JP4558617B2

JP4558617B2 - 誤り訂正処理方法及び伝送装置

Info

Publication number: JP4558617B2
Application number: JP2005275857A
Authority: JP
Inventors: 敦宮下
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: JP2007088875A

Description

本発明は、デジタル伝送装置から出力されるデジタルデータの信頼性向上に関する技術である。

昨今、映像や音声信号をデジタル信号化した後、ＭＰＥＧ処理によりデータ圧縮し、デジタルデータを伝送可能な変調器や復調器で変調調し、伝送する技術が多用されている。従来技術と本発明に共通な映像デジタル伝送システム全体の構成を示すブロック図の図６を用いて、以下に説明する。

送信側において、映像信号はＭＰＥＧエンコーダ１１に入力され、圧縮データとなる。この圧縮データの構成は、８ビットを１ワードとした１８８ワードを単位とする多数個のパケットから構成されるトランスポートストリーム(以後ＴＳ)信号と呼ぶ形態となる。このＴＳ信号は、ＤＶＢエンコーダ(Digital Video Broadcasting−Encoder)１２に入力され、ＤＶＢ(Digital Video Broadcasting)処理を施されＤＶＢｅ信号となる。このＤＶＢｅ信号は、変調部１３により、例えばＯＦＤＭ変調され、送信部１４に送られ送信アンテナ１５から電波として放射される。

放射された電波は、伝送路Ｗ１を経由して、受信アンテナ１６に到達する。なお、伝送路Ｗ１の状態においては、電波の強さも距離に応じて減衰するため雑音等も混入してしまう。受信アンテナ１６により収集された電波は、受信部１７に入力され、復調部１８に入力され、変調と同一の処理に対応するＯＦＤＭ復調が行われ、ＤＶＢｒ信号として出力される。このＤＶＢｒ信号は、ＤＶＢデコーダ１９に入力され、ＴＳｒ信号となって、元のトランスポート信号に戻される。ＭＰＥＧデコーダ２０は、このＴＳｒ信号を伸張処理し、元の映像信号を出力する。

ここで、受信側におけるＤＶＢデコーダ１９で行うＲＳ(Read Solomon)訂正の概念について簡単に述べる。ＲＳ訂正は、１６ワードのパリティを与えた場合、８つの誤りの位置８個とその値８個を算出できるため、場所不明の８個の誤りを訂正できる。すなわち、付加したパリティ数の半分の誤りに対し、その位置と誤った値を算出できる。パリティの数だけ方程式を作れるため、方程式の数だけの未知数を求めることができる。パリティの数１６だけ方程式を作れるので、１６個の未知数が求められる。ただし、検算に用いる式が無くなるため、多くの誤りが混入した場合、誤訂正を検出できない頻度が増加する。訂正の数を減らせば、一部の式を検算に用いることができ、誤訂正が発生する頻度は低下させられる。ＲＳ訂正は、訂正能力をフル活用しなければ、誤り数を誤認する頻度を低減できる。

そこで従来は受信部で、サイトダイバシチにおいて、図７のように各系統を誤り訂正し、図８のように誤りの無い系統のパケットを選択していた。
なおパケットとは１８８バイトのデータと１６バイトのパリティから構成される２０４バイトの誤り訂正の単位である。パリティの半数、つまり８バイトまでの誤りを訂正できる。しかし、２０４バイト中に９バイト以上の誤りがあると、誤り訂正は全く行わず、エラーフラグを発生する。ここで、エラーフラグとは誤り訂正が成功したか否かを示す情報のことであり、以下フラグと省略する。
特開２００３−２８３４６８号公報

上記の誤り訂正は、付加パリティ数の半分の８ワードまでの誤りであれば元の正しいワードに訂正できる。しかし、誤りワード数が９ワード以上の場合、訂正不能となり誤りは残留する。

