JP6484403B2 - 通信装置、通信プログラム、通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、通信プログラム、通信方法に係るものである。

従来、地上デジタル放送では、ＭＰＥＧ−２ ＴＳを使用した放送ＴＳが使用される場合があり、地上デジタル放送を電波に変換するＯＦＤＭ変調器には、放送ＴＳと放送ＴＳに同期したクロックが必要となる。放送局（マスタ）から送信所への伝送にはマイクロ波を使用し、定レートで信号（放送ＴＳとクロック）を送信している。これに対して、ジッタが比較的発生しやすい伝送路を経由して信号を伝送する場合は、定レートで信号を伝送することが保証されないため、安定した放送ＴＳとクロックの伝送を行えない。これは、受信機側で用意する電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）に加え、送信機側でタイムスタンプ情報を付加するなどの手段により同期が可能となる。

上記のような技術においては、特許文献１に、「パケットの順序を示すシーケンス番号を有し、１つのコンテンツを伝送するための複数のパケットが入力され、３以上の複数の送信ポート１２０ａ〜１２０ｃを備えた送信装置１００の複製機能１１０が、前記入力パケットを前記送信ポート数よりも少ない２以上の複数分複製し、該複製パケットを前記複数の送信ポートに各々振り分け、複数の通信経路３００ａ〜３００ｃを介してマルチキャストにて各々配信し、受信装置２００の復元機能２２０が、前記各通信経路に接続された複数の受信ポートから受信されたマルチキャストデータのパケットを、前記シーケンス番号順に並べ替えて元の１つのコンテンツを復元する」と記載されている。

特開２０１１−００９９２７号公報

上記特許文献１に記載の技術では、通信経路を複数必要とするため、通信設備が複雑かつ巨大化しやすくなってしまう。

本発明の目的は、パケットの欠落が発生しやすいネットワークを介しても、パケット欠落の影響を無視できる程度に抑えやすい通信技術を提供することにある。

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記課題を解決すべく、本発明に係る通信装置は、映像情報を送信するパケットの欠落を判定するパケット欠落判定部と、上記映像情報を送信するパケットが欠落した場合に補間するパケットを送出する補間パケット送出部と、を備え、上記パケット欠落判定部は、上記映像情報を送信するパケット間の間隔が所定以上であればパケットの欠落が有ると判定し、上記補間パケット送出部は、上記補間するパケットとして、欠落した上記映像情報を送信するパケットが有しているフレーム同期識別情報およびＴＳＰカウンタ値情報を含む固有の情報を有するパケットを用い、欠落した上記映像情報を送信するパケットが有している固有の情報を、欠落直前の上記映像情報を送信するパケットが有している固有の情報に基づいて推定し、推定された上記固有の情報および予め映像情報に対応してエラーを回避できるよう設定された適切なリードソロモン符号を備えるパケットを上記補間するパケットとして送出する、ことを特徴とする。

また、上記の通信装置においては、上記補間パケット送出部は、上記補間パケットとして送出するパケットを上記固有の情報ごとに予め有するものであってもよい。

また、上記の通信装置においては、受信したＮＵＬＬパケットを上記固有の情報に対応付けて記憶するパケットナンバーカウンタ部を備え、上記補間パケット送出部は、上記補間パケットとして送出するパケットとして、上記ＮＵＬＬパケットを用いるものであってもよい。

また、本発明に係る通信プログラムは、コンピューターを通信装置として機能させる通信プログラムであって、上記コンピューターを、制御手段として動作させ、上記制御手段に対して、映像情報を送信するパケットの欠落を判定するパケット欠落判定ステップと、上記映像情報を送信するパケットが欠落した場合に補間するパケットを送出する補間パケット送出ステップと、を実行させ、上記制御手段に対し、上記パケット欠落判定ステップでは、上記映像情報を送信するパケット間の間隔が所定以上であればパケットの欠落が有ると判定させ、上記補間パケット送出ステップでは、上記補間するパケットとして、欠落した上記映像情報を送信するパケットが有しているフレーム同期識別情報およびＴＳＰカウンタ値情報を含む固有の情報を有するパケットを用いさせ、欠落した上記映像情報を送信するパケットが有している固有の情報を、欠落直前の上記映像情報を送信するパケットが有している固有の情報に基づいて推定させ、推定された上記固有の情報および予め映像情報に対応してエラーを回避できるよう設定された適切なリードソロモン符号を備えるパケットを上記補間するパケットとして送出させる。

また、本発明に係る通信方法は、コンピューターを用いた通信方法であって、上記コンピューターは、映像情報を送信するパケットの欠落を判定するパケット欠落判定ステップと、上記映像情報を送信するパケットが欠落した場合に補間するパケットを送出する補間パケット送出ステップと、を実施し、上記パケット欠落判定ステップでは、上記映像情報を送信するパケット間の間隔が所定以上であればパケットの欠落が有ると判定し、上記補間パケット送出ステップでは、上記補間するパケットとして、欠落した上記映像情報を送信するパケットが有しているフレーム同期識別情報およびＴＳＰカウンタ値情報を含む固有の情報を有するパケットを用い、欠落した上記映像情報を送信するパケットが有している固有の情報を、欠落直前の上記映像情報を送信するパケットが有している固有の情報に基づいて推定し、推定された上記固有の情報および予め映像情報に対応してエラーを回避できるよう設定された適切なリードソロモン符号を備えるパケットを上記補間するパケットとして送出する。

