本発明は、放送信号送信装置、放送信号受信装置、及び放送信号送受信方法に関するものである。
アナログ放送信号送信が終了するにつれて、ディジタル放送信号を送受信するための様々な技術が開発されている。ディジタル放送信号はアナログ放送信号に比べてより多い量のビデオ/オーディオデータを含むことができ、ビデオ/オーディオデータだけでなく、様々な種類の付加データをさらに含むことができる。
即ち、ディジタル放送システムはHD(High Definition)イメージ、マルチャネル(multichannel、多チャネル)オーディオ、及び様々な付加サービスを提供することができる。しかしながら、ディジタル放送のためには、多量のデータ送信に対するデータ送信効率、送受信ネットワークの堅固性(robustness)、及びモバイル受信装置を考慮したネットワーク柔軟性(flexibility)が向上しなければならない。
前述した技術的課題を解決するために、本発明の実施形態に係るシグナリング情報を含む放送信号をプロセシングする放送信号受信機は、受信放送信号をOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)復調するFFT(Fast Fourier Transform)モジュールと、前記放送信号に含まれたパイロットを検出するパイロット検出モジュールと、前記放送信号の信号フレームをパーシングするフレームパーシングモジュールであって、前記信号フレームは、プリアンブル及び少なくとも1つのサブフレームを含む、フレームパーシングモジュールと、前記放送信号のPLP(Physical Layer Pipe)データをビットドメインに変換し、FEC(Forward Error Correction)デコーディングするデマッピング及びデコーディングモジュールと、前記PLPデータを受信してデータストリームを出力するアウトプットプロセシングモジュールとを含み、前記サブフレームは、データシンボル及び少なくとも1つのサブフレームバウンダリシンボルを含み、前記サブフレームバウンダリシンボル(SBS)は、データキャリア及びサブフレームバウンダリパイロットを含む。
本発明の実施形態に係る放送信号受信機において、前記サブフレームの前記データシンボルは、スキャタードパイロットを含み、前記スキャタードパイロットの振幅は、スキャタードパイロットの電力ブースティングレベルを表すSPブースティングパラメータに基づいて決定され、前記サブフレームバウンダリパイロットの振幅は、前記SPブースティングパラメータに基づいて決定することができる。
本発明の実施形態に係る放送信号受信機において、前記サブフレームバウンダリパイロットは、前記サブフレームのSPパターンの周波数方向のパイロット間隔(separation)に基づいて位置し、前記サブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアは、特定数のアクティブデータキャリア及び特定数のヌルキャリアを含むことができる。
本発明の実施形態に係る放送信号受信機において、前記アクティブデータキャリアの数は、前記SPブースティングパラメータに基づいて決定されることができる。
本発明の実施形態に係る放送信号受信機において、前記ヌルキャリアの数は、前記スキャタードパイロットの振幅に基づいて決定されることができる。
本発明の実施形態に係る放送信号受信機において、前記ヌルキャリアの数は、前記サブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアの数から前記アクティブキャリアの数を減算することにより取得されることができる。
本発明の実施形態に係る放送信号受信機において、前記アクティブデータキャリアは、全体データセルのセンタに位置し、前記ヌルキャリアの半分は、それぞれエッジ帯域に位置することができる。
また、上述した技術的課題を解決するための本発明の実施形態に係る放送信号受信方法は、受信信号フレームをOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)復調するステップと、前記信号フレームに含まれたパイロットを検出するステップと、前記放送信号の信号フレームをパーシングするステップであって、前記信号フレームは、プリアンブル及び少なくとも1つのサブフレームを含む、ステップと、前記放送信号のPLP(Physical Layer Pipe)データをビットドメインに変換し、FEC(Forward Error Correction)デコーディングするステップと、前記PLPデータを受信してデータストリームを出力するステップとを含み、前記サブフレームは、データシンボル及び少なくとも1つのサブフレームバウンダリシンボルを含み、前記サブフレームバウンダリシンボル(SBS)は、データキャリア及びサブフレームバウンダリパイロットを含むことができる。
本発明は、サービス特性によってデータを処理して各サービスまたはサービスコンポーネントに対するQoS(Quality of Service)を制御することによって様々な放送サービスを提供することができる。
本発明は、同一のRF(radio frequency)信号帯域幅を介して様々な放送サービスを送信することによって送信柔軟性(flexibility)を達成することができる。
本発明は、MIMO(Multiple−Input Multiple−Output)システムを用いてデータ送信効率及び放送信号の送受信堅固性(Robustness)を向上させることができる。
本発明によれば、モバイル受信装置を使用するか、または室内環境にあっても、エラー無しでディジタル放送信号を受信することができる放送信号送信及び受信方法及び装置を提供することができる。
以下、本発明の追加的な効果を実施形態と関連してより詳細に説明する。
本発明に対してさらに理解するために含まれて、本出願に含まれて、その一部を構成する添付の図面は本発明の原理を説明する詳細な説明とともに本発明の実施形態を示す。
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の構造を示す。
本発明の一実施形態に係るインプットフォーマッティング(Input formatting:入力フォーマット)ブロックを示す。
本発明の他の一実施形態に係るインプットフォーマッティング(Input formatting:入力フォーマット)ブロックを示す。
本発明の他の一実施形態に係るインプットフォーマッティング(Input formatting:入力フォーマット)ブロックを示す。
本発明の一実施形態に係るBICM(bit interleaved coding & modulation)ブロックを示す。
本発明の他の一実施形態に係るBICMブロックを示す。
本発明の一実施形態に係るフレームビルディング(Frame Building:フレーム生成)ブロックを示す。
本発明の一実施形態に係るOFDM(orthogonal frequency division multiplexing)ジェネレーション(generation:生成)ブロックを示す。
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の構造を示す。
本発明の一実施形態に係るフレーム構造を示す。
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を示す。
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。
本発明の一実施形態に係るPLS1データを示す。
本発明の一実施形態に係るPLS2データを示す。
本発明の他の一実施形態に係るPLS2データを示す。
本発明の一実施形態に係るフレームのロジカル(logical:論理)構造を示す。
本発明の一実施形態に係るPLS(physical layer signalling)マッピングを示す。
本発明の一実施形態に係るEAC(emergency alert channel)マッピングを示す。
本発明の一実施形態に係るFIC(fast information channel)マッピングを示す。
本発明の一実施形態に係るDP(data pipe:データパイプ)のタイプを示す。
本発明の一実施形態に係るDP(data pipe:データパイプ)マッピングを示す。
本発明の一実施形態に係るFEC(forward error correction)構造を示す。
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。
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。
本発明の一実施形態に係る時間インターリービングを示す。
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。
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。
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リードパターンを示す。
本発明の一実施形態に係る各インターリービングアレイ(array)からインターリービングされたXFECBLOCKを示す。
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。
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。
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。
本発明の実施形態に係る信号フレームのパイロット構造を示す。
本発明の一実施形態に係るスキャタードパイロットブースティング情報を示す。
本発明の一実施形態に係るスキャタードパイロットブースティング情報を示す。
本発明の一実施形態に係るプリアンブルパイロットブースティング情報を示す。
本発明の一実施形態に係るプリアンブルパイロットブースティング情報を示す。
フレームバウンダリシンボルに対するSPパワーブースティングレベルを示す。
本発明の一実施形態に係るノーマルデータシンボルに対するアクティブキャリアの数(NoA)を示す。
本発明の一実施形態に係るサブフレームバウンダリシンボルのパイロットの数(N_SP、SBS)を示す。
本発明の一実施形態に係るサブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアの数を示す。
本発明の一実施形態に係るシンボル当たりコンティニュアルパイロットの数を示す。
本発明の一実施形態に係るNoC減算係数(C_red_coeff)によるサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数(NoA_SBS)を示す。
本発明の一実施形態に係るNoC減算係数(C_red_coeff)によるサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数(NoA_SBS)を示す。
本発明の一実施形態に係るNoC減算係数(C_red_coeff)によるサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数(NoA_SBS)を示す。
本発明の一実施形態に係るNoC減算係数(C_red_coeff)によるサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数(NoA_SBS)を示す。
本発明の一実施形態に係るNoC減算係数(C_red_coeff)によるサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数(NoA_SBS)を示す。
本発明の一実施形態に係るヌルキャリアの数算出方法及びそれによる電力ノーマライジングを示す。
本発明の一実施形態に係るSBSのヌルキャリアマッピング方法を示す。
本発明の他の一実施形態に係るSBSのヌルキャリアマッピング方法を示す。
