JP2006345493A - デジタルマルチメディア放送システムにおける放送データ送受信装置及び方法 - Google Patents

デジタルマルチメディア放送システムにおける放送データ送受信装置及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は電力消費を低減し、スムーズかつ継ぎ目のないサービスハンドオーバーを提供することのできるデジタルマルチメディア放送システムの送受信装置及び送受信方法を提供する。
【解決手段】このために、フレーム群ヘッダーが、該当フレーム群のサービス情報と、各信号フレームに対する相対的な伝送開始時点に関する情報とを含むようにフレーム群を構成する。
【選択図】図１７

Description

本発明は、デジタルマルチメディア放送(ＤＭＢ:digital multimedia broadcasting)システムに係り、特に、フレームスライシング(frame slicing)方式を用いるデジタルマルチメディア放送システムに関する。
現在、デジタル放送は地域に応じて様々な技術を基にして標準化されている。例えば、中国で論議されている放送標準としては、ＤＭＢ-Ｔ(Terrestrial)、ＡＤＴＢ-Ｔ(Advanced Digital Television Broadcasting-Terrestrial)及びＤＶＢ-Ｔ(Digital Video Broadcasting-Terrestrial)などがある。
ＤＭＢサービスは、伝送媒体に応じて地上波ＤＭＢ(ＤＭＢ-Ｔ)と衛星ＤＭＢ(ＳＤＭＢ)とに分けられる。ヨーロッパでは地上波ＤＭＢのサービスが主に行われているが、米国では衛星ＤＭＢが優勢である。一方、東アジア地域では、移動ＴＶサービスを含むマルチメディアサービスが世界で初めて提供される予定である。
ＤＭＢ-Ｔ伝送システムは固定端末機や携帯及び移動端末機に向いているが、より携帯型機器に適するように、軽量化及び低電力消耗量を達成する必要がある。
地上波システムと比べると、携帯用システムの主な要求条件は次のようになる。
（１） 電源の節約：移動式携帯用端末機は、無線周波数及び基底帯域処理の際に要求される電力消費量が漸次に減る。しかしながら、移動式携帯用端末機で付加受信機の平均電力消費量はこれより遥かに少ないべきである。これは、小型化環境ではバッテリの容量が限定され、熱分散も難しいためである。将来の移動式携帯用端末機に新たな技術が導入されると、要求される電力消費量の９０%まで減少させうる。
（２） スムーズかつ継ぎ目のないサービスハンドオーバー(smooth and seamless service handover)：ＤＭＢ-Ｔ多重周波数網(ＭＦＮ：Multi Frequency Network)における移動受信のために、現在の周波数の受信品質が極めて悪いときは、他の周波数にハンドオーバーする必要がある。ＤＭＢ-Ｔは継ぎ目のないハンドオーバー機能を支援しないため、周波数を変換すると、サービス中断現象(interruption)が発生する。さらに、受信機は他の可能な周波数をスキャンして最上の、あるいは十分な受信品質を提供する周波数を選定する。このために、受信機が別途のＲＦ(Radio Frequency)部を備えなければ、周波数をスキャンする度ごとに中断現象が発生する。しかしながら、別途のＲＦ部を備えると、受信機のコストが高くなる。したがって、別途のＲＦ部を備えず、継ぎ目のないハンドオーバーを行い、代替周波数をスキャンする必要がある。
（３） 移動単一アンテナ受信のための無線周波数性能(ＲＦ performance)：無線信号の受信のために要求される搬送波対ノイズ比率(Ｃ/Ｎ:Carrier-to-noise ratio)は、ネットワークのコストに相当な影響を与える。特に、Ｃ/Ｎ比率は、高い受信速度で優れたサービス品質(ＱｏＳ:quality of service)のサービスを受信できるどうかを判定する大事な要素である。
ヨーロッパは既に携帯用端末機のための放送標準としてＤＶＢ-Ｈ(Handheld)を開発したが、ＡＤＴＢ-Ｔに基づく携帯用端末機については提案したことがない。ＤＭＢ-ＨはＤＭＢ-Ｔの技術に基づいて標準化が行われつつある。
ＤＭＢ-Ｈでは、受信端末機の平均電力消費量を低減し、スムーズかつ継ぎ目のない周波数ハンドオーバーを実現するためのタイムスライシング(Time-slicing)方式が採択される。
さらに、移動チャンネルでＣ/Ｎ性能及びドップラー(Doppler)性能を向上させるためのＭＰＥ(Multi Protocol Encapsulated)データに対する順方向エラー補正(ＦＥＣ：Forward Error Correction)、すなわち、ＭＰＥ-ＦＥＣと、インパルス干渉に対する耐性を向上させるためのＦＥＣと、が必要である。しかしながら、ＭＰＥ-ＦＥＣはＤＶＢ-Ｈに強制的なものではない。
さらに、サービス発見(Discovery)を向上させ、速度を高めるためには、伝送変数シグナリング(ＴＰＳ：Transmission Parameter Signaling)が用いられる。
図１は、ＤＶＢ-Ｔフレームの構造を示した図である。
ＤＶＢ-Ｈシステムに対して定義されたＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)フレームの構造は、４Ｋモードの導入による事項を除いては、図１に示したようなＤＶＢ-Ｔ標準と一致する。
ここで、４Ｋモードは、ネットワーク設計のための柔軟性を付加するために選択的に適用が可能なモードである。ＤＶＢ-Ｈ放送信号は、一つの伝送周期内に６８個のＯＦＤＭシンボルを含むフレームの単位で構成され、４個のフレームは一つのスーパーフレーム(super-frame)を構成する。
各シンボルは、所定の持続期間ＴＵを有する有効区間及び所定の持続期間を有する保護区間Δ/ＴＵからなる。
次の表１は、８MHz、７MHz及び６MHzチャンネルにおける４Ｋモードに対する時間領域の変数である。
表１を参照すれば、保護区間には四種類の値が用いられる。
ＯＦＤＭフレームのシンボルには、０から６７までの数字が付けられる。すべてのシンボルはデータ及び参照情報を含む。ＯＦＤＭ信号は個別的に変調された搬送波を含むため、各シンボルは順次に数個のセルに分けられると考えられるが、その各々は一つのシンボル区間で一つの搬送波に乗せられて伝送される変調シンボルに該当する。ＯＦＤＭフレームは、データのみならず、分散パイロット、連続パイロット搬送波及びＴＰＳ搬送波を含む。パイロット信号は、フレーム同期化、周波数同期化、時間同期化、チャンネル推定及び伝送モード確認に使用が可能であり、位相ノイズを補償するためにも使用されることができる。
図２は、４ＫモードのＤＶＢ-Ｈのフレームを示した図である。
図２を参照すれば、４Ｋモードの場合、搬送波はｋ∈[Ｋmin;Ｋmax]により指示され、Ｋmin＝０、Ｋmax＝３４０８である(２Ｋモードの場合、Ｋmax＝１７０４、８Ｋモードの場合、Ｋmax＝６８１６)。
ここで、●はBoostパイロットを示し、○はデータ副搬送波(sub-carrier)を示す。ＫminとＫmaxとの間の連続パイロットは表示しない。さらに、図２に示した一つのＴＰＳ搬送波はＫ＝３３９１である。
ＤＶＢ-Ｈシステムのために定義されたＴＰＳは、ＤＶＢ-Ｔ標準との逆方向互換性(Backward compatibility)が考慮される。ＤＶＢ-Ｔにおいて、ＴＰＳは、４Ｋモードに必要な情報、詳細なインターリーバ情報及び上位階層に定義された付加情報をシグナリングする。ＤＶＢ-Ｈ標準によれば、ＴＰＳは、次のように伝送される。
次の表２は、４ＫモードでのＴＰＳ搬送波に対する搬送波インデックスを示す。
ＴＰＳは、４Ｋモードの場合、３４個のＴＰＳ搬送波上で並列に伝送される(２Ｋモードの場合は１７個、８Ｋモードの場合は６８個)。表２に示した搬送波インデックスは、ＴＰＳ搬送波を含む。同じシンボル上のすべてのＴＰＳ搬送波は、同じ差動符号化情報ビットを運ぶ。ＴＰＳは、一つのＯＦＤＭフレームとして見なされる６８個の連続したＯＦＤＭシンボル群に対して定義される。四つの連続したフレームは、一つのＯＦＤＭスーパーフレームに該当する。ＯＦＤＭフレームは、各ＴＰＳ上でＴＰＳ変調の初期化に用いられる。
各ＯＦＤＭシンボルは、一つのＴＰＳビットを運ぶ。一つのＯＦＤＭフレームに対応する各ＴＰＳブロックは、６８ビットを含み、これは、１ビットの初期化ビット、１６ビットの同期化ビット、３７ビットの情報ビット及びエラー保護のための１４ビットのリダンダンシービット(Redundancy bit)として定義される。
本標準では、３７ビットの情報ビットのうち、３３ビットが用いられるが、残りの４ビットは今後の使用のために予約され、０に設定される。
