JP2014222930A - スペクトルセンシング中の送信機静穏化 - Google Patents
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Abstract
【課題】デジタルテレビジョンブロードバンドのスペクトルセンシング動作中にデータ送信機能を静穏化するための技術を提供する。【解決手段】スペクトルセンシングのための方法は、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを、少なくとも1つの時間間隔中に検出することと、少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えることとを備える。【選択図】図1
Description
本出願は、それぞれその内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、以下の米国特許仮出願の各々の利益を主張する。
2009年7月2日に出願された米国仮出願第61/222,845号、 2009年7月17日に出願された米国仮出願第61/226,601号、 2010年1月15日に出願された米国仮出願第61/295,479号、および 2010年3月2日に出願された米国仮出願第61/309,511号。
本開示は、ネットワーク上でのデータの送信に関する。
現在、ワイヤレスHDMI(登録商標)(高精細度マルチメディアインターフェース)など、マルチメディアデータのワイヤレスディスプレイのためのいくつかのソリューションが開発中である。これらのソリューションの主目的は、特定のコンポーネント(たとえば、セットトップボックス、デジタル多用途ディスク(登録商標)(DVD)プレーヤ、コンピューティングデバイス)とディスプレイデバイスとの間のHDMIケーブルに取って代わることである。
いくつかのプロバイダは、非圧縮ビデオの送信のためのプロプライエタリ方法を使用するソリューションを開発した。他のソリューションは、消費者用電子デバイス(たとえば、ゲーム機またはDVDプレーヤ)をターゲットにし、ホスト側とクライアント側の両方で専用ハードウェアを必要とし得る。そのような専用デバイスの電力消費量は極めて高いことがある。さらに、いくつかのソリューションにおける非圧縮ビデオの送信は、より高解像度のデータ送信をサポートする拡張能力を制限することがある。
概して、本開示は、スペクトルの1つまたは複数の利用可能なチャネルを使用してアプリケーションのためのデータを送信するための技法、およびスペクトルセンシング動作中にデータ送信を静穏化(quiet)するための技法に関する。データが送信され得るスペクトルの1つまたは複数の利用可能なチャネルを識別するために、スペクトルセンシングが単独で、またはデータベースアクセスと組み合わせて実行され得る。
いくつかの異なる技法、デバイス、システムおよび方法について本明細書で説明する。誤り回復/耐性の実装、静穏化デューティサイクルの選択、および/またはそのようなデューティサイクルに基づく送信データストリームの適応など、様々な技法が、送信静穏化の影響を調整するかまたは最小限に抑え得る。いくつかの技法は、識別された、利用可能なチャネルを利用して様々なサービス/アプリケーションのためのデータのワイヤレス送信を可能にし得る。たとえば、デバイスは、テレビジョン帯域スペクトル上で利用可能なチャネルを使用して、いくつかのデータをディスプレイデバイスに送信し得る。
一例では、スペクトルセンシングのための方法は、少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することと、少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えることとを備える。
一例では、通信システムは、1つまたは複数のプロセッサと、チャネル識別器と、送信機とを備える。チャネル識別器は、少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出するように、1つまたは複数のプロセッサによって動作可能である。送信機は、少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えるように、1つまたは複数のプロセッサによって動作可能である。
一例では、コンピュータ可読記憶媒体は、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを、少なくとも1つの時間間隔中に検出することと、少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えることとを1つまたは複数のプロセッサに行わせるための命令を備える。
別の例では、本開示は、送信機を介してデータを送信することと、周期的時間間隔中に送信機を周期的にブランキングすることと、周期的時間間隔中に送信機をブランキングする間にセンシング動作を実行することとを備える方法について説明する。
本開示で説明する技法は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。たとえば、様々な技法が1つまたは複数のプロセッサによって実装または実行され得る。本明細書で使用するプロセッサは、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、あるいは他の等価の集積またはディスクリート論理回路を指すことがある。ソフトウェアが1つまたは複数のプロセッサによって実行され得る。本技法を実行する命令を備えるソフトウェアは、最初にコンピュータ可読媒体に記憶され、プロセッサによってロードされ、実行され得る。
したがって、本開示はまた、プロセッサに、本開示で説明する様々な技法のいずれかを実行させる命令を備えるコンピュータ可読記憶媒体を企図する。場合によっては、コンピュータ可読記憶媒体はコンピュータプログラム記憶製品の一部をなすことがあり、コンピュータプログラム記憶製品は、製造業者に販売されることがあり、および/またはデバイス中で使用されることがある。コンピュータプログラム製品はコンピュータ可読媒体を含むことがあり、場合によってはパッケージング材料を含むこともある。
本開示はまた、スペクトルセンシングのための送信機静穏化動作をサポートする、適応ビデオコーディング、同期、およびレイテンシ低減のための様々な技法について説明する。
1つまたは複数の態様の詳細を添付の図面および以下の説明に記載する。他の特徴、目的、および利点は、説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
図1は、ワイヤレスネットワーク7を介してデータ受信機9に通信可能に結合された通信システム1の一例を示すブロック図である。通信システム1は、データをデータ受信機9に送ることが可能である。場合によっては、データは、オーディオデータ、ビデオデータ、テキストデータ、音声データ、およびグラフィックスデータのうちの少なくとも1つを含むマルチメディアデータを備え得る。図1の例では、通信システム1がワイヤレスネットワーク7を介して1つのデータ受信機9のみにデータを送るように示されているが、通信システム1はまた、場合によっては、ワイヤレスネットワーク7を介して、データ受信機9を含む、1つまたは複数のデータ受信機にデータを送るか、またはブロードキャストすることが可能であり得る。
場合によっては、ワイヤレスネットワーク7は、以下でより詳細に説明するように、ほんのいくつかの例を挙げれば、Advanced Television Systems Committee(ATSC)フォーマット、Digital Video Broadcasting(DVB)フォーマット、Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting(T−DMB)フォーマット、Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial(ISDB−T)フォーマット、または国際標準ISO/IEC13818−1によって与えられるMoving Picture Experts Group Transport Stream(MPEG−TS)フォーマットなどのデジタルブロードキャストフォーマットのためのスペクトル上の通信のためのサポートを提供するネットワークを備え得る。ATSC標準は、デジタルテレビジョン伝送のためにAdvanced Television Systems Committeeによって開発された標準のセットである。DVB標準は、デジタルテレビジョン用の国際的に容認されたオープン標準の一式であり、欧州電気通信標準化機構(European Telecommunications Standards Institute)(ETSI)と欧州電気標準化委員会(European Committee for Electrotechnical Standardization)(CENELEC)と欧州放送連合(European Broadcasting Union)(EBU)との合同技術委員会(Joint Technical Committee)(JTC)によって公開されている。DMBは、モバイルデバイスにマルチメディアデータを送るためのデジタル無線伝送技術である。ISDBは、デジタルテレビジョンおよびデジタル無線のための日本の標準である。本開示の教示から利益を得ることがある他のワイヤレス標準は、Advanced Television Systems Committee−Mobile/Handheld(ATSC−M/H)、FO EV、Digital Multimedia Broadcast−handheld(DVB−H)、Digital Multimedia Broadcast−satellite services to handheld DVB−SH、および次世代モバイルブロードキャスト標準などのモバイルブロードキャスト標準を含む。さらに、NTSC標準および次世代全米テレビジョン方式委員会(National Television System Committee)NTSC標準は、本開示の教示から利益を得ることがある。また、第3世代(3G)標準、第3世代マルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス(3G MBMS)、Broadcast and Multicast Services(BCMCS)、ロングタームエボリューションブロードキャスト(LTE(ブロードキャスト))または多数の他の標準などの標準も、利益を得ることがある。これらおよび他の標準とともに、本開示のブランキング技法は、センシング中に、ならびに他の理由のために使用され得る。
デジタルブロードキャストフォーマットは、固有または特定の宛先が、送信されたデータ中に提供されないか、またはそれによって指定されないブロードキャストフォーマットであり得る。たとえば、デジタルブロードキャストフォーマットは、ブロードキャストされたデータパケットまたはユニットのヘッダがいかなる宛先アドレスをも含まないフォーマットを備え得る。
通信システム1は、指定されたロケーションにおいてデータを送信または受信する、1つまたは複数のデバイスの固定システム、あるいは1つまたは複数のデバイスのモバイルシステムを備え得る。各デバイスは、1つまたは複数のプロセッサを備え得る。通信システム1は、1つまたは複数のスタンドアロンデバイスを備え得るか、またはより大きいシステムの一部であり得る。たとえば、通信システム1は、ワイヤレス通信デバイス(たとえば、ワイヤレスモバイルハンドセットまたはデバイス)、デジタルカメラ、デジタルテレビジョン(TV)、ビデオカメラ、テレビ電話、デジタルマルチメディアプレーヤ、携帯情報端末(PDA)、ビデオゲーム機、パーソナルコンピュータまたはラップトップデバイス、あるいは他のビデオデバイスを備えるか、またはその一部であり得る。
いくつかの例では、通信システム1は、ビデオゲームまたはゲームアプリケーションのために使用され得る。これらの例では、通信システム1の1人または複数のユーザは、通信システム1へのネットワーク接続(たとえば、ワイヤレスネットワーク接続)を介して他のユーザとの任意の対話型ゲームを含む、1つまたは複数のゲームをプレイし得る。リアルタイム情報を含む、ゲーム用のグラフィックスおよび/またはビデオデータは、データ受信機9に提供されることができ、次いで、データ受信機9に結合された別個のディスプレイデバイス(たとえば、高精細度テレビジョンまたはディスプレイデバイス)上に表示され得る。この方式では、ユーザは、この別個のディスプレイデバイス上でゲームアプリケーション用のディスプレイデータを閲覧し得る。
通信システム1は、他のデバイスとワイヤレス通信する周辺デバイスを含む、1つまたは複数の周辺デバイス(たとえば、キーボード)をも備え得る。場合によっては、通信システム1は、上記で説明したデバイスの一部または全部において使用され得る、1つまたは複数の集積回路、チップ、あるいはチップセット内に含まれる構成要素を含み得る。
図1に示すように、通信システム1は、チャネル識別器5に結合されたデータ変換ユニット/送信機3を含み得る。データ変換ユニット/送信機3およびチャネル識別器5は、1つまたは複数のデバイスに物理的に含まれるか、またはその一部であり得る。たとえば、場合によっては、データ変換ユニット/送信機3とチャネル識別器5の一方または両方は、別個のデバイスに結合された周辺デバイス内に含まれ得る。したがって、データ変換ユニット/送信機3およびチャネル識別器5は、通信システム1内の1つまたは複数のデバイスの一部であり得る。
通信システム1は、データを受信し、処理し、生成し、送信することが可能である。たとえば、通信システム1は、セルラーネットワーク、ローカルワイヤレスネットワーク、あるいは、たとえば、ATSC、DVB、ISDB−T、またはT−DMBを含むブロードキャストネットワークを含む、多くの可能な無線またはワイヤレスアクセスネットワークのいずれかの上でデータを受信し得る。ある場合に、通信システム1は、ワイヤードインターフェース上で、あるいは1つまたは複数の埋込みインターフェースを介してデータを受信し得る。データはまた、カメラまたは他のカムコーダアプリケーション用の画像/ビデオセンサを介して受信されたデータなどの非圧縮フォーマットのデータを備え得る。いくつかの例では、データは、オーディオデータ、ビデオデータ、画像データ、グラフィックスデータ、テキストデータ、音声データ、またはメタデータのうちの1つまたは複数を含み得る。
通信システム1は、さらに、ワイヤレスネットワーク7を通して、データをデータ受信機9などの1つまたは複数の他のデバイスにブロードキャストするか、または場合によっては送信することが可能である。データ変換ユニット/送信機3は、データを特定のデジタルブロードキャストフォーマットに変換することが可能である。たとえば、データ変換ユニット/送信機3は、特定のデジタルブロードキャストフォーマット(たとえば、ATSC、DVB、ISDB−T、T−DMB、MPEG−TS)に準拠するデータを符号化し、その符号化されたデータを変調し、次いで送信することが可能であり得る。
チャネル識別器5は、スペクトルのうちの少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することが可能である。この場合、通信システム1のうちの1つまたは複数のデバイスが少なくとも1つの利用可能なチャネルの識別に関与し得る。たとえば、少なくとも1つの利用可能なチャネルの識別は、通信システム1のうちの1つまたは複数のデバイスによって開始され得る。場合によっては、チャネル識別器5は、デジタルテレビジョンブロードキャストスペクトルなどのブロードキャストスペクトルの未使用および/または無認可の部分中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別し得る。
場合によっては、少なくとも1つの利用可能なチャネルはテレビジョン帯域ホワイトスペースを備え得る。2008年11月4日に連邦通信委員会(FCC)によって採用され、2008年11月14日にFCC Order 08−260としてリリースされた「Second Report and Order and Memorandum Opinion and Order」において指定されているように、米国によって管理される「ホワイトスペース」は、認可されたサービスによって現在使用されておらず、したがって無認可の無線送信機によって使用され得る、ブロードキャストテレビジョンスペクトルの未使用の部分またはロケーションを備え得る。同様のタイプのホワイトスペースは、米国外の他の国、地域または管轄のようなエリア中に存在し得る通信規制当局の対象となる、米国外の他の国、地域または管轄中に存在し得る。
場合によっては、利用可能なチャネルは、現在占有されていないチャネルを備え得る。一例では、利用可能なチャネルは、許可または認可されたユーザ、たとえば、FCCによって認可されたユーザによって現在使用されていないチャネルを備え得る。一例では、利用可能なチャネルは、認可されたユーザまたは無認可のユーザ(たとえば、他のホワイトスペースチャネルユーザ)のいずれかによって現在使用されていないチャネルを備え得る。場合によっては、利用可能なチャネルは、別の認可されたユーザから2次ライセンスを取得したユーザによって使用され得るチャネルを備え得る。
チャネル識別器8は、通信システム1の1つまたは複数のデバイス上で実行されるかまたはそれによって実装されるアプリケーションまたはサービスの任意の固有の要件またはニーズに基づいて、データブロードキャストのために必要とされ得る1つまたは複数の利用可能なチャネルを識別し得る。1つまたは複数の利用可能なチャネルを識別すると、変換ユニット/送信機3は、少なくとも1つの識別された利用可能なチャネルを使用して、ワイヤレスネットワーク7を介してデータ(たとえば、符号化、変調、または場合によっては変換されたデータ)をデータ受信機9に送信し得る。場合によっては、通信システム1は、通信システム1内で局所的に動作する1つまたは複数のサービスまたはアプリケーションの実行に基づいて、上記で説明した行為(たとえば、チャネル識別およびデータ送信)のうちの1つまたは複数を、自動的にまたはユーザ入力に応答してのいずれかで実行する。データ受信機9は、通信システム1から受信したブロードキャストデータを復調および/または復号(デコード)するための機能を含み得る。場合によっては、変換ユニット/送信機3は、少なくとも1つの識別された利用可能なチャネルを使用して、ワイヤレスネットワーク7を介して、データを、データ受信機9を含む複数のデータ受信機にブロードキャストし得る。
上記で説明したように、チャネル識別器5は、特定のデジタルブロードキャストフォーマットのブロードキャストスペクトルの少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することが可能である。一例では、チャネル識別器5は、1つまたは複数のチャネル範囲または帯域内の信号情報をセンシングすることによって、ブロードキャストスペクトル内で少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するために使用されるスペクトルセンサを含み得る。一例では、チャネル識別器5は、少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するために、データベース(たとえば、図6に示すデータベースなどのデジタルTV帯域データベース)にアクセスし得る。
図1に示すように、データ変換ユニット/送信機3は送信機静穏化ユニット2を含む。チャネル識別器5がスペクトルセンシング機能を含む場合、送信機静穏化ユニット2は送信静穏化間隔を提供し得る。静穏化は、本開示では、代替的にブランキングと呼ぶことがある。特に、「送信機をブランキングする(または静穏化する)」という句は、概して、送信機がある時間期間の間データを送信することを控えるプロセスを指すが、時間期間は異なる実装形態において大きく変動し得る。送信静穏化間隔(すなわち、送信機ブランキング)中に、データ変換ユニット/送信機3は、ワイヤレスネットワーク7を介してデータ受信機9にデータを送信することを控える。たとえば、データ変換ユニット/送信機3は、それのデータ送信機能を一時的に無効化にするか、またはさらには一時的にオフにすることによって、データを送信することを控え得る。一例では、チャネル識別器5は、少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルの少なくとも1つのチャネル(たとえば、ホワイトスペースチャネル)が使用のために利用可能であるかどうかを検出し得る。この少なくとも1つの時間間隔中に、送信機静穏化ユニット2はデータ受信機9にデータを送信することを控え得、それによりデータ送信動作とスペクトルセンシング動作との間の潜在的な干渉を低減し得る。しかしながら、利用可能なチャネルのためのホワイトスペースのセンシングに加えて、本開示はまた、他のセンシング理由、またはセンシングに関係しない他の理由のために送信機ブランキングを企図する。したがって、送信機ブランキングは、ホワイトスペースセンシング中の使用に限定されず、他のセンシングアプリケーションまたは他の非センシングアプリケーションへの広い適用性を有し得る。
ホワイトスペースセンシングの場合、チャネルが選択された後でも、そのチャネルの使用が、他の認可または許可されたユーザによる使用と干渉しないことを検証するために、周期スペクトルセンシングが必要とされ得る。センシングが実行されなければならない間隔は、適用可能な規則または規制によって指定され得る。場合によっては、スペクトルセンシングは、毎分少なくとも1回必要とされ得る。たとえば、認可されたユーザまたは他の許可されたユーザなどのスペクトルのユーザによって生成されるより低電力の信号の検出を可能にするために、極めて低い電力レベルにおいてセンシングが実行される必要があり得るので、スペクトルセンシング中の送信機静穏化が望ましいことがある。上記で識別されたFCCオーダ、または他の適用可能な規則または規制は、スペクトル中のチャネルの認可または許可されたユーザとの干渉を防ぐために、指定された間隔と指定された電力レベルとにおけるスペクトルセンシングを要求し得る。そのようなスペクトルセンシングは、他の認可または許可されたユーザが、所与のチャネルまたは周波数上で信号を送信しているかどうかをセンシングすることに関与し得る。より低電力の信号は、近くのロケーションにおける低電力の送信機によって生成され得る。代替的に、より低電力の信号は、遠くのまたは近くのロケーションにある、より高電力の送信機によって生成され得る。しかしながら、より高電力の送信機によって生成された信号は、延長された距離にわたって減衰するか、またはフェージングを受けることがある。いずれの場合も、送信機がスペクトルセンシング中に使用可能にされた場合、送信電力がスペクトルセンシング回路中に漏れ、ホワイトスペーススペクトルなどのスペクトル中の、より低電力の信号のセンシングをより困難にする雑音または干渉を生じることがある。
いくつかの状況では、チャネル識別器5は、スペクトル内の1つまたは複数のチャネルのチャネル使用を周期的に検出するか、あるいは(たとえば、認可されたユーザが特定のチャネルを使用して開始するとき)使用のために前に利用可能であったチャネルがもはや利用可能でないかどうかを判断する必要があり得る。チャネル識別器5は、そのような検出および/または判断機能を実行するとき、スペクトルセンシングのための特定のデューティサイクルを実装し得る。以下でより一層詳細に説明するように、チャネル識別器5は、スペクトルセンシングのための様々な異なるデューティサイクル、ならびに様々な異なるスペクトルセンシング間隔を利用または実装し得る。同様に、送信機静穏化ユニット5は、送信静穏化のための様々な異なるデューティサイクル、ならびに異なる静穏化間隔を利用または実装し得る。
送信静穏化は、潜在的に、データ受信機9によって受信されたデータ中に誤りおよび/または不連続性を生じ得るので、通信システム1および/またはデータ受信機9は、誤り回復、誤り耐性、またはさらには通信システム1によってトランスポートされたデータの変更の実装などによる、そのような誤りまたは不連続性を緩和するためのいくつかの機能を含み得る。送信されるデータは、場合によっては、パケット、フレームまたは他のユニット中に構成され得るデジタルデータを備え得、符号化されたデータと、復号、データ再統合、または誤り訂正のために使用される他のデータとを含み得る。場合によっては、送信機静穏化ユニット2は、データ受信機9が受信データに対して誤り回復を実行することを可能にするために、スペクトルセンシング間隔および/またはデューティサイクルを整合させる、データ送信に関する、送信静穏化間隔および/またはデューティサイクルを利用または選択し得る。
この特定の例では、データ受信機9は、復号プロセス中に標準誤り回復または訂正を実行するように構成され得る誤り訂正ユニット11をオプショナルに含み得る。しかしながら、誤り訂正ユニット11は、いくつかの例ではオプションであり得る。誤り訂正ユニット11は、誤り検査および/または訂正を実行するために、データ変換ユニット/送信機3によってデータに挿入された1つまたは複数の誤り訂正コードを処理し得る。いくつかの例では、誤り訂正ユニット11は、当技術分野で知られている1つまたは複数の従来の誤り訂正技法を実行し得る。
上記のように、チャネル識別器5および送信機静穏化ユニット2は、スペクトルセンシング間隔を送信静穏化間隔と相関させるために実質的に同様のデューティサイクルを利用し得る。これらの状況では、チャネル識別器5が(たとえば、スペクトルセンシング間隔中に)スペクトルセンシング機能を実行しているときに、送信機静穏化ユニット2が(たとえば、送信静穏化間隔中に)データ受信機9にデータを送信することを控えるように、通信システム1はセンシング間隔を静穏化間隔と整合し得る。
さらに、いくつかの例では、データ変換ユニット/送信機3は、定義されたデータが送信静穏化間隔に基づいてストリームのいくつかの部分内に含まれるように、データ送信ストリームを構成するか、または適応させ得る。たとえば、データストリームは、いくつかのヌルデータ、パディングされたデータ、冗長データ、または送信静穏化間隔のタイミングに基づいてデータ受信機9に実際には送信され得ない他の雑データを含むように構築され得る。そのようにして、データ変換ユニット/送信機3は、静穏化間隔中に送信されないデータが、ワイヤレスネットワーク7を介したデータ送信の受信時にデータ受信機9によって必ずしも必要とされない雑データ(たとえば、非必須またはヌルデータ)を備えるように、送信されるデータストリームをインテリジェントに構築し得る。そのような機能は、送信静穏化の影響を最小限に抑えるのを助け得る。この場合、そのような静穏化は、データ送信動作とスペクトルセンシング動作との間の潜在的な干渉を回避するために実行され得る。これらの概念について、以下でより一層詳細に説明する。
図2は、通信デバイス4の一例を示すブロック図であり、通信デバイス4は、チャネル識別器8と変換ユニット/送信機6とを含み、ワイヤレスネットワーク10を介して1つまたは複数の通信受信機12A〜12Nと1つまたは複数のマルチメディア出力デバイス14A〜14Nとに通信可能に結合されている。通信デバイス4は、受信機12A〜12Nのうちの1つまたは複数にデータ(たとえば、マルチメディアデータ)を送ることが可能である。場合によっては、データは、オーディオデータ、ビデオデータ、画像データ、テキストデータ、音声データ、およびグラフィックスデータのうちの少なくとも1つを含むマルチメディアデータを備え得る。いくつかの例では、ワイヤレスネットワーク10は、ATSC標準に準拠するデータ送信のためのサポートを提供するネットワークを備え得る。
図2の特定の例では、変換ユニット/送信機6およびチャネル識別器8は、1つの特定のデバイス、すなわち通信デバイス4内に含まれる。しかしながら、前に説明したように、図1に関して、変換ユニット/送信機およびチャネル識別器は、概して、通信システム内の、1つまたは複数の周辺デバイスを含む1つまたは複数のデバイス内に含まれ得る。
図1のワイヤレスネットワーク7と同様に、ワイヤレスネットワーク10は、ほんのいくつかの例を挙げれば、ATSC、DVB、T−DMB、ISDB−T、またはMPEG−TSなどのデジタルブロードキャストフォーマットのためのブロードキャストスペクトル上の通信のためのサポートを提供するネットワークを備え得る。通信デバイス4は、指定されたロケーションにおいてデータを送信または受信する固定デバイス、あるいはモバイルデバイスを備え得る。通信デバイス4は、スタンドアロンデバイスを備え得るか、またはより大きいシステムの一部であり得る。たとえば、通信デバイス4は、ワイヤレスマルチメディア通信デバイス(ワイヤレスモバイルハンドセットなど)、デジタルカメラ、デジタルTV、ビデオカメラ、テレビ電話、デジタルマルチメディアプレーヤ、携帯情報端末(PDA)、ビデオゲーム機、パーソナルコンピュータまたはラップトップデバイス、あるいは他のビデオデバイスを備えるか、またはその一部であり得る。通信デバイス4はまた、上記で説明したデバイスの一部または全部において使用され得る1つまたは複数の集積回路内またはチップ/チップセット内に含まれ得る。
図2に示すように、通信デバイス4は、チャネル識別器8に結合された変換ユニット/送信機6を含む。図2では、単に説明のために、これらの構成要素6、8は通信デバイス4の一部であると仮定する。
通信デバイス4は、マルチメディアデータを含むデータを受信し、処理し、生成することが可能である。たとえば、通信デバイス4は、セルラーネットワーク、ローカルワイヤレスネットワーク、あるいは、たとえばATSC、DVB、ISDB−T、またはT−DMBを含むブロードキャストフォーマットを含む、多くの可能な無線またはアクセスネットワークのいずれかの上でデータを受信し得る。
通信デバイス4は、ワイヤレスネットワーク10を通して、マルチメディア出力デバイス14A〜14Nなどの1つまたは複数の他のデバイスにデータをブロードキャストすることがさらに可能である。変換ユニット/送信機6は、データを特定のデジタルブロードキャストフォーマットに変換することが可能である。たとえば、データ変換ユニット/送信機6は、特定のデジタルブロードキャストフォーマット(たとえば、ATSC、DVB、ISDB−T、T−DMB、MPEG−TS)に準拠するマルチメディアデータを符号化し、その符号化されたマルチメディアデータを変調することが可能であり得る。
チャネル識別器8は、スペクトルの少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することが可能である。この場合、通信デバイス4によって識別が開始される。場合によっては、チャネル識別器8は、通信デバイス4上で実行されるアプリケーションまたはサービスの任意の固有の要件またはニーズに基づいて送信のために必要とされ得る複数の利用可能なチャネルを識別し得る。たとえば、いくつかのアプリケーションまたはサービスは、データが1つまたは複数の受信機に送られ得る複数のチャネルを必要とするか、または要求し得る。
チャネル識別器8による1つまたは複数の利用可能なチャネルの識別の際に、変換ユニット/送信機6は、少なくとも1つの識別された利用可能なチャネルを使用して、ワイヤレスネットワーク10を介して、マルチメディア出力デバイス14A〜14Nのうちの1つまたは複数に、変換された(たとえば符号化(エンコード)され、変調された)データを送信し得る。場合によっては、通信デバイス4は、通信デバイス4上で局所的に動作している1つまたは複数のサービスあるいはアプリケーションの実行に基づいて、上記で説明した行為のうちの1つまたは複数を、自動的にまたはユーザ入力を介してのいずれかで実行する。
一例では、アプリケーションは、ワイヤレスネットワーク10を介してマルチメディア出力デバイス14Aに指定されたマルチメディアコンテンツのみをブロードキャストすることを判断し得る。受信機12Aは、ブロードキャストデータを受信し得、受信機12Aを、データが通信デバイス4からブロードキャストされている適切なチャネルに同調させるチューナーを含み得る。次いで、受信機12Aは、処理のために(たとえば、表示のために)受信データをマルチメディア出力デバイス14Aに提供する。
別の例では、アプリケーションは、マルチメディア出力デバイス14A〜14Nのうちの複数のマルチメディア出力デバイスに、指定されたマルチメディアコンテンツをブロードキャストすることを判断し得る。この場合、受信機12A〜12Nは、ブロードキャストされたデータをそれぞれ受信し得、データが通信デバイス4からブロードキャストされている適切なチャネル(たとえば、周波数または周波数帯域)に同調するチューナーをそれぞれ含み得る。次いで、各受信機12A〜12Nは、処理のために、受信データをそれの対応するマルチメディア出力デバイス14A〜14Nに提供する。
場合によっては、受信機12A〜12Nは、通信デバイス4から受信されたブロードキャストデータを復調および/または復号するための機能を含み得る。場合によっては、マルチメディア出力デバイス14A〜14Nは、そのような機能を含み得る。マルチメディア出力デバイス14A〜14Nのうちの1つまたは複数は、それの対応する受信機12A〜12Nに対する外部デバイスをそれぞれ備え得る。場合によっては、マルチメディア出力デバイス14A〜14Nのうちの1つまたは複数は、それぞれ、それの対応する受信機12A〜12Nの一部であり得るか、またはその中に一体化され得る。
上記で説明したように、チャネル識別器8は、特定のデジタルブロードキャストフォーマットのブロードキャストスペクトルの少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することが可能である。一例では、チャネル識別器8は、1つまたは複数のチャネル範囲または帯域内の信号情報をセンシングすることによって、ブロードキャストスペクトル内で少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するために使用されるスペクトルセンサを含み得る。一例では、チャネル識別器8は、少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するために、データベース(たとえば、図6に示すデータベースなどのデジタルTV帯域データベース)にアクセスし得る。
たとえば、通信デバイス4は、ジオロケーション機能を含み得る。これにより、通信デバイス4は、たとえば、全地球測位システム(GPS:Global Positioning System)または他の同様の構成要素、パイロット信号、あるいは他のロケーション技法を使用することによって、それの地理的ロケーションを判断することが可能である。この例では、通信デバイス4は、そのようなロケーション情報をデジタルTV帯域データベースに提供し得る。デジタルTV帯域データベースは、ロケーションに基づいてチャネル情報でポピュレートされ得、通信デバイス4によって現在占有されている地理的領域内の任意の利用可能なチャネルのリストを通信デバイス4に提供することが可能であり得る。
いくつかの例では、通信デバイス4は、通信デバイス4のインターネットプロトコル(IP)アドレスを使用してロケーション推定を介してそれの地理的ロケーションを判断することが可能であり得る。IPアドレスによるジオロケーションは、通信デバイス4のパブリックIPアドレスを、他の電子的に近隣のサーバ、ルータ、または既知のロケーションを有する他のデバイスのIPアドレスと比較することによって、通信デバイス4の地理的緯度、経度、また潜在的には市、および州を判断する技法である。これらの例では、通信デバイス4は、それのIPアドレスを(たとえば、ワイヤレス通信を介して)外部サーバに提供し得る。
外部サーバは、既知のロケーションを有する他のデバイスのIPアドレスを含んでいるデータベースにアクセスし得る。外部サーバは、通信デバイス4のIPアドレスを、データベース内に既知のロケーションを有するデバイスのIPアドレスと比較することによって、通信デバイス4のロケーションの推定値を取得するための技法を使用し得、次いで、この推定されたロケーションを通信デバイス4に提供し戻し得る。外部サーバは、場合によっては、データベース内のどのデバイスが、通信デバイス4のIPアドレスに最もぴったり一致する、またはそれに似ているIPアドレスを有するかを判断することによって比較を実行し得る。
通信デバイス4からマルチメディア出力デバイス14A〜14Nのうちの1つまたは複数へのデータのブロードキャストは、いくつかの利点を提供し得る。たとえば、通信デバイス4からマルチメディア出力デバイス14A〜14Nへのローカルブロードキャストは、分散送信機ネットワークと同様に作成され得る。したがって、1つのシナリオでは、ユーザは、他の一緒にロケートされたか、または一緒にロケートされていないマルチメディア出力デバイス14A〜14Nにマルチメディアデータをブロードキャストするために、通信デバイス4を利用し得る。たとえば、ユーザは、通信デバイス4を他のデバイスに結合するために、ユーザの家庭におけるワイヤレスネットワークをセットアップし得る。通信デバイス4は、一例では、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、またはタブレットコンピュータ、あるいはパーソナルデジタルメディアプレーヤ、モバイル電話ハンドセットなどのハンドヘルドポータブルコンピューティングデバイスを備え得る。
