JP3731379B2 - 送信装置及び受信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレーム構成を有するトランスポートストリームと、フレーム内の変調方式やトランスポートストリーム構成を示す伝送多重制御情報が伝送されるBSデジタル放送をケーブルテレビジョン(CATV)伝送路などを使用して安定した送受信を行なう方法および送受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
CATVのデジタル伝送については、1995年9月21日に発表されたテレビジョン学会技術報告(vol.19,No.42)19頁から24頁の「電気通信技術審議会暫定方式デジタル有線テレビジョン放送伝送実験」に示されている。この報告によれば、エムペグ2(MPEG2)と呼ばれるデジタル画像圧縮技術によって圧縮された画像などのデジタルデータが多重されたトランスポートストリームと呼ばれる形式のデータ列とされ、リードソロモン誤り訂正などの信号処理をされ、64QAM(64値直交振幅変調)と呼ばれるデジタル変調技術によって変調され、約30Mbpsの伝送容量でCATV伝送路へ伝送される。
【0003】
また、デジタルCATVの入力となる多チャネルのデジタル化された映像の配信方式としては、衛星デジタルテレビジョン放送があり、その放送については、日経エレクトロニクス1996年9月2日号149頁の論文「70近くの多チャンネルを実現する日本初のディジタル衛星放送」に記載されているように、複数のデジタル圧縮(MPEG2)した番組やデータをパケット多重し、スクランブルを掛けて訂正符号化した単一のトランスポートストリームをQPSKのデジタル変調で伝送する。衛星デジタル放送は、アナログ方式に対して、降雨減衰等によるC/Nの劣化が急激に起こり、これにより、サービス遮断が発生する課題がある。
【0004】
従来のデジタルCATVでは、QPSK変調により映像配信されたデジタル映像を復調した後、64QAM等のデジタル変調に再変調してCATV伝送路に伝送するが、降雨減衰等により衛星デジタルの映像配信が遮断されサービスが停止しても、特に考慮されていなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
新しく計画されているBSデジタル放送では、従来のBSアナログ放送の伝送チャンネル1チャンネルに、複数のデジタル化された従来の標準テレビジョン放送だけではなく、高精細テレビジョン放送を伝送する計画である。BSデジタル放送の伝送については、1998年11月の映像メディア学会誌(vol.52No.11 1998)24頁から31頁の「BSディジタル放送の方式と設備」に示されている。BSデジタル放送では、約60Mbpsの伝送容量を持ち、一中継器の中で複数の変調方式が使用できる。映像や音声、データなどのトランスポートストリームにフレーム構成を持たせ、フレーム内の変調方式やトランスポートストリーム構成の制御情報伝送には伝送多重制御信号(TMCC信号)を用いている。TMCCは郵政省令第57号より、トランスポートストリームの同期信号部分を用いて、主信号の前に1フレーム毎(=48スロット、1スロット=204バイト)に分割伝送され、1スーパフレーム(=8フレーム)を周期として伝送される。その構成は郵政省告示第260号に示され、伝送モード/スロット情報はデジタル復調手段の選択に用いられ、相対TS/スロット情報と相対TS/TSID対応は希望するトランスポートストリームID(TSID)の選択出力に用いる。その他、変更指示番号、緊急情報等の送受信制御情報や拡張情報領域がある。
【0006】
BSデジタル放送では、降雨によるサービス遮断を軽減するために、複数の変調方式を組合わせて伝送できる特徴を用いて階層化伝送が可能である。階層化伝送の運用ガイドラインは、平成10年11月6日の電波産業会 標準規格(ARIB STD−B20 1.0版)81頁から85頁の「第3章 階層化変調サービスシステム運用ガイドライン」に示され、 MPEGのトランスポートストリームには、番組の階層化関係を示す階層伝送記述子が導入されている。例えば、トレリス8相化PSK(TC8PSK)を通常のテレビジョン放送(高階層)として、低C/Nでも受信できるQPSKやBPSKを同一番組の内容が分かる最低限の情報(低階層)として伝送し、階層伝送記述子よる高階層と低階層の運用はC/N低下や誤り率が増加するなどを検知した信号を基に行なうことが示されている。
【0007】
しかし、前述の従来デジタルCATV技術では、BSデジタル放送で計画されている階層化伝送の送出や受信が考慮されていなかった。
【0008】
