本発明の好適な実施例について具体的に説明し、その例を添付図面に示す。添付の図面を参照して以下で説明する詳細な説明は、本発明の一実施例によって具現可能な実施例のみを示すよりは、本発明の好適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。本発明の一実施例によ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って非MIMO(non−Multiple Input Multiple Output)又はMIMO方式で未来の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。本発明の一実施例による非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。
以下では、説明の便宜のために、MISO又はMIMO方式は二つのアンテナを使うが、本発明は二つ以上のアンテナを使うシステムに適用可能である。本発明は特定の用途に要求される性能を達成しながら受信機複雑度を最小化するために最適化された三つ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)、アドバンスド(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の受信機が具現しなければならないすべての構造のサブセットである。
三つ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、特定のブロック及び/又はパラメータではちょっと違う。後にさらにフィジカルプロファイルが定義されることができる。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)を介して単一RF(radio frequency)チャ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ついての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どの場所に移動されることができるが、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少しの改善された実行によってハンドヘルド装置又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の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およそ10〜20dBである。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うバッテリーで駆動されるハンドヘルド装置でよりは重要ではない。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下記の表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での使用のために設計される。該当の装置は歩行者又は車両の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具現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およそ0〜10dBであるが、もっと低い室内受信のために意図された場合、0dB以下になるように設定できる。
低信号対雑音比能力だけではなく、受信機移動性によって現れたドップラー効果に対する復元力はハンドヘルドプロファイルの一対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なシステムパラメータが下記の表2に記載されている。
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もっと大きな実行複雑度に対する対価としてもっと高いチャネル能力を提供する。該当のプロファイルはMIMO送信及び受信を使うことを要求し、UHDTVサービスはターゲット用途であり、このために該当の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又はHDTVサービスを許容するのにも使われることができる。
アドバンスドプロファイルのターゲット信号対雑音比の範囲はおよそ20〜30dBである。MIMO伝送初期には既存の楕円偏光伝送装備を使い、後に全出力交差偏光伝送に拡張できる。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が下記の表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両方に対するプロファイルとして使われることができる。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ために使われることができる。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に対する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に対するアドバンスドプロファイルに区分できる。そして、該当の三つ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可能である。
補助ストリーム:フューチャーエクステンション(future extension、追後拡張)又は放送社やネットワーク運営者によって要求されることによって使われることが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(又はBBFRAME):一つのFECエンコード過程(BCH及びLDPCエンコード)に対する入力を形成するKbchビットの集合
セル(cell):OFDM伝送の一つのキャリアによって伝達される変調値
コード化ブロック(coded block):PLS1データのLDPCエンコードされたブロック又はPLS2データのLDPCエンコードされたブロックの一つ
データパイプ(data pipe):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サービスデータ又は関連のメタデータを伝達する物理階層(physical layer)におけるロジカルチャネル
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はないフレームでの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、又は補助ストリームのために使われなかった残った容量を満たすのに使われる擬似ランダム値を伝達するセル
FAC(emergency alert channel、非常警報チャネル):EAS情報データを伝達するフレームの一部
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わる物理階層(physical layer)タイムスロット
フレームレペティションユニット(frame repetition unit、フレーム繰り返し単位):スーパーフレーム(super−frame)で8回繰り返されるFEFを含む同一又は異なった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、高速情報チャネル):サービスと該当のベースデータパイプの間でのマッピング情報を伝達するフレームでのロジカルチャネル
FECBLOCK:データパイプデータのLDPCエンコード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と同一の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)、及びスキャッタード(scattered)パイロットパターンの特定の組合せにおいてフレームの端で使われるもっと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、及びスキャッタードパイロットパターンの特定の組合せにおいてフレームの端で使われるもっと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):スーパーフレームにおいて同一のフィジカルプロファイルタイプを有するすべ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、追後拡張フレーム):プリアンブルで始める、追後拡張に使われることができるスーパーフレーム内での物理階層(physical layer)タイムスロット
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(Internet protocol)又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階層(physical layer)放送システム
入力ストリーム(input stream、入力ストリーム):システムによって最終使用者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いたデータシンボル
フィジカルプロファイル(PHY profile):該当の受信機が具現しなければならないすべての構造のサブセット
PLS:PLS1及びPLS2で構成された物理階層(physical layer)シグナリングデータ
PLS1:PLS2をデコードするのに必要な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データの一番目集合
NOTE:PLS1データはフレームグループのデュレーション(duration)の間に一定である。
PLS2:データパイプ及びシステムに関するもっと詳細なPLSデータを伝達するFSSに伝送されるPLSデータの二番目集合
PLS2ダイナミック(dynamic、動的)データ:フレームごとにダイナミック(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にスタティック(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って伝達され、システムの基本モードを確認するの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、フレームの始まりに位置する固定長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。
追後使用(future use)のために予約(reserved):現在文書で定義されないが後に定義されることができる
スーパーフレーム(super frame):8個のフレーム繰り返し単位の集合
時間インターリービングブロック(time interleaving block、TI block):時間インターリーバーメモリの一用途にあたる、時間インターリービングが実行されるセルの集合
時間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の数でなる、特定のデータパイプに対するダイナミック(dynamic、動的)容量割当てが実行される単位
NOTE:時間インターリービンググループは一フレームに直接マッピングされるか多数のフレームにマッピングされることができる。時間インターリービンググループは一つ以上の時間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データパイプ(Type1 DP):すべてのデータパイプがフレームにTDM(time division multiplexing)方式でマッピングされるフレームのデータパイプ
タイプ2データパイプ(Type2 DP):すべてのデータパイプがフレームにFDM方式でマッピングされるフレームのデータパイプ
XFECBLOCK:一つのLDPC FECBLOCKのすべ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。
本発明の一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独立コーディング及び変調が適用される一つ又は多数のデータパイプにデマルチプレクスすることができる。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述する。
データパイプは、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サービスデータ又は関連メタデータを伝達する物理階層(physical layer)内の論理チャネルである。
また、データパイプ単位は、一フレーム内のDPにデータセルをパイプに割り当てる基本ユニットである。
入力フォーマットブロック1000において、パリティデータが誤り訂正のために付け加えられ、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。該当シンボルは、該当DPに使用される特定のインターリービング深さを横切ってインターリーブされる。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述する。
フレームビルディングブロック1020は、一フレーム内で入力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、周波数インターリービングは、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述する。
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用される物理階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述する。
図2、図3及び図4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1000を示す。以下では、各図について説明する。
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。
物理階層への入力は、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バイトはシンク(sync)バイト(0x47)である。IPストリームは、IPパケットヘッダー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ー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スクランブラー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エンコーダー、BB(baseband)フレームスライサ及びBBフレームヘッダー挿入ブロックで構成される。
CRCエンコーダーは、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フレームヘッダー挿入ブロックは、2バイトの固定長さBBFヘッダーをBBフレームの前に挿入することができる。BBFヘッダーは、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ヘッダーに加えて、BBFは、2バイトBBFヘッダー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ヘッダー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ー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(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、物理階層シグナリング(PLS)データを生成することができる。PLSは、受信機に物理階層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ルすることができる。
