JP2530603B2 - バケツトデ−タ受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は、テレビジョン衛星放送等のデータチャンネ
ルを使ってパケットによりデータ信号を伝送する場合の
パケットデータ信号を受信するパケットデータ受信装置
に関するものである。

［従来技術とその問題点］ テレビジョン衛星放送PCM音声伝送方式の信号フォー
マットでは、独立データ領域および音声が多重されない
空き領域をデータチャンネルとして利用することができ
る。このデータチャンネルによって各種のデータ信号を
送る場合、柔軟性・拡張性に優れたパケット伝送方式が
適している。

第７図は、PCM音声伝送信号フォーマットの例を示す
ビット構成図である。また第８図は、パケット構成の一
例を示すビット構成図である。

パケットによりデータ信号を送る場合、従来は各パケ
ットを１回だけ送り、ヘッダを検出してパケットを取り
出し、例えば第８図に示すように［272,190］短縮化差
集合符号を用いて誤り訂正を行い、これによりデータ信
号を受信していた。

しかし、各パケットを１回だけ送る方式では、特にC/
N比がサービス限界に近い値まで低下したときに、十分
小さなブロック誤り率が得られないという欠点がみられ
た。

また、パケットを連送する場合には、ヘッダが同じで
あってパケットデータの内容が変化する区切りの位置を
受信側でどのように検出するかが問題となる。

［発明の目的］ よって本発明の目的は、同一パケットをある回数送出
して、受信されたパケットの各ビットごとに多数決をと
り、その後に従来の誤り訂正方式を用いることにより、
サービス限界に近い低C/N時にも確実にデータを受信で
きるパケットデータ受信装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ヘッダが同じであってパ
ケットデータの内容が変化する区切りの位置を受信側で
誤りなく判定することができるようにしたパケットデー
タ受信装置を提供することにある。

［発明の要点］ 本発明は、同一パケットを何回か送り、受信したパケ
ットの各ビットごとに多数決をとり、さらにその後誤り
訂正を行ってC/Nが低下したときにも十分な信頼度でデ
ータ信号を受信することができるようなパケットデータ
受信装置に関するものである。

すなわち、同一パケットを複数回連送するに当り、デ
ータの内容が変化する区切りの時点を受信側で確実に識
別できるような連送方法を用い、受信側では、検出した
パケットの各ビットごとに多数決をとり、その後で誤り
訂正を行うことにより、１パケットだけ送る従来の方式
ではデータを送ることが困難であったサービス限界に近
い低C/N時にも、確実にデータの伝送ができるようにし
たものである。

［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

同一パケットを連送し、ビットごとに多数決をとり、
さらに誤り訂正を施してデータ信号を受信し、従来方式
に比べてはるかに小さなブロック誤り率を得るパケット
連送方式において、ヘッダが同じであってデータの内容
が違うパケット同士を確実に区別する方式として、３通
りの実施例を説明する。

イ）第１の実施例 第１図は第１の実施例を説明する図である。また第２
図は、本実施例において用いる受信機の構成を示すブロ
ック図である。

本実施例においては、例えば１秒毎に送られるスクラ
ンブルPN初期値ロードタイミング信号（以下、スクラン
ブルタイミング信号という）をパケット連送開始のトリ
ガとして用い、スクランブルタイミング信号を送り終っ
た時点から同一パケットを複数回例えば５回連続的に送
る。

受信側では、スクランブルタイミング信号を受信し、
その直後からパケットを５個続けて取り込み、ビット毎
に多数決をとり、誤り訂正を行ってデータ信号を受信す
る。

この第１の実施例においては、パケットを連送するタ
イミングがスクランブルタイミング信号の送出タイミン
グにより決定されるので、音声チャンネルのフレーム同
期がとれてスクランブルタイミング信号が受信できさえ
すれば、特にヘッダ等を使用することなく、送出したパ
ケット全てを受信側で捕捉することができる。従って、
パケットを任意のタイミングで連送し、ヘッダを用いて
捕捉する方式と比較すると、受信パケットのブロック誤
り率は小さな値となる。

本実施例では、パケット連送がトリガ信号の直後での
み行われるので、そのトリガ信号に関連した情報の伝送
に適している。例えば、トリガ信号としてスクランブル
タイミング信号を用いた場合には、スクランブルを解く
ための鍵情報を高い信頼度で送るのに本実施例を用いる
のが好適である。