ユーザは、1つまたは複数の出力デバイス14A〜14Nに、通信デバイス4によって処理されたマルチメディアデータ(たとえば、パーソナルプレゼンテーション、テレビ番組または映画、ウェブコンテンツ、ストリーミングビデオ、デジタル写真など)を送信することを望み得る。たとえば、出力デバイス14A〜14Nのうちの1つがディスプレイを備え、受信機12A〜12Nのうちの1つが、ディスプレイに結合されたテレビジョンチューナーを備え、そのようなチューナーおよびディスプレイが、テレビジョンを備える場合、通信デバイス4は、テレビジョンにそのようなマルチメディアデータをブロードキャストするために1つまたは複数の利用可能なチャネルを識別し得、任意のワイヤまたは他の物理接続を使用する必要なしに、コンピュータからテレビジョン(たとえば、大きいスクリーンおよび/または高精細度テレビジョン)にコンテンツを拡張するための好都合な方法を提供する。ディスプレイデバイスは、様々な例では、フラットパネル液晶ディスプレイ(LCD)、フラットパネルプラズマディスプレイ、プロジェクションディスプレイデバイス、プロジェクタデバイスなどを備え得る。図2では別個のデバイスとして示されているが、受信機12A〜12Nのいずれかが、対応する出力デバイス14A〜14N内に含まれ得るか、またはその一部であり得る。
データ変換ユニット/送信機6は、図1に示す送信機静穏化ユニット2と同様に動作し得る送信機静穏化ユニット13を含む。チャネル識別器8がスペクトルセンシング機能を含む場合、送信機静穏化ユニット13は、データ変換ユニット/送信機6のデータ送信機能を一時的に無効化にするか、またはさらにはオフにすることなどによって、その時間の間、データ変換ユニット/送信機6がワイヤレスネットワーク10を介してデータを送信することを控える送信静穏化間隔を提供し得る。一例では、チャネル識別器8は、少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルの少なくとも1つのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出し得る。この少なくとも1つの時間間隔中に、送信機静穏化ユニット13は、以下にさらに詳細に後述するように、データを送信することを控え得る。
図3は通信デバイス16の一例を示すブロック図であり、通信デバイス16は、デジタルTVチャネル識別器20とデジタルTV変換ユニット/送信機18とを含み得、ワイヤレスネットワーク22を介して1つまたは複数のデジタルTV受信機24A〜24Nと1つまたは複数のディスプレイデバイス26A〜26Nとに通信可能に結合されている。図3において、通信デバイス16のデジタルTVチャネル識別器20は、図2に示す通信デバイス4のチャネル識別器8などのチャネル識別器の一例である。ディスプレイデバイス26A〜26Nは、図2に示すマルチメディア出力デバイス14A〜14Nなどのマルチメディア出力デバイスの例である。
図3では、デジタルTV変換ユニット/送信機18およびデジタルTVチャネル識別器20が同じ通信デバイス16内に含まれることを示す。しかしながら、いくつかの代替例では、これらの構成要素18、20は、1つまたは複数の周辺デバイスを含む1つまたは複数の別個のデバイスを含む通信システム内に含まれ得る。
通信デバイス16は、マルチメディアデータを受信し、処理し、生成することが可能である。通信デバイス16は、ワイヤレスネットワーク22を通して、ディスプレイデバイス26A〜26Nなどの1つまたは複数の他のデバイスにマルチメディアデータをブロードキャストすることがさらに可能である。デジタルTV変換ユニット/送信機6は、マルチメディアデータをデジタルブロードキャストフォーマットに変換すること、たとえば、ATSCなどの特定のデジタルブロードキャストTVフォーマットに準拠するマルチメディアデータを符号化することと、その符号化されたマルチメディアデータを変調することとが可能である。
デジタルTVチャネル識別器20は、特定のデジタルブロードキャストTVフォーマットのためのブロードキャストTVスペクトルの未使用部分中の少なくとも1つの利用可能なTVチャネルを識別することが可能である。この場合、そのような識別は、通信デバイス16によって開始される。場合によっては、デジタルTVチャネル識別器20は、通信デバイス16上で実行されるアプリケーションまたはサービスの任意の固有の要件またはニーズに基づいて、マルチメディアブロードキャストのために必要とされ得る複数の利用可能なチャネルを識別し得る。
1つまたは複数の利用可能なチャネルの識別の際に、変換ユニット/送信機18は、少なくとも1つの識別された利用可能なチャネルを使用して、ワイヤレスネットワーク22を介してディスプレイデバイス26A〜26Nのうちの1つまたは複数に、変換されたデータ(たとえば、符号化され、変調されたマルチメディアデータ)を送信し得る。場合によっては、通信デバイス16は、通信デバイス16上で局所的に動作している1つまたは複数のサービスまたはアプリケーションの実行に基づいて、上記で説明した動作のうちの1つまたは複数を、自動的にまたはユーザ入力を介してのいずれかで開始する。変換ユニット/送信機18によって送信されたコンテンツは、限定はしないが、オーディオコンテンツ、ビデオコンテンツ、およびオーディオコンテンツとビデオコンテンツとの組合せを含む多種多様なマルチメディアコンテンツを含み得る。
デジタルTV変換ユニット/送信機18は、送信機静穏化ユニット19をも含む。チャネル識別器20がスペクトルセンシング機能を含む場合、送信機静穏化ユニット19は、データ変換ユニット/送信機18のデータ送信機能を一時的に無効化するか、またはさらにはオフにすることなどによって、その時間の間、変換ユニット/送信機18がワイヤレスネットワーク22を介してデータを送信することを控える送信静穏化間隔を提供し得る。一例では、チャネル識別器20は、少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルの少なくとも1つのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出し得る。この少なくとも1つの時間間隔中に、送信機静穏化ユニット19は、以下にさらに詳細に後述するように、データを送信することを控え得る。
図4は、デジタルTV27(たとえば、高精細度テレビジョン)内に含まれ得るデジタルTV受信機29とディスプレイデバイス31とに通信可能に結合されている、モバイル通信デバイス15(たとえば、モバイルハンドセット、ラップトップコンピュータ)の一例のブロック図である。モバイル通信デバイス15は、モバイル通信ハンドセット、パーソナルコンピュータまたはラップトップコンピュータ、デジタルマルチメディアプレーヤ、携帯情報端末(PDA)、ビデオゲーム機、あるいは他のビデオデバイスなどの任意の形式のモバイルデバイスを備え得る。
図4では、デジタルTV変換ユニット/送信機17およびデジタルTVチャネル識別器23は、同じモバイル通信デバイス15内に含まれることを示す。しかしながら、いくつかの代替例では、これらの構成要素17、23は、1つまたは複数の周辺デバイスを含む1つまたは複数の別個のデバイスを含む通信システム内に含まれ得る。
モバイル通信システム15は、マルチメディアデータを受信し、処理し、生成することが可能である。モバイル通信デバイス15は、さらに、デジタルTVブロードキャストネットワーク25を通してデジタルTV27にマルチメディアデータをブロードキャストすることが可能である。デジタルTV変換ユニット/送信機17は、マルチメディアデータをデジタルブロードキャストフォーマットに変換すること、たとえば、ATSCなどの特定のデジタルブロードキャストTVフォーマットに準拠するマルチメディアデータを符号化することと、その符号化されたマルチメディアデータを変調することとが可能である。
デジタルTVチャネル識別器23は、特定のデジタルブロードキャストTVフォーマットのためのブロードキャストTVスペクトルの未使用部分中の少なくとも1つの利用可能なTVチャネルを識別することが可能である。この場合、そのような識別は、モバイル通信デバイス15によって開始される。場合によっては、デジタルTVチャネル識別器23は、モバイル通信デバイス15上で実行されるアプリケーションまたはサービスの任意の固有の要件またはニーズに基づいて、マルチメディアブロードキャストのために必要とされ得る複数の利用可能なチャネルを識別し得る。
1つまたは複数の利用可能なチャネルの識別の際に、変換ユニット/送信機17は、少なくとも1つの識別された利用可能なチャネルを使用して、ブロードキャストネットワーク25を介してデジタルTV受信機29に、変換されたデータ(たとえば、符号化され、変調されたマルチメディアデータ)を送信し得る。場合によっては、モバイル通信デバイス15は、モバイル通信デバイス15上で局所的に動作している1つまたは複数のサービスまたはアプリケーションの実行に基づいて、上記で説明した動作のうちの1つまたは複数を、自動的にまたはユーザ入力を介してのいずれかで開始する。場合によっては、デジタルTV受信機29は、デジタルTV27内に含まれ得る。
デジタルTV変換ユニット/送信機17は、送信機静穏化ユニット21をも含む。チャネル識別器23がスペクトルセンシング機能を含む場合、送信機静穏化ユニット21は、データ変換ユニット/送信機17のデータ送信機能を一時的に無効化にするか、またはさらにはオフにすることなどによって、その時間の間、変換ユニット/送信機17がブロードキャストネットワーク25を介してデータを送信することを控える送信静穏化間隔を提供し得る。一例では、チャネル識別器23は、少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルの少なくとも1つのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出し得る。この少なくとも1つの時間間隔中に、送信機静穏化ユニット21は、以下にさらに詳細に後述するように、データを送信することを控え得る。
図4に示すように、モバイル通信デバイス15は、モバイル通信デバイス15からデジタルテレビジョン27にマルチメディアデータをブロードキャストするための1つまたは複数の利用可能なチャネルを識別し得、ワイヤまたは他の物理接続を使用する必要なしにモバイルデバイスからテレビジョン(たとえば、大きいスクリーンおよび/または高精細度テレビジョン)にコンテンツを拡張するのに好都合な方法を提供する。ディスプレイデバイス31は、様々な例では、フラットパネル液晶ディスプレイ(LCD)、フラットパネルプラズマディスプレイ、プロジェクションディスプレイデバイス、プロジェクタデバイスなどを備え得る。
図5は、図2に示す通信デバイス4および/または図3に示す通信デバイス16として使用され得る通信デバイス30の一例を示すブロック図である。通信デバイス30は、いくつかの例では、ワイヤレス通信デバイスまたはハンドセットなどのモバイルデバイスを備え得る。
図5の例で示されるように、通信デバイス30は様々な構成要素を含む。たとえば、この特定の例では、通信デバイス30は、1つまたは複数のマルチメディアプロセッサ32と、ディスプレイプロセッサ34と、オーディオ出力プロセッサ36と、ディスプレイ38と、スピーカー40と、デジタルTV変換ユニット/送信機42と、チャネル識別器44とを含む。マルチメディアプロセッサ32は、1つまたは複数のビデオプロセッサと、1つまたは複数のオーディオプロセッサと、1つまたは複数のグラフィックスプロセッサとを含み得る。マルチメディアプロセッサ32内に含まれるプロセッサの各々は、1つまたは複数の復号器(デコーダ)を含み得る。
マルチメディアプロセッサ32は、ディスプレイプロセッサ34とオーディオ出力プロセッサ36の両方に結合される。マルチメディアプロセッサ32内に含まれるビデオおよび/またはグラフィックスプロセッサは、ディスプレイ38上でのさらなる処理および表示のためにディスプレイプロセッサ34に提供される画像および/またはグラフィックスデータを生成し得る。たとえば、ディスプレイプロセッサ34は、画像および/またはグラフィックスデータに対して、スケーリング、回転、色変換、クロッピング、または他のレンダリング演算などの1つまたは複数の演算を実行し得る。マルチメディアプロセッサ32内に含まれる任意のオーディオプロセッサは、スピーカー40に対するさらなる処理および出力のためにオーディオ出力プロセッサ36に提供されるオーディオデータを生成し得る。したがって、通信デバイス30のユーザは、ディスプレイ38およびスピーカー40を介してマルチメディアデータの表現を閲覧および聴取することが可能である。
出力マルチメディアデータをディスプレイ38に提供することに加えて、ディスプレイプロセッサ34はまた、それの出力をデジタルTV変換ユニット/送信機42に提供し得る。さらに、オーディオ出力プロセッサ36は、それの出力をデジタルTV変換ユニット/送信機42に提供し得る。その結果、デジタルTV変換ユニット/送信機42は、マルチメディアデータの複数のストリームを処理することが可能である。場合によっては、ディスプレイプロセッサ34および/またはオーディオ出力プロセッサ36は、対応する出力マルチメディアデータを1つまたは複数のバッファに記憶し得、次いで、そのバッファは、データを検索するために、デジタルTV変換ユニット/送信機42によってアクセスされる。図6を参照しながら以下でより詳細に説明するように、デジタルTV変換ユニット/送信機42は、マルチメディアデータを特定のデジタルブロードキャスト形式に変換すること(たとえば、データを符号化し、変調すること)と、1つまたは複数の識別された利用可能なチャネル中でワイヤレスネットワークを介して別のデバイスに、変換されたデータを送信することとのための様々な構成要素を含み得る。デジタルTV変換ユニット/送信機42は、1つまたは複数のアンテナを備え得るアンテナシステム48を介して、データを送信し得る。
場合によっては、デジタルTV変換ユニット/送信機42は、ディスプレイプロセッサ34およびオーディオ出力プロセッサ36からのマルチメディアデータの複数の受信ストリームを、複数のブロードキャストチャネル上で送信され得る個々のシングルプログラムトランスポートストリームに変換および/またはカプセル化し得る。場合によっては、マルチメディアデータの複数のストリームは、同じトランスポートストリーム中にカプセル化され得、シングルチャネル中で送信され得る。マルチメディアデータに関する補足マルチメディア情報またはメタデータを含む1つのマルチメディアストリームが、ピクチャインピクチャ(PIP:picture-in-picture)データ経路として送信され得る。メタデータは、たとえば、テキスト、通知メッセージ、プログラムガイド情報、またはメニュー情報のうちの1つまたは複数を含み得る。場合によっては、デジタルTV変換ユニット/送信機42は、マルチメディアプロセッサ32から直接データを受信し得る。これらの場合、デジタルTV変換ユニット/送信機42は、マルチメディアプロセッサから直接受信されたデータを、送信され得るトランスポートストリームに変換および/またはカプセル化し得る。
通信デバイス30が、ワイヤレスネットワークを介してリモートデバイスに1つまたは複数のストリーム中でマルチメディアデータをブロードキャストするか、または場合によっては送信することができるように、通信デバイス30は、通信デバイス30による開始の際にスペクトルの未使用部分中の1つまたは複数の利用可能なチャネルを識別する。チャネル識別器44は、これらの1つまたは複数の利用可能なチャネルを識別することが可能である。
チャネル識別器44は、1つまたは複数の方法で利用可能なチャネルを識別し得る。たとえば、チャネル識別器44は、図6または図7に示すスペクトルセンサなどのスペクトルセンサを利用し得、そのスペクトルセンサは、アンテナシステム48を介して1つまたは複数の周波数帯域中の利用可能なチャネルを動的にセンスすることが可能である。データ送信のためにスペクトル内の任意の利用可能なチャネルの品質を判断するために、スペクトルセンサは、センスされた信号に関していくつかの品質値(たとえば、干渉レベル、信号対雑音比)を割り当てることが可能であり得る。センシングアルゴリズムは、周期的に行われ得、処理されている特定のビデオストリームのフォーマットに基づき得る。
チャネル識別器44はまた、スペクトルセンシングと共に、または単独のいずれかで、ジオロケーション機能を利用し得る。ジオロケーションは、一例では、GPSセンサを備え得るジオロケーションセンサ(図6に示すジオロケーションセンサなど)を使用することによって、それの地理的座標を判断するための通信デバイス30の能力を指す。チャネル識別器44は、ワイヤレス通信を介して利用可能なチャネルのリストを取得するために外部デジタルチャネルデータベース(たとえば、図6に示すデータベースなどのデジタルTV帯域データベース)に問い合わせ得る。一般に、そのような外部データベースは、1つまたは複数の外部デバイスまたはソースによって維持され得るが、通信デバイス30などの様々なデバイスからの要求およびデータフローに基づいて更新され得る。
一例では、チャネル識別器44は、ネットワーク(たとえば、ワイヤレスネットワーク)接続などを介して外部デジタルチャネルデータベースに、通信デバイス30のロケーションに関するジオロケーション座標を送り得る。次いで、チャネル識別器44は、外部データベースから、ジオロケーション座標によって示される通信デバイス30のロケーションに関連する地理的領域のための利用可能なチャネルのリストを受信し得る。次いで、チャネル識別器44は、使用のために、識別されたチャネルのうちの1つまたは複数を選択し、外部データベースに、通信デバイス30によるこれらの周波数チャネルの意図された使用に関するデータを送信し戻し得る。外部データベースは、したがって、通信デバイス30からの受信データに基づいて相応に更新され得る。
場合によっては、外部データベースは、いったん更新されると、通信デバイス30が外部データベースに、チャネルがもはや必要とされないかまたは使用されていることを示す後続のメッセージを送るまで、選択されたチャネルが通信デバイス30によって使用されていることを示し得る。他の場合には、外部データベースは、定義された時間間隔の間のみ選択されたチャネルをデバイス30のために確保し得る。これらの場合、通信デバイス30は、定義された時間間隔内に外部データベースに、デバイス30が選択されたチャネルをまだ使用していることを示すメッセージを送る必要があり得、その場合、外部データベースは、デバイス30が使用する第2の時間間隔の間に、選択されたチャネルの確保を更新する。
場合によっては、チャネル識別器44は、たとえば、実行中にマルチメディアプロセッサ32のうちの1つまたは複数によって示されるように、通信デバイス30上で実行している任意のサービスまたはアプリケーションの帯域幅需要またはニーズに基づいて、使用のために利用可能なチャネルのうちの1つまたは複数を選択し得る。たとえば、特定のマルチメディアアプリケーションは、各々が高帯域需要を有する複数のブロードキャストストリームを必要とし得る。この状況では、チャネル識別器44は、これらの複数のブロードキャストストリームのための帯域幅要件に適応するように、送信のための複数の異なる利用可能なチャネルを割り当て得る。
チャネル識別器44は、場合によっては、複数のソースから受信された情報に基づいて1つまたは複数の利用可能なチャネルを識別し得る。たとえば、チャネル識別器44がスペクトルセンサとジオロケーション機能の両方を利用する場合、チャネル識別器44は、どのチャネルが使用のために利用可能であり得るかを判断するときに、これらのソースの両方からのチャネル情報を処理する必要があり得る。ジオロケーションに依拠して、異なるチャネルが、使用のための異なるホワイトスペース可用性を有し得る。任意の所与の時間における通信デバイス30のジオロケーションに依拠して、異なるチャネルが定義され、探索され得るように、チャネル識別器は、チャネルとジオロケーションとの関連付けを記憶またはダウンロードし得る。
チャネル識別器44による1つまたは複数の利用可能な送信チャネルの識別の際に、次いで、デジタルTV変換ユニット/送信機42は、識別された送信チャネル(1つまたは複数)を使用して、ネットワークを介して外部デバイスにマルチメディアコンテンツまたはデータをブロードキャストするか、または場合によっては送信し得る。通信デバイス30は、そのような外部デバイスとのブロードキャスト送信を直接開始し得る。
デジタルTV変換ユニット/送信機42は送信機静穏化ユニット43を含む。チャネル識別器44がスペクトルセンシング機能を含む場合、送信機静穏化ユニット43は、デジタルTV変換ユニット/送信機42のデータ送信機能を一時的に無効化にするか、またはさらにはオフにすることなどによって、その時間の間、デジタルTV変換ユニット/送信機42がデータを送信することを控える送信静穏化間隔を提供し得る。一例では、チャネル識別器44は、少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルの少なくとも1つのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出し得る。この少なくとも1つの時間間隔中に、送信機静穏化ユニット43はデータを送信することを控え得る。
図6は、通信デバイス30A内で実装され得る、チャネル識別器44Aと連動する、デジタルTV変換ユニット/送信機42Aの一例を示すブロック図である。図6では、デジタルTV変換ユニット/送信機42Aは、図5に示すデジタルTV変換ユニット/送信機42の一例であり得るが、チャネル識別器44Aは、図5に示すチャネル識別器44の一例であり得る。図6の特定の例では、通信デバイス30Aは、固有のデジタルブロードキャストフォーマット、ATSCに従ってマルチメディアデータをブロードキャストすることが可能である。しかしながら、通信デバイス30Aは、他のフォーマットまたは標準に従ってブロードキャストするように構成され得る。したがって、ATSCの説明は、例示のためであり、限定するものと見なされるべきではない。
通信デバイス30Aは、高精細度またはフラットパネルテレビジョンなどのATSC対応外部デバイスへの低電力送信を可能にし得る。この場合、ATSC対応デバイスは、図2に示すマルチメディア出力デバイス14A〜14Nのうちの1つを備え得る。ATSC対応デバイスは、いくつかの例では、ディスプレイデバイスとチューナー/受信機の両方を含み得る。これらの例では、ATSC対応デバイスは、デジタルTV受信機24A〜24Nのうちの1つと、対応するディスプレイデバイス26A〜26Nのうちの1つとを備え得る。
図6に示すように、デジタルTV変換ユニット/送信機42Aは、ビデオおよび/またはオーディオ符号化器(エンコーダ)50A、トランスポート符号化器/マルチプレクサ52A、誤り訂正符号化器(誤り訂正エンコーダ)54A、ATSC変調器56A、無線周波数(RF)デュプレクサ/スイッチ58A、および送信機59Aなど、様々な構成要素を含み得る。これらの構成要素は、ATSC標準を実装するスペクトル上でのデータ送信をサポートするのを助ける。ATSC標準は、ビデオ符号化、オーディオ符号化、トランスポートストリーム、および変調のためのレイヤを提供するマルチレイヤ標準である。一例では、RFデュプレクサ/スイッチ58Aは、極超短波(UHF:ultrahigh frequency)デュプレクサ/スイッチを備え得る。デュプレクサは、センシング目的のために受信されるべき信号と、通信目的のために送信されるべき信号とを考慮に入れ得る。例示のためにATSC変調器56Aが示されているが、他の変調標準に従って他のタイプの変調器も使用され得る。
ビデオ/オーディオ符号化器50Aは、ビデオおよび/またはオーディオデータを1つまたは複数のストリームに符号化するために、1つまたは複数のビデオ符号化器と1つまたは複数のオーディオ符号化器とを含み得る。たとえば、ビデオ/オーディオ符号化器50Aは、ビデオデータを符号化するために、Moving Picture Experts Group−2(MPEG−2)符号化器または(Telecommunication Standardization Sector、ITU−Tからの)H.264符号化器を含み得る。ビデオ/オーディオ符号化器50Aは、オーディオデータを符号化するためにドルビーデジタル(ドルビーAC−3)符号化器をも含み得る。ATSCストリームは、1つまたは複数のビデオプログラムと1つまたは複数のオーディオプログラムとを含み得る。ビデオ符号化器のいずれかは、標準精細度ビデオ用のメインプロファイルまたは高精細度解像度ビデオ用のハイプロファイルを実装し得る。
トランスポート(たとえば、MPEG−2 Transport Stream、またはTS)符号化器/マルチプレクサ52Aは、ビデオ/オーディオ符号化器50Aから符号化されたデータストリームを受信し、ブロードキャストのためにこれらのデータストリームを1つまたは複数のパケット化されたエレメンタリーストリーム(PES)などにアセンブルすることが可能である。次いで、これらのPESは、個々のプログラムトランスポートストリームにパケット化され得る。トランスポート符号化器/マルチプレクサ52Aは、場合によっては、出力トランスポートストリームを誤り訂正符号化器54A(たとえば、リードソロモン符号化器(Reed-Solomon encoder))にオプショナルに提供し得、誤り訂正符号化器54Aは、トランスポートストリームに関連する1つまたは複数の誤り訂正コードを追加することによって誤り訂正符号化機能を実行し得る。これらの誤り訂正コードは、誤り訂正または緩和のためにデータ受信機(たとえば、誤り訂正ユニット11を含んでいるデータ受信機9)によって使用され得る。
ATSC変調器56Aは、ブロードキャストのためにトランスポートストリームを変調することが可能である。いくつかの例示的な場合では、たとえば、ATSC変調器56Aは、ブロードキャスト送信のために8残留側波帯(8VSB)変調を利用し得る。次いで、RFデュプレクサ/スイッチ58Aは、トランスポートストリームを二重化するか、またはトランスポートストリームのためのスイッチとして働き得る。送信機59Aは、チャネル識別器44Aによって識別される1つまたは複数の利用可能なチャネルを使用して、1つまたは複数の外部デバイスに1つまたは複数のトランスポートストリームをブロードキャストすることが可能である。
チャネル識別器44Aは、データベースマネージャ62と、チャネルセレクタ64Aと、オプショナルのチャネル選択ユーザインターフェース(UI)66Aと、スペクトルセンサ70Aとを含む。チャネル識別器44AとデジタルTV変換ユニット/送信機42Aの両方は、1つまたは複数のバッファを備え得るメモリ60Aに結合される。チャネル識別器44AおよびデジタルTV変換ユニット/送信機42Aは、直接情報を交換し得るか、あるいはまた、メモリ60Aを介した情報の記憶および検索を通して間接的に情報を交換し得る。
チャネル識別器44Aはスペクトルセンサ70Aを含む。前に説明したように、スペクトルセンサ70Aなどのスペクトルセンサは、ATSCなどの特定のデジタルTVフォーマットのためのブロードキャストスペクトル内の1つまたは複数の周波数帯域中で信号をセンシングすることが可能である。スペクトルセンサ70Aは、スペクトル内の1つまたは複数の使用されるチャネルを占有するデータを識別するそれの能力に基づいて、チャネル可用性と信号強度とを判断し得る。次いで、スペクトルセンサ70Aは、チャネルセレクタ64Aに、現在未使用であるかまたは利用可能であるチャネルに関する情報を提供し得る。たとえば、スペクトルセンサ70Aは、外部の別個のデバイスによってこのチャネル上でブロードキャストされているデータを検出しない場合、特定のチャネルが利用可能であることを検出し得る。この場合、スペクトルセンサ70Aはチャネルセレクタ64Aにチャネルが利用可能であることを示し得、チャネルセレクタ64Aがデータ送信のためのチャネルを選択することを可能にする。代替的に、スペクトルセンサ70Aは、このチャネル上でデータがブロードキャストされていることを検出した場合、スペクトルセンサ70Aは、チャネルセレクタ64Aに、チャネルが利用不可能であることを示し得る。
図6に示すように、チャネルセレクタ64Aはまた、ネットワーク72とデータベースマネージャ62とを介してデジタルTV帯域(ジオロケーション)データベースから情報を受信し得る。デジタルTV帯域データベース74は、通信デバイス30Aの外部に位置しており、ATSCなどの特定のデジタルTVフォーマットのためのブロードキャストスペクトル内で現在使用されているか利用可能であるチャネルに関する情報を含む。典型的に、デジタルTV帯域データベース74は、チャネルが使用されているか、または他のデバイスが使用するために解放されるように動的に更新される。場合によっては、デジタルTV帯域データベース74は、地理的ロケーション/領域によって、または周波数帯域(たとえば、低VHF、高VHF、UHF)によって編成され得る。
チャネル識別器44AがデジタルTV帯域データベース74からチャネル可用性情報を取得するために、チャネル識別器44Aは、場合によっては、デジタルTV帯域データベース74への入力としてジオロケーション情報を提供し得る。チャネル識別器44Aは、ジオロケーションセンサ73から、特定の時点における通信デバイス30Aの地理的ロケーションを示し得るジオロケーション情報または座標を取得し得る。ジオロケーションセンサ73は、いくつかの例では、GPSセンサを備え得る。
ジオロケーションセンサ73からジオロケーション情報を受信すると、チャネルセレクタ64Aは、データベースマネージャ62を介してデジタルTV帯域データベース74に、入力としてそのような情報を提供し得る。データベースマネージャ62は、デジタルTV帯域データベース74にインターフェースを提供し得る。場合によっては、データベースマネージャ62は、デジタルTV帯域データベース74の選択されたコンテンツのローカルコピーが検索されるように、それらを記憶し得る。さらに、データベースマネージャ62は、デジタルTV帯域データベース74に、ジオロケーション情報などのチャネルセレクタ64Aによって提供される選択された情報を記憶し得る。
通信デバイス30Aに関係するジオロケーション情報を送ると、チャネルセレクタ64Aは、デジタルTV帯域データベース74から、デジタルTV帯域データベース74内に記載された、提示される1つまたは複数の利用可能なチャネルのセットを受信し得る。利用可能なチャネルのセットは、ジオロケーションセンサ73によって示される、通信デバイス30Aによって現在占有されている地理的領域またはロケーション中で利用可能なそれらのチャネルであり得る。送信機59Aのブランキングは、スペクトルセンシング中に生じ得る。以下でさらに詳細に略述するように、送信機ブランキング中にデータ損失が生じないように、ブランキング間隔の間、非必須データがビットストリームに符号化または挿入され得る。この非本質的データは、代替的に雑データと呼ばれ得、冗長データまたはヌルデータを備え得る。非必須データは、ビデオ/オーディオ符号化器50Aによって符号化されるか、またはビデオ/オーディオ符号化器50Aの任意のマルチプレクサダウンストリームによって挿入され得る。異なる例が異なる利点を提供し得る。以下でより詳細に説明するように、非本質的データは、ビデオ/オーディオ符号化器に関連するマルチプレクサ(たとえば、トランスポート符号化器/マルチプレクサ52A)によって挿入され得るか、またはATSC変調器56A(あるいは他の変調標準または技法の他の変調器)に関連するマルチプレクサによって挿入され得る。他のマルチプレクサも、ブランキング間隔中に非必須データの挿入のために使用され得る(または一層明確に定義され得る)。場合によっては、任意の挿入された非必須データが、変調された物理レイヤの2つのフィールド同期マーカー(たとえば、フィールド同期)間に適切に整列することを確実にすること、すなわち、データを受信する復調器と復号器(デコーダ)とが同期に遅れないことを確実にすることは難しい場合がある。非必須データの挿入のためのいくつかの例示的な実装形態の追加の詳細について、以下でさらに詳細に説明する。
スペクトルセンサ70AおよびデジタルTV帯域データベース74のいずれかまたは両方から利用可能なチャネル情報を受信すると、チャネルセレクタ64Aは、1つまたは複数の利用可能なチャネルを、自動的にまたはチャネル選択UI66Aを介したユーザ入力を介してのいずれかで選択し得る。チャネル選択UI66Aは、グラフィカルユーザインターフェース内の利用可能なチャネルを提示し得、サービスまたはアプリケーションのユーザは、これらの利用可能なチャネルのうちの1つまたは複数を選択し得る。
場合によっては、チャネルセレクタ64Aは、通信デバイス30Aによってブロードキャスト送信のために使用されるべき利用可能なチャネルのうちの1つまたは複数を自動的に選択または識別し得る。たとえば、チャネルセレクタ64Aは、ブロードキャスト送信のために利用可能なチャネルのうちのどの1つまたは複数を識別すべきかを判断するために、マルチメディアプロセッサ32(図5)のうちの1つまたは複数によって提供される情報を利用し得る。場合によっては、チャネルセレクタ64Aは、実行しているサービスまたはアプリケーションの需要またはニーズに基づいて複数のチャネルを選択し得る。これらのサービスまたはアプリケーションに関連する1つまたは複数のトランスポートストリームは、識別されたチャネルのうちの1つまたは複数上で送信機59Aによってブロードキャストされ得る。
場合によっては、データベース74は、いったん更新されると、通信デバイス30Aがデータベース74に、チャネルがもはや必要とされないかまたは使用されていることを示す後続のメッセージを送るまで、選択されたチャネルが通信デバイス30Aによって使用されていることを示し得る。他の場合には、データベース74は、定義された時間間隔の間のみ選択されたチャネルを通信デバイス30Aのために確保し得る。これらの場合、通信デバイス30Aは、定義された時間間隔内にデータベース74に、デバイス30Aが、選択されたチャネルをまだ使用していることを示すメッセージを送り得、その場合、データベース74は、通信デバイス30Aが使用する第2の時間間隔の間に選択されたチャネルの確保を更新する。
1つまたは複数のクロック61Aは、通信デバイス30A内に含まれ得る。図6に示すように、クロック61Aは、デジタルTV変換ユニット/送信機42Aおよびチャネル識別器44Aによって利用され得るか、またはそれらの動作を駆動し得る。クロック61Aは、通信デバイス30Aによって構成または設定され得る。場合によっては、クロック61Aは、デバイス30Aの外部にあるクロックによって構成されるか、またはそのクロックに同期させられ得る。たとえば、デバイス30Aは、(たとえば、ジオロケーションセンサ73を介して)外部デバイスからクロックまたはタイミング情報を受信し得、受信された情報に基づいてクロック61Aを構成または同期させ得る。
たとえば、いくつかのシナリオでは、通信デバイス30Aは、受信デバイス(たとえば、図1のデータ受信機9)と共通のクロック機能を実装し得る。これらのシナリオでは、通信デバイス30Aと受信デバイスの両方は、外部デバイスからクロックまたはタイミング情報を受信し、受信された情報に基づいてそれら自体の内部クロックを同期させ得る。そのようにして、通信デバイス30Aおよび受信デバイスは、共通クロックを使用して効果的に動作し得る。
デジタルTV変換ユニット/送信機42Aおよびチャネル識別器44Aはまた、いくつかの動作を同期させるかまたは整合させるためにクロック61Aを利用し得る。たとえば、以下でさらに詳細に説明するように、干渉問題を最小限に抑えるために、スペクトルセンサ70Aがスペクトルの1つまたは複数のチャネルをスキャンしているときに送信機59Aがデータを送信することを控えるように、静穏化ユニット57Aおよびスペクトルセンサ70Aは、送信静穏化動作をスペクトルセンシング動作と同期または整合させるために(クロック61A中の)共通クロックを利用し得る。
図6に同じく示すように、送信機59Aは、オプショナルに静穏化ユニット57Aを含む。静穏化ユニット57Aは、送信機59Aを一時的に無効化にするか、またはさらにはオフにすることなどによって、その時間の間、デジタルTV変換ユニット/送信機42Aがデータを送信することを控える送信静穏化間隔を提供し得る。一例では、チャネル識別器44Aは、少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルの少なくとも1つのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出し得る。この少なくとも1つの時間間隔中に、静穏化ユニット57Aは送信機59Aにデータを送信することを控えさせ得る。
いくつかの例では、静穏化ユニット57Aは、デジタルTV変換ユニット/送信機42A内の別の機能的ブロックに含まれるか、またはその一部であり得る。たとえば、静穏化ユニット57Aは、送信機59Aの一部ではなく、変調器56Aの一部であり得る。この例では、静穏化ユニット57Aは、送信静穏化間隔中に変調器56Aを一時的にオフにするか、または無効化にし得る。以下でさらに詳細に説明するように、送信静穏化間隔は、多くの場合、経時的に静的または動的に定義された周波数により生じ得る。送信静穏化間隔の持続時間は、同じであり得るか、または経時的に変化し得る。いくつかの例では、送信静穏化間隔の周波数および持続時間は、以下でさらに説明するように、スペクトルセンサ70Aによって実装されるスペクトルセンシング間隔の対応する周波数および持続時間に基づき得る。
