JP6008108B2

JP6008108B2 - 送受信装置およびデスクランブルシステム

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Publication number: JP6008108B2
Application number: JP2012210412A
Authority: JP
Inventors: 白須賀　恵一; 恵一白須賀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-09-25
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Description

本発明は、伝送路を介してＭＰＥＧ２−ＴＳ（ＴｒａｎｓｐｏｒｔＳｔｒｅａｍ）パケットを送受信するパケット送受信装置に関する。

デジタル放送では、映像、音声を多重化するためのデータ形式として、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが採用されている。このＭＰＥＧ２−ＴＳパケット（以下、ＴＳパケット）には、デジタル放送受信機において放送局側のクロックを再生するためにＰＣＲ（ＰｒｏｇｒａｍＣｌｏｃｋＲｅｆｅｒｅｎｃｅ）が付加されている。一方、デジタル放送受信機は、デコーダ等の動作クロックの基準となるシステムクロックの周波数を電圧値により制御できるＶＣＸＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｅｄＣｒｙｓｔａｌＯｃｉｌｌａｔｏｒ）と、このシステムクロックをカウントするＳＴＣ（ＳｙｓｔｅｍＴｉｍｅＣｌｏｃｋ）とを搭載している。

デジタル放送受信機では、現在受信したＰＣＲと一つ前に受信したＰＣＲとの差分値と、その間にＳＴＣがカウントしたシステムクロックのカウント値とを比較し、受信機側のシステムクロック周波数が放送局側のクロック周波数よりも高い場合には受信機側のシステムクロック周波数が低くなるように、受信機のシステムクロック周波数が送信側のクロック周波数よりも低い場合には受信機側のシステムクロック周波数が高くなるように、受信機のＶＣＸＯの発振周波数を制御する。このように、デジタル放送受信機には放送局側のシステムクロックと受信機側のシステムクロックを同期させるしくみがあり、受信機での映像、音声のデコードのタイミングと放送局でエンコードされた映像、音声のタイミングとを同期させることができる。

一方、ジッタが発生する伝送路を介して放送局から受信機にＴＳパケットを伝送する場合は、ジッタにより受信機で受け取ったＴＳパケットの時間間隔が放送局から送出された直後のＴＳパケットの時間間隔と異なってしまう。その結果、受信機でＴＳパケットからＰＣＲを抽出するタイミングが放送局の意図したタイミングと異なってしまい、放送局側のシステムクロックと受信機側のシステムクロックとが正しく同期することができないという問題が生じる。なお、伝送路上を経由したパケットが受信側に到着するまでの伝送遅延時間が、長くなったり、短くなったりして一定時間でなくなる。このずれ量をジッタという。

このような問題に対して、従来のＴＳパケット送受信装置では、放送局側と受信機側とにそれぞれＧＰＳ信号から生成した２７ＭＨｚのクロックを供給する仕組みを付与し、このクロックを放送局側と受信機側とのそれぞれのＴＴＳカウンタ部でカウントしてＴＴＳカウンタ値とし、放送局側ではＴＴＳカウンタ値をＴＳパケットにタイムスタンプとして付加し伝送路に出力する方法が取られている。このようにすることで、受信機側では放送局側から送られてきたＴＳパケットを受信バッファに格納すると共にこのＴＳパケットに付加されたタイムスタンプ（ＴＴＳカウンタ値）を抽出し、この抽出したタイムスタンプ（ＴＴＳカウンタ値）と受信機側のＴＴＳカウンタ部にカウントされているタイムスタンプ（ＴＴＳカウンタ値）とを比較して、受信バッファからＴＳパケットを出力するタイミングを制御している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−３３３２６号公報（段落００１３〜００１６、図１）

しかしながら、従来のＴＳパケット送受信装置では、放送局側と受信機側とにそれぞれＧＰＳ信号から生成した２７ＭＨｚのクロックを供給する仕組みを搭載する必要があること、放送局側で送信するＴＳパケットにタイムスタンプを付加する必要があるため放送局側にタイムスタンプ付加手段が必要であること、受信機側で受信したＴＳパケットからタイムスタンプを抽出し、この抽出したタイムスタンプと受信機側のＴＴＳカウンタ部にカウントされているタイムスタンプとを比較する必要があるため受信機側にタイムスタンプ抽出・比較手段が必要であることから、装置が複雑になるという課題があった。

この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、ジッタが発生する伝送路を介してＴＳパケットを送受信する際に、伝送路に出力するＴＳパケットにタイムスタンプを付加せずに伝送路に出力し、伝送路で発生したジッタの影響を除去することができる簡易な構成のパケット送受信装置を得るものである。

