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JP7299792B2 - transmitter and receiver - Google Patents
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Description

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。 The present invention relates to the technical fields of satellite broadcasting, terrestrial broadcasting, fixed communication and mobile communication, and more particularly to digital data transmitting and receiving devices.

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。 In the digital transmission system, a multilevel modulation system is often used so that more information can be transmitted in the frequency bandwidth available for each service. In order to increase the frequency utilization efficiency, it is effective to increase the number of bits (modulation order) assigned to one symbol of the modulated signal. Limited by the Shannon limit. Satellite digital broadcasting is an example of a form of information transmission using a satellite broadcasting transmission path.

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。 In satellite digital broadcasting currently in use, information correction is performed in a receiver using an error correction code. By adding a redundant signal called a parity bit to the information to be sent, it is possible to control the signal redundancy (encoding rate) and improve resistance to noise.

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)。 Error correction codes and modulation schemes are closely related, and the theoretical upper limit of frequency utilization efficiency with respect to the signal-to-noise ratio is called the Shannon limit. LDPC (Low Density Parity Check) code was proposed by Gallagher in 1962 as one of the powerful error correction codes having performance approaching the Shannon limit (see, for example, Non-Patent Document 1).

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。 An LDPC code is a linear code defined by a very sparse parity check matrix H (parity check matrix elements consist of 0s and 1s and the number of 1s is very small).

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。 The LDPC code is a powerful error-correcting code that can obtain transmission characteristics approaching the Shannon limit by increasing the code length and using an appropriate parity check matrix. LDPC codes are also adopted in ARIB STD-B44 (hereinafter referred to as an advanced satellite broadcasting system; see, for example, Non-Patent Document 2), which defines the transmission system of . Combining multilevel modulation with powerful error correction codes such as LDPC codes has enabled transmission with higher frequency utilization efficiency.

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)。 Taking the advanced satellite broadcasting system as an example, the code length of the LDPC code in this system is composed of Forward Error Correction (FEC) frames and is 44880 bits. It has been shown that the performance is within about 1 dB from the theoretical upper limit of the frequency utilization efficiency with respect to the signal-to-noise ratio when .

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。 In the advanced satellite broadcasting system, the LDPC coding rate is 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), and 109/120 (≈9/10).

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。 By the way, focusing on the 12 GHz band used for satellite broadcasting, the available frequencies are tight, and there is not enough frequency bandwidth for the transmission of next-generation content that exceeds the transmission capacity of 4K/8K high-definition services. It is difficult to secure Under such circumstances, the 21 GHz band distributed to Japan as a frequency band for satellite broadcasting (BSS) by ITU-R attracts attention. Since this frequency band has a wide band of 600 MHz, AR (Augmented Reality) can be considered as a next-generation content transmission service that exceeds the transmission capacity of 4K/8K high-definition services, as well as 2K or 4K/8K Super Hi-Vision. ), VR (Virtual Reality), stereoscopic television, and other large-capacity transmission applications.

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。 However, in digital satellite broadcasting, the transmission conditions deteriorate due to rainfall, and in digital terrestrial broadcasting, fading. In particular, in the case of transmission in the 21 GHz band, it is assumed that the effect of rainfall attenuation will be about three times as large as the dB value in the 12 GHz band.

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。 On the other hand, recently, it has become possible to provide a service that links broadcasting and communication, such as transmitting a broadcast program from a transmitting side to a receiving device via an IP (Internet Protocol) network.

R. G. Gallager, “Low‐Density Parity‐Check Codes,” in Research Monograph series Cambridge, MIT Press, 1963年12月R. G. Gallager, “Low-Density Parity-Check Codes,” in Research Monograph series Cambridge, MIT Press, December 1963. “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>"Transmission system for advanced wideband satellite digital broadcasting (ISDB-S3) standard ARIB STD-B44 Version 2.1", [online], revised on March 25, 2016, ARIB, [searched on July 2, 2001] , Internet <URL: https://www.arib.or.jp/kikaku/kikaku_hoso/std-b44.html> 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.1997‐2004Suzuki et al., “Design of LDPC Code for Advanced BS Digital Broadcasting”, Journal of The Institute of Image Information and Television Engineers, Institute of Image Information and Television Engineers, Image Information Media vol.62, No.12, December 1, 2008, pp.1997 -2004

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。 As described above, recently, in addition to the current 2K service by satellite/terrestrial broadcasting and 4K/8K Super Hi-Vision by satellite broadcasting, the provision of 4K/8K Super Hi-Vision by terrestrial broadcasting is newly expected. However, focusing on the 12 GHz band used for satellite broadcasting, available frequencies are tight, and it is difficult to secure sufficient frequency bandwidth for transmission of next-generation content beyond 4K/8K services. situation.

