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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf Systeme, Verfahren und Netzwerkeinheiten
für die Übertragung
und den Empfang von Daten über
eine Kommunikationsverbindung.
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HINTERGRUNDINFORMATION
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In
mobilen Handheld-Endgeräten
verwendete Dienste benötigen
eine relativ geringe Bandbreite. Die geschätzte maximale Bitrate für ein Video-Streaming
unter Verwendung einer weitergehenden Komprimierung, wie MPEG-4,
liegt in der Größenordnung von
einigen Hundert Kilobits pro Sekunde, wobei eine praktische Grenze
aus dem 3G Umfeld kommende 384 kbps sind. Einige andere Dienstarten,
wie das Herunterladen von Dateien, kann allerdings eine deutlich
höhere
Bandbreite erfordern. Deshalb haben wird das Erfordernis nach Flexibilität.
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Der
Rundfunk hat eine fast hundertjährige Tradition
auf dem Gebiet des Radios. Selbst in Bezug auf das TV geht die Geschichte
zurück
in die 1930er Jahre. Der Rundfunk hat in der ganzen Welt erfolgreich
sowohl Unterhaltung als auch Information zu Hörermassen gebracht.
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Der
letzte Schritt im Rundfunk ist die Digitalisierung sowohl des Radios
als auch des TV. Das digitale Radio hat auf dem Markt keine große Akzeptanz
erreicht. Jedoch hoffen viele, dass das digitale Fernsehen dem Verbraucher
neue Vorteile und Dienste bringen wird und somit neue Einnahmeströme für die Rundfunkindustrie
erzeugt. Das Grundkonzept des TV-Dienstes selbst hat sich jedoch
nicht viel verändert.
Stattdessen lebt das Fernsehen weiter wie bisher, selbst dann, wenn
es digital geworden ist.
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Die
Daten werden zum Beispiel unter Verwendung eines Multiprotokoll-Enkapsulators
in Überstimmung
mit Abschnitt 7 des Europäischen
Standards EN 301 192 „Digital
Video Broadcasting (DVB); DVB specification for data broadcasting" formatiert. Gekapselte
Daten werden durch den Multiprotokoll-Enkapsulator zu einem digitalen Radiosender gesandt,
um an den digitalen Radioempfänger
ein Signal zu übertragen.
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Es
sei angemerkt, dass weitere Information im Hinblick auf DVB zum
Beispiel im folgenden ETSI (European Telecommunications Standards
Institute)-Dokument zu finden ist, von denen jede hier durch Bezugnahme
mit aufgenommen ist:
ETSI EN 300 468 „Digital Video Broadcasting
(DVB); Specification for Service Information (SI) in DVB Systemen"
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Die
aktuellsten Rundfunkgeräte
brachten einen Bedarf nach Berücksichtigung
des Stromverbrauchs im Empfänger
mit sich, und es wurden einige Anstrengungen zum Verringern des
Stromverbrauchs im Empfänger
vorgenommen. Dies hat jedoch hinsichtlich einer Sache neue Herausforderungen
für die
Stromeinsparung bei Übertragung/Empfang
im Rundfunk erzeugt: der Luftschnittstelle. Wegen des Bedürfnisses
nach einer Stromeinsparung, was besonders relevant ist für das mobile
Umfeld, stellt die Luftschnittstelle eine größere Herausforderung dar als
im traditionellen Rundfunk.
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Eine
Lösung
war, Datenfehlerkorrekturen dem Empfang hinzuzufügen. Jedoch die bloße Korrektur
von Daten reicht nicht aus, da sie zu viel Verantwortlichkeit hinsichtlich
der bloßen
Korrektur belässt,
des Erfolgs des Datenkorrekturverfahrens und der Leistungsfähigkeit
der Empfängereinrichtung
belässt.
Zum Beispiel kann ein einziger Bitfehler eine Menge Daten aus dem
Empfang ausscheiden lassen, was zu viel Korrekturarbeit für das Datenkorrekturverfahren
der Empfängereinrichtung
belässt.
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Die
Veröffentlichung
WO 01/86905 offenbart eine
solche grundlegende Rundfunk-Paketstruktur, in welcher die aufeinanderfolgenden
Datenpakete neben dem üblichen
Datenkopf, eine sequentielle Liste von Bereichen, die eine Beschreibung
der Daten enthält,
und einen Bereich, der einen Teil der Daten enthält, umfassen.
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Im
Hinblick auf verschiedene, dem Rundfunk anhaftende Beschränkungen,
wäre es
wünschenswert,
diese und weitere Probleme, die mit Systemen des Standes der Technik
verbunden sind, zu vermeiden oder zu verringern. So gibt es einen
Bedarf, sein Augenmerk auf die Fehlerkorrektur zum Charakterisieren
von Teilen der mobilen digitalen Breitbandübertragung zu richten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
wurden nun ein Verfahren und eine Anordnung für einen Datenkopf-Schutzmechanismus für die mobile
digitale Breitbandübertragung
erfunden.
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In Übereinstimmung
mit einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren für die Datenübertragung
bereitgestellt, umfassend:
Anordnen eines Datensegments in
einer zweidimensionalen Datenstruktur mit ersten gerichteten Einteilungen
und zweiten gerichteten Einteilungen, wobei die ersten gerichteten
Einteilungen rechtwinklig zu den zweiten gerichteten Einteilungen
sind, und wobei die Anordnung sich auf die ersten gerichteten Einteilungen
bezieht
Hinzufügen
einer Datenstruktur-Anordnungsangabe zu wenigstens einem Teil eines
Datenkopfes des Datensegments;
Bereitstellen einer Datenschutz-Kodierung
für wenigstens
einen Teil des Datenkopfes des Datensegments;
Hinzufügen der
Datenschutz-Kodierung zu dem Datensegment; und
Übertragen
des Datensegments.
