JP4011775B2 - Clock reproducing apparatus and method for digital broadcasting system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル放送の送受信システムにかかわり、特に変調方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いると共に、データ圧縮方式としてMPEG2システム規格(ISO13818−1)を使用して圧縮符号化するシステムにおける受信側での送信側に同期したシステムクロックを精度良く再生して利用できるようにするクロック再生装置および再生方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ディジタル放送に使用される変調方式の一つとしてOFDMがある。このOFDMは、送信するデータの変調時に時間圧縮を行う変調方式である。
【0003】
このOFDMを用いて変調したディジタル信号の模式図を図8に示す。OFDMでのデータ伝送は、図8に示す如く伝送シンボルを単位として行われる。そして、伝送シンボルはデータ伝送のために必要な信号期間である有効シンボル期間と、マルチパス低減のために設けられるガードインターバル期間からなる。そして、このガードインターバル期間は、データのストリームを挿入できない期間となる。
【0004】
一方、フォーマット、データ転送速度、圧縮テクニックを規定するフルモーションビデオの動画像圧縮にかかわる国際標準の一つに、MPEG2(Motion Picture Experts Group 2)がある。そして、このMPEG2システムレイヤを使用したデータ伝送では、パケット単位の処理を行っており、1パケットは188バイトで構成されている。
【0005】
このMPEG2システムレイヤを使用したデータ伝送を採用した場合に、受信側でデータのデコード処理をするにあたっては、送信側システムのクロックを受信側で再生する必要があり、そのためのクロック再生の仕組みとして、時間情報をストリームに挿入して伝送するようにしている。
【0006】
ストリームに挿入され伝送される当該時間情報は、PCR(Program Clock Reference)と呼ばれ、これは送信側においてシステムクロックでカウントしたカウンタ値を符号化時に付加して送ると云う形態をとる。受信側ではこの時間情報を元にして送信側のシステムクロックを再生し、受信データの復号化処理に用いる。PCRは42ビットの値をとるが、この42ビット構成のPCRは送信システム側において、多重する際にストリームに付加される。そして、ストリームを受け取った受信側では、このPCRを抽出し、このPCRの示す値と受信側自身の発生クロックをカウントして得たカウンタ値とを比較し、PLL(フェーズロックループ)制御をかけることによって、送信側のシステムクロックを再生する。
【0007】
また、受信側ではこの再生されたシステムクロックをカウントした値を用いて、デコード処理の時間管理をも行う。
【0008】
【発明が解決しようとする課顕】
ところで、上記で説明したMPEG2システムレイヤを用い、符号化された信号を変調方式OFDMで変調して伝送する場合に、送信側では、継続したストリームを処理するものの、当該OFDM変調ではガードインターバル期間を設けるために、この期間はストリームを挿入できない。
【0009】
つまり、OFDM変調ではストリームを挿入できない期間が生じることが避けられない。そして、最悪の場合、図9に示すように、PCRを含むパケットがガードインターバル期間をまたがって送信されるケースもあり得る。すなわち、PCRを含む1パケット分のパケットが送られている途中で、ガードインターバル期間に差し掛かると、そのパケットの残り分の伝送が中断され、ガードインターバル期間が終了した段階で残り分の伝送が再開される。そのため、1つのパケットがガードインターバル期間を挟んで2つに分けられて伝送されると云った事態である。
【0010】
図2ではOFDMの1シンボル期間に対して、PCRを含むパケットの時間的な位置が変わった場合に実際の時間と、PCRの示す値とで、どれくらいの誤差が生じるかを説明している。
【0011】
図2の[case1]のように、ガードインターバル直前にPCRを含むパケットが存在した時に対して、図2の[case2]のように、ガードインターバル直後にPCRを含むパケットが存在したときは、PCRで示されている時間情報はガードインターバル期間の時間分だけ、本来入力されるべきはずの時刻での 値とずれることになる。
【0012】
例えば、1シンボル期間を50[m秒]として、このうち、有効シンボル期間を48[m秒]、ガードインターバル期間を2[m秒]として、伝送レート40[Mbps]のストリームを変調する時、ガードインターバル直後にPCRを含むパケットが存在すると、PCRの値は2[m秒]の誤差を生じることになる。この誤差値は受信側で使用される27[MHz]のクロック数に換算すると、54×103クロックにもなり、この誤差値分がずれてしまうことになる。
【0013】
以上のように処理が行われると、受信側では入力されるPCRに誤差が生じるため、再生されるシステムクロックの精度は落ち、クロックのジッタが生じ、このクロックを使用したデコード処理に悪影響を及ぼす。従って、これを抑制する技術の開発が待たれる。
【0014】
そこで、この発明の目的とするところは、受信側で安定したクロック再生を可能にするディジタル放送システムのクロック再生装置および方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成する。
【0016】
すなわち、本発明は、OFDMでの変調時に時間圧縮を行う変調方式を採用したディジタル放送であって、MPEG2圧縮符号化を使用したデータを伝送する場合に、MPEG2圧縮符号化データの再生に必要な送信側システムクロックに同期した再生用の時間情報であるPCR (Program Clock Reference)を、トランスポートストリーム中に挿入したPCRパケットにより送信し、受信側でこのPCRパケットから得た時間情報を用いてクロックを再生し、受信データの再生に利用するにあたり、変調により時間圧縮されたトランスポートストリーム中にPCRパケットを挿入した結果、その挿入位置に起因するPCRパケットの上記時間情報の内容に対する当該挿入位置のずれ分による再生側での実際の出現位置の時間誤差分を、修正手段を設けて時間情報修正するようにしたものである。
【0017】
また、変調により時間圧縮されたトランスポートストリーム中に挿入するPCRパケットの位置を、PCRパケットの上記時間情報の内容と当該挿入位置のずれ分による再生側での実際の出現位置で時間誤差が生じない位置に来るよう挿入位置制御をするようにしたものである。
【0018】
すなわち、送信側または受信側において上記時間情報が持つPCRの値と実際に処理が行われる時刻との間で誤差を抑制する手段を設けた。送信装置に当該手段を設けた構成の本発明においては、変調時のフレーム信号を参照して補正した時間情報をマルチプレクサで挿入する。受信装置に当該手段を設けた構成の本発明においては、復調時のフレーム信号を参照して、受信した時間情報を補正する。
【0019】
従来は、OFDM等の変調時にトランスポートストリームを時間圧縮する変調方式を使ったディジタル放送方式では、受信側で受信する時間情報と実際に受信される時間との間に誤差が生じ、安定したクロック再生ができなかったが、上記の手段を用い受信機で時間情報の補正を行うか、もしくは送信側で変調時の時間圧縮を考慮した時間情報を挿入することにより、受信側で安定したクロック再生が可能になる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照してこの発明の実施例を説明する。
【0021】
(第1の実施例)
ここでは、ISO13818−1に規定されるMPEG2 Systemsを使用し、変調方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)などのトランスポートストリームを変調時に時間圧縮する変調方式を用いたディジタル放送を受信する方式において、変調されている信号の、有効な信号が含まれる期間の長さと、同期信号のための期間の長さと、同期の一単位の期間を示す信号を参照して、トランスポートストリームに含まれる時間情報(PCR)を受信側において補正できるようにすることにより、再生クロックの精度を確保する技術を説明する。
【0022】
従って、この実施例では、変調されている信号における有効な信号が含まれる期間の長さと、同期信号のための期間の長さと、同期の一単位の期間を示す信号を参照して、トランスポートストリームに含まれる時間情報を補正する装置を、受信側に設ける構成とする。
【0023】
図1に、このような時間情報(PCR)を補正する機能を有するディジタル放送用の受信機の一実施例を示す。図1において、11はOFDM復調器、12はデマルチプレクサ、13は復号器、14はトランスポート処理部である。
【0024】
これらのうち、OFDM復調器11は受信信号を復調するものである。トランスポート処理部14は、OFDM復調器11で復調された信号からデコードに必要な信号を分離する機能を有しており、復調器11から得られるOFDMの復調信号からガードインターバル期間(同期シンボル期間)を示す信号を検出して、これとOFDMの有効シンボル期間(データ有効期間)との関係から、PCRを含むパケットが、OFDMの1シンボル期間のどの位置に存在するかを認識して、パケットの存在する位置に応じたずれ量分、PCRの内容を補正すべく処理してこの補正処理したPCRをデマルチプレクサ12に与えると云った機能を有する。
