CN108141625A - 发送设备、接收设备和数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及一种发送设备、接收设备和数据处理方法，其使得可以有效发送周期性发送的信息。该发送设备将周期性发送的发送信息布置在包括前导码和数据部的物理层帧中，布置在物理层帧中的其中所述发送信息可比数据部中布置的其他信息在时间上更早提取的区域中，并将该物理层帧作为数字广播信号来发送。该技术适用于例如IP发送数字广播。

Description

发送设备、接收设备和数据处理方法
技术领域
本技术涉及一种发送设备、一种接收设备和一种数据处理方法，并且具体涉及一种能够有效地发送周期性发送的信息的发送设备、接收设备和数据处理方法。
背景技术
例如，已经确定作为下一代地面广播标准之一的ATSC(高级电视系统委员会)3.0将主要采用IP/UDP，即使用包括UDP(用户数据报协议)分组的IP(互联网协议)分组用于数据发送的方法(以下称为IP发送方法)，而不是使用TS(传输流)分组。而且，除了ATSC 3.0之外的数字广播标准也期望在将来采用IP发送方法。
在本文中，包括UDP分组的IP分组(IP/UDP分组)由于包括在报头中的各种信息而具有大的开销。因此，存在由IETF(互联网工程任务组)在RFC 3095中定义的RoHC(稳健报头压缩)作为用于压缩IP/UDP分组的报头以高效地发送IP/UDP分组的技术。
在RoHC中，发送包括IP报头和UDP报头的全部报头信息的发送分组(完整发送分组)，并且关于与紧接在前的完整发送分组的报头信息的差别的信息作为后续发送分组的报头信息被发送。
作为压缩IP/UDP分组的报头的方法，例如，高级BS(广播卫星)定义了用于压缩IP/UDP分组的报头的技术，通过该技术，与RoHC一样，发送完整发送分组，并然后发送包括关于与报头中的完整发送分组的报头信息的差别的信息的IP/UDP分组(例如，参考非专利文献1)。
此外，在数字广播中，发送侧需要向接收侧发送用于选择服务的信道选择信息(分配给广播站等的信道)以及用于使发送侧和接收侧同步的时间信息。
引文列表
非专利文献
非专利文献1：ARIB STD-B32 3.0版，无线电产业和商业协会
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，数字广播包括从发送侧到接收侧周期性地且重复发送的信息，诸如信道选择信息、时间信息和用于报头压缩的报头压缩信息。同时，已有提议要求有效发送这种周期性发送信息。
本技术是鉴于上述情况而做出的，并且使能够实现周期性发送信息的有效发送。
问题的解决方案
根据本技术的第一方面的发送设备包括处理单元，该处理单元在包括前导码和数据部的物理层帧中将周期性地发送的发送信息布置在比数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中，以及发送单元，将物理层帧作为数字广播信号发送。
根据本技术的第一方面的发送设备可以是独立设备或者可以是构成一个设备的内部块。进一步地，根据本技术的第一方面的数据处理方法是与根据本技术的第一方面的上述发送设备相对应的数据处理方法。
在根据本技术的第一方面的发送设备和数据处理方法中，在包括前导码和数据部的物理层帧中将周期性地发送的发送信息布置在比数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中；以及将物理层帧作为数字广播信号发送。
根据本技术的第二方面的接收设备包括：接收单元，接收作为数字广播信号发送并且包括前导码和数据部的物理层帧；以及处理单元，执行与被周期性地发送并被布置在比物理层帧中的数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中的发送信息相对应的处理。
根据本技术的第二方面的接收设备可以是独立设备或者可以是构成一个设备的内部块。进一步地，根据本技术的第二方面的数据处理方法是与根据本技术的第二方面的上述接收设备相对应的数据处理方法。
在根据本技术的第二方面的接收设备和数据处理方法中，接收作为数字广播信号发送并包括前导码和数据部的物理层帧，并且执行与被周期性地发送并被布置在比物理层帧中的数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中的发送信息相对应的处理。
本发明的有益效果
本技术的第一方面和第二方面使能够进行周期性发送信息的有效发送。
注意，本文描述的效果不必是限制性的，并且可展现在本公开中描述的任何效果。
附图说明
图1是示出应用本技术的发送系统的示例性配置的图。
图2是示出在每个物理层帧中发送一条信道选择信息的情况下，信道选择信息的位置与信道选择时间之间的关系的图。
图3是用于描述通过物理层帧调度器将信道选择信息布置在最佳位置的图。
图4是用于描述通过物理层帧调度器将时间信息布置在最佳位置的图。
图5是示出IP报头和UDP报头中的静态信息(SC)和动态信息(DC)的实例的图。
图6是用于描述RoHC报头压缩的概况的图。
图7是用于描述通过物理层帧调度器将报头压缩信息布置在最佳位置的图。
图8是示出发送周期性发送信息的示例性方法的图。
图9是示出IP发送方法的示例性系统管道模型的图。
图10是示出IP发送方法的各层的数据结构的图。
图11是示出每个PLP中的周期性发送信息的示例性布置的图。
图12是用于描述使用IP/UDP分组发送方法发送周期性发送信息的图。
图13是示出发送周期性发送信息时的各层的数据结构的图。
图14是用于描述使用L2信令发送方法发送周期性发送信息的图。
图15是示出示例性分组类型的图。
图16是用于描述L2报头的图。
图17是用于描述使用L2扩展报头发送方法来发送周期性发送信息的图。
图18是示出示例性分组类型的图。
图19是用于描述使用L1扩展报头发送方法来发送周期性发送信息的图。
图20是用于描述L1扩展报头发送方法中的扩展报头的详细配置的图。
图21是用于描述L1扩展报头发送方法中的扩展报头的详细配置的图。
图22是用于描述使用L1信令发送方法发送周期性发送信息的图。
图23是示出发送设备的示例性配置的图。
图24是示出接收设备的示例性配置的图。
图25是用于描述发送处理的流程的流程图。
图26是用于描述接收处理的流程的流程图。
图27是示出计算机的示例性配置的图。
具体实施方式
以下参照附图描述本技术的实施方式。请注意，描述将按以下顺序进行。
1.系统配置
2.周期性发送信息的概述
(1)信道选择信息的发送
(2)时间信息的发送
(3)报头压缩信息的发送
3.发送周期性发送信息的方法
(1)IP/UDP分组发送方法
(2)L2信令发送方法
(3)L2扩展报头发送方法
(4)L1扩展报头发送方法
(5)L1信令发送方法
4.每个设备的配置
5.每个设备执行的处理流程
6.变形例
7.计算机配置
<1.系统配置>
(发送系统的示例性配置)
图1是示出应用本技术的发送系统的一个实施方式的配置的图。注意系统是指逻辑上聚合的多个设备的组。
在图1中，发送系统1包括发送设备10和接收设备20。发送系统1执行符合采用诸如ATSC 3.0的IP发送方法的数字广播的标准的数据发送。
发送设备10是符合诸如ATSC 3.0的IP发送方法的发送器，并经由发送路径30发送内容。例如，发送设备10经由发送路径30作为数字广播信号来发送广播流。广播流包括构成电视节目等的内容的诸如视频和音频的(分量)以及信令信息。
接收设备20是符合诸如ATSC 3.0的IP发送方法的接收器，并且经由发送路径30接收并输出从发送设备10发送的内容。例如，接收设备20从发送设备10接收数字广播信号，并且处理构成内容的诸如视频和音频的(分量)以及包括在广播流中的信令信息。接收设备20然后再现电视节目的内容的视频和音频等。
注意，除了地面波(地面广播)之外，发送系统1中的发送路径30可以是例如使用广播卫星(BS：Broadcasting Satellite)或通信卫星(CS：Communication Satellite)的卫星广播，使用电缆的有线广播(CATV)等。
<2.周期性发送信息的概述>
顺便提及，在使用诸如ATSC 3.0等的IP发送方法的数字广播中，周期性地并重复地发送以下信息：诸如用于选择服务(分配给广播站等的信道)的信道选择信息，用于使发送侧和接收侧同步的时间信息，以及用于压缩分组报头信息的报头压缩信息。进一步地，如上所述，已经有提议要求有效地发送这些周期性发送的信息(以下称为周期性发送信息)。因此，在下文中，将针对响应这种需求来发送周期性发送信息的方法进行描述。
(1)信道选择信息的发送
在ATSC3.0、DVB-T2(数字视频广播—第二代地面)等中使用的物理层帧结构具有100到200ms的长度。在物理层帧中，仅在获取了前导码和引导程序之后，才能获取后续数据部(前导码)中的数据。在接收设备20通过调谐器接收具有预定频率的数字广播信号的情况下，接收设备20输出物理层帧。在接收设备20在物理层帧结构的中间获取数据的情况下，接收设备20丢弃该数据直到下一个前导码出现。也就是说，物理层帧结构限制了接收设备20处的数据获取定时。
