JP4308777B2 - 多重周波数帯域を利用したデジタル放送の送受信装置及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、多重周波数帯域を利用したデジタル放送の送受信装置及びその方法に関し、さらに詳細には、１つのデジタル放送サービスを、許容された周波数帯域のうち、複数の周波数帯域を介して伝送できるように分割し、受信装置で原データに結合できるように、ヘッダ情報を記録し送信する送信装置及びその方法と、前記送信装置から送信されたデジタル放送サービスを受信し、原データに結合するための受信装置及びその方法に関する。

従来のデジタルテレビ放送、デジタル衛星放送、デジタルオーディオ放送のようなデジタル放送システムは、該当する放送サービスのために使用することと規定された放送方式の特性に応じて、または放送が許可された国内及び国際周波数割り当て規定に応じて、特定のいくつかの周波数帯域を割り当てて、その周波数帯域の中の１つの周波数帯域を利用して、オーディオ、ビデオ、データなど、許可された放送サービスを行っている。この場合、各放送社またはサービス提供者が、サービス受信者にサービスできる最大のデータ伝送容量は、そのサービスのために割り当てられた、１つの周波数帯域が収容できる最大伝送容量以下に限定されることになる。したがって、持続的に開発される各種データ応用サービスが要求するデータ伝送容量の増加要求を受け入れるには、技術的や財政的に多くの問題点がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、１つのデジタル放送サービスを、許容された周波数帯域のうち、複数の周波数帯域を介して伝送できるように分割し、受信装置で原データに結合できるように、ヘッダ情報を記録し送信する送信装置及びその方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前記送信装置から送信されたデジタル放送サービスを受信し、原データに結合するための受信装置及びその方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の装置は、多重周波数帯域を利用した複数のチャネルを有するデジタル放送の送信装置において、送出するデータを符号化して、ソースコーディングされた符号化データを生成するためのソースエンコーディング手段と、前記チャネル毎に、送出できるデータ容量は随時変化し、この変化するデータ容量を前記チャネル毎に管理する、チャネルデータ容量管理手段と、１つのチャネルで前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量があるかどうかを前記チャネルデータ容量管理手段で管理するチャネル毎のデータ容量に基づいて判断し、前記１つのチャネルで前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量がある場合には、前記符号化データを前記１つのチャネルを用いて送信する、第１送信手段と、前記１つのチャネルで前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量はないが、複数のチャネルの使用可能なデータ容量を合わせることにより、前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量があると、前記チャネルデータ容量管理手段で管理するチャネル毎のデータ容量に基づいて判断した場合には、前記符号化データを、チャネルのデータ容量に応じて複数のチャネルに分割し、該分割された符号化データが受信装置でまた原データに復元できるように、ヘッダ情報を付加した上で、前記複数のチャネルを用いて送信する、第２送信手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の装置は、多重周波数帯域を利用した複数のチャネルを有するデジタル放送の受信装置であって、前記チャネル毎に、送出できるデータ容量は随時変化し、この変化するデータ容量が送信装置におけるチャネルデータ容量管理手段で前記チャネル毎に管理されている、受信装置において、１つのチャネルでデータを伝送するのに足りる容量はないが、複数のチャネルの使用可能なデータ容量を合わせることにより、データを伝送するのに足りるデータ容量があると、前記チャネルデータ容量管理手段で管理するチャネル毎のデータ容量に基づいて判断された場合に、前記複数のチャネルから分割されて伝送されるデータを複数のチャネルで受信するためのチューニング手段と、該チューニング手段により受信されたデータを周波数帯域別に各々復調するための復調手段と、該復調手段により復調されたデータを周波数帯域別に各々逆多重化するための逆多重化手段と、該逆多重化手段で逆多重化されたデータを復号化するための復号化手段と、複数のチャネルで受信されたデータを結合することにより、原データが復元される場合には、該復号化手段により復号化されたデータを分割される前の状態に結合するためのデータ結合手段とを備えることを特徴とする。

