JP3090129B2 - 多重化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタル信号で表さ
れたパケットを複数のポートから入力して多重化する多
重化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のデジタル技術の向上に伴って、テ
レビ放送等にデジタル技術を応用し、より多くの番組を
提供することが検討されている。限られた伝送帯域を使
ってより多くの番組を高画質でかつ高音質で提供するた
めには、高能率圧縮と多重化技術が用いられる。その代
表的な規格としてＭＰＥＧ２（Moving Picture image c
oding Expert Group phase 2）方式がある。

【０００３】ＭＰＥＧ２方式により圧縮符号化された番
組データを衛星波、地上波又はＣＡＴＶを使用して放送
するデジタル放送システムでは、符号化された番組デー
タを所定ブロック毎にパケット化し、その結果得られる
パケット列を送信するようになされている。このパケッ
ト列をトランスポートストリームと呼び、トランスポー
トストリームを形成するパケットをＴＳパケットと呼
ぶ。一つの番組を符号化して得られるＴＳパケットから
は、一つの番組しか伝送できない。複数の番組を同時に
提供するためには、各番組から得られるＴＳパケットを
時分割多重処理によって一つのトランスポートストリー
ムにまとめてから伝送する。

【０００４】図３にデジタル放送システムを模式的に例
示する。１１から１５は、それぞれマイク、テレビカメ
ラ、映画フィルム、ビデオテープ、ビデオディスクであ
り、放送する各番組の内容となる素材の例である。これ
らの素材から得られる映像信号と音声信号は、同時に放
送される番組の数だけ、ＭＰＥＧ２用のエンコーダ１６
から１９により、圧縮符号化されＴＳパケットに変換さ
れる。その後、これらのＴＳパケットは、多重化装置２
０により時分割多重化され、変調器２１により所定の周
波数帯域の送信波に変換され、アンテナ２２を経て送信
される。

【０００５】ここで、ＴＳパケットの構成を説明する。
ＭＰＥＧ２方式による圧縮符号化及び多重化によって得
られるパケットおよびトランスポートストリームは、Ｉ
ＳＯ／ＩＥＣ13818−1で定義されている。ＴＳパケット
の構造を図４に示す。ＴＳパケットは、１８８バイトの
固定長となっており、先頭の４バイトがヘッダ部を、残
りの１８４バイトがデータ部をなす。データ部には、送
信対象である映像（ビデオ）データや、音声（オーディ
オ）データ等が格納されている。ヘッダ部には同期バイ
トやパケット識別子（Packet Identifier。以下、これ
をＰＩＤと呼ぶ）、或いは、その他の各種パケット制御
データが格納されている。

【０００６】なお、同期バイトはパケットの先頭を示す
データであり、ＰＩＤはパケットに格納されている情報
の内容を値（以下、ＰＩＤ値）で示したデータである。
ＰＩＤは、トランスポートストリームの中から所望のＴ
Ｓパケットを選び出すのに使う。例えば、複数の番組を
一つのトランスポートストリームに多重化した場合は、
各番組の映像データを記録したパケット（ビデオパケッ
ト）、音声データを記録したパケット（オーディオパケ
ット）それぞれに対して異なるＰＩＤ値を割り当ててお
く。このことにより所望の番組を構成するビデオパケッ
トとオーディオパケットをそれぞれ選択することができ
る。

【０００７】ＴＳパケットを、その内容に応じて以下の
４通りに分類して説明する。 （１）ＥＳ（Elementary Stream） 映像データを含んだビデオパケット、音声データを含ん
だオーディオパケットの流れはEＳと呼ばれる。映像や
音声は、時間的に連続している。これらを送信側と同期
して再生するためには、ＰＣＲ（Program Clock Refere
nce。プログラム時間基準参照値）と呼ばれる時間基準
情報も伝送しておき、受信側で参照する。ＰＣＲを含ん
だパケットはＰＣＲパケットと呼ばれ、これもＥＳに含
まれる。

【０００８】（２）ＰＳＩ（Program Specific Informa
tion） ＰＳＩは伝送制御に関する付加情報である。主なＰＳＩ
は、ＰＡＴ（ProgramAssociation Table）、ＰＭＴ（Pr
ogram Map Table）、ＣＡＴ（Conditional Access Tabl
e）、ＮＩＴ（Network Information Table）である。こ
れら付加情報は、ＴＳパケットのデータ部に記載され
る。ＴＳパケットとＰＩＤ値の対応はテーブル（対応
表）で示される。ＰＡＴは最も基本となるテーブルであ
る。ＰＡＴを含んだパケットをＰＡＴパケットと呼ぶ
（以下、同様にＰＭＴパケット、ＣＡＴパケット、等と
呼ぶ）。ＰＡＴパケットのＰＩＤ値は常に０に固定され
ている。ＰＡＴパケット以外のＰＩＤ値は、固定されて
おらず、ＰＡＴを読むことによって直接に、あるいは、
ＰＡＴに引き続き別のテーブルを読むことによって、間
接的に示される。ＰＭＴは、番組を構成するビデオパケ
ット、オーディオパケット、ＰＣＲパケットのＰＩＤ値
を示すテーブルである。ＰＭＴが格納されているＰＩＤ
値はＰＡＴに示されている。

【０００９】従って、ある番組を選択するには、まずＰ
ＩＤ値が０であることを利用してＰＡＴパケットを読み
取り、次に、ＰＡＴの内容からＰＭＴパケットのＰＩＤ
値を得て、そのＰＭＴを読み取り、次に、ＰＭＴの内容
からビデオパケット、オーディオパケット、ＰＣＲパケ
ットのＰＩＤ値を得た後、その番組のビデオパケット、
オーディオパケット、ＰＣＲパケットを得て復号する、
という手順を踏む。ＣＡＴは、復号・再生の制限を行う
ためにスクランブルをかけた動画データや音声データ
を、許可されたユーザだけが復号・再生するためのテー
ブルである。スクランブルを解除するための鍵情報はＥ
ＣＭ（Entitlement Control Message）に含まれ、顧客
情報はＥＭＭ（Entitlement Management Message）に含
まれている。ＣＡＴはＥＣＭパケットやＥＭＭパケット
のＰＩＤ値を示すテーブルである。ＮＩＴは、伝送路の
周波数や変調方式等の物理的条件の情報を伝送するため
に使用されるテーブルである。