【0025】
デマルチプレクサ12は、OFDM復調器11で復調された多重化受信信号を分離するものであって、OFDM復調器11で復調された信号をチャネル別に分離化し、チャネル別にMPEG2のトランスポートストリームを取り出し、パケットに含まれるPCRの値についてはトランスポート処理部14で補正処理して与えられたものに変更すると共に、このPCRを含むトランスポートストリームを復号器13に与えるものである。
【0026】
また、復号器13は、MPEG2用のデコーダであって、PCRを含むトランスポートストリームを受けて、このストリーム中のPCRを用い、システムクロックを再生すると共に、この再生したシステムクロックを用いてMPEG2のトランスポートストリームを復号化し、画像データに戻す処理をするものである。
【0027】
変調方式にOFDMを使用する場合、変調側ではビットストリームをOFDM変調するにあたり、1フレーム期間内の最初にガードインターバル期間(ガードバンド期間)を設ける。そして、そのために変調側では、このガードインターバル期間のタイミングでガードバンド信号を発生させ、OFDM変調出力にガードインターバル期間を作る。そのため、受信側ではこれを検知すれば、ガードインターバル期間のタイミングを取得できる。
【0028】
このような構成の受信機の動作を説明する。OFDMにて変調された信号を受けると、OFDM復調器11はこの受信した信号を復調する。そして、この復調した信号をデマルチプレクサ12とトランスポート処理部14に与える。
【0029】
トランスポート処理部14では、このOFDM復調器11で復調された信号からデコードに必要な信号を分離する。すなわち、トランスポート処理部14では、復調器11から得られるガードインターバル期間を示す信号を参照し、OFDMの有効シンボル期間に対してPCRを含むパケットの位置がどこか、すなわち、OFDMの1シンボル期間のどの位置に存在するかを認識する。そして、パケットの存在する位置に応じたずれ量分、PCRの内容を補正すべく処理する。この補正処理したPCRはデマルチプレクサ12に与えられる。
【0030】
デマルチプレクサ12ではOFDM復調器11で復調された信号を分離化し、パケット単位でMPEG2のトランスポートストリームを取り出し、パケットに含まれるPCRの値についてはトランスポート処理部14で補正したものに変更する。
【0031】
このPCRを含むトランスポートストリームは復号器13に送られ、ここでPCRを用いてシステムクロックを再生すると共に、この再生したシステムクロックを用いてMPEG2のトランスポートストリームを復号化し、画像データに戻す。そして、表示系において、この画像データを用いて、動画像の表示が行われることになる。
【0032】
このように、復調器11から得られるOFDMの有効シンボル期間とガードインターバル期間を示す信号を参照し、PCRを含むパケットが、OFDMの1シンボル期間のどの位置に存在するかを認識し、パケットの存在する位置に応じて補正処理し、システムクロックを再生する。
【0033】
ここでトランスポート処理部14における上述のPCRの補正処理は、次の如きに行われる。
【0034】
例えば、有効シンボル期間(データ有効期間)m=50[ms]、ガードインターバル期間(同期シンボル期間)n=2[ms]の場合、図2に示す[case1]のように、同期シンボル期間(ガードインターバル期間)の開始時点直前時点で到達し終わるタイミングで、PCRを含むパケットPtが存在した場合は、PCRの値にガードインターバル期間nの長さ2[ms]を加える。具体的には、PCRは27[MHz]でカウントされた値であるので、送られて来たPCRの値に、10進の値で約“54000”を加えた値にし、これを補正済みの新たなPCR値とするわけである。
【0035】
逆にガードインターバル期間の直前にPCRを含むパケットが送られて来た場合、すなわち、図2に示す[case2]のように、同期シンボル期間(ガードインターバル期間)の終了点直後位置から到達が開始となるタイミングで、PCRを含むパケットPtが存在した場合は、PCR値を変えず、元の値のままとする。従って、この場合、送られてきたパケットPtに含まれていた元のPCRの値そのままであり、このPCRの値を用いてMPEGデコーダである復号器23では通常通りにデコード処理を行う。
【0036】
また、同期シンボル期間(ガードインターバル期間)の終了時点からp時間経過時点でPCRを含むパケットPtが存在することとなった場合は、PCRの値にガードインターバル期間の長さ2[ms]に(m−p)/mを乗じた値分を加えた値とする。
【0037】
従って、例えばこの実施例では、図2に示すように有効シンボル期間長をm [ms]、ガードインターバル期間長をn[ms]とし、PCRを含むパケットが有効シンボル期間の開始位置からp[ms]後に存在する場合、元のPCRの値に、
n×(m−p)/m[ms]
なる時間相当分のカウント値を加えると云う補正を施すようにする。但し、pは0≦p≦mであり、また、ガードインターバル期間の終了点直後位置から到達開始となるタイミングで、PCRを含むパケットPtが存在する場合は、PCR値を変えず、元の値のままとする。
【0038】
このように、OFDM変調されている信号中での時間情報の、有効な信号が含まれる期間の長さ(有効シンボル期間の長さ)と、同期信号のための期間の長さ(ガードインターバル期間の長さ)と、同期の一単位の期間を示す信号(変調器からのフラグ(ガードバンド信号))を参照して、トランスポートストリームに含まれる時間情報(PCR)を受信側において補正することができるようにしたことにより、受信側において再生クロックの精度を確保することができるようになる。
次に、ビデオカメラ等の媒体から得られた映像信号をエンコードしてOFDM変調出力する場合の例であって、受信側で特別な制御や処理をせずとも再生クロックの精度を確保できるようにする例を第2の実施例として説明する。
【0039】
(第2の実施例)
この実施例は、ISO13818−1に規定されるMPEG2圧縮符号化方式を使用して圧縮符号化されたデータを、OFDMなどのようなトランスポートストリームを変調時に時間圧縮する変調方式を用いて送信するディジタル放送の送信側システムを対象としており、変調後の信号の、有効な信号が含まれる期間の長さと、同期信号のための期間の長さと、同期の一単位の期間を示す信号を参照し、トランスポートストリームに含まれる時間情報(PCR)を補正すると共に、トランスポートストリームの中の時間情報を含むパケットが、変調の同期信号 のための期間を跨ぐことがないように送信側で制御することにより、受信側では特別な制御や処理をせずとも再生クロックの精度を確保できるようにする例である。
【0040】
図3に第2の実施例の概略的なブロック構成図を示す。
【0041】
この例はリアルタイムでビデオカメラ等の媒体からの映像信号をエンコードして出力するシステムを想定している。図1において、21はビデオカメラなどの撮像装置、22はMPEG2用のリアルタイムエンコーダ、3はマルチプレクサ、4は変調器である。
【0042】
撮像装置21は被写体を撮像して映像信号を出力するものであり、MPEG2用のリアルタイムエンコーダ22は、この映像信号をMPEG2の方式で圧縮符号化し、出力する装置である。このリアルタイムエンコーダ22は、データ圧縮する際に、OFDM変調器21からの同期情報(ガードインターバル期間の開始時期対応のタイミングで発生する1シンボル期間相当の周期を持つ情報)を含んだ信号を参照し、出力する圧縮信号の圧縮のレート制御を行う機能を有している。
【0043】
また、マルチプレクサ23は、リアルタイムエンコーダ22の出力にPCRパケットを挿入して多重化し、出力するものであり、OFDM変調器24はこのマルチプレクサ23の出力をOFDM変調して出力するものである。また、このOFDM変調器21は同期情報を出力し、リアルタイムエンコーダ22やマルチプレクサ23に与えることができるように構成してある。
【0044】
図では1系統分しか示していないが、マルチプレクサ23を設けて信号を多重化する構成をとる訳であるから、撮像装置21は複数台あり、それぞれにMPEG2用のリアルタイムエンコーダ22が用意され、これら複数のMPEG2用のリアルタイムエンコーダ22でそれぞれの系統の映像信号がMPEG2圧縮符号化されたものをマルチプレクサ23は多重化する。また、各リアルタイムエンコーダ22には、それぞれ帯域幅q[Mbps]が予め割り当てられている。
【0045】
また、各リアルタイムエンコーダ22からの圧縮符号化映像信号をマルチプレクサ23にて多重化したものをOFDM変調器24で変調するに当たり、有効シンボル期間長(データ有効期間の長さ)がm[ms]、ガードインターバル期間長(同期シンボル期間の長さ)がn[ms]となるように変調しようとするに際し、対象とする上記複数のリアルタイムエンコーダ22には、それぞれ現時点で割り当てられている帯域幅がq[Mbps]に従って、これらのエンコーダ22から出力されるエンコード後のストリームのビットレートが
q×m/(m+n)[Mbps]
となるように、各リアルタイムエンコーダ22は内部で圧縮レートの制御をかけるように構成してある。有効シンボル期間長m[ms]、ガードインターバル期間長n[ms]は、OFDM変調器21からの同期情報により知ることができるから、各リアルタイムエンコーダ22は同期情報を元に、上記圧縮レートの制御をかけるように構成してある。
【0046】
