JP2010011491A - 受信性能を向上するためのデジタル放送用伝送ストリームパケットの構成方法とデジタル放送送信機およびその信号処理方法 - Google Patents

受信性能を向上するためのデジタル放送用伝送ストリームパケットの構成方法とデジタル放送送信機およびその信号処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 既存のデジタル放送送受信システムと互換性を維持することのできる、デジタル放送用伝送ストリームパケットの構成方法およびその信号処理方法を提供すること。
【解決手段】 デジタル放送送信機は、ストリーム及び前記ストリームの処理に用いられる付加的な情報を含む伝送ストリームを構成するＭＵＸ部と、該伝送ストリームをＲＳ符号化するＲＳ符号化部と、該ＲＳ符号化された伝送ストリームをインターリービングするインターリービング部と、該インターリービングされた伝送ストリームをトレリス符号化するトレリス符号化部と、を含む。ストリームは、付加的な情報がストリーム内で定められた位置に配置される。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、デジタル放送用伝送ストリームパケットの構成方法とデジタル放送送信機およびその信号処理方法に関し、より詳細には、伝送パケットのストリームに適応フィールドを生成し、その位置に既知の付加基準信号（Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ：「ＳＲＳ」とも言う）を挿入して送信することで、受信システムの受信性能を向上させることができ、既存のシステムと互換性を維持することのできる、デジタル放送用伝送ストリームパケットの構成方法とデジタル放送送信機およびその信号処理方法に関する。
米国向け地上波デジタル放送システムであるＡＴＳＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）ＶＳＢ方式は単一搬送波（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ）方式であり、３１２セグメント単位でフィールド同期信号が使用されている。
図１は、一般の米国向け地上波デジタル放送システムであって、ＡＴＳＣ ＤＴＶ規格に従う送受信機を示すブロック図である。
同図のデジタル放送送信機は、ＭＰＥＧ−２（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ−２）伝送ストリーム（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ：ＴＳ）をランダム化させるランダム化部１１０、伝送過程においてチャネルの特性によって発生するビット誤りを訂正するために伝送ストリームにリードソロモンパリティバイトを追加するリードソロモン（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ：以下「ＲＳ」という）符号化部１２０、ＲＳ符号化されたデータを所定のパターンに従ってインターリービングを行なうインターリービング部１３０、及びインターリービングされたデータに対して２／３比率でトレリス符号化を行なって８レベルシンボルにマッピングを行なうトレリス符号化部１４０を含み、ＭＰＥＧ−２伝送ストリームに対して誤り訂正符号化を行なう。
また、デジタル放送送信機は、誤り訂正符号化されたデータに対してセグメント同期信号（Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｓｙｎｃ）及びフィールド同期信号（Ｆｉｅｌｄ Ｓｙｎｃ）を挿入する多重化部（ＭＵＸ）１５０、及びセグメント同期信号とフィールド同期信号の挿入されたデータシンボルに所定のＤＣ値を付加してパイロットトーンを挿入し、パルス成形してＶＳＢ変調を行い、ＲＦチャネル帯域の信号に変換（アップコンバータ）して伝送する変調およびＲＦ部１６０を含む。
従って、デジタル放送送信機は、ＭＰＥＧ−２伝送ストリームをデータランダム化し、ランダム化されたデータを外符号化器であるＲＳ符号化部１２０を介して外符号化し、符号化されたデータはインターリービング部１３０を介してデータを分散させる。また、インターリービングされたデータを１２シンボル単位でトレリス符号化部１４０を介して内符号化し、内符号化されたデータを８レベルシンボルにマッピングした後、フィールド同期信号とセグメント同期信号を挿入し、パイロットトーンを挿入してＶＳＢ変調を行い、ＲＦ信号に変換して伝送するようになる。