【００１０】（３）ＳＩ（Service Information） ＳＩは番組提供に関する付加情報である。ＳＩには、ブ
ーケ（編成チャンネルの集合）に関するＢＡＴ（Bouque
t Association Table）、編成チャンネル名や放送事業
者等を示すＳＤＴ（Service Description Table）、番
組名称や放送日時等の番組に関する情報ＥＩＴ（Event
Information Table）、現在の番組進行状況を指示する
ＲＳＴ（Running Status Table）、現在の日時を示すＴ
ＤＴ（Time Date Table）等がある。

【００１１】（４）ヌルパケット ヌルパケットは、データとしては特に意味を持たない空
白データのパケットであり、ＰＩＤ値でヌルパケットで
ある旨が示されている。継続的な伝送動作を維持するた
めに、伝送すべきデータが無いときは、ヌルパケットを
伝送する。

【００１２】さて、ＰＣＲによる、送信側と受信側との
同期について、より詳細に説明する。ＰＣＲはＴＳパケ
ットのデータ部に設けたアダプテーション・フィールド
に記録される。アダプテーション・フィールドがデータ
部に設けられているか否かは、ヘッダ部に設けたアダプ
テーション・フィールド制御のビットによって示されて
いる。ＰＣＲは全部で４２ビットから構成されており、
下位９ビットのプログラム・クロック・リファレンス・
エクステンション（ＰＣＲ−Ｅ）と上位３３ビットのプ
ログラム・クロック・リファレンス・ベース（ＰＣＲ−
Ｂ）の部分からなる。ＰＣＲ−Ｅは２７ＭＨｚのクロッ
クを０から２９９までカウントした値であり、ＰＣＲ−
Ｅが２９９から０にカウントする時に、ＰＣＲ−Ｂは１
増える。このようにして、ＰＣＲは１日の２４時間の範
囲を、２７ＭＨｚのクロックを数えた値によって、表現
する。

【００１３】ＰＣＲの値の利用法を、図５を用いて模式
的に説明する。伝送装置５１内では、多重化したビデオ
パケット、オーディオパケット、ＰＣＲパケットを生成
する。そして、２７ＭＨｚのクロック５２をＰＣＲカウ
ンタ５３によってカウントしたＰＣＲ値を、ＰＣＲ値書
き換え部５４でＰＣＲパケットに設定してから送信す
る。このことにより、ＰＣＲ値は、送信時刻に対応する
ようになる。受信装置６１では、多重化されたパケット
に含まれるＰＣＲパケットを、ＰＣＲパケット検出部６
２で検出する。そして、クロック同期回路６３により、
ＰＣＲパケット内のＰＣＲ値と、自分の有するクロック
によってカウントしたＰＣＲ値を比較し、両者の差異が
小さくなるようにクロックの発信周波数を制御する。こ
のクロック同期手段により、受信装置は伝送装置と同期
したクロックやＰＣＲ値を得ることができ、ひいては伝
送装置の意図したタイミングで映像や音声を再生するこ
とができる。

【００１４】クロック同期回路６３について詳述する。
まず、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）６４によっ
て、およそ２７ＭＨｚのクロックを生成する。このクロ
ックをＰＣＲカウンタ６５で数えることにより、ＰＣＲ
値を生成する。ＰＣＲパケットを受信したら、ＰＣＲパ
ケット検出部６２でそのパケットに含まれるＰＣＲ値を
取り出し、比較器６６で、ＰＣＲカウンタ６５のＰＣＲ
値と比較して差異を求める。ＰＣＲパケットが到着する
タイミングには、ＭＰＥＧ２の仕様によれば０．１秒以
下の間隔が空いている。そこで、比較器６６で求めた差
異は、ラッチ６７で保持する。

【００１５】この差異の値をＤＡ変換器（デジタル−ア
ナログ変換器）によりアナログ信号に直し、ローパスフ
ィルタ（低域通過フィルタ）６９を経て、ＶＣＸＯ６４
に加える。ＰＣＲカウンタ６５のＰＣＲ値が受信したＰ
ＣＲパケットのＰＣＲ値よりも小さければＶＣＸＯ６４
の発信周波数を増やし、ＰＣＲカウンタ６５のＰＣＲ値
が受信したＰＣＲパケットのＰＣＲ値よりも大きければ
ＶＣＸＯ６４の発信周波数を減らすように、フィードバ
ックをかける。このフィードバックにより、ＶＣＸＯ６
４から得られるクロックは、送信装置のクロックと同期
することができる。なお、受信装置を起動した直後は、
ＰＣＲカウンタ６５は不定となっているので、その後に
得られた最初のＰＣＲパケットのＰＣＲ値を、ＰＣＲカ
ウンタ６５に書き込む。

【００１６】次に図３に示す多重化装置２０の内部構成
について説明する。パケットの多重化は、複数ポートに
到着したパケットを逐次的に取り出して出力することで
実現する。そのために使われるのが３１から３８までの
符号を付した部分である。入力ポートを経由して到着し
たＴＳパケットは、一旦ＦＩＦＯ（First In First Ou
t）バッファ（先に入れたものから、先に取り出される
一時的な記憶手段）３１〜３４に蓄えられる。また、Ｐ
ＳＩとＳＩの各情報は、多重化によって組み合わされた
トランスポートストリームに対応するものなので、ＰＳ
Ｉ／ＳＩ発生器３０によって生成する。ＰＳＩ／ＳＩ発
生器３０で生成されたパケットも、一旦ＦＩＦＯバッフ
ァ３５に蓄える。各ＦＩＦＯバッファからは、パケット
の有無を示すパケット有フラグが制御回路３７に与えら
れる。

