JP2021136476A - 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】デジタル放送で利用する誤り訂正符号の符号化データを基に、効率的に、通信を利用して受信側からの再送要求に応じてデータ再送する送信サーバ、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、送信装置２（３）で伝送した符号化データの所定時間分を保存し、ＩＰ網８を経て受信装置５にて符号化データのビット誤りが訂正できないと判定されたときに生成される再送要求パケットを受信し、再送要求に係る符号化データについて受信装置５にて設定したパケット消失率を基に最も効率のよい符号化率を決定し適応的に符号化率を変更しＩＰパケット形成で受信装置５に向けて再送する。本発明の送信装置２（３）は伝送した符号化データを順次、送信サーバ６に出力する。本発明の受信装置５は再送要求を経て得られた符号化データを用い所定時間内に復号できるまで再送要求を繰り返す。【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、通信を利用して受信側からの再送要求に応じてデータ再送を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。例えば高度広帯域衛星デジタル放送では、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１，２参照）。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。

一方、デジタル無線通信では、誤り訂正符号以外のデータ補償技術としてＡＲＱ（Automatic Repeat reQuest）によるデータ再送制御が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。デジタル無線通信において、誤り訂正符号とＡＲＱを組み合わせたＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱを用いることで伝送性能の向上を実現することができ、ＡＲＱのみを利用するよりも少ない再送回数、且つ誤り訂正符号のみでは補償できない条件でのデータ伝送が可能となる。ただし、Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱを用いる従来の先行技術は、ＦＰＵや携帯電話の基地局通信など双方向の通信に限られており、放送のような片方向のブロードキャストにおいて通信と連携し、Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱでデータを補償する技法は確立されていない。

尚、Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱを構成するものではないが、デジタル放送の伝送条件が悪化した際、双方向の通信が可能な通信路であるＩＰ（Internet Protocol）網を経て受信側から送信側に向けてＡＲＱを行い、送信側からデータを再送する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

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。そこで、デジタル無線通信におけるＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱでは、データ補償を行う誤り訂正符号として、ＬＤＰＣ−ＣＣ（Convolutional Codes）（例えば、特許文献４参照）やＬＤＧＭ（Low-Density Generator Matrix）符号（例えば、特許文献５参照）などの消失通信路であるＩＰ通信専用の誤り訂正符号が用いられる。これらのＬＤＰＣ−ＣＣやＬＤＧＭ符号は、高度広帯域衛星デジタル放送などと同じくＬＤＰＣ符号を基にした誤り訂正符号ではあるが、消失通信路であるＩＰ通信のみを考慮して設計された符号であり、ＩＰ通信専用の誤り訂正符号の符号化器及び復号器を用意する必要がある。

特開２０１４−０５００３４号公報 国際公開第２００７／０６９４０６号 国際公開第２０１５／０４８５６９号 国際公開第２０１０／００１６１０号 国際公開第２０１５／０２２９１０号

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2年1月27日検索］、インターネット<URL: https://www.arib.or.jp/kikaku/kikaku_hoso/std-b44.html>

上記の通り、デジタル無線通信において、誤り訂正符号とＡＲＱを組み合わせたＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱを用いることで伝送性能の向上を実現することができ、ＡＲＱのみを利用するよりも少ない再送回数、且つ誤り訂正符号のみでは補償できない条件でのデータ伝送が可能となる。

しかし、放送のような片方向のブロードキャストにおいて通信と連携し、Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱでデータを補償する技法は確立されていない。

そこで、デジタル放送においても、通信と連携し、誤り訂正符号とＡＲＱを組み合わせたデジタル放送と通信の融合によるＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱでデータを補償する技法が望まれる。例えば、デジタル放送の伝送条件が悪化した際、双方向の通信が可能な通信路であるＩＰ網を経て受信側から送信側にＡＲＱを行い、送信側からデータ再送する伝送システムを構築することで、伝送性能を向上させることができる。つまり、現行のデジタル放送では誤り訂正符号によるデータ補償しか想定していないため、Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱでデジタル放送に係るデータを補償することにより、誤り訂正符号では訂正しきれない伝送条件の悪化にも対応できる。

しかし、放送と通信の融合によるＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱを用いた伝送システムを構築するために、特許文献３に開示されるＡＲＱを用いたシステムに、特許文献４，５等に開示されるＩＰ通信専用の誤り訂正符号を適用して構成すると、デジタル放送用の誤り訂正符号の符号化器及び復号器と、ＩＰ通信用の符号化器及び復号器をそれぞれ用意し、且つ協働させる仕組みが必要になり、設備規模が増大する。

このため、「デジタル放送で利用する誤り訂正符号」とＡＲＱとを効率的に組み合わせた上で、放送と通信の融合によるＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱを用いた伝送システムを構築することが要望される。

つまり、デジタル放送に係る送信装置の符号化器、及び受信装置の復号器を増大させずに、デジタル放送とＩＰ網による通信を連携させ、例えばＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号の誤り訂正の連接符号とＩＰ通信を利用した再送要求を組み合わせたＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱを実現する伝送システムを構成することにより、デジタル放送に係る誤り訂正能力を向上させることが要望される。

また、ＩＰ通信による再送を行う場合、再送するビット数が増加すると、通信回線の負荷が増大し回線を逼迫することが想定される。そのため、可能な限りデータ再送時のビット数は少なく、効率的にＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱによるデータ補償を実現する技法が望まれる。

従って、デジタル放送に係る送信装置の符号化器、及び受信装置の復号器を増大させずに、デジタル放送とＩＰ網による通信を連携させ、例えばＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号の誤り訂正の連接符号とＩＰ通信を利用した再送要求を組み合わせたＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱを実現する伝送システムを構成することにより、デジタル放送に係る誤り訂正能力を向上させ、尚且つ、データ再送時のビット数を可能な限り少なくし、効率的なＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱを実現する技法が望まれる。

従って、本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、受信装置の復号装置を増大させずにデジタル放送とＩＰ網による通信を連携させ、ＬＤＰＣ符号による誤り訂正とＩＰ通信を利用した再送要求を組み合わせたＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱを実現し、尚且つデジタル放送に用いられる誤り訂正符号の訂正能力とＩＰ網のパケット消失率に応じたＬＤＰＣ符号化率を選択可能にして、データ再送時のビット数を可能な限り少なくすることにより、デジタル放送で利用する誤り訂正符号の符号化データを基に、効率的に、通信を利用して受信側からの再送要求に対しＩＰ網のパケット消失率に応じたデータ再送を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、デジタル放送に係る誤り訂正符号を利用して符号化した符号化データをデジタル変調し、放送伝送路を介してデジタル変調された当該符号化データを受信装置に送信する送信装置から、当該符号化データの所定時間分を保存しＩＰ（Internet Protocol）網経由で受信装置に送信可能とする送信サーバであって、前記送信装置で生成された符号化データを順次入力し、前記誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームのフレーム番号又は時刻情報に基づく同期信号により時系列に管理し、時系列に管理された前記符号化データの所定時間分を更新しながら保存する保存部と、ＩＰ網経由で、前記受信装置にて前記誤り訂正符号を用いて符号化データのビット誤りが訂正できないと判定されたときに生成される再送要求パケットを受信し、当該再送要求パケットに格納される前記受信装置にて設定されたパケット消失率情報と、再送要求に係る誤り訂正符号フレームの符号化データを示す再送要求情報とを抽出する再送要求処理部と、前記パケット消失率情報を基に、符号化率ごとの消失訂正可能な最大パケット消失率を示す所要パケット消失率を有する消失訂正性能テーブルを参照し、再送用の符号化データの符号化率を決定する符号化率決定部と、前記符号化率決定部で決定された符号化率に基づいて、前記送信装置で生成された符号化データのブロック符号の符号化率を変更して再送するか否かを判別し、符号化率を変更するときは前記再送要求情報を基に、前記保存部から読み出して得られる再送要求に係る符号化データと該符号化データに連続する所定個の符号化データについて符号化率を変更し、複数の誤り訂正符号フレームを構成する符号化率適応変更部と、前記複数の誤り訂正符号フレームを用いてインターリーブフレームを構成し、各誤り訂正符号フレームに対して縦断するようにインターリーブを施して得られるペイロードに、当該インターリーブフレームを識別可能とするための識別ヘッダと、各誤り訂正符号フレームにおいて何番目のビットを表すのかを特定するシーケンス番号と、符号化データパケットのヘッダであるＩＰヘッダを付加してＩＰパケット列の符号化データパケットを生成し、ＩＰ網を経て前記受信装置に送信するＩＰパケット生成部と、を備え、前記符号化率決定部は、前記送信装置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、前記送信装置で利用可能とする所定種類数の符号化率のうち、前記放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上であり、尚且つ前記ＩＰ綱のパケット消失を訂正可能とする範囲内で最も高い符号化率を決定することを特徴とする。

また、本発明の送信サーバにおいて、前記符号化率適応変更部は、前記送信装置で生成された符号化データの符号化率を変更して前記受信装置に再送する場合に、変更する符号化率に応じて該符号化データの情報ビットに前記受信装置側で既知とするパディングビットを前記受信装置側で既知とする挿入位置に付加して誤り訂正符号化処理を施し、前記誤り訂正符号化処理を施して得られる符号化率を変更した誤り訂正符号パリティを、前記送信装置で生成された符号化データに付加されていた誤り訂正符号パリティから置き換えて付加し、且つ前記パディングビットを除去して得られる誤り訂正符号フレームを再送用の符号化データとして生成する手段を有することを特徴とする。

