JPH0923207A - 情報多重化方式 - Google Patents

情報多重化方式

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JPH0923207A
JPH0923207A JP7171713A JP17171395A JPH0923207A JP H0923207 A JPH0923207 A JP H0923207A JP 7171713 A JP7171713 A JP 7171713A JP 17171395 A JP17171395 A JP 17171395A JP H0923207 A JPH0923207 A JP H0923207A
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JP7171713A
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Shigenobu Minami
重信 南
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 一定の品質を維持しながら伝送レートを低く
抑えること。 【構成】 複数の映像情報を固定レートの基本情報と可
変レートの品質向上情報とに階層化する階層化部111
〜11N-1と、階層化された各情報をCDMA拡散する
CDMA拡散部121〜12N-1(任意のものを12i
する。)と、各CDMA拡散部120〜12N-1の出力を
加算して多重化する信号加算部13とを備え、各CDM
A拡散部12iは、基本情報に対しては拡散系列vi、各
品質向上情報に対してはそれぞれ拡散系列wi1〜wi4
拡散を行う直接拡散処理部151〜155と、拡散した情
報を変調してケーブルや無線伝送を可能にする変調部1
1〜165と、各々の情報の重要性に基づいて電力を調
整する可変利得部171〜175と、最後に各拡散信号を
加算する加算器18とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばCATVシステ
ム等に適用される情報多重化方式に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル技術の進展に伴い、映像や音
声をディジタル符号化して伝送する技術が注目されてい
る。特に、放送のディジタル化においては、ディジタル
信号処理の圧縮技術を利用した高能率符号化伝送による
多チャンネル化が有効であり、ケーブルテレビや移動体
テレビサービス等への応用が将来有望である。
【0003】図5はこのような技術を適用したCATV
システムの構成例である。同図に示すように、センタ1
に接続されたCATVケーブル2は、各家庭に分岐され
ている。各家庭に分岐されたCATVケーブル2の末端
には、それぞれセットトップボックス3a,3b…が接
続されている。各セットトップボックス3a,3b…に
は、例えばTVセット等の端末装置4a,4b…が接続
されている。CATVケーブル2の末端には、セットト
ップボックス3a,3b…の他に、基地局5が接続され
ている。基地局5は、基地局5に設けられたアンテナ6
を介して自動車等の移動体7に設けられた移動セットト
ップボックス8との間で無線回線を形成する。移動セッ
トトップボックス8には、上記の固定のセットトップボ
ックス3a,3b…と同様に、例えばTVセット等の端
末装置9が接続されている。
【0004】センタ1は、M(例えばM=100)チャ
ンネルの映像データやオーディオデータをCATVケー
ブル2を介して送出する。TVセット等の端末装置4
a,4b…は、セットトップボックス3a,3b…を介
してCATVケーブル2より上記の映像データやオーデ
ィオデータのうち所望のチャンネルのデータを取り出
し、出力する。
【0005】基地局5は、移動体放送用の基地局として
用いられる。基地局5は、CATVケーブル2上の信号
を無線放送可能な信号に変換し、アンテナ6を介して移
動体7に送出する。移動体7のTVセット等の端末装置
9は、移動セットトップボックス8を介して無線放送を
受信する。
【0006】このようなCATVシステムにおいては、
次のような問題点がある。第1に、このようなシステム
では、極めて大きな伝送能力が要求される点が挙げられ
る。映像情報の伝送では、現行で考えられる最新の圧縮
技術を用いても、現行のテレビジョン放送並の品質を維
持するためには、2〜5Mbps程度の情報伝送能力が
要求される。加えて、一定の品質を得ようとすると、図
6に示すように、時間の経過に従ってビットレートが大
きく変動する。このビットレートの変動の現象は、映像
シーンが大きく変化したとき(シーンチェンジ時)に顕
著に現れる。このためシーンチェンジ時においても良好
な画像品質を得ようとすると、平均伝送レートの数倍の
伝送能力が必要となる。例えば、図6の例では、平均伝
送レート(1.5MBPS)の2倍以上(4Mbps)
の伝送能力が必要となる。この問題は、上述のMチャン
