JP2003529298A - 後方互換性がある圧縮ドメイン信号用多重データストリーム送信方法及びシステム - Google Patents
後方互換性がある圧縮ドメイン信号用多重データストリーム送信方法及びシステムInfo
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Abstract
Description
は、第1の圧縮されたデジタル信号データストリーム信号に対するシステムの送
信/受信の性能を劣化することなく、第1の圧縮されたデジタルデータストリー
ムに第2の圧縮されたデジタルデータストリームを合成するための改良方法に関
する。
ョン規格(ATSC DTV)は、単一の6MHzチャンネルを使用した、高品
質の音声、映像及び付属データの送信及び受信を提供するシステム設計規格に言
及する。ATSC DTV対応システムは、6MHz地上波(8値VSB)の放
送チャンネルでおよそ19Mbits/sec、及び6MHzケーブルテレビジ
ョン(16値VSB)チャンネルでおよそ38Mbits/secで確実に伝送
できる。
帯域幅のより効率の良い全体使用及び信頼性向上に対する要求が高まる。従って
、ATSCシステムのATSC DTV信号の割り当てられた全体の帯域幅をよ
り効率よく利用する必要性がある。
て、第1の複数のデータビットを含む第1のデジタルデータストリーム信号、及
び第2の複数のデータビットを含む第2のデジタルデータストリーム信号を提供
し;上記第1のデジタルデータストリーム信号に対し閾値を決定し;上記閾値に
基づき、上記第1の複数のビットからビットを特定し;合成デジタルデータスト
リーム信号を生成するため、上記第2の複数からのデータビットを上記第1の複
数の選択データビットに置換することを含み、上記合成デジタルデータストリー
ム信号は、上記第1のデジタルデータストリーム信号を受信するように構成され
た受信機と、上記合成デジタルデータストリーム信号を受信するように構成され
た受信機とによって、受信され復号されるように構成されている。
説明される。しかし、本発明は、他種の圧縮ドメインの信号送信/受信にも同等
に適用できるものと理解されるべきである。
1は、信号デジタルデータストリーム信号90を送受信するのに使用される従来
の対のATSC送信機10と受信機20の基礎構成要素の部分的なブロック図で
ある。送信されるMPEG対応の188バイトパケット入力を含むデータストリ
ーム30は、リードソロモン(R/S)エンコーダー40とインターリーバー6
0と畳み込みコーダー80とを使用した誤り訂正符号化(FEC)を提供するた
め処理される。より詳細には、信号30は、R/Sエンコーダー40に供給され
、各188バイトパケットに対して20パリティバイトを含む信号50が提供さ
れる。信号50は、その後、ビットの1/12インターリーブ特性を有するイン
ターリーブされた信号70を出力するインターリーバー60に供給される。イン
ターリーブされた信号70は、その後、信号70に対し2/3レートのトレリス
符号化を提供する畳み込みコーダー90に供給され、従来的に理解されるような
コード化された信号が発生する。符号化された信号90は、データフレームにフ
ォーマットされ、同期情報が従来的な処理及び要素(図示せず)を使用して付加
される。フォーマットされた信号90は、その後、この実施例では8値VSB地
上放送モードを使用して、受信機による受信のため送信されるが、この処理は、
ATSC DTV標準に関連する業界の通常の知識を有する者によってよく理解
されている。受信したデータ90は、トレリスデコーダー100、デインターリ
ーバー120、及びR/Sデコーダーによって処理され、従来的に理解されるよ
うな復号された信号150が提供される。
タストリームを合成し、その後、合成したデータストリームを変調し送信する。
第2のデータストリームは、ATSCデータストリームよりも低いビットレート
を有する。本発明の好ましい実施例によると、第2のデータストリームは、2.
