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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Unterkanal-Struktur (Subchannel
Structure) mit einem Haupt-Dienstkanal (Main Service Channel) zum
Senden von Daten wenigstens einer Anwendung in einem DAB(Digital
Audio Broadcasting)-System, wie DAB oder DRM. Des Weiteren stellt
die vorliegende Erfindung Verfahren zum Senden und Empfangen von
Anwendungsdaten unter Verwendung der Unterkanal-Struktur sowie eine
entsprechende Übertragungsstation
und ein entsprechendes Empfangs-Endgerät bereit. Darüber hinaus
stellt die vorliegende Erfindung ein digitales Übertragungssystem bereit, das
Daten unter Verwendung der vorgeschlagenen Unterkanal-Struktur sendet.
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Technischer Hintergrund
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Das
DAB(Digital Audio Broadcasting)-System wurde von dem europäischen Eureka 147/DAB-Projekt
in enger Zusammenarbeit mit der European Broadcasting Union (EBU)
entwickelt und wurde letztlich standardisiert in ETSI EN 300 401: „Radio
Broadcasting Systems; Digital Audio Broadcasting (DAB) to mobile,
portable and fixed receivers" (verfügbar unter
http://www.etsi.org).
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DAB
stellt qualitativ hochwertige Töne
und Daten sowie sehr robuste Empfangsqualität für alle Arten von Empfangseinrichtungen
bereit, wie z. B. Heim-Hi-Fi-Endgeräte, tragbare, persönliche und mobile
Endgeräte.
Unter Verwendung von COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division
Multiplex) kann das Sendemedium mehr Hörern und robuster Programmdienste
zustellen, als dies mit der bestehenden VHF/Flussmittel-Tonübertragung
möglich
ist.
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Das
DAB-Sende-Signal wird um ein Zeitmultiplex herum aufgebaut, das
drei Kanäle
umfasst: einen Synchronisationskanal (Synchronization Channel) 102,
einen Schnellinformationskanal (Fast Information Channel (FIC)) 103 und
einen Haupt-Dienstkanal (Main Service Channel (MSC)) 104,
wie in 1 gezeigt. Zusammen bilden diese drei Kanäle einen
sogenannten Sende-Frame 101.
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Synchronisationskanal (Synchronization
Channel)
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Der
Synchronisationskanal 102 integriert grundlegende Empfängersteuermechanismen,
wie automatische Frequenzregelung (AFC), automatische Verstärkungsregelung
(AGC) und eine Phasenreferenz. Er kann außerdem verwendet werden, um codierte
Senderidentifizierungsinformationen zu tragen.
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Schnellinformationskanal (Fast Information
Channel – FIC)
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Der
Schnellinformationskanal (FIC) 103 weist eine begrenzte
Kapazität
für Datensendungen auf,
aber kann in der Lage sein, einer Empfangseinrichtung Informationen
schneller zuzuführen,
als dies der Haupt-Dienstkanal zulässt. Dies kommt daher, weil
Daten auf dem FIC nicht zeitlicher Verschachtelung (Time-Interleaving)
in dem COFDM-Codierprozess
unterzogen werden wie die Daten, die über den Haupt-Dienstkanal (MSC) 104 gesendet
werden.
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Der
Grad des Schutzes von FIC-Daten kann durch Faltungscodierung mit
einer dauerhaft festgelegten Coderate von ungefähr 1/3 vorgegeben werden, da
ansonsten ein anderes Signalisierungsniveau mit noch schnellerer
Reaktion und noch besserem Schutz erforderlich wäre, um andere Möglichkeiten
zu signalisieren. Um akzeptables Fehlerverhalten zu erreichen, werden
FIC-Daten regelmäßig wiederholt.
Die Hauptanwendung des FIC 103 ist das Bereitstellen der
Multiplex-Konfigurationsinformationen (MCI) für die Empfangseinrichtungen.
Die Multiplex-Konfigurationsinformationen definieren die Multiplex-Struktur
von Daten auf dem MSC 104. Des Weiteren umfasst der FIC 103 Dienstinformationen
(SI). Außerdem
können
andere Datendienstkomponenten in dem FIC gesendet werden.
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Es
ist des Weiteren möglich,
die Multiplex-Konfiguration zu ändern,
während
die Kontinuität von
Diensten beibehalten wird. In diesem Fall können zwei Sätze von Multiplex-Konfigurationsinformationen
parallel in dem FIC gesendet werden (aktuelle/nächste Konfiguration), wobei
dies die verbleibende Kapazität
vorübergehend
verringert, um Dienstinformations- und/oder Datendienstkomponenten
zu transportieren.
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Haupt-Dienstkanal (Main Service Channel – MSC)
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Der
Haupt-Dienstkanal (MSC) 104 ist der größte Teil des DAB-Ensembles
und trägt
den Hauptteil der Sendedaten.
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Ein
Ensemble kann als das gesendete Signal verstanden werden, das einen
Satz regelmäßig und eng
beabstandeter orthogonaler Träger
umfasst. Das Ensemble kann die Entität sein, die empfangen und verarbeitet
wird, und kann Programm- und Datendienste enthalten.
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Der
Haupt-Dienstkanal 104 kann z. B. in Unterkanäle eingeteilt
sein, um unterschiedliche Audio-Dienstkomponenten zum Übertragen
bereitzustellen. In der DAB-Terminologie werden Dienste entweder
als (Audio-)Programmdienste oder als Datendienste erachtet und werden
von einem Dienstanbieter zugeführt.
Es sollte beachtet werden, dass gemäß den DAB-Spezifikationen der
MSC einen bis vier gemeinsame verschachtelte Frames (Common Interleaved
Frames (CIF)) umfassen kann, die der Empfangseinrichtung Datenströme unterschiedlicher
Anwendungen oder Dienste bereitstellen.
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Jeder
Unterkanal kann außerdem
programmzugehörige
Daten (PAD) tragen, wenn er DAB-Audio-Frames trägt. PAD können audio-synchrone Informationen
sein und ihre Inhalte können
in inniger Beziehung zu dem Audio stehen. Die PAD-Bytes in aufeinanderfolgenden
Audio-Frames können
den PAD-Kanal bilden. PAD können
z. B. Dynamikregelung (Dynamic Range Control (DRC)), die der Empfangseinrichtung
ermöglicht,
den Dynamikbereich eines Audiosignals an das Hören in einer geräuschvollen
Umgebung anzupassen, Musik-Sprach-Anzeige, die anzeigt, ob der gesendete Ton
Musik oder Sprache umfasst, und/oder einen Befehlskanal bereitstellen,
um, synchron zu der Musik, spezielle Befehle an den Decodierer zu übermitteln. Text
in Bezug auf ein Programm und/oder einen universellen Produktcode
(Universal Product Code)/eine europäische Artikelnummer (European
Article Number) beim Senden über
digitale Träger
voraufgezeichneter Software.
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Der
MSC 104 kann eine Bruttokapazität von 2,3 Mbit/s aufweisen.
In Abhängigkeit
von den Faltungscoderaten führt
dies zu Nettobitraten zwischen 0,6 und 1,8 Mbit/s. Datenabtastungen
des Quellsignals werden über
sechzehn logische Frame-Perioden ausgebreitet (zeitliche Verschachtelung).
Das gesendete Signal besteht aus konsekutiven COFDM(Coded Orthogonal
Frequency Division Multiplex)-Symbolen, die mit Hilfe von D-QPSK
(Differential Quadrature Phase Shift Keying) und Frequenzverschachtelung
erzeugt werden.
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DAB-Transportmechanismen
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DAB
stellt grundsätzlich
vier Transportmechanismen für
Inhalt bereit. Die Inhaltsdaten können als MSC-Strom-Audio (MSC
Stream Audio), MSC-Stromdaten (MSC Stream Data), in einem Schnellinformations-Datenkanal
(Fast Information Data Channel (FIDC)) oder als MSC-Paketdaten (MSC
Packet Data) (Paketmodus) gesendet werden.
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In
Abhängigkeit
von den Empfangsbedingungen und der angewendeten Faltungs-Fehlerüberwachungscoderate
kann ein Teil der empfangenen DAB-Datenpakete – bei Betrieb im Paketmodus – beschädigt sein
und muss beseitigt werden.
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Das
DAB-Netzwerk ist typischerweise für Bitfehlerraten von 10–4 an
der Empfangseinrichtung nach Faltungsdecodierung konstruiert. Einige
Benutzeranwendungen, wie z. B. Videoanwendungen, erfordern niedrigere
Bitfehlerraten (Bit Error Rates (BER)) in der Größenordnung von 10–8 bis
10–10 für weithin
ungestörte
Darstellung.
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Zur
Verbesserung der Bitfehlerrate für
DAB- oder DRM-Sendungen schlägt
die gleichzeitig anhängige
europäische
Patentanmeldung (Serien-Nr.
EP
04003634.5 , „Enhanced
Error Protection for Packet-Based Service delivery in digital broadcasting systems") des Anmelders eine
neue Paketstruktur vor, die hierin im Folgenden ausführlicher
besprochen wird. Auch wenn die in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung
vorgeschlagene Paketstruktur die Leistung des Systems bei Annahme
eines gaußschen
Kanalmodells signifikant steigern kann, weisen mobile Kanäle normalerweise
längere
Bündelfehler
(Burst Error) auf, die unter Verwendung des vorgeschlagenen Verfahrens
der gleichzeitig anhängigen
Anmeldung nicht korrigiert werden könnten. Eine Möglichkeit
könnte
darin bestehen, eine längere Verschachtelungsstruktur
in der Sendekette zu verwenden. Dies kann die Fehlerverteilung zu
einer gaußschen
Form ändern,
wobei die Verwendung des von der gleichzeitig anhängigen Anmeldung
vorgeschlagenen Fehlerkorrekturmechanismus erneut erleichtert wird.
Bestehende und bereits zugestellte Empfangseinrichtungen könnten jedoch
Signale, die eine längere
Verschachtelungsstruktur einsetzen, nicht empfangen. Folglich ist
diese Lösung
nicht rückwärtskompatibel.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Anzahl von
Datenpaketen, von denen unbeschädigte
Daten abgeleitet werden können,
unter identischen Empfangsbedingungen auf eine rückwärtskompatible Weise zu erhöhen.
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Die
Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erfüllt. Vorteilhafte
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
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Nach
einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird eine Unterkanal-Struktur (Subchannel Structure)
mit einem Haupt-Dienstkanal (Main Service Channel) in einem DAB(Digital
Audio Broadcasting)-System zum Senden von Daten wenigstens einer
Anwendung bereitgestellt. Die Unterkanal-Struktur kann eine vorgegebene
Anzahl von Datenpaketen umfassen, wobei jedes Datenpaket einen Header, der
die Identifizierung einer zugehörigen
Anwendung und der Länge
eines Paketdaten-Feldes ermöglicht, und
das Paketdaten-Feld umfasst, das ein Feld mit Anwendungsdaten der
identifizierten Anwendung umfasst. Die Unterkanal-Struktur kann
des Weiteren eine vorgegebene Anzahl von Fehlerüberwachungs-Paketen umfassen,
wobei jedes der Fehlerüberwachungs-Pakete
ein Fehlerüberwachungscode-Feld,
dessen Daten auf Basis wenigstens eines Teils des Paketdaten-Feldes
und/oder wenigstens eines Teils des Paket-Headers der Datenpakete
erzeugt werden, und ein CRC-Feld umfasst, das dem Fehlerüberwachungscode-Feld
vorangeht, um dieses zu schützen.
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Bei
einer weiteren Ausführung
können
die Datenpakete und die Fehlerüberwachungs-Pakete vorgegebene
Länge haben.
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Die
einzelnen Bytes von Datenpaketen und Fehlerüberwachungs-Paketen können in
Matrixform dargestellt werden, wobei jede Reihe der Matrix die Bytes
eines Datenpaketes, für
das die Daten des Fehlercode-Feldes erzeugt worden sind, oder Fehlerüberwachungscode-Bytes
der Daten des Fehlerüberwachungscode-Feldes
eines Fehlerüberwachungs-Paketes
umfasst und wobei jedes der Fehlerüberwachungs-Bytes jeder Spalte
der Matrix auf Basis der Bytes der Datenpakete in der Spalte erzeugt wird.
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Darüber hinaus
stellt eine andere Ausführung
der vorliegenden Erfindung eine Unterkanal-Struktur bereit, wobei
das Paketdaten-Feld des Datenpaketes des Weiteren ein Fehlerüberwachungscode-Feld
umfassen kann, das auf Basis wenigstens eines Teils des Paketdaten-Feldes
und/oder wenigstens eines Teils des Paket-Headers erzeugt wird.
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Des
Weiteren können
die Daten des Fehlerüberwachungscode-Feldes
in den Fehlerüberwachungs-Paketen
und/oder den Datenpaketen Fehlerüberwachungscode-Daten
bilden, die unter Verwendung eines Reed-Solomon-Codes oder eines
Turbo-Codes oder eines anderen Vorwärtsfehlerkorrektur-Codes erzeugt
werden.
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Eine
andere Ausführung
der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Senden von Daten wenigstens
einer Anwendung innerhalb einer Unterkanal-Struktur (Subchannel
Structure) von Paketen in einem DAB-System bereit. Das Verfahren
kann die Schritte des Bildens einer vorgegebenen Anzahl von Datenpaketen,
wobei jedes der Datenpakete durch Verketten eines Paket-Headers,
der die Identifizierung einer zugehörigen Anwendung und der Länge von
Anwendungsdaten in einem Paketdaten-Feld ermöglicht, und eines Paketdaten-Feldes,
das ein Feld mit den Anwendungsdaten der zugehörigen Anwendung umfasst, gebildet
wird. Das Verfahren schlägt des
Weiteren Bilden einer vorgegebenen Anzahl von Fehlerüberwachungs-Paketen,
wobei jedes der Fehlerüberwachungs-Pakete
durch Verketten eines Fehlerüberwachungscode-Feldes,
dessen Daten auf Basis wenigstens eines Teils des Paketdaten-Feldes und/oder
wenigstens eines Teils des Paket-Headers erzeugt werden, und eines
CRC-Feldes, das dem Fehlerüberwachungscode-Feld
vorangeht, um dieses zu schützen,
gebildet wird, und Bilden einer Unterkanal-Struktur durch eine Verkettung
der Datenpakete und der Fehlerüberwachungs-Pakete
vor. Bei Erzeugen einer Sequenz von Sende-Frames, die die ausgebildete
Unterkanal-Struktur umfasst, können die
Sende-Frames gesendet werden.
