特許 7299792 送信装置及び受信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-20

(45)【発行日】2023-06-28

(54)【発明の名称】送信装置及び受信装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 21/238 20110101AFI20230621BHJP

   H03M 13/29 20060101ALI20230621BHJP

   H03M 13/19 20060101ALI20230621BHJP

   H04H 20/95 20080101ALI20230621BHJP

   H04N 21/438 20110101ALI20230621BHJP

【ＦＩ】

H04N21/238

H03M13/29

H03M13/19

H04H20/95

H04N21/438

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019146027

(22)【出願日】2019-08-08

(65)【公開番号】P2021027537

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-07-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000004352

【氏名又は名称】日本放送協会

(73)【特許権者】

【識別番号】592180339

【氏名又は名称】営電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100143568

【弁理士】

【氏名又は名称】英 貢

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 陽一

(72)【発明者】

【氏名】小泉 雄貴

(72)【発明者】

【氏名】阿部 晋矢

(72)【発明者】

【氏名】横畑 和典

(72)【発明者】

【氏名】筋誡 久

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 智

(72)【発明者】

【氏名】田中 淳

【審査官】川中 龍太

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１３４８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５６６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８７９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１８０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２５８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９２１５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ２１／００ － ２１／８５８

Ｈ０４Ｈ ２０／００ － ２０／９５

Ｈ０３Ｍ １３／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＩＰベースの番組データを２１ＧＨｚ帯の衛星放送伝送路経由の変調波信号で伝送する送信装置であって、
前記ＩＰベースの番組データを可変長のＩＰパケットに格納したＩＰ信号を入力し、当該ＩＰ信号のデータ領域を抽出して、当該ＩＰベースの番組データを格納している旨を示す固定パターンの識別信号とデータ長情報が記述された付加ヘッダを当該ＩＰパケットのパケット長単位で挿入しながら連結し、ＭＰＥＧ‐２ ＴＳの固定長のＴＳパケット列となるよう１バイトのＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳ同期信号を付加しながら１８７バイト単位で分割することにより１８８バイトのＴＳパケット単位とするＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット列に信号変換するＩＰ‐ＴＳ変換手段と、
前記ＩＰ‐ＴＳ変換部から取得した１８８バイト単位のＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット列に対し前記ＴＳ同期信号を削除して連結し、所定の符号化変調処理を施した変調シンボルフレームを生成する伝送路符号化手段と、
前記伝送路符号化手段から得られる変調シンボルフレームにおける変調方式に対応する直交変調処理を行い、波形成形を行って変調波信号を生成する直交変調手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。

【請求項2】

前記伝送路符号化手段は、前記所定の符号化変調処理として、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式をベースとした内符号をＬＤＰＣ符号、外符号をＢＣＨ符号とする連接符号により、前記ＬＤＰＣ符号の符号長をＬＤＰＣ符号化率に関わらず４４８８０ビットとして１８７バイトの整数倍で構成した主信号を符号化対象とする誤り訂正符号化処理を施す手段を有し、前記ＬＤＰＣ符号化率として、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式で利用される全てのＬＤＰＣ符号化率を利用可能とし、８ＰＳＫ以下の変調次数の変調方式で前記変調シンボルフレームを生成することを特徴とする、請求項１に記載の送信装置。

【請求項3】

前記ＩＰ‐ＴＳ変換手段は、前記付加ヘッダを１０バイトで構成し、前記付加ヘッダにおける先頭８バイトに前記識別信号を記述し、当該ＩＰパケットのパケット長をデータ長として前記付加ヘッダにおける下位２バイトに記述することを特徴とする、請求項１又は２に記載の送信装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の送信装置から伝送された変調波信号を受信する受信装置であって、
受信した当該変調波信号に対し波形成形及び適応等化処理を施した後、直交復調処理を行い、誤り訂正復号処理に用いる伝送フレームを構成する直交復調手段と、
前記直交復調手段から得られる伝送フレームに対して誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号後の主信号のデータ１８７バイトに１バイトのＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳ同期信号を付加した１８８バイトのＴＳパケット単位とするＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット列を生成する伝送路復号手段と、
前記伝送路復号手段から得られるＭＰＥＧ‐２ ＴＳの各ＴＳパケットから前記ＴＳ同期信号を削除してＴＳパケット列の主信号のデータを連結し、連結後のデータ列について、前記付加ヘッダを参照して当該ＩＰパケットのパケット長単位で信号分割を行ってから前記付加ヘッダを除去することにより前記送信装置から伝送されたＩＰパケットを抽出し、抽出したＩＰパケットを用いてＩＰ信号を生成するＴＳ‐ＩＰ変換手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、衛星放送及び地上放送並びに固定通信及び移動通信の技術分野に関するものであり、特に、デジタルデータの送信装置及び受信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