このような構成において、撮像装置21から出力された映像信号は、MPEG2用のリアルタイムエンコーダ22に入力される。すると、このMPEG2用のリアルタイムエンコーダ22は入力された映像信号をMPEG2圧縮方式によりデータ圧縮処理する。
【0047】
そして、データ圧縮する際に、OFDM変調器21からの同期情報を含んだ信号を参照し、出力する圧縮信号の圧縮のレート制御を行う。
【0048】
ここで、MPEG2用のリアルタイムエンコーダ22にて実施される上記変調器24から得られる同期情報を含む信号を参照しての圧縮のレート制御について説明する。
【0049】
いま、変調器24から同期情報を含む信号が1[bit]のフラグで送られて来るとする。MPEG2用のリアルタイムエンコーダ22ではこのフラグから、OFDMの1シンボル期間長(1フレーム期間の長さ)、有効シンボル期間長、ガードインターバル期間長の確定ができる。
【0050】
MPEG2用のリアルタイムエンコーダ22では、このようにして上記フラグから得られるそれぞれの期間の時間の長さの情報の他に、マルチプレクサ23から供給されるレート制御の信号を受けて、これらの情報を元にして、圧縮のレート制御を行う。圧縮のレートは以下のように制御する。
【0051】
すなわち、マルチプレクサ23に入力するMPEG2圧縮方式で圧縮符号化した映像信号を供給する複数のエンコーダ22が存在し、これらエンコーダ22からの圧縮符号化映像信号をマルチプレクサ23にて多重化したものをOFDM変調器24で変調するに当たり、有効シンボル期間長(データ有効期間の長さ)がm[ms]、ガードインターバル期間長(同期シンボル期間の長さ)がn[ms]となるように変調しようとするに際し、対象とする上記複数のエンコーダ22に現時点で割り当てられている帯域幅がq[Mbps]であるとすると、これらのエンコーダ22から出力されるエンコード後のストリームのビットレートが
q×m/(m+n)[Mbps]
となるように、各エンコーダ22内部で圧縮レートの制御をかける。
【0052】
このようにして、各エンコーダ22ではOFDM変調器24からの同期情報を元にq×m/(m+n)[Mbps]となるよう、圧縮レートの制御がなされて各リアルタイムエンコーダ22から出力されたMPEG2圧縮符号化映像信号は、マルチプレクサ23へと入力される。
【0053】
マルチプレクサ23では、これらのリアルタイムエンコーダ22から入力された信号を、パケット化して多重する。また、マルチプレクサ23では、OFDM変調器24から入力される同期情報に対応してPCRを含むパケットの多重を制御することにより、このマルチプレクサ23で付加されるPCRを含むパケットがOFDM変調後に、ガードインターバル期間をまたいで伝送されることがないようにする。
【0054】
この結果、OFDM変調後に、ガードインターバル期間をまたいで伝送されることがないように、PCRを含むパケットを多重することができるようになり、このような処理がなされた信号が、OFDM変調器24に与えられて変調され、出力されることになる。従って、PCRを用いての受信側でのクロック再生に当たり、精度を確保することができるようになる。
【0055】
この実施例ではPCRを用いての受信側でのクロック再生に当たり、受信側では特別な処理は必要なく、通常通りに受信処理を行えばよい。
以上は、撮像装置で撮像して得た映像信号をOFDM変調して送信するにあたり、OFDM変調後に、ガードインターバル期間をまたいで伝送されることがないように、PCRを含むパケットを多重するものであったが、DVD(ディジタルビデオディスク)やVTR(ビデオテープレコーダ)、HDD(ハードディスク)、MO(光磁気ディスク)と云った蓄積メディアに蓄積されたエンコード済み(符号化処理済み)のデータをOFDM変調するケースであって、PCRを用いての受信側でのクロック再生に当たり、精度を確保することができるようにする例を第3の実施例として説明する。
【0056】
(第3の実施例)
この実施例は、ISO13818−1に規定されるMPEG2圧縮符号化技術を使用して圧縮符号化されたデータを、変調方式としてOFDMなどのトランスポートストリームを変調時に時間圧縮する変調方式を用いて変調するディジタル放送の送信装置を対象としており、入力信号として蓄積メデイアからの圧縮処理された信号を有し、この信号は、多重後に割り当てられる帯域幅に応じた圧縮処理がなされており、変調後の信号の、有効な信号が含まれる期間の長さと、同期信号のための期間の長さと、同期の一単位の期間を示す信号を参照して、トランスポートストリームに含まれる時間情報を補正し、トランスポートストリームの中の時間情報を含むパケットが、変調の同期信号のための期間を跨がないように制御する手段を備える構成とすることを特徴としている。
【0057】
図4に第3の実施例のシステムの概略的な構成をブロック図で示す。図において、31は蓄積メディア装置、32はマルチプレクサ、33はOFDM変調器である。
【0058】
これらのうち、蓄積メディア装置31はDVD(ディジタルビデオディスク)やVTR(ビデオテープレコーダ)、HDD(ハードディスク)、MO(光磁気ディスク)と云った蓄積メディアに蓄積された映像信号等を再生して供給するものであり、マルチプレクサ32は、この蓄積メディア装置31からの信号にPCRパケットも含めて多重化して出力するものであり、OFDM変調器33はこのマルチプレクサ32の出力する信号をOFDM変調して出力するものである。
【0059】
また、上記OFDM変調器33はガードインターバル期間の開始時期対応のタイミングで発生し、1シンボル期間相当の周期を持つ同期情報を出力し、マルチプレクサ32に与えることができるように構成してある。
【0060】
また、マルチプレクサ32は、OFDM変調器33から入力される同期情報に対応してPCRを含むパケットの多重を制御することにより、このマルチプレクサ23で付加されるPCRを含むパケットがOFDM変調後に、ガードインターバル期間をまたいで伝送されることがないように制御する機能を有する。
【0061】
次に、このような構成の本装置の作用を説明する。この実施例では、信号の供 給元は、蓄積メディアであり、ここには既に映像や音声がMPEG2圧縮符号化方式でエンコードされたものが蓄積されているので、この蓄積メディアの再生データを変調して送信する構成である。
【0062】
蓄積メディア装置31から出力されるデータは、図8に示すように有効シンボル期間の長さ(データ有効期間の長さ)m[ms]、ガードインターバル期間の長さ(同期シンボル期間の長さ)n[ms]の値を持つようにOFDM変調される時、この蓄積メディア装置31からの信号に割り当てられている帯域幅がq [Mbps]とすると、この蓄積メディア装置31から出力されるエンコード後のストリームのビットレートが、
q×m/(m+n)[Mbps]
となるようにエンコードされている。あるいは、蓄積メディア装置31上でエンコードされているビットレートに対して、(m+n)/m倍の割合の帯域が与えられている。
【0063】
蓄積メデイア装置31の出力は、マルチプレクサ32に出力される。マルチプレクサ32では、入力された信号をパケット化して多重する。また、マルチプレクサ32では、OFDM変調器33から入力される信号(同期情報)により、ここで付加されるPCRを含むパケットがOFDM変調後に、ガードインターバル期間を跨いで伝送されることがないように、PCRを含むパケットも多重する。
【0064】
そして、マルチプレクサ32により以上の処理を施された信号が、ビットストリームとしてOFDM変調器33に出力され、ここでOFDM変調されて本装置の最終出力となる。OFDM変調器33ではマルチプレクサ32からのビットストリームをOFDM変調するにあたり、1フレーム期間内の最初にガードインターバル期間(ガードバンド期間)を設ける。そして、そのためにOFDM変調器33では、このガードインターバル期間のタイミングでガードバンド信号を発生させ、OFDM変調出力にガードインターバル期間を作る。
【0065】
そのため、ガードバンド信号発生開始タイミングを得るためにOFDM変調器33では同期信号を発生する。この同期信号はマルチプレクサ32にも与えられることによって、ここで付加されるPCRを含むパケットが、OFDM変調後に、ガードインターバル期間を跨いで伝送されることがないように、PCRを含むパケットの多重するタイミングが制御できることになる。
【0066】
そのため、PCRパケットがガードバンド期間を跨って挿入されることがなくなり、従って、受信側において特別の処理をせずとも通常の処理で再生クロックの精度を確保することができるようになる。このように、この実施例では受信機側では特別な処理は必要なく通常通りに受信処理を行う構成で済む。
<PCRパケットの挿入制御>
PCRパケットがガードバンド期間を跨って挿入されることのないようにする処理の一例を図5に示す。すなわち、マルチプレクサ32において、図5(a)に示すようなガードバンド信号の間隔と同様の周期を持つ図5(e)に示す如きPCRパケットマスク信号を、変調器33がフィードバックするガードバンド信号から作る機能を持たせる。また、マルチプレクサ32はPCRパケットマスク信号を受ける間はPCRパケット挿入を実施しないようにする機能(マスクする機能)を持たせる。
【0067】
また、このとき、PCRパケットマスク信号は、ガードバンド信号(図5(a))よりも、より広い間隔で、PCRパケット挿入をマスクするような時間幅を持たせる。
【0068】
