JP4195547B2 - トランスポートストリームの再送信装置、および受信装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＢＳデジタル放送を受信して各家庭の受信装置に再送信しているケーブルテレビジョンシステムなどのように、再送信装置によって、各階層毎に異なる変調方式で変調された高階層パケットと、低階層パケットとが階層伝送された１つのトランスポートストリームを受信し、このトランスポートストリームを構成している高階層パケットの変調方式と、低階層パケットの変調方式とを区別しないで各受信装置に再送信するトランスポートストリーム再送受信システムの再送信装置、および受信装置に関する。
【０００２】
［発明の概要］
本発明は、ＢＳデジタル放送を受信して各家庭の受信装置に再送信しているケーブルテレビジョンシステムなどのように、再送信装置によって、各階層毎に異なる変調方式で変調された高階層パケットと低階層パケットとの変調方式が階層伝送された１つのトランスポートストリームを受信し、このトランスポートストリームを構成している高階層パケットの変調方式と低階層パケットの変調方式とを区別しないで各受信装置に再送信するトランスポートストリーム再送受信システムの再送信装置、および受信装置において、再送信装置側で、トランスポートストリームの各パケット毎に、階層の高低、誤りの有無などを示す情報を生成させ、受信装置側で、これらの情報を受信、再生させて、階層伝送されたパケットを階層別に誤りの有無、誤りの割合を判定させるとともに、低階層が選択されているとき、高階層パケットを無効化させて、任意の階層サービスを選択し得るようにするとともに、高階層パケットが多くの誤りを含んでいても、低階層サービスに悪影響を与えないようにするものである。
【０００３】
【従来の技術】
階層伝送サービスを行うシステムの１つとして規定された、ＢＳデジタル放送（郵政省令平成１１年第１０２号）では、より高いサービス時間率を確保するため、所要Ｃ／Ｎが高いものの大容量伝送が可能な伝送方式と、伝送容量が小さいものの低Ｃ／Ｎにおいても、受信可能な伝送方式とを併用する方法とがとられている（ARIB STD-B20）。
【０００４】
そして、階層伝送サービスを行うことにより、大きな降雨減衰により、高階層サービスが遮断されても、低Ｃ／Ｎにおいても受信可能な伝送方式て伝送される低階層サービスの提示を行うことができる。
【０００５】
また、階層伝送サービスを受信させる際には、受信装置側で、トランスポートストリームパケット（ISO/IEC 13818-1で規定されるトランスポートストリームパケット）のＰＩＤ（Packet Identifier：パケット識別子）を指定することにより、高階層サービスあるいは低階層サービスのいずれかを選択させることができる。
【０００６】
しかしながら、低階層のサービスを選択しているとき、高階層サービスのＰＩＤが誤って低階層サービスのＰＩＤに一致してしまうと、低階層サービスが妨害されて、低階層サービスが受け難くなってしまう。
【０００７】
そこで、無線系の階層伝送サービスを直接受信する受信装置では、低階層サービスを選択しているとき、高階層サービスのトランスポートストリームパケットを無効化することにより、低階層サービスが妨害されないようにする対策が提案されている（特許 第２９１２３２３号）。
【０００８】
また、ＢＳデジタル放送に対応した受信装置では、ＴＭＣＣ（Transmission Multiplexing Configuration Control）信号により、複数のトランスポートストリームが多重化されたフレーム内の各パケットの変調方式を識別して、高階層パケットと、低階層パケットとを区別して受信することができるとともに、受信装置側で、受信Ｃ／Ｎなどの情報を使用し、高階層サービスの誤り率を推定させることにより、階層の選択、切替を自動的に行うことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ケーブルテレビジョンシステムなどでは、階層伝送サービスが行われているトランスポートストリーム、例えばＢＳデジタル放送のトランスポートストリームを受信させ、このトランスポートストリームの高階層パケットと低階層パケットとの変調方式を区別しないで、各受信装置に再送信することが行われる。
【００１０】
このようなシステムでは、各受信装置に高階層サービスと、低階層サービスとを切り替える指標を送信していないことから、高階層サービスと、低階層サービスとを切り替えることができないという問題があった。
