JP7587355B2 - Transmission server, transmission device, receiving device, and program - 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、放送と通信を連携し、通信を利用して受信側からの再送要求に応じてデータ再送を可能とする送信サーバ、デジタル放送に係る送信装置及び受信装置、並びにプログラムに関する。 The present invention relates to the technical fields of satellite broadcasting, terrestrial broadcasting, fixed communication, and mobile communication, and in particular to a transmission server that links broadcasting and communication and uses communication to enable data retransmission in response to a retransmission request from the receiving side, a transmitting device and receiving device related to digital broadcasting, and a program.
衛星放送及び地上放送のデジタル放送方式では、白色雑音下での伝送性能を向上させる技術として、誤り訂正符号が用いられる。例えば高度広帯域衛星デジタル放送では、信号対雑音比に対する利用効率の理論的な上限値であ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であるLDPC(Low Density Parity Check)符号が利用される(例えば、非特許文献1,2参照)。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。 In satellite and terrestrial digital broadcasting systems, error-correcting codes are used as a technique for improving transmission performance in the presence of white noise. For example, advanced wideband satellite digital broadcasting uses LDPC (Low Density Parity Check) codes, which are powerful error-correcting codes with performance approaching the Shannon limit, which is the theoretical upper limit of utilization efficiency for the signal-to-noise ratio (see, for example, non-patent documents 1 and 2). However, in digital broadcasting, transmission conditions can deteriorate to the point that the signal cannot be restored by error-correcting codes alone, such as attenuation due to rain in satellite digital broadcasting and fading in terrestrial digital broadcasting.
一方、デジタル無線通信では、誤り訂正符号以外のデータ補償技術としてARQ(Automatic Repeat reQuest)によるデータ再送制御が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。デジタル無線通信において、誤り訂正符号とARQを組み合わせたHybrid ARQを用いることで伝送性能の向上を実現することができ、ARQのみを利用するよりも少ない再送回数、且つ誤り訂正符号のみでは補償できない条件でのデータ伝送が可能となる。ただし、Hybrid ARQを用いる従来の先行技術は、FPUや携帯電話の基地局通信など双方向の通信に限られており、放送のような片方向のブロードキャストにおいて通信と連携し、Hybrid ARQでデータを補償する技法は確立されていない。 On the other hand, in digital wireless communication, data retransmission control using ARQ (Automatic Repeat reQuest) is known as a data compensation technique other than error correction code (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In digital wireless communication, the use of Hybrid ARQ, which combines error correction code and ARQ, can improve transmission performance, making it possible to transmit data with fewer retransmissions than using ARQ alone, and under conditions that cannot be compensated for by error correction code alone. However, conventional prior art using Hybrid ARQ is limited to two-way communication such as FPU and mobile phone base station communication, and a technique for compensating data with Hybrid ARQ in conjunction with communication in one-way broadcast such as broadcasting has not been established.
尚、Hybrid ARQを構成するものではないが、デジタル放送の伝送条件が悪化した際、双方向の通信が可能な通信路であるIP(Internet Protocol)網を経て受信側から送信側に向けてARQを行い、送信側からデータを再送する技術が開示されている(例えば、特許文献3参照)。 Although this does not constitute Hybrid ARQ, a technology has been disclosed in which, when the transmission conditions of digital broadcasting deteriorate, ARQ is performed from the receiving side to the transmitting side via an IP (Internet Protocol) network, which is a communication path that allows two-way communication, and data is resent from the transmitting side (see, for example, Patent Document 3).
一般的なIP網は、回線が混雑しているなどの何らかの障害により情報が消失する消失通信路(PEC:Packet Erasure Channel)が想定される。そこで、デジタル無線通信におけるHybrid ARQでは、データ補償を行う誤り訂正符号として、LDPC-CC(Convolutional Codes)(例えば、特許文献4参照)やLDGM(Low-Density Generator Matrix)符号(例えば、特許文献5参照)などの消失通信路であるIP通信専用の誤り訂正符号が用いられる。これらのLDPC-CCやLDGM符号は、高度広帯域衛星デジタル放送などと同じくLDPC符号を基にした誤り訂正符号ではあるが、消失通信路であるIP通信のみを考慮して設計された符号であり、IP通信専用の誤り訂正符号の符号化器及び復号器を用意する必要がある。 A typical IP network is assumed to have an erasure channel (PEC: Packet Erasure Channel) where information is lost due to some kind of failure such as line congestion. Therefore, in Hybrid ARQ in digital wireless communication, error correction codes dedicated to IP communication, which is an erasure channel, such as LDPC-CC (Convolutional Codes) (see, for example, Patent Document 4) and LDGM (Low-Density Generator Matrix) codes (see, for example, Patent Document 5) are used as error correction codes for data compensation. These LDPC-CC and LDGM codes are error correction codes based on LDPC codes, just like advanced broadband satellite digital broadcasting, but they are codes designed with only IP communication, which is an erasure channel, in mind, and it is necessary to prepare an encoder and decoder for error correction codes dedicated to IP communication.
上記の通り、デジタル無線通信において、誤り訂正符号とARQを組み合わせたHybrid ARQを用いることで伝送性能の向上を実現することができ、ARQのみを利用するよりも少ない再送回数、且つ誤り訂正符号のみでは補償できない条件でのデータ伝送が可能となる。 As described above, in digital wireless communications, the use of Hybrid ARQ, which combines error correction codes and ARQ, can improve transmission performance, making it possible to transmit data with fewer retransmissions than when using ARQ alone, and under conditions that cannot be compensated for by error correction codes alone.
しかし、放送のような片方向のブロードキャストにおいて通信と連携し、Hybrid ARQでデータを補償する技法は確立されていない。 However, there is no established technique for linking communications with one-way broadcasting and compensating for data using Hybrid ARQ.
そこで、デジタル放送においても、通信と連携し、誤り訂正符号とARQを組み合わせたデジタル放送と通信の融合によるHybrid ARQでデータを補償する技法が望まれる。例えば、デジタル放送の伝送条件が悪化した際、双方向の通信が可能な通信路であるIP網を経て受信側から送信側にARQを行い、送信側からデータ再送する伝送システムを構築することで、伝送性能を向上させることができる。つまり、現行のデジタル放送では誤り訂正符号によるデータ補償しか想定していないため、Hybrid ARQでデジタル放送に係るデータを補償することにより、誤り訂正符号では訂正しきれない伝送条件の悪化にも対応できる。また、IP通信のみでARQシステムを構成する場合も、放送に係る誤り訂正符号と通信とを組み合わせたHybrid ARQを構成することで、ARQに係る再送回数を削減可能である。 Therefore, even in digital broadcasting, a technique for compensating data using Hybrid ARQ, which combines error correction codes and ARQ in cooperation with communication and combines digital broadcasting and communication, is desired. For example, when the transmission conditions of digital broadcasting deteriorate, transmission performance can be improved by constructing a transmission system in which ARQ is performed from the receiving side to the transmitting side via an IP network, which is a communication path that allows two-way communication, and the transmitting side retransmits the data. In other words, since current digital broadcasting only assumes data compensation using error correction codes, compensating data related to digital broadcasting using Hybrid ARQ can also respond to deterioration of transmission conditions that cannot be corrected by error correction codes. Also, even when an ARQ system is configured using only IP communication, the number of retransmissions related to ARQ can be reduced by configuring Hybrid ARQ, which combines error correction codes related to broadcasting and communication.
しかし、放送と通信の融合によるHybrid ARQを用いた伝送システムを構築するために、特許文献3に開示されるARQを用いたシステムに、特許文献4,5等に開示されるIP通信専用の誤り訂正符号を適用して構成すると、デジタル放送用の誤り訂正符号の符号化器及び復号器と、IP通信用の符号化器及び復号器をそれぞれ用意し、且つ協働させる仕組みが必要になり、設備規模が増大する。 However, if an error correction code for IP communication, as disclosed in Patent Documents 4 and 5, etc., is applied to a system using ARQ as disclosed in Patent Document 3 in order to build a transmission system using Hybrid ARQ that combines broadcasting and communication, it becomes necessary to prepare an encoder and decoder for the error correction code for digital broadcasting and an encoder and decoder for IP communication, and to have a mechanism for cooperating them, which increases the scale of the equipment.
このため、「デジタル放送で利用する誤り訂正符号」とARQとを効率的に組み合わせた上で、放送と通信の融合によるHybrid ARQを用いた伝送システムを構築することが要望される。 Therefore, there is a demand to efficiently combine "error correction codes used in digital broadcasting" with ARQ, and to build a transmission system that uses Hybrid ARQ by integrating broadcasting and communications.
つまり、デジタル放送に係る送信装置の符号化器、及び受信装置の復号器を増大させずに、デジタル放送とIP網による通信を連携させ、例えばLDPC符号及びBCH符号の誤り訂正の連接符号とIP通信を利用した再送要求を組み合わせたHybrid ARQを実現する伝送システムを構成することにより、デジタル放送に係る誤り訂正能力を向上させることが要望される。 In other words, there is a demand for improving the error correction capability of digital broadcasting by linking digital broadcasting with communication over an IP network without increasing the size of the encoder in the transmitting device and the decoder in the receiving device, and by configuring a transmission system that realizes Hybrid ARQ, for example, by combining concatenated error correction codes of LDPC codes and BCH codes with retransmission requests using IP communication.
また、一般的なIP網は、回線が混雑しているなど、使用する時間帯や回線等によってパケットの消失する確率、消失する様子などが変動する。そのため、設備規模を増大させずにデジタル放送と通信網でのHybrid ARQを実現する際に、デジタル放送に用いられる誤り訂正符号のうちブロック符号に注目し、IP網経由で再送するデータをデジタル放送のブロック符号における符号化データとし、尚且つ、この符号化データをIP網の通信品質に応じた可変制御を実現して、IP網経由の伝送効率を高める工夫が求められる。 In addition, in general IP networks, the probability of packet loss and the manner in which packets are lost vary depending on the time of day and the line used, for example when the line is congested. Therefore, when implementing Hybrid ARQ in digital broadcasting and communication networks without increasing the scale of equipment, it is necessary to focus on block codes among the error correcting codes used in digital broadcasting, and to make the data to be retransmitted via the IP network into coded data in the block code of digital broadcasting, and to implement variable control of this coded data according to the communication quality of the IP network, thereby improving the transmission efficiency via the IP network.
従って、デジタル放送に係る送信装置の符号化器、及び受信装置の復号器を増大させずに、デジタル放送とIP網による通信を連携させ、例えばLDPC符号及びBCH符号の誤り訂正の連接符号等によるブロック符号と、IP通信を利用した再送要求に対しIP網の通信品質に応じた再送を組み合わせたHybrid ARQを実現する伝送システムを構成することにより、デジタル放送に係る誤り訂正能力を向上させ、尚且つ、効率的なHybrid ARQを実現する技法が望まれる。 Therefore, there is a need for a technique for improving the error correction capability of digital broadcasting and realizing an efficient Hybrid ARQ by configuring a transmission system that links digital broadcasting and communication via an IP network without increasing the size of the encoder in the transmitting device for digital broadcasting and the decoder in the receiving device, and that combines block codes such as concatenated codes for error correction of LDPC codes and BCH codes, and retransmission according to the communication quality of the IP network in response to a retransmission request using IP communication.
本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、デジタル放送で利用する誤り訂正符号の符号化データを基に、効率的に、通信を利用して受信側からの再送要求に対しIP網の通信品質に応じたデータ再送を可能とする送信サーバ、デジタル放送に係る送信装置及び受信装置、並びにプログラムを提供することにある。 In view of the above problems, the object of the present invention is to provide a transmission server, a transmission device and a reception device related to digital broadcasting, and a program that enable efficient data retransmission based on the encoded data of the error-correcting code used in digital broadcasting, in response to a retransmission request from the receiving side, using communication, in accordance with the communication quality of the IP network.
本発明の送信サーバは、デジタル放送に係る誤り訂正符号を利用して符号化した符号化データをデジタル変調し、放送伝送路を介してデジタル変調された当該符号化データを受信装置に送信する送信装置から、当該符号化データの所定時間分を保存しIP(Internet Protocol)網経由で受信装置に送信可能とする送信サーバであって、前記送信装置で生成された符号化データを順次入力し、前記誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームのフレーム番号又は時刻情報に基づく同期信号により時系列に管理し、時系列に管理された前記符号化データの所定時間分を更新しながら保存する保存部と、IP網経由で、前記受信装置にて前記誤り訂正符号を用いて符号化データのビット誤りが訂正できなかったときに生成される再送要求パケットを受信し、前記受信装置に向けて再送要求に係る符号化データの再送を行うよう制御する際に、当該再送要求パケットに格納される前記受信装置で当該送信サーバとの通信を基に計測した通信品質情報と、再送要求に係る誤り訂正符号フレームの符号化データを示す再送要求情報とを抽出し、前記通信品質情報を基に予め定められた符号化率変更基準に従って前記送信装置で生成された符号化データのブロック符号の符号化率を変更して再送するか否かを判定し、その判定結果に応じて前記再送要求情報を基に、前記保存部から再送要求に係る符号化データを読み出して、適応的に符号化率を変更した符号化データを構成し、前記受信装置に向けて該符号化データの再送を行うよう制御する再送要求処理部と、前記再送要求処理部の制御により、前記送信装置で生成された符号化データのブロック符号の符号化率を変更する場合と変更しない場合の切り替えを行い、該符号化率を変更する場合に、前記送信装置で用いる誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ前記送信装置で利用可能とする所定種類数の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した前記送信装置で生成された符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して符号化率を変更する誤り訂正符号化処理を行う符号化率適応変更部と、前記再送要求処理部による制御を経て構成した再送要求に係る符号化データを格納するIPパケット形式の符号化データパケットを生成し、IP網を経て前記受信装置に向けて送信するIPパケット生成部と、を備え、前記再送要求処理部は、前記通信品質情報として、前記受信装置によって所定期間単位で計測された通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を基に、前記予め定められた符号化率変更基準に従って前記送信装置で生成された符号化データの符号化率を変更して再送するか否かを判定することを特徴とする。 The transmission server of the present invention digitally modulates coded data that has been coded using an error correction code related to digital broadcasting, and transmits the digitally modulated coded data to a receiving device via a broadcast transmission path. The transmission server stores the coded data for a predetermined period of time and transmits the data to an IP (Internet a storage unit which sequentially inputs coded data generated by the transmitting device, manages the coded data in a time series manner by a synchronization signal based on a frame number or time information of an error correcting code frame constituting a code length of the error correcting code, and stores a predetermined time of the coded data managed in a time series manner while updating the coded data; and a receiving unit which receives a retransmission request packet generated when a bit error in the coded data cannot be corrected by the error correcting code at the receiving device via an IP network, and controls retransmission of the coded data related to the retransmission request to the receiving device, extracts communication quality information measured by the receiving device based on communication with the transmitting server and retransmission request information indicating the coded data of the error correcting code frame related to the retransmission request, which are stored in the retransmission request packet, and determines whether or not to change the coding rate of a block code of the coded data generated by the transmitting device according to a predetermined coding rate change criterion based on the communication quality information, and retransmits the coded data, and based on the retransmission request information according to a result of the determination, reads out the coded data related to the retransmission request from the storage unit, configures coded data with an adaptively changed coding rate, and transmits the coded data to the receiving device. a coding rate adaptive change unit that performs error correction coding processing for switching between changing and not changing a coding rate of a block code of the coded data generated by the transmitting device under the control of the retransmission request processing unit, and, when changing the coding rate, changing the coding rate by distinguishing whether to make the coding rate higher or lower than the coding rate of the coded data generated by the transmitting device and transmitted over a broadcast transmission path, based on the same coding method as the error correction coding method used by the transmitting device and among a predetermined number of coding rates that are made available to the transmitting device; and an IP packet generation unit that generates a coded data packet in an IP packet format that stores the coded data related to the retransmission request configured through the control of the retransmission request processing unit, and transmits the coded data to the receiving device via an IP network , wherein the retransmission request processing unit determines whether to change the coding rate of the coded data generated by the transmitting device and retransmit it in accordance with the predetermined coding rate change criterion, based on either or both of delay information and packet loss rate information of a communication line measured by the receiving device in predetermined period units, as the communication quality information .
また、本発明の送信サーバにおいて、前記符号化率適応変更部は、前記再送要求処理部の制御により、前記送信装置で生成された符号化データの符号化率を変更する際、変更前の符号化率よりも高い符号化率に変換する場合には、変更する符号化率に応じて該符号化データの情報ビットに前記受信装置側で既知とするパディングビットを付加し、前記誤り訂正符号化処理を行って得られる符号化率を変更したブロック符号のパリティを、前記送信装置で生成された符号化データに付加されていたパリティから置き換えて付加し、且つ前記パディングビットを除去した再送用の符号化データを生成し、変更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合には、該符号化データの情報ビットを送受信間で予め定めた分割法で分割し、変更する符号化率に応じて分割したそれぞれの当該情報ビットに前記受信装置側で既知とするパディングビットを付加し、前記誤り訂正符号化処理を行って得られる符号化率を変更したブロック符号のパリティを、前記送信装置で生成された符号化データに付加されていたパリティから置き換えて付加し、且つ前記パディングビットを除去した再送用の符号化データを生成することを特徴とする。 In the transmission server of the present invention, the coding rate adaptive change unit, when changing the coding rate of the coded data generated by the transmission device under the control of the retransmission request processing unit, adds padding bits known to the receiving device to the information bits of the coded data according to the coding rate to be changed, replaces the parity added to the coded data generated by the transmission device with the parity of the block code with the coding rate changed obtained by performing the error correction coding process, and generates coded data for retransmission from which the padding bits have been removed, and when changing the coding rate to a lower coding rate than the coding rate before the change, divides the information bits of the coded data by a division method predetermined between the transmission and reception, adds padding bits known to the receiving device to each of the divided information bits according to the coding rate to be changed, replaces the parity added to the coded data generated by the transmission device with the parity of the block code with the coding rate changed obtained by performing the error correction coding process, and generates coded data for retransmission from which the padding bits have been removed.
また、本発明の送信サーバにおいて、前記符号化率適応変更部は、前記再送要求処理部の制御により、前記送信装置で生成された符号化データの符号化率を変更する場合に、前記ブロック符号の符号化率の変更に加えて、前記符号化率の変更後の誤り訂正符号フレームのフレーム長を維持したまま、前記ブロック符号に連接する誤り訂正符号の訂正能力を変更する手段を更に有することを特徴とする。 In the transmission server of the present invention, the coding rate adaptive change unit is characterized in that, when changing the coding rate of the coded data generated by the transmission device under the control of the retransmission request processing unit, in addition to changing the coding rate of the block code, it further has a means for changing the correction capability of the error correction code connected to the block code while maintaining the frame length of the error correction code frame after the coding rate change.
また、本発明の送信サーバにおいて、前記IPパケット生成部は、前記複数の誤り訂正符号フレームを用いてインターリーブフレームを構成し、各誤り訂正符号フレームに対して縦断するようにインターリーブを施して得られるペイロードに、当該インターリーブフレームを識別可能とするための識別ヘッダと、各誤り訂正符号フレームにおいて何番目のビットを表すのかを特定するシーケンス番号と、符号化データパケットのヘッダであるIPヘッダを付加してIPパケット列の符号化データパケットを生成するインターリーブ部を有することを特徴とする。 In the transmission server of the present invention, the IP packet generation unit is characterized in that it has an interleaving unit that generates an encoded data packet of an IP packet sequence by constructing an interleaved frame using the multiple error correction code frames and adding an identification header to the payload obtained by interleaving each error correction code frame longitudinally, a sequence number that identifies which bit in each error correction code frame it represents, and an IP header that is the header of the encoded data packet.
更に、本発明の送信装置は、デジタル放送に係る送信装置であって、本発明の送信サーバを装置内部に備えることを特徴とする。 Furthermore, the transmitting device of the present invention is a transmitting device related to digital broadcasting, and is characterized in that the transmitting server of the present invention is provided inside the device.
更に、本発明の受信装置は、送信装置によりデジタル放送に係る誤り訂正符号を利用して符号化した符号化データをデジタル変調し放送伝送路を介して送信された変調波信号を受信する受信装置であって、前記変調波信号を受信して復調する復調部と、復調して得られる前記符号化データから前記誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームを再構成し前記誤り訂正符号に対応する復号処理を行って受信データを生成し再生可能とする誤り訂正復号部と、前記誤り訂正符号を用いて符号化データのビット誤りが訂正できなかったときに対応する符号化データの再送を要求するための再送要求に係る誤り訂正符号フレームの符号化データを示す再送要求情報を含むIPパケット形式の再送要求パケットを生成し、本発明の送信サーバに向けて送信する再送要求パケット生成部と、当該再送要求パケットに応じて前記送信サーバから再送要求に応じて再送された符号化データを格納するIPパケット形式の符号化データパケットを受信して前記再送要求に応じて再送された符号化データを抽出するIPパケット受信部と、前記送信サーバとの通信に係る遅延と、前記送信サーバとの通信に係るパケットロスの発生量に基づくパケットロス率のうちいずれか一方、又は双方を所定期間単位で計測して更新保持するとともに、逐次、前記通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含む通信品質情報を前記再送要求パケットに含めるように前記再送要求パケット生成部に出力する通信品質計測部と、を備え、前記誤り訂正復号部は、前記送信装置から得られた符号化データについて誤り訂正復号の可否を判定し、当該符号化データのビット誤りが訂正できず復号できないと判定した場合に前記再送要求パケットを生成させる復号可否判定部と、前記再送要求に応じて再送された符号化データについて、符号化率が変更されていないときは復調して得られる前記符号化データの符号化率で、符号化率が変更されているときは符号化率に応じたパディングビットを付加し、復号に必要な尤度比の置き換えに関する補完処理を経て復号処理を試み、所定時間内に復号できるまで対応する符号化データの再送の要求を繰り返す符号化データ補完部と、再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割(詳細に後述する例では2等分に分割)されているときは、分割されている復号後の情報ビットを前記送信サーバとの間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成するデータ結合部と、を有することを特徴とする。 Further, a receiving device of the present invention is a receiving device that receives a modulated wave signal that is digitally modulated by a transmitting device using an error correction code related to digital broadcasting and transmitted via a broadcast transmission path, the receiving device including: a demodulator that receives and demodulates the modulated wave signal; an error correction decoder that reconstructs an error correction code frame that constitutes a code length of the error correction code from the coded data obtained by demodulation and performs a decoding process corresponding to the error correction code to generate and reproduce received data; a retransmission request packet generator that generates a retransmission request packet in an IP packet format that includes retransmission request information indicating coded data of the error correction code frame related to a retransmission request for requesting retransmission of corresponding coded data when a bit error in coded data cannot be corrected using the error correction code, and transmits the retransmission request packet to a transmitting server of the present invention; an IP packet receiver that receives an coded data packet in an IP packet format that stores coded data retransmitted from the transmitting server in response to the retransmission request in response to the retransmission request packet, and extracts the coded data retransmitted in response to the retransmission request; and a delay related to communication with the transmitting server and a packet loss rate based on an amount of packet loss related to communication with the transmitting server for a predetermined period of time. and a communication quality measurement unit which measures and updates/holds communication quality information at a desired position and sequentially outputs communication quality information including either one or both of delay information and packet loss rate information of the communication line to the retransmission request packet generation unit so as to include the communication quality information in the retransmission request packet, the error correction decoding unit comprising a decoding feasibility determination unit which determines whether or not error correction decoding is possible for encoded data obtained from the transmitting device, and generates the retransmission request packet when it determines that bit errors in the encoded data cannot be corrected and the encoded data cannot be decoded; and a decoding feasibility determination unit which, when the encoding rate of the encoded data retransmitted in response to the retransmission request is not changed, demodulates the encoded data obtained the coding rate of the coded data being changed, and when the coding rate has been changed, adding padding bits according to the coding rate, attempting a decoding process through a complementation process related to replacement of the likelihood ratio required for decoding, and repeatedly requesting retransmission of the corresponding coded data until decoding is possible within a predetermined time; and when the coded data related to the retransmission request has been changed to a lower coding rate and the information bits have been divided (divided into two equal parts in an example described in detail later), a data combining unit recombines the divided decoded information bits in accordance with a division method predetermined between the coding rate and the transmission server to generate received data.
また、本発明の受信装置において、前記誤り訂正符号は、内符号としてLDPC符号、外符号としてBCH符号が連接した連接符号からなり、前記復号可否判定部は、前記送信装置から得られた符号化データについて、前記BCH符号の復号処理でエラーフリーにならなかったときに、当該符号化データのビット誤りが訂正できなかったと判定することを特徴とする。 In the receiving device of the present invention, the error correction code is a concatenated code in which an LDPC code is an inner code and a BCH code is an outer code, and the decoding feasibility determination unit determines that a bit error in the coded data obtained from the transmitting device could not be corrected when the coded data is not error-free in the decoding process of the BCH code.
また、本発明の受信装置において、受信した前記変調波信号についての受信品質を計測する受信品質計測部を更に備え、前記受信品質計測部は、前記誤り訂正復号部により復号できた符号化データを基に受信データを生成した時点の受信経路がIP網経由でなく放送受信する受信経路であるときは、放送受信する受信経路を維持し、前記誤り訂正復号部により復号できた符号化データを基に受信データを生成した時点の受信経路がIP網経由であるときは、前記受信品質が所定値以上であるか否かを判定し、前記受信品質が所定値以上であれば放送受信する受信経路に切り替え、前記受信品質が所定値未満であればIP網経由の受信経路を維持して、前記誤り訂正復号部に対し符号化データについての再送要求後も継続して、IP網経由で次の符号化データを再送要求して取得するよう指示する手段を有することを特徴とする。 The receiving device of the present invention further includes a reception quality measurement unit that measures the reception quality of the received modulated wave signal, and the reception quality measurement unit maintains the broadcast reception path when the reception path at the time when the reception data is generated based on the encoded data that can be decoded by the error correction decoding unit is not via an IP network but is a broadcast reception path, and when the reception path at the time when the reception data is generated based on the encoded data that can be decoded by the error correction decoding unit is via an IP network, determines whether the reception quality is equal to or greater than a predetermined value, switches to the broadcast reception path if the reception quality is equal to or greater than the predetermined value, and maintains the reception path via the IP network if the reception quality is less than the predetermined value, and has a means for instructing the error correction decoding unit to continue to request a retransmission of the encoded data via the IP network and obtain the next encoded data by continuing to do so even after the retransmission request for the encoded data.
また、本発明の受信装置において、前記IPパケット受信部は、当該再送要求パケットに応じて前記送信サーバから再送要求に応じて再送された符号化データを格納するIPパケット列の符号化データパケットを受信して、前記送信サーバによるインターリーブの逆処理を行って前記再送要求に応じて再送された符号化データを抽出するデインターリーブ部を有することを特徴とする。 In the receiving device of the present invention, the IP packet receiving unit is characterized in that it has a deinterleaving unit that receives coded data packets of an IP packet sequence that stores coded data retransmitted in response to a retransmission request from the transmitting server in response to the retransmission request packet, and performs a reverse process of the interleaving performed by the transmitting server to extract the coded data retransmitted in response to the retransmission request.
更に、本発明のプログラムは、コンピュータを、本発明の送信サーバとして機能させるためのプログラムとして構成する。 Furthermore, the program of the present invention is configured as a program for causing a computer to function as a transmission server of the present invention.
更に、本発明のプログラムは、コンピュータを、本発明の受信装置として機能させるためのプログラムとして構成する。 Furthermore, the program of the present invention is configured as a program for causing a computer to function as a receiving device of the present invention.
本発明によれば、放送受信だけでは防げないデータの損失について、IP網を経て受信側から送信側へ再送要求を実施し、送信側からデータ再送を可能とすることで、受信側でデータを補完することができる。特に、IP網を経て送信側が再送するデータをデジタル放送のブロック符号における符号化データとし、尚且つ、この符号化データをIP網の通信品質に応じた符号化率に可変制御することで、再送要求回数を削減可能とし、更に、IP網経由の伝送効率を向上させることや、パケットロスに対する耐性を強化することができる。また、放送受信による誤り訂正符号とIP網経由の伝送で利用する誤り訂正符号の双方を放送規格で規格された誤り訂正符号の符号形式と同一にすることで、受信側では1つの誤り訂正復号器を用意するだけで実現でき、設備規模を小さくできる。 According to the present invention, when data loss cannot be prevented by broadcast reception alone, a retransmission request is made from the receiving side to the transmitting side via an IP network, and the transmitting side is enabled to retransmit the data, so that the receiving side can supplement the data. In particular, by making the data retransmitted by the transmitting side via the IP network into coded data in the block code of digital broadcasting, and by variably controlling the coding rate of this coded data according to the communication quality of the IP network, it is possible to reduce the number of retransmission requests, and further improve the transmission efficiency via the IP network and strengthen the resistance to packet loss. In addition, by making both the error correction code used for broadcast reception and the error correction code used for transmission via the IP network the same as the coding format of the error correction code specified in the broadcasting standard, it is possible to realize this by preparing only one error correction decoder on the receiving side, and the equipment scale can be reduced.
〔伝送システム〕
図1は、本発明による一実施形態の送信サーバ6、送信装置2,3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は、送信装置2,3、受信装置5、1台又は複数台の送信サーバ6、及び、複数台の送信サーバ6を構成するときに設けられる負荷分散装置7を備える。
[Transmission System]
Fig. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission system 1 including a transmission server 6, transmission devices 2 and 3, and a receiving device 5 according to an embodiment of the present invention. The transmission system 1 shown in Fig. 1 includes the transmission devices 2 and 3, the receiving device 5, one or more transmission servers 6, and a load balancing device 7 that is provided when multiple transmission servers 6 are configured.
