JP2015173337A - Transmitter, receiver and check bit number determination method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、映像信号を誤り訂正符号化して送信する送信装置、該送信装置から信号を受信し誤り訂正復号する受信装置、及び訂正符号の検査ビット数決定方法に関する。 The present invention relates to a transmission apparatus that transmits an error correction code of a video signal, a reception apparatus that receives a signal from the transmission apparatus and performs error correction decoding, and a method for determining the number of check bits of a correction code.
近年、ハイビジョンを超える超高精細映像として4Kや8Kスーパーハイビジョン(SHV)の開発が進んでいる。例えば、SHVでは非圧縮の素材信号を放送局まで伝送する場合、1映像フレームが7680サンプル×4320ラインの超高精細映像を12ビット量子化、RGB4:4:4方式、及びフレーム周波数60Hzで伝送すると、映像データの情報伝送速度は約72Gbpsに達する。このように超大容量の映像信号を伝送する方法としては、元の映像信号を複数本の光信号に分割・多重して伝送する方法がある。特許文献1には、さらに映像信号を分割した信号の各々に誤り訂正符号化を適用することで受信信号の品質を改善する方法が記されている。
In recent years, the development of 4K and 8K Super Hi-Vision (SHV) is progressing as ultra-high-definition video exceeding Hi-Vision. For example, in the case of transmitting uncompressed material signals to the broadcasting station in SHV, one high-definition video with 7680 samples x 4320 lines per video frame is transmitted with 12-bit quantization, RGB 4: 4: 4 format, and frame frequency 60 Hz. Then, the information transmission speed of the video data reaches about 72 Gbps. As a method for transmitting a video signal having an extremely large capacity as described above, there is a method for transmitting an original video signal by dividing and multiplexing the original video signal into a plurality of optical signals.
一方、光ファイバ伝送システムにおいては、大容量伝送を実現するために、複数の波長からなる光信号を多重した波長多重(WDM)伝送技術が広く普及している(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, in an optical fiber transmission system, a wavelength division multiplexing (WDM) transmission technique in which optical signals having a plurality of wavelengths are multiplexed is widely used in order to realize large-capacity transmission (see, for example, Patent Document 2).
図10に、従来の誤り訂正符号を用いたWDM映像信号伝送システムを示す。映像信号を分割して構成される複数の信号は、送信装置100において、誤り訂正符号化部により各信号に対して同一の誤り訂正符号の種類及び同一の冗長度による誤り訂正符号化が行われる。その後、E/O変換装置200に電気/光変換され、波長が異なるN本の光信号を出力する。送信装置に入力される映像信号の伝送速度が同じ場合、各々の光信号は同一の伝送速度を有する。
FIG. 10 shows a WDM video signal transmission system using a conventional error correction code. A plurality of signals configured by dividing a video signal are subjected to error correction coding with the same error correction code type and the same redundancy for each signal by the error correction coding unit in the
N本の光信号は、波長多重フィルタ300により1本の光ファイバに多重される。伝送路では、必要に応じて線路の途中に増幅器400を設置して信号を中継しながら伝送する。これは、目標とする距離を伝送する際に、伝送路として用いられる光ファイバにおける伝送損失を補償しながら、受信側において所望の品質を満たすためである。
N optical signals are multiplexed into one optical fiber by the
受信側では、波長分離フィルタ500によりN本の光信号に分離してO/E変換部600により光/電気変換する。その後、受信装置700において、誤り訂正復号部により、受信した光信号の誤りビットを検出・訂正して映像信号を復元する。
On the receiving side, the optical signal is separated into N optical signals by the
ここで、伝送品質指標のひとつとして、受信信号電力と雑音電力の比によって定義されるSNR値がある。図11にSNRに対するビット誤り率(BER)特性のイメージを示す。図10に示したWDM映像信号伝送システムにおいて、誤り訂正符号を適用することで、適用しない場合に比較して、同一SNR値におけるBERを改善することができる。なお、改善量は、誤り訂正符号の種類や冗長度によって変化する。また、図の破線は、映像信号をある情報量伝送した場合に所望のBERを満たすSNR値(所要SNR値)であり、伝送システムは実際のSNR値が所要SNR値を上回るように設計される。 Here, as one of the transmission quality indicators, there is an SNR value defined by a ratio between received signal power and noise power. FIG. 11 shows an image of bit error rate (BER) characteristics with respect to SNR. In the WDM video signal transmission system shown in FIG. 10, by applying the error correction code, it is possible to improve the BER at the same SNR value compared to the case where the error correction code is not applied. The amount of improvement varies depending on the type of error correction code and the redundancy. Also, the broken line in the figure is an SNR value (required SNR value) that satisfies a desired BER when a video signal is transmitted with a certain amount of information, and the transmission system is designed so that the actual SNR value exceeds the required SNR value. .