一方、図１のデジタル放送受信機は、チャネルを介して受信されたＲＦ信号を基底信号に変換するチューナー（Ｔｕｎｅｒ／ＩＦ）（図示せず）、変換された基底信号に対して同期検出および復調を行なう復調部２２０、復調された信号に対してマルチパスによって発生されたチャネル歪曲を補償する等化部２３０、等化された信号に対して誤りを訂正しシンボルデータに復号するトレリス復号化部２４０、デジタル放送送信機のインターリービング部１３０によって分散されたデータを並び替えるデインターリービング部２５０、誤りを訂正するＲＦ復号化部２６０、ＲＳ復号化部２６０を介して訂正されたデータを逆ランダム化してＭＰＥＧ−２伝送ストリームを出力する逆ランダム化部２７０を含む。
従って、図１のデジタル放送受信機は、デジタル放送送信機の逆過程として、ＲＦ信号を基底帯域に変換（ダウンコンバータ）し、変換された信号を復調および等化した後、チャネル復号化を行なって元信号を復元する。
図２は、米国向けデジタル放送（８−ＶＳＢ）システムのセグメント同期信号およびフィールド同期信号が挿入されたＶＳＢデータフレームを示す。図示されているように、１つのフレームは２つのフィールドから構成され、１つのフィールドは１つのフィールド同期信号セグメント（ｆｉｅｌｄ ｓｙｎｃ ｓｅｇｍｅｎｔ）と３１１個のデータセグメントから構成される。また、ＶＳＢデータフレームにおいて１つのセグメントはＭＰＥＧ−２パケット一つに対応され、１つのセグメントは４シンボルのセグメント同期信号と８２８個のデータシンボルから構成される。
図２において、同期信号であるセグメント同期信号とフィールド同期信号は、デジタル放送受信機側で同期および等化のために使用される。すなわち、フィールド同期信号およびセグメント同期信号は、デジタル放送送信機および受信機の間で既知のデータであって、受信機側で等化を行うときに基準信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）として使用される。
図１に示すような米国向け地上波デジタル放送システムのＶＳＢ方式は単一搬送波方式であって、これはドップラを有するマルチパスフェージングチャネルの環境に脆弱な短所を有する。従って、受信機の性能はこのようなマルチパスを除去するための等化器の性能によって大きく左右される。
しかし、図２に示すような既存の伝送フレームによると、等化器の基準信号となるフィールド同期信号は３１２セグメント毎に一回ずつ現れるため、１フレームの信号に比べ相当頻度が低くて等化性能が低下する短所がある。
すなわち、既存の等化器を使用し、上記のように少量の既知データを用いてチャネルを推定しかつマルチパスを除去して受信信号を等化することは容易ではない。これにより、従来のデジタル放送受信機は劣悪なチャネル環境、特にトップラフェージングチャネル環境において受信性能が低下する問題点がある。
米国特許第５６０２５９５号公報 米国特許第５６７７９１１号公報 米国特許第２００３−０２２３５１９号公報
本発明の目的は、既存のデジタル放送送受信システムと互換性を維持することのできる、デジタル放送用伝送ストリームパケットの構成方法およびその信号処理方法を提供することにある。
本発明の一実施形態に係るヘッドとペイロードを含むデジタル放送用伝送ストリーム（ＴＳ）パケットの構成方法は、既知の付加基準信号（ＳＲＳ：Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）をパケットに挿入するステップを含む。
好ましくは、パケットは適応フィールドを更に含み、付加基準信号は、適応フィールドの少なくとも一部に挿入されることができる。
また好ましくは、適応フィールドは、選択的に含まれるオプションフィールドを含み、付加基準信号データは、オプションフィールドを除いた適応フィールドの少なくとも一部に挿入されることができる。
また好ましくは、オプションフィールドは、プログラムクロックレファレンス（ＰＣＲ：Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、オリジナルプログラムクロックレファレンス（ＯＰＣＲ：Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、マクロブロック数（ｓｐｌｉｃｅ Ｃｏｕｎｔｄｏｗｎ）、伝送プライベートデータ長さ（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｉｖａｔｅ ｄａｔａ ｌｅｎｇｔｈ ）、及び適応フィールド拡張長さ（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ）のうち少なくもいずれか一つであることができる。
また好ましくは、付加基準信号は、同期またはチャネル等化のために使用することができる。
