JP4528656B2

JP4528656B2 - 地上デジタル放送システムとそのクロック位相確定方法

Info

Publication number: JP4528656B2
Application number: JP2005079649A
Authority: JP
Inventors: 秀樹大野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: JP2006262317A

Description

本発明は、例えば地上デジタル放送の標準方式であるＩＳＤＢ−Ｔ方式の放送ＴＳ（トランスポートストリーム）信号を送信する際に遅延調整を行う地上デジタル放送システムと、このシステムのＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）変調信号の生成に用いるＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）サンプリングクロックを監視してその位相を確定するクロック位相確定方法に関する。

地上デジタル放送においては、ＳＦＮ（Single Frequency Network：単一周波数網）の実施、或いは系統のシームレス切替を行う場合、ＳＦＮの実施の際はＳＦＮを実施する送信所間での遅延差、系統の切替の実施の際は切り替える系統間での時間差を管理するため、遅延調整機能を入れるシステムが一般的である。後者の場合に限らず、一般的に遅延調整後に系統切り替えを実施することを求められる。その際、切り替え時に放送に影響がでないシームレス切替が求められる場合がある。一般的な構成では、ＴＳ遅延部において遅延を調整し、後段でＯＦＤＭ変調を行い、その後、シームレス切替を行う系統となる。

例としてＴＳ遅延部において１０ＭＨｚ単位で遅延量を調整したとする。このとき、上部の系統、下部の系統のＴＳ遅延部出力時点で遅延が合うことになる。ＯＦＤＭ変調部ではＩＦＦＴサンプリングクロックで処理されるブロックを有している。ＩＦＦＴサンプリングクロック周期と１０ＭＨｚでは周期が異なるため、遅延量を変化させると位相関係が変化してしまい、結果としてＯＦＤＭ変調部での出力において上部と下部では遅延差が生じることになる。

尚、上記シームレス切替を行う地上デジタル放送システムの実用例としては、特許文献１，２に記載されている。
特開２００２−０６４４１０号公報特開２００４−０９６４６８号公報

以上述べたように、地上デジタル放送システムにあっては、系統のシームレスな切り替えを実施する場合に、ＩＦＦＴサンプリングクロック周波数とは無関係に遅延調整がなされることがあるが、このとき、遅延量を変化させると位相関係が変化してしまい、結果として、ＯＦＤＭ変調部での出力周波数において、各系統で遅延差が生じることになる。

本発明は上記の問題を解決し、ＩＦＦＴサンプリングクロックのサンプリング時間とは整数倍の関係にない時間単位で遅延調整が成される場合でも、遅延量によらず位相関係を維持して、ＯＦＤＭ変調出力の各系統の間に生じる遅延差を解消することのできる地上デジタル放送システムとそのクロック位相確定方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る地上デジタル放送システムは、地上デジタル放送のトランスポートストリーム信号を遅延調整する遅延調整部と、この遅延調整部の出力信号をサンプリングクロックに基づいて逆フーリエ変換してＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調信号を生成するＯＦＤＭ変調部と、前記サンプリングクロックを生成するクロック生成部と、前記遅延調整部で前記サンプリングクロックのサンプリング時間とは整数倍の関係にない時間単位で遅延調整がなされる場合に、前記遅延調整後の前記トランスポートストリーム信号のフレーム先頭の位置を検出し、この検出位置を基準に前記クロック生成部で生成されるサンプリングクロックの位相を確定する位相制御手段とを具備することを特徴とする。

また、本発明に係る地上デジタル放送のクロック位相確定方法は、地上デジタル放送のトランスポートストリーム信号を遅延調整し、この遅延調整後の信号をサンプリングクロックに基づいて逆フーリエ変換してＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調信号を生成する際に、前記遅延調整処理に対して前記サンプリングクロックのサンプリング時間とは整数倍の関係にない時間単位で遅延調整がなされる場合に、前記遅延調整後の前記トランスポートストリーム信号のフレーム先頭の位置を検出し、この検出位置を基準に前記サンプリングクロックの位相を確定することを特徴とする。

