JP4589043B2 - データ伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、データ伝送装置に関し、特に、ＭＰＥＧ等のＴＳ（transport stream）信号であるデジタル信号を伝送するデータ伝送装置に関する。

現在行われているテレビ放送は、スタジオのあるテレビ局で番組等を作成し、この番組等をＴＳ信号にして、例えば、山の上にある送信所へ送られる。これを送信機と言う。この送られたＴＳ信号は、電波として受信機に送られ、受信機から大電力送信装置に送られ、電波として各家庭へ送られている。このスタジオ（Studio）から送信機、受信機間を繋ぐ伝送装置をＳＴＬ（Studio to Transmitter Link）装置と呼ばれている。このＳＴＬ装置は、ＴＳ信号の伝送を行う重要な装置であり、何等かのトラブルで、故障等が発生すると、番組等の放送が中断し、大変な問題となる。特に、公共放送のような番組放送では、なおさらのことである。従って、上記のような送受信機の構成は、二重系で構成されるのが普通である。

一例として図１０に従来のＳＴＬ装置のブロック構成を示す。図１０において、１００１は、送信機、１００２は、受信機を示している。送信機１００１は、ＳＴＬ送信制御装置１００３および送信高周波装置１００４で構成されている。スタジオで収録された映像信号は、３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ（Transport Stream）信号（デジタルデータ）に変換され、入力端子１００５に入力される。また、入力端子１０１３には、送信機１００１が動作するためのシステムクロックＣＫが印加されている。この放送用ＴＳ信号は、例えば、図１６（ａ）に示されるＴＳデータ（１８８バイト）、補助データ（８バイト）およびＲＳ（Reed Solomon）パリテイ（８バイト）の２０４バイトからなり、これを１ＴＳとしている。図１７は、３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号の伝送フレームを示す。図１７（ａ）は、伝送フレーム長を示し、５３７６０シンボル（約８ｍｓ）で構成されている。図１７（ｂ）は、基準信号の内容を示し、Ｑは、後述するＩ−Ｑ直交座標系の直交成分Ｑの１データを表す。図１８（ｃ）は、ルートＩＤの詳細な内容を示している。なお、この放送ＴＳ信号のフォーマットは、標準規格（ARIB STD）のデジタル放送伝送システムに準拠しているものであるので、詳細な説明は省略する。

この入力端子１００５に印加された放送用ＴＳ信号は、ＳＴＬ送信制御部１００６および１００７にそれぞれ入力される。ＳＴＬ送信制御部１００６および１００７では、例えば、シングル６４ＱＡＭ変調（Quadrature Amplitude Modulation）を施し、１３０ＭＨｚのＩＦ信号に変換し、出力する。出力されたＩＦ信号は、それぞれ送信高周波部１００８および１００９に送られ、マイクロ波帯の信号に変換され、かつ、電力増幅され、切替スイッチ１０１０を経由してアンテナ１０１１から受信機１００２に送信される。ここで、ＳＴＬ送信制御部１００６および送信高周波部１００８で構成される伝送装置は、例えば、現用機（放送用に現在使用されている伝送装置）であり、ＳＴＬ送信制御部１００７および送信高周波部１００９で構成される伝送装置は、予備機と呼ばれている。

切替制御部１０１２は、ＳＴＬ送信制御部１００６および１００７、送信高周波部１００８および１００９の動作状態を監視し、これらの機器に動作不良が発生した場合、現用機の伝送装置から予備機の伝送装置に切替スイッチ１０１０を切替える働きをする。即ち、ＳＴＬ送信制御部１００６および１００７、送信高周波部１００８および１００９から異常信号が切替制御部１０１２に送られるように構成されている。異常信号としては、例えば、各機器の電源電圧が断になったり、低下したり、放送ＴＳ信号がなくなったり、あるいは、システムクロックＣＫがロックしたような場合、切替制御部１０１２は、これらの信号を検出し、切替スイッチ１０１０を切替えて現用機の伝送装置から予備機の伝送装置に切替えるものである。なお、ＳＴＬ送信制御装置１００３は、スタジオの近くに位置しているが、送信高周波装置１００４は、周波数帯がマイクロ波であるため、送信高周波部装置１００４は、アンテナの近傍に配置しないと、送信電力を大幅に損失することになる。従って、ＳＴＬ送信制御装置１００３と送信高周波装置１００４との間は、一般的に１００ｍ以上のケーブルによって接続されることになり、故障の原因にもなり易く、ＳＴＬ装置を二重系にする理由でもある。

次に、受信機１００２について説明する。アンテナ１０１１から送信されたマイクロ波は、数ｋｍから数十ｋｍ離れた、例えば、山の上に建設された受信所のシングルＱＡＭ受信用アンテナ１０１４で受信される。このアンテナ１０１４で受信された信号は、分配器１０１５でそれぞれ受信高周波部１０１６および１０１７に印加される。受信高周波部１０１６および１０１７では、受信されたシングルＱＡＭ信号を、例えば、１３０ＭＨｚ前後のＩＦ信号に変換し、それぞれＳＴＬ受信制御部１０１８および１０１９に送出する。ＳＴＬ受信制御部１０１８および１０１９では、シングルＱＡＭ信号を映像データに復調し、切替スイッチ１０２１を介して出力端子１０２２に送出する。この出力端子１０２２から出力される映像信号は、大電力送信装置（図示せず。）に送られ、電波として各家庭へ送られる。

ここで、受信高周波部１０１６とＳＴＬ受信制御部１０１８および受信高周波部１０１７とＳＴＬ受信制御部１０１９は、送信機１００１の場合と同様に二重系を構成し、各機器の動作状態を切替制御部１０２０は、監視し、機器に異常があった場合、切替制御部１０２０は、切替スイッチ１０２１を制御して異常の発生した伝送装置を正常な伝送装置に切替える働きをする。なお、出力端子１０２３は、システムクロックＣＫを出力する端子であり、後続する大電力送信装置に必要な信号であり、これについては後述する。