本発明は、BSデジタル放送をCATV伝送路などを使用して安定した送受信を行なう方法および送受信装置に関する。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、例えば、複数の階層からなるトランスポートストリーム形式のデジタルデータを受信する受信手段と、前記受信手段により受信された前記デジタルデータの誤りに関する情報を計測する計測手段と、前記受信手段により受信された前記デジタルデータと前記トランスポートストリームの伝送多重制御情報と前記誤りに関する情報とを多重化する多重化手段と、前記多重化手段により多重化された情報を64値のQAMでデジタル変調する変調手段と、前記変調手段の出力を含む複数の被変調波を出力する出力手段とを備えるように構成すればよい。
【0012】
以上のようにして、BSデジタル放送で計画されている階層化伝送をCATV伝送路などを使用して安定した送受信を行なうことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。
【0014】
図1は本発明の一実施形態である送信装置及び受信装置を示すブロック図である。図1において、100はデジタル復調回路、101は伝送路復号回路、102はTS分離回路、103と109はTS合成回路、104と110は64QAM変調回路、105は周波数多重回路、106はTMCC復号回路、107は誤り率測定回路、108はTMCC再構成回路、200はBSデジタル放送の変調信号、201はCATV伝送路、202はTMCC情報の信号、203はトランスポートストリーム形式のデータ、204はビデオ信号、205は音声信号、300はCATV送信装置、301は受信側端末装置、400,401は再送信変調ユニット、500は周波数多重分離回路、501は64QAM復調回路、502は誤り訂正回路、503はTMCC/TS分離回路、504は階層化切り替え判定回路、505はTSパケット分離回路、506はMPEGビデオデコーダ回路、507はオーディオデコーダ回路、508は受信端末側のTV受像器である。本実施例では、主要な機能部のみを示しており制御マイコンなどの周辺回路ブロックは略している。
【0015】
屋外ユニット(図示せず)によって受信された階層化BSデジタル放送の変調信号200は、ケーブルによってCATV送信装置内の再送信ユニット400、401に入力され、デジタル復調回路100で決められているチャネルのデジタル復調が行われ、伝送路復号回路101によって誤り訂正やエネルギー拡散が行われ、トランスポートストリームの分離回路102で約60MbpsのBSデジタル放送をCATVの伝送容量の約30Mbpsに対応するように2乃至3に分割(本実施例では2分割)し、それぞれトランスポートストリーム合成回路109に入力され、同期部分に伝送多重制御信号TMCCを重畳した後、64QAM変調回路104,105で多値変調される。再送信変調ユニット400の出力は、他の再送信ユニット401からの出力を含めて、周波数多重回路105に入力され周波数多重された後に、CATV伝送路201へ出力する。
【0016】
受信側端末装置では、CATV伝送路201の信号を周波数多重分離回路500に入力して希望するチャネルを選局し、選局出力は64QAMの復調回路で復調され、誤り訂正回路502で誤り訂正を行った後にTMCC/TS分離回路503でトランスポートストリーム形式のデータとTMCCの分離を行い、分離されたトランスポートストリームはTSパケット分離回路505に入力されて、映像と音声のそれぞれのパケットを分離して、映像パケットデータはMPEGビデオデコーダ506でデコードされ映像信号204を得る、音声パケットはMPEGオーディオデコーダ507でデコードし、映像信号204と音声信号205を得て、テレビ受像機508に入力される。
【0017】
階層化BSデジタル放送サービスへ対応するために、送信設備300では、誤り率の測定回路107を配置し、受信端末側に階層化切り替え判定回路504を設けている。誤り率測定回路107は、例えばビダビ復号回路(図示せず、伝送路復号回路101に含まれる)の入出力を比較することにより受信しているBSデジタル放送信号の誤り率を推定し、予め決められた誤り率を超えると、TMCC再構成回路108において伝送多重制御情報に伝送路の誤り率が大きいことを示すフラグを設定する。図2は、伝送多重制御情報の構成を説明する参考図である。600は伝送多重制御信号、601は伝送多重制御信号内の拡張情報である。伝送多重制御情報は、全体で384ビットを有するが、最後の62ビットの拡張情報601は、定義されていない。例えば、この拡張領域601の一部を、前記の誤り率劣化のフラグとして使用する。TMCC再構成回路108で、誤り率劣化のフラグを設定した伝送多重制御情報は、TS合成回路103,109で主信号のトランスポートストリーム形式のデータに重畳され、CATV伝送路に伝送される。受信側端末301では、前記TMCC/TS分離回路503で誤り訂正されたトランスポートストリーム形式のデータからTMCC情報を分離し、階層切り替え判定回路504で誤り率劣化のフラグの有無を判定し、フラグが設定されている場合は、TSパケット分離505で低階層データを選択して各デコーダへ出力する構成である。図3は、階層化BSデジタル放送でのスロットの割り付けの参考図である。602は高階層のTC8PSK変調スロットの例、603はBPSK変調された低階層のTVサービスのスロット、604は低階層の変調方式で設定されるダミースロットである。通常、パケット分離回路505はTC8PSK602のスロットを選択するが、誤り率増加のフラグを検出すると低階層、本例ではBPSK変調のスロットを選択する構成である。本例では伝送路の劣化検出に、誤り率測定回路107を用いて説明したが、後述するように、誤り率測定のかわりにC/Nの劣化を用いても良い。