前述したブロックは、省略するか、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、入力信号が多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。
多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、独立的に多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、多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、ヘッダー圧縮ブロック3040、CRCエンコーダー3050、BBフレームスライサ3060及びBBヘッダー挿入ブロック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エンコーダー3050、BBフレームスライサ3060及びBBヘッダー挿入ブロック3070の動作は、図2を参照して説明したCRCエンコーダー、BBフレームスライサ及びBBヘッダー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。
ヘッダー圧縮ブロック3040は、パケットヘッダー圧縮を提供し、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。受信機がヘッダー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、シンク−バイト構成(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パケットヘッダー圧縮を(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パケットヘッダー圧縮が選択的に使用される。前述したブロックは、省略するか、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、入力信号が多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、多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、スケジューラー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。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ー4040、PLS生成ブロック4050及び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生成ブロック及びPLSスクランブラーに対応するので、それに対する説明は省略する。
スケジューラー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、スケジューラーは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述する。
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。
前述したブロックは、省略するか、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、本発明の一実施例に係る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。
前述したように、本発明の一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、本発明の一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、本発明の一実施例に係る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、本発明の一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エンコーダー5010、ビットインターリーバー5020、星状マッパー5030、SSD(signal space diversity)エンコーディングブロック5040及び時間インターリーバー5050を含むことができる。
データFECエンコーダー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エンコーダー5010の動作の細部事項については後述する。
ビットインターリーバー5020は、データFECTエンコーダー5010の出力をインターリーブし、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合せで最適化された性能を達成することができる。ビットインターリーバー5020の動作の細部事項については後述する。
星状マッパー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ーリーバー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ー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。
時間インターリーバー5050はDPレベルで動作し得る。時間インターリービング(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。時間インターリーバー5050の動作の細部事項については後述する。
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エンコーダー、ビットインターリーバー、星状マッパー及び時間インターリーバー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ー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エンコーダー、ビットインターリーバー、星状マッパー及び時間インターリーバーの動作は、前述したデータFECエンコーダー5010、ビットインターリーバー5020、星状マッパー5030及び時間インターリーバー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ー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ー5010−1の動作の細部事項については後述する。
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ー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エンコーダー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。星状マッパー出力(constellation mapper output)(NUQ)のペア(e1,i及びe2,i)は、MIMOエンコーダーの入力に供給することができる。MIMOエンコーダー出力のペア(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。
前述したブロックは、省略するか、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、物理階層シグナリング(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エンコーダー6000、ビットインターリーバー6010、星状マッパー6020及び時間インターリーバー6030を含むことができる。
また、PLS FECエンコーダー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エンコーダー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。
スクランブラーは、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。
ビットインターリーバー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データをインターリーブする。
星状マッパー6020は、ビットインターリーブされた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。
前述したブロックは、省略するか、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、セルマッパー7010及び周波数インターリーバー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、主に時間インターリーバー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。
セルマッパー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。セルマッパー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。セルマッパーは、スケジューラー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述する。
周波数インターリーバー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、周波数インターリーバー7020は、異なるインターリービングシード(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ーリービング利得を得ることができる。周波数インターリーバー7020の動作の細部事項については後述する。
前述したブロックは、省略するか、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、本発明の一実施例に係る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。
本発明の一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、周波数インターリーバー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述する。
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、物理階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。本発明の一実施例に係る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。
前述したブロックは、省略するか、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、本発明の一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。
本発明の一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。
本発明の一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ー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、インターリービングの逆の手続に対応するデインター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ー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。前述したように、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、本発明の一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、本発明の一実施例に係るスーパーフレームを示し、(b)は、本発明の一実施例に係る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述する。
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、本発明の一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、本発明の一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、本発明の一実施例に係る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。前述したように、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、全て同一の物理階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述する。
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、本発明の一実施例に係る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、時間インター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、時間インターリーバー5050の利用可能性を決定する。DPに対して時間インターリービングが使用されない場合、これは「1」に設定される。時間インター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ヘッダー圧縮モードを示す。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ヘッダー圧縮モードを示す。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ヘッダー圧縮のための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。
AUX_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、本発明の一実施例に係るフレームの論理構造を示す図である。
前述したように、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述する。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。これら全てを前述した順序、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、本発明の一実施例に係る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、本発明の一実施例に係る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、本発明の一実施例に係る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ー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、本発明の一実施例に係る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、本発明の一実施例に係る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。セルマッパー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。時間インターリーバー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合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、本発明の一実施例に係るFEC構造を示す図である。
