(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトランスポートストリームに対して伝送路のタイムスロットを固定的に割り当て、前記トランスポートストリームを時分割多重し、１個以上の多重フレームからなるスーパーフレームを生成して前記伝送路へ出力する多重化装置において、
前記複数のトランスポートストリームの速度に基づいて、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの数を決定し、前記多重フレームのデータスロットに前記複数のトランスポートストリームを格納する際の、それぞれのトランスポートストリームに割り当てるスロットの数及び位置が規定されたスロット割り当て情報を生成するスロット割り当て部と、
前記スロット割り当て情報に基づいて、前記トランスポートストリームの速度を変換する速度変換部と、
前記スロット割り当て情報を含む多重フレームヘッダを生成するヘッダ生成部と、
前記スロット割り当て情報に基づいて、前記速度変換されたトランスポートストリームを前記多重フレームのデータスロットに格納して多重化し、前記多重フレームヘッダを前記多重フレームのヘッダスロットに格納し、前記多重フレーム数分の多重フレームからなるスーパーフレームを生成する多重化部と、
を備えたことを特徴とする多重化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の多重化装置において、
前記速度変換部は、前記トランスポートストリームにヌルパケットを挿入して速度を変換し、
前記スロット割り当て部は、前記多重化に伴ってトランスポートストリームが欠落しないように、かつ、前記速度変換時に挿入されるヌルパケットが最小になるように、前記多重フレーム数を決定し、前記スロット割り当て情報を生成する、ことを特徴とする多重化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の多重化装置において、
前記トランスポートストリームの数をＪ（Ｊは整数）とし、前記多重フレーム数の最大値をＩ（Ｉは整数）とし、Ａ及びＢをパラメータとし（Ａは正の整数、ＢはＩ未満の正の整数）、１／Ｉスロット単位にスロットを割り当てるように前記トランスポートストリームが速度変換される場合に、
前記スロット割り当て部は、
前記多重化に伴ってトランスポートストリームが欠落しないように、かつ、前記速度変換時に挿入されるヌルパケットが最小になるように、Ｊ個のトランスポートストリームに割り当てるスロット数Ａ１＋Ｂ１／Ｉ〜ＡＪ＋ＢＪ／Ｉをそれぞれ決定し、
Ｂ１＝・・・＝ＢＪ＝０の場合（１）、前記多重フレーム数を１に決定し、０でないＢｊ（ｊはＪ以下の正の整数）が存在し、全ての０でないＢｊに対してＩ／Ｂｊが整数の場合（２）、前記多重フレーム数をＬＣＭ｛Ｉ／Ｂｊ｝（ＬＣＭ｛｝は最小公倍数を表す）に決定し、前記（１）及び（２）のいずれの条件も満たさない場合、前記多重フレーム数をＩに決定する、ことを特徴とする多重化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の多重化装置において、
前記スロット割り当て部は、前記（１）及び（２）のいずれの条件も満たさない場合、前記多重フレーム数をＩに決定する代わりに、前記（１）または（２）の条件を満たすようにＡ及びＢを新たに決定し、前記多重フレーム数をＬＣＭ｛Ｉ／Ｂｊ｝に決定する、ことを特徴とする多重化装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の多重化装置において、
前記ヘッダ生成部は、前記スロット割り当て情報に基づいて、スーパーフレームを構成する多重フレームの相対的な位置を示す位置情報を生成し、前記スロット割り当て情報及び前記位置情報を含む多重フレームヘッダを生成する、ことを特徴とする多重化装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の多重化装置において、
前記ヘッダ生成部は、前記スロット割り当て情報に基づいて、スロット割り当て情報が変化したか否かを示す更新情報を生成し、前記スロット割り当て情報及び前記更新情報を含む多重フレームヘッダを生成する、ことを特徴とする多重化装置。
【請求項７】
請求項５に記載の多重化装置により出力されたスーパーフレームを入力し、前記スーパーフレームを構成する多重フレームから所定のトランスポートストリームを分離する分離装置であって、
前記スーパーフレームを構成する多重フレームの同期を確立し、前記スーパーフレームの同期を確立し、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから、前記多重フレームの相対的な位置を示す位置情報を取得し、前記位置情報に基づいて、多重フレーム数を求める同期確立部と、
前記スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから、前記多重フレーム数分のスロット割り当て情報を取得するスロット割り当て情報取得部と、
前記スロット割り当て情報に基づいて、前記スーパーフレームを構成する多重フレームから所定のトランスポートストリームを分離する分離部と、
を備えたことを特徴とする分離装置。
【請求項８】
請求項６に記載の多重化装置により出力されたスーパーフレームを入力し、前記スーパーフレームを構成する多重フレームから所定のトランスポートストリームを分離する分離装置であって、
前記スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから、前記スロット割り当て情報が変化したか否かを示す更新情報を取得し、前記更新情報からスロット割り当て情報が変化していると判定した場合、前記多重フレームの同期及び前記スーパーフレームの同期を確立し、前記更新情報からスロット割り当て情報が変化していないと判定した場合、前記多重フレームの同期のみを確立する同期確立部と、
前記多重フレームの同期及び前記スーパーフレームの同期が確立された場合、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから、前記多重フレーム数分のスロット割り当て情報を取得して出力し、前記多重フレームの同期のみが確立された場合、既に取得しているスロット割り当て情報を出力するスロット割り当て情報取得部と、
前記スロット割り当て情報取得部により出力されたスロット割り当て情報に基づいて、前記スーパーフレームを構成する多重フレームから所定のトランスポートストリームを分離する分離部と、
を備えたことを特徴とする分離装置。
【請求項９】
複数のトランスポートストリームに対して伝送路のタイムスロットを固定的に割り当て、前記トランスポートストリームを時分割多重し、１個以上の多重フレームからなるスーパーフレームを生成して前記伝送路へ出力する多重化方法において、
前記複数のトランスポートストリームの速度に基づいて、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの数を決定するステップと、
前記多重フレームのデータスロットに前記複数のトランスポートストリームを格納する際の、それぞれのトランスポートストリームに割り当てるスロットの数及び位置が規定されたスロット割り当て情報を生成するステップと、
前記スロット割り当て情報に基づいて、前記トランスポートストリームの速度を変換するステップと、
前記スロット割り当て情報を含む多重フレームヘッダを生成するステップと、
前記スロット割り当て情報に基づいて、前記速度変換したトランスポートストリームを前記多重フレームのデータスロットに格納して多重化し、前記多重フレームヘッダを前記多重フレームのヘッダスロットに格納し、前記多重フレーム数分の多重フレームからなるスーパーフレームを生成するステップと、
前記スーパーフレームを出力するステップと、
を有することを特徴とする多重化方法。
【請求項１０】
請求項９の多重化方法により、複数のトランスポートストリームが多重化されてデータスロットに格納され、それぞれのトランスポートストリームに割り当てたスロットの数及び位置が規定されたスロット割り当て情報、及び多重フレームにより構成されたスーパーフレーム内の前記多重フレームの相対的な位置を示す位置情報を含む多重フレームヘッダがヘッダスロットに格納され、前記データスロット及びヘッダスロットを有する多重フレームにより構成されたスーパーフレームを入力し、前記多重フレームから所定のトランスポートストリームを分離する分離方法であって、
前記スーパーフレームを構成する多重フレームの同期を確立するステップと、
前記スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから位置情報を取得し、前記位置情報に基づいて、前記スーパーフレームの同期を確立し、多重フレーム数を求めるステップと、
前記スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから、前記多重フレーム数分のスロット割り当て情報を取得するステップと、
前記スロット割り当て情報に基づいて、前記スーパーフレームを構成する多重フレームから所定のトランスポートストリームを分離するステップと、
を有することを特徴とする分離方法。
【請求項１１】
コンピュータを、請求項１から６までのいずれか一項に記載の多重化装置として機能させるための多重化プログラム。
【請求項１２】
コンピュータを、請求項７または８に記載の分離装置として機能させるための分離プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のトランスポートストリーム（ＴＳ）を多重化する際に、トランスポートストリームの独立性を保った状態で、パケット単位に時分割多重する技術、及び、パケット単位に時分割多重されたトランスポートストリームを分離する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のＭＰＥＧ−２  ＴＳ（ＩＳＯ／ＩＥＣ（International Organization for standardization：国際標準化機構／International Electrotechnical Commission：国際電気標準会議)１３８１８−１に規定されるトランスポートストリーム)を、独立性を保った状態で、単一のＴＳを想定した伝送路へ伝送させる方式が提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１を参照）。
【０００３】