【0018】
図4は、本発明のもう一つの実施例の送信装置及び受信装置を示すブロック図である。図中、他図と同じ番号は同一の機能ブロックを示し、111はC/Nの測定回路、112は階層切り替え信号発生回路、113は下り回線信号変調回路、509は下り回線信号復調回路、510は階層切り替え信号復号回路である。本例では、伝送路の劣化検出にC/Nの測定回路111を用い、設定されたC/Nより劣化すると、階層切り替え信号発生回路112で信号を発生し、下り回線の信号変調(例えばFSK変調)にフラグ情報を重畳してCATV伝送路201に伝送する。受信側端末301では、周波数多重分離500で下り回線信号を分離して、下り回線信号復調回路509で下り回線信号を復調し、復調出力から階層切り替え信号復号回路510で階層切り替え信号を復号する。もし、階層切り替えフラグが検出された場合は、階層切り替え復号回路510から、TSパケット分離505へフラグ発生が伝達され、低階層スロットの選択を行う。
【0019】
図5は、本発明の別の実施例の送信装置及び受信装置を示すブロック図である。図中、他図と同じ番号は同一の機能ブロックを示している。本実施例では、TS分離回路102の出力は前記図3のTC8PSK変調スロット602のみを出力し、低階層のBPSK変調スロット601は、例えばダミースロットして出力している。いま、C/N測定回路111の結果がある設定したC/N値より劣化すると階層化切り替え回路112から信号が発せられ、TS分離回路102の出力は逆にTC8PSK変調スロット602の領域はダミースロットして出力され、BPSK変調スロット601が出力され、68QAM変調されて、CATV伝送路201へ送出される。受信側端末301では、階層化を選択する回路を必要としない特徴がある。
【0020】
図6は、本発明の別の実施例の送信装置及び受信装置を示すブロック図である。図中、他図と同じ番号は同一の機能ブロックを示し、512はTSパケット分離内の誤り計測回路である。本実施例では、CATV送信装置300側で、誤り率あるいはC/N劣化による階層化信号の切り替えは行わず、受信側端末301のTSパケット分離505内に誤り計測回路512を設けている。すなわち、階層化BSデジタル放送信号が、降雨減衰などでC/N劣化し、誤り率が増加すると、TSパケット分離505やMPEGビデオデコーダ506あるいはオーディオデコーダ507の処理において誤りが発生する。本実施例では、これらの誤りを計測して、誤りが設定値を超えると、TSパケット分離内でのスロット選択を、図3のTC8PSKスロット602からBPSK変調スロット601に変更して、処理するものである。
【0021】
これまで述べてきた、低階層の変調例はBPSK変調で説明したが、これに限るものではなくQPSK変調を用いても効果が得られることは明らかである。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、BSデジタル放送をCATV伝送路などを使用して安定した送受信を行なうことのできる送受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の送信装置及び受信装置を示すブロック図である。
【図2】伝送多重制御情報の構成図である。
【図3】階層化BSデジタル放送でのスロットの割り付け例である。
【図4】本発明のもう一つの実施例の送信装置及び受信装置を示すブロック図である。
【図5】本発明の別の実施例の送信装置及び受信装置を示すブロック図である。
【図6】本発明の別の実施例の送信装置及び受信装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
100…デジタル復調回路、101…伝送路復号回路、102…TS分離回路、103,109…TS合成回路、104,110…68QAM変調回路、105…周波数多重回路、106…TMCC復号回路、107…誤り率測定回路、108…TMCC再構成回路、111…C/N測定回路、112…階層化切り替え信号発生回路、113…下り回線信号変調回路、300…CATV送信装置、301…受信側端末装置、400,401…再送信変調ユニット、500…周波数多重分離回路、501…64QAM復調回路、502…誤り訂正回路、503…TMCC/TS分離回路、504…階層化切り替え判定回路、505…TSパケット分離回路、506…MPEGビデオデコーダ回路、507…オーディオデコーダ回路、508…受信端末側のTV受像器、509…下り回線信号復調回路、510…階層化切り替え信号復号回路、512…誤り計測回路。
