JP4015765B2

JP4015765B2 - 受信装置

Info

Publication number: JP4015765B2
Application number: JP33733398A
Authority: JP
Inventors: 雅己相沢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2018-11-27
Also published as: JP2000165442A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星放送（ＢＳ）や、地上のデジタル放送、通信に用いる伝送パケットの受信制御をする受信装置および受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビ放送等は今までアナログ放送が全盛であったが、高画質化、マルチメディア化が促進されるに従い、チャネル数や伝送容量の制約からデジタル放送が注目を集めるようになり、２１世紀に向かって放送は次第にデジタル化の方向に急速に進もうとしている。そして、アナログ放送からデジタル放送への移行に伴い、さまざまなメディアの融合を考慮し、日本ではＩＳＤＢと呼ばれる情報統合により、多数の情報源の多重化が実現されようとしている。
【０００３】
そして、このＩＳＤＢにおいては伝送特性を考慮し、多数の変調方式、符号化方式が規定されており、その組み合わせにより、多数の情報レートが規定されている。ただし、日本の方式では出力クロックを一定とし、情報伝送には関与しないヌルパケット（空の情報パケット）を挿入することで、伝送される情報レートとの差を埋めると云う方式が規定されている。
【０００４】
デジタル放送においては、動画像は動画像圧縮の国際標準であるＭＰＥＧ方式が採用され、このＭＰＥＧ方式により圧縮された動画像信号がパケット送信されることになる。
【０００５】
しかし、実際の出力ＭＰＥＧ信号のパケットについて、伝送レートが低くて済む符号化方式を選択している場合、送信伝送容量の大きい高速なデジタル伝送路上においては、出力クロックを一定とするために、図３に示すように、ほとんどのパケットにヌルパケットが挿入されることとなる。
【０００６】
しかし、ヌルパケットは出力クロックを一定とするために挿入される空パケットであり、情報伝送には使用されない無駄なものである。これは裏を返すと、このままの状態では、出力ＭＰＥＧ信号のパケットを伝送するに無用に高い伝送レートであることを意味するものであって、通信リソースの無駄使い、すなわち、伝送容量の無駄使いであり、特に放送番組をＤＶＤ（デジタルビデオディスク）−ＲＡＭなどの蓄積メディア等で録画するような場合、受信信号をそのまま録画すると空パケットも含めて録画する事態が避けられないケースも発生すると云った無駄が発生することが考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
我が国のデジタル放送においては、ＩＳＤＢと呼ばれる情報統合により、多数のソースの多重化が図られる予定であり、このＩＳＤＢにおいては伝送特性を考慮し、多数の変調方式、符号化方式が規定されている。そして、その組み合わせにより、多数の情報レートが規定されている。ただし、日本方式では出力クロックを一定とし、情報伝送には関与しないヌルパケットを挿入することで、伝送される情報レートとの差を埋めると云う方式が採用されるので、ＭＰＥＧ方式により圧縮された動画像信号がパケット送信される場合に、当該ＭＰＥＧ信号のパケットについて、伝送レートが低くて済む符号化方式を選択している場合、送信伝送容量の大きい高速なデジタル伝送路上においては、出力クロックを一定とするために、ほとんどのパケットにヌルパケットが挿入されることとなる。
【０００８】
しかし、ヌルパケットは情報伝送には寄与しない無駄なものである。従って、ＭＰＥＧ信号のパケット伝送に利用するには通信容量が多き過ぎて通信リソースの無駄使い、すなわち、伝送容量の無駄使いであり、特に放送番組をＤＶＤ（デジタルビデオディスク）−ＲＡＭなどの蓄積メディア等で録画するような場合、受信信号をそのまま録画すると無駄が大きい。
【０００９】