デジタル伝送方式では、各サービスで利用可能な周波数帯域幅において、より多くの情報が伝送可能なよう、多値変調方式がよく用いられる。周波数利用効率を高めるには、変調信号１シンボル当たりに割り当てるビット数（変調次数）を高めるのが有効であるが、周波数１Ｈｚあたりに伝送可能な情報速度の上限値と信号対雑音比の関係はシャノン限界で制限される。衛星放送伝送路を用いた情報の伝送形態の一例として、衛星デジタル放送が挙げられる。

【0003】

現在利用されている衛星デジタル放送では、誤り訂正符号を用いた受信装置における情報訂正が行われている。パリティビットと呼ばれる冗長信号を送るべき情報に付加することで信号の冗長度（符号化率）を制御し、雑音に対する耐性を上げることが可能である。

【0004】

誤り訂正符号と変調方式は密接に関わっており、信号対雑音比に対する周波数利用効率の理論的な上限値はシャノン限界と呼ばれる。シャノン限界に迫る性能を有する強力な誤り訂正符号の一つとしてＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号が１９６２年にギャラガーによって提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

【0005】

ＬＤＰＣ符号は、非常に疎な検査行列Ｈ（検査行列の要素が０と１からなり、且つ１の数が非常に少ない）により定義される線形符号である。

【0006】

ＬＤＰＣ符号は符号長を大きくし、適切な検査行列を用いることによりシャノン限界に迫る伝送特性が得られる強力な誤り訂正符号であり、次世代の放送サービスである４Ｋ・８Ｋのスーパーハイビジョンの衛星放送の伝送方式を規定するＡＲＩＢ ＳＴＤ‐Ｂ４４（以下、高度衛星放送方式と呼ぶ。例えば、非特許文献２参照）においてもＬＤＰＣ符号が採用されている。多値変調とＬＤＰＣ符号をはじめとする強力な誤り訂正符号を組み合わせることで、より高い周波数利用効率の伝送が可能となってきている。

【0007】

高度衛星放送方式を例にした場合、本方式におけるＬＤＰＣ符号の符号長は、前方向誤り訂正方式（ＦＥＣ：Forward Error Correction）フレームで構成され、４４８８０ビットであり、ＢＰＳＫ限界（信号点配置をＢＰＳＫとした場合の信号対雑音比に対する周波数利用効率の理論的な上限値）から約１ｄＢ以内の性能を有することが示されている（例えば、非特許文献３参照）。

【0008】

また、高度衛星放送方式においては、ＬＤＰＣ符号化率として、４１／１２０（≒１／３）、４９／１２０（≒２／５）、６１／１２０（≒１／２）、７３／１２０（≒３／５）、８１／１２０（≒２／３）、８９／１２０（≒３／４）、９３／１２０（≒７／９）、９７／１２０（≒４／５）、１０１／１２０（≒５／６）、１０５／１２０（≒７／８）、及び、１０９／１２０（≒９／１０）の１１種類が定められている。

【0009】

ところで、衛星放送で使用される１２ＧＨｚ帯に着目すると、利用可能な周波数はひっ迫しており、４Ｋ・８Ｋのハイビジョンサービスの伝送容量を超える次世代コンテンツの伝送にむけては十分な周波数帯域幅を確保することが困難な状況にある。そのような状況の中で、ＩＴＵ‐Ｒで日本に衛星放送用周波数帯（ＢＳＳ）として分配されている２１ＧＨｚ帯が注目されている。この周波数帯は６００ＭＨｚの広帯域を持っているため、２Ｋ、或いは４Ｋ・８Ｋのスーパーハイビジョンだけでなく、４Ｋ・８Ｋのハイビジョンサービスの伝送容量を超える次世代コンテンツの伝送サービスとして考えられるＡＲ（Augmented Reality）、ＶＲ（Virtual Reality）、立体テレビ等の大容量伝送の利用に期待できる。

【0010】

しかし、衛星デジタル放送では降雨による減衰、地上デジタル放送ではフェージングなど、デジタル放送では、誤り訂正符号のみでは信号を復旧できないほど伝送条件が悪化する場合がある。特に、２１ＧＨｚ帯で伝送を行う場合、降雨減衰の影響が１２ＧＨｚ帯のｄＢ値で約３倍発生することが想定される。

【0011】

一方、昨今、放送に係る放送番組を、送信側からＩＰ（Internet Protocol）網を経て受信装置に送信するといった放送と通信を連携したサービスが可能となっている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0012】

【文献】R. G. Gallager, “Low‐Density Parity‐Check Codes,” in Research Monograph series Cambridge, MIT Press, 1963年12月

