JP3540154B2 - 多重化送信装置および多重化送信方法 - Google Patents
多重化送信装置および多重化送信方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のビット列を多重化して伝送する多重化送信装置、多重化受信装置および多重化伝送システムに係り、詳しくは、ディジタル化された映像信号、音響信号、その他の伝送データなどを多重化して伝送するのに好適な多重化送信装置及び多重化送信方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、デジタル技術、ネットワーク技術などの技術が飛躍的に進歩し、各種メディアのデジタル伝送化が検討されている。
【0003】
図10は、郵政省 電気通信審議会答申諮問第74号:「『デジタル放送方式に係る技術的条件』のうち12.2〜12.75GHzを使用する衛星デジタル放送方式(27MHz帯域幅を使用するもの)の技術的条件」,(1995年7月)及び映像メディア学会誌Vol.51,No.9,pp.1336−1340に開示された従来の多重化送信装置を示すブロック図である。図において、14は複数のビット列101を多重化して多重化ビット列117を出力する多重化手段であり、15は多重化ビット列117に対してその誤り訂正符号を付与し、これらを誤り訂正符号化ビット列118として出力する誤り訂正符号化手段であり、16は誤り訂正符号化ビット列118のインタリーブ処理を行い、これをインタリーブビット列119として出力するインタリーブ処理手段であり、5はこのインタリーブビット列119の畳込み符号化処理を行い、これを畳込み符号化ビット列106として出力する畳込み符号化手段であり、6はこの畳込み符号化ビット列106の変調処理を行い、これを伝送ビット列107として出力する変調手段である。
【0004】
次に動作について説明する。
多重化送信装置に入力された複数のビット列101は、多重化手段14により多重化されて多重化ビット列117となり、誤り訂正符号化手段15により誤り訂正符号を付与されて誤り訂正符号化ビット列118となり、インタリーブ処理手段16によりインタリーブ処理がなされてインタリーブビット列119となり、畳込み符号化手段5により畳込み処理がなされて畳込み符号化ビット列106となり、変調手段6により変調処理がなされて伝送ビット列107となり、図示外の伝送路に送出される。
【0005】
そして、このような動作に基づいていわゆるマルチメディアデータを符号化、多重化して送信することができる。
なお、従来の多重化受信装置は上記多重化送信装置とは逆の動作を行うものであり、そのブロック図及び動作については説明を省略する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の多重化送信装置、多重化受信装置および多重化伝送システムは以上のように構成されているので、複数のビット列101,・・・,101には必ず同一の符号化処理が施されてしまい、複数のコンテンツに関するデータを伝送する場合などにおいても、それらに対応する複数のビット列には同一の符号化処理が施されてしまう。
【0007】
その結果、複数のコンテンツに関するデータを伝送する場合などにおいては、その中で最も重要なコンテンツのデータが正確に伝送されるように符号化処理を設定する必要があるため、その他のコンテンツのデータに関して言えば必要以上に符号化処理がなされてしまうことになり、その分、必要以上に伝送ビット列が冗長となってしまい、伝送効率の低下を招いてしまうなどの課題があった。
【0008】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、伝送ビット列の冗長化を格段に抑制して、複数のコンテンツのビット列を多重化して効率よく伝送することができる多重化送信装置、多重化受信装置および多重化伝送システムを得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る多重化送信装置は、複数のビット列を多重化して伝送ビット列として送信する多重化送信装置において、少なくともビット列の誤り耐性に関する優先度の数と同数設けられ、各誤り耐性に関する優先度毎に上記ビット列を多重化して優先度別多重化ビット列を出力する複数の多重化手段と、多重化手段と同数設けられ、各優先度別多重化ビット列を誤り耐性に関する優先度に応じた長さのフレームに分割し、分割したフレーム毎にその誤り訂正符号を付与し、これらを同一ビット長の優先度別誤り訂正符号化ビット列として出力する複数の誤り訂正符号化手段と、複数の優先度別誤り訂正符号化ビット列を1つのビット列に多重化し、これをフレーミングビット列として出力するフレーミング手段とを備え、このフレーミングビット列に基づいて伝送ビット列を生成して送信するものである。
【0010】
この発明に係る多重化送信装置は、複数の誤り訂正符号化手段が、優先度別多重化ビット列を分割して得たフレームのビット長とそれに対応する誤り訂正符号のビット長との和が固定長で、かつ誤り訂正符号は誤り耐性に関する優先度に応じてそれぞれ独自の長さを有するように、誤り訂正符号を各優先度別多重化ビット列に対して付与するものである。
【0011】
この発明に係る多重化送信装置は、多重化手段はそれぞれ互いに異なる可変長のパケットを単位にして優先度別多重化ビット列を生成し、誤り訂正符号化手段は、優先度別多重化ビット列を分割して得たフレームのビット長とそれに対応する誤り訂正符号のビット長との和が固定長になるように、誤り訂正符号を各優先度別多重化ビット列に対して付与するものである。
【0012】
この発明に係る多重化送信装置は、フレーミング手段が、フレーム単位にダミービットを付加して一定の長さのフレーミングビット列を出力するものである。
【0013】
この発明に係る多重化送信装置は、各ビット列のビットレートと伝送路状態とに応じて各誤り訂正符号化手段における誤り訂正符号の長さを可変制御する誤り訂正符号長制御手段を設けたものである。