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In Übereinstimmung
mit einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren für den Datenempfang
bereitgestellt, umfassend;
Empfangen eines oder mehrerer Datensegmente;
Identifizieren
eines Datenkopfes in jedem der ein oder mehreren empfangenen Datensegmente;
Identifizieren
einer Datenschutz-Kodierung in jedem Datenkopf der Datensegmente;
Überprüfen jedes
Datenkopfes auf Fehler basierend auf der Datenschutz-Kodierung;
und wobei der Datenkopf frei von Fehlern ist;
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Anordnung
des mit dem fehlerfreien Datenkopf verknüpften, empfangenen Datensegments
in einer zweidimensionalen Datenstruktur mit ersten gerichteten
Einteilungen und zweiten gerichteten Einteilungen, wobei die ersten
gerichteten Einteilungen rechtwinklig zu den zweiten gerichteten
Einteilungen sind und wobei die Anordnung in Übereinstimmung mit den empfangenen
Datenstruktur-Anordnungsangaben im empfangenen Datenkopf erfolgt.
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In Übereinstimmung
mit noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein System nach
Anspruch 14 bereitgestellt.
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In Übereinstimmung
mit noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Empfänger bereitgestellt,
mit:
Mittel zum Empfangen ein der mehrerer Datensegmente;
Mittel
zum Identifizieren wenigstens eines Datenkopfes in wenigstens einem
der ein oder mehreren empfangenen Datensegmente;
Mittel zum
Identifizieren einer Datenschutz-Kodierung in wenigstens einem Datenkopf
der Datensegmente;
Mittel zum Überprüfen wenigstens eines Teils
wenigstens des Datenkopfes auf Fehler, die auf der Datenschutz-Kodierung basieren;
und
wobei der Datenkopf frei von Fehlern ist;
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Mitteln
zum Anordnen des mit dem fehlerfreien Datenkopf verknüpften, empfangenen
Datensegments in einer zweidimensionalen Datenstruktur mit ersten
gerichteten Einteilungen und zweiten gerichteten Einteilungen, wobei
die ersten gerichteten Einteilungen rechtwinklig zu den zweiten
gerichteten Einteilungen sind und wobei die Anordnung in Übereinstimmung
mit empfangenen Datenstruktur-Anordnungsangaben
in dem empfangenen Datenkopf erfolgt.
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In Übereinstimmung
mit einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Sender nach Anspruch
16 bereitgestellt.
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In
einigen Ausführungsformen
werden ein Verfahren und ein System zur Übertragung/Empfang, ein Überknoten
und ein Empfangsknoten für
eine digitale Breitbandübertragung
mit wenigstens einem in einem Zeitmultiplexverfahren übertragenen
Datensegment bereitgestellt. Eine Datenschutz-Kodierung wird für einen
Datenkopf eines Pakets der digitalen Breitbandübertragung zusammen mit einer
höherwertigen
Datenschutz-Kodierung mehrerer Pakete bereitgestellt.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden für
die digitale Breitbandübertragung
basierend auf Schüben
von Datensegmenten oder Paketen für das mobile Umfeld verwendet
werden.
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Der
Datenkopf kann in vorteilhafter Weise separat geschützt werden,
so dass der Datenkopf unabhängig
von anderen Teilen der digitalen Breitbandübertragung identifiziert, analysiert und
auf Datenfehler verifiziert werden kann. Die Ressourcen im Hinblick
auf die höherwertige
Kodierung für
größere Datenverbünde als
solche, wie sie durch den Datenkopf definiert sind, werden eingespart.
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Für ein besseres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird Bezug genommen auf die folgende
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, und ihr Schutzbereich
wird in den angehängten
Ansprüchen
bestimmt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird nun nur beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in welchen:
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1 ein
Beispiel einer Anordnung mit Zeitschachtelung und Highlevel FEC-System,
in welchem Grundzüge
von Ausführungsformen
der Erfindung angewendet werden können, zeigt,
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2 ein
weiteres Beispiel der Anordnung mit einer CRC-32 Datenfehlerkorrektur, in welcher Grundzüge der Ausführungsformen
der Erfindung angewendet werden können, zeigt,
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3 eine
Anordnung mit einem Datenkopfschutz mit einer weiteren CRC in Übereinstimmung mit
Ausführungsformen
der Erfindung zeigt,
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4 zeigt,
wie ein Fehlerdetektion/Korrektur-Kode am Ende des MPE-Abschnittskopf
in Übereinstimmung
mit weiteren Ausführungsformen
der Erfindung hinzugeführt
wird,
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5 ein
Diagramm beispielhafter Schritte zeigt, die bei der Datenübertragung
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung umfasst sind,
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6 ein
Diagramm beispielhafter Schritte zeigt, die beim Datenempfang gemäß der Ausführungsform
der Erfindung umfasst sind,
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7 eine
allgemeine Architektur des Systems zeigt, in welcher Grundzüge von Ausführungsformen
der Erfindung angewendet werden können,
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8 ein
funktionales Blockdiagramm eines Beispielknotens in Ausführungsformen
der Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das
Digital Video Broadcasting (DVB) bietet einen Breitband-Übertragungskanal mit hoher
Bandbreite, in welchen typischerweise Broadcast, Multicast oder
alternativ Unicast gesendet wird. Der Übertragungskanal mit hoher
Bandbreite kann einem Benutzer eines solchen Systems verschiedene
Dienste anbieten. Richtige Daten, die zum korrekten Empfang korrigiert
wurden, sind wichtig zum Erhalt der verschiedenen Dienste. Das DVB
bietet verwendbare Grundzüge,
und vorzugsweise wird ein Terrestrial Digital Video Broadcasting
(DVB-T) in der verkörperten
Erfindung angewendet. Alternativ wird DVB für das mobile Umfeld in dieser
Beschreibung als DVB-X bezeichnet. So kann sich die Übertragung,
wie hier verwendet, auf ein Broadcast, Multicast oder Unicast beziehen
und Daten können
aus dem IP-Protokoll kodierte Daten umfassen, sind aber nicht darauf
beschränkt.