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。 Therefore, another band available for satellite broadcasting is the 21 GHz band. The 21 GHz band has a bandwidth of 600 MHz allocated for satellite broadcasting, and is a promising transmission band for realizing large-capacity transmission.

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。 However, compared to the 12 GHz band, the 21 GHz band is more affected by rain attenuation. , the modulation order must be lowered below the maximum modulation order (32APSK) specified in the advanced wideband digital satellite broadcasting transmission system (ISDB-S3).

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。 In addition, recently, with the convergence of broadcasting and communication, the diversification of transmission forms beyond the boundaries of radio waves is progressing, and in particular, the sharing of IP-based transmission means is progressing. Next-generation communication networks such as 5G are also being considered for integration with satellite broadcasting transmission lines, and it is expected that the sharing of IP-based transmission means will further accelerate in the future.

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。 For this reason, a transmission system for 21GHz-band satellite broadcasting that takes into account the convergence of broadcasting and communications is required. There is a demand for a transmission means that has a high affinity with IP while improving transmission performance by adopting a coded modulation system that considers the influence and enabling commonality with the signal form of IP-based transmission means.

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。 Therefore, in view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a transmission device that enables transmission with high compatibility with IP while improving transmission performance as a transmission system for 21 GHz band satellite broadcasting that takes into account the convergence of broadcasting and communication. and to provide a receiver.

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。 A transmission device according to the present invention is a transmission device for transmitting IP-based program data as a modulated wave signal through a 21 GHz band satellite broadcasting transmission path, wherein the IP-based program data is stored in variable-length IP packets. A signal is input, the data area of the IP signal is extracted, and an identification signal of a fixed pattern indicating that the IP-based program data is stored and an additional header describing data length information are added to the IP packet. 188 bytes of 188 bytes by inserting and concatenating in packet length units and dividing in 187 byte units while adding 1 byte MPEG-2 TS TS synchronization signals so as to form fixed length TS packet strings of MPEG-2 TS. IP-TS converting means for converting a signal into a TS packet sequence of MPEG-2 TS in TS packet units; transmission line coding means for deleting and concatenating signals to generate a modulation symbol frame subjected to predetermined coding modulation processing; and orthogonal modulation corresponding to a modulation scheme in the modulation symbol frame obtained from the transmission line coding means and quadrature modulation means for performing processing and waveform shaping to generate a modulated wave signal.

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。 Further, in the transmitting apparatus of the present invention, the transmission line coding means uses, as the predetermined coding modulation processing, the inner code based on the transmission system of advanced wideband satellite digital broadcasting as an LDPC code and the outer code as a BCH code. means for performing error correction coding processing on a main signal composed of an integer multiple of 187 bytes with the code length of the LDPC code set to 44880 bits regardless of the LDPC coding rate by the concatenated code, As the LDPC coding rate, all LDPC coding rates used in the transmission system of advanced wideband satellite digital broadcasting can be used, and the modulation symbol frame is generated by a modulation system with a modulation order of 8PSK or less. do.

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。 Further, in the transmitting apparatus of the present invention, the IP-TS conversion means configures the additional header with 10 bytes, describes the identification signal in the leading 8 bytes of the additional header, and stores the packet length of the IP packet as data. The length is described in the lower 2 bytes in the additional header.

