JP2021013078A - 送信サーバ、送信装置、受信装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】親和性の高い態様で放送と通信を連携して放送番組の大容量伝送を可能とし、放送受信不良、並びにＩＰパケット損失を補償してデータを伝送可能とする送信サーバ、デジタル放送に係る送信装置及び受信装置、並びにプログラムを提供する。【解決手段】本発明の送信サーバ６は、放送番組に係る可変長パケットを入力し規則的に並び替え、スタッフィングビットを付加して誤り訂正符号化を行い、スタッフィングビットを除去してＩＰパケット化し受信装置５に送信する。受信装置５は、送信装置２（又は３）からの放送受信とは別に、送信サーバ６からＩＰパケットを受信して符号化データを抽出し、符号化データを構成する各可変長パケットの並びの規則性から当該スタッフィングビットを予測して付加し誤り訂正復号を行い、当該規則的な並び替えを元に戻して受信データを抽出し、放送受信による受信データとの切り替え、又は合成を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、衛星放送及び地上放送並びに固定通信及び移動通信の技術分野に関するものであり、特に、放送と通信を連携し、データを送信可能とする送信サーバ、デジタル放送に係る送信装置及び受信装置、並びにプログラムに関する。

衛星放送及び地上放送のデジタル伝送方式では、各サービスで利用可能な周波数帯域幅において、より多くの情報が伝送可能なよう、多値変調方式がよく用いられる。周波数利用効率を高めるには、変調信号１シンボル当たりに割り当てるビット数（変調次数）を高めるのが有効であるが、周波数１Ｈｚあたりに伝送可能な情報速度の上限値と信号対雑音比の関係はシャノン限界で制限される。衛星伝送路を用いた情報の伝送形態の一例として、衛星デジタル放送が挙げられる。

衛星放送及び地上放送のデジタル放送方式では、白色雑音下での伝送性能を向上させる技術として、誤り訂正符号が用いられる。例えば、現在利用されている衛星デジタル放送では、誤り訂正符号を用いた受信装置における情報訂正が行われている。パリティビットと呼ばれる冗長信号を送るべき情報に付加することで信号の冗長度（符号化率）を制御し、雑音に対する耐性を上げることが可能である。

誤り訂正符号と変調方式は密接に関わっており、信号対雑音比に対する周波数利用効率の理論的な上限値はシャノン限界と呼ばれる。シャノン限界に迫る性能を有する強力な誤り訂正符号の一つとしてＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号が１９６２年にギャラガーによって提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

そして、次世代の放送サービスである４Ｋ・８Ｋスーパーハイビジョンの衛星放送の伝送方式を規定するＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４（以下、「高度衛星放送方式」と呼ぶ。）では、信号対雑音比に対する利用効率の理論的な上限値であるシャノン限界に迫る性能を有する強力な誤り訂正符号であるＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号が利用される（例えば、非特許文献２参照）。

ＬＤＰＣ符号は、非常に疎な検査行列Ｈ（検査行列の要素が０と１からなり、且つ１の数が非常に少ない）により定義される線形符号である。

ＬＤＰＣ符号は符号長を大きくし、適切な検査行列を用いることによりシャノン限界に迫る伝送特性が得られる強力な誤り訂正符号であり、次世代の放送サービスである４Ｋ・８Ｋのスーパーハイビジョンの衛星放送の伝送方式を規定するＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４（以下、高度衛星放送方式と呼ぶ。例えば、非特許文献２参照）においてもＬＤＰＣ符号が採用されている。多値変調とＬＤＰＣ符号をはじめとする強力な誤り訂正符号を組み合わせることで、より高い周波数利用効率の伝送が可能となってきている。

高度衛星放送方式を例にした場合、本方式におけるＬＤＰＣ符号の符号長は、前方向誤り訂正方式（ＦＥＣ：Forward Error Correction）フレームで構成され、４４８８０ビットであり、ＢＰＳＫ限界（信号点配置をＢＰＳＫとした場合の信号対雑音比に対する周波数利用効率の理論的な上限値）から約１ｄＢ以内の性能を有することが示されている（例えば、非特許文献３参照）。

また、高度衛星放送方式においては、ＬＤＰＣ符号化率として、４１／１２０（≒１／３）、４９／１２０（≒２／５）、６１／１２０（≒１／２）、７３／１２０（≒３／５）、８１／１２０（≒２／３）、８９／１２０（≒３／４）、９３／１２０（≒７／９）、９７／１２０（≒４／５）、１０１／１２０（≒５／６）、１０５／１２０（≒７／８）、及び、１０９／１２０（≒９／１０）の１１種類が定められている。

更に、近年では、現行の衛星・地上放送による２Ｋの放送サービスや、衛星放送による４Ｋ・８Ｋのスーパーハイビジョンに加え、新たに地上放送による４Ｋ・８Ｋのスーパーハイビジョンの提供が期待されている。

ここで、衛星放送で使用される１２ＧＨｚ帯に着目すると、利用可能な周波数はひっ迫しており、４Ｋ・８Ｋのハイビジョンサービスの伝送容量を超える次世代コンテンツの伝送にむけては十分な周波数帯域幅を確保することが困難な状況にある。そのような状況の中で、ＩＴＵ−Ｒで日本に衛星放送用周波数帯（ＢＳＳ）として分配されている２１ＧＨｚ帯が注目されている。この周波数帯は６００ＭＨｚの広帯域を持っているため、２Ｋ、或いは４Ｋ・８Ｋのスーパーハイビジョンだけでなく、４Ｋ・８Ｋのハイビジョンサービスの伝送容量を超える次世代コンテンツの伝送サービスとして考えられるＡＲ（Augmented Reality）、ＶＲ（Virtual Reality）、立体テレビ等の大容量伝送の利用に期待できる。

しかし、衛星デジタル放送では降雨による減衰、地上デジタル放送ではフェージングなど、デジタル放送では、誤り訂正符号のみでは信号を復旧できないほど伝送条件が悪化する場合がある。特に、２１ＧＨｚ帯で伝送を行う場合、降雨減衰の影響が１２ＧＨｚ帯のｄＢ値で約３倍発生することが想定される。

一方、昨今、放送に係る放送番組を、送信側からＩＰ（Internet Protocol）網を経て受信装置に送信するといった放送と通信を連携したサービスが可能となっている。

ただし、一般的なＩＰ網は、回線が混雑しているなどの何らかの障害により情報が消失する消失通信路（ＰＥＣ：Packet Erasure Channel）が想定される。

R. G. Gallager, "Low-Density Parity-Check Codes," in Research Monograph series Cambridge, MIT Press, 1963年12月 "高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB-S3） 標準規格 ARIB STD-B44 2.1版"、［online］、平成28年3月25日改定、ARIB、［令和01年6月12日検索］、インターネット<URL:https://www.arib.or.jp/kikaku/kikaku_hoso/std-b44.html> 鈴木他, "高度ＢＳデジタル放送用ＬＤＰＣ符号の設計"、映像情報メディア学会誌、一般社団法人映像情報メディア学会、映像情報メディア vol.62、No.12、2008年12月1日、pp.1997-2004

上述したように、昨今、２Ｋ、或いは４Ｋ・８Ｋのスーパーハイビジョンだけでなく、４Ｋ・８Ｋのハイビジョンサービスの伝送容量を超える次世代コンテンツの伝送サービスとして考えられるＡＲ、ＶＲ、立体テレビ等の大容量伝送のサービスが期待されている。

一方で、衛星デジタル放送では降雨による減衰、地上デジタル放送ではフェージングなど、デジタル放送では、誤り訂正符号のみでは信号を復旧できないほど伝送条件が悪化する問題がある。

このため、放送番組の大容量伝送のサービスを可能とし、尚且つ放送伝送路に係る伝送条件の悪化による受信不良を補償する技法が望まれる。

そこで、放送に係る放送番組を、送信側からＩＰ網を経て受信装置に送信するといった放送と通信を連携する技法を応用することが考えられるが、一般的なＩＰ網は情報が消失する消失通信路（ＰＥＣ）であることを考慮した技法とする必要がある。

