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JP7614875B2 - Transmission server, transmission device, receiving device, and program - Google Patents
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JP7614875B2 - 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.

特開2014-050034号公報JP 2014-050034 A 国際公開第2007/069406号International Publication No. 2007/069406 国際公開第2015/048569号International Publication No. 2015/048569 国際公開第2010/001610号International Publication No. 2010/001610 国際公開第2015/022910号International Publication No. 2015/022910

R. G. Gallager, “Low-Density Parity-Check Codes,” in Research Monograph series Cambridge, MIT Press, 1963年12月R. G. Gallager, “Low-Density Parity-Check Codes,” in Research Monograph series Cambridge, MIT Press, December 1963. “高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式(ISDB-S3) 標準規格 ARIB STD-B44 2.1版”、[online]、平成28年3月25日改定、ARIB、[令和3年2月8日検索]、インターネット<URL:https://www.arib.or.jp/kikaku/kikaku_hoso/std-b44.html>"Advanced wideband digital satellite broadcasting transmission method (ISDB-S3) standard specification ARIB STD-B44 version 2.1", [online], revised March 25, 2016, ARIB, [searched February 8, 2021], Internet <URL: https://www.arib.or.jp/kikaku/kikaku_hoso/std-b44.html>

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。 Therefore, even in digital broadcasting, a technique is desired that works in conjunction with communications to compensate for data using Hybrid ARQ, which combines error correcting codes and ARQ, by integrating digital broadcasting and communications. For example, when the transmission conditions for 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 resends the data. In other words, since current digital broadcasting only assumes data compensation using error correcting codes, compensating for digital broadcasting data using Hybrid ARQ can also handle deterioration of transmission conditions that cannot be corrected using error correcting codes.

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、IP通信による再送を行う場合、再送するパケット数が増加すると、通信回線の負荷が増大し回線を逼迫することが想定される。そのため、可能な限り再送要求するパケット数は少なく、効率的にHybrid ARQによるデータ補償を実現する技法が望まれる。 In addition, when retransmission is performed using IP communication, if the number of packets to be retransmitted increases, the load on the communication line will increase and the line will become congested. Therefore, a technique is desired that minimizes the number of packets requested for retransmission and efficiently realizes data compensation using Hybrid ARQ.

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、尚且つ、再送要求するパケット数を可能な限り少なくし、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 to improve the error correction capability of digital broadcasting and realize efficient Hybrid ARQ by configuring a transmission system that links digital broadcasting and communication via an IP network, for example, by combining error correction concatenated codes of LDPC codes and BCH codes with retransmission requests using IP communications, without increasing the size of the encoder in the transmitting device for digital broadcasting and the decoder in the receiving device, and by minimizing the number of packets requested for retransmission.

そのため、本発明の第1の目的は、上述の問題に鑑みて、受信装置における誤り訂正復号部の規模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、LDPC符号による誤り訂正とIP通信を利用した再送要求を組み合わせたHybrid ARQを実現することにより、誤り訂正能力を向上した伝送技術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。 Therefore, in view of the above problems, the first object of the present invention is to provide a transmission server, a transmitting device and a receiving device related to digital broadcasting, and a program that enable a transmission technology with improved error correction capabilities by linking digital broadcasting and communication via an IP network without increasing the size of the error correction decoding unit in the receiving device, and by realizing Hybrid ARQ that combines error correction using LDPC codes and retransmission requests using IP communication.

また、本発明の第2の目的は、デジタル放送に用いられる誤り訂正符号の訂正能力とIP網の回線品質に応じて適切な符号化率を選択することで、再送するパケット数を可能な限り少なくし、伝送効率の向上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。 The second object of the present invention is to provide a transmission server, a transmitting device and a receiving device for digital broadcasting, and a program that can reduce the number of retransmitted packets as much as possible and improve transmission efficiency by selecting an appropriate coding rate according to the correction capability of the error correction code used in digital broadcasting and the line quality of the IP network.

また、本発明の第3の目的は、送信サーバにおけるパンクチャ処理によって符号化率を変更する際に、誤り訂正能力をできる限り落とさないような位置のパケットをパンクチャし、伝送効率の向上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。 The third object of the present invention is to provide a transmission server, a transmitting device and a receiving device for digital broadcasting, and a program that can improve transmission efficiency by puncturing packets at positions that minimize loss of error correction capability when changing the coding rate by puncturing processing in the transmission server.

また、本発明の第4の目的は、受信装置側で計測したIP網で生じるパケット消失率が、デジタル衛星放送で想定されるビット誤り率よりも低い場合に、デジタル衛星放送に用いられる誤り訂正符号の符合化率よりも高符合化率の誤り訂正符号を用いることで、IP網での伝送パケット数を少なくし、より伝送効率の高いHybrid ARQを実現する送信サーバ、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。 The fourth object of the present invention is to provide a transmission server, a transmission device and a reception device for digital broadcasting, and a program that, when the packet loss rate occurring in an IP network measured on the reception device side is lower than the bit error rate assumed in digital satellite broadcasting, reduces the number of packets transmitted in the IP network by using an error correction code with a higher coding rate than that used in digital satellite broadcasting, thereby realizing a more efficient Hybrid ARQ.

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網を経て、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いと判定したときに生成される再送要求パケットを受信し、当該再送要求パケットに格納される前記受信装置で計測したパケット消失率情報と、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、前記再送要求情報を基に前記保存部から対応する符号化データの読み出しを制御する再送要求処理部と、前記保存部から読み出した符号化データをIPパケット化するIPパケット生成部と、前記パケット消失率情報を基に、符号化率変換基準として予め定められた消失訂正性能テーブルを参照して、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上となる範囲内で消失訂正可能な最高の符号化率を決定する符号化率決定部と、当該IPパケット化した符号化データについて、前記符号化率決定部により決定した符号化率となるように、符号化率を変換する場合には当該符号化データのパリティのみを間引くパンクチャ処理により符号化率を変換し、符号化率を変換しない場合には当該符号化データの符号化率をそのまま変換しないものとして、適応的にパンクチャ処理により符号化率を変換した符号化IPパケットを外部出力可能に形成する符号化率変換部と、を備え、前記符号化IPパケットとして再送する符号化データについて、当該パンクチャ処理によって符号化率を向上可能とし、且つ前記受信装置にて放送伝送路経由で伝送した符号化データと同じ誤り訂正符号形式で復号可能としたことを特徴とする。 The transmission server of the present invention is a transmission server that stores a predetermined time of encoded data from a transmission device that digitally modulates encoded data encoded using an error correction code related to digital broadcasting and transmits the digitally modulated encoded data to a receiving device via a broadcast transmission path, and enables transmission to a receiving device via an IP (Internet Protocol) network, and includes a storage unit that sequentially inputs encoded data generated by the transmission device, manages the data in a time series using a synchronization signal based on the frame number or time information of an error correction code frame that constitutes the code length of the error correction code, and stores the predetermined time of the encoded data managed in a time series while updating it, a retransmission request processing unit that receives a retransmission request packet generated when the receiving device determines that a bit error in the encoded data cannot be corrected using the error correction code via the IP network, extracts packet loss rate information measured by the receiving device stored in the retransmission request packet and retransmission request information indicating the encoded data of the error correction code frame related to the retransmission request, and controls reading of the corresponding encoded data from the storage unit based on the retransmission request information, an IP packet generation unit that converts the encoded data read from the storage unit into IP packets, and a retransmission request processing unit that converts the packet loss rate information into an IP packet. Based on this, the system is equipped with a coding rate determination unit that refers to a predetermined erasure correction performance table as a coding rate conversion standard and determines the highest coding rate capable of erasure correction within a range equal to or higher than the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path, and a coding rate conversion unit that converts the coding rate of the IP packetized coded data by a puncturing process that thins out only the parity of the coded data when converting the coding rate so that the coding rate becomes the coding rate determined by the coding rate determination unit, and forms a coded IP packet in which the coding rate has been adaptively converted by a puncturing process so that the coding rate of the coded data is not converted as it is, and can be output to the outside. The coding rate of the coded data to be retransmitted as the coded IP packet can be improved by the puncturing process, and the receiving device can decode it in the same error correction code format as the coded data transmitted over the broadcast transmission path.

本発明の送信サーバにおいて、前記符号化率決定部は、放送伝送路経由の符号化データの伝送に用いる符号化率によらず、前記消失訂正性能テーブルにてIP網経由の再送伝送用に予め定められた複数の符号化率のうちいずれかを用いるよう決定することを特徴とする。 In the transmission server of the present invention, the coding rate determination unit determines to use one of a plurality of coding rates predetermined in the erasure correction performance table for retransmission via an IP network, regardless of the coding rate used for transmitting coded data via a broadcast transmission path.

本発明の送信サーバにおいて、前記符号化率変換部は、パンクチャ処理前のビット数とパンクチャ処理で削除するビット数との比に基づく等間隔間引き法を用いて、パリティ領域におけるパンクチャ処理前のパケット数をパンクチャ処理で削除するパケット数で除算して得られる平均パンクチャ間隔の値の整数倍の小数点以下を切り捨てて整数化した値の位置のパリティ領域の箇所を削除することにより、符号化率を変換することを特徴とする。 In the transmission server of the present invention, the coding rate conversion unit converts the coding rate by deleting the parity area at the position of the value obtained by dividing the number of packets in the parity area before puncturing by the number of packets to be deleted by puncturing, by using an equal interval thinning method based on the ratio between the number of bits before puncturing and the number of bits to be deleted by puncturing, and rounding down the decimal points of an integer multiple of the average puncturing interval to an integer.

本発明の送信サーバにおいて、前記消失訂正性能テーブルには、少なくとも符号化率1/2、0.56、0.61、0.66、0.73、0.76、0.8、0.85、0.95に対し、44.4%、38.1%、34.0%、28.5%、22.3%、18.6%、15.2%、11.3%、2.16%の消失訂正可能な最高の符号化率を示す所要パケット消失率が示されており、前記符号化率変換部は、前記パンクチャ処理によって、放送伝送路経由で伝送するISDB-S3準拠LDPC符号の符号化データの符号化率1/2を0.56、0.61、0.66、0.73、0.76、0.8、0.85、0.95のうちいずれかの符号化率に変換可能とする機能を有することを特徴とする。 In the transmission server of the present invention, the erasure correction performance table indicates required packet erasure rates indicating the highest erasure correctable coding rates of 44.4%, 38.1%, 34.0%, 28.5%, 22.3%, 18.6%, 15.2%, 11.3%, and 2.16% for at least coding rates of 1/2, 0.56, 0.61, 0.66, 0.73, 0.76, 0.8, 0.85, and 0.95, and the coding rate conversion unit has a function of converting the coding rate of 1/2 of the ISDB-S3 compliant LDPC code coded data transmitted via the broadcast transmission path to any one of the coding rates of 0.56, 0.61, 0.66, 0.73, 0.76, 0.8, 0.85, and 0.95 by the puncturing process.

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して得られるペイロードに、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ヘッダとを少なくとも付加し、所定数のIPパケットを生成するように構成され、前記符号化率変換部により形成した所定数の符号化IPパケットについて、予め定めたインターリーブ基準に従ってインターリーブ処理を施すインターリーブ処理部を更に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 configured to construct an interleaved frame using the multiple error correction code frames, and to add at least 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 to the payload obtained by traversing each error correction code frame, thereby generating a predetermined number of IP packets, and further includes an interleaving processing unit that performs interleaving processing on the predetermined number of encoded IP packets formed by the encoding rate conversion unit according to a predetermined interleaving standard.

また、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。 The transmitting device of the present invention is a transmitting device related to digital broadcasting, and is characterized in that it includes the transmitting server of the present invention.

