JP2012506225A - シグナリング情報の送信および受信方法 - Google Patents

Abstract

通信システムにおいて受信機に送信されるためのフレームにおけるシグナリング情報を保護する方法であって、前記フレームのフレームシグナリング情報を符号化して前記フレームシグナリング情報を保護することと、リード・マラー符号の使用によりフレームにおけるＦＥＣブロックの前方誤り訂正ＦＥＣブロックシグナリング情報を符号化してＦＥＣブロックシグナリング情報を保護することを特徴とする方法。

Description

本発明は、一般に通信システムに関し、より詳細には、通信システムにおけるシグナリングデータの送信および受信方法および装置に関するものである。

シグナリング情報の伝送は、通信システムにおいて非常に重要である。シグナリング情報のうちのいくつかが失われた場合、ペイロードデータの復調に非常に大きな衝撃を与えるであろう。チャンネル環境においてノイズが多い場合には、シグナリング情報の適切な保護が必要になる。例えば、ＤＶＢ−Ｔ（Digital Video Broadcast-Terrestrial）ＤＴＭＢ（Digital Terrestrial Multimedia Broadcast、Chinese Terrestrial Standard）および最新のＤＶＢ−Ｔ２規格はすべて、シグナリングの保護を規定している。

ＤＶＢ−Ｃ（Digital Video Broadcast-Cable）は、第一世代のケーブル送信システム（例えば、ＥＮ ３００ ４２９ Ｖ.１.２.１（1998−04）ＤＶＢ（Digital Video Broadcasting）：フレーミング構造、チャンネルコーディングおよびケーブルシステムの変調を参照）である。しかし、ケーブルシステムの第２世代であるＤＶＢ−Ｃ２への移行は現在、シグナリング情報の保護を行うために検討がされている。

図１は、ＤＶＢ−Ｔ２ ＯＦＤＭフレームにおいて使用されるＬ１（層１）のシグナリング構造を示す略図である。図１に示すように、シグナリング情報は３つの主要なセクションに分けられる。Ｐ１ signalling、Ｌ１ pre-signalling、Ｌ１ post-signallingである。Ｐ１ signallingは、Ｐ１シンボルによって伝達され、送信のタイプおよび基本送信変数を示すのに使用される。残りのシグナリングは、Ｐ２シンボルによって行われ、Ｐ２はＬ１ Pre-signallingおよびＬ１ post-signallingを含んでいる。Ｌ１ Pre-signallingは、Ｌ１ post-signallingの受信および復号を可能にし、次に、受信機に必要とされる変数をアクセス物理層のパイプ（physical layer pipes）に伝送する。Ｌ１ post-signallingはさらに２つの主要な部分、Configurable及びDynamicに分けられ、そしてこれらの後に追加のExtensionフィールドを続けることができる。Ｌ１ post-signallingはＣＲＣおよび（必要な場合には）パッディングにおいて終了する。

ＤＶＢ−Ｔ２におけるＯＦＤＭフレームのＬ１シグナリング情報を保護するために、パンクチャードＳ２−ＬＤＰＣコードを使用した内部コードおよび短縮したＢＨＣコードを使用した外部コードにより、連結チャンネルコードはシグナリング情報のＦＥＣ（Forward Error Correction）符号化の実行のために提案される。この保護のスキームは、ＯＦＤＭフレームの後続のデータペイロードに使用するコーデックスを再利用できる。上記の説明から、シグナリング情報はＤＶＢ−Ｔ２におけるＯＦＤＭフレームのレベルにおいて保護されることがわかる。さらにＤＴＭＢおよびＤＶＢ−Ｔのために、シグナリング情報はまたＯＦＤＭフレームのレベルにおいても保護される。

本発明は、通信システムにおいて受信機に送信されるフレームにおけるシグナリング情報を保護する方法であって、フレームのフレームシグナリング情報を符号化し、フレームシグナリング情報を保護することと、リード・マラー符号を使用してフレームにおけるＦＥＣブロックの前方誤り訂正ＦＥＣブロックシグナリング情報を符号化し、ＦＥＣブロックシグナリング情報を保護することを含むことを特徴とする方法に関する。