特に、今後の衛星放送においては、送信装置は、１２ＧＨｚ帯における衛星放送用周波数のひっ迫に基づき、大容量伝送を可能とする２１ＧＨｚ帯衛星周波数の放送伝送路を利用して、且つ高度衛星放送方式のように符号長が一定の誤り訂正フレームで処理する誤り訂正符号（ＬＤＰＣ符号）を用いて白色雑音に対する耐性の高い態様で、放送番組の送信データを受信装置に向けて送信するように構成することが想定される。この場合に、その放送伝送路の降雨減衰による受信側の受信不良を補償するためにＩＰ伝送を利用するには、放送とＩＰ伝送の親和性を高い態様で、尚且つＩＰ網で生じるＩＰパケットの消失を補償するように、ＩＰ網を利用して当該放送番組の送信データを受信装置に向けて送信する送信サーバが望まれる。また、受信装置は、放送伝送路及びＩＰ網を経て受信したデータを基に放送番組を精度よく復元する工夫が必要である。

従って、本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、親和性の高い態様で放送と通信を連携して放送番組の大容量伝送を可能とし、尚且つ放送伝送路に係る伝送条件の悪化による受信側の受信不良、並びにＩＰ網上のパケット損失を補償してデータを伝送可能とする送信サーバ、デジタル放送に係る送信装置及び受信装置、並びにプログラムを提供することにある。

本発明の送信サーバは、放送番組の送信データを可変長パケットの形式で入力し、ＩＰパケット化して受信装置に向けて送信する送信サーバであって、送信装置により放送伝送路経由で伝送する放送番組の送信データを、可変長パケットの形式で入力順に蓄積し、入力順の所定数の可変調パケットを抽出する可変長パケット整列手段と、当該所定数の可変調パケットに対し、可変調パケットの長さ方向と直交する方向に、前記送信装置で用いる符号長が一定の誤り訂正フレームで処理する誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ前記送信装置とは独立した符号化率で誤り訂正フレームを構成して誤り訂正符号化処理を行う誤り訂正符号化手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の送信サーバは、放送番組の送信データを可変長パケットの形式で入力し、ＩＰパケット化して受信装置に向けて送信する送信サーバであって、送信装置により放送伝送路経由で伝送する放送番組の送信データを、可変長パケットの形式で入力順に蓄積し、それぞれの可変長パケットの先頭にパケット順序を示すシーケンスヘッダを付加して、入力順の所定数の可変調パケットの並び替えを規則的に行う可変長パケット整列手段と、規則的な並び替え後の当該所定数の可変調パケットのうち、最長のパケット長を基準にすると空きの生じるパケット長の可変長パケットに対し、送受間で既知のパターンからなるスタッフィングビットを付加するスタッフィングビット付加手段と、前記スタッフィングビットが付加された当該所定数の可変調パケットに対し、可変調パケットの長さ方向と直交する方向に、前記シーケンスヘッダも含めて、前記送信装置で用いる符号長が一定の誤り訂正フレームで処理する誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ前記送信装置とは独立した符号化率で誤り訂正フレームを構成して誤り訂正符号化処理を行う誤り訂正符号化手段と、誤り訂正符号化処理後に前記スタッフィングビットを除去し、前記シーケンスヘッダを含めた可変調パケット及び前記誤り訂正符号化処理により付加されたパリティビットの領域の情報を可変調パケットの長さ方向に抽出するスタッフィングビット除去手段と、当該可変調パケットの長さ方向に抽出されたシーケンスヘッダを含めた可変調パケット及びパリティビットの領域の情報を順次、ＩＰパケット化してＩＰ網経由で前記送信装置からの送信データを受信可能とする受信装置に向けて送信するＩＰパケット生成手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の送信サーバにおいて、前記可変長パケット整列手段は、前記スタッフィングビットの付加を前記受信装置側で予測可能にするよう、当該入力順の所定数の可変調パケットの並び替えをパケット長に基づいて降順又は昇順に行うことを特徴とする。

また、本発明の送信サーバにおいて、前記送信装置で用いる誤り訂正符号化方式は、ＬＤＰＣ符号を含み、前記誤り訂正符号化手段は、前記ＬＤＰＣ符号と同一の処理に基づき、且つ前記送信装置とは独立した符号化率で誤り訂正フレームを構成して誤り訂正符号化処理を行うことを特徴とする。

更に、本発明の送信装置は、デジタル放送に係る送信装置であって、本発明の送信サーバを装置内部に備えることを特徴とする。

更に、本発明の受信装置は、本発明の送信サーバから、ＩＰ網経由で当該放送番組に係るＩＰパケットを受信し、前記送信サーバで用いられた誤り訂正フレームを再構成するための所定数のＩＰパケットを順次抽出するＩＰパケット受信手段と、前記所定数のＩＰパケットを用いて前記送信サーバで用いられた誤り訂正フレームを再構成し、尤度判定を行い、前記送信サーバにおける誤り訂正符号化処理に対応する符号化率に応じた復号処理を行って誤り訂正復号後のデータを生成する誤り訂正復号手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の受信装置は、本発明の送信サーバから、ＩＰ網経由で当該放送番組に係るＩＰパケットを受信し、前記シーケンスヘッダを参照して、前記送信サーバで用いられた誤り訂正フレームを再構成するための所定数のＩＰパケットを順次抽出するＩＰパケット受信手段と、当該所定数のＩＰパケットから順次、格納されている符号化データとして、前記シーケンスヘッダ及び可変長パケット、並びにパリティビットの情報を抽出し、各可変長パケットの並びの規則性から、前記送信サーバで用いられたスタッフィングビットを予測して付加するスタフィングビット付加手段と、該スタフィングビットが付加された符号化データについて前記送信サーバで用いられた誤り訂正フレームを再構成し、尤度判定を行い、前記送信サーバにおける誤り訂正符号化処理に対応する符号化率に応じた復号処理を行って誤り訂正復号後のデータを生成する誤り訂正復号手段と、誤り訂正復号後のデータから、該スタッフィングビットを除去して誤り訂正後の可変長パケットを抽出するスタフィングビット除去手段と、前記シーケンスヘッダを参照して、前記送信サーバによる規則的な並び替えを元に戻し当該送信データの可変長パケットを復元するように並び替え、各可変長パケットに付加されていたシーケンスヘッダを削除して受信データを抽出する可変長パケット整列手段と、前記送信装置から放送伝送路経由で得られる放送受信による受信データと、前記可変長パケット整列部から得られるＩＰ網経由の受信データの切り替え、又は合成を行って再生可能に外部出力する受信データ切替／合成手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の受信装置において、前記誤り訂正復号手段は、前記送信装置から放送伝送路経由で得られる放送受信に係る誤り訂正符号化方式の復号処理と共有して用いる、予め定められた種類の符号化率に応じた検査行列テーブルを参照して、符号化率に応じた復号処理を行うことを特徴とする。

また、本発明のプログラムは、コンピュータを、本発明の送信サーバとして機能させるためのプログラムとして構成する。

また、本発明のプログラムは、コンピュータを、本発明の受信装置として機能させるためのプログラムとして構成する。

本発明によれば、親和性の高い態様で放送とＩＰ伝送の連携で放送番組の大容量伝送が可能となり、放送伝送路に係る伝送条件の悪化による受信側の受信不良、並びにＩＰ網上のパケット損失を補償してデータを伝送可能となる。

