以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。添付の図面を参照して以下で説明する詳細な説明は、本発明によって具現可能な実施例のみを示すよりは、本発明の例示的な実施例を説明するためのものである。次の詳細な説明は、本発明の完璧な理解を提供するために特定の細部事項を含む。しかし、本発明が、このような特定の細部事項なしでも実行可能であることは当業者にとって自明である。
本発明で使用されるほとんどの用語は、本技術で広く使用されるものから選択されたが、一部の用語は、出願人によって任意に選択されたものであって、その意味は、必要に応じて次の説明で詳細に説明する。よって、本発明は、単純な名前又は意味よりは、用語の意図された意味に基づいて理解しなければならない。
本発明は、未来の放送サービスのための放送信号を送受信する装置及び方法を提供する。本発明の実施例に係る未来の放送サービスは、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、一実施例により、非−MIMO(multiple input multiple output)又はMIMOを通じて未来の放送サービスのための放送信号を処理することができる。本発明の実施例に係る非−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。
MISO又はMIMOは、説明の便宜上、以下で2個のアンテナを使用するが、本発明は、2個以上のアンテナを用いるシステムに適用することができる。本発明は、特定の使用ケースのために要求される性能を獲得しながら、受信機の複雑度を最小化するのにそれぞれ最適化された3個の物理層(PL)プロファイル(ベース、ハンドヘルド及びアドバンスドプロファイル)を定義することができる。物理層(PHY)プロファイルは、該当受信機が具現しなければならない全ての構成のサブセットである。
3個のPHYプロファイルは、機能ブロックのほとんどを共有するが、特定のブロック及び/又はパラメータにおいて少し異なる。追加のPHYプロファイルを未来に定義することができる。また、システム進化のために、未来のプロファイルは、FEF(future extension frame)を通じて単一RFチャネル内の既存のプロファイルとマルチプレクスされ得る。以下では、それぞれのPHYプロファイルの細部事項について説明する。
1.ベースプロファイル
ベースプロファイルは、通常、ルーフトップ(roof−top)アンテナに接続する固定受信装置に対する主要な使用ケースを示す。また、ベースプロファイルは、いずれかの場所に搬送可能であるが、比較的停止した受信カテゴリーに属するポータブル装置を含む。ベースプロファイルの使用は、任意の改善された具現例によってハンドヘルド装置又は車両装置に拡張可能であるが、これら使用ケースは、ベースプロファイル受信機の動作に対しては期待されない。
受信のターゲットSNR範囲は約10dB〜20dBであって、これは、既存の放送システム(例えば、ATSC A/53)の15dB SNR受信能力を含む。受信機の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動作ハンドヘルド装置の場合のように重要ではない。以下では、ベースプロファイルに対する重要なシステムパラメータを表1に列挙する。
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、バッテリ電力で動作するハンドヘルド及び車両装置に使用されるように設計された。装置は、歩行者又は車両速度で移動することができる。受信機の複雑度のみならず、消費電力はハンドヘルドプロファイルの装置の具現において非常に重要である。ハンドヘルドプロファイルのターゲットSNR範囲は約0dB〜10dBであるが、より深い室内受信を対象にすると、0dB未満に到逹するように構成することができる。
低いSNR能力に加えて、受信機の移動度によって誘発されたドップラー効果に対する弾力性は、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。以下では、ハンドヘルドプロファイルに対する重要なパラメータを表2に列挙する。
3.アドバンスドプロファイル
アドバンスドプロファイルは、より多くの具現複雑度を犠牲し、最も高いチャネル容量を提供する。このプロファイルは、MIMO送信及び受信の利用を要求し、UHDTVサービスは、このプロファイルが特別に設計されたターゲット使用ケースである。また、増加した容量は、与えられた帯域幅内で増加した数のサービス、例えば、SDTV又はHDTVサービスを許容するように使用することができる。
アドバンスドプロファイルのターゲットSNR範囲は、約20dB〜30dBである。MIMO送信は、初期に既存の楕円偏波(elliptically−polarized)送信装置を利用できるが、未来にフル電力交差偏波送信(full−power cross−polarized transmission)に拡張される。以下では、アドバンスドプロファイルに対する重要なシステムパラメータを表3に列挙する。
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のためのプロファイルとして使用することができる。すなわち、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のに使用することができる。また、アドバンスドプロファイルは、MIMOを有するベースプロファイルのためのアドバンスドプロファイル、及びMIMOを有するハンドヘルドプロファイルのためのアドバンスドプロファイルに分離することができる。また、3個のプロファイルは、設計者の意図によって変更可能である。
次の用語及び定義を本発明に適用することができる。次の用語及び定義は、設計によって変更可能である。
補助ストリーム:未だに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であって、未来拡張のために、又は、ブロードキャスタ又はネットワークオペレータによる要求通りに使用することができる。
ベースデータパイプ: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(又はBBFRAME):一つのFECエンコーディングプロセス(BCH及びLDPCエンコーディング)への入力を形成するKbchビットのセット
セル:OFDM送信の一つのキャリアによって伝達される変調値
コーディングブロック:PLS1データのLDPCエンコーディングブロック及びPLS2データのLDPCエンコーディングブロックのうち一つ
データパイプ:サービスデータ又は関連メタデータを伝達する物理層内の論理チャネルであって、一つ又は多数のサービス又はサービスコンポーネントを伝達することができる。
データパイプ単位:フレーム内のDPにデータセルを割り当てる基本単位
データシンボル:プリアンブルシンボルでないフレーム内の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シンボルはデータシンボルに含まれる。)
DP_ID:この8ビットフィールドは、SYSTEM_IDによって識別されたシステム内のDPを固有に識別する。
ダミーセル:PLSシグナリング、DP又は補助ストリームに使用されない残りの容量を充填するのに使用される擬似ランダム値を伝達するセル
非常境界チャネル(emergency alert channel;EAS):EAS情報データを伝達するフレームの一部
フレーム:プリアンブルから開始し、フレームエッジシンボルで終了する物理層時間スロット
フレーム反復単位:FETを含む同一又は異なる物理層プロファイルに属するフレームセットであって、スーパーフレーム内で8回繰り返される。
高速情報チャネル:サービスと対応ベースDPとの間のマッピング情報を伝達するフレーム内の論理チャネル
FECBLOCK:DPデータのLDPCエンコーディングビットのセット
FFTサイズ:特定のモードに使用される公称FFTサイズであって、基本期間(elementary period)Tの周期で表現されるアクティブシンボル期間Tsと同一である。
フレームシグナリングシンボル:FFTサイズ、保護区間(guard interval)及び分散型パイロットパターンの所定の組み合わせでフレームの開始時に使用されるより高いパイロット密度を有するOFDMシンボルであって、PLSデータの一部を伝達する。
フレームエッジシンボル:FFTサイズ、保護区間(guard interval)及び分散型パイロットパターンの所定の組み合わせでフレームの終了時に使用さ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:スーパーフレーム内の同一のPHYプロファイルタイプを有する全てのフレームのセット
未来拡張フレーム:未来拡張のために使用可能なスーパーフレーム内の物理層時間スロットであって、プリアンブルから開始する。
フューチャーキャスト(futurecast)UTBシステム:入力が一つ以上のMPEG2−TS又はIP又は一般ストリームであって、出力がRF信号である提案された物理層放送システム
入力ストリーム:システムによってエンドユーザに伝達されるサービスのアンサンブルのためのデータのストリーム
正常データシンボル: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いたデータシンボル
PHYプロファイル:該当受信機が具現しなければならない全ての構成のサブセット
PLS:PLS1及びPLS2で構成された物理層シグナリングデータ
PLS1:固定サイズ、コーディング及び変調を有するFSSシンボルで伝達されるPLSデータの第1セットであって、PLS2をデコードするのに必要なパラメータのみならず、システムに関する基本情報を伝達する。
注(note):フレームグループのデュレーションのために、PLS1データは一定に維持される。
PLS2:FSSシンボルで送信されるPLSデータの第2セットであって、システム及びDPに対するより細部的なPLSデータを伝達する。
PLS2動的データ:フレーム別に動的に変化可能なPLS2データ
PLS2静的データ:フレームグループのデュレーションの間に静的に維持されるPLS2データ
プリアンブルシグナリングデータ:プリアンブルシンボルによって伝達され、システムの基本モードを識別するのに使用されるシグナリングデータ
プリアンブルシンボル:基本PLSデータを伝達し、フレームの初期に位置する固定長さパイロットシンボル
注:プリアンブルシンボルは、主に高速初期帯域スキャンのために使用され、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。
未来の使用のために予約:現在の文書では定義されないが、未来に定義可能である。
スーパーフレーム:8個のフレーム反復単位のセット
時間インタリービングブロック(TIブロック):時間インタリーバメモリの一つの用途に対応する時間インタリービングが行われるセルのセット
TIグループ:特定のDPのための動的容量割り当てが行われる単位であって、整数、すなわち、動的に変わる数のXFECBLOCKで構成される。
注:TIグループは、一つのフレームに直接マップされたり、多数のフレームにマップされ得る。これは、一つ以上のTIブロックを含むことができる。
タイプ1 DP:全てのDPがTDM方式でマップされるフレームのDP
タイプ2 DP:全てのDPがFDM方式でマップされるフレームのDP
XFECBLOCK:一つのLDPC FECBLOCKの全てのビットを伝達するNcellsセルのセット
図1は、本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を送信する装置の構造を示す図である。
本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を送信する装置は、入力フォーマッティングブロック1000、BICM(bit interleaved coding & modulation)ブロック1010、フレーム構造ブロック1020、OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)生成ブロック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。以下では、放送信号を送信する装置の各モジュールの動作を説明する。
IPストリーム/パケット及びMPEG2−TSはメイン入力フォーマットで、他のストリームタイプは一般ストリームとして処理される。これらデータ入力に加えて、管理情報が入力され、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り当てを制御する。一つ又は多数のTSストリーム、IPストリーム及び/又は一般ストリームの入力が同時に許容される。
入力フォーマッティングブロック1000は、各入力ストリームを一つ又は多数のデータパイプにデマルチプレクスし、独立コーディング及び変調がデータパイプに適用される。データパイプ(DP)は、ロバスト性制御のための基本単位であって、QoSに影響を与える。一つ又は多数のサービス又はサービスコンポーネントは単一のDPによって伝達され得る。入力フォーマッティングブロック1000の動作の細部事項については後で説明する。
データパイプは、サービスデータ又は関連メタデータを伝達する物理層内の論理チャネルであって、一つ又は多数のサービス又はサービスコンポーネントを伝達することができる。
また、データパイプ単位は、フレーム内のDPにデータセルを割り当てる基本ユニットである。
BICMブロック1010において、パリティデータが誤り訂正のために追加され、エンコードされたビットストリームは複素数値の星状シンボルにマップされる。シンボルは、該当DPに使用される特定のインタリービング深さを横切ってインタリーブされる。アドバンスドプロファイルに対して、MIMOエンコーディングがBICMブロック1010で行われ、追加のデータ経路はMIMO送信のための出力で追加される。BICMブロック1010の細部事項については後で説明する。
フレームビルディングブロック1020は、入力DPのデータセルをフレーム内のOFDMシンボルにマップすることができる。マップした後、周波数インタリービングは、周波数領域多様性に使用され、特に、周波数選択フェーディングチャネルを防止する。フレームビルディングブロック1020の動作の細部事項については後で説明する。
各フレームの初期にプリアンブルを挿入した後、OFDM生成ブロック1030は、保護区間として循環前置(cyclic prefix)を有する従来のOFDM変調を適用することができる。アンテナ空間ダイバーシティのために、分散型MISO方式が送信機に適用される。また、PAPR(peak−to−average power reduction)方式が時間領域で行われる。柔軟なネットワーク計画のために、この提案は、多様なFFTサイズ、保護区間長さ及び該当パイロットパターンのセットを提供する。OFDM生成ブロック1030の動作に対する詳細な内容は後で説明する。
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用される物理層シグナリング情報を生成することができる。また、このシグナリング情報は、関心のあるサービスが受信側で適切に回復されるように送信される。シグナリング生成ブロック1040の動作の細部事項については後で説明する。
図2、図3及び図4は、本発明の実施例に係る入力フォーマッティングブロック1000を示す。以下では、各図面に対して説明する。
図2は、本発明の一実施例に係る入力フォーマッティングブロックを示す図である。図2は、入力信号が単一入力ストリームであるときの入力フォーマッティングブロックを示す。
図2に示した入力フォーマッティングブロックは、図1を参照して説明した入力フォーマッティングブロック1000の実施例に該当する。
物理層への入力は、一つ又は多数のデータストリームで構成することができる。各データストリームは一つのDPによって伝達される。モード適応モジュールは、入り込むデータストリームをベースバンドフレーム(BBF)のデータフィールドにスライスする。システムは、3つのタイプの入力データストリーム、すなわち、MPEG2−TS、インターネットプロトコル(IP)及びGS(generic stream)をサポートする。MPEG2−TSは、固定長さ(188バイト)パケットで特性化され、第1バイトはSync byte(0x47)である。IPストリームは、IPパケットヘッダ内でシグナルされる可変長さIPデータグラムパケットで構成される。システムは、IPストリームのためのIPv4及びIPv6をサポートする。GSは、カプセル化パケットヘッダ内でシグナルされる可変長さパケット又は固定長さパケットで構成することができる。
(a)は、信号DPのためのモード適応ブロック2000及びストリーム適応ブロック2010を示し、(b)は、PLS信号を生成して処理するPLS生成ブロック2020及びPLSスクランブラ2030を示す。以下では、各ブロックの動作を説明する。
入力ストリームスプリッタは、入力TS、IP、GSストリームを多数のサービス又はサービスコンポーネント(オーディオ、ビデオなど)ストリームに分離する。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(UP)レベル、すなわち、CRC−8、CRC−16及びCRC−32で誤り訂正のための3つのタイプのCRCエンコーディングを提供する。計算されたCRCバイトはUPの後に添付される。CRC−8はTSストリームに使用され、CRC−32はIPストリームに使用される。GSストリームがCRCエンコーディングを提供しない場合、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フレームスライサは、入力を内部論理ビットフォーマットにマップする。最初に受信されたビットはMBSであると定義される。BBフレームスライサは、利用可能なデータフィールド容量と同一の多数の入力ビットを割り当てる。BBFペイロードと同一の多数の入力ビットを割り当てるために、UPパケットストリームはBBFのデータフィールドに合わせてスライスされる。
BBフレームヘッダ挿入ブロックは、2バイトの固定長さ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2バイトBBFヘッダに加えて、BBFは、2バイトBBFヘッダの端に拡張フィールド(1バイト又は3バイト)を有することができる。
ストリーム適応ブロック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。ストリーム適応への入力データがBBフレームを充填するのに十分である場合、STUFFIは「0」に設定され、BBFはスタッフィングフィールドを有さない。そうでない場合、STUFFIが「1」に設定され、スタッフィングフィールドが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スクランブラは、エネルギー分散(energy dispersal)のために完全なBBFをスクランブルする。スクランブリングシーケンスはBBFと同時に発生する。スクランブリングシーケンスは、フィードバックされたシフトレジスタによって生成される。
PLS生成ブロック2020は、物理層シグナリング(PLS)データを生成することができる。PLSは、受信機に物理層DPにアクセスする手段を提供する。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、固定サイズ、コーディング及び変調を有するフレーム内のFSSシンボルで伝達されるPLSデータの第1セットであって、PLS2データをデコードするのに必要なパラメータのみならず、システムに関する基本情報を伝達する。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の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に一定に維持される。