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明によると、パケットの欠落が発生しやすいネットワークを介しても、パケット欠落の影響を無視できる程度に抑えやすい通信技術を提供することができる。

本発明の第一の実施形態に係る送信装置のブロック図である。 本発明の第一の実施形態に係る受信装置のブロック図である。 ＧＰＳクロック生成処理の処理フローを示す図である。 パケット送信処理の処理フローを示す図である。 パケット受信処理の処理フローを示す図である。 クロック調整処理のクロック周波数を高める例を示す図である。 クロック調整処理のクロック周波数を低下させる例を示す図である。 本発明の第二の実施形態に係る送受信装置のブロック図である。 本発明のフラグ間隔調整処理の処理フローを示す図である。 本発明の第三の実施形態に係る受信装置のブロック図である。 本発明のパケット補間部のブロック図である。 ダミーバイトのデータ構造を示す図である。

以下に、本発明に係る第一の実施形態を適用した通信装置である送信装置１０および受信装置２０についてのそれぞれの実施形態について、図面を参照して説明する。当該通信装置は、特に高い転送レートを必要とするＭＰＥＧ−２ ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）などの動画情報のパケットやインターネットプロトコル（ＩＰ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを用いて、非同期かつジッタ、データロスが比較的発生しやすいインターネット等の伝送路を経由してパケットを送受信するための装置に関するものである。

図１は、本発明の第一の実施形態における送信装置１０のブロック図である。本実施形態において想定する送信装置１０においては、ジッタの発生の可能性のある伝送路を介して受信装置へＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットを送信する送信部１００と、当該送信部の駆動を制御するクロック（ＣＬＫ（Ｓ））を生成するクロック生成部１６０と、が含まれる。

クロック生成部１６０には、システムクロック生成部１６１と、ＰＬＬ部（例えばＰＬＬ回路）１６２と、が含まれる。また、システムクロック生成部１６１は、ＧＰＳ信号受信機により受信されるＧＰＳ電波から取り出されたＧＰＳクロック１８０を用いて、システムクロック生成部１６１がＰＬＬ部１６２を用いて２７ＭＨｚのシステムクロックを生成する。生成されたシステムクロックＣＬＫ（Ｓ）は送信部１００に送られ、後述する送信タイムスタンプカウンタ部１３０のカウンタ値に用いられる。

送信部１００には、フラグ処理部１１０と、タイムスタンプ付加部１２０と、送信タイムスタンプカウンタ部１３０と、が含まれる。このうちタイムスタンプ付加部１２０と、送信タイムスタンプカウンタ部１３０とは、送信タイムスタンプ生成部であるともいえる。送信タイムスタンプカウンタ部１３０は、送信するＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットに付加するタイムスタンプを、システムクロック生成部１６１が生成したシステムクロックＣＬＫ（Ｓ）１４０を用いて生成する。タイムスタンプ付加部１２０は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケットにタイムスタンプを付加してＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットへと構成し、伝送路へ送信する。フラグ処理部１１０は、一つ又は複数のＭＰＥＧ−２ ＴＳパケットを受け付けると、該パケットの再生順方向において所定の間隔にあるパケットに対してフラグ情報を与える。

具体的には、フラグ処理部１１０は、送信部１００に入力される１つ又は複数のＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５０に対して、再生順方向に所定の間隔で（例えば、３２パケット毎に）、フラグとしてＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット先頭の１バイト目を４７ｈ（パケット先頭固定値）から３７ｈに書き換えて、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５１として送信タイムスタンプ生成部に送出する。

タイムスタンプ付加部１２０は、送信タイムスタンプカウンタ部１３０から取得したタイムスタンプを、タイムスタンプ１５５としてＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５１の所定の位置に付加する。タイムスタンプ付加部１２０は、タイムスタンプ１５５を付加したＭＰＥＧ−２ ＴＳパケットを、ＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットとして、伝送路に送出する。

図２は、本発明の第一の実施形態における受信装置２０のブロック図である。本実施形態において想定する受信装置２０においては、ジッタの発生の可能性のある伝送路を介して送信装置１０からＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットを受信する受信部２００と、当該受信部の駆動を制御するクロック（ＣＬＫ（Ｒ））２５０を生成するクロック生成部２７０と、が含まれる。

クロック生成部２７０には、システムクロック生成部２７１と、ＰＬＬ部（例えばＰＬＬ回路）２７２と、が含まれる。また、システムクロック生成部２７１は、ＧＰＳ信号受信機により受信されるＧＰＳ電波から取り出されたＧＰＳクロック２８０を用いて、システムクロック生成部２７１がＰＬＬ部２７２を用いて２７ＭＨｚのシステムクロックを生成する。生成されたシステムクロックＣＬＫ（Ｒ）２５０は受信部２００に送られ、後述する受信タイムスタンプカウンタ部２３１のカウンタ値に用いられる。