【００１１】
また、このようなシステムでは、受信装置側で、低階層サービスを受けているとき、高階層サービスのトランスポートストリームパケットが誤って低階層サービスのパケットと認識されて、低階層サービスが妨害されてしまうことがある。しかし、このような低階層サービスに妨害を与えないようにする手法も確立されていないという問題があった。
【００１２】
そこで、このような問題に対する対処法として、高階層パケットに含まれる誤りを訂正できないとき、再送信装置側で、高階層パケットを無効化して、各受信装置に再送信する方法が提案されている。
【００１３】
しかしながら、このような方法では、各受信装置側で、高階層パケットと、低階層パケットとを両方、受信して、高階層サービスと、低階層サービスとを選択させることができないのみならず、高階層パケットが劣化し、再送信装置側で、高階層パケットを廃棄したとき、各受信装置側で、エラーコンシールメント（Error Concealment）などを行って、高階層サービスの時間率を上げるなど、信号処理に工夫を施す可能性をも無くさせてしまうことになる。
【００１４】
本発明は上記の事情に鑑み、階層伝送サービスが行われているトランスポートストリームを受信させ、高階層パケットの変調方式と、低階層パケットの変調方式とを区別させることなく、各受信装置側に再送信させているとき、高階層サービス側の誤り率が高くなっても、低階層サービス側に悪影響を与えないようにさせることができるトランスポートストリーム再送信装置を提供することを目的としている。
【００１５】
また、階層伝送サービスが行われているトランスポートストリームを受信している再送信装置から、高階層パケットの変調方式と、低階層パケットの変調方式とが区別されずに再送信されているとき、高階層サービス側の誤り率が高くなっても、これに影響されることなく、低階層サービスを受けることができるトランスポートストリーム受信装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、請求項１では、階層伝送サービスが行われているトランスポートストリームを受信した後、このトランスポートストリームに含まれる高階層パケットと低階層パケットとの変調方式を区別することなく、各受信装置に再送信するトランスポートストリーム再送信装置において、トランスポートストリームを再送信する際に、トランスポートストリームを構成する各パケットが高階層パケット又は低階層パケットのいずれであるかを示す階層情報を生成して各受信装置に送信する送信手段を備えたことを特徴としている。
【００１７】
請求項２では、請求項１に記載のトランスポートストリーム再送信装置において、前記送信手段は、トランスポートストリームを再送信する際に、トランスポートストリームを構成する各パケット毎に、誤りを訂正できなかったことを示す誤り情報を生成して各受信装置に送信することを特徴としている。
【００１８】
請求項３では、階層伝送サービスが行われているトランスポートストリームを受信している再送信装置から、トランスポートストリームに含まれる高階層パケットと低階層パケットとの変調方式が区別されないまま、再送信された送信信号を受信して、高階層パケットまたは低階層パケットをデコードする受信装置において、低階層サービスが選択されているとき、前記再送信装置で生成され前記送信信号中に含まれる、各パケットが高階層パケット又は低階層パケットのいずれであるかを示す階層情報に基づき、前記送信信号を受信して得られたトランスポートストリームの高階層パケットを無効化させて低階層パケットをデコードする手段を備えたことを特徴としている。
【００２０】
上記の構成において、請求項１では、トランスポートストリームを再送信するとき、トランスポートストリームを構成する各パケットが高階層パケット、低階層パケットのいずれであるかを示す情報を生成させ、これを各受信装置に送信させることにより、高階層サービス側の誤り率が高くなっても、受信装置側の低階層サービス側に悪影響を与えないようにする。
【００２１】
請求項２では、トランスポートストリームを再送信するとき、トランスポートストリームを構成する各パケット毎に、誤りを訂正できなかったことを示す誤り情報を生成させ、これを各受信装置に送信させることにより、各受信装置側に、高階層パケット、低階層パケットの誤り割合を算出させて、最適な階層サービスを選択させ得るようにするとともに、高階層サービス側の誤り率が高くなっても、低階層サービス側に悪影響を与えないようにする。