PLS2データは、FSSシンボルで送信されるPLSデータの第2セットであって、システム及びDPに対するより詳細なPLSデータを伝達する。PLS2は、受信機に十分なデータを提供し、所望のDPをデコードするパラメータを含む。また、PLS2シグナリングは、2つのタイプのパラメータ、すなわち、PLS2静的データ(PLS2−STATデータ)及びPLS2動的データ(PLS2−DYNデータ)で構成される。PLS2静的データは、フレームグループのデュレーションの間に静的に残っているPLS2データであり、PLS2動的データは、フレーム別に動的に変わり得るPLS2データである。
PLSデータの細部事項については後で説明する。
PLSスクランブラ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ルすることができる。
上述したブロックは、省略したり、類似又は同一の機能を有するブロックに取り替えることができる。
図3は、本発明の他の実施例に係る入力フォーマッティングブロックを示す図である。
図3に示した入力フォーマッティングブロックは、図1を参照して説明した入力フォーマッティングブロック1000の実施例に該当する。
図3は、入力信号が複数の入力ストリームに対応するときの入力フォーマッティングブロックのモード適応ブロックを示す。
複数の入力ストリームを処理する入力フォーマッティングブロックのモード適応ブロックは、独立的に複数の入力ストリームを処理することができる。
図3を参照すると、複数の入力ストリームをそれぞれ処理するモード適応ブロックは、入力ストリームスプリッタ3000、入力ストリーム同期化器3010、補償遅延ブロック3020、ヌル(null)パケット削除ブロック3030、ヘッド圧縮ブロック3040、CRCエンコーダ3050、BBフレームスライサ3060及びBBヘッダ挿入ブロック3070を含むことができる。以下では、モード適応ブロックの各ブロックを説明する。
CRCエンコーダ3050、BBフレームスライサ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フレームスライサ及びBBヘッダ挿入ブロックに対応するので、それに対する説明は省略する。
入力ストリームスプリッタ3000は、入力TS、IP GSストリームを多数のサービス又はサービスコンポーネント(オーディオ、ビデオなど)ストリームに分離することができる。
入力ストリーム同期化器3010はISSYと称することができる。ISSYは、任意の入力データフォーマットに対する一定のエンド−ツー−エンド送信遅延及びCBR(constant bit rate)を保証する適切な手段を提供することができる。ISSYは、常にTSを伝達する多数のDPの場合に使用され、選択的に、GSストリームを伝達するDPに使用される。
補償遅延ブロック3020は、ISSY情報の挿入後に分離されたTSパケットストリームを遅延させ、受信機内の追加のメモリを要求せずにTSパケット再結合メカニズムを許容することができる。
ヌルパケット削除ブロック3030は、TS入力ストリームケースにのみ使用される。任意のTS入力ストリーム又は分離されたTSストリームは、CBR TSストリームにVBR(variable bit−rate)サービスを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、不要な送信オーバーヘッドを避けるために、ヌルパケットが識別され、送信されない。受信機において、除去されたヌルパケットは、送信時に挿入されたDNP(deleted null−packet)カウンタを参照し、本来にあった正確な場所に再挿入され、一定のビットレートを保証し、タイムスタンプ(PCR)アップデートに対する必要性を避けることができる。
ヘッド圧縮ブロック3040は、パケットヘッダ圧縮を提供し、TS又はIP入力ストリームに対する送信効率を増加させることができる。受信機がヘッダの所定部分に対する先験的情報(a priori information)を有し得るので、この既知の情報は送信機で削除され得る。
送信ストリームに対して、受信機は、Sync byte構成(0x47)及びパケット長さ(188バイト)に関する先験的情報を有する。入力TSストリームが一つのPIDを有するコンテンツを伝達すると、すなわち、一つのサービスコンポーネント(ビデオ、オーディオなど)又はサービスサブコンポーネント(SVCベース層、SVCインヘンスメント層、MVCベースビュー又はMVC従属ビュー)に対してのみ、TSパケットヘッダ圧縮を(選択的に)送信ストリームに適用することができる。入力ストリームがIPストリームであると、IPパケットヘッダ圧縮が選択的に使用される。上述したブロックは、省略したり、類似又は同一の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、本発明の他の実施例に係る入力フォーマッティングブロックを示す図である。
図4に示した入力フォーマッティングブロックは、図1を参照して説明した入力フォーマッティングブロック1000の実施例に該当する。
図4は、入力信号が複数の入力ストリームに対応するときの入力フォーマッティングモジュールのストリーム適応ブロックを示す。
図4を参照すると、複数の入力ストリームをそれぞれ処理するモード適応ブロックは、スケジューラ4000、1フレーム遅延ブロック4010、スタッフィング挿入ブロック4020、帯域内(in−band)シグナリング4030、BBフレームスクランブラ4040、PLS生成ブロック4050及びPLSスクランブラ4060を含むことができる。以下では、ストリーム適応ブロックのそれぞれのブロックを説明する。
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4040、PLS生成ブロック4050及びPLSスクランブラ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、PLS生成ブロック及びPLSスクランブラに対応するので、それに対する説明は省略する。
スケジューラ4000は、それぞれのDPのFECBLOCKの量から全体のフレームにわたった全体のセル割り当てを決定することができる。PLS、EAC及びFICに対する割り当てを含めて、スケジューラはPLS2−DYNデータの値を生成し、これは、フレームのFSS内の帯域内シグナリング又はPLSセルとして送信される。FECBLOCK、EAC及びFICの細部事項については後で説明する。
1フレーム遅延ブロック4010は、入力データを1送信フレームだけ遅延させ、次のフレームに関するスケジューリング情報を、DPに挿入される帯域内シグナリング情報に対する現在のフレームを通じて送信させることができる。
帯域内シグナリング4030は、PLS2データの遅延されていない部分をフレームのDPに挿入することができる。
上述したブロックは、省略したり、類似又は同一の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、本発明の実施例に係るBICMブロックを示す図である。
図5に示したBICMブロックは、図1を参照して説明したBICMブロック1010の実施例に該当する。
上述したように、本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を送信する装置は、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は、本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を送信する装置によって提供されるサービスの特性に依存するので、各サービスに対応するデータは、異なる方式を通じて処理される必要がある。よって、本発明の実施例に係るBICMブロックは、SISO、MISO及びMIMO方式をデータ経路にそれぞれ対応するデータパイプに独立的に適用することによって、それに入力されたDPを独立的に処理することができる。結果的に、本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を送信する装置は、それぞれのDPを通じて送信されるそれぞれのサービス又はサービスコンポーネントに対するQoSを制御することができる。
(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って共有されたBICMブロックを示し、(b)は、アドバンスドプロファイルの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って共有されたBICMブロック及びアドバンスドプロファイルによって共有されたBICMブロックは、各DPを処理する複数の処理ブロックを含むことができる。
以下では、ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルのためのBICMブロック、及びアドバンスドプロファイルのためのBICMブロックのそれぞれの処理ブロックを説明する。
ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルのためのBICMブロックの処理ブロック5000は、データFECエンコーダ5010、ビットインタリーバ5020、星状マッパ5030、SSD(signal space diversity)エンコーディングブロック5040及び時間インタリーバ5050を含むことができる。
データFECエンコーダ5010は、入力BBFに対してFECエンコーディングを行い、アウターコーディング(BCH)及びインナーコーディング(LDPC)を用いてFECBLOCK手続を生成することができる。アウターコーディング(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の動作の細部事項については後で説明する。
ビットインタリーバ5020は、データFECTエンコーダ5010の出力をインタリーブし、効率的に具現可能な構造を提供しながらLDPCコード及び変調方式の組み合わせで最適化された性能を達成することができる。ビットインタリーバ5020の動作の細部事項については後で説明する。
星状マッパ5030は、QPSK、QAM−16、不均一QAM(NUQ−64、NUQ−256、NUQ−1024)又は不均一星状(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内のビットインタリーバ5020からの各セルワード及びアドバンスドプロファイル内のセル−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、電力正規化星状ポイントを提供することができる。この星状マッピングはDPに対してのみ適用される。QAM−16及びNUQが方形(square shaped)であるが、NUCは任意の形状を有する。それぞれの星状が90度の任意の倍数で回転すると、回転した星状は正確に本来の星状と重畳する。この「回転−感覚(rotation−sense)対称特性は、実数成分及び虚数成分の平均電力及び容量を互いに同一にする。NUQ及びNUCは、各コードレートに対して特別に定義され、使用される特定の一つがPLS2データで提出されたパラメータ(DP_MOD)によってシグナルされる。
SSDエンコーディングブロック5040は、2(2D)、3(3D)及び4(4D)次元でセルをプリコードし、異なるフェーディング条件下で受信ロバスト性を増加させることができる。
時間インタリーバ5050はDPレベルで動作し得る。時間インタリービング(TI)のパラメータは、各DPに対して異なる形に設定することができる。時間インタリーバ5050の動作の細部事項については後で説明する。
アドバンスドプロファイルのためのBICMブロックの処理ブロック5000−1は、データFECエンコーダ、ビットインタリーバ、星状マッパ及び時間インタリーバを含むことができる。
しかし、処理ブロック5000−1は処理ブロック5000と区別され、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。
また、処理ブロック5000−1のデータFECエンコーダ、ビットインタリーバ、星状マッパ及び時間インタリーバの動作は、上述したデータFECエンコーダ5010、ビットインタリーバ5020、星状マッパ5030及び時間インタリーバ5050に対応するので、それに対する説明は省略する。
セル−ワードデマルチプレクサ5010−1は、アドバンスドプロファイルのDPに使用され、単一セル−ワードストリームをMIMO処理のためのデュアルセル−ワードストリームに分離する。セル−ワードデマルチプレクサ5010−1の動作の細部事項については後で説明する。
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、放送信号の送信のために最適化された。MIMO技術は、容量を増加させる優れた方式であるが、チャネル特性に依存する。特に、ブロードキャスティングに対して、異なる信号伝播特性によって誘発された2個のアンテナ間の受信された信号電力の差又はチャネルの強いLOS成分は、MIMOから容量利得を得ることを困難にし得る。提案されたMIMOエンコーディング方式は、MIMO出力信号のうち一つの回転基盤プリコーディング及び位相ランダム化を用いてこの問題を克服する。
MIMOエンコーディングは、送信機及び受信機で少なくとも2個のアンテナを必要とする2x2 MIMOシステムを目的とすることができる。この提案において、2個のMIMOエンコーディングモード、すなわち、FR−SM(full−rate spatial multiplexing)及びFRFD−SM(full−rate full−diversity spatial multiplexing)が定義される。FR−SMエンコーディングは、受信機側で比較的小さい複雑度の増加と共に容量の増加を提供するが、FRFD−SMエンコーディングは、受信機側で大きい複雑度の増加と共に、容量の増加及び追加の多様性利得を提供する。提案されたMIMOエンコーディング方式は、アンテナ極性構成に対する制限を有さない。
MIMO処理は、アドバンスドプロファイルフレームのために要求することができ、これは、アドバンスドプロファイルフレーム内の全てのDPがMIMOエンコーダによって処理されることを意味する。MIMO処理はDPレベルで適用することができる。星状マッパ出力(constellation mapper output)(NUQ)のペア(e1,i及びe2,i)は、MIMOエンコーダの入力に供給することができる。MIMOエンコーダ出力のペア(g1,i及びg2,i)は、それぞれのTXアンテナのOFDMシンボル(l)及び同一のキャリア(k)によって送信され得る。
上述したブロックは、省略したり、類似又は同一の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、本発明の他の実施例に係るBICMブロックを示す図である。
図6に示したBICMブロックは、図1を参照して説明したBICMブロック1010の実施例に該当する。
図6は、物理層シグナリング(PLS)、非常境界チャネル(EAC)及び高速情報チャネル(FIC)の保護のためのBICMブロックを示す。EACは、EAS情報を伝達するフレームの一部であって、FICは、サービスと該当ベースDPとの間のマッピング情報を伝達するフレーム内の論理チャネルである。EAC及びFICの細部事項については後で説明する。
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、ビットインタリーバ6010、星状マッパ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、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ブロックを含むことができる。以下では、BICMブロックの各ブロックを説明する。
PLS FECエンコーダ6000は、スクランブルされたPLS 1/2データ、EAC及びFICセクションをエンコードすることができる。
スクランブラは、BCHエンコーディング及び短縮及びパンクチャされたLDPCエンコーディング前にPLS1データ及びPLS2データをスクランブルすることができる。
BCHエンコーディング/ゼロ挿入ブロックは、PLS保護のために短縮されたBCHコードを用いてスクランブルされたPLS 1/2データに対してアウターエンコーディングを行い、BCHエンコーディング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、LDPCエンコーディング前にゼロ挿入の出力ビットがパーミュート(permute)され得る。
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ドすることができる。完全なコーディングブロック(Cldpc)を生成するために、パリティビット(Pldpc)がそれぞれのゼロ挿入PLS情報ブロック(Ildpc)から組織的にエンコードされ、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行うことができる。
PLS1データ保護に短縮が適用されると、任意のLDPCパリティビットは、LDPCエンコーディング後にパンクチャされる。また、PLS2データの保護のために、PLS2のLDPCパリティビットはLDPCエンコーディング後にパンクチャされる。これらパンクチャされたビットは送信されない。
ビットインタリーバ6010は、それぞれ短縮及びパンクチャされたPLS1データ及びPLS2データをインタリーブする。
星状マッパ6020は、ビットインタリーブされたPLS1データ及びPLS2データを星状にマップすることができる。
上述したブロックは、省略したり、類似又は同一の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、本発明の一実施例に係るフレームビルディングブロックを示す図である。
図7に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の実施例に該当する。
図7を参照すると、フレームビルディングブロックは、遅延補償ブロック7000、セルマッパ7010及び周波数インタリーバ7020を含むことができる。以下では、フレームビルディングブロックのそれぞれのブロックを説明する。
遅延補償ブロック7000は、データパイプと対応PLSデータとの間のタイミングを調節し、送信端で時間が共に合わせられるように保証することができる。PLSデータは、入力フォーマッティングブロック及びBICMブロックによって誘発されたデータパイプの遅延を処理することによって、データパイプと同一の量だけ遅延される。BICMブロックの遅延は、主に時間インタリーバ5050による。帯域内シグナリングデータは、次のTIグループの情報を伝達し、シグナルされるDPより一つのフレームだけ速く伝達される。よって、遅延補償ブロックは、帯域内シグナリングデータを遅延させる。
セルマッパ7010は、PLS、EAC、FIC、DP、補助ストリーム及びダミーセルをフレーム内のOFDMシンボルのアクティブキャリアにマップすることができる。セルマッパ7010の基本機能は、もしあれば、DP、PLSセル及びEAC/FICセルのそれぞれに対してTIによって生成されたデータセルをフレーム内のOFDMシンボルのそれぞれに対応するアクティブOFDMセルのアレイにマップすることである。サービスシグナリングデータ(PSI(program specific information)/SI))は、データパイプによって個別的に集めて送信することができる。セルマッパは、スケジューラによって生成された動的情報及びフレーム構造の構成によって動作する。フレームの細部事項については後で説明する。
周波数インタリーバ7020は、セルマッパ7010から受信されたデータセルをランダムにインタリーブし、周波数多様性を提供することができる。また、周波数インタリーバ7020は、異なるインタリービングシード(interleaving−seed)順序を用いて2個の順次的なOFDMシンボルで構成されるOFDMシンボルペアに対して動作し、単一フレーム内の最大のインタリービング利得を得ることができる。周波数インタリーバ7020の動作の細部事項については後で説明する。
上述したブロックは、省略したり、類似又は同一の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、本発明の実施例に係るOFDM生成ブロックを示す図である。
