JP3688959B2 - パケット伝送システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケットデータ系列を符号分割多重方式等により並列に多重伝送するパケット伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパケット伝送システムでは、図１７に示すように、送信側において、訂正符号化回路１１でパケットデータ系列に誤り訂正符号を付加した後、変調回路１２で変調をかけてアンテナ１３から送出し、受信側において、アンテナ１４で受信した全帯域の信号を復調回路１５で復調し、誤り訂正回路１６で誤り訂正を施してパケットデータ系列を再生した後、パケット選択回路１７でユーザが指定するパケットＩＤのパケットデータを抽出する構成となっている。
【０００３】
近時、上記のパケット伝送システムを利用して、複数番組を同時に提供するデジタル放送の開発が進められている。この場合、従来のパケット伝送システムでは、複数の番組がパケットデータ系列となって伝送されることになるが、実際にユーザが享受できる番組は一つ程度であるにもかかわらず、受信装置ではユーザが必要としないパケットを含めて総てのパケットを受信しなければならない。このことは、受信装置で余分な処理を行わなければならず、回路規模や消費電力を増大させ、受信装置のコストに多大な影響を与えることになる。また、全パケットを一括して変調するので、パケット（番組）毎に誤り訂正符号のパラメータを変更したり、伝送信号の特性を変更する等、柔軟な放送を行うことが困難となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来のパケット伝送システムでは、受信側でユーザが必要としないパケットを含めて総てのパケットを受信しなければならず、受信装置の回路規模や消費電力を増大させ、コストに多大な影響を与える。また、全パケットを一括して変調するので、パケット毎に誤り訂正符号のパラメータを変更したり、伝送信号の特性を変更する等、デジタル放送に利用する際に、柔軟な放送を行うことが困難となっている。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決し、受信側でユーザが必要とするパケットのみを受信することができ、これに加えてパケット毎に誤り訂正符号のパラメータを変更したり、伝送信号の特性を変更する等、デジタル放送に利用する際に、柔軟な放送を行うことが可能なパケット伝送システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明に係るパケット伝送システムは、以下のような特徴的構成を有する。
【０００７】
（１）１以上の制御信号伝送チャンネルと複数の情報信号伝送チャンネルを備え、送信側で、複数グループのパケットデータを有するパケットデータ系列を入力し、このパケットデータ系列の各パケットデータを前記グループ別に複数の情報信号伝送チャンネルに任意に割り当て、各情報信号伝送チャンネルに割り当てられているグループ情報を前記制御信号伝送チャンネルに時分割多重し、前記制御信号伝送チャンネルの信号と複数の情報信号伝送チャンネルの信号を並列に多重して送出し、受信側で、受信信号を伝送チャンネル別に分離し、前記制御信号伝送チャンネルを再生して各情報信号伝送チャンネルのグループ情報を取得し、指定されたグループが割り当てられている情報信号伝送チャンネルを選択的に再生して、指定されたグループのパケットデータのみを抽出することを特徴とする。
【０００８】
（２）（１）の構成において、同一グループのパケットデータを複数の情報信号伝送チャンネルに振り分け、振り分けられた情報信号伝送チャンネルのグループ情報として同一の情報にして前記制御信号伝送チャンネルに時分割多重することを特徴とする。
【０００９】
（３）（１）の構成において、前記グループ情報は、前記パケットデータが備えるパケット識別子の範囲を示す情報であることを特徴とする。
【００１０】
（４）（１）の構成において、前記制御信号伝送チャンネルの信号と複数の情報信号伝送チャンネルの信号との多重には、符号分割多重方式を用いることを特徴とする。
【００１１】
（５）（１）の構成において、送信側で、前記パケットデータ系列を複数の情報信号伝送チャンネルに割り当てる際に、パケット分離によって生じたパケットデータ系列上でのタイミングとのずれ量を求め、このずれ量に応じて分離された各パケットデータ中の時間管理情報を補正することを特徴とする。
【００１２】
（６）（１）の構成において、送信側で、前記複数の情報信号伝送チャンネルでそれぞれパケットデータを個別にスクランブルし、そのスクランブル鍵を前記情報信号伝送チャンネルの一つに時分割多重することを特徴とする。
【００１３】
（７）（６）の構成において、送信側で、前記スクランブル鍵を伝送する伝送チャンネルの信号遅延とスクランブルされたパケットデータを伝送する伝送チャンネルの信号遅延との差分を事前に補正することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１６を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るデジタル放送用のパケット伝送システムに用いる送信装置の構成を示すブロック図である。図１において、入力のパケットデータは、一般的にＭＰＥＧ２システムズで規定されるＴＳ（トランスポートストリーム）形式を想定しており、複数の番組（グループ）のパケットが時分割多重されている。
【００１６】
パケット分離回路２１は、入力されたパケットデータ系列の中から、指定された範囲（グループ）のパケット識別子（ＰＩＤ）に従い、振り分けを行うもので、ＰＩＤ＝ａ1 〜ｂ1 の範囲のパケットを伝送チャンネル＃１に割り当て、ＰＩＤ＝ａ2 〜ｂ2 の範囲のパケットを伝送チャンネル＃２に割り当て、同様にして、ＰＩＤ＝ａN 〜ｂN の範囲のパケットを伝送チャンネル＃Ｎに割り当てる。
【００１７】
一方、制御データ発生回路２７は、各伝送チャンネル＃１〜＃Ｎの同期のためのパラメータや制御データ等（以下、制御データで総称する）を発生するものであるが、さらに上記パケット分離回路２１におけるパケット分離情報を取り込んで、各伝送チャンネルで伝送するパケットのグループ情報（パケットＩＤの範囲）を制御データ中に時分割多重する。
【００１８】
ここで、制御データのフォーマット構成を、図２乃至図８を参照して説明する。
【００１９】
上記制御データは、例えば図２（ａ）に示すように、２５０μsec 毎に、同期用拡散符号のみで変調されている１２５μsec 長の信号（以下、「パイロットシンボル（ＰＳ）」と記述する）と、各種パラメータ等のデータをパイロットシンボルと同じ同期用拡散符号で拡散することにより生成された１２５μsec 長の周波数拡散変調信号（Ｄ）とを組み合わせ、両信号を対として時分割多重したものである。この制御データでは、例えば図２（ｂ）に示すように、パイロットシンボルと周波数拡散変調信号の対５１個分を１つの単位として１フレームを構成し、さらに６フレームを１つの単位として１スーパフレームを構成する。
【００２０】
制御データの１フレーム内の各周波数拡散変調信号を、先頭から順にＤ1 ,Ｄ2 ,Ｄ3 ,・・・,Ｄ51とするとき、Ｄ1 〜Ｄ51は、例えば以下のような情報とする。
【００２１】
Ｄ1 はフレーム同期用の固定パターンを有する同期ワードとし、例えば“01101010101101010101100110001010”を同期用拡散符号で拡散することにより生成された周波数拡散変調信号とする。
【００２２】
Ｄ2 は当該フレームがスーパフレーム中の何番目のフレームであるかを示す同期ワードとし、例えば0x0 から始まりフレーム毎に１ずつ増加して0x5 の次のフレームで0x0 に戻るように、図３に示すように４ビットの２進数を８回繰り返した値を同期用拡散符号で拡散することにより生成された周波数拡散変調信号とする。
【００２３】
Ｄ3 〜Ｄ50は、例えば図４に示すように、識別情報（７bit ）、受信機起動信号（１bit ）、ＣＤＭチャンネル構成情報（５６８bit ）、受信機起動時付加情報（４８bit ）、誤り訂正用ＣＲＣの検査ビット（１６bit ）、リードソロモン（ＲＳ）符号の検査バイト（１２８bit ）から構成されるデータをバイトインターリーブ、畳み込み符号化した後、同期用拡散符号で拡散することにより周波数拡散変調信号を生成し、１２５μsec 毎に分割した信号とする。
【００２４】