上記した発明によれば、ＩＦＦＴサンプリングクロックのサンプリング時間とは整数倍の関係にない時間単位で遅延調整が成される場合でも、遅延量によらず位相関係を維持して、ＯＦＤＭ変調出力の各系統の間に生じる遅延差を解消することのできる地上デジタル放送システムとそのクロック位相確定方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の地上デジタル放送システムの、特に現用系Ａと予備系Ｂを備えるＴＳ送出部の構成を示すブロック図である。図１において、Ａ１，Ｂ１はコントローラＣからの指示に従って１０ＭＨｚ単位で遅延量を調整可能とするＴＳ遅延部であり、ＴＳ遅延部Ａ１，Ｂ１の遅延調整出力はＯＦＤＭ変調部Ａ２，Ｂ２に送られる。ＯＦＤＭ変調部Ａ２，Ｂ２は、それぞれ対応して用意されるＩＦＦＴサンプリングクロック生成部Ａ３，Ｂ３からＩＦＦＴサンプリングクロック（５１２／６３＝８．１３ＭＨｚ、ここでは簡単のため８ＭＨｚとして説明する）ＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂを受け取り、そのクロックＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂに基づいて逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を施してＯＦＤＭ変調信号を生成する。

上記クロック生成部Ａ３，Ｂ３は、ＴＳ遅延部Ａ１，Ｂ１の遅延量にかかわらず、遅延されたＴＳ信号のフレーム先頭を検出し、このフレーム先頭位置を基準にＩＦＦＴサンプリングクロックＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂの位相を確定する。各ＯＦＤＭ変調部Ａ２，Ｂ２で生成されたＯＦＤＭ信号はシームレス切替器Ｄに送られ、コントローラＣからの切替指示に従って選択的に導出される。

上記構成において、以下、図２を参照して具体的なタイミング処理を説明する。

まず、図１に示すシステムは、ＴＳ遅延部Ａ１，Ｂ１でそれぞれ放送ＴＳ信号の遅延量を調整し、後段でＯＦＤＭ変調を行い、その後、シームレス切替を行う。例として、ＴＳ遅延部Ａ１，Ｂ１において１０ＭＨｚ単位で遅延量を調整したとする。このとき、Ａ系統、Ｂ系統のＴＳ遅延部出力時点で遅延が合うことになる。

一方、ＯＦＤＭ変調部Ａ２，Ｂ２ではＩＦＦＴサンプリングクロックＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂで処理されるブロックを有している。ＩＦＦＴサンプリングクロック周期８ＭＨｚ（１２５ｎｓ）と１０ＭＨｚ（１００ｎｓ）では、図２（ａ），（ｂ）に示すように周期が違うため、遅延量を変えると位相関係が変化し、結果としてＯＦＤＭ変調部Ａ２，Ｂ２での出力間で遅延差（位相差）が生じることになる。

これを避けるため、ＯＦＤＭ変調部Ａ２，Ｂ２に対するＩＦＦＴサンプリングクロックＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂの位相を決定する必要がある。これには、Ａ系統とＢ系統のＯＦＤＭ変調部Ａ２，Ｂ２間でＩＦＦＴサンプリングクロックＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂの位相情報をやり取りする方式（１）か、前段のＴＳ遅延部Ａ１，Ｂ１での遅延情報からＯＦＤＭ変調部Ａ２，Ｂ２でのＦＦＴサンプリングクロックＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂの位相を確定する方式（２）が考えられる。

（１）では遅延を合わせる全てのＯＦＤＭ変調部Ａ２，Ｂ２で位相情報をやりとりする必要がある点、系統間のアイソレーションが切替器以外にあるため、厳密に管理（系統間で互いに悪影響を与えないように）する必要が生じ、その監視制御が非常に煩雑となる。

（２）の方式において、ＩＦＦＴサンプリングクロックＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂの位相を確定する場合、１０ＭＨｚ単独では各系統のＩＦＦＴサンプリングクロック位相を確定することができない。また、各系統で共通のＩＦＦＴサンプリングクロック位相を与えた場合、遅延量の設定ステップとそれによるＯＦＤＭ変調部の出力での遅延変化量に食い違いが生じるか、Ａ系統とＢ系統で遅延量の設定が違う場合（入力時点で放送ＴＳに遅延差がある場合）に問題が生じる。