この伝送方式は、多重化装置において、ＴＳパケット（同期バイト（０ｘ４７）で始まる固定長（１８８バイト）のパケット、または、これに固定長のパリティバイトを追加したパケット）列にヘッダを付加して周期的なフレームを生成し、フレームのスロットに収容される各ＴＳパケットについてのスロット位置の情報（以下、スロット割り当て情報という。）を利用することにより、ＴＳパケット列を多重化するものである。また、分離装置において、多重化されたＴＳパケット列のフレームを受信し、スロット割り当て情報を利用することにより、ＴＳパケット列を分離する。スロット割り当て情報及び必要な同期情報は、ＴＳパケット形式のヘッダ内に格納して伝送される。以下、ＴＳパケット形式のヘッダ及びＴＳパケットからなるフレームを多重フレームという。
【０００４】
多重フレームを用いて伝送するデータは、主にＴＳを対象とするが、ＴＳと同様の同期バイトで始まる固定長パケット列のデータであれば、ＴＳと同様に伝送可能である。そこで、「ＭＰＥＧ−２  ＴＳ」と「ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−１には準拠しないがＴＳと同様に同期バイト（０ｘ４７）で始まる固定長パケット列のデータ」とを区別しないで、どちらもＴＳと表記して説明する。
【０００５】
前述の伝送方式に適用される、各ＴＳに対するスロット割り当て手法には、各ＴＳが割り当てられるスロット数及びスロット位置を多重フレーム毎に固定とした静的割り当て法（fixed pre-assignment）、及び、各ＴＳが割り当てられるスロット数及びスロット位置を必要に応じて変化させる動的割り当て法（demand assignment）が知られている（例えば、非特許文献２を参照）。
【０００６】
（動的割り当て法）
動的割り当て法を実行する場合、多重化装置は、例えば、各ＴＳを一旦バッファに蓄積し、バッファ残量の多いＴＳからスロットを割り当てる等、予め設定された規則に従って各ＴＳにスロットを割り当て、ＴＳを多重化する。動的割り当て法によれば、後述する静的割り当て法にて必要となるＴＳの速度変換が不要になり、伝送効率の低下を抑えることができる。
【０００７】
（静的割り当て法）
静的割り当て法を実行する場合、多重化装置は、ＴＳに対してヌルパケットを挿入すると共に、ＴＳ内のＰＣＲ（プログラムクロックリファレンス）の値を書き換えることにより、ＴＳの元の速度を、割り当てるスロット数によって決まる速度に変換する（例えば、非特許文献３を参照）。また、ＴＳが「ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−１には準拠しないがＴＳと同様に同期バイト（０ｘ４７）で始まる固定長パケット列のデータ」である場合、同期バイトと適当なスタッフデータからなるパケットを挿入することにより、速度を変換する。以下、ヌルパケットと「同期バイトと適当なスタッフデータからなるパケット」とを区別しないで、ヌルパケットと表記する。速度変換時には、変換後のＴＳの速度が元の速度よりも高くなるように、整数個の割り当てるスロット数が決定される。これは、ＴＳパケットがスロットを割り当てられないで破棄されることのないようにするためである。
【０００８】
静的割り当て法によれば、多重フレーム内のＴＳパケットが格納される全スロット数をＮｄ、ヘッダが格納される全スロット数をＮｈ、あるＴＳに割り当てるスロット数をｎとすると、ＴＳの速度は、多重フレームのヘッダを含む全データの伝送速度のｎ/（Ｎｄ＋Ｎｈ）倍で表される。このため、多重フレームを受信する分離装置は、ＴＳのクロックを再生する際に、ＰＬＬ等を用いてクロック再生を容易に行うことができる。
【０００９】
また、静的割り当て法によれば、多重フレーム毎に各ＴＳのスロット数及びスロット位置が固定されているため、多重フレーム内における各ＴＳの位置を示すスロット割り当て情報は変化しない。このため、仮に、伝送中に雑音等の影響を受けて、ある多重フレームヘッダ内のスロット割り当て情報に誤りが発生したとしても、多重フレームを受信する分離装置は、ＣＲＣ等の誤り検出手段を備えることにより、誤りのあるスロット割り当て情報を破棄することができる。そして、その前に受信した正しいスロット割り当て情報を使用することにより、ＴＳの分離を正しく行うことができる。
【００１０】
（スーパーフレームによる伝送）
ところで、多重フレーム毎に繰り返し伝送を行う伝送方式とは別に、予め設定された数の多重フレームによりスーパーフレームを構成し、スーパーフレーム毎に繰り返し伝送する伝送方式が知られている（例えば、非特許文献４を参照）。この伝送方式では、各ＴＳに対して割り当てたスロット数及びスロット位置は、多重フレーム間で同一でないが、スーパーフレーム間では同一であり固定されている。スーパーフレームを受信する分離装置は、多重フレームの同期を確立し、スーパーフレームの同期を確立した後、スーパーフレーム内の各多重フレームヘッダからスロット割り当て情報を取得し、各ＴＳに割り当てられたスロット数及びスロット位置を特定し、ＴＳの分離を行う。
【００１１】
スーパーフレームの伝送方式によれば、スーパーフレームを構成する多重フレームの数をＭとすると、ＴＳパケットが格納される全スロット（Ｎｄ×Ｍスロット）のうちのＬスロットを割り当てるＴＳの速度が、スーパーフレームの伝送速度のＬ／｛（Ｎｄ＋Ｎｈ）×Ｍ｝倍となるため、変換後の速度をより細かく設定することができる。したがって、各ＴＳに対して挿入するヌルパケットの量がより少なくなるように速度変換することが可能となり、伝送効率の低下を抑えることができる。
【００１２】
また、スーパーフレームの伝送方式によれば、スーパーフレーム毎に各ＴＳのスロット数及びスロット位置が固定されているため、スーパーフレームを構成するＭ個の多重フレームのスロット割り当て情報は変化しない。このため、仮に、伝送中に雑音等の影響を受けて、Ｍ個のうち１個以上のスロット割り当て情報に誤りが発生したとしても、スーパーフレームを受信する分離装置は、ＣＲＣ等の誤り検出手段を備えることにより、誤りのあるスロット割り当て情報を破棄することができる。そして、その前に受信した正しいスロット割り当て情報を使用することにより、ＴＳの分離を正しく行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第３０５１７２９号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃ．Ｊ．８３、ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃ．Ｊ．１８３
【非特許文献２】“ＴＤＭＡ通信”、社団法人電子情報通信学会、ｐ１４０、１９８９
【非特許文献３】日本ＣＡＴＶ技術協会（ＪＣＴＥＡ）標準規格ＳＴＤ−００２
【非特許文献４】“フレーム構造を用いた同期多重によるデジタル放送のベースバンド一括再送信システム”、 映像情報メディア学会技術報告、ＢＣＴ２００６−１５９、ｐｐ．３１−３６ 、Ｎｏｖ．２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように、動的割り当て法、静的割り当て法及びスーパーフレームによる伝送方式には様々な利点がある。しかしながら、動的割り当て法を実行した場合には、多重フレームを用いたときのヘッダを含む全データの伝送速度と、伝送される各ＴＳの速度とが有理数比の関係にならない場合があるため、多重フレームを受信する分離装置において、ＴＳのクロックを再生するクロック再生回路が複雑になるという問題があった。
【００１６】
また、多重フレーム毎に各ＴＳのスロット数及びスロット位置が変化するため、スロット割り当て情報が多重フレーム毎に異なってしまう。このため、多重フレームを受信する分離装置では、静的割り当て法の場合と異なり、全てのスロット割り当て情報を正しく受信する必要がある。分離装置は、伝送中に雑音等の影響を受けた多重フレームを受信し、その多重フレーム内のスロット割り当て情報が誤っていたときに、その多重フレームについてＴＳの分離を正しく行うことができないという問題があった。
【００１７】
これに対し、静的割り当て法を実行した場合には、各ＴＳが割り当てられるスロット数及びスロット位置が多重フレーム毎に固定であるから、ＴＳの速度に柔軟に対応することができないという問題があった。また、ＴＳに対してヌルパケットを挿入し速度変換を行うため、伝送効率が低下するという問題があった。
【００１８】
スーパーフレームによる伝送方式では、スーパーフレームを構成する多重フレームの数が予め設定されている。このため、スーパーフレームを受信する分離装置は、各ＴＳの速度及び多重化されるＴＳの数にかかわらず、スーパーフレームの同期を確立するまで一定の時間を必要とする。この同期確立までの時間が長いと、分離装置を起動してからサービスが開始されるまでの待ち時間（例えば、チャンネル配置が変わったり、チャンネルが増えたりしたときの待ち時間）が長くなり、サービスの提供を受けるユーザにとってストレスとなる。
【００１９】
そこで、本発明は、以上の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のＴＳに対して伝送路のタイムスロットを固定的に割り当て、時分割多重し、多重フレーム及びスーパーフレームを構成して伝送するシステムにおいて、伝送効率の低下を抑え、スーパーフレームの同期確立に要する時間を短縮可能な多重化装置及び多重化方法、分離装置及び分離方法、並びにプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数のトランスポートストリームに対して伝送路のタイムスロットを固定的に割り当て、前記トランスポートストリームを時分割多重し、１個以上の多重フレームからなるスーパーフレームを生成して前記伝送路へ出力する多重化装置において、前記複数のトランスポートストリームの速度に基づいて、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの数を決定し、前記多重フレームのデータスロットに前記複数のトランスポートストリームを格納する際の、それぞれのトランスポートストリームに割り当てるスロットの数及び位置が規定されたスロット割り当て情報を生成するスロット割り当て部と、前記スロット割り当て情報に基づいて、前記トランスポートストリームの速度を変換する速度変換部と、前記スロット割り当て情報を含む多重フレームヘッダを生成するヘッダ生成部と、前記スロット割り当て情報に基づいて、前記速度変換されたトランスポートストリームを前記多重フレームのデータスロットに格納して多重化し、前記多重フレームヘッダを前記多重フレームのヘッダスロットに格納し、前記多重フレーム数分の多重フレームからなるスーパーフレームを生成する多重化部と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の多重化装置において、前記速度変換部が、前記トランスポートストリームにヌルパケットを挿入して速度を変換し、前記スロット割り当て部が、前記多重化に伴ってトランスポートストリームが欠落しないように、かつ、前記速度変換時に挿入されるヌルパケットが最小になるように、前記多重フレーム数を決定し、前記スロット割り当て情報を生成する、ことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の多重化装置において、前記トランスポートストリームの数をＪ（Ｊは整数）とし、前記多重フレーム数の最大値をＩ（Ｉは整数）とし、Ａ及びＢをパラメータとし（Ａは正の整数、ＢはＩ未満の正の整数）、１／Ｉスロット単位にスロットを割り当てるように前記トランスポートストリームが速度変換される場合に、前記スロット割り当て部が、前記多重化に伴ってトランスポートストリームが欠落しないように、かつ、前記速度変換時に挿入されるヌルパケットが最小になるように、Ｊ個のトランスポートストリームに割り当てるスロット数Ａ１＋Ｂ１／Ｉ〜ＡＪ＋ＢＪ／Ｉをそれぞれ決定し、Ｂ１＝・・・＝ＢＪ＝０の場合（１）、前記多重フレーム数を１に決定し、０でないＢｊ（ｊはＪ以下の正の整数）が存在し、全ての０でないＢｊに対してＩ／Ｂｊが整数の場合（２）、前記多重フレーム数をＬＣＭ｛Ｉ／Ｂｊ｝（ＬＣＭ｛｝は最小公倍数を表す）に決定し、前記（１）及び（２）のいずれの条件も満たさない場合、前記多重フレーム数をＩに決定する、ことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の多重化装置において、前記スロット割り当て部が、前記（１）及び（２）のいずれの条件も満たさない場合、前記多重フレーム数をＩに決定する代わりに、前記（１）または（２）の条件を満たすようにＡ及びＢを新たに決定し、前記多重フレーム数をＬＣＭ｛Ｉ／Ｂｊ｝に決定する、ことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項５の発明は、請求項１から４までのいずれか一項に記載の多重化装置において、前記ヘッダ生成部が、前記スロット割り当て情報に基づいて、スーパーフレームを構成する多重フレームの相対的な位置を示す位置情報を生成し、前記スロット割り当て情報及び前記位置情報を含む多重フレームヘッダを生成する、ことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項６の発明は、請求項１から５までのいずれか一項に記載の多重化装置において、前記ヘッダ生成部が、前記スロット割り当て情報に基づいて、スロット割り当て情報が変化したか否かを示す更新情報を生成し、前記スロット割り当て情報及び前記更新情報を含む多重フレームヘッダを生成する、ことを特徴とする。
【００２６】
さらに、請求項７の発明は、請求項５に記載の多重化装置により出力されたスーパーフレームを入力し、前記スーパーフレームを構成する多重フレームから所定のトランスポートストリームを分離する分離装置であって、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの同期を確立し、前記スーパーフレームの同期を確立し、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから、前記多重フレームの相対的な位置を示す位置情報を取得し、前記位置情報に基づいて、多重フレーム数を求める同期確立部と、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから、前記多重フレーム数分のスロット割り当て情報を取得するスロット割り当て情報取得部と、前記スロット割り当て情報に基づいて、前記スーパーフレームを構成する多重フレームから所定のトランスポートストリームを分離する分離部と、を備えたことを特徴とする。
【００２７】
また、請求項８の発明は、請求項６に記載の多重化装置により出力されたスーパーフレームを入力し、前記スーパーフレームを構成する多重フレームから所定のトランスポートストリームを分離する分離装置であって、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから、前記スロット割り当て情報が変化したか否かを示す更新情報を取得し、前記更新情報からスロット割り当て情報が変化していると判定した場合、前記多重フレームの同期及び前記スーパーフレームの同期を確立し、前記更新情報からスロット割り当て情報が変化していないと判定した場合、前記多重フレームの同期のみを確立する同期確立部と、前記多重フレームの同期及び前記スーパーフレームの同期が確立された場合、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから、前記多重フレーム数分のスロット割り当て情報を取得して出力し、前記多重フレームの同期のみが確立された場合、既に取得しているスロット割り当て情報を出力するスロット割り当て情報取得部と、前記スロット割り当て情報取得部により出力されたスロット割り当て情報に基づいて、前記スーパーフレームを構成する多重フレームから所定のトランスポートストリームを分離する分離部と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
さらに、請求項９の発明は、複数のトランスポートストリームに対して伝送路のタイムスロットを固定的に割り当て、前記トランスポートストリームを時分割多重し、１個以上の多重フレームからなるスーパーフレームを生成して前記伝送路へ出力する多重化方法において、前記複数のトランスポートストリームの速度に基づいて、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの数を決定するステップと、前記多重フレームのデータスロットに前記複数のトランスポートストリームを格納する際の、それぞれのトランスポートストリームに割り当てるスロットの数及び位置が規定されたスロット割り当て情報を生成するステップと、前記スロット割り当て情報に基づいて、前記トランスポートストリームの速度を変換するステップと、前記スロット割り当て情報を含む多重フレームヘッダを生成するステップと、前記スロット割り当て情報に基づいて、前記速度変換したトランスポートストリームを前記多重フレームのデータスロットに格納して多重化し、前記多重フレームヘッダを前記多重フレームのヘッダスロットに格納し、前記多重フレーム数分の多重フレームからなるスーパーフレームを生成するステップと、前記スーパーフレームを出力するステップと、を有することを特徴とする。
【００２９】
さらに、請求項１０の発明は、請求項９の多重化方法により、複数のトランスポートストリームが多重化されてデータスロットに格納され、それぞれのトランスポートストリームに割り当てたスロットの数及び位置が規定されたスロット割り当て情報、及び多重フレームにより構成されたスーパーフレーム内の前記多重フレームの相対的な位置を示す位置情報を含む多重フレームヘッダがヘッダスロットに格納され、前記データスロット及びヘッダスロットを有する多重フレームにより構成されたスーパーフレームを入力し、前記多重フレームから所定のトランスポートストリームを分離する分離方法であって、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの同期を確立するステップと、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから位置情報を取得し、前記位置情報に基づいて、前記スーパーフレームの同期を確立し、多重フレーム数を求めるステップと、前記スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから、前記多重フレーム数分のスロット割り当て情報を取得するステップと、前記スロット割り当て情報に基づいて、前記スーパーフレームを構成する多重フレームから所定のトランスポートストリームを分離するステップと、を有することを特徴とする。
【００３０】
さらに、請求項１１の発明は、コンピュータを、前記多重化装置として機能させるための多重化プログラムである。
【００３１】
さらに、請求項１２の発明は、コンピュータを、前記分離装置として機能させるための分離プログラムである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、多重化装置において、トランスポートストリームの速度に基づいて、多重フレームの数及びスロット割り当て情報を決定するようにした。これにより、スーパーフレームを構成する多重フレームは、トランスポートストリームの速度に基づいた適切な数となるから、スーパーフレームの数が予め設定されている場合に比べ、スーパーフレームのサイズを小さくすることができる。したがって、伝送効率の低下を抑えることができ、分離装置において、スーパーフレームの同期確立に要する時間を短縮することができる。
【００３３】
また、本発明によれば、分離装置において、多重化装置により出力されたスーパーフレームを入力し、スーパーフレームを構成する多重フレームから、多重フレーム数分のスロット割り当て情報を取得し、所定のトランスポートストリームを分離するようにした。このスーパーフレームは、そのサイズが小さくなるように適切な数の多重フレームにより構成されているから、スーパーフレームの同期確立に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態による多重化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】スロット割り当て部の処理を示すフローチャートである。
【図３】多重フレーム及びスーパーフレームの構成例（１）を示す図である。
【図４】多重フレームヘッダの構成例を示す図である。
【図５】多重フレーム及びスーパーフレームの構成例（２）を示す図である。
【図６】多重フレーム及びスーパーフレームの構成例（３）を示す図である。
【図７】本発明の実施形態による分離装置の構成を示すブロック図である。
【図８】同期確立部の処理を示すフローチャートである。
【図９】スロット割り当て情報取得部の処理を示すフローチャートである。
【図１０】従来技術による多重フレームの構成例を示す図である。
【図１１】従来技術による多重フレーム及びスーパーフレームの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