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Wie
oben dargelegt wurde, können
die einzelnen Bytes von Datenpaketen und Fehlerüberwachungs-Paketen in Matrixform
dargestellt werden, wobei jede Reihe der Matrix die Bytes eines
Datenpaketes, für
das die Daten des Fehlercode-Feldes erzeugt worden sind, oder Fehlerüberwachungscode-Bytes
der Daten des Fehlerüberwachungscode-Feldes eines Fehlerüberwachungs-Paketes umfasst.
Bei einer weiteren Ausführung
und auf Basis dieser Matrixdarstellung kann das Verfahren des Weiteren
den Schritt des Er zeugens der Fehlerüberwachungs-Bytes jeder Spalte
der Matrix auf Basis der Bytes der Datenpakete in der Spalte umfassen.
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Darüber hinaus
kann das Paketdaten-Feld jedes Datenpaketes des Weiteren ein Fehlerüberwachungscode-Feld
umfassen, das auf Basis wenigstens eines Teils des Paketdaten-Feldes
und/oder wenigstens eines Teils des Paket-Headers erzeugt wird.
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Bei
einer anderen Ausführung
können
die Daten des Fehlerüberwachungscode-Feldes
des Fehlerüberwachungs-Paketes
und/oder des Datenpaketes unter Verwendung eines Reed-Solomon-Codes
oder eines Turbo-Codes oder eines anderen Vorwärtsfehlerkorrektur-Codes erzeugt
werden.
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Darüber hinaus
können
Informationen über den
zum Erzeugen der Daten des Fehlerüberwachungscode-Feldes der
Fehlerüberwachungs-Pakete
und/oder der Datenpakete verwendeten Fehlerüberwachungs-Code und das entsprechende
wenigstens eine Fehlerüberwachungscode-Schema
in einem Informations-Datenstrom gesendet werden, der Teil des Sende-Frames
ist. Der Informations-Datenstrom kann zum Beispiel ein FIC sein.
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Eine
andere Ausführung
der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Empfangen eines paketbasierten
Datenstroms wenigstens einer Anwendung in einem DAG-System bereit.
Das Verfahren kann die Schritte des Empfangens eines Sende-Signals,
das den Datenstrom umfasst, des Extrahierens wenigstens eines Sende-Frames,
der den Datenstrom umfasst, aus dem Sende-Signal, und des Extrahierens
eines Haupt-Dienstkanals (Main Service Channel) aus dem Sende-Frame
umfassen. Darüber
hinaus kann eine Unterkanal-Struktur (Subchannel Structure), die
eine Verkettung einer vorgegebenen Anzahl von Datenpaketen und einer
vorgegebenen Anzahl von Fehlerüberwachungs-Paketen umfasst,
aus dem Haupt-Dienstkanal extrahiert werden, wobei jedes der Fehlerüberwachungs-Pakete Fehlerüberwachungscode-Daten
umfasst, die wenigstens einen Teil der Datenpakete schützen, und jedes
der Datenpakete ein CRC-Feld umfasst. Nächstfolgend kann die Daten-Integrität der Datenpakete
unter Verwendung des CRC-Feldes verifiziert werden, wobei Datenpakete,
deren Daten-Integrität nicht
bestätigt
wird, markiert werden und Fehler in den markierten Datenpaketen
unter Verwendung wenigstens eines der Fehlerüberwachungs-Pakete korrigiert
werden können.
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Bei
einer weiteren Ausführung
kann jedes Datenpaket des Weiteren Fehlerüberwachungscode-Daten und ein
Fehlerüberwachungscode-Feld umfassen,
und Fehler in einem Datenpaket können unter
Verwendung der Fehlerüberwachungscode-Daten
des Datenpaketes korrigiert werden. Bei dieser Ausführung wird
das Datenpaket markiert, wenn die Fehler unter Verwendung der Fehlerüberwachungscode-Daten
des Datenpaketes nicht korrigiert werden können.
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Bei
einer anderen Ausführung
kann jedes Datenpaket einen Paket-Header, der die Identifizierung
einer zugehörigen
Anwendung und der Länge von
Anwendungsdaten in einem Paketdaten-Feld ermöglicht, und ein Paketdaten-Feld
umfassen, das ein Feld mit den Anwendungsdaten der zugehörigen Anwendung
umfasst. Jedes Fehlerüberwachungs-Paket
kann ein Fehlerüberwachungscode-Feld,
dessen Daten auf Basis wenigstens eines Teils des Paketdaten-Feldes
und/oder wenigstens eines Teils des Paket-Headers erzeugt werden, und ein CRC-Feld
umfassen, das dem Fehlerüberwachungscode-Feld
vorangeht, um dieses zu schützen.
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Bei
einer anderen Ausführung
umfasst das Verfahren des Weiteren den Schritt des Verifizierens der
Daten-Integrität
des Fehlerüberwachungscode-Feldes
jedes Fehlerüberwachungs-Paketes und
des Verwendens nur derjenigen Fehlerüberwachungscode-Pakete zum
Korrigieren der markierten Datenpakete, für die Daten-Integrität verifiziert
wird.
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Die
einzelnen Bytes von Datenpaketen und Fehlerüberwachungs-Paketen können in
Matrixform dargestellt werden, wie oben dargelegt, und das Verfahren
kann des Weiteren den Schritt des Verwendens der Fehlerüberwachungs-Bytes
jeder Reihe zum Korrigieren eines Bytes wenigstens eines markierten
Datenpaketes in der Reihe umfassen.
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Bei
einer anderen Ausführung
kann des Weiteren ein Informations-Datenstrom aus dem Sende-Frame
extrahiert werden und Informationen über den wenigstens einen angewendeten
Fehlerüberwachungscode
und wenigstens ein entsprechendes Fehlerüberwachungscode-Schema, die
zum Erzeugen der Fehlerüberwachungscode-Daten
in den Fehlerüberwachungs-Paketen
und/oder den Datenpaketen verwendet werden, können aus dem Informations-Datenstrom
extrahiert werden.
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Nach
einer weiteren Ausführung
stellt die vorliegende Erfindung eine Übertragungsstation zum Senden
von Daten wenigstens einer Anwendung innerhalb einer Unterkanal-Struktur (Subchannel Structure)
von Paketen in einem DAB-System bereit.
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Die Übertragungsstation
kann eine Verarbeitungseinrichtung zum Bilden einer vorgegebenen
Anzahl von Datenpaketen umfassen, wobei jedes der Datenpakete durch
Verketten eines Paket-Headers, der die Identifizierung einer zugehörigen Anwendung und
der Länge
von Anwendungsdaten in einem Paketdaten-Feld ermöglicht, und eines Paketdaten-Feldes,
das ein Feld mit den Anwendungsdaten der zugehörigen Anwendung umfasst, gebildet
wird, wobei die Verarbeitungseinrichtung des Weiteren so eingerichtet
ist, dass sie eine vorgegebene Anzahl von Fehlerüberwachungs-Paketen ausbildet,
wobei jedes der Fehlerüberwachungs-Pakete
durch Verketten eines Fehlerüberwachungscode-Feldes,
dessen Daten auf Basis wenigstens eines Teils des Paketdaten-Feldes
und/oder wenigstens eines Teils des Paket-Headers erzeugt werden,
und eines CRC-Feldes,
das dem Fehlerüberwachungscode-Feld
vorangeht, um dieses zu schützen,
gebildet wird, dass sie eine Unterkanal-Struktur durch eine Verkettung
der Datenpakete und der Fehlerüberwachungs-Pakete
bildet und dass sie einen Sende-Frame erzeugt, der die ausgebildete
Unterkanal-Struktur umfasst. Darüber
hinaus umfasst die Übertragungsstation
eine Sendeeinrichtung zum Senden des Sende-Frames.
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Des
Weiteren kann die Übertragungsstation eine
Einrichtung umfassen, die so eingerichtet ist, dass sie die Schritte
der Sendeverfahren nach den oben dargelegten unterschiedlichen Ausführungen durchführt.
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Nach
einer anderen Ausführung
wird ein Endgerät
zum Empfangen eines paketbasierten Datenstroms wenigstens einer
Anwendung in einem DAB-System bereitgestellt. Das Endgerät kann eine Empfangseinrichtung
zum Empfangen eines Sende-Signals, das den Datenstrom umfasst, und
eine Verarbeitungseinrichtung zum Extrahieren wenigstens eines Sende-Frames,
der den Datenstrom umfasst, aus dem Sende-Signal umfassen, wobei
die Verarbeitungseinrichtung so eingerichtet ist, dass sie einen
Haupt-Dienstkanal
(Main Service Channel) aus dem Sende-Frame extrahiert und dass sie
aus dem Haupt-Dienstkanal eine Unterkanal-Struktur (Subchannel Structure)
extrahiert, die eine Verkettung einer vorgegebenen Anzahl von Datenpaketen
und einer vorgegebenen Anzahl von Fehlerüberwachungs-Paketen umfasst,
wobei jedes der Fehlerüberwa chungs-Pakete
Fehlerüberwachungscode-Daten
umfasst, die wenigstens einen Teil der Datenpakete schützen, und
jedes der Datenpakete ein CRC-Feld umfasst. Darüber hinaus kann das Endgerät eine Verifizierungseinrichtung
zum Verifizieren der Datenintegrität der Datenpakete unter Verwendung
des CRC-Feldes, wobei Datenpakete, deren Daten-Integrität nicht
bestätigt
wird, markiert werden, und eine Fehlerkorrektureinrichtung zum Korrigieren von
Fehlern in den markierten Datenpaketen unter Verwendung wenigstens
eines der Fehlerüberwachungs-Pakete
umfassen.
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Das
Endgerät
kann des Weiteren eine Einrichtung umfassen, die so eingerichtet
ist, dass sie das Empfangsverfahren nach einer oben dargelegten
Ausführung
durchführt.
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Eine
andere Ausführung
der vorliegenden Erfindung stellt ein DAB-System zum Senden von Daten
wenigstens einer Anwendung innerhalb einer Unterkanal-Struktur von
Paketen nach einer der oben dargelegten Ausführungen bereit.
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Noch
eine weitere Ausführung
nach der vorliegenden Erfindung stellt ein computerlesbares Medium
zum Speichern von Befehlen bereit, die, wenn sie auf einer Verarbeitungseinrichtung
ausgeführt werden,
die Verarbeitungseinrichtung veranlassen, Daten wenigstens einer
Anwendung innerhalb einer Unterkanal-Struktur von Paketen in einem
DAB-System zu senden, indem sie eine vorgegebene Anzahl von Datenpaketen
bildet, wobei jedes der Datenpakete durch Verkettung eines Paket-Headers,
der die Identifizierung einer zugehörigen Anwendung und der Länge von
Anwendungsdaten in einem Paketdaten-Feld ermöglicht, und eines Paketdaten-Feldes, das
ein Feld mit den Anwendungsdaten der zugehörigen Anwendung umfasst, gebildet
wird, eine vorgegebene Anzahl von Fehlerüberwachungs-Paketen bildet,
wobei jedes der Fehlerüberwachungs-Pakete durch Verketten
eines Fehlerüberwachungscode-Feldes,
dessen Daten auf Basis wenigstens eines Teils des Paketdaten-Feldes
und/oder wenigstens eines Teils des Paket-Headers erzeugt werden, und
eines CRC-Feldes, das dem Fehlerüberwachungscode-Feld
vorangeht, um dieses zu schützen, gebildet
wird, eine Unterkanal-Struktur durch eine Verkettung der Datenpakete
und der Fehlerüberwachungs-Pakete
bildet, einen Sende-Frame erzeugt, der die ausgebildete Unterkanal-Struktur
umfasst, und den Sende-Frame sendet.
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Das
computerlesbare Medium kann des Weiteren Befehle speichern, die,
wenn sie durch die Verarbeitungseinrichtung ausgeführt werden,
die Durchführung
der Sendeverfahrensschritte nach einer der oben dargelegten Ausführungen
bewirken.
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Darüber hinaus
stellt eine andere Ausführung
nach der vorliegenden Erfindung ein computerlesbares Medium zum
Speichern von Befehlen bereit, die, wenn sie auf einer Verarbeitungseinrichtung ausgeführt werden,
die Verarbeitungseinrichtung veranlassen, einen paketbasierten Datenstrom
wenigstens einer Anwendung in einem DAB-System zu empfangen, indem
sie ein Sende-Signal empfängt, das
den Datenstrom umfasst, wenigstens einen Sende-Frame, der den Datenstrom
umfasst, aus dem Sende-Signal extrahiert, einen Haupt-Dienstkanal (Main
Service Channel) aus dem Sende-Frame extrahiert, eine Unterkanal-Struktur
(Subchannel Structure) aus dem Haupt-Dienstkanal extrahiert, die
eine Verkettung einer vorgegebenen Anzahl von Datenpaketen und einer
vorgegebenen Anzahl von Fehlerüberwachungs-Paketen
umfasst, wobei jedes der Fehlerüberwachungs-Pakete
Fehlerüberwachungscode-Daten
umfasst, die wenigstens einen Teil der Datenpakete schützen, und
jedes der Datenpakete ein CRC-Feld umfasst, die Daten-Integrität der Datenpakete
unter Verwendung des CRC-Feldes verifiziert, wobei Datenpakete,
deren Daten-Integrität nicht
bestätigt
wird, markiert werden, und Fehler in den markierten Datenpaketen
unter Verwendung wenigstens eines der Fehlerüberwachungs-Pakete korrigiert.
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Das
computerlesbare Medium kann des Weiteren Befehle speichern, die,
wenn sie durch die Verarbeitungseinrichtung ausgeführt werden,
die Durchführung
der Empfangsverfahrensschritte nach einer der oben dargelegten Ausführungen
bewirken.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf die
beigefügten
Figuren und Zeichnungen ausführlicher
beschrieben. Ähnliche oder
entsprechende Einzelheiten in den Figuren sind mit den gleichen
Bezugszeichen markiert.
