(57)【要約】【課題】情報データを伝送品質が時変の伝送路を使用して伝送する際に、リアルタイム性及び可逆性を共に維持した状態で伝送できるようにする。【解決手段】送信装置１００において、送信対象の情報源データＴＤから、リアルタイム再生を行うために必要な第１の情報データを量子化器１１２により抽出すると共に、それ以外の可逆再生に必要な第２の情報データを差分器１１３により抽出する。そして、第１の情報データを、固定符号化器１２１及び可変変調器１２４を固定することで、無線伝送路上に常時確保可能な第１の伝送レートＲ１を利用して送信する。また、第２の情報データを、可変符号化器１２３及び可変変調器１２４を使用することで、無線伝送路の伝送品質が良好なときに不定期に確保される第２の伝送レートＲ２を利用して無線送信する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発生情報量が時変な送信情報データを伝送品質が時変な伝送路へ送信するデータ伝送装置であって、
前記送信情報データを、リアルタイム再生に必要な第１の情報成分とそれ以外の第２の情報成分とに分離する分離手段と、
前記分離された第１の情報成分を、前記伝送路上に常時確保可能な第１の伝送レートに対応する第１の符号化方式により符号化して、第１の符号化情報データを出力する第１の符号化手段と、
前記分離された第２の情報成分を蓄積し、前記伝送路上に不定期に確保される、前記第１の伝送レート以外の第２の伝送レートに対応する第２の符号化方式により符号化して、第２の符号化情報データを出力する第２の符号化手段と、
前記第１の符号化手段から出力された第１の符号化情報データ及び前記第２の符号化手段から出力された第２の符号化情報データに対応する変調信号を生成する変調手段と、
前記変調手段により生成された変調信号を前記伝送路へ送信する送信手段とを具備したことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項２】
前記請求項１記載のデータ伝送装置から送信された変調信号を受信するデータ伝送装置であって、
前記受信された変調信号を復調して前記第１の符号化情報データに対応する第１の復調データ及び前記第２の符号化情報データに対応する第２の復調データをそれぞれ出力する復調手段と、
前記復調手段から出力された前記第１の復調データを、前記第１の符号化方式に対応する第１の復号方式により復号して前記第１の情報成分に対応する第１の復号データを出力する第１の復号手段と、
前記復調手段から出力された前記第２の復調データを、前記第２の符号化方式に対応する第２の復号方式により復号して前記第２の情報成分に対応する第２の復号データを出力する第２の復号手段と、
前記第１の復号手段から出力された前記第１の復号データを再生出力する第１の再生手段と、
前記第１の再生手段により再生される第１の復号データと、前記第２の復号手段から出力された前記第２の復号データとを合成して、前記送信情報データに対応する受信情報データを再生出力する第２の再生手段とを具備したことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項３】
リアルタイム再生が要求される第１の送信情報データと、可逆再生が要求される第２の送信情報データとを、伝送品質が時変な伝送路へ送信するデータ伝送装置であって、
前記第１の送信情報データを、前記伝送路上に常時確保可能な第１の伝送レートに対応する第１の符号化方式により符号化して、第１の符号化情報データを出力する第１の符号化手段と、
前記第２の送信情報データを蓄積し、前記伝送路上に不定期に確保される、前記第１の伝送レート以外の第２の伝送レートに対応する第２の符号化方式により符号化して、第２の符号化情報データを出力する第２の符号化手段と、
前記第１の符号化手段から出力された第１の符号化情報データ及び前記第２の符号化手段から出力された第２の符号化情報データに対応する変調信号を生成する変調手段と、
前記変調手段により生成された変調信号を前記伝送路へ送信する送信手段とを具備したことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項４】
前記請求項３記載のデータ伝送装置から送信された変調信号を受信するデータ伝送装置であって、
前記受信された変調信号を復調して前記第１の符号化情報データに対応する第１の復調データ及び前記第２の符号化情報データに対応する第２の復調データをそれぞれ出力する復調手段と、
前記復調手段から出力された前記第１の復調データを、前記第１の符号化方式に対応する第１の復号方式により復号して前記第１の送信情報データに対応する第１の復号データを出力する第１の復号手段と、
前記復調手段から出力された前記第２の符号化情報データに対応する第２の復調データを、前記第２の符号化方式に対応する第２の復号方式により復号して前記第２の送信情報データに対応する第２の復号データを出力する第２の復号手段とを具備したことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項５】
前記分離手段は、前記送信情報データを量子化することにより第１の情報成分を抽出し、前記量子化により消失した情報成分を第２の情報成分として抽出することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送装置。
【請求項６】
前記第１の情報成分及び前記第２の情報成分にそれぞれ、両者の時間的対応関係を表すタイムスタンプを付加する手段を、さらに具備することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送装置。
【請求項７】
前記伝送路の伝送品質を判定し、その判定結果に基づいて、前記第２の符号化手段が使用する第２の符号化方式を適応的に可変設定する処理と、前記変調手段が使用する変調方式を適応的に可変設定する処理のうち、少なくとも一方を行う適応制御手段を、さらに具備したことを特徴とする請求項１又は３記載のデータ伝送装置。
【請求項８】
前記第２の再生手段は、前記蓄積された第１の復号データと、前記第２の復号手段から出力された第２の復号データとを、これらの復号データに付加されているタイムスタンプをもとに時間的な対応関係を合わせた上で合成することを特徴とする請求項２記載のデータ伝送装置。
【請求項９】
前記復調手段は、前記送信側のデータ伝送装置が使用する変調方式を判定する変調方式判定手段を備え、この変調方式判定手段により判定された変調方式に対応する復調方式を選択的に使用して前記受信された変調信号を復調することを特徴とする請求項２又は４記載のデータ伝送装置。
【請求項１０】
前記第２の復号手段は、前記送信側のデータ伝送装置が使用する第２の符号化方式を判定する符号化方式判定手段を備え、この符号化方式判定手段により判定された第２の符号化方式に対応する第２の復号方式を選択的に使用して、前記復号対象の第２の復調データを復号することを特徴とする請求項２又は４記載のデータ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば無線伝送路のように伝送品質が時変な伝送路を使用して情報データを伝送するシステムで使用するデータ伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線伝送路ではフェージング等の影響により伝送品質が時変になり易い。例えば、雑音や干渉波が多い状況下では伝送品質が劣化し易く、逆に雑音や干渉波が少ない状況下では伝送品質が良好になる傾向がある。そこで従来では、上記伝送路における伝送品質の時変に対処するために、適応変調或いは適応符号化が提唱されている。
【０００３】
図８は、この適応変調及び適応符号化を採用した一般的な無線データ伝送システムの構成を示すブロック図であり、１は送信装置を、２は受信装置をそれぞれ示している。
【０００４】
先ず送信装置１は、情報源符号化部１０と、適応送信部２０と、無線部３０とを備えている。情報源符号化部１０では、例えば入力された送信情報データが、直交変換器１１で直交変換されたのち量子化器１２により量子化され、さらにエントロピ符号化器１３で符号化されることにより、情報量が圧縮される。適応送信部２０では、上記情報源符号化部１０から出力された符号化データが先ず可変符号化器２１に入力される。可変符号化器２１は、符号化率が可変の誤り訂正符号化器からなり、上記入力された符号化データに対し誤り訂正符号化処理を行う。この誤り訂正符号化された符号化データは、続いて可変変調器２２に入力される。この可変変調器２２は、変調方式を適応的に可変設定することが可能な変調器からなり、上記入力された符号化データを上記可変設定された変調方式に従い変調信号に変換する。無線部３０では、上記変調信号が無線信号に周波数変換され、さらに所定の送信電力レベルに増幅された後、アンテナ３１から無線伝送路へ向け送信される。