〔多重化装置〕
まず、本発明の実施形態による多重化装置について説明する。図１は、多重化装置の構成を示すブロック図である。この多重化装置１は、速度変換部１０−１〜１０−Ｊ、スロット割り当て部１１、ヘッダ生成部１２及び多重化部１３を備えている。多重化装置１は、複数のＴＳに対して伝送路のタイムスロットを固定的に割り当て、すなわち、各ＴＳについてスーパーフレーム毎の伝送量が同じになるように、スーパーフレーム内のスロットを各ＴＳに割り当て、時分割多重し、多重フレーム及びスーパーフレームを構成し、伝送路を介して後述する分離装置へスーパーフレームを伝送する。
【００３６】
多重化装置１が送信すべきＪ個（Ｊは整数）のＴＳ１〜ＴＳＪを入力すると、速度変換部１０−１〜１０−Ｊは、ＴＳ１〜ＴＳＪをそれぞれ入力すると共に、スロット割り当て部１１からＴＳ１〜ＴＳＪに対する速度変換後の正規化速度（変換後の速度を、１スロットあたりの伝送速度で正規化した速度、すなわち１多重フレームあたりの割り当てスロット数）を入力する。そして、速度変換部１０−１〜１０−Ｊは、入力したＴＳ１〜ＴＳＪの速度をそれぞれ測定し、測定した速度（元の速度）を正規化速度に換算し、換算した元の正規化速度と速度変換後の正規化速度との間の差分について、ＴＳ１〜ＴＳＪにヌルパケットをそれぞれ挿入し、ＰＣＲの値を書き換え、速度変換後のＴＳ１〜ＴＳＪを多重化部１３に出力する。例えば、入力したＴＳ１に対して測定及び換算した正規化速度が４．１３４・・・であり、ＴＳ１の速度変換後の正規化速度が４．２の場合、速度変換部１０−１は、これらの差分に相当する速度（４．２−４．１３４・・・）のヌルパケットを挿入し、速度変換後のＴＳ１を出力する。尚、速度変換部１０−１〜１０−Ｊは、スロット割り当て部１１から正規化速度の代わりにスロット割り当て情報を入力し、スロット割り当て情報から速度変換後の正規化速度を算出し、元の正規化速度と速度変換後の正規化速度との間の差分に相当するヌルパケットをＴＳ１〜ＴＳＪに挿入するようにしてもよい。尚、正規化速度の詳細については後述する。
【００３７】
スロット割り当て部１１は、ＴＳ１〜ＴＳＪの速度情報（レート情報）１〜Ｊを入力し、速度情報１〜Ｊに基づいて、速度変換後の正規化速度を決定し、スーパーフレームを構成する多重フレームの数（多重フレーム数）を決定し、スーパーフレーム内の多重フレームに格納される各ＴＳのスロット数及びスロット位置を示すスロット割り当て情報を生成する。そして、スロット割り当て部１１は、速度変換後の正規化速度を速度変換部１０−１〜１０−Ｊに出力し、スロット割り当て情報をヘッダ生成部１２及び多重化部１３に出力し、多重フレーム数をヘッダ生成部１２に出力する。
【００３８】
ここで、速度変換後の正規化速度、多重フレーム数及びスロット割り当て情報は、ＴＳ１〜ＴＳＪのＴＳパケットが多重化時に欠落しないように決定及び生成される。すなわち、スーパーフレーム内の多重フレームに格納される各ＴＳの割り当てスロット数は、割り当てたスロット数によって決まる速度（速度変換部１０−１〜１０−Ｊにより変換される速度）が、元の速度以上になるように決定される。速度変換後の正規化速度及び多重フレーム数を決定する処理の詳細、スロット割り当て情報を生成する処理の詳細、及びスロット割り当て情報の詳細については後述する。
【００３９】
尚、スロット割り当て部１１は、ＴＳ１〜ＴＳＪが一定速度の場合、予め設定された速度情報１〜Ｊを入力するようにしてもよい。また、ＴＳ１〜ＴＳＪが可変速度の場合、速度変換部１０−１〜１０−Ｊまたは図示しない速度情報測定部により測定された速度情報１〜Ｊを入力するようにしてもよい。この場合、速度情報測定部は、ＴＳ１〜ＴＳＪを入力し、ＴＳ１〜ＴＳＪに基づいて速度情報１〜Ｊをそれぞれ測定する。
【００４０】
ヘッダ生成部１２は、スロット割り当て部１１からスロット割り当て情報及び多重フレーム数を入力し、スロット割り当て情報及び多重フレーム数に基づいて、スーパーフレームを構成する多重フレームの相対的な位置情報を生成し、スロット割り当て情報が変化したか否かを示す更新情報を生成する。そして、ヘッダ生成部１２は、スーパーフレームを構成する多重フレーム毎に、パケット同期情報、多重フレーム同期情報、スロット割り当て情報、スーパーフレームを構成する多重フレームの相対的な位置情報、及び更新情報を含む多重フレームヘッダを生成して多重化部１３に出力する。多重フレームヘッダの詳細については後述する。
【００４１】
多重化部１３は、速度変換部１０−１〜１０−Ｊから速度変換後のＴＳ１〜ＴＳＪを入力し、スロット割り当て部１１からスロット割り当て情報を入力し、ヘッダ生成部１２から多重フレームヘッダを入力する。そして、多重化部１３は、スロット割り当て情報に基づいて、ＴＳ１〜ＴＳＪを多重フレームのデータスロットに格納して多重化し、多重フレームヘッダを多重フレームのヘッダスロットに格納し、多重フレーム及びスーパーフレームを生成し、スーパーフレームを出力する。多重化部１３により出力されたスーパーフレームは、多重化装置１から放送網の伝送路を介して後述する分離装置へ、放送波として伝送される。スーパーフレームの構成の詳細については後述する。
【００４２】
（スロット割り当て部）
次に、図１に示したスロット割り当て部１１について詳細に説明する。前述のとおり、スロット割り当て部１１は、ＴＳ１〜ＴＳＪの速度情報１〜Ｊに基づいて、速度変換後の正規化速度及びスーパーフレームを構成する多重フレームの数を決定し、スロット割り当て情報を生成する。すなわち、スロット割り当て部１１は、ＴＳ１〜ＴＳＪの速度情報１〜Ｊに基づいて、ＴＳ１〜ＴＳＪのＴＳパケットが多重化時に欠落しないように、すなわち、割り当てるスロット数によって決まるＴＳの速度（速度変換部１０−１〜１０−Ｊにより変換される速度）が元の速度以上になるように、速度変換後の正規化速度及び多重フレーム数を決定し、スロット割り当て情報を生成する。
【００４３】
図２は、スロット割り当て部１１の処理を示すフローチャートである。スロット割り当て部１１は、ＴＳ１〜ＴＳＪの速度情報１〜Ｊを入力し（ステップＳ２０１）、速度情報１〜Ｊに基づいて、割り当てスロット数を決定したときの割り当てスロット数によって決まる各ＴＳの速度が元の速度以上になり、かつ、速度変換時に挿入されるヌルパケットが最小になるように、ＴＳ１〜ＴＳＪの割り当てスロット数Ａ１＋Ｂ１／Ｉ〜ＡＪ＋ＢＪ／Ｉを決定する（ステップＳ２０２）。ここで、ＴＳ１〜ＴＳＪの割り当てスロット数Ａ１＋Ｂ１／Ｉ〜ＡＪ＋ＢＪ／Ｉは、１多重フレームあたりの各ＴＳの割り当てスロット数であり、速度変換後の正規化速度である。つまり、速度変換部１０−１〜１０−Ｊにおいて、１多重フレーム内のスロットが１／Ｉスロット単位に割り当てられるように、速度変換が行われる。Ｉは、スーパーフレームに含まれる多重フレームの数（整数）の最大値を示し、予め設定されているものとする。Ａは、正の整数であり、ＢはＩ未満の正の整数である。これにより、速度情報１〜Ｊに応じて、ＴＳ毎にＡ及びＢのパラメータが決定される。
【００４４】
スロット割り当て部１１は、以下の規則に従って、スーパーフレームに含まれる多重フレームの数を決定する。
（１）全てのＢ１〜ＢＪが０である場合（Ｂ１＝・・・＝ＢＪ＝０の場合）、スーパーフレーム内の多重フレーム数を１とする。
（２）ゼロでないＢｊ（ｊはＪ以下の正の整数）が存在し、かつ、その全てのＢｊについてＩ／Ｂｊが整数である場合、スーパーフレーム内の多重フレーム数をＬＣＭ｛Ｉ／Ｂｊ｝とする。ＬＣＭ｛ ｝は、最小公倍数を演算する関数である。
（３）前記（１）（２）のいずれにもあてはまらない場合、スーパーフレーム内の多重フレーム数をＩとする。
【００４５】
具体的には、スロット割り当て部１１は、ステップＳ２０２で決定したＢ１〜ＢＪがＢ１〜ＢＪ＝０であるか否かを判定し（ステップＳ２０３）、Ｂ１〜ＢＪ＝０であると判定した場合（ステップＳ２０３：Ｙ）、多重フレーム数を１に決定する（ステップＳ２０４）。一方、Ｂ１〜ＢＪ＝０でないと判定した場合（ステップＳ２０３：Ｎ）、ステップＳ２０５へ移行する。
【００４６】
スロット割り当て部１１は、ゼロでないＢｊについて、全てのＩ／Ｂｊが整数であるか否かを判定し（ステップＳ２０５）、ゼロでないＢｊについての全てのＩ／Ｂｊが整数であると判定した場合（ステップＳ２０５：Ｙ）、多重フレーム数をＬＣＭ｛Ｉ／Ｂｊ｝（Ｉ／Ｂｊの最小公倍数）に決定する（ステップＳ２０６）。一方、ゼロでないＢｊについての全てのＩ／Ｂｊが整数ではない、すなわち、いずれかのＩ／Ｂｊが整数でないと判定した場合（ステップＳ２０５：Ｎ）、多数フレーム数をＩに決定する（ステップＳ２０７）。ステップＳ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２０７にて決定された多重フレーム数をＮとする。
【００４７】
そして、スロット割り当て部１１は、ステップＳ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２０７から移行して、ステップＳ２０２にて決定された、ＴＳ１〜ＴＳＪの割り当てスロット数Ａ１＋Ｂ１／Ｉ〜ＡＪ＋ＢＪ／Ｉ、及び、ステップＳ２０３〜Ｓ２０７にて決定された多重フレーム数Ｎに基づいて、スーパーフレームを構成するＮ個の多重フレームに格納されるＴＳ１〜ＴＳＪのスロット数及びスロット位置を示すスロット割り当て情報を生成する（ステップＳ２０８）。ここで、スーパーフレームを構成するＮ個の多重フレームに格納されるＴＳ１〜ＴＳＪのスロット数は、１多重フレームあたりの割り当てスロット数であるＡ１＋Ｂ１／Ｉ〜ＡＪ＋ＢＪ／Ｉに多重フレーム数Ｎをそれぞれ乗算することにより得られる。また、スーパーフレームを構成するＮ個の多重フレームにおいて、データが格納されるスロットのうち、ＴＳ１〜ＴＳＪが格納されるスロット以外の残りのスロットは空きスロットとなる。また、スーパーフレームを構成するＮ個の多重フレームに格納されるＴＳ１〜ＴＳＪのスロット位置（及び空きスロット位置）は、任意に決定される。
【００４８】
スロット割り当て部１１は、速度変換後の正規化速度を速度変換部１０−１〜１０−Ｊに出力し、スロット割り当て情報をヘッダ生成部１２及び多重化部１３に出力し、多重フレーム数をヘッダ生成部１２に出力する（ステップＳ２０９）。
【００４９】
このように、スロット割り当て部１１は、図２に示した処理フローにより、ＴＳ１〜ＴＳＪの速度情報１〜Ｊに基づいて、速度変換後の正規化速度を決定し、スーパーフレームを構成する多重フレーム数を決定し、スロット割り当て情報を生成する。
【００５０】
〔具体例〕
