(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置、受信装置、それらを接続する配信ネットワークからなり、前方エラー訂正（FEC：Forward  Error  Correction）による消失訂正機能を有する端末のデータ伝送を行うデータ伝送システムであって、
前記送信装置は、
消失訂正機能を有する送信端末より、データパケットとProMPEG規格に規定される２次元パリティパケットであるパリティパケットＡを受信するパケット受信手段と、
前記データパケットに対して、LDGM（Low  Density  Generation  Matrix）形式のパリティ行列によりパリティパケットＢを追加生成するパリティ生成手段と、
前記送信端末から受信したデータパケットと、前記パリティパケットＡの全部あるいは一部と、前記パリティ生成手段によって生成されたパリティパケットＢを前記配信ネットワークに送信するパケット送信手段と、
を有し、
前記受信装置は、
前記配信ネットワークより、前記データパケットと前記パリティパケットＡ，前記パリティパケットＢを受信するパケット受信手段と、
前記パリティパケットＢのLDGM形式のパリティ行列の重みと前記パリティパケットＡのProMPEG  FECの単一ブロックサイズを比較し、小さい値を持つ方から復号処理を行うことにより、データパケットの消失訂正を行う消失訂正手段と、
前記送信装置で破棄したパリティパケットを再生成するパリティ生成手段と、
前記消失訂正手段で消失訂正されたデータパケット、前記パリティパケットＡ、前記パリティパケットＢ、前記パリティ生成手段で再生成されたパリティパケットを受信端末に送信するパケット送信手段と、
を有することを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項２】
前記送信装置は、
前記送信端末から受信した前記パリティパケットＡを用いて、データパケット、及び、パリティパケットの消失訂正を行う消失訂正手段を有する
請求項１に記載のデータ伝送システム。
【請求項３】
前記受信装置における前記消失訂正手段は、
前記送信端末において生成されたパリティパケットを用いて消失訂正を行う第１の消失訂正手段と、
前記送信装置の前記パリティ生成手段により生成されたパリティパケットを用いて消失訂正を行う第２の消失訂正手段と、
前記第２の消失訂正手段により生成されたデータパケットを前記第１の消失訂正手段にフィードバックする手段を含む
請求項１に記載のデータ伝送システム。
【請求項４】
送信装置、受信装置、それらを接続する配信ネットワークからなり、前方エラー訂正（FEC）による消失訂正機能を有する送信端末のデータ伝送を行うデータ伝送システムにおけるデータ伝送方法であって、
前記データ伝送システムの送信装置では、
消失訂正機能を有する送信端末より、データパケットとProMPEG規格に規定される２次元パリティパケットであるパリティパケットＡを受信するパケット受信ステップと、
前記データパケットに対して、LDGM（Low  Density  Generation  Matrix）形式のパリティ行列によりパリティパケットＢを追加生成するパリティ生成ステップと、
前記送信端末から受信したデータパケットと、前記パリティパケットＡの全部あるいは一部と、前記パリティ生成ステップによって生成されたパリティパケットＢを前記配信ネットワークに送信するパケット送信ステップと、
を行い、
前記データ伝送システムの受信装置では、
前記配信ネットワークより、前記データパケットと前記パリティパケットＡ，前記パリティパケットＢを受信するパケット受信ステップと、
前記パリティパケットＢのLDGM形式のパリティ行列の重みと前記パリティパケットＡのProMPEG  FECの単一ブロックサイズを比較し、小さい値を持つ方から復号処理を行うことにより、データパケットの消失訂正を行う消失訂正ステップと、
前記送信装置で破棄したパリティパケットを再生成するパリティ生成ステップと、
前記消失訂正ステップで消失訂正されたデータパケット、前記パリティパケットＡ、前記パリティパケットＢ、前記パリティ生成ステップで再生成されたパリティパケットを受信端末に送信するパケット送信ステップと、
を行うことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項５】
前記送信装置において、