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1 zeigt
eine beispielhafte Übersicht
der Struktur eines Sende-Frames in DAB,
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2 zeigt
eine beispielhafte Übersicht
der Struktur einer Schnellinformationsgruppe (FIG) in DAB,
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3 und 4 zeigen
eine DAB- bzw. eine DRM-Datenpaketstruktur, die ein zusätzliches
Fehlerüberwachungscode-Feld
umfassen,
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5 zeigt
eine DAB-Paketstruktur eines herkömmlichen Datenpaketes,
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6 zeigt
eine Unterkanal-Struktur eines Haupt-Dienstkanals nach einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung,
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7 zeigt
eine Unterkanal-Struktur eines Haupt-Dienstkanals unter Verwendung
von Paketen fester Länge
in einer Matrixdarstellung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung,
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8 zeigt
eine Byte-für-Byte-Anordnung von
Unterkanal-Paketen nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung,
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9 und 10 zeigen
ein Flussdiagramm, das das Senden von Unterkanal-Daten nach einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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11 zeigt
ein konzeptuelles DAB-Emissions-Blockdiagramm nach einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung,
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12 zeigt
ein konzeptuelles DRM-Emissions-Blockdiagramm nach einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung,
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13 zeigt
einen beispielhaften Zustellmechanismus für Dienstkomponentendaten von
einem Inhaltsanbieter (Content Provider) über eine Übertragungsstation zu einem
Endgerät
nach einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung,
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14a und 14b zeigen
ein Flussdiagramm eines beispielhaften (Empfangsverfahrens einer
Unterkanal-Struktur, die einen paketbasierten Datenstrom in einem
Sende-Frame umfasst, nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung,
und
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15a und 15b zeigen
ein Flussdiagramm eines anderen beispielhaften Empfangsverfahrens
einer Unterkanal-Struktur, die einen paketbasierten Datenstrom in
einem Sende-Frame umfasst, nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Wie
zuvor dargelegt wurde, stellt die vorliegende Erfindung einen zusätzlichen
Fehlerschutzmechanismus für
Sendungen in einem DAB-System, wie zum Beispiel DAB oder DRM, auf
eine rückwärtskompatible
Weise bereit.
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Nach
einem der verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung werden
Verfahren zum Erzeugen einer Superframe-Struktur in dem DAB-Sende-Signal
und zum Anwenden von Fehlerblockcodierung auf diese Superframe-Struktur
vorgeschlagen, um die Paketfehlerrate (Packet Error Rate (PER))
der empfangenen DAB-Pakete zu verringern. Die Superframe-Struktur
kann dadurch den empfangenen Superframe in Nachrichten- und Paritätspakete
teilen. Diese Superframe-Struktur kann außerdem auf vorteilhafte Weise
in einem Stromsparmodus der Empfangseinrichtung verwendet werden:
Zum Beispiel bräuchte,
wenn alle Datenpakete erfolgreich empfangen wurden, die Empfangseinrichtung
die Fehlerüberwachungs-Pakete
der Superframe-Struktur nicht zu empfangen, die eine Korrektur der
Datenpakete ermöglichen.
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Da
die Superframe-Struktur eines Unterkanals in mehreren aufeinanderfolgenden
Sende-Frames transportiert werden kann, kann die Empfangseinrichtung
den erfolgreichen Empfang der Datenpakete erfassen, bevor sie die
nachfolgenden Sende-Frames (CIF) empfängt, in denen die Fehlerüberwachungs-Pakete
bereitgestellt sein können.
Somit könnte
sie die Empfangseinrichtung in der Empfangseinrichtung für den Zeitraum,
in dem das Empfangen der Fehlerüberwachungs-Pakete
erwartet wird, abschalten oder könnte
diese einfach nicht verarbeiten.
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Der
bei der vorliegenden Erfindung verwendete Fehlerüberwachungscode ist das sogenannte Vorwärtsfehlerkorrektur-Codieren,
um selbst ohne einen Rückkopplungskanal
(Feedback Channel) zu korrigieren, wie zum Beispiel von Alister
Burr in „Modulation
and Coding for Wireless Communications", Kapitel 5, Prentice Hall, 2001, beschrieben.
Der Fehlerüberwachungscode
kann zusätzliche
Redundanz – zum
Beispiel Paritätsbits – um fassen,
um das Erfassen und Korrigieren möglicher Fehler in dem Datenpaket
zu ermöglichen.
Im Gegensatz dazu ermöglicht
die Paket-CRC 303, 403 (siehe 3 und 4)
lediglich das Erfassen, nicht aber das Korrigieren von Fehlern.
Ein Beispiel für
solche Fehlerüberwachungscodes
sind zyklische Blockcodes, wie BCH-, Reed-Solomon (RS)- oder Turbo-Codes.
Das Fehlerüberwachungscode-Schema
kann die Gesamtlänge
des Paketes, die Länge
der Nutzdaten und den Muttercode beschreiben. Ein Beispiel für ein solches
Schema ist der RS(204, 188), der einen verkürzten Reed-Solomon-Code RS(255,
239) mit einer Paketlänge
von 204 Bytes und 188 Bytes Nutzdaten beschreiben kann.
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Nach
einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung können
die von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Mechanismen außerdem zusammen
mit einer verbesserten Paketstruktur verwendet werden, wie in der
gleichzeitig anhängigen
europäischen
Patentanmeldung (Serien-Nr.
EP
04003634.5 , „Enhanced
Error Protection for Packet-Based
Service delivery in digital broadcasting systems") des Anmelders vorgeschlagen. Dies
kann den Vorteil haben, dass die Paket-BER im Vergleich zu herkömmlichen
Systemen noch weiter verringert werden kann, während die Rückwärtskompatibilität weiter
gewahrt bleibt.
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Zum
Verringern der BER wird vorgeschlagen, eine neue Paketstruktur von
Datenpaketen für DAB
einzusetzen, wie in 3 dargestellt. Ein herkömmliches
Datenpaket, das für
DAB spezifiziert ist, wird in 5 gezeigt.
Um die Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausführlicher
darzulegen, wird in den folgenden Absätzen eine Auffassung herkömmlicher
und verbesserter Paketstrukturen besprochen.
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Sowohl
die herkömmliche
Datenpaketstruktur von 5 als auch die neue Datenpaketstruktur von 3 umfassen
einen Paket-Header 301, 501, ein Paketdaten-Feld 302, 502 und
ein Paket-CRC-Feld 303, 503.
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Der
Paket-Header 301, 501 kann ein Paketlängen-Feld 304, 504 umfassen,
das die Gesamt-Datenpaketlänge
anzeigt. Die Paketlänge
kann zum Beispiel in Bezug auf Bytes ausgedrückt werden. Die Paketlänge kann
unter einer vorgegebenen Anzahl von Datenpaketstrukturen unterschiedlicher,
jedoch fester Größe, ausgewählt werden,
wobei der Paket-Header 301, 501 und das Paket-CRC 303, 503 konstante
Länge aufweisen, aber
die Länge
des Paketdaten-Feldes variiert. Wenn zum Beispiel vier Datenpaketstrukturen
unterschiedlicher Datenpaketlängen
bestehen, kann das Paketlängen-Feld
zwei Bits verwenden, um zwischen den vier Optionen zu differenzieren.
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Der
Kontinuitätsindex 305, 505 des
Paket-Headers kann einen Zähler
darstellen, der für
jedes aufeinanderfolgende Paket in einer Serie mit der gleichen
Adresse 307, 507 um eins inkrementiert wird. Er
kann die Verbindung zwischen aufeinanderfolgenden Datenpaketen,
die die gleiche Dienstkomponente tragen, d. h. Datenstrom, unabhängig von der
Paketlänge
bereitstellen. Zum Beispiel reichen bei Implementierung als ein
Modulo-4-Zähler zwei Bits
zum Codieren dieses Feldes aus.
-
Die
erste/letzte Flagge 306, 506 kann verwendet werden,
um bestimmte Datenpakete zu identifizieren, die eine Abfolge von
Datenpaketen bilden, die Datengruppen der gleichen Dienstkomponente tragen.
Bei Dienstkomponenten, die ohne Datengruppen transportiert werden,
können
die Flaggen auf 0 eingestellt werden. Wenn Datengruppen zum Transportieren
der Dienstkomponente verwendet werden, kann zum Beispiel die erste/letzte
Flagge 306 bei Einstellung auf 00 ein Zwischenpaket einer Serie,
bei Einstellung auf 01 das letzte Datenpaket einer Serie, bei Einstellung
auf 10 das erste Datenpaket einer Serie und bei Einstellung auf
11 das einzige Datenpaket anzeigen.
-
Das
Adressfeld 307, 507 kann Datenpakete identifizieren,
die eine bestimmte Dienstkomponente innerhalb eines Unterkanals
tragen. Um das Bereitstellen mehrerer Dienstkomponenten in einem
einzelnen Unterkanal zu ermöglichen,
können
10 Bits zum Codieren dieses Feldes verwendet werden. Wenn die Adresse
0 für Füllpakete
(Padding Packets) reserviert wird, können bis zu 1.023 Dienstkomponenten
simultan in einem Unterkanal getragen werden.
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Das
Befehlsfeld 308, 508 des Paket-Headers 301, 501 kann
anzeigen, ob das Paket für
allgemeine Daten oder für
spezielle Befehle verwendet wird. Abschließend umfasst der Paket-Header 301, 501,
nach dieser Ausführung
der vorliegenden Erfindung, ein Nutzdatenlängen-Feld 309, 509,
das als eine vorzeichenlose Binärzahl
codiert sein kann, um die Länge
des zugehörigen
Nutzdaten-Feldes 310, 510 in dem nachfolgenden
Paketdaten-Feld 302, 502 in Bytes darzustellen.
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Das
Paketdaten-Feld 302, 502 kann das Nutzdaten-Feld 310, 510 und
ein Füllfeld 311, 511 umfassen.
Das Nutzdaten-Feld 310, 510 kann die Dienstkomponenten-Nutzdaten
enthalten, d. h. die tatsächlichen
Nutzdaten des Datenstroms, die innerhalb des Datenpaketes gesendet
werden. Des Weiteren können
beide Strukturen ein Füllfeld
umfassen, das die Bytes umfasst, die zum Vervollständigen des Paketdaten-Feldes
erforderlich sind, um die Gesamtpaketlänge mit dem Wert in Übereinstimmung
zu bringen, der durch das Paketlängen-Feld 304, 504 vorgegeben
wird.
-
Im
Gegensatz zu der in 5 gezeigten herkömmlichen
Paketstruktur umfasst die vorgeschlagene Paketstruktur von 3 des
Weiteren ein Fehlerüberwachungscode-Feld,
das der Empfangseinrichtung zusätzliche
Fehlerkorrekturfähigkeiten
bereitstellt, um Sendefehler innerhalb des Datenpaketes zu korrigieren,
wie im Folgenden ausführlicher
dargelegt.
-
Das
Füllfeld 311 kann
lediglich dann vorhanden sein, wenn die Länge des Paket-Headers 301, des
Nutzdaten-Feldes 310, des Fehlerüberwachungscode-Feldes 312 und
der Paket-CRC-Daten 303 kleiner ist als die gewünschte vorgegebene
Paketlänge.
In dieser Situation kann das Füllfeld 311 enthalten
sein, um mit der gewünschten
Paketlänge übereinzustimmen.
Es kann wünschenswert
sein, das Füllfeld 311 vor
dem Fehlerüberwachungs-Feld 312 des
Datenpaketes anzuordnen, da die Empfangseinrichtung somit das Fehlerüberwachungs-Feld 312 selbst
dann erfassen kann, wenn das Nutzdatenlängen-Feld 309 des
Datenpaketes beschädigt
wurde.
-
Abschließend kann
bei beiden Paketstrukturen die Paket-CRC 303, 503 als
ein 16-Bit-CRC-Wort implementiert
sein, das anhand des Paket-Headers 301, 501 und
des Paketdaten-Feldes 302, 502 berechnet wird.
Das Erzeugen der Paket-CRC 303, 503 kann zum Beispiel
auf einem Polynom basieren, das in der ITU-T Recommendation X.25
vorgeschlagen wird.
-
Jedes
Datenpaket trägt
2 Bytes CRC-Daten 303, 305, wodurch bestimmt werden
kann, ob das Datenpaket beschädigt
wurde oder nicht. Wenn es beschädigt
ist, hätte
es in einem herkömmlichen DAB-System
vollständig
beseitigt werden müssen, da
sowohl das Paketadressfeld 307, 507 als auch die Datenpaketlänge 304, 504 nicht
mehr eindeutig identifiziert werden können. Dies kann darauf zurückzuführen sein,
dass die Position(en) des/der fehlerhaften Bit(s) innerhalb des
Datenpaketes unbekannt ist/sind.
-
Daher
kann eine Möglichkeit,
verbesserten Schutz auf Datenpakete anzuwenden, darin bestehen,
dass der zusätzliche
Fehlerüberwachungscode auf
das Datenpaket oder wenigstens diejenigen Teile angewendet wird,
die zum Extrahieren einer unbeschädigten Datennutzlast 310 für die gewünschte Benutzeranwendung
erforderlich sind (siehe Fehlerüberwachungscode-Feld 312 des
Datenfeldes 302 in 3). Beim
Korrigieren von Teilen eines fehlerhaften Datenpaketes kann es möglich sein,
Anwendungsdaten aus einem Datenpaket zu extrahieren, für das die
CRC-Prüfung
gescheitert ist. Folglich kann die Nutzlast aus mehr empfangenen
Datenpaketen abgeleitet werden, als dies bei Nichtvorhandensein
der zusätzlichen
Fehlerüberwachungs-Codierung
machbar gewesen wäre.
-
Außerdem können bestehende
DAB-Empfangseinrichtungen, denen die neu eingeführte zusätzliche Fehlerüberwachungscodierung
für jedes Datenpaket
nicht bekannt ist, in der Lage sein, die Datennutzlast 310, 510 für die gewünschte Benutzeranwendung
abzuleiten, wenn die CRC-Prüfung
erfolgreich ist (vollständige
Rückwärtskompatibilität).
-
Eine
andere Möglichkeit
kann eine Lösung sein,
bei der das Vorhandensein der zusätzlichen Fehlerüberwachungscode-Informationen
innerhalb des Paketdaten-Feldes 302, 502 von Datenpaketen einer
bestimmten Paketadresse der Empfangseinrichtung nicht signalisiert
werden muss, wenn eine vorgegebene Fehlerkorrekturcodierung angewendet wird
und bei dem Fehlerüberwachungscode-Feld
angenommen wird, dass es konstante Länge hat.
