JP2010537508A - ブロックインタリーブされた符号化信号のデインタリーブ消失情報を保存する方法および装置 - Google Patents

Abstract

デジタルビデオブロードキャストシステムの、受信した符号化およびインタリーブされたデータ群に関連付けられた消失情報をよりコンパクトな形式で保存する。消失フラグと、ＭＰＥ−ＦＥＣ列にカプセル化された、受信された符号化およびインタリーブされたデータ（レコード）群に関連付けられた最終バイトのアドレスとを、消失テーブルに保存する。レコードの最終バイトの前の列の全てのバイトは、最終バイトと同じ消失フラグを有する。消失情報デインタリーバ５２４は、消失テーブルの内容（消失情報）をデインタリーブするよう読み出し、デインタリーブされた消失情報５２５は、その後、デインタリーブされた符号化信号５１１とともにＦＥＣ復号器５２６へ適用され、ＦＥＣ復号性能を向上させる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、合衆国法典（ＵＳＣ）第３５編１１９条（ｅ）項に基づき、「Method and Apparatus for Preserving Deinterleaving Erasure Information of Block Interleaved Coded Signal」なる名称で２００７年８月１５日に提出された米国仮出願第６０／９５１，６４１号明細書の恩恵を主張しており、この全内容を参照によりここに組み込む。

連邦協賛研究または開発による発明権に関する記載は該当なし。

コンパクトディスクで提出される「シーケンスリスト」、テーブル、またはコンピュータプログラム一覧の補遺に関する参考資料は該当なし。

本発明は、デジタルブロードキャストシステムにおける消失情報を処理する方法および装置に係り、特に、デジタルビデオブロードキャスト（ＤＶＢ）システムにおける消失情報を保存およびデインタリーブする方法および装置に係る。

ＭＰＥＧ（Motion Pictures Expert Group）規格は、ビデオおよびオーディオデータの符号化およびトランスポートに関する規格である。概して、ＭＰＥＧ規格は、元のビデオおよびオーディオのコンテンツの品質に大きな影響を及ぼさずに送信および／または保存するバイト数を低減させる目的から圧縮アルゴリズムを利用する。

国際標準化機構（以下では、ＩＳＯ／ＩＥＣと称する）は、動画および関連するオーディオの符号化用にＭＰＥＧ−２規格を開発した。ＭＰＥＧ−２規格は、４つのドキュメントからなる。ドキュメントＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１（システム）は、仕様のシステム符号化を規定する。ここでは、ビデオおよびオーディオデータを組み合わせる多重化構造が定義されており、ビデオおよびそれに関連するオーディオのシーケンスの同期リレーに必要なタイミング情報を含む。ドキュメントＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２（ビデオ）は、ビデオデータの符号化表現および動画を再構築するのに必要になる復号化プロセスを規定している。ドキュメントＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−３（オーディオ）は、オーディオデータの符号化表現および音響を再構築するのに必要に或る復号化プロセスを規定している。ドキュメントＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−４（コンフォーマンス）は、符号化ストリームの特性を決定し、ドキュメントＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１、１３８１８−２、および１３８１８−３で述べられた要件とのコンプライアンスをテストするプロシージャを規定している。

ＭＰＥＧ−２規格は、パケットベースでマルチメディアデータの符号化およびトランスポートを行い、ここではビデオ、オーディオ、その他のデータは１つのビットストリームへと多重化される。ビットストリームはその後、パケッタイズされた基本ストリーム（ＰＥＳ）に分割され、それぞれのパケットが２つの別個のストリームのいずれか（つまり、トランスポートストリーム（ＴＳ）またはプログラムストリーム（ＰＳ）のいずれか）へと多重化される。トランスポートストリームは、それぞれが固定長（１８８バイト）のパケットからなり、プログラムストリームは、多重化された可変長のＰＥＳパケットからなる。トランスポートストリームは、デジタルビデオブロードキャスト（ＤＶＢ）システムで利用され、プログラムストリームはエラーのない環境下で（例えば、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）へのプログラムの記録の際）利用される。ＰＥＳは、基本ストリームのデータを搬送するのに利用されるデータ構造である。基本ストリーム（ＥＳ）は、符号化ビデオ、符号化オーディオ、または、唯一のパケット識別子（ＰＩＤ）を有するＰＥＳパケットシーケンスで搬送される他の符号化されたデータストリームのいずれかである。

トランスポートストリーム（ＴＳ）パケットは、送信チャネルにノイズが多くマルチパスフェーディング、グループ遅延格差、ブロードキャスト局に対してレシーバが移動することに起因したドップラー効果、ローカルな発振器のドリフトに起因するキャリア周波数のオフセット、キャリア位相ノイズ、キャリア振幅の不均衡、過失によるフィルタリングに起因するチャネル帯域幅収差等の多数の不具合を抱えたビデオブロードキャストに利用される。

ＭＰＥＧ−２規格から採用されたＤＶＢトランスポートストリーム（ＴＳ）に基づくＤＶＢ送信システムと比べると、ＤＶＢ−Ｈは、ハンドヘルドレシーバに対してサービスをブロードキャストする仕様であり、正式には２００４年１１月版のＥＴＳＩ（欧州電気通信標準化機構）規格として採択されている。より詳しくは、ＤＶＢ−Ｈは、節電を目的として、レシーバがサービス受信中に自由に移動できることを可能とするデジタルＴＶ規格である。ＤＶＢ−Ｈは、インターネットプロトコル（ＩＰ）に基づいている。その結果、ＤＶＢ−ＨベースバンドインタフェースはＩＰインタフェースフォーマットである。このインタフェースにより、ＤＶＢ−Ｈシステムは、他のＩＰベースのネットワークと組み合わせられることができる。この組み合わせは、ＩＰデータキャストシステムの一つの特徴である。ＭＰＥＧ−２ＴＳも依然としてリンクデータ層では利用されている。符号化マルチメディアデータは、ＩＰデータグラムと称される可変長のＩＰパケットにマッピングされる。ＩＰデータグラムは、トランスポートストリーム内に、マルチプロトコルのカプセル化（ＭＰＥ）、および、ＤＶＢデータブロードキャストしようＥＴＳＩ ＥＮ３０１，１９２で規定された適合プロトコルによりカプセル化される。