前記送信端末から受信した前記パリティパケットＡを用いて、データパケット、及び、パリティパケットの消失訂正を行う
請求項４に記載のデータ伝送方法。
【請求項６】
前記受信装置における前記消失訂正ステップにおいて、
前記送信端末において生成されたパリティパケットを用いて消失訂正を行う第１の消失訂正ステップと、
前記送信装置の前記パリティ生成ステップにより生成されたパリティパケットを用いて消失訂正を行う第２の消失訂正ステップと、
前記第２の消失訂正ステップにより生成されたデータパケットを前記第１の消失訂正ステップにフィードバックするステップを含む
請求項４に記載のデータ伝送方法。
【請求項７】
送信装置、受信装置、それらを接続する配信ネットワークからなり、前方エラー訂正（FEC：Forward  Error  Correction）による消失訂正機能を有する端末のデータ伝送を行うデータ伝送システムにおける受信装置であって、
消失訂正機能を有する送信端末から送出されたデータパケット、パリティパケットＡ、及び、前記送信装置で追加生成されたパリティパケットＢを、前記配信ネットワークを介して該送信装置から受信するパケット受信手段と、
前記パリティパケットＢのLDGM形式のパリティ行列の重みと前記パリティパケットＡのProMPEG  FECの単一ブロックサイズを比較し、小さい値を持つ方から復号処理を行うことにより、データパケットの消失訂正を行う消失訂正手段と、
前記送信装置で破棄したパリティパケットを再生成するパリティ生成手段と、
前記消失訂正手段で消失訂正されたデータパケット、前記パリティパケットＡ、前記パリティパケットＢ、前記パリティ生成手段で再生成されたパリティパケットを受信端末に送信するパケット送信手段と、
を有することを特徴とする受信装置。
【請求項８】
前記消失訂正手段は、
前記送信端末において生成されたパリティパケットを用いて消失訂正を行う第１の消失訂正手段と、
前記送信装置の前記パリティ生成手段により生成されたパリティパケットを用いて消失訂正を行う第２の消失訂正手段と、
前記第２の消失訂正手段により生成されたデータパケットを前記第１の消失訂正手段にフィードバックする手段を含む
請求項７記載の受信装置。
【請求項９】
送信装置、受信装置、それらを接続する配信ネットワークからなり、前方エラー訂正（FEC）による消失訂正機能を有する送信端末のデータ伝送を行うデータ伝送システムにおけるデータ受信方法であって、
前記受信装置が、
消失訂正機能を有する送信端末から送出されたデータパケット、パリティパケットＡ、及び、前記送信装置で追加生成されたパリティパケットＢを、前記配信ネットワークを介して該送信装置から受信するパケット受信ステップと、
前記パリティパケットＢのLDGM形式のパリティ行列の重みと前記パリティパケットＡのProMPEG  FECの単一ブロックサイズを比較し、小さい値を持つ方から復号処理を行うことにより、データパケットの消失訂正を行う消失訂正ステップと、
前記送信装置で破棄したパリティパケットを再生成するパリティ生成ステップと、
前記消失訂正ステップで消失訂正されたデータパケット、前記パリティパケットＡ、前記パリティパケットＢ、前記パリティ生成ステップで再生成されたパリティパケットを受信端末に送信するパケット送信ステップと、
を行うことを特徴とするデータ受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方エラー訂正（Forward Error Correction ＦＥＣ）による消失訂正機能を有する端末のデータ伝送を行うためのデータ伝送システム及び方法及び受信装置及びデータ受信方法に係り、特に、端末の有するエラー訂正能力より高い消失訂正能力が配信ネットワークで要求される場合に用いられるデータ伝送システム及び方法及び受信装置及びデータ受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配信網におけるパケットの消失を訂正する方法として、消失したパケットを再送するＡＲＱ（Automatic Repeat request）方法と、パリティパケットを追加送信することにより消失訂正を行うＦＥＣ（Forward Error Correction）方式が用いられている。
【０００３】
ＦＥＣ方式は、パケットの廃棄情報をフィードバックしなくて良いことが１つの特徴であり、再送処理による遅延が問題となるリアルタイム配信や、複数の配信先に同時にパケットを同報するマルチキャスト配信で多く用いられる。
