本発明の好ましい実施形態に対して具体的に説明し、その例は添付した図面に示す。添付した図面を参照した以下の詳細な説明は、本発明の実施形態によって実装できる実施形態のみを示すよりは、本発明の好ましい実施形態を説明するためのものである。次の詳細な説明は、本発明に対する徹底した理解を提供するために細部事項を含む。しかしながら、本発明がこのような細部事項無しで実行できるということは当業者に自明である。
本発明で使われる大部分の用語は該当分野で広く使われる一般的なものから選択されるが、一部の用語は出願人により任意に選択され、その意味は必要によって次の説明で詳細に叙述する。したがって、本発明は用語の単純な名称や意味でない用語の意図した意味に基づいて理解されなければならない。
本発明は、次世代放送サービスに対する放送信号送信及び受信装置、及び方法を提供する。本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスは、地上波放送サービス、モバイル放送サービス、UHDTVサービスなどを含む。本発明は一実施形態に従って非MIMO(non-Multiple Input Multiple Output)またはMIMO方式により次世代放送サービスに対する放送信号を処理することができる。本発明の一実施形態に係る非MIMO方式は、MISO(Multiple Input Single Output)方式、SISO(Single Input Single Output)方式などを含むことができる。
以下、説明の便宜のためにMISOまたはMIMO方式は2つのアンテナを使用するが、本発明は2つ以上のアンテナを使用するシステムに適用できる。本発明は、特定用途に要求される性能を達成し、かつ受信機の複雑度を最小化するために最適化した3個のフィジカルプロファイル(PHY profile)(ベース(base)、ハンドヘルド(handheld)、アドバンス(advanced)プロファイル)を定義することができる。フィジカルプロファイルは、該当する受信機が実装しなければならない全ての構造のサブセットである。
3個のフィジカルプロファイルは大部分の機能ブロックを共有するが、特定ブロック及び/又はパラメータでは若干異なる。今後に追加でフィジカルプロファイルが定義できる。システムの発展のために、フューチャープロファイルはFEF(future extension frame)を通じて単一RF(radio frequency)チャンネルに存在するプロファイルとマルチプレキシングされることもできる。各フィジカルプロファイルに対する詳細な内容は後述する。
1.ベースプロファイル
ベースプロファイルは主にルーフトップ(roof-top)アンテナと連結される固定された受信装置の主な用途を示す。ベースプロファイルはある場所に移動できるが、比較的停止した受信範疇に属する携帯用装置も含むことができる。ベースプロファイルの用途は若干の改善された実行によりハンドヘルド装置または車両用に拡張できるが、このような使用用途はベースプロファイル受信機動作では期待されない。
受信のターゲット信号対雑音比の範囲は略10乃至20dBであるが、これは既存の放送システム(例えば、ATSC A/53)の15dB信号対雑音比の受信能力を含む。受信機複雑度及び消費電力はハンドヘルドプロファイルを使用するバッテリーで駆動されるハンドヘルド装置ほど重要でない。ベースプロファイルに対する重要システムパラメータが以下の<表1>に記載されている。
2.ハンドヘルドプロファイル
ハンドヘルドプロファイルは、バッテリー電源で駆動されるハンドヘルド及び車両用装置における使用のために設計される。該当装置は歩行者または車両速度で移動することができる。受信機複雑度だけでなく、消費電力はハンドヘルドプロファイルの装置の実装のために非常に重要である。ハンドヘルドプロファイルのターゲット信号対雑音比の範囲は略0乃至10dBであるが、より低い室内受信のために意図された場合、0dB以下に達するように設定できる。
低信号対雑音比の能力だけでなく、受信機移動性により表れたドップラー効果に対する復原力はハンドヘルドプロファイルの最も重要な性能属性である。ハンドヘルドプロファイルに対する重要システムパラメータが以下の<表2>に記載されている。
3.アドバンスプロファイル
アドバンスプロファイルは、より大きい実行複雑度に対する代価としてより高いチャンネル能力を提供する。該当プロファイルはMIMO送信及び受信を使用することを要求し、UHDTVサービスはターゲット用途であり、このために該当プロファイルが特別に設計される。向上した能力は与えられた帯域幅でサービス数の増加、例えば、多数のSDTVまたはHDTVサービスを許容することにも使用できる。
アドバンスプロファイルのターゲット信号対雑音比の範囲は略20乃至30dBである。MIMO転送は初期には既存の楕円分極転送装備を使用し、以後に全出力交差分極転送に拡張できる。アドバンスプロファイルに対する重要システムパラメータが以下の<表3>に記載されている。
この場合、ベースプロファイルは地上波放送サービス及びモバイル放送サービスの全てに対するプロファイルに使用できる。即ち、ベースプロファイルはモバイルプロファイルを含むプロファイルの概念を定義するために使用できる。また、アドバンスプロファイルはMIMOを有するベースプロファイルに対するアドバンスプロファイル及びMIMOを有するハンドヘルドプロファイルに対するアドバンスプロファイルに区分できる。そして、該当3個のプロファイルは設計者の意図によって変更できる。
次の用語及び定義は本発明に適用できる。次の用語及び定義は設計によって変更できる。
補助ストリーム:フューチャーエクステンション(future extension:今後拡張)または放送局やネットワーク運営者により要求されるにつれて、使用できる未だ定義されていない変調及びコーディングのデータを伝達するセルのシーケンス
ベースデータパイプ(base data pipe):サービスシグナリングデータを伝達するデータパイプ
ベースバンドフレーム(または、BB FRAME):1つのFECエンコーディング過程(BCH及びLDPCエンコーディング)に対する入力を形成するKbchビットの集合
セル(cell):OFDM転送の1つのキャリアにより伝達される変調値
コーディングブロック(coded block):PLS1データのLDPCエンコーディングされたブロックまたはPLS2データのLDPCエンコーディングされたブロックのうちの1つ
データパイプ(data pipe):1つまたは多数のサービスまたはサービスコンポーネントを伝達することができるサービスデータ、または関連したメタデータを伝達する物理層(physical layer)におけるロジカルチャンネル
データパイプユニット(DPU:data pipe unit):データセルをフレームでのデータパイプに割り当てることができる基本ユニット
データシンボル(data symbol):プリアンブルシンボルでないフレームでのOFDMシンボル(フレームシグナリングシンボル及びフレームエッジ(edge)シンボルはデータシンボルに含まれる。)
DP_ID:該当8ビットフィールドはSYSTEM_IDにより識別されたシステム内でデータパイプを唯一に識別する。
ダミーセル(dummy cell):PLS(physical layer signalling)シグナリング、データパイプ、または補助ストリームのために使われない残っている容量を詰めることに使われる疑似ランダム値を伝達するセル
FAC(emergency alert channel:非常警報チャンネル):EAS情報データを伝達するフレームのうちの一部
フレーム(frame):プリアンブルで始めてフレームエッジシンボルで終了する物理層(physical layer)タイムスロット
フレームレピティションユニット(frame repetition unit:フレーム反復単位):スーパーフレーム(super-frame)で8回反復されるFEFを含む同一または異なるフィジカルプロファイルに属するフレームの集合
FIC(fast information channel:高速情報チャンネル):サービスと該当ベースデータパイプとの間でのマッピング情報を伝達するフレームにおけるロジカルチャンネル
FECBLOCK:データパイプデータのLDPCエンコーディングされたビットの集合
FFTサイズ:基本周期Tのサイクルで表現されたアクティブシンボル周期Tsと同一な特定モードに使われる名目上のFFTサイズ
フレームシグナリングシンボル(frame signaling symbol):PLSデータの一部を伝達する、FFTサイズ、ガードインターバル(guard interval)、及びスキャッタ(scattered)パイロットパターンの特定組合せにおけるフレームの開始で使われるより高いパイロット密度を有するOFDMシンボル
フレームエッジシンボル(frame edge symbol):FFTサイズ、ガードインターバル、及びスキャッタパイロットパターンの特定組合せにおけるフレームの端で使われる、より高いパイロット密度を有するOFDMシンボル
フレームグループ(frame-group):スーパーフレームで同一なフィジカルプロファイルタイプを有する全てのフレームの集合
フューチャーエクステンションフレーム(future extention frame:今後拡張フレーム):プリアンブルで始める、今後拡張に使用できるスーパーフレーム内で物理層(physical layer)タイムスロット
フューチャーキャスト(future cast)UTBシステム:入力が1つ以上のMPEG2−TSまたはIP(Internet protocol)または一般ストリームであり、出力がRFシグナルである提案された物理層(physical layer)放送システム
インプットストリーム(input stream:入力ストリーム):システムにより最終ユーザに伝達されるサービスの調和(ensemble)のためのデータのストリーム
ノーマル(normal)データシンボル:フレームシグナリングシンボル及びフレームエッジシンボルを除外したデータシンボル
フィジカルプロファイル(PHY profile):該当する受信機が実装しなければならない全ての構造のサブセット
PLS:PLS1及びPLS2で構成された物理層(physical layer)シグナリングデータ
PLS1:PLS2のデコーディングに必要とするパラメータだけでなく、システムに関する基本情報を伝達する固定されたサイズ、コーディング、変調を有するFSS(frame signalling symbol)に伝達されるPLSデータの第1の集合
NOTE:PLS1データはフレームグループのデュレーション(duration)の間一定である。
PLS2:データパイプ及びシステムに関するより詳細なPLSデータを伝達するFSSに転送されるPLSデータの第2の集合
PLS2ダイナミック(dynamic:動的)データ:フレーム毎にダイナミック(dynamic:動的)に変化するPLS2データ
PLS2スタティック(static:静的)データ:フレームグループのデュレーションの間スタティック(static:静的)なPLS2データ
プリアンブルシグナリングデータ(preamble signaling data):プリアンブルシンボルにより伝達され、システムの基本モードを確認することに使われるシグナリングデータ
プリアンブルシンボル(preamble symbol):基本PLSデータを伝達し、フレームの開始に位置する固定された長さのパイロットシンボル
NOTE:プリアンブルシンボルは、システム信号、そのタイミング、周波数オフセット、及びFFTサイズを検出するために高速初期バンドスキャンに主に使われる。
今後使用(future use)のためにリザーブド(reserved):現在文書で定義されないが、今後に定義できる
スーパーフレーム(superframe):8個のフレーム反復単位の集合
タイムインターリービングブロック(time interleaving block:TI block):タイムインターリーバメモリの1つの用途に該当する、タイムインターリービングが実行されるセルの集合
タイムインターリービンググループ(time interleaving group:TI group):整数、ダイナミック(dynamic:動的)に変化するXFECBLOCKの数からなる、特定データパイプに対するダイナミック(dynamic:動的)容量割当が実行される単位
NOTE:タイムインターリービンググループは1つのフレームに直接マッピングされるか、または多数のフレームにマッピングできる。タイムインターリービンググループは1つ以上のタイムインターリービングブロックを含むことができる。
タイプ1のデータパイプ(Type 1 DP):全てのデータパイプがフレームにTDM(time division multiplexing)方式によりマッピングされるフレームのデータパイプ
タイプ2のデータパイプ(Type 2 DP):全てのデータパイプがフレームにFDM方式によりマッピングされるフレームのデータパイプ
XFECBLOCK:1つのLDPC FECBLOCKの全てのビットを伝達するNcellsセルの集合
図1は、本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置の構造を示す。
本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置は、インプットフォーマットブロック(Input Format block)1000、BICM(bit interleaved coding & modulation)ブロック1010、フレームビルディングブロック(Frame building block)1020、OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)ジェネレーションブロック(OFDM generation block)1030、及びシグナリング生成ブロック1040を含むことができる。放送信号送信装置の各ブロックの動作について説明する。
IPストリーム/パケット及びMPEG2−TSは主要入力フォーマットであり、他のストリームタイプは一般ストリームとして扱われる。これらデータ入力に追加で、管理情報が入力されて各入力ストリームに対する該当帯域幅のスケジューリング及び割当を制御する。1つまたは多数のTSストリーム、IPストリーム、及び/又は一般ストリーム入力が同時に許容される。
インプットフォーマットブロック1000は各々の入力ストリームを独立的なコーディング及び変調が適用される1つまたは多数のデータパイプにデマルチプレキシングすることができる。データパイプは堅固性(robustness)の制御のための基本単位であり、これはQoS(Quality of Service)に影響を及ぼす。1つまたは多数のサービスまたはサービスコンポーネントが1つのデータパイプにより伝達できる。インプットフォーマットブロック1000の詳細な動作は後述する。
データパイプは1つまたは多数のサービスまたはサービスコンポーネントを伝達することができるサービスデータ、または関連メタデータを伝達する物理層(physical layer)におけるロジカルチャンネルである。
また、データパイプユニットは1つのフレームでデータセルをデータパイプに割り当てるための基本ユニットである。
インプットフォーマットブロック1000で、パリティ(parity)データはエラー訂正のために追加され、エンコーディングされたビットストリームは複素数値コンステレーションシンボルにマッピングされる。該当シンボルは該当データパイプに使われる特定インターリービング深さに亘ってインターリービングされる。アドバンスプロファイルにおいて、BICMブロック1010でMIMOエンコーディングが実行され、追加データ経路がMIMO転送のために出力に追加される。BICMブロック1010の詳細な動作は後述する。
フレームビルディングブロック1020は、1つのフレーム内で入力データパイプのデータセルをOFDMシンボルにマッピングすることができる。マッピング後、周波数領域ダイバーシティのために、特に周波数選択的フェーディングチャンネルを防止するために、周波数インターリービングが用いられる。フレームビルディングブロック1020の詳細な動作は後述する。
プリアンブルを各フレームの開始に挿入した後、OFDMジェネレーションブロック1030はサイクリックプレフィックス(cyclic prefix)をガードインターバルとして有する既存のOFDM変調を適用することができる。アンテナスペースダイバーシティのために、分散された(distributed)MISO方式が送信機に亘って適用される。また、PAPR(peak-to-average power ratio)方式が時間領域で実行される。柔軟なネットワーク方式のために、該当の提案は多様なFFTサイズ、ガードインターバル長さ、該当パイロットパターンの集合を提供する。OFDMジェネレーションブロック1030の詳細な動作は後述する。
シグナリング生成ブロック1040は、各機能ブロックの動作に使われる物理層(physical layer)シグナリング情報を生成することができる。また、該当シグナリング情報は関心あるサービスが受信機側で適切に復旧されるように転送される。シグナリング生成ブロック1040の詳細な動作は後述する。
図2、図3、及び図4は、本発明の実施形態に係るインプットフォーマットブロック1000を示す。各図面に対して説明する。
図2は、本発明の一実施形態に係るインプットフォーマットブロックを示す。図2は、入力信号が単一入力ストリーム(single input stream)の時のインプットフォーマットブロックを示す。
図2に図示されたインプットフォーマットブロックは、図1を参照して説明したインプットフォーマットブロック1000の一実施形態に該当する。
物理層(physical layer)への入力は1つまたは多数のデータストリームで構成できる。各々のデータストリームは1つのデータパイプにより伝達される。モードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)モジュールは入力されるデータストリームをBBF(baseband frame)のデータフィールドにスライスする。該当システムは3種類の入力データストリーム、即ちMPEG2−TS、IP、GS(generic stream)をサポートする。MPEG2−TSは第1のバイトが同期バイト(0×47)である固定された長さ(188バイト)のパケットを特徴とする。IPストリームはIPパケットヘッダ内でシグナリングされる可変長さIPデータグラムパケットで構成される。該当システムはIPストリームに対してIPv4とIPv6を全てサポートする。GSはカプセル化パケットヘッダ内でシグナリングされる可変長さパケットまたは一定長さパケットで構成できる。
(a)は信号データパイプに対するモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロック2000、及びストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)2010を示し、(b)はPLSデータを生成及び処理するためのPLS生成ブロック2020及びPLSスクランブラー2030を示す。各ブロックの動作について説明する。