なお、本実施例を用いて複数種類のパケットを伝送す
ることもできるが、この場合には、受信側においてヘッ
ダを参照し、パケットの種類を識別することが必要であ
る。

ロ）第２の実施例 第３図は第２の実施例を説明する図、第４図は本実施
例に用いる受信機の構成を示すブロック図である。

本実施例においては、連送されるパケットのうち先頭
のパケットは任意のタイミングで送出される。残りのパ
ケットは先頭のパケットが送出されてからある一定の期
間内（例えば100msec以内）の任意の位置で送出され
る。最後のパケットが送出されてから、データの内容が
違う次の先頭パケットが送出されるまでの間隔は、前出
の一定期間（例えば100ms）以上空けるものとする。

受信側では、パケットのヘッダを常に監視し、受信し
ようとしているパケットのヘッダが１個検出されたとき
には、その時点から例えば100msecの時間をカウントす
る。そして、その期間内に送られてきた同じヘッダをも
つパケットを全て捕捉し、ビット毎に多数決をとった後
に誤り訂正を行ってデータ信号を受信する。

この第２の実施例では、ヘッダが同じであって内容の
異なるパケットを送る際に一定期間以上の間隔を空ける
という制約を除けば、任意のタイミングでパケットを送
ることが可能であり、先に述べた第１の実施例より柔軟
性に富むシステムを構成することができる。但し、パケ
ットを捕捉するためには、ヘッダを正確に検出できるこ
とが前提となるので、第１の実施例のようにパケットの
位置が他のトリガ信号により決定され、送られた全ての
パケットが容易に捕捉できる場合と比べると、ヘッダの
検出誤りに相当する分だけブロック誤り率は大きくな
る。

ハ）第３の実施例 第５図は第３の実施例を説明する図、第６図は本実施
例に用いる受信機の構成を示すブロック図である。

第１の実施例ではトリガ信号の直後に一定数のパケッ
トを連続送出することによりヘッダが同じでデータの内
容が異なるパケット同士を区別し、第２の実施例ではあ
る一定時間を空けることによりその区別を行った。

これに対して第３の実施例においては、データの内容
が変化する位置で特に時間を空けることなく、任意のタ
イミングでパケットを送出するものである。

受信側では、ヘッダを用いて捕捉したパケット数が１
個ないし２個である間は、パケットを捕捉する度に誤り
訂正を行い、そのデータを受信データバッファ１に書き
込む。

さらに３個以上のパケットヘッダが検出されたときに
は多数決をとることが可能となるので、パケットを捕捉
する度に最も新しい３個のパケットでビット毎の多数決
をとった後に誤り訂正を行い、得られたデータを受信デ
ータバッファ１に書き込む。このとき、それまで受信デ
ータとされていたデータは新しい受信データに置き換え
られる。

第３の実施例においては、パケットが抽出される度に
最新の３パケットでビット毎の多数決・誤り訂正を行
い、これによりデータの内容を監視しているので、パケ
ットを連続的に送出したとしても、ヘッダが同じである
内容の異ったパケットを区別することができる。

また、パケットヘッダが１個ないし２個しか送出され
ない場合には、ビット毎の多数決をとることができない
が、このような場合にも、ヘッダが検出された１個ない
し２個のパケットから受信データを得ることができる。

パケットデータの内容の変化点は、多数決・誤り訂正
を行う前のパケットデータのビットパターンを監視する
ことにより検知することもできるが、この場合には誤り
ビットが多く存在する状態でデータ内容を監視すること
になるので、パケットデータの変化を受信側に知らせる
ための検査ビットとして、かなりのビット数が必要にな
る。これに対して、ビット毎に多数決・誤り訂正を行っ
た後のデータを監視する場合には、誤りビットは殆ど除
かれているので、変化したデータ内容のビット数が少な
いときにも、高い信頼度にて変化点を検知することがで
きる。

多数決をとるパケットの数は、本実施例では“3"に固
定したが、ヘッダが検出されたパケット全部により多数
決をとることも可能である。

第３の実施例において、検出されたパケット数が３個
以上になったときにも、パケットが検出される度に最も
新しい１個のパケットについて誤り訂正を行い、その結
果を最新３パケットの多数決による結果と比較し、いず
れか正しい方（例えば誤り訂正のシンドロームが“0"に
なる方）を受信データとして採用することも可能であ
る。