リード・マラー符号が選択されＦＥＣブロックシグナリング情報を符号化すると、ＦＥＣブロックのヘッダーは受信機において容易に検出されることができる。なぜならば、ＲＭ符号語の対称構造は、自己相関計算を使用することにより、このＲＭ符号語をデータストリームから区別するのに役立つことができるからである。

本発明はまた、フレームにおけるシグナリング情報を保護する上記の方法を実装する送信機に関する。送信機は、フレームの各ＦＥＣデータブロックへのそれぞれのシグナリング情報を提供するシグナリング発生器と、それぞれのシグナリング情報を符号化するためのＦＥＣエンコーダと、符号化されたシグナリング情報を含む符号化されたＦＥＣブロックと、対応するＦＥＣデータブロックを形成するフレームビルダーとを備える。

実施態様に従い、送信機のシグナリング情報発生器はフレームへのシグナリング情報をさらに提供し、ＦＥＣエンコーダはフレームシグナリング情報をさらに符号化し、フレームビルダーは符号化されたフレームシグナリング情報を含む符号化されたフレームおよび符号化されたＦＥＣブロックをさらに形成する。

本発明はまた、通信システムにおいて送信機からフレームにおけるシグナリング情報を受信する方法であって、符号化されたフレームシグナリング情報およびフレームの符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報を受信することと、対応するＦＥＣデータブロックを修正するように符号化されたシグナリング情報を復号化することを含み、符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報は、リード・マラー符号の符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報であることを特徴とする方法に関する。

本発明はまた、符号化されたフレームを復号化する上記の方法を実装する受信機に関する。受信機は、ＦＥＣデータブロックおよびＦＥＣデータブロックへの符号化されたシグナリング情報を含むフレームの符号化ＦＥＣブロックを受信する手段と、対応するＦＥＣデータブロックが修復されるように符号化されたシグナリング情報を復号化するＦＥＣデコーダを備えることを特徴とする。

実施態様に従って、受信機の受信手段は符号化されたフレームシグナリング情報を含む符号化されたフレームをさらに受信し、ＦＥＣデコーダはフレームを修復するように符号化フレームシグナリング情報をさらに復号化する。

これらおよび他の態様の本発明における特徴および利点は、添付される図に関係して、以下の説明から明らかになるであろう。
ＤＶＢ-Ｔ２ ＯＦＤＭフレームにおいて使用されるＬ１シグナリング構造を示す略図である。 本発明の実施形態にしたがって、送信機と受信機を備える通信システムを示すブロック図を表す。 本発明の実施態様に従いＦＥＣシグナリングをＲＭ符号化するブロック図である。 本発明の実施態様に従って送信フレームを符号化するスキームを示す略図である。 本発明の他方の実施態様に従って、他方のＦＥＣの符号化スキームを示す略図である。

様々な図で表す本発明の実施態様に従い、本発明の多くの利点／特徴を示す添付の図面を参照にして詳細が与えられる。

ＤＶＴ−Ｅ（Digital Video Broadcasting-terrestrial）についてのより多くの情報は、ＥＴＳＩ ＥＮ ３００ ７４４ Ｖ１.４.１（２００１−０１）：フレーム構造、チャンネル符号化および地上デジタルテレビジョンにおける変調を、ＤＶＢ−Ｃ（Digital Video Broadcasting-Cable）におけるより多くの情報については、ＥＮ ３００ ４２９ Ｖ.１.２.１（１９９８−０４）：フレーム構造、チャンネル符号化およびケーブルシステムの変調を、ＤＶＢ−Ｓ２（Digital Video Broadcasting-satellite）システムにおけるより多くの情報については、ＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute）Ｄｒａｆｔ ＥＮ ３０ ３２７ Ｖ１.１.１（２００４−０６）を、中国デジタルテレビジョンシステムにおけるより多くの情報については、（ＧＢ）２０６００−２００６（ＤＭＢ−Ｔ／Ｈ（Digital Multimedia Broadcasting-terrestrial／handheld）)を参照していただきたい。（ＭＰＥＧ）−２システムにおけるより多くの情報については、規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１）である。本発明の概念は、ここに記載されていないような、従来のプログラミング技術を使用して実装できることにも注目すべきである。これに関して、本明細書において説明される実施態様がアナログおよびデジタルの領域において実装される。