【００１７】制御回路３７は、セレクタ３８を制御し
て、パケットを各ＦＩＦＯから逐次的に取り出す。具体
的には、ＦＩＦＯ＃１、ＦＩＦＯ＃２、…、ＦＩＦＯ＃
Ｎ、ＦＩＦＯ＃０、ＦＩＦＯ＃１というように循環的に
パケットの有無を検査し、パケットがある場合は、その
ＦＩＦＯバッファからパケットを取り出す。パケットが
無い場合は、そのＦＩＦＯバッファからのパケットの取
り出しは行われず、次のＦＩＦＯバッファの検査に進
む。このようにして、時分割多重が行われる。

【００１８】なお、いずれのＦＩＦＯバッファにもパケ
ットが無い場合には、制御回路３７はセレクタ３８を制
御してヌルパケット生成回路３６からヌルパケットを取
り出す。このことにより、入力ポートやＰＳＩ／ＳＩ発
生器からのパケットが一時的に途切れても、その間はヌ
ルパケットで埋められるので、出力されるトランスポー
トストリームが途切れることはない。一方、入力される
トランスポートストリームに含まれるヌルパケットを含
めて多重化してしまうと、そのヌルパケットの分まで無
駄に伝送容量が必要になってしまう。そこで、ＦＩＦＯ
バッファよりも前に設けたヌルパケット削除部２３〜２
６において、ヌルパケットを削除している。

【００１９】パケットが時分割多重される様子を図６に
例示する。各ＦＩＦＯバッファにはパケットが適宜入力
される。制御回路は、ＦＩＦＯバッファを順に検査し
て、セレクタによって取り出す様に制御される。図６に
おいて、パケットＰ₁₁、Ｐ₂₁、Ｐ₃₁、Ｐ_N1はほぼ同じ時
期にＦＩＦＯバッファに到着したので、順に取り出され
ている。一方、Ｐ₁₂、Ｐ₂₂、Ｐ₃₂、Ｐ_N2は、Ｐ₂₂とＰ_N2
が若干遅れてＦＩＦＯバッファに到着したので、Ｐ₁₂、
Ｐ₃₂、Ｐ₂₂、Ｐ_N2の順で取り出されている。この様に、
パケットは概ね到着順で出力されるが、他のパケットが
出力中の間はＦＩＦＯバッファに保存されて待たされ
る。

【００２０】以上の多重化処理の説明から分かるよう
に、複数の入力ポートそれぞれに同時に到着した複数の
パケットは、時間的に互いに前後させて出力ポートから
逐次的に出力しなければならない。つまり、パケットの
送信間隔は、入力間隔とは多少のずれが生じざるをえな
い。一方では、図５で例示した通り、ＰＣＲパケットは
受信装置におけるクロック同期に使われる。そのため、
多重化装置においては、パケットの送信タイミングに応
じてＰＣＲ値を書き直すことが必須である。そのために
使われるのが、図３に示す４１から４８の符号を付した
部分である。ＰＣＲ値の書き直しは、特開平10−41911
や米国特許番号5,566,174で提案されており、例えば次
のように行われる。

【００２１】まず、ローカルクロック４１から得られる
クロック信号を、ＰＣＲカウンタ４２で数えることによ
り、多重化装置内部での時刻情報を作成する。ここで、
ローカルクロック４１には２７ＭＨｚのクロックを用
い、ＰＣＲカウンタ４２で数えるときの数え方は、ＰＣ
ＲパケットでのＰＣＲ値の書式と統一しておくと便利で
ある。検出器４３〜４６は、ＰＣＲパケットの到着を検
出し、そのときのＰＣＲカウンタ４２の値（ＣＬＫ
_TAGGED）をＰＣＲパケットに付随する情報として付け加
える。多重化後のＰＣＲパケットの時点は、検出器４７
で検出され、そのときのＰＣＲカウンタ４２の値（ＣＬ
Ｋ_CURRENT）が求められる。ＰＣＲパケットに元々付さ
れているＰＣＲ値（ＰＣＲ_OLD）を補正後の値（ＰＣＲ
_NEW）に書き換えるには、次の式を計算する。 ＰＣＲ_NEW＝ＰＣＲ_OLD＋（ＣＬＫ_CURRENT−ＣＬＫ
_TAGGED）−ＤＬＹ ここで、ＤＬＹは多重化装置内部の平均的な遅延時間に
相当する定数であり、ＰＣＲ_NEWをＰＣＲ_OLDに近い値に
するために設定してある。ＰＣＲ補正回路４８は、ＰＣ
Ｒパケットに付されたＣＬＫ_TAGGEDを削除し、ＰＣＲ
_OLDをＰＣＲ_NEWに置き換える処理（ＰＣＲ再スタンピン
グ処理）を行う。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】多重化装置の各入力ポ
ートに到着するヌルパケットを除いた残りのパケットの
流量は、ほぼ一定であるＣＢＲ（Constant Bit Rate）
の場合と、可変であるＶＢＲ（Variable Bit Rate）の
場合がある。従来技術による多重化装置は、ＦＩＦＯ＃
１、ＦＩＦＯ＃２、…、ＦＩＦＯ＃Ｎ、ＦＩＦＯ＃０，
ＦＩＦＯ＃１というように巡回的にパケットの有無を調
べている。そのため、各ポートへの流量が一定以下にな
る場合には、ＦＩＦＯバッファが溢れることなく正常に
動作する。

【００２３】ところが、ＶＢＲの場合には、ある入力ポ
ートへの流量が一時的に増大することがある。従来技術
では、それにも拘わらず各ＦＩＦＯバッファを巡回的に
調べるので、当該入力ポートだけを集中的に読み出すと
いうことができなかった。そのため、ＦＩＦＯバッファ
全体としては空き容量があるにも拘わらず、当該入力ポ
ートのＦＩＦＯバッファは溢れてしまうという不合理が
生じていた。また、従来技術では多重化の後にＰＣＲ値
を書き換えていたが、ＰＣＲパケットの数が増えること
はなかった。一方、受信装置がＰＣＲ値に関して同期を
維持するためには、ＰＣＲパケットの間隔があまり開き
すぎると困る。そのため、従来技術では、多重化後に得
られるパケットの時点を大幅にずらすことはできないと
いう制約があった。