また、本発明の送信サーバにおいて、前記送信装置で利用可能とする所定種類数の符号化率は、少なくとも１／２，３／５，２／３，３／４，４／５，５／６，７／８，９／１０を含み、前記消失訂正性能テーブルは、前記所要パケット消失率として、前記所定種類数の符号化率の高さに応じて低くなる割合を有することを特徴とする。

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に対し、前記デジタル放送に係る誤り訂正符号を利用して符号化した符号化データを順次出力する手段を有することを特徴とする。

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、送信装置によりデジタル放送に係る誤り訂正符号を利用して符号化した符号化データをデジタル変調し放送伝送路を介して送信された変調波信号を受信する受信装置であって、前記変調波信号を受信して復調する復調部と、復調して得られる前記符号化データから前記誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームを再構成し前記誤り訂正符号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誤り訂正復号部と、前記誤り訂正符号を用いて符号化データのビット誤りが訂正できないと判定されたときに対応する符号化データの再送を要求するための再送要求に係る誤り訂正符号フレームの符号化データを示す再送要求情報と、設定したパケット消失率情報とを含むＩＰパケット形式の再送要求パケットを生成し、本発明の送信サーバに向けて送信する再送要求パケット生成部と、当該再送要求パケットに応じて前記送信サーバから再送要求に応じて再送された符号化データを格納するＩＰパケット列の符号化データパケットを受信して、前記送信サーバによるインターリーブの逆処理を行って前記再送要求に応じて再送された符号化データを抽出するＩＰパケット受信部と、を備え、前記誤り訂正復号部は、前記再送要求に応じて再送された符号化データについて、符号化率が変更されていないときは復調して得られる前記符号化データの符号化率で、符号化率が変更されているときは符号化率に応じたパディングビットを付加し、復号に必要な尤度比の置き換えに関する補完処理を経て復号処理を試み、所定時間内に復号できるまで対応する符号化データの再送の要求を繰り返す手段を有することを特徴とする。

また、本発明の受信装置において、前記誤り訂正符号は、内符号としてＬＤＰＣ符号、外符号としてＢＣＨ符号が連接した連接符号からなり、前記誤り訂正復号部は、前記ＢＣＨ符号の復号処理でビット誤りのエラーが訂正しきれなかった、もしくは前記ＢＣＨ符号の復号処理でエラーは訂正できたが所定のＢＣＨエラー数となったときに、当該符号化データのビット誤りが訂正できなかったと判定することを特徴とする。

また、本発明の受信装置において、前記送信サーバとの往復回線のテスト通信による推定又はユーザ設定により定めたパケット消失率を、前記パケット消失率情報として前記再送要求パケット生成部へ設定するパケット消失率設定部を備えることを特徴とする。

更に、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。

本発明によれば、放送受信だけでは防げないデータの損失について、ＩＰ網を経て受信側から送信側へ再送要求を実施し、送信側からデータ再送を可能とすることで、受信側でデータを補完することができる。特に、ＩＰ網を経て送信側が再送するデータをデジタル放送のブロック符号における符号化データとし、尚且つ、ＩＰ網のパケット消失率に応じて再送するビット数を可能な限り少なくするように再送する符号化データのＬＤＰＣ符号化率を可変制御することで、ＩＰ綱のパケット消失率を送受信間で逐次共有して、再送要求回数を削減可能とし、更に、ＩＰ網経由の伝送効率を向上させることができる。また、放送受信による誤り訂正符号とＩＰ網経由の伝送で利用する誤り訂正符号の双方を放送規格で規格された誤り訂正符号の符号形式と同一にすることで、受信側では１つの誤り訂正復号器を用意するだけで実現でき、設備規模を小さくできる。

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送信サーバと受信装置との間の再送要求パケットに係る制御フローを示すフローチャートである。 （ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ本発明による一実施形態の送信サーバにおける符号化率適応変更部による符号化率変更時の符号化データの生成法を概念的に示す図である。 （ａ）乃至（ｄ）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符号化率適応変更部による符号化率変更時の符号化データの生成法を具体的に示す図である。 本発明による一実施例の送信サーバにおけるＩＰパケット生成部のインターリーブ処理に関する説明図である。 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形態の受信装置における一実施例の受信制御フローを示すフローチャートである。

〔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、１台又は複数台の送信サーバ６、及び、複数台の送信サーバ６を構成するときに設けられる負荷分散装置７を備える。

送信装置２は、デジタル放送に係る送信データに対し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、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。また、送信装置２は、順次生成した符号化データを誤り訂正符号フレームとして管理して、同期信号として機能するフレーム番号又は時刻情報を付与して、例えばローカルエリアネットワーク経由で、１台又は複数台の送信サーバ６に送信する機能を有する。

送信装置３は、デジタル放送に係る送信データに対し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、現行又は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。また、送信装置３は、順次生成した符号化データを誤り訂正符号フレームとして管理して、同期信号として機能するフレーム番号又は時刻情報を付与して、例えばローカルエリアネットワーク経由で、１台又は複数台の送信サーバ６に送信する機能を有する。

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符号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符号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し再生可能と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）から得られた符号化データについて誤り訂正復号の可否を判定し、復号できると判定したときはそのまま復号して受信データを生成し、符号化データのビット誤りが訂正できず復号できないと判定した場合には対応する符号化データの再送を要求するＩＰパケット形式の再送要求パケットを生成し、この再送要求パケットに、推定又はユーザ設定したＩＰ網８のパケット消失率情報を含めて、ＩＰ網８を経て、送信サーバ６に向けて送信する機能を有する。ここで、受信装置５は、そのパケット消失率情報を送信サーバ６との当該ＩＰ綱８経由の通信で事前に推定するか、或いはユーザによる指定により事前に決定して設定する機能を有する。さらに、受信装置５は、当該再送要求パケットに応じて送信サーバ６から再送された符号化データ（送信サーバ６側でパケット消失率情報に応じて、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上であり、尚且つ当該ＩＰ綱８のパケット消失を訂正可能とする範囲内で最も高い符号化率により再構成される符号化データ）を格納するＩＰパケット列の符号化データパケットを受信して、送信サーバ６側のインターリーブ処理の逆処理を行って、再送要求に応じて再送された符号化データを再構成して抽出し復号処理に用いるよう尤度変換を行い、所定時間内に当該復号処理により復号できるまで、対応する符号化データの再送の要求を繰り返す機能を有する。尚、受信装置５は、所定時間内に当該復号処理により再送要求した符号化データを復号できないときは、ビット誤りを含む状態のまま受信データを生成する。

１台又は複数台の送信サーバ６の各々は、デジタル放送に係る誤り訂正符号を利用して符号化した符号化データをデジタル変調し放送伝送路を介して受信装置５に送信する送信装置２（又は送信装置３）から当該符号化データの所定時間分を保存し、受信装置５から再送要求された符号化データについて、受信装置５から得られるパケット消失率情報に応じて符号化データを再構成し、インターリーブ処理を施したＩＰパケット列の符号化データパケットを生成し、ＩＰ網８を介して受信装置５に送信可能とするコンピュータとして構成される。

即ち、送信サーバ６は、送信装置２（又は送信装置３）で生成された符号化データを例えばローカルエリアネットワーク経由で順次入力し、誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームのフレーム番号又は時刻情報に基づく同期信号により時系列に管理して所定時間分を更新しながら保存する機能、ＩＰ網８を経て、受信装置５にて送信装置２（又は送信装置３）で利用した誤り訂正符号を用いて符号化データのビット誤りが訂正できないと判定されたときに当該パケット消失率情報とともに当該符号化データに関する再送要求パケットを受信し、当該受信装置５に向けて当該パケット消失率情報に応じて、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上であり、尚且つ当該ＩＰ綱８のパケット消失を訂正可能とする範囲内で最も高い符号化率で符号化データを再構成し、その再送要求に係る同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を持つ符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを先頭として連続する同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を持つｍフレームの誤り訂正符号フレームを当該再送要求に係る同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を持つ符号化データと同一の符号化率で形成してインターリーブフレームを構築し、当該インターリーブフレームをｍフレームの誤り訂正符号フレームに対して直交する方向にインターリーブ処理を施してＩＰパケット列の符号化データパケットを生成し、ＩＰ網８を経て当該受信装置５に向けて送信する機能を有する。尚、本実施形態では、上述したように、受信装置５側において、送信サーバ６との往復回線のテスト通信による推定又はユーザ設定によりパケット消失率を定めるようにしている。

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。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、１台又は複数台の送信装置２（又は送信装置３）として、ローカルエリアネットワークで接続する代わりに、単純な信号ケーブルで接続する構成としてもよい。

負荷分散装置７は、複数台の送信サーバ６を構成するときに、当該複数台の送信サーバ６とＩＰ網８との間に設けられ、ＩＰ網８を経て多くの受信装置５から再送要求パケットを受信した場合に、複数台の送信サーバ６の各処理負荷を分散させ、再送要求に係る符号化データパケットを分割送信する装置である。図１に示す伝送システムでは、予めユーザ登録された複数台の受信装置５を対象とし、負荷分散装置７を介在させることで、ユーザ登録数が多くなる場合でも送信サーバ６を追加するだけでよいものとなる。ただし、予め許容するユーザ登録数に対応した送信サーバ６を個別に配設するときは、負荷分散装置７の設置を省略し、送信サーバ６とＩＰ網８とを直接的に接続す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（電力）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、デジタル放送に係る送信データに対し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。また、誤り訂正符号化部２１は、順次生成した符号化データを誤り訂正符号フレームとして管理して、同期信号として機能するフレーム番号又は時刻情報を付与して、例えばローカルエリアネットワーク経由で送信サーバ６に送信する機能を有する。

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。

デジタル放送に係る送信データは、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とすることができ、例えば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（Type Length Value）形式のデータとすることができる。

