JP2021177611A - Transmission server, transmission device, reception device, and program - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to the technical fields of satellite broadcasting, terrestrial broadcasting, fixed communication and mobile communication, and in particular, it is possible to retransmit data in response to a retransmission request from the receiving side by linking broadcasting and communication. It relates to a transmission server, a transmission device and a reception device related to digital broadcasting, and a program.
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。
In the digital broadcasting system of satellite broadcasting and terrestrial broadcasting, an error correction code is used as a technique for improving transmission performance under white noise. For example, in advanced broadband satellite digital broadcasting, the LDPC (Low Density Parity Check) code, which is a powerful error correction code having performance approaching the Shannon limit, which is the theoretical upper limit of utilization efficiency for the signal-to-noise ratio, is used ( For example, see Non-Patent
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。
On the other hand, in digital wireless communication, data retransmission control by ARQ (Automatic Repeat reQuest) is known as a data compensation technique other than an error correction code (see, for example,
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)。 Although it does not constitute a Hybrid ARQ, when the transmission conditions of digital broadcasting deteriorate, the ARQ is directed from the receiving side to the transmitting side via the IP (Internet Protocol) network, which is a communication path capable of bidirectional communication. (For example, see Patent Document 3).
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。 A general IP network is assumed to be a binary erasure channel (PEC) in which information is lost due to some kind of failure such as line congestion. Therefore, in Hybrid ARQ in digital wireless communication, LDPC-CC (Convolutional Codes) (see, for example, Patent Document 4) and LDGM (Low-Density Generator Matrix) codes (for example, Patent Document 5) are used as error correction codes for data compensation. An error correction code dedicated to IP communication, which is a lost communication path such as (see), is used. These LDPC-CC and LDGM codes are error correction codes based on the LDPC code as in the case of advanced broadband satellite digital broadcasting, but are designed in consideration of only IP communication, which is a lost communication path. It is necessary to prepare an error correction code encoder and decoder dedicated to IP communication.
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。 As described above, in digital wireless communication, improvement of transmission performance can be realized by using Hybrid ARQ that combines an error correction code and ARQ, and the number of retransmissions is smaller than that using only ARQ, and only the error correction code is used. Data can be transmitted under conditions that cannot be compensated for.
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。 However, a technique for coordinating with communication in one-way broadcasting such as broadcasting and compensating for data with Hybrid ARQ has not been established.
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。また、IP通信のみでARQシステムを構成する場合も、放送に係る誤り訂正符号と通信とを組み合わせたHybrid ARQを構成することで、ARQに係る再送回数を削減可能である。 Therefore, also in digital broadcasting, a technique of compensating data with Hybrid ARQ by fusing digital broadcasting and communication in which an error correction code and ARQ are combined in cooperation with communication is desired. For example, when the transmission conditions of digital broadcasting deteriorate, by constructing a transmission system that performs ARP from the receiving side to the transmitting side via the IP network, which is a communication path capable of bidirectional communication, and retransmits data from the transmitting side. , Transmission performance can be improved. In other words, since the current digital broadcasting only assumes data compensation using an error correction code, by compensating the data related to digital broadcasting with Hybrid ARQ, it is possible to deal with the deterioration of transmission conditions that cannot be corrected by the error correction code. .. Further, even when the ARQ system is configured only by IP communication, the number of retransmissions related to ARQ can be reduced by configuring Hybrid ARQ that combines the error correction code related to broadcasting and communication.
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。
However, in order to construct a transmission system using Hybrid ARQ by fusing broadcasting and communication, an error dedicated to IP communication disclosed in
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。 Therefore, it is required to efficiently combine "error correction code used in digital broadcasting" and ARQ, and to construct a transmission system using Hybrid ARQ by fusing broadcasting and communication.
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。 That is, without increasing the encoder of the transmitting device and the decoder of the receiving device related to digital broadcasting, the digital broadcasting and the communication by the IP network are linked, for example, the concatenated code and IP of error correction of the LDPC code and the BCH code. It is desired to improve the error correction capability related to digital broadcasting by constructing a transmission system that realizes Hybrid ARQ that combines retransmission requests using communication.
また、一般的なIP網は、回線が混雑しているなど、使用する時間帯や回線等によってパケットの消失する確率、消失する様子などが変動する。そのため、設備規模を増大させずにデジタル放送と通信網でのHybrid ARQを実現する際に、デジタル放送に用いられる誤り訂正符号のうちブロック符号に注目し、IP網経由で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網の通信品質に応じた可変制御を実現して、IP網経由の伝送効率を高める工夫が求められる。 Further, in a general IP network, the probability of packet loss and the appearance of packet loss vary depending on the time zone and line used, such as when the line is congested. Therefore, when realizing hybrid ARQ in digital broadcasting and communication networks without increasing the scale of equipment, pay attention to the block code among the error correction codes used in digital broadcasting, and digitally broadcast the data retransmitted via the IP network. It is required to use the coded data in the block code of the above, and to realize variable control according to the communication quality of the IP network to improve the transmission efficiency via the IP network.
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等によるブロック符号と、IP通信を利用した再送要求に対しIP網の通信品質に応じた再送を組み合わせた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、効率的なHybrid ARQを実現する技法が望まれる。 Therefore, without increasing the encoder of the transmitting device and the decoder of the receiving device related to digital broadcasting, the digital broadcasting and the communication by the IP network are linked, for example, by the concatenated code of error correction of the LDPC code and the BCH code. By constructing a transmission system that realizes Hybrid ARQ that combines block code and retransmission according to the communication quality of the IP network in response to a retransmission request using IP communication, the error correction capability related to digital broadcasting is improved, and moreover, Therefore, a technique for realizing efficient Hybrid ARQ is desired.
本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、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網の通信品質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。 In view of the above problems, an object of the present invention is to efficiently use communication to communicate with an IP network in response to a retransmission request from a receiving side based on coded data of an error correction code used in digital broadcasting. It is an object of the present invention to provide a transmission server capable of retransmitting data according to quality, a transmission device and a reception device related to digital broadcasting, and a program.
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かっ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で計測した通信品質情報と、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し、前記通信品質情報を基に予め定められた符号化率変更基準に従っ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定し、その判定結果に応じて前記再送要求情報を基に、前記保存部から再送要求に係る符号化データを読み出して、適応的に符号化率を変更した符号化データを構成し、前記受信装置に向けて該符号化データの再送を行うよう制御する再送要求処理部と、前記再送要求処理部の制御により、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する場合と変更しない場合の切り替えを行い、該符号化率を変更する場合に、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、且つ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、放送伝送路で伝送した前記送信装置で生成された符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して符号化率を変更する誤り訂正符号化処理を行う符号化率適応変更部と、前記再送要求処理部による制御を経て構成した再送要求に係る符号化データを格納するIPパケット形式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向けて送信するIPパケット生成部と、を備えることを特徴とする。 The transmission server of the present invention digitally modulates the encoded data encoded by using the error correction code related to digital broadcasting, and transmits the digitally modulated encoded data to the receiving device via the broadcasting transmission path. A transmission server that stores a predetermined time of the coded data from the device and enables transmission to the receiving device via the IP (Internet Protocol) network, and sequentially inputs the coded data generated by the transmitting device. It is managed in time series by a synchronization signal based on the frame number or time information of the error correction code frame constituting the code length of the error correction code, and the coded data managed in time series is saved while being updated for a predetermined time. The retransmission request packet generated when the bit error of the coded data cannot be corrected by the receiving device using the error correction code is received via the storage unit and the IP network, and the retransmission request packet is used as the retransmission request packet. The communication quality information measured by the receiving device and the retransmission request information indicating the coded data of the error correction code frame related to the retransmission request are extracted, and a predetermined coding rate based on the communication quality information is extracted. It is determined whether or not to change the coding rate of the block code of the coded data generated by the transmitting device according to the change standard and retransmit the data, and based on the determination result, the storage unit is based on the retransmit request information. With a retransmission request processing unit that reads the encoded data related to the retransmission request from, constructs the encoded data in which the encoding rate is adaptively changed, and controls the retransmission of the encoded data toward the receiving device. When the coding rate of the block code of the coded data generated by the transmitting device is changed or not changed by the control of the retransmission request processing unit, and the coding rate is changed, It is generated by the transmission device transmitted on the broadcast transmission line among a predetermined number of coding rates that are based on the same coding method as the error correction coding method used by the transmission device and that can be used by the transmission device. It is configured through control by a coding rate adaptive change unit that performs error correction coding processing that changes the coding rate by distinguishing whether it is higher or lower than the coding rate of the coded data, and the retransmission request processing unit. It is characterized by including an IP packet generation unit that generates an IP packet format encoded data packet for storing the encoded data related to the retransmission request and transmits the encoded data packet to the receiving device via the IP network.
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、前記再送要求処理部の制御により、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する際、変更前の符号化率よりも高い符号化率に変換する場合には、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付加し、前記誤り訂正符号化処理を行って得られる符号化率を変更したブロック符号のパリティを、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た再送用の符号化データを生成し、変更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合には、該符号化データの情報ビットを送受信間で予め定めた分割法で分割し、変更する符号化率に応じて分割したそれぞれの当該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付加し、前記誤り訂正符号化処理を行って得られる符号化率を変更したブロック符号のパリティを、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た再送用の符号化データを生成することを特徴とする。 Further, in the transmission server of the present invention, when the coding rate adaptive change unit changes the coding rate of the coded data generated by the transmission device under the control of the retransmission request processing unit, the code before the change is used. When converting to a coding rate higher than the coding rate, a padding bit known on the receiving device side is added to the information bit of the coded data according to the coded rate to be changed, and the error correction coding is performed. For retransmission, the parity of the block code obtained by changing the coding rate obtained by processing is replaced with the parity added to the coded data generated by the transmission device, and the padding bit is removed. When the coded data is generated and converted to a coding rate lower than the coding rate before the change, the information bits of the coded data are divided between transmission and reception by a predetermined division method and changed. The parity of the block code obtained by adding a padding bit known on the receiving device side to each of the information bits divided according to the rate and changing the coding rate obtained by performing the error correction coding process is obtained. It is characterized in that the encoded data for retransmission is generated by replacing the parity added to the encoded data generated by the transmitting device with the parity and removing the padding bit.
また、本発明の送信サーバにおいて、前記再送要求処理部は、前記通信品質情報として、前記受信装置によって計測された通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を基に、前記予め定められた符号化率変更基準に従って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再送するか否かを判定することを特徴とする。 Further, in the transmission server of the present invention, the retransmission request processing unit uses either one or both of the communication line delay information and the packet loss rate information measured by the receiving device as the communication quality information. It is characterized in that it determines whether or not to change the coding rate of the coded data generated by the transmitting device and retransmit it according to the predetermined code rate changing standard.