【００２４】本発明は、これらの課題を考慮した多重化
装置を提供するもので、パケットを送信する間隔のずれ
の許容量を増大させることを目的としている。

【００２５】

【課題を解決するための手段】 本発明の目的に対して、
請求項１の多重化装置は、デジタル信号で表されたパケ
ットを複数ポートから入力して多重化した後に出力する
多重化装置において、パケットには受信装置の同期を制
御する参照情報を含んだ時刻参照パケットが含まれてお
り、各入力ポートにパケットを蓄えるパケット記憶手段
と、パケット記憶手段に出力すべきパケットがあるか否
かを示すパケット有無指示手段とを有し、さらに、時刻
参照パケットを生成する時刻参照パケット生成手段と、
どのパケット記憶手段又は時刻参照パケット生成手段か
らパケットを取り出すかを指示するセレクタ制御手段と
選択されたパケット記憶手段又は時刻参照パケット生成
手段からパケットを取り出すセレクタ手段と、多重化後
の時刻参照パケットの間隔を測定する時刻参照パケット
確認手段を有しており、パケット有無指示手段の指示を
利用してセレクタ制御手段がセレクタ手段を制御するよ
うに構成されており、パケット有無指示手段によってパ
ケットがあることが指示されたパケット記憶手段又は時
刻参照パケット生成手段からパケットを順次取り出すこ
とによって多重化する際に、時刻参照パケット確認手段
によって多重化後の時刻参照パケットの間隔を測定して
おき、時刻参照パケットの間隔が所定時間以上になる場
合には、時刻参照パケット生成手段によって時刻参照パ
ケットを生成し、これを含むように多重化することを特
徴とする。

【００２６】 かかるように構成されているので、パケッ
ト記憶手段にパケットが留まる時間の多寡によってパケ
ットの時間的なずれが変動しても、時間参照パケットの
間隔が開きすぎるということがない。すなわち、パケッ
トの時間的なずれの許容量を増大することができる。

【００２７】 本発明の目的に対して、請求項２に記載の
多重化装置は、請求項１に記載の多重化装置において、
さらに、入力ポートには時刻参照パケットを削除する時
刻参照パケット削除手段を有しており、入力ポートに入
力された時刻参照パケットは削除されることを特徴とし
ている。

【００２８】 かかるように構成されているので、時間参
照パケットは入力されると一旦削除されたのち改めて生
成され出力に多重化される。すなわち、パケット記憶手
段にパケットが留まる時間に拘わらず、時間参照パケッ
トの間隔が開きすぎるということがない。つまり、パケ
ットの時間ずれの許容量を増大することができる。ま
た、時間参照パケットの数が所定以上に増えることもな
いので伝送容量が無駄に費やされることがない。

【００２９】 請求項３に記載の多重化装置は、請求項１
又は２に記載の多重化装置において、さらに、多重化す
る対象のパケットには、音声データ又は映像データが含
まれており、パケット記憶手段に蓄えることのできるパ
ケットの量には一定の上限が設定されていて、これを越
えるパケットは廃棄されることを特徴とする。

【００３０】 音声データ及び映像データは本来時間的に
連続したデータである。これがパケットに分かれて伝送
されている一方で、受信装置では時間的に連続して再生
するので、パケットの多重化の際に非常に大きな遅れを
付与することは望ましくなく、むしろ、伝送容量の都合
で送りきれないパケットがある場合は廃棄することが望
ましい。

【００３１】 請求項３に記載の多重化装置においては、
パケット記憶手段に蓄えることができるパケットの量に
は一定の上限が設定されているので、パケットを多重化
する際の遅れは一定範囲内に納められ、この遅れに収ま
らないパケットは廃棄されることになる。

【００３２】

【発明の実施の形態】（実施例１） 図１に本発明による多重化装置の第１の実施例を示す。
この多重化装置はＮ個（Ｎは２以上の整数）の入力ポー
トから与えられたトランスポートストリームを多重化し
て、一つの出力ポートから出力する。入力ポート＃４か
ら、入力ポート＃Ｎ−１までは、図示を省略している。

【００３３】 各入力ポート毎に設けられた１０１から１
０４は、パケットを蓄えるＦＩＦＯバッファである。Ｐ
ＳＩとＳＩの各情報は、多重化後のトランスポートスト
リームに適合するように作成する。具体的には、ＰＳＩ
／ＳＩ発生器１００により、ＰＳＩとＳＩのパケットを
作成し、ＦＩＦＯバッファ１０５を経て多重化する。１
０６〜１０９は、ＰＣＲパケットを生成するＰＣＲパケ
ット生成部である。ＦＩＦＯバッファ１０１〜１０５と
ＰＣＲパケット生成部１０６〜１０９からは、パケット
の有無を指示する信号（パケット有フラグ）と、出力の
優先度が高いことを指示する信号（出力優先フラグ）が
制御回路１１１に与えられている。「あるＦＩＦＯバッ
ファの出力の優先度が高い」とは、「他からのパケット
の取り出しを後回しにしてでも、そのＦＩＦＯバッファ
からのパケットの取り出しをまず行うべき」という意味
である。

【００３４】 なお、ＦＩＦＯバッファ１０５と、ＰＣＲ
パケット生成部１０６〜１０９に関しては、取り出すべ
きパケットがあるときは、常に出力の優先度も高いの
で、パケット有フラグと出力優先フラグは同じ信号とす
ることができる。制御回路１１１は、これらの信号に基
づいて、どのパケットを取り出すかをセレクタ１１２に
指示する。セレクタ１１２は、制御回路１１１からの指
示に基づいてＦＩＦＯバッファ１０１〜１０５あるいは
ＰＣＲパケット生成部１０５〜１０９からパケットを取
り出す。もし、どれにも取り出すべきパケットが無い場
合は、ヌルパケット発生器１１０からヌルパケットを取
り出すように、制御回路１１１はセレクタ１１２を制御
する。