【０００５】
ここで、上記可変符号化器２１の符号化率及び可変変調器２２の変調方式は、伝送路状態検出器２３により制御される。例えば、伝送品質が良好なときには、伝送路状態検出器２３は伝送効率を優先させるために変調方式として６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を選択し、上記可変符号化器２１に設定する。またそれと共に、符号化方式としては符号化率Ｒ＝２／３の誤り訂正符号化を選択し、上記可変変調器２２に設定する。この結果、短時間に多くの情報源符号化データを送信することが可能となる。
【０００６】
これに対し伝送品質が劣化しているときには、伝送路状態検出器２３は伝送誤りに対する耐性を優先させるために変調方式として４ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を選択し、上記可変符号化器２１に設定する。またそれと共に、符号化方式としては符号化率Ｒ＝１／３の誤り訂正符号化を選択し、上記可変変調器２２に設定する。この結果、伝送品質が劣化している状態にあるにもかかわらず、誤りの少ないデータ送信が可能となる。
【０００７】
一方受信装置２は、無線部４０と、適応受信部５０と、情報源復号部６０と備えている。無線部４０では、アンテナ４１により受信された無線信号が、低雑音増幅されたのち中間周波又はベースバンド周波数の受信信号に周波数変換される。適応受信部５０では、上記無線部４０から出力された受信信号が、可変復調器５１及び可変復号器５２に順次入力される。可変復調器５１では、上記送信装置１から通知される変調方式に応じて受信信号の復調が行われる。可変復号器５２では、上記送信装置１から通知される符号化方式に応じて、上記可変復調器５１から出力された情報源復号データの誤り訂正復号が行われる。情報源復号部６０では、上記適応受信部５０により復号された情報源データが、先ずエントロピ復号器６１で復号されたのち逆量子化器６２により逆量子化される。そして、さらに逆直交変換器６３により逆直交変換され、静止画情報データとなって再生出力される。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１３５２７５  （図１とその説明）
【０００９】
【非特許文献１】
小野定康著  「わかりやすいＪＰＥＧ／ＭＰＥＧ２の実現法」オーム社、平成７年７月１５日、ｐ．４７  図４．１ＤＣＴベースのＪＰＥＧ符号器・復号器の構成。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この種のシステムは、伝送品質が良好なときには多くのデータを高速に伝送し、一方伝送品質が劣化しているときには少量のデータを低速に伝送する。このため、伝送効率の高いデータ伝送を実現できる反面、伝送品質の時変、言い換えれば伝送速度の時変の影響により、情報データの再生遅延が発生することが避けられない。したがって上記システムは、例えば静止画データのように再生にリアルタイム性が要求されない情報データを伝送する場合には非常に有効である。
【００１１】
しかしながら、例えばテレビジョン電話通信のように、発生情報量が時変の動画像データやオーディオデータをリアルタイム或いは固定された遅延時間で伝送することは、発生情報量の時変と伝送品質の時変との間に相関がないことから、不可能である。またリアルタイム性を確保するために、伝送対象の動画像データやオーディオデータの基本成分のみを伝送することも考えられる。しかし、伝送された動画像データやオーディオデータを復号後に編集する必要がある場合には、基本成分だけでは元の情報データを完全に復元することができない。すなわち、可逆性（ロスレス：Ｌｏｓｓｌｅｓｓ）を保つことができない。
【００１２】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、情報データを伝送品質が時変の伝送路を使用して伝送する際に、リアルタイム性及び可逆性を共に維持した状態で伝送できるようにしたデータ伝送装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、送信側のデータ伝送装置において、送信対象の情報データをリアルタイム再生に必要な第１の情報成分とそれ以外の可逆再生に使用する第２の情報成分とに分離する。そして、この分離された第１の情報成分を上記伝送路上に常時確保可能な第１の伝送レートに対応する第１の符号化方式により符号化すると共に、上記分離された第２の情報成分については一旦蓄積したのち上記伝送路上に不定期に確保される第２の伝送レートに対応する第２の符号化方式により符号化する。さらに、これらの符号化により得られた第１及び第２の符号化情報データを変調手段に入力して変調信号を生成し、この生成された変調信号を伝送路へ無線送信するようにしたものである。
【００１４】
一方、受信側のデータ伝送装置においては、受信された変調信号を復調して第１及び第２の復調データを得る。そして、このうち第１の復調データを上記第１の符号化方式に対応する第１の復号方式により復号して上記第１の情報成分に対応する第１の復号データを得ると共に、上記第２の復調データを上記第２の符号化方式に対応する第２の復号方式により復号して上記第２の情報成分に対応する第２の復号データを得る。そして、上記第１の復号データについてはリアルタイムに再生出力する。またそれと共に、上記再生出力される第１の復号データと上記第２の情報成分に対応する第２の復号データとを合成して、上記送信情報データに対応する受信情報データを可逆再生するようにしたものである。
【００１５】
したがって第１の発明によれば、先ず送信側のデータ伝送装置では、送信情報データのうち、リアルタイム再生に必要な第１の情報成分が伝送路上に常時確保可能な第１の伝送レートにより送信され、一方可逆再生に必要であるがリアルタイム性は要求されないその他の第２の情報成分は伝送路上に不定期に確保される第２の伝送レートにより間欠的に送信される。
【００１６】
これに対し受信側の装置では、上記第１の伝送レートで伝送された第１の符号化データが復号されてリアルタイムに再生される。また、上記第２の伝送レートにより間欠的に伝送された第２の符号化データは復号されたのち、上記リアルタイム情報成分と合成されて送信情報データに対応する受信情報データが可逆再生される。
【００１７】
このため、リアルタイム再生に必要な第１の情報成分をリアルタイムに伝送しつつ、これと並行して伝送品質が良好な期間を利用し可逆再生に必要な第２の情報成分を伝送し再生することができる。すなわち、動画データやオーディオデータなどの発生情報量が時変の情報データを、伝送品質が時変の無線伝送路を使用して、リアルタイム性及び可逆性を共に維持した状態で伝送することが可能となる。
【００１８】
また上記目的を達成するために第２の発明は、リアルタイム再生が要求される第１の送信情報データと、可逆再生が要求される第２の送信情報データとを、伝送品質が時変な伝送路へ送信する際に、上記第１の送信情報データについては、上記伝送路上に常時確保可能な第１の伝送レートに対応する第１の符号化方式により符号化し、一方上記第２の送信情報データについては、蓄積したのち上記伝送路上に不定期に確保される第２の伝送レートに対応する第２の符号化方式により符号化する。そして、これらの符号化により生成される第１及び第２の符号化情報データを変調手段により変調信号に変換し、この変調信号を上記伝送路へ無線送信するようにしたものである。
【００１９】
一方受信側のデータ伝送装置では、受信された変調信号を復調して上記第１の符号化情報データに対応する第１の復調データ及び前記第２の符号化情報データに対応する第２の復調データをそれぞれ出力する。そして、第１の復調データを、上記第１の符号化方式に対応する第１の復号方式により復号して上記第１の送信情報データに対応する第１の復号データをリアルタイムに出力し、一方上記第２の復調データを、上記第２の符号化方式に対応する第２の復号方式により復号したのち蓄積することにより上記第２の送信情報データに対応する可逆な第２の復号データを生成し出力するようにしたものである。
【００２０】
