JP3780780B2 - 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、CSやBSなどの衛星方式や地上波方式のデジタル放送における、トランスポートストリームの多重方式の異なるデジタル放送サービスを、ケーブルテレビ(以下、CATVという)伝送路に混在させて伝送する場合の受信装置の受信処理方法に関するものである。
【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(以下、TSという)と呼ばれる形式のデータ系列とされ、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、CSデジタル放送があり、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TSをQPSKのデジタル変調で伝送する。このような単一のTSを用いたデジタル放送サービスなどの複数のビットストリームで構成されたデジタルデータを再多重する再多重化装置については、特開平10−41909に示されている。この公報によれば、単一のTSは188バイトのTSパケットで構成され、TSパケットは184バイトのパケットデータと4バイトのパケットヘッダで構成されることが示され、再多重化においてパケットヘッダ内の番組制御情報などを再編集して伝送することで受信端末で複数の放送事業者からのTSを同時に受信することを可能にしている。
【0004】
一方、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放送を伝送し、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も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.52 No.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の伝送容量を用いて、一中継器の中で複数の変調方式が使用できることや、映像や音声、データなどのTSにフレーム構成を持たせることで複数のTSを伝送できるようにし、新しいデータ形式を送る。このデータ形式では、フレーム内の変調方式や複数TSの構成の制御情報伝送には伝送多重制御信号(以下、TMCC信号という)を用いている。TMCC信号は郵政省令第57号より、TS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TSの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。
【0005】
前述の従来のデジタルCATV技術では、BSデジタル放送で計画されている複数TS伝送の送出や受信が考慮されていなかったため、1999年7月27日に発表された映像情報メディア学会技術報告(vol.23,No.48)の7頁から12頁の「ケーブルテレビ複数MPEG−TS多重方式の一提案」ならびに同報告の13頁から18頁の「複数MPEG−TSのケーブルテレビ伝送実験」のような提案がなされている。これらの報告では、N個の188バイトで構成されるTSパケットを集めて多重フレームとし、先頭のパケットにフレーム内TS配置情報などを記述するTSMFヘッダが提案されている。この提案によって、BSデジタル放送の複数TS信号を効率よくケーブルテレビにも伝送することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、例えばCSデジタル放送をCATV伝送路で再送信する単一TSによる放送サービスを受信する受信装置では、新たに計画されているBSデジタル放送のような複数TSを再送信する複数TS伝送方式には対応しておらず、BSデジタル放送のCATV再送信サービスを受信することは不可能であった。
【0007】
また、BSデジタル放送のような複数TSに対応したCATV再送信伝送方式は示されているが、CATVにおいてCSデジタル放送の単一TSとBSデジタル放送の複数TSとを混在してサービスする場合における、受信装置の対応方法については考慮されていなかった。
【0008】
そこで、本発明の目的は、単一TSおよび複数TSの両伝送方式に対応できる受信装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、例えば、一つのトランスポートストリーム内にデジタルデータが多重された単一トランスポートストリームと、一つのトランスポートストリーム内に多重されたデジタルデータが複数多重された複数トランスポートストリームと、が混在してQAM方式により伝送される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QAM方式のデジタルデータを復調する復調手段と、前記復調手段により復調されたデジタルデータに含まれる前記複数トランスポートストリームのフレームヘッダパケットの有無を検出して前記複数トランスポートストリーム伝送方式と前記単一トランスポートストリーム伝送方式とを判別する判別手段と、前記判別手段により単一トランスポートストリームの場合と判別された場合はそのまま出力し、前記判別手段により複数トランスポートストリームと判別された場合は指定された一つのトランスポートストリームのデジタルデータを分離してその分離されたトランスポートストリームを出力するトランスポートストリーム分離手段を備えるように構成すればよい。