そこで、この発明の目的とするところは、単位フレーム毎に所定の時間間隔でクロック情報を備えるようにフレーム内では有意情報のパケットで埋まらない空き領域にヌルパケットを挿入するようにした伝送方式において、データ分離部から本来の情報データのみを出力させることができ、蓄積メディア等に記録する場合には、本来の情報データのみを記録させることができて、蓄積メディアの有効利用が図れるようにする受信装置および受信方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は、伝送信号のフレームには複数のパケットが含まれており、前記複数のパケットは有意のデータを含む情報パケットと空のパケットであるヌルパケットを含み、前記ヌルパケットは、フレーム単位で所定の時間位置毎にクロック情報が挿入されるようにフレームの余り部分に挿入されており、前記伝送信号を受信する受信装置であって、前記伝送信号を受信し復調する復調手段と、前記復調手段にて復調した復調信号から、前記フレームあたりの全体のパケット数ｍおよび、有意の情報を持つ情報パケット数ｎを求め、この求めた値に基づき、ｎ／ｍクロックを生成するクロック生成手段と、前記復調手段で復調した信号から、前記情報パケットを抽出し、前記ｎ／ｍクロックに同期してこの情報パケットのデータを出力するデータ分離手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
このような本システムは、単位フレーム毎に所定の時間間隔でクロック情報を備えるようにフレーム内では、有意情報のパケットで埋まらない空き領域にヌルパケットを挿入するようにして伝送する方式を対象としており、このようなシステムにおいて、伝送フレームは受信されると、復調手段により復調され、クロック生成手段は、この復調した信号から、フレームあたりの全体の出力パケット数ｍおよび、有意の情報を持つ情報パケット数ｎを求め、この求めた値に基づき、ｎ／ｍクロックを生成する。そして、データ分離手段は前記復調手段にて復調した信号から、情報パケットを分離抽出して前記クロックに同期しながらこの情報パケットのデータを出力する。
このように、受信側では（ｎ−ｍ）個分あるヌルパケットを受信フレーム中から抜き取り、ｎ個ある有意の情報パケットのデータを抽出して、１フレーム間隔あたり、ｎ／ｍに分周されたクロックに同期して、データ分離手段からデータを出力させることにより、データ分離手段からはヌルの情報を出力させないで済むようになるから、データ分離手段からは本来の情報データのみを出力させることができ、蓄積メディア等に記録する場合には、本来の情報データのみを記録させることができて、蓄積メディアの有効利用が図れるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。図１は全体の構成を示すブロック図である。図中、２は復調器、３は誤り訂正部、４はデータ分離部、５はロック生成部である。なお、１は受信信号である。
【００１３】
これらのうち、復調器２は受信信号１を復調して階層情報とデータを得るものであり、誤り訂正部３にはこの復調器２からの出力を受けて誤り訂正処理するものである。データ分離部４は誤り訂正部３により誤り訂正された出力のうち、データ部分を抽出してこれをクロック生成部５からのクロックに同期して出力するものであり、クロック生成部５は誤り訂正部３により誤り訂正された出力のうちの階層情報をもとに、クロックを生成し、データ分離部４に与えるものである。
【００１４】
つぎに、このような構成の本システムの作用を説明する。
【００１５】
放送局からは有意のデータは、階層情報中の所定の領域に挿入し、誤り訂正情報を付加した上でパケット形式で送信してくる。そして、クロック信号が一定間隔となるように、フレーム単位で所定時間位置毎にクロック情報が挿入される。但し、伝送容量は大きいため、クロック信号情報の間隔が一定となるようにするには、フレームの余る部分に空のパケットであるヌルパケットを挿入して埋めるかたちをとることになる。
【００１６】
このような伝送信号を受信側では受信することになる。受信側においては、受信信号１は復調器２に入力され、ここで復調されて誤り訂正部３に出力する。そして、誤り訂正部３により誤り訂正処理されてから復調信号はデータ分離部４とにクロック生成部５に送られる。
【００１７】
クロック生成部５では復調信号の階層情報とクロック信号情報とから１フレームあたりの全データ数（空パケットも含む全パケット数）ｍとデータ数（情報の含まれるパケットの数）ｎとを得、これらから、ｎ／ｍの分周比のクロックを生成し、データ分離部４に与える。
【００１８】