また、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いと判定し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、及びIP綱のパケット消失率を示すパケット消失率情報を含む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IP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するIPパケット受信部と、前記IPパケット受信部で受信した当該再送要求パケットをもとに、少なくともIP綱のパケット消失率を計測する通信品質計測部と、を備え、前記誤り訂正復号部は、当該再送要求に応じて再送された符号化データを当該復号処理に用い、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ことを特徴とする。 The 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, and includes a demodulation unit that receives and demodulates the modulated wave signal, an error correction decoding unit that reconstructs an error correction code frame that constitutes the 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 and reproduce received data, and a retransmission request information indicating the encoded data of the error correction code frame related to a retransmission request for requesting retransmission of the corresponding encoded data when it is determined that a bit error in the encoded data cannot be corrected using the error correction code, and a packet loss rate indicating the packet loss rate of an IP network. The present invention is characterized in that it comprises a retransmission request packet generation unit that generates a retransmission request packet in an IP packet format containing information and transmits it to the transmission server of the present invention, an IP packet reception unit that receives an encoded IP packet in an IP packet format that stores encoded data retransmitted from the transmission server in response to the retransmission request packet and extracts the encoded data retransmitted in response to the retransmission request, and a communication quality measurement unit that measures at least the packet loss rate of the IP network based on the retransmission request packet received by the IP packet reception unit, and the error correction decoding unit uses the encoded data retransmitted in response to the retransmission request in the decoding process and repeats a request for retransmission of the corresponding encoded data until the data can be decoded by the decoding process within a predetermined time.

また、本発明の受信装置は、前記通信品質計測部は、IPパケットのシーケンス番号から消失したパケット数をカウントすることによりIP綱のパケット消失率を計測する機能を有することを特徴とする。 The receiving device of the present invention is also characterized in that the communication quality measurement unit has a function of measuring the packet loss rate of the IP network by counting the number of packets lost from the sequence number of the IP packet.

また、本発明の受信装置は、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、前記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。 The receiving device of the present invention is characterized in that 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 error correction decoding unit determines that bit errors in the coded data obtained from the transmitting device could not be corrected when bit errors could not be completely corrected in the decoding process of the BCH code, or when errors could be corrected in the decoding process but a predetermined number of BCH errors have occurred.

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.

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。また、本発明によれば、誤り訂正符号と再送要求を同時に行う構成とすることで、再送要求回数を削減可能となる。また、IP網の品質に応じて誤り訂正符号化率を変更することで、伝送効率の向上が可能となる。また、本発明によれば、符号化率を変更する際に、送信側で誤り訂正符号の性能を可能な限り落とすことがないようにパンクチャし、受信側ではパンクチャしたIPパケットについて、IP網でパケット消失したとみなし復号することで、新たにLDPC符号化テーブルを用意することなく、衛星放送路と同じ符号化率の検査行列を用いて簡易に復号できるようになる。 According to the present invention, when data loss cannot be prevented by broadcast reception alone, a retransmission request is sent from the receiving side to the transmitting side via an IP network, and the transmitting side can retransmit the data, thereby enabling the receiving side to supplement the data. In addition, according to the present invention, the number of retransmission requests can be reduced by configuring the system to simultaneously perform error correction coding and retransmission requests. In addition, by changing the error correction coding rate according to the quality of the IP network, transmission efficiency can be improved. In addition, according to the present invention, when changing the coding rate, the transmitting side punctures the data so as not to degrade the performance of the error correction code as much as possible, and the receiving side decodes the punctured IP packets by assuming that the packets have been lost in the IP network. This makes it possible to easily decode the data using a check matrix with the same coding rate as the satellite broadcast channel without preparing a new LDPC coding table.

本発明による一実施形態の送信サーバ、送信装置及び受信装置を備える伝送システムの概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission system including a transmission server, a transmitting device, and a receiving device according to an embodiment of the present invention. 本発明による一実施形態の送信サーバ及び送信装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission server and a transmission device according to an embodiment of the present invention. 本発明による一実施形態の送信サーバと受信装置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。10 is a flowchart showing a control flow relating to a retransmission request packet between a transmission server and a receiving device in an embodiment of the present invention. 本発明による一実施形態の送信サーバにおけるIPパケット生成部のインターリーブフレームの構築に基づくIPパケットの生成法に関する説明図である。1 is an explanatory diagram of a method of generating IP packets based on construction of an interleaved frame by an IP packet generating unit in a transmission server according to an embodiment of the present invention; 本発明による一実施形態の送信サーバにおける符号化率変換部による符号化率変換時に用いる消失訂正性能テーブルの一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of an erasure correction performance table used at the time of coding rate conversion by a coding rate conversion unit in a transmission server according to an embodiment of the present invention. 本発明による一実施形態の送信サーバの符号化率変換部におけるIPパケットの符号化率変換処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a coding rate conversion process for an IP packet in a coding rate conversion unit of a transmission server according to an embodiment of the present invention. (a)乃至(d)は、それぞれ本発明による一実施形態の送信サーバにおける符号化率変換部により符号化率変換後の符号化データを再構成する様子を示す図である。1A to 1D are diagrams illustrating how coded data after coding rate conversion is reconstructed by a coding rate conversion unit in a transmission server according to an embodiment of the present invention. (a),(b)は、それぞれ本発明による一実施形態の送信サーバにおけるIPパケット生成部のIPパケット生成処理と、符号化率変換部のIPパケット上のパンクチャ処理の説明図である。1A and 1B are explanatory diagrams of an IP packet generation process by an IP packet generation unit in a transmission server according to an embodiment of the present invention, and a puncturing process on an IP packet by a coding rate conversion unit, respectively. 本発明による一実施形態の受信装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a receiving device according to an embodiment of the present invention. 本発明による一実施形態の受信装置における受信制御フローを示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a reception control flow in a receiving device according to an embodiment of the present invention.

〔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パケット消失率情報を含めて、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。即ち、受信装置5は、受信アンテナ5a(又は5b)から受信したデジタル放送を復調し、受信データを再生するように構成され、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、そのまま受信データを再生するが、降雨減衰やフェージング等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信号が劣化した場合、IP網8経由で該当する符号化データについて送信サーバ6に再送要求を行う。 The receiving device 5 also has the function of determining whether the encoded data obtained from the transmitting device 2 (or transmitting device 3) can be decoded for error correction, and if it is determined that the encoded data can be decoded, it decodes the encoded data as is to generate received data, and if it is determined that the bit error 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 a retransmission of the corresponding encoded data, includes packet loss rate information in this retransmission request packet, and transmits it to the transmitting server 6 via the IP network 8. That is, the receiving device 5 is configured to demodulate the digital broadcast received from the receiving antenna 5a (or 5b) and reproduce the received data, and reproduces the received data as is when the transmission environment is good and the data can be received without errors, or when the influence of white noise, etc. is within the range that can be decoded by error correction code, but when the transmission environment is poor due to rain attenuation, fading, etc. and the signal has deteriorated to the extent that it cannot be decoded by error correction code, it requests the transmitting server 6 to retransmit the corresponding encoded data via the IP network 8.

更に、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を格納するIPパケット形式の符号化IPパケット(送信サーバ6側でパケット消失率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以上となる範囲内で適応的にパンクチャ処理により符号化率変換が施されたIP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。 Furthermore, the receiving device 5 has a function of receiving an encoded IP packet in an IP packet format (an IP packet in which the encoding rate has been adaptively converted by puncturing within a range equal to or greater than the encoding rate of the encoded data transmitted over the broadcast transmission path in response to the packet loss rate information at the transmitting server 6 side) that stores the encoded data retransmitted in response to the retransmission request packet from the transmitting server 6 in response to the retransmission request, 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 data can be decoded by the decoding process within a specified time. Note that when the receiving device 5 cannot decode the data by the decoding process within the specified time, it generates received data that still contains 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格納するIPパケット形式の符号化IPパケット(送信サーバ6側でパケット消失率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以上となる範囲内で適応的にパンクチャ処理により符号化率変換が施されたIPパケット)を、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 encoded using error correction codes related to digital broadcasting and transmits the coded data to reception device 5 via a broadcast transmission path, and transmits coded IP packets in an IP packet format (IP packets in which the coding rate has been adaptively converted by puncturing processing within a range equal to or higher than the coding rate of the coded data transmitted via the broadcast transmission path in accordance with packet loss rate information on the transmission server 6 side) that store coded data requested for retransmission by reception device 5 via IP network 8 to reception device 5.

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パケット消失率情報とともに当該符号化データに関する再送要求の旨を示す再送要求パケットを受信し、当該受信装置5に向けてパケット消失率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否かを区別して適応的にパンクチャ処理により符号化率を変換した符号化IPパケットの再送を行うよう制御する機能、及び、符号化IPパケットの再送にあたって、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ビット単位で読み出してNパケット分のIPパケットを一旦生成し、当該パンクチャ処理により符号化率を変換したN(N≦N)パケット分の符号化IPパケットを形成し、必要に応じてインターリーブ処理を施して、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 coded data generated by the transmission device 2 (or the transmission device 3) via the local area network, managing the coded data in a time series manner by a synchronization signal based on the frame number of the error correction code frame constituting the code length of the error correction code or on time information, and storing the data while updating the data for a predetermined period of time; receiving a retransmission request packet indicating a retransmission request for the coded data together with packet loss rate information when a bit error in the coded data could not be corrected by the error correction code used by the transmission device 2 (or the transmission device 3) via the IP network 8, and adaptively determining whether or not to increase the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path to the reception device 5 according to the packet loss rate information; and a function of controlling the retransmission of the coded IP packet having the coding rate converted by the puncturing process, and of forming, when retransmitting the coded IP packet, m error correcting code frames having consecutive synchronization signals (frame number or time information), starting with an error correcting code frame constituting the coded data having a synchronization signal (frame number or time information) related to a retransmission request, at the same coding rate as the coded data having the synchronization signal (frame number or time information) related to the retransmission request, to construct an interleaved frame, reading out the interleaved frame bit by bit in a direction orthogonal to the m error correcting code frames to temporarily generate N packets of IP packets, forming N 2 (N 2 ≦N) packets of coded IP packets having the coding rate converted by the puncturing process, performing interleaving as necessary, and transmitting the resulting coded IP packet to the receiving device 5 via the IP network 8.

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を装置内部に備える形態とし、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 the transmission device 2 (or the transmission device 3) may include the transmission server 6 inside the device, and one or more transmission devices 2 (or the transmission devices 3) may be 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IP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 coded IP 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、フレーム番号を付与して、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 error correction code frames, adding frame numbers, 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、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、パケット消失率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以上となる範囲内で消失訂正可能な最高の符号化率を決定し、適応的にパンクチャ処理により符号化率を変換した符号化IPパケットを形成し、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、符号化率決定部64、消失訂正性能テーブル格納部65、符号化率変換部66、及びインターリーブ処理部67を備える。
[Sending server]
The transmission server 6 shown in Fig. 2 is configured as a computer that sequentially inputs from the transmission device 2 (or transmission device 3) that digitally modulates the coded data that uses the error correction code related to digital broadcasting and transmits it to the receiving device 5 via broadcast transmission line, updates and saves it for a predetermined time, and for the coded data that is requested to be retransmitted from the receiving device 5 among the coded data, determines the highest coding rate that can be erased and corrected within the range that is equal to or higher than the coding rate of the coded data that is transmitted via broadcast transmission line according to packet erasure rate information, adaptively forms the coded IP packet that converts the coding rate by puncturing, and can transmit it to the receiving device 5 via IP network 8, and comprises a storage unit 61, an IP packet generation unit 62, a retransmission request processing unit 63, a coding rate determination unit 64, an erase correction performance table storage unit 65, a coding rate conversion unit 66 and an interleave processing unit 67.