ここで、上記識別情報はそれに続くデータの内容を識別するための情報で、例えば表１に示すように定義する。
【００２５】
【表１】
【００２６】
上記受信機起動信号は緊急時等に受信機の起動を促すための信号で、例えば受信機の起動を促したい時に“１”、それ以外の時には“０”とする。
【００２７】
上記ＣＤＭチャンネル構成情報は、例えば図５（ａ）に示すような開始ＣＤＭチャンネル番号（８bit ）と１０チャンネル分のＣＤＭチャンネル個別構成情報（５６×１０bit ）から構成されるものとし、更に各ＣＤＭチャンネル個別構成情報は、インターリーブモード（４bit ）、畳み込みモード（４bit ）、ＴＳ−ＩＤ（１６bit ）、リザーブ（３bit ）、ＰＩＤ最小値（１３bit ）、バージョン番号（３bit ）、ＰＩＤ最大値（１３bit ）から構成されるものとする。
【００２８】
開始ＣＤＭチャンネル番号は、例えば当該ＣＤＭチャンネル構成情報中の先頭のＣＤＭチャンネル個別構成情報が、どのＣＤＭチャンネルの情報であるかを示すものであり、ｎ番目のＣＤＭチャンネル個別構成情報はＣＤＭチャンネル番号が（開始ＣＤＭチャンネル番号＋ｎ−１）のＣＤＭチャンネルの情報となる。
【００２９】
インターリーブモードは、当該ＣＤＭチャンネルのインターリーブサイズを指定するためのデータで、例えば表２に示すような値をとる。
【００３０】
【表２】
【００３１】
畳み込みモードは、当該ＣＤＭチャンネルの畳み込み符号の符号化率を規定するデータで、例えば表３に示すような値をとる。
【００３２】
【表３】
【００３３】
ＴＳ−ＩＤは、例えば当該ＣＤＭチャンネルが伝送するトランスポートストリーム番号を示すデータで、伝送するデータがない場合は、例えばＴＳ−ＩＤ＝0xFFFFとなる。
【００３４】
リザーブは、例えばＣＤＭチャンネル構成情報の将来の拡張エリアとして使用する領域である。
【００３５】
ＰＩＤ最小値は、例えば当該ＣＤＭチャンネルが伝送するＴＳパケットにおけるＰＩＤの範囲の最小値を示すデータで、別のＣＤＭチャンネルで同じＰＩＤ範囲が割り当てられている場合は、複数のＣＤＭチャンネルが束ねられてＴＳを構成していることを示す。
【００３６】
バージョン番号は、例えば設定が変更される毎に１ずつ増加するデータである。
【００３７】
ＰＩＤ最大値は、例えば当該ＣＤＭチャンネルが伝送するＴＳパケットにおけるＰＩＤの範囲の最大値を示すデータで、別のＣＤＭチャンネルで同じＰＩＤ範囲が割り当てられている場合は、複数のＣＤＭチャンネルが束ねられてＴＳを構成していることを示す。
【００３８】
上記受信機起動時付加情報は、受信機起動信号の補助情報として有効となるものであり、例えば図６に示すように、緊急性のレベル等を示す種別情報（４bit ）、緊急放送の対象地域を示す地域識別情報（１２bit ）、緊急放送番組のＴＳ−ＩＤ（１６bit ）、緊急放送番組のプログラム番号（１６bit ）から構成されるものとする。
【００３９】
上記ＣＲＣの検査ビットはデータエラーのチェックを行うための情報で、例えば生成多項式がＧ(ｘ)＝ｘ16＋ｘ12＋ｘ5 ＋１のＣＲＣによるエラーチェックに供されるものである。
【００４０】
上記リードソロモン符号の検査バイトは、例えば符号生成多項式ｇ(ｘ)＝(ｘ＋λ0 )(ｘ＋λ1 )(ｘ＋λ2 )…(ｘ＋λ15)；λ＝０２ｈ、体生成多項式Ｐ(ｘ)＝ｘ8 ＋ｘ4 ＋ｘ3 ＋ｘ2 ＋１のリードソロモン(２５５，２３９)符号において、入力データバイトの前に１５９バイトの「００ｈ」を付加し、符号化後に先頭１５９バイトを除去することによって生成した短縮化リードソロモン(９６，８０)符号を用いたときの検査バイトとする。
【００４１】
Ｄ3 〜Ｄ50では、図４に示したＣＤＭチャンネル構成情報と受信機起動時付加情報の他、図７に示すように、拡張情報（６１６bit ）として種々の情報を伝送することも可能であるものとする。
【００４２】
Ｄ51は予備領域であり、例えば同期用拡散符号のみで変調された信号とする。
【００４３】
上記に示したＣＤＭチャンネル構成情報、受信機起動時付加情報、拡張情報等は、１スーパフレームを単位として、例えば図８に示すように構成されるものとする。尚、図中の記号※は受信機起動信号を表している。
【００４４】
上記の制御データフォーマット構成において、本発明はＣＤＭチャンネル構成情報及び拡張情報の領域を利用する。
【００４５】
図１において、上記パケット分離回路２１でＮチャンネルに分離された各パケットはタイミング補正回路２２1 〜２２n に供給される。タイミング補正回路２２1 〜２２n は、入力パケットデータ系列から指定のパケットを抽出した際に生じるタイミングずれを補正する。この補正方式を図９に示す。
【００４６】
図９は１つのタイミング補正回路２２k のＰＩＤ＝ａK 〜ｂK のパケット処理内容を示している。ＰＩＤ＝ａK 〜ｂK のパケットは、もともとのパケットデータ系列内における時間位置を保存したまま、伝送チャンネル＃Ｋで伝送可能とは限らないため、タイミング補正回路２２k で伝送タイミング位置をずらす。このとき、パケット内に所定のタイミングデータ（時間管理情報）を有している場合には、このタイミングデータを変更する。また、伝送速度を合わせるために必要に応じてヌルパケットを挿入する。タイミングデータの一般的な例としては、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットにおけるＰＣＲ（Program Clock Reference）データがある。
【００４７】
図１において、タイミング補正回路２２1 〜２２n の各出力はスクランブル回路２３1 〜２３n に供給され、所定のスクランブル鍵によりスクランブルが掛けられた後、誤り訂正符号化回路２４1 〜２４n に供給される。また、上記制御データも誤り訂正符号化回路２４0 に供給される。
【００４８】
上記誤り訂正符号化回路２４0 〜２４n は、制御データ発生回路２７、スクランブル回路２３1 〜２３n より出力された制御データ、パケットデータに対し、リ―ドソロモン符号、バイトインターリーブ、畳み込み符号、及びビットインターリーブ処理などの誤り訂正のための符号化処理を行うもので、各処理処理出力はＣＤＭ変調回路２５0 〜２５n に供給され、符号Ｗ0 〜Ｗn によりＣＤＭ変調されて後、多重加算回路２６で加算多重され、これによってＣＤＭ信号が生成される。このＣＤＭ信号は地上波放送、衛星放送、ケーブル放送等の所定の伝送路を通じて送出される。
【００４９】
図１０は、本発明に係るデジタル放送用のパケット伝送システムに用いる受信装置の構成を示すブロック図である。この受信装置は、図示しないアンテナ等により受信したＣＤＭ信号を分配回路３１でｎ＋１系統に分配する。この分配回路３１で分配されたｎ＋１系統のＣＤＭ信号はそれぞれＣＤＭ復調回路３２0 〜３２n にて各符号Ｗ0 〜Ｗn によりＣＤＭ復調された後、誤り訂正回路３３0 〜３３n にてリ―ドソロモン符号、バイトインターリーブ、畳み込み符号、及びビットインターリーブに対する復号化処理が施され、これによって制御データ及びｎチャンネルのパケットデータ列が得られる。
【００５０】
上記制御データはＣＤＭチャンネル選択回路３５に供給される。このＣＤＭチャンネル選択回路３５は、制御データ中から各伝送チャンネルに割り当てられているパケットＩＤの範囲を示すグループ情報を抽出し、ユーザが選択指定入力する番組のパケットＩＤを取り込んで、当該パケットＩＤが含まれるグループ情報からその伝送チャンネルを識別して、そのチャンネルの符号のみを発生させる。
【００５１】
すなわち、制御データには、図８に示すように、全ＣＤＭチャンネルについて、各チャンネルで伝送されるパケット識別子（ＰＩＤ）の範囲が指定されており、上記ＣＤＭチャンネル選択回路３５はこの対応情報を得て、ユーザの要求により、希望のパケットＩＤが符号多重されたどの伝送チャンネルで伝送されるか検索し、必要となる伝送チャンネルの符号Ｗk のみを発生させ、当該伝送チャンネルの信号だけを復調させる。
【００５２】
以上の処理によって選択された復調信号は、デスクランブル回路３４1 〜３４n でスクランブルが解除され、希望するパケット（番組情報）として出力される。
【００５３】
上記の構成によれば、受信側で制御データを受信することで、各伝送チャンネルで伝送されている各パケットデータのグループ内容が認識できるようになり、容易に希望するパケットのパケットデータのみを選択受信することが可能となり、受信装置の回路規模や消費電力を小さくでき、コストも低減できるようになる。
【００５４】