また、第２図に示した受信機構成（第１の実施例）に
おいては、トリガ信号としてスクランブルタイミング信
号を用いる場合に、音声チャンネル制御コードの一部の
ビットよりタイミング信号を検出し、その時点から一定
数のパケットをパケット抽出回路により取り出し、パケ
ットバッファに蓄えてから、ビット毎の多数決をとった
後に誤り訂正を行い、受信データを得ている。

これに対し、第２の実施例で用いる受信機（第４図参
照）においては、連送されるパケットのうち先頭のパケ
ットのヘッダを検出し、その後の一定時間にわたってカ
ウンタのカウントを開始し、その時間内にヘッダが検出
されたパケットを抽出してパケットバッファに蓄える。
そして一定時間が経過した時点において、ビット毎に多
数決および誤り訂正を行うことにより受信データを得る
とともに、一定時間カウンタをリセットして、次のデー
タの先頭パケットを待つものである。

第６図に示す受信機構成（第３の実施例）において
は、ヘッダ検出回路（22）によりパケットヘッダを参照
し、パケットが３個以上検出されるまでは、パケットが
検出される度に誤り訂正を行い、その結果を受信データ
バッファ１（32）に蓄え、検出したパケットはパケット
バッファ（24）に蓄えておく。パケットヘッダが３個以
上検出されたときには、最新の３個のパケットを用いて
ビット毎に多数決をとった後に誤り訂正を行い、その結
果を受信データバッファ１（32）に転送する。それまで
受信データバッファ１（32）に蓄積されていたデータ
は、このとき受信データバッファ２（36）に転送され、
データ比較回路（34）によってバッファ１（32）とバッ
ファ２（36）の内容が比較される。そして両者が異って
いれば、その時点をデータ内容の変化点とみなし、受信
データバッファ２（36）の内容を受信データとして出力
し、回路全体の状態を初期状態に戻す。

なお、データチャンネルで発生する誤りは４相DPSK方
式特有のバースト誤りであるが、同一パケットを連送す
るに当り、各パケットの対応するビットが伝送路上であ
る時間間隔以上離れるようにし、対応するビットが同一
のバースト誤りに含まれないようにすれば、ブロック誤
り率をさらに改善することができる。

［発明の効果］ 本発明では、同一パケットを複数個伝送し、受信され
たパケットの各ビット毎に多数決をとり、さらにその後
に誤り訂正を行っているので、サービス限界に近い低C/
N時にも確実にデータを送ることができる。

先に述べた第１の実施例（第１図，第２図参照）で
は、スクランブルタイミング信号等をパケット連送開始
のトリガ信号として用い、トリガ信号の直後からある一
定数の同一パケットを連続的に送出するので、受信側で
特にパケットヘッダを参照しなくても送られた全てのパ
ケットを捕捉することが可能となる。よって、任意のタ
イミングでパケット連送を行う方式と比較すると、受信
データのブロック誤り率は小さな値となる。

第２の実施例（第３図，第４図参照）では、同一パケ
ットの連送をある一定時間内の任意のタイミングで行
い、ヘッダが同じであってデータの内容が異なるパケッ
トを送り始めるタイミングとの間に一定時間以上の間隔
を空けているので、任意のタイミングでパケット連送を
開始したときにも、受信側ではヘッダを参照することに
より、連送されたパケットを捕捉することができる。こ
の実施例ではパケット連送開始タイミングを任意に選ぶ
ことができるので、複数のサービスを同時に行う場合に
も柔軟なシステムを構成することができる。

第３の実施例（第５図，第６図参照）では、受信側に
おいてパケットが捕捉される度に最新の３個のパケット
によりその都度ビット毎の多数決・誤り訂正を行い、そ
の結果を受信データにすると共に、データの内容の変化
を監視しているので、パケットを任意のタイミングで送
出したとしても、データ内容の変化点を識別することが
できる。また、捕捉されたパケット数が１個ないし２個
のときにも、パケットを捕捉する度に誤り訂正を行って
受信データとしているので、検出パケット数が多数決可
能な３個に満たない場合にも、受信データを得ることが
できる。