一方、本発明の一実施形態に係るデジタル放送送信機は、既知の付加基準信号を挿入するためのスタッフィング領域（ｓｔｕｆｆｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ）を含む伝送ストリームパケットを構成するパケット構成部と、スタッフィング領域を含むパケットをランダム化するランダム化部と、ランダム化されたパケットのスタッフィング領域に付加基準信号を挿入する付加基準信号挿入部と、付加基準信号の挿入されたパケットに誤り訂正のためのパリティを付加するリードソロモン（ＲＳ）符号化部と、パリティの付加されたパケットに対してインターリービングを行なうインターリービング部と、インターリービングされたパケットに対してトレリス符号化を行なうトレリス符号化部と、トレリス符号化されたパケットにセグメント同期信号（Ｓｅｇｍｅｎｔ ｓｙｎｃ）とフィールド同期信号（Ｆｉｅｌｄ ｓｙｎｃ）とを挿入する多重化部と、多重化部から出力された信号をＶＳＢ変調しＲＦ変換して伝送する変調およびＲＦ部と、を含む。
好ましくは、パケットは適応フィールドを更に含み、スタッフィング領域は適応フィールドの少なくとも一部であることができる。
また好ましくは、適応フィールドは、選択的に含まれるオプションフィールドを含み、スタッフィング領域は、オプションフィールドを除いた適応フィールドの少なくとも一部であることができる。
また好ましくは、オプションフィールドは、プログラムクロックレファレンス（ＰＣＲ：Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、オリジナルプログラムクロックレファレンス（ＯＰＣＲ：Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、マクロブロック数（ｓｐｌｉｃｅ Ｃｏｕｎｔｄｏｗｎ）、伝送プライベートデータ長さ（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｉｖａｔｅ ｄａｔａ ｌｅｎｇｔｈ ）、及び適応フィールド拡張長さ（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ）のうち少なくもいずれか一つであることができる。
また好ましくは、トレリス符号化部は、メモリを備え、付加基準信号の挿入された位置でメモリを初期化することができる。
また好ましくは、リードソロモン符号化部によってパリティの付加されたパケット及びトレリス符号化部のメモリを初期化する入力に基づいて、互換性パリティを生成する互換性パリティ生成部を更に含むことができる。
また好ましくは、トレリス符号化部は、メモリを初期化する値を互換性パリティ生成部に入力し、互換性パリティ生成部から生成されたパリティを受信してそれに対応するパリティを交替することができる。
また好ましくは、付加基準信号は、同期またはチャネル等化のために使用することができる。
一方、本発明の一実施形態に係るデジタル放送送信機のための処理方法は、既知の付加基準信号を挿入するためのスタッフィング領域を含む伝送ストリームパケットを構成するステップと、スタッフィング領域を含むパケットをランダム化するステップと、ランダム化されたパケットのスタッフィング領域に付加基準信号を挿入するステップと、付加基準信号の挿入されたパケットに誤り訂正のためのパリティを付加するステップと、パリティの付加されたパケットに対してインターリービングを行なうステップと、インターリービングされたパケットに対してトレリス符号化を行なうステップと、パケットを変調しＲＦ変換して伝送するステップと、を含む。
好ましくは、パケットは適応フィールドを更に含み、スタッフィング領域は適応フィールドの少なくとも一部であることができる。
また好ましくは、適応フィールドは、選択的に含まれるオプションフィールドを含み、スタッフィング領域は、オプションフィールドを除いた適応フィールドの少なくとも一部であることができる。
また好ましくは、オプションフィールドは、プログラムクロックレファレンス（ＰＣＲ：Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、オリジナルプログラムクロックレファレンス（ＯＰＣＲ：Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、マクロブロック数（ｓｐｌｉｃｅ Ｃｏｕｎｔｄｏｗｎ）、伝送プライベートデータ長さ（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｉｖａｔｅ ｄａｔａ ｌｅｎｇｔｈ ）、及び適応フィールド拡張長さ（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ）のうち少なくもいずれか一つであることができる。
また好ましくは、トレリス符号化を行なうステップは、付加基準信号の挿入された位置でトレリス符号化のためのメモリを初期化することができる。
また好ましくは、リードソロモン（ＲＳ）符号化によってパリティの付加されたパケットとトレリス符号化ステップにおいてメモリを初期化する入力とに基づいて、互換性パリティを生成するステップを更に含み、トレリス符号化を行なうステップは、メモリを初期化する値を互換性パリティ生成部に入力し、互換性パリティ生成部から生成されたパリティを受信してそれに対応するパリティを交替することができる。