複数の光信号を多重して伝送する場合、通常は、各チャンネルの光信号の伝送パラメータ(情報速度、誤り訂正符号化方式、光出力など)は同一としている。O/E変換後の受信装置の電気信号のSNR値は、送信装置の出力信号レベル、伝送路の損失(≒伝送距離)、増幅器が放出する雑音(≒中継増幅器の個数)、光伝送路の非線形による信号劣化や受信装置における熱雑音など種々の要因によって決定される。 When a plurality of optical signals are multiplexed and transmitted, the transmission parameters (information rate, error correction coding method, optical output, etc.) of the optical signal of each channel are usually the same. The SNR value of the electrical signal of the receiver after O / E conversion is the output signal level of the transmitter, the loss of the transmission line (≈transmission distance), the noise emitted by the amplifier (≈the number of relay amplifiers), the optical transmission line It is determined by various factors such as non-linear signal degradation and thermal noise in the receiver.
図12は、3チャンネルの場合の信号伝送後のSNRを示す図である。光伝送路では伝送に使用する波長の依存性によって、チャンネル間でSNRが均一とならない場合がある。図12に示す例では、チャンネル1のSNR値a<チャンネル2のSNR値b<チャンネル3のSNR値cである。この場合、伝送する映像信号が全体で誤りが少なくなるように伝送システムを設計する必要があるため、一番小さいSNR値であるSNR値aが所要SNR値を満たす(所要SNR値を上回る)ように設計する。
FIG. 12 is a diagram showing the SNR after signal transmission in the case of 3 channels. In an optical transmission line, the SNR may not be uniform between channels due to the dependency of the wavelength used for transmission. In the example shown in FIG. 12, the SNR value a of
目標とする伝送距離が与えられた場合、設計の方法としては大きく以下の2通り考えられる。
<第1の方法>送信装置の出力信号のレベルを増大して中継増幅器の個数を減らし、SNR値を大きくする。
<第2の方法>映像信号を構成する複数の信号の誤り訂正符号化における冗長度をより大きくすることで、BERの改善量を大きくして所要SNR値を小さくする。
When the target transmission distance is given, the following two types of design methods can be considered.
<First Method> The level of the output signal of the transmission apparatus is increased to reduce the number of relay amplifiers and increase the SNR value.
<Second Method> By increasing the redundancy in error correction coding of a plurality of signals constituting a video signal, the amount of improvement in BER is increased and the required SNR value is decreased.
しかしながら、第1の方法では、例えば中継増幅器の個数の削減(≒雑音電力の低減)を行うことでSNRは改善するが、削減された増幅器が増幅していた電力分を送信装置の出力信号のレベルを増大させることで補おうとすると、伝送効率が減少してしまうという課題がある。なお、伝送効率とは、伝送システム全体の情報1ビットを伝送するための送信信号電力とする。すなわち、情報1ビットを伝送するための送信信号電力が増大すると伝送効率は減少し、情報1ビットを伝送するための送信信号電力が減少すると伝送効率は増大する。 However, in the first method, for example, by reducing the number of relay amplifiers (≈reducing noise power), the SNR is improved. However, the amount of power amplified by the reduced amplifier is reduced by the output signal of the transmission apparatus. There is a problem that transmission efficiency decreases if it is made up by increasing the level. The transmission efficiency is the transmission signal power for transmitting 1 bit of information of the entire transmission system. That is, when the transmission signal power for transmitting 1 bit of information increases, the transmission efficiency decreases, and when the transmission signal power for transmitting 1 bit of information decreases, the transmission efficiency increases.
また、第2の方法では、複数の信号の全ての誤り訂正符号化の冗長度を同じように増大させることで、例えば、もともとチャンネル1のSNR値aに比較してSNR値が大きいチャンネル2,3にとっては所要SNR値に対してSNR値が余剰になるため、冗長度が増大した分、伝送効率が減少してしまうという課題がある。
Further, in the second method, by increasing the redundancy of all error correction coding of a plurality of signals in the same manner, for example, the
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、伝送効率を減少することなく所定の伝送品質を満足し誤りの少ない映像伝送を実現することが可能な送信装置、受信装置、及び検査ビット数決定方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention made in view of such circumstances is a transmission device, a reception device, and a determination of the number of check bits that can realize video transmission satisfying a predetermined transmission quality and reducing errors without reducing transmission efficiency. It is to provide a method.