本発明の他の一実施形態に係るSBSのヌルキャリアマッピング方法を示す。
本発明の他の一実施形態に係るSBSのヌルキャリアマッピング方法を示す。
本発明の他の一実施形態に係るヌルキャリアマッピング方法を示す。
本発明の実施形態に係る放送信号送信方法を示す。
本発明の一実施形態に係る放送信号受信機の同期化及び復調モジュールを示す。
本発明の一実施形態に係る放送信号受信方法を示す。
発明を実施するための態様
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、多数のSDTVまたはHDTVサービスを許容することにも使用できる。
アドバンスプロファイルのターゲット信号対雑音比の範囲は略20乃至30dBである。MIMO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、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つまたは多数のサービスまたはサービスコンポーネントを伝達することができるサービスデータ、または関連したメタデータを伝達する物理層(physical layer)におけるロジカルチャネル
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 signaling)シグナリング、データパイプ、または補助ストリームのために使われずに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フレームエッジシンボルで終了する物理層(physical layer)タイムスロット
フレームレピティションユニット(frame repetition unit:フレーム反復単位):スーパーフレーム(super-frame)で8回反復されるFEFを含む同一または異なるフィジカルプロファイルに属するフレームの集合
FIC(fast information channel:高速情報チャネル):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と同一の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合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合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の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層(physical layer)タイムスロット
フューチャーキャスト(future cast)UTBシステム:入力が1つ以上のMPEG2−TSまたはIP(Internet protocol)または一般ストリームであり、出力がRFシグナルである提案された物理層(physical layer)放送システム
インプットストリーム(input stream:入力ストリーム):システムにより最終ユーザに伝達されるサービスの調和(ensemble)のためのデータのストリーム
ノーマル(normal)データシンボル:フレームシグナリングシンボル及びフレームエッジシンボルを除外したデータシンボル
フィジカルプロファイル(PHY profile):該当する受信機が実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 signaling 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(super-frame):8個のフレーム反復単位の集合
タイムインターリービングブロック(time interleaving block:TI block):タイムインターリーバメモリの1つの用途に該当する、タイムインターリービングが実行されるセルの集合
タイムインターリービンググルーフ(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、または多数のフレームにマッピングできる。タイムインターリービンググルーフは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つまたは多数のTSストリーム、IPストリーム、及び/又は一般ストリーム入力が同時に許容される。
インプットフォーマットブロック1000は各々の入力ストリームを独立的なコーディング及び変調が適用される1つまたは多数のデータパイプにデマルチプレキシングすることができる。データパイプは堅固性(robustness)の制御のための基本単位であり、これはQoS(Quality of Service)に影響を及ぼす。1つまたは多数のサービスまたはサービスコンポーネントが1つのデータパイプにより伝達できる。インプットフォーマットブロック1000の詳細な動作は後述する。
データパイプは1つまたは多数のサービスまたはサービスコンポーネントを伝達することができるサービスデータ、または関連メタデータを伝達する物理層(physical layer)におけるロジカルチャネルである。
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。
物理層(physical layer)への入力は1つまたは多数のデータストリームで構成できる。各々のデータストリームは1つのデータパイプにより伝達される。モードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)モジュールは入力されるデータストリームをBBF(baseband frame)のデータフィールドにスライスする。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ストリームを多数のサービスまたはサービスコンポーネント(オーディオ、ビデオなど)ストリームに分割する。モードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)モジュール2010は、CRCエンコーダ、BB(baseband)フレームスライサー、及びBBフレームヘッダ挿入ブロックで構成される。
CRCエンコーダは、ユーザパケット(user packet:UP)レベルでのエラー検出のための3種類のCRCエンコーディング、即ちCRC−8、CRC−16、CRC−32を提供する。算出されたCRCバイトはUPの後に添付される。CRC−8はTSストリームに使われ、CRC−32はIPストリームに使用される。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の数の入力ビットを割り当てる。BBFペイロードと同一の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:多数の入力ストリーム)に該当する場合、インプットフォーマットブロックのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックを示す。
マルチインプットストリーム(multi input stream:多数の入力ストリーム)を処理するためのインプットフォーマットブロックのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックは、多数入力ストリームを独立的に処理することができる。
図3を参照すると、マルチインプットストリーム(multi input stream:多数の入力ストリーム)を各々処理するためのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックは、インプットストリームスプリッタ(input stream splitter)3000、インプットストリームシンクロナイザー(input stream synchronizer)3010、コンペンセーティングディレイ(compensation delay:補償遅延)ブロック3020、ヌルパケットディリーションブロック(null packet deletion block)3030、ヘッダコンプレッションブロック(header compression block)3040、CRCエンコーダ(CRC encoder)3050、BBフレームスライサー(BB frame slicer)3060、及びBBヘッダ挿入ブロック(BB header insertion block)3070を含むことができる。モードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックの各ブロックについて説明する。
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ストリームを多数のサービスまたはサービスコンポーネント(オーディオ、ビデオなど)ストリームに分割する。
インプットストリームシンクロナイザー3010は、ISSYと呼ばれることができる。ISSYは如何なる入力データフォーマットに対してもCBR(constant bit rate)及び一定の終端間送信(end-to-end transmission)遅延を保証するに適した手段を提供することができる。ISSYはTSを伝達する多数のデータパイプの場合に常に用いられ、GSストリームを伝達する多数のデータパイプに選択的に用いられる。
コンペンセーティングディレイ(compensation delay:補償遅延)ブロック3020は、受信機で追加の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:多数の入力ストリーム)に該当する場合、インプットフォーマットブロックのストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)ブロックを示す。
図4を参照すると、マルチインプットストリーム(multi input stream:多数の入力ストリーム)を各々処理するためのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックは、スケジューラー4000、1−フレームディレイ(delay)ブロック4010、スタッフィング挿入ブロック4020、インバンド(In-band)シグナリングブロック4030、BBフレームスクランブラー4040、PLS生成ブロック4050、及びPLSスクランブラー4060を含むことができる。ストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)ブロックの各ブロックについて説明する。
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 diversity)エンコーディングブロック5040、及びタイムインターリーバ5050を含むことができる。
データFECエンコーダ5010は、外部コーディング(BCH)及び内部コーディング(LDPC)を用いてFECBLOCK手続を生成するために入力BBFにFECエンコーディングを実行する。外部コーディング(BCH)は選択的なコーディング方法である。データFECエンコーダ5010の具体的な動作に対しては後述する。
ビットインターリーバ5020は、効率的に実現可能な構造を提供しながらデータFECエンコーダ5010の出力をインターリービングしてLDPCコード及び変調方式の組合せにより最適化された性能を達成することができる。ビットインターリーバ5020の具体的な動作に対しては後述する。