このような構成において、マルチプレクサ32は、図5(a)に示すようなガードバンド信号の間隔と同様の周期を持つ図5(e)に示す如きPCRパケットマスク信号を、変調器33がフィードバックするガードバンド信号から作る。そして、マルチプレクサ32はPCRパケットマスク信号を受ける間、PCRパケット挿入を実施しないようにする(図5(f)参照)。PCRパケットマスク信号は、ガードバンド信号(図5(a))よりも広い幅を持っており、ガードバンド信号の前後をカバーするので、ガードインターバル期間を確実に外してPCRパケットをトランスポートストリーム中に挿入することができる。
【0069】
PCRパケットマスク信号は、ガードバンド信号(図5(a))よりも広い幅を持っているが、具体的には1パケット=188[バイト]であることを考慮して、ガードバンド期間を含め、その前後188[バイト]づつの期間をマスクするような信号を想定している。
【0070】
このPCRパケットマスク信号を見て、マルチプレクサ32ではマスク期間を以外の位置でトランスポートストリーム中にPCRパケットの挿入を実施すべく制御する。
【0071】
一般にTSのマルチプレクサでは、不定の周期でPCRパケットを挿入しているが、ISO13818−1では、0.1[秒]以上の間隔で挿入するように定められており、この条件を満たすように動作させなければならない。
【0072】
図5に示すように、この実施例では、マルチプレクサ32で、通常ならばPCRパケット挿入が行われるタイミングであっても、PCRパケットマスク信号が“L”レベルの期間であった場合にはPCRパケッ卜挿入を禁止し、PCRパケットマスク信号が“H”期間ならば、通常通り挿入する(図5(f))。
【0073】
このように、本実施例においては、PCRパケットマスク信号が“L”期間にあってはPCRパケットの挿入を強制的に禁止してしまう。そのため、MPEG規格に準拠させるようにするには、それを見越してマルチプレクサ32では、PCRパケットの挿入間隔を予め短くしておく必要がある。
【0074】
<送信側と受信側の処理>
次に送信側と受信側の処理について説明する。PCRパケットの挿入位置とこのPCRパケットから得たPCRに基づく再生クロックの精度を考察してみる。
【0075】
[case1] いま、図6(a)のような …,n−1,n,n+1,…と続くトランスポートストリームがあって、これが図6(b)に示すように変調時に時間圧縮される場合、受信機側で見るとPCRパケットが、ガードバンド直後に挿入されているときが最も誤差が大きく、ガードバンド直後が最も誤差が少ない。
【0076】
すなわち、[case1]の場合では、図6の(b)のように、n−2とn−1との境界の直後位置に、そして、n−1とnとの境界の直後位置に、そして、nとn+1との境界の直後位置に、と云う具合に境界の直後位置にそれぞれガードバンド期間を設ける形態をとるものであり、この形態において、そのガードバンド期間経過の直後のタイミングでPCRパケット挿入が行われる場合には最も誤差が大きく、ガードバンド期間の直前のタイミングでPCRパケット挿入が行われる場合には最も誤差が小さい。
【0077】
[case2] 図6(a)と同様の図6(c)に示す如く、 …,n−1,n,n+1,…と続くトランスポートストリームがあって、これが変調時に図6(d)に示すように時間圧縮される場合、受信機側で見るとPCRパケットが、ガードバンド直後に挿入されているときが最も誤差が大きく、ガードバンド直後が最も誤差が少ない。
【0078】
すなわち、図6の(d)のように、n−2とn−1との境界の直前位置で、そして、n−1とnとの境界の直前位置で、そして、nとn+1との境界の直前位置で、と云う具合に境界の直前位置でそれぞれ期間が終了するガードバンドを設ける形態をとる場合であり、この形態においてそのガードバンド期間経過の直後のタイミングでPCRパケットが挿入されたときは最も誤差が小さく、ガードバンド直前に終了するタイミングでPCRパケットが挿入されたときは最も誤差が大きい。
【0079】
このように、時間圧縮後の形態により、PCRパケットの配置位置がガードバンド直前位置かガードバンド直後位置かで再生誤差の大きさが全く異なってしまう。
【0080】
それ故、[case1]の場合においては、送信側のマルチプレクサで、ガードバンド期間直前の狭い範囲にだけ、PCRパケットを挿入するように制御すると、このストリームを受ける受信機側では、再生するクロックの精度は高くなる。また、[case2]の場合においては、ガードバンド期間直後の狭い範囲にだけ、PCRパケットを挿入するように制御すると、受信機側でのクロック再生の精度が高くなる。
【0081】
なお、受信機でPCRパケットの挿入されている位置に対して、補正をかけるようにすれば、さらに精度を上げることができる。そこで、次にこの場合での補正方法について説明する。
【0082】
<PCRパケットの挿入位置の補正法>
クロック再生精度向上のため、受信機側において、PCRパケットの挿入されている位置に対する補正をかける方法について説明する。
【0083】
図7の(a),(b)に示す[case1]では、図6の[case1]と同様の時間圧縮がなされている。図7の(c),(d)に示す[case2]は図6の[case2]と同様の時間圧縮がなされている。
【0084】
[case1]では、ガードバンド期間直後のPCRパケットのデータが時間圧縮される前のデータと比べて、最も時間の誤差が大きく、[case2]では、ガードバンド期間直前のPCRパケットのデータが時間圧縮される前のデータと比べて、最も時間の誤差が大きい。
【0085】
ここで、図7(b)に示すようにトランスポートストリーム中の“a”位置にPCRパケットPtaが、また、トランスポートストリーム中の“b”位置にPCRパケットPtbが挿入されている。PCRパケットの挿入されている位置は、ガードバンド期間直後を基準とすると、PCRパケットPtaは時間ta2の位置に、PCRパケットPtbは時間ta3の位置にと云う具合となっている。この時、受信機側で行うPCR値の補正は、PCRパケットPta,Ptbに対して以下のようになる。ここで、PCR値の補正値は、PCRパケットPtaについてはΔXa、そして、PtbについてはΔXbと表すものとする。
<[case1]の場合>
ΔXa=27[MHz]×{ta2−(ta2−ta1)×ta4/(ta4− ta1)}
ΔXb=27[MHz]×{ta3−(ta3−ta1)×ta4/(ta4−ta1)}
であり、ta1=2[ms],ta2=10[ms],ta3=40[ms],ta4=50[ms]とすると、
PCRパケットPtaのPCR値に対しては、ΔXa=45000、また、PCRパケットPtbのPCR値に対しては、ΔXb=11250となり、この値を27[MHz]のカウント値に加える補正を受信機で行うようにする。
<[case2]の場合>
次に[case2]の場合を以下に説明する。
【0086】
図7(d)に示すように、トランスポートストリーム中の“c”位置にはPCRパケットPtcが、そして、トランスポートストリーム中の“d”位置にはPCRパケットPtdが挿入されている。PCRの挿入されている位置はガードバンド期間直後を基準とすると、PCRパケットPtcの持つPCR値はtb2時間経過分対応のカウント値分の補正が、また、PCRパケットPtdの持つPCR値はtb3時間経過分対応のカウント値分の補正が必要である。すなわち、受信機側で行うPCR値の補正は、PCRパケットPtc,Ptdに対して以下のようになる。ここで、PCR値の補正値は、PCRパケットPtcについてはΔXc、そして、PtdについてはΔXdと表すものとする。
<case2の場合>
ΔXc=27[MHz]×{tb2−(tb2−tb1)×tb4/(tb4−tb1)}
ΔXd=27[MHz]×{tb3−(tb3−tb1)×tb4/(tb4−tb1)}
であり、tb1=2[ms],tb2=10[ms],tb3=40[ms],tb4=50[ms]とすると、PtaのPCR値に対しては、ΔXc=10800なるカウント値分を、そして、PtbのPCR値に対しては、ΔXd=43200なるカウント値分を27[MHz]のカウント値に加える補正を受信機で行う要にすればよい。
【0087】
以上、種々の実施例を説明したが、要するに本発明は、OFDMなどのように変調時に時間圧縮を行う変調方式を採用したディジタル放送であって、MPEG2システムレイヤを使用したデータ伝送を採用する場合に、MPEG2圧縮データの再生のために必要な送信側システムクロックの再生用の時間情報であるPCR (Program Clock Reference)を、トランスポートストリーム中に挿入したPCRパケットにより送信し、受信側でこのPCRパケットから得た時間情報を用いてクロックを再生し、受信データの再生に利用するにあたり、変調により時間圧縮されたトランスポートストリーム中にPCRパケットを挿入した結果、その挿入位置に起因するPCRパケットの上記時間情報の内容と当該挿入位置のずれ分による再生側での実際の出現位置の時間誤差分を、修正手段を設けて時間情報を修正するようにしたものである。
【0088】
また、変調により時間圧縮されたトランスポートストリーム中に挿入するPCRパケットの位置を、PCRパケットの上記時間情報の内容と当該挿入位置のずれ分による再生側での実際の出現位置で時間誤差が生じない位置に来るよう挿入位置制御をするようにしたものである。
【0089】
すなわち、送信側または受信側において上記時間情報が持つPCRの値と実際に処理が行われる時刻との間で誤差を抑制する手段を設けた。送信装置に当該手段を設けた構成の本発明においては、変調時のフレーム信号を参照して補正した時間情報をマルチプレクサで挿入する。受信装置に当該手段を設けた構成の本発明においては、復調時のフレーム信号を参照して、受信した時間情報を補正する。
