JP2012524478A - 信号を符号化する方法および装置 - Google Patents

Abstract

データを放送する通信システムは、しばしば、複数のタイプまたはフォーマットのデータを結合し、伝送する機能を含む。方法（７００）は、データ・パケットを受信するステップ（７１０）と、データ・パケットの特徴に基づくパリティ・バイトの位置を決定するステップ（７２０）と、上記データを復号してパリティ・バイトの値を決定するステップ（７３０、７４０、７５０）と、符号化したデータ・パケットを出力するステップ（７７０）とを含む。装置（１００）は、第１のデータ信号および第２のデータ信号を受信し、これらの信号を結合し、これらの信号を特定する信号を生成する第１の信号プロセッサ（１４０）を含む。この装置は、復号アルゴリズムを用いて上記結合信号を符号化して、上記特定信号に基づいて上記結合信号中の位置にリード・ソロモン・パリティ・バイトを生成する第２の信号プロセッサ（１５４）も含む。

Description

関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第１１９条に基づく、２００９年４月１６日に米国において出願された仮出願第６１／１６９８７５号の利益を主張するものである。

本開示は、一般に、信号伝送システムの動作に関し、より詳細には、放送伝送システムの一部である伝送される信号の符号化に関する。

本項は、以下に述べる本発明の様々な特徴に関係する可能性がある様々な技術的特徴を読者に紹介するためのものである。この説明は、本発明の様々な特徴をよりよく理解するための背景情報を読者に提供するのに役立つと考えられる。従って、これらの記述は、この点に照らして読まれるべきものであり、従来技術を承認するものとして読まれるべきものではないことを理解されたい。

世界中のテレビジョン放送システムは、アナログの音声および映像信号を送る方式から、最新のディジタル通信システムに移行している。例えば、米国では、ＡＴＳＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）が、「ＡＴＳＣ規格：ディジタル・テレビジョン規格Ａ／５３（Ａ／５３規格）」と呼ばれる規格を開発している。Ａ５３規格は、ディジタル・テレビジョン放送のデータをどのようにして符号化し、復号すべきかを定義している。さらに、米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）が、電磁スペクトルの一部をテレビジョン放送用に割り当てている。ＦＣＣは、割り当てられた部分の中の隣接した６メガヘルツ（ＭＨｚ）チャネルを、地上波（すなわちケーブルまたは衛星ではない）ディジタル・テレビジョン放送を伝送する放送会社に割り付ける。各６ＭＨｚチャネルは、Ａ５３規格の符号化および変調フォーマットに基づき、約１９メガビット（Ｍｂ）／秒のチャネル容量を有する。さらに、ＦＣＣは、６ＭＨｚチャネルを介した地上波ディジタル・テレビジョン・データの伝送はＡ／５３規格に準拠していなければならないと定めている。

Ａ／５３規格などのディジタル放送信号伝送規格は、どのようにしてソース・データ（例えばディジタルの音声および映像データ）を処理および変調して当該チャネルを介して伝送される信号にするかを規定する。この処理では、チャネルによってノイズおよびマルチパス干渉が伝送信号に付加された場合でも、当該信号を当該チャネルから受信する受信器がソース・データを回復することができるように、ソース・データに冗長情報を付加する。ソース・データに付加される冗長情報により、ソース・データを伝送する有効データ・レートは低下するが、伝送信号からソース・データをうまく回復できる可能性は高くなる。

Ａ５３規格の開発プロセスでは、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）および固定受信に的が絞られた。このシステムは、既に市場に出回り始めていた大型の高解像度テレビジョン画面の映像ビット・レートを最大限にするように設計された。ＡＴＳＣ Ａ／５３規格、またはレガシー符号化／伝送規格の下での伝送放送は、移動可能な受信器では困難である。

この事実から、２００７年に、ＡＴＳＣは、一般にＡＴＳＣ Ｍ／ＨまたはＡ／１５３規格として知られる、それぞれのディジタル放送信号を介して放送会社がテレビジョン・コンテンツおよびデータを移動デバイスおよび手持ちデバイスに送達できるようにする規格を開発するプロセスを立ち上げることを宣言した。レガシー伝送規格に対する変更点としては、さらなるデータ冗長性を導入するための追加符号化方式が挙げられる。追加符号化は、レガシーＡ／５３規格との後方互換性を維持しながら、移動デバイス、手持ちデバイスおよび歩行者用デバイスが備える最新の受信器でより良好に実行されるようになされている。こうした提案された変更点は、既存の受信機器に悪影響を及ぼすことなく、同じ無線周波数（ＲＦ）チャネルの既存のＡＴＳＣサービスの運用も可能にするものである。

ＡＴＳＣ Ｍ／Ｈと呼ばれる移動ＡＴＳＣ規格に準拠した伝送器では、第１に、ＡＴＳＣ Ｍ／Ｈ信号に関係する条件に従ってリード・ソロモン（ＲＳ）符号化を実行することが必要である。既存のレガシーＲＳエンコーダは、ＡＴＳＣ Ｍ／Ｈ信号の適切な処理を提供しない。さらに、既存のレガシーＲＳエンコーダにそのまま修正を加えても、効率的な実装が実現するとは限らず、動作効率が低下し、コストが増大する結果になる可能性もある。ＡＴＳＣ Ｍ／Ｈ信号の符号化および放送に関する動作条件によって示される修正事項に基づいて、効率的なＲＳエンコーダを開発することが望ましい。

本実施例の１つの特徴によれば、データ・パケットを受信するステップと、前記データ・パケット中のパリティ・バイトの位置を決定するステップであり、前記位置が前記データ・パケットの特徴に基づくステップと、復号プロセスを用いて前記データ・パケットを符号化して、前記パリティ・バイトの値を決定するステップと、前記データ・パケットおよび復号したパリティ・バイトを含む前記符号化したデータ・パケットを出力するステップとを含む、信号を符号化する方法を開示する。

本実施例の別の特徴によれば、第１のデータ信号および第２のデータ信号を受信する第１の信号プロセッサであって、前記第１のデータ信号と前記第２のデータ信号を結合し、その結合信号中の前記第１のデータ信号および前記第２のデータ信号を特定する信号を生成する第１の信号プロセッサと、前記第１の信号プロセッサに結合された第２の信号プロセッサであって、消失訂正を行う復号アルゴリズムを用いて前記結合信号をリード・ソロモン符号化して、前記第１の信号プロセッサからの前記特定信号に基づいて前記結合信号中の位置にリード・ソロモン・パリティ・バイトを生成する第２の信号プロセッサとを備える装置を開示する。

本開示の信号伝送システムを示すブロック図である。 本開示のリード・ソロモン・エンコーダ回路の一実施例を示すブロック図である。 本開示の信号エンコーダの別の実施例を示すブロック図である。 本開示によるデータ・パケットのパリティ・バイト位置を示す例示的な伝送信号図である。 本開示によるデータ・パケットのパリティ・バイト位置を示す例示的な伝送信号図の拡大図である。 本開示による信号エンコーダの別の実施例を示すブロック図である。 本開示によるリード・ソロモン・デコーダの一実施例を示すブロック図である。 本開示による信号を符号化するプロセスの一実施例を示す流れ図である。 本開示によるリード・ソロモン・デコーダの別の実施例を示すブロック図である。

本開示の特徴および利点は、例として挙げた以下の説明からより明らかにすることができる。

図面に示す各要素は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せといった様々な形態で実施することができることを理解されたい。これらの要素は、プロセッサ、メモリ、および入出力インタフェースを含むことができる１つまたは複数の適当にプログラムされた汎用デバイスに、ハードウェアとソフトウェアの組合せとして実装されることが好ましい。本明細書では、「結合する」という用語は、１つまたは複数の中間構成要素を介して直接的または間接的に接続することを意味するものとして定義される。このような中間構成要素としては、ハードウェア型構成要素およびソフトウェア型構成要素の両方が含まれる。

本明細書は、本開示の原理を例示するものである。従って、本明細書に明示的には記述または図示していなくても、本開示の範囲に含まれる本開示の原理を実現する様々な構成を、当業者なら考案することができることを理解されたい。

本明細書に記載する全ての例および条件に関する表現は、本開示の原理と、当技術分野をさらに進歩させるために発明者が与える概念とを、読者が理解するのを助けるという教育的な目的を有するものであって、本発明がこれらの具体的に列挙した例および条件に限定されるわけではないものと解釈されたい。

さらに、本開示の原理、特徴および実施例ならびに本開示の具体的な例について本明細書で述べる全ての記述は、その構造的均等物および機能的均等物の両方を含むものとする。さらに、これらの均等物には、現在既知の均等物だけでなく、将来開発されるであろう均等物も含まれる、すなわち、その構造に関わらず、同じ機能を実行する将来開発される任意の要素も含まれるものとする。

従って、例えば、当業者なら、本明細書に示すブロック図が本開示の原理を実施する例示的な回路の概念図を表していることを理解するであろう。同様に、任意のフローチャート、流れ図、状態遷移図、擬似コードなどが、コンピュータ可読媒体中に実質的に表現され、明示してある場合もしていない場合もあるコンピュータまたはプロセッサによって実質的に実行される様々なプロセスを表すことも理解されたい。