上記課題を解決するため、本発明に係る第1の送信装置は、複数チャンネルの映像信号に検査ビットを付与して誤り訂正符号化した符号化信号を送信する送信装置であって、全チャンネルに共通の初期検査ビット数を設定し、受信側で観測されたチャンネルごとの伝送品質指標を取得し、チャンネルごとに初期検査ビット数を増減させた検査ビット数を決定する検査ビット数決定部と、入力される映像信号を、チャンネルごとに前記検査ビット数の検査ビットを付与して誤り訂正符号化し、符号化信号を出力する誤り訂正符号化部と、を備え、前記検査ビット数決定部は、前記伝送品質指標が示す伝送品質が悪いほど検査ビット数が大きくなり、且つ、検査ビット数の全チャンネルの合計がチャンネル数及び初期検査ビット数の積と等しくなるように検査ビット数を決定することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a first transmission device according to the present invention is a transmission device that transmits an encoded signal that has been subjected to error correction coding by adding check bits to a plurality of channels of video signals. A common initial check bit number is set, a transmission quality indicator for each channel observed on the receiving side is obtained, and a check bit number determination unit that determines the check bit number obtained by increasing or decreasing the initial check bit number for each channel; An error correction encoding unit that outputs an encoded signal by adding an inspection bit of the number of inspection bits to the input video signal and outputs an encoded signal, and the inspection bit number determination unit includes: The worse the transmission quality indicated by the transmission quality indicator, the larger the number of inspection bits, and the total of all the inspection bits is equal to the product of the number of channels and the initial number of inspection bits. And determining the number of check bits as.
また、本発明に係る第2の送信装置は、第1の送信装置に対して、各チャンネルの誤り訂正符号化後の伝送レートが同一となるように、各チャンネルの前記映像信号をマッピングするマッピング部を更に備え、前記誤り訂正符号化部は、前記マッピングされた映像信号を、チャンネルごとに前記検査ビット数の検査ビットを付与して誤り訂正符号化し、符号化信号を出力することを特徴とする。 In addition, the second transmission device according to the present invention maps the video signal of each channel so that the transmission rate after error correction coding of each channel is the same as that of the first transmission device. And the error correction coding unit performs error correction coding on the mapped video signal by adding check bits of the number of check bits for each channel, and outputs a coded signal. To do.
また、本発明に係る第1の受信装置は、上述した第1の送信装置から前記符号化信号を受信する受信装置であって、前記検査ビット数を受信し、該検査ビット数に基づいて各チャンネルの前記符号化信号を誤り訂正する誤り訂正復号部を備えることを特徴とする。 A first receiving device according to the present invention is a receiving device that receives the encoded signal from the first transmitting device described above, receives the number of check bits, and determines each number of bits based on the number of check bits. An error correction decoding unit for correcting an error of the encoded signal of the channel is provided.
また、本発明に係る第2の受信装置は、上述した第2の送信装置から前記符号化信号を受信する受信装置であって、前記検査ビット数を受信し、該検査ビット数に基づいて各チャンネルの前記符号化信号を誤り訂正し、復号信号を出力する誤り訂正復号部と、各チャンネルの前記復号信号の伝送レートが同一となるように、該復号信号をデマッピングするデマッピング部と、を備えることを特徴とする。 A second receiving apparatus according to the present invention is a receiving apparatus that receives the encoded signal from the second transmitting apparatus described above, receives the number of check bits, and determines each check bit number based on the number of check bits. An error correction decoding unit that performs error correction on the encoded signal of a channel and outputs a decoded signal; and a demapping unit that demaps the decoded signal so that a transmission rate of the decoded signal of each channel is the same; It is characterized by providing.
また、本発明に係る検査ビット数決定方法は、複数チャンネルの映像信号に検査ビットを付与して誤り訂正符号化した符号化信号を送信する送信装置に対して、誤り訂正符号化する際の検査ビット数を決定する検査ビット数決定方法であって、全チャンネルに共通の初期検査ビット数を設定するステップと、受信側で観測されたチャンネルごとの伝送品質指標を取得するステップと、前記伝送品質指標が示す伝送品質が悪いほど検査ビット数が大きくなり、且つ、検査ビット数の全チャンネルの合計がチャンネル数及び初期検査ビット数の積と等しくなるように、チャンネルごとに前記初期検査ビット数を増減させた検査ビット数を決定するステップと、を含むことを特徴とする。 Also, the method for determining the number of check bits according to the present invention provides a check at the time of error correction coding for a transmitting apparatus that transmits a coded signal obtained by adding check bits to a video signal of a plurality of channels and performing error correction coding. A method for determining the number of bits for determining the number of bits, the step of setting an initial number of inspection bits common to all channels, the step of obtaining a transmission quality indicator for each channel observed on the receiving side, and the transmission quality The lower the transmission quality indicated by the index, the larger the number of inspection bits, and the initial number of inspection bits for each channel so that the sum of all the channels of the number of inspection bits is equal to the product of the number of channels and the number of initial inspection bits. Determining the number of check bits increased or decreased.