Vorzugsweise sind die IP-Dienstdaten, die über DVB-T empfangen werden,
auf den Empfang gerichtet.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung liefern ein Verfahren, ein System, einen Sender und
einen Empfänger,
die einen Datenkopf-Schutzmechanismus für das DVB MPE (Multiprotokoll
Encapsulation)-Abschnittsprotokoll bilden, welches im DVB-T Mobilempfang
verwendet werden kann. Der MPE-Abschnitt
bezieht sich in diesem Fall auf einen Vorschlag, die MAC (Media
Access Controll)-Bytes 1 bis 5 des MPE-Abschnitts dazu zu verwenden, Echtzeitinformation
mit Bezug auf Zeitscheiben-Datenbündel zu übertragen. Durch Verwenden
eines Datenkopf-Schutzmechanismus zusammen mit einer hochwertigen
FEC (Forward Error Correction) ergibt sich ein Weg, die mobilen
digitalen Breitband-Datenempfangsfähigkeiten signifikant zu verbessern.
So liefert der zusammen mit dem hochwertigen FEC im DVB verwendete
Datenkopfschutz eine vorteilhafte Lösung für den mobilen DVB-Burst-Datenempfang. Als
die höherwertige
FEC wird zum Beispiel die Reed-Solomon-Kodierung verwendet.
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Gemäß einigen
bevorzugten Ausführungsformen
können
alle Pakete mit einem nicht korrigierten MPE-Abschnittsdatenkopf
in einen Bereich für höherwertige
Fehlerkorrektur, wie der FEC, gebracht werden. Der Bereich hat adressierbare
Speicherstellen mobiler digitaler Breitbanddaten zur Korrektur eines
höherwertigen
Datenverbundes durch einen FEC-Prozess.
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Am
Empfänger
wird das Paket in einen Puffer gesetzt, wird ein Datenkopf identifiziert
und auf Fehler geprüft,
indem ein Fehlerdetektions/Korrektur-Kode, wie beispielsweise CRC
(Cyclic Redundancy Check), für
die empfangenen Datenkopfdaten. Falls der Fehlerdetektions/Korrektur-Kode
(zum Beispiel CRC) einen im Wesentlichen korrekten Wert angibt oder
OK ist, wird die Adresse extrahiert und wird das Paket einschließlich des
Datenkopfes in den Bereich gesetzt.
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In
vorteilhafter Weise ist das Erfordernis einer Pufferung sehr klein,
da nur die Datenkopfdaten vor dem Laden der Daten in den Bereich
gepuffert werden müssen.
Der Datenkopf kann zum Beispiel nur 12 Bytes betragen.
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Vorzugsweise
wird durch den Schutz von zum Beispiel 12 Bytes im MPE-Abschnittsdatenkopf mit
dem Fehlerdetektions/Korrektur-Kode (zum Beispiel CRC) die Gesamtleistung
der höherwertigen FEC
verbessert. Ein Grund dafür
kann sein, dass fehlerhafte Pakete in eine korrekte Position innerhalb
eines FEC-Frames angeordnet werden können. Darüber hinaus kann die Verwendung
von Speicher auf dem Empfänger
reduziert werden. Ein Grund dafür kann
sein, dass es kein Erfordernis gibt, das gesamte Paket (zum Beispiel
maximal 4 kB) zu Puffern, bevor das gesamte Paket in dem FEC-Frame angeordnet wird.
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Einige
Ausführungsformen
der Erfindung verwenden ein Zeitscheiben-Datenübertragungsprinzip im DVB.
Das DVB-Übertragungssystem
liefert üblicherweise
eine Bandbreite von 10 Mbps oder sogar mehr. Dies schafft eine Möglichkeit,
den mittleren Stromverbrauch eines DVB-Empfängers signifikant zu reduzieren,
indem ein Schema eingesetzt wird, das auf einem Zeit-Multiplex-Verfahren
(TDM) basiert. Das eingesetzte Schema wird Zeitscheibenverfahren
genannt. Die Idee des Zeitscheibenverfahrens besteht darin, Daten
in Datenbündel
unter Verwendung einer signifikant höheren Bandbreite zu senden,
im Vergleich zu der Bandbreite, die benötigt wird, wenn die Daten unter
Verwendung einer statischen Bandbreite übertragen würden. Innerhalb eines Datenbündels wird
die Zeit bis zum Beginn des nächsten
Datenbündels
(delta-t) angegeben. Zwischen den Datenbündeln werden Daten des Dienstes
nicht übertragen,
wodurch anderen Diensten ermöglicht
wird, die ansonsten dem Dienst zugewiesene Bandbreite zu nutzen.
Dies ermöglicht
einem Empfänger,
nur einen Bruchteil der Zeit aktiv zu bleiben, während er Datenbündel eines
angefragten Dienstes empfängt.
In dem Falle, indem eine konstant niedrige Bitrate durch das mobile
Handheld-Endgerät
benötigt
wird, kann die durch Puffern der empfangenen Datenbündel ermöglicht werden.
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So
werden Daten in einem Datenbündel,
typischerweise einem kurzen, unter Verwendung der großen Bandbreite
des DVB übertragen.
Einige Ähnlichkeiten
zum Zeitteilungsprinzip gibt es. Der Empfänger kann zwischen dem Datenbündel ausgeschaltet
werden, um Strom zu sparen. Die Daten in den Datenbündeln werden
in einen Puffer heruntergeladen und später für die Verwendung genutzt. Die
Datenbündel
können
in Intervallen wiederholt werden, in welchen die Zeit für die nächsten Datenbündel somit zum
Beispiel durch den delta-t-Faktor angekündigt wird. Die hochwertige
FEC befindet sich in dem System, um eine bessere fehlerfreie Paketdurchführung des
digitalen Breitbandsystems zu garantieren. In vorteilhafter Weise
können
durch Verwenden des Datenkopf-Schutzmechanismus derart, dass alle
Pakete mit im Wesentlichen korrektem Datenkopf in dem Bereich zusammen
mit der höherwertigen
Fehlerkorrektur-Kodierung für
den Bereich positioniert sein können,
jedes möglicherweise
fehlerhafte Paket in den Bereich in die Korrekturposition gebracht
werden. Deshalb kann die Leistungsfähigkeit der höherwertigen
Fehlerkorrektur und auch die Leistungsfähigkeit von Empfang/Übertragung
des gesamten mobilen DVB.