ネルを使って多チャンネルサービスを提供するシステム
においては特に深刻である。例えばCATVシステムに
おける伝送路が1bit/Hz(1Hzあたり1bit
の伝送能力)とすると、図6に示したようにレートが変
動する映像情報を100チャンネルに多重化すると、ピ
ーク時の品質を確保するには、 ピークレート×伝送能力×チャンネル =4M×1bit/Hz×100CH =400MHz の帯域が必要となる。一方、平均レートの品質であれ
ば、 1.5M×1bit/Hz×100CH=150MHz の帯域で済むが、シーンチェンジ時には品質が大きく劣
化してしまう。
【0007】第2に、上記のように移動体通信を行うシ
ステムでは、フェージングと呼ばれる品質劣化が問題と
なる。すなわち、フェージングにより特定の周波数成分
が一時的に大きく減少すると、多チャンネルを特定の周
波数に割り当てて伝送する周波数多重時には、このよう
に大きく減少したところの周波数にキャリアを持つチャ
ンネルの映像が大きく乱れることになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のCA
TVシステムにおいては、品質を維持しようとすると極
めて大きな伝送能力が要求され、またフェージングによ
り品質が劣化するという問題があった。
【0009】本発明は、このような課題を解決するため
なされたもので、一定の品質を維持しながら伝送レート
を低く抑えることができる情報多重化方式を提供するこ
とを目的としている。本発明の別の目的は、フェージン
グによる品質の劣化を抑えることができる情報多重化方
式を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、請求項1記載の本発明の情報多重化方式は、複数の
情報を多重化して送信または蓄積するシステムにおい
て、複数の情報をそれぞれ第1の情報と第2の情報とに
階層化する手段と、前記複数の第1の情報を固定レート
で多重化する手段と、前記複数の第2の情報を可変レー
トでコード分割多重化する手段とを具備する。
【0011】請求項2記載の本発明の情報多重化方式
は、請求項1記載の情報多重化方式において、各第2の
情報の重要度に応じて、各第2の情報の送信電力を制御
する手段をさらに具備する。
【0012】請求項3記載の本発明の情報多重化方式
は、複数の情報を多重化して送信または蓄積するシステ
ムにおいて、複数の情報をそれぞれ第1の情報と第2の
情報とに階層化する手段と、前記複数の第1の情報を固
定レートでコード分割多重化する手段と、前記複数の第
2の情報を可変レートでコード分割多重化する手段とを
具備する。
【0013】請求項4記載の本発明の情報多重化方式
は、請求項3記載の情報多重化方式において、第1の情
報をコード分割多重化する第1の拡散系列の直交性が、
第2の情報をコード分割多重化する第2の拡散系列の直
交性よりも強いことを特徴とする。
【0014】請求項5記載の本発明の情報多重化方式
は、請求項1〜4のいずれかに記載の情報多重化方式に
おいて、第1の情報と第2の情報とを同一または異なる
帯域で多重化することを特徴とする。
【0015】上記の手段において、情報とは、例えば映
像情報や音声信号のことである。第1の情報とは、例え
ば映像情報を最低限の品質維持に必要な基本情報のこと
である。第2の情報とは、例えば基本情報に付加的な情
報を加えることにより品質向上が可能な品質向上情報の
ことである。コード分割多重化とは、例えばCDMA方
式のことである。
【0016】より具体的には、本発明は、(1)情報を
上記のように基本情報と品質向上情報とに階層化し、基
本情報を固定レートとすれば取り敢えず一定の品質が維
持できること、(2)映像信号や音声信号を可変レート
符号化したときに多チャンネルを多重化すれば、各チャ
ンネルのピークレートの確率的なばらつきにより、平均
レートが低下する統計的多重化効果を利用して帯域の有
効利用が図れること、(3)CDMA(コード分割多重
アクセス)方式がTDMA方式等に比しデータ多重をよ
り柔軟に実現でき、しかも可変レート化を容易に実現で
きること、を利用して、例えば映像情報を最低限の品質
維持に必要な基本情報と付加的な情報を加えることによ
り品質向上が可能な品質向上情報とに階層化し、基本情
報と品質向上情報とに階層化した複数の映像情報のう
ち、基本情報を固定伝送レートでCDMA多重伝送する
とともに、品質向上情報を可変伝送レートで基本情報と
同一の帯域にCDMA多重化して伝送するものである。
【0017】
【作用】本発明では、複数の情報をそれぞれ第1の情報
と第2の情報とに階層化し、複数の第1の情報を固定レ
ートで多重化しているので、基本的に必要とされる一定
の品質がこれにより維持されることになる。また、複数
の第2の情報を可変レートでコード分割多重化している
ので、統計的多重化効果による伝送レートの低減化を図
ることができる。すなわち、例えば映像情報を考えたと
きであっても重要な情報である基本情報は、固定伝送レ
ートなので多重化後の伝送レートも既知である。このた