この発明に係る送受信装置は、放送信号を復調して得られたＴＳパケットのデータに基づく信号を送信する送信手段及び該送信手段から送信された信号に対して特定の処理がなされた後の信号を受信する受信手段を有する送受信装置であって、前記送信手段は、前記データを含んで構成されるＴＳデータ、前記データの開始位置を示すＴＳ同期信号、前記データの有効区間を示すＴＳ有効信号、及び、前記ＴＳデータの伝送用クロックであるＴＳクロックの各信号を出力する復調部と、該復調部から出力された前記ＴＳデータを、伝送路を介して前記特定の処理を行う特定処理部に送出する送出部と、を備え、前記受信手段は、前記特定処理部で前記特定の処理がなされたＴＳデータを、前記伝送路を介して受信する受信部と、該受信部で受信され、前記特定の処理がなされたＴＳデータを記憶する受信バッファ部と、を備え、更に、前記受信バッファ部に記憶された前記特定の処理がなされたＴＳデータが予め定められた第一のデータ量以上存在する場合に、前記復調部から出力された前記ＴＳ同期信号に同期したタイミング信号を生成し、該タイミング信号に基づき、前記特定の処理がなされたＴＳデータを前記受信バッファ部から前記ＴＳ同期信号に同期して読み出す制御部を備えたものである。

この発明は、ジッタが発生する伝送路を介したパケット送受信装置において、放送局側と受信機側とにそれぞれＧＰＳ信号から生成したクロックを供給する仕組みや、放送局側で送信するＴＳパケットにタイムスタンプを付加する手段や、受信機側で受信したＴＳパケットからタイムスタンプを抽出し、この抽出したタイムスタンプと受信機側のＴＴＳカウンタ部にカウントされているタイムスタンプとを比較する手段が不要となり、簡易な構成により伝送路で発生したジッタの影響を除去することができる。

この発明の実施の形態１に係るパケット送受信装置およびデスクランブルシステムの構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係るＴＳパケット信号形式を示す図である。この発明の実施の形態１の受信バッファ読み出し制御部の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１におけるジッタの影響の除去を説明する説明図である。この発明の実施の形態２の受信バッファ読み出し制御部の動作をしめすフローチャートである。この発明の実施の形態２の受信バッファ部に一次記憶されたＴＳデータ量の時間変化の推移を示した図である。

実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１におけるパケット送受信装置をデスクランブルシステムに適用した際のシステム構成を示すブロック図である。本実施の形態におけるデスクランブルシステムは、パケット送受信装置１００、デスクランブル装置１２０およびＢ／Ｅ部（バックエンド部）１３０で構成されている。パケット送受信装置１００とデスクランブル装置１２０とはジッタが発生するＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）の伝送路１１０で接続されている。その伝送路の伝送モードは、例えば最優先のパケット転送が可能なアイソクロナス転送モードである。なお、伝送路１１０は、ＵＳＢ以外にＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ＬＡＮ等の有線、無線のネットワークであってもよい。

パケット送受信装置１００は、送信手段としての送信部１０１と受信手段としての受信部１０６とで構成されている。送信部１０１は、チューナ１０２と、復調部１０３と、送信バッファ部１０４と、パケット送信部１０５とで構成されている。受信部１０６は、パケット受信部１０７と、受信バッファ部１０８と、受信バッファ読み出し制御部１０９とで構成されている。

デスクランブル装置１２０は、パケット受信部１２１と、受信バッファ部１２２と、限定受信モジュール部１２３と、送信バッファ部１２４と、パケット送出部１２５とで構成されている。

Ｂ／Ｅ部１３０は、Ｄｅｍｕｘ部１３２と、ＰＣＲリカバリ部１３１と、デコード部１３３とで構成されている。

次に、本実施の形態におけるデスクランブルシステムの動作について説明する。

チューナ部１０２は、ＲＦ入力信号１１を受信すると、このＲＦ入力信号１１から選局を行い、所望のＲＦ信号１２を復調部１０３に伝送する。復調部１０３は、ＲＦ信号１２を復調してＴＳパケットを出力する。図２は、本実施の形態に用いられるＴＳパケットの信号形式である。図２に示すように、本実施の形態におけるＴＳパケットは、ＴＳパケット、ＴＳ同期信号、ＴＳ有効信号、ＴＳクロックの各信号形式で伝送される。この形式で伝送されるＴＳパケットは、図１にＴＳ＿Ａ、ＴＳ＿Ｆ、ＴＳ＿Ｃ、ＴＳ＿Ｄで示した伝送位置でのＴＳパケットである。但しＴＳ＿Ａ、ＴＳ＿Ｆで示した伝送位置では、ＴＳクロック信号ライン１３とＴＳ同期信号ライン１４とは別ラインで記載しており、例えば、ＴＳ＿Ａで示した伝送位置のＴＳクロック信号ライン１３は、復調部１０３から送信バッファ部１０４、受信バッファ部１０８、受信バッファ読み出し制御部１０９およびＤｅｍｕｘ部１３２に出力されている信号ラインとなる。

図２に示すように、ＴＳパケットは、１パケットが１８８バイトのＴＳパケットをひとかたまりとしており、ＴＳ有効信号は、ＴＳパケットの有効期間をＨｉｇｈとして示す信号である。また、ＴＳ同期信号は、ＴＳパケットの先頭バイトを示す位置をアクティブ（Ｈｉｇｈ）として示す信号である。また、ＴＳクロックは、ＴＳ伝送用クロックであり、ＴＳデータ無効期間も含めて一定周波数の信号である。したがって、ＴＳ有効信号の中にＴＳパケット無効期間がある場合は、ＴＳクロックの周波数はＴＳデータのデータレート（ＴＳパケットレート）よりも少し高い周波数となる。ＴＳデータは８ビットのパラレルデータ或いは１ビットのシリアルデータいずれであってもよい。なお復調部１０３が出力するＴＳデータレート、ＴＳクロック周波数は受信する信号の変調パラメータ毎に一定値となる。