また好ましくは、付加基準信号は、同期またはチャネル等化のために使用することができる。
一方、デジタル放送送信機を含むデジタル放送システムは、デジタル放送送信機から送信された信号を受信するデジタル放送受信機を含み、伝送ストリームに挿入された既知の付加基準信号に応じた同期またはチャネル等化処理を行なう。
一方、本発明の一実施形態に係るデジタル放送送信機に使用される付加基準信号（ＳＲＳ）の挿入メカニズムは、ランダム化の以前にパケットに付加基準信号（ＳＲＳ）が挿入されるスタッフィング領域を含む伝送ストリームのランダム化されたパケットのスタッフィング領域にＳＲＳを挿入するＳＲＳ挿入部と、ＳＲＳの挿入されたパケットに誤り訂正のためのパリティを付加するＲＳ符号器と、を含む。
好ましくは、パケットは適応フィールドを更に含み、スタッフィング領域は、適応フィールドの少なくとも一部であることができる。
また好ましくは、適応フィールドは、選択的に含まれるオプションフィールドを含み、スタッフィング領域は、オプションフィールドを除いた適応フィールドの少なくとも一部であることができる。
また好ましくは、オプションフィールドは、プログラムクロックレファレンス（ＰＣＲ：Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、オリジナルプログラムクロックレファレンス（ＯＰＣＲ：Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、マクロブロック数（ｓｐｌｉｃｅ Ｃｏｕｎｔｄｏｗｎ）、伝送プライベートデータ長さ（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｉｖａｔｅ ｄａｔａ ｌｅｎｇｔｈ ）、及び適応フィールド拡張長さ（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ）のうち少なくもいずれか一つであることができる。
一方、本発明の一実施形態に係るデジタル放送送信機に使用される符号化システムは、インターリービングされた既知の付加基準信号（ＳＲＳ）を挿入するためのスタッフィング領域を含む伝送ストリームパケットのトレリス符号化を行なうトレリス符号器と、メモリと、を含み、トレリス符号器は、ＳＲＳの挿入された位置で前記メモリを初期化する。
好ましくは、トレリス符号器のメモリを初期化する入力、及びＲＳ符号器によって付加されたパリティに基づいて、互換性パリティを生成する互換性パリティ生成部を更に含むことができる。
また好ましくは、トレリス符号器は、メモリを初期化する値を互換性パリティ生成部に入力し、互換性パリティ生成部から生成されたパリティを受信してそれに対応するパリティを交替することができる。
また好ましくは、ＳＲＳは、同期またはチャネル等化のために使用することができる。
一方、本発明の一実施形態に係るデジタル放送送信機の付加基準信号（ＳＲＳ）の挿入メカニズムのための符号化方法は、インターリービングされた既知の付加基準信号（ＳＲＳ）を挿入するためのスタッフィング領域を含む伝送ストリームパケットのトレリス符号化を行なうステップと、ＳＲＳの挿入された位置でメモリを初期化するステップと、を含む。
好ましくは、トレリス符号化を行なうステップにおいて、メモリを初期化する入力、及びＲＳ符号化によって付加されたパリティに基づいて、互換性パリティを生成するステップを更に含み、トレリス符号化を行なうステップは、メモリを初期化する値を入力し、生成されたパリティを受信してそれに対応するパリティを交替することができる。
また好ましくは、ＳＲＳデータは、同期またはチャネル等化のために使用することができる。
デジタル放送送信機において、ＭＰＥＧ−２伝送ストリームパケットにスタッフ（ｓｔｕｆｆ）バイト領域を含む適応フィールドを構成し、挿入されたスタッフバイト領域に付加基準信号を挿入して伝送し、デジタル放送受信機において受信された信号から付加基準信号（ＳＲＳ）を検出して同期および等化に使用することで劣悪なマルチパスチャネルにおいてデジタル放送受信性能が向上することができる。