【００２２】
請求項３では、低階層サービスが選択されているとき、前記再送信装置で生成され前記送信信号中に含まれる、各パケットが高階層パケット又は低階層パケットのいずれであるかを示す階層情報に基づき、送信信号を受信して得られたトランスポートストリームの高階層パケットを無効化させて、低階層パケットをデコードさせることにより、高階層サービス側の誤り率が高くなっても、これに影響されることなく、低階層サービスを受け得るようにする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるトランスポートストリームの再送信装置の一実施形態を示すブロック図である。また、図２は本発明によるトランスポートストリームの再送信装置、受信装置を使用したトランスポートストリーム再送受信システムの一実施形態を示すブロック図である。なお、以下の説明では、例として、ケーブルテレビジョンシステムの再送信装置によって、階層伝送が行われているＢＳデジタル放送のトランスポートストリーム信号を受信し、高階層パケットと、低階層パケットの変調方式と、低階層パケットの変調方式とを区別することなく、これら高階層パケットと、低階層パケットとをケーブル上に送出させて、ケーブルに接続された各受信装置で高階層サービス、または低階層サービスのいずれかを選択させて、視聴させる場合を想定している。
【００２５】
初めに、図２に示すトランスポートストリーム再送受信システムについて説明する。このトランスポートストリーム再送受信システム１は、ケーブル２を介してトランスポートストリームを構成する高階層パケット、低階層パケットなどを受信して、高階層サービス、または低階層サービスを受ける複数の受信装置３と、階層伝送サービスが行われているトランスポートストリーム、例えばＢＳデジタル放送のトランスポートストリームを受信し、このトランスポートストリームを構成する高階層パケット、低階層パケットの変調方式を区別することなく、各階層の誤り情報などを付加して、ケーブル２上に送り出し、各受信装置３に受信させる再送信装置４とを備えており、再送信装置４によって、ＢＳデジタル放送のトランスポートストリームを受信し、このトランスポートストリームを構成する高階層パケット、低階層パケットの変調方式を区別することなく、各階層の誤り情報などを付加して、ケーブル２上に送り出すとともに、各受信装置３によって、ケーブル２上に送出された高階層パケット、低階層パケット、各階層の誤り情報などを受信させ、高階層サービス、または低階層サービスによって提供されている番組を視聴させる。
【００２６】
再送信装置４は、図１に示すように、階層伝送サービスが行われている信号（ＢＳデジタル放送等の信号）の変調波を受信する受信処理、この受信処理で得られた受信信号を復調して、リードソロモン符号による誤り訂正を行う前のトランスポートストリームを再生する復調処理、この復調処理と並行して、受信信号に含まれているＴＭＣＣ（Transmission Multiplexing Configuration Control）信号を処理し、フレームに含まれるトランスポートストリームの各パケットが高階層パケット、低階層パケットのいずれに属するかを示す情報（階層情報）を抽出する階層情報抽出処理などを行う階層伝送受信復調部５と、この階層伝送受信復調部５から出力されるトランスポートストリームのリードソロモン符号を復号する復号処理、この復号処理で得られたリードソロモン符号を使用して、トランスポートストリームに含まれる高階層パケット、低階層パケットの誤り訂正を行う誤り訂正処理、この誤り訂正処理で誤りを訂正できない高階層パケット、低階層パケットがあるとき、誤りを訂正できなかった高階層パケット、低階層パケットの情報（誤り情報）を生成する誤り情報生成処理などを行うリードソロモン復号部６とを備えている。
【００２７】
さらに、再送信装置４は、リードソロモン復号部６から出力される、リードソロモン符号を使用した誤り訂正を行った後のトランスポートストリーム、誤り情報、階層伝送受信復調部５から出力される各パケット毎の階層情報などをケーブルテレビジョンに適したフォーマットの送信信号、例えば図３に示すように、フレームを構成する第１スロット〜第Ｍスロットに対して設けられたフレームヘッダ内にある同期語の後に、ＴＳ配置情報（トランスポートストリーム配置情報）を配置し、このＴＳ配置情報の後に、各パケットが高階層パケット、低階層パケットのいずれに属するかを示す階層情報、各パケットが誤りを含んでいるかどうかを示す誤り情報などを配置した送信信号を生成する伝送路符号化部７と、この伝送路符号化部７から出力される送信信号を変調して、ケーブル２上に送出し、各受信装置３に受信させる変調部８とを備えている。