本発明による一実施形態の送信サーバ、送信装置及び受信装置を備える伝送システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明による一実施形態の送信サーバ及び送信装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明による一実施形態の受信装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明による一実施例の送信サーバ、２１ＧＨｚ帯衛星周波数の高度広帯域衛星デジタル放送の送信装置及び受信装置を備える伝送システムの概略構成を示すブロック図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による一実施例の送信サーバにおける可変長パケット整列部、及びスタッフィングビット付加部の各処理の説明図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による一実施例の送信サーバにおける誤り訂正符号化部、スタッフィングビット除去部、及びＩＰパケット生成部の各処理の説明図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による一実施例の受信装置におけるＩＰパケット受信部、スタッフィングビット付加部、及び誤り訂正復号部の各処理の説明図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による一実施例の受信装置におけるスタッフィングビット除去部、及び可変長パケット整列部の各処理の説明図である。

〔伝送システム〕
図１は、本発明による一実施形態の送信サーバ６、送信装置２，３及び受信装置５を備える伝送システム１の概略構成を示すブロック図である。図１に示す伝送システム１は、送信装置２，３、受信装置５、及び送信サーバ６を備える。

送信装置２は、放送番組の送信データに対し、符号長が一定の誤り訂正フレームで処理する誤り訂正符号化処理を施して誤り訂正符号パリティを付与することにより符号化データを生成し、その符号化データを所定の変調方式でデジタル変調して変調波信号を生成し、送信アンテナ２ａを介して放送衛星４を含む衛星放送伝送路経由で、デジタル放送に係る電波を放射する装置である。例えば、送信装置２は、２１ＧＨｚ帯衛星周波数で運用する高度広帯域衛星デジタル放送の送信装置とすることができる。

送信装置３は、放送番組の送信データに対し、符号長が一定の誤り訂正フレームで処理する誤り訂正符号化処理を施して誤り訂正符号パリティを付与することにより符号化データを生成し、その符号化データを所定の変調方式でデジタル変調して変調波信号を生成し、送信アンテナ３ａを介して地上放送伝送路経由で、デジタル放送に係る電波を放射する装置である。例えば、送信装置３は、符号長が一定の誤り訂正フレームで処理する誤り訂正符号化処理を用いる次世代の地上デジタル放送の送信装置とすることができる。

尚、送信装置２に入力される放送番組の送信データは、放送ＴＳ（Transport Stream）における固定長のＴＳパケットで入力される以外にも、可変長のＴＳパケット、ＴＬＶ（Type-Length-Value）パケット、ＭＰＥＧ２−ＴＳに基づいたＭＭＴＰ（MPEG Media Transport Protocol）パケット、ＩＰパケット等の可変長パケットの形式で入力される。ただし、可変長パケットは固定長であってもよいことから、送信装置２は、送信データを可変長パケットの形式で入力できるように構成されている。

送信サーバ６は、送信装置２（又は送信装置３）から伝送するものと同一の放送番組の送信データ（可変長パケット）に対し、パケット順序を示すシーケンスヘッダを付加し、誤り訂正符号化の符号化率に依存する所定数の可変調パケットの並び替えを規則的に行うことで、送受間（送信装置２（又は送信装置３）と受信装置５との間）で既知のパターンからなるスタッフィングビットを受信装置５側で予測可能にして付加する機能、可変調パケットの長さ方向と直交する方向に送信装置２（又は送信装置３）で用いる誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ放送に係る送信装置２（又は送信装置３）とは独立した符号化率で誤り訂正符号化処理を行う機能、及び、当該スタッフィングビットを除去して当該誤り訂正符号化後の情報を可変調パケットの長さ方向に順次、ＩＰパケット化して、ＩＰ網８経由で受信装置５に向けて送信する機能を有するコンピュータである。

受信装置５は、受信アンテナ５ａを介して送信装置２から電波放射された変調波信号を受信して復調し、誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正フレームを再構成し送信装置２における誤り訂正符号化処理に対応する復号処理を行って受信データを生成し再生可能とする機能、及び、受信アンテナ５ｂを介して送信装置３から電波放射された変調波信号を受信して復調し、誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正フレームを再構成し送信装置３における誤り訂正符号化処理に対応する復号処理を行って受信データを生成する機能を有する装置である。

また、受信装置５は、送信装置２（又は送信装置３）からの放送受信とは別に、送信サーバ６からＩＰ網８経由で当該放送番組に係るＩＰパケットを受信し、誤り訂正フレームを構成するための予め定められたパケット数のＩＰパケットから順次、格納されている符号化データとして、当該シーケンスヘッダ及び可変長パケット、並びにパリティビットの情報を抽出し、各可変長パケットの並びの規則性から、送信サーバ６側と対応する送受間で既知のパターンからなるスタッフィングビットを予測して付加する機能、送信サーバ６における誤り訂正符号化に対応する誤り訂正復号を行う機能、誤り訂正復号後に受信側で付加したスタッフィングビットを除去して、シーケンスヘッダの情報を基に送信サーバ６による規則的な並び替えを元に戻す並び替えを行う機能、及び当該並び替え後の可変調パケットから受信データを抽出し、放送受信による受信データとＩＰ網８経由の受信データの切り替え、又は合成を行って再生可能に外部出力する機能を有する。

尚、図１に例示する伝送システム１では、送信装置２及び送信装置３を備えるとして説明したが、送信装置２と送信装置３のいずれか一方のみとしてもよい。また、図１に例示する伝送システム１では、送信装置２（又は送信装置３）と送信サーバ６とを別体として説明したが、送信装置２（又は送信装置３）が送信サーバ６を備える形態としてもよい。

以下、より具体的に、送信装置２（又は送信装置３）、送信サーバ６、受信装置５について順に説明する。

〔送信装置〕
図２は、本発明による一実施形態の送信サーバ６及び送信装置２（又は送信装置３）の概略構成を示すブロック図である。尚、図２に示す送信装置２（又は送信装置３）は、本発明に係る主要な構成要素のみを図示しており、エネルギー拡散処理等のその他の構成要素の説明は省略する。

送信装置２及び送信装置３は、それぞれの放送伝送路（衛星放送伝送路又は地上放送伝送路）に適した誤り訂正符号化処理及び変調方式が採用されるが、図２に示すように、誤り訂正符号化部２１、及び変調部２２を備えるとして包括して説明する。

誤り訂正符号化部２１は、放送番組の送信データに対し、符号長が一定の誤り訂正フレームで処理する誤り訂正符号化処理を施して誤り訂正符号パリティを付与することにより符号化データを生成し、変調部２２に出力する符号化器である。ここで、誤り訂正符号化処理は、符号長が一定の誤り訂正フレームであれば任意の処理とすることができるが、好適には高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ＩＳＤＢ−Ｓ３）で規定されるように、内符号としてのＬＤＰＣ符号と、外符号としてのＢＣＨ符号との連接符号とし、予め定められた種類のＬＤＰＣ符号化率を設定できるものとする。

変調部２２は、誤り訂正符号化部２１から得られる符号化データを所定の変調方式でデジタル変調して変調波信号を生成し、放送伝送路経由でデジタル放送に係る電波を放射する。

放送番組の送信データは、上述したように、可変長パケットの形式で送信装置２（又は送信装置３）に入力することができ、例えば地上放送伝送路を経由して送信するときはＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３１に記載され地上デジタル放送で使用されるＭＰＥＧ２−ＴＳに基づいたＭＭＴＰパケット、衛星放送伝送路を経由して送信するときはＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に記載され高度広帯域衛星デジタル放送で使用されるＴＬＶパケット又はＭＭＴＰパケット、或いはＩＰパケットの形式とすることができる。

〔送信サーバ〕
図２に示す送信サーバ６は、可変長パケット整列部６１、スタッフィングビット付加部６２、誤り訂正符号化部６３、スタッフィングビット除去部６４、及びＩＰパケット生成部６５を備える。

可変長パケット整列部６１は、送信装置２（又は送信装置３）から伝送するものと同一の放送番組の送信データを可変長パケットの形式で入力順に蓄積し、それぞれの可変長パケットの先頭にパケット順序を示すシーケンスヘッダを付加し、後段の誤り訂正符号化部６３における誤り訂正符号化の符号化率に対応して整列するパケット数を定めることで誤り訂正符号化の符号化率に依存する所定数の可変調パケットを入力順に決定する。