152Mbps以下にできると共に、ATSCデータストリームに、ATSC
DTVシステムの性能を劣化することなく、2値VSB処理技術を使用して合成
されることができる。更に、第2のデータストリームは、連続的な訓練シーケン
スとして、若しくは、データキャスティングストック情報で通常的に使用される
ような第2の低ビットレートのコンテンツプロバイダとして、使用されることが
できる。
が第1のストリーム(従来的なATSCストリーム)に合成されるとき、第1の
ストリームの誤り率が適切な要求を満足するほど十分に低いままであることが重
要である。ATSCストリームの場合では、適切な要求は、例えば最小可視値(
TOV)である。ATSC信号に対する最小可視値(TOV)は、主観的な可視
測定によって確立されており、R/Sデコーダー140出力で1.93×10− 4 のセグメント誤り率である。従って、本発明による受信機は、第1及び第2の
ストリームの双方を復号できるべきである一方、従来的な受信機は、引き続き、
第2のストリームにより全体のシステム性能が阻害されることなく、第1のスト
リームを復号できる。
と、19.28Mbpsのデータレートを有することになる。更に送信チャンネ
ルが理想的であると想定すると、ある一定時間で、データストリーム1から送信
されるシンボルのうちのある一定のシンボルは、データストリーム2(追加のデ
ータストリーム)からのシンボルによって置換されることができ、これにより合
成されたデータストリームが形成されることがわかっている。
えば、R/Sエンコーダー40による処理前)にデータストリーム2からのビッ
トによって置換される。かかる場合、ATSC信号に対するTOV要求を満足す
るため、R/Sデコーダー140出力及び従ってR/Sデコーダー140入力で
のセグメント誤り率は、およそ1.93×10−4になるように経験的に決定さ
れる。R/Sデコーダー140がセグメントごとに10シンボル誤りを復号でき
ると想定すると、TOVは、RSデコーダー出力での最大のSERと同値となる
。
復号でき、セグメントの長さは、828データシンボルであると想定している。
最大のSERは、0.012である。これは、データストリーム1からの83シ
ンボル内の1が、R/Sエンコーダー40入力でのデータストリーム2からのシ
ンボルによって置換できる一方で、データストリーム1を全てのATSC受信機
に対してTOVより大きく維持すること意味する。従って、データストリーム#
2に対する最大のデータレートは、R2=max SER×19.28Mbps
と定義できる。ここで、19.28Mbpsは、符号化前のペイロードデータレ
ートであり、データストリーム2として0.23Mbps8−VSB信号をもた
らす。これは、データストリーム2が実質的にATSC DTV信号1内の0.
23Mbps8−VSB信号として送信されるという結果を生む。
的に供給される。第1のデータストリーム(ATSCデータストリーム)からの
ビットは、第2のデータストリームからのビットに畳み込み符号化後に置換され
る。かかる場合、ATSCシステムに対するTOV要求を満足するため、トレリ
スデコーダー100の入力(信号90)及びそれ故に畳み込みコーダー80の出
力でのSERは、およそ0.2であることが見出されている。これは、畳み込み
コーダー80の出力での5シンボルごとの1が、エラーであることができること
を意味するが、依然としてTOV要求値を満足している。それゆえ、畳み込みコ
ーダー80(信号90)の出力での5シンボルごとの1が、第2のデータストリ
ームからであることができるが、従来的なATSC受信機は、TOV要求値を満
たすレートで第1のデータストリームを受信し続けることを依然として保証する
。これは、第2のデータストリームが近似的にATSC DTV(32.28M
Hz/5)内の6Mbps8−VSB信号として送信されるという結果を生む。
本発明は、更にこの好ましい実施例に関連して議論される。
TSC受信機20、及び本発明によるATSC受信機20’が図示されている。
送信機10’は、従来のR/Sエンコーダー40と、インターリーバー60と、
データストリーム1(標準ATSCストリーム)に対してFECを提供するため
直列に結合された畳み込みエンコーダー80とを含む。送信機10’は、本発明
の好ましい形式によると、第2のR/Sエンコーダー40’と、第2のインター
