(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ついて、各々予め定めたスロット数が割り当てられて多重化された多重化トランスポートストリームを、受信する受信装置であって、
受信する前記多重化トランスポートストリームから、選択するトランスポートストリームのスロット位置にあるＴＳパケットを抽出すると共に、選択しないトランスポートストリームのスロット位置をＮＵＬＬパケットに置き換えたトランスポートストリームを生成するスロット選択／ＮＵＬＬ置換手段と、
前記多重化トランスポートストリームの１フレーム周期がＴ、フレーム長のスロット数がＮであり、選択するトランスポートストリームの割り当てスロット数がｎ（ｎ＜Ｎ）であり、フレーム内でｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の割り当てスロット位置がＰｉであるとした場合、
ΔＳＴＣｉ＝｛（ｉ−１）／ｎ−（Ｐｉ−１）／Ｎ｝×Ｔ
に従って、補正値ΔＳＴＣｉをそれぞれ算出する補正ＳＴＣ算出手段を備え、
前記スロット選択／ＮＵＬＬ置換手段が出力するトランスポートストリームに付加されているＰＣＲ（プログラムクロック基準参照値）から前記補正値ΔＳＴＣｉを減算した値に基づいて、デコードするタイミングを与えるシステムクロックを再生するシステムクロック再生手段とを備える、受信装置。
【請求項２】
前記複数のトランスポートストリームのいずれか１つによって、すべてのトランスポートストリーム選局に関連する番組配列情報が伝送されている場合、
前記スロット選択／ＮＵＬＬ置換手段は、前記番組配列情報を与える特定のＰＩＤ（パケット識別子）が格納されたＴＳパケットをさらに抽出することを特徴とする、請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
複数のトランスポートストリームについて、各々予め定めたスロット数を割り当てて多重化した多重化トランスポートストリームを生成し、送信するＴＳ多重化送信装置であって、
前記複数のトランスポートストリームについて、ストリームを構成するＴＳパケット単位でそれぞれ速度変換および多重化し、多重化トランスポートストリームを生成する複数ＴＳ多重化手段と、
前記多重化トランスポートストリームの１フレーム周期がＴ、フレーム長のスロット数がＮであり、対象となるトランスポートストリームの割り当てスロット数がｎ（ｎ＜Ｎ）、フレーム内でｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の割り当てスロット位置がＰｉである場合、
ΔＰＣＲｉ＝｛（Ｐｉ−１）／Ｎ−（ｉ−１）／ｎ｝×Ｔ
に従って、補正値ΔＰＣＲｉをそれぞれ算出して現在のＰＣＲに加算するＰＣＲ補正手段とを備える、ＴＳ多重化送信装置。
【請求項４】
前記複数ＴＳ多重化手段は、前記複数のトランスポートストリーム毎に、トランスポートストリームを構成するＴＳパケットが、すべて連続しないように分散させてスロット割り当てを行うことを特徴とする、請求項３に記載のＴＳ多重化送信装置。
【請求項５】
前記複数ＴＳ多重化手段は、割り当てスロット数が多いトランスポートストリームからＴＳパケットの割り当て処理を行うことを特徴とする、請求項４に記載のＴＳ多重化送信装置。
【請求項６】
複数のトランスポートストリームについて、各々予め定めたスロット数を割り当てて多重化した多重化トランスポートストリームを用いて、送受信を行う伝送システムであって、
前記複数のトランスポートストリームについて、ストリームを構成するＴＳパケット単位でそれぞれ速度変換および多重化し、多重化トランスポートストリームを生成する複数ＴＳ多重化手段と、
前記多重化トランスポートストリームの１フレーム周期がＴ、フレーム長のスロット数がＮであり、対象となるトランスポートストリームの割り当てスロット数がｎ（ｎ＜Ｎ）、フレーム内でｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の割り当てスロット位置がＰｉである場合、
ΔＰＣＲｉ＝｛（Ｐｉ−１）／Ｎ−（ｉ−１）／ｎ｝×Ｔ
に従って、補正値ΔＰＣＲｉをそれぞれ算出して現在のＰＣＲに加算するＰＣＲ補正手段とを備える、送信装置と、
受信する前記多重化トランスポートストリームから、選択するトランスポートストリームのスロット位置にあるＴＳパケットを抽出すると共に、選択しないトランスポートストリームのスロット位置をＮＵＬＬパケットに置き換えたトランスポートストリームを生成するスロット選択／ＮＵＬＬ置換手段と、
前記スロット選択／ＮＵＬＬ置換手段が出力するトランスポートストリームに付加されているＰＣＲに基づいて、デコードするタイミングを与えるシステムクロックを再生するシステムクロック再生手段とを備える、受信装置とで構成される、伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＴＳ多重化送信装置および受信装置並びに伝送システムに関し、より特定的には、デジタル衛星放送やデジタルＣＡＴＶ放送等に用いられる、複数の放送事業者が提供するトランスポートストリーム（ＴＳ）を多重化して送信する送信装置、および多重化されたトランスポートストリームを受信して任意の放送事業者のトランスポートストリームを選択出力する受信装置、並びに当該送信装置および受信装置で構成される伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル衛星放送やデジタルＣＡＴＶ放送等の分野では、通信資源を有効に活用するため、複数の放送事業者が提供する各番組を多重化して１つのチャンネルで放送することが行われている。
以下、このような複数の番組を多重化して送受信するデジタル放送システムで用いられる従来の送受信装置を、図１３〜図１５を参照して簡単に説明する。なお、図１３は、符号化方式としてＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式を用いたデジタル放送システムの構成の一例を示すブロック図であり、３つの放送事業者Ａ〜Ｃを有している。図１４は、図１３の送信装置１００が行う多重化の一例を示す図である。図１５は、図１３の受信装置２００が行うトランスポートストリーム選択の一例を示す図である。