ＯＦＤＭフレームは、送信される音声および／またはビデオデータ等のデータシンボルにおける複数のＦＥＣ（前方誤り訂正）データブロックを含むことが知られている。前に述べたように、ＤＶＢ−Ｔ２におけるシグナリング構造はフレームレベルに基づいている。従って、１のＴ２フレーム内のデータシンボルのすべてのＦＥＣブロックは、符号レートや変調等の同様のシグナリング変数に従わなければならない。

本発明の実施態様に従って、ＦＥＣブロックのシグナリング情報は、ＦＥＣ符号化により保護されるため、ＶＣＭ（Variable coding and modulation）をサポートできる。この場合、シグナリング情報は、フレームレベルの代わりにＦＥＣレベルにおいて変更できる。

今、図２を参照にして、実施態様に従い通信システムにおける実例となるブロック図が、送信機１００および受信機２００を備えることが示される。本発明の実施例の説明に関連するそれらの部分のみ送信機１００および受信機２００において示される。通信システムにおいて、送信機１００は、図２に示すように、ＯＦＤＭシグナリングをビデオおよび／または音声情報およびＯＦＤＭフレームのＦＥＣ符号化されたシグナリング情報とともに通信チャネルを通して受信機２００へ送信する（または放送する）。

送信機１００は、Ｌ１シグナリング発生器１０２、ＦＥＣエンコーダ１０４、マッピング装置１０６およびフレームビルダー１０８を備える。あるいは、送信機１００は、プロセッサに基づくシステムであり、１または複数のプロセッサとそれに関連するメモリを含んでいる。この文脈において、コンピュータプログラム、またはソフトウェアは、例えばＦＥＣエンコーダ１０４を実装する等、プロセッサにより実行するためにメモリに格納される。プロセッサは格納されたプログラムを制御するプロセッサの１または複数の代表で、例えば、プロセッサは送信機１００の他の機能も制御できる等、これらはシグナリング情報の保護機能のために設けられなくてよい。メモリは、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ等のストレージデバイスの代表であり、例えば、送信機１００の内部および／または外部とし、必要に応じて揮発性および／または不揮発性とすることができる。

送信機１００において、Ｌ１シグナリング発生器１０２は、Ｌ１シグナリング変数を提供するよう構成される。例えば、ＦＦＴサイズ、ＤＶＢ送信規格に従って受信機２００へのそれぞれの送信されたフレームのための、選択されたガード間隔パイロットパターン、コーディングレートおよび変調スキームである。シグナリング変数はフレームからフレームへと変更できる。シグナリング変数の選択の方法は表された発明には不適切でありＤＶＢ規格に応じて実行される。実施態様に従い、Ｌ１シグナリング発生器１０２はまた、符号レートや変調等のシグナリング変数をフレーム内のデータシンボルのそれぞれのＦＥＣブロックへ提供する。シグナリング変数はまた、ＦＥＣブロックからＦＥＣブロックへと変更することがでる、すなわちＶＭＣ（Variable coding and modulation）が実装される。

ＦＥＣエンコーダ１０４は、例えばＯＦＤＭフレームシグナリングを保護する連結符号を使用してフレームが符号化される等、後に説明されるフレームビルダー１０８により符号化されたフレームを形成するように各フレームへのシグナリング変数を符号化するように構成される。加えて、ＦＥＣエンコーダ１０４は、フレームビルダー１０８により符号化されたＦＥＣブロックを形成するように、例えばリード・マラー符号の使用により各ＦＥＣデータブロックへのそれぞれのシグナリング変数を符号化し、ＦＥＣシグナリングを保護するように構成され、符号化されたＦＥＣブロックには符号化されたシグナリング情報及び対応するＦＥＣデータブロックが含まれる。