【0011】
【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。
【0012】
図1は本発明の一実施形態であるケーブルテレビの複数TSおよび単一TS伝送方式を混在して送出する場合のシステム構成図である。図1において100はセンタ局設備、101はBSデジタル受信アンテナ、102はBSデジタル信号の伝送ケーブル、103〜106は局用BSチューナ、107、108はTS多重装置、109、110、118はQAM変調器、111はCSデジタル受信アンテナ、112はCSデジタル信号の伝送ケーブル、113〜116は局用CSチューナ、117は番組多重装置、119は混合器、120はCATV伝送路、121はCATV加入者宅、122は受信装置、123はTVモニタである。本実施形態によればCATVセンタ局にてBSデジタル受信アンテナ101でBSデジタル放送サービスを受信し、伝送ケーブル102により局用BSチューナ103〜106に分配する。局用BSチューナ103〜106では、複数TSが多重されている中から指定された一つのTSを抽出し、TS多重装置107、108に入力する。TS多重装置107、108では局用BSチューナ103〜106から入力されたトランスポートストリームを再多重するとともに、CATVの伝送速度に一致するよう速度変換を行う。また、後述する複数TSをフレーム構成とする場合の、スロット割り当て情報を含むフレームヘッダパケットの挿入を行い、QAM変調器109、110へ出力する。QAM変調器109、110では入力された複数TSを多値デジタル変調および所定のキャリア周波数に変調する。
【0013】
一方、CSデジタル受信アンテナ111で受信されたCSデジタル放送は、伝送ケーブル112により、局用CSチューナ113〜116に分配される。局用CSチューナ113〜116では、再送信サービスされる番組の選局が行われ、選局された番組のトランスポートストリームパケットが番組多重装置117に出力される。番組多重装置117では入力されたトランスポートストリームパケットを多重し、一つのトランスポートストリームを生成する。また、必要に応じてパケットIDの付け替えを行い、CATVの伝送速度に合うよう速度変換される。番組多重された単一TSはQAM変調器118に入力され、多値デジタル変調および所定のキャリア周波数に変調される。この変調されたCSデジタル再送信信号と、前述したBSデジタル再送信信号は、混合器119により周波数多重され、CATV伝送路120に出力される。CATV伝送路120に接続した加入者宅121ではCATV放送を受信装置122で受信し、サービスされている番組を選局し、再生画面をテレビモニタ123等により視聴する。
【0014】
本実施例ではBSデジタル放送のCATV再送信を2系統、CSデジタル放送のCATV再送信を1系統で示したが、この数はサービス内容により適宜変わる。また、BSデジタル放送のTS再多重数およびCSデジタル放送の番組再多重数も数を限定するものではない。さらに、今後放送が予定されている地上波デジタル放送をセンタ局で受信し、CATVで再送信する方法も本発明に含まれる。
【0015】
図2は単一TSおよび複数TSのトランスポートストリームの構成例を示したものである。同図(a)はCSデジタル再送信の場合の単一TS201の構成で、局用CSチューナ113〜116で選局された番組1〜番組4(202〜205)のトランスポートストリームパケットが時間軸多重されている。また、トランスポートストリームパケットの並びは規則的ではなく、多重する各番組の情報量による。同図(b)はBSデジタル再送信の場合の複数TS209の構成で、局用BSチューナ103〜106で抽出されたトランスポートストリーム(図の例ではTS1およびTS2(210、211))が時間軸多重されている。また、TSの並びは各TSの情報量や、後述するフレーム構成によりスロットに割り付けられる。
【0016】
図3は複数TSのトランスポートストリームパケットのフレーム構成を示すフレーム構成図である。複数TSでは188バイト単位のフレームヘッダパケット301と、n個のパケットで1フレームを構成し、n個のパケット中に各TSがデータ量に応じて割り当てられる。フレームヘッダパケット301のペイロード領域にはパケット割り当て情報や、割り当てられたトランスポートストリームのTS_ID、TSの受信状態等が含まれている。このフレームヘッダパケット301の概念図を図4に示す。
【0017】