【０００３】
まず、放送事業者Ａ〜Ｃは、ＭＰＥＧ２規格に従って、提供する番組のトランスポートストリームＴＳ−Ａ〜ＴＳ−Ｃをそれぞれ生成し（図１４（ａ）〜（ｃ））、送信装置１００の複数ＴＳ多重化部１０１へ出力する。図１４の例では、放送事業者Ａは１フレーム周期で３つのＴＳパケット（Ａ１〜Ａ３）を送信するように、放送事業者Ｂは１フレーム周期で４つのＴＳパケット（Ｂ１〜Ｂ４）を送信するように、放送事業者Ｃは１フレーム周期で５つのＴＳパケット（Ｃ１〜Ｃ５）を送信するように、トランスポートストリームを生成している。
送信装置１００において、複数ＴＳ多重化部１０１は、放送事業者Ａ〜Ｃからそれぞれ入力するトランスポートストリームＴＳ−Ａ〜ＴＳ−Ｃについて、ストリームを構成するＴＳパケット単位でそれぞれ速度変換および多重化し、１フレームのスロット数Ｎ（Ｎは、２以上の整数）の多重化トランスポートストリームを生成する（図１４（ｄ））。図１４の例では、複数ＴＳ多重化部１０１は、１フレームを１２スロットとして多重している。また、複数ＴＳ多重化部１０１は、受信装置２００において選択するトランスポートストリームを抽出するために、各トランスポートストリームが使用しているスロットの情報を伝送制御信号として付加する。この伝送制御信号は、例えば、ＢＳデジタル放送（の複数ＴＳ伝送フォーマット）ではＴＭＣＣ(Transmission Multiplexing Configuration Control) と呼ばれ、パケット同期信号に重畳されて伝送される。変調部１０２は、多重化トランスポートストリームに対して予め定めた変調を施した後、伝送路１０３を介して受信装置２００側へ送信する。
【０００４】
一方、受信装置２００において、復調部２０１は、伝送路１０３を介して送信されてくる多重化トランスポートストリームを受信して復調する。フレーム同期／制御情報分離部２０２は、多重化トランスポートストリームのフレーム同期や伝送制御信号の分離／解析等を行うと共に、別途与えられる放送事業者Ａ〜Ｃ（すなわち、トランスポートストリームＴＳ−Ａ〜ＴＳ−Ｃ）の選択指示に従って、スロット選択／書き込み部２０３およびＰＬＬ(Phase locked loop) 回路２０４を制御する。スロット選択／書き込み部２０３は、フレーム同期／制御情報分離部２０２の制御に従って、復調後の多重化トランスポートストリーム（図１５（ａ））の中から１つのトランスポートストリームを選択し、バッファメモリ２０５に書き込む。ＰＬＬ回路２０４は、受信装置２００のシステムクロックと送信装置１００のシステムクロックとを一致させた場合に符号化処理で不具合が生じないように、フレーム同期／制御情報分離部２０２の制御に従って、バッファメモリ２０５に書き込まれた選択トランスポートストリームの速度変換を行うための読み出しクロックを生成する。読み出し回路２０６は、ＰＬＬ回路２０４が生成した読み出しクロックに従って、選択トランスポートストリームをバッファメモリ２０５から読み出す（図１５（ｂ））。システムクロック再生部２０７は、選択トランスポートストリーム内に付加されているプログラムクロック基準参照値 (ＰＣＲ；Program Clock Reference)に基づいて、受信装置２００のシステムクロックと送信装置１００のシステムクロックとが一致するようにクロックを再生する。ＭＰＥＧデコーダ２０８は、再生されたシステムクロックに従って、速度変換後の選択トランスポートストリームをデコードし、映像／音声として出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の受信装置２００は、選択トランスポートストリームを元の（送信装置１００時点での）トランスポートストリームに再生するので、ストリームの各ＴＳパケットを速度変換するためのＰＬＬ回路２０４およびバッファメモリ２０５が必要不可欠となる。
このため、上記のような従来の受信装置２００の構成では、受信装置が複雑かつ高価になるという問題があった。
【０００６】
それ故、本発明の目的は、複数の番組を多重化して送受信するデジタル放送システムにおいて、受信装置側の構成としてＰＬＬ回路および速度変換処理用バッファメモリ（以後単にバッファメモリという）を不必要とするＴＳ多重化送信装置および受信装置並びに伝送システムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、複数のトランスポートストリームについて、各々予め定めたスロット数が割り当てられて多重化された多重化トランスポートストリームを、受信する受信装置であって、
受信する多重化トランスポートストリームから、選択するトランスポートストリームのスロット位置にあるＴＳパケットを抽出すると共に、選択しないトランスポートストリームのスロット位置をＮＵＬＬパケットに置き換えたトランスポートストリームを生成するスロット選択／ＮＵＬＬ置換手段と、
前記多重化トランスポートストリームの１フレーム周期がＴ、フレーム長のスロット数がＮであり、選択するトランスポートストリームの割り当てスロット数がｎ（ｎ＜Ｎ）であり、フレーム内でｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の割り当てスロット位置がＰｉであるとした場合、
ΔＳＴＣｉ＝｛（ｉ−１）／ｎ−（Ｐｉ−１）／Ｎ｝×Ｔ
に従って、補正値ΔＳＴＣｉをそれぞれ算出する補正ＳＴＣ算出手段をさらに備え、
スロット選択／ＮＵＬＬ置換手段が出力するトランスポートストリームに付加されているＰＣＲ（プログラムクロック基準参照値）から補正値ΔＳＴＣｉを減算した値に基づいて、デコードするタイミングを与えるシステムクロックを再生するシステムクロック再生手段とを備える。
【０００８】
上記のように、第１の発明によれば、速度変換を行わずに選択トランスポートストリームの各ＴＳパケット以外のパケットをＮＵＬＬパケットに置き換える。
これにより、受信装置側においてＰＬＬ回路およびバッファメモリを構成する必要がなくなるので、構成が容易かつ安価な受信装置を実現することが可能となる。
また、速度変換を行わないことで生じる時間的なずれをシステムクロックの制御によって修正する。