这里，接收设备20需要获取包括信道选择信息的信令信息(例如稍后描述的LLS(链路层信令))，以选择作为数字广播信号来发送的服务。但是，由于不能保证信道选择信息布置在哪里，并且如上所述，当在物理层帧结构的中间获取数据时该数据被丢弃，所以需要尽可能多地减少要丢弃的数据同时减少信道选择时间的延迟并加快信道选择过程。注意，对于MPEG2-TS(传输流)方法，服务信息(PSI/SI)的发送间隔的最大值是预定的。
图2是示出在每个物理层帧中发送一条信道选择信息的情况下，信道选择信息的位置与信道选择时间之间的关系的图。
在图2的上行中，在信道选择信息被布置在物理层帧的数据部的开头(头部)的情况下，接收设备20可在获取前导码之后没有延迟地立即获取信道选择信息。在这种情况下，信道选择信息的位置不影响信道选择时间。进一步地，在图2的中间行中，在信道选择信息被布置在物理层帧的数据部的中心的情况下，接收设备20可在获取前导码之后在物理层帧的大致一半帧长度的延迟之后获取信道选择信息。在这种情况下，信道选择信息的位置对信道选择时间的影响大于图2的上行中的情况(影响程度是“中等”)。
在图2的下行中，在信道选择信息被布置在物理层帧的数据部的结尾(尾部)的情况下，接收设备20可在获取前导码之后在物理层帧的帧长度的延迟之后获取信道选择信息。在这种情况下，信道选择信息的位置对信道选择时间的影响远大于图2的中间行的情况(影响程度是“大”)。也就是说，在这种情况下，接收设备20在获取信道选择信息之前需要等待大致帧长度。由于接收设备20使用信道选择信息选择作为数字广播信号发送的服务，所以在获取信道选择信息之前的所有数据都被丢弃。
如上所述，在每个物理层帧中发送一条信道选择信息的情况下，信道选择信息位于物理层帧中越靠后，越大数量的数据被丢弃，并且信道选择时间的延迟变得越大。
注意，在每个物理层帧中包括并发送多条信道选择信息的情况下，布置在一个物理层帧中的信道选择信息的数量增加，并且发送信道选择信息的周期被缩短。利用该配置，接收设备20可迅速地获取信道选择信息，并且期望改进信道选择时间的延迟。然而，不能保证信道选择信息被布置在物理层帧中的最佳位置。因此，与上述在图2的上行中的信道选择信息布置在物理层帧的数据部的开头(头部)的情况相比，例如，对信道选择时间的影响依然存在的可能性很高。
进一步地，当在一个物理层帧(的数据部)中布置多条信道选择信息时，占据物理层帧的全部数据量的信道选择信息的数据量增加。这很可能需要减少那么多的视频和音频的数据量。在这种情况下，这导致例如图像质量和音频质量的下降，影响视频和音频数据发送。进一步地，只要获取了一条信道选择信息，就基本上可执行信道选择过程。因此，第二条和后续信道选择信息的重要性降低。
因此，在应用本技术的物理层帧中，信道选择信息被映射到数据部的头部，以随后紧接在前导码之后被发送，并然后被发送。这使得接收设备20能够迅速地从物理层帧中获取信道选择信息，从而缩短信道选择时间并加快信道选择过程。
这里，如图3所示，发送设备10(图1)中的物理层帧调度器121管理数据布置在物理层帧结构中的定时。也就是说，物理层帧调度器121能够管理物理层调制信息以及由编码器120编码的视频和音频数据(构成内容的分量的数据)，使得物理层调制信息以及视频和音频数据布置在物理层帧的预定位置处。物理层调制信息用作与物理层相关的调制信息。具体地，物理层帧调度器121将物理层调制信息布置在前导码中并且将视频和音频数据布置在数据部中。
然后，发送设备10中的物理层帧调度器121管理信道选择信息，使得信道选择信息被布置在物理层帧的数据部(有效载荷)的头部。
通过以这种方式将信道选择信息布置在紧接物理层帧的前导码之后，接收设备20可以在处理前导码之后迅速地从数据部获取(提取)信道选择所必需的信道选择信息。这可缩短信道选择时间并加快信道选择过程。而且，由于接收设备20可仅仅通过在处理前导码之后按从数据部的头部开始的顺序提取数据的常规操作来提取信道选择信息，因此不需要新添加电路等以用于提取布置在物理层帧的数据部的头部的信道选择信息。
(2)时间信息的发送
为了使发送侧的发送设备10和接收侧的接收设备20同步，数字广播需要发送准确的时间信息。尽管在当前通常使用的MPEG2-TS方法中使用PCR(节目时钟参考)作为时间信息，但期望诸如例如PTP(精确时间协议)或NTP(网络时间协议)的时间信息用于诸如ATSC3.0的IP发送方法中。进一步地，这里，还可包括与诸如闰秒的插入或删除的时间信息相关联的信息；指示夏令时(夏季时间)时间的信息；或者来自PTP由NTP发送的与UTC(协调世界时间)的偏移信息。
PTP是表示在IEEE 1588-2008中定义的80比特时间的信息。80比特PTP包括具有48比特的秒字段和具有32比特的纳秒字段。由于在PTP中没有插入或删除闰秒，所以具有控制容易的优点。进一步地，在要连接到网络的设备中，NTP用作使设备的时钟与正确时间同步的通信协议。
这里，时间信息可被布置为物理层帧的前导码中的数据，包括UDP分组的IP分组(在下文中也被称为IP/UDP分组)等。例如，在将时间信息布置在IP/UDP分组中的情况下，将该IP/UDP分组作为发送分组布置在ALP(ATSC链路层协议)分组的有效载荷中，并然后进行封装(encapsulation)。
进一步地，包括该ALP分组(包括时间信息的ALP分组)的多个ALP分组被布置在BB分组(基带分组)的有效载荷中，并然后被封装。而且，通过加扰多个BB分组而获取的数据被映射到FEC帧，并且添加用于物理层中的纠错的奇偶校验。然后，通过对多个FEC帧执行诸如比特交织的物理层处理而获取的数据被映射到物理层帧的数据部。
这样，诸如PTP或NTP的时间信息就被映射到物理层帧。然而，由于IP/UDP分组、ALP分组、BB分组和FEC帧在时间信息被映射到物理层帧之前被顺序地多路复用，所以由于抖动等的影响这在时间信息布置的位置处产生错误。
也就是说，在数字广播中，尽管需要发送准确的时间信息以用于同步，但是由于IP/UDP分组被多路复用(重复多路复用)，所以不能保证时间信息被映射到物理层帧的准确位置。当时间信息误差超过允许范围时，例如视频和音频的同步精度可能变得不足。因此，需要其改进。
因此，在应用本技术的物理层帧中，时间信息也被映射到紧接并跟随在以一定周期发送的物理层帧的前导码之后被发送的数据部(有效载荷)的头部，以实现时间信息的高精度发送。
具体而言，如图4所示，发送设备10中的物理层帧调度器121管理时间信息，使得时间信息被布置在物理层帧的数据部的头部，如在图3中的信道选择信息的情况一样。通过以这种方式将时间信息布置在物理层帧中紧接在前导码之后，接收设备20能够在处理前导码之后迅速地从数据部获取(提取)时间信息。这确保例如视频和音频的同步(呈现同步)。
注意，由于可在物理层帧调度器121所需的处理时间之前很好地预测和布置待发送的时间信息，因此可确保高精度。进一步地，在信道选择信息和时间信息作为周期性发送信息被发送的情况下，要求时间信息比信道选择信息更精确。因此，如图4所示，期望将周期性发送信息按时间信息和信道选择信息的顺序布置在物理层帧的数据部的头部的区域中。
(3)报头压缩信息的发送
在IP发送方法的数字广播中，由于包括在报头中的各种信息，IP/UDP分组具有大的开销。进一步地，用于压缩IP/UDP分组的报头以用于IP/UDP分组的有效发送的的一种技术是由IETF在RFC 3095中定义的RoHC。
例如，在ATSC 3.0中确定在RFC 3095中定义的RoHC被用作IP/UDP分组的报头压缩方法。RoHC是通过将布置在构成IP/UDP分组的IP报头和UDP报头中的报头信息分离为静态信息(SC：静态链)和动态信息(DC：动态链)并且避免重复发送静态信息(SC)以减少其发送次数来用于实现报头信息的压缩的方法。
这里，静态信息(SC)是在报头信息中预设内容不改变或在整个情况下内容被一致地保持的信息。相比之下，动态信息(DC)是在报头信息中预设内容根据情况而变化、或者具有可根据情况选择内容的灵活性的信息。
(静态信息(SC)和动态信息(DC)的实例)
图5是示出IP报头和UDP报头中的静态信息(SC)和动态信息(DC)的实例的图。
图5的A是示出静态信息(SC)的实例的图。
静态信息(SC)包括IP报头中的4比特的版本、1字节的协议、4字节或16字节的源IP地址、以及4字节或16字节的目的IP地址。
版本表示IP版本是IPv4(IP版本4)还是IPv6(IP版本6)。协议表示包含在IP分组(IP/UDP分组)的有效载荷中的协议。在本实施方式中，IP分组(IP/UDP分组)的有效载荷包括UDP分组。由于UDP由17表示，所以在协议中设置17。
在源IP地址中，设置IP分组(IP/UDP分组)的发送源的IP地址。进一步地，在目的地IP地址中，设置IP分组(IP/UDP分组)的目的地的IP地址。
注意，在源IP地址和目的地IP地址是4字节的情况下，版本是IPv4(IP版本4)。进一步地，在源IP地址和目的地IP地址是16字节的情况下，版本是IPv6(IP版本6)。
进一步地，静态信息(SC)包括UDP报头中的2字节的源端口号和2字节的目的地端口号。