本発明によれば、受信信号の伝送品質指標(SNR値、Q値、BER、又はMERなど)が均一とならない場合に、誤り訂正符号化の冗長度を変化させることで、伝送効率を減少することなく所定の伝送品質を満足し誤りの少ない映像伝送を実現することができる。 According to the present invention, when the transmission quality index (SNR value, Q value, BER, MER, etc.) of the received signal is not uniform, the transmission efficiency is reduced by changing the redundancy of error correction coding. Therefore, it is possible to realize video transmission that satisfies predetermined transmission quality and has few errors.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る送信装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示す例では、送信装置1は、N個の誤り訂正符号化部11(11−1〜11−N)と、検査ビット数決定部12とを備える。送信装置1は、チャンネル1〜NのN個のチャンネル(N本の信号)に分割された映像信号を入力し、誤り訂正符号化して符号化信号を送信する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the example illustrated in FIG. 1, the
誤り訂正符号化部11は、伝送レートがxbpsの映像信号をそれぞれ入力し、映像信号を誤り訂正符号化し、伝送レートがy1〜yNbpsの信号を出力する。
The error
図2は、誤り訂正符号化部11の構成例を示すブロック図である。図2に示す例では、誤り訂正符号化部11は、検査ビット付与部111と、誤り符号化部112とを備える。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the error
検査ビット付与部111は、検査ビット数決定部12から検査ビット数を入力する。n−kiビットの情報ビットごとにkiビットの検査ビットを計算して付与する。ここで、添え字のiはチャンネル番号(1≦i≦N)を意味する。
The inspection bit assignment unit 111 receives the number of inspection bits from the inspection bit
誤り符号化部112は、nビットに誤り符号化された信号を出力する。この場合、冗長度は、ki/nとなる。検査ビット数決定部12により決定される検査ビット数を、誤り訂正符号化部11−1はk1ビット、・・・、誤り訂正符号化部11−NはkNビットとすると、出力信号の伝送レートは、式(1)で表すことができる。
The
検査ビット数決定部12は、受信側で観測されたチャンネルごとの伝送品質指標を取得し、各チャンネルが所望のBERを満たすように、誤り訂正符号化部11に付与する検査ビット数kiを決定する。一般的には、nを固定した場合、冗長度が大きくなるほど、すなわち検査ビット数が大きくなるほど、図11で示した、誤り訂正なしの場合からの誤り訂正ありの場合のBERの改善量は大きくなる。以下、比較のために、従来の検査ビット数の決定方法を説明した後、本発明の検査ビット数の決定方法を説明する。
The check bit
図13は、従来の検査ビット数決定方法の動作例を示すフローチャートである。送信側で、受信側において観測されたチャンネルごと(波長ごと)のSNR値リストを取得する(ステップS101)。取得の方法は、例えば受信側で観測されたSNR値を送信側へ別回線を用いてフィードバックする方法や、オフラインで受信側から送信側へ通知する方法がある。 FIG. 13 is a flowchart showing an operation example of a conventional method for determining the number of check bits. On the transmission side, an SNR value list for each channel (each wavelength) observed on the reception side is acquired (step S101). The acquisition method includes, for example, a method of feeding back the SNR value observed on the reception side to the transmission side using another line, and a method of notifying the transmission side from the reception side offline.
次に、予め設定されている所要SNR値を取得し(ステップS102)、取得したSNR値リストに所要SNR値よりも小さいSNR値が存在するか否かを判定する(ステップS103)。一つでも所要SNR値よりも小さいSNR値が存在する場合には(ステップS103−Yes)、所定のBERを超えるビット誤りが発生し、誤りの少ない映像伝送が困難になることが想定されるため、構成変更する(ステップS104)。構成変更は、例えば上述した第1の方法又は第2の方法により行う。ただし、構成変更をすることにより伝送効率は減少する。構成変更後、再度ステップS101に戻る。 Next, a required SNR value set in advance is acquired (step S102), and it is determined whether or not an SNR value smaller than the required SNR value exists in the acquired SNR value list (step S103). If at least one SNR value is smaller than the required SNR value (step S103-Yes), it is assumed that a bit error exceeding a predetermined BER occurs and video transmission with few errors becomes difficult. The configuration is changed (step S104). The configuration change is performed by, for example, the first method or the second method described above. However, the transmission efficiency is reduced by changing the configuration. After the configuration change, the process returns to step S101 again.
一方、所要SNR値よりも小さいSNR値が存在しない場合には(ステップS103−No)、所定のBER以下のビット誤り率で映像を伝送できると考えられる。また、誤り訂正符号の種類及び検査ビット数(冗長度)により所要SNR値は変化する。よって、全チャンネルの所要SNR値がステップS102で取得した所要SNR値となるように、全チャンネル共通の検査ビット数kを決定する(ステップS105)。 On the other hand, when there is no SNR value smaller than the required SNR value (step S103-No), it is considered that video can be transmitted with a bit error rate equal to or lower than a predetermined BER. Further, the required SNR value varies depending on the type of error correction code and the number of check bits (redundancy). Therefore, the number of inspection bits k common to all channels is determined so that the required SNR values of all channels become the required SNR values acquired in step S102 (step S105).