これにより、選択するトランスポートストリームの正確なデコードが可能となる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、
複数のトランスポートストリームのいずれか１つによって、すべてのトランスポートストリーム選局に関連する番組配列情報が伝送されている場合、
スロット選択／ＮＵＬＬ置換手段は、番組配列情報を与える特定のＰＩＤ（パケット識別子）が格納されたＴＳパケットをさらに抽出することを特徴とする。
【００１２】
上記のように、第２の発明によれば、第１の発明において、番組配列情報を与える特定のＰＩＤが格納されたＴＳパケットをさらに抽出する。
これにより、第１の発明の効果に加え、送信装置側はすべてのトランスポートストリームにおいて番組配列情報を伝送する必要がなくなるので、伝送帯域資源を有効に活用（節約）することができる。
【００１３】
第３の発明は、複数のトランスポートストリームについて、各々予め定めたスロット数を割り当てて多重化した多重化トランスポートストリームを生成し、送信するＴＳ多重化送信装置であって、
複数のトランスポートストリームについて、ストリームを構成するＴＳパケット単位でそれぞれ速度変換および多重化し、多重化トランスポートストリームを生成する複数ＴＳ多重化手段と、
多重化トランスポートストリームの１フレーム周期がＴ、フレーム長のスロット数がＮであり、対象となるトランスポートストリームの割り当てスロット数がｎ（ｎ＜Ｎ）、フレーム内でｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の割り当てスロット位置がＰｉである場合、
ΔＰＣＲｉ＝｛（Ｐｉ−１）／Ｎ−（ｉ−１）／ｎ｝×Ｔ
に従って、補正値ΔＰＣＲｉをそれぞれ算出して現在のＰＣＲに加算するＰＣＲ補正手段とを備える。
【００１４】
上記のように、第３の発明によれば、送信装置側で速度変換を行わないことで生じる時間的なずれ分を、送信するＰＣＲに予め加算しておく。
これにより、受信装置側で速度変換を行わずに選択するトランスポートストリームの各ＴＳパケット以外のパケットをＮＵＬＬパケットに置き換える処理を行うことで、ＰＬＬ回路およびバッファメモリを構成する必要がなくなるため、構成が容易かつ安価な受信装置を実現することが可能となる。また、送信装置側で予めＰＣＲの補正を行うので、受信装置側のシステムクロック再生手段としては、従来から用いられている構成をそのまま用いることができる。
【００１５】
第４の発明は、第３の発明に従属する発明であって、
複数ＴＳ多重化手段は、複数のトランスポートストリーム毎に、トランスポートストリームを構成するＴＳパケットが、すべて連続しないように分散させてスロット割り当てを行うことを特徴とする。
【００１６】
上記のように、第４の発明によれば、第３の発明において、同一トランスポートストリームのＴＳパケットが、すべて連続しないように分散させてスロット割り当てによって多重化を行う。
これにより、第３の発明の効果に加え、さらに受信装置側におけるオーバーフロー／アンダーフローの発生を防ぐことができる。
【００１７】
第５の発明は、第４の発明に従属する発明であって、
複数ＴＳ多重化手段は、割り当てスロット数が多いトランスポートストリームからＴＳパケットの割り当て処理を行うことを特徴とする。
【００１８】
上記のように、第５の発明によれば、第４の発明において、割り当てスロット数が多いトランスポートストリームからＴＳパケットの割り当て処理を行う。
これにより、伝送速度が速いトランスポートストリームを優先してスロット割り当て処理を行うことができるので、特にトランスポートストリームが一定レートで再生されるＭＰＥＧ映像・音声の信号であるような場合に、受信装置側におけるオーバーフロー／アンダーフローの発生をより効果的に防ぐことができる。
【００１９】
第６の発明は、複数のトランスポートストリームについて、各々予め定めたスロット数を割り当てて多重化した多重化トランスポートストリームを用いて、送受信を行う伝送システムであって、
複数のトランスポートストリームについて、ストリームを構成するＴＳパケット単位でそれぞれ速度変換および多重化し、多重化トランスポートストリームを生成する複数ＴＳ多重化手段と、
多重化トランスポートストリームの１フレーム周期がＴ、フレーム長のスロット数がＮであり、対象となるトランスポートストリームの割り当てスロット数がｎ（ｎ＜Ｎ）、フレーム内でｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の割り当てスロット位置がＰｉである場合、
ΔＰＣＲｉ＝｛（Ｐｉ−１）／Ｎ−（ｉ−１）／ｎ｝×Ｔ
に従って、補正値ΔＰＣＲｉをそれぞれ算出して現在のＰＣＲに加算するＰＣＲ補正手段とを備える、送信装置と、
受信する多重化トランスポートストリームから、選択するトランスポートストリームのスロット位置にあるＴＳパケットを抽出すると共に、選択しないトランスポートストリームのスロット位置をＮＵＬＬパケットに置き換えたトランスポートストリームを生成するスロット選択／ＮＵＬＬ置換手段と、
スロット選択／ＮＵＬＬ置換手段が出力するトランスポートストリームに付加されているＰＣＲに基づいて、デコードするタイミングを与えるシステムクロックを再生するシステムクロック再生手段とを備える、受信装置とで構成される。
【００２０】
上記のように、第６の発明によれば、受信装置側で行う速度変換を行わずに選択トランスポートストリームの各ＴＳパケット以外のパケットをＮＵＬＬパケットに置き換える処理に対応して、送信装置側で速度変換を行わないことで生じる時間的なずれ分を、送信するＰＣＲに予め加算しておく。
これにより、受信装置側においてＰＬＬ回路およびバッファメモリを構成する必要がなくなるので、構成が容易かつ安価な受信装置を実現することが可能となる。また、送信装置側で予めＰＣＲの補正を行うので、受信装置側のシステムクロック再生部としては、従来から用いられている構成をそのまま用いることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、第１の実施形態に係る受信装置２は、復調部２１と、フレーム同期／制御情報分離部２２と、スロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３と、補正ＳＴＣ算出部２４と、システムクロック再生部２７と、ＭＰＥＧデコーダ２８とを備える。