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、前記再送要求処理部の制御により、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する場合に、前記ブロック符号の符号化率の変更に加えて、前記符号化率の変更後の誤り訂正符号フレームのフレーム長を維持したまま、前記ブロック符号に連接する誤り訂正符号の訂正能力を変更する手段を更に有することを特徴とする。 Further, in the transmission server of the present invention, when the code rate adaptive change unit changes the code rate of the coded data generated by the transmission device under the control of the retransmission request processing unit, the block code In addition to changing the coding rate of, further having means for changing the correction capability of the error correction code connected to the block code while maintaining the frame length of the error correction code frame after the change of the coding rate. It is characterized by.
また、本発明の送信サーバにおいて、前記IPパケット生成部は、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するインターリーブ部を有することを特徴とする。 Further, in the transmission server of the present invention, the IP packet generation unit is obtained by forming an interleave frame using the plurality of error correction code frames and performing interleaving so as to longitudinally cross each error correction code frame. An identification header for making the interleaved frame identifiable, a sequence number for specifying which bit is represented in each error correction code frame, and an IP header which is a header of the coded data packet are added to the payload. It is characterized by having an interleave part for generating an encoded data packet of an IP packet string.
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。 Further, the transmitting device of the present invention is a transmitting device related to digital broadcasting, and means for sequentially outputting coded data encoded by using the error correction code related to the digital broadcasting to the transmitting server of the present invention. It is characterized by having.
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。 Further, the transmitting device of the present invention is a transmitting device related to digital broadcasting, and is characterized in that the transmitting server of the present invention is provided inside the device.
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かっ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パケット形式の符号化データパケットを受信し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、前記送信サーバとの通信に係る遅延と、前記送信サーバとの通信に係るパケットロスの発生量に基づくパケットロス率のうちいずれか一方、又は双方を所定期間単位で計測して更新保持するとともに、逐次、前記通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含む通信品質情報を前記再送要求パケットに含めるように前記再送要求パケット生成部に出力する通信品質計測部と、を備え、前記誤り訂正復号部は、前記送信装置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、当該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前記再送要求ビット位置情報を含む再送要求パケットを生成させる復号可否判定部と、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符号化データ補完部と、再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割(詳細に後述する例では2等分に分割)されているときは、分割されている復号後の情報ビットを前記送信サーバとの間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成するデータ結合部と、を有することを特徴とする。 Further, the receiving device of the present invention is a receiving device that digitally modulates encoded data encoded by a transmitting device using an error correction code related to digital broadcasting and receives a modulated wave signal transmitted via a broadcasting transmission path. The error correction code is obtained by reconstructing the demodulator that receives and demolishes the modulated wave signal and the error correction code frame that constitutes the code length of the error correction code from the coded data obtained by demodulating the error correction code. An error-correcting decoding unit that performs decoding processing corresponding to Error correction for error correction request for requesting Retransmission request packet generation unit that generates a retransmission request packet in IP packet format including the retransmission request information indicating the coded data of the code frame and transmits it to the transmission server of the present invention. Then, in response to the retransmission request packet, the transmission server receives an IP packet format encoded data packet that stores the encoded data retransmitted in response to the retransmission request, and the encoding is retransmitted in response to the retransmission request. A predetermined period of either or both of the delay related to the communication between the IP packet receiving unit for extracting data and the transmitting server and the packet loss rate based on the amount of packet loss generated related to the communication with the transmitting server. The retransmission request packet is generated so as to sequentially measure and update and hold the data in units, and sequentially include the communication quality information including one or both of the delay information and the packet loss rate information of the communication line in the retransmission request packet. A communication quality measuring unit for outputting to a unit is provided, and the error correction / decoding unit can determine whether or not error correction / decoding is possible for the coded data obtained from the transmission device, and can correct bit errors in the coded data. The coding rate has not been changed for the decoding passability determination unit that generates a retransmission request packet including the retransmission request bit position information when it is determined that decoding is not possible, and the coded data retransmitted in response to the retransmission request. When the coding rate of the coded data is obtained by demodulation, when the coding rate is changed, a padding bit corresponding to the coding rate is added to supplement the replacement of the likelihood ratio required for decoding. The coded data complement section that attempts the decoding process through the processing and repeats the request for retransmission of the corresponding coded data until it can be decoded within a predetermined time, and the coded data related to the retransmission request is changed to a lower coding rate and information. Bits are divided (divided into two equal parts in the example described in detail later) When it is, it is characterized by having a data binding unit that generates received data by recombination of the divided information bits after decoding with the transmission server according to a predetermined division method. ..
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、前記復号可否判定部は、前記送信装置から得られた符号化データについて、前記BCH符号の復号処理でエラーフリーにならなかったときに、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。 Further, in the receiving device of the present invention, the error correction code is composed of a concatenated code in which an LDPC code is concatenated as an internal code and a BCH code is concatenated as an external code, and the decoding possibility determination unit is a coding obtained from the transmitting device. The data is characterized in that when the BCH code decoding process does not make it error-free, it is determined that the bit error of the coded data could not be corrected.
また、本発明の受信装置において、受信した前記変調波信号についての受信品質を計測する受信品質計測部を更に備え、前記受信品質計測部は、前記誤り訂正復号部により復号できた符号化データを基に受信データを生成した時点の受信経路がIP網経由でなく放送受信する受信経路であるときは、放送受信する受信経路を維持し、前記誤り訂正復号部により復号できた符号化データを基に受信データを生成した時点の受信経路がIP網経由であるときは、前記受信品質が所定値以上であるか否かを判定し、前記受信品質が所定値以上であれば放送受信する受信経路に切り替え、前記受信品質が所定値未満であればIP網経由の受信経路を維持して、前記誤り訂正復号部に対し符号化データについての再送要求後も継続して、IP網経由で次の符号化データを再送要求して取得するよう指示する手段を有することを特徴とする。 Further, the receiving device of the present invention further includes a receiving quality measuring unit for measuring the receiving quality of the received modulated wave signal, and the receiving quality measuring unit can obtain the coded data decoded by the error correction decoding unit. When the reception path at the time when the reception data is generated is the reception path for broadcasting reception instead of via the IP network, the reception path for broadcasting reception is maintained, and the encoded data that can be decoded by the error correction decoding unit is used as the basis. When the reception route at the time of generating the reception data is via the IP network, it is determined whether or not the reception quality is equal to or higher than the predetermined value, and if the reception quality is equal to or higher than the predetermined value, the reception route for broadcasting reception is received. If the reception quality is less than a predetermined value, the reception path via the IP network is maintained, and even after the error correction / decoding unit is requested to retransmit the encoded data, the next is continued via the IP network. It is characterized by having a means for instructing to retransmit and acquire the encoded data.
また、本発明の受信装置において、前記IPパケット受信部は、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デインターリーブ部を有することを特徴とする。 Further, in the receiving device of the present invention, the IP packet receiving unit receives a coded data packet of an IP packet string that stores coded data retransmitted in response to a retransmission request from the transmitting server in response to the retransmission request packet. It is characterized by having a deinterleave unit that receives the data, performs reverse processing of the interleave by the transmission server, and extracts the encoded data retransmitted in response to the retransmission request.
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。 Further, the program of the present invention is configured as a program for operating the computer as the transmission server of the present invention.
更に、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。 Further, the program of the present invention is configured as a program for operating the computer as the receiving device of the present invention.
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、この符号化データをIP網の通信品質に応じた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網経由の伝送効率を向上させることや、パケットロスに対する耐性を強化することができる。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。 According to the present invention, for data loss that cannot be prevented only by broadcast reception, data can be retransmitted on the receiving side by executing a retransmission request from the receiving side to the transmitting side via an IP network and enabling data retransmission from the transmitting side. Can be complemented. In particular, the data retransmitted by the transmitting side via the IP network is used as the coded data in the block code of digital broadcasting, and the encoded data is variably controlled to the coding rate according to the communication quality of the IP network to retransmit the data. It is possible to reduce the number of requests, improve the transmission efficiency via the IP network, and enhance the resistance to packet loss. Further, by making both the error correction code used for broadcast reception and the error correction code used for transmission via the IP network the same as the code format of the error correction code standardized by the broadcasting standard, one error correction decoding is performed on the receiving side. This can be achieved simply by preparing a vessel, and the scale of the equipment can be reduced.
〔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。
[Transmission system]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
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、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。
The
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、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。
The
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。
The receiving
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通信品質情報を含めて、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。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から再送要求に応じて再送された符号化データ(送信サーバ6側で通信品質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よりも高くするか低くするかを区別して適応的に符号化率を変更して再構成される。)を格納するIPパケット形式の符号化データパケットを受信して、当該再送要求に応じて再送された符号化データを抽出し復号処理に用いるよう符号化率に応じた補完を行い、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、及び、再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割(詳細に後述する例では2等分に分割)されているときは、分割されている復号後の情報ビットを送信サーバ6との間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成する機能を有する。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。
Further, the receiving
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、通信品質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を変更して符号化データを再構成し、本例では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。
Each of one or a plurality of
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当該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かったときに通信品質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に向けて通信品質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よりも高くするか低くするかを区別して適応的に符号化率を変更して該符号化データの再送を行うよう制御する機能、及び、再送要求に係る同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つ当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経由で当該受信装置5に向けて送信する機能を有する。
That is, the
特に、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の符号化率を変更して再送する際、変更前の符号化率よりも高い符号化率に変換する場合には、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受信装置5側で既知とするパディングビットを付加し、誤り訂正符号化処理を行って得られる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付加し、且つ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する機能を有する。また、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の符号化率を変更して再送する際、変更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合には、該符号化データの情報ビットを送受信間(送信サーバ6及び受信装置5間)で予め定めた分割法で分割(詳細に後述する例では2等分に分割)し、変更する符号化率に応じて分割したそれぞれの当該情報ビットに受信装置5側で既知とするパディングビットを付加し、誤り訂正符号化処理を行って得られる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付加し、且つ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する機能を有する。
In particular, when the
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。
Although the
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。
When a plurality of
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。
Hereinafter, the transmission device 2 (or the transmission device 3), the
〔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。
[Transmission device]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a
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。
The
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、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。
The error
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。
The
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。 The transmission data related to digital broadcasting can be, for example, MPEG2-TS described in ARIB STD-B31 and used in terrestrial digital broadcasting when transmitted via a terrestrial broadcasting transmission line, for example, a satellite broadcasting transmission line. When transmitting via the data, it can be TLV (Type Length Value) format data described in ARIB STD-B44 and used in advanced broadband satellite digital broadcasting.
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。 In the current terrestrial digital broadcasting, error correction coding processing is performed using a convolutional code as an internal code and a Reed-Solomon code as an external code. In the next-generation terrestrial digital broadcasting, it is being studied to perform error correction coding processing with a concatenated code in which an LDPC code is used as an internal code and a BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) code is used as an external code. Further, in advanced broadband satellite digital broadcasting, error correction coding processing is performed using a concatenated code in which an LDPC code is concatenated as an internal code and a BCH code is concatenated as an external code.