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Nun
zur Struktur der mobilen digitalen Breitband-Datenübertragung in einigen Ausführungsformen
der Erfindung kommend, wird der MPE-Abschnitt durch den CRC-32-Kode
geschützt.
Das MPE-Abschnittspaket kann bis zu 4 kB lang sein. Das MPE-Abschnittspaket
umfasst einen MPE-Abschnittskopf
und eine MPE-Abschnittsnutzlast. Der MPE-Abschnittsdatenkopf enthält 12 Bytes.
In der Annahme eines einzigen Byte-Fehlers im 4 kB MPE-Abschnittspaket
beträgt
die Wahrscheinlichkeit nur 0,3% (12/4096), dass dieser Fehler im
Paket-Datenkopf liegt. Umgekehrt beträgt die Wahrscheinlichkeit,
einen einzigen Bytefehler innerhalb des MPE-Abschnitts-Nutzbereichs
zu haben, bei 99,7%. Deshalb ist es sehr vorteilhaft, sich beim
Empfang der Fehlerkorrektur auf den Datenkopf zu richten. Der zusätzliche
Vorteil besteht auch darin, dass basierend auf der Datenkopfidentifikation
die Adresse/Ortslage in dem Bereich erhalten werden kann. Deshalb
können
korrekte Datenkopfdaten und der Nutzbereich leicht in dem Bereich
angeordnet werden. Keine großvolumigen
Datenabschnitte verbleiben in dem Bereich, da die Adresse des Datenkopfes die
Ortslage in dem Bereich angibt. Dies ist günstig, weil dies die Arbeit
des FEC-Prozesses entlastet.
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Einige
Ausführungsformen
der Erfindung sehen den Bereich vor. Ein zweidimensionaler Bereich der
adressierbaren Speicherstellen wird durch einen Übertragungsknoten erzeugt und/oder
zugänglich. Pakete
entsprechend der durch den Knoten zu übertragenen Daten, typischerweise
in einem speziellen Datenbündel,
können
spaltenweise in den zweidimensionalen Bereich geladen werden. Solche
Pakete können
zum Beispiel IP-Pakete
sein. Demgemäß belegen
die Inhalte eines geladenen Paketes ein oder mehrere adressierbare
Speicherstellen ein oder mehrerer Spalten. Die hochwertige FEC kann
mit Bezug auf jede Zeile des zweidimensionalen Bereichs rechnerisch
durchgeführt
werden. Demgemäß kann der
Empfangsknoten, nachdem er vielleicht Angaben des Bereichs empfangen
hat, wenn zum Beispiel die mobile digitale Breitbandübertragung
empfangen wurde, den zweidimensionalen Bereich entsprechend dem
durch den Übertragungsknoten
erzeugten und/oder zugänglich
gemachten Bereich erzeugen und/oder zugänglich machen.
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In
den folgenden Beispielen wird das Laden, Adressieren und Bemessen
der zweidimensionalen Bereiche in einigen weiteren Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben.
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Der
zweidimensionale Bereich der oben genannten Art könnte in Übereinstimmung
mit verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in einer Anzahl von Wegen geladen werden. Zum
Beispiel könnte
Ausführungsformen,
in welchem das Laden spaltenweise erfolgen muss, die Implementierung
derart sein, dass nur ein Paket (zum Beispiel ein IP-Paket) pro
Spalte geladen wird.
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Für solche
Ausführungsformen
könnte
die Bereichszeilen- und/oder
-Spaltengröße derart
gewählt
werden, dass eine Spalte in der Lage wäre, ein maximal bemessenes
Paket zu halten. In dem Falle, in welchem ein in einer Spalte geladenes
Paket oder dergleichen kleiner als die maximale Größe wäre, könnte der
Restbereich der Spalte mit „Stopfdaten” gefüllt werden.
Als ein spezifisches Beispiel könnte der
verbleibende Bereich mit Nullen gefüllt werden.
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Das
beispielhafte Paket kann maximal bemessen sein, so dass keine Stopfdaten
zu der Spalte hinzugefügt
werden, in welcher dieses sitzt. Andererseits kann das Paket kleiner
als die maximale Größe sein,
und demgemäß werden
Stopfdaten zu dieser Spalte derart hinzugefügt, dass die Kombination des Pakets
und der Stopfdaten die gesamte Spalte belegt. Es ist also möglich, dass
ein oder mehrere Gesamtspalten nur Stopfdaten enthalten. Solche
Spalten können
vor, zwischen oder nach den Daten enthaltenden Spalten angeordnet
werden oder eine Kombination dieser kann verwendet werden.
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Als
weiteres Beispiel des Ladevorgangs in verschiedenen Ausführungsformen,
in welchem das Laden spaltenweise erfolgen muss, könnte eine
Implementierung derart sein, dass in dem Falle, in welchem ein Paket
die Spalte, in welche es geladen wurde, nicht vollständig belegt,
das Laden der Spalte mit dem nächsten
in den Bereich zu ladenden Paket fortgesetzt werden könnte. Ferner
könnten
in dem Falle, in welchem ein in eine Spalte zu ladendes Paket nicht vollständig in
die Spalte passt, solche Teile, welche nicht passen, in ein oder
mehreren zusätzlichen Spalten
angeordnet werden.
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Eine
solche Funktionalität
könnte
zum Beispiel in der Weise implementiert werden, dass dort, wo ein
spezielles Paket nicht vollständig
in einer Spalte sitzt, die Spalte mit Inhalten des Pakets gefüllt sein
könnte,
bis zu dem zuletzt adressierbaren Element der Spalte (zum Beispiel
dem Element der Spalte mit der höchsten
zeilenweisen Adresse), und der Rest des Pakets könnte in der folgenden Spalte angeordnet
werden, startend mit dem ersten adressierbaren Element dieser Spalte
(zum Beispiel dem Element der Spalte mit der niedrigsten zeilenweise Adresse).