送信装置2は、デジタル放送に係る送信データに対し誤り訂正符号化処理を施して誤り訂正符号パリティを付与することにより符号化データを生成し、その符号化データを所定の変調方式でデジタル変調して変調波信号を生成し、送信アンテナ2aを介して放送衛星4を含む衛星放送伝送路経由で、デジタル放送に係る電波を放射する装置である。例えば、送信装置2は、高度広帯域衛星デジタル放送の送信装置とすることができる。また、送信装置2は、順次生成した符号化データを誤り訂正符号フレームとして管理して、同期信号として機能するフレーム番号又は時刻情報を付与して、ローカルエリアネットワーク経由で、1台又は複数台の送信サーバ6に送信する機能を有する。 The transmitting device 2 is a device that generates coded data by applying an error correction coding process to transmission data related to digital broadcasting and adding an error correction code parity, digitally modulates the coded data using a predetermined modulation method to generate a modulated wave signal, and emits radio waves related to digital broadcasting via a satellite broadcast transmission path including a broadcast satellite 4 via a transmitting antenna 2a. For example, the transmitting device 2 can be a transmitting device for advanced wideband satellite digital broadcasting. The transmitting device 2 also has a function of managing the sequentially generated coded data as an error correction code frame, adding a frame number or time information that functions as a synchronization signal, and transmitting the data to one or more transmission servers 6 via a local area network.
送信装置3は、デジタル放送に係る送信データに対し誤り訂正符号化処理を施して誤り訂正符号パリティを付与することにより符号化データを生成し、その符号化データを所定の変調方式でデジタル変調して変調波信号を生成し、送信アンテナ3aを介して地上放送伝送路経由で、デジタル放送に係る電波を放射する装置である。例えば、送信装置3は、現行又は次世代の地上デジタル放送の送信装置とすることができる。また、送信装置3は、順次生成した符号化データを誤り訂正符号フレームとして管理して、同期信号として機能するフレーム番号又は時刻情報を付与して、ローカルエリアネットワーク経由で、1台又は複数台の送信サーバ6に送信する機能を有する。 The transmitting device 3 is a device that generates coded data by applying an error correction coding process to transmission data related to digital broadcasting and adding an error correction code parity, digitally modulates the coded data using a predetermined modulation method to generate a modulated wave signal, and emits radio waves related to digital broadcasting via a terrestrial broadcast transmission path via a transmitting antenna 3a. For example, the transmitting device 3 can be a transmitting device for current or next-generation terrestrial digital broadcasting. The transmitting device 3 also has a function of managing the sequentially generated coded data as an error correction code frame, adding a frame number or time information that functions as a synchronization signal, and transmitting the data to one or more transmission servers 6 via a local area network.
受信装置5は、受信アンテナ5aを介して送信装置2から電波放射された変調波信号を受信して復調し、誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームを再構成し送信装置2における誤り訂正符号化処理に対応する復号処理を行って受信データを生成し再生可能とする機能、及び、受信アンテナ5bを介して送信装置3から電波放射された変調波信号を受信して復調し、誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームを再構成し送信装置3における誤り訂正符号化処理に対応する復号処理を行って受信データを生成し再生可能とする機能を有する装置である。 The receiving device 5 has the functions of receiving and demodulating the modulated wave signal radiated by radio waves from the transmitting device 2 via the receiving antenna 5a, reconstructing the error correction code frame that constitutes the code length of the error correction code, and performing a decoding process corresponding to the error correction coding process in the transmitting device 2 to generate and reproduce the received data, and receiving and demodulating the modulated wave signal radiated by radio waves from the transmitting device 3 via the receiving antenna 5b, reconstructing the error correction code frame that constitutes the code length of the error correction code, and performing a decoding process corresponding to the error correction coding process in the transmitting device 3 to generate and reproduce the received data.
また、受信装置5は、送信装置2(又は送信装置3)から得られた符号化データについて誤り訂正復号の可否を判定し、復号できると判定したときはそのまま復号して受信データを生成し、符号化データのビット誤りが訂正できず復号できないと判定した場合には対応する符号化データの再送を要求するIPパケット形式の再送要求パケットを生成し、この再送要求パケットに通信品質情報を含めて、IP網8を経て、送信サーバ6に向けて送信する機能を有する。さらに、受信装置5は、当該再送要求パケットに応じて送信サーバ6から再送要求に応じて再送された符号化データ(送信サーバ6側で通信品質情報に応じて放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して適応的に符号化率を変更して再構成される。)を格納するIPパケット形式の符号化データパケットを受信して、当該再送要求に応じて再送された符号化データを抽出し復号処理に用いるよう符号化率に応じた補完を行い、所定時間内に当該復号処理により復号できるまで、対応する符号化データの再送の要求を繰り返す機能、及び、再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割(詳細に後述する例では2等分に分割)されているときは、分割されている復号後の情報ビットを送信サーバ6との間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成する機能を有する。尚、受信装置5は、所定時間内に当該復号処理により復号できないときは、ビット誤りを含む状態のまま受信データを生成する。 In addition, the receiving device 5 has the function of determining whether or not error correction decoding is possible for the encoded data obtained from the transmitting device 2 (or transmitting device 3), and if it determines that decoding is possible, it decodes the encoded data as is to generate received data, and if it determines that bit errors in the encoded data cannot be corrected and the encoded data cannot be decoded, it generates a retransmission request packet in the form of an IP packet requesting retransmission of the corresponding encoded data, and includes communication quality information in this retransmission request packet and transmits it to the transmitting server 6 via the IP network 8. Furthermore, the receiving device 5 has a function of receiving an IP packet format encoded data packet that stores the encoded data retransmitted from the transmission server 6 in response to the retransmission request (the encoded data is reconstructed by adaptively changing the encoding rate by distinguishing whether the encoding rate is higher or lower than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path in response to the communication quality information at the transmission server 6 side), extracting the encoded data retransmitted in response to the retransmission request, performing complementation according to the encoding rate for use in the decoding process, and repeating a request for retransmission of the corresponding encoded data until the decoding process can decode the encoded data within a predetermined time, and a function of recombining the decoded information bits that have been divided according to a division method predetermined between the transmitting server 6 and the encoded data related to the retransmission request and the information bits that have been divided (divided into two equal parts in an example described in detail later) to generate received data. Note that when the receiving device 5 cannot decode the encoded data by the decoding process within a predetermined time, it generates the received data in a state that includes bit errors.
1台又は複数台の送信サーバ6の各々は、デジタル放送に係る誤り訂正符号を利用して符号化した符号化データをデジタル変調し放送伝送路を介して受信装置5に送信する送信装置2(又は送信装置3)から当該符号化データの所定時間分を保存し、受信装置5から再送要求された符号化データについて、通信品質情報に応じて放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率を変更して符号化データを再構成し、本例ではインターリーブ処理を施したIPパケット列の符号化データパケットを生成し、IP網8を介して受信装置5に送信可能とするコンピュータとして構成される。 Each of one or more transmission servers 6 is configured as a computer that stores a predetermined amount of coded data from transmission device 2 (or transmission device 3) that digitally modulates coded data using error correction codes related to digital broadcasting and transmits the coded data to reception device 5 via a broadcast transmission path, and for coded data requested for retransmission from reception device 5, reconstructs the coded data by changing the coding rate of the coded data transmitted via the broadcast transmission path in accordance with communication quality information, and generates coded data packets of an IP packet sequence that has been subjected to interleaving processing in this example, and makes the coded data packets available for transmission to reception device 5 via IP network 8.
即ち、送信サーバ6は、送信装置2(又は送信装置3)で生成された符号化データを当該ローカルエリアネットワーク経由で順次入力し、誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームのフレーム番号又は時刻情報に基づく同期信号により時系列に管理して所定時間分を更新しながら保存する機能、IP網8を経て、受信装置5にて送信装置2(又は送信装置3)で利用した誤り訂正符号を用いて符号化データのビット誤りが訂正できなかったときに通信品質情報とともに当該符号化データに関する再送要求パケットを受信し、当該受信装置5に向けて通信品質情報に応じて放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して適応的に符号化率を変更して該符号化データの再送を行うよう制御する機能、及び、再送要求に係る同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つ当該符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを先頭として連続する同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つmフレームの誤り訂正符号フレームを当該再送要求に係る同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つ符号化データと同一の符号化率で形成してインターリーブフレームを構築し、当該インターリーブフレームをmフレームの誤り訂正符号フレームに対して直交する方向にインターリーブ処理を施してIPパケット列の符号化データパケットを生成し、IP網8経由で当該受信装置5に向けて送信する機能を有する。 That is, the transmission server 6 has a function of sequentially inputting the encoded data generated by the transmitting device 2 (or transmitting device 3) via the local area network, managing it in chronological order using a synchronization signal based on the frame number of the error correction code frame that constitutes the code length of the error correction code or on time information, and storing it while updating it for a predetermined period of time, and a function of receiving a retransmission request packet for the encoded data together with communication quality information when a bit error in the encoded data cannot be corrected using the error correction code used by the transmitting device 2 (or transmitting device 3) at the receiving device 5 via the IP network 8, and adaptively determining whether to increase or decrease the coding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path according to the communication quality information for the receiving device 5. It has a function of controlling the retransmission of the encoded data by changing the encoding rate, and a function of forming m error correction code frames having consecutive synchronization signals (frame number or time information) starting with an error correction code frame constituting the encoded data having a synchronization signal (frame number or time information) related to the retransmission request at the same encoding rate as the encoded data having the synchronization signal (frame number or time information) related to the retransmission request to construct an interleaved frame, performing interleaving processing on the interleaved frame in a direction perpendicular to the m error correction code frames to generate encoded data packets of an IP packet sequence, and transmitting the encoded data packets to the receiving device 5 via the IP network 8.
特に、送信サーバ6は、送信装置2(又は送信装置3)で生成された符号化データの符号化率を変更して再送する際、変更前の符号化率よりも高い符号化率に変換する場合には、変更する符号化率に応じて該符号化データの情報ビットに受信装置5側で既知とするパディングビットを付加し、誤り訂正符号化処理を行って得られる符号化率を変更したブロック符号のパリティを、送信装置2(又は送信装置3)で生成された符号化データに付加されていたパリティから置き換えて付加し、且つ当該パディングビットを除去した再送用の符号化データを生成する機能を有する。また、送信サーバ6は、送信装置2(又は送信装置3)で生成された符号化データの符号化率を変更して再送する際、変更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合には、該符号化データの情報ビットを送受信間(送信サーバ6及び受信装置5間)で予め定めた分割法で分割(詳細に後述する例では2等分に分割)し、変更する符号化率に応じて分割したそれぞれの当該情報ビットに受信装置5側で既知とするパディングビットを付加し、誤り訂正符号化処理を行って得られる符号化率を変更したブロック符号のパリティを、送信装置2(又は送信装置3)で生成された符号化データに付加されていたパリティから置き換えて付加し、且つ当該パディングビットを除去した再送用の符号化データを生成する機能を有する。 In particular, when the transmission server 6 changes the coding rate of the encoded data generated by the transmission device 2 (or transmission device 3) and retransmits it, if the coding rate is converted to a higher coding rate than before the change, it has the function of adding padding bits known to the receiving device 5 to the information bits of the encoded data according to the changed coding rate, adding the parity of the block code with the changed coding rate obtained by performing error correction coding processing in place of the parity added to the encoded data generated by the transmission device 2 (or transmission device 3), and generating encoded data for retransmission from which the padding bits have been removed. In addition, when the transmission server 6 changes the coding rate of the coded data generated by the transmission device 2 (or transmission device 3) and retransmits it, if the coding rate is to be converted to a lower coding rate than before the change, the transmission server 6 divides the information bits of the coded data between the transmission and reception (between the transmission server 6 and the reception device 5) using a division method determined in advance (dividing into two equal parts in an example described in detail later), adds padding bits known to the reception device 5 side to each of the divided information bits according to the coding rate to be changed, replaces the parity added to the coded data generated by the transmission device 2 (or transmission device 3) with the parity of the block code with the changed coding rate obtained by performing error correction coding processing, and adds it, and generates coded data for retransmission with the padding bits removed.
尚、図1に例示する伝送システム1では、送信装置2及び送信装置3を備えるとして説明したが、送信装置2と送信装置3のいずれか一方のみとしてもよい。図1に例示する伝送システム1では、送信装置2(又は送信装置3)と送信サーバ6とを別体として説明したが、送信装置2(又は送信装置3)が送信サーバ6を備える形態とし、1台又は複数台の送信装置2(又は送信装置3)として、ローカルエリアネットワークで接続する代わりに、単純な信号ケーブルで接続する構成としてもよい。 In the example transmission system 1 shown in FIG. 1, the transmission system 1 has been described as including the transmission device 2 and the transmission device 3, but it may include only one of the transmission device 2 and the transmission device 3. In the example transmission system 1 shown in FIG. 1, the transmission device 2 (or the transmission device 3) and the transmission server 6 have been described as separate entities, but it may be configured such that the transmission device 2 (or the transmission device 3) includes the transmission server 6, and one or more transmission devices 2 (or the transmission devices 3) are connected by a simple signal cable instead of being connected by a local area network.
負荷分散装置7は、複数台の送信サーバ6を構成するときに、当該複数台の送信サーバ6とIP網8との間に設けられ、IP網8を経て多くの受信装置5から再送要求パケットを受信した場合に、複数台の送信サーバ6の各処理負荷を分散させ、再送要求に係る符号化データパケットを分割送信する装置である。図1に示す伝送システムでは、予めユーザ登録された複数台の受信装置5を対象とし、負荷分散装置7を介在させることで、ユーザ登録数が多くなる場合でも送信サーバ6を追加するだけでよいものとなる。ただし、予め許容するユーザ登録数に対応した送信サーバ6を個別に配設するときは、負荷分散装置7の設置を省略し、送信サーバ6とIP網8とを直接的に接続する形態としてもよい。 When multiple transmission servers 6 are configured, the load distribution device 7 is provided between the multiple transmission servers 6 and the IP network 8. When retransmission request packets are received from many receiving devices 5 via the IP network 8, the load distribution device 7 distributes the processing load of the multiple transmission servers 6 and transmits the encoded data packets related to the retransmission request in parts. In the transmission system shown in FIG. 1, the load distribution device 7 is interposed between multiple receiving devices 5 whose users have been registered in advance, so that even if the number of registered users increases, it is only necessary to add a transmission server 6. However, when the transmission servers 6 corresponding to the number of registered users allowed in advance are individually provided, the installation of the load distribution device 7 may be omitted and the transmission servers 6 may be directly connected to the IP network 8.
以下、より具体的に、送信装置2(又は送信装置3)、送信サーバ6、受信装置5について順に説明する。 Below, we will explain in more detail the transmitting device 2 (or transmitting device 3), the transmitting server 6, and the receiving device 5 in that order.
〔送信装置〕
図2は、本発明による一実施形態の送信サーバ6及び送信装置2(又は送信装置3)の概略構成を示すブロック図である。尚、図2に示す送信装置2(又は送信装置3)は、本発明に係る主要な構成要素のみを図示しており、エネルギー(電力)拡散処理等のその他の構成要素の説明は省略する。
[Transmitting device]
Fig. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the transmission server 6 and the transmission device 2 (or the transmission device 3) according to an embodiment of the present invention. Note that the transmission device 2 (or the transmission device 3) shown in Fig. 2 shows only the main components according to the present invention, and the description of other components such as energy (power) dispersal processing is omitted.
送信装置2及び送信装置3は、それぞれの放送伝送路(衛星放送伝送路又は地上放送伝送路)に適した誤り訂正符号化処理及び変調方式が採用されるが、図2に示すように、誤り訂正符号化部21、及び変調部22を備えるとして包括して説明する。 Transmitting device 2 and transmitting device 3 employ error correction coding processing and modulation methods suitable for their respective broadcast transmission paths (satellite broadcast transmission paths or terrestrial broadcast transmission paths), but as shown in FIG. 2, they will be described collectively as including an error correction coding unit 21 and a modulation unit 22.
誤り訂正符号化部21は、デジタル放送に係る送信データに対し誤り訂正符号化処理を施して誤り訂正符号パリティを付与することにより符号化データを生成し、変調部22に出力する符号化器である。また、誤り訂正符号化部21は、順次生成した符号化データを誤り訂正符号フレームとして管理して、同期信号として機能するフレーム番号又は時刻情報を付与して、ローカルエリアネットワーク経由で送信サーバ6に送信する機能を有する。 The error correction coding unit 21 is an encoder that performs error correction coding processing on transmission data related to digital broadcasting, adds error correction code parity, generates coded data, and outputs the coded data to the modulation unit 22. The error correction coding unit 21 also has a function of managing the sequentially generated coded data as an error correction code frame, adding a frame number or time information that functions as a synchronization signal, and transmitting the data to the transmission server 6 via the local area network.
変調部22は、誤り訂正符号化部21から得られる符号化データを所定の変調方式でデジタル変調して変調波信号を生成し、放送伝送路経由でデジタル放送に係る電波を放射する。 The modulation unit 22 digitally modulates the coded data obtained from the error correction coding unit 21 using a predetermined modulation method to generate a modulated wave signal, and emits radio waves related to digital broadcasting via the broadcast transmission path.
デジタル放送に係る送信データは、例えば地上放送伝送路を経由して送信するときはARIB STD-B31に記載され地上デジタル放送で使用されるMPEG2-TSとすることができ、例えば衛星放送伝送路を経由して送信するときはARIB STD-B44に記載され高度広帯域衛星デジタル放送で使用されるTLV(Type Length Value)形式のデータとすることができる。 When transmitting data related to digital broadcasting via a terrestrial broadcasting transmission path, the data can be in MPEG2-TS format, which is described in ARIB STD-B31 and used in terrestrial digital broadcasting, and when transmitting data via a satellite broadcasting transmission path, the data can be in TLV (Type Length Value) format, which is described in ARIB STD-B44 and used in advanced wideband satellite digital broadcasting.
尚、現行の地上デジタル放送では、内符号として畳み込み符号、外符号としてリードソロモン符号が連接した連接符号で誤り訂正符号化処理が行われる。次世代の地上デジタル放送では、内符号としてLDPC符号、外符号としてBCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)符号が連接した連接符号で誤り訂正符号化処理を行うことが検討されている。また、高度広帯域衛星デジタル放送では、内符号としてLDPC符号、外符号としてBCH符号が連接した連接符号で誤り訂正符号化処理が行われる。 In current terrestrial digital broadcasting, error correction coding is performed using a concatenated code in which a convolutional code is used as the inner code and a Reed-Solomon code is used as the outer code. In the next generation of terrestrial digital broadcasting, it is being considered to perform error correction coding using a concatenated code in which an LDPC code is used as the inner code and a BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) code is used as the outer code. In advanced wideband satellite digital broadcasting, error correction coding will be performed using a concatenated code in which an LDPC code is used as the inner code and a BCH code is used as the outer code.
〔送信サーバ〕
図2に示す送信サーバ6は、デジタル放送に係る誤り訂正符号を利用して符号化した符号化データをデジタル変調し放送伝送路を介して受信装置5に送信する送信装置2(又は送信装置3)から順次入力し、所定時間分を更新しながら保存し、当該符号化データのうち受信装置5から再送要求された符号化データについて、通信品質情報に応じて放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して適応的に符号化率を変更して再構成し、IP網8を介して受信装置5に送信可能とするコンピュータとして構成され、保存部61、IPパケット生成部62、再送要求処理部63、符号化率適応変更部64、及び通信品質管理部65を備える。
[Sending server]
The transmission server 6 shown in Figure 2 is configured as a computer that sequentially inputs coded data from the transmission device 2 (or transmission device 3) that digitally modulates coded data encoded using error correction codes related to digital broadcasting and transmits the coded data to the receiving device 5 via a broadcast transmission path, stores the data while updating it for a predetermined period of time, and adaptively changes the coding rate of coded data requested for retransmission by the receiving device 5 by distinguishing whether to set the coding rate to be higher or lower than the coding rate of the coded data transmitted via the broadcast transmission path in accordance with communication quality information, and reconstructs the data so that it can be transmitted to the receiving device 5 via the IP network 8.The transmission server 6 shown in Figure 2 is configured as a computer that sequentially inputs coded data encoded using error correction codes related to digital broadcasting from the transmission device 2 (or transmission device 3), digitally modulates the coded data encoded using error correction codes related to digital broadcasting and transmits the coded data to the receiving device 5 via the IP network 8.The transmission server 6 includes a storage unit 61, an IP packet generation unit 62, a retransmission request processing unit 63, a coding rate adaptive change unit 64, and a communication quality management unit 65.
保存部61は、送信装置2(又は送信装置3)で生成された符号化データを当該ローカルエリアネットワーク経由で、同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を基に順次入力し、誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームを、同期信号(フレーム番号又は時刻情報)で時系列に管理して所定時間分を更新しながら保存する機能部である。尚、送信装置2(又は送信装置3)から得られる符号化データには、放送伝送路で用いるデジタル放送内の制御信号であるTMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)信号にて識別されるフレーム番号又は時刻情報が同期信号として付されている。例えば、保存部61は、放送伝送路を用いるデータ伝送方式において、誤り訂正符号フレーム単位の符号化データに併せて伝送されるTMCC信号内に含まれる時刻情報(主信号内にも時刻情報を埋め込むこともある。)も受信することで、送信装置2(又は送信装置3)から逐次得られる誤り訂正符号フレーム単位の符号化データを、時刻情報に関連付けたフレーム番号を同期信号とし、その同期信号で管理することができる。また、保存部61により同期信号(フレーム番号又は時刻情報)で時系列に管理する符号化データは、デジタル放送中に受信する間、送信サーバ6からIP網8経由で通知する形態としてもよい。即ち、図1に示す伝送システム1において、TMCC信号又は主信号内に含まれる時刻情報やフレーム番号を同期信号として利用することで、送信装置2,3、受信装置5、1台又は複数台の送信サーバ6、及び、複数台の送信サーバ6を構成するときに設けられる負荷分散装置7の同期を確保することができる。 The storage unit 61 is a functional unit that sequentially inputs the coded data generated by the transmitting device 2 (or the transmitting device 3) via the local area network based on a synchronization signal (frame number or time information), and stores the error correction code frames that constitute the code length of the error correction code while updating them for a predetermined period of time by managing them in a chronological order using the synchronization signal (frame number or time information). The coded data obtained from the transmitting device 2 (or the transmitting device 3) is provided with a frame number or time information identified by a TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) signal, which is a control signal in digital broadcasting used in a broadcast transmission path, as a synchronization signal. For example, in a data transmission method using a broadcast transmission path, the storage unit 61 also receives time information (time information may also be embedded in the main signal) contained in the TMCC signal transmitted together with the coded data in units of error correction code frames, and can manage the coded data in units of error correction code frames sequentially obtained from the transmitting device 2 (or the transmitting device 3) using the frame number associated with the time information as a synchronization signal. In addition, the encoded data managed in time series by the storage unit 61 using a synchronization signal (frame number or time information) may be notified from the transmission server 6 via the IP network 8 while being received during digital broadcasting. In other words, in the transmission system 1 shown in FIG. 1, by using the time information or frame number contained in the TMCC signal or main signal as a synchronization signal, it is possible to ensure synchronization of the transmission devices 2 and 3, the reception device 5, one or more transmission servers 6, and the load distribution device 7 provided when multiple transmission servers 6 are configured.
IPパケット生成部62は、受信装置5からの再送要求に係る符号化データを格納するIPパケット形式の符号化データパケットを生成し、IP網8を経て当該受信装置5に向けて送信する機能部である。この符号化データパケットは、受信装置5にて送信装置2(又は送信装置3)で利用した誤り訂正符号を用いて符号化データのビット誤りが訂正できないと判定されたときに生成される。尚、詳細は後述するが、IPパケット生成部62は、インターリーブ処理に係る各インターリーブフレームを受信装置5側で識別可能とするための識別ヘッダと、各誤り訂正符号フレームにおいて何番目のビットを表すのかを特定するシーケンス番号を付与した上で、再送要求に係る符号化データのビットが所定値以上離れるようにする所定規則に基づいて、各誤り訂正符号フレームを縦断するようにビットの並び替えを行うインターリーブ処理を実行するインターリーブ部621を有する。 The IP packet generator 62 is a functional unit that generates an encoded data packet in an IP packet format that stores encoded data related to a retransmission request from the receiver 5, and transmits the encoded data packet to the receiver 5 via the IP network 8. This encoded data packet is generated when the receiver 5 determines that bit errors in the encoded data cannot be corrected using the error correction code used by the transmitter 2 (or the transmitter 3). The IP packet generator 62 has an interleave unit 621 that performs interleave processing to rearrange bits across each error correction code frame based on a predetermined rule that separates the bits of the encoded data related to the retransmission request by a predetermined value or more after assigning an identification header that enables the receiver 5 to identify each interleave frame related to the interleave processing and a sequence number that specifies which bit is represented in each error correction code frame, as will be described in detail later.
再送要求処理部63は、受信装置5からIP網8を経て再送要求パケットを受信したときに、当該再送要求パケットに格納される受信装置5で計測した通信品質情報と、再送要求に係る誤り訂正符号フレームの符号化データを示す再送要求情報とを抽出する。そして、再送要求処理部63は、今回受信した通信品質情報を基に、通信品質管理部65において管理する予め定められた符号化率変更基準に従って、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率を変更して再送するか否かを判定する。そして、再送要求処理部63は、その判定結果に応じて、今回受信した再送要求情報を基に、保存部61から再送要求に係る符号化データの所在を探索して該符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを先頭として連続する同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つmフレーム分の誤り訂正符号フレームを読み出し、符号化率適応変更部64に出力させるよう保存部61を制御するとともに、適応的に当該読み出した符号化データの符号化率を変更して再構成し、IPパケット生成部62に出力するよう符号化率適応変更部64を制御する。この再送要求処理部63に係る制御例については、図3を参照して後述する。 When the retransmission request processing unit 63 receives a retransmission request packet from the receiving device 5 via the IP network 8, it extracts the communication quality information measured by the receiving device 5 stored in the retransmission request packet and the retransmission request information indicating the encoded data of the error correction code frame related to the retransmission request. Then, based on the communication quality information received this time, the retransmission request processing unit 63 judges whether to change the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path and retransmit the data in accordance with the predetermined encoding rate change standard managed by the communication quality management unit 65. Then, based on the retransmission request information received this time, the retransmission request processing unit 63 searches for the location of the encoded data related to the retransmission request from the storage unit 61 according to the judgment result, reads out m frames of error correction code frames having consecutive synchronization signals (frame number or time information) starting from the error correction code frame constituting the encoded data, and controls the storage unit 61 to output them to the encoding rate adaptive change unit 64, and controls the encoding rate adaptive change unit 64 to adaptively change the encoding rate of the read encoded data, reconstruct it, and output it to the IP packet generation unit 62. An example of control related to this retransmission request processing unit 63 will be described later with reference to FIG. 3.
符号化率適応変更部64は、再送要求処理部63によって制御され、送信装置2(又は送信装置3)で生成された符号化データの符号化率を変更する場合と変更しない場合の切り替えを行う切替部641,642と、当該符号化率を変更する場合に、送信装置2(又は送信装置3)で用いる誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする所定種類数の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した当該送信装置で生成された符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して符号化率を変更する誤り訂正符号化処理を行う誤り訂正符号化部643と、を備える。 The coding rate adaptive change unit 64 is controlled by the retransmission request processing unit 63 and includes switching units 641, 642 that switch between changing and not changing the coding rate of the coded data generated by the transmitting device 2 (or transmitting device 3), and an error correction coding unit 643 that performs an error correction coding process that changes the coding rate based on the same coding method as the error correction coding method used by the transmitting device 2 (or transmitting device 3) and among a predetermined number of coding rates that are available to the transmitting device 2 (or transmitting device 3) when changing the coding rate, by distinguishing whether to make the coding rate higher or lower than the coding rate of the coded data generated by the transmitting device and transmitted over the broadcast transmission path.
より具体的には、切替部641,642は、保存部61から読み出した再送要求に係る符号化データ(放送伝送路で伝送した符号化データ)について符号化率を変更せずに再送するときは、そのままIPパケット生成部62に出力し、符号化率を変更して再送するときは、誤り訂正符号化部643により符号化率を変更し再構成した符号化データをIPパケット生成部62に出力するように切り替えを行う機能部である。 More specifically, the switching units 641 and 642 are functional units that switch so that when the encoded data related to the retransmission request read from the storage unit 61 (encoded data transmitted over the broadcast transmission path) is to be retransmitted without changing the encoding rate, the switching units 641 and 642 output the encoded data as is to the IP packet generation unit 62, and when the encoded data is to be retransmitted after changing the encoding rate, the switching units 641 and 642 output the encoded data reconstructed by changing the encoding rate to the IP packet generation unit 62.
例えば、放送伝送路経由の伝送とIP綱8経由の伝送の符号化率が同じであるときは、符号化率適応変更部64は、保存部61から読み出される送信装置2(又は送信装置3)で伝送した該当する誤り訂正符号フレームの符号化データを、そのままIPパケット生成部62へ出力する。 For example, when the coding rate for transmission via the broadcast transmission path is the same as that for transmission via the IP network 8, the coding rate adaptive change unit 64 outputs the coded data of the corresponding error correction code frame transmitted by the transmitting device 2 (or transmitting device 3) read from the storage unit 61 directly to the IP packet generation unit 62.
一方、符号化率適応変更部64は、放送伝送路経由の伝送から符号化率を変更した符号化データを再送するときには、誤り訂正符号化部643により符号化率を変更する。 On the other hand, when retransmitting encoded data with a changed encoding rate from transmission via a broadcast transmission path, the encoding rate adaptive change unit 64 changes the encoding rate using the error correction encoding unit 643.