なお、切替制御部１０１２および１０２０は、手動で切替えることも、また、自動で切替えることも可能であるが、放送用ＴＳ信号の途中で切替えると、歪補正等の特性が劣化しエラーを生じる等の問題がある。従って、例えば、データシンボルのサンプルタイミングの決定や、伝送によって生じた波形歪を補正するために利用されるプリアンブル信号の寸前の時刻に行うことが望ましい。同様に、通常の保守作業等において、現用機と予備機を切り替えるケースもあるので、この場合も上記と同様なタイミングで切替えることが望ましい。また、上述のＳＴＬ装置の構成は、アナログの場合も、デジタルの場合も基本的には同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。

而して、上述した従来のＳＴＬ装置では、装置の異常対策として二重系について説明したが、万が一、現用機が故障して予備機に切替えた場合、現用機が復旧するまでは、予備機のみの運用となり、この期間は、二重系のシステムではなくなる。このような場合、公共放送のようなシステムでは、この空白の期間が極めて問題となり、信頼性に欠けることとなる。

そのためＳＴＬ装置に代えてＦＰＵ（Field Pick-up Unit）装置を用いることが考えられる。以下に従来のＦＰＵ装置について説明する。図１１は、ＦＰＵ装置で構成された送受信機の概略構成を示すブロック図である。図１１において、送信機１１０１は、ＤＶＢ（Digital Video Broadcast）符号化処理部１１０３、データ符号化部１１０４および変調部１１０５から構成されている。外部の符号化器、例えば、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）２の符号化器で画像信号をＴＳ（Transport Stream）形式のディジタル信号Ｄに変換され、入力信号端子１１０２からＤＶＢ符号化処理部１１０３に供給される。ＤＶＢ符号化処理部１１０３では、後述するＤＶＢ符号化処理される。その後、データ符号化部１１０４において畳み込み符号化、データを間引くパンクチャ、インターリーブを適宜行い、変調部１１０５に入力される。なお、図１６（ｂ）にＴＳ形式のディジタル信号フォーマットの一例を示す。即ち、１シンボルは、２０４バイトで構成され、１８８バイトは、ＴＳデータ、１６バイトがＲＳパリテイとなっている。

変調部１１０５において、例えば、シングル６４ＱＡＭ信号に変調され、伝送路１１０６を介して受信機１１０７に送信される。受信機１１０７は、復調部１１０８、データ復号化部１１０９、ＤＶＢ復号化処理部１１１０から構成されている。送信機１１０１から送られてきたシングル６４ＱＡＭ信号は、復調部１１０８においてシングル６４ＱＡＭ信号が復調され、デジタルデータとなり、データ復号化部１１０９においてデインターリーブ、デパンクチャ、ビタビ復号を行いＤＶＢ復号化処理部１１１０に入力される。そしてＤＶＢ復号化処理部１１１０においてＤＶＢ復号し、出力信号端子１１１１から外部の映像機器等へ出力される。

次に、各部の詳細について説明する。まず、ＤＶＢ符号化処理部１１０３の構成を図１２に示す。ＴＳ（Transport Stream）形式のディジタル信号Ｄが入力端子１２０１（図１１の入力端子１１０２に対応する。）に入力され、エネルギー拡散部１２０２に印加される。エネルギー拡散部１２０２において、例えば擬似ランダム系列加算でエネルギー拡散を行い、ＲＳ（Reed-Solomon）符号化部１２０３においてＲＳ符号化を行い、インターリーブ部１２０４においてインターリーブを行い、端子１２０５から出力される。ＲＳ符号化部１２０３では、１ＴＳ単位で誤り訂正を行う。そのためＲＳ符号化部１２０３では、１ＴＳ毎にパリティを付加する。例えば、ＲＳ（２０４,１８８）符号（ＡＲＩＢ ＳＴＤ―Ｂ３３での表示方法）化処理の場合、１ＴＳ、つまり２０４バイト（byte）の内訳は、データ１８８byte、パリティ１６byteであり、２０４byte中８byteまで誤り訂正が可能であることを示している。

ここで、ＤＶＢ符号化処理部１１０３の処理について図１８を用いて説明する。ＤＶＢ符号化処理部１１０３のＲＳ符号化部１２０３では、ディジタル信号ＤにＲＳ(２０４,１８８)符号化処理を施すことにより図１８（ａ）に示すようにデータＤ１（１８８byte）にパリティＰ１（１６byte）が付加された１ＴＳデータ（２０４byte）が生成される。この１ＴＳデータをインターリーブ部１２０４でインターリーブ処理されると、図１８（ｂ）で示されるように、異なったＴＳとの間でインターリーブ処理されるため、データ部Ｄ２（１８８byte）およびパリティ部Ｐ２（１６byte）がそれぞれ図１８（ａ）で示される１ＴＳデータとは異なるＴＳとして出力される。インターリーブ部１２０４の出力（図１８（ｂ）で示す。）は、データ符号化部１１０４において畳み込み符号化処理、パンクチャ処理、インターリーブ処理を適宜行い、変調部１１０５に入力される。

図１３は、変調部１１０５の一例を示すものである。データ符号化部１１０４で符号化されたデータは、端子１３０１を介してデータマッピング部１３０２に印加される。データマッピング部１３０２では、デジタルデータに基づいて例えば、６４ＱＡＭの場合、Ｉ−Ｑ座標上に６４ポイントのマッピングを行う。

ＤＡ変換部１３０３は、ディジタル・アナログ変換部で、Ｉ成分とＱ成分の入力を直交変調し、例えば２０.４５ＭＨｚのアナログＩＦ信号に変換する。ＩＦ変換部１３０４は、中間周波変換部で、１３０ＭＨｚのＩＦ信号に変換する。送信高周波部１３０５は、ＩＦ信号をマイクロ波帯に周波数変換し、電力増幅した後、出力端子１３０６から伝送路１１０６を介して受信機１１０７に送信される。

