JP2009033326A - Packet transmitting device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パケット伝送装置及び方法に係り、特に、高い転送レートを必要とする、MPEG2−TS(Transport Stream)などの動画情報のパケットやインターネットプロトコル(IP:Internet Protocol)などを用いて、ジッタが存在する伝送路を経由してパケットを送受信するためのパケット伝送装置におけるクロック同期に関する。 The present invention relates to a packet transmission apparatus and method, and in particular, using a packet of moving image information such as MPEG2-TS (Transport Stream) or Internet Protocol (IP), which requires a high transfer rate, jitter. The present invention relates to clock synchronization in a packet transmission apparatus for transmitting and receiving a packet via a transmission path in which there is a signal.
近年、テレビジョンなどの放送方式は、デジタル化(ワンセグ、地上デジタル、衛星デジタル等)が進み、その受信可能エリアが拡大している。
デジタル放送では、映像と音声を多重化したMPEG2−TSが使用されており、テレビジョン放送を電波で送る場合には、MPEG2−TSにPCR(Program Clock Reference)を付加して定レートで信号を送信している。受信側では、MPEG2−TSパケット伝送における送受間のクロック同期方法として、送信機とは独立した受信機クロックで動作する電圧制御水晶発振器(VCXO)を具備し、到着したMPEG2−TSパケットに包含される時刻情報の送信PCRパケットを参照し、受信クロックでカウントした時刻情報と送信PCRパケットを比較から送信クロックとの遅れ/進みを判断し、VCXOを制御してクロック同期をさせている。これにより、送受信におけるクロック同期が可能となり、データを誤って再生することが防止できる。
In recent years, broadcasting systems such as television have been digitized (one-segment broadcasting, terrestrial digital, satellite digital, etc.), and their receivable areas have been expanded.
In digital broadcasting, MPEG2-TS in which video and audio are multiplexed is used. When television broadcasting is transmitted by radio waves, a signal at a constant rate is added by adding PCR (Program Clock Reference) to MPEG2-TS. Sending. On the receiving side, as a clock synchronization method between transmission and reception in MPEG2-TS packet transmission, a voltage controlled crystal oscillator (VCXO) that operates with a receiver clock independent of the transmitter is included, and is included in the arrived MPEG2-TS packet. The transmission PCR packet of the time information is referred to, the delay / advance of the transmission clock is determined by comparing the time information counted by the reception clock and the transmission PCR packet, and the VCXO is controlled to synchronize the clock. As a result, clock synchronization in transmission and reception is possible, and data can be prevented from being reproduced erroneously.
これに対して、ジッタが存在する伝送路を経由してパケットを送受信する場合は、定レートで信号が送受することが保証されないため、送信PCRパケットを参照するのみでは安定したクロック同期を行えず、受信機側で用意するVCXOに加え、送信機側でタイムスタンプ情報を付加するなどの手段が必要になる。 On the other hand, when packets are transmitted and received via a transmission line with jitter, it is not guaranteed that signals will be transmitted and received at a constant rate, so stable clock synchronization cannot be achieved simply by referring to the transmitted PCR packet. In addition to the VCXO prepared on the receiver side, means such as adding time stamp information on the transmitter side are required.
例えば、特許文献1(特開平11−308203号公報)には、ネットワークジッタ吸収およびクロック再生のために付加された時間情報を含むパケットを受信して、ジッタの影響を与えずにクロック再生する技術が開示されている。この技術によれば、時刻情報の抽出値とMPEG2−TSのある時点のタイマ値との差からPCRを補正することができる。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-308203 discloses a technique for receiving a packet including time information added for network jitter absorption and clock recovery and recovering the clock without affecting the jitter. Is disclosed. According to this technique, the PCR can be corrected from the difference between the extracted value of the time information and the timer value at a certain point in MPEG2-TS.
しかしながら、特許文献1に記載されているクロック再生技術において、クロック再生処理をするためには、パケットデータに含まれ、パケットデータの送受信に必要なタイムスタンプ以外に、伝送路への送出時刻情報である時刻基準値に基づいて定期的に時刻合わせなどの補正が必要となるという問題があった。 However, in the clock recovery technique described in Patent Document 1, in order to perform clock recovery processing, in addition to the time stamp included in the packet data and necessary for transmission / reception of the packet data, the transmission time information to the transmission path is used. There has been a problem that it is necessary to periodically correct the time based on a certain time reference value.