【００２８】
そして、ＢＳデジタル放送の変調波を受信、復調して、リードソロモン符号による誤り訂正を行う前のトランスポートストリームを再生しながら、トランスポートストリームの各パケットが高階層パケット、低階層パケットのいずれに属するかを示す情報（階層情報）を抽出する。
【００２９】
また、この動作と並行し、トランスポートストリームのリードソロモン符号を復号した後、このリードソロモン符号を使用して、トランスポートストリームに含まれる高階層パケット、低階層パケットの誤りを訂正するとともに、この誤り訂正処理で誤りを訂正できない高階層パケット、低階層パケットがあるとき、誤りを訂正できなかった高階層パケット、低階層パケットの情報（誤り情報）を生成する。
【００３０】
次いで、リードソロモン復号処理で得られたリードソロモン符号を使用して、誤り訂正を行った後のトランスポートストリーム、各パケット毎の誤り情報、各パケット毎の階層情報などを使用して、ケーブルテレビジョンに適したフォーマットの送信信号を生成するとともに、この送信信号を変調してケーブル２上に送出し、各受信装置３に受信させる。
【００３１】
各受信装置３は、図４に示すように、ケーブル２を介して受信した送信信号を復調して、図３に示すように、各信号、各情報などが配置された送信信号（フレームヘッダ、第１〜第Ｍスロットが配置された送信信号）を再生する受信復調部９と、この受信復調部９から出力される送信信号を復号化して、トランスポートストリーム、誤り情報、各パケット毎の階層情報などを再生する伝送路復号化部１０と、この伝送路復号化部１０から出力される各パケット毎の誤り情報、各パケット毎の階層情報などに基づき、高階層パケットのパケット誤り率を求めるとともに、このパケット誤り率が予め設定されているしきい値を越えているかどうかを判定し、この判定結果に基づき、高階層パケット良否判定情報を生成する誤り率推定部１１と、この誤り率推定部１１から出力される高階層パケット良否判定情報、視聴者によって指定されたサービス指定情報（高階層サービス、低階層サービスのいずれかを選択させる情報）などに基づき、高階層パケットを無効化させる無効化指示、高階層サービス選択指示、低階層サービス選択指示などを生成する制御部１２とを備えている。
【００３２】
さらに、各受信装置３は、伝送路復号化部１０から出力される高階層パケット、低階層パケットを取り込むとともに、制御部１２から無効化指示が出力されているとき、伝送路復号化部１０から出力される各パケット毎の階層情報などに基づき、高階層パケットの位置を特定して、全ての高階層パケットをヌルパケットに置き換え、また制御部１２から無効化指示が出力されていないとき、受信復調部９から出力される各パケット毎の誤り情報、各パケット毎の階層情報などに基づき、誤り率が高い高階層パケットの位置を特定して、これらの各高階層パケットに対し、予め指定された補償処理、例えばヌルパケットに置き換える処理などを行う高階層パケット無効化処理部１３と、この高階層パケット無効化処理部１３から出力される高階層パケット、低階層パケットを取り込むとともに、制御部１２から低階層サービス選択指示が出力されているとき、ヌルパケットとなっている高階層パケットを廃棄して、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group：カラー動画符号化方式の１つ）復号化方式で、低階層パケットのみをデコードして、映像信号、音声信号などを再生し、また制御部１２から高階層サービス選択指示が出力されているとき、低階層パケットを廃棄して、ＭＰＥＧ復号化方式で、高階層パケットのみをデコードして、映像信号、音声信号などを再生するＭＰＥＧデコーダ部１４とを備えている。
【００３３】
そして、視聴者によって低階層サービスが選択され、制御部１２から無効化指示と、低階層サービス選択指示とが出力されているとき、ケーブル２を介して供給される送信信号を受信、復調して、フレームヘッダ、第１〜第Ｍスロットが配置された送信信号を再生しながら、この送信信号を復号化して、トランスポートストリーム、誤り情報、各パケット毎の階層情報などを再生し、さらにこの再生処理で得られた各パケット毎の階層情報に基づき、トランスポートストリームに含まれる高階層パケット、低階層パケットの位置を特定し、高階層パケットのみをヌルパケットを置き換えるとともに、ＭＰＥＧ復号化方式で、低階層パケットのみをデコードして、映像信号、音声信号などを再生する。