【0014】
この発明に係る多重化送信装置は、多重化手段と同数設けられ、各優先度別誤り訂正符号化ビット列毎にインタリーブ処理を行い、これを優先度別インタリーブビット列として出力する複数のインタリーブ処理手段を設け、この優先度別インタリーブビット列を優先度別誤り訂正符号化ビット列の代わりにフレーミング手段へ入力するものである。
【0016】
この発明に係る多重化送信方法は、複数のビット列を多重化して伝送ビット列として送信する多重化送信方法において、少なくともビット列の誤り耐性に関する同数設けた優先度毎に上記ビット列を多重化して、優先度毎の複数の優先度別多重化ビット列毎に、各優先度別多重化ビット列をそれぞれ誤り耐性に関する優先度に応じた長さのフレームに分割し、分割したフレーム毎に誤り耐性に関する優先度に応じて誤り訂正符号を付与すると共に、上記優先度に応じてそれぞれ同一ビット長の優先度別誤り訂正符号化ビット列とし、上記優先度別誤り訂正符号化ビット列に対してそれぞれ各誤り耐性に各誤り耐性に関する優先度に応じてインタリーブ処理を行って複数の優先度別インタリーブ列とし、上記複数の優先度別インタリーブビット列を1つのビット列に多重化したフレーミングビット列に基づいて伝送ビット列を生成して送信するものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による多重化送信装置の構成を示すブロック図である。図において、1a,・・・,1kはビット列101の誤り耐性に関する優先度の数と同数設けられ、各誤り耐性に関する優先度毎に上記ビット列101を多重化して優先度別多重化ビット列102を出力する複数の多重化手段であり、2a,・・・,2kは多重化手段1a,・・・,1kと同数設けられ、各優先度別多重化ビット列102に対してその誤り訂正符号を付与し、これらを優先度別誤り訂正符号化ビット列103として出力する複数の誤り訂正符号化手段であり、3a,・・・,3kは多重化手段1a,・・・,1kと同数設けられ、各優先度別誤り訂正符号化ビット列103毎にインタリーブ処理を行い、これを優先度別インタリーブビット列104として出力する複数のインタリーブ処理手段であり、4は複数の優先度別インタリーブビット列104を1つのビット列に多重化し、これをフレーミングビット列105として出力するフレーミング手段であり、5はこのフレーミングビット列105の畳込み符号化処理を行い、これを畳込み符号化ビット列106として出力する畳込み符号化手段であり、6はこの畳込み符号化ビット列106の変調処理を行い、これを伝送ビット列107として出力する変調手段である。
【0019】
多重化手段1a,・・・,1kはそれぞれ、誤り耐性に関して優先度が同一の複数のビット列101(例えば、映像符号化ビット列、音響符号化ビット列、データ符号化ビット列など)が入力され、この複数のビット列101をメディア多重化して番組を生成し、さらに、複数の番組をプログラム多重化して優先度別多重化ビット列102を生成して出力する。図2はこの発明の実施の形態1による優先度別多重化ビット列102のパケット構成を示す説明図である。図において、102aはNch[ビット]の長さのヘッダであり、102bはNcp[ビット]の長さのデータが格納されるペイロードであり、この多重化パケットはNc[ビット](=Nch+Ncp)の長さとなる。また、102cはヘッダ102aの先頭に格納され、Nsync[ビット]の長さを有する同期ビットである。なお、この実施の形態1では、メディア多重化後のパケット長およびプログラム多重化後のパケット長が一定である固定長パケットを用い、全ての優先度別多重化ビット列102が同一の長さとなるように設定している。
【0020】
誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kはそれぞれ、優先度別多重化ビット列102が入力され、この優先度別多重化ビット列102を所定の長さのフレームに分割し、この分割したフレーム毎にその誤り訂正符号を付与し、これらを優先度別誤り訂正符号化ビット列103として出力する。なお、この実施の形態1ではリードソロモン符号(RS符号;Reed−Solomon code)化を行い、また、優先度別誤り訂正符号化ビット列103の長さは固定長とした。図3はこの発明の実施の形態1による優先度別誤り訂正符号化ビット列103のフレーム構成を示す説明図である。図において、103aはNd[ビット]の長さのデータが格納されるデータ部であり、103bはNe[ビット]の長さの誤り訂正符号が格納される誤り訂正符号部であり、このフレームはNf[ビット](=Nd+Ne)の長さとなる。
【0021】
なお、リードソロモン符号(RS符号;Reed−Solomon code)は、ビット列をブロック化し、ブロック単位で独立に誤り訂正符号化処理を行って生成されるブロック符号の一種であり、誤り訂正符号として一般的に用いられている。また、本実施の形態1のように2段階の符号化を行う場合には、後述する畳込み符号化手段5での誤り訂正符号と区別するために、この誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kで生成する誤り訂正符号を外符号(outer code)とも呼ぶ。
【0022】
インタリーブ処理手段3a,・・・,3kはそれぞれ、各優先度別誤り訂正符号化ビット列103毎にインタリーブ処理を行い、これを優先度別インタリーブビット列104として出力する。
【0023】