入力ストリームスプリッタは、入力されたTS、IP、GSストリームを多数のサービスまたはサービスコンポーネント(オーディオ、ビデオなど)ストリームに分割する。モードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)モジュール2010は、CRCエンコーダ、BB(baseband)フレームスライサー、及びBBフレームヘッダ挿入ブロックで構成される。
CRCエンコーダは、ユーザパケット(user packet:UP)レベルでのエラー検出のための3種類のCRCエンコーディング、即ちCRC−8、CRC−16、CRC−32を提供する。算出されたCRCバイトはUPの後に添付される。CRC−8はTSストリームに使われ、CRC−32はIPストリームに使われる。GSストリームがCRCエンコーディングを提供しなければ、提案されたCRCエンコーディングが適用されなければならない。
BBフレームスライサーは、入力を内部ロジカルビットフォーマットにマッピングする。第1の受信ビットはMSBと定義する。BBフレームスライサーは、使用可能データフィールド容量と同一な数の入力ビットを割り当てる。BBFペイロードと同一な数の入力ビットを割り当てるために、UPストリームがBBFのデータフィールドに合うようにスライスされる。
BBフレームヘッダ挿入ブロックは、2バイトの固定された長さのBBFヘッダをBBフレームの前に挿入することができる。BBFヘッダは、STUFFI(1ビット)、SYNCD(13ビット)、及びRFU(2ビット)で構成される。固定された2バイトBBFヘッダだけでなく、BBFは2バイトBBFヘッダの端に拡張フィールド(1または3バイト)を有することができる。
ストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)2010は、スタッフィング(stuffing)挿入ブロック及びBBスクランブラーで構成される。スタッフィング挿入ブロックは、スタッフィングフィールドをBBフレームのペイロードに挿入することができる。ストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)に対する入力データがBBフレームを詰めることに充分であれば、STUFFIは0に設定され、BBFはスタッフィングフィールドを有しない。でなければ、STUFFIは1に設定され、スタッフィングフィールドはBBFヘッダの直後に挿入される。スタッフィングフィールドは、2バイトのスタッフィングフィールドヘッダ及び可変サイズのスタッフィングデータを含む。
BBスクランブラーは、エネルギー分散のために完全なBBFをスクランブリングする。スクランブリングシーケンスは、BBFと同期化される。スクランブリングシーケンスは、フィードバックシフトレジスタにより生成される。
PLS生成ブロック2020は、PLSデータを生成することができる。PLSは、受信機で物理層(physical layer)データパイプに接続できる手段を提供する。PLSデータは、PLS1データ及びPLS2データで構成される。
PLS1データは、PLS2データのデコーディングに必要とするパラメータだけでなく、システムに関する基本情報を伝達する固定されたサイズ、コーディング、変調を有するフレームからFSSに伝達されるPLSデータの第1の集合である。PLS1データは、PLS2データの受信及びデコーディングを可能にすることに要求されるパラメータを含む基本送信パラメータを提供する。また、PLS1データはフレームグループのデュレーションの間一定である。
PLS2データは、データパイプ及びシステムに関するより詳しいPLSデータを伝達するFSSに転送されるPLSデータの第2の集合である。PLS2は、受信機が所望のデータパイプをデコーディングすることに充分の情報を提供するパラメータを含む。PLS2シグナリングは、PLS2スタティック(static:静的)データ(PLS2−STATデータ)及びPLS2ダイナミック(dynamic:動的)データ(PLS2−DYNデータ)の2種類のパラメータでさらに構成される。PLS2スタティック(static:静的)データは、フレームグループのデュレーションの間スタティック(static:静的)なPLS2データであり、PLS2ダイナミック(dynamic:動的)データはフレーム毎にダイナミック(dynamic:動的)に変化するPLS2データである。
PLSデータに対する詳細な内容は後述する。
PLSスクランブラー2030は、エネルギー分散のために生成されたPLSデータをスクランブリングすることができる。
前述したブロックは省略されることもでき、類似または同一機能を有するブロックにより取り替えることもできる。
図3は、本発明の他の一実施形態に係るインプットフォーマットブロックを示す。
図3に図示されたインプットフォーマットブロックは、図1を参照して説明したインプットフォーマットブロック1000の一実施形態に該当する。
図3は、入力信号がマルチインプットストリーム(multi input stream:多数の入力ストリーム)に該当する場合、インプットフォーマットブロックのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックを示す。
マルチインプットストリーム(multi input stream:多数の入力ストリーム)を処理するためのインプットフォーマットブロックのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックは、多数入力ストリームを独立的に処理することができる。
図3を参照すると、マルチインプットストリーム(multi input stream:多数の入力ストリーム)を各々処理するためのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックは、インプットストリームスプリッタ(input stream splitter)3000、インプットストリームシンクロナイザー(input stream synchronizer)3010、コンペンセーティングディレイ(compensation delay:補償遅延)ブロック3020、ヌルパケットディリーションブロック(null packet deletion block)3030、ヘッダコンプレッションブロック(header compression block)3040、CRCエンコーダ(CRC encoder)3050、BBフレームスライサー(BB frame slicer)3060、及びBBヘッダ挿入ブロック(BB header insertion block)3070を含むことができる。モードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックの各ブロックに対して説明する。
CRCエンコーダ3050、BBフレームスライサー3060、及びBBヘッダ挿入ブロック3070の動作は、図2を参照して説明したCRCエンコーダ、BBフレームスライサー、及びBBヘッダ挿入ブロックの動作に該当するので、その説明は省略する。
インプットストリームスプリッタ3000は、入力されたTS、IP、GSストリームを多数のサービスまたはサービスコンポーネント(オーディオ、ビデオなど)ストリームに分割する。
インプットストリームシンクロナイザー3010は、ISSYと呼ばれることができる。ISSYは如何なる入力データフォーマットに対してもCBR(constant bit rate)及び一定の終端間転送(end-to-end transmission)遅延を保証する適した手段を提供することができる。ISSYはTSを伝達する多数のデータパイプの場合に常に用いられ、GSストリームを伝達する多数のデータパイプに選択的に用いられる。
コンペンセーティングディレイ(compensation delay:補償遅延)ブロック3020は、受信機で追加でメモリを必要とせず、TSパケット再結合メカニズムを許容するためにISSY情報の挿入に後続する分割されたTSパケットストリームを遅延させることができる。
ヌルパケットディリーションブロック3030は、TS入力ストリームの場合のみに使われる。一部のTS入力ストリームまたは分割されたTSストリームはVBR(variable bit-rate)サービスをCBR TSストリームに収容するために存在する多数のヌルパケットを有することができる。この場合、不要な転送オーバーヘッドを避けるために、ヌルパケットは確認されて転送されないことがある。受信機で、除去されたヌルパケットは転送に挿入されたDNP(deleted null-packet:除去されたヌルパケット)カウンターを参照して元の存在していた正確な場所に再挿入できるので、CBRが保証され、タイムスタンプ(PCR)更新の必要がなくなる。
ヘッダコンプレッションブロック3040は、TSまたはIP入力ストリームに対する転送効率を増加させるためにパケットヘッダ圧縮を提供することができる。受信機はヘッダの特定部分に対する先験的な(a priori)情報を有することができるので、この知られた情報(known information)は送信機から削除できる。
TSに対し、受信機は同期バイト構成(0×47)及びパケット長さ(188バイト)に関する先験的な情報を有することができる。入力されたTSが1つのPIDのみを有するコンテンツを伝達すれば、即ち、1つのサービスコンポーネント(ビデオ、オーディオなど)、またはサービスサブコンポーネント(SVCベースレイヤ、SVCインヘンスメントレイヤ、MVCベースビュー、またはMVC依存ビュー)に対してのみ、TSパケットヘッダ圧縮がTSに(選択的に)適用できる。TSパケットヘッダ圧縮は入力ストリームがIPストリームの場合、選択的に使われる。前記ブロックは省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取り替えることができる。
図4は、本発明の他の実施形態に係るインプットフォーマットブロックを示す。
図4に図示されたインプットフォーマットブロックは、図1を参照して説明したインプットフォーマットブロック1000の一実施形態に該当する。
図4は、入力信号がマルチインプットストリーム(multi input stream:多数の入力ストリーム)に該当する場合、インプットフォーマットブロックのストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)ブロックを示す。
図4を参照すると、マルチインプットストリーム(multi input stream:多数の入力ストリーム)を各々処理するためのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックは、スケジューラー4000、1フレームディレイ(delay)ブロック4010、スタッフィング挿入ブロック4020、インバンド(In-band)シグナリングブロック4030、BBフレームスクランブラー4040、PLS生成ブロック4050、及びPLSスクランブラー4060を含むことができる。ストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)ブロックの各ブロックに対して説明する。
スタッフィング挿入ブロック4020、BBフレームスクランブラー4040、PLS生成ブロック4050、PLSスクランブラー4060の動作は、図2を参照して説明したスタッフィング挿入ブロック、BBスクランブラー、PLS生成ブロック、PLSスクランブラー4060の動作に該当するので、その説明は省略する。
スケジューラー4000は各データパイプのFECBLOCKの量から全体フレームに亘って全体のセル割当を決定することができる。PLS、EAC、及びFICに対する割当を含んで、スケジューラーはフレームのFSSのPLSセルまたはインバンド(In-band)シグナリングに転送されるPLS2−DYNデータの値を生成する。FECBLOCK、EAC、FICに対する詳細な内容は後述する。
1フレームディレイ(delay)ブロック4010は、次のフレームに関するスケジューリング情報がデータパイプに挿入されるインバンド(In-band)シグナリング情報に関する現フレームを通じて転送できるように入力データを1つの転送フレームだけ遅延させることができる。
インバンド(In-band)シグナリングブロック4030は、PLS2データの遅延されない部分をフレームのデータパイプに挿入することができる。
前述したブロックは省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取り替えることができる。
図5は、本発明の一実施形態に係るBICMブロックを示す。
図5に図示されたBICMブロックは、図1を参照して説明したBICMブロック1010の一実施形態に該当する。
前述したように、本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置は、地上波放送サービス、モバイル放送サービス、UHDTVサービスなどを提供することができる。
QoSが本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置により提供されるサービスの特性に依存するので、各々のサービスに該当するデータは互いに異なる方式により処理されなければならない。したがって、本発明の一実施形態に係るBICMブロックは、SISO、MISO、MIMO方式を各々のデータ経路に該当するデータパイプに独立的に適用することによって、各データパイプを独立的に処理することができる。結果的に、本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置は、各々のデータパイプを介して転送される各サービスまたはサービスコンポーネントに対するQoSを調節することができる。
(a)はベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルにより共有されるBICMブロックを示し、(b)はアドバンスプロファイルのBICMブロックを示す。
ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルにより共有されるBICMブロック及びアドバンスプロファイルのBICMブロックは、各々のデータパイプを処理するための複数の処理ブロックを含むことができる。
ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルに対するBICMブロック及びアドバンスプロファイルに対するBICMブロックの各々の処理ブロックに対して説明する。
ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルに対するBICMブロックの処理ブロック5000は、データFECエンコーダ5010、ビットインターリーバ5020、コンステレーションマッパー(mapper)5030、SSD(signal space diversity)エンコーディングブロック5040、及びタイムインターリーバ5050を含むことができる。
データFECエンコーダ5010は、外部コーディング(BCH)及び内部コーディング(LDPC)を用いてFECBLOCK手続を生成するために入力BBFにFECエンコーディングを実行する。外部コーディング(BCH)は選択的なコーディング方法である。データFECエンコーダ5010の具体的な動作に対しては後述する。
ビットインターリーバ5020は、効率的に実現可能な構造を提供しながらデータFECエンコーダ5010の出力をインターリービングしてLDPCコード及び変調方式の組合せにより最適化された性能を達成することができる。ビットインターリーバ5020の具体的な動作に対しては後述する。
コンステレーションマッパー5030は、QPSK、QAM−16、不均一QAM(NUQ−64、NUQ−256、NUQ−1024)、または不均一コンステレーション(NUC−16、NUC−64、NUC−256、NUC−1024)を用いてベース及びハンドヘルドプロファイルでビットインターリーバ5020からの各々のセルワードを変調するか、またはアドバンスプロファイルでセルワードデマルチプレクサ5010−1からのセルワードを変調してパワーが正規化されたコンステレーションポイントelを提供することができる。該当コンステレーションマッピングは、データパイプに対してのみ適用される。NUQが任意の形態を有する一方、QAM−16及びNUQは正四角形の形態を有することが観察される。各々のコンステレーションが90度の倍数だけ回転されれば、回転されたコンステレーションは元のものと正確に重なる。回転対称特性によって実数及び虚数コンポーネントの容量及び平均パワーが互いに同一になる。NUQ及びNUCは全て各コードレート(code rate)に対して特別に定義され、使用される特定の1つはPLS2データに保管されたパラメータDP_MODによりシグナリングされる。
SSDエンコーディングブロック5040は、2次元、3次元、4次元でセルをフリーコーディングして、難しいフェーディング条件で受信堅固性(robustness)を増加させることができる。
タイムインターリーバ5050は、データパイプレベルで動作することができる。タイムインターリービングのパラメータは、各々のデータパイプに対して異なるように設定できる。タイムインターリーバ5050の具体的な動作に関しては後述する。
アドバンスプロファイルに対するBICMブロックの処理ブロック5000−1は、データFECエンコーダ、ビットインターリーバ、コンステレーションマッパー、及びタイムインターリーバを含むことができる。
但し、処理ブロック5000−1はセルワードデマルチプレクサ5010−1及びMIMOエンコーディングブロック5020−1をさらに含むという点で処理ブロック5000と区別される。
また、処理ブロック5000−1におけるデータFECエンコーダ、ビットインターリーバ、コンステレーションマッパー、タイムインターリーバの動作は、前述したデータFECエンコーダ5010、ビットインターリーバ5020、コンステレーションマッパー5030、タイムインターリーバ5050の動作に該当するので、その説明は省略する。
セルワードデマルチプレクサ5010−1は、アドバンスプロファイルのデータパイプがMIMO処理のために単一セルワードストリームを二重セルワードストリームに分離することに使われる。セルワードデマルチプレクサ5010−1の具体的な動作に関しては後述する。
MIMOエンコーディングブロック5020−1は、MIMOエンコーディング方式を用いてセルワードデマルチプレクサ5010−1の出力を処理することができる。MIMOエンコーディング方式は、放送信号送信のために最適化された。MIMO技術は、容量増加を得るための有望な方式であるが、チャンネル特性に依存する。特別に放送に対して、互いに異なる信号伝搬特性による2アンテナの間の受信信号パワーの差、またはチャンネルの強いLOSコンポーネントはMIMOから容量利得を得ることを難しくする。提案されたMIMOエンコーディング方式は、MIMO出力信号のうちの1つの位相ランダム化及び回転基盤プリコーディングを用いてこの問題を克服する。