図3は、本発明に係る検査ビット数決定部12による検査ビット数決定方法の動作例を示すフローチャートである。本処理は、伝送を始める前に開始してもよいし、伝送中に伝送品質指標の劣化を監視・検知することで開始してもよい。また、本処理は検査ビット数決定部12が行う代わりにユーザが行い、誤り訂正符号化する際の検査ビット数をユーザが決定し、誤り訂正符号化部11に設定するようにしてもよい。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation example of the check bit number determination method by the check bit
初めに、全チャンネルに共通の初期検査ビット数kを設定する(ステップS201)。そして、送信側で、受信側において観測されたチャンネルごとのSNR値リスト(SNRi)を取得する(ステップS202)。なお、SNR値以外の伝送品質指標を用いてもよい。伝送品質指標の取得方法は、例えば受信側で観測された伝送品質指標を送信側へ別回線を用いてフィードバックする方法や、オフラインで受信側から送信側へ通知する方法がある。以下、各誤り訂正符号化部11に付与される検査ビット数をkiとして説明する。
First, an initial check bit number k common to all channels is set (step S201). Then, on the transmission side, an SNR value list (SNR i ) for each channel observed on the reception side is acquired (step S202). A transmission quality index other than the SNR value may be used. The transmission quality index acquisition method includes, for example, a method of feeding back a transmission quality index observed on the reception side to the transmission side using a separate line, and a method of notifying the transmission side from the reception side to the transmission side. Hereinafter, the number of check bits given to each error
次に、予め設定されている所望のBER値(tBER)を取得し(ステップS203)、式(2)によりki minを求める(ステップS204)。 Next, a desired BER value (tBER) set in advance is acquired (step S203), and k i min is obtained from equation (2) (step S204).
ここで、BER(SNRi,k’)は、SNRiにおける検査ビット数k’から決定されるビット誤り率を意味する。ki minは、所望のBERよりもビット誤り率を小さくすることができる最小の検査ビット数を意味する。i=1〜Nのうち一つもki minが存在しない場合は(ステップS205−No)、検査ビット数k’をどれだけ増やしても所望のBERを達成できないため、構成変更を行う(ステップS206)。なお、ki minの値に上限値を設け、ki minが上限値を超える場合には構成変更を行うようにしてもよい。 Here, BER (SNR i , k ′) means a bit error rate determined from the number of check bits k ′ in SNR i . k i min means the minimum number of check bits that can make the bit error rate smaller than the desired BER. If there is no k i min among i = 1 to N (step S205—No), the desired BER cannot be achieved no matter how much the number of check bits k ′ is increased, and the configuration is changed (step S206). ). Incidentally, an upper limit is provided to the value of k i min, may be performed configuration changes if k i min exceeds the upper limit value.
一方、i=1〜Nの全てでki minが存在する場合には(ステップS205−Yes)、i=1〜Nの全てで式(3)によりLiを求める(ステップS207)。 On the other hand, if k i min is present for all i = 1 to N (step S205—Yes), L i is obtained from equation (3) for all i = 1 to N (step S207).
ここで、Li>0は、チャンネルiにおいて、検査ビット数を|Li|だけ減少させても所望のBERを達成できるということである。一方、Li<0は、検査ビット数を|Li|だけ増加させれば所望のBERを達成できるということである。よって、Liが式(4)を満たすか否かを判定し(ステップS208)、Liが式(4)を満たさない場合には(ステップS208−No)、構成変更を行う(ステップS206)。 Here, L i > 0 means that in channel i, the desired BER can be achieved even if the number of check bits is decreased by | L i |. On the other hand, L i <0 means that the desired BER can be achieved by increasing the number of check bits by | L i |. Thus, L i is determined whether or not satisfying the equation (4) (step S208), if L i does not satisfy the formula (4) (step S208-No), performs the configuration changes (step S206) .
一方、式(4)を満たす場合には(ステップS208−Yes)、Li>0とLj<0(ただし、i≠j)のすべてのチャンネルで、SNR値の小さいチャンネルほど(伝送品質指標が示す伝送品質が悪いほど)検査ビット数が大きくなり、且つ、式(5)の条件を満たすように、すなわち検査ビット数の全チャンネルの合計がチャンネル数N及び初期検査ビット数kの積と等しくなるように、チャンネルごとに初期検査ビット数kを増減させた検査ビットkiを決定する(ステップS209)。これにより、すべてのチャンネルが所望のBERを達成するようなkiの組み合わせを決定することができる。 On the other hand, when Expression (4) is satisfied (step S208-Yes), the channel with the smaller SNR value (transmission quality index) in all channels with L i > 0 and L j <0 (where i ≠ j). The number of check bits is large and the condition of equation (5) is satisfied, that is, the sum of all the check bit numbers is the product of the number of channels N and the initial check bit number k. Check bits k i obtained by increasing / decreasing the initial check bit number k for each channel are determined so as to be equal (step S209). This allows all channels to determine a combination of such k i to achieve the desired BER.