伝送パラメータ情報は、次の表３のように伝送される。
最も左側のビットから伝送され、ビットｓ48及びｓ49は、表４に応じて受信機に対してＤＶＢ-Ｈサービス伝送を表示するのに用いられる。
階層的な伝送の場合、ビットｓ48及びｓ49の意味は、伝送されるＯＦＤＭフレームのパリティに応じて異なる。
まず、各スーパーフレームのＯＦＤＭフレーム番号１とＯＦＤＭフレーム番号３との間に受信された場合、ＤＶＢ-Ｈシグナリングは、高い優先順位(ＨＰ：High Priority)ストリームと関連していると、表４に応じて解釈される。
さらに、各スーパーフレームのＯＦＤＭフレーム番号２とＯＦＤＭフレーム番号４との間に受信された場合、ＤＶＢ-Ｈシグナリングは、低い優先順位(ＬＰ：Low Priority)ストリームと関連していると、表４に応じて解釈される。
非階層的な伝送の場合、スーパーフレームの各フレームは、表４に応じて解釈される同じ情報を伝送する。
タイムスライシング方式は、受信端末機の平均電力消費量を低減し、スムーズかつ継ぎ目のない周波数ハンドオーバーを可能にする。
移動式携帯用端末機で用いられるサービスは、相対的に低いビット率を要求する。ＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)-４のような高級圧縮技術を用いて映像をストリーミングするために推定される最大ビット率は数百Kbps(kilobits per second)であり、実際では３Ｇ標準によれば、最大３８４Kbpsまで可能である。ファイルダウンローディングのような他の類型のサービスは極めて高いビット率を要求することもある。したがって、柔軟性が要求される。
ＤＶＢ伝送システムは主に１０Mbps以上のビット率を提供する。これは、時分割多重化(ＴＤＭ：Time Division Multiplexing)に基づく方式を導入してＤＶＢ受信機の平均電力消費量を大幅に低減可能にする。かかる方式をタイムスライシング(Time slicing)方式という。タイムスライシング方式の概念は、データが連続して伝送される場合に要求されるビット率と比べて非常に高いビット率を用いてデータをバースト(burst)で伝送することである。バーストの中で、次のバーストの開始までの時間(Δｔ)が表示される。
図３は、タイムスライシングを説明するための図である。バーストの間には、基本ストリーム(ＥＳ：Element Stream)のデータが伝送されないため、図３に示したように、他の基本ストリームは、他の方式で割り当てられたビット率を用いることができる。
これを通じて受信機は、要請されたサービスのバーストを受信する間、極めて短い時間活性化している。移動式携帯用端末機がより低い固定ビット率を要求する場合、そのビット率は受信されたバーストをバッファリングして提供されることができる。
適宜な電力節減効果を得るために、バーストビット率は、提供されるサービスの固定ビット率の最小１０倍となるべきである。３５０Kbpsストリーミングサービスでのバーストの場合、４Mbpsのビット率が要求される。バーストビット率が固定ビット率の２倍となる場合、５０%の電力減少を生じさせるが、これは要求される９０%の電力減少には達しない。
電力消費は、タイムスライシング方式のデューティーサイクルに応じて異なる。ここでは、１０%のデューティーサイクルを仮定し、これは電力消費量での９０%の減少を意味する。
電力消費量の推定は、ＭＰＥ-ＦＥＣによる電力消費量の増加のみならず、デューティーサイクルを考慮する。その結果、０.１３μm技術を用いた２mWの付加電力消費及びＭＰＥ-ＦＥＣのための０.１８μm技術を用いた１mWの付加電力消費が推定される。
このような電力消費量の推定は、すべてのＲＳ(Reed-Solomon)コードワードが常にデコーディングされると仮定することに注意すべきである。しかしながら、ＭＰＥＧ-２伝送ストリーム(ＴＳ：Transport stream)は既に十分に正確で、ＭＰＥＧ-ＦＥＣデコーディングが不必要なので、正常的な受信(特に、低速受信)環境での大部分の時間にＲＳデコーディングが用いられない。ＭＰＥ-ＦＥＣが用いられるとしても、受信されたバーストのサブセットのみに用いられる。したがって、複合的な受信環境(実際の使用者環境)で、ＭＰＥ-ＦＥＣは時々２mWの付加電力を消費し、バッテリ使用時間に与える影響は無視可能な程度である。
タイムスライシング方式は、オフ時間(Off-time)の際に隣接したセルをモニタリングするために受信機の使用を可能にする。オフ期間にＴＳ間のスイッチングを遂行することによって、サービス受信は中断しない。
適宜な過程を通じて、特定のＩＰストリームのバーストが隣接したセルの間で同期化して受信機が隣接セルに同調し、データの損失なしに連続してＩＰストリームを受信することができる。
タイムスライシング方式は、移動式携帯端末機における電力消費減少を目指す。したがって、タイムスライシングは端末機の観点から最適化されるべきである。このような選択は、受信機の数が送信機の数より多すぎるため、受信機上における実行を最適化するＤＶＢ採択規則に従う。さらに、通常、ネットワーク側での実行コストは、端末機側でのコストと比べてあまり重要ではない。
図４は、携帯用移動端末の構造を概略的に示したブロック構成図である。用語上の故に、受信機と呼ばれるエンティティーが導入される。このエンティティーは、特に、ＲＦ、チャンネルデコーディング及び逆多重化を含む伝統的なＩＲＤ(Integrated Recording Decoder)関する機能のいくつかを支援すると仮定する。
図４を参照すれば、受信機は、電源を供給するバッテリ４１０と、無線信号を受信するアンテナ４２０と、アンテナ４２０から受信された無線信号を復調及び復号化する受信機４３０と、受信機４３０に上記無線信号に対するタイミング及び同期信号を提供するタイミング及び同期化部４４０と、受信された信号データ及びプロセッサ/マイクロコントローラー４６０のためのプログラムコードを貯蔵するメモリ４５０と、使用者とのインターフェースを提供し、復調及び復号化信号をディスプレイする使用者インターフェース及びディスプレイ部４７０と、受信機４３０、メモリ４５０及び使用者インターフェース/ディスプレイ部４７０の動作を制御するプロセッサ/マイクロコントローラー４６０と、を備える。
受信機は、移動式携帯端末機に対してＤＶＢ伝送を通じて伝えられるサービスに対するアクセスを支援する。タイムスライシングは、受信機側が周期的にスイッチオフするようにして電力消費の減少を可能にする。
Δｔ方法の基本的な目的は、現在受信されるＭＰＥ(あるいはＭＰＥ-ＦＥＣ)セクションの開始からＥＳ内の次のバーストの開始までの時間をシグナリングすることである。Δｔが伝送路内の固定遅延に影響を受けないように、Δｔタイミング情報は、例えば、‘今度のＥＧ内の次のバーストは今から５５００msの後に始まる'というように相対的である。
ＭＰＥセクションヘッダーで、６バイトフィールドがＭＡＣアドレスのために割り当てられる。ＭＡＣアドレスの長さは、サービス説明テーブル(ＳＤＴ:Service Description Table)あるいはイベント情報テーブル(ＥＩＴ:Event Information Table)に挿入されるデータ放送ディスクリプタ(data_broadcast_descriptor)でシグナリングされる。
最小ＭＡＣアドレスの長さは１バイトであり、他の用途として最大５バイトを残す。これらの５バイトの内の４バイトは、タイムスライシング及びＭＰＥ-ＦＥＣパラメータを実時間で提供するために割り当てられる。これは、このようなパラメータの提供のために追加ビット率を要求しないという付加的な長所を生じさせる。５バイトの伝送は、５バイトがＭＡＣアドレスのために用いられるか否かに問わず、強制的である。
図５は、次のバーストの開始までの時間を示すΔｔを含む各ＭＰＥセクションヘッダーを示した図である。
Δｔは絶対的な時間でない相対的な時間を示すため、その方法は伝送路内での固定遅延に鈍感である。しかしながら、ジッタ(Jitter)は、Δｔの正確度に影響を与える。上記ジッタを‘Δｔジッタ’と称する。現在のバーストが遅延していることにより、次のバーストのためのウェイクアップ（wakeup）時間が、遅延しすぎないように受信機でジッタを推定する。
図６は、Δｔのジッタを示した図である。
バーストのサイズは、受信機で使用可能なメモリサイズより小さいべきである。バーストが受信されると、受信機はバースト間の期間に消費されるメモリ内のデータをバッファリングしなければならない。受信機は、着信するバーストをバッファリングするための２Mbpsメモリを支援できると仮定する。ストリーミングサービスは、タイムスライシング方式が用いられないとしても、より大きいバッファリングを要求することがある。タイムスライスされたＥＳ群の同期受信を支援する受信機は、ＥＳ群がより小さいバーストサイズを利用しない限り、タイムスライスされた各々のＥＳのために２Mbpsバッファーを支援する必要があり得ることに注意すべきである。