【0090】
MPEG2システムレイヤによるデータ伝送の場合、受信側でデータのデコード処理をするにあたっては、送信側システムのクロックを受信側で再生する必要があり、そのためのクロック再生の仕組みとして、時間情報をストリームに挿入して伝送するようにしている。ストリームに挿入され伝送される当該時間情報は、PCR(Program Clock Reference)と呼ばれ、これは送信側においてシステムクロックでカウントしたカウンタ値を符号化時に付加して送ると云う形態をとる。受信側ではこの時間情報を元にして送信側のシステムクロックを再生し、受信データの復号化処理に用いる。PCRは42ビットの値をとるが、この42ビット構成のPCRは送信システム側において、多重する際にストリームに付加され、ストリームを受け取った受信側では、このPCRを抽出し、このPCRの示す値と受信側自身の発生クロックをカウントして得たカウンタ値とを比較し、PLL制御をかけることによって、送信側のシステムクロックを再生する。そして、受信側ではこの再生されたシステムクロックをカウントした値を用いて、デコード処理の時間管理をも行う。そのため、OFDM等の変調時にトランスポートストリームを時間圧縮する変調方式によるディジタル放送方式では、受信側で受信する時間情報と実際に受信される時間との間に、誤差が生じており、安定したクロック再生ができなかったが、上記のように検出した誤差分だけ、受信側で時間情報の補正を行うか、もしくは送信側で変調時の時間圧縮を考慮した時間情報を挿入する形態をとるようにしたことにより、受信側で安定したクロック再生が可能になる。
【0091】
なお、本発明は上述した実施例に限定することなく、種々変形して実施し得ることは勿論である。
【0092】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ディジタル放送受信機でのシステムクロック再生の精度を従来よりも高めることが可能となり、放送を安定して再生することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明するための図であって、本発明の第1の実施例を示すブロック図。
【図2】OFDM変調されたストリームにおけるPCRを含むパケットの位置を説明する図である。
【図3】本発明を説明するための図であって、本発明の第2の実施例の構成例を示すブロック図である。
【図4】本発明を説明するための図であって、本発明の第3の実施例の構成例を示すブロック図である。
【図5】本発明を説明するための図であって、PCRパケットとストリームに対するその挿入位置制御例を説明する図である。
【図6】トランスポートストリームとガードバンドの位置関係を説明する図である。
【図7】トランスポートストリーム中のPCRパケット位置とPCRの補正量を説明するための図である。
【図8】OFDM変調されたストリームの模式図である。
【図9】OFDM変調されたストリームの模式図である。
【符号の説明】
11…OFDM復調器、12…デマルチプレクサ、13…MPEG2用の復号器、14…トランスポート処理部、21…撮像装置(カメラ)、22…MPEGリアルタイムエンコーダ、23,32…マルチプレクサ、24,34…変調器、31…蓄積メデイア。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital broadcast transmission / reception system, and in particular, reception in a system that uses OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) as a modulation method and compression-encodes using a MPEG2 system standard (ISO13818-1) as a data compression method. The present invention relates to a clock reproducing apparatus and a reproducing method that can reproduce and use a system clock synchronized with the transmitting side with high accuracy.
[0002]
[Prior art]
One modulation method used for digital broadcasting is OFDM. This OFDM is a modulation method that performs time compression when modulating data to be transmitted.
[0003]
A schematic diagram of a digital signal modulated using OFDM is shown in FIG. Data transmission by OFDM is performed in units of transmission symbols as shown in FIG. The transmission symbol includes an effective symbol period that is a signal period necessary for data transmission and a guard interval period provided for multipath reduction. The guard interval period is a period during which a data stream cannot be inserted.
[0004]
On the other hand, MPEG2 (Motion Picture Experts Group 2) is one of international standards related to moving picture compression of full motion video that defines the format, data transfer speed, and compression technique. In data transmission using the MPEG2 system layer, processing is performed in units of packets, and one packet is composed of 188 bytes.
[0005]
When data transmission using this MPEG2 system layer is adopted, when decoding data on the receiving side, it is necessary to reproduce the clock of the transmitting side system on the receiving side, and as a clock reproduction mechanism for that purpose, Time information is inserted into the stream for transmission.
[0006]
The time information inserted into the stream and transmitted is called PCR (Program Clock Reference), which takes the form of adding a counter value counted by the system clock on the transmission side and sending it at the time of encoding. On the receiving side, based on this time information, the system clock on the transmitting side is regenerated and used for decoding the received data. The PCR takes a 42-bit value, and this 42-bit PCR is added to the stream when multiplexed on the transmission system side. The receiving side that receives the stream extracts the PCR, compares the value indicated by the PCR with the counter value obtained by counting the generated clock of the receiving side, and performs PLL (phase lock loop) control. Thus, the system clock on the transmission side is regenerated.
[0007]
On the receiving side, the time management of the decoding process is also performed using the value obtained by counting the reproduced system clock.