次に、多重フレーム数を決定する処理、スロット割り当て情報を生成する処理、多重フレームヘッダを生成する処理、多重フレーム及びスーパーフレームを生成する処理の具体例について説明する。多重化装置１が入力するＴＳの数をＪ＝４とし、各ＴＳにおいて、１スロットあたりの伝送速度で正規化した伝送速度をそれぞれＴＳ１＝4.134・・・、ＴＳ２＝2.198・・・、ＴＳ３＝2、ＴＳ４＝0.111・・・とし、多重フレームは、１１個のデータを格納するスロット（データスロット）と１個のヘッダを格納するスロット（ヘッダスロット）からなるものとする。つまり、１多重フレームにおけるデータを格納する全てのスロットに対する正規化した速度は１１となる。ここで、１スロットあたりの伝送速度で正規化した伝送速度（正規化速度）とは、ＴＳの伝送速度を１スロットあたりの伝送速度で除算した速度を示す。例えば、１スロットあたりの伝送速度が１Ｍｂｐｓ、入力するＴＳの速度が２Ｍｂｐｓのとき、正規化速度は２／１＝２となる。
【００５１】
（従来の例１）
本発明の実施形態による多重化装置１の前記処理の具体例を説明する前に、従来技術における第１の例として、多重フレーム毎にスロットを固定的に割り当てる場合、すなわち、スーパーフレームを生成しない場合について説明する。この場合、各ＴＳに割り当てるスロット数の最小単位は１であるから、速度変換後の各ＴＳの正規化速度は、ＴＳ１＝５、ＴＳ２＝３、ＴＳ３＝２、ＴＳ４＝１となる。
【００５２】
図１０は、従来技術による多重フレームの構成例（速度変換後の各ＴＳの正規化速度がＴＳ１＝５、ＴＳ２＝３、ＴＳ３＝２、ＴＳ４＝１のときの構成例）を示す図である。図１０に示すように、速度変換後の各ＴＳの正規化速度に従って、ヘッダが格納される１個のスロット、ＴＳ１が格納される５個のスロット、ＴＳ２が格納される３個のスロット、ＴＳ３が格納される２個のスロット、及び、ＴＳ４が格納される１個のスロットからなる多重フレームが生成される。多重フレームの全スロットのうちヘッダを除外したスロット数１１に対して（多重フレームにおけるデータを格納する全てのスロットの正規化速度１１に対して）、入力したＴＳを速度変換せずにスロットを割り当てた場合のスロット数の合計は（入力したＴＳにおける正規化速度の合計は）8.442・・・（＝4.134・・・＋2.198・・・＋2＋0.111・・・）である。残りの帯域2.557・・・（＝11-8.442・・・）は、ヌルパケットが伝送されることになる。
【００５３】
（従来の例２）
次に、従来技術における第２の例（前述した非特許文献４の例）として、予め設定されたサイズのスーパーフレームを生成し、スーパーフレーム毎にスロットを固定的に割り当てる場合について説明する。スーパーフレームを構成する多重フレーム数として、Ｍ＝１０が予め設定されているものとする。この場合、各ＴＳに割り当てるスロット数の最小単位は０．１（１０個の多重フレーム内の１スロット）であるから、速度変換後の各ＴＳの正規化速度は、ＴＳ１＝４．２、ＴＳ２＝２．２、ＴＳ３＝２．０、ＴＳ４＝０．２となる。
【００５４】
図１１は、従来技術による多重フレーム及びスーパーフレームの構成例（速度変換後の各ＴＳの正規化速度がＴＳ１＝４．２、ＴＳ２＝２．２、ＴＳ３＝２．０、ＴＳ４＝０．２のときの構成例）を示す図である。多重化装置により、図１１に示す多重フレーム及びスーパーフレームが生成される。多重フレームの全スロットのうちヘッダを除外したスロット数１１に対して（多重フレームにおけるデータを格納する全てのスロットの正規化速度１１に対して）、速度変換後のＴＳが格納されるスロット数の合計は（速度変換後のＴＳにおける正規化速度の合計は）８．６（＝４．２＋２．２＋２．０＋０．２）であり、１多重フレームあたり２．４個（１スーパーフレームあたり２４個）の空きスロットが生成される。また、ＴＳの速度変換に伴い挿入したヌルパケットの伝送速度は、0.157・・・（＝8.6−8.442・・・）となる。空きスロットは別のＴＳを伝送するために利用することができるから、スーパーフレームを伝送しない場合と比べて伝送効率の低下を抑えられる。
【００５５】
（実施例１：多重フレーム数Ｎを前記（２）により決定する場合、Ｎ＝５）
次に、図１に示した多重化装置１による実施例について説明する。まず、多重フレーム数Ｎを決定する規則において、前記（２）の条件を満たす場合（スロット割り当て部１１により多重フレーム数Ｎ＝５が決定される例）について説明する。前述のとおり、ＴＳの数をＪ＝４とし、多重化装置１が入力する各ＴＳについて、正規化速度（１多重フレームあたりの割り当てスロット数）をそれぞれＴＳ１＝4.134・・・、ＴＳ２＝2.198・・・、ＴＳ３＝2、ＴＳ４＝0.111・・・とし、多重フレームは１１個のデータを格納するスロットと１個のヘッダを格納するスロットからなるものとし、スーパーフレームを構成する多重フレームの最大値Ｉ＝１０とする。
【００５６】
スロット割り当て部１１は、速度情報１〜Ｊである正規化速度ＴＳ１＝4.134・・・、ＴＳ２＝2.198・・・、ＴＳ３＝2、ＴＳ４＝0.111・・・に基づいて、割り当てスロット数を決定したときの割り当てスロット数によって決まる各ＴＳの速度が元の速度以上になり、かつ、速度変換時に挿入されるヌルパケットが最小になるように、各ＴＳの割り当てスロット数Ａ１＋Ｂ１／１０〜Ａ４＋Ｂ４／１０を決定する。すなわち、ＴＳ１の割り当てスロット数は４．２（＝４＋２／１０）、ＴＳ２の割り当てスロット数は２．２（＝２＋２／１０）、ＴＳ３の割り当てスロット数は２．０（＝２＋０／１０）、ＴＳ４の割り当てスロット数は０．２（＝０＋２／１０）となり、Ａ１＝４，Ｂ１＝２，Ａ２＝２，Ｂ２＝２，Ａ３＝２，Ｂ３＝０，Ａ４＝０，Ｂ４＝２となる。
【００５７】
速度変換部１０−１〜１０−４は、スロット割り当て部１１から、対応するＴＳの速度変換後の正規化速度（１多重フレームあたりのスロット割り当て数）を入力し（スロット割り当て情報を入力し、スロット割り当て情報から速度変換後の正規化速度を算出し）、対応するＴＳの元の正規化速度と、速度変換後の正規化速度との間の差分について、ヌルパケットを挿入する。例えば、速度変換部１０−１は、ＴＳ１の速度変換後の正規化速度４．２を入力し、ＴＳ１の元の正規化速度ＴＳ１＝4.134・・・と、速度変換後の正規化速度ＴＳ１＝４．２との間の差分について、伝送速度4.2-4.134・・・分のヌルパケットを挿入することにより、速度変換を実現する。
【００５８】
スロット割り当て部１１は、決定したパラメータＢ１＝２，Ｂ２＝２，Ｂ３＝０，Ｂ４＝２から、図２に示したステップＳ２０３において全てのＢ１〜Ｂ４が０でなく、ステップＳ２０５においてＩ／Ｂ１＝１０／２＝５、Ｉ／Ｂ２＝１０／２＝５、Ｉ／Ｂ４＝１０／２＝５であるから、前記（２）の条件を満たし、ステップＳ２０６の処理により、多重フレーム数Ｎ＝５を決定する。
【００５９】
図３は、多重フレーム及びスーパーフレームの構成例（１）を示す図である。この多重フレーム及びスーパーフレームは、多重フレーム数Ｎ＝５、ＴＳ１の割り当てスロット数４．２、ＴＳ２の割り当てスロット数２．２、ＴＳ３の割り当てスロット数２．０、ＴＳ４の割り当てスロット数０．２のときに、多重化部１３により生成されるフレームである。スーパーフレームには、ＴＳ１が２１個（割り当てスロット数４．２×多重フレーム数５）のスロットに格納され、ＴＳ２が１１個（２．２×５）のスロットに格納され、ＴＳ３が１０個（２．０×５）のスロットに格納され、ＴＳ４が１個（０．２×５）のスロットに格納されている。尚、各ＴＳが格納されるスロットの位置については、必ずしも図３に示した配置である必要はなく、スーパーフレーム内に格納される各ＴＳの数及び空きスロットの数が同じであれば、どのような配置であっても構わない。図６についても同じ。
【００６０】
このように、多重化部１３により、図３に示した多重フレーム及びスーパーフレームが生成され、このスーパーフレームを構成する多重フレーム数はＮ＝５であり、前述した従来の例２における非特許文献４の技術と比べて、スーパーフレームのサイズが１／２になっている。したがって、スーパーフレームを受信する、後述する分離装置において、スーパーフレームの同期確立のために必要な時間を短縮することができる。
【００６１】
図４は、多重フレームヘッダの構成例を示す図である。この多重フレームヘッダは、多重フレーム数Ｎ＝５、ＴＳ１の割り当てスロット数４．２、ＴＳ２の割り当てスロット数２．２、ＴＳ３の割り当てスロット数２．０、ＴＳ４の割り当てスロット数０．２のときに、ヘッダ生成部１２により生成されるヘッダである。
【００６２】
図４に示すように、多重フレームヘッダは、パケット同期情報、多重フレーム同期情報、スロット割り当て情報、位置情報、更新情報及びその他の情報により構成される。パケット同期情報（０ｘ４７）は、ＴＳパケット形式のデータの先頭を示す情報であり、多重フレーム同期情報（０ｘ１ａ８６，０ｘ０５７９）は、多重フレームの同期を確立させるための情報である。この多重フレーム同期情報は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃ．Ｊ．１８３の規定と同様に、多重フレーム毎に全ビットが反転する２種類の情報からなる。
【００６３】
スロット割り当て情報は、前述した非特許文献３と同様に、４ビットの相対ＴＳ＿ｉｄを用いて表され、１５個のＴＳ＿ｉｄ（ＴＳのＩＤ）、ｏｒｉｇｉｎａｌ＿ｎｅｔｗｏｒｋ＿ｉｄと相対ＴＳ＿ｉｄの対応表、及び相対ＴＳ＿ｉｄの表により構成される。これら２つの表によって、各スロットに格納されるＴＳパケットが指定される。尚、割り当てのない相対ＴＳ＿ｉｄに対応するＴＳ＿ｉｄ、ｏｒｉｇｉｎａｌ＿ｎｅｔｗｏｒｋ＿ｉｄは０ｘＦＦＦＦであり、空きスロットの相対ＴＳ＿ｉｄは０ｘ０である。このスロット割り当て情報は、図３に示したスーパーフレームを構成する各多重フレームに格納されるＴＳ１〜ＴＳ４及び空きスロットに対応している。例えば、図３から、１番目の多重フレームのデータスロットには、５個のＴＳ１、３個のＴＳ２、２個のＴＳ３及び１個のＴＳ４がこの順序で格納されることがわかる。図４を参照して、これに対応した１番目の多重フレームヘッダ（ヘッダ１）において、スロット割り当て情報の相対ＴＳ＿ｉｄの対応表は、５個の０ｘ１、３個の０ｘ２、２個の０ｘ３及び１個の０ｘ４の順序になっており、図３に対応していることがわかる。
【００６４】
位置情報は、スーパーフレームを構成する多重フレーム（における多重フレームヘッダ）の相対的な位置を示す情報である。位置情報は、ビット数が４であり、多重フレーム（における多重フレームヘッダ）の伝送順に１〜５の番号が付与される。伝送順が変化しなければ、どのヘッダから付与を開始してもよい。また、前記例では多重フレームの最大値をＩ＝１０としたため、位置情報は、１〜１０までの値をとり、最大で１０までの値をとるから、位置情報のビット数は４ビット（＝１６）あれば十分である。更新情報は、スロット割り当て情報が変化したか否かを示す更新情報である。更新情報は、ビット数が８であり、位置情報に変化があった場合に１が加えられる。最大値（２５５）に達した場合は、１を加えた結果が０とされる。
