KR100407762B1 - 패킷 전송 시스템 - Google Patents

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KR100407762B1
KR100407762B1 KR10-2000-0059652A KR20000059652A KR100407762B1 KR 100407762 B1 KR100407762 B1 KR 100407762B1 KR 20000059652 A KR20000059652 A KR 20000059652A KR 100407762 B1 KR100407762 B1 KR 100407762B1
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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

송신측에서, 패킷 분리 회로(21)에 의해, 입력 패킷 데이터 계열 중, PID=a1∼b1의 패킷을 전송 채널 #1에, PID=a2∼b2의 패킷을 전송 채널 #2에, 동일한 방식으로 PID=aN∼bN의 패킷을 전송 채널 #N에 할당한다. 한편, 제어 데이타 발생 회로(230)에 의해, 각 전송 채널 #1∼#N의 제어 데이터 등에 각 전송 채널에서 전송하는 패킷의 그룹 정보(패킷 ID의 범위)를 제어 데이터 중에 시분할 다중하여, 하나의 전송 채널 #0의 전송 신호로 한다. 상기 채널 #0-#N을 CDM 다중하여 전송한다. 수신측은 제어 데이터의 전송 채널 #0로부터 각 전송 채널 #1∼#N의 그룹 내용을 식별하여, 사용자 지정의 그룹이 전송되는 채널 전송 신호만을 인출하여 재생한다. 이것에 의해, 수신측에서 사용자가 필요로 하는 패킷만을 수신할 수 있게 된다.

Description

패킷 전송 시스템{PACKET TRANSMISSION SYSTEM}
본 발명은 패킷 데이터 계열을 부호 분할 다중 방식 등에 의해 병렬로 다중 전송하는 패킷 전송 시스템에 관한 것이다.
종래의 패킷 전송 시스템에서는 송신측에 있어서, 정정 부호화 회로에서 패킷 데이터 계열에 에러 정정 부호를 부가한 후, 변조 회로에서 변조를 행하여 안테나로부터 송출하고, 수신측에 있어서, 안테나로 수신된 전체 대역의 신호를 복조회로에서 복조하고, 에러 정정 회로에서 에러 정정을 실시하여 패킷 데이터 계열을 재생한 후, 패킷 선택 회로에서 사용자가 지정하는 패킷 ID의 패킷 데이터를 추출하는 구성으로 되어 있다.
최근, 상기한 패킷 전송 시스템을 이용하여, 복수의 프로그램을 동시에 제공하는 디지털 방송의 개발이 진행되고 있다. 이 경우, 종래의 패킷 전송 시스템에서는 복수의 프로그램이 패킷 데이터 계열이 되어 전송되게 되지만, 실제로 사용자가 수신해서 보게 되는 프로그램은 하나 정도임에도 불구하고, 수신 장치에서는 사용자가 필요로 하지 않는 패킷을 포함하여 모든 패킷을 수신하지 않으면 안된다. 이것은 수신 장치에서 필요 이상의 처리를 행하지 않으면 안되고, 회로 규모나 소비 전력을 증가시켜, 수신 장치의 비용에 많은 영향을 주게 된다. 또한, 전체 패킷을 일괄적으로 변조하기 때문에, 패킷(프로그램)마다 에러 정정 부호의 파라메터를 변경하거나 전송 신호의 특성을 변경하는 등, 유연한 방송을 수행하기가 곤란하게 되고 있다.
전술한 바와 같이, 종래의 패킷 전송 시스템에서는, 수신측에서 사용자가 필요로 하지 않는 패킷을 포함해서 모든 패킷을 수신하지 않으면 안되어, 수신 장치의 회로 규모나 소비 전력을 증대시켜, 비용에 많은 영향을 준다. 또한, 전체 패킷을 일괄적으로 변조하기 때문에, 패킷마다 에러 정정 부호의 파라메터를 변경하거나 전송 신호의 특성을 변경하는 등의, 디지털 방송의 이용시에, 유연한 방송을 수행하기 곤란하다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하여, 수신측에서 사용자가 필요로 하는 패킷만을 수신할 수 있고, 이에 부가해서 패킷마다 에러 정정 부호의 파라메터를 변경하거나 전송 신호의 특성을 변경하는 등의, 디지털 방송의 이용시에 유연한 방송을 수행하는 것이 가능한 패킷 전송 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 패킷 전송 시스템의 일 실시예의 송신 장치의 구성을 나타내는 블록 회로도.
도 2의 (a), (b)는 각각 동 실시예에 있어서의 동기 신호의 포맷 구성을 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 (a)에 나타낸 동기 신호의 영역(D2)에서 전송하는 정보의 포맷 구성을 나타낸 도면.
도 4는 도 2의 (a)에 나타낸 동기 신호의 영역(D3∼D50)에서 전송하는 정보의 일례를 나타낸 도면.
도 5는 도 4에 나타낸 CDM 채널 구성 정보의 일례를 나타낸 도면.
도 6은 도 5에 나타낸 수신기 기동시 부가 정보의 일례를 나타낸 도면.
도 7은 도 2의 (a)에 나타낸 동기 신호의 영역(D3∼D50)에서 전송하는 정보의 다른 예를 나타내는 도면.
도 8은 도 2의 (b)에 나타낸 동기 신호의 1 슈퍼 프레임의 구성예를 나타내는 도면.
도 9의 (a), (b)는 각각 도 1에 나타낸 타이밍 보정 회로의 패킷 처리 내용을 나타내는 타이밍도.
도 10은 동 실시예의 수신 장치의 구성을 나타내는 블록 회로도.
도 11a 및 도 11b는 각각 동 실시예에 있어서 하나의 그룹의 패킷 데이터가 하나의 전송 채널의 전송 용량을 초과하는 경우의 송신 장치, 수신 장치의 구성을 나타내는 블록 회로도.