次に、復調部１１０８の構成について図１４を用いて説明する。図１４において、送信機１１０１から伝送路１１０６を介して送信された変調信号は、端子１４０１から受信部高周波部１４０２で受信され、ＩＦ変換部１４０３で中間周波数に変換され、ＡＤ変換部１４０４に供給される。ＡＤ変換部１４０４では、例えば２０.４５ＭＨｚのアナログＩＦ信号を直交復調し、直交座標系のＩ成分とＱ成分の信号に変換される。データ識別部１４０５では、得られたマッピング点からデータキャリアの伝送データ値を求め、端子１４０６から出力する。

最後に、ＤＶＢ復号化処理部１１１０について図１５を用いて説明する。ＤＶＢ復号化処理部１１１０は、図１２で示すＤＶＢ符号化処理部とは逆の処理が行われる。即ち、図１５において、受信機１１０７のデータ復号化部１１０９からの復号データが端子１５０１を介してデインターリーブ部１５０２に印加される。デインターリーブ部１５０２では、デインターリーブが行われ、ＲＳ復号化部１５０３においてＲＳ復号化を行い、エネルギー逆拡散部１５０５においてエネルギー逆拡散を行う。このようにしてＦＰＵ装置では、ＴＳ（Transport Stream）形式のディジタル信号Ｄが送信機１１０１からマイクロ波伝送で受信機１１０７に送信され、出力端子１１１１から大電力送信装置（図示せず。）に送られ、電波として各家庭へ送られる。

而して、上述したデジタルＳＴＬ装置と上述したデジタルＦＰＵ装置では、標準規格が異なり、上述したデジタルＳＴＬ装置は、伝送される信号が３２．５Ｍｂｐｓの放送ＴＳ信号が対象であるのに対して上述したデジタルＦＰＵ装置は、６０Ｍｂｐｓまたは４５Ｍｂｐｓの素材ＴＳ信号が伝送する対象である。従って、扱うデータ信号およびフォーマットが異なるため、デジタルＳＴＬ装置用の放送用ＴＳ信号（３２．５Ｍｂｐｓ）をそのままでは、デジタルＦＰＵ装置に適用することができない。

特開２００４−１０４５７９

上述したように従来のＳＴＬ装置と従来のＦＰＵ装置では、扱うデータ信号およびフォーマットが異なるため、デジタルＳＴＬ装置用の放送用ＴＳ信号をそのままでは、デジタルＦＰＵ装置に適用することができない。

本発明の目的は、放送用ＴＳ信号を伝送可能なデータ伝送装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ＳＴＬ装置で使用される放送ＴＳ信号をＦＰＵ装置で伝送可能なデータ伝送装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ＦＰＵ装置としても、また、ＳＴＬ装置で使用される放送用ＴＳ信号を伝送できるＦＰＵ装置としても使用できるデータ伝送装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、ＳＴＬ装置とＦＰＵ装置との二重系のデータ伝送装置を提供することである。

本発明は、ＴＳ信号を送信する第１の送信機および上記第１の送信機からのＴＳ信号を受信する第１の受信機からなるデータ伝送装置において、上記第１の送信機は、少なくとも上記ＴＳ信号の内容に応じてビットレートを変更するレート変換部と、上記ＴＳ信号の内容に応じてＲＳ符号化を選択するＤＶＢ符号化処理部および復調部からなり、上記第１の受信機は、少なくとも受信した上記ＴＳ信号を復調する復調部と、上記ＴＳ信号の内容に応じてＲＳ復号化を選択するＤＶＢ復号化処理部および上記ＴＳ信号の内容に応じてビットレートを変更する逆レート変換部とを有する。

また、本発明のＴＳ信号を送信する第１の送信機は、少なくとも上記ＴＳ信号の内容に応じてビットレートを変更するレート変換部と、上記ＴＳ信号の内容に応じてＲＳ符号化を選択するＤＶＢ符号化処理部および変調部からなり、上記ＴＳ信号の内容に応じてビットレートを変更するレート変換部は、無効データを上記ＴＳ信号に挿入する機能を有し、上記ＲＳ符号化を選択するＤＶＢ符号化処理部は、上記無効データを挿入された上記ＴＳ信号の場合、上記ＲＳ符号化を実行しない機能を有するように構成される。

また、本発明の送信機において、上記レート変換部は、無効データを上記ＴＳ信号に挿入する機能を有し、更に、上記無効データに無効データを表すＩＤを挿入するように構成される。

また、本発明のＴＳ信号を受信する第１の受信機は、少なくとも受信した上記ＴＳ信号を復調する復調部と、上記ＴＳ信号の内容に応じてＲＳ復号化を選択するＤＶＢ復号化処理部および上記ＴＳ信号の内容に応じてビットレートを変更する逆レート変換部からなり、上記ＴＳ信号が無効データを含んでいる場合、上記ＲＳ符号化を実行しない機能を有し、上記ＴＳ信号の内容に応じてビットレートを変更する逆レート変換部は、上記無効データを削除する機能を有するように構成される。

また、本発明の受信機において、上記ＴＳ信号が上記無効データを表すＩＤを含むＴＳ信号を伝送し、上記逆レート変換部は、上記無効データを表すＩＤを検出し、上記ＩＤの検出結果に基づいて上記無効データを削除する機能を有するように構成される。

また、本発明の受信機において、更に、上記逆レート変換部から上記ＴＳ信号のクロック信号を検出するクロック信号検出部と上記検出されたクロック信号を分周する分周器を具え、上記分周器からシステムクロックを出力するように構成される。

また、本発明の受信機において、上記ＴＳ信号は、放送用ＴＳ信号であり、上記クロック信号検出部は、上記放送用ＴＳ信号の３２．５ＭＨｚのクロック信号を検出し、上記分周器は、上記３２．５ＭＨｚのクロック信号を１／４分周した約８ＭＨｚのシステムクロックを出力するように構成される。