図面に示す様々な要素の機能は、専用のハードウェアを使用することによって、またソフトウェアを実行することができるハードウェアを適当なソフトウェアと関連付けて使用することによって、実現することができる。プロセッサによってそれらの機能を実現するときには、単一の専用プロセッサで実現することも、単一の共用プロセッサで実現することも、あるいはその一部を共用することもできる複数の個別プロセッサで実現することもできる。さらに、「プロセッサ」または「制御装置」という用語を明示的に用いていても、ソフトウェアを実行することができるハードウェアのみを指していると解釈すべきではなく、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ソフトウェアを記憶するための読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）および不揮発性記憶装置（ただしこれらに限定されない）を暗に含むことがある。

従来の、且つ／または特注のその他ハードウェアも含まれることがある。同様に、図面に示す任意のスイッチも、概念的なものに過ぎない。それらの機能は、プログラム論理の動作によっても、専用論理によっても、プログラム制御と専用論理の相互作用によっても、あるいは手作業でも実施することができ、インプリメンタ（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｒ）が、前後関係から適宜判断して特定の技術を選択することができる。

本明細書の特許請求の範囲において、特定の機能を実行する手段として表現されている任意の要素は、当該機能を実行する任意の方法を含むものとする。例えば、（ａ）当該機能を実行する回路素子の組合せや、（ｂ）ファームウェアやマイクロコードなども含めた任意の形態のソフトウェアを、当該ソフトウェアを実行して当該機能を実行する適当な回路と組み合わせたものなども含むものとする。特許請求の範囲によって定義される本開示は、記載した様々な手段が実施する機能を、特許請求の範囲が要求する形式で組み合わせ、まとめることにある。従って、これらの機能を実施することができる任意の手段を、本明細書に示す手段の均等物とみなすものとする。

本開示の１つまたは複数の具体的な実施例について、以下で述べる。これらの実施例の説明を簡潔にするために、本明細書では、実際の実施態様の全ての特徴について述べるわけではない。こうした任意の実際の実施態様の開発においては、任意のエンジニアリングまたは設計のプロジェクトにおける場合と同様に、システム面の制約およびビジネス面の制約のコンプライアンスなど、実施態様によって異なる可能性のある開発者の特定の目標を達成するために、実施態様に特有の決定を多数下さなければならないことを理解されたい。さらに、それでも、このような開発努力は、本開示の利益を有する当業者にとっては、手慣れた設計、制作および製造作業であることも理解されたい。

以下、テレビジョン放送信号、さらに詳細には米国で使用するように定義された放送信号に関するシステムについて述べる。記載する実施例は、一般には、信号伝送側施設において、ユーザの構内で使用される。ユーザの構内装置の例としては、セット・トップ・ボックス、ラップトップまたはデスクトップ・コンピュータ、モニタ、およびテレビジョンなどがあるが、これらに限定されるわけではない。そのほかのタイプの信号を伝送および受信するために利用されるそのほかのシステムも、同様の構造およびプロセスを含むことができる。当業者なら、本明細書に記載する回路およびプロセスの実施例は、可能性として挙げた一組の実施例に過ぎないことを理解するであろう。Ａ／５３規格およびＡ／１５３規格以外の放送規格および無線規格に準拠する信号を、一般に、本明細書に記載の方法と同様の方法で伝送および受信することもできることに留意することが重要である。従って、代替の実施例では、このシステムの構成要素を再構成または省略することもできるし、あるいは、追加の構成要素を付加することもできる。例えば、小さな修正を加えて、記載のシステムを、世界のその他の場所で使用されているＤＶＢ−Ｔ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｉｄｅｏ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ）放送サービスで使用されるように構成することもできる。

以下に述べる実施例は、主に、信号の伝送に関し、特に、ＡＴＳＣ Ｍ／Ｈ放送信号を含む、レガシーＡＴＳＣ放送信号を用いて符号化された放送信号の伝送に関する。いくつかの制御信号および電源接続など（ただしこれらに限定されない）、実施例の特徴のいくつかについては、記述せず、また図面にも示していないが、当業者なら容易に確認することができる。これらの実施例は、マイクロプロセッサとプログラム・コードまたは特注の集積回路を使用するなど、ハードウェア、ソフトウェア、または両者の任意の組合せを用いて実施することができることに留意されたい。また、これらの実施例の多くは、当該実施例の様々な要素間で動作および接続を繰り返すことにも留意されたい。本明細書に記載の動作を繰り返す実施例の代わりに、またはそれに加えて、直接に接続された同じ要素の繰り返しを利用したパイプライン・アーキテクチャを用いた代替の実施例が可能である可能性もある。

これらの実施例は、ＲＳエンコーダのアーキテクチャ、ならびにＡＴＳＣ Ｍ／Ｈの符号化および信号伝送と関連付けて使用されるＲＳ符号化を行う方法について記載したものである。これらの実施例では、消失訂正を行うＲＳデコーダを実施する符号化について記載し、さらに、Ｍ／Ｈグループの構造の特徴およびその設計を簡略にする信号の特性を認識する。

次に図１を参照すると、本開示の特徴による信号伝送システム１００のブロック図が示してある。伝送システム１００は、ＡＴＳＣ Ｍ／ＨまたはＡ／１５３放送規格に従って信号を符号化し、伝送する。伝送システム１００は、２組の入力ストリームを受信する。メイン・サービス・データのＭＰＥＧトランスポート・ストリーム（ＴＳ）パケットと、Ｍ／Ｈサービス・データである。メイン・サービス・データは、パケット・タイミング／調整ブロック１３０に送られる。Ｍ／Ｈサービス・データ・ストリームは、プリプロセッサ１１０に送られる。パケット・タイミング／調整ブロック１３０およびプリプロセッサ１１０の出力は、パケット・マルチプレクサ１４０に接続される。パケット・マルチプレクサ１４０は、ポストプロセッサ１５０に接続される。ポストプロセッサ１５０の出力は、同期マルチプレクサ１７０に接続される。フィールド同期信号およびセグメント同期信号は、ともに同期マルチプレクサ１７０への入力として提供される。同期マルチプレクサ１７０は、パイロット・インサータ１７２に接続される。パイロット・インサータ１７２は、前置等化フィルタ１７４に接続される。前置等化フィルタ１７４は、８レベル残留側波帯（８−ＶＳＢ）変調器１７８に接続される。８−ＶＳＢ変調器１７８は、アップコンバータ１８０に接続される。アップコンバータ１８０は、アンテナ１９０に接続される。アンテナ１９０は、結合され処理されたストリーム、すなわちメイン・サービス・データおよびＭ／Ｈサービス・データを、１つまたは複数のＡＴＳＣ Ａ１５３放送信号として伝送する。

プリプロセッサ１１０は、Ｍ／Ｈサービス・データ・ストリームの符号化に関連するいくつかのブロックをさらに含む。入力信号は、Ｍ／Ｈフレーム・エンコーダ１１２に入力される。Ｍ／Ｈフレーム・エンコーダは、ブロック・プロセッサ１１４に接続される。ブロック・プロセッサ１１４は、グループ・フォーマッタ１１６に接続される。シグナリング・エンコーダ１１８も、グループ・フォーマッタ１１６への入力を提供する。グループ・フォーマッタは、パケット・フォーマッタ１２０に接続される。パケット・フォーマッタは、プリプロセッサ１１０の出力信号を提供する。

ポストプロセッサ１５０は、結合データ・ストリームの符号化に関連するいくつかのブロックをさらに含む。入力信号は、修正データ・ランダマイザ１５２に入力される。データ・ランダマイザ１５２は、系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４に接続される。系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４は、データ・インタリーバ１５６に接続される。データ・インタリーバ１５６は、パリティ・リプレイサ（ｐａｒｉｔｙ ｒｅｐｌａｃｅｒ）１５８に接続される。データ・インタリーバ１５６は、非系統的ＲＳエンコーダ１６０にも接続される。パリティ・リプレイサ１５８は、修正トレリス・エンコーダ１６２に接続される。修正トレリス・エンコーダ１６２の出力の１つは、フィードバック入力として非系統的ＲＳエンコーダ１６０に接続される。非系統的ＲＳエンコーダ１６０は、第２の入力としてパリティ・リプレイサ１５８に接続される。修正トレリス・エンコーダ１６２は、ポストプロセッサ１５０の出力信号も提供する。ポストプロセッサ１５０のこれらのブロックの多くは、ＡＴＳＣ Ａ５３放送信号の信号符号化システムに見られる機能と同様の機能を実行することに留意することは重要である。これらのブロックの一部の機能は、追加のＡＴＳＣ Ｍ／Ｈサービス・データ・ストリームが存在することによる変化を含むように修正または適合されている。