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Zu 1 kommend,
kann die mobile digitale Breitbandübertragung, wie DVB-X-System
mit Zeitscheibenbildung (Time Slicing) und hochwertiger FEC als
beispielhafte Bezugnahme angesehen werden. Das System gemäß eines
Bereichs (100) aus 1 würden einen
2 Mbit FEC-Frame auf Empfängerseite
bearbeiten müssen.
In 1 füllt
ein beispielhaftes Paket 103 eine Spalte 101,
in welche dieses geladen wurde, nicht vollständig, der Rest der Spalte 101 ist
entsprechend mit Teilen des Pakets 104 gefüllt. Da
jedoch das Paket 104 nicht vollständig in den Teil der Spalte 101 passt,
ist der Rest dieses Pakets in Spalte 102 angeordnet. Ein
Frame-Adresswert in dem Paketdatenkopf kann eine Startstelle für jeden
Daten (MPE)-Paket/Abschnitt (105) in diesem 2 Mbit FEC-Frame
definieren. Diese Startstelle (Adresse) kann in die Bytes des eacd-Daten (MPE)-Abschnittskopfes
(MAC) übertragen
werden.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung werden nur MPE-Paketnutzdaten
in den Bereich entsprechend der Adresse in dem MPE-Paketdatenkopf angeordnet
und werden die Paketdatenköpfe
ausgesetzt. Dies bedeutet, dass der FEC-Bereich IP-Datenpakete und Fehlerdetektion/Korrektur-Datenbytes umfasst.
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Auf
dem Empfängerknoten
kann die Korrektheit jedes empfangenen MPE-Abschnitts (105)
analysiert werden, bevor der Empfängerknoten dieses Paket in
diesen 2 Mbit Frame für
eine FEC-Berechnung setzen kann. Der Grund dafür kann sein, dass ein gewisser
Grad an Zuverlässigkeit
vorliegenden sollte, dass die empfangene Paket-Startadressinformation
korrekt empfangen wurde. In einem Fall, in welchem ein Paket in
dem 2 Mbit FEC-Frame in eine falsche Position gesetzt wird, würde dies
bedeuten, dass der gesamte Frame fehlerhaft wäre und anschließend diese
Daten nicht mehr nützlich
für eine Anwendung
sind.
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Nun
zu 2 kommend, sollte durch Verwenden eines auf DVB
CRC-32 basierenden Ansatzes jedes Abschnittspaket (105)
(zum Beispiel maximal 4 kB) vor dem Anordnen des Abschnittspakets (105)
im FEC-Frame gepuffert werden. In einem Fall, in welchem ein einzelner
Bitfehler in den Abschnittsnutzdaten vorliegt, sollte das Paket
noch weggenommen werden, weil es eine Gefahr gibt, dass die Paketstartadresse
fehlerhaft ist. Dies kann bedeuten, dass der Ort für dieses
Paket leer bleibt und die FEC (1024 FEC-Zeilen) in der Lage sein
muss, das gesamte Paket zu korrigieren. Dies bedeutet, dass eine Menge
der Leistungsfähigkeit
für die
FEC-Arbeit/Korrektur verloren geht, weil sie solche Leerstellen
innerhalb des FEC-Frames reparieren muss. Dies kann so sein, obwohl
nur mit 0,3% Wahrscheinlichkeit dieser Datenkopf fehlerhaft ist.
Es sei angemerkt, dass im FEC-Frame sogar 1024 separate FEC-Algorithmen vorliegen
können.
Wenn mehrere Pakete fehlen, bedeutet dies, dass auch ein einzelner
FEC-Algorithmus (das heißt,
eine Zeile) eine Menge Löcher
aufweist, die fixiert werden müssen.
So wird die FEC-Korrekturfähigkeit
für eine
FEC-Zeile (200) sehr leicht überstiegen. Das MPE-Abschnittspaket (105) kann,
wenn 1 Byte fehlerhaft ist, nicht in dem Frame angeordnet werden,
da man mit CRC-32 möglicherweise
nicht sicher sein kann, ob der Fehler in der Paketstartadresse liegt.
So bleibt der Ort für
dieses Paket leer. Der schwarze Block in dem Bereich 100 repräsentiert
Daten, die durch FEC korrigiert werden müssen.
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Zu 3 kommend,
kann man vorzugsweise in einigen Ausführungsformen zum Schutz des MPE-Abschnitts-Datenkopfes
mit einem zusätzlichen CRC-Kode
die Korrektheit des Datenkopfes separat analysieren und verifizieren,
und das Paket 105 eine korrekte Stelle in dem FEC-Frame
setzen. Dies kann stattfinden, auch wenn das Paket 105 einige
Fehler auf den Nutzdaten hat. In vorteilhafter Weise ist die FEC-Korrekturfähigkeit
viel größer, wenn
nicht alle Nutzdatenbytes des MPE-Abschnitts 105 fehlerhaft sind.
Zudem werden verirrte Bytes mehr oder weniger zufällig in
unterschiedliche Zeilen (das heißt, die FEC-Zeilen 200)
gesplittet, was bedeutet, dass bereits das Korrekturvermögen eines
einzelnen FEC-Algorithmus nur sehr schwer zu überschreiten ist. Dies kann
in 3 gezeigt werden, da nur ein durch FEC zu korrigierender
Datenblock mit der FEC-Zeile 200 zusammenfällt. So
kann das MPE-Abschnittspaket 105, in welchem zum Beispiel
N-Nutzdatenbytes Fehler enthalten, noch in dem FEC-Frame angeordnet
werden, wenn der Datenkopf mit dem zusätzlichen CRC-Kode als korrekt
verifiziert wird. In vorteilhafter Weise wird die FEC-Korrekturfähigkeit für die eine
FEC-Zeile 105 viel besser erhalten, und ist die gesamte
FEC-Frameleistung deshalb besser. Der dunkle Block in dem Bereich 100 repräsentiert durch
FEC zu korrigierende Daten, welche in vorteilhafter Weise bemerkenswert
klein ist.