【００３５】 本実施例は、ＰＣＲパケットの追加が行わ
れる場合を示している。ＰＣＲパケットの追加を行う場
合は、追加されたＰＣＲパケットにＰＣＲ値を付与する
必要がある。そのため、ＰＣＲクロックを多重化装置内
で再生してＰＣＲ値を作成するクロック同期回路１２１
〜１２４が設けられている。クロック同期回路は例え
ば、図５の６４〜６８からなるクロック同期回路６３で
実施できる。説明の便宜上、クロック同期回路１２１〜
１２４で生成したＰＣＲ値を、以降ではＬＭＣ（Local
Master Clock）値と呼ぶことにする。ＬＭＣ値には、Ｐ
ＣＲカウンタ６５の値を使用する。

【００３６】 クロック同期回路１２１〜１２４の出力す
るＬＭＣ値は、セレクタ１１２を経て、ＰＣＲ書き換え
部１１３に与えられる。入力されたＴＳパケットに含ま
れるＰＣＲパケットを検出するのが、ＰＣＲパケット検
出部１２５〜１２８である。検出すべきＰＣＲパケット
のＰＩＤ値は、装置起動時にＰＣＲパケット検出部１２
５〜１２８に設定しておく。これらは、図５のＰＣＲパ
ケット検出部６２と同等のものであり、パケットは全て
次段の不要パケット削除部１３１〜１３４に送る。

【００３７】 不要パケット削除部１３１〜１３４は、入
力されたトランスポートストリームに含まれる不要なパ
ケットを削除する。少なくともヌルパケットは、削除が
必要である。他にどのパケットを削除すべきかは、状況
によって異なる。例えば、多重化後のトランスポートス
トリームに含まれるＰＳＩとＳＩのパケットをＰＳＩ／
ＳＩ発生器１００で生成するなら、入力されたトランス
ポートストリームに含まれる当該ＰＳＩとＳＩのパケッ
トは削除しておく。一方、入力されたトランスポートス
トリームに含まれるＰＳＩかＳＩのパケットで、多重化
後のトランスポートストリームにそのまま含ませるもの
は、削除を要しない。また、複数の番組が含まれるトラ
ンスポートストリームから特定の１番組だけを取り出す
場合は、それ以外の番組のパケットを削除する。

【００３８】 削除すべきパケットのＰＩＤ値は、装置起
動時に不要パケット削除部１３１〜１３４に設定してお
く。ＰＣＲパケットについては、入力されたトランスポ
ートストリームに含まれるものを含めて多重化する場合
は、削除しておく必要は無い。逆に、入力されたトラン
スポートストリームに含まれるＰＣＲパケットを全て削
除してから、改めてＰＣＲパケット生成部１０６〜１０
９でＰＣＲパケットを作成する場合は、不要パケット削
除部１３１〜１３４で削除しておく。

【００３９】 ＰＩＤ書き換え部１３５〜１３８は、パケ
ットのＰＩＤ値を書き換える。入力されたＰＩＤ値のま
までは多重化後に重複が生じる場合は、ＰＩＤ値を書き
換えておくことが必須である。また、運用上の都合でＰ
ＩＤ値を付け直したい場合もある。書き換え前後のＰＩ
Ｄ値の対応は、装置起動時にＰＩＤ書き換え部１３５〜
１３８に設定しておく。

【００４０】 多重化後のＰＣＲパケットについては、Ｐ
ＣＲパケット間隔チェック部１１４によって間隔が測定
される。ＰＣＲパケットのＰＩＤ値は、番組毎に異な
る。ＰＣＲパケット間隔チェック部１１４は、異なるＰ
ＩＤ値のＰＣＲパケットそれぞれの間隔を測定する。も
し、ＰＣＲパケットが前回出力されてから所定時間以上
経たならば、その旨をＰＣＲパケット生成部１０６〜１
０９に伝える。例えば、入力ポート＃２に関連するＰＣ
Ｒパケットが出力された後所定時間以上経たときは、Ｐ
ＣＲパケット間隔チェック部１１４は、ＰＣＲパケット
を生成するように、ＰＣＲパケット生成部１０７に指示
する。この所定時間には、ＰＣＲパケットの許容される
時間間隔（０．１秒）から多重化に要する時間等の余裕
を差し引いた値（例えば、０．０９秒）を設定しておく
と良い。

【００４１】 ＰＣＲパケット生成部１０６〜１０９は、
ＰＣＲパケットを生成し、ＰＣＲパケットがあることと
出力の優先度が高いことを制御回路１１１に伝える。こ
のことにより、セレクタ１１１はＰＣＲパケット生成部
１０６〜１０９からＰＣＲパケットを取り出す。このよ
うにしてＰＣＲパケットの追加が行われる。

【００４２】 セレクタ１１２は、パケットとＬＭＣ値を
１組として選択し、ＰＣＲ書き換え部１１３に伝える。
すなわち、選択したパケットがＰＣＲパケットの場合、
対応するＬＭＣ値もＰＣＲ書き換え部１１３に伝えられ
る。セレクタ１１２が、ＰＳＩ／ＳＩ発生器１１０から
のＦＩＦＯバッファ１０５かヌルパケット発生器１１０
を選択する場合は、ＰＣＲ書き換え部１１３に伝えるＬ
ＭＣ値は無意味なので、例えば０を伝えておく。