ところで、一つのグループのパケットデータが１つの伝送チャンネルの伝送容量を超える場合、パケット分離回路２１で複数の伝送チャンネルに振り分けてもよいが、図１１に示すように送信装置、受信装置を構成してもよい。
【００５５】
図１１（ａ）は送信装置の構成を示すもので、一つの伝送チャンネル＃Ｋに割り当てられたグループのパケットデータ（ＰＩＤ＝ａk 〜ｂk ）がそのチャンネルの伝送容量が越える場合に、タイミング補正回路２２k を経てスクランブル回路２３k でスクランブルがかけられたパケットデータ系列をパケット分離回路４１k でＭチャンネルに分離し、それぞれ誤り訂正符号化回路２４ (k,1) 〜２４ (k,M) 、ＣＤＭ変調回路２５ (k,1) 〜２５ (k,M) で誤り訂正符号化処理、ＣＤＭ変調処理を行った後、多重加算回路２６で他の伝送チャンネルと多重する。この場合、制御データに、追加した伝送チャンネルで伝送する同一のグループ情報を付加しておく。
【００５６】
図１１（ｂ）は受信装置の構成を示すもので、送信側で追加された伝送チャンネルに対応して、分配回路３１にて相当数のチャンネルに分配し、そのうちチャンネル＃（ｋ，１）〜＃（ｋ，Ｍ）の信号をＣＤＭ復調回路３２ (k,1) 〜３２ (k,M) でＣＤＭ復調し、誤り訂正回路３３ (k,1) 〜３３ (k,M) で誤り訂正を施して、多重化回路４２k で多重することで、同一グループのパケットデータ系列を取り出すことができる。このパケットデータ系列は、デスクランブル回路３４k によりスクランブルが解除されて出力される。
【００５７】
すなわち、上記のケースでは、送信装置側において、パケット分離回路２１の出力のパケット（ＰＩＤ＝ａk 〜ｂk ）が１つの伝送チャンネルの伝送容量を超えているため、伝送チャンネル＃（ｋ，１）〜＃（ｋ，Ｍ）を割り当てている。タイミング補正回路２２k は、図９の場合と同様に、Ｍ倍の伝送速度の信号となるよう、ヌルパケットの挿入と時間データの補正を行う。この信号を伝送チャンネル＃（ｋ，１）〜＃（ｋ，Ｍ）に対して若い番号から順次分離する。また、制御データにおいては、伝送チャンネル＃（ｋ，１）〜＃（ｋ，Ｍ）が伝送するＰＩＤの範囲値を同一に設定する。これにより受信側に複数チャンネルを束ねていることを伝える。各誤り訂正符号化回路２４ (k,1) 〜２４ (k,M) におけるインタリーブ長や符号化率などの誤り訂正の条件は同一とする。
【００５８】
一方、受信装置側で、複数のＣＤＭチャネルを使用し伝送されたパケットを受信する場合は、該当する符号Ｗ (k,1) とＷ (k,M) を設定し、複数のパケッットデータ系列を受信し、若い番号から順次合成多重することで、当初のパケットデータ（ＰＩＤ＝ａk 〜ｂk ）が受信できる。符号化率やインタリーブ長など誤り訂正能力を同一条件として順次多重することで、元のパケットデータ系列が復元可能としている。
【００５９】
上記構成によれば、同一グループのパケットデータを複数の伝送チャンネルに振り分けて伝送するようにしているので、１つの番組、すなわち、同一グループのパケットの伝送容量が１つの伝送チャンネルの容量を超える場合でも伝送が可能となる。受信装置側でも、制御信号伝送チャンネルを受信することで、その複数の伝送チャンネルが束なっていることを認識することが可能である。
【００６０】
また、上記の構成では、初段でパケットを分離せずに、タイミング補正回路、スクランブル回路を経た後に複数チャンネルに分離するようにしているので、受信側において、デスクランブル回路、タイミング補正のための回路を１グループで共用することができ、回路規模の増大を抑制することが可能である。
【００６１】
ところで、スクランブル鍵を伝送する伝送チャンネルと、スクランブルされたパケットを伝送する伝送チャンネルとの間に、誤り訂正符号の特性の違いにより、伝送遅延の差分が存在する場合には、送信装置内で補正処理を行う必要がある。この補正処理機能を有するスクランブル回路の一例を図１２に示す。
【００６２】
図１２は、図１に示したスクランブル回路２３k において、上記伝送遅延補正機能を備える場合の具体的な構成を示すブロック回路図である。尚、ここではＣＤＭチャンネル＃１の誤り訂正符号化回路による時間遅延をＴ1 とし、ＣＤＭチャンネル＃ｋの誤り訂正符号化回路による時間遅延をＴM とする。
【００６３】
図１２において、スクランブル処理回路２３k1は、ＣＤＭチャンネル＃ｋに分配されたパケットデータ系列（ＰＩＤ＝ａk 〜ｂk ）に対し、鍵発生回路２３k2で発生させるスクランブル鍵によりスクランブルをかけて出力する。鍵発生回路２３k2で発生される鍵信号は、遅延回路２３k3を介してスクランブル処理回路２３k1に供給される共に、遅延回路２３k4を介してＣＤＭチャンネル＃１に時分割多重される。
【００６４】
ここで、スクランブル回路２３k には、また、ＣＤＭチャンネル＃１の誤り訂正時間Ｔ1 、ＣＤＭチャンネル＃ｋの誤り訂正時間ＴM の情報が与えられており、制御回路２３k5はこれらの時間情報を受けて、遅延回路２３k3、２３k4の遅延時間をそれぞれＤM 、Ｄ1 に設定する。
【００６５】
Ｔ1 ＞ＴM の場合を例として、送信タイミングを図１３に示す。何も時間補正をしないと、図１３に示すように、（Ｔ1 −ＴM ）時間分だけ、スクランブル鍵の伝送タイミングが遅れている。したがって、この差分相当の遅延時間ＤM を図１２の遅延回路２３k3で挿入することで、正しいタイミングでデスクランブル処理が可能となる。Ｔ1 ＜ＴM の場合でも同様に、差分相当の遅延時間Ｄ1 を遅延回路２３k4で挿入することで時間タイミングを合わせることができる。
【００６６】
図１４は、パケットデータ系列としてＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを複数のＣＤＭ伝送チャンネルに配置した例である。ＣＤＭ＃０は、各ＣＤＭ＃１からＣＤＭ＃２９がそれぞれ伝送するＴＳＩＤ（ＰＩＤの範囲）を制御チャンネル（パイロットチャンネル）として伝送する。ＣＤＭ＃１とＣＤＭ＃２は、課金情報（スクランブル鍵情報を含む）、番組配列情報や番組関連情報など共通的な情報をまとめて伝送していう。ＣＤＭ＃４とＣＤＭ＃５は、２チャネル束ねて同じパケットＩＤのパケットを伝送している。
【００６７】
図１５は、本システムの受信装置における番組選択シーケンス例を示したものである。
【００６８】
まず、電源投入時において、パイロットチャンネル＃０を受信し（Ｓ１）、各ＣＤＭチャンネルとＴＳＩＤ及びＰＩＤの対応表（図１６（ａ））を取得し（Ｓ２）、さらに課金ＣＤＭチャンネル（ＴＳＩＤ単位）＃１を受信し（Ｓ３）、ＮＩＴ（図１６（ｃ））を取得する（Ｓ４）。
【００６９】
ここで、ユーザのプログラムＮｏ．入力があるか判断し（Ｓ５）、入力がない場合には、同じ２５ＭＨｚ帯域内の別のＴＳＩＤ内にあるか判断し（Ｓ６）、ある場合には受信ＴＳＩＤを変更して（Ｓ７）、ステップＳ３から処理を続ける。ステップＳ６で別のＴＳＩＤ内にない場合には、別の２５ＭＨｚ帯域内のＴＳＩＤ内にあるか判断し（Ｓ８）、ある場合にはトランスポンダを変更して（Ｓ９）、ステップＳ１から処理を続ける。ステップＳ８で別の２５ＭＨｚ帯域内のＴＳＩＤ内にない場合には、ユーザにプログラムＮｏ．の再入力を促す。
【００７０】
上記ステップＳ５でプログラムＮｏ．があった場合には、ＰＡＴ（図１６（ｂ））を取得し（Ｓ１０）、ＰＭＴ（ＰＩＤ＝ｐ）を含むＣＤＭチャンネルを受信し（Ｓ１１）、ＰＭＴ（図１６（ｄ））を取得し（Ｓ１２）、音声（ＰＩＤ＝ｘ）及び映像（ＰＩＤ＝ｙ）の各パケットを取得し（Ｓ１３）、音声と映像を再生し（Ｓ１４）、これによって一連の処理を終了する。
【００７１】
以上のことから、本発明に係るパケット伝送システムでは、例えばデジタル放送に利用する場合、複数の番組（グループ）で構成されるパケットデータ系列をグループ別に符号分割多重される複数の伝送チャンネルに割り当て、分割して伝送する。さらに、符号分割多重される１つまたは複数の伝送チャンネルを制御データの伝送用として割り当て、この制御データを使って、各伝送チャンネルに割り当てられているパケットデータのグループ情報（パケット識別子の範囲値）を伝送する。これにより、受信装置は、制御データを受信することで、各伝送チャンネルで伝送されている各パケットデータのグループ内容が認識できるようになり、容易に希望するパケットのパケットデータのみを選択受信することが可能となり、受信装置の回路規模や消費電力を小さくでき、コストも低減できるようになる。
【００７２】