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、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が保存部61から読み出され入力されると、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ビット単位で読み出してNパケット分のIPパケットを一旦生成し、符号化率変換部66に出力する機能部である。 When the IP packet generation unit 62 receives coded data having a synchronization signal (frame number or time information) related to a retransmission request read from the storage unit 61, the IP packet generation unit 62 constructs an interleaved frame by forming m error correction code frames having consecutive synchronization signals (frame number or time information) starting from the error correction code frame constituting the coded data, at the same coding rate as the coded data having the synchronization signal (frame number or time information) related to the retransmission request, reads the interleaved frame bit by bit in a direction orthogonal to the m error correction code frames, generates N packets of IP packets, and outputs them to the coding rate conversion unit 66.

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で計測したパケット消失率情報と、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、パケット消失率情報については符号化率決定部64に出力するとともに、再送要求情報を基に、送信装置2(又は送信装置3)から入力され保存部61に保存している再送要求に係る符号化データを読み出し、IPパケット生成部62に出力するよう制御する。 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 packet loss rate information measured by the receiving device 5 and 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. The retransmission request processing unit 63 then outputs the packet loss rate information to the encoding rate determination unit 64, and based on the retransmission request information, controls the retransmission request processing unit 63 to read the encoded data related to the retransmission request input from the transmitting device 2 (or transmitting device 3) and stored in the storage unit 61, and output it to the IP packet generation unit 62.

符号化率決定部64は、再送要求処理部63から得られるパケット消失率情報を基に、符号化率変換基準として消失訂正性能テーブル格納部65に格納されている消失訂正性能テーブルを参照して、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上となる範囲内で消失訂正可能な最高の符号化率を決定し、決定した符号化率の情報を符号化率変換部66に通知する機能部である。 The coding rate determination unit 64 is a functional unit that, based on the packet loss rate information obtained from the retransmission request processing unit 63, refers to the loss correction performance table stored in the loss correction performance table storage unit 65 as a coding rate conversion standard, determines the highest coding rate that is capable of loss correction within a range equal to or greater than the coding rate of the coded data transmitted over the broadcast transmission path, and notifies the coding rate conversion unit 66 of the determined coding rate information.

符号化率変換部66は、IPパケット生成部62から得られるNパケット分のIPパケットについて、符号化率決定部64から通知されるパケット消失率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否かを区別して決定された符号化率の情報に従い、符号化率を変換する場合には当該符号化データのパリティのみを間引くパンクチャ処理により符号化率を変換し、符号化率を変換しない場合には当該符号化データの符号化率をそのまま変換しないものとして、適応的にパンクチャ処理により符号化率を変換したN(N≦N)パケット分の符号化IPパケットを形成し、インターリーブ処理部67に出力する。 The coding rate conversion unit 66, in accordance with coding rate information determined by distinguishing whether or not to make the coding rate higher than that of the coded data transmitted over the broadcast transmission path in accordance with packet loss rate information notified by the coding rate determination unit 64 for N packets of IP packets obtained from the IP packet generation unit 62, converts the coding rate by a puncturing process that thins out only the parity of the coded data when converting the coding rate, and forms N 2 (N 2 ≦ N) packets of coded IP packets whose coding rate has been adaptively converted by a puncturing process and outputs them to the interleaving processing unit 67.

インターリーブ処理部67は、符号化率変換部66から得られるN(N≦N)パケット分の符号化IPパケットについて、そのNパケット分の間で予め定めたインターリーブ基準に従い、ビット入れ替えによるインターリーブ処理を施し、インターリーブ処理後のNパケット分の符号化IPパケットを、再送要求に係る応答として、IP網8経由で当該受信装置5に向けて送信する。 The interleave processing unit 67 performs interleaving processing by bit swapping on the N 2 (N 2 ≦N) packets of coded IP packets obtained from the coding rate conversion unit 66 in accordance with a predetermined interleaving standard among the N 2 packets, and transmits the N 2 packets of coded IP packets after interleaving processing to the receiving device 5 via the IP network 8 as a response to the retransmission request.

尚、消失訂正性能テーブル格納部65は、符号化率変換基準として消失訂正性能テーブルを格納しており、消失訂正性能テーブルは、事前に計算機シミュレーションで求めた符号化率ごとのエラーフリー達成可能な最大パケット消失率を示すものとしており、符号化率決定部64によって、パケット消失可能な符号化率の中で一番高い符号化率(パリティビットを含むパケットが一番少なくなる)を決定できるように参照されるものとする。 The erasure correction performance table storage unit 65 stores an erasure correction performance table as a coding rate conversion standard. The erasure correction performance table indicates the maximum packet loss rate that can be achieved error-free for each coding rate that is determined in advance by computer simulation, and is referenced by the coding rate determination unit 64 so that it can determine the highest coding rate (which minimizes packets including parity bits) among the coding rates at which packets can be lost.

(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S1)。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, by the storage unit 61, the encoded data transmitted over the broadcast transmission path while updating it for a predetermined period of time (step S1). 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、受信装置5は、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S2)。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、パケット消失率情報が含まれる。 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 receiving device 5 outputs the received data that has been error-corrected and decoded 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 transmitting server 6 (step S2). As described above, this retransmission request packet contains retransmission request information and packet loss rate information.

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S3)、再送要求パケットから、再送要求情報及びパケット消失率情報を抽出し、パケット消失率情報については符号化率決定部64に出力するとともに、再送要求情報を基に、送信装置2(又は送信装置3)から入力され保存部61に保存している再送要求に係る符号化データを読み出し、IPパケット生成部62に出力するよう制御する(ステップS4)。 When the transmission server 6 receives a retransmission request packet from the receiving device 5 (step S3), the retransmission request processing unit 63 extracts the retransmission request information and packet loss rate information from the retransmission request packet, outputs the packet loss rate information to the coding rate determination unit 64, and, based on the retransmission request information, reads out the coded data related to the retransmission request input from the transmitting device 2 (or transmitting device 3) and stored in the storage unit 61, and controls the data to be output to the IP packet generation unit 62 (step S4).

続いて、送信サーバ6は、符号化率決定部64により、再送要求処理部63から得られるパケット消失率情報を基に、符号化率変換基準として消失訂正性能テーブル格納部65に格納されている消失訂正性能テーブルを参照して、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上となる範囲内で消失訂正可能な最高の符号化率Fを決定し、決定した符号化率Fの情報を符号化率変換部66に通知する(ステップS5)。 Next, transmission server 6, based on the packet loss rate information obtained from retransmission request processing unit 63, refers to the loss correction performance table stored in loss correction performance table storage unit 65 as coding rate conversion criterion, determines the highest coding rate F i that can be lost correction within the range that is equal to or higher than the coding rate of the coded data transmitted on broadcast transmission line, and notifies coding rate conversion unit 66 of the information of determined coding rate F i (step S5).

そして、送信サーバ6は、IPパケット生成部62により、再送要求情報を基に保存部61から読み出した符号化率Fの符号化データをIPパケット化する(ステップS6)。ここで、IPパケット生成部62は、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ビット単位で読み出してNパケット分のIPパケットを一旦生成し、符号化率変換部66に出力する。 Then, the transmission server 6 uses the IP packet generator 62 to IP packetize the coded data with coding rate Fb read from the storage unit 61 based on the retransmission request information (step S6). Here, the IP packet generator 62 forms m error correction code frames having consecutive synchronization signals (frame number or time information) starting from the error correction code frame constituting the coded data at the beginning, at the same coding rate as the coded data having the synchronization signal (frame number or time information) related to the retransmission request, to construct an interleaved frame, reads the interleaved frame bit by bit in a direction orthogonal to the m error correction code frames, temporarily generates IP packets for N packets, and outputs them to the coding rate converter 66.

続いて、送信サーバ6は、符号化率変換部66により、Nパケット分の当該IPパケットに符号化率変換処理を施してN(N≦N)分の符号化IPパケットを形成し、インターリーブ処理部67に出力する(ステップS7)。 Next, the transmission server 6 causes the coding rate conversion unit 66 to perform coding rate conversion processing on the N IP packets to form N 2 (N 2 ≦N) coded IP packets, and outputs them to the interleave processing unit 67 (step S7).

最終的に、送信サーバ6は、インターリーブ処理部67により、必要に応じてNパケット分の間で予め定めたインターリーブ基準に従ってインターリーブ処理を施した符号化IPパケットを形成し、必要に応じて符号化率変更通知パケットの送信後、そのインターリーブ処理後のNパケット分の符号化IPパケットを、再送要求に係る応答として、IP網8経由で当該受信装置5に向けて送信する(ステップS8)。 Finally, the transmitting server 6 forms coded IP packets by interleaving N 2 packets according to a predetermined interleaving standard using the interleaving processing unit 67, and transmits the interleaved N 2 packets of coded IP packets as a response to the retransmission request via the IP network 8 to the receiving device 5, after transmitting a coding rate change notification packet as necessary (step S8).

尚、符号化率変更通知パケットで通知する代わりに、例えばNパケット分の符号化IPパケットのヘッダやペイロード内に符号化率変更を示す情報を埋め込む形態としてもよい。 Instead of notifying by using the coding rate change notification packet, information indicating the coding rate change may be embedded in the header or payload of the N2 packets of coded IP packets.

また、送信サーバ6は、符号化率変換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、符号化率変換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、符号化率変換通知パケットの送信を繰り返し行う構成としてもよい。更に、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、符号化率変換通知パケットの事前通知を省略してもよい。 The transmission server 6 may be configured to transmit the coding rate conversion notification packet multiple times, or may be configured to obtain a reception confirmation response for the coding rate conversion notification packet and repeatedly transmit the coding rate conversion notification packet until a reception confirmation response is received from the receiving device 5. Furthermore, 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 information about the coding rate over the broadcast transmission path, and therefore the transmission server 6 may omit prior notification of the coding rate conversion notification packet.

また、インターリーブ処理部67におけるインターリーブ処理を省略する場合には、符号化率変換部66において、当該再送要求に係る符号化データの1パケット分のIPパケットを出力する形態としてもよい。ただし、IP網8においてバースト的なパケット消失が生じる場合の耐性を高める観点からは、インターリーブ処理部67におけるインターリーブ処理を実行することが好ましいことから、本例では、IPパケット生成部62により、Nパケット分のIPパケットを一旦生成し、符号化率変換部66による符号化率変換を伴いながら、インターリーブ処理部67によりインターリーブ処理可能としている。 In addition, when the interleaving process in the interleave processing unit 67 is omitted, the coding rate conversion unit 66 may output one IP packet of the coded data related to the retransmission request. However, from the viewpoint of increasing the resistance to burst packet losses occurring in the IP network 8, it is preferable to execute the interleaving process in the interleave processing unit 67. Therefore, in this example, the IP packet generation unit 62 generates N packets of IP packets, and the interleave processing unit 67 can perform interleaving while the coding rate conversion unit 66 performs coding rate conversion.

(IPパケット生成部におけるIPパケットの生成法)
ここで、図4を参照して、本実施形態に係るIPパケットの生成法について説明する。図4は、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のインターリーブフレームの構築に基づくIPパケットの生成法に関する説明図である。
(IP Packet Generation Method in IP Packet Generation Unit)
Here, a method for generating IP packets according to this embodiment will be described with reference to Fig. 4. Fig. 4 is an explanatory diagram relating to a method for generating IP packets based on construction of interleaved frames by the IP packet generating unit 62 in the transmission server 6 according to an embodiment of the present invention.

本例の送信サーバ6において、IP網8を通じて受信装置5へ再送要求された符号化IP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は、後段のインターリーブ処理部67によりインターリーブ処理可能とするために、インターリーブフレームの構築に基づいてIPパケットを生成する。 In this example, when the transmission server 6 transmits the encoded IP data requested for retransmission to the receiving device 5 via the IP network 8, in order to achieve high correction performance even in the case of burst packet losses occurring in the IP network 8, the IP packet generating unit 62 generates IP packets based on the construction of an interleaved frame so that the subsequent interleaving processing unit 67 can perform interleaving processing.