在源端口号中，设置UDP分组的发送源的端口号。进一步地，在目的地端口号中，设置UDP分组的目的地的端口号。
图5的B是示出了动态信息(DC)的实例的图。
动态信息(DC)包括1字节的服务类型、1字节的存活时间、2字节的标识以及1字节的IP报头中的标志。
1字节服务类型(TOS)包括6比特DSCP(区分服务代码点)和2比特的ECN(显式拥塞通知)。DSCP表示IP分组(IP/UDP分组)的优先级。ECN用于IP分组(IP/UDP分组)的拥塞控制。
存活时间(TTL)表示IP分组(IP/UDP分组)的使用寿命，例如，即IP分组(IP/UDP分组)可通过的路由器数量。标识和标志是关于IP分组(IP/UDP分组)的划分的信息。
进一步地，动态信息(DC)包括UDP报头中的2字节的校验和。校验和是用于检测UDP分组中的错误的校验和。
(RoHC报头压缩的概述)
图6是用于描述RoHC报头压缩的概述的图。
图6示意性示出了当在图6的A中的IP/UDP分组的IP报头和UDP报头经受RoHC报头压缩并作为图6的E中的RoHC发送分组被发送时所处理的每个分组的报头和有效载荷。
注意，在图6中，图6的A表示IP/UDP分组，而图6的B到D分别表示构成图6的A中的IP/UDP分组的静态信息(SC)、动态信息(DC)和有效载荷(Payload)。进一步地，图6的E表示RoHC发送分组(压缩分组)。
图6的A中的IP/UDP分组的IP报头和UDP报头包括静态信息(SC)和动态信息(DC)。图6的B中的静态信息(SC)是具有相同IP地址和端口号以及共同报头信息的IP/UDP分组。因此，例如，在由第一分组发送静态信息(SC)的情况下，静态信息(SC)不需要由后续分组来发送。
相比之下，图6的C中的动态信息(DC)是具有相同的IP地址和端口号以及不同的报头信息的每个IP/UDP分组。因此，例如，在由第一分组发送动态信息(DC)的情况下，动态信息(DC)还需要由后续分组发送。
也就是说，只要IP/UDP分组具有相同的IP地址和端口号，则静态信息(SC)只需要被发送一次。作为图6的E中的RoHC发送分组，因此，静态信息(SC)和动态信息(DC)被布置在第一发送分组(完整发送分组)的报头中，并且只有动态信息(DC)被布置在后续发送分组的报头中作为关于与完整发送分组的报头信息的差别的信息。
该配置可消除在第二个发送分组和后续发送分组中发送静态信息(SC)的需要，并且减少了静态信息(SC)的发送数量。结果，可压缩发送分组的报头信息。注意，接收设备20可通过使用包括在RoHC发送分组(图6的E)中的静态信息(SC)和动态信息(DC)恢复报头信息，来恢复IP/UDP分组(图6的A)。
这里，尽管可通过压缩IP/UDP分组的报头来有效地发送IP/UDP分组，但由于报头压缩信息是被周期性地且重复发送的信息，因此期望包括静态信息(SC)或动态信息(DC)的报头压缩信息被更有效地发送。
因此，在应用本技术的物理层帧中，报头压缩信息也被映射到数据部(有效载荷)的头部，数据部紧接且跟随在以一定周期发送的物理层帧的前导码之后被发送。这实现了报头压缩信息更有效的发送。
具体而言，如图7所示，发送设备10中的物理层帧调度器121管理报头压缩信息，使得报头压缩信息被布置在物理层帧的数据部的头部，如图3中的信道选择信息的情况或图4中的时间信息的情况一样。通过以这种方式将报头压缩信息布置在物理层帧中紧接在前导码之后，接收设备20可以在处理前导码之后迅速地从数据部获取(提取)报头压缩信息。这可更有效地恢复IP/UDP分组。
注意，在信道选择信息、时间信息和报头压缩信息被作为周期性发送信息而发送的情况下，时间信息要求具有最高精度。因此，期望的是，时间信息首先被布置在物理层帧的数据部的头部的区域中。进一步地，由于报头压缩信息是恢复IP/UDP分组所必需的信息，所以期望报头压缩信息优先于信道选择信息被布置。即，如图7所示，期望按照时间信息、报头压缩信息和信道选择信息的顺序，在物理层帧的数据部的头部的区域中布置周期性发送信息。
注意，尽管期望按照时间信息、报头压缩信息和信道选择信息的顺序在物理层帧的数据部的头部的区域中布置周期性发送信息，但是，这些周期性发送信息的布置可以是任意的。例如，可以按报头压缩信息、时间信息和信道选择信息的这个顺序来布置。进一步地，图6是报头压缩的一个实例，并且可采用另一个报头压缩方法，例如，利用使用目的已预定的IP地址和端口号(以下称为公知的地址和端口(公知的IP地址/端口号))被分配给信令信息(布置信令信息的IP/UDP分组)的事实，以便不发送静态信息(SC)。
如上所述，通过将诸如信道选择信息、报头压缩信息和信道选择信息的周期性发送信息布置在紧接在物理层帧的前导码之后并且在数据部的头部，可有效发送周期性发送信息。
<3.发送周期性发送信息的方法>
(发送周期性发送信息的方法)
图8是示出发送周期性发送信息的示例性方法的图。
如图8所示，例如，可使用以下五种发送方法(1)至(5)中的任一种来发送周期性发送信息。
(1)IP/UDP分组发送方法
(2)L2信令发送方法
(3)L2扩展报头发送方法
(4)L1扩展报头发送方法
(5)L1信令发送方法
IP/UDP分组发送方法是发送布置在IP/UDP分组的有效载荷中的周期性发送信息的方法。进一步地，L2信令发送方法是发送作为布置在ALP分组的有效载荷中的L2信令信息(L2信令)的周期性发送信息的方法。
L2扩展报头发送方法是发送布置在ALP分组的L2扩展报头(L2Extension Header)中的周期性发送信息的方法。进一步地，L1扩展报头发送方法是发送布置在BB分组的L1扩展报头(L1Extension Header)中的周期性发送信息的方法。
L1信令发送方法是发送作为布置在物理层帧的引导程序或前导码中的L1信令信息(L1信令)的周期性发送信息的方法。
注意，在L1信令发送方法的情况下，周期性发送信息不是布置在物理层帧的数据部的头部，而是布置在物理层帧中的在数据部之前被处理的引导程序或前导码中。结果，周期性发送信息可在数据部中布置的其他信息之前被提取。关于L1信令发送方法的细节将在后面参照图22进行描述。
(系统管道模型)
图9是示出IP发送方法的示例性系统管道模型的图。
在图9中，预定频带(例如，6MHz)中的广播流(Broadcast Stream)包括PLP(物理层管道)。注意，虽然图9中的实例示出了广播流中包括一个PLP的实例，但是例如在ATSC3.0中，每个预定频带可包括最多64个PLP。
PLP包括布置在IP/UDP分组中的诸如分量(视频、音频、CC(隐藏字幕))、信令信息(LLS、SLS)、时间信息(NTP)和电子服务指南(ESG：Electronic Service Guide)的数据。注意，布置在这个IP/UDP分组的IP报头和UDP报头中的报头信息被压缩。
这里，在ATSC 3.0中预期LLS(链路层信令)信令信息和SLS(服务层信令)信令信息被用作上层信令信息。LLS信令信息是在SLS信令信息之前获取的信令信息，而SLS信令信息是根据包含在LLS信令信息中的信息而获取的。
该LLS信令信息包括元数据，诸如，SLT(服务编目表)、EAT(紧急警告表)以及RRT(区域分级表)。
SLT元数据包括指示广播网络中的流和服务的配置的信息，诸如选择服务所必需的信息(信道选择信息)。EAT元数据包括有关紧急信息的信息。紧急信息是需要紧急通知的信息。RRT元数据包括有关诸如可视年龄的节目分级的信息。
进一步地，诸如例如USBD(用户服务捆绑描述)或USD(用户服务描述)、S-TSID(基于服务的传输会话实例描述)和MPD(媒体呈现描述)的元数据被包括作为针对每个服务的SLS信令信息。
USBD或USD元数据包括诸如其他元数据的获取目的地的信息。S-TSID元数据是针对ATSC 3.0的扩展LSID(LCT会话实例描述)，并且是用于ROUTE(通过单向传输的实时对象传送)协议的控制信息。MPD元数据是用于管理分量流的再现的控制信息。
注意，ROUTE是扩展FLUTE(通过单向传输的文件传送)的协议。FLUTE是一种适用于在一个方向上多播传输二进制文件的协议。视频和音频分量、信令信息等可使用该ROUTE会话来发送。
注意，信道选择信息可被包括在SLS信令信息中。进一步地，以诸如XML(可扩展标记语言)的标记语言来描述诸如USBD、USD、S-TSID和MPD的元数据。进一步地，MPD元数据符合MPEG-DASH(通过HTTP的动态自适应流)标准。
诸如NTP的时间信息是用于使发送侧的发送设备10与接收侧的接收设备20同步的信息。注意，虽然图9中的实例示出了NTP作为实例，但是例如可使用诸如PTP的其他时间信息。
报头压缩信息包括静态信息(SC)或动态信息(DC)。这里，例如，在第一IP/UDP分组中发送静态信息(SC)和动态信息(DC)，并且在后续IP/UDP分组中仅发送动态信息(DC)。这可减少静态信息(SC)的发送数量，结果，压缩IP/UDP分组的报头信息。
注意，图9中的系统管道模型示出了其中诸如信道选择信息和时间信息的周期性发送信息被布置在IP/UDP分组中的情况，即，使用IP/UDP分组发送方法来促进理解描述的情况。进一步地，虽然图9示出了通过IP/UDP分组发送LLS信令信息的情况，但是LLS信令信息可被布置在ALP分组的有效载荷中并作为L2信令信息被发送。