尚、各可変長パケットに付加するシーケンスヘッダには、少なくとも当該放送番組の送信データにおける各可変長パケットの入力順を示すシーケンス番号を含み、好適には誤り訂正符号化の符号化率の情報、及びいずれの放送番組の可変調パケットであるかを識別する情報を含む。ここで、誤り訂正符号化の符号化率の情報、及びいずれの放送番組の可変調パケットであるかを識別する情報は、送受間で予め定めているときは省略してもよい。シーケンス番号から、当該放送番組の送信データにおけるいずれの可変長パケットであるかを識別できる。

そして、可変長パケット整列部６１は、入力順の当該所定数の可変調パケットの並び替えを規則的に行い（例えば、パケット長に基づいて降順又は昇順に各可変長パケットを並び替え）、順次、スタッフィングビット付加部６２に出力する。また、可変長パケット整列部６１は、同一パケット長の可変長パケットが複数あるときは、時系列で先行順（又は後行順とすることも可能）とする送受間で予め定めた順序で並び替える。

スタッフィングビット付加部６２は、規則的な並び替え後の当該所定数の可変調パケットのうち、最長のパケット長を基準にすると空きの生じるパケット長の可変長パケットに対し、送受間で既知のパターン（全て“０”又は“１”のビット、或いは“０”と“１”の規則的なビットパターン）からなるスタッフィングビットを付加して誤り訂正符号化部６３に出力する。

誤り訂正符号化部６３は、スタッフィングビットが付加された当該所定数の可変調パケットに対し、可変調パケットの長さ方向と直交する方向に、シーケンスヘッダも含めて、送信装置２（又は送信装置３）における誤り訂正符号化部２１で用いる誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ放送に係る送信装置２（又は送信装置３）とは独立した符号化率で誤り訂正フレームを構成して誤り訂正符号化処理を行い（即ち符号化率に応じて誤り訂正符号化のパリティビットを付与して）、スタッフィングビット除去部６４に出力する。

スタッフィングビット除去部６４は、誤り訂正符号化処理後に、スタッフィングビット付加部６２により付加したスタッフィングビットを除去し、シーケンスヘッダを含めた可変調パケット及び誤り訂正符号化部６３の処理により付加されたパリティビットの領域の情報を可変調パケットの長さ方向に抽出して、ＩＰパケット生成部６５に出力する。

ＩＰパケット生成部６５は、可変調パケットの長さ方向に抽出されたシーケンスヘッダを含めた可変調パケット及びパリティビットの領域の情報を順次、ＩＰパケット化してＩＰ網８経由で受信装置５に向けて送信する。尚、可変長パケットとしてＴＬＶパケット又はＭＭＴＰパケットを扱うときに、個々のＴＬＶパケット又はＭＭＴＰパケットは１つのＩＰパケットに格納できる。また、１つのＩＰパケット内にＭＭＴＰのパケットヘッダを付与した態様でＴＬＶパケットを格納することもできる。

〔受信装置〕
図３は、本発明による一実施形態の受信装置５の概略構成を示すブロック図である。受信装置５は、復調部５１、誤り訂正復号部５２、検査行列テーブル格納部５３、ＩＰパケット受信部５４、スタフィングビット付加部５５、誤り訂正復号部５６、スタフィングビット除去部５７、可変長パケット整列部５８、及び受信データ切替／合成部５９を備える。

復調部５１は、放送伝送路（衛星放送伝送路又は地上放送伝送路）経由で送信装置２（又は送信装置３）から電波放射された変調波信号を受信して復調し、この復調処理で得られる符号化データを誤り訂正復号部５２に出力する。

誤り訂正復号部５２は、復調部５１から得られる符号化データについて送信装置２（又は送信装置３）側の誤り訂正符号化部２１に対応する誤り訂正フレームを再構成し、ＬＬＲ（Log-likelihood ratio；対数尤度比）に基づく各ビット“０”及び“１”の尤度判定を行い、検査行列テーブル格納部５３を参照し、送信装置２（又は送信装置３）における誤り訂正符号化処理に対応する符号化率に応じた検査行列テーブルに基づく復号処理を行って受信データを生成し受信データ切替／合成部５９に出力する。

検査行列テーブル格納部５３は、誤り訂正符号の符号化率に応じた線形符号の復号情報を示す検査行列テーブルを格納している。誤り訂正復号部５２及び後述する誤り訂正復号部５６において異なる符号化率であってもよいが、この検査行列テーブルは、予め定められた種類の符号化率に応じたものとして共有して用いられ、これにより実装上の効率化を図っている。例えば、誤り訂正復号部５２，５６に共通の誤り訂正符号としてＬＤＰＣ符号を用いるときに、誤り訂正復号部５２及び後述する誤り訂正復号部５６において、その符号化率に応じた検査行列テーブルを共有して用いることができる。

ＩＰパケット受信部５４は、送信サーバ６からＩＰ網８経由で当該放送番組に係るＩＰパケットを受信して、ＩＰパケットのヘッダ情報を基にパケット列の列番号順に蓄積し、シーケンスヘッダに記述されるシーケンス番号を参照して、送信サーバ６で用いられた誤り訂正フレームを再構成するための所定数のＩＰパケットを順次抽出し、スタフィングビット付加部５５に出力する。ここで、ＩＰパケット受信部５４は、ＩＰ網８における一部のＩＰパケットの消失を許容している。シーケンス番号から、当該放送番組の送信データにおけるいずれの可変長パケットであるかを識別できる。

スタフィングビット付加部５５は、当該所定数のＩＰパケットから順次、格納されている符号化データとして、当該シーケンスヘッダ及び可変長パケット、並びにパリティビットの情報を抽出し、各可変長パケットの並びの規則性から（上述したように、送信サーバ６側で、例えばパケット長に基づいて各可変長パケットの並びが降順又は昇順の規則性を持つ）、送信サーバ６で用いられたスタッフィングビットを予測して付加し、誤り訂正復号部５６に出力する。ここで、スタフィングビット付加部５５は、消失したＩＰパケットを含み当該スタッフィングビットを予測して付加する。

誤り訂正復号部５６は、スタフィングビット付加部５５によりスタフィングビットが付加された符号化データについて送信サーバ６で用いられた誤り訂正フレームを再構成し、ＬＬＲに基づく各ビット“０”及び“１”の尤度判定を行い、検査行列テーブル格納部５３を参照し、送信サーバ６における誤り訂正符号化処理に対応する符号化率に応じた検査行列テーブルに基づく復号処理を行って誤り訂正復号後のデータを生成しスタフィングビット除去部５７に出力する。

スタフィングビット除去部５７は、誤り訂正復号後のデータから、スタフィングビット付加部５５で付加したスタッフィングビットを除去して誤り訂正後の可変長パケットを抽出し、可変長パケット整列部５８に出力する。

可変長パケット整列部５８は、可変長パケット毎に付加されていたシーケンスヘッダに記述されるシーケンス番号に基づき、送信サーバ６側の可変調パケット整列部６１による規則的な並び替えを元に戻し送信データの可変長パケットを復元するように並び替え、各可変長パケットに付加されていたシーケンスヘッダを削除して受信データを抽出し、受信データ切替／合成部５９に出力する。また、可変長パケット整列部５８は、同一パケット長の可変長パケットが複数あるときは、時系列で先行順（又は後行順とすることも可能）とする送受間で予め定めた順序で並び替える。

受信データ切替／合成部５９は、誤り訂正復号部５２から放送伝送路経由で得られる放送受信による受信データと、可変長パケット整列部５８から得られるＩＰ網８経由の受信データの切り替え、又は合成を行って再生可能に外部出力する。例えば、受信データ切替／合成部５９は、放送受信による受信データを主として出力し、放送受信に係る受信品質（例えば変調誤差比に基づく受信品質）が所定値以下とである時に、自動的にＩＰ網８経由の受信データに切り替えるか、又は受信装置５のユーザー指定で切り替える形態とすることができる。更に、受信データ切替／合成部５９は、誤り訂正復号部５２の処理後の尤度判定、及び誤り訂正復号部５６の処理後の尤度判定等を利用した各事後尤度値（又は評価値）の大小から自動的に切り替える構成や、その各事後尤度値（又は評価値）の比較を基に放送受信による受信データにおける尤度の低いビットを、ＩＰ網８経由の受信データにおける尤度の高いビットに置き換えることで合成する形態とすることができる。