【０００４】
映像伝送のＦＥＣ方式の１つとして、ProMPEG(Pro Moving Picture Expect Group Forward Error Correction)方式が規格化されている（例えば、非特許文献１参照）。ProMPEG方式は、１次元パリティを２つ組み合わせた２次元パリティ方式であるが、データのみ、あるいは２次元パリティのうち１次元成分のみの利用が可能となるよう、データと１種類のパリティを、ポートを分けて伝送するのが１つの特徴となっている。ProMPEG規格では、映像伝送の際の遅延が大きくならないよう、処理ブロックサイズが１００パケット以下となるようにパラメータが設定されており、また、２次元パリティ方式であるため、必ずしも訂正能力は高くない。このため、配信網における消失率が小さい場合には十分な性能を有するものの、ベストエフォート網のようにパケット消失率が大きくなる可能性のある配信ネットワークでは、必ずしも十分な性能を有するとはいえない。
【０００５】
一方、近年注目されている消失訂正能力の高い消失訂正能力を達成する方法としてLDPC（Low Density Paricy Check Code）／LDGM（Low Density Generation Matrix）と呼ばれる疎行列パリティ符号がある（例えば、非特許文献２参照）。ＬＤＧＭは、パリティ行列として疎行列を利用する消失訂正方式であり、処理ブロックサイズが大きくなるほど高い性能が得られる、処理の負荷が軽く高速処理が可能、という特徴を持ち、ファイル転送用の消失訂正方式として規格化されている（例えば、非特許文献３参照）。片方向の映像ストリーミング配信など、伝送遅延が大きな問題とはならない場合やビットレートが高い場合には、従来の１次元パリティ符号やリードソロモン符号を用いた場合より高い消失訂正能力を達成できる（例えば、非特許文献４参照）。但し、LDGM方式は、映像のパケット伝送方式としては、標準化されていないため、互換性の点で問題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】"Pro-MPEG Code of Practice #3 release 2"    http://www.pleora.com/pdf/Vid-on-IP-CoP3-r2.pdf".
【非特許文献２】"Low-Density Parity-Check Codes and their Rateless Relatives", Nicholas Bonello,  Sheng Chen and Lajos Hanzo, Surveys and Tutorials, 2009 - eprints.ecs.soton.ac.uk.
【非特許文献３】RFC 5170 "on Low Density Parity Check (LDPC) Staircase and Triangle Forward Error, Correction (FEC) Schemes".
【非特許文献４】"4K超高精細映像の広域多地点配信技術" 高橋 宏和,白井 大介,室岡 孝宏, 藤井 竜也、NTT技術ジャーナル 2007.1.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来は、前方エラー訂正方式により、パケットの消失を訂正するパケット送受信方法において、ProMPEG FECやLDPC/LDGM符号などが知られているが、前者は処理ブロックが小さく制限されているために訂正能力が低く、後者は標準化されていないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、端末の有する標準的なFEC機能では十分な消失訂正能力が得られない場合に、データ送受信装置におけるFEC処理を追加することにより、端末の有するFEC機能との互換性を保ちながら、より高い消失訂正能力を達成することが可能なデータ伝送システム及び方法及び受信装置及びデータ受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明（請求項１）は、送信装置、受信装置、それらを接続する配信ネットワークからなり、前方エラー訂正（FEC）による消失訂正機能を有する端末のデータ伝送を行うデータ伝送システムであって、
前記送信装置は、
