JP5382121B2 - デジタル放送送信装置、デジタル放送受信装置及びデジタル放送伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、蓄積型放送サービスにおけるデータの欠落を補完するデジタル放送送信装置（以下、「送信装置」と略記する）、デジタル放送受信装置（以下、「受信装置」と略記する）、およびデジタル放送伝送システム（以下、「伝送システム」と略記する）に関する。

近年、放送と通信の融合が進み、テレビジョン放送サービス（以下、「放送型サービス」と略記する）の高度化も進んでいる。従来の放送型サービスは多数の視聴者に同時に同一の内容を伝送できるメリットがある反面、放送局の放送スケジュールに従って視聴または録画をする必要がある。したがって、放送型サービスには、時間的な制約の問題や見逃し等の課題があった。

一方、インターネットなどの通信路からコンテンツを取得するサーバー型オンデマンド放送サービス（以下、「サーバー型放送サービス」と略記する）が普及し始めている。サーバー型放送サービスでは、視聴者は放送スケジュールに縛られずに好きなときに好きな番組を選択し、視聴できるメリットがある。しかしながら、視聴者は通信路経由で放送サービスを受信するため、高品質な放送サービスを実現するためには、高品質な回線を確保する必要がある。また、多人数の同時接続を実現するためにはサーバーに非常に高い処理能力が要求され、結果として費用が大きくなるという課題がある。

そのような中で、放送型サービスとサーバー型放送サービスの中間的な放送サービスである蓄積型放送サービスが注目されている。蓄積型放送サービスでは、放送網を利用して多数の視聴者に同時に同一のコンテンツを配信し、配信された番組などのコンテンツは各端末内の記憶装置（ＨＤＤなど）内に蓄積される。視聴者は蓄積されたコンテンツのうち、好きなコンテンツを好きなときに選択し、視聴することが可能となる。すなわち、蓄積型放送サービスは、放送型サービスとサーバー型放送サービスのメリットを併せ持つ放送サービスである。そのため、近年の記憶装置の低廉化によって、蓄積型放送サービスの普及が期待されている。また、新しい蓄積型放送サービスの伝送規格としてＴＬＶ（Ｔｙｐｅ Ｌｅｎｇｔｈ Ｖａｌｕｅ）伝送方式が提案されている。

ところで、提案されているＴＬＶ伝送方式では、希望波の搬送波電力と等価雑音電力との比が、所要Ｃ／Ｎを満たすことを条件としている。したがって、悪天候下での放送品質悪化などによって受信端末で正常受信できない（受信エラー）場合に、蓄積されるコンテンツに誤った情報が記録される、または情報が欠落してしまうという課題がある（例えば、非特許文献１参照）。

このような課題に対して、従来の代表的な解決策は以下のようなものである。例えば、放送網経由で取得したデータの欠落分をインターネットなどの通信回線経由で取得する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、受信データにエラーが発生した際には、自動的に同一番組の再放送を検索し、再取得する方法がある（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献１の構成では、悪天候などにより多数の家庭で受信不良が発生した際には、サーバーへのアクセスが集中してしまうためサーバー型放送サービスと同様に十分な放送サービスを提供するためには、サーバー及び通信回線の品質確保に多くの費用が必要となるという課題を有していた。また、特許文献２の構成では、エラーの発生した番組によっては再放送がなく、データ補完が不可能な場合がある。また、補完を目的にすべての番組の再放送を行うと、放送のための帯域を無駄に消費してしまうという課題を有していた。

特開２００５−０６５２３２号公報 特開２００１−２６８５０３号公報

情報通信審議会 諮問２０２３号 「放送システムに関する技術的条件」のうち「衛星デジタル放送の高度化に関する技術的条件」答申書 総務省 平成２０年７月２９日 １頁

本発明の送信装置は、蓄積型放送サービスにおける受信エラーによる蓄積データの欠落を補完する送信装置であって、記憶部とコンテナ生成部とフレーム構成部とネットワークアダプタとエラーマップ処理部と再送信制御部とＴＭＣＣ信号生成部と変調部とを備える。記憶部は、ストリームを蓄積する。コンテナ生成部は、放送するストリームを記憶部から読み出し、コンテナ単位に加工し出力する。フレーム構成部は、コンテナが割付けられたフレーム信号を構成する。ネットワークアダプタは、通信路を経由して受信装置からのエラーマップ信号を受信する。エラーマップ処理部は、エラーマップ信号を演算処理してエラーマップテーブルを作成する。再送信制御部は、エラーマップテーブルを元に再送信するコンテナを決定し、コンテナ生成部に再送信するコンテナを記憶部から読み出して生成させる制御を行う。ＴＭＣＣ信号生成部は、再送信制御部からの再送信制御情報をＴＭＣＣ信号の拡張領域に割当てる。変調部は、フレーム構成部が構成したフレーム信号と、ＴＭＣＣ信号生成部が生成したＴＭＣＣ信号とを変調し、送信アンテナへ出力する。

このような構成によって、受信装置のエラーマップ情報に基づいて、受信エラーが多く発生したストリームを、送信装置は再送信することができる。

また、本発明の受信装置は、蓄積型放送サービスにおける受信エラーによる蓄積データの欠落を補完する受信装置であって、チューナと復調部と誤り訂正部とコンテナ処理部と蓄積部とエラーマップ作成部とネットワークアダプタとを備える。チューナは、送信装置からの送信信号を受信する。復調部は、チューナが出力した信号を復号し、主信号とＴＭＣＣ信号を出力する。誤り訂正部は、復調部で出力された主信号の誤り訂正を行ってフレーム信号に復号し、フレーム信号と誤り訂正を行ったエラーフラグとを出力する。コンテナ処理部は、誤り訂正部で出力されたフレーム信号をコンテナ単位に切り出してデコンテナ化することでストリームを抽出する。蓄積部は、コンテナ処理部からコンテナ単位で出力されるストリームを順次蓄積する。エラーマップ作成部は、誤り訂正部で出力されたエラーフラグを元にエラーマップを作成する。ネットワークアダプタは、エラーマップ作成部で作成したエラーマップを、通信路を経由して出力する。