図8に示したOFDM生成ブロックは、図1を参照して説明したOFDM生成ブロック1030の実施例に該当する。
OFDM生成ブロックは、フレームビルディングブロックによって生成されたセルによってOFDMキャリアを変調し、パイロットを挿入し、送信される時間領域信号を生成する。また、このブロックは、保護区間を順次挿入し、PAPR(peak−to−average power ratio)減少処理を適用して最終RF信号を生成する。
図8を参照すると、フレームビルディングブロックは、パイロット及び予約トーン挿入ブロック8000、2D−eSFN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、保護区間挿入ブロック8040、プリアンブル挿入ブロック8050、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。以下では、フレームビルディングブロックのそれぞれのブロックを説明する。
パイロット及び予約トーン挿入ブロック8000は、パイロット及び予約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、パイロットとして知られた基準情報で変調され、パイロットは、受信機で先験的に知られた送信値を有する。パイロットセルの情報は、分散されたパイロット、反復パイロット(continual pilot)、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。それぞれのパイロットは、パイロットタイプ及びパイロットパターンによって特定のブースティング電力レベルで送信される。パイロット情報の値は、任意の与えられたシンボル上のそれぞれの送信されたキャリアに対して一連の値である基準シーケンスから導出される。パイロットは、フレーム同期化、周波数同期化、時間同期化、チャネル推定及び送信モード識別に使用することができ、また、位相雑音をフォローする(following)のに使用することができる。
基準シーケンスから取得された基準情報は、フレームのプリアンブル、FSS及びFESを除いた全てのシンボルで分散されたパイロットセルで送信される。反復パイロットは、フレームの全てのシンボルに挿入される。反復パイロットの数と位置は、FFTサイズ及び分散されたパイロットパターンに依存する。エッジキャリアは、プリアンブルシンボルを除いた全てのシンボル内のエッジパイロットである。これらは、スペクトルのエッジまで周波数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。これらは、フレームのエッジまで時間補間を許容するために挿入される。
本発明の実施例に係るシステムは、SFNネットワークをサポートし、分散型MISO方式は、選択的に非常にロバストな送信モードをサポートするのに使用される。2D−eSFNは、多数のTXアンテナを用いる分散型MISO方式であって、それぞれのTXアンテナはSFNネットワーク内の異なる送信側に配置される。
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多様性を生成するために2D−eSFN処理を行い、多数の送信機から送信された信号の位相を歪曲することができる。そのため、長い時間の間の低いフラットフェーディング又は深いフェーディングによるバーストエラーを緩和することができる。
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。パイロットとして(又は予約トーンとして)指定されていないデータシンボル内の任意のセルは、周波数インタリーバからのデータセルのうち一つを伝達する。セルはOFDMキャリアにマップされる。
PAPR減少ブロック8030は、時間領域内の多様なPAPR減少アルゴリズムを用いて入力信号に対するPAPR減少を行うことができる。
保護区間挿入ブロック8040は保護区間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の細部事項については後で説明する。
他のシステム挿入ブロック8060は、時間領域で複数の放送送受信システムの信号をマルチプレクスし、放送サービスを提供する2個以上の異なる放送送信/受信システムのデータが同一のRF信号帯域幅で同時に送信され得る。この場合、2個以上の異なる放送送受信システムは、異なる放送サービスを提供するシステムを称する。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称する。それぞれの放送サービスと関連するデータは、異なるフレームを通じて送信され得る。
DACブロック8070は、入力デジタル信号をアナログ信号に変換し、アナログ信号を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送信され得る。本発明の実施例に係るTXアンテナは、垂直又は水平極性(polarity)を有することができる。
上述したブロックは、省略したり、類似又は同一の機能を有するブロックに取り替えることができる。
図9は、本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を受信する装置の構造を示す図である。
本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を受信する装置は、図1を参照して説明した未来の放送サービスのために放送信号を送信する装置に対応し得る。
本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を受信する装置は、同期化及び復調モジュール9000、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9020、出力プロセッサ9030及びシグナリングデコーディングモジュール9040を含むことができる。以下では、放送信号を受信する装置の各モジュールの動作を説明する。
同期化及び復調モジュール9000は、m個のRxアンテナを介して入力信号を受信し、放送信号を受信する装置に対応するシステムに対して信号検出及び同期化を行い、放送信号を送信する装置によって行われる手続の逆の手続に対応する復調を行うことができる。
フレームパーシングモジュール9100は、入力信号フレームをパースし、ユーザによって選択されたサービスが送信されるデータを抽出することができる。放送信号を送信する装置がインタリービングを行うと、フレームパーシングモジュール9100は、インタリービングの逆の手続に対応するデインタリービングを行うことができる。この場合、抽出される必要がある信号及びデータの位置は、シグナリングデコーディングモジュール9400から出力されたデータをデコードし、放送信号を送信する装置によって生成されたシグナリング情報を回復することによって得ることができる。
デマッピング及びデコーディングモジュール9200は、入力信号をビット領域データに変換した後、必要に応じてデインタリービングを行うことができる。デマッピング及びデコーディングモジュール9200は、送信効率のために適用されたマッピングに対してデマッピングを行い、デコーディングを通じて送信チャネルに対して生成された誤り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9200は、シグナリングデコーディングモジュール9400から出力されたデータをデコードすることによって、デマッピング及びデコーディングに必要な送信パラメータを得ることができる。
出力プロセッサ9300は、放送信号を送信し、送信効率を改善する装置によって適用される多様な圧縮/信号処理手続の逆の手続を行うことができる。この場合、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9400から出力されたデータから必要な制御情報を得ることができる。出力プロセッサ8300の出力は、放送信号を送信する装置に入力される信号に対応し、MPEG−TS、IPストリーム(v4又はv6)及び一般ストリームであり得る。
シグナリングデコーディングモジュール9400は、同期化及び復調モジュール9000によって復調された信号からPLS情報を得ることができる。上述したように、フレームパーシングモジュール9100、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9400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、本発明の実施例に係るフレーム構造を示す図である。
図10は、スーパーフレーム内のフレームタイプ及びFRUの例示的な構成を示す。(a)は、本発明の実施例に係るスーパーフレームを示し、(b)は、本発明の実施例に係るFRU(frame repetition unit)を示し、(c)は、FRU内の可変PHYプロファイルのフレームを示し、(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で構成することができる。FRUは、フレームのTDMのための基本マルチプレキシング単位であって、スーパーフレーム内で8回繰り返される。
FRU内の各フレームは、PHYプロファイル(ベース、ハンドヘルド、アドバンスド)及びFETのうち一つに属する。FRU内のフレームの最大許容数は4であり、与えられたPHYプロファイルは、FRU(例えば、ベース、ハンドヘルド、アドバンスド)で0倍から4倍までの任意の回数だけ表れ得る。PHYプロファイルの定義は、必要であれば、プリアンブル内のPHY_PROFILEの予約値を用いて拡張することができる。
FET部分は、含まれるならば、FRUの端に挿入される。FETがFRUに含まれると、スーパーフレームでFETの最小数は8である。FET部分が互いに隣接することは推薦されない。
また、一つのフレームは、多数のOFDMシンボル及びプリアンブルに分離される。(d)に示したように、フレームは、プリアンブル、一つ以上のフレームシグナリングシンボル(FSS)、正常データシンボル及びフレームエッジシンボル(FES)を含む。
プリアンブルは、高速フューチャーキャストUTBシステム信号の検出が可能であり、信号の効率的な送受信のための基本送信パラメータのセットを提供する特殊シンボルである。プリアンブルの細部説明については後で説明する。
FSSの主要目的はPLSデータを伝達することにある。高速同期化及びチャネル推定、及びPLSデータの高速デコーディングのために、FSSは、正常データシンボルより密集したパイロットパターンを有する。FESは、正確にFSSと同一のパイロットを有し、これは、FESの直前のシンボルに対して外挿せず、FES内の周波数専用補間及び時間補間を可能にする。
図11は、本発明の実施例に係るフレームのシグナリング層構造を示す図である。
図11は、3個の主要部分、すなわち、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に分離されたシグナリング層構造を示す。全てのフレームでプリアンブルシンボルによって伝達されるプリアンブルの目的は、そのフレームの送信タイプ及び基本送信パラメータを指示することにある。PLS1は、受信機がPLS2データにアクセスし、PLS2データをデコードするようにし、これは、関心のあるDPにアクセスするパラメータを含む。PLS2は、全てのフレームで伝達され、2個の主要部分、すなわち、PLS2−STATデータ及びPLS2−DYNデータに分離される。PLS2データの静的及び動的部分には、必要であればパディングが後に来る。
図12は、本発明の実施例に係るプリアンブルシグナリングデータを示す図である。
プリアンブルシグナリングデータは、フレーム構造内で受信機がPLSデータにアクセスし、DPをトレースさせるのに必要な情報の21ビットを伝達する。プリアンブルシグナリングの細部事項は次の通りである。
PHY_PROFILE:この3ビットフィールドは、現在のフレームのPHYプロファイルタイプを示す。異なるPHY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:この2ビットフィールドは、以下の表6に記載したように、フレームグループ内の現在のフレームのFFTサイズを示す。
GI_FRACTION:この3ビットフィールドは、以下の表7に記載したように、現在のスーパーフレーム内の保護区間分数(fraction)値を示す。
EAC_FLAG:この1ビットフィールドは、EACが現在のフレームに提供されるか否かを示す。このフィールドが「1」に設定されると、EAS(emergency alert service)が現在のフレームで提供される。このフィールドが「0」に設定されると、EASが現在のフレームで伝達されない。このフィールドは、スーパーフレーム内で動的にスイッチされ得る。
PILOT_MODE:この1ビットフィールドは、プロファイルモードが現在のフレームグループ内の現在のフレームに対してモバイルモードであるのか、それとも固定モードであるのかを指示する。このフィールドが「0」に設定されると、モバイルパイロットモードが使用される。フィールドが「1」に設定されると、固定パイロットモードが使用される。
PAPR_FLAG:この1ビットフィールドは、PAPR減少が現在のフレームグループ内の現在のフレームに使用されるか否かを指示する。このフィールドが「1」に設定されると、PAPR減少にトーン予約(tone reservation)が使用される。このフィールドが「0」に設定されると、PAPR減少が使用されない。
FRU_CONFIGURE:この3ビットフィールドは、現在のスーパーフレーム内に存在するFRU(frame repetition unit)のPHYプロファイルタイプ構成を示す。現在の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は、現在のスーパーフレーム内の全てのフレーム内のこのフィールドで識別される。3ビットフィールドは、以下の表8に示したように、各プロファイルに対する異なる定義を有する。
RESERVED:この7ビットフィールドが未来の使用のために予約される。
図13は、本発明の実施例に係るPLS1データを示す図である。
PLS1データは、PLS2の受信及びデコーディングを可能にするのに必要なパラメータを含む基本送信パラメータを提供する。上述したように、PLS1データは、一つのフレームグループの全体のデュレーションの間に変更されない。PLS1データのシグナリングフィールドの詳細な定義は次の通りである。
PREAMBLE_DATA:この20ビットフィールドは、EAC_FLAGを除いたプリアンブルシグナリングデータの写本である。
NUM_FRAME_FRU:この2ビットフィールドは、FRU当たりのフレームの数を示す。
PAYLOAD_TYPE:この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指示する。PAYLOAD_TYPEは、表9に示したようにシグナルされる。
NUM_FSS:この2ビットフィールドは、現在のフレーム内のFSSシンボルの数を示す。
SYSTEM_VERSION:この8ビットフィールドは、送信された信号フォーマットのバージョンを示す。SYSTEM_VERSIONは、2個の4ビットフィールド、すなわち、メジャーバージョン及びマイナーバージョンに分離される。
メジャーバージョン:SYSTEM_VERSIONフィールドのMSB4ビットは、メジャーバージョン情報を示す。メジャーバージョンフィールドの変化は、非−下位−互換(non−backward−compatible)変化を示す。デフォルト値は「0000」である。この標準に記載したバージョンにおいて、値は「0000」に設定される。
マイナーバージョン:SYSTEM_VERSIONのLSB4ビットは、マイナーバージョン情報を示す。マイナーバージョンフィールドの変化は下位互換性である。
CELL_ID:これは、ATSCネットワークで地理的なセルを固有に識別する16ビットフィールドである。ATSCセルカバレッジ領域は、フューチャーキャストUTBシステムに使用される周波数の数に依存し、一つ以上の周波数で構成することができる。CELL_IDの値が知られていないか、特定されていない場合、このフィールドは「0」に設定される。
NETWORK_ID:これは、現在のATSCネットワークを固有に識別する16ビットフィールドである。
SYSTEM_ID:この16ビットフィールドは、ATSCネットワーク内のフューチャーキャストUTBシステムを固有に識別する。フューチャーキャストUTBシステムは、入力が一つ以上の入力ストリーム(TS、IP、GS)であって、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、もしあれば、一つ以上のPHYプロファイル及びFETを伝達する。同一のフューチャーキャストUTBシステムは、異なる入力ストリームを伝達することができ、異なる地理的領域で異なるRF周波数を使用して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、一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送信に対して同一である。一つ以上のフューチャーキャストUTBシステムは、全て同一の物理層構造及び構成を有することを意味する同一のSYSTEM_IDを有することができる。
次のループは、各フレームタイプのFRU構成及び長さを指示するのに使用されるFRU_PHY_PROFILE、FRU_FRAME_LENGTH、FRU_GI_FRACTION及びRESERVEDで構成される。ループサイズは固定され、4個のPHYプロファイル(FETを含む)がFRU内でシグナルされる。NUM_FRAME_FRUが4より小さいと、使用されないフィールドはゼロで充填される。
FRU_PHY_PROFILE:この3ビットフィールドは、連関したFRUの(i+1)番目(iは、ループインデックスである)フレームのPHYプロファイルタイプを示す。このフィールドは、表8に示したように、同一のシグナリングフォーマットを使用する。
FRU_FRAME_LENGTH:この2ビットフィールドは、連関したFRUの(i+1)番目のフレームの長さを示す。FRU_GI_FRACTIONと共にFRU_FRAME_LENGTHを用いて、フレームデュレーションの正確な値を得ることができる。
FRU_GI_FRACTION:この3ビットフィールドは、連関したFRUの(i+1)番目のフレームの保護区間分数値を示す。FRU_GI_FRACTIONは、表7によってシグナルされる。
RESERVED:この4ビットフィールドが未来の使用のために予約される。
次のフィールドは、PLS2データをデコードするパラメータを提供する。
PLS2_FEC_TYPE:この2ビットフィールドは、PLS2保護によって使用されるFECタイプを示す。FECタイプは、表10によってシグナルされる。LDPCコードの細部事項については後で説明する。
PLS2_MOD:この3ビットフィールドは、PLS2によって使用される変調タイプを示す。変調タイプは、表11によってシグナルされる。
PLS2_SIZE_CELL:この15ビットフィールドは、現在のフレームグループで伝達されるPLS2に対するフルコーディングブロック(full coded blocks)の集合(collection)のサイズ(QAMセルの数として特定される)(Ctotal_partial_block)を示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
PLS2_STAT_SIZE_BIT:この14ビットフィールドは、現在のフレームグループに対するPLS2−STATのビットサイズを示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
PLS2_DYN_SIZE_BIT:この14ビットフィールドは、現在のフレームグループに対するPLS2−DYNのビットサイズを示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
PLS2_REP_FLAG:この1ビットフラグは、現在のフレームグループでPLS2反復モードが使用されるか否かを示す。このフィールドが値「1」に設定されると、PLS2反復モードが活性化される。このフィールドが値「0」に設定されると、PLS2反復モードが非活性化される。