復調部１０３から出力されるＴＳパケットはスクランブルされており、これをデスクランブルするためには、デスクランブル装置１２０内の限定受信モジュール１２３に伝送路１１０経由でＴＳパケットを転送する必要がある。伝送路１１０にスクランブルされているＴＳパケットを出力するために、送信部１０１は次のような動作を行う。

送信バッファ部１０４は、このスクランブルされたＴＳパケットを一次記憶し、この一次記憶されたＴＳパケットをパケット送出部１０５へ送る。パケット送出部１０５は、送信バッファ部１０４に伝送路１１０に出力する１データ単位分のデータが一次記憶されたのを確認し、伝送路１１０に１データ単位のデータ（ＴＳ＿Ｂ）を出力する。ここで１データ単位のデータ（ＴＳ＿Ｂ）はＴＳパケット単位とは異なり、例えば、伝送路上の平均転送効率を上げるために、数キロバイト単位の複数のＴＳパケットを一塊とするようなデータ単位である。

伝送路１１０は、ＵＳＢであり、例えばアイソクロナス転送モードで伝送されている。伝送路１１０に出力されたＴＳ＿Ｂは、デスクランブル装置１２０内のパケット受信部１２１を経由して受信バッファ部１２２に一次記憶され、この受信バッファ部１２２から限定受信モジュール部１２３にＴＳ＿Ｃが出力される。限定受信モジュール部１２３ではＴＳ＿Ｃがデスクランブルされ、デスクランブルされたＴＳ＿Ｄが送信バッファ部１２４に一次記憶される。この際ＴＳ＿Ｃ、ＴＳ＿Ｄの伝送クロック周波数は、想定されるＴＳクロック周波数よりも少し高い周波数である。送信バッファ部１２４で一次記憶されたＴＳ＿Ｄはパケット送出部１２５経由でＵＳＢ等の伝送路１１０経由でパケット送受信装置１００へ出力される（ＴＳ＿Ｅ）。この伝送路１１０上の転送単位はＴＳパケット単位ではなく伝送路１１０上のデータ転送単位となる。ここで、伝送路１１０上で転送を行うと、ジッタの影響を受けるので、ＴＳ＿Ｂ、ＴＳ＿Ｃ、ＴＳ＿ＤおよびＴＳ＿Ｅでは、ＴＳ＿ＡにおけるＴＳパケット間隔とは異なる間隔となっている。

伝送路１１０に出力されたデスクランブルされたＴＳ＿Ｅは、パケット送受信装置１００内のパケット受信部１０７に入力され、受信バッファ部１０８に一次記憶される。受信バッファ部１０８は、受信バッファ読み出し制御部１０９から受信するＴＳパケット読み出しタイミング信号により、１ＴＳパケットを出力する。ここで、このＴＳパケット読み出しタイミング信号は、復調部１０３からのＴＳ同期信号に同期した信号である。受信バッファ読み出し制御部１０９は、ジッタの影響を除去するために受信バッファ部１０８からＴＳパケットを読み出すタイミングを制御する。次に、受信バッファ読み出し制御部１０９におけるＴＳパケット読み出し制御処理について説明する。

図３は、本実施の形態における受信バッファ読み出し制御部１０９の動作を示すフローチャートである。

まず、受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量（バイト量）が第１の所定データ量以上存在するか確認する（Ｓ３０１）。ここで第１の所定データ量は、受信バッファ部１０８からＴＳデータが出力できる最低限一次記憶すべきデータ量、例えば１ＴＳパケット長の１８８バイトである。あるいは、第１の所定データ量は、バッファ遅延を小さくするために１バイト以上としてもよい。受信バッファ読み出し制御部１０９は、この第１の所定データ量以上のデータが存在しない場合は、Ｓ３０１でその条件が成立するまで待ち、その条件が成立したらＳ３０２へ進む。

次に、受信バッファ読み出し制御部１０９は、復調部１０３から出力されるＴＳ同期信号がアクティブ（Ｈｉｇｈ）になるのを待つ（Ｓ３０２）。受信バッファ読み出し制御部１０９は、ＴＳ同期信号がアクティブになるのを検出したら、ＴＳパケット読み出しタイミング信号を受信バッファ部１０８に通知して、受信バッファ部１０８からＴＳパケット読み出しタイミング信号に同期して１つのＴＳパケットを読み出す（Ｓ３０３）。１つのＴＳパケット、ＴＳ同期信号およびＴＳ有効信号は、受信バッファ部１０８から読み出されるＴＳパケットの先頭バイトでＴＳ同期信号が有効となるように制御され、図２に示す形式のＴＳデータでＢ／Ｅ部１３０に送信される。受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８から１つのＴＳパケットの読み出しを終了したら、次のＴＳパケットを読み出すタイミング制御を行うステップ（Ｓ３０１）に戻る。

このように読み出し制御を行うことで、受信バッファ部１０８からＢ／Ｅ部１３０に出力されるあるＴＳパケットの先頭から次のＴＳパケットの先頭までの間隔が、復調部１０３からのＴＳ同期信号の間隔と同一になるため、伝送路１１０など発生したでジッタの影響を除去することができる。