また、同一グループのパケットデータを複数の伝送チャンネルに振り分けて伝送することで、１つの番組、すなわち、同一グループのパケットの伝送容量が１つの伝送チャンネルの容量を超える場合でも伝送が可能となる。受信装置側でも、制御信号伝送チャンネルを受信することで、その複数の伝送チャンネルが束なっていることを認識することが可能である。
【００７３】
また、パケットデータ系列を複数の伝送チャンネルに振り分ける際に、もとのパケットデータ系列上でのパケットのタイミングを保存できず、ずらさざるを得ない場合があるが、その場合には、パケット内に存在する時間管理情報をそのずれた分だけ補正しておくことで、受信側で正しいタイミングで再生することが可能となる。
【００７４】
また、スクランブル鍵を伝送する伝送チャンネルと、スクランブルされたパケットを伝送する伝送チャンネルとの間に、例えば誤り訂正符号の特性の違いにより伝送遅延の差分が存在する場合は、送信装置内で事前に補正することが可能であり、伝送するパケット自体を遅延させることなく、受信側で正しいタイミングでデスクランブル処理が可能である。
【００７５】
尚、上記の実施形態では、ＣＤＭ方式により多重伝送される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＯＦＤＭ方式等、種々の多重伝送方式を利用することが可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、受信側でユーザが必要とするパケットのみを受信することができ、これに加えてパケット毎に誤り訂正符号のパラメータを変更したり、伝送信号の特性を変更する等、デジタル放送に利用する際に、柔軟な放送を行うことが可能なパケット伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るパケット伝送システムの送信装置の実施形態を示すブロック回路図。
【図２】 同実施形態における同期信号のフォーマット構成を示す図。
【図３】 図２に示す同期信号の領域Ｄ2 で伝送する情報のフォーマット構成を示す図。
【図４】 図２に示す同期信号の領域Ｄ3 〜Ｄ50で伝送する情報の一例を示す図。
【図５】 図４に示すＣＤＭチャンネル構成情報の一例を示す図。
【図６】 図５に示す受信機起動時付加情報の一例を示す図。
【図７】 図２に示す同期信号の領域Ｄ3 〜Ｄ50で伝送する情報の別の例を示す図。
【図８】 図２に示す同期信号の１スーパフレームの構成例を示す図。
【図９】 図１に示すタイミング補正回路のパケット処理内容を示すタイミング図。
【図１０】 同実施形態の受信装置の構成を示すブロック回路図。
【図１１】 同実施形態において、一つのグループのパケットデータが１つの伝送チャンネルの伝送容量を超える場合の送信装置、受信装置の構成を示すブロック回路図。
【図１２】 図１に示したスクランブル回路において、伝送遅延補正機能を備える場合の具体的な構成を示すブロック回路図。
【図１３】 図１２に示すスクランブル回路構成におけるパケットデータ系列、スクランブル鍵の伝送遅延補正前後のタイミング関係を示すタイミング図。
【図１４】 同実施形態において、パケットデータ系列としてＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを複数のＣＤＭ伝送チャンネルに配置した例を示す図。
【図１５】 同実施形態の受信装置における番組選択シーケンス例を示すフローチャート。
【図１６】 図１５のステップで取得されるデータ内容を示す図。
【図１７】 従来のパケット伝送システムの構成を示すブロック回路図。
【符号の説明】
１１…訂正符号化回路
１２…変調回路
１３…送信アンテナ
１４…受信アンテナ
１５…復調回路
１６…誤り訂正回路
１７…パケット選択回路
２１…パケット分離回路
２２1 〜２２n …タイミング補正回路
２３1 〜２３n …スクランブル回路
２４0 〜２４n …誤り訂正符号化回路
２５0 〜２５n …ＣＤＭ変調回路
２６…多重加算回路
２７…制御データ発生回路
３１…分配回路
３２0 〜３２n …ＣＤＭ復調回路
３３0 〜３３n …誤り訂正回路
３５…ＣＤＭチャンネル選択回路
３４1 〜３４n …デスクランブル回路
４１k …パケット分離回路
２４ (k,1) 〜２４ (k,M) …誤り訂正符号化回路
２５ (k,1) 〜２５ (k,M) …ＣＤＭ変調回路
３２ (k,1) 〜３２ (k,M) …ＣＤＭ復調回路
３３ (k,1) 〜３３ (k,M) …誤り訂正回路
４２k …多重化回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケットデータ系列を符号分割多重方式等により並列に多重伝送するパケット伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパケット伝送システムでは、図１７に示すように、送信側において、訂正符号化回路１１でパケットデータ系列に誤り訂正符号を付加した後、変調回路１２で変調をかけてアンテナ１３から送出し、受信側において、アンテナ１４で受信した全帯域の信号を復調回路１５で復調し、誤り訂正回路１６で誤り訂正を施してパケットデータ系列を再生した後、パケット選択回路１７でユーザが指定するパケットＩＤのパケットデータを抽出する構成となっている。
【０００３】
近時、上記のパケット伝送システムを利用して、複数番組を同時に提供するデジタル放送の開発が進められている。この場合、従来のパケット伝送システムでは、複数の番組がパケットデータ系列となって伝送されることになるが、実際にユーザが享受できる番組は一つ程度であるにもかかわらず、受信装置ではユーザが必要としないパケットを含めて総てのパケットを受信しなければならない。このことは、受信装置で余分な処理を行わなければならず、回路規模や消費電力を増大させ、受信装置のコストに多大な影響を与えることになる。また、全パケットを一括して変調するので、パケット（番組）毎に誤り訂正符号のパラメータを変更したり、伝送信号の特性を変更する等、柔軟な放送を行うことが困難となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来のパケット伝送システムでは、受信側でユーザが必要としないパケットを含めて総てのパケットを受信しなければならず、受信装置の回路規模や消費電力を増大させ、コストに多大な影響を与える。また、全パケットを一括して変調するので、パケット毎に誤り訂正符号のパラメータを変更したり、伝送信号の特性を変更する等、デジタル放送に利用する際に、柔軟な放送を行うことが困難となっている。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決し、受信側でユーザが必要とするパケットのみを受信することができ、これに加えてパケット毎に誤り訂正符号のパラメータを変更したり、伝送信号の特性を変更する等、デジタル放送に利用する際に、柔軟な放送を行うことが可能なパケット伝送システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明に係るパケット伝送システムは、以下のような特徴的構成を有する。
【０００７】
（１）１以上の制御信号伝送チャンネルと複数の情報信号伝送チャンネルを備え、送信側で、複数グループのパケットデータを有するパケットデータ系列を入力し、このパケットデータ系列の各パケットデータを前記グループ別に複数の情報信号伝送チャンネルに任意に割り当て、各情報信号伝送チャンネルに割り当てられているグループ情報を前記制御信号伝送チャンネルに時分割多重し、前記制御信号伝送チャンネルの信号と複数の情報信号伝送チャンネルの信号を並列に多重して送出し、受信側で、受信信号を伝送チャンネル別に分離し、前記制御信号伝送チャンネルを再生して各情報信号伝送チャンネルのグループ情報を取得し、指定されたグループが割り当てられている情報信号伝送チャンネルを選択的に再生して、指定されたグループのパケットデータのみを抽出することを特徴とする。
【０００８】
（２）（１）の構成において、同一グループのパケットデータを複数の情報信号伝送チャンネルに振り分け、振り分けられた情報信号伝送チャンネルのグループ情報として同一の情報にして前記制御信号伝送チャンネルに時分割多重することを特徴とする。
【０００９】
（３）（１）の構成において、前記グループ情報は、前記パケットデータが備えるパケット識別子の範囲を示す情報であることを特徴とする。
【００１０】
（４）（１）の構成において、前記制御信号伝送チャンネルの信号と複数の情報信号伝送チャンネルの信号との多重には、符号分割多重方式を用いることを特徴とする。