【００４３】 制御回路１１１がセレクタ１１２を制御し
てパケットを取り出される動作は、例えば以下の様に行
う。制御回路１１１は、ＦＩＦＯバッファ１０１〜１０
５とＰＣＲパケット生成部１０６〜１０９の、パケット
有フラグと出力優先フラグを巡回的に検査する。もし、
パケット有フラグと出力優先フラグが共に真となる、Ｆ
ＩＦＯバッファ又はＰＣＲパケット生成部があれば、当
該パケットを取り出すようにセレクタ１０７を制御す
る。例えば、ＦＩＦＯ＃１，ＦＩＦＯ＃３，ＦＩＦＯ＃
Ｎのパケット有フラグと出力優先フラグが共に真の間
は、ＦＩＦＯ＃１，ＦＩＦＯ＃３，ＦＩＦＯ＃Ｎ，ＦＩ
ＦＯ＃１というように巡回的にパケットを取り出す。こ
の際、出力優先フラグが偽で、パケット有フラグが真の
ＦＩＦＯバッファからのパケットの取り出しは行われな
い。もし、真となる出力優先フラグが全くなく、かつ、
真となるパケット有フラグがあれば、当該パケットを取
り出すようにセレクタ１０７を制御する。例えば、ＦＩ
ＦＯ＃２とＦＩＦＯ＃３とＦＩＦＯ＃Ｎのパケット有フ
ラグのみ真の間は、ＦＩＦＯ＃２，ＦＩＦＯ＃３，ＦＩ
ＦＯ＃Ｎ，ＦＩＦＯ＃２というように巡回的にパケット
を取り出す。もし、真となるパケット有フラグがなけれ
ば、ヌルパケット発生器１１０からヌルパケットを取り
出す。

【００４４】 ＦＩＦＯバッファは、ＦＩＦＯ専用に設計
されたＦＩＦＯメモリを使用することができる。また、
汎用のメモリに、読み書きのアドレスを制御する手段を
付与することによって実施することもできる。音声デー
タや映像データを伝送する多重化装置においては、多重
化の際の遅延時間を一定以下に納めなければならない場
合がある。このためには、ＦＩＦＯバッファの容量をパ
ケットに許容される遅延時間に相当する容量に一致させ
ておき、入力されたパケットがＦＩＦＯバッファの容量
を越えたときは、一部のパケットを廃棄すると良い。一
部のパケットを廃棄するには、例えば、ＦＩＦＯバッフ
ァに残っているパケットのうち、最も古いパケットから
順に廃棄する。あるいは、新たに到来したパケットを廃
棄すればよい。

【００４５】 出力優先フラグは、ＦＩＦＯバッファに蓄
えられているパケットの量が多いときに真にする。たと
えば、ＦＩＦＯバッファの容量の８割までパケットが蓄
えられたら真とする。また、真か偽の二値ではなく、パ
ケットの量に応じて細かく出力優先の度合いを設定する
のでもよい。ＦＩＦＯバッファに蓄えられているパケッ
トの量に応じた値ならば出力優先フラグを実施すること
ができるので、例えば、ＦＩＦＯバッファに入力するパ
ケットの単位時間当たりの流量を測定して、その値が所
定以上ならば出力優先フラグを真にする実施例ももちろ
ん可能である。

【００４６】 以上の説明から分かるように、請求項１か
ら３における、パケット記憶手段はＦＩＦＯバッファで
実施されている。パケット有無指示手段は、各ＦＩＦＯ
バッファから制御回路に与えられるパケット有フラグに
よって、実施されている。セレクタ手段はセレクタ１１
２によって実施されており、セレクタ制御手段は制御回
路１１１で実施されているのは言うまでもない。

【００４７】 また、時刻参照パケットはＰＣＲパケット
で実施されており、時刻参照パケット確認手段は、ＰＣ
Ｒパケット間隔チェック部１１４で実施されており、時
刻参照パケット生成手段は、ＰＣＲパケット生成部１０
６〜１０９により実施されている。時刻参照パケット削
除手段は、不要パケット削除部１３１〜１３４において
ＰＣＲパケットも削除するように設定した場合に実施さ
れる。

【００４８】 （実施例２） 図２に本発明による多重化装置の第２の実施例を示す。
これは、図１の実施例に比べてＬＭＣ値セレクタ１４３
を余分に必要とするが、ＰＣＲパケット生成部を一つに
まとめることができる点で、より好適な実施例である。
図中１００から１３８までの記号を付した部分は、図１
の同符号を付した部分と同じ機能・構成である。

【００４９】 セレクタ１４２は、図３のセレクタ３８と
同様に、パケットを選択するセレクタである。ＰＣＲ書
き換え部１１３で必要となるＬＭＣ値に関しては、その
ＰＣＲパケットのＰＩＤ値に基づいて、ＬＭＣ値セレク
タ１４３が、対応するクロック同期回路１２１〜１２４
からのＬＭＣ値を選択する。ＰＣＲパケット間隔チェッ
ク部１１４は、異なるＰＩＤ値のＰＣＲパケットそれぞ
れの間隔を測定する。もし、ＰＣＲパケットが前回出力
されてから所定時間以上経たならば、その旨をＰＣＲパ
ケット生成部１４０に伝え、ＰＣＲパケット生成部１４
０はそのＰＩＤ値を有するＰＣＲパケットを生成する。
入力ポートに到来したＰＣＲパケットは、削除せずに多
重化することもできるし、不要パケット削除部１３１〜
１３４で削除することもできる。いずれの場合であって
も、セレクタ１４２の出力はＰＣＲパケット間隔チェッ
ク回路１１４によって監視されており、所定の時間間隔
内にＰＣＲパケットが生じるように、ＰＣＲパケット生
成部１４０が制御されている。

【００５０】 制御回路１４１はセレクタ１４２を制御す
るが、図１の制御回路１１１に比べて保護優先フラグが
与えられる点が異なっている。保護優先フラグは、パケ
ットを優先的に取り出すことでパケットの廃棄を避け
る、すなわち、パケットを保護することを意図して設定
する。例えば、パケットの保護を優先したＦＩＦＯバッ
ファと、パケットの保護を優先していないＦＩＦＯバッ
ファが共に、満杯に近いとき（出力優先フラグが共に真
になる）は、前者からのパケットの取り出しを優先す
る。ＰＣＲパケットがＰＣＲパケット生成部１４０から
出力されるときは、常に保護優先の度合いが高いので、
パケット有フラグと出力優先フラグは同じ値とし、保護
優先フラグは常に真にしておくと良い。図２では、各入
力ポートから保護優先フラグを設定することとしている
が、多重化装置内部に設けた保護優先フラグの表に保護
優先の度合いを記入することで保護優先フラグを設定す
るように実施しても良い。