そこで、本実施形態では、図２（ｃ）に示す遅延調整後のフレーム先頭の位置を基準に、図２（ｄ）に示すようにＩＦＦＴサンプリングクロックＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂの位相を確定する。これにより、ＴＳ遅延部Ａ１，Ａ２の各出力のフレーム先頭とＩＦＦＴサンプリングクロックＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂは、いかなる場合でも固定の時間関係となる。

このように周波数位相確定後のＩＦＦＴサンプリングクロックＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂを使用して、遅延調整後の放送ＴＳ信号をＯＦＤＭ変調する際、変調後の信号は、遅延調整後からＯＦＤＭ変調波を得る処理が動作クロック単位で一定である場合、遅延量は一定となる。放送ＴＳの遅延時間を異なる系を本実施形態の構成によって同期化し、ＯＦＤＭ変調信号を得ることにより、ＯＦＤＭ変調後に系統切替を行う際、シームレス切替（系統を切り替える点でお互いの時間差がないことが条件の一つ）を極めて容易に実施することが可能となる。

尚、実際には、遅延調整は１pps信号及び１０ＭＨｚクロック、ＮＳＩ（Network Synchronization Information）タイミング信号に従って実施し、ＩＦＦＴサンプリングクロックが（５１２／６３）ＭＨｚで行われている。このような周波数関係にあっても、クロック生成部Ａ３，Ｂ３に対して遅延調整後のフレーム先頭の位置を基準にＩＦＦＴサンプリングクロックＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂの位相を確定すれば、同様の効果が得られることはいうまでもない。

以上、本発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

本発明に係る地上デジタル放送システムの一実施形態の構成を示すブロック図。同実施形態のタイミング処理について説明するためのタイミング波形図。

符号の説明

Ａ…現用系、
Ｂ…予備系、
Ａ１，Ｂ１…ＴＳ遅延部、
Ａ２，Ｂ２…ＯＦＤＭ変調部、
Ａ３，Ｂ３…クロック生成部、
Ｃ…コントローラ、
Ｄ…シームレス切替器、
ＣＫ−Ａ，ＣＫ−Ｂ…ＩＦＦＴサンプリングクロック。

Claims

地上デジタル放送のトランスポートストリーム信号を遅延調整する遅延調整部と、
この遅延調整部の出力信号をサンプリングクロックに基づいて逆フーリエ変換してＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調信号を生成するＯＦＤＭ変調部と、
前記サンプリングクロックを生成するクロック生成部と、
前記遅延調整部で前記サンプリングクロックのサンプリング時間とは整数倍の関係にない時間単位で遅延調整がなされる場合に、前記遅延調整後の前記トランスポートストリーム信号のフレーム先頭の位置を検出し、この検出位置を基準に前記クロック生成部で生成されるサンプリングクロックの位相を確定する位相制御手段とを具備することを特徴とする地上デジタル放送システム。
前記遅延調整部、クロック生成部及びＯＦＤＭ変調部のトランスポートストリーム信号伝送系を複数系統備え、シームレスな系統切替を行う場合に、それぞれの系で、遅延調整後の前記トランスポートストリーム信号のフレーム先頭の位置を検出し、この検出位置を基準に前記クロック生成部で生成されるサンプリングクロックの位相を確定することを特徴とする請求項１記載の地上デジタル放送システム。
遅延調整を１pps信号及び１０ＭＨｚクロック、ＮＳＩ（Network Synchronization Information）タイミング信号に従って実施し、前記サンプリングクロックが（５１２／６３）ＭＨｚであるとき、前記クロック生成部に対して遅延調整後のフレーム先頭の位置を基準に前記サンプリングクロック位相を確定することを特徴とする請求項１記載の地上デジタル放送システム。
地上デジタル放送のトランスポートストリーム信号を遅延調整し、この遅延調整後の信号をサンプリングクロックに基づいて逆フーリエ変換してＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調信号を生成する地上デジタル放送システムに用いられ、
前記遅延調整処理に対して前記サンプリングクロックのサンプリング時間とは整数倍の関係にない時間単位で遅延調整がなされる場合に、前記遅延調整後の前記トランスポートストリーム信号のフレーム先頭の位置を検出し、この検出位置を基準に前記サンプリングクロックの位相を確定することを特徴とする地上デジタル放送システムのクロック位相確定方法。