本発明の好ましい実施形態に対して具体的に説明し、その例は添付した図面に示す。添付した図面を参照した以下の詳細な説明は、本発明の実施形態によって実現できる実施形態のみを示すよりは、本発明の好ましい実施形態を説明するためのものである。次の詳細な説明は、本発明に対する徹底した理解を提供するために細部事項を含む。しかしながら、本発明がこのような細部事項無しで実行できるということは当業者に自明である。
本発明で使用される大部分の用語は当該分野で広く使用される一般的なものから選択されるが、一部の用語は出願人により任意に選択され、その意味は必要によって次の説明で詳細に叙述する。したがって、本発明は用語の単純な名称や意味でない用語の意図した意味に基づいて理解されなければならない。
本発明は、次世代放送サービスに対する放送信号送信及び受信装置、及び方法を提供する。本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスは、地上波放送サービス、モバイル放送サービス、UHDTVサービスなどを含む。本発明は一実施形態に従って非−MIMO(non-Multiple Input Multiple Output)またはMIMO方式により次世代放送サービスに対する放送信号を処理することができる。本発明の一実施形態に係る非−MIMO方式は、MISO(Multiple Input Single Output)方式、SISO(Single Input Single Output)方式などを含むことができる。
以下、説明の便宜のためにMISOまたはMIMO方式は2つのアンテナを使用するが、本発明は2つ以上のアンテナを使用するシステムに適用できる。本発明は、特定用途に要求される性能を達成し、かつ受信機の複雑度を最小化するために最適化した3個のフィジカルプロファイル(PHY profile)(ベース(base)、ハンドヘルド(handheld)、アドバンス(advanced)プロファイル)を定義することができる。フィジカルプロファイルは、該当する受信機が実現しなければならない全ての構造のサブセットである。
3個のフィジカルプロファイルは大部分の機能ブロックを共有するが、特定ブロック及び/又はパラメータでは若干異なる。今後に追加でフィジカルプロファイルが定義できる。システムの発展のために、フューチャープロファイルはFEF(future extension frame)を介して単一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対する詳細な内容は後述する。
1.ベースプロファイル
ベースプロファイルは主にルーフトップ(roof-top)アンテナと連結される固定された受信装置の主な用途を示す。ベースプロファイルはある場所に移動できるが、比較的停止した受信範疇に属する携帯用装置も含むことができる。ベースプロファイルの用途は若干の改善された実行によりハンドヘルド装置または車両用に拡張できるが、このような使用用途はベースプロファイル受信機動作では期待されない。
受信のターゲット信号対雑音比の範囲は略10乃至20dBであるが、これは既存の放送システム(例えば、ATSC A/53)の15dB信号対雑音比の受信能力を含む。受信機複雑度及び消費電力はハンドヘルドプロファイルを使用するバッテリーで駆動されるハンドヘルド装置ほど重要でない。ベースプロファイルに対する重要システムパラメータが以下の<表1>に記載されている。
2.ハンドヘルドプロファイル
ハンドヘルドプロファイルは、バッテリー電源で駆動されるハンドヘルド及び車両用装置における使用のために設計される。当該装置は歩行者または車両速度で移動することができる。受信機複雑度だけでなく、消費電力はハンドヘルドプロファイルの装置の実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略0乃至10dBであるが、より低い室内受信のために意図された場合、0dB以下に達するように設定できる。
低信号対雑音比の能力だけでなく、受信機移動性により表れたドップラー効果に対する復原力はハンドヘルドプロファイルの最も重要な性能属性である。ハンドヘルドプロファイルに対する重要システムパラメータが以下の<表2>に記載されている。
3.アドバンスプロファイル
アドバンスプロファイルは、より大きい実行複雑度に対する代価としてより高いチャネル能力を提供する。当該プロファイルはMIMO送信及び受信を使用することを要求し、UHDTVサービスはターゲット用途であり、このために当該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、複数のSDTVまたはHDTVサービスを許容することにも使用できる。
アドバンスプロファイルのターゲット信号対雑音比の範囲は略20乃至30dBである。MIMO送信は初期には既存の楕円分極送信装備を使用し、以後に全出力交差分極送信に拡張できる。アドバンスプロファイルに対する重要システムパラメータが以下の<表3>に記載されている。
この場合、ベースプロファイルは地上波放送サービス及びモバイル放送サービスの全てに対するプロファイルに使用できる。即ち、ベースプロファイルはモバイルプロファイルを含むプロファイルの概念を定義するために使用できる。また、アドバンスプロファイルはMIMOを有するベースプロファイルに対するアドバンスプロファイル及びMIMOを有するハンドヘルドプロファイルに対するアドバンスプロファイルに区分できる。そして、当該3個のプロファイルは設計者の意図によって変更できる。
次の用語及び定義は本発明に適用できる。次の用語及び定義は設計によって変更できる。
補助ストリーム:フューチャーエクステンション(future extension:今後拡張)または放送社やネットワーク運営者により要求されるにつれて、使用できる未だ定義されていない変調及びコーディングのデータを伝達するセルのシーケンス
ベースデータパイプ(base data pipe):サービスシグナリングデータを伝達するデータパイプ
ベースバンドフレーム(または、BB FRAME):1つのFECエンコーディング過程(BCH及びLDPCエンコーディング)に対する入力を形成するKbchビットの集合
セル(cell):OFDM送信の1つのキャリアにより伝達される変調値
コーディングブロック(coded block):PLS1データのLDPCエンコーディングされたブロックまたはPLS2データのLDPCエンコーディングされたブロックのうちの1つ
データパイプ(data pipe):1つまたは複数のサービスまたはサービスコンポーネントを伝達することができるサービスデータ、または関連したメタデータを伝達する物理階層(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:当該8ビットフィールドはSYSTEM_IDにより識別されたシステム内でデータパイプを唯一に識別する。
ダミーセル(dummy cell):PLS(physical layer signalling)シグナリング、データパイプ、または補助ストリームのために使用されない残っている容量を詰めることに使用される疑似ランダム値を伝達するセル
FAC(emergency alert channel:非常警報チャネル):EAS情報データを伝達するフレームのうちの一部
フレーム(frame):プリアンブルで始めてフレームエッジシンボルで終了する物理階層(physical layer)タイムスロット
フレームレピティションユニット(frame repetition unit:フレーム繰り返し単位):スーパーフレーム(super-frame)で8回繰り返されるFEFを含む同一または異なるフィジカルプロファイルに属するフレームの集合
FIC(fast information channel:高速情報チャネル):サービスと当該ベースデータパイプとの間でのマッピング情報を伝達するフレームにおけるロジカルチャネル
FECBLOCK:データパイプデータのLDPCエンコーディングされたビットの集合
FFTサイズ:基本周期Tのサイクルで表現されたアクティブシンボル周期Tsと同一な特定モードに使用される名目上のFFTサイズ
フレームシグナリングシンボル(frame signaling symbol):PLSデータの一部を伝達する、FFTサイズ、ガードインターバル(guard interval)、及びスキャッタ(scattered)パイロットパターンの特定組み合わせにおけるフレームの開始で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
フレームエッジシンボル(frame edge symbol):FFTサイズ、ガードインターバル、及びスキャッタパイロットパターンの特定組み合わせにおけるフレームの端で使用される、より高いパイロット密度を有するOFDMシンボル
フレームグルーフ(frame-group):スーパーフレームで同一なフィジカルプロファイルタイプを有する全てのフレームの集合
フューチャーエクステンションフレーム(future extension frame:今後拡張フレーム):プリアンブルで始める、今後拡張に使用できるスーパーフレーム内で物理階層(physical layer)タイムスロット
フューチャーキャスト(future cast)UTBシステム:入力が1つ以上のMPEG2−TSまたはIP(Internet protocol)または一般ストリームであり、出力がRFシグナルである提案された物理階層(physical layer)放送システム
インプットストリーム(input stream:入力ストリーム):システムにより最終ユーザに伝達されるサービスの調和(ensemble)のためのデータのストリーム
ノーマル(normal)データシンボル:フレームシグナリングシンボル及びフレームエッジシンボルを除外したデータシンボル
フィジカルプロファイル(PHY profile):該当する受信機が実現しなければならない全ての構造のサブセット
PLS:PLS1及びPLS2で構成された物理階層(physical layer)シグナリングデータ
PLS1:PLS2のデコーディングに必要とするパラメータだけでなく、システムに関する基本情報を伝達する固定されたサイズ、コーディング、変調を有するFSS(frame signalling symbol)に伝達されるPLSデータの第1の集合
NOTE:PLS1データはフレームグルーフのデュレーション(duration)の間一定である。
PLS2:データパイプ及びシステムに関するより詳細なPLSデータを伝達するFSSに送信されるPLSデータの第2の集合
PLS2ダイナミック(dynamic:動的)データ:フレーム毎にダイナミック(dynamic:動的)に変化するPLS2データ
PLS2スタティック(static:静的)データ:フレームグルーフのデュレーションの間スタティック(static:静的)なPLS2データ
プリアンブルシグナリングデータ(preamble signaling data):プリアンブルシンボルにより伝達され、システムの基本モードを確認することに使用されるシグナリングデータ
プリアンブルシンボル(preamble symbol):基本PLSデータを伝達し、フレームの開始に位置する固定された長さのパイロットシンボル
NOTE:プリアンブルシンボルは、システム信号、そのタイミング、周波数オフセット、及びFFTサイズを検出するために高速初期バンドスキャンに主に使用される。
今後使用(future use)のためにリザーブド(reserved):現在文書で定義されないが、今後に定義できる
スーパーフレーム(superframe):8個のフレーム繰り返し単位の集合
タイムインターリービングブロック(time interleaving block:TI block):タイムインターリーバメモリの1つの用途に該当する、タイムインターリービングが実行されるセルの集合
タイムインターリービンググルーフ(time interleaving group:TI group):整数、ダイナミック(dynamic:動的)に変化するXFECBLOCKの数からなる、特定データパイプに対するダイナミック(dynamic:動的)容量割当が実行される単位
NOTE:タイムインターリービンググルーフは1つのフレームに直接マッピングされるか、または複数のフレームにマッピングできる。タイムインターリービンググルーフは1つ以上のタイムインターリービングブロックを含むことができる。
タイプ1のデータパイプ(Type 1 DP):全てのデータパイプがフレームにTDM(time division multiplexing)方式によりマッピングされるフレームのデータパイプ
タイプ2のデータパイプ(Type 2 DP):全てのデータパイプがフレームにFDM方式によりマッピングされるフレームのデータパイプ
XFECBLOCK:1つのLDPC FECBLOCKの全てのビットを伝達するNcellsセルの集合
図1は、本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置の構造を示す。
本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置は、インプットフォーマットブロック(Input Format block)1000、BICM(bit interleaved coding & modulation)ブロック1010、フレームビルディングブロック(Frame building block)1020、OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)ジェネレーションブロック(OFDM generation block)1030、及びシグナリング生成ブロック1040を含むことができる。放送信号送信装置の各ブロックの動作について説明する。
IPストリーム/パケット及びMPEG2−TSは主要入力フォーマットであり、他のストリームタイプは一般ストリームとして扱われる。これらデータ入力に追加で、管理情報が入力されて各入力ストリームに対する当該帯域幅のスケジューリング及び割当を制御する。1つまたは複数のTSストリーム、IPストリーム、及び/又は一般ストリーム入力が同時に許容される。
インプットフォーマットブロック1000は各々の入力ストリームを独立的なコーディング及び変調が適用される1つまたは複数のデータパイプにデマルチプレキシングすることができる。データパイプは堅固性(robustness)の制御のための基本単位であり、これはQoS(Quality of Service)に影響を及ぼす。1つまたは複数のサービスまたはサービスコンポーネントが1つのデータパイプにより伝達できる。インプットフォーマットブロック1000の詳細な動作は後述する。
データパイプは1つまたは複数のサービスまたはサービスコンポーネントを伝達することができるサービスデータ、または関連メタデータを伝達する物理階層(physical layer)におけるロジカルチャネルである。
また、データパイプユニットは1つのフレームでデータセルをデータパイプに割り当てるための基本ユニットである。
インプットフォーマットブロック1000で、パリティ(parity)データはエラー訂正のために追加され、エンコーディングされたビットストリームは複素数値コンステレーションシンボルにマッピングされる。当該シンボルは当該データパイプに使用される特定インターリービング深さに亘ってインターリービングされる。アドバンスプロファイルにおいて、BICMブロック1010でMIMOエンコーディングが実行され、追加データ経路がMIMO送信のために出力に追加される。BICMブロック1010の詳細な動作は後述する。
フレームビルディングブロック1020は、1つのフレーム内で入力データパイプのデータセルをOFDMシンボルにマッピングすることができる。マッピング後、周波数領域ダイバーシティのために、特に周波数選択的フェーディングチャネルを防止するために、周波数インターリービングが用いられる。フレームビルディングブロック1020の詳細な動作は後述する。
プリアンブルを各フレームの開始に挿入した後、OFDMジェネレーションブロック1030はサイクリックプレフィックス(cyclic prefix)をガードインターバルとして有する既存のOFDM変調を適用することができる。アンテナスペースダイバーシティのために、分散された(distributed)MISO方式が送信機に亘って適用される。また、PAPR(peak-to-average power ratio)方式が時間領域で実行される。柔軟なネットワーク方式のために、該当の提案は様々なFFTサイズ、ガードインターバル長さ、当該パイロットパターンの集合を提供する。OFDMジェネレーションブロック1030の詳細な動作は後述する。
シグナリング生成ブロック1040は、各機能ブロックの動作に使用される物理階層(physical layer)シグナリング情報を生成することができる。また、当該シグナリング情報は関心あるサービスが受信機側で適切に復旧されるように送信される。シグナリング生成ブロック1040の詳細な動作は後述する。
図2、図3、及び図4は、本発明の実施形態に係るインプットフォーマットブロック1000を示す。各図面について説明する。
図2は、本発明の一実施形態に係るインプットフォーマットブロックを示す。図2は、入力信号が単一入力ストリーム(single input stream)の時のインプットフォーマットブロックを示す。
図2に図示されたインプットフォーマットブロックは、図1を参照して説明したインプットフォーマットブロック1000の一実施形態に該当する。
物理階層(physical layer)への入力は1つまたは複数のデータストリームで構成できる。各々のデータストリームは1つのデータパイプにより伝達される。モードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)モジュールは入力されるデータストリームをBBF(baseband frame)のデータフィールドにスライスする。当該システムは3種類の入力データストリーム、即ちMPEG2−TS、IP、GS(generic stream)をサポートする。MPEG2−TSは第1のバイトが同期バイト(0×47)である固定された長さ(188バイト)のパケットを特徴とする。IPストリームはIPパケットヘッダ内でシグナリングされる可変長さIPデータグラムパケットで構成される。当該システムはIPストリームに対してIPv4とIPv6を全てサポートする。GSはカプセル化パケットヘッダ内でシグナリングされる可変長さパケットまたは一定長さパケットで構成できる。
(a)は信号データパイプに対するモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロック2000、及びストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)2010を示し、(b)はPLSデータを生成及び処理するためのPLS生成ブロック2020及びPLSスクランブラー2030を示す。各ブロックの動作について説明する。