도 12는 도 1에 나타낸 스크램블 회로에 있어서, 전송 지연 보정 기능을 구비한 경우의 구체적인 구성을 나타내는 블록 회로도.
도 13은 도 12에 나타낸 스크램블 회로 구성에 있어서의 패킷 데이터 계열, 스크램블 키의 전송 지연 보정 전후의 타이밍 관계를 나타내는 타이밍도.
도 14는 동 실시예에 있어서, 패킷 데이터 계열로서 MPEG2-TS 패킷을 복수의 CDM 전송 채널에 배치한 예를 나타내는 도면.
도 15는 동 실시예의 수신 장치에 있어서의 프로그램 선택 시퀀스의 예를 나타내는 흐름도.
도 16a 내지 도 16d는 도 15의 단계에서 취득되는 데이터 내용을 나타낸 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
21, 41k: 패킷 분리 회로
221∼ 22n, 22k: 타이밍 보정 회로
230: 제어 데이타 발생 회로
231∼ 23n, 23k: 스크램블 회로
240∼ 24n, 24k∼ 24k+M: 에러 정정 부호화 회로
250∼ 25n, 25k∼ 25k+M: CDM 변조 회로
26, 42k: 다중 가산 회로
31 : 분배 회로
320∼ 32n, 32k∼ 32k+M: CDM 복조 회로
330∼ 33n, 33k∼ 33k+M: 에러 정정 회로
35 : CDM 채널 선택 회로
341∼ 34n, 34k: 디스크램블 회로
42k: 다중화 회로
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 패킷 전송 시스템은 다음과 같이 구성된다.
(1) 1 이상의 제어 신호 전송 채널과 복수의 정보 신호 전송 채널을 구비한 패킷 전송 시스템에 있어서,
송신 장치는, 복수 그룹의 패킷 데이터를 갖는 패킷 데이터 계열을 입력하여 이 패킷 데이터 계열의 각 패킷 데이터를 상기 그룹별로 복수의 정보 신호 전송 채널에 임의로 할당하여 분리하는 패킷 분리 수단(21)과, 상기 패킷 분리 수단(21)에서 각 정보 신호 전송 채널에 할당된 그룹 정보를 상기 제어 신호 전송 채널에 시분할 다중하는 그룹 정보 시분할 다중 수단(230)과, 상기 제어 신호 전송 채널의 신호와 복수의 정보 신호 전송 채널의 신호를 병렬로 다중하여 전송 신호를 생성하는 채널 다중 수단(26)을 구비하고,
수신 장치는, 상기 전송 신호를 복수의 채널로 분배하는 분배 수단(31)과, 상기 분배 수단(31)에서 분배된 어느 한 채널의 전송 신호로부터 상기 제어 신호 전송 채널의 신호를 재생하여 각 정보 신호 전송 채널의 그룹 정보를 취득하는 그룹 정보 취득 수단(320)과, 상기 그룹 정보 취득 수단(320)에서 취득된 그룹 정보에 기초하여 지정된 그룹이 할당되고 있는 정보 신호 전송 채널을 선택하는 채널 선택 수단(35)과, 상기 분배 수단(31)에서 분배된 채널 중 상기 그룹 정보 취득 수단(320)에서 사용되고 있지 않은 채널의 전송 신호로부터 상기 채널 선택 수단(35)에서 선택된 정보 신호 전송 채널의 신호를 재생하여 지정된 그룹의 패킷 데이터만을 추출하는 선택 채널 재생 수단(321∼32n)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
(2) (1)의 패킷 전송 시스템에 있어서, 상기 패킷 분리 수단(21)은 동일 그룹의 패킷 데이터를 복수의 정보 신호 전송 채널로 나누고, 상기 그룹 정보 시분할 다중 수단(230)은 나누어진 정보 신호 전송 채널의 그룹 정보로서 동일한 정보로 하여 상기 제어 신호 전송 채널에 시분할 다중하는 것을 특징으로 한다.
(3) (1)의 패킷 전송 시스템에 있어서, 상기 그룹 정보는 상기 패킷 데이터가 구비하는 패킷 식별자의 범위를 나타내는 정보인 것을 특징으로 한다.
(4) (1)의 패킷 전송 시스템에 있어서, 상기 채널 다중 수단(26)은 부호 분할 다중 방식에 의해 상기 제어 신호 전송 채널의 신호와 복수의 정보 신호 전송 채널의 신호를 다중하는 것을 특징으로 한다.
(5) (1)의 패킷 전송 시스템에 있어서, 상기 송신 장치는 상기 복수의 정보 신호 전송 채널의 각각에서 상기 패킷 분리 수단(21)의 패킷 분리에 의해서 발생된 각 패킷 데이터의 타이밍과 분리전의 패킷 데이터 계열 상에서의 타이밍과의 편차량을 구하여, 이 편차량에 따라서 분리된 각 패킷 데이터 중의 시간 관리 정보를 보정하는 시간 관리 정보 보정 수단(221∼22n)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
(6) (1)의 패킷 전송 시스템에 있어서, 상기 송신 장치는 상기 복수의 정보 신호 전송 채널에서 각각 패킷 데이터를 개별적으로 스크램블하여, 그 스크램블 키를 상기 정보 신호 전송 채널 중의 하나로 시분할 다중하는 스크램블 수단(231∼23n)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
(7) (6)의 패킷 전송 시스템에 있어서, 상기 송신 장치의 스크램블 수단(231∼23n)은 상기 스크램블 키를 전송하는 전송 채널의 신호 지연과 스크램블된 패킷 데이터를 전송하는 전송 채널의 신호 지연과의 차분을 사전에 보정하는 것을 특징으로 한다.