したがって第２の発明によれば、リアルタイム再生が要求される第１の情報データと、この第１の情報データとは別の可逆再生が求められる第２の情報データとがそれぞれ、伝送路上に常時確保される第１の伝送レートと、伝送品質に応じ間欠的に確保される第２の伝送レートを使用することにより、同一の伝送路上で並行して伝送されることになる。このため、例えば動画像データやオーディオデータをリアルタイムに伝送しながら、それと並行して上記動画像データやオーディオデータの解説や歌詞等のコンピュータデータを可逆伝送することが可能となる。
【００２１】
上記第１の発明において、第１及び第２の情報成分の分離は、送信情報データを量子化することにより第１の情報成分を抽出し、上記量子化により消失した情報成分を第２の情報成分として抽出することにより実現する。
このように構成すると、第１の情報成分を抽出する量子化器と、第２の情報成分を抽出する差分器とを用いるだけで、比較的簡単に分離することができる。
【００２２】
また第１の発明は、送信側のデータ伝送装置において、第１の情報成分及び第２の情報成分にそれぞれ両者の時間的対応関係を表すタイムスタンプを付加して送信し、一方受信側のデータ伝送措置においては、蓄積された第１の復号データと、第２の復号手段から出力された第２の復号データとを、これらの復号データに付加されているタイムスタンプをもとに時間的な対応関係を合わせた上で合成することを特徴とする。
このように構成すると、第１の復号データと第２の復号データとを時間的な対応関係を正確に保持した上で合成することができ、これにより送信情報データを高精度に可逆再生することが可能となる。
【００２３】
さらに前記第１及び第２の発明は、送信側のデータ伝送装置に適応制御手段をさらに設け、この適応制御手段により、伝送路の伝送品質を判定し、その判定結果に基づいて第２の符号化手段が使用する第２の符号化方式を適応的に可変設定する処理と、変調手段が使用する変調方式を適応的に可変設定する処理のうち、少なくとも一方を行う。
【００２４】
一方受信側のデータ伝送装置においては、復調手段に、送信側のデータ伝送装置が使用する変調方式を判定する変調方式判定手段を設け、この変調方式判定手段により判定された変調方式に対応する復調方式を選択的に使用することにより、受信された変調信号を復調する。さらに、第２の復号手段には、送信側のデータ伝送装置が使用する第２の符号化方式を判定する符号化方式判定手段を設け、この符号化方式判定手段により判定された第２の符号化方式に対応する第２の復号方式を選択的に使用することにより、復号対象の第２の復調データを復号することを特徴とする。
【００２５】
したがって、送信情報データから分離された第２の報成分、或いは第２の情報データを、その時々の伝送品質に応じた最適な符号化方式で符号化するか、或いは最適な変調方式により変調して伝送することができる。このため、第２の報成分或いは第２の情報データを、その時々の伝送品質に応じた最大の伝送効率で伝送することが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
この発明の第１の実施形態は、送信装置において、送信対象の情報源データを、リアルタイム再生を行うために必要な第１の情報データと、それ以外の可逆再生に必要な第２の情報データとに分離し、これら第１及び第２の情報データをそれぞれ、無線伝送路上に常時確保可能な第１の伝送レート及び伝送品質が良好なときに不定期に確保される第２の伝送レートを使用して無線送信する。そして受信装置において、上記第１の情報データに対応する復号データをリアルタイムに再生すると共に蓄積し、かつ当該蓄積された第１の情報データと、上記第２の情報データに対応する復号データとを時間的な対応関係を合わせた上で合成することで、上記送信対象の情報源データを可逆再生するようにしたものである。
【００２７】
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる送信装置の要部構成を示すブロック図である。この送信装置１００は、情報源符号化部１１０と、適応送信部１２０と、無線部１３０とを備えている。
【００２８】
情報源符号化部１１０は、直交変換器１１１と、量子化器１１２と、差分器１１３と、第１及び第２のエントロピ符号化器１１４，１１５と、第１及び第２のパケット生成器１１６，１１７とを有している。直交変換器１１１は、完全に元の情報を再生することが可能な可逆（ロスレス：Ｌｏｓｓｌｅｓｓ）の変換器からなり、入力された情報源データＴＤを時間軸から周波数軸の信号に変換する。この可逆の直交変換器１１１としては、例えばＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）２０００で用いられる可逆ウェーブレット変換器、或いは可逆の離散コサイン変換器（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が用いられる。
【００２９】
量子化器１１２は、上記直交変換器１１１から出力された情報源データＴＤの直交変換出力を量子化する。第１のエントロピ符号化器１１４は、上記量子化器１１２の量子化出力、つまりリアルタイム再生に必要な第１の情報成分をエントロピ符号化し、情報圧縮された第１の符号化情報データを出力する。第１のエントロピ符号化器１１４としては、ハフマン符号化器又は算術符号化器等の可逆の情報圧縮器が使用される。第１のパケット生成器１１６は、上記第１のエントロピ符号化器１１４から出力された第１の符号化情報データを適当なビット長に区切ってパケット化し、この第１の符号化情報データのパケットを適応送信部１２０に供給する。
【００３０】
差分器１１３は、上記直交変換器１１１の直交変換出力と、量子化器１１２の量子化出力との差分、つまり上記直交変換出力を量子化器１１２で量子化した際に消失した第２の情報成分を求める。第２のエントロピ符号化器１１５は、上記差分器１１３により抽出された第２の情報成分をエントロピ符号化し、情報圧縮された第２の符号化情報データを出力する。第２のパケット生成器１１７は、上記第２のエントロピ符号化器１１５から出力された第２の符号化情報データを適当なビット長に区切ってパケット化し、この第２の符号化情報データのパケットを適応送信部１２０に供給する。
【００３１】
適応送信部１２０は、固定符号化器１２１と、蓄積器１２２と、可変符号化器１２３と、可変変調器１２４と、伝送路状態検出器１２５とを備えている。固定符号化器１２１は、上記第１のパケット生成器１１６から出力された第１の符号化情報データのパケットに対し、固定の符号化率の誤り訂正符号化を施し、これにより誤り訂正符号化された第１のパケットを生成する。例えば、符号化率Ｒ＝１／３の誤り訂正符号化を行う。なお、符号化率Ｒは、情報ビット数／（情報ビット＋パリティビット）により定義される。
【００３２】
蓄積器１２２は可変符号化処理のためのバッファとして用いられるもので、上記第２のパケット生成器１１７から出力された、上記第２の符号化情報データのパケットを一時蓄積する。可変符号化器１２３は、符号化率Ｒが可変の符号化器からなり、上記蓄積器１２２から読み出された第２のパケットに対し、後述する伝送路状態検出器１２５により指定された符号化率Ｒに従い誤り訂正符号化を行う。なお、符号化率Ｒとしては、例えばＲ＝１／２、Ｒ＝２／３が使用可能である。
【００３３】
可変変調器１２４は、保有する複数種類の変調方式、例えば４ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭのうち、後述する伝送路状態検出器１２５により指定された変調方式を使用して、上記固定符号化器１２１から出力される第１のパケット、及び上記可変符号化器１２３から出力される第２のパケットを変調信号に変換する。
【００３４】
伝送路状態検出器１２５は、無線部１３０により受信された無線信号の受信電界強度と誤り率の少なくとも一方を検出し、その検出値をしきい値と比較することで無線伝送路の伝送品質を判定する。そして、この判定結果をもとに、その時点で最適な符号化率Ｒ及び変調方式を選択し、この選択された符号化率Ｒ及び変調方式をそれぞれ上記可変符号化器１２３及び可変変調器１２４に設定する。
【００３５】
無線部１３０は、上記可変変調器１２４から出力された変調信号を無線周波信号に周波数変換したのち最適な送信電力レベルに増幅し、この増幅された無線信号を送信アンテナ１３１から無線伝送路へ送信する。
【００３６】
一方、この発明の第１の実施形態に係わる受信装置は次のように構成される。図２はその要部構成を示すブロック図である。この受信装置２００は、無線部２１０と、適応受信部２２０と、情報源復号部２３０とを備えている。
【００３７】