まず、図4(a)に示すように、IPパケット生成部62は、保存部61から読み出され、それぞれ放送伝送路で用いられた同一の符号化率F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。 First, as shown in Fig. 4(a), the IP packet generator 62 reads out from the storage unit 61, and inputs m frames of error correcting code frames having consecutive sync signals (frame number or time information ) starting from an error correcting code frame constituting coded data having a sync 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 Fb used in the broadcast transmission path, to compose an N x 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 transmitter and the receiver.

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4(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. 4(a)).

続いて、図4(b)に示すように、IPパケット生成部62は、mフレームの誤り訂正符号フレームにおける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。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。 Next, as shown in FIG. 4(b), the IP packet generator 62 reads each bit in the m-frame error correction code frame from the beginning, and generates N packets of m-bit IP payloads as the packet length excluding the header of the IP packet to be generated. In other words, the IP payload is m bits obtained by collecting the same bits from bits 1 to N of each error correction code frame, one bit at a time.

続いて、図4(c)に示すように、IPパケット生成部62は、生成したNパケット分のIPペイロードに、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IP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。尚、必要に応じて、当該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を、IPヘッダとシーケンス番号との間に挿入する形態としてもよい。識別ヘッダは、保存部61から読み出される符号化データの時系列に同期して区別できる番号を付与すればよい。これにより、複数のインターリーブフレームが構成されるような場合でも、受信装置5で符号化IPパケットを受信する際にインターリーブフレームを特定可能となる。また、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るかを識別可能な表現形態であれば任意である。 Next, as shown in FIG. 4(c), the IP packet generator 62 generates N packets of IP packets by adding a sequence number that identifies which bit in each error correction code frame it represents and an IP header as the header of the encoded IP packet to the generated IP payload for N packets. If necessary, an identification header that allows the receiving device 5 to identify the interleaved frame may be inserted between the IP header and the sequence number. The identification header may be assigned a number that can be distinguished in synchronization with the time series of the encoded data read from the storage unit 61. This makes it possible to identify the interleaved frame when the receiving device 5 receives the encoded IP packet, even if multiple interleaved frames are configured. 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.

このようにして、IPパケット生成部62は、後段のインターリーブ処理部67によりインターリーブ処理可能とするために、インターリーブフレームの構築に基づいてNパケット分のIPパケットを生成する。 In this way, the IP packet generation unit 62 generates N packets worth of IP packets based on the construction of an interleaved frame so that they can be interleaved by the subsequent interleave processing unit 67.

尚、本実施形態におけるインターリーブ処理部67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N(<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,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 addition, the interleave processing unit 67 in this embodiment needs 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 interleave unit 621 cannot execute the interleave process until m error correction code frames are available. Therefore, when time loss is a problem, only a predetermined number of bits N 1 (<N) as sequence numbers of the N 2- 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. And, m, N 1 , and N 2 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、IPパケット生成部62により、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。こうして生成した複数パケット分のIPペイロードを1つのインターリーブフレームとし、インターリーブ処理部67は、IP網8におけるバースト的なパケット消失を予め想定して、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ものとし、任意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消失に対する耐性が強くなるため、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、インターリーブ処理部67を構成する。 The IP packet generator 62 generates IP packets by collecting one bit from each error correction code frame, but 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 the multiple packets thus generated are treated as one interleaved frame, and the interleaving processor 67 rearranges the order in which the bits of the error correction code frame are sent so as to anticipate and mitigate burst packet losses in the IP network 8, and any interleaving technique can be applied. In general, the longer the period (signal length) targeted by the interleaving process, the stronger the resistance to burst packet losses, so the interleaving processor 67 is configured to perform optimal interleaving within an allowable period for the entire transmission system 1.

(符号化率決定部における符号化率決定法)
本実施形態の符号化率決定部64は、再送要求処理部63から得られるパケット消失率情報を基に、符号化率変換基準として消失訂正性能テーブル格納部65に格納されている消失訂正性能テーブルを参照して、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上となる範囲内で消失訂正可能な最高の符号化率Fを決定し、決定した符号化率Fの情報を符号化率変換部66に通知する。
(Method of determining the coding rate in the coding rate determination unit)
Based on the packet loss rate information obtained from retransmission request processing unit 63, coding rate determining unit 64 of this embodiment refers to the loss correction performance table stored in loss correction performance table storage unit 65 as coding rate conversion criterion, determines the highest coding rate F i that can be lost correction within the range that is equal to or higher than the coding rate of the coded data transmitted through broadcast transmission line, and notifies coding rate conversion unit 66 of the information of determined coding rate F i .

ここで、図1に示す本実施形態の伝送システム1における一実施例として、放送伝送路経由の伝送に用いる誤り訂正符号の符号化率Fはデジタル衛星放送で使用される1/2、3/5(=0.6)、2/3(≒0.67)、3/4(=0.75)、4/5(=0.8)、5/6(≒0.83)、7/8(≒0.88)、9/10(=0.9)とするが、符号化率決定部64は、これらの符号化率によらず、IP網8経由の再送伝送に最適化した複数の符号化率のうちいずれかを再送用に用いるよう決定する。 Here, as one example of the transmission system 1 of this embodiment shown in FIG. 1, the coding rate Fb of the error correction code used for transmission via the broadcast transmission path is 1/2, 3/5 (=0.6), 2/3 (≈0.67), 3/4 (=0.75), 4/5 (=0.8), 5/6 (≈0.83), 7/8 (≈0.88), or 9/10 (=0.9) that are used in digital satellite broadcasting. However, regardless of these coding rates, the coding rate determination unit 64 determines to use for retransmission one of a plurality of coding rates optimized for retransmission via the IP network 8.

実施例として、衛星放送路の符号化率Fが1/2であり、IP綱に再送要求データを再送する際の符号化率FをIP綱8の通信品質に応じて、符号化率1/2、0.56、0.61、0.66、0.73、0.76、0.8、0.85、0.95から選択するケースを説明する。尚、1/2以上の他の符号化率への変更もパンクチャ数に応じて柔軟に可能である。誤り訂正符号を含む伝送方式はARIB STD-B44(ISDB-S3)準拠とする。 As an example, the coding rate Fb of the satellite broadcasting channel is 1/2, and the coding rate F i when retransmitting the retransmission request data to the IP network is selected from the coding rates 1/2, 0.56, 0.61, 0.66, 0.73, 0.76, 0.8, 0.85, and 0.95 according to the communication quality of the IP network 8. It is also possible to flexibly change to other coding rates of 1/2 or more according to the number of punctures. The transmission method including the error correction code is based on ARIB STD-B44 (ISDB-S3).

図5は、本発明による一実施形態の送信サーバ6における符号化率変換部64による符号化率変換時に用いる消失訂正性能テーブルの一例を示す図である。図5に示す消失訂正性能テーブルは、事前に計算機シミュレーション求めた値であり、IP網8経由の再送時に用いる符号化率(短縮化符号化率)として1/2、0.56、0.61、0.66、0.73、0.76、0.8、0.85、0.95ごとのエラーフリー達成可能な最大のパケット消失率(所要パケット消失率)を保持している。 Figure 5 is a diagram showing an example of an erasure correction performance table used when the coding rate conversion unit 64 in the transmission server 6 of one embodiment of the present invention converts the coding rate. The erasure correction performance table shown in Figure 5 contains values obtained in advance by computer simulation, and holds the maximum packet loss rate (required packet loss rate) that can be achieved error-free for each of 1/2, 0.56, 0.61, 0.66, 0.73, 0.76, 0.8, 0.85, and 0.95 as the coding rate (shortened coding rate) used when retransmitting via the IP network 8.

例えば、符号化率変換部64は、放送伝送路経由の伝送に用いた誤り訂正符号の符号化率F=1/2であったときに、受信装置5から得られる再送要求に係るIP綱8のパケット消失率が25%であった場合、図5に示す消失訂正性能テーブルを参照して、IP綱8経由で受信装置5へ再送する際の符号化率Fとして、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上となる範囲内で消失訂正可能な最高の符号化率F=0.66に決定する。即ち、符号化率変換部64は、パケット消失率25%のIP綱8においてエラーフリー伝送可能な符号化率Fとして、1/2、0.56、0.61、0.66を候補として消失訂正性能テーブルから参照するが、IP綱8の回線逼迫を抑え伝送効率を向上するため、パリティビットを含むパケットが一番少なくなる最大の符号化率を選択し、この例では符号化率F=0.66を符号化率変換部66に通知する。 For example, when the coding rate F b of the error correcting code used for transmission via broadcast transmission line is 1/2, and the packet loss rate of the IP network 8 related to the retransmission request obtained from the receiving device 5 is 25%, coding rate conversion unit 64 refers to the erasure correction performance table shown in Fig. 5, and as the coding rate F i of retransmission to the receiving device 5 via IP network 8, it determines the maximum coding rate F i = 0.66 that can be erasure corrected within the range that is equal to or higher than the coding rate of the coded data transmitted via broadcast transmission line.That is, coding rate conversion unit 64 refers to the erasure correction performance table as the coding rate F i that can be transmitted error-free in the IP network 8 with packet loss rate of 25%, and 1/2, 0.56, 0.61, 0.66 are candidates, but in order to suppress the line congestion of IP network 8 and improve transmission efficiency, it selects the maximum coding rate that contains the least number of parity bits, and notifies coding rate conversion unit 66 of coding rate F i = 0.66 in this example.

このように、符号化率決定部64は、インターネット回線のIP綱8を再送伝送に用いる場合、パケット消失率が回線の使用状況により大きく変動することや、クローズドネットワーク網での帯域保証制御を用いてIP伝送する場合などにおいて、再送時のパケット消失率を低く抑えることができるように符号化率Fを決定する。特に、IP網8ではパケット消失率が、符号化率1/2で訂正できる範囲より小さい範囲で変動する時間が長いことが想定されるため、IP網8用の誤り訂正符号の符号化率に1/2より高いものを使用できるようにしておくことで、パリティビットを含むパケットを少なく効率的にパケット消失を訂正して当該符号化データを再送することができる。 In this way, when the IP network 8 of the Internet line is used for retransmission, the coding rate determination unit 64 determines the coding rate F i so that the packet loss rate during retransmission can be suppressed low in the case where the packet loss rate varies greatly depending on the usage state of the line, or when the IP transmission is performed using the bandwidth guarantee control in the closed network.In particular, it is assumed that the packet loss rate in the IP network 8 varies within a range smaller than the range that can be corrected with coding rate 1/2 for a long time, so by making the coding rate of the error correction code for the IP network 8 higher than 1/2 available, the packet containing parity bit can be reduced, and the coding data can be retransmitted by correcting packet loss efficiently.

(符号化率変換部におけるIPパケットの符号化率変換処理)
次に、図6を参照して、本実施形態に係る符号化率変換部66におけるIPパケットの符号化率変換処理について説明する。図6は、本発明による一実施形態の送信サーバ6の符号化率変換部66におけるIPパケットの符号化率変換処理を示すフローチャートである。
(Encoding rate conversion process of IP packets in encoding rate conversion unit)
Next, the coding rate conversion process of the IP packet in the coding rate conversion unit 66 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 6. Fig. 6 is a flowchart showing the coding rate conversion process of the IP packet in the coding rate conversion unit 66 of the transmission server 6 according to an embodiment of the present invention.

符号化率変換部66は、IPパケット生成部62により生成された符号化率Fの符号化データを格納するIPパケットを入力すると、当該IPパケットにおける符号化率Fと、符号化率決定部64により決定した符号化率Fとを比較する(ステップS71)。 When the coding rate conversion unit 66 receives an IP packet storing coded data with coding rate Fb generated by the IP packet generation unit 62, the coding rate conversion unit 66 compares the coding rate Fb in the IP packet with the coding rate F i determined by the coding rate determination unit 64 (step S71).