ＭＰＥのレベルでは、順方向誤り訂正（ＦＥＣ）のさらなるステージが追加された。この技法はＭＰＥ−ＦＥＣと称され、ＤＶＢ−Ｈの主要な革新の１つである。ＭＰＥ−ＦＥＣは、その基本となるＤＶＢ−Ｔ規格の物理層ＦＥＣを完全なものとする。これは、信号対雑音比（ＳＮＲ）要件を低減させて、モバイル環境においてハンドヘルドデバイスの受信を促すことを目的とする。

ＭＰＥ−ＦＥＣ処理は、ＭＰＥによるカプセル化の前にＩＰ入力ストリームのレベルでリンク層に配置される。図１Ａは、ＭＰＥ−ＦＥＣ、ＭＰＥ、およびタイムスライシング技術を有するＤＶＢ−Ｈ ＣＯＤＥＣを含むＤＶＢ−Ｈトランスミッタのブロック図である。タイムスライシング技術は、送信されたプログラムを、時間を分けて割り当てるので、レシーバが対象となる期間のみデータのバーストを受信するよう起動して、他の節電期間中には電源停止することのできるＤＶＢ−Ｈシステムの節電上の特徴である。他のソースにより個々の基本ストリームとして提供されるＩＰ入力ストリームは、タイムスライシング法によって多重化される。１つのＭＰＥＧオーディオまたはビデオ符号器の出力は、基本ストリーム（ＥＳ）と称される。ＭＰＥ−ＦＥＣ誤り保護は、各個々の基本ストリームについて別個に計算される。

ＩＰダイアグラムはＭＰＥセクションにカプセル化される。ＭＰＥセクションはさらに、順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号により保護される。リード‐ソロモン符号ＲＳ（２５５，１９１，６４）符号を利用して、データの信頼性を高めて、ＦＥＣセクションを形成する。異なるソースにより個々の基本ストリーム（ＥＳ）として提供されるＩＰ入力ストリームは、タイムスライシング法によって多重化される。ビデオプラグラムはＭＰＥＧ−２フォーマットに符号化され、符号化データはその後パケット化されて、ＭＰＥ−ＦＥＣセクションとともに多重化されて、トランスポートストリーム（ＴＳ）パケットを形成する。ＤＶＢ−Ｈ符号器１０１は、物理層のＤＶＢ−Ｔ規格に準拠したＤＶＢ−Ｔ符号器および変調器を含み、さらにＤＶＢ−Ｈ送信用に４Ｋモードおよびトランスミッタパラメータシグナリング（ＴＰＳ）によるサポートを受ける。図１Ｂは、先行技術のＤＶＢ−Ｈレシーバのブロック図である。レシーバ１２０は、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム（ＴＳ）パケットを復元するＤＶＢ−Ｈ復調器１２２を含む。ＴＳパケット１２４は、その後、タイムスライシングモジュール１３４を含むＤＶＢ−Ｈ ＩＰカプセル化解除器１３０へ送られる。タイムスライシングモジュール１３４は、レシーバを制御して、必要なサービスを復号して、他のサービスを行っている間シャットオフさせる。これはレシーバにおける消費電力低減を目的とする。ＭＰＥ−ＦＥＣモジュール１３６は、補完的なＦＥＣ機能を提供して、レシーバ１２０に、特定の困難な受信状況に対処させる。

トランスポートストリームパケットは、多くの互いに異なるプログラムを搬送することができ、その各々は、互いに異なる圧縮係数、および、動的に変化できるが全ビットレートとしては一定になるようなビットレート（統計的多重化）を利用する。

ＤＶＢ規格は、ＩＰデータグラムがＭＰＥＧ−２ＴＳでマルチプロトコルカプセル化（ＭＰＥ）により搬送されることを規定している。図２は、各ＩＰデータグラム２０１がＭＰＥ２１０にカプセル化されることを示している。ＭＰＥ２１０は、ＭＰＥセクション２３２にカプセル化される。ＭＰＥセクションのストリームはその後、基本ストリーム（ＥＳ）（つまり、特定のプログラム識別子（ＰＩＤ）を有するＭＰＥＧ−２ＴＳパケットのストリーム）に入力される。各ＭＰＥセクションは、１２バイトのヘッダ２３１、ペイロード長２３２、４バイトの周期的冗長チェック（ＣＲＣ−３２）末尾２３３を有する。全ペイロード長は、ＩＰデータグラムの長さに等しい。

ＭＰＥ２１０は、複数の行２１２および複数の列２１４を含む。列の数は、１９１バイトに対応し、行の数は２５６、５１２、７６８、または１０２４に等しい。各１９１バイトの行は、さらに、リード‐ソロモン（ＲＳ）符号により保護され、これはさらに、さらなる６４のＲＳパリティバイトをＭＰＥ−ＦＥＣ２２１用に生成する。故に、ＭＰＥ−ＦＥＣ符号器は、ＩＰデータグラム２０１を組み込んだＦＥＣフレームという特定のフレーム構造を生成する。ＦＥＣフレームは、最大２６１，１２０バイトにおいて、最大で１０２４個の行、および、２５５個という一定数の列からなる。ＭＰＥデータは、複数のＭＰＥセクション２３２へカプセル化され、ＲＳデータは複数のＭＰＥ−ＦＥＣセクション２４２にカプセル化される。ＭＰＥ−ＦＥＣセクション２４２は、同じＥＳ内にはあるがＭＰＥセクションとは異なるｔａｂｌｅ＿ｉｄを有して、最後のＭＰＥセクションの直後に送られる。この２つの異なるｔａｂｌｅ＿ｉｄを利用することにより、レシーバは、２つの種類のセクションを区別することができるようになる。

