JP4112428B2 - インターリーブ受信装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル伝送技術に係り、特に、伝送路における遮断耐性を高めることを可能とする長周期インターリーブ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、映像情報、音声情報などのデータを伝送するデジタル伝送システムには、図１に示すような、長周期インターリーブ伝送システムがある。図１は、従来の長周期インターリーブ伝送システムを説明するブロック図である。長周期インターリーブ伝送システム１は、伝送路４を介して接続されるインターリーブ送信装置２とインターリーブ受信装置３とを備えている。
【０００３】
インターリーブ送信装置２は、長周期インターリーブ部１０、外外符号符号化部１１、外符号符号化部１２、短周期インターリーブ部１３、内符号符号化部１４、同期信号発生部１５、およびデジタル変調部１６を備え、図示しない情報源からデータを入力し、インターリーブ処理、符号化処理、およびデジタル変調を行い、電波を伝送路４に送出する。また、インターリーブ受信装置３は、長周期デインターリーブ部２０、外外符号復号部２１、外符号復号部２２、短周期デインターリーブ部２３、内符号復号部２４、同期信号検出部２５、デジタル復調部２６、クロック再生部２７、および逓倍・分周部２８を備え、伝送路４から電波を受信し、デジタル変調、復号化処理、およびデインターリーブ処理を行い、データを出力する。
【０００４】
次に、長周期インターリーブ伝送システム１の動作について、図１および２を参照して説明する。まず、インターリーブ送信装置２の動作について説明する。長周期インターリーブ部１０は、図示しない情報源からデータ（ここでは１８８バイトのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットとする。）を入力し、当該データを長周期インターリーブ部１０内に有するメモリに、図２の（１）部に示すように、上の行から順に書き込み、長周期のインターリーブを行う。次に、外外符号符号化部１１は、第１の誤り訂正符号パリティを図２の（１）部について縦方向に計算し、図２の（２）の位置に書き込む。次に、外符号符号化部１２は、第２の誤り訂正符号パリティを図２の（１）および（２）部について横方向に計算して、図２の（３）の位置に付加し、当該パリティが付加されたデータを短周期インターリーブ部１３に転送する。
【０００５】
短周期インターリーブ部１３は、深さ１０程度の短周期のインターリーブ（ビットの並び順を１０パケット分程度の中で擬似ランダムに入れ替える処理）を行う。内符号符号化部１４は、第３の誤り訂正符号パリティを付加する。その後、デジタル変調部１６は、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭなどのデジタル変調方式により変調を行う。また、このとき同期信号発生部１５は、周期的に同期信号を挿入する。このようにして、インターリーブ送信装置２は、伝送路４に電波を送出する。
【０００６】
伝送路４では降雨時に電波が減衰するため、閾値以上の減衰が発生した場合には降雨遮断が発生する。この場合、インターリーブ受信装置３は、遮断している間の電波を受信することができない。
【０００７】
次に、インターリーブ受信装置３の動作について説明する。まず、デジタル復調部２６は、電波を受信し検波する。このとき、クロック再生部２７は、以降のブロック（内符号復号部２４、短周期デインターリーブ部２３、外符号復号部２２、外外符号復号部２１、および長周期デインターリーブ部２０）で利用されるタイミング基準信号（クロック信号）を発生する。更に、逓倍・分周部２８は、インターリーブ受信装置３各部で使われる周波数に合わせた逓倍または分周を行い、インターリーブ受信装置３各部にクロック信号として供給する。
【０００８】
また、同期信号検出部２５は、デジタル復調部２６により検波された信号を用いて、インターリーブ送信装置２で多重した同期信号の検出を行い、以降のブロックの処理に必要なゲート信号を発生する。この場合、クロック再生部２７により発生されたタイミング基準信号、すなわちクロック発生と、インターリーブ送信装置２内で使われているタイミング信号とが同期し、かつ同期信号検出部２５が同期信号をうまく捕捉しているときには、以降のブロックにおいて、正しい処理が可能となる。
【０００９】