具体的には、図９のように各系統とも誤り訂正できないケースも存在し、その場合は従来の構成においては、誤り数が多い場合、訂正処理の誤った処理によって、誤り数がさらに増加し、ＭＰＥＧ復号処理をさらに悪化させる欠点を持つ。この悪化は、時として、届くはずのないデータを待つなどの、大きな間違いをＭＰＥＧデコーダに与え、異常画像の生じる秒数を長くする欠点も生じる。本発明はこれらの欠点を除去し、誤り数を減らし、誤り訂正の成功率を高めることを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するため、誤り訂正符号化処理を施したデジタル信号を伝送する伝送装置において、受信側での復号化処理に際し、受信信号における２系統以上のブロック符号化信号を入力とし、上記２系統以上のブロック符号化信号の内、少なくとも誤り訂正不可能な誤り訂正単位（パケット）は、それぞれのタイミング位相を、ワード単位にて一致させた後、ワード単位にて信号を選別して再生成し、信号ブロック符号に、誤り訂正を行う。

具体的には、誤り訂正符号化処理を施したデジタル信号を伝送する伝送装置において、受信側での復号化処理に際し、受信信号における３系統以上のブロック符号化信号を入力とし、上記３系統以上のブロック符号化信号の内、少なくとも誤り訂正不可能な誤り訂正単位（パケット）は、それぞれのタイミング位相を、ワード単位にて一致させた後、多数決により信号を決定して再生成し、信号ブロック符号に、誤り訂正を行う。

または、誤り訂正符号化処理を施したデジタル信号を伝送する伝送装置において、受信側での復号化処理に際し、受信信号におけるブロック符号化信号のＡ系統とＢ系統との２系統を入力とし、少なくとも誤り訂正不可能な誤り訂正単位（パケット）は、それぞれのタイミング位相を、ワード単位にて一致させた後、前記ブロック符号化信号のＡ系統とＢ系統と、前記Ａ系統の奇数番号と前記Ｂ系統の偶数番号とを組み合わせ生成したブロック符号化信号ア系統と、前記Ｂ系統の奇数番号ワードと前記Ａ系統の偶数番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号イ系統、とをそれぞれ、誤り訂正するか、あるいは、前記ブロック符号化信号のＡ系統とＢ系統と、前記Ａ系統の４の倍数の番号ワードと前記Ｂ系統の４の倍数以外の番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号ア系統と、前記Ｂ系統の４の倍数の番号ワードと前記Ａ系統の４の倍数以外の番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号イ系統、とをそれぞれ、誤り訂正するか、あるいは、ブロック符号化信号のＡ系統とＢ系統と、前記Ａ系統の偶数分割の奇数部分と前記Ｂ系統の偶数分割の偶数部分とを組み合わせ生成したブロック符号化信号ア系統と、前記系統Ｂの偶数分割の奇数部分と前記系統Ａの偶数分割の偶数部分とを組み合わせ生成したブロック符号化信号イ系統、とをそれぞれ、誤り訂正し、誤り訂正が完了した系統を選択出力する。

そして、少なくとも映像信号をデジタル圧縮符号化し、誤り訂正符号化等の伝送路符号化処理を施し、デジタル変調した後に伝送信号化する送信部と、該伝送信号を受信し、デジタル復調処理、誤り訂正等の伝送路復号化処理、デジタル圧縮情報の伸張処理をする受信部とからなる伝送装置において、上記受信部の伝送路復号化部での復号化処理に際し、上記の誤り訂正処理を行う手段を設けたことを特徴とする伝送装置を供給する。

以上説明したように本発明によれば、従来の方法では誤り数が多く訂正不可能なＴＳ信号においても、訂正できるケースが生じ、誤り訂正の成功率を高め、画像復調の処理を停止する頻度を低下することができる。

図６に、従来技術と本発明に共通な伝送システム全体の構成を示すブロック図であり、以下に説明する。本発明の実施例が従来技術と異なる点は、図６のＤＶＢデコーダ１９の内部の誤り訂正が改良されたことである。