ＭＰＥ−ＦＥＣフレームの行数は、サービス情報の中にシグナリングされており、２５６、５１２、７６８、または、１０２４のうちの任意の値をとることができる。列数はアプリケーションデータテーブル（ＡＤＴ）用には１９１であり、ＲＳデータテーブル２２１用には６４である。特定のバーストのＩＰデータグラムは、左上の隅から始まって、ＡＤＴに列単位で垂直に導入される。ＩＰデータグラムが列の底部で厳密には終了しない場合に、残りのバイトが次の列の上部から継続する。ＩＰデータグラムがＡＤＴを厳密には満たさない場合に、残りのバイト位置がゼロをパディングされる（ゼロパディング２１７）。各行では、ＲＳデータテーブル２２１の６４パリティバイトが、同じ行の１９１のＩＰデータグラムバイト（および適用される場合にはパディングバイト）から、リード‐ソロモン符号ＲＳ（２５５、１９１、６４）を利用して、計算される。

ＭＰＥセクション２３２のヘッダ２３１、および、ＭＰＥ−ＦＥＣセクション２４２のヘッダ２４１は、４バイトのリアルタイムパラメータフィールドを含み、これは、１２ビットの開始アドレスを含み、これは、対応するＩＰデータグラムまたはＲＳ列の開始位置のバイト数（ＡＤＴテーブルの初めから数えた）、並びに、テーブルの端およびフレームの端をシグナリングする１８ビットのｄｅｌｔａ＿ｔパラメータ、および１ビットのテーブルの境界のフラグおよびフレームの境界のフラグを示す。

図３は、１８８バイトの多数のトランスポートストリームパケット３００を示しており、ここで各パケットはヘッダ３０１とペイロード３０２とを含む。各ヘッダ３０１は、８ビットの同期バイトフィールド３１０、１ビットのトランスポート・エラー・インジケータ・フィールド３１１、１ビットのペイロードユニット開始インジケータ・フィールド３１２、１ビットのトランスポート優先フィールド３１３、１３ビットのパケット識別子フィールド３１４、２ビットのトランスポート・スクランブル制御フィールド３１５、２ビットの適合フィールド制御フィールド３１６、４ビットの連続カウンタフィールド３１７、およびオプションの適合フィールド３１８を含む。これらフィールド各々がＭＰＥＧ−２規格に記載されている。以下には、各フィールドの読み手にとって興味があるであろう手短なまとめを記す。

同期バイト３１０は、「０１０００１１１」（０ｘ４７）バイナリパターンを有し、トランスポートストリーム（ＴＳ）パケットの開始を特定する。トランスポート・エラー・インジケータ（ＴＥＩ）フィールド３１１は、トランスポート層の上の誤り訂正層が訂正不能なほど高いビットエラーレート（ＢＥＲ）を有する場合に設定される。「１」に設定されると、ＴＥＩは、パケットがエラーを含んでいる可能性があることを示す。ペイロードユニット開始インジケータ（ＰＵＳＩ）フィールド３１２は、ＴＳパケットが新たなペイロードの開始を搬送していること（ＰＵＳＩ＝「１」）、または、ＴＳパケットが新たなペイロードの開始を搬送していないこと（ＰＵＳＩ＝「０」）を示す。パケット識別子（ＰＩＤ）フィールド３１４は、ペイロード５０２で搬送されるデータの種類を示す。ある種のＰＩＤがリザーブされる。

連続カウンタ（ＣＣ）フィールド３１７は、同じＰＩＤフィールド３１４の値を有する連続するＴＳパケットの数を計測する。４ビットの連続カウンタフィールド３１７を利用して、ブロードキャストエラーの検出を助ける。カウンタは通常は０から０ｘＦまで動作して、その後また０から再開する。ストリーム内で同じＰＩＤを有する次のパケットは、１だけ増分された連続カウンタフィールドを有する。このようにして連続カウンタは、同じＰＩＤの全てのパケット内で連続したシーケンスで動作する。しかし、異なるＰＩＤを有するパケットの連続シーケンスはこれとは異なっていてよい。

これらヘッダフィールド全ては、レシーバにより、ＤＶＢ−Ｈ受信をよりロバストに行う目的から利用されうる。受信は、エラー保護技術を利用することで、さらにロバストに行うことも可能である。図４は、ＤＶＢ−Ｈトランスミッタで利用される、連結された順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号化スキームのブロック図である。連結されたＦＥＣは、一部に、リード‐ソロモン符号器である外部ＦＥＣ符号器４１０を含む。ビデオ、オーディオ、およびデータから形成されるソースデータが、トランスポートストリームパケット４０５へと多重される。各パケットは１８８バイト長であり、データ用に１８４バイト、ヘッダ用に４バイト（ｓｙｎｃ、パケットＩＤ、トランスポートエラーインジケータ（ＴＥＩ）等用）が割り当てられている。ＦＥＣ外部符号器４１０は、ＲＳブロック符号（ｎ，ｋ）を用いており、ここでｎはブロックサイズであり、ｋは情報シンボルの数を表す。ＲＳ符号化シンボルはその後ブロックインタリーバ４１２へ適用される。ブロックインタリーバの目的は、幾つかのデータパケット間にバーストエラーを分散させ、ＲＳ復号器がエラーを訂正しやすいようにしてＢＥＲ性能を向上させることにある。インタリーブされ、符号化されたシンボルは、さらに内部ＦＥＣ符号器４１４に渡される。