図３を参照することにより、ＲＭ符号によるＦＥＣシグナリングのための符号化スキームのブロック図が本実施形式に従い示される。ＦＥＣシグナリング情報を符号化するために使用されるＲＭ符号は、１次ＲＭ符号（３２，６）、（６４，７）、２次ＲＭ符号（３２，１６）、（６４，２２）、２次ＲＭ符号の部分符号（３２，１０）または短縮ＲＭ符号（３０，１４）とすることができる。最後の選択肢は、ＦＥＣブロックのシグナリング情報ビットナンバーおよびチャンネル環境による。図３で示された実施態様において、ＲＭ符号（３２，１６）はＦＥＣブロックシグナリング情報ビットナンバーが１６のときから使用される。ＱＰＳＫマッピング処理は、符号化されたＦＥＣブロックを取得するように、符号化されたシグナリングデータにおいて実施される。

図２に戻り、送信機１００は、マッピングデバイス１０６を使用してＦＥＣ符号化されたシグナリングを変調し、フレームビルダー１０８において、符号化されたシグナリング情報フレーム及び符号化されたＦＥＣブロックを含む符号化された送信フレームを構築する。その後符号化された送信フレームは、通信チャンネルを通して受信機２００に送信される。

受信機２００はデマッピング装置２０２及びＦＥＣデコーダ２０４を備える。あるいは送信機１００のように、受信機２００もまたプロセッサに基づくシステムで、１または複数のプロセッサ及び関連するメモリを含んでいる。この文脈では、コンピュータプログラムまたはソフトウェアは、例えばＦＥＣデコーダ２０４を実装する等、プロセッサによる実行のためにメモリに格納される。プロセッサは１または複数の格納されたプログラムを制御するプロセッサで代表され、これらは、例えば、プロセッサは受信機２００の他の機能も制御しうるように、シグナリング情報処理機能のために設けられなくともよい。メモリは、例えば、ＲＡＭ（randam-access memory）、ＲＯＭ（read-only memory）等、任意の記録装置に代表され、受信機２００の内部および／または外部とすることができ、必要に応じて揮発性及び／または不揮発性とすることができる。

受信機２００において、デマッピング装置２０２は、符号化されたフレームがデータ符号と符号化されたシグナリング情報に分割された後、符号化されたシグナリング情報を受信されたＯＦＤＭシグナリングに復調するように構成され、ＦＥＣデコーダ２０４は符号化されたシグナリング情報を復号するよう構成されると、ＯＦＤＭフレームは復号化されたシグナリング情報に基づいて修復される。特に、ＦＥＣデコーダ２０４は、例えばＦＦＴ、ガード間隔パイロットパターン、レートの符号化及び変調スキーム等、それぞれ符号化されたフレームを復号化してそのシグナリング情報を取得する。ＦＥＣデコーダ２０４はまた、フレームの符号化されたＦＥＣブロックの符号化されたシグナリング情報を、ＲＭ復号化により復号化し、符号例と及び変調等のＦＥＣブロックシグナリング変数を取得して、データ符号の各ＦＥＣデータブロックは対応するＦＥＣブロックシグナリング変数に基づいて修復されうる。

図４を参照して、送信フレームの符号化スキームの概要図は実施例に従い示される。図４において、送信フレームにはＯＦＤＭシグナリングおよびデータシンボルのプリアンブルが含まれる。上述のように、連結コード（ＢＣＨ＋Ｓ２−ＬＤＰＣ）はＯＦＤＭシグナリングを保護し符号化されたシグナリングフレームを形成するために使用される。あるいは、オーバーヘッドを減少するために、ＢＣＨ符号はさらに短縮でき、Ｓ２−ＬＤＰＣは、チャンネル環境におけるＯＦＤＭシグナリング情報ビットナンバー要求に基づいてさらにパンクチャされる。他方の実施態様は短縮されたＢＣＨ（７０３２，７２００）及びパンクチャされたＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣを使用するためのもので、１／２の符号レートを有する。