図7は、通信デバイス30B内で実装され得る、チャネル識別器44Bと連動する、デジタルTV変換ユニット/送信機42Bの別の例を示すブロック図である。図7では、デジタルTV変換ユニット/送信機42Bは、図5に示すデジタルTV変換ユニット/送信機42の一例であり得るが、チャネル識別器44Bは、図5に示すチャネル識別器44の一例であり得る。デジタルTV変換ユニット/送信機42Bおよびチャネル識別器44Bは、それぞれメモリデバイス60Bからの情報を記憶し、検索し得る。デジタルTV変換ユニット/送信機42Aと同様に、デジタルTV変換ユニット/送信機42Bは、1つまたは複数のビデオ/オーディオ符号化器50Bと、トランスポート符号化器/マルチプレクサ52Bと、誤り訂正符号化器54Bと、ATSC変調器56Bと、RFデュプレクサ/スイッチ58Bと、静穏化ユニット57Bをオプショナルに含む送信機59Bとを含む。いくつかの例では、静穏化ユニット57Bは、変調器56Bの一部であり得る。1つまたは複数のクロック61Bは、デジタルTV変換ユニット/送信機42Bとチャネル識別器44Bの両方によって利用され得る。例示のためにATSC変調器56Bが示されているが、他の変調標準に従う他のタイプの変調器も使用され得る。
図7のチャネル識別器44Bは、チャネル識別器44Bが、デジタルTV帯域データベースにインターフェースするデータベースマネージャを含まない図6のチャネル識別器44Aとは異なる。図7では、チャネル識別器44Bは、スペクトルセンサ70Bのみを含む。図7の例中にジオロケーション機能が実装されないので、通信デバイス30Bは、ジオロケーションセンサを含まない。チャネルセレクタ64Bは、スペクトルセンサ70Bから受信された入力に基づいてブロードキャスト送信のために1つまたは複数の利用可能なチャネルを識別する。チャネルセレクタ64Bはまた、チャネル選択UI66Bを介して利用可能なチャネルのリストからチャネルのユーザ選択を受信し得る。利用可能なチャネルのリストは、スペクトルセンサ70Bによって提供されるセンシング信号情報に基づいてチャネル選択UI66B上に提示され得る。
図8は、スペクトルセンシング中に送信機静穏化を実行するために、図1〜図5に示す通信デバイスのうちの1つまたは複数などの通信デバイスによって実行され得る方法の一例を示すフロー図であるが、送信機静穏化はまた、他のセンシングまたは非センシング理由のために本開示に従って実行され得る。図8の以下の説明では、単に説明のためであり、図8の方法は、図5に示す通信デバイス30によって実行され得ると仮定される。
通信デバイス30は、たとえば、データ送信動作とスペクトルセンシング動作との間の潜在的な信号干渉を最小にするかまたは回避するのを助けるなどのために、少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控える(80)。通信デバイス30は、少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出する(82)。少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスは、スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別し得る。スペクトルセンシングが実行される1つの時間間隔の後に、または、スペクトルセンシングが実行される時間間隔の中間に、通信デバイス30は、少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタルブロードキャストフォーマットのデータを送信する(84)。図10および図11は、これらの特徴のさらなる例示的な詳細を示し、以下でさらに詳細に説明する。
通信デバイス30は、マルチメディア機能を有するマルチメディア通信デバイスを備え得、データは、オーディオデータ、ビデオデータ、テキストデータ、音声データおよびグラフィックスデータのうちの少なくとも1つを含むマルチメディアデータを備え得る。いくつかの例では、デジタルブロードキャストフォーマットは、(ほんのいくつかの例を挙げれば)ATSCフォーマット、T−DMBフォーマット、DVBフォーマット、ISDB−Tフォーマット、またはMPEG−TSフォーマットであり得るが、様々な他のデジタルフォーマットも利用され得る。デバイス30は、マルチメディアデータを変換するときに、1つまたは複数の変調器/デュプレクサ/スイッチとともに、1つまたは複数のビデオおよび/またはオーディオ符号化器(たとえば、図6に示すビデオ/オーディオ符号化器50Aまたは図7に示すビデオ/オーディオ符号化器50B)ならびに/あるいはマルチプレクサを使用し得る。マルチメディアデータを変換することは、デジタルブロードキャストフォーマットに準拠するようにマルチメディアデータを符号化することと、その符号化されたマルチメディアデータを変調することとを含み得る。
デバイス30は、(たとえば、図5のチャネル識別器44などのチャネル識別器を使用して)スペクトルの少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別し得る。そのような識別は、場合によっては、デバイス30によって開始され得る。たとえば、デバイス30は、少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するためにスペクトルセンサ(たとえば、図6のスペクトルセンサ70Aまたは図7のスペクトルセンサ70B)および/またはデジタルTV帯域データベース(たとえば、図6のデジタルTV帯域データベース74)からアクセスされる情報を使用し得る。場合によっては、デバイス30は、ブロードキャストテレビジョンスペクトルなどのブロードキャストスペクトルの未使用部分中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別し得る。場合によっては、少なくとも1つの利用可能なチャネルはテレビジョン帯域ホワイトスペースを備え得る。デジタルブロードキャストフォーマットは、ほんのいくつかの非制限的な例を挙げれば、ATSCフォーマット、T−DMBフォーマット、DVBフォーマット、ISDB−Tフォーマット、またはMPEG−TSフォーマットを備え得る。
いくつかの例では、少なくとも1つの利用可能なチャネルが(たとえば、認可されたユーザによって)占有される場合、デバイス30は、データの後続の送信および/またはブロードキャストのための少なくとも1つの他の利用可能なチャネルを識別するために、チャネル識別器を利用し得る。場合によっては、デバイス30は、少なくとも1つの後続の時間間隔中に、少なくとも1つの識別された利用可能なチャネルがまだ利用可能であるのか、または別のユーザによって占有されたのかを検出するために、チャネル識別器を使用し得る。場合によっては、ジオロケーションに基づいて、スペクトルの1つまたは複数のチャネルが使用のために利用可能であるかどうかに関する判断を行うときに、デバイス30は、スペクトルセンサを使用し、および/またはジオロケーションデータベースにアクセスし得る。すなわち、性についてスキャンされる周波数は、デバイス30のジオロケーションに基づいて判断され得る。
したがって、一例では、デバイス30は、デバイス30に関連する地理的座標を判断し、デバイス30の地理的座標に基づいてホワイトスペース中で利用可能な1つまたは複数の特定の周波数を判断し、1つまたは複数の特定の周波数が使用のために利用可能であるかどうかを判断するために、デバイス30の地理的座標に基づいて1つまたは複数の特定の周波数においてホワイトスペースセンシングを実行し、1つまたは複数の特定の周波数が使用のために利用可能であることを判断することを条件として、1つまたは複数の特定の周波数において送信機を介してデータを送信する。本明細書で説明するように、デバイス30は、ホワイトスペースセンシングを実行するときにそれの送信機をブランキングし得る。
一例では、デバイス30は、デバイス30の地理的座標を判断するためにジオロケーションセンサ(たとえば、図6のジオロケーションセンサ73)を含み得る。次いで、デバイス30は、デジタルTV帯域データベースへの入力として地理的座標を提供し得る。場合によっては、利用可能なチャネルが地理的に定義され得、したがって、ホワイトスペースセンシングは、所与の時間におけるデバイス30に関連する地理的座標に同様に基づき得る。
デバイス30がスペクトルセンサを利用するとき、デバイス30は、チャネルの第1のグループに関連する検出された信号の品質に基づいて、チャネルの第1のグループに1つまたは複数の品質値を割り当て得る。品質値は、雑音レベル、(たとえば、外来信号または無許可/無認可のユーザからの)干渉、または他のファクタに基づき得る。たとえば、デバイス30は、チャネルに関連し得る干渉レベルまたは信号対雑音比などの定義された周波数レンジまたは帯域内で個々にセンスされたチャネルごとに、いくつかの品質値を取得するために、スペクトルセンサを利用し得る。
デバイス30は、各チャネルの品質(たとえば、低品質、中間品質、高品質)を査定するために、これらの品質値によって提供されるメタ情報を利用し得る。たとえば、利用可能なチャネルの品質値が、そのチャネルが低い干渉量とともに高い信号対雑音比を有するであろうことを示す場合、デバイス30は、そのチャネルが高品質チャネルであり得ることを判断し得る。一方、利用可能なチャネルの品質値が、そのチャネルが低い信号対雑音比を有するか、または高い干渉量を有するであろうことを示す場合、デバイス30は、そのチャネルが低品質チャネルであり得ることを判断し得る。
デバイス30が少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別した後、デバイス30は、少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中で(たとえば、図6の送信機59Aまたは図7の送信機59Bを介して)変換されたデータを(たとえば、1つまたは複数の別個の外部デバイスに)送信し得る。たとえば、デバイス30は、デバイス30の要求時に、テレビジョンデバイスなどの1つまたは複数の外部マルチメディア出力デバイスへのブロードキャスト送信を開始し得る。
上記のように、デバイス30は、チャネルの第1のグループに関連する検出された信号の品質に基づいて、チャネルの第1のグループに1つまたは複数の品質値を割り当て得る。場合によっては、デバイス30は、それのチャネル識別器を利用して、第1の時間間隔中に、チャネルの第1のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出し、第2および後続の時間間隔中に、チャネルの第2のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出し得る。この場合、チャネルの第2のグループは、チャネルの第1のグループのサブセットを備える。デバイス30は、チャネルの第1のグループに割り当てられた品質値に基づいて、チャネルの第2のグループを選択し得る。図9に、そのようなチャネル検出に関係するさらなる詳細および例を示す。
いくつかの例では、デバイス30は、複数の別個の時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出し、複数の別個の時間間隔の各々の間、(たとえば、図6または図7に示したものなどの静穏化ユニットを使用して)デバイス30からデータを送信することを控え得る。複数の別個の時間間隔は、同じ持続時間を有することも有しないこともある。たとえば、複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なり得る。さらに、デバイス30は、検出が行われる周波数を変更し得る。いくつかの例では、通信デバイス30は、少なくとも1つの時間間隔中に通信デバイスの送信機能をオフにするか、または無効化にし得る。
いくつかの例では、デバイス30は、送信データと雑データとを含むデータストリームを生成し得、少なくとも1つの時間間隔(たとえば、「静穏時間」)中に、データストリームの雑データを送信することを控え得る。以下でさらに詳細に説明するように、雑データは、いくつかの例では、さらに以下で説明するような、ヌルデータ、パディングされたデータ、さらには冗長データを含む非必須データを備え得る。概して、送信データによって搬送されるマルチメディアデータを復号するために、そのようなデータが復号器によって必要とされないという点で、そのデータは非必須である。デバイス30は、少なくとも1つの他の時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを控え得、その少なくとも1つの他の時間間隔中に、データストリームの送信データを送信し得る。
場合によっては、通信デバイス30は、以下でより詳細に説明するように、データストリームの送信データ中で、シーン変化または取得ポイント(たとえば、1つまたは複数のイントラコード化フレーム)より前に生じるように、少なくとも1つの時間間隔を選択し得る。場合によっては、通信デバイス30は、送信データを受信すると、データ受信機(たとえば、図1のデータ受信機9)が使用するデータストリームの送信データに1つまたは複数の誤り訂正コードを挿入し得る。
図9は、スペクトルセンシングを実行するために、図1〜図5に示された通信デバイスのうちの1つまたは複数などの通信デバイスによって実行され得る方法の一例を示すフロー図である。単に説明のために、図9の以下の説明では、図9に示す方法は図5に示す通信デバイス30によって実行されると仮定される。
初期状態中に、通信デバイス30は、送信のために1つまたは複数の利用可能なチャネルを識別するために、チャネルの初期セットをスキャンする(90)。たとえば、通信デバイス30は、チャネルの初期セットをスキャンし、セット中の1つまたは複数の利用可能なチャネルを識別するために、スペクトルセンサ(たとえば、図6のスペクトルセンサ70Aまたは図7のスペクトルセンサ70B)を含む、それのチャネル識別器44を利用し得る。たとえば、チャネル識別器44は、初期化の際に特定の周波数帯域またはレンジ中のチャネルのすべてをスキャンし得るか、あるいはチャネル識別器44が、前に受信したかまたは事前プログラムされた情報に基づいて利用可能であり得ることを判断したチャネルのすべてをスキャンし得る。たとえば、チャネル識別器44は、この初期状態でチャネルの定義されたグループをスキャンするように事前プログラムされ得る。他の状況では、チャネル識別器44は、どのチャネルが利用可能であるべきか、または利用可能であり得るかを指定するジオロケーションデータベース(たとえば、図6のジオロケーションデータベース74)から情報を受信していることがある。
チャネルの初期セットをスキャンした後に、通信デバイス30は、スキャンされたチャネルに品質値を割り当てる(92)。たとえば、通信デバイス30は、スキャンされたチャネルの各々に特定の品質値を割り当て得る。品質値は、信号レベル、雑音レベル、信号対雑音レベル、受信信号強度指示(RSSI)、(たとえば外来信号または無許可/無認可のユーザからの)干渉、または他のファクタに基づき得る。たとえば、通信デバイス30は、スキャンされたチャネルに関連し得る干渉レベルまたは信号対雑音比などの定義された周波数レンジまたは帯域内で個々にセンスされたチャネルごとに、いくつかの品質値を割り当てるために、それのスペクトルセンサを利用し得る。
その後、定常状態動作中に、通信デバイス30は、チャネルのサブセットを識別し得る(94)。たとえば、通信デバイス30は、チャネルに割り当てられたチャネル可用性および/または品質値などの1つまたは複数の基準に基づいてチャネルのサブセットを識別し得る。場合によっては、通信デバイス30は、チャネルのサブセット内で利用可能であるとして前に識別されたチャネルを含み得る。場合によっては、通信デバイス30は、チャネルに前に割り当てられた品質値に基づいて、サブセット内にチャネルを含み得る。たとえば、通信デバイス30は、初期化中に他のチャネルに関して、たとえば、これらのチャネルの低い干渉レベルまたは高い信号対雑音比に基づいて、高い品質値を割り当てられたチャネルを含み得る。1つの特定のシナリオでは、通信デバイス30は、チャネルのサブセットとして、前に識別された利用可能なチャネルと高い品質値を有するチャネルの別のグループとを選択し得る。
チャネルのサブセットの識別の際に、通信デバイス30は、次いで、スペクトルセンサを使用することなどによってこのサブセット内のそれらのチャネルをスキャンし得る(96)。次いで、デバイス30は、スキャンされたチャネルのサブセット中のチャネルの各々に新しい品質値を割り当て(98)、それによって、更新されたスペクトルセンシング情報に基づいてチャネルの品質値を更新する。定常状態動作中に、通信デバイスは、図9に示すように、スペクトルセンシングを実行するためにこれらの動作を繰り返し得る。
したがって、図9に示すように、通信デバイス30は、スペクトルセンシング動作を実行するために、異なるポイントにおいてチャネルの様々な異なるグループをスキャンし得る。スキャンされる実際のチャネルは変動し得る。図示の例では、通信デバイス30は、初期化中にチャネルの初期セットをスキャンし得るが、定常状態動作中にチャネルのより小さいサブセットをスキャンし得る。以下でより詳細に説明するように、通信デバイス30は、それが様々な反復にわたってスペクトルセンシングを実行する時間の長さを変化させ得、また、それがスペクトルセンシングを実行する周波数をも変化させ得る。
図10は、例示的なデータ送信およびスペクトルセンシングデューティサイクルを示すタイミング図である。例示的なスペクトルセンシングデューティサイクル102は、スペクトルセンシング動作がオンまたはオフにされ得るとき、またはそのような動作が有効または無効にされるときを示す。図10に示すように、スペクトルセンシング動作は、定義された時間間隔の間オン(「ON」)にされ得、また、定常状態動作中などの定義された時間間隔の間オフ(「SENSOR OFF」)にされ得る。通信デバイスのスペクトルセンサ(たとえば、図6のスペクトルセンサ70A、図7のスペクトルセンサ70B)は、スペクトルセンシング動作を実行するときに、そのようなスペクトルセンシングデューティサイクル102を利用または実装し得る。その結果、スペクトルセンサは、ある長さの時間の間、たとえば、初期化または定常状態中にチャネルのグループをスキャンし得る。チャネルがスキャンされる時間の長さまたは間隔、およびスキャニングが行われる周波数は、経時的に変動し得、デューティサイクル102を定義し得る。
例示的なデータ送信デューティサイクル100は、データ送信動作がオンまたはオフにされ得るとき、またはそのような動作が有効または無効にされるときを示す。図10に示すように、データ送信動作は、定義された時間間隔の間オン(「TxON」)にされ得、また、定義された時間間隔の間オフ(「TxOFF」)にされ得る。通信デバイスの送信機は、データ送信動作を実行するときにそのような例示的なデータ送信デューティサイクル100を利用または実装し得る。たとえば、静穏化ユニット57A(図6)または静穏化ユニット57B(図7)は、データ送信デューティサイクル100などの送信デューティサイクルに基づいて、データの送信をオフにするかまたは無効化にし得る。静穏化が行われる時間の長さまたは間隔、および静穏化が行われる周波数は、経時的に変動し得、デューティサイクル100を定義し得る。
図10の例で示されるように、通信デバイスが、スペクトルセンシングを実行する間にデータ送信動作をオフにするかまたは無効化にするように、通信デバイスは、スペクトルセンシング動作と送信静穏化動作とを同期させるかまたは場合によっては整合させ得る。図10では、スペクトルセンシングがオンにされるかまたは有効化される間、データ送信機能はオフにされるかまたは無効化にされる(たとえば、静穏化される)。逆に、スペクトルセンシングがオフにされるかまたは無効化される間、データ送信はオンにされるかまたは有効化される。そのようにして、潜在的な干渉問題を回避するために、通信デバイスは、スペクトルセンシングを実行する間、データを送信しない。
スペクトルセンシング動作と送信静穏化動作とを同期させるかまたは整合させるために、共通クロックが使用され得る。たとえば、図6に示したように、静穏化ユニット57Aおよびスペクトルセンサ70Aは、動作中、クロック61Aを利用し得る。同様に、図7に示したように、静穏化ユニット57Bおよびスペクトルセンサ70Bは、クロック61Bを利用し得る。
通信デバイスは、図10に示すデューティサイクル100および102を経時的に変更または構成し得る。たとえば、図11の例に示すように、デバイスは、スペクトルセンシングおよび送信静穏化が行われる時間の長さまたは間隔を改変し得、また、そのような動作が実行される周波数を改変し得る。
1つの例示的なシナリオでは、通信デバイスは、ATSCフォーマットに従って1つまたは複数の利用可能なチャネルを使用してデータ受信機にデータを送信またはブロードキャストし得る。このシナリオでは、通信デバイスは、指定された時間間隔の間に特定の周波数において認可使用信号を検出するためにスペクトルセンサを利用し得、その時間間隔と周波数のいずれかは静的にまたは動的に構成され得る。ATSCによってサポートされる最大フレームレートは、約30フレーム毎秒であり得、フレーム当たり約33ミリ秒に達する。フレームレートに関する静穏化間隔の持続時間が与えられるとすれば、通信デバイスが10ミリ秒の静穏化間隔を利用する場合、トランスポートされたストリームにもたらされる誤りは、データ受信機(たとえば、図1のデータ受信機9)中の標準誤り回復および/または隠蔽技法によって回復可能であり得る。通信デバイスは、データ受信機が使用するブロードキャストストリームに余分の誤り訂正コードを挿入または追加し得る。「TxOFF」およびセンサ「ON」に対応する間隔(または他の時間間隔)は、センサおよび送信機がオンまたはオフである移行期間またはいわゆるソフト期間をも含み得る。
図11は、例示的なデータ送信およびスペクトルセンシングデューティサイクルの別の例を示すタイミング図である。この例では、スペクトルセンシングデューティサイクル122は、様々な異なる時間間隔を含む。第1の時間間隔(「t1」)中に、スペクトルセンサは、1つまたは複数の利用可能なチャネルをスキャンするためにスペクトルセンシングを実行し得る。後続の第2の時間間隔(「t2」)中に、センサは、スペクトルセンシングを再び実行し得る。この例では、第2の時間間隔は、第1の時間間隔よりも少なく、この特定の非限定的な例では、スペクトルセンサが、第2の時間間隔中に利用可能なチャネルをスキャニングすることに費やす時間間隔がより短いことを示す。さらに、スペクトルセンサは、これらの間隔中にチャネルの同じまたは異なるグループをスキャンし得る。たとえば、センサは、第1の時間間隔中にチャネルの第1のセットをスキャンし得るが、第2の時間間隔中にチャネルの第2のセットをスキャンし得る。チャネルの第2のセットは、第1のセットよりも少ない数のチャネルを含み得るが、いくつかのチャネルは、第1および第2のセット内に含まれ得る。
概して、図11は、センシングが実行される時間間隔が経時的に変動し得ることを示すことを意味する。さらに、これらの間隔中にスキャンされるチャネルも変動し得る。たとえば、前述のように、初期化中は、初めにチャネルの大きいグループがスキャンされ得る。しかしながら、後続の定常状態動作中は、スペクトルセンシング動作中にチャネルのより小さいグループがスキャンされ得る。通信デバイスは、時間とともにスペクトルセンシングを実行するときに、任意の数の異なる間隔を選択し得るか、または使用するように構成され得る。
図11は、送信デューティサイクル120に示すように、これらの同じ2つの時間間隔「t1」および「t2」中にデータ送信動作が静穏化させられ得ることを示す。したがって、スペクトルセンシング間隔と同様に、送信静穏化間隔も経時的に変動し得る。
さらに、図11は、スペクトルセンシングおよび送信静穏化が行われる周波数も経時的に変動し得ることを示す。図11では、第3の時間間隔(「t3」)が、連続するセンシング/静穏化イベント間に生じる。第4の時間間隔(「t4」)が、別のグループの連続するセンシング/静穏化イベント間に生じる。この場合、第4の時間間隔は第3の時間間隔よりも長い。この例では、スペクトルセンシングおよび送信静穏化が行われる周波数は低下している。概して、図11は、そのような周波数がどのように経時的に変動し得るのかの一例を示す。場合によっては、多様なセンシングサンプルを経時的に取得するために、スペクトルセンシングが行われる時間の長さ(たとえば、センシング間隔)、および/またはセンシングが実行される周波数を変化させることが望ましいことがある。
通信デバイスは、センシングまたは静穏化の様々な時間間隔、あるいはこれらのイベントが行われる周波数を選択または判断するように構成され得る。いくつかの状況では、通信デバイスは、1つまたは複数のファクタに基づいて、時間とともにこれらの時間間隔または周波数を動的に変更し得る。たとえば、変動する数のチャネルがスキャンされる必要がある場合、センシングが行われる時間間隔は改変され得る。また、場合によっては、通信デバイスによって実行されるアプリケーションのニーズまたは需要に基づいて、センシング/送信の時間間隔は、そのようなニーズまたは需要を満たすように動的に改変され得る。いくつかの状況では、デバイスが様々なチャネルが低い品質値を有することを判断した場合、その後に、より高い品質値を有し得るチャネルを識別および選択することを目的として、デバイスは、より頻繁にスペクトルセンシングを実行することを望み得る。
しかしながら、送信機が様々な時間間隔中に静穏化させられ得るので、データ受信機(たとえば、図1のデータ受信機9)は、潜在的にデータフロー中にギャップを含み得る不連続データストリームを受信し得る可能性がある。場合によっては、データ受信機は、不連続データフローに基づいて誤り訂正または隠蔽を順番に実行するために、誤り訂正ユニットを含み得る。これらの場合、送信機を含んでいる通信デバイスは、受信機中のそのような誤り訂正ユニットによって使用され得る追加の誤りコードを含み得る。しかしながら、図12に示すように、いくつかの例では、通信デバイスは、それの送信機と連動して、静穏化間隔を考慮に入れることによって、送信されるデータストリームを実際に作成または設計し得る。
図12は、例示的なデータ送信デューティサイクル160と、図1〜図5に示された通信デバイスのうちの1つなどの通信デバイスによって送信され得る対応するデータストリーム140とを示す概念図である。送信デューティサイクル160は、様々な異なる静穏化間隔(「TxOFF」)を示す。データストリーム140は、様々な送信データ142、146、150、および154を含む連続データストリームを含む。データストリーム140はまた、送信データ142、146、150、および154の間に点在する雑データ144、148、および152を含む。場合によっては、雑データ144、148、および152は、送信データ142、146、150、および154を復号および処理するためにデータ受信機によって必ずしも必要とされないヌルデータ、パディングされたデータ、冗長データ、または他のデータを備え得る。
図12に示すように、通信デバイスの送信機がデューティサイクル160に従って静穏化させられ得る(たとえば、オフにされる、無効化にされる)時間間隔にわたって、データストリーム140はその送信機によって送られ得る。送信機がオンであるとき、送信機は、データストリーム140の一部であるデータ142を最初に送信し得る。次いで、送信機が静穏化させられると、送信機は、ストリーム140中のデータ142とデータ146との間に含まれる雑データ144を送信しない。いくつかの例では、雑データはヌルデータを備え得る。いくつかの例では、さらに以下で説明するように、雑データは、データストリーム140を復号するために要求されないか、または必要でないことがある冗長データまたはパディングされたデータを備え得る。
通信デバイスが、ストリーム140内に含まれるいくつかのデータが静穏化間隔のタイミングにより実際に送信されないことを知っているので、通信デバイスは、ストリーム140からの関係するデータを復号するか、または場合によっては処理するためにデータ受信機によって必要とされないことがある雑データを、ストリーム140にインテリジェントに挿入することが可能である。雑データ144、148、および152の長さまたはサイズは、静穏化間隔の持続時間と、ストリーム140内のデータが送信されるレートとに基づき得る。
一例として、ビデオ/オーディオ符号化器50A(図6)または50B(図7)、および/あるいはトランスポート符号化器/マルチプレクサ52Aまたは52Bは、ストリーム140内に含まれるべき情報を生成し得る。したがって、場合によっては、ストリーム140のエンジニアリングまたは生成は、アプリケーションまたはトランスポートレベルにおいて実行され得、その場合、送信データ142、146、150、および154は、より小さいサイズの物理的データ単位にさらに細分化され得る。パケットバッファは、ストリーム140内に含まれるべきデータのいずれかを記憶するために(たとえば、図6のメモリ60Aまたは図7のメモリ60B内で)使用され得る。ビデオ/オーディオ符号化器(50Aまたは50B)および/またはトランスポート符号化器/マルチプレクサ(52Aまたは52B)は、送信パケットおよび他の雑パケットのサイズを制御するために、これらのバッファにアクセスし得、また、静穏化時間間隔および周波数に基づいて、ストリーム140内のデータが処理されるタイミングを制御し得る。
ストリーム140は、多重化されたデータを含み得る。たとえば、ストリーム140は、オーディオ、ビデオ、グラフィックス、テキスト、音声、および他のデータの1つまたは複数のパケット化されたストリームを含み得る。トランスポート符号化器/マルチプレクサ52Aまたは52Bは、オーディオおよびビデオストリームを含む様々なデータストリームを多重化することが可能である。トランスポート符号化器/マルチプレクサ52Aまたは52Bは、ストリーム140内に含まれるべき多重化されたデータを形成するために、雑(たとえば、ヌル)データをトランスポートストリームデータと多重化することがさらに可能である。
たとえば、デジタルTV変換ユニット/送信機(たとえば、図6の変換ユニット/送信機42A、図7の変換ユニット/送信機42B)は、データストリーム140内で識別されたロケーションにおいてデータストリーム140に、送信データ142、146、150、および154を処理するためにデータ受信機によって必要とされない雑データ144、148、および152を選択的に挿入し得る。したがって、データ送信デューティサイクル160と、示された静穏化間隔とに基づいて、変換ユニット/送信機は、データ142、146、150、および154を送信し得るが、雑データ144、148、および152を送信しない。様々な例では、雑データは、送信データ142、146、150、および154を復号するか、または場合によっては処理するために必要とされないヌルデータ、パディングされたデータ、冗長データ、または他の非必須データを備え得る。雑データは、マルチメディア符号化器によってビットストリームに符号化され得るか、または符号化器からのいくつかの可能なマルチプレクサダウンストリームの1つによって挿入され得る。場合によっては、データを挿入するためにアプリケーションレイヤマルチプレクサが使用され、他の場合には、物理トランスポートレイヤマルチプレクサが使用される。たとえば、MPEG−2トランスポートストリーム(TS)を生成するマルチプレクサは、ビデオおよびオーディオデータを含む多重化されたトランスポートストリームに雑データを挿入するために使用され得る。これらの異なる例について以下で説明し、これらの異なる例は、異なる特徴、利点、および欠点を有し得る。
変換ユニット/送信機は、概して、送信レート、データ送信および/またはセンシングデューティサイクル情報、および静穏化間隔/持続時間情報などのデータ送信に関係する定義された情報に基づいて、データストリーム140を正確に設計または作成することが可能であり得る。そのような情報に基づいて、変換ユニット/送信機は、図12に示す例示的なデータストリーム140を生成することが可能であり、雑データ144、148、および152はデータ142、146、150、および154の間に点在する。
たとえば、1つの例示的なシナリオでは、データ142は、送信されるべき990ミリ秒相当の実質的なデータを備え得、雑データ144は、送信デューティサイクル160に示す対応する静穏化間隔により送信されない10ミリ秒相当のヌルビデオおよびオーディオパケットを備え得る。パケットデータ142は、ビデオおよび/またはオーディオフレームパケットヘッダ中にコード化フレームレートに対応するタイムスタンプを含み得る。
別の例示的なシナリオでは、雑データ144は、ユーザ定義のビデオオブジェクトレイヤデータなどのパディングされたデータを含み得る。代替的に、雑データ144は、ヌルデータの代わりに冗長データ(たとえば、誤り回復のための最も高いエントロピーデータに基づく冗長スライスデータ)を含み得る。いくつかの例では、オーディオパケットに、ユーザ定義のヘッダ中にカプセル化されたヌルデータが付加され得る。雑データ148および152は、雑データ144と同様のデータを含み得る。
通信デバイスは、雑データ144、148、および152を含むことによって静穏化間隔中に送信静穏化の影響を最小限に抑えるために、様々な場合においてデータストリーム140を作成または利用し得る。たとえば、リモートデータ受信機にデータを送るときに、通信デバイスおよびリモートデータ受信機が、共通クロックに同期させられないか、または場合によってはそれに従って動作する可能性がある。この場合、通信(すなわち、送信)デバイスは、それ自体の内部クロックと、既知の静穏化間隔および周波数を含むデューティサイクル160とに基づいて、送信のためにストリーム140を作成し得る。その結果、雑データ144、148、および152がリモートデータ受信機に送られないように、通信デバイスは、静穏化間隔のタイミングに基づいて、ストリーム140に雑データ144、148、および152をインテリジェントに挿入することが可能である。
図12に示すように、送信データ(たとえば、送信データ154または他のデータ要素)は、追加の誤り訂正データ155をオプショナルに含み得る。誤り訂正データ155は、パケット化されたデータとともに送信される1つまたは複数の追加の誤りコードを含み得る。誤り訂正符号化器(たとえば、図6の誤り訂正符号化器54A、図7の誤り訂正符号化器54B)は、誤り訂正データ155にそのような追加の誤り訂正コードを挿入し得る。これらの誤り訂正コードは、送信静穏化の影響を最小限に抑える誤り訂正または隠蔽技法を実行するために、ストリーム140を受信するデバイス(たとえば、図1のデータ受信機9)によって使用され得る。場合によっては、送信通信デバイスは、雑データ144、148、および152などの雑データを含むことなしに、データストリーム内に誤り訂正データを含み得る。
図13は、送信静穏化間隔中に送信されないことがある雑データによって分離された複数のピクチャグループのデータコンテンツを含む、例示的なデータストリーム170を示す図である。この例では、ピクチャグループ(GOP)コンテンツは、場合によっては、I(イントラ、またはイントラコード化)フレームと、P(予測)フレームと、B(双方向予測)フレームとを含む、データの複数のフレームを備え得る。多くの場合では、GOPは1つのIフレームと、後続の複数のPまたはBフレームとを含み得るが、個々のGOPは、場合によっては2つ以上のIフレームを含み得る。当業者によって知られるように、Iフレーム、Pフレーム、およびBフレームは、たとえば、図1に示したデータ受信機9などのデータ受信機に送信され得る符号化されたビデオデータを備え得る。
図13の例に示すように、各GOPは、ストリーム170内で雑データによって分離される。図12に示した雑データと同様に、図13のストリーム170内の雑データは、(たとえば、図12のデューティサイクル160などの送信デューティサイクルに従って)送信静穏化間隔のタイミングにより、データ受信機に送信されないことがある。様々な例では、雑データは、ストリーム170内で受信されたGOPコンテンツを復号するか、または場合によっては処理するためにデータ受信機によって必要とされない、ヌルデータ、パディングされたデータ、または冗長データを備え得る。
いくつかの例では、各GOPは、各GOPの最初にIフレームとともに、ビデオ符号化のための固定GOP長を備え得る。たとえば、1つの特定のシナリオでは、通信デバイスは、静穏化間隔と整合するように、各定義された時間間隔の最初に(たとえば、各秒の最初に)Iフレームを含め、各定義された時間間隔の最後に(たとえば、各秒の最後に)ヌルデータなどの雑データを挿入するために、アプリケーションまたはトランスポートレベルコーディングを利用し得る。雑データの長さは、静穏化間隔の持続時間と、ストリーム170内のデータが送信されるレートとに基づき得る。
通信デバイスは、データストリーム170の送信の際にそれを受信するリモートデバイスと同期させられるかまたは整合させられるクロックに従って、定義された時間間隔を判断し得る。通信デバイス(すなわち、送信デバイス)とリモート受信デバイスの両方が共通クロック(たとえば、地球測位衛星クロックソース)に整合させられるので、通信デバイスは、定義された時間間隔においてIフレームと雑データとを挿入することが可能であり、次いで、Iフレームおよび雑データは、リモート受信デバイスによって適宜に処理され得る。たとえば、リモートデバイスは、GOPコンテンツを復号し、雑(たとえば、ヌル)データを無視することが可能である。
これらの時間間隔は、通信デバイスによって判断されるか、またはプログラムされ得る。場合によっては、通信デバイスは、初期データ通信中にリモートデバイスに時間間隔の持続時間を動的に通信し得る。他の場合には、リモートデバイスは、同じく送信通信デバイスに事前プログラムされていたあらかじめ定義された時間間隔に従って動作するように事前プログラムされ得る。
送信静穏化を取得ポイントの直前に、またはGOPコンテンツの中間に行うために、送信通信デバイスは、データストリーム(たとえば、ストリーム170)内に含まれる情報の順序付けおよびコンテンツとともに、センシングおよび送信デューティサイクルを構成するか、またはさらには動的に変更することが可能である。GOPコンテンツ間に雑データを挿入することによって、通信デバイスは、コーディング/復号システムクロックを動作可能に保つことが可能であり、ストリーム170中のタイミングジッタを最小限に抑えるのを助け得、それによって、ストリーム170のGOPコンテンツの受信の際にデータ受信機におけるよりシームレスな動作を可能にする。したがって、図14に示すように、静穏化間隔が、取得ポイント、新しいGOPコンテンツ、またはさらにはシーン変化の前に戦略的に整合させられるように、通信デバイスは、静穏化デューティサイクルを静的に、または動的に構成することが可能である。
図14は、送信静穏化間隔中に送信されないことがある雑データによって分離された複数のシーンのデータコンテンツを含む、例示的なデータストリーム172を示す図である。図14は、シーン変化(たとえば、マルチメディア、またはビデオシーン変化)の直前に送信静穏化を行うために、通信デバイスが、データストリーム(たとえば、ストリーム172)内に含まれる情報の順序付けおよびコンテンツとともに、センシングおよび送信デューティサイクルを構成するか、またはさらには動的に変更することが可能である一例を示す。
図14は、雑データによって分離された異なるシーン(たとえば、第1のシーンに関連するデータ、第2のシーンに関連するデータ)を示す。雑データの配置およびサイズは、送信デューティサイクルの静穏化間隔と、静穏化間隔が生じる周波数とに基づき得る。図14の例では、第1のシーンのデータが送信され、その後、第2のシーンのデータが静穏化間隔後に送信される。ストリーム172内の雑データは、データ受信機に送信されない。
したがって、送信静穏化をシーン変化の直前に行うために、送信通信デバイスは、データストリーム(たとえば、ストリーム172)内に含まれる情報の順序付けおよびコンテンツとともに、センシングおよび送信デューティサイクルを構成するか、またはさらには動的に変更することが可能である。その結果、デューティサイクルは、送信されるべきデータの実際のコンテンツに基づいて変更され得る。さらに、通信デバイスは、選択されたポイントにおいてストリーム172に雑データを挿入し得る。雑データの長さまたはサイズは、静穏化間隔と、ストリーム172内のデータが送信されるレートとに基づき得る。
図15は、送信静穏化間隔中に送信されないことがある雑データによって分離されたデータの複数のフレームを含む、例示的なデータストリーム180を示す図である。この例では、フレームのうちの1つまたは複数は、GOPを備え得る。図15に示すように、フレームの第1のグループは、Iフレームと、後続の1つまたは複数のPまたはBフレームとを備え得、まとめて第1のGOPを備える。第2のGOPは、別のIフレームと、後続の1つまたは複数のPまたはBフレームとを含み得る。この例では、送信されない雑データは、取得ポイントの直前に(たとえば、Iフレームの直前に)配置され得る。
場合によっては、1つのGOPが2つ以上のIフレームを含み得るが、多くのGOPがただ1つのIフレームを含み得る。雑データはヌルデータまたは冗長データを含み得る。たとえば、冗長データは、1つまたは複数の冗長I、P、またはBフレームを備え得る。冗長データは、場合によっては、個々のGOP内の最も高いエントロピーデータに基づき得る。
いくつかの例では、送信通信デバイスは、静穏化間隔と整合するように、各定義された時間間隔の最初に(たとえば、各秒の最初に)Iフレームを含め、各定義された時間間隔の最後に(たとえば、各秒の最後に)ヌルデータなどの雑データを挿入するために、アプリケーションまたはトランスポートレベルコーディングを利用し得る。雑データの長さは、静穏化間隔の持続時間と、ストリーム180内のデータが送信されるレートとに基づき得る。送信デバイスは、それの動作クロックが、ストリーム180を受信するデバイスの動作クロックと同期させられるか、または場合によっては整合させられるいくつかの場合では、そのようなアルゴリズムを実装し得る。
図16は、送信静穏化間隔中に送信されないことがある冗長フレームデータによって分離されたデータの複数のフレームを含む、例示的なデータストリーム182を示す図である。ストリーム182は、図15に示すストリーム180の特定の例である。ストリーム182では、GOPコンテンツを分離する雑データは、完全または部分Iフレームデータなどの冗長Iフレームデータを備える。そのような冗長データは、場合によっては、たとえば、データストリーム182内の最も高いエントロピーデータに基づき得る冗長スライスデータを備え得る。
本開示は、ホワイトスペーススペクトルなどのスペクトルの1つまたは複数の利用可能なチャネルの確実なセンシングを促進するために、静穏化データ送信のための様々な追加の技法を提示する。これらの追加の技法は、独立して、または互いとの様々な組合せで、または本出願の他の部分で説明する技法とともに使用され得る。いくつかの実装形態では、送信機静穏化動作がスペクトルセンシングのために実行されるとき、そのような技法は、メディア品質、レイテンシの低減、帯域幅の効率的な使用、および/またはユーザの全体的なエクスペリエンス品質を促進するのに役立ち得る。
送信機静穏化動作は、概して、送信機を短い時間間隔の間オフにすることに関与する。送信機静穏化間隔中に、送信機は、受信機に、オーディオおよび/またはビデオデータなどのマルチメディアデータを送信しない。送信機静穏化動作は、たとえば、アプリケーションレイヤにおいて、誤りの発生、データの損失、および/またはレイテンシの増加を生じることがある。代替または追加として、送信機静穏化動作は、たとえば、物理レイヤにおいて、同期外れを生じることがある。
本開示で説明する追加の技法は、適応ビデオ符号化、レイテンシの低減、同期変調、ならびに/あるいはビデオコーディング、センシング、および/または変調の協調制御のための技法を含み得る。これらの技法の例について、場合によっては図17〜図27を参照しながら以下で説明する。いくつかの例では、本技法は、たとえば、ATSCシステムにおいて、適応ビデオ符号化を使用して、パフォーマンス(たとえば、レイテンシ、オーディオビデオ(AV)品質、エクスペリエンス品質、および/または帯域幅効率)と、リアルタイム演算とへの影響が低減された送信機静穏化のための低レイテンシ設計をサポートし得る。ただし、ATSCシステムについては、例として以下で説明する。本開示で説明する技法は、他の変調システムに適用され得る。
ATSCシステムでは、一例として、サービスマルチプレクサ(MUX)が、MPEG−2トランスポートストリーム(TS)を形成するために、符号化されたビデオパケットと、符号化されたオーディオパケットと、補助データパケットとを多重化する。補助データは、聴覚障害者のためのクローズドキャプションデータ、プログラムおよびシステム情報プロトコル(PSIP)データ、または他のデータを含み得る。ATSC変調器は、トランスポートストリームを受信し、必要な場合、データのビットレートを、たとえば、19.4Mbpsまで増加させる。このビットレートは、ATSC変調器の構成要素が適切に機能するのに必要であり得る。ATSCへの言及は例としてである。説明する概念および方法は、他のブロードキャスト技術にも拡張され、適用することができる。
チャネルが現在利用可能であるか、または利用可能のままであるかを判断するためのスペクトルセンシングが、周期的に実行され得る。スペクトルセンシングはまた、システム内の様々な動作に整合された都合のよい時間に生じ得る任意の場合において実行され得る。たとえば、スペクトルセンシングは、コンテンツのブラックフェード中に、または干渉レベルが高いとき、任意の時間において、異なる持続時間の間実行され得る。場合によっては、スペクトルセンシングは、毎分少なくとも1回実行され得る。スペクトルセンシング動作中に、送信機は静穏化させられるか、または、言い換えれば、ブランキングされるので、送信パケットの受信機による損失があり得る。アプリケーションレイヤにおける送信パケットの損失は、上記で説明したように、データ誤りとレイテンシとを生じることがある。
物理レイヤにおいて、受信機は、送信されたデータストリーム中の同期信号上にラッチする位相ロックループ(PLL:phase locked loop)または他のハードウェアを用いて設計され得る。スペクトルセンシングのための送信機静穏化間隔中に送信機が静穏化させられる、すなわち、オフにされるとき、同期信号(たとえば、ATSCにおけるフィールド同期信号)が利用不可能であり得る。したがって、スペクトルセンシング中の送信機の静穏化は、受信機が同期外れを起こすのに十分な数の同期信号の損失を生じ得る。
送信機が送信機静穏化間隔の終了後に再びアクティブになった後、同期外れにより、受信機は再同期を実行する必要があり得る。再同期には、データの損失を生じる、ある程度の時間量を必要とするか、または大きいレイテンシを生じる、システム中の遅延を追加することがある。データの損失はデータ誤りとレイテンシとを生じることがあり、それにより受信機側でのユーザのエクスペリエンス品質の低減を生じることがある。したがって、再同期を緩和または回避することが望ましいことがある。
適応マルチメディアコーディング技法は、送信静穏化間隔と、変調器によって受信されたトランスポートデータストリームの部分と用いて調整された方法で、ヌルデータの配置を制御するために適用され得る。ヌルデータは、それぞれ0値ビットなどのヌルデータまたは他の雑データを含んでいるヌルパケットを含み得る。ヌルデータの他の例は、完全または部分Iフレームデータなどの冗長Iフレームデータ、冗長スライスデータ、または他のデータを含み得る。したがって、ヌルパケットは、0値データを含み得るが、本開示で説明するように、冗長データ、パディングされたデータなどの他のタイプの雑データを含むことができる。雑データは、マルチメディアデータを再生するために復号器によって必要とされないという点で、非必須であり得る。上記で説明したように、ヌルパケットは、送信機静穏化間隔に実質的に一致する間隔において、データストリーム中に配置され得る。変調器によるヌルパケットの制御されない配置が、パフォーマンスを妨害することがある。
送信機静穏化をサポートするための適応ビデオコーディングの一例では、ビデオ符号化器は、アプリケーションレイヤにおいて、ピクチャグループ(GOP)などの一連のビデオフレーム、または(1つまたは複数のフレームまたはフレームの部分などの)別のタイプのレート制御ユニットにわたって低減されたビットレートを適用するように構成され得る。ビデオデータの低減されたコーディングレートは、コード化ビデオデータ中のコーディング「ヘッドルーム」を提供するために、GOP中のフレーム(すなわち、ピクチャ)にわたって配信され得る。場合によっては、低減されたコーディングレートは、代替または追加としてオーディオデータに適用され得る。ただし、ビデオデータへの低減されたコーディングレートの適用は、十分であり得、オーディオ品質の劣化を回避し得る。
コード化ビデオデータは、場合によっては、たとえば、多重レイヤにおいて、コード化オーディオデータ、ならびに補助コーディングデータおよびプログラム/制御データと合成され得る。多重化されたデータは、ATSC変調器などの変調器による変調のためにデータのトランスポートストリームを提供する。変調器の様々な構成要素または回路が入力トランスポートデータストリームを適切に変調して、出力被変調データストリームを生成するために、変調器は、入力トランスポートストリームについての固定ビットレート要件を有し得る。通常の動作では、変調器は、必要とされるビットレートにおいてデータストリームを生成するために、トランスポートストリームにヌルパケットを挿入し得る。しかしながら、本開示で説明するいくつかの例では、送信静穏化間隔のアクティブ化に対応するロケーションにおいてヌルパケット(あるいは他の雑データまたは非必須データ)の制御された配置のために、トランスポートストリーム中にスペースが提供され得るように、符号化されたビデオのビットレートを意図的に低減するために、適応ビデオ符号化が適用され得る。
たとえば、アプリケーションレイヤにおいて低減されたビットレートを適用する適応ビデオコーディング(および/または適応オーディオコーディング)プロセスの適用の結果として、トランスポートストリームが低減されたビットレートを有する場合、変調器が、適切な変調器動作のために必要とされるビットレートまたは出力データレートに準拠する入力データストリームを生成することができるように、変調器はトランスポートストリームにヌルバイトを追加し得る。しかしながら、同時に、ビデオ符号化器によって適用される低減されたビットレートは、送信機静穏化間隔に対応する位置における、変調器によるヌルバイトの少なくともいくつかの制御された挿入を可能にするヘッドルームを生成する。
言い換えれば、上記で説明したように、変調器は、スペースを充填するために変調されたデータストリーム中の様々なロケーションにおいてヌルバイトを配置し、それによって有効ビットレートを増加させるように構成され得る。したがって、符号化されたビデオ中のヘッドルームは、変調器によるヌルパケットの挿入のためのスペースを作成する。さらに、変調器は、送信機静穏化間隔が適用されるデータストリーム中のロケーションにおいてヌルバイトの一部を配置するように特別に構成され得る。このようにして、送信機静穏化間隔がパフォーマンスに悪影響を及ぼす可能性が低くなるように、ヌルバイトの少なくともいくつかが送信機静穏化間隔に一致して配置され得る。
いくつかの例では、ヌルバイトは、送信機静穏化間隔の長さ以上である長さを有する時間間隔を占有し得る。低減されたコーディングレートがGOP中の複数のビデオフレームにわたって均等にまたは不均等にのいずれかで配信される場合、各フレームは、トランスポートストリーム中のヌルバイトの挿入のためにスペースを作成し得る。送信機静穏化が毎秒約1回実行されるように、変調器は、毎秒1回のクロック信号パルスなどのクロック信号に応答して送信機静穏化間隔をトリガし得る。このクロックパルスは静穏化トリガパルスと呼ばれることがある。
一例として、トランスポートストリームパケットがデータセグメントに変換され、データセグメントが、フィールド同期と呼ばれることがあるフィールド同期マーカーによって分離されたデータフィールドに分割された場合、変調器は、ヌルバイトの一部分を配置し、たとえば、ATSC実装形態では、それぞれ互いから約24.02ミリ秒(ms)離れている42個のフィールド同期によって測定されるように、送信機静穏化間隔を毎秒約1回トリガすることができる。言い換えれば、静穏化トリガパルスは、42個のフィールド同期のカウントに応答して生成され得る。代替的に、送信機静穏化は、より多いまたはより少ない頻度で、ならびに規則的な周期間隔、不規則な間隔において、あるいは、経時的に変化させられるかまたはユーザ入力、コンテンツタイプまたはチャネル状態に基づく間隔において実行され得る。
適応ビデオ符号化のためのこの例示的な技法では、各フレームが、必要な場合、ヌルバイトの挿入のためのスペースを提供するように、GOP中のフレームのすべてまたは大部分のビットレートを低減することが有利であり得る。GOP中のフレームと、変調器におけるトランスポートストリーム中のパケットとは、場合によっては、容易にまたは直ちに同期または整合されないことがある。すべてのフレームのビットレートを低減することによって、ヌルバイトは、トランスポートストリームに沿った様々なポイントのいずれかにおいて配置され得る。これらのポイントは、様々なフレームのいずれかに対応するデータと一致し得、そのフレームのそれぞれは、変調器によってヌルバイトのためのスペースを提供する。このようにすると、ビデオフレームのうちの1つと、変調器中で処理されたトランスポートストリームパケットまたはセグメントとの間で整合または同期を有することは必要でない。代わりに、変調器によるヌルバイトの挿入のための空きスペースを提供するために、フレームのすべてが、低減されたビットレートにおいて符号化されるので、ヌルバイトは変調器によって任意に配置され得、さらにフレームのうちの1つのための空きスペースと整合し得る。
本手法は、GOP中のフレームのすべてまたは大部分のビットレートの低減に関与し得るが、変調器とビデオ符号化器との間の同期の必要なしにトランスポートストリームに沿った様々なポイントのいずれかにおいてヌルバイトと対応する送信機静穏化間隔とを配置するための、センサによって駆動されるかまたは必要とされるフレキシビリティを変調器に提供する。GOP中のビデオフレームのすべてまたは大部分のビットレートが低減され得るが、いくつかの例では、GOP中の初期Iフレームは、GOP中のPおよびBフレームよりも高いビットレートで優先符号化され得る。したがって、時間的に予測(PまたはB)フレームのすべては、低減されたビットレートで符号化され得、ビットレートの低減は、それらのフレームの各々について同じか、または異なり得る。Iフレームは、符号化ビットレートが低減されるかまたは低減されないことがあるが、Pおよび/またはBフレームよりも多くのビットを割り当てられ得る。
一例として、GOP中の複数のビデオフレームの各々が、理想的に、変調器の通常のビットレート要件をサポートするビットレートXにおいてコード化される場合、適応ビデオコーディングは、変調器によるヌルバイトの挿入のためのスペースまたはヘッドルームを提供するために、代わりにビットレートX−Deltaにおいてビデオフレームをコード化するために適用され得る。Deltaは、各フレームに割り当てられるビットレートから固定の均等な量で減算され得る。代替的に、いくつかのフレームには、ビットレート低減の異なるDelta量が割り当てられるか、または異なる初期Xビットレートレベルを除いて同じDeltaが割り当てられ得る。同じく、いくつかの例では、Iフレームは、GOP中のPまたはBフレームよりも多くのビットレートを割り当てられ得る。また、いくつかの例では、Iフレームから時間的によりリモートであるいくつかのPまたはBフレームは、時間的にIフレームに近いフレームよりも多くのビットを割り当てられ得る。しかしながら、各場合において、GOP中のフレームのビットレートの意図的な低減はヘッドルームまたは「たるみ(slack)」を生じ得、このヘッドルームまたは「たるみ」は、送信機静穏化間隔に一致する制御された方法でデータストリームのビットレートレベルを必要とされるレベルまで増加させるのに必要なヌルバイトの少なくともいくつかを挿入するために変調器によって使用され得る。
同じく、ヌルバイトのための挿入ポイントおよび送信機静穏化間隔は、クロック信号に応答して変調器によって制御された方法で選択され得る。一例では、クロック信号は、1秒にほぼ等しい、42個のフィールド同期のカウントによってトリガされ得る。ビデオストリーム中の各フレームは、低減されたビットレートにおいて符号化され得る。この例では、概して、ビデオ符号化器と変調器との間の協調またはタイミングの必要がないことがある。代わりに、変調器は、マルチプレクサから、変調器のために必要とされるビットレートをサポートするのに必要なビットレートよりも小さいビットレートを有するトランスポートストリームを受信する。次いで、変調器は、この低減されたビットレートトランスポートストリームを提示されたとき、概して、ビデオ符号化器の動作とは独立にヌルバイトを挿入し得、送信機静穏化間隔をサポートするためのヌルバイトの組込みのための単純なソリューションを提供する。
変調器は、スペースを充填するために様々なポイントにおいてヌルバイトを挿入し得るが、ヌルバイトの少なくとも一部分を備えるセグメントが、送信機静穏化間隔に対応する位置においてインテリジェントに配置され得る。ヌルバイトの長さは、送信機静穏化間隔の長さよりもわずかに大きくなり得る。送信機がトランスポートストリーム中の規則的または不規則な間隔中に静穏化させられるように、変調器はそのような間隔においてヌルバイトを挿入し得る。特に、変調された出力データストリーム中のヌルバイトの存在下で、送信機はオフにされ、送信機静穏化間隔を提供し得る。スペクトルセンシングは、ヌルバイトによって提供される送信機静穏化間隔の一部または全部において実行され得る。このようにして、変調器は、ヌルデータがあるデータストリーム中のポイントにおいて送信機を静穏化させることができ、その結果、データの誤りおよび損失の減少が生じ得る。
送信機静穏化間隔を形成するヌルバイトセグメントの長さは、有効スペクトルセンシングにとって十分に長いが、受信機が同期外れを起こさないように十分に短くなるように選択され得る。GOPは、通常長さが約1秒であり得、30フレームを含み得る。GOP中の複数のフレームにわたってビットレート低減を配信することによって、トランスポートストリームにヌルバイトを追加するためのいくつかの異なる機会があり得る。しかしながら、変調器は、たとえば、GOPを含むトランスポートストリームのために、スペクトルセンシングに適した長さの送信機静穏化間隔をサポートするのに十分なヌルバイトセグメントを形成するためにヌルバイトの少なくともいくつかを一緒にグループ化するように構成され得る。このようにして、ヌルバイトセグメントは、GOPごとに約1回トランスポートストリーム中に挿入され得、これは、たとえば、上記で説明したように、42個のフィールド同期信号ごとに生成される静穏化トリガパルス(または42個のフィールド同期信号ごとに1回のファクタ)に応答して、毎秒約1回に対応し得る。得られたトランスポートストリームは、より高い有効ビットレートを提示し、次いで、必要とされるビットレートで出力被変調データストリームを生成するように変調され得る。
送信機静穏化間隔の長さは、いくつかの例では、たとえば、受信機による同期外れ、またはPCR(プログラムクロックリファレンス)制約の違反を防止するために、長さがせいぜい約10ミリ秒であり得る。また、いくつかの例では、たとえば、確実なスペクトルセンシングが実行されるのに十分な時間を提供するために、送信機静穏化間隔の長さが約6ミリ秒以上であることが望ましいことがある。約6〜10ミリ秒間の送信機静穏化(すなわち、「ブランキング」)をサポートするために、変調器に関連するインターリーバをフラッシュするために十分な数の立上りヌルバイト、たとえば、4ミリ秒のヌルバイトと、送信機静穏化のための後続の約6〜10ミリ秒のヌルバイトを配置することが望ましいことがある。異なる変調方法がコンテンツの送信のために使用される場合、静穏化持続時間および周波数は変動し得る。
いくつかの例では、ヌルバイトの立上りセグメントに加えて、送信機静穏化間隔後に、ヌルバイトの立下りセグメント、たとえば、長さ4ミリ秒、8ミリ秒または12ミリ秒を挿入することが望ましいことがあるが、これが必要でないことがある。トランスポートストリームからのデータは、送信機静穏化間隔後にデータの回復を可能にするために、送信機静穏化間隔のためのヌルバイトの挿入の直前にバッファされ得る。いくつかの例では、送信機静穏化間隔より前のヌルバイトの挿入とバッファからのデータの回復との間の時間の長さは、データのプログラムクロックリファレンス(PCR)許容差が違反されないように十分に短くなるべきである。
適応ビデオコーディングの上記の例では、変調器が、送信機静穏化間隔に適応するために様々なロケーションのいずれかにおいてヌルバイトを導入することを可能にするために、ビデオ符号化器は、GOP中のフレームのすべてまたは大部分に、低減されたビットレートを意図的に適用するように構成され得る。この意味で、ビデオ符号化器は、変調器データストリーム中の送信機静穏化間隔に適応するためにトランスポートストリームに空きスペースを間接的に提供するように構成される。変調器は、上記の例ではヌルバイトの作成をビデオ符号化器と必ずしも調整しないが、そうではなく、ビデオ符号化器によって生成される低減されたビットレートビデオコーディングストリームから生じる低減されたビットレートトランスポートストリームに反応し、送信機静穏化間隔のためにヌルバイトをインテリジェントに配置するための周期的な送信静穏化パルスに反応する。この例では、変調器に関連するマルチプレクサ(たとえば、物理レイヤマルチプレクサ)は、物理トランスポートレイヤビットストリームに非必須データ(たとえば、ヌルデータまたは冗長データなどの雑データ)を追加するために使用され得る。
別の例では、ビデオ符号化器は、コード化ビデオビットストリーム中のターゲットロケーションにおいて空きスペースをより直接的に提供されるように構成され得る。特に、ビデオ符号化器は、GOP中のフレームのすべてまたは大部分の代わりに、GOP中の1つのフレームまたは少数のフレームに低減されたビットレートを割り当て得る。変調器およびビデオ符号化器が比較的同期されない適応ビデオ符号化の第1の例とは対照的に、この第2の例では、変調器が、トランスポートストリーム中で、ビデオ符号化器によって作成される空きスペースに対応する特定の1つまたは複数のロケーションにおいて、ヌルバイトのセグメントを挿入するように、変調器およびビデオ符号化器は、たとえば、静穏化トリガパルスによって同期され得る。この場合、フレームのすべてまたは大部分の代わりに、GOP中の1つまたは数個のフレームが、低減されたビットレートにおいて選択的にコード化され得る。
たとえば、GOP中の選択されたフレームが、他のフレームと比較して、ビットレート低減のすべてまたは実質的部分を受信するように、ビデオ符号化器は、そのGOPのためのコーディングビットを選択的に割り当てるように構成され得る。この場合、ビデオ符号化器と変調器との間の同期を用いて、変調器のみではなく、ビデオ符号化器は、変調器によるヌルバイトの挿入のための位置をアクティブに選択し得る。ヌルバイトは、選択されたビデオフレームに適用される低減されたビットレートによって作成される空きスペース中に挿入され得る。一例として、GOP中の最後のフレームは、GOP中の他のフレームと比較して低減されたビットレートを用いてコード化され得、低減されたビットレートは、送信静穏化間隔の適用をサポートするために、ヌルバイトの挿入のための最後のフレーム中のスペースを作成する。いくつかの例では、最後のフレームが次のGOP中の次のIフレームに先行し得るように、最後のフレームを選択することが望ましいことがある。この例では、符号化器に関連するマルチプレクサ(たとえば、アプリケーションレイヤマルチプレクサ)は、アプリケーションレイヤビットストリームに非必須データ(たとえば、ヌルデータまたは冗長データ)を追加するために使用され得る。同じく、これは、アプリケーションレイヤ中の非必須データが、送信機ブランキングが行われるとき、静穏化間隔に対応するために物理レイヤ中に適切に整合されるように、いくつかの同期を必要とし得る。
概して、この第2の適応ビデオ符号化技法の場合、アプリケーションレイヤマルチプレクサが、トランスポートストリームに意図的に導入されたヘッドルームを補償するために必ずしもフレームの多くにヌルバイトを挿入する必要がないように、GOP中のフレームの多くは、低減されたビットレートではなく通常のビットレートにおいてコード化され得る。そうではなく、GOP中の最後のフレームなど、選択されたフレームの低減されたビットレートコーディングの結果として、空きスペースが存在し得る。次いで、アプリケーションレイヤマルチプレクサは、トランスポートストリームを作成する際にヌルバイトを挿入し得、選択されたビデオフレーム中の空きスペースに対応する位置においてヌルバイトを挿入し得、それによって、ヌルバイトによってデータストリーム中に作成される空きスペースに一致する送信機静穏化間隔、またはその空きスペースのエリア内の送信機静穏化間隔の配置をサポートする。
この第2の例では、フレームレベルレート制御は、GOPなどのレート制御ユニット中の様々なフレームに選択的にコーディングビットレートを割り当てるために使用され得る。たとえば、GOPのためのビットバジェットは、少なくとも1つの選択されたフレームが低減されたビットレートフレームになるという知識を用いて、GOP中の一連のフレームにわたって割り当てられ得る。低減されたビットレートフレームは、低減されたビットレートにおいてビデオデータを搬送し、空のデータのためのスペースを提供する短いフレームであり得る。ビデオ符号化器は、低減されたビットレートを割り当てるために、フレームにより高い量子化レベルを割り当て得る。ビデオコーディングのために所与のフレームに割り当てられたビットレートは、フレーム中に含まれるべきヌルデータの量だけほぼ低減され得る。
上記で説明した第1の適応ビデオ符号化技法と、この第2の適応ビデオ符号化技法とのために適用されるレート制御技法は、チャネル状態、ビデオテクスチャ、動き、サービス品質、あるいは他のチャネルまたはビデオ特性に基づいて、GOPまたは個々のフレームに割り当てられるビットレートを制御する他のレート制御技法に関連して動作し得る。ヌルデータの量は、送信静穏化間隔に実質的に対応し得るスペクトルセンシング間隔に応じて選択され得る。このようにして、ビデオ符号化器は、事実上、チャネル損失の既知の事例、すなわち、送信機がオフにされ、スペクトルがチャネル可用性を判断するためにセンシングされる送信ブランキング間隔のために計画された送信チャネル停止に適応するために、パケット整形(packet shaping)を適用するように構成され得る。
第1の例示的な技法では、同期がない場合、送信機静穏化間隔に対応する所望のロケーションにおいて配置されたヌルバイトを含む、ヌルバイトをインテリジェントに追加することによって、変調器は、マルチプレクサからのトランスポートストリーム中で、ビデオ符号化器によって生成された低減されたビットレートに反応する。第2の例示的な技法では、ビデオ符号化と変調との間に同期を含み、ビデオ符号化器は、送信機静穏化間隔に対応するトランスポートストリーム中の所望のロケーションにおいて、アプリケーションレイヤマルチプレクサによって配置されるべきヌルバイトに選択的に空きスペースを提供するように、インテリジェントにフレームを符号化する。
場合によっては、低減されたビットレートは、第1の同期されない例または第2の同期された例による適応コーディングを使用して、オーディオデータに加えて、またはその代替としてビデオデータに適用され得る。アプリケーションレイヤマルチプレクサが非必須データを挿入するために使用される場合、マルチプレクサからのトランスポートストリームは、利用可能なビットレート全体を使用し得るが、物理レイヤマルチプレクサが使用される場合、アプリケーションレイヤマルチプレクサの出力は、ビデオおよび/またはオーディオ符号化器からの空きスペースを含み得、変調器に関連するマルチプレクサによってデータストリーム中のヌルバイトの挿入のためにスペースを提供する。次いで、変調器はデータストリームを変調して、RF送信機を駆動する。
ビデオ符号化器と変調器との間の同期は、上記で説明した静穏化トリガパルスなどの共通クロック信号に基づき得る。たとえば、クロック信号は、GOP境界を変調器データストリーム中のフィールド同期と整合させるために使用され得る。静穏化トリガパルスを形成するために使用されるクロック信号は、変調されたトランスポートストリーム中のフィールド同期信号から導出された毎秒約1回のパルスであり得る。上記で説明したように、ヌルバイトのセグメントを挿入し、送信機静穏化間隔をアクティブにするように変調器をトリガし、変調されたトランスポートストリームに対してGOPを整合するために、クロックパルスが42個のフィールド同期ごとに生成され得る。たとえば、符号化されたビデオおよびオーディオがトランスポートストリーム中で合成され、変調器のためのデータストリームに変換されるとき、GOP中の最後のフレームがトリガ間隔に実質的に一致して生じるように、ビデオ符号化器は、各GOPを送信機静穏化間隔と整合させ得る。いくつかの例では、最後のフレーム中の空きスペースを、送信機静穏化間隔のために変調器によって挿入されるべきヌルバイトと同期させるために、GOP境界からの時間オフセットが使用され得る。
GOPは1秒のビデオコンテンツに対応し、42個のフィールド同期は約1秒のビデオコンテンツに対応する。フィールド同期間の各データフィールドが実際は24.02ミリ秒であるので、フィールド同期信号への依拠が、1秒の長さのGOPに対して経時的にドリフトを生じ得る。特に、経時的に、トランスポートストリーム中のフィールド同期は、GOP境界とともに正確に整列しないことがある。しかしながら、GOPは、毎秒1回の静穏化トリガパルスに1秒のGOPを再較正するために、必要な場合、周期的にまたは機会的に再編成され得る。フィールド同期ベースの静穏化トリガパルスにGOPを整合させることによって、GOP中の最後のフレームなどの選択された符号化されたビデオフレーム中の空きスペースは、変調器によって挿入されるヌルバイトと送信機静穏化間隔とに整合され得る。
送信機静穏化間隔をサポートするための適応ビデオコーディングの第3の例では、符号化されたオーディオ補助データおよびPSIPデータと多重化されるときに、変調器動作に必要なビットレートを近似するのに十分なトランスポートストリームを生成するのに必要なビットレートにより厳密に一致されるビットレートにおいて、ビデオ符号化器がフレームを符号化するように、ビデオ符号化器および変調器が設計され得る。この例では、変調器によるヌルバイトの同期されない配置をサポートするためにGOP中のフレームのすべてまたは大部分のビットレートを低減する代わりに、また、変調器によるヌルバイトの配置をサポートするためにビデオコーディングを変調と同期させる代わりに、ビデオ符号化器は、符号化されたビデオデータビットストリーム中のヌルバイトを符号化し得る。この場合、ビデオ符号化器および変調器は、たとえば、上記で説明したように、フィールド同期から生成される静穏化トリガパルスを使用して、依然として同期され得る。しかしながら、適応ビデオコーディングのこの第3の例では、ビデオ符号化器は、符号化器におけるマルチプレクサまたは変調器におけるマルチプレクサを介してヌルバイトを挿入する代わりに、ヌルバイトを符号化することによって直接ヌルバイトを挿入する。この場合、送信機静穏化間隔に一致する時間において、変調器は、トランスポートストリームからヌルバイトのセグメントを受信し、他のトランスポートストリームデータのようにそれらを単に変調し、それによってヌルバイトのセグメント内に送信機静穏化間隔を生成する。したがって、ヌルデータが送信機によって受信され、データがヌルになってから送信機が静穏化し得る限り、符号化されたデータは本質的に送信機静穏化を駆動する。
図17は、本開示で説明する様々な適応ビデオ符号化技法の適用に好適であり得るマルチメディア通信システム190を示すブロック図である。図17のシステム190について、ATSC規格を参照しながら説明する。ただし、本開示で説明する技法は、他の規格に適用され得る。ATSCシステムは、連続送信のために設計され得る。ATSCは、DTVブロードキャストアプリケーションのための十分に確立されたアーキテクチャおよび設計フレームワークスイートを表す。図17に示すように、システム190は、代替的にビデオ符号化器と呼ばれることがある、ビデオソースコーディングおよび圧縮ユニット194(「ビデオソースコーディングおよび圧縮194」)を含むビデオサブシステム192を含み得る。システム190は、代替的にオーディオ符号化器と呼ばれることがある、オーディオソースコーディングおよび圧縮ユニット198(「オーディオソースコーディングおよび圧縮198」)を含むオーディオサブシステム196をも含み得る。ビデオサブシステム192およびオーディオサブシステム196は、限定はしないが、ITU−T H.264などの他のタイプのコーディングプロセスに関する例として説明されるMPEG−2コーディングプロセスをサポートするように構成され得る。ビデオサブシステム192およびオーディオサブシステム196は、それぞれ、サービス多重およびトランスポートサブシステム206(「サービス多重およびトランスポート204」)への配信のために、符号化されたビデオデータ200とオーディオデータ202と生成する。
図17にさらに示すように、サービス多重およびトランスポートサブシステム204は、サービス多重ユニット206(「サービス多重206」)とトランスポートユニット207(「トランスポート207」)とを含み得る。サービス多重ユニット206は、多重化されたデータ211を生成するために、コード化ビデオデータ200およびコード化オーディオデータ202を補助データ208およびプログラム/制御データ210(たとえば、PSIPデータ)と多重化する。トランスポートユニット207は、多重化されたデータ211を受信し、一例として、MPEG−2トランスポートストリームを表し得るトランスポートストリーム212を生成する。MPEG−2トランスポートストリーム(TS)は、オーディオ、ビデオおよび他のデータを多重化するための通信プロトコルによって定義される。トランスポートストリームは、パケット化されたエレメンタリーストリーム(PES)と他のデータとをカプセル化する。本開示の他の場所で説明したように、MPEG−2TSは、MPEG−2、Part1、Systems(ISO/IEC規格13818−1)において定義されている。図17をさらに参照すると、システム190は、無線周波数(RF)/送信サブシステム214(「RF/送信サブシステム214」)をさらに含み得、無線周波数(RF)/送信サブシステム214は、アンテナに結合された送信機を駆動するための出力信号220を生成するために、多重化されたトランスポートストリーム212をそれぞれコーディングし、変調する、チャネルコーディングユニット216(「チャネルコーディング216」)と変調ユニット(「変調218」)とを含み得る。テレビジョン222または他のデバイスなどの受信機は、RF/送信サブシステム214によって送信された信号を受信し、オーディオおよびビデオデータを再生するための信号を復号し、オーディオおよびビデオ出力デバイス上でオーディオおよびビデオデータを提示する能力がある。ATSCシステムの構造および動作は、たとえば、図17に表され、本開示の他の場所で説明されるように、一般にFCCによって採用されているATSC DTV規格(A/53)に準拠し得る。ATSC DTV規格は、ATSCアーキテクチャのためのシステム、PHY、サービスMUXおよびトランスポート、ビデオおよびオーディオレイヤを定義している。ATSC DTV規格A/53は、その全体が参照により本開示に組み込まれる。