消失復号（erasure decoding）により、消失情報を用いない復号化と比べて誤り訂正機能が向上しうる。例えば、（ｎ，ｋ）ＲＳ復号器は、消失を利用する場合には（ｎ−ｋ）個の消失まで訂正可能であり、ここで消失は、符号化されたシンボル値が疑わしいことを示している。ｅ個のシンボル誤りおよびｆ個の消失が、ｆ＋２ｅ≦ｎ−ｋである場合に消失復号による訂正が可能である。しかし復号中に消失を利用しない場合には、最大（ｎ―ｋ）／２個のエラーが訂正可能となる。

ＤＶＢ−Ｈ規格では、２段階の復号化を用いており、第１段階では、通常８バイト分のエラーまで訂正可能である。第２段階では通常、消失情報が利用可能ではない場合３２バイトのエラーまで訂正可能であり、消失情報が利用可能である場合には６４バイトの消失まで訂正可能である。第１の復号器は、復号化データおよび消失情報の両方を第２の復号器へ供給する。第１および第２の復号器は、様々な復号率での復号が可能なリード‐ソロモン（ＲＳ）復号器であってよい。インタリーブを利用する場合には、デインタリーバを利用して、第１の復号器が復号したデータをデインタリーブする。故に、第１の復号器が復号するデータおよび消失情報の両方が、先ず、デインタリーバがアクセス可能なメモリに保存される。

消失は、様々な方法により検出可能である。例えば、デジタルビデオ（ＤＶＢ）システムでは、消失は、ＣＲＣテストを各受信ＩＰセクションに行うことにより検出可能である、または、受信された各送信ストリーム（ＴＳ）パケットに関する物理層ＲＳ復号器により検出可能である。この場合には、消失情報がＩＰセクションごと、またはＴＳパケットごとに提供される。上述したように、デインタリーブされたシンボルから消失が検出されない場合には、消失情報をさらにデインタリーブする必要がある。

ブロックインタリーブ符号化システムでは、ブロックデインタリーバは、Ｒ個の行（インタリーバ深さとしても知られている）およびＣ個の列（インタリーバスパンとしても知られている）を有するマトリックスとして実装可能である。シンボルを、列の上から下へ、第１の列から次の列へと満たしてゆく。デインタリーブされたシンボルは、第１の行から始めて、行の第１の列から後続する列へと読み出されてゆき、その後、後続する行へと読み出しが続けられる。この単純で最も一般的な実装方法は、ｍ×Ｒ×Ｃビットのメモリスペースが必要であり、ここでｍは各シンボルにおけるビット数を示し、Ｒはブロックデインタリーバの行数を表し、Ｃは列数を表す。

ブロックデインタリーバの深さおよびインタリーバスパンが大きい値をとる場合、ブロックデインタリーバは大量のメモリを要する。従って、メモリスペースの必要量がより少ない向上したブロックデインタリーバの実現が期待されている。

本発明は、ブロックインタリーブ符号化システムにおいて誤り訂正機能を向上させるべく、消失情報を保存する方法および装置を提供する。本発明の一実施形態では、１以上の消失テーブルを用いて消失情報を保存する。各消失テーブルは、各々が１以上のデータシンボル群（例えばパケット群）（今後は、データシンボルはデータと称される場合もある）用に消失情報を保存する多数のレコードを含む。各レコードはさらに、同じ消失情報が表すデータ群（１または複数の群）に関連付けられる最終アドレスを含む。各列は、固定数Ｎのレコードを有してよい。例えば、１−１０００のデータバイトが有効なデータとして検出されたと仮定する。この場合、同じ消失ビット（例えば０）を用いてこれらのバイトを表す。バイト番号１，０００に関するアドレスをさらに保存する。本発明は、ブロックインタリーブ符号化スキーム（例えば、デジタルビデオブロードキャスト（ＤＶＢ−Ｈ））を実装する全てのデバイスに対して適用可能である。

本発明の一実施形態では、消失情報を保存する方法は、書き込み処理プロセスおよび読み出し処理プロセスに分割されうる。書きこみ処理プロセスは、多数の符号化データ群を有するデータストリームを受信する段階と、受信された各符号化データ群から消失情報を取得する段階と、消失情報を参照値と比較する段階と、一部に、消失情報と、列の一群の最終バイトに関連付けられたアドレスとを含むレコードを生成する段階と、消失情報が参照値と等しくない場合に参照値を更新する段階と、消失テーブルのある位置にレコードを保存する段階とを備える。方法はさらに、アドレスを列の終端値と比較する段階と、参照値が列の最終値と等しいときにより多くのレコードが必要であるか否かを判断する段階と、この判断結果が肯定的である場合により多くのレコードを生成する段階とを有する。方法はさらに、消失テーブルから消失情報を取得する段階を有する読み出し処理プロセスを含む。消失の取得は、（ａ）消失テーブルのある列のレコードにアクセスする段階と、（ｂ）レコードに関連付けられている現在の行が最終アクセス中にアクセスされた行ではない場合に、消失情報を取得する段階と、（ｃ）現在の行が最終アクセス中にアクセスされた行である場合に、次のレコードにアクセスする段階と、（ｄ）最終行に関連付けられている最終のレコードに対するアクセスが行われ、関連する消失情報が取得されるまで（ｂ）へ戻る段階とを備える。