図６の送信側において、映像信号はＭＰＥＧエンコーダ１１に入力され、圧縮データとなる。この圧縮データの構成は、８ビットを１ワードとした１８８ワードを単位とする多数個のパケットから構成されるトランスポートストリーム(以後ＴＳ)信号と呼ぶ形態となる。このＴＳ信号は、ＤＶＢエンコーダ１２に入力され、ＤＶＢ処理を施されＤＶＢｅ信号となる。このＤＶＢｅ信号は、変調部１３により、例えばＯＦＤＭ変調され、送信部１４に送られ送信アンテナ１５から電波として放射される。

放射された電波は、伝送路Ｗ１を経由して、受信アンテナ１６に到達する。なお、伝送路Ｗ１の状態においては、電波の強さも距離に応じて減衰するため雑音等も混入してしまう。受信アンテナ１６により収集された電波は、受信部１７に入力され、復調部１８に入力され、変調と同一の処理に対応するＯＦＤＭ復調が行われ、ＤＶＢｒ信号として出力される。このＤＶＢｒ信号は、ＤＶＢデコーダ１９に入力され、誤り訂正を施され、ＴＳｒ信号となって、元のトランスポート信号に戻される。ＭＰＥＧデコーダ２０は、このＴＳｒ信号を伸張処理し、元の映像信号を出力する。

以下、本発明の実施例の誤り訂正処理について、図１から図５を用いて説明する。図１は本発明の誤り訂正処理動作を示すタイムチャートの模式図であり、図２は本発明の第一の誤り訂正処理の実施例による構成を示すブロック図であり、図３は本発明の第二の誤り訂正処理の実施例による構成を示すブロック図であり、図４は本発明の第三の誤り訂正処理の実施例による構成を示すブロック図であり、図５は本発明の第三の誤り訂正処理の実施例の通常シンボル時の動作を示すタイムチャートの模式図である。

まず、本発明の誤り訂正処理動作を示すタイムチャートの模式図の図１において、図１の上段の部分の様に、誤り訂正の信号が、３系統ともフラグＮＧで訂正不能な場合、図１の中段の部分の様に、ワード単位で多数決により選択するワードを決定し出力する。ここで、３系統の誤りは系統ごとにはバラバラであり、多数決により選択したワードが、必ずしも正常であるとは限らない。しかし、図１の中段に示す様に、多数決により選択したワードが誤りである確率より、正常である確率の方が高いため、誤り総数が８ヶ以内となり、誤り訂正可能となる可能性が大きい。

図２に、本発明の第一の誤り訂正処理の実施例による構成を示すブロック図を示す。復調部１、２，３出力のＤＶＢｒ信号を誤り訂正部４，５，６で処理しても、フラグＮＧで訂正不能な場合、多数決部８でＤＶＢｒ信号の多数決してから、誤り訂正部７で処理した誤り訂正結果を選択部９で出力する。

次に、本発明の第二の誤り訂正処理の実施例による構成を示すブロック図を図３に示す。復調部１、２，３出力のＤＶＢｒ信号を、多数決部８で多数決してから、誤り訂正部７で処理した誤り訂正結果を出力する。図３において、予め多数決したバイト単位にてパケットを作り、それを１系統の誤り訂正部で処理しても良い。

また、図４に、本発明の第三の誤り訂正処理の実施例による構成を示すブロック図、図５と図１０とに本発明の第三の誤り訂正処理の実施例の動作を示すタイムチャートの模式図を示す。

図５の上段の部分の様に、誤り訂正の信号が、Ａ系統とＢ系統ともフラグＮＧで訂正不能の場合、Ａ系統の奇数番号ワードとＢ系統偶数番号ワードとを組み合わせ生成した（パケット）ブロック符号ア系統と、Ｂ系統の奇数番号ワードとＡ系統偶数番号ワードとを組み合わせ生成した（パケット）ブロック符号イ系統とを、出力する。そして、ブロック図の図４の様に、Ａ系統とＢ系統とア系統とイ系統をそれぞれ、誤り訂正し、誤り訂正が完了したイ系統とを、選択出力する。