受信部２００には、二重化バッファ２１０と、フラグ抽出部２２０と、受信バッファ制御部２３０と、クロック調整部２４０と、が含まれる。伝送路を経由して受信部２００に入力されたＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットは、二重化バッファ２１０に格納される。なお、二重化バッファは、二重の格納エリア（受信バッファ）を備えることで、受信バッファへの書き込み、読み出し制御にてＰＣＲによるジッタを抑制して、安定したパケットの送受信を実現することが可能となる。

フラグ抽出部２２０は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５１のフラグ情報が含まれる（パケット先頭が「３７ｈ」で始まる）場合には、４７ｈ（パケット先頭固定値）に書き換える。また、フラグ抽出部２２０は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５０を伝送路上に送信する。

受信バッファ制御部２３０は、受信タイムスタンプカウンタ部２３１と、タイムスタンプ値比較部２３２と、を含む。

受信タイムスタンプカウンタ部２３１は、受信したＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットを二重化バッファ２１０から読み出すタイミングを特定するタイムスタンプ値を、システムクロック生成部２７１が生成したシステムクロックＣＬＫ（Ｒ）２５０を用いて生成する。

タイムスタンプ値比較部２３２は、二重化バッファ２１０に格納されているパケットのそれぞれが有するタイムスタンプ１５５の値と、受信タイムスタンプカウンタ部２３１が出力するタイムスタンプ値とを比較する。

受信バッファ制御部２３０は、タイムスタンプ値比較部２３２による比較の結果、両者のタイムスタンプ値が対応する（例えば、一致する）ＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットを特定し、タイムスタンプ１５５を除去してＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５１として読み出す。受信バッファ制御部２３０は、読み出されたＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５１を、フラグ抽出部２２０へ伝送する。この際、受信バッファ制御部２３０は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット先頭の１バイト目が３７ｈであるパケットについては、所定パケット毎（例えば、３２パケット毎）のフラグ情報を有するものとしてＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットをカウンタ値比較部２４２に送出する。

クロック調整部２４０は、送信クロック生成部２４１と、カウンタ値比較部２４２と、を含む。送信クロック生成部２４１は、例えば電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）であり、印加する電圧に応じて所定の周波数のクロックを生成する。また、送信クロック生成部２４１は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５０の送出に同期した出力クロック２６０を出力する。

カウンタ値比較部２４２は、フラグを付する間隔（パケットの欠落がない場合のクロックの期待カウント値）と、送信クロック生成部２４１における電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）で生成したクロックを計測（カウント）したカウント値とを比較し、差異を特定する。

図３は、本実施形態における送受信クロック生成処理の動作フローを示す図である。送受信クロック生成処理は、送信装置１０および受信装置２０が起動すると開始される。

まず、システムクロック生成部１６１、２７１は、図示しないＧＰＳ信号受信機がＧＰＳ信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ００１）。具体的には、システムクロック生成部１６１、２７１は、ＧＰＳ信号受信機のＧＰＳ信号の受信状態を問い合わせる。受信していない場合には、システムクロック生成部１６１、２７１は、後述するステップＳ００７へ処理を進める。

ＧＰＳ信号を受信した場合（ステップＳ００１にて「受信」の場合）には、システムクロック生成部１６１、２７１は、ＧＰＳクロックを抽出する（ステップＳ００２）。具体的には、システムクロック生成部１６１、２７１は、受信したＧＰＳ信号からＧＰＳクロックを抽出する。

そして、ＰＬＬ部１６２は、送受信システムクロック生成カウンタ値を参照して、ＰＬＬ制御の必要性を判定し（ステップＳ００３）、ＰＬＬ制御を行う場合には、送受信システムクロックのクロック生成カウンタを制御する（ステップＳ００４）。そして、ＰＬＬ部１６２は、位相調整された２７ＭＨｚの送受信システムクロックを生成する（ステップＳ００５）。

システムクロック生成部１６１、２７１は、自らが設けられた送信装置１０または受信装置２０の電源の切断を判定する（ステップＳ００６）。電源が切断された場合には、システムクロック生成部１６１、２７１は、送受信クロック生成処理を終了させ、切断されていない場合には、ステップＳ００１に制御を戻す。

システムクロック生成部１６１、２７１は、ＧＰＳ信号を受信していない場合（ステップＳ００１にて「受信なし」の場合）、あるいはＰＬＬ制御を行わない場合（ステップＳ００３にて「Ｎｏ」の場合）には、クロック生成カウンタを自走させて、２７ＭＨｚの送受信システムクロックを生成する（ステップＳ００７）。

以上が、送受信クロック生成処理の処理フローである。送受信クロック生成処理により、ＧＰＳクロックを用いてシステムクロックを生成することができる。

図４は、本実施形態におけるパケット送信処理の動作フローを示す図である。パケット送信処理は、送信装置１０が起動した後、送信するＭＰＥＧ−２ ＴＳパケットを受け付けると、開始される。

フラグ処理部１１０は、フラグを変更する（ステップＳ１０１）。具体的には、フラグ処理部１１０は、受け付けた１つ又は複数のＭＰＥＧ−２ ＴＳパケットを再生順方向に所定の間隔で（例えば、３２パケット毎に）、フラグとしてＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット先頭の１バイト目を４７ｈ（パケット先頭固定値）から３７ｈに書き換えて、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５１として送信タイムスタンプ生成部に送出する。