図4はこの発明の実施の形態1によるインタリーブ処理手段3a,・・・,3kと後述するデインタリーブ処理手段の構成を示すブロック図である。同図では、周期(インタリーブの深さ)Nの畳み込みインタリーブをバイト単位で行っている。図において、20a,・・・,20nはそれぞれ第1番目から第n番目のN本のバイト伝送路であり、21b,・・・,21nはそれぞれ第m(m=2,・・・,N)番目のバイト伝送路20a,・・・,20nに設けられ、単位遅延時間をMとした場合に(M×(m−1))ずつの遅延時間を有する(N−1)個の遅延素子であり、22は優先度別誤り訂正符号化ビット列103をバイト毎に上記各バイト伝送路20a,・・・,20nに順次分配する第一スイッチであり、23はこの第一スイッチ22と同期して各バイト伝送路20a,・・・,20nに順次接続される第二スイッチである。24a,・・・,24nはそれぞれ第1番目から第n番目のN本の第二バイト伝送路であり、25a,・・・,25(N−1)はそれぞれ第o(o=1,・・・,N−1)番目の第二バイト伝送路24a,・・・,24nに設けられ、単位遅延時間をMとした場合に(M×o)ずつの遅延時間を有する(N−1)個の第二遅延素子であり、26は第一スイッチ22と同期して各第二バイト伝送路24a,・・・,24nに順次接続される第三スイッチであり、27は第一スイッチ22と同期して各第二バイト伝送路24a,・・・,24nに順次接続される第四スイッチである。
【0024】
そして、例えば、上記Nを優先度別誤り訂正符号化ビット列103のビット数を1バイトのビット数で割った値と同数に設定するとともに、上記単位遅延時間Mをこの優先度別誤り訂正符号化ビット列103の伝送速度に同期させ、上記4つのスイッチ22,23,26,27を1バイト毎に切り替えることにより、インタリーブ処理手段3a,・・・,3kでは、各優先度別誤り訂正符号化ビット列103がバイト単位毎に上記優先度別誤り訂正符号化ビット列103の伝送速度分ずつ離散した優先度別インタリーブビット列104を得ることができ、デインタリーブ処理手段10a,・・・,10kでは、このように離散したバイト単位をまとめて各優先度別誤り訂正符号化ビット列103を再生することができる。なお、この場合、インタリーブの深さNとMの積は優先度別誤り訂正符号化ビット列103のフレーム長Nfと等しくなる。これにより、伝送路上でバースト的な誤りが発生しても受信側で元の順序に戻すこと(デインタリーブ;de−interleave)によりバースト誤りを拡散してランダム誤りに変えることができるため、インタリーブ処理を行わない場合と比べると、より短い誤り訂正符号で同等の誤り訂正処理が可能になる。
【0025】
また、上述したように、インタリーブ処理において優先度別誤り訂正符号化ビット列103の先頭バイトが必ず「遅延=0」の第一番目のバイト伝送路20aを通るように構成することで、デインタリーブ処理手段10a,・・・,10kにおいては、「遅延=M×(N−1)」の第一番目のバイト伝送路だけを見ることで容易に優先度別誤り訂正符号化ビット列103の先頭バイトを検出できるという利点が生じる。
【0026】
フレーミング手段4は、複数の優先度別インタリーブビット列104を1つのビット列に多重化し、これをフレーミングビット列105として出力する。具体的には、複数の優先度別インタリーブビット列104を一旦メモリに書き込んだ後、書き込み順序とは異なる順序にて読み出すことにより複数の優先度別インタリーブビット列104毎にビットの並び替えを行うフレーミング処理を行い、これをフレーミングビット列105として出力する。図5はこの発明の実施の形態1によるフレーミング手段4の動作を示す説明図である。図において、4aは複数の行と複数の列とからなるマトリックイメージにて記載され、複数の優先度別インタリーブビット列104を記憶するメモリ領域であり、4cはそれぞれ各優先度別インタリーブビット列104がメモリ領域4aの列方向に沿って書き込まれる優先度別インタリーブビット列書込領域であり、4bは上記書き込み方向における最初の一列に書き込まれ、各優先度別インタリーブビット列書込領域のサイズデータなどが書き込まれるフレーム情報書込領域である。そして、読み出し時には、行毎に順番に読み出され、フレーミングビット列105はこの読み出し順に配列された複数のビット列にて構成される。
【0027】
なお、各優先度別インタリーブビット列書込領域4cの領域サイズは、誤り耐性に関する優先度別の伝送レートの比に基づき決められる。また、フレーム情報書込領域4bは伝送路誤りの影響を受けないように強度な誤り訂正符号化処理が行われる。
【0028】
畳込み符号化手段5は、フレーミングビット列105の畳込み符号化処理を行い、これを畳込み符号化ビット列106として出力する。なお、前述の誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kでの誤り訂正処理と区別するため、畳込み符号化手段5で生成する畳込み符号を内符号(inner code)とも呼ぶ。
【0029】
変調手段6は、畳込み符号化ビット列106の変調処理を行い、これを伝送ビット列107として出力する。
【0030】
次に動作について説明する。
多重化送信装置に入力された複数のビット列101は、その誤り耐性の優先度に応じた多重化手段1a,・・・,1kにより多重化されて複数の優先度別多重化ビット列102となり、誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kにより誤り訂正符号を付与されて複数の優先度誤り訂正符号化ビット列103となり、インタリーブ処理手段3a,・・・,3kによりインタリーブ処理がなされて複数の優先度別インタリーブビット列104となり、フレーミング手段4によりフレーミング処理がなされてフレーミングビット列105となり、畳込み符号化手段5により畳込み処理がなされて畳込み符号化ビット列106となり、変調手段6により変調処理がなされて伝送ビット列107となり、図示外の伝送路に送出される。そして、このような動作に基づいていわゆる複数のマルチメディアデータをその誤り耐性の優先度に応じて符号化し、多重化して送信される。
【0031】
次にこの実施の形態1における上記各ビット列の処理内容について詳細に説明する。
