JP2010532941A - モバイル／ハンドヘルド通信システムで使用する装置及び方法 - Google Patents

モバイル／ハンドヘルド通信システムで使用する装置及び方法 Download PDF

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Abstract

ＡＴＳＣデジタルテレビモバイル送信器は他の関連局と送信を同期させる。ＡＴＳＣデジタルテレビ受信器は受信状態がよくないエリアにいるかチェックして、受信状態がよくないエリアにいる場合、関連局リストをチェックして、同じプログラミングを関連局から受信できるか判断する。

Description

本発明は通信システムに関し、具体的には地上波放送、セルラーＷｉＦｉ（cellular Wireless-Fidelity）、衛星などの無線システムに関する。
ＡＴＳＣデジタルテレビ（Advanced Television Systems Committee Digital Television）システムは、約１９Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ（１秒あたり１００万ビット）でＭＰＥＧ２圧縮したＨＤＴＶ（high definition TV）信号を伝送するものである（例えば、米国Advanced Television Systems Committeeの「ATSC Digital Television Standard」（１９９５年９月１６日、ドキュメントＡ／５３）や「Guide to the Use of the ATSC Digital Television Standard」（１９９５年１０月４日、ドキュメントＡ／５４）を参照、ＭＰＥＧ２はMoving Picture Expert Group (MPEG) ２システム標準（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１）である）。そのため、１つの物理伝送チャネル（physical transmission channel (PTC)）で４つから６つのテレビチャネルを、輻輳を起こさずにサポートできる。また、このトランスポートストリームには帯域幅が余るので、付加的なサービスを提供できる。実際、ＭＰＥＧ２符号化と（Ｈ．２６４やＶＣＩなどの）進歩したコーデック（coder/decoder）技術の導入とにおける改良により、ＰＴＣの予備的キャパシティをより多く利用可能になりつつある。
しかし、ＡＴＳＣデジタルテレビシステムは固定的な受信を前提として設計されており、モバイル環境における性能はよくない。これに関し、既存のＡＴＳＣデジタルテレビシステムと後方互換性を維持した、モバイル及びハンドヘルド（Ｍ／Ｈ）のデバイスのためのＡＴＳＣデジタルテレビシステムの開発が期待されている。特に、ＡＴＳＣデジタルテレビモバイル／ハンドヘルドシステムでは、番組（例えば、テレビ番組）などのモバイルデータをＡＴＳＣ物理伝送チャネルにおける上記の余剰帯域幅の一部を用いて伝送する。これにより「時間スライス（time-slicing）」も可能になる。ハンドヘルドデバイスの受信器はモバイルデータの受信時にのみパワー供給されればよいので、受信時以外にはアイドル状態でよく、ハンドヘルドデバイスのバッテリーからのパワー消費を低減できる。
［関連出願との相互参照］
本願は、２００７年６月２１日出願の米国仮出願第６０／９２６，７６４号と２００７年７月６日出願の米国仮出願第６０／９５８，５４２号による優先権を主張するものである。
発明者は、ＡＴＳＣデジタルテレビモバイル送信器が他の関連する局（stations）と送信を同期させると、カバレッジを増やせることを見いだした。そのため、本発明の原理によると、受信器は受信状態がよくないエリアにいるかチェックして、受信状態がよくないエリアにいる場合、関連局リストをチェックして、同じプログラミング（programming）を関連局から受信できるか判断する。
本発明の例示的な一実施形態では、ＡＴＳＣデジタルテレビジョン（ＡＴＳＣ ＤＴＶ）のモバイルまたはハンドヘルドのデバイスは、レガシーＤＴＶチャネルとモバイルＤＴＶチャネルとを含むデジタル多重信号を受信する受信器を有する。受信器は、選択されたチャネルの受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）が所定値より低いことを検出すると、他の信号源からその選択されたチャネルの番組を回復するため、隣接カバレッジエリアがあるかチェックする。
本発明の例示的な他の一実施形態では、ＡＴＳＣデジタルテレビジョン（ＡＴＳＣ ＤＴＶ）のモバイルまたはハンドヘルドのデバイスは、レガシーＤＴＶチャネルとモバイルＤＴＶチャネルとを含むデジタル多重信号を受信する受信器を有する。受信器は、選択されたチャネルの受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）が所定値より低いことを検出すると、他の信号源からその選択されたチャネルの番組を回復するため、トランスレータが放送中であるかチェックする。
上記を考慮して、また詳細な説明を読めば明らかなように、他の実施形態や機能も可能であり、本発明の原理に含まれる。
先行技術のＡＴＳＣ送信器を示す図である。 先行技術のＡＴＳＣ送信器を示す図である。 ＡＴＳＣデジタルテレビ信号のフォーマットを示す図である。 ＡＴＳＣデジタルテレビ信号のフォーマットを示す図である。 ＡＴＳＣデジタルテレビ信号のフォーマットを示す図である。 先行技術のＡＴＳＣ受信器を示す図である。 本発明の原理によるモバイルデータパケットを示す図である。 本発明の原理による例示的なモバイルデータフィールドを示す図である。 本発明の原理による例示的なモバイルフィールド同期を示す図である。 例示的なモバイル送信シーケンスを示す図である。 本発明の原理による送信器の例示的な一実施形態を示す図である。 本発明の原理による送信器の例示的な一実施形態を示す図である。 トレーニングモードとバーストに含まれるモバイルスライス数との関数としてのＦＥＣコードブロックのモバイルバーストのデータキャパシティと題する表１である。 パケットインデックスとバイトインデックスとの関数としてモバイルスライスのトレーニングデータの配置を示す図である。 トレーニングモードとバーストに含まれるモバイルスライス数との関数としての利用可能なデータキャパシティと題する表２である。 モバイル制御チャネル情報を示す図である。 モバイル制御チャネル情報を示す図である。 本発明の原理による受信器で使用する例示的なフローチャートを示す図である。 本発明の原理による装置の例示的実施形態を示す図である。 本発明の原理による受信器の例示的実施形態を示す図である。 本発明の原理による受信器で使用する例示的なフローチャートを示す図である。 本発明の原理による隣接ネットワーク同期を示す図である。 本発明の原理によるトランスレータ同期を示す図である。 本発明の原理による受信器で使用する例示的な他のフローチャートを示す図である。 本発明の原理によるネットワーク同期を示す図である。 本発明の原理による受信器で使用する例示的な他のフローチャートを示す図である。 パケットにわたりインターリーブ後のトレーニングデータを４回パンクさせる、トレーニングの他の形体を示す図である。 パケットにわたりインターリーブ後のトレーニングデータを４回パンクさせる、トレーニングの他の形体を示す図である。
発明コンセプト以外には、図示した要素は周知であり、詳細には説明しない。また、テレビジョン放送と受信器とビデオ符号化については知識があるものと仮定し、ここで詳細には説明しない。例えば、発明コンセプト以外に、ＮＴＳＣ（National Television Systems Committee）、ＰＡＬ（Phase Alternation Lines）、ＳＥＣＡＭ（Sequential Couleur Avec Memoire）、ＡＴＳＣ（Advanced Television Systems Committee）、デジタルビデオ放送（ＤＶＢ）、地上波デジタルビデオ放送（ＤＶＢ−Ｔ）（例えば、ETSI EN ３００ ７４４ V１.４.１ (２００１-０１)を参照）、デジタル地上波テレビジョンのフレーム構成、チャネル符号化、及び変調；及び中国デジタルテレビジョンシステム（GB）２０６００−２００６（地上波デジタルマルチメディア放送／ハンドヘルドデジあるマルチメディア放送（DMB-T/H））を詳しく知っていることを仮定した。ＡＴＳＣ放送信号に関するさらに詳しい情報は、次のＡＴＳＣ標準で知ることができる：Digital Television Standard (A/５３), Revision C, including Amendment No. １ and Corrigendum No. １, Doc. A/５３C、及びRecommended Practice: Guide to the Use of the ATSC Digital Television Standard (A/５４)。同様に、発明コンセプト以外には、例えば８レベル残留側波帯（８−ＶＳＢ）、直交位相振幅変調（ＱＡＭ）、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、または符号化ＯＦＤＭ（ＣＯＦＭＤＭ）等の伝送コンセプトや、例えば無線周波数（ＲＦ）フロントエンド等の受信器の構成要素や、例えば低ノイズブロック、チューナ、復調器、コリレータ、リークインテグレータ、方形化器（squarers）等の受信器セクションを仮定する。同様に、発明コンセプト以外に、トランスポートビットストリームを生成するフォーマット及びエンコード方法（例えば、ＭＰＥＧ−２システム標準（ISO/IEC １３８１８-１））は周知であり、ここでは説明しない。また、留意しておくべきことは、本発明のコンセプトは、従来のプログラミング方法を用いて実施することができることであり、ここでは説明しない。最後に、図面の同じ数字は同様の要素を表す。