バーストのサイズは、バースト内のネットワーク階層ビットの数を示す。ネットワーク階層ビットは、セクションペイロードビットからなる。各ＭＰＥ及びＭＰＥ-ＦＥＣセクションは、ヘッダー及び３２ビットのＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)により、１６バイトのオーバーヘッドを含む。１kBの平均ＩＰデータグラムのサイズを仮定すると、これは１.５%のオーバーヘッドを示す。さらに、伝送パケットヘッダーは、セクションの長さに応じてオーバーヘッドを発生させる。セクションの長さが１kBの場合、オーバーヘッドはほぼ２.２%である。ここでは、セクション及び伝送パケットヘッダーによって４%のオーバーヘッドか発生すると仮定する。
バーストビット率は、バーストを伝送する間に、タイムスライスされたＥＳによって用いられるビット率を示す。固定ビット率は、タイムスライスされない場合のＥＳによって要求される平均ビット率を示す。バーストビット率と固定ビット率の両方は、伝送パケット(１８８バイト)の伝送を含む。バーストサイズが１Mbで、バーストビット率が１Mbpsの場合、バースト持続期間(バースト開始から終了までの時間)は、４%のオーバーヘッドにより１.０４秒となる。
オフ時間は、バースト間の期間のことである。オフ時間の間、伝送パケットは該当ＥＳ上で伝送されない。
図７は、バーストパラメータを示した図である。
オン時間(すなわち、バーストの持続時間)に、他のＥＳの伝送パケットも伝送される。これは、バーストビット率がＴＳのビット率より小さい場合(すなわち、バーストがＴＳ上で利用可能なビット率の一部のみを用いる場合)に、発生する。
この場合、タイムスライスされたＥＳ及びタイムスライスされないＥＳの伝送パケットは、パケットの単位でともに多重化する。これにより、タイムスライスされないサービスを受信する伝統的なＤＶＢ-Ｔ受信機は、タイムスライスバーストの際に受信が可能である。
最大バースト持続期間はバーストの最大持続期間を示し、各タイムスライスされたＲＳ(Reed-Solomon)コードワードに対してシグナリングされる。バーストは、Ｔ１の以前には開始せず、Ｔ２の以前に終了する。Ｔ１は以前のバーストでΔｔによって指示される時間を示し、Ｔ２は(Ｔ１+最大バースト持続期間)を示す。良好でない受信環境で、受信機はバーストの終了時点(タイムアウト)を把握するためにこのような情報を用いることができる。
受信機が確実にバーストを区分するように、次のバーストは現在のバーストのＴ２の以前に開始しない(すなわち、ΔｔはＴ２の以後にシグナリングされる)。特に、ＭＰＥ-ＦＥＣが用られる場合、バーストを区分するための信頼できる方式が必要である。このパラメータが数秒までのΔｔジッタを支援するために使用可能であることに注意すべきである。
図８は、最大バースト持続期間を示した図であり、図９は、バースト長さ、オフ期間及び電力消費に関して達成される節減を計算するために使用する数式を示している。
補正因数０.９６は、伝送パケット及びセクションヘッダーによるオーバーヘッドを補償する。図９の数式は説明のための用途のみとして提供される。
バーストサイズがＭＰＥ及びＭＰＥ-ＦＥＣセクションペイロード全体で２Mbであり、バーストビット率は関連伝送パケット全体で１５Mbpsの場合、最初の伝送パケットの開始から最後の伝送パケットの終了までの期間である最大バースト持続期間は１４０msである。
ＥＳが３５０Kbpsの固定ビット率で一つのストリーミングサービスを伝送し、ＭＰＥ-ＦＥＣが支援されない場合、平均オフ期間は６.１０秒となる。同期化期間が２５０ms、Δｔジッタが１０msの場合、９３%の電力消費に関する節減を達成することができる。上記Δｔジッタが０から１００msに変わるときにも、電力節減率は単に９４%から９２%に減少するだけで、電力節減には影響を殆ど与えない。
図１０は、固定ビット率のほぼ１０倍まで増加するバーストビット率が電力節減を達成する方法を示したグラフである。
図１０を参照すれば、固定ビット率が３５０Kbpsの場合、バーストビット率が１Mbpsから２Mbpsまで増えると、電力節減率が６０%から７８%まで(すなわち、３０%)増加する。しかしながら、同様に、７Mbpsから１４Mbpsまでバーストビット率が２倍に増える場合、電力節減率は９１%から９３%に増加するが、利得は３%に満たない。
ＤＶＢ-Ｔシステムの核心技術は、ｍ値ＱＡＭ/ＱＰＳＫ(m Quadrature Amplitude Modulation/Quadrature Phase Shift Keying)のＴＤＳ-ＯＦＤＭ(Time Domain Synchronization Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調技術であり、そのシステムの空間効率は４ビット/s/Hzまで増やすことができる。
一方、上述したように、ＤＶＢ-Ｈシステムでのタイムスライシング方式は各種の問題点を示すが、以下ではその問題点を調べる。
図１３は、従来の技術によるタイムスライシング方式を用いたサービス情報探索過程を示した図である。図１３を参照すれば、タイムスライシング方式を用いる従来の方式で、端末は所望のサービス、例えば、サービスＲを探索するために、Ａ〜Ｑのすべてのサービスを検索すべきである。サービスを検索する間、パワーをオン状態にすべきである。これにより、電力消費量が増える。
図１４は、従来の技術によるタイムスライシングによるサービス切換えを説明するための図である。
図１４を参照すれば、サービスＡからサービスＱに切換える場合、端末はサービスＱを発見するまで、サービスＢからサービスＰまで全てのサービスを探索しなければならない。端末はその探索期間にパワーをオン状態にすべきである。これにより、電力消費量は増える。
図１５は、タイムスライシングによるハンドオーバーを説明するための図である。
図１５を参照すれば、端末がサービスしているセルＦ１から隣接したセルＦ２とＦ３との重畳領域へ移動すれば、適宜なサービスが発見されるまでオフ時間にＦ２及びＦ３を検索する。
しかしながら、タイムスライシング方式では、サービスバーストの位置が探索結果に影響を及ぼす。すなわち、サービスＡの受信品質はセルＦ１で悪くなる。端末は第１のオフ期間にセルＦ２を検索するが、セルＦ２でサービスＡの位置がセルＦ１と同じなので、端末はサービスＡの探索に失敗する。従って、端末はセルＦ３を検索しなければならない。
図１６は、タイムスライシングにより予想されるサービス受信を示した図である。
使用者が一つのサービスを選定すれば、端末は電子サービスガイド(ＥＳＧ:Electronic Service Guide)あるいは電子プログラムガイド(ＥＰＧ:Electronic Program Guide)を通じて開始時間を把握するが、正確なバースト時間は把握できない。したがって、タイムスライシング方式でサービスＱを受信しようとする場合、端末は、図１６に示したように、サービスＱのバーストを発見するまで検索を行わなければならない。
上述したように、ＤＶＢ-Ｈシステムで使用するタイムスライシング方式には、電力消費及びハンドオーバーなどの問題点がある。
上記問題点を解決するための本発明の目的は、電力消費を低減し、スムーズかつ継ぎ目のないサービスハンドオーバーを提供することのできるデジタルマルチメディア放送システムの送受信装置及び方法を提供することである。
このような目的を達成するために、本発明の一側面によれば、デジタルマルチメディア放送(ＤＭＢ)システムにおける放送データを送信する方法であって、一つのフレーム群ヘッダーと、それぞれ該当サービスに対応する複数の信号フレームと、を含むフレーム群を構成するステップと、上記フレーム群を放送信号に乗せて伝送するステップと、を備え、上記フレーム群ヘッダーが、該当フレーム群に含まれたサービスの情報と、上記各サービスの相対的な開始時点を示す情報と、を含む。
本発明の他の側面によれば、デジタルマルチメディア放送システムにおける放送データを受信する方法であって、一つのフレーム群ヘッダーと、それぞれ該当サービスに対応する複数の信号フレームと、を含み、上記フレーム群ヘッダーが、該当フレーム群に含まれたサービスの情報と、上記各サービスの相対的な開始時点を示す情報と、を含むように構成されるフレーム群を受信するステップと、上記受信したフレーム群を分析するステップと、を含む。