データ分離部４は、階層化情報より所望の情報を選択し、クロック生成部５から与えられたクロックに同期しながら、この選択した情報を出力する。これが出力信号６である。
【００１９】
ＯＦＤＭの場合を例にとり、説明する。
【００２０】
キャリア数２Ｋ(モード１)、ガードバンド１／８、１３セグメントすべてを変調方式ＱＰＳＫ、符号化率ｒ＝１／２で伝送した場合を想定すると、この場合、１フレームあたりの伝送されるパケット数ｍは“１１５２”であり、空パケットを含めて１フレームあたり“１１５２”ものパケットが伝送される。ただし、符号化やガードなど、伝送効率を落としているので実際に伝送している有意の情報パケット数ｎは“１５６”だけである。これを図３に示す。
【００２１】
この図３においてＮで示されているのはヌルパケットであり、Ｄが有意の情報パケットである。ヌルパケットとは無意の情報、ここではＭＰＥＧで規定された情報を伝達していないパケットであって、中身はＩＤ＝１ＦＦＦを持ち、中身の殆どが“１”のパケットである。デジタル地上波放送方式では伝送容量が大容量で、しかも、出力クロックレートを一定としているため、実際に出力されている情報レートは低いにも関わらず、クロックは高いままとなっている。
【００２２】
そのため、図３に示すように、送信側ではヌルパケットを（ｎ−ｍ）個分、わざわざ挿入し、レート調整を行う必要があった。そして、受信側では（ｎ−ｍ）個分あるヌルパケットを受信フレーム中から抜き取り、ｎ個ある有意の情報パケットのデータを抽出し、１フレーム間隔あたり、ｎ／ｍに分周されたクロックに同期して、データ分離部４からデータを出力させると、データ分離部４からはヌルの情報を出力させないで済むようになる。そのため、本来の情報データのみを出力することができる。
【００２３】
＜衛星放送＞
次にＢＳ（衛星放送）の場合について説明する。ＢＳでは出力は“４８”を１フレームとして出力するが、変調方式がＢＰＳＫの場合では実際の情報レートは１／４となり、空パケットを含む１フレームあたりの全パケット数ｍはｍ＝４８、そして、実際に伝送している情報パケット数ｎはｎ＝１２となって、受信側では有意の情報が受信出力中のほんの一部で、ほとんどヌルのパケット出力となる。
【００２４】
そこで、本発明方式での出力を見てみると、図２に示す如く、本発明方式では、図１の構成により、出力クロックをｎ／ｍ、この場合では１２／４８＝１／４にするようにしている。このように、出力クロックが１／４であり、当該１／４のクロックレートでデータ分離部４から出力を送り出すようにしたことで、データ分離部４からはヌルの情報を出力させないで済むようになる。そのため、本来の情報データのみを出力することができる。故に、伝送レートを効率的に使用することが可能となる。
＜クロックの生成方法＞
次にクロックの生成方法にづいて説明する。図４は生成されるクロックの様子を示すタイミング図である。
【００２５】
クロックをｎ／ｍ分周するクロック生成部５では、単位フレームあたりの全データ数をｍ、そして、単位フレームあたりの有意のデータ数をｎとした場合に、フレーム周期ｍ周期あたり、ｎ個のクロックとなるようにクロックをｎ／ｍ分周する分周回路を用いてクロック生成部５を実現する。あるいはｎ／ｍ分周回路が実現困難な場合は、図５に示すように、フレーム周期ｍ周期あたり、ｎ個のクロックとなるようにクロックを適宜間隔で間引き、ｍ個のうち、ｎ個だけが残るようにクロックを間引く回路構成とすることで、同様にクロックを生成する。なお、クロックを間引く構成はプログラムによる演算処理回路やＣＰＵによる構成であっても良い。
＜より簡易なクロック生成方法＞
また、さらに簡易な方法として、図６に示すようにｎ／ｍ＜１／ｋを満たすようなｋを求めて、ｋ分周する構成とすることで、クロックを生成する。ただし、この場合は必ずｎ／ｍ＝１／ｋとなるとは限らないため、受信側のデータ分離部４では１／ｋクロックに同期しながらデータを出力しながらも、いくらかのヌルを挿入して出力する構成とする必要がある。
【００２６】
さらに、特にｋが２の倍数となるように選択すると、分周回路がカウンタの特定ビットを抜き出すだけで済むので、クロック生成部５の構成は非常に簡易になり、作成容易になる。
＜出力＞
次にデータ分離部４の出力６について説明する。
【００２７】
IEEE1394と呼ばれるシリアルIＦ（インタフェース）との接続をする場合、クロックレートがある程度一定である必要があり、また、伝送容量の観点から、できるだけ、無駄なデータ(この場合、ヌルパケット)の伝送は避けたい。