加えて、図４において、ＦＥＣブロックシグナリング情報を保護するために、リード・マラー符号は、各ＦＥＣブロックのシグナリング情報を符号化するために使用され、ＦＥＣデータブロックと符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報を含む符号化されたＦＥＣブロックを形成する。リード・マラー符号は多くの論理デコーダをサポートできるため、非常に短い時間を必要とするが、このことは受信機におけるシグナリング情報復号化処理をスピードアップできる。加えて、リード・マラー符号は優れた誤り性能も有し、このことは関連するシグナリング情報を保護するのに役立つことができる。

加えて、ＲＭ符号語の対称構造は、データストリームからのこのＲＭ符号語を識別するのに役立つことができるため、ＦＥＣブロックヘッダーは、受信機において容易に検出できる。例えば、図３に示されているＲＭ符号（３２，１６）が、ＦＥＣブロックシグナリング情報を符号化するために使用されるとき、ＲＭ符号語は、ＦＥＣブロックシグナリング情報に基づくＲＭ生成行列の１６行の線形結合により取得される。生成行列には対称構造における６の行が存在する。

受信機において、ＲＭ符号語が受信されたとき、対称構造における６行のＲＭ自己相関解析の結果はＦＥＣブロックのヘッダーを検出するために使用されうる。例えば、自己相関解析のピーク値が所定の閾値に達した場合、自己相関解析のスタート場所は、ＦＥＣブロックのスタート場所、つまりＦＥＣブロックのヘッダーになる。

他の実施態様において、ＬＤＰＣ符号はまた、各ＦＥＣデータブロックへのシグナリング情報を符号化するために使用される。ＬＤＰＣ符号を柔軟に使用するために、短縮化技術により取得された短縮ＬＤＰＣ符号は、有限配列において定義され、（３１，１６）、（６３，２２）、（６３，３７）、（２５５，２１）、（２５５，１７５）等、マルチステップの多数の理論復号化をサポートすることができる。上述のＦＥＣブロックシグナリング情報ビットナンバー１６の実施態様に従い、ＬＤＰＣ符号は（４２，１６）に短縮できる。

通信伝送環境において、特にケーブル伝送において、インパルス性ノイズの影響をどのように克服するかは重要な問題である。図５を参照して、他のＦＥＣ符号化スキームの概略図はインパルス性ノイズを克服する他の実施態様に従い示される。

図５に示す実施態様において、最初の符号化されたＦＥＣブロックは２つのＲＭ符号を伝達する。１つは第１のＦＥＣブロックへの符号化されたＦＥＣブロックシグナリングであり、他は第２のＦＥＣブロックへの符号化されたＦＥＣブロックシグナリングである。従って、Ｌ−１番目の符号化されたＦＥＣブロックは、Ｌ−１番目のＦＥＣデータブロックおよびＬ番目のＦＥＣデータブロックの双方への符号化されたＦＥＣブロックシグナリングを伝送する。ＯＦＤＮフレームの最後の符号化されたＦＥＣブロックについて、このＦＥＣブロックは、Ｌ番目のＦＥＣデータブロックおよびＬ−１番目のＦＥＣデータブロックの双方への符号化されたＦＥＣブロックシグナリングを伝送する。

本実施態様において、ＦＥＣブロック符号化スキームの特定の変更は、シグナリング保護の反復を実装する。しかし、他のシグナリング保護の反復の方法もまた使用される。例えば、１のＲＭモジュールは２より多くのＲＭ符号を含むことができ、１のＲＭ符号がＬ番目のＦＥＣブロックシグナリングに使用されたとき、他はＬ＋２番目のＦＥＣブロックシグナリングまたは通信環境の要求に基づく他方の選択物に使用されることができる。加えて、他の符号もまた、要求に従いＦＥＣデータブロックのシグナリング情報の符号化に使用されることができ、そうするとＲＭ符号とＬＤＰＣ符号はまさに本発明の実施態様のようになるが、限定されるものではない。本実施態様に従って、２つのＲＭ符号語は、自己相関解析の結果において２つのピーク値が出現するため、ＦＥＣブロックのヘッダーを正確に検出することに使用されることができる。