また、同一パケットを連送する際に、各パケットの対
応するビットが同一バースト誤りに含まれないように伝
送路上で一定時間間隔以上離して伝送することにより、
ビット毎の多数決を行ったときに等価的にインタリーブ
がかかったのと同様の効果が得られ、もってブロック誤
り率を更に改善することができる。

これらのパケットデータ伝送方式は、放送のみなら
ず、一般のデータ伝送にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を説明する図、 第２図は第１の実施例における受信機の構成を示すブロ
ック図、 第３図は本発明の第２の実施例を説明する図、 第４図は第２の実施例における受信機の構成を示すブロ
ック図、 第５図は本発明の第３の実施例を説明する図、 第６図は第３の実施例における受信機の構成を示すブロ
ック図、 第７図はPCM音声伝送信号のフォーマットを示す図、 第８図はパケット構成の一例を示す図である。 ２……スクランブルタイミング信号検出回路、 ６……パケット抽出回路、 ６……パケットバッファ、 ８……多数決回路、 10……誤り訂正回路、 12……カウンタ、 14,22……ヘッダ検出・パケット抽出回路、 16,24……パケットバッファ、 18,26……多数決回路、 20,30……誤り訂正回路、 32……受信データバッファ１、 34……データ比較・変化点検出回路、 36……受信データバッファ２。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 直樹 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 (72)発明者 木村 武史 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 (72)発明者 吉野 武彦 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−67349（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−89402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−41050（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テレビジョン衛星放送等のデータチャンネ
   ルを用いてパケットにより所望データを伝送するための
   パケットデータ信号を受信するパケットデータ受信装置
   であって、 情報ビットと検査ビットからなる誤り訂正符号の符号語
   を含む同一データ内容のパケット信号を、任意のタイミ
   ングで複数回連送する送信手段から送信された伝送信号
   を受信し、該伝送信号から特定のヘッダを有する前記パ
   ケット信号を抽出する抽出回路と、 抽出した前記パケット信号を、そのままの内容で、ある
   特定個数だけ記憶しておくパケットバッファと、 抽出した前記パケット信号の個数をカウントするカウン
   タと、 抽出した複数の前記パケット信号の各ビットについてビ
   ットごと多数決処理を行うビットごと多数決回路と、 該多数決回路の後段に接続された誤り訂正復号回路と、 誤り訂正復号後の有効受信データを記憶しておく受信デ
   ータバッファ１と、 該受信データバッファ１へ新しいデータが転送されてく
   るたびに該受信データバッファ１にそれまで記憶されて
   いたデータ内容を記憶しておく受信データバッファ２
   と、 該受信データバッファ１の内容と該受信データバッファ
   ２の内容を比較する比較回路とを備え、 抽出した前記パケット信号は、ある特定個数の最新のパ
   ケットが、そのままの内容で、前記パケットバッファに
   記憶され、 抽出した前記パケット信号の個数が、ある一定数に達し
   ない場合は、最新の１個の抽出パケット信号について誤
   り訂正復号を行い、復号後のデータを有効受信データと
   して前記受信データバッファ１へ転送し、 抽出した前記パケット信号の個数が、前記一定数以上の
   場合は、誤り訂正復号を行う前に、抽出した前記一定数
   のパケット信号の各ビットについてビットごと多数決処
   理を行い、その後に、多数決処理後のパケット信号につ
   いて誤り訂正復号を行い、復号後のデータを有効受信デ
   ータとして前記受信データバッファ１へ転送し、 前記受信データバッファ１に有効受信データが書き込ま
   れるたびに、前記比較回路により、前記受信データバッ
   ファ１のデータ内容と前記受信データバッファ２のデー
   タ内容とを比較し、両者が異なるときには、その時点を
   データ内容の変化点とみなし、前記受信データバッファ
   ２のデータを最終的な受信データとして出力し、回路全