MIMOエンコーディングは、送信機及び受信機の全てで少なくとも2つのアンテナを必要とする2×2MIMOシステムのために意図される。2つのMIMOエンコーディングモードは本提案であるFR−SM(full-rate spatial multiplexing)及びFRFD−SM(full-rate full-diversity spatial multiplexing)で定義される。FR−SMエンコーディングは受信機側における比較的小さい複雑度増加により容量増加を提供する一方、FRFD−SMエンコーディングは受信機側における大きい複雑度増加で容量増加及び追加的なダイバーシティ利得を提供する。提案されたMIMOエンコーディング方式はアンテナ極性配置を制限しない。
MIMO処理はアドバンスプロファイルフレームに要求されるが、これはアドバンスプロファイルフレームにおける全てのデータパイプがMIMOエンコーダにより処理されることを意味する。MIMO処理はデータパイプレベルで適用される。コンステレーションマッパー出力のペア(pair:対)であるNUQ(e1,i及びe2,i)はMIMOエンコーダの入力により供給される。MIMOエンコーダ出力ペア(pair:対)(g1,i及びg2,i)は各々の送信アンテナの同一なキャリアk及びOFDMシンボルlにより転送される。
前述したブロックは省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取り替えることができる。
図6は、本発明の他の実施形態に係るBICMブロックを示す。
図6に図示されたBICMブロックは、図1を参照して説明したBICMブロック1010の一実施形態に該当する。
図6は、PLS、EAC、及びFICの保護のためのBICMブロックを示す。EACはEAS情報データを伝達するフレームの一部であり、FICはサービスと該当するベースデータパイプとの間でマッピング情報を伝達するフレームにおけるロジカルチャンネルである。EAC及びFICに対する詳細な説明は後述する。
図6を参照すると、PLS、EAC、及びFICの保護のためのBICMブロックは、PLS FECエンコーダ6000、ビットインターリーバ6010、及びコンステレーションマッパー6020を含むことができる。
また、PLS FECエンコーダ6000は、スクランブラー、BCHエンコーディング/ゼロ挿入ブロック、LDPCエンコーディングブロック、及びLDPCパリティパンクチャリング(puncturing)ブロックを含むことができる。BICMブロックの各ブロックに対して説明する。
PLS FECエンコーダ6000は、スクランブリングされたPLS 1/2データ、EAC及びFICセクションをエンコーディングすることができる。
スクランブラーは、BCHエンコーディング及びショートニング(shortening)及びパンクチャリングされたLDPCエンコーディングの前にPLS1データ及びPLS2データをスクランブリングすることができる。
BCHエンコーディング/ゼロ挿入ブロックは、PLS保護のためのショートニングされたBCHコードを用いてスクランブリングされたPLS 1/2データに外部エンコーディングを遂行し、BCHエンコーディングの後にゼロビットを挿入することができる。PLS1データに対してのみゼロ挿入の出力ビットがLDPCエンコーディングの前にパーミュテーション(permutation)できる。
LDPCエンコーディングブロックは、LDPCコードを用いてBCHエンコーディング/ゼロ挿入ブロックの出力をエンコーディングすることができる。完全なコーディングブロックを生成するために、Cldpc及びパリティビットPldpcは各々のゼロが挿入されたPLS情報ブロックIldpcから組織的にエンコーディングされ、その後に添付される。
PLS1及びPLS2に対するLDPCコードパラメータは、次の<表4>の通りである。
LDPCパリティパンクチャリングブロックは、PLS1データ及びPLS2データに対してパンクチャリングを遂行することができる。
ショートニングがPLS1データ保護に適用されれば、一部のLDPCパリティビットはLDPCエンコーディングの後にパンクチャリングされる。また、PLS2データ保護のために、PLS2のLDPCパリティビットがLDPCエンコーディングの後にパンクチャリングされる。これらパンクチャリングされたビットは転送されない。
ビットインターリーバ6010は、各々のショートニング及びパンクチャリングされたPLS1データ及びPLS2データをインターリービングすることができる。
コンステレーションマッパー6020は、ビットインターリービングされたPLS1データ及びPLS2データをコンステレーションにマッピングすることができる。
前述したブロックは省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取り替えることができる。
図7は、本発明の一実施形態に係るフレームビルディングブロック(frame building block)を示す。
図7に図示したフレームビルディングブロックは、図1を参照して説明したフレームビルディングブロック1020の一実施形態に該当する。
図7を参照すると、フレームビルディングブロックは、ディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロック7000、セルマッパー(cell mapper)7010、及びフリークエンシーインターリーバ(frequency interleaver)7020を含むことができる。フレームビルディングブロックの各ブロックに関して説明する。
ディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロック7000は、データパイプと該当するPLSデータとの間のタイミングを調節して送信機側でデータパイプと該当するPLSデータとの間の同時性(co-time)を保証することができる。インプットフォーマットブロック及びBICMブロックによるデータパイプの遅延を扱うことによってPLSデータはデータパイプだけ遅延される。BICMブロックの遅延は主にタイムインターリーバ5050によるものである。インバンド(In-band)シグナリングデータは、次のタイムインターリービンググループの情報をシグナリングされるデータパイプより1つのフレームの前に伝達されるようにすることができる。ディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロックは、それに合せてインバンド(In-band)シグナリングデータを遅延させる。
セルマッパー7010は、PLS、EAC、FIC、データパイプ、補助ストリーム、及びダミーセルをフレーム内でOFDMシンボルのアクティブ(active)キャリアにマッピングすることができる。セルマッパー7010の基本機能は、各々のデータパイプ、PLSセル、及びEAC/FICセルに対するタイムインターリービングにより生成されたデータセルを、存在していれば、1つのフレーム内で各々のOFDMシンボルに該当するアクティブ(active)OFDMセルのアレイにマッピングするものである。(PSI(program specific information)/SIのような)サービスシグナリングデータは個別的に収集されてデータパイプにより送られることができる。セルマッパーはフレーム構造の構成及びスケジューラーにより生成されたダイナミックインフォメーション(dynamic information:動的情報)に従って動作する。フレームに関する詳細な内容は後述する。
フリークエンシーインターリーバ7020は、セルマッパー7010から受信されたデータセルをランダムにインターリービングして周波数ダイバーシティを提供することができる。また、フリークエンシーインターリーバ7020は単一フレームで最大のインターリービング利得を得るために他のインターリービングシード(seed)の順序を用いて2つの順次的なOFDMシンボルで構成されたOFDMシンボルペア(pair:対)で動作することができる。
前述したブロックは省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取り替えることができる。
図8は、本発明の一実施形態に係るOFDMジェネレーションブロックを示す。
図8に図示されたOFDMジェネレーションブロックは、図1を参照して説明したOFDMジェネレーションブロック1030の一実施形態に該当する。
OFDMジェネレーションブロックは、フレームビルディングブロックにより生成されたセルによりOFDMキャリアを変調し、パイロットを挿入し、転送のための時間領域信号を生成する。また、該当ブロックは順次的にガードインターバルを挿入し、PAPR減少処理を適用して最終のRF信号を生成する。
図8を参照すると、OFDMジェネレーションブロックは、パイロット及びリザーブドトーン挿入ブロック(pilot and reserved tone insertion block)8000、2D−eSFN(single frequency network)エンコーディングブロック8010、IFFT(inverse fast Fourier transform)ブロック8020、PAPR減少ブロック8030、ガードインターバル挿入ブロック(guard interval insertion block)8040、プリアンブル挿入ブロック(preamble insertion block)8050、その他のシステム挿入ブロック8060、及びDACブロック8070を含むことができる。OFDMジェネレーションブロックの各ブロックに対して説明する。
パイロット及びリザーブドトーン挿入ブロック8000は、パイロット及びリザーブドトーンを挿入することができる。
OFDMシンボル内の多様なセルは受信機から先験的に知られた転送された値を有するパイロットとして知られた参照情報に変調される。パイロットセルの情報は、分散パイロット、連続パイロット、エッジパイロット、FSS(frame signaling symbol)パイロット、及びFES(frame edge symbol)パイロットで構成される。各パイロットは、パイロットタイプ及びパイロットパターンに従って特定増加パワーレベルで転送される。パイロット情報の値は与えられたシンボルで1つが各々の転送キャリアに対するものである一連の値に該当する参照シーケンスで誘導される。パイロットは、フレーム同期化、周波数同期化、時間同期化、チャンネル推定、転送モード識別のために使われることができ、また位相雑音を追跡するために使用できる。
参照シーケンスから取った参照情報は、フレームのプリアンブル、FSS及びFESを除外した全てのシンボルにおける分散パイロットセルで転送される。連続パイロットは、フレームの全てのシンボルに挿入される。連続パイロットの数及び位置はFFTサイズ及び分散パイロットパターンに全て依存する。エッジキャリアは、プリアンブルシンボルを除外した全てのシンボル内のエッジパイロットと同一である。エッジキャリアは、スペクトルのエッジまで周波数インターポレーション(interpolation:補間)を許容するために挿入される。FSSパイロットはFSSに挿入され、FESパイロットはFESに挿入される。FSSパイロット及びFESパイロットはフレームのエッジまで時間インターポレーション(interpolation:補間)を許容するために挿入される。
本発明の一実施形態に係るシステムは非常に堅い転送モードをサポートするために分散MISO方式が選択的に使われるSFNをサポートする。2D−eSFNは多数の送信アンテナを使用する分散MISO方式であって、各アンテナはSFNネットワークで各々異なる送信機に位置することができる。
2D−eSFNエンコーディングブロック8010は、SFN構成で時間及び周波数ダイバーシティを生成するために2D−eSFN処理を行って多数の送信機から転送された信号の位相を歪曲させることがある。したがって、長時間の間の低い平面フェーディングまたは深いフェーディングによるバースト誤りが軽減できる。
IFFTブロック8020は、OFDM変調方式を用いて2D−eSFNエンコーディングブロック8010からの出力を変調することができる。パイロット(または、リザーブドトーン)に指定されないデータシンボルでの全てのセルは、周波数インターリーバからのデータセルのうちの1つを伝達する。セルはOFDMキャリアにマッピングされる。
PAPR減少ブロック8030は、時間領域で多様なPAPR減少アルゴリズムを用いて入力信号にPAPR減少を実行する。
ガードインターバル挿入ブロック8040はガードインターバルを挿入することができ、プリアンブル挿入ブロック8050は信号の前にプリアンブルを挿入することができる。プリアンブルの構造に対する詳細な内容は後述する。
その他のシステム挿入ブロック8060は、放送サービスを提供する2つ以上の互いに異なる放送送信/受信システムのデータが同一なRF信号帯域で同時に転送できるように時間領域で複数の放送送信/受信システムの信号をマルチプレキシングすることができる。この場合、2つ以上の互いに異なる放送送信/受信システムは、互いに異なる放送サービスを提供するシステムをいう。互いに異なる放送サービスは、地上波放送サービス、モバイル放送サービスなどを意味することができる。各々の放送サービスに関連したデータは互いに異なるフレームを通じて転送できる。
DACブロック8070は、入力されたディジタル信号をアナログ信号に変換して出力することができる。DACブロック8070から出力された信号は物理層プロファイルによって多数の出力アンテナを介して転送できる。本発明の一実施形態に係る送信アンテナは垂直または水平極性を有することができる。
前述したブロックは設計によって省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取替できる。
図9は、本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号受信装置の構造を示す。
本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号受信装置は、図1を参照して説明した次世代放送サービスに対する放送信号送信装置に対応することができる。
本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号受信装置は、同期及び復調モジュール(synchronization & demodulation module)9000、フレームパーシングモジュール(frame parsing module)9010、デマッピング及びデコーディングモジュール(demapping & decoding module)9020、出力プロセッサ(output processor)9030、及びシグナリングデコーディングモジュール(signaling decoding module)9040を含むことができる。放送信号受信装置の各モジュールの動作に対して説明する。
同期及び復調モジュール9000は、m個の受信アンテナを介して入力信号を受信し、放送信号受信装置に該当するシステムに対して信号検出及び同期化を実行し、放送信号送信装置により実行される手続の逆過程に該当する復調を実行することができる。
フレームパーシングモジュール9010は、入力信号フレームをパーシングし、ユーザにより選択されたサービスが転送されるデータを抽出することができる。放送信号送信装置がインターリービングを実行すれば、フレームパーシングモジュール9010はインターリービングの逆過程に該当するデインターリービングを実行することができる。この場合、抽出されなければならない信号及びデータの位置がシグナリングデコーディングモジュール9040から出力されたデータをデコーディングすることにより獲得されて、放送信号送信装置により生成されたスケジューリング情報が復元できる。
デマッピング及びデコーディングモジュール9020は、入力信号をビット領域データに変換した後、必要によってビット領域データをデインターリービングすることができる。デマッピング及びデコーディングモジュール9020は、転送効率のために適用されたマッピングに対するデマッピングを実行し、デコーディングを通じて転送チャンネルで発生したエラーを訂正することができる。この場合、デマッピング及びデコーディングモジュール9020はシグナリングデコーディングモジュール9040から出力されたデータをデコーディングすることによって、デマッピング及びデコーディングのために必要な転送パラメータを獲得することができる。
出力プロセッサ9030は、転送効率を向上させるために放送信号送信装置により適用される多様な圧縮/信号処理手続の逆過程を実行することができる。この場合、出力プロセッサ9030はシグナリングデコーディングモジュール9040から出力されたデータで必要とする制御情報を獲得することができる。出力プロセッサ8300の出力は、放送信号送信装置に入力される信号に該当し、MPEG−TS、IPストリーム(v4またはv6)及びGSでありうる。
シグナリングデコーディングモジュール9040は、同期及び復調モジュール9000により復調された信号からPLS情報を獲得することができる。前述したように、フレームパーシングモジュール9010、デマッピング及びデコーディングモジュール9200、及び出力プロセッサ9300は、シグナリングデコーディングモジュール9040から出力されたデータを用いてその機能を実行することができる。
図10は、本発明の一実施形態に係るフレーム構造を示す。
図10は、フレームタイムの構成例及びスーパーフレームにおけるFRU(frame repetition unit:フレーム反復単位)を示す。(a)は本発明の一実施形態に係るスーパーフレームを示し、(b)は本発明の一実施形態に係るFRUを示し、(c)はFRUでの多様なフィジカルプロファイル(PHY profile)のフレームを示し、(d)はフレームの構造を示す。
スーパーフレームは8個のFRUで構成できる。FRUはフレームのTDMに対する基本マルチプレキシング単位であり、スーパーフレームで8回反復される。
FRUで各フレームはフィジカルプロファイル(ベース、ハンドヘルド、アドバンスプロファイル)のうちの1つまたはFEFに属する。FRUで、フレームの最大許容数は4であり、与えられたフィジカルプロファイルはFRUで0回乃至4回のうちのいずれかの回数だけ表れることができる(例えば、ベース、ハンドヘルド、アドバンス)。フィジカルプロファイル定義は、必要時、プリアンブルにおけるPHY_PROFILEのリザーブド値を用いて拡張できる。
FEF部分は、含まれれば、FRUの端に挿入される。FEFがFRUに含まれる場合、FEFの最大数はスーパーフレームで8である。FEF部分が互いに隣接することが推奨されない。
1つのフレームは多数のOFDMシンボル及びプリアンブルにさらに分離される。(d)に図示したように、フレームは、プリアンブル、1つ以上のFSS、ノーマルデータシンボル、及びFESを含む。
