JP4601564B2 - 誤り訂正処理方法及び伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル伝送装置から出力されるデジタルデータの信頼性向上に関する技術である。

昨今、映像や音声信号をデジタル信号化した後、ＭＰＥＧ処理によりデータ圧縮し、デジタルデータを伝送可能な変調器や復調器で変調調し、伝送する技術が多用されている。従来技術と本発明に共通な映像デジタル伝送システム全体の構成を示すブロック図の図５を用いて、以下に説明する。

送信側において、映像信号はＭＰＥＧエンコーダ１１に入力され、圧縮データとなる。この圧縮データの構成は、８ビット即ち１バイトを１ワードとした１８８ワードと１６ワードのパリティの合計２０４ワードを単位とする多数個の誤り訂正単位（以後パケット）から構成されるトランスポートストリーム(以後ＴＳ)信号と呼ぶ形態となる。このＴＳ信号は、ＤＶＢエンコーダ(Digital Video Broadcasting−Encoder)１２に入力され、ＤＶＢ(Digital Video Broadcasting)処理を施されＤＶＢｅ信号となる。このＤＶＢｅ信号は、変調部１３により、例えばＯＦＤＭ変調され、送信部１４に送られ送信アンテナ１５から電波として放射される。

放射された電波は、伝送路Ｗ１を経由して、受信アンテナ１６に到達する。なお、伝送路Ｗ１の状態においては、電波の強さも距離に応じて減衰するため雑音等も混入してしまう。受信アンテナ１６により収集された電波は、受信部１７に入力され、復調部１８に入力され、変調と同一の処理に対応するＯＦＤＭ復調が行われ、ＤＶＢｒ信号として出力される。このＤＶＢｒ信号は、ＤＶＢデコーダ１９に入力され、ＴＳｒ信号となって、元のトランスポート信号に戻される。ＭＰＥＧデコーダ２０は、このＴＳｒ信号を伸張処理し、元の映像信号を出力する。

ここで、受信側におけるＤＶＢデコーダ１９で行うＲＳ(Read Solomon)訂正の概念について簡単に述べる。ＲＳ訂正は、１６ワードのパリティを与えた場合、パリティの数１６だけ方程式を作れるので、１６個の未知数が求められる。つまり、８つの誤りの位置８個とその値８個を算出できるため、場所不明の８個の誤りを訂正できる。すなわち、付加したパリティ数の半分の誤りに対し、その位置と誤った値を算出できる。ただし、検算に用いる式が無くなるため、多くの誤りが混入した場合、誤訂正を検出できない頻度が増加する。訂正の数を減らせば、一部の式を検算に用いることができ、誤訂正が発生する頻度は低下させられる。ＲＳ訂正は、訂正能力をフル活用しなければ、誤りを誤認する頻度を低減できる。しかし、２０４ワード中に９ワード以上の誤りがあると、誤り訂正は全く行わず、エラーフラグを発生する。ここで、エラーフラグとは誤り訂正が成功したか否かを示す情報のことであり、以下フラグと省略する。

そこで従来は受信部で、サイトダイバシチにおいて、図７のように各系統を誤り訂正し、図８のように誤りの無い系統のパケットを選択していた。
特開２００３−２８３４６８号公報

上記の誤り訂正は、付加パリティ数の半分の８ワードまでの誤りであれば元の正しいワードに訂正できる。しかし、誤りワード数が９ワード以上の場合、訂正不能となり誤りは残留する。

３系統以上あれば、多数決により選択したワードが誤りである確率より、正常である確率の方が高いため、誤り総数が８ヶ以内となり、誤り訂正可能となる可能性が大きい。しかし、２系統で、誤りワード数が多く誤り訂正できない場合は従来の構成においては、訂正処理の誤った処理によって、誤りがさらに増加し、ＭＰＥＧ復号処理をさらに悪化させる欠点を持つ。この悪化は、時として、届くはずのないデータを待つなどの、大きな間違いをＭＰＥＧデコーダに与え、異常画像の生じる秒数を長くする欠点も生じる。

本発明はこれらの欠点を除去し、多数決が成立しない２系統で誤りが多い場合でも、誤り訂正の成功率を高めることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、誤り訂正符号化処理を施したデジタル信号を伝送する伝送装置において、受信側での復号化処理に際し、受信信号におけるブロック符号化信号のＡ系統とＢ系統との２系統を入力とし、少なくとも誤り訂正不可能な誤り訂正単位は、それぞれのタイミング位相を、ワード単位にて一致させた後、前記ブロック符号化信号のＡ系統とＢ系統と、前記Ａ系統の複数の所定の選択基準の番号ワードと前記Ｂ系統の前記複数の所定の選択基準から外れた番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号系統と、前記Ａ系統の前記複数の所定の選択基準から外れた番号ワードと前記Ｂ系統の前記複数の所定の選択基準の番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号系統、とをそれぞれ、誤り訂正し、誤り訂正が完了した系統を選択出力する。