また、本発明のデータ伝送装置において、更に、ＳＴＬ装置の第２の送信機と、ＳＴＬ装置の第２の受信機と、上記第１の送信機と上記第２の送信機を適宜切替える第１の切替手段と、上記第１の受信機と上記第２の受信機を切替える第２の切替手段および上記ＴＳ信号の内容に応じて上記第１と第２の切替手段を制御する制御部とを有する。

また、本発明のデータ伝送装置において、上記第１の切替手段が上記第１の送信機を選択している場合、上記制御部は、送られてくるＴＳ信号から所望のＩＤ情報を検出し、上記第２の切替手段を制御して上記第１の送信機を選択するするように構成される。

以上説明したように、本発明によれば、放送ＴＳ信号を伝送可能なデータ伝送装置が実現できる。また、ＳＴＬ装置に代えて使用することができるので、ＳＴＬ装置の異常時に予備のデータ伝送装置として使用することができる。更に、ＳＴＬ装置とＦＰＵ装置との二重系のデータ伝送装置を実現できる。

以下、本発明の一実施例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図である。なお、図１１と同じものには同じ符号が付されている。図１において、送信機１１０１は、レート変換部１０１、ＤＶＢ符号化処理部１０２、データ符号化部１１０４、変調部１１０５で構成されている。また、１０３は、モード切替信号入力端子である。まず、外部の符号化器、例えば、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）２あるいはＭＰＥＧ４等の符号化器で画像信号を放送用ＴＳ（Transport Stream）信号、例えば、３２．５Ｍｂｐｓのデジタル信号に変換され、入力端子１１０２に印加される。この３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号は、レート変換部１０１に供給され、ここでＦＰＵ装置で使用される例えば、６０ＭｂｐｓのＴＳ信号に変換され、ＤＶＢ符号化処理部１０２に供給される。なお、レート変換部１０１およびＤＶＢ符号化処理部１０２については後述する。その後は、図１１で説明したものと同様にデータ符号化部１１０４において畳み込み符号化、データを間引くパンクチャ、インターリーブを適宜行い、変調部１１０５に入力される。変調部１１０５において、例えば、シングル６４ＱＡＭ信号に変調され、伝送路１１０６を介して受信機１１０７に送信される。

また、受信機１１０７は、復調部１１０８、データ復号化部１１０９、ＤＶＢ復号化処理部１０４および逆レート変換部１０５から構成されている。なお、１０６は、モード切替信号入力端子である。送信機１１０１から送られてきたシングル６４ＱＡＭ信号は、図１１で説明したと同様に、復調部１１０８においてシングル６４ＱＡＭ信号が復調され、デジタルデータとなり、データ復号化部１１０９においてデインターリーブ、デパンクチャ、ビタビ復号を行いＤＶＢ復号化処理部１０４に入力される。そしてＤＶＢ復号化処理部１０４においてＤＶＢ復号され、逆レート変換部１０５で、６０ＭｂｐｓのＴＳ信号が３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号に変換され、出力端子１１１１から出力され、外部の映像機器等へ出力される。なお、ＤＶＢ復号化処理部１０４および逆レート変換部１０５については後述する。

次に、各部の詳細について説明する。まず、レート変換部１０１の構成を図２に示す。図２において、２０１および２０２は、切替スイッチ、２０３は、メモリ部、２０４は、４７ｈ検出部、２０５は、メモリ部２０３の書込み、読出しを制御するメモリ制御部、２０６は、ＮＵＬＬ挿入部、２０７は、バイパス伝送路、２０８は、出力端子である。切替スイッチ２０１、２０２には、モード切替信号入力端子１０３からモード切替信号が入力され、切替スイッチ２０１と２０２が切替えられる。その動作を説明すると、まず、送信機１１０１を通常のＦＰＵ装置として使用する場合、入力端子１１０２には、６０ＭｂｐｓのＴＳ信号が入力されるので、この６０ＭｂｐｓのＴＳ信号は、スイッチ２０１、伝送路２０７、スイッチ２０２を経由して出力端子２０８から６０ＭｂｐｓのＴＳ信号がそのまま出力される。即ち、ＦＰＵ装置として使用する場合は、６０ＭｂｐｓのＴＳ信号は、バイパスされ、そのまま出力端子２０８に出力される。

一方、３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号が入力端子１１０２に供給される場合について、図６および図７を用いて説明する。３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号が６０ＭｂｐｓのＴＳ信号となるようにレート変換するためにスイッチ２０１および２０２が切替えられる。即ち、入力端子１１０２に供給された３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号は、スイッチ２０１を介してメモリ２０３および４７ｈ検出器２０４に供給される。

図６は、３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号の１ＴＳの信号フォーマットを模式的に示してある。図６において、１ＴＳの信号は、２０４バイト（byte）で構成され、Ｄ４は、ＴＳデータ（１８８byte）である。Ｄ５は、補助データで８バイト（byte）で構成される。この補助データＤ５は、緊急放送信号、地上波デジタル用の基本情報あるいはデータの階層情報を含んでいる。Ｐ３は、ＲＳパリテイビットで、８バイト（byte）で構成されている。そして、ＴＳデータＤ４の先頭部分に４７ｈ、即ち、１ＴＳを区別するために挿入されている４７ｈコードが付されている。また、各ＴＳには、後述するＰＩＤ（packet ID）が挿入されている。これは、前述のデジタル放送伝送システムの標準規格で定められており、通常、４７ｈコードは、８ビット（０１０００１１１）で構成されている。この放送用ＴＳ信号が入力端子１１０２に供給されると、スイッチ２０１を介してメモリ部２０３に図７（ａ）で示される放送用ＴＳ信号列ＴＳ１、ＴＳ２、・・・として入力される。