図１は今日のＡＴＳＣ送信器を示す。このＡＴＳＣ送信器の要素は既知であり、ここでは説明しない（例えば、Advanced Television Standards Committee, ATSC Digital Television Standard, ATSC A/５３E, April ２００６を参照）。ＭＰＥＧ−２トランスポートパケット９のストリームはＡＴＳＣデジタルテレビシステムのデータ（例えば、ビデオ、オーディオ、ＰＳＩＰ等）を搬送する。各ＭＰＥＧ−２トランスポートパケットは１８７データバイトと１シンクバイトとを含む。シンクバイトはＡＴＳＣ送信器で破棄され、１８７ペイロードバイトはデータランダマイザ１０によりランダム化され、（１８７，２０７）リードソロモン（Ｒ−Ｓ）エンコーダ１５により符号化される。リードソロモン符号化の結果として、各ＭＰＥＧ−２パケットは２０パリティバイトが挿入（pad）され、畳み込みインターリーバ２０にかけられる。畳み込みインターリーバ２０は、インターリーブしたデータを２／３トレリスエンコーダ２５に送る。ATSC Digital Television Standard, ATSC A/５３E, April ２００６で規定されているインターリーバ２０を図２に示す。トレリス符号化した信号はシンクマルチプレクサ（ｍｕｘ）３０にかけられる。このシンクマルチプレクサ３０は、トレリス符号化したデータにデータセグメントシンク２８とフィールドシンク２９とを多重化して、ＡＴＳＣデータセグメントにする。特に、ＡＴＳＣシンボルはデータセグメントで送信される。ＡＴＳＣデータセグメントを図３に示した。ＡＴＳＣデータセグメントは８３２シンボル（データセグメントシンク用の４シンボルと８２８データシンボル）を含む。図３から分かるように、データセグメントシンクは各データセグメントの始めに挿入される。データセグメントシンクはバイナリパターン１００１を表す２値（バイナリ）の４シンボルシーケンスである。複数のデータセグメント（３１３セグメント）で１ＡＴＳＣデータフィールドとなる。１ＡＴＳＣデータフィールドは２６０，４１６シンボル（８３２×３１３）を含む。データフィールドの最初のデータセグメントをフィールドシンクセグメントと呼ぶ。フィールドシンクセグメントの構成を図４に示した。各シンボルは１ビットのデータ（２値）を表す。フィールドシンクセグメントでは、データセグメントシンクの直後に、５１１ビットの擬似ランダムシーケンス（ＰＮ５１１）が続く。ＰＮ５１１シーケンスの後には、連結された３つの同じ６３ビットの擬似ランダムシーケンス（ＰＮ６３）があり、２番目のＰＮ６３は１データフィールドおきに反転されている。ＡＴＳＣデータフレームには２つのデータフィールドがある。これを図５に示した。
要約すると、ＡＴＳＣのトランスポートパケットは、シンクバイトも含めて１８８バイトを含む。上記の通り、シンクバイトは取り除かれ、１８７バイトとなる。そして、リードソロモン誤り訂正用の２０バイトが付加され、１パケットあたり２０７バイトとなる。トータルビット数は１６５６ビットである。符号化レートが２／３のトレリス符号化により、これが２，４８４ビットすなわち８２８シンボルに増える。８値の符号化により１シンボルあたり３ビットとなるからである。データセグメントシンクとして知られている特殊な波形をこのパケットの始めに付加する。この波形は４シンボル区間を占める。修正された伝送ストリームパケットは、８３２シンボル期間、すなわち１０．７６メガシンボル／秒のシンボルレートで７７．３μｓの時間を占める。こうして得られた新しいデータパケットをデータセグメントと呼ぶ。図１に戻り、パイロットインサータ（３５）とＶＳＢ変調器（ｍｏｄ）４５の後、ＶＳＢ変調したシンボルをアップコンバータ５０によりＲＦテレビチャネルにアップコンバートし、アンテナ５５によりＡＴＳＣデジタルテレビ信号を送信する。図１から分かることであるが、点線で示したように、ＡＴＳＣデジタルテレビ信号の形成には任意的なプリイコライザ４０も使える。
既存のＡＴＳＣ受信器は、図６に示したが、逆の操作を行って、受信ＲＦ信号からＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム（ＴＳ）を回復する。また、受信器では、ローカルオシレータ及びサンプリングクロックを送信器のローカルオシレータ及びサンプリングクロックと同期させるキャリアリカバリ及びタイミングリカバリ回路が必要である。無線チャネルにおいて生じたマルチパスに対抗するため、イコライザも必要である。ダウンコンバータ６５は、チャネルに同調してアンテナ６０を介して放送信号を受信し、受信信号をＶＳＢ復調器（demod）７０に送るチューナを含む。ＶＳＢ復調器７０はイコライザ（図示せず）を含む。復調信号をトレリスデコーダ７５に送り、トレリス復号する。その結果トレリス復号された信号をデ・インターリーバ８０にかける。デ・インターリーバは、送信器のインターリーバ２０とは逆のやり方で、トレリス復号された信号をデ・インターリーブ（deinterleave）する。デ・インターリーバ８０からの出力信号をリードソロモン（Ｒ−Ｓ）デコーダ８５にかける。リードソロモンデコーダ８５はパケット化データ８６を出力する。
上記の通り、ＡＴＳＣデジタルテレビシステムは固定的な受信を前提として設計されており、モバイル環境における性能はよくない。これに関し、既存のＡＴＳＣデジタルテレビシステムと後方互換性を維持した、モバイル及びハンドヘルド（Ｍ／Ｈ）のデバイスのためのＡＴＳＣデジタルテレビシステムの開発が期待されている。当該技術分野において知られているように、レガシーＭＰＥＧ−２トランスポートストリームでは、送信する十分なデータがない場合、ヌルパケットを挿入する。すなわち、前述の通り、ＡＴＳＣデジタルテレビ物理伝送チャネルは余分な帯域幅を有している。ヌルパケットに関して、レガシーＡＴＳＣ受信器は受信したヌルパケットは破棄している。そのため、モバイル及びハンドヘルド（Ｍ／Ｈ）デバイス用のＡＴＳＣデジタルテレビシステムでは、ヌルパケットをモバイルデータチャネルとして用い、レガシーなＡＴＳＣデジタルテレビ受信器との後方互換性は維持する。特に、ＡＴＳＣデジタルテレビモバイル／ハンドヘルド（Ｍ／Ｈ）システムでは、番組（例えば、テレビ番組）などのモバイルデータをＡＴＳＣデジタルテレビの物理伝送チャネルにおける余分な帯域幅を用いて伝送する。これにより「時間スライス（time-slicing）」も可能になる。ハンドヘルドデバイスの受信器はモバイルデータの受信時にのみパワー供給されればよいので、受信時以外にはアイドル状態でよく、ハンドヘルドデバイスのバッテリーからのパワー消費を低減できる。留意すべきこととして、ヌルパケットではなく、特殊なパケット識別子（ＰＩＤ）を用いてモバイルデータを搬送して、レガシーな受信器はこの特殊なＰＩＤを有するパケットは無視するようにしてもよい。
残念ながら、既存のＡＴＳＣデジタルテレビシステムは時間スライスのために必要なシグナリングメカニズムを有していない。そのため、本発明の原理により、信号は一連のフィールドを含み、各フィールドは同期部分とデータ部分とを有する。送信器は、フィールドの同期部分に擬似ノイズ（ＰＮ）シーケンスを挿入し、そのフィールドのデータ部分にモバイルデータがあることを示すために用いる。補完的に、受信器はその信号を受信し、受信信号の同期部分にＰＮシーケンスを検出すると、受信信号のそのフィールドのデータ部分にモバイルデータがあるか否か判断する。
さらに、ＡＴＳＣデジタルテレビ信号では、フィールドシンクシーケンスを受信器のイコライザを収束させるトレーニングシーケンスとして用いる。イコライザはチャネル歪みを補正する。しかし、モバイル環境では、固定環境よりもチャネルの変動が大きい。そのため、モバイル受信器のイコライザは、変動するチャネルを追跡して素早く収束する必要がある。残念ながら、我々の調査によれば、受信器のイコライザがモバイル環境において素早く収束するにはＡＴＳＣデジタルテレビフィールドシンクシーケンスの頻度が低すぎる。特に、フィールドシンクシーケンスは１フィールド（２４．２ミリ秒（ｍｓ））あたり１フィールドシンクシーケンスのレートで現れる。データセグメントシンクの頻度はもっと高く、１データセグメント（７７．３μ秒（μｓ））あたり１セグメントシンクシーケンスのレートであるが、データセグメントシンクは４シンボルしかない。そのため、本発明の原理では、モバイルパケットはモバイルデータと、追加的なモバイルトレーニング情報とを担う。