図22は、ビットインターリービング前の本発明の一実施例に係るFEC構造を示す。前述したように、データFECエンコーダーは、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述する。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、本発明の一実施例に係るビットインターリービングを示す図である。
LDPCエンコーダーの出力はビットインターリーブされ、これは、パリティインターリービング、その後の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ブされ得る。パリティインター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。パリティインターリーブされたLDPCコードワードは、QCBインターリービングによってインターリーブされる。QCBインターリービングの単位はQCブロックである。パリティインター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インター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コードレートの各組合せに固有である。
QCBインターリービング後、内部グループインターリービングは、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ーリービングプロセスは、QCBインターリービング出力のNQCB−IG個のQCブロックで行われる。内部グループインターリービングは、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インター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、本発明の一実施例に係るセル−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、本発明の一実施例に係る時間インターリービングを示す図である。
(a)〜(c)は、TIモードの例を示す。
時間インターリーバーはDPレベルで動作する。時間インターリービング(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ー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ーリービング)。
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):時間インターリービングが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。時間インター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。
時間インターリービングがDPに使用されない場合、次のTIグループ、時間インターリービング動作及びTIモードは考慮されない。しかし、スケジューラー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るか、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、時間インターリーバー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(時間インターリービングをスキップする追加のオプションを除いて)、時間インター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、時間インターリーバーは、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ーとして動作する。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−列ブロックインターリーバーである。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−列ブロックインターリーバー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−列ブロックインターリーバーの動作を示す図である。
図28は、本発明の一実施例に係るツイスト行−列ブロックインターリーバーの対角線方向読み取りパターンを示す図である。
図29は、本発明の一実施例に係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ブされたXFECBLOCKを示す図である。
図30は本発明のさらに他の実施例によるコーディング及びモジュレーションモジュールを示した図である。
前述したように、星霜マッパー(Constellation mapper)ブロックは入力されたビットワード(bit word)を一つの星霜(constellation)に割り当てることができる。この際、追加的にローテーション&Qディレイ(rotation & Q−delay)が適用できる。ローテーション&Qディレイ(rotation & Q−delay)は、入力された星霜(constellation)をローテーション角度(rotation angle)によって回転させた後、In−phase成分とQuadrature−phase成分に分けた後、Q成分のみを任意の値だけ遅延させることができる。その後、新たにペア(pair)になったI成分とQ成分を用いて新た場星霜(constellation)にさらにマッピングする。星霜マッパー、ローテーション&Qディレイブロックは省略するか、それとも同一機能を有する他のブロックに取り替えることができる。
前述したように、セルインターリーバー(Cell interleaver)は一つのFECブロックにあたるセルをランダムに交ぜて出力し、各FECブロックにあたるセルがFECブロックごとに異なった順序に出力されるようにする。セルインターリーバー(Cell interleaver)ブロックは省略するか、それとも同一機能を有する他のブロックに取り替えることができる。
本発明のさらに他の実施例によるコーディング及びモジュレーションモジュールは、前述したコーディング及びモジュレーションモジュールにおいて、陰影処理されたブロックが変更された。
本発明のさらに他の実施例によるコーディング及びモジュレーションモジュールは、周期的ランダムI/Qインターリービング(periodic random I/Q interleaving)を行うことができる。周期的ランダムI/Qインターリービング技術は、この図でQディレイ(Q−delay)とセルインターリーバー(cell interleaver)の動作に相応する技術であり得る。また、実施例によって、セルインターリービングが省略される場合は、周期的ランダムI/Qインターリービングが時間インターリービング(Time interleaving)前に適用できる。また、他の実施例によって、セルインターリーバーが省略される場合は、時間インターリーバー(Time interleaver)ブロックが周期的ランダムI/Qインターリービングを遂行することもできる。この場合、時間インターリーバーブロックは周期的ランダムI/Qインターリービング動作のみを遂行するか、周期的ランダムI/Qインターリービング動作及び前述した未来の放送システムにおける時間インターリーバーブロックの動作を遂行することができる。
周期的ランダムI/Qインターリービングは、概して、ローテーション角度(rotation angle)によって回転して入力された星霜(constellation)をI成分とQ成分に分けた後、Q成分のみを任意の値だけ遅延させ、周期的にランダムに交ぜる機能をすることができる。周期的ランダムI/Qインターリービングは、前記ブロック図とは異なり、一つのブロックで動作することができる。また、前述したように、実施例によって時間インターリーバーで行われる技術であり得る。周期的ランダムI/Qインターリービングの詳細な動作原理は後述する。
図31は本発明の一実施例による周期的ランダムI/Qインターリービング(periodic random I/Q interleaving)技術を示す図である。
この図は、前述したように、星霜マッパー(Constellation mapper)とセルインターリーバーブロックを、Q1/Q2ディレイと前述した周期的ランダムI/Qインターリーバーに取り替えて適用した実施例を示す。ここで、周期的ランダムI/Qインターリービング技術は、Q1/Q2ディレイと周期的ランダムI/Qインターリーバーを含む概念であり得る。以下、周期的ランダムI/Qインターリーバーとは、この図の周期的ランダムI/Qインターリーバーブロックのみを意味することもでき、Q1/Q2ディレイが含まれた周期的ランダムI/Qインターリービング技術全体を意味することもできる。一番目ブロック図はSISOモードでの代替実施例を示し、二番目ブロック図はMIMOモードでの代替実施例を示す。
Q1/Q2ディレイはIn−phase成分とQuadrature−phase成分に分けた後、Quadrature−phase成分のみを遅延させる役目をすることができる。この際、遅延数は2D−SSDの使用と4D−SSDの使用によって決定できる。Q1ディレイは2D−SSDの場合に用いられることができ、Q2ディレイは4D−SSDの場合に用いられることができる。
周期的ランダムI/Qインターリーバーブロックは、Q1/Q2ディレイの出力に対し、メモリに周期的に書き込み(writing)作業を遂行し、ランダムに読み取り(reading)作業を遂行することができる。この時に使用された周期は2D−SSDの使用と4D−SSDの使用によって決定されることができる。
図32は、2D−SSDの場合、本発明の一実施例によるQ1ディレイ過程を示す図である。
2D−SSDを考慮する場合、Q1ディレイと周期的ランダムI/Qインターリーバーを含む周期的ランダムI/Qインターリービング技術に対する動作過程を記述する。ここで、メモリの大きさと入力セルの個数はNであると仮定する。
2D−SSDを考慮する場合、まずQ1ディレイによってQ成分を一つのセルの分だけ遅延させ、以後に出力信号は周期的ランダムI/Qインターリーバーに入力されることができる。本発明の一実施例によるQ1ディレイ過程を示す図で、I成分はそのまま残し、Q成分のみを一つのセルの分だけ遅延させることが分かる。周期的シフティング(cyclic−shifting)を遂行するので、N−1番目Q成分は最初の0番目I成分とペア(pair)になることを確認することができる。
図33は、2D−SSDの場合、本発明の一実施例による周期的ランダムI/Qインターリーバーの動作を示す図である。
2D−SSDを考慮する場合、入力されるQ1ディレイ出力信号はメモリに入力され、この時の入力周期は2D−SSDの隣接したI/Q成分を最大限に遠く離すために2に設定されることができる。これにより、0、2、4、・・・、N−2番目セルがメモリに書き込まれ、以後、1、3、5、・・・、N−1番目セルがメモリに書き込まれることができる。結果的に、このような書き込み(writing)過程はこのインターリーバーの周期性を向上させる動作に関するものである。
その後、メモリに記憶された信号をランダムインターリーバーによって読み取り(reading)過程を遂行することにより、最終にインターリーブされた信号が出力されることができる。この際、読み取り過程はランダムインターリーバーの出力インデックスによって遂行されることができる。ランダムインターリーバーのサイズがN/2であるか、ランダムインターリーバーが生成するインデックスのサイズがN/2であり得る。よって、読み取り過程のために、2個のランダムインターリーバーが必要であり得る。ランダムインターリーバーの出力メモリインデックスは二次多項式(quadratic polynomial、QP)又は擬似ランダムバイナリーシーケンス(pseudo−random binary sequence、PRBS)によって生じることができる。また、書き込み(writing)周期を考慮して2周期の間に同じランダムインターリーバーが適用され、同じランダムインターリーバーを使うことにより、隣接したI/Q成分を最大限に分離させる書き込み過程の原理をそのまま保存することができる。
前述した書き込み(writing)過程を式で表現すれば次のようである。
また、前述した読み取り(reading)過程を式で表現すれば次のようである。
前記式から分かるように、書き込み過程はインターリーバーの分散(spreading)性質を向上させる一方、読み取り過程はランダムな性質(randomness)を向上させる役目をする。
ランダムインターリービング過程は、QPアルゴリズムなどによってメモリインデックスを発生させる。この際、発生したインデックスがN/2−1より大きい場合に対してはメモリインデックス値として使わないで捨て、もう一度QPアルゴリズムを動作させることができる。また、発生したインデックスがN/2−1より小さな場合、メモリインデックス値として用いて読み取り過程を遂行することができる。ここで、QPは擬似ランダムバイナリーシーケンス(PRBS)のような任意のランダムインターリーバーに代替可能である。
図34は、2D−SSDの場合、Nが24であるときの本発明の一実施例による周期的ランダムI/Qインターリービング技術の動作を示す図である。
N=24である場合にも同様に、周期的ランダムI/Qインターリービングは前述したように動作する。Q1ディレイによって一つのセルの分だけのQ成分が遅延され、入力周期2によってメモリに書き込み過程を行い、メモリからの読み取り過程によってランダムインターリービングを遂行する。
N=24である場合の例示から、周期的ランダムI/Qインターリービング技術の効果が分かる。出力信号を入力信号と比較したとき、周期的ランダムI/Qインターリービング技術は分散(spreading)及びランダム(randomness)性質の両者を含んでいることが分かる。
図35は、4D−SSDの場合、本発明の一実施例によるQ2ディレイ過程を示す図である。
4D−SSDを考慮する場合、Q2ディレイと、周期的ランダムI/Qインターリーバーを含む周期的ランダムI/Qインターリービング技術の動作過程を記述する。ここで、メモリの大きさと入力セルの個数はNであると仮定する。
4D−SSDを考慮する場合、まずQ2ディレイによってQ成分を2個のセルの分だけ遅延させ、以後の出力信号は周期的ランダムI/Qインターリーバーに入力されることができる。本発明の一実施例によるQ2ディレイ過程を示す図から、I成分はそのまま残し、Q成分のみを2個のセルの分だけ遅延させることが分かる。周期的シフティング(cyclic−shifting)を遂行するので、N−2番目及びN−1番目のQ成分は最初の0番目及び1番目のI成分とペア(pair)になることが確認することができる。
図36は、4D−SSDの場合、本発明の一実施例による周期的ランダムI/Qインターリーバーの動作を示す図である。
4D−SSDを考慮する場合、入力されるQ2ディレイ出力信号はメモリに入力される。この際、入力周期は4D−SSDの隣接した二つのセルのI/Q成分を最大限に遠く離すために4に設定されることができる。これにより、0、4、8、・・・、N−4番目セルがメモリに使われ、ついで1、5、9、・・・、N−3番目セル、2、6、10、・・・、N−2番目セル、ついで3、7、11、・・・、N−1番目セルがメモリに使われることができる。結果的に、このような書き込み(writing)過程はこのインターリーバーの周期性を向上させる動作に関するものである。