(各层的数据结构)
图10是示出IP发送方法的各层的数据结构的图。
诸如ATSC 3.0的IP发送方法的数字广播的协议栈具有包括作为物理层的层1(L1)，作为层1的上层的层2(L2)和作为层2的上层的层3(L3)的分层结构。
在层3中，发送IP/UDP分组。IP/UDP分组包括IP报头(IP Header)和有效载荷(Payload)。视频和音频数据、信令信息等被布置在IP/UDP分组的有效载荷中。注意，在使用IP/UDP分组发送方法的情况下，诸如信道选择信息和时间信息的周期性发送信息被布置在IP/UDP分组的有效载荷中。
在层2中，发送作为发送分组的ALP(ATSC链路层协议)分组。ALP分组包括ALP报头(ALP Header)和有效载荷(Payload)。在ALP分组的有效载荷中，布置和封装有(封装)一个或多个IP/UDP分组。注意，在使用L2信令发送方法的情况下，诸如信道选择信息和时间信息的周期性发送信息被布置在ALP分组的有效载荷中。进一步地，在使用L2扩展报头发送方法的情况下，诸如信道选择信息和时间信息的周期性发送信息被布置在ALP分组的ALP报头的扩展报头中。
层1中的BB分组(基带分组)包括BB报头(基带分组报头)和有效载荷(Payload)。在BB分组的有效载荷中，布置和封装有一个或多个ALP分组。注意，在使用L1扩展报头发送方法的情况下，诸如信道选择信息和时间信息的周期性发送信息被布置在BB分组的BB报头的扩展报头中。
此外，在层1中，通过加扰多个BB分组而获得的数据(Data)被映射到FEC帧(FECFrame)，并且添加了用于在物理层中进行纠错的奇偶校验(Parity)。
这里，层1中的物理层帧(物理帧)包括引导程序(BS：Bootstrap)，前导码(Preamble)和数据部(数据)。然后，在对多个FEC帧执行比特交织之后，对物理层帧的数据部执行映射处理，并然后映射通过在时间方向和频率方向上执行诸如交织的物理层处理而获取的数据。
注意，在使用L1信令发送方法的情况下，诸如信道选择信息和时间信息的周期性发送信息被布置在物理层帧的引导程序或前导码中。注意，例如，引导程序包括与要使用的PLP的数量相对应的引导程序符号，并且诸如信道选择信息和时间信息的周期性发送信息可被布置在该引导程序符号中。
(每个PLP中的周期性发送信息的发送)
图11是示出每个PLP中的周期性发送信息的示例性配置的图。
以预定频带(例如，6MHz)的广播流中可包括多个PLP。例如，在ATSC 3.0中，针对每个预定频带最多可包括64个PLP。然后，包括在这些PLP中的数据被布置在物理层帧的数据部(有效载荷)中，但是诸如信道选择信息、时间信息或报头压缩信息的周期性发送信息从PLP到PLP基本上是不同的。
相应地，在物理层帧中包括多个PLP的情况下，物理层帧调度器121将包括在每个PLP中的周期性发送信息布置在每个PLP的头部。
具体地，在图11中的物理层帧的数据部中顺序布置PLP#1，PLP#2，...的数据的情况下，PLP#1的周期性发送信息被布置在PLP#1的数据的头部，并且PLP#2的周期性发送信息被布置在PLP#2的数据的头部。进一步地，虽然没有示出，但是在PLP#3和后续PLP中PLP#3和后续PLP的数据被布置的情况也是类似的。也就是说，每个PLP的周期性发送信息被布置在对应的PLP的数据的头部。
这样，在物理层帧中包括多个PLP的情况下，对应于每个PLP的周期性发送信息被布置在对应的PLP的数据的头部，使得要被周期性地发送的诸如时间信息、报头压缩信息或信道选择信息的周期性发送信息可被有效地发送。
(1)IP/UDP分组发送方法
图12是用于描述使用IP/UDP分组发送方法发送周期性发送信息的图。
在该IP/UDP分组发送方法中，IP/UDP分组被布置在包含在物理层帧的数据部(有效载荷)中的第一BB分组中，在IP/UDP分组中周期性发送信息被布置在第一ALP分组的有效载荷中。
在图12中，包括诸如信道选择信息和时间信息的周期性发送信息的信令信息(例如，LLS信令信息)，被布置在第一IP/UDP分组的有效载荷中。进一步地，在后续IP/UDP分组中，作为分量的视频和音频数据等被布置在相应的有效载荷中。
注意，使用目的预定的公知的地址和端口(IP地址和端口号)被分配给布置有信令信息的IP/UDP分组。因此，接收设备20可通过监视具有特定IP地址和端口号的IP/UDP分组来获取信令信息。
图13是示出在使用IP/UDP分组发送方法发送周期性发送信息时的各层的数据结构的图。
在图13中，注意层3IP/UDP分组，诸如信道选择信息和时间信息的周期性发送信息50被布置在第一IP/UDP分组中的有效载荷中，并且诸如视频和音频的分量或诸如电子服务指南的数据(周期性发送信息以外的数据)被布置在后续IP/UDP分组中。进一步地，除了周期性发送信息以外的数据也被布置在后续IP/UDP分组中。然后，这些IP/UDP分组被布置在层2中的ALP分组中。
在层1中，一个或多个ALP分组被布置并封装在BB分组的有效载荷中。进一步地，在层1中，通过加扰多个BB分组而获取的数据被映射到FEC帧，并且添加了奇偶校验。然后，在对多个FEC帧执行比特交织之后执行映射处理，并然后通过在时间方向和频率方向上执行诸如交织的物理层处理而获取的数据被映射到层1中的物理层帧的数据部。
此时，物理层帧调度器121处理包括信道选择信息、时间信息等的周期性发送信息50，以使得周期性发送信息50被布置在物理层帧的数据部(有效载荷)的头部，并且周期性发送信息50被布置在层1中的物理层帧中的紧接在前导码之后并且在数据部的头部。
如上所述，使用IP/UDP分组发送方法作为用于发送周期性发送信息的发送格式，通过将包括周期性发送信息的IP/UDP分组布置在物理层帧的第一BB分组中的第一ALS分组的有效载荷中，周期性发送信息可布置在物理层帧的数据部的头部(紧接在前导码之后)并且被发送。也就是说，在物理层帧中，可将周期性发送信息布置在比数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中。
注意，在使用IP/UDP分组发送方法的情况下，存在当关于IP报头和UDP报头的报头压缩信息被布置在IP/UDP分组的有效载荷中时不能恢复IP/UDP分组的情况。在这种情况下，只需从布置在IP/UDP分组的有效载荷中的周期性发送信息中排除报头压缩信息。
(2)L2信令发送方法
图14是用于描述使用L2信令发送方法发送周期性发送信息的图。
在该L2信令发送方法中，周期性发送信息作为L2信令信息被布置在物理层帧的数据部(有效载荷)中包括的第一BB分组中的第一ALP分组的有效载荷中。
图14示出了ALP分组的配置。在图14的ALP分组中，3比特的类型信息(类型)被设置在ALP报头的头部。在该类型信息中，如图15所示，设置有关于布置在ALP分组的有效载荷中的数据的类型的信息。
即，在IPv4IP分组(IP/UDP分组)布置在有效载荷中的情况下，类型信息被设置为“000”。进一步地，在压缩IP分组(IP/UDP分组)布置在有效载荷的情况下，类型信息被设置为“001”。此外，在MPEG2-TS方法的TS分组布置在有效载荷中的情况下，类型信息被设置为“010”。
进一步地，在L2信令信息被布置在有效载荷中的情况下，类型信息被设置为“100”。注意，在图15中，几条类型信息“011”、“101”和“110”是未定义的(保留)。进一步地，在具有三个未定义(保留)区域的扩展不足的情况下，设置“111”以扩展包括预定区域的类型信息。
回到图14的描述，由于在L2信令发送方法中将L2信令信息布置在有效载荷中，所以将ALP报头的类型信息设置为“100”。进一步地，在ALP报头中，在设置“100”的类型信息之后，设置1比特的保留区域(Res：保留)，之后布置报头模式(HM：报头模式)。
在“0”被设置为报头模式的情况下，随后布置11比特的长度信息(长度(LSB))。该长度信息被设置为ALP分组的有效载荷的长度。另一方面，在“1”被设置为报头模式的情况下，随后布置包括11比特的长度信息(长度(LSB))和5比特的长度信息(长度(MSB))的总共16比特的长度信息，之后提供3比特的保留区域(Res)。
即，在“0”被设置为报头模式的情况下，长度信息(长度(LSB))是11比特。因此，0到2047(＝211-1)个字节之间的范围内的值可表示为ALP分组的有效载荷的长度。但是，11比特的长度信息不能表示2048字节或更长的有效载荷长度。因此，在有效载荷中布置了2048字节或更长的数据的情况下，“1”被设置为报头模式，并且添加1字节作为ALP报头的区域，由此能够表示2048字节或更长长度的有效载荷。
在ALP分组中，有效载荷被布置在如上所述配置的ALP报头之后。这里，由于“100”被设置为ALP报头的类型信息，所以L2信令信息被布置在有效载荷中。然后，在L2信令发送方法中，周期性发送信息被布置为这个L2信令信息。注意，如上所述，其中包含该周期性发送信息的L2信令信息被布置在有效载荷中的ALP分组对应于物理层帧的第一BB分组中的第一ALP分组。