モバイルパケットは、図７に示した構成を有するＭＰＥＧ−２トランスポートパケットである。モバイルパケット２５０は、２バイトヘッダ（２５１）と、１８５バイトのモバイルデータ及びモバイルトレーニングシーケンス（２５２）と、２０バイトのＲ−Ｓパリティ情報（２５３）とを含む。時間スライスを行うため、モバイルパケットをデータバーストで送信する。このデータバーストをここではモバイルバーストと呼ぶ。モバイルバーストの基本単位は５２モバイルパケットである。これをモバイルスライスと呼ぶ。モバイルバーストはＮ個（ここでＮ＞１）のモバイルスライスを含む。モバイルバーストの始めはデータフィールドの始めと位置が合って（align）いる。データフィールドを担うモバイルデータをここではモバイルデータフィールドまたはモバイルフィールドという。例示的なモバイルデータフィールド１００を図８に示した。図５のＡＴＳＣデータフィールドが修正されて、モバイルフィールドシンク１０１と、複数のモバイルスライスとを含む。これらはデータフィールドの始めと位置が合っている。かかるモバイルデータフィールドは、モバイルデータ部分と、そのモバイルデータ部分がフィールド全体を使わなければ、ＡＴＳＣレガシーデータ部分とを含む。図８から分かるように、モバイルデータフィールドのモバイルデータ部分には２つの例示的モバイルスライスがある。すなわち、Ｎ＝２である。最初のモバイルスライスはモバイルスライス１０３であり、５２モバイルパケット（モバイルデータセグメント）を含み、時間的長さは４．０２ｍｓである。最初のモバイルスライス１０３では、（以下により詳しく説明する）制御チャネル情報が部分１０９に含まれている。次のモバイルスライス１０３はもう１つのモバイルスライス１０６である。留意すべき点として、この例では、モバイルトレーニングデータは、最初のモバイルスライスに続くモバイルスライスにある。これは、第２のモバイルスライス１０６のモバイルトレーニングデータ部分１０８で示した。以下により詳しく説明するように、モバイルトレーニングデータは、モバイルスライスの同じ部分にあり、受信器が素早く識別できるようにしている。モバイルデータがモバイルフィールド全体を占めなければ、レガシーＡＴＳＣデータを（前に説明したＡＴＳＣデータセグメントの）モバイルフィールドの残りの部分で送信できる。図８では、これをモバイルデータフィールドの残り部分１０７により示した。
本発明の原理では、モバイルフィールドシンク１０１により受信器はＡＴＳＣ ＤＴＶ Ｍ／Ｈシステムにモバイルデータがあることを素早く知ることができる。ここで図９を参照するに、モバイルフィールドシンク１０１は、ＶＳＢモードフィールドのすぐ後の予約シンボルフィールドの始めにＰＮ６３シーケンス１０２を挿入する修正を施した、上記のＡＴＳＣフィールドシンクを含む。そのため、受信器は、フィールドシンクセグメントの予約部分にＰＮ６３シーケンスがあることにより、モバイルデータがあると素早く判断することができる。例えば、フィールドシンクセグメントの予約部分にＰＮ６３シーケンスがあることは、モバイルバーストの開始を表す。上記実施例を変形することも可能である。例えば、このＰＮシーケンスの符号（例えば、正の符号）を、モバイルバーストの開始のしるしとして用いることができる。このように、シグナリングを増やさなくても、モバイル受信器はモバイルデータがあることを素早く知ることができる。物理レイヤシグナリングの他の例として、予約フィールドにカウンタを組み込んで、そのカウンタが示す数のデータフィールド後にモバイルバーストが現れることを示してもよい。例えば、カウンタ値が３のとき、それは３データフィールド後に少なくとも１つのモバイルスライスがあることを意味する。カウンタ値が０であれば、そのデータフィールド（the current data field）が少なくとも１つのモバイルスライスを含むことを意味する。受信器は、モバイルバーストのタイミングをはっきりと知ることができるので、パワーセーブモードと受信モードの切り替えをスケジューリングしてパワー消費を低減できる。複数のモバイルチャネルの識別と調整を制御チャネル情報で実現することができる（以下により詳しく説明する）。
ここで、モバイルパケットの伝送に関してつぎのことも留意しなければならない。モバイルデータは、トレーニングデータ以外の部分はＦＥＣブロックで前方エラー訂正（ＦＥＣ）符号化される。例えば、低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いる。特に、ETSI EN ３０２ ３０７, v.１.１.２, Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applicationsで規定された短ブロック長コード（short block length code）を用いる。この短いブロック長は１６，２００ビット、すなわち２，０２５バイトである。モバイルパケットについては、ペイロードが１８５バイトであり、各ＦＥＣブロックには１１モバイルパケットあり、各モバイルバーストには整数個のＦＥＣブロックがある。
ここで図１０を参照するに、ＡＴＳＣ ＤＴＶモバイルシステムでは、モバイルバーストはＭデータフィールドごとに送信される。ここでＭはそのシステムにおいて設定され、時間スライスを用いることによりモバイル／ハンドヘルドデバイスのパワー消費を低減するように十分大きくなければならない。例示のために、Ｎ＝２、Ｍ＝４であるとしよう。そのため、各モバイルバーストには２つのモバイルスライスがあり、４つのデータフィールドごとに１つのモバイルバーストがある。これを図１０に示した。図１０は送信データフィールドのシーケンスを示している。データフィールド２０２はモバイルデータフィールドであり、モバイルバースト（ＭＢ）２０１を搬送する。そのため、データフィールド２０２は図８に示した構成を有する。データフィールド２０３はレガシーなデータフィールドである。図１０から分かるように、次のモバイルバーストはデータフィールド２０４に現れる。引き続きこの例を用いて、４つのフィールドの時間的長さは（２４．２ｍｓ）（４）＝９６．８ｍｓである。そのため、モバイルデバイスの受信器をパワーアップするのにかかる時間は、少なくとも（２４．２）（２）（５２））／３１３≒８．０４ｍｓである。このため、モバイルデバイスのデューティサイクルは８．０４／９６．８≒８．３０％となる。デューティサイクル時間はその他の受信処理によっても増大する。例えば、受信器のデ・インターリーバをクリアするのに１モバイルスライス時間かかると仮定すると、モバイルデバイスの受信器がパワーアップするのに要する時間は、（（２４．２）（３）（５２））／３１３≒１２．０６ｍｓであり、その結果デューティサイクルは１２．０６／９６．８≒１２．４６％となる。この例では、モバイルデータとトレーニングの生データレートは５２×２×２０７×８ビット／９６．８ｍｓ＝１．７８Ｍｂｉｔ／ｓである。このように、この例では、受信器はデータフィールド２０２に続く３データフィールドと、データフィールド２０２の部分２０６の間、パワーダウンしていられる。受信器がパワーダウンしている時間をアイドル時間とも言い、図１０ではアイドル時間２０７として例示した。
ここで図１１及び図１２を参照するに、本発明の原理によるＡＴＳＣ ＤＴＶモバイル送信器の実施形態を示している。発明コンセプトに関係する部分のみを示した。ＡＴＳＣ ＤＴＶモバイル送信器はプロセッサベースのシステムであり、図１１に点線で示したボックスとして示したプロセッサ１４０とメモリ１４５により表されるプロセッサ（複数でもよい）とそれに付随するメモリとを含む。この状況において、例えばモバイルＦＥＣエンコーダ１２０を実施するためのプロセッサ１４０が実行するコンピュータプログラムすなわちソフトウェアがメモリ１４５に記憶されている。プロセッサ１４０はプログラム記憶方式の制御プロセッサ（複数でもよい）を表し、送信器の機能に対して専用でなくてもよい。例えば、プロセッサ１４０はＡＴＳＣ ＤＴＶモバイル送信器の他の機能を制御することもできる。メモリ１４５は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）などの任意の記憶デバイスを表す。送信器の内部にあっても外部にあってもよい。必要に応じて揮発性であっても不揮発性であってもよい。
図１１に示した要素は、マルチプレクサ（ｍｕｘ）１１５、モバイル前方エラー訂正（ＦＥＣ）エンコーダ１２０、ｍｕｘ１２５、モバイルトレーニングインサータ１３０、モバイルトレーニングジェネレータ１３５、データランダマイザ１０、モバイルパケットフィルタ１１０、グローバルポジションシステム（ＧＰＳ）受信器２３５、及びＧＰＳアンテナ２３０を含む。ＧＰＳ受信器２３５は、ＧＰＳアンテナ２３０からＧＰＳ信号を受信し、送信器においてＡＴＳＣ ＤＴＶモバイル信号の送信に用いる時間同期情報を供給する。マルチプレクサ１２５はパケットを送る。このパケットは、レガシーＡＴＳＣパケットか、モバイルパケットヘッダを付けただけの空のモバイルパケットかいずれかである。これらの空のモバイルパケットはヌルパケットであり、ここではモバイルデータを搬送するために用いられる。ヌルパケットはＭＰＥＧ−２で規定されたフォーマットに準拠している。ＡＴＳＣデジタルテレビジョンモバイルレシーバは、上記のモバイルフィールドシンクシグナリングを用いてモバイルパケットを識別できる。このパケットデータは、図１を参照して説明したレガシーＡＴＳＣパケットか、またはモバイルパケットの単なるヘッダかのいずれかであり、データランダマイザ１０によりランダム化される。その結果得られるデータストリームをモバイルパケットフィラ１１０にかける。マルチプレクサ１１５は、モバイルパケットで搬送されるモバイルデータを供給する。図１１に示したように、このモバイルデータは（以下に説明する）モバイル制御チャネル情報またはモバイルチャネルデータ自体（例えば、ビデオやオーディオ等の番組データ）を含む。モバイルデータはモバイルＦＥＣエンコーダ１２０に送られる。モバイルＦＥＣエンコーダ１２０はモバイルチャネルの変動に応じて付加的エラー防止を行い、ＦＥＣエンコードしたモバイルデータをモバイルトレーニングインサータ１３０に送る。