次に、内符号復号部２４は、第３の誤り訂正符号の復号を行い、ビット誤りを訂正する。短周期デインターリーブ部２３は、インターリーブ送信装置２の短周期インターリーブ部１３により順序入れ替えされたデータ系列を元の順序に戻すため、順序入れ替えを行う。その後、外符号復号部２２は、第２の誤り訂正符号の復号を行い、ビット誤りを訂正する。また、外符号復号部２２は、復号したデータを長周期デインターリーブ部２０のメモリに書き込む。図３に、そのデータの構成を示す。外外符号復号部２１は、図３に示したデータに対し、図３の（２）部の外外符号パリティを用いて第１の誤り訂正符号の復号を行い、ビット誤りを訂正する。そして、長周期デインターリーブ部２０は、デインターリーブを行い、メモリに書き込まれたデータを出力する。
【００１０】
ここで、伝送路４上で降雨遮断により誤りが発生した場合、長周期デインターリーブ部２０のメモリには、図４に示すようなデータが書き込まれる。図４に示すように、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが書き込まれた（１）部の×は、伝送路４上で降雨遮断により誤りが発生した箇所である。この場合、縦方向のサイズ（Ｎ＋Ｐ）が非常に大きい値であるため、各列における誤りビットの割合は小さな値となる。このため、外外符号での誤り訂正を効率的に行うことが可能となり、降雨による遮断の影響を軽減することができる。
【００１１】
ところで、このようなインターリーブ伝送システムの例として、ＨＤＤなどのデバイスを用いて高速インターリーブを実現し、パケット誤り率を抑えることが可能な技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００３−１０１４１９号公報（段落〔００６２〕〔００７０〕、図１）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、長周期インターリーブ伝送を行うことにより、降雨遮断を改善することが可能となる。また、降雨遮断があったとしても、外外符号による訂正能力の範囲内であれば、遮断の影響を受けることなく伝送路４から電波を受信することも可能となる。これらの長所は、クロック再生部２７が降雨遮断による信号遮断中においてもタイミング基準信号の再生を完全に行っていた場合に言えることである。
【００１４】
しかしながら、極めて大きな降雨遮断が発生すると、インターリーブ受信装置３においてクロック再生が困難になる場合がある。すなわち、クロック再生部２７がタイミング基準信号を正しく再生することができず、インターリーブ送信装置２で使われているタイミング信号よりも早いタイミングでタイミング基準信号を再生してしまう場合がある。この場合には、逓倍・分周部２８が早いタイミング基準信号に基づいてクロック信号を生成し、長周期デインターリーブ部２０がこのクロック信号を用いてメモリに書き込まれたデータの読み出しを行う。このときに降雨遮断が復帰すると、再び長周期デインターリーブ部２０のメモリにデータの書き込みを行うときには、早いタイミングのクロック信号によってすでにそのデータが読み出されてしまっているという動作が起こり得る（アンダーフローが発生する）。この結果、降雨遮断が復帰した後に受信したデータについても、そのインターリーブフレームについては欠損になってしまうため、外外符号による遮断部分の修復が効果的に行われない確率が高くなってしまうことになる。
【００１５】
すなわち、長周期インターリーブ伝送方式において、伝送路４で大きな減衰が生じ、クロック再生が困難となった場合、インターリーブ受信装置３の再生クロックがインターリーブ送信装置２におけるクロックよりも早くなってしまったときには、インターリーブ受信装置３の遅延素子におけるデータのアンダーフローが発生し、本来修復できるはずのデータが修復できなくなるという問題があった。
【００１６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、伝送路においてクロック再生が困難な遮断が生じても、データのアンダーフローが生じることがなく、遮断耐性を高めることが可能な長周期インターリーブ受信装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、伝送路から受信した信号に基づいて同期信号を検出するとともにクロック信号を再生し、該クロック信号によってデインターリーブ処理を行うインターリーブ受信装置において、前記伝送路における信号遮断の有無を検出し、該検出結果に応じて前記クロック信号の周波数を制御する信号遮断検出手段と、インターリーブ受信処理が行われるデータの蓄積量を監視する蓄積データ量監視部とを備え、前記信号遮断検出手段が、信号遮断を検出した場合には前記伝送路から受信した信号に基づいて再生されたクロック信号の周波数よりも低い周波数にクロック信号を制御し、信号遮断が終了した場合には前記伝送路から受信した信号に基づいて再生された周波数よりも高い周波数にクロック信号を制御し、前記蓄積データ量監視部が、蓄積量が所定の量に減少したことを判断した場合には前記伝送路から受信した信号に基づいて再生された周波数のクロック信号によってインターリーブ受信処理が行なわれるように通常の状態に戻すことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図５は、本発明の実施の形態に係るインターリーブ受信装置を含む長周期インターリーブ伝送システムを説明するブロック図である。なお、図５に示す長周期インターリーブ伝送システム５を構成する要素のうち、図１に示した長周期インターリーブ伝送システム１を構成する要素と同一の要素には同一の符号を付し、それぞれの説明を省略する。
【００２１】
図５に示すように、長周期インターリーブ伝送システム５は、伝送路４を介して接続されるインターリーブ送信装置２とインターリーブ受信装置６とを備えている。インターリーブ送信装置２については、図１に示した従来のインターリーブ送信装置２の例と同様である。
【００２２】
インターリーブ受信装置６は、長周期デインターリーブ部２０、外外符号復号部２１、外符号復号部２２、短周期デインターリーブ部２３、内符号復号部２４、同期信号検出部２５、デジタル復調部２６、クロック再生部２７、逓倍・分周部２８、遮断検出部３１、発振器３２，３３、スイッチＳＷ３４、蓄積データ量監視部３５、および誤り率測定部３６，３７を備えている。図１に示した従来のインターリーブ受信装置３と比べると、インターリーブ受信装置６は、遮断検出部３１、発振器３２，３３、スイッチＳＷ３４、蓄積データ量監視部３５、および誤り率測定部３６，３７を備えている点において異なる。
【００２３】
遮断検出部３１は、伝送路４からの受信信号の遮断を検出する機能、発振器３２は遅延素子からの読み出しクロック（逓倍・分周部２８から出力される周波数ｆｏのクロック）よりも高い発振周波数ｆＨを発振する機能、発振器３３は前記クロック（周波数ｆｏ）よりも低い発振周波数ｆＬを発振する機能、スイッチＳＷ３４は長周期デインターリーブ部２０に出力するクロックを発振器３２と、発振器３３と、逓倍・分周部２８とのいずれか一つを選択して切り替える機能、蓄積データ量監視部３５は遅延素子の蓄積データ量を監視する機能をそれぞれ有する。また、誤り率測定部３６は内符号復号部２４におけるデータの誤り率を測定する機能、誤り率測定部３７は外符号復号部２２におけるデータの誤り率を測定する機能を有する。
【００２４】
具体的には、遮断検出部３１は、伝送路４において遮断の有無を監視し、遮断があった場合には、遮断が発生したことを知らせる制御信号をスイッチＳＷ３４に出力する。スイッチＳＷ３４は、当該制御信号により、周波数ｆＬの発振器３３を選択する。すなわち、遮断検出部３１は、スイッチＳＷ３４が信号遮断時における周波数ｆｏよりも低い周波数ｆＬを選択するように制御する。これにより、信号遮断時において、遮断していない通常時の周波数に近い周波数（インターリーブ送信装置２で使われているタイミング信号の周波数に近い周波数）を用いることができるから、長周期デインターリーブ部２０からデータがアンダーフローする問題を回避できる。
【００２５】
一方、遮断検出部３１は、信号が復旧したときはこれを検出し、遮断が終了したことを知らせる制御信号をスイッチＳＷ３４に出力する。スイッチＳＷ３４は、当該制御信号により、周波数ｆＨの発振器３２を選択する。すなわち、遮断検出部３１は、スイッチＳＷ３４が信号復旧時における遮断していない通常時の周波数よりも高い周波数ｆＨを選択するように制御する。これにより、信号復旧時において、より高い周波数を用いることができるから、遮断発生時に長周期デインターリーブ部２０に過剰に蓄積されたデータを吐き出すことができる。
【００２６】
また、蓄積データ量監視部３５は、信号遮断が発生した後信号が復旧した場合に、長周期デインターリーブ部２０内に蓄積されたデータ量を監視し、規定のデータ量までデータが減少したことを確認したときは、スイッチＳＷ３４に制御信号を出力する。スイッチＳＷ３４は、当該制御信号により、通常の周波数ｆｏに切り替える。これにより、通常の受信状態に復帰する。
【００２７】