誤り訂正符号化部643は、再送要求に係る符号化データ(放送伝送路で伝送した符号化データ)について符号化率を変更して再送するときに、保存部61から当該符号化データ内の所定のパリティを除く情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)のみを読み出す。続いて、誤り訂正符号化部643は、変更前の符号化率よりも高い符号化率に変換する場合には符号化データの情報ビットをそのまま用い、変更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合には符号化データの情報ビットを送受信間で予め定めた分割法で2分割したものを用いて、変更する符号化率に応じて、送信サーバ6及び受信装置5間で既知のビット(全て“0”又は“1”のビット、或いは“0”と“1”の規則的なビットパターン)からなるパディングビットを送受間で既知とする挿入位置に付加する。そして、誤り訂正符号化部643は、このパディングビットを付加した当該所定の情報ビットに対して、送信装置2(又は送信装置3)における誤り訂正符号化部21で用いる誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ放送に係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする放送伝送路で伝送した符号化率とは異なる符号化率で誤り訂正符号化処理を行う。最終的には、誤り訂正符号化部643は、放送伝送路で伝送した符号化データについて符号化率を変更したブロック符号のパリティを、送信装置2(又は送信装置3)で生成された符号化データに付加されていたパリティから置き換えて当該情報ビットに付加し、且つパディングビットを除去した再送用の符号化データを生成する。符号化率適応変更部64の誤り訂正符号化部643による符号化率変更時の符号化データの生成法については、図4及び図5を参照して後述する。 When the error correction coding unit 643 changes the coding rate of the coded data related to the retransmission request (the coded data transmitted through the broadcast transmission path) and retransmits it, it reads only the information bits (i.e., the main signal in the block code) excluding the predetermined parity in the coded data from the storage unit 61. Next, the error correction coding unit 643 uses the information bits of the coded data as they are when converting to a coding rate higher than the coding rate before the change, and when converting to a coding rate lower than the coding rate before the change, it uses the information bits of the coded data divided into two by a division method predetermined between the transmitter and the receiver, and adds padding bits consisting of bits known between the transmission server 6 and the receiver 5 (all bits of "0" or "1", or a regular bit pattern of "0" and "1") to an insertion position known between the transmitter and the receiver according to the coding rate to be changed. Then, the error correction coding unit 643 performs error correction coding processing on the specific information bits to which the padding bits have been added, based on the same coding method as the error correction coding method used by the error correction coding unit 21 in the transmitting device 2 (or transmitting device 3), and at a coding rate different from the coding rate transmitted over the broadcast transmission path that is available to the transmitting device 2 (or transmitting device 3) related to the broadcast. Finally, the error correction coding unit 643 replaces the parity added to the coded data generated by the transmitting device 2 (or transmitting device 3) with the parity of the block code whose coding rate has been changed for the coded data transmitted over the broadcast transmission path, and adds it to the information bits, and generates coded data for retransmission from which the padding bits have been removed. The method of generating coded data when the coding rate is changed by the error correction coding unit 643 of the coding rate adaptive change unit 64 will be described later with reference to Figures 4 and 5.
通信品質管理部65は、再送要求処理部63によって制御され、受信装置5から受信した再送要求パケットに格納される通信品質情報に応じた符号化率を決定するのに用いる予め定められた符号化率変更基準を情報として保持して管理する機能部である。尚、符号化率変更基準については、幾つかの例を挙げて後述する。また、この通信品質情報は、受信装置5によって生成され、通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含む。 The communication quality management unit 65 is a functional unit that is controlled by the retransmission request processing unit 63 and that holds and manages, as information, a predetermined coding rate change criterion used to determine a coding rate according to communication quality information stored in a retransmission request packet received from the receiving device 5. Note that coding rate change criteria will be described later with some examples. In addition, this communication quality information is generated by the receiving device 5 and includes either or both of communication line delay information and packet loss rate information.
通信回線の遅延情報は、受信装置5から送信サーバ6に向けて送信した再送要求パケットの送信時刻と、これに対応して送信サーバ6から再送された符号化データパケットの受信時刻との時間差で推定される伝送遅延を示す情報である。 The communication line delay information is information that indicates the transmission delay estimated by the time difference between the transmission time of the retransmission request packet sent from the receiving device 5 to the transmission server 6 and the reception time of the encoded data packet retransmitted from the transmission server 6 in response to the retransmission.
パケットロス率情報は、再送要求パケットの送信時刻から所定時間経過しても送信サーバ6から対応する符号化データパケットの受信ができなかった場合にパケットロスが生じたとみなし、所定期間単位の送信サーバ6との通信実績を基に計測したパケットロス率を示す情報である。 The packet loss rate information indicates the packet loss rate measured based on the communication record with the transmission server 6 over a predetermined period of time, assuming that a packet loss has occurred when a corresponding encoded data packet cannot be received from the transmission server 6 even after a predetermined time has elapsed since the transmission time of the retransmission request packet.
(再送要求パケットに係る制御フロー)
図3は、本発明による一実施形態の送信サーバ6と受信装置5との間の再送要求パケットに係る制御フローを示すフローチャートである。
(Control flow related to retransmission request packet)
FIG. 3 is a flowchart showing a control flow relating to a retransmission request packet between the transmission server 6 and the receiving device 5 in one embodiment of the present invention.
まず、送信サーバ6は、保存部61により、放送伝送路で伝送した符号化データについて所定時間分を更新しながら保存する(ステップS50)。放送伝送路で伝送した符号化データは、誤り訂正符号化済みのデータであり、ARIB STD-B44に記載されるLDPC符号などのブロック符号の誤り訂正符号フレームで構成される。 First, the transmission server 6 stores the encoded data transmitted over the broadcast transmission path for a predetermined period of time while updating it in the storage unit 61 (step S50). The encoded data transmitted over the broadcast transmission path is data that has been error correction encoded, and is composed of error correction code frames of block codes such as LDPC codes described in ARIB STD-B44.
受信装置5は、放送伝送路で伝送されたデジタル放送を受信して復調し、符号化データのビット誤りが訂正できるか否かを試みる。伝送環境がよく、誤りなく受信できた場合や、白色雑音等の影響が誤り訂正符号により復号できる範囲であった場合、そのまま誤り訂正復号した受信データを再生可能に出力する。降雨減衰が起きるなど伝送環境が悪く、放送伝送路経由で受信した符号化データのビット誤りが訂正できない場合、受信装置5は、IP網8を通じて該当する符号化データについて再送要求パケットを生成し、送信サーバ6に再送要求を行う(ステップS51)。この再送要求パケットには、上述したように、再送要求情報、及び、通信品質情報が含まれる。 The receiving device 5 receives and demodulates the digital broadcast transmitted over the broadcast transmission path, and attempts to determine whether or not bit errors in the encoded data can be corrected. If the transmission environment is good and reception is error-free, or if the effects of white noise, etc. are within the range that can be decoded using error correction coding, the error-corrected and decoded received data is output as is so that it can be reproduced. If the transmission environment is poor, such as due to rain attenuation, and bit errors in the encoded data received over the broadcast transmission path cannot be corrected, the receiving device 5 generates a retransmission request packet for the corresponding encoded data via the IP network 8 and makes a retransmission request to the transmission server 6 (step S51). This retransmission request packet contains retransmission request information and communication quality information, as described above.
そこで、送信サーバ6は、再送要求処理部63により、受信装置5から再送要求パケットを受信すると(ステップS52)、再送要求パケットから、再送要求情報及び通信品質情報を抽出する(ステップS53)。 Therefore, when the transmission server 6 receives a retransmission request packet from the receiving device 5 (step S52), the retransmission request processing unit 63 extracts the retransmission request information and communication quality information from the retransmission request packet (step S53).
続いて、再送要求処理部63は、今回受信した通信品質情報を基に、通信品質管理部65において管理する予め定められた符号化率変更基準に従って、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率を変更して再送するか否かを判定する(ステップS54)。尚、符号化率変更基準については、幾つかの例を挙げて後述する。 Then, the retransmission request processing unit 63 determines whether or not to change the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path and retransmit the coded data, based on the communication quality information received this time, in accordance with a predetermined coding rate change criterion managed by the communication quality management unit 65 (step S54). Note that the coding rate change criterion will be described later with some examples.
そして、再送要求処理部63は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率を変更せずに再送すると判定したとき(ステップS54:No)、今回受信した再送要求情報を基に、保存部61から再送要求に係る符号化データの所在を探索して読み出し、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率と同じ符号化率で再送するよう、保存部61及び符号化率適応変更部64を制御する(ステップS55)。 When the retransmission request processing unit 63 determines that the encoded data transmitted over the broadcast transmission path should be retransmitted without changing the encoding rate (step S54: No), it searches for and reads the location of the encoded data related to the retransmission request from the storage unit 61 based on the currently received retransmission request information, and controls the storage unit 61 and the encoding rate adaptive change unit 64 to retransmit the encoded data at the same encoding rate as the encoded data transmitted over the broadcast transmission path (step S55).
一方、再送要求処理部63は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率を変更して再送すると判定したとき(ステップS54:Yes)、今回受信した再送要求情報を基に、保存部61から再送要求に係る符号化データの所在を探索して、当該符号化データ内の所定のパリティを除く情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)のみを読み出す。そして、再送要求処理部63は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して、符号化率を変更する。つまり、再送要求処理部63は、変更前の符号化率よりも高い符号化率に変換する場合には符号化データの情報ビットをそのまま用い、変更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合には符号化データの情報ビットを送受信間で予め定めた分割法で2分割したものを用いる。つまり、更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合には、当該情報ビット数が変更後の符号化率に対する情報ビット数より多くなるため、当該情報ビットを2分割して、放送規格で規格された誤り訂正符号の符号形式と同一のものを適用できるように処理する。その後、変更前の符号化率よりも高い符号化率に変換する場合に非分割、変更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合に2分割したそれぞれの当該情報ビットを用いて受信装置5側で既知とするパディングビットを付加し、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率から符号化率を変更したブロック符号のパリティを付加した後、パディングビットを除去した再送用の符号化データを生成するよう、保存部61及び符号化率適応変更部64を制御する(ステップS56)。 On the other hand, when the retransmission request processing unit 63 determines that the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path is to be changed and retransmitted (step S54: Yes), it searches for the location of the coded data related to the retransmission request from the storage unit 61 based on the retransmission request information received this time, and reads out only the information bits (i.e., the main signal in the block code) excluding a predetermined parity in the coded data. Then, the retransmission request processing unit 63 changes the coding rate by distinguishing whether to make it higher or lower than the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path. In other words, when converting to a coding rate higher than the coding rate before the change, the retransmission request processing unit 63 uses the information bits of the coded data as they are, and when converting to a coding rate lower than the coding rate before the change, it uses the information bits of the coded data divided into two by a division method predetermined between the transmitter and receiver. In other words, when converting to a coding rate lower than the coding rate before the change, the number of information bits becomes greater than the number of information bits for the coding rate after the change, so the information bits are divided into two and processed so that the same coding format as the error correction code standardized in the broadcast standard can be applied. After that, the storage unit 61 and the coding rate adaptive change unit 64 are controlled to add padding bits known on the receiving device 5 side using the relevant information bits (non-split when converting to a coding rate higher than the coding rate before the change) and split into two when converting to a coding rate lower than the coding rate before the change), add the parity of the block code whose coding rate has been changed from the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path, and then generate coded data for retransmission with the padding bits removed (step S56).
最終的に、送信サーバ6は、IPパケット生成部62により、mフレーム分の誤り訂正符号フレームを用いてインターリーブフレームを構成し、mフレーム分の誤り訂正符号フレームを縦断(直交)する方向にインターリーブ処理してIPパケット列(符号化データパケット)を生成し、符号化率を変更したときはその旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを生成して送信後、当該符号化データパケットを受信装置5に向けて送信する(ステップS57)。尚、送信サーバ6は、符号化率情報を含めて、符号化データパケットを構成し、受信装置5に向けて送信する形態とすることもできる。本例では、符号化データパケットの伝送効率を高めるために、受信装置5に対し、符号化率を変更したときに、その旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを事前通知する形態としている。 Finally, the transmission server 6 uses the IP packet generator 62 to construct an interleaved frame using m error correction code frames, interleaves the m error correction code frames in a transverse (orthogonal) direction to generate an IP packet sequence (encoded data packets), and when the encoding rate is changed, generates and transmits an encoding rate change notification packet as a notification to that effect, and then transmits the encoded data packet to the receiving device 5 (step S57). Note that the transmission server 6 can also construct an encoded data packet including encoding rate information and transmit it to the receiving device 5. In this example, in order to increase the transmission efficiency of the encoded data packets, when the encoding rate is changed, an encoding rate change notification packet is notified in advance to the receiving device 5 as a notification to that effect.
また、送信サーバ6は、符号化率変更通知パケットの送信を複数回行う構成としてもよいし、或いは、符号化率変更通知パケットの受信確認応答を得る構成とし、受信装置5から受信確認応答を受信するまで、符号化率変更通知パケットの送信を繰り返し行う構成としてもよい。尚、IP網8経由で伝送する符号化データの符号化率が放送伝送路で伝送する符号化データの符号化率と同一の場合、受信装置5は放送伝送路での符号化率の情報のみ把握できていればよいため、送信サーバ6は、符号化率変更通知パケットの事前通知を省略してもよいが、符号化率変更の有無に関わらず、符号化データパケットの再送の度に、符号化率変更通知パケットの送信を行ってもよい。 The transmission server 6 may be configured to transmit the coding rate change notification packet multiple times, or may be configured to obtain a reception confirmation response for the coding rate change notification packet and repeatedly transmit the coding rate change notification packet until a reception confirmation response is received from the receiving device 5. Note that when the coding rate of the coded data transmitted via the IP network 8 is the same as the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path, the receiving device 5 only needs to know the information on the coding rate over the broadcast transmission path, so the transmission server 6 may omit the advance notification of the coding rate change notification packet, but may transmit the coding rate change notification packet each time the coded data packet is retransmitted, regardless of whether the coding rate has been changed.
ここで、受信装置5から取得した通信品質情報には、通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含まれており、これらの情報を基に、どの符号化率に変更するかについては、通信品質管理部65にて管理する予め定められた符号化率変更基準に従って行う。 The communication quality information acquired from the receiving device 5 includes either or both of communication line delay information and packet loss rate information, and the coding rate to be changed based on this information is determined according to predetermined coding rate change criteria managed by the communication quality management unit 65.
符号化率変更基準は、送信装置2(又は送信装置3)における誤り訂正符号化部21で用いる誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ放送に係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする所定種類数の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して、符号化率を変更するように定めている。 The coding rate change criteria are based on the same coding method as the error correction coding method used by the error correction coding unit 21 in the transmitting device 2 (or transmitting device 3), and are set so that the coding rate is changed by distinguishing whether to change the coding rate to a higher or lower rate than the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path, from among a predetermined number of coding rates that are available to the transmitting device 2 (or transmitting device 3) for broadcasting.
例えば、符号化率変更基準として、以下の(1)乃至(9)のいずれかとすることができる。
(1)遅延のみ考量して、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率のまま再送するものとし、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは任意の遅延に応じて定められた多段階の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高くする範囲内で該当する遅延に対応する符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは任意の遅延に応じて定められた多段階の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より低くする範囲内で該当する遅延に対応する符号化率に変更して当該遅延に起因するパケットロスに対する耐性を事前に防ぐようにする。
(2)パケットロス率のみ考量して、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率のまま再送するものとし、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは任意のパケットロス率に応じて定められた多段階の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高くする範囲内で該当するパケットロス率に対応する符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは任意のパケットロス率に応じて定められた多段階の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より低くする範囲内で該当するパケットロス率に対応する符号化率に変更してパケットロスに対する耐性を高めるようにする。
(3)遅延とパケットロス率の双方を考量して、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲内、或いは、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率のまま再送するものとし、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満、且つ受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは任意のパケットロス率に応じて定められた多段階の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高くする範囲内で該当するパケットロス率に対応する符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超え、且つ受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは任意のパケットロス率に応じて定められた多段階の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より低くする範囲内で該当するパケットロス率に対応する符号化率に変更してパケットロスに対する耐性を高めるようにする。
(4)遅延のみ考量して、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率のまま再送するものとし、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高くする範囲内で所定段(例えば1段)高い符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より低くする範囲内で所定段(例えば1段)低い符号化率に変更して当該遅延に起因するパケットロスに対する耐性を事前に防ぐようにする。
(5)パケットロス率のみ考量して、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率のまま再送するものとし、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高くする範囲内で所定段(例えば1段)高い符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より低くする範囲内で所定段(例えば1段)低い符号化率に変更してパケットロスに対する耐性を高めるようにする。
(6)遅延とパケットロス率の双方を考量して、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲内、或いは、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率のまま再送するものとし、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満、且つ受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高くする範囲内で所定段(例えば1段)高い符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超え、且つ受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より低くする範囲内で所定段(例えば1段)低い符号化率に変更してパケットロスに対する耐性を高めるようにする。
(7)遅延のみ考量して、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率のまま再送するものとし、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは放送伝送路で伝送した符号化データに係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最大値の符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは放送伝送路で伝送した符号化データに係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最小値の符号化率に変更して当該遅延に起因するパケットロスに対する耐性を事前に防ぐようにする。
(8)パケットロス率のみ考量して、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率のまま再送するものとし、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは放送伝送路で伝送した符号化データに係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最大値の符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは放送伝送路で伝送した符号化データに係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最小値の符号化率に変更してパケットロスに対する耐性を高めるようにする。
(9)遅延とパケットロス率の双方を考量して、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲内、或いは、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲内のときは放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率のまま再送するものとし、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満、且つ受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲未満のときは放送伝送路で伝送した符号化データに係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最大値の符号化率に変更して伝送効率を高め、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超え、且つ受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値の所定範囲を超えるときは放送伝送路で伝送した符号化データに係る送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最小値の符号化率に変更してパケットロスに対する耐性を高めるようにする。
For example, the coding rate change criterion may be any one of the following (1) to (9).
(1) Taking into consideration only the delay, when the delay obtained from the receiving device 5 is within a specified range of a predetermined default value, the encoded data transmitted over the broadcast transmission path is retransmitted with the same encoding rate; when the delay obtained from the receiving device 5 is less than a specified range of a predetermined default value, the encoding rate is changed to a coding rate corresponding to the relevant delay among the multi-stage encoding rates determined according to an arbitrary delay, within a range higher than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving transmission efficiency; when the delay obtained from the receiving device 5 exceeds a specified range of a predetermined default value, the encoding rate is changed to a coding rate corresponding to the relevant delay among the multi-stage encoding rates determined according to an arbitrary delay, within a range lower than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby preventing in advance resistance to packet loss caused by the delay.
(2) Taking into consideration only the packet loss rate, when the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is within a specified range of a predetermined default value, the encoded data transmitted over the broadcast transmission path is retransmitted with the encoding rate unchanged; when the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is below a specified range of a predetermined default value, the encoding rate is changed to a coding rate corresponding to the relevant packet loss rate among multi-stage encoding rates determined according to an arbitrary packet loss rate within a range higher than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving transmission efficiency; when the packet loss rate obtained from the receiving device 5 exceeds a specified range of a predetermined default value, the encoding rate is changed to a coding rate corresponding to the relevant packet loss rate among multi-stage encoding rates determined according to an arbitrary packet loss rate within a range lower than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving tolerance to packet loss.
(3) Taking into consideration both the delay and the packet loss rate, when the delay obtained from the receiving device 5 is within a predetermined range of a predetermined default value or the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is within a predetermined range of a predetermined default value, the encoded data transmitted over the broadcast transmission path is retransmitted with the encoding rate unchanged; when the delay obtained from the receiving device 5 is less than a predetermined range of a predetermined default value and the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is less than a predetermined range of a predetermined default value, the encoding rate is changed to a coding rate corresponding to the relevant packet loss rate within a range higher than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, among the multi-stage encoding rates determined according to an arbitrary packet loss rate, thereby improving transmission efficiency; when the delay obtained from the receiving device 5 exceeds a predetermined range of a predetermined default value and the packet loss rate obtained from the receiving device 5 exceeds a predetermined range of a predetermined default value, the encoding rate is changed to a coding rate corresponding to the relevant packet loss rate within a range lower than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, among the multi-stage encoding rates determined according to an arbitrary packet loss rate, thereby improving resistance to packet loss.
(4) Taking into consideration only the delay, when the delay obtained from the receiving device 5 is within a specified range of a predetermined default value, the encoded data transmitted over the broadcast transmission path is retransmitted with the same encoding rate; when the delay obtained from the receiving device 5 is less than a specified range of a predetermined default value, the encoding rate is changed to a predetermined step (e.g., one step) higher within a range higher than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving transmission efficiency; when the delay obtained from the receiving device 5 exceeds a specified range of a predetermined default value, the encoding rate is changed to a predetermined step (e.g., one step) lower within a range lower than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby preventing in advance resistance to packet loss caused by the delay.
(5) Taking into consideration only the packet loss rate, when the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is within a specified range of a predetermined default value, the encoded data transmitted over the broadcast transmission path is retransmitted at the same encoding rate. When the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is below a specified range of a predetermined default value, the encoding rate is changed to a predetermined step (e.g., one step) higher within a range higher than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving transmission efficiency. When the packet loss rate obtained from the receiving device 5 exceeds a specified range of a predetermined default value, the encoding rate is changed to a predetermined step (e.g., one step) lower within a range lower than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving tolerance to packet loss.
(6) Taking into consideration both the delay and the packet loss rate, when the delay obtained from the receiving device 5 is within a specified range of a predetermined default value, or when the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is within a specified range of a predetermined default value, the coding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path is retransmitted without change; when the delay obtained from the receiving device 5 is less than a specified range of a predetermined default value and the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is less than a specified range of a predetermined default value, the coding rate is changed to a coding rate that is a specified step (e.g., one step) higher within a range that is higher than the coding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving transmission efficiency; when the delay obtained from the receiving device 5 exceeds a specified range of a predetermined default value and the packet loss rate obtained from the receiving device 5 exceeds a specified range of a predetermined default value, the coding rate is changed to a coding rate that is a specified step (e.g., one step lower) within a range that is lower than the coding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving resistance to packet loss.
(7) Taking into consideration only the delay, when the delay obtained from the receiving device 5 is within a specified range of a predetermined default value, the encoded data transmitted over the broadcast transmission path is retransmitted at the same encoding rate. When the delay obtained from the receiving device 5 is less than a specified range of a predetermined default value, the encoding rate is changed to the maximum value that can be used by the transmitting device 2 (or transmitting device 3) for the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving transmission efficiency. When the delay obtained from the receiving device 5 exceeds a specified range of a predetermined default value, the encoding rate is changed to the minimum value that can be used by the transmitting device 2 (or transmitting device 3) for the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby preventing in advance resistance to packet loss caused by the delay.
(8) Taking into consideration only the packet loss rate, when the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is within a specified range of a predetermined default value, the coding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path is retransmitted with the same coding rate; when the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is below a specified range of a predetermined default value, the coding rate is changed to the maximum coding rate that can be used by the transmitting device 2 (or transmitting device 3) for the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving transmission efficiency; when the packet loss rate obtained from the receiving device 5 exceeds a specified range of a predetermined default value, the coding rate is changed to the minimum coding rate that can be used by the transmitting device 2 (or transmitting device 3) for the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving tolerance to packet loss.
(9) Taking into consideration both the delay and the packet loss rate, when the delay obtained from the receiving device 5 is within a predetermined range of a predetermined default value, or when the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is within a predetermined range of a predetermined default value, the coding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path is retransmitted without changing the coding rate; when the delay obtained from the receiving device 5 is less than a predetermined range of a predetermined default value and the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is less than a predetermined range of a predetermined default value, the coding rate is changed to the maximum coding rate that can be used by the transmitting device 2 (or transmitting device 3) for the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving transmission efficiency; and when the delay obtained from the receiving device 5 exceeds a predetermined range of a predetermined default value and the packet loss rate obtained from the receiving device 5 exceeds a predetermined range of a predetermined default value, the coding rate is changed to the minimum coding rate that can be used by the transmitting device 2 (or transmitting device 3) for the encoded data transmitted over the broadcast transmission path, thereby improving resistance to packet loss.
(符号化率変更時の符号化データの生成法:より高い符号化率に変更時)
図4を参照して、再送要求に係る符号化データをより高い符号化率に変更時に、再送要求処理部63が上述に例示した符号化率変更基準に従い、保存部61及び符号化率適応変更部64を制御して、符号化率変更時の符号化データを生成する例を説明する。図4(a)乃至図4(d)は、それぞれ本発明による一実施形態の送信サーバ6における符号化率適応変更部64による符号化率変更時(再送要求に係る符号化データをより高い符号化率に変更時)の符号化データの生成法を示す図である。
(Method of generating encoded data when changing encoding rate: When changing to a higher encoding rate)
With reference to Fig. 4, an example will be described in which the retransmission request processing unit 63 controls the storage unit 61 and the coding rate adaptive change unit 64 in accordance with the coding rate change standard exemplified above when changing the coding rate of the coded data related to the retransmission request to a higher coding rate, to generate coded data when the coding rate is changed. Figs. 4(a) to 4(d) are diagrams showing a method of generating coded data when the coding rate is changed (when the coding rate of the coded data related to the retransmission request is changed to a higher coding rate) by the coding rate adaptive change unit 64 in the transmission server 6 according to an embodiment of the present invention.
まず、図4(a)は、放送伝送路で伝送した符号化データを示すブロック符号の誤り訂正符号フレームの構成を示す図である。通常、デジタル放送では選択可能な符号化率について複種類が予め規定されている。例えばARIB STD-B44ではブロック符号であるLDPC符号のうち、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種類の符号化率が規定されている。 First, FIG. 4(a) shows the structure of an error-correcting code frame of a block code indicating coded data transmitted over a broadcast transmission path. Normally, multiple types of selectable coding rates are predefined in digital broadcasting. For example, ARIB STD-B44 prescribes 11 types of coding rates for the LDPC code, which is a block code: 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).
尚、放送伝送路で伝送する符号化データの符号化率の情報については、通常、デジタル放送内の伝送制御信号であるTMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)信号で伝送されるが、送信サーバ6からIP網8経由で、事前通知する構成としてもよい。また、上述したように、再送要求に応じて再送する符号化データの符号化率の情報については、送信サーバ6は、IPパケット生成部62により、符号化率を変更したときはその旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを生成して送信後、又は符号化率情報を含めて、符号化データパケットを受信装置5に向けて送信する。ここで、IP網8経由で伝送する符号化データの符号化率が放送伝送路で伝送する符号化データの符号化率と同一の場合、受信装置5は放送伝送路での符号化率の情報のみ把握できていればよいため、送信サーバ6は、符号化率変更通知パケットの事前通知を省略してもよい。 Incidentally, the information on the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path is usually transmitted by a TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) signal, which is a transmission control signal in digital broadcasting, but the transmission server 6 may be configured to notify the coding rate in advance via the IP network 8. As described above, when the coding rate of the coded data to be retransmitted in response to a retransmission request is changed, the transmission server 6 generates and transmits a coding rate change notification packet as a notification indicating that the coding rate has been changed by the IP packet generation unit 62, or transmits a coded data packet including the coding rate information to the receiving device 5. Here, when the coding rate of the coded data transmitted over the IP network 8 is the same as the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path, the receiving device 5 only needs to know the information on the coding rate on the broadcast transmission path, so the transmission server 6 may omit the advance notification of the coding rate change notification packet.
図4(a)に示すように、放送伝送路で伝送した符号長Nビットのブロック符号における符号化データの符号化率をFbとすると、その符号化データの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)はN×Fbビット、パリティはN×(1-Fb)ビットで構成される。通常、放送伝送路でブロック符号を用いる場合、放送伝送路で扱いやすいよう符号化率によらず誤り訂正符号フレームの符号長のビット数は一定であることが多い。例えばARIB STD-B44ではブロック符号であるLDPC符号の符号長Nは、LDPC符号化率に依らずN=44880ビットで一定である。ここで、IP網8経由で再送する符号化データの符号化率をFiとすると、IP綱8経由で再送する符号化データの符号化率Fiとして放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率より高く変更する場合、その放送伝送路で伝送した情報ビットをそのまま用いて、符号化率Fiに変換する。 As shown in FIG. 4(a), if the coding rate of the coded data in the block code with a code length of N bits transmitted through the broadcast transmission path is F b , the information bits of the coded data (i.e., the main signal in the block code) are composed of N×F b bits, and the parity is composed of N×(1-F b ) bits. Usually, when using a block code in a broadcast transmission path, the number of bits of the code length of the error correction code frame is often constant regardless of the coding rate so that it is easy to handle in the broadcast transmission path. For example, in ARIB STD-B44, the code length N of the LDPC code, which is a block code, is constant at N=44880 bits regardless of the LDPC coding rate. Here, if the coding rate of the coded data retransmitted through the IP network 8 is F i , when the coding rate F i of the coded data retransmitted through the IP network 8 is changed to a higher value than the coding rate of the coded data transmitted through the broadcast transmission path, the information bits transmitted through the broadcast transmission path are used as they are and converted to the coding rate F i .
そこで、受信装置5から再送要求パケットを受信した送信サーバ6は、再送要求処理部63により、再送要求パケットに含まれる通信品質情報を抽出し、その通信品質情報を基に、通信品質管理部65にて管理される符号化率変更基準を参照して符号化率を変更するか否かを判定する。 Then, the transmission server 6, which has received a retransmission request packet from the receiving device 5, extracts the communication quality information contained in the retransmission request packet using the retransmission request processing unit 63, and based on the communication quality information, determines whether or not to change the coding rate by referring to the coding rate change criteria managed by the communication quality management unit 65.
そして、再送要求処理部63は、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率Fbから符号化率Fiに変更すると判断したときは(Fb<Fi)、まずは、図4(a)に示す再送要求に係る符号長Nビットの符号化データのうちN×Fbビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)のみを、保存部61から読み出させる(図4(b)参照)。 Then, when the retransmission request processing unit 63 determines to change the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path from Fb to coding rate Fi ( Fb < Fi ), it first reads out from the storage unit 61 only N x Fb information bits (i.e., the main signal in the block code) of the coded data of code length N bits related to the retransmission request shown in Figure 4(a) (see Figure 4(b)).
