JP2013065958A

JP2013065958A - パケット伝送システムおよび方法

Info

Publication number: JP2013065958A
Application number: JP2011202238A
Authority: JP
Inventors: Mikio Okawara; 幹雄大川原; Koji Takahashi; 浩二高橋; Yoshihiko Yagi; 芳彦八木; Takuro Kaneko; 拓朗金子; Yukihisa Yasumoto; 幸央安本
Original assignee: Hitachi Information and Communication Engineering Ltd
Current assignee: Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2013-04-11

Abstract

【課題】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、外部ＧＰＳを用いずに送信機とのクロック同期をとり、１台の受信機で複数台の送信機から個別に送信されるパケットのPCRジッタを抑制する。
【解決手段】受信機から同期に必要なパイロットパターンを複数台の送信機全てに向けて送信する。送信機は、受信したパイロットパターンを基にしてTTSを付与したパケット(MPEG2−TTSパケット)を送出する。受信機側において受信したMPEG2−TTSパケットを、パイロットパターンを基にしたタイミングでMPEG2−TSとして送出することにより、クロック同期をとる。
【選択図】図１

Description

本発明は、パケット伝送システム及び方法に係り、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送信機及び受信機（パケット伝送装置という）におけるクロック同期に関するものである。

デジタル放送では、映像と音声を多重化したMPEG2−TSが使用されている。映像及び音声を含むデジタル放送を電波で送信する場合、送信機側はMPEG2−TSにPCR(Program Clock Reference)を付加して一定のレートで信号を送信する。受信機側では、MPEG2−TSパケットに含まれるPCRパケットを参照してクロック同期を行っている。

然るに、インターネットプロトコルを用いる伝送方式では、回線揺ぎが生じ、一定レートでの信号の送受信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ない。その解決のために、特許文献１には、ＧＰＳクロックをパケットの送受信共通のシステムクロックとして用い、クロック同期をとり、回線揺ぎを抑制する技術が提案されている。

特開２００９−３３３２６号公報

しかしながら、特許文献１の技術においてシステムクロックを生成するためには、外部ＧＰＳが必要であり、ＧＰＳの電波を受信できない環境下では、複数台の送信機から個別に送信されるパケットについて、PCRジッッタを抑制して受信するのは困難である。

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、外部ＧＰＳを用いずに複数台の送信機とのクロック同期をとり、１台の受信機で複数台の送信機から個別に送信されるパケットのPCRジッタを抑制することにある。

本発明の係るパケット伝送システムは、好ましくは、送信機と受信機の間で、タイムスタンプ付きMPEG2−TS(MPEG2−TTS)パケットを送受信するパケット伝送システムにおいて、
該受信機は、送信機との同期に必要なパイロットパターンを生成して送信機に向けて送信する同期信号送出手段と、送信機から送信されるMPEG2−TTSパケットを受信して、パイロットパターンを基にしたタイミングでMPEG2−TSとして送出する手段を有し、
該送信機は、該受信機から送信された、同期に必要なパイロットパターンを受信する同期信号受信手段と、該パイロットパターンを基にTTSを生成して、該TTSを付加したMPEG2−TTSパケットを送出するTTS付加手段を有する、ことを特徴とするパケット伝送システムとして構成される。

本発明の係るパケット伝送方法は、好ましくは、送信機と受信機の間で、タイムスタンプ付きMPEG2−TS(MPEG2−TTS)パケットを送受信するパケット伝送方法において、
受信機において、送信機との同期に必要なパイロットパターンを生成して送信機に向けて送信する同期信号送出ステップと、
送信機において、受信機から送信された該パイロットパターンを受信する同期信号受信ステップと、
送信機において、該パイロットパターンを基にしたタイミングでTTSカウンタを用いてTTSを生成して、該TTSを付加したMPEG2−TTSパケットを送出するステップと、
受信機において、送信機から送信された該パケットを受信して、該パイロットパターンを基にしたタイミングでMPEG2−TSパケットを送出するステップを有することを特徴とするパケット伝送方法として構成される。

本発明の係るパケット伝送方法は、好ましくは、ＧＰＳ機能付き送信機とＧＰＳ機能無し送信機が混在する複数台の送信機と受信機の間で、タイムスタンプ付きMPEG2−TS(MPEG2−TTS)パケットを送受信するパケット伝送方法において、
受信機において、送信機との同期に必要なパイロットパターンを生成して、全ての送信機に向けて送信する同期信号送出ステップと、
ＧＰＳ機能無し送信機において、受信機から送信された該パイロットパターンを受信する同期信号受信ステップと、
ＧＰＳ機能無し送信機において、該パイロットパターンを基にしたタイミングでTTSカウンタを用いてTTSを生成して、該TTSを付加したMPEG2−TTSパケットを送出するステップと、
ＧＰＳ機能付き送信機において、ＧＰＳ受信クロックから生成される同期信号を用いてTTSを生成して、該TTSを付加したMPEG2−TTSパケットを送出するステップと、
受信機において、ＧＰＳ機能付き送信機及びＧＰＳ機能無し送信機から送信された該パケットを受信して、該パイロットパターンを基にしたタイミングでMPEG2−TSパケットを送出するステップを有することを特徴とするパケット伝送方法として構成される。