そして、符号化率変換部66は、F<Fを満たすときには(ステップS72:Yes)、当該IPパケットについて、パンクチャ処理を行って符号化率Fに変更した符号化IPパケットを形成し(ステップS73)、F<Fを満たさないとき(即ち、F=Fのとき)には(ステップS72:No)、当該IPパケットについて符号化率Fのまま変更しない符号化IPパケットを形成し(ステップS74)、インターリーブ処理部63へ出力する。 If F b < F i is satisfied (step S72: Yes), the coding rate conversion unit 66 performs puncturing on the IP packet to form an encoded IP packet with the coding rate changed to F i (step S73); if F b < F i is not satisfied (i.e., F b = F i ) (step S72: No), the coding rate conversion unit 66 forms an encoded IP packet with the coding rate of F b unchanged for the IP packet (step S74), and outputs the encoded IP packet to the interleaving processing unit 63.

図7(a)乃至(d)は、それぞれ本発明による一実施形態の送信サーバ6における符号化率変換部66により符号化率変換後の符号化データを再構成する様子を示す図である。 Figures 7(a) to (d) are diagrams showing how the coding rate conversion unit 66 in the transmission server 6 of one embodiment of the present invention reconstructs coded data after coding rate conversion.

まず、図7(a)は、放送伝送路で伝送した符号長Nビットの符号化データを示すブロック符号の誤り訂正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数種類が予め規定されており、例えば本実施形態の伝送システム1において、放送伝送路経由の伝送に用いる誤り訂正符号の符号化率Fは、デジタル衛星放送で使用される1/2、3/5(=0.6)、2/3(≒0.67)、3/4(=0.75)、4/5(=0.8)、5/6(≒0.83)、7/8(≒0.88)、9/10(=0.9)とすることができる。 First, Fig. 7(a) is a diagram showing the configuration of an error correction frame of a block code showing coded data of code length N bits transmitted through a broadcast transmission line. Normally, a plurality of selectable coding rates are predefined in digital broadcasting. For example, in the transmission system 1 of this embodiment, the coding rate Fb of the error correction code used for transmission through the broadcast transmission line can be 1/2, 3/5 (=0.6), 2/3 (≒0.67), 3/4 (=0.75), 4/5 (=0.8), 5/6 (≒0.83), 7/8 (≒0.88), 9/10 (=0.9) used in digital satellite broadcasting.

図7(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F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×Fビット、パリティはN×(1-F)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Fとすると、符号化率Fのパリティは、符号化率Fから変更する場合にも、N×Fビットの情報ビット(即ち、ブロック符号における主信号)を用いたまま符号長Nビットのブロック符号とすればよいため、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上となる範囲内であればよい。 As shown in FIG. 7(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 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 to be retransmitted via the IP network 8 is F i , the parity of the coding rate F i may be changed from the coding rate F b by using the information bits of N×F b bits (i.e., the main signal in the block code) and may be set to a block code with a code length of N 2 bits. Therefore, it is sufficient if the coding rate is within a range equal to or higher than the coding rate of the coded data transmitted through the broadcast transmission path.

そこで、送信サーバ6は、上述したように、保存部61に放送伝送路で伝送した符号化率Fの符号化データについて所定時間分を更新しながら保存しておき、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、再送要求パケットから、再送要求情報及びパケット消失率情報を抽出し、パケット消失率情報については符号化率決定部64に出力するとともに、再送要求情報を基に、保存部61に保存している再送要求に係る符号化データを読み出し、IPパケット生成部62に出力するよう制御する。そして、符号化率決定部64は、再送要求処理部63から得られるパケット消失率情報を基に、符号化率変換基準として消失訂正性能テーブル格納部65に格納されている消失訂正性能テーブルを参照して、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上となる範囲内で消失訂正可能な最高の符号化率をFとして決定し、決定した符号化率Fの情報を符号化率変換部66に通知する。 Therefore, as mentioned above, transmission server 6 updates and stores the coded data of coding rate F b transmitted on broadcast transmission path for a predetermined time in storage unit 61, and when retransmission request packet is received from receiving device 5 by retransmission request processing unit 63, extracts retransmission request information and packet loss rate information from retransmission request packet, outputs packet loss rate information to coding rate determination unit 64, and controls to read the coded data related to retransmission request stored in storage unit 61 based on retransmission request information, and output to IP packet generation unit 62.Then, coding rate determination unit 64 refers to the erasure correction performance table stored in erasure correction performance table storage unit 65 as coding rate conversion standard based on the packet loss rate information obtained from retransmission request processing unit 63, and determines the highest coding rate that can be erased and corrected within the range that is equal to or higher than the coding rate of the coded data transmitted on broadcast transmission path as F i , and notifies coding rate conversion unit 66 of the information of determined coding rate F i .

図7(b)に示すように、保存部61から読み出される符号化データは、N×Fビットの情報ビットとN×(1-F)ビットのパリティからなり、IPパケット生成部62にてIPパケット化される。 As shown in FIG. 7B, the encoded data read from the storage unit 61 consists of N×F b information bits and N×(1−F b ) parity bits, and is IP packetized by the IP packet generator 62 .

そして、図7(c)に示すように、送信サーバ6は、符号化率変換部66により、F<Fを満たすときには、パリティ領域におけるパンクチャ処理前のビット数とパンクチャ処理で削除するビット数との比に基づく等間隔間引き法を用いて、当該符号化データのパリティのビットのみを符号化率Fとなるように間引くパンクチャ処理を施して当該符号化データの符号化率変換を行う。 Then, as shown in FIG. 7( c), when F b < F i is satisfied, the transmission server 6 performs coding rate conversion of the coded data by performing puncturing processing in which only the parity bits of the coded data are thinned out to a coding rate of F i using an equal-interval thinning method based on the ratio between the number of bits before puncturing in the parity area and the number of bits to be deleted by puncturing, using the equal-interval thinning method.

そして、送信サーバ6は、符号化率変換部66により、符号化率を変換した符号化IPパケットを形成すると、この時の符号化IPパケットで伝送する符号化データのフレーム長は、図7(d)に示すように、N(=N×F/F)となり、N×F(=N×F)ビットの情報ビットとN×(1-F)ビットのパリティからなるように再構成される。この再構成された再送用の符号化データのフレーム長N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, when the transmission server 6 forms a coded IP packet with a converted coding rate by the coding rate conversion unit 66, the frame length of the coded data transmitted by the coded IP packet at this time becomes N2 (=N× Fb / Fi ) as shown in Fig. 7(d), and the coded data is reconstructed to consist of N2 × Fi (=N× Fb ) information bits and N2 ×(1- Fi ) parity bits. Since the frame length N2 of this reconstructed coded data for retransmission is shorter than the original code length N bits, the transmission efficiency is higher than when coded data of the code length N bits is retransmitted to the receiving device 5.

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パケット消失率情報を基に、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IPパケットを形成し、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 packet loss rate information contained in the retransmission request packet to form a coded IP packet and transmit it to the receiving device 5.

(伝送システムを高度広帯域衛星デジタル放送用に構成した実施例)
本実施形態の伝送システム1を高度広帯域衛星デジタル放送用に構成した実施例の動作について、再び図3を参照しながら説明するに、まず、送信サーバ6は、保存部61により、送信装置2により、高度広帯域衛星デジタル放送の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S1)。
(An embodiment in which a transmission system is configured for advanced wideband satellite digital broadcasting)
The operation of an embodiment in which the transmission system 1 of this embodiment is configured for advanced wideband digital satellite broadcasting will be described with reference to Figure 3 again. First, the transmission server 6 uses the storage unit 61 to store, while updating, a predetermined period of coded data transmitted by the transmitting device 2 over the broadcast transmission path of advanced wideband digital satellite broadcasting (step S1).

受信装置5は、降雨減衰等により誤り訂正符号では復号できないほど信号が劣化した場合、例えばBCH符号でエラー訂正できなかった場合、又は所定のビットエラー数となったときに、TMCCに含まれる時刻情報等の同期信号に紐づけて再送が必要なLDPCフレーム(44880ビット)を示す再送要求情報と、受信装置5側で計測したIP綱8のパケット消失率情報とを含む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S2)。 When the signal has deteriorated to the extent that it cannot be decoded using error correction code due to rain attenuation or the like, when errors cannot be corrected using BCH code, or when a certain number of bit errors has been reached, the receiving device 5 generates a retransmission request packet including retransmission request information indicating the LDPC frame (44,880 bits) that needs to be retransmitted in association with a synchronization signal such as time information contained in the TMCC, and packet loss rate information of the IP network 8 measured on the receiving device 5 side, and makes a retransmission request to the transmitting server 6 (step S2).

送信サーバ6は、再送要求処理部63で受信装置5から送られた再送要求パケットを受信すると(ステップS3)、再送要求パケットから、再送要求情報及びパケット消失率情報を抽出し、再送が必要なLDPCフレームを示す再送要求情報を基に、保存部61に保存している再送要求に係るLDPCフレームを読み出してIPパケット生成部62に出力するよう制御するとともに、パケット消失率情報については符号化率決定部64に出力する(ステップS4)。 When the transmission server 6 receives the retransmission request packet sent from the receiving device 5 at the retransmission request processing unit 63 (step S3), it extracts the retransmission request information and packet loss rate information from the retransmission request packet, and based on the retransmission request information indicating the LDPC frame that needs to be retransmitted, controls the storage unit 61 to read the LDPC frame related to the retransmission request stored therein and output it to the IP packet generation unit 62, and outputs the packet loss rate information to the coding rate determination unit 64 (step S4).

続いて、送信サーバ6は、符号化率決定部64により、再送要求処理部63から得られるパケット消失率情報を基に、符号化率変換基準として消失訂正性能テーブル格納部65に格納されている消失訂正性能テーブルを参照して、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上となる範囲内で消失訂正可能な最高の符号化率Fを決定し、決定した符号化率Fの情報を符号化率変換部66に通知する(ステップS5)。消失訂正性能テーブルは、事前に計算機シミュレーション求めた、上述した図5に示す符号化率1/2、0.56、0.61、0.66、0.73、0.76、0.8、0.85、0.95ごとのエラーフリー達成可能な最大のパケット消失率(所要パケット消失率)を示すものとなっている。 Then, transmission server 6, based on the packet loss rate information obtained from retransmission request processing unit 63, refers to the loss correction performance table stored in loss correction performance table storage unit 65 as a coding rate conversion standard by coding rate determination unit 64, determines the highest coding rate F i that can be lost and corrected within the range that is equal to or higher than the coding rate of the coded data transmitted on broadcast transmission line, and notifies coding rate conversion unit 66 of the information of determined coding rate F i (step S5).The loss correction performance table shows the maximum packet loss rate (required packet loss rate) that can be achieved error-free for each coding rate 1/2, 0.56, 0.61, 0.66, 0.73, 0.76, 0.8, 0.85, 0.95 shown in above-mentioned Figure 5, which is obtained in advance by computer simulation.