続いて、再送要求処理部63は、符号化率適応変更部64を制御して、誤り訂正符号化部643により、保存部61から読み出したN×Fbビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)に対して、送受間で既知の値(例えば、全て0のビット)でN×(Fi-Fb)ビット分をパディングビットとして送受間で既知とする挿入位置に付加し、この情報ビットとパディングビットに対して符号化率Fiとなる誤り訂正符号化処理を施して、N×(1-Fi)ビットのパリティを生成する(図4(c)参照)。例えば、誤り訂正符号化部643は、符号化率Fiとして、N×Fbビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)を用いながら、符号化率Fbから送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最大値の符号化率へと変更する。尚、本例では、情報ビットの後段にパディングビットを付加するとして図示しているが、情報ビットの前段にパディングビットを付加してもよく、即ち、パディングビットの挿入位置は、変更後の符号化率Fiの値によって送受間で既知とするように予め定めておけばよい。 Next, the retransmission request processing unit 63 controls the coding rate adaptive change unit 64 to add N×(F i -F b ) bits of padding bits with a value known between the transmitter and the receiver (for example, all 0 bits) to the N×F b bits of information bits (i.e., the main signal in the block code) read from the storage unit 61 by the error correction coding unit 643 at an insertion position known between the transmitter and the receiver, and perform error correction coding processing with a coding rate of F i on the information bits and padding bits to generate a parity of N×(1-F i ) bits (see FIG. 4(c)). For example, the error correction coding unit 643 changes the coding rate from F b to the maximum coding rate available to the transmitter 2 (or the transmitter 3) while using the N×F b bits of information bits (i.e., the main signal in the block code) as the coding rate F i. In this example, the padding bits are illustrated as being added after the information bits, but the padding bits may be added before the information bits. In other words, the insertion positions of the padding bits may be determined in advance so as to be known between the transmitter and the receiver based on the value of the coding rate F i after the change.
そして、誤り訂正符号化部643は、パディングビットを除去して、N×Fbビットの情報ビットにN×(1-Fi)ビットのパリティを付加した再送用の符号化データを再構成し、IPパケット生成部62に出力する(図4(d)参照)。この再構成された再送用の符号化データのフレーム長は、元の符号長Nビットよりも短くなるため、符号長Nビット分の符号化データを受信装置5に再送する場合よりも伝送効率が高くなる。 Then, the error correction coding unit 643 removes the padding bits, reconstructs the coded data for retransmission by adding N×(1−F i )-bit parity to the N×F b- bit information bits, and outputs the reconstructed coded data to the IP packet generating unit 62 (see FIG. 4(d)). Since the frame length of the reconstructed coded data for retransmission is shorter than the original code length of N bits, the transmission efficiency is higher than when coded data of the code length of N bits is retransmitted to the receiving device 5.
(符号化率変更時の符号化データの生成法:より低い符号化率に変更時)
次に、図5を参照して、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更時に、再送要求処理部63が上述に例示した符号化率変更基準に従い、保存部61及び符号化率適応変更部64を制御して、符号化率変更時の符号化データを生成する例を説明する。図5(a)乃至図5(e)は、それぞれ本発明による一実施形態の送信サーバ6における符号化率適応変更部64による符号化率変更時(再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更時)の符号化データの生成法を示す図である。
(Method of generating encoded data when changing encoding rate: When changing to a lower encoding rate)
Next, with reference to Fig. 5, an example will be described in which the retransmission request processing unit 63 controls the storage unit 61 and the coding rate adaptive change unit 64 in accordance with the coding rate change standard exemplified above when changing the coded data related to the retransmission request to a lower coding rate, thereby generating coded data when the coding rate is changed. Figs. 5(a) to 5(e) are diagrams showing a method of generating coded data when the coding rate is changed (when the coded data related to the retransmission request is changed to a lower coding rate) by the coding rate adaptive change unit 64 in the transmission server 6 according to an embodiment of the present invention.
図5(a)に示すように、放送伝送路で伝送した符号長Nビットのブロック符号における符号化データの符号化率をFbとすると、その符号化データの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)はN×Fbビット、パリティはN×(1-Fb)ビットで構成される。通常、放送伝送路でブロック符号を用いる場合、放送伝送路で扱いやすいよう符号化率によらず誤り訂正符号フレームの符号長のビット数は一定であることが多い。例えばARIB STD-B44ではブロック符号であるLDPC符号の符号長Nは、LDPC符号化率に依らずN=44880ビットで一定である。ここで、IP網8経由で再送する符号化データの符号化率をFiとすると、通常であれば符号化率Fiの情報ビットはN×Fi、パリティは、N×(1-Fi)ビットとなるが、放送規格で規格された誤り訂正符号の符号化長に対して過多となるため、本実施形態ではIP綱8経由で再送する符号化データの符号化率Fiを放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率Fb未満に変更する場合、元の情報ビットを2等分することで、放送規格で規格された誤り訂正符号の符号化長に収めてから符号化し直し、符号化データを再構成するようにする。 As shown in Fig. 5(a), if the coding rate of the coded data in the block code with a code length of N bits transmitted through the broadcast transmission channel is Fb , the information bits of the coded data (i.e., the main signal in the block code) are composed of N x Fb bits, and the parity is composed of N x (1 - Fb ) bits. Usually, when using a block code in a broadcast transmission channel, the number of bits of the code length of the error correction code frame is often constant regardless of the coding rate so that it is easy to handle in the broadcast transmission channel. For example, in ARIB STD-B44, the code length N of the LDPC code, which is a block code, is constant at N = 44880 bits regardless of the LDPC coding rate. Here, if the coding rate of the coded data to be retransmitted via the IP network 8 is F i , normally the information bits of coding rate F i would be N×F i and the parity would be N×(1-F i ) bits, but these would be excessive for the coding length of the error correcting code specified by the broadcasting standard. Therefore, in this embodiment, when the coding rate F i of the coded data to be retransmitted via the IP network 8 is changed to less than the coding rate F b of the coded data transmitted over the broadcast transmission path, the original information bits are divided in half to fit within the coding length of the error correcting code specified by the broadcasting standard, and then re-coded to reconstruct the coded data.
より具体的には、まず、受信装置5から再送要求パケットを受信した送信サーバ6は、再送要求処理部63により、再送要求パケットに含まれる通信品質情報を抽出し、その通信品質情報を基に、通信品質管理部65にて管理される符号化率変更基準を参照して符号化率を変更するか否かを判定する。 More specifically, the transmission server 6, which has received a retransmission request packet from the receiving device 5, first extracts the communication quality information contained in the retransmission request packet using the retransmission request processing unit 63, and then, based on the communication quality information, determines whether or not to change the coding rate by referring to the coding rate change criteria managed by the communication quality management unit 65.
例えば上記(9)の符号化率変更基準に従うとすると、再送要求処理部63は、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値未満、或いは、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値未満のときは、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率のまま変更なしと判断し(Fb=Fi)、図5(a)に示す再送要求に係る符号長Nビットの符号化データを、保存部61から読み出して、そのままIPパケット生成部62に出力するよう符号化率適応変更部64を制御する。 For example, if the coding rate change criterion (9) above is followed, when the delay obtained from the receiving device 5 is less than a predetermined default value, or when the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is less than a predetermined default value, the retransmission request processing unit 63 determines that the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path should be left unchanged (F b = F i ), and controls the coding rate adaptive change unit 64 to read the coded data of code length N bits related to the retransmission request shown in Figure 5 (a) from the storage unit 61 and output it as is to the IP packet generation unit 62.
一方、再送要求処理部63は、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値以上、且つ、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値以上のとき、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率Fbから符号化率Fiに変更すると判断し(Fb>Fi)、まずは、図5(a)に示す再送要求に係る符号長Nビットの符号化データのうちN×Fbビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)のみを、保存部61から読み出させる(図5(b)参照)。 On the other hand, when the delay obtained from the receiving device 5 is equal to or greater than a predetermined default value and the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is equal to or greater than a predetermined default value, the retransmission request processing unit 63 determines to change the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path from Fb to coding rate Fi ( Fb > Fi ), and first reads out from the storage unit 61 only N x Fb information bits (i.e., the main signal in the block code) of the coded data of code length N bits related to the retransmission request shown in Figure 5(a) (see Figure 5(b)).
続いて、再送要求処理部63は、符号化率適応変更部64を制御して、誤り訂正符号化部643により、保存部61から読み出したN×Fbビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)を送受信間で予め定めた分割法で2分割する((N×Fb)/2)。ここでは、情報ビット位置の前半部、後半部で2等分する例とするが(図5(c)参照)、奇数ビットと偶数ビットで2分割とするなど、他の分割法であってもよい。 Next, the retransmission request processing unit 63 controls the coding rate adaptive changing unit 64 to divide the N× Fb information bits (i.e., the main signal in the block code) read from the storage unit 61 into two by the error correction coding unit 643 using a division method predetermined between the transmitter and the receiver ((N× Fb )/2). Here, an example is shown in which the information bits are divided into two equal parts into the first half and the second half of the information bit position (see FIG. 5(c)), but other division methods may be used, such as dividing into two parts into odd bits and even bits.
続いて、再送要求処理部63は、符号化率適応変更部64を制御して、2分割したそれぞれの情報ビット((N×Fb)/2)に対して、送受間で既知の値(例えば、全て0のビット)でN×Fi-((N×Fb)/2)ビット分をパディングビットとして送受間で既知とする挿入位置に付加し、この情報ビットとパディングビットに対して符号化率Fiとなる誤り訂正符号化処理を施して、N×(1-Fi)ビットのパリティを生成する(図5(d)参照)。例えば、誤り訂正符号化部643は、符号化率Fiとして、N×Fbビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)を用いながら、符号化率Fbから送信装置2(又は送信装置3)で利用可能とする最小値の符号化率へと変更する。尚、本例では、情報ビットの後段にパディングビットを付加するとして図示しているが、情報ビットの前段にパディングビットを付加してもよく、即ち、パディングビットの挿入位置は、変更後の符号化率Fiの値によって送受間で既知とするように予め定めておけばよい。 Next, the retransmission request processing unit 63 controls the coding rate adaptive change unit 64 to add N×F i - ((N×F b )/2) bits of padding bits with a value known between the transmitter and the receiver (for example, all bits of 0) to an insertion position known between the transmitter and the receiver as padding bits to generate a parity of N×(1-F i ) bits (see FIG. 5(d)). For example, the error correction coding unit 643 changes the coding rate F b to the minimum coding rate available in the transmitting device 2 ( or transmitting device 3) while using N×F b bits of information bits (i.e., the main signal in the block code) as the coding rate F i . In this example, the padding bits are illustrated as being added after the information bits, but the padding bits may be added before the information bits. In other words, the insertion positions of the padding bits may be determined in advance so as to be known between the transmitter and the receiver based on the value of the coding rate F i after the change.
そして、誤り訂正符号化部643は、パディングビットを除去して、(N×Fb)/2ビットの情報ビットにN×(1-Fi)ビットのパリティを付加した再送用の符号化データを再構成し、IPパケット生成部62に出力する(図5(e)参照)。この再構成された再送用の符号化データのフレーム長は、元の符号長Nビットよりも短くなり、放送規格で規格された誤り訂正符号の符号化長に対して過多とならず、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更することができ、符号化率を変更せずに再送する場合よりも訂正能力が高くなる。 Then, the error correction coding unit 643 removes the padding bits, reconstructs the coded data for retransmission by adding N×(1−F i )-bit parity to the (N×F b )/2-bit information bits, and outputs the reconstructed coded data for retransmission to the IP packet generating unit 62 (see FIG. 5(e)). The frame length of this reconstructed coded data for retransmission is shorter than the original code length of N bits, and is not excessive for the coding length of the error correction code specified by the broadcasting standard. Therefore, the coded data related to the retransmission request can be changed to a lower coding rate, and the correction ability is higher than when retransmitting without changing the coding rate.
このようにして、送信サーバ6は、再送要求パケットを受信すると、再送要求パケットに含まれる通信品質情報を基に、再送要求に係る符号化データの符号化率を適応的に変更して符号化データパケットを生成し、受信装置5に向けて送信する。 In this way, when the transmission server 6 receives a retransmission request packet, it adaptively changes the coding rate of the coded data related to the retransmission request based on the communication quality information contained in the retransmission request packet to generate a coded data packet and transmits it to the receiving device 5.
(符号化データパケットの生成法)
送信サーバ6は、IP網8を通じて受信装置5へ再送要求された符号化データを送信する際に、IP綱8で生じるバースト的なパケット消失にも高い訂正性能を達成するため、IPパケット生成部62により、図6を参照して後述するn×mのインターリーブフレームを構築し、識別ヘッダ、シーケンス番号、及びIPヘッダを付けたIPパケット列を生成し、シーケンス番号に従いIPパケットの送出順番をインターリーブして符号化データパケットとして受信装置5に向けて送信するのが好適である。
(Method of generating encoded data packets)
When transmitting encoded data requested to be resent to the receiving device 5 via the IP network 8, the transmitting server 6 preferably constructs an n x m interleaved frame, which will be described later with reference to Figure 6, using the IP packet generating unit 62 to generate an IP packet sequence with an identification header, sequence number, and IP header, interleaves the sending order of the IP packets according to the sequence number, and transmits them as encoded data packets to the receiving device 5, in order to achieve high correction performance even in the case of burst packet losses that occur in the IP network 8.
より具体的に、図6を参照して、送信サーバ6におけるIPパケット生成部62のIPパケットの生成法について説明する。図6(a)乃至図6(d)は、それぞれ本発明による一実施形態の送信サーバ6におけるIPパケット生成部62のIPパケットの生成法に関する説明図である。 More specifically, the method of generating IP packets by the IP packet generator 62 in the transmission server 6 will be described with reference to FIG. 6. Each of FIG. 6(a) to FIG. 6(d) is an explanatory diagram of the method of generating IP packets by the IP packet generator 62 in the transmission server 6 in one embodiment of the present invention.
まず、IPパケット生成部62は、符号化率適応変更部64から、それぞれ同一の符号化率Fiにより符号長nビットで構成される、再送要求に係る同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つ符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを先頭として連続する同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つmフレーム分の誤り訂正符号フレームを入力し、n×mインターリーブフレームを構成する。尚、mは、固定値であるが外部から可変設定することができ、送受間で共有する値となっている。また、符号化率Fiの符号長nビットが放送伝送路で用いられた符号化率Fbの符号長Nビットから変更されていないときn=Nであり、符号化率Fbの符号長Nビットから変更されているときn<Nである。 First, the IP packet generating unit 62 inputs m frames of error correcting code frames having consecutive synchronization signals (frame number or time information) starting from an error correcting code frame constituting coded data having a synchronization signal (frame number or time information) related to a retransmission request, each of which is composed of a code length of n bits with the same coding rate F i , from the coding rate adaptive changing unit 64, and forms an n×m interleaved frame. Note that m is a fixed value, but can be variably set from the outside, and is a value shared between the sender and the receiver. Also, n=N when the code length n bits of the coding rate F i has not been changed from the code length N bits of the coding rate F b used in the broadcast transmission path, and n<N when it has been changed from the code length N bits of the coding rate F b .
そこで、IPパケット生成部62は、再送要求に係る符号化データとしての誤り訂正符号フレームを含むmフレームの誤り訂正符号フレームを縦方向に並べるようにして記憶部(図示略)に一時記憶する(図6(a)参照)。 Therefore, the IP packet generation unit 62 temporarily stores m error correction code frames, including the error correction code frame as the encoded data related to the retransmission request, in a vertically arranged memory unit (not shown) (see FIG. 6(a)).
続いて、IPパケット生成部62は、インターリーブ部621により、mフレームの誤り訂正符号フレームに各ビットを先頭から読み出し、生成するIPパケットのヘッダを除いたパケット長としてmビットのIPペイロードをnパケット分、生成する(図6(b)参照)。即ち、各誤り訂正符号フレームの1~nビットのうち、それぞれの同一ビット目を1ビットずつ集めmビットとしたものをIPペイロードとする。 Then, the IP packet generation unit 62 reads each bit from the beginning of the m-frame error correction code frame using the interleave unit 621, and generates n packets of m-bit IP payloads as the packet length excluding the header of the IP packet to be generated (see FIG. 6(b)). That is, the IP payload is m bits obtained by collecting the same bits from bits 1 to n of each error correction code frame by one bit each.
続いて、IPパケット生成部62は、インターリーブ部621により、生成したnパケット分のIPペイロードに、インターリーブ処理に係る各インターリーブフレームを受信装置5側で識別可能とするための識別ヘッダと、各誤り訂正符号フレームにおいて何番目のビットを表すのかを特定するシーケンス番号と、IPヘッダを符号化データパケットのヘッダとして付加して、nパケット分のIPパケットを生成する(図6(c)参照)。尚、本例では、分かりやすくシーケンス番号を1~nとして表しているが、各IPパケットを受信装置5にとって誤り訂正符号フレームのどのビットを示すものであれるかを識別可能な表現形態であれば任意である。 Then, the IP packet generation unit 62 adds an identification header to the IP payload of n packets generated by the interleaving unit 621, which enables the receiving device 5 to identify each interleaved frame involved in the interleaving process, a sequence number that specifies which bit in each error correction code frame it represents, and an IP header as the header of the encoded data packet, thereby generating n packets of IP packets (see FIG. 6(c)). Note that in this example, the sequence numbers are expressed as 1 to n for ease of understanding, but any expression form can be used as long as it allows the receiving device 5 to identify which bit in the error correction code frame each IP packet represents.
また、図6(b)に示すように複数の誤り訂正符号フレームから生成されたnパケット分のIPペイロードで、1つのインターリーブフレームが構成される。そこで、IPパケット生成部62は、或るインターリーブフレームに対し付加する識別ヘッダに例えばID=“1”を割り当てるとすると、次のインターリーブフレームに対し付加する識別ヘッダにはID=“2”を、その次のインターリーブフレームに対し付加する識別ヘッダにはID=“3”をインクリメントしながら割り当てるようにして、識別ヘッダの値で、属するインターリーブフレームを識別できるようにする。従って、図6(c)に示すように、識別ヘッダは、1つのインターリーブフレーム内で同じ値を持つように付加される。このため、受信装置5側では、識別ヘッダを参照すれば、受信した符号化データパケットのIPペイロードが、どのインターリーブフレームに属するものであるかを識別できるようになる。 As shown in FIG. 6(b), one interleaved frame is composed of IP payloads for n packets generated from multiple error correction code frames. If the IP packet generator 62 assigns, for example, ID="1" to an identification header to be added to a certain interleaved frame, it assigns ID="2" to the identification header to be added to the next interleaved frame, and ID="3" to the identification header to be added to the next interleaved frame while incrementing, so that the interleaved frame to which the identification header belongs can be identified by its value. Therefore, as shown in FIG. 6(c), the identification header is added so that it has the same value within one interleaved frame. Therefore, the receiving device 5 can identify which interleaved frame the IP payload of the received encoded data packet belongs to by referring to the identification header.
続いて、IPパケット生成部62は、インターリーブ部621により、生成したnパケット分のIPパケットを、シーケンス番号に従いIP網8への送出順番を所定規則に基づいてインターリーブして(例えばシーケンス番号の昇順で送出してもよいし、送受間で定めた別のシーケンス番号の送出順序でもよい。)、符号化データパケットとして受信装置5に向けて送信する。 Then, the IP packet generating unit 62 uses the interleaving unit 621 to interleave the generated n packets of IP packets based on the sequence numbers and a predetermined rule for the order of transmission to the IP network 8 (for example, the packets may be sent in ascending order of sequence numbers, or a different order of sequence numbers determined between the sender and the receiver), and transmits them as encoded data packets to the receiving device 5.
尚、本実施形態におけるIPパケット生成部62は、再送要求に係る符号化データとしての誤り訂正符号フレームを含むm(mは1以上の整数)個の誤り訂正符号フレームが必要であり、換言すればインターリーブ部621はmフレーム分の誤り訂正符号フレームが揃うまでインターリーブ処理を実行することはできない。このためタイムロスが問題となる場合には、再送要求に係るnビットの誤り訂正符号フレームのうちシーケンス番号として所定ビット数分n1(<n)のみを、m(mは1以上の整数)個の誤り訂正符号フレームから抽出して、対応するシーケンス番号を保持したIPパケットの全体数を減らしてもよい。そして、m,nは、固定値であるが外部から可変設定することができるものとすることで、各IPパケットのパケット長の調整を行うことができる。 In this embodiment, the IP packet generation unit 62 requires m (m is an integer of 1 or more) error correction code frames including an error correction code frame as the encoded data related to the retransmission request. In other words, the interleaving unit 621 cannot perform interleaving until m error correction code frames are available. Therefore, if time loss is a problem, only a predetermined number of bits n1 (<n) as sequence numbers of the n-bit error correction code frames related to the retransmission request may be extracted from m (m is an integer of 1 or more) error correction code frames to reduce the total number of IP packets holding the corresponding sequence numbers. Furthermore, m and n are fixed values, but can be variably set from the outside, so that the packet length of each IP packet can be adjusted.
また、それぞれの誤り訂正符号フレームから1ビットずつ集めることでIPパケットを生成したが、それぞれの誤り訂正符号フレームから複数ビット集めることも可能である。逆に2フレーム分の誤り訂正符号フレームを1フレーム分として扱うことや、mビットのパケットを2n個生成することも可能である。こうして生成したnパケット分のIPペイロードを1つのインターリーブフレームとし、各インターリーブフレームを受信装置5側で識別可能とするための識別ヘッダと、個々のIPペイロードを識別するためのシーケンス番号を付与する。即ち、IP網8におけるパケットロスを予め想定して、これを緩和することができるように、誤り訂正符号フレームの各ビットの送出順を並び替える形態であれば、その他のインターリーブ技法を適用することが可能である。一般的にインターリーブ処理の対象とする期間(信号長)を長くすればするほどバースト的なパケットロスに強くなるため、伝送システム1全体で許容可能な期間内で最適なインターリーブ処理を実行するよう、インターリーブ部621を構成する。 In addition, while the IP packets are generated by collecting one bit from each error correction code frame, it is also possible to collect multiple bits from each error correction code frame. Conversely, it is also possible to treat two error correction code frames as one frame, or to generate 2n packets of m bits. The IP payloads of n packets generated in this way are treated as one interleaved frame, and an identification header for making each interleaved frame identifiable on the receiving device 5 side and a sequence number for identifying each IP payload are assigned. In other words, other interleaving techniques can be applied as long as the order of sending each bit of the error correction code frame is rearranged so that packet loss in the IP network 8 can be predicted in advance and mitigated. In general, the longer the period (signal length) targeted for interleaving processing, the stronger the resistance to burst packet loss, so the interleaving unit 621 is configured to perform optimal interleaving processing within an allowable period for the entire transmission system 1.
〔受信装置〕
図7は、本発明による一実施形態の受信装置5の概略構成を示すブロック図である。受信装置5は、復調部51、誤り訂正復号部52、再送要求パケット生成部53、IPパケット受信部54、切替部55、及び通信品質計測部56を備える。
[Receiving device]
7 is a block diagram showing a schematic configuration of a receiving device 5 according to an embodiment of the present invention. The receiving device 5 includes a demodulator 51, an error correction decoder 52, a retransmission request packet generator 53, an IP packet receiver 54, a switch 55, and a communication quality measurement unit 56.
復調部51は、放送伝送路(衛星放送伝送路又は地上放送伝送路)経由で送信装置2(又は送信装置3)から電波放射された変調波信号を受信して復調し、この復調処理で得られる符号化データを、切替部55を介して誤り訂正復号部52に出力する。 The demodulation unit 51 receives and demodulates the modulated wave signal emitted from the transmitter 2 (or the transmitter 3) via the broadcast transmission path (satellite broadcast transmission path or terrestrial broadcast transmission path), and outputs the encoded data obtained by this demodulation process to the error correction decoding unit 52 via the switching unit 55.
誤り訂正復号部52は、誤り訂正符号の復号処理の事前に、復調部51から得られる符号化データの各ビットの対数尤度比(LLR:Log-likelihood ratio)を算出し、この事前対数尤度比(事前LLR)を用いて、誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームを再構成し、送信装置2(又は送信装置3)における誤り訂正符号化処理に対応する復号処理を行って受信データを生成し再生可能に外部出力する復号器である。 The error correction decoding unit 52 is a decoder that calculates the log-likelihood ratio (LLR) of each bit of the encoded data obtained from the demodulation unit 51 prior to the decoding process of the error correction code, reconstructs the error correction code frame that constitutes the code length of the error correction code using this prior log-likelihood ratio (prior LLR), and performs a decoding process corresponding to the error correction encoding process in the transmitting device 2 (or transmitting device 3) to generate received data and output it externally in a reproducible manner.
ここで、誤り訂正復号部52は、復号可否判定部521、符号化データ補完部522、及びデータ結合部523を有する。 Here, the error correction decoding unit 52 has a decoding feasibility determination unit 521, an encoded data completion unit 522, and a data combination unit 523.
復号可否判定部521は、誤り訂正符号フレームを構成する符号化データについて誤り訂正復号の可否を判定し、復号できると判定したときはそのまま復号して受信データを生成し、符号化データのビット誤りが訂正できず復号できないと判定した場合には、当該誤り訂正符号フレームを構成する符号化データについての再送要求情報を再送要求パケット生成部53に出力する。尚、放送伝送路を用いるデータ伝送方式において、受信装置5が復調部51経由で逐次受信して得られる誤り訂正符号フレーム単位の符号化データは、併せて伝送されるTMCC信号又は主信号に含まれる時刻情報を基に識別することができ、送信サーバ6と同様に同期信号(フレーム番号又は時刻情報)で管理することもできるため、同期信号として、この再送要求情報は再送要求する誤り訂正符号フレームを識別可能とする時刻情報を含むものとするか、又はそのフレーム番号も含むものとすればよい。 The decoding possibility determination unit 521 determines whether the encoded data constituting the error correction code frame can be decoded for error correction, and when it is determined that the encoded data can be decoded, it decodes it as is to generate received data, and when it is determined that the bit error in the encoded data cannot be corrected and the encoded data cannot be decoded, it outputs retransmission request information for the encoded data constituting the error correction code frame to the retransmission request packet generation unit 53. In addition, in a data transmission method using a broadcast transmission path, the encoded data in units of error correction code frames obtained by the receiving device 5 receiving it sequentially via the demodulation unit 51 can be identified based on the time information included in the TMCC signal or main signal transmitted together, and can also be managed by a synchronization signal (frame number or time information) like the transmission server 6. Therefore, as a synchronization signal, this retransmission request information may include time information that makes it possible to identify the error correction code frame to be retransmitted, or may also include the frame number.
符号化データ補完部522は、再送要求パケット生成部53による当該再送要求パケットの送信に応じて送信サーバ6から受信した符号化データパケットから、再送要求に係る符号化データを抽出して、当該誤り訂正符号フレームにおける符号化データの復号処理に用いるよう補完する機能部である。 The encoded data complementation unit 522 is a functional unit that extracts encoded data related to a retransmission request from the encoded data packet received from the transmission server 6 in response to the transmission of the retransmission request packet by the retransmission request packet generation unit 53, and complements the extracted data for use in the decoding process of the encoded data in the error correction code frame.
そして、誤り訂正復号部52は、符号化データ補完部522の機能により、当該誤り訂正符号フレームにおける符号化データについてIP網8経由で取得した符号化データを補完して、所定時間内に誤り訂正符号の復号処理により復号できるまで、当該誤り訂正符号フレームにおける選択した符号化データの再送の要求を繰り返すように構成される。 The error correction decoding unit 52 is configured to complement the encoded data acquired via the IP network 8 for the encoded data in the error correction code frame by using the function of the encoded data complementing unit 522, and to repeatedly request retransmission of the selected encoded data in the error correction code frame until the data can be decoded by the error correction code decoding process within a predetermined time.
データ結合部523は、再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割されているときは、分割されている復号後の情報ビットを送信サーバ6との間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成する機能部である。 The data combining unit 523 is a functional unit that, when the coded data related to the retransmission request is changed to a lower coding rate and the information bits are divided, recombines the divided decoded information bits according to a division method predetermined between the data combining unit 523 and the transmission server 6 to generate received data.
尚、誤り訂正復号部52は、所定時間内に当該復号処理により復号できないときは、ビット誤りを含む状態のまま受信データを生成する。 If the error correction decoding unit 52 is unable to perform the decoding process within the specified time, it generates the received data with bit errors still included.
また、本例では、送信サーバ6が、再送する符号化データの符号化率を変更したときはその旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを生成して送信後、符号化データパケットを受信装置5に向けて送信する。このため、誤り訂正復号部52は、符号化データ補完部522の機能により、符号化率の変更通知の有無を基にIP網8経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と異なるか否かを判定し、符号化率に応じて適宜パディングビットを追加し、復号に必要な尤度比の置き換えに関する補完処理を行う。 In addition, in this example, when the transmission server 6 changes the coding rate of the coded data to be retransmitted, it generates and transmits a coding rate change notification packet as a notification to that effect, and then transmits the coded data packet to the receiving device 5. Therefore, the error correction decoding unit 52 uses the function of the coded data complementing unit 522 to determine whether or not the coding rate of the coded data obtained via the IP network 8 is different from that at the time of broadcast reception based on the presence or absence of a coding rate change notification, and adds padding bits as appropriate according to the coding rate, and performs complementing processing related to the replacement of the likelihood ratio required for decoding.