高いレベルでは、伝送システム１００の機能は、メイン・サービス・データおよびＭ／Ｈサービス・データという２つのタイプのストリームを結合してＭＰＥＧトランスポート・ストリーム・パケットの１つのストリームにし、これらをＡ５３規格に従って通常のＡＴＳＣトレリス符号化８−ＶＳＢ信号に変調することである。レガシー８−ＶＳＢ受信器との互換性を確保するために、プリプロセッサ１１０において、Ｍ／Ｈサービス・データを特殊なＭＰＥＧ−２トランスポート・ストリーム・パケットにカプセル化する。これを、Ｍ／Ｈカプセル化（ＭＨＥ）パケットと呼ぶ。プリプロセッサ１１０は、任意の所望のフォーマットのカプセル化サービス・データに対応することができる。例えば、ＭＰＥＧ−２映像／音声やＭＰＥＧ−４映像／音声などＭＰＥＧトランスポート・ストリームで搬送されるサービスまたはＩＰパケットによって搬送されるほかのデータまたはサービスを処理することができる。

プリプロセッサ１１０は、Ｍ／Ｈサービス・データを、Ｍ／Ｈサービス・データのロバスト性を高めるＭ／Ｈデータ構造に再構成する。ＭＨフレーム・エンコーダ１１２およびブロック・プロセッサ１１４において、順方向誤り訂正を実行する。シグナリング・エンコーダ１１８およびグループ・フォーマッタ１１６により、トレーニング・シーケンスを付加する。その後、パケット・フォーマッタ１２０が、このように処理されたエンハンスト・データを、ＭＨＥトランスポート・ストリーム・パケットにカプセル化し、このＭＨＥパケットを、メイン・サービス・データ・ストリームに挿入される２０７バイト（またはセグメント）の１１８個の連続したパケットのグループとしてフォーマット化する。

このメイン・サービス多重データは、パケット・タイミング／調整ブロック１３０に提供される。パケット・タイミング／調整ブロック１３０は、放出される信号がレガシー受信器を保護するＭＰＥＧおよびＡＴＳＣの規格に準拠するように結合点における時間的変位を補償するように、このメイン・サービス多重データを調整する。メイン・データとＭ／Ｈデータとを時分割多重することにより、Ｍ／Ｈストリームが存在しない場合のタイミングと比較して、メイン・サービス・ストリーム・パケットの放出タイミングが変化する。パケット・タイミング／調整ブロック１３０からの時間調整されたメイン・サービス多重データとプリプロセッサ１１０からの処理済みＭＨサービス・データとは、パケット・マルチプレクサ１４０で多重化または結合される。パケット・マルチプレクサ１４０では、各Ｍ／Ｈグループが、１５６個のデータ・パケットからなる、すなわちＡＴＳＣデータ・フィールドの半分のサイズの、Ｍ／Ｈスロットに挿入される。Ｍ／Ｈスロットは、Ｍ／Ｈグループを含む場合もあれば、含まない場合もある。Ｍ／Ｈグループが特定のスロットに挿入される場合には、１１８個のパケットがＭ／Ｈパケットであり、３８個のパケットがメイン・サービス・データ・パケットである。Ｍ／Ｈグループがスロットに挿入されない場合には、１５６個のパケット全てが、メイン・サービス・データ・パケットである。Ｍ／Ｈスロットに対するＭ／Ｈグループの割当ては、Ｍ／Ｈデータとメイン・サービス・データの比によって決まるものとする。

結合データ・ストリームは、ポストプロセッサ１５０に提供される。ポストプロセッサ１５０は、この結合データ・ストリームをさらに符号化して処理する。ポストプロセッサ１５０は、結合データ・ストリームのメイン・サービス・データ部分とＭＨサービス・データ部分を認識し、分離して、別々に処理および符号化することができる。ポストプロセッサ１５０は、Ａ５３規格に基づく８−ＶＳＢ符号化を用いてメイン・サービス・データを処理および符号化する。この符号化は、修正データ・ランダマイザ１５２におけるデータ・ランダム化、系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４におけるＲＳ符号化、データ・インタリーバ１５６におけるデータ・インタリーブ、および修正トレリス・エンコーダ１６２におけるトレリス符号化を含む。

また、ポストプロセッサ１５０は、ＡＴＳＣ ８−ＶＳＢ受信器との互換性を保証するために、結合ストリーム中の前処理済みのＭ／Ｈサービス・データの操作も行う。結合ストリーム中のＭ／Ｈサービス・データは、ポストプロセッサ１５０において、メイン・サービス・データとは異なる処理を受ける。Ｍ／Ｈサービス・データは、修正データ・ランダマイザ１５２を迂回し、ランダム化されない。前処理済みのＭ／Ｈサービス・データは、系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４において非系統的データとして符号化され、データ・インタリーバ１５６において５２バイトのデータのブロックとしてインタリーブされる。データ・インタリーバ１５６は、Ａ／５３ ＡＴＳＣ畳込みインタリーバに対応し、Ｍ／Ｈサービス・データおよびメイン・サービス・データに等しく適用される。前処理済みＭ／Ｈサービス・データに含まれる各トレーニング・シーケンスの開始時にトレリス・エンコーダのメモリを適切に初期化するために、前処理済みＭ／Ｈサービス・データに対して追加の動作も行われる。以下では、系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４の動作について、さらに詳細に述べる。

系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４は、修正データ・ランダマイザ１５２のデータ出力において（Ｎ、Ｋ、ｔ）＝（２０７、１８７、１０）符号のＲＳ符号化プロセスを実行するために使用される。非系統的ＲＳエンコーダ１５４は、同じＲＳ符号用の標準的なＡＴＳＣ ＲＳエンコーダを修正したものであるが、Ａ１５３規格の一部として含まれるＭＨグループ・データ・フォーマット表が示す修正を反映したものである。ＭＨサービス・データの非系統的ＲＳ符号化により、レガシー受信器による受信を中断することなく、一定間隔の長いトレーニング・シーケンスを挿入することが可能になる。

ＡＴＳＣ Ｍ／Ｈ規格Ａ１５３に記載されているように、系統的／非系統的ＲＳエンコーダは、データ・ランダマイザから出力される、データ・ランダマイザによってランダム化または迂回されているデータに対して、（Ｎ、Ｋ、ｔ）＝（２０７、１８７、１０）符号を用いたＲＳ符号化プロセスを実行するものとする。ＲＳパリティ生成多項式およびプリミティブ・フィールド生成元は、レガシーＡＴＳＣ ８−ＶＳＢシステムのそれと同じである。

系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４の動作時に、入力データがメイン・サービス・データ・パケットに対応する場合には、ＲＳエンコーダは、レガシーＡＴＳＣ ８−ＶＳＢシステムの場合と同じ系統的ＲＳ符号化を実行して、１８７情報バイト（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−ｂｙｔｅ）のパケットの各セットの末尾に２０バイトのＲＳ ＦＥＣパリティ・データを付加し、それにより２０７符号化バイト（ｃｏｄｅｄ ｂｙｔｅ）のパケットまたはセグメントを生成する。ただし、入力データがＭ／Ｈサービス・データ・パケットに対応する場合には、ＲＳエンコーダは、非系統的ＲＳ符号化プロセスを実行するものする。

修正トレリス・エンコーダ１６２は、ＡＴＳＣ Ａ／５３放送規格で使用される従来のトレリス・エンコーダと同様に動作する。動作時には、事前符号化の異なる１２個のインタリーブ２／３レート・トレリス・エンコーダが、符号化を実行する。しかし、Ｍ／Ｈデータを含むことにより、ＡＴＳＣ Ｍ／Ｈ信号を受信するために使用される既知のトレーニング・シーケンスを得るために、各Ｍ／Ｈトレーニング・シーケンスの直前にエンコーダのメモリを初期化するという追加的な必要性が生じる。さらに、Ｍ／Ｈ信号のトレリス初期化の前に計算されるＲＳパリティ・データは、伝送前に誤りを含むことになる。従って、トレリス・エンコーダ１６２は、非系統的ＲＳエンコーダ１６０に、変更済み初期化バイトを供給する。非系統的ＲＳエンコーダ１６０は、データ・インタリーバ１５６から提供される事前にインタリーブされたデータおよび制御信号を用いて、新たなパリティ・バイトを計算し、トレリス初期化による誤ったパリティ・バイトと置換する。これらの計算されたパリティ・バイトがパリティ・リプレイサ１５８に提供されて系統的／非系統的ＲＳエンコーダが計算した元のパリティ・バイトと置換され、修正トレリス・エンコーダ１６２に戻される。