【００６５】
（実施例２：多重フレーム数Ｎを前記（１）により決定する場合、Ｎ＝１）
次に、図１に示した多重化装置１による他の実施例として、多重フレーム数Ｎを決定する規則において、前記（１）の条件を満たす場合（スロット割り当て部１１により多重フレーム数Ｎ＝１が決定される例）について説明する。多重化装置１が入力するＴＳの数をＪ＝４とし、多重化装置１が入力する各ＴＳについて、正規化速度をそれぞれＴＳ１＝４、ＴＳ２＝２、ＴＳ３＝２、ＴＳ４＝１とし（ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ４の伝送速度が実施例１と異なっている）、多重フレームは１１個のデータを格納するスロットと１個のヘッダを格納するスロットからなるものとし、スーパーフレームを構成する多重フレームの最大値Ｉ＝１０とする。
【００６６】
スロット割り当て部１１は、速度情報１〜Ｊである正規化速度ＴＳ１＝４、ＴＳ２＝２、ＴＳ３＝２、ＴＳ４＝１に基づいて、各ＴＳの割り当てスロット数Ａ１＋Ｂ１／１０〜Ａ４＋Ｂ４／１０を決定する。すなわち、ＴＳ１の割り当てスロット数は４．０（＝４＋０／１０）、ＴＳ２の割り当てスロット数は２．０（＝２＋０／１０）、ＴＳ３の割り当てスロット数は２．０（＝２＋０／１０）、ＴＳ４の割り当てスロット数は１．０（＝１＋０／１０）となり、Ａ１＝４，Ｂ１＝０，Ａ２＝２，Ｂ２＝０，Ａ３＝２，Ｂ３＝０，Ａ４＝１，Ｂ４＝０となる。
【００６７】
スロット割り当て部１１は、決定したパラメータＢ１＝０，Ｂ２＝０，Ｂ３＝０，Ｂ４＝０から、図２に示したステップＳ２０３において全てのＢ１〜Ｂ４が０であるから、前記（１）の条件を満たし、前述したステップＳ２０４の処理により、多重フレーム数Ｎ＝１を決定する。
【００６８】
図５は、多重フレーム及びスーパーフレームの構成例（２）を示す図である。この多重フレーム及びスーパーフレームは、多重フレーム数Ｎ＝１、ＴＳ１の割り当てスロット数４．０、ＴＳ２の割り当てスロット数２．０、ＴＳ３の割り当てスロット数２．０、ＴＳ４の割り当てスロット数１．０のときに、多重化部１３により生成されるフレームである。スーパーフレームには、ＴＳ１が４個（割り当てスロット数４．０×多重フレーム数１）のスロットに格納され、ＴＳ２が２個（２．０×１）のスロットに格納され、ＴＳ３が２個（２．０×１）のスロットに格納され、ＴＳ４が１個（１．０×１）のスロットに格納されている。
【００６９】
このように、多重化部１３により、図５に示した多重フレーム及びスーパーフレームが生成され、このスーパーフレームを構成する多重フレーム数はＮ＝１であり、前述した従来の例２における非特許文献４の技術と比べて、スーパーフレームの大きさが１／１０になっている。したがって、スーパーフレームを受信する、後述する分離装置において、スーパーフレームの同期確立のために必要な時間を短縮することができる。
【００７０】
（実施例３：多重フレーム数Ｎを前記（３）により決定する場合、Ｎ＝１０）
次に、図１に示した多重化装置１による他の実施例として、多重フレーム数Ｎを決定する規則において、前記（３）の条件を満たす場合（スロット割り当て部１１により多重フレーム数Ｎ＝１０が決定される例）について説明する。多重化装置１が入力するＴＳの数をＪ＝４とし、多重化装置１が入力する各ＴＳについて、正規化速度をそれぞれＴＳ１＝4.134・・・、ＴＳ２＝2.198・・・、ＴＳ３＝２、ＴＳ４＝0.211・・・とし（ＴＳ４の伝送速度だけが実施例１と異なっている）、多重フレームは１１個のデータを格納するスロットと１個のヘッダを格納するスロットからなるものとし、スーパーフレームを構成する多重フレームの最大値Ｉ＝１０とする。
【００７１】
スロット割り当て部１１は、速度情報１〜Ｊである正規化速度ＴＳ１＝4.134・・・、ＴＳ２＝2.198・・・、ＴＳ３＝２、ＴＳ４＝0.211・・・に基づいて、各ＴＳの割り当てスロット数Ａ１＋Ｂ１／１０〜Ａ４＋Ｂ４／１０を決定する。すなわち、ＴＳ１の割り当てスロット数は４．２（＝４＋２／１０）、ＴＳ２の割り当てスロット数は２．２（＝２＋２／１０）、ＴＳ３の割り当てスロット数は２．０（＝２＋０／１０）、ＴＳ４の割り当てスロット数は０．３（＝０＋３／１０）となり、Ａ１＝４，Ｂ１＝２，Ａ２＝２，Ｂ２＝２，Ａ３＝２，Ｂ３＝０，Ａ４＝０，Ｂ４＝３となる（Ｂ４だけが実施例１と異なっている）。
【００７２】
スロット割り当て部１１は、決定したパラメータＢ１＝２，Ｂ２＝２，Ｂ３＝０，Ｂ４＝３から、図２に示したステップＳ２０３において全てのＢ１〜Ｂ４が０でなく、ステップＳ２０５においてＩ／Ｂ４＝１０／３が整数でないから、前記（３）の条件を満たし、ステップＳ２０７の処理により、多重フレーム数Ｎ＝Ｉ＝１０を決定する。
【００７３】
図６は、多重フレーム及びスーパーフレームの構成例（３）を示す図である。この多重フレーム及びスーパーフレームは、多重フレーム数Ｎ＝１０、ＴＳ１の割り当てスロット数４．２、ＴＳ２の割り当てスロット数２．２、ＴＳ３の割り当てスロット数２．０、ＴＳ４の割り当てスロット数０．３のときに、多重化部１３により生成されるフレームである。スーパーフレームには、ＴＳ１が４２個（割り当てスロット数４．２×多重フレーム数１０）のスロットに格納され、ＴＳ２が２２個（２．２×１０）のスロットに格納され、ＴＳ３が２０個（２．０×１０）のスロットに格納され、ＴＳ４が３個（０．３×１０）のスロットに格納されている。
【００７４】
以上のように、本発明の実施形態による多重化装置１によれば、複数のＴＳに対して伝送路のタイムスロットを固定的に割り当て、時分割多重し、多重フレーム及びスーパーフレームを構成して伝送するシステムにおいて、スロット割り当て部１１が、ＴＳ１〜ＴＳＪの速度情報１〜Ｊに基づいて、割り当てスロット数を決定したときの各ＴＳ１〜ＴＳＪの速度が元の速度以上になり、かつ、速度変換時に挿入されるヌルパケットが最小になるように、多重フレーム数及びスロット割り当て情報を決定するようにした。また、ヘッダ生成部１２が、多重フレーム数及びスロット割り当て情報に基づいて、位置情報及び更新情報を生成し、多重フレームヘッダを生成するようにした。また、多重化部１３が、速度変換部１０−１〜１０−Ｊにおいて速度変換されたＴＳ１〜ＴＳＪを入力し、スロット割り当て情報に基づいて、ＴＳ１〜ＴＳＪをデータスロットに格納して多重化し、多重フレームヘッダをヘッダスロットに格納し、多重フレーム及びスーパーフレームを生成して出力するようにした。
【００７５】
これにより、スーパーフレームは、ＴＳ１〜ＴＳＪの速度情報１〜Ｊに基づいた適切な数の多重フレームにより構成されるから、スーパーフレームのサイズを小さくすることができる。また、ＴＳに挿入されるヌルパケットは最小になるから、各ＴＳの速度変換を適切に行うことができる。したがって、伝送効率の低下を抑え、後述する分離装置においてスーパーフレームの同期確立に要する時間を短縮することができる。さらに、各ＴＳに対して変換後の速度を適切に設定することにより、スーパーフレームのサイズを小さくすることができる等、伝送効率及び同期確立時間に要求される条件に応じて柔軟に対応することができる。
【００７６】
〔分離装置〕
次に、本発明の実施形態による分離装置について説明する。図７は、分離装置の構成を示すブロック図である。この分離装置２は、同期確立部２０、スロット割り当て情報取得部２１及び分離部２２を備えている。分離装置２は、多重化装置１により出力されたスーパーフレームを、伝送路を介して入力し、多重フレームの同期を確立し、スーパーフレームの同期を確立し、多重フレームヘッダからスロット割り当て情報を抽出し、スロット割り当て情報に基づいて、スーパーフレームから、要求されたＴＳを分離して出力する。
【００７７】
同期確立部２０は、スーパーフレームを入力し、多重フレームヘッダ内の更新情報が変化していないと判定した場合、スロット割り当て情報に変化がないとして、多重フレームの同期のみを確立する。また、同期確立部２０は、更新情報が変化していると判定した場合、スロット割り当て情報に変化があるとして、多重フレームの同期及びスーパーフレームの同期を確立する。そして、同期確立部２０は、多重フレームの同期のみを確立した場合、多重フレームの先頭を示す同期情報及びその多重フレームの位置情報をスロット割り当て情報取得部２１に出力する。また、同期確立部２０は、多重フレーム及びスーパーフレームの同期を確立した場合、スーパーフレームの先頭（例えば、位置情報が１である多重フレームの先頭）を示す同期情報及び多重フレーム数をスロット割り当て情報取得部２１に出力する。同期確立部２０の詳細については後述する。
【００７８】
スロット割り当て情報取得部２１は、スーパーフレームを入力すると共に、同期確立部２０から、スーパーフレームの先頭を示す同期情報及び多重フレーム数、または多重フレームの先頭を示す同期情報及び位置情報を入力する。スロット割り当て情報取得部２１は、スーパーフレームの先頭を示す同期情報及び多重フレーム数を入力した場合、スーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから新たなスロット割り当て情報を取得し、分離部２２に出力する。また、スロット割り当て情報取得部２１は、多重フレームの先頭を示す同期情報及び位置情報を入力した場合、既に取得していたスロット割り当て情報（位置情報の示す多重フレームのスロット割り当て情報）を記憶手段（図示せず）から読み出し、分離部２２に出力する。スロット割り当て情報取得部２１の詳細については後述する。
【００７９】
分離部２２は、スーパーフレームを入力し、スロット割り当て情報取得部２１からスロット割り当て情報を入力し、分離装置２において分離が要求されたＴＳの識別情報（ＴＳ＿ｉｄ（ＴＳのＩＤ）及びoriginal_network_id（オリジナルネットワークＩＤ））を入力する。そして、分離部２２は、スロット割り当て情報に基づいて、スーパーフレームを構成する多重フレームから、要求されたＴＳを分離して出力する。
【００８０】
（同期確立部）
次に、図７に示した同期確立部２０について詳細に説明する。前述したとおり、同期確立部２０は、スーパーフレームを入力し、多重フレームヘッダ内の更新情報が変化していないと判定した場合、スロット割り当て情報に変化がないとして、多重フレームの同期のみを確立する。また、同期確立部２０は、更新情報が変化していると判定した場合、スロット割り当て情報に変化があるとして、多重フレームの同期及びスーパーフレームの同期を確立する。