〈実施例〉
以下、伝送システム１を２１ＧＨｚ帯衛星周波数で運用する高度広帯域衛星デジタル放送用に構成した、より具体的な一実施例を説明する。

図４は、本発明による一実施例の送信サーバ６、送信装置２及び受信装置５を備える伝送システム１の概略構成を示すブロック図である。尚、同様な構成要素には、同一の参照番号を付して説明する。

図４に示す一実施例の伝送システム１において、送信装置２は、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に記載される高度広帯域衛星デジタル放送を例にした実施例である。一方、本実施例における送信サーバ６は、ＬＤＰＣ符号とＢＣＨ符号の連接符号としてもよいが、伝送効率の観点、及び誤り訂正に係る処理の軽減の観点から、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に記載されるＬＤＰＣ符号のみを誤り訂正符号化処理として利用する。

即ち、図４に示す送信装置２は、内符号としてのＬＤＰＣ符号と、外符号としてのＢＣＨ符号との連接符号とし、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に記載される予め定められた種類のＬＤＰＣ符号化率を設定できるものとする。

ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に記載される誤り訂正フレームは、符号長が４４８８０ビットで固定のスロットとして扱われ、送信装置２は、ＬＤＰＣ符号化率６１／１２０（≒１／２）のとき、スロットヘッダ：１７６ビット（固定）、送信データの割り当て長：２２４４０ビット（ＬＤＰＣの符号化率に応じて可変）、ＢＣＨ符号パリティ長：１９２ビット（固定）、スタッフビット：６ビット（固定）、及びＬＤＰＣ符号パリティ長：２２０６６ビット（ＬＤＰＣの符号化率に応じて可変）となる。

一方、図４に示す送信サーバ６は、ＬＤＰＣ符号のみを誤り訂正符号化処理として利用するが、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に記載される予め定められた種類のＬＤＰＣ符号化率を設定できるものとする。

つまり、送信サーバ６は、同じく符号長が４４８８０ビットで固定の誤り訂正フレームで、高度広帯域衛星デジタル放送と同様にＬＤＰＣ符号化率を設定するときは、ＬＤＰＣ符号パリティ長を除く全てのビットを送信データの割り当てに用いる情報長とすることができ、即ち、例えばＬＤＰＣ符号化率６１／１２０のとき、情報長は２２８１４ビットとなる。尚、送信装置２及び送信サーバ６のいずれにおいても、符号長が４４８８０ビットで固定とするため、ＬＤＰＣ符号化率が決定すれば送信データの割り当て長及びＬＤＰＣ符号パリティ長も自ずと定まる。

従って、図４に例示する送信装置２は、上述した図２と同様に構成され、放送番組の送信データに対し、符号長が４４８８０ビットで一定の誤り訂正フレームで処理するＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号の連接符号からなる誤り訂正符号化処理を施して符号化データを生成し、その符号化データを所定の変調方式でデジタル変調して変調波信号を生成し、送信アンテナ２ａを介して放送衛星４を含む衛星放送伝送路経由で、デジタル放送に係る電波を放射する。

図４に例示する送信サーバ６は、上述した図２と同様に構成され、送信装置２から伝送するものと同一の放送番組の送信データ（可変長パケット）に対し、シーケンスヘッダを付加し、誤り訂正符号化の符号化率に依存する所定数の可変調パケットの並び替えを規則的に行うことで、送受間で既知のパターンからなるスタッフィングビットを受信装置５側で予測可能にして付加する。そして、送信サーバ６は、可変調パケットの長さ方向と直交する方向に、放送に係る送信装置２とは独立した符号化率で誤り訂正符号化（ＬＤＰＣ符号化）処理を行い、当該スタッフィングビットを除去して当該誤り訂正符号化後の情報を可変調パケットの長さ方向に順次、ＩＰパケット化して、ＩＰ網８経由で受信装置５に向けて送信する。

図４に例示する受信装置５は、上述した図３と同様に構成され、受信アンテナ５ａを介して送信装置２から電波放射された変調波信号を受信して復調し、誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正フレームを再構成し送信装置２における誤り訂正符号化処理に対応する復号処理を行って受信データを生成する。

また、図４に例示する受信装置５は、送信装置２からの放送受信とは別に、送信サーバ６からＩＰ網８経由で当該放送番組に係るＩＰパケットを受信し、誤り訂正フレームを構成するための予め定められたパケット数のＩＰパケットから順次、格納されている符号化データとして、当該シーケンスヘッダ及び可変長パケット、並びにパリティビットの情報を抽出する。そして、受信装置５は、各可変長パケットの並びの規則性から、送信サーバ６側と対応する送受間で既知のパターンからなるスタッフィングビットを予測して付加し、送信サーバ６における誤り訂正符号化に対応する誤り訂正復号を行う。最終的に、受信装置５は、誤り訂正復号後に受信側で付加したスタッフィングビットを除去して、シーケンスヘッダの情報を基に、送信サーバ６による規則的な並び替えを元に戻し、シーケンスヘッダを削除して当該並び替え後の可変調パケットから受信データを抽出し、放送受信による受信データとＩＰ網８経由の受信データの切り替え、又は合成を行って再生可能に外部出力する。

（送信サーバ６の動作）
以下、図５及び図６を参照して、本実施例における送信サーバ６の具体的な動作について説明する。図５（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による一実施例の送信サーバ６における可変長パケット整列部６１、及びスタッフィングビット付加部６２の各処理の説明図である。また、図６（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による一実施例の送信サーバ６における誤り訂正符号化部６３、スタッフィングビット除去部６４、及びＩＰパケット生成部６５の各処理の説明図である。

まず、図５（ａ）に示すように、送信サーバ６における可変長パケット整列部６１は、送信装置２から伝送するものと同一の放送番組の送信データを可変長パケットの形式で入力順に蓄積し、それぞれの可変長パケットの先頭に２バイトのシーケンスヘッダを付加する。尚、各可変長パケットに付加するシーケンスヘッダには、少なくとも各可変長パケットの入力順を示すシーケンス番号（図示する例では、“１”〜“２２８１４”として例示）を含み、好適には誤り訂正符号化の符号化率の情報、及びいずれの放送番組の可変調パケットであるかを識別する情報を含む。ここで、誤り訂正符号化の符号化率の情報、及びいずれの放送番組の可変調パケットであるかを識別する情報は、送受間で予め定めているときは省略してもよい。シーケンス番号から、当該放送番組の送信データにおけるいずれの可変長パケットであるかを識別できる。

更に、図５（ａ）に示すように、可変長パケット整列部６１は、後段の誤り訂正符号化部６３における誤り訂正符号化の符号化率（図示する例では、ＬＤＰＣ符号化率６１／１２０）に対応して整列するパケット数を定めることで誤り訂正符号化の符号化率に依存する所定数の可変調パケット（図示横方向の符号長４４８８０ビットからＬＤＰＣ符号パリティ長２２０６６ビットを除いた情報長２２８１４ビットに対応するパケット数２２８１４）を決定する。

続いて、図５（ｂ）に示すように、可変長パケット整列部６１は、図５（ｂ−１）に示すようにパケット長に基づいて降順に並び替えるか、又は図５（ｂ−２）に示すようにパケット長に基づいて昇順に並び替えることで、シーケンスヘッダを付加した各可変長パケットの並び替えを規則的に行う。つまり、図５（ｂ）に示す好適例において、可変長パケット整列部６１は、情報長としての可変長パケットをパケット長に応じて階段状の左詰め又は右詰めとして並び替える。