そして、タイムスタンプ付加部１２０は、送信カウンタ制御を行う（ステップＳ１０２）。具体的には、タイムスタンプ付加部１２０は、送信タイムスタンプカウンタ部１３０が生成するカウンタの値に応じて、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケットごとの送信タイミングを特定する。

そして、タイムスタンプ付加部１２０は、送信タイムスタンプの生成が完了したか否かを判定する(ステップＳ１０３)。具体的には、タイムスタンプ付加部１２０は、送信タイムスタンプカウンタ部１３０が生成するタイムスタンプが生成されたか否かを判定し、生成されていない場合にはステップＳ１０２に制御を戻す。

送信タイムスタンプが生成された場合（ステップＳ１０３にて「完了」の場合）には、タイムスタンプ付加部１２０は、送信タイムスタンプを付加する（ステップＳ１０４）。具体的には、タイムスタンプ付加部１２０は、送信するＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５１に対して、タイムスタンプ１５５を付加する。

そして、タイムスタンプ付加部１２０は、パケット制御信号が生成されるまで待機し（ステップＳ１０５）、パケット制御信号が生成されると、パケットを送出する（ステップＳ１０６）。

以上が、パケット送信処理の処理フローである。パケット送信処理によると、送信するＭＰＥＧ−２ ＴＳパケットに対して、再生順方向に所定の間隔で（例えば、３２パケット毎に）、フラグを付加し、タイムスタンプを付加して送信することができる。

図５は、本実施形態におけるパケット受信処理の動作フローを示す図である。パケット受信処理は、受信装置２０が起動すると、開始される。

まず、受信バッファ制御部２３０は、パケットを受信したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。具体的には、受信バッファ制御部２３０は、伝送路を経由してＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットを受信したか否かを判定する。未受信であれば、受信バッファ制御部２３０は、制御をステップＳ２０１に戻す。

パケットを受信した場合（ステップＳ２０１にて「受信」の場合）には、受信バッファ制御部２３０は、パケットの受信カウンタ制御を行う（ステップＳ２０２）。具体的には、受信バッファ制御部２３０は、受信したＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットを、タイムスタンプ１５５の値の順になるよう整列させる。

そして、受信バッファ制御部２３０は、受信バッファへ書き込む（ステップＳ２０３）。具体的には、受信バッファ制御部２３０は、整列させた順にＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットを二重化バッファ２１０へ書き込む。

そして、タイムスタンプ値比較部２３２は、受信タイムスタンプを抽出する（ステップＳ２０４）。具体的には、タイムスタンプ値比較部２３２は、二重化バッファ２１０に格納されたＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットから、タイムスタンプ１５５の値を順に取得する。

そして、タイムスタンプ値比較部２３２は、タイムスタンプ値と受信カウンタ値を比較する（ステップＳ２０５）。具体的には、タイムスタンプ値比較部２３２は、ステップＳ２０４にて取得したタイムスタンプの値と、受信タイムスタンプカウンタ部２３１が生成する受信タイムスタンプカウンタの値を順に比較する。

そして、受信バッファ制御部２３０は、受信バッファの読出しを行い、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケットを取り出す（ステップＳ２０６）。受信バッファ制御部２３０は、ステップＳ２０５において比較した結果、タイムスタンプ値が、受信タイムスタンプカウンタ部２３１が生成する受信タイムスタンプカウンタの値と一致した場合にＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットのＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５１を読み出し、フラグ抽出部２２０へ受け渡す。この際、受信バッファ制御部２３０は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット先頭の１バイト目が３７ｈであるパケットについては、所定パケット毎（例えば、３２パケット毎）のフラグ情報を有するものとしてＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットをカウンタ値比較部２４２に送出する。

そして、フラグ抽出部２２０は、フラグを抽出する（ステップＳ２０７）。具体的には、フラグ抽出部２２０は、受信バッファ制御部２３０から受け渡されたＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５１の先頭の１バイト目が３７ｈであるパケットについて、４７ｈ（パケット先頭固定値）へと書き戻し、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５０として伝送路（例えば、伝送先にＯＦＤＭ変調器が接続されている伝送路）へ送信する。

カウンタ値比較部２４２は、カウンタ値を比較する（ステップＳ２０８）。具体的には、カウンタ値比較部２４２は、フラグを付する間隔（パケットの欠落がない場合の３２パケットごとのクロックの期待カウント値）と、送信クロック生成部２４１における電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）で生成したクロックを実際に受信したパケットのフラグ間で計測（カウント）したカウント値と、を比較し、差異を特定する。

そして、カウンタ値比較部２４２は、送信クロック生成部２４１に対して、クロック調整処理を行う（ステップＳ２０９）。具体的には、カウンタ値比較部２４２は、受信したパケットのフラグ間のカウント値がＶＣＸＯにより生成されたクロックのカウント値を上回る場合には、その度合いに応じて、送信クロック生成部２４１に対して、周波数を高める、すなわち高周波数化するよう指示する（印加する電圧を上昇させる）。あるいは、カウンタ値比較部２４２は、受信したパケットのフラグ間のカウント値がＶＣＸＯにより生成されたクロックのカウント値を下回る場合には、その度合いに応じて、送信クロック生成部２４１に対して、周波数を低くする、すなわち低周波数化するよう指示する（印加する電圧を下降させる）。