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4 zeigt,
wie der Fehlerdetektions/Korrektur-Kode (zum Beispiel CRC) dem Ende
des MPE-Abschnitts-Datenkopfes in Übereinstimmung mit weiteren
Ausführungsformen
der Erfindung hinzugefügt
wird. In 4 ist ein Beispiel eines MPE-Abschnittspakets 400 gezeigt,
dass dem MPE-Abschnitts-Datenkopf
und die MPE-Abschnittsnutzdaten enthält. Der dunkle Block lässt in vorteilhafter
Weise etwas Raum für
die Standardisierung und für
Systeme, die in Abhängigkeit
von dem eingesetzten DVB verwendet werden. In dem Beispiel aus 4 wird
der CRC-Kode dem Ende des MPE-Abschnitts-Datenkopfes hinzugefügt.
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Einige
noch weitere Ausführungsformen
von 4 können
zum Beispiel auf eine CRC-6 basierende Fehlerdetektionskodierung
basieren, welche 6 Bits vom Paket-Datenkopf benötigen. In diesen weiteren Ausführungsformen
könnte
ein Kode-Erzeugerpolynom
die folgende Formel haben: x6+x+1 (Anfangsrestwert
wäre dazu,
alle Paritätsbits
auf Null zu setzen). So ergibt sich der CRC-6-Kode (402)
der über
den gesamten MPE-Abschnitts-Datenkopf (12 Byte) berechnet wird,
wenn das Erzeugerpolynom auf der Gleichung basiert: x6+x+1,
und ein anfänglicher
Restwert: alles Nullen. Ferner kann eine Ausführungsform der Erfindung ein
CRC-8-Kode verwendet werden. In diesem Fall wäre das Kode-Erzeugungspolynom
zum Beispiel x8+x2+1
(wobei der Anfangsrest alle Nullen vorgibt). In diesem Fall werden
8 Bits vom Datenkopf benötigt.
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5 zeigt
ein Diagramm beispielhafter Schritte, die in die Datenübertragung
gemäß Ausführungsform
der Erfindung einbezogen sind. Im Schritt
500 werden Einkapseloperationen
bearbeitet. MPE könnte
in einigen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wie auch oben erwähnt, könnte eine
solche MPE zum Beispiel eine DSM-CC MPE sein. Information hinsichtlich
einer MPE kann zum Beispiel gefunden werden im ETSI-Dokument
TR 101 202 , das hier durch
Bezugnahme mit aufgenommen ist. Der Übertragungsknoten könnte in
MPE DSM-CC-Abschnittspakete (zum Beispiel IP-Pakete) ursprünglich geladene
Pakete (zum Beispiel IP-Pakete) setzen. Als Nächstes könnten DSM-CC-Abschnitte zum
Beispiel in MPEG-2 TS-Pakete gesetzt werden. In den Ausführungsformen könnte wein
erster PID-Wert mit TS-Pakete tragenden Daten verknüpft werden,
die den vielleicht modifizierten, ursprünglich geladenen Paketen entsprechen.
Im Schritt
501 führt
die Ladeeinrichtung des Übertragungsknotens
den Ladevorgang des Pakets und den Ladevorgang des Bereichs durch.
Die Paket-Startadresse
wird von der Ladeeinrichtung zur Datenkopferzeugung geführt. Auch
ein Fehlerdetektions/Korrektur-Kode (zum Beispiel CRC) wird dem MPE-Anschnitts-Datenkopf
hinzugefügt.
Der Bereich wird so erzeugt, dass der Fehlerdetektions/Korrektur-Kode
(CRC) auf der Datenkopfkorrektur im Schritt
502 basiert.
Die TS-Pakete können
als Nächstes über eine
Verbindung, wie zum Beispiel eine DVB-Verbindung in Schritt
504 übertragen
werden. Die detaillierten Operationen können auf solchen basieren,
auf denen in den Beispielen der
1 bis
4 mit
Bezug auf den Übertragungsknoten
Bezug genommen wurde. Der Übertragungsknoten,
wie auch ein Datenkopfende, können
die Schritte und Operationen des Beispiels aus
5 durchführen.
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6 zeigt
ein Diagramm beispielhafter Schritte, die in den Datenempfang gemäß Ausführungsform
der Erfindung einbezogen sind. Der Empfangsknoten kann die in 6 bezeichneten
Schritte durchführen.
Das Datenpaket, einschließlich
des Datenkopfes und der Nutzlast, wird im Schritt 600 empfangen.
Der Datenkopf beinhaltet die Adresse des Pakets in dem Bereich und
auch den Fehlerkorrekturkode, wie zum Beispiel den CRC-6-Kode oder
einen anderen Fehlerprüfkode.
Im Schritt 601 wird eine Extraktion für den Paketempfang durchgeführt. Zum Beispiel
wird der Datenkopf und die Nutzlast von dem Datenfluss des empfangenen
Datenbündels
der mobilen digitalen Breitbandübertragung
extrahiert. Im Schritt 603 wird geprüft, ob der Fehlerdetektions/Korrektur-Kode
(zum Beispiel CRC) des Datenkopfes OK ist. Vorzugsweise wird der
MPE-Abschnitts-Datenkopf
mit dem Fehlerdetektions/Korrektur-Kode (zum Beispiel CRC-6) auf
Datenfehler geprüft.
Vorzugsweise wird nur der Datenkopf-Datenbereich des gesamten Abschnittspakets
geprüft.
In vorteilhafter Weise kann eine Menge Pufferplatze wegen der begrenzten
Größe des Datenkopfes
gespart werden und behält
der Datenkopf weiterhin seine kritische Funktionalität und Betriebsfähigkeit
des Broadcast-Datenempfangs. Wenn keine wesentlichen Fehler auftreten,
werden die Daten in den Empfängerbereich
im Schritt 604 geladen. Vorzugsweise wird die Adresse zum
Adressieren und Orten der Daten in dem Bereich vom Datenkopf erhalten.
Im Schritt 605 geht der Prozess weiter zum nächsten empfangenen Abschnittspaket.