なお、遮断検出部３１は、以下に示すように、信号遮断を検出する。
（１）伝送路４を通過したデジタル復調部２６が受信する信号を分岐して受信し、その信号レベルが極端に下がったと判断した場合に、信号遮断であると判定する。
（２）同期信号検出部２５から同期信号を入力し、同期信号の検出ができなくなったと判断した場合に、信号遮断であると判定する。
（３）誤り率測定部３６が、内符号復号部２４の前後のデータを使って内符号復号前のデータの誤り率を計算する。そして、遮断検出部３１が、誤り率測定部３６からその誤り率を入力し、その誤り率が閾値を上回ったと判断した場合に、信号遮断であると判定する。
（４）誤り率測定部３７が、外符号復号部２２の前後のデータを使って外符号復号前のデータの誤り率を計算する。そして、遮断検出部３１が、誤り率測定部３７からその誤り率を入力し、その誤り率が閾値を上回ったと判断した場合に、信号遮断であると判定する。
これらのうちの一つ以上の方法を用いることにより、信号遮断の判定の実現が可能となる。
【００２８】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態においては、周波数ｆＨの発振器３２および周波数ｆＬの発振器３３を用いて構成したが、逓倍・分周部２８が逓倍比または分周比を変更したクロックを長周期デインターリーブ部２０に出力するようにしてもよい。また、周波数ｆＨと周波数ｆＬとの差は、インターリーブ受信装置６の出力の後段に接続される装置の種類によって決定すればよい。例えば、インターリーブ受信装置６が画像・音声などのデータを受信する装置であれば、その画像・音声デコーダが許容する範囲内で選べばよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインターリーブ受信装置によれば、信号遮断の有無を検出しその検出結果に基づいて再生クロックのレート制御を行うから、伝送路においてクロック再生が困難な遮断が生じても、データのアンダーフローが生じることがなく、遮断耐性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の長周期インターリーブ伝送システムを説明するブロック図である。
【図２】 長周期インターリーブ部におけるデータの信号形式を説明する図である。
【図３】 長周期デインターリーブ部におけるデータの信号形式を説明する図である。
【図４】 降雨遮断による誤りが発生した場合の長周期デインターリーブ部におけるデータの信号形式を説明する図である。
【図５】 本発明の実施の形態に係るインターリーブ受信装置を含む長周期インターリーブ伝送システムを説明するブロック図である。
【符号の説明】
１，５ 長周期インターリーブ伝送システム
２ インターリーブ送信装置
３，６ インターリーブ受信装置
４ 伝送路
１０ 長周期インターリーブ部
１１ 外外符号符号化部
１２ 外符号符号化部
１３ 短周期インターリーブ部
１４ 内符号符号化部
１５ 同期信号発生部
１６ デジタル変調部
２０ 長周期デインターリーブ部
２１ 外外符号復号部
２２ 外符号復号部
２３ 短周期デインターリーブ部
２４ 内符号復号部
２５ 同期信号検出部
２６ デジタル復調部
２７ クロック再生部
２８ 逓倍・分周部
３１ 遮断検出部
３２，３３ 発振器
３４ スイッチＳＷ
３５ 蓄積データ量監視部
３６，３７ 誤り率測定部

Claims (1)

1. 伝送路から受信した信号に基づいて同期信号を検出するとともにクロック信号を再生し、該クロック信号によってデインターリーブ処理を行うインターリーブ受信装置において、前記伝送路における信号遮断の有無を検出し、該検出結果に応じて前記クロック信号の周波数を制御する信号遮断検出手段と、
   インターリーブ受信処理が行われるデータの蓄積量を監視する蓄積データ量監視部とを備え、
   前記信号遮断検出手段が、信号遮断を検出した場合には前記伝送路から受信した信号に基づいて再生されたクロック信号の周波数よりも低い周波数にクロック信号を制御し、信号遮断が終了した場合には前記伝送路から受信した信号に基づいて再生された周波数よりも高い周波数にクロック信号を制御し、
   前記蓄積データ量監視部が、蓄積量が所定の量に減少したことを判断した場合には前記伝送路から受信した信号に基づいて再生された周波数のクロック信号によってインターリーブ受信処理が行なわれるように通常の状態に戻すことを特徴とするインターリーブ受信装置。

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