【文献】“高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB‐S3） 標準規格 ARIB STD‐B44 2.1版”、［online］、平成28年3月25日改定、ARIB、［令和01年7月2日検索］、インタ‐ネット<URL:https://www.arib.or.jp/kikaku/kikaku_hoso/std-b44.html>

【文献】鈴木他, “高度ＢＳデジタル放送用ＬＤＰＣ符号の設計”、映像情報メディア学会誌、一般社団法人映像情報メディア学会、映像情報メディア vol.62、No.12、2008年12月1日、pp.1997‐2004

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

上述したように、昨今、現行の衛星・地上放送による２Ｋサービスや、衛星放送による４Ｋ・８Ｋスーパーハイビジョンに加え、新たに地上放送による４Ｋ・８Ｋスーパーハイビジョンの提供が期待されている。しかしながら、衛星放送で使用される１２ＧＨｚ帯に着目すると、利用可能な周波数はひっ迫しており、４Ｋ・８Ｋサービスを超える次世代コンテンツの伝送にむけては十分な周波数帯域幅を確保することが困難な状況にある。

【0014】

そこで、衛星放送で利用可能な他の帯域として、２１ＧＨｚ帯が挙げられる。２１ＧＨｚ帯は衛星放送用に６００ＭＨｚの帯域幅が割り当てられており、大容量伝送の実現に向けて有望な伝送帯域である。

【0015】

ただし、２１ＧＨｚ帯は１２ＧＨｚ帯と比較して、降雨減衰による影響が大きいことから、十分な所要Ｃ／Ｎマージンを確保するために、上述のＬＤＰＣ符号をはじめとする強力な誤り訂正符号の適用や、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB‐S3）に規定される最大変調次数（３２ＡＰＳＫ）よりも変調次数を下げるなどの対応が必要となる。

【0016】

また、昨今は放送と通信の融合に伴い、電波の垣根を越えた伝送形態の多様化が進んでおり、特にＩＰをベースとした伝送手段の共通化が進んでいる。５Ｇを始めとした次世代通信ネットワークも、衛星放送伝送路との融合が検討されており、今後、ＩＰをベースとした伝送手段の共通化は更に加速することが想定される。

【0017】

このため、放送と通信の融合を考慮した２１ＧＨｚ帯衛星放送の伝送方式が求められ、非特許文献２に開示される高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB‐S3）をベースに、降雨減衰による影響を考慮した符号化変調方式とし、且つＩＰをベースとした伝送手段の信号形態との共通化を可能として、伝送性能を高めつつＩＰと親和性の高い伝送手段が望まれる。

【0018】

従って、本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、放送と通信の融合を考慮した２１ＧＨｚ帯衛星放送の伝送方式として、伝送性能を高めつつＩＰと親和性の高い伝送を可能とする送信装置及び受信装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本発明の送信装置は、ＩＰベースの番組データを２１ＧＨｚ帯の衛星放送伝送路経由の変調波信号で伝送する送信装置であって、前記ＩＰベースの番組データを可変長のＩＰパケットに格納したＩＰ信号を入力し、当該ＩＰ信号のデータ領域を抽出して、当該ＩＰベースの番組データを格納している旨を示す固定パターンの識別信号とデータ長情報が記述された付加ヘッダを当該ＩＰパケットのパケット長単位で挿入しながら連結し、ＭＰＥＧ‐２ ＴＳの固定長のＴＳパケット列となるよう１バイトのＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳ同期信号を付加しながら１８７バイト単位で分割することにより１８８バイトのＴＳパケット単位とするＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット列に信号変換するＩＰ‐ＴＳ変換手段と、前記ＩＰ‐ＴＳ変換部から取得した１８８バイト単位のＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット列に対し前記ＴＳ同期信号を削除して連結し、所定の符号化変調処理を施した変調シンボルフレームを生成する伝送路符号化手段と、前記伝送路符号化手段から得られる変調シンボルフレームにおける変調方式に対応する直交変調処理を行い、波形成形を行って変調波信号を生成する直交変調手段と、を備えることを特徴とする。

【0020】

また、本発明の送信装置において、前記伝送路符号化手段は、前記所定の符号化変調処理として、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式をベースとした内符号をＬＤＰＣ符号、外符号をＢＣＨ符号とする連接符号により、前記ＬＤＰＣ符号の符号長をＬＤＰＣ符号化率に関わらず４４８８０ビットとして１８７バイトの整数倍で構成した主信号を符号化対象とする誤り訂正符号化処理を施す手段を有し、前記ＬＤＰＣ符号化率として、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式で利用される全てのＬＤＰＣ符号化率を利用可能とし、８ＰＳＫ以下の変調次数の変調方式で前記変調シンボルフレームを生成することを特徴とする。