本発明のまた他の側面によれば、デジタルマルチメディア放送システムにおける放送データを送信する装置であって、伝送するデータを所定の過程を通じて処理するデータ処理器と、上記データ処理器の出力を用いて、一つのフレーム群ヘッダーと、それぞれ該当サービスに対応する複数の信号フレームと、を含み、上記フレーム群ヘッダーが、該当フレーム群に含まれたサービスに関する情報と、上記各サービスの相対的な開始時点を示す情報と、を含むようにフレーム群を構成するフレーム生成器と、を含む。
さらに、本発明の他の側面によれば、デジタルマルチメディア放送システムにおける放送データを受信する装置であって、一つのフレーム群ヘッダーと、それぞれ該当サービスに対応する複数の信号フレームと、を含み、上記フレーム群ヘッダーが、該当フレーム群に含まれたサービスに関する情報と、上記各サービスの相対的な開始時点を示す情報と、を含むように構成されるフレーム群を分析するデータ処理器と、上記フレーム群ヘッダーの情報を用いて上記データ処理器のオン/オフ状態を制御するフレームスライサー(slicer)と、を含む。
本発明によれば、移動通信システムの送受信時に電力消費を低減し、スムーズかつ継ぎ目のないサービスハンドオーバーを提供することができる。これにより、性能及び価格競争力を向上させる効果がある。
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
本発明では、ＤＭＢ-Ｔフレームの構造に基づいて他のＴＤＭ方式であるフレームスライシング(Frame slicing)方式を用いる。フレームスライシング方式は、データが連続して伝送される場合に要求されるビット率より、遥かに高いビット率を用いてバーストでデータを伝送するのみならず、サービスに相関しているデータを伝送するために、フレーム群ヘッダーを用いる。すなわち、フレーム群ヘッダーに対する情報(サービスの信号フレームに対する相対的な開始時間)を有する。したがって、電力消費を低減し、スムーズかつ継ぎ目のないサービスハンドオーバーを提供しうる。
図１１は、一般的なＤＭＢ-Ｔのフレーム構造を示した図である。
図１１を参照すれば、信号フレームは、フレーム同期及びフレームボディからなり、フレームボディは保護区間(図示せず)及びＩＤＦＴ(Inverse Discrete Fourier Transform)ブロックからなる。フレーム同期に含まれるＰＮ(Pseudo Noise)シーケンスはＧＩ(guard interval)に挿入され、そのＧＩのサイズはＩＤＦＴブロックの１/４あるいは１/９となる。さらに、フレーム同期は強い同期化のためにＢＰＳＫ変調によって変調される。
フレーム群の区間は１２５msであり、１秒の中に８個のフレーム群が存在する。フレーム群の各信号フレームは固有のフレーム番号を有し、フレーム同期ＰＮシーケンス内にエンコーディングされる。フレーム群の第１の信号フレームはフレーム群ヘッダー(Frame group header)で、制御のために用いられる。さらに、フレーム群には整数ＭＰＥＧ２ ＴＳパケット（integer MPEG2 TS packet）が存在する。
スーパーフレーム(Super frame)は４８０個のフレーム群からなり、６０秒間持続する。スーパーフレームの各信号フレームは固有スーパーフレーム番号を有し、フレーム群内にエンコーディングされる。
カレンダーデイフレーム(Calendar day frame)は１４４０個のスーパーフレームからなり、自然日の単位で周期的に繰り返される。選定された時間に、物理的なチャンネルフレーム構造はリセットされ、新たなカレンダーデイフレームが始まる。
図１２は、一般的なＤＭＢ-Ｔの信号フレームを示した図である。
図１２を参照すれば、一つの信号フレームは、時間領域でフレーム同期、保護区間及びＩＤＦＴブロックからなり、ＩＤＦＴブロックは３７８０個のシンボル(搬送波)からなる。３７８０個のシンボルのうち、３７４４個はペイロードのために用いられるが、残り３６個のシンボルは四つの部分に分けられる。複素数データシンボルの実数部分はフレーム群番号(ＦＧＮ)にマッピングされ、虚数部分はＴＰＳにマッピングされる。
図１７は、本発明の実施形態によるフレームスライシング方式を用いたフレーム群を示した図である。
本発明の実施形態によるフレームスライシングは、フレーム群に含まれたサービスに対する情報をフレーム群ヘッダーを用いて伝送する。すなわち、図１７を参照すれば、フレーム群ヘッダー１７０３は、フレーム群１７０１(フレーム群１)を通じて伝送されるサービスＡ乃至Ｃに対するサービスバースト情報１７０４を端末に伝送する。
一方、上記フレームスライシングの使用有無(フレーム群ヘッダーの有無)を端末に知らせるために、別途のシグナリングを用いることができる。すなわち、図１２に示したように、ＤＶＢ-Ｔ信号フレームには３６個のＴＰＳビットが存在し、そのうち、使用しない１ビットをフレームスライシングの使用有無表示のために用いることができる。
以下、本発明によるフレームスライシング方法を各実施形態を通じて詳しく説明する。
<第１の実施形態>
図１８は、本発明の第１の実施形態によるフレームスライシング方式を説明するための図である。
図１８を参照すれば、フレーム群は、一つのフレーム群ヘッダー及び複数の信号フレームからなり、各信号フレームは、それぞれ割り当てられたサービスの放送信号を含む。フレーム群ヘッダーは、該当フレーム群に含まれているサービスに対する情報と、各サービスの相対的な時間情報と、を含む。さらに、表５に示したように、各サービスのバースト内には、該当サービスの次のバーストの開始までの相対的な時間(Δｔ)が含まれる。次の表５は、本発明の第１の実施形態で、フレーム群ヘッダーに含まれたサービス情報を示す。
図１９は、本発明の第１の実施形態に応じて端末が所望のサービスを提供される過程を示したフローチャートである。
後述するフローチャートでは、ＴＰＳチェック過程を詳しく記載しているが、使用者の選択に応じてＴＰＳチェックと関連した過程を省略することもできる。
図１９を参照すれば、端末でサービス受信を始めると、ＴＰＳをチェックする(Ｓ１０１)。ＴＰＳのチェックの結果、ＤＭＢ-Ｈのシグナリングが０の場合、他のチャンネルに変更して(Ｓ１０２)サービスを再開する。さらに、ＴＰＳチェックの結果、ＤＭＢ-Ｈのシグナリングが１であれば、フレーム群ヘッダーの受信を待つ(Ｓ１０３)。
フレーム群ヘッダーが到着すると、フレーム群ヘッダーをチェックする(Ｓ１０４)。フレーム群ヘッダーのチェックの結果、所望のサービスが存在しなければ、受信回路のパワーをオフ状態にする(Ｓ１０５)。その後、Ｓ１０３で所望のサービスが含まれているフレーム群のフレーム群ヘッダーが到着するまで待機して、受信されるフレーム群ヘッダーを再びチェックする(Ｓ１０４)。
一方、Ｓ１０４でフレーム群ヘッダーに所望のサービスが存在すれば、フレーム群ヘッダーを通じて所望のサービスの信号フレームに対する相対的な開始時間を検出し(Ｓ１０６)、所望のサービスが始まるまでパワーをオフ状態にする(Ｓ１０７)。
Ｓ１０８では、所望のサービスの信号フレームを受信する。端末はフレーム群ヘッダーに含まれた該当サービスの信号フレームに対する相対的な開始時間(Δｔ)をチェックし(Ｓ１０９)、その開始時間まで受信回路のパワーをオフ状態にし(Ｓ１１０)、Ｓ１０８に戻る。
一方、ハンドオフを行う場合、端末は上記オフ時間(Ｓ１０５,Ｓ１０７,Ｓ１１０)に他のセルから伝送されるフレーム群ヘッダーを検索する。
さらに、所望のサービスが変わる場合、端末は所望のサービスを含むフレーム群が受信されるまでフレーム群ヘッダーをチェックする。
このように本発明の第１の実施形態によれば、各フレーム群ヘッダーに各サービスの信号フレームに対する相対的な開始時間情報を含ませて、それにより該当サービスの信号フレームが受信されるまで、受信回路がオン状態になることを防止しうる。
<第２の実施形態>
本発明の第２の実施形態では、フレーム群ヘッダーにＮ個のフレーム群に対するサービス情報を乗せて所望のサービスを発見するために各々のフレーム群ヘッダーを受信する過程を省略する方法を提案する。
図２０は、本発明の第２の実施形態によるフレームスライシング方式を説明するための図である。
図２０を参照すれば、フレーム群は一つのフレーム群ヘッダー及び複数の信号フレームからなり、各信号フレームは、それぞれ割り当てられたサービスの放送信号を含む。