なお、システム全体でより多くの伝送マージンを確保する(すなわち、所望のBERに比べてできるだけ小さいBER(SNRi,ki)とする)という点で、式(6)が最小となるkiの組み合わせとすることが望ましい。 Incidentally, to ensure more transmission margin in the entire system (i.e., as small as possible BER (SNR i than the desired BER, k i) to) in terms of k i of Equation (6) is minimum A combination is desirable.
図4は、本発明の第1の実施形態に係る受信装置の概略構成を示すブロック図である。図4に示す例では、受信装置2は、N個の誤り訂正復号部21(21−1〜21−N)を備える。受信装置2は、図1に示した送信装置1から入力される、伝送レートy1〜yNbpsのN本の符号化信号を受信する。そして、送信装置1で決定された検査ビット数kiを基にした誤り検出及び訂正を行い、伝送レートxbpsのN本の復号信号を出力する。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the receiving apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the example illustrated in FIG. 4, the
図5は、誤り訂正復号部21の構成例を示すブロック図である。図5に示す例では、誤り訂正復号部21は、誤りビット計算部211と、誤り訂正部212とを備える。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the error
誤りビット計算部211は、送信装置1で決定された検査ビット数kiを取得する。取得方法は、別回線を用いて送信側から受信側へ通知する方法や、オフラインで通知する方法、情報ビットに重畳する方法などがある。誤りビット計算部211は、n−kiビットの情報ビットに付加されたkiビットの検査ビットを用いて誤りビットを計算する。
The error
誤り訂正部212は、符号化信号の誤り訂正を行い、入力nビットに対してn−kiビットの誤り訂正された信号を出力する。
このように、本発明によれば、受信信号の伝送品質指標(SNR値、Q値、BER、又はMERなど)が均一とならない場合に、チャンネルごとに誤り訂正符号化の冗長度を変化させることで、伝送効率を減少することなく所定の伝送品質を満足し誤りの少ない映像伝送を実現することができる。 As described above, according to the present invention, when the transmission quality index (SNR value, Q value, BER, MER, etc.) of the received signal is not uniform, the redundancy of error correction coding is changed for each channel. Thus, it is possible to realize video transmission that satisfies predetermined transmission quality and has few errors without reducing transmission efficiency.
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図6は、本発明の第2の実施形態に係る送信装置の概略構成を示すブロック図である。図6に示す例では、送信装置3は、N個の誤り訂正符号化部11(11−1〜11−N)と、検査ビット数決定部12と、マッピング部13とを備える。第2の実施形態の送信装置3は、第1の実施形態の送信装置1と比較して、マッピング部13を更に備える点、及び検査ビット数決定部12による検査ビット数の決定方法が相違する。その他の構成については第1の実施形態と同様であるため、適宜説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the example illustrated in FIG. 6, the
マッピング部13は、検査ビット数決定部12から各チャンネルの検査ビット数kiを取得し、誤り訂正符号化部11から出力される伝送レートが同一となるように、N本の入力信号(伝送レートxpbs)の伝送レートを調整し、伝送レートがx1〜xNbpsの信号にマッピングする。ただし、式(7)を満たすものとする。
The
誤り訂正符号化部11で付与される検査ビット数を、誤り訂正符号化部11−1はk1ビット、・・・、誤り訂正符号化部11−NはkNビットとすると、誤り訂正符号化部11に入力される信号の伝送レートは、式(8)で表される。ここで、kは例えば、図13を参照して説明した従来の方法による検査ビット数(複数のチャンネルのSNR値のうち、最も小さいSNR値が所要SNR値を満たすように設計した場合の検査ビット数)とすることができる。
When the number of check bits given by the
誤り訂正符号化部11は、第1の実施形態と同様に同一種類の誤り訂正符号を用いて誤り訂正符号化を行い、式(1)により、各出力信号の伝送レートはy=n・x/(n−k)で同一となる。
The error
図7は、本発明の第2の実施形態に係る受信装置の概略構成を示すブロック図である。図7に示す例では、受信装置4は、N個の誤り訂正復号部21(21−1〜21−N)と、デマッピング部22とを備える。第2の実施形態の受信装置4は、第1の実施形態の受信装置2と比較して、デマッピング部22を更に備える点が相違する。その他の構成については第1の実施形態と同一であるため、適宜説明を省略する。
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a receiving apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the example illustrated in FIG. 7, the reception device 4 includes N error correction decoding units 21 (21-1 to 21 -N) and a
受信装置4は、図6に示した送信装置3から入力される、伝送レートybpsのN本の符号化信号を受信する。そして、送信装置3で決定された検査ビット数kiを基にした誤り検出及び訂正を行い、伝送レートxbpsのN本の信号を出力する。
The receiving device 4 receives N encoded signals of the transmission rate ybps input from the transmitting
誤り訂正復号部21は、送信装置3で決定された検査ビット数kiを取得する。そして、伝送レートybpsのN本の符号化信号について、n−kiビットの情報ビットに付加されたkiビットの検査ビットを用いて誤り検出・訂正を行い、伝送レートがx1〜xNbpsのN本の復号信号をデマッピング部22に出力する。
The error
デマッピング部22は、送信装置3のマッピング部13と逆の処理により、伝送レートxbpsのN本の信号を出力する。つまり、デマッピング部22は、各チャンネルの復号信号の伝送レートx1〜xNbpsが同一(xpbs)となるように、復号信号の伝送レートを調整してデマッピングする。
The