PLS2_REP_SIZE_CELL:この15ビットフィールドは、PLS2反復が使用されるとき、現在のフレームグループの全てのフレームで伝達されるPLS2に対する部分コーディングブロック(partial coded blocks)の集合(collection)のサイズ(QAMセルの数として特定される)(Ctotal_partial_block)を示す。反復が使用されない場合、このフィールドの値は0と同一である。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
PLS2_NEXT_FEC_TYPE:この2ビットフィールドは、次のフレームグループの全てのフレームで伝達されるPLS2に使用されるFECタイプを示す。FECタイプは、表10によってシグナルされる。
PLS2_NEXT_MOD:この3ビットフィールドは、次のフレームグループの全てのフレームで伝達されるPLS2に使用される変調タイプを示す。変調タイプは、表11によってシグナルされる。
PLS2_NEXT_REP_FLAG:この1ビットフィールドは、次のフレームグループでPLS2反復モードが使用されるか否かを示す。このフィールドが値「1」に設定されると、PLS2反復モードが活性化される。このフィールドが値「0」に設定されると、PLS2反復モードが非活性化される。
PLS2_NEXT_REP_SIZE_CELL:この15ビットフィールドは、PLS2反復が使用されるとき、次のフレームグループの全てのフレームで伝達されるPLS2に対するフルコーディングブロック(full coded blocks)の集合(collection)のサイズ(QAMセルの数として特定される)(Ctotal_partial_block)を示す。次のフレームグループで反復が使用されない場合、このフィールドの値は0と同一である。この値は、現在のフレームグループで一定である。
PLS2_NEXT_REP_STAT_SIZE_BIT:この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のビットサイズを示す。この値は、現在のフレームグループで一定である。
PLS2_NEXT_REP_DYN_SIZE_BIT:この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のビットサイズを示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
PLS2_AP_MODE:この2ビットフィールドは、現在のフレームグループ内のPLS2に追加のパリティが提供されるか否かを示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。下記の表12は、このフィールドの値を示す。このフィールドが「00」に設定されると、現在のフレームでPLS2に対して追加のパリティが使用されない。
PLS2_AP_SIZE_CELL:この15ビットフィールドは、PLS2の追加のパリティビットのサイズ(QAMセルの数として特定される)を示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
PLS2_NEXT_AP_MODE:この2ビットフィールドは、次のフレームグループでPLS2に追加のパリティが提供されるか否かを示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。表12は、このフィールドの値を定義する。
PLS2_NEXT_AP_SIZE_CELL:この15ビットフィールドは、次のフレームグループの全てのフレームでのPLS2の追加のパリティビットのサイズ(QAMセルの数として特定される)を示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
RESERVED:この32ビットフィールドが未来の使用のために予約される。
CRC_32:全体の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、本発明の実施例に係るPLS2データを示す図である。
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が、PLS2−DYNデータは現在のフレームに特定された情報を提供する。
PLS2−STATデータのフィールドの細部事項は次の通りである。
FIC_FLAG:この1ビットフィールドは、FICが現在のフレームグループに使用されるか否かを示す。このフィールドが「1」に設定されると、FICが現在のフレームで提供される。このフィールドが「0」に設定されると、FICが現在のフレームで伝達されない。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
AUX_FLAG:この1ビットフィールドは、現在のフレームグループで補助ストリームが使用されるか否かを示す。このフィールドが「1」に設定されると、補助ストリームが現在のフレームで提供される。このフィールドが「0」に設定されると、補助ストリームが現在のフレームで伝達されない。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
NUM_DP:この6ビットフィールドは、現在のフレームで伝達されるDPの数を示す。このフィールドの値は、1〜64の範囲内にあり、DPの数はNUM_DP+1である。
DP_ID:この6ビットフィールドは、PHYプロファイル内でDPを固有に識別する。
DP_TYPE:この3ビットフィールドはDPのタイプを示す。これは、以下の表13によってシグナルされる。
DP_GROUP_ID:この8ビットフィールドは、現在のDPが連関したDPグループを識別する。これは、受信機が特定のサービスと連関したサービスコンポーネントのDPにアクセスするのに使用することができ、これらDPは同一のDP_GROUP_IDを有する。
BASE_DP_ID:この6ビットフィールドは、管理層で使用されるサービスシグナリングデータ(PSI/SI)を伝達するDPを示す。BASE_DP_IDで指示されたDPは、サービスシグナリングデータのみを伝達する専用DP又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正常DPであり得る。
DP_FEC_TYPE:この2ビットフィールドは、連関したDPによって使用されるFECタイプを示す。FECタイプは、以下の表14によってシグナルされる。
DP_COD:この4ビットフィールドは、連関したDPによって使用されるコードレートを示す。コードレートは、以下の表15によってシグナルされる。
DP_MOD:この4ビットフィールドは、連関したDPによって使用される変調を示す。変調は、以下の表16によってシグナルされる。
DP_SSD_FLAG:この1ビットフィールドは、SSDモードが連関したDPで使用されるか否かを示す。このフィールドが値「1」に設定されると、SSDが使用される。このフィールドが値「0」に設定されると、SSDが使用されない。
PHY_PROFILEがアドバンスドプロファイルを示す「010」と同一である場合のみに次のフィールドが表れる。
DP_MIMO:この3ビットフィールドは、連関したDPにいずれのタイプのMIMOエンコーディングプロセスが適用されるのかを示す。MIMOエンコーディングプロセスのタイプは、表17によってシグナルされる。
DP_TI_TYPE:この1ビットフィールドは、時間インタリービングのタイプを示す。「0」の値は、一つのTIグループが一つのフレームに対応し、一つ以上のTIブロックを含むことを示す。「1」の値は、一つのTIグループが1より多いフレームで伝達され、一つのTIブロックのみを含むことを示す。
DP_TI_LENGTH:2ビットフィールドの使用(許容される値が1、2、4、8のみである)は、次のようにDP_TI_TYPEフィールド内に設定された値によって決定される。
DP_TI_LENGTHが値「1」に設定されると、このフィールドは、PI、すなわち、各TIグループがマップされるフレームの数を示し、TIグループ当たりに一つのTIブロックがある(NTI=1)。2ビットフィールドを有する許容されたPI値は、以下の表18で定義される。
DP_TI_TYPEが「0」に設定されると、このフィールドは、TIグループ当たりのTIブロックの数(NTI)を示し、フレーム当たりに一つのTIグループがある(PI=1)。2ビットフィールドを有する許容されたPI値は、以下の表18で定義される。
DP_FRAME_INTERVAL:この2ビットフィールドは、連関したDPに対するフレームグループ内のフレーム区間(IJUMP)を示し、許容される値は1、2、4、8である(対応する2ビットフィールドは、それぞれ「00」、「01」、「10」、「11」である)。フレームグループの全てのフレームで表れないDPに対して、このフィールドの値は連続的なフレーム間の間隔と同一である。例えば、DPがフレーム1、5、9、13などで表れると、このフィールドは「4」に設定される。全てのフレームで表れるDPに対して、このフィールドは「1」に設定される。
DP_TI_BYPASS:この1ビットフィールドは、時間インタリーバ5050の利用可能性を決定する。DPに対して時間インタリービングが使用されない場合、これは「1」に設定される。時間インタリービングが使用される場合、これは「0」に設定される。
DP_FIRST_FRAME_IDX:この5ビットフィールドは、現在DPが発生するスーパーフレームの第1フレームのインデックスを示す。DP_FIRST_FRAME_IDXの値は0〜31の範囲内にある。
DP_NUM_BLOCK_MAX:この10ビットフィールドは、このDPに対するDP_NUM_BLOCKSの最大値を示す。このフィールドの値は、DP_NUM_BLOCKSと同一の範囲を有する。
DP_PAYLOAD_TYPE:この2ビットフィールドは、与えられたDPによって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によってシグナルされる。
DP_INBAND_MODE:この2ビットフィールドは、現在のDPが帯域内シグナリング情報を伝達するか否かを示す。帯域内シグナリングタイプは、以下の表20によってシグナルされる。
DP_PROTOCOL_TYPE:この2ビットフィールドは、与えられたDPによって伝達されるペイロードのプロトコルタイプを示す。入力ペイロードタイプが選択されると、以下の表21によってシグナルされる。
DP_CRC_MODE:この2ビットフィールドは、入力フォーマッティングブロックでCRCエンコーディングが使用されるか否かを示す。CRCモードは、以下の表22によってシグナルされる。
DNP_MODE:この2ビットフィールドは、DP_PAYLOAD_TYPEがTS(「00」)に設定されるとき、連関したDPによって使用されるヌル−パケット削除モードを示す。DNP_MODEは、以下の表23によってシグナルされる。DP_PAYLOAD_TYPEがTS(「00」)でない場合、DNP_MODEは値「00」に設定される。
ISSY_MODE:この2ビットフィールドは、DP_PAYLOAD_TYPEがTS(「00」)に設定されるとき、連関したDPによって使用されるISSYモードを示す。ISSY_MODEは、以下の表24によってシグナルされる。DP_PAYLOAD_TYPEがTS(「00」)でない場合、ISSY_MODEは値「00」に設定される。
HC_MODE_TS:この2ビットフィールドは、DP_PAYLOAD_TYPEがTS(「00」)に設定されるとき、連関したDPによって使用されるTSヘッダ圧縮モードを示す。HC_MOD_TSは、以下の表25によってシグナルされる。
HC_MODE_IP:この2ビットフィールドは、DP_PAYLOAD_TYPEがIP(「01」)に設定されるときのIPヘッダ圧縮モードを示す。HC_MOD_IPは、以下の表26によってシグナルされる。
PID:この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」又は「10」に設定されるときのTSヘッダ圧縮のためのPID番号を示す。
RESERVED:この8ビットフィールドは、未来の使用のために予約される。
FIC_FLAGが「1」と同一である場合のみに次のフィールドが表れる。
FIC_VERSION:この8ビットフィールドは、FICのバージョン番号を示す。
FIC_LENGTH_BYTE:この13ビットフィールドは、FICのバイト長さを示す。
RESERVED:この8ビットフィールドは、未来の使用のために予約される。
AUX_FLAGが「1」と同一である場合のみに次のフィールドが表れる。
NUM_AUX:この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用されないことを意味する。
AUX_CONFIG_RFU:この8ビットフィールドは、未来の使用のために予約される。
AUX_STREAM_TYPE:この4ビットフィールドは、現在の補助ストリームのタイプを示すための未来の使用のために予約される。
UX_PRIVATE_CONFIG:この28ビットフィールドは、補助ストリームをシグナルするための未来の使用のために予約される。
図15は、本発明の他の実施例に係るPLS2データを示す図である。
図15は、PLS2データのPLS2−DYNデータを示す。PLS2−DYNデータの値は、一つのフレームグループのデュレーションの間に変化可能であり、フィールドのサイズは一定に維持される。
PLS2−DYNデータのフィールドの細部事項は次の通りである。
FRAME_INDEX:この5ビットフィールドは、スーパーフレーム内の現在の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フレームのインデックスは「0」に設定される。
PLS_CHANGE_COUNTER:この4ビットフィールドは、構成が変更される前のスーパーフレームの数を示す。構成において、変更された後のスーパーフレームは、このフィールド内でシグナルされる値によって指示される。このフィールドが値「0000」に設定されると、スケジュールされた変化が予想されないことを意味し、値「1」は、次のスーパーフレームで変化があることを意味する。
FIC_CHANGE_COUNTER:この4ビットフィールドは、構成(すなわち、FICの内容)が変更される前のスーパーフレームの数を示す。構成において、変更された後のスーパーフレームは、このフィールド内でシグナルされる値によって指示される。このフィールドが値「0000」に設定されると、スケジュールされた変化が予想されないことを意味し、値「0001」は、次のスーパーフレームで変化があることを意味する。
RESERVED:この16ビットフィールドは、未来の使用のために予約される。
NUM_DPを通じてループで次のフィールドが表れ、これは、現在のフレームで伝達されるDPと連関したパラメータを示す。
DP_ID:この6ビットフィールドは、PHYプロファイル内のDPを固有に指示する。
DP_START:この15ビット(又は13ビット)フィールドは、DPUアドレッシング方式を用いて第1DPの開始位置を示す。DP_STARTフィールドは、以下の表27に示したように、PHY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:この10ビットフィールドは、現在のDPに対する現在のTIグループ内のFECブロックの数を示す。DP_NUM_BLOCKの値は0〜1023の範囲内にある。
RESERVED:この8ビットフィールドは、未来の使用のために予約される。
次のフィールドは、EACと連関したFICパラメータを示す。
EAC_FLAG:この1ビットフィールドは、現在のフレーム内のEACの存在を示す。このビットは、プリアンブル内のEAC_FLAGと同一の値である。
EAS_WAKE_UP_VERSION_NUM:この8ビットフィールドは、ウェイクアップ指示のバージョン番号を示す。
EAC_FLAGフィールドが「1」と同一である場合、次の12ビットは、EAC_LENGTH_BYTEフィールドに対して割り当てられる。EAC_FLAGフィールドが「0」と同一である場合、次の12ビットは、EAC_COUNTERに割り当てられる。
EAC_LENGTH_BYTE:この12ビットフィールドは、EACのバイト長さを示す。
EAC_COUNTER:この12ビットフィールドは、EACが到逹するフレームの前のフレームの数を示す。
AUX_FLAGフィールドが「1」と同一である場合にのみ次のフィールドが表れる。
AUX_PRIVATE_DYN:この48ビットフィールドは、補助ストリームをシグナルするための未来使用のために予約される。このフィールドの意味は、構成可能なPLS2−STAT内のAUX_STREAM_TYPEの値に依存する。
CRC_32:全体のPLS2に適用される32ビットエラー検出コード。
図16は、本発明の実施例に係るフレームの論理構造を示す図である。
上述したように、PLS、EAC、FIC、DP、補助ストリーム及びダミーセルは、フレーム内のOFDMシンボルのアクティブキャリアにマップされる。PLS1及びPLS2は、まず、一つ以上のFSSにマップされる。その後、もしあれば、EACセルがPLSフィールドの直後にマップされ、その後、もしあれば、FICセルがマップされる。もしあれば、DPは、PLS又はEAC、FICの後にマップされる。まず、タイプ1 DPが後に来た後、タイプ2 DPが後に来る。DPのタイプの細部事項については後で説明する。任意の場合、DPは、EASのための任意の特殊データ又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。もしあれば、補助ストリーム又は各ストリームがDPの後に来た後、ダミーセルが後に来る。これら全てを上述した順序、すなわち、PLS、EAC、FIC、DP、補助ストリーム及びダミーデータセルの順にマップすることは、フレーム内のセル容量を正確に充填する。
図17は、本発明の実施例に係るPLSマッピングを示す図である。
PLSセルは、FSSのアクティブキャリアにマップされる。PLSによって占有されたセルの数に依存して、一つ以上のシンボルがFSSとして指定され、FSSの数(NFSS)は、PLS1内のNUM_FSSによってシグナルされる。FSSは、PLSセルを伝達する特殊シンボルである。ロバスト性及びレイテンシ(latency)はPLSの重要な問題であるので、FSSは、FSS内の周波数専用補間及び高速同期化を許容するより高い密度のパイロットを有する。
PLSセルは、図17の例に示したように、トップ−ダウン(top−down)方式でNFSS個のFSSのアクティブキャリアにマップされる。PLS1セルは、セルインデックスの増加順に第1FSSの第1セルから先にマップされる。PLS2セルは、PLS1の最後のセルの直後にマップされ、第1FSSの最後のセルインデックスまでマッピングが下向きに継続される。要求されるPLSセルの総数が一つのFSSのアクティブキャリアの数を超えると、マッピングは、次のFSSに進行し、第1FSSと正確に同一の方式で継続される。
PLSマッピングの完了後、DPが次に伝達される。EAC、FIC又はEAC及びFICが現在のフレームに存在すると、これらはPLSと「正常」DPとの間に配置される。
図18は、本発明の実施例に係るEACマッピングを示す図である。
EACは、EASメッセージを伝達する専用チャネルであって、EASに対するDPにリンクされる。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、全てのフレームに存在しないこともある。もしあれば、EACはPLS2セルの直後にマップされる。EACは、PLSセル以外に、FIC、DP、補助ストリーム及びダミーセルのうちいずれかの後に来ない。EACセルをマップする順序はPLSと正確に同一である。
EACセルは、図18に示したように、セルインデックスの増加順にPLS2の次のセルからマップされる。EASメッセージサイズによって、EACセルは、図18に示したようにいくつかのシンボルを占有する。