消失訂正機能を有する送信端末より、データパケットとProMPEG規格に規定される２次元パリティパケットであるパリティパケットＡを受信するパケット受信手段と、
前記データパケットに対して、LDGM（Low  Density  Generation  Matrix）形式のパリティ行列によりパリティパケットＢを追加生成するパリティ生成手段と、
前記送信端末から受信したデータパケットと、前記パリティパケットＡの全部あるいは一部と、前記パリティ生成手段によって生成されたパリティパケットＢを前記配信ネットワークに送信するパケット送信手段と、
を有し、
前記受信装置は、
前記配信ネットワークより、前記データパケットと前記パリティパケットＡ，前記パリティパケットＢを受信するパケット受信手段と、
前記パリティパケットＢのLDGM形式のパリティ行列の重みと前記パリティパケットＡのProMPEG  FECの単一ブロックサイズを比較し、小さい値を持つ方から復号処理を行うことにより、データパケットの消失訂正を行う消失訂正手段と、
前記送信装置で破棄したパリティパケットを再生成するパリティ生成手段と、
前記消失訂正手段で消失訂正されたデータパケット、前記パリティパケットＡ、前記パリティパケットＢ、前記パリティ生成手段で再生成されたパリティパケットを受信端末に送信するパケット送信手段と、を有する。
【００１０】
また、本発明（請求項２）は、請求項1の前記送信装置において、前記送信端末から受信した前記パリティパケットＡを用いて、データパケット、及び、パリティパケットの消失訂正を行う消失訂正手段を有する。
【００１３】
また、本発明（請求項３）は、請求項１の前記受信装置における前記消失訂正手段において、
前記送信端末において生成されたパリティパケットを用いて消失訂正を行う第１の消失訂正手段と、
前記送信装置のパリティ生成手段により生成されたパリティパケットを用いて消失訂正を行う第２の消失訂正手段と、
前記第２の消失訂正手段により生成されたデータパケットを前記第１の消失訂正手段にフィードバックする手段を含む。
【００１４】
また、本発明（請求項４）は、送信装置、受信装置、それらを接続する配信ネットワークからなり、前方エラー訂正（FEC）による消失訂正機能を有する送信端末のデータ伝送を行うデータ伝送システムにおけるデータ伝送方法であって、
前記データ伝送システムの送信装置では、
消失訂正機能を有する送信端末より、データパケットとProMPEG規格に規定される２次元パリティパケットであるパリティパケットＡを受信するパケット受信ステップと、
前記データパケットに対して、LDGM（Low  Density  Generation  Matrix）形式のパリティ行列によりパリティパケットＢを追加生成するパリティ生成ステップと、
前記送信端末から受信したデータパケットと、前記パリティパケットＡの全部あるいは一部と、前記パリティ生成ステップによって生成されたパリティパケットＢを前記配信ネットワークに送信するパケット送信ステップと、
を行い、
前記データ伝送システムの受信装置では、
前記配信ネットワークより、前記データパケットと前記パリティパケットＡ，前記パリティパケットＢを受信するパケット受信ステップと、
前記パリティパケットＢのLDGM形式のパリティ行列の重みと前記パリティパケットＡのProMPEG  FECの単一ブロックサイズを比較し、小さい値を持つ方から復号処理を行うことにより、データパケットの消失訂正を行う消失訂正ステップと、
前記送信装置で破棄したパリティパケットを再生成するパリティ生成ステップと、
前記消失訂正ステップで消失訂正されたデータパケット、前記パリティパケットＡ、前記パリティパケットＢ、前記パリティ生成ステップで再生成されたパリティパケットを受信端末に送信するパケット送信ステップと、を行う。
【００１５】
また、本発明（請求項５）は、請求項４の前記送信装置において、
前記送信端末から受信した前記パリティパケットＡを用いて、データパケット、及び、パリティパケットの消失訂正を行う。
【００１６】
また、本発明（請求項６）は、請求項４の前記受信装置における前記消失訂正ステップにおいて、
前記送信端末において生成されたパリティパケットを用いて消失訂正を行う第１の消失訂正ステップと、
前記送信装置の前記パリティ生成ステップにより生成されたパリティパケットを用いて消失訂正を行う第２の消失訂正ステップと、
前記第２の消失訂正ステップにより生成されたデータパケットを前記第１の消失訂正ステップにフィードバックするステップを含む。