その後、メモリに記憶された信号をランダムインターリーバーによって読み取る(reading)過程により、最終のインターリーブされた信号が出力されることができる。この際、読み取り過程はランダムインターリーバーの出力インデックスによって遂行されることができる。ランダムインターリーバーのサイズがN/4であるか、ランダムインターリーバーが生成するインデックスのサイズがN/4であり得る。よって、読み取り過程のために、4個のランダムインターリーバーが必要であり得る。ランダムインターリーバーの出力メモリインデックスは二次多項式(quadratic polynomial、QP)又は擬似ランダムバイナリーシーケンス(pseudo−random binary sequence、PRBS)によって発生することができる。また、書き込み(writing)周期を考慮して、4周期の間に同じランダムインターリーバーが適用され、同じランダムインターリーバーを使うことにより、隣接した二つのセルのI/Q成分を最大限に分離させる書き込み過程の原理をそのまま保存することができる。
前述した書き込み(writing)過程を式で表現すれば次のようである。
また、前述した読み取り(reading)過程を式で表現すれば次のようである。
前記式から分かるように、書き込み過程はインターリーバーの分散(spreading)性質を向上させる一方、読み取り過程はランダムな性質(randomness)を向上させる役目をする。
ランダムインターリービング過程は、QPアルゴリズムなどによってメモリインデックスを発生させる。この際、発生したインデックスがN/4−1より大きな場合にはメモリインデックス値として使わないで捨て、もう一度QPアルゴリズムを動作させることができる。また、発生したインデックスがN/4−1より小さな場合、メモリインデックス値として用いて読み取り過程を遂行することができる。ここで、QPは擬似ランダムバイナリーシーケンス(PRBS)のような任意のランダムインターリーバーに代替可能である。
図37は、4D−SSDの場合、Nが24であるときの本発明の一実施例による周期的ランダムI/Qインターリービング技術の動作を示す図である。
N=24の場合にも同様に、周期的ランダムI/Qインターリービングは前述したように動作する。Q2ディレイによって2個のセルの分だけQ成分が遅延され、入力周期4によってメモリに書き込み過程を行い、メモリ読み取り過程によってランダムインターリービングを遂行する。
N=24の場合の例示から、周期的ランダムI/Qインターリービング技術の効果が分かる。出力信号を入力信号と比較したとき、周期的ランダムI/Qインターリービング技術は分散(spreading)及びランダム(randomness)性質の両者を含んでいることが分かる。
図38は本発明のさらに他の実施例によるデマッピング及びデコーディングモジュールの詳細ブロック図を示す図である。
前述したように、セルデインターリーバーは一つのFECブロック内で分散(spreading)されたセルの位置を元の位置にデインターリーブすることができる。セルデインターリーバーは送信部のセルインターリーバーの逆動作を遂行する。また、星霜デマッパー(Constellation demapper)ブロックにおいてIディレイの役目はI成分を遅延させ、送信部で遅延されたQ成分を元の位置に戻す役目をする。
本発明のさらに他の実施例によるデマッピング及びデコーディングモジュールは、前述したデマッピング及びデコーディングモジュールにおいて、陰影処理されたブロックが変更された。
本発明のさらに他の実施例によるデマッピング及びデコーディングモジュールは、周期的ランダムI/Qデインターリービング(periodic random I/Q de−interleaving)過程を含むことができる。周期的ランダムI/Qデインターリービング技術は、この図で、セルデインターリーバーとIディレイの動作に相応する技術であり得る。また、実施例によって、セルデインターリービングが省略される場合は、時間デインターリービング(Time de−interleaving)の後に周期的ランダムI/Qデインターリービングが適用できる。また、他の実施例によって、セルデインターリーバーが省略される場合は、時間デインターリーバー(Time de−interleaver)ブロックが周期的ランダムI/Qデインターリービングを遂行することもできる。この場合、時間デインターリーバーブロックは周期的ランダムI/Qデインターリービング動作のみを遂行するか、周期的ランダムI/Qデインターリービング及び前述した未来の放送システムにおける時間デインターリーバーブロックの動作を遂行することができる。
図39は本発明の一実施例による周期的ランダムI/Qデインターリービング(periodic random I/Q de−interleaving)技術を示す図である。
この図は、前述したように、星霜デマッパーとセルデインターリーバーブロックを、前述した周期的ランダムI/QデインターリーバーブロックとI1/I2ディレイに取り替えて適用した実施例を示す。ここで、周期的ランダムI/Qデインターリービング技術は、周期的ランダムI/Qデインターリーバー(periodic random I/Q de−interleaver)とI1/I2ディレイを含む概念であり得る。以下、周期的ランダムI/Qデインターリーバーとは、この図の周期的ランダムI/Qデインターリーバーブロックのみを意味することもでき、I1/I2ディレイが含まれた周期的ランダムI/Qデインターリービング技術全体を意味することもできる。一番目ブロック図はSISOモードでの代替実施例を示し、二番目ブロック図はMIMOモードでの代替実施例を示す。
全般的な受信部動作過程は送信部と比較するとき、反対動作(復元)過程を行うことができる。この際、発明された周期的ランダムI/Qインターリービング技術に相応する周期的ランダムI/Qデインターリービング技術は次のように説明することができる。
周期的ランダムI/Qデインターリーバーブロックは送信部で使用された周期的ランダムI/Qインターリーバーと反対方向にランダムに書き込み(writing)作業を遂行し、その後、周期的に読み取り(reading)作業を遂行する。この時に使われる数学的表記法又はアルゴリズムは送信部と同一であり得る。
周期的ランダムI/Qデインターリーバーブロックの出力はI1/I2ディレイに入力される。I1/I2ディレイはIn−phase成分とQuadrature−phase成分に分けた後、In−phase成分のみを遅延させる役目をする。この際、遅延数は2D−SSDの使用と4D−SSDの使用によってそれぞれ1と2に決定できる。I1ディレイは2D−SSDの場合に使われることができ、I2ディレイは4D−SSDの場合に使われることができる。結果的に、送信部で動作されたQ1/Q2ディレイの影響はI1/I2ディレイによって相殺されることができる。
図40は本発明の他の実施例による未来の放送サービスに対する放送信号送信装置の構造の一部を示す。
ここで、BICM(Bit Interleaved Coded Modulation)エンコーダーは前述したコーディング及びモジュレーションモジュールに相当することができる。本実施例において、BICMエンコーダーはFECエンコーダー、ビットインターリーバー及び/又は星霜マッパーを含むことができる。実施例によって、BICMエンコーダーは時間インターリーバーをさらに含むことができる。実施例によって、時間インターリーバーは星霜マッパーの後に位置することができる。
ここで、フレーミング及びインターリービングモジュールは前述したフレームビルダー及び/又は周波数インターリーバーを含む新しい概念であり得る。本実施例のフレーミング及びインターリービングモジュールは時間インターリーバー、フレームビルダー及び/又は周波数インターリーバーを含むことができる。実施例によって、フレーミング及びインターリービングモジュールは時間インターリーバーを含まないこともできる。実施例によって、時間インターリーバーはBICMエンコーダー又はフレーミング及びインターリービングモジュールに含まれず、BICMエンコーダーとフレーミング及びインターリービングモジュールの間に位置することもできる。
本発明の一実施例による時間インターリーバーは、セルインターリーバー、ブロックインターリーバー及び/又はコンボリューショナル(convolutional)インターリーバーをさらに含むことができる。ここで、セルインターリーバーは前述したセルインターリーバーであり得る。セルインターリーバーが時間インターリーバー内に含まれる場合、セルインターリーバーは時間インターリービングに先立ち、FECブロック内のセルをインターリーブしてFECブロックごとに異なった順序に出力されるようにすることができる。ブロックインターリーバーは少なくとも一つのFECブロックを含むTIブロックをブロックインターリーブすることができる。ブロックインターリーバーはFECブロック内のセル又はセルペアを列(column)方向に線形に書き込み、対角線方向に読み取ってインターリーブすることができる。書き込み動作の際、メモリ上の左側部は仮想FECブロックで満たされ、右側部は実際データを有するFECブロックで満たされることができる。読み取り動作の際、この仮想FECブロックのセル又はセルペアは読み取らずにスキップすることができる。コンボリューショナルインターリーバーはブロックインターリーブされたTIブロックを複数の信号フレームに分散させてインターリーブすることができる。
本発明は前述したセルインターリーバーのさらに他の実施例を提案する。本発明のさらに他の実施例によるセルインターリーバーは一つのFECブロック内のセルをインターリーブすることができる。セルインターリーバーの動作によって時間インターリーバーのタイムダイバーシティ(time diversity)性能は大きく向上することができる。すなわち、セルインターリーバーは時間インターリーバーと連動してバーストチャネル(burst channel)環境でのタイムダイバーシティを向上させることができる。また、本発明は、本発明のさらに他の実施例によるセルインターリーバーに対応するセルデインターリーバーを提案する。本発明が提案するセルインターリービングは、セルデインターリービング時に使われるメモリを減らすか除去するように遂行されることができる。
本発明のさらに他の実施例によるセルインターリーバーは、一つのFECブロック内のセルをランダムにインターリーブすることができる。このランダムなセルインターリービングは線形書き込みとインターリービングパターンを用いたランダム読み取りによって遂行できる。
まず、セルインターリーバーはFECブロック内のセルをメモリに線形的に書き込む作業を遂行することができる(linear writing)。ここで、線形的に書き込む動作とはセルインターリーバーがメモリにセルを順次書き込む動作を意味することができる。
その後、セルインターリーバーはメモリに線形的に書き込まれたセルをランダムに読み出すことができる(random reading)。このランダムな読み取り動作はインターリービングパターンを用いて遂行することができる。ここで、インターリービングパターンはインターリービングシーケンス、置換(permutation)シーケンス、インターリービングシード(seed)、置換関数、メモリアドレス(address)、ランダムシーケンスなどと呼ばれることができる。
セルインターリーバーはランダム読み取り動作に使われる置換シーケンスをFECブロックごとに変更させることができる。あるいは、実施例によって、置換シーケンスは一対(a pair)のFECブロックごとに変更できる。置換シーケンスがFECブロックごとに変更されることにより、セルインターリーバーのランダムな性質は向上することができる。
ここで、各FECブロックのための置換シーケンスは一つの基本置換シーケンス(basic permutation sequence)のシフティング(shifting)によって生成できる。ここで、基本置換シーケンスは擬似ランダムシーケンス(Pseudo random sequence)であり得る。
PLPが一つのみ存在する場合(S−PLP)にも、前述した時間インターリーバーがセルインターリーバーを含むことができる。この場合、セルインターリーバーは一つのPLP内のデータに対してセルインターリービングを行って、タイムダイバーシティを向上させることができる。また、実施例によって、PLPが一つのみ存在する場合、前述した時間インターリーバーはセルインターリーバーを含まないこともできる。この場合、PLP内のデータに対してセルインターリービングは遂行されないこともできる。
本発明のさらに他の実施例によるセルデインターリーバーは、前述したセルインターリーバーに対応する受信部のモジュールであり得る。本発明のさらに他の実施例によるセルデインターリーバーは、前述したセルインターリーバーの逆動作を遂行することができる。
実施例によって、このセルデインターリーバーはピンポン構造を有することもできる。この場合、セルデインターリーバーはピンポン構造のための追加のメモリを使う代わりに、FECデコーダーのメモリを用いることもできる。したがって、受信側ではピンポン構造を有するにもかかわらず、セルデインターリーバーのための追加的なメモリが必要でないこともできる。このような効率的なメモリの活用は、前述したセルインターリーバーが線形書き込み及びランダム読み取り動作によってセルをインターリーブさせることによってなされる。詳細なセルデインターリービング動作は後述する。
図41は本発明の一実施例による基本スイッチ構造を示す図である。
前述したように、実施例によって、セルインターリーバーはピンポン構造を有することもできる。デマルチプレクスは何番目FECブロックであるかによって、FECブロックをそれぞれのメモリバンクに送ることができる。偶数番目FECブロックはメモリバンクAに伝達され、奇数番目FECブロックはメモリバンクBに伝達されることができる。伝達されたFECブロックはセルインターリーブされ、さらにマルチプレクスに送られることができる。マルチプレクスは伝達されたインターリーブされたFECブロックを整列して出力することができる。
ここで、modはモジュロ演算(modulo)を意味することができる。jは0からNFEC_block−1の間の整数値を有することができる。ここで、NFEC_block−1はインターリービング単位内のFECブロックの数を意味することができる。
図42は本発明のさらに他の実施例によるセルインターリーバーの線形書き込み及びランダム読み取り動作の数学的表現を示す図である。
図示の一番目式(t42010)はセルインターリーバーの入力ベクターを示す図である。Xjはj番目FECブロックの入力ベクターであり得る。Xjが含むXj(p)はそれぞれj番目FECブロックのセルを指示することができる。ここで、pは0からNcells−1までの値を有することができる。ここで、NcellsはFECブロック内のセルの数を意味することができる。
図示の二番目式(t42020)はセルインターリーバーの出力ベクター、つまりインターリーブされたベクターを示す図である。Fjはj番目FECブロックの出力ベクターであり得る。Fjが含むFj(p)はそれぞれj番目FECブロックのインターリーブされたセルを指示することができる。ここで、pは0からNcellsまでの値を有することができる。すなわち、入力ベクターXjのセルが、セルインターリーバーによってインターリーブされてFjのような形態に順序が変わることができる。
図示の三番目式(t42030)はセルインターリーバーの線形書き込み及びランダム読み取り動作を数学的に表現したものであり得る。線形書き込み及びランダム読み取り動作によって、入力FECブロックのセルは、置換シーケンスの値が指示するように順序が変更できる。図示の式で、出力ベクターのk番目セルFj(k)は、入力ベクターのCj(k)番目セルXj(Cj(k))と同一になるように順序が変更できる。すなわち、k番目セルがCj(k)番目セルになるように順序がランダムに変更できる。