(8) 1 이상의 제어 신호 전송 채널과 복수의 정보 신호 전송 채널을 구비한 패킷 전송 시스템에 이용되는 송신 장치로서,
복수 그룹의 패킷 데이터를 갖는 패킷 데이터 계열을 입력하여, 상기 패킷 데이터 계열의 각 패킷 데이터를 상기 그룹별로 복수의 정보 신호 전송 채널에 임의로 할당하여 분리하는 패킷 분리 수단(21)과,
상기 패킷 분리 수단(21)에서 각 정보 신호 전송 채널에 할당된 그룹 정보를 상기 제어 신호 전송 채널에 시분할 다중하는 그룹 정보 시분할 다중 수단(230)과,
상기 제어 신호 전송 채널의 신호와 복수의 정보 신호 전송 채널의 신호를 병렬로 다중하여 전송 신호를 생성하는 채널 다중 수단(26)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
(9) 1 이상의 제어 신호 전송 채널과 복수의 정보 신호 전송 채널을 구비한 패킷 전송 시스템에 이용되고,
복수 그룹의 패킷 데이터를 갖는 패킷 데이터 계열을 입력하여, 상기 패킷 데이터 계열의 각 패킷 데이터를 상기 그룹별로 복수의 정보 신호 전송 채널에 임의로 할당하여 분리하고, 각 정보 신호 전송 채널에 할당된 그룹 정보를 상기 제어 신호 전송 채널에 시분할 다중하며, 상기 제어 신호 전송 채널의 신호와 복수의 정보 신호 전송 채널의 신호를 병렬로 다중하여 생성된 전송 신호를 수신하는 수신 장치로서,
상기 전송 신호를 복수의 채널에 분배하는 분배 수단(31)과,
상기 분배 수단(31)에서 분배된 어느 한 채널의 전송 신호로부터 상기 제어 신호 전송 채널의 신호를 재생하여 각 정보 신호 전송 채널의 그룹 정보를 취득하는 그룹 정보 취득 수단(320)과,
상기 그룹 정보 취득 수단(320)에서 취득된 그룹 정보에 기초하여 지정된 그룹이 할당되고 있는 정보 신호 전송 채널을 선택하는 채널 선택 수단(35)과,
상기 분배 수단(31)에서 분배된 채널 중 상기 그룹 정보 취득 수단(320)에서 사용되고 있지 않는 채널의 전송 신호로부터 상기 채널 선택 수단(35)에서 선택된 정보 신호 전송 채널의 신호를 재생하여, 지정된 그룹의 패킷 데이터만을 추출하는 선택 채널 재생 수단(321∼32n)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 1 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 방송용의 패킷 전송 시스템에 이용하는 송신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 1에 있어서, 입력의 패킷 데이터는 일반적으로 MPEG2 시스템에서 규정되는 TS(트랜스포트 스트림) 형식을 상정하고 있고, 복수의 프로그램(그룹)의 패킷이 시분할 다중되고 있다.
패킷 분리 회로(21)는 입력된 패킷 데이터 계열 중에서, 지정된 범위(그룹)의 패킷 식별자(PID)에 따라서, 나누기를 실행하는 것으로, PID=a1∼b1의 범위의 패킷을 전송 채널 #1에 할당하고, PID=a2∼b2의 범위의 패킷을 전송 채널 #2에 할당하고, 이와 동일한 방식으로, PID=aN∼bN의 범위의 패킷을 전송 채널 #N에 할당한다.
한편, 제어 데이타 발생 회로(230)는 각 전송 채널 #1∼#N의 동기를 위한 파라메터나 제어 데이터 등(이하, 제어 데이터라 총칭함)을 발생하는 것이지만, 또한 상기 패킷 분리 회로(21)에 있어서의 패킷 분리 정보를 수신해서, 각 전송 채널에서 전송하는 패킷의 그룹 정보(패킷 ID의 범위)를 제어 데이터 중에 시분할 다중한다.
여기서, 제어 데이터의 포맷 구성을, 도 2내지 도 8을 참조하여 설명한다.
상기 제어 데이터는 예컨대, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 250 ㎲마다, 동기용 확산 부호만으로 변조되고 있는 125 ㎲ 길이의 신호(이하, 「파일럿 심볼(PS)」이라 칭함)와, 각종 파라메터 등의 데이터를 파일럿 심볼과 동일한 동기용 확산 부호로 확산함으로써 생성된 125 ㎲ 길이의 주파수 확산 변조 신호(D)를조합하여, 양 신호를 쌍으로 하여 시분할 다중한 것이다. 이 제어 데이터에서는 예컨대, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 파일럿 심볼과 주파수 확산 변조 신호의 쌍 51개분을 하나의 단위로 하여 1 프레임을 구성하고, 또한 6 프레임을 하나의 단위로 하여 1 슈퍼 프레임을 구성한다.
제어 데이터의 1 프레임 내의 각 주파수 확산 변조 신호를, 선두에서부터 순차로 D1, D2, D3,‥‥, D51라고 할 때, D1∼D51은 예컨대 다음과 같은 정보로 한다.
D1은 프레임 동기용의 고정 패턴을 갖는 동기 워드로 하여, 예컨대 "01101010101101010101100110001010"을 동기용 확산 부호로 확산함으로써 생성된 주파수 확산 변조 신호로 한다.
D2는 그 프레임이 슈퍼 프레임 중의 몇번째의 프레임인가를 나타내는 동기 워드로 하여, 예컨대 0x0에서부터 시작하여 프레임마다 1씩 증가하여 0x5의 다음 프레임에서 0x0로 되돌아가도록, 도 3에 나타낸 바와 같이 4비트의 2진수를 8회 반복한 값을 동기용 확산 부호로 확산함으로써 생성된 주파수 확산 변조 신호로 한다.
D3∼D50은 예컨대, 도 4에 나타낸 바와 같이, 식별 정보(8 bit), 수신기 기동 신호(1 bit), CDM 채널 구성 정보(568 bit), 수신기 기동시 부가 정보(48 bit), 에러 정정용 CRC의 검사 비트(16 bit), 리드 솔로몬(RS) 부호의 검사 바이트(128 bit)로 구성되는 데이터를 바이트 인터리브, 중첩 부호화한 후, 동기용 확산 부호로 확산함으로써 주파수 확산 변조 신호를 생성하여, 125 ㎲마다 분할한 신호로 한다.