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。 Further, a receiving apparatus of the present invention is a receiving apparatus for receiving a modulated wave signal transmitted from the transmitting apparatus of the present invention, and after applying waveform shaping and adaptive equalization processing to the received modulated wave signal, Orthogonal demodulation means for performing orthogonal demodulation processing and forming a transmission frame used for error correction decoding processing, and error correction decoding processing for the transmission frame obtained from the orthogonal demodulation means, and main signal data after error correction decoding. Transmission channel decoding means for generating a TS packet string of MPEG-2 TS in 188-byte TS packet units in which a 1-byte MPEG-2 TS TS synchronization signal is added to 187 bytes, and obtained from the transmission channel decoding means Remove the TS synchronization signal from each TS packet of MPEG-2 TS, concatenate the data of the main signal of the TS packet string, and refer to the additional header for the concatenated data string to determine the packet length unit of the IP packet. TS-IP conversion means for extracting the IP packet transmitted from the transmitting device by performing signal division and then removing the additional header, and generating an IP signal using the extracted IP packet. characterized by

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。 According to the present invention, it is possible to construct a transmission system for 21 GHz band satellite broadcasting that considers the fusion of broadcasting and communication, and enables transmission that is highly compatible with IP while improving transmission performance.

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。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission system including a transmitting device and a receiving device according to one embodiment of the present invention; FIG. 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。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmitter of one embodiment according to the present invention; FIG. 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。FIG. 4 is a diagram showing signal conversion processing of an IP-TS converter in the transmission device of one embodiment according to the present invention; (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。4(a) and 4(b) are diagrams respectively showing a transmission frame configured by a channel coding section in the transmission apparatus of the embodiment according to the present invention and transmission frame configuration bits for each LDPC coding rate; FIG. 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。FIG. 4 is a diagram showing a modulation symbol frame configured by a transmission line coding section in the transmitting apparatus of one embodiment according to the present invention; 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。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a receiving device of one embodiment according to the present invention; FIG. 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。FIG. 4 is a diagram showing signal conversion processing of the TS-IP converter in the receiving device of one embodiment according to the present invention;

(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。
(transmission system)
First, a configuration example of a transmission system 1 including a transmitting device 2 and a receiving device 5 according to one embodiment of the present invention will be described.

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。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission system 1 including a transmitter 2 and a receiver 5 according to one embodiment of the present invention. In the transmission system 1 shown in FIG. 1, the signal source device 3 stores IP-based program data and outputs an IP signal of certain program data to the transmission device 2 via the IP network 6 . The transmission device 2 inputs the IP signal of the program data from the signal source device 3 via the IP network 6 in consideration of the fusion of broadcasting and communication, and converts the IP signal of the program data into an identifiable MPEG-2. 2 Generate TS. Then, from this MPEG-2 TS, the transmission device 2 generates a modulated wave signal based on the advanced wideband satellite digital broadcasting transmission system (ISDB-S3), which takes into consideration the effects of rain attenuation, and The signal is transmitted to the receiving device 5 through the transmission antenna 2a and the satellite broadcasting transmission line of the broadcasting satellite 4 for 21 GHz band satellite broadcasting. On the other hand, the receiving device 5 receives the modulated wave signal through the receiving antenna 5a, demodulates and decodes it, restores the MPEG-2 TS, extracts the IP signal, and outputs it to the outside.

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。 Although it is not directly related to the gist of the present invention, in consideration of the integration of broadcasting and communication, both the transmitting device 2 and the receiving device 5 have a transmission mode in addition to the transmission mode shown in FIG. The device 2 and the receiving device 5 may be connected by an IP network and have a function of two-way communication of IP signals. For example, in addition to the transmission mode shown in FIG. 1, the transmitting device 2 has a function of transmitting the IP signal of the program data input from the signal source device 3 via the IP network 6 to the receiving device 5 via the IP network. and the receiving device 5 may have a function of receiving the IP signal via the IP network.

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。 Hereinafter, specific configurations and operations of the transmitting device 2 and the receiving device 5 will be described in order with reference to the drawings.

(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。
(Transmitter)
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the transmitter 2 of one embodiment according to the present invention. The transmission device 2 receives an IP signal of program data as an input source, and includes an IP-TS converter 21 , a channel encoder 22 , and an orthogonal modulator 23 .

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。 The IP-TS conversion unit 21 receives an IP signal in which IP-based program data is stored in variable-length IP packets from the signal source device 3 via the IP network 6, extracts the data area of the IP signal, An identification signal of a fixed pattern indicating that IP-based program data is stored and an additional header describing data length information are inserted and concatenated in units of the packet length of the IP packet, and the fixed length of MPEG-2 TS is generated. (188 bytes) TS packet string of MPEG-2 TS is divided into 187-byte units while adding a 1-byte MPEG-2 TS TS sync signal to form a TS packet string of 188 bytes. , and output to the transmission line coding unit 22 .