Ｂ／Ｅ部１３０に入力されたＴＳデータ（ＴＳ＿Ｆ）は、Ｄｅｍｕｘ部１３２に入力されてＰＣＲが抽出される。Ｄｅｍｕｘ部１３２で抽出されたＰＣＲは、ＰＣＲリカバリ部１３１に送られる。ＰＣＲリカバリ部１３１は、Ｄｅｍｕｘ部１３２から受信したＰＣＲにより放送局側のシステムクロックと同期したクロックを生成し、このクロックをＢ／Ｅ部１３０のシステムクロックとしてデコード部１３３に出力する。Ｄｅｍｕｘ部１３２は、映像ストリームおよび音声ストリームをＴＳパケットから分離しデコード部１３３へ出力する。デコード部１３３は、Ｄｅｍｕｘ部１３２から入力された映像ストリームおよび、音声ストリームをシステムクロックと同期して映像および音声を出力する。

図４は、本実施の形態におけるジッタの影響の除去を説明する説明図である。図４において、ＴＳ＿Ａは復調部からのＴＳ信号、ＴＳ＿Ｅは、デスクランブル装置でデスクランブルされたＴＳがパケット送受信装置１００に入力される箇所である伝送路１１０からのＴＳ信号、ＴＳ＿Ｆはパケット送受信装置１００からＢ／Ｅ部１３０に出力されるＴＳ信号であり、それぞれＴＳデータとＴＳ同期信号とを示している。ＴＳ＿Ｅには、ＴＳ同期信号は存在しないので、ＴＳ同期信号は示していない。

伝送路１１０からの入力されたＴＳデータ（ＴＳ＿Ｅ）は、そのＴＳパケットの先頭間の間隔が復調部１０３から出力されるＴＳデータ（ＴＳ＿Ａ）のＴＳパケットの先頭間の間隔と異なっているだけでなく、伝送路１１０で発生するジッタの影響によりその間隔がばらついている。一方、Ｄｅｍｕｘ部１３２へ出力されるＴＳデータ（ＴＳ＿Ｆ）は、受信バッファ読み出し制御部１０９により、復調部からのＴＳ＿ＡのＴＳ同期信号をトリガにして受信バッファ部１０８から１つのＴＳパケットを読み出すようにタイミング制御されている。その結果、ＴＳ＿ＦのＴＳパケットの先頭間の間隔は、復調部１０３からの受信ＴＳ（ＴＳ＿Ａ）のＴＳパケットの先頭間の間隔と同一間隔になっている。さらに、ＴＳ＿Ｆは、復調部１０３からのＴＳ同期信号に同期して受信バッファ部１０８からＴＳパケットが出力されるように制御されているで、ＴＳパケットの時間的長さ、即ちＴＳパケット中に含まれるＰＣＲ間の間隔が、復調部１０３からの出力されるＴＳデータ（ＴＳ＿Ａ）中に含まれるＰＣＲ間の間隔と一致している。

上述のように、本実施の形態におけるパケット送受信装置によれば、ジッタの影響を受ける伝送路１１０を経由したＴＳパケットが受信バッファ部１０８に一次記憶され、受信バッファ読み出し制御部１０９が復調部１０３からＴＳパケットの先頭が出力されたタイミングで受信バッファ部１０８からＴＳパケットを出力するようタイミング制御を行っている。その結果、パケット送受信装置１００から出力されるＴＳパケットの先頭位置の間隔は、復調部１０３で復調されたＴＳパケット、即ち放送局側が送信したＴＳパケットの先頭位置の間隔と同一となり、伝送路１１０上で発生したジッタの影響を除去することができる。

また、復調部１０３で復調されたＴＳパケットのＴＳ同期信号を使用して受信バッファ部１０８からＴＳパケットを読み出すようにしたので、パケット送受信装置１００から出力されるＴＳパケットの各データの出力タイミングは、復調部１０３から出力されるＴＳパケットの各データの出力タイミングと同期することができる。

なお、Ｂ／Ｅ部１３０のＰＣＲリカバリ部１３１で行われる放送局側のシステムクロックと同期したクロックの生成（ＰＣＲリカバリ）は、ＴＳパケットからＰＣＲを抽出して行われる。この場合、そのＰＣＲフィールドは、ＴＳパケットの先頭よりも少し後段の位置に存在する。そのため、ＴＳパケット先頭タイミングが放送局側と同一タイミング出力できたとしても、ＴＳ伝送クロックが復調部１０３から出力されるＴＳ伝送クロック周波数と異なると、ＴＳパケット先頭からＰＣＲが送信されるまでに要する伝送時間に差が生じ、厳密にはＰＣＲリカバリが正しくできないことが予想される。

この点に対応するために、受信バッファ部１０８から出力されるＴＳパケットを読み出すクロック信号、即ちＴＳ伝送クロック信号を、復調部１０３から出力されるＴＳクロック信号と同期した信号とすることで、完全にＰＣＲ位置まで放送側と同期させることができる。

また、本実施の形態では、ＴＳパケットに新たにタイムスタンプを付加して出力用のＴＳパケットのフォーマットを変更しないので、タイムスタンプ処理に必要となるタイムスタンプ付加回路、タイムスタンプ抽出回路、タイムスタンプ除去回路、システムクロックカウンタなどが不要となる。