尚、個々の可変長パケットを並び替える一例として、可変長パケットの最大パケット長を１０００バイトとし、可変長パケットの可変サイズを固定種類としてもよい。例えば５０バイトステップ、即ち３００，３５０，４００，…、９５０，１０００バイトの降順又は昇順の段階的な並び替えを行うとすると、３５０，４００，…，９５０，１０００バイトのパケット長の可変長パケットについてはいずれもパケット数１８００個、３００バイトのパケット長の可変調パケットについてはパケット数１２１４個とすれば、符号化率６１／１２０の情報長２２８１４ビットに対応するパケット数２２８１４個となる。

次に、図５（ｂ）に示すように、送信サーバ６におけるスタッフィングビット付加部６２は、規則的な並び替え後の当該所定数の可変調パケットのうち、最長のパケット長（例えば、１０００バイトの可変調パケットが最長）を基準にすると空きの生じるパケット長の可変長パケットに対し、送受間で既知のパターン（全て“０”又は“１”のビット、或いは“０”と“１”の規則的なビットパターン）からなるスタッフィングビットを付加する。

続いて、図６（ａ）に示すように（図６（ａ−１）は降順の並び替え例、図６（ａ−２）は昇順の並び替え例）、送信サーバ６における誤り訂正符号化部６３は、スタッフィングビットが付加された当該所定数の可変調パケット（情報長に対応するパケット数の２２８１４）に対し、可変調パケットの長さ方向と直交する方向に、シーケンスヘッダも含めてＬＤＰＣ符号化率に応じた検査行列により固定長４４８８０ビットのブロックサイズでＬＤＰＣ符号化処理を行う。本例では、誤り訂正符号化部６３は、送信装置２における誤り訂正符号化部２１で用いるＬＤＰＣ符号と同一の処理に基づき、且つ放送に係る送信装置２とは独立したＬＤＰＣ符号化率で誤り訂正フレームを構成してＬＤＰＣ符号化処理を行い、例えばＬＤＰＣ符号化率６１／１２０のときＬＤＰＣ符号のパリティビット２２０６６ビットを付与する。

包括的には、誤り訂正符号化部６３は、符号化対象の可変長パケットのパケット長の最大サイズがＮバイトのとき、２バイトのシーケンスヘッダを含め、可変長パケットの長さ方向と直交する方向に（Ｎ＋２）×８回のＬＤＰＣ符号化処理を行う。このため、例えば、符号化率６１／１２０、符号化対象の可変長パケットのパケット長の最大サイズが１０００バイトのとき、可変長パケットの長さ方向と直交する方向に（１０００＋２）×８＝８０１６回のＬＤＰＣ符号化を行う。このとき、ＬＤＰＣ符号化により生成されるパリティビットの領域の総数は２２０６６×（１００２×８）ビットとなる。

続いて、図６（ｂ）に示すように（図６（ｂ−１）は降順の並び替え例、図６（ｂ−２）は昇順の並び替え例）、送信サーバ６におけるスタッフィングビット除去部６４は、誤り訂正符号化部６３による誤り訂正符号化処理後に、スタッフィングビット付加部６２により付加したスタッフィングビットを除去し、シーケンスヘッダを含めた可変調パケット及びパリティビットの領域の情報を可変調パケットの長さ方向に抽出する。

最後に、図６（ｂ）に示すように（図６（ｂ−１）は降順の並び替え例、図６（ｂ−２）は昇順の並び替え例）、送信サーバ６におけるＩＰパケット生成部６５は、可変調パケットの長さ方向に抽出されたシーケンスヘッダを含めた可変調パケット及びパリティビットの領域の情報を順次、ＩＰパケット化してＩＰ網８経由で受信装置５に向けて送信する。

（受信装置の動作）
以下、図７及び図８を参照して、本実施例における受信装置５の具体的な動作について説明する。図７（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による一実施例の受信装置５におけるＩＰパケット受信部５４、スタッフィングビット付加部５５、及び誤り訂正復号部５６の各処理の説明図である。また、図８（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による一実施例の受信装置５におけるスタッフィングビット除去部５７、及び可変長パケット整列部５８の各処理の説明図である。

まず、本実施例における受信装置５は、放送番組の放送受信については、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に記載されるものと同様に動作し、復調部５１により受信アンテナ５ａを介して送信装置２から電波放射された変調波信号を受信して復調し、誤り訂正復号部５２により誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正フレームを再構成し送信装置２における誤り訂正符号化部２１の誤り訂正符号化処理に対応する復号処理を行って受信データを生成する。

一方、本実施例における受信装置５は、ＩＰ網８経由で当該放送番組に係るＩＰパケットを受信できる。

まず、図７（ａ）に示すように（図７（ａ−１）は降順に並び替えられている例、図７（ａ−２）は昇順に並び替えられている例）、受信装置５におけるＩＰパケット受信部５４は、送信サーバ６からＩＰ網８経由で当該放送番組に係るＩＰパケットを受信し、ＩＰパケットのヘッダ情報を基に、誤り訂正復号部５６における誤り訂正フレームを構成するための予め定められたパケット数で順番に区切り、スタフィングビット付加部５５に出力する。ここで、ＩＰ網８上で、送信サーバ６から送信されたＩＰパケットが消失・破棄されることがあり、図７（ａ）に示すように、ＩＰパケット受信部５４には送信サーバ６から送信されたＩＰパケットが全て受信できるとは限らず、一部のＩＰパケットが消失した状態で入力されることがあるが、ＩＰパケット受信部５４は、ＩＰ網８における一部のＩＰパケットの消失を許容している。

続いて、図７（ｂ）に示すように、受信装置５におけるスタフィングビット付加部５５は、誤り訂正フレームを構成するための予め定められたパケット数のＩＰパケットから順次、格納されている符号化データとして、当該シーケンスヘッダ及び可変長パケット、並びにパリティビットの情報を抽出し、各可変長パケットの並びの規則性から（図７（ｂ−１）は降順に並び替えられている例、図７（ｂ−２）は昇順に並び替えられている例）、送信サーバ６側と対応する送受間で既知のパターンからなるスタッフィングビットを予測して付加する。ここで、スタフィングビット付加部５５は、消失したＩＰパケットを含み当該スタッフィングビットを予測して付加する。

続いて、図７（ｂ）に示すように（図７（ｂ−１）は降順に並び替えられている例、図７（ｂ−２）は昇順に並び替えられている例）、受信装置５における誤り訂正復号部５６は、スタフィングビット付加部５５から得られる符号化データについて、可変調パケットの長さ方向と直交する方向に、送信サーバ６側の誤り訂正符号化部６３に対応する誤り訂正フレームを再構成し、尤度判定を行い、送信サーバ６におけるＬＤＰＣ符号の誤り訂正符号化処理に対応する符号化率に応じた検査行列テーブルを基に復号処理を行って誤り訂正復号後のデータを生成する。

このように、スタフィングビット付加部５５によるスタッフィングビットの付加と、誤り訂正復号部５６による、可変調パケットの長さ方向と直交する方向にＬＤＰＣ復号処理により、ＩＰ網８上で消失したＩＰパケットのビット部分を既知のスタッフィングビットで高い尤度で補償することができ、並び替え及びスタッフィングビットの付加を行わない場合と比較して、既知情報が増えるためＬＤＰＣ復号性能を向上させることが可能となり、消失したＩＰパケットを復元することができる。

続いて、図８（ａ）に示すように（図８（ａ−１）は降順に並び替えられている例、図８（ａ−２）は昇順に並び替えられている例）、受信装置５におけるスタフィングビット除去部５７は、誤り訂正復号後のデータから、スタフィングビット付加部５５で付加したスタッフィングビットを除去して誤り訂正後の可変長パケットを抽出する。