Claims (6)
- 複数の階層からなるトランスポートストリーム形式のデジタルデータを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記デジタルデータの誤りに関する情報を計測する計測手段と、
前記受信手段により受信された前記デジタルデータと前記トランスポートストリームの伝送多重制御情報と前記誤りに関する情報とを多重化する多重化手段と、
前記多重化手段により多重化された情報を64値のQAMでデジタル変調する変調手段と、
前記変調手段の出力を含む複数の被変調波を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする送信装置。 - デジタル放送信号を受信し、前記デジタル放送信号をケーブルテレビジョン伝送路に再送する送信装置であって、
前記受信したデジタル放送信号のC/Nあるいは誤り率の計測手段と、
複数の階層からなるトランスポートストリーム形式のデジタルデータと前記トランスポートストリームの伝送多重制御情報とを多重化する多重化手段と、
前記多重化手段により多重化された64値のQAMでデジタル変調する第1の変調手段と、
前記計測手段により計測されたC/Nあるいは誤り率の結果に基づいた情報をFSKによりデジタル変調する第2の変調手段と、
前記第1の変調手段の出力と前記第2の変調手段の出力を含む複数の被変調波を周波数多重して出力する周波数多重出力手段とを備えたことを特徴とする送信装置。 - 複数の階層からなるトランスポートストリーム形式のデジタルデータと前記トランスポートストリームとが入力され任意の階層のトランスポートストリームを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたトランスポートストリームとその他のトランスポートストリームと伝送多重制御情報と前記複数の階層からなるトランスポートストリーム形式のデジタルデータの誤りに関するデータとを多重する多重手段と、
前記多重手段により多重された信号を64値のQAMでデジタル変調する変調手段と前記変調手段の出力を含む複数の被変調波を周波数多重してCATVの伝送路に出力する周波数多重出力手段とを備えたことを特徴とする送信装置。 - 請求項1乃至3において、
衛星デジタル放送の信号を受信する衛星デジタル放送受信手段と、
該デジタル放送受信手段により受信された衛星デジタル放送の信号を復調する手段と、
前記複数の階層からなるトランスポートストリーム形式のデジタルデータと前記伝送多重制御情報を復号する復号手段とからなる受信部を有することを特徴とする送信装置。 - 複数の階層からなるトランスポートストリーム形式のデジタル放送信号を受信する装置から送信される64値のQAMでデジタル変調された変調波信号を受信する受信手段と、前記装置から送信される前記変調波信号には前記デジタル放送信号の誤りに関する情報が含まれており、
前記受信手段により受信された64値のQAMでデジタル変調された変調波信号を復調する復調手段と、
前記復調手段により復調された前記変調波信号に含まれる前記デジタル放送信号の誤りに関する情報を用いてトランスポートストリームの層を選択してデコードする選択デコード手段とを備えたことを特徴とする受信装置。 - 複数の階層からなるトランスポートストリーム形式のデジタル放送信号を受信する装置から送信される、64値のQAM又はFSKによりデジタル変調された変調波信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記変調波信号には、映像情報、音声情報、伝送多重制御情報及び前記デジタル放送信号の誤りに関する情報とが含まれており、
前記受信手段により受信された64値のQAMによるデジタル被変調波信号を復調する第1の復調手段と、
前記受信手段により受信されたFSKによるデジタル被変調波信号を復調する第2の復調手段と、
前記変調波信号に含まれる映像及び音声情報と前記伝送多重制御情報は前記第1の復調手段により復調され、
前記変調波信号に含まれる前記デジタル放送の誤りに関する情報は前記第2の復調手段により前記復調され、
前記復調された前記伝送多重制御情報及び前記誤りに関する情報とを用いて前記階層化されたトランスポートストリーム形式の1つの層のトランスポートストリームを選択してデコードする選択デコード手段とを備えたことを特徴とする受信装置。
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