入力ストリームスプリッタは、入力されたTS、IP、GSストリームを複数のサービスまたはサービスコンポーネント(オーディオ、ビデオなど)ストリームに分割する。モードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)モジュール2010は、CRCエンコーダ、BB(baseband)フレームスライサー、及びBBフレームヘッダ挿入ブロックで構成される。
CRCエンコーダは、ユーザパケット(user packet:UP)レベルでのエラー検出のための3種類のCRCエンコーディング、即ちCRC−8、CRC−16、CRC−32を提供する。算出されたCRCバイトはUPの後に添付される。CRC−8はTSストリームに使われ、CRC−32はIPストリームに使用される。GSストリームがCRCエンコーディングを提供しなければ、提案されたCRCエンコーディングが適用されなければならない。
BBフレームスライサーは、入力を内部ロジカルビットフォーマットにマッピングする。第1の受信ビットはMSBと定義する。BBフレームスライサーは、使用可能データフィールド容量と同一な数の入力ビットを割り当てる。BBFペイロードと同一な数の入力ビットを割り当てるために、UPストリームがBBFのデータフィールドに合うようにスライスされる。
BBフレームヘッダ挿入ブロックは、2バイトの固定された長さのBBFヘッダをBBフレームの前に挿入することができる。BBFヘッダは、STUFFI(1ビット)、SYNCD(13ビット)、及びRFU(2ビット)で構成される。固定された2バイトBBFヘッダだけでなく、BBFは2バイトBBFヘッダの端に拡張フィールド(1または3バイト)を有することができる。
ストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)2010は、スタッフィング(stuffing)挿入ブロック及びBBスクランブラーで構成される。スタッフィング挿入ブロックは、スタッフィングフィールドをBBフレームのペイロードに挿入することができる。ストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)に対する入力データがBBフレームを詰めることに充分であれば、STUFFIは0に設定され、BBFはスタッフィングフィールドを有しない。でなければ、STUFFIは1に設定され、スタッフィングフィールドはBBFヘッダの直後に挿入される。スタッフィングフィールドは、2バイトのスタッフィングフィールドヘッダ及び可変サイズのスタッフィングデータを含む。
BBスクランブラーは、エネルギー分散のために完全なBBFをスクランブリングする。スクランブリングシーケンスは、BBFと同期化される。スクランブリングシーケンスは、フィードバックシフトレジスタにより生成される。
PLS生成ブロック2020は、PLSデータを生成することができる。PLSは、受信機でフィジカルレイヤ(physical layer)データパイプに接続できる手段を提供する。PLSデータは、PLS1データ及びPLS2データで構成される。
PLS1データは、PLS2データのデコーディングに必要とするパラメータだけでなく、システムに関する基本情報を伝達する固定されたサイズ、コーディング、変調を有するフレームからFSSに伝達されるPLSデータの第1の集合である。PLS1データは、PLS2データの受信及びデコーディングを可能なようにすることに要求されるパラメータを含む基本送信パラメータを提供する。また、PLS1データはフレームグルーフのデュレーションの間一定である。
PLS2データは、データパイプ及びシステムに関するより詳しいPLSデータを伝達するFSSに送信されるPLSデータの第2の集合である。PLS2は、受信機が所望のデータパイプをデコーディングすることに充分の情報を提供するパラメータを含む。PLS2シグナリングは、PLS2スタティック(static:静的)データ(PLS2−STATデータ)及びPLS2ダイナミック(dynamic:動的)データ(PLS2−DYNデータ)の2種類のパラメータでさらに構成される。PLS2スタティック(static:静的)データは、フレームグルーフのデュレーションの間スタティック(static:静的)なPLS2データであり、PLS2ダイナミック(dynamic:動的)データはフレーム毎にダイナミック(dynamic:動的)に変化するPLS2データである。
PLSデータに対する詳細な内容は後述する。
PLSスクランブラー2030は、エネルギー分散のために生成されたPLSデータをスクランブリングすることができる。
前述したブロックは省略されることもでき、類似または同一機能を有するブロックにより取り替えることもできる。
図3は、本発明の他の一実施形態に係るインプットフォーマットブロックを示す。
図3に図示されたインプットフォーマットブロックは、図1を参照して説明したインプットフォーマットブロック1000の一実施形態に該当する。
図3は、入力信号がマルチインプットストリーム(multi input stream:複数の入力ストリーム)に該当する場合、インプットフォーマットブロックのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックを示す。
マルチインプットストリーム(multi input stream:複数の入力ストリーム)を処理するためのインプットフォーマットブロックのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックは、複数入力ストリームを独立的に処理することができる。
図3を参照すると、マルチインプットストリーム(multi input stream:複数の入力ストリーム)を各々処理するためのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックは、インプットストリームスプリッタ(input stream splitter)3000、インプットストリームシンクロナイザー(input stream synchronizer)3010、コンペンセーティングディレイ(compensation delay:補償遅延)ブロック3020、ヌルパケットディリーションブロック(null packet deletion block)3030、ヘッダコンプレッションブロック(header compression block)3040、CRCエンコーダ(CRC encoder)3050、BBフレームスライサー(BB frame slicer)3060、及びBBヘッダ挿入ブロック(BB header insertion block)3070を含むことができる。モードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックの各ブロックについて説明する。
CRCエンコーダ3050、BBフレームスライサー3060、及びBBヘッダ挿入ブロック3070の動作は、図2を参照して説明したCRCエンコーダ、BBフレームスライサー、及びBBヘッダ挿入ブロックの動作に該当するので、その説明は省略する。
インプットストリームスプリッタ3000は、入力されたTS、IP、GSストリームを複数のサービスまたはサービスコンポーネント(オーディオ、ビデオなど)ストリームに分割する。
インプットストリームシンクロナイザー3010は、ISSYと呼ばれることができる。ISSYは如何なる入力データフォーマットに対してもCBR(constant bit rate)及び一定の終端間送信(end-to-end transmission)遅延を保証する適した手段を提供することができる。ISSYはTSを伝達する複数のデータパイプの場合に常に用いられ、GSストリームを伝達する複数のデータパイプに選択的に用いられる。
コンペンセーティングディレイ(compensation delay:補償遅延)ブロック3020は、受信機で追加でメモリを必要とせず、TSパケット再結合メカニズムを許容するためにISSY情報の挿入に後続する分割されたTSパケットストリームを遅延させることができる。
ヌルパケットディリーションブロック3030は、TS入力ストリームの場合のみに使用される。一部のTS入力ストリームまたは分割されたTSストリームはVBR(variable bit-rate)サービスをCBR TSストリームに収容するために存在する複数のヌルパケットを有することができる。この場合、不要な送信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送信されないことがある。受信機で、除去されたヌルパケットは送信に挿入されたDNP(deleted null-packet:除去されたヌルパケット)カウンターを参照して元の存在していた正確な場所に再挿入できるので、CBRが保証され、タイムスタンプ(PCR)更新の必要がなくなる。
ヘッダコンプレッションブロック3040は、TSまたはIP入力ストリームに対する送信効率を増加させるためにパケットヘッダ圧縮を提供することができる。受信機はヘッダの特定部分に対する先験的な(a priori)情報を有することができるので、この知られた情報(known information)は送信機から削除できる。
TSに対し、受信機は同期バイト構成(0×47)及びパケット長さ(188バイト)に関する先験的な情報を有することができる。入力されたTSが1つのPIDのみを有するコンデンツを伝達すれば、即ち、1つのサービスコンポーネント(ビデオ、オーディオなど)、またはサービスサブコンポーネント(SVCベースレイヤ、SVCインヘンスメントレイヤ、MVCベースビュー、またはMVC依存ビュー)に対してのみ、TSパケットヘッダ圧縮がTSに(選択的に)適用できる。TSパケットヘッダ圧縮は入力ストリームがIPストリームの場合、選択的に使用される。前記ブロックは省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取り替えることができる。
図4は、本発明の他の実施形態に係るインプットフォーマットブロックを示す。
図4に図示されたインプットフォーマットブロックは、図1を参照して説明したインプットフォーマットブロック1000の一実施形態に該当する。
図4は、入力信号がマルチインプットストリーム(multi input stream:複数の入力ストリーム)に該当する場合、インプットフォーマットブロックのストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)ブロックを示す。
図4を参照すると、マルチインプットストリーム(multi input stream:複数の入力ストリーム)を各々処理するためのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックは、スケジューラー4000、1−フレームディレイ(delay)ブロック4010、スタッフィング挿入ブロック4020、インバンド(In-band)シグナリングブロック4030、BBフレームスクランブラー4040、PLS生成ブロック4050、及びPLSスクランブラー4060を含むことができる。ストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)ブロックの各ブロックについて説明する。
スタッフィング挿入ブロック4020、BBフレームスクランブラー4040、PLS生成ブロック4050、PLSスクランブラー4060の動作は、図2を参照して説明したスタッフィング挿入ブロック、BBスクランブラー、PLS生成ブロック、PLSスクランブラー4060の動作に該当するので、その説明は省略する。
スケジューラー4000は各データパイプのFECBLOCKの量から全体フレームに亘って全体のセル割当を決定することができる。PLS、EAC、及びFICに対する割当を含み、スケジューラーはフレームのFSSのPLSセルまたはインバンド(In-band)シグナリングに送信されるPLS2−DYNデータの値を生成する。FECBLOCK、EAC、FICに対する詳細な内容は後述する。
1−フレームディレイ(delay)ブロック4010は、次のフレームに関するスケジューリング情報がデータパイプに挿入されるインバンド(In-band)シグナリング情報に関する現フレームを介して送信できるように入力データを1つの送信フレームだけ遅延させることができる。
インバンド(In-band)シグナリングブロック4030は、PLS2データの遅延されない部分をフレームのデータパイプに挿入することができる。
前述したブロックは省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取り替えることができる。
図5は、本発明の一実施形態に係るBICMブロックを示す。
図5に図示されたBICMブロックは、図1を参照して説明したBICMブロック1010の一実施形態に該当する。
前述したように、本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置は、地上波放送サービス、モバイル放送サービス、UHDTVサービスなどを提供することができる。
QoSが本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置により提供されるサービスの特性に依存するので、各々のサービスに該当するデータは互いに異なる方式により処理されなければならない。したがって、本発明の一実施形態に係るBICMブロックは、SISO、MISO、MIMO方式を各々のデータ経路に該当するデータパイプに独立的に適用することによって、各データパイプを独立的に処理することができる。結果的に、本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置は、各々のデータパイプを介して送信される各サービスまたはサービスコンポーネントに対するQoSを調節することができる。
(a)はベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルにより共有されるBICMブロックを示し、(b)はアドバンスプロファイルのBICMブロックを示す。
ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルにより共有されるBICMブロック及びアドバンスプロファイルのBICMブロックは、各々のデータパイプを処理するための複数の処理ブロックを含むことができる。
ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルに対するBICMブロック及びアドバンスプロファイルに対するBICMブロックの各々の処理ブロックについて説明する。
ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルに対するBICMブロックの処理ブロック5000は、データFECエンコーダ5010、ビットインターリーバ5020、コンステレーションマッパー(mapper)5030、SSD(signal space ダイバーシティ)エンコーディングブロック5040、及びタイムインターリーバ5050を含むことができる。
データFECエンコーダ5010は、外部コーディング(BCH)及び内部コーディング(LDPC)を用いてFECBLOCK手続を生成するために入力BBFにFECエンコーディングを実行する。外部コーディング(BCH)は選択的なコーディング方法である。データFECエンコーダ5010の具体的な動作については後述する。
ビットインターリーバ5020は、効率的に実現可能な構造を提供しながらデータFECエンコーダ5010の出力をインターリービングしてLDPCコード及び変調方式の組み合わせにより最適化された性能を達成することができる。ビットインターリーバ5020の具体的な動作については後述する。
コンステレーションマッパー5030は、QPSK、QAM−16、不均一QAM(NUQ−64、NUQ−256、NUQ−1024)、または不均一コンステレーション(NUC−16、NUC−64、NUC−256、NUC−1024)を用いてベース及びハンドヘルドプロファイルでビットインターリーバ5020からの各々のセルワードを変調するか、またはアドバンスプロファイルでセルワードデマルチプレクサ5010−1からのセルワードを変調してパワーが正規化されたコンステレーションポイントelを提供することができる。当該コンステレーションマッピングは、データパイプに対してのみ適用される。NUQが任意の形態を有する一方、QAM−16及びNUQは正四角形の形態を有することが観察される。各々のコンステレーションが90度の倍数だけ回転されれば、回転されたコンステレーションは元のものと正確に重なる。回転対称特性によって実数及び虚数コンポーネントの容量及び平均パワーが互いに同一になる。NUQ及びNUCは全て各コードレート(code rate)に対して特別に定義され、使用される特定の1つはPLS2データに保管されたパラメータDP_MODによりシグナリングされる。
SSDエンコーディングブロック5040は、2次元、3次元、4次元でセルをフリーコーディングし、難しいフェーディング条件で受信堅固性(robustness)を増加させることができる。
タイムインターリーバ5050は、データパイプレベルで動作することができる。タイムインターリービングのパラメータは、各々のデータパイプに対して異なるように設定できる。タイムインターリーバ5050の具体的な動作に関しては後述する。
アドバンスプロファイルに対するBICMブロックの処理ブロック5000−1は、データFECエンコーダ、ビットインターリーバ、コンステレーションマッパー、及びタイムインターリーバを含むことができる。
但し、処理ブロック5000−1はセルワードデマルチプレクサ5010−1及びMIMOエンコーディングブロック5020−1をさらに含むという点で処理ブロック5000と区別される。
また、処理ブロック5000−1におけるデータFECエンコーダ、ビットインターリーバ、コンステレーションマッパー、タイムインターリーバの動作は、前述したデータFECエンコーダ5010、ビットインターリーバ5020、コンステレーションマッパー5030、タイムインターリーバ5050の動作に該当するので、その説明は省略する。
セルワードデマルチプレクサ5010−1は、アドバンスプロファイルのデータパイプがMIMO処理のために単一セルワードストリームを二重セルワードストリームに分離することに使用される。セルワードデマルチプレクサ5010−1の具体的な動作に関しては後述する。
MIMOエンコーディングブロック5020−1は、MIMOエンコーディング方式を用いてセルワードデマルチプレクサ5010−1の出力を処理することができる。MIMOエンコーディング方式は、放送信号送信のために最適化された。MIMO技術は、容量増加を得るための有望な方式であるが、チャネル特性に依存する。特別に放送に対し、互いに異なる信号伝搬特性による2アンテナの間の受信信号パワーの差、またはチャネルの強いLOSコンポーネントはMIMOから容量利得を得ることを難しくする。提案されたMIMOエンコーディング方式は、MIMO出力信号のうちの1つの位相ランダム化及び回転基盤プリコーディングを用いてこの問題を克服する。
