JP4762094B2

JP4762094B2 - Digital signal transmission device

Info

Publication number: JP4762094B2
Application number: JP2006253298A
Authority: JP
Inventors: 秀樹大野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2026-09-19
Also published as: JP2008078805A; BRPI0704388A

Description

この発明は、例えば直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ）放送システムに用いられるディジタル信号伝送装置に関する。 The present invention relates to a digital signal transmission apparatus used in, for example, an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) broadcasting system.

近時、地上波におけるデジタルテレビジョン放送の標準方式（ＩＳＤＢ−Ｔ：Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial）が決定され、実用化に向けて種々の開発が進められている。欧州と日本においては直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭという）方式が伝送方式として採用されることが決定され、特に欧州においては規格化が完了し実用レベルに達している。このＯＦＤＭ方式は、広帯域信号を互いに直交する多数の搬送波（以下、キャリアという）で伝送することにより、地上テレビジョン放送において必須の伝送条件であるマルチパス伝搬路における耐遅延干渉特性を改善できる等の特徴がある。 Recently, a standard system for terrestrial digital television broadcasting (ISDB-T: Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial) has been decided, and various developments are being promoted for practical use. In Europe and Japan, it has been decided that an orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter referred to as OFDM) system is adopted as a transmission system, and in particular in Europe, standardization has been completed and has reached a practical level. This OFDM system can improve the delay interference resistance characteristics in a multipath propagation path, which is an essential transmission condition in terrestrial television broadcasting, by transmitting a wideband signal with a large number of orthogonal carriers (hereinafter referred to as carriers). There are features.

地上デジタルテレビジョン放送にあっては、互いに離れた複数の地点に設置された送信局または中継局からＯＦＤＭ信号をストリーム送信する単一周波数網（ＳＦＮ：Single Frequency Network）を構成することが予定されている。この種のネットワークにおいては送信周波数の厳密な管理に加え、信号の送信タイミングと、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）サンプリング周波数とを厳密に管理することが求められる。このため、非同期で入力される放送ＴＳ（トランスポートストリーム）信号に同期し変調器のＩＦＦＴサンプリングクロックに同期しやすいクロック（以下リファレンス信号と称する）を、ＯＦＤＭ変調器に入力することが要求される（例えば特許文献１〜３を参照）。
ところで、ケーブル伝送や閉塞空間でＳＦＮを構成しない用途においては、送信タイミングを厳密に管理する必要は必ずしもない。このことからシステム構成を簡易化できる可能性が有り、そのための技術の提供が待たれている。
特開２０００−１３８６４７号公報特開平７−３２１７６２号公報特許第３５７８８０１号公報 In digital terrestrial television broadcasting, it is planned to form a single frequency network (SFN) that streams OFDM signals from transmission stations or relay stations installed at a plurality of points distant from each other. ing. In this type of network, in addition to strict management of the transmission frequency, it is required to strictly manage the signal transmission timing and the FFT (Fast Fourier Transform) and IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) sampling frequencies. For this reason, it is required to input to the OFDM modulator a clock (hereinafter referred to as a reference signal) that is synchronized with the broadcast TS (transport stream) signal that is input asynchronously and that is easily synchronized with the IFFT sampling clock of the modulator. (For example, refer to Patent Documents 1 to 3).
By the way, it is not always necessary to strictly manage the transmission timing in applications where SFN is not configured in cable transmission or closed space. Therefore, there is a possibility that the system configuration can be simplified, and provision of a technique for that purpose is awaited.
JP 2000-138647 A JP-A-7-321762 Japanese Patent No. 3578801

以上述べたようにＳＦＮを構成しない場合には、信号の送信タイミングを厳密に管理する必要が無いのでリファレンス信号を不要にできる可能性がある。
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、リファレンス信号を不要としたディジタル信号伝送装置を提供することにある。 As described above, when the SFN is not configured, it is not necessary to strictly manage the signal transmission timing, so there is a possibility that the reference signal can be made unnecessary.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a digital signal transmission apparatus that does not require a reference signal.