这里，将参考图16来描述关于添加到ALP分组的有效载荷中所布置的L2信令信息(周期性发送信息)的L2报头。如图16所示，可在L2报头中布置包括L2索引信息(L2索引)和对象版本信息(对象版本)的结构。注意，接收设备20可通过使用包括在该L2报头中的信息执行滤波处理来提取期望的分组。
压缩信息(压缩方案)、类型信息(片段类型)和扩展类型信息(类型扩展)被布置在L2索引信息中。在压缩信息中，设置指示目标L2信令信息(周期性发送信息)是否被压缩的信息。例如，在“0000”被设置为压缩信息的情况下，“0000”表示未压缩，而在设置了“0001”的情况下，“0001”表示以zip格式被压缩。
在类型信息(片段类型)中，设置关于目标L2信令信息的类型的信息(周期性发送信息)。例如，可将“000000”设置为信道选择信息。例如，信道选择信息被包括在LLS信令信息中。在这种情况下，如果“000000”被设置为类型信息，这意味着LLS信令信息被布置在ALP分组的有效载荷中。进一步地，“000100”可被设置为时间信息，而“000101”可被设置为报头压缩信息。
在扩展类型信息中，设置针对每种类型的扩展参数。作为扩展类型信息，例如，在“000100”被设置为类型信息的情况下，可设置关于时间信息的时间差信息(偏移)或关于夏令时的夏季时间信息。进一步地，关于对象的版本的信息被布置在对象版本信息中。
如上所述，使用L2信令发送方法作为用于发送周期性发送信息的发送格式，通过将包括周期性发送信息的L2信令信息布置在物理层帧的第一BB分组中的第一ALS分组的有效载荷中，可将周期性发送信息布置在物理层帧的数据部的头部(紧接在前导码之后)并将其发送。也就是说，在物理层帧中，可将周期性发送信息布置在比数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中。
(3)L2扩展报头发送方法
图17是用于描述使用L2扩展报头发送方法发送周期性发送信息的图。
在该L2扩展报头发送方法中，周期性发送信息被布置在物理层帧的第一BB分组中的第一ALP分组的扩展报头中。
图17示出了ALP分组的配置。在图17的ALP报头中，在3比特的类型信息中设置“000”、“001”或“010”。即，如图18所示，在“000”被设置为类型信息的情况下，IPv4IP分组(IP/UDP分组)被布置在有效载荷中，而在设置“001”的情况下，压缩IP分组(IP/UDP分组)被布置在有效载荷中。进一步地，在“010”被设置为类型信息的情况下，TS分组被布置在有效载荷中。
注意，尽管在这里假定在L2扩展报头发送方法中将“000”、“001”或“010”设置为类型信息来进行描述，但是L2信令信息可被布置在以“100”设置为类型信息的有效载荷中。
在ALP报头中，在设置了“000”、“001”或“010”的类型信息之后布置1比特的分组设置信息(PC：分组配置)。在将“0”设置为分组设置信息的情况下，将ALP报头被设置为常规模式(Normal mode)，并且根据随后布置的报头模式(HM)来布置长度信息(长度)。然后，在ALP报头之后的有效载荷中，根据ALP报头的类型信息来布置IPv4IP分组(IP/UDP分组)、压缩IP分组(IP/UDP分组)或TS分组。
另一方面，在将“1”设置为分组设置信息(PC)的情况下，将ALP报头设置为信令模式(Signaling mode)，并且根据随后布置的报头模式(HM)来布置长度信息(长度)。也就是说，在“0”被设置为报头模式的情况下，随后布置11比特的长度信息(长度(LSB))。进一步地，在设置了信令模式的情况下，ALP报头被扩展，并且L2信令信息(信令)被布置在长度信息之后。
然后，在L2扩展报头发送方法中，将周期性发送信息布置为布置在该扩展报头(L2扩展报头)中的L2信令信息。注意，有效载荷在如上所述配置的ALP报头(L2扩展报头)之后布置。在该有效载荷中，根据ALP报头的类型信息，在该有效载荷中布置IPv4、压缩IP分组(IP/UDP分组)等。注意，如上所述，其中包括该周期性发送信息的L2信令信息被布置在ALP分组的扩展报头(L2扩展报头)中的ALP分组，对应于物理层帧的第一BB分组中的第一ALP分组。
进一步地，在“1”被设置为分组设置信息(PC)并且“1”被设置为报头模式(HM)的情况下，16比特的长度信息(长度)和3比特的保留区域(Res)被布置在报头模式之后。进一步地，在设置了信令模式的情况下，ALP报头被扩展并且L2信令信息(信令)被布置在保留区域(Res)之后。然后，如设置上述报头模式“0”的情况那样，周期性发送信息被布置为布置在该扩展报头(L2扩展报头)中的L2信令信息。
注意，在ALP分组中，IPv4、压缩IP分组(IP/UDP分组)等布置在扩展报头(L2扩展报头)之后的有效载荷中，在扩展报头中布置了包括该周期性发送信息的L2信令信息，并且该ALP分组对应于如上所述的物理层帧的第一BB分组中的第一ALP分组。
如上所述，使用L2扩展报头发送方法作为用于发送周期性发送信息的发送格式，通过在物理层帧的第一BB分组中的第一ALP分组的扩展报头(L2扩展报头)中布置周期性发送信息，可将周期性发送信息布置在物理层帧的数据部的头部(紧接在前导码之后)并将其发送。也就是说，在物理层帧中，可将周期性发送信息布置在比数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中。
(4)L1扩展报头发送方法
图19是用于描述使用L1扩展报头发送方法来发送周期性发送信息的图。
在该L1扩展报头发送方法中，周期性发送信息被布置在物理层帧的第一BB分组的扩展报头中。
图19示出了BB分组的配置。在图19中，BB分组包括BB分组报头和有效载荷(Payload)。除了1字节或2字节的报头(Header)之外，可在BB分组报头中布置可选字段(Optional Field)和扩展字段(Extension Field)。
也就是说，在报头(Header)中“0”设置为1比特模式(Mode)的情况下，布置7比特的指针信息(指针(LSB))。注意，指针信息是用于指示布置在BB分组的有效载荷中的ALP分组的位置的信息。例如，在最近布置在某个BB分组中的ALP分组的数据被布置为延伸到下一个BB分组的情况下，可将布置在下一个BB分组的头部处的ALP分组的位置信息设置为指针信息。
进一步地，在“1”被设置为模式(Mode)的情况下，7比特的指针信息(指针(LSB))、6比特的指针信息(指针(MSB))和2比特的可选标志(OPTI：可选)被布置。可选标志是指示是否通过布置可选字段(Optional Field)和扩展字段(Extension Field)来扩展报头的信息。
即，如图20所示，在对可选字段和扩展字段不执行扩展的情况下，可选标志被设置为“00”。进一步地，在仅对可选字段执行扩展的情况下，可选标志被设置为“01”或“10”。注意，在“01”被设置为可选标志的情况下，可选字段被填充1个字节(8比特)。进一步地，在“10”被设置为可选标志的情况下，可选字段被填充2个字节(16比特)。
进一步地，在对可选字段和扩展字段执行扩展的情况下，可选标志被设置为“11”。在这种情况下，在可选字段的头部设置3比特的扩展类型信息(类型(EXT_TYPE))。如图21所示，关于在扩展类型信息之后布置的扩展长度信息(EXT_Length(LSB))的信息和关于扩展字段类型(扩展类型)的信息被设置在该类型信息中。
也就是说，在布置了扩展长度信息并且仅布置填充字节(Stuffing Byte)的情况下，扩展类型信息被设置为“000”。进一步地，在ISSY(输入流同步器)被布置在扩展字段中而没有布置扩展长度信息的情况下，扩展类型信息被设置为“001”。此外，在布置了扩展长度信息并且填充字节与ISSY一起被布置在扩展字段中的情况下，扩展类型信息被设置为“010”。
进一步地，在布置了扩展长度信息并且L1信令信息被布置在扩展字段中的情况下，扩展类型信息被设置为“011”。在这种情况下，是否布置填充字节是可选的。注意，在图21中，扩展类型信息“100”到“111”是未定义的(保留)。
然后，在L1扩展报头发送方法中，将周期性发送信息布置为L1扩展字段(L1扩展报头)中的L1信令信息。即，在使用L1扩展报头发送方法的情况下，设置“11”作为可选标志(OPTI)以对可选字段和扩展字段执行扩展，并且将“011”进一步设置为可选字段的扩展类型信息(EXT_TYPE)。然后，作为L1信令信息的周期性发送信息被布置在扩展字段中。注意，如上所述，其中L1信令信息(周期性发送信息)被布置在扩展报头(L1扩展报头)中的BB分组对应于物理层帧的第一BB分组。
如上所述，使用L1扩展报头发送方法作为用于发送周期性发送信息的发送格式，通过在物理层帧的第一BB分组中的扩展报头(L1扩展报头)中布置周期性发送信息，可将周期性发送信息布置在物理层帧的数据部的头部(紧接在前导码之后)并将其发送。也就是说，在物理层帧中，可将周期性发送信息布置在比数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中。
(5)L1信令发送方法