４７ｈ検出器２０４では、メモリ部２０３に入力される３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号から４７ｈコードを検出し、その検出結果をメモリ制御部２０５に供給する。メモリ制御部２０５は、メモリ部２０３の書込み、読出しを制御すると共に、４７ｈ検出器２０４で検出された４７ｈコードの位置情報に基づいて、ＮＵＬＬ挿入部２０６を制御する。即ち、メモリ部２０３の書込みは、３２．５Ｍｂｐｓのデータ速度で行われるが、読出しは、６０Ｍｂｐｓのデータ速度で行われる。

この状態を図７（ｂ）を用いて説明する。図７（ｂ）に６０Ｍｂｐｓの素材ＴＳ信号（放送用ＴＳ信号を６０Ｍｂｐｓに変換した信号を言う。）を示す。３２．５Ｍｂｐｓのデータ速度で書込まれた放送用ＴＳ信号列をＴＳ１、ＴＳ２で示す。この場合の書込みと読出しの比は、６０Ｍｂｐｓ／３２．５Ｍｂｐｓ＝１．８５となり、読出し時にデータ量が不足する。従って、ＮＵＬＬ挿入部２０６では、不足分のビットを追加する。ＴＳＤ１、ＴＳＤ２は、その不足分のビットを示しており、ここではＮＵＬＬパケットと称する。また、このＮＵＬＬパケットＴＳＤ１、ＴＳＤ２の挿入位置は、４７ｈ検出器２０４で検出された４７ｈコードの位置情報に基づいて、放送用ＴＳ信号列の空きの部分に挿入される。なお、ＮＵＬＬパケットも放送用ＴＳ信号と同様なフォーマットで構成され、先頭部に、４７ｈコード、続いてＮＵＬＬパケットＴＳＤ１、ＴＳＤ２がＮＵＬＬパケットであることを示すパケットＩＤ（以下、ＰＩＤと略称する。）が付されている。このＰＩＤは、例えば、０００１１１１１と言うように、他のパケットと区別できるＰＩＤのコードを定めている。従って、ＮＵＬＬ挿入部２０６の出力は、６０Ｍｂｐｓの素材ＴＳ信号列となり、スイッチ２０２を介して出力端子２０８から出力される。なお、ＮＵＬＬパケットとしては、一般にデータと区別できるビットであればよく、周知のダミービットが使用可能である。これらをＴＳデータと区別して無効データとも称する。また、図７（ｂ）において、ＮＵＬＬの後部に挿入されているＦＦは、補助データＤ５に対応する部分を示すためのビットを表し、例えば、１１１１・・・のようなビットが使用可能である。なお、上記の場合は、６０ＭｂｐｓのＦＰＵ装置で説明したが、これに限定されるものではなく、４０ＭｂｐｓのＦＰＵ装置等にも同様に適用できることは言うまでもない。この場合の書込みと読出しの比は、４０Ｍｂｐｓ／３２．５Ｍｂｐｓ＝１．２３となる。以下同様である。

次に、ＤＶＢ符号化処理部１０２の構成を図３に示す。図３において、３０１は、入力端子、３０２および３０３は、切替スイッチ、３０４は、出力端子である。なお、図１２と同じものには同じ符号が付されている。また、切替スイッチ３０２および３０３は、モード切替信号入力端子１０３からモード切替信号が入力され、切替スイッチ３０２と３０３が切替えられる。この切替スイッチ３０２および３０３の動作を説明する。

まず、ＦＰＵ装置としてＤＶＢ符号化処理部１０２を動作させる場合には、図１２に示した場合と同様に、入力端子３０１に図１８（ａ）に示すＴＳ信号が供給された場合は、エネルギー拡散部１２０２に印加される。エネルギー拡散部１２０２において、例えば擬似ランダム系列加算でエネルギー拡散を行い、ＲＳ（Reed-Solomon）符号化部１２０３においてＲＳ符号化を行い、インターリーブ部１２０４においてインターリーブを行い、出力端子３０４から出力される。ＲＳ符号化部１２０３では、先に、図１８（ａ）で説明したようにデータＤ１（１８８byte）にパリティＰ１（１６byte）が付加された１ＴＳデータ（２０４byte）が生成される。この１ＴＳデータをインターリーブ部１２０４でインターリーブ処理されると、図１８（ｂ）で示されるように、異なったＴＳとの間でインターリーブ処理されるため、データ部Ｄ２（１８８byte）およびパリティ部Ｐ２（１６byte）がそれぞれ図１８（ａ）で示される１ＴＳデータとは異なるＴＳとして出力される。

次に、このＤＶＢ符号化処理部１０２を６０Ｍｂｐｓの素材ＴＳ信号（放送用ＴＳ信号を６０Ｍｂｐｓに変換した信号を言う。）の処理部として動作させる場合について説明する。図６で説明したように放送用ＴＳ信号は、ＴＳデータ部Ｄ４、補助データ部Ｄ５およびＲＳパリテイ部Ｐ３で構成されている。ここで、補助データ部Ｄ５は、緊急放送信号、地上波デジタル用の基本情報あるいはデータの階層情報を含んでいる極めて重要なデータ部である。しかし、この素材ＴＳ信号がＲＳ符号化部１２０３で処理されると以下のような問題が発生する。これを図８を用いて説明する。

図８（ａ）は、放送用ＴＳ信号の１ＴＳのフォーマットを示す。なお、この放送用ＴＳ信号の１ＴＳのフォーマットは、図６に示すものと同じであるが、説明の都合上、ＴＳデータは、ＴＳデータ部Ｄ４と、その中に含まれる４７ｈコード、ＰＩＤを含めて示してある。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）の放送用ＴＳの１ＴＳのフォーマットに仮にＲＳ符号化処理を行った後の処理信号を示している。図８（ｂ）から明らかなようにＲＳ符号化処理では、１８８バイトのＴＳデータから１６バイトのパリティを演算生成し、その１６バイトを１８９バイト目〜２０４バイト目に新規ＲＳパリテイＰ４が置換挿入される。しかし、放送用ＴＳ信号の１８９バイト目〜１９６バイト目には、上述した重要な補助データＤ５が存在し、これが新規ＲＳパリテイＰ４信号に変換されることは許されない。なお、図１８（ａ）に示すＦＰＵ装置でのＴＳ信号では、１８９バイト目〜２０４バイト目は、パリテイビットＰ１であるため、問題にならない。