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Um
jedoch ein flexibleres Fehlerüberwachungscodieren
zu ermöglichen,
können
der Empfangseinrichtung der verwendete Fehlerüberwachungscode (z. B. Reed-Solomon-Code, Turbo-Code)
und sein entsprechendes Fehlerüberwachungscode-Schema
(z. B. Reed-Solomon (204, 188)) sowie die Länge des Fehlerüberwachungscode-Feldes 312 in
einem Informations-Datenstrom signalisiert werden. Zum Beispiel
kann eine Schnellinformationsgruppe (FIG) des FIC zum Signalisieren
der Fehlerüberwachungscodier-Parameter verwendet
werden.
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Durch
das Einsetzen des vorgeschlagenen neuen Paketformats, das eine zusätzliche
Fehlerüberwachungscodierung
für einen
paketbasierten DAB-Transportmechanismus einführt, kann nicht nur die BER
für gesendete
Datenströme
verringert werden, sondern die vorgeschlagene Lösung in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung
stellt außerdem eine
vollständig
rückwärtskompatible
Art des Lösens der
vorgenannten Aufgabe bereit, d. h., sie erfordert keine Änderungen
an herkömmlichen
Empfangseinrichtungen.
-
Nach
dem Besprechen der Vorteile der neuen vorgeschlagenen Datenpaketstruktur
wird nächstfolgend
eine Unterkanal-Konfiguration, die Datenpakete und Fehlerüberwachungs-Pakete
umfasst, nach einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf 6 dargelegt.
Ein Unterkanal mit Unterkanal-Kennung (SubChld) ai wird
durch eine Verkettung einer vorgegebenen Anzahl von Datenpaketen
und zusätzlichen
Fehlerüberwachungs-Paketen,
die wenigstens einen Teil der zugehörigen Datenpakete schützen, ausgebildet.
In 6 werden die Datenpakete und Fehlerüberwachungs-Pakete in unterschiedlichen
CIF transportiert.
-
Nach
einer anderen Ausführung,
die in 7 gezeigt wird, kann ein Unterkanal zum Beispiel
eine Kapazität
von 384 Bytes umfassen und kann eine Datenpaketgröße von 96
Bytes verwenden. Die Fehlerüberwachungs-Pakete
sind ebenfalls 96 Bytes lang. Es ist zu beachten, dass es außerdem möglich sein
kann, Datenpakete und/oder Fehlerüberwachungs-Pakete unterschiedlicher
Größe zu verwenden.
In einem Unterkanal nach dem in 7 gezeigten
Beispiel kann es 92 Datenpakete geben, denen 8 Fehlerüberwachungs-Pakete
folgen.
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Jedes
Fehlerüberwachungs-Paket
umfasst ein CRC-Feld 701, das eine CRC-Sequenz bereitstellt,
die anhand der restlichen Felder des Paketes berechnet wird. Das
CRC-Feld 701 kann verwendet werden, um die Daten-Integrität der Fehlerüberwachungscode-Daten
der Fehlerüberwachungs-Pakete an
der Empfangseinrichtung zu verifizieren.
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Des
Weiteren umfasst das Fehlerüberwachungs-Paket
ein Paket-Header-Superframe-Vorwärtsfehlerkorrektur(SFEC)-Feld,
das auf Basis aller oder eines Teilsatzes der Paket-Header der Datenpakete
berechnet wurde. Jedes verwendete Fehlerüberwachungs-Paket kann auf einem anderen Teilsatz von
Paket-Headern aufgebaut sein oder kann ein anderes Generator-Polynom
verwenden, um die Fehlerüberwachungscode-Daten
in dem Paket-Header-SFEC-Feld 702 zu berechnen.
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Auf ähnliche
Weise kann das Nutzlast-SFEC-Feld 703 eines Fehlerüberwachungs-Paketes
auf Basis eines Teilsatzes oder aller Nutzlast-Felder der Datenpakete
aufgebaut sein. Das Paket-Header-SFEC-Feld 702 und das
Nutzlast-SFEC-Feld 703 können ein Fehlerüberwachungs-Feld
eines Fehlerüberwachungs-Paketes
bilden. Nach einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung können
die Daten dieses Fehlerüberwachungs-Feldes auf Basis
der vollständigen
Header- und Nutzlast-Daten der Datenpakete berechnet werden, wie
in 7 angezeigt. Alternativ könnte dieses Feld des Fehlerüberwachungs-Paketes
außerdem nur
eines dieser Datenpaket-Felder, d. h. Header oder Nutzlast, oder
lediglich einzelne Teile dieser Felder schützen. Folglich kann bei einer
anderen alternativen Ausführung
das Fehlerüberwachungscode-Feld
eines Fehlerüberwachungs-Paketes
zum Beispiel anhand des Nutzlast-Abschnitts von Datenpaketen und
lediglich einzelner Header-Felder davon, wie die Paketadresse 307,
das Nutzdatenlängen-Feld 309 und/oder
das Paketlängen-Feld 304, erzeugt
werden.
-
Gleiches
gilt für
den SFEC-Fehlerüberwachungscode 704,
der Schutz für
das Fehlerüberwachungscode-Feld
wenigstens eines Teils des Fehlerüberwachungscode-Feldes des
Fehlerüberwachungs-Paketes
bereitstellen kann. Dieses Feld kann zum Beispiel verwendet werden,
um die Integrität
der Daten des Paket-Header-SFEC-Feldes 702 und des Nutzlast-SFEC-Feldes 703 zu
verifizieren und kann Redundanz bereitstellen, um eine Korrektur
dieser Felder zu ermöglichen.
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Es
ist zu beachten, dass nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
das CRC-Feld 701 des
Fehlerüberwachungs-Paketes
den restlichen Feldern vorangeht. Auch wenn das CRC-Feld theoretisch
außerdem
an einer anderen Position innerhalb des Fehlerüberwachungs-Paketes angeordnet werden
kann, könnte
das Anordnen des CRC-Feldes 701 an dem Ende des Fehlerüberwachungs-Paketes nicht
machbar sein, weil das Hinzufügen
einer korrekten CRC an das Ende des Paketes zu Verwirrungen herkömmlicher
Empfangseinrichtungen führen kann,
die auf Basis des CRC-Feldes „Datenpaket" erfassen, für das Integrität bestätigt wird.
Wenn das CRC-Feld 701 zum Beispiel den restlichen Feldern des
Fehlerüberwachungs-Paketes
vorangeht, wird eine herkömmliche
Empfangseinrichtung die Daten beseitigen, da die CRC-Prüfung für das „Da tenpaket" scheitert. Somit
können
die vorgeschlagene Unterkanal-Struktur und das vorgeschlagene Format
von Fehlerüberwachungs-Paketen
eine rückwärtskompatible
Implementierung der vorliegenden Erfindung ermöglichen, da Fehlerüberwachungs-Pakete
auf Grund der scheiternden CRC-Prüfung von herkömmlichen
Empfangseinrichtungen gelöscht
würden.
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Nach
einer anderen Ausführung
kann das CRC-Feld 701 außerdem weggelassen werden,
weil das Hinzufügen
eines zusätzlichen
SFEC-Fehlerüberwachungscodes 704 zu
den Fehlerpaketen verhindern kann, dass eine Empfangseinrichtung
ein „gültiges" Datenpaket in den
empfangen Daten erfasst. Das CRC-Feld 701 kann jedoch außerdem in den
Fehlerüberwachungs-Paketen
selbst dann enthalten sein, wenn ein zusätzlicher SFEC-Fehlerüberwachungscode 704 als
eine konstante Paketlänge von
Fehlerüberwachungs-Paketen
und Datenpaketen auf eine leichtere Weise beibehalten werden kann
und eine CRC-Prüfung
kann normalerweise schneller durchgeführt werden als zum Beispiel
ein Reed-Solomon-Decodierprozess.
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Bei
der beispielhaften Ausführung
können die
Datenpakete denjenigen entsprechen, die in 3 und 4 gezeigt
werden. Es kann jedoch außerdem
möglich
sein, herkömmliche
Datenpakete zu verwenden. In dem letzteren Fall kann es möglich sein,
das Fehlerüberwachungscode-SFEC-Feld 704 in
den Fehlerüberwachungscode-Paketen
wegzulassen, die Fehlerschutz für
das Fehlerüberwachungs-Feld
der Datenpakete bereitstellen.
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Es
ist des Weiteren zu beachten, dass die vorgeschlagene Superframe-Struktur
eine vordefinierte Anzahl der Unterkanaldaten für aufeinanderfolgende gemeinsame
verschachtelte Frames (Common Interleaved Frames (CIF)), beginnend
bei einem vordefinierten CIF-Zählwert,
umfassen. Der CIF-Zählwert
ist eine fortlaufende Zahl von 0 bis 4999 und wird in der FIG Typ
0, Erweiterung Typ 0 (FIG 0/0) getragen. Jeder CIF kann mit einer
Zahl Modulo 5000 markiert sein. Die Superframe-Länge ist ein Teiler von 5000,
z. B. 25. Die erste Zahl ist 0. Somit lautet der CIF-Zählwert,
der den Beginn eines Superframes markiert, 0, 25, 50, ..., 4975.
Jeder Superframe kann Datenpakete und Paritätspakete (in Fehlerüberwachungs-Paketen)
der gleichen Länge
tragen. Unter der Annahme, dass ein Superframe eine vorgegebene
Anzahl von Datenpaketen gefolgt von einer vorgegebenen Anzahl von
Fehlerüberwachungs-Paketen
umfasst, kann die Empfangs einrichtung den Beginn jedes Superframes
unter Einsatz des CIF-Zählwertes
leicht erkennen.
-
Zum
Beispiel würde
in einem Fall, bei dem ein Superframe 100 Pakete (92 Datenpakete
und 8 Fehlerüberwachungs-Pakete,
jeweils 96 Bytes lang) umfasst, und unter der Annahme einer Unterkanal-Kapazität von 384
Bytes, ein Superframe bei dem CIF-Zählwert n·25 (n = 0 bis 199) beginnen,
d. h. die Datenpakete würden
bei dem CIF-Zählwert
n·25
(n = 0 bis 199) bereitgestellt. Der Beginn der Fehlerüberwachungs-Pakete
wäre bei
dem CIF-Zählwert
n·25
+ 23. Der nächste
Superframe würde
bei dem CIF-Zählwert
(n + 1)·25
beginnen.
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Die
23 in dem CIF-Zählwert
n·25
+ 23 wird wie folgt ermittelt: Die Kapazität des Unterkanals beträgt 384 Bytes.
Unter der Annahme einer Paketgröße von 96
Bytes können
4 Pakete in einem einzelnen CIF untergebracht werden. Folglich wären 92:4
= 23 CIF erforderlich, um die 92 Datenpakete zu transportieren.
Somit umfassen, wenn der CIF-Zählwert bei
0 beginnt, die CIF bei dem CIF-Zählwert
n·25
+ 23 und n·25
+ 24 die 8 Fehlerüberwachungs-Pakete.
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Nach
einer anderen Ausführung
der vorliegenden Erfindung können
die Fehlerüberwachungscode-Daten
in den unterschiedlichen SFEC-Feldern der Fehlerüberwachungs-Pakete auf der Basis Byte für Byte berechnet
werden. Dies wird in 8 dargestellt. Es ist zu beachten,
dass die Datenpakete und Fehlerüberwachungs-Pakete
ein CRC-Feld umfassen können,
das 2 Bytes lang ist. Da das CRC-Feld des Datenpaketes nicht geschützt sein
könnte
(siehe außerdem 7),
werden die Bytes 1 bis 94 der Fehlerdatenpakete auf den Bytes 3
bis 96 der Fehlerüberwachungs-Pakete
abgebildet.
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Es
sollte jedoch aus 7 und 8 klar werden,
dass die Fehlerüberwachungscode-Bytes der
Fehlerüberwachungs-Pakete
und das Header-Feld, die Nutzlast und das Fehlerüberwachungscode-Feld (und wahlweise
die Auffüllung,
soweit vorhanden) in einer Matrixform dargestellt werden können, wobei
die Informationen in jeder Spalte (zum Beispiel mit einer Länge von
einem Byte) durch die Fehlerüberwachungscode-Daten
der Fehlerüberwachungs-Pakete
geschützt
werden, die in der gleichen Spalte ausgerichtet sind, wodurch eine
einfache Assoziierung der Paritätsinformationen
mit den Informationen der Datenpakete ermöglicht wird.
-
9 und 10 zeigen
ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Sendeprozesses unter Verwendung
der vorgeschlagenen Superframe-Struktur nach einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung. Es ist zu beachten, dass die in den Figuren
gezeigten Schritte zum Teil optional sind und nicht notwendigerweise
durchgeführt
werden müssen.
Außerdem
ist die Sequenz der Schritte nicht auf diejenige beschränkt, die
zu beispielhaften Zwecken in den Figuren dargestellt wird.
-
In
einem ersten Schritt 901 erzeugt die Sendeeinrichtung Paket-Header
für eine
Vielzahl, jedoch vorgegebene Anzahl von Datenpaketen, die zu einem
Unterkanal gehören.
Die Datenpakete können demjenigen
entsprechen, das zum Beispiel in 3 gezeigt
wird. Nächstfolgend
können
die Dienstkomponentendaten oder Anwendungsdaten des Unterkanals
verwendet werden, um in Schritt 902 Paketdaten-Felder der
Datenpakete zu erzeugen.
-
Wenn
zum Beispiel eine Paketstruktur, wie in 3 gezeigt,
verwendet wird, können
ein Fehlerüberwachungscode
und sein entsprechendes Fehlerüberwachungscode-Schema
verwendet werden, um Fehlerüberwachungscode-Felder
für die
Datenpakete zu erzeugen, indem Fehlerüberwachungscodierung wenigstens
auf einen Teil von Daten jedes Datenpaketes, der in der Nutzlast
des Datenpaketes enthalten ist, und/oder wenigstens auf einen Teil
des Paket-Headers angewendet wird. Es kann möglich sein, lediglich einen
Teil der Daten der Dienstkomponente sowie den relevantesten Teil
in dem Paket-Header
zu schützen.