即ち、図５の上段の部分の様に、誤り訂正の信号が、Ａ系統とＢ系統の２系統ともフラグＮＧで訂正不能な場合でも、２系統の誤りは系統ごとに発生はバラバラであり、２系統の誤りの総数は互いに異なるが、誤り訂正可能な限界８ヶと大きく変わらない事が多い。その結果、図５の中段の部分の様に、ワード単位で差し替え生成した結果は、図５のイ系統の様に片方の系統は誤り総数が減少し、図５のア系統の様に他方の系統は誤り数が増加する。その結果片方の系統は誤り総数が片方の８ヶ以内となり、誤り訂正可能となる可能性が大きい。

さらに、図１０の上段の部分の様に、前記Ａ系統の４の倍数の番号ワードと前記Ｂ系統の４の倍数以外の番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号ア系統と、前記Ｂ系統の４の倍数の番号ワードと前記Ａ系統の４の倍数以外の番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号イ系統、とをそれぞれ、誤り訂正しても良い。そして、ブロック図の図４の様に、Ａ系統とＢ系統とア系統とイ系統をそれぞれ、誤り訂正し、誤り訂正が完了したア系統とを、選択出力する。

即ち、図５と同様に、図１０の上段の部分の様に、誤り訂正の信号が、Ａ系統とＢ系統の２系統ともフラグＮＧで訂正不能な場合でも、２系統の誤りは系統ごとに発生はバラバラであり誤り、２系統の誤りの総数は互いに異なるが、誤り訂正可能な限界８ヶと大きく変わらない事が多い。その結果、図１０の中段の部分の様に、ワード単位で差し替え生成した結果は、図１０のア系統の様に片方の系統は誤り総数が減少し、図１０のイ系統の様に他方の系統は誤り数が増加する。その結果片方の系統は誤り総数が片方の８ヶ以内となり、誤り訂正可能となる可能性が大きい。

また、Ａ系統とＢ系統との１８８ワードのデータと１６ワードのパリティとをそれぞれ、１８８と１６の公約数である２または４で分割してＡ系統の分割した奇数部分とＢ系統の分割した偶数部分とＢ系統の分割した奇数部分とＡ系の分割した偶数部分とを組み合わせ生成したブロック符号を、誤り訂正し、誤り訂正が完了した系統を選択出力しても良い。２分割では、分割した奇数部分は前半、分割した偶数部分は後半となる。

したがって、図５と同様に、図１１の上段の部分の様に、Ａ系統の分割した奇数部分とＢ系統分割した偶数部分とを組み合わせ生成した（パケット）ブロック符号ア系統と、Ｂ系統の分割した奇数部分とＡ系統分割した偶数部分とを組み合わせ生成した（パケット）ブロック符号イ系統とを、出力しても良い。そして、ブロック図の図４の様に、Ａ系統とＢ系統とア系統とイ系統をそれぞれ、誤り訂正し、誤り訂正が完了したア系統とを、選択出力する。

即ち、図５と同様に、図１１の上段の部分の様に、誤り訂正の信号が、Ａ系統とＢ系統の２系統ともフラグＮＧで訂正不能な場合でも、２系統の誤りは系統ごとに発生はバラバラであり誤り、２系統の誤りの総数は互いに異なるが、誤り訂正可能な限界８ヶと大きく変わらない事が多い。その結果、図１１の中段の部分の様に、分割単位で差し替え生成した結果は、図５のア系統の様に片方の系統は誤り総数が減少し、図１１のイ系統の様に他方の系統は誤り数が増加する。その結果片方の系統は誤り総数が片方の８ヶ以内となり、誤り訂正可能となる可能性が大きい。

本発明の誤り訂正処理動作を示すタイムチャートの模式図本発明の第一の誤り訂正処理の実施例による構成を示すブロック図本発明の第二の誤り訂正処理の実施例による構成を示すブロック図本発明の第三の誤り訂正処理の実施例による構成を示すブロック図本発明の第三の誤り訂正処理の実施例の動作を示すタイムチャートの模式図従来技術と本発明に共通な伝送システム全体の構成を示すブロック図従来技術の誤り訂正処理による構成を示すブロック図従来技術の誤り訂正処理動作を示すタイムチャートの模式図従来技術の誤り訂正処理の破綻動作を示すタイムチャートの模式図本発明の第三の誤り訂正処理の実施例の動作を示すタイムチャートの模式図本発明の第三の誤り訂正処理の実施例の動作を示すタイムチャートの模式図