フレームヘッダパケット301には4バイトのTSパケットヘッダ402があり、その後にペイロード405領域が続き、このペイロード405中に前述したスロット割り当て情報、TS_ID、TSの受信状態等が含まれて伝送される。TSパケットヘッダ402の先頭はシンクバイト403の領域に47Hの値が書き込まれていて、この値を検索することでTSパケットの先頭を検出する。また、TSパケットヘッダ402の中にはパケットID404領域があり、フレームヘッダパケット301にユニークなパケットID(以下、PIDという)の値を付与する。このフレームヘッダパケット301のPIDを検索することで、複数TSが多重されたトランスポートストリームの中からフレームヘッダパケット301を検出することができる。なお、このフレームヘッダパケット301の生成および付与はTS多重装置107、108で行われる。
【0018】
図5は本発明の実施形態の受信装置122の内部構成を示したブロック図である。図中502はRF入力端子、503はチューナ、504はQAM復調部、505はTS分離部、506はデマルチプレクサ、507はMPEGデコーダ、508は映像信号のDAC、509は映像信号のNTSC変換部、510はCPU、511はバスライン、512は音声信号のDAC、513は高精細映像出力端子、514はNTSC映像出力端子、515は音声出力端子である。周波数多重されたCATV信号は、伝送路120からRF入力端子502を介してチューナ503に入力される。チューナ503により周波数の選局が行われ、次にQAM復調部504によりデジタル被変調波が復調される。復調されたデジタル信号はTS分離部505に入力される。このTS分離部505で複数TSの場合は、指定された一つのトランスポートストリームが選択されて出力される。また、単一TSの場合はそのままスルー出力される。このTS分離部505では本発明の特徴である複数TS,単一TSの判定が行われ、受信装置122を制御しているCPU510に通知される。この複数TS、単一TSの判定は、例えば受信装置122の電源投入時の初期化のときや、選局周波数が変化した場合に行われる。TS分離部505の出力はデマルチプレクサ506に入力され、視聴者等により選択された番組に関係する情報がトランスポートストリームの中からフィルタリングされて、MPEG方式にデジタル圧縮された映像信号あるいは音声信号とがMPEGデコーダ507に入力される。MPEGデコーダ507ではデジタル圧縮された映像信号あるいは音声信号を伸長し、映像信号は高速の映像信号DAC508とNTSC変換部509に、音声信号は音声信号DAC512に出力される。映像信号DAC508では入力されたデジタル映像信号をアナログの高精細映像信号に変換して高精細映像出力端子513に出力する。NTSC変換部509ではデジタル映像信号をダウンコンバートしてNTSC映像信号に変換してNTSC映像出力端子514に出力する。音声信号DAC512では音声信号をデジタル信号からアナログ信号に変換して音声出力端子515に出力する。これらの出力端子にTVモニタ123等を接続することにより視聴者は番組視聴をすることができる。これら各ブロックはCPU510とバスライン511によりバス接続されており、CPU510により一連の制御が行われる。
【0019】
次に、本発明の特徴であるTS分離部505の複数TS、単一TSの判別方法の一実施形態を説明する。
【0020】
図6はTS分離部505の複数TS、単一TSの判別方法の一例を説明する処理フローである。まず最初に601で全てのループカウンタをゼロクリアする。次に602においてトランスポートストリームパケットの先頭を示すシンクバイトの値47Hの検出を行う。47Hが検出されると、603においてトランスポートストリームパケットの1パケット分スキップし、604でその値が再び47Hであるかどうかの判定を行う。604にて判定結果がNO(図中N)の場合は、トランスポートストリームパケットの先頭ではないと判定し、再び601の処理の先頭に戻る。判定がYES(図中Y)の場合は、605でカウンタ1が所定の回数(N1回)ループしたかの判定を行う。ループ回数がN1に達していない場合(N)は606にてカウンタ1を一つインクリメントし、603の先頭に戻る。カウンタ1がN1と一致した場合(Y)は607に進み、トランスポートストリームパケットのPIDの取得を行う。以上の処理によりトランスポートストリームパケットの先頭である47HをN1回連続して検出することにより、連続するトランスポートストリームの中からパケットの先頭を選び出すことができる。なお、ループ回数N1の値は任意の値であり、値を大きくするとパケット先頭検出の信頼性は向上するが、処理時間が長くなるため3〜5回が適当である。607でトランスポートストリームパケットのPIDを取得した後、608において取得したPIDが複数TSのフレームヘッダPIDであるかどうかの判定を行う。PIDがフレームヘッダPIDでない場合(N)は、609でループカウンタ2を一つインクリメントする。次に610でカウンタ2のループ回数がN2に達しているかどうかの判定を行う。N2の値は複数TSを構成する1フレーム分のパケット数以上とする。カウンタ2がN2の回数に達していない場合(N)は、611において、トランスポートストリームパケットの1パケット分スキップし、607の先頭に戻り次のPIDを取得する。カウンタ2がN2の回数に達した場合(Y)は、619に進みトランスポートストリームパケット中に複数TSに含まれるフレームヘッダパケット301が存在しないということで単一TSと判別し、CPU510に通知を行う。