コンステレーションマッパー5030は、QPSK、QAM−16、不均一QAM(NUQ−64、NUQ−256、NUQ−1024)、または不均一コンステレーション(NUC−16、NUC−64、NUC−256、NUC−1024)を用いてベース及びハンドヘルドプロファイルでビットインターリーバ5020からの各々のセルワードを変調するか、またはアドバンスプロファイルでセルワードデマルチプレクサ5010−1からのセルワードを変調してパワーが正規化されたコンステレーションポイントelを提供することができる。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、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-diversity spatial multiplexing)で定義される。FR−SMエンコーディングは受信機側における比較的小さい複雑度増加により容量増加を提供する一方、FRFD−SMエンコーディングは受信機側における大きい複雑度増加で容量増加及び追加的なダイバーシティ利得を提供する。提案されたMIMOエンコーディング方式はアンテナ極性配置を制限しない。
MIMO処理はアドバンスプロファイルフレームに要求されるが、これはアドバンスプロファイルフレームにおける全てのデータパイプがMIMOエンコーダにより処理されることを意味する。MIMO処理はデータパイプレベルで適用される。コンステレーションマッパー出力のペア(pair:対)であるNUQ(e1,i及びe2,i)はMIMOエンコーダの入力により供給される。MIMOエンコーダ出力ペア(pair:対)(g1,i及びg2,i)は各々の送信アンテナの同一のキャリア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 inter-leaver)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は多数の送信アンテナを使用する分散MISO方式であって、各アンテナはSFNネットワークで各々異なる送信機に位置することができる。
2D−eSFNエンコーディングブロック8010は、SFN構成で時間及び周波数ダイバーシティを生成するために2D−eSFN処理を行って多数の送信機から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つ以上の異なる放送送信/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いう。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(de-mapping & 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:フレーム反復単位)を示す。(a)は本発明の一実施形態に係るスーパーフレームを示し、(b)は本発明の一実施形態に係るFRUを示し、(c)はFRUでの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回反復される。
FRUで各フレームはフィジカルプロファイル(ベース、ハンドヘルド、アドバンスプロファイル)のうちの1つまたはFEFに属する。FRUで、フレームの最大許容数は4であり、与えられたフィジカルプロファイルはFRUで0回乃至4回のうちのいずれかの回数だけ表れることができる(例えば、ベース、ハンドヘルド、アドバンス)。フィジカルプロファイル定義は、必要時、プリアンブルにおけるPHY_PROFILEのリザーブド値を用いて拡張できる。
FEF部分は、含まれれば、FRUの端に挿入される。FEFがFRUに含まれる場合、FEFの最大数はスーパーフレームで8である。FEF部分が互いに隣接することが推奨されない。
1つのフレームは多数のOFDMシンボル及びプリアンブルにさらに分離される。(d)に図示したように、フレームは、プリアンブル、1つ以上のFSS、ノーマルデータシンボル、及びFESを含む。
プリアンブルは高速フューチャーキャストUTBシステム信号検出を可能にし、信号の効率的な送信及び受信のための基本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と完全に同一の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)なしで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)を可能にする。
図11は、本発明の一実施形態に係るフレームのシグナリング階層構造(signaling hierarchy structure)を示す。
図11はシグナリング階層構造を示すが、これは3個の主要部分であるプリアンブルシグナリングデータ11000、PLS1データ11010、及びPLS2データ11020に分割される。フレーム毎にプリアンブル信号により伝達されるプリアンブルの目的は、フレームの基本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。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減少が使われない。
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し、異なる地理的領域で異なる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のフィジカル構造及び構成を有するという同一のSYSTEM_IDの意味を有することができる。
次のループ(loop)は、各フレームタイプの長さ及びFRU構成を示すFRU_PHY_PROFILE、FRU_FRAME_LENGTH、FRU_GI_FRACTION、及びRESERVEDで構成される。ループ(loop)サイズはFRU内で4個のフィジカルプロファイル(FEF含み)がシグナリングされるように固定される。NUM_FRAME_FRUが4より小さければ、使われないフィールドはゼロで詰められる。
FRU_PHY_PROFILE: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の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のように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反復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反復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反復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反復が使用される場合、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。反復が使われない場合、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反復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反復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反復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反復が使用される場合、次のフレームグループのフレーム毎に伝達されるPLS2に対する全体コーディングブロックのサイズ(QAMセルの数で特定される)であるCtotal_full_blockを示す。次のフレームグループで反復が使われない場合、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に対して使われない。
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、受信機が同一の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、サービスデータのよう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は使われない。
次のフィールドはPHY_PROFILEがアドバンスプロファイルを示す010と同じ時のみに表れる。
DP_MIMO: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われないと、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と同一の範囲を有する。
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われないことを示す。
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と同一の値である。
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と完全に同一の方式により続く。
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メッセージのサイズによって、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と完全に同一の方式により続く。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のように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にするために層間情報(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の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と同一の変調、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のような同一の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と完全に同一の方式により続く。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多数のデータパイプのように、各々のタイプ1のデータパイプはデータパイプのTDMと類似するように時間にグルーピングされる。
タイプ2のデータパイプは、まずシンボルインデックスの昇順にマッピングされ、フレームの最後のOFDMシンボルに到達した後、セルインデックスは1ずつ増加し、シンボルインデックスは第1の使用可能シンボルに戻った後、そのシンボルインデックスから増加する。1つのフレームで多数のデータパイプをマッピングした後、各々のタイプ2のデータパイプはデータパイプのFDMと類似するように周波数にグルーピングされる。
タイプ1のデータパイプ及びタイプ2のデータパイプは、必要時、フレームで共存できるが、タイプ1のデータパイプが常にタイプ2のデータパイプに先行するという制限がある。タイプ1及びタイプ2のデータパイプを伝達するOFDMセルの総数はデータパイプの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の“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サイズの異なる組合せ及びコンステレーションシンボル当たり異なるビット数をサポートするので、LDPUはフィジカルプロファイルに基づいて定義される。
図22は、本発明の一実施形態に係るFEC構造を示す。
図22は、ビットインターリービングの前の本発明の一実施形態に係るFEC構造を示す。前述したように、データFECエンコーダは外部コーディング(BCH)及び内部コーディング(LDPC)を用いてFECBLOCK手続を生成するために入力BBFにFECエンコーディングを実行することができる。図示されたFEC構造はFECBLOCKに該当する。また、FECBLOCK及びFEC構造はLDPCコードワードの長さに該当する同一の値を有する。
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に得られる。
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tLDPCエンコーディング手続に従う。