無線部２１０は、受信アンテナ２１１により受信された無線信号を増幅した後、中間周波数又はベースバンド周波数の受信信号に周波数変換し、この受信信号を適応受信部２２０に入力する。
【００３８】
適応受信部２２０は、可変復調器２２１と、固定復号器２２２と、可変復号器２２３とを備えている。可変復調器２２１は、送信装置１００が使用している変調方式、例えば４ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、或いは６４ＱＡＭに応じた復調方式を選択し、この復調方式に従い上記受信信号を復調する。そして、前記第１のパケットに対応する第１の復調データを固定復号器２２２に、また前記第２のパケットに対応する第２の復調データを可変復号器２２３にそれぞれ入力する。
【００３９】
固定復号器２２２は、上記入力された第１の復調データを、固定された符号化率Ｒ（例えばＲ＝１／３）に従い誤り訂正復号処理する。そして、この誤り訂正復号された第１の復号データを、情報源復号部２３０の第１のエントロピ復号器２３１に入力する。可変復号器２２３は、符号化率Ｒを可変設定可能な誤り訂正復号器からなり、上記入力された第２の復調データを、送信装置１００が使用している符号化率Ｒに従い誤り訂正復号処理する。そして、この誤り訂正復号された第２の復号データを、情報源復号部２３０の第２のエントロピ復号器２３２に入力する。なお、設定可能な符号化率Ｒとしては、例えばＲ＝１／２、Ｒ＝２／３がある。
【００４０】
情報源復号部２３０は、第１及び第２のエントロピ復号器２３１，２３２と、逆量子化器２３３と、蓄積器２３４，２３５と、パケット合成器２３６と、第１及び第２の逆直交変換器２３７，２３８とを備えている。
【００４１】
第１のエントロピ復号器２３１は、上記固定復号器２２２から出力された第１の復号データをエントロピ復号する。逆量子化器２３３は、上記第１のエントロピ復号器２３１から出力される復号パケットを逆量子化処理して、前記第１の情報成分に対応する復号パケットデータを出力する。逆直交変換器２３７は、上記逆量子化器２３３から出力された復号パケットデータを周波数軸から時間軸の信号に逆直交変換し、この逆直交変換された再生データＲＤ１を図示しない再生部に再生させる。この再生データＲＤ１は、リアルタイム性は維持するが非可逆（ロッシー：Ｌｏｓｓｙ）のデータである。
【００４２】
第２のエントロピ復号器２３２は、上記可変復号器２２３から出力された第２の復号パケットをエントロピ復号する。蓄積器２３６は後述するパケット合成処理のためのバッファ機能を有するもので、上記第２のエントロピ復号器２３２から出力される復号パケットデータを一時蓄積する。また蓄積器２３６は、上記逆量子化器２３３から出力されたリアルタイムな復号パケットデータを一時蓄積する。
【００４３】
パケット合成器２３６は、上記各蓄積器２３３，２３４からそれぞれ復号パケットデータを読み出し、この読み出された復号パケットデータをそのタイムスタンプをもとに時間的な対応関係を一致させた上で合成する。第２の逆直交変換器２３８は、上記パケット合成器２３６により合成されたパケットデータを周波数軸から時間軸の信号に変換することで再生データＲＤ２を生成し、この再生データＲＤ２を図示しない再生部へ出力する。
【００４４】
再生部は、この再生データＲＤ２をハードディスクや外部メモリカード等の記憶媒体に記憶し、ユーザの再生指示操作に応じて再生出力する。再生データＲＤ２は、リアルタイム性は有していないが、原データを完全に再生することができる可逆（ロスレス：Ｌｏｓｓｌｅｓｓ）のデータである。
【００４５】
次に、以上のように構成された送信装置１００及び受信装置２００の動作を説明する。
送信装置１００において、図示しない情報ソースから情報源データＴＤが出力されると、この情報源データＴＤは先ず直交変換器１１１で直交変換されたのち量子化器１１２で量子化され、さらに第１のエントロピ符号化器１１４で符号化される。
【００４６】
ここで、上記量子化及び第１のエントロピ符号化器１１４の符号化レートは、無線伝送路の伝送特性に応じて次のように設定される。すなわち、無線伝送路は伝送品質に応じて伝送レートが時変になるが、このような状況下においても常時最低限確保できる伝送レートがある。図３はその一例を示すもので、伝送品質が劣悪な状態においても第１の伝送レートＲ１を確保することができる。なお、伝送品質が良好な状態では第２の伝送レートＲ２を確保することができる。
【００４７】
そこで、上記量子化及び第１のエントロピ符号化器１１４の符号化レートを、上記第１の伝送レートＲ１に対応して設定する。この結果、上記量子化及び第１のエントロピ符号化による情報圧縮により、無線伝送路において第１の伝送レートＲ１によりリアルタイムで伝送可能な符号化情報データが生成される。
【００４８】
上記第１のエントロピ符号化器１１４により生成された符号化情報データは、第１のパケット生成器１１６でパケット化されたのち、固定符号化器１２１において予め固定設定された符号化率Ｒ（例えばＲ＝１／３）で誤り訂正符号化され、しかるのち可変変調器１２４に入力される。
【００４９】
一方差分器１１３では、直交変換器１１１の直交変換出力と、上記量子化器１１２の量子化出力との差分、つまり上記直交変換出力を量子化器１１２で量子化した際に消失した情報成分が抽出される。この抽出された情報成分は、第２のエントロピ符号化器１１５で符号化され、さらに第２のパケット生成器１１７によりパケット化されたのち、蓄積器１２２に一旦記憶される。そして、可変符号化器１２３により誤り訂正符号化が施されたのち、第２のパケットデータとして可変変調器１２４に入力される。可変変調器１２４では、上記固定符号化器１２１から出力された第１のパケットデータと、上記可変符号化器１２３から出力された第２のパケットデータに対応する変調信号が生成される。
【００５０】
ところで、上記可変符号化器１２３における誤り訂正符号化処理と、可変変調器１２４による可変適応変調処理は、伝送路状態検出器１２５により次のように制御される。
【００５１】
すなわち、伝送路状態検出器１２５では、受信信号の受信電界強度又は誤り率を第１及び第２のしきい値とそれぞれ比較することで、無線伝送路の伝送品質が判定される。この判定の結果、伝送品質が劣悪で第１のしきい値より劣化していたとする。この場合伝送路状態検出器１２５は、第２のパケットデータの送信は不可能であると判断し、蓄積器１２２及び可変符号化器１２３を動作させずに、可変変調器１２４に対し４ＰＳＫを設定する。４ＰＳＫの入力ビット数は２ビットであり、可変変調器１２４はこの４ＰＳＫの全ビット（２ビット）に固定符号化器１２１から出力された第１のパケットデータを入力して変調を行う。このため無線伝送路へは、上記第１のパケットデータにより変調された４ＰＳＫ変調信号が送信される。
【００５２】
一方、上記判定の結果、無線伝送路の伝送品質が第１のしきい値以上でかつ第２のしきい値未満だったとする。この場合、伝送路状態検出器１２５は、伝送品質は劣化しているものの第２のパケットデータを伝送可能と判断し、可変符号化器１２３に対し符号化率Ｒ＝１／２を設定すると共に、蓄積器１２２から上記符号化率Ｒ＝１／２に応じた量の第２のパケットデータを読み出す。この結果可変符号化器１２３では、蓄積器１２２から読み出された第２のパケットデータが、符号化率Ｒ＝１／２で誤り訂正符号化される。
【００５３】
また、それと共に伝送路状態検出器１２５は、可変変調器１２４に対し１６ＱＡＭを設定する。１６ＱＡＭの入力ビット数は４ビットであり、可変変調器１２４はこの１６ＱＡＭの４ビット入力のうちＭＳＢ（Ｍｏｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）側の２ビットに、固定符号化器１２１から出力された第１のパケットデータを入力する。また、ＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）側の２ビットには、上記可変符号化器１２３から出力される第２のパケットデータを入力する。そして、上記第１及び第２のパケットデータを入力として１６ＱＡＭ変調を行う。したがって無線伝送路へは、上記第１及び第２のパケットデータにより変調された１６ＱＡＭ変調信号が送信される。
【００５４】
さらに、無線伝送路の伝送品質が第２のしきい値以上に回復したとする。この場合、伝送路状態検出器１２５は、伝送品質は良好と判断し、可変符号化器１２３に対し符号化率Ｒ＝２／３を設定すると共に、蓄積器１２２から上記符号化率Ｒ＝２／３に応じた量の第２のパケットデータを読み出す。この結果可変符号化器１２３では、蓄積器１２２から読み出された第２のパケットデータが、符号化率Ｒ＝２／３で誤り訂正符号化される。