続いて、図８（ｂ）に示すように、受信装置５における可変長パケット整列部５８は、可変長パケット毎に付加されていたシーケンスヘッダに記述されるシーケンス番号（図示する例では、“１”〜“２２８１４”として例示）に基づき、送信サーバ６側の可変調パケット整列部６１による規則的な並び替えを元に戻す処理を行い、即ち送信データの可変長パケットを復元するように並び替え、各可変長パケットに付加されていたシーケンスヘッダを削除して受信データを抽出し、受信データ切替／合成部５９に出力する。また、可変長パケット整列部５８は、同一パケット長の可変長パケットが複数あるときは、時系列で先行順（又は後行順とすることも可能）とする送受間で予め定めた順序で並び替える。

最後に、受信装置５における受信データ切替／合成部５９は、誤り訂正復号部５２から放送伝送路経由で得られる放送受信による受信データと、可変長パケット整列部５８から得られるＩＰ網８経由の受信データの切り替え、又は合成を行って再生可能に外部出力する。

（補足）
ところで、上述した実施形態の例では、可変長パケット整列部６１において、入力順の所定数の可変調パケットの並び替えを規則的に行うとして説明したが、当該入力順の所定数の可変調パケットが全て同一のパケット長である場合、当該並び替えを行わず、パケット順序を示すシーケンスヘッダを付加した上で、単に当該入力順の所定数の可変調パケットを抽出して、時系列で先行順（又は後行順とすることも可能）とする送受間で予め定めた順序で誤り訂正符号化部６３に出力する。つまり、当該入力順の所定数の可変調パケットが全て同一のパケット長であるため、スタッフィングビット付加部６２の処理を省略できる。また、スタッフィングビット付加部６２の処理を省略したときはスタッフィングビット除去部６４の処理も省略することができる。そして、ＩＰパケット生成部６５は、上述したように、誤り訂正処理後のデータからなるＩＰパケットを順次、受信装置５に向けて送信する。

この場合の受信装置５においても、ＩＰパケット受信部５４にて順次受信したＩＰパケットのうちシーケンスヘッダを参照して当該所定数の可変調パケットを抽出し、スタッフィングビット付加部５５の処理を省略して誤り訂正復号部５６に出力する。このときの誤り訂正復号部５６は、当該所定数の可変調パケットについて誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号後のデータについて、スタッフィングビット除去部５７の処理は省略し、可変長パケット整列部５８に出力する。そして、可変長パケット整列部５８では、当該所定数の可変調パケットの並び順で受信データ切替／合成部５９に出力する。

従って、処理対象とする当該所定数の可変調パケットが全て同一のパケット長である時は、スタッフィングビットの付加及び除去に係る処理は省略することができる。更に、送信サーバ６及び受信装置５間で、伝送される放送番組の送信データを構成する全てのＩＰパケットが全て同一のパケット長であると予め分かっており、且つ誤り訂正符号に使用されている符号化率も分かっている場合には、送信サーバ６によるシーケンスヘッダの付加及び受信装置５によるシーケンスヘッダの除去に関する処理も省略することができる。

以上のように、本発明による一実施形態による送信サーバ６は、送信装置２（或いは送信装置３）により放送伝送路経由で伝送する放送番組の送信データを、可変長パケットの形式で入力し、送信装置２（或いは送信装置３）で用いる符号長が一定の誤り訂正フレームで処理する誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ送信装置２（或いは送信装置３）とは独立した符号化率で誤り訂正符号化処理を行い、ＩＰパケット化して、ＩＰ網８経由で、受信装置５に向けて送信する。

また、送信サーバ６は、入力した当該可変長パケットに対し、パケット順序を示すシーケンスヘッダを付加し、誤り訂正符号化の符号化率に依存する所定数の可変調パケットの並び替えを規則的（降順又は昇順）に行うことでスタッフィングビットを受信装置５側で予測可能にして付加し、可変調パケットの長さ方向と直交する方向に誤り訂正符号化処理を行い、当該スタッフィングビットを除去して当該誤り訂正符号化後の情報を可変調パケットの長さ方向に順次、ＩＰパケット化して、ＩＰ網８経由で受信装置５に向けて送信する。

特に、送信装置２において、１２ＧＨｚ帯における衛星放送用周波数のひっ迫に基づき、大容量伝送を可能とする２１ＧＨｚ帯衛星周波数の放送伝送路を利用して、且つ高度衛星放送方式のように一定の符号長４４８８０ビットのＬＤＰＣ符号を用いて、放送番組の送信データを受信装置５に向けて送信することが想定される。このような場合に、本発明による一実施例による送信サーバ６は、ＩＰ網８経由で伝送する送信データに対し、送信装置２におけるＬＤＰＣ符号と同一の処理に基づき、且つ送信装置２（或いは送信装置３）とは独立した符号化率で誤り訂正符号化を行う。

このため、放送番組の送信データの伝送容量が大容量を要する場合でも伝送可能となり、放送とＩＰ伝送との間で共通する誤り訂正符号化方式とすることで放送とＩＰ伝送の親和性の高くなり、更に、放送伝送路に係る伝送条件の悪化による受信装置５側の受信不良を補償しつつ、ＩＰ網８で生じるＩＰパケットの消失を補償することができる。

そして、本発明による一実施形態による受信装置５は、送信装置２（又は送信装置３）からの放送受信とは別に、送信サーバ６からＩＰ網８経由で当該放送番組に係るＩＰパケットを受信し、誤り訂正フレームを構成するための予め定められたパケット数のＩＰパケットから順次、格納されている符号化データとして、当該シーケンスヘッダ及び可変長パケット、並びにパリティビットの情報を抽出する。続いて、受信装置５は、各可変長パケットの並びの規則性から、送信サーバ６側と対応するスタッフィングビットを予測して付加し、送信サーバ６における誤り訂正符号化に対応する誤り訂正復号を行う。そして、受信装置５は、誤り訂正復号後に受信側で付加したスタッフィングビットを除去して、シーケンスヘッダの情報を基に、送信サーバ６による規則的な並び替えを元に戻す並び替えを行い、当該並び替え後の可変調パケットから受信データを抽出し、放送受信による受信データとＩＰ網８経由の受信データの切り替え、又は合成を行って再生可能に外部出力する。

従って、本発明による一実施形態による受信装置５は、放送受信とは別に、送信サーバ６から受信したデータに対し、誤り訂正の訂正精度を高めるように作用するスタッフィングビットを、パケット消失しているにも関わらず容易に予測し、分断することなく連続するスタッフィングビットを付加することが可能となり、送信側に対応する誤り訂正復号を行うことができる。

これにより、本発明による一実施形態による受信装置５は、スタッフィングビットを用いずに誤り訂正処理を施したＩＰパケットを受信する形態と比較して、ＩＰ網８で消失した当該放送番組に係るＩＰパケットからの受信データの復号性能を向上させることができる。従って、本発明に係る受信装置は、放送伝送路で受信不良となった放送番組に係る受信データや、ＩＰ網で消失した当該放送番組に係るＩＰパケットからの受信データを基に、効率よく、且つ精度よく、放送番組のデータを復元することができる。

上述した一実施形態及び一実施例に関して、送信サーバ６として機能するコンピュータの各手段を機能させるためのプログラムを好適に用いることができる。また、受信装置５におけるＩＰパケットの受信処理に係るＩＰパケット受信部５４、スタフィングビット付加部５５、誤り訂正復号部５６、スタフィングビット除去部５７、可変長パケット整列部５８、及び受信データ切替／合成部５９の各手段をコンピュータにより機能させるためのプログラムを好適に用いることができる。具体的には、各手段を制御するための制御部をコンピュータ内の中央演算処理装置（ＣＰＵ）で構成でき、且つ、各手段を動作させるのに必要となるプログラムを適宜記憶する記憶部を少なくとも１つのメモリで構成させることができる。即ち、そのようなコンピュータに、ＣＰＵによって該プログラムを実行させることにより、上述した各手段の有する機能を実現させることができる。更に、各手段の有する機能を実現させるためのプログラムを、前述の記憶部（メモリ）の所定の領域に格納させることができる。そのような記憶部は、装置内部のＲＡＭ又はＲＯＭなどで構成させることができ、或いは又、外部記憶装置（例えば、ハードディスク）で構成させることもできる。また、そのようなプログラムは、コンピュータで利用されるＯＳ上のソフトウェア（ＲＯＭ又は外部記憶装置に格納される）の一部で構成させることができる。更に、そのようなコンピュータに、各手段として機能させるためのプログラムは、コンピュータが読取り可能な記録媒体に記録することができる。また、上述した各手段をハードウェア又はソフトウェアの一部として構成させ、各々を組み合わせて実現させることもできる。