尚、現行の地上デジタル放送では、内符号として畳み込み符号、外符号としてリードソロモン符号が連接した連接符号で誤り訂正符号化処理が行われる。次世代の地上デジタル放送では、内符号としてＬＤＰＣ符号、外符号としてＢＣＨ（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）符号が連接した連接符号で誤り訂正符号化処理を行うことが検討されている。また、高度広帯域衛星デジタル放送では、内符号としてＬＤＰＣ符号、外符号としてＢＣＨ符号が連接した連接符号で誤り訂正符号化処理が行われる。以下の説明では、主に、内符号としてＬＤＰＣ符号、外符号としてＢＣＨ符号が連接した連接符号で誤り訂正符号化処理が行われる伝送システム１について説明する。そして、以下の説明における一実施例の伝送システム１において、ＬＤＰＣ符号をブロック符号として用いるときは、「ＬＤＰＣ符号化率」を単に「符号化率」とも称する。

〔送信サーバ〕
図２に示す送信サーバ６は、デジタル放送に係る誤り訂正符号を利用して符号化した符号化データをデジタル変調し放送伝送路を介して受信装置５に送信する送信装置２（又は送信装置３）から当該符号化データの所定時間分を保存し、受信装置５から再送要求された符号化データについて、受信装置５から得られるパケット消失率情報に応じて符号化データを再構成し、該符号化データを含むＩＰパケット列の符号化データパケットを生成し、ＩＰ網８を介して受信装置５に送信可能とするコンピュータとして構成され、保存部６１、ＩＰパケット生成部６２、再送要求処理部６３、符号化率適応変更部６４、符号化率決定部６５、及び消失訂正性能テーブル格納部６６を備える。

保存部６１は、送信装置２（又は送信装置３）で生成された符号化データ（放送伝送路で用いるブロック符号化済みの信号）を例えばローカルエリアネットワーク経由で、同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を基に順次入力し、その符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを、同期信号（フレーム番号又は時刻情報）で時系列に管理して所定時間分を更新しながら保存する機能部である。尚、送信装置２（又は送信装置３）から得られる符号化データには、放送伝送路で用いるデジタル放送内の制御信号であるＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号にて識別されるフレーム番号又は時刻情報が同期信号として付されている。例えば、保存部６１は、放送伝送路を用いるデータ伝送方式において、誤り訂正符号フレーム単位の符号化データに併せて伝送されるＴＭＣＣ信号内に含まれる時刻情報（主信号内にも時刻情報を埋め込むこともある。）も受信することで、送信装置２（又は送信装置３）から逐次得られる誤り訂正符号フレーム単位の符号化データを、時刻情報に関連付けたフレーム番号を同期信号とし、その同期信号で管理することができる。また、保存部６１により同期信号（フレーム番号又は時刻情報）で時系列に管理する符号化データは、デジタル放送中に受信する間、送信サーバ６からＩＰ網８経由で通知する形態としてもよい。即ち、図１に示す伝送システム１において、ＴＭＣＣ信号又は主信号内に含まれる時刻情報やフレーム番号を同期信号として利用することで、送信装置２，３、受信装置５、１台又は複数台の送信サーバ６、及び、複数台の送信サーバ６を構成するときに設けられる負荷分散装置７の同期を確保することができる。

ＩＰパケット生成部６２は、受信装置５からの再送要求に係る符号化データを格納するＩＰパケット列の符号化データパケットを生成し、ＩＰ網８を経て当該受信装置５に向けて送信する機能部である。この符号化データパケットは、受信装置５にて送信装置２（又は送信装置３）で利用した誤り訂正符号を用いて符号化データのビット誤りが訂正できないと判定されたときに生成される。尚、図６を参照して詳細は後述するが、ＩＰパケット生成部６２は、インターリーブ処理に係る各インターリーブフレームを受信装置５側で識別可能とするための識別ヘッダと、符号化データパケットを構成する複数のＩＰパケットに対するシーケンス番号を付与した上で、再送要求に係る符号化データのビットが所定値以上離れるようにする所定規則に基づいて、各誤り訂正符号フレームを縦断するようにビットの並び替えを行うインターリーブ処理を実行するインターリーブ部６２１を有する。

再送要求処理部６３は、受信装置５からＩＰ網８を経て再送要求パケットを受信したときに、当該再送要求パケットに格納されるパケット消失率情報と、再送要求に係る誤り訂正符号フレームの符号化データを示す再送要求情報とを抽出する。そして、再送要求処理部６３は、今回受信したパケット消失率情報を符号化率決定部６５に通知するとともに、再送要求情報を基に保存部６１から再送要求に係る符号化データの所在を探索して該符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを先頭として連続する同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を持つｍフレーム分の誤り訂正符号フレームを読み出し、符号化率適応変更部６４に出力させるよう保存部６１を制御する。

符号化率決定部６５は、受信装置５から得られるＩＰ綱８のパケット消失率情報を基に、消失訂正性能テーブル格納部６６に格納されている消失訂正性能テーブル（表１に例示）を参照し、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上であり、尚且つ当該ＩＰ綱８のパケット消失を訂正可能とする範囲内で最も高い符号化率（パリティビットが一番少なくなる符号化率）を決定し、符号化率適応変更部６４を制御する。尚、本例の消失訂正性能テーブルは、事前に計算機シミュレーションで求めた符号化率１／２，３／５，２／３，３／４，４／５，５／６，７／８，９／１０ごとのエラーフリー達成可能な最大パケット消失率（以下、「所要パケット消失率」とも称する。）を示している。これにより、符号化率決定部６５は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率を変更せずに再送する場合や変更して再送する場合のいずれにおいても、再送するビット数を可能な限り少なくする符号化率を選定して符号化率適応変更部６４を制御することができる。そして、符号化率適応変更部６４は、符号化率決定部６４による符号化率の決定に基づいて放送伝送路で伝送された符号化データのブロック符号の符号化率を変更して再送するか否かを判別することができる。

ところで、通常、デジタル放送では選択可能な符号化率について複種類が予め規定されている。例えばＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４ではブロック符号であるＬＤＰＣ符号のうち、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種類の符号化率が規定されているが、本実施形態の伝送システム１では、これらの符号化率のうち表１に示す消失訂正性能テーブルにおける８種類の符号化率のみが放送伝送路で使用される例を示している。従って、当該１１種類の符号化率の全てが放送伝送路で使用されるときは、それに応じた１１種類の符号化率に対応する所要パケット消失率を規定した消失訂正性能テーブルを用いるか、もしくは、表１に示す消失訂正性能テーブルにおいて、符号化率１／３，２／５，７／９については他の符号化率における所要パケット消失率を基に推定適用する形態としてもよい。

例えば、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率Ｆ_ｂが１／２であったとする。このとき、受信装置５から再送要求パケットで得られるＩＰ綱８のパケット消失率情報が４０％であった場合には、符号化率決定部６５は消失訂正性能テーブルを参照して、４０％のパケット消失率を持つＩＰ綱８においてエラーフリー伝送可能な所要パケット消失率は１／２のみであるため、ＩＰ綱８経由で再送する際の符号化率Ｆ_ｉを１／２に決定する。一方、受信装置５から再送要求パケットで得られるＩＰ綱８のパケット消失率情報が２５％であった場合には、符号化率決定部６５は消失訂正性能テーブルから、２５％のパケット消失率を持つＩＰ綱８においてエラーフリー伝送可能な所要パケット消失率は１／２，３／５，２／３，３／４が消失訂正性能テーブルから参照されるが、ＩＰ綱８の回線逼迫を抑え伝送効率を向上するため、パリティビットが一番少なくなる最も高い符号化率として、ＩＰ綱８経由で再送する際の符号化率Ｆ_ｉを３／４に決定する。

符号化率適応変更部６４は、符号化率決定部６５により決定された符号化率に従って、送信装置２（又は送信装置３）で生成された符号化データの符号化率を変更する場合と変更しない場合の切り替えを行う切替部６４１，６４２と、該符号化率を変更する場合に、その決定された符号化率に変更する誤り訂正符号化処理を行う誤り訂正符号化部６４３と、を備える。

より具体的には、切替部６４１，６４２は、保存部６１から読み出した再送要求に係る符号化データ（放送伝送路で伝送した符号化データ）について符号化率を変更せずに再送するときは、そのままＩＰパケット生成部６２に出力し、符号化率を変更して再送するときは、誤り訂正符号化部６４３により符号化率を変更し再構成した符号化データをＩＰパケット生成部６２に出力するように切り替えを行う機能部である。

例えば、放送伝送路経由の伝送とＩＰ綱８経由の伝送の符号化率が同じ（例えばＦ_ｉ＝Ｆ_ｂ＝１／２）であるときは、符号化率適応変更部６４は、保存部６１から読み出される送信装置２（又は送信装置３）で伝送した該当する誤り訂正符号フレームの符号化データを、そのままＩＰパケット生成部６２へ出力する。

一方、符号化率適応変更部６４は、放送伝送路経由の伝送から符号化率を変更した符号化データを再送するときには、誤り訂正符号化部６４３により符号化率を変更する。

誤り訂正符号化部６４３は、保存部６１から読み出した再送要求に係る符号化データ（放送伝送路で伝送した符号化データ）について符号化率を変更して再送するときに、その再送要求に係る符号化データ内の所定のパリティを除く情報ビットのみを抽出する。続いて、誤り訂正符号化部６４３は、変更する符号化率に応じて、送信サーバ６及び受信装置５間で既知のビット（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）からなるパディングビットを送受間で既知とする挿入位置に付加する。そして、誤り訂正符号化部６４３は、このパディングビットを付加した当該所定の情報ビットに対して、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）で利用可能とする放送伝送路で伝送した符号化率とは異なる符号化率で誤り訂正符号化処理を行う。最終的には、誤り訂正符号化部６４３は、放送伝送路で伝送した符号化データについて符号化率を変更したブロック符号のパリティを、送信装置２（又は送信装置３）で生成された符号化データに付加されていたパリティから置き換えて当該情報ビットに付加し、且つパディングビットを除去した再送用の符号化データを生成する。符号化率適応変更部６４の誤り訂正符号化部６４３による符号化率変更時の符号化データの生成法については、図４及び図５を参照して後述する。