여기서, 상기 식별 정보는 그것에 연속되는 데이터의 내용을 식별하기 위한 정보로, 예컨대 표 1에 나타낸 바와 같이 정의한다.
상기 수신기 기동 신호는 긴급시 등에 수신기의 기동을 촉진하기 위한 신호로, 예컨대 수신기의 기동을 촉진하고 싶을 때에 "1", 그 이외일 때는 "0"으로 한다.
상기 CDM 채널 구성 정보는 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같은 개시 CDM 채널번호(8 bit)와 10채널분의 CDM 채널 개별 구성 정보(56 ×10 bit)로 구성되는 것으로 하고, 또한 각 CDM 채널 개별 구성 정보는 인터리브 모드(4 bit), 중첩 모드(4 bit), TS-ID(16 bit), 리저브(3 bit), PID 최소치(13 bit), 버전 번호(3 bit), PID 최대치(13 bit)로 구성되는 것으로 한다.
개시 CDM 채널 번호는 예컨대, 그 CDM 채널 구성 정보 중의 선두의 CDM 채널개별 구성 정보가, 어떤 CDM 채널의 정보인가를 나타내는 것으로, n번째의 CDM 채널 개별 구성 정보는 CDM 채널 번호가(개시 CDM 채널 번호 + n-1)의 CDM 채널의 정보가 된다.
인터리브 모드는 그 CDM 채널의 인터리브 사이즈를 지정하기 위한 데이터로, 예컨대 표 2에 나타낸 바와 같은 값을 취한다.
중첩 모드는 그 CDM 채널의 중첩 부호의 부호화율을 규정하는 데이터로, 예컨대 표 3에 나타낸 바와 같은 값을 취한다.
TS-ID는 예컨대, 그 CDM 채널이 전송하는 트랜스포트 스트림 번호를 나타내는 데이터로, 전송하는 데이터가 없는 경우는, 예컨대 TS-ID = 0xFFFF가 된다.
리저브는 예컨대 CDM 채널 구성 정보의 장래의 확장 영역으로서 사용하는 영역이다.
PID 최소치는 예컨대 상기 CDM 채널이 전송하는 TS 패킷에 있어서의 PID의 범위의 최소치를 나타내는 데이터로, 다른 CDM 채널에서 동일한 PID 범위가 할당되고 있는 경우는 복수의 CDM 채널이 묶여져 TS를 구성하고 있음을 나타낸다.
버전 번호는 예컨대 설정이 변경될 때마다 1씩 증가하는 데이터이다.
PID 최대치는 예컨대 그 CDM 채널이 전송하는 TS 패킷에 있어서의 PID의 범위의 최대치를 나타내는 데이터로, 다른 CDM 채널에서 동일한 PID 범위가 할당되고 있는 경우는 복수의 CDM 채널이 묶여져 TS를 구성하고 있음을 나타낸다.
상기 수신기 기동시 부가 정보는 수신기 기동 신호의 보조 정보로서 유효하게 되는 것으로, 예컨대 도 6에 나타낸 바와 같이, 긴급성 레벨 등을 나타내는 종별 정보(4 bit), 긴급 방송의 대상 지역을 나타내는 지역 식별 정보(12 bit), 긴급 방송 프로그램의 TS-ID(16 bit), 긴급 방송 프로그램의 프로그램 번호(16 bit)로 구성되는 것으로 한다.
상기 CRC의 검사 비트는 데이터 에러를 체크하기 위한 정보로서, 예컨대 생성 다항식이 G(x) = x16+ x12+ x5+1인 CRC에 의한 에러 체크에 공급되는 것이다.
상기 리드 솔로몬 부호의 검사 바이트는 예컨대 부호 생성 다항식 g(x) = (x + λ0)(x + λ1)(x + λ2)‥‥(x + λ15); λ= 02h, 체생성 다항식 P(x) = x8+ x4+ x3+ x2+ 1의 리드 솔로몬(255, 239) 부호에 있어서, 입력 데이터 바이트 앞에 159 바이트의 「00h」를 부가하여, 부호화한 후에 선두 159 바이트를 제거함으로써 생성된 단축화 리드 솔로몬(96, 80) 부호를 이용했을 때의 검사 바이트로 한다.
D3∼D50에서는 도 4에 나타낸 CDM 채널 구성 정보와 수신기 기동시 부가 정보 외에, 도 7에 나타낸 바와 같이, 확장 정보(616 bit)로서 여러 가지의 정보를 전송하는 것도 가능한 것으로 한다.
D51은 예비 영역이며, 예컨대 동기용 확산 부호만으로 변조된 신호로 한다.
전술한 CDM 채널 구성 정보, 수신기 기동시 부가 정보, 확장 정보 등은 1 슈퍼 프레임을 단위로 하여, 예컨대 도 8에 나타낸 바와 같이 구성되는 것으로 한다. 또한, 도면 중의 기호 ※는 수신기 기동 신호를 나타내고 있다.
상기한 제어 데이터 포맷 구성에 있어서, 본 발명은 CDM 채널 구성 정보 및 확장 정보의 영역을 이용한다.
도 1에 있어서, 상기 패킷 분리 회로(21)에서 N 채널로 분리된 각 패킷은 타이밍 보정 회로(221∼22n)에 공급된다. 타이밍 보정 회로(221∼22n)는 입력 패킷 데이터 계열로부터 지정된 패킷을 추출했을 때에 발생되는 타이밍 어긋남을 보정한다. 이 보정 방식을 도 9에 나타낸다.