リーバー60’と、データストリーム2(ATSCデータストリームに合成され
る追加の第2のデータストリーム2)に対してFECを提供するため直列に結合
された畳み込みエンコーダー80とを含む。それ故に、データストリーム1,2
のそれぞれは、分離して符号化され、インターリーブされ、相互に独立した信号
150,150’を形成する。信号150,150’は、合成データストリーム
を形成するため、コントローラ170に応答するスイッチ160を使用して選択
されたインターバルでデータストリーム1(信号150)からのシンボルをデー
タストリーム2(信号150’)からのシンボルで置換することによって、合成
される。
.76MHzであると想定すると、ストリーム2が2.152MHz(10.7
6/5)のレートで送信されるという結果となる。理想的でないチャンネルに対
する調整のため、データストリーム1からのシンボルがデータストリーム2から
のシンボルにより置換されるレートが変更可能であることは、当然に理解される
べきである。例えば、トレリスデコーダー100の入力での0.15のSERが
チャンネルノイズのような障害に起因する場合、データストリーム1(信号15
0)の20シンボルごとの1シンボルを、データストリーム2(信号150’)
からのシンボルを用いて置換することができ、ストリーム2が0.583MHz
(10.76/20)のレートで送信されるという結果となる。
ず、且つデータストリーム2からの挿入されたシンボルがデータストリーム1の
誤りとして単に特定され訂正されるので、従来的に受信し、復号し、受信したデ
ータ90’をデインターリーブする。受信機20’は、従来的なトレリスデコー
ダー100と、デインターリーバー120と、ATSC DTVデータストリー
ムを表現するデータストリーム1を従来的に復号しデインターリーブするR/S
デコーダー140とを含む。受信機20’は、トレリスデコーダー100’と、
デインターリーバー120’と、好ましい実施例によってデータストリーム2(
ATSC DTVデータストリーム1に合成された第2のデータストリーム)を
復号しデインターリーブするR/Sデコーダー140’とを含む。
0と、従来のATSC DTV手法を使用して同期化されるコントローラ170
,190とを更に含む。スイッチ160は、信号150,150’を受けるため
に動作可能であり、所定のインターバルでデータストリーム2(信号150’)
のシンボルによるデータストリーム1(信号150)のシンボルの選択的な置換
を実行するため選択的に切り替えをする。例えば、データストリーム1(信号1
50)からの5シンボルごとの1がデータストリーム2(信号150’)からの
シンボルによって置換される場合、コントローラ170は、スイッチ160をし
て信号150を4シンボルに対する出力信号として供給させ、その後、1シンボ
ルに対する信号150’を供給するように切り替えをさせ、その後、戻って、更
なる4シンボルに対する信号150を供給させ、以下同様である。類似的に、受
信機20’のスイッチ180は、信号90’を受け、コントローラ190に各々
応答するトレリスデコーダー100,100’に選択的に供給する。再度、議論
された5のうちの1の例を想定するに、受信された最初の4シンボルは、トレリ
スデコーダー100に供給され、5番目のシンボルは、双方のトレリスデコーダ
ー100,100’に供給され、更なる4シンボルがトレリスデコーダー100
に供給され、以下同様である。コントローラ170,190は、本発明の特に好
ましい実施例では、実行されるスイッチ160,180の適切な動作を担保する
ため、通されるシンボルの数を各々に追跡(トラッキング)するためのカウンタ
ーを含む。この切り替え(スイッチング)は、従来的なスイッチ、若しくは本業
界で公知のソフトウェアスイッチングアルゴリズムを使用して実現できる。
ス符号を使用しており、1の入力ビットは、2の出力ビットに符号化され、他の
入力ビットは、予め符号化され、12個の同一のトレリスコーダーが利用されて
いる。図3をここで参照するに、畳み込みコーダー80としての使用に適した従
来の2/3レートの畳み込みエンコーダーのブロック図が図示されている。エン
コーダー80は、2つのビットX1,X2を受信し、3つの出力ビットZ0,Z
1,Z2を供給しており、ここで、遅延Dは、よく理解されているように、12
である。ビットX1,X2がデータストリーム1の部分として提供されると想定