ATSCまたは他のアーキテクチャ、システムでは、ビデオおよびオーディオは、符号化器への信号入力から復号器からの信号出力までのエンドツーエンド遅延が概して一定であるタイミングモデルを有する。この遅延は、符号化、符号化器バッファリング、多重化、通信または記憶、多重分離、復号器バッファリング、復号、および提示の遅延の合計である。このタイミングモデルの一部として、ビデオピクチャおよびオーディオサンプルが正確に1回提示される。複数のエレメンタリーストリームの間の同期は、トランスポートストリーム中の提示タイムスタンプ(PTS)を用いて達成される。タイムスタンプは、一般に90kHzの単位であるが、システムクロックリファレンス(SCR)、プログラムクロックリファレンス(PCR)およびオプションのエレメンタリーストリームクロックリファレンス(ESCR)は、27MHzの解像度をもつ拡張を有する。
図18は、ATSCアーキテクチャを有する例示的なマルチメディア通信システム224におけるタイミングを示すブロック図である。図18に示すように、分周器ネットワーク226は、27MHzクロック信号227(「f27MHz228」)を受信し、それを分割して、アナログビデオ信号234(「ビデオIn234」)とアナログオーディオ信号236(「オーディオIn236」)とを対応するデジタル信号238、240に変換するために提供されるアナログデジタル(A/D)変換器232A、232B(「A/D232A」および「AD232B」)への印加のために、ビデオクロック信号228(図18中に提示される以下の式:nv/mv *27MHzに従って導出される「fv228」)と、オーディオクロック信号230(図18の例で示すように、以下の式na/ma *27MHzに従って導出される「fa230」)とを生成する。プログラムクロックリファレンス(PCR)ユニット242(「プログラムクロックリファレンス242」)は、27MHzクロック信号227を受信し、適応ヘッダ符号化器ユニット248(「適応ヘッダ符号化器248」)に提供されるprogram_clock_reference_baseクロック信号244(「program_clock_reference_base244」)とprogram_clock_reference_extensionクロック信号246(「program_clock_reference_extension246」)とを生成する。これらの信号244、246は、まとめて「PCR」と呼ばれることがある。場合によっては、信号244、246のいずれか一方が「PCR」と呼ばれることがある。どちらの信号244、246がPCRを形成するかにかかわらず、PCRは符号化器中のシステムタイムクロックのサンプルを提供する周期的に送信された値を表す。PCRは、トランスポートストリームからパケットを多重分離し、オーディオとビデオとを適切に同期させるために使用され得る。
ビデオ符号化器250およびオーディオ符号化器252は、それぞれ、PCRベースクロック信号、すなわち、この例ではprogram_clock_reference_baseクロック信号244と、デジタルビデオ信号238と、デジタルオーディオ信号240とを受信する。図18にさらに示すように、ビデオ符号化器250およびオーディオ符号化器252は、それぞれ、トランスポート符号化器258、たとえば、MPEG−2TS符号化器に適用される符号化されたビデオデータ254とオーディオデータ256とを生成する。トランスポート符号化器258は、適応ヘッダ符号化ユニット248の出力260ならびにビデオおよびオーディオ符号化器の出力(すなわち、図18の例では符号化されたビデオデータ254および符号化されたオーディオデータ256)を受信し、周波数fTPにおいて、多重化されたトランスポートストリーム262を生成する。したがって、トランスポート符号化器258は、符号化されたビデオデータ254および符号化されたオーディオデータ256、ならびに図18の例では適応ヘッダ符号化器248からの図18の例では出力260と呼ばれる補助データおよびプログラム/制御データ(たとえば、PSIPデータ)を合成する多重(MUX)ユニットを含み得る。前方誤り訂正(FEC)および同期(Sync)挿入ユニット264(「FECおよび同期挿入264」)はFECデータを適用し、トランスポートストリーム262中に同期マーカーを挿入し、周波数fsymにおいて出力シンボルストリーム266を生成する。残留側波帯(VSB)変調器268(「VSB変調器268」)は、FECおよび同期化ユニット264によって変更されるトランスポート符号化器の出力を受信し、変調信号のワイヤレス送信のためのRF送信機およびアンテナを駆動するために、RF出力信号270(「RF Out270」)を生成する。
図19は、ATSCアーキテクチャを有する例示的なマルチメディア通信システム301におけるデータフローを示すブロック図である。マルチメディア通信システム301は符号化ユニットと呼ばれることがあり、符号化ユニットは、図20に示し、以下で説明する変調器ユニットなどの変調器ユニットに、符号化された出力を提供する。図19および図20はATSCの例にすぎず、他の場合、使用されるブロードキャストフォーマットまたは規格に応じて、ビットレート、データレート、同期期間、および他の特徴が異なり得る。図19の例では、ソースビデオおよびオーディオデータ280、すなわち、この例では、HDMI、DP、またはVGAデータ280(「HDMI/DP/VGA280」)は、必要な場合、デジタルフォーマット変換器およびスケーラユニット282(「デジタルフォーマット変換器およびスケーラ282」)によってフォーマットおよびスケーリングされる。デジタルフォーマット変換器およびスケーラユニット282は、ビデオデータ284(たとえば、1.493Gbps)と、オーディオデータ286(たとえば、9.6Mbps)と、補助データ288とを生成する。この例では、MPEG−2符号化器290が、ビデオデータ284を符号化して、12〜18Mbpsで符号化された高精細度(HD)符号化ビデオデータ、または1〜6Mbpsの標準精細度(SD)符号化ビデオデータを表し得る、符号化されたビデオデータ292を生成する。AC−3符号化器294は、オーディオデータ286を符号化して、32〜640kbpsで符号化されたオーディオデータ296を生成する。テーブルおよびセクション生成器298は、補助データ288を処理して、トランスポートストリーム中に組み込むための処理された補助データ300を生成する。例のためにMPEG−2およびAC−3符号化について説明したが、他のビデオおよび/またはオーディオ符号化技法が使用され得る。図19にさらに示すように、プログラム情報304を処理して、トランスポートストリーム中に組み込むための処理されたプログラム情報306を生成するために、プログラムおよびシステム情報プロトコル(PSIP)生成器302(「PSIP生成器302」)が提供され得る。それぞれのパケット化されたエレメンタリーストリーム/トランスポートストリーム(PES/TS)パケット生成器308A〜308D(「PES/TSパケット生成器308」)は、着信する符号化されたビデオデータ292と、符号化されたオーディオデータ296と、処理された補助データ300と、処理されたプログラム情報306とを処理して、個々のトランスポートパケット310A〜310D(「トランスポートパケット310」)を生成する。トランスポートストリームマルチプレクサ(TS MUX)ユニット312(「TS/MUX312」)は、PES/TXパケット発生器308からのトランスポートパケット310を多重化して、ATSC変調器の構成要素によって使用されるデータレートである19.39Mbpsのレートでトランスポートストリーム(TS)パケット310を含むトランスポートストリーム314を生成する。TX MUXユニット312はまた、TX MUXユニット312がトランスポートストリーム314を形成するTSパケット310に挿入するかまたはインターリーブする、ヌルデータまたは冗長データを表し得る非必須データ316を受信する。
図20は、図19のTS MUXユニット312の出力、すなわち、この例では、トランスポートストリーム314を形成するTSパケット310を受信するATSC変調器320内のデータフローをさらに示すブロック図である。ATSC変調器320はまた、より一般的には変調器ユニットと呼ばれることがあり、本明細書で説明する技法は、多くの異なるワイヤレスコンテキスト中で使用され得、ATSCコンテキストでの使用に限定されない。図20に示すように、ATSC変調器320は、19.39Mbpsでトランスポートストリーム(TS)パケット310を受信するデータランダマイザ322と、ランダム化されたデータ326を受信し、リードソロモン符号化を前方誤り訂正(FEC)に適用するリードソロモン(RS)符号化器324(「RS符号化器324」)と、リードソロモン符号化器324から出力されたデータ330にデータインターリービングを適用して、インターリーブされたデータブロック332(「インターリーブされたデータ332」とも呼ばれ得る)を生成するデータインターリーバ328とを含み得る。インターリーブされたデータ332は、トレリス符号化器334に適用され、トレリス符号化器334は出力データ335を生成し、次いで、物理レイヤマルチプレクサ340(「MUX340」)によって、出力データ335がセグメント同期マーカー336およびフィールド同期マーカー338と合成されて、32.28Mbpsで変調された出力ストリーム342を生成する。マルチプレクサ340はまた、変調された出力ストリーム310を形成するために、マルチプレクサ340が出力データ335、セグメント同期マーカー336およびフィールド同期338に挿入するかまたはインターリーブするヌルデータまたは冗長データを表し得る、非必須データ343を受信する。パイロット挿入モジュール344は、変調された出力ストリーム342にパイロット挿入を実行して、変更された変調された出力ストリーム346を生成する。パイロット挿入に続いて、8SVSB変調器348は、43.04Mbpsでシンボルストリーム350を生成する。一般に、8SVSB変調器348は、データレートが変調器の19.39Mbpsデータレート要件に一致することを確実にするために、データストリームにヌルパケットを追加する。変調器348は、データストリームを188バイト長のパケットに分割する。場合によっては、リードソロモンRSコーディングのために追加の20バイトが各セグメントに加えられる。
図21は、ATSCデータレートを示すタイミング図である。図21の例に示されるように、符号化されたビデオデータ360が、図21の例では文字「N」によって示されるピクチャグループ(GOP)362Aに構成され、19.4Mbps以下のあるレートで符号化されるが、一般に最大レート19.2Mbpsを条件とする。Nは第1のGOPを示し、N+1は次のGOP362Bを示す。GOP中の第1のフレームは通常Iフレームであり、その後に、PまたはBフレームの連続が続く。GOP362A、362Bを含む各GOP(「GOP362」)は、複数のフレームを備え、たとえば、GOP362Aは、ビデオフレーム364F1−364F2(「ビデオフレーム364」)を備え、また、コーディングビットバジェットが各GOPに割り当てられ得、その場合、ビットバジェットの部分がGOP中のフレーム364などのフレームの間で分配され得るという点で、レート制御ユニットと考えられ得る。MPEG−2実装形態では、30フレーム毎秒(fps)で、GOPは30フレームを有し得る。したがって、各GOPは約1秒のビデオコンテンツに対応し、各フレームは約33ミリ秒のビデオコンテンツに対応する。オーディオデータ366は、448Kbps以下のあるレートで符号化され、一般に192Kbpsで符号化される。図21の例では、オーディオフレームレートは23または24フレーム毎秒であると仮定される。オーディオフレーム368F1−368Fm+2(「オーディオフレーム368」)は、ビデオフレーム364からのデータと多重化されて、通常19.4Mbpsの一定のレートで、MPEG−2トランスポートストリーム(TS)370を生成する。各多重ユニットは一般に33ms長であり、図21の例では、多重ユニットは、33msごとに分離される垂直線として示されている。MUX動作は、パケットエレメンタリーストリーム/トランスポートストリーム(PES/TS)カプセル化をさらに含み得る。図21にさらに示すように、提示タイムスタンプ(PTS)をもつPESヘッダ372が、TSマルチプレクサに提示される各コード化オーディオ/ビデオフレームに付加され得る。次いで、TSマルチプレクサは、トランスポートストリームヘッダ374A〜374Dを付加して、コード化オーディオ/ビデオフレームをTSパケットに分割する。図21の例では、オーディオフレームレートは約23または24フレーム毎秒であり得るが、本開示と矛盾しない他のフレームレートが使用され得る。多重化におけるPES/TSカプセル化。
図22は、適応ビデオ符号化を使用した送信機静穏化の一例を示すタイミング図である。図22は、アプリケーションレイヤMUX(たとえば、符号化器に関連するMUX)が、符号化され多重化されたトランスポートビットストリームに非必須データを導入するシナリオに一致し得る。図22は、スペクトルセンシング動作中に送信機をブランキングまたは静穏化するための、18.8Mbpsでのビデオ符号化、192Kbpsでのオーディオ符号化、19.4MbpsでのMPEG−2 TS、32.28Mbpsのシンボルレート(Symレート)での変調、および毎秒8ミリ秒のON/OFFデューティサイクルでの送信機(TX)の選択的非活動化のためのタイミングを示す。概して、図22は、上記で説明した第2の適応ビデオ符号化技法の適用に対応し得、TX MUX312が、低減ビットレート符号化ビデオフレーム中に作成された空きスペース内に送信機静穏化間隔のためのヌルバイト372を挿入し得るように、図20の例に示すATSC変調器320などの変調器と、図18の例に示すビデオ符号化器250などのビデオ符号化器とが同期させられ得る。図22の例では、この例ではGOP362A’中の最後のフレームであるフレーム364’F30の符号化に低減ビットレートを適用するために、適応ビデオ符号化が適用される。低減ビットレートは、最後のフレーム以外の選択されたフレームに適用され得る。
GOP362A’は、ビデオが30フレーム毎秒でコード化される実装形態の場合、図22の例ではフレーム364’F1−364’F30(「フレーム364」)として示される30個のフレームF’1〜F’30を含む。フレーム364’は、図21の例に示したフレーム364とフォーマットおよび構造が同様であるが、コンテンツまたは他の側面が異なることがある。他の実装形態では、より高い(たとえば、60もしくは120fps)またはより低い(たとえば、15fps)フレームレートが提供され得る。いくつかの例では、GOP362A’境界に最も近いので、最後のフレーム364’F30を使用することが望ましいことがある。次のGOP362B’では、Iフレームは、既存のシーンをリフレッシュするか、またはシーン変更を提示する。したがって、低減コーディングビットレートを用いて最後のフレーム364’F30を符号化する影響は、他のフレーム364’の影響ほど著しくないことがある。ただし、低減ビットレート符号化のために、他のフレーム364’が選択され得る。
上記で説明したように、低減ビットレート符号化のためにGOP中の最後のフレームまたは他のレート制御ユニットを選択することが望ましいことがある。いくつかの例では、そのフレームは、理想的には、シーン変更境界にあり得る。TS MUX312によるヌルバイト372などのヌルバイトの挿入のために空きスペースを提供するために低減ビットレートが必要とされるので、選択されたフレームは比較的低い品質を有し得るが、低品質フレームが1つだけあっても、人間の閲覧者には目立たないであろう。特に、人間の時間的知覚を考慮に入れると、閲覧者は、時間的に隣接したフレームの存在下での選択されたフレームの品質の低下を容易に見分け得ない。
しかしながら、人間の空間的知覚はより鋭い傾向がある。したがって、人間の閲覧者が低減ビットレートフレーム中のブロッキネスなどの空間アーティファクトを知覚することが可能である。このために、空間品質が大幅に劣化する場合、低減ビットレートでの符号化の代わりに、異なるモードを用いて選択されたフレームを符号化することが望ましいことがある。送信機静穏化間隔をサポートするためにヌルバイトの空きスペースを提供することに関して、その結果は同じあり得る。ただし、空間ひずみがしきい値を超えるとき、異なるコーディングモードが選択的にアクティブにされ得る。
大幅なブロッキネスまたは他の空間ひずみがある場合、たとえば、ビデオ符号化器250は、フレームを符号化する代わりに、選択されたフレームに様々な代替コーディングモードのいずれかを適用し得る。代替コーディングモードまたは技法の例は、選択されたフレームを大きいフレームであると宣言すること、フレームをドロップすること、フレームをスキップされたフレームに指定すること、またはフレーム中の選択されたマクロブロックを復号することについてスキップモードを追加することを含み得る。各場合において、復号器は、選択されたフレームの代わりにフレームを生成するために、フレーム繰り返し、フレームレートアップコンバージョン(FRUC)、または他のフレーム置換技法を適用し得る。代替的に、選択されたフレームが符号化されている場合、低品質の場合でも、復号器は単にそのフレームを復号し得る。
ビットレートがGOP362A’に割り当てられれば、ビデオ符号化器は、ビットレートの部分をGOP362A’中のフレーム364’に選択的に割り当て、GOP362A’中のフレーム364’にフレームレベルレート制御を適用し得る。ビデオ符号化器250は、最後のフレーム364’F30などの1つの選択されたフレームを除いて、フレーム364’の間でコーディングビットレートの量を比較的一様に割り当て得る。別の例外は、GOP362A’中のPフレームに対するIフレームへの追加のビットの割当てであり得る。代替的に、様々なビットレート割当て方式のいずれかに従って、異なるビットレートがGOP362A’中のフレーム364’に割り当てられ得るが、フレーム364’のうちの選択された1つのフレームは、場合によってはフレーム364’のうちの選択された1つに割り当てられ得るビットレートを無効にする低減ビットレートを用いて選択的に符号化され得る。
一例として、ビデオ符号化器250は、フレーム364’F1などのGOP362A’の最初にあるIフレームにXビットを割り当て、選択されたフレームを除くGOP362A’中のフレーム364’のPまたはBフレームの各々にそれぞれYビットを割り当て、選択されたフレーム(たとえば、最後のフレーム364’F30)にZビットを割り当てる。なお、YはXよりも小さく、ZはYよりも小さく、Zは、送信機静穏化間隔の適用をサポートするためにヌルバイト372を挿入するための選択されたフレーム364’F30中に空きスペースを提供するように選択される。他の例では、同じ固定量のビットをGOP362A’中のフレーム364’のPまたはBフレームに適用する代わりに、ビデオ符号化器は、たとえば、テクスチャ、複雑さ、モーション、チャネル状態などに基づいて、異なる量のビットを割り当てるために、上述のように、様々なフレームレベルレート制御方式のいずれかを適用し得る。
ただし、各場合において、TS MUX312(または別のアプリケーションレイヤMUX)によるトランスポートストリーム370中へのヌルバイト372の挿入のための空きスペースを提供するために、フレーム364’の少なくとも1つが、フレーム364’の他のフレームに対して低減ビットレートを有するように選択され得る。この場合も、フレーム364’のうちの選択される1つは、GOP362A’中の最後のフレーム364’F30、またはGOP362A’中のフレーム364’のうちの他の何らかのフレームであり得る。他の例では、送信機静穏化間隔の適用をサポートするためにヌルバイト372の挿入のための累積スペース量を提供するために、GOP362A’中のフレーム364’のうちの複数のフレームが低減コーディングレートを有し得る。また、スペクトルセンシングが毎秒1回よりも多く実行されることが望ましい場合、ヌルバイト372のための空きスペースを提供するために、GOP362A’中のフレーム364’のうちの複数のフレームが、低減ビットレートで符号化され得る。多くの場合、毎秒1つの送信機静穏化間隔のみが必要とされるように、毎秒1回のスペクトルセンシング動作で十分であり得る。いくつかの例では、スペクトルセンシングは、毎秒ではなく、むしろ、n秒間隔で実行され得る。なお、nは、適用可能な規定によって必要とされる、少なくとも毎分1回のスペクトルセンシングを可能にするために一般に60未満の所定の数である。
図22をさらに参照すると、図22の例では、374A〜374Tを表示するSymレートストリーム中の矢印は、たとえば、RS、インターリーバ、およびチャネルコーディング動作を用いる、変調器のためのデータストリーム中のデータフィールドのフィールド同期374A〜374T(「フィールド同期374」)を示す。個々のフィールド同期374を表示する文字の使用は、フィールド同期374の実際の数を示すものではない。すなわち、フィールド同期374Qが第17のフィールド同期を示さないのと同じように、フィールド同期374Eは、必ずしも第5のフィールド同期を示すものではない。むしろ、1つの要素を別の要素と区別し得るように、文字は、概して、本開示全体にわたって使用される。したがって、コンテキストがそのような構成が適切であると示すのでなければ、個々の要素を表示する文字の使用は、他の同様に標示された要素に対する位置またはロケーションを示すと解釈すべきではない。異なる例では、ブランキング間隔に、より大きいまたはより小さい期間が使用され得る。
いずれの場合も、フレーム364’F30の後に(図22の例では×印の領域によって示される)空きスペース376が続き、空きスペース376は、多重化されたMPEG−2 TS370に伝搬し、ヌルTSパケット372の導入のための空間を提供する。特に、変調器320とビデオ符号化器250とは、上記で説明したように、静穏化トリガパルス378および任意の必要なオフセットを用いて同期され得る。TX MUX312(または図18中のトランスポート符号化器258)は、ヌルTSパケット372(「Null TS Pkts372」)をTSデータストリーム370に挿入することによって、静穏化トリガパルス378に応答し得る。ヌルTSパケット372は、ビデオ符号化器250からマルチプレクサを通って伝搬される空きスペース376と一致する。
TS370が変調器320によって必要とされるレートをサポートするのに十分なレートで実行されていない場合、トランスポート符号化器258またはTS MUX312などのアプリケーションレイヤMUXは、通常の進路中にヌルバイトを導入し得る。ただし、この例では、トランスポート符号化器258またはTS MUX312は、符号化されたビデオデータ360中の空きスペース376と変調器320における送信静穏化間隔の両方に一致するデータストリーム中の比較的正確なロケーションにおいて、制御された方法でヌルバイトをヌルTSパケット372として挿入している。変調器320は、得られたデータストリームを変調して、トランスポートストリーム370中のヌルTSパケット372に対応するヌルデータ382(図22の例ではSymレートストリーム380中に示される×印の領域)をもつ、Symレートストリーム380を生成する。送信機は、8ミリ秒/秒のデューティサイクルでオンおよびオフにされ得る。特に、送信機は、変調器320からのSymレートデータストリーム380中のヌルデータ282に対応する時間にOFFにされ得る。ヌルデータはまた、冗長データまたは復号プロセスに非必須である他のデータなどの他のタイプの非必須データと置き換えられ得る。
図22にさらに示すように、たとえば、8msを上回る、送信機のより大きいOFF期間が可能であり得る。たとえば、6ms〜10msの長さの送信機静穏化間隔が使用され得る。概して、この例では、Video Buffering Verifier(VBV)バッファに対する大幅な変更の必要がないことがある。また、様々な例では、この適応ビデオ符号化技法の適用に伴う、レイテンシの影響がほとんどまたはまったくなく、有効なデータの紛失がないことがある。空きスペースは、送信機静穏化間隔のためのヌルバイトまたはデータ382および送信機OFF状態と整合される。その結果、スペクトルセンシング動作を実行するために犠牲にされる有効なデータがほとんどまたはまったくない。
図23は、適応ビデオ符号化を使用した送信機静穏化の別の例を示すタイミング図である。図23は、物理レイヤMUX(たとえば、変調器に関連するMUX)が非必須データを導入するシナリオに一致し得る。図23は、スペクトルセンシング動作中に送信機をブランキングまたは静穏化するために、11Mbpsの低減ビットレートでのビデオ符号化、192Kbpsでのオーディオ符号化、12Mbpsの低減ビットレートでのMPEG−2 TS、32.28Mbpsのシンボルレート(Symレート)での変調、および毎秒8ミリ秒のデューティサイクルの送信機(TX)の選択的非活動化のためのタイミングを示す。概して、図23は、図22の例と同様であるが、アプリケーションレイヤMUXではなく物理レイヤMUXがヌルデータまたは他の非必須データを導入するシナリオを示す。この例では、図20の例に示す変調器320などの変調器が、TS370中の様々なロケーションに作成された空きスペース内に送信機静穏化間隔のためのヌルバイト382を挿入し得るように、ビデオ符号化器において、GOP362A’’中のフレーム364’’F1−364’’F30(「フレーム364’’」)のすべてまたは大部分に低減ビットレートが適用される。フレーム364’’は、図21の例に示すフレーム364とフォーマットおよび構造が同様であるが、コンテンツまたは他の側面が異なることがある。適応ビデオコーディングおよびヌルバイト382は、あらゆるGOP362A’’、362B’’など(図23に示すGOP362A’’、362B’’、ならびに説明を簡単にするために図23に明示的に示されないGOP362’’を表現するためにGOP362’’と総称され得る)に適用されるか、または、たとえば、ユーザ制御の下で時間ごとに、または監視された状態またはシステムパラメータに従って変化し得るスペクトルセンシングデューティサイクルに応じて、いくつかのGOP362’’に選択的に適用され、他のGOPに適用されないことがある。
図23の例では、すべてのフレーム364’’の符号化に低減ビットレートを適用するために適応ビデオ符号化が実行される。その結果、GOP362A’’中の各フレームは、変調器320によってヌルパケット372を挿入するための空きスペースを作成する。概して、特定のロケーションにヌルバイトを配置するために、図18の例に示すビデオ符号化器250などのビデオ符号化器と変調器320とを同期させる必要がない。代わりに、フレーム364’’の単一の選択されたフレームの代わりに、フレーム364’’のうちの複数のフレームがTSデータストリームに空きスペースを導入するので、ヌルバイトを挿入するための複数のロケーションがある。上記で説明したように、低減ビットレートコーディングは、GOP362A’’中のすべてのフレーム364’’に適用されるか、または、場合によってはGOP362A’’中のフレーム364’’の初期Iフレームを除く、GOP362A’’中のかなりの数のフレーム364’’に適用され得る。また、フレーム364’’の各々に割り当てられるビットレートの量は同じでも異なってもよい。ただし、送信機静穏化のためのヌルバイト382の挿入を可能にするために、フレーム364’’のすべてまたは大部分が少なくとも最小量の空きスペースを提供することが望ましいことがある。
図22の例の場合のように、図23の例は、たとえば、8msを上回る、送信機のより大きいOFF期間を可能にし得る。たとえば、6ms〜10msの長さの送信機静穏化間隔が使用され得る。概して、この例では、Video Buffering Verifier(VBV)バッファに対する大幅な変更の必要がないことがある。また、様々な例では、この適応ビデオ符号化技法の適用に伴う、レイテンシの影響がほとんどまたはまったくなく、有効なデータの紛失がないことがある。この場合も、スペクトルセンシング動作を実行するために犠牲にされる有効なデータがほとんどまたはまったくないように、送信機静穏化間隔のためのヌルバイトおよび送信機OFF状態を用いて、空きスペースは、共通クロックを介して整合させられるか、または同期される。
図23に示す第1の適応ビデオコーディング技法は、データの損失のない送信機静穏化を容易にサポートし得るが、符号化されたビデオ360の低減データレート(たとえば、11Mbps)および得られたTS370(たとえば、12Mbps)は、ビデオ品質の点でパフォーマンスに影響を及ぼすことがある。低減ビットレートの使用は、TS370に取り入れるためにビデオ符号化器250からのデータをバッファする必要を回避するかまたは低減し得る。11Mbpsは、720PのHDビデオをサポートするためのほぼ最小レベルであり得るが、符号化されたビデオ360により高いビットレートを提供することが望ましいことがある。いくつかの例では、ビデオ符号化器250などの符号化器の入力バッファ深さが増加される場合、送信機静穏化によるデータの損失を依然として回避しながら、ビデオコーディングビットレートが増加され得る。この修正は、ある程度のレイテンシを追加し得るが、1データフィールド未満のヌルバイトセグメント内の静穏期間(たとえば、連続フィールド同期によって定義された24.02秒)を依然として保ちながら、向上した品質を提供し得る。したがって、たとえば、2つ、3つまたはそれ以上のフレームに適応する、符号化器における増加されたバッファ深さは、より高いビデオ符号化ビットレートを用いた実装形態をサポートし得る。ビデオクリップ再生では、レイテンシの追加は許容でき得る。オンラインゲームなどの、より多くの対話型メディアアプリケーションでは、レイテンシの追加は望ましくないことがある。したがって、異なるメディアアプリケーションでは、レイテンシと品質との間のトレードオフが異なり得、したがって、適用され得るバッファ深さ設定が異なり得る。バッファ深さおよび符号化パラメータは、場合によっては、マルチメディア復調、復号および再生におけるレイテンシを制御するように調整され得る。場合によっては、送信ブランキングの存在下でも所望のレイテンシを達成するように、バッファ深さおよび/または符号化パラメータが構成され得る(または場合によっては動的に調整され得る)。たとえば、送信ブランキングは、復調、復号および再生に追加のレイテンシを追加し得、本開示の技法は、レイテンシを低減するためにバッファ深さ設定および/または符号化パラメータの相応の変更を用いて、この追加のレイテンシを考慮し得る。
図24は、送信静穏化間隔398A〜398Cと同期した雑データ396A、396B(この場合、ヌルデータ)によって分離された複数のピクチャグループのデータコンテンツ394A、394Bを含む、例示的なデータストリーム390を示す図である。GOP394Aおよび雑データ396Aの具体的な一例399も示されている。図24では、雑データは「ヌルデータ」と標示されているが、雑データは本明細書で説明する非必須データを備え得る。図25は、送信静穏化間隔398A〜398Cと同期した雑データ404A、404Bによって分離された複数のシーンのデータコンテンツ402A、402Bを含む、例示的なデータストリーム400を示す図である。図24および図25の各々は、スペクトルセンシングを可能にするために送信機がオフにされる(Tx OFF)送信機静穏化間隔398A〜398Cと実質的に同期されたヌルデータ397を有する送信データストリーム390/400を生成するために、ピクチャグループ394A、394B/402A、402Bの符号化されたビデオデータ391/401のトランスポートストリーム多重化393および変調395を介した伝搬を示す。図24の例では、ヌルデータ397は、各ピクチャグループ(GOP)の最後に配置される。図25の例では、シーンごとのピクチャグループ(GOP)中の符号化されたビデオデータ401が、送信機静穏化をサポートするためにヌルデータ397によって分離され得るように、ヌルデータ397が、シーン変更境界と整合されて各GOPの最後に配置される。各GOPは、Iコード化フレームの後にいくつかのPまたはBフレームおよびヌルデータのセグメントが続くことによって特徴づけられ得る。
概して、上記で説明した適応ビデオコーディング技法の各々について、変調器320などの変調器は、ヌルバイト382などのヌルバイトを使用して送信機を効果的に静穏化またはブランキングするために、インターリーバブロックと、図22、図23の例に示したフィールド同期374と同様であり得るフィールド同期418とを追跡するように構成され得る。図26は、静穏化トリガパルス412に応答して、図20の例に示した変調器320などの変調器による(「ヌルバイト410」または「ヌルデータ410」と呼ばれることがある)ヌルバイト410A〜410Cの挿入の一例を示すタイミング図である。ヌルバイト410は、ヌルバイト382と実質的に同様であり得る。同様に、静穏化トリガパルス412は、図21、図22の例に示した静穏化トリガパルス378と同様であり得る。図26に示すように、静穏化トリガパルス412に応答して、変調器320は、トランスポートストリームデータ414をバッファ416にバッファリングし始め、変調器320のデータインターリーバ328などのインターリーバをフラッシュするために、対応するフィールド同期418の後の先頭の4msセグメントのヌルデータ410Aをデータストリーム414に挿入し得る。4msヌルセグメント410Aを用いてインターリーバ328をフラッシュすると、変調器320は、たとえば、6〜10ms(図26の例では10ms)の間、送信機を選択的にオフにし得る。したがって、送信機ブランキングは、この例では、物理レイヤ同期マーカー(たとえば、フィールド同期)間で行われ、これは、データ損失を回避し、復調器および復号器側での同期外れを回避し、低い復号および復調レイテンシを維持するために望ましい。
変調器320は、送信機に送信機静穏化間隔418中に送信を静穏化させるために、送信機ヌルデータ410Bを0値ビットの形式で供給することによって、送信機をオフにし得る。いくつかの例では、変調器320は、送信機が、急にOFFになり、望ましくないことがあるRF過渡活動を生じることを防ぐために、レベルが徐々にランプダウンする一連のヌル値を挿入し得る。次いで、送信機は、送信機静穏化間隔418の持続時間の間、OFFにされ得る。送信機静穏化間隔418中は、有効なデータが送信されず、識別されたチャネルが、通信システムが使用するために利用可能であるかどうかを判断するために、スペクトルセンシングがアクティブにされ得る。
送信機静穏化間隔418(これは、図26の例では「TX OFF」としても示される)の後に、変調器320は、オプショナルに、ヌルデータの立下りセグメント410Cをデータストリームに挿入し得る。立下りヌルセグメント410Cは、たとえば、長さが4ms、8msまたは12msとすることができる。いくつかの例では、立下りヌルセグメント410Cは、送信機静穏化間隔418とデータ414の再開との間にガードセグメントを提供し得る。ただし、このガードセグメントは必要でないことがある。送信機静穏化間隔418の後に、またはオプションの立下りヌルセグメント410Cの後に、変調器320は、バッファからのバッファされたデータ414の挿入を再開し、トランスポートデータストリームを処理し続け得る。
図26に示すように、この例では、送信機静穏化動作は、2つの連続するフィールド同期418間のデータフィールド、すなわち、約24.02msのデータフィールド内で達成され得る。再び、静穏化トリガパルスの発生のために約1秒の時間を計るために、42フィールド同期が使用され得る。概して、PCRジッタ許容差がそのままであることを確実にするために、ある最大時間よりも小さい送信機静穏化間隔418を使用することが望ましいことがある。ATSCシステムでは、送信機静穏化間隔418のための最大時間は約10msであり得る。このようにして、送信機静穏化間隔418を10ms未満に保つことによって、バッファされたデータ414は古くならない。むしろ、この制限された時間期間により、データ414は有効のままであり、PCR許容差は満たされる。たとえば、図26では、PCR1およびPCR2に関連するパケットタイムスタンプ間のギャップが、PCR許容差に違反することを回避するのに十分に小さいので、適切な復号器動作を確実にする。