【0021】

また、本発明の送信装置において、前記ＩＰ‐ＴＳ変換手段は、前記付加ヘッダを１０バイトで構成し、前記付加ヘッダにおける先頭８バイトに前記識別信号を記述し、当該ＩＰパケットのパケット長をデータ長として前記付加ヘッダにおける下位２バイトに記述することを特徴とする。

【0022】

更に、本発明の受信装置は、本発明の送信装置から伝送された変調波信号を受信する受信装置であって、受信した当該変調波信号に対し波形成形及び適応等化処理を施した後、直交復調処理を行い、誤り訂正復号処理に用いる伝送フレームを構成する直交復調手段と、前記直交復調手段から得られる伝送フレームに対して誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号後の主信号のデータ１８７バイトに１バイトのＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳ同期信号を付加した１８８バイトのＴＳパケット単位とするＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット列を生成する伝送路復号手段と、前記伝送路復号手段から得られるＭＰＥＧ‐２ ＴＳの各ＴＳパケットから前記ＴＳ同期信号を削除してＴＳパケット列の主信号のデータを連結し、連結後のデータ列について、前記付加ヘッダを参照して当該ＩＰパケットのパケット長単位で信号分割を行ってから前記付加ヘッダを除去することにより前記送信装置から伝送されたＩＰパケットを抽出し、抽出したＩＰパケットを用いてＩＰ信号を生成するＴＳ‐ＩＰ変換手段と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、放送と通信の融合を考慮した２１ＧＨｚ帯衛星放送の伝送方式を構成することができ、伝送性能を高めつつＩＰと親和性の高い伝送が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明による一実施例の送信装置及び受信装置を備える伝送システムの概略構成を示すブロック図である。

【図2】本発明による一実施例の送信装置の概略構成を示すブロック図である。

【図3】本発明による一実施例の送信装置におけるＩＰ‐ＴＳ変換部の信号変換処理を示す図である。

【図4】（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による一実施例の送信装置における伝送路符号化部により構成する伝送フレーム及びＬＤＰＣ符号化率ごとの伝送フレーム構成ビットを示す図である。

【図5】本発明による一実施例の送信装置における伝送路符号化部により構成する変調シンボルフレームを示す図である。

【図6】本発明による一実施例の受信装置の概略構成を示すブロック図である。

【図7】本発明による一実施例の受信装置におけるＴＳ‐ＩＰ変換部の信号変換処理を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

（伝送システム）
まず、本発明による一実施例の送信装置２及び受信装置５を備える伝送システム１の構成例について説明する。

【0026】

図１は、本発明による一実施例の送信装置２及び受信装置５を備える伝送システム１の概略構成を示すブロック図である。図１に示す伝送システム１において、信号源装置３は、ＩＰベースの番組データを蓄積しており、ＩＰネットワーク６経由で或る番組データのＩＰ信号を送信装置２に出力する。送信装置２は、放送と通信の融合を考慮して、信号源装置３からＩＰネットワーク６経由で当該番組データのＩＰ信号を入力し、この番組データのＩＰ信号を識別可能に信号変換したＭＰＥＧ‐２ ＴＳを生成する。そして、送信装置２は、このＭＰＥＧ‐２ ＴＳから、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB‐S3）をベースに、降雨減衰による影響を考慮した符号化変調方式の変調波信号を生成し、送信アンテナ２ａを介して２１ＧＨｚ帯衛星放送用の放送衛星４の衛星放送伝送路経由で受信装置５に向けて伝送する。一方、受信装置５は、受信アンテナ５ａを介して当該変調波信号を受信して復調・復号し、ＭＰＥＧ‐２ ＴＳを復元してＩＰ信号を抽出し外部に出力する。

【0027】

尚、本発明の趣旨とは直接的に関係するものではないが、放送と通信の融合を考慮して、送信装置２及び受信装置５の双方は、図１に示す伝送形態に加えて、送信装置２及び受信装置５間はＩＰネットワークで接続された形態とし、ＩＰ信号を双方向通信する機能を有する構成としてもよい。例えば、送信装置２は、図１に示す伝送形態に加えて、上記の信号源装置３からＩＰネットワーク６経由で入力した番組データのＩＰ信号をＩＰネットワーク経由で受信装置５に向けて送信する機能を有し、受信装置５はＩＰネットワーク経由で当該ＩＰ信号を受信する機能を有していてもよい。

【0028】

以下、図面を参照して、送信装置２及び受信装置５の具体的な構成及び動作について、順に説明する。

【0029】

（送信装置）
図２は、本発明による一実施例の送信装置２の概略構成を示すブロック図である。送信装置２は、番組データのＩＰ信号を入力源とし、ＩＰ‐ＴＳ変換部２１、伝送路符号化部２２、及び直交変調部２３を備える。