また、本発明の伝送システムは、蓄積型放送サービスにおける受信エラーによる蓄積データの欠落を補完する伝送システムであって、送信装置と受信装置とを有する。

送信装置は、記憶部とコンテナ生成部とフレーム構成部とネットワークアダプタとエラーマップ処理部と再送信制御部とＴＭＣＣ信号生成部と変調部とを備える。記憶部は、ストリームを蓄積する。コンテナ生成部は、放送するストリームを記憶部から読み出し、コンテナ単位に加工し出力する。フレーム構成部は、コンテナが割付けられたフレーム信号を構成する。ネットワークアダプタは、通信路を経由して受信装置からのエラーマップ信号を受信する。エラーマップ処理部は、エラーマップ信号を演算処理してエラーマップテーブルを作成する。再送信制御部は、エラーマップテーブルを元に再送信するコンテナを決定し、コンテナ生成部に再送信するコンテナを記憶部から読み出して生成させる制御を行う。ＴＭＣＣ信号生成部は、再送信制御部からの再送信制御情報をＴＭＣＣ信号の拡張領域に割当てる。変調部は、フレーム構成部が構成したフレーム信号と、ＴＭＣＣ信号生成部が生成したＴＭＣＣ信号とを変調し、送信アンテナへ出力する。

受信装置は、チューナと復調部と誤り訂正部とコンテナ処理部と蓄積部とエラーマップ作成部とネットワークアダプタとを備える。チューナは、送信装置からの送信信号を受信する。復調部は、チューナが出力した信号を復号し、主信号とＴＭＣＣ信号を出力する。誤り訂正部は、復調部で出力された主信号の誤り訂正を行ってフレーム信号に復号し、フレーム信号と誤り訂正を行ったエラーフラグとを出力する。コンテナ処理部は、誤り訂正部で出力されたフレーム信号をコンテナ単位に切り出してデコンテナ化することでストリームを抽出する。蓄積部は、コンテナ処理部からコンテナ単位で出力されるストリームを順次蓄積する。エラーマップ作成部は、誤り訂正部で出力されたエラーフラグを元にエラーマップを作成する。ネットワークアダプタは、エラーマップ作成部で作成したエラーマップを、通信路を経由して出力する。

図１Ａは、本発明の実施の形態における伝送システムの構成を示すブロック図である。 図１Ｂは、本発明の実施の形態における送信装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態におけるＴＬＶコンテナの構成を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態におけるフレーム構成の一例を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態における受信装置の構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の実施の形態における誤り訂正部の出力信号の構成を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態におけるエラーマップの構成を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態におけるエラーマップ作成部に図５の信号を入力した時のエラーマップの構成を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態におけるエラーマップテーブル作成のフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態におけるエラーマップテーブルの初期値の構成を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態における図７のエラーマップを受信した後のエラーマップテーブルの構成を示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態におけるエラーマップテーブルの構成を示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態における受信エラーの規模を判断するための条件を示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態における放送スケジュールの一例の構成を示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態における再送信時のフレーム構成の一例を示す図である。

（実施の形態）
以下、この蓄積型放送サービスにおいて、受信エラーによる情報の欠落を補完する伝送システムを具体的に説明する。

図１Ａは、本発明の実施の形態における伝送システム５０の構成を示すブロック図である。図１Ａに示すように、本実施の形態における伝送システム５０は、蓄積型放送サービスにおける受信エラーによる蓄積データの欠落を補完する伝送システム５０であって、送信装置１００と複数の受信装置５００とを有する。図１Ａでは、４台の受信装置５００を示しているが、受信装置５００の台数は、これに限るものではない。送信装置１００は、送信アンテナ１９２から電波を用いて蓄積型放送ストリームを送信し、放送する。

なお、本実施の発明では、送信アンテナ１９２は、放送衛星（図示せず）に向けて、電波を送信し、放送衛星からの電波を受信装置５００が受信することを想定している。通常、衛星放送サービスでは、１つのビームにより広範な地域を放送エリアとして確保できるため、衛星は１つのビームのみを送信する。しかし、送信される電波は、衛星においてマルチビームにて送信され、地域ごとに異なるビームを受信する方式の衛星放送サービスも想定される。このような場合、地域ごとに番組、データ、コマーシャルメッセージなどからなる異なるコンテンツが放送される場合も有れば、同一のコンテンツが放送される場合も有りうる。

また、本実施の形態は、衛星放送サービスに限るものではなく、地上波放送サービスにも適用できる。この場合、送信アンテナ１９２からの電波は、直接、受信装置５００が受信する場合もある。また、一旦、送信アンテナ１９２からの電波が、中継局により、中継された後に再送信され、受信装置５００が再送信された電波を受信する場合もある。したがって、受信する地域により、異なるコンテンツが放送される場合が想定される。

複数の受信装置５００は、それぞれ受信アンテナ５９４から、蓄積型放送ストリームを受信する。そして、複数の受信装置５００は、受信ストリームを復号しモニタに出力する。また、図示していないが音声信号も出力する。したがって、視聴者は蓄積型放送サービスを視聴することができる。また、複数の受信装置５００は、受信エラーを検出する。そして、複数の受信装置５００は、受信エラーを検出した場合、エラー情報を元にエラーマップを生成し、通信路１９０を経由して送信装置１００へ受信エラーのフィードバックを行う。通信路１９０は、例えば、インターネットや公衆回線などから構成されていてもよい。

複数の受信装置５００からのエラーマップのフィードバックを演算処理した結果に基づいて、送信装置１００は再送信するコンテナを決定する。次に、送信装置１００は、再送信時間枠と再送信するための伝送路とを決定する。そして、送信装置１００はストリームの再送信を行う。一方、複数の受信装置５００は、再送信されたストリームに基づいて、欠落した情報を補完する。以下では、送信装置１００及び受信装置５００の詳細な構成と動作について説明する。

図１Ｂは、本発明の実施の形態における送信装置１００の構成を示すブロック図である。本実施の形態における送信装置１００は、記憶部１１０と、コンテナ生成部１２０と、フレーム構成部１３０と、ＴＭＣＣ信号生成部１４０と、変調部１５０と、ネットワークアダプタ１６０と、エラーマップ処理部１７０と、再送信制御部１８０とを備える。