〔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)から順次入力し、所定時間分を更新しながら保存し、当該符号化データのうち受信装置5から再送要求された符号化データについて、通信品質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よりも高くするか低くするかを区別して適応的に符号化率を変更して再構成し、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、及び通信品質管理部65を備える。
[Sending server]
The
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を当該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、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、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。
The
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パケット形式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、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、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。
The IP
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受信装置5で計測した通信品質情報と、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、今回受信した通信品質情報を基に、通信品質管理部65において管理する予め定められた符号化率変更基準に従って、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率を変更して再送するか否かを判定する。そして、再送要求処理部63は、その判定結果に応じて、今回受信した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を制御するとともに、適応的に当該読み出した符号化データの符号化率を変更して再構成し、IPパケット生成部62に出力するよう符号化率適応変更部64を制御する。この再送要求処理部63に係る制御例については、図3を参照して後述する。
When the retransmission
符号化率適応変更部64は、再送要求処理部63によって制御され、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、当該符号化率を変更する場合に、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当該送信装置で生成された符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して符号化率を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。
The code rate
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。
More specifically, when the switching
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。
For example, when the coding rate of the transmission via the broadcast transmission line and the transmission via the
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。
On the other hand, when the code rate
誤り訂正符号化部643は、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、保存部61から当該符号化データ内の所定のパリティを除く情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)のみを読み出す。続いて、誤り訂正符号化部643は、変更前の符号化率よりも高い符号化率に変換する場合には符号化データの情報ビットをそのまま用い、変更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合には符号化データの情報ビットを送受信間で予め定めた分割法で2分割したものを用いて、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。
When the error
通信品質管理部65は、再送要求処理部63によって制御され、受信装置5から受信した再送要求パケットに格納される通信品質情報に応じた符号化率を決定するのに用いる予め定められた符号化率変更基準を情報として保持して管理する機能部である。尚、符号化率変更基準については、幾つかの例を挙げて後述する。また、この通信品質情報は、受信装置5によって生成され、通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含む。
The communication
通信回線の遅延情報は、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情報である。
The delay information of the communication line is the time difference between the transmission time of the retransmission request packet transmitted from the receiving
パケットロス率情報は、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、所定期間単位の送信サーバ6との通信実績を基に計測したパケットロス率を示す情報である。
The packet loss rate information considers that packet loss has occurred when the corresponding encoded data packet cannot be received from the
(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。
(Control flow related to retransmission request packet)
FIG. 3 is a flowchart showing a control flow related to a retransmission request packet between the transmitting
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。
First, the
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、通信品質情報が含まれる。
The receiving
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、再送要求情報及び通信品質情報を抽出する(ステップS53)。
Therefore, when the
続いて、再送要求処理部63は、今回受信した通信品質情報を基に、通信品質管理部65において管理する予め定められた符号化率変更基準に従って、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率を変更して再送するか否かを判定する(ステップS54)。尚、符号化率変更基準については、幾つかの例を挙げて後述する。
Subsequently, the retransmission
そして、再送要求処理部63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と判定したとき(ステップS54:No)、今回受信した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読み出し、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率と同じ符号化率で再送するよう、保存部61及び符号化率適応変更部64を制御する(ステップS55)。
Then, when the retransmission
一方、再送要求処理部63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して再送すると判定したとき(ステップS54:Yes)、今回受信した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、当該符号化データ内の所定のパリティを除く情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)のみを読み出す。そして、再送要求処理部63は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して、符号化率を変更する。つまり、再送要求処理部63は、変更前の符号化率よりも高い符号化率に変換する場合には符号化データの情報ビットをそのまま用い、変更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合には符号化データの情報ビットを送受信間で予め定めた分割法で2分割したものを用いる。つまり、更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合には、当該情報ビット数が変更後の符号化率に対する情報ビット数より多くなるため、当該情報ビットを2分割して、放送規格で規格された誤り訂正符号の符号形式と同一のものを適用できるように処理する。その後、変更前の符号化率よりも高い符号化率に変換する場合に非分割、変更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合に2分割したそれぞれの当該情報ビットを用いて受信装置5側で既知とするパディングビットを付加し、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率から符号化率を変更したブロック符号のパリティを付加した後、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よう、保存部61及び符号化率適応変更部64を制御する(ステップS56)。
On the other hand, when the retransmission
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S57)。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。
Finally, the
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。
Further, the
ここで、受信装置5から取得した通信品質情報には、通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含まれており、これらの情報を基に、どの符号化率に変更するかについては、通信品質管理部65にて管理する予め定められた符号化率変更基準に従って行う。
Here, the communication quality information acquired from the receiving
符号化率変更基準は、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よりも高くするか低くするかを区別して、符号化率を変更するように定めている。
The coding rate change standard is based on the same coding method as the error correction coding method used by the error
例えば、符号化率変更基準として、以下の(1)乃至(9)のいずれかとすることができる。
(1)遅延のみ考量して、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のとき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再送するものとし、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは任意の遅延に応じて定められた多段階の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高くする範囲内で該当する遅延に対応する符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは任意の遅延に応じて定められた多段階の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より低くする範囲内で該当する遅延に対応する符号化率に変更して当該遅延に起因するパケットロスに対する耐性を事前に防ぐようにする。
(2)パケットロス率のみ考量して、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のとき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再送するものとし、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは任意のパケットロス率に応じて定められた多段階の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高くする範囲内で該当するパケットロス率に対応する符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは任意のパケットロス率に応じて定められた多段階の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より低くする範囲内で該当するパケットロス率に対応する符号化率に変更してパケットロスに対する耐性を高めるようにする。
(3)遅延とパケットロス率の双方を考量して、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲内、或いは、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のとき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再送するものとし、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満、且つ受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは任意のパケットロス率に応じて定められた多段階の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高くする範囲内で該当するパケットロス率に対応する符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超え、且つ受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは任意のパケットロス率に応じて定められた多段階の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より低くする範囲内で該当するパケットロス率に対応する符号化率に変更してパケットロスに対する耐性を高めるようにする。
(4)遅延のみ考量して、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のとき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再送するものとし、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高くする範囲内で所定段(例えば1段)高い符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より低くする範囲内で所定段(例えば1段)低い符号化率に変更して当該遅延に起因するパケットロスに対する耐性を事前に防ぐようにする。
(5)パケットロス率のみ考量して、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のとき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再送するものとし、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高くする範囲内で所定段(例えば1段)高い符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より低くする範囲内で所定段(例えば1段)低い符号化率に変更してパケットロスに対する耐性を高めるようにする。
(6)遅延とパケットロス率の双方を考量して、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲内、或いは、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のとき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再送するものとし、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満、且つ受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高くする範囲内で所定段(例えば1段)高い符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超え、且つ受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より低くする範囲内で所定段(例えば1段)低い符号化率に変更してパケットロスに対する耐性を高めるようにする。
(7)遅延のみ考量して、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のとき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再送するものとし、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは放送伝送路で伝送した符号化データに係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最大値の符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは放送伝送路で伝送した符号化データに係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最小値の符号化率に変更して当該遅延に起因するパケットロスに対する耐性を事前に防ぐようにする。
(8)パケットロス率のみ考量して、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のとき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再送するものとし、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは放送伝送路で伝送した符号化データに係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最大値の符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは放送伝送路で伝送した符号化データに係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最小値の符号化率に変更してパケットロスに対する耐性を高めるようにする。
(9)遅延とパケットロス率の双方を考量して、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲内、或いは、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のとき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再送するものとし、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満、且つ受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは放送伝送路で伝送した符号化データに係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最大値の符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超え、且つ受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは放送伝送路で伝送した符号化データに係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最小値の符号化率に変更してパケットロスに対する耐性を高めるようにする。
For example, one of the following (1) to (9) can be used as the coding rate change criterion.
(1) Considering only the delay, when the delay obtained from the receiving
(2) Considering only the packet loss rate, when the packet loss rate obtained from the receiving
(3) Considering both the delay and the packet loss rate, the delay obtained from the receiving
(4) Considering only the delay, when the delay obtained from the receiving
(5) Considering only the packet loss rate, when the packet loss rate obtained from the receiving
(6) Considering both the delay and the packet loss rate, the delay obtained from the receiving
(7) Considering only the delay, when the delay obtained from the receiving
(8) Considering only the packet loss rate, when the packet loss rate obtained from the receiving
(9) Considering both the delay and the packet loss rate, the delay obtained from the receiving
(符号化率変更時の符号化データの生成法:より高い符号化率に変更時)
図4を参照して、再送要求に係る符号化データをより高い符号化率に変更時に、再送要求処理部63が上述に例示した符号化率変更基準に従い、保存部61及び符号化率適応変更部64を制御して、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(再送要求に係る符号化データをより高い符号化率に変更時)の符号化データの生成法を示す図である。
(Method of generating coded data when changing the code rate: When changing to a higher code rate)
With reference to FIG. 4, when the coded data related to the retransmission request is changed to a higher code rate, the retransmission
まず、図4(a)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示す図である。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。 First, FIG. 4A is a diagram showing a configuration of an error correction code frame of a block code showing coded data transmitted on a broadcast transmission line. Usually, in digital broadcasting, a plurality of types of selectable coding rates are predetermined. For example, in ARIB STD-B44, among the LDPC codes which are block codes, 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 (≈) Eleven types of coding rates of 5/6), 105/120 (≈7 / 8), and 109/120 (≈9 / 10) are specified.