【0030】

ＩＰ‐ＴＳ変換部２１は、信号源装置３からＩＰネットワーク６経由でＩＰベースの番組データを可変長のＩＰパケットに格納したＩＰ信号を入力し、当該ＩＰ信号のデータ領域を抽出して、当該ＩＰベースの番組データを格納している旨を示す固定パターンの識別信号とデータ長情報が記述された付加ヘッダを当該ＩＰパケットのパケット長単位で挿入しながら連結し、ＭＰＥＧ‐２ ＴＳの固定長（１８８バイト）のＴＳパケット列となるよう１バイトのＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳ同期信号を付加しながら１８７バイト単位で分割することにより１８８バイトのＴＳパケット単位とするＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット列に信号変換して、伝送路符号化部２２に出力する。

【0031】

図３には、ＩＰ‐ＴＳ変換部２１における信号変換処理として、ＩＰ信号からＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット列へと信号変換する処理方法を示している。図３に示すように、ＩＰ‐ＴＳ変換部２１は、入力されるＩＰ信号（図示上段）に対し、手順１として、当該ＩＰ信号のデータ領域のみを抽出して付加ヘッダを挿入し（図示中段）、手順２として、ＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳ同期信号（１バイト;０ｘ４７）を付加し、１８８バイトで固定長のＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット化を行う（図示下段）。

【0032】

まず、ＩＰ‐ＴＳ変換部２１に入力されるＩＰ信号は、主にプリアンブル、イーサネット（登録商標）フレームヘッダ（以下、「Ｅフレームヘッダ」とも称する。）、データ、ＦＣＳ（Frame Check Sequence）から構成される。プリアンブル、Ｅフレームヘッダ、及びＦＣＳは、信号源装置３からＩＰネットワーク６経由でＩＰ信号を受信するための送信装置２における通信処理に用いられる。そして、衛星放送伝送路経由で送るべき映像等の番組データは、図３に示す可変長の「データ」として構成されるＩＰパケット内（正確には、ＩＰパケットヘッダに付随する可変長のペイロード領域）に含まれる。

【0033】

そこで、手順１において、付加ヘッダは１０バイトで構成され、ＩＰ‐ＴＳ変換部２１は、付加ヘッダにおける先頭８バイトには、ＩＰベースの番組データを格納している旨を示す固定パターンの識別信号を記述し、当該ＩＰパケットのパケット長をデータ長として判別した上で、そのデータ長を付加ヘッダにおける下位２バイトにデータ長情報（１６ビット）として記述する。つまり、付加ヘッダにおける９バイト目にはデータ長情報の上位８ビットを、１０バイト目にはデータ長情報の下位８ビットを記述する。尚、この識別信号は、受信装置５における選択チャンネル（２１ＧＨｚ帯の放送チャンネル）に対して固有の固定パターンとし、送信装置２及び受信装置５間で既知とする。

【0034】

例えば、本実施例の付加ヘッダは、
１バイト目：０ｘ５５、
２バイト目：０ｘＣ４、
３バイト目：０ｘ５０、
４バイト目：０ｘＦ４、
５バイト目：０ｘ６Ｆ、
６バイト目：０ｘＤ３、
７バイト目：０ｘ４４、
８バイト目：０ｘＣ９、
９バイト目：データ長情報（上位８ビット）、及び、
１０バイト目：データ長情報（下位８ビット）、
から構成される。

【0035】

上記のように１０バイトの付加ヘッダを定義することで、受信装置５側ではＩＰベースの番組データを格納していることを選択チャンネル（２１ＧＨｚ帯の放送チャンネル）単位で識別することができ、且つ送信装置２側では伝送する番組データのＩＰ信号（可変長ＩＰパケット）のデータ長を判別しつつ、無駄のないＴＳパケット化を行うことが可能となり、伝送効率が向上する。尚、付加ヘッダは先頭８バイトが固定パターンであることから、仮に付加ヘッダを分割する場合でも受信装置５側で容易にＴＳパケット列を連結することができ、且つＩＰベースの番組データを識別可能となる。このように、手順１においては、可変長パケットのデータ長情報を含む付加ヘッダをＩＰパケットのパケット長単位で挿入することで、効率の良いセグメント化が実現される。

【0036】

続いて、手順２において、ＩＰ‐ＴＳ変換部２１は、手順１により得られた各種情報（付加ヘッダ、及びデータ）に対して、ＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳ同期信号（１バイト）を付加することで、ＭＰＥＧ‐２ ＴＳと同一の信号形式を構成する。

【0037】

尚、図３に示すように、手順２では、ＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳ同期信号付加のケースとして、
・ＴＳ同期信号１バイト＋付加ヘッダ１０バイト＋データ１７７バイト（ケース１）、
・ＴＳ同期信号１バイト＋データ１８７バイト（ケース２）、
・ＴＳ同期信号１バイト＋データ１７７バイト＋付加ヘッダ１０バイト（ケース３）、
の事例が示されている。また、上記事例以外にも、付加ヘッダが複数分割される事例も考えられるが、付加ヘッダは先頭８バイトが固定パターンを有することから、容易に受信装置５側で連結することが可能である。