例えば、受信装置5から通知されたIP綱8のパケット消失率が40%であった場合、符号化率決定部64は、消失訂正性能テーブルを参照して、IP綱8経由で受信装置5へ再送する際の符号化率Fを1/2に決定する。ここでは40%のパケット消失率を持つIP綱8においてエラーフリー伝送可能な符号化率Fは1/2のみである。この場合、符号化率決定部64は、決定した符号化率F=F=1/2を符号化率変換部66に通知する。このとき、衛星放送の放送伝送路とIP綱8の符号化率は同じ(F=F=1/2)であるため、図6を参照して説明したように、符号化率変換部66は、IPパケット生成部62により生成した送信装置2で符号化した該当するLDPCフレームを格納するIPパケットの符号化率をそのままとする符号化IPパケットを形成し、インターリーブ処理部67へ出力する。尚、IPパケット生成部62は、図4を参照して説明したようにインターリーブフレームを構築し、本例では、1~44880のシーケンス番号とIPヘッダを付加したN=44880パケット分のIPパケットを生成し符号化率変換部66に出力するものとなっている。 For example, when the packet loss rate of the IP network 8 notified by the receiving device 5 is 40%, the coding rate determining unit 64 refers to the erasure correction performance table and determines the coding rate F i of retransmitting to the receiving device 5 via the IP network 8 to be 1/2. Here, the coding rate F i that can be transmitted error-free in the IP network 8 with a packet loss rate of 40% is only 1/2. In this case, the coding rate determining unit 64 notifies the coding rate conversion unit 66 of the determined coding rate F i = F b = 1/2. At this time, the coding rate of the broadcast transmission line of satellite broadcasting and the coding rate of the IP network 8 are the same (F i = F b = 1/2), so as described with reference to Fig. 6, the coding rate conversion unit 66 forms the coding IP packet that has the coding rate of the IP packet that stores the corresponding LDPC frame that is coded by the transmitting device 2 and is generated by the IP packet generating unit 62 as it is, and outputs it to the interleaving processing unit 67. The IP packet generation unit 62 constructs an interleaved frame as described with reference to Figure 4, and in this example generates IP packets worth N = 44,880 packets each with sequence numbers from 1 to 44,880 and IP headers added, and outputs the packets to the coding rate conversion unit 66.

一方、例えば、受信装置5から通知されたIP綱8のパケット消失率が25%であった場合、符号化率決定部64は、消失訂正性能テーブルを参照して、IP綱8経由で受信装置5へ再送する際の符号化率Fを0.66に決定する。つまり、パケット消失率25%のIP綱8においてエラーフリー伝送可能な符号化率Fは、消失訂正性能テーブルから1/2、0.56、0.61、0.66が参照されるが、IP綱8の回線逼迫を抑え伝送効率を向上させるよう、符号化率決定部64は、パリティビットを含むパケットが一番少なくなる最大の符号化率を選択する。この場合、符号化率決定部64は、決定した符号化率F=0.66を符号化率変換部66に通知する。このとき、衛星放送の放送伝送路とIP綱8の符号化率は異なる(F<F)ため、図6を参照して説明したように、符号化率変換部66は、IPパケット生成部62により生成した送信装置2で符号化した該当するLDPCフレームを格納するIPパケットに対しパンクチャ処理を施して符号化率F=0.66に変換した符号化IPパケットを形成し、インターリーブ処理部67へ出力する。 On the other hand, for example, when the packet loss rate of IP network 8 notified by receiving device 5 is 25%, coding rate determination unit 64 refers to erasure correction performance table and determines the coding rate F i of retransmitting to receiving device 5 via IP network 8 to be 0.66.That is, the coding rate F i that can transmit error-free in IP network 8 with packet loss rate of 25% is referred to from erasure correction performance table as 1/2, 0.56, 0.61, 0.66, but in order to suppress the line congestion of IP network 8 and improve transmission efficiency, coding rate determination unit 64 selects the maximum coding rate that contains the least number of packets with parity bits.In this case, coding rate determination unit 64 notifies coding rate conversion unit 66 of the determined coding rate F i = 0.66. At this time, since the coding rate of the satellite broadcast transmission path and the IP network 8 are different ( Fb < Fi ), as described with reference to FIG. 6, the coding rate conversion unit 66 performs puncturing on the IP packet that stores the corresponding LDPC frame that was generated by the IP packet generation unit 62 and coded by the transmitting device 2 to form a coded IP packet with a coding rate of Fi = 0.66, and outputs the coded IP packet to the interleave processing unit 67.

図8(a),(b)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パケット生成処理と、符号化率変換部66のIPパケット上のパンクチャ処理の説明図である。 Figures 8(a) and (b) are explanatory diagrams of the IP packet generation process of the IP packet generation unit 62 in the transmission server 6 of one embodiment of the present invention, and the puncturing process on the IP packet by the coding rate conversion unit 66.

図8(a)に例示するように、IPパケット生成部62は、N(=44880ビット)×m(=1000バイト)のインターリーブフレームを構築し、本例では、符号化率F=1/2のmフレームの誤り訂正符号フレームにおける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、即ち1~44880のシーケンス番号とIPヘッダを付加したN=44880パケット分のIPパケットを生成する。 As illustrated in FIG. 8(a), the IP packet generation unit 62 constructs an N (=44,880 bits) x m (=1,000 bytes) interleaved frame, and in this example, reads each bit from the beginning of m error correction code frames with coding rate F b = 1/2, and generates N packets of IP packets with m-bit IP payloads as the packet length excluding the headers of the IP packets to be generated, that is, N = 44,880 packets of IP packets with sequence numbers from 1 to 44,880 and IP headers added.

そして、図8(b)に例示するように、符号化率変換部66では、情報ビット(22814ビット)、LDPCパリティビット(22066ビット)の順に配置された符号化率F=1/2のIPパケット群から、符号化率F=0.66に変換するよう、10472パケット分を削除(パンクチャ)する。LDPC検査行列の構造上、パリティ領域において等間隔にパンクチャすることにより、誤り訂正性能を極端に劣化させることなく符号化率を変換することが可能である。図8(b)に示す例では、まず、符号化率変換部66は、パンクチャ処理前のビット数とパンクチャ処理で削除するビット数との比に基づく等間隔間引き法を用いて、即ち、パリティ領域におけるパンクチャ処理前のパケット数(22066)÷パンクチャ処理で削除するパケット数(10472)≒2.11で平均パンクチャ間隔を算出する。そして、パンクチャ処理前のパリティ領域のパケット位置の番号を情報ビットに近い側から1、2、3、…、22066として定義すると、符号化率変換部66は、平均パンクチャ間隔(=2.11)×i(iは、パンクチャパケット数まで1からインクリメントする整数、1、2、3、…、10472)の小数点以下を切り捨てて整数化した値の番号のパリティ領域の箇所を削除(パンクチャ)する。例えば、2.11の整数倍は、2.11、4.22、6.33、8.44、10.55、12.66、14.77、16.88、18.99、21.1、…であるため、パンクチャ位置の箇所は、パリティ領域の先頭から2、4、6、8、10、12、14、16、18、21、…パケット目となる。この等間隔間引き法により、パンクチャ数に応じてパリティ領域を可能な限り等間隔にパンクチャすることができる。 Then, as shown in Fig. 8(b), the coding rate conversion unit 66 deletes (punctures) 10472 packets from the IP packet group with coding rate F b = 1/2 arranged in the order of information bits (22814 bits) and LDPC parity bits (22066 bits) so as to convert to coding rate F i = 0.66. Due to the structure of the LDPC check matrix, it is possible to convert the coding rate without extremely deteriorating the error correction performance by puncturing at equal intervals in the parity area. In the example shown in Fig. 8(b), first, the coding rate conversion unit 66 calculates the average puncture interval using an equal interval thinning method based on the ratio between the number of bits before puncturing and the number of bits deleted by puncturing, that is, the number of packets before puncturing in the parity area (22066) ÷ the number of packets deleted by puncturing (10472) ≈ 2.11. If the packet position numbers of the parity area before puncturing are defined as 1, 2, 3, ..., 22066 from the side closest to the information bit, the coding rate conversion unit 66 deletes (punctures) the parity area parts of the numbers obtained by rounding down the decimal points of the average puncturing interval (=2.11) x i (i is an integer that increments from 1 up to the number of punctured packets, 1, 2, 3, ..., 10472) and converting it into integers. For example, the integer multiples of 2.11 are 2.11, 4.22, 6.33, 8.44, 10.55, 12.66, 14.77, 16.88, 18.99, 21.1, ..., so the puncture positions are the 2nd, 4th, 6th, 8th, 10th, 12th, 14th, 16th, 18th, 21st ... packets from the beginning of the parity area. This equal interval thinning method makes it possible to puncture the parity area as evenly as possible according to the number of punctures.

最終的に、送信サーバ6は、インターリーブ処理部67により、必要に応じてN=34418(=情報ビット22814+パンクチャ処理後のパリティビット(22066-10462))パケット分の間で予め定めたインターリーブ基準に従ってインターリーブ処理を施した符号化IPパケットを形成し、必要に応じて符号化率変更通知パケットの送信後、そのインターリーブ処理後のN=34418パケット分の符号化IPパケットを、再送要求に係る応答として、IP網8経由で当該受信装置5に向けて送信する(ステップS8)。 Finally, the transmitting server 6 uses the interleave processing unit 67 to form coded IP packets that have been interleaved according to a predetermined interleaving standard among N 2 = 34,418 (= 22,814 information bits + parity bits after puncturing (22,066 - 10,462)) packets as necessary, and after sending a coding rate change notification packet as necessary, transmits the interleaved N 2 = 34,418 coded IP packets to the receiving device 5 via the IP network 8 as a response to the retransmission request (step S8).

〔受信装置〕
図9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、及び通信品質計測部55を備える。
[Receiving device]
9 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, and a communication quality measurement unit 55.

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、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.

誤り訂正復号部52は、誤り訂正符号の復号処理の事前又は事後に、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 before or after the decoding process of the error correction code, uses this LLR to reconstruct the error correction code frame that constitutes the code length of the error correction code, 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、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と同様にフレーム番号で管理することもできるため、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。 Here, the error correction decoding unit 52 judges whether the encoded data constituting the error correction code frame can be decoded for error correction, and if it judges that the encoded data can be decoded, it decodes it as is to generate received data, and if it judges 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 generating unit 53. Note that 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 frame number as with the transmission server 6, so 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.

また、誤り訂正復号部52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IP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を有する。 The error correction decoding unit 52 also has a function of extracting coded data related to the retransmission request from the coded IP 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 complementing the extracted data for use in the decoding process of the coded data in the error correction code frame.

そして、誤り訂正復号部52は、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の補完(送信側の符号化率変換部66におけるパンクチャ処理の逆処理に対応するビット補完、及び対数尤度比に変換する補完)を行って、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。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。 The error correction decoding unit 52 is configured to complement the encoded data in the error correction code frame acquired via the IP network 8 (bit complementation corresponding to the inverse process of the puncturing process in the encoding rate conversion unit 66 on the transmitting side, and complementation for conversion to a log-likelihood ratio), 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. 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.

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換通知パケットを生成して送信後、符号化IP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ンクチャ処理の逆処理に対応するビット補完を行い、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 IP packet to the receiving device 5. Therefore, the error correction decoding unit 52 determines whether 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 appropriately performs bit complementation corresponding to the inverse process of the puncturing process according to the coding rate, and performs complementation 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、誤り訂正復号部52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55から得られるパケット消失率情報とを含む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 and packet loss rate information obtained from the communication quality measuring unit 55, in order to request the transmission server 6 to retransmit the encoded data in the error correction code frame when the error correction decoding unit 52 determines that the encoded data cannot be decoded, and transmits the packet to the transmission server 6 via the IP network 8.

IPパケット受信部54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IPパケットを受信して、インターリーブフレームを再構築した後、送信サーバ6におけるインターリーブ処理部67の逆処理、即ちIPパケットのシーケンス番号に従う並び替え(例えばシーケンス番号を昇順に並び替え)、誤り訂正復号部52が受け入れ可能なデータ形式へ変換し、当該再送要求に係る符号化データを取得し、誤り訂正復号部52に出力する機能部である。 The IP packet receiving unit 54 is a functional unit that receives an encoded IP packet in an IP packet format that stores the retransmitted encoded data from the transmission server 6 in response to the retransmission request packet, reconstructs the interleaved frame, and then performs the reverse process of the interleaving processing unit 67 in the transmission server 6, i.e., sorting according to the sequence numbers of the IP packets (for example, sorting the sequence numbers in ascending order), converting them into a data format acceptable to the error correction decoding unit 52, obtains the encoded data related to the retransmission request, and outputs it to the error correction decoding unit 52.