Dort wird im Schritt 606 geprüft, ob das bearbeitete Abschnittspaket
das letzte ist. Falls nicht, geht der Prozess für das in Frage stehende jeweilige
Abschnittspaket zurück
zum Extraktionsschritt 602. Im Schritt 603 wird,
falls der Fehlerdetektions/Korrektur-Kode (zum Beispiel CRC) einen
Fehler anzeigt oder sich der Datenkopf in anderer Weise als fehlerbehaftet
herausstellt, wird in dem Bereich nichts angeordnet. Vorzugsweise
erfolgt dies sehr selten, da der Datenkopf klein ist, zum Beispiel
12 Byte. Dies sorgt für
weitere Entlastungen bei höherwertiger
Korrekturkodierung, wie der FEC, da keine großen leeren Datenlöcher in
dem Frame zur Korrektur verbleiben. Falls im Schritt 606 das
bearbeitete Paket das letzte ist, endet der Prozess am Schritt 607.
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In
einigen weiteren Ausführungsformen
startet nach Ende der Prozess FEC über den Bereich. Wenn der FEC-Prozess
fertig ist und Daten von dem Bereich weggeführt sind, kann der Prozess auch
damit beginnen, Daten zu empfangen, den Fehlerdetektions/Korrektur-Kode
(zum Beispiel CRC) über den
Datenkopf zu bearbeiten und Pakete in den FEC-Bereich zu setzen.
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In
noch einigen weiteren Ausführungsformen findet
die Einkapselung in dem Empfängerknoten statt.
Nachdem TS-Pakete dieser Art empfangen wurden, könnte der Knoten die DSM-CC-Abschnitte, die durch
diese Pakete ausgeführt
werden, extrahieren. Als Nächstes
könnte
der Knoten aus diesen DSM-CC-Abschnitten
Pakete, die Daten tragen, die dem Datenkopf entsprechen und ursprünglich geladene
Pakete extrahieren.
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Obwohl
die DSM-CC MPE hier für
die Übertragung
und den Empfang besprochen wurden, sei angemerkt, dass andere MPE-Techniken verwendet werden
könnten.
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Einige
Ausführungsformen
der Erfindung wenden das System aus 7 an. Ein
Endnutzer-Endgerät
(EUT) arbeitet vorzugsweise unter der Reichweite eines digitalen
Breitbandnetzwerks (DBN). Das EUT kann in der Lage sein, einen auf IP-basierten
Dienst zu empfangen, den das DBN bereitstellt. Das DBN basiert auf
DVB, vorzugsweise dem DVB-X oder DVB-T für das mobile Umfeld. Die Übertragung
des DBN enthält
den Bereich und das MPE-Abschnittspaket mit dem MPE-Abschnittsdatenkopf.
Die Übertragung
kann auf der Zeitscheibenbildung basieren. Bevor Übertragungsdaten
durch das DBN bearbeitet wird. Einige Bespiele der Bearbeitung sind
oben in den Beispielen der 1 bis 6 beschrieben.
Vorzugsweise ist die DBN-Übertragung
drahtlos oder eine mobile Übertragung
an das EUT basierend auf DVB-X. Auf diese Weise können Daten
drahtlos übertragen
werden. Datenkopfenden (HE), die IP-Enkaplsulatoren enthalten, führen die
MPE durch und setzen IP-Daten in die auf MPEG-TS basierenden Datencontainer.
Das HE führt
auch die Bearbeitung durch, auf die in den 1 bis 6 mit
Bezug auf den Übertragungsknoten
Bezug genommen wird.
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Noch
auf das Beispiel in 7 Bezug nehmend, werden die
so erzeugten DVB-Pakete über
die DVB-Datenverbindung, vorzugsweise eine mobile oder drahtlose
Verbindung, übertragen.
Das EUT empfängt
digital Rundfunkdaten. Das EUT führt
den in den 1 bis 6 in Bezug
auf den Empfängerknoten
bezeichneten Prozess durch.
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Zu
dem Beispiel in 8 kommend, zeigt diese ein funktionales
Blockdiagramm eines Endnutzer-Endgerätes (EUT) oder alternativ als
Empfänger oder
Empfängerknoten
bezeichnet. Das EUT aus 8 kann in einem/allen des/der
obigen Beispiels/Beispiele in Bezug auf den Empfängerknoten verwendet werden.
Das EUT umfasst eine Bearbeitungseinheit CPU, einen Breitband-Empfängerteil oder
alternativ als Multicarrier-Signalempfängerteil bezeichnet, welches
zum Beispiel ein Multicarrier-Breitbandsignal, wie ein DVB-T-Signal, empfangen
kann, und eine Benutzerschnittstelle UI. Der Breitband-Empfängerteil
und die Benutzerschnittstelle UI sind mit der Bearbeitungseinheit
CPU gekoppelt. Die Benutzerschnittstelle UI umfasst ein Display und
eine Tastatur, um einem Benutzer zu ermöglichen, den Empfänger zu
verwenden. Zudem umfasst die Benutzerschnittstelle UI ein Mikrofon
und eine Sprecheinrichtung zum Empfangen und Produzieren von Audiosignalen.
Die Benutzerschnittstelle UI kann auch eine Spracherkennung (nicht
gezeigt) umfassen. Ferner kann in einer Ausführungsform der Erfindung die
UI auch eine grafische Benutzerschnittstelle sein. Die Bearbeitungseinheit
CPU umfasst einen Mikroprozessor (nicht gezeigt), einen Speicher
und möglicherweise
Software SW (nicht gezeigt). Die Software SW kann in dem Speicher
gespeichert sein. Der Mikroprozessor steuert auf der Basis der Software
SW den Betrieb des Empfängers.
Die Operationen sind in den Beispielen der 1 bis 6 beschrieben
und zum Beispiel wird die Hardware (nicht gezeigt) implementiert.