도 9의 (a), (b)는 각각 하나의 타이밍 보정 회로(22k)의 PID = aK∼bK의 패킷 처리 내용을 나타내고 있으며, 도 9의 (a)는 패킷 데이터 계열, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 패킷 데이터 계열로부터 PID = aK∼bK의 패킷을 추출한 모습을 나타내고 있다. PID = aK∼bK의 패킷은 원래의 패킷 데이터 계열 내에 있어서의 시간 위치를 보존한 채로, 전송 채널 #K에서 전송 가능하다고는 할 수 없기 때문에, 타이밍 보정 회로(22k)에서 전송 타이밍 위치를 변경한다. 이 때, 패킷 내에 소정의 타이밍 데이터(시간 관리 정보)를 갖고 있는 경우에는 이 타이밍 데이터를 변경한다. 또한, 전송 속도를 맞추기 위해서 필요에 따라 무효(null) 패킷을 삽입한다. 타이밍 데이터의 일반적인 예로서는 MPEG2-TS 패킷에 있어서의 PCR(Program Clock Reference) 데이터가 있다.
도 1에 있어서, 타이밍 보정 회로(221∼22n)의 각 출력은 스크램블 회로(231∼23n)에 공급되어, 소정의 스크램블 키에 의해 스크램블이 걸린 후, 에러 정정 부호화 회로(241∼24n)에 공급된다. 또한, 상기 제어 데이터도 에러 정정 부호화 회로(240)에 공급된다.
상기 에러 정정 부호화 회로(240∼24n)는 제어 데이터 발생 회로(230), 스크램블 회로(231∼23n)로부터 출력된 제어 데이터, 패킷 데이터에 대하여 리드 솔로몬 부호, 바이트 인터리브, 중첩 부호 및 비트 인터리브 처리 등의 에러 정정을 위한 부호화 처리를 하는 것으로, 각 처리 출력은 CDM 변조 회로(250∼25n)에 공급되어, 부호(W0∼Wn)에 의해 CDM 변조된 후, 다중 가산 회로(26)에서 가산 다중되고, 이것에 의해 CDM 신호가 생성된다. 이 CDM 신호는 지상파 방송, 위성 방송, 케이블 방송 등의 소정의 전송로를 통하여 송출된다.
도 10은 본 발명에 따른 디지털 방송용의 패킷 전송 시스템에 이용하는 수신장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 이 수신 장치는 도시하지 않은 안테나 등에 의해 수신한 CDM 신호를 분배 회로(31)에서 n+1 계통으로 분배한다. 이 분배 회로(31)에서 분배된 n+1 계통의 CDM 신호는 각각 CDM 복조 회로(320∼32n)에서 각 부호(W0∼Wn)에 의해 CDM 복조된 후, 에러 정정 회로(330∼33n)에서 리드 솔로몬 부호, 바이트 인터리브, 중첩 부호 및 비트 인터리브에 대한 복호화 처리가 실시되고, 이것에 의해서 제어 데이터 및 n 채널의 패킷 데이터열을 얻을 수 있다.
상기 제어 데이터는 CDM 채널 선택 회로(35)에 공급된다. 이 CDM 채널 선택 회로(35)는 제어 데이터 중에서 각 전송 채널에 할당되고 있는 패킷 ID의 범위를 나타내는 그룹 정보를 추출하고, 사용자가 선택 지정 입력하는 프로그램의 패킷 ID를 수신해서, 그 패킷 ID가 포함되는 그룹 정보로부터 그 전송 채널을 식별하여, 그 채널의 부호만을 발생시킨다.
즉, 제어 데이터에는 도 8에 나타낸 바와 같이, 전체 CDM 채널에 관해서, 각 채널에서 전송되는 패킷 식별자(PID)의 범위가 지정되어 있고, 상기 CDM 채널 선택회로(35)는 이 대응 정보를 얻어, 사용자의 요구에 의해, 원하는 패킷 ID가 부호 다중된 어떤 전송 채널에서 전송되는지를 검색하여, 필요하게 되는 전송 채널의 부호(Wk)만을 발생시켜, 그 전송 채널의 신호만을 복조시킨다.
이상의 처리에 의해서 선택된 복조 신호는 디스크램블 회로(341∼34n)에서 스크램블이 해제되어, 원하는 패킷(프로그램 정보)으로서 출력된다.
상기 구성에 따르면, 수신측에서 제어 데이터를 수신함으로써, 각 전송 채널에서 전송되고 있는 각 패킷 데이터의 그룹 내용을 인식할 수 있게 되어, 용이하게 원하는 패킷의 패킷 데이터만을 선택 수신하는 것이 가능하게 되어, 수신 장치의 회로 규모나 소비 전력을 작게 할 수 있고, 비용도 저감할 수 있게 된다.
그런데, 하나의 그룹의 패킷 데이터가 하나의 전송 채널의 전송 용량을 초과하는 경우, 패킷 분리 회로(21)에서 복수의 전송 채널로 나누더라도 좋지만, 도 11a 및 도 11b에 나타낸 바와 같이 송신 장치, 수신 장치를 구성하더라도 좋다.
도 11a는 송신 장치의 구성을 나타내는 것으로, 하나의 전송 채널 #K에 할당된 그룹의 패킷 데이터(PID = ak∼bk)가 그 채널의 전송 용량이 초과하는 경우에, 타이밍 보정 회로(22k)를 거쳐 스크램블 회로(23k)에서 스크램블이 걸린 패킷 데이터 계열을 패킷 분리 회로(41k)에서 M 채널로 분리하여, 각각 에러 정정 부호화 회로(24k(1)∼24k(M)), CDM 변조 회로(25k(1)∼25k(M))에서 에러 정정 부호화 처리, CDM 변조 처리를 한 후, 다중 가산 회로(26)에서 다른 전송 채널과 다중한다. 이 경우, 제어 데이터에, 추가된 전송 채널에서 전송하는 동일한 그룹 정보를 부가해 둔다.