【００３４】
これにより、視聴者によって、低階層サービスが選択されているとき、高階層サービス用の高階層パケットが低階層パケットと誤認される確率を小さくして、低階層サービスに悪影響を与えないようにすることができ、品質劣化を小さくすることができる。
【００３５】
また、視聴者によって高階層サービスが選択され、制御部１２から高階層サービス選択指示が出力されているとき、ケーブル２を介して供給される送信信号を受信、復調して、フレームヘッダ、第１〜第Ｍスロットが配置された送信信号を再生しながら、この送信信号を復号化して、トランスポートストリーム、誤り情報、各パケット毎の階層情報などを再生し、さらにこの再生処理で得られた各パケット毎の階層情報に基づき、トランスポートストリームに含まれる高階層パケット、低階層パケットの位置を特定した後、全ての低階層パケットを廃棄するとともに、ＭＰＥＧ復号化方式で、誤りのない高階層パケットのみをデコードし、映像信号、音声信号などを再生する。
【００３６】
この際、高階層パケットの誤り率が高ければ、エラーコンシールメントなどの処理を行って、高階層サービスの時間率などを上げ、品質劣化を小さく抑える。
【００３７】
このように、この実施形態では、再送信装置４によって、ＢＳデジタル放送等のトランスポートストリームを受信し、このトランスポートストリームを構成する高階層パケット、低階層パケットの変調方式を区別することなく、各階層の誤り情報などを付加させて、ケーブル２上に送り出させるとともに、各受信装置３によって、ケーブル２上に送出された高階層パケット、低階層パケット、各階層の誤り情報などを受信させ、各階層の誤り情報を使用させて、誤りがある高階層パケットをヌルパケット化させて、高階層パケットが誤っていても、これが低階層パケットに悪影響を与えないようにしながら、高階層パケットまたは低階層パケットをデコードさせて、高階層サービス、または低階層サービスによって提供されている番組を視聴させるようにしているので、再送信装置４によって、階層伝送サービスが行われているトランスポートストリームを受信させ、高階層パケットの変調方式と、低階層パケットの変調方式とを区別させることなく、各受信装置３側に再送信させているとき、高階層サービス側の誤り率が高くなっても、低階層サービス側に悪影響を与えないようにさせることができる。
【００３８】
また、この実施形態では、再送信装置４によって、高階層パケットと、低階層パケットとを各受信装置３側に再送信させるとき、リードソロモン符号によって誤りを訂正できない高階層パケット、低階層パケットの位置などを示す誤り情報を付加して、各受信装置３側に再送信させ、これら各受信装置３側で、高階層パケット、低階層パケットの誤り割合を算出させて、高階層パケットの誤り割合が小さいとき、高階層サービス、低階層サービスのいずれかを選択させ、また高階層パケットの誤り割合が大きいとき、低階層サービスを選択させるようにしているので、高階層パケットの誤り割合に応じて、最適な階層サービスを選択させることができるとともに、高階層サービス側の誤り率が高くなっても、低階層サービス側に悪影響を与えないようにさせることができる。
【００３９】
また、上述した実施形態では、再送信装置４、各受信装置３間で送受信される送信信号のフォーマットとして、図３に示すフォーマットを使用しているが、このようなフォーマット以外のフォーマットを使用した送信信号、例えば図５に示すように、低階層パケットを示すために、パケットのヘッダにある“transport_priority”（各パケットの優先順位を示す情報）に、“１”を書き込み、高階層パケットを示すために、“transport_priority”に、“０”を書き込み、またリードソロモン復号ができないとき、“transport_error_indicator”に、“１”を書き込み、リードソロモン復号ができたとき、“transport_error_indicator”に、“０”を書き込むようにした送信信号を使用するようにしても良い。
【００４０】
このような送信信号を使用しても、上述した実施形態と同様に、再送信装置４によって、階層伝送サービスが行われているトランスポートストリームを受信させ、高階層パケットの変調方式と、低階層パケットの変調方式とを区別させることなく、各受信装置３側に再送信させているとき、高階層サービス側の誤り率が高くなっても、低階層サービス側に悪影響を与えないようにさせることができる。