この実施の形態1では複数の誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kが、優先度別多重化ビット列102を分割して得たフレームのビット長Ndとそれに対応する誤り訂正符号のビット長Neとの和Nfが固定長で、かつ誤り訂正符号Neは誤り耐性に関する優先度に応じてそれぞれ独自の長さを有するように、誤り訂正符号を各優先度別多重化ビット列102に対して付与する。つまり、各多重化手段1a,・・・,1kはそれぞれ一定の固定長の優先度別多重化ビット列102を出力するものであるが、優先度=1が誤り耐性に関する優先度を最優先、すなわち最も強い誤り耐性が要求されるものとし、優先度の値が大きくなるにしたがって優先度が低くなる、すなわち要求される誤り耐性能力が小さくなるものとした場合、多重化手段1a,・・・,1kにおける多重化は、各優先度毎にそれぞれパケット長Nci(i=1,2,・・・,k)[ビット]の固定長パケットを単位に行われ、Nc1<Nc2<・・・<Nckの関係の固定パケット長にて多重化が行われる。従って、優先度別誤り訂正符号化ビット列103の長さをNfi(i=1,2,・・・,k)[ビット]、データ長さをNdi[ビット]、誤り訂正符号の長さをNeiとすると、以下の関係(式1),(式2),(式3)が成り立っている。
Nci=Ndi (式1)
Nd1+Ne1=Nd2+Ne2=・・・=Ndk+Nek (式2)
Nf1=Nf2=・・・=Nfk (式3)
【0032】
なお、一般的には誤り訂正符号に必要なビット長は各ビット列101の誤り耐性に関する優先度に応じて異なるものであり、1回のインタリーブ処理に利用される優先度別誤り訂正符号化ビット列103の数や、1つのフレーミングビット列105に反映させるビット数に応じて設定すれば良い。
【0033】
図6は伝送ビット列107から複数のビット列101を再生する、この発明の実施の形態1による多重化受信装置の構成を示すブロック図である。図において、7は受信した伝送ビット列107の復調処理を行い、これを復調ビット列108として出力する復調手段であり、8はこの復調ビット列108をビタビ復号化処理を行い、これを復号化ビット列109として出力するビタビ復号化手段であり、9はこの復号化ビット列109から誤り耐性に関する優先度別に複数の優先度別インタリーブビット列104を再生するデフレーミング手段であり、10a,・・・,10kはそれぞれ、この各優先度別インタリーブビット列104が入力され、優先度別インタリーブビット列104から優先度別誤り訂正符号化ビット列103を再生する複数のデインタリーブ処理手段であり、11a,・・・,11kはそれぞれ各優先度別誤り訂正符号化ビット列103が入力され、この優先度別誤り訂正符号化ビット列103から優先度別多重化ビット列102を再生する複数の誤り訂正復号化手段であり、12a,・・・,12kはそれぞれ各優先度別多重化ビット列102が入力され、この優先度別多重化ビット列102から各ビット列101を再生する複数の多重分離手段である。
【0034】
次に動作について説明する。
伝送路から多重化受信装置に入力された伝送ビット列107は、復調手段7にて復調されて復調ビット列108となり、ビタビ復号化手段8にて復号化されて復号化ビット列109となり、デフレーミング手段9にて再生されて優先度別の複数の優先度別インタリーブビット列104となり、デインタリーブ処理手段10a,・・・,10kにてデインタリーブ処理されて複数の優先度別誤り訂正符号化ビット列103となり、誤り訂正復号化手段11a,・・・,11kにて復号化されて複数の優先度別多重化ビット列102となり、多重分離手段12a,・・・,12kにて再生されて複数のビット列101となる。
【0035】
以上のように、この実施の形態1によれば、少なくともビット列101の誤り耐性に関する優先度の数と同数設けられ、各誤り耐性に関する優先度毎に上記ビット列101を多重化して優先度別多重化ビット列102を出力する複数の多重化手段1a,・・・,1kと、多重化手段1a,・・・,1kと同数設けられ、各優先度別多重化ビット列102を所定の長さのフレームに分割し、分割したフレーム毎にその誤り訂正符号を付与し、これらを優先度別誤り訂正符号化ビット列103として出力する複数の誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kと、複数の優先度別誤り訂正符号化ビット列103を1つのビット列に多重化し、これをフレーミングビット列105として出力するフレーミング手段4とを備え、このフレーミングビット列105に基づいて伝送ビット列107を生成して送信するので、ビット列101毎にその誤り耐性に関する優先度に応じた符号化処理を行うことができる。従って、伝送するコンテンツ毎にそのビット列101の誤り耐性に関する優先度を設定することにより、伝送するコンテンツに応じた誤り訂正符号の付与処理を行うことができる効果がある。
【0036】
また、多重化手段1a,・・・,1kと同数設けられ、各優先度別誤り訂正符号化ビット列103毎にインタリーブ処理を行い、これを優先度別インタリーブビット列104として出力する複数のインタリーブ処理手段3a,・・・,3kを設け、この優先度別インタリーブビット列104を優先度別誤り訂正符号化ビット列103の代わりにフレーミング手段4へ入力するので、ビット列101毎にその誤り耐性に関する優先度に応じたインタリーブ処理を行うことができる。従って、伝送するコンテンツ毎にそのビット列101の誤り耐性に関する優先度を設定することにより、伝送するコンテンツに応じたインタリーブ処理を行うことができる効果がある。
【0037】
そして、例えば、誤り耐性に関する優先度が異なる複数のビット列101を多重化して送信する際に、誤り耐性に関する優先度が低いビット列101を誤り耐性に関する優先度が高いビット列101と同様に符号化処理およびインタリーブ処理をすることがなくなるので、伝送ビット列107の冗長化を格段に抑制することができ、複数のコンテンツのビット列101を多重化して効率よく伝送することができる効果がある。