また、伝送路１１０の送信側、受信側でシステムクロックの同期をとるために送信部１０１、デスクランブル装置１２０、受信部１０６にそれぞれＧＰＳ受信処理によるクロック同期回路を設ける必要がない。或いはＧＰＳ受信処理を用いる以外に、送信部１０１にＰＣＲリカバリ回路を搭載し放送局と同期したシステムクロックを生成し、これをもとにシステムクロックカウンタを動作させタイムスタンプをＴＳパケットに付加し、デスクランブル装置１２０でタイムスタンプを抽出、除去回路とシステムクロックカウンタを搭載する必要がない。しかもこのような構成を必要とした場合、デスクランブル装置１２０のシステムクロックは送信側と非同期の水晶発振器で生成されたものであるため、定期的にシステムクロックカウンタを送信部１０１から校正する処理も必要になる。

このように、本実施の形態のパケット送受信装置によれば、送局側と受信機側とにそれぞれＧＰＳ信号から生成したクロックを供給する仕組みや、放送局側で送信するＴＳパケットにタイムスタンプを付加する手段や、受信機側で受信したＴＳパケットからタイムスタンプを抽出し、この抽出したタイムスタンプと受信機側のＴＴＳカウンタ部にカウントされているタイムスタンプとを比較する手段が不要となり、簡単な構成で伝送路で発生したジッタの影響を除去することができる。

さらに、本実施形態のような限定受信モジュール部１２３は、タイムスタンプを付加した特殊なＴＳパケットは受信できないため、受信したそのままのＴＳが使用できる本実施形態のＴＳ伝送方式が適している。

なお、本実施の形態においては、伝送路１１０をＵＳＢで構成し、その伝送モードを最優先のパケット転送が可能なアイソクロナス転送モードを用いて説明したが、必ずしもアイソクロナス転送モードで伝送する必要がなく、バルク転送モードであってもよい。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るパケット送受信装置の構成は、図１に示す実施の形態１のデスクランブルシステムにおけるパケット送受信装置１００と同一であるが、受信バッファ読み出し制御部１０９における受信バッファ部１０８からのＴＳデータ読み出しの制御方法が異なる。実施の形態１の受信バッファ読み出し制御部１０９の制御によりパケット送受信装置１００からＢ／Ｅ部１３０に出力されるＴＳ（ＴＳ＿Ｆ）のデータレートは、復調部１０３から出力される受信ＴＳ（ＴＳ＿Ａ）のデータレートと完全に同一となり伝送路で発生したジッタの影響が完全に除去されたものとなる。そのため受信バッファ部１０８に入力されるＴＳパケットの平均データレートと出力されるＴＳパケットの平均データレートとは同一となり、正常状態であれば受信バッファ部１０８内のＴＳデータ量は、平均的に一定となる。

ここで伝送路上の何らかの外乱や不具合により、受信バッファ部１０８からのＴＳパケットの出力データレートよりも伝送路１１０から入力されるＴＳパケットの入力データレートが一時的に高くなる場合がある。このような場合、前述のように受信バッファ部１０８からのＴＳパケットの出力データレートはＴＳ＿Ａのデータレートと同じとなるように制御されているので、受信バッファ部１０８内に一次記憶されたＴＳデータ量（バッファレベル）が増加し、オーバフローとなる領域まで達した場合、受信バッファ部１０８から出力されるデータに欠落が発生するなど危険な状態が継続してしまうことになる。

本実施の形態における受信バッファ読み出し制御部１０９は、このような異常状態を検出し、受信バッファ部１０８のバッファレベルを安全なレベルに回復する処理を追加したものである。図５は、本実施の形態における、受信バッファ読み出し制御部１０９による受信バッファ部１０８からのＴＳパケット読み出し制御の処理フロー示したものである。

受信バッファ部１０８内に一次記憶されたＴＳデータ量のＴＳデータレベルとして第１の所定データ量と、第２の所定データ量と、第３の所定データ量とを定義する。第１の所定データ量は、実施の形態１と同様に、受信バッファ部１０８からＴＳデータが出力できる最低限一次記憶すべきデータ量である。後述するように、このレベルに達したことを検知した場合、受信バッファ読み出し制御部１０９は、ＴＳ同期信号がアクティブになったのを検出して受信バッファ部１０８からＴＳパケットの出力を開始する制御を行う。

第２の所定データ量は、受信バッファ部１０８に一次記憶されたデータ量がオーバフローとなる危険レベルに接近したことを検出するためのデータ量であり、オーバフローとなるデータ量よりも少し小さい値である。例えば、第２の所定データ量を、オーバフローとなるデータ量の８０％に設定する。後述するように、このレベルに達したことを検知した場合、受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８のバッファレベルを減少させるために、受信バッファ部１０８からのＴＳ出力データレートを復調部１０３からの受信ＴＳ（ＴＳ＿Ａ）のデータレートよりも少し高いレートとするよう制御を行う。例えば、受信バッファ部１０８からのＴＳパケットの読み出しクロックとして復調部１０３からのＴＳクロックを使用した場合、１８８バイトのＴＳパケット長に対して通常１６バイト分或いは２０バイト分のＴＳパケットが送出されない無効期間が存在する。この場合、受信バッファ部１０８からのＴＳ出力データレートは、復調部１０３からの受信ＴＳ（ＴＳ＿Ａ）のデータレートの（１８８＋１６）／１８８＝約１．０８倍或いは（１８８＋２０）／１８８＝約１．１１倍となる。