図２０の場合は、端末が開始時点で受信回路のパワーをオン状態にし、サービスＢを受信しようとする。この際、端末は、フレーム群ヘッダー１を受信してｎ個のフレーム群に対する情報を獲得し、サービスＢの伝送区間のみでパワーをオン状態にしてサービスＢのバーストを受信する。その後、パワーをオフ状態にし、フレーム群ヘッダー(ｎ＋１)が到来するときにパワーをオン状態にする。フレーム群ヘッダー(ｎ＋１)から他のｎ個のフレーム群の情報を獲得してサービスＢの伝送区間のみでパワーをオン状態にし、サービスＢのバーストを受信する。すなわち、端末は、ｎフレーム群の単位でフレーム群ヘッダーの伝送区間及び上記各フレーム群内で受信しようとするサービスバーストの伝送区間のみでパワーをオン状態にし、残り区間ではパワーをオフ状態にすることにより、パワーを節約することができる。
本発明の第２の実施形態によれば、フレーム群ヘッダーを確認し、受信しようとするサービスバーストが始まる時点までパワーをオフ状態にすべである。しかしながら、フレーム群ヘッダーの確認時間から受信しようとするサービスのバーストが最初に始まる時点までの区間が短い場合、端末は連続してパワーをオン状態にすることもできる。
さらに、本発明の第２の実施形態は第１の実施形態とは異なり、各信号フレームがΔｔを含むことなく、フレーム群ヘッダーはｎ個のフレーム群が含むサービスに関する情報を有する。その上、フレーム群ヘッダーは、各サービスの信号フレームに対する相対的な伝送開始時間情報を含む。次の表６は、本発明の第２の実施形態で、フレーム群ヘッダーに含まれたサービス情報を示す。
ここで、フレーム群インデックスｎは、現在フレーム群からｎ番目に伝送されるフレーム群を示す。
最大オフ時間がＯｔｍａｘの場合、ｎの最適値は、次の数式１のように表示される。
ここで、[ｘ]はｘに最も近い正の整数に四捨五入することを示す。しかしながら、フレーム群ヘッダーにおけるサービス情報のための空間に応じてトレードオフ(trade-off)が必要な場合もある。
図２１は、本発明の第２の実施形態に応じて端末が所望のサービスを提供される過程を示したフローチャートである。
後述するフローチャートでは、ＴＰＳチェック過程を詳しく記載しているが、使用者の選択に応じてＴＰＳチェックと関連した過程は省略が可能である。
端末でサービス受信が始まると、ＴＰＳをチェックする(Ｓ２０１)。ＴＰＳのチェックの結果、ＤＭＢ-Ｈのシグナリングが０の場合、他のチャンネルに変えて(Ｓ２０２)サービスを再開する。ＴＰＳチェックの結果、ＤＭＢ-Ｈのシグナリングが１であれば、フレーム群ヘッダーの受信を待つ(Ｓ２０３)。フレーム群ヘッダーが到着すると、ｉ番目のフレーム群ヘッダーをチェックする(Ｓ２０４)。ｉ番目のフレーム群ヘッダーのチェックの結果、所望のサービスが存在しなければ、(ｉ＋ｎ)番目のフレーム群が到着するまでパワーをオフ状態にする(Ｓ２０５，Ｓ２０３)。(ｉ＋ｎ)番目のフレーム群ヘッダーが受信されると、端末は(ｉ＋ｎ)番目のフレーム群ヘッダーをＳ２０４で再びチェックする。
一方、Ｓ２０４で所望のサービスがｉ番目のフレーム群ヘッダーに存在すれば、ｉ番目のフレーム群ヘッダーを通じて所望のサービスの信号フレームに対する相対的な開始時点を検出し(Ｓ２０６)、上記サービスが始まる開始時点までパワーをオフ状態にする(Ｓ２０７)。その後、所望のサービスが到着すると、該当サービスの信号フレームを受信する(Ｓ２０８)。
端末は、上記受信した信号フレームがｎフレーム群における所望のサービスに対する最後の信号フレームであるかを確認する(Ｓ２０９)。その結果、最後の信号フレームでなければ、パワーをオフ状態にし(Ｓ２１０)、次の該当時間に所望のサービスの信号フレームを受信する(Ｓ２０８)。一方、最後の信号フレームであれば、パワーをオフ状態にし(Ｓ２１１)、(ｉ＋ｎ)番目のフレーム群ヘッダーを受信して所望のサービスに関する情報をチェックする(Ｓ２０３，Ｓ２０４)。
上述した本発明の第２の実施形態では、フレーム群ヘッダーが次のＮ個のフレーム群に対するサービス情報を含むことにより、所望のサービスを探索するために各々のフレーム群ヘッダーをチェックする過程を省略することができる。
<第３の実施形態>
次の本発明の第３の実施形態では、各フレーム群ヘッダーが次のｎ個のフレーム群のサービス情報を含む同時に、ｎ個のフレーム群における各サービスの相対的な開始時間情報を含む。さらに、Δｔは各バースト内に含まれる。したがって、端末は、ｎフレーム群の単位でフレーム群ヘッダーを確認しなくても、所望のサービスを受信することができる。
図２２は、本発明の第３の実施形態によるフレームスライシング方式を説明するための図である。
図２２を参照すれば、フレーム群は一つのフレーム群ヘッダー及び複数の信号フレームからなり、各信号フレームは、それぞれ割り当てられたサービスの放送信号を含む。フレーム群ヘッダーは、ｎ個のフレーム群に含まれたサービスを示す情報と、各サービスの信号フレームに対する相対的な開始時間情報と、を含む。さらに、各信号フレーム(すなわち、サービスバースト)は、該当サービスの次のバーストの開始時間(Δｔ)を含む。
図２２は、端末が開始時点にパワーをオン状態にしてサービスＢを受信しようとする場合を示した図である。端末は、フレーム群ヘッダー１を受信し、フレーム群ヘッダー１からｎ個のフレーム群に対する情報を獲得する。その後、サービスＢの伝送区間のみでパワーをオン状態にしてサービスＢのバーストを受信する。さらに、ｎ個のフレーム群の区間のうち、サービスＢが伝送される最後のバースト、すなわち、ｎ番目のフレーム群で伝送されるサービスＢのバーストでΔｔを確認して(ｎ＋１)番目のフレーム群でサービスＢのバーストが伝送される時点までパワーをオフ状態にする。
本発明の第３の実施形態によれば、フレーム群ヘッダーを確認して受信しようとするサービスバーストの開始時点までパワーをオフ状態にする。しかしながら、フレーム群ヘッダーの確認時点から受信しようとするサービスバーストが最初に始まる時点までの区間が短い場合、端末はパワーをオン状態にすることもできる。
図２３は、本発明の第３の実施形態に応じて端末が所望のサービスを提供される過程を示したフローチャートである。
同図では、ＴＰＳチェック過程を詳しく記載しているが、使用者の選択に応じてＴＰＳチェックと関連した過程を省略することができる。
端末でサービス受信が始まると、ＴＰＳをチェックする(Ｓ３０１)。その結果、ＤＭＢ-Ｈのシグナリングが“０”の場合、他のチャンネルに変更する(Ｓ３０２)。一方、ＤＭＢ-Ｈのシグナリングが“１”であれば、フレーム群ヘッダーの受信を待つ(Ｓ３０３)。
フレーム群ヘッダーが到着すると、ｉ番目のフレーム群ヘッダーをチェックする(Ｓ３０４)。その結果、所望のサービスが存在しなければ、(ｉ＋ｎ)番目のフレーム群ヘッダーが到来するまでパワーをオフ状態にし(Ｓ３０５)、（ｉ＋ｎ）番目のフレーム群ヘッダーを再びチェックする(Ｓ３０３，Ｓ３０４)。一方、Ｓ３０４でｉ番目のフレーム群ヘッダーに所望のサービスが存在すれば、ｉ番目のフレーム群ヘッダーを通じて所望のサービスの信号フレームに対する相対的な開始時間を検出し(Ｓ３０６)、上記所望のサービス開始時間までパワーをオフ状態にする(Ｓ３０７)。所望のサービスが到着すると、サービスの信号フレームを受信する(Ｓ３０８)。
上記受信した信号フレームが、ｎフレーム群において上記所望のサービスが伝送される最後のバーストであるかを確認する(Ｓ３０９)。その結果、最後のバーストでなければ、パワーをオフ状態にした後に(Ｓ３１０)、次の該当時間に所望のサービスの信号フレームを受信する(Ｓ３０８)。一方、最後のバーストであれば、該当サービスのΔｔを確認して(Ｓ３１１)、Δｔ時間の間、パワーをオフ状態にする(Ｓ３１２)。その後、端末は次の所望のサービスバーストが到着すると、これを受信する(Ｓ３１３)。
次いで、端末は、Δｔを確認し(Ｓ３１１)、Δｔ時間の間、パワーをオフ状態にした後に(Ｓ３１２)、次の所望のサービスバーストが到着すると、これを受信する(Ｓ３１３)過程を繰り返す。
本発明の第３の実施形態によれば、フレーム群ヘッダーはｎ個のフレーム群のすべてのサービス情報を含むため、端末は予想されるサービスを手軽に検出することができる。
さらに、すべてのバーストはΔｔを含むため、端末は予想されるサービスを探した後に、再びフレーム群ヘッダーをチェックせず、サービスを連続して受信できる。
上述した本発明の第１乃至第３の実施形態のうち、いずれの場合でも、従来の技術と比べて、受信機は要請されたサービスのバーストを受信しながら、ごくわずかな時間で活性化する。移動式携帯端末機がより低い固定ビット率を要求する場合、これは、受信されたバーストをバッファリングすることによって提供されることができる。
以下、上述した本発明の第１乃至第３の実施形態による動作のためのＤＭＢ-Ｈシステムに適用される送信機及び受信機の構造を調べる。
ＤＭＢ-Ｈシステムに適用される本発明の送信機は、ＴＳ入力を符号化して変調し、これをＰＮシーケンスとともに時分割多重化(ＴＤＭ)した後に、本発明によるフレームスライシング方式のフレーム構造でフレームを構築してＲＦ信号の形態で伝送する。