【００５５】
またそれと共に伝送路状態検出器１２５は、可変変調器１２４に対し６４ＱＡＭを設定する。６４ＱＡＭの入力ビット数は６ビットであり、可変変調器１２４はこの６４ＱＡＭの６ビット入力のうちＭＳＢ（Ｍｏｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）側の２ビットに、固定符号化器１２１から出力された第１のパケットデータを入力する。また、ＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）側の４ビットには、上記可変符号化器１２３から出力される第２のパケットデータを入力する。そして、上記第１及び第２のパケットデータを入力として６４ＱＡＭ変調を行う。したがって無線伝送路へは、上記第１及び第２のパケットデータにより変調された６４ＱＡＭ変調信号が送信される。
【００５６】
これに対し受信装置２００では、次のような復調復号処理が行われる。
すなわち、上記送信装置１００から無線伝送路を介して到来した無線信号は、無線部２１０で受信されたのち適応受信部２２０に入力される。適応受信部２２０では、先ず可変復調器２２１において受信信号の可変復調処理が行われる。可変復調処理は、受信信号に施されている変調方式を判定してこの変調方式に対応する復調方式を設定し、この設定された復調方式に従い受信信号を復調する。
【００５７】
例えば、無線伝送路の伝送品質が劣悪で、変調方式として４ＰＳＫが使用されている場合には、受信信号をこの４ＰＳＫに対応する復調方式により復調する。４ＰＳＫが使用されている状態では、２ビットの復調出力の全ビットが第１のパケットデータに対応する復調データである。このため、この２ビットの復調データは固定復号器２２２に入力される。固定復号器２２２では、予め固定設定された符号化率Ｒ＝１／３により上記復調データの誤り訂正復号処理が行われる。
【００５８】
上記誤り訂正復号された復調データは、情報源復号部２３０の第１のエントロピ復号器２３１で復号され、さらに逆量子化器２３３により逆量子化されることで情報圧縮前のパケットデータに復号される。そして、この復号された第１のパケットデータは、デパケットされたのち逆直交変換器２３７で逆直交変換され、これにより時間軸の再生データＲＤ１に戻された後、図示しない再生部へ出力されて再生される。したがって、第１のパケットデータは非可逆ではあるがリアルタイムに再生される。
なお、上記逆量子化器２２３により復号された第１のパケットデータは、後述する可逆再生処理に使用するために蓄積器２３５に蓄積される。
【００５９】
これに対し、無線伝送路の伝送品質がやや劣化している場合には、変調方式として１６ＱＡＭが使用されている。したがって、可変復調器２２１は受信信号をこの１６ＱＡＭに対応する復調方式により復調する。１６ＱＡＭが使用されている状態では、４ビットの復調出力のうち、ＭＳＢ側の２ビットが第１のパケットデータに対応する復調データであり、またＬＳＢ側の２ビットが第２のパケットデータに対応する復調データである。このため、ＭＳＢ側の２ビットの復調データは固定復号器２２２に入力され、またＬＳＢ側の２ビットの復調データは可変復号器２２３に入力される。
【００６０】
固定復号器２２２では、予め固定設定された符号化率Ｒ＝１／３により上記復調データの誤り訂正復号処理が行われる。そして、この誤り訂正復号された復調データは、情報源復号部２３０の第１のエントロピ復号器２３１で復号され、さらに逆量子化器２３３により逆量子化されることで情報圧縮前のパケットデータに復号される。そして、この復号された第１のパケットデータは、デパケットされたのち逆直交変換器２３７で逆直交変換され、これにより時間軸の再生データＲＤ１に戻されたのち、図示しない再生部へ出力されて再生される。すなわち、リアルタイムに再生される。
【００６１】
一方、可変復号器２２３には、送信装置１００から通知される制御情報に従い符号化率Ｒ＝１／２が設定される。可変復号器２２３では、上記設定された符号化率Ｒ＝１／２により上記復調データの誤り訂正復号処理が行われる。そして、この誤り訂正復号された復調データは、情報源復号部２３０の第２のエントロピ復号器２３２で復号されたのち、蓄積器２３４に蓄積される。
【００６２】
上記蓄積器２３４に復号された第２のパケットデータが一定量蓄積されると、この復号された第２のパケットデータは蓄積器２３５から読み出されてパケット合成器２３６に入力される。また同時に、蓄積器２３５からは逆量子化された第１のパケットデータが読み出され、パケット合成器２３６に入力される。パケット合成器２３６では、上記読み出された第１及び第２のパケットデータが、タイムスタンプをもとに時間的に対応するもの同士で合成される。そして、この合成された復号パケットデータは、デパケットされたのち逆直交変換器２３８で逆直交変換され、これにより時間軸の再生データＲＤ２に戻されたのち、図示しない再生部へ出力される。
【００６３】
再生部では、上記再生データＲＤ２がハードディスクや外部メモリカード等の記憶媒体に記憶され、ユーザの再生指示操作に応じて再生出力される。上記合成されたパケットデータは、前記送信装置１００において情報源符号化部１１０に入力される情報源データＴＤに対応する。したがって、上記再生部ではリアルタイム性は有していないが、可逆（ロスレス：Ｌｏｓｓｌｅｓｓ）の情報データを再生することができる。
【００６４】
また、無線伝送路の伝送品質が良好な状態では、変調方式として６４ＱＡＭが使用されている。したがって、可変復調器２２１は受信信号をこの６４ＱＡＭに対応する復調方式により復調する。６４ＱＡＭが使用されている状態では、６ビットの復調出力のうち、ＭＳＢ側の２ビットが第１のパケットデータに対応する復調データであり、またＬＳＢ側の４ビットが第２のパケットデータに対応する復調データである。このため、ＭＳＢ側の２ビットの復調データは固定復号器２２２に入力され、またＬＳＢ側の４ビットの復調データは可変復号器２２３に入力される。
【００６５】
固定復号器２２２では、先に述べたように符号化率Ｒ＝１／３により上記復調データの誤り訂正復号処理が行われる。そして、この誤り訂正復号された復調データは、情報源復号部２３０の第１のエントロピ復号器２３１で復号され、さらに逆量子化器２３３により逆量子化されることで情報圧縮前のパケットデータに復号される。そして、この復号された第１のパケットデータは、デパケットされたのち逆直交変換器２３７で逆直交変換され、これにより時間軸の再生データＲＤ１に戻されたのち、図示しない再生部へ出力されて再生される。すなわち、リアルタイムに再生される。
【００６６】
一方、可変復号器２２３には、送信装置１００から通知される制御情報に従い符号化率Ｒ＝２／３が設定される。可変復号器２２３では、上記設定された符号化率Ｒ＝２／３により上記復調データの誤り訂正復号処理が行われる。そして、この誤り訂正復号された復調データは、情報源復号部２３０の第２のエントロピ復号器２３２で復号されたのち、蓄積器２３４に蓄積される。
【００６７】
そして、上記蓄積器２３４に復号された第２のパケットデータが一定量蓄積されると、先に述べたようにパケット合成器２３６において、蓄積器２３５，２３４から読み出された第１及び第２のパケットデータが、タイムスタンプをもとに時間的に対応するもの同士で合成される。そして、この合成された復号パケットデータは、デパケットされたのち逆直交変換器２３８で時間軸の再生データＲＤ２に変換されたのち、図示しない再生部へ出力される。
【００６８】
以上述べたように第１の実施形態では、送信装置１００において、送信対象の情報源データＴＤを、量子化器１１２及び差分器１１３により、リアルタイム再生を行うために必要な第１の情報データと、それ以外の可逆再生に必要な第２の情報データとに分離し、これら第１及び第２の情報データをそれぞれ、無線伝送路上に常時確保可能な第１の伝送レートＲ１及び伝送品質が良好なときに不定期に確保される第２の伝送レートＲ２を使用して無線送信する。そして受信装置２００において、上記第１の情報データに対応する復号データをリアルタイムに再生すると共に蓄積器２３５に蓄積し、かつ当該蓄積された第１の情報データと、上記第２の情報データに対応する復号データとをパケット合成器２３６により時間的な対応関係を合わせた上で合成し、これにより上記送信対象の情報源データＴＤを可逆再生するようにしている。
【００６９】