通信品質計測部55は、送信サーバ6との通信に係るパケット消失率を所定期間単位で計測して更新保持するとともに、逐次、そのパケット消失率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。より具体的には、通信品質計測部55は、IPパケットのシーケンス番号から消失したパケット数をカウントすることによりIP綱のパケット消失率を計測する機能を有する。 The communication quality measurement unit 55 is a functional unit that measures and updates the packet loss rate related to communication with the transmission server 6 in units of a predetermined period, and sequentially outputs the packet loss rate information to the retransmission request packet generation unit 53. More specifically, the communication quality measurement unit 55 has a function of measuring the packet loss rate of the IP network by counting the number of packets lost from the sequence number of the IP packet.

(受信装置における受信制御フロー)
図10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. 10 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誤り訂正復号部52に出力する(ステップS21)。 First, the receiving device 5 receives and demodulates the modulated wave signal emitted 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 encoded data obtained by this demodulation process to the error correction decoding unit 52 (step S21).

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S22)。 Next, 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 S22).

ここで、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誤り訂正復号の可否を判定し(ステップS23)、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S23:No)、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。例えば、一実施例として、放送伝送路経由で伝送された符号化データの誤り訂正符号が、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るときに、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、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構成とすることができる。 Here, the error correction decoding unit 52 determines whether the encoded data obtained from the transmitting device 2 (or transmitting device 3) can be decoded for error correction (step S23), and if it is determined that the encoded data can be decoded, the data is decoded as is to generate reproducible received data (step S23: No), and the unit moves 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 if there is no bit error or if the bit error is within a correctable range, the unit decodes the data as is to generate reproducible received data. For example, in one embodiment, when the error correction code of the encoded data transmitted via the broadcast transmission path is a concatenated code in which an LDPC code is used as the inner code and a BCH code is used as the outer code, the error correction decoding unit 52 can be configured to determine that the bit errors in the encoded data obtained from the transmitting device 2 (or transmitting device 3) could not be corrected when the bit errors could not be corrected in the decoding process of the BCH code, or when the errors could be corrected in the decoding process but a predetermined number of BCH errors have occurred.

一方、誤り訂正復号部52は、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S23:Yes)。 On the other hand, if the error correction decoding unit 52 determines that it cannot decode the encoded data that constitutes the error correction code frame, it generates retransmission request information for the encoded data that constitutes the error correction code frame, and outputs this to the retransmission request packet generating unit 53 to instruct it to generate a retransmission request packet indicating a retransmission request for the encoded data (step S23: Yes).

再送要求パケット生成部53は、誤り訂正復号部52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55から得られるパケット消失率情報とを含む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S24)。 When the error correction decoding unit 52 determines that decoding is not possible, the retransmission request packet generating unit 53 generates a retransmission request packet in an IP packet format that includes the retransmission request information and the packet loss rate information obtained from the communication quality measuring unit 55 in order 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 S24).

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、再送要求情報及びパケット消失率情報を抽出し、パケット消失率情報を基に、予め定められた符号化率変換基準に従って、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、符号化率変換基準は、予め定めた図5に例示する消失訂正性能テーブルを参照して、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上となる範囲内で消失訂正可能な最高の符号化率を決定するものとし、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の符号化率によらず、IP網8経由の再送伝送に最適化した複数の符号化率のうちいずれかを再送用に用いるよう決定する点に留意する。 When the transmission server 6 receives a retransmission request packet from the receiving device 5, it extracts the retransmission request information and the packet loss rate information from the retransmission request packet, and determines whether to change the coding rate and, if so, to which coding rate according to a predetermined coding rate conversion criterion based on the packet loss rate information. As described above, the coding rate conversion criterion refers to a predetermined loss correction performance table shown in FIG. 5 as an example, and determines the highest coding rate capable of loss correction within a range equal to or higher than the coding rate of the coded data transmitted on the broadcast transmission path. Note that it determines which of a plurality of coding rates optimized for retransmission via the IP network 8 is used for retransmission, regardless of the coding rate of the error correction coding method used by the error correction coding unit 21 on the transmitting side.

そして、送信サーバ6は、その再送要求情報を基に、該当する誤り訂正符号フレームの再送要求に係る符号化データを保存部61から読み出して、適応的に符号化率変換を施した符号化IPパケットを形成し、IP網8を経て当該受信装置5に向けて送信する。 Then, based on the retransmission request information, the transmission server 6 reads out the coded data related to the retransmission request for the corresponding error correction code frame from the storage unit 61, forms a coded IP packet with adaptive coding rate conversion, and transmits it to the receiving device 5 via the IP network 8.

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IPパケットを受信して、インターリーブフレームを再構築した後、送信サーバ6におけるインターリーブ処理部67の逆処理、即ちIPパケットのシーケンス番号に従う並び替え(例えばシーケンス番号の昇順に並び替え)、誤り訂正復号部が受け入れ可能なデータ形式へ変換し、当該再送要求に係る符号化データを取得し、誤り訂正復号部52に出力する(ステップS25)。 The receiving device 5 receives an encoded IP packet in IP packet format that stores the retransmitted encoded data from the transmitting server 6 in response to the retransmission request packet, reconstructs the interleaved frame, and then performs the reverse process of the interleaving processing unit 67 in the transmitting server 6, i.e., rearranges the IP packets according to their sequence numbers (for example, rearranges them in ascending order of sequence numbers), converts them into a data format acceptable to the error correction decoding unit, obtains the encoded data related to the retransmission request, and outputs it to the error correction decoding unit 52 (step S25).

本例では、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換通知パケットを生成して送信後、符号化IPパケットを受信装置5に向けて送信する。このため、受信装置5は、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(ステップS26)。 In this example, when the transmission server 6 changes the coding rate, it generates and transmits a coding rate conversion notification packet as a notification to that effect, and then transmits the encoded IP packet to the receiving device 5. Therefore, the receiving device 5 can determine, by the error correction decoding unit 52, whether or not the coding rate of the encoded data obtained via the IP network 8 is different from that at the time of broadcast reception (step S26).

誤り訂正復号部52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異なる場合(ステップS26:Yes)、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における送信側の符号化率変換部66におけるパンクチャ処理の逆処理に対応するビット補完(パンクチャ処理で削除されていた位置への対数尤度比0を割り当てることを識別可能とする所定ビットの追加)を行う(ステップS27)。 If the coding rate of the coded data obtained via the IP network 8 is different from that at the time of broadcast reception (step S26: Yes), the error correction decoding unit 52 performs bit complementation (addition of a specified bit that makes it possible to identify that a log-likelihood ratio of 0 is assigned to the position that was deleted by the puncturing process) corresponding to the inverse process of the puncturing process performed by the coding rate conversion unit 66 on the transmitting side for the coded data in the error correction code frame obtained via the IP network 8 (step S27).

一方、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S26:No)、誤り訂正復号部52における当該ビット補完の処理は必要ない。 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 S26: No), the error correction decoding unit 52 does not need to perform bit complementation processing.

続いて、誤り訂正復号部52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対数尤度比に変換する補完を行う(ステップS28)。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、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)、仮にパケット消失が生じて非達ビットが生じているときやIP綱8でパケット消失したために受信ビットが不明である場合には、対数尤度比を0に置き換えることにより補完する。 Then, the error correction decoding unit 52 performs a complementation by converting the encoded data acquired via the IP network 8 into a log-likelihood ratio for use in the decoding process of the encoded data in the error correction code frame (step S28). 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 for the encoded data acquired via the IP network 8, the log-likelihood ratio is complemented by replacing the log-likelihood ratio with +∞ (the maximum value as the likelihood of a "0") when the bit value is 0, the log-likelihood ratio with -∞ (the maximum value as the likelihood of a "1") when the bit value is 1, and by replacing the log-likelihood ratio with 0 when a packet loss occurs and a non-delivery bit occurs or when a packet is lost in the IP network 8 and the received bit is unknown.

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S22乃至S28)、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、受信データの再生を行うとともに、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, the error correction decoding unit 52 repeatedly requests retransmission of the encoded data until it can be decoded by the error correction code decoding process within a predetermined time (steps S22 to S28), generates received data based on the decoded encoded data, and then reproduces the received data while proceeding to the demodulation and decoding process for the next encoded data in the chronological order.

尚、誤り訂正復号部52では、放送伝送路経由とIP網8経由とで符号化率が異なる場合において、符号化IPパケットにおけるパンクチャした箇所がIP網8でパケット消失したものとみなし、受信したデータを復号する。具体例として、誤り訂正復号部52は、例えば放送伝送路経由で受信した符号化データの符号化率F=2/1、IP網8で受信した符号化データの符号化率F=0.66の場合では、送信側で10472ビットをパンクチャしていることから、パンクチャ位置のパケットは伝送路で消失したとみなして対数尤度比を0とし、1/2の検査行列でLDPC復号した後、電力逆拡散、BCH復号を実施し受信データを再生する。 In addition, in the error correction decoding unit 52, when the coding rate is different between via the broadcast transmission path and via the IP network 8, the punctured portion of the coded IP packet is regarded as a packet lost in the IP network 8, and the received data is decoded. As a specific example, in the case where the coding rate F b =2/1 of the coded data received via the broadcast transmission path and the coding rate F i =0.66 of the coded data received via the IP network 8, since 10472 bits are punctured on the transmitting side, the error correction decoding unit 52 regards the packet at the punctured position as having been lost in the transmission path, sets the logarithmic likelihood ratio to 0, performs LDPC decoding with a 1/2 parity check matrix, and then performs power despreading and BCH decoding to regenerate the 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IP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 IP packet is configured to be retransmitted in response to that 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, and by repeatedly requesting retransmission until the received data can be restored within a specified time, it can be output in a reproducible manner.

(消失訂正性能テーブルの変形例)
上述した例では、送信サーバ6における符号化率決定部64は、受信装置5からパケット消失率情報を取得する例としているが、パケット消失率情報の他、通信回線の遅延情報を含む通信品質情報を取得するとしてもよい。即ち、受信装置5における通信品質計測部55は、パケット消失率情報の他、通信回線の遅延情報を計測する形態とすることができる。
(Modification of Erasure Correction Performance Table)
In the above example, the coding rate determination unit 64 in the transmission server 6 acquires packet loss rate information from the receiving device 5, but it may acquire communication quality information including delay information of communication line in addition to packet loss rate information. That is, the communication quality measurement unit 55 in the receiving device 5 can be configured to measure delay information of communication line in addition to packet loss rate information.

パケット消失率情報は、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IPパケットの受信ができなかった場合にパケット消失が生じたとみなし、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消失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 specified period of time, assuming that a packet loss has occurred when a corresponding encoded IP packet cannot be received from the transmission server 6 even after a specified time has elapsed since the transmission time of the retransmission request packet.

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IP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 from 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 IP packet retransmitted from the transmission server 6 in response to the retransmission.

そこで、パケット消失率情報に通信回線の遅延情報を加えて計算機シミュレーションを行って符号化率変換基準を定め、図5に例示したものと同様に消失訂正性能テーブルとして作成し消失訂正性能テーブル格納部65に保持して、符号化率決定部64が当該消失訂正性能テーブルを参照できるようにすればよい。 Therefore, a coding rate conversion standard is determined by performing a computer simulation by adding communication line delay information to the packet loss rate information, and then creating an erasure correction performance table similar to the example shown in FIG. 5 and storing it in the erasure correction performance table storage unit 65, so that the coding rate determination unit 64 can refer to the erasure correction performance table.