修正トレリス・エンコーダ１６２の最終的な出力は、同期マルチプレクサ１７０および図１の残りのブロックに提供される。これらの図１の残りのブロックは、ＡＴＳＣ Ａ／５３規格を用いて信号を放送する信号伝送システムで使用されるブロックと同じである。同期マルチプレクサ１７０は、データ・ストリームに対して、フィールドおよびセグメント同期信号と呼ばれるＡＴＳＣ Ａ／５３同期を付加する。パイロット・インサータ１７２は、抑圧搬送波の周波数と同じ周波数を有するデータ信号に小さな同期パイロットを挿入する。任意選択の事前等化フィルタ１７４は、この信号をフィルタリングして、既知のシステム歪みを事前に補償し、受信しやすくする。８−ＶＳＢ変調器１７８は、残留側波帯変調、連接伝送器／受信器における線形位相二乗余弦ナイキスト・フィルタ応答、および中間周波数（ＩＦ）周波数４４ＭＨｚに基づき、Ａ／５３の仕様に従って８レベル・トレリス符号化複合データ信号（パイロットおよび同期を含む）を変調する。最後に、ＲＦアップコンバータ１８０が、８−ＶＳＢ信号を、アンテナ１９０を介して放送される適当なＲＦチャネル周波数にアップコンバートする。

系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４と非系統的ＲＳエンコーダ１６０を結合して、別個の符号化ブロックを解消することができる場合もあることに留意することは重要である。一実施例では、非系統的ＲＳエンコーダ１６０は、メモリと、記憶した重み値でトレリス符号化データを多重化し、ＭＨサービス・データ部分の間にトレリス符号化データ・ストリームを初期化するために結合データ・ストリームのＭＨサービス・データ部分のデータ・バイトを置換する処理ブロックとで置換することができる。

図２を参照すると、本開示の特徴によるＲＳエンコーダ２００の一実施例を示すブロック図が示してある。ＲＳエンコーダ２００は、系統的ＲＳエンコーダのアーキテクチャを表している。ＲＳエンコーダ２００は、図１に示す系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４の一部として使用することができる。パリティは生成多項式で生成することができるので、ＲＳエンコーダ２００は、ガロア体ＧＦ（２５６）上で乗算および加算が実行される、線形フィードバック・シフト・レジスタ（ＬＦＳＲ）として設計することができる。一般的な系統的ＲＳエンコーダでは、Ｋ個の情報シンボルがＬＦＳＲに入力され、スイッチを介して出力に送られる。Ｋ個の情報シンボルが出力された後で、スイッチはＬＳＦＲに接続され、Ｎ−Ｋ個のＲＳパリティ・シンボルを出力する。

ＲＳエンコーダ２００では、１８７データ・バイトからなる入力信号が、スイッチ２０５の１つの入力に提供される。スイッチ２０５の出力は、ＲＳエンコーダ２００の出力である。入力信号は、ＬＳＦＲの一部である加算器２１０ａにも接続される。加算器２１０ａの出力は、ゲート２２０に接続される。ゲート２２０の出力は、直列の乗算器２３０ａ〜２３０ｔのそれぞれに接続される。乗算器２３０ｔの出力は、遅延ブロック２４０ｔに直接接続され、乗算器２３０ａ〜２３０ｓの出力は、加算器２１０ｂ〜２１０ｔの一方の入力に接続される。加算器２１０ｂ〜２１０ｔの出力は、それぞれ、遅延ブロック２４０ａ〜２４０ｔに直列に接続される。遅延ブロック２４０ａ〜２４０ｔの出力は、それぞれ、加算器２１０ａ〜２１０ｔの他方の入力に直接に接続され、ＬＳＦＲを構成する。遅延ブロック２４０ａの出力は、スイッチ２０５の他方の入力にも接続され、２０パリティ・データ・バイトを出力信号として提供する。

非２値ブロック符号は、１つの符号語の元がｑ個のシンボルのアルファベットから選択される、一組の固定長符号語からなる。通常は、ｍ情報ビットがｑ個のシンボルのうちの１つにマッピングされ、上記のアルファベットがガロア体ＧＦ（ｑ）となる、すなわちｑ個の元｛０、１、α、…、α^ｑ−２｝の有限体（αは当該体の原始元）となるように、ｑ＝２^ｍである。さらに、原始元は、原始多項式Ｐ（Ｘ）の根であり、α^ｑ−１＝１である。

リード・ソロモン（ＲＳ）符号は、様々なタイプの非２値線形ブロック符号の中でも実際の適用分野で最も重要なもののうちの１つである。ＲＳ符号は、パラメータがＮ−Ｋ＝２×ｔとなる巡回ＢＣＨ（Ｂｏｓｅ Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ）符号である。ここで、Ｎは符号語長、Ｋは情報シンボルの数、ｔは訂正可能な誤りの数である。ＲＳ符号では、その生成多項式は、次のように定義される。
Ｇ（Ｘ）＝（Ｘ−α）×（Ｘ−α^２）×…×（Ｘ−α^２ｔ） （１）

数式１は、ＲＳエンコーダ２００のＬＳＦＲ部分として示す直列の加算器２１０ａ〜２１０ｔ、乗算器２３０ａ〜２３０ｔ、および遅延ブロック２４０ａ〜２４０ｔによって実施される。加算器２１０ａ〜２１０ｔは、２バイトまたは２つの体元の２５６を法とする加算関数として実施される。同様に、乗算器２３０ａ〜２３０ｔも、２バイトまたは２つの体元の２５６を法とする乗算関数として実施される。遅延ブロック２４０ａ〜２４０ｔは、シンボルまたはデータ・クロックなどの処理クロックに基づいて、これらのバイトまたは体元を記憶し、取り出すように動作する。ゲート２２０は、スイッチ２０５と連動して動作して、パリティ・バイトがスイッチ２０５を介して出力されるときに、加算器２３０ａの出力を乗算器２３０ａ〜２３０ｔの入力から切断する。最も基本的な定義の組は上述のようにＮ＝ｑ−１＝２^ｍ−１を表すが、ＲＳ符号を短縮して、Ｎがさらに小さな数になるようにすることもできることに留意することは重要である。

上述のように、ＡＴＳＣ規格で使用される系統的ＲＳ符号は、（Ｎ、Ｋ、ｔ）＝（２０７、１８７、１０）符号である。ここで、各ＲＳシンボルは、ＧＦ（２５６）の要素である１バイト（ｍ＝８、ｑ＝２５６）である。データ・セグメントごとに、全体でＮ＝２０７バイトのサイズのＲＳブロックが伝送され、このとき、データ・セグメントの末尾でＮ−Ｋ＝２０のＲＳパリティ・バイトが送信される。これはつまり、ＡＴＳＣ ＲＳ符号は系統的符号である、すなわち、Ｋ個の情報シンボルのコピーが符号語に含まれ、最も一般的には、符号語の先頭に含まれるということを意味する。シリアル・ビット・ストリームからバイトを生成する際には、ＭＳＢは、最初のシリアル・ビットである。

ＲＳ符号が重要であること、およびそれらが広く使用されていることの２つの主な理由は、それらの距離特性が優れていることと、比較的長い符号を実施することを可能にする効率的な代数的復号アルゴリズムが存在することである。これにより、ＲＳ符号は、バースト誤り訂正に利用されるようになり、その際には、図１に示すデータ・インタリーバ１５６および修正トレリス・エンコーダ１６２などのインタリーバを介して畳込み符号としばしば連接される。

図３を参照すると、本開示の原理による信号エンコーダ３００の一実施例を示すブロック図が示してある。信号エンコーダ３００は、図１に示す系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４の動作と同様に、結合データのメイン・サービス・データ部分およびＭＨサービス・データ部分の両方を符号化する。

信号エンコーダ３００では、図１の修正データ・ランダマイザ１５２など、それより前の処理ブロックからの入力信号は、系統的ＲＳエンコーダ３１０および非系統的エンコーダ３２０にも入力される。系統的ＲＳエンコーダ３１０および非系統的エンコーダ３２０は、ともにＲＳマルチプレクサ３３０に接続される。制御信号ＭＨ＿ｃｏｎｔｒｏｌも、ＲＳマルチプレクサ３３０に提供される。ＲＳマルチプレクサ３３０は、データ・インタリーバ１５６など後続の処理ブロックに提供することができる符号化信号を出力する。

動作時には、信号エンコーダ３００は、系統的ＲＳエンコーダ３１０のメイン・サービス・データ、および非系統的ＲＳエンコーダ３２０のＭＨサービス・データを符号化し、ＭＨ＿ｃｏｎｔｒｏｌとして与えられる制御情報に基づいて、ＲＳマルチプレクサ３３０中のどちらのデータを出力するかを選ぶ。ＭＨ＿ｃｏｎｔｒｏｌ信号は、当該データがメイン・サービス・データ（レガシーＡＴＳＣデータ）であるかＭＨサービス・データ（Ｍ／Ｈデータ）であるかを示す指標として、プリプロセッサからポストプロセッサに送ることができる。

ＭＨ＿ｃｏｎｔｒｏｌ信号が論理値「０」である場合には、信号エンコーダ３００は、系統的符号化モードで動作する。系統的モードにあるときには、メイン・サービス・データを含む入来信号は、系統的ＲＳエンコーダ３１０を通る。系統的ＲＳエンコーダ３１０は、２０７バイトのパケットの末尾に２０パリティ・バイトを付加する。系統的ＲＳエンコーダ３１０の動作が、図２に示すＲＳエンコーダ２００と同様の動作であってもよいことに留意することは重要である。