したがって、送信対象の情報源データＴＤのうち、リアルタイム再生に必要な第１の情報データを、伝送路上に常時確保可能な第１の伝送レートＲ１によりリアルタイムに伝送して再生しながら、それと並行して可逆再生に必要な第２の情報データを、伝送品質が良好な期間に確保可能な伝送レートＲ２を利用して伝送して元の情報データを合成することができる。このため、動画データやオーディオデータなどの発生情報量が時変の情報データを、伝送品質が時変の無線伝送路を使用して、リアルタイム性及び可逆性を共に維持した状態で伝送することが可能となる。
【００７０】
このような構成を使用することで、例えばテレビジョン電話通信を使用して介護サービスや看護等を行う場合には、被介護者又は患者とリアルタイムに通話を行いながら、遅れて可逆再生される高精細画像をもとに被介護者又は患者の顔色や様子を詳細に把握することが可能となる。また、河川などを遠隔監視するシステムでは、河川の大凡の状態をリアルタイムに監視しながら、異常等が発見された場合に、遅れて可逆再生される高精細な動画像から河川の状態を詳細に検討することができる。さらに、動画像データやオーディオデータを有料配信する際には、低解像度の映像データや、低音質或いは左右のいずれか一方のチャネルのオーディオデータをリアルタイムに伝送してユーザに視聴させ、ユーザが料金の支払いを許諾した場合に高解像度の映像データや高音質のオーディオデータを可逆再生できるようにすると云ったサービスが可能となる。
【００７１】
（第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態は、送信装置において、リアルタイム再生を必要とする第１の情報源データと、リアルタイム再生を必要としない第２の情報源データとをそれぞれ、無線伝送路上に常時確保可能な第１の伝送レート及び伝送品質が良好なときに不定期に確保される第２の伝送レートを使用して送信する。そして受信装置において、上記第１の情報データに対応する復調データをリアルタイムに復号して再生すると共に、上記第２の情報データに対応する復調データを蓄積した上で復号して再生するようにしたものである。
【００７２】
図４は、この発明の第２の実施形態に係わる送信装置の要部構成を示すブロック図である。この送信装置３００は、情報源符号化部３１０と、適応送信部３２０と、無線部３３０とを備えている。
【００７３】
情報源符号化部３１０は、第１の情報源符号化器３１１と、第２の情報源符号化器３１２とを備える。第１の情報源符号化器３１１は、非可逆情報用の符号化器からなり、図示しない情報ソースから出力されたリアルタイム性が要求される情報源データＴＤ１を符号化する。第２の情報源符号化器３１２は、可逆情報用の符号化器からなり、図示しない情報ソースから出力された、リアルタイム性は要求されない情報源データＴＤ１を符号化する。
【００７４】
適応送信部３２０は、固定符号化器３２１と、蓄積器３２２と、可変符号化器３２３と、可変変調器３２４と、伝送路状態検出器３２５とを備えている。固定符号化器３２１は、上記第１の情報源符号化器３１１から出力された第１の符号化情報データを、予め固定設定された符号化率で誤り訂正符号化し、その出力データを可変変調器３２４に入力する。蓄積器３２２は、上記第２の情報源符号化器３１２から出力された第２の符号化情報データを、適応符号化・変調処理のために一時蓄積する。
【００７５】
可変符号化器３２３は、複数の符号化率を選択的に使用して上記第２の情報データを誤り訂正符号化するもので、その出力データを可変変調器３２４に入力する。符号化率としては、例えばＲ＝１／２，Ｒ＝２／３の２種類が使用される。可変変調器３２４は、複数の変調方式を選択的に使用して上記第１及び第２の符号化データを変調信号に変換するもので、この変調信号を無線部３３０に入力する。なお、変調方式としては、例えば４ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、及び６４ＱＡＭの３方式が使用される。
【００７６】
伝送路状態検出器３２５は、無線部３３０により受信された無線信号の受信電界強度と誤り率の少なくとも一方を検出し、その検出結果をしきい値と比較することで無線伝送路の伝送品質を判定する。そして、この判定結果をもとに、その時点で最適な符号化率及び変調方式を選択し、この選択された符号化率及び変調方式をそれぞれ上記可変符号化器３２３及び可変変調器３２４に設定する。
【００７７】
無線部３３０は、上記可変変調器３２４から出力された変調信号を無線周波信号に周波数変換したのち最適な送信電力レベルに増幅し、この増幅された無線信号を送信アンテナ３３１から無線伝送路へ送信する。
【００７８】
一方、この発明の第２の実施形態に係わる受信装置は次のように構成される。図５はその要部構成を示すブロック図である。この受信装置４００は、無線部４１０と、適応受信部４２０と、情報源復号部４３０とを備えている。
【００７９】
無線部４１０は、受信アンテナ４１１により受信された無線信号を増幅した後、中間周波数又はベースバンド周波数の受信信号に周波数変換し、この受信信号を適応受信部４２０に入力する。
【００８０】
適応受信部４２０は、可変復調器４２１と、固定復号器４２２と、可変復号器４２３と、蓄積部４２４とを備えている。可変復調器４２１は、送信装置３００が使用している変調方式、例えば４ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、或いは６４ＱＡＭに応じた復調方式を選択し、この復調方式に従い上記受信信号を復調する。そして、前記第１の情報源データＴＤ１に対応する第１の復調データを固定復号器４２２に、また前記第２の情報源データＴＤ２に対応する第２の復調データを可変復号器４２３にそれぞれ入力する。
【００８１】
固定復号器４２２は、上記入力された第１の復調データを、固定された符号化率（例えばＲ＝１／３）により誤り訂正復号処理する。可変復号器４２３は、符号化率Ｒを可変設定可能な誤り訂正復号器からなり、上記入力された第２の復調データを、送信装置３００が使用している符号化率Ｒにより誤り訂正復号処理する。なお、設定可能な符号化率Ｒとしては、例えばＲ＝１／２、Ｒ＝２／３がある。
【００８２】
情報源復号部４３０は、第１の情報源復号器４３１と、第２の情報源復号器４３２とを備える。第１の情報源復号器４３１は、非可逆な復号器からなり、上記固定復号器４２２から出力された誤り訂正復号された第１の復号データを復号し、この復号により得られた再生データＲＤ１を図示しない再生部に供給する。第２の情報源復号器４３２は、可逆な復号器からなり、上記蓄積器４２４から読み出された第２の復号データを復号し、この復号により得られた再生データＲＤ２を図示しない再生部に供給する。
【００８３】
次に、以上のように構成された送信装置３００及び受信装置４００の動作を説明する。
【００８４】
送信装置３００において、リアルタイム伝送が必要な第１の情報源データＴＤ１が情報符号化部３１０に入力されると、この第１の情報源データＴＤ１は第１の情報源符号化器３１１で非可逆な符号化方式により符号化された後、固定符号化器３２１において固定された符号化率Ｒ＝１／３により誤り訂正符号化される。そして、上記誤り訂正符号化された第１の符号化情報データは、可変変調器１２４に入力される。なお、上記符号化率Ｒは、無線伝送路上に常に最低限確保可能な伝送レート（例えば図３のＲ１）に対応して設定される。
【００８５】
一方、リアルタイム伝送を要求されない第２の情報源データＴＤ２が入力されると、この第２の情報源データＴＤ２は第２の情報源符号化器３１２で可逆な符号化方式により符号化された後、蓄積器３２２に一旦蓄積される。そして、伝送品質が良好な期間に読み出されて、可変符号化器３２３により誤り訂正符号化が施されたのち、可変変調器３２４に入力される。可変変調器３２４では、上記固定符号化器３２１から出力された第１の符号化データ、及び上記可変符号化器３２３から出力された第２の符号化データが変調信号に変換され、この変調信号は無線部３３０から無線伝送路へ送信される。
【００８６】
ところで、上記可変符号化器３２３における適応符号化処理と、可変変調器３２４による適応変調処理は、伝送路状態検出器３２５により次のように制御される。
【００８７】
すなわち、伝送路状態検出器３２５では、受信信号の受信電界強度又は誤り率を第１及び第２のしきい値とそれぞれ比較することで、無線伝送路の伝送品質が判定される。この判定の結果、伝送品質が劣悪で第１のしきい値より劣化している場合には、伝送路状態検出器１２５は第２の情報源データＴＤ２の送信は不可能であると判断し、蓄積器３２２及び可変符号化器３２３を動作させずに、可変変調器３２４に対し４ＰＳＫを設定する。４ＰＳＫの入力ビット数は２ビットであり、可変変調器３２４はこの４ＰＳＫの全ビット（２ビット）に固定符号化器３２１から出力された第１の符号化データを入力して変調を行う。このため無線伝送路へは、上記第１の符号化データのみにより変調された４ＰＳＫ変調信号が送信される。