【0038】

本形式を有することで、例えば、図２におけるＩＰ‐ＴＳ変換部２１と伝送路符号化部２２との間に、ＴＳ同期信号を利用した既存のＭＰＥＧ‐２‐ＴＳ用インターフェース回路を用いることが可能となる。

【0039】

伝送路符号化部２２は、ＩＰ‐ＴＳ変換部２１から取得した１８８バイト単位のＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット列に対し、先頭１バイトのＴＳ同期信号を削除して情報効率を高めた上で連結し、連結したＴＳパケット列の情報を高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB‐S3）をベースとした伝送フレームに誤り訂正符号化処理のＬＤＰＣ符号化率に応じたビット列単位で格納し、該ビット列に対し誤り訂正符号化処理（ＢＣＨ符号及びＬＤＰＣ符号）を施した伝送フレームの情報を生成し、更に変調シンボルマッピング処理を施した変調シンボルフレームを生成して直交変調部２３に出力する。

【0040】

図４（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による一実施例の送信装置２における伝送路符号化部２２により構成する伝送フレーム及びＬＤＰＣ符号化率ごとの伝送フレーム構成ビットを示す図である。図４（ａ）に示すように、伝送路符号化部２２は、誤り訂正符号化処理として、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB‐S3）と同様に、内符号がＬＤＰＣ符号、外符号がＢＣＨ符号の連接符号構成とし、ＬＤＰＣ符号の符号長は４４８８０ビットとする。

【0041】

つまり、伝送路符号化部２２は、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB‐S3）と同様のＢＣＨ符号の生成多項式を用いて、フレームヘッダ及び主信号のビット列に対して外符号のＢＣＨ符号化処理を行うため、１伝送フレームにおいて任意の１２ビットを訂正することが可能である。そして、伝送路符号化部２２は、ＢＣＨ符号化後のビット列（フレームヘッダ、主信号、ＢＣＨ符号パリティ、スタッフビット）に対して、１７次エネルギー拡散を行うことにより変調スペクトラムの平坦化を行ってから、符号化率に応じたＬＤＰＣ符号化処理によりＬＤＰＣ符号パリティを付加することで、１伝送フレームを構成する。尚、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB‐S3）では、ＢＣＨ符号化後のビット列（フレームヘッダ、主信号、ＢＣＨ符号パリティ、スタッフビット）に対して２５次エネルギー拡散処理を行うように規定されているが、本実施形態では、後述するように８ＰＳＫ以下の変調次数の変調方式としていることから、１７次エネルギー拡散処理によって十分に平坦化され、処理負担を軽減させている。

【0042】

従って、図４（ａ）に示すように、伝送フレームは、フレームヘッダ（１７６ビット）、主信号、ＢＣＨ符号パリティ（１９２ビット）、スタッフビット（６ビット）、ＬＤＰＣ符号パリティから構成される。そして、図４（ｂ）に示すように、伝送路符号化部２２は、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB‐S3）で利用可能な全てのＬＤＰＣ符号化率を利用可能とし、１伝送フレームの符号長は常に４４８８０ビットとする。ＬＤＰＣ符号化率の選択設定（外部指示）により、誤り訂正符号の強度を時事変更可能とし、送信装置２及び受信装置５間の伝送品質を容易に保つことが可能となる。尚、ＬＤＰＣ符号化率及び変調方式の設定情報は、主信号の伝送に係る変調シンボルフレームに時分割多重して伝送されるＴＭＣＣ信号（伝送制御信号）に記述される。尚、ＴＭＣＣ信号（伝送制御信号）は、後述する１１次エネルギー拡散処理した信号に多重してπ／２シフトＢＰＳＫにより伝送することが可能である。

【0043】

また、図４（ｂ）に示すように、伝送フレームにおける主信号は、ＬＤＰＣ符号のＬＤＰＣ符号化率に応じたビット列単位とするが、全て１８７バイトの整数倍で構成される。このため、伝送路符号化部２２は、ＩＰ‐ＴＳ変換部２１と整合の取れた過不足の無い伝送フレームを構成することが可能となる。

【0044】

続いて、伝送路符号化部２２は、誤り訂正符号化処理を行った伝送フレームの情報に対して、変調シンボルマッピング処理を施した変調シンボルフレームを生成する。ここで、本発明に係る送信装置２では、伝送路符号化部２２で変調シンボルフレームを構成するために用いる変調方式として、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB‐S3）に規定される最大変調次数（３２ＡＰＳＫ）よりも変調次数を下げた８ＰＳＫ以下の変調次数の変調方式とし、より具体的には、ＱＰＳＫ及び８ＰＳＫの２種類とする。これにより、２１ＧＨｚ帯衛星放送として、降雨減衰による影響が大きい場合でも、上記のＬＤＰＣ符号及びＢＣＨ符号による誤り訂正符号化処理との組み合わせで、十分な所要Ｃ／Ｎマージンを確保することができる。