従って、図３に示すＤＶＢ符号化処理部を素材ＴＳ信号の処理部として動作させる場合には、エネルギー拡散部１２０２の出力をスイッチ３０２、バイパス伝送路３０４、スイッチ３０３を介してインターリーブ部１２０４に供給し、ＲＳ符号化処理を行わないようにする。モード切替信号入力端子１０３に入力されるモード切替信号は、そのために切替スイッチ３０２と３０３を切替えるための切替信号である。

次に、ＤＶＢ復号化処理部１０４について図４を用いて説明する。図４において、４０１は、データ復号化部１１０９からの出力信号が供給される入力端子、４０２および４０４は、切替スイッチ、４０３は、バイパス伝送路、４０５は、出力端子である。なお、図１５と同じものには、同じ符号が付されている。このＤＶＢ復号化処理部１０４の動作について説明する。まず、ＦＰＵ装置として動作させる場合は、モード切替信号入力端子１０６からモード切替信号が入力され、切替スイッチ４０２と４０４が切替えられる。そして、入力端子４０１に供給されるＴＳ信号は、デインターリーブ部１５０２、切替スイッチ４０２、ＲＳ復号化部１５０３、切替スイッチ４０４およびエネルギー逆拡散部１５０４を介して出力部４０５に出力され、この経路の動作は、図１５に示すＤＶＢ復号化処理部１１１０と同じであるので説明は省略する。

一方、このＤＶＢ復号化処理部１０４を素材ＴＳ信号（放送用ＴＳ信号を６０Ｍｂｐｓに変換した信号を言う。）の処理装置として動作させる場合には、以下のようにモードを選択する。即ち、図３で説明したように、放送用ＴＳ信号のＤＶＢ符号化処理部１０２の処理では、ＲＳ符号化部１２０３での処理をせず、バイパスしたことを説明した。従って、ＤＶＢ符号化処理部１０２のＲＳ符号化部１２０３をバイパスした信号である放送用ＴＳ信号が、入力端子４０１に供給された場合、ＤＶＢ復号化処理部１０４のＲＳ復号化部１５０３をバイパスしておく必要がある。従って、モード切替信号入力端子１０６に入力されるモード切替信号は、切替スイッチ４０２と４０４を切替え、デインターリーブ部１５０２の出力を伝送路４０３を介してエネルギー逆拡散部１５０４に出力するように制御している。

次に、逆レート変換部１０５について図５を用いて説明する。図５において、５０１は、入力端子、５０２および５０４は、切替スイッチ、５０３は、バイパス伝送路、５０５は、メモリ部、５０６は、ＮＵＬＬ検出部、５０７は、メモリ部５０５の書込み、読出しを制御するメモリ制御部、５０８は、出力端子である。切替スイッチ５０２、５０４には、モード切替信号入力端子１０６からモード切替信号が入力され、切替スイッチ５０２と５０４が切替えられる。その動作を説明すると、まず、受信機１１０７を通常のＦＰＵ装置として使用する場合、受信部１１０７には、例えば、６０ＭｂｐｓのＴＳ信号が入力されるので、この６０ＭｂｐｓのＴＳ信号は、入力端子５０１、スイッチ５０２、バイパス伝送路５０３、スイッチ５０４を経由して出力端子５０８から６０ＭｂｐｓのＴＳ信号がそのまま出力される。即ち、ＦＰＵ装置として使用する場合は、６０ＭｂｐｓのＴＳ信号は、バイパスされ、そのまま出力端子５０８に出力される。

一方、６０Ｍｂｐｓの素材ＴＳ信号（放送用ＴＳ信号を６０Ｍｂｐｓに変換した信号を言う。）が入力端子５０１に供給される場合について、図９を用いて説明する。ここでは、６０Ｍｂｐｓの素材ＴＳ信号が３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号となるようにレート変換するためにスイッチ５０２および５０４が切替えられる。即ち、図９（ａ）に示す素材ＴＳ信号（ＴＳ１、ＴＳＤ１、ＴＳ２、ＴＳＤ２・・・のＳＴ信号列）が、入力端子５０１に供給される。この素材ＴＳ信号は、スイッチ５０２を介してメモリ部５０５およびＮＵＬＬ検出部５０６に供給される。ＮＵＬＬ検出部５０６では、４７ｈコードとＮＵＬＬ信号（ダミー信号または無効データとも言う。）であることを示すＰＩＤを検出することによってＮＵＬＬパッケトＴＳＤ１、ＴＳＤ２、・・・の位置を検出し、メモリ制御部５０７に供給する。

メモリ制御部５０７では、ＮＵＬＬ検出部５０６からの４７ｈコードとＰＩＤの情報に基づいてスイッチ５０２から供給される素材ＴＳ信号のメモリ部５０５への書込みを制御する。即ち、スイッチ５０２からの出力の内、ＴＳ１、ＴＳ２、・・・の放送用ＴＳ信号は、メモリ部５０５に書込み、ＴＳＤ１、ＴＳＤ２、・・・のＮＵＬＬパッケトについては、メモリ部５０５への書込みを行わない。また、メモリ部５０５からスイッチ５０４への読出しは、放送用ＴＳ信号の３２．５Ｍｂｐｓの速度で読み出すように制御する。従って、出力端子５０８には、図９（ｂ）に示す３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号が得られる。以上の処理により本発明のデータ伝送装置は、従来のＦＰＵ装置としての動作も、また、放送用ＴＳ信号の伝送装置としても使用できるようになり、データ伝送装置として極めて有用である。