プリアンブルは高速フューチャーキャストUTBシステム信号検出を可能にし、信号の効率的な送信及び受信のための基本転送パラメータの集合を提供する特別なシンボルである。プリアンブルに対する詳細な内容は後述する。
FSSの主な目的はPLSデータを伝達するものである。高速同期化及びチャンネル推定のために、これに従うPLSデータの高速デコーディングのために、FSSはノーマルデータシンボルより高密度のパイロットパターンを有する。FESはFSSと完全に同一なパイロットを有するが、これはFESの直前のシンボルに対して外挿(extrapolation)無しでFES内での周波数のみのインターポレーション(interpolation:補間)及び一時的補間(temporal interpolation)を可能にする。
図11は、本発明の一実施形態に係るフレームのシグナリング階層構造(signaling hierarchy structure)を示す。
図11はシグナリング階層構造を示すが、これは3個の主要部分であるプリアンブルシグナリングデータ11000、PLS1データ11010、及びPLS2データ11020に分割される。フレーム毎にプリアンブル信号により伝達されるプリアンブルの目的は、フレームの基本転送パラメータ及び転送タイプを示すものである。PLS1は、受信機が関心あるデータパイプに接続するためのパラメータを含むPLS2データに接続してデコーディングできるようにする。PLS2はフレーム毎に伝達され、2つの主要部分であるPLS2−STATデータとPLS2−DYNデータに分割される。PLS2データのスタティック(static:静的)及びダイナミック(dynamic:動的)部分には、必要時、パッディングが後続する。
図12は、本発明の一実施形態に係るプリアンブルシグナリングデータを示す。
プリアンブルシグナリングデータは、受信機がフレーム構造内でPLSデータに接続し、データパイプを追跡できるようにするために必要とする21ビットの情報を伝達する。プリアンブルシグナリングデータに対する詳細な内容は、次の通りである。
PHY_PROFILE:該当3ビットフィールドは現フレームのフィジカルプロファイルタイプを示す。互いに異なるフィジカルプロファイルタイプのマッピングは、以下の<表5>に与えられる。
FFT_SIZE:該当2ビットフィールドは以下の<表6>で説明した通り、フレームグループ内で現フレームのFFTサイズを示す。
GI_FRACTION:該当3ビットフィールドは以下の<表7>で説明した通り、現スーパーフレームにおけるガードインターバルの一部(fraction)値を示す。
EAC_FLAG:該当1ビットフィールドはEACが現フレームに提供されるか否かを示す。該当フィールドが1に設定されれば、EASが現フレームに提供される。該当フィールドが0に設定されれば、EASが現フレームで伝達されない。該当フィールドはスーパーフレーム内でダイナミック(dynamic:動的)に転換できる。
PILOT_MODE:該当1ビットフィールドは現フレームグループで現フレームに対してパイロットモードがモバイルモードであるか、または固定モードか否かを示す。該当フィールドが0に設定されれば、モバイルパイロットモードが使われる。該当フィールドが1に設定されれば、固定パイロットモードが使われる。
PAPR_FLAG:該当1ビットフィールドは現フレームグループで現フレームに対してPAPR減少が使われるか否かを示す。該当フィールドが1に設定されれば、トーン予約(tone reservation)がPAPR減少のために使われる。該当フィールドが0に設定されれば、PAPR減少が使われない。
FRU_CONFIGURE:該当3ビットフィールドは現スーパーフレームで存在するFRUのフィジカルプロファイルタイプ構成を示す。現スーパーフレームで全てのプリアンブルにおける該当フィールドで、現スーパーフレームで伝達される全てのプロファイルタイプが識別される。該当3ビットフィールドは以下の<表8>に示した通り、各々のプロファイルに対して異なるように定義される。
RESERVED:該当7ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブされる(reserved)。
図13は、本発明の一実施形態に係るPLS1データを示す。
PLS1データはPLS2の受信及びデコーディングを可能にするために必要なパラメータを含んだ基本転送パラメータを提供する。前述したように、PLS1データは1つのフレームグループの全体デュレーションの間変化しない。PLS1データのシグナリングフィールドの具体的な定義は、次の通りである。
PREAMBLE_DATA:該当20ビットフィールドはEAC_FLAGを除外したプリアンブルシグナリングデータのコピーである。
NUM_FRAME_FRU:該当2ビットフィールドはFRU当たりフレーム数を示す。
PAYLOAD_TYPE:該当3ビットフィールドはフレームグループで伝達されるペイロードデータのフォーマットを示す。PAYLOAD_TYPEは<表9>に示した通りシグナリングされる。
NUM_FSS:該当2ビットフィールドは現フレームでFSSの数を示す。
SYSTEM_VERSION:該当8ビットフィールドは転送される信号フォーマットのバージョンを示す。SYSTEM_VERSIONは主バージョン及び副バージョンの2つの4ビットフィールドに分離される。
主バージョン:SYSTEM_VERSIONフィールドのMSBである4ビットは主バージョン情報を示す。主バージョンフィールドでの変化は互換性のない変化を示す。デフォルト値は0000である。該当標準で叙述されたバージョンに対し、値が0000に設定される。
副バージョン:SYSTEM_VERSIONフィールドのLSBである4ビットは副バージョン情報を示す。副バージョンフィールドでの変化は互換性がある。
CELL_ID:これはATSCネットワークにおける地理的セルを唯一に識別する16ビットフィールドである。ATSCセルカバレッジはフューチャーキャストUTBシステム当たり使われる周波数の数によって1つ以上の周波数で構成できる。CELL_IDの値が知られていないか、特定されなければ、該当フィールドは0に設定される。
NETWORK_ID:これは現ATSCネットワークを唯一に識別する16ビットフィールドである。
SYSTEM_ID:該当16ビットフィールドはATSCネットワーク内でフューチャーキャストUTBシステムを唯一に識別する。フューチャーキャストUTBシステムは入力が1つ以上の入力ストリーム(TS、IP、GS)であり、出力がRF信号である地上波放送システムである。フューチャーキャストUTBシステムは、存在していれば、FEF及び1つ以上のフィジカルプロファイルを伝達する。同一なフューチャーキャストUTBシステムは互いに異なる入力ストリームを伝達し、互いに異なる地理的領域で互いに異なるRFを使用することができるので、ローカルサービス挿入を許容する。フレーム構造及びスケジューリングは1つの場所で制御され、フューチャーキャストUTBシステム内で全ての転送に対して同一である。1つ以上のフューチャーキャストUTBシステムは全て同一なフィジカル構造及び構成を有するという同一なSYSTEM_IDの意味を有することができる。
次のループ(loop)は、各フレームタイプの長さ及びFRU構成を示すFRU_PHY_PROFILE、FRU_FRAME_LENGTH、FRU_GI_FRACTION、及びRESERVEDで構成される。ループ(loop)サイズはFRU内で4個のフィジカルプロファイル(FEF含み)がシグナリングされるように固定される。NUM_FRAME_FRUが4より小さければ、使われないフィールドはゼロで詰められる。
FRU_PHY_PROFILE:該当3ビットフィールドは関連したFRUの(i+1)番目フレーム(iはループ(loop)インデックス)のフィジカルプロファイルタイプを示す。該当フィールドは<表8>に示したものと同一なシグナリングフォーマットを使用する。
FRU_FRAME_LENGTH:該当2ビットフィールドは関連したFRUの(i+1)番目フレームの長さを示す。FRU_GI_FRACTIONと共にFRU_FRAME_LENGTHを使用すれば、フレームデュレーションの正確な値が得られる。
FRU_GI_FRACTION:該当3ビットフィールドは関連したFRUの(i+1)番目フレームのガードインターバルの一部値を示す。FRU_GI_FRACTIONは<表7>に従ってシグナリングされる。
RESERVED:該当4ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブされる(reserved)。
次のフィールドは、PLS2データをデコーディングするためのパラメータを提供する。
PLS2_FEC_TYPE:該当2ビットフィールドはPLS2の保護により使われるFECタイプを示す。FECタイプは<表10>に従ってシグナリングされる。LDPCコードに対する詳細な内容は後述する。
PLS2_MOD:該当3ビットフィールドはPLS2により使われる変調タイプを示す。変調タイプは<表11>に従ってシグナリングされる。
PLS2_SIZE_CELL:該当15ビットフィールドは現フレームグループで伝達されるPLS2に対する全てのコーディングブロックのサイズ(QAMセルの数に特定される)であるCtotal_partial_blockを示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_STAT_SIZE_BIT:該当14ビットフィールドは現フレームグループに対するPLS2−STATのサイズをビット数で示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_DYN_SIZE_BIT:該当14ビットフィールドは現フレームグループに対するPLS2−DYNのサイズをビット数で示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_REP_FLAG:該当1ビットフラグはPLS2反復モードが現フレームグループで使われるか否かを示す。該当フィールドの値が1に設定されれば、PLS2反復モードは活性化される。該当フィールドの値が0に設定されれば、PLS2反復モードは不活性化される。
PLS2_REP_SIZE_CELL:該当15ビットフィールドはPLS2反復が使われる場合、現フレームグループのフレーム毎に伝達されるPLS2に対する部分コーディングブロックのサイズ(QAMセルの数で特定される)であるCtotal_partial_blockを示す。反復が使われない場合、該当フィールドの値は0と同一である。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_NEXT_FEC_TYPE:該当2ビットフィールドは次のフレームグループの各フレームで伝達されるPLS2に使われるFECタイプを示す。FECタイプは<表10>に従ってシグナリングされる。
PLS2_NEXT_MOD:該当3ビットフィールドは次のフレームグループの各フレームで伝達されるPLS2に使われる変調タイプを示す。変調タイプは<表11>に従ってシグナリングされる。
PLS2_NEXT_REP_FLAG:該当1ビットフラグはPLS2反復モードが次のフレームグループで使われるか否かを示す。該当フィールドの値が1に設定されれば、PLS2反復モードは活性化される。該当フィールドの値が0に設定されれば、PLS2反復モードは非活性化される。
PLS2_NEXT_REP_SIZE_CELL: 該当15ビットフィールドはPLS2反復が使われる場合、次のフレームグループのフレーム毎に伝達されるPLS2に対する全体コーディングブロックのサイズ(QAMセルの数で特定される)であるCtotal_full_blockを示す。次のフレームグループで反復が使われない場合、該当フィールドの値は0と同一である。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_NEXT_REP_STAT_SIZE_BIT:該当14ビットフィールドは次のフレームグループに対するPLS2−STATのサイズをビット数で示す。該当値は現フレームグループで一定である。
PLS2_NEXT_REP_DYN_SIZE_BIT:該当14ビットフィールドは次のフレームグループに対するPLS2−DYNのサイズをビット数で示す。該当値は現フレームグループで一定である。
PLS2_AP_MODE:該当2ビットフィールドは現フレームグループでPLS2に対して追加パリティが提供されるか否かを示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。以下の<表12>は該当フィールドの値を提供する。該当フィールドの値が00に設定されれば、現フレームグループで追加パリティがPLS2に対して使われない。
PLS2_AP_SIZE_CELL:該当15ビットフィールドはPLS2の追加パリティビットのサイズ(QAMセルの数で特定される)を示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_NEXT_AP_MODE:該当2ビットフィールドは次のフレームグループのフレーム毎にPLS2シグナリングに対して追加パリティが提供されるか否かを示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。<表12>は該当フィールドの値を定義する。
PLS2_NEXT_AP_SIZE_CELL:該当15ビットフィールドは次のフレームグループのフレーム毎にPLS2の追加パリティビットのサイズ(QAMセルの数で特定される)を示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
RESERVED:該当32ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブされる(reserved)。
CRC_32:全体PLS1シグナリングに適用される32ビットエラー検出コード
図14は、本発明の一実施形態に係るPLS2データを示す。
図14は、PLS2データのPLS2−STATデータを示す。PLS2−STATデータはフレームグループ内で同一である一方、PLS2−DYNデータは現フレームに対して特定の情報を提供する。
PLS2−STATデータのフィールドに対し、次に具体的に説明する。
FIC_FLAG:該当1ビットフィールドはFICが現フレームグループで使われるか否かを示す。該当フィールドの値が1に設定されれば、FICは現フレームで提供される。該当フィールドの値が0に設定されれば、FICは現フレームで伝達されない。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
AUX_FLAG:該当1ビットフィールドは補助ストリームが現フレームグループで使われるか否かを示す。該当フィールドの値が1に設定されれば、補助ストリームは現フレームで提供される。該当フィールドの値が0に設定されれば、補助フレームは現フレームで伝達されない。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
NUM_DP:該当6ビットフィールドは現フレーム内で伝達されるデータパイプの数を示す。該当フィールドの値は1から64の間であり、データパイプの数はNUM_DP+1である。
DP_ID:該当6ビットフィールドはフィジカルプロファイル内で唯一に識別する。
DP_TYPE:該当3ビットフィールドはデータパイプのタイプを示す。これは、以下の<表13>に従ってシグナリングされる。
DP_GROUP_ID:該当8ビットフィールドは現データパイプが関連しているデータパイプグループを識別する。これは、受信機が同一なDP_GROUP_IDを有するようになる特定サービスと関連しているサービスコンポーネントのデータパイプに接続することに使用できる。
BASE_DP_ID:該当6ビットフィールドは管理層で使われる(PSI/SIのような)サービスシグナリングデータを伝達するデータパイプを示す。BASE_DP_IDにより示すデータパイプは、サービスデータと共にサービスシグナリングデータを伝達するノーマルデータパイプであるか、またはサービスシグナリングデータのみを伝達する専用データパイプでありうる。
DP_FEC_TYPE:該当2ビットフィールドは関連したデータパイプにより使われるFECタイプを示す。FECタイプは、以下の<表14>に従ってシグナリングされる。
DP_COD:該当4ビットフィールドは関連したデータパイプにより使われるコードレート(code rate)を示す。コードレート(code rate)は以下の<表15>に従ってシグナリングされる。
DP_MOD:該当4ビットフィールドは関連したデータパイプにより使われる変調を示す。変調は以下の<表16>に従ってシグナリングされる。
DP_SSD_FLAG:該当1ビットフィールドはSSDモードが関連したデータパイプで使われるか否かを示す。該当フィールドの値が1に設定されれば、SSDは使われる。該当フィールドの値が0に設定されれば、SSDは使われない。
次のフィールドはPHY_PROFILEがアドバンスプロファイルを示す010と同じ時のみに表れる。
DP_MIMO:該当3ビットフィールドはどんなタイプのMIMOエンコーディング処理が関連したデータパイプに適用されるかを示す。MIMOエンコーディング処理のタイプは、以下の<表17>に従ってシグナリングされる。
DP_TI_TYPE:該当1ビットフィールドはタイムインターリービングのタイプを示す。0の値は1つのタイムインターリービンググループが1つのフレームに該当し、1つ以上のタイムインターリービングブロックを含むことを示す。1の値は1つのタイムインターリービンググループが1つより多いフレームに伝達され、1つのタイムインターリービングブロックのみを含むことを示す。
DP_TI_LENGTH:該当2ビットフィールド(許容された値は1、2、4、8のみである)の使用は、次のようなDP_TI_TYPEフィールド内で設定される値により決定される。
DP_TI_TYPEの値が1に設定されれば、該当フィールドは各々のタイムインターリービンググループがマッピングされるフレームの数であるPIを示し、タイムインターリービンググループ当たり1つのタイムインターリービングブロックが存在する(NTI=1)。該当2ビットフィールドに許容されるPIの値は、以下の<表18>に定義される。
DP_TI_TYPEの値が0に設定されれば、該当フィールドはタイムインターリービンググループ当たりタイムインターリービングブロックの数NTIを示し、フレーム当たり1つのタイムインターリービンググループが存在する(PI=1)。該当2ビットフィールドに許容されるPIの値は以下の<表18>に定義される。
DP_FRAME_INTERVAL:該当2ビットフィールドは関連したデータパイプに対するフレームグループ内でフレーム間隔(IJUMP)を示し、許容された値は1、2、4、8(該当する2ビットフィールドは各々00、01、10、11)である。フレームグループの全てのフレームに表れないデータパイプに対し、該当フィールドの値は順次的なフレームの間の間隔と同一である。例えば、データパイプが1、5、9、13などのフレームに表れれば、該当フィールドの値は4に設定される。全てのフレームに表れるデータパイプに対し、該当フィールドの値は1に設定される。