以上が、パケット受信処理の処理フローである。パケット受信処理によれば、受信装置２０は、パケットに設けられたフラグ間の期待受信間隔（クロック）と実際の送信クロック生成部２４１が生成する出力クロックであるＶＣＸＯクロックとの間に発生した乖離に応じて、ＶＣＸＯクロックの周波数を調整することができる。

図６は、パケット受信処理におけるクロック調整の例を示す図である。本例は、ＶＣＸＯクロックの周波数を高める必要がある場合の例である。受信したＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットのフラグ３００は、３２パケット毎に陽性となる。仮に、フラグ３００が陽性となったパケットから再生順にパケット連番３０１を振ると、３２番目にフラグ３００が陽性となるものであるといえる。

ここで、パケット連番３０１が３２番目にあたるパケットについて、再生されるクロックが、フラグ３００が陽性となったパケットから１００クロック目であるとすると、生成された実際のＶＣＸＯクロック３２０が９５クロック目にあたる場合には、ＶＣＸＯクロックが遅れるという乖離が発生する。生成されるクロックが１００クロックとなるように、ＶＣＸＯクロックの周波数を高め、遅れを調整することで、この乖離を解消できる。そこで、カウンタ値比較部２４２は、送信クロック生成部２４１に対して周波数を高めるよう指示を出す。

図７は、パケット受信処理におけるクロック調整の例を示す図である。本例は、ＶＣＸＯクロックの周波数を低くする必要がある場合の例である。受信したＭＰＥＧ−２ ＴＴＳパケットのフラグ３００は、３２パケット毎に陽性となる。仮に、フラグ３００が陽性となったパケットから再生順にパケット連番３０１を振ると、３２番目にフラグ３００が陽性となるものであるといえる。

ここで、パケット連番３０１が３２番目にあたるパケットについて、再生されるクロックが、フラグ３００が陽性となったパケットから１００クロック目であるとすると、生成された実際のＶＣＸＯクロック３２０が１０５クロック目にあたる場合には、ＶＣＸＯクロックが先行するという乖離が発生する。生成されるクロックが１００クロックとなるように、ＶＣＸＯクロックの周波数を低くし、先行を調整することで、この乖離を解消できる。そこで、カウンタ値比較部２４２は、送信クロック生成部２４１に対して周波数を低くするよう指示を出す。

以上が、本発明に係る第一の実施形態を適用した通信装置である送信装置１０および受信装置２０である。第一の実施形態によれば、通信装置としての送信装置１０においては、フラグを付加し、受信装置２０においては、フラグの間隔に応じて出力するクロックを調整可能となるため、パケットの欠落が発生しやすいネットワークを介しても、クロック同期の精度を維持しやすい通信技術を提供することができる。つまり、パケットが伝送路で失われた場合においても、クロックのずれを調整することが可能となり、スムーズな動画の再生が可能となる。

本発明は、上記の第一の実施形態に制限されない。上記の第一の実施形態は、本発明の技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。例えば、上記の第一の実施形態においては、送信装置１０と受信装置２０とは、互いに異なる装置を想定しているが、これに限られず、同じ装置で実現されていてもよい。

図８は、このような第二の実施形態についての送受信装置３０の例を示す図である。送受信装置３０は、送信装置１０に含まれる送信部１００と同様の送信部と、受信装置２０に含まれる受信部２００と同様の受信部と、を備える。また、送受信装置３０は、外部から受信するＧＰＳクロック６８０を用いて、送信部１００および受信部２００に対してそれぞれＣＬＫ（Ｓ）およびＣＬＫ（Ｒ）のクロックを出力するシステムクロック生成部６７１と、ＰＬＬ部６７２と、を含むクロック生成部６７０を備える。

このような送受信装置３０とすることで、送受信装置３０同士が送受信を相互に行うことができるため、有線放送局等、容易に精度高く動画を配信する通信施設を設立することができる。

また、図９は、受信部２００のクロック調整部２４０が、フラグ処理部１１０に対して、フラグを設定するパケット間隔の最適化を指示するフィードバックを与えるフラグ間隔調整処理についての処理フローを示す図である。クロック調整部２４０は、第一の実施形態においては、伝送路を通じて、第二の実施形態においては、内部バス等を通じて、フラグ処理部１１０に指示を与えるものとする。

まず、クロック調整部２４０は、クロック調整頻度を特定する（ステップＳ３０１）。具体的には、クロック調整部２４０は、パケット受信処理のステップＳ２０９にて行われるクロック調整処理の実施回数を、所定の時間において計測しておき、単位時間当たりの実施頻度として特定する。

そして、クロック調整部２４０は、特定した調整頻度が維持範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。具体的には、クロック調整部２４０は、ステップＳ３０１において特定した実施頻度が、所定の上限値と下限値の間に含まれるか否かを判定する。維持範囲内の場合には、クロック調整部２４０は、ステップＳ３０１へ制御を戻す。

維持範囲内にない場合（ステップＳ３０２において「Ｎｏ」の場合）には、クロック調整部２４０は、調整頻度過多であれば、フラグ間隔を短く設定するようフラグ処理部１１０に指示する（ステップＳ３０３）。具体的には、実施頻度が所定の上限値を上回る場合には、ＶＣＸＯが生成するクロックに乖離が生じやすい状態にあるとして、より短い間隔で調整を行うため、フラグを与える間隔を所定パケット数だけ（例えば、フラグ間隔を２パケット）短くするよう指示する。