図23は、本発明の一実施形態に係るビットインターリービングを示す。
LDPCエンコーダの出力はビットインターリービングされるが、これはQCB(quasi-cyclic block)インターリービング及び内部グループインターリービングが後続するパリティインターリービングで構成される。
(a)はQCBインターリービングを示し、(b)は内部グループインターリービングを示す。
FECBLOCKはパリティインターリービングできる。パリティインターリービングの出力で、LDPCコードワードはロングFECBLOCKで180個の隣接するQCBで構成され、ショートFECBLOCKで45個の隣接するQCBで構成される。ロングまたはショートFECBLOCKにおける各々のQCBは360ビットで構成される。パリティインターリービングされたLDPCコードワードはQCBインターリービングによりインターリービングされる。QCBインターリービングの単位はQCBである。パリティインターリービングの出力でのQCBは、図23に示すように、QCBインターリービングによりパーミュテーションされるが、ここで、FECBLOCK長さによってNcells=64800/ηMODまたは16200/ηMODである。QCBインターリービングパターンは変調タイプ及びLDPCコードレート(code rate)の各組合せに固有である。
QCBインターリービングの後に、内部グループインターリービングが以下の<表32>に定義された変調タイプ及び次数(ηMOD)によって実行される。1つの内部グループに対するQCBの数NQCB_IGも定義される。
内部グループインターリービング過程はQCBインターリービング出力のNQCB_IG個のQCBで実行される。内部グループインターリービングは360個の列及びNQCB_IG個の行を用いて内部グループのビットを記入し読み取る過程を含む。記入動作で、QCBインターリービング出力からのビットが行方向に記入される。読取動作は列方向に実行されて各行でm個のビットを読み取る。ここで、mはNUCの場合1と同一であり、NUQの場合2と同一である。
図24は、本発明の一実施形態に係るセル−ワードデマルチプレキシングを示す。
図24で、(a)は8及び12bpcu MIMOに対するセル−ワードデマルチプレキシングを示し、(b)は10bpcu MIMOに対するセル−ワードデマルチプレキシングを示す。
ビットインターリービング出力の各々のセルワード(c0,l,c1,l,... ,cnmod−1,l)は1つのXFECBLOCKに対するセル−ワードデマルチプレキシング過程を説明する(a)に示したように(d1,0,m,d1,1,m,...,d1,nmod−1,m)及び(d2,0,m,d2,1,m,...,d2,nmod−1,m)にデマルチプレキシングされる。
MIMOエンコーディングのために異なるタイプのNUQを用いる10bpcu MIMOの場合に、NUQ−1024に対するビットインターリーバが再使用される。ビットインターリーバ出力の各々のセルワード(c0,l,c1,l,...,c9,l)は(b)に示したように(d1,0,m,d1,1,m,...,d1,3,m)及び(d2,0,m,d2,1,m,...,d2,5,m)にデマルチプレキシングされる。
図25は、本発明の一実施形態に係るタイムインターリービングを示す。
(a)から(c)はタイムインターリービングモードの例を示す。
タイムインターリーバはデータパイプレベルで動作する。タイムインターリービングのパラメータは各々のデータパイプに対して異に設定できる。
PLS2−STATデータの一部に表れる次のパラメータはタイムインターリービングを構成する。
DP_TI_TYPE(許容された値:0または1):タイムインターリービングモードを示す。0はタイムインターリービンググループ当たり多数のタイムインターリービングブロック(1つ以上のタイムインターリービングブロック)を有するモードを示す。この場合、1つのタイムインターリービンググループは1つのフレームに(フレーム間インターリービング無しで)直接マッピングされる。1はタイムインターリービンググループ当たり1つのタイムインターリービングブロックのみを有するモードを示す。この場合、タイムインターリービングブロックは1つ以上のフレームに亘って拡散される(フレーム間インターリービング)。
DP_TI_LENGTH:DP_TI_TYPE=‘0’であれば、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の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、スケジューラからのダイナミック(dynamic:動的)構成情報のためのディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロックは相変らず必要である。各々のデータパイプで、SSD/MIMOエンコーディングから受信したXFECBLOCKはタイムインターリービンググループにグルーピングされる。即ち、各々のタイムインターリービンググループは整数個のXFECBLOCKの集合であり、ダイナミック(dynamic:動的)に変化する数のXFECBLOCKを含む。インデックスnのタイムインターリービンググループにあるXFECBLOCKの数はNxBLOCK_Group(n)で示し、PLS2−DYNデータでDP_NUM_BLOCKにシグナリングされる。この際、NxBLOCK_Group(n)は最小値0から最も大きい値が1023である最大値NxBLOCK_Group_MAX(DP_NUM_BLOCK_MAXに該当)まで変化することができる。
各々のタイムインターリービンググループは1つのフレームに直接マッピングされるか、またはPI個のフレームに亘って拡散される。また、各々のタイムインターリービンググループは1つ以上(NTI個)のタイムインターリービングブロックに分離される。ここで、各々のタイムインターリービングブロックはタイムインターリーバメモリの1つの使用に該当する。タイムインターリービンググループ内のタイムインターリービングブロックは若干の異なる数のXFECBLOCKを含むことができる。タイムインターリービンググループが多数のタイムインターリービングブロックに分離されれば、タイムインターリービンググループは1つのフレームのみに直接マッピングされる。以下の<表33>に示したように、タイムインターリービングには3種類のオプションがある(タイムインターリービングを省略する追加オプション除外)。
一般に、タイムインターリーバはフレーム生成過程の以前にデータパイプデータに対するバッファとしても作用する。これは、各々のデータパイプに対して2つのメモリバンクで達成される。第1のタイムインターリービングブロックは第1のバンクに記入される。第1のバンクで読取される間、第2のタイムインターリービングブロックが第2のバンクに記入される。
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、上述した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)、及び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;Waveform 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、上述した実施形態等と異なり、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に移動する以外に、他の説明は上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、名称のみを別に呼ぶものである。
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命名したものであって、細部動作等に対しては、上述したとおりである。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の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31060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より詳細に説明する。
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、並びにサンプリング周波数の固定及び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警戒情報が少なくとも1つのフレームに存在するか否かを指示できる。
ブートストラップは、プリアンブルストラクチャ(structure)情報を含む。プリアンブルストラクチャ情報は、L1ベーシックモード情報、プリアンブルのFFTサイズ情報、プリアンブルのGI長さ情報、及びプリアンブルのパイロットパターン(Dx)を表すことができる。
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伝達(convey)する。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一であるか、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/データ部分に対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)可能性を低下させ、受信性能を向上させることもできる。
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33は、本発明の一実施形態に係る信号フレームのパイロット構造を示す。
図33のように、信号フレームは、キャリアの数(NoC;Number of Carriers)によって実際(actual)帯域幅が変わり得る。
信号フレームは、エッジパイロット(EP;Edge Pilot)、コンティニュアルパイロット(CP;Continual Pilot)、スキャタードパイロット(SP;Scattered Pilot)を含む。
エッジパイロットまたはエッジキャリアは、キャリアインデックス(k)が各々0またはNoC−1に該当するキャリアを表す。
コンティニュアルパイロットは、フレームの全てのシンボルに挿入される。コンティニュアルパイロットの周波数方向インデックスは、FFTサイズによって特定パターンに決定される。コンティニュアルパイロットは、コモンCPと付加(additional)CPとを含み、コモンCPがSPと重ならないCP(Non−SP−bearing−CP)に該当し、付加CPがSPに位置するCP(SP−bearing−CP)に該当する。付加CPは、データシンボル当たりデータキャリアの数を一定に維持するために追加される。すなわち、シンボル当たり一定のNoA(Number of Active carriers)を保障(ensure)するために追加される。
スキャタードパイロットは、Dx及びDyで表されるSPパターンによって配置される。Dxは、周波数方向でパイロット包含キャリア(pilot bearing carrier)の距離または分配(separation)を表し、Dyは、時間方向で1つのスキャタードパイロットシーケンスを形成するシンボルの数を各々表す。例えば、図33においてSPパターンは、Dx=4であり、Dy=4である。サブフレームで使用されたスキャタードパイロットパターンは、プリアンブルのL1シグナリング情報を使用して送信されることができる。
以下では、スキャタードパイロットのパワーをブースティングする方法について説明する。
放送信号送信機は、パイロット挿入モジュールを使用して信号フレームにパイロットを挿入できる。パイロット挿入モジュールは、図8のパイロット及びトーン挿入モジュール8000に該当し得る。パイロット信号は、受信信号の同期化、チャネル推定、送信モード識別、及び位相ノイズ推定などの用途で使用されることができる。したがって、信号受信及びデコーディング性能を向上させるために、パイロット信号の電力レベルをブースティングすることができる。