ＭＨ＿ｃｏｎｔｒｏｌ信号が論理値「１」である場合には、信号エンコーダ３００は、非系統的符号化モードで動作する。非系統的モードにあるときには、ＭＨサービス・データを含む入来信号は、非系統的ＲＳエンコーダ３２０を通る。非系統的ＲＳエンコーダ３２０において、グループの、ＡＴＳＣ規格の場合のセグメントと等価な１１８個の各パケットごとに、所定の位置にパリティ・バイトが付加される。非系統的ＲＳエンコーダは、系統的ＲＳエンコーダ３１０と同じ生成多項式および原始生成元を有しており、レガシー受信器で有効なレガシーＡＴＳＣ符号語を生成し、エミュレートして、受信器における固有の受信誤りを防止する。

図４ａを参照すると、本開示の特徴による例示的なデータ伝送パターン・マップを示す図が示してある。図４ｂは、さらに見やすいように、図４ａを拡大した図である。この図は、図１に示すプリプロセッサ１１０内で生成されるＭ／Ｈグループ内のデータ・パケットの構成を示している。図４ａおよび図４ｂに示すデータ伝送パターンは、ＡＴＳＣ Ａ１５３またはＡＴＳＣ Ｍ／Ｈ規格に従ってデータ伝送の一部として使用されるデータ位置パターンを表している。非系統的ＲＳ符号化プロセスで得られるデータは、Ｍ／Ｈデータ・パケット４２０内の所定のパリティ・バイト位置４１０に位置する。上述のように、新たなＭＨサービス・データの挿入は、レガシーＡＴＳＣ受信器のＲＳ復号要件も満たしていなければならない。これらのＭ／Ｈデータ・パケットのパリティ・バイトの所定の位置は、Ｍ／Ｈグループの１１８個のセグメントのそれぞれについて一意的であり、ＡＴＳＣレガシー・データ・パケットまたはＡ／５３放送データ・パケットのパリティ・バイト（すなわちパケットの最後の２０バイト）の位置とは異なる。

以下の表は、図４ａおよび図４ｂに示すデータ伝送パターン・マップに基づくＭ／Ｈグループ（１１８パケット）の１つのパケットにおける事前にインタリーブされたＲＳパリティ・バイトの所定のパリティ・バイト位置と、レガシーＡＴＳＣの所定のパリティ・バイト位置（表の最終行）とを示している。バイト位置には、０から２０６までの番号が振られており、０は当該パケットの最初のバイトを表している。例えば、Ｍ／Ｈグループの最初のパケットは、特にバイト位置１５、１６、６７、６８、１１９、１２０、１７１および１７２にＲＳパリティ・バイトを有する。図４ａおよび図４ｂでは、Ｍ／Ｈグループの第１の水平行上のこれらの位置は、「ＲＳパリティ・データ」という凡例でマークされ、要素４１０として示されている。

信号エンコーダ３００などの信号エンコーダを、図４ａおよび図４ｂに示すようなデータ伝送マップを有する信号データ構造に適用すると、信号エンコーダ３００が、上記の表に示すデータ位置に基づき、そのうちの２０バイトが消失である可能性がある２０７バイトのパケット全体を受信することになる可能性もあるということに留意することが重要である。消失訂正を行うＲＳデコーダをこのパケットに適用すると、２０というのはこのＲＳデコーダが復号することができる消失の最大数であるので、残りの２０バイトが、所定の消失位置で計算されることになる。

図５を参照すると、本開示の特徴による信号エンコーダ５００の別の実施例を示すブロック図が示してある。信号エンコーダ５００は、図３に示す信号エンコーダ３００および図１の系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４について述べたのと同様に動作する。信号エンコーダ５００は、メイン・サービス・データすなわちＡＴＳＣレガシー・データとＭＨサービス・データとを含む全てのパケットに対して、消失訂正を行うＲＳデコーダとして実施される単一のエンコーダを使用する。

信号エンコーダ５００では、入力信号は、消失訂正を行うＲＳデコーダ５１０に入力される。消失訂正を行うＲＳデコーダ５１０は、符号化した出力信号を後続の処理に提供する。制御信号ＭＨ＿ｃｏｎｔｒｏｌは、消失位置マップ・メモリ５２０に入力される。消失位置マップ・メモリ５２０は、消失訂正を行うＲＳデコーダ５１０に接続される。

動作時には、ＭＨ＿ｃｏｎｔｒｏｌは、消失位置マップ・メモリ５２０中のアドレス位置を特定するカウンタ信号を含む。各アドレス位置は、上記に示す表における行に相当する。カウンタ信号は、表中の各行を表す０から１１８までの値と連動し、メモリもこれらの値にマッピングされる。その結果、メイン・サービス・データ部分またはレガシーＡＴＳＣデータ部分の間は、ＭＨ＿ｃｏｎｔｒｏｌ＝１１８であり、ＭＨサービス・データ部分の間は、ＭＨ＿ｃｏｎｔｒｏｌは、ＭＨグループの１１８個のＭＨパケットのそれぞれと関連する値０から１１７を順々にとる。

消失位置は、図４ａおよび図４ｂに示すデータ伝送パターンおよび上記に示す表によって指定されるものだけであり、消失の数は常に２０に等しいので、図５に示す消失訂正を行うＲＳデコーダなど、消失訂正を行うＲＳデコーダの設計をさらに簡略化することができることに留意することが重要である。こうした簡略化について、以下でさらに詳細に述べる。

図６を参照すると、本開示の特徴による信号符号化回路で使用される消失訂正を行うＲＳデコーダ６００の一実施例を示すブロック図が示してある。消失訂正を行うＲＳデコーダ６００は、誤りおよび消失をＲＳ復号するためのユークリッド・アルゴリズムの実施態様を表している。消失訂正を行うＲＳデコーダ６００は、図５に示す消失訂正を行うＲＳデコーダ５１０について述べたのと同様に動作することができる。

消失訂正を行うＲＳデコーダ６００では、１つまたは複数の誤りまたは消失を含む例えば２０７バイト・パケットなどの符号語を通常は表すそれより前の処理ブロックからの入力信号は、シンドローム計算機６１０に入力される。シンドローム計算機６１０は、キー方程式ソルバ（ｋｅｙ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｓｏｌｖｅｒ）６２０に接続される。キー方程式ソルバ６２０の第１の出力は、誤り／消失マグニチュード計算機６３０に接続される。キー方程式ソルバの第２の別の出力も、誤り／消失マグニチュード計算機６３０に接続され、またチェン探索ブロック６４０にも接続される。誤り／消失マグニチュード計算機６３０およびチェン探索ブロック６４０の両方の出力は、ゲート６５０に接続される。入力信号は、バッファ６６０にも入力される。バッファ６６０は、加算器６７０の正の入力に接続される。ゲート６５０の出力は、加算器６７０の負の入力に接続される。加算器６７０の出力は、消失訂正を行うＲＳデコーダ６００の、誤りの訂正または除去後の出力符号語を表す。

消失訂正を行うＲＳデコーダ６００の動作時には、受信符号語は、以下の多項式で表すことができる。

ここで、Ｒ_ｉは受信シンボルであり、最上位のシンボルが最高の次数を有し、Ｃ_ｉは符号語または伝送シンボルであり、Ｅ_ｉは付加的なチャネル・ノイズによって生じる等価な誤り／消失シンボルであり、加算および乗算の演算は、ＧＦ（２５６）上で実行される。

シンドローム計算機６１０は、以下の数式で定義される受信符号語のシンドローム多項式Ｓ（ｘ）を計算する。

ここで、各成分Ｓ_ｊは、以下の数式で与えられる。

ここで、α^ｊは、ガロア体ＧＦ（ｑ）の元である。数式（４）で計算されるシンドロームが全てゼロである場合には、アルゴリズムを停止して、受信符号語Ｒ（Ｘ）をＲＳデコーダの出力に送ることに留意することが重要である。換言すれば、誤り／消失がない場合、すなわちＥ_ｉ＝０（０≦ｉ＜Ｎ）である場合には、Ｓ_ｊ＝０（０≦ｊ＜２×ｔ）であり、受信符号が復号符号語である。

キー方程式ソルバ６２０は、いくつかの計算を実行して、受信符号語中の誤り／消失の位置およびマグニチュードを処理し、決定する。キー方程式ソルバ６２０は、次のようにして、受信器から提供された消失情報を用いて消失多項式Γ（Ｘ）を計算する。

ここで、Ｙ_ｉ＝α^ｊ（ｌ）は消失ロケータであり、ｊ（ｌ）は符号語中の消失座標（０≦ｌ＜ｆ）であり、ｆは消失の数である。多くの場合には、図示しない追加の誤り検出器を復号プロセスの一部として追加することができ、この誤り検出器が符号語中の可能な消失位置を特定することができることに留意することは重要である。