도 11b는 수신 장치의 구성을 나타내는 것으로, 송신측에서 추가된 전송 채널에 대응하여, 분배 회로(31)에서 상당수의 채널로 분배하여, 그 중 채널 #k(1)∼#k(M)의 신호를 CDM 복조 회로(32k(1)∼32k(M))에서 CDM 복조하고, 에러 정정 회로(33k(1)∼33k(M))에서 에러 정정을 실시하고, 다중화 회로(42k)에서 다중함으로써, 동일 그룹의 패킷 데이터 계열을 취출할 수 있다. 이 패킷 데이터 계열은 디스크램블 회로(34k)에 의해 스크램블이 해제되어 출력된다.
즉, 상기한 경우에서는 송신 장치측에 있어서, 패킷 분리 회로(21)의 출력의 패킷(PID=ak∼bk)이 하나의 전송 채널의 전송 용량을 초과하고 있기 때문에, 전송 채널 #k(1)∼#k(M)을 할당하고 있다. 타이밍 보정 회로(22k)는 도 9의 (a), (b)의 경우와 같이, M 배의 전송 속도의 신호가 되도록, 무효 패킷의 삽입과 시간 데이터의 보정을 행한다. 이 신호를 전송 채널 #k(1)∼#k(M)에 대하여 빠른 번호에서부터 순차 분리한다. 또한, 제어 데이터에 있어서는 전송 채널 #k(1)∼#k(M)이 전송하는 PID의 범위치를 동일하게 설정한다. 이것에 의해 수신측에 복수 채널을 묶고 있음을 전한다. 각 에러 정정 부호화 회로(24k(1)∼24k(M))에 있어서의 인터리브 길이나 부호화율 등의 에러 정정의 조건은 동일하게 한다.
한편, 수신 장치측에서, 복수의 CDM 채널을 사용하여 전송된 패킷을 수신하는 경우는 해당하는 부호(Wk(1),Wk(M))를 설정하여, 복수의 패킷 데이터 계열을 수신하고, 빠른 번호에서부터 순차 합성 다중함으로써, 당초의 패킷 데이터(PID = ak∼bk)를 수신할 수 있다. 부호화율이나 인터리브 길이 등 에러 정정 능력을 동일한 조건으로 하여 순차 다중함으로써, 원래의 패킷 데이터 계열을 복원 가능하게 하고 있다.
상기 구성에 따르면, 동일 그룹의 패킷 데이터를 복수의 전송 채널로 분류하여 전송하도록 하고 있기 때문에, 하나의 프로그램, 즉 동일 그룹의 패킷의 전송용량이 하나의 전송 채널의 용량을 초과하는 경우라도 전송이 가능해진다. 수신 장치측에서도, 제어 신호 전송 채널을 수신함으로써, 그 복수의 전송 채널이 묶여 있음을 인식하는 것이 가능하다.
또, 상기한 구성에서는 초단에서 패킷을 분리하지 않고서, 타이밍 보정 회로, 스크램블 회로를 거친 후에 복수 채널로 분리하도록 하고 있기 때문에, 수신측에서, 디스크램블 회로, 타이밍 보정을 위한 회로를 1 그룹에서 공용할 수 있어, 회로 규모의 증가를 억제하는 것이 가능하다.
그런데, 스크램블 키를 전송하는 전송 채널과, 스크램블된 패킷을 전송하는 전송 채널과의 사이에, 에러 정정 부호의 특성의 차이에 의해, 전송 지연의 차분이 존재하는 경우에는 송신 장치 내에서 보정 처리를 할 필요가 있다. 이 보정 처리 기능을 갖는 스크램블 회로의 일례를 도 12에 나타낸다.
도 12는 도 1에 나타낸 스크램블 회로(23k)에 있어서, 상기 전송 지연 보정 기능을 구비한 경우의 구체적인 구성을 나타내는 블록 회로도이다. 또한, 여기서는 CDM 채널 #1의 에러 정정 부호화 회로에 의한 시간 지연을 T1로 하고, CDM 채널 #k의 에러 정정 부호화 회로에 의한 시간 지연을 TM으로 한다.
도 12에 있어서, 스크램블 처리 회로(23k1)는 CDM 채널 #k로 분배된 패킷 데이터 계열(PID = ak∼bk)에 대하여, 키 발생 회로(23k2)에서 발생시키는 스크램블 키에 의해 스크램블을 걸어 출력한다. 키 발생 회로(23k2)에서 발생되는 키 신호는 지연 회로(23k3)를 통해 스크램블 처리 회로(23k1)에 공급되는 동시에, 지연 회로(23k4)를 통해 CDM 채널 #1로 시분할 다중된다.
여기서, 스크램블 회로(23k)에는 또한 CDM 채널 #1의 에러 정정 시간(T1), CDM 채널 #k의 에러 정정 시간(TM)의 정보가 주어지고 있고, 제어 회로(23k6)는 이들의 시간 정보를 수신해서, 지연 회로(23k3, 23k4)의 지연 시간을 각각 DM, D1으로 설정한다.
T1＞TM인 경우를 예로 하여, 송신 타이밍을 도 13에 나타낸다. 모두 시간 보정을 하지 않으면, 도 13에 나타낸 바와 같이, (T1-TM) 시간분 만큼, 스크램블 키의 전송 타이밍이 지연되고 있다. 따라서, 이 차분 상당의 지연 시간(DM)을 도 12의 지연 회로(23k3)에서 삽입함으로써, 정확한 타이밍에서 디스크램블 처리가 가능해진다. T1＜TM의 경우도 마찬가지로, 차분 상당의 지연 시간(D1)을 지연 회로(23k4)에서 삽입함으로써 시간 타이밍을 맞출 수 있다.
도 14는 패킷 데이터 계열로서 MPEG2-TS 패킷을 복수의 CDM 전송 채널에 배치한 예이다. CDM #0은 각 CDM #1에서부터 CDM #29가 각각 전송하는 TSID(PID의 범위)를 제어 채널(파일럿 채널)로서 전송한다. CDM #1과 CDM #2는 요금 부과 정보(스크램블 키 정보를 포함함), 프로그램 배열 정보나 프로그램 관련 정보 등 공통적인 정보를 통합하여 전송하고 있다. CDM #4와 CDM #5는 2 채널 묶어서 동일한 패킷ID의 패킷을 전송하고 있다.