【００１９】
また、本発明（請求項７）は、送信装置、受信装置、それらを接続する配信ネットワークからなりFECによる消失訂正機能を有する端末のデータ伝送を行うデータ伝送システムにおける受信装置であって、
消失訂正機能を有する送信端末から送出されたデータパケット、パリティパケットＡ、及び、前記送信装置で追加生成されたパリティパケットＢを、前記配信ネットワークを介して該送信装置から受信するパケット受信手段と、
前記パリティパケットＢのLDGM形式のパリティ行列の重みと前記パリティパケットＡのProMPEG  FECの単一ブロックサイズを比較し、小さい値を持つ方から復号処理を行うことにより、データパケットの消失訂正を行う消失訂正手段と、
前記送信装置で破棄したパリティパケットを再生成するパリティ生成手段と、
前記消失訂正手段で消失訂正されたデータパケット、前記パリティパケットＡ、前記パリティパケットＢ、前記パリティ生成手段で再生成されたパリティパケットを受信端末に送信するパケット送信手段と、を有する。
【００２０】
また、本発明（請求項８）は、請求項７の前記消失訂正手段において、
前記送信端末において生成されたパリティパケットを用いて消失訂正を行う第１の消失訂正手段と、
前記送信装置の前記パリティ生成手段により生成されたパリティパケットを用いて消失訂正を行う第２の消失訂正手段と、
前記第２の消失訂正手段により生成されたデータパケットを前記第１の消失訂正手段にフィードバックする手段を含む。
【００２１】
また、本発明（請求項９）は、送信装置、受信装置、それらを接続する配信ネットワークからなり、前方エラー訂正（FEC）による消失訂正機能を有する送信端末のデータ伝送を行うデータ伝送システムにおけるデータ受信方法であって、
前記受信装置が、
消失訂正機能を有する送信端末から送出されたデータパケット、パリティパケットＡ、及び、前記送信装置で追加生成されたパリティパケットＢを、前記配信ネットワークを介して該送信装置から受信するパケット受信ステップと、
前記パリティパケットＢのLDGM形式のパリティ行列の重みと前記パリティパケットＡのProMPEG  FECの単一ブロックサイズを比較し、小さい値を持つ方から復号処理を行うことにより、データパケットの消失訂正を行う消失訂正ステップと、
前記送信装置で破棄したパリティパケットを再生成するパリティ生成ステップと、
前記消失訂正ステップで消失訂正されたデータパケット、前記パリティパケットＡ、前記パリティパケットＢ、前記パリティ生成ステップで再生成されたパリティパケットを受信端末に送信するパケット送信ステップと、を行う。
【発明の効果】
【００２２】
上述のように、本発明によれば、端末が持つ標準的なFEC機能では十分なパケット消失訂正能力が得られない場合であっても、送信装置、受信装置においてFEC処理を追加することで、端末の有するFEC機能との互換性を保ち、より高い消失訂正能力を得ることが可能となる。
【００２３】
また、受信装置を持たない受信端末において、FECデコード処理を介さずに、パケットの消失訂正処理を行うことが可能となるため、互換性と低遅延を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるデータ伝送システムの全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における送信装置の構成例である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における受信装置の構成例である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における送信装置における消失訂正手段の構成例である。
【図５】本発明の第３の実施の形態におけるProMPEG方式のFEC機能を有するコーディックを用いた構成例である。
【図６】本発明の第４の実施の形態におけるLDGM方式を用いた場合のパリティ行列の構成例を示す。
【図７】本発明の第４の実施の形態におけるFECの消失訂正能力の比較例である。
【図８】本発明の第５の実施の形態における受信装置における消失訂正部の構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。
【００２６】