また、キー方程式ソルバ６２０は、次式で与えられる、シンドローム計算機６１０の出力（数式３および４）ならびに計算した消失多項式（数式５）を用いたフォーニー（Ｆｏｒｎｅｙ）の修正シンドローム多項式Ｔ（Ｘ）を決定する。
Ｔ（Ｘ）＝Ｓ（Ｘ）×Γ（Ｘ）ｍｏｄＸ^２×ｔ （６）
ここで、ｍｏｄは、モジュロ演算を意味する。

上記の計算に基づいて、キー方程式ソルバ６２０は、次式で定義されるキー方程式を解く。
Ｔ（Ｘ）×Λ（Ｘ）＝Ω（Ｘ）ｍｏｄＸ^２×ｔ （７）
ここで、Λ（Ｘ）は、誤りロケータ多項式であり、Ω（Ｘ）は、誤りマグニチュード多項式である。

誤りロケータ多項式Λ（Ｘ）は、数式（５）と同様に、次式で与えられる。

ここで、Ｘ_ｋ＝α^ｉ（ｋ）は誤りロケータであり、ｉ（ｋ）は符号語中の誤り座標（０≦ｋ＜ν）であり、νは誤りの数である。

誤りマグニチュード多項式Ω（Ｘ）は、次式で与えられる。
Ω（Ｘ）＝１＋Ω_２×Ｘ^２＋Ω_４×Ｘ^４＋…＋Ω_２×ｔ×Ｘ^２×ｔ （９）
ここで、奇数で示される係数は、常にゼロである。

キー方程式ソルバ６２０は、ユークリッド・アルゴリズムに基づいて数式（７）を解き、数式（８）および（９）を発見するように繰り返し動作する。ユークリッド・アルゴリズムは、以下のように進行する。
ｇ_−１（Ｘ）＝０、ｇ_０（Ｘ）＝Γ（Ｘ）、ｒ_−１（Ｘ）＝Ｘ^２×ｔ、およびｒ_０（Ｘ）＝Ｔ（Ｘ）を設定する。
以下の反復を実行する。
ｒ_ｉ（Ｘ）＝ｒ_ｉ−２（Ｘ）−ｑ_ｉ（Ｘ）ｒ_ｉ−１（Ｘ） （１０）
ｇ_ｉ（Ｘ）＝ｇ_ｉ−２（Ｘ）−ｑ_ｉ（Ｘ）ｇ_ｉ−１（Ｘ） （１１）
反復は、偶数のｅに対してｒ＜ｔ＋ｅ／２または奇数のｅに対してｒ＜ｔ＋（ｅ−１）／２となったときに停止される。ただし、ｒ＝ｄｅｇ［ｒ_ｎ（Ｘ）］、および

である。

反復が完了すると、方程式ソルバ６２０は、誤り／消失ロケータ多項式

および誤りマグニチュード多項式Ω（Ｘ）＝ｒ_ｎ（Ｘ）を設定し、各多項式を出力する。

チェン探索ブロック６４０は、チェン探索アルゴリズムに基づいて探索を実行する。チェン探索アルゴリズムは、誤り位置を発見するために誤り／消失ロケータ多項式Ψ（Ｘ）上で実行される。これは、消失位置が、例えば誤り検出デバイスによって推定することができ、検出デバイスによって既に分かっている、または推定されているからである。しかし、本明細書に述べるように、誤り位置が本質的に既知である場合もあるので、信号を符号化するために消失訂正を行うＲＳデコーダを使用しても、誤り検出デバイスを使用する必要がないこともある。一般に、探索アルゴリズムは、多項式の根の逆数を発見し、符号語中の誤り座標ｉ（ｋ）（０≦ｋ＜ν）を特定することに相当する。ここで、数式（８）と同様に、νは誤りの数である。

誤り／消失マグニチュード計算機６３０は、以下の方程式を用いて誤りマグニチュードを計算する。

ここで、０≦ｋ＜νであり、νは誤りの数であり、Ψ'（Ｘ）は、誤り／消失ロケータ多項式の導関数である。

また、誤り／消失マグニチュード計算機６３０は、以下の方程式を用いて消失マグニチュードも計算する。

ここで、０≦ｌ＜ｆであり、ｆは消失の数であり、Ψ'（Ｘ）は誤り／消失ロケータ多項式の導関数である。

バッファ６６０は、シンドローム計算機６１０、誤り／消失マグニチュード計算機６３０、およびチェン探索ブロック６４０で生じる処理および計算の遅延を説明するために受信符号語を記憶し、遅延させる。ゲート・ユニット６５０は、チェン探索ブロック６４０で発見された各根（すなわち誤り位置）ごとに、推定した誤りＥ^＊または消失Ｆ^＊のマグニチュードを出力する。

加算器６７０は、符号語中の適当な座標または位置で受信符号語から誤りまたは消失のマグニチュードを減算して、方程式（２）を満たす推定符号語Ｃ^＊を得る。消失訂正を行うＲＳデコーダ６００の出力は、この推定符号語Ｃ^＊である。

上述のように、消失訂正を行うＲＳデコーダ６００など、ＲＳデコーダの応用装置を、信号伝送システムのエンコーダの代わりに使用することができる。ただし、図１に示す系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４などの系統的／非系統的ＲＳエンコーダの代わりに消失訂正を行うＲＳデコーダを使用することにより、ユークリッド・アルゴリズムおよび図６の消失訂正を行うＲＳデコーダに関連して説明した各ブロックをさらに簡略化することができる可能性があることに留意することが重要である。例えば、エンコーダへの入力信号には、誤りがなく、消失のみであり、消失の数は、計算する必要のあるパリティ・バイトの数に相当する２０である。消失の存在、およびそれらの位置は上記の表から既知であり、またシンドロームが全てゼロになるのは極めて高い一致をみたときだけであるので、シンドローム計算は、常に非ゼロ出力を生じることになる。入力信号は、上記の表で特定された各消失位置（すなわちパリティ・バイト位置）に既知の、または所定の値を含むことができる。

さらに、キー方程式ソルバ６２０における方程式（５）の消失多項式Γ（Ｘ）の計算は、必要とすべきではない。この計算は、１１９通りの消失パターンしか存在し得ないので、不要である。従って、実行中に消失多項式を計算する必要はない。その代わりに、１１９通りの可能性を事前に計算し、メモリに記憶しておくことができる。また、方程式（５）において、消失の数ｆ＝２０は定数である。従って、全ての多項式が、次数ｆ＝２０とｆ＋１＝２１個の係数とを有することになり、これらの係数のうち、第１の係数は１に等しく、各係数はＲＳシンボル、すなわち８ビットである。次いで、これらの事前に計算された多項式を、ＲＯＭに記憶することができる。このＲＯＭは、第１の係数が既知であることから、２０×８×１１９ビットを含むことになる。この事前計算によって、記憶容量と引き替えに待ち時間および論理が削減される。

さらに、キー方程式（７）を解くことは、方程式（６）の定義からｒ＝ｄｅｇ［ｒ_０（Ｘ）＝Ｔ（Ｘ）］＜２×ｔであり、さらに

であるという認識に基づき、大幅に簡略化することができる。その結果、ｒ＜ｔ＋ｅ／２となり、アルゴリズムを停止して、論理が集中するアルゴリズムの反復部分を省略することができる。アルゴリズムは、

およびΩ（Ｘ）＝ｒ_０（Ｘ）＝Ｔ（Ｘ）に直接設定することができる。その結果として、キー方程式ソルバ６２０における処理を、かなり削減することができる。

さらに、誤りが存在せず、消失位置が既知であるので、チェン探索ブロック６４０を省略することもできる。また、データ信号中に実際の誤りが存在せず、一時的な値または初期値を有する誤り位置しか存在しないので、誤り／消失マグニチュード計算機６３０における誤りマグニチュードの計算も、省略することができる。

最後に、誤り／消失マグニチュード計算機６３０における消失マグニチュードの計算は、方程式（１３）を以下のように変形した式に基づいて、大幅に簡略化することもできる。

０≦ｌ＜ｆであり、ｆは消失の数、Ψ'（Ｘ）は誤り／消失ロケータ多項式の導関数である。標数２の体について定義された符号を用いる場合には、多項式Ｘの奇数の累乗の多項式係数が消滅し、次の数式が得られることが当業者には周知である。

方程式（１５）は、方程式（１４）の分母を次の式によって定義することができることを意味している。

ここで、

であり、Ｙ_ｉ＝α^ｊ（ｌ）は消失ロケータであり、ｊ（ｌ）は符号語中の消失座標であり、０≦ｌ＜ｆであり、ｆ＝２０は消失の数である。

全ての消失ロケータおよび

は図４に示す信号データ・パターンに基づいてあらかじめ決定されているので、表の各行の

の値を、事前に計算または事前に決定して、ＲＯＭに記憶することができる。このＲＯＭは、２０×８×１１９ビットを含むことになる。また、

の値が既に計算されているので、逆演算も不要となる。上記で認識した簡略化によって、記憶容量と引き替えに待ち時間および論理がさらに削減される。

図７を参照すると、本開示の特徴による信号符号化プロセスの一実施例を示す流れ図が示してある。例示および説明のために、プロセス７００の各ステップは、図１の系統的／非系統的ＲＳエンコーダ１５４で主に使用することができる。また、プロセス７００の各ステップは、図５の信号エンコーダ５００などの信号エンコーダによって実行することもできる。プロセス７００の各ステップは、単なる例示に過ぎず、いかなる意味においても本開示を制限するためのものではない。