Die Fehlerüberwachungs-Felder
für die
Datenpakete sowie deren Längen
resultieren aus diesem Erzeugungsprozess. In Schritt 902 können außerdem die
Fehlerüberwachungs-Felddaten
für jedes
Datenpaket zu den Paketdaten-Feldern jedes Datenpaketes hinzugefügt werden.
-
Nächstfolgend
können
die Paket-Header und die erzeugten Paketdaten-Felder in Schritt 903 verkettet
werden und die geeignete Datenpaketlänge aus einer Anzahl unterschiedlicher
vorgegebener Datenpaketlängen
kann in Schritt 904 ausgewählt werden. Die vorliegende
Ausführung
der Erfindung kann Datenpakete fester Längen verwenden, so dass jedes
Datenpaket eine vorgegebene Paketlänge hat.
-
Des
Weiteren kann die Sendeeinrichtung in Schritt 905 bestimmen,
ob die Verkettung eines Paket-Headers und des Paketdaten-Feldes
zu der bestimmten vorgegebenen Pa ketlänge führen würde, wenn ein CRC-Feld an ihrem
Ende eingefügt
wird. Wenn es nicht genug Bits gibt, um das vollständige Datenpaket
durch Einfügen
des Paket-Headers,
des Paketdaten-Feldes und des CRC-Feldes zu füllen, kann die Sendeeinrichtung
in Schritt 906 Füllbits
zu dem Paketdaten-Feld einzelner Pakete hinzufügen, um die Datenpaketlänge mit
der geeigneten Größe in Übereinstimmung
zu bringen.
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Sobald
die geeignete Länge
des Paket-Headers und des Paketdaten-Feldes erzielt wurde, können in 907 CRC-Daten
für die
Paket-Header und die Paketdaten-Felder berechnet werden. In dem
nachfolgenden Schritt 908 können Datenpakete durch Verketten
der Paket-Header, der Paketdaten-Felder und der erzeugten CRC-Daten
gebildet werden.
-
Nächstfolgend
kann die Sendeeinrichtung/Übertragungsstation
in Schritt 910 Fehlerüberwachungscode-Daten
für die
erzeugten Datenpakete unter Verwendung eines Fehlerüberwachungscodes und
eines entsprechenden Fehlerüberwachungscode-Schemas,
wie zum Beispiel ein RS(100, 92)-Code, erzeugen. Wie mit Bezugnahme
auf 7 oder 8 oben erklärt wurde, werden diese Fehlerüberwachungscode-Daten
auf Basis einer Ausrichtung der Datenpakete in Matrixform erzeugt,
wobei alle Paket-Header-SFEC-Felddaten
auf Basis wenigstens eines Teils des Paket-Headers der Datenpakete
berechnet werden, alle Nutzlast-SFEC-Felddaten auf Basis wenigstens
eines Teils der Nutzlast-Felder der Datenpakete berechnet werden
usw. Die Berechnung von Fehlerüberwachungscode-Daten
von Fehlerüberwachungs-Paketen
kann außerdem
Byte für
Byte durchgeführt
werden, wie in 8 dargestellt.
-
In 10 werden
CRC für
die in Schritt 910 erzeugten Fehlerüberwachungscode-Felddaten berechnet
(siehe Schritt 1001). Die CRC-Daten können von der Empfangseinrichtung
verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Nutzlast der Fehlerüberwachungs-Pakete, d. h. die
bereitgestellten Fehlerüberwachungscode-Daten,
beim Senden beschädigt
wurden. Wenn dem so ist, könnten
einige nicht zum Korrigieren von Daten beschädigter Datenpakete verwendet
werden.
-
Nachdem
die CRC-Felddaten berechnet wurden, können die Fehlerüberwachungs-Pakete durch
eine Verkettung der Fehlerüberwachungscode-Daten
und der CRC, die in Schritt 1002 berechnet wurden, aufgebaut
werden, um Fehlerüberwachungs-Paketstrukturen
zu bilden, wie zum Beispiel in 7 dargestellt.
-
Wenn
der zum Erzeugen der Daten der Fehlerüberwachungs-Pakete verwendete
Fehlerüberwachungscode
und sein entsprechendes Fehlerüberwachungs-Schema
variabel sind, werden diese Parameter verwendet, um in Schritt 1003 die
Daten zum Füllen
von Benutzeranwendungsinformationen zu erzeugen. Die Definition
der Benutzeranwendungsinformationen wird in einem der folgenden
Abschnitte mit Bezugnahme auf 2 dargelegt.
Diese Benutzeranwendungsinformationen können zu dem FIC hinzugefügt werden
(siehe Schritt 1005), um die Empfangseinrichtung über den
Fehlerüberwachungscode
und das Schema zu informieren, die zum Erzeugen der Daten in den
Fehlerüberwachungs-Paketen
an der Übertragungsstation
verwendet wurden.
-
Nach
einer anderen Ausführung
kann des Weiteren ein entsprechender Mechanismus verwendet werden,
wenn unterschiedliche Fehlerüberwachungscodes
zum Erzeugen des Fehlerüberwachungscode-Feldes
von Datenpaketen verwendet werden, wie in 3 oder 4 dargestellt.
In diesem Fall kann es außerdem
wünschenswert
sein, der Empfangseinrichtung den Fehlerüberwachungscode und das Schema,
die verwendet wurden, sowie die Länge des Fehlerüberwachungscode-Feldes
zu signalisieren.
-
Des
Weiteren können
die Datenpakete und Fehlerüberwachungs-Pakete
von einem Erzeugungsprozess 1004 des Haupt-Dienstkanals
(MSC) verwendet werden. In diesem Schritt werden die unterschiedlichen
Dienste zu CIF multipliziert, die den Haupt-Dienstkanal bilden.
Dadurch kann eine Unterkanal-Struktur, wie in 6 oder 7 dargestellt, erzeugt
werden, indem die Datenpakete und Fehlerüberwachungs-Pakete in der gewünschten
Sequenz bereitgestellt werden, um sie auf dem MSC zu multiplexen.
-
Die
in den Block 1004 eingegebenen Datenpakete und Fehlerüberwachungs-Pakete
sollen darstellen, dass bei dem Erzeugungsprozess des Haupt-Dienstkanals
außerdem
die in den Schritten 908 und 1002 erzeugten Pakete
in den Haupt-Dienstkanal eingefügt
werden.
-
Des
Weiteren können
die Benutzeranwendungsinformationen in Schritt 1005 in
den Schnellinformationskanal oder allgemeiner in einen Informations-Datenstrom
eingefügt
werden. In diesem Schritt wird der Schnellinformationskanal (FIC)
erzeugt. Der FIC kann unter anderen Daten (z. B. FIDC, MCI) die relevante
Signalisierung der Parameter um fassen, die mit der Erzeugung der
Fehlerüberwachungscode-Felddaten
in den Fehlerüberwachungs-Paketen
verbunden sind.
-
Wie
außerdem
in 11 dargestellt wird, werden der Haupt-Dienstkanal,
d. h. die Verkettung von CIF, sowie der FIC multiplexiert, um einen Vor-Sende-Frame
zu erzeugen. Nächstfolgend
werden die Symbole des Vor-Sende-Frames, d. h. der Schnellinformationskanal
und der Haupt-Dienstkanal, in Schritt 1007 erzeugt. Zu
diesen Symbolen werden in Schritt 1008 die Synchronisationskanalsymbole
hinzugefügt,
um die Symbole des Sende-Frames zu bilden. In Schritt 1009 wird
das OFDM-Signal des Sende-Frame-Symbols
erzeugt und in Schritt 1010 wird das OFDM-Signal an die
Empfangseinrichtung gesendet.
-
Nächstfolgend
werden im Folgenden unterschiedliche Ausführungen eines Empfangsprozesses zum
Empfangen eines Unterkanals mit einer Struktur nach der vorliegenden
Erfindung mit Bezugnahme auf 14a, 14b, 15a und 15b beschrieben. Es ist zu beachten, dass die
in den Figuren gezeigten Schritte zum Teil optional sind und nicht
notwendigerweise durchgeführt
werden müssen.
Außerdem
ist die Sequenz der Schritte nicht auf diejenige beschränkt, die
zu beispielhaften Zwecken in den Figuren dargestellt wird.
-
14a zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften
Empfangsverfahrens einer Unterkanal-Struktur, die einen paketbasierten
Datenstrom in einem Sende-Frame umfasst, nach einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung. Bei Empfangen der Sendedaten von einer Übertragungsstation
in Schritt 1401 werden die Sendedaten verarbeitet und der Schnellinformationskanal
kann in Schritt 1402 daraus extrahiert werden. Informationen über den
Fehlerüberwachungscode
und das entsprechende Fehlerüberwachungscode-Schema (Fehlerüberwachungscode
SFEC und Fehlerüberwachungscode-Schema SFEC),
die zum Erzeugen der Fehlerüberwachungscode-Daten
der Fehlerüberwachungs-Pakete
der vorgeschlagenen Superframe-Struktur verwendet wurden, können in
Schritt 1403 aus dem Schnellinformationskanal extrahiert
werden. Des Weiteren kann/können
außerdem
die Paketposition(en), d. h. die Position von Datenpaketen oder
Fehlerüberwachungs-Paketen,
in dem Unterkanal des Haupt-Dienstkanals in Schritt 1404 aus
dem Schnellinformationskanal extrahiert werden.
-
Nachdem
diese Informationen ermittelt wurden, kann der Haupt-Dienstkanal
nächstfolgend
in Schritt 1405 aus den Sendedaten extrahiert werden, und
unter Verwendung der Paketpositionsinformationen und des extrahierten
Haupt-Dienstkanals können
die Datenpakete zum Tragen der jeweiligen Dienstkomponente sowie
der Fehlerüberwachungs-Pakete
in Schritt 1406 aus dem Haupt-Dienstkanal extrahiert werden.
-
Nachdem
die Datenpakete aus dem Haupt-Dienstkanal ermittelt wurden, können ihre
Paket-CRC in Schritt 1407 daraus extrahiert werden. Die
CRC-Daten können
in Schritt 1408 verwendet werden, um zu bestimmen, ob einzelne
Datenpakete während
des Sendens verfälscht
wurden. Wenn die Integrität
eines Datenpaketes verifiziert wird, geht der Ablauf weiter zu Block 1414,
wo das intakte Datenpaket einer weiteren Verarbeitungsinstanz, z.
B. einer Benutzeranwendung, bereitgestellt wird.
-
Wenn
die Integrität
eines Datenpaketes bei der CRC-Prüfung nicht verifiziert wurde,
können
die Fehlerüberwachungscode-Daten
in den Fehlerüberwachungs-Paketen
zum Korrigieren des/der Datenpaket(e) verwendet werden.
-
Wenn
die CRC-Prüfung
für ein
oder mehrer Datenpakete in Schritt 1408 gescheitert ist,
kann die Empfangseinrichtung versuchen, die Fehler in den Datenpaketen
unter Verwendung des Fehlerüberwachungscodes
der Fehlerüberwachungs-Pakete
zu korrigieren. In einem ersten Schritt können die Daten des SFEC-Fehlerüberwachungscode-Feldes 704 in Schritt 1409 aus
den Fehlerüberwachungs-Paketen sowie
die CRC darin extrahiert werden. Auf Basis der extrahierten Informationen
kann in Schritt 1410 bestimmt werden, welche der Fehlerüberwachungs-Pakete
erfolgreich empfangen wurden. Zum Beispiel können die CRC der Fehlerüberwachungs-Pakete
für diesen
Zweck verwendet werden und mögliche
Fehler in dem Fehlerüberwachungs-Feld
der Fehlerüberwachungs-Pakete
(siehe 7) können
unter Verwendung der SFEC-Fehlerüberwachungscode-Daten
korrigiert werden.
-
Nächstfolgend
kann die Empfangseinrichtung in Schritt 1411 bestimmen,
ob die Anzahl von Datenpaketen, die beschädigt wurden (und nicht korrigiert
werden konnten), kleiner ist als die Anzahl unbeschädigter oder
korrigierter Fehlerüberwachungs-Pakete.
Nur wenn dies der Fall ist, umfassen die Fehlerüberwachungs-Pakete genug Redundanz, um
das erfolgreiche der beschädigten
Datenpakete nach der beispielhaften Ausführung der Erfindung zu ermöglichen.
-
Daher
wird, wenn der Vergleich der Anzahlen in Schritt 1411 zu
einem negativen Ergebnis kommt, ein Decodierfehler ausgegeben, da
die beschädigten Datenpakete
nicht korrigiert werden können.
-
Wenn
festgestellt wird, dass die Anzahl von Datenpaketen, die beschädigt wurden
(und nicht korrigiert werden konnten), kleiner ist als die Anzahl
unbeschädigter
oder korrigierter Fehlerüberwachungs-Pakete,
werden die Daten der Fehlerüberwachungs-Felder
in den unbeschädigten
oder korrigierten Fehlerüberwachungs-Paketen
in Schritt 1414 extrahiert und die Fehler in den beschädigten Datenpaketen
können
in Schritt 1413 korrigiert werden. Die korrigierten Datenpakete
und die erfolgreich empfangenen Datenpakete können in Schritt 1414 zur
weiteren Verarbeitung weitergeleitet werden. Bitte beachten Sie,
dass die Blöcke 1414 in 14a und 14b identisch
sind.
-
15a und 15b zeigen
ein Flussdiagramm eines anderen beispielhaften Empfangsverfahrens
einer Unterkanal-Struktur, die einen paketbasierten Datenstrom in
einem Sende-Frame umfasst, nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Bei
dieser Ausführung
kann außerdem
eine Datenpaketstruktur, wie in 3 gezeigt,
verwendet werden. Folglich umfasst jedes Datenpaket einen zusätzlichen
Fehlerüberwachungscode,
der Fehler in einem Paket korrigieren kann. Um besser zwischen dem
Fehlerüberwachungscode
und dem Schema und den Fehlerüberwachungscode-Daten
von Datenpaketen und Fehlerüberwachungs-Paketen
unterscheiden zu können,
wurden die Daten, der verwendete Code und das verwendete Schema
der Fehlerüberwachungs-Pakete
markiert, indem an dementsprechende Informationen/Daten „SFEC" angehängt wurde.