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)。 FIG. 3 shows a processing method for signal conversion from an IP signal to a TS packet sequence of MPEG-2 TS as signal conversion processing in the IP-TS conversion unit 21 . As shown in FIG. 3, the IP-TS conversion unit 21 extracts only the data area of the input IP signal (upper part of the figure) and inserts an additional header (middle part of the figure) as procedure 1. ), and as procedure 2, a TS synchronization signal (1 byte; 0x47) of MPEG-2 TS is added, and TS packetization of fixed-length MPEG-2 TS of 188 bytes is performed (lower stage in the figure).

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。 First, an IP signal input to the IP-TS conversion unit 21 is mainly composed of a preamble, an Ethernet (registered trademark) frame header (hereinafter also referred to as "E frame header"), data, and FCS (Frame Check Sequence). be done. The preamble, E-frame header, and FCS are used for communication processing in the transmitting device 2 for receiving IP signals from the signal source device 3 via the IP network 6 . Program data such as video to be sent via the satellite broadcasting transmission path is contained in IP packets configured as variable-length "data" shown in FIG. )include.

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。 Therefore, in procedure 1, the additional header is composed of 10 bytes, and the IP-TS converter 21 inserts a fixed pattern identification signal indicating that IP-based program data is stored in the leading 8 bytes of the additional header. is described, the packet length of the IP packet is determined as the data length, and the data length is described as data length information (16 bits) in the lower 2 bytes of the additional header. That is, the 9th byte of the additional header describes the upper 8 bits of the data length information, and the 10th byte describes the lower 8 bits of the data length information. This identification signal is a fixed pattern unique to the selected channel (broadcast channel of 21 GHz band) in the receiver 5 and is known between the transmitter 2 and the receiver 5 .

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。
For example, the additional header in this example is:
1st byte: 0x55,
2nd byte: 0xC4,
3rd byte: 0x50,
4th byte: 0xF4,
5th byte: 0x6F,
6th byte: 0xD3,
7th byte: 0x44,
8th byte: 0xC9,
9th byte: data length information (upper 8 bits), and
10th byte: data length information (lower 8 bits),
consists of

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。 By defining the 10-byte additional header as described above, the receiving device 5 can identify that the IP-based program data is stored for each selected channel (broadcast channel in the 21 GHz band), and On the transmission device 2 side, it is possible to perform efficient TS packetization while determining the data length of the IP signal (variable length IP packet) of the program data to be transmitted, thereby improving the transmission efficiency. Since the additional header has a fixed pattern in the leading 8 bytes, even if the additional header is divided, the TS packet string can be easily concatenated on the receiving device 5 side, and the IP-based program data can be identified. becomes. As described above, in procedure 1, efficient segmentation is realized by inserting an additional header containing data length information of a variable-length packet for each packet length of the IP packet.

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。 Subsequently, in procedure 2, the IP-TS conversion unit 21 adds a TS synchronization signal (1 byte) of MPEG-2 TS to the various information (additional header and data) obtained in procedure 1. constitutes the same signal format as MPEG-2 TS.

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。
As shown in FIG. 3, in Procedure 2, as a case of MPEG-2 TS TS synchronization signal addition,
TS synchronization signal 1 byte + additional header 10 bytes + data 177 bytes (Case 1),
TS synchronization signal 1 byte + data 187 bytes (Case 2),
TS synchronization signal 1 byte + data 177 bytes + additional header 10 bytes (Case 3),
An example is shown. In addition to the above case, there may be cases where the additional header is divided into a plurality of pieces, but since the additional header has a fixed pattern in the leading 8 bytes, it can be easily concatenated on the receiving device 5 side.

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。 By having this format, for example, an existing interface circuit for MPEG-2-TS using a TS synchronization signal can be used between the IP-TS converter 21 and the channel encoder 22 in FIG. It becomes possible.

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。 The channel coding unit 22 removes the 1-byte TS synchronization signal from the beginning of the 188-byte MPEG-2 TS TS packet string obtained from the IP-TS conversion unit 21 to improve information efficiency. Concatenate and store the information of the concatenated TS packet string in bit string units according to the LDPC coding rate of the error correction coding process in a transmission frame based on the advanced wideband satellite digital broadcasting transmission system (ISDB-S3), Transmission frame information is generated by performing error correction coding processing (BCH code and LDPC code) on the bit string, and a modulation symbol frame is generated by further performing modulation symbol mapping processing, and is output to the orthogonal modulation section 23 .