【００１１】
（５）（１）の構成において、送信側で、前記パケットデータ系列を複数の情報信号伝送チャンネルに割り当てる際に、パケット分離によって生じたパケットデータ系列上でのタイミングとのずれ量を求め、このずれ量に応じて分離された各パケットデータ中の時間管理情報を補正することを特徴とする。
【００１２】
（６）（１）の構成において、送信側で、前記複数の情報信号伝送チャンネルでそれぞれパケットデータを個別にスクランブルし、そのスクランブル鍵を前記情報信号伝送チャンネルの一つに時分割多重することを特徴とする。
【００１３】
（７）（６）の構成において、送信側で、前記スクランブル鍵を伝送する伝送チャンネルの信号遅延とスクランブルされたパケットデータを伝送する伝送チャンネルの信号遅延との差分を事前に補正することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１６を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るデジタル放送用のパケット伝送システムに用いる送信装置の構成を示すブロック図である。図１において、入力のパケットデータは、一般的にＭＰＥＧ２システムズで規定されるＴＳ（トランスポートストリーム）形式を想定しており、複数の番組（グループ）のパケットが時分割多重されている。
【００１６】
パケット分離回路２１は、入力されたパケットデータ系列の中から、指定された範囲（グループ）のパケット識別子（ＰＩＤ）に従い、振り分けを行うもので、ＰＩＤ＝ａ1 〜ｂ1 の範囲のパケットを伝送チャンネル＃１に割り当て、ＰＩＤ＝ａ2 〜ｂ2 の範囲のパケットを伝送チャンネル＃２に割り当て、同様にして、ＰＩＤ＝ａN 〜ｂN の範囲のパケットを伝送チャンネル＃Ｎに割り当てる。
【００１７】
一方、制御データ発生回路２７は、各伝送チャンネル＃１〜＃Ｎの同期のためのパラメータや制御データ等（以下、制御データで総称する）を発生するものであるが、さらに上記パケット分離回路２１におけるパケット分離情報を取り込んで、各伝送チャンネルで伝送するパケットのグループ情報（パケットＩＤの範囲）を制御データ中に時分割多重する。
【００１８】
ここで、制御データのフォーマット構成を、図２乃至図８を参照して説明する。
【００１９】
上記制御データは、例えば図２（ａ）に示すように、２５０μsec 毎に、同期用拡散符号のみで変調されている１２５μsec 長の信号（以下、「パイロットシンボル（ＰＳ）」と記述する）と、各種パラメータ等のデータをパイロットシンボルと同じ同期用拡散符号で拡散することにより生成された１２５μsec 長の周波数拡散変調信号（Ｄ）とを組み合わせ、両信号を対として時分割多重したものである。この制御データでは、例えば図２（ｂ）に示すように、パイロットシンボルと周波数拡散変調信号の対５１個分を１つの単位として１フレームを構成し、さらに６フレームを１つの単位として１スーパフレームを構成する。
【００２０】
制御データの１フレーム内の各周波数拡散変調信号を、先頭から順にＤ1 ,Ｄ2 ,Ｄ3 ,・・・,Ｄ51とするとき、Ｄ1 〜Ｄ51は、例えば以下のような情報とする。
【００２１】
Ｄ1 はフレーム同期用の固定パターンを有する同期ワードとし、例えば“01101010101101010101100110001010”を同期用拡散符号で拡散することにより生成された周波数拡散変調信号とする。
【００２２】
Ｄ2 は当該フレームがスーパフレーム中の何番目のフレームであるかを示す同期ワードとし、例えば0x0 から始まりフレーム毎に１ずつ増加して0x5 の次のフレームで0x0 に戻るように、図３に示すように４ビットの２進数を８回繰り返した値を同期用拡散符号で拡散することにより生成された周波数拡散変調信号とする。
【００２３】
Ｄ3 〜Ｄ50は、例えば図４に示すように、識別情報（７bit ）、受信機起動信号（１bit ）、ＣＤＭチャンネル構成情報（５６８bit ）、受信機起動時付加情報（４８bit ）、誤り訂正用ＣＲＣの検査ビット（１６bit ）、リードソロモン（ＲＳ）符号の検査バイト（１２８bit ）から構成されるデータをバイトインターリーブ、畳み込み符号化した後、同期用拡散符号で拡散することにより周波数拡散変調信号を生成し、１２５μsec 毎に分割した信号とする。
【００２４】
ここで、上記識別情報はそれに続くデータの内容を識別するための情報で、例えば表１に示すように定義する。
【００２５】
【表１】
上記受信機起動信号は緊急時等に受信機の起動を促すための信号で、例えば受信機の起動を促したい時に“１”、それ以外の時には“０”とする。
【００２７】
上記ＣＤＭチャンネル構成情報は、例えば図５（ａ）に示すような開始ＣＤＭチャンネル番号（８bit ）と１０チャンネル分のＣＤＭチャンネル個別構成情報（５６×１０bit ）から構成されるものとし、更に各ＣＤＭチャンネル個別構成情報は、インターリーブモード（４bit ）、畳み込みモード（４bit ）、ＴＳ−ＩＤ（１６bit ）、リザーブ（３bit ）、ＰＩＤ最小値（１３bit ）、バージョン番号（３bit ）、ＰＩＤ最大値（１３bit ）から構成されるものとする。
【００２８】
開始ＣＤＭチャンネル番号は、例えば当該ＣＤＭチャンネル構成情報中の先頭のＣＤＭチャンネル個別構成情報が、どのＣＤＭチャンネルの情報であるかを示すものであり、ｎ番目のＣＤＭチャンネル個別構成情報はＣＤＭチャンネル番号が（開始ＣＤＭチャンネル番号＋ｎ−１）のＣＤＭチャンネルの情報となる。
【００２９】
インターリーブモードは、当該ＣＤＭチャンネルのインターリーブサイズを指定するためのデータで、例えば表２に示すような値をとる。
【００３０】
【表２】
畳み込みモードは、当該ＣＤＭチャンネルの畳み込み符号の符号化率を規定するデータで、例えば表３に示すような値をとる。
【００３２】
【表３】
ＴＳ−ＩＤは、例えば当該ＣＤＭチャンネルが伝送するトランスポートストリーム番号を示すデータで、伝送するデータがない場合は、例えばＴＳ−ＩＤ＝0xFFFFとなる。
【００３４】
リザーブは、例えばＣＤＭチャンネル構成情報の将来の拡張エリアとして使用する領域である。
【００３５】
ＰＩＤ最小値は、例えば当該ＣＤＭチャンネルが伝送するＴＳパケットにおけるＰＩＤの範囲の最小値を示すデータで、別のＣＤＭチャンネルで同じＰＩＤ範囲が割り当てられている場合は、複数のＣＤＭチャンネルが束ねられてＴＳを構成していることを示す。
【００３６】
バージョン番号は、例えば設定が変更される毎に１ずつ増加するデータである。
【００３７】
ＰＩＤ最大値は、例えば当該ＣＤＭチャンネルが伝送するＴＳパケットにおけるＰＩＤの範囲の最大値を示すデータで、別のＣＤＭチャンネルで同じＰＩＤ範囲が割り当てられている場合は、複数のＣＤＭチャンネルが束ねられてＴＳを構成していることを示す。
【００３８】
上記受信機起動時付加情報は、受信機起動信号の補助情報として有効となるものであり、例えば図６に示すように、緊急性のレベル等を示す種別情報（４bit ）、緊急放送の対象地域を示す地域識別情報（１２bit ）、緊急放送番組のＴＳ−ＩＤ（１６bit ）、緊急放送番組のプログラム番号（１６bit ）から構成されるものとする。
【００３９】
上記ＣＲＣの検査ビットはデータエラーのチェックを行うための情報で、例えば生成多項式がＧ(ｘ)＝ｘ16＋ｘ12＋ｘ5 ＋１のＣＲＣによるエラーチェックに供されるものである。
【００４０】
上記リードソロモン符号の検査バイトは、例えば符号生成多項式ｇ(ｘ)＝(ｘ＋λ0 )(ｘ＋λ1 )(ｘ＋λ2 )…(ｘ＋λ15)；λ＝０２ｈ、体生成多項式Ｐ(ｘ)＝ｘ8 ＋ｘ4 ＋ｘ3 ＋ｘ2 ＋１のリードソロモン(２５５，２３９)符号において、入力データバイトの前に１５９バイトの「００ｈ」を付加し、符号化後に先頭１５９バイトを除去することによって生成した短縮化リードソロモン(９６，８０)符号を用いたときの検査バイトとする。
【００４１】
Ｄ3 〜Ｄ50では、図４に示したＣＤＭチャンネル構成情報と受信機起動時付加情報の他、図７に示すように、拡張情報（６１６bit ）として種々の情報を伝送することも可能であるものとする。
【００４２】
Ｄ51は予備領域であり、例えば同期用拡散符号のみで変調された信号とする。
【００４３】
上記に示したＣＤＭチャンネル構成情報、受信機起動時付加情報、拡張情報等は、１スーパフレームを単位として、例えば図８に示すように構成されるものとする。尚、図中の記号※は受信機起動信号を表している。