上記で説明した適応ビデオコーディング技法に加えて、本開示は、スペクトルセンシングのために送信静穏化動作を利用するシステムのパフォーマンスをサポートまたは維持するためにレイテンシ低減技法を企図する。本開示で説明する通信システムにおけるエンドツーエンドレイテンシは、メディアソースとメディア出力デバイスとの間の様々な構成要素の寄与によって特徴づけられ得る。送信静穏化間隔が周期的に追加されるとき、特に、ゲームまたは他の対話型メディアアプリケーションなどのレイテンシセンシティブアプリケーションでは、レイテンシは、パフォーマンスへのそれの影響の点でより顕著な問題になり得る。
ソースと出力との間のレイテンシ寄与は、以下の構成要素、すなわち、送信側では、メディアソース、フロントエンドスケーリングおよびフォーマッティング、ビデオ符号化器、マルチプレクサ、変調器、およびRF送信機によって、受信機側では、RF受信機、復調器、デマルチプレクサ、ビデオ復号器、後処理ユニット、およびディスプレイ処理ユニットによってもたらされる遅延の和であり得る。変調器におけるインターリービングおよび復調器におけるデインターリービングはそれぞれ4ms遅延をもたらし得る。符号化器および復号器に関連するフレームバッファは追加の遅延をもたらし得る。大幅なバッファ遅延を回避するために、符号化器および復号器を1秒クロックに同期させることが望ましいことがある。
このシステムにおけるレイテンシを低減するための技法の一例は、30フレーム毎秒(fps)符号化の代わりに60fps(またはより高い)符号化に切り替えることであり得る。この場合、ビデオ符号化器は、33msフレームの代わりに17msフレームのみをバッファする。フレームバッファが、より高いフレーム毎秒レートを用いて、データの1つのフレームのみを記憶するように設計された場合、フレーム当たりの時間がより小さくなり、個々のフレームを処理する際のレイテンシを低減する。したがって、レイテンシを低減する技法として、ビデオ符号化器および復号器は、より高いフレームレートでフレームを符号化するように構成され得る。そのようなレイテンシ低減は、送信ブランキングとともに実行され得、適応型でも、固定でもよい。
レイテンシを低減する別の例示的な技法として、符号化プロセスが動き推定および他の符号化プロセスを開始するためにフレーム全体のロードを待つ必要がないように、ビデオ符号化器は、ハーフフレームまたは他の部分(すなわち、フラクショナル)フレームを符号化するように構成され得る。ビデオ符号化器は、1つまたは複数の参照フレームの対応する部分に対するコード化すべきフレームのフラクショナル部分についてのPまたはBコーディングのための動き推定を増分的に実行するために、フラクショナルフレームを使用し得る。また、Iコーディングは、フレーム全体ではなくフレームのフラクショナル部分に関して適用され得る。フレームの連続する部分に対応するようにスライスが構成された場合、バッファは、データのスライスをフレームのフラクショナル部分として記憶するように構成され得る。同じく、そのようなレイテンシ低減は、送信ブランキングとともに実行され得、適応型でも、固定でもよい。
別の例示的な技法として、ビデオ符号化器は、単一のフレームのみを記憶するように符号化器ピクチャバッファを制限するように構成され得る。このようにすると、所与のフレームの符号化に進む前にバッファに複数のフレームをロードする必要がない。この変更により、双方向予測コーディング、すなわち、Bコーディングを排除することが望ましいことがある。いくつかの例では、Bコーディングの排除により、符号化器ピクチャバッファは、レイテンシが低減され得るように、ただ1つのフレームを含むように変更されることが可能になり得る。この場合、IおよびPコーディングは可能にされ得るが、Bコーディングは排除され得る。いくつかの例では、符号化器は、スペクトルセンシングおよび関連する送信機静穏化間隔を必要とするメディアアプリケーションとともに使用されているとき、選択的にBコーディングを排除し、IおよびPコーディングのみを使用するように構成され得る。代替的に、符号化器は、Bコーディングを排除する固定構成を有し得る。
本開示は、本開示で説明する、メディア通信システムにおけるスペクトルセンシング、符号化、および変調の協調型同期のためのストラテジをさらに企図する。図27は、メディア通信システム420におけるスペクトルセンシング、符号化、および変調の協調型同期を示すブロック図である。特に、図27は、スペクトルセンサ422と、符号化器424と、変調器426と、コントローラ428とを示す。協調型同期をサポートするために、コントローラ428は、スペクトルセンサ422、符号化器424または変調器426のいずれかからの制御、状態および/またはタイミング信号に応答するように構成され得る。符号化器424は、ビデオ符号化器、オーディオ符号化器、画像符号化器、オーディオ符号化器とビデオ符号化器との組合せ、または任意のマルチメディア符号化器、あるいはそれらの組合せを備え得る。いくつかの例では、コントローラ428は、たとえば、スペクトルセンサ422、符号化器424または変調器426のうちの1つに応答して、スペクトルセンシング、ヌルバイト発生、および/または送信静穏化を同期させるように、スペクトルセンサ422、符号化器424、または変調器426のうちの他の2つを制御するために、毎秒約1パルスを発生し得る。
たとえば、コントローラ428は、スペクトルセンサ422、符号化器424または変調器426からのそのような信号に応答して、他のユニット(すなわち、スペクトルセンサ422、符号化器424または変調器426)に伝達するための制御、状態またはタイミング信号430を発生し得る。一例として、コントローラ428は、符号化器424から信号を受信し、そのような信号に応答して、変調器426およびスペクトルセンサ522を制御するために送信される信号430を生成するように(たとえば、静的に、またはプログラム可能に)構成され得る。この場合、コントローラ428が符号化器424に応答するという点で、制御はビデオ中心またはメディア中心である。ビデオ符号化器424は、ヌルバイトの配置を示す、制御、状態および/またはタイミング信号430を提供し得る。次いで、コントローラ428は、変調器426の変調されたデータストリーム中への(変調器426に提供される多重化されたトランスポートストリームを介した)符号化器424からのヌルバイトの配置のタイミングに実質的に一致する時間に、それぞれ、送信ブランキング間隔をアクティブにし、スペクトルをセンスするように変調器426およびスペクトルセンサ422を制御し得る。
代替として、コントローラ428は、たとえば、変調器426によって適用されるべき送信静穏化間隔のタイミングを示す、変調器426からの信号に基づいて、符号化器424とスペクトルセンサ422とを制御するという点で、変調器中心であるように構成され得る。さらなる代替として、コントローラ428は、たとえば、ホワイトスペースチャネルをセンスするためにスペクトルセンサ422がアクティブであろう間隔のタイミングを示す、スペクトルセンサ422からの信号に応答して、符号化器424と変調器426とを制御するという点で、スペクトルセンサ中心であるように構成され得る。各場合において、スペクトルセンシング、送信静穏化、および変調されたデータストリームへの符号化器からのヌルバイトの伝搬のタイミングを調整するために、全体的なATSC動作が同期させられ得る。
図27のメディア通信システム420は、そのようなストラテジに従って制御を実装するために、固定であるかまたはソフトウェアまたはファームウェアを用いてプログラム可能であり得る多様な処理ハードウェアのいずれかを含み得る。上記で説明した例の一部では、静穏化トリガパルスを発生するために変調器426からのフィールド同期が使用され得る。この意味で、センシング、符号化および変調の同期は、少なくとも部分的に変調器駆動型であると見なされ得る。この場合、静穏化トリガパルスは、フィールド同期に基づいて周期的に発生され、変調器および送信機における送信機静穏化間隔をトリガし、変調器426におけるフィールド同期に関して符号化器においてGOPを整合させ、送信機静穏化間隔中の時間にスペクトルセンシングの活動化をトリガするために使用され得る。協調型同期は、1つまたは複数の共通クロックまたは導出されたクロック信号によって達成され得る。
他の例では、スペクトルセンシング、符号化および変調の同期は符号化器駆動型であり得る。この場合、静穏化トリガパルスを発生するために使用されるクロックは、ビデオフレームおよびGOPタイミングに基づいて発生され得る。たとえば、符号化器424は、ビデオデータストリームにおけるヌル時間のより最適なまたは理想的な配置に基づいて、レート制御、GOP構造、シーン変化境界などを変更し、次いで、変調器動作をビデオコーディングタイミングと同期させるために使用され得るタイミングマーカーを生成するように構成され得る。特に、符号化されたビデオデータストリーム中にヌルバイトが直接配置され得るか、またはパフォーマンスまたは品質に対するより少ない影響の点でヌル配置が望まれるビデオデータストリームの部分が識別され得る。符号化器424は、ヌルバイトの挿入のための空きスペースを提供するために識別された部分を選択的に符号化するか、またはそれらの部分にヌルバイトを直接符号化し得る。次いで、符号化器424によって選択されたヌル部分を使用して、ヌル位置に対応する時間における送信機静穏化間隔の適用のためのヌルバイトの挿入をトリガするために、変調器426に伝達するためのタイミングマーカーが生成され得る。次いで、スペクトルセンサ422は、送信機静穏化間隔中にスペクトルをセンスするようにトリガされることになる。異なる例では、非必須データ(たとえば、ヌルデータまたは冗長データ)が、符号化器424によってビットストリームに符号化されるか、符号化器424に関連するアプリケーションレイヤMUXを介してアプリケーションレイヤビットストリームに挿入されるか、または変調器426に関連する物理レイヤMUXを介して物理レイヤビットストリームに挿入され得る。
追加の例では、スペクトルセンシング、符号化および変調の同期はスペクトルセンサ422によって駆動され得る。この場合、静穏化トリガパルスを生成するために使用されるクロックは、所定のまたは動的に生成されたスペクトルセンシング活動化時間に基づいて生成され得る。送信機静穏化間隔のためのヌルバイトの挿入をトリガするために、スペクトルセンサタイミングから導出されたこれらの静穏化トリガパルスが、変調器426(または符号化器424)に提供され得る。さらに、物理レイヤにおける変調器426に関連するMUXによる、またはアプリケーションレイヤにおける符号化器424に関連するMUXによる、ヌルバイトの挿入のための空きスペースを提供するために、符号化されたビデオデータストリームの対応する部分を選択的に符号化するために、適応ビデオコーディングにおいて使用するためのスペクトルセンサタイミングから導出された静穏化トリガパルスが符号化器424に提供され得る。符号化器424および変調器426はスペクトルセンサ422と同期され得る。代替的に、符号化器424または変調器426のうちの第1の1つは、スペクトルセンサ422と同期され、符号化器424または変調器426のうちの第2の1つは、符号化器424または変調器426のうちの第1の1つから同期され得る。この場合、たとえば、符号化器424はスペクトルセンサ422から同期され、変調器426は符号化器424から同期され得る。代替的に、変調器426はスペクトルセンサ422から同期され、符号化器424は変調器426から同期され得る。
いくつかの例では、異なるパラメータ、アプリケーションまたは状態に依存して、異なる同期ストラテジ(たとえば、符号化器駆動、スペクトルセンサ駆動、または変調器駆動)が選択的にアクティブにされ得る。スペクトルセンサ422によって実行されるセンシング動作中の送信機ブランキングについて、送信機(図27に図示せず)が同様に同期され得る。たとえば、ビデオ品質が、たとえば、HDムービーを閲覧するための、所与のアプリケーションまたはユーザにとって最も重要である場合、符号化器424が、ヌルバイトのための空きスペースをビデオシーケンス内に、たとえば、GOPの終了などのシーケンス中のシーン変更境界または他のリフレッシュポイントに、よりインテリジェントに配置することができるように、符号化器駆動同期ストラテジを選択することが望ましいことがある。レイテンシが、たとえば、対話型ビデオゲームをサポートする、所与のアプリケーションまたはユーザにとって最も重要である場合、たとえば、過剰なバッファリングを回避するためにビデオの低減されたレートコーディングを用いて変調器駆動同期ストラテジを使用することが望ましいことがある。雑音の多い環境によってセンシングが損なわれ得る場合、スペクトルセンシングが、より確実であり得る方法で、たとえば、より頻繁に実行され得るように、センサ駆動同期ストラテジを使用することが望ましいことがある。
再び、本開示によれば、送信ブランキング間隔に対応するためにヌルデータを挿入するいくつかの方法がある。一例では、MPEG−2符号化器290などの符号化器が、ヌルデータを符号化するよう構成され、この符号化されたヌルデータが、物理レイヤにおけるヌル間隔に対応するようにタイミングをとられ得る。異なる例では、物理レイヤにおけるヌル間隔に対応するようにタイミングをとられ得る(ヌルデータまたは冗長データなどの)非必須データをアプリケーションレイヤにおいて挿入するために、(TS MUX312またはトランスポート符号化器258などの)アプリケーションレイヤMUXが使用され得る。ヌルデータを挿入するために(TS MUX312またはトランスポート符号化器258などの)アプリケーションレイヤMUXが使用される事例を、非必須データが変調器において物理レイヤ境界に同期させられる限り、本開示では同期事例と呼んだ。
別の事例では、非必須データを挿入するために(MUX340などの)物理レイヤMUXが使用され得、これを、符号化器ユニットが符号化器ユニットのダウンストリームを生成した物理レイヤ境界と非必須データとを同期させる必要がない限り、本開示では非同期事例と呼んだ。代わりに、変調器に関連する物理レイヤMUXは、非必須データがヌル間隔に対応することを確実にするために、フィールド同期間に非必須データを単に挿入することができる。
TX MUX312とMUX340は両方とも非必須データの挿入を示すが、非必須データの挿入のためのTX MUX312またはMUX340の使用は二者択一であり得ることに留意されたい。すなわち、非必須データを挿入するために、アプリケーションレイヤにおけるMUX(たとえば、TX MUX312)が使用されるか、または非必須データを挿入するために、物理レイヤにおけるMUX(たとえば、MUX340)が使用され得る。非必須データの挿入は一般にTX MUX312またはMUX340の両方では行われないが、TX MUX312とMUX340との両方による非必須データのそのような挿入も可能である。
これらの異なる例は、異なる利点を提供することができる。たとえば、TX MUX312による非必須データの挿入は、すべてのフレームのための符号化レートを低減する必要を回避することによって、より高品質の符号化を提供し得る。一方、この場合、物理レイヤ境界が非必須データの挿入の周りに定義され得るので、MUX340による非必須データの挿入は実装することが容易であり得る。また、さらに別の代替形態では、ヌルデータを符号化するために(MPEG−2符号化器290などの)符号化器が使用され得、この場合、TX MUX312およびMUX340は非必須データを挿入する必要がないことがある。また、さらに別の例として、非必須データを挿入するために変調器348が使用され得、その場合、変調器348は、ヌルデータを追加するためのマルチプレクサを含み得る。
非必須データ(冗長データまたはヌルデータ)の挿入のための異なるユニットの使用は、図7でも認められ得る。この例では、ビデオ/オーディオ符号化器50Bが、ヌルデータを符号化するために、または非必須データを符号化されたアプリケーションレイヤに多重化するために使用され得る。代替的に、トランスポート符号化器/マルチプレクサ52BまたはATSC変調器56Bが、非必須データを挿入するために使用され得る。これらの事例は、図19および図20に関して説明した事例に一致する。図7はまた、図19または図20に示されていない送信機59Bを示している。いくつかの例では、図20の出力は、図7の送信機59Bと同様の送信機に配信され得る。
再び図27を参照すると、コントローラ428は送信機ブランキングを調整し得る。スペクトルセンサ422がワイヤレス信号をセンスしたときに、送信機がそれの通信をブランキングすることを確実にするために、コントローラは、制御信号430を発生し、スペクトルセンサ422と送信機(図27に図示せず)とに通信し得る。さらに、送信機がそれの通信をブランキングするときに非必須データがヌル間隔に対応するように、符号化され変調されたビットストリームへの非必須データの挿入を調整するために、コントローラ428は制御信号を符号化器424および/または変調器426に送り得る。コントローラ428は、スタンドアロンユニットであり得るか、または、図27に示すユニットのうちのいずれかの実装された一部もしくは送信機(図27に図示せず)の一部であり得る。
送信機は、少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控え、スペクトルセンサ422は、少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出し得る。この送信機ブランキングを調整するために、コントローラ428は、送信機ブランキングに関連する時間を識別するための制御信号を生成し得る。制御信号に応答して、送信機(図27に図示せず)は、通信デバイスからのデータを送信することを控え得る。
図28は、本開示の技法に一致するフロー図である。図28に示すように、コントローラ428は、送信機ブランキングに関連する時間間隔を識別する、送信機(図示せず)のための第1の制御信号を生成する(502)。コントローラ428はまた、非必須データの挿入を引き起こす、変調器426のための第2の制御信号を生成する(504)。第2の制御信号により、変調器426は、その時間間隔に対応する時間に、変調されたビットストリームに非必須データを挿入し得る。代替または追加として、コントローラ428は第3の制御信号を生成し、第3の制御信号は符号化器424に対して少なくとも1つの時間間隔を識別する(506)。その時間間隔において送信機(図27に図示せず)をブランキングし(508)、送信機ブランキングに対応する時間間隔に、非必須データがビットストリーム中に挿入されることを確実にするように、コントローラ428からの制御信号は、異なるユニットの動作を調整し得る。図28中のステップ502、504および506は異なる順序で行われ得、いくつかの例では、ステップ502、504および506のうちの2つ以上が同時に行われることもある。
したがって、制御信号430を発生し、配信することによって、コントローラ428は、スペクトルセンサ422がワイヤレス信号をセンスしたときに送信機(図27に図示せず)がそれの通信をブランキングすることを確実にするために、スペクトルセンサ422およびその送信機の動作を調整し得る。さらに、コントローラ428からの制御信号は、非必須データの挿入により、送信機がそれの通信をブランキングする間隔にわたって非必須データが生じるように、符号化器424および/または変調器426を調整し得る。再び、異なる事例では、符号化器424を介してそのようなデータを符号化することによって、符号化器424のマルチプレクサを介してアプリケーションレイヤにおいて非必須データを多重化することによって、または変調器426のマルチプレクサを介して物理レイヤにおいて非必須データを多重化することによって、非必須データは挿入され得る。非必須データの挿入を送信機ブランキングと協調させるために使用される制御信号は、これらの異なる事例では、異なるユニットに送られ得る。たとえば、非必須データが符号化器424によって挿入される事例では、制御信号を変調器426に送る必要がないことがあり、非必須データが変調器426によって挿入される事例では、制御信号を符号化器424に送る必要がないことがある。図27に示した制御信号430は例示的なものであり、シナリオによっては、一部が不要であることがある。
図29は、本開示の技法を実装し得る例示的なデバイス450を示す別のブロック図である。図29は、本開示の例のいくつかに一致し得る。デバイス450は、1つまたは複数のオーディオ符号化器、1つまたは複数のビデオ符号化器、およびアプリケーションレイヤMUXを含むマルチメディア符号化ユニットであり得る、マルチメディア処理ユニット452を含む。アプリケーションレイヤMUXは、異なる符号化器からのデータを合成し、場合によっては符号化されたビットストリームに非必須データを追加するために使用され得る。一例では、マルチメディア処理ユニット452は図19のマルチメディア通信システム301に対応するが、本開示に一致する他のユニットまたは構成も使用され得る。
デバイス450は、(変調器とも呼ばれる)変調器ユニット454をも含む。変調器ユニット454は、物理トランスポートストリームを生成し得、物理レイヤMUXを含み得る。変調器ユニット454のこの物理レイヤMUXは、たとえば、2つのフィールド同期間の物理レイヤトランスポートストリームに非必須データを追加するために使用され得る。一例では、変調器ユニット454は図20の変調器320に対応するが、本開示に一致する他のユニットまたは構成も使用され得る。図29のデバイス450はまた、本明細書で説明するものなどのワイヤレスプロトコルに従って通信するためにワイヤレス送信機とアンテナとを備え得る送信機ユニット456(送信機とも呼ばれる)を含む。さらに、図29のデバイス450は、送信機ブランキングを非必須データの挿入と協調させるために制御信号を送り得る、ブランキング制御ユニット458を含む。ワイヤレス信号をセンスするためにセンサユニット460(センサとも呼ばれる)が使用され得、センサユニット460がワイヤレス信号をセンスしたときに、送信機ユニット456がブランキングされ得る。
図30は、ビットストリームに非必須データを挿入するために変調器ユニット454が使用される事例に一致する1つの技法を示すフロー図である。この場合、(その出力が変調された物理レイヤビットストリームである)物理レイヤMUXが非必須データを挿入する。図30はまた、変調器320のMUX340(図19参照)がビットストリームに非必須データを挿入する事例に一致し得る。変調器320のMUX340が非必須データを挿入することを可能にするために、マルチメディア符号化器(たとえば、図19のMPEG−2符号化器290)は、符号化されたデータが、変調器320によって最終的に出力されるデータレートよりも低いレートであるように、低減されたレートでデータを符号化し得る。また、低減レート符号化は図23に概念的に示されており、上記でより詳細に説明した。
図30の例では、(図29のマルチメディア処理ユニット452または図19のMPEG−2符号化器290などの)マルチメディア符号化ユニットが、ある時間期間にわたってフレームのセットを符号化するための符号化レートを定義する(512)が、低減された符号化レートでフレームのセットを符号化することが、フレームのセットに関連するデータがその時間期間中に符号化されないとき、1つまたは複数のヌル間隔を定義するように、その時間期間にわたって低減された符号化レートでフレームのセットを符号化する(514)。この場合も、この低減符号化は図23に概念的に示されている。送信機456を介して符号化フレームを送信し(516)、1つまたは複数のヌル間隔中に送信機456をブランキングし得る(518)。変調器ユニット454は、送信機ユニット456による送信より前に、符号化されたデータを変調し得る。
フレームの符号化されたセットは、オーディオフレームのセットまたはビデオフレームのセットを備え得る。たいていの場合、フレームのセットは、オーディオフレームとビデオフレームとの合成セットを備える。この例では、変調器ユニット454のMUX(図20中の変調器320のMUX340も参照)が、1つまたは複数のヌル間隔中に、符号化ビットストリームに非必須データを挿入し得る。いくつかの事例では、非必須データはフレームのセットに対する冗長データのパケットを備えるが、他の事例では、非必須データはヌルデータを備える。後者の場合、ヌルデータは、パケットのセットのパケットペイロード内にすべてゼロを有するパケットのセットを備え得る。ヌルデータパケットは、依然としてパケットヘッダを含み得る。
変調器454のMUXは、物理トランスポートストリームを生成し、そうする際に、物理トランスポートストリームに非必須データを挿入し得る。そのような非必須データを挿入する能力は、マルチメディア処理ユニット452がそれの符号化レートを低減することにより可能であり得る。物理トランスポートストリームを生成する際に、変調器ユニット454のMUXは、非必須データをフレームの符号化されたセットと多重化し得る。送信機ユニット456は、非必須データを含む物理トランスポートストリームのロケーションを識別し、識別されたロケーションに関連する時間にブランキングし得る。ブランキング制御ユニット458からの制御信号は、そのようなブランキングを調整し得る。
1つまたは複数のヌル間隔中に送信機ユニット456をブランキングすることは、非必須データの少なくとも一部に対応する時間に送信機をブランキングすることを含む。いくつかの例では、これは、フレームのセットに関連する符号化されたビットストリームの1つまたは複数のアプリケーションレイヤ境界を、フレームのセットを含む物理レイヤトランスポートストリームの物理レイヤ境界と整合させることを必要とし得る。たとえば、1つまたは複数のヌル間隔は、物理レイヤ境界と整合されたアプリケーションレイヤ境界の1つまたは複数の直前にくるデータフィールドを備え得る。この場合、アプリケーションレイヤ境界はピクチャグループ(GOP)内のフレーム境界を備え、物理レイヤ境界は物理レイヤトランスポートストリームのフィールド同期に対応し得る。
図30の方法は、1つまたは複数のヌル間隔中に送信機ユニット456をブランキングする間に、(たとえば、センサユニット460を介して)センシング動作を実行すること(520)をさらに含み得る。本開示から諒解され得るように、センシング動作は特定の周波数で他のワイヤレス信号をセンシングすること、または特定の周波数で認可信号をセンシングすることを含み得る。そのような信号がセンサユニット460によってセンスされた場合、送信機ユニット456は異なる周波数に切り替えられ得る。言い換えれば、特定の周波数で別のワイヤレス信号をセンシングすると、送信機ユニット456は、特定の周波数で干渉しないように、たとえば、ブランキング制御ユニット458の指示で異なる周波数に切り替えられ得る。図30の方法は、特定の周波数の無認可使用の周期的センシングを必要とするワイヤレス通信標準に従って、周期的に繰り返され得る。
追加の問題として、送信機ブランキングを必要とするシステムではレイテンシが考慮され得る。特に、フレームのセットを復号および復調することに関連するレイテンシと組み合わされた送信機ユニット456のブランキングが、ユーザへのリアルタイムマルチメディア提示に関連するあらかじめ定義された期間よりも小さくなるように、フレームのセットを符号化し、送信することが実行され得る。たとえば、フレームのセットを復号および復調することに関連するレイテンシを100ミリ秒未満に低減することが望ましいことがある。ただし、送信機ブランキングからの追加のレイテンシ(約40ミリ秒など)により、フレームのセット中の各フレームを復号および復調することに関連するレイテンシを60ミリ秒未満に低減することが必要であり得る。マルチメディアデータのリアルタイム配信を確実にするために復号および復調レイテンシが十分に低いことを確実にするために、多種多様な技法が使用され得る。たとえば、一部または全部の双方向予測フレーム(たとえば、Bフレーム)は、ビデオシーケンスの後半に生じるフレームに基づいてBフレームがしばしば予測されるので、レイテンシを低減するために排除され得る。また、特に送信機ブランキングが実行されたときにレイテンシが低減されることを確実にするように、たとえば、限られた数の参照フレーム(またはさらには単一もしくは部分参照フレーム)からのフレーム予測のみを可能にして、入力バッファが低減され得る。たとえば、符号化がビデオシーケンスの後方または前方にある複数のフレームの復号、再構成およびバッファリングを必要としないように、参照ピクチャバッファが単一の参照フレームに限定され得る。これらおよび他の技法は、周期的間隔でのセンシング(したがって送信機ブランキング)を必要とする周波数の使用がそのようなセンシングを要求する法規に準拠することを確実にするために、その周波数におけるマルチメディアデータのリアルタイム通信にとって大いに望ましいことがある。
図31は、ビットストリームに非必須データを挿入するために変調器ユニット454が使用される事例に一致する1つの技法を示す別のフロー図である。図30はまた、変調器320のMUX340(図19参照)がビットストリームに非必須データを挿入する事例に一致し得る。この場合、(その出力が変調された物理レイヤビットストリームである)物理レイヤMUXが非必須データを挿入する。図26はまた、図31の方法を説明するのを助けるために使用される。
図31に示すように、変調器ユニット454は、符号化されたマルチメディアデータを受信し(522)、その符号化されたマルチメディアを変調し、変調することが、符号化されたマルチメディアデータに関連する物理レイヤ境界において同期信号を挿入することを含む(524)。たとえば、図26に示すように、変調器は、物理レイヤ境界において同期信号(たとえば、フィールド同期)を挿入し得る。変調されたデータを送信機ユニット456に転送すると、送信機ユニット456は、符号化されたマルチメディアを送信する(526)。ただし、ブランキング制御ユニット458は、2つの同期信号間、たとえば、2つの連続する同期信号間の時間間隔の間、送信機ユニット456をブランキングする(528)。この時間間隔は、図26に示されたTX静穏化間隔418に対応し得る。次いで、送信機ユニット456がブランキングされる間にセンサユニット460がセンシング動作を実行する(530)。このようにして、センシングは送信機ブランキングと協調され、ブランキングプロセス中にデータが紛失されず、同期が維持されるように、非必須データがフィールド同期間のブランキング間隔に関連付けられる。
図26に示した例では、変調器において受信された非必須データは、(ヌル410A中に示すように)インターリーバをフラッシュし得る、符号化されたマルチメディアデータの変調器の入力バッファをフラッシュするのに十分であり得る。2つの同期信号間の時間間隔の間、入力バッファをフラッシュした後に送信機をブランキングすることによって、有効な符号化されたデータに関連するデータ損失が回避され得る。この場合も、非必須データは、符号化されたマルチメディアデータに対する冗長データのパケット、またはパケットのセットのパケットペイロード内にすべてゼロを有するパケットのセットを備えるヌルデータを備え得る。ブランキングが非必須データの各セットを用いて常に実行されるわけではない事例の場合、冗長データの使用が望まれることがある。この事例では、ブランキングが実行されない場合、データ送信中のデータ損失の場合にビデオの品質を改善するように、非必須データが他のデータに対する冗長性(たとえば、冗長Iフレーム)を提供し得る。
図32は、ビットストリームに非必須データを挿入するためにマルチメディア処理ユニット454が使用される事例に一致する1つの技法を示すフロー図である。この場合、(その出力がMPEG−2またはMPEG−4ビットストリームなどのアプリケーションレイヤビットストリームである)アプリケーションレイヤMUXが非必須データを挿入する。特に、図32の場合、フレームのセットの後にヌルを作成するように、フレームのセットのうちのいくつかのフレームが、低減されたレートで符号化される。また、1つまたは複数のフレーム(たとえば、最終フレーム)の低減されたレートの符号化が図22に概念的に示されており、上記でより詳細に説明した。図32の技法では、マルチメディア処理ユニット452のマルチプレクサがビットストリームに非必須データを挿入する。図32の技法はまた、(1つの例示的なマルチメディア処理ユニット454である)符号化システム301のMUX312が非必須データを挿入するために使用される事例に一致し得る。
図32に示すように、マルチメディア処理ユニット452は、いわゆる「スーパーフレーム」に関連する約1秒間隔であり得る、フレームのセットを符号化するための時間期間を定義する(532)。マルチメディア処理ユニット452は、第1の符号化レートでマルチメディアデータのフレームのセットの第1の部分を符号化し(534)、第2の符号化レートでマルチメディアデータのフレームのセットの第2の部分を符号化し(536)、第2の符号化レートは、その時間期間中にヌル間隔を作成するように、第1の符号化レートよりも小さい。変調器ユニット454を介して符号化フレームを変調した後に、送信機ユニット456は、フレームの符号化されたセットを送信する(538)。ただし、ブランキング制御ユニット458はヌル間隔中に送信機ユニット456をブランキングさせる(540)。したがって、送信機がヌル間隔中にブランキングする間に、センサユニット460はセンシング動作を実行する(542)。
上記の他の例と同様に、センシング動作は特定の周波数で他のワイヤレス信号をセンシングすること、または特定の周波数で認可信号をセンシングすることを含み得る。そのような信号がセンサユニット460によってセンスされた場合、送信機ユニット456は異なる周波数に切り替えられ得る。言い換えれば、特定の周波数で別のワイヤレス信号をセンスすると、送信機ユニット456は、特定の周波数で干渉しないように、たとえば、ブランキング制御ユニット458の指示で異なる周波数に切り替えられ得る。図32の方法は、特定の周波数の無認可使用の周期的センシングを必要とするワイヤレス通信規格に従って、周期的に繰り返され得る。
図32に一致し、図22の概念図に一致する一例では、より遅いレートで符号化されるフレームのセットの第2の部分は、フレームのセットの最終フレームを備え得、第1の部分は、最終フレーム以外のフレームのセットのすべてのフレームを備え得る。本方法は、フレームのセットが、必要とされるブランキング間隔と重複すると判断したことに応答して、第1の符号化レートでフレームのセットの第1の部分を符号化することと、第2の符号化レートでフレームのセットの第2の部分を符号化することとをさらに含み得る。この場合、フレームのセットがブランキング間隔と重複しない場合、ヌル間隔が必要でないことがあるので、すべてのフレームがより速い符号化レートで符号化され得る。
フレームの符号化されたセットは、オーディオフレームのセットまたはビデオフレームのセットを備え得る。たいていの場合、フレームのセットは、オーディオフレームとビデオフレームとの合成セットを備える。図32の例では、符号化ユニット452のMUX(図19中のシステム301のTS−MUX312も参照)は、1つまたは複数のヌル間隔中に、符号化ビットストリームに非必須データを挿入し得る。いくつかの事例では、非必須データはフレームのセットに対する冗長データのパケットを備えるが、他の事例では、非必須データはヌルデータを備える。後者の場合、ヌルデータは、パケットのセットのパケットペイロード内にすべてゼロを有するパケットのセットを備え得る。ヌルデータパケットは、依然としてパケットヘッダを含み得る。符号化ユニット452のMUX(図19中のシステム301のTS−MUX312も参照)は、オーディオフレームおよびビデオフレームを非必須データと合成し得る。
非必須データはアプリケーションレイヤ中に挿入されるので、この例では、フレームのセットに関連する符号化されたビットストリームのアプリケーションレイヤ境界と、フレームのセットを含む物理レイヤトランスポートストリームの物理レイヤ境界との整合を確実にすることが必要であり得る。ヌル間隔は、物理レイヤ境界と整合されたアプリケーションレイヤ境界の直前にくるデータフィールドを備え得る。本開示に一致する一例では、アプリケーションレイヤ境界はピクチャグループ(GOP)境界を備え、物理レイヤ境界は、トランスポートストリームのフィールド同期に対応する。別の例では、アプリケーションレイヤ境界は第2の境界を備え、物理レイヤ境界は、トランスポートストリームのフィールド同期に対応する。これらの特定のアプリケーションレイヤ境界においてヌルデータを挿入することによって、物理レイヤ境界(フィールド同期)が(図26に示す)ヌルデータと整合されていることを確実にすることが変調器にとって容易であり得る。したがって、送信機ブランキングが、データの損失なしに実行され得る。
本明細書で説明する他の技法と同様に、図32の技法は周期的に繰り返され得る。したがって、別の例では、フレームのセットはフレームの第1のセットを備え、時間期間は第1の時間期間を備え得る。この場合、本方法は、マルチメディアデータのフレームの第2のセットを符号化するための第2の時間期間を定義することと、第1の符号化レートでマルチメディアデータのフレームの第2のセットの第1の部分を符号化することと、第3の符号化レートでマルチメディアデータのフレームの第2のセットの第2の部分を符号化することと、ここにおいて、第3の符号化レートが第2の時間期間中にヌル間隔を作成するように第1の符号化レートよりも小さい、送信機を介してフレームの符号化されたセットの第2のセットを送信することと、第2の時間期間内のヌル間隔中に送信機をブランキングすることとをさらに備え得る。