【００４１】
また、上述した実施形態は、１つの搬送波で、単一のトランスポートストリームを伝送する場合でも、１つの搬送波で、複数のトランスポートストリームを伝送する場合でも良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、請求項１のトランスポートストリーム再送信装置では、階層伝送サービスが行われているトランスポートストリームを受信させ、高階層パケットの変調方式と、低階層パケットの変調方式とを区別させることなく、各受信装置側に再送信させているとき、高階層パケット、低階層パケットのいずれであるかを各受信装置に識別させることができる。
【００４３】
請求項２のトランスポートストリーム再送信装置では、階層伝送サービスが行われているトランスポートストリームを受信させ、高階層パケットの変調方式と、低階層パケットの変調方式とを区別させることなく、各受信装置側に再送信させているとき、各パケット毎の誤りの有無を各受信装置に識別させることができる。
【００４４】
請求項３のトランスポートストリーム受信装置では、階層伝送サービスが行われているトランスポートストリームを受信している再送信装置から、高階層パケットの変調方式と、低階層パケットの変調方式とが区別されずに再送信されているとき、高階層サービス側の誤り率が高くなっても、高階層パケットの無効化処理を行うことで、高階層サービス側の誤り率に影響されることなく、低階層サービスを受けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による再送信装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明によるトランスポートストリームの再送信装置、受信装置を使用したトランスポートストリーム再送受信システムの一例を示すブロック図である。
【図３】再送信装置、各受信装置間で使用される送信信号のフォーマット例を示す説明図である。
【図４】本発明による受信装置の実施形態を示すブロック図である。
【図５】再送信装置、各受信装置間で使用される送信信号の他のフォーマット例を示す説明図である。
【符号の説明】
１：トランスポートストリーム再送受信システム
２：ケーブル
３：受信装置
４：再送信装置
５：階層伝送受信復調部
６：リードソロモン復号部
７：伝送路符号化部
８：変調部
９：受信復調部
１０：伝送路復号化部
１１：誤り率推定部
１２：制御部
１３：高階層パケット無効化処理部
１４：ＭＰＥＧデコーダ部

Claims (3)

1. 階層伝送サービスが行われているトランスポートストリームを受信した後、このトランスポートストリームに含まれる高階層パケットと低階層パケットとの変調方式を区別することなく、各受信装置に再送信するトランスポートストリーム再送信装置において、
   トランスポートストリームを再送信する際に、トランスポートストリームを構成する各パケットが高階層パケット又は低階層パケットのいずれであるかを示す階層情報を生成して各受信装置に送信する送信手段、
   を備えたことを特徴とするトランスポートストリーム再送信装置。
2. 請求項１に記載のトランスポートストリーム再送信装置において、
   前記送信手段は、トランスポートストリームを再送信する際に、トランスポートストリームを構成する各パケット毎に、誤りを訂正できなかったことを示す誤り情報を生成して各受信装置に送信する、
   ことを特徴とするトランスポートストリーム再送信装置。
3. 階層伝送サービスが行われているトランスポートストリームを受信している再送信装置から、トランスポートストリームに含まれる高階層パケットと低階層パケットとの変調方式が区別されないまま、再送信された送信信号を受信して、高階層パケットまたは低階層パケットをデコードする受信装置において、
   低階層サービスが選択されているとき、前記再送信装置で生成され前記送信信号中に含まれる、各パケットが高階層パケット又は低階層パケットのいずれであるかを示す階層情報に基づき、前記送信信号を受信して得られたトランスポートストリームの高階層パケットを無効化させて低階層パケットをデコードする手段、
   を備えたことを特徴とするトランスポートストリーム受信装置。

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