MIMOエンコーディングは、送信機及び受信機の全てで少なくとも2つのアンテナを必要とする2×2MIMOシステムのために意図される。2つのMIMOエンコーディングモードは本提案であるFR−SM(full-rate spatial multiplexing)及びFRFD−SM(full-rate full-ダイバーシティ spatial multiplexing)で定義される。FR−SMエンコーディングは受信機側における比較的小さい複雑度増加により容量増加を提供する一方、FRFD−SMエンコーディングは受信機側における大きい複雑度増加で容量増加及び追加的なダイバーシティ利得を提供する。提案されたMIMOエンコーディング方式はアンテナ極性配置を制限しない。
MIMO処理はアドバンスプロファイルフレームに要求されるが、これはアドバンスプロファイルフレームにおける全てのデータパイプがMIMOエンコーダにより処理されることを意味する。MIMO処理はデータパイプレベルで適用される。コンステレーションマッパー出力のペア(pair:対)であるNUQ(e1,i及びe2,i)はMIMOエンコーダの入力により供給される。MIMOエンコーダ出力ペア(pair:対)(g1,i及びg2,i)は各々の送信アンテナの同一なキャリアk及びOFDMシンボルlにより送信される。
前述したブロックは省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取り替えることができる。
図6は、本発明の他の実施形態に係るBICMブロックを示す。
図6に図示されたBICMブロックは、図1を参照して説明したBICMブロック1010の一実施形態に該当する。
図6は、PLS、EAC、及びFICの保護のためのBICMブロックを示す。EACはEAS情報データを伝達するフレームの一部であり、FICはサービスと該当するベースデータパイプとの間でマッピング情報を伝達するフレームにおけるロジカルチャネルである。EAC及びFICに対する詳細な説明は後述する。
図6を参照すると、PLS、EAC、及びFICの保護のためのBICMブロックは、PLS FECエンコーダ6000、ビットインターリーバ6010、及びコンステレーションマッパー6020を含むことができる。
また、PLS FECエンコーダ6000は、スクランブラー、BCHエンコーディング/ゼロ挿入ブロック、LDPCエンコーディングブロック、及びLDPCパリティパンクチャリング(puncturing)ブロックを含むことができる。BICMブロックの各ブロックについて説明する。
PLS FECエンコーダ6000は、スクランブリングされたPLS 1/2データ、EAC及びFICセクションをエンコーディングすることができる。
スクランブラーは、BCHエンコーディング及びショートニング(shortening)及びパンクチャリングされたLDPCエンコーディングの前にPLS1データ及びPLS2データをスクランブリングすることができる。
BCHエンコーディング/ゼロ挿入ブロックは、PLS保護のためのショートニングされたBCHコードを用いてスクランブリングされたPLS 1/2データに外部エンコーディングを遂行し、BCHエンコーディングの後にゼロビットを挿入することができる。PLS1データに対してのみゼロ挿入の出力ビットがLDPCエンコーディングの前にパーミュテーション(permutation)できる。
LDPCエンコーディングブロックは、LDPCコードを用いてBCHエンコーディング/ゼロ挿入ブロックの出力をエンコーディングすることができる。完全なコーディングブロックを生成するために、Cldpc及びパリティビットPldpcは各々のゼロが挿入されたPLS情報ブロックIldpcから組織的にエンコーディングされ、その後に添付される。
PLS1及びPLS2に対するLDPCコードパラメータは、次の<表4>の通りである。
LDPCパリティパンクチャリングブロックは、PLS1データ及びPLS2データに対してパンクチャリングを遂行することができる。
ショートニングがPLS1データ保護に適用されれば、一部のLDPCパリティビットはLDPCエンコーディングの後にパンクチャリングされる。また、PLS2データ保護のために、PLS2のLDPCパリティビットがLDPCエンコーディングの後にパンクチャリングされる。これらパンクチャリングされたビットは送信されない。
ビットインターリーバ6010は、各々のショートニング及びパンクチャリングされたPLS1データ及びPLS2データをインターリービングすることができる。
コンステレーションマッパー6020は、ビットインターリービングされたPLS1データ及びPLS2データをコンステレーションにマッピングすることができる。
前述したブロックは省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取り替えることができる。
図7は、本発明の一実施形態に係るフレームビルディングブロック(frame building block)を示す。
図7に図示したフレームビルディングブロックは、図1を参照して説明したフレームビルディングブロック1020の一実施形態に該当する。
図7を参照すると、フレームビルディングブロックは、ディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロック7000、セルマッパー(cell mapper)7010、及びフリークエンシーインターリーバ(frequency interleaver)7020を含むことができる。フレームビルディングブロックの各ブロックに関して説明する。
ディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロック7000は、データパイプと該当するPLSデータとの間のタイミングを調節して送信機側でデータパイプと該当するPLSデータとの間の同時性(co-time)を保証することができる。インプットフォーマットブロック及びBICMブロックによるデータパイプの遅延を扱うことによってPLSデータはデータパイプだけ遅延される。BICMブロックの遅延は主にタイムインターリーバ5050によるものである。インバンド(In-band)シグナリングデータは、次のタイムインターリービンググルーフの情報をシグナリングされるデータパイプより1つのフレームの前に伝達されるようにすることができる。ディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロックは、それに合せてインバンド(In-band)シグナリングデータを遅延させる。
セルマッパー7010は、PLS、EAC、FIC、データパイプ、補助ストリーム、及びダミーセルをフレーム内でOFDMシンボルのアクティブ(active)キャリアにマッピングすることができる。セルマッパー7010の基本機能は、各々のデータパイプ、PLSセル、及びEAC/FICセルに対するタイムインターリービングにより生成されたデータセルを、存在していれば、1つのフレーム内で各々のOFDMシンボルに該当するアクティブ(active)OFDMセルのアレイにマッピングするものである。(PSI(program specific information)/SIのような)サービスシグナリングデータは個別的に収集されてデータパイプにより送られることができる。セルマッパーはフレーム構造の構成及びスケジューラーにより生成されたダイナミックインフォメーション(dynamic information:動的情報)に従って動作する。フレームに関する詳細な内容は後述する。
フリークエンシーインターリーバ7020は、セルマッパー7010から受信されたデータセルをランダムにインターリービングして周波数ダイバーシティを提供することができる。また、フリークエンシーインターリーバ7020は単一フレームで最大のインターリービング利得を得るために他のインターリービングシード(seed)の順序を用いて2つの順次的なOFDMシンボルで構成されたOFDMシンボルペア(pair:対)で動作することができる。
前述したブロックは省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取り替えることができる。
図8は、本発明の一実施形態に係るOFDMジェネレーションブロックを示す。
図8に図示されたOFDMジェネレーションブロックは、図1を参照して説明したOFDMジェネレーションブロック1030の一実施形態に該当する。
OFDMジェネレーションブロックは、フレームビルディングブロックにより生成されたセルによりOFDMキャリアを変調し、パイロットを挿入し、送信のための時間領域信号を生成する。また、当該ブロックは順次的にガードインターバルを挿入し、PAPR減少処理を適用して最終のRF信号を生成する。
図8を参照すると、OFDMジェネレーションブロックは、パイロット及びリザーブドトーン挿入ブロック(pilot and reserved tone insertion block)8000、2D−eSFN(single frequency network)エンコーディングブロック8010、IFFT(inverse fast Fourier transform)ブロック8020、PAPR減少ブロック8030、ガードインターバル挿入ブロック(guard interval insertion block)8040、プリアンブル挿入ブロック(preamble insertion block)8050、その他のシステム挿入ブロック8060、及びDACブロック8070を含むことができる。OFDMジェネレーションブロックの各ブロックについて説明する。
パイロット及びリザーブドトーン挿入ブロック8000は、パイロット及びリザーブドトーンを挿入することができる。
OFDMシンボル内の様々なセルは受信機から先験的に知られた送信された値を有するパイロットとして知られた参照情報に変調される。パイロットセルの情報は、分散パイロット、連続パイロット、エッジパイロット、FSS(frame signaling symbol)パイロット、及びFES(frame edge symbol)パイロットで構成される。各パイロットは、パイロットタイプ及びパイロットパターンに従って特定増加パワーレベルで送信される。パイロット情報の値は与えられたシンボルで1つが各々の送信キャリアに対するものである一連の値に該当する参照シーケンスで誘導される。パイロットは、フレーム同期化、周波数同期化、時間同期化、チャネル推定、送信モード識別のために使用されることができ、また位相雑音を追跡するために使用できる。
参照シーケンスから取った参照情報は、フレームのプリアンブル、FSS及びFESを除外した全てのシンボルにおける分散パイロットセルで送信される。連続パイロットは、フレームの全てのシンボルに挿入される。連続パイロットの数及び位置はFFTサイズ及び分散パイロットパターンに全て依存する。エッジキャリアは、プリアンブルシンボルを除外した全てのシンボル内のエッジパイロットと同一である。エッジキャリアは、スペクトルのエッジまで周波数インターポレーション(interpolation:補間)を許容するために挿入される。FSSパイロットはFSSに挿入され、FESパイロットはFESに挿入される。FSSパイロット及びFESパイロットはフレームのエッジまで時間インターポレーション(interpolation:補間)を許容するために挿入される。
本発明の一実施形態に係るシステムは非常に堅い送信モードをサポートするために分散MISO方式が選択的に使用されるSFNをサポートする。2D−eSFNは複数の送信アンテナを使用する分散MISO方式であって、各アンテナはSFNネットワークで各々異なる送信機に位置することができる。
2D−eSFNエンコーディングブロック8010は、SFN構成で時間及び周波数ダイバーシティを生成するために2D−eSFN処理を行って複数の送信機から送信された信号の位相を歪曲させることがある。したがって、長時間の間の低い平面フェーディングまたは深いフェーディングによるバースト誤りが軽減できる。
IFFTブロック8020は、OFDM変調方式を用いて2D−eSFNエンコーディングブロック8010からの出力を変調することができる。パイロット(または、リザーブドトーン)に指定されないデータシンボルでの全てのセルは、周波数インターリーバからのデータセルのうちの1つを伝達する。セルはOFDMキャリアにマッピングされる。
PAPR減少ブロック8030は、時間領域で様々なPAPR減少アルゴリズムを用いて入力信号にPAPR減少を実行する。
ガードインターバル挿入ブロック8040はガードインターバルを挿入することができ、プリアンブル挿入ブロック8050は信号の前にプリアンブルを挿入することができる。プリアンブルの構造に対する詳細な内容は後述する。
その他のシステム挿入ブロック8060は、放送サービスを提供する2つ以上の互いに異なる放送送信/受信システムのデータが同一なRF信号帯域で同時に送信できるように時間領域で複数の放送送信/受信システムの信号をマルチプレキシングすることができる。この場合、2つ以上の互いに異なる放送送信/受信システムは、互いに異なる放送サービスを提供するシステムをいう。互いに異なる放送サービスは、地上波放送サービス、モバイル放送サービスなどを意味することができる。各々の放送サービスに関連したデータは互いに異なるフレームを介して送信できる。
DACブロック8070は、入力されたディジタル信号をアナログ信号に変換して出力することができる。DACブロック8070から出力された信号は物理階層プロファイルによって複数の出力アンテナを介して送信できる。本発明の一実施形態に係る送信アンテナは垂直または水平極性を有することができる。
前述したブロックは設計によって省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取替できる。
図9は、本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号受信装置の構造を示す。
本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号受信装置は、図1を参照して説明した次世代放送サービスに対する放送信号送信装置に対応することができる。
本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号受信装置は、同期及び復調モジュール(synchronization & demodulation module)9000、フレームパーシングモジュール(frame parsing module)9010、デマッピング及びデコーディングモジュール(demapping & decoding module)9020、出力プロセッサ(output processor)9030、及びシグナリングデコーディングモジュール(signaling decoding module)9040を含むことができる。放送信号受信装置の各モジュールの動作について説明する。
同期及び復調モジュール9000は、m個の受信アンテナを介して入力信号を受信し、放送信号受信装置に該当するシステムに対して信号検出及び同期化を実行し、放送信号送信装置により実行される手続の逆過程に該当する復調を実行することができる。
フレームパーシングモジュール9010は、入力信号フレームをパーシングし、ユーザにより選択されたサービスが送信されるデータを抽出することができる。放送信号送信装置がインターリービングを実行すれば、フレームパーシングモジュール9010はインターリービングの逆過程に該当するデインターリービングを実行することができる。この場合、抽出されなければならない信号及びデータの位置がシグナリングデコーディングモジュール9040から出力されたデータをデコーディングすることにより取得されて、放送信号送信装置により生成されたスケジューリング情報が復元できる。
デマッピング及びデコーディングモジュール9020は、入力信号をビット領域データに変換した後、必要によってビット領域データをデインターリービングすることができる。デマッピング及びデコーディングモジュール9020は、送信効率のために適用されたマッピングに対するデマッピングを実行し、デコーディングを介して送信チャネルで発生したエラーを訂正することができる。この場合、デマッピング及びデコーディングモジュール9020はシグナリングデコーディングモジュール9040から出力されたデータをデコーディングすることによって、デマッピング及びデコーディングのために必要な送信パラメータを取得することができる。
出力プロセッサ9030は、送信効率を向上させるために放送信号送信装置により適用される様々な圧縮/信号処理手続の逆過程を実行することができる。この場合、出力プロセッサ9030はシグナリングデコーディングモジュール9040から出力されたデータで必要とする制御情報を取得することができる。出力プロセッサ8300の出力は、放送信号送信装置に入力される信号に該当し、MPEG−TS、IPストリーム(v4またはv6)及びGSでありうる。
シグナリングデコーディングモジュール9040は、同期及び復調モジュール9000により復調された信号からPLS情報を取得することができる。前述したように、フレームパーシングモジュール9010、デマッピング及びデコーディングモジュール9200、及び出力プロセッサ9300は、シグナリングデコーディングモジュール9040から出力されたデータを用いてその機能を実行することができる。
図10は、本発明の一実施形態に係るフレーム構造を示す。
図10は、フレームタイムの構成例及びスーパーフレームにおけるFRU(frame repetition unit:フレーム繰り返し単位)を示す。(a)は本発明の一実施形態に係るスーパーフレームを示し、(b)は本発明の一実施形態に係るFRUを示し、(c)はFRUでの様々なフィジカルプロファイル(PHY profile)のフレームを示し、(d)はフレームの構造を示す。
スーパーフレームは8個のFRUで構成できる。FRUはフレームのTDMに対する基本マルチプレキシング単位であり、スーパーフレームで8回繰り返される。
FRUで各フレームはフィジカルプロファイル(ベース、ハンドヘルド、アドバンスプロファイル)のうちの1つまたはFEFに属する。FRUで、フレームの最大許容数は4であり、与えられたフィジカルプロファイルはFRUで0回乃至4回のうちのいずれかの回数だけ表れることができる(例えば、ベース、ハンドヘルド、アドバンス)。フィジカルプロファイル定義は、必要時、プリアンブルにおけるPHY_PROFILEのリザーブド値を用いて拡張できる。
FEF部分は、含まれれば、FRUの端に挿入される。FEFがFRUに含まれる場合、FEFの最大数はスーパーフレームで8である。FEF部分が互いに隣接することが推奨されない。
1つのフレームは複数のOFDMシンボル及びプリアンブルにさらに分離される。(d)に図示したように、フレームは、プリアンブル、1つ以上のFSS、ノーマルデータシンボル、及びFESを含む。
プリアンブルは高速フューチャーキャストUTBシステム信号検出を可能にし、信号の効率的な送信及び受信のための基本送信パラメータの集合を提供する特別なシンボルである。プリアンブルに対する詳細な内容は後述する。