EACセルは、PLS2の最後のセルの直後にマップされ、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向きに継続される。要求されるEACの総数が最後のFSSの残りのアクティブキャリアの数を超えると、マッピングは次のシンボルに進行し、FSSと正確に同一の方式で継続される。この場合のマッピングのための次のシンボルは正常データシンボルであって、これは、FSSより多くのアクティブキャリアを有する。
EACマッピングの完了後、もし存在すれば、FICが次に伝達される。(PLS2フィールドでシグナルされることによって)FICが送信されないと、DPはEACの最後のセルの直後にマップされる。
図19は、本発明の実施例に係るFICマッピングを示す図である。
(a)は、EACがないFICの例示的なマッピングを示し、(b)は、EACがあるFICの例示的なマッピングを示す。
FICは、高速サービス獲得及びチャネルスキャニングを可能にする層間(cross−layer)情報に対する専用チャネルである。この情報は、主に各ブロードキャスタのDPとサービスとの間の情報を結合するチャネルを含む。高速スキャンのために、受信機は、FICをデコードし、ブロードキャスタID、サービスの数及びBASE_DP_IDなどの情報を得ることができる。高速サービスの獲得のために、FICに加えて、ベースDPがBASE_DP_IDを用いてデコードされ得る。伝達される内容以外に、ベースDPは、正常DPと正確に同一の方式でエンコードされ、フレームにマップされる。そのため、ベースDPに対して追加の説明が要求されない。FICデータが生成されて管理層で消費される。FICデータの内容は、管理層の説明書に記載した通りである。
FICデータは選択的であり、FICの使用は、PLS2の静的部分内のFIC_FLAGパラメータによってシグナルされる。FICが使用されると、FIC_FLAGが「1」に設定され、FICのためのシグナリングフィールドはPLS2の静的部分に定義される。このフィールドでは、FIC_VERSION及びFIC_LENGTH_BYTEがシグナルされる。FICは、PLS2と同一の変調、コーディング及び時間インタリービングパラメータを用いる。FICは、PLS2_MODE及びPLS2_FECなどの同一のシグナリングパラメータを共有する。もしあれば、FICデータは、PLS2又は、もしあれば、EACの直後にマップされる。FICは、任意の正常DP、補助ストリーム又はダミーセルの後にマップされない。FICセルをマップする方法はEACと正確に同一であり、これはPLSと同一である。
PLSの後にEACがない場合、FICセルは、(a)の例に示したように、セルインデックスの増加順にPLS2の次のセルからマップされる。FICデータサイズによって、FICセルは、(b)に示したように、いくつかのシンボルにわたってマップされ得る。
FICセルは、PLS2の最後のセルの直後にマップされ、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向きに継続される。要求されるFICセルの総数が最後のFSSの残りのアクティブキャリアの数を超えると、マッピングは次のシンボルに進行し、FSSと正確に同一の方式で継続される。この場合のマッピングのための次のシンボルは、FSSより多くのアクティブキャリアを有する正常データシンボルである。
EASメッセージが現在のフレームで送信されると、EACはFICに先行し、FICセルは、(b)に示したように、セルインデックスの増加順にEACの次のセルからマップされる。
FICマッピングの完了後、一つ以上のDPがマップされ、その後、もしあれば、補助ストリーム及びダミーセルがマップされる。
図20は、本発明の実施例に係るDPのタイプを示す図である。
図20の(a)はタイプ1 DPを示し、(b)はタイプ2 DPを示す。
先行チャネル、すなわち、PLS、EAC及びFICがマップされた後、DPのセルがマップされる。DPは、マッピング方法によって2個のタイプのうち一つに分類される。
タイプ1 DP:DPは、TDMによってマップされる。
タイプ2 DP:DPは、FDMによってマップされる。
DPのタイプは、PLS2の静的部分でDP_TYPEフィールドによって指示される。図20は、タイプ1 DP及びタイプ2 DPのマッピング順序を示す。タイプ1 DPは、まず、セルインデックスの増加順にマップされ、最後のセルインデックスに到逹した後、シンボルインデックスが1ずつ増加する。次のシルボル内で、DPは、p=0からセルインデックスの増加順に継続してマップされる。一つのフレームで共にマップされた多数のDPで、タイプ1 DPのそれぞれは、DPのTDMマルチプレキシングと類似する形に時間でグループ化される。
タイプ2 DPは、まず、シンボルインデックスの増加順にマップされ、フレームの最後のOFDMシンボルに到逹した後、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利用可能なシンボルに後退し、そのシンボルインデックスから増加する。一つのフレームで多数のDPを共にマップした後、タイプ2 DPのそれぞれは、DPのFDMマルチプレキシングと類似する形に周波数でグループ化される。
一つの制限が必要であれば、すなわち、タイプ1 DPが常にタイプ2 DPに先行すると、タイプ1 DP及びタイプ2 DPはフレーム内で共存し得る。タイプ1及びタイプ2 DPを伝達するOFDMセルの総数は、DPの送信のために利用可能なOFDMセルの総数を超えることができない。
ここで、DDP1は、タイプ1 DPによって占有されるOFDMセルの数であり、DDP2は、タイプ2 DPによって占有されるOFDMセルの数である。PLS、EAC、FICは、いずれもタイプ1 DPと同一の方式でマップされるので、これらは全て「タイプ1のマッピング規則」に従う。そのため、タイプ1のマッピングは、常にタイプ2のマッピングより先行する。
図21は、本発明の実施例に係るDPマッピングを示す図である。
(a)は、タイプ1 DPをマップするためのOFDMセルのアドレッシングを示し、(b)は、タイプ2 DPをマップするためのOFDMセルのアドレッシングを示す。
タイプ1 DP(0,DDP1−1)をマップするためのOFDMセルのアドレッシングは、タイプ1 DPのアクティブデータセルのために定義される。アドレッシング方式は、タイプ1 DPのそれぞれに対するTIからのセルがアクティブデータセルに割り当てられる順序を定義する。また、これは、PLS2の動的部分内のDPの位置をシグナルするのに使用される。
EAC及びFICなしで、アドレス0は、最後のFSS内のPLSを伝達する最後のセルの直後のセルを称する。EACが送信され、FICがその該当フレームでない場合、アドレス0は、EACを伝達する最後のセルの直後のセルを称する。FICが該当フレームで送信されると、アドレス0は、FICを伝達する最後のセルの直後のセルを称する。タイプ1 DPに対するアドレス0は、(a)に示したように、2個の異なるケースを考慮して算出することができる。(a)に示した例において、PLS、EAC及びFICは全て送信されると仮定する。EAC及びFICのうち一つ又は二つとも省略される場合への拡張は容易である。(a)の左側に示したように、FICまでの全てのセルをマップした後、FSS内に残りのセルが残っている。
タイプ2 DP(0,…,DDP2−1)をマップするOFDMセルのアドレッシングは、タイプ2 DPのアクティブデータセルのために定義される。アドレッシング方式は、タイプ2 DPのそれぞれに対するTIからのセルがアクティブデータセルに割り当てられる順序を定義する。また、これは、PLS2の動的部分内のDPの位置をシグナルするのに使用される。
(b)に示したように、3個の少し異なるケースが可能である。(b)の左側上に示した第1ケースでは、最後のFSS内のセルはタイプ2 DPマッピングに用いられる。中間に示した第2ケースでは、FICが正常シンボルのセルを占めるが、そのシンボル上のFICセルの数はCFSSより小さい。(b)の右側に示した第3ケースは、そのシンボル上にマップされたFICセルの数がCFSSを超えることを除いては第2ケースと同一である。
PLS、EAC及びFICは、タイプ1 DPと同一の「タイプ1のマッピング規則」に従うので、タイプ1 DPがタイプ2 DPに先行する場合への拡張は簡単である。
データパイプ単位(DPU)は、データセルをフレーム内のDPに割り当てる基本単位である。
DPUは、フレーム内にDPを位置させるシグナリング単位として定義される。セルマッパ7010は、DPのそれぞれに対するTIによって生成されたセルをマップすることができる。時間インタリーバ5050は、一連のTIブロックを出力し、それぞれのTIブロックは、セルのセットで構成される可変数(variable number)のXFECBLOCKを含む。XFECBLOCK内のセルの数(Ncells)は、FECBLOCKサイズ(Nldpc)及び星状シンボル当たりの送信ビット数に依存する。DPUは、与えられたPHYプロファイルでサポートされるXFECBLOCK内のセルの数の全ての可能な値の最も大きい共通除数(divisor)(Ncells)として定義される。セル内のDPUの長さはLDPUとして定義される。各PHYプロファイルがFECBLOCKサイズ及び星状シンボル当たりに異なる数の異なる組み合わせをサポートするので、LDPUはPHYプロファイルに基づいて定義される。
図22は、本発明の実施例に係るFEC構造を示す図である。
図22は、ビットインタリービング前の本発明の実施例に係るFEC構造を示す。上述したように、データFECエンコーダは、入力BBFに対してFECエンコーディングを行い、アウターコーディング(BCH)及びインナーコーディング(LDPC)を用いてFECBLOCK手続を生成することができる。図示したFEC構造はFECBLOCKに対応する。また、FECBLOCK及びFEC構造は、LDPCコードワードの長さに対応する同一の値を有する。
図22に示したように、BCHエンコーディングはそれぞれのBBF(Kbchビット)に適用され、LDPCエンコーディングはBCHエンコーディングBBF(Kldpcビット=Nbchビット)に適用される。
Nldpcの値は、64800ビット(長いFECBLOCK)又は16200ビット(短いFECBLOCK)である。
以下の表28及び表29は、それぞれ長いFECBLOCK及び短いFECBLOCK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動作の細部事項は次の通りである。
12誤り訂正BCHコードは、BBFのアウターエンコーディングに使用される。短いFECBLOCK及び長いFECBLOCKに対するBCH生成器多項式は、全ての多項式を共に乗じることによって得られる。
LDPCコードは、アウターBCHエンコーディングの出力をエンコードするのに使用される。完成したBldpc(FECBLOCK)を生成するために、Pldpc(パリティビット)は各Ildpc(BCHエンコーディングBBF)から体系的にエンコードされ、Ildpcに添付される。完成したBldpc(FECBLOCK)は次の数式として表現される。
長いFECBLOCK及び短いFECBLOCKに対するパラメータは、それぞれ表28及び表29に与えられる。
長いFECBLOCKに対するNldpc−Kldpcを算出する細部手続は次の通りである。
1)パリティビット初期化
2)パリティチェックマトリックスのアドレスの第1行に特定されたパリティビットアドレスで第1情報ビット(i0)を累算する。パリティチェックマトリックスのアドレスの細部事項については後で説明する。例えば、レート13/15に対して、
3)次の359個の情報ビット(is)(s=1、2、…、359)が次の数式を用いてパリティビットで累算される。
ここで、xは、第1ビット(i0)に対応するパリティビット累算器のアドレスを示し、Qldpcは、パリティチェックマトリックスのアドレスで特定されたコードレート従属定数である。継続して、例えば、レート13/15に対してQldpc=24であって、よって、情報ビット(i1)に対して次の動作が行われる。
4)361番目の情報ビット(i360)に対して、パリティビット累算器のアドレスは、パリティチェックマトリックスのアドレスの第2行に与えられる。類似する方式で、次の358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、ここで、xは、情報ビット(i360)に対応するパリティビット累算器のアドレス、パリティチェックマトリックスのアドレスの第2行内のエントリーを示す。
5)類似する方式で、360個の新たな情報ビットの全てのグループに対して、パリティチェックマトリックスのアドレスからの新たな行がパリティビット累算器のアドレスを探すのに使用される。
情報ビットが全部消尽した後、最終パリティが次のように得られる。
6)i=1から開始する次の動作を順次行う。
ここで、pi(i=0、1、…、Ndpc−Kldpc−1)の最終内容は、パリティビット(pi)と同一である。
短いFECBLOCKに対するこのLDPCエンコーディング手続は、表30及び表31に取り替え、長いFECBLOCKに対するパリティチェックマトリックスのアドレスを短いFECBLOCKに対するパリティ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は、長いFECBLOCKに対するt LDPCエンコーディング手続に従う。
図23は、本発明の実施例に係るビットインタリービングを示す図である。
LDPCエンコーダの出力はビットインタリーブされ、これは、パリティインタリービング、その後のQCB(quasi−cyclic block)インタリービング及び内部グループインタリービングで構成される。
(a)は、QCBインタリービングを示し、(b)は、内部グループインタリービングを示す。
FECBLOCKはパリティインタリーブされ得る。パリティインタリービングの出力において、LDPCコードワードは、長いFECBLOCK内の180個の隣接したQCブロック及び短いFECBLOCK内の180個の隣接したQCブロックで構成される。長い又は短いFECBLOCK内のそれぞれのQCブロックは360ビットで構成される。パリティインタリーブされたLDPCコードワードは、QCBインタリービングによってインタリーブされる。QCBインタリービングの単位はQCブロックである。パリティインタリービングの出力におけるQCブロックは、図23に示したように、QCBインタリービングによってパーミュートされ、ここで、FECBLOCK長さによってNcells=6480/ηmod又は16200/ηmodである。QCBインタリービングパターンは、変調タイプ及びLDPCコードレートの各組み合わせに固有である。
QCBインタリービング後、内部グループインタリービングは、以下の表32に定義された変調タイプ及び順序(ηmod)に従って行われる。また、一つの内部グループに対するQCブロックの数(NQCB_IG)が定義される。
内部グループインタリービングプロセスは、QCBインタリービング出力のNQCB−IG個のQCブロックで行われる。内部グループインタリービングは、360個の列とNQCB_IG個の行を用いて内部グループのビットを記入及び判読するプロセスを有する。記入動作において、QCBインタリービング出力からのビットが行方向に記入される。判読動作は列方向に行われ、各行からm個のビットを判読し、ここで、mは、NUCに対して1と同一であり、NCQに対して2と同一である。
図24は、本発明の実施例に係るセル−ワードデマルチプレキシングを示す図である。
(a)は、8及び12 bpcu 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、10 bpcu MIMOに対するセル−ワードデマルチプレキシングを示す。
図25は、本発明の実施例に係る時間インタリービングを示す図である。
(a)〜(c)は、TIモードの例を示す。
時間インタリーバはDPレベルで動作する。時間インタリービング(TI)のパラメータは、各DPに対して異なる形に設定することができる。
PLS2−STATデータの一部で表れる次のパラメータはTIを構成する。
DP_TI_TYPE(許容値:0又は1):TIモードを示す。「0」は、TIグループ当たりに多数のTIブロック(1より多いTIブロック)を有するモードを示す。この場合、一つのTIグループは一つのフレームに直接マップされる(インターフレームインタリービングではない)。「1」は、TIグループ当たり一つのみのTIブロックを有するモードを示す。この場合、TIブロックは、1より多いフレームに拡散され得る(インターフレームインタリービング)。
DP_TI_LENGTH:DI_TI_TYPE=「0」である場合、このパラメータは、TIグループ当たりのTIブロックの数(NTI)である。DP_TI_TYPE=「1」に対して、このパラメータは、一つのTIグループから拡散されたフレームの数(PI)である。
DP_NUM_BLOCK_MAX(許容値:0〜1023):TIグループ当たりのXFECBLOCKの最大数を示す。
DP_FRAME_INTERVAL(許容値:1、2、4、8):与えられたPHYプロファイルの同一のDPを伝達する2個の連続的なフレーム間のフレームの数(IJUMP)を示す。
DP_TI_BYPASS(許容値:0又は1):時間インタリービングがDPに使用されない場合、このパラメータは「1」に設定される。時間インタリービングが使用される場合、「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、DPの一つのTIグループによって伝達されたXFECBLOCKの数を示すのに使用される。
時間インタリービングがDPに使用されない場合、次のTIグループ、時間インタリービング動作及びTIモードは考慮されない。しかし、スケジューラからの動的構成情報に対する補償ブロックは依然として必要である。各DPにおいて、SSD/MIMOエンコーディングから受信されたXFECBLOCKはTIグループにグループ化される。すなわち、それぞれのTIグループは、整数のXFECBLOCKのセットであり、動的に可変する数のXFECBLOCKを含む。インデックスのTIグループ内のXFECBLOCKの数(n)はNxBLOCK_Group_(n)で表示され、PLS2−DYNデータのDP_NUM_BLOCKとしてシグナルされる。NxBLOCK_Group_(n)は、0の最小値から最も大きい値が1023である最大値(NxBLOCK_Group_MAX)(DP_NUM_BLOCK_MAXに対応)まで変わり得る。
各TIグループは、一つのフレームに直接マップされたり、PIフレームにわたって拡散される。また、それぞれのTIグループは、1より多いTIブロック(NTI)に分離され、それぞれのTIブロックは、時間インタリーバメモリの一つの用途に対応する。TIグループ内のTIブロックは、少し異なる数のXFECBLOCKを含むことができる。TIグループが多数のTIブロックに分離されると、一つのフレームのみに直接マップされる。以下の表33に示したように(時間インタリービングをスキップする追加のオプションを除いて)、時間インタリービングのための3個のオプションが存在する。
一般に、時間インタリーバは、フレームビルディングプロセス前にDPデータのためのバッファとして動作する。これは、それぞれのDPに対する2個のメモリバンクによって達成される。第1TIブロックは第1バンクに記入される。第1バンクが判読される間、第2TIブロックが第2バンクに記入される。
TIは、ツイスト行−列ブロックインタリーバである。n番目のTIグループのs番目のTIブロックに対して、TIメモリの行(Nr)の数はセルの数(Ncell)と同一である。すなわち、Nr=Ncellであるが、列の数(Nc)は数(NxBLOCK_TI(n,s))と同一である。
図26は、本発明の一実施例に係るツイスト行−列ブロックインタリーバの基本動作を示す図である。
図27は、本発明の一実施例に係るツイスト行−列ブロックインタリーバの動作を示す図である。
図28は、本発明の実施例に係るツイスト行−列ブロックインタリーバの対角線方向読み取りパターンを示す図である。
図29は、本発明の実施例に係るそれぞれのインタリービングアレイからインタリーブされたXFECBLOCKを示す図である。