ここで、Cj(k)は前述したランダム生成器によって生成されたランダム値であって、前述した置換シーケンスに相当することができる。Cj(k)はj番目FECブロックのための置換シーケンスであり得る。この置換シーケンスは任意のPRBS発生器によって具現できる。本発明はPRBS発生器に関係なく汎用的に適用できる。
ここで、jは0からNFEC_block−1の間の整数値を有することができる。NFEC_block−1はインターリービング単位内のFECブロックの数を意味することができる。また、kは0からNcells−1までの値を有することができる。
図43は本発明のさらに他の実施例によるセルインターリーバーの置換シーケンスを発生させる方法の数学的表現を示す図である。
前述したように、置換シーケンスはFECブロックごとに変更できる。このような置換シーケンスは一つの基本置換シーケンスを互いに違うようにシフト(shifting)することで発生することができる。このシフティングは後述するシフト値によって遂行されることができる。
T(k)は前述したランダム生成器に発生した基本置換シーケンスであり得る。この基本置換シーケンスはメインインターリービングパターンと呼ばれることもできる。この基本置換シーケンスはメインセルインターリーバーで使われることができる。すなわち、基本置換シーケンスはTIブロックの一番目FECブロックをセルインターリーブするときに使われることができる。
Sjはj番目FECブロックに使われるシフト値であり得る。SjはT(k)に加えられてFECブロックごとに異なった置換シーケンスを生成するのに使われることができる。このシフト値は任意のPRBS発生器によって具現できる。すなわち、本発明はPRBS発生器に関係なく汎用的に適用できる。実施例によって、シフト値をT(k)から差し引いて、FECブロックごとに異なった置換シーケンスを生成することもできる。
基本置換シーケンスにシフト値を反映させた後、Ncellsとのモジュロ演算(modulo)が遂行されることができる。Ncellsは該当のFECブロック内のセルの数を意味することができる。Ncellsとのモジュロ演算を行うことで、定数シフティング(constant shift)が基本置換シーケンスに遂行されることができる。これによって各FECブロックに異なった置換シーケンスが生成されることができる。
図44は本発明のさらに他の実施例によるセルデインターリーバーを含む未来の放送サービスに対する放送信号受信装置の構造の一部を示す。
本発明のさらに他の実施例によるセルデインターリーバーは、前述したセルインターリーバーに対応するブロックであり得る。セルデインターリーバーは送信側でのセルインターリーバー動作の逆過程を遂行することができる。セルデインターリーバーは一つのFECブロック内でインターリーブされたセルの位置を元通りにさらに変更する動作を遂行することができる。セルデインターリーブする動作のアルゴリズムはセルインターリービング動作のアルゴリズムと反対であり得る。
すなわち、セルデインターリーバーはFECブロック内のセルをメモリにランダムに書き込み、さらに書き込まれたセルを線形的に読み出すことができる(Random writing & linear reading)。ランダム書き込み動作の場合、置換シーケンスによって遂行されることができる。線形に読み取る動作はメモリに書き込まれたセルを順に読み取ることを意味することができる。
また、本発明のさらに他の実施例によるセルデインターリーバーは、時間デインターリーバーの出力に対してセルデインターリービングを遂行しないこともできる。時間デインターリーバーの出力が星霜デマッピングなどの追加的なデコーディング過程を経た後、FECデコーディングメモリに記憶されるとき、セルデインターリービングが遂行されることができる。データがFECデコーディングメモリに記憶されるとき、アドレス生成器によって生成されたアドレス値によってセルデインターリービングを考慮して記憶されることができる。すなわち、FECデコーダーのメモリがセルデインターリービングに使われることができる。結果として、受信部ではセルデインターリービングのための更なるメモリが不要になり、これによって効率的な受信側データ処理動作が可能であり得る。
実施例によって、本発明のさらに他の実施例によるセルデインターリーバーは、時間デインターリーバーの内部に位置するか、時間デインターリーバーの後に位置することもできる。
図45は本発明の他の実施例による未来の放送サービスに対する放送信号伝送装置の構造の一部を示す。
図示のBICM(Bit Interleaved Coded Modulation)エンコーダーは前述したコーディング及びモジュレーションモジュールに相当することができる。本実施例で、BICMエンコーダーは、FECエンコーダー、ビットインターリーバー及び/又は星霜マッパーを含むことができる。図示のフレーミング及びインターリービングモジュールは、前述した時間インターリーバー、フレームビルダー及び/又は周波数インターリーバーを包括して指称する新しい概念であり得る。ここで、フレームビルダーはフレーマーと呼ばれることもできる。
実施例によって、時間インターリーバーはフレーミング及びインターリービングモジュールではないBICMエンコーダーに含まれることもできる。この場合、フレーミング及びインターリービングモジュールは時間インターリーバーを含まないこともできる。また、BICMエンコーダー内で時間インターリーバーは星霜マッパーの後に位置することもできる。他の実施例によれば、時間インターリーバーはBICMエンコーダーとフレーミング及びインターリービングモジュールの間に位置することもできる。この場合にも、フレーミング及びインターリービングモジュールは時間インターリーバーを含まないこともできる。
本発明の他の実施例による未来の放送サービスに対する放送信号伝送装置において、前述したセルインターリーバーは時間インターリーバーに含まれることができる。すなわち、本実施例の時間インターリーバーは、セルインターリーバー、ブロックインターリーバー及び/又はコンボリューショナル(convolutional)インターリーバーを含むことができる。前記ブロックは省略するか、それとも同一機能を有する他のブロックに取り替えることができる。
本実施例で、セルインターリーバーはブロックインターリービングに先立ち、FECブロック内のセルをインターリーブして、FECブロックごとに異なった順序に出力されるようにすることができる。ブロックインターリーバーは少なくとも一つのFECブロックを含むTIブロックをブロックインターリーブすることができる。コンボリューショナルインターリーバーはブロックインターリーブされたTIブロックを複数の信号フレームに分散させてインターリーブすることができる。
ここで、セルインターリービングはインタフレーム(interframe)インターリービングと呼ばれることもできる。セルインターリービングによってフレーム間の分散性質(spreading property)が最大化することができるからである。実施例によって、インターリービングユニットの数NIU=1である場合、セルインターリービングは遂行されないこともできる。ここで、ブロックインターリービングはイントラフレーム(intra frame)インターリービングと呼ばれることもできる。ブロックインターリービングによって一つのフレーム内で分散性質が最大化することができるからである。実施例によって、インターリービングユニットの数NIU=1である場合、ブロックインターリーバーは単純な線形書き込み作業を遂行し、NIUが1より大きな場合、ツイスト書き込み作業が遂行されることができる。詳細な動作は後述する。
本発明は前述したセルインターリーバーのさらに他の実施例を提案する。本発明のさらに他の実施例によるセルインターリーバーは一つのFECブロック内のセルをインターリーブすることができる。セルインターリーバーの動作によって、時間インターリーバーのタイムダイバーシティ(time diversity)性能は大きく向上することができる。すなわち、セルインターリーバーは時間インターリーバーと連動してバーストチャネル(burst channel)環境でのタイムダイバーシティを向上させることができる。また、本発明のさらに他の実施例によるセルインターリーバーは、受信部のセルデインターリーバーに使われるメモリを除去し、受信部電力を節減するように動作することができる。本実施例によるセルインターリーバーの詳細な動作は後述する。
図46は本発明の他の実施例による時間インターリーバーの可能な構造を示す図である。
本発明の他の実施例による時間インターリーバーは、前述したように、セルインターリーバー、ブロックインターリーバー及び/又はコンボリューショナルインターリーバーを含むことができる。実施例によって、時間インターリーバーの内部構造は変更できる。可能な三つの時間インターリーバーの内部構造が示されている。しかし、本発明はこれに限定されなく、時間インターリーバーの内部構造は本発明の技術的思想内で変更可能である。
一番目時間インターリーバー構造(t46010)において、時間インターリーバーは、順にセルインターリーバー、ブロックインターリーバー及び/又はコンボリューショナルインターリーバーを含むことができる。この場合、セルインターリーバーはステージAに相応する動作のみを遂行することができる。
二番目時間インターリーバー構造(t46020)において、時間インターリーバーは、順にセルインターリーバー、ブロックインターリーバー及び/又はコンボリューショナルインターリーバーを含むことができる。この場合、セルインターリーバーはステージA及びBに相応する動作を遂行することができる。図示しない時間インターリーバーはステージBに相応する動作のみを行うセルインターリーバーを含むこともできる。
三番目時間インターリーバー構造(t46030)において、時間インターリーバーは、順にセルインターリーバー、コンボリューショナルインターリーバー及び/又はブロックインターリーバーを含むことができる。すなわち、本発明で、時間インターリーバーに含まれるブロックインターリーバーとコンボリューショナルインターリーバーは互いに位置が取り替えられることができる。これは時間インターリーバーの他の実施例にも適用可能な事案である。
実施例によって、ステージBに相応する動作はブロックインターリーバーで遂行されることもできる。実施例によって、セルインターリーバーとブロックインターリーバーの間に特定のインターリービングがさらに遂行されることもできる。
図47は本発明の他の実施例によるセルインターリーバーの動作を示す図である。
前述したように、時間インターリーバー内のセルインターリーバーはステージA及び/又はステージBに相応する動作を遂行することができる。
セルインターリーバーのステージA動作について説明する。
セルインターリーバーのステージA動作は、セルインターリーバーがFECブロック内のセルをランダムにインターリーブする動作であり得る。具体的に、セルインターリーバーは一つのFECブロック内のセルをメモリに線形的に書き込み(linear writing)、さらにそのメモリからランダムにセルを読み出すことができる(random reading)。ここで、メモリはバッファーと呼ばれることもできる。
まず、セルインターリーバーはFECブロック内のセルをメモリに線形的に書き込む作業を遂行することができる(linear writing)。ここで、線形的に書き込む動作とは、セルインターリーバーがメモリにセルを順次書き込む動作を意味することができる。
その後、セルインターリーバーはメモリに線形的に書き込まれたセルをランダムに読み出すことができる(random reading)。このランダム読み取り動作はインターリービングパターンで遂行されることができる。ここで、インターリービングパターンは、インターリービングシーケンス、置換(permutation)シーケンス、インターリービングシード(seed)、置換関数、メモリアドレス(address)、ランダムシーケンスなどと呼ばれることができる。
セルインターリーバーはランダム読み取り動作に使われる置換シーケンスをFECブロックごとに変更させることができる。置換シーケンスがFECブロックごとに変更されることにより、セルインターリーバーのランダムな性質が向上することができる。あるいは、実施例によって、置換シーケンスは一対(a pair)のFECブロックごとに変更できる。この場合、偶数番目FECブロックと奇数番目FECブロックに使われる置換シーケンスは同一であることができる。
ここで、各FECブロックのための置換シーケンスは一つの基本置換シーケンス(basic permutation sequence)のシフティング(shifting)によって生成されることができる。ここで、基本置換シーケンスは擬似ランダムシーケンス(Pseudo random sequence)であり得る。
セルインターリーバーのステージB動作について説明する。
セルインターリーバーのステージB動作は、セルインターリーバーがインターリーブされたFECブロックを半周期的(semi periodic)方法によってインターリービングを行う動作であり得る。具体的に、セルインターリーバーはステージAで読み出したFECブロックのセルを半周期的方法でメモリに書き込むことができる。ここで、メモリバッファーと呼ばれることもできる。ここで、ステージBのための追加的なメモリ(バッファー)は要求されないこともできる。
コンボリューションインターリーバー及び/又はブロックインターリーバーに対応する受信側ブロックであるブロックデインターリーバー及び/又はコンボリューションデインターリーバーの動作によるとき、受信側で追加的なメモリが必要である。しかし、本発明による半周期的パターンは前述した追加のメモリが除去されるようにすることができる。この半周期的パターンはブロックデインターリーバー及び/又はコンボリューションデインターリーバー以後に出力されるFECブロックのパターンを観察することによって生成されることができる。
図48は本発明の他の実施例によるセルインターリーバーの動作中、ステージAに相応する動作の数学的表現を示す図である。
図示の一番目式(t48010)のG(r)は、セルインターリーバーの入力ベクターを意味することができる。G(r)はr番目FECブロックを示す入力ベクターであり得る。G(r)の各元素は該当のFECブロックのセルを意味することができる。各セルは0からNcells−1までのインデックスを有することができる。すなわち、FECブロック内のセルの数はNcellsと表現できる。
図示の二番目式(t48020)のT(r)は、セルインターリーバーの出力ベクター、すなわちインターリーブされたベクターを意味することができる。T(r)の各元素はr番目FECブロックのインターリーブされたセルを指示することができる。インターリーブされたセルも0からNcells−1までのインデックスを有することができる。
図示の三番目式(t48030)はステージAの線形書き込み及びランダム読み取り動作を数学的に表現したものであり得る。線形書き込み及びランダム読み取り動作によって、入力FECブロックのセルは、置換シーケンスの値が指示する通りに順序が変更できる。図示の式によるとき、gr、Lr(q)はtr、qのようである。すなわち、インターリーブされたLr(q)番目セルはインターリービング前のq番目セルと同じになるように順序が変更できる。ここで、qはFECブロック内のセルのインデックスなので、0からNcells−1までの値を有することができる。
図示の四番目式(t48040)のLr(q)は前述したランダム生成器によって生成されたランダム値であって、前述した置換シーケンスにあたることができる。Lr(q)はr番目FECブロックのための置換シーケンスであり得る。この置換シーケンスは任意のPRBS発生器を用いて具現できる。本発明はPRBS発生器に関係なく汎用的に適用できる。
置換シーケンスを示すLr(q)がrをインデックスとして持っているので、互いに異なる置換シーケンスがそれぞれのFECブロックに適用されることが分かる。ここで、Lr(0)は前述した基本置換シーケンスを意味することができ、P(r)は前述したシフト値を意味することができる。前述した置換シーケンス生成過程と同様に、基本置換シーケンスにシフト値を加え、これをNcellsとモジュロ演算することで置換シーケンスLr(q)が生成されることができる。これにより、各FECブロックに異なった置換シーケンスが生成されることができる。