実施形態によれば、フレーム構造を有するストリーム信号をバッファするバッファ部と、前記ストリーム信号に規定のタイミングで定期的に挿入される信号を利用して、前記フレームに同期するクロックを前記ストリーム信号から抽出する抽出部と、前記クロックに同期して前記バッファ部から前記ストリーム信号を読み出す読み出し部と、この読み出し部により読み出されたストリーム信号を前記クロックに同期してＯＦＤＭ変調する変調部とを具備することを特徴とするディジタル信号伝送装置が提供される。 According to the embodiment , a buffer unit that buffers a stream signal having a frame structure, and a signal that is periodically inserted into the stream signal at a predetermined timing, a clock synchronized with the frame is generated from the stream signal. An extraction unit for extracting; a reading unit for reading the stream signal from the buffer unit in synchronization with the clock; and a modulation unit for performing OFDM modulation on the stream signal read by the reading unit in synchronization with the clock. A digital signal transmission device is provided.

このような手段を講じることにより、外部から与えられるリファレンス信号と同様の機能を持つクロックを、装置内部で、ストリーム信号から生成することが可能になる。すなわち変調用データの入力信号からＩＦＦＴサンプリング周波数を再生することができるようになる。従ってリファレンス信号が不要となり、ひいてはＩＳＤＢ−Ｔに基づく放送システムを簡易に敷設することが可能になる。 By taking such means, it becomes possible to generate a clock having the same function as a reference signal given from the outside from a stream signal inside the apparatus. In other words, the IFFT sampling frequency can be reproduced from the modulation data input signal. Therefore, a reference signal is not necessary, and as a result, a broadcasting system based on ISDB-T can be easily laid.

この発明によれば、リファレンス信号を不要としたディジタル信号伝送装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a digital signal transmission apparatus that does not require a reference signal.

図１は、この発明に係わるディジタル信号伝送装置の実施の形態を示す機能ブロック図である。図１には本発明を用いた入力処理構成の系統が示される。図１において、放送トランスポートストリーム（ＴＳ）は、発生源においてはＩＦＦＴサンプリング周波数に同期したフレーム構造、伝送レートで生成される。以下この信号をストリーム信号と略称する。図１の装置はこのストリーム信号を変調用データとして動作する。 FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of a digital signal transmission apparatus according to the present invention. FIG. 1 shows a system of an input processing configuration using the present invention. In FIG. 1, a broadcast transport stream (TS) is generated at a generation source with a frame structure and transmission rate synchronized with an IFFT sampling frequency. Hereinafter, this signal is abbreviated as a stream signal. The apparatus of FIG. 1 operates using this stream signal as modulation data.

図１において、ストリーム信号は入力バッファ２１により一時的にバッファされるとともに、タイミング信号抽出部２４に入力される。ストリーム信号には、フレーム同期信号やフレーム同期識別、ＴＳＰカウンタなどのように、規定のタイミングで定期的に挿入される信号がある。タイミング信号抽出部２４はこれらの信号のいずれか（要するに定期的に挿入される全ての信号が利用可能である）を利用し、このストリーム信号のフレーム構造に同期するクロックをこのストリーム信号から抽出する。このクロックはＩＦＦＴサンプリング周波数再生部２２により読み出しクロックにタイミング制御され、入力バッファ２１に与えられる。入力バッファ２１にバッファされたストリーム信号はこの読み出しクロックに同期して読み出され、変調処理部２３およびタイミング信号抽出部２５に与えられる。 In FIG. 1, the stream signal is temporarily buffered by the input buffer 21 and input to the timing signal extraction unit 24. The stream signal includes a signal that is periodically inserted at a predetermined timing, such as a frame synchronization signal, a frame synchronization identification, and a TSP counter. The timing signal extraction unit 24 uses one of these signals (in short, all signals inserted periodically can be used), and extracts a clock synchronized with the frame structure of the stream signal from the stream signal. . This clock is timing-controlled by the IFFT sampling frequency reproduction unit 22 as a read clock and is supplied to the input buffer 21. The stream signal buffered in the input buffer 21 is read in synchronization with this read clock, and is supplied to the modulation processing unit 23 and the timing signal extraction unit 25.