【００２２】
本発明の第１の実施形態に係る受信装置２は、上述したような一般的な送信装置１００が出力する多重化トランスポートストリームを受信する装置である。
以下、図１２に示した１フレームが１２スロットの多重化トランスポートストリームが送信されてくる場合を一例に挙げて、図２〜図４をさらに参照して第１の実施形態に係る受信装置２の動作を説明する。図２は、図１のスロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３が行うトランスポートストリーム選択処理の一例を示す図である。図３は、図１の補正ＳＴＣ算出部２４で算出する補正値ΔＳＴＣｉの一例を説明する図である。図４は、図１のシステムクロック再生部２７の詳細な構成を示すブロック図である。
【００２３】
受信装置２において、復調部２１は、伝送路１３を介して送信されてくる多重化トランスポートストリームを受信して復調する。フレーム同期／制御情報分離部２２は、多重化トランスポートストリームのフレーム同期や伝送制御信号の分離／解析等を行うと共に、別途（典型的にはＣＰＵから）与えられる放送事業者Ａ〜Ｃ（すなわち、トランスポートストリームＴＳ−Ａ〜ＴＳ−Ｃ）の選択指示に従って、スロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３および補正ＳＴＣ算出部２４を制御する。
【００２４】
スロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３は、フレーム同期／制御情報分離部２２の制御に従って、復調後の多重化トランスポートストリーム（図２（ａ））の中から１つのトランスポートストリームを選択する。ここで、スロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３は、選択トランスポートストリームの各ＴＳパケット以外のパケットをＮＵＬＬパケット（図中、網掛け部分）に置き換えて単一のトランスポートストリームを抽出する（図２（ｂ））。これにより、速度変換処理を行うことなく選択された単一のトランスポートストリームを抽出することができる。
このＮＵＬＬパケットへの置換が行われた選択トランスポートストリームは、ＭＰＥＧデコーダ２８へ出力される。
【００２５】
補正ＳＴＣ算出部２４は、後述するシステムクロック再生部２７において再生するシステムクロックを補正する補正値ΔＳＴＣを算出する。これは、スロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３において構成した選択トランスポートストリームをＭＰＥＧデコーダ２８で復号化する際、選択トランスポートストリーム内に付加されているＰＣＲに基づいてシステムクロック再生部２７で再生するシステムクロックが、実際の復号化に必要なクロックに対してずれを生じるからである。
そこで、補正ＳＴＣ算出部２４は、選択トランスポートストリームのパケットの位置（図３（ａ））と、選択トランスポートストリームを速度変換した（元のトランスポートストリームに再生した）場合におけるＴＳパケットの位置（図３（ｂ））との時間差を、ＴＳパケット毎にそれぞれ求め、補正値ΔＳＴＣｉ（ｉは、１フレーム内でのパケット番号）としてシステムクロック再生部２７へ出力する。なお、フレーム内における各ＴＳパケットのスロット位置は、すべてのフレームにおいて同一であるので、いずれか１つのフレームに対して補正値ΔＳＴＣｉの算出を行えばよい。この補正値ΔＳＴＣｉは、具体的には、フレーム長のスロット数をＮ、フレーム周期（時間）をＴ、選択トランスポートストリームのパケット割り当てスロット数をｎ（ｎ＜Ｎ）、フレーム内でｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の割り当てスロット位置をＰｉとした場合、次式（１）に従って求まる。
ΔＳＴＣｉ＝｛（ｉ−１）／ｎ−（Ｐｉ−１）／Ｎ｝×Ｔ  …（１）
なお、図３の例では、放送事業者Ｃのトランスポートストリームが選択された場合における補正値ΔＳＴＣ１〜ΔＳＴＣ５を示している。
【００２６】
次に、図４を参照して、システムクロック再生部２７は、加減算回路５１と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５２と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）５３と、カウンタ５４とを備える。
加減算回路５１は、ＭＰＥＧデコーダ２８から選択トランスポートストリーム内に付加されているＰＣＲを、補正ＳＴＣ算出部２４から算出された各々の補正値ΔＳＴＣｉを、カウンタ５４からフィードバックされるＳＴＣ（システムクロックカウント値）をそれぞれ入力し、次式（２）に従って各ＴＳパケット毎に誤差信号を算出する。
誤差信号＝ＳＴＣ＋ΔＳＴＣｉ−ＰＣＲ  …（２）
この誤差信号は、ＬＰＦ５２を介してＶＣＯ５３に入力される。ＶＣＯ５３は、誤差信号に基づいて、発生させるシステムクロックの周波数を制御してカウンタ５４に出力する。カウンタ５４は、ＶＣＯ５３が出力するシステムクロックをカウントし、加減算回路５１へフィードバック出力する。
これにより、選択トランスポートストリームの各ＴＳパケットに対応したシステムクロックを再生することができる。
【００２７】
そして、ＭＰＥＧデコーダ２８は、システムクロック再生部２７において再生されたシステムクロックに従って、入力する選択トランスポートストリームをデコードし、映像／音声として出力する。
【００２８】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る受信装置によれば、速度変換を行わずに選択トランスポートストリームの各ＴＳパケット以外のパケットをＮＵＬＬパケットに置き換える。そして、速度変換を行わないことで生じる時間的なずれをシステムクロックの制御によって修正する。
これにより、受信装置側においてＰＬＬ回路およびバッファメモリを構成する必要がなくなるので、構成が容易かつ安価な受信装置を実現することが可能となる。