도 15는 본 시스템의 수신 장치에 있어서의 프로그램 선택 시퀀스의 예를 나타낸 것이다.
우선, 전원 투입시에 있어서, 파일럿 채널 #0을 수신하고(S1), 각 CDM 채널과 TSID 및 PID의 대응표(도 16a)를 취득하고(S2), 또한 요금 부과 CDM 채널(TSID 단위) #1을 수신하여(S3), NIT(도 16c)를 취득한다(S4).
여기서, 사용자의 프로그램 No. 입력이 있는지를 판단하여(S5), 입력이 없는 경우에는 동일한 25 MHz 대역 내의 다른 TSID 내에 있는지의 여부를 판단하고(S6), 있는 경우에는 수신 TSID를 변경하여(S7), 단계 S3으로 처리를 계속한다. 단계 S6에서 다른 TSID 내에 없는 경우에는 다른 25 MHz 대역 내의 TSID 내에 있는지의 여부를 판단하여(S8), 있는 경우에는 트랜스폰더를 변경하여(S9), 단계 S1에서부터 처리를 계속한다. 단계 S8에서 다른 25 MHz 대역 내의 TSID 내에 없는 경우에는 사용자에게 프로그램 No.의 재입력을 재촉한다.
상기 단계 S5에서 프로그램 No.가 있었던 경우에는, PAT(도 16b)을 취득하고(S10), PMT(PID = P)를 포함하는 CDM 채널을 수신하여(S11), PMT(도 16d)를 취득하고(S12), 음성(PID = x) 및 영상(PID = y)의 각 패킷을 취득하고(S13), 음성과 영상을 재생하여(S14), 이것에 의해서 일련의 처리를 종료한다.
이상 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 패킷 전송 시스템에서는 예컨대 디지털 방송에 이용하는 경우, 복수의 프로그램(그룹)으로 구성되는 패킷 데이터 계열을 그룹별로 부호 분할 다중되는 복수의 전송 채널로 할당하여, 분할하여 전송한다. 또한, 부호 분할 다중되는 하나 또는 복수의 전송 채널을 제어 데이터의 전송용으로서 할당하고, 이 제어 데이터를 사용하여, 각 전송 채널에 할당되고 있는 패킷 데이터의 그룹 정보(패킷 식별자의 범위치)를 전송한다. 이것에 의해, 수신 장치는 제어 데이터를 수신함으로써, 각 전송 채널에서 전송되고 있는 각 패킷 데이터의 그룹 내용을 인식할 수 있게 되어, 용이하게 원하는 패킷의 패킷 데이터만을 선택 수신하는 것이 가능하게 되어, 수신 장치의 회로 규모나 소비 전력을 작게 할 수 있고, 비용도 저감할 수 있게 된다.
또한, 동일 그룹의 패킷 데이터를 복수의 전송 채널로 나누어 전송함으로써, 하나의 프로그램, 즉 동일 그룹의 패킷의 전송 용량이 하나의 전송 채널의 용량을 초과하는 경우라도 전송이 가능해진다. 수신 장치측에서도, 제어 신호 전송 채널을 수신함으로써, 그 복수의 전송 채널이 묶여 있음을 인식하는 것이 가능하다.
또, 패킷 데이터 계열을 복수의 전송 채널로 나눌 때에, 원래의 패킷 데이터 계열 상에서의 패킷의 타이밍을 보존할 수 없고, 변경하지 않을 수가 없는 경우가 있지만, 그 경우에는 패킷 내에 존재하는 시간 관리 정보를 그 어긋난 만큼 보정해 둠으로써 수신측에서 정확한 타이밍으로 재생하는 것이 가능해진다.
또한, 스크램블 키를 전송하는 전송 채널과, 스크램블된 패킷을 전송하는 전송 채널과의 사이에 예컨대 에러 정정 부호의 특성의 차이에 의해 전송 지연의 차분이 존재하는 경우에는 송신 장치 내에서 사전에 보정하는 것이 가능하며, 전송하는 패킷 자체를 지연시키는 일이 없이, 수신측에서 정확한 타이밍으로 디스크램블처리가 가능하다.
또한, 상기한 실시예에서는 CDM 방식에 의해 다중 전송되는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정하는 것은 아니며, OFDM 방식 등, 여러 가지의 다중 전송 방식을 이용하는 것이 가능하다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 수신측에서 사용자가 필요로 하는 패킷만을 수신할 수 있고, 이에 부가하여 패킷마다 에러 정정 부호의 파라메터를 변경하거나 전송 신호의 특성을 변경하는 등, 디지털 방송의 이용시에, 유연한 방송을 수행하는 것이 가능한 패킷 전송 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (9)

1 이상의 제어 신호 전송 채널과 복수의 정보 신호 전송 채널을 구비하고, 부호 분할 다중화 방식에 의해 병렬로 다중화 전송하는 패킷 전송 시스템에 있어서,
송신 장치는, 시분할 다중화되어 입력되는 복수 그룹의 패킷 데이터 계열 중으로부터 지정된 범위의 그룹 정보에 따라 각각의 그룹별로 분리하고, 상기 복수의 각 정보 신호 전송 채널에 임의로 할당하는 패킷 분리 수단(21)과, 상기 패킷 분리 수단(21)으로부터의 패킷 분리 정보를 취득하고 할당된 상기 복수의 각 정보 신호 전송 채널로 전송하는 각 패킷의 상기 그룹 정보를 상기 제어 신호 전송 채널에 시분할 다중하는 그룹 정보 시분할 다중 수단(230)과, 상기 제어 신호 전송 채널의 제어 신호와 상기 복수의 정보 신호 전송 채널의 정보 신호를 병렬 다중으로 하여 소정의 전송로에 송출하기 위한 전송 신호를 생성하는 채널 다중 수단(26)을 구비하고,
수신 장치는, 송신된 상기 전송 신호를 제어 신호 전송 채널과 복수의 정보 신호 전송 채널 각각에 분배하는 분배 수단(31)과, 상기 분배 수단(31)에서 분배된 적어도 하나의 제어 신호 전송 채널의 전송 신호로부터 상기 제어 신호를 재생하여 상기 복수의 정보 신호 전송 채널의 각 그룹 정보를 취득하는 그룹 정보 취득 수단(320)과, 상기 그룹 정보 취득 수단(320)에서 취득된 상기 그룹 정보에 기초한 그룹 할당 정보 신호와 입력된 임의 재생을 지정하는 그룹 정보에 기초하여 상기 분배 수단(31)에서 분배된 상기 복수의 정보 신호 전송 채널 중 재생이 필요하게 되는 정보 신호 전송 채널을 선택하는 채널 선택 수단(35)과, 상기 채널 선택 수단(35)에서 선택된 정보 신호 전송 채널의 패킷 데이터만을 추출하는 채널 재생 수단(321∼32n)을 구비하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 시스템.