再送要求パケット生成部53は、復号可否判定部521により復号できないと判定したときに、当該誤り訂正符号フレームにおける符号化データの再送を送信サーバ6に対して要求するために、当該符号化データを再送要求する旨を示す再送要求情報と、通信品質計測部56から得られる通信品質情報とを含むIPパケット形式の再送要求パケットを生成し、IP網8を経て、送信サーバ6に向けて送信する機能部である。 The retransmission request packet generating unit 53 is a functional unit that generates a retransmission request packet in an IP packet format that includes retransmission request information indicating a request to retransmit the encoded data in the error correction code frame and communication quality information obtained from the communication quality measuring unit 56, in order to request the transmission server 6 to retransmit the encoded data in the error correction code frame when the decoding feasibility determining unit 521 determines that decoding is not possible, and transmits the retransmission request packet to the transmission server 6 via the IP network 8.
IPパケット受信部54は、送信サーバ6から、当該再送要求パケットに応じて再送された符号化データを格納するIPパケット列の符号化データパケットを受信して、当該再送要求に係る符号化データを取得し、切替部55を介して誤り訂正復号部52に出力する機能部である。尚、IPパケット受信部54は、識別ヘッダとシーケンス番号を利用し、送信サーバ6側のインターリーブ部621の逆処理を行って、再送要求に応じて再送された符号化データを再構成するデインターリーブ部541を有する。 The IP packet receiving unit 54 is a functional unit that receives from the transmission server 6 an encoded data packet of an IP packet sequence that stores the encoded data resent in response to the resend request packet, acquires the encoded data related to the resend request, and outputs it to the error correction decoding unit 52 via the switching unit 55. The IP packet receiving unit 54 also has a deinterleaving unit 541 that uses the identification header and sequence number to perform the reverse process of the interleaving unit 621 on the transmission server 6 side and reconstructs the encoded data resent in response to the resend request.
切替部55は、誤り訂正復号部52による受信経路切替信号によって、符号化データの受信経路が切替制御される。即ち、切替部55は、主として放送伝送路経由で伝送され復調部51により復調して得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力するように作動する。ただし、誤り訂正復号部52における復号可否判定部521により放送伝送路経由で得られる符号化データを復号できないと判定したときに、切替部55は、誤り訂正復号部52による受信経路切替信号により制御されて、所定時間内に誤り訂正符号の復号処理により復号できるまで、IP網8経由で再送されIPパケット受信部54から得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力する。また、誤り訂正復号部52は、受信経路切替信号により、当該所定時間内に誤り訂正符号の復号処理により復号できた時点で、又は当該所定時間を経過後に、放送伝送路経由で得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力するように切替部55を切替制御する。 The switching unit 55 controls the switching of the reception path of the encoded data by the reception path switching signal from the error correction decoding unit 52. That is, the switching unit 55 mainly operates to input the encoded data obtained by demodulation by the demodulation unit 51, which is transmitted via the broadcast transmission path, to the error correction decoding unit 52. However, when the decoding possibility determination unit 521 in the error correction decoding unit 52 determines that the encoded data obtained via the broadcast transmission path cannot be decoded, the switching unit 55 is controlled by the reception path switching signal from the error correction decoding unit 52 to input the encoded data retransmitted via the IP network 8 and obtained from the IP packet receiving unit 54 to the error correction decoding unit 52 until the encoded data can be decoded by the error correction code decoding process within a predetermined time. In addition, the error correction decoding unit 52 controls the switching unit 55 to input the encoded data obtained via the broadcast transmission path to the error correction decoding unit 52 when the encoded data can be decoded by the error correction code decoding process within the predetermined time, or after the predetermined time has elapsed, by the reception path switching signal.
通信品質計測部56は、送信サーバ6との通信に係る遅延と、送信サーバ6との通信に係るパケットロスの発生量に基づくパケットロス率のうちいずれか一方、又は双方を所定期間単位で計測して更新保持するとともに、逐次、その通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含む通信品質情報を再送要求パケット生成部53に出力する機能部である。 The communication quality measurement unit 56 is a functional unit that measures and updates/retains either or both of the delay related to communication with the transmission server 6 and the packet loss rate based on the amount of packet loss occurring in communication with the transmission server 6 at a predetermined interval, and sequentially outputs communication quality information including either or both of the delay information and packet loss rate information of the communication line to the retransmission request packet generation unit 53.
上述したように、通信回線の遅延情報は、受信装置5から送信サーバ6に向けて送信した再送要求パケットの送信時刻と、これに対応して送信サーバ6から再送された符号化データパケットの受信時刻との時間差で推定される伝送遅延を示す情報である。 As described above, the communication line delay information is information that indicates the transmission delay estimated by the time difference between the transmission time of the retransmission request packet sent from the receiving device 5 to the transmission server 6 and the reception time of the encoded data packet retransmitted from the transmission server 6 in response to the retransmission.
また、パケットロス率情報は、再送要求パケットの送信時刻から所定時間経過しても送信サーバ6から対応する符号化データパケットの受信ができなかった場合にパケットロスが生じたとみなし、所定期間単位の通信実績を基に計測したパケットロス率を示す情報である。 The packet loss rate information indicates the packet loss rate measured based on the communication performance over a predetermined period of time, assuming that a packet loss has occurred when a corresponding encoded data packet cannot be received from the transmission server 6 even after a predetermined time has elapsed since the transmission time of the retransmission request packet.
(受信装置における受信制御フロー)
図8は、本発明による一実施形態の受信装置5における受信制御フローを示すフローチャートである。
(Reception control flow in the receiving device)
FIG. 8 is a flowchart showing a reception control flow in the receiving device 5 according to an embodiment of the present invention.
まず、受信装置5は、復調部51により、放送伝送路(衛星放送伝送路又は地上放送伝送路)経由で送信装置2(又は送信装置3)から電波放射された変調波信号を受信して復調し、この復調処理で得られる符号化データを、切替部55を介して誤り訂正復号部52に出力する(ステップS1)。尚、切替部55は、上述したように、誤り訂正復号部52によって受信経路が制御される。 First, the receiving device 5 receives and demodulates the modulated wave signal radiated from the transmitting device 2 (or transmitting device 3) via the broadcast transmission path (satellite broadcast transmission path or terrestrial broadcast transmission path) by the demodulation unit 51, and outputs the coded data obtained by this demodulation process to the error correction decoding unit 52 via the switching unit 55 (step S1). Note that the receiving path of the switching unit 55 is controlled by the error correction decoding unit 52 as described above.
続いて、受信装置5は、誤り訂正復号部52により、復調処理で得られた符号化データの各ビットの事前LLRを算出して誤り訂正符号フレームを再構成し、送信装置2(又は送信装置3)における誤り訂正符号化処理に対応する復号処理を実行する(ステップS2)。 Then, the receiving device 5 uses the error correction decoding unit 52 to calculate the pre-LLR for each bit of the encoded data obtained by the demodulation process, reconstruct the error correction code frame, and executes a decoding process corresponding to the error correction encoding process in the transmitting device 2 (or transmitting device 3) (step S2).
ここで、誤り訂正復号部52は、復号可否判定部521により、送信装置2(又は送信装置3)から得られた符号化データについて誤り訂正復号の可否を判定し(ステップS3)、復号できると判定したときはそのまま復号して受信データを再生可能に生成し(ステップS3:No)、現在の受信経路がIP網8経由でないので(ステップS9:No)、そのまま放送受信する受信経路として切替部55の設定を維持して、時系列上、次の符号化データについての復調・復号処理へと移行する。即ち、誤り訂正復号部52は、送信装置2(又は送信装置3)から得られた符号化データについて復号を試みて、ビット誤りがない場合や、ビット誤りが訂正可能な範囲であった場合に、そのまま復号して受信データを再生可能に生成する。 The error correction decoding unit 52 uses the decoding feasibility determination unit 521 to determine whether the encoded data obtained from the transmitting device 2 (or transmitting device 3) can be decoded for error correction (step S3), and when it is determined that the encoded data can be decoded, it decodes the encoded data as is to generate reproducible received data (step S3: No). Since the current receiving path does not go through the IP network 8 (step S9: No), it maintains the setting of the switching unit 55 as the receiving path for receiving broadcast as is, and proceeds to the demodulation and decoding process for the next encoded data in the time series. That is, the error correction decoding unit 52 attempts to decode the encoded data obtained from the transmitting device 2 (or transmitting device 3), and when there is no bit error or the bit error is within a correctable range, it decodes the encoded data as is to generate reproducible received data.
一方、誤り訂正復号部52は、復号可否判定部521により、誤り訂正符号フレームを構成する符号化データを復号できないと判定した場合には、当該誤り訂正符号フレームを構成する符号化データについての再送要求情報を生成し、再送要求パケット生成部53に出力して当該符号化データの再送要求を示す再送要求パケットを生成するよう指示する(ステップS3:Yes)。また、復号可否判定部521は、切替部55を制御して、IP網8経由で符号化データを誤り訂正復号部52に入力する受信経路に切り替えを行う。 On the other hand, if the decoding possibility determination unit 521 determines that the encoded data constituting the error correction code frame cannot be decoded, the error correction decoding unit 52 generates retransmission request information for the encoded data constituting the error correction code frame, outputs it to the retransmission request packet generation unit 53, and instructs it to generate a retransmission request packet indicating a retransmission request for the encoded data (step S3: Yes). In addition, the decoding possibility determination unit 521 controls the switching unit 55 to switch to a receiving path that inputs the encoded data to the error correction decoding unit 52 via the IP network 8.
再送要求パケット生成部53は、復号可否判定部521により復号できないと判定したときに、当該誤り訂正符号フレームにおける符号化データの再送を送信サーバ6に対して要求するために、当該再送要求情報と、通信品質計測部56から得られる通信品質情報とを含むIPパケット形式の再送要求パケットを生成し、IP網8を経て、送信サーバ6に向けて送信する(ステップS4)。ここで、通信品質情報には、通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含まれている。 When the decoding feasibility determination unit 521 determines that decoding is not possible, the retransmission request packet generation unit 53 generates a retransmission request packet in an IP packet format including the retransmission request information and the communication quality information obtained from the communication quality measurement unit 56 to request the transmission server 6 to retransmit the encoded data in the error correction code frame, and transmits the packet to the transmission server 6 via the IP network 8 (step S4). Here, the communication quality information includes either or both of communication line delay information and packet loss rate information.
そこで、送信サーバ6は、受信装置5から再送要求パケットを受信した場合、再送要求パケットから、再送要求情報及び通信品質情報を抽出し、通信品質情報を基に、予め定められた符号化率変更基準に従って、符号化率を変更するか否か、変更する場合にはどの符号化率に変更するかを決定する。上述したように、符号化率変更基準は、送信側の誤り訂正符号化部21で用いる誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ放送に係る送信装置2で利用可能とする所定種類数の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して、符号化率を変更するように定めている。また、送信サーバ6は、その再送要求に係る同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つ符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを先頭として連続する同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つmフレームの誤り訂正符号フレームを当該再送要求に係る同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つ符号化データと同一の符号化率で形成してインターリーブフレームを構築し、当該インターリーブフレームをmフレームの誤り訂正符号フレームに対して直交する方向にインターリーブ処理を施してIPパケット列の符号化データパケットを生成し、IP網8を介して受信装置5に送信する。また、送信サーバ6は、符号化率を変更したときはその旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを生成して送信後、当該符号化データパケットを送信する。このため、受信装置5は、IPパケット受信部54及び誤り訂正復号部52により、IP網8経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と異なるか否かを判定することができる。 Therefore, when the transmission server 6 receives a retransmission request packet from the receiving device 5, it extracts the retransmission request information and communication quality information from the retransmission request packet, and determines, based on the communication quality information, according to a predetermined coding rate change criterion, whether to change the coding rate and, if so, to which coding rate. As described above, the coding rate change criterion is based on the same coding method as the error correction coding method used by the error correction coding unit 21 on the transmitting side, and, among a predetermined number of coding rates available to the transmitting device 2 for broadcasting, determines whether the coding rate is to be changed to a higher or lower one than the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path. The transmission server 6 also forms an interleaved frame by forming m error correction code frames having consecutive synchronization signals (frame number or time information) starting from an error correction code frame constituting the encoded data having a synchronization signal (frame number or time information) related to the retransmission request at the same coding rate as the encoded data having the synchronization signal (frame number or time information) related to the retransmission request, and performs interleaving processing on the interleaved frame in a direction perpendicular to the m error correction code frames to generate encoded data packets of an IP packet string, which are then transmitted to the receiving device 5 via the IP network 8. When the encoding rate is changed, the transmission server 6 also generates and transmits an encoding rate change notification packet as a notification to that effect, and then transmits the encoded data packet. Therefore, the receiving device 5 can determine whether the encoding rate of the encoded data obtained via the IP network 8 is different from that at the time of broadcast reception by the IP packet receiving unit 54 and the error correction decoding unit 52.
従って、受信装置5は、送信サーバ6に向けて再送要求パケットの送信後、送信サーバ6から、当該再送要求パケットに応じて再送された復号対象の符号化データを含むmフレーム分の誤り訂正符号フレームの符号化データパケット(IPパケット列)を受信して、デインターリーブ部541により、IPパケットに付与される識別ヘッダとシーケンス番号を利用し、送信サーバ6側のインターリーブ部621の逆処理を行って、再送要求に応じて再送された符号化データを再構成し、誤り訂正復号部52に出力する(ステップS5)。 Therefore, after transmitting a retransmission request packet to the transmission server 6, the receiving device 5 receives from the transmission server 6 an encoded data packet (IP packet sequence) of m error correction code frames including the encoded data to be decoded that was retransmitted in response to the retransmission request packet, and the deinterleaving unit 541 uses the identification header and sequence number assigned to the IP packet to perform the reverse process of the interleaving unit 621 on the transmission server 6 side to reconstruct the encoded data that was retransmitted in response to the retransmission request, and outputs it to the error correction decoding unit 52 (step S5).
続いて、受信装置5は、誤り訂正復号部52における符号化データ補完部522により、IP網8経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と異なるか否かを判定し(ステップS6)、IP網8経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と異なる場合(ステップS6:Yes)、図4(d)又は図5(e)に示す符号化率が変更された誤り訂正符号フレームを復元するために、符号化率に応じた送受間で既知とするパディングビットを送受間で既知とする挿入位置に追加する(ステップS7)。 Then, the receiving device 5 determines, by the encoded data complementation unit 522 in the error correction decoding unit 52, whether the encoding rate of the encoded data obtained via the IP network 8 is different from that at the time of broadcast reception (step S6). If the encoding rate of the encoded data obtained via the IP network 8 is different from that at the time of broadcast reception (step S6: Yes), in order to restore the error correction code frame with the changed encoding rate shown in Figure 4 (d) or Figure 5 (e), padding bits known between the sender and the receiver according to the encoding rate are added to an insertion position known between the sender and the receiver (step S7).
一方、符号化データ補完部522は、IP網8経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と同じである場合(ステップS6:No)、パディングビットを追加する必要はない。 On the other hand, if the coding rate of the coded data obtained via the IP network 8 is the same as that at the time of broadcast reception (step S6: No), the coded data complementation unit 522 does not need to add padding bits.
続いて、符号化データ補完部522は、IP網8経由で取得した符号化データを、当該誤り訂正符号フレームにおける符号化データの復号処理に用いるよう補完する(ステップS8)。より具体的には、誤り訂正復号部52は、ブロック符号の誤り訂正復号器として構成され対数尤度比を用いた復号を実施するため、符号化データ補完部522により、IP網8経由で取得した符号化データについて、ビットの値が0である場合の対数尤度比を+∞(“0”である確からしさとして最大値)、ビットの値が1である場合の対数尤度比を-∞(“1”である確からしさとして最大値)、仮にパケットロスが生じて非達ビットが生じているときは、対数尤度比を0に置き換えることにより補完する。 Then, the coded data complementing unit 522 complements the coded data acquired via the IP network 8 so that it can be used in the decoding process of the coded data in the error correction code frame (step S8). More specifically, the error correction decoding unit 52 is configured as an error correction decoder for block codes and performs decoding using a log-likelihood ratio, so that the coded data complementing unit 522 complements the coded data acquired via the IP network 8 by replacing the log-likelihood ratio when the bit value is 0 with +∞ (the maximum value as the likelihood of the bit being "0"), the log-likelihood ratio when the bit value is 1 with -∞ (the maximum value as the likelihood of the bit being "1"), and by replacing the log-likelihood ratio with 0 if a packet loss occurs and a non-delivery bit occurs.
そして、誤り訂正復号部52は、所定時間内で誤り訂正符号の復号処理により復号できるまで、当該符号化データの再送の要求を繰り返し(ステップS2乃至S8)、復号できた符号化データを基に受信データを生成した後、現在の受信経路がIP網8経由であるときは(ステップS9:Yes)、放送伝送路経由の受信に受信経路を切り替えるよう切替部55の切替制御を行い(ステップS10)、時系列上、次の符号化データについての復調・復号処理へと移行する。尚、誤り訂正復号部52は、所定時間内に当該復号処理により復号できないときは、ビット誤りを含む状態のまま受信データを生成し、ステップS9に移行して、切替部55を制御し、放送伝送路経由の受信に受信経路を切り替える。 Then, the error correction decoding unit 52 repeatedly requests retransmission of the encoded data until the data can be decoded by the error correction code decoding process within a predetermined time (steps S2 to S8), and generates received data based on the decoded encoded data. If the current receiving path is via the IP network 8 (step S9: Yes), the switching unit 55 is controlled to switch the receiving path to receiving via the broadcast transmission path (step S10), and the process proceeds to demodulation and decoding of the next encoded data in the time series. Note that if the error correction decoding unit 52 cannot decode the data by the decoding process within the predetermined time, it generates received data that still contains bit errors, and proceeds to step S9, where it controls the switching unit 55 to switch the receiving path to receiving via the broadcast transmission path.
尚、誤り訂正復号部52は、再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割されているときは、分割されている個々の情報ビットの符号化データの双方について、所定時間内で誤り訂正符号の復号処理により復号できるまで放送伝送路で伝送した符号化データの再送の要求を繰り返す。そして、誤り訂正復号部52は、分割されている個々の情報ビットの符号化データの双方について復号できたときは、データ結合部523の機能により、その分割されている復号後の情報ビットを送信サーバ6との間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成する。 When the coded data related to the retransmission request is changed to a lower coding rate and the information bits are divided, the error correction decoding unit 52 repeats the request for retransmission of the coded data transmitted over the broadcast transmission path until both coded data pieces of the divided information bits can be decoded by the error correction code decoding process within a predetermined time. Then, when the error correction decoding unit 52 can decode both coded data pieces of the divided information bits, the data combining unit 523 recombines the divided decoded information bits according to a division method predetermined between the data combining unit 523 and the transmission server 6 to generate received data.
ところで、再送要求パケットは、IPパケット形式で一般的に用いられる非達通知パケットを利用でき、符号化データパケットは、その非達通知パケットの応答として再送を行うものとして構成される。このため、誤り訂正復号部52では、復調部51から得られる符号化データに対して再送により得られた符号化データを置き換えて、再度、復号を実施することができ、所定時間内で受信データを復元できるまで繰り返し再送要求を行うことで、再生可能に出力することができる。 The retransmission request packet can be a non-delivery notification packet that is commonly used in IP packet format, and the encoded data packet is configured to be retransmitted in response to the non-delivery notification packet. Therefore, the error correction decoding unit 52 can replace the encoded data obtained from the demodulation unit 51 with the encoded data obtained by retransmission and perform decoding again. By repeatedly requesting retransmission until the received data can be restored within a specified time, it is possible to output the data in a reproducible manner.
このように、図1に示す伝送システム1では、降雨による減衰やフェージングなどにより、誤り訂正符号によるデータ復元が不可能なほど伝送条件が悪化した場合、受信装置5はIP網8を通じて送信サーバ6に該当する符号化データの再送を要求する。送信サーバ6は、送信装置2(又は送信装置3)により放送伝送路を経て送信したときと同じ誤り訂正符号の符号化器(即ち、誤り訂正符号化部21)により符号化した符号化データについて、通信品質情報に応じて適応的に符号化率を変更し、IP網8経由で受信装置5に伝送する。 In this way, in the transmission system 1 shown in FIG. 1, when transmission conditions deteriorate to the extent that data restoration using error correction codes is impossible due to attenuation or fading caused by rainfall, the receiving device 5 requests the transmission server 6 to resend the corresponding encoded data via the IP network 8. The transmission server 6 adaptively changes the encoding rate according to the communication quality information for the encoded data encoded by the same error correction code encoder (i.e., error correction encoder 21) as when it was transmitted via the broadcast transmission path by the transmitting device 2 (or transmitting device 3), and transmits the data to the receiving device 5 via the IP network 8.
受信装置5は、電波により受信したときと同じ誤り訂正符号の復号器(即ち、誤り訂正復号部52)により、復号できなかった符号化データに対してIP網8経由で取得した符号ビットを補完して再度の復号を試みて受信データを復元する。電波経由で消失したデータが多いときや、IP網8も消失通信路と考えられ、一部のデータが消失するときでも、受信装置5は、所定時間内で受信データを復元できるまで繰り返し再送要求を行うことで、再生可能に出力することができる。 The receiving device 5 uses the same error correction code decoder (i.e., error correction decoding unit 52) as was used when receiving the data via radio waves to complement the coded data that could not be decoded with the coded bits acquired via the IP network 8 and attempt to decode again to restore the received data. Even when a large amount of data is lost via radio waves or when the IP network 8 is also considered a lossy communication channel and some data is lost, the receiving device 5 can output the data in a reproducible manner by repeatedly making retransmission requests until it can restore the received data within a specified time.
特に、IP網8を経て送信サーバ6が再送するデータをデジタル放送のブロック符号における符号化データとし、尚且つ、この符号化データをIP網8の通信品質に応じた符号化率に可変制御することで、再送要求回数を削減可能とし、更に、IP網8経由の伝送効率を向上させることができる。また、放送による誤り訂正符号とIP網8経由の伝送で利用する誤り訂正符号を同一の規格された符号とすることで、受信装置5では1つの誤り訂正復号器を用意するだけで実現でき、設備規模を小さくできる。 In particular, by encoding the data retransmitted by the transmission server 6 via the IP network 8 as block code data for digital broadcasting, and by variably controlling the encoding rate of this encoded data to match the communication quality of the IP network 8, it is possible to reduce the number of retransmission requests and further improve the transmission efficiency via the IP network 8. In addition, by using the same standardized error correction code for the broadcasting error correction code and the error correction code used in transmission via the IP network 8, it is possible to realize this by providing only one error correction decoder in the receiving device 5, and the equipment scale can be reduced.
〈実施例〉
以下、伝送システム1を高度広帯域衛星デジタル放送用に構成した、より具体的な一実施例を説明する。
Example
A more specific embodiment in which the transmission system 1 is configured for advanced wideband satellite digital broadcasting will be described below.
図9は、本発明による一実施例の送信サーバ6、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。尚、同様な構成要素には、同一の参照番号を付して説明する。 Figure 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission system 1 including a transmission server 6, a transmission device 2, and a reception device 5 according to an embodiment of the present invention. Note that similar components will be described with the same reference numbers.
図9に示す一実施例の伝送システム1は、ARIB STD-B44に記載される高度広帯域衛星デジタル放送を例にした実施例であり、本発明による一実施形態の送信サーバ6、送信装置2及び受信装置5を備える。ここでは、1台の送信サーバ6とし、負荷分散装置7の設置は省略しているが、上述したように、複数台の送信サーバ6とし、負荷分散装置7を経由してIP網8と接続する形態としてもよい。 The transmission system 1 of one embodiment shown in FIG. 9 is an example of the advanced wideband satellite digital broadcasting described in ARIB STD-B44, and includes a transmission server 6, a transmission device 2, and a reception device 5 according to one embodiment of the present invention. Here, one transmission server 6 is used, and the installation of a load balancer 7 is omitted, but as described above, multiple transmission servers 6 may be used and connected to an IP network 8 via the load balancer 7.
また、図9に例示する伝送システム1では、送信装置2と送信サーバ6とを別体としてローカルエリアネットワークで接続する例を説明するが、送信装置2が送信サーバ6を備える形態とし、ローカルエリアネットワークで接続する代わりに、単純な信号ケーブルで接続する構成としてもよい。 In addition, in the transmission system 1 illustrated in FIG. 9, an example is described in which the sending device 2 and the sending server 6 are separate entities and connected via a local area network, but the sending device 2 may also be provided with the sending server 6, and instead of being connected via a local area network, they may be connected via a simple signal cable.
図9に例示する送信装置2は、上述した図2と同様に構成され、デジタル放送に係る送信データに対し誤り訂正符号化処理を施して誤り訂正符号パリティ(LDPCパリティ及びBCHパリティ)を付与することにより符号化データを生成し、その符号化データを所定の変調方式でデジタル変調して変調波信号を生成し、送信アンテナ2aを介して放送衛星4を含む高度広帯域衛星デジタル放送の放送伝送路経由で、デジタル放送に係る電波を放射する。高度広帯域衛星デジタル放送は、符号化データの1フレーム分のビット数が44880ビットであり、誤り訂正符号化処理として、LDPC符号を内符号として利用し、BCH符号を外符号として利用する。また、送信装置2は、順次生成した符号化データを誤り訂正符号フレームとして管理して、同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を付与して、送信サーバ6に送信する。 The transmitting device 2 illustrated in FIG. 9 is configured in the same manner as that illustrated in FIG. 2 described above, and generates encoded data by performing an error correction coding process on transmission data related to digital broadcasting and adding error correction code parity (LDPC parity and BCH parity), digitally modulates the encoded data using a predetermined modulation method to generate a modulated wave signal, and emits radio waves related to digital broadcasting via the transmission path of advanced wideband satellite digital broadcasting including the broadcasting satellite 4 via the transmitting antenna 2a. In advanced wideband satellite digital broadcasting, the number of bits per frame of encoded data is 44,880 bits, and the error correction coding process uses an LDPC code as an inner code and a BCH code as an outer code. In addition, the transmitting device 2 manages the sequentially generated encoded data as an error correction code frame, adds a synchronization signal (frame number or time information), and transmits it to the transmission server 6.
図9に例示する受信装置5は、上述した図7と同様に構成され、受信アンテナ5aを介して送信装置2から電波放射された変調波信号を受信して復調し、送信装置2における誤り訂正符号化処理に対応する復号処理を行って受信データを生成し再生可能とする。 The receiving device 5 illustrated in FIG. 9 is configured in the same manner as in FIG. 7 described above, and receives and demodulates the modulated wave signal emitted by the transmitting device 2 via the receiving antenna 5a, and performs a decoding process corresponding to the error correction coding process in the transmitting device 2 to generate received data that can be reproduced.
また、受信装置5は、送信装置2から得られた符号化データについて誤り訂正復号の可否を判定し、復号できると判定したときはそのまま復号して受信データを生成し、符号化データのビット誤りが訂正できず復号できないと判定した場合には対応する符号化データの再送を要求するIPパケット形式の再送要求パケットを生成し、この再送要求パケットに通信品質情報を含めて、IP網8を経て、送信サーバ6に向けて送信する機能を有する。さらに、受信装置5は、当該再送要求パケットに応じて送信サーバ6から再送要求に応じて再送された符号化データ(送信サーバ6側で通信品質情報に応じて放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して適応的に符号化率を変更して再構成される。)を格納するIPパケット形式の符号化データパケットを受信して、当該再送要求に応じて再送された符号化データを抽出し復号処理に用いるよう符号化率に応じた補完を行い、所定時間内に当該復号処理により復号できるまで、対応する符号化データの再送の要求を繰り返し、再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割されているときは、分割されている復号後の情報ビットを送信サーバ6との間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成する機能を有する。尚、受信装置5は、所定時間内に当該復号処理により復号できないときは、ビット誤りを含む状態のまま受信データを生成する。 The receiving device 5 also has the function of determining whether or not error correction decoding is possible for the encoded data obtained from the transmitting device 2, and if it determines that decoding is possible, it decodes the encoded data as is to generate received data, and if it determines that bit errors in the encoded data cannot be corrected and the data cannot be decoded, it generates a retransmission request packet in the form of an IP packet requesting retransmission of the corresponding encoded data, and includes communication quality information in this retransmission request packet and transmits it to the transmitting server 6 via the IP network 8. Furthermore, the receiving device 5 has a function of receiving an IP packet format encoded data packet that stores the encoded data retransmitted from the transmission server 6 in response to the retransmission request (the encoded data is reconstructed by adaptively changing the encoding rate by distinguishing whether the encoding rate is higher or lower than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path in response to the communication quality information at the transmission server 6 side), extracting the encoded data retransmitted in response to the retransmission request, performing complementation according to the encoding rate for use in the decoding process, repeating a request for retransmission of the corresponding encoded data until the data can be decoded by the decoding process within a predetermined time, and when the encoded data related to the retransmission request is changed to a lower encoding rate and the information bits are divided, recombining the divided decoded information bits according to a division method predetermined between the transmitting server 6 and the receiving device 5 to generate received data. Note that when the receiving device 5 cannot decode the data by the decoding process within the predetermined time, it generates the received data in a state including bit errors.
送信サーバ6は、上述した図2と同様に構成され、送信装置2で生成された符号化データを順次入力し、誤り訂正符号フレームの同期信号(フレーム番号又は時刻情報)により時系列に管理して所定時間分を更新しながら保存する機能、受信装置5からIP網8を経て受信した再送要求パケットに応じて再送要求に係る当該符号化データを格納するIPパケット形式の符号化データパケットを生成し、IP網8を経て当該受信装置5に向けて送信する機能を有する。 The transmission server 6 is configured in the same manner as in FIG. 2 described above, and has the functions of sequentially inputting the coded data generated by the transmission device 2, managing it in chronological order using the synchronization signal (frame number or time information) of the error correction code frame, and storing it while updating it for a specified period of time, and generating coded data packets in IP packet format that store the coded data related to the retransmission request in response to a retransmission request packet received from the reception device 5 via the IP network 8, and transmitting the coded data packets to the reception device 5 via the IP network 8.