［第1の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるデータ伝送システムの全体構成図である。
【００２７】
同図に示すデータ伝送システムは、送信装置１０、受信装置３０とそれらを接続する配信ネットワーク２０により構成され、FECによるパケット消失訂正機能を有する送信端末１から送出したデータを受信端末２，３に伝送する。本発明のデータ伝送システムでは、受信装置３０が設置された配信先（受信端末３）と、設置されていない配信先（受信端末２）を混在させることが可能であり、送信装置１０から送信されたデータを、直接、受信端末２で受信することも可能である。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施の形態における送信装置の構成例である。
【００２９】
送信装置１０は、パケット受信部１１により、送信端末１から出力されたデータパケットとパリティパケットを受信すると同時に、パリティ生成部１２によって、データパケットに対してパリティを追加生成する。データパケットと２種類のパリティパケットは、パケット送信部１３によって、配信ネットワーク２０に送出される。
【００３０】
送信端末１から複数種類のパリティパケットが送信されている場合、本発明における送信装置１０は、それらの一部を選択的に破棄し、残りを配信ネットワーク２０に送出することが可能である。図２に示す例では、パケット受信部１でパリティａ,ｂを受信しているが、パリティｂを破棄し、パリティａを送信装置１０内部で生成されたパリティｃと共に送信している。この機能により、送信装置１０から送信される全データ帯域を、送信端末１０から送信される全データ帯域から増加しないように制御を行うことが可能となる。パリティの一部のみを送信した場合には、配信ネットワーク２０に直接接続される受信端末２においては、送信された一部のパリティのみを利用して消失訂正を行う。
【００３１】
図３は、本発明の第１の実施の形態におけるデータ受信装置の構成例を示している。
【００３２】
パケット受信部３１により、データパケットと２種類のパリティパケット、すなわち、送信端末１で生成されたパリティパケットｃと送信装置１０で生成されたパリティパケットａ、を配信ネットワーク２０から受信する。
【００３３】
消失訂正部３２は、受信した２種類のパリティパケットを両方用いて、データパケットと送信端末１で生成されたパリティパケットａの消失訂正を行う。この際、復号を演算量が少なくなるように行う。通常、よく使用されるパラメータではパリティパケットａ，ｃを用いた復号を行うことで単純に連接した場合よりも演算量の削減が可能になる効果が得られる。
【００３４】
パリティ生成部３３は、送信装置１０において破棄したパリティパケットｂを再生成する。消失訂正されたデータパケットとパリティパケットａ、及び、再生成されたパリティパケットｂは、パケット送信部３４により受信端末３に送信される。これらの機能により、受信端末３は、送信端末１から送出されたデータパケットと全パリティパケットを受信することが可能となり、受信装置３０と受信端末３の間で発生するパケット消失を補償することが可能となる。
【００３５】
上記のように、本実施の形態によれば、本発明のデータ伝送システムにおける送信装置１０は、送信端末１から入力されたパリティパケットを、配信ネットワーク２０に送出する機能を有する。このため、受信装置３０が介在しない場合でも受信端末３（または２）は消失訂正処理を実行する事が可能であり、端末の有するＦＥＣ方式との互換性を保つことが可能である。
【００３６】
一方、本実施の形態によれば、送信装置１０は、データパケットに対してパリティを追加生成する機能を有しており、受信装置３０では、送信端末１で生成されたパリティと、送信装置１０において生成されたパリティの両方を利用することで、より高い消失訂正能力を達成する。また、送信装置１０は、送信端末１から入力されたパリティの一部のみを送信することが可能であるため、配信ネットワーク２０の余剰帯域が限られる場合に、データ転送帯域を変えずにパリティを追加生成することが可能である。
【００３７】
また、受信装置３０においては、符号化パラメータであるLDGM符号のパリティ行列の重みとProMPEG FECの単一ブロック長を比較し、小さい値を持つ方から復号処理を行うことで、単純に連接を行った場合よりも演算量を減らして復号を行うことが可能である。さらに、受信装置３０においては、送信装置１０でパリティを破棄した場合、受信端末３において破棄したパリティを再生する機能を有するため、受信端末３は、本来受信すべき全パリティを受信することが可能である。