【００２９】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、速度変換を行わないことで生じる時間的なずれを受信装置２側のシステムクロックの制御によって修正する場合を説明した。
次に、本発明の第２の実施形態では、送信装置側において時間のずれ分を予めＰＣＲに加算してやることで、構成が容易かつ安価な受信装置を実現する伝送システム（ＴＳ多重化送信装置および受信装置）を提供する。
【００３０】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る伝送システムの構成を示すブロック図である。図５において、本発明の第２の実施形態に係る伝送システムは、ＴＳ多重化送信装置１と受信装置３とが伝送路１３で接続されて構成される。ＴＳ多重化送信装置１は、複数ＴＳ多重化部１１と、変調部１２とを備える。また、受信装置３は、復調部２１と、フレーム同期／制御情報分離部２２と、スロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３と、システムクロック再生部３７と、ＭＰＥＧデコーダ２８とを備える。
なお、第２の実施形態の受信装置３において、上記第１の実施形態に係る受信装置２と同一の構成部分については、同一の参照番号を付している。
【００３１】
まず、ＴＳ多重化送信装置１の動作を説明する。
上述したように、各放送事業者Ａ〜Ｃは、ＭＰＥＧ２規格に従って、提供する番組のトランスポートストリームＴＳ−Ａ〜ＴＳ−Ｃをそれぞれ生成し（図１４（ａ）〜（ｃ）を参照）、ＴＳ多重化送信装置１の複数ＴＳ多重化部１１へ出力する。
複数ＴＳ多重化部１１は、放送事業者Ａ〜Ｃからそれぞれ入力するトランスポートストリームＴＳ−Ａ〜ＴＳ−Ｃについて、ストリームを構成するＴＳパケット単位でそれぞれ速度変換および多重化し、１フレームのスロット数Ｎの多重化トランスポートストリームを生成する（図１４（ｄ）を参照）。ここで、複数ＴＳ多重化部１１は、速度変換および多重化したことで変動する時間差を、各ＴＳパケット毎に補正値ΔＰＣＲｉ（ｉは、１フレーム内でのパケット番号）としてそれぞれ求め、現在のＰＣＲにΔＰＣＲｉを加算した値に各々書き換える。この補正値ΔＰＣＲｉは、具体的には、フレーム長のスロット数をＮ、フレーム周期（時間）をＴ、対象となるトランスポートストリームのパケット割り当てスロット数をｎ（ｎ＜Ｎ）、フレーム内でｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の割り当てスロット位置をＰｉとした場合、次式（３）に従って求まる。
ΔＰＣＲｉ＝｛（Ｐｉ−１）／Ｎ−（ｉ−１）／ｎ｝×Ｔ  …（３）
【００３２】
変調部１２は、複数ＴＳ多重化部１１が出力するＰＣＲ書き換え後の多重化トランスポートストリームに対して予め定めた変調を施した後、伝送路１３を介して受信装置３へ送信する。
【００３３】
次に、受信装置３の動作を説明する。
復調部２１は、伝送路１３を介して送信されてくる多重化トランスポートストリームを受信して復調する。フレーム同期／制御情報分離部２２は、多重化トランスポートストリームのフレーム同期や伝送制御信号の分離／解析等を行うと共に、別途（典型的にはＣＰＵから）与えられる放送事業者Ａ〜Ｃ（すなわち、トランスポートストリームＴＳ−Ａ〜ＴＳ−Ｃ）の選択指示に従って、スロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３を制御する。
【００３４】
スロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３は、フレーム同期／制御情報分離部２２の制御に従って、復調後の多重化トランスポートストリーム（図２（ａ）を参照）の中から１つのトランスポートストリームを選択する。ここで、スロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３は、選択トランスポートストリームの各ＴＳパケット以外のパケットをＮＵＬＬパケットに置き換えて単一のトランスポートストリームを抽出する（図２（ｂ）を参照）。これにより、速度変換処理を行うことなく選択された単一のトランスポートストリームを抽出することができる。このＮＵＬＬパケットへの置換が行われた選択トランスポートストリームは、ＭＰＥＧデコーダ２８へ出力される。
【００３５】
システムクロック再生部３７は、従来から用いられている構成であり、図６に示すように、減算回路６１と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５２と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）５３と、カウンタ５４とを備える。減算回路６１は、ＭＰＥＧデコーダ２８から選択トランスポートストリーム内に付加されているＰＣＲと、カウンタ５４からフィードバックされるＳＴＣとをそれぞれ入力し、次式（４）に従って各ＴＳパケット毎に誤差信号を算出する。
誤差信号＝ＳＴＣ−ＰＣＲ  …（４）
この誤差信号は、ＬＰＦ５２を介してＶＣＯ５３に入力される。ＶＣＯ５３は、誤差信号に基づいて、発生させるシステムクロックの周波数を制御してカウンタ５４に出力する。カウンタ５４は、ＶＣＯ５３が出力するシステムクロックをカウントし、減算回路６１へフィードバック出力する。
これにより、選択トランスポートストリームの各ＴＳパケットに対応したシステムクロックを再生することができる。
【００３６】
そして、ＭＰＥＧデコーダ２８は、システムクロック再生部３７において再生されたシステムクロックに従って、入力する選択トランスポートストリームをデコードし、映像／音声として出力する。
【００３７】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る伝送システムによれば、受信装置側で行う速度変換を行わずに選択トランスポートストリームの各ＴＳパケット以外のパケットをＮＵＬＬパケットに置き換える処理に対応して、送信装置側で速度変換を行わないことで生じる時間的なずれ分を、送信するＰＣＲに予め加算しておく。