ここで、送信装置１００が、蓄積型放送信号を送信アンテナ１９２へ出力するまでの動作について説明する。受信エラーに応じてコンテンツを再送信する動作については後述する。

はじめに、送信装置１００は、外部機器より入力されるＡＶファイルを記憶部１１０に蓄積する。すなわち、記憶部１１０は、ストリームとしてのＡＶファイルを蓄積する。次に、コンテナ生成部１２０は、記憶部１１０から蓄積されたＡＶファイルを読み出しながら、ＡＶファイルをある長さで区切ってＡＶストリームとする。そして、コンテナ生成部１２０は、このＡＶストリームをコンテナと呼ばれる形式に割り付ける。すなわち、コンテナ生成部１２０は、放送するストリームを記憶部１１０から読み出し、コンテナ単位に加工し出力する。

ＴＬＶコンテナは、例えば、図２のような形式で定義される。図２は本発明の実施の形態におけるＴＬＶコンテナ（以下、「コンテナ」と略記する）の構成を示す図である。コンテナは、先頭からヘッダ２１０（１ｂｙｔｅ）、タイプ２２０（１ｂｙｔｅ）、レングス２３０（２ｂｙｔｅ）、ペイロード２４０といった具合に割り当てられている。ペイロード２４０のペイロード長は、レングス２３０のフィールドで指定したｂｙｔｅ数を取ることができる。レングス２３０のフィールドは、２ｂｙｔｅである。したがって、レングス２３０によって、０から６５５３５ｂｙｔｅのペイロード長を指定できる。ペイロード長はすべてのコンテナで固定の値（固定長）でも、コンテナ毎に異なって（可変長）もかまわない。しかし、ここでは簡単のため、１５０８ｂｙｔｅの固定長として説明する。このとき、コンテナ全体の長さは１５０８＋１＋１＋２＝１５１２ｂｙｔｅとなる。

また、ペイロード２４０には先頭から８ｂｙｔｅにコンテナＩＤ２４１、残りの１５００ｂｙｔｅにＡＶストリーム２４２を割り付けるものとする。コンテナＩＤ２４１は、コンテナを識別するためのＩＤでありＡＶストリームの先頭の１５００ｂｙｔｅ分のデータが割付けられたコンテナのコンテナＩＤを０、次の１５００ｂｙｔｅ分のデータが割付けられたコンテナのコンテナＩＤを１、以下、２、３と順次割り当てていくものとする。

例えば、１０Ｍｂｙｔｅの情報量のＡＶファイルであれば、１５００ｂｙｔｅずつのＡＶストリームに区切ってコンテナ化していくと、１０Ｍ÷１５００＝６６６６．６６・・・となることから６６６７個のコンテナに割付けられることになり、コンテナＩＤは０〜６６６６まで使用される。ここで、コンテナＩＤが０のコンテナをコンテナ０、コンテナＩＤが１のコンテナをコンテナ１、以下同様にコンテナ２、コンテナ３、・・・、コンテナ６６６６と呼ぶ。なお、コンテナ６６６６に１０００ｂｙｔｅのＡＶストリーム２４２を割付けた時点でＡＶファイルをすべてＡＶストリームとして割付けを完了する。したがって、コンテナの固定長を維持するため、残りの５００ｂｙｔｅにはダミーデータ２４３を挿入して、コンテナ長が１５１２ｂｙｔｅとなるように調整する。

コンテナ生成部１２０でコンテナ化されたＡＶストリームのデータを、フレーム構成部１３０はフレーム信号と呼ばれるデータ構造に割付ける。すなわちフレーム構成部１３０は、コンテナが割付けられたフレーム信号を構成する。例えば、高度化ＩＳＤＢ−Ｓ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）伝送方式では、１フレームを１２０個のスロットと呼ばれる単位に分割して定義している。図３は本発明の実施の形態におけるフレーム構成の一例を示す図である。ここでは簡単のため、図３のように１フレームを５スロットとし、スロット長も５０００ｂｙｔｅの固定長とし、誤り訂正の単位も１スロット単位とする。１フレーム内の先頭のスロットをスロット１、以下スロット２、スロット３、スロット４、スロット５と呼ぶ。

フレーム構成部１３０では、このスロットに先頭から順にコンテナを割付けていく。１スロットの長さが５０００ｂｙｔｅなので、１スロットにおける１５１２ｂｙｔｅのコンテナ数は５０００÷１５１２＝３．３０６８・・・である。したがって、コンテナ０〜コンテナ２をスロット１に割付けると、スロット１の残りは５０００−１５１２×３＝４６４ｂｙｔｅとなる。ここにコンテナ３を先頭から割付け、スロット１の割付けを完了する。

次にコンテナ３の続きのｂｙｔｅから（４６５ｂｙｔｅ目から）スロット２に割付けていき、スロット５まででコンテナ１５までとコンテナ１６の途中までが割付けられ、ここでフレームの割付けを完了する。フレームに収まらなかったコンテナ１６のデータはフレームをまたいで、次のフレームのスロット１から割付けられる。

フレーム構成部１３０が構成したフレーム信号と、ＴＭＣＣ信号生成部１４０が生成した伝送多重制御信号（ＴＭＣＣ信号；Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）とは、共に変調部１５０へ送られる。そして、変調部１５０がフレーム信号とＴＭＣＣ信号と変調し、送信アンテナ１９２へ出力する。

送信アンテナ１９２に送られた変調信号は、例えば、放送衛星を介して各家庭へ放送される。受信側では、この信号を受信アンテナ５９４で受信し、受信装置５００へと伝送する。

次に、受信装置５００における、蓄積型放送信号の受信動作について説明する。受信エラー時の再受信動作については後述する。図４は本発明の実施の形態における受信装置５００の構成を示すブロック図である。本実施の形態における受信装置５００は、チューナ５１０と、主信号復号化部５２０と、ＴＭＣＣ信号復号化部５３０と、コンテナ処理部５４０と、蓄積部５５０と、ストリーム処理部５６０と、エラーマップ作成部５７０と、ネットワークアダプタ５８０と、再受信制御部５９０とを備える。