図30には、本発明の一実施例に係るプロトコルスタックを示す。図30の(a)に示すように、リンク層は、リンク層シグナリング、カプセル化及び/又はオーバーヘッド削減を含むことができる。リンク層は、上位層から受信したパケットに対してオーバーヘッド削減及びカプセル化を実行して物理層に伝達することができる。本発明では、プロトコルスタックの中でもリンク層の構造を提案し、上位層から伝達されるMPEG−2TSパケットを物理層に伝達する方案を提案する。本発明において放送信号送信装置は、リンク層においてMPEG−2TSパケットをカプセル化(encapsulation)して物理層に伝達することができる。放送信号送信装置は、リンク層においてMPEG−2TSパケットに対するオーバーヘッド削減を行い、無線リソースを効率的に用いることができる。
リンク層は、カプセル化層又はレイヤ2と称することもできる。以下ては、リンク層をリンク層と称するが、実際の本発明の適用時には、上記の用語に言い換えてもよく、新しい名称にしてもよい。
図30の(b)には、放送信号送信装置及び放送信号受信装置内でレイヤ間におけるデータの流れを示す。放送信号送信装置は、デジタル放送において用いるIP及び/又はMPEG−2TSパケットを入力データとして用いることができる。
放送信号送信装置に入力されたIP及び/又はMPEG−2TSパケットはリンク層を経て物理層に伝達され得る。物理層にとってはは、様々なプロトコルに対する適応的なパケット処理がし難しいことがある。このため、放送信号送信装置のリンク層は、互いに異なるプロトコルを用いるパケットを、一定のフォーマットを有するパケットの形態にカプセル化して物理層に伝達することができる。これをカプセル化と定義することができる。カプセル化過程において無線リソースの効率的な使用のために、リンク層は、各パケットに対応する上位層プロトコルに適したオーバーヘッド削減技法を用いることができる。リンク層においてカプセル化されたデータ及びリンク層シグナリングは物理層に伝達され、物理層においては前述の過程を経て放送信号を送出することができる。ここで、リンク層シグナリングは次の3つのシグナリング情報を含むことができる。その第一は、上位層からリンク層に伝達され、放送信号受信装置の上位層に伝達されるべきシグナリング情報である。第二は、リンク層で生成され、放送信号受信装置のリンク層のデータ処理に情報を与えるためのシグナリング情報である。第三は、上位層又はリンク層で生成されるが、物理層で迅速な放送信号検出のために伝達されるシグナリング情報である。
放送信号受信装置は、物理層から伝達されたデータ及びシグナリングを、上位層で処理可能なデータの形態に復元して伝達することができる。この時、パケットのヘッダを読んだりその他の方法を用いて、物理層から伝達されるパケットがシグナリングか又はデータかを区別することができる。また、オーバーヘッドを削減したパケットをオリジヌルパケットに復旧するために伝達されたシグナリングを活用することができる。
図31は、本発明の一実施例に係る放送信号送信装置に含まれたリンク層のインターフェース及び動作を示す図である。IPパケットの場合、オーバーヘッド削減機能の後にカプセル化(encapsulation)されて物理層に伝達されてもよく、オーバーヘッド削減機能無しで直接カプセル化されて物理層に伝達されてもよい。
MPEG−2TSパケットの場合にはオーバーヘッド削減機能の後にりカプセル化されて物理層に伝達される。MPEG−2TSパケットの場合にもオーバーヘッド削減機能を省いてカプセル化されてもよいが、パケットの先頭に位置するsync byte(0x47)などの固定したオーバーヘッドを除く方が、無線区間のリソースを効率的に用いることに役だつ。次に説明するオーバーヘッド削減機能を、図3で説明したヘッダ圧縮ブロック(header compression block)3040に適用することができる。
リンク層に伝達されるパケットがIP又はMPEG−2TS以外のものである場合にも、IPと類似の過程を経て物理層に伝達することができる。このとき、当該パケットに対してオーバーヘッド削減機能を適用するか否かは、当該パケットの特性によればいい。
放送信号送信装置は、オーバーヘッド削減過程では、入力されたパケットに対して、当該パケットに対応する方法を用いてパケットのサイズを減らすようになる。放送信号送信装置は、オーバーヘッド削減過程においてオーバーヘッド削減に関連した特定情報を抽出及び生成し、これをシグナリングによって伝送することができる。当該シグナリングは、受信機が、オーバーヘッド削減過程において変更された事項を、そもそも伝送しようとしたパケット形態に復旧することを可能にする。
放送送信装置のリンク層においては、シグナリングの伝送及び当該伝送に対する管理を行うことができる。また、放送送信装置の物理層において物理的、論理的に区分された伝送経路に従うシグナリング伝送モジュールを構成することができ、特定の伝送経路で伝送されないシグナリングは、カプセル化の後にPLP(physical layer pipe)を介して伝送することができる。PLPは、物理層でデータが伝送される論理的単位であり、前述したデータパイプと称することもできる。リンク層で管理するシグナリングは、前述したように、上位層から伝達される情報、システムパラメータ、リンク層で生成されたシグナリングなどの情報を含むことができる。
図32に、本発明の一実施例に係る放送信号送信装置を示す。放送信号送信装置は、L2(link layer)エンカプセレータ32010、インプットフォーマッタ32020、インタリーバ及びエンコーダ32030、フレームビルダー32040及び/又はモジュレータ32050を備えることができる。本発明において、L2(link layer)エンカプセレータ32010は、上位層から伝達されたパケットに対してオーバーヘッド削減を行った後、物理層に属するインプットフォーマッタ32020に出力することができる。インプットフォーマッタ32020は、入力されたストリームをPLP単位で出力することができ、インタリーバ及びエンコーダ32030は、入力されたPLPデータをインタリーブしてエンコードすることができる。また、フレームビルダー32040は、エンコードされたPLPデータを用いてフレームを構成することができ、モジュレータ32050は、OFDMモジュレーション方法を用いて放送信号を生成して伝送することができる。放送信号送信装置はトランスミッタを用いて放送信号を伝送することができる。
インプットフォーマッタ32020に入力される入力信号は、TS(Transport stream)ストリーム、IPストリーム、GS(General Sream)ストリームであってもよい。L2エンカプセレータ32010は、L2構造(L2 structure)によって入力信号をカプセル化してGSストリームを生成することができる。
本発明の放送信号送信装置に備えられたL2エンカプセレータ32010は、TSストリームを受信して、TSヘッダ圧縮及びヌルパケットを削除する技術を用いてGSストリームを生成することができる。これによって、放送信号送信装置は、TSストリームをインプットフォーマッタ32020に直接入力する方式に比べて効率的な伝送を行うことができる。
図33には、本発明の一実施例に係るリンク層パケットの構造を示す。
リンク層は、物理層の上位にあるレイヤであり、放送システムではGSE(Generic Stream Encapsulation)、TLV(type−length−value)構造、BBP(Basic Broadcast Protocol)がそれに当たる。リンク層パケットは、固定したサイズの固定ヘッダを有し、パケットの構成によって可変サイズの拡張ヘッダを持つ構造を有し得る。リンク層パケットの基本ヘッダ及び拡張ヘッダの後には、上位層から受信されたデータを含むペイロードが位置し得る。
リンク層パケットのヘッダは、パケットが含むペイロードの種類を示すフィールドを有することができる。固定ヘッダにおいて、先頭の3ビットは上位層のパケットタイプに対して指定することができる。すなわち、図33の(a)に示すように、リンク層パケットは、Typeフィールド(3ビット)から始まり、図33の(b)に示すように、Typeフィールドは、リンク層がカプセル化するストリームの種類をシグナルすることができる。
例えば、リンク層パケットがIPv4パケットをカプセル化した場合、Typeフィールドは000の値に設定され、MPEG−2TSをカプセル化する場合、Typeフィールドは010の値に設定され得る。
図34に、本発明の一実施例に係るリンク層パケットの構造を示す。
放送信号送信装置は、MPEG−2TSストリームを伝送するために、図34の(a)のようなリンク層パケット構造を用いることができる。リンク層パケットは、typeフィールド、HC_modeフィールド、NPD modeフィールド、ISSYIフィールド、Num_TSフィールド、ISSYフィールド及び/又はペイロードを含むことができる。放送信号送信装置は、TSストリームを伝送するリンク層パケットのtypeフィールドを010に設定することができる。すなわち、typeフィールドは、リンク層パケットで伝送されるペイロードがTSパケットであることを示すことができる。リンク層パケットは、typeフィールドの次に位置するフィールドを、TSストリーム伝送のためのフィールドで構成することができる。すなわち、リンク層パケットは、TSストリーム伝送のためのフィールドである、HC_mode、NPD_mode、Num_TSを含むことができる。
HC_modeは2ビットで構成され、ペイロードで伝送されるTSパケットのヘッダ圧縮(Header compression)モードに関する情報を含むことができる。図34の(b)に示すように、ヘッダ圧縮モードとしては4個のモードを含むことができる。HC_modeの値が00である場合、HC_mode1を意味し、188バイトのTSストリームのヘッダに含まれたSync byte(0x47)を除去してヘッダを圧縮することができる。放送信号送信装置は、HC_mode1によって188バイトであるヘッダの長さを187バイトに圧縮することができる。HC_modeの値が01である場合、HC_mode2を意味し、PID(13ビット)を圧縮する方式によってヘッダを圧縮することができる。HC_mode2は、HC_mode1においてSync byte(0x47)を除去する方式を含むことができる。放送信号送信装置はHC_mode2によって、188バイトであるヘッダの長さを186バイトに圧縮することができる。HC_modeの値が10である場合、HC_mode3を意味し、伝送しようとするTSストリームのPIDが同一である場合、PID(13ビット)を削除する方式によってヘッダを圧縮することができる。HC_mode3は、HC_mode1においてSync byte(0x47)を除去する方式を含むことができる。放送信号送信装置はHC_mode3によって、188バイトであるヘッダの長さを185バイトに圧縮することができる。HC_modeの値が11である場合、HC_mode4を意味し、伝送しようとするTSストリームのPIDだけでなく他のfieldもすべて同一である場合、TSヘッダを削除する方式によってヘッダを圧縮することができる。HC_mode4は、HC_mode1においてSync byte(0x47)を除去する方式を含むことができる。放送信号送信装置はHC_mode4によって、188バイトであるヘッダの長さを184バイトに圧縮することができる。
NPD_modeは2ビットで構成され、ペイロードで伝送されるTSストリームに対するヌルパケット削除モードの情報を含むことができる。図34の(c)に示すように、ヌルパケット削除モードとしては4つのモードを含むことができる。NPD_mode値が00である場合、ヌルパケットは削除されることなく伝送され得る。NPD_mode値が01である場合、ヌルパケットは削除され、削除されたヌルパケットの数を、各TSパケットの後にDNP(8ビット)を挿入して表示することができる。NPD_mode値が10である場合、ヌルパケットが出現するまで一連のTSパケットを伝送し、ヌルパケットが出現するとヌルパケットを削除し、L2ペイロードの末尾に1バイトのDNPを挿入することができる。この方式は、ヌルパケットの頻度が低いときに用いることができる。NPD_mode値が11である場合、ヌルパケットが出現するまで一連のTSパケットを伝送し、ヌルパケットが出現するとヌルパケットを削除し、L2ペイロードの末尾に2バイトのDNPを挿入することができる。この方式もヌルパケットの頻度が低い時に用いることができる。
ISSYIは1ビットで構成され、ISSYフィールドの使用されるか否かを示す情報を含むことができる。ISSYIの値が0である場合、ISSYフィールドは用いられず、L2ヘッダは2バイトを有することができる。ISSYIの値が1である場合、ISSYフィールドが存在し、ISSYフィールドはDVB−T2において用いられるISSYフィールド規則にしたがって最初のTSパケットのISSY値を伝送することができる。
Num_TSは8ビットで構成され、リンク層でカプセル化するTSパケットの個数をシグナルすることができる。
図35には、本発明の一実施例に係る第一のヘッダ圧縮方法を示す。第一のヘッダ圧縮モードは、HC_mode1と表現することができる。リンク層パケットに用いられたヘッダ圧縮モードがHC_mode1である場合、HC_modeフィールドの値を00に設定することができる。また、リンク層パケットのペイロードには188バイトのTSパケットからSync byteを除外した187バイトのTSパケットを含むことができる。この場合、ペイロードの長さは187*Num_TSとなり、リンク層パケットの全長は、ペイロードとL2ヘッダ(2又は5バイト)を含む長さを有することができる。すなわち、ペイロードで伝送される情報のうちTSパケットヘッダは、4バイトから3バイトに圧縮されて伝送され得る。Num_TSは、前述したように、リンク層においてカプセル化するTSパケットの個数を示すことができる。
図36に、本発明の一実施例に係る第一のヘッダ圧縮モードによって圧縮されたTSパケットヘッダを示す。同図に示すように、ヘッダ圧縮前のTSパケットヘッダは、Sync Byte、TE(Transports error indicator)、SI(Payload unit start indicator)、TP(Transport priority)、PID、SC(Scrambling control)、AF(Adaptation field control)及び/又はCC(Continuity counter)フィールドを含むことができる。本発明の放送信号送信装置は、第一のヘッダ圧縮モードであるHC_mode1を用いてSync Byteを削除することができる。したがって、ヘッダ圧縮後のTSパケットヘッダは、TE、SI、TP、PID、SC、AF及び/又はCCフィールドを含むことができる。すなわち、放送信号送信装置は、HC_mode1の場合にSync Byteを伝送せず、よって、4バイトのTSパケットヘッダを3バイトに圧縮することができる。
図37には、本発明の一実施例に係る第二のヘッダ圧縮方法を示す。第二のヘッダ圧縮モードは、HC_mode2と表現することができる。リンク層パケットに用いられたヘッダ圧縮モードがHC_mode2である場合、HC_modeフィールドの値を01に設定することができる。また、リンク層パケットのペイロードには、188バイトのTSパケットからSync byteを除外した187byteを有する1番目のTSパケットを含むことができる。ペイロードに含まれた2番目のTSパケットからは、2バイトのTSヘッダを含む総186バイトの長さを有することができる。すなわち、HC_mode2において放送信号送信機は、ペイロードに含まれた1番目のTSパケット以外のTSパケットに対してPIDをSub PIDに圧縮することができる。放送信号送信機は、13ビットのPIDを8ビットのSub PIDに圧縮することができる。
この場合、ペイロードの長さは、186*Num_TS+1バイトとなり、リンク層パケットの全長は、ペイロード及びL2ヘッダ(2又は5バイト)を含む長さを有することができる。すなわち、ペイロードで伝送される情報のうち、最初のTSパケットヘッダは4バイトから3バイトに圧縮され、残りのTSパケットヘッダは4バイトから2バイトに圧縮されて伝送され得る。Num_TSは、前述したように、リンク層でカプセル化するTSパケットの個数を示すことができる。
図38には、本発明の一実施例に係る第二のヘッダ圧縮モードによって圧縮されたTSパケットヘッダを示す。同図に示すように、ヘッダ圧縮前のTSパケットヘッダは、Sync Byte、TE(Transports error indicator)、SI(Payload unit start indicator)、TP(Transport priority)、PID、SC(Scrambling control)、AF(Adaptation field control)及び/又はCC(Continuity counter)フィールドを含むことができる。本発明の放送信号送信装置は、第二のヘッダ圧縮モードであるHC_mode2を用いてSync Byteを削除し、PIDを圧縮することができる。したがって、ヘッダ圧縮後のTSパケットヘッダは、TE、SI、TP、Sub PID、SC、AF及び/又はSF(continuity counter sync flag)フィールドを含むことができる。すなわち、放送信号送信装置は、HC_mode2のときにSync Byteを伝送せず、PIDを圧縮し、これによって、4バイトのTSパケットヘッダを2バイトに圧縮することができる。放送信号送信装置は、13ビットであるPIDを圧縮する際にインジケータとインデックス値を用いることができる。すなわち、放送信号送信装置は、Sub PIDを1ビットのPSI Indicator及び7ビットのインデックスで構成することができる。すなわち、13ビットのPIDをヘッダ圧縮によって8ビットのSub PIDに圧縮することができる。また、放送信号送信装置は、HC_mode2のとき、CCをSF(continuity counter sync flag)に取り替えることができる。放送信号送信装置は、4ビットのCCを1ビットのSF(continuity counter sync flag)に取り替えることによって、3ビットをさらに圧縮することができる。放送信号送信装置は、TSパケットヘッダに対して、Sync Byte除去によって8ビット、PID圧縮によって5ビット、及びCC取り替えによって3ビットを削減することによって、圧縮前のTSパケットヘッダに比べて2バイト(16ビット)を減らすことができる。すなわち、4バイトのTSパケットヘッダを2バイトに圧縮することができる。
図39は、本発明の一実施例に係る第二のヘッダ圧縮モードの圧縮方法を示す図である。Sub PIDは、1ビットのPSI indicatorと7ビットのインデックスで構成することができる。図39の(a)に示すように、Sub PIDのPSI indicatorが1である場合は、7ビットのインデックスがあらかじめ定義されたPSI packetのPIDを有することができる。例えば、伝送しようとするパケットがPATである場合(PID=0)、放送信号送信装置は、Sub PIDに含まれたPSI indicatorを1に設定し、インデックスは000000に設定して伝送することができる。この場合、放送信号受信装置は、あらかじめ定められたテーブルを用いてSub PID 1000000をPATのPIDである0x0000に圧縮解除することができる。すなわち、PSI indicatorが1である場合は、インデックスの値を用いて、パケットに含まれた情報がどのPSI又はPSIPテーブルであるかを直接導出することができる。
これと違い、データPIDを圧縮する場合、放送信号送信装置は、PSI indicatorは0に設定し、インデックスは最初3バイトで伝送されるPIDとのオフセットを7ビットのsignビットで表現する。例えば、PIDが100(video)及び102(Audio)番からなるTSストリームである場合、リンク層パケット内に含まれた最初の3バイトのTSヘッダにPIDが100として伝送されると、後続するPID100、102のTSパケットは、Sub PIDに含まれたインデックスがそれぞれ0及び2と表現されてもよい。
放送信号受信装置は、リンク層パケット内で最初に受信されたPIDとindex値を合算して、実際に所望するPIDを得ることができる。
Continuity counterは、4バイトを有するが、最初に1回だけ送り、2番目のパケットからは1ビットのcontinuity counter sync flagに圧縮することができる。図39の(b)に示すように、continuity counter sync flagは、continuity counterがA0000である時にのみ1と表現し、残りの場合には0と表現することができる。