符号の説明

１、２、３：受信部、４、５，６、７：誤り訂正部、８：多数決部、
９、１０：選択部、１１：ＭＰＥＧエンコーダ、１２：ＤＶＢエンコーダ、
１３：変調部、１４：送信部、１５：送信アンテナ、Ｗ１：伝送路、
１６：受信アンテナ、１７：受信部、１８：復調部、１９：ＤＶＢデコーダ、
２０：ＭＰＥＧデコーダ

Claims

誤り訂正符号化処理を施したデジタル信号を伝送する伝送装置において、受信側での復号化処理に際し、受信信号におけるＡ系統とＢ系統とのブロック符号化信号を入力とし、上記Ａ系統とＢ系統とのブロック符号化信号の内、少なくとも誤り訂正不可能な誤り訂正単位（パケット）は、それぞれのタイミング位相を、ワード単位にて一致させた後、Ａ系統とＢ系統との１８８ワードのデータと１６ワードのパリティとをそれぞれ、１８８と１６の公約数である２または４で分割してＡ系統の分割した奇数部分とＢ系統の分割した偶数部分とＢ系統の分割した奇数部分とＡ系の分割した偶数部分とを組み合わせ生成したブロック符号を、誤り訂正し、誤り訂正が完了した系統を選択出力することを特徴とする信号処理方法。
誤り訂正符号化処理を施したデジタル信号を伝送する伝送装置において、受信側での復号化処理に際し、受信信号におけるブロック符号化信号のＡ系統とＢ系統との２系統を入力とし、少なくとも誤り訂正不可能な誤り訂正単位（パケット）は、それぞれのタイミング位相を、ワード単位にて一致させた後、前記ブロック符号化信号のＡ系統とＢ系統との１８８ワードのデータと１６ワードのパリティとをそれぞれ、１８８と１６の公約数である２分割して、前記Ａ系統の奇数番号ワードと前記Ｂ系統の偶数番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号ア系統と、前記Ｂ系統の奇数番号ワードと前記Ａ系統の偶数番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号イ系統、とをそれぞれ、誤り訂正するか、あるいは、前記ブロック符号化信号のＡ系統とＢ系統との１８８ワードのデータと１６ワードのパリティとをそれぞれ、１８８と１６の公約数である４で分割して、前記Ａ系統の４の倍数の番号ワードと前記Ｂ系統の４の倍数以外の番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号ア系統と、前記Ｂ系統の４の倍数の番号ワードと前記Ａ系統の４の倍数以外の番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号イ系統、とをそれぞれ、誤り訂正するか、あるいは、ブロック符号化信号のＡ系統とＢ系統と、前記Ａ系統の偶数分割の奇数部分と前記Ｂ系統の偶数分割の偶数部分とを組み合わせ生成したブロック符号化信号ア系統と、前記系統Ｂの偶数分割の奇数部分と前記系統Ａの偶数分割の偶数部分とを組み合わせ生成したブロック符号化信号イ系統、とをそれぞれ、誤り訂正し、誤り訂正が完了した系統を選択出力することを特徴とする信号処理方法。
少なくとも映像信号をデジタル圧縮符号化し、誤り訂正符号化等の伝送路符号化処理を施し、デジタル変調した後に伝送信号化する送信部と、該伝送信号を受信し、デジタル復調処理、誤り訂正等の伝送路復号化処理、デジタル圧縮情報の伸張処理をする受信部とからなる伝送装置において、上記受信部の伝送路復号化部での復号化処理に際し、請求項１乃至２の誤り訂正処理を行う手段を設けたことを特徴とする伝送装置。