【００５１】 制御回路１４１は、保護優先フラグ、出力
優先フラグ、パケット有フラグに基づいて、どのパケッ
トを取り出すかをセレクタ１４２に指示する。制御回路
１４１がセレクタ１４２を制御してパケットを取り出さ
せる動作は、例えば以下の様に行う。制御回路１２７
は、ＦＩＦＯバッファ１０１〜１０５とＰＣＲパケット
出力部１４０に対して設けられたパケット有フラグと出
力優先フラグと保護優先フラグを巡回的に検査する。も
し、パケット有フラグと出力優先フラグと保護優先フラ
グが共に真となる、ＦＩＦＯバッファ又はＰＣＲパケッ
ト出力部があれば、当該パケットを取り出すようにセレ
クタ１４２を制御する。もし、パケット有フラグと出力
優先フラグが共に真となるＦＩＦＯバッファはあるが、
保護優先フラグが真でないならば、当該ＦＩＦＯバッフ
ァからパケットを取り出すようにセレクタ１４２を制御
する。もし、真となる出力優先フラグが全くなく、か
つ、真となるパケット有フラグがあれば、当該ＦＩＦＯ
バッファからパケットを取り出すようにセレクタ１４２
を制御する。もし、真となるパケット有フラグがなけれ
ば、ヌルパケット発生器１１０からヌルパケットを取り
出す。

【００５２】 より具体的な動作として、入力ポート数Ｎ
が４であり、入力ポート＃３には保護優先フラグが設定
されている場合におけるＦＩＦＯ＃１〜＃４、ＰＣＲパ
ケット生成部、ＦＩＦＯ＃０からのパケットの読み出し
を例示する。パケットは、図６の様に一定の時間間隔
で、セレクタから出力される。この出力タイミングに同
期して、制御回路がフラグを検査し、パケットを取り出
す元を選択する。

【００５３】 （Ａ）出力優先フラグが立っていない通常
動作時 (1) 制御回路は、ある出力タイミングでパケットをＦＩ
ＦＯ＃１から取り出すよう選択したとする。

【００５４】 (2) 次の出力タイミングではまずＦＩＦＯ
＃２のパケット有フラグを検査する。このフラグが真で
あればパケットをＦＩＦＯ＃２から取り出すよう選択
し、このフラグが偽であればＦＩＦＯ＃３のパケット有
フラグを検査する。このフラグが真であればＦＩＦＯ＃
３からパケットを取り出すよう選択し、このフラグが偽
であればＦＩＦＯ＃４のパケット有フラグを検査する。
このフラグが真であればＦＩＦＯ＃４からパケットを取
り出すよう選択し、このフラグが偽であれば、ＰＣＲパ
ケット生成部のパケット有フラグを検査する。このフラ
グが真であればＰＣＲパケット生成部からパケットを取
り出すよう選択し、このフラグが偽であれば、ＦＩＦＯ
＃０のパケット有フラグを検査する。このフラグが真で
あればＦＩＦＯ＃０からパケットを取り出すよう選択
し、このフラグが偽であればヌルパケット生成器からヌ
ルパケットを取り出すことを選択する。

【００５５】 (3) (2)でヌルパケットを選択した場合
は、次の出力タイミングではＦＩＦＯ＃２のパケット有
フラグから検査を始める。

【００５６】 (4) (2)と(3)のようにして、順番にパケッ
ト有フラグを検査して、パケットを取り出す元を選択す
る。

【００５７】 （Ｂ）入力ポート＃１と＃２のパケットの
流入量が急に増えて両方の出力優先フラグが立った場合 (5) 制御回路は、ある出力タイミングでパケットをＦＩ
ＦＯ＃１から取り出すよう選択したとする。

【００５８】 (6) ＦＩＦＯ＃１とＦＩＦＯ＃２の出力優
先フラグが真であり、入力ポート＃１と入力ポート＃２
の保護優先の順位は同じであり、先のタイミングではＦ
ＩＦＯ＃１を選択したので、次の出力タイミングではＦ
ＩＦＯ＃２を選択する。

【００５９】 (7) ＦＩＦＯ＃１とＦＩＦＯ＃２の出力優
先フラグが真であり、入力ポート＃１と入力ポート＃２
の保護優先の順位は同じであり、先のタイミングではＦ
ＩＦＯ＃２を選択したので、次の出力タイミングではＦ
ＩＦＯ＃１を選択する。

【００６０】 (8) ＦＩＦＯ＃１とＦＩＦＯ＃２の出力優
先フラグが真である限り、出力優先フラグが立っていな
い他からのパケットの取り出しは選択されずに、(6)と
(7)を繰り返す。

【００６１】 （Ｃ）さらに入力ポート＃３のパケットの
流入量が急に増えて出力優先フラグが立った場合 (9) ＦＩＦＯ＃１，ＦＩＦＯ＃２，ＦＩＦＯ＃３の出力
優先フラグが真であるが、入力ポート＃３が最優先であ
るため、ＦＩＦＯ＃３からパケットを取り出すことを選
択する。

【００６２】 (10) ＦＩＦＯ＃３の出力優先フラグが真
である限りＦＩＦＯ＃３を選択する。ＦＩＦＯ＃１とＦ
ＩＦＯ＃２がオーバーフローしてもＦＩＦＯ＃１とＦＩ
ＦＯ＃２からパケットを取り出すことは選択しない。

【００６３】 (11) ＦＩＦＯ＃３の出力優先フラグが偽
になった時点で、ＦＩＦＯ＃１とＦＩＦＯ＃２の出力優
先フラグが真であれば、(6)(7)を繰り返す。

【００６４】 (12) ＦＩＦＯ＃１とＦＩＦＯ＃２の出力
優先フラグが偽になった場合は、（Ａ）と同じ処理を行
う。

【００６５】 以上の処理により、入力ポート＃３のパケ
ットは他の入力ポートにくらべて、パケットの廃棄が生
じにくくなる。なお、ＦＩＦＯバッファがオーバーフロ
ーした場合、すなわち、パケットがＦＩＦＯバッファの
容量を越えた場合は、一部のパケットを（例えば、ＦＩ
ＦＯバッファに残っているパケットのうち最も古いパケ
ットから順に）廃棄する。