本発明の別の実施形態では、ブロックインタリーブ符号化システムにおける消失情報を検出、保存およびデインタリーブするデバイスが開示される。デバイスは、一部に、多数の符号化データ群のデインタリーブを行い、幾らかのデインタリーブされた符号化データのブロックを出力するブロックデインタリーバと、消失テーブルに接続された消失検出器とを備え、これは消失情報デインタリーバに連結されている。消失情報デインタリーバは、上述の方法のセクションで記載した読み出し処理プロセスによって消失テーブルに保存されている消失情報を読み出すことができる。消失情報デインタリーバはさらに、ＦＥＣ復号器に接続されていてよく、これは、デインタリーブされた符号化データを、消失情報デインタリーバのデインタリーブされた消失情報とともに受信して、復号処理を行う。消失検出器は、上述の方法のセクションで記載した書き込み処理プロセスを行うことができる。本発明の一実施形態では、消失テーブルはスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）であってよい。

以下の詳細な記載を、添付図面とともに読むことによって、本発明の性質および利点がよりよく理解される。

先行技術として公知のＤＶＢ−Ｈトランスミッタのブロック図である。

先行技術として公知のＤＶＢ−Ｈレシーバの先行技術のブロック図である。

先行技術として公知のＭＰＥフレームによるトランスポートストリームパケットへのＩＰデータグラムのカプセル化を示す。

ＭＰＥＧ規格によるＴＳパケットのヘッダを示すブロック図である。

先行技術として公知のＤＶＢ−Ｈトランスミッタで利用される連結された順方向誤り訂正スキームのブロック図である。

本発明の一実施形態におけるデインタリーバブロック５２２と、保存メモリモジュール５２８に連結された消失情報デインタリーバブロック５２４と、この保存メモリモジュールに接続された消失検出器５２０を示すブロック図を示す。

本発明の一実施形態による消失テーブルの例示的なブロック図を示す。

本発明の一実施形態による消失テーブルに消失情報を書き込む方法を示すフローチャートである。

本発明の一実施形態による消失テーブルから消失情報を読み出す方法を示すフローチャートである。

消失とは、コードベクトル中の位置が既知ではあるが、その大きさが不明なエラーである。消失は論理上「０」であることがあり（つまり、エラーではない）、論理上「１」であることもある（つまり、データが誤っている）。誤り訂正符号（ＥＣＣ）いずれについても、消失情報を利用することで、復号処理は多大に向上する。各レコードの消失情報は、ｎ１ビットで表すことができる。変数ｎ１は、多数のビットについて利用可能であるが、消失自身としても利用可能である。例えば、一実施形態では、ｎ１は１に等しくてよい。一実施形態では、消失情報は、消失情報に対応するデータ群が正確に受信された場合に「０」に設定されてよく、消失情報は、消失情報に対応するデータ群が正確に受信されなかった場合に「１」に設定されてよい。上述したように、ＦＥＣ外部符号器は、ＲＳブロック符号器ＲＳ（ｎ，ｋ）であってよく、ここでｎはブロックサイズを表し、ｋは情報シンボル数を表す。例えば、ｎ＝２５５であり、ｋ＝２３９シンボルである。ＤＶＢ−Ｈでは、ＲＳ符号は２^８シンボルを利用しているので、各シンボルは８ビット（１バイト）で表すことができる。ＴＳパケットは１８８バイト長しかないので、最初の５１バイトをゼロに設定して送信しない。故に、短縮されたＲＳ（２０４、１８８）符号をトランスポートストリーム（ＴＳ）パケットに利用する。短縮された符号を利用するときには、パンクチャード列に対応するフィールドが誤りを有するとして設定され、パディングされた列に対応するフィールドが、誤りがないとして設定される場合がある。

ＴＳパケット復号は、ＴＳパケットヘッダのトランスポートエラーインジケータ（ＴＥＩ）に基づいて行われてよい。ＴＥＩインジケータ３１１（図３）では、物理層ＲＳ（２０４、１８８）復号器をＴＳパケットの復号に利用することができない場合に、１つのビットフラグが「１」に設定されている。ＲＳ（２０４、１８８）復号器は、１６の重複するバイトを有する各ＴＳパケットにおいて、８つのエラーバイトまで訂正することができる。故に、ＲＳ（２０４、１８８）復号器は、エラーが８個までの場合、受信したシンボルを有効なシンボルとして出力する。さもなくば、復号器は、誤りを訂正することができないので、受信したシンボルが無効であると宣言することができる。

ＴＥＩ＝「１」であるＴＳパケットは、消失として考慮されうる。他の消失は、１３ビットのパケット識別子（ＰＩＤ）が不正確であり、ＴＳパケットをデータストリームの一部として認識できないので、「損失した」パケットとして捉えられるＴＳパケットであってよい。この結果、正確なＴＳパケットのみが正確なデータとみなされ、ＰＩＤが不正確である、ＴＥＩ＝「１」である、あるいは、８バイトを超えるエラーがある全ての他のパケットが消失とみなされる。

上述したように、消失情報は、例えばＴＳパケットヘッダから収集されてよい。これは、物理層ＲＳ（２０４、１８８）を介して行われる。２０４バイトの符号化データ群の全エラーバイト数が８より小さい場合、レシーバのＲＳ復号器はその全てを訂正する。さもなくば、物理層のＲＳ復号器は、復号誤り信号のフラグを立てて（例えばＴＥＩフラグにより）、１８８バイトの全てを消失としてマークする。これには、２５５Ｋｂｉｔの保存メモリスペースが必要であり、これによりハードウェアの複雑性およびコストが増す（シリコン面積およびテスト時間）。本発明の一実施形態によれば先行技術の実装に関して多大な節約が可能となる。