本発明の目的は、ジッタが存在する可能性のある伝送路を経由したMPEG2−TSパケットの送受信において、GPSクロックをパケットの送受信に共通に用いてクロック同期をとり、PCRジッタを抑制することにある。 An object of the present invention is to suppress PCR jitter by using a GPS clock in common for packet transmission / reception in transmission / reception of MPEG2-TS packets via a transmission line in which jitter may exist. is there.
本発明の係るパケット伝送装置は、ジッタが存在する可能性のある伝送路を経由したタイムスタンプ付きMPEG2−TS(MPEG2−TTSという)パケットを送受信するパケット伝送装置において、GPS信号を受信してGPSクロックから送受信のシステムクロックを生成するシステムクロック生成手段と、生成された該システムクロックに基づき送信TTSカウンタの時刻情報を付加するTTS付加手段と、時刻情報を付加して伝送路に(MPEG2−TTS)パケットを送出するパケット送出手段と、を有する送信機として構成する。 A packet transmission apparatus according to the present invention is a packet transmission apparatus that transmits and receives a time-stamped MPEG2-TS (referred to as MPEG2-TTS) packet via a transmission path in which jitter may exist. A system clock generating means for generating a system clock for transmission / reception from the clock; a TTS adding means for adding time information of a transmission TTS counter based on the generated system clock; and a time information added to the transmission path (MPEG2-TTS). And a packet transmission means for transmitting the packet.
また、伝送路を介して受信される(MPEG2−TTS)パケットを、GPSクロックに関連する受信システムクロックに基づいて格納する受信バッファと、受信された(MPEG2−TTS)パケットから送信機で付加された時刻情報と、前記システムクロック生成手段にて生成された受信用の時刻情報とを比較し、その比較結果に応じて、受信バッファに格納されたMPEG2−TSパケットの読み出しを行う受信バッファ制御手段と、を有する受信機として構成する。 In addition, a (MPEG2-TTS) packet received via the transmission path is stored at the transmitter based on the reception system clock related to the GPS clock, and the received (MPEG2-TTS) packet is added by the transmitter. Receiving buffer control means for comparing the received time information with the receiving time information generated by the system clock generating means and reading out the MPEG2-TS packet stored in the receiving buffer according to the comparison result And configured as a receiver.
本発明に係るパケット伝送方法は、伝送路を経由したタイムスタンプ付きMPEG2−TS(MPEG2−TTSという)パケットを送受信するパケット伝送方法であって、送信機側において、GPS信号を受信してGPSクロックから送受信共通のシステムクロックを生成するステップと、該システムクロックに基づき、送信TTSカウンタの時刻情報を付加した(MPEG2−TTS)パケットを伝送路に送出するステップと、受信機側において、伝送路を介して受信される(MPEG2−TTS)パケットを、該GPSクロックに関連する受信システムクロックに基づいて受信バッファに格納するステップと、受信したパケットから時刻情報を抽出するステップと、抽出された該時刻情報と、該システムクロック生成によって生成された受信用の時刻情報とを比較するステップと、該比較結果に応じて、該受信バッファに格納されたMPEG2−TSパケットを受け入れるステップと、を有するパケット伝送方法として構成される。 The packet transmission method according to the present invention is a packet transmission method for transmitting and receiving a time-stamped MPEG2-TS (referred to as MPEG2-TTS) packet via a transmission path. The transmitter side receives a GPS signal and receives a GPS clock. Generating a system clock that is common to transmission and reception, transmitting a (MPEG2-TTS) packet to which the time information of the transmission TTS counter is added based on the system clock, and a transmission path on the receiver side. A (MPEG2-TTS) packet received via a reception buffer based on a reception system clock related to the GPS clock, a step of extracting time information from the received packet, and the extracted time Information and generated by the system clock generation Comparing the time information for the receiver, in accordance with the comparison result, configured as a packet transmission method and a step of accepting the MPEG2-TS packets stored in the receive buffer.