一方、本発明の方法は、多重周波数帯域を利用した複数のチャネルを有するデジタル放送の送信装置に用いられるデジタル放送の送信方法において、送出するイメージデータとオーディオデータとを符号化して、ソースコーディングされた符号化データを生成する第１ステップと、前記チャネル毎に、送出できるデータ容量は随時変化し、この変化するデータ容量を前記チャネル毎にチャネルデータ容量管理手段で管理する、第２ステップと、１つのチャネルで前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量があるかどうかを前記チャネルデータ容量管理手段で管理するチャネル毎のデータ容量に基づいて判断し、前記１つのチャネルで前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量がある場合には、前記符号化データを前記１つのチャネルを用いて送信する、第３ステップと、前記１つのチャネルで前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量はないが、複数のチャネルの使用可能なデータ容量を合わせることにより、前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量があると、前記チャネルデータ容量管理手段で管理するチャネル毎のデータ容量に基づいて判断した場合には、前記符号化データを、チャネルの容量に応じて複数のチャネルに分割し、該分割された符号化データが受信装置でまた原データに復元できるように、ヘッダ情報を付加した上で、前記複数のチャネルを用いて送信する、第４ステップと、を備えることを特徴とする。

また、本発明の方法は、多重周波数帯域を利用した複数のチャネルを有するデジタル放送の受信装置に用いられるデジタル放送の受信方法であって、前記チャネル毎に、送出できるデータ容量は随時変化し、この変化するデータ容量が送信装置におけるチャネルデータ容量管理手段で前記チャネル毎に管理されている、デジタル放送の受信方法において、１つのチャネルでデータを伝送するのに足りる容量はないが、複数のチャネルの使用可能なデータ容量を合わせることにより、データを伝送するのに足りるデータ容量があると、前記チャネルデータ容量管理手段で管理するチャネル毎のデータ容量に基づいて判断された場合に、前記複数のチャネルから分割されて伝送されるデータを受信する第１ステップと、前記受信されたデータを周波数帯域別に各々復調して、復調されたデータを生成する第２ステップと、前記復調されたデータを周波数帯域別に各々逆多重化して、逆多重化されたデータを生成する第３ステップと、前記逆多重化されたデータを周波数帯域別に各々復号化して、復号化されたデータを生成する第４ステップと、複数のチャネルで受信されたデータを結合することにより、原データが復元される場合には、データ結合器で前記復号化されたデータを結合する第５ステップとを備えることを特徴とする。

上述した目的、特徴及び長所は、添付された図面と関連した次の詳細な説明により、さらに明確になるはずである。以下、添付された図面を参照しながら本発明に係る好ましい一実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る多重周波数帯域を利用したデジタル放送の送信装置の一実施の形態の構成図である。

図１に示されているように、本発明に係る多重周波数帯域を利用したデジタル放送の送信装置は、符号化部１０１、容量管理モジュール１０２、チャネル符号化部１０３及び送信部１０４を含む。前記符号化部１０１は、イメージデータやオーディオデータを各々符号化する、イメージ符号化器とオーディオ符号化器とが一対になって、１つのサービスを処理する複数の符号化器を含む。前記容量管理モジュール１０２は、前記データ符号化部１０１から伝送されたデータを処理するだけの容量を備えたチャネルが検索できなかった場合、前記データ符号化部１０１から伝送されたデータを複数のチャネルに分割し、該分割されたデータが受信装置でまた原データに復元できるように、ヘッダ情報を追加する。

そして、前記チャネル符号化部１０３は、前記容量管理モジュール１０２で分割されたデータをチャネル環境に適するように各々コーディングする、チャネル符号化器を含む。前記送信部１０４は、前記チャネル符号化部１０３でチャネル環境に適するようにコーディングされたデータを、各々の周波数帯域で多重化し変調した後、送信する。

図２は、本発明に係る多重周波数帯域を利用したデジタル放送の送信方法に対する一実施の形態の詳細フローチャートであって、図２に示されているように、２つの送信器(送信部末端のトランスミッターを意味する)を有した送信装置を例にして説明するが、前記送信器の数は、本発明に影響を与えない。

まず、データの送出サービス要求を受け取ると(Ｓ２０１)、データを送出するのに必要とする伝送容量(Ｒ）を確認する(Ｓ２０２)。その後、余裕容量を備えた送信器のデータ処理量を決定する（Ｓ２０３）。前記データを送出できる余裕容量を備えた送信器を検索する(Ｓ２０４)。検索の結果、余裕容量を備えたチャネルの送信器Ｔｘ（ｉ）が存在すると、前記送信器Ｔｘ（ｉ）を介してデータを送出し(Ｓ２０５)、データ送出が完了すると、現在、データを送出しただけに余裕容量が空いていることを容量管理モジュールに通知し(Ｓ２０６)、Ｓ２０１過程に進む。