图22是用于描述使用L1信令发送方法发送周期性发送信息的图。
在该L1信令发送方法中，周期性发送信息被布置在物理层帧的引导程序或前导码中。
注意，在L1信令发送方法中，与上述其他发送方法不同，周期性发送信息没有布置在物理层帧的数据部的头部(紧接在前导码之后)，而是被布置为引导程序或前导码中的L1信令信息。
然而，即使在这种情况下，周期性发送信息也被布置在物理层帧中的在数据部之前被处理的引导程序或前导码中。结果，接收设备20可在布置在数据部中的其他信息之前提取周期性发送信息。
如上所述，使用L1信令发送方法作为用于发送周期性发送信息的发送格式，通过将周期性发送信息布置在物理层帧的引导程序或前导码中，可将周期性发送信息布置在比物理层帧中的数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中。
上面已经描述了五种发送方法作为发送周期性发送信息的方法。
注意，关于使用IP/UDP分组发送方法、L2信令发送方法、L2扩展报头发送方法或L1扩展报头发送方法，在物理层帧的数据部的头部(紧接在前导码之后)布置并发送周期性发送信息的情况下，以及关于使用L1信令发送方法在物理层帧的引导程序或前导码中布置并发送周期性发送信息的情况下进行了上述描述。然而，可使用除这五种发送方法之外的方法发送周期性发送信息。简而言之，由于周期性发送信息只需要被布置在比物理层帧中的数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中，所以可使用除了上述五种发送方法之外的发送方法将周期性发送信息布置在该区域中。
进一步地，虽然上面的描述给定了以下情况：作为周期性发送信息的信道选择信息、时间信息、报头压缩信息的全部信息被布置在比数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中，但是只要在该区域中布置有这些周期性发送信息中的至少一条信息即可。进一步地，尽管在上面的描述中时间信息、报头压缩信息和信道选择信息已经被描述为周期性发送信息，但是当布置在物理层帧的数据部的头部(紧接在前导码之后)或引导程序或前导码中的这样的信息可提供一些效果时，可布置其他信息。
此外，在多条信息作为周期性发送信息被发送的情况下，可使用彼此不同的发送方法发送多条信息。具体而言，例如在作为周期性发送信息而发送信道选择信息和时间信息的情况下，可以在使用L1信令发送方法来发送时间信息的同时，使用IP/UDP分组发送方法来发送信道选择信息。
<4.每个设备的配置>
接着，对构成图1的发送系统1的发送设备10和接收设备20的详细配置进行描述。
(发送设备的配置)
图23是示出图1中的发送设备10的示例性配置的图。
在图23中，发送设备10包括物理层调制信息获取单元111、物理层调制信息处理单元112、信道选择信息获取单元113、信道选择信息处理单元114、时间信息获取单元115、时间信息处理单元116、报头压缩信息获取单元117、报头压缩信息处理单元118、分量获取单元119、编码器120、物理层帧调度器121、物理层帧生成单元122以及发送单元123。
物理层调制信息获取单元111获取(生成)物理层调制信息，并将物理层调制信息提供给物理层调制信息处理单元112。物理层调制信息处理单元112处理从物理层调制信息获取单元111提供的物理层调制信息，并将物理层调制信息提供给物理层帧调度器121。注意，例如，使用符合ATSC3.0的L1信令信息等作为物理层调制信息。
信道选择信息获取单元113获取(生成)信道选择信息并将该信道选择信息提供给信道选择信息处理单元114。信道选择信息处理单元114处理从信道选择信息获取单元113提供的信道选择信息并将该信道选择信息提供给物理层帧调度器121。注意，例如，作为LLS信令信息的SLT元数据被用作信道选择信息。
时间信息获取单元115获取(生成)时间信息并将时间信息提供给时间信息处理单元116。时间信息处理单元116处理从时间信息获取单元115提供的时间信息，并将时间信息提供给物理层帧调度器121。注意，例如，由PTP或NTP定义的时间的信息被用作时间信息。
报头压缩信息获取单元117获取(生成)报头压缩信息，并将报头压缩信息提供给报头压缩信息处理单元118。报头压缩信息处理单元118处理从报头压缩信息获取单元117提供的报头压缩信息并将报头压缩信息提供给物理层帧调度器121。注意，静态信息(SC)或动态信息(DC)被包括作为报头压缩信息。
分量获取单元119获取作为构成内容(例如，电视节目)的分量的视频和音频数据，并将该视频和音频数据提供给编码器120。编码器120根据预定的编码方法对从分量获取单元119提供的视频和音频数据进行编码并将该数据作为分量流提供给物理层帧调度器121。
注意，例如，从已经记录的内容所存储的位置获取与广播时区相对应的内容或者从演播室或位置获取实况内容，作为分量。
来自物理层调制信息处理单元112的物理层调制信息、来自信道选择信息处理单元114的信道选择信息、来自时间信息处理单元116的时间信息、来自报头压缩信息处理单元的报头压缩信息118、以及来自编码器120的分量流经由物理层帧调度器121被提供给物理层帧生成单元122。
物理层帧生成单元122生成包括诸如物理层调制信息、信道选择信息、报头压缩信息、时间信息和分量流的数据的物理层帧(例如，符合ATSC 3.0的物理层帧)，并将该物理层帧提供给发送单元123。注意，物理层调制信息被布置在物理层帧的前导码中。进一步地，诸如视频和音频的数据被布置在物理层帧的数据部中。
注意，当物理层帧生成单元122生成物理层帧时，物理层帧生成单元122根据物理层帧调度器121的管理生成物理层帧，使得包括信道选择信息、时间信息和报头压缩信息的周期性发送信息被布置在物理层帧的数据部的头部(紧接在前导码之后)或者在引导程序或前导码中。具体地说，根据上述五种发送方法执行以下五种处理模式。
首先，在使用IP/UDP分组发送方法的情况下，物理层帧调度器121控制物理层帧生成单元122，并且将包括周期性发送信息的IP/UDP分组布置在物理层帧的第一BB分组中的第一ALS分组的有效载荷中，使得周期性发送信息被布置在物理层帧的数据部(有效载荷)的头部(紧接在前导码之后)。
第二，在使用L2信令发送方法的情况下，物理层帧调度器121将包括周期性发送信息的L2信令信息布置在物理层帧的第一BB分组中的第一ALS分组的有效载荷中，使得周期性发送信息被布置在物理层帧的数据部(有效载荷)的头部(紧接在前导码之后)。
第三，在使用L2扩展报头发送方法的情况下，物理层帧调度器121将周期性发送信息布置在物理层帧的第一BB分组中的第一ALP分组的扩展报头(L2扩展报头)中，使得周期性发送信息被布置在物理层帧的数据部(有效载荷)的头部(紧接在前导码之后)。
第四，在使用L1扩展报头发送方法的情况下，物理层帧调度器121将周期性发送信息布置在物理层帧的第一BB分组的扩展报头(L1扩展报头)中，使得周期性发送信息被布置在物理层帧的数据部(有效载荷)的头部(紧接在前导码之后)。
第五，在使用L1信令发送方法的情况下，物理层帧调度器121将周期性发送信息布置在物理层帧的引导程序或前导码中。
发送单元123将由物理层帧生成单元122生成的物理层帧作为数字广播信号通过天线131来发送。
发送设备10如上所述那样配置。注意，在图23所示的发送设备10中，所有功能框不需要布置在物理上单一的设备中，并且至少一部分功能框可被配置为与其他功能框在物理上独立的设备。
(接收设备的配置)
图24是示出图1中的接收设备20的示例性配置的图。
在图24中，接收设备20包括控制单元211、接收单元212、解调单元213、处理单元214和输出单元215。
控制单元211控制接收设备20的每个单元的操作。
接收单元212通过天线231接收数字广播信号，将RF(射频)信号的频率转换为IF(中频)信号，并将该信号提供给解调单元213。注意，接收单元212被配置为例如RF IC。
解调单元213对作为从接收单元212提供并作为数字广播信号接收的信号的物理帧(例如，符合ATSC 3.0的物理层帧)执行解调处理。进一步地，解调单元213对通过解调处理获取的解调信号执行纠错处理，并将作为处理结果而获取的信号提供给处理单元214。注意，解调单元213被配置为例如解调LSI(大规模集成电路)。
这里，当解调单元213进行解调处理时，解调单元213获取(提取)并处理布置在物理层帧的数据部的头部(紧接在前导码之后)或引导程序或前导码中的周期性发送信息。具体而言，根据上述五种发送方法执行以下五种处理模式。
首先，在使用IP/UDP分组发送方法的情况下，解调单元213提取包括布置在物理层帧的第一BB分组中的第一ALS分组的有效载荷中的周期性发送信息的IP/UDP分组，从而从物理层帧的数据部(有效载荷)的头部(紧接在前导码之后)提取周期性发送信息。
第二，在使用L2信令发送方法的情况下，解调单元213提取包括布置在物理层帧的第一BB分组中的第一ALS分组的有效载荷中的周期性发送信息的L2信令信息，从而从物理层帧的数据部(有效载荷)的头部(紧接在前导码之后)提取周期性发送信息。