また、前記の所定の選択基準の番号とは、２Ｎ＋１（奇数）、または４Ｎ（４の倍数）、または４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）、または４Ｎ＋２（４の倍数でない偶数）、または４Ｎ＋３（４の倍数の直前の数）、または４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）と４Ｎ＋２（４の倍数でない偶数）、または４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）と４Ｎ＋３（４の倍数の直前の数）、または４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）と４Ｎ（４の倍数）、または２分割の前半部分、または４分割の前半部分、または４分割の１分割目部分と３分割目部分、または４分割の１分割目部分と４分割目部分のいずれかである。

さらに、前記の所定の選択基準の番号とは、１８８ワードのデータと１６ワードのパリティとで異なる。
ところで、前記の組み合わせ生成したブロック符号化信号系統数が２の累乗−２（６，１４，３０，６２，１２６）である。

また、映像信号をデジタル圧縮符号化し、誤り訂正符号化等の伝送路符号化処理を施し、デジタル変調した後に伝送信号化する送信部と、該伝送信号を受信し、デジタル復調処理、誤り訂正等の伝送路復号化処理、デジタル圧縮情報の伸張処理をする受信部とからなる伝送装置において、上記受信部の伝送路復号化部での復号化処理に際し、前記の誤り訂正処理を行う手段を設けたことを特徴とする伝送装置を供給する。

以上説明したように本発明によれば、多数決が成立しない２系統で誤りが多く従来の方法では誤り数が多く訂正不可能なＴＳ信号においても、多数のワードを入れ替えした系統に対して誤り訂正し、１つ以上の系統が誤り訂正できる確率が高くなり、画像復調の処理を停止する頻度を低下することができる。

そのため、ワード入替と誤り訂正の論理回路の追加により、最も簡単な２系統のサイトダイバシチで、安定な画像伝送が実現できる。

図５に、従来技術と本発明に共通な伝送システム全体の構成を示すブロック図であり、以下に説明する。本発明の実施例が従来技術と異なる点は、図５のＤＶＢデコーダ１９の内部の誤り訂正が改良されたことである。

図５の送信側において、映像信号はＭＰＥＧエンコーダ１１に入力され、圧縮データとなる。この圧縮データの構成は、８ビットを１ワードとした１８８ワードを単位とする多数個のパケットから構成されるＴＳ信号と呼ぶ形態となる。このＴＳ信号は、ＤＶＢエンコーダ１２に入力され、ＤＶＢ処理を施されＤＶＢｅ信号となる。このＤＶＢｅ信号は、変調部１３により、例えばＯＦＤＭ変調され、送信部１４に送られ送信アンテナ１５から電波として放射される。

放射された電波は、伝送路Ｗ１を経由して、受信アンテナ１６に到達する。なお、伝送路Ｗ１の状態においては、電波の強さも距離に応じて減衰するため雑音等も混入してしまう。受信アンテナ１６により収集された電波は、受信部１７に入力され、復調部１８に入力され、変調と同一の処理に対応するＯＦＤＭ復調が行われ、ＤＶＢｒ信号として出力される。このＤＶＢｒ信号は、ＤＶＢデコーダ１９に入力され、誤り訂正を施され、ＴＳｒ信号となって、元のトランスポート信号に戻される。ＭＰＥＧデコーダ２０は、このＴＳｒ信号を伸張処理し、元の映像信号を出力する。

次に、誤り訂正する系のパケットを多数追加し、誤り訂正できる確率を高くする本発明の誤り訂正処理動作をまず定性的に説明し、後で図を用いて詳細に説明する。
まず定性的には、２系統とも訂正不能な場合に備えて、複数の選択基準の番号ワードと前記Ｂ系統の前記複数の選択基準から外れた番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号系統と、Ａ系統の前記複数の選択基準から外れた番号ワードとＢ系統の前記複数の選択基準の番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号系統のパケットとをそれぞれ、誤り訂正し、誤り訂正が完了した系統のパケットを選択出力する。

また、多数のデータを入れ替えるため、前記の所定の選択基準の番号とは、２Ｎ＋１（奇数）、または４Ｎ（４の倍数）、または４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）、または４Ｎ＋２（４の倍数でない偶数）、または４Ｎ＋３（４の倍数の直前の数）、または４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）と４Ｎ＋２（４の倍数でない偶数）、または４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）と４Ｎ＋３（４の倍数の直前の数）、または４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）と４Ｎ（４の倍数）、または２分割の前半部分、または４分割の前半部分、または４分割の１分割目部分と３分割目部分、または４分割の１分割目部分と４分割目部分のいずれかである。合計１１種の選択基準で、２２系統が追加される。