【００８８】
一方、上記判定の結果、無線伝送路の伝送品質が第１のしきい値以上でかつ第２のしきい値未満だったとする。この場合、伝送路状態検出器３２５は、伝送品質は劣化しているものの第２の符号化データを伝送可能と判断し、可変符号化器３２３に対し符号化率Ｒ＝１／２を設定すると共に、蓄積器３２２から上記符号化率Ｒ＝１／２に応じた量の第２の符号化データを読み出す。この結果可変符号化器３２３では、蓄積器３２２から読み出された第２の符号化データが、符号化率Ｒ＝１／２で誤り訂正符号化される。
【００８９】
また、それと共に伝送路状態検出器３２５は、可変変調器３２４に対し１６ＱＡＭを設定する。１６ＱＡＭの入力ビット数は４ビットであり、可変変調器３２４はこの１６ＱＡＭの４ビット入力のうちＭＳＢ側の２ビットに、固定符号化器３２１から出力された第１の符号化データを入力する。また、ＬＳＢ側の２ビットには、上記可変符号化器３２３から出力される第２の符号化データを入力する。そして、上記第１及び第２の符号化データを入力として１６ＱＡＭ変調を行う。したがって無線伝送路へは、上記第１及び第２の符号化データにより変調された１６ＱＡＭ変調信号が送信される。
【００９０】
さらに、無線伝送路の伝送品質が第２のしきい値以上に回復したとする。この場合、伝送路状態検出器３２５は、伝送品質は良好と判断し、可変符号化器３２３に対し符号化率Ｒ＝２／３を設定すると共に、蓄積器３２２から上記符号化率Ｒ＝２／３に応じた量の第２の符号化データを読み出す。この結果可変符号化器３２３では、蓄積器３２２から読み出された第２の符号化データが、符号化率Ｒ＝２／３で誤り訂正符号化される。
【００９１】
またそれと共に伝送路状態検出器３２５は、可変変調器３２４に対し６４ＱＡＭを設定する。６４ＱＡＭの入力ビット数は６ビットであり、可変変調器３２４はこの６４ＱＡＭの６ビット入力のうちＭＳＢ側の２ビットに、固定符号化器３２１から出力された第１の符号化データを入力する。また、ＬＳＢ側の４ビットには、上記可変符号化器３２３から出力される第２の符号化データを入力する。そして、上記第１及び第２の符号化データを入力として６４ＱＡＭ変調を行う。したがって無線伝送路へは、上記第１及び第２の符号化データにより変調された６４ＱＡＭ変調信号が送信される。
【００９２】
これに対し受信装置４００では、次のような復調復号処理が行われる。
すなわち、上記送信装置３００から無線伝送路を介して到来した無線信号は、無線部４１０で受信されたのち適応受信部４２０に入力される。適応受信部４２０では、先ず可変復調器４２１において受信信号の可変復調処理が行われる。可変復調処理は、受信信号に施されている変調方式を判定してこの変調方式に対応する復調方式を設定し、この設定された復調方式に従い受信信号を復調する。
【００９３】
例えば、無線伝送路の伝送品質が劣悪で、変調方式として４ＰＳＫが使用されている場合には、受信信号をこの４ＰＳＫに対応する復調方式により復調する。４ＰＳＫが使用されている状態では、２ビットの復調出力の全ビットが第１の符号化データに対応する復調データである。このため、この２ビットの復調データは固定復号器４２２に入力される。固定復号器４２２では、予め固定設定された符号化率Ｒ＝１／３により上記復調データの誤り訂正復号処理が行われる。
【００９４】
上記誤り訂正復号された復調データは、第１の情報源復号器４３１で復号されることで第１の再生データＲＤ１となり、この第１の再生データＲＤ１は図示しない再生部へ出力されて再生される。したがって、第１の情報源データＴＤ１は、受信装置４００において非可逆ではあるがリアルタイムに再生される。
【００９５】
これに対し、無線伝送路の伝送品質がやや劣化している場合には、変調方式として１６ＱＡＭが使用されている。したがって、可変復調器４２１は受信信号をこの１６ＱＡＭに対応する復調方式により復調する。１６ＱＡＭが使用されている状態では、４ビットの復調出力のうち、ＭＳＢ側の２ビットが第１の符号化データに対応する復調データであり、またＬＳＢ側の２ビットが第２の符号化データに対応する復調データである。このため、ＭＳＢ側の２ビットの復調データは固定復号器４２２に入力され、またＬＳＢ側の２ビットの復調データは可変復号器４２３に入力される。
【００９６】
固定復号器４２２では、予め固定設定された符号化率Ｒ＝１／３により上記復調データの誤り訂正復号処理が行われる。そして、この誤り訂正復号された復調データは、情報源復号器４３１で復号されることで第１の再生データＲＤ１となり、この第１の再生データＲＤ１は図示しない再生部へ出力されて再生される。すなわち、リアルタイムに再生される。
【００９７】
一方、可変復号器４２３には、送信装置３００から通知される制御情報に従い符号化率Ｒ＝１／２が設定される。可変復号器４２３では、上記設定された符号化率Ｒ＝１／２により上記復調データの誤り訂正復号処理が行われる。そして、この誤り訂正復号された復調データは蓄積器４３４に一旦蓄積され、この蓄積器４３４において相前後して受信されたデータと合成されて元の情報データに復元される。そして、この復元された情報データは、図示しない再生部へ出力されて再生される。
【００９８】
また、無線伝送路の伝送品質が良好な状態では、変調方式として６４ＱＡＭが使用されている。したがって、可変復調器４２１は受信信号をこの６４ＱＡＭに対応する復調方式により復調する。６４ＱＡＭが使用されている状態では、６ビットの復調出力のうち、ＭＳＢ側の２ビットが第１の符号化データに対応する復調データであり、またＬＳＢ側の４ビットが第２の符号化データに対応する復調データである。このため、ＭＳＢ側の２ビットの復調データは固定復号器４２２に入力され、またＬＳＢ側の４ビットの復調データは可変復号器４２３に入力される。
【００９９】
固定復号器４２２では、先に述べたように符号化率Ｒ＝１／３により上記復調データの誤り訂正復号処理が行われる。そして、この誤り訂正復号された復調データは、第１の情報源復号器４３１で復号されたのち、図示しない再生部へ出力されて再生される。すなわち、リアルタイムに再生される。
【０１００】
一方、可変復号器４２３には、送信装置３００から通知される制御情報に従い符号化率Ｒ＝２／３が設定される。可変復号器４２３では、上記設定された符号化率Ｒ＝２／３により上記復調データの誤り訂正復号処理が行われる。そして、この誤り訂正復号された復調データは蓄積器４３４に一旦蓄積され、この蓄積器４３４において前後に受信されたデータと接続されて元の情報データに復元される。そして、この復元された情報データは図示しない再生部へ出力される。
【０１０１】
以上のように第２の実施形態では、送信装置３００において、リアルタイム再生を必要とする第１の情報源データＴＤ１と、リアルタイム再生を必要としない第２の情報源データＴＤ２とをそれぞれ、無線伝送路上に常時確保可能な第１の伝送レートＲ１及び伝送品質が良好なときに不定期に確保される第２の伝送レートＲ２を使用して送信する。そして受信装置４００において、上記第１の情報データＴＤ１に対応する復調データをリアルタイムに復号して再生すると共に、上記第２の情報データＴＤ２に対応する復調データを蓄積器４２４で蓄積して再構成したのち、復号して再生するようにしている。
【０１０２】
したがって、リアルタイム再生を必要とする第１の情報源データＴＤ１と、リアルタイム再生を必要としない第２の情報源データＴＤ２とを、伝送品質が時変の無線伝送路により並行して伝送することができる。したがって、第１の情報源データＴＤ１と、第２の情報源データＴＤ２とを、別々の伝送路を使用して伝送する場合や、一つの伝送路により時分割で伝送する場合に比べて、効率良く伝送することが可能となる。
【０１０３】
（第３の実施形態）
１６ＱＡＭ変調器の出力（±６ｏｒ±２，±６ｊｏｒ±２ｊ）は、４ＰＳＫ変調器の出力（±４，±４ｊ）に、４ＰＳＫ変調器の出力（±２，±２ｊ）を加算したものと見なすことができる。同様に、６４ＱＡＭ変調器の出力（±７ｏｒ±５ｏｒ±３ｏｒ±１，±７ｊｏｒ±５ｊｏｒ±３ｊｏｒ±１ｊ）は、４ＰＳＫ変調器の出力（±４，±４ｊ）に、１６ＱＡＭ変調器の出力（±３ｏｒ±１，±３ｊｏｒ±１ｊ）を加算したものと見なすことができる。
【０１０４】