め、例えば拡散系列間の相関の少ない(直交性が強い)
コードを用いて拡散してCDMA多重することにより、
最低限必要な映像品質は確保できる。一方、品質向上情
報は、可変伝送レートで符号化伝送するため、例えば拡
散系列間に若干の相関があっても(直交性が弱い)、多
重化する映像情報のピークが重なる可能性が低く、品質
劣化が少なくて済む。なお、直交性が弱いということ
は、反面多重度が高いので、すなわち拡散系列の種類が
多くなるので、種類の多い品質向上情報にも対応が可能
となる。
【0018】また、重要度に応じて各品質向上情報の送
信電力を変化させることにより、これらに情報の誤り率
(品質)を柔軟に設定することができる。例えば、誤り
率の向上が望まれる品質向上情報については送信電力を
大きく設定すればよい。
【0019】さらに、CDMA多重化した基本情報と品
質向上情報とを同一の帯域に多重化するように構成して
いるため、基本情報と品質向上情報との割合をコード分
割多重に用いる拡散コードの種類を変化させるだけで柔
軟に変化させることができる。また、CDMA多重は、
無線伝送時の問題点であるフェージングに強いことが知
られており、この点も移動体との通信を考慮すると有利
な条件となる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づき
説明する。図1は本発明の一実施例に係るシステムにお
ける送信装置の構成を示すブロック図である。この送信
装置は、例えば図5に示したシステムにおけるセンタ1
に配置される。
【0021】同図に示す送信装置は、複数の映像情報を
それぞれ1つの固定レートの基本情報と4つの可変レー
トの品質向上情報とに階層化する階層化部111〜12
N-1と、階層化された各情報をCDMA拡散するCDM
A拡散部121〜12N-1(任意のものを12iとす
る。)と、同期情報をCDMA拡散するCDMA拡散部
12 0 と、各CDMA拡散部120〜12N-1の出力を加
算して多重化する信号加算部13とを備える。信号加算
部13は、ケーブル14に接続される。
【0022】各CDMA拡散部12iは、基本情報に対
しては拡散系列vi、各品質向上情報に対してはそれぞ
れ拡散系列wi1〜wi4で拡散を行う直接拡散処理部15
1〜155と、拡散した情報を変調してケーブルや無線伝
送を可能にする変調部161〜165と、各々の情報の重
要性に基づいて電力を調整する可変利得部171〜175
と、最後に各拡散信号を加算する加算器18とを備え
る。
【0023】CDMA拡散部120は、同期情報に対し
て拡散系列v0で拡散を行う直接拡散処理部19と、拡
散した情報を変調してケーブルや無線伝送を可能にする
変調部20と、この変調情報を一定の電力に増幅する増
幅部21とを備える。
【0024】各映像情報は、階層化部111〜11N-1
より各々基本情報と品質向上情報に階層化され、各CD
MA拡散部121〜12N-1に入力される。ここで、例え
ばi番目の映像情報は、固定レート(例えば1Mbp
s)の基本情報xi0と1Mbpsで可変の品質向上情報
i1〜xi4からなる。品質向上情報は、映像情報の可変
レート性により、存在しない時(0bps)から全情報
が発生する時(4Mbps)まで変化する。
【0025】これらの映像情報において、品質を確保す
るために最低限必要な情報である基本情報は、直接拡散
処理部151において拡散系列viで例えば128倍(1
28Mbps)に拡散される。一方、品質向上情報xi1
〜xi4は、直接拡散処理部152〜155において拡散系
列wi1〜wi4で例えば128倍(0〜128Mbps)
に拡散される。
【0026】ここで、拡散系列viは、直交性の強い系
列であり、拡散系列wi1〜wi4は、拡散系列viに比
し、直交性は弱いが、多重度の高い系列である。すなわ
ち wi Tj=αiji Tj=βiji Tj=γij とし、 また、αmax ,βmax ,γmax は、 αmax 《γmax <βmax なる特性を有する系列とする。
【0027】このように拡散された情報は、変調部16
1〜165においてケーブルや無線伝送が可能なように変
調され、可変利得部171〜175において各々の情報の
重要性に基づいて各送信電力が調整され、加算器18に
おいて加算される。
【0028】以上の処理によりCDMA拡散されたN−
1種類のの映像情報は、CDMA拡散部120から出力
される同期情報に係る拡散・変調信号とともに、信号加
算部13で加算され、ケーブル14から出力される。
【0029】一方、図2にこのように拡散された情報を
受信するユーザ側の受信機の構成を示す。すなわち、同
図に示すように、ケーブル14より入力した拡散された
各種の映像情報は、復調部221〜226により復調さ
れ、逆拡散部231〜236でユーザ固有の逆拡散系列v
i、wi1〜wi4、v0を用いて復号される。
【0030】これらの復号信号のうち、拡散系列vi
逆拡散された基本情報および拡散系列wi1〜wi4で逆拡
散された品質向上情報は、階層化した映像符号器24で