FSSの主な目的はPLSデータを伝達するものである。高速同期化及びチャネル推定のために、これに従うPLSデータの高速デコーディングのために、FSSはノーマルデータシンボルより高密度のパイロットパターンを有する。FESはFSSと完全に同一なパイロットを有するが、これはFESの直前のシンボルに対して外挿(extrapolation)無しでFES内での周波数のみのインターポレーション(interpolation:補間)及び時間的補間(temporal interpolation)を可能なようにする。
図11は、本発明の一実施形態に係るフレームのシグナリング階層構造(signaling hierarchy structure)を示す。
図11はシグナリング階層構造を示すが、これは3個の主要部分であるプリアンブルシグナリングデータ11000、PLS1データ11010、及びPLS2データ11020に分割される。毎フレーム毎にプリアンブル信号により伝達されるプリアンブルの目的は、フレームの基本送信パラメータ及び送信タイプを示すものである。PLS1は、受信機が関心あるデータパイプに接続するためのパラメータを含むPLS2データに接続してデコーディングできるようにする。PLS2は毎フレーム毎に伝達され、2つの主要部分であるPLS2−STATデータとPLS2−DYNデータに分割される。PLS2データのスタティック(static:静的)及びダイナミック(dynamic:動的)部分には、必要時、パッディングが後続する。
図12は、本発明の一実施形態に係るプリアンブルシグナリングデータを示す。
プリアンブルシグナリングデータは、受信機がフレーム構造内でPLSデータに接続し、データパイプを追跡できるようにするために必要とする21ビットの情報を伝達する。プリアンブルシグナリングデータに対する詳細な内容は、次の通りである。
PHY_PROFILE:当該3ビットフィールドは現フレームのフィジカルプロファイルタイプを示す。互いに異なるフィジカルプロファイルタイプのマッピングは、以下の<表5>に与えられる。
FFT_SIZE:当該2ビットフィールドは以下の<表6>で説明した通り、フレームグルーフ内で現フレームのFFTサイズを示す。
GI_FRACTION:当該3ビットフィールドは以下の<表7>で説明した通り、現スーパーフレームにおけるガードインターバルの一部(fraction)値を示す。
EAC_FLAG:当該1ビットフィールドはEACが現フレームに提供されるか否かを示す。当該フィールドが1に設定されれば、EASが現フレームに提供される。当該フィールドが0に設定されれば、EASが現フレームで伝達されない。当該フィールドはスーパーフレーム内でダイナミック(dynamic:動的)に転換できる。
PILOT_MODE:当該1ビットフィールドは現フレームグルーフで現フレームに対してパイロットモードがモバイルモードであるか、または固定モードか否かを示す。当該フィールドが0に設定されれば、モバイルパイロットモードが使用される。当該フィールドが1に設定されれば、固定パイロットモードが使用される。
PAPR_FLAG:当該1ビットフィールドは現フレームグルーフで現フレームに対してPAPR減少が使用されるか否かを示す。当該フィールドが1に設定されれば、トーン予約(tone reservation)がPAPR減少のために使用される。当該フィールドが0に設定されれば、PAPR減少が使用されない。
FRU_CONFIGURE:当該3ビットフィールドは現スーパーフレームで存在するFRUのフィジカルプロファイルタイプ構成を示す。現スーパーフレームで全てのプリアンブルにおける当該フィールドで、現スーパーフレームで伝達される全てのプロファイルタイプが識別される。当該3ビットフィールドは以下の<表8>に示した通り、各々のプロファイルに対して異なるように定義される。
RESERVED:当該7ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
図13は、本発明の一実施形態に係るPLS1データを示す。
PLS1データはPLS2の受信及びデコーディングを可能なようにするため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1つのフレームグルーフの全体デュレーションの間変化しない。PLS1データのシグナリングフィールドの具体的な定義は、次の通りである。
PREAMBLE_DATA:当該20ビットフィールドはEAC_FLAGを除外したプリアンブルシグナリングデータのコピーである。
NUM_FRAME_FRU:当該2ビットフィールドはFRU当たりフレーム数を示す。
PAYLOAD_TYPE:当該3ビットフィールドはフレームグルーフで伝達されるペイロードデータのフォーマットを示す。PAYLOAD_TYPEは<表9>に示した通りシグナリングされる。
NUM_FSS:当該2ビットフィールドは現フレームでFSSの数を示す。
SYSTEM_VERSION:当該8ビットフィールドは送信される信号フォーマットのバージョンを示す。SYSTEM_VERSIONは主バージョン及び副バージョンの2つの4ビットフィールドに分離される。
主バージョン:SYSTEM_VERSIONフィールドのMSBである4ビットは主バージョン情報を示す。主バージョンフィールドでの変化は互換が不可能な変化を示す。デフォルト値は0000である。当該標準で叙述されたバージョンに対し、値が0000に設定される。
副バージョン:SYSTEM_VERSIONフィールドのLSBである4ビットは副バージョン情報を示す。副バージョンフィールドでの変化は互換が可能である。
CELL_ID:これはATSCネットワークにおける地理的セルを唯一に識別する16ビットフィールドである。ATSCセルカバレッジはフューチャーキャストUTBシステム当たり使用される周波数の数によって1つ以上の周波数で構成できる。CELL_IDの値が知られていないか、特定されなければ、当該フィールドは0に設定される。
NETWORK_ID:これは現ATSCネットワークを唯一に識別する16ビットフィールドである。
SYSTEM_ID:当該16ビットフィールドはATSCネットワーク内でフューチャーキャストUTBシステムを唯一に識別する。フューチャーキャストUTBシステムは入力が1つ以上の入力ストリーム(TS、IP、GS)であり、出力がRF信号である地上波放送システムである。フューチャーキャストUTBシステムは、存在していれば、FEF及び1つ以上のフィジカルプロファイルを伝達する。同一なフューチャーキャストUTBシステムは互いに異なる入力ストリームを伝達し、互いに異なる地理的領域で互いに異なるRFを使用することができるので、ローカルサービス挿入を許容する。フレーム構造及びスケジューリングは1つの場所で制御され、フューチャーキャストUTBシステム内で全ての送信に対して同一である。1つ以上のフューチャーキャストUTBシステムは全て同一なフィジカル構造及び構成を有するという同一なSYSTEM_IDの意味を有することができる。
次のループ(loop)は、各フレームタイプの長さ及びFRU構成を示すFRU_PHY_PROFILE、FRU_FRAME_LENGTH、FRU_GI_FRACTION、及びRESERVEDで構成される。ループ(loop)サイズはFRU内で4個のフィジカルプロファイル(FEF含み)がシグナリングされるように固定される。NUM_FRAME_FRUが4より小さければ、使用されないフィールドはゼロで詰められる。
FRU_PHY_PROFILE:当該3ビットフィールドは関連したFRUの(i+1)番目フレーム(iはループ(loop)インデックス)のフィジカルプロファイルタイプを示す。当該フィールドは<表8>に示したものと同一なシグナリングフォーマットを使用する。
FRU_FRAME_LENGTH:当該2ビットフィールドは関連したFRUの(i+1)番目フレームの長さを示す。FRU_GI_FRACTIONと共にFRU_FRAME_LENGTHを使用すれば、フレームデュレーションの正確な値が得られる。
FRU_GI_FRACTION:当該3ビットフィールドは関連したFRUの(i+1)番目フレームのガードインターバルの一部値を示す。FRU_GI_FRACTIONは<表7>に従ってシグナリングされる。
RESERVED:当該4ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
次のフィールドは、PLS2データをデコーディングするためのパラメータを提供する。
PLS2_FEC_TYPE:当該2ビットフィールドはPLS2の保護により使用されるFECタイプを示す。FECタイプは<表10>に従ってシグナリングされる。LDPCコードに対する詳細な内容は後述する。
PLS2_MOD:当該3ビットフィールドはPLS2により使用される変調タイプを示す。変調タイプは<表11>に従ってシグナリングされる。
PLS2_SIZE_CELL:当該15ビットフィールドは現フレームグループで伝達されるPLS2に対する全てのコーディングブロックのサイズ(QAMセルの数に特定される)であるCtotal_partial_blockを示す。当該値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_STAT_SIZE_BIT:当該14ビットフィールドは現フレームグループに対するPLS2−STATのサイズをビット数で示す。当該値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_DYN_SIZE_BIT:当該14ビットフィールドは現フレームグループに対するPLS2−DYNのサイズをビット数で示す。当該値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_REP_FLAG:当該1ビットフラグはPLS2繰り返しモードが現フレームグループで使用されるか否かを示す。当該フィールドの値が1に設定されれば、PLS2繰り返しモードは活性化される。当該フィールドの値が0に設定されれば、PLS2繰り返しモードは不活性化される。
PLS2_REP_SIZE_CELL:当該15ビットフィールドはPLS2繰り返しが使用される場合、現フレームグループの毎フレーム毎に伝達されるPLS2に対する部分コーディングブロックのサイズ(QAMセルの数で特定される)であるCtotal_partial_blockを示す。繰り返しが使用されない場合、当該フィールドの値は0と同一である。当該値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_NEXT_FEC_TYPE:当該2ビットフィールドは次のフレームグループの毎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>に従ってシグナリングされる。
PLS2_NEXT_MOD:当該3ビットフィールドは次のフレームグループの毎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>に従ってシグナリングされる。
PLS2_NEXT_REP_FLAG:当該1ビットフラグはPLS2繰り返しモードが次のフレームグループで使用されるか否かを示す。当該フィールドの値が1に設定されれば、PLS2繰り返しモードは活性化される。当該フィールドの値が0に設定されれば、PLS2繰り返しモードは非活性化される。
PLS2_NEXT_REP_SIZE_CELL: 当該15ビットフィールドはPLS2繰り返しが使用される場合、次のフレームグループの毎フレーム毎に伝達されるPLS2に対する全体コーディングブロックのサイズ(QAMセルの数で特定される)であるCtotal_full_blockを示す。次のフレームグループで繰り返しが使用されない場合、当該フィールドの値は0と同一である。当該値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_NEXT_REP_STAT_SIZE_BIT:当該14ビットフィールドは次のフレームグループに対するPLS2−STATのサイズをビット数で示す。当該値は現フレームグループで一定である。
PLS2_NEXT_REP_DYN_SIZE_BIT:当該14ビットフィールドは次のフレームグループに対するPLS2−DYNのサイズをビット数で示す。当該値は現フレームグループで一定である。
PLS2_AP_MODE:当該2ビットフィールドは現フレームグループでPLS2に対して追加パリティが提供されるか否かを示す。当該値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。以下の<表12>は当該フィールドの値を提供する。当該フィールドの値が00に設定されれば、現フレームグループで追加パリティがPLS2に対して使用されない。
PLS2_AP_SIZE_CELL:当該15ビットフィールドはPLS2の追加パリティビットのサイズ(QAMセルの数で特定される)を示す。当該値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_NEXT_AP_MODE:当該2ビットフィールドは次のフレームグループの毎フレーム毎にPLS2シグナリングに対して追加パリティが提供されるか否かを示す。当該値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。<表12>は当該フィールドの値を定義する。`
PLS2_NEXT_AP_SIZE_CELL:当該15ビットフィールドは次のフレームグループの毎フレーム毎にPLS2の追加パリティビットのサイズ(QAMセルの数で特定される)を示す。当該値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
RESERVED:当該32ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
CRC_32:全体PLS1シグナリングに適用される32ビットエラー検出コード
図14は、本発明の一実施形態に係るPLS2データを示す。
図14は、PLS2データのPLS2−STATデータを示す。PLS2−STATデータはフレームグループ内で同一である一方、PLS2−DYNデータは現フレームに対して特定の情報を提供する。
PLS2−STATデータのフィールドに対し、次に具体的に説明する。
FIC_FLAG:当該1ビットフィールドはFICが現フレームグループで使用されるか否かを示す。当該フィールドの値が1に設定されれば、FICは現フレームで提供される。当該フィールドの値が0に設定されれば、FICは現フレームで伝達されない。当該値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
AUX_FLAG:当該1ビットフィールドは補助ストリームが現フレームグループで使用されるか否かを示す。当該フィールドの値が1に設定されれば、補助ストリームは現フレームで提供される。当該フィールドの値が0に設定されれば、補助フレームは現フレームで伝達されない。当該値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
NUM_DP:当該6ビットフィールドは現フレーム内で伝達されるデータパイプの数を示す。当該フィールドの値は1から64の間であり、データパイプの数はNUM_DP+1である。
DP_ID:当該6ビットフィールドはフィジカルプロファイル内で唯一に識別する。
DP_TYPE:当該3ビットフィールドはデータパイプのタイプを示す。これは、以下の<表13>に従ってシグナリングされる。
DP_GROUP_ID:当該8ビットフィールドは現データパイプが関連しているデータパイプグループを識別する。これは、受信機が同一なDP_GROUP_IDを有するようになる特定サービスと関連しているサービスコンポーネントのデータパイプに接続することに使用できる。
BASE_DP_ID:当該6ビットフィールドは管理階層で使用される(PSI/SIのような)サービスシグナリングデータを伝達するデータパイプを示す。BASE_DP_IDにより示すデータパイプは、サービスデータと共にサービスシグナリングデータを伝達するノーマルデータパイプであるか、またはサービスシグナリングデータのみを伝達する専用データパイプでありうる。
DP_FEC_TYPE:当該2ビットフィールドは関連したデータパイプにより使用されるFECタイプを示す。FECタイプは、以下の<表14>に従ってシグナリングされる。
DP_COD:当該4ビットフィールドは関連したデータパイプにより使用されるコードレート(code rate)を示す。コードレート(code rate)は以下の<表15>に従ってシグナリングされる。
DP_MOD:当該4ビットフィールドは関連したデータパイプにより使用される変調を示す。変調は以下の<表16>に従ってシグナリングされる。
DP_SSD_FLAG:当該1ビットフィールドはSSDモードが関連したデータパイプで使用されるか否かを示す。当該フィールドの値が1に設定されれば、SSDは使用される。当該フィールドの値が0に設定されれば、SSDは使用されない。
次のフィールドはPHY_PROFILEがアドバンスプロファイルを示す010と同じ時のみに表れる。
DP_MIMO:当該3ビットフィールドはどんなタイプのMIMOエンコーディング処理が関連したデータパイプに適用されるかを示す。MIMOエンコーディング処理のタイプは、以下の<表17>に従ってシグナリングされる。
DP_TI_TYPE:当該1ビットフィールドはタイムインターリービングのタイプを示す。0の値は1つのタイムインターリービンググループが1つのフレームに該当し、1つ以上のタイムインターリービングブロックを含むことを示す。1の値は1つのタイムインターリービンググループが1つより多いフレームに伝達され、1つのタイムインターリービングブロックのみを含むことを示す。
DP_TI_LENGTH:当該2ビットフィールド(許容された値は1、2、4、8のみである)の使用は、次のようなDP_TI_TYPEフィールド内で設定される値により決定される。
DP_TI_TYPEの値が1に設定されれば、当該フィールドは各々のタイムインターリービンググループがマッピングされるフレームの数であるPIを示し、タイムインターリービンググループ当たり1つのタイムインターリービングブロックが存在する(NTI=1)。当該2ビットフィールドに許容されるPIの値は、以下の<表18>に定義される。
DP_TI_TYPEの値が0に設定されれば、当該フィールドはタイムインターリービンググループ当たりタイムインターリービングブロックの数NTIを示し、フレーム当たり1つのタイムインターリービンググループが存在する(PI=1)。当該2ビットフィールドに許容されるPIの値は以下の<表18>に定義される。
DP_FRAME_INTERVAL:当該2ビットフィールドは関連したデータパイプに対するフレームグループ内でフレーム間隔(IJUMP)を示し、許容された値は1、2、4、8(該当する2ビットフィールドは各々00、01、10、11)である。フレームグループの全てのフレームに表れないデータパイプに対し、当該フィールドの値は順次的なフレームの間の間隔と同一である。例えば、データパイプが1、5、9、13などのフレームに表れれば、当該フィールドの値は4に設定される。全てのフレームに表れるデータパイプに対し、当該フィールドの値は1に設定される。
