JP5673982B2 - 同期信号発生装置、同期信号発生方法、及びデジタル放送システム - Google Patents

Description

本発明は、地上デジタルテレビジョン放送において、ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報をＴＳパケット形式に変換し、ＤＶＢ−ＡＳＩ信号として伝送するＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期信号発生装置、ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期信号発生方法、及び該装置を利用したデジタル放送システムに関する。

現在、日本における地上デジタルテレビジョン放送の伝送システムでは、ＡＲＩＢ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ａｎｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓｅｓ）で標準規格として定められたＩＳＤＢ−Ｔ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ｆｏｒ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）と呼ばれる方式が採用されている。この標準規格によって、伝送方式、符号化方式、受信機方式等の各種方式が規定されている。
ＩＳＤＢ−Ｔ方式においては、ＭＰＥＧ２規格で規定されたＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）に、誤り訂正符号化、インターリーブ符号化、デジタル変調等の信号処理が施された放送信号が、ＯＦＤＭ変調されて送信されるようになっている。ＴＳ方式は伝送ビットレートが固定の通信路で用いられる方式であり、１８８バイトの固定長のＴＳパケットが複数個集まって構成される。
ＩＳＤＢ−Ｔ方式では、１３セグメント分の伝送帯域で伝送を行う。また、ＩＳＤＢ−Ｔ方式における時間領域では、２０４個のＯＦＤＭシンボルで１フレームを構成し、フレーム単位で、ＴＳの伝送やエネルギ拡散処理が行われる。また、ＩＳＤＢ−Ｔ方式では、伝送特性が異なる複数の階層を同時に伝送する階層伝送が可能である。各階層は、１つ又は複数のＯＦＤＭセグメントにより構成され、階層毎にキャリア変調方式、内符号の符号化率、時間インターリーブ長等のパラメータを指定することが可能である。
このような階層に関する情報やフレーム同期信号は、伝送制御信号（ＴＭＣＣ）によって伝送される。ＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）は、各シンボルの１ブロック毎に挿入される。即ち、ＴＭＣＣ用に各ブロックの１キャリアが割り当てられ、１シンボル中にＢＰＳＫ変調による１ビットのＴＭＣＣ情報が含まれる。従って、各ブロックにおいて１フレーム毎に２０４ビットのＴＭＣＣ情報が伝送されることになる。ＴＭＣＣ情報は、システム識別、伝送パラメータ切り換え指数、緊急警報放送用起動フラグ、カレント情報、ネクスト情報等、受信機の復調と複合動作を補助する情報である。

特開２００８−９９２６３号公報 特開２００９−１４７８５５号公報

「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式」、社団法人電波産業会、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３１、平成２３年３月２８日、２．０版

ところで、デジタル放送受信装置において、実際の受信制御データとチャンネルの制御情報の複数のリファレンスデータとの相関値を用いて高速なフレーム同期制御を行う技術が提案されている（特許文献１）。
また、異なるクロックドメインにある複数のＴＳを時分割多重伝送し、複数の放送方式に従った変調方式で再変調する放送システムにおいて、各放送方式のクロックを再生するために必要なＰＬＬ回路の数を低減し、回路規模を小さくする技術が提案されている（特許文献２）。
このようなＩＳＤＢ−Ｔ方式を採用する装置において、現用系／予備系など複数の多重化装置を設けてフレーム位相をそろえる場合、各多重化装置に基準となるフレーム同期信号を入力する必要がある。
しかしながら、従来のＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期信号発生装置では、ＩＳＤＢ−Ｔ同期情報を重畳したデータ信号、及び、クロック信号からＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期信号が構成されており、市場の標準分配器にてＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期信号を分配できないという課題があった。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報をＴＳパケット化処理することにより、標準分配器にて容易に分配できることを見出し、この知見に基づく発明を完成するに至った。
この発明の実施の形態は、ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報をＴＳパケット形式に変換して伝送することのできる技術を提供することを目的とする。

上述の課題に鑑み、本発明の一態様は、外部クロック信号に同期した伝送クロック信号を生成する伝送クロック生成部と、上記伝送クロック信号と外部からのＴＭＣＣ情報に応じて、フレームカウンタ値を出力するフレームカウンタと、上記フレームカウンタ値と上記ＴＭＣＣ情報に応じて、フレーム同期情報を生成するフレーム同期情報生成部と、上記フレーム同期情報をＴＳパケット化するＴＳパケット化部と、を備える同期信号発生装置に関する。
また、本発明の他の形態は、外部クロック信号に同期した伝送クロック信号を生成し、上記伝送クロック信号と外部からのＴＭＣＣ情報に応じてフレームカウンタ値を出力し、上記フレームカウンタ値と上記ＴＭＣＣ情報に応じてフレーム同期情報を生成し、上記フレーム同期情報をＴＳパケット化する同期信号発生方法に関する。