例えば、放送伝送路経由の伝送とＩＰ綱８経由の伝送の符号化率が異なる（Ｆ_ｂ＜Ｆ_ｉ）ときは、符号化率適応変更部６４は、保存部６１から読み出される送信装置２（又は送信装置３）で伝送した該当する誤り訂正符号フレームの符号化データのうち情報ビットのみを抽出し、送受間で既知とするパディングビットを送受間で既知とする挿入位置に付加して、符号化率Ｆ_ｉとするブロック符号のパリティを付加してから、当該パディングビットを除去した再送用の符号化データを生成し、ＩＰパケット生成部６２へ出力する。より具体的には、放送伝送路経由の伝送時の符号長が４４８８０ビットであるとき、符号化率Ｆ_ｂ＝１／２から符号化率Ｆ_ｂ＝３／４に変更して再送するときは、２２８１４ビットの情報ビット（符号化率Ｆ_ｂ＝１／２に対応する主信号２２４４０ビット）に送受間で既知とするパディングビットを付加（例えば、全て０でパディング）した誤り訂正符号化処理によってパリティビット（１０４７２ビット）を生成して付加し、そのパディングビットを除去したフレーム長３３２８６ビットの誤り訂正符号フレームを再送用に再構成する。

また、符号化率適応変更部６４は、再送要求に係る符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを先頭として連続する同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を持つｍフレーム分の誤り訂正符号フレームについて、当該再送要求に係る符号化データの符号化率と同一の符号化率で（誤り訂正符号化部６４３により当該再送要求に係る符号化データについて符号化率を変更しているときは連続する他の誤り訂正符号フレームも同一の符号化率変更処理を施して）、ＩＰパケット生成部６２に出力する。

そして、ＩＰパケット生成部６２は、インターリーブ部６２１により、ｍフレーム分の誤り訂正符号フレームを用いてインターリーブフレームを構成し、ｍフレーム分の誤り訂正符号フレームを縦断（直交）する方向にインターリーブ処理してＩＰパケット列（符号化データパケット）を生成し、符号化率を変更したときはその旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを生成して送信後、当該符号化データパケットを受信装置５に向けて送信する。

例えば、放送伝送路経由の伝送時の符号長が４４８８０ビットであるとき、インターリーブ部６２１は、放送伝送路経由の伝送とＩＰ綱８経由の再送の符号化率が同じ（例えばＦ_ｉ＝Ｆ_ｂ）であれば、符号化率適応変更部６４から得られる誤り訂正符号フレームのフレーム長は４４８８０ビットとなり、ＩＰ綱８経由の再送時も放送伝送路経由の伝送と同じ符号長４４８８０ビットに対して、１〜４４８８０のシーケンス番号を付けたＩＰパケットを４４８８０パケット生成し、送出順番をインターリーブして出力する。また、インターリーブ部６２１は、放送伝送路経由の伝送とＩＰ綱８経由の伝送の符号化率が異なり（Ｆ_ｂ＜Ｆ_ｉ）、例えばＩＰ綱８経由の再送の符号化率Ｆ_ｉ＝３／４の時には、符号化率適応変更部６４から得られる誤り訂正符号フレームのフレーム長は３３２８６ビットとなり、１〜３３２８６のシーケンス番号を付けたＩＰパケットを３３２８６パケット生成し、送出順番をインターリーブして出力する。

（再送要求パケットに係る制御フロー）
図３は、本発明による一実施形態の送信サーバ６と受信装置５との間の再送要求パケットに係る制御フローを示すフローチャートである。

まず、送信サーバ６は、保存部６１により、放送伝送路で伝送した符号化率Ｆ_ｂの符号化データについて所定時間分を更新しながら保存する（ステップＳ５０）。放送伝送路で伝送した符号化データは、誤り訂正符号化済みのデータであり、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に記載されるＬＤＰＣ符号などのブロック符号の誤り訂正符号フレームで構成される。

受信装置５は、放送伝送路で伝送されたデジタル放送を受信して復調し、符号化データのビット誤りが訂正できるか否かを試みる。伝送環境がよく、誤りなく受信できた場合や、白色雑音等の影響が誤り訂正符号により復号できる範囲であった場合、そのまま誤り訂正復号した受信データを再生可能に出力する。降雨減衰が起きるなど伝送環境が悪く、放送伝送路経由で受信した符号化データのビット誤りが訂正できない場合、受信装置５は、ＩＰ網８を通じて該当する符号化データについて再送要求パケットを生成し、送信サーバ６に再送要求を行う（ステップＳ５１）。この再送要求パケットには、上述したように、再送要求情報、及び、パケット消失率情報が含まれる。

そこで、送信サーバ６は、再送要求処理部６３により、受信装置５から再送要求パケットを受信すると（ステップＳ５２）、再送要求パケットから、再送要求情報及びパケット消失率情報を抽出し、今回受信したパケット消失率情報を符号化率決定部６５に通知するとともに、再送要求情報を基に保存部６１から再送要求に係る符号化データの所在を探索してその符号化データを先頭とする連続するｍフレーム分の誤り訂正符号フレームの符号化データを読み出して符号化率適応変更部６４に出力させるよう保存部６１を制御する（ステップＳ５３）。

続いて、送信サーバ６は、符号化率決定部６５により、パケット消失率情報を基に、消失訂正性能テーブル（表１に例示）を参照し、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率Ｆ_ｂ以上であり、尚且つ当該ＩＰ綱８のパケット消失を訂正可能とする範囲内で最も高い符号化率Ｆ_ｉを決定する（ステップＳ５４）。

そして、送信サーバ６は、符号化率決定部６５の制御によってより決定した符号化率Ｆ_ｉと、符号化率適応変更部６４における送信装置２（又は送信装置３）で生成された符号化データの符号化率Ｆ_ｂとの比較で、当該符号化率Ｆ_ｂを変更する場合と変更しない場合の切り替えを行い（ステップＳ５５）、符号化率Ｆ_ｂを異なる符号化率に変更せずに再送するときは（ステップＳ５５：Ｎｏ；Ｆ_ｂ＝Ｆ_ｉ）、ステップＳ５７に移行し、符号化率Ｆ_ｂを異なる符号化率に変更して再送するときは（ステップＳ５５：Ｙｅｓ；Ｆ_ｂ＜Ｆ_ｉ）、ステップＳ５８に移行する。

符号化率適応変更部６４は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率Ｆ_ｂを変更して再送するときは（ステップＳ５５：Ｙｅｓ；Ｆ_ｂ＜Ｆ_ｉ）、今回受信した再送要求情報を基に保存部６１から探索して読み出された再送要求に係る誤り訂正符号フレームの符号化データ（パリティビット付きの情報ビット）について、その情報ビットと送受間で既知のパディングビットを用いて異なる符号化率Ｆ_ｉに変更して符号化し、パディングビットを除去した誤り訂正符号フレームの符号化データを再構成してＩＰパケット生成部６２へ出力する（ステップＳ５６）。

一方、符号化率適応変更部６４は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率Ｆ_ｂを変更せずに再送するときは（ステップＳ５５：Ｎｏ；Ｆ_ｂ＝Ｆ_ｉ）、今回受信した再送要求情報を基に保存部６１から探索して読み出された再送要求に係る誤り訂正符号フレームの符号化データ（パリティビット付きの情報ビット）を、そのままＩＰパケット生成部６２へ出力する（ステップＳ５７）。即ち、符号化率適応変更部６４は、符号化率Ｆ_ｂを変更せずに再送するときは、放送伝送路で伝送した符号化データをそのままＩＰパケット生成部６２へ出力する。

符号化率適応変更部６４は、再送要求に係る符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを先頭として連続する同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を持つｍフレーム分の誤り訂正符号フレームについても、当該再送要求に係る符号化データの符号化率と同一の符号化率で（誤り訂正符号化部６４３により当該再送要求に係る符号化データについて符号化率を変更しているときは他の誤り訂正符号フレームも同一の符号化率変更処理を施して）、ＩＰパケット生成部６２に出力する。

最終的に、送信サーバ６は、ＩＰパケット生成部６２により、ｍフレーム分の誤り訂正符号フレームを用いてインターリーブフレームを構成し、ｍフレーム分の誤り訂正符号フレームを縦断（直交）する方向にインターリーブ処理してＩＰパケット列（符号化データパケット）を生成し、符号化率を変更したときはその旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを生成して送信後、当該符号化データパケットを受信装置５に向けて送信する（ステップＳ５８）。尚、送信サーバ６は、符号化率情報を含めて、符号化データパケットを構成し、受信装置５に向けて送信する形態とすることもできる。本例では、符号化データパケットの伝送効率を高めるために、受信装置５に対し、符号化率を変更したときに、その旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを事前通知する形態としている。

また、送信サーバ６は、符号化率変更通知パケットの送信を複数回行う構成としてもよいし、或いは、符号化率変更通知パケットの受信確認応答を得る構成とし、受信装置５から受信確認応答を受信するまで、符号化率変更通知パケットの送信を繰り返し行う構成としてもよい。尚、ＩＰ網８経由で伝送する符号化データの符号化率が放送伝送路で伝送する符号化データの符号化率と同一の場合、受信装置５は放送伝送路での符号化率の情報のみ把握できていればよいため、送信サーバ６は、符号化率変更通知パケットの事前通知を省略してもよいが、符号化率変更の有無に関わらず、符号化データパケットの再送の度に、符号化率変更通知パケットの送信を行ってもよい。