DP_TI_BYPASS:当該1ビットフィールドはタイムインターリーバ5050の使用可能性を決定する。データパイプに対してタイムインターリービングが使用されないと、当該フィールド値は1に設定される。一方、タイムインターリービングが使われれば、当該フィールド値は0に設定される。
DP_FIRST_FRAME_IDX:当該5ビットフィールドは現データパイプが発生するスーパーフレームの第1のフレームのインデックスを示す。DP_FIRST_FRAME_IDXの値は0から31の間である。
DP_NUM_BLOCK_MAX:当該10ビットフィールドは当該データパイプに対するDP_NUM_BLOCKSの最大値を示す。当該フィールドの値はDP_NUM_BLOCKSと同一な範囲を有する。
DP_PAYLOAD_TYPE:当該2ビットフィールドは与えられたデータパイプにより伝達されるペイロードデータのタイプを示す。DP_PAYLOAD_TYPEは、以下の<表19>に従ってシグナリングされる。
DP_INBAND_MODE:当該2ビットフィールドは現データパイプがインバンド(In-band)シグナリング情報を伝達するか否かを示す。インバンド(In-band)シグナリングタイプは、以下の<表20>に従ってシグナリングされる。
DP_PROTOCOL_TYPE:当該2ビットフィールドは与えられたデータパイプにより伝達されるペイロードのプロトコルタイプを示す。ペイロードのプロトコルタイプは入力ペイロードタイプが選択されれば、以下の<表21>に従ってシグナリングされる。
DP_CRC_MODE:当該2ビットフィールドはCRCエンコーディングがインプットフォーマットブロックで使用されるか否かを示す。CRCモードは、以下の<表22>に従ってシグナリングされる。
DNP_MODE:当該2ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)に設定される場合に関連したデータパイプにより使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>に従ってシグナリングされる。DP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)でなければ、DNP_MODEは00の値に設定される。
ISSY_MODE:当該2ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)に設定される場合に関連したデータパイプにより使用されるISSYモードを示す。ISSY_MODEは、以下の<表24>に従ってシグナリングされる。DP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)でなければ、ISSY_MODEは00の値に設定される。
HC_MODE_TS:当該2ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)に設定される場合に関連したデータパイプにより使用されるTSヘッダ圧縮モードを示す。HC_MODE_TSは、以下の<表25>に従ってシグナリングされる。
HC_MODE_IP:当該2ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがIP(‘01’)で設定される場合にIPヘッダ圧縮モードを示す。HC_MODE_IPは、以下の<表26>に従ってシグナリングされる。
PID:当該13ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)に設定され、HC_MODE_TSが01または10に設定される場合にTSヘッダ圧縮のためのPID数を示す。
RESERVED:当該8ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
次のフィールドは、FIC_FLAGが1と同じ時のみに表れる。
FIC_VERSION:当該8ビットフィールドはFICのバージョンナンバーを示す。
FIC_LENGTH_BYTE:当該13ビットフィールドはFICの長さをバイト単位で示す。
RESERVED:当該8ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
次のフィールドは、AUX_FLAGが1と同じ時のみに表れる。
NUM_AUX:当該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示す。
AUX_CONFIG_RFU:当該8ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
AUX_STREAM_TYPE:当該4ビットは現補助ストリームのタイプを示すための今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
AUX_PRIVATE_CONFIG:当該28ビットフィールドは補助ストリームをシグナリングするための今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
図15は、本発明の他の一実施形態に係るPLS2データを示す。
図15は、PLS2データのPLS2−DYNを示す。PLS2−DYNデータの値は1つのフレームグループのデュレーションの間変化できる一方、フィールドのサイズは一定である。
PLS2−DYNデータのフィールドの具体的な内容は、次の通りである。
FRAME_INDEX:当該5ビットフィールドはスーパーフレーム内で現フレームのフレームインデックスを示す。スーパーフレームの第1のフレームのインデックスは0に設定される。
PLS_CHANGE_COUNTER:当該4ビットフィールドは構成が変化する前のスーパーフレームの数を示す。構成が変化する次のスーパーフレームは当該フィールド内でシグナリングされる値により示す。当該フィールドの値が0000に設定されれば、これは如何なる予定された変化も予測できないことを意味する。例えば、1の値は次のスーパーフレームに変化があるということを示す。
FIC_CHANGE_COUNTER:当該4ビットフィールドは構成(即ち、FICのコンテンツ)が変化する前のスーパーフレームの数を示す。構成が変化する次のスーパーフレームは当該フィールド内でシグナリングされる値により示す。当該フィールドの値が0000に設定されれば、これは如何なる予定された変化も予測できないことを意味する。例えば、0001の値は次のスーパーフレームに変化があることを示す。
RESERVED:当該16ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
次のフィールドは現フレームで伝達されるデータパイプと関連したパラメータを説明するNUM_DPでのループ(loop)に表れる。
DP_ID:当該6ビットフィールドはフィジカルプロファイル内でデータパイプを唯一に示す。
DP_START:当該15ビット(または、13ビット)フィールドは、DPUアドレッシング(addressing)技法を使用してデータパイプの第1の開始位置を示す。DP_STARTフィールドは、以下の<表27>に示した通り、フィジカルプロファイル及びFFTサイズによって異なる長さを有する。
DP_NUM_BLOCK:当該10ビットフィールドは現データパイプに対する現タイムインターリービンググループにおけるFECブロックの数を示す。DP_NUM_BLOCKの値は0から1023の間にある。
RESERVED:当該8ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
次のフィールドは、EACと関連したFICパラメータを示す。
EAC_FLAG:当該1ビットフィールドは現フレームでEACの存在を示す。当該ビットはプリアンブルにおけるEAC_FLAGと同一な値である。
EAS_WAKE_UP_VERSION_NUM:当該8ビットフィールドは自動活性化指示のバージョンナンバーを示す。
EAC_FLAGフィールドが1と同一であれば、次の12ビットがEAC_LENGTH_BYTEフィールドに割り当てられる。EAC_FLAGフィールドが0と同一であれば、次の12ビットがEAC_COUNTERに割り当てられる。
EAC_LENGTH_BYTE:当該12ビットフィールドはEACの長さをバイトで示す。
EAC_COUNTER:当該12ビットフィールドはEACが到達するフレームの前のフレームの数を示す。
次のフィールドはAUX_FLAGフィールドが1と同一の場合のみに表れる。
AUX_PRIVATE_DYN:当該48ビットフィールドは補助ストリームをシグナリングするための今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。当該フィールドの意味は、設定可能なPLS2−STATでAUX_STREAM_TYPEの値に依存する。
CRC_32:全体PLS2に適用される32ビットエラー検出コード。
図16は、本発明の一実施形態に係るフレームのロジカル(logical)構造を示す。
前述したように、PLS、EAC、FIC、データパイプ、補助ストリーム、ダミーセルは、フレームにおけるOFDMシンボルのアクティブ(active)キャリアにマッピングされる。PLS1及びPLS2は、最初に1つ以上のFSSにマッピングされる。その後、EACが存在していれば、EACセルは後続するPLSフィールドにマッピングされる。次に、FICが存在していれば、FICセルがマッピングされる。データパイプはPLSの次にマッピングされるか、EACまたはFICが存在する場合、EACまたはFICの以後にマッピングされる。タイプ1のデータパイプが最初にマッピングされ、タイプ2のデータパイプが次にマッピングされる。データパイプのタイプの具体的な内容は後述する。一部の場合、データパイプはEASに対する一部の特殊データまたはサービスシグナリングデータを伝達することができる。補助ストリームまたはストリームは、存在していれば、データパイプを次にマッピングされ、ここには順次にダミーセルが後続する。前述した順序、即ち、PLS、EAC、FIC、データパイプ、補助ストリーム、及びダミーセルの順に全て共にマッピングすれば、フレームでセル容量を正確に詰める。
図17は、本発明の一実施形態に係るPLSマッピングを示す。
PLSセルは、FSSのアクティブ(active)キャリアにマッピングされる。PLSが占めるセルの数によって、1つ以上のシンボルがFSSに指定され、FSSの数NFSSはPLS1でのNUM_FSSによりシグナリングされる。FSSはPLSセルを伝達する特殊なシンボルである。堅固性及び遅延時間(latency)はPLSで重大な事案であるので、FSSは高いパイロット密度を有しているので高速同期化及びFSS内での周波数のみのインターポレーション(interpolation:補間)を可能なようにする。
PLSセルは、図17の例に示すように、下向き式でFSSのアクティブ(active)キャリアにマッピングされる。PLS1セルは、最初に第1のFSSの第1のセルからセルインデックスの昇順にマッピングされる。PLS2セルはPLS1の最後のセルの直後に後続し、マッピングは第1のFSSの最後のセルインデックスまで下方に続く。必要とするPLSセルの総数が1つのFSSのアクティブ(active)キャリアの数を超過すれば、マッピングは次のFSSに進行され、第1のFSSと完全に同一な方式により続く。
PLSマッピングが完了した後、データパイプが次に伝達される。EAC、FIC、または両方とも現フレームに存在していれば、EAC及びFICはPLSとノーマルデータパイプとの間に配置される。
図18は、本発明の一実施形態に係るEACマッピングを示す。
EACはEASメッセージを伝達する専用チャネルであり、EASに対するデータパイプに連結される。EASサポートは提供されるが、EAC自体は全てのフレームに存在することもあり、存在しないこともある。EACが存在する場合、EACはPLS2セルの直後にマッピングされる。PLSセルを除いて、FIC、データパイプ、補助ストリーム、またはダミーセルのうち、いずれもEACの前に位置しない。EACセルのマッピング手続はPLSと完全に同一である。
EACセルは、図18の例に示すように、PLS2の次のセルからセルインデックスの昇順にマッピングされる。EASメッセージの大きさによって、図18に示すように、EACセルは少ないシンボルを占めることができる。
EACセルは、PLS2の最後のセルの直後に後続し、マッピングは最後のFSSの最後のセルインデックスまで下方に続く。必要とするEACセルの総数が最後のFSSの残っているアクティブ(active)キャリアの数を超過すれば、EACマッピングは次のシンボルに進行され、FSSと完全に同一な方式により続く。この場合、EACのマッピングがなされる次のシンボルはノーマルデータシンボルであり、これはFSSより多いアクティブ(active)キャリアを有する。
EACマッピングが完了した後、存在していれば、FICが次に伝達される。FICが送信されなければ(PLS2フィールドからシグナリングに)、データパイプがEACの最後のセルの直後に後続する。
図19は、本発明の一実施形態に係るFICマッピングを示す。
(a)はEAC無しでFICセルのマッピングの例を示し、(b)はEACと共にFICセルのマッピングの例を示す。
FICは、高速サービス取得及びチャネルスキャンを可能なようにするために階層間情報(cross-layer information)を伝達する専用チャネルである。当該情報は主にデータパイプの間のチャネルバインディング(channel binding)情報及び各放送社のサービスを含む。高速スキャンのために、受信機はFICをデコーディングし、放送社ID、サービス数、BASE_DP_IDのような情報を取得することができる。高速サービス取得のために、FICだけでなく、ベースデータパイプもBASE_DP_IDを用いてデコーディングできる。ベースデータパイプが送信するコンデンツを除いて、ベースデータパイプはノーマルデータパイプと正確に同一な方式によりエンコーディングされてフレームにマッピングされる。したがって、ベースデータパイプに対する追加説明が必要でない。FICデータが生成されて管理階層で消費される。FICデータのコンデンツは管理階層仕様に説明された通りである。
FICデータは選択的であり、FICの使用はPLS2のスタティック(static:静的)な部分でFIC_FLAGパラメータによりシグナリングされる。FICが使われれば、FIC_FLAGは1に設定され、FICに対するシグナリングフィールドはPLS2のスタティック(static:静的)な部分で定義される。当該フィールドでシグナリングされることはFIC_VERSIONであり、FIC_LENGTH_BYTE_FICはPLS2と同一な変調、コーディング、タイムインターリービングパラメータを使用する。FICは、PLS2_MOD及びPLS2_FECのような同一なシグナリングパラメータを共有する。FICデータは、存在していれば、PLS2の後にマッピングされるか、またはEACが存在する場合、EACの直後にマッピングされる。ノーマルデータパイプ、補助ストリーム、またはダミーセルのうち、いずれもFICの前に位置しない。FICセルをマッピングする方法はEACと完全に同一であり、これはまたPLSと同一である。
PLSの後のEACが存在しない場合、FICセルは(a)の例に示したように、PLS2の次のセルからセルインデックスの昇順にマッピングされる。FICデータサイズによって、(b)に示したように、FICセルは数個のシンボルに対してマッピングされる。
FICセルはPLS2の最後のセルの直後に後続し、マッピングは最後のFSSの最後のセルインデックスまで下方に続く。必要なFICセルの総数が最後のFSSの残っているアクティブ(active)キャリアの数を超過すれば、残りのFICセルのマッピングは次のシンボルに進行され、これはFSSと完全に同一な方式により続く。この場合、FICがマッピングされる次のシンボルはノーマルデータシンボルであり、これはFSSより多いアクティブ(active)キャリアを有する。
EASメッセージが現フレームで送信されれば、EACはFICより先にマッピングされ、(b)に示したように、EACの次のセルからFICセルはセルインデックスの昇順にマッピングされる。
FICマッピングが完了した後、1つ以上のデータパイプがマッピングされ、以後、存在していれば、補助ストリーム、ダミーセルが後続する。
図20は、本発明の一実施形態に係るデータパイプのタイプを示す。
(a)はタイプ1のデータパイプを示し、(b)はタイプ2のデータパイプを示す。
先行するチャネル、即ちPLS、EAC、FICがマッピングされた後、データパイプのセルがマッピングされる。データパイプはマッピング方法によって2タイプのうちの1つに分類される。
タイプ1のデータパイプ:データパイプがTDMによりマッピングされる。
タイプ2のデータパイプ:データパイプがFDMによりマッピングされる。
データパイプのタイプはPLS2のスタティック(static:静的)な部分でDP_TYPEフィールドにより示す。図20は、タイプ1のデータパイプ及びタイプ2のデータパイプのマッピング順序を示す。タイプ1のデータパイプは、まずセルインデックスの昇順にマッピングされた後、最後のセルインデックスに到達した後、シンボルインデックスが1ずつ増加する。次のシンボル内で、データパイプはp=0を手始めにセルインデックスの昇順に続けてマッピングされる。1つのフレームで共にマッピングされる複数のデータパイプと共に、各々のタイプ1のデータパイプはデータパイプのTDMと類似するように時間にグルーピングされる。
タイプ2のデータパイプは、まずシンボルインデックスの昇順にマッピングされ、フレームの最後のOFDMシンボルに到達した後、セルインデックスは1ずつ増加し、シンボルインデックスは第1の使用可能シンボルに戻った後、そのシンボルインデックスから増加する。1つのフレームで複数のデータパイプをマッピングした後、各々のタイプ2のデータパイプはデータパイプのFDMと類似するように周波数にグルーピングされる。
タイプ1のデータパイプ及びタイプ2のデータパイプは、必要時、フレームで共存できるが、タイプ1のデータパイプが常にタイプ2のデータパイプに先行するという制限がある。タイプ1及びタイプ2のデータパイプを伝達するOFDMセルの総数はデータパイプの送信に使用することができるOFDMセルの総数を超過できない。
この際、DDP1はタイプ1のデータパイプが占めるOFDMセルの数に該当し、DDP2はタイプ2のデータパイプが占めるセルの数に該当する。PLS、EAC、FICが全てタイプ1のデータパイプと同様の方式によりマッピングされるので、PLS、EAC、FICは全て「タイプ1のマッピング規則」に従う。したがって、概してタイプ1のマッピングが常にタイプ2のマッピングに先行する。
図21は、本発明の一実施形態に係るデータパイプマッピングを示す。
(a)はタイプ1のデータパイプをマッピングするためのOFDMセルのアドレッシングを示し、(b)はタイプ2のデータパイプをマッピングするためのOFDMセルのアドレッシングを示す。