はじめに、チューナ５１０は、リモコン５９２などによる視聴者の選択に基づいて、所定のチャンネルを選局し、送信装置１００からの送信信号を、受信アンテナ５９４を介して受信する。

主信号復号化部５２０は、復調部５２１と誤り訂正部５２２とを含む。主信号復号化部５２０は、チューナ５１０から出力した信号を、図３で示されるフレーム信号に復元する。具体的には、復調部５２１は、チューナ５１０から出力した信号をデジタル復号し、主信号の部分を誤り訂正部５２２に出力する。また、復調部５２１は、ＴＭＣＣ信号の部分をＴＭＣＣ信号復号化部５３０に出力する。

誤り訂正部５２２は、復調部５２１で出力された主信号の誤り訂正を行い、フレーム信号に復号する。そして、誤り訂正部５２２は、フレーム信号と誤り訂正を行ったエラーフラグとをコンテナ処理部５４０とエラーマップ作成部５７０とにそれぞれ出力する。この際、誤り訂正部５２２は、エラーフラグと呼ばれる１ｂｉｔの識別信号をフレーム信号に同期させて出力する。エラーフラグは誤り訂正符号によって、完全に誤りが訂正された場合はエラー無しとして２進数の０を、誤りが残留した場合はエラー有りとして２進数の１を割り当てるものとする。

コンテナ処理部５４０は、誤り訂正部５２２で出力されたフレーム信号をコンテナ分離部５４１でコンテナ単位に切り出す処理を行い、コンテナの先頭を示す信号と共にデコンテナ化部５４２へ出力する。デコンテナ化部５４２は、フレーム信号に含まれるストリームを抽出するデコンテナ化処理を行う。デコンテナ化とは、コンテナ内のペイロードを抽出する処理で、ヘッダ２１０の情報とタイプ２２０の情報、およびレングス２３０の情報を用いて、ペイロード部分を抽出する。今回の例では、さらにペイロード部分からコンテナＩＤ２４１を取り除き、ストリームとしてのＡＶストリーム２４２を抽出する。なお、今回の例では、コンテナの先頭から１３ｂｙｔｅ目からがＡＶストリーム２４２となるので、１３ｂｙｔｅ目から１５１２ｂｙｔｅまでを蓄積部５５０へと出力する。

蓄積部５５０は、コンテナ処理部５４０からコンテナ単位で出力されるＡＶストリーム２４２を順次蓄積していく。このとき、コンテナ０のＡＶストリーム２４２から順次蓄積し、次のコンテナのＡＶストリーム２４２を一つ前のＡＶストリーム２４２の直後に結合していく。こうして、番組の最後のコンテナのＡＶストリーム２４２を結合し、蓄積すれば、番組のＡＶファイルとなり、蓄積が完了する。

ストリーム処理部５６０は、視聴者がリモコン５９２の操作で蓄積完了したコンテンツの中から特定のコンテンツを選択し、視聴を指示すると、蓄積部５５０に蓄積されたＡＶファイルの中から所望のＡＶファイルを読み出し、デコード処理を行い、ベースバンドの映像音声信号としてモニタおよびスピーカ（図示せず）へ出力する。

この一連の処理にて受信装置５００は、コンテンツを受信し、蓄積する。そして、受信装置５００は、視聴者の視聴要望に応じてコンテンツを再生する。しかし、一連の処理だけでは、受信時の天候不良などにより受信エラーが発生した際には、蓄積されるコンテンツに誤りデータが含まれる。その結果、視聴の際に映像にブロックノイズが発生するなどの不具合を生ずる。

本実施の形態における受信装置５００は受信エラー情報からエラーマップを作成し、送信装置１００へ通信路１９０を経由して転送する。このようにして、受信装置５００は、送信装置１００へ必要なデータの再送信を促す。そして、受信装置５００は、送信装置１００が送信する再送信情報をもって欠落情報を補完する。ここで、その動作について説明する。

前述のように、誤り訂正部５２２において受信信号の誤りを完全に訂正することが出来ないときには、受信エラーとしてエラーフラグとして１を付加して、エラーマップ作成部５７０へと出力される。図５は本発明の実施の形態における誤り訂正部５２２の出力信号の構成を示す図で、スロット２にエラーが残存した場合の誤り訂正部５２２の出力信号を示す。誤り訂正がスロット単位でなされるため、エラーフラグ信号はスロット単位で変化する。この例では、エラーフラグ信号は、スロット１では０、スロット２で１、スロット３で０となる。そして、エラーマップ作成部５７０は、図５に示す誤り訂正部５２２で出力されたエラーフラグを元にエラーマップを生成する。

図６は本発明の実施の形態におけるエラーマップの構成を示す図である。エラーマップは、ヘッダ７１０（８ｂｙｔｅ）、番組ＩＤ７２０（８ｂｙｔｅ）、エラーコンテナＩＤ７３０（ｎ×８ｂｙｔｅ）からなる。ヘッダ７１０は、エラーマップの始まりを特定する同期パターンと、例えば、受信装置５００を特定する受信装置ＩＤや受信された地域を示す情報などを含む。ここで、受信装置ＩＤは、例えばデジタル放送サービスで使用されるＢ−ＣＡＳカードのＩＤ番号を用いてもよい。また、受信装置ＩＤは、受信装置５００を特定できればよく、例えば受信装置５００に固有の製造番号などを用いてもよい。受信された地域を示す情報は、衛星放送サービスでは、例えば地域ごとに異なるビームを特定する固有の番号などを用いてもよい。また、地上波放送サービスでは、例えば地域識別コードなどを用いてもよい。

番組ＩＤ７２０は、どの番組（コンテンツ）に関するエラーマップであるかを識別するためのＩＤで、例えばデジタル放送サービスで用いられるイベントＩＤを用いてもよい。エラーコンテナＩＤ７３０は、図２のコンテナＩＤ２４１のうち、エラーの含まれるコンテナのコンテナＩＤ２４１のみを順に並べたものである。ここで、誤りのあるコンテナのコンテナＩＤ２４１を特定する方法を説明する。