このCPU510への通知手段としては、汎用のI/Oポートを使用する方法や、バスライン511を利用してデータを送信する方法が考えられる。608においてフレームヘッダPIDと一致した場合(Y)は、612でカウンタ3を一つインクリメントし、613にて1フレーム分スキップし、614で再びPIDを取得する。次に615で取得したPIDがフレームヘッダPIDと一致するかどうかの判定を行う。フレームヘッダPIDと一致しない場合(N)は、616にてカウンタ2およびカウンタ3をクリアし、607の先頭に戻る。フレームヘッダPIDと一致した場合(Y)は、617にてカウンタ3がループ回数N3と一致するかどうかの判定を行う。カウンタ3の値がN3と一致しない場合(N)は、612の先頭に戻る。カウンタ3の値がN3と一致した場合(Y)は、618において複数TSと判別し、CPU510に通知する。この通知方法は前述した単一TSを通知する場合と同様である。また、ループ回数N3は任意の値であるが、この値を大きくすると処理時間が長くなるため2〜5の値が適当である。
【0021】
以上説明した処理をTS分離部505で行うことにより、CATV伝送路に複数TSと単一TSとが混在して送信されても受信装置122で適切に複数TSおよび単一TSに対応して受信を行うことが可能となる。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、単一TSおよび複数TSの両伝送方式に対応できる受信装置を提供することができる。
【0023】
以上のように本発明は、複数TSと単一TSとを混在させたCATV放送サービスを提供可能とする極めて有効な技術である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるケーブルテレビのデジタル放送再送信サービスの構成例を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態の単一TSおよび複数TSの構成例を示す図である。
【図3】本発明の一実施形態の複数TSのフレーム構成例を示す図である。
【図4】本発明の一実施形態の複数TSのフレームヘッダの構成例を示す図である。
【図5】本発明の一実施形態の受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図6】本発明の一実施形態の受信装置内の複数TSと単一TSとを判別する処理フロー例を示す図である。
【符号の説明】
100…センタ局設備、101…BSデジタル受信アンテナ、102…伝送ケーブル、103〜106…局用BSチューナ、107、108…TS多重装置、109、110、118…QAM変調器、111…CSデジタル受信アンテナ、112…伝送ケーブル、113〜116…局用CSチューナ、117…番組多重装置、119…混合器、120…CATV伝送路、121…CATV加入者宅、122…受信装置、123…TVモニタ、201…単一TS、209…複数TS、301…フレームヘッダパケット、402…TSパケットヘッダ、403…シンクバイト、404…パケットID、405…ペイロード、502…RF入力端子、503…チューナ、504…QAM復調部、505…TS分離部、506…デマルチプレクサ、507…MPEGデコーダ、508…映像信号DAC、509…NTSC変換部、510…CPU、511…バスライン、512…音声信号DAC、513…高精細映像出力端子、514…NTSC映像出力端子、515…音声出力端子。
Claims (3)
- 一つのトランスポートストリーム内にデジタルデータが多重された単一トランスポートストリームと、デジタルデータを含むトランスポートストリームが複数多重された複数トランスポートストリームと、が混在してケーブルにより伝送される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QAM方式のデジタルデータを復調する復調手段と、
前記復調手段により復調されたデジタルデータに含まれる前記複数トランスポートストリームのフレームヘッダパケットの有無を検出して前記複数トランスポートストリームと前記単一トランスポートストリームとを判別する判別手段と、
前記判別手段により単一トランスポートストリームと判別された場合はそのまま出力し、前記判別手段により複数トランスポートストリームと判別された場合は指定された一つのトランスポートストリームのデジタルデータを分離してその分離されたトランスポートストリームを出力するトランスポートストリーム分離手段とを備えたことを特徴とする受信装置。 - 請求項1記載の受信装置において、
前記分離手段で分離されたトランスポートストリームのデジタルデータに基づく映像を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする受信装置 - 請求項1記載の受信装置において、
前記フレームヘッダパケットの有無を検出する場合に、取得したトランスポートストリームのPIDが複数トランスポートストリームのフレームヘッダパケットPIDと一致するかどうかの判定を少なくとも2回行うことを特徴とする受信装置。
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