タイプ1のデータパイプ(0,...,DDP1−1)をマッピングするためのOFDMセルのアドレッシングはタイプ1のデータパイプのアクティブ(active)データセルに対して定義される。アドレッシング方式は各々のタイプ1のデータパイプに対するタイムインターリービングからのセルがアクティブ(active)データセルに割り当てられる順序を定義する。また、アドレッシング方式はPLS2のダイナミック(dynamic:動的)部分でデータパイプの位置をシグナリングすることに使用される。
EAC及びFIC無しで、アドレス0は最後のFSSでPLSを伝達する最後のセルに後続するセルをいう。EACが送信され、FICが該当するフレームになければ、アドレス0はEACを伝達する最後のセルに後続するセルをいう。FICが該当するフレームで送信されれば、アドレス0はFICを伝達する最後のセルに後続するセルをいう。タイプ1のデータパイプに対するアドレス0は(a)に示したような2つの互いに異なる場合を考慮して算出できる。(a)の例で、PLS、EAC、FICは全て送信されると仮定する。EACとFICのうちの1つまたは全てが省略される場合への拡張は自明である。(a)の左側に示したように、FICまで全てのセルをマッピングした後、FSSに残っているセルがあれば、タイプ2のデータパイプ(0,...,DDP2−1)をマッピングするためのOFDMセルのアドレッシングはタイプ2のデータパイプのアクティブ(active)データセルに対して定義される。アドレッシング方式は各々のタイプ2のデータパイプに対するタイムインターリービングからのセルがアクティブ(active)データセルに割り当てられる順序を定義する。また、アドレッシング方式はPLS2のダイナミック(dynamic:動的)部分でデータパイプの位置をシグナリングすることに使用される。
(b)に示すように、3種類の若干異なる場合が可能である。(b)の左側に示した第1の場合に、最後のFSSにあるセルはタイプ2のデータパイプマッピングに使用できる。中央に示した第2の場合に、FICはノーマルシンボルのセルを占めるが、当該シンボルでのFICセルの数はCFSSより大きくない。(b)の右側に示した第3の場合は当該シンボルにマッピングされたFICセルの数がCFSSを超過する点を除いて、第2の場合と同一である。
PLS、EAC、FICがタイプ1のデータパイプと同一な「タイプ1のマッピング規則」に従うので、タイプ1のデータパイプがタイプ2のデータパイプに先行する場合への拡張は自明である。
データパイプユニット(DPU)は、フレームにおけるデータセルをデータパイプに割り当てる基本単位である。
DPUはフレームにおけるデータパイプの位置を探し出すためのシグナリング単位として定義される。セルマッパー7010は、各々のデータパイプに対してタイムインターリービングにより生成されたセルをマッピングすることができる。タイムインターリーバ5050は一連のタイムインターリービングブロックを出力し、各々のタイムインターリービングブロックはXFECBLOCKの可変数を含み、これは結局、セルの集合で構成される。XFECBLOCKにおけるセルの数NcellsはFECBLOCKサイズ、Nldpc、コンステレーションシンボル当たり送信されるビット数に依存する。DPUは与えられたフィジカルプロファイルでサポートされるXFECBLOCKにおけるセルの数Ncellsの全ての可能な値の最大公約数として定義される。セルでのDPUの長さはLDPUとして定義される。各々のフィジカルプロファイルはFECBLOCKサイズの互いに異なる組み合わせ及びコンステレーションシンボル当たり異なるビット数をサポートするので、LDPUはフィジカルプロファイルに基づいて定義される。
図22は、本発明の一実施形態に係るFEC構造を示す。
図22は、ビットインターリービングの前の本発明の一実施形態に係るFEC構造を示す。前述したように、データFECエンコーダは外部コーディング(BCH)及び内部コーディング(LDPC)を用いてFECBLOCK手続を生成するために入力BBFにFECエンコーディングを実行することができる。図示されたFEC構造はFECBLOCKに該当する。また、FECBLOCK及びFEC構造はLDPCコードワードの長さに該当する同一な値を有する。
図22に示すように、BCHエンコーディングが各々のBBF(Kbchビット)に適用された後、LDPCエンコーディングがBCH−エンコーディングされたBBF(Kldpcビット=Nbchビット)に適用される。
Nldpcの値は64800ビット(ロングFECBLOCK)または16200ビット(ショートFECBLOCK)である。
以下の<表28>及び<表29>はロングFECBLOCK及びショートFECBLOCKの各々に対するFECエンコーディングパラメータを示す。
BCHエンコーディング及びLDPCエンコーディングの具体的な動作は、次の通りである。
12−エラー訂正BCHコードがBBFの外部エンコーディングに使用される。ショートFECBLOCK及びロングFECBLOCKに対するBBF生成多項式は全ての多項式を掛けることによって得られる。
LDPCコードは外部BCHエンコーディングの出力をエンコーディングすることに使用される。完成されたBldpc(FECBLOCK)を生成するために、Pldpc(パリティビット)が各々のIldpc(BCH−エンコーディングされたBBF)から組織的にエンコーディングされ、Ildpcに添付される。完成されたBldpc(FECBLOCK)は次の数式で表現される。
ロングFECBLOCK及びショートFECBLOCKに対するパラメータは前記の<表28>及び<表29>に各々与えられる。
ロングFECBLOCKに対してNldpc−Kldpcパリティビットを計算する具体的な手続は、次の通りである。
1)パリティビット初期化
2)パリティーチェックマトリックスのアドレスの第1の行で特定されたパリティビットアドレスで第1の情報ビットiO累算(accumulate)。パリティーチェックマトリックスのアドレスの詳細な内容は後述する。例えば、割合13/15に対し、
3)次の359個の情報ビットis、s=1,2,...,359に対し、次の数式を用いてパリティビットアドレスでis累算(accumulate)。
ここで、xは第1のビットi0に該当するパリティビット累算器のアドレスを示し、Qldpcはパリティーチェックマトリックスのアドレッサで特定されたコードレート(code rate)依存定数である。前記の例である、割合13/15に対する、したがって情報ビットi1に対するQldpc=24に引続き、次の動作が実行される。
4)361番目の情報ビットi360に対し、パリティビット累算器のアドレスはパリティーチェックマトリックスのアドレスの第2の行に与えられる。同様の方式により、次の359個の情報ビットis、s=361,362,...,719に対するパリティビット累算器のアドレスは<数式6>を用いて得られる。ここで、xは情報ビットi360に該当するパリティビット累算器のアドレス、即ちパリティーチェックマトリックスの第2の行のエントリーを示す。
5)同様の方式で、360個の新たな情報ビットの全てのグループに対し、パリティーチェックマトリックスのアドレスからの新たな行はパリティビット累算器のアドレスを求めることに使用される。
全ての情報ビットが用いられた後、最終パリティビットが次の通り得られる。
6)i=1から始めて次の動作を順次に実行
ここで、pi、i=0,1,...,Nldpc−Kldpc−1の最終コンデンツはパリティビットpiと同一である。
<表30>を<表31>に取り替えて、ロングFECBLOCKに対するパリティーチェックマトリックスのアドレスをショートFECBLOCKに対するパリティーチェックマトリックスのアドレスに取り替えることを除いて、ショートFECBLOCKに対する当該LDPCエンコーディング手続はロングFECBLOCKに対するLDPCエンコーディング手続に従う。
図23は、本発明の一実施形態に係るビットインターリービングを示す。
LDPCエンコーダの出力はビットインターリービングされるが、これはQCB(quasi-cyclic block)インターリービング及び内部グループインターリービングが後続するパリティインターリービングで構成される。
(a)はQCBインターリービングを示し、(b)は内部グループインターリービングを示す。
FECBLOCKはパリティインターリービングできる。パリティインターリービングの出力で、LDPCコードワードはロングFECBLOCKで180個の隣接するQCBで構成され、ショートFECBLOCKで45個の隣接するQCBで構成される。ロングまたはショートFECBLOCKにおける各々のQCBは360ビットで構成される。パリティインターリービングされたLDPCコードワードはQCBインターリービングによりインターリービングされる。QCBインターリービングの単位はQCBである。パリティインターリービングの出力でのQCBは、図23に示すように、QCBインターリービングによりパーミュテーションされるが、ここで、FECBLOCK長さによってNcells=64800/ηMODまたは16200/ηMODである。QCBインターリービングパターンは変調タイプ及びLDPCコードレート(code rate)の各組み合わせに固有である。
QCBインターリービングの後に、内部グループインターリービングが以下の<表32>に定義された変調タイプ及び次数(ηMOD)によって実行される。1つの内部グループに対するQCBの数NQCB_IGも定義される。
内部グループインターリービング過程はQCBインターリービング出力のNQCB_IG個のQCBで実行される。内部グループインターリービングは360個の列及びNQCB_IG個の行を用いて内部グループのビットを記入し読み取る過程を含む。記入動作で、QCBインターリービング出力からのビットが行方向に記入される。読取動作は列方向に実行されて各行でm個のビットを読み取る。ここで、mはNUCの場合1と同一であり、NUQの場合2と同一である。
図24は、本発明の一実施形態に係るセル−ワードデマルチプレキシングを示す。
図24で、(a)は8及び12bpcu MIMOに対するセル−ワードデマルチプレキシングを示し、(b)は10bpcu MIMOに対するセル−ワードデマルチプレキシングを示す。
ビットインターリービング出力の各々のセルワード(c0,l,c1,l,... ,cnmod−1,l)は1つのXFECBLOCKに対するセル−ワードデマルチプレキシング過程を説明する(a)に示したように(d1,0,m,d1,1,m,...,d1,nmod−1,m)及び(d2,0,m,d2,1,m,...,d2,nmod−1,m)にデマルチプレキシングされる。
MIMOエンコーディングのために異なるタイプのNUQを用いる10bpcu MIMOの場合に、NUQ−1024に対するビットインターリーバが再使用される。ビットインターリーバ出力の各々のセルワード(c0,l,c1,l,...,c9,l)は(b)に示したように(d1,0,m,d1,1,m,...,d1,3,m)及び(d2,0,m,d2,1,m,...,d2,5,m)にデマルチプレキシングされる。
図25は、本発明の一実施形態に係るタイムインターリービングを示す。
(a)から(c)はタイムインターリービングモードの例を示す。
タイムインターリーバはデータパイプレベルで動作する。タイムインターリービングのパラメータは各々のデータパイプに対して異に設定できる。
PLS2−STATデータの一部に表れる次のパラメータはタイムインターリービングを構成する。
DP_TI_TYPE(許容された値:0または1):タイムインターリービングモードを示す。0はタイムインターリービンググループ当たり複数のタイムインターリービングブロック(1つ以上のタイムインターリービングブロック)を有するモードを示す。この場合、1つのタイムインターリービンググループは1つのフレームに(フレーム間インターリービング無しで)直接マッピングされる。1はタイムインターリービンググループ当たり1つのタイムインターリービングブロックのみを有するモードを示す。この場合、タイムインターリービングブロックは1つ以上のフレームに亘って拡散される(フレーム間インターリービング)。
DP_TI_LENGTH:DP_TI_TYPE=‘0’であれば、当該パラメータはタイムインターリービンググループ当たりタイムインターリービングブロックの数NTIである。DP_TI_TYPE=‘1’の場合、当該パラメータは1つのタイムインターリービンググループから拡散されるフレームの数PIである。
DP_NUM_BLOCK_MAX(許容された値:0乃至1023):タイムインターリービンググループ当たりXFECBLOCKの最大数を示す。
DP_FRAME_INTERVAL(許容された値:1、2、4、8):与えられたフィジカルプロファイルの同一なデータパイプを伝達する2つの順次的なフレーム間のフレームの数IJUMPを示す。
DP_TI_BYPASS(許容された値:0または1):タイムインターリービングがデータフレームに用いられなければ、当該パラメータは1に設定される。タイムインターリービングが用いられれば、0に設定される。
さらに、PLS2−DYNデータからのパラメータDP_NUM_BLOCKはデータグループの1つのタイムインターリービンググループにより伝達されるXFECBLOCKの数を示す。
タイムインターリービングがデータフレームに用いられなければ、次のタイムインターリービンググループ、タイムインターリービング動作、タイムインターリービングモードは考慮されない。しかしながら、スケジューラーからのダイナミック(dynamic:動的)構成情報のためのディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロックは相変らず必要である。各々のデータパイプで、SSD/MIMOエンコーディングから受信したXFECBLOCKはタイムインターリービンググループにグルーピングされる。即ち、各々のタイムインターリービンググループは整数個のXFECBLOCKの集合であり、ダイナミック(dynamic:動的)に変化する数のXFECBLOCKを含む。インデックスnのタイムインターリービンググループにあるXFECBLOCKの数はNxBLOCK_Group(n)で示し、PLS2−DYNデータでDP_NUM_BLOCKにシグナリングされる。この際、NxBLOCK_Group(n)は最小値0から最も大きい値が1023である最大値NxBLOCK_Group_MAX(DP_NUM_BLOCK_MAXに該当)まで変化することができる。
各々のタイムインターリービンググループは1つのフレームに直接マッピングされるか、またはPI個のフレームに亘って拡散される。また、各々のタイムインターリービンググループは1つ以上(NTI個)のタイムインターリービングブロックに分離される。ここで、各々のタイムインターリービングブロックはタイムインターリーバメモリの1つの使用に該当する。タイムインターリービンググループ内のタイムインターリービングブロックは若干の異なる数のXFECBLOCKを含むことができる。タイムインターリービンググループが複数のタイムインターリービングブロックに分離されれば、タイムインターリービンググループは1つのフレームのみに直接マッピングされる。以下の<表33>に示したように、タイムインターリービングには3種類のオプションがある(タイムインターリービングを省略する追加オプション除外)。
一般に、タイムインターリーバはフレーム生成過程の以前にデータパイプデータに対するバッファとしても作用する。これは、各々のデータパイプに対して2つのメモリバンクで達成される。第1のタイムインターリービングブロックは第1のバンクに記入される。第1のバンクで読取される間、第2のタイムインターリービングブロックが第2のバンクに記入される。
図26は、本発明の一実施形態に係るツイストされた行−列ブロックインターリーバの基本動作を示す。
図27は、本発明の他の一実施形態に係るツイストされた行−列ブロックインターリーバの動作を示す。
図28は、本発明の一実施形態に係るツイストされた行−列ブロックインターリーバの対角線方向読取パターンを示す。
図29は、本発明の一実施形態に係るそれぞれのインターリービングアレイからのインターリービングされたXFECBLOCKを示す。
本明細書において、前述したDPは、PLP(Physical layer Pipe)と、PLS情報は、L1(Layer 1)情報またはL1シグナリング情報と呼ぶことができる。PLS1情報は、L1(Layer 1)L1ベーシック(basic)情報と、PLS2情報は、L1ディテール情報として各々呼ぶこともできる。本明細書において特定情報/データがシグナリングされるとは、当該情報/データがL1シグナリング情報を介して送受信されることを意味できる。
図30は、本発明の他の一実施形態に係る放送信号送信機の構成を示す。
図30の放送信号送信機は、インプットフォーマッティングブロック(30010;Input Formatting)、BICMブロック(30020;Bit Interleaved and Coded Modulation)、フレーミング及びインターリービングブロック(30030;Framing&Interleaving)、並びにウェーブフォーム生成ブロック(30040;Wave Generation)を含むことができる。図30のフレーミング/インターリービングブロック30030は、図1のフレームビルディングブロックに該当し、ウェーブフォーム生成ブロック30040は、図1のOFDM生成ブロックに該当することができる。
図30の場合、前述した実施形態とは異なり、フレームビルディングブロック1020がタイムインターリービングブロック(30050;Time Interleaving)を含む場合であって、これにより、フレームビルディングブロック1020がフレーミング/インターリービングブロック30050と呼ばれることができる。言い換えれば、フレーミング/インターリービングブロック30030は、タイムインターリービングブロック30050、フレーミングブロック30060、及び周波数インターリービングブロック(30070;Frequency Interleaving)をさらに含むことができる。フレーミング/インターリービングブロック30030は、このようなサブブロックを使用してデータに対してタイムインターリービングを行い、データをマッピングして信号フレームを生成し、周波数インターリービングを行うことができる。
タイムインターリービングブロック30050がBICMブロック30020からフレーミング/インターリービングブロック30030へ移動する以外に、他の説明は前述したとおりである。ウェーブフォーム生成ブロック30040は、図1のOFDM生成ブロック1030と同じブロックであって、名称のみを違って呼ぶものである。
受信機側でも、上記のように、タイムデインターリービングブロックを図9のデマッピング及びデコーディングブロック9020でフレームパーシングブロック9010に含め、フレームパーシングブロック9010をフレームパーシング/デインターリービングブロックと呼ぶこともできる。フレームパーシングブロック9010は、受信信号に対して周波数デインターリービング、フレームパーシング、及びタイムデインターリービングを行うことができる。
図30は、システムのサブブロックの包含関係のみを変更して再名命したものであって、細部動作などについては、前述したところと同様である。本明細書において送受信システムの構成をブロックだけでなく、モジュールまたはユニットと呼ぶことができることも同様に適用される。