図40には、本発明の一実施例に係る第三のヘッダ圧縮方法を示す。第三のヘッダ圧縮モードは、HC_mode3と表現することができる。リンク層パケットに用いられたヘッダ圧縮モードがHC_mode3である場合、HC_modeフィールドの値を10に設定することができる。また、リンク層パケットのペイロードには、188バイトのTSパケットからSync byteを除外した187バイトの1番目のTSパケットを含むことができる。ペイロードに含まれた2番目のTSパケットからは、1バイトのTSヘッダを含む総185バイトの長さを有することができる。すなわち、HC_mode3において放送信号送信機は、ペイロードに含まれた最初のTSパケット以外のTSパケットに対してPIDを削除することができる。このような方式は、リンク層パケット内に含まれたTSパケットが同一のPIDを有する場合に用いることができる。すなわち、TSヘッダが有している複数のフィールドのうちPIDは同一であるが、残りのフィールドが互いに異なる値を有する場合に用いることができる。
この場合、ペイロードの長さは185*Num_TS+2バイトとなり、リンク層パケットの全長は、ペイロード及びL2ヘッダ(2or5bytes)を含む長さを有することができる。すなわち、ペイロードで伝送される情報のうち、最初のTSパケットヘッダは4バイトから3バイトに圧縮され、残りのTSパケットヘッダは4バイトから1バイトに圧縮されて伝送され得る。Num_TSは、前述したように、リンク層においてカプセル化するTSパケットの個数を示すことができる。
図41には、本発明の一実施例に係る第三のヘッダ圧縮モードによって圧縮されたTSパケットヘッダを示す。同図に示すように、ヘッダ圧縮前のTSパケットヘッダは、Sync Byte、TE(Transports error indicator)、SI(Payload unit start indicator)、TP(Transport priority)、PID、SC(Scrambling control)、AF(Adaptation field control)及び/又はCC(Continuity counter)フィールドを含むことができる。本発明の放送信号送信装置は、第三のヘッダ圧縮モードであるHC_mode3を用いてSync Byteを削除し、PIDを削除することができる。したがって、ヘッダ圧縮後のTSパケットヘッダは、TE、SI、TP、SC、AF及び/又はSF(continuity counter sync flag)フィールドを含むことができる。すなわち、放送信号送信装置は、HC_mode3のときに、Sync Byte及びPIDを伝送せず、よって、4バイトのTSパケットヘッダを1バイトに圧縮することができる。放送信号送信装置は、13ビットのPIDを削除することができる。また、放送信号送信装置はHC_mode3のときに、CCをSF(continuity counter sync flag)に取り替えることができる。放送信号送信装置は、4ビットのCCを1ビットのSFに取り替えることによって、3bitをさらに圧縮することができる。放送信号送信装置は、TSパケットヘッダに対して、Sync Byte除去によって8ビット、PID除去によって13ビット、及びCC取り替えによって3ビットを削減することによって、圧縮前のTSパケットヘッダに比べて3バイト(24ビット)を減らすことができる。すなわち、4バイトのTSパケットヘッダを1バイトに圧縮することができる。
図42には、本発明の一実施例に係る第四のヘッダ圧縮方法を示す。第四のヘッダ圧縮モードは、HC_mode4と表現することができる。リンク層パケットに用いられたヘッダ圧縮モードがHC_mode4である場合、HC_modeフィールドの値を11に設定することができる。また、リンク層パケットのペイロードには、188バイトのTSパケットからSync バイトを除外した187バイトの1番目のTSパケットを含むことができる。ペイロードに含まれた2番目のTSパケットからはTSヘッダを含まなくてもよく、総184バイトの長さを有することができる。すなわち、HC_mode4において放送信号送信機は、ペイロードに含まれた最初のTSパケット以外のTSパケットに対してTSヘッダを削除することができる。このような方式は、リンク層パケット内に含まれたTSパケットが同一のTSヘッダを有する場合に用いることができる。すなわち、TSヘッダが有している複数のフィールドがいずれも同一の値を有する場合に用いることができる。
この場合、ペイロードの長さは、184*Num_TS+3バイトとなり、リンク層パケットの全長は、ペイロード及びL2ヘッダ(2又は5バイト)を含む長さを有することができる。すなわち、ペイロードで伝送される情報のうち、最初のTSパケットヘッダは4バイトから3バイトに圧縮され、残りのTSパケットヘッダは除去されて伝送され得る。Num_TSは、前述したように、リンク層においてカプセル化するTSパケットの個数を示すことができる。
次に、ヌルパケット削除について述べる。一部のTS入力ストリーム又は分割された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複数のヌルパケットを有することができる。この場合、不要な伝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伝送されなくてもよい。受信機において、除去されたヌルパケットは、伝送に挿入されたDNP(deleted null−packet;削除されたヌルパケット)カウンタを参照して、元の正確な箇所に再挿入され得るため、CBRが保障され、タイムスタンプ(PCR)更新が不要になる。次に説明するヌルパケット削除方法は、図3で説明したヌルパケット削除ブロック3030に適用されてもよい。
図43に、本発明の一実施例に係る第一のヌルパケット削除方法を示す。第一のヌルパケット削除モードは、NPD_mode1と表現することができる。リンク層パケットに用いられたヌルパケット削除モードがNPD_mode1である場合、NPD_modeフィールドの値を00に設定することができる。NPD_mode1はヌルパケット削除をしないモードであり、ヌルパケットがL2ペイロードで伝送され、DNP(Deleted Null Packet)が存在しくてもよい。
図44には本発明の一実施例に係る第二のヌルパケット削除方法を示す。第二のヌルパケット削除モードは、NPD_mode2と表現することができる。リンク層パケットに用いられたヌルパケット削除モードがNPD_mode2である場合、NPD_modeフィールドの値を01に設定することができる。NPD_mode2は、ヌルパケットの頻度が高い場合に用いることができる。放送送信装置はNPD_mode2を用いてヌルパケットを削除し、削除されたヌルパケットの個数を8ビットのDNPでシグナルすることができる。DNPは、L2ペイロードに含まれたTSパケットの間に挿入することができる。すなわち、放送送信装置は、L2パケット内に含まれる個別のTSパケットの終わりにDNPをそれぞれ挿入することができる。ここで、DNPは、各TSと後続するTSとの間に削除されたヌルパケットが存在したか否か、及び削除されたヌルパケットの個数を示すことができる。したがって、第1TSパケットと第2TSパケットとの間に位置しているDNPは、第1TSパケットと第2TSパケットとの間に削除されたヌルパケットがない場合は、0の値を有し、ヌルパケットが削除された場合は、削除されたヌルパケットの個数を示す値を有することができる。DNPは、1バイトで表現される0から255の値を有することができる。
放送送信装置はTSパケット及びヌルパケットのうちヌルパケットを削除し、L2パケットに含まれるペイロードを、削除されたヌルパケットのサイズだけ減らすことができる。また、放送送信装置は、L2パケットに含まれるTSパケットの間に8ビット(1バイト)のDNPを挿入することができ、L2パケットの全長は、挿入されたDNPのサイズだけ増加し得る。すなわち、L2パケットの全長は、Num_TS*1バイトだけ増加し得る。同図に示すように、1番目のTSパケットから3番目のTSパケットまではヌルパケットが存在しない。3番目のTSパケット後に1個のヌルパケットが発生すると、放送信号送信装置は3番目のTSパケット後に位置しているDNPの値を1に設定することができる。また、4番目のTSパケット後に2個のヌルパケットが発生すると、放送信号送信装置は4番目のTSパケット後に位置しているDNPの値を2に設定することができる。放送信号送信装置は、このように、削除されたヌルパケットの個数をDNPを用いて毎TSパケットの後でシグナルすることによって、削除されたヌルパケットの個数を知らせることができ、受信機は、DNP値を用いて、削除されたヌルパケットを復元することができる。
図45には、本発明の一実施例に係る第三のヌルパケット削除方法を示す。第三のヌルパケット削除モードは、NPD_mode3と表現することができる。リンク層パケットに用いられたヌルパケット削除モードがNPD_mode3である場合、NPD_modeフィールドの値を10に設定することができる。NPD_mode3は、ヌルパケットの頻度が低い場合に用いることができる。放送送信装置はNPD_mode3を用いて、ヌルパケットが発生するまで複数のTSを併合し、その後に発生したヌルパケットの個数をカウントして、L2パケットのペイロード後に位置する8ビットのDNPフィールドを用いてシグナルすることができる。ここで、DNPフィールドは最大で255個のヌルパケットが削除されたことをシグナルすることができる。
放送信号送信装置がNPD_mode3を用いる場合、L2パケットの全長はDNPフィールドのサイズである1バイトだけ増加し得る。
図46には本発明の一実施例に係る第四のヌルパケット削除方法を示す。第四のヌルパケット削除モードは、NPD_mode4と表現することができる。リンク層パケットに用いられたヌルパケット削除モードがNPD_mode4である場合、NPD_modeフィールドの値を11に設定することができる。NPD_mode4は、ヌルパケットの頻度が低い場合に用いることができる。放送送信装置はNPD_mode4を用いて、ヌルパケットが発生するまで複数のTSを併合し、その後に発生したヌルパケットの個数をカウントして、L2パケットのペイロードの後に位置する16ビットのDNPフィールドを用いてシグナルすることができる。ここで、DNPフィールドは最大で65535個のヌルパケットが削除されたことをシグナルすることができる。
放送信号送信装置がNPD_mode4を用いる場合、L2パケットの全長は、DNPフィールドのサイズである2バイトだけ増加し得る。
次に、ベースバンドフレームのヘッダ構造について述べる。以下、ベースバンドフレームをベースバンドパケットと称することもできる。従来のベースバンドフレームのヘッダ構造は、放送信号送信装置が常に送るべきオプションデータがある場合にデータ伝送効率が減少するという短所があった。本発明のベースバンドフレームのヘッダ構造は、毎ベースバンドフレームにオプションデータを挿入する場合、独立した拡張フィールド(extension field)を用いて効率的なベースバンドフレームを構成できるという長所がある。
図47に、本発明の他の実施例に係る入力フォーマッティングブロックを示す。
図47に示す入力フォーマッティングブロックは、図1を参照して説明した入力フォーマッティングブロック1000の一実施例に当該し得る。次に説明する本発明のベースバンドフレームのヘッダ構造は、図47で説明する入力フォーマッティングブロックの他、前述した入力フォーマッティングブロック又は一般的な入力フォーマッティングブロックにも同一に適用することができる。
図47には、本発明の一実施例に係る放送信号送信装置の入力フォーマッティングブロックのモード適応(mode adaptaion)ブロックを示す。
複数の入力ストリーム(multi input stream)を処理するための入力フォーマッティングブロックのモード適応ブロックは、複数の入力ストリームを独立して処理することができる。
図47に示すように、複数の入力ストリームをそれぞれ処理するためのモード適応ブロックは、入力ストリームスプリッタ(input stream splitter)47010、インプットインターフェース47020、入力ストリーム同期化器(input stream synchronizer)47030、補償遅延(compensatin delay)ブロック47040、ヘッダ圧縮ブロック(header compression block)47050、ヌルデータ再利用ブロック(null data reuse)47060、ヌルパケット削除ブロック(null packet deletion block)47070、及び/又はベースバンドヘッダ挿入ブロック(BB header insertion block)47080を含むことができる。本明細書においてベースバンドヘッダ挿入ブロックは、ベースバンドフレーミングブロック又はベースバンドフォーマッタに含まれてもよい。ベースバンドフレーミングブロック又はベースバンドフォーマッタは、ベースバンドパケット生成ブロック、ベースバンドヘッダ挿入ブロック及びベースバンドスクランブリングブロックを含むことができる。各ブロックに関する説明は、図2及び図3で前述した内容を同一に適用できるため省略する。次に説明するベースバンドフレームのヘッダ構造は、モード適応ブロックのベースバンドヘッダ挿入ブロック47080の動作に適用することができる。すなわち、以下ではベースバンドヘッダの生成方法について説明する。
図48に、本発明の一実施例に係る放送信号受信装置を示す。
放送信号受信装置は、ベースバンドフレームヘッダパーサー(BB frame header parser)48010、ヌルパケット挿入ブロック(Null packet insertion)48020、ヌルデータ再生成ブロック(Null data regenerator)48030、ヘッダデコンプレッションブロック(header De−compression)48040、デジッタバッファブロック(De−jitter Buffer)48050、TSリコンバイニングブロック(Recombining)48060、及びTSクロック再生成ブロック(TS clock Regeneration)48070を含むことができる。本発明のベースバンドフレームのヘッダ構造は、ベースバンドヘッダパーサーがベースバンドフレームヘッダをパースするために用いることができる。放送信号受信装置は、ベースバンドフレームヘッダパーサー48010を用いて、提案されたヘッダ構造をパースすることができる。ヌルパケット挿入ブロック(Null packet insertion)48020は、送信側において削除されたヌルパケットを再び挿入することができる。ヌルデータ再生成ブロック(Null data regenerator)48030は、削除されたヌルデータを再生成することができ、ヘッダデコンプレッションブロック(header De−compression)48040は、圧縮されたヘッダ情報を逆圧縮して抽出することができる。デジッタバッファブロック(De−jitter Buffer)48050は、TSクロック再生成ブロック48070を用いてジッタを補償することができ、TSリコンバイニングブロック(Recombining)48060を用いて、複数のTSパケットにパケット化されたTSデータを再びコンバイニングすることができる。放送信号受信装置は、このような過程を用いてデータストリームを復元して出力することができる。上述したように、本発明のベースバンドフレームのヘッダ構造は、ベースバンドフレームヘッダパーサー(BB frame header parser)48010がパースするヘッダの構造を表すことができる。
図49に、本発明の一実施例に係るベースバンドフレームのパケット構造を示す。ベースバンドフレームヘッダは、物理層で伝送される信号(input stream:TS、IP、GS)を、BICMに入力するに適した長さ及び構造を有し得るようにベースバンドフレーム単位でパケット化する役割を担う。以下、ベースバンドフレームヘッダをベースフィールド(base field)と称することもできる。ベースバンドフレームは、ヘッダ部分、オプショナル部分、及び入力(Input stream)が伝送されるペイロード(Payload)部分で構成することができる。ベースバンドヘッダ(ベースフィールド)は、スタッフバイト(Stuff byte)がなく、SYNCDの値が128より小さい場合、1バイトモード(byte mode)が用いられ、スタッフバイトがあるか、又はSYNCDが128より大きい又は等しい場合、2バイトモードを有することができる。1バイトモードは、1ビットのMODEフィールドと7ビットのSYNCD_LSBフィールドで構成することができる。2バイトモードは、1バイトモードに加えて、6ビットのSYNCD_MSBフィールドと2ビットのOPTIフィールドで構成することができる。本明細書においてOPTIフィールドをOFIフィールドと称することもできる。
オプションフィールド(Option field)は、スタッフィング(Stuffing)、インバンドシグナリング(In−band signaling)、ISSYなどのように間欠的に発生するフィールドである。OPTIフィールドはオプションフィールドの構成を定義することができる。
オプションフィールドが存在する場合、1バイト又は2バイトのOPT headerを含むことができる。OPT headerは、Typeを示す3ビットのOPT_TYPEと、オプションフィールドの長さを示すOPT_LEN_LSB及びOPT_LEN_MSBを含むことができる。ここで、OPT_TYPEによってOPT_LENの構成を決定することができる。
図50及び図51には本発明の一実施例に係るベースバンドフレームの構造を示す。
放送信号送信装置の生成するベースバンドフレームは、ケースによって異なる構造を含むことができる。
第1ケースは、OPTフィールドがなく、SYNCDが128バイト以下である場合のベースバンドフレーム構造を表すことができる(50010)。第1ケースのベースバンドフレームは、MODE、SYNCD_LSB及びペイロードフィールドを含むことができる。ここで、MODEフィールドは‘0’に設定され、SYNCD_LSBフィールドは0〜127バイトのSYNCD値を表現することができる。この場合、ベースバンドフレームヘッダは1バイトを有する。すなわち、図51に示すように、MODEフィールドが‘0’に設定された場合、1バイトのベースバンドヘッダモードであることを示すことができる。
第2ケースは、OPTフィールドが存在したり、又はOPTフィールドがないが、SYNCDが128バイトより大きいか等しい場合のベースバンドフレーム構造を表すことができる(50020)。ここで、MODEフィールドは‘1’に設定され、SYNCD値はSYNCD_LSBフィールドとSYNCD_MSBフィールドを用いることができる。また、2ビットのOPTIフィールドが存在し、OPTIによってOPTフィールドが決定され得る。図51に示すように、MODEフィールドが‘1’に設定された場合、2バイトのベースバンドヘッダモードであることを示すことができる。
次に、第2ケースの細部ケースを説明する。
第2−1ケースは、2バイトモードにおいてOPTフィールドがない場合のベースバンドフレーム構造を表すことができる(50021)。OPTIフィールドは‘00’に設定され、この場合、ベースバンドフレームはOPTフィールドを含まない。図51に示すように、OPTIフィールドは‘00’に設定された場合、OPTフィールドを含まないベースバンドヘッダモードであることを示すことができる。
SYNCDが128バイトより大きい又は等しい場合、ベースバンドフレームヘッダは2バイトを有することができる。このとき、ベースバンドフレームはOPTフィールドを含まなく、ベースバンドフレームヘッダの次にPayloadが位置すればよい。