（符号化率変更時の符号化データの生成法）
図４を参照して、符号化率変更時の符号化データを生成する例を説明する。図４（ａ）乃至図４（ｄ）は、それぞれ本発明による一実施形態の送信サーバ６における符号化率適応変更部６４による符号化率変更時の符号化データの生成法を概念的に示す図である。

まず、図４（ａ）には、放送伝送路で伝送した符号化データを示すブロック符号の誤り訂正符号フレームの構成を概念的に示している。

尚、放送伝送路で伝送する符号化データの符号化率の情報については、通常、デジタル放送内の伝送制御信号であるＴＭＣＣ信号で伝送されるが、送信サーバ６からＩＰ網８経由で、事前通知する構成としてもよい。また、上述したように、再送要求に応じて再送する符号化データの符号化率の情報については、送信サーバ６は、ＩＰパケット生成部６２により、符号化率を変更したときはその旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを生成して送信後、又は符号化率情報を含めて、符号化データパケットを受信装置５に向けて送信する。ここで、ＩＰ網８経由で伝送する符号化データの符号化率が放送伝送路で伝送する符号化データの符号化率と同一の場合、受信装置５は放送伝送路での符号化率の情報のみ把握できていればよいため、送信サーバ６は、符号化率変更通知パケットの事前通知を省略できる。

図４（ａ）に示すように、放送伝送路で伝送した符号長Ｎビットのブロック符号における符号化データの符号化率をＦ_ｂとすると、その符号化データの情報ビット（即ち、ブロック符号における主信号）はＮ×Ｆ_ｂビット、パリティはＮ×（１−Ｆ_ｂ）ビットで構成される。通常、放送伝送路でブロック符号を用いる場合、放送伝送路で扱いやすいよう符号化率によらず誤り訂正符号フレームの符号長のビット数は一定であることが多い。例えばＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４ではブロック符号であるＬＤＰＣ符号の符号長Ｎは、ＬＤＰＣ符号化率に依らずＮ＝４４８８０ビットで一定である。ここで、ＩＰ網８経由で再送する符号化データの符号化率をＦ_ｉとすると、符号化率Ｆ_ｉのパリティは、符号化率Ｆ_ｂから変更する場合にも、Ｎ×Ｆ_ｂビットの情報ビット（即ち、ブロック符号における主信号）を用いたまま符号長Ｎビットのブロック符号とすればよいため、送信装置２（又は送信装置３）で利用可能とする所定種類数の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上となる範囲内であればよい。

そこで、受信装置５から再送要求パケットを受信した送信サーバ６は、再送要求処理部６３により、再送要求パケットに含まれるパケット消失率情報を抽出して符号化率決定部６５に通知する。符号化率決定部６５は、そのパケット消失率情報を基に、消失訂正性能テーブル（表１に例示）を参照して、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上であり、尚且つ当該ＩＰ綱８のパケット消失を訂正可能とする範囲内で最も高い符号化率（パリティビットが一番少なくなる符号化率）を決定し、符号化率適応変更部６４を制御する。

符号化率適応変更部６４は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率のまま変更なしとするとき（Ｆ_ｂ＝Ｆ_ｉ）、保存部６１から読み出される図４（ａ）に示す再送要求に係る符号長Ｎビットの符号化データを、そのままＩＰパケット生成部６２に出力する。

一方、符号化率適応変更部６４は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率Ｆ_ｂから異なる符号化率Ｆ_ｉに変更するときは（Ｆ_ｂ＜Ｆ_ｉ）、まずは、保存部６１から読み出される図４（ａ）に示す再送要求に係る符号長Ｎビットの符号化データのうちＮ×Ｆ_ｂビットの情報ビットのみを抽出する（図４（ｂ）参照）。

続いて、符号化率適応変更部６４は、誤り訂正符号化部６４３により、保存部６１から読み出したＮ×Ｆ_ｂビットの情報ビットに、送受間で既知の値（例えば、全て０のビット）でＮ×（Ｆ_ｉ−Ｆ_ｂ）ビット分をパディングビットとして送受間で既知とする挿入位置に付加し、この情報ビットとパディングビットに対して符号化率Ｆ_ｉとなる誤り訂正符号化処理を施して、Ｎ×（１−Ｆ_ｉ）ビットのパリティを生成する（図４（ｃ）参照）。例えば、誤り訂正符号化部６４３は、符号化率Ｆ_ｉとして、Ｎ×Ｆ_ｂビットの情報ビットを用いながら、符号化率Ｆ_ｂから送信装置２（又は送信装置３）で利用可能とする異なる符号化率Ｆ_ｉへと変更する。

そして、誤り訂正符号化部６４３は、パディングビットを除去して、Ｎ×Ｆ_ｂビットの情報ビットにＮ×（１−Ｆ_ｉ）ビットのパリティを付加した再送用の符号化データを再構成し、ＩＰパケット生成部６２に出力する（図４（ｄ）参照）。この再構成された再送用の符号化データのフレーム長は、元の符号長Ｎビットよりも短くなるため、符号長Ｎビット分の符号化データを受信装置５に再送する場合よりも伝送効率が高くなる。

（一実施例の符号化率変更時の符号化データの生成法）
上述したように、通常、デジタル放送では選択可能な符号化率について複種類が予め規定されているが、ここでは、本伝送システム１で利用するものとして、表１に示す予め定めた８種類のＬＤＰＣ符号化率とし、この８種類のＬＤＰＣ符号化率に関して、例えばＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４で規定されている検査行列及びその検査行列を形成するための検査行列初期値テーブルをそのまま利用できる。そこで、より具体的な実施例として、図５を参照して、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４に準拠する表１に示すＬＤＰＣ符号化率の種類数の範囲内で、符号化率変更時の符号化データの生成する例を説明する。

図５（ａ）乃至図５（ｄ）に示す例は、送信サーバ６は、高度広帯域衛星デジタル放送として、２０１８年１２月から放送が始まった変調方式が１６ＡＰＳＫ、ＬＤＰＣ符号化率が６１／１２０（≒１／２）である高度広帯域衛星デジタル放送の符号化データを受信して保存部６１に保持し、受信装置５から電波受信状況が悪化した場合にＩＰ網８経由で再送要求された符号化データについて、その符号化率を１０９／１２０（≒９／１０）に変更して再送する例である。

図５（ａ）に示すように、ここでは、放送伝送路で伝送した符号長Ｎ＝４４８８０ビットのＬＤＰＣ符号における符号化データの符号化率をＦ_ｂ＝６１／１２０（≒１／２）とする。尚、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４では、１誤り訂正符号フレームは、ＬＤＰＣ符号化率によらず一定の符号長４４８８０ビットであり、集合分割法に基づくスロット単位で構成されるため、ＬＤＰＣ符号の符号化対象となる情報ビットは、“スロットヘッダ”、“主信号（伝送対象のデータ）”、“ＢＣＨ符号パリティ”、及び“スタッフビット”が、電力拡散されたものとなっており、ＬＤＰＣ符号のパリティが付加されて１誤り訂正符号フレームが構成される。そして、送信サーバ６における保存部６１には、図５（ａ）に示す１誤り訂正符号フレーム単位の符号化データが、同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を付して時系列に管理されて所定時間分を更新しながら保存される。ＬＤＰＣ符号化率６１／１２０（≒１／２）におけるＬＤＰＣ符号パリティは、４４８８０×（１−６１／１２０）＝２２０６６ビットで構成される。

そこで、受信装置５から再送要求パケットを受信した送信サーバ６は、再送要求処理部６３により、再送要求パケットに含まれるパケット消失率情報を抽出して符号化率決定部６５に通知し、符号化率決定部６５は、そのパケット消失率情報を基に、消失訂正性能テーブル（表１に例示）を参照して、ＩＰ網８経由の再送に伝送効率の観点で最適な符号化率を決定し、符号化率適応変更部６４を制御する。

符号化率適応変更部６４は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率のまま変更なしとするとき（Ｆ_ｂ＝Ｆ_ｉ）、保存部６１から読み出される図５（ａ）に示す再送要求に係る符号長Ｎビットの符号化データを、そのままＩＰパケット生成部６２に出力する。

一方、符号化率適応変更部６４は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率Ｆ_ｂ＝６１／１２０（≒１／２）から異なる符号化率Ｆ_ｉ＝１０９／１２０（≒９／１０）に変更するときは（Ｆ_ｂ＜Ｆ_ｉ）、まずは、保存部６１から読み出される図５（ａ）に示す再送要求に係る符号長Ｎ＝４４８８０ビットの符号化データのうちＮ×Ｆ_ｂ＝２２８１４ビットのＬＤＰＣ符号の符号化対象となる情報ビット（即ち、電力拡散済みのＢＣＨ符号化ビット）のみを抽出する（図５（ｂ）参照）。

続いて、符号化率適応変更部６４は、誤り訂正符号化部６４３により、保存部６１から読み出した２２８１４ビットの情報ビット（即ち、電力拡散済みのＢＣＨ符号化ビット）に、送受間で既知の値（例えば、全て０のビット）でＮ×（Ｆ_ｉ−Ｆ_ｂ）＝１７９５２ビット分をパディングビットとして送受間で既知とする挿入位置に付加し、この情報ビットとパディングビットに対して符号化率Ｆ_ｉ＝１０９／１２０（≒９／１０）となる誤り訂正符号化処理を施して、Ｎ×（１−Ｆ_ｉ）＝４１１４ビットのパリティを生成する（図５（ｃ）参照）。