図30においてフレーミングモジュール30060は、信号フレームを生成する。以下において、本発明の実施形態に係る信号フレーム構成方法についてさらに詳細に説明する。
図31は、本発明の一実施形態に係る信号フレームストラクチャを示す。
信号フレームは、ブートストラップ、プリアンブル、及びデータ部分を含むことができる。
ブートストラップ信号は、劣悪なチャネル環境でも動作できるように、ロバスト(robust)に設計されることができる。ブートストラップ信号は、必須システム情報と当該放送システムにアクセスできる必須情報を送信できる。
ブートストラップ信号は、RFキャリア周波数の固定(lock)、及びオフセット推定、及びサンプリング周波数の固定、並びにオフセット推定に使用されることができる。ブートストラップ信号は、システム帯域幅情報(例えば、6、7、8MHz)をシグナリングできる。また、ブートストラップ信号は、コアシステムシグナリング情報(例えば、メジャー/マイナーバージョン情報)を含むことができる。また、ブートストラップ情報は、次のデータフレームの開始までの時間をシグナリングすることもできる。そして、ブートストラップ情報は、プリアンブルで送信されるL1シグナリング情報に対する識別子を送信することもできる。また、ブートストラップ信号は、EAS(Emergency Alert System)ウェイクアップ機能を支援できる。ブートストラップ信号のEASウェイクアップ情報は、緊急状況発生可否を表すことができる。すなわち、EAS情報は、EASまたは他のソースからの緊急境界情報が少なくとも1つのフレームに存在するか否かを指示できる。
図32は、本発明の一実施形態に係る信号フレームストラクチャを示す。
図32は、図31の信号フレームをシンボル単位で示す。プリアンブル及びデータは、各々少なくとも1つのシンボルを含むことができる。
プリアンブルは、L1シグナリング情報を含む(convey)。そして、プリアンブルは、L1シグナリング情報のサイズ、すなわち、ビット数によって1つまたは複数のOFDMシンボルを含むことができる。プリアンブルは、データシンボルと同じであるか、相違した構造(FFTサイズ、GI(Guard Interval))を有することができる。この場合、プリアンブルシンボルまたはデータシンボルの構造は、ブートストラップでシグナリングされることができる。すなわち、ブートストラップは、プリアンブルのFFTサイズ、GI長さ、パイロットパターンなどを指示することもできる。
ブートストラップでプリアンブル/データ部分に関する情報を送信する場合の長所は、次のとおりである。受信機の動作が簡素化され得る。そして、L1シグナリング情報を取得する時間が減り、チャネルスキャンを含むサービス取得時間が減少され得る。そして、劣悪なチャネル状況でFFT/GIエラー検出(false detection)可能性を低めて受信性能を向上させることもできる。
図33は、本発明の一実施形態に係る信号フレームストラクチャを示す。
図33は、フレーム内で1つのFFTサイズのみを支援するシングルFFTフレームに対する実施形態を示す。すなわち、図33においてデータシンボルは、全て1つのFFTサイズでOFDM変調されることができる。ただし、プリアンブルシンボルは、データシンボルのようなFFT/GI構造を有することができるが、相違したFFT/GI構造を有することもできる。このようなプリアンブルシンボルの構造は、固定されるか、ブートストラップ信号でシグナリングすることができる。
このようなフレーム構成において、フレームの最初及び最後のシンボルには、フレーム境界でのシンボルまたはシンボル構造の不連続性が発生し得る。このような不連続性のため、チャネル推定及びシンク(sync)追跡(tracking)性能の劣化が発生し得る。したがって、本発明では、このような性能劣化を補完するためのフレーム両側エッジシンボルの追加的な構造を提案する。
(1)第1のエッジシンボル構造
エッジシンボルに対してスキャタードパイロット(SP;Scattered Pilot)のキャリア間隔をデータシンボルのSPのDx値に設定することができる。Dx値は、パイロットを含むキャリア(pilot bearing carriers)の周波数方向の距離または間隔(separation)を表す。参考までに、Dyは、1つのスキャタードパイロットシーケンスを構成(forming)する時間方向のシンボルの数を表す。
言い換えれば、サブフレームバウンダリシンボルのパイロットのキャリア間隔は、Dx値に決定されることができる。例えば、Dxが3であれば、3の倍数のキャリアインデックスを有するセルがサブフレームバウンダリパイロットになることができる。相対的な(relative)キャリアインデックスkに対し、k mod Dx=0であるサブフレームバウンダリシンボルのセルがサブフレームバウンダリパイロットになることができる。
データシンボルのSPパターンは、Dx及びDyで定義される。例えば、データシンボルのSPパターンがDx=4及びDy=2である場合、パイロットを含むキャリア間には3個のキャリアが存在し、パイロット含むキャリア存在後、4番目のキャリアがSPを含むようになる。しかし、1つのシンボルを基準とすれば、パイロットは、Dx*Dyの間隔で位置するようになる。これに比べて、サブフレームバウンダリシンボルは、1つのシンボルでDx間隔でパイロットが位置するので、1つのシンボルを単位とすれば、データシンボルに比べてより多くのパイロットを含む。また、より多くのパイロットの位置が後行データシンボルのSP位置と同じである。したがって、受信機でサブフレームバウンダリシンボルを基準として後行シンボルに対するチャネル推定/同期追跡性能を向上させることができる。
このような場合、受信機で初期信号取得の際、データシンボルのDx情報がないので、ブートストラップがDx情報を伝達することもできる。実施形態として、Dx情報は、Dx情報(3ビット、8つ{3、6、12、24、4、8、16、32})及びFFT/G(FFT2ビット、GI4ビット)の2つの形態で送信されることもできる。
(2)第2のエッジシンボル構造
ブートストラップが当該フレームのデータシンボルのSP Dx情報を送信しない場合、ブートストラップ後続エッジシンボルのSPの間隔は、Dxでなく、Dx基本(basis)値で固定されることができる。当該放送システムが使用するDx基本値が1つであれば、その値で固定されることができるが、Dx基本値が複数である場合、Dx基本値を決定できる情報をブートストラップで送信することもできる。例えば、Dxが3、6、12、24である場合、Dx基本値は3であり、Dxが4、8、16、32である場合のDx基本値は4となる。Dx基本値は、SPパターンを構成する場合、Dx拡張の基礎となるDx値を表す。
実施形態として、Dx情報は、GI情報及びDx基本値情報(例えば、1ビット、Dx=3であれば、0またはDx=4であれば、1)で送信されることができる。
プリアンブルがデータシンボルと同じFFTサイズを有する場合、1つまたは複数のプリアンブルシンボルがエッジシンボルの役割を果たすこともできる。図33は、プリアンブルシンボルがデータシンボルと同じFFTサイズを有する場合であって、プリアンブルシンボルがエッジシンボルの役割を共に行う場合を示したものである。
前述したエッジシンボルの構造は、互いに長短所を有する。第1のエッジシンボル構造の場合、パイロットオーバーヘッドが相対的に少なくようになり、送受信の効率面で長所を有する。第2のエッジシンボル構造の場合、必要以上のパイロット使用のため、送受信効率は低下するが、パイロットを使用したチャネル推定及び同期取得の性能面で長所を有する。
プリアンブルは、フレームまたはサブフレームの開始に位置するので、エッジシンボル構造を有するように構成されることもできる。前述したエッジシンボル構造の実施形態は、そのタイプをシグナリングして選択的に運営されることもできる。エッジシンボル構造は、スキャタードパイロット間隔のみに限定されず、カンティニュアル(continual)パイロット(CP;Continual Pilot)の場合にもシグナリングビットを追加して選択的に運営されることができる。
CPを追加的に使用する場合、パイロットオーバーヘッドは増加するが、フレームまたはサブフレーム間チャネル推定及び同期追跡性能が向上することもできる。CPを追加的に使用しない場合、パイロットオーバーヘッドが減少するが、チャネル推定及び同期追跡性能は多少低減されることもできる。
エッジシンボルの構造に関する情報は、プリアンブルエッジシンボルの場合、ブートストラップに含まれ、データエッジシンボルの場合、プリアンブルに含まれることができる。そして、受信機は、ブートストラップをデコーディングしてプリアンブルエッジシンボル構造に関する情報を取得し、プリアンブルをデコーディングしてデータエッジシンボル構造に関する情報を取得できる。
実施形態として、プリアンブルの場合、ブートストラップでフレキシブルにプリアンブルのエッジシンボル構造を定義することができる。そして、受信機では、当該シグナリング情報を取得することにより、プリアンブルのパイロットキャリア位置とデータキャリア位置などを正確に区分して受信信号を処理できる。
エッジシンボル構造情報は、エッジSPモード情報(edge_SP_mode;2ビット)及びエッジCPモード情報(edge_CP_mode;1ビット)を定義して送信することができる。例えば、エッジSPモード情報は、値が0であれば、第1のエッジシンボル構造を、値が1であれば、第2のエッジシンボル構造を、値が2であれば、データシンボル構造、及び値が3であれば、予備(reserved)を各々指示できる。
値が2である場合は、エッジシンボル部分でエッジシンボル構造を使用せずに、ノーマルのデータシンボル構造を使用する場合を表す。すなわち、エッジシンボルがデータ部分と同じパイロットパターンを有する場合を表す。このような場合、パイロットオーバーヘッドの側面で長所があり、チャネル推定/同期性能が重要でないか、受信機でチャネル推定の際、タイムインターポレーション(interpolation)を考慮しないように意図された場合に使用されることができる。
エッジSPモード情報は、エッジシンボルモード情報またはサブフレームバウンダリシンボルモード情報と呼ぶことができる。エッジSPモード情報は、値が0または1であれば、エッジシンボル位置のシンボルがエッジシンボル構造を有することを表し、2であれば、エッジシンボル構造を有さないことを表すことができる。したがって、このようなエッジシンボルモード情報は、フレーム/サブフレームの最初のシンボル及び最後のシンボルの各々がエッジシンボルであるか否かを表すことができる。
放送システムがこの3つのうち、2個のみを支援する場合には、情報量を1ビットに減らしてシグナリングすることができる。フレーム内に複数のエッジシンボルが存在する場合には、それぞれのエッジシンボルに対して別にシグナリングするか、シグナリングビット数を減らしつつ、複数のエッジシンボルに対して同時にシグナリングすることもできる。
ブートストラップでプリアンブルのエッジシンボル構造をシグナリングする場合にも、上記のように、エッジSPモード情報、エッジCPモード情報を使用してシグナリングすることができる。または、ブートストラップに含まれるプリアンブル構造指示子(7ビット)のビットの特定組み合わせを使用してエッジシンボル構造を指示することもできる。
図34は、本発明の一実施形態に係る信号フレームストラクチャを示す。
図34は、図33とは異なり、プリアンブルシンボルの次の最初のシンボルがエッジシンボルの役割を果たす場合を示す。実施形態として、プリアンブルのFFTサイズとデータシンボルのFFTサイズとが相違した場合、図34のような信号構造が使用され得る。エッジシンボルの構造及びシグナリング方法については、図33において前述した方法が適用され得る。
図34において、プリアンブルでないデータ部分のエッジシンボルは、その位置によってフレーム開始シンボル、フレーム開始シグナリングシンボル、及びフレーム終了(closing/ending)シンボルと呼ぶことができる。前述したように、プリアンブルに送信されるシグナリング情報は、エッジSPモード情報及びエッジCPモード情報が含まれ得る。
図35は、本発明の一実施形態に係る信号フレーム構造を示す。
図35は、本発明の実施形態に係る第1の信号フレーム構造の階層を示す。
第1の信号フレーム構造において、最も上位にスーパーフレームがある。スーパーフレームは、複数のFRU(Frame Repetition Unit)を含む。FRUは、複数の信号フレームを含み、FRU内部のそれぞれの信号フレームは、定義されたフレームタイプのうちの1つの信号フレームまたはFEF(Future Extension Frame)を送信できる。
FRU内部のフレームタイプまたはFEFの配列は、スーパーフレーム内で同一に繰り返されることができる。このようなFRU構造を有する理由は、柔軟性(flecibility)を保障するとともに、前にスーパーフレーム構成をシグナリングするためのシグナリングオーバーヘッドを最小化するためである。FRUを構成するフレームの個数は、N_FRUになり、FRUの繰り返し回数は、NFRAM_TYPEに定義されることができる。
第1の信号フレーム構造は、1つのフレーム内のデータシンボルが同じOFDMシンボル構造(FFTサイズ、GI長さ、パイロットパターン)を有するシングルFFTフレーム構造に該当する。
図36は、本発明の他の一実施形態に係る信号フレーム構造を示す。
図36は、本発明の実施形態に係る第2の信号フレーム構造の階層を示す。
第2の信号フレーム構造は、1つのフレームのデータシンボルが複数の相違したOFDMシンボル構造(FFTサイズ、GI長さ、パイロットパターン)を有する混合(mixed)FFTフレーム構造に該当する。
混合FFTフレーム内で同じOFDM構造を有する集合をパーティションに定義すれば、混合FFTフレームは、複数のパーティションを含むことができる。パーティション別に独立的にFFTサイズ、GI長さ、パイロットパターンなどの設定が可能であり、当該パーティションの位置情報及び構造情報は、プリアンブルで送信されることができる。
図37は、本発明の他の一実施形態に係る信号フレーム構造を示す。
図37は、本発明の実施形態に係る第3の信号フレーム構造の階層を示す。
第3の信号フレーム構造は、図36の第2の信号フレーム構造と類似するが、複数のフレームタイプが1つのフレームとして送信される実施形態である。すなわち、フレームタイプが図36のパーティションに一対一にマッピングされる実施形態である。第3の信号フレーム構造の場合、ブートストラップ信号とプリアンブルとは、FRUの開始に1回ずつ送信されることができる。
図38は、本発明の他の一実施形態に係る信号フレーム構造を示す。
図38は、本発明の実施形態に係る第4の信号フレーム構造の階層を示す。
第4の信号フレーム構造は、図37の第3の信号フレーム構造と構造的には同様である。混合FFTフレームが定義されつつ、複数のフレームタイプが1つのフレーム内で送信されることができる。したがって、フレームをフレームタイプのTDM構成が一定の単位で定義すれば、スーパーフレームという別の構成を定義する必要がない。したがって、フレーム⇒SRU(Sub−frame Repetition Unit)⇒サブフレームの構造で階層を再構成できる。
このような場合、フレームは、ブートストラップとプリアンブルで始まり、データシンボル領域は、複数のサブフレームを含むことができる。サブフレームは、独立的なFFT、GI、パイロットパターンの設定が可能である。
図39は、本発明の他の一実施形態に係る信号フレーム構造を示す。
図39は、本発明の実施形態に係る第5の信号フレーム構造の階層を示す。
第5の信号フレーム構造は、前述した第4の信号フレーム構造の繰り返し構造を除去した、さらに柔軟な信号構造を表す。信号フレーム⇒サブフレームのより単純な階層を有する。第4の信号フレーム構造のように、フレームは、ブートストラップとプリアンブルで始め、データシンボル領域は、複数のサブフレームを含むことができる。サブフレームは、独立的なFFTサイズ、GI長さ、パイロットパターンの設定が可能である。
サブフレームのFFTサイズ/GI長さ/パイロットパターン情報は、プリアンブルに含まれることができる。サブフレーム別にTDM(Time Division Multiplexing)/LDM(Layered Division Multiplexing)/LTDM(Layered Time Division Multiplexing)などの構成(configuration)を独立的に設定することができる。そして、当該サブフレームに対するTDM/LDM/LTDMなどの構成情報は、プリアンブルに含まれることができる。
サブフレーム別に、サブフレーム内のPLPに対するセルマルチプレキシング方法(例えば、TDM/FDM−like/TDFM−like、non−dispersed/dispersed、またはTDM/sub−slicing/dispersed)等)が独立的に設定され得る。当該サブフレーム内のPLPに対するセルマルチプレキシング方法に関する情報は、プリアンブルに含まれることができる。
サブフレーム別に、SISO/MISO/MIMOなどの送信方法が独立的に設定されて送信されることができる。このようなSISO/MISO/MIMOなどの送信方法は、プリアンブルに含まれることができる。
前述した説明において特定情報がプリアンブルに含まれるとは、特定情報がプリアンブルを介して送信されるL1シグナリング情報/データに含まれることを意味する。
以下では、放送システムが図39の第5の信号フレーム構造にしたがって信号を送受信することを前提として説明する。また、エッジシンボルをサブフレームバウンダリシンボルと呼んで説明することもできる。特に、エッジシンボルがサブフレームの開始シンボルまたは最後のシンボルに位置する場合、これらをサブフレームバウンダリシンボルと呼ぶことができる。
図40は、本発明の一実施形態に係る信号フレーム構造及びエッジシンボル構成を示す。
図40の信号フレームは、図39のような信号フレーム構造を有する。ただし、図40の場合は、信号フレーム内でシンボルが同じFFTサイズを有するシングルFFTフレームに対する実施形態を示す。図40においてプリアンブルシンボルはPで、データシンボルはDで、エッジシンボル構造を有するプリアンブルシンボルはP/Eで、エッジシンボル構造を有するデータシンボルはD/Eで各々示す。
図40の信号フレームでプリアンブルシンボルまたは最初のデータシンボルがエッジシンボルとなり得る。また、図40の信号フレームで最後のデータシンボルがエッジシンボルとなり得る。図40の信号フレームは、図39の信号フレーム構造を有するので、信号フレームの最初のデータシンボル及び最後のデータシンボルは、各々最初のサブフレームの最初のデータシンボル及び最後のサブフレームの最後のデータシンボルに該当し得る。
図40(a)の実施形態は、プリアンブルシンボルが後続するデータシンボルと同じFFTサイズを有する場合である。プリアンブルがデータシンボルと同じFFTサイズを有する場合、チャネル推定のためのタイムインターポレーションが容易であるから、プリアンブル(P/E)がエッジシンボルの役割を同時に行うことができる。すなわち、このような場合、チャネル推定/同期追跡のために、データシンボルにパイロットをさらに密度高く(dense)配置する必要はないからである。プリアンブルエッジシンボルの構造は、前述した第1のエッジシンボル構造または第2のエッジシンボル構造となり得る。