従って、本実施例において、送信装置2はデジタル放送に係る送信データに高度広帯域衛星デジタル放送の誤り訂正符号化処理を施した上で変調波信号を生成し、送信アンテナ2aを介して放送衛星4を経て送信する。受信装置5はまず受信アンテナ5aから受信した高度広帯域衛星デジタル放送の変調波信号を復調し、誤り訂正復号処理で受信データを復元するよう試みる。受信装置5は、伝送環境がよく誤りなく受信できた場合や、白色雑音等の影響が誤り訂正符号により復号できる範囲であった場合、そのまま符号化データから受信データを復元して再生可能にする。受信装置5は、降雨減衰が起きるなど伝送環境が悪く、誤り訂正符号では復号できないほど符号化データが劣化した場合、IP網8を通じて該当する符号化データについて送信装置2と連携動作する送信サーバ6に対し再送要求を行う。 Therefore, in this embodiment, the transmitting device 2 applies error correction coding processing for advanced wideband satellite digital broadcasting to the transmission data related to the digital broadcasting, generates a modulated wave signal, and transmits it via the transmitting antenna 2a and the broadcasting satellite 4. The receiving device 5 first demodulates the modulated wave signal of advanced wideband satellite digital broadcasting received from the receiving antenna 5a, and attempts to restore the received data using error correction decoding processing. If the transmission environment is good and reception is error-free, or if the effects of white noise, etc. are within the range that can be decoded using error correction coding, the receiving device 5 restores the received data from the encoded data as is and makes it possible to play it. If the transmission environment is poor, such as due to rain attenuation, and the encoded data has deteriorated to the extent that it cannot be decoded using error correction coding, the receiving device 5 requests a retransmission of the corresponding encoded data via the IP network 8 to the transmitting server 6 that works in cooperation with the transmitting device 2.
受信装置5からIP網8を通じて送信サーバ6に再送要求があった場合、送信サーバ6は誤り訂正符号化処理後の符号化データの符号化率を通信品質情報に応じて可変制御し、IP網8経由で受信装置5に再送する。受信装置5は、IP網8から得られた符号化データを補完した符号化データを生成して誤り訂正復号処理を実行し、受信データを復元して再生可能にする。 When a retransmission request is made from the receiving device 5 to the transmission server 6 via the IP network 8, the transmission server 6 variably controls the coding rate of the coded data after error correction coding processing in accordance with the communication quality information, and retransmits the data to the receiving device 5 via the IP network 8. The receiving device 5 generates coded data by complementing the coded data obtained from the IP network 8, executes error correction decoding processing, and restores the received data to make it playable.
(実施例:高度広帯域衛星デジタル放送の受信装置における受信制御フロー)
図10は、図9に示す一実施例の高度広帯域衛星デジタル放送の受信装置5における受信制御フローを示すフローチャートである。尚、図8と同様なステップ番号には同一の番号を付している。
(Example: Reception control flow in a receiver for advanced wideband digital satellite broadcasting)
Fig. 10 is a flow chart showing a reception control flow in the receiver 5 for the advanced wideband satellite digital broadcasting of the embodiment shown in Fig. 9. Note that the same step numbers as in Fig. 8 are given the same numbers.
まず、受信装置5は、復調部51により、高度広帯域衛星デジタル放送の放送伝送路経由で送信装置2から電波放射された変調波信号を受信して復調し、この復調処理で得られる符号化データを、切替部55を介して誤り訂正復号部52に出力する(ステップS1)。尚、切替部55は、上述したように、誤り訂正復号部52によって受信経路が制御される。 First, the receiving device 5 receives and demodulates the modulated wave signal radiated from the transmitting device 2 via the broadcast transmission path of the advanced wideband digital satellite broadcasting using the demodulation unit 51, and outputs the coded data obtained by this demodulation process to the error correction decoding unit 52 via the switching unit 55 (step S1). Note that the receiving path of the switching unit 55 is controlled by the error correction decoding unit 52, as described above.
続いて、受信装置5は、誤り訂正復号部52により、送信装置2における誤り訂正符号化処理に対応する復号処理を実行するため、まず、尤度テーブルから符号化データの各ビットの事前LLRを算出し、誤り訂正符号フレームを再構成する(ステップS2A)。高度広帯域衛星デジタル放送は、符号化データの1フレーム分のビット数が44880ビットであり、誤り訂正符号化処理として、LDPC符号を内符号として利用し、BCH符号を外符号として利用するため、尤度テーブルを用いてビットが“0”である確からしさ、及びビットが“1”である確からしさを示す事前対数尤度比を算出する。 Then, in order to execute a decoding process corresponding to the error correction encoding process in the transmitting device 2 by the error correction decoding unit 52, the receiving device 5 first calculates the a priori LLR of each bit of the encoded data from the likelihood table and reconstructs the error correction code frame (step S2A). Since the number of bits per frame of encoded data in advanced wideband digital satellite broadcasting is 44,880 bits, and the error correction encoding process uses an LDPC code as the inner code and a BCH code as the outer code, the likelihood table is used to calculate a priori log-likelihood ratios indicating the likelihood that a bit is "0" and the likelihood that a bit is "1".
続いて、受信装置5は、誤り訂正復号部52により、対数尤度比によるsum-productアルゴリズムを利用したLDPC復号を実施後(ステップS2B)、電力逆拡散処理を経て、BCH符号の復号処理を実施する(ステップS2C)。ARIB STD-B44では外符号のBCH符号の復号処理の際にビット誤りのエラーを訂正しきれず、エラーフリーにならなかった場合、データをヌルパケットに置き換える、エラーありのフラグを付けるなどの処理を規定している。 Then, the receiving device 5 performs LDPC decoding using a sum-product algorithm based on a log-likelihood ratio by the error correction decoding unit 52 (step S2B), and then performs power despreading processing and decoding processing of the BCH code (step S2C). ARIB STD-B44 specifies that if bit errors cannot be corrected completely during the decoding processing of the BCH code of the outer code and the data does not become error-free, the data is replaced with a null packet, a flag is set indicating that an error exists, etc.
そこで、誤り訂正復号部52は、復号可否判定部521により、送信装置2から得られた符号化データについて誤り訂正復号の可否を判定するため、BCH符号の復号処理でビット誤りのエラーが訂正しきれなかった、もしくは復号でエラーは訂正できたが所定のBCHエラー数となったか否かを判定する(ステップS3’)。即ち、本実施例では、LDPC符号の訂正能力が不確定であること、またBCH符号の訂正能力が確定的であることに着目し、LDPC符号と連接するBCH符号のエラーフリーの有無を利用して、Hybrid ARQにおける効率的な再送要求を実現するものとしている。 The error correction decoding unit 52 determines whether the bit errors could not be completely corrected in the decoding process of the BCH code, or whether the errors were corrected in the decoding process but the number of BCH errors was a predetermined number, in order to determine whether the decoding feasibility determination unit 521 can perform error correction decoding on the encoded data obtained from the transmitting device 2 (step S3'). That is, in this embodiment, focusing on the fact that the correction capability of the LDPC code is uncertain and the correction capability of the BCH code is deterministic, an efficient retransmission request in Hybrid ARQ is realized by utilizing the presence or absence of an error-free BCH code connected to the LDPC code.
ここで、誤り訂正復号部52は、復号可否判定部521により、送信装置2から得られた符号化データについて誤り訂正復号の可否を判定した結果、復号できると判定したときはそのまま復号して受信データを再生可能に生成し(ステップS3’:No)、現在の受信経路がIP網8経由でないので(ステップS9:No)、そのまま放送受信する受信経路として切替部55の設定を維持して、時系列上、次の符号化データについての復調・復号処理へと移行する。 Here, the error correction decoding unit 52 determines whether the encoded data obtained from the transmitting device 2 can be decoded using the decoding feasibility determination unit 521. If it determines that the encoded data can be decoded, it decodes the data as is and generates the received data in a playable form (step S3': No). Since the current receiving path does not go through the IP network 8 (step S9: No), it maintains the setting of the switching unit 55 as the receiving path for receiving the broadcast as is, and proceeds to the demodulation and decoding process for the next encoded data in the chronological order.
一方、誤り訂正復号部52は、復号可否判定部521により、誤り訂正符号フレームを構成する符号化データを復号できないと判定した場合には、当該誤り訂正符号フレームを構成する符号化データについての再送要求情報を生成し、再送要求パケット生成部53に出力して当該符号化データの再送要求を示す再送要求パケットを生成するよう指示する(ステップS3’:Yes)。即ち、誤り訂正復号部52は、伝送条件の悪化などの理由で、符号化データから受信データを復元できなかった場合、ARQにより送信サーバ6に向けて再送要求を行うよう再送要求パケット生成部53に指示する。また、復号可否判定部521は、切替部55を制御して、IP網8経由で符号化データを誤り訂正復号部52に入力する受信経路に切り替えを行う。 On the other hand, if the error correction decoding unit 52 determines by the decoding possibility determination unit 521 that the encoded data constituting the error correction code frame cannot be decoded, the error correction decoding unit 52 generates retransmission request information for the encoded data constituting the error correction code frame, outputs it to the retransmission request packet generation unit 53, and instructs the retransmission request packet generation unit 53 to generate a retransmission request packet indicating a retransmission request for the encoded data (step S3': Yes). That is, if the error correction decoding unit 52 cannot restore the received data from the encoded data due to deterioration of the transmission conditions or the like, it instructs the retransmission request packet generation unit 53 to make a retransmission request to the transmission server 6 by ARQ. In addition, the decoding possibility determination unit 521 controls the switching unit 55 to switch to a receiving path that inputs the encoded data to the error correction decoding unit 52 via the IP network 8.
復号可否判定部521からの指示に応じて、再送要求パケット生成部53は、復号可否判定部521により復号できないと判定した符号化データについて、その再送を要求する旨を示す再送要求情報と、通信品質計測部56から得られる通信品質情報とを含むIPパケット形式の再送要求パケットを生成し、IP網8を経て、送信サーバ6に向けて送信する(ステップS4)。ここで、通信品質情報には、通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含まれている。 In response to an instruction from the decoding feasibility determination unit 521, the retransmission request packet generation unit 53 generates a retransmission request packet in the form of an IP packet, which includes retransmission request information indicating a request for retransmission of the encoded data that the decoding feasibility determination unit 521 has determined to be undecodable, and communication quality information obtained from the communication quality measurement unit 56, and transmits the packet to the transmission server 6 via the IP network 8 (step S4). Here, the communication quality information includes either or both of communication line delay information and packet loss rate information.
そこで、送信サーバ6は、受信装置5から再送要求パケットを受信した場合、再送要求パケットから、再送要求情報及び通信品質情報を抽出し、通信品質情報を基に、予め定められた符号化率変更基準に従って、符号化率を変更するか否か、変更する場合にはどの符号化率に変更するかを決定する。上述したように、符号化率変更基準は、送信側の誤り訂正符号化部21で用いる誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ放送に係る送信装置2で利用可能とする所定種類数の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して、符号化率を変更するように定めている。 When the transmission server 6 receives a retransmission request packet from the receiving device 5, it extracts the retransmission request information and communication quality information from the retransmission request packet, and determines, based on the communication quality information, according to a predetermined coding rate change criterion, whether to change the coding rate and, if so, to which coding rate. As described above, the coding rate change criterion is based on the same coding method as the error correction coding method used by the error correction coding unit 21 on the transmitting side, and among a predetermined number of coding rates available to the transmitting device 2 for broadcasting, determines whether the coding rate is to be changed to a higher or lower one than the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path.
そして、送信サーバ6は、その再送要求に係る同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つ符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを先頭として連続する同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つmフレームの誤り訂正符号フレームを当該再送要求に係る同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つ符号化データと同一の符号化率で形成してインターリーブフレームを構築し、当該インターリーブフレームをmフレームの誤り訂正符号フレームに対して直交する方向にインターリーブ処理を施してIPパケット列の符号化データパケットを生成し、IP網8を介して受信装置5に送信する。また、送信サーバ6は、符号化率を変更したときはその旨を示す通知として符号化率変更通知パケットを生成して送信後、当該符号化データパケットを送信する。このため、受信装置5は、IPパケット受信部54及び誤り訂正復号部52により、IP網8経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と異なるか否かを判定することができる。送信サーバ6による符号化率変更の一例(代表して説明する、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更時)については、図11を参照して後述する。また、送信サーバ6によるIPパケット形式の再送要求パケットの生成法の一例(代表して説明する、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更時)については、図12を参照して後述する。 Then, the transmission server 6 forms an interleaved frame by forming m error correction code frames having consecutive synchronization signals (frame number or time information) starting from an error correction code frame constituting the encoded data having a synchronization signal (frame number or time information) related to the retransmission request at the same coding rate as the encoded data having the synchronization signal (frame number or time information) related to the retransmission request, and performs interleaving processing on the interleaved frame in a direction perpendicular to the m error correction code frames to generate encoded data packets of an IP packet string, which are then transmitted to the receiving device 5 via the IP network 8. When the encoding rate is changed, the transmission server 6 generates and transmits an encoding rate change notification packet as a notification to that effect, and then transmits the encoded data packet. Therefore, the receiving device 5 can determine whether the encoding rate of the encoded data obtained via the IP network 8 is different from that at the time of broadcast reception by the IP packet receiving unit 54 and the error correction decoding unit 52. An example of the encoding rate change by the transmission server 6 (when the encoded data related to the retransmission request is changed to a lower encoding rate, which will be described as a representative example) will be described later with reference to FIG. 11. An example of how the transmission server 6 generates a retransmission request packet in IP packet format (when changing the encoded data related to the retransmission request to a lower encoding rate) will be described later with reference to FIG. 12.
従って、受信装置5は、送信サーバ6に向けて再送要求パケットの送信後、送信サーバ6から、当該再送要求パケットに応じて再送された復号対象の符号化データを含むmフレーム分の誤り訂正符号フレームの符号化データパケット(IPパケット列)を受信して、デインターリーブ部541により、IPパケットに付与される識別ヘッダとシーケンス番号を利用し、送信サーバ6側のインターリーブ部621の逆処理を行って、再送要求に応じて再送された符号化データを再構成し、誤り訂正復号部52に出力する(ステップS5)。 Therefore, after transmitting a retransmission request packet to the transmission server 6, the receiving device 5 receives from the transmission server 6 an encoded data packet (IP packet sequence) of m error correction code frames including the encoded data to be decoded that was retransmitted in response to the retransmission request packet, and the deinterleaving unit 541 uses the identification header and sequence number assigned to the IP packet to perform the reverse process of the interleaving unit 621 on the transmission server 6 side to reconstruct the encoded data that was retransmitted in response to the retransmission request, and outputs it to the error correction decoding unit 52 (step S5).
続いて、受信装置5は、誤り訂正復号部52における符号化データ補完部522により、IP網8経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と異なるか否かを判定し(ステップS6)、IP網8経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と異なる場合(ステップS6:Yes)、図4(d)又は図5(e)に示す符号化率が変更された誤り訂正符号フレームを復元するために、符号化率に応じた送受間で既知とするパディングビットを送受間で既知とする挿入位置に追加する(ステップS7)。 Then, the receiving device 5 determines, by the encoded data complementation unit 522 in the error correction decoding unit 52, whether the encoding rate of the encoded data obtained via the IP network 8 is different from that at the time of broadcast reception (step S6). If the encoding rate of the encoded data obtained via the IP network 8 is different from that at the time of broadcast reception (step S6: Yes), in order to restore the error correction code frame with the changed encoding rate shown in Figure 4 (d) or Figure 5 (e), padding bits known between the sender and the receiver according to the encoding rate are added to an insertion position known between the sender and the receiver (step S7).
一方、符号化データ補完部522は、IP網8経由で得られた符号化データの符号化率が放送受信時と同じである場合(ステップS6:No)、パディングビットを追加する必要はない。 On the other hand, if the coding rate of the coded data obtained via the IP network 8 is the same as that at the time of broadcast reception (step S6: No), the coded data complementation unit 522 does not need to add padding bits.
続いて、符号化データ補完部522は、IP網8経由で取得した符号化データを、当該誤り訂正符号フレームにおける符号化データの復号処理に用いるよう補完する(ステップS8’)。IP網8は消失通信路を想定して、誤り訂正復号部52は、IP網8経由で受信できた符号化データについては正しいビットの値を確定し、IP網8の途中の通信路でパケットロス等により消失したパケットについては正しいビットの値が不明とする。より具体的には、誤り訂正復号部52は、ブロック符号の誤り訂正復号器として構成され対数尤度比を用いた復号を実施するため、符号化データ補完部522により、IP網8経由で取得した符号化データについて、ビットの値が0である場合の対数尤度比を+∞(“0”である確からしさとして最大値)、ビットの値が1である場合の対数尤度比を-∞(“1”である確からしさとして最大値)、仮にパケットロスが生じて非達ビットが生じているときは、対数尤度比を0に置き換えることにより補完する。 Then, the coded data complementing unit 522 complements the coded data acquired via the IP network 8 so that it is used in the decoding process of the coded data in the error correction code frame (step S8'). The IP network 8 is assumed to be a lost communication channel, and the error correction decoding unit 52 determines the correct bit value for the coded data received via the IP network 8, and assumes that the correct bit value is unknown for packets lost due to packet loss or the like in the communication channel on the way to the IP network 8. More specifically, the error correction decoding unit 52 is configured as an error correction decoder for block codes and performs decoding using a log likelihood ratio, so that the coded data complementing unit 522 complements the coded data acquired via the IP network 8 by replacing the log likelihood ratio with +∞ (the maximum value as the likelihood of "0") when the bit value is 0, with -∞ (the maximum value as the likelihood of "1") when the bit value is 1, and by replacing the log likelihood ratio with 0 if a packet loss occurs and a non-delivery bit occurs.
そして、誤り訂正復号部52は、所定時間内で誤り訂正符号の復号処理により復号できるまで、当該符号化データの再送の要求を繰り返し(ステップS2乃至S8’)、復号できた符号化データを基に受信データを生成した後、現在の受信経路がIP網8経由であるときは(ステップS9:Yes)、放送伝送路経由の受信に受信経路を切り替えるよう切替部55の切替制御を行い(ステップS10)、時系列上、次の符号化データについての復調・復号処理へと移行する。ここで、誤り訂正復号部52は、BCH符号の復号処理のビット誤りのエラーがなくなるまで繰り返し再送要求を行うことで、受信データを完全に復元する構成とすることもできるが、所定時間内として制限を設けることで無限ループ処理を回避するのが好適である。 The error correction decoding unit 52 then repeatedly requests retransmission of the encoded data until the data can be decoded by the error correction code decoding process within a predetermined time (steps S2 to S8'), and generates received data based on the decoded encoded data. If the current reception path is via the IP network 8 (step S9: Yes), the switching unit 55 is controlled to switch the reception path to reception via the broadcast transmission path (step S10), and the demodulation and decoding process for the next encoded data in the time series is started. Here, the error correction decoding unit 52 can be configured to completely restore the received data by repeatedly requesting retransmission until there are no more bit errors in the BCH code decoding process, but it is preferable to set a limit of within a predetermined time to avoid infinite loop processing.
尚、誤り訂正復号部52は、再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割されているときは、分割されている個々の情報ビットの符号化データの双方について、所定時間内で誤り訂正符号の復号処理により復号できるまで放送伝送路で伝送した符号化データの再送の要求を繰り返す、そして、誤り訂正復号部52は、分割されている個々の情報ビットの符号化データの双方について復号できたときは、データ結合部523の機能により、その分割されている復号後の情報ビットを送信サーバ6との間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成する。 When the coded data related to the retransmission request is changed to a lower coding rate and the information bits are divided, the error correction decoding unit 52 repeats the request for retransmission of the coded data transmitted over the broadcast transmission path until both coded data pieces of the divided information bits can be decoded by the error correction code decoding process within a specified time. Then, when the error correction decoding unit 52 can decode both coded data pieces of the divided information bits, the data combining unit 523 recombines the divided decoded information bits according to a division method predetermined between the data combining unit 523 and the transmission server 6 to generate received data.
ところで、再送要求パケットは、IPパケット形式で一般的に用いられる非達通知パケットを利用でき、符号化データパケットは、その非達通知パケットの応答として再送を行うものとして構成される。このため、誤り訂正復号部52では、復調部51から得られる符号化データに対して再送により得られた符号化データを置き換えて、再度、復号を実施することができ、所定時間内で受信データを復元できるまで繰り返し再送要求を行うことで、再生可能に出力することができる。 The retransmission request packet can be a non-delivery notification packet that is commonly used in IP packet format, and the encoded data packet is configured to be retransmitted in response to the non-delivery notification packet. Therefore, the error correction decoding unit 52 can replace the encoded data obtained from the demodulation unit 51 with the encoded data obtained by retransmission and perform decoding again. By repeatedly requesting retransmission until the received data can be restored within a specified time, it is possible to output the data in a reproducible manner.
(一実施例の符号化率変更時の符号化データの生成法:より低い符号化率に変更時)
図4及び図5を参照して説明したように、送信サーバ6は、再送要求に係る符号化データについて、通信品質情報に応じて放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して適応的に符号化率を変更して再構成する。
(Method of generating encoded data when changing encoding rate in one embodiment: when changing to a lower encoding rate)
As explained with reference to Figures 4 and 5, the transmission server 6 adaptively changes the coding rate of the coded data related to the retransmission request, distinguishing whether to set the coding rate to be higher or lower than the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path depending on the communication quality information, and reconstructs the coded data.
即ち、送信サーバ6が生成する再送要求に係る符号化データについて、より高い符号化率に変更するときは情報ビットを非分割、より低い符号化率に変更するときは情報ビットを分割する違いのみであることから、ここでは、代表して再送要求に係る符号化データについてより低い符号化率に変更するときの例として図11を参照し、送信サーバ6における再送要求処理部63により、ARIB STD-B44に準拠するLDPC符号化率の種類数の範囲内で、本例では上記(9)の符号化率変更基準に従い、保存部61及び符号化率適応変更部64を制御して、符号化率変更時の符号化データの生成する例を説明する。 That is, the only difference between the coded data related to the retransmission request generated by the transmission server 6 is that when changing to a higher coding rate, the information bits are not divided, and when changing to a lower coding rate, the information bits are divided. Therefore, here, as a representative example of changing the coded data related to the retransmission request to a lower coding rate, reference is made to FIG. 11, and an example of generating coded data when the coding rate is changed is described, in which the retransmission request processing unit 63 in the transmission server 6 controls the storage unit 61 and the coding rate adaptive change unit 64 in accordance with the coding rate change standard (9) above, in this example, within the range of the number of types of LDPC coding rates that comply with ARIB STD-B44.
図11(a)乃至図11(e)に示す例は、送信サーバ6は、ARIB STD-B44に準拠するLDPC符号化率の種類数の範囲内で最高値のLDPC符号化率(109/120(≒9/10)である符号化データを受信して、保存部61に保持し、受信装置5から電波受信状況が悪化した場合にIP網8経由で再送要求された符号化データについて、その符号化率を61/120(≒1/2)に変更して再送する例である。 In the example shown in Figures 11(a) to 11(e), the transmission server 6 receives coded data with the highest LDPC coding rate (109/120 (≒ 9/10) within the range of LDPC coding rate types conforming to ARIB STD-B44, stores the data in the storage unit 61, and when the radio wave reception conditions deteriorate from the receiving device 5, the transmission server 6 changes the coding rate of the coded data requested for retransmission via the IP network 8 to 61/120 (≒ 1/2) and retransmits the data.
図11(a)に示すように、ここでは、放送伝送路で伝送した符号長N=44880ビットのLDPC符号における符号化データの符号化率をFb=109/120(≒9/10)とする。尚、ARIB STD-B44では、1誤り訂正符号フレームは、LDPC符号化率によらず一定の符号長44880ビットであり、集合分割法に基づくスロット単位で構成されるため、LDPC符号の符号化対象となる情報ビットは、“スロットヘッダ”、“主信号(伝送対象のデータ)”、“BCH符号パリティ”、及び“スタッフビット”が、電力拡散されたものとなっており、LDPC符号のパリティが付加されて1誤り訂正符号フレームが構成される。そして、送信サーバ6における保存部61には、図11(a)に示す1誤り訂正符号フレーム単位の符号化データが、同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を付して時系列に管理されて所定時間分を更新しながら保存される。LDPC符号化率109/120(≒9/10)におけるLDPC符号パリティは、44880×(1-109/120)=4114ビットで構成される。 As shown in FIG. 11(a), here, the coding rate of the coded data in the LDPC code with code length N=44880 bits transmitted through the broadcast transmission path is F b =109/120 (≈9/10). In ARIB STD-B44, one error correcting code frame has a constant code length of 44880 bits regardless of the LDPC coding rate, and is configured in slot units based on the set partitioning method, so that the information bits to be coded by the LDPC code are the "slot header", "main signal (data to be transmitted)", "BCH code parity", and "stuff bit" that have been power-dispersed, and one error correcting code frame is configured by adding the parity of the LDPC code. Then, in the storage unit 61 in the transmission server 6, the coded data in units of one error correcting code frame shown in FIG. 11(a) is managed in chronological order with a synchronization signal (frame number or time information) added, and is stored while updating for a predetermined time. The LDPC code parity at an LDPC coding rate of 109/120 (≈9/10) is composed of 44880×(1−109/120)=4114 bits.
そこで、受信装置5から再送要求パケットを受信した送信サーバ6は、再送要求処理部63により、再送要求パケットに含まれる通信品質情報を抽出し、その通信品質情報に含まれる遅延とパケットロス率の各情報を基に、通信品質管理部65にて管理される符号化率変更基準を参照して符号化率を変更するか否かを判定する。 Then, the transmission server 6, which has received a retransmission request packet from the receiving device 5, extracts the communication quality information contained in the retransmission request packet using the retransmission request processing unit 63, and based on the delay and packet loss rate information contained in the communication quality information, determines whether or not to change the coding rate by referring to the coding rate change criteria managed by the communication quality management unit 65.
上記(9)の符号化率変更基準に従うとすると、再送要求処理部63は、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値未満、或いは、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値未満のときは、放送伝送路で伝送した符号化データのLDPC符号化率109/120(≒9/10)のまま変更なしと判断し、図11(a)に示す再送要求に係る符号長Nビットの符号化データを、保存部61から読み出して、そのままIPパケット生成部62に出力するよう符号化率適応変更部64を制御する。 If the coding rate change criteria in (9) above are followed, when the delay obtained from the receiving device 5 is less than a predetermined default value, or when the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is less than a predetermined default value, the retransmission request processing unit 63 determines that the LDPC coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path should remain unchanged at 109/120 (≒ 9/10), and controls the coding rate adaptive change unit 64 to read the coded data with a code length of N bits related to the retransmission request shown in FIG. 11(a) from the storage unit 61 and output it as is to the IP packet generation unit 62.
一方、再送要求処理部63は、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値以上、且つ、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値以上のとき、放送伝送路で伝送した符号化データのLDPC符号化率Fb=109/120(≒9/10)から、LDPC符号化率Fi=61/120(≒1/2)に変更すると判断し(Fb>Fi)、まずは、図11(a)に示す再送要求に係る符号長44880ビットの符号化データのうちN×Fb=40766ビットのLDPC符号の符号化対象となる情報ビット(即ち、電力拡散済みのBCH符号化ビット)のみを、保存部61から読み出させる(図11(b)参照)。 On the other hand, when the delay obtained from the receiving device 5 is equal to or greater than a predetermined default value and the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is equal to or greater than a predetermined default value, the retransmission request processing unit 63 determines to change the LDPC coding rate Fb = 109/120 (≈ 9/10) of the coded data transmitted over the broadcast transmission path to the LDPC coding rate Fi = 61/120 (≈ 1/2) ( Fb > Fi ), and first reads out from the storage unit 61 only the information bits to be coded with the LDPC code of N x Fb = 40766 bits (i.e., the BCH coded bits that have been power dispersed) of the coded data with a code length of 44,880 bits related to the retransmission request shown in Figure 11 (a) (see Figure 11 (b)).
続いて、誤り訂正符号化部643は、符号化率適応変更部64を制御して、誤り訂正符号化部643により、保存部61から読み出した40766ビットの情報ビット(即ち、電力拡散済みのBCH符号化ビット)を送受信間で予め定めた分割法で2分割する((N×Fb)/2 = 20383ビット)。ここでは、情報ビット位置の前半部、後半部で2等分する例とするが(図11(c)参照)、奇数ビットと偶数ビットで2分割とするなど、他の分割法であってもよい。 Next, the error correction coding unit 643 controls the coding rate adaptive change unit 64, and the error correction coding unit 643 divides the 40766 information bits (i.e., the BCH coded bits after power dispersal) read from the storage unit 61 into two bits ((N×F b )/2=20383 bits) using a division method determined in advance between the transmitter and the receiver. Here, an example is shown in which the information bits are divided into two parts at the first half and the second half of the information bit position (see FIG. 11(c)), but other division methods may be used, such as dividing into two parts at odd bits and even bits.
続いて、再送要求処理部63は、符号化率適応変更部64を制御して、2分割したそれぞれの情報ビットの前半部、後半部に対して、送受間で既知の値(例えば、全て0のビット)でN×Fi-((N×Fb)/2)=2431ビット分をパディングビットとして送受間で既知とする挿入位置に付加し、この情報ビットとパディングビットに対して符号化率Fi=109/120(≒9/10)となるLDPC符号化処理を施して、N×(1-Fi)=4114ビットのパリティを生成する(図11(d)参照)。尚、本例では、情報ビットの後段にパディングビットを付加するとして図示しているが、情報ビットの前段にパディングビットを付加してもよく、即ち、パディングビットの挿入位置は、変更後の符号化率Fiの値によって送受間で既知とするように予め定めておけばよい。 Next, the retransmission request processing unit 63 controls the coding rate adaptive change unit 64 to add N×F i - ((N×F b )/2) = 2431 bits of padding bits with a value known between the transmitter and the receiver (for example, all 0 bits) to the first and second halves of each of the two divided information bits to an insertion position known between the transmitter and the receiver, and performs LDPC coding processing with a coding rate F i = 109/120 (≈ 9/10) on these information bits and padding bits to generate a parity of N× (1 - F i ) = 4114 bits (see FIG. 11 (d)). Note that in this example, the padding bits are illustrated as being added to the rear of the information bits, but the padding bits may be added to the front of the information bits, that is, the insertion position of the padding bits may be determined in advance so as to be known between the transmitter and the receiver according to the value of the coding rate F i after the change.