本発明によれば、外部ＧＰＳを用いずに１台の受信機に対して複数台の送信機との同期をとることができるため、ＧＰＳの電波を受信できない環境下でも、１台の受信機で複数台の送信機から個別に送信されるパケットのPCRジッタを抑制することができる。

パケット伝送装置システムの概略図である。一実施形態における送信機及び受信機の構成を示すブロック図である。一実施形態による送信機ブロックの動作フローである。一実施形態による受信機ブロックの動作フローである。一実施形態による送信機のタイムチャートである。一実施形態による受信機のタイムチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
図１は、パケット伝送システムの概略を示す。
パケット伝送システムは、１台の受信機（パケット伝送装置)２と、受信器２に接続される複数台の送信機（パケット伝送装置）１により構成される。複数台の送信機１には、ＧＰＳ信号の受信機能を備え、受信したＧＰＳクロックをパケットの送受信共通のシステムクロックに用いてクロック同期をとる送信機（ＧＰＳ機能付き送信機）１０１と、ＧＰＳ信号の受信機能を備えず、受信機２から送信される同期に必要な同期信号を受信して同期をとる送信機（ＧＰＳ機能無し送信機）１０２が含まれる。前者の送信機１０１は特許文献１に開示された送信機と同様である。

受信機２は、送信機１との同期に必要な信号(パイロットパターンＡ１)を生成して、全ての送信機１に向けて送信する。ＧＰＳ機能付き送信機１０１は、送信されたパイロットパターンＡ１を無視して、自らのＧＰＳクロックを用いて同期をとる。一方、ＧＰＳ機能無し送信機１０２は、送信機１０２は、受信したパイロットパターンＡ１を基にして、MPEG2−TSパケットB1をTTSタイムスタンプ化し、MPEG2−TTSパケットB2として、受信機２へ送信する。MPEG2−TTSパケットB2を受信した受信機２は、自身が生成したパイロットパターンに従ったタイミングでMPEG2−TSパケットＢ３として送出する。

図２は、一実施形態による受信機及びＧＰＳ機能無し送信機１０２の構成を示す。
ＧＰＳ機能無し送信機１０２（以下単に送信機１０２という）は、同期信号受信ブロック１１０と、送信機ブロック１２０を有して構成される。
受信機２は、同期信号送出ブロック２１０と、受信機ブロック２２０を有して構成される。受信機２の同期信号送出ブロック２１０は、PLL(Phase Locked Loop)部２１１と、同期信号送出部２１２を有しており、PLL部２１１において生成したパイロットパターンＡ1を、同期信号送出部２１２を介して全ての送信機１に向けて送出する。

送信機１０２の同期信号受信ブロック１１０は同期信号受信部１１１を有しており、この同期信号受信部１１１は、受信機２の同期信号送出部２１２から送出されたパイロットパターンＡ1を受信して、送信機ブロック１２０にパイロットパターンＡ２を伝達する。
送信機ブロック１２０は、TTSカウンタ部１２１とTTS付加部１２２を備えており、TTS付加部１２２に入力されるMPEG2−TSパケットＢ１は、TTSカウンタ部１２１においてパイロットパターンＡ２を用いて生成されたTTSタイムスタンプを付加され、MPEG2−TTSパケットＢ２として送出される。

受信機ブロック２２０は、受信制御部２２１と受信バッファ２２２を備えている。受信制御部２２１は、同期信号送出部２１２から伝達されたパイロットパターンＡ３に従ったタイミングで、受信バッファ２２２からMPEG2−TTSパケットを取り出し、MPEG2−TSパケットＢ３として送出する。
このように、受信機２からパイロットパターンＡ１を送出して、それを基にした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、ＧＰＳ機能付き送信機１０１とＧＰＳ機能無し送信機１０２とは、同期信号の生成の仕方が異なるものの、結果的に生成されるTTSタイムスタンプが付加されたMPEG2−TTSパケットＢ２は同様である。受信機２における受信動作は、送信先の送信機１のＧＰＳ機能の有無に拘わらず、同様である。

図３は、一実施形態による送信機ブロックの動作フローである。
送信機１０２の送信機ブロック１２０において、同期信号Ａ２が入力されると、送信パケットとして送信TTSを生成する（Ｓ３０２）。そしてＴＳＳ付加部１２２において送信TTSを付加してＭＰＥＧ−２ＴＳＳパケットＢ２を生成し（Ｓ３０３）、この生成されたＭＰＥＧ−２ＴＳＳパケットＢ２を送出する（Ｓ３０４）。

図４は、一実施形態による受信機ブロックの動作フローである。
受信機ブロック２２０において、パイロットパターンＡ3が入力され、MPEG2−TTSパケットが受信される度に（Ｓ４０２）、受信カウンタが制御され（Ｓ４０３）、パケットが受信バッファに書き込まれる（Ｓ４０４）。
そして、受信したパケットからTTS値が抽出され（Ｓ４０５）、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（Ｓ４０６）。比較の結果、TTSカウンタ値が一致した場合、受信バッファに格納された、MPEG2−TSパケットを読み出し、MPEG2−TSパケットが取り出される（Ｓ４０７）。