【００４４】
上記の制御データフォーマット構成において、本発明はＣＤＭチャンネル構成情報及び拡張情報の領域を利用する。
【００４５】
図１において、上記パケット分離回路２１でＮチャンネルに分離された各パケットはタイミング補正回路２２1 〜２２n に供給される。タイミング補正回路２２1 〜２２n は、入力パケットデータ系列から指定のパケットを抽出した際に生じるタイミングずれを補正する。この補正方式を図９に示す。
【００４６】
図９は１つのタイミング補正回路２２k のＰＩＤ＝ａK 〜ｂK のパケット処理内容を示している。ＰＩＤ＝ａK 〜ｂK のパケットは、もともとのパケットデータ系列内における時間位置を保存したまま、伝送チャンネル＃Ｋで伝送可能とは限らないため、タイミング補正回路２２k で伝送タイミング位置をずらす。このとき、パケット内に所定のタイミングデータ（時間管理情報）を有している場合には、このタイミングデータを変更する。また、伝送速度を合わせるために必要に応じてヌルパケットを挿入する。タイミングデータの一般的な例としては、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットにおけるＰＣＲ（Program Clock Reference）データがある。
【００４７】
図１において、タイミング補正回路２２1 〜２２n の各出力はスクランブル回路２３1 〜２３n に供給され、所定のスクランブル鍵によりスクランブルが掛けられた後、誤り訂正符号化回路２４1 〜２４n に供給される。また、上記制御データも誤り訂正符号化回路２４0 に供給される。
【００４８】
上記誤り訂正符号化回路２４0 〜２４n は、制御データ発生回路２７、スクランブル回路２３1 〜２３n より出力された制御データ、パケットデータに対し、リ―ドソロモン符号、バイトインターリーブ、畳み込み符号、及びビットインターリーブ処理などの誤り訂正のための符号化処理を行うもので、各処理処理出力はＣＤＭ変調回路２５0 〜２５n に供給され、符号Ｗ0 〜Ｗn によりＣＤＭ変調されて後、多重加算回路２６で加算多重され、これによってＣＤＭ信号が生成される。このＣＤＭ信号は地上波放送、衛星放送、ケーブル放送等の所定の伝送路を通じて送出される。
【００４９】
図１０は、本発明に係るデジタル放送用のパケット伝送システムに用いる受信装置の構成を示すブロック図である。この受信装置は、図示しないアンテナ等により受信したＣＤＭ信号を分配回路３１でｎ＋１系統に分配する。この分配回路３１で分配されたｎ＋１系統のＣＤＭ信号はそれぞれＣＤＭ復調回路３２0 〜３２n にて各符号Ｗ0 〜Ｗn によりＣＤＭ復調された後、誤り訂正回路３３0 〜３３n にてリ―ドソロモン符号、バイトインターリーブ、畳み込み符号、及びビットインターリーブに対する復号化処理が施され、これによって制御データ及びｎチャンネルのパケットデータ列が得られる。
【００５０】
上記制御データはＣＤＭチャンネル選択回路３５に供給される。このＣＤＭチャンネル選択回路３５は、制御データ中から各伝送チャンネルに割り当てられているパケットＩＤの範囲を示すグループ情報を抽出し、ユーザが選択指定入力する番組のパケットＩＤを取り込んで、当該パケットＩＤが含まれるグループ情報からその伝送チャンネルを識別して、そのチャンネルの符号のみを発生させる。
【００５１】
すなわち、制御データには、図８に示すように、全ＣＤＭチャンネルについて、各チャンネルで伝送されるパケット識別子（ＰＩＤ）の範囲が指定されており、上記ＣＤＭチャンネル選択回路３５はこの対応情報を得て、ユーザの要求により、希望のパケットＩＤが符号多重されたどの伝送チャンネルで伝送されるか検索し、必要となる伝送チャンネルの符号Ｗk のみを発生させ、当該伝送チャンネルの信号だけを復調させる。
【００５２】
以上の処理によって選択された復調信号は、デスクランブル回路３４1 〜３４n でスクランブルが解除され、希望するパケット（番組情報）として出力される。
【００５３】
上記の構成によれば、受信側で制御データを受信することで、各伝送チャンネルで伝送されている各パケットデータのグループ内容が認識できるようになり、容易に希望するパケットのパケットデータのみを選択受信することが可能となり、受信装置の回路規模や消費電力を小さくでき、コストも低減できるようになる。
【００５４】
ところで、一つのグループのパケットデータが１つの伝送チャンネルの伝送容量を超える場合、パケット分離回路２１で複数の伝送チャンネルに振り分けてもよいが、図１１に示すように送信装置、受信装置を構成してもよい。
【００５５】
図１１（ａ）は送信装置の構成を示すもので、一つの伝送チャンネル＃Ｋに割り当てられたグループのパケットデータ（ＰＩＤ＝ａk 〜ｂk ）がそのチャンネルの伝送容量が越える場合に、タイミング補正回路２２k を経てスクランブル回路２３k でスクランブルがかけられたパケットデータ系列をパケット分離回路４１k でＭチャンネルに分離し、それぞれ誤り訂正符号化回路２４ (k,1) 〜２４ (k,M) 、ＣＤＭ変調回路２５ (k,1) 〜２５ (k,M) で誤り訂正符号化処理、ＣＤＭ変調処理を行った後、多重加算回路２６で他の伝送チャンネルと多重する。この場合、制御データに、追加した伝送チャンネルで伝送する同一のグループ情報を付加しておく。
【００５６】
図１１（ｂ）は受信装置の構成を示すもので、送信側で追加された伝送チャンネルに対応して、分配回路３１にて相当数のチャンネルに分配し、そのうちチャンネル＃（ｋ，１）〜＃（ｋ，Ｍ）の信号をＣＤＭ復調回路３２ (k,1) 〜３２ (k,M) でＣＤＭ復調し、誤り訂正回路３３ (k,1) 〜３３ (k,M) で誤り訂正を施して、多重化回路４２k で多重することで、同一グループのパケットデータ系列を取り出すことができる。このパケットデータ系列は、デスクランブル回路３４k によりスクランブルが解除されて出力される。
【００５７】
すなわち、上記のケースでは、送信装置側において、パケット分離回路２１の出力のパケット（ＰＩＤ＝ａk 〜ｂk ）が１つの伝送チャンネルの伝送容量を超えているため、伝送チャンネル＃（ｋ，１）〜＃（ｋ，Ｍ）を割り当てている。タイミング補正回路２２k は、図９の場合と同様に、Ｍ倍の伝送速度の信号となるよう、ヌルパケットの挿入と時間データの補正を行う。この信号を伝送チャンネル＃（ｋ，１）〜＃（ｋ，Ｍ）に対して若い番号から順次分離する。また、制御データにおいては、伝送チャンネル＃（ｋ，１）〜＃（ｋ，Ｍ）が伝送するＰＩＤの範囲値を同一に設定する。これにより受信側に複数チャンネルを束ねていることを伝える。各誤り訂正符号化回路２４ (k,1) 〜２４ (k,M) におけるインタリーブ長や符号化率などの誤り訂正の条件は同一とする。
【００５８】
一方、受信装置側で、複数のＣＤＭチャネルを使用し伝送されたパケットを受信する場合は、該当する符号Ｗ (k,1) とＷ (k,M) を設定し、複数のパケッットデータ系列を受信し、若い番号から順次合成多重することで、当初のパケットデータ（ＰＩＤ＝ａk 〜ｂk ）が受信できる。符号化率やインタリーブ長など誤り訂正能力を同一条件として順次多重することで、元のパケットデータ系列が復元可能としている。
【００５９】
上記構成によれば、同一グループのパケットデータを複数の伝送チャンネルに振り分けて伝送するようにしているので、１つの番組、すなわち、同一グループのパケットの伝送容量が１つの伝送チャンネルの容量を超える場合でも伝送が可能となる。受信装置側でも、制御信号伝送チャンネルを受信することで、その複数の伝送チャンネルが束なっていることを認識することが可能である。
【００６０】
また、上記の構成では、初段でパケットを分離せずに、タイミング補正回路、スクランブル回路を経た後に複数チャンネルに分離するようにしているので、受信側において、デスクランブル回路、タイミング補正のための回路を１グループで共用することができ、回路規模の増大を抑制することが可能である。
【００６１】
ところで、スクランブル鍵を伝送する伝送チャンネルと、スクランブルされたパケットを伝送する伝送チャンネルとの間に、誤り訂正符号の特性の違いにより、伝送遅延の差分が存在する場合には、送信装置内で補正処理を行う必要がある。この補正処理機能を有するスクランブル回路の一例を図１２に示す。
【００６２】
図１２は、図１に示したスクランブル回路２３k において、上記伝送遅延補正機能を備える場合の具体的な構成を示すブロック回路図である。尚、ここではＣＤＭチャンネル＃１の誤り訂正符号化回路による時間遅延をＴ1 とし、ＣＤＭチャンネル＃ｋの誤り訂正符号化回路による時間遅延をＴM とする。