[0008]
[Study to be solved by the invention]
By the way, when the encoded signal is modulated by the modulation scheme OFDM and transmitted using the MPEG2 system layer described above, the transmission side processes a continuous stream, but in the OFDM modulation, a guard interval period is set. Because of this, no stream can be inserted during this period.
[0009]
That is, it is inevitable that a period during which a stream cannot be inserted occurs in OFDM modulation. In the worst case, as shown in FIG. 9, there may be a case where a packet including PCR is transmitted across the guard interval period. That is, when the packet for one packet including the PCR is being sent and the guard interval period is reached, the remaining transmission of the packet is interrupted, and the remaining transmission is transmitted when the guard interval period ends. Resumed. For this reason, one packet is transmitted in two divided with a guard interval period in between.
[0010]
FIG. 2 illustrates how much error occurs between the actual time and the value indicated by the PCR when the temporal position of the packet including the PCR changes for one OFDM symbol period.
[0011]
When there is a packet including PCR just before the guard interval as in [case 1] in FIG. 2, when there is a packet including PCR immediately after the guard interval as in [case 2] in FIG. The time information indicated by is deviated from the value at the time that should be input by the time of the guard interval period.
[0012]
For example, when one symbol period is set to 50 [msec], among these, an effective symbol period is set to 48 [msec], a guard interval period is set to 2 [msec], and a stream with a transmission rate of 40 [Mbps] is modulated, If there is a packet including PCR immediately after the guard interval, the PCR value will cause an error of 2 [msec]. When this error value is converted to 27 [MHz] clock number used on the receiving side, it becomes 54 × 10 3 clocks, and this error value is shifted.
[0013]
If the processing is performed as described above, an error occurs in the input PCR on the receiving side, so that the accuracy of the system clock to be reproduced is reduced and clock jitter occurs, which adversely affects the decoding processing using this clock. . Therefore, development of a technique for suppressing this is awaited.
[0014]
Therefore, an object of the present invention is to enable stable clock recovery on the receiving side. Clock reproduction apparatus and method for digital broadcasting system Is to provide.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0016]
That is, the present invention relates to OFDM. In For digital broadcasting that employs a modulation system that performs time compression at the time of modulation, and for transmitting data using MPEG2 compression encoding, for reproduction synchronized with a transmission-side system clock required for reproduction of MPEG2 compression encoded data The PCR (Program Clock Reference), which is the time information of, is transmitted by the PCR packet inserted in the transport stream, and the clock is regenerated using the time information obtained from the PCR packet on the receiving side, and the received data is reproduced. In use, as a result of inserting a PCR packet into a transport stream that has been time-compressed by modulation, the actual reproduction-side error due to the deviation of the insertion position relative to the content of the time information of the PCR packet due to the insertion position. The time error of the appearance position is corrected by providing correction means. A.
[0017]
Also, the position of the PCR packet to be inserted into the transport stream time-compressed by the modulation causes a time error at the actual appearance position on the playback side due to the content of the time information of the PCR packet and the deviation of the insertion position. The insertion position is controlled so that it comes to a position where it does not exist.
[0018]
That is, there is provided means for suppressing an error between the PCR value of the time information and the time when the process is actually performed on the transmission side or the reception side. In the present invention in which the means is provided in the transmission apparatus, the time information corrected by referring to the frame signal at the time of modulation is inserted by the multiplexer. In the present invention in which the receiving device is provided with the means, the received time information is corrected with reference to the frame signal at the time of demodulation.
[0019]
Conventionally, in a digital broadcasting system using a modulation system that time-compresses a transport stream during modulation such as OFDM, an error occurs between time information received on the receiving side and time actually received, and a stable clock is generated. Although it was not possible to reproduce, stable clock recovery at the receiving side by correcting the time information at the receiver using the above means or by inserting time information considering time compression during modulation at the transmitting side Is possible.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0021]
(First embodiment)
Here, using MPEG2 Systems defined in ISO13818-1, a method of receiving a digital broadcast using a modulation method that temporally compresses a transport stream such as OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) as a modulation method, Time information included in the transport stream with reference to a signal indicating the length of a period of a modulated signal including a valid signal, a period of a period for a synchronization signal, and a period of one unit of synchronization A technique for ensuring the accuracy of the recovered clock by enabling correction of (PCR) on the receiving side will be described.
[0022]
Therefore, in this embodiment, referring to the length of the period in which the effective signal is included in the signal being modulated, the length of the period for the synchronization signal, and the signal indicating the period of one unit of synchronization, A device for correcting time information included in the stream is provided on the receiving side.
[0023]
FIG. 1 shows an embodiment of a receiver for digital broadcasting having a function of correcting such time information (PCR). In FIG. 1, 11 is an OFDM demodulator, 12 is a demultiplexer, 13 is a decoder, and 14 is a transport processing unit.
[0024]
Of these, the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
When OFDM is used as the modulation method, the modulation side provides a guard interval period (guard band period) at the beginning of one frame period when OFDM modulation is performed on the bit stream. Therefore, on the modulation side, a guard band signal is generated at the timing of this guard interval period, and a guard interval period is created in the OFDM modulation output. Therefore, if this is detected on the receiving side, the timing of the guard interval period can be acquired.
[0028]
The operation of the receiver having such a configuration will be described. When receiving the signal modulated by OFDM, the
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The transport stream including the PCR is sent to the
[0032]
In this way, by referring to the signal indicating the OFDM effective symbol period and guard interval period obtained from the
[0033]
Here, the above-described PCR correction processing in the
[0034]
For example, when the effective symbol period (data effective period) m = 50 [ms] and the guard interval period (synchronization symbol period) n = 2 [ms], the synchronization symbol period (guard) is shown as [case1] shown in FIG. If there is a packet Pt including PCR at the timing when it arrives just before the start time of the interval period), the length 2 [ms] of the guard interval period n is added to the PCR value. Specifically, since PCR is a value counted at 27 [MHz], it is set to a value obtained by adding approximately “54000” as a decimal value to the sent PCR value, and this has been corrected. This is a new PCR value.
[0035]
Conversely, when a packet including PCR is sent immediately before the guard interval period, that is, as shown in [case 2] in FIG. 2, arrival starts from a position immediately after the end of the synchronization symbol period (guard interval period). If there is a packet Pt including PCR at the timing, the PCR value is not changed and the original value is maintained. Therefore, in this case, the original PCR value contained in the transmitted packet Pt remains as it is, and the
[0036]
Further, when a packet Pt including PCR is present after the elapse of p time from the end of the synchronization symbol period (guard interval period), the guard interval period length 2 [ms] is added to the PCR value ( It is set as the value which added the part multiplied by mp) / m.
[0037]
Therefore, for example, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the effective symbol period length is set to m [ms], the guard interval period length is set to n [ms], and the packet including the PCR is p [ms] from the start position of the effective symbol period. ] If present later, to the original PCR value,
nx (mp) / m [ms]
Correction for adding a count value corresponding to a certain time is performed. However, p is 0 ≦ p ≦ m, and if there is a packet Pt including PCR at the timing immediately after the end of the guard interval period, the original value is not changed. Leave as it is.
[0038]
As described above, the length of the period in which the valid signal is included in the time information in the OFDM-modulated signal (the length of the effective symbol period) and the length of the period for the synchronization signal (the guard interval period) The time information (PCR) included in the transport stream is corrected on the receiving side with reference to a signal indicating a unit period of synchronization (a flag (guard band signal) from the modulator). As a result, the accuracy of the recovered clock can be ensured on the receiving side.
Next, an example of encoding a video signal obtained from a medium such as a video camera and outputting it by OFDM modulation so that the accuracy of the recovered clock can be ensured without special control or processing on the receiving side. An example of this will be described as a second embodiment.
[0039]
(Second embodiment)
In this embodiment, data compressed and encoded using the MPEG2 compression encoding method defined in ISO13818-1 is transmitted using a modulation method that temporally compresses a transport stream such as OFDM. This is intended for digital broadcast transmission systems, and refers to the signal that indicates the length of the period of the modulated signal that contains the effective signal, the length of the period for the synchronization signal, and the period of one unit of synchronization. In addition to correcting the time information (PCR) included in the transport stream, control is performed on the transmission side so that the packet including the time information in the transport stream does not cross the period for the modulation synchronization signal. This is an example in which the receiving side can ensure the accuracy of the recovered clock without any special control or processing.