【００２８】
そこで、本発明の一例である図７に示す如く、データ分離部４の出力側にIEEE1394のシリアルIＦ６を接続する構成を採用する。このように、データ分離部４の出力側にIEEE1394のシリアルIＦ６を接続することにより、データ分離部４の出力はIEEE1394の規格に沿ったものとなり、ヌルパケットの挿入が不要となって、伝送効率を最大限に利用することが可能となる。
【００２９】
また、本システムでは、（ｎ−ｍ）個分あるヌルパケットを受信フレーム中から抜き取り、ｎ個ある有意の情報パケットのデータを抽出すべく、１フレーム間隔あたり、ｎ／ｍに分周されたクロックに同期して、データ分離部４からデータを出力させ、これを蓄積メディア記録部８に与える図８に示す如きの構成とする。
【００３０】
このようにすると、データ分離部４からはヌルの情報を出力させないで済むようになる。そのため、本来の情報データのみを出力して蓄積メディア記録部８に記録させることができる。
【００３１】
すなわち、図８に示すような構成の場合、蓄積メディア、例えば、ＨＤＤやメモリ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤーＲ、ＣＤーＲＷ、磁気テープ、ＭＤ等の記録系のメディアに対して、有意のデータのみを記録させることができ、ヌルパケットの情報の記録はさせないで済むようになるから、メディアの使用量を抑えることが可能となり、メディアの有効利用が可能になる。また、記録したデータを再送する場合においては通信路の有効活用に繋がり、通信リソースの有効利用が図れる。
【００３２】
尚、ＩＳＤＢの規格を踏襲する出力が要求される場合も考え、本発明は図９に示すように、クロック生成部５にｎ／ｍクロック分周を“行う/行わない”の切り替え機能部５ａを設け、ｎ／ｍクロック分周を“行う/行わない”の切り替え指示を行うことで、クロック生成部５からのクロック出力をｍ個とするか、ｎ／ｍ個とするかの選択を可能にする構成と採用する。
【００３３】
このような構成にすることにより、本来の接続形態、すなわち、最大レートでしか動作しないと云う制約された動作条件の後段処理がある場合には、接続に合わせて切り替える機構を持つことで柔軟な対応が可能なシステムの実現が容易である。
【００３４】
また、記録をしながら、上記の接続を行う場合などのためにも、図９に示すように、両方の出力を持たせることで、解決できる。
【００３５】
以上説明してきた中でも、ＯＦＤＭ方式による伝送においては、データすべてを受信する広帯域受信と、一部のデータのみを受信する部分受信では、情報パケットのパケットの相対間隔が異なるため、時刻情報ＰＣＲパケットの位置が異なる場合がある。
【００３６】
ＰＣＲパケットはＯＦＤＭフレームでの、あらかじめ決められた位置に配置することことで、どちらの場合でも、相対関係が維持される。また、その位置として最初あるいは最後のパケットに配置することにより、今まで説明してきたような情報レートに応じた、クロック変換を行った場合においても問題が発生しない。
【００３７】
またＢＳ放送においても、複数の変調方式が混在、より高符号化率での伝送ではヌルパケットが挿入されるが、４８パケット＝１フレーム構造内で、ＰＣＲパケットの位置を最初や最後などの、決められた位置に配置することで、同様なクロックレート変換を行っても、その相対位置関係が崩れないために、破綻を防ぐことが可能である。
以上説明したように出力レートを下げることにより、例えばＯＦＤＭにおいて、ガード１／４、ＱＰＳＫ，ｒ＝１／２の場合、規定出力レートに対し実際の伝送レートでは蓄積メディアの場合、４［Ｇｂｙｔｅ］のＨＤＤで記録できる容量は通常１６分であるのに対し、２時間１６分となる。
【００３８】
以上、種々の実施例を説明したが、要するに本発明は、単位フレーム毎に所定の時間間隔でクロック情報を備えるようにフレーム内では有意情報のパケットで埋まらない空き領域にヌルパケットを挿入するようにした伝送方式において、受信信号を復調する復調手段と、この復調手段にて復調した信号から、フレームあたりの全体の出力パケット数ｍおよび、有意の情報を持つ情報パケット数ｎを求め、この求めた値に基づき、ｎ／ｍクロックを生成するクロック生成手段と、前記復調手段にて復調した信号から、情報パケットを抽出して前記クロックに同期しながらこの情報パケットのデータを出力するデータ分離手段とを備えることを特徴とする。