そして、誤り訂正符号化部643は、パディングビットを除去して、20383ビットの情報ビットに22066ビットのパリティを付加した再送用の符号化データ(42449ビット)を再構成し、IPパケット生成部62に出力する(図11(e)参照)。この再構成された再送用の符号化データのフレーム長42449ビットは、元の符号長44880ビットよりも短くなり、放送規格で規格された誤り訂正符号の符号化長に対して過多とならず、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更することができ、符号化率を変更せずに再送する場合よりも訂正能力が高くなる。 Then, the error correction coding unit 643 removes the padding bits, reconstructs the coded data for retransmission (42,449 bits) by adding 22,066 bits of parity to the 20,383 bits of information bits, and outputs it to the IP packet generating unit 62 (see FIG. 11(e)). The frame length of this reconstructed coded data for retransmission, 42,449 bits, is shorter than the original code length of 44,880 bits and is not excessive for the coding length of the error correction code specified in the broadcasting standard. Therefore, the coded data related to the retransmission request can be changed to a lower coding rate, and the correction ability is higher than when retransmitting without changing the coding rate.
このようにして、本実施例の送信サーバ6は、再送要求パケットを受信すると、再送要求パケットに含まれる通信品質情報を基に、再送要求に係る符号化データのLDPC符号化率を適応的に変更して符号化データパケットを生成し、受信装置5に向けて送信する。 In this way, when the transmission server 6 of this embodiment receives a retransmission request packet, it adaptively changes the LDPC coding rate of the coded data related to the retransmission request based on the communication quality information contained in the retransmission request packet to generate a coded data packet and transmits it to the receiving device 5.
(一実施例の送信サーバによるIPパケット形式の符号化データパケットの生成法)
符号化データパケットは1以上のIPパケットを用いて構成され、ここでは、IPパケットのIPヘッダを除いたパケット長を1000バイトとして固定長とする例を説明する。ただし、実際には想定されるIP網8のMTU(Maximum Transmission Unit)を超えない範囲で任意にパケット長を決めた可変長とすることができる。
(How an embodiment of a transmitting server generates encoded data packets in the form of IP packets)
The encoded data packet is composed of one or more IP packets, and in this example, the packet length excluding the IP header of the IP packet is set to a fixed length of 1000 bytes. However, in reality, the packet length can be set to a variable length that is determined arbitrarily within a range that does not exceed the MTU (Maximum Transmission Unit) of the assumed IP network 8.
上述したように、送信サーバ6が生成する再送要求に係る符号化データについて、より高い符号化率に変更するときは情報ビットを非分割、より低い符号化率に変更するときは情報ビットを分割する違いのみであることから、ここでは、代表して再送要求に係る符号化データについてより低い符号化率に変更するときの例として図12を参照し、符号化データについてn×mのインターリーブフレームを構築してから、符号化データパケット(IPパケット列)を生成し、受信装置5に向けて送信する一例を説明する。 As described above, the only difference between the coded data related to the retransmission request generated by the transmission server 6 is that when changing to a higher coding rate, the information bits are not divided, and when changing to a lower coding rate, the information bits are divided. Therefore, here, as a representative example of changing to a lower coding rate for coded data related to a retransmission request, reference is made to FIG. 12, and an example is described in which an n×m interleaved frame is constructed for the coded data, and then a coded data packet (IP packet sequence) is generated and transmitted to the receiving device 5.
図12(a)乃至図12(d)は、それぞれ本発明による一実施形態の送信サーバ6におけるIPパケット生成部62のIPパケットの生成法に関する説明図である。 Figures 12(a) to 12(d) are explanatory diagrams showing how the IP packet generator 62 in the transmission server 6 generates IP packets in one embodiment of the present invention.
まず、IPパケット生成部62は、符号化率適応変更部64から、それぞれ同一の符号化率Fiにより符号長nビットで構成される、再送要求に係る同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つ符号化データを構成する誤り訂正符号フレームを先頭として連続する同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を持つmフレーム分の誤り訂正符号フレームを入力し、n×mインターリーブフレームを構成する。尚、mは、固定値であるが外部から可変設定することができ、送受間で共有する値となっている。また、符号化率Fiの符号長nビットが放送伝送路で用いられた符号化率Fbの符号長Nビットから変更されていないときn=Nであり、符号化率Fbの符号長Nビットから変更されているときn<Nである。 First, the IP packet generating unit 62 inputs m frames of error correcting code frames having consecutive synchronization signals (frame number or time information) starting from an error correcting code frame constituting coded data having a synchronization signal (frame number or time information) related to a retransmission request, each of which is composed of a code length of n bits with the same coding rate F i , from the coding rate adaptive changing unit 64, and forms an n×m interleaved frame. Note that m is a fixed value, but can be variably set from the outside, and is a value shared between the sender and the receiver. Also, n=N when the code length n bits of the coding rate F i has not been changed from the code length N bits of the coding rate F b used in the broadcast transmission path, and n<N when it has been changed from the code length N bits of the coding rate F b .
そこで、IPパケット生成部62は、再送要求に係る符号化データとしての誤り訂正符号フレームを含むmフレームの誤り訂正符号フレーム(LDPCフレーム)を縦方向に並べるようにして記憶部(図示略)に一時記憶する(図12(a)参照)。尚、図12(a)において、IPパケット生成部62は、符号化率適応変更部64から得られる符号化データがより低い符号化率に変更されたLDPCフレームである時は、情報ビットが2分割(本例では、前半部、後半部)されているので、LDPCフレーム♯1(情報ビット前半部)、LDPCフレーム♯2(情報ビット後半部)、LDPCフレーム♯3(情報ビット前半部)、…、LDPCフレーム♯m(情報ビット後半部)のように、情報ビットの前半部と後半部を一組に、縦方向に並べるようにして記憶部(図示略)に一時記憶することになる。 The IP packet generator 62 temporarily stores m error correction code frames (LDPC frames) including an error correction code frame as the encoded data related to the retransmission request in a vertically aligned manner in a storage unit (not shown) (see FIG. 12(a)). In FIG. 12(a), when the encoded data obtained from the encoding rate adaptive change unit 64 is an LDPC frame whose encoding rate has been changed to a lower encoding rate, the IP packet generator 62 temporarily stores the first and second halves of the information bits in a pair in a vertically aligned manner, such as LDPC frame #1 (first half of information bits), LDPC frame #2 (second half of information bits), LDPC frame #3 (first half of information bits), ..., LDPC frame #m (second half of information bits).
以降、図6を参照して上述したように、IPパケット生成部62は、インターリーブ部621により、mフレームの誤り訂正符号フレームに各ビットを先頭から読み出し、生成するIPパケットのヘッダを除いたパケット長としてmビットのIPペイロードをnパケット分、生成し(図12(b)参照)、生成したnパケット分のIPペイロードに、インターリーブ処理に係る各インターリーブフレームを受信装置5側で識別可能とするための識別ヘッダと、各誤り訂正符号フレームにおいて何番目のビットを表すのかを特定するシーケンス番号と、IPヘッダを符号化データパケットのヘッダとして付加して、nパケット分のIPパケットを生成する(図12(c)参照)。そして、IPパケット生成部62は、インターリーブ部621により、生成したnパケット分のIPパケットを、シーケンス番号に従いIP網8への送出順番を所定規則に基づいてインターリーブして(例えばシーケンス番号の昇順で送出してもよいし、送受間で定めた別のシーケンス番号の送出順序でもよい。)、符号化データパケットとして受信装置5に向けて送信する。 As described above with reference to FIG. 6, the IP packet generation unit 62 reads each bit from the beginning of the error correction code frame of m frames by the interleave unit 621, generates n packets of m-bit IP payloads as the packet length excluding the header of the generated IP packet (see FIG. 12(b)), and adds an identification header for enabling the receiver 5 to identify each interleaved frame related to the interleaving process, a sequence number that specifies which bit in each error correction code frame is represented, and an IP header as the header of the encoded data packet to generate n packets of IP packets (see FIG. 12(c)). Then, the IP packet generation unit 62 interleaves the generated n packets of IP packets by the interleave unit 621 based on a predetermined rule for the order of sending to the IP network 8 according to the sequence numbers (for example, the packets may be sent in ascending order of sequence numbers, or the order of sending of different sequence numbers determined between the sender and the receiver may be used), and transmits them to the receiver 5 as encoded data packets.
このようにインターリーブ処理を施した符号化データのIPパケット列を符号化データパケットとして送信サーバ6から受信装置5に向けて送信することにより、IP網8におけるバースト的なパケットロスに対する耐性が強くなる(即ち、パケット消失訂正能力が向上する)。 By transmitting the IP packet sequence of the coded data that has been subjected to the interleaving process in this manner as a coded data packet from the transmission server 6 to the receiving device 5, the IP network 8 becomes more resistant to burst packet loss (i.e., the packet loss correction capability is improved).
(応用例:LDPC符号の符号化率の変更、且つBCH符号の訂正能力の変更)
符号化率適応変更部64における誤り訂正符号化部643は、再送要求に係る符号化データ(放送伝送路で伝送した符号化データ)について符号化率を変更して再送するときに、LDPC符号の符号化率を変更するだけでなく、BCH符号の訂正能力も12ビットから23ビットに強化するよう変更して、符号化データを再構成してもよい。
(Application example: changing the coding rate of LDPC code and changing the correction ability of BCH code)
When changing the coding rate of the coded data related to a retransmission request (coded data transmitted over a broadcast transmission path) and retransmitting the coded data, the error correction coding unit 643 in the coding rate adaptive change unit 64 may not only change the coding rate of the LDPC code, but also change the correction capability of the BCH code to be enhanced from 12 bits to 23 bits, and reconstruct the coded data.
図13(a)乃至図13(f)は、それぞれ本発明による応用例の送信サーバ6における符号化率適応変更部64による符号化率変更時(再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更時)の符号化データの生成法を示す図である。尚、図13は、図11に示す例と対比可能に、送信サーバ6における再送要求処理部63により、ARIB STD-B44に準拠するLDPC符号化率の種類数の範囲内で最高値のLDPC符号化率(109/120(≒9/10)である符号化データを受信して、保存部61に保持し、受信装置5から電波受信状況が悪化した場合にIP網8経由で再送要求された符号化データについて、その符号化率を61/120(≒1/2)に変更して符号化データを生成する例を示している。 Figures 13(a) to 13(f) are diagrams showing a method of generating coded data when the coding rate is changed by the coding rate adaptive change unit 64 in the transmission server 6 of an application example according to the present invention (when the coded data related to the retransmission request is changed to a lower coding rate). In addition, in order to be able to compare with the example shown in Figure 11, Figure 13 shows an example in which the retransmission request processing unit 63 in the transmission server 6 receives coded data with the highest LDPC coding rate (109/120 (≒ 9/10) within the range of the number of types of LDPC coding rates conforming to ARIB STD-B44, stores it in the storage unit 61, and when the radio wave reception situation deteriorates from the receiving device 5, the coding rate of the coded data requested for retransmission via the IP network 8 is changed to 61/120 (≒ 1/2) to generate coded data.
まず、図13(a)は、図11(a)と同様に、放送伝送路で伝送した符号長N=44880ビットのLDPC符号における符号化データの符号化率をFb=109/120(≒9/10)として示している。上述したように、ARIB STD-B44では、1誤り訂正符号フレームは、LDPC符号化率によらず一定の符号長44880ビットであり、集合分割法に基づくスロット単位で構成されるため、LDPC符号の符号化対象となる情報ビットは、“スロットヘッダ”、“主信号(伝送対象のデータ)”、“BCH符号パリティ”、及び“スタッフビット”が、電力拡散されたものとなっており、LDPC符号のパリティが付加されて1誤り訂正符号フレームが構成される。そして、送信サーバ6における保存部61には、図13(a)に示す1誤り訂正符号フレーム単位の符号化データが、同期信号(フレーム番号又は時刻情報)を付して時系列に管理されて所定時間分を更新しながら保存される。LDPC符号化率109/120(≒9/10)におけるLDPC符号パリティは、44880×(1-109/120)=4114ビットで構成される。 First, in FIG. 13(a), similarly to FIG. 11(a), the coding rate of the coded data in the LDPC code with the code length N=44880 bits transmitted through the broadcast transmission path is shown as F b =109/120 (≈9/10). As described above, in ARIB STD-B44, one error correcting code frame has a constant code length of 44880 bits regardless of the LDPC coding rate, and is configured in slot units based on the set partitioning method, so that the information bits to be coded by the LDPC code are the "slot header", "main signal (data to be transmitted)", "BCH code parity", and "stuff bit" that have been power-dispersed, and one error correcting code frame is configured by adding the parity of the LDPC code. Then, in the storage unit 61 in the transmission server 6, the coded data in units of one error correcting code frame shown in FIG. 13(a) is managed in chronological order with a synchronization signal (frame number or time information) added, and is stored while updating for a predetermined time. The LDPC code parity at an LDPC coding rate of 109/120 (≈9/10) is composed of 44880×(1−109/120)=4114 bits.
そこで、受信装置5から再送要求パケットを受信した送信サーバ6は、上述した図11を参照して説明した実施例と同様に、再送要求処理部63により、再送要求パケットに含まれる通信品質情報を抽出し、その通信品質情報に含まれる遅延とパケットロス率の各情報を基に、通信品質管理部65にて管理される符号化率変更基準を参照して符号化率を変更するか否かを判定する。 Then, the transmission server 6 that receives the retransmission request packet from the receiving device 5 extracts the communication quality information contained in the retransmission request packet by the retransmission request processing unit 63, in the same manner as in the embodiment described with reference to FIG. 11 above, and determines whether or not to change the coding rate based on the delay and packet loss rate information contained in the communication quality information and by referring to the coding rate change criteria managed by the communication quality management unit 65.
上記(9)の符号化率変更基準に従うとすると、再送要求処理部63は、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値未満、或いは、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値未満のときは、放送伝送路で伝送した符号化データのLDPC符号化率109/120(≒9/10)のまま変更なしと判断し、図13(a)に示す再送要求に係る符号長Nビットの符号化データを、保存部61から読み出して、そのままIPパケット生成部62に出力するよう符号化率適応変更部64を制御する。 If the coding rate change criteria in (9) above are followed, when the delay obtained from the receiving device 5 is less than a predetermined default value, or when the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is less than a predetermined default value, the retransmission request processing unit 63 determines that the LDPC coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path should remain unchanged at 109/120 (≒ 9/10), and controls the coding rate adaptive change unit 64 to read the coded data with a code length of N bits related to the retransmission request shown in FIG. 13(a) from the storage unit 61 and output it as is to the IP packet generation unit 62.
一方、再送要求処理部63は、受信装置5から得られた遅延が予め定めたデフォルト値以上、且つ、受信装置5から得られたパケットロス率が予め定めたデフォルト値未満のとき、放送伝送路で伝送した符号化データのLDPC符号化率Fb=109/120(≒9/10)から、LDPC符号化率Fi=61/120(≒1/2)に変更すると判断し(Fb>Fi)、まずは、図13(a)に示す再送要求に係る符号長44880ビットの符号化データのうちN×Fb=40766ビットのLDPC符号の符号化対象となる情報ビット(即ち、電力拡散済みのBCH符号化ビット)のみを、保存部61から読み出させる(図13(b)参照)。 On the other hand, when the delay obtained from the receiving device 5 is equal to or greater than a predetermined default value and the packet loss rate obtained from the receiving device 5 is less than a predetermined default value, the retransmission request processing unit 63 determines to change the LDPC coding rate Fb = 109/120 (≈ 9/10) of the coded data transmitted over the broadcast transmission path to the LDPC coding rate Fi = 61/120 (≈ 1/2) ( Fb > Fi ), and first reads out from the storage unit 61 only the information bits to be coded with the LDPC code of N x Fb = 40766 bits (i.e., the BCH coded bits that have been power diffused) of the coded data with a code length of 44,880 bits related to the retransmission request shown in Figure 13(a) (see Figure 13(b)).
続いて、本応用例では、再送要求処理部63は、符号化率適応変更部64を制御して、誤り訂正符号化部643により、保存部61から読み出した40766ビットの情報ビット(即ち、電力拡散済みのBCH符号化ビット)について、一旦、電力逆拡散処理を施して、“スロットヘッダ”、“主信号(伝送対象のデータ)”、“12ビット訂正能力のBCH符号パリティ”、及び“スタッフビット”のビット配列に復元し、その“スロットヘッダ”を削除して、その削除したビット領域分をBCH符号パリティに割り当てる(図13(c)参照)。従って、全体の情報ビット長を変えることなく、“主信号(伝送対象のデータ)”、“23ビット訂正能力のBCH符号パリティ”、及び“スタッフビット”のビット配列になる。これにより、ARIB STD-B44に記載される12ビット訂正用のBCH符号から、LDPC符号化率の変更後の誤り訂正符号フレームのフレーム長を維持したまま、23ビット訂正用のBCH符号へと訂正能力を強化する構成とすることができる(23ビットの訂正能力を持つBCH符号については、例えば「鈴木陽一,橋本明記,松崎敬文,田中祥次,木村武史,土田健一,“LDPC符号とBCH符号の連接符号を適用する集合分割8PSK符号化変調の性能改善,”電子情報通信学会論文誌B, V0l.97, no.8, PP.648-659, 2014月8月1日」参照)。 In this application example, the retransmission request processing unit 63 controls the coding rate adaptive change unit 64, and the error correction coding unit 643 performs a power despreading process on the 40,766 information bits (i.e., the power-spread BCH-coded bits) read from the storage unit 61, to restore the bit sequence of the "slot header", "main signal (data to be transmitted)", "BCH code parity with 12-bit correction capability", and "stuff bits", deletes the "slot header", and assigns the deleted bit area to the BCH code parity (see FIG. 13(c)). Therefore, the bit sequence of the "main signal (data to be transmitted)", "BCH code parity with 23-bit correction capability", and "stuff bits" is obtained without changing the overall information bit length. This allows the configuration to strengthen the correction capability from the 12-bit correction BCH code described in ARIB STD-B44 to a 23-bit correction BCH code while maintaining the frame length of the error correction code frame after changing the LDPC coding rate (for information on the BCH code with 23-bit correction capability, see, for example, "Yoichi Suzuki, Akira Hashimoto, Takafumi Matsuzaki, Shoji Tanaka, Takeshi Kimura, Kenichi Tsuchida, "Improvement of the performance of set-partitioned 8PSK coding modulation using concatenated codes of LDPC codes and BCH codes," IEICE Transactions on Electronics, Information and Communication Engineers, Vol. 97, no. 8, PP. 648-659, August 1, 2014").
続いて、誤り訂正符号化部643は、図13(c)に示す“信号(伝送対象のデータ)”、“23ビット訂正能力のBCH符号パリティ”、及び“スタッフビット”のビット配列の情報ビットに対して再度の電力拡散処理を施した後、上述した図11を参照して説明した実施例と同様に、情報ビットを送受信間で予め定めた分割法で2分割する((N×Fb)/2 = 20383ビット)。ここでは、情報ビット位置の前半部、後半部で2等分する例とするが(図13(d)参照)、奇数ビットと偶数ビットで2分割とするなど、他の分割法であってもよい。 Next, the error correction coding unit 643 performs power dispersion processing again on the information bits of the bit arrangement of "signal (data to be transmitted)", "BCH code parity with 23-bit correction capability", and "stuff bits" shown in Fig. 13(c), and then divides the information bits into two by a division method predetermined between the transmitter and the receiver ((N x Fb )/2 = 20383 bits), as in the embodiment described above with reference to Fig. 11. Here, an example is shown in which the information bits are divided into two equal parts at the first half and the second half of the information bit position (see Fig. 13(d)), but other division methods may be used, such as dividing into two parts at odd bits and even bits.
続いて、再送要求処理部63は、符号化率適応変更部64を制御して、2分割したそれぞれの情報ビットの前半部、後半部に対して、送受間で既知の値(例えば、全て0のビット)でN×Fi-(N×Fb)=2431ビット分をパディングビットとして付加し、この情報ビットとパディングビットに対して符号化率Fi=61/120(≒1/2)となるLDPC符号化処理を施して、N×(1-Fi)=22066ビットのパリティを生成する(図13(e)参照)。尚、本例では、情報ビットの後段にパディングビットを付加するとして図示しているが、情報ビットの前段にパディングビットを付加してもよく、即ち、パディングビットの挿入位置は、変更後の符号化率Fiの値によって送受間で既知とするように予め定めておけばよい。 Next, the retransmission request processing unit 63 controls the coding rate adaptive change unit 64 to add N×F i -(N×F b )=2431 bits as padding bits to the first and second halves of each of the two divided information bits with a value known between the transmitter and the receiver (for example, all bits of 0), and performs LDPC coding processing with a coding rate of F i =61/120 (≒1/2) on these information bits and padding bits to generate a parity of N×(1-F i )=22066 bits (see FIG. 13(e)). Note that, in this example, the padding bits are illustrated as being added to the rear of the information bits, but the padding bits may be added to the front of the information bits, that is, the insertion position of the padding bits may be determined in advance so as to be known between the transmitter and the receiver according to the value of the coding rate F i after the change.
そして、誤り訂正符号化部643は、パディングビットを除去して、20383ビットの情報ビットに22066ビットのパリティを付加した再送用の符号化データ(42449ビット)を再構成し、IPパケット生成部62に出力する(図13(f)参照)。この再構成された再送用の符号化データのフレーム長42449ビットは、元の符号長44880ビットよりも短くなり、放送規格で規格された誤り訂正符号の符号化長に対して過多とならず、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更することができ、符号化率を変更せずに再送する場合よりも訂正能力が高くなる。 Then, the error correction coding unit 643 removes the padding bits, reconstructs the coded data for retransmission (42,449 bits) by adding 22,066 bits of parity to the 20,383 bits of information bits, and outputs it to the IP packet generating unit 62 (see FIG. 13(f)). The frame length of this reconstructed coded data for retransmission, 42,449 bits, is shorter than the original code length of 44,880 bits and is not excessive for the coding length of the error correction code specified in the broadcasting standard. Therefore, the coded data related to the retransmission request can be changed to a lower coding rate, and the correction ability is higher than when retransmitting without changing the coding rate.
また、BCH符号の訂正能力を向上させることで、IP網8でのパケットロス耐性を向上させることができる。このBCH符号の変更についてはLDPC符号化率の変更時は必ずBCH符号の訂正能力も変更するとして送受間で予め定めておくか、或いは、遅延とパケットロス率のいずれか一方又は双方に応じてBCH符号の訂正能力を切り替えるように、随意定めたBCH符号の訂正能力変更の基準を上述した符号化率変更基準に加えて、符号化率変更の通知と同時に、再送する符号化データの送信前に、受信装置5へ事前通知するようにしてもよい。 In addition, by improving the correction capability of the BCH code, it is possible to improve the tolerance to packet loss in the IP network 8. The change in the BCH code may be determined in advance between the transmitter and receiver so that the correction capability of the BCH code is always changed when the LDPC coding rate is changed, or a criterion for changing the correction capability of the BCH code that is determined arbitrarily may be added to the coding rate change criteria described above so that the correction capability of the BCH code is switched depending on either or both of the delay and the packet loss rate, and the receiving device 5 may be notified in advance of the change in the coding rate and before the encoded data to be retransmitted.
このようにして、本応用例の送信サーバ6は、再送要求パケットを受信すると、再送要求パケットに含まれる通信品質情報を基に、再送要求に係る符号化データのLDPC符号化率とBCH符号の訂正能力を適応的に変更して符号化データパケットを生成し、受信装置5に向けて送信する構成とすることもできる。 In this way, when the transmission server 6 of this application example receives a retransmission request packet, it can be configured to adaptively change the LDPC coding rate and the correction capability of the BCH code of the coded data related to the retransmission request based on the communication quality information contained in the retransmission request packet to generate a coded data packet and transmit it to the receiving device 5.
以上のように、本実施形態の伝送システム1によれば、放送受信だけでは防げないデータの損失について、IP網8を経て受信装置5側から送信サーバ6側へ再送要求を実施し、送信サーバ6側からデータ再送を可能とすることで、受信装置5側でデータを補完することができる。特に、IP網8を経て送信サーバ6が再送するデータをデジタル放送のブロック符号における符号化データとし、尚且つ、この符号化データをIP網8の通信品質に応じた符号化率に可変制御することで、再送要求回数を削減可能とし、更に、IP網経由の伝送効率を向上させることができる。また、放送受信による誤り訂正符号とIP網経由の伝送で利用する誤り訂正符号の双方を放送規格で規格された誤り訂正符号の符号形式と同一にすることで、受信装置5では1つの誤り訂正復号器を用意するだけで実現でき、設備規模を小さくできる。 As described above, according to the transmission system 1 of the present embodiment, when data loss cannot be prevented by broadcast reception alone, a retransmission request is made from the receiving device 5 to the transmission server 6 via the IP network 8, and the transmission server 6 is enabled to retransmit the data, so that the data can be supplemented on the receiving device 5 side. In particular, by making the data retransmitted by the transmission server 6 via the IP network 8 into coded data in the block code of digital broadcasting, and by variably controlling the coding rate of this coded data according to the communication quality of the IP network 8, it is possible to reduce the number of retransmission requests and further improve the transmission efficiency via the IP network. In addition, by making both the error correction code used for broadcast reception and the error correction code used in transmission via the IP network the same as the coding format of the error correction code specified by the broadcast standard, the receiving device 5 can be realized with just one error correction decoder, and the equipment scale can be reduced.
(変形例)
図14は、本発明による変形例の受信装置5の概略構成を示すブロック図である。図14において、図7に示すものと同様な構成要素には、同一の参照番号を付している。図14に示す変形例の受信装置5は、図7に示すものと比較して、受信品質計測部57を更に備え、切替部55が、誤り訂正符号化部52からの第1受信経路切替信号と、受信品質計測部57からの第2受信経路切替信号によって、受信経路が切り替えられるように制御される点で相違しており、その他の構成は同様である。
(Modification)
Fig. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of a modified receiving device 5 according to the present invention. In Fig. 14, the same components as those shown in Fig. 7 are given the same reference numbers. The modified receiving device 5 shown in Fig. 14 is different from that shown in Fig. 7 in that it further includes a reception quality measuring unit 57 and the switching unit 55 is controlled so that the reception path is switched by a first reception path switching signal from the error correction coding unit 52 and a second reception path switching signal from the reception quality measuring unit 57. The other configurations are the same.
切替部55は、上述した実施形態と同様に、主として放送伝送路経由で伝送され復調部51により復調して得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力するように作動する。ただし、誤り訂正復号部52における復号可否判定部521により放送伝送路経由で得られる符号化データを復号できないと判定したときに、切替部55は、誤り訂正復号部52による第1受信経路切替信号により制御されて、所定時間内に誤り訂正符号の復号処理により復号できるまで、IP網8経由で再送されIPパケット受信部54から得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力する。 As in the above-described embodiment, the switching unit 55 mainly operates to input the coded data transmitted via the broadcast transmission path and obtained by demodulation by the demodulation unit 51 to the error correction decoding unit 52. However, when the decoding feasibility determination unit 521 in the error correction decoding unit 52 determines that the coded data obtained via the broadcast transmission path cannot be decoded, the switching unit 55 is controlled by the first reception path switching signal from the error correction decoding unit 52 to input the coded data retransmitted via the IP network 8 and obtained from the IP packet receiving unit 54 to the error correction decoding unit 52 until the coded data can be decoded by the error correction code decoding process within a predetermined time.
また、本変形例における切替部55は、一旦、受信経路がIP網8経由に切替制御されると、受信品質計測部57から第2受信経路切替信号により制御されない限り、IP網8経由の受信経路を維持して、符号化データについての再送要求後も継続して、IP網8経由で再送要求した符号化データに続く次の符号化データを受信するように作動する。 In addition, in this modified example, once the receiving path is controlled to be switched to via the IP network 8, the switching unit 55 maintains the receiving path via the IP network 8 unless it is controlled by a second receiving path switching signal from the reception quality measurement unit 57, and operates to continue receiving the next encoded data following the encoded data for which a retransmission request has been made via the IP network 8 even after a retransmission request for the encoded data.
受信品質計測部57は、受信した変調波信号についての受信品質(例えば、MER(Modulation Error Ratio))を計測し、受信品質が所定値以上であるか否かを判定して、切替部55及び誤り訂正復号部52を制御する。 The reception quality measurement unit 57 measures the reception quality (e.g., MER (Modulation Error Ratio)) of the received modulated wave signal, determines whether the reception quality is equal to or greater than a predetermined value, and controls the switching unit 55 and the error correction decoding unit 52.
より具体的には、受信品質計測部57は、受信した変調波信号についての受信品質が所定値以上であり、且つ切替部55の受信経路がIP網8経由になっているときに、第2受信経路切替信号により、放送伝送路経由で得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力するように切替部55を切替制御する。 More specifically, when the reception quality of the received modulated wave signal is equal to or greater than a predetermined value and the reception path of the switching unit 55 is via the IP network 8, the reception quality measuring unit 57 controls the switching unit 55 to switch by a second reception path switching signal so that the encoded data obtained via the broadcast transmission path is input to the error correction decoding unit 52.