-
Die
Schritte 1401 bis 1407 von 15a entsprechen
denjenigen von 14a. Daher wird eine ausführliche
Beschreibung zur Verkürzung
weggelassen. Es ist jedoch zu beachten, dass zusätzlich zu den Fehlerüberwachungscode-
und Schema-Informationen (Fehlerüberwachungscode
SFEC und Fehlerüberwachungscode-Schema
SFEC) für
die Fehlerüberwachungs-Pakete
in Schritt 1501 außerdem
die Informationen über
den Fehlerüberwachungscode und
das Schema sowie die Fehlerüberwachungscode-Feldlänge von
Datenpaketen extrahiert werden.
-
Wendet
man sich nun Schritt 1601 in 15b zu,
wird die Integrität
der Datenpakete unter Verwendung der Datenpaket-CRC verifiziert,
die aus diesen extrahiert wurden. Wenn ein Datenpaket die Integritätsprüfung besteht,
kann dieses in Schritt 1602 zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet
werden.
-
Wenn
die Integrität
eines Datenpaketes bei der CRC-Prüfung nicht verifiziert wurde,
können
die Informationen über
den Fehlerüberwachungscode und
das Schema sowie die Fehlerüberwachungscode-Feldlänge verwendet
werden, um in 1603 die Fehlerüberwachungs-Felddaten aus dem
Datenpaket zu extrahieren. Unter Verwendung der extrahierten Daten
können
Sendefehler in dem empfangenen Datenpaket in Schritt 1604 korrigiert
werden. Nächstfolgend
kann die Daten-Integrität
des korrigierten Datenpaketes in Schritt 1605 erneut geprüft werden, wobei
dies zu der Verifizierung der Integrität des Datenpaketes führen sollte,
so dass der Ablauf weiter zu Schritt 1414 geht.
-
Wenn
die Daten-Integrität
des korrigierten Datenpaketes immer noch nicht verifiziert ist,
kann die Empfangseinrichtung versuchen, die Fehler in den Datenpaketen
unter Verwendung des Fehlerüberwachungscodes
der Fehlerüberwachungs-Pakete
zu korrigieren. Wie oben dargelegt wurde, können die Daten des SFEC-Fehlerüberwachungscode-Feldes 704 aus
den Fehlerüberwachungs-Paketen
sowie die CRC extrahiert werden (siehe Schritt 1409), um
in Schritt 1410 zu bestimmen, welche der Fehlerüberwachungs-Pakete erfolgreich
empfangen wurden.
-
Die
Empfangseinrichtung kann dann in 1411 bestimmen, ob die
Anzahl von Datenpaketen, die beschädigt wurden (und nicht korrigiert
werden konnten), kleiner ist als die Anzahl unbeschädigter oder korrigierter
Fehlerüberwachungs-Pakete.
Wenn der Vergleich der Anzahlen in Schritt 1411 zu einem
negativen Ergebnis kommt, wird ein Decodierfehler ausgegeben, da
die beschädigten
Datenpakete nicht korrigiert werden können.
-
Wenn
festgestellt wird, dass die Anzahl von Datenpaketen, die beschädigt wurden
(und nicht korrigiert werden konnten), kleiner ist als die Anzahl
unbeschädigter
oder korrigierter Fehlerüberwachungs-Pakete,
werden die Daten der Fehlerüberwachungs-Felder
in den unbeschädigten
oder korrigierten Fehlerüberwachungs-Paketen
in Schritt 1414 extrahiert.
-
Unter
Verwendung der extrahierten Daten kann die Empfangseinrichtung in
Schritt 1413 die Fehler in den beschädigten Datenpaketen korrigieren.
Die korrigierten Datenpakete und die erfolgreich empfangenen Datenpakete
können
in Schritt 1414 zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet
werden.
-
Nächstfolgend
werden einige Prinzipien von Sendeformaten, die innerhalb von DAB
verwendet werden, zu beispielhaften Zwecken dargelegt, um darzustellen,
wie Informationen über
den Fehlerüberwachungscode
und das Schema, die zum Erzeugen der Fehlerüberwachungs-Daten in den Fehlerüberwachungs-Paketen
und/oder Datenpaketen verwendet werden, nach einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung der Empfangseinrichtung bereitgestellt werden. 1 stellt
einen Sende-Frame 101 dar, der den Synchronisationskanal 102,
den Schnellinformationskanal (FIC) 103 und den Haupt-Dienstkanal (MSC) 104 umfasst.
Der FIC 103 umfasst eine Verkettung sogenannter Schnellinformationsblöcke (FIB) 105, 106.
Der Haupt-Dienstkanal 104 besteht aus mehreren gemeinsamen
verschachtelten Frames (Common Interleaved Frames (CIF)) 107, 108. Üblicherweise
werden in Abhängigkeit
des Sendemodus ein bis vier CIF bereitgestellt.
-
Jeder
Schnellinformationsblock 105, 106 umfasst ein
FIB-Datenfeld 109 sowie ein CRC-Feld 110. Das FIB-Datenfeld 109 wird
durch eine Verkettung von Schnellinformationsgruppen (FIG) 111, 112, 113 gebildet
und enthält
eine Endmarkierung 114 und ein Füllfeld 115 an seinem
Ende. Das Füllfeld 115 kann
verwendet werden, wenn das FIB-Datenfeld 109 mit
einer vorgegebenen Länge
in Übereinstimmung
gebracht werden muss. Jede Schnellinformationsgruppe 111, 112, 113 umfasst
einen FIG-Header 118 und ein FIG-Datenfeld 119.
Der FIG-Header 118 zeigt den FIG-Typ 116 sowie
die Länge
von Daten in dem FIG-Datenfeld (FIG-Datenfeldlänge 117) an.
-
Bei
einer beispielhaften Ausführung
der vorliegenden Erfindung können
die Dienstinformationen in Bezug auf die Dienstkomponentendaten
in einem „FIG-Typ
0 Erweiterung 13''-Format signalisiert
werden.
-
Dieses
Format wird in 2 ausführlicher gezeigt. Es ist zu
beachten, dass es außerdem
möglich
ist, einen neuen FIG-Typ für
das Bereitstellen der Fehlerüberwachungscode-Informationen
in Bezug auf die Komponentendienstdaten zu definieren, die im Pa ketmodus
bereitgestellt werden und durch eine Superframe-Struktur, die zusätzliche
Fehlerüberwachungscode-Pakete
umfasst, geschützt
werden. Bei einer anderen Ausführung
kann dieses Feld verwendet werden, um Fehlerüberwachungscode-Informationen
in Bezug auf den verwendeten Fehlerüberwachungscode und das verwendete
Schema einzufügen,
die auf die Datenpakete des Unterkanals angewendet werden (siehe
zum Beispiel 3 und 4).
-
Der
FIG-Header 118 umfasst das FIG-Typ-Feld 116, das
bei dem vorliegenden Beispiel auf Null eingestellt würde. Das
FIG-Datenfeld 119 umfasst des Weiteren die C/N-Flagge 201,
die die aktuelle Version einer Multiplex-Konfiguration anzeigen kann,
die in dem Typ-Null-Feld bereitgestellt wird, wobei, wenn bei Bereitstellen
einer Datenbank der Zustand des Beginns der Datenbank oder die Fortsetzung
einer Datenbank signalisiert werden muss oder falls eine Kette zu
der Datenbank signalisiert werden muss, die aktuelle nächste Flagge
verwendet werden kann, um ein Änderungsereignis
zu signalisieren. Das OE-Feld 202 kann anzeigen, ob sich
die in der Schnellinformationsgruppe 111, 112, 113 bereitgestellten
Informationen auf dieses Ensemble oder auf ein anderes beziehen.
-
Die
P/D-Flagge 203 soll die Länge der Dienstkennung 209 anzeigen,
die zum Beispiel 16 Bits oder 32 Bits lang sein kann. Die Dienstkennung 209 ist
zum Beispiel in dem Benutzeranwendungs-Informations-Unterfeld 206, 207, 208 enthalten,
die in den folgenden Abschnitten beschrieben werden.
-
Das
Erweiterungsfeld 204 des FIG-Datenfeldes 119 zeigt
die für
das Typ-0-Feld verwendete Erweiterung an. In dem vorliegenden Beispiel
kann die Erweiterung 13 entsprechen. Das Typ-0-Feld umfasst in dem
vorliegenden Beispiel eine Verkettung von Benutzeranwendungsinformations-Unterfeld 206, 207, 208 (wenn
Informationen mehrerer Benutzeranwendungen signalisiert werden müssen).
-
Jedes
Benutzeranwendungsinformations-Unterfeld 206, 207, 208 umfasst
eine Dienstkennung 209, um den Dienst zu identifizieren,
auf den sich die Benutzeranwendungsinformationen beziehen, und eine
Dienstkomponentenkennung mit dem Dienst 210, um die Dienstkomponente
in dem Dienst zu identifizieren, auf die sich das Benutzeranwendungsinformations-Unterfeld 206, 207, 208 bezieht.
-
Die
Kombination der Dienstkennung 209 und der Dienstkomponentenkennung
in dem Dienst 210 stellt eine global gültige Kennung für eine bestimmte Dienstkomponente
bereit. Folglich kann durch die Kombination dieser zwei Felder der
Datenstrom, der der Empfangseinrichtung im Paketmodus bereitgestellt
wird, explizit als eine Dienstkomponente identifiziert werden.
-
Im
Anschluss an die zwei Kennungen 209, 210 kann
die Zahl des Benutzeranwendungs-Feldes 211 die Anzahl von
Anwendungen anzeigen, die in der nachfolgenden Liste von Benutzeranwendungsdaten 212, 213, 214 enthalten
sind (Benutzeranwendung Nr. 1, Benutzeranwendung Nr. i usw.). Jedes Benutzeranwendungsfeld 212, 213, 214 umfasst
einen Benutzeranwendungstyp 215, der die Benutzeranwendung
identifiziert, die zu verwenden ist, um die Daten in dem Kanal,
die von der Dienstkennung 209 und der Dienstkomponentenkennung
in dem Dienst 210 identifiziert werden, zu decodieren,
sowie eine Benutzeranwendungsdatenlänge 216, die die Länge des
Benutzeranwendungsdaten-Feldes 217 anzeigt. Zusammen bilden
das Benutzeranwendungstyp-Feld 215, das Benutzeranwendungsdatenlängen-Feld 216 und
das Benutzeranwendungsdaten-Feld 217 die sogenannten Benutzeranwendungsinformationen 218.
-
In
dem Benutzeranwendungsdaten-Feld können die Fehlerüberwachungscode-Feldinformationen
in Bezug auf die Dienstkomponentendaten oder im Besonderen auf den
Fehlerüberwachungscode und
sein entsprechendes Fehlerüberwachungscode-Schema,
die zum Erzeugen einer vorgegebenen Anzahl von Fehlerüberwachungs-Paketen
verwendet werden, und wahlweise – bei Einsatz einer Paketstruktur
gemäß 3 oder 4 – das Fehlerüberwachungscode-Schema,
das zum Erzeugen des Fehlerüberwachungs-Feldes der Datenpakete verwendet
wird, sowie die Längen
dieses Fehlerüberwachungscode-Feldes
angezeigt werden.
-
Durch
Verwenden einer unterschiedlichen Bitkombination einer geeigneten
Länge kann
die Empfangseinrichtung unterscheiden, ob zum Beispiel ein Reed-Solomon-Code
oder ein Turbo-Code verwendet wurde. Eine andere Bitkombination
kann das verwendete Fehlerüberwachungscode-Schema anzeigen
und ein anderes Feld innerhalb der Benutzeranwendungsdaten kann
die Empfangseinrichtung über
die Länge
des Fehlerüberwachungs-Feldes
in den Fehlerüberwachungs-Paketen
und/oder Datenpaketen informieren.
-
Die
Dienstkennung 209 und die Dienstkomponentenkennung innerhalb
des Dienstes 210, die oben erwähnt wurden, können die
Dienstkomponente identifizieren, die die Benutzeranwendung trägt. Die
Paketadresse und die Unterkanalkennung können aus den Dienstkomponenteninformationen
abgeleitet werden, die in dem Schnellinformationskanal getragen
werden. Die Position des Paketes in dem Sende-Frame kann aus der
Paketadresse und der Unterkanalkennung abgeleitet werden.
-
Nächstfolgend
wird ein konzeptionelles DAB-Missions-Blockdiagramm nach einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf 11 dargelegt.
Zum Beispiel stellt ein Inhaltsanbieter (Content Provider) 1301,
wie in 13 gezeigt, einem Empfangs-Endgerät 1303 Dienstkomponentendaten
und zugehörige
Dienstinformationen über
eine Übertragungsstation 1302 bereit.
Die Dienstkomponentendaten, die zum Beispiel ein Multimedia-Datenstrom
sein können,
werden in die Paketaufbaueinrichtung 1114 eingegeben.
-
Die
Paketaufbaueinrichtung 1114 sammelt die unterschiedlichen
Eingabeströme
und bildet sie in Datenpaketen ab. Folglich können der Paketaufbaueinrichtung 1114 mehrere
Dienstdatenkomponenten unterschiedlicher Inhaltsanbieter zugeführt werden. Bei
einer anderen Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann die Paketaufbaueinrichtung 1114 des Weiteren
das Auswählen
der geeigneten Datenpaketlänge
und Fehlerüberwachungscodierung
wenigstens von Teilen der Datenpakete bereitstellen, um die Informationen
des in dem Datenpaket enthaltenen Fehlerüberwachungscode-Feldes zu erzeugen.
Zum Beispiel kann die Datenpaketstruktur von 3 verwendet
werden. Wie zuvor dargelegt wurde, kann es jedoch machbar sein,
eine konstante Paketlänge
in einem Unterkanal zu verwenden.
-
Die
Paketaufbaueinrichtung 1114 kann des Weiteren den Dienstkomponentendaten
eines einzelnen Benutzeranwendungsfalles entsprechende Paketadressen 307 (siehe 3)
zuweisen. Folglich ist es unter Verwendung unterschiedlicher Datenpaketadressen 307 möglich, zwischen
unterschiedlichen Benutzeranwendungsfällen und ihren zugehörigen Dienstkomponentendaten
zu unterscheiden.