【００６３】
図１２において、スクランブル処理回路２３k1は、ＣＤＭチャンネル＃ｋに分配されたパケットデータ系列（ＰＩＤ＝ａk 〜ｂk ）に対し、鍵発生回路２３k2で発生させるスクランブル鍵によりスクランブルをかけて出力する。鍵発生回路２３k2で発生される鍵信号は、遅延回路２３k3を介してスクランブル処理回路２３k1に供給される共に、遅延回路２３k4を介してＣＤＭチャンネル＃１に時分割多重される。
【００６４】
ここで、スクランブル回路２３k には、また、ＣＤＭチャンネル＃１の誤り訂正時間Ｔ1 、ＣＤＭチャンネル＃ｋの誤り訂正時間ＴM の情報が与えられており、制御回路２３k5はこれらの時間情報を受けて、遅延回路２３k3、２３k4の遅延時間をそれぞれＤM 、Ｄ1 に設定する。
【００６５】
Ｔ1 ＞ＴM の場合を例として、送信タイミングを図１３に示す。何も時間補正をしないと、図１３に示すように、（Ｔ1 −ＴM ）時間分だけ、スクランブル鍵の伝送タイミングが遅れている。したがって、この差分相当の遅延時間ＤM を図１２の遅延回路２３k3で挿入することで、正しいタイミングでデスクランブル処理が可能となる。Ｔ1 ＜ＴM の場合でも同様に、差分相当の遅延時間Ｄ1 を遅延回路２３k4で挿入することで時間タイミングを合わせることができる。
【００６６】
図１４は、パケットデータ系列としてＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを複数のＣＤＭ伝送チャンネルに配置した例である。ＣＤＭ＃０は、各ＣＤＭ＃１からＣＤＭ＃２９がそれぞれ伝送するＴＳＩＤ（ＰＩＤの範囲）を制御チャンネル（パイロットチャンネル）として伝送する。ＣＤＭ＃１とＣＤＭ＃２は、課金情報（スクランブル鍵情報を含む）、番組配列情報や番組関連情報など共通的な情報をまとめて伝送していう。ＣＤＭ＃４とＣＤＭ＃５は、２チャネル束ねて同じパケットＩＤのパケットを伝送している。
【００６７】
図１５は、本システムの受信装置における番組選択シーケンス例を示したものである。
【００６８】
まず、電源投入時において、パイロットチャンネル＃０を受信し（Ｓ１）、各ＣＤＭチャンネルとＴＳＩＤ及びＰＩＤの対応表（図１６（ａ））を取得し（Ｓ２）、さらに課金ＣＤＭチャンネル（ＴＳＩＤ単位）＃１を受信し（Ｓ３）、ＮＩＴ（図１６（ｃ））を取得する（Ｓ４）。
【００６９】
ここで、ユーザのプログラムＮｏ．入力があるか判断し（Ｓ５）、入力がない場合には、同じ２５ＭＨｚ帯域内の別のＴＳＩＤ内にあるか判断し（Ｓ６）、ある場合には受信ＴＳＩＤを変更して（Ｓ７）、ステップＳ３から処理を続ける。ステップＳ６で別のＴＳＩＤ内にない場合には、別の２５ＭＨｚ帯域内のＴＳＩＤ内にあるか判断し（Ｓ８）、ある場合にはトランスポンダを変更して（Ｓ９）、ステップＳ１から処理を続ける。ステップＳ８で別の２５ＭＨｚ帯域内のＴＳＩＤ内にない場合には、ユーザにプログラムＮｏ．の再入力を促す。
【００７０】
上記ステップＳ５でプログラムＮｏ．があった場合には、ＰＡＴ（図１６（ｂ））を取得し（Ｓ１０）、ＰＭＴ（ＰＩＤ＝ｐ）を含むＣＤＭチャンネルを受信し（Ｓ１１）、ＰＭＴ（図１６（ｄ））を取得し（Ｓ１２）、音声（ＰＩＤ＝ｘ）及び映像（ＰＩＤ＝ｙ）の各パケットを取得し（Ｓ１３）、音声と映像を再生し（Ｓ１４）、これによって一連の処理を終了する。
【００７１】
以上のことから、本発明に係るパケット伝送システムでは、例えばデジタル放送に利用する場合、複数の番組（グループ）で構成されるパケットデータ系列をグループ別に符号分割多重される複数の伝送チャンネルに割り当て、分割して伝送する。さらに、符号分割多重される１つまたは複数の伝送チャンネルを制御データの伝送用として割り当て、この制御データを使って、各伝送チャンネルに割り当てられているパケットデータのグループ情報（パケット識別子の範囲値）を伝送する。これにより、受信装置は、制御データを受信することで、各伝送チャンネルで伝送されている各パケットデータのグループ内容が認識できるようになり、容易に希望するパケットのパケットデータのみを選択受信することが可能となり、受信装置の回路規模や消費電力を小さくでき、コストも低減できるようになる。
【００７２】
また、同一グループのパケットデータを複数の伝送チャンネルに振り分けて伝送することで、１つの番組、すなわち、同一グループのパケットの伝送容量が１つの伝送チャンネルの容量を超える場合でも伝送が可能となる。受信装置側でも、制御信号伝送チャンネルを受信することで、その複数の伝送チャンネルが束なっていることを認識することが可能である。
【００７３】
また、パケットデータ系列を複数の伝送チャンネルに振り分ける際に、もとのパケットデータ系列上でのパケットのタイミングを保存できず、ずらさざるを得ない場合があるが、その場合には、パケット内に存在する時間管理情報をそのずれた分だけ補正しておくことで、受信側で正しいタイミングで再生することが可能となる。
【００７４】
また、スクランブル鍵を伝送する伝送チャンネルと、スクランブルされたパケットを伝送する伝送チャンネルとの間に、例えば誤り訂正符号の特性の違いにより伝送遅延の差分が存在する場合は、送信装置内で事前に補正することが可能であり、伝送するパケット自体を遅延させることなく、受信側で正しいタイミングでデスクランブル処理が可能である。
【００７５】
尚、上記の実施形態では、ＣＤＭ方式により多重伝送される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＯＦＤＭ方式等、種々の多重伝送方式を利用することが可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、受信側でユーザが必要とするパケットのみを受信することができ、これに加えてパケット毎に誤り訂正符号のパラメータを変更したり、伝送信号の特性を変更する等、デジタル放送に利用する際に、柔軟な放送を行うことが可能なパケット伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るパケット伝送システムの送信装置の実施形態を示すブロック回路図。
【図２】 同実施形態における同期信号のフォーマット構成を示す図。
【図３】 図２に示す同期信号の領域Ｄ2 で伝送する情報のフォーマット構成を示す図。
【図４】 図２に示す同期信号の領域Ｄ3 〜Ｄ50で伝送する情報の一例を示す図。
【図５】 図４に示すＣＤＭチャンネル構成情報の一例を示す図。
【図６】 図５に示す受信機起動時付加情報の一例を示す図。
【図７】 図２に示す同期信号の領域Ｄ3 〜Ｄ50で伝送する情報の別の例を示す図。
【図８】 図２に示す同期信号の１スーパフレームの構成例を示す図。
【図９】 図１に示すタイミング補正回路のパケット処理内容を示すタイミング図。
【図１０】 同実施形態の受信装置の構成を示すブロック回路図。
【図１１】 同実施形態において、一つのグループのパケットデータが１つの伝送チャンネルの伝送容量を超える場合の送信装置、受信装置の構成を示すブロック回路図。
【図１２】 図１に示したスクランブル回路において、伝送遅延補正機能を備える場合の具体的な構成を示すブロック回路図。
【図１３】 図１２に示すスクランブル回路構成におけるパケットデータ系列、スクランブル鍵の伝送遅延補正前後のタイミング関係を示すタイミング図。
【図１４】 同実施形態において、パケットデータ系列としてＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを複数のＣＤＭ伝送チャンネルに配置した例を示す図。
【図１５】 同実施形態の受信装置における番組選択シーケンス例を示すフローチャート。
【図１６】 図１５のステップで取得されるデータ内容を示す図。
【図１７】 従来のパケット伝送システムの構成を示すブロック回路図。
【符号の説明】
１１…訂正符号化回路
１２…変調回路
１３…送信アンテナ
１４…受信アンテナ
１５…復調回路
１６…誤り訂正回路
１７…パケット選択回路
２１…パケット分離回路
２２1 〜２２n …タイミング補正回路
２３1 〜２３n …スクランブル回路
２４0 〜２４n …誤り訂正符号化回路
２５0 〜２５n …ＣＤＭ変調回路
２６…多重加算回路
２７…制御データ発生回路
３１…分配回路
３２0 〜３２n …ＣＤＭ復調回路
３３0 〜３３n …誤り訂正回路
３５…ＣＤＭチャンネル選択回路
３４1 〜３４n …デスクランブル回路
４１k …パケット分離回路