このうち変調処理部２３は入力バッファ２１から読み出されたストリーム信号にＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換処理）処理を施し、ＯＦＤＭ変調をかけて図示しない下流側の装置に向け送出する。タイミング信号抽出部２５は、入力バッファ２１から読み出されたストリーム信号からこの信号に同期するタイミング信号を抽出する。このタイミング信号もＩＦＦＴサンプリング周波数再生部２２に入力される。 Among them, the modulation processing unit 23 performs IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) processing on the stream signal read from the input buffer 21, performs OFDM modulation, and sends it to a downstream device (not shown). The timing signal extraction unit 25 extracts a timing signal synchronized with this signal from the stream signal read from the input buffer 21. This timing signal is also input to the IFFT sampling frequency reproduction unit 22.

ＩＦＦＴサンプリング周波数再生部２２は、タイミング信号抽出部２４により抽出されたクロックと、タイミング信号抽出部２５により抽出されたタイミング信号とのずれから、入力バッファ２１の読み出し周波数レートと、ストリーム信号の入力バッファ２１への書き込み周波数レート差を検出する。ＩＦＦＴサンプリング周波数再生部２２は、その差分を内部の読み出し周波数を決定する発振器（図示せず）にフィードバックする。これによりその発振器の発振周波数は、入力側のＩＦＦＴサンプリング周波数と同期する周波数となる。 The IFFT sampling frequency reproduction unit 22 detects the read frequency rate of the input buffer 21 and the stream signal input buffer based on the difference between the clock extracted by the timing signal extraction unit 24 and the timing signal extracted by the timing signal extraction unit 25. The difference in the write frequency rate to 21 is detected. The IFFT sampling frequency reproduction unit 22 feeds back the difference to an oscillator (not shown) that determines the internal read frequency. As a result, the oscillation frequency of the oscillator becomes a frequency synchronized with the IFFT sampling frequency on the input side.

このようにしたので入力データレートと出力データレートとが同じとなり、入力データレートと出力データレートとを吸収するバッファ（入力バッファ２１）により、入力された変調用データ（ストリーム信号）を過不足なく変調することが可能となる。その際、再生フィードバックの時定数を十分遅くすることで、ＯＦＤＭ復調器で復調可能な短期的なＩＦＦＴ周波数変動量とすることが可能である。なおこの構成では比較的大きな長期的なワンダが発生するが、ＳＦＮを行わないシステムにおいては問題とならない。 As a result, the input data rate and the output data rate are the same, and the input modulation data (stream signal) is not excessive or insufficient by the buffer (input buffer 21) that absorbs the input data rate and the output data rate. Modulation is possible. At this time, it is possible to obtain a short-term IFFT frequency fluctuation amount that can be demodulated by the OFDM demodulator by sufficiently delaying the time constant of the reproduction feedback. In this configuration, a relatively large long-term wander occurs, but this is not a problem in a system that does not perform SFN.

図２は、比較のため既存のディジタル信号伝送装置を示す機能ブロック図である。図２には、従来の変調器の入力処理構成の系統が示される。図示するように既存のディジタル信号伝送装置はストリーム信号からこのストリーム信号のフレーム構造に同期するクロックを抽出する機構を備えていない。このため外部リファレンス信号を同期化部１２に与え、このリファレンス信号に基づいて読み出しクロックを生成して入力バッファ１１に与える必要がある。このため放送システムを手軽に敷設することが難しい。 FIG. 2 is a functional block diagram showing an existing digital signal transmission apparatus for comparison. FIG. 2 shows a system of a conventional modulator input processing configuration. As shown in the figure, the existing digital signal transmission apparatus does not have a mechanism for extracting a clock synchronized with the frame structure of the stream signal from the stream signal. For this reason, it is necessary to supply an external reference signal to the synchronization unit 12, generate a read clock based on the reference signal, and supply the read clock to the input buffer 11. For this reason, it is difficult to lay a broadcasting system easily.