ブースティングされたパイロット信号を使用することにより、送受信システムは、チャネル推定品質を向上させてシステム全体の性能を改善できる。しかし、信号フレームに使用され得る全体電力またはエネルギーは制限されるので、パイロット信号の電力をブースティングすれば、残りのデータ部分の割当電力/エネルギーが減少され得る。したがって、パイロットに対する過剰な電力割当は、データ部分の電力減少による性能劣化を引き起こすこともできる。したがって、それぞれのSPパターンに対する最適の性能を有するブースティング電力レベルを決定しなければならない。
数式12は、等化(equalize)されたデータSNRをモデリングする数式である。
数式12において、(σ_s)^2は、データ電力を、(σ_N)^2は、ノイズ電力を、(σ_CE)^2は、チャネル推定エラー電力を各々表し、f_intは、補間(interpolation)によるノイズ低減(reduction)ファクタ(f<1)を各々表す。
SNR_EQは、チャネル推定の際、ノイズに対する信号電力の比を表し、SNR_EQは、受信信号のSNRを使用して表すことができる。
数式13は、SPブースティングを使用する場合の等化されたデータSNRをモデリングする数式である。
数13においてbは、SPブースティングファクタを((σ_p)^2=b*(σ_s)^2、)表し、kは、電力正規化(normalization)ファクタ(k=s/((s−1)+b))を表し、sは、スキャタードパイロット係数(S=Dx*Dy)を各々表す。(σ_p)^2は、SPの電力を表す。
数式13を、ブースティングを使用した場合のSNRと受信信号のSNRとの比で表せば、数式14のとおりである。
等化されたデータSNRは、それぞれのSPパターンに対して最適化され得る。モデリング数式においてノイズ減少ファクタf_intは、未定の(unknown)パラメータである。ノイズ減少は、時間及び周波数インターリーバにより達成されることができる。すなわち、f_int=f_int、time*f_int、freqのとおりである。例えば、Dy=4である場合、f_int、time=0.6875になり、Dy=2である場合には、f_int、time=0.75になることができる。ただし、f_int、freqは、受信機、受信環境によって異なる場合がある。例えば、f_int、freq=1またはf_int、freq=0.5になることもできる。したがって、受信信号のプロセシング性能を最適化できるf_int、freqを決定し、これに基づいてパイロットブースティングレベルを決定できる。
f_intは、様々な使用ケース(use cases)、チャネル調子、受信機実現によって選択されることができる。したがって、複数のブースティングレベルを提案し、ブースティングレベルに関する情報を表すシグナリングビットを割り当てて、システムによるSPブースティング電力選択の柔軟性を提供できる。実施形態として、ブースティングレベルは、2ビットまたは3ビットで送信されることができる。このようなブースティングレベルを表すシグナリングパラメータをSPブースティングパラメータまたはSPブースティング情報と呼ぶことができる。
実施形態として、SPブースティングパラメータは、5個のレベルを下記のように3ビットを使用して表すことができる。このような5個のレベルは、0〜4のブースティング程度(degree)と呼ぶこともできる。「000」〜「100」のパラメータ値が各々0〜4のブースティング程度に該当し得る。
「000」:SPブースティングを使用しない。
「001」:f_int、freq=0.25
「010」:f_int、freq=0.5
「011」:f_int、freq=0.75
「100」:f_int、freq=1.0
「101」〜「111」:予備(reserved)
図34及び図35は、本発明の一実施形態に係るスキャタードパイロットブースティング情報を示す。
図34は、SPブースティングレベルをdB単位で表したテーブルであり、図35は、SPブースティングレベルをノーマライズされたデータキャリア電力の振幅(amplitude)単位で表したテーブルである。すなわち、図34においてブースティング前の電力比は0であり、図35においてブースティング前の電力レベルは1である。
例えば、SPパターンがSP3_4である場合、すなわち、Dx=3であり、Dy=4である場合、図34においてブースティングレベルが2(「010」)である場合、SPパイロットは2.9dBでブースティングされ、したがって、1.40の振幅を有する。SPブースティング情報は、3ビットのパラメータを使用して各SPパターンに対するSPのブースティングされた振幅をdB単位または振幅単位で表すことができる。
スキャタードパイロットブースティング情報は、スキャタードパイロットパターンによるSPブースティングレベルを5個のレベル(0、1、2、3、4)で表す。5個のレベルのうち、1つのレベル(0)は、ブースティングを行わなかった場合を含む。すなわち、0のレベルでSPの振幅は、0dBまたは1振幅になるものである。言い換えれば、スキャタードパイロットブースティング情報は、スキャタードパイロットの振幅を表すものである。
送信機及び受信機が図34及び図35のようなSPブースティングテーブルを保存し、SPブースティングパラメータ、すなわち、SPブースティング情報のみを3ビットでシグナリングすることもできる。
信号フレームのプリアンブルにもパイロットが挿入される。実施形態として、放送信号送信機は、プリアンブルパイロットに対してもブースティングを行うことができる。時間補間(time interpolation)がない場合、f_int、time=1.0に設定することができる。そして、f_int、freqは、プリアンブルのFFTサイズ、GI長さ、及びパイロットパターンによって最大GUR(Huard Utilization Ratio)を有するように設定されることができる。
プリアンブルパイロットの場合、常にDy=1のパイロットパターンを使用できる。プリアンブルは、L1シグナリング情報を伝達し、L1シグナリング情報が速くデコーディングされてこそ、受信機が受信信号を処理できる。したがって、迅速かつ正確なチャネル推定、同期追跡のために、プリアンブルシンボルは、データシンボルよりパイロット密度を高めることができる。このために、プリアンブルシンボルに対しては、Dy=1であるパイロットパターンが使用され得る。したがって、プリアンブルシンボルが複数である場合、各プリアンブルシンボルの同じ位置にパイロットが発生(occur)できる。プリアンブルパイロットのDx値は、ブートストラップのプリアンブル構造情報を介してシグナリングされることができる。
図36及び図37は、本発明の一実施形態に係るプリアンブルパイロットブースティング情報を示す。
図36は、FFTサイズ、GI長さ、及びSP DxによるブースティングレベルをGUR単位で表す。GURは、DxとGIとの比率をファクタとして決定されることもできる。
図37は、プリアンブルシンボルに対するパイロットブースティングレベルをdB単位及び振幅単位で示す。図37は、図36のように、FFTサイズ、GI長さ、及びSP Dxによる17個のタイプに対して各々プリアンブルパイロットのブースティング方法を示す。
上述したように、プリアンブルシンボルのストラクチャは、ブースストラップのプリアンブル構造情報を介してシグナリングされる。したがって、プリアンブルのパイロットブースティング情報は、ブートストラップのプリアンブル構造情報を使用して決定されることができる。送信機及び受信機は、図36及び図37のデータを共有し、受信機は、ブートストラップのプリアンブル構造情報を使用して、受信プリアンブルのFFTサイズ、GI長さ、及びSP DX情報を取得できる。そして、受信機は、図36及び図37を介して受信信号のプリアンブルパイロットに適用された電力ブースティングレベルを決定し、これに基づいて受信信号を処理できる。
他の実施形態として、フレームバウンダリシンボルに対してもSP電力ブースティングを行うことができる。フレームまたはサブフレームの最初のシンボル及び最後のシンボルのうち、少なくとも1つがフレームバウンダリシンボルまたはサブフレームバウンダリシンボルになり得る。サブフレームバウンダリシンボルには、データシンボルに比べてパイロット密度(density)が大きいパイロットが挿入される。サブフレームバウンダリパイロットは、Dx単位で挿入されることができる(Dy=1)。より多くの数のパイロットが挿入されるので、パイロットブースティングを行い、シンボルに全てに対する電力をノーマライズすれば、データキャリア部分のエネルギーが過度に低くなることができる。したがって、これを考慮した電力ブースティングが行われなければならない。
フレームバウンダリシンボルに対する電力ブースティングは、2つの方法を使用することができる。
まず、SP電力は、ノーマルデータシンボルのように維持し、その代わりに、ヌルキャリアを挿入できる。ヌルキャリアを配置すれば、ヌルキャリアに対しては電力が分配されないので、ヌルキャリアを除いた他のキャリアの電力が上昇される。したがって、SP電力も上昇される効果を有する。このような場合、上述したSPブースティング電力テーブルをそのまま使用すればよい。すなわち、この方法を使用すれば、SPブースティング電力テーブルをそのまま使用して、シグナリングオーバーヘッドを減らしながらもデータシンボルに適宜のエネルギーを分配して性能低下を最小化できる。
または、フレームバウンダリシンボルに対するSPパワーブースティングを別に設定することができる。
図38は、フレームバウンダリシンボルに対するSPパワーブースティングレベルを示す。
フレームバウンダリシンボルの場合、Dy=1を使用でき、したがって、Dx値によってパワーブースティングレベルが決定され得る。
以下では、ヌルキャリアを配置してフレームバウンダリシンボルに対する電力ブースティングを行う方法について詳述する。
まず、サブフレームバウンダリシンボルにヌルキャリアを配置する方法を説明するためのシステム構成の要素/単位を説明する。
NoC(Number of Carriers):パイロットを含むキャリアの数
NoA(Number of Active carriers):ノーマルデータシンボルに対するアクティブデータキャリアの数
N_SP:スキャタードパイロット(SP)の数
N_SP−CP:SP−包含(bearing)−CPの数
N_NSP−CP:SP−非包含−CP(non−SP−bearing−CP)の数
A_SP:SPセルの振幅/サイズ(Amplitude)
A_CP:CPセルの振幅/サイズ(Amplitude)
NoA_DATA、SBS:サブフレームバウンダリシンボルに対するデータキャリアの数
NoA_SBS:SBS(サブフレームバウンダリシンボル)に対するアクティブデータキャリアの数
N_SP、SBS:SBSパイロットの数
N_null:ヌルキャリアの数
サブフレームバウンダリシンボルは、当該サブフレームのノーマルデータシンボルに使用されるSPパターンのDx値とDy=1であるSBSパイロットを含む。したがって、上述したようなノーマルデータシンボルに対するSPブースティング電力を使用する場合、ブースティングしない場合(L1_SP_boosting=‘000’)を除けば、サブフレームバウンダリシンボルの電力がノーマルデータシンボルの電力より大きくなる。したがって、送受信されるOFDMシンボルの電力を同一にするために、当該セル電力が0であるヌルキャリアまたは非変調(unmodulated)キャリアを挿入することにより、シンボル電力をノーマルデータシンボルと同一に合わせることができる。サブフレームバウンダリシンボルの電力をノーマルデータシンボルの電力と同一に合わせる方法は、以下のとおりである。
NoA_SBSは、サブフレームバウンダリシンボルに対するアクティブデータキャリアの数であるから、サブフレームバウンダリシンボルのデータセルの数からヌルキャリアの数を減算して取得することができる(NoA_SBS=N_DATA、SBS−N_null)。