四番目式の前述したシフト値P(r)は、PLPが一つであるS−PLPモードの場合、P(r)=P(0)を満たし、固定された定数値を有することができる。PLPが複数であるM−PLPモードの場合、P(r)はrによって変更される変数値を有することができる。すなわち、S−PLPモードの場合、置換シーケンスは固定値を有することができる。
図49は本発明の他の実施例によるセルインターリーバーの動作中、ステージBに相応する動作の数学的表現を示す図である。
図示の一番目式(t49010)のT(r)は、前述したように、ステージA動作によるインターリーブされたベクターであり得る。図示の二番目式(t49020)は、ステージB動作によってインターリーブされた出力ベクターであって、その内部元素はそれぞれインターリーブされたセルを意味することができる。FECブロック内のセルなので、そのインデックスは0からNcelsl−1までの値を有することができる。
図示の三番目式(t49030)は、ステージBのインターリービング動作を数学的に表現したものであり得る。図示の式によるとき、dr、Q(q)はtr、qのようである。すなわち、インターリーブされたQ(q)番目セルはインターリービング前のq番目セルと同じになるように順序が変更できる。ここで、qはFECブロック内のセルのインデックスなので、0からNcells−1までの値を有することができる。
ステージBにおいて、書き込み動作のための半周期的パターンQは、ステージAとは異なり、すべてのFECブロックに対して同等に適用できる。この半周期的パターンは追加のメモリ(バッファー)を使わない。
図50は本発明の他の実施例によるセルインターリーバーの動作中、ステージBの半周期的パターン生成動作を数学的に示す図である。
ステージBの動作に使われる前述した半周期的パターンはアドレス発生器によって生成されることができる。このアドレス発生器の動作の数学的表現は図示のようである。
ブロックデインターリービング及び/又はコンボリューションデインターリービングはシングルメモリのためのデインターリービング過程で入力セルと出力セル間のアドレス衝突現象を避けるために、メモリからセルを読み取る速度がメモリにセルを書き込む速度より2倍以上速くなければならないことができる。また、この過程で追加のメモリ(バッファー)が要求されることができる。
この追加のメモリを除去するために、半周期的パターンが生成されることができる。この動作は、送信部で受信部の2倍以上速い出力を予想し、予めインターリービングする特徴を有することができる。
この図で、NFEC_TI_maxは一つのTIブロック内のFECの数の最大値を意味することができる。NIUはインターリービングユニット(IU)の数を意味することができる。LIUはインターリービングユニットの長さを意味することができる。LIU、min又はLIU、min+1の値を有することができる。ここで、LIU、minはインターリービングユニット長さの最小値を意味することができる。LIU、minはNcells/NIUに床関数(floor function)を適用した値に定義されることができる。ここで、a=2NFEC_TI_max、Cr_cnt及び/又はu2はFECブロックごとにリセットされることができる。
図示の数学的表現は後述するブロックインターリーバーのツイスト書き込み動作のためのアドレス発生器のアドレス発生動作を表現するのにも使われることができる。
図51は本発明の他の実施例による時間インターリーバーの構造中、PLPの個数が一つである場合を示す図である。
前述した時間インターリーバーの構造は、PLPが複数である場合、すなわちM−PLPの場合に適用できる。PLPの数が一つである場合、すなわちS−PLPの場合、時間インターリーバーの構造はPLPが複数である場合と違う形態を有することができる。PLPの数はこれに関連したシグナリングフィールドであるPLP_NUMフィールド値から分かる。PLP_NUMが1である場合、PLPの数が一つである場合に相当することができる。
PLPの数が一つである場合、時間インターリーバーが有することができる内部構造の実施例が示されている(t51010、t51020、t51030)。実施例によって、PLPの数が一つである場合の時間インターリーバーの内部構造は他の形態を有することもできる。
一番目実施例(t51010)において、時間インターリーバーは一つのPLPに対してコンボリューションインターリービング動作のみを遂行することができる。すなわち、時間インターリーバーは任意のコンボリューショナルインターリーバーのみを含むことができる。
二番目実施例(t51020)において、時間インターリーバーは一つのPLPに対してセルインターリービング及び/又はコンボリューショナルインターリービング動作を遂行することができる。すなわち、時間インターリーバーはセルインターリーバー及び/又はコンボリューショナルインターリーバーを含むことができる。ここで、セルインターリーバーはステージAによる動作のみを遂行するか、あるいはステージB又はステージA及びBによる動作を遂行することができる。
三番目実施例(t51030)において、時間インターリーバーは一つのPLPに対してセルインターリービング、ブロックインターリービング及び/又はコンボリューショナルインターリービング動作を遂行することができる。すなわち、時間インターリーバーはセルインターリーバー、ブロックインターリーバー及び/又はコンボリューショナルインターリーバーを含むことができる。同様に、セルインターリーバーはステージAによる動作のみを遂行するか、あるいはステージB又はステージA及びBによる動作を遂行することができる。
図52は本発明の他の実施例による時間デインターリーバーの内部構造及びFECデコーディングメモリを示す図である。
本発明は、前述した本発明の他の実施例によるセルインターリーバーに対応するセルデインターリーバーを提案する。本発明の他の実施例によるセルデインターリーバーは、前述したセルインターリーバーに対応する受信部のモジュールであり得る。
前述した送信側の時間インターリーバーと対応するように、受信側の時間デインターリーバーは順にコンボリューショナルデインターリーバー、ブロックデインターリーバー及び/又はセルデインターリーバーを含むことができる。ここで、セルデインターリーバーはステージAに対応する動作を遂行することができる。実施例によって、セルデインターリーバーは順にステージB及びステージAに対応する動作を遂行することもできる。すなわち、ステージBに対応する動作は省略することができる。
実施例によって、ステージBに対応する動作はブロックデインターリーバーによって遂行されることができる。他の実施例によって、ブロックデインターリーバーは後述するツイスト書き込み動作の逆動作を遂行することもできる。前述した送信側の時間インターリーバーの実施例によって、時間デインターリーバー内のコンボリューショナルデインターリーバー及びブロックデインターリーバーの位置は後先になることができる。
本発明の他の実施例によるセルデインターリーバーは、一つのFECブロック内でセルの位置を元通りに戻す動作を遂行することができる。これは、送信部でセルインターリービングに使われたアルゴリズムと同一のアルゴリズムによって遂行されることができる。
本発明の他の実施例によるセルデインターリーバーは、前述したセルインターリーバーの逆動作を遂行することができる。送信部のセルインターリーバーによってステージA及びステージBの動作が遂行されたら、セルデインターリーバーは逆にステージB及びステージAの順に逆動作を遂行することができる。
送信部のセルインターリーバーでステージBに対する動作を遂行した場合、受信部のセルデインターリーバーもステージBによる逆動作を遂行することができる。ステージBによるセルインターリービングを省略することができるので、この場合、ステージBによるセルデインターリービングも省略することができる。
ステージBによるデインターリービング過程は追加的なメモリを使わず、コンボリューショナルデインターリービングとブロックデインターリービングで使われるメモリを使うことができる。すなわち、ステージBによるデインターリービング過程は、コンボリューショナルデインターリービングとブロックデインターリービングの、一つのFECブロックをメモリから読み取る(read out)動作に適用できる。これにより、追加的なメモリが不必要になることができる。ここで、コンボリューショナルデインターリービングとブロックデインターリービングの場合、シングルメモリデインターリービングのために、基本的に2倍速い読み取りクロック(read out clock)を用いて遂行されることができる。この過程で、必要なアドレス値は図示のアドレス発生器Iから得ることができる。アドレス発生器Iはコンボリューショナルデインターリービングとブロックデインターリービングのためのアドレスも生成することができる。
セルデインターリーバーはステージAによるデインターリービングも遂行することができる。ステージAによるデインターリービングも別個の追加のメモリなしで遂行されることができる。セルデインターリーバーは、ステージAで、セルを順次デインターリーブし、デインターリーブされたFECブロックをFECデコーディングメモリ(バッファー)にランダムに伝達することができる。この過程で必要なアドレス値は図示のアドレス発生器IIから得ることができる。このデインターリービングは送信部のステージAによるインターリービングの逆過程であって、セルデインターリーバーはランダム書き込み及び線形読み取りを遂行することができる。出力されるFECブロックはFECデコーディングメモリに直ちに伝達されるので、追加のメモリが必要でないこともできる。
結果として、送信部とは異なり、セルデインターリーバーはセルデインターリービングメモリを使わないこともできる。受信側がセルデインターリービングのための追加のメモリをさらに含む必要がないので、メモリが減少し、セルデインターリービングによる電力が最小化することができる。
図53は本発明の他の実施例によるセルデインターリーバーのステージBによる動作の数学的表現を示す図である。
受信部のセルデインターリーバーは、前述したように、ステージBによる動作を遂行することができる。これは送信部のセルインターリーバーのステージBによる動作の逆動作であり得る。セルデインターリーバーのステージB動作において、セルデインターリーバーはコンボリューショナル及びブロックデインターリービングで読み取られなければならないセルの数をカウントする役目をすることができる。この動作に対する数学的表現は図示のようであるが、詳細動作過程は他の方式で数式化することもできる。
この図で、NFEC_TI_maxは一つのTIブロック内のFECの数の最大値を意味することができる。wはイターレーション(iteration)の数を意味することができる。wは前述したLIU(0)とaの値によって決定されることができる。Cp(k)は、p番目イターレーションで、k番目インターリービングユニットから読み取ったセルの数を意味することができる。ここで、a=2NFEC_TI_maxであることができる。
図54は本発明の他の実施例によるセルインターリーバーの動作過程の一例示を示す図である。
この例示で、NTI_block=3、NFEC_TI_max=2、Ncells=9、そしてNIU=2を仮定することができる。LIU、minは前述した定義によって4の値を有し、{LIU(0)、LIU(1)}={5、4}であることができる。aは前述した定義によって4の値を有することができる。
ステージAで使われる置換シーケンスは手短な説明のために任意に定義されることができる。ステージAのための置換シーケンスはL0={0,7,4,2,6,5,8,1,3}、L1=mod(L0+4、9)={4,2,8,6,1,0,3,5,7}に任意に定義されることができる。ステージBに使われる置換シーケンスはQ={0,1,2,3,5,6,7,8,4}に定義されることができる。
図示のセルインターリーバーの動作は、それぞれ2個のFECブロックを有する3個のTIブロック(#0、#1、#2)のステージAの遂行前(t54010)、ステージAの遂行後(t54020)、及びステージBの遂行後(t54030)の形態を示している。
ステージAの遂行前(t54010)のTIブロックのセルは、ステージAの遂行後(t54020)、置換シーケンス値によってインターリーブされて順序が変わることになる。ここで、ステージAの遂行後のセルの位置値は臨時出力であって、実際の具現上ではメモリ(バッファー)が使われないことができる。その代わりに、各セルは、順次ステージBを経てメモリに伝達されることができる。ステージBでも同様に、セルはQによって順序が変わることができる。
実施例によって、ステージAの遂行は、ステージAの動作のみを行うセルインターリービングの遂行を意味することもできる。また、ステージBの遂行は後述するツイスト書き込み動作を意味することもできる。この場合、t54010はセルインターリービングの遂行前、t54020はセルインターリービングの遂行後、t54030はツイスト書き込み動作の遂行後に相当することができる。
図55は本発明の他の実施例による時間インターリーバーのコンボリューショナルインターリービング及びブロックインターリービングの動作過程の一例示を示す図である。
前述した過程によってステージA及び/又はステージBのセルインターリービングを経た後、前述したようにブロックインターリービング又はコンボリューショナルインターリービングが遂行されることができる。実施例によって、前述したように、コンボリューショナルインターリービングがブロックインターリービングより先に遂行されることもできる。
コンボリューショナルインターリービングがブロックインターリービングより先に行われる場合、FECブロックのセルは図示のような順序を有することができる。コンボリューショナルインターリービングが遂行された後、セルインターリーブされたセルがそれぞれ分けられて複数のフレームに配置されることができる。これにより、複数のFECブロック内のセルが複数のフレームに分散できる。その後、ブロックインターリービングが遂行され、各フレーム内のセルがブロックを成して順序が変わることができる。
ここで示したブロックインターリービングとコンボリューショナルインターリービングは一実施例であるだけで、ブロックインターリービング後にコンボリューショナルインターリービングが行われる場合の詳細な動作は図示のものとは違うことができる。
図56は本発明の他の実施例による時間インターリーバーのブロックインターリービングの動作過程の他の例示を示す図である。
前述したものとは異なり、ブロックインターリービング後にコンボリューショナルインターリービングが行われる場合の実施例が示されている。この場合、ブロックインターリーバーは少なくとも一つのFECブロックを含むTIブロックをブロックインターリーブすることができる。また、コンボリューショナルインターリーバーはブロックインターリーブされたTIブロックを複数の信号フレームに分散させてインターリーブすることができる。
ブロックインターリーバーは、FECブロック内のセル又はセルペアを列(column)方向に線形的に書き込み(t56010)、対角線方向に読み取る(t56020)ことで、インターリーブすることができる(linear writing、diagonal wise reading)。ここで、基準になる書き込み/読み取り単位をメモリユニット(MU)と言える。メモリユニットは、前述したように、セルが一つであるか、二つ(ペア)であり得る。メモリユニット内のセルの数は星霜マッパーでどの星霜を使うかによって違うことができる。一実施例によってQPSKが使われる場合、連続した二つのセルのペアがMUになって書き込まれるか読み取られることができ、他の星霜が使われる場合、一つのセルがMUになって書き込まれるか読み取られることができる。