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。 FIGS. 4(a) and 4(b) are diagrams respectively showing a transmission frame configured by the transmission line encoder 22 in the transmission device 2 of the embodiment according to the present invention and transmission frame configuration bits for each LDPC coding rate. . As shown in FIG. 4( a ), the transmission line coding unit 22 performs error correction coding processing such that the inner code is an LDPC code and the outer code is is the concatenated code configuration of the BCH code, and the code length of the LDPC code is 44880 bits.

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。 That is, the transmission line coding unit 22 uses a BCH code generator polynomial similar to the transmission system of advanced wideband satellite digital broadcasting (ISDB-S3) to generate the BCH code of the outer code for the frame header and the bit string of the main signal. It is possible to correct any 12 bits in one transmission frame because of the conversion processing. Then, the transmission path coding unit 22 flattens the modulation spectrum by performing 17th-order energy spreading on the BCH-encoded bit string (frame header, main signal, BCH code parity, stuff bits). LDPC code parity is added by LDPC encoding processing according to the encoding rate to form one transmission frame. In addition, in the advanced wideband digital satellite broadcasting transmission system (ISDB-S3), it is stipulated that the 25th order energy diffusion processing is performed on the bit string (frame header, main signal, BCH code parity, stuff bit) after BCH encoding. However, in this embodiment, as will be described later, the modulation order of 8PSK or less is used, so that the 17th-order energy diffusion processing is sufficiently flattened to reduce the processing load.

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。 Therefore, as shown in FIG. 4(a), a transmission frame consists of a frame header (176 bits), main signal, BCH code parity (192 bits), stuff bits (6 bits), and LDPC code parity. Then, as shown in FIG. 4(b), the transmission line coding unit 22 makes it possible to use all LDPC coding rates that can be used in the advanced wideband satellite digital broadcasting transmission system (ISDB-S3), and one transmission The frame code length is always 44880 bits. By selecting and setting the LDPC coding rate (external instruction), the strength of the error correction code can be changed according to circumstances, and the transmission quality between the transmitting device 2 and the receiving device 5 can be easily maintained. The LDPC coding rate and modulation scheme setting information are described in a TMCC signal (transmission control signal) that is time-division multiplexed and transmitted in a modulation symbol frame related to transmission of the main signal. It should be noted that the TMCC signal (transmission control signal) can be multiplexed with a signal subjected to 11th-order energy diffusion processing, which will be described later, and transmitted by .pi./2 shift BPSK.

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。 Also, as shown in FIG. 4(b), the main signal in the transmission frame is in units of bit strings corresponding to the LDPC coding rate of the LDPC code, and all consist of integral multiples of 187 bytes. For this reason, the transmission path coding unit 22 can configure a transmission frame that is consistent with the IP-TS conversion unit 21 and has no excess or deficiency.

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。 Subsequently, the transmission path coding unit 22 generates a modulation symbol frame by applying modulation symbol mapping processing to the information of the transmission frame subjected to the error correction coding processing. Here, in the transmission device 2 according to the present invention, the modulation method used for constructing the modulation symbol frame in the transmission path coding unit 22 is the maximum modulation specified in the transmission method for advanced wideband satellite digital broadcasting (ISDB-S3). A modulation system with a modulation order of 8PSK or less, which is lower than the modulation order (32APSK), is used, and more specifically, there are two types, QPSK and 8PSK. As a result, even when the influence of rain attenuation is large for 21 GHz band satellite broadcasting, a sufficient required C/N margin can be ensured in combination with the error correction coding processing using the LDPC code and BCH code.