従来のデジタル放送（ＡＴＳＣ ＶＳＢ）送受信機を示すブロック図である。 従来のＡＴＳＣ ＶＳＢデータのフレーム構造を示す例示図である。 伝送ストリームパケットの構造を示す図である。 伝送ストリームパケットの適応フィールドのヘッダ構造を示す図である。 本発明に従ってスタッフバイトの追加された適応フィールドを含むＭＰＥＧ−２伝送ストリームパケットの多様なデータフォーマットを示す図である。 本発明に従ってスタッフバイトの追加された適応フィールドを含むＭＰＥＧ−２伝送ストリームパケットの多様なデータフォーマットを示す図である。 本発明に従ってスタッフバイトの追加された適応フィールドを含むＭＰＥＧ−２伝送ストリームパケットの多様なデータフォーマットを示す図である。 本発明に従ってスタッフバイトの追加された適応フィールドを含むＭＰＥＧ−２伝送ストリームパケットの多様なデータフォーマットを示す図である。 本発明に従ってスタッフバイトの追加された適応フィールドを含むＭＰＥＧ−２伝送ストリームパケットの多様なデータフォーマットを示す図である。 本発明の一実施形態に係るデジタル放送送信機を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態に係るデジタル放送送信機を示すブロック図である。 本発明に係るＭＰＥＧパケットの入力形態を示す図である。 本発明の一実施形態に係るインターリービングされたパケットの構造を示す例示図である。 本発明の一実施形態に係るデジタル放送送信機のための信号処理方法が説明されるフローチャートである。
以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態をより詳細に説明する。
図３および図４は、ＡＳＴＣデジタルテレビスタンダードで用いられるＭＰＥＧシステムの規格に従うＭＰＥＧパケットの構造を示す。
図４に示すように、ＭＰＥＧパケットは、ＰＣＲフラグ、ＯＰＣＲフラグ、ｓｐｌｉｃｉｎｇ＿ｐｏｉｎｔフラグ、伝送プライベートデータフラグ、及び適応フィールド拡張フラグのようなオプションフィールドを含む。このようなオプションフィールドを用いて、受信機における復調器の同期に使用されるプログラムクロックレファレンス（ＰＣＲ：Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、受信機におけるプログラムの録画、予約、及び再生に使用されるオリジナルプログラムクロックレファレンス（ＯＰＣＲ：Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、四つの回路ブロック、それぞれ一つのＣｒ、Ｃｂブロックから成っているマクロブロックの連続した数であるマクロブロック数（ｓｐｌｉｃｅ ｃｏｕｎｔｄｏｗｎ）、文字放送の文字データの長さである伝送プライベートデータ長さ（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｉｖａｔｅ ｄａｔａ ｌｅｎｇｔｈ ）、及び適応フィールド拡張長さ（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ）のような情報を伝送する。
図５〜図９は、本発明の送信システムを実現するためにＳＲＳが挿入される伝送ストリームの構造を示す図である。ここで、簡単な説明のため、伝送ストリームの同期バイト（Ｓｙｎｃ ｂｙｔｅ）次の３バイトをノーマルヘッド（Ｎｏｒｍａｌ Ｈｅａｄｅｒ）、適応フィールドの最初２バイトをＡＦヘッド（Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ Ｈｅａｄｅｒ）と命名する。
図５は、ＳＲＳを用いるＶＳＢシステムの基本形態であるＭＰＥＧ−２パケットデータの構造であって、同期信号の１バイトと３バイトのＰＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）から構成されたノーマルヘッド部分、スタッフバイトの位置に対する情報を含む２バイトの適応フィールドヘッド（ＡＦ Ｈｅａｄｅｒ）、及び所定長さ（Ｎ）のバイトから構成されたスタッフバイトを含み、その以外のバイトは伝送しようとする通常のデータ（Ｐａｙｌｏａｄ Ｄａｔａ）であるノーマルストリームから構成される。スタッフバイトの開始位置は固定されているので、バイトの位置に対する情報はスタッフバイトの長さに対する情報で表現される。スタッフバイト長さＮは１から２７まで使用することができる。
また、図６〜図９は、ＳＲＳを効果的に使用するために適応フィールド内にＰＣＲ、ＯＰＣＲ、ｓｐｌｉｃｅ＿ｃｏｕｎｔなどの他の情報が入っている形態のパケット構造を示す。この場合にも適応フィールドはそのサイズが常に一定であるように構成される。ＡＦヘッドとＰＣＲ、ＯＰＣＲ、ｓｐｌｉｃｅ＿ｃｏｕｎｔなどの情報以外の部分がＳＲＳが挿入される情報を挿入するスタッフバイトである。
その他にも、適応フィールドのオプションフィールドを除いたスタッフィング領域にＳＲＳを挿入した伝送ストリームパケットは多様に構成することができる。
図１０は、本発明の一実施形態に係るデジタル放送送信機を示すブロック図である。
同図に示すように、デジタル放送送信機は、ＴＳ ＭＵＸ３１０、ＴＳポストＭＵＸ３２０、ランダム化部３３０、付加基準信号（ＳＲＳ）挿入部３４０、ＲＳ符号化部３５０、データインターリービング部３６０、トレリス符号化部３７０、互換性パリティ生成部３８０、多重化部３９０を含む。