本発明によれば、送信機及び受信機を含むパケット伝送装置において、GPSシステムクロックを用いて同期をとることができ、受信機側で複雑なクロック同期やバッファ制御が不要となり、PCRジッタを抑止することができる。 According to the present invention, in a packet transmission apparatus including a transmitter and a receiver, synchronization can be achieved using a GPS system clock, and complicated clock synchronization and buffer control are not required on the receiver side, thereby suppressing PCR jitter. can do.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、一実施形態によるパケット伝送装置の構成を示すブロック図である。
このパケット伝送装置100は、送信機ブロック110と、受信機ブロック120、及び送受信システムクロックを生成する生成部130を有して構成される。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a packet transmission device according to an embodiment.
The
送受信システムクロック生成部130は、送受信システムクロック生成部131とPLL部(例えばPLL回路)132を有しており、GPSアンテナ141を介してGPS信号受信機140に受信されるGPSクロックを用いて、送受信システムクロック生成部130で27MHzのシステムクロックを生成する。生成されたシステムクロックCLK(S),CLK(R)はそれぞれ送信機ブロック110及び受信機ブロック120に送られ、送信TTSカウンタ部113及び受信TTSカウンタ部123のカウンタ値に採用される。
The transmission / reception system
送信機ブロック110は、TTS付加部112とTTSカウンタ部113を有する送信TTS生成部111を備えており、このTTS付加部112に入力されるMPEG2−TSパケットA1は、送信TTS生成部111内の送信TTS付加部112により、TTSタイムスタンプ化されMPEG2−TTSパケットA2として、伝送路114に送出される。この時、MPEG2−TTSパケットに付加されるTTSカウンタ値は、送受信システムクロック生成部130で生成された、27MHzのシステムクロックCLK(S)が用いられる。
The
受信機ブロック120は、受信バッファ124と、TTS値比較部122及びTTSカウンタ値を保持する受信カウンタ部123を有する受信バッファ制御部121を備えている。伝送路114を経由して入力されたMPEG2−TTSパケットB1は受信バッファ124に格納される。そして、TTS値比較部122において、受信バッファ124内のパケットTTSカウンタ値と、受信TTSカウンタ部123のTTSカウンタ値と比較する。比較の結果、両者のTTSカウンタ値が一致した時のみ、受信バッファ制御部121は、受信バッファ124よりMPEG2−TSパケットの読み出しを行うことで、MPEG2−TSパケットB2が受信される。
The
このように、GPS信号受信機140を介してGPS基準周波数に同期したGPSクロックを入力してそこから送受信共通の27MHzのシステムクロックを生成し、TTSカウンタ値を使用して送受信を行うことにより、送受信間でMPEG2−TSパケットの同期を実現することができる。
なお、ここで、受信バッファ124として、二重の格納エリア(受信バッファA、B)を備えることで、受信バッファへの書き込み、読み出し制御にてPCRによるジッタを抑制して、安定したパケットの送受信を実現することが可能となる。
Thus, by inputting a GPS clock synchronized with the GPS reference frequency via the
Here, by providing a double storage area (reception buffers A and B) as the
図2は、本実施形態における送受信クロック生成の動作フローである。
GPS信号受信機140はGPS信号を受信し(21)、GPSクロックを生成する(22)。送受信システムクロック生成(23)において、GPS信号受信機140から送られるGPSクロックの受信が無いときは、クロック生成カウンタを自走させて(233)、27MHzの送受信システムクロックを生成する(234)。
FIG. 2 is an operation flow of transmission / reception clock generation in the present embodiment.
The
一方、GPS信号受信機140からのGPSクロックを受信したときは、送受信システムクロック生成カウンタ値24とPLL部132にてクロック生成カウンタ制御して(232)、位相調整された27MHz送受信システムクロックを生成する(234)。この送受信共通の27MHzのシステムクロック生成は、電源投入以降から電源断されるまで(25)、経時的に位相調整を実施して27MHzのシステムクロック生成が行なわれる。
On the other hand, when the GPS clock from the
図3は、本実施形態におけるパケット送信の動作フローである。
送信機側制御30において、送受信共通の27MHzの送信クロックが入力され、送信カウンタ制御により(31)、送信パケットとして送信TTSを生成し(32)、かつ送信TTSを付加して(33)、送信するパケットと制御信号を生成して(34)、生成されたパケットを伝送路に送出する(35)。
FIG. 3 is an operation flow of packet transmission in this embodiment.