そして、誤り訂正符号化部６４３は、パディングビットを除去して、２２８１４ビットの情報ビットに４１１４ビットのパリティを付加した再送用の符号化データ（２６９２８ビット）を再構成し、ＩＰパケット生成部６２に出力する（図５（ｄ）参照）。この再構成された再送用の符号化データのフレーム長２６９２８ビットは、元の符号長４４８８０ビットよりも短くなるため、符号長４４８８０ビット分の符号化データを受信装置５に再送する場合よりも伝送効率が高くなる。

このようにして、送信サーバ６は、再送要求パケットを受信すると、再送要求パケットに含まれるパケット消失率情報を基に、再送要求に係る符号化データの符号化率を適応的に変更して、ｍフレーム分の誤り訂正符号フレームのインターリーブ処理を経て符号化データパケットを生成し、受信装置５に向けて送信する。

（符号化データパケットの生成法）
送信サーバ６は、ＩＰ網８を通じて受信装置５へ再送要求された符号化データを送信する際に、ＩＰ綱８で生じるバースト的なパケット消失にも高い訂正性能を達成するため、ＩＰパケット生成部６２により、図６を参照して後述するｎ×ｍのインターリーブフレームを構築し、識別ヘッダ、シーケンス番号、及びＩＰヘッダを付けたＩＰパケット列を生成し、シーケンス番号に従いＩＰパケットの送出順番をインターリーブして符号化データパケットとして受信装置５に向けて送信するのが好適である。

より具体的に、図６を参照して、送信サーバ６におけるＩＰパケット生成部６２のＩＰパケットの生成法について説明する。図６（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ本発明による一実施形態の送信サーバ６におけるＩＰパケット生成部６２のＩＰパケットの生成法に関する説明図である。

まず、ＩＰパケット生成部６２は、符号化率適応変更部６４から、それぞれ同一の符号化率Ｆ_ｉにより符号長ｎビットで構成される、再送要求に係る同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を持つ符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを先頭として連続する同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を持つｍフレーム分の誤り訂正符号フレームを入力し、ｎ×ｍインターリーブフレームを構成する。尚、ｍは、固定値であるが外部から可変設定することができ、送受間で共有する値となっている。また、符号化率Ｆ_ｉの符号長ｎビットが放送伝送路で用いられた符号化率Ｆ_ｂの符号長Ｎビットから変更されていないときｎ＝Ｎであり、符号化率Ｆ_ｂの符号長Ｎビットから変更されているときｎ＜Ｎである。

そこで、ＩＰパケット生成部６２は、再送要求に係る符号化データとしての誤り訂正符号フレームを含むｍフレームの誤り訂正符号フレームを縦方向に並べるようにして記憶部（図示略）に一時記憶する（図６（ａ）参照）。

続いて、ＩＰパケット生成部６２は、インターリーブ部６２１により、ｍフレームの誤り訂正符号フレームに各ビットを先頭から読み出し、生成するＩＰパケットのヘッダを除いたパケット長としてｍビットのＩＰペイロードをｎパケット分、生成する（図６（ｂ）参照）。即ち、各誤り訂正符号フレームの１〜ｎビットのうち、それぞれの同一ビット目を１ビットずつ集めｍビットとしたものをＩＰペイロードとする。

続いて、ＩＰパケット生成部６２は、インターリーブ部６２１により、生成したｎパケット分のＩＰペイロードに、インターリーブ処理に係る各インターリーブフレームを受信装置５側で識別可能とするための識別ヘッダと、各誤り訂正符号フレームにおいて何番目のビットを表すのかを特定するシーケンス番号と、ＩＰヘッダを符号化データパケットのヘッダとして付加して、ｎパケット分のＩＰパケットを生成する（図６（ｃ）参照）。尚、本例では、分かりやすくシーケンス番号を１〜ｎとして表しているが、各ＩＰパケットを受信装置５にとって誤り訂正符号フレームのどのビットを示すものであれるかを識別可能な表現形態であれば任意である。

また、図６（ｂ）に示すように複数の誤り訂正符号フレームから生成されたｎパケット分のＩＰペイロードで、１つのインターリーブフレームが構成される。そこで、ＩＰパケット生成部６２は、或るインターリーブフレームに対し付加する識別ヘッダに例えばＩＤ＝“１”を割り当てるとすると、次のインターリーブフレームに対し付加する識別ヘッダにはＩＤ＝“２”を、その次のインターリーブフレームに対し付加する識別ヘッダにはＩＤ＝“３”をインクリメントしながら割り当てるようにして、識別ヘッダの値で、属するインターリーブフレームを識別できるようにする。従って、図６（ｃ）に示すように、識別ヘッダは、１つのインターリーブフレーム内で同じ値を持つように付加される。このため、受信装置５側では、識別ヘッダを参照すれば、受信した符号化データパケットのＩＰペイロードが、どのインターリーブフレームに属するものであるかを識別できるようになる。

続いて、ＩＰパケット生成部６２は、インターリーブ部６２１により、生成したｎパケット分のＩＰパケットを、シーケンス番号に従いＩＰ網８への送出順番を所定規則に基づいてインターリーブして（例えばシーケンス番号の昇順で送出してもよいし、送受間で定めた別のシーケンス番号の送出順序でもよい。）、符号化データパケットとして受信装置５に向けて送信する。

尚、本実施形態におけるＩＰパケット生成部６２は、再送要求に係る符号化データとしての誤り訂正符号フレームを含むｍ（ｍは１以上の整数）個の誤り訂正符号フレームが必要であり、換言すればインターリーブ部６２１はｍフレーム分の誤り訂正符号フレームが揃うまでインターリーブ処理を実行することはできない。このためタイムロスが問題となる場合には、再送要求に係るｎビットの誤り訂正符号フレームのうちシーケンス番号として所定ビット数分ｎ１（＜ｎ）のみを、ｍ（ｍは１以上の整数）個の誤り訂正符号フレームから抽出して、対応するシーケンス番号を保持したＩＰパケットの全体数を減らしてもよい。そして、ｍ，ｎは、固定値であるが外部から可変設定することができるものとすることで、各ＩＰパケットのパケット長の調整を行うことができる。

また、それぞれの誤り訂正符号フレームから１ビットずつ集めることでＩＰパケットを生成したが、それぞれの誤り訂正符号フレームから複数ビット集めることも可能である。逆に２フレーム分の誤り訂正符号フレームを１フレーム分として扱うことや、ｍビットのパケットを２ｎ個生成することも可能である。こうして生成したｎパケット分のＩＰペイロードを１つのインターリーブフレームとし、各インターリーブフレームを受信装置５側で識別可能とするための識別ヘッダと、個々のＩＰペイロードを識別するためのシーケンス番号を付与する。即ち、ＩＰ網８におけるパケットロスを予め想定して、これを緩和することができるように、誤り訂正符号フレームの各ビットの送出順を並び替える形態であれば、その他のインターリーブ技法を適用することが可能である。一般的にインターリーブ処理の対象とする期間（信号長）を長くすればするほどバースト的なパケットロスに強くなるため、伝送システム１全体で許容可能な期間内で最適なインターリーブ処理を実行するよう、インターリーブ部６２１を構成する。

〔受信装置〕
図７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、再送要求パケット生成部５３、ＩＰパケット受信部５４、及びパケット消失率設定部５５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、誤り訂正符号の復号処理の事前に、復調部５１から得られる符号化データの各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ：Log-likelihood ratio）を算出し、この事前対数尤度比（事前ＬＬＲ）を用いて、誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームを再構成し、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復号処理を行って受信データを生成し再生可能に外部出力する復号器である。

ここで、誤り訂正復号部５２は、誤り訂正符号フレームを構成する符号化データについて誤り訂正復号の可否を判定する機能を有し、復号できると判定したときはそのまま復号して受信データを生成し、符号化データのビット誤りが訂正できず復号できないと判定した場合には、当該誤り訂正符号フレームを構成する符号化データについての再送要求情報を再送要求パケット生成部５３に出力する。尚、放送伝送路を用いるデータ伝送方式において、受信装置５が復調部５１経由で逐次受信して得られる誤り訂正符号フレーム単位の符号化データは、併せて伝送されるＴＭＣＣ信号又は主信号に含まれる時刻情報を基に識別することができ、送信サーバ６と同様に同期信号（フレーム番号又は時刻情報）で管理することもできるため、同期信号として、この再送要求情報は再送要求する誤り訂正符号フレームを識別可能とする時刻情報を含むものとするか、又はそのフレーム番号も含むものとすればよい。

そして、誤り訂正復号部５２は、再送要求パケット生成部５３による当該再送要求パケットの送信に応じて送信サーバ６からＩＰパケット受信部５４経由で受信した符号化データパケットから、再送要求に係る符号化データを抽出して、その符号化データの誤り訂正符号フレームの復号に必要な尤度比の置き換えに関する変換を行って、放送伝送路で受信した符号化データに対する補完を行う機能を有する。

そして、誤り訂正復号部５２は、符号化データのビット誤りが訂正できず復号できないと判定した放送伝送路で受信した符号化データについて、ＩＰ網８経由で取得した符号化データを用いて、所定時間内に誤り訂正符号の復号処理により復号できるまで、ＩＰ網８経由での符号化データの再送要求を繰り返すように構成される。尚、誤り訂正復号部５２は、所定時間内に当該復号処理により復号できないときは、ビット誤りを含む状態のまま受信データを生成する。