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(Transmission and Multiplexing Configuration Control)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してもよい。
Information on the coding rate of the coded data transmitted on the broadcast transmission line is usually transmitted as a TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) signal, which is a transmission control signal in digital broadcasting, but is transmitted from the
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Fb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×Fbビット、パリティはN×(1−Fb)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Fiとすると、IP綱8経由で再送する符号化データの符号化率Fiとして放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高く変更する場合、その放送伝送路で伝送した情報ビットをそのまま用いて、符号化率Fiに変換する。
As shown in FIG. 4A, where F b is the coding rate of the coded data in the block code of the code length N bits transmitted on the broadcast transmission line, the information bit of the coded data (that is, in the block code). The main signal) is composed of N × F b bits, and the parity is composed of N × (1-F b ) bits. Normally, when a block code is used on a broadcast transmission line, the number of bits of the code length of the error correction code frame is often constant regardless of the coding rate so that it can be easily handled on the broadcast transmission line. For example, in ARIB STD-B44, the code length N of the LDPC code, which is a block code, is constant at N = 44880 bits regardless of the LDPC coding rate. Here, the coding rate of the coded data to be retransmitted via the
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通信品質情報を抽出し、その通信品質情報を基に、通信品質管理部65にて管理される符号化率変更基準を参照して符号化率を変更するか否かを判定する。
Therefore, the
そして、再送要求処理部63は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率Fbから符号化率Fiに変更すると判断したときは(Fb<Fi)、まずは、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×Fbビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)のみを、保存部61から読み出させる(図4(b)参照)。
Then, the retransmission
続いて、再送要求処理部63は、符号化率適応変更部64を制御して、誤り訂正符号化部643により、保存部61から読み出したN×Fbビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)に対して、送受間で既知の値(例えば、全て0のビット)でN×(Fi−Fb)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Fiとなる誤り訂正符号化処理を施して、N×(1−Fi)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Fiとして、N×Fbビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)を用いながら、符号化率Fbから送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最大値の符号化率へと変更する。尚、本例では、情報ビットの後段にパディングビットを付加するとして図示しているが、情報ビットの前段にパディングビットを付加してもよく、即ち、パディングビットの挿入位置は、変更後の符号化率Fiの値によって送受間で既知とするように予め定めておけばよい。
Subsequently, the retransmission
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×Fbビットの情報ビットにN×(1−Fi)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。
Then, the error
(符号化率変更時の符号化データの生成法:より低い符号化率に変更時)
次に、図5を参照して、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更時に、再送要求処理部63が上述に例示した符号化率変更基準に従い、保存部61及び符号化率適応変更部64を制御して、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5(a)乃至図5(e)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(再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更時)の符号化データの生成法を示す図である。
(Method of generating coded data when changing the code rate: When changing to a lower code rate)
Next, referring to FIG. 5, when the coded data related to the retransmission request is changed to a lower coding rate, the retransmission
図5(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Fb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×Fbビット、パリティはN×(1−Fb)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Fiとすると、通常であれば符号化率Fiの情報ビットはN×Fi、パリティは、N×(1−Fi)ビットとなるが、放送規格で規格された誤り訂正符号の符号化長に対して過多となるため、本実施形態ではIP綱8経由で再送する符号化データの符号化率Fiを放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率Fb未満に変更する場合、元の情報ビットを2等分することで、放送規格で規格された誤り訂正符号の符号化長に収めてから符号化し直し、符号化データを再構成するようにする。
As shown in FIG. 5 (a), when the coding rate of the coded data in the block code having a code length N bits transmitted by the broadcast transmission path to F b, the information bits of the encoded data (i.e., the block code The main signal) is composed of N × F b bits, and the parity is composed of N × (1-F b ) bits. Normally, when a block code is used on a broadcast transmission line, the number of bits of the code length of the error correction code frame is often constant regardless of the coding rate so that it can be easily handled on the broadcast transmission line. For example, in ARIB STD-B44, the code length N of the LDPC code, which is a block code, is constant at N = 44880 bits regardless of the LDPC coding rate. Here, if the coding rate of the coded data to be retransmitted via the
より具体的には、まず、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通信品質情報を抽出し、その通信品質情報を基に、通信品質管理部65にて管理される符号化率変更基準を参照して符号化率を変更するか否かを判定する。
More specifically, first, the
例えば上記(9)の符号化率変更基準に従うとすると、再送要求処理部63は、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値未満、或いは、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値未満のときは、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判断し(Fb=Fi)、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、保存部61から読み出して、そのままIPパケット生成部62に出力するよう符号化率適応変更部64を制御する。
For example, assuming that the code rate change criterion of (9) above is followed, the retransmission
一方、再送要求処理部63は、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値以上、且つ、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値以上のとき、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率Fbから符号化率Fiに変更すると判断し(Fb>Fi)、まずは、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のうちN×Fbビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)のみを、保存部61から読み出させる(図5(b)参照)。
On the other hand, when the delay obtained from the receiving
続いて、再送要求処理部63は、符号化率適応変更部64を制御して、誤り訂正符号化部643により、保存部61から読み出したN×Fbビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)を送受信間で予め定めた分割法で2分割する((N×Fb)/2)。ここでは、情報ビット位置の前半部、後半部で2等分する例とするが(図5(c)参照)、奇数ビットと偶数ビットで2分割とするなど、他の分割法であってもよい。
Subsequently, the retransmission
続いて、再送要求処理部63は、符号化率適応変更部64を制御して、2分割したそれぞれの情報ビット((N×Fb)/2)に対して、送受間で既知の値(例えば、全て0のビット)でN×Fi−((N×Fb)/2)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Fiとなる誤り訂正符号化処理を施して、N×(1−Fi)ビットのパリティを生成する(図5(d)参照)。例えば、誤り訂正符号化部643は、符号化率Fiとして、N×Fbビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)を用いながら、符号化率Fbから送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最小値の符号化率へと変更する。尚、本例では、情報ビットの後段にパディングビットを付加するとして図示しているが、情報ビットの前段にパディングビットを付加してもよく、即ち、パディングビットの挿入位置は、変更後の符号化率Fiの値によって送受間で既知とするように予め定めておけばよい。
Subsequently, the retransmission
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×Fb)/2ビットの情報ビットにN×(1−Fi)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5(e)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り、放送規格で規格された誤り訂正符号の符号化長に対して過多とならず、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更することができ、符号化率を変更せずに再送する場合よりも訂正能力が高くなる。
Then, the error
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通信品質情報を基に、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。
In this way, when the
(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。
(How to generate a coded data packet)
The
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)乃至図6(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。
More specifically, with reference to FIG. 6, a method of generating an IP packet of the IP
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Fi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Fiの符号長nビットが放送伝送路で用いられた符号化率Fb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Fbの符号長Nビットから変更されているときn<Nである。
First, IP
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)。
Therefore, the IP
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。
Subsequently, the IP
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。
Subsequently, the IP
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。
Further, as shown in FIG. 6B, one interleaved frame is composed of IP payloads for n packets generated from a plurality of error correction code frames. Therefore, if the IP
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。
Subsequently, the IP
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。
The IP
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。
Further, although the IP packet is generated by collecting one bit from each error correction code frame, it is also possible to collect a plurality of bits from each error correction code frame. Conversely, it is possible to treat two frames of error correction code frames as one frame, or to generate 2n m-bit packets. The IP payload for n packets generated in this way is regarded as one interleaved frame, and an identification header for making each interleaved frame identifiable on the receiving
〔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、切替部55、及び通信品質計測部56を備える。
[Receiver]
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of the receiving
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、切替部55を介して誤り訂正復号部52に出力する。
The
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。
The error
ここで、誤り訂正復号部52は、復号可否判定部521、符号化データ補完部522、及びデータ結合部523を有する。
Here, the error
復号可否判定部521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。
The decoding
符号化データ補完部522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、当該誤り訂正符号フレームにおける符号化データの復号処理に用いるよう補完する機能部である。
The coded
そして、誤り訂正復号部52は、符号化データ補完部522の機能により、当該誤り訂正符号フレームにおける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補完して、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、当該誤り訂正符号フレームにおける選択した符号化データの再送の要求を繰り返すように構成される。
Then, the error correction /
データ結合部523は、再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割されているときは、分割されている復号後の情報ビットを送信サーバ6との間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成する機能部である。
When the coded data related to the retransmission request is changed to a lower coding rate and the information bits are divided, the
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。
If the error
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、符号化データ補完部522の機能により、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補完処理を行う。
Further, in this example, when the
再送要求パケット生成部53は、復号可否判定部521により復号できないと判定したときに、当該誤り訂正符号フレームにおける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、通信品質計測部56から得られる通信品質情報とを含む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。