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。 FIG. 5 is a diagram showing a modulation symbol frame formed by the transmission line coding section 22 in the transmission device 2 of one embodiment according to the present invention. The modulation symbol frame shown in FIG. 5 is composed of π/2 shift BPSK with a unique word (18D2E82 (hexadecimal notation)) as the leading 26 symbols, followed by 187 symbols of main signal modulation symbols, and 4 symbols of phase reference. BPSK is repeated 120 times for QPSK and 80 times for 8PSK to modulate the information of the transmission frame shown in FIG. 4(a). Also, an eleventh-order energy spreading circuit is applied as an input source of π/2 shift BPSK for phase reference. In addition, in the advanced wideband satellite digital broadcasting transmission system (ISDB-S3), it is specified that 15th order energy diffusion processing is performed as an input source of π/2 shift BPSK for phase reference, but in this embodiment, Since it is used as a phase reference for a modulation system with a modulation order of 8PSK or less, it is sufficiently flattened by the 11th-order energy diffusion processing, thereby reducing the processing load.

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。 In this way, the modulation symbol frame configured by the transmission line coding unit 22 has two types of modulation schemes, QPSK and 8PSK, and the transmission frame and the modulation symbol frame are determined by which of the main signal modulation schemes is QPSK or 8PSK. However, it is possible to maintain a one-to-one relationship. When the modulation method of the main signal is 8PSK, the transmission path coding unit 22 performs orthogonal modulation in the same manner as the transmission method of advanced wideband digital satellite broadcasting (ISDB-S3) for the purpose of improving the decoding performance of the LDPC code. Just before modulation symbol mapping by section 23 , bit interleaving is applied only to the main signal and output to quadrature modulation section 23 .

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。 The quadrature modulation section 23 performs quadrature modulation processing corresponding to the modulation scheme in the modulation symbol frame obtained from the channel coding section 22, performs waveform shaping by a roll-off filter, and generates and outputs a modulated wave signal.

(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。
(receiving device)
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of the receiver 5 of one embodiment according to the present invention. The receiving device 5 receives as an input source a modulated wave signal obtained from the receiving antenna 5a in FIG.

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。 The quadrature demodulator 51 subjects the received modulated wave signal to waveform shaping by the same roll-off filter as that of the transmission device 2, and adaptive equalization processing for correcting waveform distortion occurring in the satellite broadcasting transmission path. After that, based on the TMCC signal (transmission control signal) that has been demodulated and decoded in advance, orthogonal demodulation processing is performed using the same modulation method as that of the transmission device 2, and demapping is performed on the signal after orthogonal demodulation. A transmission frame shown in FIG.

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。 In the process of the orthogonal demodulation process, the orthogonal demodulation section 51 performs phase synchronization using π/2 shift BPSK for the phase reference after the energy despreading process and detection of the unique word composed of 26 symbols shown in FIG. By doing so, the main signal in FIG. 5 can be obtained. In the case of QPSK, the main signal 187 symbols concatenated from the unique word are concatenated 120 times, and in the case of 8PSK, the main signal 187 symbols are concatenated 80 times, and demapping is performed to obtain one transmission frame of 44880 bits shown in FIG. can be reconstructed. Further, in the case of 8PSK, since bit interleaving is performed in the transmitting device 2, the corresponding deinterleaving is also performed in the receiving device 5 to maintain bit consistency. In the demapping, for the LDPC decoding processing in the transmission path decoding unit 52, the likelihood determination processing is normally performed to increase the probability value based on the likelihood indicating the likelihood that the information bit is 0 or 1, and then transmitted. Since the frame is reconstructed, it is desirable that the likelihood determination process should correspond to the C/N of the received signal.

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。 Subsequently, the transmission path decoding unit 52 performs error correction decoding processing (LDPC decoding, energy despreading and BCH decoding) corresponding to the error correction encoding processing by the transmission device 2 for the transmission frame obtained from the orthogonal demodulation unit 51. to generate a TS packet string of MPEG-2 TS in units of 188-byte TS packets in which a 1-byte TS synchronization signal of MPEG-2 TS is added to 187 bytes of data of the main signal after error correction decoding, and TS - output to the IP conversion unit 53;

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。 On the receiving device 5 side as well, an existing interface circuit for MPEG-2-TS using the TS synchronization signal is used between the transmission path decoder 52 and the TS-IP converter 53 .

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。 The TS-IP conversion unit 53 deletes the leading 1-byte TS synchronization signal from each TS packet of the MPEG-2 TS obtained from the transmission line decoding unit 52, concatenates the data of the main signal of the TS packet sequence, and concatenates the concatenation With respect to the subsequent data string, the additional header is referred to, and the signal is divided by the packet length unit of the IP packet, and then the additional header is removed, thereby extracting the IP packet transmitted from the transmitting device 2. A preamble, an E frame header, and an FCS are added to each IP packet for local area network transmission, and an IP signal is generated using the extracted IP packet and output to the outside.