これにより、受信装置側においてＰＬＬ回路およびバッファメモリを構成する必要がなくなるので、構成が容易かつ安価な受信装置を実現することが可能となる。また、送信装置側で予めＰＣＲの補正を行うので、受信装置側のシステムクロック再生部としては、従来から用いられている構成をそのまま用いることができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
上記第１および第２の実施形態の送信装置では、図２（ａ）に示すように、放送事業者Ａ〜Ｃが提供する各トランスポートストリームＴＳ−Ａ〜ＴＳ−Ｃを、同一のトランスポートストリームのＴＳパケットが連続するスロット割り当てによって多重化を行っていた。このため、受信装置側において、ＴＳパケットの遅延時間が一定とならず、選択トランスポートストリームの再生処理速度が追いつかなかったり、再生すべき時間に間に合わなかったりして、オーバーフロー／アンダーフローを発生するおそれがある。
そこで、本発明の第３の実施形態では、連続しないスロット割り当てによって各ＴＳパケットを多重化することで、受信装置側におけるオーバーフロー／アンダーフローの発生を防ぐＴＳ多重化送信装置を提供する。
【００３９】
図７は、本発明の第３の実施形態に係るＴＳ多重化送信装置の構成を示すブロック図である。図７において、本発明の第３の実施形態に係るＴＳ多重化送信装置４は、複数ＴＳ多重化部４１と、変調部１２とを備える。
なお、第３の実施形態のＴＳ多重化送信装置４において、上記第２の実施形態に係るＴＳ多重化送信装置１と同一の構成部分については、同一の参照番号を付している。また、第３の実施形態に係るＴＳ多重化送信装置４に対応する受信装置としては、上記第１または第２の実施形態で述べた受信装置２，３のいずれかを用いることが可能である。
図８および図１０は、それぞれ図７の複数ＴＳ多重化部４１が行う多重化の一例を示す図である。図９および図１１は、それぞれ本発明の第３の実施形態に係るＴＳ多重化送信装置４が図８および図１０に示す多重化に従って出力する多重化トランスポートストリームに対し、受信装置２，３のスロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３が行うトランスポートストリーム選択処理の一例を示す図である。
【００４０】
上述したように放送事業者Ａ〜Ｃは、ＭＰＥＧ２規格に従って、提供する番組のトランスポートストリームＴＳ−Ａ〜ＴＳ−Ｃをそれぞれ生成し（図８（ａ）〜（ｃ），図１０（ａ）〜（ｃ））、ＴＳ多重化送信装置４の複数ＴＳ多重化部４１へ出力する。
複数ＴＳ多重化部４１は、放送事業者Ａ〜Ｃからそれぞれ入力するトランスポートストリームＴＳ−Ａ〜ＴＳ−Ｃについて、ストリームを構成するＴＳパケット単位でそれぞれ速度変換および多重化し、１フレームのスロット数Ｎの多重化トランスポートストリームを生成する。ここで、複数ＴＳ多重化部４１は、各トランスポートストリームＴＳ−Ａ〜ＴＳ−ＣのそれぞれのＴＳパケットがすべて連続しないように分散させてスロット割り当てを行う。
このＴＳパケットを分散させてスロット割り当てを行う方法としては、いくつかの手法が考えられるが、以下に代表的な２通りの手法を一例に挙げて具体的に説明する。
【００４１】
まず、図８および図９を参照して、第１の手法を説明する。
第１の手法は、フレーム内でｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の割り当てスロット位置をＰｉとした場合、以下の条件に従うことを前提として、次式（５）に従ってスロット割り当てを行うものである。なお、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は、値ｘの小数点以下を切り捨てる関数である。
Ｐｉ＝ｆｌｏｏｒ｛Ｎ×（ｉ−１）／ｎ｝＋１  …（５）
［条件］
・割り当てスロット数が多いトランスポートストリームから処理を行う。
・求めたＰｉが割り当て済みの場合、Ｐ（ｉ＋１）へ割り当てる。
【００４２】
上記式（５）に従って、図８（ａ）〜（ｃ）に示す各ＴＳパケットのスロット割り当てを行うと、図８（ｄ）に示すフレームが構成される。
具体的に示すと、割り当てスロット数が多いトランスポートストリームＴＳ−Ｃから処理を始め、各ＴＳパケットのスロット位置は、以下のようになる。
Ｃ１：floor[12*(1-1)/5]+1＝１
Ｃ２：floor[12*(2-1)/5]+1＝３
Ｃ３：floor[12*(3-1)/5]+1＝５
Ｃ４：floor[12*(4-1)/5]+1＝８
Ｃ５：floor[12*(5-1)/5]+1＝１０
Ｂ１：floor[12*(1-1)/4]+1＝１(割当済み)→２
Ｂ２：floor[12*(2-1)/4]+1＝４
Ｂ３：floor[12*(3-1)/4]+1＝７
Ｂ４：floor[12*(4-1)/4]+1＝１０(割当済み)→１１
Ａ１：floor[12*(1-1)/3]+1＝１(割当済み)→６
Ａ２：floor[12*(2-1)/3]+1＝５(割当済み)→９
Ａ３：floor[12*(3-1)/3]+1＝９(割当済み)→１２
【００４３】
次に、図１０および図１１を参照して、第２の手法を説明する。
第２の手法は、処理するトランスポートストリームの総数をＳと、トランスポートストリームを処理する順番をｒ（ｒ＝１，２，…）と、フレーム内でｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の割り当て仮スロット位置をＰｉとした場合、以下の条件に従うことを前提として、次式（６）に従ってスロット割り当てを行うものである。なお、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は、値ｘの小数点以下を切り捨てる関数である。
Ｐｉ＝ｆｌｏｏｒ｛Ｎ×（ｉ−１）／ｎ｝
＋ｆｌｏｏｒ｛（ｒ−１）×Ｎ／Ｓ｝＋１  …（６）
［条件］
・割り当てスロット数が多いトランスポートストリームから処理を行う。
・求めたＰｉが１フレームのスロット数Ｎを越える場合、Ｐｉ←（Ｎ−Ｐｉ）として割り当てる。
・求めたＰｉが割り当て済みの場合、Ｐ（ｉ＋１）へ割り当てる。
・各トランスポートストリームについて、各スロットに割り当てられたＴＳパケットを時間順に並び替える。
【００４４】