第３の所定データ量は第１の所定データ量と同一またはそれに近い値としている。後述するように、このレベルに達したことを検知した場合、受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８からのＴＳ出力データレートを復調部１０３からの受信ＴＳ（ＴＳ＿Ａ）のデータレートと再び同じになるよう制御を行う。

図５に基づいて、本実施の形態における受信バッファ読み出し制御部１０９による受信バッファ部１０８からのＴＳパケット読み出し制御方法を説明する。

パケット送受信装置１００において、ＲＦ入力信号の受信が開始されると、伝送路１１０を経由してＴＳデータが受信バッファ部１０８に一次記憶される。受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量が第１の所定データ量以上であるかを監視し（Ｓ５０１）、第１の所定データ量以上である場合は次のステップ（Ｓ５０２）へ進む。次のステップでは、受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量が第２の所定データ量以上であるかを監視する（Ｓ５０２）。

受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量が第２の所定データ量以上でない場合（Ｓ５０２でＮｏの場合）、通常の読み出し処理を行うために、受信バッファ読み出し制御部１０９は、復調部１０３から出力されるＴＳ同期信号がアクティブ（Ｈｉｇｈ）になるのを待つ（Ｓ５０３）。受信バッファ読み出し制御部１０９は、ＴＳ同期信号がアクティブになるのを検出したら、ＴＳパケットの読み出しタイミング信号を受信バッファ部１０８に通知して、受信バッファ部１０８からＴＳパケット読み出しタイミング信号に同期して１つのＴＳパケットを読み出す（Ｓ５０４）。本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、ＴＳパケットの読み出しタイミング信号は、復調部１０３からのＴＳ同期信号に同期した信号とする。受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８から１つのＴＳパケットの読み出しを終了したら、受信バッファ部１０８のＴＳデータ量のチェックを行うステップ（Ｓ５０１）に戻る。

Ｓ５０２で受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量が第２の所定データ量以上である場合（Ｓ５０２でＹｅｓの場合）、即ち一次記憶されたＴＳデータ量がオーバフロー付近まで一次記憶されていた場合、受信バッファ読み出し制御部１０９は、異常時の回復処理のステップ（Ｓ５０５およびＳ５０６）へ進む。

Ｓ５０５では、Ｓ５０３およびＳ５０４の通常時の読み出し処理とは異なり、受信バッファ読み出し制御部１０９は、復調部からのＴＳ同期信号がアクティブになるのを待つ処理（Ｓ５０３に相当）を省いた処理を異常時の回復処理として実施する。即ちＳ５０５では、受信バッファ読み出し制御部１０９は、ＴＳ同期信号がアクティブか否かを確認せずに、直ちに受信バッファ部１０８から１ＴＳパケットを読み出す。このとき、受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８のバッファレベルを減少させるために、受信バッファ部１０８からのＴＳ出力データレートを復調部１０３からの受信ＴＳ（ＴＳ＿Ａ）のデータレートよりも少し高いレートに設定して受信バッファ部１０８から１ＴＳパケットを読み出す。このとき、受信バッファ部１０８から出力されるＴＳパケットは、復調部１０３から出力されるＴＳクロックと同じ周波数で伝送され、復調部１０３からのＴＳデータの出力のようにＴＳパケットとＴＳパケットとの間にＴＳデータの伝送が行われない期間が存在するのではなく、連続的に伝送されることになる。このようにして、受信バッファ１０８は、オーバフローに近い状態から一次記憶されたＴＳデータ量が少ない状態へと変えられる。

次に、受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量が第３の所定データ量未満に回復したかを監視する（Ｓ５０６）。受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量が第３の所定データ量未満に回復していなければ（Ｓ５０６でＮｏの場合）、受信バッファ読み出し制御部１０９は、Ｓ５０５に戻り受信バッファ部１０８からＴＳパケットを１個読み出す。このように、受信バッファ読み出し制御部１０９は、このようなＳ５０５ステップとＳ５０６ステップとを繰り返す。次に、受信バッファ部１０８に一次記憶積されたＴＳデータ量が第３の所定データ量未満に回復した場合（Ｓ５０６でＹｅｓの場合）、受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８内のＴＳデータ量のチェックを行うステップ（Ｓ５０１）に戻る。

上述のような受信バッファ読み出し制御部１０９の動作に対して、受信バッファ部に一次記憶されたＴＳデータ量の時間変化を、図を用いて説明する。図６は、本実施の形態における受信バッファ部に一次記憶されたＴＳデータ量の時間変化の推移を示した図である。図６の縦軸は受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量であり、横軸は時間である。