図５の例であれば、エラーが含まれるコンテナはコンテナ３、コンテナ４、コンテナ５、コンテナ６になる。しかし、単純にコンテナ３〜コンテナ６のコンテナＩＤ部分を抽出すると、コンテナに含まれるビット誤りがコンテナＩＤに含まれていた場合に、エラーマップを作成する処理において不具合が生ずる。そこで、誤りを含むコンテナの前後のスロットのコンテナのコンテナＩＤからエラーが含まれるコンテナを推定する。まず、エラーが含まれるスロットの直前のスロット内で完結する最後のコンテナのコンテナＩＤ２４１を抽出する。

図５の例ではスロット２にエラーが含まれるのでエラーが含まれるスロットの直前のスロットはスロット１となり、そのスロット内で完結する最後のコンテナはコンテナ２となり、そのコンテナＩＤは２となる。次に、エラーが含まれるスロットの直後のスロット内で開始する最初のコンテナのコンテナＩＤ２４１を抽出する。図５の例では、エラーが含まれるスロットの直後のスロットはスロット３で、そのスロット内で開始する最初のコンテナはコンテナ７となり、そのコンテナＩＤ２４１は７となる。エラーが含まれるコンテナは際ほど抽出したコンテナＩＤの２と７の間のコンテナＩＤなので、３、４、５、６がエラーの含まれるコンテナのコンテナＩＤとなり、エラーマップは図７のようになる。図７は、本発明の実施の形態におけるエラーマップ作成部５７０に図５の信号を入力した時のエラーマップの構成を示す図である。

ネットワークアダプタ５８０は、エラーマップ作成部５７０で作成したエラーマップを、通信路１９０を経由して、送信装置１００に出力する。また、エラーマップは再受信時に利用するので蓄積部５５０に出力し、保存しておく。

次に、送信装置１００が受信装置５００から送信されるエラーマップを受信し、エラー情報を処理した上で、再送信を行う動作について説明する。

ネットワークアダプタ１６０は、通信路１９０を経由して複数の受信装置５００からのエラーマップを受信し、エラーマップ処理部１７０へ出力する。エラーマップ処理部１７０は、複数の受信装置５００から送られてくるエラーマップ情報を統計処理し、エラーマップテーブルを作成する。

ここで、エラーマップテーブルを作成する手順について図８のフローチャートを用いて説明する。図８は本発明の実施の形態におけるエラーマップテーブル作成のフローチャートである。

送信装置１００は、放送の開始と同時にエラーマップテーブル作成処理を開始し、該当番組の番組ＩＤを記憶し、エラーマップテーブルを記憶するメモリ領域を確保する（ステップＳ９０１）。図９は本発明の実施の形態におけるエラーマップテーブルの初期値の構成を示す図である。ここでは、番組ＩＤが５０１で送信の際に６６６７個のコンテナで送出した番組を例に取る。この場合、送信装置１００は、エラーマップテーブルの初期値として、図９に示すように番組ＩＤとして５０１を保存し、エラーマップテーブルとして０〜６６６６の各コンテナのエラー数の合計を保存するテーブルの初期テーブルを作成し、それらをメモリに保存する。エラー数の合計は初期値では０を保存しておく。

次に、エラーマップテーブルの作成を終了するかどうかの判断をおこなう。エラーマップテーブルの作成は一定時間経過したところで、受信装置５００からのエラーマップの受信を打ち切り、終了とする。ここでは放送終了から一定時間、例えば、１時間が経過したかどうかを確認する（ステップＳ９０２）。

ステップＳ９０２において一定時間が経過した場合は（ステップＳ９０２の「Ｙｅｓ」）、エラーマップテーブルの処理を終了する。また、ステップＳ９０２において、一定時間が経過していない場合は（ステップＳ９０２の「Ｎｏ」）、エラーマップ処理部１７０がデータを受信したかどうかの判定を行う（ステップＳ９０３）。

ステップＳ９０３においてデータを受信していれば（ステップＳ９０３の「Ｙｅｓ」）、受信したデータから番組ＩＤ部分を抜き出し、該当の番組に関するエラーマップデータであるかどうかを番組ＩＤが一致しているかどうかで判定する（ステップＳ９０４）。この処理において、すでにエラーマップテーブル作成を終了した番組や、他の送信装置（放送局）から送出された番組、または、不正なヘッダ７１０を持つなどの、無効なデータは廃棄され、該当の番組のデータのみを選択する。すなわち、番組ＩＤがステップＳ９０１の処理で保存したものと一致すれば有効なデータとする。

ステップＳ９０４において番組ＩＤが一致していれば（ステップＳ９０４の「Ｙｅｓ」）、データからエラーコンテナＩＤ部分を抽出し、エラーマップテーブルに追加していく（ステップＳ９０５）。具体的には抽出したエラーコンテナＩＤに該当するテーブルのエラー合計数に１を加算する。例えば、図１０に本発明の実施の形態における図７で示されるエラーコンテナを受信した後のエラーマップテーブルの構成を示す図を示す。この場合、エラーコンテナＩＤ３、４、５、６を受信することになるので、図１０のようにＴＬＶ ＩＤの３、４、５、６の値が０から１となる。そして、ステップＳ９０２に戻る。

また、ステップＳ９０３においてデータを受信していない場合（ステップＳ９０３の「Ｎｏ」）、ステップＳ９０４において番組ＩＤが一致していない場合は（ステップＳ９０４の「Ｎｏ」）、ステップＳ９０２に戻る。

この一連の動作をステップＳ９０２で一定時間経過を判定するまで繰り返すと、例えば図１１のようなエラーマップテーブルが完成する。図１１は本発明の本発明の実施の形態におけるエラーマップテーブルの構成を示す図である。