上記式（６）に従って、図１０（ａ）〜（ｃ）に示す各ＴＳパケットのスロット割り当てを行うと、図１０（ｄ）に示すフレームが構成される。
具体的に示すと、割り当てスロット数が多いトランスポートストリームＴＳ−Ｃから処理を始め、各ＴＳパケットの仮スロット位置は、以下のようになる。
Ｃ１：floor[12*(1-1)/5]+floor[(1-1)*12/3]+1＝１
Ｃ２：floor[12*(2-1)/5]+floor[(1-1)*12/3]+1＝３
Ｃ３：floor[12*(3-1)/5]+floor[(1-1)*12/3]+1＝５
Ｃ４：floor[12*(4-1)/5]+floor[(1-1)*12/3]+1＝８
Ｃ５：floor[12*(5-1)/5]+floor[(1-1)*12/3]+1＝１０
Ｂ１：floor[12*(1-1)/4]+floor[(2-1)*12/3]+1＝５(割当済み)→６
Ｂ２：floor[12*(2-1)/4]+floor[(2-1)*12/3]+1＝８(割当済み)→９
Ｂ３：floor[12*(3-1)/4]+floor[(2-1)*12/3]+1＝１１
Ｂ４：floor[12*(4-1)/4]+floor[(2-1)*12/3]+1＝２
Ａ１：floor[12*(1-1)/3]+floor[(3-1)*12/3]+1＝９(割当済み)→１２
Ａ２：floor[12*(2-1)/3]+floor[(3-1)*12/3]+1＝１(割当済み)→４
Ａ３：floor[12*(3-1)/3]+floor[(3-1)*12/3]+1＝５(割当済み)→７
そして、トランスポートストリームＴＳ−ＢおよびＴＳ−Ａに関しては、各々のスロット位置のＴＳパケットを時間順に並び替える。
【００４５】
このように、第１の手法では、すべてのトランスポートストリームのＴＳパケットについて１番目のスロットから割り当てる処理を行うので、後から処理するトランスポートストリームほど（例えば、ＴＳ−Ａ）、ＴＳパケットの割り当て位置がフレームの後方に偏る、すなわち遅延時間（ジッタ）が大きくなる傾向があるが、ＴＳパケットの位置を時間順に並び替える必要はないという利点がある。一方、第２の手法では、スロット位置を割り当てた後でＴＳパケットの位置を時間順に並び替える必要があるが、後から処理するトランスポートストリームについてもある程度フレーム全体に分散させてスロットを割り当てることが可能である（平均的な遅延時間が小さくなる）という利点がある。
また、上記第１および第２の手法共に、各トランスポートストリームの割り当てスロット数が変化しなければ、スロットの割り当ては変わらない。このため、送信装置から送信される伝送制御信号（各トランスポートストリームが使用しているスロットの情報）に伝送誤りが発生した場合でも、受信装置は直前の伝送制御信号を用いてトランスポートストリームの選択処理を正確に継続することができるという利点がある。
【００４６】
なお、上記第１および第２の手法では、条件として割り当てスロット数が多いトランスポートストリームから処理を行う場合を説明したが、割り当てスロット数が少ないトランスポートストリームから処理を行っても、スロット位置を分散させて割り当てることができる。しかし、受信装置側において構成するオーバーフロー／アンダーフロー防止用バッファメモリ（速度変換処理用とは別個のものである）の容量として（遅延時間量×伝送速度）分が必要となること、および上述したように後からスロット割り当て処理を行うトランスポートストリームほど遅延時間が大きくなることを考慮すると、同じ遅延時間量であれば割り当てスロット数が少ない（伝送速度が遅い）トランスポートストリームの方が、処理に必要なバッファメモリ容量が少なくて済むことになる。
従って、トランスポートストリームが一定レートで再生されるＭＰＥＧ映像・音声の信号であるような場合、受信装置側におけるオーバーフロー／アンダーフローの発生を防ぐためには、割り当てスロット数が多い（伝送速度が速い）トランスポートストリームから順に、スロット割り当て処理を行うことが好ましいのである。
【００４７】
ここで、次世代の伝送方式として、１フレームのスロット数を「５３」とし、フレーム先頭の１スロットを伝送制御情報（フレーム同期信号，ＴＳパケットの配置情報等）を格納するフレームヘッダで構成するようにした、現在規格化されつつあるデジタルＣＡＴＶの複数ＴＳ伝送方式が存在する。このような、伝送方式において、本発明が提供するスロット割り当て方法を適用する場合には、次のような処理を行えばよい。
各トランスポートストリームの割り当てスロット数の合計を「５２」以内とし、まず上述したスロット割り当て処理を行う。次に、この処理においてＴＳパケットが割り当てられなかったスロットの位置を抽出し、当該位置に従ってフレームの先頭スロットがフレームヘッダとなるように、すべてのスロット位置のＴＳパケットをローテーション、または一部のスロット位置のＴＳパケットをスライドして並べ替える。例えば、ローテーションの手法としては、１０番目のスロット位置が抽出された場合、１１番目のスロット位置のＴＳパケットを２番目のスロット位置に、１２番目のスロット位置のＴＳパケットを３番目のスロット位置に…、そして９番目のスロット位置のＴＳパケットを５３番目のスロット位置に並べ替える。また、スライドの手法としては、１０番目のスロット位置が抽出された場合、１番目のスロット位置のＴＳパケットを２番目のスロット位置に、２番目のスロット位置のＴＳパケットを３番目のスロット位置に…、そして９番目のスロット位置のＴＳパケットを１０番目のスロット位置に並べ替える（この場合、１１番目〜５３番目のスロット位置のＴＳパケットは、並べ替えられない）。
なお、このスロット割り当て処理に基づくそれぞれのスロット位置とＴＳパケットとの対応関係は、フレームヘッダ内にＴＳパケットの配置情報として格納される。
【００４８】
さて、受信装置が上記第２の実施形態で述べた受信装置３である場合、複数ＴＳ多重化部４１は、スロットの割り当て処理が完了すると、次に上記第２の実施形態の複数ＴＳ多重化部１１と同様に、速度変換および多重化したことで変動する時間差を、各ＴＳパケット毎に補正値ΔＰＣＲｉとしてそれぞれ求め、現在のＰＣＲにΔＰＣＲｉを加算した値に各々書き換える。
一方、受信装置が上記第１の実施形態で述べた受信装置２である場合、複数ＴＳ多重化部４１は、ＰＣＲの書き換えを行わない。