DP_TI_BYPASS:該当1ビットフィールドはタイムインターリーバ5050の使用可能性を決定する。データパイプに対してタイムインターリービングが使われないと、該当フィールド値は1に設定される。一方、タイムインターリービングが使われれば、該当フィールド値は0に設定される。
DP_FIRST_FRAME_IDX:該当5ビットフィールドは現データパイプが発生するスーパーフレームの第1のフレームのインデックスを示す。DP_FIRST_FRAME_IDXの値は0から31の間である。
DP_NUM_BLOCK_MAX:該当10ビットフィールドは該当データパイプに対するDP_NUM_BLOCKSの最大値を示す。該当フィールドの値はDP_NUM_BLOCKSと同一な範囲を有する。
DP_PAYLOAD_TYPE:該当2ビットフィールドは与えられたデータパイプにより伝達されるペイロードデータのタイプを示す。DP_PAYLOAD_TYPEは、以下の<表19>に従ってシグナリングされる。
DP_INBAND_MODE:該当2ビットフィールドは現データパイプがインバンド(In-band)シグナリング情報を伝達するか否かを示す。インバンド(In-band)シグナリングタイプは、以下の<表20>に従ってシグナリングされる。
DP_PROTOCOL_TYPE:該当2ビットフィールドは与えられたデータパイプにより伝達されるペイロードのプロトコルタイプを示す。ペイロードのプロトコルタイプは入力ペイロードタイプが選択されれば、以下の<表21>に従ってシグナリングされる。
DP_CRC_MODE:該当2ビットフィールドはCRCエンコーディングがインプットフォーマットブロックで使われるか否かを示す。CRCモードは、以下の<表22>に従ってシグナリングされる。
DNP_MODE:該当2ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)に設定される場合に関連したデータパイプにより使われるヌルパケット削除モードを示す。DNP_MODEは、以下の<表23>に従ってシグナリングされる。DP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)でなければ、DNP_MODEは00の値に設定される。
ISSY_MODE:該当2ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)に設定される場合に関連したデータパイプにより使われるISSYモードを示す。ISSY_MODEは、以下の<表24>に従ってシグナリングされる。DP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)でなければ、ISSY_MODEは00の値に設定される。
HC_MODE_TS:該当2ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)に設定される場合に関連したデータパイプにより使われるTSヘッダ圧縮モードを示す。HC_MODE_TSは、以下の<表25>に従ってシグナリングされる。
HC_MODE_IP:該当2ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがIP(‘01’)で設定される場合にIPヘッダ圧縮モードを示す。HC_MODE_IPは、以下の<表26>に従ってシグナリングされる。
PID:該当13ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)に設定され、HC_MODE_TSが01または10に設定される場合にTSヘッダ圧縮のためのPID数を示す。
RESERVED:該当8ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブされる(reserved)。
次のフィールドは、FIC_FLAGが1と同じ時のみに表れる。
FIC_VERSION:該当8ビットフィールドはFICのバージョンナンバーを示す。
FIC_LENGTH_BYTE:該当13ビットフィールドはFICの長さをバイト単位で示す。
RESERVED:該当8ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブされる(reserved)。
次のフィールドは、AUX_FLAGが1と同じ時のみに表れる。
NUM_AUX:該当4ビットフィールドは補助ストリームの数を示す。ゼロは補助ストリームが使われないことを示す。
AUX_CONFIG_RFU:該当8ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブされる(reserved)。
AUX_STREAM_TYPE:該当4ビットは現補助ストリームのタイプを示すための今後の使用のためにリザーブされる(reserved)。
AUX_PRIVATE_CONFIG:該当28ビットフィールドは補助ストリームをシグナリングするための今後の使用のためにリザーブされる(reserved)。
図15は、本発明の他の一実施形態に係るPLS2データを示す。
図15は、PLS2データのPLS2−DYNを示す。PLS2−DYNデータの値は1つのフレームグループのデュレーションの間変化できる一方、フィールドのサイズは一定である。
PLS2−DYNデータのフィールドの具体的な内容は、次の通りである。
FRAME_INDEX:該当5ビットフィールドはスーパーフレーム内で現フレームのフレームインデックスを示す。スーパーフレームの第1のフレームのインデックスは0に設定される。
PLS_CHANGE_COUNTER:該当4ビットフィールドは構成が変化する前のスーパーフレームの数を示す。構成が変化する次のスーパーフレームは該当フィールド内でシグナリングされる値により示す。該当フィールドの値が0000に設定されれば、これは如何なる予定された変化も予測できないことを意味する。例えば、1の値は次のスーパーフレームに変化があるということを示す。
FIC_CHANGE_COUNTER:該当4ビットフィールドは構成(即ち、FICのコンテンツ)が変化する前のスーパーフレームの数を示す。構成が変化する次のスーパーフレームは該当フィールド内でシグナリングされる値により示す。該当フィールドの値が0000に設定されれば、これは如何なる予定された変化も予測できないことを意味する。例えば、0001の値は次のスーパーフレームに変化があることを示す。
RESERVED:該当16ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブされる(reserved)。
次のフィールドは現フレームで伝達されるデータパイプと関連したパラメータを説明するNUM_DPでのループ(loop)に表れる。
DP_ID:該当6ビットフィールドはフィジカルプロファイル内でデータパイプを唯一に示す。
DP_START:該当15ビット(または、13ビット)フィールドは、DPUアドレッシング(addressing)技法を使用してデータパイプの第1の開始位置を示す。DP_STARTフィールドは、以下の<表27>に示した通り、フィジカルプロファイル及びFFTサイズによって異なる長さを有する。
DP_NUM_BLOCK:該当10ビットフィールドは現データパイプに対する現タイムインターリービンググループにおけるFECブロックの数を示す。DP_NUM_BLOCKの値は0から1023の間にある。
RESERVED:該当8ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブされる(reserved)。
次のフィールドは、EACと関連したFICパラメータを示す。
EAC_FLAG:該当1ビットフィールドは現フレームでEACの存在を示す。該当ビットはプリアンブルにおけるEAC_FLAGと同一な値である。
EAS_WAKE_UP_VERSION_NUM:該当8ビットフィールドは自動活性化指示のバージョンナンバーを示す。
EAC_FLAGフィールドが1と同一であれば、次の12ビットがEAC_LENGTH_BYTEフィールドに割り当てられる。EAC_FLAGフィールドが0と同一であれば、次の12ビットがEAC_COUNTERに割り当てられる。
EAC_LENGTH_BYTE:該当12ビットフィールドはEACの長さをバイトで示す。
EAC_COUNTER:該当12ビットフィールドはEACが到達するフレームの前のフレームの数を示す。
次のフィールドはAUX_FLAGフィールドが1と同一の場合のみに表れる。
AUX_PRIVATE_DYN:該当48ビットフィールドは補助ストリームをシグナリングするための今後の使用のためにリザーブされる(reserved)。該当フィールドの意味は、設定可能なPLS2−STATでAUX_STREAM_TYPEの値に依存する。
CRC_32:全体PLS2に適用される32ビットエラー検出コード。
図16は、本発明の一実施形態に係るフレームのロジカル(logical)構造を示す。
前述したように、PLS、EAC、FIC、データパイプ、補助ストリーム、ダミーセルは、フレームにおけるOFDMシンボルのアクティブ(active)キャリアにマッピングされる。PLS1及びPLS2は、最初に1つ以上のFSSにマッピングされる。その後、EACが存在していれば、EACセルは後続するPLSフィールドにマッピングされる。次に、FICが存在していれば、FICセルがマッピングされる。データパイプはPLSの次にマッピングされるか、EACまたはFICが存在する場合、EACまたはFICの以後にマッピングされる。タイプ1のデータパイプが最初にマッピングされ、タイプ2のデータパイプが次にマッピングされる。データパイプのタイプの具体的な内容は後述する。一部の場合、データパイプはEASに対する一部の特殊データまたはサービスシグナリングデータを伝達することができる。補助ストリームまたはストリームは、存在していれば、データパイプを次にマッピングされ、ここには順次にダミーセルが後続する。前述した順序、即ち、PLS、EAC、FIC、データパイプ、補助ストリーム、及びダミーセルの順に全て共にマッピングすれば、フレームでセル容量を正確に詰める。
図17は、本発明の一実施形態に係るPLSマッピングを示す。
PLSセルは、FSSのアクティブ(active)キャリアにマッピングされる。PLSが占めるセルの数によって、1つ以上のシンボルがFSSに指定され、FSSの数NFSSはPLS1でのNUM_FSSによりシグナリングされる。FSSはPLSセルを伝達する特殊なシンボルである。堅固性及び遅延時間(latency)はPLSで重大な事案であるので、FSSは高いパイロット密度を有しているので高速同期化及びFSS内での周波数のみのインターポレーション(interpolation:補間)を可能にする。
PLSセルは、図17の例に示すように、下向き式でFSSのアクティブ(active)キャリアにマッピングされる。PLS1セルは、最初に第1のFSSの第1のセルからセルインデックスの昇順にマッピングされる。PLS2セルはPLS1の最後のセルの直後に後続し、マッピングは第1のFSSの最後のセルインデックスまで下方に続く。必要とするPLSセルの総数が1つのFSSのアクティブ(active)キャリアの数を超過すれば、マッピングは次のFSSに進行され、第1のFSSと完全に同一な方式により続く。
PLSマッピングが完了した後、データパイプが次に伝達される。EAC、FIC、または両方とも現フレームに存在していれば、EAC及びFICはPLSとノーマルデータパイプとの間に配置される。
図18は、本発明の一実施形態に係るEACマッピングを示す。
EACはEASメッセージを伝達する専用チャンネルであり、EASに対するデータパイプに連結される。EASサポートは提供されるが、EAC自体は全てのフレームに存在することもあり、存在しないこともある。EACが存在する場合、EACはPLS2セルの直後にマッピングされる。PLSセルを除いて、FIC、データパイプ、補助ストリーム、またはダミーセルのうち、いずれもEACの前に位置しない。EACセルのマッピング手続はPLSと完全に同一である。
EACセルは、図18の例に示すように、PLS2の次のセルからセルインデックスの昇順にマッピングされる。EASメッセージの大きさによって、図18に示すように、EACセルは少ないシンボルを占めることができる。
EACセルは、PLS2の最後のセルの直後に後続し、マッピングは最後のFSSの最後のセルインデックスまで下方に続く。必要とするEACセルの総数が最後のFSSの残っているアクティブ(active)キャリアの数を超過すれば、EACマッピングは次のシンボルに進行され、FSSと完全に同一な方式により続く。この場合、EACのマッピングがなされる次のシンボルはノーマルデータシンボルであり、これはFSSより多いアクティブ(active)キャリアを有する。
EACマッピングが完了した後、存在していれば、FICが次に伝達される。FICが転送されなければ(PLS2フィールドからシグナリングに)、データパイプがEACの最後のセルの直後に後続する。
図19は、本発明の一実施形態に係るFICマッピングを示す。
(a)はEAC無しでFICセルのマッピングの例を示し、(b)はEACと共にFICセルのマッピングの例を示す。
FICは、高速サービス獲得及びチャンネルスキャンを可能にするために階層間情報(cross-layer information)を伝達する専用チャンネルである。該当情報は主にデータパイプの間のチャンネルバインディング(channel binding)情報及び各放送局のサービスを含む。高速スキャンのために、受信機はFICをデコーディングし、放送局ID、サービス数、BASE_DP_IDのような情報を獲得することができる。高速サービス獲得のために、FICだけでなく、ベースデータパイプもBASE_DP_IDを用いてデコーディングできる。ベースデータパイプが転送するコンテンツを除いて、ベースデータパイプはノーマルデータパイプと正確に同一な方式によりエンコーディングされてフレームにマッピングされる。したがって、ベースデータパイプに対する追加説明が必要でない。FICデータが生成されて管理層で消費される。FICデータのコンテンツは管理層仕様に説明された通りである。
FICデータは選択的であり、FICの使用はPLS2のスタティック(static:静的)な部分でFIC_FLAGパラメータによりシグナリングされる。FICが使われれば、FIC_FLAGは1に設定され、FICに対するシグナリングフィールドはPLS2のスタティック(static:静的)な部分で定義される。該当フィールドでシグナリングされることはFIC_VERSIONであり、FIC_LENGTH_BYTE_FICはPLS2と同一な変調、コーディング、タイムインターリービングパラメータを使用する。FICは、PLS2_MOD及びPLS2_FECのような同一なシグナリングパラメータを共有する。FICデータは、存在していれば、PLS2の後にマッピングされるか、またはEACが存在する場合、EACの直後にマッピングされる。ノーマルデータパイプ、補助ストリーム、またはダミーセルのうち、いずれもFICの前に位置しない。FICセルをマッピングする方法はEACと完全に同一であり、これはまたPLSと同一である。
PLSの後のEACが存在しない場合、FICセルは(a)の例に示したように、PLS2の次のセルからセルインデックスの昇順にマッピングされる。FICデータサイズによって、(b)に示したように、FICセルは数個のシンボルに対してマッピングされる。
FICセルはPLS2の最後のセルの直後に後続し、マッピングは最後のFSSの最後のセルインデックスまで下方に続く。必要なFICセルの総数が最後のFSSの残っているアクティブ(active)キャリアの数を超過すれば、残りのFICセルのマッピングは次のシンボルに進行され、これはFSSと完全に同一な方式により続く。この場合、FICがマッピングされる次のシンボルはノーマルデータシンボルであり、これはFSSより多いアクティブ(active)キャリアを有する。
EASメッセージが現フレームで転送されれば、EACはFICより先にマッピングされ、(b)に示したように、EACの次のセルからFICセルはセルインデックスの昇順にマッピングされる。
FICマッピングが完了した後、1つ以上のデータパイプがマッピングされ、以後、存在していれば、補助ストリーム、ダミーセルが後続する。
図20は、本発明の一実施形態に係るデータパイプのタイプを示す。
(a)はタイプ1のデータパイプを示し、(b)はタイプ2のデータパイプを示す。
先行するチャンネル、即ちPLS、EAC、FICがマッピングされた後、データパイプのセルがマッピングされる。データパイプはマッピング方法によって2タイプのうちの1つに分類される。
タイプ1のデータパイプ:データパイプがTDMによりマッピングされる。
タイプ2のデータパイプ:データパイプがFDMによりマッピングされる。
データパイプのタイプはPLS2のスタティック(static:静的)な部分でDP_TYPEフィールドにより示す。図20は、タイプ1のデータパイプ及びタイプ2のデータパイプのマッピング順序を示す。タイプ1のデータパイプは、まずセルインデックスの昇順にマッピングされた後、最後のセルインデックスに到達した後、シンボルインデックスが1ずつ増加する。次のシンボル内で、データパイプはp=0から始めてセルインデックスの昇順に続けてマッピングされる。1つのフレームで共にマッピングされる多数のデータパイプと共に、各々のタイプ1のデータパイプはデータパイプのTDMと類似するように時間にグルーピングされる。
タイプ2のデータパイプは、まずシンボルインデックスの昇順にマッピングされ、フレームの最後のOFDMシンボルに到達した後、セルインデックスは1ずつ増加し、シンボルインデックスは第1の使用可能シンボルに戻った後、そのシンボルインデックスから増加する。1つのフレームで多数のデータパイプをマッピングした後、各々のタイプ2のデータパイプはデータパイプのFDMと類似するように周波数にグルーピングされる。
タイプ1のデータパイプ及びタイプ2のデータパイプは、必要時、フレームで共存できるが、タイプ1のデータパイプが常にタイプ2のデータパイプに先行するという制限がある。タイプ1及びタイプ2のデータパイプを伝達するOFDMセルの総数はデータパイプの転送に使用することができるOFDMセルの総数を超過できない。
この際、DDP1はタイプ1のデータパイプが占めるOFDMセルの数に該当し、DDP2はタイプ2のデータパイプが占めるセルの数に該当する。PLS、EAC、FICが全てタイプ1のデータパイプと同様の方式によりマッピングされるので、PLS、EAC、FICは全て“タイプ1のマッピング規則”に従う。したがって、概してタイプ1のマッピングが常にタイプ2のマッピングに先行する。
図21は、本発明の一実施形態に係るデータパイプマッピングを示す。
(a)はタイプ1のデータパイプをマッピングするためのOFDMセルのアドレッシングを示し、(b)はタイプ2のデータパイプをマッピングするためのOFDMセルのアドレッシングを示す。