なお、上述したデータ伝送装置において、モード切替信号入力端子１０３および１０６に入力する切替信号は、本発明のデータ伝送装置をＦＰＵ装置で使用するか、放送用ＴＳ信号の伝送装置として使用するかで、適宜、選択し、切替信号を手動または自動で供給することができる。この場合、切替信号のパルス信号をモード切替信号入力端子１０３および１０６に印加することで実現できる。また、自動で切替える場合には、通常、放送用ＴＳ信号には、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号が含まれている。このＴＭＣＣ信号は、例えば、図１７（ｂ）に示すルートＩＤの中に含まれており、この信号を検出すれば、入力端子１１０２に供給されている信号は、放送用ＴＳ信号であるので、自動的に切替パルス信号を生成部（図示せず。）で、生成し、モード切替信号入力端子１０３および１０６に供給するようにすればよい。

図１９は、本発明の他の一実施例の概略構成を示すブロック図である。図１０に示す従来のＳＴＬ装置では、出力端子１０２２には、３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号を、また、出力端子１０２３には、システムクロックＣＫが出力されること、そして、このシステムクロックＣＫは、後続する大電力送信装置に必要な信号であることを説明した。しかしながら本発明のＦＰＵ装置を放送用ＴＳ信号の伝送装置として使用する場合には、受信機１１０７では、システムクロックＣＫが得られない。図１９は、システムクロックＣＫを得るための構成を示すブロック図である。図１９において、入力端子１９０１には、例えば、６０Ｍｂｐｓの素材ＴＳ信号（放送用ＴＳ信号を６０Ｍｂｐｓに変換した信号）が供給される。この信号が逆レート変換部１０５で３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号に変換され、出力端子１９０２（図１の出力端子１１１１に対応する。）から出力されることは、上述の説明の通りである。

而して、この逆レート変換部１０５には、図２０（ａ）に示すように３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号が再生されている。従って、この３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号から３２．５Ｍｂｐｓのクロックを発振器１９０３に供給し、この出力を１／４分周器１９０４に供給し、８．１２５ＭＨｚ（約８ＭＨｚ）のシステムクロックＣＫとして出力端子１９０５から出力する。このようにすると、出力端子１９０５からから得られる約８ＭＨｚのシステムクロックＣＫは、後続する大電力送信装置の信号処理に利用可能であり、従来のＳＴＬ装置と同様に動作させることができる。

図２１は、本発明の更に他の一実施例の概略構成を示すブロック図である。図２１は、従来のＳＴＬ装置と上述した改良されたＦＰＵ装置、所謂、放送用ＴＳ信号の伝送装置との二重系として使用した場合の概略構成図である。図２１において、２１０１は、例えば、３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号が印加される入力端子である。２１０２は、分配器、２１０３は、ＳＴＬ送信機を示している。ここで、ＳＴＬ送信機２１０３は、例えば、図１０に示す送信機１００１に相当する。なお、図１０に示す送信機１００１は、二重系を示しているが、ＳＴＬ送信機２１０３は、二重系であっても、一重系であっても良いことは言うまでもない。改良ＦＰＵ送信機２１０４は、例えば、図１に示す送信機１１０１とすることができる。そして、２１０５は、制御部であり、ＳＴＬ送信機２１０３の異常を検出して改良ＦＰＵ送信機２１０４の動作と、スイッチ２１０６を制御するものである。即ち、図１０において、切替制御部１０１２は、ＳＴＬ送信制御部１００６および１００７、送信高周波部１００８および１００９の動作状態を監視し、これらの機器に動作不良が発生した場合、現用機の伝送装置から予備機の伝送装置に切替スイッチ１０１０を切替える働きをすることを説明した。従って、図２１に示す制御部２１０５は、例えば、ＳＴＬ送信制御部１００６および送信高周波部１００８の動作不良が発生した場合、これを検出し、改良ＦＰＵ送信機２１０４の、例えば、モード切替信号入力端子１０３（図１に示す。）にモード切替信号を供給し、６０Ｍｂｐｓの素材ＴＳ信号（放送用ＴＳ信号を６０Ｍｂｐｓに変換した信号）処理の伝送装置として動作させ、改良ＦＰＵ送信機２１０４の出力をスイッチ２１０６を介して伝送路２１０７に送出する。

受信機側では、６０Ｍｂｐｓの素材ＴＳ信号が伝送路２１０７を伝送されてくると、制御部２１１１は、素材ＴＳ信号に含まれている所望のＩＤ、例えば、図９（ａ）に示されるＰＩＤを検出し、切替スイッチ２１０８を切替えて、改良ＦＰＵ送信機２１１０に供給し、図１の受信機で説明したと同様、改良ＦＰＵ送信機２１１０で６０Ｍｂｐｓの素材ＴＳ信号は、３２．５Ｍｂｐｓの放送用ＴＳ信号に変換され、スイッチ２１１２を介して出力端子２１１３に出力される。なお、制御部２１１１の動作は、ＳＴＬ受信機２１０９が動作不良を発生したことを検出して改良ＦＰＵ受信機２１１０に切替えるための制御も行う。

以上、本発明について詳細に説明したが、上記説明では、ＦＰＵ装置を、従来のＦＰＵ装置として使用する場合と、放送用ＴＳ信号の伝送装置として使用する場合との兼用機として説明したが、放送用ＴＳ信号の伝送装置として、専用機として使用することができることは勿論である。また、本発明は、ここに記載されたデータ伝送装置の実施例に限定されるものではなく、上記以外のデータ伝送装置に広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。