この発明の第３の実施形態は、上記点に着目して適応送信部の可変変調器の構成を改良したものである。図６にその構成の一例を示す。なお、同図において前記図１及び図３と同一部分には同一符号を付してある。
【０１０５】
図６において適応送信部５２０は、４ＰＳＫ出力（±４，±４ｊ）を生成する４ＰＳＫ変調器５２４と、４ＰＳＫ出力（±２，±２ｊ）或いは１６ＱＡＭ出力（±３ｏｒ±１，±３ｊｏｒ±１ｊ）を生成する可変の４ＰＳＫ，１６ＱＡＭ変調器５２５と、加算器５２６とを備えている。そして、上記可変の４ＰＳＫ，１６ＱＡＭ変調器５２５の変調出力と、上記４ＰＳＫ変調器５２４の変調出力とを、上記加算器５２６で加算することで、１６ＱＡＭ変調器の出力（±６ｏｒ±２，±６ｊｏｒ±２ｊ）及び６４ＱＡＭ変調器の出力（±７ｏｒ±５ｏｒ±３ｏｒ±１，±７ｊｏｒ±５ｊｏｒ±３ｊｏｒ±１ｊ）を得る。
【０１０６】
このように構成すると、可変変調器を構成する際に６４ＱＡＭ変調器を不要にすることができ、これにより可変変調器の回路構成を簡単化することができる。
【０１０７】
（第４の実施形態）
また、送信装置に設けられる適応送信部には、次のような構成も考えられる。図７はその構成を示すブロック図である。
この実施形態に係わる適応送信部６２０は、符号化率Ｒ＝１／２の固定符号化器６２１と、蓄積器６２２と、伝送路状態検出器６２７と、再送制御器６２８と、可変変調器とを備えている。このうち可変変調器は、４ＰＳＫ変調器６２３と、８ＰＳＫ変調器６２４と、１６ＰＳＫ変調器６２５と、選択器６２６とから構成される。
【０１０８】
このような構成において、無線伝送路の伝送品質が劣悪な状況下では、伝送路状態検出器６２７の選択指示に従い選択器６２６が４ＰＳＫ変調器６２３を選択する。したがってこの状態では、固定符号化器６２１から出力されたリアルタイム系の第１の符号化データ（２ビット）が４ＰＳＫ変調器６２３に入力されて変調され、その変調信号が選択器６２６を介して変調データとして無線部へ出力される。
【０１０９】
一方、無線伝送路の伝送品質が比較的良好な状態では、伝送路状態検出器６２７の選択指示に従い選択器６２６が８ＰＳＫ変調器６２４を選択する。したがってこの状態では、固定符号化器６２１から出力されたリアルタイム系の第１の符号化データ（２ビット）が８ＰＳＫ変調器６２４のＬＳＢ側の２ビットに入力され、また蓄積器６２２から読み出された非リアルタイム系の第２の符号化データの１ビットが８ＰＳＫ変調器６２４のＭＳＢ側の１ビットに入力される。そして、８ＰＳＫ変調器６２４では、上記入力された２ビットの第１の符号化データ、及び１ビットの第２の符号化データに応じた８ＰＳＫ変調信号が生成され、この８ＰＳＫ変調信号が選択器６２６を介して変調データとして無線部へ出力される。
【０１１０】
また、無線伝送路の伝送品質がさらに良いときには、伝送路状態検出器６２７の選択指示に従い選択器６２６が１６ＰＳＫ変調器６２５を選択する。したがってこの状態では、固定符号化器６２１から出力されたリアルタイム系の第１の符号化データ（２ビット）が１６ＰＳＫ変調器６２５のＬＳＢ側の２ビットに入力され、また蓄積器６２２から読み出された非リアルタイム系の第２の符号化データの２ビットが１６ＰＳＫ変調器６２５のＭＳＢ側の２ビットに入力される。そして、１６ＰＳＫ変調器６２５では、上記入力された２ビットの第１の符号化データ、及び２ビットの第２の符号化データに応じた１６ＰＳＫ変調信号が生成され、この１６ＰＳＫ変調信号が選択器６２６を介して変調データとして無線部へ出力される。
【０１１１】
ところでこの実施形態では、蓄積器６２２に蓄積された第２の符号化データは誤り訂正符号化処理されずに変調されて送信される。このため、当該第２の符号化データの伝送中に伝送品質が劣化して、第２の符号化データに誤りが発生すると、受信装置においてこの第２の符号化データを正しく再生することができなくなる。
【０１１２】
しかしながら、この実施形態に係わる装置はデータの自動再送機能を備えている。すなわち、受信された第２の符号化データに誤りが検出されると、受信装置は送信装置に対し自動再送要求（ＡＲＱ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する。このＡＲＱは送信装置の適応送信部６２０に設けられた再送制御器６２８により受信される。再送制御器６２８は、上記ＡＲＱを受信すると蓄積器６２２から該当するデータを再度読み出して可変変調器に供給させる。したがって、上記受信装置は、伝送誤りを生じた第２の符号化データを正しく受信再生することができる。
【０１１３】
（その他の実施形態）
この発明に係わるデータ伝送装置は、公衆移動通信システムのほかに、無線ＬＡＮやテレビジョン放送システム、衛星通信システムに適用することができる。また、伝送品質が時変となる伝送路であれば、無線伝送路に限らず有線伝送路にも適用可能である。
【０１１４】
その他、可変符号化器に使用する符号化率や、可変変調器で使用する変調方式の種類、装置の回路構成、伝送する情報データの種類や構成、用途等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【０１１５】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明では、リアルタイム再生を行うための第１の情報を伝送路上に常時確保可能な第１の伝送レートに対応する第１の符号化方式により符号化し、一方可逆再生に必要な第２の情報については一旦蓄積したのち伝送路上に不定期に確保される第２の伝送レートに対応する第２の符号化方式により符号化する。そして、上記符号化された第１及び第２の符号化情報データをもとに変調信号を生成し、この生成された変調信号を伝送路へ送信するようにしている。
【０１１６】
したがってこの発明によれば、情報データを伝送品質が時変の伝送路を使用して伝送する際に、リアルタイム性及び可逆性を共に維持した状態で伝送できるようにしたデータ伝送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わるデータ伝送システムの送信装置の要部構成を示すブロック図。
【図２】この発明の第１の実施形態に係わるデータ伝送システムの受信装置の要部構成を示すブロック図。
【図３】時間経過に対する伝送レートの変化の一例を示す図。
【図４】この発明の第２の実施形態に係わるデータ伝送システムの送信装置の要部構成を示すブロック図。
【図５】この発明の第２の実施形態に係わるデータ伝送システムの受信装置の要部構成を示すブロック図。
【図６】この発明の第３の実施形態に係わる送信装置の適応送信部の構成を示すブロック図。
【図７】この発明の第４の実施形態に係わる送信装置の適応送信部の構成を示すブロック図。
【図８】適応変調及び適応符号化を採用した一般的な無線データ伝送システムの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１００，３００…送信装置
１１０，３１０…情報源符号化部
１１１…直交変換器
１１２…量子化器
１１３…差分器
１１４…第１のエントロピ符号化器
１１５…第２のエントロピ符号化器
１１６…第１のパケット生成器
１１７…第２のパケット生成器
１２０，３２０，５２０，６２０…適応送信部
１２１，３２１…固定符号化器
１２２，３２２…蓄積器
１２３，３２３…可変符号化器
１２４，３２４…可変変調器
１２５，３２５…伝送品質検出器
１３０，３３０…無線部
１３１，３３１…送信アンテナ
３１１…第１の情報源符号化器
３１２…第２の情報源符号化器
２００，４００…受信装置
２１０，４１０…無線部
２１１，４１１…受信アンテナ
２２０，４２０…適応受信部
２２１，４２１…可変復調器
２２２，４２２…固定復号器
２２３，４２３…可変復号器
２３１…第１のエントロピ復号器
２３２…第２のエントロピ復号器
２３３…逆量子化器
２３４，２３５，４２４…蓄積器
２３６…パケット合成器
２３７…第１の逆直交変換器
２３８…第２の逆直交変換器
４３１…第１の情報源復号器
４３２…第２の情報源復号器
５２４，６２３…４ＰＳＫ変調器
５２５…４ＰＳＫ，１６ＱＡＭ変調器
５２６…加算器
６２１…Ｒ＝１／２符号化器
６２２…蓄積器
６２４…８ＰＳＫ変調器
６２５…１６ＰＳＫ変調器
６２６…選択器
６２７…伝送品質検出器
６２８…再送制御器
【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】
2004241984.tif 000009
【図８】
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