ＴＳ ＭＵＸ３１０は、ビデオストリームとオーディオストリームを受信し、既存のＭＰＥＧ伝送ストリームパケットを構成する。
ＴＳポストＭＵＸ３２０は、ＴＳＭＵＸ３１０から出力された伝送ストリームパケットにＳＲＳデータを挿入するためにスタッフィング領域を構成し、ＰＣＲ，ＯＰＣＲ、マクロブロック数、伝送プライベートデータ長さ、適応フィールド拡張長さなどの位置を適切に移動させて図６〜図９のようなＭＰＥＧ伝送ストリームを出力する。
ランダム化部３３０は、割当てられたチャネル空間の活用度を高めるために入力されたＭＰＥＧ−２伝送ストリームデータをランダム化する。
付加基準信号（ＳＲＳ）挿入部３４０は、送信側と受信側との間で予め約束された所定のパターンを有する特定シーケンスであるＳＲＳを生成し、ランダム化されたデータのスタッフバイト位置にスタッフバイトをＳＲＳに代替する。ＳＲＳはそのパターンが送受信される一般のデータ（ｐａｙｌｏａｄ ｄａｔａ）と区別されるので容易に検出することができ、受信側の同期および等化に用いられる。
ＲＳ符号化部３５０は、チャネルによって発生する誤りを訂正するために、付加基準信号挿入部３４０によってスタッフバイトが交換されたパケットデータに対して、ＲＳ符号化を行なって所定バイトのパリティを付加する。
インターリービング部３６０は、ＲＳ符号化部３５０から出力されたパリティの追加されたパケットに対して所定のパターンでデータインターリービングを行なう。
トレリス符号化部３７０は、インターリービング部３６０から出力されたデータをシンボルに変換し、２／３比率のトレリス符号化によりシンボルマッピングを行なう。
ここで、トレリス符号化部３７０は、ＳＲＳの開始点で自体メモリ素子に臨時保存された値を特定値に初期化し、トレリス符号化を行なう。メモリ素子の保存値をたとえば「００」の状態にして初期化する。また、トレリス符号化部３７０は、そのメモリを初期化する値を互換性パリティ生成部３８０に入力し、互換性パリティ生成部３８０から生成された新たなパリティを受信してそのパリティで対応する既存のパリティを代替する。
トレリス符号化部３７０は、以前のメモリ値により、その出力と次のメモリ状態が影響を受ける。すなわち、以前の入力が変更されると初期化のために使用されるべき入力が変更される。もし、初期化領域に該当するパケットのパリティが初期化領域より先に来るようになると、新たに生成されたパリティによってその前にトレリス符号化部３７０のメモリを初期化するために使用していた入力値が変更される。従って、初期化パケットのパリティが初期化領域より先に現れないようにするためには、スタッフバイトの最大使用個数は２７になる。
互換性パリティ生成部３８０は、トレリス符号化部３７０から入力されたメモリを初期化させる値を用いて、ＲＳ符号化部３５０から入力されたＭＰＥＧ−２パケットに対して、ＲＳ符号化を行なってパリティを生成し、生成されたパリティをトレリス符号化部３７０に送る。
多重化部（ＭＵＸ）３９０は、トレリス符号化された前記パケットにセグメント同期信号とフィールド同期信号を挿入して多重化する。
変調部（図示せず）は、セグメント同期信号とフィールド同期信号が挿入されたパケットに対して、ＶＳＢ変調を行ないＲＦチャネル帯域の信号に変換して伝送する。
図１１は、ＴＳポストＭＵＸ４２０は、ＴＳ ＭＵＸ３１０を経由せずにオーディオとビデオの入力を直接受けて図１０と同様の動作を行なう構成を示す。この場合、ＴＳポストＭＵＸ４２０は、図１０のようにＳＲＳ ＶＳＢのためにＴＳ ＭＵＸ３１０に追加されて使用されるのではなく、ＳＲＳ ＶＳＢのための新たなＴＳ ＭＵＸであると考えられる。
図１２は、ＳＲＳ ＶＳＢが効率的に動作できるようにするＭＰＥＧパケットの入力形態を示す。ＶＳＢは１フィールドに３１２個のＭＰＥＧパケットがあり、３１２個のＭＰＥＧパケットのうち、ＰＣＲ、ＯＰＣＲ、マクロブロック数、伝送プライベートデータ長さ、適応フィールド拡張長さの情報が挿入されているパケットは、図１２に示すように、特定の位置にのみ挿入されることができる。オプションフィールドの位置は、例えば、３１２セグメントを５２セグメントの単位に分けた時に、次のように示すことができる。
プログラムクロックレファレンス（ＰＣＲ）（６バイト使用）：５２ｎ＋１５、ｎ＝０
オリジナルプログラムクロックレファレンス（ＯＰＣＲ）（６バイト使用）：５２ｎ＋１５、ｎ＝１
適応フィールド拡張長さ（２バイト使用）：５２ｎ＋１５、ｎ＝３、４、５
マクロブロック数（１バイト使用）：５２ｎ＋１９、ｎ＝０、１、２、３、４、５
図５のＭＰＥＧパケットの形態と図１２に示されたＭＰＥＧパケットの位置配置は、ＳＲＳ ＶＳＢを効率的に使用するために色々と変形された形態を有することができる。
図１３は、本発明の一実施形態に係るインターリービングされたパケット構造を示す例示図である。
ＰＣＲなどのＭＰＥＧ情報は、互換性のためにその情報がそのまま受信されなければならないため、初期化やＳＲＳパターンなどに使用することができない。