【0038】
また、重要な情報(コンテンツ)に対しては通常よりも誤り耐性を強化して伝送することも可能となり、伝送路の品質に応じて受信情報が段階的に劣化する、所謂グレースフルデグラデーションの実現が可能となる効果がある。
【0039】
この実施の形態1によれば、複数の誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kが、優先度別多重化ビット列102を分割して得たフレームのビット長Ndとそれに対応する誤り訂正符号のビット長Neとの和Nfが固定長で、かつ誤り訂正符号Neは誤り耐性に関する優先度に応じてそれぞれ独自の長さを有するように、誤り訂正符号Neを各優先度別多重化ビット列102に対して付与するので、例えば、各フレーミング手段4では上記固定長Nfを単位として並べ替え処理を行うことができる。従って、フレーミング手段4における処理を複雑化させることなく、しかも、フレーミングビット列105にダミービットを挿入する必要が無いので、簡易な構成でしかも伝送ビット列107の冗長化を効果的に抑制することができ、伝送効率も最大にすることができる効果がある。
【0040】
この実施の形態1によれば、伝送ビット列107に基づいて誤り耐性に関する優先度毎の複数の優先度別誤り訂正符号化ビット列103を再生するデフレーミング手段9と、上記各優先度別誤り訂正符号化ビット列103が入力され、この優先度別誤り訂正符号化ビット列103から優先度別多重化ビット列102を再生する複数の誤り訂正復号化手段11a,・・・,11kと、上記各優先度別多重化ビット列102が入力され、この優先度別多重化ビット列102から各ビット列101を再生する複数の多重分離手段12a,・・・,12kとを備えたので、ビット列101毎にその誤り耐性に関する優先度に応じた符号化処理がなされた伝送ビット列107に基づいて各ビット列101を再生することができる。また、上記各優先度別インタリーブビット列104が入力され、この優先度別インタリーブビット列104から優先度別誤り訂正符号化ビット列103を再生する複数のデインタリーブ処理手段10a,・・・,10kを備えたので、ビット列101毎にその誤り耐性に関する優先度に応じたインタリーブ処理がなされた伝送ビット列107に基づいて各ビット列101を再生することができる。従って、伝送するコンテンツ毎にそのビット列101の誤り耐性に関する優先度が設定されていても、各ビット列101を再生することができ、複数のコンテンツのビット列101を多重化して効率よく伝送することができる効果がある。また、グレースフルデグラデーションがなされた伝送ビット列107に基づいて各ビット列101を再生することもできる効果がある。
【0041】
そして、このような多重化送信装置と多重化受信装置とを備えた多重化伝送システムでは以上の効果を期待することができる。
【0042】
なお、このような実施の形態1に示した多重化伝送システムは例えば、伝送路として衛星や地上波、ケーブル、光ファイバを用いたディジタル放送システムとして利用することができる。
【0043】
実施の形態2.
この実施の形態2の多重化送信装置は、多重化手段1a,・・・,1kがそれぞれ互いに異なる可変長にて優先度別多重化ビット列102を生成し、誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kが優先度別多重化ビット列102を分割して得たフレームのビット長Ndとそれに対応する誤り訂正符号のビット長Neとの和Nfが固定長になるように、誤り訂正符号を各優先度別多重化ビット列に対して付与するように変更され、多重化受信装置もこれに応じた変更がなされた以外は実施の形態1の多重化送信装置と同様の構成である。
【0044】
次に動作について説明する。
各多重化手段1a,・・・,1kは誤り耐性の優先度にかかわらず可変長パケットベースで優先度別多重化ビット列102を生成し、各誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kは、この優先度別多重化ビット列102の先頭と優先度別誤り訂正符号化ビット列103の先頭とのアラインメント(alignment)をとることなく、誤り耐性の優先度にかかわらず優先度別誤り訂正符号化ビット列103が一定の固定長となるように誤り訂正符号化を行う。また、各誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kは、これとともに、優先度別誤り訂正符号化ビット列103のヘッダ部分に優先度別多重化ビット列102の先頭を示すユニークワードと優先度別多重化ビット列102の長さを示す情報とを格納し、多重化受信装置ではこれらのビット列識別ビットに基づいて各優先度別多重化ビット列102を再生する。これ以外の動作は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
【0045】
以上のように、この実施の形態2によれば、多重化手段1a,・・・,1kがそれぞれ互いに異なる可変長のパケットNcpを単位にして優先度別多重化ビット列102を生成し、誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kが、優先度別多重化ビット列102を分割して得たフレームのビット長Ndとそれに対応する誤り訂正符号のビット長Neとの和Nfが固定長になるように、誤り訂正符号Neを各優先度別多重化ビット列102に対して付与するので、各優先度別誤り訂正符号化ビット列103に含まれる優先度別多重化ビット列(=優先度別誤り訂正符号化ビット列の長さ−誤り訂正符号の長さ)を各ビット列101毎に自由に設定することができる。従って、各ビット列101毎にビットレートを自由に設定することができる効果がある。また、このような伝送ビット列107から各ビット列101を再生することができる効果がある。
【0046】
実施の形態3.