また、本例では、送信サーバ６が、再送する符号化データの符号化率を変更したときはその旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを生成して送信後、符号化データパケットを受信装置５に向けて送信する。このため、誤り訂正復号部５２は、符号化率の変更通知の有無を基にＩＰ網８経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と異なるか否かを判定し、符号化率に応じて適宜パディングビットを追加し、復号に必要な尤度比の置き換えに関する変換を行って、放送伝送路で受信した符号化データに対する補完を行う。

再送要求パケット生成部５３は、誤り訂正復号部５２により符号化データのビット誤りが訂正できず復号できないと判定したときに、その符号化データの再送を送信サーバ６に対して要求するために、当該符号化データを再送要求する旨を示す再送要求情報と、パケット消失率設定部５５から得られるパケット消失率情報とを含むＩＰパケット形式の再送要求パケットを生成し、ＩＰ網８を経て、送信サーバ６に向けて送信する機能部である。

ＩＰパケット受信部５４は、送信サーバ６から、当該再送要求パケットに応じて再送された符号化データを格納するＩＰパケット列の符号化データパケットを受信して、当該再送要求に係る符号化データを取得し、誤り訂正復号部５２に出力する機能部である。尚、ＩＰパケット受信部５４は、識別ヘッダとシーケンス番号を利用し、送信サーバ６側のインターリーブ部６２１の逆処理を行って、再送要求に応じて再送された符号化データを再構成するデインターリーブ部５４１を有する。

パケット消失率設定部５５は、送信サーバ６とのテスト通信を試みて、送信サーバ６との通信に係る遅延と、送信サーバ６との通信に係るパケットロスの発生量のうちいずれか一方、又は双方を所定期間単位で予め計測して、逐次、その通信回線の遅延とパケットロスの発生量のうちいずれか一方、又は双方を基にパケット消失率を推定するか、或いはユーザによる指定により事前にパケット消失率を決定してパケット消失率情報として再送要求パケット生成部５３に設定する機能部である。

尚、通信回線の遅延は、受信装置５から送信サーバ６に向けて送信した再送要求パケットの送信時刻と、これに対応して送信サーバ６から再送された符号化データパケットの受信時刻との時間差で推定される伝送遅延を示すものであり、伝送遅延が大きいほどパケット消失率が大きくなる傾向にあることを利用して、伝送遅延と本発明に係るパケット消失率とを予め対応付けた変換テーブル（図示略）を保持することで、本発明に係るパケット消失率を推定することができる。

また、パケットロスの発生量は、再送要求パケットの送信時刻から所定時間経過しても送信サーバ６から対応する符号化データパケットの受信ができなかった場合にパケットロスが生じたとみなし、所定期間単位の通信実績を基に計測したものであり、このパケットロスの発生量から直接的にパケット消失率を算出することもできるし、上記の送信サーバ６との通信に係る伝送遅延も考量して、パケットロスの発生量及び伝送遅延と、本発明に係るパケット消失率とを予め対応付けた変換テーブル（図示略）を保持することで、本発明に係るパケット消失率を推定することができる。

（実施例：高度広帯域衛星デジタル放送の受信装置における受信制御フロー）
図８は、本発明による一実施形態の受信装置５における一実施例の受信制御フローを示すフローチャートである。ここで、受信装置５は、送信装置２と送信装置３のいずれからの信号受信であっても同様に動作することから、代表して、高度広帯域衛星デジタル放送に準じた衛星デジタル放送の受信を例に、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・復号する受信装置５の受信制御フローを説明する。

まず、受信装置５は、復調部５１により、衛星デジタル放送の放送伝送路経由で送信装置２から電波放射された変調波信号を受信して復調し、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（ステップＳ１）。

続いて、受信装置５は、誤り訂正復号部５２により、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実行するため、まず、尤度テーブルから符号化データの各ビットの事前ＬＬＲを算出し、誤り訂正符号フレームを再構成する（ステップＳ２）。高度広帯域衛星デジタル放送は、符号化データの１フレーム分のビット数が４４８８０ビットであり、誤り訂正符号化処理として、ＬＤＰＣ符号を内符号として利用し、ＢＣＨ符号を外符号として利用するため、尤度テーブルを用いてビットが“０”である確からしさ、及びビットが“１”である確からしさを示す事前対数尤度比を算出する。

続いて、受信装置５は、誤り訂正復号部５２により、対数尤度比によるsum-productアルゴリズムを利用したＬＤＰＣ復号を実施後（ステップＳ３）、電力逆拡散処理を経て、ＢＣＨ符号の復号処理を実施する（ステップＳ４）。ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ４４では外符号のＢＣＨ符号の復号処理の際にビット誤りのエラーを訂正しきれず、エラーフリーにならなかった場合、データをヌルパケットに置き換える、エラーありのフラグを付けるなどの処理を規定している。

そこで、誤り訂正復号部５２は、送信装置２から得られた符号化データについて誤り訂正復号の可否を判定（具体的には、ＢＣＨ符号の復号処理でビット誤りのエラーが訂正しきれなかった、もしくは復号でエラーは訂正できたが所定のＢＣＨエラー数となったか否かを判定）する（ステップＳ５）。即ち、本実施例では、ＬＤＰＣ符号の訂正能力が不確定であること、またＢＣＨ符号の訂正能力が確定的であることに着目し、ＬＤＰＣ符号と連接するＢＣＨ符号のエラーフリーの有無を利用して、Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱにおける効率的な再送要求を実現するものとしている。

ここで、誤り訂正復号部５２は、送信装置２から得られた符号化データについて誤り訂正復号の可否を判定した結果、復号できると判定したときはそのまま復号して受信データを再生可能に生成し（ステップＳ５：Ｎｏ）、この場合、送信装置２から電波放射された変調波信号の受信を継続する。

一方、誤り訂正復号部５２は、放送伝送路経由の送信装置２から得られた符号化データのビット誤りが訂正できず復号できないと判定した場合（ＢＣＨ符号の復号処理でビット誤りのエラーが訂正しきれなかった、もしくは復号でエラーは訂正できたが所定のＢＣＨエラー数となったと判定した場合）には（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、その復号対象の符号化データについての再送要求情報を生成し、再送要求パケット生成部５３に出力して当該符号化データの再送要求を示す再送要求パケットを生成するよう指示する。

再送要求パケット生成部５３は、誤り訂正復号部５２からの指示に応じて、復号対象の符号化データについて、その再送を要求する旨を示す再送要求情報と、パケット消失率設定部５５から得られるパケット消失率情報とを含むＩＰパケット形式の再送要求パケットを生成し、ＩＰ網８を経て、送信サーバ６に向けて送信する（ステップＳ６）。

そこで、送信サーバ６は、受信装置５から再送要求された符号化データについて、受信装置５から得られるパケット消失率情報を基に、消失訂正性能テーブル（表１に例示）を参照し、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上であり、尚且つ当該ＩＰ綱８のパケット消失を訂正可能とする範囲内で最も高い符号化率で符号化データを再構成する。また、送信サーバ６は、その再送要求に係る同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を持つ符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを先頭として連続する同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を持つｍフレームの誤り訂正符号フレームを当該再送要求に係る同期信号（フレーム番号又は時刻情報）を持つ符号化データと同一の符号化率で形成してインターリーブフレームを構築し、当該インターリーブフレームをｍフレームの誤り訂正符号フレームに対して直交する方向にインターリーブ処理を施してＩＰパケット列の符号化データパケットを生成し、ＩＰ網８を介して受信装置５に送信する。また、送信サーバ６は、符号化率を変更したときはその旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを生成して送信後、当該符号化データパケットを送信する。

受信装置５は、ＩＰパケット受信部５４により、送信サーバ６から、当該再送要求パケットに応じて再送された復号対象の符号化データを含むｍフレーム分の誤り訂正符号フレームの符号化データパケット（ＩＰパケット列）を受信する（ステップＳ７）。

また、送信サーバ６は、符号化率を変更したときはその旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを生成して送信後、当該符号化データパケットを送信する。このため、受信装置５は、ＩＰパケット受信部５４及び誤り訂正復号部５２により、ＩＰ網８経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と異なるか否かを判定することができる。

そして、ＩＰパケット受信部５４は、デインターリーブ部５４１により、ＩＰパケットに付与される識別ヘッダとシーケンス番号を利用し、送信サーバ６側のインターリーブ部６２１の逆処理を行って、再送要求に応じて再送された符号化データを再構成して、誤り訂正復号部５２に出力する（ステップＳ８）。

誤り訂正復号部５２は、ＩＰ網８経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と異なる場合には、符号化率が変更された誤り訂正符号フレームを復元するために、符号化率に応じた送受間で既知とするパディングビットを送受間で既知とする挿入位置に追加する（ステップＳ９）。一方、ＩＰ網８経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と同じである場合には、パディングビットを追加する必要はない。

続いて、誤り訂正復号部５２は、再送要求パケット生成部５３による当該再送要求パケットの送信に応じて送信サーバ６からＩＰパケット受信部５４経由で受信した符号化データパケットから、再送要求に係る符号化データを抽出して、その符号化データの誤り訂正符号フレームの復号に必要な尤度比の置き換えに関する変換を行って、放送伝送路で受信した符号化データに対する補完を行う（ステップＳ１０）。ＩＰ網８は消失通信路を想定して、誤り訂正復号部５２は、ＩＰ網８経由で受信できた符号化データについては正しいビットの値を確定し、ＩＰ網８の途中の通信路でパケットロス等により消失したパケットについては正しいビットの値が不明とする。より具体的には、誤り訂正復号部５２は、ブロック符号の誤り訂正復号器として構成され対数尤度比を用いた復号を実施するため、ＩＰ網８経由で取得した符号化データについて、ビットの値が０である場合の対数尤度比を＋∞（“０”である確からしさとして最大値）、ビットの値が１である場合の対数尤度比を−∞（“１”である確からしさとして最大値）、仮にパケットロスが生じて非達ビットが生じているときは、対数尤度比を０に置き換える。