タイプ1のデータパイプ(0,...,DDP1−1)をマッピングするためのOFDMセルのアドレッシングはタイプ1のデータパイプのアクティブ(active)データセルに対して定義される。アドレッシング方式は各々のタイプ1のデータパイプに対するタイムインターリービングからのセルがアクティブ(active)データセルに割り当てられる順序を定義する。また、アドレッシング方式はPLS2のダイナミック(dynamic:動的)部分でデータパイプの位置をシグナリングすることに使われる。
EAC及びFIC無しで、アドレス0は最後のFSSでPLSを伝達する最後のセルに後続するセルをいう。EACが転送され、FICが該当するフレームになければ、アドレス0はEACを伝達する最後のセルに後続するセルをいう。FICが該当するフレームで転送されれば、アドレス0はFICを伝達する最後のセルに後続するセルをいう。タイプ1のデータパイプに対するアドレス0は(a)に示したような2つの互いに異なる場合を考慮して算出できる。(a)の例で、PLS、EAC、FICは全て転送されると仮定する。EACとFICのうちの1つまたは全てが省略される場合への拡張は自明である。(a)の左側に示したように、FICまで全てのセルをマッピングした後、FSSに残っているセルがあれば、タイプ2のデータパイプ(0,...,DDP2−1)をマッピングするためのOFDMセルのアドレッシングはタイプ2のデータパイプのアクティブ(active)データセルに対して定義される。アドレッシング方式は各々のタイプ2のデータパイプに対するタイムインターリービングからのセルがアクティブ(active)データセルに割り当てられる順序を定義する。また、アドレッシング方式はPLS2のダイナミック(dynamic:動的)部分でデータパイプの位置をシグナリングすることに使われる。
(b)に示すように、3種類の若干異なる場合が可能である。(b)の左側に示した第1の場合に、最後のFSSにあるセルはタイプ2のデータパイプマッピングに使用できる。中央に示した第2の場合に、FICはノーマルシンボルのセルを占めるが、該当シンボルでのFICセルの数はCFSSより大きくない。(b)の右側に示した第3の場合は該当シンボルにマッピングされたFICセルの数がCFSSを超過する点を除いて、第2の場合と同一である。
PLS、EAC、FICがタイプ1のデータパイプと同一な“タイプ1のマッピング規則”に従うので、タイプ1のデータパイプがタイプ2のデータパイプに先行する場合への拡張は自明である。
データパイプユニット(DPU)は、フレームにおけるデータセルをデータパイプに割り当てる基本単位である。
DPUはフレームにおけるデータパイプの位置を探し出すためのシグナリング単位として定義される。セルマッパー7010は、各々のデータパイプに対してタイムインターリービングにより生成されたセルをマッピングすることができる。タイムインターリーバ5050は一連のタイムインターリービングブロックを出力し、各々のタイムインターリービングブロックはXFECBLOCKの可変数を含み、これは結局、セルの集合で構成される。XFECBLOCKにおけるセルの数NcellsはFECBLOCKサイズ、Nldpc、コンステレーションシンボル当たり転送されるビット数に依存する。DPUは与えられたフィジカルプロファイルでサポートされるXFECBLOCKにおけるセルの数Ncellsの全ての可能な値の最大公約数として定義される。セルでのDPUの長さはLDPUとして定義される。各々のフィジカルプロファイルはFECBLOCKサイズの互いに異なる組合せ及びコンステレーションシンボル当たり異なるビット数をサポートするので、LDPUはフィジカルプロファイルに基づいて定義される。
図22は、本発明の一実施形態に係るFEC構造を示す。
図22は、ビットインターリービングの前の本発明の一実施形態に係るFEC構造を示す。前述したように、データFECエンコーダは外部コーディング(BCH)及び内部コーディング(LDPC)を用いてFECBLOCK手続を生成するために入力BBFにFECエンコーディングを実行することができる。図示されたFEC構造はFECBLOCKに該当する。また、FECBLOCK及びFEC構造はLDPCコードワードの長さに該当する同一な値を有する。
図22に示すように、BCHエンコーディングが各々のBBF(Kbchビット)に適用された後、LDPCエンコーディングがBCHエンコーディングされたBBF(Kldpcビット=Nbchビット)に適用される。
Nldpcの値は64800ビット(ロングFECBLOCK)または16200ビット(ショートFECBLOCK)である。
以下の<表28>及び<表29>はロングFECBLOCK及びショートFECBLOCKの各々に対するFECエンコーディングパラメータを示す。
BCHエンコーディング及びLDPCエンコーディングの具体的な動作は、次の通りである。
12エラー訂正BCHコードがBBFの外部エンコーディングに使われる。ショートFECBLOCK及びロングFECBLOCKに対するBBF生成多項式は全ての多項式を掛けることによって得られる。
LDPCコードは外部BCHエンコーディングの出力をエンコーディングすることに使われる。完成されたBldpc(FECBLOCK)を生成するために、Pldpc(パリティビット)が各々のIldpc(BCHエンコーディングされたBBF)から組織的にエンコーディングされ、Ildpcに添付される。完成されたBldpc(FECBLOCK)は次の数式で表現される。
ロングFECBLOCK及びショートFECBLOCKに対するパラメータは前記の<表28>及び<表29>に各々与えられる。
ロングFECBLOCKに対してNldpc−Kldpcパリティビットを計算する具体的な手続は、次の通りである。
1)パリティビット初期化
2)パリティーチェックマトリックスのアドレスの第1の行で特定されたパリティビットアドレスで第1の情報ビットiOの累算(accumulate)。パリティーチェックマトリックスのアドレスの詳細な内容は後述する。例えば、割合13/15に対し、
3)次の359個の情報ビットis、s=1,2,...,359に対し、次の数式を用いてパリティビットアドレスでisの累算(accumulate)。
ここで、xは第1のビットi0に該当するパリティビット累算器のアドレスを示し、Qldpcはパリティーチェックマトリックスのアドレッサで特定されたコードレート(code rate)依存定数である。前記の例である、割合13/15に対する、したがって情報ビットi1に対するQldpc=24に引続き、次の動作が実行される。
4)361番目の情報ビットi360に対し、パリティビット累算器のアドレスはパリティーチェックマトリックスのアドレスの第2の行に与えられる。同様の方式により、次の359個の情報ビットis、s=361,362,...,719に対するパリティビット累算器のアドレスは<数式6>を用いて得られる。ここで、xは情報ビットi360に該当するパリティビット累算器のアドレス、即ちパリティーチェックマトリックスの第2の行のエントリーを示す。
5)同様の方式で、360個の新たな情報ビットの全てのグループに対し、パリティーチェックマトリックスのアドレスからの新たな行はパリティビット累算器のアドレスを求めることに使われる。
全ての情報ビットが用いられた後、最終パリティビットが次の通り得られる。
6)i=1から始めて次の動作を順次に実行
ここで、pi、i=0,1,...,Nldpc−Kldpc−1の最終コンテンツはパリティビットpiと同一である。
<表30>を<表31>に取り替えて、ロングFECBLOCKに対するパリティーチェックマトリックスのアドレスをショートFECBLOCKに対するパリティーチェックマトリックスのアドレスに取り替えることを除いて、ショートFECBLOCKに対する該当LDPCエンコーディング手続はロングFECBLOCKに対するtLDPCエンコーディング手続に従う。
図23は、本発明の一実施形態に係るビットインターリービングを示す。
LDPCエンコーダの出力はビットインターリービングされるが、これはQCB(quasi-cyclic block)インターリービング及び内部グループインターリービングが後続するパリティインターリービングで構成される。
(a)はQCBインターリービングを示し、(b)は内部グループインターリービングを示す。
FECBLOCKはパリティインターリービングできる。パリティインターリービングの出力で、LDPCコードワードはロングFECBLOCKで180個の隣接するQCBで構成され、ショートFECBLOCKで45個の隣接するQCBで構成される。ロングまたはショートFECBLOCKにおける各々のQCBは360ビットで構成される。パリティインターリービングされたLDPCコードワードはQCBインターリービングによりインターリービングされる。QCBインターリービングの単位はQCBである。パリティインターリービングの出力でのQCBは、図23に示すように、QCBインターリービングによりパーミュテーションされるが、ここで、FECBLOCK長さによってNcells=64800/ηMODまたは16200/ηMODである。QCBインターリービングパターンは変調タイプ及びLDPCコードレート(code rate)の各組合せに固有である。
QCBインターリービングの後に、内部グループインターリービングが以下の<表32>に定義された変調タイプ及び次数(ηMOD)によって実行される。1つの内部グループに対するQCBの数NQCB_IGも定義される。
内部グループインターリービング過程はQCBインターリービング出力のNQCB_IG個のQCBで実行される。内部グループインターリービングは360個の列及びNQCB_IG個の行を用いて内部グループのビットを記入し読み取る過程を含む。記入動作で、QCBインターリービング出力からのビットが行方向に記入される。読取動作は列方向に実行されて各行でm個のビットを読み取る。ここで、mはNUCの場合1と同一であり、NUQの場合2と同一である。
図24は、本発明の一実施形態に係るセルワードデマルチプレキシングを示す。
図24で、(a)は8及び12bpcu MIMOに対するセルワードデマルチプレキシングを示し、(b)は10bpcu MIMOに対するセルワードデマルチプレキシングを示す。
ビットインターリービング出力の各々のセルワード(c0,l,c1,l,... ,cnmod-1,l)は1つのXFECBLOCKに対するセルワードデマルチプレキシング過程を説明する(a)に示したように(d1,0,m,d1,1,m,...,d1,nmod-1,m)及び(d2,0,m,d2,1,m,...,d2,nmod-1,m)にデマルチプレキシングされる。
MIMOエンコーディングのために異なるタイプのNUQを用いる10bpcu MIMOの場合に、NUQ−1024に対するビットインターリーバが再使用される。ビットインターリーバ出力の各々のセルワード(c0,l,c1,l,...,c9,l)は(b)に示したように(d1,0,m,d1,1,m,...,d1,3,m)及び(d2,0,m,d2,1,m,...,d2,5,m)にデマルチプレキシングされる。
図25は、本発明の一実施形態に係るタイムインターリービングを示す。
(a)から(c)はタイムインターリービングモードの例を示す。
タイムインターリーバはデータパイプレベルで動作する。タイムインターリービングのパラメータは各々のデータパイプに対して異なるように設定できる。
PLS2−STATデータの一部に表れる次のパラメータはタイムインターリービングを構成する。
DP_TI_TYPE(許容された値:0または1):タイムインターリービングモードを示す。0はタイムインターリービンググループ当たり多数のタイムインターリービングブロック(1つ以上のタイムインターリービングブロック)を有するモードを示す。この場合、1つのタイムインターリービンググループは1つのフレームに(フレーム間インターリービング無しで)直接マッピングされる。1はタイムインターリービンググループ当たり1つのタイムインターリービングブロックのみを有するモードを示す。この場合、タイムインターリービングブロックは1つ以上のフレームに亘って拡散される(フレーム間インターリービング)。
DP_TI_LENGTH:DP_TI_TYPE=‘0’であれば、該当パラメータはタイムインターリービンググループ当たりタイムインターリービングブロックの数NTIである。DP_TI_TYPE=‘1’の場合、該当パラメータは1つのタイムインターリービンググループから拡散されるフレームの数PIである。
DP_NUM_BLOCK_MAX(許容された値:0乃至1023):タイムインターリービンググループ当たりXFECBLOCKの最大数を示す。
DP_FRAME_INTERVAL(許容された値:1、2、4、8):与えられたフィジカルプロファイルの同一なデータパイプを伝達する2つの順次的なフレーム間のフレームの数IJUMPを示す。
DP_TI_BYPASS(許容された値:0または1):タイムインターリービングがデータフレームに用いられなければ、該当パラメータは1に設定される。タイムインターリービングが用いられれば、0に設定される。
さらに、PLS2−DYNデータからのパラメータDP_NUM_BLOCKはデータグループの1つのタイムインターリービンググループにより伝達されるXFECBLOCKの数を示す。
タイムインターリービングがデータフレームに用いられなければ、次のタイムインターリービンググループ、タイムインターリービング動作、タイムインターリービングモードは考慮されない。しかしながら、スケジューラーからのダイナミック(dynamic:動的)構成情報のためのディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロックは相変らず必要である。各々のデータパイプで、SSD/MIMOエンコーディングから受信したXFECBLOCKはタイムインターリービンググループにグルーピングされる。即ち、各々のタイムインターリービンググループは整数個のXFECBLOCKの集合であり、ダイナミック(dynamic:動的)に変化する数のXFECBLOCKを含む。インデックスnのタイムインターリービンググループにあるXFECBLOCKの数はNxBLOCK_Group(n)で示し、PLS2−DYNデータでDP_NUM_BLOCKにシグナリングされる。この際、NxBLOCK_Group(n)は最小値0から最も大きい値が1023である最大値NxBLOCK_Group_MAX(DP_NUM_BLOCK_MAXに該当)まで変化することができる。
各々のタイムインターリービンググループは1つのフレームに直接マッピングされるか、またはPI個のフレームに亘って拡散される。また、各々のタイムインターリービンググループは1つ以上(NTI個)のタイムインターリービングブロックに分離される。ここで、各々のタイムインターリービングブロックはタイムインターリーバメモリの1つの使用に該当する。タイムインターリービンググループ内のタイムインターリービングブロックは若干の異なる数のXFECBLOCKを含むことができる。タイムインターリービンググループが多数のタイムインターリービングブロックに分離されれば、タイムインターリービンググループは1つのフレームのみに直接マッピングされる。以下の<表33>に示したように、タイムインターリービングには3種類のオプションがある(タイムインターリービングを省略する追加オプション除外)。
一般に、タイムインターリーバはフレーム生成過程の以前にデータパイプデータに対するバッファとしても作用する。これは、各々のデータパイプに対して2つのメモリバンクで達成される。第1のタイムインターリービングブロックは第1のバンクに記入される。第1のバンクで読取される間、第2のタイムインターリービングブロックが第2のバンクに記入される。
タイムインターリービングはツイストされた行列ブロックインターリーバである。n番目タイムインターリービンググループのs番目タイムインターリービングブロックに対し、列の数NcがNxBLOCK_TI(n,s)と同一である一方、タイムインターリービングメモリの行の数Nrはセルの数Ncellと同一である(即ち、Nr=Ncell)。
図26は、本発明の一実施形態に係るツイストされた行列ブロックインターリーバの基本動作を示す。
図26(a)は、タイムインターリーバで記入動作を示し、図26(b)は、タイムインターリーバで読取動作を示す。(a)に示したように、1番目のXFECBLOCKは、タイムインターリービングメモリの1番目の列に列方向に記入され、2番目のXFECBLOCKは、次の列に記入され、このような動作が続く。そして、インターリービングアレイで、セルが対角線方向に読み取られる。(b)に示したように、1番目の行から(最も左側の列を始めとして行に沿って右に)最後の行まで対角線方向の読取が進まれる間、Nr個のセルが読み取られる。具体的に、Zn,s,i(i=0,...,NrNc)が順次読み取られるタイムインターリービングメモリセル位置と仮定すれば、このようなインターリービングアレイでの読取動作は、下記の式のように、行インデックスRn,s,i、列インデックスCn,s,i、関連したツイストパラメータTn,s,iを算出することによって実行される。
ここで、Sshiftは、NxBLOCK_TI(n,s)に関係なく、対角線方向読取過程に対する共通シフト値であり、シフト値は、下記の式のように、PLS2−STATで与えられたNxBLOCK_TI_MAXにより決定される。
結果的に、読み取られるセル位置は、座標Zn,s,i=NrCn,s,i+Rn,s,iにより算出される。
図27は、本発明の他の一実施形態に係るツイストされた行列ブロックインターリーバの動作を示す。
より具体的に、図27は、NxBLOCK_TI(0,0)=3、NxBLOCK_TI(1,0)=6、NxBLOCK_TI(2,0)=5であるとき、仮想XFECBLOCKを含むそれぞれのタイムインターリービンググループに対するタイムインターリービングメモリでインターリービングアレイを示す。
タイムインターリービンググループの数は、3に設定される。タイムインターリーバのオプションは、DP_TI_TYPE=‘0’、DP_FRAME_INTERVAL=‘1’、DP_TI_LENGTH=‘1’、すなわち、NTI=1、IJUMP=1、PI=1によりPLS2−STATデータでシグナリングされる。各々Ncells=30であるXFECBLOCKのタイムインターリービンググループ当たりの数は、それぞれのNxBLOCK_TI(0、0)=3、NxBLOCK_TI(1、0)=6、NxBLOCK_TI(2、0)=5によりPLS2−DYNデータでシグナリングされる。XFECBLOCKの最大数は、NxBLOCK_Group_MAXによりPLS2−STATデータでシグナリングされ、これは、
に繋がる。
図28は、本発明の一実施形態に係るツイストされた行列ブロックインターリーバの対角線方向読取パターンを示す。
より具体的に、図28は、パラメータ
及びSshift=(7−1)/2=3を有するそれぞれのインターリービングアレイからの対角線方向読取パターンを示す。このとき、上記に類似コードで示した読取過程で、V
i>=N
cellsN