数式15において、データキャリアの電力は、1に仮定する。ノーマルデータシンボルの全体電力は、数式15のように取得されることができる。ノーマルデータシンボルの電力P_NSは、アクティブデータキャリアの電力NoAとスキャタードパイロットの電力(N_SP+N_SP−CP)*(A_SP)^2とコンティニュアルパイロットの電力((N_NSP−CP)*(A_CP)^2)の合計で表すことができる。
数16において、データキャリアの電力は、1に仮定する。そして、サブフレームバウンダリシンボルの総電力は、数式16のように取得されることができる。サブフレームバウンダリシンボルの総電力P_SBSは、SBSのアクティブデータキャリアの電力(NoA_SBS)とSBSパイロットの電力((S_SP、SBS)*(A_SP)^2)とSBSのコンティニュアルパイロットの電力((N_NSP−CP)*(A_CP)^2)の合計で表すことができる。
そして、つまり、数式15のノーマルデータシンボルの全体電力と数式16のサブフレームバウンダリシンボルの全体電力とが同じサブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアの数を算出すればよいし、これは、以下の数式17のとおりである。
NoA_SBSは、サブフレームバウンダリシンボルの実際データ送信に使用され得るアクティブキャリアの数を表す。したがって、NoA_SBSは、サブフレームバウンダリシンボルに対するアクティブデータキャリアの数であるから、サブフレームバウンダリシンボルのデータセルの数からヌルキャリアの数を減算して取得することができる(NoA_SBS=N_DATA、SBS−N_null)。逆に、ヌルキャリアの数は、サブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアの数からサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数を減算することにより取得されることもできる。
図33のように、送信信号フレームの実際占有帯域幅(actual occupied bandwidth)は、キャリアの数に応じて調整されることができる。すなわち、NoCをフレキシブルに調整して、信号フレームの実際占有帯域幅を調整し、NoCに関するパラメータをシグナリングできる。NoCは、数式18のように定義されることができる。
数式18において、NoC_maxは、シンボル当たりキャリアの最大数を表す。C_red_coeffは、正の整数であって、コントロールユニット値(C_unit)で掛けられる、減少されるキャリアの数を決定する係数を表す。C_red_doeffは、NoC減少係数と呼ぶこともできる。C_red_coeffは、0〜4の値を有し、これは、パラメータとしてシグナリングされることができる。パラメータは、各々プリアンブルに対するNoC減少係数(L1B_preamble_reduced_carriers)、最初のサブキャリアに対するNoC減少係数(L1B_First_Sub_reduced_carriers)、2番目以後、サブキャリアに対するNoC減少係数(L1D_reduced_carriers)としてシグナリングされることができる。コントロールユニット値(C_unit)は、最大(Max)Dx値を有する。言い替えれば、コントロールユニット値は、ベーシスが3であるDx値とベーシスが4であるDx値の最小公倍数に該当する最大Dx値に決定される。コントロールユニット値は、8K FFTに対して96、16K FFTに対して192、32K FFTに対して384の値に各々決定されることができる。
以下の表34は、上述した数式に応じて決定されるNoCを各FFTサイズ及びC_red_coeffに対して表す。
表34において、C_red_coeff=0である場合のNoCが上述したNoC_maxに該当する。C_red_coeffの値である0〜4は、3ビットを使用してシグナリングされることができ、以下では、0〜4の値を各々000、001、010、011、100に表して説明することができる。
図39は、本発明の一実施形態に係るノーマルデータシンボルに対するアクティブキャリアの数(NoA)を示す。
図39において、NoC減少係数(C_red_coeff)によるNoCは、表34で表したとおりである。データシンボルの場合、上述したように、NoCからSP及びCPの数を減算してアクティブデータキャリアの数を取得できる。CPは、予め設定された位置に予め設定された数字で挿入されることができるので、NoAは、図39のようにNoC減少係数(C_red_coeff)及びSPパターンによって決定されることができる。
図40は、本発明の一実施形態に係るサブフレームバウンダリシンボルのパイロットの数(N_SP、SBS)を示す。
サブフレームバウンダリシンボルのNoCは、上述したように決定されることができる。サブフレームバウンダリシンボルには、サブフレームバウンダリパイロットが挿入され得る。サブフレームバウンダリパイロットは、SBSパイロットと呼ぶこともできる。サブフレームバウンダリパイロットは、キャリアインデックスkに対して(k mod Dx=0)を満たす位置に挿入されることができる。ただし、k=0またはk=NoC−1である桁はエッジパイロットが位置するので、サブフレームバウンダリパイロットの位置から除かれる。すなわち、SBSパイロットは、当該サブフレームのデータシンボルのSPパターンのDx値を使用し、Dy値は、1を使用できる。
図40の実施形態において、SBSパイロットの数は、パイロットインデックスk=0及びk=NoC−1であるエッジパイロットを含む数字を示す。実施形態によって上述したサブフレームバウンダリパイロットの数は、エッジパイロットの数を含むこともできる。
図41は、本発明の一実施形態に係るサブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアの数を示す。
サブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアの数は、サブフレームバウンダリシンボルの総キャリア数からパイロットの数を減算して取得されることができる(N_data、sbs=NoC−N_SP、SBS−N_NSP−CP)。
図42は、本発明の一実施形態に係るシンボル当たりコンティニュアルパイロットの数を示す。
図42において、CPの数は、フレームに共通的に適用されるので、サブフレームバウンダリシンボルにも適用される。本発明の実施形態において、SP包含CP(SP−bearing−CP)は、SPと電力で送信されるので、CPの数としては、SP非包含CP(non−SP−bearing−CPs)の数を示す。
数式17において、サブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数(NoA_SBS)は、シンボル当たりアクティブキャリアの数(NoA)、サブフレームバウンダリシンボルのSPの数(N_SP、SBS)、シンボル当たりキャリアの数(NoC)、シンボル当たりCPの数(N_NSP−CP)、及びSPの振幅(A_SP)を使用して取得することができる。これに対して、図39のテーブルがシンボル当たりアクティブキャリアの数(NoA)を、図40のテーブルがサブフレームバウンダリシンボルのSPの数(N_SP、SBS)を、表34及び図39〜図41がシンボル当たりキャリアの数(NoC)を、図42がシンボル当たりCPの数(N_NSP−CP)を、及び図35のテーブルがSPの振幅(A_SP)を各々表す。したがって、これらを使用してサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数を各NoC減算係数(C_red_coeff)によって取得することができる。
図43〜図47は、本発明の一実施形態に係るNoC減算係数(C_red_coeff)によるサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数(NoA_SBS)を示す。
図43は、NoC減算係数が0である場合(C_red_coeff=000)のサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数を示す。
図44は、NoC減算係数が1である場合(C_red_coeff=001)のサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数を示す。
図45は、NoC減算係数が2である場合(C_red_coeff=010)のサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数を示す。
図46は、NoC減算係数が3である場合(C_red_coeff=011)のサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数を示す。
図47は、NoC減算係数が4である場合(C_red_coeff=100)のサブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数を示す。
サブフレームバウンダリシンボルのヌルキャリアの数は、サブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアの数から図43〜図47のアクティブデータキャリアの数を減算することにより取得されることができる。以下では、ヌルキャリアの数を決定する実施形態及びこのように決定された数のヌルキャリアを位置させる方法について説明する。上述したように、放送信号送信機は、フレームビルダーで信号フレームを構成し、周波数インターリービングを行う。したがって、周波数インターリービングに関連してヌルキャリアの位置方法が変わり得る。
図48は、本発明の一実施形態に係るヌルキャリアの数算出方法及びそれによる電力ノーマライジングを示す。
図48において、NoA=16、NoC=25、A_sp=2、A_CP=8/3、N_SP、SBS=9、N_DATA_SBS=13、N_NSP−CP=3を仮定する。
図48(a)及び図48(b)は、Dx=6、Dy=2であるSPパターンを有するサブフレームデータシンボルを示す。図48(a)及び図48(b)に対して、ノーマルデータシンボルの周波数ドメイン全体電力(FD total power for normal data symbols)は、61.3である(図48(1))。ノーマルデータシンボルの電力は、上述した数式15を介して算出されることができる。
図48(c)は、ヌルキャリア挿入前のサブフレームバウンダリシンボルを示す。サブフレームバウンダリシンボルの周波数ドメイン全体電力(FD total power for SBS before nulling)は、70.3になる。サブフレームバウンダリシンボルの電力は、上述した数式16を介して算出されることができる。
図48(d)は、ヌルキャリア挿入後のサブフレームバウンダリシンボルを示す。ヌルキャリアが挿入されたサブフレームバウンダリシンボルの周波数ドメイン全体電力(FD total power for SBS after nulling)は、61.3になる。
挿入されるヌルキャリアの数は、SBSのデータキャリアの数からSBSのアクティブキャリアの数を減算することにより取得される(N_null=N_DATA、SBS−NoA_SBS=13−4=9)。このように取得された数のヌルキャリアを挿入することにより、サブフレームバウンダリシンボルの電力が70.3から61.3に減少されて、ノーマルデータシンボルの電力(61.3)と同一にノーマライズされる。
図49は、本発明の一実施形態に係るSBSのヌルキャリアマッピング方法を示す。