図40(b)の実施形態は、プリアンブルシンボルが後続するデータシンボルと異なるFFTサイズを有する場合である。この場合には、プリアンブルのパイロットのみを使用しては、チャネル推定のためのタイムインターポレーションが困難であるか、性能劣化が不回避になる。したがって、プリアンブルの後に初めて出るデータシンボルがエッジシンボルとなり得る。エッジシンボルの構造は、前述した第1のエッジシンボル構造または第2のエッジシンボル構造となり得る。エッジシンボル構造デコーディングに必要なパラメータは、プリアンブルシンボルに含まれることができる。この方法は、より一般的に、プリアンブルがOFDMシンボルでなく、他のウェーブフォーム形態を有する場合にも適用されることができる。
プリアンブルまたはブートストラップに含まれて送信されるシグナリング情報は、エッジSPモード情報(1ビットまたは2ビット)、エッジCPモード情報(1ビット)などを含むことができる。図40(a)の実施形態の場合、プリアンブルのパイロット構成を知ってこそプリアンブルデコーディングが可能であるから、プリアンブルエッジシンボルに対するエッジシンボル構造情報がブートストラップに含まれなければならない。データエッジシンボルに対するエッジシンボル構造情報は、プリアンブルに含まれることができる。図40(b)の実施形態の場合には、データエッジシンボルに対するエッジシンボル構造情報がプリアンブルに含まれることができる。
図41は、本発明の他の一実施形態に係る信号フレーム構造及びエッジシンボル構成を示す。
図41の信号フレームは、図39のような信号フレーム構造を有する。ただし、図41の場合は、信号フレーム内でシンボルが相違したFFTサイズを有する混合FFTフレームに対する実施形態を示す。図41においてプリアンブルシンボルはPで、データシンボルはDで、エッジシンボル構造を有するプリアンブルシンボルはP/Eで、エッジシンボル構造を有するデータシンボルはD/Eで各々示す。
図41において、同じFFTサイズを有するデータシンボルの集合をパーティション/フレームタイプ/サブフレームと呼ぶことができ、本明細書は、これをサブフレームと呼ぶ。FFTサイズが相違するので、サブフレーム間でチャネル推定/同期追跡性能が劣化され得る。したがって、図41のように、サブフレームの最初のシンボル及び最後のシンボルを各々エッジシンボルで構成することができる。これをサブフレームバウンダリシンボルと呼ぶことができるのは、前述したとおりである。
図41は、各サブフレームの最初のシンボル及び最後のシンボルをエッジシンボルとして使用する場合を表す。ただし、図41(b)のように、エッジシンボルは、プリアンブルシンボルでない、最初のサブフレームの最初のシンボルとなり得る。
システムオーバーヘッドを減らすために、エッジシンボルは部分的に省略することができる。例えば、サブフレームの境界の前または後のシンボルのうちの1つのみにエッジシンボル構造を適用できる。例えば、先行するサブフレームの最後のシンボルがエッジシンボルである場合、連続する後行サブフレームの最初のシンボルは、エッジシンボル構造を適用しないこともある。また、後行するサブフレームの最初のシンボルがエッジシンボルである場合、先行するサブフレームの最後のシンボルには、エッジシンボル構造を適用しないこともある。このようなエッジシンボルの位置情報は、プリアンブルで送信されることができる。言い換えれば、サブフレームの最初のシンボル及び最後のシンボルが各々エッジシンボルであるか、またはエッジシンボルでないデータシンボルであるかの可否は、前述したエッジシンボルモード情報を介してシグナリングされることができる。
図41の信号フレームでプリアンブルシンボルまたは最初のデータシンボルがエッジシンボルとなり得る。また、図41の信号フレームで最後のデータシンボルがエッジシンボルとなり得る。図41の信号フレームは、図39の信号フレーム構造を有するので、最初のデータシンボル及び最後のデータシンボルは、各々最初のサブフレームの最初のデータシンボル及び最後のサブフレームの最後のデータシンボルに該当し得る。
図41(a)の実施形態は、プリアンブルシンボルが後続するデータシンボルと同じFFTサイズを有する場合である。プリアンブルがデータシンボルと同じFFTサイズを有する場合、チャネル推定のためのタイムインターポレーションが容易であるから、プリアンブル(P/E)がエッジシンボルの役割を同時に行うことができる。すなわち、このような場合、チャネル推定/同期追跡のために、データシンボルにパイロットをさらに密度高く(dense)配置する必要はないからである。プリアンブルエッジシンボルの構造は、前述した第1のエッジシンボル構造または第2のエッジシンボル構造となり得る。すなわち、プリアンブルシンボルがDx単位のパイロットを含むことができる。
図41(b)の実施形態は、プリアンブルシンボルが後続するデータシンボルと異なるFFTサイズを有する場合である。この場合には、プリアンブルのパイロットのみを使用しては、チャネル推定のためのタイムインターポレーションが困難であるか、性能劣化が不回避になる。したがって、プリアンブルの後に初めて出る少なくとも1つのデータシンボルがエッジシンボルとなり得る。エッジシンボルの構造は、前述した第1のエッジシンボル構造または第2のエッジシンボル構造となり得る。エッジシンボル構造デコーディングに必要なパラメータは、プリアンブルシンボルに含まれることができる。この方法は、より一般的に、プリアンブルがOFDMシンボルでなく、他のウェーブフォーム形態を有する場合にも適用されることができる。
プリアンブルまたはブートストラップに含まれて送信されるシグナリング情報は、エッジSPモード情報(1ビットまたは2ビット)、エッジCPモード情報(1ビット)などを含むことができる。図41(a)の実施形態の場合、プリアンブルのパイロット構成を知ってこそプリアンブルデコーディングが可能であるから、プリアンブルエッジシンボルに対するエッジシンボル構造情報がブートストラップに含まれなければならない。データエッジシンボルに対するエッジシンボル構造情報は、プリアンブルに含まれることができる。図41(b)の実施形態の場合には、データエッジシンボルに対するエッジシンボル構造情報がプリアンブルに含まれることができる。図41においてデータエッジシンボルのエッジシンボル構造は、独立的にシグナリングされることもできる。
図42は、本発明の一実施形態に係るスキャタードパイロットパターンを示したテーブルである。
図42においてDxとDyの組み合わせ(combination)が信号フレームに挿入されるスキャタードパイロットのパターンを示す。特に、図42の場合、Dx基本値が3、4に混用される実施形態を示す。データシンボルのSPのDx情報は、FFT/GI情報を介して分かることができる。Dx基本(basis)情報は、GI情報がブートストラップにより送信されるならば、追加的なシグナリング無しでも取得されることができる。
図42のように、サブフレームに対するスキャタードパイロットパターン情報がシグナリングされ得る。エッジシンボルのパイロットに対して前述した第1のエッジシンボル構造を使用する場合、受信機は、当該サブフレームのスキャタードパイロットパターン情報を取得し、このスキャタードパイロットパターンのDx値を使用してエッジシンボルのパイロットをプロセシングすることができる。
図43は、本発明の一実施形態に係る放送信号送信方法を示す。
放送信号送信機及びその動作と関連して前述したように、放送信号送信機は、インプットフォーマッティングモジュールを使用して入力データをインプットプロセシングして少なくとも1つのDP(Data Pipe)、すなわち、PLP(Physical Layer Pipe)データを出力できる(S43010)。そして、放送信号送信機は、BICMモジュールを使用して少なくとも1つのPLPに含まれたデータをエラー訂正プロセシングまたはFECエンコーディングすることができる(S43020)。放送信号送信機は、フレーミングモジュールを使用して、少なくとも1つのPLPのデータを含む信号フレームを生成できる(S43030)。そして、放送信号送信機は、ウェーブフォーム生成モジュールを使用して、送信信号をOFDM変調して送信信号を生成できる(S43040)。
図31〜図41において説明したように、送信信号の信号フレームは、ブートストラップ、プリアンブル、及びデータ領域を含むことができる。
ブートストラップは、複数のシンボルを含み、使用されるFFTサイズは、2Kに固定されることができる。ブートストラップシンボルは、送信信号のシステム帯域幅(6、7、8MHz)情報及びプリアンブルストラクチャに関する情報をシグナリングできる。
プリアンブルは、複数のシンボルを含み、ブートストラップの後に、そして最初のサブフレームの前のみに位置する。プリアンブルに対するFFTサイズは、8K、16K、32Kのうち、1つになることができる。使用されるFFTサイズは、最初のサブフレームのFFTサイズと同じであるか、異なることができる。プリアンブルは、フレームの残った部分(remainder)に対するL1シグナリング情報を含む(contain)。
1つの信号フレームには、少なくとも1つのサブフレームが含まれ得る。そして、各サブフレームに対するFFTサイズは、8K、16K、32Kのうち、1つが使用され得るし、サブフレーム別のFFTサイズは、同じであるか、異なることができる。サブフレームは、当該サブフレームに対して固定されたFFTサイズ、GI長さ、スキャタードパイロットパターン、及びNoC(Number of useful carriers)を有する。そして、当該サブフレームに対するFFTサイズ情報、GI長さ情報、パイロットパターン情報、及びNoC情報は、プリアンブルに含まれて送信/受信されることができる。
図31〜図41において説明したように、少なくとも1つのサブフレームの最初のシンボルまたは最後のシンボルのうち、少なくとも1つは、サブフレームバウンダリシンボルになることができる。サブフレームバウンダリシンボルは、サブフレームのデータシンボルより高いスキャタードパイロット密度(density)を有する。サブフレームバウンダリシンボルのパイロットは、サブフレームのデータシンボルのパイロット密度Dxに基づいて決定され、パイロット密度Dxは、周波数方向でパイロットを含む(bearing)キャリアの距離(separation)を表す。言い換えれば、サブフレームバウンダリシンボルのパイロットのキャリア距離はDx値で決定されることができる。例えば、Dxが3であれば、3の倍数のキャリアインデックスを有するセルがサブフレームバウンダリパイロットになることができる。
図31〜図41において説明したように、フレームのサブフレームの最初のシンボルまたは最後のシンボルのうち、少なくとも1つがサブフレームバウンダリシンボルになることができる。信号フレームが複数のサブフレームを含む場合、サブフレームの境界に位置する先行サブフレームの最後のシンボル及び後行サブフレームの最初のシンボルのうち、少なくとも1つのシンボルは、サブフレームバウンダリシンボルになることができる。信号フレームのプリアンブルに後行する最初のサブフレームの最初のシンボルは、プリアンブルと最初のサブフレームとのFFTサイズが同じであるかによってサブフレームバウンダリシンボルになることができる。
前述したように、サブフレームの最初のシンボル及び最後のシンボルは、各々選択的に(selectively)サブフレームバウンダリシンボルになることができる。例えば、最初のサブフレームの最初のシンボル、サブフレーム間境界の最後のシンボル、サブフレームの間境界の最後のシンボルは、選択的に(optionally)サブフレームバウンダリシンボルになることができる。したがって、このようなサブフレームバウンダリシンボルの存在可否を表すサブフレームバウンダリモード情報がプリアンブルを介して送信されることができる。サブフレームバウンダリモード情報は、各サブフレームの最初のシンボル及び最後のシンボルに対して各々がサブフレームバウンダリシンボルであるか否かを表すこともできる。
図44は、本発明の一実施形態に係る放送信号受信方法を示す。
放送信号受信機及びその動作と関連して前述したように、放送信号受信機は、同期化及び復調モジュールを使用して受信放送信号をOFDM復調できる(S44010)。放送信号受信機は、フレームパーシングモジュールを使用して放送信号の信号フレームをパーシングできる(S44020)。放送信号受信機は、信号フレームに含まれたプリアンブルデータを抽出及びデコーディングし、プリアンブルデータから取得されたL1シグナリング情報を使用して所望のサブフレームまたはPLPデータを抽出することもできる。放送信号受信機は、デマッピング及びデコーディングモジュールを使用して放送信号から抽出されたPLPデータをビットドメインに変換し、FECデコーディングすることができる(S44030)。そして、放送受信機は、アウトプットプロセシングモジュールを使用してPLPデータをデータストリームに出力することができる(S44040)。
放送信号受信機の同期化及び復調モジュールは、受信信号に含まれたパイロットを使用してチャネル推定及び同期追跡を行うことができる。特に、本発明に係る放送信号受信機は、サブフレームバウンダリシンボルを使用して当該サブフレームまたは隣接サブフレームのチャネル推定及び同期追跡を行うこともできる。
図31〜図41において説明したように、受信信号の信号フレームは、ブートストラップ、プリアンブル、及びデータ領域を含むことができる。
ブートストラップは、複数のシンボルを含み、使用されるFFTサイズは、2Kに固定されることができる。ブートストラップシンボルは、受信信号のシステム帯域幅(6、7、8MHz)情報及びプリアンブルストラクチャに関する情報をシグナリングできる。
プリアンブルは、複数のシンボルを含み、ブートストラップの後に、そして、最初のサブフレームの前のみに位置する。プリアンブルに対するFFTサイズは、8K、16K、32Kのうち、1つになることができる。使用されるFFTサイズは、最初のサブフレームのFFTサイズと同じであるか、異なることができる。プリアンブルは、フレームの残った部分(remainder)に対するL1シグナリング情報を含む(contain)。
1つの信号フレームには、少なくとも1つのサブフレームが含まれ得る。そして、各サブフレームに対するFFTサイズは、8K、16K、32Kのうち、1つが使用され得るし、サブフレーム別のFFTサイズは、同じであるか、異なることができる。サブフレームは、当該サブフレームに対して固定されたFFTサイズ、GI長さ、スキャタードパイロットパターン、及びNoC(Number of useful carriers)を有する。そして、当該サブフレームに対するFFTサイズ情報、GI長さ情報、パイロットパターン情報、及びNoC情報は、プリアンブルに含まれて受信されることができる。
受信機は、ブートストラップに含まれたシグナリング情報を使用してプリアンブルをデコーディングし、プリアンブルに含まれたシグナリング情報を使用してサブフレーム及びサブフレームに含まれたPLPデータをデコーディングできる。
図31〜図41において説明したように、少なくとも1つのサブフレームの最初のシンボルまたは最後のシンボルのうち、少なくとも1つは、サブフレームバウンダリシンボルになることができる。サブフレームバウンダリシンボルは、サブフレームのデータシンボルより高いスキャタードパイロット密度(density)を有する。サブフレームバウンダリシンボルのパイロットは、サブフレームのデータシンボルのパイロット密度Dxに基づいて決定され、パイロット密度Dxは、周波数方向でパイロットを含む(bearing)キャリアの距離(separation)を表す。言い換えれば、サブフレームバウンダリシンボルのパイロットのキャリア距離は、Dx値で決定されることができる。例えば、Dxが3であれば、3の倍数のキャリアインデックスを有するセルがサブフレームバウンダリパイロットとなることができる。
図31〜図41において説明したように、フレームのサブフレームの最初のシンボルまたは最後のシンボルのうち、少なくとも1つがサブフレームバウンダリシンボルになることができる。信号フレームが複数のサブフレームを含む場合、サブフレームの境界に位置する先行サブフレームの最後のシンボル及び後行サブフレームの最初のシンボルのうち、少なくとも1つのシンボルは、サブフレームバウンダリシンボルになることができる。信号フレームのプリアンブルに後行する最初のサブフレームの最初のシンボルは、プリアンブルと最初のサブフレームとのFFTサイズが同様であるかによってサブフレームバウンダリシンボルになることができる。
前述したように、サブフレームの最初のシンボル及び最後のシンボルは、各々選択的に(selectively)サブフレームバウンダリシンボルになることができる。例えば、最初のサブフレームの最初のシンボル、サブフレーム間境界の最後のシンボル、サブフレーム間境界の最後のシンボルは、選択的に(optionally)サブフレームバウンダリシンボルになることができる。したがって、このようなサブフレームバウンダリシンボルの存在可否を表すサブフレームバウンダリモード情報がプリアンブルを介して送信されることができる。サブフレームバウンダリモード情報は、各サブフレームの最初のシンボル及び最後のシンボルに対して各々がサブフレームバウンダリシンボルであるか否かを表すこともできる。
本発明によれば、信号フレームは、FFTサイズ、GI長さ、及びパイロットパターンが同じである少なくとも1つのサブフレームを含むことにより、シグナリング情報を最小化しつつも送受信効率及び柔軟性を確保できる。ただし、サブフレーム間ではFFTサイズが異なるため、それにより、パイロットパターンなどが変更され得る。したがって、サブフレーム間でチャネル推定及び同期追跡性能が劣化され得る。
本発明は、サブフレームの境界に選択的にパイロット密度がより高いサブフレームバウンダリシンボルを配置することにより、突然の信号構造変更によるチャネル推定及び同期追跡性能劣化を最小化できる。そして、サブフレームバウンダリシンボルを選択的に配置し、サブフレームバウンダリシンボルの存在可否をシグナリングすることにより、パイロットオーバーヘッドを最小化し、システム運用を柔軟にすることができる。
特に、FFTサイズが同じであるかによって隣接したサブフレーム間及びプリアンブルと隣接したサブフレームに対してサブフレームバウンダリシンボル構造を選択的に使用してシステム性能向上とパイロットオーバーヘッド増加の均衡を調整できる。
本発明の思想や範囲を逸脱することなく、本発明において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、添付された請求項及びその同等範囲内で提供される本発明の変更及び変形を含むことと意図される。
本明細書において装置及び方法発明が全て言及され、装置及び方法発明の全ての説明は互いに補完して適用されることができる。
様々な実施形態が本発明を実施するための最善の形態で説明された。