第三，在使用L2扩展报头发送方法的情况下，解调单元213提取布置在物理层帧的第一BB分组中的第一ALP分组的扩展报头(L2扩展报头)中的周期性发送信息，从而从物理层帧的数据部(有效载荷)的头部(紧接在前导码之后)提取周期性发送信息。
第四，在使用L1扩展报头发送方法的情况下，解调单元213提取布置在物理层帧的第一BB分组的扩展报头(L1扩展报头)中的周期性发送信息，从而从物理层帧的数据部(有效载荷)的头部(紧接在前导码之后)提取周期性发送信息。
第五，在使用L1信令发送方法的情况下，解调单元213从物理层帧的引导程序或前导码中提取周期性发送信息。
处理单元214对从解调单元213提供的信号执行处理(例如，解码处理等)，并且将作为处理结果而获取的视频和音频数据提供给输出单元215。进一步地，在由解调单元213提取诸如信道选择信息、时间信息、报头压缩信息等的周期性发送信息的情况下，处理单元214(或控制单元211)执行与周期性发送信息相对应的处理。注意，处理单元214被配置为例如主SoC(片上系统)。
输出单元215包括例如显示器单元和扬声器。显示器单元显示与从处理单元214提供的视频数据相对应的视频。进一步地，扬声器输出与从处理单元214提供的音频数据相对应的音频。注意，输出单元215可将从处理单元214提供的视频和音频数据输出到外部设备。
接收设备20如上所述那样配置。注意，接收设备20可以是固定接收器，诸如电视接收器、机顶盒(STB：Set Top Box)、或录像机，或者可以是移动接收器，诸如移动电话、智能手机、或平板计算机终端。进一步地，接收设备20可以是安装在车辆中的车载设备。
<5.每个设备执行的处理的流程>
接着，将参照图25和图26的流程图描述构成图1的发送系统1的每个设备所执行的处理的流程。
(发送处理)
首先，将参照图25的流程图描述由图1中的发送设备10执行的发送处理的流程。
在步骤S101中，执行数据处理。在该数据处理中，物理层调制信息获取单元111和物理层调制信息处理单元112处理物理层调制信息。
进一步地，在该数据处理中，执行由信道选择信息获取单元113和信道选择信息处理单元114对信道选择信息进行的处理、由时间信息获取单元115和时间信息处理单元116对时间信息进行的处理、由报头压缩信息获取单元117和报头压缩信息处理单元118对报头压缩信息进行的处理、以及由分量获取单元119和编码器120对分量进行的处理。
在步骤S102中，物理层帧调度器121控制物理层帧生成单元122执行对物理层帧的调度处理。
在步骤S103中，在步骤S102的处理(由物理层帧调度器121进行的控制)之后，物理层帧生成单元122根据上述五种发送方法(IP/UDP分组发送方法、L2信令发送方法、L2扩展报头发送方法、L1扩展报头发送方法、或L1信令发送方法)生成物理层帧。在该物理层帧中，包括信道选择信息、时间信息和报头压缩信息的周期性发送信息被布置在数据部的头部(紧接在前导码之后)或者在引导程序或前导码中。
在步骤S104中，发送单元123将由步骤S103中的处理生成的物理层帧作为数字广播信号通过天线131来发送。当步骤S104中的处理结束时，图25中的发送处理结束。
上面已经描述了发送处理的流程。在该发送处理中，根据IP/UDP分组发送方法、L2信令发送方法、L2扩展报头发送方法、L1扩展报头发送方法和L1信令发送方法中的任一种生成物理层帧，使得周期性发送信息被布置在物理层帧的数据部的头部(紧接在前导码之后)或者在引导程序或前导码中，并然后将周期性发送信息作为数字广播信号发送。
(接收处理)
接着，将参照图26中的流程图描述由图1中的接收设备20执行的接收处理的流程。
在步骤S201中，接收单元212通过天线231接收从发送设备10经由发送路径30发送的数字广播信号。
在步骤S202中，解调单元213对通过步骤S201中的处理作为数字广播信号接收的物理层帧执行解调处理。在该解调处理中，例如使用物理层调制信息来执行物理层帧的解调处理。进一步地，由于根据上述五种发送方法(IP/UDP分组发送方法、L2信令发送方法、L2扩展报头发送方法、L1扩展报头发送方法或L1信令发送方法)，包括信道选择信息、时间信息和报头压缩信息的周期性发送信息被布置在物理层帧中的数据部的头部(紧接在前导码之后)或者在引导程序或前导码中，因此通过该解调处理提取和处理周期性发送信息。
在步骤S203中，处理单元214对由步骤S202中的处理获取的信号(数据)执行处理(例如，解码处理)。进一步地，在通过步骤S202中的处理提取诸如信道选择信息、时间信息或报头压缩信息的周期性发送信息的情况下，控制单元211或处理单元214执行与周期性发送信息相对应的处理。
在步骤S204中，输出单元215根据通过步骤S203中的处理获取的视频和音频数据输出诸如电视节目的内容的视频和音频。当步骤S204中的处理结束时，图26中的接收处理结束。
上面已经描述了接收处理的流程。在该接收处理中，接收来自发送设备10的数字广播信号，并且根据IP/UDP分组发送方法、L2信令发送方法、L2扩展报头发送方法、L1扩展报头发送方法以及L1信令发送方法中的任一种提取布置在物理层帧中的数据部的头部(紧接在前导码之后)或者在引导程序或前导码中的周期性发送信息。这使能够例如使用要被发送的信道选择信息和高精度时间信息来加速信道选择处理。
具体而言，例如，在接收设备20(的解调单元213)处理了物理层帧的前导码之后，接收设备20立即从后续发送的数据部的头部(紧接前导码之后)中提取信道选择信息(周期性发送信息)。这使能够加速由控制单元211到处理单元214执行的信道选择处理。
进一步地，例如，在接收设备20(的解调单元213)处理了以一定周期发送的物理层帧的前导码之后，接收设备20提取映射到后续发送的数据部的头部(紧接前导码之后)的时间信息(周期性发送信息)。这确保了由控制单元211、处理单元214等使用高精度的时间信息进行的视频和音频的同步(呈现同步)。
<6.变形例>
尽管在上面的描述中已经描述了美国等地采用的ATSC(具体而言是ATSC 3.0)的方法作为数字广播的标准，但是本技术可应用于ISDB(集成服务数字广播)、DVB(数字视频广播)等。ISDB是在日本等地采用的方法。DVB是在欧洲国家等地采用的方法。进一步地，尽管在上面的描述中已经描述了采用IP发送方法的ATSC 3.0作为实例，但是本技术可应用于其他方法，诸如例如MPEG2-TS方法，而不限于IP发送方法。
进一步地，除了地面广播之外，本技术还可应用于使用广播卫星(BS)、通信卫星(CS)等的卫星广播，诸如有线电视(CATV)的有线广播等，作为数字广播。
上述信令信息、分组等的名称仅仅是实例，并且可使用其他名称。注意，这些名称的差异仅仅是形式上的差异，而目标信令信息、分组等的实质内容没有不同。例如，BB分组(基带分组)可被称为BB流(基带流)或BB帧(基带帧)。进一步地，例如，ALP(ATSC链路层协议)分组也可被称为通用分组。
在以上描述中，主要将由PTP和NTP定义的时间信息描述为时间信息。然而，不限于此，可使用任何时间信息，诸如由UTC(协调通用时间)定义的时间信息；作为每个时区的标准时间的时间的本地时间(LT：本地时间)；由3GPP(第三代合作伙伴计划)定义的时间信息；包括在GPS(全球定位系统)信息中的时间信息；或以其他唯一确定的格式的时间信息。
注意，本技术也可应用于规定的标准(除了数字广播标准的标准)等，这些标准假设以下情况而定义：使用除广播网络以外的发送路径作为发送路径，即例如，诸如互联网和电话网络的通信线路(通信网络)。在这种情况下，诸如互联网或电话网络的通信线路可用作发送系统1(图1)的发送路径30，而发送设备10可用作在互联网上提供的服务器。然后，通过将通信功能包括在接收设备20中，发送设备10(服务器)响应于来自接收设备20的请求而执行处理。进一步地，接收设备20处理从发送设备10(服务器)经由发送路径30(通信线路)发送的数据。
<7.计算机配置>
上述一系列处理可通过硬件或软件来执行。在通过软件执行一系列处理的情况下，构成软件的程序被安装在计算机中。图27是示出在其中的程序执行上述一系列处理的计算机的示例性硬件配置的图。
在计算机900中，CPU(中央处理单元)901、ROM(只读存储器)902和RAM(随机存取存储器)903经由总线904相互连接。另外，输入/输出接口905连接到总线904。输入单元906、输出单元907、记录单元908、通信单元909和驱动器910连接到输入/输出接口905。
输入单元906包括键盘、鼠标、麦克风等。输出单元907包括显示器、扬声器等。记录单元908包括硬盘、非易失性存储器等。通信单元909包括网络接口等。驱动器910驱动诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等的可移除介质911。
在如上配置的计算机900中，CPU 901经由输入/输出接口905和总线904将记录在ROM 902或记录单元908中的程序加载到RAM 903中并执行程序，通过该程序，上述一系列的处理被执行。