図49は、フレームマッピング後、周波数インターリービングが行われる場合の実施形態を示す。本明細書において、周波数インターリービングは、選択的に行われることができる。特に、信号フレームにFDM(Frequency Division Multiplexing)が適用される場合、周波数インターリービングが行われれば、FDMによるデータの周波数ドメインでの配置がインターリービングにより散らばる可能性があるためである。周波数インターリービングが行われる場合、周波数インターリービングを考慮して、データキャリア及びヌルキャリアを順にマッピングすることができる。本明細書において、シンボルに含まれるキャリアは、セル(cell)と呼ぶこともできる。セルは、位相図でエンコーディングされたI/Qコンポーネントの1つのセットを表す。
図49のように、データセルをキャリアインデックス1〜7に位置し、その後にヌルセルが位置し得る。そして、インターリービング後にデータセル及びヌルセルがランダムに散らばる(spread out)。その後、パイロット挿入ブロックでパイロットが予め設定された位置に挿入される。
図50は、本発明の他の一実施形態に係るSBSのヌルキャリアマッピング方法を示す。
図50は、周波数インターリービングを行わない場合のヌルキャリアマッピング方法を示す。
図50(a)のように、データセル及びヌルセルを順次マッピングすることもできる。しかし、このような場合、データキャリアがスペクトルの一方に偏重して配置される。スペクトルのエッジ領域は、隣接チャネル及び送受信フィルタなどが受信性能を劣化させ得る部分であるから、データキャリアをなるべくスペクトルのセンタに位置させることが受信性能を改善できる。
図50(b)は、データセルを周波数スペクトルのセンタに位置させ、両エッジ領域にヌルセルを位置させる方法を示す。データセルを周波数スペクトルのセンタに位置させる方法として、ヌルセルの数字に応じてセンタの予め定義された位置を使用する方法及びヌルセルの開始位置をシグナリングする方法について、以下においてさらに説明する。
図51は、本発明の他の一実施形態に係るSBSのヌルキャリアマッピング方法を示す。
図51は、データセルを周波数スペクトルのセンタに位置させる方法として、ヌルセルの数字に応じて予め定義された位置を使用する方法を示す。
図51のような方法をシンプルダイレクトマッピング方法と呼ぶこともできる。
図51の実施形態において、SBSのデータセルの数は、13(N_DATA、SBS=13)、SBSのアクティブデータセルの数は、7(NoA_SBS=7)、及びヌルセルの数は、6(N_null=6)を仮定する。
放送送信機は、ヌルセルの半分を最低(lowest)周波数データキャリアに位置させ、ヌルセルの残りの半分を最高(higgest)周波数データキャリアに位置させることができる。最低周波数に位置するヌルセルの数は、フロアーファンクション(└N_null/2┘)を介して取得され、最高周波数に位置するヌルセルの数は、シーリングファンクション(┌N_null/2┐)を介して取得されることができる。
図51(a)において、6個のヌルセルのうち、3個が最低周波数データキャリアに、他の3個が最高周波数データキャリアにマッピングされる。そして、図51(b)のように、パイロットが挿入され得る。
図52は、本発明の他の一実施形態に係るSBSのヌルキャリアマッピング方法を示す。
図52は、データセルを周波数スペクトルのセンタに位置させる方法として、アクティブデータセルの開始位置をシグナリングする方法を示す。図52のような方法をバウンダリマッピング方法と呼ぶこともできる。
放送送信機は、フレーム構成によってデータセルの開始位置を決定し、決定されたアクティブデータセルの開始位置をシグナリングできる。ヌルセルは、アクティブセルのインデックスを除いた残りのインデックスに位置することができる。
放送送信機は、SBSでアクティブデータセルの開始情報(L1_SBS_NoA_Start)をプリアンブルのL1シグナリング領域に含めて送信することができる。送信機において状況に応じてデータセルの位置を選択して配置し、受信機は、プリアンブルでSL1_SBS_NoA_Start情報をパーシングすることにより、SBSのアクティブデータキャリアの位置を分かることができる。実施例として、L1_SBS_NoA_Start情報は、32K FFTを支援しなければならないので、15ビットを使用できる。実施例として、シグナリングオーバーヘッドを減らすために、4個のキャリア単位で位置を調整して13ビットでシグナリングすることもできる。ヌルキャリアは、データキャリアのマッピング前または後にマッピングされることもできる。L1_SBS_NoA_Start情報の値は、アクティブデータセルがマッピングされる前に挿入されたヌルセルの数を指示できる。
図52(a)の実施形態のように、L1_SBS_NoA_Start情報の値が6であるから、6個のヌルセル以後にアクティブデータセルが位置する。図52(b)は、パイロットが挿入されたSBSキャリアを示す。
放送送信機は、図51のシンプルダイレクトマッピング方法と図52のバウンダリマッピング方法とを選択的に使用することもできる。このような場合、放送送信機は、ヌルセルのマッピング方法をシグナリングしなければならない。実施例として、ヌルキャリアマッピング情報(L1_SBS_Null_Mapping)を使用してヌルキャリアマッピング方法を表すことができる。ヌルキャリアマッピング情報は、1ビットまたは2ビットとして、上述したシンプルダイレクトマッピング方法またはバウンダリマッピング方法を表すことができる。このようなヌルキャリアマッピング情報は、プリアンブルのL1シグナリング情報に含まれることができる。
図53は、本発明の他の一実施形態に係るヌルキャリアマッピング方法を示す。
図53は、ヌルキャリアを帯域幅でイーブンに(even)分散(distribute)する方法を示す。図53のヌルキャリアマッピング方法を分散された(distributed)マッピング方法と呼ぶことができる。
ヌルキャリアは、ラウンドファンクションを使用して分配させることができる。ラウンドオペレーションは、下記のように表すことができる。
round(k*(N_DATA、SBS−1)/(N_null−1))、
k=0〜N_null−1
ラウンドファンクションの代わりに、フロアーファンクションが使用され得る。そして、データセルは、ヌルセルが占めていない残ったキャリアインデックスが位置し得る。図53の方法は、周波数インターリービングが行われない場合を仮定し、周波数インターリービングがない場合にも周波数上のデータ分散効果を改善できる。
図50〜図53の方法が全て選択的に使用され得る。図50の方法をジェネラル(general)マッピングと呼ぶことができる。すなわち、図50のジェネラルマッピング方法(General mapping)、図51のシンプルダイレクトマッピング方法(Simple direct mapping)、図52のバウンダリマッピング方法(Boundary mapping)、及び図53の分散されたマッピング方法(Distributed mapping)が放送送信機により選択的に使用され、選択された方法がシグナリングされ得る。
シンプルダイレクトマッピング方法は、データが帯域コーナに位置し、シグナリングオーバーヘッドはない。最も複雑度が低く、シンプルな方法で実現されることができる。
バウンダリマッピング方法は、データが帯域センタに位置し、シグナリングオーバーヘッドはない。そして、データセルが隣接チャネル干渉及びチャネル推定不完全(imperfection)に最も少なく影響を受けることができる。
ジェネラルマッピング方法は、シグナリングオーバーヘッドがあるが、シグナリング情報を介してシンプルダイレクトマッピング方法及びバウンダリマッピング方法を共に実現することができる。柔軟なシステム構成が可能である。
分散されたマッピング方法は、データが分散され、シグナリングオーバーヘッドがない。周波数ダイバーシティゲインが増加し、ヌルキャリアを干渉センシングなどに使用することもできる。ただし、システム複雑度が増加するようになる。
それぞれの方法が長所と短所を有しているので、L1シグナリング情報にヌルマッピング情報を下記のように追加して、4つの方法の全て、またはこれらのサブセットを支援できる。
SBSヌルキャリアマッピング情報(L1_SBS_Null_Mapping(2bits)):各SBSシンボルのヌルキャリアマッピング方法。
“00”:Simple direct mapping(approach1)、
“01”:Boundary mapping(approach2)、
“10”:General mapping(approach3)、
“11”:Distributed mapping(approach4)
上記の4つの方法のうち、一部方法のみを支援しようとする場合、残りの場合をreserved fieldと指定するか、シグナリングする方法の個数が2つ以下である場合、1bitに減らして使用することができる。上記の4つの方法の他に、さらにヌルキャリアマッピングモードに備えるために、L1_SBS_Null_Mappingを3bitに拡張してreserved fieldとして使用することができる。
FI(周波数インターリーバ)を使用する場合、FI出力は、inputのnull cellのdistributionに大きく影響を受けないので、FI offの場合のために選択された方法のうち、最も簡単な方法を使用するように指定することができる。この場合、FI onの際のヌルキャリアマッピング方法は、L1シグナリング情報のうち、FI on/offを指示する情報を参照して、FIがonである場合、自動的に指定された方法を使用するように設定することもできる。
例えば、L1_frequency_interleaver=‘1’(FI enable)である場合、自動的にシンボルダイレクトマッピングまたはバウンダリマッピングが使用されるように指定することができる。この場合、受信機では、L1_frequency_interleaverを参照してSBSヌルキャリアのマッピング方法を判断し、当該データセルの位置を把握してデコーディングすることができる。
SBSのデータセルには、ダミーセルが含まれることもできる。このような場合、SBSのアクティブデータセルの数は、実際データセルの数とダミーセルの数とを合わせた値になることができる。この場合にも、上述したヌルセルのマッピング方法が同様に適用され得る。ただし、上述したデータセルがダミーセルを含むことのみが差異点となる。
図54は、本発明の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上述したように、放送信号送信機は、インプットフォーマッ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、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(S54010)。そして、放送信号送信機は、BICMモジュールを使用して、少なくとも1つの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(S54020)。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(S54030)。放送信号送信機は、パイロット挿入モジュールを使用して信号フレームにパイロットを挿入し(S54040)、IFFTモジュールを使用して信号フレームをOFDM変調することができる(S54050)。
信号フレームは、プリアンブル及び少なくとも1つのサブフレームを含む。そして、挿入されるパイロットは、コンティニュアルパイロット(SPなど)、スキャタードパイロット(CPなど)を含む。実施形態として、プリアンブルには、プリアンブルパイロットが挿入され、サブフレームバウンダリシンボルには、サブフレームバウンダリプリアンブルが挿入されることもできる。
スキャタードパイロットの振幅は、SPブースティングパラメータ及びスキャタードパイロットのSPパターンに基づいて決定される。SPブースティングパラメータは、それぞれのスキャタードパイロットパターンに対して5個のレベルを含む。5個のレベルは、電力ブースティングが行われない0dBを表す1つのレベルを含む。放送信号送信機は、5個のレベルのうち、1つを選択し、当該レベルの振幅によってスキャタードパイロットをブースティングして送信することができる。