すると、本発明による方法のSERは、データストリーム2からのビットにより
置換されるビットZ1,Z2に敏感であることがわかっている。しかし、データ
ストリーム1からのZ0ビットを2値VSB(及び従って1ビット)データスト
リーム2により置換することは、データストリーム1のSERを低減しないこと
もわかっている。表1は、10.76MHzの8値VSBデータレートを有する
データストリーム1及び2.52MHzの2値VSBシンボルレートを有するデ
ータストリームに対するシミュレーション結果を示しており、データストリーム
1の特定された各5番目のビットは、データストリーム2からのビットにより置
換されている。
れていることを明らかに示している。データストリーム2からのビットをX個の
シンボルごとに挿入することが望ましいことがわかっている。ここで、Xは奇数
であり、12の因数(ファクター)(畳み込みエンコーダーでの遅延が12であ
るので)でない。特定されたATSCの例に対して、議論されているように、X
は5に等しいか5より大きいことが好ましい。これらの対策によって、データス
トリーム2からの挿入されたデータが、12個のトレリスデコーダーに全てにわ
たり分散され、継続される受信機20によるデータストリーム1の従来的な受信
及び復号化を妨害しないことが保証される。
置に2値VSBとして送信されることができる。ストリーム2からのデータは、
データストリーム1のZ0ビット位置に5番目のZ0ビットごとに代入されつつ
、データストリーム1に対するSERがTOVより低く維持される。トレリスデ
コーダー100、デインターリーバー120、及びR/Sデコーダー140は、
従来の受信機20においてこれらの誤りを従来的に補償する。
を、従来的なATSC DTVシステム処理を妨害しないようにデータストリー
ム1のSERをTOVより低く維持すべく、低減させることができることは、当
然に理解されるべきである。データストリーム2(信号150’)は、良好な送
受信状態での例えばデータキャスティングストック情報のような低ビットレート
プロバイダーとして、及びATSC DTVシステムの全体の信頼性を向上する
ため悪い受信状況での連続的な訓練信号として使用されることができる。
たが、好ましい形態の本開示は、例としてのみなされたものであり、構成の細部
に於ける多くの変更、部分の組み合わせ及びアレンジは、請求される発明の精神
及び観点から逸脱することなくなされてよいことを理解されたい。本特許は、開
示された発明に存する特許性のある新規性の如何なる特徴をも、請求項の適切な
表現によってカバーすることを意図したものである。
示すブロック図である。
ましい実施例による送信機のブロックダイアグラムである。
Claims (16)
- 【請求項1】 第1の複数のデータビットを含む第1のデジタルデータスト
リーム信号、及び第2の複数のデータビットを含む第2のデジタルデータストリ
ーム信号を提供し、 上記第1のデジタルデータストリーム信号に対し閾値を決定し、 上記閾値に基づき、上記第1の複数のビットからビットを特定し、 合成デジタルデータストリーム信号を生成するため、上記第2の複数からのデ
ータビットを上記第1の複数の選択データビットに置換することを含む、送信に
適した、圧縮ドメインのデジタル信号を生成する方法において、 上記合成デジタルデータストリーム信号は、上記第1のデジタルデータストリ
ーム信号を受信するように構成された受信機、及び上記合成デジタルデータスト
リーム信号を受信するように構成された受信機によって、受信され復号されるよ
うに適合されている、方法。 - 【請求項2】 上記閾値は、上記第1の複数のデータビットの割合であるこ
とを示す、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 上記第1のデータストリーム信号は、ATSC DTVデー
タストリーム信号である、請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 上記閾値は、上記第1のデータストリーム信号に対する可視
値の閾値である、請求項2記載の方法。 - 【請求項5】 上記第2のデジタルデータストリーム信号は、上記第1のデ
ジタルデータストリーム信号のビットレートより低いビットレートを有する、請
求項4記載の方法。 - 【請求項6】 複数のZ0,Z1,Z2データビットを生成するため、上記