ステップ７１０で、入力符号語を受信する。入力符号語は、複数のパケットにグループ化することができる。一実施例では、符号語は、そのうちの１８７バイトがデータを表す２０７バイトを含むパケット中に配列される。符号語は、ＡＴＳＣメイン・サービス・データ・ストリームやＡＴＳＣ ＭＨサービス・ストリームなど、複数の可能なデータ・ストリームの一部とすることができる。また、ステップ７１０で、１つまたは複数の制御信号を受信することができる。この１つまたは複数の制御信号は、符号語および当該符号語の具体的な特徴を特定するために使用することができる。符号語の特徴のいくつかとしては、符号語のデータのタイプや符号語のデータのフォーマットがあるが、符号語を特定するために使用されるその他の特徴が含まれることもある。一実施例では、制御信号は、メモリ中のアドレス位置を表す。メモリ中のアドレス位置は、受信符号語中のパリティ・バイトの位置に関する識別情報を含む。

次に、ステップ７２０で、ステップ７１０で受信した情報に基づいて、修正ユークリッド・アルゴリズムで消失多項式

および逆多項式

に使用される事前に計算した多項式を、メモリから取り出す。消失多項式

は、方程式（５）で説明したのと同様の方法で計算し、メモリに記憶することができる。逆多項式

も、方程式（１５）および（１６）で説明したのと同様の方法で事前に計算し、メモリに記憶することができる。その結果、全ての可能な符号語グループ（すなわちＭ／Ｈグループおよびレガシー・グループ）に対する消失多項式および逆多項式が、符号化プロセス中に実行されるユークリッド・アルゴリズムで使用される計算の前に分かる。符号語中のパリティ・バイトの位置に関する情報は、消失多項式および逆多項式のうちのどの１つが取り出されるかを決定する。一実施例では、消失多項式および逆多項式は、Ｍ／Ｈデータ・パケットおよびレガシー・データ・パケットの可能な符号語グループのそれぞれに対する消失セットの一部として記憶することができる。この消失セットは、図４ａおよび図４ｂならびに上記の表に示すマッピングなどのパリティ・バイト・マッピングも含む。

また、ステップ７２０では、パリティ・バイト・プレースホルダを、受信した符号語に付加することもできる。これらのプレースホルダは、既知のパリティ・バイトの位置に付加してもよいし、あるいは正しい符号語長を確立するために符号語に付加してもよい。一実施例では、パリティ・バイト位置をメモリから取り出し、値「０」などの一時的な値または初期化値をパリティ・バイトに与える。

ステップ７３０では、受信した各符号語ごとに、シンドローム多項式Ｓ（ｘ）を計算する。シンドローム多項式Ｓ（ｘ）は、方程式（３）で述べたのと同様の方法で計算される。次に、ステップ７４０で、フォーニーの修正シンドローム多項式Ｔ（Ｘ）を計算する。フォーニーの修正シンドローム多項式Ｔ（Ｘ）は、方程式（６）で述べたのと同様の方法で計算する。この計算は、誤りマグニチュード多項式すなわちΩ（Ｘ）＝Ｔ（Ｘ）に相当することになる。

次に、ステップ７５０で、ステップ７２０で取り出した逆行列値

を用いて方程式（１４）と同様にして消失マグニチュードを計算する。消失位置は、各符号語で常に同じというわけではないが、受信符号語の性質に基づき既知であることに留意することは重要である。一実施例では、ＡＴＳＣ Ａ／１５３放送規格を用いて伝送された符号語に関連する性質を使用して、各符号語の消失位置の組を特定する。消失位置に関する情報には、制御信号を介するなどして符号語を与えることができ、消失位置は、消失マグニチュード計算の一部として、ステップ７２０またはステップ７５０で取り出すことができる。

次に、ステップ７６０で、適当な座標または位置で計算した消失マグニチュードを受信符号語から減算して、方程式（２）を満たす訂正符号語Ｃ^＊を得る。ステップ７７０で、さらなる処理のために、メイン・サービス・データ・ストリーム（すなわちＡＴＳＣのレガシー・データ）またはＭＨサービス・データ・ストリームの一部として訂正符号語Ｃ^＊を提供する。

プロセス７００で述べたステップは、前述の消失訂正を行うＲＳデコーダのユークリッド・アルゴリズムの修正形態を表していることに留意することは重要である。これらの修正には、ＡＴＳＣ Ｍ／Ｈと呼ばれるＡＴＳＣ Ａ１５３放送規格による信号の符号化および伝送においてみられる動作状態に対応するために加えられた変更も含まれる。例えば、図６に示す消失訂正を行うＲＳデコーダ６００とともに使用されるユークリッド・アルゴリズムのいくつかのステップを、メモリに記憶した事前に計算した値によって省略または簡略化して、比較的小さな記憶容量と引き替えに論理および待ち時間を節約することができる。

次に図８を参照すると、本開示のいくつかの特徴による消失訂正を行うＲＳデコーダ８００の別の実施例を示すブロック図が示してある。消失訂正を行うＲＳデコーダ８００は、ユークリッド・アルゴリズムに基づく符号化アルゴリズムを実施し、ＡＴＳＣ Ｍ／Ｈ放送規格で使用されるような、データ内の複数組の消失の所定位置の特定に関連するいくつかの特徴も考慮に入れる。消失訂正を行うＲＳデコーダ８００は、図５に示す消失訂正を行うＲＳデコーダ５１０で述べたのと同様の方法で動作することができ、図７に示す信号符号化プロセス７００を実施することもできる。

符号語を表す入力信号は、シンドローム計算機８１０に入力される。シンドローム計算機８１０は、修正シンドローム多項式計算機８２０に接続される。修正シンドローム多項式計算機８２０は、消失マグニチュード計算機８３０に接続される。消失マグニチュード計算機８３０は、ゲート８５０に接続される。それ以前の処理ブロックから提供される制御信号は、消失多項式メモリ８２５、逆多項式メモリ８４０、および消失位置メモリ８４５に接続される。消失多項式メモリ８２５は、修正シンドローム多項式計算機８２０に接続される。逆多項式メモリ８４０は、消失マグニチュード計算機８３０に接続される。消失位置メモリ８４５は、ゲート８５０に接続される。ゲート８５０は、加算器８７０の１つの入力に接続される。入力信号はバッファ８６０にも入力され、バッファ８６０は、加算器８７０の第２の入力に接続される。加算器８７０の出力は、消失訂正を行うＲＳデコーダ８００の出力信号である。

シンドローム計算機８１０、消失マグニチュード計算機８３０、ゲート８５０、バッファ８６０、および加算器８７０の機能および動作は、図６に示す消失訂正を行うＲＳデコーダ６００における同様の名称および番号がつけられたブロックの動作と同様である。以下に示す点以外は、これらのブロックについては、ここではこれ以上詳細には説明しない。さらに、消失多項式メモリ８２５、逆多項式メモリ８４０、および消失位置メモリ８４５は、単一のメモリ・デバイスとして実施することもでき、また、図５に示す消失位置メモリ５２０の一部として含めることもできる。

消失訂正を行うＲＳデコーダ８００では、受信データは誤りを含まない。受信データは、パリティ・バイトの追加位置またはパリティ・バイト・プレースホルダを含むこともでき、これらは計算されて受信データに付加されることになる。こうした追加位置またはパリティ・バイト・プレースホルダを含むデータ・パケットを提供しないいくつかの実施例では、シンドローム計算機８１０は、受信データ・パケットにバイトを挿入する回路を含むことができる。一実施例では、値「０」などの初期値または一時的な値をそれぞれ有するパリティ・バイトを、図４ａおよび図４ｂに示す表に基づき、またＡＴＳＣ Ａ／１５３放送規格に関連してデータ・パケットの特定の位置に追加することができる。

上述のように、修正シンドローム多項式計算機８２０は、符号語内の特定された消失位置の組に基づいて簡潔な方法でユークリッド・アルゴリズムを実施する機能を含む。これらの計算の特徴は符号語によって異なる場合もあるが、消失位置の組の数は既知であり、消失位置は、図４ａおよび図４ｂに示すようにデータ構造の特徴に基づいて特定することができる。具体的には、修正シンドローム多項式計算機８２０は、方程式（６）に基づいてフォーニーの修正シンドローム多項式Ｔ（Ｘ）の値を決定する。値

が、消失多項式メモリ８２５から取り出され、この計算に使用される。修正シンドローム多項式計算機８２０は、出力値Ω（Ｘ）のみを提供する。誤りまたは消失の位置に関連する追加の計算は不要である。

修正シンドローム多項式計算機８２０からの出力は、消失マグニチュード計算機８３０に提供される。また、消失マグニチュード計算機８３０は、逆多項式メモリ８４０から逆多項式