その上、さらに別の例では、図32の技法は、ブランキング間隔に対応するフレームのセット(たとえば、GOP)についてのみフレームのセットの第2の部分の低減符号化が行われるように適応可能であり得る。したがって、別の例では、本方法は、マルチメディアデータのフレームの第2のセットを符号化するための第2の時間期間を定義することと、ここにおいて、第2の時間期間中にブランキングが行われない、第1の符号化レートでフレームの第2のセットを符号化することと、送信機を介して符号化フレームの第2のセットを送信することとをさらに含み得る。
その上、他の例と同様に、図32の技法を実行するシステムではレイテンシが考慮され得る。特に、フレームのセットを復号および復調することに関連する待ち時間と組み合わされた送信機ユニット456のブランキングが、ユーザへのリアルタイムマルチメディア提示に関連するあらかじめ定義された期間よりも小さくなるように、フレームのセットを符号化し、送信することが実行され得る。たとえば、フレームのセットを復号および復調することに関連するレイテンシを100ミリ秒未満に低減することが望ましいことがある。ただし、送信機ブランキングからの追加のレイテンシ(約40ミリ秒など)により、フレームのセット中の各フレームを復号および復調することに関連するレイテンシを60ミリ秒未満に低減することが必要であり得る。
上述のように、マルチメディアデータのリアルタイム配信を確実にするために復号および復調レイテンシが十分に低いことを確実にするために多種多様な技法が使用され得る。たとえば、いくつかのタイプの予測フレーム(たとえば、Bフレーム)は、ビデオシーケンスの後半に生じるフレームに基づいてBフレームがしばしば予測されるので、レイテンシを低減するために、符号化する際に使用されないことがある。また、特に送信機ブランキングが実行されたときにレイテンシが低減されることを確実にするように、たとえば、限られた数のフレーム(またはさらには単一もしくは部分フレーム)からのフレーム予測のみを可能にして、予測コーディングのための動き推定のために使用される入力基準ピクチャバッファが低減され得る。周期的間隔でのセンシング(およびしたがって送信機ブランキング)を必要とするホワイトペース周波数におけるマルチメディアデータのリアルタイム通信にとって、周波数の使用がそのようなセンシングを必要とする法規に準拠することを確実にするために、これらおよび他の技法が大いに望ましいことがある。
図33は、ビットストリームに非必須データを挿入するためにマルチメディア処理ユニット454が使用される事例に一致する技法を示すフロー図である。ただし、マルチメディア処理ユニット452のマルチプレクサがビットストリームに非必須データを挿入する図31の事例とは異なり、図33の技法では、ヌルデータがビットストリームに挿入されるのではなく符号化される。図33は、(1つの例示的なマルチメディア処理ユニット454である)符号化システム301のMPEG−2符号化器290が、ヌルデータを符号化するために使用される事例に一致し得る。この場合、ヌルデータは符号化され、そのようなヌルデータに送信機が遭遇したとき、何も送信される必要がないことを認識するように送信機が構成され得る限り、そのようなヌルデータはブランキングを生じ得る。この例では、ヌルデータは符号化され、符号化されたヌルデータは有効なデータの欠如により送信機ブランキングを引き起こす。
図33に示すように、マルチメディア処理ユニット452は、マルチメディアデータのフレームのセットを符号化し(552)、マルチメディアデータのフレームのセットに続く期間の間、ヌルデータを符号化する(554)。変調ユニット454は、フレームの符号化されたセットとヌルデータとを変調し、ヌルデータを変調することは、その期間にわたるヌル間隔を作成する(556)。送信機ユニット456はフレームの符号化されたセットを送信し、ヌル間隔はその期間にわたる送信機のブランキング間隔と整合する(558)。場合によっては、ヌルデータはそれ自体で、ヌルデータの存在によるブランキング間隔にわたって送信機にブランキングさせ得る。いずれの場合も、送信機がブランキングされたとき、センサユニット460は1つまたは複数のセンシング動作を実行する(560)。
再び、他の例と同様に、フレームの符号化されたセットは、オーディオフレームのセット、またはビデオフレームのセットを備え得る。たいていの場合、フレームのセットは、オーディオフレームとビデオフレームとの合成セットを備える。ヌルデータは、パケットのセットのパケットペイロード内にすべてゼロを有するパケットのセットを備え得る。ヌルデータパケットは、依然としてパケットヘッダを含み得る。
上記の他の例と同様に、センシング動作は特定の周波数で他のワイヤレス信号をセンシングすること、または特定の周波数で認可信号をセンシングすることを含み得る。そのような信号がセンサユニット460によってセンシングされた場合、送信機ユニット456は異なる周波数に切り替えられ得る。言い換えれば、特定の周波数で別のワイヤレス信号をセンスすると、送信機ユニット456は、特定の周波数で干渉しないように、たとえば、ブランキング制御ユニット458の指示で異なる周波数に切り替えられ得る。図33の方法は、本明細書で説明する他の技法と同様に、特定の周波数の無認可使用の周期的センシングを必要とするワイヤレス通信規格に従って、周期的に繰り返され得る。
図34は、本開示に一致する技法を示す別の流れ図である。上述のように、マルチメディアデータのリアルタイム配信の場合、レイテンシが問題であり、マルチメディアデータを復調および復号することに関連するレイテンシは重大であり得る。ビデオにおける100ミリ秒よりも大きいレイテンシは、人間の閲覧者に目立ち得、したがって、マルチメディアデータの符号化および変調が100ミリ秒を上回る復号および復調レイテンシを生じないことを確実にすることがしばしば望ましい。ブランキングは、さらなるレイテンシを追加することがあり、その場合、全体的なレイテンシを100ミリ秒未満(または別の同様の時間間隔)に保つのに見合う量だけ、復号および復調レイテンシを低減することが望ましいことがある。
図34に、ブランキングが実行されない、フレームのセットについての完全なリアルタイム間隔(たとえば100ミリ秒)まで復号および復調レイテンシが増加することを可能にする適応技法を示す。ただし、図34の技法では、ブランキング間隔に関連するフレームの任意のセットについて、復号および復調レイテンシが低減され得る。このようにして、ブランキング間隔に関連しないフレームのセットについてのビデオ品質を改善するために、(許容されるしきい値までの)追加されるレイテンシが活用され得る。
図34に示すように、フレームの第1のセットを復調および復号することに関連するレイテンシが第1の時間間隔よりも小さくなるように、マルチメディア処理ユニット452および変調器ユニット454は、フレームの第1のセットを符号化および変調する(572)。次いで、フレームの第1のセットを復調および復号することに関連する必要とされるレイテンシが第2の時間間隔よりも小さくなるように、マルチメディア処理ユニット452および変調器ユニット454はフレームの第2のセットを符号化および変調する(574)。送信機ユニット456は、フレームの第1のセットとフレームの第2のセットとを送信する(576)。ブランキング制御ユニット458は、送信機456に、フレームの第2のセットを送信することに関連するヌル間隔中にそれの通信をブランキングさせ、ヌル間隔と第2の時間間隔とは、第1の時間間隔よりも小さいかまたはそれに等しい(578)。センサユニット460は、送信機456がブランキングされる間にセンシング動作を実行する(580)。
第1の時間間隔は約100ミリ秒未満であり、ヌル間隔は約40ミリ秒であり、第2の時間間隔は約60ミリ秒未満であることがある。ヌル間隔がわずか10ミリ秒である場合、第2の時間間隔は90ミリ秒未満であることがある。この例では、レイテンシが第1の時間間隔を決して超えないことを確実にするように、第1の時間間隔は、第2の時間間隔とヌル間隔との和よりも大きいかまたはそれに等しいことがある。
図34の例では、フレームの第2のセットを符号化および変調することは、ヌル間隔を考慮するのに十分な量だけフレームの第2のセットの復号レイテンシを低減するために、フレームの第1のセットとは別様にフレームの第2のセットを符号化することを含み得る。一例として、フレームの第1のセットは、Iフレーム、PフレームおよびBフレームを含むように符号化され得るが、Bフレームは復号プロセスにレイテンシを追加し得るので、フレームの第2のセットは、BフレームなしにIフレームおよびPフレームを含むように符号化され得る。
その上、マルチメディアデータのリアルタイム配信を確実にするために復号および復調レイテンシが十分に低いことを確実にする多種多様な他の技法も使用され得、ヌル間隔がフレームのセットに関連付けられるかどうかに応じて技法は変わり得る。また、フレームのセットの送信中に送信機ブランキングが実行されたときに復号プロセスに関連するレイテンシが低減されることを確実にするように、たとえば、限られた数のフレーム(またはさらには単一もしくは部分フレーム)からのフレーム予測のみを可能にして、入力バッファデータの量が低減され得る。ただし、フレームの所与のセットの送信中にブランキングが実行されない場合、入力バッファデータは拡大され得る。これらおよび他の技法は、周期的間隔でのセンシング(したがって送信機ブランキング)を必要とする周波数の使用がそのようなセンシングを要求する法規に準拠することを確実にするために、その周波数におけるマルチメディアデータのリアルタイム通信にとって大いに望ましいことがある。
本開示で説明する技法は、汎用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、または他の同等の論理デバイスのうちの1つまたは複数の内に実装され得る。したがって、本明細書で使用する「プロセッサ」または「コントローラ」という用語は、前述の構造、または本明細書で説明する技法の実装に好適な他の構造のうちのいずれか1つまたは複数を指すことがある。
本明細書で説明した様々な構成要素は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の適切な組合せによって実現され得る。図では、様々な構成要素は、別々のユニットまたはモジュールとして示される。しかしながら、これらの図を参照しながら説明した様々な構成要素のすべてまたはいくつかは、共通ハードウェア、ファームウェア、および/またはソフトウェア内の組合せユニットまたはモジュールに統合され得る。したがって、構成要素、ユニット、またはモジュールとしての特徴の表現は、説明しやすいように特定の機能的特徴を強調するものであり、別々のハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェア構成要素によるそのような特徴の実現を必ずしも必要としない。場合によっては、様々なユニットは、1つまたは複数のプロセッサによって実行されるプログラマブルプロセスとして実装され得る。
モジュール、デバイス、または構成要素として本明細書で説明した特徴は、集積論理デバイスに一緒に、または個別であるが相互運用可能な論理デバイスとして別々に実装され得る。様々な態様では、そのような構成要素は、少なくとも部分的に、集積回路チップまたはチップセットなど、まとめて集積回路デバイスと呼ばれることがある1つまたは複数の集積回路デバイスとして形成され得る。そのような回路は、単一の集積回路チップデバイス中、または複数の相互運用可能な集積回路チップデバイス中に設けられ得、様々な画像、ディスプレイ、音声、または他のマルチメディアアプリケーションおよびデバイスのいずれかにおいて使用され得る。いくつかの態様では、たとえば、そのような構成要素は、ワイヤレス通信デバイスハンドセット(たとえば、モバイル電話ハンドセット)などのモバイルデバイスの一部を形成し得る。
ソフトウェアで実装した場合、これらの技法は、1つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、上記で説明した方法のうちの1つまたは複数を実行する命令をもつコードを備える非一時的コンピュータ可読データ記憶媒体によって少なくとも部分的に実現され得る。コンピュータ可読記憶媒体は、パッケージング材料を含むことがあるコンピュータプログラム製品の一部を形成し得る。コンピュータ可読媒体は、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ(SDRAM)などのランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)、電気消去可能プログラマブル読取り専用メモリ(EEPROM)、埋込みダイナミックランダムアクセスメモリ(eDRAM)、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、フラッシュメモリ、磁気または光学データ記憶媒体を備え得る。利用される任意のソフトウェアは、1つまたは複数のDSP、汎用マイクロプロセッサ、ASIC、FPGA、または他の等価の集積またはディスクリート論理回路など、1つまたは複数のプロセッサによって実行され得る。
様々な態様について本開示で説明した。これらおよび他の態様は以下の特許請求の範囲内に入る。
様々な態様について本開示で説明した。これらおよび他の態様は以下の特許請求の範囲内に入る。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載の発明を付記する。
[C1] スペクトルセンシングのための方法であって、
少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えることと、
前記少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することと、
を備える方法。
[C2] 前記スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することと、
前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタル放送フォーマットのデータを送信することと、
をさらに備える[C1]に記載の方法。
[C3] 前記スペクトル中の前記少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することが、放送テレビジョンスペクトルの未使用部分中の前記少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することを備える[C2]に記載の方法。
[C4] 前記少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することが、テレビジョン帯域ホワイトスペースを識別することを備える[C2]に記載の方法。
[C5] 前記デジタル放送フォーマットが、ATSC(Advanced Television Systems Committee)フォーマット、T−DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)フォーマット、DVB(Digital Video Broadcasting)フォーマット、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)フォーマット、またはMPEG−TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream)フォーマットを備える[C2]に記載の方法。
[C6] 少なくとも1つの後続の時間間隔中に、前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネルがまだ利用可能であるのか、または別のユーザによって占有されたのかを検出することをさらに備える[C2]に記載の方法。
[C7] 前記検出することが、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを判断するためにスペクトルセンサを使用することを備える[C1]に記載の方法。
[C8] チャネルの第1のグループに関連する検出された信号の品質に基づいて、チャネルの前記第1のグループに1つまたは複数の品質値を割り当てることをさらに備える[C1]に記載の方法。
[C9] 前記検出することが、第1の時間間隔中に、チャネルの前記第1のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを備え、前記方法が、
第2および後続の時間間隔中に、チャネルの第2のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出することであって、チャネルの前記第2のグループがチャネルの前記第1のグループのサブセットを備える、検出することをさらに備える[C8]に記載の方法。
[C10] チャネルの前記第1のグループに割り当てられた前記品質値に基づいて、チャネルの前記第2のグループを選択することをさらに備える[C9]に記載の方法。
[C11] 前記検出することが、複数の別個の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを備え、
前記控えることが、前記複数の別個の時間間隔の各々の間、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えることを備える[C1]に記載の方法。
[C12] 前記複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なる[C11]に記載の方法。
[C13] 前記検出することが行われる周波数を変更することをさらに備える[C11]に記載の方法。
[C14] 前記控えることが、前記少なくとも1つの時間間隔中に前記通信デバイスの送信機能をオフにするか、または無効化することを備える[C1]に記載の方法。
[C15] 送信データと雑データとを含むデータストリームを生成することをさらに備え、前記控えることが、前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記データストリームの前記雑データを送信することを控えることを備える[C1]に記載の方法。
[C16] 前記雑データがヌルデータまたは冗長データを備える[C15]に記載の方法。
[C17] 少なくとも1つの他の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを控えることと、
前記少なくとも1つの他の時間間隔中に、前記データストリームの前記送信データを送信することとをさらに備える[C15]に記載の方法。
[C18] 前記データストリームの前記送信データ中でシーン変化または取得ポイントより前に生じるように、前記少なくとも1つの時間間隔を選択することをさらに備える[C15]に記載の方法。
[C19] 前記送信データを受信すると、データ受信機が使用する前記データストリームの前記送信データに1つまたは複数の誤り訂正コードを挿入することをさらに備える[C15]に記載の方法。
[C20] 送信機ブランキングに関連する時間を識別するための制御信号を発生することと、
前記制御信号に応答して、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えることと、
をさらに備える[C1]に記載の方法。
[C21] 前記制御信号が第1の制御信号であり、前記方法が、
第2の制御信号を発生することをさらに備え、前記第2の制御信号により、変調器が、前記少なくとも1つの時間間隔に対応する時間に、被変調ビットストリームに非必須データを挿入する[C20]に記載の方法。
[C22] 前記第2の制御信号を発生することが、前記第1の制御信号を発生することより前に行われる[C21]に記載の方法。
[C23] 前記第2の制御信号を発生することが、前記第1の制御信号を発生することと実質的に同時に行われる[C21]に記載の方法。
[C24] 第3の制御信号を発生することをさらに備え、前記第3の制御信号がエンコーダに対して前記少なくとも1つの時間間隔を識別する[C21]に記載の方法。
[C25] 前記第3の制御信号を発生することが、前記第1の制御信号を発生することより前に行われる[C24]に記載の方法。
[C26] 前記第3の制御信号を発生することが、前記第1の制御信号と前記第2の制御信号とを発生することと実質的に同時に行われる[C24]に記載の方法。
[C27] 1つまたは複数のプロセッサと、
スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを、少なくとも1つの時間間隔中に検出するように、前記1つまたは複数のプロセッサによって動作可能であるチャネル識別器と、
前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えるように、前記1つまたは複数のプロセッサによって動作可能である送信機と、
を備える通信システム。
[C28] 前記チャネル識別器が、前記スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するようにさらに動作可能であり、
前記送信機が、前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタル放送フォーマットのデータを送信するようにさらに動作可能である[C27]に記載の通信システム。
[C29] 前記デジタル放送フォーマットが、ATSC(Advanced Television Systems Committee)フォーマット、T−DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)フォーマット、DVB(Digital Video Broadcasting)フォーマット、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)フォーマット、またはMPEG−TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream)フォーマットを備える[C27]に記載の通信システム。
[C30] 前記チャネル識別器が、少なくとも1つの後続の時間間隔中に、前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネルがまだ利用可能であるのか、または別のユーザによって占有されたのかを検出するようにさらに動作可能である[C27]に記載の通信システム。
[C31] 前記チャネル識別器が、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを判断するためにスペクトルセンサを使用する[C27]に記載の通信システム。
[C32] 前記1つまたは複数のプロセッサが、チャネルの第1のグループに関連する検出された信号の品質に基づいて、チャネルの前記第1のグループに1つまたは複数の品質値を割り当てるようにさらに動作可能である[C27]に記載の通信システム。
[C33] 前記チャネル識別器が、第1の時間間隔中に、チャネルの前記第1のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出するように動作可能であり、
前記チャネル識別器が、第2および後続の時間間隔中に、チャネルの第2のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出するようにさらに動作可能であり、チャネルの前記第2のグループがチャネルの前記第1のグループのサブセットを備える[C32]に記載の通信システム。
[C34] 前記1つまたは複数のプロセッサが、チャネルの前記第1のグループに割り当てられた前記品質値に基づいて、チャネルの前記第2のグループを選択するようにさらに動作可能である[C33]に記載の通信システム。
[C35] 前記チャネル識別器が、複数の別個の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出し、
前記送信機が、前記複数の別個の時間間隔の各々の間、前記通信デバイスからのデータを送信することを控える[C27]に記載の通信システム。
[C36] 前記複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なる[C35]に記載の通信システム。
[C37] 前記チャネル識別器が、前記検出が行われる周波数を変更するようにさらに動作可能である[C35]に記載の通信システム。
[C38] 前記送信機が、前記少なくとも1つの時間間隔中に前記通信デバイスの送信機能をオフにするか、または無効化する[C27]に記載の方法。
[C39] 前記1つまたは複数のプロセッサが、送信データと雑データとを含むデータストリームを生成するようにさらに動作可能であり、
前記送信機が、前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記データストリームの前記雑データを送信することを控えるように動作可能である[C27]に記載の通信システム。
[C40] 前記雑データがヌルデータまたは冗長データを備える[C39]に記載の通信システム。
[C41] 前記チャネル識別器が、少なくとも1つの他の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを控えるように動作可能であり、
前記送信機が、前記少なくとも1つの他の時間間隔中に、前記データストリームの前記送信データを送信するように動作可能である[C39]に記載の通信システム。
[C42] 前記1つまたは複数のプロセッサが、前記データストリームの前記送信データ中でシーン変化または取得ポイントより前に生じるように、前記少なくとも1つの時間間隔を選択するようにさらに動作可能である[C39]に記載の通信システム。
[C43] 前記通信システムがワイヤレス通信デバイスハンドセットを備える[C27]に記載の通信システム。
[C44] 前記通信システムが、1つまたは複数の集積回路デバイスを備える[C27]に記載の通信システム。
[C45] 送信機ブランキングに関連する時間を識別するための制御信号を発生するコントローラをさらに備え、
前記送信機が、前記制御信号に応答して、前記通信デバイスからのデータを送信することを控える[C27]に記載の通信システム。
[C46] 前記制御信号が第1の制御信号であり、前記コントローラが第2の制御信号を発生し、
前記通信システムが変調器を含み、前記第2の制御信号により、前記変調器が、前記少なくとも1つの時間間隔に対応する時間に、被変調ビットストリームに非必須データを挿入する[C45]に記載の通信システム。
[C47] 前記コントローラが、前記第1の制御信号を発生することより前に前記第2の制御信号を発生する[C46]に記載の通信システム。
[C48] 前記コントローラが、前記第1の制御信号を発生することと実質的に同時に前記第2の制御信号を発生する[C46]に記載の通信システム。
[C49] 前記コントローラが、第3の制御信号を発生し、前記第3の制御信号がエンコーダに対して前記少なくとも1つの時間間隔を識別する[C46]に記載の通信システム。
[C50] 前記コントローラが、前記第1の制御信号を発生することより前に前記第3の制御信号を発生する[C49]に記載の通信システム。
[C51] 前記コントローラが、前記第1の制御信号と前記第2の制御信号とを発生することと実質的に同時に前記第3の制御信号を発生する[C49]に記載の通信システム。
[C52] 少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出するための手段と、
前記少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えるための手段と、
を備える通信システム。
[C53] 前記スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するための手段と、
前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタル放送フォーマットのデータを送信するための手段と、をさらに備え、
前記デジタル放送フォーマットが、ATSC(Advanced Television Systems Committee)フォーマット、T−DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)フォーマット、DVB(Digital Video Broadcasting)フォーマット、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)フォーマット、またはMPEG−TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream)フォーマットを備える、[C52]に記載の通信システム。
[C54] 前記検出するための手段が、複数の別個の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出するための手段を備え、
前記控えるための手段が、前記複数の別個の時間間隔の各々の間、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えるための手段を備える[C52]に記載の通信システム。
[C55] 前記複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なる[C54]に記載の通信システム。
[C56] 送信データと雑データとを含むデータストリームを生成するための手段をさらに備え、前記控えるための手段が、前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記データストリームの前記雑データを送信することを控えるための手段を備える[C52]に記載の通信システム。
[C57] 前記データストリームの前記送信データ中でシーン変化または取得ポイントより前に生じるように、前記少なくとも1つの時間間隔を選択するための手段をさらに備える[C56]に記載の通信システム。
[C58] 前記控えることを行わせる1つまたは複数の制御信号を発生するための手段をさらに備える[C52]に記載の通信システム。
[C59] 1つまたは複数のプロセッサに、
少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することと、
前記少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えることと、
を行わせるための命令を備える、コンピュータ可読記憶媒体。
[C60] 前記スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するための命令と、
前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタル放送フォーマットのデータを送信するための命令とをさらに備え、
前記デジタル放送フォーマットが、ATSC(Advanced Television Systems Committee)フォーマット、T−DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)フォーマット、DVB(Digital Video Broadcasting)フォーマット、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)フォーマット、またはMPEG−TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream)フォーマットを備える、[C59]に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
[C61] 前記検出するための命令が、複数の別個の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出するための命令を備え、
前記控えるための命令が、前記複数の別個の時間間隔の各々の間、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えるための命令を備える[C59]に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
[C62] 前記複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なる[C61]に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
[C63] 送信データと雑データとを含むデータストリームを生成するための命令をさらに備え、前記控えるための命令が、前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記データストリームの前記雑データを送信することを控えるための命令を備える[C59]に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
[C64] 前記データストリームの前記送信データ中でシーン変化または取得ポイントより前に生じるように、前記少なくとも1つの時間間隔を選択するための命令をさらに備える[C63]に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
[C65] 1つまたは複数の制御信号の発生を行わせる命令をさらに備え、前記発生された制御信号が、前記1つまたは複数のプロセッサに、前記少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えることを行わせる[C59]に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
[C66] 送信機を介してデータを送信することと、
周期的時間間隔中に前記送信機を周期的にブランキングすることと、
前記周期的時間間隔中に前記送信機をブランキングする間に、センシング動作を実行することと を備える方法。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載の発明を付記する。
[C1] スペクトルセンシングのための方法であって、
少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えることと、
前記少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することと、
を備える方法。
[C2] 前記スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することと、
前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタル放送フォーマットのデータを送信することと、
をさらに備える[C1]に記載の方法。
[C3] 前記スペクトル中の前記少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することが、放送テレビジョンスペクトルの未使用部分中の前記少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することを備える[C2]に記載の方法。
[C4] 前記少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することが、テレビジョン帯域ホワイトスペースを識別することを備える[C2]に記載の方法。
[C5] 前記デジタル放送フォーマットが、ATSC(Advanced Television Systems Committee)フォーマット、T−DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)フォーマット、DVB(Digital Video Broadcasting)フォーマット、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)フォーマット、またはMPEG−TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream)フォーマットを備える[C2]に記載の方法。
[C6] 少なくとも1つの後続の時間間隔中に、前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネルがまだ利用可能であるのか、または別のユーザによって占有されたのかを検出することをさらに備える[C2]に記載の方法。
[C7] 前記検出することが、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを判断するためにスペクトルセンサを使用することを備える[C1]に記載の方法。
[C8] チャネルの第1のグループに関連する検出された信号の品質に基づいて、チャネルの前記第1のグループに1つまたは複数の品質値を割り当てることをさらに備える[C1]に記載の方法。
[C9] 前記検出することが、第1の時間間隔中に、チャネルの前記第1のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを備え、前記方法が、