従って、トレリス符号器を初期化させない伝送ストリーム部分を用いてＭＰＥＧ情報を伝送すれば損失を抑えることができる。
図１２のように、５２ｎ＋１５の位置においてＰＣＲ、ＯＰＣＲを使用する際、６バイトのうち５バイトは既知シンボル（Ｋｎｏｗｎ Ｓｙｍｂｏｌ）が使用されない空き部分に使用され、トレーニング（ｔｒａｉｎｉｎｇ）損失が発生せず、１バイトすなわち４シンボルだけが既知シンボルの損失として表れる。また、５バイト以下の情報伝達時には、既知シンボルの損失がなくなる。図１２において、ｓｐｌｉｃｅ＿ｃｏｕｎｔは５２ｎ＋１９の位置でデータを伝送するが、図１３に示すように既知シンボルとして使用しない空き部分を介して伝送されるため、既知シンボルの損失なしに伝送することができる。
このような構造のＭＰＥＧパケットを使用する場合、受信機は、ＯＰＣＲ、ＰＣＲ区間を除いたＳＲＳ区間をトレーニングシーケンスとして使用し、等化器及びＦＥＣに既知値として使用する。
以下では、ＴＳポストＭＵＸがない場合、互換性のあるようにＳＲＳ ＶＳＢが動作する方法を説明する。
データランダム化器にＭＰＥＧパケットに入力されると、図３の適応フィールドコントロールフラグを用いて適応フィールドがあるか否かを判断し、適応フィールドが存在すれば、図４に示すようにフラグを用いて、ＯＰＣＲ、Ｓｐｌｉｃｉｎｇ＿ｐｏｉｎｔ、ｔｒａｎｓｐｏｒｔ＿ｐｒｉｖａｔｅ＿ｄａｔａ、ａｄａｐｔｉｏｎ＿ｆｉｅｌｄ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎの存在有無を判断する。フラグのうち一つでも存在すれば、そのパケットに対してはスタッフバイトの交替を行なわずにそのまま通過させる。
また、この場合、図４のトレリス符号化部と互換性パリティ生成部においてトレーニングシーケンスのメモリ初期化およびＲＳ再符号化を行なわずに既存のＶＳＢのような方式で処理する。このようにすると、情報を含むパケットは何らかの変形が生じないため、歪曲なしに伝送することができる。
送信機は、予約された部分にこの情報の伝送によるトレーニング区間の変化に対する情報を送ることができる。また、受信機は、そのトレーニング区間に対する情報をトレーニングシーケンスとして用いて等化器およびＦＥＣに既知値として使用する。
図１４は、本発明の一実施形態に係るデジタル放送送信機のための信号処理方法が説明されるフローチャートである。
図１０、１１及び図１４に示すように、ＴＳ ＭＵＸ３１０はビデオストリームとオーディオストリームを受信して伝送ストリームパケットを構成する。ＴＳポストＭＵＸ３２０は、既知のＳＲＳを挿入するためのスタッフィング領域を含む伝送ストリームパケットを構成する（Ｓ９１０）。
ランダム化部３３０は、スタッフィング領域を含む前記パケットをランダム化する（Ｓ９２０）。
付加基準信号挿入部３４０は、前記ランダム化されたパケットのスタッフィング領域に付加基準信号（ＳＲＳ）を挿入する（Ｓ９３０）。
リードソロモン符号化部３５０は、付加基準信号（ＳＲＳ）の挿入されたパケットに対し、チャネルによって発生する誤りを訂正するためにパリティを付加する（Ｓ９４０）。
インターリービング部３６０は、パリティの付加された前記パケットに対してインターリービングを行なう（Ｓ９５０）。
トレリス符号化部３７０は、付加基準信号（ＳＲＳ）の開始位置で自体メモリを初期化させ、トレリス符号化を行なう（Ｓ９６０）。
互換性パリティ生成部３８０は、リードソロモン（ＲＳ）符号化によってパリティの付加されたパケットとトレリス符号化によって符号化されたパケットとを受信し、これらのパケットに基づいて互換性パリティを生成する（Ｓ９７０）。
トレリス符号化部３７０は、互換性パリティ生成部３８０から互換性パリティを受信し、リードソロモン符号化部によって付加されたパリティのうち互換性パリティに対応される部分を生成された互換性パリティに交替してトレリス符号化を行なう。
多重化部３９０は、トレリス符号化されたパケットにセグメント同期信号とフィールド同期信号を挿入し（Ｓ９８０）、変調部を介して前記パケットに対してＶＳＢ変調しＲＦ変換して伝送する（Ｓ９９０）。
以上、本発明の好適な実施形態を図示及び説明してきたが、本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に基づいて定められ、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば誰もが多様な変形実施が可能であることは勿論のことであり、該変更した技術は特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲に属するものである。
１１０ ランダム化部
１２０ リードソロモン（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号化部