【００８１】
図８は、同期確立部２０の処理を示すフローチャートである。同期確立部２０は、多重フレームヘッダから取得した更新情報（多重フレーム毎の更新情報）を記憶する記憶手段（図示せず）を備えており、多重フレーム及びスーパーフレームの同期を確立し、既に更新情報を記憶しているものとする。同期確立部２０は、スーパーフレームを入力し（ステップＳ８０１）、入力したスーパーフレームを構成する多重フレームの多重フレームヘッダから位置情報及び更新情報を取得し（ステップＳ８０２）、記憶手段から更新情報を読み出す（ステップＳ８０３）。
【００８２】
同期確立部２０は、多重フレーム毎に、取得した更新情報と読み出した更新情報とを比較し（ステップＳ８０４）、更新情報が同じであると判定した場合（ステップＳ８０４：Ｙ）、スロット割り当て情報に変化がないと判定し、多重フレーム同期情報のパターンを取得することにより、多重フレームの同期を確立する（ステップＳ８０５）。そして、同期確立部２０は、多重フレームの先頭を示す同期情報及びその多重フレームの位置情報をスロット割り当て情報取得部２１に出力する（ステップＳ８０６）。前述したとおり、更新情報は、スロット割り当て情報が変化したか否かを示す情報であるから、取得した更新情報と読み出した更新情報とが同じである場合、スロット割り当て情報は変化していないことになる。一方、更新情報が同じでない場合、スロット割り当て情報は変化していることになるから、多重フレームヘッダから新たなスロット割り当て情報を取得する必要がある。
【００８３】
一方、同期確立部２０は、ステップＳ８０４において、更新情報が同じでないと判定した場合（ステップＳ８０４：Ｎ）、多重フレーム同期情報のパターンを取得することにより、多重フレームの同期を確立する（ステップＳ８０７）。そして、同期確立部２０は、多重フレームヘッダ内の位置情報に基づいて、スーパーフレームの同期を確立し（ステップＳ８０８）、スーパーフレームを構成する多重フレームの数（多重フレーム数）を決定する（ステップＳ８０９）。前述したとおり、位置情報は、スーパーフレームを構成する多重フレームの相対的な位置を示す情報であり、多重フレームの伝送順に番号が付与されている。したがって、スーパーフレームを構成する多重フレームの位置情報が示す番号のうち、最も大きい番号が多重フレーム数となる。
【００８４】
同期確立部２０は、取得した更新情報（新たな更新情報）を記憶手段に記憶し、既に記憶していた更新情報に上書きする（ステップＳ８１０）。そして、同期確立部２０は、スーパーフレームの先頭を示す同期情報及び多重フレーム数をスロット割り当て情報取得部２１に出力する（ステップＳ８１１）。
【００８５】
このように、同期確立部２０は、更新情報が変化していないと判定した場合、スロット割り当て情報に変化がないとして、多重フレーム同期情報のパターンを取得することにより多重フレームの同期のみを確立し、多重フレームの先頭を示す同期情報及びその多重フレームの位置情報をスロット割り当て情報取得部２１に出力する。また、同期確立部２０は、更新情報が変化していると判定した場合、スロット割り当て情報に変化があるとして、多重フレームの同期を確立し、多重フレームヘッダ内の位置情報に基づいてスーパーフレームの同期を確立し、多重フレーム数を設定し、スーパーフレームの先頭を示す同期情報及び多重フレーム数をスロット割り当て情報取得部２１に出力し、スロット割り当て情報取得部２１に新たなスロット割り当て情報を取得させる。
【００８６】
（スロット割り当て情報取得部）
次に、図７に示したスロット割り当て情報取得部２１について詳細に説明する。前述したとおり、スロット割り当て情報取得部２１は、同期確立部２０から、スーパーフレームの先頭を示す同期情報及び多重フレーム数を入力した場合、スーパーフレーム内の多重フレームヘッダから新たなスロット割り当て情報を取得する。また、スロット割り当て情報取得部２１は、同期確立部２０から、多重フレームの先頭を示す同期情報及び位置情報を入力した場合、スーパーフレーム内の多重フレームヘッダからスロット割り当て情報を取得しないで、既に取得していたスロット割り当て情報（位置情報の示す多重フレームのスロット割り当て情報）を記憶手段（図示せず）から読み出す。
【００８７】
図９は、スロット割り当て情報取得部２１の処理を示すフローチャートである。スロット割り当て情報取得部２１は、多重フレームヘッダから取得したスロット割り当て情報及び位置情報（多重フレーム毎のスロット割り当て情報及び位置情報）を記憶する記憶手段（図示せず）を備えており、スロット割り当て情報及び位置情報を既に記憶しているものとする。
【００８８】
スロット割り当て情報取得部２１は、スーパーフレームを入力し（ステップＳ９０１）、同期確立部２０からスーパーフレームの先頭を示す同期情報及び多重フレーム数を入力したか否かを判定する（ステップＳ９０２）。
【００８９】
スロット割り当て情報取得部２１は、ステップＳ９０２において、スーパーフレームの先頭を示す同期情報及び多重フレーム数を入力したことを判定した場合（ステップＳ９０２：Ｙ）、スーパーフレームの先頭を示す同期情報に基づいてスーパーフレームを認識し、スーパーフレームを構成する多重フレーム数分の多重フレームについて、多重フレームヘッダから全ての多重フレームについてのスロット割り当て情報及び位置情報を取得し、記憶手段に記憶する（ステップＳ９０３）。この場合、既に記憶していたスロット割り当て情報及び位置情報を廃棄する。そして、スロット割り当て情報取得部２１は、取得した全ての多重フレームについてのスロット割り当て情報を分離部２２に出力する（ステップＳ９０４）。
【００９０】
一方、スロット割り当て情報取得部２１は、ステップＳ９０２において、スーパーフレームの先頭を示す同期情報及び多重フレーム数を入力していないことを判定した場合（ステップＳ９０２：Ｎ）、同期確立部２０から、多重フレームの先頭を示す同期情報及び位置情報を入力したか否かを判定する（ステップＳ９０５）。
【００９１】
スロット割り当て情報取得部２１は、ステップＳ９０５において、多重フレームの先頭を示す同期情報及び位置情報を入力したことを判定した場合（ステップＳ９０５：Ｙ）、多重フレームの先頭を示す同期情報及び位置情報に基づいて、位置情報の示す多重フレームを認識し、その多重フレームヘッダからスロット割り当て情報を取得することなく、入力した位置情報をキーにして、記憶手段からスロット割り当て情報を読み出す（ステップＳ９０６）。そして、スロット割り当て情報取得部２１は、読み出したスロット割り当て情報を分離部２２に出力する（ステップＳ９０７）。一方、スロット割り当て情報取得部２１は、ステップＳ９０５において、多重フレームの先頭を示す同期情報及び位置情報を入力していないことを判定した場合（ステップＳ９０５：Ｎ）、異常処理を行う。
【００９２】
このように、スロット割り当て情報取得部２１は、同期確立部２０からスーパーフレームの先頭を示す同期情報及び多重フレーム数を入力した場合、スーパーフレーム内の多重フレームヘッダからスロット割り当て情報を取得する。また、スロット割り当て情報取得部２１は、同期確立部２０から多重フレームの先頭を示す同期情報及び位置情報を入力した場合、スーパーフレーム内の多重フレームヘッダからスロット割り当て情報を取得しないで、既に取得していたスロット割り当て情報を記憶手段から読み出す。
【００９３】
〔具体例〕
次に、多重フレームの同期及びスーパーフレームの同期を確立する処理、並びにスロット割り当て情報を取得する処理の具体例について説明する。分離装置２には、図３に示したスーパーフレームが入力されるものとし、多重フレームには、図４に示した多重フレームヘッダが付加されているものとする。また、同期確立部２０における多重フレーム同期及びスーパーフレーム同期の後方保護段数を３とし、前方保護は無いものとする。
【００９４】
（実施例４：更新情報が変化した場合）
まず、更新情報が変化した場合（スロット割り当て情報が変化した場合）について説明する。例えば、同期確立部２０の記憶手段には、更新情報０ｘ７が記憶されており、同期確立部２０が、スーパーフレーム内の多重フレームヘッダから更新情報０ｘ８を取得したものとする。
【００９５】
同期確立部２０は、多重フレームヘッダから所得した更新情報０ｘ８と、記憶手段から読み出した更新情報０ｘ７とを比較し、更新情報が同じでないと判定し、多重フレームの同期及びスーパーフレームの同期を確立する。具体的には、同期確立部２０は、多重フレーム同期情報（０ｘ１ａ８６，０ｘ０５７９）のパターンを３回連続して正しいタイミングで受信したことを判定することにより、多重フレームの先頭位置を決定（確立）する。これにより、多重フレームの同期が確立する。そして、同期確立部２０は、多重フレームヘッダから位置情報を取得し、１〜５の値を３周期連続して受信したことを判定することにより、５個の多重フレームによってスーパーフレームが構成されていると判断し、位置情報が１である多重フレームの先頭を、スーパーフレームの先頭位置であると決定（確立）する。これにより、スーパーフレームの同期が確立する。
【００９６】
同期確立部２０は、記憶手段に記憶している更新情報０ｘ７に、新しく取得した更新情報０ｘ８を上書きする。そして、同期確立部２０は、スーパーフレームの先頭位置が反映された同期情報（先頭を示す同期情報）及び多重フレーム数５をスロット割り当て情報取得部２１に出力する。
【００９７】
スロット割り当て情報取得部２１は、同期確立部２０からスーパーフレームの先頭を示す同期情報及び多重フレーム数５を入力することにより、更新情報が変化しており、新たなスロット割り当て情報を取得する必要があることを判断し、スーパーフレーム内に５種類の多重フレームが存在することを判断する。スロット割り当て情報取得部２１は、スーパーフレームの先頭を示す同期情報に基づいてスーパーフレームを認識し、スーパーフレーム内の多重フレームヘッダから、５個の多重フレームについてのスロット割り当て情報及び位置情報を取得し、記憶手段に記憶していたスロット割り当て情報及び位置情報を廃棄し、取得したスロット割り当て情報及び位置情報を記憶手段に記憶する。そして、スロット割り当て情報取得部２１は、取得したスロット割り当て情報を分離部２２に出力する。
【００９８】
（実施例５：更新情報が変化していない場合）
次に、更新情報が変化していない場合（スロット割り当て情報が変化していない場合）について説明する。例えば、同期確立部２０の記憶手段には、更新情報０ｘ８が記憶されており、同期確立部２０が、スーパーフレーム内の多重フレームヘッダから更新情報０ｘ８を取得したものとする。
【００９９】