本発明の実施形態によると、ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報をＴＳパケット形式に変換し、ＤＶＢ−ＡＳＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｓｅｒｉａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）信号として伝送するため、ＤＶＢ−ＡＳＩ規格に準拠した分配器があれば容易に信号の分配が可能となる。
また、ＴＳ（トランスポートストリーム）パケット形式にてＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期信号を伝送するため、データ信号の重畳方式に比べ、拡張性に優れていることや、従来装置にて必要であったクロック信号が不要となるため、ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期信号の耐ノイズ性能の向上にもつながる。
本発明の更なる利点及び実施形態を、記述と図面を用いて下記に詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態による同期信号発生装置の構成を示す機能ブロック図である。
図２は、本発明の実施形態による各種信号のタイミングチャートを示す図である。
図３は、本発明の実施形態によるＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報を説明するための図である。
図４は、本発明の実施形態によるデジタル放送システムの概略構成を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態による同期信号発生装置の概略構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、本実施形態による同期信号発生装置は、伝送クロック生成部１０、ＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ２０、ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報生成部３０、ＴＳパケット化部４０を備えている。
本実施の形態による同期信号発生装置は、各種信号からＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報を生成し、その同期情報をＴＳパケット化するといったデジタル放送システムにおけるフレーム同期情報の生成に関する処理を行う。本実施形態において、ＴＳとは、音声信号や映像信号などが符号化、及びパケット化されたものであり、具体的には、複数のＴＳパケット単位で構成され、各ＴＳパケットは、符号化された音声信号、映像信号、データ放送及び電子番組表などのパケットで構成されている。また、ＤＶＢ−ＡＳＩとは、欧州のデジタル放送標準化団体の標準映像インターフェースであって、ＭＰＥＧ２−ＴＳを伝送する非同期系のインターフェースをいう。
以下、本実施の形態による同期信号発生装置を構成する各構成要素について説明する。
伝送クロック生成部１０は、外部から同期信号発生装置に入力される外部クロック信号ＣＬＫ１に同期した伝送クロック信号ＣＬＫ２を生成し、ＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ２０に出力する。
ＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ２０は、設定されたＴＭＣＣ情報Ｔ１に含まれるモード情報Ｍ１、ガードインターバル情報Ｇ１に基づいて、一のＩＳＤＢ−Ｔフレーム時間を算出し、さらに入力された伝送クロック信号ＣＬＫ２を使用してカウントアップを行い、その結果に応じたＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ値Ｃ１をＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報生成部３０に出力する。
ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報生成部３０は、入力されたＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ値Ｃ１とＴＭＣＣ情報Ｔ１からＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報Ｉ１を生成し、ＴＳパケット化部４０に出力する。
ＴＳパケット化部４０は、入力されたＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報Ｉ１をＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１の規格に従ってＴＳパケット化処理し、ＴＳパケット化されたＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期信号Ｓ１を出力する。
次に、本発明の実施形態による同期信号発生装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１の伝送クロック生成部１０について、図１の機能ブロック図を用いて説明する。伝送クロック生成部１０は、ＰＬＬ回路を含み、装置外部から入力される外部クロック信号ＣＬＫ１に同期した伝送クロックＣＬＫ２を生成し、ＩＳＤＢ−Ｔフレーム周期生成部２０に出力する。
図１のＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ２０について、図１の機能ブロック図及び図２のタイミングチャートを用いて説明する。ＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ２０は、伝送クロック信号ＣＬＫ２に応じて動作するカウンタであり、そのＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ値Ｃ１をＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報生成部３０に出力する。図２に示すように、ＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ２０の最大値Ｘは、入力されたＴＭＣＣ情報Ｔ１に含まれるモード情報Ｍ１、ガードインターバル情報Ｇ１に基づいて、１ＩＳＤＢ−Ｔフレーム時間Ｔを算出し、そのＴ時間に相当するＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ値となる。
図１のＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報生成部３０について、図１の機能ブロック図及び図３に示される表（フレーム同期情報Ｉ１の構成）を用いて説明する。ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報生成部３０は、入力されたＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ値Ｃ１とＴＭＣＣ情報Ｔ１から、表に示すＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報Ｉ１を抽出し、ＴＳパケット化部４０に出力する。図３の表で示されるＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ値Ｃ１は、ＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ２０から入力された値をそのまま出力したものである。また、モード情報Ｍ１とガードインターバル情報Ｇ１は、ＴＭＣＣ情報Ｔ１に含まれている値を抽出して出力する。上記以外のパラメータの決定方法について以下に示す。
ＴＭＣＣ切替トリガ情報ＴＲ１は、ＴＭＣＣ情報Ｔ１をチェックし、変更があった場合にａｃｔｉｖｅとなる。モード／ガードインターバル切替トリガ情報ＴＲ２は、モード情報Ｍ１又はガードインターバル情報Ｇ１をチェックし、変更があった場合にａｃｔｉｖｅとなる。また、モード／ガードインターバル情報切替時のカウントダウン情報Ｄ１は、モード情報Ｍ１、ガードインターバル情報Ｇ１に変更があった場合にカウントダウンを開始し、ＩＳＤＢ−Ｔフレーム単位で１１１１からデクリメントを行い、００００までカウント後、１１１１にクリアする。ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期識別情報ＩＤ１には、ｗ０フレーム＝００１１０１０１１１１０１１１０とそれをビット反転したｗ１フレーム＝１１００１０１００００１０００１の２種類あり、フレーム毎にｗ０とｗ１が交互に送出される。ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期識別情報ＩＤ１は、ＴＭＣＣ信号の同期とＯＦＤＭのフレーム同期を確立するために用いられる。
図１のＴＳパケット化部４０について、図１のブロック図及び図３の表を用いて説明する。ＴＳパケット化部４０は、入力されたＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報Ｉ１をＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１の規格に従ってＴＳパケット化処理し、ＴＳパケット化されたＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期信号Ｓ１を出力する。即ち、出力されるＩＳＤＢ−Ｔ同期信号Ｓ１は、ＤＶＢ−ＡＳＩ規格に準拠したフォーマットで生成されたＴＳパケット構造となる。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、単体の装置に適用しても良い。本発明の機能を実現するための同期信号発生方法も本発明の範疇に含まれる。
図４は、多重化系統のデジタル放送システムの概略を示す。このデジタル放送システムは上述した実施形態に含まれる同期信号発生装置を搭載し、現用系６０と予備系７０の多重化系統のシステムにおいて、同期信号発生装置のＴＳパケット化部４０から出力されたフレーム同期信号を分配器５０により分配するデジタル放送システムも、本発明の範疇に含まれる。ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報は同期信号発生装置でＴＳパケット形式に変換され、ＤＶＢ−ＡＳＩ信号として分配器５０に入力されるため、簡易な分配器で容易に分配可能となる。
本発明は、その趣旨または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求項の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求項の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。
この出願は、２０１１年９月２０日に出願された日本出願特願第２０１１−２０４７７２号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。