２４ (k,1) 〜２４ (k,M) …誤り訂正符号化回路
２５ (k,1) 〜２５ (k,M) …ＣＤＭ変調回路
３２ (k,1) 〜３２ (k,M) …ＣＤＭ復調回路
３３ (k,1) 〜３３ (k,M) …誤り訂正回路
４２k …多重化回路
Claims (12)
- 送信装置と受信装置との間のパケット伝送路として１以上の制御信号伝送チャンネルと複数の情報信号伝送チャンネルを備え、複数の番組の情報をパケット形式で伝送するパケット伝送システムであって、
前記送信装置は、前記番組の情報を伝送する情報信号パケットに番組単位で予め割り当てられる範囲のパケット識別子を付して並べられたパケットデータ系列を入力し、前記情報信号パケットそれぞれを前記複数の情報信号伝送チャンネルのうちの予め番組単位で割り当てられたチャンネルに振り分けるパケット振り分け手段と、前記複数の情報信号伝送チャンネルそれぞれに対応し、割り当てられた番組のパケット識別子の範囲を示すパケット情報を含む複数のチャンネル個別構成情報を生成して前記制御信号伝送チャンネルに時分割多重するチャンネル個別構成情報多重化手段と、前記制御信号伝送チャンネルの信号と複数の情報信号伝送チャンネルの信号を並列に多重して伝送信号を生成するチャンネル多重手段とを備え、
前記受信装置は、前記伝送信号を分配する分配手段と、この分配手段で分配される伝送信号から前記制御信号伝送チャンネルの信号を復調して前記チャンネル個別情報を取得するチャンネル個別構成情報取得手段と、このチャンネル個別構成情報取得手段で取得されたチャンネル個別情報から指定番組のパケット情報を含む情報信号伝送チャンネルを判別して当該チャンネルを選択するチャンネル選択手段と、前記分配手段で分配される伝送信号から前記チャンネル選択手段で選択された情報信号伝送チャンネルの情報信号パケットを復調する情報信号パケット復調手段と、この情報信号パケット復調手段で復調される情報信号パケットのうち、前記チャンネル個別構成情報に含まれるパケット情報からパケット識別子の範囲を判別して当該範囲に属するパケット識別子が付された情報信号パケットのみを抽出する情報信号パケット抽出手段とを備えることを特徴とするパケット伝送システム。 - 前記番組の容量が前記情報信号伝送チャンネルのパケット伝送容量を超えるためにその番組に複数の情報信号伝送チャンネルが割り当てられているとき、
前記パケット振り分け手段は、前記複数の情報信号伝送チャンネルが割り当てられた番組の情報信号パケットそれぞれを複数の割り当てチャンネルに振り分け、
前記チャンネル個別構成情報多重化手段は、同一番組が割り当てられた複数のチャンネル個別構成情報にそれぞれ同一のパケット識別子の範囲を示すパケット情報を含めることを特徴とする請求項１記載のパケット伝送システム。 - 前記パケット振り分け手段は、前記番組の情報信号パケットを複数の情報信号伝送チャンネルに振り分ける際に、パケット内に存在する時間管理情報を補正することを特徴とする請求項２記載のパケット伝送システム。
- 前記チャンネル多重手段は、符号分割多重方式により前記制御信号伝送チャンネルの信号と複数の情報信号伝送チャンネルの信号とを多重することを特徴とする請求項１記載のパケット伝送システム。
- １以上の制御信号伝送チャンネルと複数の情報信号伝送チャンネルを備え、複数の番組の情報をパケット形式で伝送するパケット伝送システムに用いられ、
前記番組の情報を伝送する情報信号パケットに番組単位で予め割り当てられる範囲のパケット識別子を付して並べられたパケットデータ系列を入力し、前記情報信号パケットそれぞれを前記複数の情報信号伝送チャンネルのうちの予め番組単位で割り当てられたチャンネルに振り分けるパケット振り分け手段と、
前記複数の情報信号伝送チャンネルそれぞれに対応し、割り当てられた番組のパケット識別子の範囲を示すパケット情報を含む複数のチャンネル個別構成情報を生成して前記制 御信号伝送チャンネルに時分割多重するチャンネル個別構成情報多重化手段と、
前記制御信号伝送チャンネルの信号と複数の情報信号伝送チャンネルの信号を並列に多重して伝送信号を生成するチャンネル多重手段と
を具備することを特徴とするパケット伝送システムの送信装置。 - 前記番組の容量が前記情報信号伝送チャンネルのパケット伝送容量を超えるためにその番組に複数の情報信号伝送チャンネルが割り当てられているとき、
前記パケット振り分け手段は、前記複数の情報信号伝送チャンネルが割り当てられた番組の情報信号パケットそれぞれを複数の割り当てチャンネルに振り分け、
前記チャンネル個別構成情報多重化手段は、同一番組が割り当てられた複数のチャンネル個別構成情報にそれぞれ同一のパケット識別子の範囲を示すパケット情報を含めることを特徴とする請求項５記載のパケット伝送システムの送信装置。 - 前記パケット振り分け手段は、前記番組の情報信号パケットを複数の情報信号伝送チャンネルに振り分ける際に、パケット内に存在する時間管理情報を補正することを特徴とする請求項６記載のパケット伝送システム。
- 前記チャンネル多重手段は、符号分割多重方式により前記制御信号伝送チャンネルの信号と複数の情報信号伝送チャンネルの信号とを多重することを特徴とする請求項５記載のパケット伝送システムの送信装置。
- １以上の制御信号伝送チャンネルと複数の情報信号伝送チャンネルを備え、複数の番組の情報をパケット形式で伝送するパケット伝送システムに用いられ、
送信側で、前記番組の情報を伝送する情報信号パケットに番組単位で予め割り当てられる範囲のパケット識別子を付して並べられたパケットデータ系列を入力し、前記情報信号パケットそれぞれを前記複数の情報信号伝送チャンネルのうちの予め番組単位で割り当てられたチャンネルに振り分け、前記複数の情報信号伝送チャンネルそれぞれに対応し、割り当てられた番組のパケット識別子の範囲を示すパケット情報を含む複数のチャンネル個別構成情報を生成して前記制御信号伝送チャンネルに時分割多重し、前記制御信号伝送チャンネルの信号と複数の情報信号伝送チャンネルの信号を並列に多重して生成された伝送信号を受信する受信装置であって、
前記伝送信号を分配する分配手段と、
この分配手段で分配される伝送信号から前記制御信号伝送チャンネルの信号を復調して前記チャンネル個別情報を取得するチャンネル個別構成情報取得手段と、
このチャンネル個別構成情報取得手段で取得されたチャンネル個別情報から指定番組のパケット情報を含む情報信号伝送チャンネルを判別して当該チャンネルを選択するチャンネル選択手段と、
前記分配手段で分配される伝送信号から前記チャンネル選択手段で選択された情報信号伝送チャンネルの情報信号パケットを復調する情報信号パケット復調手段と、
この情報信号パケット復調手段で復調される情報信号パケットのうち、前記チャンネル個別構成情報に含まれるパケット情報からパケット識別子の範囲を判別して当該範囲に属するパケット識別子が付された情報信号パケットのみを抽出する情報信号パケット抽出手段と
を具備することを特徴とするパケット伝送システムの受信装置。 - 前記送信側で、前記番組の容量が前記情報信号伝送チャンネルのパケット伝送容量を超えるためにその番組に複数の情報信号伝送チャンネルが割り当てられ、前記複数の情報信号伝送チャンネルが割り当てられた番組の情報信号パケットそれぞれが複数の割り当てチャンネルに振り分けられ、同一番組が割り当てられた複数のチャンネル個別構成情報にそれぞれ同一のパケット識別子の範囲を示すパケット情報を含められているとき、
前記チャンネル選択手段は、前記指定番組のパケット情報を含む全ての情報伝送チャンネルを選択することを特徴とする請求項９記載のパケット伝送システムの受信装置。 - 前記送信側で、前記番組の情報信号パケットを複数の情報信号伝送チャンネルに振り分ける際に、パケット内に存在する時間管理情報が補正されている場合に、
前記選択チャンネル復調手段は、前記パケット内の時間管理情報に基づいて復調処理を実行することを特徴とする請求項１０記載のパケット伝送システムの受信装置。 - 前記伝送信号が、符号分割多重方式により前記制御信号伝送チャンネルの信号と複数の情報信号伝送チャンネルの信号とを多重した信号であるとき、
前記チャンネル個別構成情報取得手段は、前記制御信号伝送チャンネルを復調するための符号化コードを備え、
前記情報信号パケット復調手段は、前記複数の情報信号伝送チャンネルそれぞれを個別に復調するための符号化コードを備えることを特徴とする請求項９記載のパケット伝送システムの受信装置。
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