システムの物理層等のより下位の層が、一群のデータを破損しているとして（さらには不良であるとして）検出したと仮定する。この場合、リンク層等の上位の層は、同じデータ群を分析して、このデータが「不良」ではなく、このデータを「全体が不良なわけではないかもしれない」データとして分類することができる。ここでも、変数ｎ１は、ビット数としても定義可能であるが、消失情報としても利用可能である。この場合において、ｎ１は１より大きくてよい。例えば、消失情報は、消失情報に対応するデータ群が不良データとして考えられる場合に「１１」として設定されてよく、消失情報に対応するデータシンボル群が有効であるとみなされる場合に「００」として設定されてよく、消失情報は、消失情報に対応するデータシンボル群が「全体が不良なわけではないかもしれない」とみなされる場合には、「０１」または「１０」に設定されてよい。このように、マルチレベルの消失情報が利用される場合には、消失情報は１を超えるビットにより表される。

消失データの各列は、メモリの列に対応している。各レコードの最終アドレス（各レコードは、「不良」または「良好」または「全体が不良なわけではないかもしれない」のいずれかに分類されるデータ群に関連付けられている）がｎ２ビットとして表されると仮定する。ｎ２が、このレコードの消失情報が関連付けられている最終バイトの列に関するアドレスを特定していると仮定する。本発明の一実施形態では、アドレス０はある列の初めのバイトに対応する。あるレコードの同じ消失情報が列の最後に適用可能である場合、そのレコードの最終アドレスはＲ−１として設定され、ここでＲは行数を表しており、これはインタリーバ深さとしても知られている。故に、本発明の一実施形態では、（ｎ１＋ｎ２）×Ｎ×Ｃビットのメモリスペースを利用して、消失情報を保存し、ここでＣは列数を表し、Ｎは列ごとのレコード数を表す。

以下の例は、ＤＶＢ−Ｈシステムにおいて本発明が利用するメモリスペース量を、先行技術として公知のマトリックスベースの実装例が利用するものと比較している。ＤＶＢ−Ｈ規格においては、消失復号を物理層に配置されるＲＳ復号器により行う場合、１つの消失ビットが１８４バイト全てに対して利用され、これは、この規格で利用されるパケットサイズである。マトリックスベースの実装例では、１ビット×１０２４行×２５５列＝２５５Ｋｂｉｔ＝３１．８７５ＫＢｙｔｅという計算から得られるように３１．９Ｋｂｙｔｅｓ（Ｋ＝２^１０＝１０２４）のメモリスペースが必要となる。

算出に１ビットを利用するということは、パケットの全てのバイトを「良好」または「不良」であると分類できるということを前提としている。ＭＰＥ−ＦＥＣの各列に書き込み可能な最大バイト数は１０２４である。本発明の一実施形態では、よりコンパクトな形式の消失テーブルを利用することもできる。ＤＶＢ−Ｈ規格では、各列に保存するバイトに関する消失情報を保存する目的からは最大８つのレコードで十分である（１０２４／１８４＜８）。ｎ１が１に設定され、ｎ２が１０に設定される場合（ＭＰＥ−ＦＥＣが１０２４行を有する、悪いケースの場合）であっても、１１ビット×８個のレコード×２５５列＝２．７３９ＫＢｙｔｅとして計算されるように、２．７３９Ｋｂｙｔｅｓのメモリスペースのみで、消失データを保存するのに十分である。

この結果、消失テーブルは、Ｎ個の行（Ｎはレコード数であり、任意のＭＰＥ−ＦＥＣについて固定されている）×Ｃ個の列の保存マトリックスとして表すことができるが、ここではＣは、ＭＰＥ−ＦＥＣフレーム（図２）において１０進法の２５５である。この例では、本発明が必要とするメモリスペースは、先行技術として公知のマトリックスベースのシステムが利用するメモリスペースの８．６パーセント未満である。理解されるように、この例では、パケットの各１８４バイトに配置されるデータは、「良好」または「不良」のいずれかに分類される。各パケット内では、個々のデータバイトは等しく分類される。

図５は、本発明の一実施形態によるブロックインタリーブ符号化技術を用いた無線システムのレシーバに配置される複数のブロックを示す。符号化シンボル５１０をブロックデインタリーバ５２２および消失検出器５２０に適用する。ブロックデインタリーバ５２２は、符号化シンボルをデインタリーブして、その後、デインタリーブされた符号化シンボルをＦＥＣ復号器５２６へ供給する。消失検出器５２０は、受信した符号化シンボル５１０から消失情報を抽出して、抽出した消失情報を消失情報デインタリーバ５２４へ供給する。本発明の一実施形態では、符号シンボル５１０は、多数の群の符号化シンボル（データ）へ分類される。各々は、ＭＰＥＧ規格に規定されているトランスポートストリーム（ＴＳ）パケットに準じたヘッダおよびペイロードを含んでよい。一列のシンボル数（バイトまたはデータ）は、レシーバが無線で受信するシステムパラメータである。一列のデータ数は２５６、５１２、７６８、または１０２４のいずれかであってよい。消失検出器５２０は、一列の符号化データ群の最終バイトのアドレスを判断して、それを、抽出された消失情報と組み合わせてレコードを生成する。消失情報はｎ１ビット（１または複数）であってよく、符号化データ群（例えばＴＳパケット）に関連付けられた最終バイトのアドレスは、ｎ２ビットであってよく、ここでｎ２は最大値が１０である（ＭＰＥ−ＦＥＣが１０２４行を含む最悪のケースにおいて）。故に、符号化データ群に関連付けられたレコードは、ｎ１が１ビットでありｎ２が１０ビットの場合、ワードサイズが１１ビットであってよい。これらレコードは、リンク５２１を介して消失テーブル（メモリ５２８）へ書き込まれる。メモリ５２８はさらに、リンク５２３を介して消失情報デインタリーバ５２４に連結される。消失情報は、デインタリーバ５２４により読み出され、これにより消失情報がデインタリーブされ、デインタリーブされた消失情報がＦＥＣ復号器５２６に供給される。これに応じて、ＦＥＣ復号器５２６は、復号化されたシンボル５３０を供給する。