ここで、パケットは１８８バイトのデータと１６バイトのパリティから構成される２０４バイトの誤り訂正の単位なので、１８８と１６の公約数１，２，４から２分割と４分割となる。さらに、多数のデータを入れ替えるため、前記の所定の選択基準の番号とは、１８８ワードのデータと１６ワードのパリティとで異ならせれば、１１ｘ１１ｘ２＝２４２と２４２系統が追加される。

ところで、前記の組み合わせ生成したブロック符号化信号系統数が２の累乗−２の６，１４，３０，６２，１２６，２５４であれば、Ａ系統とＢ系統を合計した全体の選択数は２の累乗８，１６，３２，６４，１２８，２５６で論理設計が容易となる。

以下、本発明の実施例の誤り訂正処理について、図１から図４を用いて説明する。図１は本発明の誤り訂正処理の一実施例による構成を示すブロック図であり、図２、図３、図４は本発明の誤り訂正処理の一実施例の動作を示すタイムチャートの模式図である。

本発明の誤り訂正処理の一実施例による構成を示すブロック図の図１において、復調部１、２出力のＤＶＢｒ信号を誤り訂正部４，５で処理しても、フラグＮＧで訂正不能な場合に備えて、選択部１０でＤＶＢｒ信号をワードごとに入れ替えてから、誤り訂正部６、誤り訂正部７、誤り訂正部２１から誤り訂正部３０で処理した誤り訂正結果を選択部９で誤り訂正が完了した系統のパケットを選択出力する。つまり、誤り訂正する系のパケットを多数追加し、誤り訂正できる確率を高くする
本発明の誤り訂正処理の一実施例の動作を示すタイムチャートの模式図の図２の上段の部分の様に、誤り訂正の信号が、Ａ系統とＢ系統ともフラグＮＧで訂正不能の場合、Ａ系統の奇数番号ワードとＢ系統偶数番号ワードとを組み合わせ生成したパケットのア系統と、Ｂ系統の奇数番号ワードとＡ系統偶数番号ワードとを組み合わせ生成したパケットのイ系統とを、出力する。Ａ系統の４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）と４Ｎ＋２（４の倍数でない偶数）の番号ワードと前記Ｂ系統の４Ｎ＋３（４の倍数の直前の数）と４Ｎ（４の倍数）番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号ウ系統と、Ｂ系統の４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）と４Ｎ＋２（４の倍数でない偶数）の番号ワードとＡ系統の４Ｎ＋３（４の倍数の直前の数）と４Ｎ（４の倍数）番号ワードとを組み合わせ生成したパケットのエ系統を出力する。そして、ブロック図の図１の様に、Ａ系統とＢ系統とア系統とイ系統とウ系統とエ系統をそれぞれ、誤り訂正し、誤り訂正が完了したイ系統を、選択出力する。

即ち、図２の上段の部分の様に、誤り訂正のパケットが、Ａ系統とＢ系統の２系統ともフラグＮＧで訂正不能な場合でも、２系統の誤りは系統ごとに発生はバラバラであり、２系統の誤りは互いに異なり、２系統の誤りの総数は、誤り訂正可能な限界８ヶと大きく変わらない事が多い。その結果、図２の中段の部分の様に、ワード単位で差し替え生成したパケットは、図２のエ系統の様に一方のパケットのは誤り総数が減少し、図２のウ系統の様に他方のパケットのは誤り数が増加する。その結果一方のパケットは誤り総数が８ヶ以内となり、誤り訂正可能となる可能性が大きい。

さらに、図３の様に、Ａ系統の４の倍数以外の番号ワードとＢ系統の４の倍数の番号ワードとを組み合わせ生成したパケットのオ系統と、Ｂ系統の４の倍数の番号ワードとＡ系統の４の倍数以外の番号ワードとを組み合わせ生成したパケットのカ系統と、Ａ系統の４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）以外の番号ワードとＢ系統の４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）の番号ワードとを組み合わせ生成したパケットのキ系統と、Ｂ系統の４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）の番号ワードとＡ系統の４Ｎ＋１（４の倍数の直後の数）以外の番号ワードとを組み合わせ生成したパケットのク系統とをそれぞれ、誤り訂正し、誤り訂正が完了したオ系統を選択出力する。

Ａ系統の２分割の前半部分のワードとＢ系統の２分割の後半部分のワードとを組み合わせ生成したパケットのケ系統と、Ｂ系統の２分割の前半部分ワードとＡ系統の２分割の後半部分のワードとを組み合わせ生成したパケットのコ系統と、Ａ系統の４分割の１分割目部分と３分割目部分とのワードとＢ系統４分割の２分割目部分と４分割目部分とのワードとを組み合わせ生成したパケットのサ系統と、Ａ系統の４分割の２分割目部分と４分割目部分とのワードとＢ系統４分割の１分割目部分と３分割目部分とのワードとを組み合わせ生成したパケットのシ系統と、をそれぞれ誤り訂正し、誤り訂正が完了したサ系統を選択出力する。