第1の複数のデータビットの対を畳み込み符号化するステップを更に含み、上記
第1のデータビットの上記選択データビットは、上記Z0ビットの選択ビットで
ある、請求項1記載の方法。 - 【請求項7】 第1のデジタルデータストリーム信号及び第2のデジタルデ
ータストリーム信号からのデータビットを含む、圧縮ドメインの合成デジタル信
号を生成するための、上記第1のデジタルデータストリーム信号を受信するよう
に構成された第1の受信機と上記合成デジタル信号を受信するように構成された
第2の受信機とによる送信及び受信に適したデバイスであって、 第1の複数のデジタルデータビットを含む上記第1のデジタルデータストリー
ム信号を受信するように構成された入力、及び出力を含む第1の誤り訂正符号化
デバイスと、 第2の複数のデジタルデータビットを含む上記第2のデジタルデータストリー
ム信号を受信するように構成された入力、及び出力を含む第2の誤り訂正符号化
デバイスと、 上記合成信号を生成するため、上記第1の複数のデータビットの選択データビ
ットを上記第2の複数からデータビットを用いて選択的に置換する置換手段とを
含み、 上記選択データビットを選択的に置換する上記手段は、上記第1及び第2の誤
り訂正符号化デバイスに結合されており、上記第1の複数のデータビットの選択
データビットは、少なくとも与えられた割合の上記第1の複数のデータビットが
上記合成信号に含まれるように、選択される、デバイス。 - 【請求項8】 上記第1の誤り訂正符号化デバイスは、 上記第1の入力及び出力を含む第1のリードソロモンエンコーダーと、 上記第1のリードソロモンエンコーダーの出力に結合される入力及び出力を有
する第1のインターリーバーと、 上記第1のインターリーバーの出力に結合される入力及び上記第1の誤り訂正
符号化デバイス出力を有する第1の畳み込みエンコーダーとを含む、請求項7記
載のデバイス。 - 【請求項9】 上記第2の誤り訂正符号化デバイスは、 上記第2の入力及び出力を含む第2のリードソロモンエンコーダーと、 上記第2のリードソロモンエンコーダーの出力に結合される入力及び出力を有
する第2のインターリーバーと、 上記第2のインターリーバーの出力に結合される入力及び上記第2の誤り訂正
符号化デバイス出力を有する第2の畳み込みエンコーダーとを含む、請求項8記
載のデバイス。 - 【請求項10】 上記置換手段は、上記第1及び第2の畳み込みコーダーに
結合された、請求項9記載のデバイス。 - 【請求項11】 上記置換手段に結合され、上記第1のデータストリーム信
号の上記選択ビットを特定するコントローラを更に含む、請求項10記載のデバ
イス。 - 【請求項12】 上記置換手段は、出力と、上記第1及び第2のデータスト
リームからのビットを上記置換手段の出力に選択的に付加するスイッチとを含む
、請求項11記載のデバイス。 - 【請求項13】 第1の信号の誤りを訂正する第1の誤り訂正デバイスと、 第2の信号の誤りを訂正する第2の誤り訂正デバイスと、 上記第1の信号からのデータビット及び上記第2の信号からのデータビットを
含む合成信号を受信し、上記第1の誤り訂正デバイスに上記第1及び第2の信号
からのビットを付加し、上記第2の誤り訂正デバイスに上記第2の信号からのビ
ットを付加するための手段とを含む、圧縮ドメインのデジタル信号を受信するの
に適した受信機。 - 【請求項14】 上記第1の誤り訂正デバイスは、第1のトレリスデコーダ
ーと、第1のインターリーバーと、第1のリードソロモンデコーダーとを含む、
請求項13記載の受信機。 - 【請求項15】 上記合成信号は、複数の第1種のデータビットと、複数の
第2種のデータビットと、複数の第3種のデータビットとを含み、上記選択デー
タビットは、上記第1種のデータビットの選択データビットである、請求項13
記載の受信機。 - 【請求項16】 第1の信号に対応するデータビットと、第2の信号に対応
するデータビットとを含み、上記第1の信号を受信するように構成された受信機
によって受信されるように適合された合成信号を受信し、 上記第1の信号に対応する上記データビット及び上記第2の信号に対応する上
記データビットを第1の回線に、上記第2の信号に対応する上記データビットを
第2の回線に付加する、合成の、圧縮ドメインのデジタル信号を受信する方法。
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