図7はこの発明の実施の形態3によるフレーミング手段4の動作を示す説明図である。図において、4dはフレームに付加されたダミービットである。これ以外は図5と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。なお、この実施の形態3では、ダミービットは各優先度別インタリーブビット列104毎にその長さを調整するように付加されている。そして、多重化受信装置もこれに応じた変更がなされた以外の構成は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
【0047】
次に動作について説明する。
フレーミング手段4は複数の優先度別インタリーブビット列104を1つのビット列に多重化し、これをフレーミングビット列105として出力する。そして、この際、メモリ領域の各列が1つの優先度別インタリーブビット列104のみが割り付けられるようにダミービット4dを付加する。これ以外の動作は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
【0048】
以上のように、この実施の形態3によれば、フレーミング手段4が、フレーム単位にダミービットを付加して一定の長さのフレーミングビット列Nfi(i=1,・・・,k)を出力するので、各優先度別誤り訂正符号化ビット列103に含まれる優先度別多重化ビット列の長さNdおよび誤り訂正符号の長さNeを各ビット列101毎に自由に設定することができる。従って、各ビット列101毎にビットレートおよび誤り耐性に関する優先度を自由に設定することができる効果がある。また、このような伝送ビット列107から各ビット列101を再生することができる効果がある。
【0049】
なお、この実施の形態3では実施の形態1との組み合わせで説明をしたが実施の形態2との組み合わせであっても同様の効果を奏する。
【0050】
実施の形態4.
図8はこの発明の実施の形態4によるフレーミング手段4の動作を示す説明図である。図において、4eはフレームに付加されたダミービットである。これ以外は図7と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。なお、この実施の形態4では、ダミービット4eはフレームの最後にその長さを調整するように付加されている。そして、多重化受信装置もこれに応じた変更がなされた以外の構成は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
【0051】
次に動作について説明する。
フレーミング手段4は複数の優先度別インタリーブビット列104を1つのビット列に多重化し、これをフレーミングビット列105として出力する。そして、この際、メモリ領域の最後の列に一定のメモリ領域サイズとなるようにダミービット4eを付加する。これ以外の動作は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
【0052】
以上のように、この実施の形態4によれば、フレーミング手段4が、フレーム単位にダミービットを付加して一定の長さのフレーミングビット列105を出力するので、各優先度別誤り訂正符号化ビット列103に含まれる優先度別多重化ビット列の長さNdおよび誤り訂正符号の長さNeを各ビット列101毎に自由に設定することができる。従って、各ビット列101毎にビットレートおよび誤り耐性に関する優先度を自由に設定することができる効果がある。また、このような伝送ビット列107から各ビット列101を再生することができる効果がある。
【0053】
なお、この実施の形態4では実施の形態1との組み合わせで説明をしたが実施の形態2,実施の形態3との組み合わせであっても同様の効果を奏する。
【0054】
実施の形態5.
図9はこの発明の実施の形態5による多重化送信装置の構成を示すブロック図である。図において、13はフレーミング手段4から出力される誤り訂正符号化特性制御信号114と多重化受信装置から出力される誤り訂正特性制御信号115とが入力され、これらに応じて各誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kに対して誤り訂正符号の長さを可変制御する誤り訂正符号長制御信号116を出力する誤り訂正符号長制御手段である。そして、多重化受信装置もこれに応じた変更がなされた以外の構成は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
【0055】
次に動作について説明する。
ある誤り耐性に関する優先度のビットレートが時間的に増加した場合、フレーミング手段4は誤り訂正符号化特性制御信号114を出力し、これに応じて上記優先度に対応する誤り訂正符号Neを短くする。これにより各優先度別誤り訂正符号化ビット列103の長さNfは一定の長さに制御され、上記ビットレートの変動に拘わらず、他の誤り耐性に関する優先度のビット列101の伝送帯域が変化しなくなる。
【0056】
伝送路の状態が悪化した場合、多重化受信装置は誤り訂正特性制御信号115を出力し、これに応じて各誤り訂正符号Neを長くする(強化する)。これにより伝送路の状態に拘わらず一定の正確さにてビット列101を伝送することができる。なお、この実施の形態5では上記誤り訂正特性制御信号115が多重化受信装置から出力されるように構成したが、この誤り訂正特性制御信号115は、受信機側の受信状態に基づき誤り訂正符号化特性を制御することができる信号であればよく、受信状態を考慮して送信機側で生成した信号であってもよい。これ以外の動作は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
【0057】
以上のように、この実施の形態5によれば、各ビット列101のビットレートと伝送路状態とに応じて各誤り訂正符号化手段2a,・・・,2kにおける誤り訂正符号の長さNeを可変制御する誤り訂正符号長制御手段13を設けたので、各ビット列101のビットレートと伝送路状態とに応じて誤り耐性を適応的に制御でき、より柔軟かつ効率的な多重化伝送が可能となる効果がある。