を取り出し、それらの値を消失マグニチュード値の決定に使用する。同様に、ゲート８５０は、消失位置メモリ８４５から消失位置を取り出し、それらの位置を計算した消失マグニチュード値と一致させる、または同期させる。上述のように、加算器８７０は、特定した消失位置の消失マグニチュード値を入力符号語から減算し、新たな符号語を、ＲＳ符号化符号語として、出力として提供する。

のメモリに記憶された値、および消失位置は、一般に、受信符号語の処理の前に決定されることに留意することが重要である。例えば、これらの値は、製造時に信号伝送デバイスの外部で計算し、メモリにプログラムすることができる。あるいは、これらの値は、最初にデバイスを起動するときなど、符号語の処理より前の時点で、信号伝送デバイスが計算することができる。これらの計算は、修正シンドローム多項式計算機８２０によって実行する、またはデバイス内の別のプロセッサによって実行して、メモリに記憶することができる。

事前に計算した値または事前に決定された値を記憶するために使用される任意のメモリは、当技術分野で既知の任意の従来の記憶装置またはメモリ・デバイスとすることができることを理解されたい。さらに、記憶装置またはメモリの実施態様としては、例えば単一のメモリ・デバイスや、あるいは互いに接続されて１つの共用または共有メモリを構成する複数のメモリ回路など、いくつかの実施例が可能である。さらに、メモリは、バス通信回路の一部などその他の回路とともに、さらに大きな回路に含めることもできる。最後に、記憶装置またはメモリは、静的ランダム・アクセス。メモリ（ＳＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハード・ディスク・ドライブなど（ただしこれらに限定されない）、データおよび／または命令符号の記憶に適した任意の現在の記憶技術を利用することができる。

本開示の実施例は、リード・ソロモン符号化に基づく信号を符号化する方法および装置を示す。これらの実施例の１つまたは複数は、消失訂正を行うＲＳデコーダを含むことにより符号化動作を実施し、ＡＴＳＣ Ｍ／Ｈグループ構造を利用してその設計を簡略化する。本開示で用いる概念は、Ｗｉ−Ｆｉやその他の地上波、衛星、および有線通信システムなど、その他のシステムにも拡張することができる。これらの実施例は、ＶＨＤＬ、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組合せで実施することができ、移動ＡＴＳＣ−Ｍ／Ｈ伝送デバイスで利用することができる。

例示を目的として具体的な実施例を図面に示し、本明細書で詳細に説明したが、これらの実施例には様々な修正および改変を加えることができる。ただし、本開示は、開示した特定の形態に限定されるものではないことを理解されたい。本開示は、後記する添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲に含まれる全ての修正物、均等物および代替物をカバーするものである。

Claims (28)

1. データ・パケットを受信するステップ（７１０）と、
   前記データ・パケット中のパリティ・バイトの位置を決定するステップ（７２０）であり、前記位置が前記データ・パケットの特徴に基づくステップ（７２０）と、
   符号化プロセスを用いて前記データ・パケットを符号化して、前記パリティ・バイトの値を決定するステップ（７３０、７４０、７５０）と、
   前記データ・パケットおよび前記復号したパリティ・バイトを含む前記符号化したデータ・パケットを出力するステップ（７７０）と、を含む、信号を符号化する方法（７００）。
2. 前記データ・パケット中の前記パリティ・バイトの位置に前記パリティ・バイトを挿入するステップ（７２０）をさらに含む、請求項１に記載の方法（７００）。
3. 前記パリティ・バイトが既知の値に初期化される、請求項２に記載の方法（７００）。
4. 前記データ・パケットの前記特徴が、前記データ・パケット中のデータのタイプおよび前記データ・パケット中のデータのフォーマットのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の方法（７００）。
5. 前記決定ステップ（７２０）が、複数の消失セットからなる組から消失セットを特定するステップを含み、前記消失セットが前記パリティ・バイトの位置と関連する、請求項１に記載の方法（７００）。
6. 前記消失セットの組における各消失セットが、パリティ・バイトの位置識別子、消失多項式、および逆多項式のうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の方法（７００）。
7. 前記決定ステップ（７２０）が、前記データ・パケットのデータのタイプを特定する信号を受信するステップを含む、請求項１に記載の方法（７００）。
8. 前記データのタイプが、レガシー放送データおよび移動放送データのうちの１つである、請求項７に記載の方法（７００）。
9. レガシー放送データとして識別された前記データ・パケット中の前記パリティ・バイトの位置が、移動放送データとして識別された前記データ・パケット中の前記パリティ・バイトの位置と異なる、請求項８に記載の方法（７００）。
10. 前記復号ステップ（７３０、７４０、７５０）が、前記符号化されたデータ・パケットのシンドロームを計算するステップ（７３０）を含む、請求項１に記載の方法（７００）。
11. 前記復号ステップ（７３０、７４０、７５０）が、前記計算されたシンドロームおよび既知の消失多項式を用いて修正シンドロームを計算するステップ（７４０）を含む、請求項１０に記載の方法（７００）。
12. 前記復号ステップ（７３０、７４０、７５０）が、前記修正されたシンドロームおよび既知の逆多項式に基づいて前記パリティ・バイトの消失値を計算するステップ（７５０）を含む、請求項１１に記載の方法（７００）。
13. 第１のデータ信号および第２のデータ信号を受信する第１の信号プロセッサ（１４０）であって、前記第１のデータ信号と前記第２のデータ信号を結合し、その結合信号中の前記第１のデータ信号および前記第２のデータ信号を特定する信号を生成する第１の信号プロセッサ（１４０）と、
    前記第１の信号プロセッサに結合された第２の信号プロセッサ（１５４）であって、復号プロセスを用いて前記結合信号をリード・ソロモン符号化して、前記第１の信号プロセッサからの前記特定信号に基づいて前記結合信号中の位置にリード・ソロモン・パリティ・バイトを生成する第２の信号プロセッサ（１５４）と、を備える、装置（１００）。
14. 前記第２の信号プロセッサ（１５４）が、消失を生成する前に前記リード・ソロモン・パリティ・バイトの位置を決定する、請求項１３に記載の装置（１００）。
15. 前記第１のデータ信号中の前記パリティ・バイトの位置が、前記第２の信号中の前記パリティ・バイトの位置と異なる、請求項１４に記載の装置（１００）。
16. 前記第１のデータ信号が、レガシー放送データ信号であり、前記第２のデータ信号が、移動データ放送信号である、請求項１３に記載の装置（１００）。
17. データ・パケット中のパリティ・バイトの位置を決定する手段（８４５）であって、前記位置が前記データ・パケットの特徴に基づく手段（８４５）と、
    復号プロセスを用いて前記データ・パケットを符号化して、前記パリティ・バイトの値を決定する手段（８１０、８２０、８３０）と、
    前記データ・パケットおよび前記復号したパリティ・バイトを含む前記符号化したデータ・パケットを出力する手段（８７０）と、を備える、信号を符号化する装置（８００）。
18. 前記データ・パケット中の前記パリティ・バイトの位置に前記パリティ・バイトを挿入する手段をさらに備える、請求項１７に記載の装置（８００）。
19. 前記パリティ・バイトが既知の値に初期化される、請求項１８に記載の装置（８００）。
20. 前記データ・パケットの前記特徴が、前記データ・パケット中のデータのタイプおよび前記データ・パケット中のデータのフォーマットのうちの少なくとも１つである、請求項１７に記載の装置（８００）。
21. 前記決定手段（８４５）が、複数の消失セットからなる組から消失セットを特定する手段を含み、前記消失セットが前記パリティ・バイトの位置と関連する、請求項１７に記載の装置（８００）。
22. 前記消失セットの組における各消失セットが、パリティ・バイトの位置識別子、消失多項式、および逆多項式のうちの少なくとも１つを含む、請求項２１に記載の装置（８００）。
23. 前記決定手段（８４５）が、前記データ・パケットのデータのタイプを特定する信号を受信する手段を含む、請求項１７に記載の装置（８００）。
24. 前記データのタイプが、レガシー放送データおよび移動放送データのうちの１つである、請求項１７に記載の装置（８００）。
25. レガシー放送データとして識別された前記データ・パケット中の前記パリティ・バイトの位置が、移動放送データとして識別された前記データ・パケット中の前記パリティ・バイトの位置と異なる、請求項２４に記載の装置（８００）。
26. 前記復号手段が、前記データ・パケットのシンドロームを計算する手段（８１０）を含む、請求項１７に記載の装置（８００）。
27. 前記復号手段（８１０、８２０、８３０）が、前記計算されたシンドロームおよび既知の消失多項式を用いて修正シンドロームを計算する手段（８２０）を含む、請求項２６に記載の装置（８００）。
28. 前記復号手段（８１０、８２０、８３０）が、前記修正されたシンドロームおよび既知の逆多項式に基づいて前記パリティ・バイトの消失値を計算する手段（８３０）を含む、請求項２７に記載の装置（８００）。

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