In the transmitter-
図4は、本実施形態におけるパケット受信の動作フローである。
受信機側制御40において、送受信共通の27MHzの受信クロックが入力され、伝送路を経由してMPEG2−TTSパケット受信される度に(41)、受信カウンタが制御され(42)、パケットが受信バッファに書き込まれる(43)。
そして、受信したパケットからTTS値が抽出され(44)、受信TTSカウンタの制御により、受信バッファに格納されたパケットTTS値と受信TTSカウンタ値を比較する(45)。比較の結果、TTSカウンタ値が一致した時、受信バッファに格納された、MPEG2−TSパケットの読み出しを行い、MPEG2−TSパケットが受信される(46)。
FIG. 4 is an operation flow of packet reception in this embodiment.
In the
Then, the TTS value is extracted from the received packet (44), and the packet TTS value stored in the reception buffer is compared with the reception TTS counter value under the control of the reception TTS counter (45). As a result of the comparison, when the TTS counter values match, the MPEG2-TS packet stored in the reception buffer is read, and the MPEG2-TS packet is received (46).
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されずに種々変形して実施することができる。例えば、送信機及び受信機は必ずしも共通のパケット伝送装置内に納めて実装する必要は無い。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement in various deformation | transformation. For example, the transmitter and the receiver need not be mounted in a common packet transmission device.
本実施例によれば、送受信機でそれぞれ独立に搭載した27MHzシステムクロックを同期させる手段として、GPS受信機を介して入力されるGPSクロックを用いて、従来の電圧制御水晶発振器(VCXO)を不要することができる。
GPSクロックは、GPS電波を安定的に受信可能な環境であれば、離れた場所に設置される送受信機に対して各々に入力し、送受信で同期した共通の27MHzシステムクロックを生成し、送受信機が完全に同期したシステムクロックを用いることにより、双方の周波数偏差を吸収し、送受信で共通の時刻情報を持つことができる。
According to the present embodiment, a conventional voltage-controlled crystal oscillator (VCXO) is not required by using a GPS clock input via a GPS receiver as means for synchronizing the 27 MHz system clock mounted independently by the transceiver. can do.
If the GPS clock is an environment where GPS radio waves can be stably received, the GPS clock is input to each transmitter / receiver installed at a distant location, and a common 27 MHz system clock synchronized with transmission / reception is generated. By using a completely synchronized system clock, both frequency deviations can be absorbed and common time information can be transmitted and received.
さらに、本実施例によれば、受信機側におけるMPEG2−TSパケットの受信バッファからの読み出しにおいて、送受信機においてクロック同期が図られるため、受信されるパケットTTS情報に従って読み出しするので受信バッファ制御が容易にすることができる。 Furthermore, according to the present embodiment, when the MPEG2-TS packet is read from the reception buffer on the receiver side, clock synchronization is achieved in the transmitter / receiver, so that the read buffer is easily controlled because it is read according to the received packet TTS information. Can be.
100:パケット伝送装置、 110:送信機ブロック、 111:送信TTS生成部、 112:送信TTS付加部、 113:送信TTSカウンタ部、 120:受信機ブロック、 121:受信バッファ制御部、 122:受信TTS比較部、 123:受信TTSカウンタ部、 124:受信バッファ、 130:送受信システムクロック生成部、140:GPS信号受信機、 141:GPSアンテナ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Packet transmission apparatus, 110: Transmitter block, 111: Transmission TTS production | generation part, 112: Transmission TTS addition part, 113: Transmission TTS counter part, 120: Receiver block, 121: Reception buffer control part, 122: Reception TTS Comparison unit 123: Reception TTS counter unit 124: Reception buffer 130: Transmission / reception system clock generation unit 140: GPS signal receiver 141: GPS antenna
Claims (8)
GPS信号を受信してGPSクロックから送受信共通のシステムクロックを生成するシステムクロック生成手段と、
該システムクロックに基づき、送信TTSカウンタの時刻情報を付加するTTS付加手段と、該時刻情報を付加して伝送路に(MPEG2−TTS)パケットを送出するパケット送出手段と、を有する送信機と、
伝送路を介して受信される(MPEG2−TTS)パケットを、該GPSクロックに関連する受信システムクロックに基づいて格納する受信バッファと、受信された該(MPEG2−TTS)パケットから送信機で付加された該時刻情報と、前記システムクロック生成手段にて生成された受信用の時刻情報とを比較し、該比較結果に応じて、該受信バッファに格納されたMPEG2−TSパケットの読み出しを行う受信バッファ制御手段と、を有する受信機と、を含むことを特徴とするパケット伝送装置。 A packet transmission device for transmitting and receiving a time-stamped MPEG2-TS (MPEG2-TTS) packet via a transmission path,
A system clock generating means for receiving a GPS signal and generating a common system clock for transmission and reception from the GPS clock;
A transmitter having TTS adding means for adding time information of a transmission TTS counter based on the system clock, and packet sending means for adding (MPEG2-TTS) packets to the transmission path by adding the time information;
A reception buffer for storing (MPEG2-TTS) packets received via the transmission path based on a reception system clock related to the GPS clock, and a transmitter added from the received (MPEG2-TTS) packets. A reception buffer that compares the time information with the reception time information generated by the system clock generation means and reads out the MPEG2-TS packet stored in the reception buffer according to the comparison result. A packet transmission apparatus comprising: a receiver having a control means.