-
Der
Paket-Multiplex-Assembler und Fehlerüberwachungscodierer 1101 füllt einen
verfügbaren Unterkanal
mit den in den Datenpaketen verkapselten Daten für die unter schiedlichen Benutzeranwendungsfälle, wobei
Paketmodus-Sendung auf dem Unterkanal genutzt wird. Darüber hinaus
kann der Multiplex-Assembler und Fehlerüberwachungscodierer 1101 außerdem Fehlerüberwachungs-Pakete
erzeugen, wie zum Beispiel in 7 gezeigt,
um einen zusätzlichen
Schutzmechanismus für
eine vorgegebene Anzahl von Datenpaketen bereitzustellen, wie oben
dargelegt. Daher kann der Multiplex-Assembler und Fehlerüberwachungscodierer 1101 außerdem für das Bilden
der geeigneten Unterkanalkonfiguration verantwortlich sein, die
von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird.
-
Des
Weiteren kann der Paket-Multiplex-Assembler und Fehlerüberwachungscodierer 1101 unterschiedliche
Strategien zum Füllen
des Unterkanals anwenden. Die Anwendungsdaten der unterschiedlichen
Benutzeranwendungsfälle
können
zum Beispiel sequenziell bereitgestellt werden oder es können Pakete
parallel für
die unterschiedlichen Benutzeranwendungsfälle bereitgestellt werden,
wobei unterschiedliche Paketadressen 307 verwendet werden.
Weitere Optionen für
Paketsequenzstrategien können
die Länge
und die Dauer der Datenbündel (Data
Bursts) in der Anzahl von Paketen der gleichen Adresse 307 sein,
die in einer unmittelbaren Sequenz gesendet werden. Um die korrekteste
Sendestrategie zu unterstützen,
kann der Paket-Multiplex-Assembler und Fehlerüberwachungscodierer 1101 so eingerichtet
sein, dass er einen oder mehrere Benutzeranwendungsfälle vollständig oder
einzeln Datei für
Datei priorisiert. In einem Fall behält der Paket-Multiplex-Assembler
und Fehlerüberwachungscodierer 1101 die
vorgeschlagene Reihenfolge einer vorgegebenen Anzahl von Datenpaketen
und einer vorgegebenen Anzahl von Fehlerüberwachungs-Paketen bei, d.
h., er behält
die vorgeschlagene Superframe-Struktur bei.
-
Der
Paket-Multiplex-Assembler und Fehlerüberwachungscodierer 1101 gibt
die Paketmodusdaten an einen Energieverwischungs-Verwürfler 1102 aus.
Der Energieverwischungs-Verwürfler 1102 stellt ein
deterministisches selektives Komplementieren von Bits in logischem
Frame bereit, wodurch die Möglichkeit
verringert werden soll, dass systematische Muster zu ungewollter
Regelmäßigkeit
bei dem gesendeten Signal führen.
Die verwürfelten
Paketmodusdaten werden in einem Faltungscodierer 1103 faltungscodiert
und werden in einer Einrichtung 1104 für zeitliche Verschachtelung
verschachtelt. Die verschachtelten Daten werden dann in dem Haupt-Dienst-Multiplexer 1108 mit
Daten des in 11 gezeigten oberen Zweiges
multiplexiert, wobei dies nächstfolgend
beschrieben wird.
-
DAB
kann in der Lage sein, verschiedene Datentypen von der Sendeeinrichtung
zu der Empfangseinrichtung zuzustellen. Der obere Zweig in 11 soll
die anderen möglichen
Dienste zusammenfassen, die von DAB getragen werden können. Zum
Beispiel können
außerdem
Dienstinformations-, DAB-Audio-Frame- und Strommodus-Daten in einem Energieverwischungs-Verwürfler 1105 verwürfelt werden,
der in seiner Funktionalität
dem Energieverwischungs-Verwürfler 1102 entspricht.
Die verwürfelten
Daten werden in einem Faltungscodierer 1106 codiert und
die codierten Daten werden in einer Einrichtung 1107 für zeitliche
Verschachtelung verschachtelt. Die zeitlich verschachtelten Daten
werden dann in dem Haupt-Dienst-Multiplexer 1108 mit den
verwürfelten,
codierten und verschachtelten Paketmodusdaten multiplexiert, um
gemeinsame verschachtelte Frames (CIF) zu bilden.
-
Die
CIF sind der serielle digitale Ausgang von dem Haupt-Dienst-Multiplexer 1108,
der in dem Haupt-Dienstkanal-Teil des Sende-Frames enthalten ist.
Nimmt man das Sendesystem als ein Beispiel ist der gemeinsame verschachtelte
Frame allen Sendemodi gemein und umfasst 55 296 Bits, d. h. 768
Kapazitätseinheiten.
-
Nächstfolgend
wird der in 11 gezeigte untere Zweig ausführlicher
beschrieben. Eine zweite Möglichkeit
zum Bereitstellen von Dienstinformationen, d. h. Zusatzinformationen über Dienste,
wie Dienstkennzeichnungs- und Programmtyp-Codes, für die Empfangseinrichtung
besteht darin, dass die Dienstinformationen in dem unteren Zweig 1109, 1110, 1111 und 1112 von 11 enger
sein können. Außerdem werden
die Dienstinformationen in Bezug auf die in den Paket-Multiplex-Assembler
und Fehlerüberwachungscodierer 1101 eingegebenen
Dienstkomponentendaten dem Dienstinformations-Assembler 1109 bereitgestellt.
Der Dienstinformations-Assembler 1109 assembliert die Dienstinformationen
an seinem Eingang zu den Schnellinformationsgruppen (Fast Information
Groups (FIG)), die an den Schnellinformationsblock-Assembler 1110 ausgegeben
werden. Der Schnellinformationsblock-Assembler 1110 sammelt
die unterschiedlichen FIG, die in dem Schnellinformationskanal (FIC)
des DAB-Systems bereitgestellt werden. Unter Verwendung des Beispiels
der DAB-Dienstinformationen können
Multip lex-Steuerinformationen (MCI) sowie der Schnellinformationsdatenkanal
(FIDC) Eingabe in den Schnellinformationsblock-Assembler 1110 bereitstellen.
-
Die
Multiplex-Konfigurationsinformationen (MCI) können Informationen sein, die
die Konfiguration des Multiplex in dem Haupt-Dienstkanal definieren.
Die Multiplex-Konfigurationsinformationen
können
die aktuellen Einzelheiten über
die Dienste, Dienstkomponenten und Unterkanäle und die Verbindung zwischen
diesen Objekten in dem Haupt-Dienstkanal enthalten. Bei einer anstehenden Neukonfiguration
können
die bevorstehenden Einzelheiten über
Dienste, Dienstkomponenten und Unterkanäle und die Verbindung zwischen
diesen Objekten zusätzlich
in den Multiplex-Konfigurationsinformationen bereitgestellt werden.
-
Die
MCI können
in dem Schnellinformationskanal getragen werden, damit eine Empfangseinrichtung
diese Informationen im Voraus vor den in dem MSC gespeicherten Dienstkomponenten
interpretieren kann. Sie können
außerdem
Kennzeichnung des Ensembles und eine Datums- und eine Uhrzeitmarkierung
enthalten.
-
Der
Ausgang des Schnellinformationsblock-Assemblers 1110 ist
eine Verkettung von Schnellinformationsblöcken (FIB), wie zum Beispiel in 1 gezeigt.
Die FIB können
in einem Energieverwischungs-Verwürfler 1111 verwürfelt werden
und können
in einem Codierer 1112 faltungscodiert werden, um den sogenannten
Schnellinformationskanal (FIC) zu bilden. Der Schnellinformationskanal
und der gemeinsame verschachtelte Frame können ein Vervielfacher in dem
FIC- und CIF-Multiplexer 1113 sein, um einen Vor-Sende-Frame auszugeben.
Die Bezeichnung „Vor-Sende-Frame" wird in diesem Kontext
verwendet, um anzuzeigen, dass ein vollständiger Sende-Frame des Weiteren
den Synchronisationskanal umfasst, wie zum Beispiel in der Sende-Frame-Struktur
von 1 gezeigt.
-
Bei
dem Transport empfindlichen Inhalts zu tragbaren und mobilen Vorrichtungen
kann DAB auf Grund einer unabhängigen
Faltungscodierung für
jeden Unterkanal effizienter sein als das jüngst entwickelte DVB-H-System
und benötigt
auf Grund des Umstands, dass lediglich der relevante Teil des Multiplex
verarbeitet wird, statt das gesamte Multiplex zu verarbeiten, geringere
Empfängerleistung
(„fortgeschrittenes
Zeitscheibenverfahren").
Des Weiteren kann DAB außerdem
auf mobile Umgebungen mit Geschwindig keiten bis zu 400 km/h ohne
Verschlechterung der Datenrate angewendet werden. Des Weiteren erfordert
eine Differenzialmodulation (DQPSK), wie bei DAB, geringere Empfängerleistung als
kohärente
Kanalschätzung
für DVB-T,
DVB-H. DAB ermöglicht
außerdem
unbegrenzte Größe von Einzelfrequenznetzen
(Single Frequency Networks (SFN)), während DVB-H-SFN die Größe des SFN
in der Größenordnung
von 200 km begrenzt.
-
Des
Weiteren können
nach einer anderen Ausführung
der vorliegenden Erfindung die Prinzipien und Ideen, die der vorliegenden
Erfindung zugrunde liegen, außerdem
auf das Übertragungssystem DRM
(Digital Radio Mondiale) angewendet werden. Die folgenden Abschnitte
legen kurz das konzeptuelle Senden von Daten in DRM (siehe 12)
dar und stellen außerdem
eine neue DRM-Datenpaketstruktur vor (siehe 4).
-
Das
herkömmliche
DRM (Digital Radio Mondiale) verwendet die ähnlichen Transportmechanismen
zum Zustellen von Inhalt wie ein herkömmliches DAB-System. Das DRM-System ist so konstruiert, dass
es bei einer Frequenz unter 30 MHz, d. h. in den Langwellen-, Mittelwellen-
und Kurzwellen-Übertragungsbändern, mit
variablen Kanalisierungszwängen und
Ausbreitungsbedingungen über
diese Bänder hinweg
verwendet werden kann.
-
12 zeigt
ein neues konzeptuelles DRM-Emissions-Blockdiagramm nach einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung, das den allgemeinen Fluss unterschiedlicher
Informationsklassen (Audio, Daten usw.) beschreibt und nicht zwischen
unterschiedlichen Diensten unterscheidet, die in einer oder mehreren
Informationsklassen übermittelt
werden können.
-
Der
Quellencodierer 1201 und die Vorcodierer 1208, 1211 stellen
die Anpassung der Eingangsströme
an ein geeignetes digitales Sendeformat sicher. Im Falle von Audioquellencodierung
enthält
diese Funktionalität
Audiokomprimierungstechniken. Der Ausgang des/der Quellencodierer(s) 1201 und des
Datenstrom-Vorcodierers 1202, 1208, 1211 kann zwei
Teile umfassen, die unterschiedliche Schutzniveaus in dem nachfolgenden
Kanalcodierer erfordern. Alle Dienste müssen die gleichen zwei Schutzniveaus
verwenden.
-
Der
Vorcodierer und Fehlerüberwachungs-Codierer 1202 stellt
die Anpassung der Eingangsströme
an ein geeignetes digitales Sendeformat sicher, wie unter anderem
Abbildung der Datenströme
in Datenpaketen. Nach einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann der Vorcodierer und Fehlerüberwachungs-Codierer 1202 des
Weiteren Fehlerüberwachungs-Pakete
gemäß den oben
beschriebenen Verfahren erzeugen und diese zu dem Paketstrom hinzufügen.
-
Darüber hinaus
kann bei einer anderen Ausführung
der vorliegenden Erfindung der Vorcodierer und Fehlerüberwachungs-Codierer 1202 eine
Fehlerüberwachungs-Codierung
wenigstens eines Teils der Anwendungsdaten und/oder der erzeugten
Paket-Header durchführen
und bildet Fehlerüberwachungs-Pakete
mit einer Struktur, wie sie zum Beispiel in 7 gezeigt
wird. Der Vorcodierer und Fehlerüberwachungs-Codierer 1202 kann
außerdem
die Informationen des Fehlerüberwachungs-Codes
und -Schemas bereitstellen, die der Empfangseinrichtung signalisiert
werden können.
-
Der
Multiplexer 1203 kann die Schutzniveaus aller Daten- und
Audiodienste kombinieren. Die Energieverwischung 1204, 1209, 1212 stellt
ein deterministisches selektives Komplementieren von Bits bereit,
um die Möglichkeit
zu verringern, dass systematische Muster zu ungewollter Regelmäßigkeit
bei dem gesendeten Signal führen.
-
Der
Kanalcodierer 1205, 1210, 1213 fügt redundante
Informationen als eine Einrichtung für quasifehlerfreies Senden
hinzu und definiert das Abbilden der digitalen codierten Informationen
auf QAM-Zellen.
-
Zellen-Verschachtelung 1206 breitet
aufeinanderfolgende QAM-Zellen auf einer Sequenz von Zellen quasiwahlfrei
nach Zeit und Frequenz getrennt aus, um robustes Senden in zeit-frequenz-dispersiven
Kanälen
bereitzustellen. Der Steuer-Generator stellt eine Einrichtung zum
Ableiten von Kanalzustandsinformationen in der Empfangseinrichtung
bereit, wodurch eine kohärente
Demodulation des Signals ermöglicht
wird.
-
Die
OFDM-Zellen-Abbildungseinrichtung 1214 sammelt die unterschiedlichen
Audiostrom- und Datenstromklassen zusammen mit dem Schnellzugriffskanal
(Fast Access Channel (FAC)) und dem Dienstbeschreibungskanal (Service
Description Channel (SDC)) von Zellen und platziert sie auf dem Zeit-Frequenz-Raster.
Der OFDM-Signal- Generator kann
jedes Ensemble von Zellen mit gleichem Zeitindex in eine Zeitbereichsdarstellung
des Signals umformen. Nachfolgend kann das OFDM-Symbol aus dieser
Zeitbereichsdarstellung erzielt werden, indem ein Schutzintervall
als eine zyklische Wiederholung eines Teils des Signals eingefügt wird.