書き込み動作の際、メモリ上の左側部は仮想FECブロックで満たされ、右側部は実際データを有するFECブロックで満たされることができる。実施例によって、メモリ上の右側部に仮想FECブロックが満たされ、左側部に実際データを有するFECブロックが満たされることができる。読み取り動作の際、ブロックインターリーバーは対角線方向にMUを読み取って行くことができる。読み取り動作は、一番目行から、右下側対角線方向に遂行されることができ、一番左側列から始まることができる。読み取り動作の際、この仮想FECブロックのセル又はセルペア(すなわち、MU)は読み取らずにスキップすることができる。
図57は本発明の他の実施例による時間インターリーバーのブロックインターリービングの動作過程を示す図である。
ブロックインターリービングが遂行されるとき、前述した過程によってMUの書き込み/読み取り過程が遂行されることができる。この際、ブロックインターリーバーはメモリAにTIブロックを書き込むことができる。TIブロックは少なくとも一つのFECブロックを含むことができる。ブロックインターリーバーが次のTIブロックをメモリBに前述した書き込み動作で書き込むとともに、既にメモリAに書き込まれたTIブロックを前述した読み取り動作で読み出すことができる。
ブロックインターリービングがコンボリューショナルインターリービングより先に行われる場合、読み取られたTIブロックはコンボリューショナルインターリーバーに伝達されることができる。このようなFIFO(First In First Out)方式でブロックインターリービングが遂行されることができる。
図58は本発明の他の実施例による時間デインターリーバーのブロックデインターリービング及びコンボリューショナルデインターリービング動作の一実施例を示す図である。
左側のフレームは、前述した送信側のコンボリューショナルインターリービング後、ブロックインターリービングを経た場合のセル構成を持っている。このようなセル構成を有するフレームが時間デインターリーバーのブロックデインターリーバー及びコンボリューショナルデインターリーバーに入力されることができる。
ブロックデインターリービング後にコンボリューショナルデインターリービングが行われる場合、メモリは複数のサブブロックを含むことができる。各サブブロックの大きさはLBI=maxkLIU(k)NFEC_TI_maxに定義されることができる。この実施例で、サブブロックの大きさは10に設定されることができる。また、メモリのサブブロックの数はNBI=NIU(NIU+1)/2=3で、総3個のサブブロックを含むことができる。
それぞれのサブブロックはアドレス発生器によって発生したアドレスによってデインターリービングに使われることができる。ここで、前述したように、読み取り動作において、クロックレート(clock rate)は書き込み動作のクロックレートに比べて2倍速いことができる。
実施例によって、各サブブロックはT2のアドレス発生器を使うか、あるいは線形アドレス発生器を使うことができる。表示された一番目サブブロックはコンボリューショナルデインターリービングに使われることができ、次の二番目及び三番目サブブロックはブロックデインターリービングに使われることができる。
図59は本発明の他の実施例による時間デインターリーバーのブロックデインターリービング及びコンボリューショナルデインターリービング動作の一実施例を示す図である。
0番目入力フレームが入力された場合のブロックデインターリービング及びコンボリューショナルデインターリービング動作を説明する。ここで、書き込み動作のためのアドレス値はアドレス発生器から得ることができる。この実施例で、読み取り作業のためのアドレス値は{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}であり得る。
X1クロックレートによって読み取り作業が遂行されることができる。入力フレーム#0のデータのセルは交互に{0,1}番目及び{2,3}番目サブメモリブロックに書き込まれることができる。ここで、書き込まれる単位は一つのセルではない複数のセルであり得る。本実施例では二つのセルペアを単位として動作が遂行されることができる。それぞれのセルペアが書き込まれるサブメモリブロックは互いに異なることができる。この動作は、各セルを送信側でインターリービングが遂行される前の順序に戻すためであり得る。この読み取り結果によって8個の連続した入力セルが右側のように再配列されることができる。この方式により、一番目サブメモリには0、14、7、・・・番目セルが順次位置することができる。
図60は本発明の他の実施例による時間デインターリーバーのブロックデインターリービング及びコンボリューショナルデインターリービング動作の一実施例を示す図である。
1番目入力フレームが入力された場合のブロックデインターリービング及びコンボリューショナルデインターリービング動作を説明する。ここで、書き込み動作のためのアドレス値は同様にアドレス発生器から得ることができる。全般的な動作は0番目入力フレームが入力された場合と類似している。この実施例で、読み取り作業のためのアドレス値は{0,2,4,6,8,1,3,5,7,9}であり得る。
1番目入力フレームの0、14が一番目サブメモリブロックに書き込まれるとともに、以前の過程によって一番目サブメモリブロックに書き込まれていた0番目入力フレームのセルが二番目サブメモリブロックに書き込まれることができる。この時に書き込まれる周期は2であって、2番目ごとのセルを読み出してさらに二番目サブメモリブロックに書き込むことができる。また、1番目入力フレームの6、11が三番目サブメモリブロックに書き込まれることができる。この方式で4個の連続した入力セルが右側のように再配列されることができる。
特に、この過程で読み取る過程が書き込む過程より2倍以上速くなければならないことが分かる。この際、毎イターレーションでサブブロックに読み取られるセルの数は、送信側のセルインターリーバーのステージB動作によって決定され、受信側のセルデインターリーバーの動作過程によってその数がカウントされることができる。
図61は本発明の他の実施例による時間デインターリーバーのブロックデインターリービング及びコンボリューショナルデインターリービング動作の一実施例を示す図である。
2番目入力フレームが入力された場合のブロックデインターリービング及びコンボリューショナルデインターリービング動作を説明する。ここで、書き込み動作のためのアドレス値は同様にアドレス発生器から得ることができる。全般的な動作は0番目入力フレームが入力された場合と類似している。この実施例で、読み取り作業のためのアドレス値は{0,4,8,3,7,2,6,1,5,9}、0番目FECブロックを読み取るために有用なアドレス値は{0,4,8,3,7}、1番目FECブロックを読み取るために有用なアドレス値は{2,6,1,8,9}であり得る。
同様に、毎イターレーションでサブブロックから読み取られるセルの数は、送信側のセルインターリーバーのステージB動作によって決定され、受信側のセルデインターリーバーの動作過程によってその数がカウントされることができる。実施例によって、サブブロックから読み取られるセルの数は送信側のツイスト書き込み動作によって決定されることもできる。
左側のTIメモリは0番目FECブロックを読み取った後の状態、右側のTIメモリは1番目FECブロックを出力した後の状態であり得る。図示の読み取られたFECブロックのセルを見ると、最後の出力される値は仮想の値であるので、最終の#0 FECブロックのセルの数は総9個であることが分かる。また、出力されるセルの順序は送信部でのステージAの出力順序又はセルインターリービング後の出力順序と同一であることが分かる。したがって、結果的に、受信部で追加のメモリなしでもセルデインターリービングが遂行されることが分かる。すなわち、前述したように、送信部ではステージB作業のためにメモリを使うことになるが、受信部ではメモリが不要になる。
図62は本発明の他の実施例による時間デインターリーバーのセルデインターリービング動作の一実施例を示す図である。
前述した実施例によって出力された0番目FECブロックはFECデコーディングメモリ(バッファー)に伝達されることができる。この伝達過程で、0番目FECブロックの各出力セルは順次セルデインターリーブされてFECデコーディングメモリに伝達されることができる。この過程で、前述したように、セルデインターリービングのための追加的なメモリを要求しないことができる。FECデコーディングメモリがその代わりに使われることができるからである。
前述した実施例で示すように、0番目出力FECブロックは9個のセルを有することができる。最後の1個のセルは仮想のセルであるからである。この読み取られた0番目FECブロックのセルはアドレス値L0を用いてFECデコーディングメモリに書き込まれることができる。この実施例で、L0は{0,7,4,2,6,5,8,1,3}であり得る。ここで、セルデインターリービングに使われるPRBSは出力されたFECブロックのセルと同期化(synchronization)するから、追加のメモリなしでセルデインターリービングが可能であり得る。
図63は本発明の他の実施例による時間デインターリーバーのステージB動作によるダイアグラムを示す図である。
ステージB動作が遂行されない場合、図示のように0番目FECブロックが出力されれば、セルデインターリービングのために追加的なメモリが必要であり得る。すなわち、出力されたFECブロックをセルデインターリーブするためにバッファーがさらに必要になる。その後、1番目及び2番目FECブロックに対しても同様である。
ステージB動作が行われる場合、図示のように0番目FECブロックが出力されるとともにセルデインターリービングが遂行されることができる。ここで、前述したように、FECデコーディングメモリが使われるので、追加的なメモリは不要であり得る。ここで、読み取り動作のためのクロックレートは書き込み動作のクロックレートに比べて2倍高いことができる。
ステージB動作による利点は最も代表的に受信側で追加的なメモリの必要性をなくすという点である。また、これにより、セルデインターリーバーとブロック及びコンボリューショナルデインターリーバーの間にオーバーラップされる地点(ジッター、jitter)を無くすことができる。また、全ての時間デインターリービング及びその詳細ブロック及びコンボリューショナルデインターリービング、セルデインターリービングの動作が簡単になることができ、よって、受信側でのオーバーヘッドが減ることができる。
図64は本発明の他の実施例による時間インターリーバー内のブロックインターリーバーの動作を示す図である。
ブロックインターリーバーは、前述したように、線形書き込み(column wise writing)及び対角読み取り(diagonal wise reading)によってセルをメモリに書き込むとか読み取ることによってインターリービングを遂行することができる。
実施例によって、ブロックインターリーバーは、前述した動作ではないツイスト書き込み動作によってブロックインターリービングを遂行することもできる。
ツイスト書き込み動作による実施例で、ブロックインターリーバーはセルインターリーバーから出力されたFECブロックをツイスト書き込み動作によってメモリに記憶することができる。ここで、ツイスト書き込み動作のための送信部側の追加的なメモリは要求されないことができる。送信側のツイスト書き込み動作は、受信部でセルデインターリーバーが動作するときに追加的なメモリが要求されないようにするために使われることができる。ツイスト書き込みパターンはコンボリューショナルデインターリーバー動作後に出力されるFECブロックのパターンを観察することによって分かる。また、ツイストブロックインターリービングは分散性質をもっと向上させることができる。
ここで、T(r)はr番目FECブロックであって、入力FECブロックを意味することができる。それぞれの元素はFECブロック内のセルを意味することができる。D(r)はT(r)がインターリーブされたFECブロックであって、出力FECブロックを意味することができる。それぞれの元素はインターリービング後のFECブロック内のセルを意味することができる。
図示の式(t64010)で、r番目FECブロック内のq番目入力セルtr、qは出力FECブロックのQ(q)番目セルと同じになるようにインターリービングが遂行されることができる(dr、Q(q))。ここで、qはインターリービングのためのインデックスで、0からNcells−1の値を有することができる。ここで、Q(q)はツイスト書き込み作業のためのアドレス値で、アドレス発生器によって生成されることができる。Q(q)はすべてのFECブロックに対して均等に適用できる。このツイスト書き込み過程で追加のバッファーは不要であり得る。
図65は本発明の他の実施例による時間インターリーバー内のブロックインターリーバーの動作をインターリービングユニットの数によって示す図である。
前述したように、実施例によってNIUの値が1である場合には、ツイストブロックインターリービングが遂行されないことができる。ここで、ブロックインターリービングがツイスト書き込み動作ではない、線形書き込み/対角読み取り動作によって行われる場合、NIUの値ブロックインターリーバーの動作に影響を与えないことができる。
NIUの値が1である場合(t65010)、ツイスト書き込み動作が使われないこともできる。この場合、単に線形的書き込み動作が遂行されることができる。本実施例で、NFEC_TI_max=2、Ncells=9、そしてNIU=1を仮定することができる。LIU、minは前述した定義によって4の値を有し、LIU(0)=9であり得る。aは前述した定義によって4の値を有することができる。インターリービングのためのシーケンスはアドレス発生器によって生成されることができ、ここで単純な線形書き込み動作が遂行されるので、Qは{0,1,2,3,4,5,6,7,8}のアドレス値を有することができる。
NIUの値が2以上の場合(t65020)、ツイスト書き込み動作が使われることができる。この場合には、前述したツイスト書き込み動作が遂行されることができる。本実施例で、NFEC_TI_max=2、Ncells=9、そしてNIU=2を仮定することができる。LIU、minは前述した定義によって4の値を有し、{LIU(0)、LIU(1)}={5,4}であり得る。aは前述した定義によって2の値を有することができる。この場合にも、インターリービングのためのシーケンスはアドレス発生器によって生成されることができる。ここで、ツイスト書き込み動作を遂行しなければならないので、Qは{0,1,5,6,2,3,7,8,4}のアドレス値を有することができる。メモリに書き込まれたFECブロックのセルの順序が入れ替わっていることが分かる。
図66は本発明の一実施例による放送信号を伝送する方法を示す図である。
本発明の一実施例による放送信号を伝送する方法は、入力ストリームを複数のPLPにフォーマットする段階、複数のPLPのデータをエンコードする段階、複数のPLPのエンコードされたデータを処理する段階及び/又はウェーブフォームのモジュールレーティング及び伝送段階を含むことができる。
本実施例で、まず入力フォーマッティングブロックが入力ストリームを複数のPLPにフォーマットすることができる(t66010)。ここで、入力フォーマッティングブロックは前述した入力フォーマッティングモジュールであり得る。入力ストリームは、前述したように、TS、GS、IPなどストリームであり得る。PLPは前述したDPであり得る。
その後、それぞれの複数のPLP内のデータがエンコーダーによってエンコードされることができる(t66020)。ここで、エンコードとは、前述したFECエンコーディング、ビットインターリービングなどの一連の動作を含む概念であり得る。エンコーディングに含まれるプロセスは実施例によって変更できる。実施例によって、エンコーダーにはFECエンコーダー、ビットインターリーバー、星霜マッパーが含まれることができる。実施例によって、このエンコーダーをBICMエンコーダーと呼ぶことができる。