When the retransmission request
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、切替部55を介して誤り訂正復号部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。
The IP
切替部55は、誤り訂正復号部52による受信経路切替信号によって、符号化データの受信経路が切替制御される。即ち、切替部55は、主として放送伝送路経由で伝送され復調部51により復調して得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力するように作動する。ただし、誤り訂正復号部52における復号可否判定部521により放送伝送路経由で得られる符号化データを復号できないと判定したときに、切替部55は、誤り訂正復号部52による受信経路切替信号により制御されて、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経由で再送されIPパケット受信部54から得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力する。また、誤り訂正復号部52は、受信経路切替信号により、当該所定時間内に誤り訂正符号の復号処理により復号できた時点で、又は当該所定時間を経過後に、放送伝送路経由で得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力するように切替部55を切替制御する。
The switching
通信品質計測部56は、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に基づくパケットロス率のうちいずれか一方、又は双方を所定期間単位で計測して更新保持するとともに、逐次、その通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含む通信品質情報を再送要求パケット生成部53に出力する機能部である。
The communication
上述したように、通信回線の遅延情報は、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情報である。
As described above, the delay information of the communication line includes the transmission time of the retransmission request packet transmitted from the receiving
また、パケットロス率情報は、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パケットロス率を示す情報である。
Further, the packet loss rate information is regarded as a packet loss when the corresponding encoded data packet cannot be received from the
(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における受信制御フローを示すフローチャートである。
(Reception control flow in the receiving device)
FIG. 8 is a flowchart showing a reception control flow in the receiving
まず、受信装置5は、復調部51により、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、切替部55を介して誤り訂正復号部52に出力する(ステップS1)。尚、切替部55は、上述したように、誤り訂正復号部52によって受信経路が制御される。
First, the receiving
続いて、受信装置5は、誤り訂正復号部52により、復調処理で得られた符号化データの各ビットの事前LLRを算出して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実行する(ステップS2)。
Subsequently, the receiving
ここで、誤り訂正復号部52は、復号可否判定部521により、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(ステップS3)、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S3:No)、現在の受信経路がIP網8経由でないので(ステップS9:No)、そのまま放送受信する受信経路として切替部55の設定を維持して、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。即ち、誤り訂正復号部52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復号を試みて、ビット誤りがない場合や、ビット誤りが訂正可能な範囲であった場合に、そのまま復号して受信データを再生可能に生成する。
Here, the error
一方、誤り訂正復号部52は、復号可否判定部521により、誤り訂正符号フレームを構成する符号化データを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(ステップS3:Yes)。また、復号可否判定部521は、切替部55を制御して、IP網8経由で符号化データを誤り訂正復号部52に入力する受信経路に切り替えを行う。
On the other hand, when the error
再送要求パケット生成部53は、復号可否判定部521により復号できないと判定したときに、当該誤り訂正符号フレームにおける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、当該再送要求情報と、通信品質計測部56から得られる通信品質情報とを含む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S4)。ここで、通信品質情報には、通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含まれている。
When the retransmission request
そこで、送信サーバ6は、受信装置5から再送要求パケットを受信した場合、再送要求パケットから、再送要求情報及び通信品質情報を抽出し、通信品質情報を基に、予め定められた符号化率変更基準に従って、符号化率を変更するか否か、変更する場合にはどの符号化率に変更するかを決定する。上述したように、符号化率変更基準は、送信側の誤り訂正符号化部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よりも高くするか低くするかを区別して、符号化率を変更するように定めている。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。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。
Therefore, when the
従って、受信装置5は、送信サーバ6に向けて再送要求パケットの送信後、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)を受信して、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、誤り訂正復号部52に出力する(ステップS5)。
Therefore, the receiving
続いて、受信装置5は、誤り訂正復号部52における符号化データ補完部522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し(ステップS6)、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(ステップS6:Yes)、図4(d)又は図5(e)に示す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S7)。
Subsequently, the receiving
一方、符号化データ補完部522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同じである場合(ステップS6:No)、パディングビットを追加する必要はない。
On the other hand, when the coding rate of the coded data obtained via the
続いて、符号化データ補完部522は、IP網8経由で取得した符号化データを、当該誤り訂正符号フレームにおける符号化データの復号処理に用いるよう補完する(ステップS8)。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、符号化データ補完部522により、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に置き換えることにより補完する。
Subsequently, the coded
そして、誤り訂正復号部52は、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S2乃至S8)、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(ステップS9:Yes)、放送伝送路経由の受信に受信経路を切り替えるよう切替部55の切替制御を行い(ステップS10)、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。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、ステップS9に移行して、切替部55を制御し、放送伝送路経由の受信に受信経路を切り替える。
Then, the error
尚、誤り訂正復号部52は、再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割されているときは、分割されている個々の情報ビットの符号化データの双方について、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放送伝送路で伝送した符号化データの再送の要求を繰り返す。そして、誤り訂正復号部52は、分割されている個々の情報ビットの符号化データの双方について復号できたときは、データ結合部523の機能により、その分割されている復号後の情報ビットを送信サーバ6との間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成する。
When the coded data related to the retransmission request is changed to a lower coding rate and the information bits are divided, the error
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。
By the way, as the retransmission request packet, a non-delivery notification packet generally used in the IP packet format can be used, and the encoded data packet is configured to perform retransmission in response to the non-delivery notification packet. Therefore, the error
このように、図1に示す伝送システム1では、降雨による減衰やフェージングなどにより、誤り訂正符号によるデータ復元が不可能なほど伝送条件が悪化した場合、受信装置5はIP網8を通じて送信サーバ6に該当する符号化データの再送を要求する。送信サーバ6は、送信装置2(又は送信装置3)により放送伝送路を経て送信したときと同じ誤り訂正符号の符号化器(即ち、誤り訂正符号化部21)により符号化した符号化データについて、通信品質情報に応じて適応的に符号化率を変更し、IP網8経由で受信装置5に伝送する。
As described above, in the
受信装置5は、電波により受信したときと同じ誤り訂正符号の復号器(即ち、誤り訂正復号部52)により、復号できなかった符号化データに対してIP網8経由で取得した符号ビットを補完して再度の復号を試みて受信データを復元する。電波経由で消失したデータが多いときや、IP網8も消失通信路と考えられ、一部のデータが消失するときでも、受信装置5は、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。
The receiving
特に、IP網8を経て送信サーバ6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の通信品質に応じた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を同一の規格された符号とすることで、受信装置5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。
In particular, the data retransmitted by the
〈実施例〉
以下、伝送システム1を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。
<Example>
Hereinafter, a more specific embodiment in which the
図9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。
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a
図9に示す一実施例の伝送システム1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り、本発明による一実施形態の送信サーバ6、送信装置2及び受信装置5を備える。ここでは、1台の送信サーバ6とし、負荷分散装置7の設置は省略しているが、上述したように、複数台の送信サーバ6とし、負荷分散装置7を経由してIP網8と接続する形態としてもよい。
The
また、図9に例示する伝送システム1では、送信装置2と送信サーバ6とを別体としてローカルエリアネットワークで接続する例を説明するが、送信装置2が送信サーバ6を備える形態とし、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。
Further, in the
図9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、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(LDPCパリティ及びBCH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を含む高度広帯域衛星デジタル放送の放送伝送路経由で、デジタル放送に係る電波を放射する。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。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(フレーム番号又は時刻情報)を付与して、送信サーバ6に送信する。
The
図9に例示する受信装置5は、上述した図7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、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。
The receiving
また、受信装置5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、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通信品質情報を含めて、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。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から再送要求に応じて再送された符号化データ(送信サーバ6側で通信品質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よりも高くするか低くするかを区別して適応的に符号化率を変更して再構成される。)を格納するIPパケット形式の符号化データパケットを受信して、当該再送要求に応じて再送された符号化データを抽出し復号処理に用いるよう符号化率に応じた補完を行い、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し、再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割されているときは、分割されている復号後の情報ビットを送信サーバ6との間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成する機能を有する。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。
Further, the receiving
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で生成された符号化データを順次入力し、誤り訂正符号フレームの同期信号(フレーム番号又は時刻情報)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、受信装置5からIP網8を経て受信した再送要求パケットに応じて再送要求に係る当該符号化データを格納するIPパケット形式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。
The
従って、本実施例において、送信装置2はデジタル放送に係る送信データに高度広帯域衛星デジタル放送の誤り訂正符号化処理を施した上で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を経て送信する。受信装置5はまず受信アンテナ5aから受信した高度広帯域衛星デジタル放送の変調波信号を復調し、誤り訂正復号処理で受信データを復元するよう試みる。受信装置5は、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、そのまま符号化データから受信データを復元して再生可能にする。受信装置5は、降雨減衰が起きるなど伝送環境が悪く、誤り訂正符号では復号できないほど符号化データが劣化した場合、IP網8を通じて該当する符号化データについて送信装置2と連携動作する送信サーバ6に対し再送要求を行う。
Therefore, in the present embodiment, the transmitting
受信装置5からIP網8を通じて送信サーバ6に再送要求があった場合、送信サーバ6は誤り訂正符号化処理後の符号化データの符号化率を通信品質情報に応じて可変制御し、IP網8経由で受信装置5に再送する。受信装置5は、IP網8から得られた符号化データを補完した符号化データを生成して誤り訂正復号処理を実行し、受信データを復元して再生可能にする。
When a retransmission request is made from the receiving
(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10は、図9に示す一実施例の高度広帯域衛星デジタル放送の受信装置5における受信制御フローを示すフローチャートである。尚、図8と同様なステップ番号には同一の番号を付している。
(Example: Reception control flow in a receiver of advanced wideband satellite digital broadcasting)
FIG. 10 is a flowchart showing a reception control flow in the receiving
まず、受信装置5は、復調部51により、高度広帯域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、切替部55を介して誤り訂正復号部52に出力する(ステップS1)。尚、切替部55は、上述したように、誤り訂正復号部52によって受信経路が制御される。
First, the receiving
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S2A)。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。
Subsequently, in order for the receiving
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S2B)、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S2C)。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。
Subsequently, the receiving
そこで、誤り訂正復号部52は、復号可否判定部521により、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するため、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S3’)。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。