個別の機能の要素の文脈において示したが、前述のいくつかの機能の要素は、１または複数の統合された回路において実現される。同様に、個別の要素として示しているが、任意の、または複数の（例えば図１の）要素は、格納されたプログラムに制御されるプロセッサ、例えば関連するソフトウェアを実行するデジタルシグナルプロセッサ、に実装されることができる。さらに、ＤＶＢシステムの文脈において説明してはいるが、本発明の原理は、他の種類の通信システム、例えば、衛星、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）、セルラー等に適用される。実際に、発明の概念は、固定のまたは形態の受信機及び送信機にも適用される。

それゆえ、前述は本発明の実施態様を示しているに過ぎず、そのため、当業者は、本明細書には明記されていないが、本発明の原理を実施でき、本発明の趣旨及び範囲内にある多くの代わりの配置を考え出すことができるであろうことが認識される。

Claims (11)

1. 通信システムにおいて受信機に送信されるフレームにおけるシグナリング情報を保護する方法であって、
   前記フレームシグナリング情報を保護するために前記フレームのフレームシグナリング情報を符号化することと、
   前記ＦＥＣブロックシグナリング情報を保護するためにリード・マラー符号を使用して前記フレームにおけるＦＥＣブロックの前方誤り訂正ＦＥＣブロックシグナリング情報を符号化することと
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記フレームを前記受信機に送信することをさらに含み、前記符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報の後に前記それぞれのＦＥＣブロックのＦＥＣブロックデータが続くこと特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記フレームを前記受信機に送信することをさらに含み、シグナリング情報保護の反復は前記それぞれのＦＥＣブロックに使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記ＦＥＣブロックシグナリング情報はＲＭ符号により符号化され、対称構造で符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報を形成することを特徴とする請求項１から３に記載の方法。
5. 前記フレームシグナリング情報は、連結符号によりＳ２−ＬＤＰＣの内部符号およびＢＣＨ符号の外部符号とともに符号化されることを特徴とする請求項１から４に記載の方法。
6. 通信システムにおいて受信機に送信されるフレームにおけるシグナリング情報を保護するための方法を実装する送信機であって、
   前記フレームにおけるシグナリング情報を符号化して前記フレームシグナリング情報を保護する手段と、
   リード・マラー符号を使用して前記フレームにおけるＦＥＣブロックの前方誤り訂正ＦＥＣブロックシグナリング情報を符号化し、前記ＦＥＣブロックシグナリング情報を保護する手段と
   を備えることを特徴とする送信機。
7. 通信システムにおいて送信機からフレームにおけるシグナリング情報を受信する方法であって、
   符号化されたフレームシグナリング情報と前記フレームの符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報を受信することと、
   対応するＦＥＣブロックデータが復元されるように前記符号化されたシグナリング情報を復号化することであって、前記符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報はリード・マラー符号で符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報であること
   を含むことを特徴とする方法。
8. 前記対応するＦＥＣブロックの前記復号化されたシグナリング情報は他のＦＥＣブロックのシグナリング情報を含み、前記他方のＦＥＣブロックへの前記復号化されたシグナリング情報は前記他方のＦＥＣブロックデータを復元するのに使用されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記他方のＦＥＣブロックは、前記対応するＦＥＣブロックと隣接するＦＥＣブロックであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記ＲＭ符号で符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報を自己相関解析し、前記対応するＦＥＣブロックのヘッダーを取得することをさらに含む請求項７に記載の方法。
11. 通信システムにおいて送信機からフレームにおけるシグナリング情報を受信するための受信機であって、
    前記フレームの符号化されたフレームシグナリング情報と符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報を受信する手段と、
    前記符号化されたシグナリング情報を復号化し前記対応するＦＥＣブロックデータを修復するＦＥＣデコーダであって、前記符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報はリード・マラー符号で符号化されたＦＥＣブロックシグナリング情報であるＦＥＣデコーダとを備えることを特徴とする受信機。

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