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)。 FIG. 7 shows a processing method for signal conversion from a TS packet sequence of MPEG-2 TS to an IP signal as signal conversion processing in the TS-IP conversion unit 53 . As shown in FIG. 7, the TS-IP conversion unit 53 deletes the TS synchronization signal at the beginning of the input TS packet string of MPEG-2 TS (upper part of the figure) and concatenates the TS packet string. After this TS concatenation, the additional header is referred to and the signal is divided, and then the additional header is removed (the middle part of the figure). As described above, since the data length information is described in the 9th and 10th bytes of the additional header, it is possible to perform signal division by referring to the additional header based on this information. Subsequently, the TS-IP converter 53 extracts the IP packet, adds a preamble, an E-frame header, and an FCS for local area network transmission if necessary, and generates an IP signal (lower part in the figure).

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。 By the above processing, the receiving device 5 can efficiently acquire the variable-length IP signal transmitted from the transmitting device 2 via the satellite broadcasting transmission line.

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。 Therefore, the transmitting device 2 and the receiving device 5 according to the present invention can perform transmission with high compatibility with IP while improving transmission performance as a transmission system of 21 GHz band satellite broadcasting considering the convergence of broadcasting and communication.

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。 With respect to the above-described embodiment, a program for configuring a computer functioning as each of the transmitting device 2 and the receiving device 5 and causing each means of the transmitting device 2 and the receiving device 5 to function can be preferably used. Specifically, a control unit for controlling each means can be configured by a central processing unit (CPU) in a computer, and at least a storage unit for appropriately storing programs required to operate each means It can be configured with one memory. That is, by causing the CPU of such a computer to execute the program, the functions of the above-described means can be realized. Further, a program for realizing the function of each means can be stored in a predetermined area of the aforementioned storage section (memory). Such a storage unit can be configured with a RAM or ROM inside the device, or can be configured with an external storage device (eg, hard disk). Also, such a program can be made up of a part of software (stored in a ROM or an external storage device) on an OS used in a computer. Furthermore, a program for causing such a computer to function as each means can be recorded on a computer-readable recording medium. Moreover, each of the means described above can be configured as a part of hardware or software, and can be realized by combining them.

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。 Although the above embodiments have been described as representative examples, it will be apparent to those skilled in the art that many modifications and substitutions may be made within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the present invention should not be construed as limited by the above-described embodiments, but only by the appended claims.

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。 The transmitting device and the receiving device according to the present invention have a strong error correction function against rain attenuation that may occur in the 21 GHz band, and have IP signal conversion processing based on the additional header. Since it is possible to improve compatibility with IP signals while maintaining inter-phase synchronization, it is useful for applications of 21 GHz band satellite broadcasting.

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
1 transmission system 2 transmitter 2a transmitter antenna 3 signal source device 4 broadcasting satellite 5 receiver 5a receiver antenna 6 IP network 21 IP-TS converter 22 channel encoder 23 quadrature modulator 51 quadrature demodulator 52 channel decoder 53 TS-IP converter

Claims (4)