上記の通り、ＦＥＣエンコーダ１２０は、ETSI EN ３０２ ３０７, v.１.１.２で規定されたようにＬＤＰＣコードとショートブロック長とを用いる。ＦＥＣエンコーダ１２０はデータをＦＥＣブロックに分割する。各ＦＥＣブロックには１１モバイルパケットがある。可能なコードレートは１１通りあり、すなわち１／４，１／３，２／５，１／２，３／５，３／４，４／５，５／６，８／９である。例えば、レートが１／４のＦＥＣブロックは５０６バイトのモバイルデータを含み、レートが１／２のＦＥＣブロックは１０１２バイトのモバイルデータを含む。図１３の表１は、（以下にさらに説明する）５つの異なるトレーニングモードに対してＮ＝２から６までのＮモバイルスライスに含まれるＦＥＣコードブロックの数を示す。例えば、Ｎ＝２の場合、モバイルデータフィールドの２つのモバイルスライスにおいて、９個のＦＥＣブロックが搬送される。
ＦＥＣ符号化に関して、ＬＤＰＣコードブロックの符号化ビットのパンクチャ（puncturing）または繰り返しに関して、次のことにも注意すべきである。Ｎ個のモバイルスライスに対して、モバイル情報に使用するモバイルパケット数をＮｍで示し、ＬＤＰＣコードブロックの数をＮｌｄｐｃで示し、トレーニングモードをＴｍｏｄｅで示す。また、次の関数を定義する：Ｔｍｏｄｅ＞０であればｆ（Ｔｍｏｄｅ）＝１であり、Ｔｍｏｄｅ＝０であればｆ（Ｔｍｏｄｅ）＝０。以上を考慮の上、ＬＤＰＣコードブロックの符号化ビットをパンクチャ（puncturing）すなわち繰り返すための規則は次の通りである：
１. x = Nm*１８５*８ - [Tmode*２０７*８ +f(Tmode)*４８]*(N-１) - Nldpc*１６２００（ビット）を計算する。
２. ｘ＞０であれば、ＬＤＰＣ符号化ビットを繰り返す。ｘビットはNldpc符号化ブロック中に均等に分布する。y=floor(x/Nldpc)、及びM = x - y*Nldpcとする。最初のＭ個の各符号化コードブロックについて、繰り返しビットの数は（ｙ＋１）である。残りの（Ｎｌｄｐｃ−Ｍ）個の各符号化コードブロックについて、繰り返しビットの数はｙである。
３. ＬＤＰＣコードブロックを［Ｃ０，Ｃ１，．．．，Ｃ１６１９９］で表す。このコードブロックの繰り返しビット数がｗであれば、繰り返し後のコードブロックは［Ｃ０，Ｃ１，．．．，Ｃ１６１９９，Ｃ０，Ｃ１，．．．，Ｃｗ−１］である。
４. ｘ＜０であれば、ＬＤＰＣ符号化ビットをパンクチャする。｜ｘ｜ビットはNldpc符号化ブロック中で均等にパンクチャされる。y=floor(｜x｜/Nldpc)、及びM = ｜x｜ - y*Nldpcとする。最初のＭ個の各コードブロックについて、パンクチャするビットの数は（ｙ＋１）である。残りの（Ｎｌｄｐｃ−Ｍ）個の各コードブロックについて、パンクチャするビットの数はｙである。
５. ＬＤＰＣコードブロックを［Ｃ０，Ｃ１，．．．，Ｃ１６１９９］で表す。このコードブロックのパンクチャビット数がｗであれば、パンクチャ後のコードブロックは［Ｃ０，Ｃ１，．．．，Ｃ１６１９９−ｗ］である。
以下に説明するように、Ｔｍｏｄｅ＞０の場合、畳み込みインターリーブ後に連続するトレーニングシーケンスがあることに留意すべきである。トレリスエンコーダの出力において既知のトレーニングシンボルを生成するためには、トレリスエンコーダは各連続トレーニングシーケンスの始めにおいて既知の状態に再設定する必要がある。このため、４８ビットを使って１２トレリスエンコーダを既知の状態に再設定する。このため、規則１において上記の数ｘの計算で４８ビットを使う。また、トレリス再設定動作は、トレリスリセットビットを含むパケットのパリティビットの再計算を必要とする。
モバイルトレーニングインサータ１３０は、データストリームにモバイルトレーニングデータを挿入する。挿入されるモバイルトレーニングデータは、モバイルトレーニングジェネレータ１３５から供給される。モバイルトレーニングジェネレータ１３５は、トレーニングモード（以下で説明する）を設定する信号１２９により制御される。その結果得られるデータストリーム（モバイルチャネルデータ、モバイル制御チャネル、モバイルトレーニングデータ）は、モバイルパケットフィラ１１０にかけられる。モバイルパケットフィラ１１０は、レガシーＡＴＳＣデータは単に通すが、空のモバイルパケットを受け取ると、その空のモバイルパケットにモバイルデータを入れる（fill）。その結果得られる、ＡＴＳＣレガシーパケットとモバイルパケットのデータストリームを信号１１１を介して供給する。
上記の通り、モバイルパケットは、番組のビデオコンポーネントやオーディオコンポーネントなどのモバイルチャネルデータを搬送するだけではない。モバイルパケットは、モバイル通信環境における受信器のイコライザ応答を向上するモバイルトレーニングデータも搬送する。しかし、単にトレーニング情報を付加するだけではない。発明者は、受信器がすべてのトレーニングデータにできるかで早くアクセスできるようにすることが好ましいことを見いだした。このように、受信器は、モバイルパケット内の別々の場所や、別々のモバイルパケットに渡り分散したトレーニングデータを集めなくてよい。そのため、本発明の原理によると、モバイルトレーニングインサータ１３０により挿入されるモバイルデータは、送信器の（図１に示した）インターリーバ２０の効果を考慮に入れて挿入する。換言すると、モバイルトレーニングデータは、インターリーブ後にそのモバイルトレーニングデータが連続した位置になるように、モバイルパケット中の位置に挿入する。例えば、Ｎ＝２とする。図１４に示したように、インターリーブ動作前に、（５２）（２）＝１０４モバイルパケットに現れるようにトレーニングデータを挿入する。ここで、水平軸はモバイルパケットにおけるバイトインデックスを表し、垂直軸はモバイルバーストにおけるモバイルパケットのインデックスを表す。両方のインデックスは０から始まる点に留意する。黒いドット１つがトレーニングバイトを表している。図１４に示したようにモバイルパケットにモバイルトレーニングデータを挿入した結果として、インターリーバ２０が実行するインターリーブ動作により、これらのトレーニングバイトは、モバイルバースト内のパケットインデックスが５４，５５，５６，５７の連続したパケットに現れる。
特に、本発明の原理によると、モバイルトレーニングバイトのモバイルパケットへの挿入は、インターリーブ後に、これらのトレーニングバイトが可能性のある次の５つのインデックスセット（すなわちモード）にあるモバイルバーストのパケットインデックスを有するパケットに現れるように行う：
モード０−空集合、すなわちトレーニングデータは無い
モード１−{y｜x + ５２n, x∈ {５４}, n = ０,１,.., N - ２}
モード２−{y｜x + ５２n, x∈ {５４，５５}, n = ０,.., N - ２}
モード３−{y｜x + ５２n, x∈ {５４,５５,５６}, n = ０,１,.., N - ２}
モード４−{y｜x + ５２n, x∈ {５４,５５,５６,５７}, n = ０,１,.., N - ２}
モードはプロセッサ１４０により信号１２９を介して設定される。例えば、モード４では、図１４に示したが、Ｎ＝２の場合、モバイルパケット５４，５５，５６，５７はモバイルトレーニングデータを搬送する（すなわち、これはモバイルデータフィールドの４つのモバイルデータセグメントであり、図８の部分１０８で表されている）。このように、対応する受信器は、モバイルトレーニングデータを素早く見つけて使うことができる。モバイルトレーニングデータはモバイルバースト中のスペースを取るので、図１５の表２に、Ｎの値が２から６までの場合に異なるトレーニングモードにおいてモバイルデータのために利用可能なパケット数を示した。表２から分かるように、（上で説明した）ＦＥＣブロック化のために、モバイルバースト中に未使用パケットがある。特に、モバイルバーストには整数個のＦＥＣブロックがあり、ＦＥＣブロックには１１モバイルパケットある。そこで、Ｎ＝２かつトレーニングモード４の場合を考える。表２は、データ搬送に利用できるのは、予想される１００パケットではなく、９９パケットであることを示している。これはＦＥＣブロック化のためである。すなわち、９９パケットは、９ＦＥＣブロックであり各ブロックが１１パケットを搬送することを表している。図１４はトレーニングモード４を示す。このトレーニングモード４が最も多くのトレーニングデータを搬送する。残りのトレーニングモードはすべて、図１４に示したトレーニングバイトの部分集合を用いるので、図１４に示したパターンの簡単に修正したものである。