図６は、本発明の一実施形態による例示的な消失テーブルのブロック図を示す。先行技術であるマトリックスベースのシステムで必要とされる全ての消失の保存はここでは不要であり、ワードサイズ（ｎ１＋ｎ２）ビットのレコードのみの保存が必要とされる。本発明の一実施形態によるこのデインタリーブ法では、必要とされるメモリスペースは非常に小さい。消失テーブル６００は、メモリ５２８に対応しており、Ｎ×Ｃ個のメモリセル全体についてＮ個の行６１０およびＣ個の列６２０の保存メモリモジュールであってよく、ここで、各メモリセルはワードサイズが（ｎ１＋ｎ２）ビットである。一実施形態では、ｎ１は、関連群内の全てのバイトが「有効」または「不良」であるかを示す１ビットのＴＥＩフラグであってよく、ｎ２は、ＭＰＥ―ＦＥＣフレーム６５０の列６７０内にカプセル化された関連データ群の最終バイトのアドレスを示す。ＭＰＥ−ＦＥＣフレーム６５０は、複数の行６６０および複数の列６７０のＭＰＥマトリックスである。行６６０の最大数は１０２４である。各行６６０はＲＳコードワードを含む。各コードワードは、６４バイトのシンドロームを含む。最大行数は１０２４なので、ｎ２は１０ビットである。この場合、１１ビットのメモリセル１つのみが、ＴＳパケットの全てのバイトの消失を保存するのに必要となる。１ビットのｎ１は、列の最終バイトのアドレスが識別する群に関連付けられた全てのバイトの消失情報（有効または不良）を表す。本発明の別の実施形態では、ｎ１は、ＴＳパケットの全てのバイトが「良好」（有効）である、「不良」（誤り）である、または「全体が不良なわけではないかもしれない」ということを示す２ビットであってよい。この場合には、消失テーブル６００は、ＴＳパケット（例えば、符号化データ群）に関連付けられている各消失情報用に１２ビットのワードサイズを有してよい。消失テーブル６００は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）として実装されてよく、これは、ブロックデインタリーバ５２４の外にあってもよいし、または、本発明の一実施形態では非常にコンパクトなサイズであるので、消失情報デインタリーバ５２４とともに集積されてもよい。

図７は、本発明の一実施形態による消失テーブルへの消失情報の書き込み処理を行うステップのフローチャートを示す。この処理は、データの消失情報を書き込むものであるが、これはＭＰＥマトリックスのインデックス（行、列）に対応している。ステップ７００で書き込み処理が始まった後で、ステップ７０２で新たな受信データ群の消失情報が、現在のレコード（参照レコード）の同じ列のものと同じである場合、ステップ７０４で列の最後に到達したか否かをチェックする。列の最後はＭＰＥフレームの行数に対応する値であり、これは無線でレシーバが受信するシステムパラメータである。ステップ７０４で列の最後に到達した場合、ステップ７０５でレコードを生成して、これ以上のレコードが必要であるか否かの判断をステップ７０６で行う。判断結果が否定的である場合には、プロセスが終了し、判断結果が肯定的である場合には、ステップ７０８で別のレコードを生成する。ステップ７０２で、新たな受信データ群の消失情報が参照レコードの同じ列のものと等しくない場合には、新たなレコードをステップ７１０で生成して、参照レコードをステップ７１２で更新して、新たなレコードをステップ７１４で消失テーブルに保存する。

図８は、本発明の一実施形態による消失テーブルからの読み出し処理を行うステップを示すフローチャートである。処理８００では、ＭＰＥマトリックスのインデックス（行、列）に対応するデータの消失情報を、消失情報をデインタリーブするように取得する。列の最初のレコードをステップ８０２で取得する。次に、現在の行のインデックスがステップ８０４で最終消失読み出しサイクルからアクセスされたレコードのアドレスフィールドより小さい場合、ステップ８０６でレコードから消失情報を取得する。現在の行のインデックスがステップ８０４で最終消失読み出しサイクル中にアクセスされたレコードのアドレスフィールドより小さい場合には、ステップ８０８で列に関連付けられた次のレコードを取得して、上述したようにプロセスはステップ８０４へ進む。

本発明を例示的な実施形態に関して記載してきたが、当業者であれば多くの変形例が可能であることに想到するであろう。例えば記載したプロセスは、ハードウェアコンポーネント、ソフトウェアコンポーネント、および／または、これらの任意の組み合わせによる実装が可能である。従って明細書および図面は例示的であり、限定的ではない。本発明の広義の精神および範囲から逸脱せずにこれらに対して様々な変形および変更を加えることができることは明らかであり、本発明は以下の請求項の範囲内の全ての変形例および均等物を含むことを意図している。

Claims (27)