[0040]
FIG. 3 shows a schematic block diagram of the second embodiment.
[0041]
This example assumes a system that encodes and outputs a video signal from a medium such as a video camera in real time. In FIG. 1, 21 is an imaging device such as a video camera, 22 is a real-time encoder for MPEG2, 3 is a multiplexer, and 4 is a modulator.
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
Although only one system is shown in the figure, since the
[0045]
In addition, when an
q × m / (m + n) [Mbps]
Each real-
[0046]
In such a configuration, the video signal output from the
[0047]
When data compression is performed, a signal containing synchronization information from the
[0048]
Here, compression rate control with reference to a signal including synchronization information obtained from the
[0049]
Now, it is assumed that a signal including synchronization information is sent from the
[0050]
The real-
[0051]
In other words, there are a plurality of
q × m / (m + n) [Mbps]
The compression rate is controlled inside each encoder 22 so that
[0052]
In this way, each
[0053]
The
[0054]
As a result, after OFDM modulation, packets including PCR can be multiplexed so that they are not transmitted across the guard interval period, and the signal subjected to such processing is transmitted to the
[0055]
In this embodiment, when the clock is regenerated on the receiving side using PCR, no special processing is required on the receiving side, and reception processing may be performed as usual.
The above is a method for multiplexing a packet including PCR so that it is not transmitted across a guard interval period after OFDM modulation when transmitting a video signal obtained by imaging with an imaging device by OFDM modulation. However, the encoded (encoded) data stored in a storage medium such as a DVD (digital video disk), VTR (video tape recorder), HDD (hard disk), or MO (magneto-optical disk) is OFDM. A case where modulation is performed, and an example in which accuracy can be ensured upon clock recovery on the receiving side using PCR will be described as a third embodiment.
[0056]
(Third embodiment)
In this embodiment, data compressed and encoded using the MPEG2 compression encoding technique defined in ISO13818-1 is modulated using a modulation method that time-compresses a transport stream such as OFDM as a modulation method. The digital broadcast transmitting apparatus is intended to have a compressed signal from the storage media as an input signal, and this signal has been subjected to compression processing according to the bandwidth allocated after multiplexing. Referring to a signal that indicates a length of a period in which a valid signal is included, a length of a period for a synchronization signal, and a period of one unit of synchronization, and corrects time information included in the transport stream; Means for controlling so that packets including time information in the transport stream do not straddle a period for a synchronization signal of modulation Is characterized in that a formed.
[0057]
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the system of the third embodiment. In the figure, 31 is a storage media device, 32 is a multiplexer, and 33 is an OFDM modulator.
[0058]
Among these, the
[0059]
The
[0060]
Further, the
[0061]
Next, the operation of the apparatus having such a configuration will be described. In this embodiment, the signal supply source is a storage medium, which already stores video and audio encoded by the MPEG2 compression encoding method. Therefore, the reproduction data of this storage medium is modulated. Then, the transmission is performed.
[0062]
As shown in FIG. 8, the data output from the
q × m / (m + n) [Mbps]
It is encoded to be Alternatively, a band with a ratio of (m + n) / m times the bit rate encoded on the
[0063]
The output of the
[0064]
The signal subjected to the above processing by the
[0065]
Therefore, in order to obtain the guard band signal generation start timing, the
[0066]
Therefore, the PCR packet is not inserted across the guard band period. Therefore, the accuracy of the recovered clock can be ensured by normal processing without performing special processing on the receiving side. Thus, in this embodiment, no special processing is required on the receiver side, and the reception processing can be performed as usual.
<PCR packet insertion control>
An example of processing for preventing the PCR packet from being inserted across the guard band period is shown in FIG. That is, in the
[0067]
At this time, the PCR packet mask signal has a time width that masks the insertion of the PCR packet at a wider interval than the guard band signal (FIG. 5A).
[0068]
In such a configuration, in the
[0069]
The PCR packet mask signal has a wider width than the guard band signal (FIG. 5A), but specifically includes the guard band period in consideration of 1 packet = 188 [bytes]. A signal that masks a period of 188 [bytes] before and after that is assumed.
[0070]
Looking at the PCR packet mask signal, the
[0071]
In general, TS multiplexers insert PCR packets at an indefinite period. However, ISO 13818-1 is set to insert at intervals of 0.1 [seconds] or more, and operates to satisfy this condition. I have to let it.
[0072]
As shown in FIG. 5, in this embodiment, even if the
[0073]
As described above, in this embodiment, insertion of the PCR packet is forcibly prohibited when the PCR packet mask signal is in the “L” period. Therefore, in order to comply with the MPEG standard, the
[0074]
<Processing on sender and receiver>
Next, processing on the transmission side and the reception side will be described. Consider the insertion position of the PCR packet and the accuracy of the recovered clock based on the PCR obtained from this PCR packet.
[0075]
[Case 1] Now, there is a transport stream such as ..., n-1, n, n + 1, ... as shown in FIG. 6A, and this is time-compressed during modulation as shown in FIG. 6B. When viewed from the receiver side, the error is the largest when the PCR packet is inserted immediately after the guard band, and the error is the smallest immediately after the guard band.
[0076]
That is, in the case of [case 1], as shown in FIG. 6B, immediately after the boundary between n-2 and n-1, and immediately after the boundary between n-1 and n, The guard band period is provided immediately after the boundary between n and n + 1, such as immediately after the boundary. In this form, the PCR packet is sent at the timing immediately after the guard band period elapses. The error is the largest when insertion is performed, and the error is smallest when PCR packet insertion is performed at the timing immediately before the guard band period.
[0077]
[Case 2] As shown in FIG. 6C, which is the same as FIG. 6A, there is a transport stream that continues as..., N-1, n, n + 1,. When time compression is performed in this way, when viewed from the receiver side, the error is greatest when the PCR packet is inserted immediately after the guard band, and the error is least immediately after the guard band.
[0078]
That is, as shown in FIG. 6D, at the position immediately before the boundary between n-2 and n-1, and at the position immediately before the boundary between n-1 and n-1, and the boundary between n and n + 1. When a PCR packet is inserted at a timing immediately after the elapse of the guard band period in this form, a guard band that ends each period at a position immediately before the boundary is taken. Has the smallest error, and has the largest error when a PCR packet is inserted at the timing of ending immediately before the guard band.
[0079]
Thus, depending on the form after time compression, the magnitude of the reproduction error differs completely depending on whether the position of the PCR packet is the position immediately before the guard band or the position immediately after the guard band.
[0080]
Therefore, in the case of [case 1], if the multiplexer on the transmission side is controlled to insert a PCR packet only in a narrow range immediately before the guard band period, the receiver side receiving this stream has the clock to be reproduced. The accuracy is increased. In the case of [case 2], if the control is performed so that the PCR packet is inserted only in a narrow range immediately after the guard band period, the accuracy of clock recovery on the receiver side is increased.
[0081]
Note that the accuracy can be further improved by correcting the position where the PCR packet is inserted in the receiver. Therefore, a correction method in this case will be described next.
[0082]
<PCR packet insertion position correction method>
A method for correcting the position where the PCR packet is inserted on the receiver side in order to improve clock reproduction accuracy will be described.
[0083]
In [case 1] shown in FIGS. 7A and 7B, time compression similar to [case 1] in FIG. 6 is performed. [Case2] shown in (c) and (d) of FIG. 7 is compressed in the same manner as [case2] of FIG.
[0084]
In [case 1], the time error is the largest compared with the data before the time compression of the PCR packet data immediately after the guard band period. In [case 2], the data of the PCR packet immediately before the guard band period is time compressed. Compared with the data before being processed, the time error is the largest.
[0085]
Here, as shown in FIG. 7B, the PCR packet Pta is inserted at the “a” position in the transport stream, and the PCR packet Ptb is inserted at the “b” position in the transport stream. The position where the PCR packet is inserted is based on the position immediately after the guard band period, the PCR packet Pta is at the position of time ta2, and the PCR packet Ptb is at the position of time ta3. At this time, the correction of the PCR value performed on the receiver side is as follows for the PCR packets Pta and Ptb. Here, the correction value of the PCR value is represented as ΔXa for the PCR packet Pta and ΔXb for the Ptb.