１０ 伝送クロック生成部
２０ ＩＳＤＢ−Ｔフレームカウンタ
３０ ＩＳＤＢ−Ｔフレーム同期情報生成部
４０ ＴＳパケット化部
５０ 分配器
６０ 現用系
７０ 予備系

Claims (5)

1. 外部クロック信号に同期した伝送クロック信号を生成する伝送クロック生成部と、
   前記伝送クロック信号と外部からのＴＭＣＣ情報に応じて、フレームカウンタ値を出力するフレームカウンタと、
   前記フレームカウンタ値と前記ＴＭＣＣ情報に応じて、フレーム同期情報を生成するフレーム同期情報生成部と、
   前記フレーム同期情報をＴＳパケット化するＴＳパケット化部と、を備えることを特徴とする同期信号発生装置。
2. 前記フレームカウンタ値の最大値は、前記ＴＭＣＣ情報に含まれるモード情報とガードインターバル情報から算出されるフレーム時間に相当するフレームカウンタ値となることを特徴とする請求項１に記載の同期信号発生装置。
3. 前記ＴＳパケット化されたフレーム同期情報は、ＤＶＢ−ＡＳＩ規格に準拠したフォーマットで生成されたＴＳパケット構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の同期信号発生装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の同期信号発生装置を含み、現用系と予備系の多重化系統で切り換え可能に構成されたＩＳＤＢ−Ｔ方式を採用するデジタル放送システムであって、
   前記切り換え可能に構成された前記現用系と予備系に対して、前記パケット化されたフレーム同期情報を分配する分配器を備えることを特徴とするデジタル放送システム。
5. 外部クロック信号に同期した伝送クロック信号を生成し、前記伝送クロック信号と外部からのＴＭＣＣ情報に応じてフレームカウンタ値を出力し、前記フレームカウンタ値と前記ＴＭＣＣ情報に応じてフレーム同期情報を生成し、前記フレーム同期情報をＴＳパケット化することを特徴とする同期信号発生方法。

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