xBLOCK_TI(n,s)であれば、Viの値が省略され、Viの次の計算値が使用される。
図29は、本発明の一実施形態に係るそれぞれのインターリービングアレイからのインターリービングされたXFECBLOCKを示す。
図29は、パラメータ
及びSshift=3を有するそれぞれのインターリービングアレイからインターリービングされたXFECBLOCKを示す。
図30は、本発明の一実施形態に係る放送信号受信機の同期化&復調モジュールの詳細ブロック図を示した図である。
図30は、図9において示した同期化&復調モジュール9000に含まれるサブモジュールを示す。
同期化/復調モジュールは、放送信号をチューニングするチューナー30010、受信したアナログ信号をディジタル信号に変換するADCモジュール(30020;ADC)、受信信号に含まれたプリアンブルを検出するプリアンブルディテクティングモジュール(30030;Preamble Detector)、受信信号に含まれたガードシーケンスを検出するガードシーケンスディテクティングモジュール(30040;Guard Sequence Dector)、受信信号にFFTを行うウェーブフォームトランスフォームモジュール(30050;Waveform Transform)、受信信号に含まれたパイロット信号を検出するレファレンス信号ディテクティングモジュール(30060;Reference Signal Detector)、抽出されたガードシーケンスを使用してチャンネル等化を行うチャンネル等化モジュール(30070;Channel equalizer)、及びインバースウェーブフォームトランスフォームモジュール(30100;inverse waveform transform)、時間領域でパイロット信号を検出するタイムドメインレファレンスシグナルディテクティングモジュール(30090;Time domain reference signal detector)及びプリアンブル及びパイロット信号を使用して受信信号の時間/周波数同期化を行う時間/周波数同期化モジュール(30100;Time/Freq Sync)を含む。インバースウェーブフォームトランスフォームモジュール30080は、FFTの逆に対抗する変換を行うモジュールであって、これは、実施形態によって省略されるか、同一または類似した機能を果たす他のモジュールに代替され得る。
図30は、受信機が複数のアンテナで受信した信号を複数の経路を介して処理する場合であって、同一モジュールが並列に図示されており、同一モジュールに対して重複説明はしない。
本発明において受信機は、レファレンスシグナルディテクティングモジュール30060及びタイムドメインレファレンスシグナルディテクティングモジュール30090を使用してパイロット信号をディテクティング及び使用できる。レファレンスシグナルディテクティングモジュール30060は、周波数ドメインでパイロット信号を検出し、受信機は、検出されたパイロット信号の特性を使用して同期化及びチャンネル推定を行うことができる。タイムドメインレファレンスシグナルディテクティングモジュール30090は、受信された信号の時間ドメインでパイロット信号を検出し、受信機は、検出されたパイロット信号の特性を使用して同期化及びチャンネル推定を行うことができる。本明細書では、周波数ドメインでパイロット信号を検出するモジュール30060及び時間ドメインでパイロット信号を検出するモジュール30090のうち、少なくとも1つをパイロット信号ディテクティングモジュールとして呼ぶことができる。また、本明細書においてレファレンス信号は、パイロット信号を意味するものである。
受信機は、受信信号に含まれたCPパターンをディテクティングし、ディテクティングされたCPパターンを使用してcoarse AFC(Auto−Frequency Control)、fine AFC、及びCPE(Common Phase Error correction)を介して同期化を行うことができる。受信機は、パイロット信号ディテクティングモジュールで受信信号に含まれたパイロット信号を検出し、検出されたパイロット信号を受信機が知っているパイロット信号と比較して時間/周波数同期化を行うことができる。
本発明は、多様な目的及び効果を満たすCPパターンをデザインしようとする。まず、本発明において提案するCPパターンは、与えられたNoC(Number of active Carrier)及び与えられたSPパターンに対して各OFDMシンボルでのNoA(Number of Active data carrier)を一定に維持することにより、シグナリング情報を低減し、タイムインターリーバ及びキャリアマッピングのインタラクションを単純化(simplify)しようとする。
また、本発明は、このような条件を達成するために、NoC及びSPパターンによってCPパターンを変更しようとする。また、本発明のCPパターンは、スペクトルに対してほぼ均等な分配(roughly even distribution over spectrum)及びスペクトルに対してランダムな位置分配(random position distribution over spectrum)を満たして、周波数選択的チャンネルに対抗(combat)できるようにSPベアリング(bearing)CP及び非(non)SPベアリング(bearing)CPを適宜(fairly)選択しようとする。そして、CPの全体オーバーヘッド(overall overhead)を保存(preserve)するようにNoCが減少するにつれてCPポジションの数が減少するようにCPパターンを構成しようとする。SPベアリング(bearing)CP及び非(non)SPベアリング(bearing)CPは、SP包含CP及び非(non)SP包含CPとして呼ぶこともできる。SPベアリングCPは、SPと位置が重なるCPを示し、非SPベアリングCPは、SPと位置が重ならないCPを示す。
CPのパターンまたは位置情報は、送信機及び受信機のメモリにインデックステーブルで保存することができる。しかし、放送システムで使用するSPパターンが多様化し、NoCのモードが増加するにつれてインデックステーブルの大きさが増加してメモリで占める部分が増加される不利さが発生するようになった。したがって、本発明は、このような問題点を解決しつつ、上述したCPパターンの目的及び効果を満たすことのできるCPパターンを提供しようとする。
本明細書においてSPパターンに含まれたSP間の周波数上の間隔をDxに、時間上の間隔をDyに示すことができる。言い換えれば、Dxは、周波数方向でパイロットを含む(bearing)キャリアのセパレーション(separation)を示し、Dyは、時間方向で1つのスキャタードパイロットシーケンスを形成するシンボルの数を示すことができる。
放送システムの場合、国家または地域によってスペクトルマスクが相違し得る。したがって、場合によって放送信号の帯域幅を変更しなければならないことがあり、このために、本発明では、フレキシブルNoC(Number of Carriers)構造を提案する。
図31〜図33は、本発明に係る放送信号のフレキシブルNoC構成の実施形態を示す。
フレキシブルNoC構造を介して信号を構成する方法として2つの方法が可能である。
1)最小帯域幅及びそれによる最小NoCを決定し、この最小帯域幅及び最小NoCからNoCを予め設定された単位に拡張させる方法である。このような方法を使用する場合、最小NoCによってデザインされた非SP包含CP(Non−SP−bearing CP)は、NoCが増えるにしたがって変わらないが、拡張される帯域幅を十分活用できず、性能が劣ることがある。このため、NoCが増えるにしたがって追加される非SP包含CPを決定するテーブルを追加しなければならないことがある。
2)最大帯域幅及びそれによる最大NoCを決定し、この最大NoCからNoCを予め設定された単位に縮小させる方法が可能である。この方法は、最大NoCに該当するウィンドウを規定することにより、非SP包含CPをマスクアウトしたパイロットを使用することができる。この場合、CP個数がマージン(margin)を有するようにデザインすることにより、NoC縮小によって性能低下を防止できる。言い換えれば、最大NoCで縮小された最小NoCが特定数の非SP包含CPを有するようにシステムをデザインすることである。また、この方法は、追加的な狭帯域(narrow BW)またはより小さい(smaller)NoCのサポートが必要な場合にも容易にサポートが可能であるという長所がある。この方法は、以下の数式12のように示すことができる。
数式12において、NoCは、キャリアの数、すなわち、1つの信号フレームに含まれたシンボルの数、すなわち、OFDMサブキャリアの数を示す。Δは、コントロールユニット値を、kは、低減されるキャリアの数を決定するために、コントロールユニット値に掛けられる係数を示す。図31〜図33のように、Δは、FFTサイズによって各々Δ_8K−FFT=96、Δ_16K−FFT=192、及びΔ_32K−FFT=384になることができる。そして、kは、0〜4の値を有することができる。kは、低減係数(C_(red_coeff))で示すこともできる。最大NoC(NoC_Max)は、FFTサイズによって異なり、図31〜図33のように、各々8K FFTで6529、16K FFTで13057、32K FFTで26113になることができる。
実施形態によって、非SP包含CPの数は、最大NoCまたは最小NoCによって決定されることができる。図31のように、最大NoCに対する非SP包含CPの数が45個になり、k=4である最小NoCで非SP包含CPの数が43になるようにシステムを構成できる。ただし、このような場合、放送システムの帯域幅を考慮するとき、送受信性能低下が発生することもできる。したがって、図32のように、最大NoCでNoCが減少するにつれて帯域幅ウィンドウをマスクアウトし、最小NoCに対して非SP包含CPの数が45個になり、逆に、最大NoCに対して非SP包含CPの数が48個になるようにシステムをデザインして性能劣化を防止することもできる。図33は、図32のような方式に対する実施例であって、8K FFTの場合、非SP包含CPの数が45個から48個の間に変わり、各FFTサイズ及びkの値によって他の実施形態を提案する。
本発明は、数式12のように、最大NoCで必要に応じてΔの倍数にNoCが低減され得るようにシステムを構成する。また、最大NoCで非SP包含CPの数が、FFTサイズによって各々8Kで48個、16Kで96個、及び32Kで192個になるようにシステムを構成し、k値の増加による非SP包含CPの数の変化は、図31〜図33において示したとおりである。
以下では、上述したように、フレキシブルなNoCを使用する場合、それによってNoAを一定に維持できる方法について説明する。
フレキシブルNoCをサポートする場合、NoCがMax(Dx)単位に拡張または縮小されることができ、このような場合にも、一定の(constant)NoAを維持しようとするならば、SPベアリングCPの個数及び位置に対する制限(constraint)が発生するようになる。NoCがDx単位に拡張または縮小される場合、このような制限は、SPパターン、FFTサイズ、及びk値によって変わることができる。
図34〜図37は、本発明の一実施形態に係る、FFTサイズによるNoC変更の際、一定のNoAをサポートするための制限が発生する場合を示す。
上述したように、フレキシブルNoCをサポートする場合、k値及びFFTサイズによって各々96、182、384個の単位にNoCが減少される。ただし、SPパターンは、Dx*DYに該当するブロック単位に繰り返される。したがって、減少されるΔの値がDx*Dyブロックの倍数に該当しなければ、一定のNoAのために設定されたパイロットパターンが破れるようになる。NoCは、最大Dx単位に縮小されるので、Dx*Dyの倍数になることができないためである。これは、以下の数式のように示すこともできる。
数式13において、k=0〜4に対して結果値が0である場合にはNoAが維持されるが、結果値が0でない場合にはNoAが維持されず、パイロットパターンに変更が必要である。このような場合は、8K FFTに対してSPパターンが(Dx、Dy)={(32、2)、(16、4)及び(32、4)}である場合並びに16K FFTに対してSPパターンが(Dx、Dy)=(32、4)である場合である。
図34は、8K FFT及びSPパターン(Dx、Dy)=(32、2)である場合、一定のNoAをサポートするためにパイロットパターンの変化が必要な場合を示す。図34において、8K FFT及びSPパターン(Dx、Dy)=(32、2)である場合、MOD(NoC−1、Dx*Dy)の値は、k=0、2、4であるときは0であり、k=1、3である場合には32である。したがって、k=1、3である場合には、一定のNoAのためにパイロットパターンの変更が必要である。
図35は、8K FFT及びSPパターン(Dx、Dy)=(16、4)である場合、一定のNoAをサポートするためにパイロットパターンの変化が必要な場合を示す。図35において、8K FFT及びSPパターン(Dx、Dy)=(16、4)である場合、MOD(NoC−1、Dx*Dy)の値はk=0、2、4であるときは0であり、k=1、3である場合には32である。したがって、k=1、3である場合には、一定のNoAのためにパイロットパターンの変更が必要である。
図36は、8K FFT及びSPパターン(Dx、Dy)=(32、4)である場合、一定のNoAをサポートするために、パイロットパターンの変化が必要な場合を示す。図36において、8K FFT及びSPパターン(Dx、Dy)=(32、4)である場合、MOD(NoC−1、Dx*Dy)の値は、k=0、4であるときは0であり、k=1である場合には32、k=2である場合には64、k=3である場合には96である。したがって、k=1、2、3である場合には、一定のNoAのためにパイロットパターンの変更が必要である。
図37は、16K FFT及びSPパターン(Dx、Dy)=(32、4)である場合、一定のNoAをサポートするために、パイロットパターンの変化が必要な場合を示す。図37において、16K FFT及びSPパターン(Dx、Dy)=(32、4)である場合、MOD(NoC−1、Dx*Dy)の値は、k=0、2、4であるときは0であり、k=1、3である場合には63である。したがって、k=1、3である場合には、一定のNoAのためにパイロットパターンの変更が必要である。
パイロットパターンの変更は、Dy=2である場合は、1個のSPベアリングCPを、Cy=4である場合は、1〜3個のSPベアリングCPを選択的に使用する方法を利用することにより、NoCの変更による一定のNoAをサポートでき、これについては、以下においてもう一度説明する。
以下では、本発明の実施形態に係るCPパターン生成方法として、コモンCPセット及び付加(additional)CPセットを生成する方法について説明する。コモンCPセットは、SPと重ならない非SPベアリングCPの集合を示し、付加CPセットは、SPと重なるSPベアリングCPの集合を示す。
本発明の実施形態に係る放送システムは、SPのDxベーシス(basis)値であって、3と4の両方をサポートする。Non−SP−bearing CPとSP−bearing CPとの位置は、全てのSP modeに対して一定のindexを有さなければならないので、Dx basis値を基準として設計するようになる。したがって、CP設計は、Dx basis 3と4に対して次の2つの設計が可能である。
i)Dx basis 3と4に対して独立的にCP setを設計し、SP mode選択と連動してCP index tableを選択する。ii)選択されたSP modeのDx basis 3と4を共に考慮して1つのcommon CP setを選択し、SP mode選択と関係なく、1つのCP index tableのみを定義して使用する。
上記の2つの方法の特徴は、次のとおりである。
方法i)は、各々に対して最適化されたCPの位置を最適化するので、性能的な側面で方法ii)より優れている。方法ii)は、SP modeに関係なく、同じCP indexを有するので、互いに異なるDx basisを有するSP mode間にsync trackingが要求される場合に、境界での不連続性による性能劣化がない。また、方法ii)は、受信機でDxベーシスを予め知らず、初期同期が必要な場合、CPセットが2個である場合に比べて既存のCPセットを一応使用することができるという長所がある。したがって、以下では、ii)に基づいてSPパターンを生成する方法について説明する。
図38は、本発明の一実施形態に係るCPインデックスの生成方法を示す。
図38は、コモンCPセットを生成する方法であって、この方法によれば、レファレンスCPセットを使用して多様なFFTサイズに該当するCPセットを生成できる。
まず、本発明によれば、上述したDx=3及びDx=4であるSPモードを共に考慮して、SPと重ならない非SPベアリングCPのセットを生成し、このようなCPセットをレファレンスCPセットと呼ぶことができる。レファレンスCPセットは、32K FFTモードCPセットの左側半分(left half)に該当することができる。すなわち、k=0である場合、32K FFTモードのCPの数が180個であるから、レファレンスCPセットは、90個のCPを含むことができる。レファレンスCPセットは、上述した「CPを予め設定されたスペクトルに対してevenし、randomに分布されるように位置させる」という条件を満たすように生成される。このようなレファレンスCPセットは、PN発生器を介して生成した複数のCP位置パターンに対して多様な性能を考慮して抽出し、この部分は後述する。
32K FFTモードに対するCPセットCP_32Kは、レファレンスCPセットCP_32K、Lをリバースし、シフトすることにより追加的な右側半分のCPセットCP_32K、Rを生成し、レファレンスCPセットに右側半分のCPセットを付加することにより生成される。リバース動作は、ミラーリング動作とも呼ぶことができ、シフト動作は、サイクリングシフトと呼ぶこともできる。このようなリバース及びシフト動作は、レファレンスキャリア位置で上述したレファレンスCPセットのインデックスを減算することと表現することもできる。レファレンスキャリア位置は、シフト値と関連して決定され、レファレンスインデックスまたはレファレンスインデックス値と呼ばれることもできる。このような32Kモードの右側半分のCPセットCP_32K、Rの生成及びこれらを使用した32K FFTモードのCPセット生成方法は、以下の数式等のように表現することもできる。
16K FFTモードに対するCPセットCP_16及び8K FFTモードに対するCPセットCP_8は、各々32Kに対するCPセットCP32から抽出することにより生成されることができる。この場合、図38のように、抽出されたCPがフレームで周波数上、同一位置に位置することができるようにレファレンスCPセットが決定される。
このような方法を使用することにより、放送送信機及び放送受信機は、32Kモードで使用するCPインデックスの半分に該当するCPセットのみを保存すればよいので、必要なメモリサイズを減らすことができる。