第1の実施形態では、送信装置1から出力されるN本の符号化信号の符号長が異なり、E/O変換及びO/E変換の動作クロックも異なるが、マッピング部13及びデマッピング部22を省略できる。一方、第2の実施形態では、N本の符号化信号の符号長を同一とすることで、E/O変換及びO/E変換の動作クロックを同一にすることができ、ハードウェア処理を単純化することができる。
In the first embodiment, the N encoded signals output from the
図8は、本発明の第2の実施形態に係る送信装置の誤り訂正符号の具体例を示す図である。図8(a)は検査ビット数がチャンネル間で共通の初期検査ビット数である誤り訂正符号の具体例である。BCH(2047,1926)は、誤り訂正符号がBCH符号であり、符号長が2047ビットであり、情報ビット数が1926ビットであることを表す。この例では、初期検査ビット数k=121である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a specific example of the error correction code of the transmission apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8A is a specific example of an error correction code in which the number of check bits is the number of initial check bits common between channels. BCH (2047, 1926) represents that the error correction code is a BCH code, the code length is 2047 bits, and the number of information bits is 1926 bits. In this example, the initial check bit number k = 121.
図8(b)は検査ビット数が調整された誤り訂正符号の具体例である。この例では、チャンネル1,2について、マッピング部13により、伝送レートxbpsの信号が、0.96xbpsと1.04xbpsの信号にマッピングされ、各々の信号について、BCH(2047,1849)とBCH(2047,2003)の冗長度が異なる誤り訂正符号化が行われ、伝送レートがybpsの同一な2つの信号を出力する。検査ビット数k1=198、検査ビット数k2=44であり、検査ビット数の合計は、図8(a)の例と等しい。
FIG. 8B is a specific example of an error correction code in which the number of check bits is adjusted. In this example, for the
図9は、図8に示したBCH符号の冗長度を適用した場合のSNR対BER特性を示す図である。この図から分かるように、本発明では所要SNRが一定ではなく、所望のBERを10−7とした場合、チャンネル1のBCH(2047,1849)とチャンネル2のBCH(2047,2003)とで、約2dBの差がある。例えば、SNR値がチャンネル1では15dB、チャンネル2では17dBであった場合、従来法では、全チャンネルでBCH(2047,1849)を用いて誤り訂正符号を行うことになるため、伝送効率が減少する。また、検査ビット数が初期値のままでは、チャンネル1がBCH(2047,1926)の所要SNR値15.6dBを満たすことができない。一方、本発明によれば、チャンネル1はBCH(2047,1849)の所要SNR値14.8dBを満たすことができ、チャンネル2はBCH(2047,2003)の所要SNR値16.9dBを満たすことができるため、伝送効率を減少させることなく所望のBERでの映像伝送が可能となる。
FIG. 9 is a diagram showing SNR vs. BER characteristics when the redundancy of the BCH code shown in FIG. 8 is applied. As can be seen from the figure, in the present invention, when the required SNR is not constant and the desired BER is 10 −7 , the
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを1つに組み合わせたり、あるいは1つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。 Although the above embodiment has been described as a representative example, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims. For example, a plurality of constituent blocks described in the embodiments can be combined into one, or one constituent block can be divided.
また、上述した送信装置1,3、又は受信装置2,4として機能させるためにコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、送信装置1,3、又は受信装置2,4の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのCPUによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。なお、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録可能である。
In addition, a computer can be suitably used to function as the above-described
本発明は、例えば、大容量映像信号を構成する複数の光信号を多重して目標とする距離を伝送する映像伝送システムに利用可能である。なお、図10では複数の信号を多重して伝送する技術としてWDMを提示したが、偏波多重、複数ファイバやマルチコアファイバなどを用いた空間多重などにおいても、本発明を利用することが可能である。 The present invention can be used, for example, in a video transmission system that transmits a target distance by multiplexing a plurality of optical signals constituting a large-capacity video signal. In FIG. 10, WDM is presented as a technique for multiplexing and transmitting a plurality of signals. However, the present invention can also be used in polarization multiplexing, spatial multiplexing using a plurality of fibers, multi-core fibers, and the like. is there.