Therefore, the error
ここで、誤り訂正復号部52は、復号可否判定部521により、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S3’:No)、現在の受信経路がIP網8経由でないので(ステップS9:No)、そのまま放送受信する受信経路として切替部55の設定を維持して、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。
Here, the error correction /
一方、誤り訂正復号部52は、復号可否判定部521により、誤り訂正符号フレームを構成する符号化データを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(ステップS3’:Yes)。即ち、誤り訂正復号部52は、伝送条件の悪化などの理由で、符号化データから受信データを復元できなかった場合、ARQにより送信サーバ6に向けて再送要求を行うよう再送要求パケット生成部53に指示する。また、復号可否判定部521は、切替部55を制御して、IP網8経由で符号化データを誤り訂正復号部52に入力する受信経路に切り替えを行う。
On the other hand, when the error
復号可否判定部521からの指示に応じて、再送要求パケット生成部53は、復号可否判定部521により復号できないと判定した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、通信品質計測部56から得られる通信品質情報とを含む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S4)。ここで、通信品質情報には、通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含まれている。
In response to the instruction from the decoding
そこで、送信サーバ6は、受信装置5から再送要求パケットを受信した場合、再送要求パケットから、再送要求情報及び通信品質情報を抽出し、通信品質情報を基に、予め定められた符号化率変更基準に従って、符号化率を変更するか否か、変更する場合にはどの符号化率に変更するかを決定する。上述したように、符号化率変更基準は、送信側の誤り訂正符号化部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よりも高くするか低くするかを区別して、符号化率を変更するように定めている。
Therefore, when the
そして、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。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。送信サーバ6による符号化率変更の一例(代表して説明する、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更時)については、図11を参照して後述する。また、送信サーバ6によるIPパケット形式の再送要求パケットの生成法の一例(代表して説明する、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更時)については、図12を参照して後述する。
Then, the
従って、受信装置5は、送信サーバ6に向けて再送要求パケットの送信後、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)を受信して、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、誤り訂正復号部52に出力する(ステップS5)。
Therefore, the receiving
続いて、受信装置5は、誤り訂正復号部52における符号化データ補完部522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し(ステップS6)、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(ステップS6:Yes)、図4(d)又は図5(e)に示す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S7)。
Subsequently, the receiving
一方、符号化データ補完部522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同じである場合(ステップS6:No)、パディングビットを追加する必要はない。
On the other hand, when the coding rate of the coded data obtained via the
続いて、符号化データ補完部522は、IP網8経由で取得した符号化データを、当該誤り訂正符号フレームにおける符号化データの復号処理に用いるよう補完する(ステップS8’)。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、符号化データ補完部522により、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に置き換えることにより補完する。
Subsequently, the coded
そして、誤り訂正復号部52は、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S2乃至S8’)、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(ステップS9:Yes)、放送伝送路経由の受信に受信経路を切り替えるよう切替部55の切替制御を行い(ステップS10)、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。
Then, the error
尚、誤り訂正復号部52は、再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割されているときは、分割されている個々の情報ビットの符号化データの双方について、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放送伝送路で伝送した符号化データの再送の要求を繰り返す、そして、誤り訂正復号部52は、分割されている個々の情報ビットの符号化データの双方について復号できたときは、データ結合部523の機能により、その分割されている復号後の情報ビットを送信サーバ6との間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成する。
When the coded data related to the retransmission request is changed to a lower coding rate and the information bits are divided, the error correction /
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。
By the way, as the retransmission request packet, a non-delivery notification packet generally used in the IP packet format can be used, and the encoded data packet is configured to perform retransmission in response to the non-delivery notification packet. Therefore, the error
(一実施例の符号化率変更時の符号化データの生成法:より低い符号化率に変更時)
図4及び図5を参照して説明したように、送信サーバ6は、再送要求に係る符号化データについて、通信品質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よりも高くするか低くするかを区別して適応的に符号化率を変更して再構成する。
(Method of generating coded data when the code rate of one embodiment is changed: When changing to a lower code rate)
As described with reference to FIGS. 4 and 5, the
即ち、送信サーバ6が生成する再送要求に係る符号化データについて、より高い符号化率に変更するときは情報ビットを非分割、より低い符号化率に変更するときは情報ビットを分割する違いのみであることから、ここでは、代表して再送要求に係る符号化データについてより低い符号化率に変更するときの例として図11を参照し、送信サーバ6における再送要求処理部63により、ARIB STD−B44に準拠するLDPC符号化率の種類数の範囲内で、本例では上記(9)の符号化率変更基準に従い、保存部61及び符号化率適応変更部64を制御して、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。
That is, with respect to the coded data related to the retransmission request generated by the
図11(a)乃至図11(e)に示す例は、送信サーバ6は、ARIB STD−B44に準拠するLDPC符号化率の種類数の範囲内で最高値のLDPC符号化率(109/120(≒9/10)である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61/120(≒1/2)に変更して再送する例である。
In the example shown in FIGS. 11 (a) to 11 (e), the
図11(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Fb=109/120(≒9/10)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11(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109/120(≒9/10)におけるLDPC符号パリティは、44880×(1−109/120)=4114ビットで構成される。
As shown in FIG. 11A, here, the coding rate of the coded data in the LDPC code having a code length N = 44880 bits transmitted on the broadcast transmission line is set to F b = 109/120 (≈9/10). do. In ARIB STD-B44, one error correction code frame has a constant code length of 44,880 bits regardless of the LDPC coding rate, and is composed of slot units based on the set division method. Therefore, the LDPC code is coded. As the information bits, the "slot header", "main signal (data to be transmitted)", "BCH code parity", and "stuff bit" are power-spread, and the parity of the LDPC code is It is added to form one error correction code frame. Then, in the
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通信品質情報を抽出し、その通信品質情報に含まれる遅延とパケットロス率の各情報を基に、通信品質管理部65にて管理される符号化率変更基準を参照して符号化率を変更するか否かを判定する。
Therefore, the
上記(9)の符号化率変更基準に従うとすると、再送要求処理部63は、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値未満、或いは、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値未満のときは、放送伝送路で伝送した符号化データのLDPC符号化率109/120(≒9/10)のまま変更なしと判断し、図11(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、保存部61から読み出して、そのままIPパケット生成部62に出力するよう符号化率適応変更部64を制御する。
Assuming that the code rate change criterion of (9) above is followed, the retransmission
一方、再送要求処理部63は、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値以上、且つ、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値以上のとき、放送伝送路で伝送した符号化データのLDPC符号化率Fb=109/120(≒9/10)から、LDPC符号化率Fi=61/120(≒1/2)に変更すると判断し(Fb>Fi)、まずは、図11(a)に示す再送要求に係る符号長44880ビットの符号化データのうちN×Fb=40766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、保存部61から読み出させる(図11(b)参照)。
On the other hand, when the delay obtained from the receiving
続いて、誤り訂正符号化部643は、符号化率適応変更部64を制御して、誤り訂正符号化部643により、保存部61から読み出した40766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)を送受信間で予め定めた分割法で2分割する((N×Fb)/2 = 20383ビット)。ここでは、情報ビット位置の前半部、後半部で2等分する例とするが(図11(c)参照)、奇数ビットと偶数ビットで2分割とするなど、他の分割法であってもよい。
Subsequently, the error
続いて、再送要求処理部63は、符号化率適応変更部64を制御して、2分割したそれぞれの情報ビットの前半部、後半部に対して、送受間で既知の値(例えば、全て0のビット)でN×Fi−((N×Fb)/2)=2431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Fi=109/120(≒9/10)となるLDPC符号化処理を施して、N×(1−Fi)=4114ビットのパリティを生成する(図11(d)参照)。尚、本例では、情報ビットの後段にパディングビットを付加するとして図示しているが、情報ビットの前段にパディングビットを付加してもよく、即ち、パディングビットの挿入位置は、変更後の符号化率Fiの値によって送受間で既知とするように予め定めておけばよい。
Subsequently, the retransmission
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、20383ビットの情報ビットに22066ビットのパリティを付加した再送用の符号化データ(42449ビット)を再構成し、IPパケット生成部62に出力する(図11(e)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42449ビットは、元の符号長44880ビットよりも短くなり、放送規格で規格された誤り訂正符号の符号化長に対して過多とならず、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更することができ、符号化率を変更せずに再送する場合よりも訂正能力が高くなる。
Then, the error
このようにして、本実施例の送信サーバ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通信品質情報を基に、再送要求に係る符号化データのLDPC符号化率を適応的に変更し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。
In this way, when the
(一実施例の送信サーバによるIPパケット形式の符号化データパケットの生成法)
符号化データパケットは1以上のIPパケットを用いて構成され、ここでは、IPパケットのIPヘッダを除いたパケット長を1000バイトとして固定長とする例を説明する。ただし、実際には想定されるIP網8のMTU(Maximum Transmission Unit)を超えない範囲で任意にパケット長を決めた可変長とすることができる。
(Method of generating a coded data packet in IP packet format by the transmission server of one embodiment)
The coded data packet is configured by using one or more IP packets, and here, an example will be described in which the packet length excluding the IP header of the IP packet is set to 1000 bytes and has a fixed length. However, in reality, the packet length can be arbitrarily determined to be a variable length within a range that does not exceed the assumed MTU (Maximum Transmission Unit) of the
上述したように、送信サーバ6が生成する再送要求に係る符号化データについて、より高い符号化率に変更するときは情報ビットを非分割、より低い符号化率に変更するときは情報ビットを分割する違いのみであることから、ここでは、代表して再送要求に係る符号化データについてより低い符号化率に変更するときの例として図12を参照し、符号化データについてn×mのインターリーブフレームを構築してから、符号化データパケット(IPパケット列)を生成し、受信装置5に向けて送信する一例を説明する。
As described above, regarding the coded data related to the retransmission request generated by the
図12(a)乃至図12(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。
12 (a) to 12 (d) are explanatory views of an IP packet generation method of the IP
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Fi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Fiの符号長nビットが放送伝送路で用いられた符号化率Fb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Fbの符号長Nビットから変更されているときn<Nである。
First, IP
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(LDPC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12(a)参照)。尚、図12(a)において、IPパケット生成部62は、符号化率適応変更部64から得られる符号化データがより低い符号化率に変更されたLDPCフレームである時は、情報ビットが2分割(本例では、前半部、後半部)されているので、LDPCフレーム♯1(情報ビット前半部)、LDPCフレーム♯2(情報ビット後半部)、LDPCフレーム♯3(情報ビット前半部)、…、LDPCフレーム♯m(情報ビット後半部)のように、情報ビットの前半部と後半部を一組に、縦方向に並べるようにして記憶部(図示略)に一時記憶することになる。
Therefore, the IP
以降、図6を参照して上述したように、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、生成し(図12(b)参照)、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12(c)参照)。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、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。
Hereinafter, as described above with reference to FIG. 6, the IP
このようにインターリーブ処理を施した符号化データのIPパケット列を符号化データパケットとして送信サーバ6から受信装置5に向けて送信することにより、IP網8におけるバースト的なパケットロスに対する耐性が強くなる(即ち、パケット消失訂正能力が向上する)。
By transmitting the IP packet string of the encoded data subjected to the interleave processing as an encoded data packet from the transmitting
(応用例:LDPC符号の符号化率の変更、且つBCH符号の訂正能力の変更)