OPTIが‘00’でない場合、ベースバンドフレームはOPTフィールドを含むことができる。OPTフィールドは、ベースバンドフレームを構成時に、入力ストリームデータを伝送するペイロード以外に他の用途のデータを伝送したり、データレート(data rate)を合わせるためにスタッフィングフィールド(stuffing field)を挿入するために用いることができる。上記他の用途のデータは、同期のためのISSYフィールド、L1(PLS;Physical layer signaling)を補助するためのInband−signaling tableなどを含むことができ、これらのデータは毎ベースバンドフレームごとに伝送されず、必要な場合に伝送されればよい。次に、ベースバッドフレームがオプションフィールドを含む場合について説明する。
第2−2ケースは、1バイトのスタッフィング(Dummy:0x00又は0xff)バイトが存在する場合のベースバンドフレーム構造を表すことができる(50022)。ここで、OPTIフィールドは“01”に設定され、これは、1バイトのOPTヘッダがスタッフィングに用いられることをシグナルすることができる。図51に示すように、OPTIフィールドが‘01’に設定された場合、1バイトのスタッフィングを含むベースバンドフレームであることを示すことができる。放送信号送信装置は、ベースバンドフレームに1バイトのスタッフィングを挿入するために、OPTフィールドを用いなくて済み、OPT typeフィールドを“000”に設定し、OPT_LENGTH_LSBも“00000”に設定して1バイトのスタッフィングを挿入することができる。
第2−3ケースは、2バイトのスタッフィングバイトが存在する場合のベースバンドフレーム構造を表すことができる(50023)。ここで、OPTIは“10”に設定され、これは、2バイトのOPTヘッダがスタッフィングに用いられることをシグナルすることができる。図51に示すように、OPTIフィールドが‘10’に設定された場合、2バイトのスタッフィングを含むベースバンドフレームであることを示すことができる。放送信号送信装置は、ベースバンドフレームに2バイトのスタッフィングを挿入するために、OPTフィールドを用いなくて済み、OPT typeフィールドは“000”に設定し、OPT_LENGTH_LSB及びOPT_LEN_MSBフィールドもそれぞれ“00000000”に設定して、2バイトのスタッフィングを挿入することができる。
第2−4−1ケースは、2バイト以上31バイト以下のスタッフィングが存在する場合のベースバンドフレーム構造を表すことができる(50024−1)。ここで、OPTIが“11”に設定され、放送信号送信装置は、2バイトのOPTヘッダ、及びOPTフィールドをスタッフィングバイト(ダミーバイト)で埋めることができる。図51に示すように、OPTIフィールドが‘11’に設定された場合、OPTフィールド及びスタッフィングを含むベースバンドフレームであることを示すことができる。放送信号送信装置は、ベースバンドフレームに2バイト以上31バイト未満のスタッフィングを挿入するために、OPT typeを“000”に設定し、OPT_LENGTH_LSBを用いてOPTフィールドの長さを示し、OPTフィールドに当該する長さのスタッフィングバイトを挿入することができる。
第2−4−2ケースは、32バイト以上のスタッフィングが存在する場合のベースバンドフレーム構造を表すことができる(50024−2)。ここで、OPTIが“11”に設定され、放送信号送信装置は、2バイトのOPT header、及びOPTフィールドをスタッフィングバイト(ダミーバイト)で埋めることができる。放送信号送信装置は、ベースバンドフレームに32バイト以上のスタッフィングバイトを挿入するために、OPT typeを“000”に設定し、OPT_LENGTHでOPTフィールドの長さを示し、OPTフィールドに当該する長さのスタッフィングバイトを挿入することができる。
OPTフィールドの長さは、OPT_LEN_LSB及びOPT_LEN_MSBを用いて表現することができる。
第2−4−1ケース及び第2−4−2ケースのベースバンドフレームに含まれるOPTフィールドは、複数のスタッフィングバイトを含むことができる他、OPT_TYPEによって、ISSY、インバンドシグナリングなどの、ベースバンドフレームに必要な情報を含むこともできる。
図52には、本発明の他の実施例に係るベースバンドフレームのパケット構造を示す。前述したベースバンドフレーム構造は、ヘッダ構造を最小化して効率的なデータ伝送を行うことができる。前述したベースバンドフレーム構造は、スタッフィングとオプション情報(ISSY、Inband signalingなど)がない場合、2バイトのヘッダとすることができる。特に、SYNCDが127以下である場合、放送信号送信装置はベースバンドフレームヘッダを1バイトで運営することができる。また、OPT_TYPEを用いて、所望のベースバンドフレームのOPTフィールドに、Option情報であるISSY、インバンドシグナリングを挿入することができる。
しかし、前述したベースバンドフレームヘッダ構造は、毎ベースバンドフレームのOPTフィールドにデータが伝送される場合、非効率的なデータ伝送が発生しうる。この場合、SYNCDのサイズにかかわらず、全てのベースバンドフレームヘッダが2バイトとOption fieldを有するようになる。仮に、毎度挿入されるべきデータの他にもOption情報が存在する場合、放送信号送信装置は8つの場合しか表現できない3ビットのOPT_TYPEの運用に困難が発生しうる。
このような問題点を解決するために、図52のように,ベースバンドフレーム内にExtension fieldを含むことができる。すなわち、ベースバンドパケットのヘッダは、ベースフィールド、オプションフィールド及び拡張フィールドを含むことができる。
Extension fieldは、毎ベースバンドフレームに挿入されるべきデータが存在する場合に用いることができる。すなわち、放送信号送信装置は、ベースバンドフレームにExtension fieldを位置させ、毎ベースバンドフレームごとに挿入されるべきデータをextension fieldで伝送することによって、Option fieldと独立して運用することができる。ここで、毎ベースバンドフレームごとに挿入されるべきデータは、チャネルボンディング情報を含むことができる。
Extension fieldは、ベースバンドフレームにおいてベースバンドフレームヘッダの次に位置し得る。Extension fieldは、ベースバンドフレームにおいてオプションフィールド又はペイロードの前に位置してもよい。
図53に、本発明の一実施例に係るベースバンドフレーム構造をシグナリングするシグナリングフィールドを示す。
下記では、PLS(physical layer signaling)を用いるシグナリング方式を説明する。独立したExtension fieldをベースバンドフレームヘッダに挿入する位置は、1又は2バイトの基本となるベースバンドフレームヘッダの次とすることができる。これによって、オプションフィールドの影響無しで、放送信号を受信した受信装置はExtension fieldを直接パースすることができる。
本発明において放送信号送信装置がExtension fieldを独立して運用するためには、Extension fieldの存在の有無、extension fieldのタイプ、長さの情報を表示することができる。放送信号送信装置は、これに当該する情報をPLS(physical layer signaling)を用いて伝送することができる。前述したベースバンドフレーム方式においても1〜2バイトヘッダのためにペイロードで伝送されるデータのタイプを定義することができる。
図53の(a)に第1タイプのシグナリングテーブルを示す。
入力フォーマッティングのためのシグナリングフィールドは、データタイプ(data type)、Extension fieldインジケータ、Extension fieldタイプ、及び/又はExtension fieldの長さに関する情報を含むことができる。
データタイプシグナリングはdata_typeと定義でき、3ビットを割り当てることができる。データタイプシグナリングは、伝送されるdataがMPEG2−TS、IP(v4、v6)、Generic streamのいずれであるかをシグナルすることができる。
シグナリングテーブルは、データタイプの次にextension fieldのためのシグナリングフィールドを含むことができる。Extension fieldを用いるために必要な情報には、Extension fieldの使用の有無を示す情報と、Extension fieldのフィールドタイプ及びフィールド長を示す情報とがある。
Extension fieldの使用の有無を示す情報は、Extension_field_indicatorと定義でき、1ビットを割り当てることができる。このフィールドは、ベースバンドフレームにextension fieldが存在するか否かをシグナリングする役割を担う。Extension fieldが使用されない場合、当該フィールドは‘0’に設定され、使用される場合、当該フィールドは‘1’に設定され得る。
Extension fieldのフィールドタイプに関する情報は、Extension_field_typeと定義でき、4ビットを割り当てることができる。Extension_field_typeは、extension_fieldで伝送される情報のタイプを表示するようになる。Extension_field_typeは、ベースバンドフレームに毎度伝送されるべきISSY、CRC、チャネルボンディング(channel bonding)情報などを示すことができる。
Extension fieldのフィールド長に関する情報は、Extension_field_lengthと定義でき、13ビットを割り当てることができる。Extension_field_lengthは、extension fieldの長さを示すことができる。
例えば、毎ベースバンドフレームに4バイトのISSYデータが伝送される場合、Extension_field_indicatorは‘1’に設定され、extension_field_typeはISSYを示す‘0’に設定され、extension_field_lengthは4バイトを示す‘4’に設定され得る。
図53の(b)には第2タイプのシグナリングテーブルを示す。
第2タイプは、前述した4ビットのextension_field_typeだけを用いる方法であり、放送信号送信装置がextension_fieldを使用しない場合、extension_field_typeを‘0’に設定してextension_field_indicator機能を代行することができる。放送信号送信装置がextension_fieldを使用する場合、使用するextension_field_typeはExtension fieldのタイプを示すことができ、Extension fieldの長さは、Extension fieldのタイプによって、あらかじめ定義された長さに設定することができる。
前述した第1タイプは、extension fieldが存在しない場合、PLSにおいてextension_field_indicatorが1ビットだけを占有するようになり、効率的な運用が可能である。
しかし、Extension fieldの有無によってフィールドの構成が変わるため、流動的なPLS構造に向いている。すなわち、Extension fieldが存在する場合には、当該フィールドが18ビットを占有するが、Extension fieldが存在しない場合には1ビットだけを占有する。
前述した第2タイプは、PLSに位置するextension fieldの有無にかかわらずに同一のPLSフィールドサイズ(4ビット)を有するという効果がある。したがって、固定したサイズのPLS構造に適する。
図54は、本発明の一実施例に係るベースバンドフレームの構造を示す図である。
Extension fieldを使用しない方式は、毎ベースバンドフレームに挿入されるべきデータをオプションフィールドに挿入することができる。この場合、全てのベースバンドフレームのヘッダは2バイトを有することになり、他のオプションフィールドを挿入する上で困難が発生しうる。
しかし、本発明のExtension fieldを用いる場合、Extension fieldがオプションフィールドと分離されているため、データの効率的な運用が可能である。
図54に示す第1ベースバンドフレーム、第2のベースバンドフレーム及び第3のベースバンドフレームのようにSYNCDが127バイト以下である場合、extension fieldが含まれても、1バイトのベースバンドフレームヘッダを用いることができる。
第4のベースバンドフレーム及び第5のベースバンドフレームは、SYNCDが127バイトより大きい場合であり、ベースバンドフレームヘッダは、Extension fieldを使用しない方式と同様に、2バイトを有する。
第6のベースバンドフレーム及び第7のベースバンドフレームは、Option fieldとextension fieldが共存できる。
上述したように、本発明のベースバンドフレーム構造は、毎ベースバンドフレームに挿入されるべきデータが存在する場合、オプションフィールドを用いず、Extension fieldを用いて伝送することができる。したがって、ISSYモード、チャネルボンディング情報又はベースバンドフレームのヘッダにCRCを挿入する場合、独立して存在するExtension fieldを用いてデータ伝送効率を上げることができる。
図55は、本発明の一実施例に係る放送信号を送信する方法を示す図である。放送信号送信装置は、入力データを入力フォ−マッティングすることができる(S55010)。
放送信号送信装置は、入力データをカプセル化することができる。放送信号送信装置は、カプセル化過程において前述のTSヘッダ圧縮方法を用いることができる。すなわち、放送信号送信装置は、前述したように、シンクバイトを削除したり、PIDを圧縮したり、PIDを削除したり、又はTSヘッダを削除する方法を用いてTSヘッダを圧縮することができる。
また、放送信号送信装置は、カプセル化過程において前述のヌルパケット削除方法を用いることができる。すなわち、放送信号送信装置は、前述したように、ヌルパケットを削除し、各TSパケットごとにDNPを追加してペイロードを構成したり、ヌルパケットが発生する時に限ってDNPを追加してヌルパケットを削除することができる。DNPは、前述したように、削除されたヌルパケットの個数をシグナルすることができる。
放送信号送信装置は、カプセル化された入力データを含むベースバンドフレームをビルドすることができる。本明細書においてベースバンドフレームをベースバンドパケットと表現することができる。放送信号送信装置は、ベースバンドフレーム生成過程において前述のベースバンドフレーム構造を用いることができる。すなわち、放送信号送信装置は、前述したように、Extension fieldを定義して、ベースバンドフレームに位置させることができる。放送信号送信装置は、Extension fieldを用いて、毎ベースバンドフレームごとに挿入されるべきデータを伝送することができる。これによって、放送信号送信装置は、オプションフィールドで伝送すべきデータをExtension fieldで伝送することができ、データ伝送効率を上げることができる。
放送信号送信装置は、フォーマットされた入力データをエンコードすることができる(S55020)。
放送信号送信装置は、前述したBICMブロックを用いてエンコードすることができる。インプットフォーマッタからBICMブロックに伝達される入力データは、前述したPLPデータフォーマットに入力され得る。
放送信号送信装置は、エンコードされたデータを変調することができる(S55030)。
放送信号送信装置は前述のOFDM生成ブロックを用いて変調することができる。エンコードされたデータをOFDM変調方式を用いて変調することができる。
放送信号送信装置は、変調されたデータを含む放送信号を伝送することができる(S55040)。放送信号送信装置は、変調されたデータを、出力アンテナを用いて伝送することができる。
図56は、本発明の一実施例に係る放送信号を受信する方法を示す図である。
放送信号受信装置は放送信号を受信することができる(S56010)。放送信号受信装置はチューナーを用いて放送信号を受信することができる。受信された放送信号は、放送信号送信装置によってカプセル化されたデータを含むことができる。受信された放送信号は、カプセル化過程において前述のTSヘッダ圧縮方法が用いられたものであってもよい。すなわち、受信された放送信号は、シンクバイトを削除したり、PIDを圧縮したり、PIDを削除したり、TSヘッダを削除する方法によって圧縮されたTSヘッダを含むことができる。
また、受信された放送信号は、カプセル化過程において前述のヌルパケット削除方法が適用されたものであってもよい。すなわち、受信された放送信号は、前述したように、ヌルパケットを削除し、各TSパケットごとにDNPを追加してペイロードを構成したり、ヌルパケットが発生する時に限ってDNPを追加し、ヌルパケットを削除した放送信号であってもよい。DNPは、前述したように、削除されたヌルパケットの個数をシグナルすることができる。
受信された放送信号は、ベースバンドフレームを含むことができ、ベースバンドフレーム生成過程において前述のベースバンドフレーム構造を用いることができる。すなわち、受信された放送信号は、Extension fieldを有するベースバンドフレームを含むことができる。受信された放送信号は、Extension fieldに毎ベースバンドフレームごとに挿入されるべきデータを含むことができる。これによって、受信された放送信号は、オプションフィールドに含まれるべきたったデータをExtension fieldに含むことによって、データ伝送効率を上げることができる。
放送信号受信装置は、放送信号に含まれたデータを復調することができる(S56020)。放送信号受信装置はOFDM復調方式を用いてデータを復調することができる。
放送信号受信装置は、復調されたデータをデコードすることができる(S56030)。
放送信号受信装置は、前述のデコーディングモジュールを用いて、復調されたデータをデコードすることができる。
放送信号受信装置は、デコードされたデータを出力処理(output processing)してデータストリームを得ることができる(S56040)。放送受信装置は、前述した出力プロセッサを用いてデータストリームを取得して出力することができる。放送信号受信装置は、出力プロセッサを用いてデコードされたデータをアウトプットプロセシングできる。出力プロセッサは、前述した図9の出力プロセッサに対応し得る。また、出力プロセッサは、図48で説明したブロックを含むことができる。すなわち、出力プロセッサは、ベースバンドフレームヘッダパーサー、ヌルパケット挿入部、ヌルデータ生成部、ヘッダ逆圧縮ブロック、デジッタバッファ及び/又はTSコンバイニングブロックのうち少なくとも一つを含むことができる。ベースバンドフレームパーサーは、前述したベースバンドフレームヘッダ内の拡張フィールドをパースすることができる。ここで、ベースバンドフレームパーサーは、前述した拡張フィールドの有無を示す(indicate)情報を用いて、ヘッダ内の拡張フィールドをパースすることができる。前述したように、ベースバンドフレームは、ベースバンドパケットと表現することができる。また、ヌルパケット挿入部は、前述したヌルパケット削除方法に対応して、削除されたヌルパケットを受信装置において復元することができる。ヌルパケット挿入部は、前述したように、削除されたヌルパケットの個数を示すDNP情報から、削除されたヌルパケットの個数を確認し、削除されたヌルパケットを挿入することができる。また、ヘッダ逆圧縮ブロックは、前述したヘッダ圧縮方法の逆過程によって、ヘッダ圧縮前のヘッダ情報を受信装置において復元することができる。ヘッダ逆圧縮ブロックは、前述したヘッダ圧縮モードに関する情報からヘッダ圧縮モードを確認し、モードによってヘッダ逆圧縮(De−compression)動作を実行することができる。
前述したように、本発明のヘッダ圧縮、ヌルパケット削除、拡張フィールド生成方法を用いて、データ伝送効率を上げることができる。
本発明の思想や範囲から逸脱することなく、本発明において様々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、添付する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ものと意図される。
本明細書において装置の発明及び方法の発明の両方が述べられ、装置及び方法の両発明の説明は互いに補完して適用され得る。
様々な実施例を、本発明を実施するための形態において説明した。