前記検索の結果、前記データを全て送出できる容量を備えたチャネルの送信器が存在しないと、データが送信器Ｔｘ（ｉ）及び送信器Ｔｘ（ｊ）を用いて伝送され得るか否かを判断する（Ｓ２０７）。判断の結果、データが送信器Ｔｘ（ｉ）及び送信器Ｔｘ（ｊ）を介して伝送できない場合、サービス要請を拒絶するか、サービスを遅延させ(Ｓ２１１)、Ｓ２０１の過程に進む。

しかし、もしデータが送信器Ｔｘ（ｉ）及び送信器Ｔｘ（ｊ）を介して伝送され得る場合は、各々伝送容量Ｒ（ｉ）と伝送容量Ｒ（ｊ）とに分割し、ヘッダ情報を追加する（Ｓ２０８）。

このように分割されたデータを送出する（Ｓ２０９）。送出が終了すると、２つの送信器は、チャネルが空いていることを容量管理モジュールに通知（Ｓ２１０）し、Ｓ２０１の過程に進む。

図３は、本発明に係るデジタル放送パケットの一実施の形態の構造図であって、１つの送信器にて全てのデータを送出できない場合、容量管理モジュール１２でデータを分割して、送信器１と送信器２とを介してデータを送出した状態と、前記分割されたデータを受信装置で受信して、分割前のデータに復元した状態とを示す構造図である。

サービス１で処理しようとするデータ(オーディオ１、イメージ１、オーディオ１-２）の伝送容量が、現在、送信器１の伝送容量を超過しているため、１つの送信器では送出不可能である。それで、前記データのうち、イメージ１を分割し、送信器１と送信器２とを介して送出する。この際、受信装置で、前記送出されたデータを分割される前のデータに結合できるように、分割されたデータにヘッダ情報を記録する。このような過程を経たデータを２つの送信器を介して送出し、受信装置は、前記データを受信し、ヘッダ情報に応じて分割前のデータに復元する。

図４は、本発明に係る多重周波数帯域を利用したデジタル放送の受信装置(多重ＲＦ方式）の一実施の形態の詳細構成図である。

図４に示されているように、本発明に係る多重周波数帯域を利用したデジタル放送の受信装置(多重ＲＦ方式）は、受信部４０１、復調部４０２、逆多重化部４０３、復号化部４０４及びデータ結合器４０５を含む。

前記受信部４０１は、送信装置から多重周波数帯域を介して伝送されたデータを受信するための複数のチューナを含む。前記復調部４０２は、前記受信部４０１が受信したデータを各々復調する。前記逆多重化部４０３は、前記復調部４０２で各々復調されたデータを各々逆多重化し、イメージデータ及びオーディオデータを生成する。イメージ復号化器及びオーディオ復号化器を備える前記復号化部４０４は、前記イメージデータ及びオーディオデータを復号化する。前記データ結合器４０５は、前記復号化部４０４を介して復号化されたデータが有しているヘッダ情報を利用して、分割前のデータに復元する。

図５は、本発明に係る多重周波数帯域を利用したデジタル放送の受信装置(広帯域ＲＦ方式）の他の実施の形態の詳細構成図である。

図５に示されているように、本発明に係る多重周波数帯域を利用したデジタル放送の受信装置(広帯域ＲＦ方式）は、広帯域チューナ５０１、広帯域復調器５０２、逆多重化器５０３、データ復号化器５０４、オーディオ復号化器/選択器５０５、及び結合器５０６を含む。

前記広帯域チューナ５０１は、送信装置から多重周波数帯域を介して伝送されたデータを受信する。前記広帯域復調器５０２は、前記広帯域チューナ５０１が受信したデータを復調する。前記広帯域逆多重化器５０３は、前記広帯域復調器５０１で復調されたデータを逆多重化する。前記データ復号化器５０４は、前記逆多重化器５０３で逆多重化されたデータのうち、イメージデータを復号化する。前記オーディオ復号化器/選択器５０５は、前記逆多重化器５０３で逆多重化されたデータのうち、オーディオデータを復号化する。前記結合器５０６は、前記データ復号化器５０４で復号化されたイメージデータを結合する。