上記したように、再送信制御部１８０は、エラーマップテーブルを元に再送信するコンテナを決定し、エラーマップ処理部１７０が作成したエラーマップテーブルを元に再送信の制御を行う。再送信制御部１８０は、緊急度に応じて、再送信するための伝送路および再送信時間枠の選択を行う。選択する際の判断基準として、エラーマップテーブルで示されるエラー数の合計の値の最大値を利用する（図１１の例では４００３）。このエラー数の合計の値の最大値を用いて、受信エラーの発生規模を判定する。放送システムの規模に応じて閾値を設定しておき、エラー数の合計の値の最大値がある第１の閾値よりも大きければ大規模範囲での受信エラーと判断できる。また、エラー数の合計の値の最大値が第１の閾値よりも小さい第２の閾値よりも小さければ局地的な受信エラーと判断できる。エラー数の合計の値の最大値が第１の閾値と第２の閾値の間であれば中規模な受信エラーと判断できる。また、エラー数の合計の値の最大値が極小数である第３の閾値以下であれば、受信エラーはたとえば、受信アンテナ５９４の据付不良などの個別のエラーであると判断することも可能である。

例えば、図１２に本発明の本発明の実施の形態における受信エラーの規模を判断するための条件を示す。図１２では第１の閾値に３０００、第２の閾値に１０００、第３の閾値に１００であると判断する表である。図１１の例のように、ＴＬＶ ＩＤが２のエラー数の合計の最大値が４００３の場合はエラー数の合計の最大値が第１の閾値（３０００）以上に該当するため、大規模の範囲で受信エラーが発生していると判断する。また、ＴＬＶ ＩＤが１、３、４、５、６は第２の閾値よりも小さいので局地的な受信エラーと判断する。そして、その他のＴＬＶ ＩＤのときは第３の閾値以下である。

再送信制御部１８０はこの手順において推定した受信エラーの規模に応じて、再送信の緊急度を決定する。例えば、大規模エラーであれば緊急性が高く、中規模エラーであれば緊急性が低い、といったように決定する。

再送信制御部１８０は、次に、再送信に必要な時間を次の計算式にて算出する。まず、再送信するデータの量は再送信するコンテナのｂｙｔｅ数の総和となる。今回の例では、すべてのコンテナの長さを等しくしているので、再送信するコンテナの数×コンテナ長で算出できる。図１１の例では再送信するコンテナはＴＬＶ ＩＤが１、２、３、４、５、６、７のコンテナなので再送信するコンテナの数は７となる。コンテナ長が１５１２ｂｙｔｅであるから、再送信するデータの量は７×１５１２＝１０５８４ｂｙｔｅとなる。このデータの量を伝送容量で除算することで、転送に必要な時間を算出できる。ここでは簡単のため、高階層であれば１／２時間で、低階層であれば２時間で再送信可能であるとする。

図１３にある日の放送スケジュールの例を示す。図１３は本発明の実施の形態におけるある放送局での１４：００〜翌３：００までの放送スケジュールの一例の構成を示す図である。この例では、図１３に示すように高階層で放送サービスの本来の番組を伝送し、低階層でデータの再送信を行っている。高階層では翌１：００まで放送枠が埋まっており、低階層では１４：００〜１６：００および２０：００〜０：００までの再送信枠が埋まっている状態である。ここで、番組１の再送信を例に取ると、番組１は１４：００〜１６：００まで高階層にて蓄積型放送信号を伝送する。次に伝送終了した１６：００〜１７：００の間に受信装置５００からのエラーマップデータの受付処理を行い、エラーマップテーブルを作成する。

この作業により図１１のエラーマップテーブルが得られたとすると、図１２の条件から、再送信の緊急性が高いと判断される。高階層で再送信すれば１／２時間で再送信が完了するが、図１３の放送スケジュールによると、高階層の放送スケジュールは０:００まで埋まっており、空き１は深夜１：００となるため再送信が完了するのは１：３０となってしまう。一方、低階層では２時間で再送信が可能であるため、１７:００以降の低階層の空き帯域のうち、空き４と空き５が条件に合致する。そこで、空き４と空き５を用いて再送信を行うものと決定する。このようにして、再送信制御部１８０は、再送信するための伝送路（すなわち、低階層、あるいは高階層）および再送信時間枠の選択を行う。すなわち、エラー数の合計の値の最大値と、再送信データの高階層、低階層それぞれでの再送信時間を用いることで、本実施の形態における送信装置１００は、最適な再送信スケジュールを決定し帯域を有効に利用することが可能である。

次に、再送信制御部１８０は受信装置５００に決定した再送信スケジュールの通知を行う。受信装置５００への通知は、ＴＭＣＣ信号生成部１４０は、再送信制御部１８０からの再送信制御情報である再送信スケジュールをＴＭＣＣの拡張領域に割り当てて、ＴＭＣＣ信号で通知してもよい。また、ＴＭＣＣ信号生成部１４０は、再送信制御情報である再送信スケジュールを電子番組ガイドであるＥＰＧ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｇｕｉｄｅ）データやＥＣＧ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｇｕｉｄｅ）データとして通知してもよい。ここではＴＭＣＣ信号で通知するものとし、再送信制御部１８０は空き４と空き５で再送信するという再送信時間情報をＴＭＣＣ信号生成部１４０へ出力する。ＴＭＣＣ信号生成部１４０は番組ＩＤが５０１の番組の再送信を空き４と空き５で行うというスケジュール情報をＴＭＣＣの拡張領域に割り当てて変調部１５０へと出力する。

次に、再送信制御部１８０は番組ＩＤが５０１の番組の再送信を空き４と空き５で行うというスケジュール情報および低階層を用いて再送信するという情報をコンテナ生成部１２０へと出力する。コンテナ生成部１２０は再送信制御部１８０から送られた再送信情報を元に、空き４および空き５の時間になると、記憶部１１０から該当する番組ＩＤのエラーマップテーブルから再送信するべきコンテナを読み出し、フレーム構成部１３０へと出力する。フレーム構成部１３０では、高階層に番組３を割り付け、低階層に番組１の再送信コンテナを割り付ける。

図１４に本発明の実施の形態における再送信時のフレーム構成の一例を示す図、高階層に番組３を、低階層に番組１を割り付けたときのフレーム構成を示す。ここでは簡単のため、１フレームを５スロットとし、スロット１〜４に高階層を、スロット５に低階層を割り付けるものとする。そして、スロット１の先頭から番組３のコンテナ０、コンテナ１、コンテナ２と割り付けていき、スロット４までで、コンテナ１３の途中まで割り付ける。そして、スロット４に収まらなかったコンテナ１３のデータは、フレームをまたいで、次のフレームのスロット１から割付けられる。スロット５の先頭からは番組１の再送信コンテナが割り付けられる。再送信コンテナはコンテナ１〜７なので、スロット５の先頭からコンテナ１、２と割り付け、コンテナ４の途中までが割り付けられる。そして、スロット５に収まらなかったコンテナ４のデータは、フレームをまたいで、次のフレームのスロット５の先頭から割付けられる。