以上より、本実施形態における伝送システム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。また、本実施形態における伝送システム1によれば、誤り訂正符号と再送要求を同時に行う構成とすることで、再送要求回数を削減可能となる。また、IP網の通信品質に応じて誤り訂正符号化率を変更することで、伝送効率の向上が可能となる。また、本実施形態における伝送システム1によれば、符号化率を変更する際に、送信側で誤り訂正符号の性能を可能な限り落とすことがないようにパンクチャし、受信側ではパンクチャしたIPパケットについて、IP網でパケット消失したとみなし復号することで、新たにLDPC符号化テーブルを用意することなく、衛星放送路と同じ符号化率の検査行列を用いて簡易に復号できるようになる。 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 side to the transmitting side via the IP network, and the transmitting side is enabled to retransmit the data, so that the receiving side can supplement the data. Also, according to the transmission system 1 of the present embodiment, the number of retransmission requests can be reduced by configuring the system to simultaneously perform error correction coding and retransmission requests. Also, by changing the error correction coding rate according to the communication quality of the IP network, it is possible to improve the transmission efficiency. Also, according to the transmission system 1 of the present embodiment, when changing the coding rate, the transmitting side punctures the data so as not to degrade the performance of the error correction code as much as possible, and the receiving side decodes the punctured IP packets by assuming that the packets have been lost in the IP network, so that it is possible to easily decode the data using a check matrix with the same coding rate as the satellite broadcast channel without preparing a new LDPC coding table.

特に、本実施形態における伝送システム1によれば、IP綱の通信品質に応じて、放送伝送路で用いる符号化率に限定することなく、IP網の特性に合わせた複数の符号化率のうちいずれかを用いて、再送データの符号化率を決定することが可能となる。また、本実施形態における伝送システム1によれば、IP網のパケット消失率が小さい場合は、パンクチャにより容易に符号化率を高めることができ、IP網への冗長なパリティを伝送せず、伝送効率を向上させることが可能となる。 In particular, according to the transmission system 1 of this embodiment, it is possible to determine the coding rate of the retransmission data using one of a number of coding rates that are suited to the characteristics of the IP network, without being limited to the coding rate used in the broadcast transmission path, depending on the communication quality of the IP network. Furthermore, according to the transmission system 1 of this embodiment, when the packet loss rate of the IP network is small, the coding rate can be easily increased by puncturing, and it is possible to improve transmission efficiency without transmitting redundant parity to the IP network.

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 通信品質計測部
61 保存部
62 IPパケット生成部
63 再送要求処理部
64 符号化率決定部
65 消失訂正性能テーブル格納部
66 符号化率変換部
67 インターリーブ処理部
LIST OF SYMBOLS 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 Broadcast 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 Communication quality measurement unit 61 Storage unit 62 IP packet generation unit 63 Retransmission request processing unit 64 Coding rate determination unit 65 Erasure correction performance table storage unit 66 Coding rate conversion unit 67 Interleaving processing unit

Claims (10)

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網を経て、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いと判定したときに生成される再送要求パケットを受信し、当該再送要求パケットに格納される前記受信装置で計測したパケット消失率情報と、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、前記再送要求情報を基に前記保存部から対応する符号化データの読み出しを制御する再送要求処理部と、
前記保存部から読み出した符号化データをIPパケット化するIPパケット生成部と、
前記パケット消失率情報を基に、符号化率変換基準として予め定められた消失訂正性能テーブルを参照して、放送伝送路で伝送した符号化データの符号化率以上となる範囲内で消失訂正可能な最高の符号化率を決定する符号化率決定部と、
当該IPパケット化した符号化データについて、前記符号化率決定部により決定した符号化率となるように、符号化率を変換する場合には当該符号化データのパリティのみを間引くパンクチャ処理により符号化率を変換し、符号化率を変換しない場合には当該符号化データの符号化率をそのまま変換しないものとして、適応的にパンクチャ処理により符号化率を変換した符号化IPパケットを外部出力可能に形成する符号化率変換部と、
を備え、
前記符号化IPパケットとして再送する符号化データについて、当該パンクチャ処理によって符号化率を向上可能とし、且つ前記受信装置にて放送伝送路経由で伝送した符号化データと同じ誤り訂正符号形式で復号可能としたことを特徴とする送信サーバ。
A transmission server that stores a predetermined amount of coded data for a predetermined period of time from a transmission device that digitally modulates coded data using an error correction code related to digital broadcasting and transmits the digitally modulated coded data to a reception device via a broadcast transmission path, and enables the data to be transmitted to the reception 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 a retransmission request packet generated when it is determined in the receiving device that a bit error in the encoded data cannot be corrected using the error correction code via an IP network, extracts packet loss rate information measured by the receiving device and retransmission request information indicating encoded data of an error correction code frame related to the retransmission request, which are stored in the retransmission request packet, and controls reading of the corresponding encoded data from the storage unit based on the retransmission request information;
an IP packet generator for converting the encoded data read from the storage unit into an IP packet;
A coding rate determination unit, which refers to a predetermined erasure correction performance table as a coding rate conversion standard based on the packet erasure rate information, and determines the highest coding rate that can be erased and corrected within the range that is equal to or higher than the coding rate of the coded data transmitted through the broadcast transmission line;
a coding rate conversion unit which converts the coding rate of the IP packetized coded data by a puncturing process that thins out only the parity of the coded data when the coding rate is to be converted so that the coding rate becomes the coding rate determined by the coding rate determination unit, and which forms a coded IP packet whose coding rate has been adaptively converted by a puncturing process so as to be output to an external device, while leaving the coding rate of the coded data unchanged when the coding rate is not to be converted;
Equipped with
A transmission server characterized in that the coding rate of the coded data to be retransmitted as the coded IP packet can be improved by the puncturing process, and the coded data can be decoded by the receiving device in the same error correction code format as the coded data transmitted via the broadcast transmission path.
前記符号化率決定部は、放送伝送路経由の符号化データの伝送に用いる符号化率によらず、前記消失訂正性能テーブルにてIP網経由の再送伝送用に予め定められた複数の符号化率のうちいずれかを用いるよう決定することを特徴とする、請求項1に記載の送信サーバ。 The transmission server according to claim 1, characterized in that the coding rate determination unit determines to use one of a plurality of coding rates predetermined in the erasure correction performance table for retransmission via an IP network, regardless of the coding rate used for transmission of coded data via a broadcast transmission path. 前記符号化率変換部は、パンクチャ処理前のビット数とパンクチャ処理で削除するビット数との比に基づく等間隔間引き法を用いて、パリティ領域におけるパンクチャ処理前のパケット数をパンクチャ処理で削除するパケット数で除算して得られる平均パンクチャ間隔の値の整数倍の小数点以下を切り捨てて整数化した値の位置のパリティ領域の箇所を削除することにより、符号化率を変換することを特徴とする、請求項1又は2に記載の送信サーバ。 The transmission server according to claim 1 or 2, characterized in that the coding rate conversion unit converts the coding rate by deleting the parity area at the position of the value obtained by dividing the number of packets before puncturing in the parity area by the number of packets to be deleted by puncturing, by using an equal interval thinning method based on the ratio between the number of bits before puncturing and the number of bits to be deleted by puncturing, and rounding down the decimal points of an integer multiple of the value of the average puncturing interval obtained by dividing the number of packets before puncturing in the parity area by the number of packets to be deleted by puncturing, to obtain an integer. 前記消失訂正性能テーブルには、少なくとも符号化率1/2、0.56、0.61、0.66、0.73、0.76、0.8、0.85、0.95に対し、44.4%、38.1%、34.0%、28.5%、22.3%、18.6%、15.2%、11.3%、2.16%の消失訂正可能な最高の符号化率を示す所要パケット消失率が示されており、
前記符号化率変換部は、前記パンクチャ処理によって、放送伝送路経由で伝送するISDB-S3準拠LDPC符号の符号化データの符号化率1/2を0.56、0.61、0.66、0.73、0.76、0.8、0.85、0.95のうちいずれかの符号化率に変換可能とする機能を有することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の送信サーバ。
The erasure correction performance table shows required packet erasure rates indicating the highest erasure correctable coding rates of 44.4%, 38.1%, 34.0%, 28.5%, 22.3%, 18.6%, 15.2%, 11.3%, and 2.16% for at least coding rates of 1/2, 0.56, 0.61, 0.66, 0.73, 0.76, 0.8, 0.85, and 0.95,
The transmission server according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the coding rate conversion unit has a function of converting a coding rate of 1/2 of coded data of an ISDB-S3 compliant LDPC code transmitted via a broadcast transmission path into any one of coding rates of 0.56, 0.61, 0.66, 0.73, 0.76, 0.8, 0.85, and 0.95 by the puncturing process.
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して得られるペイロードに、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ヘッダとを少なくとも付加し、所定数のIPパケットを生成するように構成され、
前記符号化率変換部により形成した所定数の符号化IPパケットについて、予め定めたインターリーブ基準に従ってインターリーブ処理を施すインターリーブ処理部を更に有することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の送信サーバ。
the IP packet generation unit is configured to generate a predetermined number of IP packets by forming an interleaved frame using the plurality of error correction code frames, and adding at least a sequence number specifying which bit in each error correction code frame is represented and an IP header which is a header of an encoded data packet to a payload obtained by traversing each error correction code frame,
The transmission server according to any one of claims 1 to 4, further comprising an interleaving processing unit that performs interleaving processing on a predetermined number of coded IP packets formed by the coding rate conversion unit in accordance with a predetermined interleaving criterion.
デジタル放送に係る送信装置であって、
請求項1から5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 5 therein.
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いと判定し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、及びIP綱のパケット消失率を示すパケット消失率情報を含む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5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IP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するIPパケット受信部と、
前記IPパケット受信部で受信した当該再送要求パケットをもとに、少なくともIP綱のパケット消失率を計測する通信品質計測部と、を備え、
前記誤り訂正復号部は、当該再送要求に応じて再送された符号化データを当該復号処理に用い、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 generating unit that generates a retransmission request packet in an IP packet format, the retransmission request packet including retransmission request information indicating coded data of an error correcting code frame related to a retransmission request for requesting retransmission of the corresponding coded data when it is determined that bit errors in the coded data cannot be corrected using the error correcting code, and packet loss rate information indicating a packet loss rate of an IP network, and transmits the retransmission request packet to a transmission server according to any one of claims 1 to 5;
an IP packet receiving unit that receives an encoded IP 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 measurement unit that measures at least a packet loss rate of an IP network based on the retransmission request packet received by the IP packet receiving unit,
The receiving device is characterized in that the error correction decoding unit uses the encoded data retransmitted in response to the retransmission request in the decoding process, and repeatedly requests retransmission of the corresponding encoded data until the encoded data can be decoded by the decoding process within a specified time.
前記通信品質計測部は、IPパケットのシーケンス番号から消失したパケット数をカウントすることによりIP綱のパケット消失率を計測する機能を有することを特徴とする、請求項7に記載の受信装置。 The receiving device according to claim 7, characterized in that the communication quality measurement unit has a function of measuring the packet loss rate of the IP network by counting the number of packets lost from the sequence numbers of the IP packets. 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、前記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、請求項7又は8に記載の受信装置。
The error correction code is a concatenated code in which an LDPC code is concatenated as an inner code and a BCH code is concatenated as an outer code,
The receiving device according to claim 7 or 8, characterized in that the error correction decoding unit determines that bit errors in the encoded data obtained from the transmitting device could not be corrected when the decoding process of the BCH code could not completely correct bit errors, or when errors could be corrected in the decoding but a predetermined number of BCH errors have been detected.
コンピュータを、請求項1から5のいずれか一項に記載の送信サーバとして機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as a transmission server according to any one of claims 1 to 5.
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