図６は、本発明が採用される周波数帯域放送システムの一実施の形態の全体構成図である。

カメラにより収集した高画質テレビ(ＳＤＴＶ)コンテンツは、送信装置により周波数帯域の容量に適するように分割され、各々のチャネルにある送信器を介して受信装置に送出される。この際、受信装置は、送出されたデータを受信し、結合器により結合した後、原データに復元する。これにより、制限された周波数帯域幅を效率的に使用することができる。

上記のような本発明は、全て異なるサービスを送出する放送局が、１つの周波数帯域を利用するため、最大データ伝送速度が、その帯域で可能な伝送速度に限定されていた従来の方式とは異なり、データを複数の周波数帯域を介して分割し送信できるので、トランク(ｔｒｕｎｋ)効果が得られて、放送システムのデータサービス効率を上げることができ、従来のデジタル放送応用サービスが、単一帯域の範囲に限定されていた点を克服できるという優れた効果がある。

また、本発明は、多量のデータを複数の周波数帯域で受信するため、１つの帯域でサービスできる伝送速度以上のサービスも収容でき、サービス利用者がより満足できる優れた効果がある。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明に係る技術的思想から逸脱しない範囲内で様々な変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に属する。

図１は、本発明に係る多重周波数帯域を利用したデジタル放送の送信装置の一実施の形態の構成図である。 図２は、本発明に係る多重周波数帯域を利用したデジタル放送の送信方法に対する一実施の形態の詳細フローチャートである。 図３は、本発明に係るデジタル放送サービスで利用されるパケットの一実施の形態の構造図である。 図４は、本発明に係る多重周波数帯域を利用したデジタル放送の受信装置の一実施の形態のブロック図である。 図５は、本発明に係る多重周波数帯域を利用したデジタル放送の受信装置の他の実施例の詳細構成図である。 図６は、本発明が採用される多重周波数帯域放送システムの一実施の形態のブロック図である。

Claims (8)