例如，计算机900(CPU 901)要执行的程序可被记录并提供在可移除介质911上作为封装介质。进一步地，该程序可经由诸如局域网、互联网或数字卫星广播之类的有线或无线传输介质来提供。
在计算机900中，通过将可移动介质911附接到驱动器910，可经由输入/输出接口905将程序安装在记录单元908中。进一步地，程序可由通信单元909经由有线或无线传输介质接收并安装在记录单元908中。另外，可将程序预先安装在ROM 902或记录单元908中。
这里，计算机根据本说明书中的程序执行的处理不一定按照流程图所描述的顺序以时间顺序执行。也就是说，由计算机根据程序执行的处理还包括并行或单独执行的处理(例如并行处理或对象处理)。进一步地，程序可由单个计算机(处理器)或由多个计算机以分布式方式处理。
注意，本技术的实施方式不限于上述实施方式，并且可在不脱离本技术的主旨的情况下进行各种修改。
进一步地，本技术可被配置如下。
(1)一种发送设备，包括：
处理单元，所述处理单元在包括前导码和数据部的物理层帧中将周期性地发送的发送信息布置在比所述数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中；和
发送单元，将所述物理层帧作为数字广播信号发送。
(2)根据(1)所述的发送设备，
其中，所述发送信息被布置在紧接所述前导码之后并且在所述数据部的头部。
(3)根据(1)或(2)所述的发送设备，
其中，所述发送信息包括以下信息中的至少一条：用于使发送侧和接收侧同步的时间信息，用于压缩分组的报头信息的报头压缩信息，以及用于选择服务的信道选择信息。
(4)根据(3)所述的发送设备，
其中，所述时间信息、所述报头压缩信息和所述信道选择信息按此顺序布置在所述数据部中。
(5)根据(1)所述的发送设备，
其中，在所述物理层帧中，
所述数据部包括一个或多个PLP(物理层管道)，并且
对应于每个PLP的发送信息布置在每个PLP的头部。
(6)根据(2)至(5)中任一项所述的发送设备，
其中，所述发送信息布置在包括UDP(用户数据报协议)分组的IP(互联网协议)分组的有效载荷中。
(7)根据(2)至(5)中任一项所述的发送设备，
其中，所述发送信息布置在用于发送包括UDP分组的IP分组的第一发送分组的有效载荷中，所述第一发送分组的扩展报头中或者用于发送所述第一发送分组的第二发送分组的扩展报头中。
(8)根据(1)所述的发送设备，
其中，所述物理层帧进一步包括其中可布置所述发送信息的引导程序，并且
所述发送信息布置在所述引导程序或所述前导码中。
(9)一种用于发送设备的数据处理方法，所述数据处理方法包括以下步骤：
由所述发送设备，
在包括前导码和数据部的物理层帧中将周期性地发送的发送信息布置在比所述数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中；以及
将所述物理层帧作为数字广播信号发送。
(10)一种接收设备，包括：
接收单元，接收作为数字广播信号发送并包括前导码和数据部的物理层帧；以及
处理单元，执行与被周期性地发送并被布置在比所述物理层帧中的所述数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中的发送信息相对应的处理。
(11)根据(10)所述的接收设备，
其中，所述发送信息被布置在紧接所述前导码之后并且在所述数据部的头部。
(12)根据(10)或(11)所述的接收设备，
其中，所述发送信息包括以下信息中的至少一条：用于使发送侧和接收侧同步的时间信息，用于压缩分组的报头信息的报头压缩信息，以及用于选择服务的信道选择信息。
(13)根据(12)所述的接收设备，
其中，所述时间信息、所述报头压缩信息和所述信道选择信息按此顺序布置在所述数据部中。
(14)根据(10)所述的接收设备，
其中，在所述物理层帧中，
所述数据部包括一个或多个PLP，并且
对应于每个PLP的发送信息布置在每个PLP的头部。
(15)根据(11)至(14)中任一项所述的接收设备，
其中，所述发送信息布置在包括UDP分组的IP分组的有效载荷中。
(16)根据(11)至(14)中任一项所述的接收设备，
其中，所述发送信息被布置在用于发送包括UDP分组的IP分组的第一发送分组的有效载荷中、所述第一发送分组的扩展报头中、或者用于发送所述第一发送分组的第二发送分组的扩展报头中。
(17)根据(10)所述的接收设备，
其中，所述物理层帧进一步包括其中可布置所述发送信息的引导程序，并且
所述发送信息布置在所述引导程序或所述前导码中。
(18)一种用于接收设备的数据处理方法，所述数据处理方法包括以下步骤：
由所述接收设备，
接收作为数字广播信号发送并包括前导码和数据部的物理层帧；并且
执行与被周期性地发送并被布置在比所述物理层帧中的所述数据部中布置的其他信息更早可提取的区域中的发送信息相对应的处理。
附图标记列表
1发送系统，10发送设备，20接收设备，30发送路径，111物理层调制信息获取单元，112物理层调制信息处理单元，113信道选择信息获取单元，114信道选择信息处理单元，115时间信息获取单元，116时间信息处理单元，117报头压缩信息获取单元，118报头压缩信息处理单元，119分量获取单元，120编码器，121物理层帧调度器，122物理层帧生成单元，123发送单元，211控制单元，212接收单元，213解调单元，214处理单元，215输出单元，900计算机，901CPU。

Claims (18)

1.一种发送设备，包括：
处理单元，所述处理单元在包括前导码和数据部的物理层帧中将周期性地发送的发送信息布置在比所述数据部中布置的其他信息能够更早提取的区域中；以及
发送单元，将所述物理层帧作为数字广播信号发送。
2.根据权利要求1所述的发送设备，
其中，所述发送信息被布置在紧接所述前导码之后并且在所述数据部的头部处。
3.根据权利要求2所述的发送设备，
其中，所述发送信息包括以下信息中的至少一条：用于使发送侧和接收侧同步的时间信息，用于压缩分组的报头信息的报头压缩信息，以及用于选择服务的信道选择信息。
4.根据权利要求3所述的发送设备，
其中，所述时间信息、所述报头压缩信息和所述信道选择信息按此顺序布置在所述数据部中。
5.根据权利要求1所述的发送设备，
其中，在所述物理层帧中，
所述数据部包括一个或多个PLP(物理层管道)，并且
对应于每个PLP的发送信息布置在每个PLP的头部。
6.根据权利要求2所述的发送设备，
其中，所述发送信息布置在包括UDP(用户数据报协议)分组的IP(互联网协议)分组的有效载荷中。
7.根据权利要求2所述的发送设备，
其中，所述发送信息布置在用于发送包括UDP分组的IP分组的第一发送分组的有效载荷中、所述第一发送分组的扩展报头中、或者用于发送所述第一发送分组的第二发送分组的扩展报头中。
8.根据权利要求1所述的发送设备，
其中，所述物理层帧进一步包括其中能够布置所述发送信息的引导程序，并且
所述发送信息布置在所述引导程序或所述前导码中。
9.一种用于发送设备的数据处理方法，所述数据处理方法包括以下步骤：
由所述发送设备，
在包括前导码和数据部的物理层帧中将周期性地发送的发送信息布置在比所述数据部中布置的其他信息能够更早提取的区域中；
以及
将所述物理层帧作为数字广播信号发送。
10.一种接收设备，包括：
接收单元，接收作为数字广播信号发送并包括前导码和数据部的物理层帧；以及
处理单元，执行与被周期性地发送并被布置在比所述物理层帧中的所述数据部中布置的其他信息能够更早提取的区域中的发送信息相对应的处理。
11.根据权利要求10所述的接收设备，
其中，所述发送信息被布置在紧接所述前导码之后并且在所述数据部的头部处。
12.根据权利要求11所述的接收设备，
其中，所述发送信息包括以下信息中的至少一条：用于使发送侧和接收侧同步的时间信息，用于压缩分组的报头信息的报头压缩信息，以及用于选择服务的信道选择信息。
13.根据权利要求12所述的接收设备，
其中，所述时间信息、所述报头压缩信息和所述信道选择信息按此顺序布置在所述数据部中。
14.根据权利要求10所述的接收设备，
其中，在所述物理层帧中，
所述数据部包括一个或多个PLP，并且
对应于每个PLP的发送信息布置在每个PLP的头部。
15.根据权利要求11所述的接收设备，
其中，所述发送信息布置在包括UDP分组的IP分组的有效载荷中。
16.根据权利要求11所述的接收设备，
其中，所述发送信息布置在用于发送包括UDP分组的IP分组的第一发送分组的有效载荷中、所述第一发送分组的扩展报头中、或者用于发送所述第一发送分组的第二发送分组的扩展报头中。
17.根据权利要求10所述的接收设备，
其中，所述物理层帧进一步包括其中能够布置所述发送信息的引导程序，并且
所述发送信息布置在所述引导程序或所述前导码中。
18.一种用于接收设备的数据处理方法，所述数据处理方法包括以下步骤：
由所述接收设备，
接收作为数字广播信号发送并包括前导码和数据部的物理层帧；并且
执行与被周期性地发送并被布置在比所述物理层帧中的所述数据部中布置的其他信息能够更早提取的区域中的发送信息相对应的处理。
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