1,3 送信装置
2,4 受信装置
11 訂正符号化部
12 検査ビット数決定部
13 マッピング
21 誤り訂正復号部
22 デマッピング部
111 検査ビット付与部
112 誤り符号化部
211 誤りビット計算部
212 誤り訂正部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
全チャンネルに共通の初期検査ビット数を設定し、受信側で観測されたチャンネルごとの伝送品質指標を取得し、チャンネルごとに初期検査ビット数を増減させた検査ビット数を決定する検査ビット数決定部と、
入力される映像信号を、チャンネルごとに前記検査ビット数の検査ビットを付与して誤り訂正符号化し、符号化信号を出力する誤り訂正符号化部と、を備え、
前記検査ビット数決定部は、前記伝送品質指標が示す伝送品質が悪いほど検査ビット数が大きくなり、且つ、検査ビット数の全チャンネルの合計がチャンネル数及び初期検査ビット数の積と等しくなるように検査ビット数を決定することを特徴とする送信装置。 A transmission device that transmits an encoded signal that has been subjected to error correction encoding by adding a check bit to a video signal of a plurality of channels,
Set the initial number of inspection bits common to all channels, obtain the transmission quality index for each channel observed on the receiving side, and determine the number of inspection bits by increasing or decreasing the number of initial inspection bits for each channel And
An error correction encoding unit that outputs an encoded signal by adding an error correction code to the input video signal by adding the check bits of the number of check bits for each channel; and
The inspection bit number determination unit increases the number of inspection bits as the transmission quality indicated by the transmission quality indicator is worse, and the sum of all the channels of the inspection bit number is equal to the product of the number of channels and the initial number of inspection bits. And determining the number of check bits.
前記誤り訂正符号化部は、前記マッピングされた映像信号を、チャンネルごとに前記検査ビット数の検査ビットを付与して誤り訂正符号化し、符号化信号を出力することを特徴とする、請求項1に記載の送信装置。 A mapping unit that maps the video signal of each channel so that the transmission rate after error correction coding of each channel is the same;
The error correction encoding unit performs error correction encoding on the mapped video signal by adding check bits of the number of check bits for each channel, and outputs an encoded signal. The transmitting device according to 1.
前記検査ビット数を取得し、該検査ビット数に基づいて各チャンネルの前記符号化信号を誤り訂正する誤り訂正復号部
を備えることを特徴とする受信装置。 A reception device that receives the encoded signal from the transmission device according to claim 1,
A receiving apparatus comprising: an error correction decoding unit that acquires the number of check bits and performs error correction on the encoded signal of each channel based on the number of check bits.
前記検査ビット数を取得し、該検査ビット数に基づいて各チャンネルの前記符号化信号を誤り訂正し、復号信号を出力する誤り訂正復号部と、
各チャンネルの前記復号信号の伝送レートが同一となるように、該復号信号をデマッピングするデマッピング部と、
を備えることを特徴とする受信装置。 A reception device that receives the encoded signal from the transmission device according to claim 2,
An error correction decoding unit that obtains the number of check bits, performs error correction on the encoded signal of each channel based on the number of check bits, and outputs a decoded signal;
A demapping unit for demapping the decoded signal so that the transmission rate of the decoded signal of each channel is the same;
A receiving apparatus comprising:
全チャンネルに共通の初期検査ビット数を設定するステップと、
受信側で観測されたチャンネルごとの伝送品質指標を取得するステップと、
前記伝送品質指標が示す伝送品質が悪いほど検査ビット数が大きくなり、且つ、検査ビット数の全チャンネルの合計がチャンネル数及び初期検査ビット数の積と等しくなるように、チャンネルごとに前記初期検査ビット数を増減させた検査ビット数を決定するステップと、
を含むことを特徴とする検査ビット数決定方法。 A method of determining the number of check bits for determining the number of check bits when performing error correction coding for a transmission apparatus that transmits a coded signal that has been subjected to error correction coding by adding check bits to video signals of a plurality of channels. ,
Setting an initial number of inspection bits common to all channels;
Obtaining a transmission quality indicator for each channel observed on the receiving side;
The initial inspection for each channel is performed such that the lower the transmission quality indicated by the transmission quality indicator, the larger the number of inspection bits, and the sum of all the channels of the number of inspection bits equals the product of the number of channels and the number of initial inspection bits. Determining the number of test bits by increasing or decreasing the number of bits;
A method for determining the number of check bits.
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---|---|---|---|---|
JP2017143369A (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 三菱電機株式会社 | Frame generation method, optical transmission device and optical transmission system |
JP2021073760A (en) * | 2018-05-04 | 2021-05-13 | シトリックス・システムズ・インコーポレイテッドCitrix Systems,Inc. | Computer system providing hierarchical display remoting optimized with user and system hint and related method |
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