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。
A transmission device for transmitting IP-based program data as a modulated wave signal via a 21 GHz band satellite broadcasting transmission line,
Inputting an IP signal in which the IP-based program data is stored in a variable-length IP packet, extracting a data area of the IP signal, and identifying a fixed pattern indicating that the IP-based program data is stored. TS synchronization of 1-byte MPEG-2 TS is performed so as to form fixed-length TS packet strings of MPEG-2 TS by inserting additional headers describing signal and data length information in packet length units of the relevant IP packets and concatenating them. IP-TS conversion means for converting signals into TS packet trains of MPEG-2 TS in units of 188-byte TS packets by dividing into 187-byte units while adding signals;
Transmission of deleting the TS synchronization signal from the 188-byte unit MPEG-2 TS packet sequence obtained from the IP-TS conversion unit, concatenating it, and generating a modulation symbol frame subjected to a predetermined coding modulation process. a road encoding means;
Quadrature modulation means for performing quadrature modulation processing corresponding to the modulation scheme in the modulation symbol frame obtained from the transmission line coding means and performing waveform shaping to generate a modulated wave signal;
A transmitting device comprising:
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。 The transmission line coding means, as the predetermined coding modulation processing, converts the LDPC code into a concatenated code in which the inner code is an LDPC code and the outer code is a BCH code based on the transmission system of advanced wideband satellite digital broadcasting. It has means for performing error correction coding processing for encoding a main signal composed of an integer multiple of 187 bytes with a code length of 44880 bits regardless of the LDPC coding rate, and the LDPC coding rate is an advanced wideband The transmission according to claim 1, characterized in that all LDPC coding rates used in the transmission system of satellite digital broadcasting can be used, and the modulation symbol frame is generated by a modulation system with a modulation order of 8PSK or less. Device. 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。 The IP-TS conversion means configures the additional header with 10 bytes, describes the identification signal in the leading 8 bytes of the additional header, and sets the packet length of the IP packet as the data length to the lower 2 bytes of the additional header. 3. A transmitting device according to claim 1 or 2, characterized in that: 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。
A receiving device for receiving a modulated wave signal transmitted from the transmitting device according to any one of claims 1 to 3,
quadrature demodulation means for performing waveform shaping and adaptive equalization processing on the received modulated wave signal and then performing quadrature demodulation processing to form a transmission frame used for error correction decoding processing;
Error correction decoding processing is performed on the transmission frame obtained from the orthogonal demodulation means, and a 188-byte TS packet obtained by adding a 1-byte MPEG-2 TS TS synchronization signal to the 187-byte data of the main signal after error correction decoding. Transmission path decoding means for generating a TS packet sequence of MPEG-2 TS as a unit;
The TS synchronization signal is deleted from each TS packet of MPEG-2 TS obtained from the transmission line decoding means, the data of the main signal of the TS packet string is concatenated, and the additional header is referred to for the concatenated data string. The TS- extracts the IP packet transmitted from the transmitting device by dividing the IP packet by packet length unit and then removing the additional header, and generates an IP signal using the extracted IP packet. IP conversion means;
A receiving device comprising:
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7663456B2 (en) * 2021-08-18 2025-04-16 日本放送協会 Transmitting device, receiving device and program
CN120785416B (en) * 2025-09-12 2025-12-30 中国电子科技集团公司第五十四研究所 Multimode multi-rate satellite signal transmitting device suitable for rotorcraft

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015156636A (en) 2014-01-15 2015-08-27 日本放送協会 Transmitting apparatus and receiving apparatus
JP2016134872A (en) 2015-01-22 2016-07-25 日本放送協会 Transmitting apparatus and receiving apparatus
JP2019087958A (en) 2017-11-10 2019-06-06 住友電気工業株式会社 Broadcast retransmission apparatus, broadcast retransmission method and monitoring method
JP2019092159A (en) 2018-11-30 2019-06-13 日本電気株式会社 Signal configuration device, signal configuration system, signal configuration method, and program for signal configuration
JP2019118076A (en) 2017-12-27 2019-07-18 ピクセルワークス インクPixelworks,Inc. Packet conversion device
JP2019125860A (en) 2018-01-12 2019-07-25 日本電気株式会社 Transmission processing apparatus, reception processing apparatus, transmission/reception system, broadcast service providing method, transmission processing method, and transmission program

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015156636A (en) 2014-01-15 2015-08-27 日本放送協会 Transmitting apparatus and receiving apparatus
JP2016134872A (en) 2015-01-22 2016-07-25 日本放送協会 Transmitting apparatus and receiving apparatus
JP2019087958A (en) 2017-11-10 2019-06-06 住友電気工業株式会社 Broadcast retransmission apparatus, broadcast retransmission method and monitoring method
JP2019118076A (en) 2017-12-27 2019-07-18 ピクセルワークス インクPixelworks,Inc. Packet conversion device
JP2019125860A (en) 2018-01-12 2019-07-25 日本電気株式会社 Transmission processing apparatus, reception processing apparatus, transmission/reception system, broadcast service providing method, transmission processing method, and transmission program
JP2019092159A (en) 2018-11-30 2019-06-13 日本電気株式会社 Signal configuration device, signal configuration system, signal configuration method, and program for signal configuration

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