これに対しこの実施形態では、フレーム同期信号、フレーム同期識別、ＴＳＰカウンタなどの、規定のタイミングで放送トランスポートストリーム（ストリーム信号）に挿入される信号に基づいてクロックを抽出する。そして、このクロックに基づいてＩＦＦＴサンプリング周波数を再生させ、それに同期するクロックで信号変調処理を行うようにしている。このようにしたのでリファレンス信号を不要としたディジタル信号伝送装置を提供することが可能となり、ひいてはＯＦＤＭ放送システムを簡易に敷設することが可能になる。 On the other hand, in this embodiment, a clock is extracted based on a signal inserted into a broadcast transport stream (stream signal) at a predetermined timing, such as a frame synchronization signal, a frame synchronization identification, and a TSP counter. Then, the IFFT sampling frequency is reproduced based on this clock, and the signal modulation processing is performed with the clock synchronized with the IFFT sampling frequency. Since it did in this way, it becomes possible to provide the digital signal transmission apparatus which made the reference signal unnecessary, and it becomes possible to construct | lay an OFDM broadcasting system simply by extension.

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.

この発明に係わるディジタル信号伝送装置の実施の形態を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows embodiment of the digital signal transmission apparatus concerning this invention. 比較のため既存のディジタル信号伝送装置を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the existing digital signal transmission apparatus for a comparison.

符号の説明Explanation of symbols

２１…入力バッファ、２４…タイミング信号抽出部、２２…ＩＦＦＴサンプリング周波数再生部、２５…タイミング信号抽出部、２３…変調処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Input buffer, 24 ... Timing signal extraction part, 22 ... IFFT sampling frequency reproduction part, 25 ... Timing signal extraction part, 23 ... Modulation process part

Claims

フレーム構造を有するストリーム信号をバッファするバッファ部と、
前記ストリーム信号に規定のタイミングで定期的に挿入される信号を利用して、前記フレームに同期するクロックを前記ストリーム信号から抽出する抽出部と、
前記クロックに同期して前記バッファ部から前記ストリーム信号を読み出す読み出し部と、
この読み出し部により読み出されたストリーム信号を前記クロックに同期してＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調する変調部とを具備することを特徴とするディジタル信号伝送装置。 A buffer unit for buffering a stream signal having a frame structure;
An extraction unit that extracts a clock synchronized with the frame from the stream signal by using a signal periodically inserted into the stream signal at a predetermined timing ;
A reading unit that reads the stream signal from the buffer unit in synchronization with the clock;
A digital signal transmission apparatus comprising: a modulation unit that modulates an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) in synchronism with the clock of the stream signal read by the reading unit.

さらに、前記読み出し部により読み出されたストリーム信号からこのストリーム信号に同期する同期信号を取り出すタイミング取得部と、
前記クロックと前記同期信号との差分に基づいて前記読み出し部に用いられるクロックの位相を制御する制御部を具備することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号伝送装置。 A timing acquisition unit that extracts a synchronization signal synchronized with the stream signal from the stream signal read by the reading unit;
The digital signal transmission apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that controls a phase of a clock used in the reading unit based on a difference between the clock and the synchronization signal.

前記クロックは、前記変調部に用いられるＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）サンプリングクロックと同期することを特徴とする請求項１または２に記載のディジタル信号伝送装置。 The digital signal transmission apparatus according to claim 1, wherein the clock is synchronized with an IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) sampling clock used in the modulation unit.