제1항에 있어서, 상기 패킷 분리 수단(21)은 동일 그룹의 패킷 데이터를 복수의 정보 신호 전송 채널로 나누고, 상기 그룹 정보 시분할 다중 수단(230)은 나누어진 정보 신호 전송 채널의 그룹 정보로서 동일한 정보로 하여 상기 제어 신호 전송 채널에 시분할 다중하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 시스템.
제1항에 있어서, 상기 그룹 정보는 상기 패킷 데이터가 구비하는 패킷 식별자의 범위를 나타내는 정보인 것을 특징으로 하는 패킷 전송 시스템.
제1항에 있어서, 상기 채널 다중 수단(26)은 부호 분할 다중 방식에 의해 상기 제어 신호 전송 채널의 신호와 복수의 정보 신호 전송 채널의 신호를 다중하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 시스템.
제1항에 있어서, 상기 송신 장치는 상기 복수의 정보 신호 전송 채널의 각각에서 상기 패킷 분리 수단(21)의 패킷 분리에 의해서 발생된 각 패킷 데이터의 타이밍과 분리전의 패킷 데이터 계열 상에서의 타이밍과의 편차량을 구하여, 이 편차량에 따라서 분리된 각 패킷 데이터 중의 시간 관리 정보를 보정하는 시간 관리 정보 보정 수단(221∼22n)을 구비하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 시스템.
제1항에 있어서, 상기 송신 장치는 상기 복수의 정보 신호 전송 채널에서 각각 패킷 데이터를 개별적으로 스크램블하여, 그 스크램블 키를 상기 정보 신호 전송 채널 중의 하나로 시분할 다중하는 스크램블 수단(231∼23n)을 구비하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 시스템.
제6항에 있어서, 상기 송신 장치의 스크램블 수단(231∼23n)은 상기 스크램블 키를 전송하는 전송 채널의 신호 지연과 스크램블된 패킷 데이터를 전송하는 전송 채널의 신호 지연과의 차분을 사전에 보정하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 시스템.
1 이상의 제어 신호 전송 채널과 복수의 정보 신호 전송 채널을 구비한 패킷 전송 시스템에 이용되는 송신 장치로서,
복수 그룹의 패킷 데이터를 갖는 패킷 데이터 계열을 입력하여, 상기 패킷 데이터 계열의 각 패킷 데이터를 상기 그룹별로 복수의 정보 신호 전송 채널에 임의로 할당하여 분리하는 패킷 분리 수단(21)과,
상기 패킷 분리 수단(21)에서 각 정보 신호 전송 채널에 할당된 그룹 정보를 상기 제어 신호 전송 채널에 시분할 다중하는 그룹 정보 시분할 다중 수단(230)과,
상기 제어 신호 전송 채널의 신호와 복수의 정보 신호 전송 채널의 신호를 병렬로 다중하여 전송 신호를 생성하는 채널 다중 수단(26)을 구비하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 시스템의 송신 장치.
1 이상의 제어 신호 전송 채널과 복수의 정보 신호 전송 채널을 구비한 패킷 전송 시스템에 이용되고,
복수 그룹의 패킷 데이터를 갖는 패킷 데이터 계열을 입력하여, 상기 패킷 데이터 계열의 각 패킷 데이터를 상기 그룹별로 복수의 정보 신호 전송 채널에 임의로 할당하여 분리하고, 각 정보 신호 전송 채널에 할당된 그룹 정보를 상기 제어 신호 전송 채널에 시분할 다중하며, 상기 제어 신호 전송 채널의 신호와 복수의 정보 신호 전송 채널의 신호를 병렬로 다중하여 생성된 전송 신호를 수신하는 수신 장치로서,
상기 전송 신호를 복수의 채널에 분배하는 분배 수단(31)과,
상기 분배 수단(31)에서 분배된 어느 한 채널의 전송 신호로부터 상기 제어 신호 전송 채널의 신호를 재생하여 각 정보 신호 전송 채널의 그룹 정보를 취득하는 그룹 정보 취득 수단(320)과,
상기 그룹 정보 취득 수단(320)에서 취득된 그룹 정보에 기초하여 지정된 그룹이 할당되고 있는 정보 신호 전송 채널을 선택하는 채널 선택 수단(35)과,
상기 분배 수단(31)에서 분배된 채널 중 상기 그룹 정보 취득 수단(320)에서사용되고 있지 않는 채널의 전송 신호로부터 상기 채널 선택 수단(35)에서 선택된 정보 신호 전송 채널의 신호를 재생하여, 지정된 그룹의 패킷 데이터만을 추출하는 선택 채널 재생 수단(321∼32n)을 구비하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 시스템의 수신 장치.
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