図２４は、本発明の実施形態による送信機を示した構成図である。
図２４を参照すれば、本発明の実施形態によるＤＭＢ-Ｈシステムに適用される送信機は、伝送しようとするデータを所定の過程を通じて処理するデータ処理器と、データ処理器の出力を用いてフレームスライシング方式でフレーム群を構成し、その構成したフレーム群を伝送するためのフレーム生成器２４４とを含む。
データ処理器は、入力信号(ＴＳ)を符号化するための符号器２４０と、符号器２４０の出力信号を変調するための変調器２４１と、ＰＮシーケンスを生成するためのＰＮシーケンス生成器２４２と、変調器２４１の出力をＰＮシーケンスとともにＴＤＭするための時分割多重化器２４３と、を含む。
フレーム生成器２４４は、時分割多重化した信号を本発明の第１乃至第３の実施形態によるフレーム構造を有するフレーム信号で構成し、ＲＦ部(図示せず)はフレーム信号をＲＦ信号に変換して送信する。
符号器２４０は、ＦＥＣ、外部コーディング、外部インターリービング、内部コーディング及び内部インターリービング機能を行い、変調器２４１はコンステレーション(Constellation)、ＴＰＳ挿入及びＯＦＤＭ機能を提供する。
ＰＮシーケンス発生器２４２は、同期化及びチャンネル推定のために用いられると共に、ＯＦＤＭ保護区間に挿入される時間領域のＰＮシーケンスを生成する。時分割多重化器２４３は、ＩＤＦＴブロックとＰＮシーケンスとを結合する。
図２５は、本発明の実施形態による受信機を示した構成図である。
図２５を参照すれば、本発明の実施形態によるＤＭＢ-Ｈシステムに適用される受信機は、本発明の第１乃至第３の実施形態に応じて構成されたフレーム群を分析して所望のサービスを行うためのデータ処理器と、フレーム群ヘッダーの情報を用いてデータ処理器のオン/オフを制御するためのフレームスライサー(slicer)２５３と、を含む。
データ処理器は、受信回路２５４及び復号器２５２からなる。受信回路２５４は、ＲＦ信号を受信してベースバンド信号に変換するＲＦ部(図示せず)と、ベースバンド信号を復調するための復調器２５０と、ベースバンド信号のＰＮシーケンスを用いて同期化させ、チャンネルを推定するための同期化及びチャンネル推定器２５１とを含む。復号器２５２は、復調器２５０の出力信号を受信して復号化する。
フレームスライサー２５３は、復号化した信号を用いてフレームスライシングを行う。フレームスライサー２５３を用いてフレームを分析し、その結果を用いて復調器２５０と同期化及びチャンネル推定器２５１との電源を制御する。
次の表７は、ＤＭＢ-Ｈシステムに用いられる変数を示す。
以下、図２６及び図２７を用いて本発明の第１乃至第３の実施形態によるサービス情報検索方法を詳しく説明する。
図２６は、本発明の第１の実施形態によるフレームスライシングによるサービス情報の探索過程を示した図である。
本発明の第１の実施形態では、フレーム群ヘッダーが、フレーム群に含まれたサービスに対する情報と、各サービスの相対的な開始時間に対する情報とを含むため、端末はその情報を得るために信号フレーム全体が伝送されるすべての区間をチェックする必要がない。すなわち、図２６に示したように、各フレーム群のフレーム群ヘッダーのみをチェックする。
図２７は、本発明の第２及び第３の実施形態によるフレームスライシングによるサービス情報の探索過程を示した図である。
本発明の第２及び第３の実施形態では、フレーム群ヘッダーが、ｎ個のフレーム群に含まれたサービスに対する情報と、各サービスの相対的な開始時間に対する情報とを含むため、端末はその情報を得るために信号フレーム全体が伝送されるすべての区間をチェックせず、図２７に示したように、ｎフレーム群の単位でフレーム群ヘッダーのみをチェックする。このように本発明の第２及び第３の実施形態によれば、各々のフレーム群ヘッダーをチェックする必要がないため、第１の実施形態と比べて探索時間を一層低減することができる。
次に、図２８乃至図３０を参照して本発明の第１乃至第３の実施形態によるサービス切り換え方法を詳しく説明する。
図２８は本発明の第１の実施形態によるフレームスライシング方式によるサービス切り換えの例を示した図であり、図２９は本発明の第２及び第３の実施形態によるフレームスライシング方式によるサービスの切り換えの際に、所望のサービスが、ｎフレーム群内に存在する例を示した図であり、図３０は本発明の第２及び第３の実施形態によるフレームスライシング方式によるサービスの切り換えの際に、所望のサービスが、ｎフレーム群内に存在しない例を示した図である。
従来の技術によるタイムスライシング方式の場合、図１４に示したように、所望のサービスを検出するときまで、パワーをオン状態にすべきである。
しかしながら、本発明の第１の実施形態では、サービスＡからサービスＱに切り換えるとき、図２８に示したように、端末は所望のサービスを検出するまで、フレーム群ヘッダーをチェックする。
さらに、図２９を参照すれば、本発明の第２及び第３の実施形態では、端末は、受信されたフレーム群ヘッダーからサービスＱ情報を既に獲得した場合、サービスＱが始まるまでパワーをオフ状態にすることができる。
一方、端末が、受信されたフレーム群ヘッダーからサービスＱ情報を獲得しない場合、端末は、図３０に示したように、すべての(ｎ*ｉ＋１)(ｉ＝１，２，．．．，Ｎ)フレーム群ごとにフレーム群ヘッダーをチェックする。
次に、図３１を参照して本発明の第１乃至第３の実施形態によるハンドオーバー方法を詳しく説明する。
従来のタイムスライシングを用いた場合、端末は適当なサービスを検出するまで検索する必要があるが、本発明の第１乃至第３の実施形態によるフレームスライシング方式を用いると、端末は隣接したセルのフレーム群ヘッダーのみをチェックする。
さらに、サービスバーストの位置はタイムスライシング方式で探索結果に影響を与えるが、フレームスライシング方式はこのような問題点を解決しうる。他のセルが所望のサービスを含むと、位置に問わず、端末はフレーム群ヘッダーをチェックして一サイクルの間にサービスを発見することができる。
図３１は、本発明の実施形態による同期化フレームスライシングによるハンドオーバーを示した図である。
従来の技術によれば(図１５を参照)、サービスＡの受信品質はセルＦ１で減少する。一番目のオフ時間に端末はセルＦ２を検索するが、セルＦ２でのサービスＡの位置がセルＦ１と同じなので、端末はサービスＡを検出できず、Ｆ３に切り換える。
しかしながら、本発明の実施形態によれば、図３１に示したように、セルＦ２でのサービスＡがセルＦ１と同じ位置に存在するとしても、セルＦ２のフレーム群ヘッダーをチェックしてサービスＡを発見することができる。
参照符号ＸはセルＦ２のフレーム群ヘッダーをチェックする時間を示し、参照符号ＹはセルＦ３のフレーム群ヘッダーをチェックする時間を示す。
次に、図３２及び図３３を参照して本発明の第１乃至第３の実施形態による端末のサービス受信方法を詳しく説明する。
図３２は、本発明の第１の実施形態によるフレームスライシング方式を用いて所望のサービスを受信する過程を説明するための図であり、図３３は本発明の第２及び第３の実施形態によるフレームスライシング方式を用いて所望のサービスの放送信号を受信する過程を説明するための図である。
使用者が一つのサービスを選定すれば、端末は、ＥＳＧあるいはＥＰＧを通じて、選定したサービスの信号フレームの相対的な開始時間を把握するが、正確なバースト時間はわからない。したがって、従来のタイムスライシング方式では、図１６に示したように、端末が一番目のサービスバーストを検出するまで、検索を行うべきである。しかしながら、本発明の第１の実施形態では、図３２に示したように、フレームスライシング方式を用いて、端末がフレーム群ヘッダーをチェックして正確な時間に所望のサービス(図３２ではサービスＱ)を受信することができる。特に、本発明の第２及び第３の実施形態では、端末が、図３３に示したように、ｎフレーム群ごとにフレーム群ヘッダーをチェックしてサービスＱの正確な開始時間にサービスを受信しうる。
このように、本発明の実施形態によるフレームスライシング方式は、従来のタイムスライシング方式と比べて、電力消費、サービス切り換え、ハンドオーバー及び所望のサービス受信などでより効率的である。
上述したように、本発明によるフレームスライシング方式はＤＶＢ-Ｔフレーム構造に基づき、フレーム群ヘッダー上でサービス情報を伝送することにより、一層効果的に電力消費量を低減することができ、スムーズかつ継ぎ目のないサービスハンドオーバーを行える。
以上、本発明の詳細について具体的な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と同等なものにより定められるべきである。