即ち、図２と同様に、図４の上段の部分の様に、誤り訂正の信号が、Ａ系統とＢ系統の２系統ともフラグＮＧで訂正不能な場合でも、２系統の誤りは系統ごとに発生はバラバラであり、図３の中段の部分の様に、ワード単位で差し替え生成した結果は、図３のサ系統の様に片方の系統は誤り総数が減少し、図４のシ系統の様に他方の系統は誤り数が増加する。その結果一方の系統は誤り総数が片方の８ヶ以内となり、誤り訂正可能となる可能性が大きい。

即ち、本発明の第一の誤り訂正処理の実施例による構成を示すブロック図の図１の様に、多くの選択基準でワード単位で差し替え生成したパケットは、Ａ系統とＢ系統の２系統のパケットともフラグＮＧで訂正不能な場合でも、少なくとも１つの系統のパケットは誤り総数が減少し、誤り総数が８ヶ以内となり、誤り訂正可能となる可能性が大きい。

本発明の誤り訂正処理の一実施例による構成を示すブロック図 本発明の誤り訂正処理の一実施例の動作を示すタイムチャートの模式図 本発明の誤り訂正処理の他の実施例の動作を示すタイムチャートの模式図 本発明の誤り訂正処理の別の実施例の動作を示すタイムチャートの模式図 従来技術と本発明に共通な伝送システム全体の構成を示すブロック図 従来技術の誤り訂正処理による構成を示すブロック図 従来技術の誤り訂正処理動作を示すタイムチャートの模式図 従来技術の誤り訂正処理の破綻動作を示すタイムチャートの模式図

符号の説明

１、２、３：受信部、４、５，６、７、２１〜３０：誤り訂正部、
８：多数決部、９、１０：選択部、
１１：ＭＰＥＧエンコーダ、１２：ＤＶＢエンコーダ、
１３：変調部、１４：送信部、１５：送信アンテナ、Ｗ１：伝送路、
１６：受信アンテナ、１７：受信部、１８：復調部、１９：ＤＶＢデコーダ、
２０：ＭＰＥＧデコーダ

Claims (5)

1. 誤り訂正符号化処理を施したデジタル信号を伝送する伝送装置において、受信側での復号化処理に際し、受信信号におけるブロック符号化信号のＡ系統とＢ系統との２系統を入力とし、少なくとも誤り訂正不可能な誤り訂正単位は、それぞれのタイミング位相を、ワード単位にて一致させた後、前記ブロック符号化信号のＡ系統とＢ系統と、
   前記Ａ系統の複数の１８８ワードのデータと１６ワードのパリティとで異なる所定の選択基準の番号ワードと前記Ｂ系統の前記複数の所定の選択基準から外れた番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号系統と、前記Ａ系統の前記複数の所定の選択基準から外れた番号ワードと前記Ｂ系統の前記複数の所定の選択基準の番号ワードとを組み合わせ生成したブロック符号化信号系統、とをそれぞれ、誤り訂正し、誤り訂正が完了した系統を選択出力することを特徴とする信号処理方法。
2. 請求項１の信号処理方法において、前記の１８８ワードのデータと１６ワードのパリティとで異なる所定の選択基準の番号とは、２Ｎ＋１（Ｎは整数）、または４Ｎ、または４Ｎ＋１、または４Ｎ＋２、または４Ｎ＋３、または４Ｎ＋１と４Ｎ＋２、または４Ｎ＋１と４Ｎ＋３、または４Ｎ＋１と４Ｎ、または２分割の前半部分、または４分割の前半部分、または４分割の１分割目部分と３分割目部分、または４分割の１分割目部分と４分割目部分、のいずれかであることを特徴とする信号処理方法。
3. 請求項１乃至請求項２の信号処理方法において、前記の組み合わせ生成したブロック符号化信号系統数が６，１４，３０，６２，１２６であることを特徴とする信号処理方法。
4. 請求項１乃至請求項２の信号処理方法において、前記の組み合わせ生成したブロック符号化信号系統数が２の累乗−２であることを特徴とする信号処理方法。
5. 映像信号をデジタル圧縮符号化し、誤り訂正符号化等の伝送路符号化処理を施し、デジタル変調した後に伝送信号化する送信部と、該伝送信号を受信し、デジタル復調処理、誤り訂正等の伝送路復号化処理、デジタル圧縮情報の伸張処理をする受信部とからなる伝送装置において、上記受信部の伝送路復号化部での復号化処理に際し、請求項１乃至請求項４の誤り訂正処理を行う手段を設けたことを特徴とする伝送装置。