<[Case 1]>
ΔXa = 27 [MHz] × {ta2− (ta2−ta1) × ta4 / (ta4−ta1)}
ΔXb = 27 [MHz] × {ta3- (ta3-ta1) × ta4 / (ta4-ta1)}
When ta1 = 2 [ms], ta2 = 10 [ms], ta3 = 40 [ms], and ta4 = 50 [ms],
With respect to the PCR value of the PCR packet Pta, ΔXa = 45000, and with respect to the PCR value of the PCR packet Ptb, ΔXb = 11250, and a correction for adding this value to the count value of 27 [MHz] is performed by the receiver. To do.
<[Case 2]>
Next, the case of [case 2] will be described below.
[0086]
As shown in FIG. 7D, a PCR packet Ptc is inserted at the “c” position in the transport stream, and a PCR packet Ptd is inserted at the “d” position in the transport stream. Assuming that the position where the PCR is inserted is immediately after the guard band period, the PCR value of the PCR packet Ptc is corrected by the count value corresponding to the elapsed tb2 hours, and the PCR value of the PCR packet Ptd is tb3 hours It is necessary to correct the count value corresponding to the elapsed time. That is, the correction of the PCR value performed on the receiver side is as follows for the PCR packets Ptc and Ptd. Here, the correction value of the PCR value is expressed as ΔXc for the PCR packet Ptc and ΔXd for Ptd.
<In
ΔXc = 27 [MHz] × {tb2- (tb2-tb1) × tb4 / (tb4-tb1)}
ΔXd = 27 [MHz] × {tb3- (tb3-tb1) × tb4 / (tb4-tb1)}
If tb1 = 2 [ms], tb2 = 10 [ms], tb3 = 40 [ms], and tb4 = 50 [ms], the count value ΔXc = 10800 is obtained for the PCR value of Pta. For the PCR value of Ptb, correction for adding the count value of ΔXd = 43200 to the count value of 27 [MHz] may be performed by the receiver.
[0087]
Although various embodiments have been described above, in short, the present invention is a digital broadcast that employs a modulation method that performs time compression at the time of modulation such as OFDM, and employs data transmission using the MPEG2 system layer. In addition, a PCR (Program Clock Reference), which is time information for reproducing the transmission system clock necessary for reproducing MPEG2 compressed data, is transmitted by a PCR packet inserted in the transport stream, and this PCR is performed on the receiving side. When the time information obtained from the packet is used to regenerate the clock and used to regenerate the received data, the result of inserting the PCR packet into the transport stream time-compressed by modulation is Actual appearance position on the playback side due to the content of the time information and the deviation of the insertion position The time error of, is obtained so as to correct the time information provided correcting means.
[0088]
Also, the position of the PCR packet to be inserted into the transport stream time-compressed by the modulation causes a time error at the actual appearance position on the playback side due to the content of the time information of the PCR packet and the deviation of the insertion position. The insertion position is controlled so that it comes to a position where it does not exist.
[0089]
That is, there is provided means for suppressing an error between the PCR value of the time information and the time when the process is actually performed on the transmission side or the reception side. In the present invention in which the means is provided in the transmission apparatus, the time information corrected by referring to the frame signal at the time of modulation is inserted by the multiplexer. In the present invention in which the receiving device is provided with the means, the received time information is corrected with reference to the frame signal at the time of demodulation.
[0090]
In the case of data transmission by the MPEG2 system layer, when decoding data on the reception side, it is necessary to reproduce the clock of the transmission side system on the reception side, and time information is inserted into the stream as a mechanism for clock reproduction for that purpose. To transmit. The time information inserted into the stream and transmitted is called PCR (Program Clock Reference), which takes the form of adding a counter value counted by the system clock on the transmission side and sending it at the time of encoding. On the receiving side, based on this time information, the system clock on the transmitting side is regenerated and used for decoding the received data. The PCR takes a 42-bit value, and this 42-bit PCR is added to the stream when multiplexing on the transmission system side, and this PCR is extracted on the receiving side that receives the stream, and the value indicated by this PCR Is compared with the counter value obtained by counting the generated clock of the receiving side itself, and the system clock on the transmitting side is regenerated by applying PLL control. On the receiving side, the time management of the decoding process is also performed using the value obtained by counting the reproduced system clocks. For this reason, in a digital broadcasting method based on a modulation method that temporally compresses a transport stream during modulation such as OFDM, an error occurs between time information received on the receiving side and time actually received, and a stable clock is generated. Although the reproduction could not be performed, the time information is corrected on the reception side by the amount of the error detected as described above, or the time information in consideration of time compression at the time of modulation is inserted on the transmission side. As a result, stable clock reproduction can be performed on the receiving side.
[0091]
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications.
[0092]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the accuracy of system clock reproduction in a digital broadcast receiver as compared with the prior art, and it is possible to reproduce a broadcast stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention, and is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the position of a packet including a PCR in an OFDM modulated stream.
FIG. 3 is a block diagram for explaining the present invention and showing a configuration example of a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining the present invention and is a block diagram showing a configuration example of a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram for explaining an example of controlling an insertion position for a PCR packet and a stream.
FIG. 6 is a diagram illustrating the positional relationship between a transport stream and a guard band.
FIG. 7 is a diagram for explaining a PCR packet position in a transport stream and a PCR correction amount;
FIG. 8 is a schematic diagram of an OFDM modulated stream.
FIG. 9 is a schematic diagram of an OFDM modulated stream.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
変調により時間圧縮されたトランスポートストリーム中でのPCRパケット挿入位置に起因するPCRパケットの上記時間情報内容と再生側での実際の出現位置の時間との誤差分を、トランスポートストリーム中での有効な信号が含まれる期間の長さおよび同期信号のための期間の長さおよび同期の一単位の期間を示す信号とを参照して求め、修正する手段を設けたことを特徴とするディジタル放送システムのクロック再生装置。A digital broadcast that transmits MPEG2 (Motion Picture Experts Group 2) compression-encoded data in a modulation scheme that performs time compression when modulating with OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) , and is necessary for reproduction of MPEG2 compression-encoded data A PCR packet including a PCR (Program Clock Reference) which is time information for reproduction synchronized with the system clock on the transmission side is inserted into the transport stream and transmitted, and the time information obtained from the PCR packet is used on the reception side. In a system that regenerates the clock and uses it to recover received data,
The error between the time information content of the PCR packet resulting from the insertion position of the PCR packet in the transport stream time-compressed by modulation and the actual appearance position time on the playback side is used as an effective value in the transport stream. A digital broadcasting system comprising means for obtaining and correcting with reference to a length of a period including a simple signal, a length of a period for a synchronization signal, and a signal indicating a unit period of synchronization Clock recovery device.
変調により時間圧縮されたトランスポートストリーム中でのPCRパケット挿入位置に起因するPCRパケットの上記時間情報内容と再生側での実際の出現位置の時間との誤差分を、トランスポートストリーム中での有効な信号が含まれる期間の長さおよび同期信号のための期間の長さおよび同期の一単位の期間を示す信号とを参照して求め、修正し、この修正した時間情報を用いてクロック再生を行うことを特徴とするディジタル放送システムのクロック再生方法。A digital broadcast that transmits MPEG2 (Motion Picture Experts Group 2) compression-encoded data in a modulation scheme that performs time compression when modulating with OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) , and is necessary for reproduction of MPEG2 compression-encoded data A PCR packet including a PCR (Program Clock Reference) which is time information for reproduction synchronized with the system clock on the transmission side is inserted into the transport stream and transmitted, and the time information obtained from the PCR packet is used on the reception side. In a system that regenerates the clock and uses it to recover received data,
The error between the time information content of the PCR packet resulting from the insertion position of the PCR packet in the transport stream time-compressed by modulation and the actual appearance position time on the playback side is used as an effective value in the transport stream. And a signal indicating a period of a synchronization signal, a period of a synchronization signal, and a signal indicating a unit period of synchronization, and correcting the clock using the corrected time information. A clock reproduction method for a digital broadcasting system, characterized in that:
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