-
Ein
Modulator wandelt die digitale Darstellung des OFDM-Signals in das
analoge Signal in der Luft um. Dieser Vorgang beinhaltet Digital-Analog-Umwandlung
und Filtern, die Spektrumanforderungen erfüllen müssen.
-
Die
Datenströme
können
aus einem Paketzustellsystem mit der Bezeichnung Packet Mode (Paketmodus)
bestehen. Das Paketzustellsystem ermöglicht das Zustellen asynchroner
Ströme
und Dateien für
verschiedene Dienste in dem gleichen Datenstrom und ermöglicht,
dass die Bitrate des (synchronen) Datenstromes von den verschiedenen Diensten
Frame für
Frame gemeinsam genutzt werden kann.
-
Dienste
können
von einer Serie einzelner Pakete oder als eine Serie von Dateneinheiten
getragen werden. Eine Dateneinheit ist eine Serie von Paketen, die
in Bezug auf Fehlerbearbeitung als eine Entität erachtet werden – ein empfangenes
fehlerhaftes Paket in einer Dateneinheit bewirkt, dass die gesamte
Dateneinheit zurückgewiesen
wird. Dieser Mechanismus kann verwendet werden, um Dateien zu übermitteln
und um außerdem
einfachere Synchronisation asynchroner Ströme zu ermöglichen.
-
Wie
zuvor dargelegt wurde, können
die Prinzipien, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegen,
außerdem
auf DRM-Systeme angewendet werden, die eine herkömmliche Paketstruktur oder
eine fortgeschrittene Paketstruktur verwenden, wie zum Beispiel
in 4 gezeigt. Die vorgeschlagene DRM-Datenpaketstruktur
umfasst einen Paket-Header 401,
ein Paketdaten-Feld 402 und ein Paket-CRC 403.
Erneut kann die Datenpaketlänge
vorgegeben sein. Im Gegensatz zu DAB (siehe 3) wird
die Paketlänge
nicht in einem getrennten Header-Feld (siehe Paketlängen-Feld 304)
signalisiert, sondern kann der Empfangseinrichtung in dem Dienstbeschreibungskanal
(SDC) signalisiert werden, wie zum Beispiel in dem Format, das als
Anwendungsinformationsdaten – Typ
5 in der DRM-Spezifikation „Digital
Radio Mondiale; System Specification" (ETSI ES 201 980, verfügbar unter
http://www.etsi.org) definiert wird.
-
Es
ist zu beachten, dass im Gegensatz zu den Definitionen des Paket-Headers
und des Paketdaten-Feldes in dem DRM-Standard ihre Definition nach
der vorliegenden Erfindung geringfügig unterschiedlich ist. Nach
einer Ausführung
der Erfindung wird das Nutzdatenlängen-Feld 409, das
die Länge des
Nutzdaten-Feldes 410 anzeigt, als Teil des Paket-Headers 401 erachtet,
da es auf Grund der Einführung
des Fehlerüberwachungscode-Feldes 412 in das
Paketdaten-Feld 402 in allen Datenpaketen vorhanden sein
kann (zu weiteren Einzelheiten siehe die folgenden Absätze).
-
Die
erste/letzte Flagge 406 und der Kontinuitätsindex 405 entsprechen
in ihrer Funktionalität
der jeweiligen ersten/letzten Flagge 306 und dem Kontinuitätsindex 305 der
in 3 gezeigten DAB-Datenpaketstruktur. Die Paketkennung 407 entspricht
dem Adressfeld 307 in der DAB-Datenpaketstruktur von 3.
-
In
einem herkömmlichen
DRM-Datenpaket zeigt der PPI (Padded Packet Indicator) an, ob das Datenpaket
ein Nutzdatenlängen-Feld
in seinem Paketdaten-Feld umfasst. Wenn keine Auffüllung vorhanden
ist, ist kein Nutzdatenlängen-Feld
in dem Paketdaten-Feld
vorhanden und das Paketdaten-Feld umfasst lediglich einen Nutzlastabschnitt.
-
Nach
dieser Ausführung
umfasst die neue DRM-Paketstruktur von 4 ein Nutzdaten-Feld 410 und
ein Fehlerüberwachungscode-Feld 412 in ihrem
Paketdaten-Feld 402. Folglich kann die PPI-Flagge 404 anzeigen,
dass bei allen Datenpaketen, die die vorgeschlagene Paketstruktur
verwenden, „Auffüllung" vorhanden ist.
-
Bei
einer weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung können
alle Datenpakete, die diese Struktur verwenden, die PPI-Flagge 404 in
dem Paket-Header 401 weglassen, da alle Datenpakete ein Nutzdaten-Feld 410 und
ein Fehlerüberwachungscode-Feld 412 umfassen
können,
so dass das Nutzdatenlängen-Feld 409 in
allen Datenpaketen vorhanden sein wird.
-
Unabhängig von
den zwei vorgenannten Ausführungen
kann das Paketdaten-Feld 402 außerdem ein Füllfeld 411 enthalten,
falls die gewünschte Gesamtlänge des
Datenpaketes fester Größe nicht erreicht
wird, wenn die Paket-Header-Länge,
die Nutzdaten-Feldlänge,
die Fehlerüberwachungscode-Feldlänge und
die Paket-CRC-Länge
berücksich tigt
wird. Folglich kann durch Hinzufügen
eines Füllfeldes
in diesem Fall die Gesamt-Datenpaketlänge mit
der gewünschten
Länge in Übereinstimmung gebracht
werden.
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Wie
bei den Ausführungen
in Bezug auf die DAB-Implementierungsfragen beschrieben wurde, kann
das Fehlerüberwachungscodewort
Fehlerkorrekturfähigkeiten
in das DRM-System
einführen,
wodurch die Zuverlässigkeit
von Datenzustellung (in Bezug auf die erreichte BER) verbessert
wird, wenn die vorgeschlagene Paketstruktur eingesetzt wird. Erneut
ermöglicht
das Einführen
des neuen Fehlerüberwachungscode-Feldes 412 in
die Datenpaketstruktur eine rückwärtskompatible
Implementierung.
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Wenn
der Fehlerüberwachungscode
und sein entsprechendes Schema sowie die Fehlerüberwachungscode-Feldlänge konstant
sind, könnte
kein zusätzliches
Signalisieren dieser Parameter notwendig sein. Bei einer flexibleren
Implementierung, die die Freiheit bereitstellt, den Fehlerüberwachungscode
und das Schema, die verwendet werden, und wahlweise außerdem die
Fehlerüberwachungscode-Feldlänge zu wählen, können die
Parameter der Empfangseinrichtung signalisiert werden, wie bei den
oben beschriebenen Ausführungen
in Bezug auf DAB.
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Im
Gegensatz zu den vorgenannten beispielhaften DAB-Implementierungen
stellt DRM einen Schnellzugriffskanal (Fast Access Channel (FAC)) zum
Bereitstellen der Multiplex-Struktur
auf dem MSC und einen Dienstbeschreibungskanal (Service Description
Channel (SDC)) zum Signalisieren von Daten in Bezug auf die in dem
MSC bereitgestellten Dienste bereit. Folglich sind die zwei Kanäle zusammen
mit dem FIC in DAB vergleichbar.
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Als
eine Folge können
die Informationen in Bezug auf die Fehlerüberwachungscode-Felddaten, wie der
Fehlerüberwachungscode
und das Schema, die zum Erzeugen der Fehlerüberwachungscode-Daten in den
Fehlerüberwachungs-Paketen
(und wahlweise außerdem
in den Datenpaketen) verwendet werden, der Empfangseinrichtung über den
SDC signalisiert werden, indem zum Beispiel die oben erwähnte Anwendungsinformationsdaten-Entität – Typ 5
verwendet wird. Alternativ kann ebenso ein anderer Datentyp zum
Signalisieren dieser Informationen definiert werden.
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In
den vorhergehenden Abschnitten wurden die Ideen und Prinzipien in
Bezug auf eine vorgeschlagene Superframe-Struktur für einen
einzelnen Unterkanal in einem DAG-System beschrieben. Die zum Bilden
der Unterkanal-Struktur kombinierten Datenpakete und Fehlerüberwachungs-Pakete
wurden in den vorgenannten verschiedenen Ausführungen hauptsächlich in
Bezug auf die in 3, 4, 5 und 7 gezeigten
Paketstrukturen definiert. Wie in 3 und 4 dargestellt
wird, können
die Datenpakete mit einem Fehlerüberwachungs-Feld 312, 412 versehen
sein, das die Korrektur von Fehlern in den jeweiligen Datenpaketen
ermöglichen kann.
Dies kann außerdem
als ein inneres Fehlerüberwachungscodier-Schema
bezeichnet werden, da jedes Datenpaket einzeln geschützt wird,
indem zusätzliche
Informationen hinzugefügt
werden, die geeignet sind, nicht nur Fehlererfassung zu ermöglichen,
sondern außerdem
Fehlerkorrektur ermöglichen
können.
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Das
Bereitstellen der vorgeschlagenen Unterkanal-Struktur kann als ein äußeres Fehlerüberwachungscodier-Schema
bezeichnet werden, da es zusätzliche
Fehlerkorrekturdaten in getrennten Fehlerüberwachungs-Paketen bereitstellt,
die zusammen mit den Datenpaketen multiplexiert werden, um die vorgeschlagene
Unterkanal-Struktur zu bilden. Somit kann die vorgegebene Anzahl
von Fehlerüberwachungs-Paketen,
die an eine vorgegebene Anzahl von Datenpaketen „angehängt" werden, ein Löschschutzschema für die Datenpakete
bereitstellen, wie zum Beispiel in dem europäischen Patent
EP 0 323 606 B1 beschrieben.
Das äußere Fehlerüberwachungscodier-Schema
kann dadurch von dem Vorhandensein und/oder dem Typ des gewählten inneren
Fehlerüberwachungscode-Schema
unabhängig sein.
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Nach
einer anderen beispielhaften Ausführung kann außerdem das
folgende innere Fehlerüberwachungscodier-Schema
verwendet werden. Dieses Schema versieht nicht jedes der Datenpakete mit
einem Fehlerüberwachungscode-Feld 312, 412 (siehe 3 und 4).
Stattdessen können
zum Beispiel Datenblöcke
aus einer vorgegebenen Anzahl von Bytes aus Nutzdaten der Anwendung,
die in einem Unterkanal bereitgestellt werden, z. B. 188 Bytes,
gebildet werden. Die Nutzdaten der Anwendung können – in Abhängigkeit von der gewählten Datenpaketgröße – in herkömmlichen
Datenpaketen gesendet werden, wie zum Beispiel 3 Datenpakete für 188 Bytes.
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Des
Weiteren können
Fehlerüberwachungscode-Bytes
auf Basis der Nutzdatenblöcke
berechnet werden und diese Fehlerüberwachungs-Daten können im
Anschluss an die Datenpakete gesendet werden, die die Nutzdaten
beinhalten. Zum Beispiel kann ein neues Paketformat verwendet werden,
das die berechneten Fehlerüberwachungs-Daten
und ein Synchronisations-Byte zum Erfassen ihrer Position innerhalb
des Datenstroms umfassen kann. Da die Empfangseinrichtung weiß, dass
nach der vorgegebenen Anzahl von Datenpaketen eines oder mehrere der
Pakete, die die Fehlerüberwachungs-Daten
umfassen, in dem Strom folgen, kann sie das Synchronisations-Byte
erfassen und die Fehlerüberwachungscode-Daten
für den
zugehörigen
Anwendungsdatenblock extrahieren, der in den vorhergehenden Datenpaketen
bereitgestellt wird.
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Bei
Verwendung des inneren Fehlerüberwachungscodier-Schemas,
wie bei dieser Ausführung dargelegt,
können
die Prinzipien der vorliegenden Erfindung ebenfalls angewendet werden. Ähnlich wie bei
der oben dargelegten Superframe-Struktur kann dies als ein Satz
einer vorgegebenen Anzahl von Datenpaketen (und Paketen, die Fehlerüberwachungsdaten
für die
Anwendungsdatenblöcke
bereitstellen) definiert werden, dem eine vorgegebene Anzahl von Fehlerüberwachungs-Paketen
zum Bereitstellen des äußeren Fehlerüberwachungscodier-Schemas folgt/der
einer vorgegebenen Anzahl von Fehlerüberwachungs-Paketen zum Bereitstellen
des äußeren Fehlerüberwachungscodier-Schemas
folgt. Es kann machbar sein, die Fehlerüberwachungscode-Daten der Fehlerüberwachungscodes
auf Basis wenigstens eines Teils der Datenpakete zu berechnen, d.
h. keinen Schutz der Pakete bereitzustellen, die Fehlerüberwachungs-Daten
für die
Anwendungsdatenblöcke bereitstellen.
Fehlererfassung und Korrektur von Datenpaketen können nach den Prinzipien durchgeführt werden,
die in Bezug auf 14a, 14b oder 15a, 15b dargelegt
wurden.
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Eine
andere Ausführung
der vorliegenden Erfindung betrifft die Implementierung der oben
beschriebenen verschiedenen Ausführungen
unter Verwendung von Hardware und Software. Es wird festgestellt,
dass die verschiedenen vorgenannten Verfahren sowie die verschiedenen
logischen Blöcke, Module,
Schaltungen, die oben beschrieben werden, unter Verwendung von Rechenvorrichtungen,
wie zum Beispiel Allzweck-Prozessoren,
digitale Signalprozessoren (DSP), anwendungsspezifische integrierte
Schaltungen (ASIC), feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA) oder
andere programmierbare logische Vorrichtungen usw., implementiert
oder durchgeführt
werden können.
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Die
verschiedenen Ausführungen
der vorliegenden Erfindung können
außerdem
durch eine Kombination dieser Vorrichtungen durchgeführt oder ausgeführt werden.
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Des
Weiteren können
die verschiedenen Ausführungen
der vorliegenden Erfindung außerdem mit
Hilfe von Software-Modulen, die durch eine Verarbeitungseinrichtung
ausgeführt
werden, oder direkt in Hardware implementiert werden. Außerdem kann eine
Kombination von Software-Modulen und einer Hardware-Implementierung
möglich
sein. Die Software-Module können
auf einer Art computerlesbarer Speichermedien, wie zum Beispiel
RAM, EPROM, EEPROM, Flash-Speicher, Register, Festplatten, CD-ROM,
DVD usw., gespeichert werden.