   体の状態を初期状態に戻すことを特徴とするパケットデ
   ータ受信装置。
2. 【請求項２】テレビジョン衛星放送用PCM音声伝送信号
   に含まれている独立データ領域あるいは音声が多重され
   ない空き領域をデータチャンネルとして用い、該データ
   チャンネルによる所望データをパケットで伝送するため
   のパケットデータ信号を受信するパケットデータ受信装
   置であって、 音声チャンネル制御コードの一部より得られた所定のタ
   イミング信号をパケット連送開始のタイミングを与える
   トリガ信号として用い、該トリガ信号に同期して所定時
   間内に、情報ビットと検査ビットからなる誤り訂正符号
   の符号語を含む同一データ内容のパケット信号を特定回
   連送する送信側装置から伝送された伝送信号を受信する
   受信手段と、 受信された前記伝送信号から前記トリガ信号を検出する
   検出手段と、 前記検出手段の検出出力に応答して前記伝送信号から前
   記パケット信号を抽出する抽出手段と、 抽出された前記パケット信号を特定個数だけ記憶してお
   くパケットバッファと、 前記パケット信号の特定個数について、各ビットごとに
   多数決処理を行うビットごと多数決回路と、 多数決処理後のパケット信号について誤り訂正復号を行
   い、復号後のデータを受信データとする復号処理手段と
   を備え、 パケットヘッダを参照することなく、伝送されて来た同
   一データ内容のパケットを全て捕捉可能としたことを特
   徴とするパケットデータ受信装置。
3. 【請求項３】テレビジョン衛星放送用PCM音声伝送信号
   に含まれている独立データ領域あるいは音声が多重され
   ない空き領域をデータチャンネルとして用い、該データ
   チャンネルによりスクランブル解読鍵情報をパケットで
   伝送するためのパケットデータ信号を受信するパケット
   データ受信装置であって、 音声チャンネル制御コードの一部より得られたスクラン
   ブルタイミング信号をパケット連送開始のタイミングを
   与えるトリガ信号として用い、該トリガ信号に同期して
   所定時間内に、情報ビットと検査ビットからなる誤り訂
   正符号の符号語を含む同一データ内容のパケット信号を
   特定回連送する送信側装置から伝送された伝送信号を受
   信する受信手段と、 受信された前記伝送信号から前記トリガ信号を検出する
   検出手段と、 前記検出手段の検出出力に応答して前記伝送信号から前
   記パケット信号を抽出する抽出手段と、 抽出された前記パケット信号を特定個数だけ記憶してお
   くパケットバッファと、 前記パケット信号の特定個数について、各ビットごとに
   多数決処理を行うビットごと多数決回路と、 多数決処理後のパケット信号について誤り訂正復号を行
   い、複合後のデータを受信データとする復号処理手段と
   を備え、 パケットヘッダを参照することなく、伝送されて来た同
   一データ内容のパケットを全て捕捉可能としたことを特
   徴とするパケットデータ受信装置。
4. 【請求項４】テレビジョン衛星放送用伝送信号に含まれ
   ている独立データ領域もしくは他の空き領域をデータチ
   ャンネルとして用い、該データチャンネルにより所望デ
   ータをパケットにより伝送するためのパケットデータ信
   号を受信するパケットデータ受信装置であって、 ヘッダ部とデータ部からなる同一データ内容のパケット
   信号が送信側装置から第１の所定時間内に複数回連送さ
   れるに際して、連送される同一データ内容のパケットの
   うち先頭のパケット信号については任意のタイミングで
   送出され、残りの同一データ内容のパケット信号につい
   ては該先頭のパケット信号が送出されてから該第１の所
   定時間内の任意のタイミングで送出され、最後のパケッ
   ト信号が送出された後は、ヘッダ部が同一でデータ内容
   の異なるパケット信号を連送するまでの時間間隔とし
   て、前記第１の所定時間以上である第２の所定時間が空
   けられている伝送信号を受信する手段と、 前記伝送信号に含まれているパケット信号のヘッダ部を
   常に監視し、受信しようとしているパケット信号のヘッ
   ダが１個検出されたときには、その時点から前記第１の
   所定時間が経過するまでに送られてきた同じヘッダをも
   つパケット信号を全て抽出する手段と、 抽出された前記パケット信号を記憶しておくパケットバ
   ッファと、 抽出された前記パケット信号について、各ビットごとに
   多数決処理を行うビットごと多数決回路と、 該多数決処理後のパケット信号について誤り訂正復号を
   行い、復号後のデータを受信データとする復号処理手段
   とを備え、 ヘッダが同じでデータの内容が異なるパケット同士を区
   別して受信することを特徴とするパケットデータ受信装
   置。