【0058】
なお、この実施の形態5では実施の形態1との組み合わせで説明をしたが実施の形態2から実施の形態4との組み合わせであっても同様の効果を奏する。
【0059】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、複数のビット列を多重化して伝送ビット列として送信する多重化送信装置において、少なくともビット列の誤り耐性に関する優先度の数と同数設けられ、各誤り耐性に関する優先度毎に上記ビット列を多重化して優先度別多重化ビット列を出力する複数の多重化手段と、多重化手段と同数設けられ、各優先度別多重化ビット列を所定の長さのフレームに分割し、分割したフレーム毎にその誤り訂正符号を付与し、これらを優先度別誤り訂正符号化ビット列として出力する複数の誤り訂正符号化手段と、複数の優先度別誤り訂正符号化ビット列を1つのビット列に多重化し、これをフレーミングビット列として出力するフレーミング手段とを備え、このフレーミングビット列に基づいて伝送ビット列を生成して送信するので、ビット列毎にその誤り耐性に関する優先度に応じた符号化処理を行うことができる。従って、伝送するコンテンツ毎にそのビット列の誤り耐性に関する優先度を設定することにより、伝送するコンテンツに応じた誤り訂正符号の付与処理を行うことができる効果がある。
【0060】
そして、例えば、誤り耐性に関する優先度が異なる複数のビット列を多重化して送信する際に、誤り耐性に関する優先度が低いビット列を誤り耐性に関する優先度が高いビット列と同様に符号化処理をすることがなくなるので、伝送ビット列の冗長化を格段に抑制することができ、複数のコンテンツのビット列を多重化して効率よく伝送することができる効果がある。
【0061】
また、重要な情報(コンテンツ)に対しては通常よりも誤り耐性を強化して伝送することも可能となり、伝送路の品質に応じて受信情報が段階的に劣化する、所謂グレースフルデグラデーションの実現が可能となる効果がある。
【0062】
この発明によれば、複数の誤り訂正符号化手段が、優先度別多重化ビット列を分割して得たフレームのビット長とそれに対応する誤り訂正符号のビット長との和が固定長で、かつ誤り訂正符号は誤り耐性に関する優先度に応じてそれぞれ独自の長さを有するように、誤り訂正符号を各優先度別多重化ビット列に対して付与するので、例えば、各フレーミング手段では上記固定長を単位として並べ替え処理を行うことができる。従って、各フレーミング手段における処理を複雑化させることなく、しかも、フレーミングビット列にダミービットを挿入する必要が無いので、簡易な構成でしかも伝送ビット列の冗長化を効果的に抑制することができ、伝送効率も最大にすることができる効果がある。
【0063】
この発明によれば、多重化手段がそれぞれ互いに異なる可変長のパケットを単位にして優先度別多重化ビット列を生成し、誤り訂正符号化手段が、優先度別多重化ビット列を分割して得たフレームのビット長とそれに対応する誤り訂正符号のビット長との和が固定長になるように、誤り訂正符号を各優先度別多重化ビット列に対して付与するので、各優先度別誤り訂正符号化ビット列に含まれる優先度別多重化ビット列(=優先度別誤り訂正符号化ビット列の長さ−誤り訂正符号の長さ)を各ビット列毎に自由に設定することができる。従って、各ビット列毎にビットレートを自由に設定することができる効果がある。
【0064】
この発明によれば、フレーミング手段が、フレーム単位にダミービットを付加して一定の長さのフレーミングビット列を出力するので、各優先度別誤り訂正符号化ビット列に含まれる優先度別多重化ビット列の長さおよび誤り訂正符号の長さを各ビット列毎に自由に設定することができる。従って、各ビット列毎にビットレートおよび誤り耐性に関する優先度を自由に設定することができる効果がある。
【0065】
この発明によれば、各ビット列のビットレートと伝送路状態とに応じて各誤り訂正符号化手段における誤り訂正符号の長さを可変制御する誤り訂正符号長制御手段を設けたので、各ビット列のビットレートと伝送路状態とに応じて誤り耐性を適応的に制御でき、より柔軟かつ効率的な多重化伝送が可能となる効果がある。
【0066】
この発明によれば、多重化手段と同数設けられ、各優先度別誤り訂正符号化ビット列毎にインタリーブ処理を行い、これを優先度別インタリーブビット列として出力する複数のインタリーブ処理手段を設け、この優先度別インタリーブビット列を優先度別誤り訂正符号化ビット列の代わりにフレーミング手段へ入力するので、ビット列毎にその誤り耐性に関する優先度に応じたインタリーブ処理を行うことができる。従って、伝送するコンテンツ毎にそのビット列の誤り耐性に関する優先度を設定することにより、伝送するコンテンツに応じたインタリーブ処理を行うことができる効果がある。
【0067】
この発明によれば、伝送ビット列から複数のビット列を分離生成して出力する多重化受信装置において、伝送ビット列に基づいて誤り耐性に関する優先度毎の複数の優先度別誤り訂正符号化ビット列を再生するデフレーミング手段と、上記各優先度別誤り訂正符号化ビット列が入力され、この優先度別誤り訂正符号化ビット列から優先度別多重化ビット列を再生する複数の誤り訂正復号化手段と、上記各優先度別多重化ビット列が入力され、この優先度別多重化ビット列から各ビット列を再生する複数の多重分離手段とを備えたので、ビット列毎にその誤り耐性に関する優先度に応じた符号化処理がなされた伝送ビット列に基づいて各ビット列を再生することができる。従って、伝送するコンテンツ毎にそのビット列の誤り耐性に関する優先度が設定されていても、各ビット列を再生することができ、複数のコンテンツのビット列を多重化して効率よく伝送することができる効果がある。また、グレースフルデグラデーションがなされた伝送ビット列に基づいて各ビット列を再生することもできる効果がある。
【0068】