クロック調整部２４０は、調整頻度過少であれば、フラグ間隔を長く設定するようフラグ処理部１１０に指示する（ステップＳ３０４）。具体的には、実施頻度が所定の下限値を下回る場合には、ＶＣＸＯが生成するクロックは適正に近い状態にあるとして、より長い間隔で調整を行うものとしても精度が保てるとして、フラグを与える間隔を所定パケット数だけ（例えば、フラグ間隔を２パケット）長くするよう指示する。そして、クロック調整部２４０は、制御をステップＳ３０１へ戻す。

以上が、フラグ間調整処理の処理フローである。フラグ間調整処理を行うことで、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケットに与えるフラグの間隔を調整することができるため、安定動作時にはフラグ間隔を長くして無駄な同期処理を省き、不安定動作時にはフラグ間隔を短くして細やかな同期処理を可能とすることができる。

また例えば、本発明に係る第一の実施形態においては、受信部２００から伝送路上にＭＰＥＧ−２ＴＳパケット１５０が送信されているが、パケットの欠落が有る場合に補間するパケット補間の機能を備えるものとしてもよい。以下に、このような通信装置である受信装置２０´について、第三の実施形態として図面を参照して説明する。なお、第三の実施形態は、第一の実施形態と基本的に同様の構成を備えるものであるため、第一の実施形態における構成と同様の構成については同様の符号を付与して、説明を省略している。また、第一の実施形態における構成においては、クロック生成部２７０は、ＧＰＳクロック２８０に基づいてシステムクロックを生成し、受信部２００において使用するものとしている。しかし、第三の実施形態においてはこれに限られるものではなく、水晶発振器等の他の発振源に基づいてクロックを生成するものであってもよい。

図１０は、本発明の第三の実施形態における受信装置２０´のブロック図である。本実施形態において想定する受信装置２０´においては、受信部２００と、当該受信部２００の駆動を制御するクロック（ＣＬＫ（Ｒ））２５０を生成するクロック生成部２７０と、受信部２００から伝送路（例えば、伝送先にＯＦＤＭ変調器が接続されている伝送路）上に向けて送信されたＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５０を監視して、パケットの欠落が発生した場合に補間パケットを送信するパケット補間部２９０と、が含まれる。

なお、第三の実施形態にけるフラグ抽出部２２０は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５０を伝送路（ＯＦＤＭ変調器が接続されている伝送路）へ向けて送信するが、送信されたＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５０は伝送路（ＯＦＤＭ変調器が接続されている伝送路）に到達するまでの間にパケット補間部２９０を経由する。

図１１は、パケット補間部２９０のブロック図である。パケット補間部２９０には、パケット欠落判定部２９１と、補間パケット送出部２９２と、ＴＳパケット間隔カウンタ部２９３と、パケットナンバーカウンタ部２９４と、が含まれる。

パケット欠落判定部２９１は、伝送路（ＯＦＤＭ変調器が接続されている伝送路）へ向かって受信部２００から送出されるＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５０を監視し、パケット間隔が所定以上である場合（例えば地上デジタル放送信号の場合には、１３５７クロック以上である場合）に、、パケット抜け（欠落）があると判定し、欠落しているパケットに代えて補間パケットを送出するよう補間パケット送出部２９２に指示を与える。

ＴＳパケット間隔カウンタ部２９３は、伝送路（ＯＦＤＭ変調器が接続されている伝送路）へ向かって受信部２００から送出されるＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５０ごとに、先頭間の間隔（クロック）をカウントする。ＴＳパケット間隔カウンタ部２９３は、カウントした値を、パケット欠落判定部２９１へ通知する。

補間パケット送出部２９２は、パケット欠落判定部２９１から補間パケットを送出する指示を受け付けると、予め定められた補間パケットから該当する補間パケットを特定して伝送路（ＯＦＤＭ変調器が接続されている伝送路）上に送出する。なお、補間パケット送出部２９２は、補間パケットを特定する際に、パケットナンバーカウンタ部２９４が記録しているパケットナンバーをインクリメントしたパケットナンバーを有する補間パケットを送出する補間パケットとして特定する。

パケットナンバーカウンタ部２９４は、伝送路（ＯＦＤＭ変調器が接続されている伝送路）へ向かって受信部２００から送出されるＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット１５０を監視し、送出されたパケットに含まれるパケットナンバーを記録する。通常、パケットナンバーは所定の基準により付与される番号であり、欠落パケットが有る場合には欠落前後のパケットナンバーに基準外の飛び番が発生する。地上デジタル放送信号の場合には、パケットナンバーカウンタ部２９４は、放送ＴＳパケットに含まれる１６バイト長のダミーバイトと呼ばれる情報内に含まれるフレーム同期識別情報とＴＳＰカウンタ値情報とをパケットナンバーとして取得する。