本発明の一実施例の概略構成のブロック図を示す。 本発明の一実施例のレート変換部の概略構成のブロック図を示す。 本発明の一実施例のＤＶＢ符号化処理部の概略構成のブロック図を示す。 本発明の一実施例のＤＶＢ復号化処理部の概略構成のブロック図を示す。 本発明の一実施例の逆レート変換部の概略構成のブロック図を示す。 本発明で使用する放送用ＴＳの１ＴＳのフォーマットを示す図である。 本発明のレート変換の原理を説明するための図である。 本発明の原理を説明するためのＲＳ処理の説明図である。 本発明の逆レート変換の原理を説明するための図である 従来のＳＴＬ装置の一例を示すブロック図である。 従来のＦＰＵ装置の一例を示すブロック図である。 従来のＦＰＵ装置のＤＶＢ符号化処理部を示すブロック図である。 従来のＦＰＵ装置の変調部を示すブロック図である。 従来のＦＰＵ装置の復調部を示すブロック図である。 従来のＦＰＵ装置のＤＶＢ複合化処理部を示すブロック図である。 放送用ＴＳ信号とデジタルＦＰＵのＴＳ信号のフォーマットを示す図である。 放送用ＴＳ信号の具体的構成を示す図である。 従来のＦＰＵ装置のＤＶＢ符号化処理部の動作を説明するための図である。 本発明の他の一実施例を説明するためのブロック図である。 図１９に示す一実施例の動作を説明するための図である。 本発明の更に他の一実施例の概略構成のブロック図を示す。

符号の説明

１０１：レート変換部、１０２、１１０３：ＤＶＢ符号化処理部、１０３、１０６：モード切替信号入力端子、１０４、１１１０：ＤＶＢ復号化処理部、１０４：逆レート変換部、２０１、２０２、３０２、３０３、４０２、４０４、５０２、５０４、１０１０、１０２１：スイッチ、２０３：メモリ部、２０４：４７ｈ検出部、２０５、５０７：メモリ制御部、２０６：ＮＵＬＬ挿入部、２０７、３０５、４０３、５０３：バイパス伝送路、２０８、３０４、４０５、５０８：出力端子、３０１、４０１、５０１：入力端子、５０６：ＮＵＬＬ検出部、１００１、１１０１：送信機、１００２：受信機、１００３：ＳＴＬ送信制御装置１００３、１００４：送信高周波装置、１００５：放送用ＴＳ信号入力端子、１００６、１００７：ＳＴＬ送信制御部、１００８、１００９：送信高周波部、１０１１、１０１４：マイクロ波アンテナ、１０１２、１０２０：切替制御部、１０１３：システムクロック入力端子、１０１５：分配器、１０１６、１０１７：受信高周波部、１０１８、１０１９：ＳＴＬ受信制御部、１０２２：放送用ＴＳ信号出力端子、１０２３：システムクロック出力端子、１１０２、１２０１：ＴＳデータ入力端子、１１０４：データ符号化部、１１０５：変調部、１１０６：伝送路、１１０８：復調部、１１０９：データ復号化部、１１１１：ＴＳデータ出力端子、１２０２：エネルギー拡散部、１２０３：ＲＳ符号化部、１２０４：インターリーブ部、１３０２：データマッピング部、１３０３：ＤＡ変換部、１３０４、１４０３：ＩＦ変換部、１３０５：送信高周波部、１４０２：受信部高周波部、１４０４：ＡＤ変換部、１４０５：データ識別部、１５０２：デインターリーブ部、１５０３：ＲＳ復号化部、１５０４：エネルギー逆拡散部、１９０３：発信器、１９０４：分周器。

Claims (5)

1. ＴＳ信号を送信する第１の送信機および上記第１の送信機からのＴＳ信号を受信する第１の受信機からなるデータ伝送装置において、上記第１の送信機は、少なくとも上記ＴＳ信号の内容に応じて無効データと上記無効データを示す所定のＩＤを上記ＴＳ信号に挿入してビットレートを変更するレート変換部と、所定のＩＤまたは所定の補助データが検出されない場合のみ上記ＴＳ信号ＲＳ符号化を実行するＤＶＢ符号化処理部および変調部からなり、上記第１の受信機は、少なくとも受信した上記ＴＳ信号を復調する復調部と、上記所定のＩＤまたは所定の補助データが検出されない場合のみ上記ＴＳ信号の内容に応じてＲＳ復号化を実行するＤＶＢ復号化処理部および上記ＴＳ信号の内容に応じてビットレートを変更する逆レート変換部とを有することを特徴とするデータ伝送装置。
2. ＴＳ信号を送信する第１の送信機は、少なくとも上記ＴＳ信号の内容に応じてビットレートを変更するレート変換部と、上記ＴＳ信号の内容に応じてＲＳ符号化を選択するＤＶＢ符号化処理部および変調部からなり、上記ＴＳ信号の内容に応じてビットレートを変更するレート変換部は、無効データと上記無効データを示す所定のＩＤを上記ＴＳ信号に挿入する機能を有し、上記ＲＳ符号化を選択するＤＶＢ符号化処理部は、上記所定のＩＤまたは所定の補助データが検出されない場合のみ上記ＴＳ信号のＲＳ符号化を実行することを特徴とする送信機。
3. ＴＳ信号を受信する第１の受信機は、少なくとも受信した上記ＴＳ信号を復調する復調部と、上記ＴＳ信号の内容に応じてＲＳ復号化を選択するＤＶＢ復号化処理部および上記ＴＳ信号の内容に応じてビットレートを変更する逆レート変換部からなり、上記ＴＳ信号から所定のＩＤまたは所定の補助データが検出されない場合のみ上記ＴＳ信号のＲＳ復号化を実行する機能を有し、上記ＴＳ信号の内容に応じてビットレートを変更する逆レート変換部は、上記無効データを削除する機能を有することを特徴とする受信機。
4. 請求項３記載の受信機において、更に、上記逆レート変換部から上記ＴＳ信号のクロック信号を検出するクロック信号検出部と上記検出されたクロック信号を分周する分周器を具え、上記分周器からシステムクロックを出力することを特徴とする受信機。
5. 請求項１記載のデータ伝送装置において、更に、上記ＴＳ信号の第２の送信機と、上記ＴＳ信号の第２の受信機と、上記第１の送信機と上記第２の送信機を適宜切替える第１の切替手段と、上記第１の受信機と上記第２の受信機を切替える第２の切替手段および上記ＴＳ信号の内容に応じて上記第１と第２の切替手段を制御する制御部とを有することを特徴とするデータ伝送装置。

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