同期確立部２０は、多重フレームヘッダから所得した更新情報０ｘ８と、記憶手段から読み出した更新情報０ｘ８とを比較し、更新情報が同じであると判定し、多重フレームの同期のみを確立する。具体的には、同期確立部２０は、多重フレーム同期情報（０ｘ１ａ８６，０ｘ０５７９）のパターンを３回連続して正しいタイミングで受信したことを判定することにより、多重フレームの先頭位置を決定（確立）する。これにより、多重フレームの同期が確立する。そして、同期確立部２０は、多重フレームヘッダから位置情報を取得し、多重フレームの先頭位置が反映された同期情報（先頭を示す同期情報）及び位置情報をスロット割り当て情報取得部２１に出力する。
【０１００】
スロット割り当て情報取得部２１は、同期確立部２０から多重フレームの先頭を示す同期情報及び位置情報を入力することにより、更新情報が変化しておらず、新たなスロット割り当て情報を取得する必要がないことを判断する。スロット割り当て情報取得部２１は、入力した位置情報と同じ位置情報に対応したスロット割り当て情報を記憶手段から読み出し、分離部２２に出力する。
【０１０１】
以上のように、本発明の実施形態による分離装置２によれば、多重化装置１から、ＴＳが元の速度以上になり、かつヌルパケットが最小になるようにＴＳのスロットが割り当てられ、所定数以下の多重フレームにより構成されたスーパーフレームを入力し、同期確立部２０が、更新情報を記憶する記憶手段を備え、スーパーフレーム内の多重フレームヘッダの更新情報が変化している場合、多重フレーム及びスーパーフレームの同期を確立し、更新情報が変化していない場合、多重フレームの同期のみを確立するようにした。また、スロット割り当て情報取得部２１が、スロット割り当て情報及び位置情報を記憶する記憶手段を備え、更新情報が変化していない場合、スーパーフレーム内の多重フレームヘッダからスロット割り当て情報を取得することなく、記憶手段からスロット割り当て情報を読み出すようにした。
【０１０２】
多重化装置１から入力したスーパーフレームは、ＴＳ１〜ＴＳＪの速度情報１〜Ｊに基づいた適切な数の多重フレームにより構成されているから、スーパーフレームのサイズは、予め設定された固定サイズではなく、適切に小さくなっている。したがって、分離装置２は、スーパーフレームの同期確立に要する時間を短縮することができる。
【０１０３】
また、同期確立部２０が、取得した更新情報を記憶手段に記憶し、スロット割り当て情報取得部２１が、取得したスロット割り当て情報及び位置情報を記憶手段に記憶するから、同期確立部２０は、それ以降、入力したスーパーフレーム内の多重フレームヘッダの更新情報に変化がない限り、多重フレームの同期を確立する処理のみを行うことで、分離部２２は、記憶手段に記憶された以前と同じスロット割り当て情報を用いてＴＳを分離することができる。つまり、スーパーフレームの同期を確立することなく、多重フレームの同期を確立するだけで、ＴＳの分離処理が行われる。また、分離装置２がある多重フレーム内のスロット割り当て情報を誤って受信したとしても、記憶手段に記憶された以前と同じスロット割り当て情報を用いてＴＳを分離することができる。したがって、多重フレームの同期の確立に加えてスーパーフレームの同期を確立した後にＴＳの分離処理が行われる従来技術に比べ、ＴＳの分離処理のための同期確立に要する時間を短縮することができる。
【０１０４】
前述した実施例４，５において、更新情報が変化している場合及び更新情報が変化していない場合を、多重フレームの同期が確立していない状態から多重フレームヘッダ内の情報を取得するまでの間の所要時間で比較する。多重フレームの同期の確立に要する時間は、多重フレーム長×３であり、スーパーフレームの同期の確立に要する時間は、スーパーフレーム長×３である。したがって、更新情報が変化している場合の所要時間は、多重フレームの同期の確立に要する時間とスーパーフレームの同期の確立に要する時間とを加算した時間になる。一方、更新情報が変化していない場合の所要時間は、多重フレームの同期の確立に要する時間と等しくなる。これにより、更新情報が変化していない場合には、多重フレームヘッダ内の情報を取得しＴＳの分離処理を行うための同期確立に要する時間を、スーパーフレームの同期の確立に要する時間であるスーパーフレーム長×３の時間分短縮することができる。
【０１０５】
〔変形例１〕
次に、図１に示した多重化装置１における第１の変形例（変形例１）について説明する。変形例１は、多重フレーム数を決定する処理において、前述の（１）〜（３）の条件のうち（３）の条件を満たす場合（多重フレーム数が最大値Ｉに決定される場合）、強制的に（１）または（２）の条件を満たすようにパラメータＡ，Ｂを変更する。すなわち、多重フレーム数を小さくするため、最大値Ｉに決定されないように処理を行う。
【０１０６】
変形例１の多重化装置１は、前述した処理とは異なる処理を行うスロット割り当て部１１を備えている。図２に示した処理フローでは、スロット割り当て部１１は、ステップＳ２０５において、ゼロでないＢｊについての全てのＩ／Ｂｊが整数ではない、すなわち、いずれかのＩ／Ｂｊが整数でないと判定した場合（ステップＳ２０５：Ｎ）、多数フレーム数を最大値Ｉに決定する（ステップＳ２０７）。これに対し、変形例１のスロット割り当て部１１は、ステップＳ２０７の処理の代わりに、全てのＢｊを０にするためのＡｊ，Ｂｊを決定し、ステップＳ２０４の処理を行い、スーパーフレーム内の多重フレーム数を１に決定する。または、整数でないＩ／Ｂｊを整数にするためのＡｊ，Ｂｊを決定し、新たなＩ／Ｂｊを用いてステップＳ２０６の処理を行い、多重フレーム数をＬＣＭ｛Ｉ／Ｂｊ｝（Ｉ／Ｂｊの最小公倍数）に決定する。
【０１０７】
このように、変形例１の多重化装置１によれば、整数でないＩ／Ｂｊを有するＴＳｊについては、速度変換部１０−ｊによる速度変換に伴って伝送効率が低下するが、スーパーフレームを構成する多重フレームの数が小さくなるから、スーパーフレームのサイズを小さくすることができ、スーパーフレームの同期確立に要する時間を短縮することができる。したがって、伝送効率及び同期確立時間に要求される条件に応じて柔軟に適用することが可能となる。
【０１０８】
例えば、前述の実施例３では、ＴＳ１の割り当てスロット数（速度変換後の正規化速度）は４．２（＝４＋２／１０）、ＴＳ２の割り当てスロット数は２．２（＝２＋２／１０）、ＴＳ３の割り当てスロット数は２．０（＝２＋０／１０）、ＴＳ４の割り当てスロット数は０．３（＝０＋３／１０）であり、Ａ１＝４，Ｂ１＝２，Ａ２＝２，Ｂ２＝２，Ａ３＝２，Ｂ３＝０，Ａ４＝０，Ｂ４＝３であった。そして、ステップＳ２０５においてＩ／Ｂ４＝１０／３が整数でないから、前記（３）の条件を満たし、ステップＳ２０７の処理により、多重フレーム数は１０（最大値Ｉ）に決定される。
【０１０９】
これに対し、変形例１では、ＴＳ４の割り当てスロット数を０．３ではなく１．０とし、すなわち、Ａ４＝０，Ｂ４＝３の代わりに、Ａ４＝１，Ｂ４＝０とすることにより、前記（２）の条件を満たすことになり、多重フレーム数は５に決定される。つまり、ＴＳ４の速度変換後の正規化速度０．３を１．０に変更することにより、前記（２）の条件を満たすことになり、多重フレーム数が５に決定される。この場合、ＴＳ４の速度変換に伴う伝送効率の低下を許容することによって、スーパーフレームの同期確立に要する時間を短縮することができる。
【０１１０】
〔変形例２〕
次に、図１に示した多重化装置１における第２の変形例（変形例２）について説明する。変形例２は、多重フレーム数を決定する処理において、前述の（１）〜（３）の条件のうち、（３）の条件（ゼロでないＢｊについての全てのＩ／Ｂｊが整数ではない、すなわち、いずれかのＩ／Ｂｊが整数でない）を満たすことなく、（２）の条件（ゼロでないＢ１〜ＢＪについて全てのＩ／Ｂ１〜Ｉ／ＢＪが整数である）を満たすように、多重フレーム数の最大値Ｉを予め設定する。すなわち、多重フレーム数が最大値Ｉに決定される確率を下げ、多重フレーム数が１〜Ｉ−１に決定される確率を上げるように処理を行う。
【０１１１】
具体的には、スロット割り当て部１１は、以下に示す多重フレーム数の最大値Ｉを用いて処理を行う。多重フレーム内のスロットを割り当てる単位（１／Ｉスロット）は、多重フレーム数の最大値Ｉが素数以外の正の整数となる範囲内で、自由に設定することができる。つまり、多重フレーム数の最大値Ｉを、より多くの素因数を持つ値に設定する。多重フレーム数の最大値Ｉを素数に設定した場合は、Ｉ／ＢｊがＢｊ＝Ｉのときに整数１になるが、それ以外のときは整数にならない。この場合、多重フレーム数の最大値Ｉを素数以外の値（より多くの素因数を持つ値）に設定した場合よりも、Ｉ／Ｂｊが整数になる確率が低くなり、（３）の条件を満たす確率が高くなる。したがって、多重フレーム数の最大値Ｉを、より多くの素因数を持つ値に設定することにより、スーパーフレーム内の多重フレーム数を決定する前記（１）〜（３）の条件のうち、（２）の条件を満たす確率が高くなり、（３）の条件を満たす確率が低くなる。つまり、スーパーフレームのサイズを小さくすることができ、スーパーフレームの同期確立に要する時間を短縮することができる。
【０１１２】
本発明の実施形態による多重化装置１及び分離装置２のハード構成としては、通常のコンピュータを使用することができる。多重化装置１及び分離装置２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶媒体、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。多重化装置１に備えた速度変換部１０−１〜１０−Ｊ、スロット割り当て部１１、ヘッダ生成部１２及び多重化部１３の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、分離装置２に備えた同期確立部２０、スロット割り当て情報取得部２１及び分離部２２の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。これらのプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもできる。
【０１１３】
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１  多重化装置
２  分離装置
１０−１〜１０−Ｊ  速度変換部
１１  スロット割り当て部
１２  ヘッダ生成部
１３  多重化部
２０  同期確立部
２１  スロット割り当て情報取得部
２２  分離部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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