図１２は、ダミーバイト４００のデータ構造を示す図である。放送ＴＳにおいては、ＭＰＥＧパケット１８８バイトの後端に１６バイト長のダミーバイトと呼ばれる情報が付加された２０４バイトのデータ構造を有する。ダミーバイト４００の先頭バイト（第０バイト）の先頭から数えて８ビット目には、フレームの奇数／偶数のいずれかを特定するフレーム同期識別ビット４０１が格納されており、上述のフレーム同期識別情報は当該ビットに相当する。また、ダミーバイト４００の先頭３バイト目（第２バイト）の先頭から数えて４ビット目から、４バイト目（第３バイト）の最後尾ビット（８ビット目）までには、固有の値であるＴＳＰカウンタ値４０２（例えば、所定の有限の上限値を超えると初期値に戻る循環可能な値を取りうる）が格納されており、上述のＴＳＰカウンタ値情報は当該ビット列が示す値に相当する。

さらには、ダミーバイトの先頭９バイト目（第８バイト）の先頭ビットから最後尾バイト（第１５バイト）の最後尾ビットまでは、リードソロモン符号４０３が格納されている。リードソロモン符号４０３は、送信される映像データに基く値ではあるが、例えば見かけ上近似した画像データとなりやすい連続するＴＳパケット間においても、必ずしも近似した値とはならない。なお、リードソロモン符号はパケットの受信側による誤り訂正に用いられる情報であるため、ＴＳパケットの誤りを適切に訂正するためには、ＴＳパケットの内容すなわち送信する映像情報に応じて算出されている必要が有る。しかし、リードソロモン符号の算出に係る演算負荷は比較的高いものであり、例えばパケットの欠落を発見後、送出までの間に補間すべき映像情報に応じて算出するような即応性を要する演算を実現するような使用には耐えられない可能性がある。

そのため、補間パケット送出部２９２は、予め、補間パケットとして受信側のＯＦＤＭ変調器にて異常動作が発生しない適切なフレーム同期識別情報とＴＳＰカウンタ値と映像情報とに応じたリードソロモン符号を有するダミーバイト情報を記憶しておき、補間パケット送出部２９２は、補間指示を受けると欠落したＴＳＰカウンタ値（例えば、連続して欠落が有る場合においても、欠落したパケット数に応じたＴＳＰカウンタ値）を有するダミーバイトを引き当てて素早く送出する構成としている。つまり、補間パケット送出部２９２は、補間パケットを特定する際に、パケットナンバーカウンタ部２９４が記録しているパケットナンバーを連続欠落パケット数分インクリメントした固有のパケットナンバーを有する補間パケットを推定により特定し送出する。

なお、補間パケットとして用いられるダミーバイト情報は、上述のものに限られず、受信装置２０´により受信したＮＵＬＬパケットをパケットナンバーに対応付けて随時記憶しておき、記憶したＮＵＬＬパケットを引き当てるものであってもよい。一般には、地上デジタル放送信号においては、ＮＵＬＬパケットがある程度の割合で含まれるため、例えば、パケットナンバーカウンタ部２９４が、パケットナンバーごと（フレーム同期識別情報とＴＳＰカウンタ値との組み合わせごと）に、受信したＮＵＬＬパケットを随時に記憶しておき、補間を要する際には記憶しておいたＮＵＬＬパケットを補間パケットとして補間パケット送出部２９２に受け渡すものとしてもよい。

なお、補間パケットを含む映像情報を再生すると、厳密には補間パケットにて表されるべき画像は乱れることとなるが、補間パケットが補う情報は部分的である場合が多いため、欠落パケットが一定程度以下に抑えられていれば、映像全体が全く見えないほどの不具合を引き起こすおそれは一定程度回避できる。これに対して、例えば欠落パケットが補間されず欠落のままＯＦＤＭ変調器に到達する場合には、同期信号も欠落することとなるため、再同期のために画面全体がブラックアウトするおそれがある。またリードソロモン符号が適切でないパケットをＯＦＤＭ変調器が受信すると、パケットが破壊されて欠落と同じように画面全体がブラックアウトするおそれもある。

以上が、パケット補間部２９０の構成例である。パケット補間部２９０によれば、受信装置２０は、パケットの欠落が発生すると、ＯＦＤＭ変調器の安定動作に影響を与えにくい補間パケットを送信することができる。

以上が、本発明に係る第三の実施形態を適用した通信装置である受信装置２０´である。

なお、上記第三の実施形態によるパケット補間部２９０は、受信装置２０´に限られず、上述の送受信装置３０の受信部２００と伝送路との間に接続する形で適用されるものであってもよい。

なお、上記実施形態においては、フラグ処理部１１０が行うフラグ処理は、フラグを立てるという意味で陽性、フラグを下げるという意味で陰性との表現を行っているが、これに限られない。例えば、パケット上の所定のオフセット位置にある情報をフラグ情報へ変更するものであってもよいし、所定のオフセット位置にある情報を削除するものであってもよい。また、所定のオフセット位置にある情報を所定の規則に従って並べ替える等の処理を行うものであってもよい。