このように割り付けたフレームを変調部１５０から送信アンテナ１９２へ出力することで、送信装置１００は再送信処理を完了する。

次に、受信装置５００での再送信データの再受信動作について説明する。

受信装置５００は、ＴＭＣＣデコーダ５３２において、受信した信号から、再送信のスケジュール情報を抽出する。この例では、図１３の空き４と空き５、すなわち１７：００〜１９：００に低階層で再送信されるという情報を受信し、再受信制御部５９０へ出力する。

再受信制御部５９０は再受信に関する制御を行うブロックであり、以下のように動作する。はじめに、再受信制御部５９０は再送信のスケジュールを監視し、再送信時間（１７:００）になるとチューナ５１０に所定のチャンネルを選局させる信号を出力する。また、低階層を用いて再送信されるという情報をコンテナ処理部５４０に出力する。

再受信時においても、コンテナ処理部５４０で行うコンテナ分離、デコンテナ化処理の手順は通常受信と同様であるが、通常受信時は全コンテナが処理されるのに対して、再受信時には対象となるデータのみを処理される。具体的には、コンテナ分離部５４１は再送信データが低階層で送信されているので、図１４で示されるフレームのスロット５のみを対象にコンテナ分離処理を行い、デコンテナ化部５４２へ出力する。

デコンテナ化部５４２は、蓄積部５５０に保存されたエラーマップの中から、再受信制御部５９０から送られてきた番組ＩＤが一致するエラーマップを読み出す。そして、デコンテナ化部５４２は、コンテナ分離部５４１から入力されるコンテナのコンテナＩＤ２４１と、エラーマップに含まれるエラーマップＩＤが一致するコンテナのみをデコンテナ化する。そして、デコンテナ化部５４２は、ＡＶストリームを抽出し、蓄積部５５０の所定の位置に書き込む。このようにして、受信装置５００は、通常受信での受信エラーによるデータ欠落を補完する。今回の例では図７のエラーマップから、再受信の対象コンテナは、ＴＬＶ ＩＤが３、４、５、６のコンテナとなるので、再送信されたコンテナの中から、ＴＬＶ ＩＤが３、４、５、６のコンテナのみをデコンテナ化し、蓄積部５５０に保存する。

上記したように、本実施の形態における受信装置５００は、復調部５２１で出力されたＴＭＣＣ信号を復号するＴＭＣＣ信号復号化部５３０と、ＴＭＣＣ信号に再送信制御情報が入っているとき、コンテナ処理部５４０に対象であるコンテナをコンテナ処理させる再受信制御を行う再受信制御部５９０と、を備えている。

そして、本実施の形態における蓄積型放送サービスにおける受信エラーによる蓄積データの欠落を補完する伝送システム５０は、送信装置１００と、複数の受信装置５００と、を備えている。送信装置１００から送信された蓄積型放送ストリームが受信装置５００で受信エラーとなった場合、複数の受信装置５００はエラー情報を元にエラーマップを生成し、通信路１９０を経由して送信装置１００へ受信エラーのフィードバックを行う。また、複数の受信装置５００からのエラーマップのフィードバックを演算処理した結果を元に、送信装置１００は再送信スケジュールと再送信の伝送路を決定し、ストリームの再送信を行う。そして、複数の受信装置５００は、ストリームの再送信を受信し、欠落した情報を補完する。

以上のように、本実施の形態における受信装置５００及び伝送システム５０によれば、受信エラーが発生したとき、受信装置５００から送信装置１００に受信エラーのコンテナＩＤを連絡する。その結果、蓄積型放送サービスのメリットである、一斉配信のメリットを生かしつつ、受信エラーによる蓄積データの欠落を、放送帯域の消費を抑えながら効果的に補完することができる。

なお、本実施の形態において、受信装置５００が番組終了後に送信装置１００にエラーマップを送信し、送信装置１００が番組終了後の一定時間経過後にエラーコンテナの再送信を行うとした。しかし、番組の途中に受信装置５００からエラーマップテーブルを受信して、番組終了直後や番組中にエラーコンテナの再送信を行うとしても良い。その場合、受信装置５００が所定数のコンテナ数毎にエラーマップテーブルを作成し、送信装置１００が所定数のコンテナ単位でエラーコンテナの再送信を行う。

また、図６に示したエラーマップには、受信装置５００が設置された地域を識別できる情報を含むことができる。この場合、再送信制御部１８０が、受信エラーの発生した地域を特定することができる。再送信制御部１８０は、少なくとも、再送信制御部１８０の特定した受信エラーが発生した地域に対して、送信装置１００が所定数のコンテナ単位でエラーコンテナの再送信を行ってもよい。このようにすれば、特定の地域でのみ生じた受信エラーにも、本実施の形態の伝送システム５０は適用できる。したがって、マルチビーム型の衛星放送サービスの場合や地上波放送サービスの場合において、電波の有効利用や受信機の消費電力の低減に有効である。

本発明は、デジタル放送システム等に利用可能であり、特に蓄積型放送サービスのように多数の家庭に一斉配信したデータが受信エラーなどで欠落した際の補完技術として有用である。

５０ 伝送システム（デジタル放送伝送システム）
１００ 送信装置（デジタル放送送信装置）
１１０ 記憶部
１２０ コンテナ生成部
１３０ フレーム構成部
１４０ ＴＭＣＣ信号生成部
１５０ 変調部
１６０ ネットワークアダプタ
１７０ エラーマップ処理部
１８０ 再送信制御部
１９０ 通信路
１９２ 送信アンテナ
５００ 受信装置（デジタル放送受信装置）
５１０ チューナ
５２０ 主信号復号化部
５２１ 復調部
５２２ 誤り訂正部
５３０ ＴＭＣＣ信号復号化部
５３１ 誤り訂正部
５３２ ＴＭＣＣデコーダ
５４０ コンテナ処理部
５４１ コンテナ分離部
５４２ デコンテナ化部
５５０ 蓄積部
５６０ ストリーム処理部
５７０ エラーマップ作成部
５８０ ネットワークアダプタ
５９０ 再受信制御部
５９２ リモコン
５９４ 受信アンテナ