第2および後続の時間間隔中に、チャネルの第2のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出することであって、チャネルの前記第2のグループがチャネルの前記第1のグループのサブセットを備える、検出することをさらに備える[C8]に記載の方法。
[C10] チャネルの前記第1のグループに割り当てられた前記品質値に基づいて、チャネルの前記第2のグループを選択することをさらに備える[C9]に記載の方法。
[C11] 前記検出することが、複数の別個の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを備え、
前記控えることが、前記複数の別個の時間間隔の各々の間、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えることを備える[C1]に記載の方法。
[C12] 前記複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なる[C11]に記載の方法。
[C13] 前記検出することが行われる周波数を変更することをさらに備える[C11]に記載の方法。
[C14] 前記控えることが、前記少なくとも1つの時間間隔中に前記通信デバイスの送信機能をオフにするか、または無効化することを備える[C1]に記載の方法。
[C15] 送信データと雑データとを含むデータストリームを生成することをさらに備え、前記控えることが、前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記データストリームの前記雑データを送信することを控えることを備える[C1]に記載の方法。
[C16] 前記雑データがヌルデータまたは冗長データを備える[C15]に記載の方法。
[C17] 少なくとも1つの他の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを控えることと、
前記少なくとも1つの他の時間間隔中に、前記データストリームの前記送信データを送信することとをさらに備える[C15]に記載の方法。
[C18] 前記データストリームの前記送信データ中でシーン変化または取得ポイントより前に生じるように、前記少なくとも1つの時間間隔を選択することをさらに備える[C15]に記載の方法。
[C19] 前記送信データを受信すると、データ受信機が使用する前記データストリームの前記送信データに1つまたは複数の誤り訂正コードを挿入することをさらに備える[C15]に記載の方法。
[C20] 送信機ブランキングに関連する時間を識別するための制御信号を発生することと、
前記制御信号に応答して、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えることと、
をさらに備える[C1]に記載の方法。
[C21] 前記制御信号が第1の制御信号であり、前記方法が、
第2の制御信号を発生することをさらに備え、前記第2の制御信号により、変調器が、前記少なくとも1つの時間間隔に対応する時間に、被変調ビットストリームに非必須データを挿入する[C20]に記載の方法。
[C22] 前記第2の制御信号を発生することが、前記第1の制御信号を発生することより前に行われる[C21]に記載の方法。
[C23] 前記第2の制御信号を発生することが、前記第1の制御信号を発生することと実質的に同時に行われる[C21]に記載の方法。
[C24] 第3の制御信号を発生することをさらに備え、前記第3の制御信号がエンコーダに対して前記少なくとも1つの時間間隔を識別する[C21]に記載の方法。
[C25] 前記第3の制御信号を発生することが、前記第1の制御信号を発生することより前に行われる[C24]に記載の方法。
[C26] 前記第3の制御信号を発生することが、前記第1の制御信号と前記第2の制御信号とを発生することと実質的に同時に行われる[C24]に記載の方法。
[C27] 1つまたは複数のプロセッサと、
スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを、少なくとも1つの時間間隔中に検出するように、前記1つまたは複数のプロセッサによって動作可能であるチャネル識別器と、
前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えるように、前記1つまたは複数のプロセッサによって動作可能である送信機と、
を備える通信システム。
[C28] 前記チャネル識別器が、前記スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するようにさらに動作可能であり、
前記送信機が、前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタル放送フォーマットのデータを送信するようにさらに動作可能である[C27]に記載の通信システム。
[C29] 前記デジタル放送フォーマットが、ATSC(Advanced Television Systems Committee)フォーマット、T−DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)フォーマット、DVB(Digital Video Broadcasting)フォーマット、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)フォーマット、またはMPEG−TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream)フォーマットを備える[C27]に記載の通信システム。
[C30] 前記チャネル識別器が、少なくとも1つの後続の時間間隔中に、前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネルがまだ利用可能であるのか、または別のユーザによって占有されたのかを検出するようにさらに動作可能である[C27]に記載の通信システム。
[C31] 前記チャネル識別器が、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを判断するためにスペクトルセンサを使用する[C27]に記載の通信システム。
[C32] 前記1つまたは複数のプロセッサが、チャネルの第1のグループに関連する検出された信号の品質に基づいて、チャネルの前記第1のグループに1つまたは複数の品質値を割り当てるようにさらに動作可能である[C27]に記載の通信システム。
[C33] 前記チャネル識別器が、第1の時間間隔中に、チャネルの前記第1のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出するように動作可能であり、
前記チャネル識別器が、第2および後続の時間間隔中に、チャネルの第2のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出するようにさらに動作可能であり、チャネルの前記第2のグループがチャネルの前記第1のグループのサブセットを備える[C32]に記載の通信システム。
[C34] 前記1つまたは複数のプロセッサが、チャネルの前記第1のグループに割り当てられた前記品質値に基づいて、チャネルの前記第2のグループを選択するようにさらに動作可能である[C33]に記載の通信システム。
[C35] 前記チャネル識別器が、複数の別個の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出し、
前記送信機が、前記複数の別個の時間間隔の各々の間、前記通信デバイスからのデータを送信することを控える[C27]に記載の通信システム。
[C36] 前記複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なる[C35]に記載の通信システム。
[C37] 前記チャネル識別器が、前記検出が行われる周波数を変更するようにさらに動作可能である[C35]に記載の通信システム。
[C38] 前記送信機が、前記少なくとも1つの時間間隔中に前記通信デバイスの送信機能をオフにするか、または無効化する[C27]に記載の方法。
[C39] 前記1つまたは複数のプロセッサが、送信データと雑データとを含むデータストリームを生成するようにさらに動作可能であり、
前記送信機が、前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記データストリームの前記雑データを送信することを控えるように動作可能である[C27]に記載の通信システム。
[C40] 前記雑データがヌルデータまたは冗長データを備える[C39]に記載の通信システム。
[C41] 前記チャネル識別器が、少なくとも1つの他の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを控えるように動作可能であり、
前記送信機が、前記少なくとも1つの他の時間間隔中に、前記データストリームの前記送信データを送信するように動作可能である[C39]に記載の通信システム。
[C42] 前記1つまたは複数のプロセッサが、前記データストリームの前記送信データ中でシーン変化または取得ポイントより前に生じるように、前記少なくとも1つの時間間隔を選択するようにさらに動作可能である[C39]に記載の通信システム。
[C43] 前記通信システムがワイヤレス通信デバイスハンドセットを備える[C27]に記載の通信システム。
[C44] 前記通信システムが、1つまたは複数の集積回路デバイスを備える[C27]に記載の通信システム。
[C45] 送信機ブランキングに関連する時間を識別するための制御信号を発生するコントローラをさらに備え、
前記送信機が、前記制御信号に応答して、前記通信デバイスからのデータを送信することを控える[C27]に記載の通信システム。
[C46] 前記制御信号が第1の制御信号であり、前記コントローラが第2の制御信号を発生し、
前記通信システムが変調器を含み、前記第2の制御信号により、前記変調器が、前記少なくとも1つの時間間隔に対応する時間に、被変調ビットストリームに非必須データを挿入する[C45]に記載の通信システム。
[C47] 前記コントローラが、前記第1の制御信号を発生することより前に前記第2の制御信号を発生する[C46]に記載の通信システム。
[C48] 前記コントローラが、前記第1の制御信号を発生することと実質的に同時に前記第2の制御信号を発生する[C46]に記載の通信システム。
[C49] 前記コントローラが、第3の制御信号を発生し、前記第3の制御信号がエンコーダに対して前記少なくとも1つの時間間隔を識別する[C46]に記載の通信システム。
[C50] 前記コントローラが、前記第1の制御信号を発生することより前に前記第3の制御信号を発生する[C49]に記載の通信システム。
[C51] 前記コントローラが、前記第1の制御信号と前記第2の制御信号とを発生することと実質的に同時に前記第3の制御信号を発生する[C49]に記載の通信システム。
[C52] 少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出するための手段と、
前記少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えるための手段と、
を備える通信システム。
[C53] 前記スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するための手段と、
前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタル放送フォーマットのデータを送信するための手段と、をさらに備え、
前記デジタル放送フォーマットが、ATSC(Advanced Television Systems Committee)フォーマット、T−DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)フォーマット、DVB(Digital Video Broadcasting)フォーマット、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)フォーマット、またはMPEG−TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream)フォーマットを備える、[C52]に記載の通信システム。
[C54] 前記検出するための手段が、複数の別個の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出するための手段を備え、
前記控えるための手段が、前記複数の別個の時間間隔の各々の間、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えるための手段を備える[C52]に記載の通信システム。
[C55] 前記複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なる[C54]に記載の通信システム。
[C56] 送信データと雑データとを含むデータストリームを生成するための手段をさらに備え、前記控えるための手段が、前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記データストリームの前記雑データを送信することを控えるための手段を備える[C52]に記載の通信システム。
[C57] 前記データストリームの前記送信データ中でシーン変化または取得ポイントより前に生じるように、前記少なくとも1つの時間間隔を選択するための手段をさらに備える[C56]に記載の通信システム。
[C58] 前記控えることを行わせる1つまたは複数の制御信号を発生するための手段をさらに備える[C52]に記載の通信システム。
[C59] 1つまたは複数のプロセッサに、
少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することと、
前記少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えることと、
を行わせるための命令を備える、コンピュータ可読記憶媒体。
[C60] 前記スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するための命令と、
前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタル放送フォーマットのデータを送信するための命令とをさらに備え、
前記デジタル放送フォーマットが、ATSC(Advanced Television Systems Committee)フォーマット、T−DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)フォーマット、DVB(Digital Video Broadcasting)フォーマット、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)フォーマット、またはMPEG−TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream)フォーマットを備える、[C59]に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
[C61] 前記検出するための命令が、複数の別個の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出するための命令を備え、
前記控えるための命令が、前記複数の別個の時間間隔の各々の間、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えるための命令を備える[C59]に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
[C62] 前記複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なる[C61]に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
[C63] 送信データと雑データとを含むデータストリームを生成するための命令をさらに備え、前記控えるための命令が、前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記データストリームの前記雑データを送信することを控えるための命令を備える[C59]に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
[C64] 前記データストリームの前記送信データ中でシーン変化または取得ポイントより前に生じるように、前記少なくとも1つの時間間隔を選択するための命令をさらに備える[C63]に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
[C65] 1つまたは複数の制御信号の発生を行わせる命令をさらに備え、前記発生された制御信号が、前記1つまたは複数のプロセッサに、前記少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えることを行わせる[C59]に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
[C66] 送信機を介してデータを送信することと、
周期的時間間隔中に前記送信機を周期的にブランキングすることと、
前記周期的時間間隔中に前記送信機をブランキングする間に、センシング動作を実行することと を備える方法。
Claims (66)
- スペクトルセンシングのための方法であって、
少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えることと、
前記少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することと、
を備える方法。 - 前記スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することと、
前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタル放送フォーマットのデータを送信することと、
をさらに備える請求項1に記載の方法。 - 前記スペクトル中の前記少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することが、放送テレビジョンスペクトルの未使用部分中の前記少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することを備える請求項2に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別することが、テレビジョン帯域ホワイトスペースを識別することを備える請求項2に記載の方法。
- 前記デジタル放送フォーマットが、ATSC(Advanced Television Systems Committee)フォーマット、T−DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)フォーマット、DVB(Digital Video Broadcasting)フォーマット、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)フォーマット、またはMPEG−TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream)フォーマットを備える請求項2に記載の方法。
- 少なくとも1つの後続の時間間隔中に、前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネルがまだ利用可能であるのか、または別のユーザによって占有されたのかを検出することをさらに備える請求項2に記載の方法。
- 前記検出することが、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを判断するためにスペクトルセンサを使用することを備える請求項1に記載の方法。
- チャネルの第1のグループに関連する検出された信号の品質に基づいて、チャネルの前記第1のグループに1つまたは複数の品質値を割り当てることをさらに備える請求項1に記載の方法。
- 前記検出することが、第1の時間間隔中に、チャネルの前記第1のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを備え、前記方法が、
第2および後続の時間間隔中に、チャネルの第2のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出することであって、チャネルの前記第2のグループがチャネルの前記第1のグループのサブセットを備える、検出することをさらに備える請求項8に記載の方法。 - チャネルの前記第1のグループに割り当てられた前記品質値に基づいて、チャネルの前記第2のグループを選択することをさらに備える請求項9に記載の方法。
- 前記検出することが、複数の別個の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを備え、
前記控えることが、前記複数の別個の時間間隔の各々の間、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えることを備える請求項1に記載の方法。 - 前記複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なる請求項11に記載の方法。
- 前記検出することが行われる周波数を変更することをさらに備える請求項11に記載の方法。
- 前記控えることが、前記少なくとも1つの時間間隔中に前記通信デバイスの送信機能をオフにするか、または無効化することを備える請求項1に記載の方法。
- 送信データと雑データとを含むデータストリームを生成することをさらに備え、前記控えることが、前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記データストリームの前記雑データを送信することを控えることを備える請求項1に記載の方法。
- 前記雑データがヌルデータまたは冗長データを備える請求項15に記載の方法。
- 少なくとも1つの他の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを控えることと、
前記少なくとも1つの他の時間間隔中に、前記データストリームの前記送信データを送信することとをさらに備える請求項15に記載の方法。 - 前記データストリームの前記送信データ中でシーン変化または取得ポイントより前に生じるように、前記少なくとも1つの時間間隔を選択することをさらに備える請求項15に記載の方法。
- 前記送信データを受信すると、データ受信機が使用する前記データストリームの前記送信データに1つまたは複数の誤り訂正コードを挿入することをさらに備える請求項15に記載の方法。
- 送信機ブランキングに関連する時間を識別するための制御信号を発生することと、
前記制御信号に応答して、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えることと、
をさらに備える請求項1に記載の方法。 - 前記制御信号が第1の制御信号であり、前記方法が、
第2の制御信号を発生することをさらに備え、前記第2の制御信号により、変調器が、前記少なくとも1つの時間間隔に対応する時間に、被変調ビットストリームに非必須データを挿入する請求項20に記載の方法。 - 前記第2の制御信号を発生することが、前記第1の制御信号を発生することより前に行われる請求項21に記載の方法。
- 前記第2の制御信号を発生することが、前記第1の制御信号を発生することと実質的に同時に行われる請求項21に記載の方法。
- 第3の制御信号を発生することをさらに備え、前記第3の制御信号がエンコーダに対して前記少なくとも1つの時間間隔を識別する請求項21に記載の方法。
- 前記第3の制御信号を発生することが、前記第1の制御信号を発生することより前に行われる請求項24に記載の方法。
- 前記第3の制御信号を発生することが、前記第1の制御信号と前記第2の制御信号とを発生することと実質的に同時に行われる請求項24に記載の方法。
- 1つまたは複数のプロセッサと、
スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを、少なくとも1つの時間間隔中に検出するように、前記1つまたは複数のプロセッサによって動作可能であるチャネル識別器と、
前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えるように、前記1つまたは複数のプロセッサによって動作可能である送信機と、
を備える通信システム。 - 前記チャネル識別器が、前記スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するようにさらに動作可能であり、
前記送信機が、前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタル放送フォーマットのデータを送信するようにさらに動作可能である請求項27に記載の通信システム。 - 前記デジタル放送フォーマットが、ATSC(Advanced Television Systems Committee)フォーマット、T−DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)フォーマット、DVB(Digital Video Broadcasting)フォーマット、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)フォーマット、またはMPEG−TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream)フォーマットを備える請求項27に記載の通信システム。
- 前記チャネル識別器が、少なくとも1つの後続の時間間隔中に、前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネルがまだ利用可能であるのか、または別のユーザによって占有されたのかを検出するようにさらに動作可能である請求項27に記載の通信システム。
- 前記チャネル識別器が、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを判断するためにスペクトルセンサを使用する請求項27に記載の通信システム。
- 前記1つまたは複数のプロセッサが、チャネルの第1のグループに関連する検出された信号の品質に基づいて、チャネルの前記第1のグループに1つまたは複数の品質値を割り当てるようにさらに動作可能である請求項27に記載の通信システム。
- 前記チャネル識別器が、第1の時間間隔中に、チャネルの前記第1のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出するように動作可能であり、
前記チャネル識別器が、第2および後続の時間間隔中に、チャネルの第2のグループが使用のために利用可能であるかどうかを検出するようにさらに動作可能であり、チャネルの前記第2のグループがチャネルの前記第1のグループのサブセットを備える請求項32に記載の通信システム。 - 前記1つまたは複数のプロセッサが、チャネルの前記第1のグループに割り当てられた前記品質値に基づいて、チャネルの前記第2のグループを選択するようにさらに動作可能である請求項33に記載の通信システム。
- 前記チャネル識別器が、複数の別個の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出し、
前記送信機が、前記複数の別個の時間間隔の各々の間、前記通信デバイスからのデータを送信することを控える請求項27に記載の通信システム。 - 前記複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なる請求項35に記載の通信システム。
- 前記チャネル識別器が、前記検出が行われる周波数を変更するようにさらに動作可能である請求項35に記載の通信システム。
- 前記送信機が、前記少なくとも1つの時間間隔中に前記通信デバイスの送信機能をオフにするか、または無効化する請求項27に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のプロセッサが、送信データと雑データとを含むデータストリームを生成するようにさらに動作可能であり、
前記送信機が、前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記データストリームの前記雑データを送信することを控えるように動作可能である請求項27に記載の通信システム。 - 前記雑データがヌルデータまたは冗長データを備える請求項39に記載の通信システム。
- 前記チャネル識別器が、少なくとも1つの他の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することを控えるように動作可能であり、
前記送信機が、前記少なくとも1つの他の時間間隔中に、前記データストリームの前記送信データを送信するように動作可能である請求項39に記載の通信システム。 - 前記1つまたは複数のプロセッサが、前記データストリームの前記送信データ中でシーン変化または取得ポイントより前に生じるように、前記少なくとも1つの時間間隔を選択するようにさらに動作可能である請求項39に記載の通信システム。
- 前記通信システムがワイヤレス通信デバイスハンドセットを備える請求項27に記載の通信システム。
- 前記通信システムが、1つまたは複数の集積回路デバイスを備える請求項27に記載の通信システム。
- 送信機ブランキングに関連する時間を識別するための制御信号を発生するコントローラをさらに備え、
前記送信機が、前記制御信号に応答して、前記通信デバイスからのデータを送信することを控える請求項27に記載の通信システム。 - 前記制御信号が第1の制御信号であり、前記コントローラが第2の制御信号を発生し、
前記通信システムが変調器を含み、前記第2の制御信号により、前記変調器が、前記少なくとも1つの時間間隔に対応する時間に、被変調ビットストリームに非必須データを挿入する請求項45に記載の通信システム。 - 前記コントローラが、前記第1の制御信号を発生することより前に前記第2の制御信号を発生する請求項46に記載の通信システム。
- 前記コントローラが、前記第1の制御信号を発生することと実質的に同時に前記第2の制御信号を発生する請求項46に記載の通信システム。
- 前記コントローラが、第3の制御信号を発生し、前記第3の制御信号がエンコーダに対して前記少なくとも1つの時間間隔を識別する請求項46に記載の通信システム。
- 前記コントローラが、前記第1の制御信号を発生することより前に前記第3の制御信号を発生する請求項49に記載の通信システム。
- 前記コントローラが、前記第1の制御信号と前記第2の制御信号とを発生することと実質的に同時に前記第3の制御信号を発生する請求項49に記載の通信システム。
- 少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出するための手段と、
前記少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えるための手段と、
を備える通信システム。 - 前記スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するための手段と、
前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタル放送フォーマットのデータを送信するための手段と、をさらに備え、
前記デジタル放送フォーマットが、ATSC(Advanced Television Systems Committee)フォーマット、T−DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)フォーマット、DVB(Digital Video Broadcasting)フォーマット、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)フォーマット、またはMPEG−TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream)フォーマットを備える、請求項52に記載の通信システム。 - 前記検出するための手段が、複数の別個の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出するための手段を備え、
前記控えるための手段が、前記複数の別個の時間間隔の各々の間、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えるための手段を備える請求項52に記載の通信システム。 - 前記複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なる請求項54に記載の通信システム。
- 送信データと雑データとを含むデータストリームを生成するための手段をさらに備え、前記控えるための手段が、前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記データストリームの前記雑データを送信することを控えるための手段を備える請求項52に記載の通信システム。
- 前記データストリームの前記送信データ中でシーン変化または取得ポイントより前に生じるように、前記少なくとも1つの時間間隔を選択するための手段をさらに備える請求項56に記載の通信システム。
- 前記控えることを行わせる1つまたは複数の制御信号を発生するための手段をさらに備える請求項52に記載の通信システム。
- 1つまたは複数のプロセッサに、
少なくとも1つの時間間隔中に、スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出することと、
前記少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えることと、
を行わせるための命令を備える、コンピュータ可読記憶媒体。 - 前記スペクトル中の少なくとも1つの利用可能なチャネルを識別するための命令と、
前記少なくとも1つの識別された利用可能なチャネル中でデジタル放送フォーマットのデータを送信するための命令とをさらに備え、
前記デジタル放送フォーマットが、ATSC(Advanced Television Systems Committee)フォーマット、T−DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)フォーマット、DVB(Digital Video Broadcasting)フォーマット、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)フォーマット、またはMPEG−TS(Moving Picture Experts Group Transport Stream)フォーマットを備える、請求項59に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記検出するための命令が、複数の別個の時間間隔中に、前記スペクトルのチャネルが使用のために利用可能であるかどうかを検出するための命令を備え、
前記控えるための命令が、前記複数の別個の時間間隔の各々の間、前記通信デバイスからのデータを送信することを控えるための命令を備える請求項59に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記複数の別個の時間間隔のうちの少なくとも2つは、持続時間が異なる請求項61に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 送信データと雑データとを含むデータストリームを生成するための命令をさらに備え、前記控えるための命令が、前記少なくとも1つの時間間隔中に、前記データストリームの前記雑データを送信することを控えるための命令を備える請求項59に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記データストリームの前記送信データ中でシーン変化または取得ポイントより前に生じるように、前記少なくとも1つの時間間隔を選択するための命令をさらに備える請求項63に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 1つまたは複数の制御信号の発生を行わせる命令をさらに備え、前記発生された制御信号が、前記1つまたは複数のプロセッサに、前記少なくとも1つの時間間隔中に、通信デバイスからのデータを送信することを控えることを行わせる請求項59に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 送信機を介してデータを送信することと、
周期的時間間隔中に前記送信機を周期的にブランキングすることと、
前記周期的時間間隔中に前記送信機をブランキングする間に、センシング動作を実行することと を備える方法。
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