【0045】

図５は、本発明による一実施例の送信装置２における伝送路符号化部２２により構成する変調シンボルフレームを示す図である。図５に示す変調シンボルフレームは、先頭２６シンボルがユニークワード（１８Ｄ２Ｅ８２（１６進表記））のπ／２シフトＢＰＳＫで構成され、続いて、１８７シンボルの主信号の変調シンボル、４シンボルの位相基準用π／２シフトＢＰＳＫの繰り返しから構成され、ＱＰＳＫの場合１２０回、８ＰＳＫの場合８０回繰り返して、図４（ａ）に示す伝送フレームの情報を変調する。また、位相基準用π／２シフトＢＰＳＫの入力源として、１１次エネルギー拡散回路を適用する。尚、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB‐S3）では、位相基準用π／２シフトＢＰＳＫの入力源として、１５次エネルギー拡散処理を行うように規定されているが、本実施形態では、８ＰＳＫ以下の変調次数の変調方式の位相基準としているため、１１次エネルギー拡散処理によって十分に平坦化されることから、処理負担を軽減させるようにしている。

【0046】

このように、伝送路符号化部２２により構成する変調シンボルフレームは、変調方式としてＱＰＳＫ及び８ＰＳＫの２種類としており、伝送フレームと変調シンボルフレームとは、主信号の変調方式がＱＰＳＫと８ＰＳＫのいずれであっても１対１の関係性を維持することが可能となる。尚、伝送路符号化部２２は、主信号の変調方式を８ＰＳＫとする場合、ＬＤＰＣ符号の復号性能向上を目的として、高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式（ISDB‐S3）と同様に、直交変調部２３による変調シンボルマッピングの直前に、主信号にのみビットインターリーブを適用して直交変調部２３に出力する。

【0047】

直交変調部２３は、伝送路符号化部２２から得られる変調シンボルフレームにおける変調方式に対応する直交変調処理を行い、ロールオフフィルタによる波形成形を行って変調波信号を生成し出力する。

【0048】

（受信装置）
図６は、本発明による一実施例の受信装置５の概略構成を示すブロック図である。受信装置５は、図１における受信アンテナ５ａから得られる変調波信号を入力源とし、直交復調部５１、伝送路復号部５２、及びＴＳ‐ＩＰ変換部５３を備える。

【0049】

直交復調部５１は、受信した変調波信号に対し、送信装置２と同一のロールオフフィルタによるロールオフフィルタによる波形成形、及び衛星放送伝送路で生じる波形歪を補正するための適応等化処理を施した後、事前に復調・復号済みのＴＭＣＣ信号（伝送制御信号）を基に、送信装置２と同一の変調方式により直交復調処理を行い、直交復調後の信号に対しデマッピングを行うことで図４（ａ）に示す伝送フレームを構成し、伝送路復号部５２に出力する。

【0050】

直交復調部５１は、その直交復調処理の過程で、エネルギー逆拡散処理後の位相基準用π／２シフトＢＰＳＫを利用した位相同期や、図５に示す２６シンボルから構成されるユニークワードの検出を行うことで、図５における主信号を取得することが可能となる。ＱＰＳＫの場合、ユニークワードから連なる主信号１８７シンボルを１２０回、８ＰＳＫの場合、主信号１８７シンボルを８０回連結し、デマッピングを行うことで、図４（ａ）に示す４４８８０ビットの１伝送フレームを再構成することが可能となる。また、８ＰＳＫの場合、送信装置２においてビットインターリーブを行う都合上、受信装置５においても対応するデインターリーブを行うことで、ビットの整合性を保つようにする。尚、デマッピングにおいては、伝送路復号部５２におけるＬＤＰＣ復号処理のために、通常、情報ビットの０または１の確からしさを示す尤度を基に確率値を高める尤度判定処理を行って伝送フレームを再構成することから、この尤度判定処理には、受信信号のＣ／Ｎに応じたものとすることが望ましい。

【0051】

続いて、伝送路復号部５２は、直交復調部５１から得られる伝送フレームに対して、送信装置２による誤り訂正符号化処理に対応する誤り訂正復号処理（ＬＤＰＣ復号、エネルギー逆拡散及びＢＣＨ復号）を行い、誤り訂正復号後の主信号のデータ１８７バイトに１バイトのＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳ同期信号を付加した１８８バイトのＴＳパケット単位とするＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット列を生成し、ＴＳ‐ＩＰ変換部５３に出力する。