図39は、本発明の実施形態に係るFFTサイズによるCPセット生成方法を示す。
レファレンスCPセットを決定するために、複数の条件を満たさなければならない。例えば、i)各FFTモード別にサポート可能な最も大きい値を有するDx値を有するSPパターンの位置を回避しなければならず、ii)32K FFTモードのCPセットから16K、8K用のCPセットの生成がラウンド(rounding)/シーリング(ceiling)/フローリング(flooring)などのシンプルな動作(operation)で算出されなければならず、iii )全てのFFTモードに対して周波数上の位置が連続性を有さなければならない条件(continuity in absolute frequency for all FFT modes)を満たさなければならない。
このようなCPインデックスは、図39のようにSPの位置を避けて選択され、この中で16Kモード及び8Kモードでも周波数方向で同じ位置に位置されるように選択される。そして、このように選択されたインデックスのうち、信号帯域幅にわたって最大限randomで、evenな分布(distribution)を有するインデックスが選択されてレファレンスCPセットに含まれるものである。
上述したように、レファレンスCPセットを使用して32K FFTモードのCPセットCP_32Kを生成すれば、16KモードのCPセットCP_16K及び8KモードのCPセットCP_8Kは、32K FFTモードのCPセットCP_32Kと下記の数式を使用することにより取得され得る。特に、全てのFFTモードに対して周波数上の位置が連続性を有さなければならない条件(continuity in absolute frequency for all FFT modes)を緩和させれば、数次18が使用されることもできる。ただし、より正確な周波数位置の同一性及びこれを使用したさらに正確なチャンネル推定、並びに周波数/時間同期化のために、本発明では数式15のようなシーリングオペレーションを使用するようにするが、必要に応じて数式16〜数式19のオペレーションが使用されることもできる。
数式15は、32KモードのCPセットの各2番目のインデックスを2で割った値にシーリング(ceiling)演算を使用することにより、16KモードのCPセットを、各4番目のインデックスを4で割った値にシーリング演算を使用することにより、8KモードのCPセットを生成することを示す。シーリングオペレーション値は、対象値以上の最も小さい整数を示す。
数式16は、32KモードのCPセットの各2番目のインデックスを2で割った値にフローリング(flooring)演算を使用することにより、16KモードのCPセットを、各4番目のインデックスを4で割った値にフローリング演算を使用することにより、8KモードのCPセットを生成することを示す。フローリングオペレーション値は、対象値以下の最も大きい整数を示す。
数式17〜19においてラウンドオペレーション値は、対象値に最も近い整数を示す。
全てのFFTモードに対して周波数上の位置が連続性を有さなければならない条件(continuity in absolute frequency for all FFT modes)を満たす理由は、FFTサイズが変わってもチャンネル推定をより正確にするためである。放送受信機は、FFTサイズが変わっても同じ位置にパイロットが位置するので、前後信号のパイロット位置を使用してチャンネルをより正確に推定し、時間/周波数オフセットを補正できる。言い換えれば、特に、1つのフレームで信号の部分別にFFTサイズが相違した場合により効果的でありうる。
図40〜図41は、本発明の一実施形態に係るレファレンスCPセット及びこれを使用したCPパターン生成方法を示す。
図40は、SPを含まないCPのセットであるコモンCPセットを示す。
図40は、上述した条件を考慮して生成したレファレンスCPセットCP_refと、FFTサイズが32Kである場合のCPセットCP_32K、FFTサイズが16Kである場合のCPセットCP_16K、及びFFTサイズが8Kである場合のCPセットCP_8Kを生成する方法を各々示す。
図40においてCP_refは、レファレンスCPセットCP_32K、Lであって、32KモードCPセットCP_32Kの前の半分(first half)に該当するパイロットインデックスを含む。32KモードCPセットCP_32Kは、上述した数式14を使用して生成され、レファレンスキャリアインデックスは、27649である。16KのCPセットCP_16K及び8KのCPセットCP_8Kは、上述した数式15を使用して各々生成される。
図41は、図40のレファレンスCPセットを使用して生成された32KのCPセット、16KのCPセット、及び8KのCPセットのCPインデックスを示す。
図42〜図45は、本発明の他の一実施形態に係るレファレンスCPセット及びこれを使用したCPパターン生成方法を示す。
図42は、SPを含まないCPのセットであるコモンCPセットを示す。
図42は、上述した条件を考慮して生成した他のレファレンスCPセットCP_32K、LまたはCP_refと、FFTサイズが32Kである場合のCPセットCP_32K、FFTサイズが16Kである場合のCPセットCP_16K、及びFFTサイズが8Kである場合のCPセットCP_8Kを生成する方法を各々示す。
図42においてレファレンスCPセットCP_32K、Lは、32KモードCPセットCP_32Kの前の半分(first half)に該当するパイロットインデックスを含む。32KモードCPセットCP_32Kは、上述した数式14(CP_32K、R=レファレンスインデックス値−CP_32K、L及びCP3_32K=[CP_32K、L、CP_32K、R])を使用して生成され、レファレンスキャリアインデックスは、27648である。16KのCPセットCP_16K及び8KのCPセットCP_8Kは、上述した数式15(CP_16K=ceil((take every 2nd index of CP32K)/2)及びCP_16K=ceil((take every 2nd index of CP32K)/4))を使用して各々生成される。すなわち、16K FFT用のCPセットCP_16Kは、32K FFT用のCPセットCP_32Kの1番目、3番目、5番目...インデックスを2で割ってシーリングファンクションを取ったインデックス値で構成され、8K FFT用のCPセットCP_8Kは、32K FFT用のCPセットCP_32Kの1番目、5番目、9番目...インデックスを4で割ってシーリングファンクションを取ったインデックス値で構成されることができる。
図43〜図45は、図43のレファレンスCPセットを使用して生成されたCPセットであって、図43は、32KのCPセットを、図44は、16KのCPセットを、図45は、8KのCPセットのCPインデックスを各々示す。
図46〜図51は、図42〜図45において示したCPセットの性能及び分布を示す。
図46は、AWGNチャンネルに対する性能テスト結果を示すAMIプロットを、図47は、2経路Rayleighチャンネルに対する性能テスト結果を示すAMIプロットを、図48は、Tu−6 200Hzチャンネルに対する性能テスト結果を示すAMIプロットを各々示す。そして、図49は、各チャンネルの場合に対してAMI(Average Mutual Information)/bitと分散インデックスとの関係を示す。図42〜図45の実施形態は、図40〜図41の実施形態に比べて図46〜図51で示したように多様なチャンネルでの性能を考慮して生成したCPインデックスに該当する。
図50は、32KモードCPセットCP_32K、16KのCPセットCP_16K、及び8KのCPセットCP_8Kのインデックスがランダムかつイーブンな分布(distribution)性能を有することを示す。
図51は、図50のCPセットの一部を拡大して示した図である。図51において、8KモードのCPは、16Kモード及び32KモードのCPと同一に位置し、16KモードのCPも32KモードのCPと同一に位置することが分かる。したがって、上述したように、チャンネル推定及び周波数同期化性能が向上し得ることが分かる。
図52は、本発明の実施形態に係る付加CPセットを示す。
上述したように、CPセットは、コモンCPセットと付加CPセットとを含み、特に、一定のNoAのために、SPパターン及びFFTサイズ(モード)によって必要な付加CPセットがさらに挿入される。付加CPセットは、SPベアリングCPであって、各々Dyが4であれば、3個以下、Dyが2であれば、1個以下に挿入されることができる。
ただし、図34〜図37と関連して上述したように、フレキシブルNoCを使用することによりコントロールユニット値の倍数にキャリアの数が低減されるので、一定のNoAを維持するために、NoCによって付加CPセットが変更されなければならない。図52では、このように変更される付加CPセットを括弧で示した。
図52において、SPモードが各々SP32−4である場合には、FFTモードが16K及び8Kである場合、SP32−2である場合には、FFTモードが8Kである場合、SPモードがSP16−4である場合には、FFTモードが8Kである場合、付加CPセットが変更されることを示す。括弧をつけたパイロットインデックスは、kが2で割り切れない場合、すなわち、数式12においてk=1または3として奇数である場合(k mod2=1)には使用されないことがある。各場合は後述する。
まず、SPパターンがSP32−2であり、FFTモードが8Kである場合、付加CPセットが変更され得る。言い換えれば、フレキシブルNoCでkが奇数(例えば、k=1または3)である場合には、CPインデックス1696のSPベアリングCPは使用されず、付加されるSPベアリングCPがないこともある。
SPパターンがSP16−4であり、FFTモードが8Kである場合、付加CPセットが変更され得る。言い換えれば、フレキシブルNoCにおいてkが奇数(k=1または3)である場合には、インデックス2912のCP及びインデックス5744のCPが使用されず、インデックス1744のSPベアリングCPのみが付加され得る。
SPパターンがSP32−4であり、FFTモードが16Kである場合、付加CPセットが変更され得る。言い換えれば、フレキシブルNoCにおいてkが奇数(k=1または3)である場合には、インデックス5824のCP及びインデックス11488のCPが使用されず、インデックス3488のSPベアリングCPのみが付加され得る。
SPパターンがSP32−4であり、FFTモードが8Kである場合、付加CPセットが変更され得るし、この場合には、k値によって付加CPセットが異なるように挿入されることができる。言い換えれば、フレキシブルNoCにおいてk=1である場合には、インデックス1696のCP、インデックス2880のCP、及びインデックス5728のCPが全て使用されず、付加CPセットが追加挿入されないことがある。k=2である場合には、インデックス2880のCP及びインデックス5728のCPが使用されず、インデックス1696のSPベアリングCPのみが付加され得る。k=3である場合には、インデックス5728のCPが使用されず、インデックス1696のSPベアリングCP及びインデックス2880のSPベアリングCPが付加され得る。そして、k=0またはk=4である場合には、インデックス1696、インデックス2880、インデックス5728のSPベアリングCPが付加され得る。
このような方式で、フレキシブルにNoCを構成して、帯域幅がマスクアウトされても一定のNoAを有するようにCPセットを構成できる。
図53は、図52において説明した付加CPセットのインデックスを位置させる方法を示す。
上述したように、Dy=2である場合及びDy=4である場合、各々1個及び3個のSPベアリングCPが付加され得る。このようなSPベアリングCPの位置は、一定のNoAを満たすことができる位置であって、このような位置のうち、図53のように、CPがさらにevenかつrandomに分布され得る位置に挿入されるようにする。
図54は、本発明の実施形態に係る放送信号送信機の放送信号転送方法を示す。
放送信号送信機及びその動作と関連して上述したように、放送信号送信機は、インプットフォーマッタモジュールを使用して入力ストリームを少なくとも1つのDP(Data Pipe)、すなわち、PLP(Physical Layer Pipe)にデマルチプレキシングすることができる(S54010)。そして、放送信号送信機は、BICMモジュールを使用して、少なくとも1つのDP(PLP)に含まれたデータをエラー訂正処理またはFECエンコードすることができる(S54020)。放送信号送信機は、フレームビルディングモジュールを使用して、PLP内のデータをマッピングして信号フレームを生成できる(S54030)。放送信号送信機は、OFDM生成モジュールを使用して、転送信号にプリアンブルを挿入し、OFDM変調を行うことができる(S54040)。放送信号送信機のパイロット挿入は、特に、図8及び図30〜図53の方法のように行われることができる。
OFDM生成モジュールは、パイロット信号挿入モジュールをさらに備え、OFDM変調実行ステップ(S54040)は、転送信号にCP、SPを含むパイロット信号を挿入するステップをさらに含むことができる。CPは、信号フレームの全てのシンボルに挿入され、CPの位置及び数字は、FFTサイズ/モードに基づいて決定されることができる。ただし、CPをプリアンブルシンボル部分またはブートストラップシンボル部分には挿入しないこともある。
放送信号送信機は、フレームビルディングモジュールを使用して信号フレームを生成し、この場合、NoCをフレキシブルに設定し、設定されたNoCによって信号フレームを生成することもできる。言い換えれば、前記信号フレームに含まれたキャリアの数は、最大キャリアの数からコントロールユニット値と予め設定された係数との積の単位に低減されることができ、前記コントロールユニット値は、FFTサイズに基づく予め設定されたキャリアの数に該当し得る。ここで、コントロールユニット値は、各々FFTサイズが8である場合、96に該当し、FFTサイズが16である場合、192に該当し、FFTサイズが32である場合、384に該当し得る。NoCの数は、シグナリング情報としてプリアンブルに含まれて転送/受信されることもできる。例えば、NoCが低減される係数kを示す情報がプリアンブルに含まれて転送/受信されることもできる。
CPは、コモン(common)CPセット及び付加(additional)CPセットを含むことができる。コモンCPセットのCPは、SPと重ならない位置に選択されることができ、付加CPセットのCPは、SPと重なる位置に選択されることができる。
コモンCPセットは、図31〜図33及び図38〜図45のように決定されることができる。すなわち、32K FFTモード用のCPセットの前の半分(first half)に該当するレファレンスCPセットが放送信号送信機に保存され、放送信号送信機は、このレファレンスCPセットを使用して上述したように、32K、16K、8K用のCPセットを各々生成して挿入することができる。すなわち、レファレンスCPセットにレファレンスCPセットをリバース(reversing)及びシフトして生成した右側の後(right end)CPセットを付加することにより、32KのCPセットを生成できる。16KのCPセットは、32KのCPセットに含まれたCPのうち、各2番目のインデックスのCPを抽出することにより生成され、8KのCPセットは、32KのCPセットに含まれたCPのうち、各4番目のインデックスのCPを抽出することにより生成されることができる。
付加CPセットは、図52のように放送信号に挿入されることができる。すなわち、NoCが減少される場合、特定FFTサイズ及び特定SPパターンに対する付加CPセットは、予め設定された係数によって他のCPインデックスとして付加されることができる。
図55は、本発明の一実施形態に係る放送信号受信方法を示した図である。
放送信号受信機及びその動作と関連して上述したように、放送信号受信機は、同期化/復調モジュールを使用して受信放送信号に対して信号検出及びOFDM復調を行うことができる(S55010)。放送受信機は、フレームパーシングモジュールを使用し、受信放送信号の信号フレームをパーシングしてサービスデータを抽出できる(S55020)。放送受信機は、デマッピング及びデコードモジュールを使用して受信放送信号から抽出されたサービスデータをビットドメインに変換し、デインターリービングを行うことができる(S55030)。そして、放送受信機は、アウトプット処理モジュールを使用して処理されたサービスデータをデータストリームに出力することができる(S55040)。
同期化/復調モジュールは、パイロット信号ディテクティングモジュールをさらに備え、OFDM復調実行ステップ(S55010)は、転送信号からCP、SPなどのパイロット信号をディテクティングするステップをさらに含むことができる。CPは、信号フレームの全てのシンボルに挿入され、CPの位置及び数字は、FFTサイズ/モードに基づいて決定されることもできる。
放送信号受信機のフレームパーシングモジュールは、NoCによって信号フレームをパーシングすることができ、このためのNoCに関する情報は、シグナリング情報としてプリアンブルに含まれて転送/受信されることもできる。例えば、NoCが低減される係数kを示す情報がプリアンブルに含まれて転送/受信されることもできる。
放送信号受信機の同期化/復調モジュールは、時間/周波数同期化モジュールをさらに備え、パイロットディテクティングモジュールがディテクティングしたパイロット信号を使用して時間/周波数同期化を行うことができる。このような受信信号のパイロット信号は、上述した放送信号送信機で挿入したパイロット信号の構成/特徴を有するので、上述した送信側のパイロット信号に対する特徴が受信放送信号にも適用される。言い換えれば、図54と関連した信号構造、パイロット構造などに関する説明が、図55において放送受信機が受信した放送信号に全て適用されることができる。
放送信号受信機は、時間/周波数同期化モジュールで検出されたパイロット信号を予め設定されたパイロット信号位置と比較して時間/周波数同期化を行うことができる。このような場合、放送信号受信機は、送信側に関する説明のように、コモンCPセット及び付加CPセットの位置を取得し、このように取得したパイロットを受信信号から検出されたパイロットと比較することにより、時間/周波数同期化を行うこともできる。
本明細書において、上述したDPは、PLP(Physical Layer Pipe)と、PLS1情報は、L1(Layer 1)スタティック(static)情報と、PLS2情報は、L1ダイナミック情報と各々呼ぶこともできる。
本発明の思想や範囲を逸脱することなく、本発明において多様な変更及び変形が可能であることは当業者に理解される。したがって、本発明は、添付された請求項及びその同等範囲内で提供される本発明の変更及び変形を含むことと意図される。
本明細書において装置及び方法発明が全て言及され、装置及び方法発明の全ての説明は互いに補完して適用されることができる。
多様な実施形態が本発明を実施するための最善の形態で説明された。