モバイルトレーニングジェネレータ１３５において、線形フィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）を用いて、生成多項式Ｇ（ｘ）＝ｘ１３＋ｘ４＋ｘ３＋ｘ１＋１と、初期条件０ｘ１ＦＦＦとを用いてモバイルトレーニングバイトを生成する。シフトレジスタの出力ビットをバイトにグループ分けする。第１ビットをＭＳＢ（most significant bit）とする。上記の通り、トレリスエンコーダの出力において既知のトレーニングシンボルを生成するためには、図１２のトレリスエンコーダ２５は各連続トレーニングシーケンスの始めにおいて既知の状態に再設定する必要がある。このため、４８ビットを用いて１２トレリスエンコーダを既知の状態に再設定する。
ここで図１２を参照して、ＡＴＳＣデジタルテレビジョンモバイル送信器の説明を続ける。図１２に示した要素には、Ｒ−Ｓエンコーダ１５、インターリーバ２０、トレリスエンコーダ２５、シンクマルチプレクサ３０、パイロットインサータ３５、プリイコライザ４０、ＶＳＢ変調器４５、アップコンバータ５０、及びアンテナ５５が含まれる。これらは前述の通り機能を果たす。また、セレクタ要素１７０もある。セレクタ要素１７０は、（例えば、プロセッサ１４０を介した）信号１７４の制御下、ＡＴＳＣフィールドシンク２９（ＡＴＳＣデータのみを送信する場合）か、モバイルフィールドシンク１０１（図７，８，９，及び１０を参照して上で説明したように、モバイルフィールドを送信する場合）を選択する。選択したフィールドシンク１７１をシンクマルチプレクサ（ｍｕｘ）３０に送り、データフィールドの形成に用いる。プロセッサ１４０は、Ｎの値、モバイルバースト中のモバイルスライス数、及びＭの値に応じて送信器の動作を制御する。Ｍはモバイルバーストの発生頻度であり、すなわちＭデータフィールドごとにモバイルバーストが発生する。
上記の通り、受信器で使用するため、モバイル制御チャネル情報をモバイルバーストの最初のモバイルスライスで送信する。モバイル制御チャネル情報を搬送するモバイルスライスの部分は、ここではモバイル制御チャネルと呼び、モバイルバーストの最初のモバイルスライス中の最初のＦＥＣブロックである。最初のモバイルスライス、及びそれゆえモバイル制御チャネルがあることは、上記の通り、モバイルフィールドシンクセグメントがあることにより分かる。最初のＦＥＣブロックは１／４のコーディングレートで符号化される。留意すべき点として、モバイル制御チャネルは最初のＦＥＣブロックである必要はなく、単に既知のＦＥＣとトレーニング特性で既知の時間に送信されればよい。モバイル制御チャネル情報は図１６と図１７に示したように、複数の表を含む。
図１６の表２７０は、モバイル制御チャネルフィールドプロパティ表であり、６つのフィールドを含む：「フィールドナンバ」フィールド、「ＦＥＣレート」フィールド、「トレーニングモード」フィールド、「モバイルバーストＩＤ」フィールド、「ＦＥＣブロック」フィールド、及び「予約」フィールドである。「フィールドナンバ」フィールドは８ビット長であり、０からＭ−１までの値を有する。Ｍは整数である。「フィールドナンバ」フィールドは、どのくらいの頻度でモバイルバーストが発生するか規定する。すなわち、Ｍフィールドごとに１モバイルバーストである。そのため、受信器は、パワーダウン動作モードの決定において用いる受信器のアイドル時間（例えば、図１０を参照して説明したアイドル時間計算を参照）を決定するために、モバイルバーストがどのくらい頻繁に生じるかを素早く決定することができる。「ＦＥＣレート」フィールドは４ビット長であり、モバイルバーストでＦＥＣブロック（上記の通り最初のＦＥＣブロックは除く。最初のＦＥＣブロックは１／４のコーディングレートで符号化される）に用いるコーディングレートを受信器に知らせる。「トレーニングモード」フィールドは４ビット長であり、受信器に対してモバイルバーストのトレーニングモードを指示する。「モバイルバーストＩＤ」フィールドは６ビット長であり、このモバイルバースト（複数のモバイルフィールドを含んでいてもよい）の識別（ＩＤ）番号を提供する。これにより受信器は特定のモバイルバーストを識別できる。「ＦＥＣブロック」フィールドは５ビット長であり、モバイルバーストにいくつのＦＥＣブロックがあるか受信器に知らせる。結果として、受信器はモバイルバーストにいくつのデータフィールドがあるか判断できる。「予約」フィールドは５ビット長であり、将来利用するために予約されている。６フィールドよりなるこのデータは０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦのエントリーで終わる。
図１６の表２７５はモバイルバースト対モバイルチャネル識別子表であり、「モバイルチャネルＩＤ」フィールドと「モバイルバーストＩＤ」フィールドとの２つのフィールドを有する。「モバイルチャネルＩＤ」フィールドは１６ビット長であり、モバイルチャネルナンバを特定する。「モバイルバーストＩＤ」フィールドは６ビット長であり、モバイルバースト（複数のモバイルフィールドを含んでいてもよい）を特定する。かように、２つのフィールドが一緒になってモバイルバーストをモバイルチャネルにマッピングする。この表は、モバイルチャネルとそれに関連するモバイルバーストに関する情報を受信器に提供するエントリー（すなわちペア）のリストを含んでいてもよい。モバイルチャネル識別子とモバイルチャネルＩＤのペアが０ｘＦＦＦＦＦＦであればリストの終わりを示す。これらのパラメータは、最も近いバイト境界に埋め込まれる（pad）。
図１７の表２８０はトランスレータ表であり、３つのフィールド、すなわち「物理ＲＦチャネル」フィールド、「フィールドオフセット」フィールド、及び「予約」フィールドよりなる。「物理ＲＦチャネル」フィールドは６ビット長であり、トランスレータ（関連局）（以下に説明する）の無線周波数（ＲＦ）チャネルである。「フィールドオフセット」フィールドは６ビット長であり、現在のチャネルから送信において関連局が遅延しているフィールド数である。「予約」フィールドは４ビット長であり、将来利用するために予約されている。この表は、受信器が利用できる同じネットワークのトランスレータに関する情報を提供するエントリーのリストである。０ｘＦＦ値はリストの終わりを示す。
図１７の表２８５はネットワーク表であり、３つのフィールド、すなわち「物理ＲＦチャネル」フィールド、「制御チャネルオフセット」フィールド、及び「予約」フィールドよりなる。「物理ＲＦチャネル」フィールドは６ビット長であり、隣接ネットワーク局（関連局）（以下に詳しく説明する）の無線周波数（ＲＦ）チャネルである。「制御チャネルオフセット」フィールドは６ビット長であり、現在のチャネルから送信において関連局のモバイル制御チャネルが遅延しているフィールド数である。「制御チャネルオフセット」フィールドは、可変であり、同じプログラミング（programming）を担っている隣接ネットワークチャネル間のホッピング（hopping）を可能にする。「予約」フィールドは４ビット長であり、将来利用するために予約されている。この表は、現在受信しているチャネルに対して、隣接する同じネットワークカバレッジエリアに関する情報を提供するエントリーのリストであってもよい。このように、オペレータは、制御チャネルとプログラミングをオフセットして、周囲のカバレッジエリア間をホッピングすることができる。０ｘＦＦ値はリストの終わりを示す。
図１８を参照するに、ＡＴＳＣデジタルテレビモバイル送信器において用いるフローチャート例を示す。ステップ２０５において、プロセッサ１４０は、ＧＳＰ受信器２３５からＧＰＳ情報２３６を用いて送信を同期する。特に、ＧＰＳタイミングを用いて同期を容易に実現できる。ここで、送信器において２ＧＰＳパルスにつき１パルスをモバイルデータのフレーム構成の基準として用いる。結果として、ＡＴＳＣデジタルテレビモバイル送信器は、他の関連局（例えば、モバイル受信品質がよくないエリアにおいてカバレッジをよくするために同じ番組を再放送しているトランスレータ）や、隣接カバレッジエリアのネットワーク局に対して、同期して送信することができる。ステップ２１０において、プロセッサ１４０は、値Ｍに従ってモバイルバーストの送信がスケジューリングされているか判断する。モバイルバーストの送信がスケジューリングされているとき、ステップ２１５において、プロセッサ１４０は、上記の通りモバイルバーストの形成を制御し、モバイルデータフィールド（複数でもよい）を提供する。モバイルバーストの最初のモバイルフィールドの識別のため、（図１２の信号１７４とセレクタ１７０を介して）モバイルフィールドシンクを最初のモバイルデータフィールドに挿入する。上記の通り、このモバイルフィールドシンクはどの方法で実装してもよい。例えば、ＰＮ６３の特定サインやカウンタなどである。留意すべき点として、本発明の原理によると、モバイルバーストが複数のモバイルフィールドを有するとき、プロセッサ１４０は、ステップ２１５において、他のモバイルフィールドのために修正したモバイルフィールドシンクを挿入して、そのモバイルフィールドがモバイルバーストの一部であり、搬送するモバイル制御情報を有していないことを示すことができる。しかし、モバイルバーストがスケジューリングされていない場合、プロセッサ１４０は、ステップ２２０において、ＡＴＳＣフィールドシンクの挿入を含むＡＴＳＣ信号の形成を制御する（例えば、図１２の信号１７４とセレクタ１７０とによる）。留意すべき点として、本発明の原理によると、プロセッサ１４０は、ステップ２２０において修正したＡＴＳＣフィールドシンクを挿入してもよい。予約フィールドにはデータを挿入し、そのデータフィールドはレガシーデータのみを担っていることを示すことができる。