上述の実施例について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することができることは当業者に明らかである。従って、本発明は、上述の一実施形態及び一実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。

本発明によれば、放送番組の大容量伝送のサービスを可能とし、放送伝送路に係る伝送条件の悪化による受信不良を補償してデータを伝送可能とする伝送システムを構成することができるので、放送番組の大容量伝送を行う用途に有用である。

１ 伝送システム
２ 衛星放送伝送路用の送信装置
２ａ 衛星放送伝送路用の送信アンテナ
３ 地上放送伝送路用の送信装置
３ａ 地上放送伝送路用の送信アンテナ
４ 放送衛星
５ 受信装置
５ａ 衛星放送伝送路用の受信アンテナ
５ｂ 地上放送伝送路用の受信アンテナ
６ 送信サーバ
８ ＩＰ網
２１ 誤り訂正符号化部
２２ 変調部
５１ 復調部
５２ 誤り訂正復号部
５３ 検査行列テーブル格納部
５４ ＩＰパケット受信部
５５ スタフィングビット付加部
５６ 誤り訂正復号部
５７ スタフィングビット除去部
５８ 可変長パケット整列部
５９ 受信データ切替／合成部
６１ 可変長パケット整列部
６２ スタッフィングビット付加部
６３ 誤り訂正符号化部
６４ スタッフィングビット除去部
６５ ＩＰパケット生成部

Claims (10)

1. 放送番組の送信データを可変長パケットの形式で入力し、ＩＰパケット化して受信装置に向けて送信する送信サーバであって、
   送信装置により放送伝送路経由で伝送する放送番組の送信データを、可変長パケットの形式で入力順に蓄積し、入力順の所定数の可変調パケットを抽出する可変長パケット整列手段と、
   当該所定数の可変調パケットに対し、可変調パケットの長さ方向と直交する方向に、前記送信装置で用いる符号長が一定の誤り訂正フレームで処理する誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ前記送信装置とは独立した符号化率で誤り訂正フレームを構成して誤り訂正符号化処理を行う誤り訂正符号化手段と、
   を備えることを特徴とする送信サーバ。
2. 放送番組の送信データを可変長パケットの形式で入力し、ＩＰパケット化して受信装置に向けて送信する送信サーバであって、
   送信装置により放送伝送路経由で伝送する放送番組の送信データを、可変長パケットの形式で入力順に蓄積し、それぞれの可変長パケットの先頭にパケット順序を示すシーケンスヘッダを付加して、入力順の所定数の可変調パケットの並び替えを規則的に行う可変長パケット整列手段と、
   規則的な並び替え後の当該所定数の可変調パケットのうち、最長のパケット長を基準にすると空きの生じるパケット長の可変長パケットに対し、送受間で既知のパターンからなるスタッフィングビットを付加するスタッフィングビット付加手段と、
   前記スタッフィングビットが付加された当該所定数の可変調パケットに対し、可変調パケットの長さ方向と直交する方向に、前記シーケンスヘッダも含めて、前記送信装置で用いる符号長が一定の誤り訂正フレームで処理する誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ前記送信装置とは独立した符号化率で誤り訂正フレームを構成して誤り訂正符号化処理を行う誤り訂正符号化手段と、
   誤り訂正符号化処理後に前記スタッフィングビットを除去し、前記シーケンスヘッダを含めた可変調パケット及び前記誤り訂正符号化処理により付加されたパリティビットの領域の情報を可変調パケットの長さ方向に抽出するスタッフィングビット除去手段と、
   当該可変調パケットの長さ方向に抽出されたシーケンスヘッダを含めた可変調パケット及びパリティビットの領域の情報を順次、ＩＰパケット化してＩＰ網経由で前記送信装置からの送信データを受信可能とする受信装置に向けて送信するＩＰパケット生成手段と、
   を備えることを特徴とする送信サーバ。
3. 前記可変長パケット整列手段は、前記スタッフィングビットの付加を前記受信装置側で予測可能にするよう、当該入力順の所定数の可変調パケットの並び替えをパケット長に基づいて降順又は昇順に行うことを特徴とする、請求項２に記載の送信サーバ。
4. 前記送信装置で用いる誤り訂正符号化方式は、ＬＤＰＣ符号を含み、
   前記誤り訂正符号化手段は、前記ＬＤＰＣ符号と同一の処理に基づき、且つ前記送信装置とは独立した符号化率で誤り訂正フレームを構成して誤り訂正符号化処理を行うことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の送信サーバ。
5. デジタル放送に係る送信装置であって、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の送信サーバを装置内部に備えることを特徴とする送信装置。
6. 請求項１、或いは請求項１を引用する請求項３又は４に記載の送信サーバから、ＩＰ網経由で当該放送番組に係るＩＰパケットを受信し、前記送信サーバで用いられた誤り訂正フレームを再構成するための所定数のＩＰパケットを順次抽出するＩＰパケット受信手段と、
   前記所定数のＩＰパケットを用いて前記送信サーバで用いられた誤り訂正フレームを再構成し、尤度判定を行い、前記送信サーバにおける誤り訂正符号化処理に対応する符号化率に応じた復号処理を行って誤り訂正復号後のデータを生成する誤り訂正復号手段と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
7. 請求項２、或いは請求項２を引用する請求項３又は４に記載の送信サーバから、ＩＰ網経由で当該放送番組に係るＩＰパケットを受信し、前記シーケンスヘッダを参照して、前記送信サーバで用いられた誤り訂正フレームを再構成するための所定数のＩＰパケットを順次抽出するＩＰパケット受信手段と、
   当該所定数のＩＰパケットから順次、格納されている符号化データとして、前記シーケンスヘッダ及び可変長パケット、並びにパリティビットの情報を抽出し、各可変長パケットの並びの規則性から、前記送信サーバで用いられたスタッフィングビットを予測して付加するスタフィングビット付加手段と、
   該スタフィングビットが付加された符号化データについて前記送信サーバで用いられた誤り訂正フレームを再構成し、尤度判定を行い、前記送信サーバにおける誤り訂正符号化処理に対応する符号化率に応じた復号処理を行って誤り訂正復号後のデータを生成する誤り訂正復号手段と、
   誤り訂正復号後のデータから、該スタッフィングビットを除去して誤り訂正後の可変長パケットを抽出するスタフィングビット除去手段と、
   前記シーケンスヘッダを参照して、前記送信サーバによる規則的な並び替えを元に戻し当該送信データの可変長パケットを復元するように並び替え、各可変長パケットに付加されていたシーケンスヘッダを削除して受信データを抽出する可変長パケット整列手段と、
   前記送信装置から放送伝送路経由で得られる放送受信による受信データと、前記可変長パケット整列部から得られるＩＰ網経由の受信データの切り替え、又は合成を行って再生可能に外部出力する受信データ切替／合成手段と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
8. 前記誤り訂正復号手段は、前記送信装置から放送伝送路経由で得られる放送受信に係る誤り訂正符号化方式の復号処理と共有して用いる、予め定められた種類の符号化率に応じた検査行列テーブルを参照して、符号化率に応じた復号処理を行うことを特徴とする、請求項６又は７に記載の受信装置。
9. コンピュータを、請求項１から４のいずれか一項に記載の送信サーバとして機能させるためのプログラム。
10. コンピュータを、請求項６又は７に記載の受信装置として機能させるためのプログラム。