符号化率適応変更部64における誤り訂正符号化部643は、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、LDPC符号の符号化率を変更するだけでなく、BCH符号の訂正能力も12ビットから23ビットに強化するよう変更して、符号化データを再構成してもよい。
(Application example: Change of coding rate of LDPC code and change of correction ability of BCH code)
The error
図13(a)乃至図13(f)は、それぞれ本発明による応用例の送信サーバ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(再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更時)の符号化データの生成法を示す図である。尚、図13は、図11に示す例と対比可能に、送信サーバ6における再送要求処理部63により、ARIB STD−B44に準拠するLDPC符号化率の種類数の範囲内で最高値のLDPC符号化率(109/120(≒9/10)である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61/120(≒1/2)に変更して符号化データを生成する例を示している。
13 (a) to 13 (f), respectively, show lower coding of the coded data related to the retransmission request when the code rate is changed by the code rate
まず、図13(a)は、図11(a)と同様に、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Fb=109/120(≒9/10)として示している。上述したように、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13(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109/120(≒9/10)におけるLDPC符号パリティは、44880×(1−109/120)=4114ビットで構成される。
First, in FIG. 13A, similarly to FIG. 11A, the coding rate of the coded data in the LDPC code having a code length N = 44880 bits transmitted on the broadcast transmission line is set to F b = 109/120 (≈). It is shown as 9/10). As described above, in ARIB STD-B44, one error correction code frame has a constant code length of 44,880 bits regardless of the LDPC coding rate, and is composed of slot units based on the set division method. The information bits to be encoded are the "slot header", "main signal (data to be transmitted)", "BCH code parity", and "stuff bit" that are power-spread, and are LDPC codes. Parity is added to form one error correction code frame. Then, in the
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、上述した図11を参照して説明した実施例と同様に、再送要求処理部63により、再送要求パケットに含まれる通信品質情報を抽出し、その通信品質情報に含まれる遅延とパケットロス率の各情報を基に、通信品質管理部65にて管理される符号化率変更基準を参照して符号化率を変更するか否かを判定する。
Therefore, the
上記(9)の符号化率変更基準に従うとすると、再送要求処理部63は、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値未満、或いは、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値未満のときは、放送伝送路で伝送した符号化データのLDPC符号化率109/120(≒9/10)のまま変更なしと判断し、図13(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、保存部61から読み出して、そのままIPパケット生成部62に出力するよう符号化率適応変更部64を制御する。
Assuming that the code rate change criterion of (9) above is followed, the retransmission
一方、再送要求処理部63は、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値以上、且つ、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値未満のとき、放送伝送路で伝送した符号化データのLDPC符号化率Fb=109/120(≒9/10)から、LDPC符号化率Fi=61/120(≒1/2)に変更すると判断し(Fb>Fi)、まずは、図13(a)に示す再送要求に係る符号長44880ビットの符号化データのうちN×Fb=40766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、保存部61から読み出させる(図13(b)参照)。
On the other hand, when the delay obtained from the receiving
続いて、本応用例では、再送要求処理部63は、符号化率適応変更部64を制御して、誤り訂正符号化部643により、保存部61から読み出した40766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)について、一旦、電力逆拡散処理を施して、“スロットヘッダ”、“主信号(伝送対象のデータ)”、“12ビット訂正能力のBCH符号パリティ”、及び“スタッフビット”のビット配列に復元し、その“スロットヘッダ”を削除して、その削除したビット領域分をBCH符号パリティに割り当てる(図13(c)参照)。従って、全体の情報ビット長を変えることなく、“主信号(伝送対象のデータ)”、“23ビット訂正能力のBCH符号パリティ”、及び“スタッフビット”のビット配列になる。これにより、ARIB STD−B44に記載される12ビット訂正用のBCH符号から、LDPC符号化率の変更後の誤り訂正符号フレームのフレーム長を維持したまま、23ビット訂正用のBCH符号へと訂正能力を強化する構成とすることができる(23ビットの訂正能力を持つBCH符号については、例えば「鈴木陽一,橋本明記,松崎敬文,田中祥次,木村武史,土田健一,“LDPC符号とBCH符号の連接符号を適用する集合分割8PSK符号化変調の性能改善,”電子情報通信学会論文誌B, V0l.97, no.8, PP.648-659, 2014月8月1日」参照)。
Subsequently, in this application example, the retransmission
続いて、誤り訂正符号化部643は、図13(c)に示す“信号(伝送対象のデータ)”、“23ビット訂正能力のBCH符号パリティ”、及び“スタッフビット”のビット配列の情報ビットに対して再度の電力拡散処理を施した後、上述した図11を参照して説明した実施例と同様に、情報ビットを送受信間で予め定めた分割法で2分割する((N×Fb)/2 = 20383ビット)。ここでは、情報ビット位置の前半部、後半部で2等分する例とするが(図13(d)参照)、奇数ビットと偶数ビットで2分割とするなど、他の分割法であってもよい。
Subsequently, the error
続いて、再送要求処理部63は、符号化率適応変更部64を制御して、2分割したそれぞれの情報ビットの前半部、後半部に対して、送受間で既知の値(例えば、全て0のビット)でN×Fi−(N×Fb)=2431ビット分をパディングビットとして付加し、この情報ビットとパディングビットに対して符号化率Fi=61/120(≒1/2)となるLDPC符号化処理を施して、N×(1−Fi)=22066ビットのパリティを生成する(図13(e)参照)。尚、本例では、情報ビットの後段にパディングビットを付加するとして図示しているが、情報ビットの前段にパディングビットを付加してもよく、即ち、パディングビットの挿入位置は、変更後の符号化率Fiの値によって送受間で既知とするように予め定めておけばよい。
Subsequently, the retransmission
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、20383ビットの情報ビットに22066ビットのパリティを付加した再送用の符号化データ(42449ビット)を再構成し、IPパケット生成部62に出力する(図13(f)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42449ビットは、元の符号長44880ビットよりも短くなり、放送規格で規格された誤り訂正符号の符号化長に対して過多とならず、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更することができ、符号化率を変更せずに再送する場合よりも訂正能力が高くなる。
Then, the error
また、BCH符号の訂正能力を向上させることで、IP網8でのパケットロス耐性を向上させることができる。このBCH符号の変更についてはLDPC符号化率の変更時は必ずBCH符号の訂正能力も変更するとして送受間で予め定めておくか、或いは、遅延とパケットロス率のいずれか一方又は双方に応じてBCH符号の訂正能力を切り替えるように、随意定めたBCH符号の訂正能力変更の基準を上述した符号化率変更基準に加えて、符号化率変更の通知と同時に、再送する符号化データの送信前に、受信装置5へ事前通知するようにしてもよい。
Further, by improving the correction capability of the BCH code, the packet loss tolerance in the
このようにして、本応用例の送信サーバ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通信品質情報を基に、再送要求に係る符号化データのLDPC符号化率とBCH符号の訂正能力を適応的に変更して符号化データパケットを生成し、受信装置5に向けて送信する構成とすることもできる。
In this way, when the
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の通信品質に応じた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、受信装置5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。
As described above, according to the
(変形例)
図14は、本発明による変形例の受信装置5の概略構成を示すブロック図である。図14において、図7に示すものと同様な構成要素には、同一の参照番号を付している。図14に示す変形例の受信装置5は、図7に示すものと比較して、受信品質計測部57を更に備え、切替部55が、誤り訂正符号化部52からの第1受信経路切替信号と、受信品質計測部57からの第2受信経路切替信号によって、受信経路が切り替えられるように制御される点で相違しており、その他の構成は同様である。
(Modification example)
FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of a receiving
切替部55は、上述した実施形態と同様に、主として放送伝送路経由で伝送され復調部51により復調して得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力するように作動する。ただし、誤り訂正復号部52における復号可否判定部521により放送伝送路経由で得られる符号化データを復号できないと判定したときに、切替部55は、誤り訂正復号部52による第1受信経路切替信号により制御されて、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経由で再送されIPパケット受信部54から得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力する。
Similar to the above-described embodiment, the switching
また、本変形例における切替部55は、一旦、受信経路がIP網8経由に切替制御されると、受信品質計測部57から第2受信経路切替信号により制御されない限り、IP網8経由の受信経路を維持して、符号化データについての再送要求後も継続して、IP網8経由で再送要求した符号化データに続く次の符号化データを受信するように作動する。
Further, once the reception path is switched and controlled via the
受信品質計測部57は、受信した変調波信号についての受信品質(例えば、MER(Modulation Error Ratio))を計測し、受信品質が所定値以上であるか否かを判定して、切替部55及び誤り訂正復号部52を制御する。
The reception
より具体的には、受信品質計測部57は、受信した変調波信号についての受信品質が所定値以上であり、且つ切替部55の受信経路がIP網8経由になっているときに、第2受信経路切替信号により、放送伝送路経由で得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力するように切替部55を切替制御する。
More specifically, the reception
また、受信品質計測部57は、受信した変調波信号についての受信品質が所定値未満であり、且つ切替部55の受信経路がIP網8経由になっているときに、切替部55の受信経路をIP網8経由としたままとするべく切替部55の切替制御は行わずに、継続指示信号により、誤り訂正復号部52に対し符号化データについての再送要求後も継続して、IP網8経由で次の符号化データを再送要求して取得するよう指示する。
Further, the reception
(変形例の受信装置における受信制御フロー)
図15は、本発明による変形例の受信装置5における受信制御フローを示すフローチャートである。尚、図8と同様なステップ番号には同一の番号を付している。
(Reception control flow in the receiving device of the modified example)
FIG. 15 is a flowchart showing a reception control flow in the receiving
図15に示すステップS1乃至S8までは、図8に示すステップS1乃至S8までと同様であり、更なる説明は省略する。 Steps S1 to S8 shown in FIG. 15 are the same as steps S1 to S8 shown in FIG. 8, and further description thereof will be omitted.
即ち、本変形例の受信装置5においても、放送伝送路経由で伝送され復調部51により復調して得られる符号化データを、切替部55を介して誤り訂正復号部52に入力し、誤り訂正復号部52における復号可否判定部521により放送伝送路経由で得られる符号化データを復号できないと判定したときに、切替部55を切替制御してIP網8経由で符号化データを再送要求して取得し、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、当該符号化データの再送の要求を繰り返す(ステップS1乃至S8)。
That is, also in the receiving
そして、本変形例の受信装置5は、誤り訂正復号部52により、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経由でなく放送受信する受信経路であれば(ステップS9:No)、そのまま放送受信する受信経路として切替部55の設定を維持して、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。
Then, in the receiving
一方、本変形例の受信装置5は、誤り訂正復号部52により、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(ステップS9:Yes)、受信品質計測部57により、受信した変調波信号についての受信品質が所定値以上であるか否かを判定する(ステップS10A)。
On the other hand, when the receiving
受信品質計測部57は、受信した変調波信号についての受信品質が所定値以上であり、且つ切替部55の受信経路がIP網8経由になっているときに(ステップS10A:Yes)、第2受信経路切替信号により、放送伝送路経由で得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力するように切替部55を切替制御し、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(ステップS10B)。
When the reception quality of the received modulated wave signal is equal to or higher than a predetermined value and the reception path of the switching
ただし、受信品質計測部57は、受信品質が所定値未満であり、且つ切替部55の受信経路がIP網8経由になっているときに(ステップS10A:No)、切替部55の受信経路をIP網8経由としたままとするべく切替部55の切替制御は行わずに、継続指示信号により、誤り訂正復号部52に対し符号化データについての再送要求後も継続してIP網8経由で符号化データを再送要求して取得するよう指示し(ステップS10C)、ステップS4に移行して、以後、同様に動作する。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、ステップS9に移行する。
However, when the reception quality is less than a predetermined value and the reception path of the switching
従って、図14及び図15に示す本変形例の受信装置5は、一旦、受信経路をIP網8経由に切り替えると、受信した変調波信号についての受信品質が所定値未満であれば、今後誤り訂正復号処理によりビット誤りを訂正しきれないほど受信状況が悪化することが継続すると予測して、受信品質が所定値以上となるまで、誤り訂正復号部52による符号対象の符号化データについてIP網8経由で符号化データを再送要求して取得する。
Therefore, once the receiving
従って、本変形例の受信装置5を備える伝送システム1においても、上述した実施形態の利点を全て包含し、これに加えて、受信した変調波信号についての受信品質を考慮した動作となるため、安定したデジタルデータの受信が可能となる。
Therefore, the
〔再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更し再送する場合の動作概要〕
より理解を高めるために、図16を参照して、上述した図1乃至図15に示す一実施例及び一変形例を含む一実施形態の伝送システム1において、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更し再送する場合の動作概要を説明する。
[Outline of operation when the coded data related to the retransmission request is changed to a lower code rate and retransmitted]
In order to further enhance understanding, in reference to FIG. 16, in the
図16は、本発明による一実施例の送信サーバ6により再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更した符号化データパケットを受信装置5に送信するときの動作概要を例示説明する図である。
FIG. 16 illustrates an outline of the operation when the
例えば、再送要求に係る符号化データとして、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率(LDPC符号化率)が、ARIB STD−B44に準拠する符号化率9/10 (109/120)であるとする(図16(a)参照)。 For example, as the coded data related to the retransmission request, the code rate (LDPC code rate) of the coded data transmitted on the broadcast transmission line conforms to ARIB STD-B44, and the code rate is 9/10 (109/120). (See FIG. 16 (a)).