また、上記した実施形態の技術的要素は、単独で適用されてもよいし、プログラム部品とハードウェア部品のような複数の部分に分けられて適用されるようにしてもよい。

以上、本発明について、実施形態を中心に説明した。

１０・・・送信装置、２０・・・受信装置、３０・・・送受信装置、１００・・・送信部、１１０・・・フラグ処理部、１２０・・・タイムスタンプ付加部、１３０・・・送信タイムスタンプカウンタ部、１４０・・・ＣＬＫ（Ｓ）、１５０・・・ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット、１５１・・・ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット、１５５・・・タイムスタンプ、１６０・・・クロック生成部、１６１・・・システムクロック生成部、１６２・・・ＰＬＬ部、１８０・・・ＧＰＳクロック、２００・・・受信部、２１０・・・二重化バッファ、２２０・・・フラグ抽出部、２３０・・・受信バッファ制御部、２３１・・・受信タイムスタンプカウンタ部、２３２・・・タイムスタンプ値比較部、２４０・・・クロック調整部、２４１・・・送信クロック生成部、２４２・・・カウンタ値比較部、２５０・・・ＣＬＫ（Ｒ）、２６０・・・出力クロック、２７０・・・クロック生成部、２７１・・・システムクロック生成部、２７２・・・ＰＬＬ部、２８０・・・ＧＰＳクロック、２９０・・・パケット補間部、２９１・・・パケット欠落判定部、２９２・・・補間パケット送出部、２９３・・・ＴＳパケット間隔カウンタ部、２９４・・・パケットナンバーカウンタ部、４００・・・ダミーバイト、４０１・・・フレーム同期識別ビット、４０２・・・ＴＳＰカウンタ値、４０３・・・リードソロモン符号、６７０・・・クロック生成部、６７１・・・システムクロック生成部、６７２・・・ＰＬＬ部、６８０・・・ＧＰＳクロック

Claims (5)

1. 映像情報を送信するパケットの欠落を判定するパケット欠落判定部と、
   前記映像情報を送信するパケットが欠落した場合に補間するパケットを送出する補間パケット送出部と、
   を備え、
   前記パケット欠落判定部は、前記映像情報を送信するパケット間の間隔が所定以上であればパケットの欠落が有ると判定し、
   前記補間パケット送出部は、前記補間するパケットとして、欠落した前記映像情報を送信するパケットが有しているフレーム同期識別情報およびＴＳＰカウンタ値情報を含む固有の情報を有するパケットを用い、
   欠落した前記映像情報を送信するパケットが有している固有の情報を、欠落直前の前記映像情報を送信するパケットが有している固有の情報に基づいて推定し、
   推定された前記固有の情報および予め映像情報に対応してエラーを回避できるよう作成された適切なリードソロモン符号を備えるパケットを前記補間するパケットとして送出する、
   ことを特徴とする通信装置。
2. 請求項１に記載の通信装置であって、
   前記補間パケット送出部は、
   前記補間パケットとして送出するパケットを前記固有の情報ごとに予め有する、
   ことを特徴とする通信装置。
3. 請求項１に記載の通信装置であって、
   受信したＮＵＬＬパケットを前記固有の情報に対応付けて記憶するパケットナンバーカウンタ部を備え、
   前記補間パケット送出部は、
   前記補間パケットとして送出するパケットとして、前記ＮＵＬＬパケットを用いる、
   ことを特徴とする通信装置。
4. コンピューターを通信装置として機能させる通信プログラムであって、
   前記コンピューターを、制御手段として動作させ、
   前記制御手段に対して、
   映像情報を送信するパケットの欠落を判定するパケット欠落判定ステップと、
   前記映像情報を送信するパケットが欠落した場合に補間するパケットを送出する補間パケット送出ステップと、
   を実行させ、
   前記制御手段に対し、
   前記パケット欠落判定ステップでは、前記映像情報を送信するパケット間の間隔が所定以上であればパケットの欠落が有ると判定させ、
   前記補間パケット送出ステップでは、前記補間するパケットとして、欠落した前記映像情報を送信するパケットが有しているフレーム同期識別情報およびＴＳＰカウンタ値情報を含む固有の情報を有するパケットを用いさせ、
   欠落した前記映像情報を送信するパケットが有している固有の情報を、欠落直前の前記映像情報を送信するパケットが有している固有の情報に基づいて推定させ、
   推定された前記固有の情報および予め映像情報に対応してエラーを回避できるよう設定された適切なリードソロモン符号を備えるパケットを前記補間するパケットとして送出させる、
   ことを特徴とする通信プログラム。
5. コンピューターを用いた通信方法であって、
   前記コンピューターは、
   映像情報を送信するパケットの欠落を判定するパケット欠落判定ステップと、
   前記映像情報を送信するパケットが欠落した場合に補間するパケットを送出する補間パケット送出ステップと、
   を実施し、
   前記パケット欠落判定ステップでは、前記映像情報を送信するパケット間の間隔が所定以上であればパケットの欠落が有ると判定し、
   前記補間パケット送出ステップでは、前記補間するパケットとして、欠落した前記映像情報を送信するパケットが有しているフレーム同期識別情報およびＴＳＰカウンタ値情報を含む固有の情報を有するパケットを用い、
   欠落した前記映像情報を送信するパケットが有している固有の情報を、欠落直前の前記映像情報を送信するパケットが有している固有の情報に基づいて推定し、
   推定された前記固有の情報および予め映像情報に対応してエラーを回避できるよう設定された適切なリードソロモン符号を備えるパケットを前記補間するパケットとして送出する、
   ことを特徴とする通信方法。

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