この発明によれば、伝送ビット列から複数のビット列を分離生成して出力する多重化受信装置において、伝送ビット列に基づいて誤り耐性に関する優先度毎の複数の優先度別インタリーブビット列を再生するデフレーミング手段と、上記各優先度別インタリーブビット列が入力され、この優先度別インタリーブビット列から優先度別誤り訂正符号化ビット列を再生する複数のデインタリーブ処理手段と、上記各優先度別誤り訂正符号化ビット列が入力され、この優先度別誤り訂正符号化ビット列から優先度別多重化ビット列を再生する複数の誤り訂正復号化手段と、上記各優先度別多重化ビット列が入力され、この優先度別多重化ビット列から各ビット列を再生する複数の多重分離手段とを備えたので、ビット列毎にその誤り耐性に関する優先度に応じた符号化処理およびインタリーブ処理がなされた伝送ビット列に基づいて各ビット列を再生することができる効果がある。
【0069】
この発明によれば、上記多重化送信装置と上記多重化受信装置とを備えているので、複数のコンテンツのビット列を多重化して効率よく伝送することができ、また、グレースフルデグラデーションがなされた伝送ビット列に基づいて各ビット列を再生することもできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による多重化送信装置の構成を示すブロック図である。
【図2】この発明の実施の形態1による優先度別多重化ビット列のパケット構成を示す説明図である。
【図3】この発明の実施の形態1による優先度別誤り訂正符号化ビット列のフレーム構成を示す説明図である。
【図4】この発明の実施の形態1によるインタリーブ処理手段とデインタリーブ処理手段の構成を示すブロック図である。
【図5】この発明の実施の形態1によるフレーミング手段の動作を示す説明図である。
【図6】この発明の実施の形態1による多重化受信装置の構成を示すブロック図である。
【図7】この発明の実施の形態3によるフレーミング手段の動作を示す説明図である。
【図8】この発明の実施の形態4によるフレーミング手段の動作を示す説明図である。
【図9】この発明の実施の形態5による多重化送信装置の構成を示すブロック図である。
【図10】従来の多重化送信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1a,・・・,1k 多重化手段、2a,・・・,2k 誤り訂正符号化手段、3a,・・・,3k インタリーブ処理手段、4 フレーミング手段、9 デフレーミング手段、10a,・・・,10k デインタリーブ処理手段、11a,・・・,11k 誤り訂正復号化手段、12a,・・・,12k 多重分離手段、13 誤り訂正符号長制御手段。
Claims (6)
- 複数のビット列を多重化して伝送ビット列として送信する多重化送信装置において、
少なくともビット列の誤り耐性に関する優先度の数と同数設けられ、各誤り耐性に関する優先度毎に上記ビット列を多重化して優先度別多重化ビット列を出力する複数の多重化手段と、
上記複数の多重化手段毎に設けられ、各多重化手段からの優先度別多重化ビット列をそれぞれ誤り耐性に関する優先度に応じた長さのフレームに分割し、分割したフレーム毎に誤り耐性に関する優先度に応じて誤り訂正符号を付与して、それぞれ同一ビット長の優先度別誤り訂正符号化ビット列として出力する複数の誤り訂正符号化手段と、
上記複数の誤り訂正符号化手段毎に設けられ、各誤り訂正符号化手段からの優先度別誤り訂正ビット列に対しそれぞれ各誤り耐性に関する優先度に応じてインタリーブ処理を行ってそれぞれ優先度別インタリーブビット列として出力する複数のインタリーブ手段と、
上記複数のインタリーブ手段からの各インタリーブビット列を1つのビット列に多重化し、これをフレーミングビット列として出力するフレーミング手段とを備え、
このフレーミングビット列に基づいて伝送ビット列を生成して送信することを特徴とする多重化送信装置。 - 複数の誤り訂正符号化手段は、優先度別多重化ビット列を分割して得たフレームのビット長とそれに対応する誤り訂正符号のビット長との和が固定長で、かつ誤り訂正符号は誤り耐性に関する優先度に応じてそれぞれ独自の長さを有するように、誤り訂正符号を各優先度別多重化ビット列に対して付与することを特徴とする請求項1記載の多重化送信装置。
- 多重化手段はそれぞれ互いに異なる可変長のパケットを単位にして優先度別多重化ビット列を生成し、
誤り訂正符号化手段は、優先度別多重化ビット列を分割して得たフレームのビット長とそれに対応する誤り訂正符号のビット長との和が固定長になるように、誤り訂正符号を各優先度別多重化ビット列に対して付与することを特徴とする請求項1記載の多重化送信装置。 - フレーミング手段は、フレーム単位にダミービットを付加して一定の長さのフレーミングビット列を出力することを特徴とする請求項1記載の多重化送信装置。
- 各ビット列のビットレートと伝送路状態とに応じて各誤り訂正符号化手段における誤り訂正符号の長さを可変制御する誤り訂正符号長制御手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の多重化送信装置。
- 複数のビット列を多重化して伝送ビット列として送信する多重化送信方法において、
少なくともビット列の誤り耐性に関する同数設けた優先度毎に上記ビット列を多重化して、優先度毎の複数の優先度別多重化ビット列毎に、各優先度別多重化ビット列をそれぞれ誤り耐性に関する優先度に応じた長さのフレームに分割し、
分割したフレーム毎に誤り耐性に関する優先度に応じて誤り訂正符号を付与すると共に、上記優先度に応じてそれぞれ同一ビット長の優先度別誤り訂正符号化ビット列とし、
上記優先度別誤り訂正符号化ビット列に対してそれぞれ各誤り耐性に各誤り耐性に関する優先度に応じてインタリーブ処理を行って複数の優先度別インタリーブ列とし、
上記複数の優先度別インタリーブビット列を1つのビット列に多重化したフレーミングビット列に基づいて伝送ビット列を生成して送信することを特徴とする多重化送信方法。
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