まず、送信サーバ6は、通信品質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よりも高くするか低くするかを区別して適応的に符号化率を変更して符号化データを再構成する。ここでは、再送要求に係る符号化データの符号化率9/10をより低い符号化率1/2に変更する例を説明する。
First, the
送信サーバ6は、再送要求に係る符号化データの符号化率9/10をより低い符号化率1/2に変更する際に、再送要求に係る符号化データの情報ビットを、送受間(送信サーバ6及び受信装置5)間で予め定めた分割法に従い2分割(ここでは、前半部と後半部で2等分に分割)する(図16(b)参照)。
When the
続いて、送信サーバ6は、パディングビットを用いて符号化率1/2に変更する再符号化を行い、符号化率1/2のパリティビットを付与した符号化データを一旦生成する(図16(c)参照)。
Subsequently, the
そして、送信サーバ6は、パリティビットを付与した符号化データからパディングビットを削除した符号化データの誤り訂正符号フレーム(LDPCフレーム)を生成した後、インターリーブフレームを組み、インターリーブした符号化データパケット(IPパケット列)を形成し、IP網8経由で受信装置5に送信する(図16(d)参照)。
Then, the
受信装置5は、その符号化データパケットを受信後、送信サーバ6側の逆処理としてデインターリーブを行い、パディングビットを追加後、符号化率1/2で符号化データを復号することにより、パケット消失訂正を行う(図16(e)参照)。
After receiving the coded data packet, the receiving
そして、受信装置5は、誤り訂正符号フレーム♯1の復号した情報ビットの前半部、誤り訂正符号フレーム♯2の復号した情報ビットの後半部を連結することにより、再送要求した符号化データに係る情報ビットを復元した受信データを生成することができる(図16(f)参照)。
Then, the receiving
従って、本発明に係る伝送システム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から送信サーバ6へ再送要求を実施し、送信サーバ6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の通信品質に応じた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や、パケットロスに対する耐性を強化することができる。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。
Therefore, according to the
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。
With respect to the above-described embodiment, a program for operating each means of the computer functioning as the
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。
Examples, applications, and modifications of the above-described embodiment have been described as typical examples, but it is clear to those skilled in the art that many modifications and substitutions can be made within the spirit and scope of the present invention. .. For example, the
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。 According to the present invention, since the error correction code used in digital broadcasting and the retransmission request can be efficiently combined, it is useful for data compensation related to digital broadcasting.
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 切替部
56 通信品質計測部
57 受信品質計測部
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
521 復号可否判定部
522 符号化データ補完部
523 データ結合部
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
1
Claims (13)
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かっ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で計測した通信品質情報と、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し、前記通信品質情報を基に予め定められた符号化率変更基準に従っ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定し、その判定結果に応じて前記再送要求情報を基に、前記保存部から再送要求に係る符号化データを読み出して、適応的に符号化率を変更した符号化データを構成し、前記受信装置に向けて該符号化データの再送を行うよう制御する再送要求処理部と、
前記再送要求処理部の制御により、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する場合と変更しない場合の切り替えを行い、該符号化率を変更する場合に、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、且つ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、放送伝送路で伝送した前記送信装置で生成された符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して符号化率を変更する誤り訂正符号化処理を行う符号化率適応変更部と、
前記再送要求処理部による制御を経て構成した再送要求に係る符号化データを格納するIPパケット形式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向けて送信するIPパケット生成部と、
を備えることを特徴とする送信サーバ。 The coded data is digitally modulated using the error correction code related to digital broadcasting, and the coded data is transmitted to the receiving device via the broadcast transmission line. It is a transmission server that saves a predetermined amount of time and enables transmission to a receiving device via an IP (Internet Protocol) network.
The coded data generated by the transmission device is sequentially input, managed in time series by a synchronization signal based on the frame number or time information of the error correction code frame constituting the code length of the error correction code, and managed in time series. A storage unit that saves the coded data for a predetermined time while updating it,
The reception device receives a retransmission request packet generated when a bit error of encoded data cannot be corrected by using the error correction code via the IP network, and the reception is stored in the retransmission request packet. The communication quality information measured by the apparatus and the retransmission request information indicating the coded data of the error correction code frame related to the retransmission request are extracted, and the transmission is performed according to a predetermined coding rate change standard based on the communication quality information. It is determined whether or not to retransmit by changing the coding rate of the block code of the coded data generated by the apparatus, and according to the determination result, the retransmission request is related from the storage unit based on the retransmission request information. A retransmission request processing unit that reads out the encoded data, constructs encoded data in which the encoding rate is adaptively changed, and controls the retransmission of the encoded data toward the receiving device.
When the code rate of the block code of the coded data generated by the transmission device is changed or not changed by the control of the retransmission request processing unit, and the code rate is changed, the code rate is changed. Based on the same coding method as the error correction coding method used in the transmission device, and out of a predetermined number of coding rates that can be used by the transmission device, it was generated by the transmission device transmitted on the broadcast transmission line. A code rate adaptive change unit that performs error correction coding processing that changes the code rate by distinguishing whether it is higher or lower than the code rate of the coded data.
An IP packet generator that generates an IP packet format encoded data packet that stores the encoded data related to the retransmission request configured through control by the retransmission request processing unit and transmits it to the receiving device via the IP network. ,
A transmission server characterized by comprising.
変更前の符号化率よりも高い符号化率に変換する場合には、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付加し、前記誤り訂正符号化処理を行って得られる符号化率を変更したブロック符号のパリティを、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た再送用の符号化データを生成し、
変更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合には、該符号化データの情報ビットを送受信間で予め定めた分割法で分割し、変更する符号化率に応じて分割したそれぞれの当該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付加し、前記誤り訂正符号化処理を行って得られる符号化率を変更したブロック符号のパリティを、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た再送用の符号化データを生成することを特徴とする、請求項1に記載の送信サーバ。 When the code rate adaptive change unit changes the code rate of the coded data generated by the transmission device under the control of the retransmission request processing unit,
When converting to a coding rate higher than the coding rate before the change, a padding bit known on the receiving device side is added to the information bit of the coded data according to the coded rate to be changed. The parity of the block code obtained by performing the error correction coding process and whose coding rate is changed is replaced with the parity added to the coded data generated by the transmission device and added, and the padding bit is removed. Generate the encoded data for retransmission
When converting to a coding rate lower than the coding rate before the change, the information bits of the coded data are divided between transmission and reception by a predetermined division method, and the divided according to the code rate to be changed. The parity of the block code obtained by adding the padding bit known on the receiving device side to the information bit of the above and changing the coding rate obtained by performing the error correction coding process is the code generated by the transmitting device. The transmission server according to claim 1, further comprising generating encoded data for retransmission in which the parity added to the converted data is replaced and added, and the padding bit is removed.
請求項1から5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。 A transmitter for digital broadcasting
A transmission device according to any one of claims 1 to 5, further comprising means for sequentially outputting encoded data encoded by using the error correction code related to the digital broadcasting. ..
請求項1から5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。 A transmitter for digital broadcasting
A transmission device comprising the transmission server according to any one of claims 1 to 5 inside the device.
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かっ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5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パケット形式の符号化データパケットを受信し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、
前記送信サーバとの通信に係る遅延と、前記送信サーバとの通信に係るパケットロスの発生量に基づくパケットロス率のうちいずれか一方、又は双方を所定期間単位で計測して更新保持するとともに、逐次、前記通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含む通信品質情報を前記再送要求パケットに含めるように前記再送要求パケット生成部に出力する通信品質計測部と、を備え、
前記誤り訂正復号部は、
前記送信装置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、当該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前記再送要求ビット位置情報を含む再送要求パケットを生成させる復号可否判定部と、
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符号化データ補完部と、
再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割(詳細に後述する例では2等分に分割)されているときは、分割されている復号後の情報ビットを前記送信サーバとの間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成するデータ結合部と、
を有することを特徴とする受信装置。 A receiving device that digitally modulates encoded data encoded by a transmitting device using an error correction code related to digital broadcasting and receives a modulated wave signal transmitted via a broadcasting transmission line.
A demodulator that receives and demodulates the modulated wave signal,
An error in which an error correction code frame constituting the code length of the error correction code is reconstructed from the coded data obtained by demodulation and a decoding process corresponding to the error correction code is performed to generate received data and make it playable. Correction and decoding section and
Retransmission request information indicating the encoded data of the error correction code frame related to the retransmission request for requesting the retransmission of the corresponding encoded data when the bit error of the encoded data cannot be corrected by using the error correction code. A retransmission request packet generation unit that generates a retransmission request packet in the IP packet format including the retransmission request packet and transmits the retransmission request packet to the transmission server according to any one of claims 1 to 5.
The encoded data packet in the IP packet format that stores the encoded data retransmitted in response to the retransmission request is received from the transmission server in response to the retransmission request packet, and the encoded data retransmitted in response to the retransmission request is received. IP packet receiver to extract and
One or both of the delay related to communication with the transmitting server and the packet loss rate based on the amount of packet loss generated related to communication with the transmitting server are measured and updated and held in predetermined period units. A communication quality measuring unit that sequentially outputs communication quality information including one or both of the delay information and the packet loss rate information of the communication line to the retransmission request packet generation unit so as to be included in the retransmission request packet. With
The error correction decoding unit
When it is determined whether or not the coded data obtained from the transmitting device can be error-corrected and decoded, and it is determined that the bit error of the coded data cannot be corrected and cannot be decoded, the retransmission request packet including the retransmission request bit position information is transmitted. Decoding possibility judgment unit to be generated and
Regarding the coded data retransmitted in response to the retransmission request, the coding rate of the coded data obtained by demodulating the coded data when the coding rate has not been changed, and the code when the coding rate has been changed. Coding that adds padding bits according to the conversion rate, attempts decoding processing through complementary processing related to replacement of the likelihood ratio required for decoding, and repeats the request for retransmission of the corresponding encoded data until decoding can be performed within a predetermined time. Data complement and
When the coded data related to the retransmission request is changed to a lower coding rate and the information bits are divided (divided into two equal parts in the example described in detail later), the divided information bits after decoding are referred to as described above. A data combination unit that generates received data by recombining with the transmission server according to a predetermined division method,
A receiving device characterized by having.
前記受信品質計測部は、
前記誤り訂正復号部により復号できた符号化データを基に受信データを生成した時点の受信経路がIP網経由でなく放送受信する受信経路であるときは、放送受信する受信経路を維持し、
前記誤り訂正復号部により復号できた符号化データを基に受信データを生成した時点の受信経路がIP網経由であるときは、前記受信品質が所定値以上であるか否かを判定し、前記受信品質が所定値以上であれば放送受信する受信経路に切り替え、前記受信品質が所定値未満であればIP網経由の受信経路を維持して、前記誤り訂正復号部に対し符号化データについての再送要求後も継続して、IP網経由で次の符号化データを再送要求して取得するよう指示する手段を有することを特徴とする、請求項8又は9に記載の受信装置。 A reception quality measuring unit for measuring the reception quality of the received modulated wave signal is further provided.
The reception quality measurement unit
When the reception path at the time of generating the reception data based on the coded data decrypted by the error correction decoding unit is the reception path for broadcasting reception instead of via the IP network, the reception path for broadcasting reception is maintained.
When the reception path at the time of generating the reception data based on the coded data decrypted by the error correction decoding unit is via the IP network, it is determined whether or not the reception quality is equal to or higher than a predetermined value, and the above. If the reception quality is equal to or higher than the predetermined value, the reception path is switched to receive the broadcast, and if the reception quality is less than the predetermined value, the reception path via the IP network is maintained, and the coded data is transmitted to the error correction / decoding unit. The receiving device according to claim 8 or 9, further comprising a means for instructing the next encoded data to be resently requested and acquired via the IP network even after the retransmission request.
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JP2020082704A JP2021177611A (en) | 2020-05-08 | 2020-05-08 | Transmission server, transmission device, reception device, and program |
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