【００４９】
変調部１２は、複数ＴＳ多重化部４１が出力する分散スロット割り当て（およびＰＣＲ書き換え）処理後の多重化トランスポートストリームに対して予め定めた変調を施した後、伝送路１３を介して受信装置２，３へ送信する。
そして、受信装置２，３のスロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３は、上記第１および第２の実施形態で述べた処理を行うことで、受信する多重化トランスポートストリーム（図９（ａ）または図１１（ａ））に基づいて、図９（ｂ）または図１１（ｂ）に示すような各フレームを構成する。
【００５０】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係るＴＳ多重化送信装置によれば、上記第１および第２の実施形態の処理に加え、同一トランスポートストリームのＴＳパケットが、すべて連続しないように分散させてスロット割り当てによって多重化を行う。
これにより、上記第１および第２の実施形態の効果に加え、さらに受信装置側におけるオーバーフロー／アンダーフローの発生を防ぐことができる。
【００５１】
なお、上記第１〜第３の実施形態においては、受信装置側で選択トランスポートストリームのＴＳパケットの速度変換を行わない。
そこで、このことを利用して、送信装置において複数の放送事業者が提供する各トランスポートストリームのいずれか１つだけに、すべてのトランスポートストリーム選局に関連する番組配列情報（例えば、ＢＳデジタル放送で規定されている「全局ＳＩ(Service Information )」等）を伝送するようにし、受信装置において選択トランスポートストリームと共に、この番組配列情報を与える特定のＰＩＤ（パケット識別子）が格納されたＴＳパケット（トランスポートストリームの選択／非選択に関係なく）をも抽出して、単一のトランスポートストリームを抽出するようにすることも可能である。図１２に、特定のＰＩＤがＴＳパケット「Ａ２」に格納されている場合であって、スロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３でトランスポートストリームＴＳ−Ｂを選択処理した一例を示す。
これにより、送信装置側はすべてのトランスポートストリームにおいて番組配列情報を伝送する必要がなくなるので、伝送帯域資源を有効に活用（節約）することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のスロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３が行うトランスポートストリーム選択処理の一例を示す図である。
【図３】図１の補正ＳＴＣ算出部２４で算出するΔＳＴＣの一例を説明する図である。
【図４】図１のシステムクロック再生部２７の詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図６】図５のシステムクロック再生部３７の詳細な構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るＴＳ多重化送信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７の複数ＴＳ多重化部４１が行う多重化の一例を示す図である。
【図９】図８に示す多重化に従って出力する多重化トランスポートストリームに対し、図１および図５のスロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３が行うトランスポートストリーム選択処理の一例を示す図である。
【図１０】図７の複数ＴＳ多重化部４１が行う多重化の一例を示す図である。
【図１１】図１０に示す多重化に従って出力する多重化トランスポートストリームに対し、図１および図５のスロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３が行うトランスポートストリーム選択処理の一例を示す図である。
【図１２】図１および図５のスロット選択／ＮＵＬＬ置換部２３が行うトランスポートストリーム選択処理の一例を示す図である。
【図１３】従来のデジタル放送システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】図１３の送信装置１００が行う多重化の一例を示す図である。
【図１５】図１３の受信装置２００が行うトランスポートストリーム選択処理の一例を示す図である。
【符号の説明】
１，４，１００…ＴＳ多重化送信装置
２，３，２００…受信装置
１１，４１，１０１…複数ＴＳ多重化部
１２，１０２…変調部
１３，１０３…伝送路
２１，２０１…復調部
２２，２０２…フレーム同期／制御情報分離部
２３…スロット選択／ＮＵＬＬ置換部
２４…補正ＳＴＣ算出部
２７，３７，２０７…システムクロック再生部
２８，２０８…ＭＰＥＧデコーダ
５１…加減算回路
５２…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
５３…電圧制御発振器（ＶＣＯ）
５４…カウンタ
６１…減算回路
２０３…スロット選択／書き込み部
２０４…ＰＬＬ回路
２０５…バッファメモリ
２０６…読み出し回路
【図１】
0004374107.tif 000002
【図２】
0004374107.tif 000003
【図３】
0004374107.tif 000004
【図４】
0004374107.tif 000005
【図５】
0004374107.tif 000006
【図６】
0004374107.tif 000007
【図７】
0004374107.tif 000008
【図８】
0004374107.tif 000009
【図９】
0004374107.tif 000010
【図１０】
0004374107.tif 000011
【図１１】
0004374107.tif 000012
【図１２】
0004374107.tif 000013
【図１３】
0004374107.tif 000014
【図１４】
0004374107.tif 000015
【図１５】
0004374107.tif 000016