エンコードされた複数のPLP内のデータはフレーミング及びインターリービングブロックによって処理されることができる(t66030)。ここで、フレーミング及びインターリービングブロックは前述したようである。このプロセッシングによって少なくとも一つの信号フレームが出力されることができる。
ウェーブフォーム変調によって、前述した少なくとも一つの信号フレームのデータが変調されることができる(t66040)。ウェーブフォーム変調はウェーブフォーム生成ブロックによって遂行されることができる。これは、実施例によって、OFDMモジュール、ウェーブフォームモジュールなどと呼ばれることもできる。ウェーブフォーム生成ブロックの動作によって、ウェーブフォーム変調されたデータを含む放送信号が伝送されることができる。ウェーブフォーム生成ブロックは、実施例によって、少なくとも一つのアンテナを含むことができる。
本発明の他の実施例による放送信号を伝送する方法において、前述したフレーミング及びインターリービングブロックがエンコードされたデータを処理する段階は、時間インターリーバーが複数のPLP内のデータを時間インターリーブする段階、フレーマーが時間インターリーバーされたデータを少なくとも一つの信号フレームにフレームマッピングする段階及び/又は周波数インターリーバーが信号フレームのデータを周波数インターリーブする段階をさらに含むことができる。
時間インターリーバー、フレーマー及び/又は周波数インターリーバーは前述したフレーミング及びインターリービングブロックに含まれることができる。時間インターリーバーは、実施例によって、BICMエンコーダーに含まれることもでき、BICMエンコーダーの外部に位置してBICMエンコーダーの出力を時間インターリーブすることもできる。ここで、フレーマーは前述したフレームビルダー、又はその内部のセルマッパーに相当することができる。フレーマーは、少なくとも一つの信号フレームに各種処理が遂行されたPLPデータをマッピングすることができる。
本発明のさらに他の実施例による放送信号を伝送する方法において、前述した時間インターリーバーが時間インターリーブする段階は、セルインターリーバーがPLP内のデータをセルインターリーブする段階、ブロックインターリーバーがPLP内のデータをブロックインターリーブする段階及び/又はコンボリューショナルインターリーバーがPLP内のデータをコンボリューショナルインターリーブする段階をさらに含むことができる。
セルインターリーバー、ブロックインターリーバー及び/又はコンボリューショナルインターリーバーは前述した時間インターリーバーに含まれることができる。
本発明のさらに他の実施例による放送信号を伝送する方法において、前述したセルインターリービング段階は、PLP内の、一つのFECブロック内で、セルの順序を変える(permuting)段階をさらに含むことができる。セルインターリーバーは、FECブロック内のセルを線形に書き込み、書き込まれたセルにさらにランダム読み取りを遂行することにより、セルインターリービングを遂行することができる。ランダム読み取りは、そのFECブロックのための置換シーケンスによって遂行されることができる。置換シーケンスは一つの擬似ランダム(Pseudo random)シーケンスをシフトすることによって生成されることができる。
本発明のさらに他の実施例による放送信号を伝送する方法において、前述したブロックインターリービング段階は、まず第1メモリ一つのTIブロックを書き込み、ついでTIブロックを第2メモリに書き込むとともに第1メモリに書き込まれたTIブロックを読み出す動作を含むことができる。ここで、TIブロックは少なくとも一つのFECブロックを含むことができる。
本発明のさらに他の実施例による放送信号を伝送する方法において、前述したTIブロックを第1メモリ又は第2メモリに書き込む動作は、FECブロックをメモリに列方向に書き込む動作をさらに含むことができる。この際、仮想FECブロックが、メモリ内で、書き込まれるFECブロックの前に位置することができる。
本発明のさらに他の実施例による放送信号を伝送する方法において、書き込まれたTIブロックを読み取る動作は、書き込まれたFECブロックのMU(Memory Units)をダイアゴナルワイズに読み取る動作を含むことができる。ここで、MUはメモリの処理基本単位ユニットを意味する言葉であり、一つのMUは一つのセルであり得る。実施例によって、一つのMUに複数のセルが入るか、連続した二つのセルが入ることもできる。ここで、ダイアゴナルワイズ読み取りは対角読み取りに相当することができる。読み取り動作中に仮想のFECブロックに含まれる仮想MUは読み取らずにスキップすることができる。
本発明のさらに他の実施例による放送信号を伝送する方法は、MIMOエンコーダーが複数のPLP内のエンコードされたデータをMIMOエンコードする段階をさらに含むことができる。MIMOエンコーダーはMIMOプリコーダーと呼ばれることもでき、実施例によって、エンコーダーとフレーミング及びインターリービングブロックの間に位置することができる。
本発明の一実施例による放送信号を受信する方法を説明する。本発明の一実施例による放送信号を受信する方法は示されていない。
本発明の一実施例による放送信号を受信する方法は、放送信号を受信してデモジュレートする段階、信号フレーム内のデータを処理する段階、PLP内のデータをデコードする段階及び/又はPLP内のデータを出力処理する段階を含むことができる。
まず、ウェーブフォームブロックが少なくとも一つの信号フレームを有する放送信号を受信することができる。ウェーブフォームブロックは送信側のウェーブフォーム生成ブロックに対応する受信側ブロックであり得る。ウェーブフォームブロックは信号フレーム内のデータをデモジュレートすることができる。
その後、パーシング及びデインターリービングブロックは少なくとも一つの信号フレーム内のデモジュレートされたデータを処理することができる。パーシング及びデインターリービングブロックは送信側のフレーミング及びインターリービングブロックに対応する受信側ブロックであり得る。パーシング及びデインターリービングブロックはフレーミング及びインターリービングブロックの逆過程を遂行することができる。このプロセッシング動作によって複数のPLPが出力されることができる。
その後、デコーダーは複数のPLP内のデータをデコードすることができる。ここで、デコーダーは送信側のエンコーダー乃至BICMエンコーダーに対応する受信側ブロックであり得る。デコーダーは星霜デマッパー、ビットデインターリーバー及び/又はFECデコーダーをさらに含むことができる。
出力プロセッシングブロックはPLP内のデコードされたデータに出力プロセッシングを遂行することができる。出力プロセッシングブロックは前述した送信側の入力プロセッシングブロックに対応する受信側ブロックであり得る。出力プロセッシングによって出力ストリームが出力されることができる。
本発明の他の実施例による放送信号を受信する方法において、前述したパーシング及びデインターリービングブロックの処理する段階は、周波数デインターリーバーが少なくとも一つの信号フレーム内のデータを周波数デインターリーブする段階、フレームパーサーが少なくとも一つの信号フレームからPLPをフレームパーシングする段階及び/又は時間デインターリーバーがPLP内のデータを時間デインターリーブする段階をさらに含むことができる。
パーシング及びデインターリービングブロックは、周波数デインターリーバー、フレームパーサー及び/又は時間デインターリーバーをさらに含むことができる。周波数デインターリーバー、フレームパーサー及び/又は時間デインターリーバーは、送信側の周波数インターリーバー、フレーマー、時間インターリーバーに対応する受信側モジュールであって、それぞれの送信側モジュールの逆過程を遂行することができる。
本発明のさらに他の実施例による放送信号を受信する方法において、前述した時間デインターリーブする段階は、コンボリューショナルデインターリーバーが複数のPLP内のデータをコンボリューショナルデインターリーブする段階、ブロックデインターリーバーが複数のPLP内のデータをブロックデインターリーブする段階、及びセルデインターリーバーが複数のPLP内のデータをセルデインターリーブする段階をさらに含むことができる。
時間デインターリーバーは、コンボリューショナルデインターリーバー、ブロックデインターリーバー及び/又はセルデインターリーバーを含むことができる。コンボリューショナルデインターリーバー、ブロックデインターリーバー及び/又はセルデインターリーバーは送信側のコンボリューショナルインターリーバー、ブロックインターリーバー、セルインターリーバーに対応する受信側モジュールであって、それぞれの送信側モジュールの逆過程を遂行することができる。
本発明のさらに他の実施例による放送信号を受信する方法において、前述したセルデインターリーブする動作は、PLP内の、一つのFECブロック内で、セルの順序を変える(permuting)動作をさらに含むことができる。セルデインターリーバーは、FECブロック内のセルをランダムに書き込み、書き込まれたセルにさらに線形読み取りを遂行することにより、セルデインターリービングを遂行することができる。セルデインターリービングは、そのFECブロックのための置換シーケンスによって遂行されることができる。置換シーケンスは一つの擬似ランダム(Pseudo random)シーケンスをシフトすることによって生成されることができる。
本発明のさらに他の実施例による放送信号を受信する方法において、前述したブロックデインターリービング段階は、まず第1メモリに一つのTIブロックを書き込み、ついでTIブロックを第2メモリに書き込むとともに第1メモリに書き込まれたTIブロックを読み出す動作を含むことができる。ここで、TIブロックは少なくとも一つのFECブロックを含むことができる。
本発明のさらに他の実施例による放送信号を受信する方法において、前述したTIブロックを第1メモリ又は第2メモリに書き込む動作は、FECブロックをメモリにダイアゴナルワイズに書き込む動作をさらに含むことができる。この際、仮想FECブロックが、メモリ内で、書き込まれるFECブロックの前に位置することができる。ここで、ダイアゴナルワイズ書き込みは対角書き込みに相当することができる。
本発明のさらに他の実施例による放送信号を受信する方法において、書き込まれたTIブロックを読み取る動作は、書き込まれたFECブロックのMU(Memory Units)を列方向に読み取る動作を含むことができる。読み取り動作中に仮想のFECブロックに含まれる仮想のMUは読み取らずにスキップすることができる。
本発明のさらに他の実施例による放送信号を受信する方法は、MIMOデコーダーが複数のPLP内のデータをMIMOデコードする段階をさらに含むことができる。MIMOデコーダーは、実施例によって、パーシング及びデインターリービングブロックとBICMデコーダーの間に位置することができる。
前述した段階は、実施例によって、省略するか、類似/同一の動作を行う他の段階に取り替えることができる。
図67は本発明の一実施例による放送信号を伝送する装置を示す図である。
本発明の一実施例による放送信号を伝送する装置は、前述した入力フォーマッティングブロック、エンコーダー、フレーミング及びインターリービングブロック及び/又はウェーブフォーム生成ブロックを含むことができる。時間インターリーバーは、セルインターリーバー、ブロックインターリーバー及び/又はコンボリューショナルインターリーバーをさらに含むことができる。エンコーダーは、FECエンコーダー、ビットインターリーバー及び/又は星霜マッパーをさらに含むことができる。それぞれのブロック及びモジュールは前述したようである。
本発明の一実施例による放送信号を伝送する装置及びその内部モジュール/ブロックは、前述した本発明の放送信号を伝送する方法の実施例を遂行することができる。
本発明の一実施例による放送信号を受信する装置を説明する。本発明の一実施例による放送信号を受信する装置は示されていない。
本発明の一実施例による放送コンテンツを受信する装置は、前述したウェーブフォームブロック、フレームパーサー、時間デインターリーバー、デコーダー及び/又は出力プロセッシングブロックを含むことができる。時間デインターリーバーは、コンボリューショナルデインターリーバー、ブロックデインターリーバー及び/又はセルデインターリーバーを含むことができる。デコーダーは、星霜デマッパー、ビットデインターリーバー及び/又はFECデコーダーをさらに含むことができる。それぞれのブロック及びモジュールは前述したようである。
本発明の一実施例による放送信号を受信する装置及びその内部モジュール/ブロックは、前述した本発明の放送信号を受信する方法の実施例を遂行することができる。
前述した放送信号を伝送する装置及び放送信号を受信する装置内部のブロック/モジュールなどはメモリに記憶された連続した遂行過程を行うプロセッサであることができ、実施例によって、装置の内/外部に位置するハードウェアエルレメントであり得る。
前述したモジュールは、実施例によって、省略するか、類似/同一の動作を行う他のモジュールに取り替えることができる。
モジュール又はユニットはメモリ(又は格納ユニット)に記憶された連続した遂行過程を行うプロセッサであり得る。前述した実施例に記述された各段階はハードウェア/プロセッサによって遂行されることができる。前述した実施例に記述された各モジュール/ブロック/ユニットはハードウェア/プロセッサとして動作することができる。また、本発明が提示する方法はコードとして実行されることができる。このコードはプロセッサが読める記録媒体に書き込まれることができ、よって装置(apparatus)が提供するプロセッサによって読み取られることができる。
説明の便宜のために、各図を分けて説明したが、各図に記述されている実施例を併合して新しい実施例を具現するように設計することも可能である。そして、通常の技術者の必要によって、以前に説明した実施例を実行するためのプログラムが記録されているコンピュータで読める記録媒体を設計することも本発明の権利範囲に属する。
本発明による装置及び方法は前述したような実施例の構成及び方法が限定されるように適用されるものではなく、前述した実施例は多様な変形が可能であるように各実施例の全部又は一部を選択的に組合せて構成することもできる。
一方、本発明が提案する方法をネットワークデバイスに備えられた、プロセッサが読める記録媒体に、プロセッサが読めるコードとして具現することが可能である。プロセッサが読める記録媒体はプロセッサによって読められるデータが記録されるすべての種類の記録装置を含む。プロセッサが読める記録媒体の例としては、ROM、RAM、CD−ROM、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ記憶装置などがあり、インターネットを介した伝送などのキャリアウェイブの形態に具現されることも含む。また、プロセッサが読める記録媒体はネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散されて、分散方式でプロセッサの読めるコードが記録されて実行されることができる。
また、以上では本発明の好適な実施例について示して説明したが、本発明は前述した特定の実施例に限定されなく、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しない範疇内で本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって多様な変形実施が可能であるのはもちろんのこと、このような変形実施は本発明の技術的思想や見込みから個別的に理解されてはいけないであろう。
そして、この明細書では物の発明と方法の発明の両者が説明されており、必要によっては両発明の説明が補充的に適用できる。
本発明の思想や範囲を逸脱せずに本発明の多様な変更及び変形が可能であることが当業者に理解可能であろう。よって、本発明は添付の請求項及びその同等な範囲内で提供される本発明の変更及び変形を含むものに意図される。
本明細書で装置及び方法の発明が共に言及され、装置及び方法の発明の説明は互いに補って適用できる。
多様な実施例が本発明を実施するための最善の形態で説明された。