１３０ インターリービング部
１４０ トレリス符号化部
１５０ 多重化部（ＭＵＸ）
１６０ 変調およびＲＦ部
２２０ 復調部
２３０ 等化部
２４０ トレリス復号化部
２５０ デインターリービング部
２６０ ＲＦ復号化部
２７０ ランダム化部
３１０ ＴＳ ＭＵＸ
３２０ ＴＳポストＭＵＸ
３３０ ランダム化部
３４０ 付加基準信号（ＳＲＳ）挿入部
３５０ ＲＳ符号化部
３６０ インターリービング部
３７０ トレリス符号化部
３８０ 互換性パリティ生成部
３９０ 多重化部
４２０ ＴＳポストＭＵＸ
４３０ ランダム化部
４４０ 付加基準信号（ＳＲＳ）挿入部
４５０ ＲＳ符号化部
４６０ インターリービング部
４７０ トレリス符号化部
４８０ 互換性パリティ生成部
４９０ 多重化部

Claims (8)

  1. ストリーム及び前記ストリームの処理に用いられる付加的な情報を含む伝送ストリームを構成するＭＵＸ部と、
    前記伝送ストリームをＲＳ符号化するＲＳ符号化部と、
    前記ＲＳ符号化された伝送ストリームをインターリービングするインターリービング部と、
    前記インターリービングされた伝送ストリームをトレリス符号化するトレリス符号化部と、を含み、
    前記ストリームは、前記付加的な情報が前記ストリーム内で定められた位置に配置されるように構成されたことを特徴とするデジタル放送送信機。
  2. 前記ＭＵＸ部は、
    前記伝送ストリームを構成するＴＳ ＭＵＸと、
    前記付加的な情報が前記インターリービング部のインターリービングの後、前記伝送ストリーム内の定められた位置に配置されるように、前記伝送ストリーム内で前記付加的な情報の挿入位置を調整するＴＳポストＭＵＸと、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載のデジタル放送送信機。
  3. 前記付加的な情報は、付加基準信号であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のデジタル放送送信機。
  4. 前記付加的な情報は、ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ、ＰＣＲ、ＯＰＣＲ、ｓｐｌｉｃｅ ｃｏｕｎｔｄｏｗｎ、ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｉｖａｔｅ ｄａｔａ ｌｅｎｇｔｈ、ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈのうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のデジタル放送送信機。
  5. ストリーム及び前記ストリームの処理に用いられる付加的な情報を含む伝送ストリームを構成するストリーム構成ステップと、
    前記伝送ストリームをＲＳ符号化するＲＳ符号化ステップと、
    前記ＲＳ符号化された伝送ストリームをインターリービングするインターリービングステップと、
    前記インターリービングされた伝送ストリームをトレリス符号化するトレリス符号化ステップと、を含み、
    前記ストリームは、前記付加的な情報が前記ストリーム内で定められた位置に配置されるように構成されたことを特徴とするデジタル放送送信機のストリーム処理方法。
  6. 前記ストリーム構成ステップは、
    前記伝送ストリームを構成するステップと、
    前記付加的な情報が前記インターリービングの後、前記伝送ストリーム内の定められた位置に配置されるように、前記伝送ストリーム内で前記付加的な情報の挿入位置を調整するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項５に記載のデジタル放送送信機のストリーム処理方法。
  7. 前記付加的な情報は、付加基準信号であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のデジタル放送送信機のストリーム処理方法。
  8. 前記付加的な情報は、ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ、ＰＣＲ、ＯＰＣＲ、ｓｐｌｉｃｅ ｃｏｕｎｔｄｏｗｎ、ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｉｖａｔｅ ｄａｔａ ｌｅｎｇｔｈ、ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈのうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のデジタル放送送信機のストリーム処理方法。
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