【0052】

受信装置５側においても、伝送路復号部５２とＴＳ‐ＩＰ変換部５３との間に、ＴＳ同期信号を利用した既存のＭＰＥＧ‐２‐ＴＳ用インターフェース回路を用いる。

【0053】

ＴＳ‐ＩＰ変換部５３は、伝送路復号部５２から得られるＭＰＥＧ‐２ ＴＳの各ＴＳパケットから先頭１バイトのＴＳ同期信号を削除してＴＳパケット列の主信号のデータを連結し、この連結後のデータ列について、付加ヘッダを参照して当該ＩＰパケットのパケット長単位で信号分割を行ってから付加ヘッダを除去することにより送信装置２から伝送されたＩＰパケットを抽出し、必要に応じて各ＩＰパケットにローカルエリアネットワーク伝送用にプリアンブル、Ｅフレームヘッダ、及びＦＣＳを付加して、抽出したＩＰパケットを用いてＩＰ信号を生成し外部に出力する。

【0054】

図７には、ＴＳ‐ＩＰ変換部５３における信号変換処理として、ＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット列からＩＰ信号へと信号変換する処理方法を示している。図７に示すように、ＴＳ‐ＩＰ変換部５３は、入力されるＭＰＥＧ‐２ ＴＳのＴＳパケット列（図示上段）に対し、先頭１バイトのＴＳ同期信号を削除してＴＳパケット列を連結し、このＴＳ連結後、付加ヘッダを参照して信号分割を行ってから付加ヘッダを除去する（図示中段）。上述の通り、付加ヘッダには９バイト目と１０バイト目にデータ長情報が記述されているため、この情報を基に、付加ヘッダを参照して信号分割を行うことができる。続いて、ＴＳ‐ＩＰ変換部５３は、ＩＰパケットを抽出し、必要に応じてローカルエリアネットワーク伝送用にプリアンブル、Ｅフレームヘッダ、及びＦＣＳを付加して、ＩＰ信号を生成する（図示下段）。

【0055】

以上の処理により、受信装置５は、送信装置２から衛星放送伝送路経由で伝送された可変長のＩＰ信号を効率よく取得することが可能となる。

【0056】

従って、本発明に係る送信装置２及び受信装置５は、放送と通信の融合を考慮した２１ＧＨｚ帯衛星放送の伝送方式として、伝送性能を高めつつＩＰと親和性の高い伝送が可能となる。

【0057】

上述した実施例に関して、送信装置２及び受信装置５の各々としてそれぞれ機能するコンピュータを構成させ、送信装置２及び受信装置５の各手段を機能させるためのプログラムを好適に用いることができる。具体的には、各手段を制御するための制御部をコンピュータ内の中央演算処理装置（ＣＰＵ）で構成でき、且つ、各手段を動作させるのに必要となるプログラムを適宜記憶する記憶部を少なくとも１つのメモリで構成させることができる。即ち、そのようなコンピュータに、ＣＰＵによって該プログラムを実行させることにより、上述した各手段の有する機能を実現させることができる。更に、各手段の有する機能を実現させるためのプログラムを、前述の記憶部（メモリ）の所定の領域に格納させることができる。そのような記憶部は、装置内部のＲＡＭ又はＲＯＭなどで構成させることができ、或いは又、外部記憶装置（例えば、ハードディスク）で構成させることもできる。また、そのようなプログラムは、コンピュータで利用されるＯＳ上のソフトウェア（ＲＯＭ又は外部記憶装置に格納される）の一部で構成させることができる。更に、そのようなコンピュータに、各手段として機能させるためのプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録することができる。また、上述した各手段をハードェア又はソフトウェアの一部として構成させ、各々を組み合わせて実現させることもできる。

【0058】

上述の実施例については代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換することができることは当業者に明らかである。従って、本発明は、上述の実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本発明による送信装置及び受信装置は、２１ＧＨｚ帯で生じうる降雨減衰に対しても強力な誤り訂正機能を有しつつ、付加ヘッダに基づくＩＰ信号の変換処理を有することで、送信装置及び受信装置間の同期を維持しつつ、ＩＰ信号との親和性を高めることが可能となるので、２１ＧＨｚ帯衛星放送の用途に有用である。

【符号の説明】

【0060】

１ 伝送システム
２ 送信装置
２ａ 送信アンテナ
３ 信号源装置
４ 放送衛星
５ 受信装置
５ａ 受信アンテナ
６ ＩＰネットワーク
２１ ＩＰ‐ＴＳ変換部
２２ 伝送路符号化部
２３ 直交変調部
５１ 直交復調部
５２ 伝送路復号部
５３ ＴＳ‐ＩＰ変換部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】