ここで、図１９を参照して、本発明の原理によるデバイス３００の一実施形態を示す。デバイス３００は、ハンドヘルド、モバイル、または固定（stationary）であるプロセッサベースのプラットフォームを表す。例えば、PC、サーバ、セットトップボックス、パーソナルデジタルアシスタント（PDA）、携帯電話、モバイルデジタルテレビジョン（DTV）、デジタルテレビジョン等である。これに関して、デバイス３００は、プロセッサ（複数でもよい）とその関連メモリ（図示せず）とを含む。デバイス３００は、受信器３０５とディスプレイ３９０を含む。受信器３０５は、（例えば、アンテナ（図示せず）を介して）放送信号３０４を受信して、その信号から例えばビデオ信号を回復する処理をして、そのビデオコンテンツを見るためにディスプレイ３９０に出力する。
受信器３０５を参照して、本発明の原理による受信器３０５の一部を図２０に示す。発明コンセプトに関係する部分のみを示した。受信器３０５はプロセッサベースのシステムであり、図２０に点線で示したボックスとして示したプロセッサ１９０とメモリ１９５により表されるプロセッサ（複数でもよい）とそれに付随するメモリとを含む。この状況において、例えばモバイルフィールドディテクタ１５５を実施するためのプロセッサ１９０が実行するコンピュータプログラムすなわちソフトウェアがメモリ１９５に記憶されている。プロセッサ１９０はプログラム記憶方式の制御プロセッサ（複数でもよい）を表し、受信器の機能に対して専用でなくてもよい。例えば、プロセッサ１９０は受信器３０５の他の機能を制御することもできる。メモリ１９５は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）などの任意の記憶デバイスを表す。受信器３０５の内部にあっても外部にあってもよい。必要に応じて揮発性であっても不揮発性であってもよい。
受信器３０５はアンテナ６０と受信器部分１８５とを含む。受信器部分１８５は、ダウンコンバータ６５、トレリスデコーダ７５、デ・インターリーバ８０、Ｒ−Ｓデコーダ８５を含む。これらの要素は、以下に説明するものを除けば、図６を参照して上で説明した機能を有する。本発明の原理によると、受信器部分１８５は、ＶＳＢ復調器１５０、モバイルフィールドディテクタ１５５、モバイルトレーニング取り出し要素１６０、モバイルＦＥＣデコーダ１６５、モバイル制御チャネルメモリ１７５、モバイルデータバッファ２６０、及びモバイルデータバッファ２６５を含む。留意すべき点として、図中のシグナリング経路はアドレスバス、データバス、制御バスのシグナリングを表すが、図を簡明にするため詳細は示していない。受信器部分１８５のパワー消費は例えばプロセッサ１９０により信号１８４を介して制御されている。例えば、受信器部分１８５は、モバイルデータを受信していない時には、パワーダウンしていてもよい。受信器部分１８５はパワーアップされているとここでは仮定して、ダウンコンバータ６５がＡＴＳＣレガシープログラミングとモバイルプログラミングとの両方を搬送しているチャネルに同調し、同調信号をＶＳＢ復調器１５０に送る。ＶＳＢ復調器１５０は、図６のＶＳＢ復調器７０と同様であるが、モバイルトレーニングデータを用いて通信チャネルの変化をトラッキングする点で異なる。ＶＳＢ復調器１５０は、受信信号を復調して、復調信号をトレリスデコーダ７５とモバイルフィールドディテクタ１５５とに送る。モバイルフィールドディテクタ１５５は、上記のモバイルフィールドシンクを探し、例えば、受信したフィールドシンクセグメントをモバイルフィールドシンクセグメントの既知の値と相関させる。モバイルフィールドシンクを検出すると、受信したモバイルデータフィールドにモバイルデータがあることを示すから、モバイルフィールドディテクタ１５５はモバイルバースト検出信号１５６を出力する。この信号は例えばプロセッサが用いて、デバイス３００の動作を制御する。トレリスデコーダ７５は復調データをデコードし、トレリスデコードしたデータをデ・インターリーバ８０に送る。デ・インターリーバ８０は、上記の送信器のインターリーバ２０とは補完的にデータストリームをデ・インターリーブする。デ・インターリーブしたデータはＲ−Ｓデコーダ８５にかけられ、リードソロモン復号される。結果として得られる出力信号はモバイルトレーニング取り出し要素１６０にかけられる。これはデータストリームから前に挿入したトレーニングデータを除去する。結果として得られるデータストリームをモバイルＦＥＣデコーダ１６５に送る。モバイルＦＥＣデコーダ１６５は、そのデータストリームをＬＤＰＣ復号して、出力データ１６６を出力する。この出力データは例えばモバイルデータバッファ２６０及び／または２６５に格納される。このモバイルデータは、選択されたチャネルの番組データを含む。例えば、ATSC Standard: Program and System Information Protocol for Terrestrial Broadcast and Cable" Doc A/６５により規定されたのと同様にフォーマットした、現在の番組のオーディオ及びビデオと、現在のチャネルの番組ガイド情報とを含む。
図２１を参照するに、デバイス３００において用いるフローチャート例を示す。ステップ４０５において、デバイス３００（例えば、プロセッサ１９０）は、モバイルシンクフィールドを検索してモバイル信号を取得する。このステップは、チャネルに最初に同調したとき、または同期がはずれたとき、または（設定されたパワーモードに応じて）パワーアップのときに実行される。ここで、「パワーモード」という用語は、例えばデバイス３００の一部をパワーダウンしてパワーを節約する、パワー管理機能を実行することをいう。モバイルシンクフィールドを検出しない場合、デバイス３００はステップ４２５においてパワーモードが設定されているかチェックする。パワーモードが事前に設定されていた場合、同期がはずれ、デバイス３００はステップ４３０においてパワーモードを再設定し、例えば図２０の受信器部分１８５をパワーアップ状態に保つ。どんな場合にも、デバイス３００はステップ４０５においてモバイルフィールドを探し続ける。しかし、ステップ４０５において、（例えばモバイルフィールドディテクタ１５５により）モバイルシンクフィールドを検出すると、デバイス３００は、ステップ４１０において、モバイル制御チャネルを回復して、モバイル制御チャネルメモリ１７５に記憶する。上記の通り、この例では、モバイル制御チャネルはモバイルバーストの最初のＦＥＣブロックにある。（信号１７６により）メモリ１７５に記憶したモバイル制御チャネル情報から、デバイス３００はステップ４１５においてトレーニングモードを判断し、これを信号１７２によりＶＳＢ復調器１５０に送る。このように、ＶＳＢ復調器１５０は、モバイルトレーニングデータを搬送するモバイルパケット数と、モバイルフィールドにおけるその位置を設定し、イコライザ（図示せず）の収束に用いる。また、ステップ４２０において、デバイス３００は、ＮとＭの値を決定して、すなわちモバイルバーストにモバイルスライスがいくつあるか（これはメモリ１７５に記憶した「ＦＥＣブロック」フィールド値から求まる）と、ＡＴＳＣデジタルテレビモバイル信号においてモバイルバーストがどのくらいの頻度で起こるか（これはメモリ１７５に記憶した「フィールドナンバ」フィールドの値から求める）を決定して、パワーモードを設定する。結果として、デバイス３００は、パワーセーブモードに入るか、前に設定したパワーモードを更新し、図１０を参照して上で説明したように、モバイルバーストを受信しないと予想するときに受信器部分１８５をパワーダウンするようにする。このパワーセーブモードは、チャネルを変えるか、同期を失うか、デバイスのユーザが介入するまで続く。
上記の通り、ＡＴＳＣデジタルテレビモバイル送信器は、他の関連局と送信を同期するためにＧＰＳ受信器を利用することができる。モバイル／ハンドヘルド放送間の時間及び／または周波数を直交関係にすることにより、追加的カバレッジの利益を得ることができる。一例を図２２に示した。図２２では、ネットワークＦは、都市Ａに関連するカバレッジエリア６０５を有する（ＲＦチャネルと関連する）チャネル３で送信している関連ＡＴＳＣデジタルテレビモバイル送信器を有する。また、ネットワークＦは、（一ＲＦチャネルと関連する）チャネル７で送信し、隣接する都市Ｂと関連するカバレッジエリア６１０に同じプログラミングを提供している関連ＡＴＳＣデジタルテレビモバイル送信器も有する。同様に、ネットワークＧは、都市Ａに対してチャネル５でプログラミングを提供し、都市Ｂに対してチャネル９で同じプログラミングを提供する。図２２に示したように、カバレッジエリア６０５とカバレッジエリア６１０は重なっており、その結果重なりカバレッジエリア６０９ができている。重なりカバレッジエリア６０９において、モバイル受信器は、送信を同期することにより、ネットワークＡに対して同時に両方のチャネル３と７からの放送を受信することが可能である。