【００６６】 保護優先フラグは各ポート毎に設定するこ
とができる。伝送する音声データのパケットがアナウン
スなら多少のパケットの廃棄は許容できる一方、音楽な
らパケットの廃棄を減らして高品質な伝送をしたいであ
ろう。かかる場合には、音楽番組の入力ポートの保護優
先フラグを真にし、アナウンス番組の入力ポートの保護
優先フラグを偽にすることで、パケットの廃棄の程度を
調節できる。なお、保護優先フラグは、真か偽の二値で
はなく、提供する番組の内容に応じて細かく優先度を設
定する実施例も可能である。この際、出力優先フラグが
真となるＦＩＦＯバッファが複数ある場合は、より高い
保護優先度のＦＩＦＯバッファのみからパケットを取り
出すように制御すればよい。

【００６７】 以上の説明から分かるように、請求項１か
ら３における、パケット記憶手段はＦＩＦＯバッファで
実施されている。パケット有無指示手段は、各ＦＩＦＯ
バッファから制御回路に与えられるパケット有フラグに
よって、実施されている。セレクタ手段はセレクタ１４
２によって実施されており、セレクタ制御手段は制御回
路１４１で実施されているのは言うまでもない。

【００６８】 また、時刻参照パケットはＰＣＲパケット
で実施されており、時刻参照パケット削除手段は、不要
パケット削除部１３１〜１３４で、ＰＣＲパケットを削
除するように設定した場合に、実施される。時刻参照パ
ケット確認手段は、ＰＣＲパケット間隔チェック回路１
１４で実施されている。時刻参照パケット生成手段は、
ＰＣＲパケット生成部１４０で実施されている。

【００６９】

【発明の効果】 請求項１発明では、時間参照パケットの
間隔が開きすぎることがなくなるので、パケットの時間
ずれの許容量を増大することができる。

【００７０】 さらに、請求項２の発明では、時間参照パ
ケットを必要以上に増やすことがないので伝送容量の無
駄を防げる。

【００７１】 さらに、 請求項３の発明では、パケットを
多重化した際の時間的遅れを一定範囲内に納めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による多重化装置の構成図であ
る。

【図２】図２は、本発明による多重化装置の構成図であ
る。

【図３】図３は、デジタル放送システムの構成図であ
る。

【図４】図４は、ＴＳパケットの構造を示す。

【図５】図５は、ＰＣＲパケットの使われ方を示す。

【図６】図６は、時分割多重化処理の例を示す。

【符号の説明】

１１……マイク １２……テレビカメラ １３……映画フィルム １４……ビデオテープ １５……ビデオディスク １６〜１９……エンコーダ ２０……多重化装置 ２１……変調器 ２２……アンテナ ２３〜２６……ヌルパケット削除部 ３０、１００……ＰＳＩ／ＳＩ発生器 ３１〜３５、１０１〜１０５……ＦＩＦＯバッファ ３６、１１０……ヌルパケット生成回路 ３７、１１１、１４１……制御回路 ３８、１１２、１４２……セレクタ ４１……ローカルクロック ４２、５３、６５……ＰＣＲカウンタ ４３〜４６、４７……検出器 ４８……ＰＣＲ補正回路 ５１……伝送装置 ５２……２７ＭＨｚクロック ５４、１１３……ＰＣＲ値書き換え部 ６１……受信装置 ６２、１２５〜１２８……ＰＣＲパケット検出部 ６３、１２１〜１２４……クロック同期回路 ６４……電圧制御型水晶発振器 ６６……比較器 ６７……ラッチ ６８……ＤＡ変換器 ６９……ローパスフィルタ １０６〜１０９、１４０……ＰＣＲパケット生成部 １１４……ＰＣＲパケット間隔チェック部 １３１〜１３４……不要パケット削除部 １３５〜１３８……ＰＩＤ書き換え部 １４３……ＬＭＣ値セレクタ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−51410（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−164133（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−9215（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/00 - 12/28 H04L 12/50 - 12/66 H04L 7/08 H04N 7/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル信号で表されたパケットを複数の
   入力ポートから入力して多重化した後に出力する多重化
   装置において、 パケットには受信装置の同期を制御する参照情報を含ん
   だ時刻参照パケットが含まれており、 各入力ポートにパケットを蓄えるパケット記憶手段と、 パケット記憶手段に出力すべきパケットがあるか否かを
   示すパケット有無指示手段とを有し、 さらに、時刻参照パケットを生成する時刻参照パケット
   生成手段と、 どのパケット記憶手段又は時刻参照パケット生成手段か
   らパケットを取り出すかを指示するセレクタ制御手段と
   選択されたパケット記憶手段又は時刻参照パケット生成
   手段からパケットを取り出すセレクタ手段と、 多重化後の時刻参照パケットの間隔を測定する時刻参照
   パケット確認手段を有しており、 パケット有無指示手段の指示を利用してセレクタ制御手
   段がセレクタ手段を制御するように構成されており、 パケット有無指示手段によってパケットがあることが指
   示されたパケット記憶手段又は時刻参照パケット生成手
   段からパケットを順次取り出すことによって多重化する
   際に、 時刻参照パケット確認手段によって多重化後の時刻参照
   パケットの間隔を測定しておき、時刻参照パケットの間
   隔が所定時間以上になる場合には、時刻参照パケット生
   成手段によって時刻参照パケットを生成し、これを含む
   ように多重化することを特徴とする多重化装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の多重化装置において、さ
   らに、 入力ポートには時刻参照パケットを削除する時刻参照パ
   ケット削除手段を有しており、入力ポートに入力された
   時刻参照パケットは削除されることを特徴とする多重化
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の多重化装置におい
   て、さらに、 多重化する対象のパケットには、音声データ又は映像デ
   ータが含まれており、 パケット記憶手段に蓄えることのできるパケットの量に
   は一定の上限が設定されていて、これを越えるパケット
   は廃棄されることを特徴とする多重化装置。