【００３９】
そして、このような本システムは、単位フレーム毎に所定の時間間隔でクロック情報を備えるようにフレーム内では、有意情報のパケットで埋まらない空き領域にヌルパケットを挿入するようにして伝送する方式を対象としており、このようなシステムにおいて、伝送フレームは受信されると、復調手段により復調され、クロック生成手段は、この復調した信号から、フレームあたりの全体の出力パケット数ｍおよび、有意の情報を持つ情報パケット数ｎを求め、この求めた値に基づき、ｎ／ｍクロックを生成し、データ分離手段は前記復調手段にて復調した信号から、情報パケットを分離抽出して前記クロックに同期しながらこの情報パケットのデータを出力すると云うものである。
【００４０】
このように、受信側では（ｎ−ｍ）個分あるヌルパケットを受信フレーム中から抜き取り、ｎ個ある有意の情報パケットのデータを抽出して、１フレーム間隔あたり、ｎ／ｍに分周されたクロックに同期して、データ分離手段からデータを出力させることにより、データ分離手段からはヌルの情報を出力させないで済むようになるから、データ分離手段からは本来の情報データのみを出力させることができ、蓄積メディア等に記録する場合には、本来の情報データのみを記録させることができて、蓄積メディアの有効利用が図れるようになるものである。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、単位フレーム毎に所定の時間間隔でクロック情報を備えるようにフレーム内では有意情報のパケットで埋まらない空き領域にヌルパケットを挿入するようにした伝送方式において、データ分離部から本来の情報データのみを出力させることができ、蓄積メディア等に記録する場合には、本来の情報データのみを記録させることができて、蓄積メディアの有効利用が図れるようにする受信装置および受信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の―出力例を示す図である。
【図３】従来の出力例を示す図である。
【図４】本発明の一動作を示すタイミング図である。
【図５】本発明の一動作を示すタイミング図である。
【図６】本発明の―動作を示すタイミング図である。
【図７】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…受信信号、２…復調器、３…誤り訂正部、４…データ分離部、５…ロック生成部。

Claims

伝送信号のフレームには複数のパケットが含まれており、前記複数のパケットは有意のデータを含む情報パケットと空のパケットであるヌルパケットを含み、前記ヌルパケットは、フレーム単位で所定の時間位置毎にクロック情報が挿入されるようにフレームの余り部分に挿入されており、前記伝送信号を受信する受信装置であって、
前記伝送信号を受信し復調する復調手段と、
前記復調手段にて復調した復調信号から、前記フレームあたりの全体のパケット数ｍおよび、有意の情報を持つ情報パケット数ｎを求め、この求めた値に基づき、ｎ／ｍクロックを生成するクロック生成手段と、
前記復調手段で復調した信号から、前記情報パケットを抽出し、前記ｎ／ｍクロックに同期してこの情報パケットのデータを出力するデータ分離手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
前記クロック生成手段は、
単位フレーム当たりの出力パケット数をｍ、有意の情報を持つ情報パケット数をｎとしたとき、情報比率Ｒ＝ｎ／ｍに対し、Ｒ＞１／ｋとなるｋを求めるｋ算出手段と、
単位フレームに同期するクロックをｋ分周する手段と、
から構成されることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
前記ｋ算出手段は、ｋが２の倍数となるように求めるものであることを特徴とする請求項２記載の受信装置。
前記クロック生成手段は、
出力クロック数ｍ個のうち、ｎ個のクロックを間引いて、クロックを生成するものであることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
前記クロック生成手段は、
単位フレーム当たりの出力パケット数をｍ、有意の情報を持つ情報パケット数をｎとしたとき、ｎ／ｍの分周クロックを出力する手段と、パケット数ｍ相当のクロックを出力する手段と、
を具備することを特徴とする請求項１記載の受信装置。