復号され、所望の映像25となる。
【0031】また、逆拡散系列v0で逆拡散された同期
情報(タイミング情報)は、受信機全体のタイミングを
調節するために用いられる。以上の処理により、図3に
示すように、同一帯域W上での基本情報と品質向上情報
の柔軟な多重化が可能になる。
【0032】なお、上述した実施例では、基本情報と品
質向上情報を同一の帯域としたが、帯域に余裕がある場
合には、図4に示すようにに異なる帯域に分けることも
可能である。ここで、基本情報は帯域WB において多重
化伝送され、品質向上情報は帯域WE において多重化伝
送される。この場合、品質向上情報は、多重度の高い拡
散系列を用いるため、基本情報より少ない帯域中で映像
情報を伝送できる可能性がある。
【0033】また、CDMAの特徴を生かすことにより
既存放送波と帯域を共有することも可能である。このよ
うな一例として、基本情報を従来の時分割多重(TDM
A)方式で多重化し、品質向上情報のみをCDMA多重
化することが考えられ、この場合も本発明の範囲にあ
る。
【0034】さらに、上述した実施例では、映像情報を
例に説明したが、階層化可能な情報なら音声でも同様に
本発明を適用できる。また、上述した実施例では通信を
例にして説明したが、情報の蓄積を行う場合にも勿論本
発明を適用できる。
【0035】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
基本的に必要とされる一定の品質を維持することがで
き、また統計的多重化効果による伝送レートの低減化を
図ることができる。
【0036】また、重要度に応じて各品質向上情報の送
信電力を変化させることにより、これらに情報の誤り率
(品質)を柔軟に設定することができる。さらに、基本
情報と品質向上情報との割合をコード分割多重に用いる
拡散コードの種類を変化させるだけで柔軟に変化させる
ことができる。また、無線伝送時のフェージングに強
く、移動体通信に有利な条件となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るシステムにおける送信
装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例に係るシステムにおける受信
装置の構成を示すブロック図である。
【図3】同一帯域に基本情報と品質向上情報とを多重化
した例を示す図である。
【図4】異なる帯域に基本情報と品質向上情報とを多重
化した例を示す図である。
【図5】CATVシステムの構成例を示す図である。
【図6】シーンチェンジ時のビットレートの変動を説明
するための図である。
【符号の説明】
111〜11N-1…階層化部 121〜12N-1…CDMA拡散部 13………………信号加算部 151〜155………直接拡散処理部 161〜165………変調部 171〜175………可変利得部 18………………加算器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の情報を多重化して送信または蓄積
    するシステムにおいて、 複数の情報をそれぞれ第1の情報と第2の情報とに階層
    化する手段と、 前記複数の第1の情報を固定レートで多重化する手段
    と、 前記複数の第2の情報を可変レートでコード分割多重化
    する手段とを具備することを特徴とする情報多重化方
    式。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の情報多重化方式におい
    て、 各第2の情報の重要度に応じて、各第2の情報の送信電
    力を制御する手段をさらに具備することを特徴とする情
    報多重化方式。
  3. 【請求項3】 複数の情報を多重化して送信または蓄積
    するシステムにおいて、 複数の情報をそれぞれ第1の情報と第2の情報とに階層
    化する手段と、 前記複数の第1の情報を固定レートでコード分割多重化
    する手段と、 前記複数の第2の情報を可変レートでコード分割多重化
    する手段とを具備することを特徴とする情報多重化方
    式。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の情報多重化方式におい
    て、 第1の情報をコード分割多重化する第1の拡散系列の直
    交性が、第2の情報をコード分割多重化する第2の拡散
    系列の直交性よりも強いことを特徴とする情報多重化方
    式。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の情報多
    重化方式において、 第1の情報と第2の情報とを同一または異なる帯域で多
    重化することを特徴とする情報多重化方式。
JP7171713A 1995-07-07 1995-07-07 情報多重化方式 Pending JPH0923207A (ja)

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