1. ブロックインタリーブ符号化システムにおける消失情報を保存する方法であって、
   複数の符号化データ群を受信する段階と、
   前記複数の符号化データ群のうちの一群に関連付けられた消失情報を取得する段階と、
   前記消失情報を参照値と比較する段階と、
   前記消失情報が前記参照値に等しくない場合、レコードを生成し、前記参照値を更新し、前記レコードを消失テーブルに保存するレコードを生成する段階と
   を備える方法。
2. 前記複数の符号化データ群の各々は、ＭＰＥＧ規格に準拠したペイロードと複数のフィールドを持つヘッダとを含むトランスポートストリーム（ＴＳ）パケットである請求項１に記載の方法。
3. 前記消失情報は、前記ＴＳパケットの前記ヘッダの中の前記複数のフィールドのいずれかである請求項２に記載の方法。
4. 前記レコードを生成する段階は、
   前記一群に関連付けられた最終バイトのアドレスを判断する段階と、
   前記一群に関連付けられた前記最終バイトの前記アドレスと前記消失情報とを含むバイナリワードを形成する段階とを有する請求項１に記載の方法。
5. 前記参照値の前記更新は、前記消失情報との置き換えである請求項１に記載の方法。
6. 前記一群に関連付けられた最終バイトのアドレスと、列の終端値とを比較する段階と、
   前記アドレスと前記列の終端値との前記比較の結果が肯定的である場合、新たなレコードを生成し、より多くのレコードが必要とされるかを判断する段階と、
   前記より多くのレコードが必要とされるかについての判断結果が肯定的である場合により多くのレコードを生成する段階とをさらに備える請求項１に記載の方法。
7. 前記消失テーブルは、Ｎ個×Ｃ個の保存セルのマトリックスを持つ保存メモリモジュールを持つ請求項１に記載の方法。
8. 前記保存メモリモジュールはスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）である請求項７に記載の方法。
9. 前記Ｃ個は、ＤＶＢ−Ｈ規格で規定されたＭＰＥ−ＦＥＣの列数に対応する請求項７に記載の方法。
10. 前記Ｎ個は、前記ＭＰＥ−ＦＥＣの行数を整数の１０進法の値で除算した結果の正の整数に対応する請求項７に記載の方法。
11. 前記ＭＰＥ−ＦＥＣの前記行数は、１０進法の値である２５６、５１２、７６８、または１０２４のいずれかである請求項１０に記載の方法。
12. 前記整数の１０進法の値は、ＭＰＥＧ規格に準拠した前記トランスポートストリームパケットの前記ペイロードの前記バイト数に対応している請求項１０に記載の方法。
13. 前記消失テーブルから消失情報を取得する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
14. 前記消失情報を取得する段階は、
    ａ）行のインデックスを含む、前記消失テーブルの列のレコードにアクセスする段階と、
    ｂ）前記行のインデックスが最後のアクセスでアクセスされたアドレスフィールドより小さい場合に、前記レコードから消失情報を取得する段階と、
    ｃ）前記行のインデックスが前記最後のアクセスでアクセスされた前記アドレスフィールド以上である場合に、次のレコードにアクセスする段階と、
    ｄ）最終の行に関連付けられた最終のレコードがアクセスされ、前記関連付けられた消失情報が取得されるまで、ｂ）に戻る段階とを有する請求項１３に記載の方法。
15. ブロックインタリーブ符号化システムにおける消失情報を検出、保存、およびデインタリーブする消失ＦＥＣ復号器デバイスであって、
    複数の符号化データ群をデインタリーブして、複数のデインタリーブされた符号化データのブロックを出力するブロックデインタリーバと、
    消失テーブルに連結された消失検出器と、
    前記消失テーブルに連結され、複数のデインタリーブされた消失情報を出力する消失情報デインタリーバと、
    前記複数のデインタリーブされた符号化データのブロックと、前記複数のデインタリーブされた消失情報とを受信して、復号化データのストリームを出力するＦＥＣ復号器とを備える消失ＦＥＣ復号器デバイス。
16. 前記複数の符号化データ群の各々は、ＭＰＥＧ規格に準拠したヘッダとペイロードとを持つトランスポートストリーム（ＴＳ）パケットである請求項１５に記載の消失ＦＥＣ復号器デバイス。
17. 前記消失検出器は、請求項１および６に記載の方法により動作する請求項１５に記載の消失ＦＥＣ復号器デバイス。
18. 前記消失検出器は、インジケータフィールドをパーズして、ＭＰＥフレームの列の符号化データ群に関連付けられた最終バイトのアドレスを判断する請求項１５に記載の消失ＦＥＣ復号器デバイス。
19. 前記インジケータフィールドは、一群にカプセル化された全ての符号化データの消失情報を表すバイナリフラグであり、前記一群は、前記ＭＰＥ−ＦＥＣフレームの前記列の前記最終バイトの前記アドレスにより識別可能である請求項１８に記載の消失ＦＥＣ復号器デバイス。
20. 前記消失検出器は、前記ＭＰＥ−ＦＥＣフレームの前記列の前記関連する群の前記最終バイトの前記アドレスと前記消失情報とを持つレコードを生成する請求項１８または１９に記載の消失ＦＥＣ復号器デバイス。
21. 前記レコードは前記消失テーブルに保存される請求項２０に記載の消失ＦＥＣ復号器デバイス。
22. 前記消失テーブルは、Ｎ個×Ｃ個のメモリセルのマトリックスを持つ保存メモリモジュールを持つ請求項１５に記載の消失ＦＥＣ復号器デバイス。
23. 前記Ｃ個は、ＤＶＢ―Ｈ規格で規定されたＭＰＥ−ＦＥＣフレームの列数に対応する請求項２２に記載の消失ＦＥＣ復号器デバイス。
24. 前記Ｎ個は、前記ＭＰＥ−ＦＥＣフレームの行数を整数の１０進法の値で除算した結果の整数に対応する請求項２２に記載の消失ＦＥＣ復号器デバイス。
25. 前記行数は、１０進法の値である２５６、５１２、７６８、または１０２４のいずれかである請求項２４に記載の消失ＦＥＣ復号器デバイス。
26. 前記消失テーブルはスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）である請求項１５に記載の消失ＦＥＣ復号器デバイス。
27. 前記消失情報デインタリーバは、請求項１３から１４に記載の方法により動作する請求項１５に記載の消失ＦＥＣ復号器デバイス。

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