受信バッファ読み出し制御部１０９は、まず、受信バッファ部１０８に第１の所定データ量のＴＳデータが一次記憶されるまで待つ（Ｓ６０１）。受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量が第１の所定データ量以上に達したことを検出すると、復調部１０３からのＴＳ同期信号に同期して受信バッファ部１０８から１ＴＳパケット単位で読み出しを開始する。このとき、受信バッファ部１０８から出力されるＴＳデータの出力データレートは、復調部１０３から出力される受信ＴＳ（ＴＳ＿Ａ）のデータレートと同一になるよう制御されるため、Ｓ６０２に示すように受信バッファ部１０８の一次記憶されたＴＳデータ量は一定値となり（Ｓ６０２）、この状態が受信バッファ部１０８の正常時の定常状態となる。

通常、受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量は、第１の所定データ量付近の一定量で推移するはずであるが、何らかの影響で伝送路からのＴＳ入力のデータレートが増大したり、不具合が発生したりするなど、受信バッファ部１０８内のＴＳデータ量がＳ６０３のように増加する異常が発生する場合がある。このような受信バッファ部１０８内のＴＳデータ量が増加する異常状態を放置すると、受信バッファ部１０８から読み出されるＴＳデータに欠落が生じるなど、パケット送受信装置１００が正常に動作しない恐れがある。本実施の形態では、このような異常が発生したときに、受信バッファ部１０８内のＴＳデータ量を正常時の定常状態へ回復させることができるようにパケット送受信装置１００を制御するものである。

受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量が増加し、第２の所定データ量以上に達したことを検出すると、復調部１０３からのＴＳ同期信号がアクティブになるのを待たずに読み出しタイミング信号を常にアクティブとし、受信バッファ部１０８から１ＴＳパケット単位でＴＳデータの読み出しを開始する（Ｓ６０４）。この間、受信バッファ部１０８からから出力されるＴＳデータは、定常状態と異なりＴＳパケット間隔を詰めた連続出力となり、定常状態よりも少し高いデータレートで出力される。

次に、受信バッファ読み出し制御部１０９は、受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量が減少し、第３の所定データ量未満まで減少したことを検出すると、再び復調部１０３からのＴＳ同期信号に同期して受信バッファ部１０８から１ＴＳパケット単位で読み出しを開始する（Ｓ６０５）。これによりＳ６０５に示したように、受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量は再び一定値となり、受信バッファ部１０８は定常状態に回復される。

上述のように、本実施の形態におけるパケット送受信装置によれば、実施の形態１と同様に、ジッタの影響を受ける伝送路１１０を経由したＴＳパケットが受信バッファ部１０８に一次記憶され、受信バッファ読み出し制御部１０９がＴＳパケットの先頭が復調部１０３から出力されたタイミングで受信バッファ部１０８からＴＳパケットを出力するようタイミング制御を行っている。その結果、パケット送受信装置１００から出力されるＴＳパケットの先頭位置の間隔は、復調部１０３で復調されたＴＳパケット、即ち放送局側が送信したＴＳパケットの先頭位置の間隔と同一となり、伝送路１１０上で発生したジッタの影響を除去することができる。

さらに、本実施の形態のパケット送受信装置によれば、受信バッファ読み出し制御部１０９が、受信バッファ部１０８に一次記憶されたＴＳデータ量を常に監視し、受信バッファ部１０８に一次記憶されたデータ量がオーバフロー付近に達した異常状態の発生を検知し、受信バッファ部１０８からの通常のＴＳデータ読み出しデータレートよりも少し高いデータレートで出力するように制御するようにしたので、受信バッファ部１０８のバッファレベルを定常状態のデータ量まで回復することができる。

また、受信バッファ読み出し制御部１０９は、異常発生時に受信バッファ部１０８内のデータ量を定常状態へ回復を行うときに、復調部１０３からのＴＳ同期信号がアクティブになるのを待たずに受信バッファ部１０８に一次記憶されているＴＳパケットを出力するので、ＴＳパケットを連続して出力することができ、通常時のＴＳデータ読み出しデータレートよりも高いデータレートで出力することができる。

通常、復調部１０３から出力されるＴＳデータにおいて、ＴＳパケットが伝送される期間とＴＳパケットが伝送されない期間との比は、１８８：１６或いは１８８：２０である。異常状態の回復処理（図５のＳ５０５）におけるＴＳデータのデータレートは、定常時のデータレートの１．０８倍〜１．１１倍に設定される。このような通常より少し高いデータレートでＴＳデータが伝送され期間、このＴＳデータを受信するＢ／Ｅ部１３０において、ＰＣＲリカバリ部１３１に影響を与えることになる。例えば、ＰＣＲリカバリ部１３１で安定したシステムクロックが生成できない場合が生じる。安定したシステムクロックが生成できないと、デコード部１３３から出力される映像にブロックノイズが発生したり、映像がフリーズしたりするなどユーザの視聴に違和感を与える恐れがある。しかしながら、異常状態の回復処理におけるＴＳデータのデータレートは、定常状態のデータレートと急激なレート差とはならないように設定できるので（１．０８〜１．１１倍）、システムクロックの変化を極力小さくしてユーザの視聴に大きな違和感を与えないようにすることができる。

なお、本実施の形態においては、第２の所定データ量をオーバフローとなるデータ量の８０％に設定しているが、受信バッファ部の一次記憶容量、伝送路で発生するジッタの量などに基づいて第２の所定データ量は適宜設定することができる。