ＤＶＢ-Ｔフレームの構造を示した図である。 ４ＫモードのＤＶＢ-Ｈのフレームを示した図である。 タイムスライシングを説明するための図である。 携帯用移動端末の構造を概略的に示したブロック構成図である。 次のバーストの開始までの時間を示すΔｔを含む各ＭＰＥセクションヘッダーを示した図である。 Δｔのジッタを示した図である。 バーストパラメータを示した図である。 最大バースト持続期間を示した図である。 バースト長さ、オフ期間及び電力消費に関して達成される節減を計算するために使用する数式を示した図である。 固定ビット率のほぼ１０倍まで増加するバーストビット率が電力節減を増加させる方法を示したグラフである。 ＤＭＢ-Ｔのフレーム構造を示した図である。 ＤＭＢ-Ｔの信号フレームを示した図である。 タイムスライシング方式を用いたサービス情報探索過程を示した図である。 タイムスライシングによるサービス切り替えを説明するための図である。 タイムスライシングによるハンドオーバーを説明するための図である。 タイムスライシングにより予想されるサービス受信を示す図である。 本発明の実施形態によるフレームスライシング方式を用いたフレーム群を示した図である。 本発明の第１の実施形態によるフレームスライシング方式を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に応じて端末が所望のサービスを提供される過程を示したフローチャートである。 本発明の第２の実施形態によるフレームスライシング方式を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に応じて端末が所望のサービスを提供される過程を示したフローチャートである。 本発明の第３の実施形態によるフレームスライシング方式を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に応じて端末が所望のサービスを提供される過程を示したフローチャートである。 本発明の実施形態による送信機を概略的に示したブロック構成図である。 本発明の実施形態による受信機を概略的に示したブロック構成図である。 本発明の第１の実施形態のフレームスライシングによるサービス情報の探索過程を示した図である。 本発明の第２及び第３の実施形態のフレームスライシングによるサービス情報の探索過程を示した図である。 本発明の第１の実施形態によるフレームスライシング方式によるサービス切り替えの例を示した図である。 本発明の第２及び第３の実施形態によるフレームスライシング方式によるサービス切り替えの際に所望のサービスがｎフレーム群内に存在する例を示した図である。 本発明の第２及び第３の実施形態によるフレームスライシング方式によるサービス切り替えの際に所望のサービスがｎフレーム群内に存在しない例を示した図である。 本発明の実施形態による同期化のフレームスライシングによるハンドオーバーを示した図である。 本発明の第１の実施形態によるフレームスライシング方式を通じて所望のサービスを受信する過程を説明するための図である。 本発明の第２及び第３の実施形態によるフレームスライシング方式を通じて所望のサービスを受信する過程を説明するための図である。
符号の説明
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３ セル
２４０ 符号器
２４１ 変調器
２４２ ＰＮシーケンス生成器
２４３ 時分割多重化器
２４４ フレーム生成器
２５０ 復調器
２５１ 同期化及びチャンネル推定器
２５２ 復号器
２５３ フレームスライサー(slicer)
２５４ 受信回路
４１０ バッテリ
４２０ アンテナ
４３０ 受信機
４４０ タイミング及び同期化部
４５０ メモリ
４６０ プロセッサ/マイクロコントローラー
４７０ 使用者インターフェース及びディスプレイ部
１７０１ フレーム群
１７０３ フレーム群ヘッダー
１７０４ サービスバースト情報




Claims (35)

  1. デジタルマルチメディア放送(ＤＭＢ:digital multimedia broadcasting)システムにおける放送データを送信する方法であって、
    一つのフレーム群ヘッダーと、それぞれ該当サービスに対応する複数の信号フレームと、を含むフレーム群を構成するステップと、
    前記フレーム群を放送信号に乗せて伝送するステップと、を備え、
    前記フレーム群ヘッダーが、該当フレーム群に含まれたサービスの情報と、前記各サービスの相対的な開始時点を示す情報と、を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記各信号フレームは、前記フレーム群ヘッダーの存在有無を示す伝送変数シグナリング(ＴＰＳ:transmission parameter signaling)ビットを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 前記フレーム群を構成するステップは、前記各信号フレームが、該当サービスの次の信号フレームの開始時点に関する情報を含むように構成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  4. 前記フレーム群を構成するステップは、前記フレーム群ヘッダーが、次のＮ(Ｎは自然数)個のフレーム群に含まれたサービスの情報と、前記各サービスの相対的な開始時点に関する情報と、を含むように構成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  5. 前記フレーム群を構成するステップは、前記各信号フレームが、該当サービスの次の信号フレームの開始時点に関する情報を含むように構成し、前記フレーム群ヘッダーが、次のＮ(Ｎは自然数)個のフレーム群に含まれたサービスの情報と、前記各サービスの相対的な開始時点に関する情報と、を含むように構成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  6. デジタルマルチメディア放送システムにおける放送データを受信する方法であって、
    一つのフレーム群ヘッダーと、それぞれ該当サービスに対応する複数の信号フレームと、を含み、前記フレーム群ヘッダーが、該当フレーム群に含まれたサービスの情報と、前記各サービスの相対的な開始時点を示す情報と、を含むように構成されるフレーム群を受信するステップと、
    前記受信したフレーム群を分析するステップと、を含むことを特徴とする方法。
  7. 前記フレーム群は、前記各信号フレームが、該当サービスの次の信号フレームに関する相対的な開始時点を含むように構成されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
  8. 前記フレーム群を分析するステップは、
    前記フレーム群ヘッダーをチェックして該当フレーム群内で所望のサービスが存在すれば、前記所望のサービスに対する相対的な開始時点を把握するステップと、
    前記サービス情報及び前記相対的な開始時点を考慮して前記所望のサービスの信号フレームを受信するステップと、を含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  9. 前記所望のサービスに対する相対的な開始時点を把握した後に、前記所望のサービスの信号フレームを受信し始めるまで、受信回路の電源をオフ状態にするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
  10. 前記フレーム群内で前記所望のサービスが存在しなければ、次のフレーム群のフレーム群ヘッダーをチェックするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
  11. 前記信号フレームを受信するステップは、前記所望のサービスの次の信号フレームの開始時点を分析し、受信回路の電源をオフ状態にして前記所望のサービスの相対的な開始時点に前記所望のサービスの信号フレームを受信する過程を繰り返すことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
  12. 前記フレーム群は、前記フレーム群ヘッダーが、次のＮ(Ｎは自然数)個のフレーム群に含まれたサービスの情報と、前記各サービスの相対的な伝送開始時点に対する情報と、を含むように構成されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
  13. 前記フレーム群を分析するステップは、
    前記フレーム群ヘッダーをチェックして該当フレーム群内で所望のサービスが存在すれば、前記所望のサービスの相対的な開始時点を把握するステップと、
