度ＧＰＳ位置補正データ又は／及び地震津波検知データを抽出し、これを当該送出装置において読み込み可能なデータに変換するリアルタイムデータコンバーターを具備していることを特徴とする請求項２又は３記載のリアルタイムデータ送受信システム。
5. 前記リアルタイムデータは地上デジタル放送の部分受信階層で伝送されることを特徴とする請求項２、３又は４記載のリアルタイムデータ送受信システム。