そして、誤り訂正復号部５２は、ＩＰ網８経由で伝送された符号化率に対応する検査行列でＬＤＰＣ復号した後、電力逆拡散、及びＢＣＨ復号を実施して、送信装置２から得られた符号化データのビット誤りについて所定時間内で誤り訂正符号の復号処理により復号できるまで、当該符号化データの再送の要求を繰り返し（ステップＳ３乃至Ｓ１０）、復号できた符号化データを基に受信データを生成した後、現在の受信経路がＩＰ網８経由であるときは、放送伝送路経由の受信に受信経路を切り替え、時系列上、次の符号化データについての復調・復号処理へと移行する。ここで、誤り訂正復号部５２は、ＢＣＨ符号の復号処理のビット誤りのエラーがなくなるまで繰り返し再送要求を行うことで、受信データを完全に復元する構成とすることもできるが、所定時間内として制限を設けることで無限ループ処理を回避するのが好適である。尚、誤り訂正復号部５２は、所定時間内に当該復号処理により復号できないときは、ビット誤りを含む状態のまま受信データを生成し、放送伝送路経由の受信に受信経路を切り替える。

ところで、再送要求パケットは、ＩＰパケット形式で一般的に用いられる非達通知パケットを利用でき、符号化データパケットは、その非達通知パケットの応答として再送を行うものとして構成される。このため、誤り訂正復号部５２では、復調部５１から得られる符号化データに対して再送により得られた符号化データを置き換えて、再度、復号を実施することができ、所定時間内で受信データを復元できるまで繰り返し再送要求を行うことで、再生可能に出力することができる。

以上のように、本実施形態の伝送システム１によれば、放送受信だけでは防げないデータの損失について、ＩＰ網８を経て受信装置５側から送信サーバ６側へ再送要求を実施し、送信サーバ６側からデータ再送を可能とすることで、受信装置５側でデータを補完することができる。特に、ＩＰ網８を経て送信サーバ６側が再送するデータをデジタル放送のブロック符号における符号化データとし、尚且つ、この符号化データをＩＰ網８のパケット消失率に応じて再送するビット数を可能な限り少なくする符号化率に可変制御することで、再送要求回数を削減可能とし、更に、ＩＰ網８経由の伝送効率を向上させることができる。また、放送受信による誤り訂正符号とＩＰ網８経由の伝送で利用する誤り訂正符号の双方を放送規格で規格された誤り訂正符号の符号形式と同一にすることで、受信装置５側では１つの誤り訂正復号器を用意するだけで実現でき、設備規模を小さくできる。

上述した実施例に関して、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。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。

上述した一実施形態の実施例、応用例、変形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。例えば、送信サーバ６は、送信装置２（又は送信装置３）から直接的に符号化データを入力する例を説明したが、中継放送等では、送信装置２（又は送信装置３）から一旦、受信機により変調波を受信して復調し、この復調して得られる符号化データを入力する形態としてもよい。従って、本発明は、上述の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、デジタル放送で利用する誤り訂正符号と再送要求とを効率的に組み合わせることができるので、デジタル放送に係るデータ補償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
７ 負荷分散装置
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 再送要求パケット生成部
５４ ＩＰパケット受信部
５５ パケット消失率設定部
６１ 保存部
６２ ＩＰパケット生成部
６３ 再送要求処理部
６４ 符号化率適応変更部
６５ 符号化率決定部
６６ 消失訂正性能テーブル格納部
５４１ デインターリーブ部
６２１ インターリーブ部
６４１，６４２ 切替部
６４３ 誤り訂正符号化部

Claims (9)

1. デジタル放送に係る誤り訂正符号を利用して符号化した符号化データをデジタル変調し、放送伝送路を介してデジタル変調された当該符号化データを受信装置に送信する送信装置から、当該符号化データの所定時間分を保存しＩＰ（Internet Protocol）網経由で受信装置に送信可能とする送信サーバであって、
   前記送信装置で生成された符号化データを順次入力し、前記誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームのフレーム番号又は時刻情報に基づく同期信号により時系列に管理し、時系列に管理された前記符号化データの所定時間分を更新しながら保存する保存部と、
   ＩＰ網経由で、前記受信装置にて前記誤り訂正符号を用いて符号化データのビット誤りが訂正できないと判定されたときに生成される再送要求パケットを受信し、当該再送要求パケットに格納される前記受信装置にて設定されたパケット消失率情報と、再送要求に係る誤り訂正符号フレームの符号化データを示す再送要求情報とを抽出する再送要求処理部と、
   前記パケット消失率情報を基に、符号化率ごとの消失訂正可能な最大パケット消失率を示す所要パケット消失率を有する消失訂正性能テーブルを参照し、再送用の符号化データの符号化率を決定する符号化率決定部と、
   前記符号化率決定部で決定された符号化率に基づいて、前記送信装置で生成された符号化データのブロック符号の符号化率を変更して再送するか否かを判別し、符号化率を変更するときは前記再送要求情報を基に、前記保存部から読み出して得られる再送要求に係る符号化データと該符号化データに連続する所定個の符号化データについて符号化率を変更し、複数の誤り訂正符号フレームを構成する符号化率適応変更部と、
   前記複数の誤り訂正符号フレームを用いてインターリーブフレームを構成し、各誤り訂正符号フレームに対して縦断するようにインターリーブを施して得られるペイロードに、当該インターリーブフレームを識別可能とするための識別ヘッダと、各誤り訂正符号フレームにおいて何番目のビットを表すのかを特定するシーケンス番号と、符号化データパケットのヘッダであるＩＰヘッダを付加してＩＰパケット列の符号化データパケットを生成し、ＩＰ網を経て前記受信装置に送信するＩＰパケット生成部と、を備え、
   前記符号化率決定部は、前記送信装置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、前記送信装置で利用可能とする所定種類数の符号化率のうち、前記放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上であり、尚且つ前記ＩＰ綱のパケット消失を訂正可能とする範囲内で最も高い符号化率を決定することを特徴とする送信サーバ。
2. 前記符号化率適応変更部は、前記送信装置で生成された符号化データの符号化率を変更して前記受信装置に再送する場合に、変更する符号化率に応じて該符号化データの情報ビットに前記受信装置側で既知とするパディングビットを前記受信装置側で既知とする挿入位置に付加して誤り訂正符号化処理を施し、前記誤り訂正符号化処理を施して得られる符号化率を変更した誤り訂正符号パリティを、前記送信装置で生成された符号化データに付加されていた誤り訂正符号パリティから置き換えて付加し、且つ前記パディングビットを除去して得られる誤り訂正符号フレームを再送用の符号化データとして生成する手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の送信サーバ。
3. 前記送信装置で利用可能とする所定種類数の符号化率は、少なくとも１／２，３／５，２／３，３／４，４／５，５／６，７／８，９／１０を含み、
   前記消失訂正性能テーブルは、前記所要パケット消失率として、前記所定種類数の符号化率の高さに応じて低くなる割合を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の送信サーバ。
4. デジタル放送に係る送信装置であって、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の送信サーバに対し、前記デジタル放送に係る誤り訂正符号を利用して符号化した符号化データを順次出力する手段を有することを特徴とする送信装置。
5. デジタル放送に係る送信装置であって、
   請求項１から３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. 送信装置によりデジタル放送に係る誤り訂正符号を利用して符号化した符号化データをデジタル変調し放送伝送路を介して送信された変調波信号を受信する受信装置であって、
   前記変調波信号を受信して復調する復調部と、
   復調して得られる前記符号化データから前記誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームを再構成し前記誤り訂正符号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誤り訂正復号部と、
   前記誤り訂正符号を用いて符号化データのビット誤りが訂正できないと判定されたときに対応する符号化データの再送を要求するための再送要求に係る誤り訂正符号フレームの符号化データを示す再送要求情報と、設定したパケット消失率情報とを含むＩＰパケット形式の再送要求パケットを生成し、請求項１から３のいずれか一項に記載の送信サーバに向けて送信する再送要求パケット生成部と、
   当該再送要求パケットに応じて前記送信サーバから再送要求に応じて再送された符号化データを格納するＩＰパケット列の符号化データパケットを受信して、前記送信サーバによるインターリーブの逆処理を行って前記再送要求に応じて再送された符号化データを抽出するＩＰパケット受信部と、を備え、
   前記誤り訂正復号部は、前記再送要求に応じて再送された符号化データについて、符号化率が変更されていないときは復調して得られる前記符号化データの符号化率で、符号化率が変更されているときは符号化率に応じたパディングビットを付加し、復号に必要な尤度比の置き換えに関する補完処理を経て復号処理を試み、所定時間内に復号できるまで対応する符号化データの再送の要求を繰り返す手段を有することを特徴とする受信装置。
7. 前記誤り訂正符号は、内符号としてＬＤＰＣ符号、外符号としてＢＣＨ符号が連接した連接符号からなり、
   前記誤り訂正復号部は、前記ＢＣＨ符号の復号処理でビット誤りのエラーが訂正しきれなかった、もしくは前記ＢＣＨ符号の復号処理でエラーは訂正できたが所定のＢＣＨエラー数となったときに、当該符号化データのビット誤りが訂正できなかったと判定することを特徴とする、請求項６に記載の受信装置。
8. 前記送信サーバとの往復回線のテスト通信による推定又はユーザ設定により定めたパケット消失率を、前記パケット消失率情報として前記再送要求パケット生成部へ設定するパケット消失率設定部を備えることを特徴とする、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３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。

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