    前記相対的な開始時点を考慮して前記所望のサービスの信号フレームを受信するステップと、を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記所望のサービスの相対的な開始時点を把握した後に、前記所望のサービスの信号フレームを受信し始めるまで、受信回路の電源をオフ状態にするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
  15. 前記該当フレーム群内で前記所望のサービスが存在しなければ、前記フレーム群から(Ｎ＋１)番目のフレーム群のヘッダーをチェックするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
  16. 前記信号フレームを受信した後に、その信号フレームが前記Ｎ個のフレーム群における前記所望のサービスの最後の信号フレームであるかどうかを把握するステップと、
    前記信号フレームが前記最後の信号フレームであれば、前記所望のサービスの相対的な開始時点を把握し、前記(Ｎ＋１)番目のフレーム群のフレーム群ヘッダーをチェックするステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
  17. 前記信号フレームが前記最後の信号フレームでなければ、受信回路の電源をオフ状態にして前記所望のサービスの相対的な開始時点に前記所望のサービスの次の信号フレームを受信するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記フレーム群は、前記各信号フレームが、該当サービスの次の信号フレームの相対的な開始時点に関する情報を含むように構成し、前記フレーム群ヘッダーが、次のＮ(Ｎは自然数)個のフレーム群に含まれたサービスの情報と、前記各サービスの相対的な伝送開始時点に対する情報と、を含むように構成することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
  19. 前記フレーム群を分析するステップは、
    前記フレーム群ヘッダーをチェックして該当フレーム群内で所望のサービスが存在すれば、前記フレーム群ヘッダーを通じて前記所望のサービスの相対的な開始時点を把握するステップと、
    前記相対的な開始時点を考慮して前記所望のサービスの信号フレームを受信するステップと、を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記所望のサービスの相対的な開始時点を把握した後に、前記所望のサービスの信号フレームを受信し始めるまで、受信回路の電源をオフ状態にするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
  21. 前記該当フレーム群内で所望のサービスが存在しなければ、前記フレーム群から(Ｎ＋１)番目のフレーム群のフレーム群ヘッダーをチェックするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
  22. 前記信号フレームを受信した後に、その信号フレームが前記Ｎ個のフレーム群における前記所望のサービスの最後の信号フレームであるかどうかを把握するステップと、
    前記信号フレームが前記最後の信号フレームであれば、前記所望のサービスの次の信号フレームの相対的な開始時点を把握し、(Ｎ＋１)番目のフレーム群のフレーム群ヘッダーをチェックして受信回路の電源をオフ状態にし、前記次の信号フレームの相対的な開始時点に前記次の信号フレームを受信するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
  23. 前記信号フレームが前記最後の信号フレームでなければ、前記受信回路の電源をオフ状態にして前記所望のサービスの次の信号フレームを受信するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
  24. 前記各信号フレームは前記フレーム群ヘッダーの存在有無を示す伝送変数シグナリング(ＴＰＳ)ビットを含み、前記伝送変数シグナリング(ＴＰＳ)ビットに応じて前記受信したフレーム群を分析することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
  25. デジタルマルチメディア放送システムにおける放送データを送信する装置であって、
    伝送するデータを所定の過程を通じて処理するデータ処理器と、
    前記データ処理器の出力を用いて、一つのフレーム群ヘッダーと、それぞれ該当サービスに対応する複数の信号フレームと、を含み、前記フレーム群ヘッダーが、該当フレーム群に含まれたサービスに関する情報と、前記各サービスの相対的な開始時点を示す情報と、を含むようにフレーム群を構成するフレーム生成器と、を含むことを特徴とする装置。
  26. 前記データ処理器は、
    入力信号を符号化する符号器と、
    前記符号器の出力を変調する変調器と、
    ＰＮ(pseudo noise)シーケンスを生成するＰＮシーケンス生成器と、
    前記変調器の出力を前記ＰＮシーケンスとともに時分割多重化する時分割多重化器と、を含むことを特徴とする、請求項２５に記載の装置。
  27. 前記フレーム生成器は、前記各信号フレームが、その各信号フレームの該当サービスの次の信号フレームの開始時点を示す情報を含むように、前記フレーム群を構成することを特徴とする、請求項２５に記載の装置。
  28. 前記フレーム生成器は、前記フレーム群ヘッダーが、次のＮ(Ｎは自然数)個のフレーム群に含まれたサービスに関する情報と、前記各サービスの相対的な開始時点を示す情報と、を含むように、前記フレーム群を構成することを特徴とする、請求項２５に記載の装置。
  29. 前記フレーム生成器は、前記各信号フレームが、その各信号フレームの該当サービスの次の信号フレームの開始時点を示す情報を含み、前記フレーム群ヘッダーが、次のＮ(Ｎは自然数)個のフレーム群に含まれたサービスに関する情報と、前記各サービスの相対的な開始時点を示す情報と、を含むように、前記フレーム群を構成することを特徴とする、請求項２５に記載の装置。
  30. デジタルマルチメディア放送システムにおける放送データを受信する装置であって、
    一つのフレーム群ヘッダーと、それぞれ該当サービスに対応する複数の信号フレームと、を含み、前記フレーム群ヘッダーが、該当フレーム群に含まれたサービスに関する情報と、前記各サービスの相対的な開始時点を示す情報と、を含むように構成されるフレーム群を分析するデータ処理器と、
    前記フレーム群ヘッダーの情報を用いて前記データ処理器のオン/オフ状態を制御するフレームスライサーと、を含むことを特徴とする装置。
  31. 前記データ処理器は、
    入力信号を復調及び分析する復調器と、
    前記入力信号をＰＮシーケンスを用いて同期化し、チャンネルを推定するための同期化及びチャンネル推定器と、
    前記復調器の出力信号を復号化するための復号器と、を含むことを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
  32. 前記フレーム群は、前記信号フレームが該当サービスの次の信号フレームの相対的な開始時点を示す情報を含むように構成されることを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
  33. 前記フレーム群は、前記フレーム群ヘッダーが、次のＮ(Ｎは自然数)個のフレーム群に含まれたサービスに関する情報と、前記各サービスの相対的な伝送開始時点に関する情報と、を含むように構成されることを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
  34. 前記フレーム群は、前記各信号フレームが該当サービスの次の信号フレームの相対的な開始時点に関する情報を含み、前記フレーム群ヘッダーが、次のＮ(Ｎは自然数)個のフレーム群に含まれたサービスに関する情報と、前記各サービスの相対的な伝送開始時点を示す情報と、を含むように構成されることを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
  35. 前記各信号フレームは、前記フレーム群ヘッダーの存在有無を示す伝送変数シグナリング(ＴＰＳ)ビットを含むことを特徴とする、請求項３０に記載の装置。


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