このように、本発明の原理によると、隣接するカバレッジエリアにおいて、各送信器は、モバイルデータ放送の時間をオフセットし、重なっているカバレッジエリアにおいて両方のエリアからデータ／プログラミングを取得する機会をモバイル受信器に与える。これを図２２に示した。送信器からのチャネル７のモバイルバーストは時間遅延６１１だけオフセットされている。これをモバイルバースト６０６で示した。モバイルバースト６０６は、送信器からのチャネル３のモバイルバースト６０１から一定の時間遅延６１１後に現れる。同様の遅延例をネットワークＧの隣接カバレッジエリアに対して示した（例えば、チャネル９のモバイルバースト６０７はチャネル５のモバイルバースト６０２に対して遅延している）。
このように、モバイル受信器が、例えば、カバレッジエリア６０５においてネットワークＡからプログラミングを受信しているとき、モバイル受信器がカバレッジエリア６０５から重なっているカバレッジエリア６０９を通ってカバレッジエリア６１０に移動するとき、ネットワークＡが、カバレッジエリア６１０にサービスしている送信器にモバイル受信器をハンドオフすることができる。同様に、モバイル受信器がカバレッジエリア６１０から重なっているカバレッジエリア６０９を通ってカバレッジエリア６０５に移動するとき、カバレッジエリア６１０にサービスしている送信器は、カバレッジエリア６０５にサービスしている送信器にモバイル受信器をハンドオフすることができる。
このアプローチの主な利益は、モバイル受信器の復調器が１つでよいことである。モバイル受信器は、主要番組の「アイドル時間」内に複数のＲＦチャネル間をジャンプまたはホップする。このジャンプは必要な時のみ行われる。例えば、同じネットワークからの信号を隣接カバレッジエリアで発見した時に行われる。これにより、ユーザは、隣接するカバレッジエリアの隣のカバレッジエリアからネットワークプログラミング（network programming）の受信を続けられる。モバイル受信器のバッファは、両方のカバレッジエリアからデータ／プログラミングを取得し、エラーがないパケットを選択してデコードする（例えば、図２０のモバイルデータバッファ２６０と２６５）。このハンドオフのコンセプトは、セルラーネットワークでは使われてきたが、放送テレビジョンでは、視聴者は静止していると仮定されていたので新しいものである。時間及び／または周波数を分離するので、１つの受信器（復調器）が２つの放送カバレッジエリア間のハンドオフをサポートできる。こうしてもスペクトルの利用は非常に効率的である。例えば、図１０を参照して説明したように、モバイルバーストを従来のハイデフィニションテレビコンテンツと共有するからである。
この隣接カバレッジエリア間の送信時間のオフセットは、ネットワーク管理者がアプリオリに設定し、モバイル制御チャネル情報中の図１７に示したネットワーク表２８５ですべてのモバイル受信器に提供する。このように、現在の受信チャネルに対して、モバイル受信器は、同じプログラミングの隣接カバレッジエリアのリストを決定できる。例えば、隣接カバレッジエリアをチェックする１つの方法は、現在復調している信号が悪くなったとき、例えば、付随する受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）が所定値より低くなったときである。ネットワーク表２８５から分かるように、オフセットは、モバイル受信器が隣接カバレッジエリアにおけるモバイル送信のネットワーク情報を受信できるように、関連局のモバイル制御チャネルを搬送する次のモバイルバーストに対するものである。
この考え方は、トランスレータ局を用いて同じカバレッジエリアにおけるカバレッジを改善することに拡張できる。特に、時分割モバイル受信器に、異なるチャネルの異なる時間スロットで同じ素材（material）を受信する機会を与えることにより、カバレッジを改善できる。受信器は、トランスレータと主チャネルの両方を断続的に見ることができれば、両者にロックして連続的に信号を受信するよう試みることができる。信号が時分割されているので、トランスレータと主チャネル局が同期して一定時間だけ離れていれば、受信器はこの試みを実行できる。サービスエリアの領域におけるカバレッジを改善するため、またはサービスエリアを拡大するために、トランスレータ局は他の周波数チャネルで番組素材を繰り返す。結果として、受信品質が低い期間で、モバイル受信器は図１７のトランスレータ表２８０でトランスレータ局を検索して、主局とトランスレータ局との間をホッピングすることにより、主信号の受信を妨げずに、トランスレータ局をチェックできる。これを図２３にカバレッジエリア６０５について示した。このカバレッジエリア６０５はトランスレータ局（または送信器）を有し、主チャネルとは異なる周波数と時間的なオフセットでプログラミングを繰り返す。図２３から分かるように、チャネル３はモバイルバースト６１６を送信する主送信器を有する。また、カバレッジエリア６１５、６２０、６２５を有する３つのトランスレータ局がある。トランスレータ６１５は時間６２３だけ遅延したモバイルバースト６１９を送信し、トランスレータ６２０は時間６２７だけ遅延したモバイルバースト６２４を送信し、トランスレータ６２５は時間６２９だけ遅延したモバイルバースト６２６を送信する。モバイル受信器は、受信品質が低いエリアを検出すると、これらのトランスレータ局から放送を受信できないか判断するためチェックする。トランスレータ局は主チャネルと同じカバレッジエリアにあるので、追加的にモバイル制御情報を受信する必要はない。図２０のモバイル制御チャネルメモリにすでに記憶されているからである。
ここで図２４を参照するに、本発明の原理によるモバイル受信器（例えば、デバイス３００）で利用するフローチャート例を示す図である。ステップ５０５において、デバイス３００は現在同調しているデジタルテレビチャネルからモバイルバーストを受信する。ステップ５１０において、デバイス３００（例えば、プロセッサ１９０）は、図２０の信号１５１により、受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）をチェックする。ＲＳＳＩが所定値（例えば、−７５ｄＢｍ、１ｍＷを基準としたデシベル）以上であれば、受信状態はよく、デバイス３００は、ステップ５０５で次のモバイルバーストを受信する予定が来るまで、ステップ５１５においてパワーダウンモードに入る。しかし、ＲＳＳＩ値が所定値未満であれば、受信状態がよくないと判断する。この場合、本発明の原理により、デバイス３００は、選択されたチャネルのコンテンツを回復するため、関連チャネル（例えば、隣接カバレッジエリアまたはトランスレータ局のどちらか）を見つけるよう試みる。特に、ステップ５２０において、デバイス３００は、十分なアイドル時間があり、（トランスレータ表２８０またはネットワーク表２８０で規定された）関連局があるかチェックする。十分なアイドル時間がないか、関連局がない場合、デバイス３００はステップ５０５に進む。しかし、十分なアイドル時間があり、関連局があれば、デバイス３００はステップ５２５において関連局を見つけ（locate）するよう試みる。関連局が見つからないと、例えば、デバイス３００がトランスレータ局のレンジ内にいないか、重なっている領域内にいないと、デバイス３００は、ステップ５２０において、他の関連局を探し続けるのに十分なアイドル時間があるかチェックする。一方、関連局が見つかると、デバイス３００は、ステップ５３０において第２のモバイルチャネルを受信し、ステップ５０５に戻る。
上記を鑑み、通常はモバイル受信器が休止（shut down）してパワー節約をする時間（すなわちアイドル時間）に、モバイル受信器は関連局に同調して、同一番組を見つけることを試みる。メインチャネルからのモバイルデータを図２０のモバイルデータバッファ２６０に記憶する。モバイル受信器においては、関連局からの番組が見つかれば、第２のバッファ（例えば、データバッファ２６５）を設ける。一カバレッジエリアからのパケットを受信できなければ、他のカバレッジエリアからのパケットをチェックして、（信号２６１及び２６２により）受信できなかったパケットまたは破損していたパケットを置き換えられるかチェックする。言うまでもなく、時間スライスの長さは秒のオーダーである。このように、ＲＦ伝搬遅延問題は放送事業者のカバレッジエリアにおける距離の影響は受けない（not relevant over the distances）。本発明の他の実施形態では、受信器は、現在のカバレッジエリアと隣接カバレッジエリアからの同じネットワーク番組の受信データを合成して、そのネットワーク番組のパケットを確実に回復する。利用できる合成方法の１つとして、最大比合成（ＭＲＣ）がある。留意すべき点として、隣接ネットワークとトランスレータ局の場合で本発明のコンセプトを例示したが、隣接ネットワークとトランスレータ局の両方を必要とするものではない。実際、関連局が関連するコンテンツを有している場合には、その関連局のみあればよい。