【００３８】
［第２の実施の形態］
本実施の形態では、送信装置１０において、送信端末１から入力されたパリティを用いて、消失訂正を行うものである。
【００３９】
本実施の形態におけるデータ伝送システム構成は前述の第１の実施の形態と同様である。
【００４０】
図４は、本発明の第２の実施の形態における送信装置の消失訂正部の構成を示す。
【００４１】
本発明のデータ伝送システムでは、送信装置１０は、送信端末１の生成するパリティパケットを利用することにより、送信装置１０に入力されたデータパケットとパリティパケットの消失訂正を行うことができる。図４に示した構成例では、消失訂正部１２０は、データパケットと送信端末１で生成された２つのパリティ、すなわち、パリティパケットａ、パリティパケットｂを用い、データパケットおよびパリティパケットａの消失訂正を行う。この機能により、送信端末１と送信装置１０の間で発生したパケット消失を補償することが可能となり、また、送信装置１０におけるパリティ生成３３は、消失訂正された完全なデータパケットを対象としてパリティを生成することが可能となる。また、送信装置１０から、消失訂正された完全なパリティパケットａのストリームを送出することができる。
【００４２】
上記のように、本実施の形態によれば、本発明のデータ伝送システムにおける送信装置１０は、入力されたパリティを用いて消失訂正を行う消失訂正部１２０を有するため、送信端末と送信装置１０間で発生したパケットの廃棄を補償することが可能であり、配信ネットワーク２０に対して消失訂正を行ったデータパケットとパリティパケットを送信することができる。さらに、送信装置１０のパリティ生成部１２には、訂正済のデータパケットシーケンスを入力することが可能になる。
【００４３】
［第３の実施の形態］
本実施の形態では、映像伝送の標準FEC方式であるProMPEG方式に適用させた場合について説明する。
【００４４】
図５は、本発明の第３の実施の形態におけるProMPEG方式のFECの機能を有するコーディックを用いた構成例である。
【００４５】
ProMPEGのFEC方式は、パケットを正方状に並べ、縦方向と横方向にパリティ演算を行うことによりパリティを生成する２次元パリティ方式を用いている。ここでは、２つのパリティをそれぞれ、１次元パリティ、２次元パリティと呼ぶ。２つのパリティパケットは、データポートとは別のポートで伝送され、受信端末３は必要なパリティのみを選択することにより、パリティ無し、１次元パリティ、２次元パリティのいずれかの形式で受信処理ができる。
【００４６】
本実施の形態におけるデータ伝送システムでは、送信端末１（映像エンコーダ）から出力される１次元パリティと、送信装置１０の内蔵ＦＥＣで生成されたパリティを送信し、２次元パリティパケットは破棄しており、受信装置３０において、１次元パリティと内蔵ＦＥＣのパリティを利用して消失訂正を行った後、データパケットと１次元パリティ、再生成された２次元パリティを受信端末（映像デコーダ）３に送信している。２次元パリティの冗長度が、例えば１０％（１次元パリティ）＋１０％（２次元パリティ）の構成であった場合、送信装置１０では、２次元パリティ１０％を破棄し、内部で追加生成したパリティ１０％を付加することにより、全体のデータ帯域を変えないように伝送を行うことができる。
【００４７】
このように、ProMPEG方式では、データと２つのパリティが別ポートで伝送できるため、送信装置１０では、パリティの両方、あるいは、片方を選択的に送信することができる。
【００４８】
上記のように、本実施の形態によれば、本発明のデータ伝送システムは、映像伝送の標準ＦＥＣ方式であるProMPEG方式に対応することが可能である。ProMPEG方式では、データと２つのパリティが別ポートで伝送されるため、送信装置１０では、パリティの両方、あるいは、片方を選択的に送信することができる。
【００４９】
［第４の実施の形態］
本実施の形態では、送信装置１０、受信装置３０におけるFEC方式として、LDGM方式を適用した場合について説明する。
【００５０】
図６は、本発明の第４の実施の形態におけるLDGM方式を用いた場合のパリティ行列の構成例を示す。同図中の右側の階段行列がLDGM構造を示している。LDGMにおけるパリティ行列は、データパケットに対してチェックノードを計算するランダム疎行列と、チェックノードからパリティを計算する階段行列（対角方向に２行の１を設定した行列）により構成される。