また、受信品質計測部57は、受信した変調波信号についての受信品質が所定値未満であり、且つ切替部55の受信経路がIP網8経由になっているときに、切替部55の受信経路をIP網8経由としたままとするべく切替部55の切替制御は行わずに、継続指示信号により、誤り訂正復号部52に対し符号化データについての再送要求後も継続して、IP網8経由で次の符号化データを再送要求して取得するよう指示する。 In addition, when the reception quality of the received modulated wave signal is less than a predetermined value and the receiving path of the switching unit 55 is via the IP network 8, the reception quality measurement unit 57 does not perform switching control of the switching unit 55 to keep the receiving path of the switching unit 55 via the IP network 8, but instead instructs the error correction decoding unit 52 by a continuation instruction signal to continue to request a retransmission of the next encoded data via the IP network 8 and obtain it, even after the retransmission request for the encoded data.
(変形例の受信装置における受信制御フロー)
図15は、本発明による変形例の受信装置5における受信制御フローを示すフローチャートである。尚、図8と同様なステップ番号には同一の番号を付している。
(Modification of Reception Control Flow in Receiving Device)
15 is a flow chart showing a reception control flow in the receiving device 5 according to a modified embodiment of the present invention. Note that the same step numbers as in FIG. 8 are given the same numbers.
図15に示すステップS1乃至S8までは、図8に示すステップS1乃至S8までと同様であり、更なる説明は省略する。 Steps S1 to S8 shown in FIG. 15 are the same as steps S1 to S8 shown in FIG. 8, and further explanation is omitted.
即ち、本変形例の受信装置5においても、放送伝送路経由で伝送され復調部51により復調して得られる符号化データを、切替部55を介して誤り訂正復号部52に入力し、誤り訂正復号部52における復号可否判定部521により放送伝送路経由で得られる符号化データを復号できないと判定したときに、切替部55を切替制御してIP網8経由で符号化データを再送要求して取得し、所定時間内に誤り訂正符号の復号処理により復号できるまで、当該符号化データの再送の要求を繰り返す(ステップS1乃至S8)。 In other words, even in the receiving device 5 of this modified example, the encoded data transmitted via the broadcast transmission path and obtained by demodulation by the demodulation unit 51 is input to the error correction decoding unit 52 via the switching unit 55, and when the decoding feasibility determination unit 521 in the error correction decoding unit 52 determines that the encoded data obtained via the broadcast transmission path cannot be decoded, the switching unit 55 is controlled to switch and request and obtain the encoded data again via the IP network 8, and the request for retransmission of the encoded data is repeated until the encoded data can be decoded by the error correction code decoding process within a predetermined time (steps S1 to S8).
そして、本変形例の受信装置5は、誤り訂正復号部52により、復号できた符号化データを基に受信データを生成した後、現在の受信経路がIP網8経由でなく放送受信する受信経路であれば(ステップS9:No)、そのまま放送受信する受信経路として切替部55の設定を維持して、時系列上、次の符号化データについての復調・復号処理へと移行する。 Then, in the receiving device 5 of this modified example, the error correction decoding unit 52 generates received data based on the decoded encoded data, and if the current receiving route is not via the IP network 8 but is a receiving route for receiving broadcasts (step S9: No), the switching unit 55 maintains the setting of the receiving route for receiving broadcasts as is, and proceeds to the demodulation and decoding process for the next encoded data in the chronological order.
一方、本変形例の受信装置5は、誤り訂正復号部52により、復号できた符号化データを基に受信データを生成した後、現在の受信経路がIP網8経由であるときは(ステップS9:Yes)、受信品質計測部57により、受信した変調波信号についての受信品質が所定値以上であるか否かを判定する(ステップS10A)。 On the other hand, in the receiving device 5 of this modified example, after the error correction decoding unit 52 generates received data based on the decoded encoded data, if the current receiving path is via the IP network 8 (step S9: Yes), the receiving quality measuring unit 57 determines whether the receiving quality of the received modulated wave signal is equal to or greater than a predetermined value (step S10A).
受信品質計測部57は、受信した変調波信号についての受信品質が所定値以上であり、且つ切替部55の受信経路がIP網8経由になっているときに(ステップS10A:Yes)、第2受信経路切替信号により、放送伝送路経由で得られる符号化データを誤り訂正復号部52に入力するように切替部55を切替制御し、時系列上、次の符号化データについての復調・復号処理へと移行する(ステップS10B)。 When the reception quality of the received modulated wave signal is equal to or greater than a predetermined value and the reception path of the switching unit 55 is via the IP network 8 (step S10A: Yes), the reception quality measurement unit 57 controls the switching unit 55 to switch so that the coded data obtained via the broadcast transmission path is input to the error correction decoding unit 52 by the second reception path switching signal, and proceeds to the demodulation and decoding process for the next coded data in the chronological order (step S10B).
ただし、受信品質計測部57は、受信品質が所定値未満であり、且つ切替部55の受信経路がIP網8経由になっているときに(ステップS10A:No)、切替部55の受信経路をIP網8経由としたままとするべく切替部55の切替制御は行わずに、継続指示信号により、誤り訂正復号部52に対し符号化データについての再送要求後も継続してIP網8経由で符号化データを再送要求して取得するよう指示し(ステップS10C)、ステップS4に移行して、以後、同様に動作する。尚、誤り訂正復号部52は、所定時間内に当該復号処理により復号できないときは、ビット誤りを含む状態のまま受信データを生成し、ステップS9に移行する。 However, when the reception quality is less than the predetermined value and the receiving path of the switching unit 55 is via the IP network 8 (step S10A: No), the reception quality measurement unit 57 does not control the switching unit 55 to keep the receiving path via the IP network 8, but instead instructs the error correction decoding unit 52 by a continuation instruction signal to continue to request and obtain the encoded data via the IP network 8 even after the retransmission request for the encoded data (step S10C), and proceeds to step S4 and operates in the same manner thereafter. Note that when the error correction decoding unit 52 cannot decode the data by the decoding process within the predetermined time, it generates received data that still contains bit errors and proceeds to step S9.
従って、図14及び図15に示す本変形例の受信装置5は、一旦、受信経路をIP網8経由に切り替えると、受信した変調波信号についての受信品質が所定値未満であれば、今後誤り訂正復号処理によりビット誤りを訂正しきれないほど受信状況が悪化することが継続すると予測して、受信品質が所定値以上となるまで、誤り訂正復号部52による符号対象の符号化データについてIP網8経由で符号化データを再送要求して取得する。 Therefore, once the receiving device 5 of this modified example shown in Figures 14 and 15 switches the receiving path to via the IP network 8, if the receiving quality of the received modulated wave signal is below a predetermined value, it predicts that the receiving conditions will continue to deteriorate to the point where bit errors cannot be corrected by the error correction decoding process, and requests and obtains retransmission of the encoded data to be encoded by the error correction decoding unit 52 via the IP network 8 until the receiving quality reaches or exceeds the predetermined value.
従って、本変形例の受信装置5を備える伝送システム1においても、上述した実施形態の利点を全て包含し、これに加えて、受信した変調波信号についての受信品質を考慮した動作となるため、安定したデジタルデータの受信が可能となる。 Therefore, the transmission system 1 equipped with the receiving device 5 of this modified example also includes all the advantages of the above-mentioned embodiment, and in addition, the operation takes into account the reception quality of the received modulated wave signal, making it possible to receive stable digital data.
〔再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更し再送する場合の動作概要〕
より理解を高めるために、図16を参照して、上述した図1乃至図15に示す一実施例及び一変形例を含む一実施形態の伝送システム1において、再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更し再送する場合の動作概要を説明する。
[Outline of operation when changing the coding rate of coded data related to a retransmission request to a lower coding rate and retransmitting the data]
For better understanding, referring to Figure 16, an overview of the operation will be described in which the encoded data related to a retransmission request is changed to a lower encoding rate and retransmitted in one embodiment of the transmission system 1 including the example and one modified example shown in Figures 1 to 15 described above.
図16は、本発明による一実施例の送信サーバ6により再送要求に係る符号化データをより低い符号化率に変更した符号化データパケットを受信装置5に送信するときの動作概要を例示説明する図である。 Figure 16 is a diagram illustrating an overview of the operation when a transmission server 6 in one embodiment of the present invention transmits to a receiving device 5 an encoded data packet in which the encoded data related to a retransmission request has been changed to a lower encoding rate.
例えば、再送要求に係る符号化データとして、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率(LDPC符号化率)が、ARIB STD-B44に準拠する符号化率9/10 (109/120)であるとする(図16(a)参照)。 For example, assume that the coding rate (LDPC coding rate) of the coded data related to the retransmission request transmitted over the broadcast transmission path is 9/10 (109/120) in accordance with ARIB STD-B44 (see Figure 16 (a)).
まず、送信サーバ6は、通信品質情報に応じて放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して適応的に符号化率を変更して符号化データを再構成する。ここでは、再送要求に係る符号化データの符号化率9/10をより低い符号化率1/2に変更する例を説明する。 First, the transmission server 6 adaptively changes the coding rate by distinguishing whether to set the coding rate higher or lower than the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path according to the communication quality information, and reconstructs the coded data. Here, an example is described in which the coding rate of the coded data related to the retransmission request is changed from 9/10 to a lower coding rate of 1/2.
送信サーバ6は、再送要求に係る符号化データの符号化率9/10をより低い符号化率1/2に変更する際に、再送要求に係る符号化データの情報ビットを、送受間(送信サーバ6及び受信装置5)間で予め定めた分割法に従い2分割(ここでは、前半部と後半部で2等分に分割)する(図16(b)参照)。 When the transmission server 6 changes the coding rate of the coded data related to the retransmission request from 9/10 to a lower coding rate of 1/2, the transmission server 6 divides the information bits of the coded data related to the retransmission request into two (here, into an equal first half and a second half) according to a division method predetermined between the sender and the receiver (the transmission server 6 and the receiver 5) (see FIG. 16(b)).
続いて、送信サーバ6は、パディングビットを用いて符号化率1/2に変更する再符号化を行い、符号化率1/2のパリティビットを付与した符号化データを一旦生成する(図16(c)参照)。 Next, the transmission server 6 performs re-encoding to change the coding rate to 1/2 using padding bits, and generates coded data with parity bits for the coding rate of 1/2 added (see FIG. 16(c)).
そして、送信サーバ6は、パリティビットを付与した符号化データからパディングビットを削除した符号化データの誤り訂正符号フレーム(LDPCフレーム)を生成した後、インターリーブフレームを組み、インターリーブした符号化データパケット(IPパケット列)を形成し、IP網8経由で受信装置5に送信する(図16(d)参照)。 The transmission server 6 then generates an error-correcting code frame (LDPC frame) of the encoded data by deleting the padding bits from the encoded data to which the parity bits have been added, and then assembles an interleaved frame to form an interleaved encoded data packet (IP packet sequence), which it then transmits to the receiving device 5 via the IP network 8 (see FIG. 16(d)).
受信装置5は、その符号化データパケットを受信後、送信サーバ6側の逆処理としてデインターリーブを行い、パディングビットを追加後、符号化率1/2で符号化データを復号することにより、パケット消失訂正を行う(図16(e)参照)。 After receiving the encoded data packets, the receiving device 5 performs deinterleaving, which is the reverse process of the transmitting server 6, adds padding bits, and then performs packet loss correction by decoding the encoded data at a coding rate of 1/2 (see FIG. 16(e)).
そして、受信装置5は、誤り訂正符号フレーム♯1の復号した情報ビットの前半部、誤り訂正符号フレーム♯2の復号した情報ビットの後半部を連結することにより、再送要求した符号化データに係る情報ビットを復元した受信データを生成することができる(図16(f)参照)。 Then, the receiving device 5 can generate received data in which the information bits related to the encoded data requested to be resent are restored by concatenating the first half of the decoded information bits of the error-correcting code frame #1 and the second half of the decoded information bits of the error-correcting code frame #2 (see FIG. 16(f)).
従って、本発明に係る伝送システム1によれば、放送受信だけでは防げないデータの損失について、IP網8を経て受信装置5から送信サーバ6へ再送要求を実施し、送信サーバ6からデータ再送を可能とすることで、受信装置5側でデータを補完することができる。特に、IP網8を経て送信サーバ6が再送するデータをデジタル放送のブロック符号における符号化データとし、尚且つ、この符号化データをIP網8の通信品質に応じた符号化率に可変制御することで、再送要求回数を削減可能とし、更に、IP網8経由の伝送効率を向上させることや、パケットロスに対する耐性を強化することができる。また、放送受信による誤り訂正符号とIP網8経由の伝送で利用する誤り訂正符号の双方を放送規格で規格された誤り訂正符号の符号形式と同一にすることで、受信装置5側では1つの誤り訂正復号器を用意するだけで実現でき、設備規模を小さくできる。 Therefore, according to the transmission system 1 of the present invention, when data loss cannot be prevented by broadcast reception alone, a retransmission request is made from the receiving device 5 to the transmission server 6 via the IP network 8, and the transmission server 6 is enabled to retransmit the data, so that the data can be supplemented on the receiving device 5 side. In particular, by making the data retransmitted by the transmission server 6 via the IP network 8 into coded data in the block code of digital broadcasting, and by variably controlling the coding rate of this coded data according to the communication quality of the IP network 8, it is possible to reduce the number of retransmission requests, and further improve the transmission efficiency via the IP network 8 and strengthen the resistance to packet loss. In addition, by making both the error correction code used for broadcast reception and the error correction code used in transmission via the IP network 8 the same as the coding format of the error correction code specified by the broadcast standard, it is possible to realize this by preparing only one error correction decoder on the receiving device 5 side, and the equipment scale can be reduced.
上述した実施例に関して、送信サーバ6として機能するコンピュータ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。また、受信装置5として機能するコンピュータ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、コンピュータが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ウ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。 In the above embodiment, a program for making each means of a computer functioning as the transmission server 6 function can be preferably used. Also, a program for making each means of a computer functioning as the receiving device 5 function can be preferably used. Specifically, a control unit for controlling each means can be configured with a central processing unit (CPU) in a computer, and a storage unit for appropriately storing a program required to operate each means can be configured with at least one memory. That is, the function of each of the above-mentioned means can be realized by having the CPU execute the program in such a computer. Furthermore, a program for making each of the means function can be stored in a predetermined area of the above-mentioned storage unit (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 (for example, a hard disk). Also, such a program can be configured as part of the software on the OS used by the computer (stored in the ROM or external storage device). Furthermore, a program for making such a computer function as each means can be recorded on a computer-readable recording medium. Also, each of the above-mentioned means can be configured as part of hardware or software, and can be realized by combining each of them.
上述した一実施形態の実施例、応用例、変形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。例えば、送信サーバ6は、送信装置2(又は送信装置3)から直接的に符号化データを入力する例を説明したが、中継放送等では、送信装置2(又は送信装置3)から一旦、受信機により変調波を受信して復調し、この復調して得られる符号化データを入力する形態としてもよい。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。 The above-mentioned examples, applications, and modifications of one embodiment have been described as representative examples, but it will be apparent to those skilled in the art that many modifications and substitutions can be made within the spirit and scope of the present invention. For example, an example has been described in which the transmission server 6 inputs encoded data directly from the transmission device 2 (or transmission device 3), but in relay broadcasting, etc., the receiver may first receive modulated waves from the transmission device 2 (or transmission device 3) and demodulate them, and then input the encoded data obtained by demodulation. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-mentioned examples, but is limited only by the scope of the claims.
本発明によれば、デジタル放送で利用する誤り訂正符号と再送要求とを効率的に組み合わせることができるので、デジタル放送に係るデータ補償を行う用途に有用である。 The present invention makes it possible to efficiently combine error correction codes used in digital broadcasting with retransmission requests, making it useful for data compensation related to digital broadcasting.
1 伝送システム
2 衛星放送伝送路用の送信装置
2a 衛星放送伝送路用の送信アンテナ
3 地上放送伝送路用の送信装置
3a 地上放送伝送路用の送信アンテナ
4 放送衛星
5 受信装置
5a 衛星放送伝送路用の受信アンテナ
5b 地上放送伝送路用の受信アンテナ
6 送信サーバ
7 負荷分散装置
8 IP網
21 誤り訂正符号化部
22 変調部
51 復調部
52 誤り訂正復号部
53 再送要求パケット生成部
54 IPパケット受信部
55 切替部
56 通信品質計測部
57 受信品質計測部
61 保存部
62 IPパケット生成部
63 再送要求処理部
64 符号化率適応変更部
521 復号可否判定部
522 符号化データ補完部
523 データ結合部
541 デインターリーブ部
621 インターリーブ部
641,642 切替部
643 誤り訂正符号化部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Transmission system 2 Transmitter for satellite broadcast transmission path 2a Transmitting antenna for satellite broadcast transmission path 3 Transmitter for terrestrial broadcast transmission path 3a Transmitting antenna for terrestrial broadcast transmission path 4 Broadcasting satellite 5 Receiving device 5a Receiving antenna for satellite broadcast transmission path 5b Receiving antenna for terrestrial broadcast transmission path 6 Transmission server 7 Load balancing device 8 IP network 21 Error correction coding unit 22 Modulation unit 51 Demodulation unit 52 Error correction decoding unit 53 Retransmission request packet generation unit 54 IP packet receiving unit 55 Switching unit 56 Communication quality measurement unit 57 Reception quality measurement unit 61 Storage unit 62 IP packet generation unit 63 Retransmission request processing unit 64 Coding rate adaptive change unit 521 Decoding feasibility determination unit 522 Coding data complementation unit 523 Data combination unit 541 Deinterleaving unit 621 Interleaving unit 641, 642 Switching unit 643 Error correction coding unit
Claims (11)
前記送信装置で生成された符号化データを順次入力し、前記誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームのフレーム番号又は時刻情報に基づく同期信号により時系列に管理し、時系列に管理された前記符号化データの所定時間分を更新しながら保存する保存部と、
IP網経由で、前記受信装置にて前記誤り訂正符号を用いて符号化データのビット誤りが訂正できなかったときに生成される再送要求パケットを受信し、前記受信装置に向けて再送要求に係る符号化データの再送を行うよう制御する際に、当該再送要求パケットに格納される前記受信装置で当該送信サーバとの通信を基に計測した通信品質情報と、再送要求に係る誤り訂正符号フレームの符号化データを示す再送要求情報とを抽出し、前記通信品質情報を基に予め定められた符号化率変更基準に従って前記送信装置で生成された符号化データのブロック符号の符号化率を変更して再送するか否かを判定し、その判定結果に応じて前記再送要求情報を基に、前記保存部から再送要求に係る符号化データを読み出して、適応的に符号化率を変更した符号化データを構成し、前記受信装置に向けて該符号化データの再送を行うよう制御する再送要求処理部と、
前記再送要求処理部の制御により、前記送信装置で生成された符号化データのブロック符号の符号化率を変更する場合と変更しない場合の切り替えを行い、該符号化率を変更する場合に、前記送信装置で用いる誤り訂正符号化方式と同一の符号化方式に基づき、且つ前記送信装置で利用可能とする所定種類数の符号化率のうち、放送伝送路で伝送した前記送信装置で生成された符号化データの符号化率よりも高くするか低くするかを区別して符号化率を変更する誤り訂正符号化処理を行う符号化率適応変更部と、
前記再送要求処理部による制御を経て構成した再送要求に係る符号化データを格納するIPパケット形式の符号化データパケットを生成し、IP網を経て前記受信装置に向けて送信するIPパケット生成部と、を備え、
前記再送要求処理部は、前記通信品質情報として、前記受信装置によって所定期間単位で計測された通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を基に、前記予め定められた符号化率変更基準に従って前記送信装置で生成された符号化データの符号化率を変更して再送するか否かを判定することを特徴とする送信サーバ。 A transmission server that digitally modulates coded data that has been coded using an error correction code related to digital broadcasting, and transmits the digitally modulated coded data to a receiving device via a broadcast transmission path, stores the coded data for a predetermined period of time, and enables the data to be transmitted to the receiving device via an IP (Internet Protocol) network,
a storage unit which sequentially receives the coded data generated by the transmitting device, manages the coded data in a time series manner by a synchronization signal based on frame numbers of error correction code frames constituting a code length of the error correction code or on time information, and stores the coded data managed in a time series manner for a predetermined time while updating the coded data;
a retransmission request processing unit that receives, via an IP network, a retransmission request packet generated when the receiving device is unable to correct bit errors in the encoded data using the error correction code, and when controlling retransmission of the encoded data related to the retransmission request to the receiving device, extracts communication quality information measured by the receiving device based on communication with the transmission server and retransmission request information indicating the encoded data of the error correction code frame related to the retransmission request, which are stored in the retransmission request packet, determines whether or not to change the encoding rate of the block code of the encoded data generated by the transmitting device according to a predetermined encoding rate change criterion based on the communication quality information, reads out the encoded data related to the retransmission request from the storage unit based on the retransmission request information in accordance with a result of the determination, configures encoded data with an adaptively changed encoding rate, and controls retransmission of the encoded data to the receiving device;
a coding rate adaptive change unit that switches between changing and not changing a coding rate of a block code of the coded data generated by the transmitting device under the control of the retransmission request processing unit, and when changing the coding rate, performs an error correction coding process that changes the coding rate based on the same coding method as the error correction coding method used by the transmitting device and among a predetermined number of coding rates that are available for the transmitting device, by distinguishing whether the coding rate is higher or lower than the coding rate of the coded data generated by the transmitting device and transmitted over a broadcast transmission path;
an IP packet generating unit that generates an encoded data packet in an IP packet format that stores encoded data related to a retransmission request configured through control by the retransmission request processing unit, and transmits the encoded data packet to the receiving device via an IP network;
The retransmission request processing unit is characterized in that it determines whether to change the coding rate of the encoded data generated by the transmitting device and retransmit it in accordance with the predetermined coding rate change criterion based on either or both of communication line delay information and packet loss rate information measured by the receiving device on a predetermined period basis as the communication quality information.
変更前の符号化率よりも高い符号化率に変換する場合には、変更する符号化率に応じて該符号化データの情報ビットに前記受信装置側で既知とするパディングビットを付加し、前記誤り訂正符号化処理を行って得られる符号化率を変更したブロック符号のパリティを、前記送信装置で生成された符号化データに付加されていたパリティから置き換えて付加し、且つ前記パディングビットを除去した再送用の符号化データを生成し、
変更前の符号化率よりも低い符号化率に変換する場合には、該符号化データの情報ビットを送受信間で予め定めた分割法で分割し、変更する符号化率に応じて分割したそれぞれの当該情報ビットに前記受信装置側で既知とするパディングビットを付加し、前記誤り訂正符号化処理を行って得られる符号化率を変更したブロック符号のパリティを、前記送信装置で生成された符号化データに付加されていたパリティから置き換えて付加し、且つ前記パディングビットを除去した再送用の符号化データを生成することを特徴とする、請求項1に記載の送信サーバ。 The coding rate adaptive change unit, when changing the coding rate of the coded data generated by the transmitting device under the control of the retransmission request processing unit,
When converting to a coding rate higher than the coding rate before the change, padding bits known to the receiving device are added to information bits of the coded data according to the coding rate to be changed, and the parity of the block code obtained by performing the error correction coding process and having the coding rate changed is added to replace the parity added to the coded data generated by the transmitting device, and coded data for retransmission is generated from which the padding bits have been removed;
2. The transmission server according to claim 1, characterized in that, when converting to a coding rate lower than the coding rate before the change, information bits of the coded data are divided by a division method predetermined between a transmitter and a receiver, padding bits known to the receiver are added to each of the information bits divided according to the coding rate to be changed, the parity of the block code with the coding rate changed obtained by performing the error correction coding process is added in place of the parity added to the coded data generated by the transmitter, and coded data for retransmission is generated with the padding bits removed.
請求項1から4のいずれか一項に記載の送信サーバを装置内部に備えることを特徴とする送信装置。 A transmitting device for digital broadcasting,
A transmission device comprising the transmission server according to any one of claims 1 to 4 therein.
前記変調波信号を受信して復調する復調部と、
復調して得られる前記符号化データから前記誤り訂正符号の符号長を構成する誤り訂正符号フレームを再構成し前記誤り訂正符号に対応する復号処理を行って受信データを生成し再生可能とする誤り訂正復号部と、
前記誤り訂正符号を用いて符号化データのビット誤りが訂正できなかったときに対応する符号化データの再送を要求するための再送要求に係る誤り訂正符号フレームの符号化データを示す再送要求情報を含むIPパケット形式の再送要求パケットを生成し、請求項1から4のいずれか一項に記載の送信サーバに向けて送信する再送要求パケット生成部と、
当該再送要求パケットに応じて前記送信サーバから再送要求に応じて再送された符号化データを格納するIPパケット形式の符号化データパケットを受信して前記再送要求に応じて再送された符号化データを抽出するIPパケット受信部と、
前記送信サーバとの通信に係る遅延と、前記送信サーバとの通信に係るパケットロスの発生量に基づくパケットロス率のうちいずれか一方、又は双方を所定期間単位で計測して更新保持するとともに、逐次、前記通信回線の遅延情報とパケットロス率情報のうちいずれか一方、又は双方を含む通信品質情報を前記再送要求パケットに含めるように前記再送要求パケット生成部に出力する通信品質計測部と、を備え、
前記誤り訂正復号部は、
前記送信装置から得られた符号化データについて誤り訂正復号の可否を判定し、当該符号化データのビット誤りが訂正できず復号できないと判定した場合に前記再送要求パケットを生成させる復号可否判定部と、
前記再送要求に応じて再送された符号化データについて、符号化率が変更されていないときは復調して得られる前記符号化データの符号化率で、符号化率が変更されているときは符号化率に応じたパディングビットを付加し、復号に必要な尤度比の置き換えに関する補完処理を経て復号処理を試み、所定時間内に復号できるまで対応する符号化データの再送の要求を繰り返す符号化データ補完部と、
再送要求に係る符号化データがより低い符号化率に変更され情報ビットが分割されているときは、分割されている復号後の情報ビットを前記送信サーバとの間で予め定めた分割法に従い再結合して受信データを生成するデータ結合部と、
を有することを特徴とする受信装置。 A receiving device receives a modulated wave signal transmitted via a broadcast transmission path by digitally modulating coded data that has been coded by a transmitting device using an error correction code related to digital broadcasting, the receiving device comprising:
A demodulation unit that receives and demodulates the modulated wave signal;
an error correction decoding unit that reconstructs an error correction code frame constituting a code length of the error correction code from the encoded data obtained by demodulation and performs a decoding process corresponding to the error correction code to generate received data so that the data can be reproduced;
a retransmission request packet generator that generates a retransmission request packet in an IP packet format including retransmission request information indicating coded data of an error correcting code frame related to a retransmission request for requesting retransmission of corresponding coded data when a bit error in the coded data cannot be corrected using the error correcting code, and transmits the retransmission request packet to a transmission server according to any one of claims 1 to 4;
an IP packet receiving unit that receives an encoded data packet in an IP packet format that stores encoded data retransmitted in response to the retransmission request from the transmission server in response to the retransmission request packet, and extracts the encoded data retransmitted in response to the retransmission request;
a communication quality measuring unit that measures, for each predetermined period, and updates and holds either or both of a delay related to communication with the transmission server and a packet loss rate based on an amount of packet loss occurring in communication with the transmission server, and sequentially outputs communication quality information including either or both of delay information and packet loss rate information of the communication line to the retransmission request packet generating unit so as to be included in the retransmission request packet,
The error correction decoding unit
a decoding possibility determination unit that determines whether or not error correction decoding is possible for the encoded data obtained from the transmitting device, and generates the retransmission request packet when it determines that bit errors in the encoded data cannot be corrected and the encoded data cannot be decoded;
an encoded data complementation unit which, for the encoded data retransmitted in response to the retransmission request, adds padding bits according to the encoding rate obtained by demodulation when the encoding rate has not been changed, and when the encoding rate has been changed, attempts decoding processing through complementation processing related to replacement of a likelihood ratio required for decoding, and repeats a request for retransmission of the corresponding encoded data until decoding is possible within a predetermined time;
a data combining unit which, when the coded data related to the retransmission request is changed to a lower coding rate and information bits are divided, recombines the divided decoded information bits according to a division method predetermined between the data combining unit and the transmission server to generate received data;
A receiving device comprising:
前記受信品質計測部は、
前記誤り訂正復号部により復号できた符号化データを基に受信データを生成した時点の受信経路がIP網経由でなく放送受信する受信経路であるときは、放送受信する受信経路を維持し、
前記誤り訂正復号部により復号できた符号化データを基に受信データを生成した時点の受信経路がIP網経由であるときは、前記受信品質が所定値以上であるか否かを判定し、前記受信品質が所定値以上であれば放送受信する受信経路に切り替え、前記受信品質が所定値未満であればIP網経由の受信経路を維持して、前記誤り訂正復号部に対し符号化データについての再送要求後も継続して、IP網経由で次の符号化データを再送要求して取得するよう指示する手段を有することを特徴とする、請求項6又は7に記載の受信装置。 Further comprising a reception quality measuring unit that measures the reception quality of the received modulated wave signal,
The reception quality measurement unit
When the reception route at the time when the reception data is generated based on the encoded data that has been decoded by the error correction decoding unit is not via an IP network but is a reception route for receiving broadcasts, the reception route for receiving broadcasts is maintained;
The receiving device according to claim 6 or 7, further comprising a means for determining whether the reception quality is equal to or greater than a predetermined value when the reception data is generated based on the encoded data decoded by the error correction decoding unit via an IP network, and for switching to a reception path for broadcast reception if the reception quality is equal to or greater than the predetermined value, and for maintaining the reception path via the IP network if the reception quality is less than the predetermined value, and for instructing the error correction decoding unit to continue to request a retransmission of the next encoded data via the IP network and obtain it even after a retransmission request for the encoded data.
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