GPS信号を受信してGPSクロックから送受信共通のシステムクロックを生成するシステムクロック生成手段と、
該システムクロックに基づき、送信TTSカウンタの時刻情報を付加するTTS付加手段と、該時刻情報を付加して伝送路に(MPEG2−TTS)パケットを送出するパケット送出手段と、を有するパケット伝送装置。 A packet transmission device for transmitting a time stamped MPEG2-TS (MPEG2-TTS) packet via a transmission path,
A system clock generating means for receiving a GPS signal and generating a common system clock for transmission and reception from the GPS clock;
A packet transmission apparatus comprising: TTS adding means for adding time information of a transmission TTS counter based on the system clock; and packet sending means for adding the time information and sending (MPEG2-TTS) packets to the transmission path.
伝送路を介して受信される(MPEG2−TTS)パケットを、該GPSクロックに関連する受信システムクロックに基づいて格納する受信バッファと、受信された該(MPEG2−TTS)パケットから送信機で付加された該時刻情報と、前記システムクロック生成手段にて生成された受信用の時刻情報とを比較し、該比較結果に応じて、該受信バッファに格納されたMPEG2−TSパケットの読み出しを行う受信バッファ制御手段と、を有することを特徴とするパケット伝送装置。 A packet transmission device for receiving a time-stamped MPEG2-TS (MPEG2-TTS) packet via a transmission path,
A reception buffer for storing (MPEG2-TTS) packets received via the transmission path based on a reception system clock related to the GPS clock, and a transmitter added from the received (MPEG2-TTS) packets. A reception buffer that compares the time information with the reception time information generated by the system clock generation means and reads out the MPEG2-TS packet stored in the reception buffer according to the comparison result. And a packet transmission apparatus.
送信機側において、GPS信号を受信してGPSクロックから送受信共通のシステムクロックを生成するステップと、
該システムクロックに基づき、送信TTSカウンタの時刻情報を付加した(MPEG2−TTS)パケットを伝送路に送出するステップと、
受信機側において、伝送路を介して受信される(MPEG2−TTS)パケットを、該GPSクロックに関連する受信システムクロックに基づいて受信バッファに格納するステップと、
受信したパケットから時刻情報を抽出するステップと、
抽出された該時刻情報と、該システムクロック生成によって生成された受信用の時刻情報とを比較するステップと、
該比較結果に応じて、該受信バッファに格納されたMPEG2−TSパケットを受け入れるステップと、を有することを特徴とするパケット伝送方法。 A packet transmission method for transmitting and receiving an MPEG2-TS packet with a time stamp (referred to as MPEG2-TTS) via a transmission path,
On the transmitter side, receiving a GPS signal and generating a transmission / reception common system clock from the GPS clock; and
Sending (MPEG2-TTS) packet to which the time information of the transmission TTS counter is added based on the system clock to the transmission line;
On the receiver side, a (MPEG2-TTS) packet received via the transmission path is stored in a reception buffer based on a reception system clock related to the GPS clock;
Extracting time information from the received packet;
Comparing the extracted time information with the reception time information generated by the system clock generation;
Receiving the MPEG2-TS packet stored in the reception buffer in accordance with the comparison result.
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