1. 多重周波数帯域を利用した複数のチャネルを有するデジタル放送の送信装置において、
   送出するデータを符号化して、ソースコーディングされた符号化データを生成するためのソースエンコーディング手段と、
   前記チャネル毎に、送出できるデータ容量は随時変化し、この変化するデータ容量を前記チャネル毎に管理する、チャネルデータ容量管理手段と、
   １つのチャネルで前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量があるかどうかを前記チャネルデータ容量管理手段で管理するチャネル毎のデータ容量に基づいて判断し、前記１つのチャネルで前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量がある場合には、前記符号化データを前記１つのチャネルを用いて送信する、第１送信手段と、
   前記１つのチャネルで前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量はないが、複数のチャネルの使用可能なデータ容量を合わせることにより、前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量があると、前記チャネルデータ容量管理手段で管理するチャネル毎のデータ容量に基づいて判断した場合には、前記符号化データを、チャネルのデータ容量に応じて複数のチャネルに分割し、該分割された符号化データが受信装置でまた原データに復元できるように、ヘッダ情報を付加した上で、前記複数のチャネルを用いて送信する、第２送信手段と、
   を備えることを特徴とする多重周波数帯域を利用したデジタル放送の送信装置。
2. 前記チャネルデータ容量管理手段では、
   各チャネル毎に現在使用している容量と残っている容量とに対する情報を格納しており、
   前記第２送信手段では、
   送出しようとする符号化データの伝送容量を満足するチャネルが存在しない場合、前記格納している容量情報を利用して、ソースコーディングされた符号化データを分割し、該分割された符号化データが受信装置でまた原データに復元できるように、ヘッダ情報を付加することを特徴とする請求項１に記載の多重周波数帯域を利用したデジタル放送の送信装置。
3. 多重周波数帯域を利用した複数のチャネルを有するデジタル放送の受信装置であって、前記チャネル毎に、送出できるデータ容量は随時変化し、この変化するデータ容量が送信装置におけるチャネルデータ容量管理手段で前記チャネル毎に管理されている、受信装置において、
   １つのチャネルでデータを伝送するのに足りる容量はないが、複数のチャネルの使用可能なデータ容量を合わせることにより、データを伝送するのに足りるデータ容量があると、前記チャネルデータ容量管理手段で管理するチャネル毎のデータ容量に基づいて判断された場合に、前記複数のチャネルから分割されて伝送されるデータを複数のチャネルで受信するためのチューニング手段と、
   該チューニング手段により受信されたデータを周波数帯域別に各々復調するための復調手段と、
   該復調手段により復調されたデータを周波数帯域別に各々逆多重化するための逆多重化手段と、
   該逆多重化手段で逆多重化されたデータを復号化するための復号化手段と、
   複数のチャネルで受信されたデータを結合することにより、原データが復元される場合には、該復号化手段により復号化されたデータを分割される前の状態に結合するためのデータ結合手段と
   を備えることを特徴とする多重周波数帯域を利用したデジタル放送の受信装置。
4. 前記データ結合手段は、
   前記復号化手段で復号化されたデータに含まれているヘッダ情報を利用して、前記復号化されたデータを分割される前の状態に結合することを特徴とする請求項３に記載の多重周波数帯域を利用したデジタル放送の受信装置。
5. 多重周波数帯域を利用した複数のチャネルを有するデジタル放送の送信装置に用いられるデジタル放送の送信方法において、
   送出するイメージデータとオーディオデータとを符号化して、ソースコーディングされた符号化データを生成する第１ステップと、
   前記チャネル毎に、送出できるデータ容量は随時変化し、この変化するデータ容量を前記チャネル毎にチャネルデータ容量管理手段で管理する、第２ステップと、
   １つのチャネルで前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量があるかどうかを前記チャネルデータ容量管理手段で管理するチャネル毎のデータ容量に基づいて判断し、前記１つのチャネルで前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量がある場合には、前記符号化データを前記１つのチャネルを用いて送信する、第３ステップと、
   前記１つのチャネルで前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量はないが、複数のチャネルの使用可能なデータ容量を合わせることにより、前記符号化データを伝送するのに足りるデータ容量があると、前記チャネルデータ容量管理手段で管理するチャネル毎のデータ容量に基づいて判断した場合には、前記符号化データを、チャネルの容量に応じて複数のチャネルに分割し、該分割された符号化データが受信装置でまた原データに復元できるように、ヘッダ情報を付加した上で、前記複数のチャネルを用いて送信する、第４ステップと、
   を備えることを特徴とする多重周波数帯域を利用したデジタル放送の送信方法。
6. 前記第４ステップでは、
   各チャネル毎に現在使用している容量と残っている容量とに対する情報を格納し、送出しようとする符号化データの伝送容量を満足するチャネルが存在しない場合、前記格納している容量情報を利用して符号化データを分割し、該分割された符号化データが受信装置でまた原データに復元できるように、ヘッダ情報を付加することを特徴とする請求項５に記載の多重周波数帯域を利用したデジタル放送の送信方法。
7. 多重周波数帯域を利用した複数のチャネルを有するデジタル放送の受信装置に用いられるデジタル放送の受信方法であって、前記チャネル毎に、送出できるデータ容量は随時変化し、この変化するデータ容量が送信装置におけるチャネルデータ容量管理手段で前記チャネル毎に管理されている、デジタル放送の受信方法において、
   １つのチャネルでデータを伝送するのに足りる容量はないが、複数のチャネルの使用可能なデータ容量を合わせることにより、データを伝送するのに足りるデータ容量があると、前記チャネルデータ容量管理手段で管理するチャネル毎のデータ容量に基づいて判断された場合に、前記複数のチャネルから分割されて伝送されるデータを受信する第１ステップと、
   前記受信されたデータを周波数帯域別に各々復調して、復調されたデータを生成する第２ステップと、
   前記復調されたデータを周波数帯域別に各々逆多重化して、逆多重化されたデータを生成する第３ステップと、
   前記逆多重化されたデータを周波数帯域別に各々復号化して、復号化されたデータを生成する第４ステップと、
   複数のチャネルで受信されたデータを結合することにより、原データが復元される場合には、データ結合器で前記復号化されたデータを結合する第５ステップと
   を備えることを特徴とする多重周波数帯域を利用したデジタル放送の受信方法。
8. 前記第５ステップでは、
   前記データ結合器が前記復号化部で復号化されたデータに含まれているヘッダ情報を利用して、前記復号化されたデータを結合することを特徴とする請求項７に記載の多重周波数帯域を利用したデジタル放送の受信方法。

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