また、本実施の形態においては、ＴＳパケットを受信バッファから読み出すクロック信号、即ちＴＳパケット伝送クロックは、復調部１０３から出力されるＴＳクロック信号としたが、ＴＳクロックの周波数をこれより少し高めにした別のクロック信号を使用することにより受信バッファ部からのＴＳデータ読み出しを早くするように制御してもよい。

また、ＴＳパケットの読み出しタイミング信号を復調部１０３からのＴＳクロックに同期した信号とすることで、完全にＰＣＲ位置まで放送局側と同期させることができる。

１１ＲＦ入力信号、１２ＲＦ信号、１３ＴＳクロック信号ライン、１４ＴＳ同期信号ライン、１００パケット送受信装置、１０１送信部、１０２チューナ、１０３復調部、１０４送信バッファ部、１０５パケット送信部、１０６受信部、１０７パケット受信部、１０８受信バッファ部、１０９１１０伝送路、受信バッファ読み出し制御部、１２０デスクランブル装置、１２１パケット受信部、１２２受信バッファ部、１２３限定受信モジュール部、１２４送信バッファ部、１２５パケット送信部、１３０Ｂ／Ｅ部、１３１ＰＣＲリカバリ部、１３２Ｄｅｍｕｘ部、１３３デコード部

Claims

放送信号を復調して得られたＴＳパケットのデータに基づく信号を送信する送信手段及び該送信手段から送信された信号に対して特定の処理がなされた後の信号を受信する受信手段を有する送受信装置であって、
前記送信手段は、
前記データを含んで構成されるＴＳデータ、前記データの開始位置を示すＴＳ同期信号、前記データの有効区間を示すＴＳ有効信号、及び、前記ＴＳデータの伝送用クロックであるＴＳクロックの各信号を出力する復調部と、
該復調部から出力された前記ＴＳデータを、伝送路を介して前記特定の処理を行う特定処理部に送出する送出部と、を備え、
前記受信手段は、
前記特定処理部で前記特定の処理がなされたＴＳデータを、前記伝送路を介して受信する受信部と、
該受信部で受信され、前記特定の処理がなされたＴＳデータを記憶する受信バッファ部と、を備え、
更に、前記受信バッファ部に記憶された前記特定の処理がなされたＴＳデータが予め定められた第一のデータ量以上存在する場合に、前記復調部から出力された前記ＴＳ同期信号に同期したタイミング信号を生成し、該タイミング信号に基づき、前記特定の処理がなされたＴＳデータを前記受信バッファ部から前記ＴＳ同期信号に同期して読み出す制御部を備えたことを特徴とする送受信装置。
制御部は、
受信バッファ部に記憶されたＴＳデータのデータ量を監視し、
前記受信バッファ部に記憶されたＴＳデータのデータ量が、予め定められた第二のデータ量以上となった場合には、
タイミング信号をアクティブとして、前記受信バッファ部からの前記ＴＳデータの読み出しを開始し、
前記受信バッファ部に記憶されたＴＳデータのデータ量が、予め定められ、前記第二のデータ量よりも小さい第三のデータ量以下になった場合には、
前記ＴＳデータを前記受信バッファ部からＴＳ同期信号に同期して読み出すことを特徴とする請求項１に記載の送受信装置。
制御部は、
受信バッファ部に記憶されたＴＳデータのデータ量を監視し、
前記ＴＳデータのデータ量が、予め定められた第二のデータ量以上となった場合には、
タイミング信号をアクティブとして、ＴＳクロックのレートよりも高いレートの周期に同期させて前記受信バッファ部からの前記ＴＳデータの読み出しを開始し、
前記ＴＳデータのデータ量が、予め定められ前記第二のデータ量よりも小さい第三のデータ量以下になった場合には、
ＴＳ同期信号に同期して前記ＴＳデータを前記受信バッファ部から前記ＴＳクロックに同期して読み出すことを特徴とする請求項１に記載の送受信装置。
放送信号を復調して得られたＴＳパケットのデータに基づく信号を送信する送信手段及び該送信手段から送信された信号に対してデスクランブル処理がなされた信号を受信する受信手段を有する送受信装置並びに前記デスクランブル処理を行うデスクランブル装置を備えたデスクランブルシステムであって、
前記送受信装置は、
前記データを含んで構成されるＴＳデータ、前記データの開始位置を示すＴＳ同期信号、前記データの有効区間を示すＴＳ有効信号、及び、前記ＴＳデータの伝送用クロックであるＴＳクロックの各信号を出力する復調部、並びに、
該復調部から出力された前記ＴＳデータを、伝送路を介して前記デスクランブル処理を行う前記デスクランブル装置に送出する送出部を備えた送信手段と、
前記デスクランブル装置で前記デスクランブル処理がなされたＴＳデータを、前記伝送路を介して受信する受信部、及び、
該受信部で受信され、前記デスクランブル処理がなされたＴＳデータを記憶する受信バッファ部を備えた受信手段と、
前記受信バッファ部に記憶された前記デスクランブル処理がなされたＴＳデータが予め定められた第一のデータ量以上存在する場合に、前記復調部から出力された前記ＴＳ同期信号に同期したタイミング信号を生成し、該タイミング信号に基づき、前記デスクランブル処理がなされたＴＳデータを前記受信バッファ部から前記ＴＳ同期信号に同期して読み出す制御部とを備え
たことを特徴とするデスクランブルシステム。