In vorteilhafter Weise kann der Speicher des EUT durch die Verwendung
des kleinen Datenkopfes in dem Datenbündel verringert werden. Auch
mit der Bearbeitungsleistung und der Leistung des Empfängers kann
sparsam umgegangen werden, weil der kleine Datenkopf sehr wenige
Bearbeitungsschritte erfordert und kleiner Datenblock ist.
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Noch
auf 8 Bezug nehmend, können alternativ eine Middleware-
oder Software-Implementierung verwendet werden (nicht gezeigt).
Das EUT kann eine Handheld-Vorrichtung sein, welche der Benutzer
komfortabel tragen kann. In vorteilhafter Weise kann das EUT ein
Mobiltelefon sein, welches den Rundfunkempfänger umfasst, oder ein Multicarrier-Signalempfängerteil
zum Empfangen des DVB-T-Rundfunkübertragungsstream
(dieser ist in 8 durch einen Block in gestrichelter
Linie gezeigt, welcher somit nur eine alternative Option ist). Deshalb
kann das EUT eventuell mit den Dienstprovidern interagieren.
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Einige
bevorzugte Ausführungswege
zum Implementieren des Fehlerdetektions/Korrektur-Kode (zum Beispiel
CRC) in den Datenkopf können
die Hardware berücksichtigen,
zum Beispiel eine Schieberegister-Implementierung. Auch eine Suchtabellen-Implementierung für SW kann
durchgeführt werden.
Die Implementierung des CRC-Kode ist ein richtungsorientierter Prozess.
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In
noch einigen weiteren Ausführungsformen wird
die CRC-32 zur Berechnung jedes MPE-Abschnittspakets angewendet,
es gibt aber kein Erfordernis zur Pufferung weiterer Daten der MPE-Abschnittsnutzlast.
Die Daten können
in den Speicher gesetzt werden, nachdem der MPE-Datenkopf geprüft wurde.
In einem seltenen Fall, wenn alle MPE-Pakete durch CRC-32 korrigiert
werden müssen,
bedeutet dies dann, dass der gesamte 2 Mbit FEC-Frame korrekt ist
und es kein Erfordernis gibt, den FEC-Algorithmus überhaupt durchzuführen.
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Es
sei angemerkt, dass die Größe des FEC-Frame
von 2 Mbit, die Größe des Bereichs
sowie die Größe des 1024
MPE-Abschnittspakets
und des 12 Byte MPE-Datenkopfes nur Beispiele sind, die in der Standardisierungsinstanz
definiert sind. Die numerische Darstellung für diese kann jedoch innerhalb
ihrer jeweiligen beschriebenen Operationen und Funktionen variieren.
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Die
verkörperten
Erfindungen können
Leistung in der Empfängervorrichtung
einsparen, was zum Mobilitätsaspekt
des DVB-Empfängers
beiträgt. Die
Leistungsfähigkeit
der Ausführungsformen
verstärkt
die Vorteile der Erfindung, wie beispielsweise die Wirtschaftlichkeit.
Zum Beispiel bieten DVB-T oder DVB-X einen effektiven und preiswerten
Weg, Daten zu versenden.
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Obwohl
die obige Beschreibung viele spezifische Einzelheiten enthält, werden
diese nur zu dem Zweck bereitgestellt, die Erfindung darzustellen
und sollten nicht als Beschränkungen
des Schutzbereichs der Erfindung herangezogen werden. So wird es
für den
Fachmann des Standes der Technik deutlich, dass verschiedene Modifikationen
und Variationen in dem System, dem Prozess und Datenverbünden der
vorliegenden Erfindung durchgeführt
werden können,
ohne die Kennzeichen der Erfindung zu verlassen.
-
Figurenbeschreibung
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4
-
- Section_Syntax_Indicator = Abschnitt_Syntax_Indikator
- Section_Length = Abschnitt_Länge
- Table_ID=0x3E = Tabelle_ID=0x3E
- Private_Indicator = Privat_Indikator
- Reserved = Reserviert
- Payload_scrambling_Control = Nutzlast_Verschlüsselung_Steuerung
- Addr_Scrambling_Control = Addr_Verschlüsslelung_Steuerung
- Current_Next_Indicator = Laufender_Nächster_Indikator
- Section_Number = Abschnitt_Nummer
- Last_section_Number = Letzter_Abschnitt_Nummer
- CRC-32/Checksum = CRC-32/Prüfsumme
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5
-
- TRANSMITTER 500 = SENDE 500
- DATA 501 = DATEN 501
- LOADER = LADEEINRICHTUNG
- ADDRESS DATA = ADRESSDATEN
- HEADER = DATENKOPF
- ARRAY (FEC FRAME) = BEREICH (FEC FRAME)
- ENCAPSULATOR = ENKAPSULATOR
- DATA PACKEIS = DATENPAKETE
- FEC DATA = FEC DATEN
- TO TRANSMITTING (504) = ZUM SENDEN (504)
-
6
-
- RECEIVER 600 = EMPFÄNGER 600
- DATA PACKET = DATENPAKET
- HEADER = DATENKOPF
- ADDR = ADDR
- CRC = CRC
- PAYLOAD 601 = NUTZLAST 601
- EXTRACT = EXTRAHIERE
- HEADER = DATEKOPF
- ADDR = ADDR
- CRC = CRC
- PAYLOAD = NUTZLAST
- N = NEIN
- Y 604 = JA 604
- LORD PAYLOAD DATA INTO RECEIVER ARRAY ADDR FROM PACKET HEADER 605 =
LADE NUTZLASTDATEN IN DEN EMPFÄNGERBEREICH ADDR
VON PAKETDATENKOPF 605
- GET NEXT PACKET 606 = NIMM NÄCHSTES PAKET 606
- LAST? 607 = LETZTES? 607
- END = ENDE
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8
-
- OUTPUT INTERFACE = AUSGANG SCHNITTSTELLE
- CELLULAR MOBILE TRANSCEIVER = MOBILER SENDER/EMPFÄNGER
- INPUT INTERFACE = EINGANG SCHNITTSTELLE
- BROAD-BAND RECEIVER = BREITBAND EMPFÄNGER
- MEMORY = SPEICHER