【００５１】
パリティパケットは、パリティ行列で１となっている位置のデータパケットの排他論理和をとることによりチェックノードのパケットを計算し、さらに、隣接したチェックノードのパケットの排他論理和をとることにより生成される。ここで、パケットの排他論理和は、パケットのデータ同士の排他論理和をとる操作である。消失訂正処理は、パリティ行列内の未知なパケット数が１となった所のパケットのデータ値を、受信済のデータパケット、パリティパケットの排他論理和をとることにより実現することができる。パリティ行列が疎行列であること、及び、演算処理が排他論理和のみであることから、非常に高速に処理を行うことが可能である。
【００５２】
図７は、本発明の第４の実施の形態におけるFECの消失訂正能力の比較例を示し、ProMPEGの１次元パリティ方式と、LDGM方式の消失訂正能力を同じ冗長度１０％で比較した例であり、LDGM方式を用いることにより、訂正能力が大きく改善されることがわかる。LDGM方式は、パリティ行列のサイズ（FECの処理ブロック内のパケット数）を大きくとるため、FEC処理における遅延が増大するという問題があるが、本発明のデータ伝送システムでは、受信端末３において、送信端末１側のFECのみを用いて消失訂正要求を行うことも可能であり、低遅延が要求される配信先が混在する場合にも対応が可能である。
【００５３】
上記のように、本実施の形態によれば、本発明のデータ伝送システムは、送受信装置におけるFEC方式として、LDGM方式を用いることが出来る。このため、端末のFEC方式が十分な性能を持たない場合においても、高い消失訂正能力を達成できる。一方、LDGM方式による処理遅延が許容されない配信先では、送信端末のパリティのみを用いることで、受信端末３内での消失訂正のみを用いることが可能である。
【００５４】
［第５の実施の形態］
図８は、本発明の第５の実施の形態における受信装置における消失訂正手段の構成例を示している。
【００５５】
同図の例では、消失訂正手段は、送信端末１で生成されたパリティパケットａを用いて消失訂正を行う消失訂正部３２１Ａと、送信端末１で生成されたパリティパケットｃを用いて消失訂正を行う消失訂正部３２１Ｂの２つの消失訂正手段で構成され、消失訂正部３２１Ｂの訂正結果を、消失訂正部３２１Ａにフィードバックすることにより、ターボ復号を行う連接処理の構成をとっている。ここで、２つの消失訂正部３２１は、いずれの訂正手段によっても消失が訂正されなくなるまで、訂正処理を繰り返し、データパケットと消失訂正されたパリティパケットａを出力する。
【００５６】
図７には、LDGM方式と前述したProMPEG方式による１次元パリティを組み合わせた場合の消失訂正能力の評価結果も示されている。送信端末１で生成される１次元パリティと、送信端末１において追加生成したLDGM方式のパリティを組み合わせて復号することにより、LDGM方式の消失訂正手段のみを用いた場合と比較して、消失訂正能力が大きく改善されることがわかる。
【００５７】
上記のように、本実施の形態によれば、本発明のデータ伝送システムにおいて、受信装置３０では、送信端末１で生成されたパリティと、送信装置１０で生成されたパリティの２種類を連接符号としてターボ復号処理することにより、それぞれを単独で処理した場合より、高い消失訂正の能力を達成する。
【００５８】
このように、本発明によるデータ伝送装置を用いることにより、送受信端末のFEC機能の互換性を保ちながら、消失訂正能力を大きく向上させることが可能である。
【００５９】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  送信端末
２，３  受信端末
１０  送信装置
１１  パケット受信部
１２  パリティ生成部
１３  パケット送信部
２０  配信ネットワーク
３０  受信装置
３１  パケット受信部
３２  消失訂正部
３３  パリティ生成部
３４  パケット送信部
１１０  パケット受信部
１２０  消失訂正部
【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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