モバイル／ハンドヘルド放送間の時間及び／または周波数を直交させることにより、その他の利益を得ることができる。例えば、本発明の原理によると、すべての放送事業者が同期していれば、すべてのチャネルの番組ガイドを構成できる。これを図２５に示した。図２５では、カバレッジエリア６０５に対して、２つの放送事業者があり、一方の放送事業者（ネットワークＦ）はチャネル３と関連しており、もう一方の放送事業者（ネットワークＧ）はチャネル５と関連している。図２５から分かるように、チャネル５のモバイルバースト６０２の送信は、チャネル３のモバイルバースト６０１の送信に対して遅延時間６１３だけ遅延している。そのため、モバイル受信器は、時間的及び周波数的に異なる信号源からの情報送信と同期することにより、複数の信号源からのメタデータ（例えば、開始時間、長さ、タイトル、説明等のイベント（番組）情報よりなる番組ガイドなど）及びその他の情報を集めることができる。ここで再び、この時間スライスによるアプローチの主な利点は、受信器の復調器は１つでよいことである。復調器はメイン番組のアイドル時間中に動的にチャネル間をジャンプすればよい。このジャンプには最小デューティサイクルしかかからないが、番組ガイドを取得し、その他の放送事業者（例えば、非リアルタイム番組（ＮＲＴ））からその他のデータサービスを取得できる。放送事業者が複数のチャネルを提供している場合、他の放送事業者との最低限の重なりしかない時間スライスで番組ガイド情報を提供しなければならない。
ここで図２６を参照するに、本発明の原理によるモバイル受信器（例えば、デバイス３００）で利用するフローチャート例を示す図である。ステップ４５０において、装置３００は現在のチャネルに同調して、（現在のチャネルの番組ガイド情報を含む）現在の番組を受信する。ステップ４５５において、装置３００は、すべてのチャネルの番組ガイド情報をチェックしたか、チェックする。利用可能なモバイルデジタルテレビチャネルの数は、例えばカバレッジエリアを最初にスキャンした時に、一般的にモバイル受信器にはアプリオリに分かっている。ステップ４６０において、装置３００は、すべてのチャネルがまだチェックされていなければ、次のチャネルに切り替え、番組ガイド情報をダウンロードする。ステップ４６５において、装置３００は、番組ガイド情報を探し続けるのに十分なアイドル時間が残っているかチェックする。装置３００は、十分な時間が残っていれば、ステップ４５５に戻り、次のチャネルをチェックする。しかし、装置３００は、十分なアイドル時間が残っていなければ、ステップ４５５に戻り、現在同町しているモバイルチャネルからの次のモバイルバーストを待つ。装置３００は、ステップ４５５においてすべてのモバイルデジタルテレビチャネルをチェックしたと判断すると、ステップ４７５において各チャネルからの番組ガイド情報を含む番組ガイドを構成する。結果として、モバイル受信器は、現在同調しているチャネルでユーザが番組を聞いていたとしても、番組ガイド情報をダウンロードして、完全な番組ガイドを構成できる。
連続バーストの場合のトレーニングを例示したが、本発明のコンセプトはこれに限定されない。例えば、図２７に、楕円７０２で表したモバイルデータフィールド７００を縦断する黒い垂直線７０１（トレーニングデータ）で示したように、インターリーブ前にパケットの所定シンボル位置にトレーニングデータを挿入することもできる。この結果、インターリーブ後には、トレーニングデータはモバイルパケットにおいて４回パンクチャ（puncture）される。これを図２８に（インターリーブ後の）モバイルデータフィールド７１０の場合に示した。図を簡略化するため、モバイルパケットは２つとした。モバイルトレーニングデータ７１１は一パケットにおいて４回パンクチャされており、モバイルトレーニングデータ７１２は他のパケットにおいて４回パンクチャされている。例えば、フィールドシンクと最初のフルパケット長のモバイルトレーニングバーストとの間にあるパンクチャされたトレーニングデータを利用すれば、動的なチャネル状態をトラッキングにさらに役立つ。
上記を考慮して、前記は単に本発明の原理を例示するものであり、言うまでもなく当業者は、ここに明示的に説明はしていないが、本発明の原理を化体し、その精神と範囲に入る多数の別の構成を工夫することができる。例えば、分離した機能要素の場合で例示したが、これらの機能要素を集積回路（ＩＣ）（複数でもよい）に化体してもよい。同様に、分離した要素として示したが、これらの要素の一部または全部をストアードプログラム制御のプロセッサ（例えば、デジタルシグナルプロセッサ）で実施してもよい。かかるプロセッサは、例えば、図２１等に示したステップに対応する関連するソフトウェアを実行するものである。さらに、図面によっては要素をバンドルすることを示唆しているが、本発明のコンセプトはこれに限定されない。例えば、図１９の装置３００の要素を相異なるユニットに分散してどのように組み合わせてもよい。例えば、図１９のレシーバ３００は、ディスプレイ３９０を組み込んだ装置（あるいはボックス）等とは物理的に分離したセットトップボックス等の装置（あるいはボックス）の一部であってもよい。また、留意すべきことは、地上波放送（例えば、ＡＴＳＣデジタルテレビジョン）の場合で説明したが、本発明の原理を他のタイプの通信システム（例えば衛星、ＷｉＦｉ、セルラ等）に適用することもできる。本発明のコンセプトをモバイル受信器の場合で例示したが、本発明のコンセプトは静止した受信器にも適用できる。よって、言うまでもなく、添付した特許請求の範囲に記載した本発明の精神と範囲から逸脱することなく、例示した実施形態に多数の修正を加えてもよく、他の構成を工夫してもよい。

Claims (14)

  1. 現在選択されているチャネルのモバイルテレビジョン信号を受信してモバイルデータを供給する復調器であって、前記モバイルテレビジョン信号はモバイルバーストとして現れ、モバイルバースト間の時間はアイドル時間である復調器と、
    前記現在選択されているチャネルの前記モバイルデータを記憶する第１のバッファと、
    第２のバッファと、
    前記現在選択されているチャネルで受信されるプログラミングを受信するために、他のチャネルのリストを含むモバイル制御チャネル情報を記憶するメモリと、
    前記アイドル時間に前記他のチャネルの少なくとも１つを選択して、前記第２のバッファに前記選択した他のチャネルからのモバイルデータを記憶する、装置。
  2. ディスプレイをさらに有し、前記ディスプレイで見るプログラミングを前記第１のバッファまたは前記第２のバッファのどちらかから取る、
    請求項１に記載の装置。
  3. 前記他のチャネルのリストを前記現在選択されたチャネルのトランスレータと関連づける、
    請求項１に記載の装置。
  4. 前記他のチャネルのリストを前記現在選択されたチャネルの隣接カバレッジエリアと関連づける、
    請求項１に記載の装置。
  5. 前記プロセッサは前記他のチャネルの少なくとも１つを、前記受信モバイルテレビジョン信号の受信品質の関数として選択する、
    請求項１に記載の装置。
  6. 前記復調器は前記受信品質の決定に利用するため、受信信号強度インジケータを前記プロセッサに供給する、
    請求項１に記載の装置。
  7. 前記受信モバイルテレビジョン信号はAdvanced Television System Committee Digital Television信号を表す、
    請求項１に記載の装置。
  8. 現在選択されているチャネルのモバイルテレビジョン信号を受信してモバイルデータを供給する段階であって、前記モバイルテレビジョン信号はモバイルバーストとして現れ、モバイルバースト間の時間はアイドル時間である、供給する段階と、
    前記現在選択されたチャネルのモバイルデータを記憶する段階と、
    前記現在選択されているチャネルで受信されるプログラミングを受信するために、他のチャネルのリストを含むモバイル制御チャネル情報を第１のバッファに記憶する段階と、
    前記アイドル時間に前記他のチャネルの少なくとも１つを選択する段階と、
    前記選択された他のチャネルからのモバイルデータを第２のバッファに記憶する段階とを含む、方法。
  9. 前記第１のバッファか前記第２のバッファのどちらかからモバイルデータを選択してディスプレイで見る、選択する段階をさらに含む、
    請求項８に記載の方法。
  10. 前記他のチャネルのリストを前記現在選択されたチャネルのトランスレータと関連づける、
    請求項８に記載の方法。
  11. 前記他のチャネルのリストを前記現在選択されたチャネルの隣接カバレッジエリアと関連づける、
    請求項８に記載の方法。
  12. 前記選択する段階は前記他のチャネルの少なくとも１つを、前記受信モバイルテレビジョン信号の受信品質の関数として選択する、
    請求項８に記載の方法。
  13. 前記現在選択されたチャネルの受信信号と関連する受信信号強度インジケータを決定する段階と、
    前記受信信号強度インジケータが前記現在選択されたチャネルの受信品質が悪いことを表すとき、前記モバイルデータの代替的データ源として前記他のチャネルの少なくとも１つを選択する、
    請求項８に記載の方法。
  14. 前記受信モバイルテレビジョン信号はAdvanced Television System Committee Digital Television信号を表す、
    請求項８に記載の方法。
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