図５は、一実施形態における送信機のタイムチャート図である。
受信機の同期信号送出ブロックのPLL部より、27MHzのシステムクロックを生成し、同期信号として送出する。
送信機１０２では、受信した同期信号からシステムクロックを抽出し、抽出したシステムクロックをTTSカウンタ値としてMPEG2−TSパケットにタイムスタンプ付加し、MPEG2−TTSパケットとして、送出する。
また、送信機１０１では、ＧＰＳクロックからシステムクロックを抽出し、抽出したシステムクロックをTTSカウンタ値としてMPEG2−TSパケットにタイムスタンプ付加し、MPEG2−TTSパケットとして、送出する。

図６は、一実施形態における受信機のタイムチャート図である。
受信機２では、入力された同期信号からTTSカウンタ値を抽出する。MPEG2−TTSパケットを受信する度に、受信バッファにパケットを格納する。入力された同期信号に従ったタイミングで、受信バッファに格納したMPEG2−TTSパケットのTTS値とTTSカウンタ値を比較して、一致する場合に受信バッファからMPEG2−TSパケットを取り出し、MPEG2−TSパケットを送出する。
受信バッファに格納したMPEG2−TTSパケットのTTS値とTTSカウンタ値が不一致の場合、例えばTSSカウンタ値が「２」のとき、受信バッファ内のTSSカウンタ値が「３」のTS1は取り残されて、次のTSSカウンタ値「３」のときにはTSSカウンタ値が一致するので、カウンタ値が「３」のTS1,TS2パケットが取りだされる

１：送信機１０１：ＧＰＳ機能付き送信機１０２：ＧＰＳ機能無し送信機
１１０：同期信号受信ブロック１１１：同期信号受信部１２０：送信機ブロック
１２１：TTSカウンタ部１２２：TTS付加部２：受信機２１０：同期信号送出ブロック２１１：PLL部２１２：同期信号送出部２２０：受信機ブロック２２１：受信制御部２２２：受信バッファ
Ａ１：パイロットパターンＡ２：パイロットパターンＡ３：パイロットパターンＢ１：MPEG2−TSパケットＢ２：MPEG2−TTSパケットＢ３：MPEG2−TSパケット。

Claims

送信機と受信機の間で、タイムスタンプ付きMPEG2−TS(MPEG2−TTS)パケットを送受信するパケット伝送システムにおいて、
該受信機は、送信機との同期に必要なパイロットパターンを生成して送信機に向けて送信する同期信号送出手段と、送信機から送信されるMPEG2−TTSパケットを受信して、パイロットパターンを基にしたタイミングでMPEG2−TSとして送出する手段を有し、
該送信機は、該受信機から送信された、同期に必要なパイロットパターンを受信する同期信号受信手段と、該パイロットパターンを基にTTSを生成して、該TTSを付加したMPEG2−TTSパケットを送出するTTS付加手段を有する、
ことを特徴とするパケット伝送システム。
送信機と受信機の間で、タイムスタンプ付きMPEG2−TS(MPEG2−TTS)パケットを送受信するパケット伝送方法において、
受信機において、送信機との同期に必要なパイロットパターンを生成して送信機に向けて送信する同期信号送出ステップと、
送信機において、受信機から送信された該パイロットパターンを受信する同期信号受信ステップと、
送信機において、該パイロットパターンを基にしたタイミングでTTSカウンタを用いてTTSを生成して、該TTSを付加したMPEG2−TTSパケットを送出するステップと、
受信機において、送信機から送信された該パケットを受信して、該パイロットパターンを基にしたタイミングでMPEG2−TSパケットを送出するステップと
を有することを特徴とするパケット伝送方法。
ＧＰＳ機能付き送信機とＧＰＳ機能無し送信機が混在する複数台の送信機と受信機の間で、タイムスタンプ付きMPEG2−TS(MPEG2−TTS)パケットを送受信するパケット伝送方法において、
受信機において、送信機との同期に必要なパイロットパターンを生成して、全ての送信機に向けて送信する同期信号送出ステップと、
ＧＰＳ機能無し送信機において、受信機から送信された該パイロットパターンを受信する同期信号受信ステップと、
ＧＰＳ機能無し送信機において、該パイロットパターンを基にしたタイミングでTTSカウンタを用いてTTSを生成して、該TTSを付加したMPEG2−TTSパケットを送出するステップと、
ＧＰＳ機能付き送信機において、ＧＰＳ受信クロックから生成される同期信号を用いてTTSを生成して、該TTSを付加したMPEG2−TTSパケットを送出するステップと、
受信機において、ＧＰＳ機能付き送信機及びＧＰＳ機能無し送信機から送信された該パケットを受信して、該パイロットパターンを基にしたタイミングでMPEG2−TSパケットを送出するステップと
を有することを特徴とするパケット伝送方法。