Claims (5)

1. 蓄積型放送サービスにおける受信エラーによる蓄積データの欠落を補完するデジタル放送送信装置であって、
   ストリームを蓄積する記憶部と、
   放送するストリームを前記記憶部から読み出し、コンテナ単位に加工し出力するコンテナ生成部と、
   前記コンテナが割付けられたフレーム信号を構成するフレーム構成部と、
   通信路を経由してデジタル放送受信装置から、誤りが含まれるコンテナを示すエラーマップ信号を受信するネットワークアダプタと、
   前記エラーマップ信号を演算処理してエラーマップテーブルを作成するエラーマップ処理部と、
   前記エラーマップテーブルを元に再送信するコンテナと、前記再送信するコンテナのデータ量と前記再送信するコンテナを再送信する伝送路の空き状況とから前記再送信するコンテナを送信するスケジュールと、を決定し、前記コンテナ生成部に前記再送信するコンテナを前記記憶部から読み出して生成させる制御を行う再送信制御部と、
   前記再送信制御部からの、前記再送信するコンテナを送信するスケジュールを含む再送信制御情報をＴＭＣＣ信号の拡張領域に割当てるＴＭＣＣ信号生成部と、
   前記フレーム構成部が構成した前記フレーム信号と、前記ＴＭＣＣ信号生成部が生成した前記ＴＭＣＣ信号とを変調する変調部と、
   を備えるデジタル放送送信装置。
2. 前記再送信制御部は、
   前記エラーマップテーブルから受信エラーの規模に応じた再送信の緊急度を決定し、
   前記緊急度に応じて前記再送信の伝送路を選択する請求項１に記載のデジタル放送送信装置。
3. 前記再送信制御部は、前記エラーマップテーブルを元に再送信する地域を特定し、
   少なくとも前記地域に対して、再送信する前記コンテナを送信する請求項１に記載のデジタル放送送信装置。
4. 蓄積型放送サービスにおける受信エラーによる蓄積データの欠落を補完するデジタル放送伝送システムであって、
   ストリームを蓄積する記憶部と、
   放送するストリームを前記記憶部から読み出し、コンテナ単位に加工し出力するコンテナ生成部と、
   前記コンテナが割付けられたフレーム信号を構成するフレーム構成部と、
   通信路を経由してデジタル放送受信装置からの、誤りが含まれるコンテナを示すエラーマップ信号を受信するネットワークアダプタと、
   前記エラーマップ信号を演算処理してエラーマップテーブルを作成するエラーマップ処理部と、
   前記エラーマップテーブルを元に再送信するコンテナと、前記再送信するコンテナのデータ量と前記再送信するコンテナを再送信する伝送路の空き状況とから前記再送信するコンテナを送信するスケジュールと、を決定し、前記コンテナ生成部に前記再送信するコンテナを前記記憶部から読み出して生成させる制御を行う再送信制御部と、
   前記再送信制御部からの、前記再送信するコンテナを送信するスケジュールを含む再送信制御情報をＴＭＣＣ信号の拡張領域に割当てるＴＭＣＣ信号生成部と、
   前記フレーム構成部が構成した前記フレーム信号と、前記ＴＭＣＣ信号生成部が生成した前記ＴＭＣＣ信号とを変調し、送信アンテナへ出力する変調部と、
   を備えるデジタル放送送信装置と、
   前記デジタル放送送信装置からの送信信号を受信するチューナと、
   前記チューナが出力した信号を復号し、主信号とＴＭＣＣ信号を出力する復調部と、
   前記復調部で出力された主信号の誤り訂正を行ってフレーム信号に復号し、フレーム信号と誤り訂正を行ったエラーフラグとを出力する誤り訂正部と、
   前記誤り訂正部で出力されたフレーム信号をコンテナ単位に切り出してデコンテナ化することでストリームを抽出するコンテナ処理部と、
   前記コンテナ処理部からコンテナ単位で出力されるストリームを順次蓄積する蓄積部と、
   前記誤り訂正部で出力されたエラーフラグを元に誤りが含まれるコンテナを示すエラーマップを作成するエラーマップ作成部と、
   前記エラーマップ作成部で作成したエラーマップを、通信路を経由して出力するネットワークアダプタと、
   前記復調部で出力された前記ＴＭＣＣ信号を復号するＴＭＣＣ信号復号化部と、
   前記ＴＭＣＣ信号に再送信するコンテナを送信するスケジュールを含む再送信制御情報が入っているとき、前記コンテナ処理部に対象であるコンテナをコンテナ処理させる再受信制御を行う再受信制御部と、
   を備えるデジタル放送受信装置と、
   を有するデジタル放送伝送システム。
5. ストリームを蓄積するステップと、
   放送するストリームを前記蓄積したストリームから読み出し、コンテナ単位に生成するステップと、
   前記コンテナが割付けられたフレーム信号を構成するステップと、
   通信路を経由してデジタル放送受信装置から、誤りが含まれるコンテナを示すエラーマップ信号を受信するステップと、
   前記エラーマップ信号を演算処理してエラーマップテーブルを作成するステップと、
   前記エラーマップテーブルを元に再送信するコンテナと、前記再送信するコンテナのデータ量と前記再送信するコンテナを再送信する伝送路の空き状況とから前記再送信するコンテナを送信するスケジュールと、を決定し、前記再送信するコンテナを読み出してコンテナ単位に生成させる制御を行うステップと、
   前記再送信するコンテナを送信するスケジュールを含む再送信制御情報をＴＭＣＣ信号の拡張領域に割当てるステップと、
   前記フレーム信号と前記ＴＭＣＣ信号とを変調するステップと、
   を備える蓄積型放送サービスにおける受信エラーによる蓄積データの欠落を補完するデジタル放送送信装置での方法。

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