プリアンブルには、SPブースティング情報が含まれ得る。SPブースティング情報は、スキャタードパイロットの振幅またはブースティングレベルを表す。SPブースティング情報は、上述したSPブースティングパラメータを3ビットでシグナリングすることができる。すなわち、SPブースティング情報は、「000」〜「100」のうち、1つの値としてシグナリングされて、受信機は、SPパターン情報、図34及び図35のようなSPパターンによるSPブースティングテーブル、及び受信SPパラメータを組み合わせてSPの振幅を把握できる。SPパターン情報は、プリアンブルに含まれてシグナリングされる。
サブフレームバウンダリパイロットの振幅は、上述したSPブースティング情報またはSPブースティングパラメータに基づいて決定される。
受信機は、サブフレームのSPパイロットパターンによってサブフレームバウンダリパイロットの位置を分かることができ、受信したSPブースティング情報に応じてサブフレームバウンダリパイロットの振幅を分かることができる。
サブフレームバウンダリパイロットは、サブフレームのSPパターンの周波数方向のパイロット間隔、すなわち、サブフレームのDx間隔で位置する。そして、電力ノーマライジングのために、サブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアは、特定数のアクティブデータキャリア及び特定数のヌルキャリアを含むことができる。
サブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数は、SPブースティングパラメータに基づいて決定される。例えば、サブフレームバウンダリパイロットの振幅が大きくブースティングされる場合、データシンボルと電力を合わせるためには、アクティブデータキャリアの数を減らし、ヌルキャリアの数を増やさなければならないこともある。または、サブフレームバウンダリパイロットの振幅が小さくブースティングされる場合、アクティブデータキャリアの数を増やし、ヌルキャリアの数を減らすか、無くす場合もある。例えば、SPブースティングパラメータ値が0であり、電力ブースティングが行われなければ、ヌルキャリアが必要でない場合もある。
ヌルキャリアの数もスキャタードパイロットの振幅に基づいて決定される。スキャタードパイロットの振幅がSPブースティングパラメータに基づいて決定され、決定された振幅がサブフレームバウンダリパイロットにも適用される。したがって、上述したように、スキャタードパイロットの振幅が大きくなると、サブフレームバウンダリパイロットの振幅も大きくなるので、ヌルキャリアの数が増加し得る。そして、スキャタードパイロットの振幅が小さくなると、サブフレームバウンダリパイロットの振幅も小さくなるので、ヌルキャリアの数が減少することもできる。
上述したように、ヌルキャリアの数は、サブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアの数からアクティブキャリアの数を減算することにより取得されることができる。サブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアの数、アクティブキャリアの数、及びヌルキャリアの数を取得する方法は、上述したとおりである。
挿入されるヌルキャリアの数及び位置は、図48〜図53のように決定されることができる。実施例として、アクティブデータキャリアは、全体データセルのセンタに位置し、ヌルキャリアの半分は、各々エッジ帯域に位置し得る。ヌルセルの1/2が最低−周波数データキャリアを占め(occupy)、ヌルセルの残りの1/2が最高−周波数データキャリアを占めることができる。そして、ヌルキャリアの2セット間のデータキャリアがアクティブデータキャリアになり得る。
図55は、本発明の一実施形態に係る放送信号受信機の同期化及び復調モジュールを示す。
図46は、図9において表した同期化&復調モジュール9000に含まれるサブモジュールを示す。
同期化/復調モジュールは、放送信号をチューニングするチューナ55010、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するADCモジュール(55020;ADC)、受信信号に含まれたプリアンブルを検出するプリアンブルディテクティングモジュール(55030;Preamble Detector)、受信信号に含まれたガードシーケンスを検出するガードシーケンスディテクティングモジュール(55040;Guard Sequence Dector)、受信信号にOFDM復調、すなわち、FFTを行うウェーブフォームトランスフォームモジュール(55050;Waveform Transform)、受信信号に含まれたパイロット信号を検出するレファレンス信号ディテクティングモジュール(55060;Reference Signal Detector)、抽出されたガードシーケンスを使用してチャネル等化を行うチャネル等化モジュール(55070;Channel equalizer)、及びインバースウェーブフォームトランスフォームモジュール(55080;inverse waveform transform)、時間領域でパイロット信号を検出するタイムドメインレファレンスシグナルディテクティングモジュール(55090;Time domain reference signal detector)、並びにプリアンブル及びパイロット信号を使用して受信信号の時間/周波数同期化を行う時間/周波数同期化モジュール(55100;Time/Freq Sync)を含む。
ウェーブフォームトランスフォームモジュール55050は、OFDM復調を行うFFTモジュールと呼ぶこともできる。インバースウェーブフォームトランスフォームモジュール55080は、FFTの逆に対抗する変換を行うモジュールであって、これは、実施形態によって省略されるか、同一または類似した機能を果たす他のモジュールに代替されることができる。
図55において、受信機が複数のアンテナで受信した信号を複数の経路を介して処理する場合であって、同一モジュールが並列に図示されており、同一モジュールについて重複説明をしない。
本発明において受信機は、レファレンスシグナルディテクティングモジュール55060及びタイムドメインレファレンスシグナルディテクティングモジュール55090を使用してパイロット信号をディテクティング及び使用できる。レファレンスシグナルディテクティングモジュール55060は、周波数ドメインでパイロット信号を検出し、受信機は、検出されたパイロット信号の特性を使用して同期化及びチャネル推定を行うことができる。タイムドメインレファレンスシグナルディテクティングモジュール55090は、受信された信号の時間ドメインでパイロット信号を検出し、受信機は、検出されたパイロット信号の特性を使用して同期化及びチャネル推定を行うことができる。本明細書では、周波数ドメインでパイロット信号を検出するモジュール55060及び時間ドメインでパイロット信号を検出するモジュール55090のうち、少なくとも1つをパイロット信号ディテクティングモジュールまたはパイロット検出モジュールと呼ぶことができる。また、本明細書においてレファレンス信号は、パイロット信号を意味するものである。
図56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上述したように、放送信号受信機は、FFT(Fast Fourier Transfrom)モジュールを使用して受信放送信号をOFDM復調できる(S56010)。放送信号受信機は、パイロット検出モジュールを使用して放送信号に含まれたパイロットを検出できる(S56020)。放送信号受信機は、検出されたパイロットを使用して放送信号の同期化、チャネル推定、及び補償を行うことができる。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(S56030)。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希望する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(S56040)。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(S56050)。
信号フレームは、プリアンブル及び少なくとも1つのサブフレームを含む。そして、挿入されるパイロットは、コンティニュアルパイロット(SPなど)、スキャタードパイロット(CPなど)を含む。実施形態として、プリアンブルには、プリアンブルパイロットが挿入され、サブフレームバウンダリシンボルには、サブフレームバウンダリプリアンブルが挿入されることもできる。
スキャタードパイロットの振幅は、SPブースティングパラメータ及びスキャタードパイロットのSPパターンに基づいて決定される。SPブースティングパラメータは、それぞれのスキャタードパイロットパターンに対して5個のレベルを含む。5個のレベルは、電力ブースティングが行われない0dBを表す1つのレベルを含む。放送信号送信機は、5個のレベルのうち、1つを選択し、当該レベルの振幅によってスキャタードパイロットをブースティングして送信することができる。
プリアンブルには、SPブースティング情報が含まれ得る。SPブースティング情報は、スキャタードパイロットの振幅またはブースティングレベルを表す。SPブースティング情報は、上述したSPブースティングパラメータを3ビットでシグナリングすることができる。すなわち、SPブースティング情報は、「000」〜「100」のうち、1つの値としてシグナリングされて、受信機は、SPパターン情報、図34及び図35のようなSPパターンによるSPブースティングテーブル、及び受信SPパラメータを組み合わせてSPの振幅を把握できる。SPパターン情報は、プリアンブルに含まれてシグナリングされる。
サブフレームバウンダリパイロットの振幅は、上述したSPブースティング情報またはSPブースティングパラメータに基づいて決定される。
受信機は、サブフレームのSPパイロットパターンによってサブフレームバウンダリパイロットの位置を分かることができ、受信したSPブースティング情報に応じてサブフレームバウンダリパイロットの振幅/振幅比を分かることができる。したがって、受信機は、パイロットの決定された振幅によってチャネル推定及び同期追跡を行うことができる。
サブフレームバウンダリパイロットは、サブフレームのSPパターンの周波数方向のパイロット間隔、すなわち、サブフレームのDX間隔で位置する。そして、電力ノーマライジングのために、サブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアは、特定数のアクティブデータキャリア及び特定数のヌルキャリアを含むことができる。
サブフレームバウンダリシンボルのアクティブデータキャリアの数は、SPブースティングパラメータに基づいて決定される。例えば、サブフレームバウンダリパイロットの振幅が大きくブースティングされる場合、データシンボルと電力を合わせるためには、アクティブデータキャリアの数を減らし、ヌルキャリアの数を増やさなければならないことがある。または、サブフレームバウンダリパイロットの振幅が小さくブースティングされる場合、アクティブデータキャリアの数を増やし、ヌルキャリアの数を減らすか、無くす場合もある。例えば、SPブースティングパラメータ値が0であり、電力ブースティングが行われなければ、ヌルキャリアが必要でない場合もある。
ヌルキャリアの数もスキャタードパイロットの振幅に基づいて決定される。スキャタードパイロットの振幅がSPブースティングパラメータに基づいて決定され、決定された振幅がサブフレームバウンダリパイロットにも適用される。したがって、上述したように、スキャタードパイロットの振幅が大きくなると、サブフレームバウンダリパイロットの振幅も大きくなるので、ヌルキャリアの数が増加し得る。そして、スキャタードパイロットの振幅が小さくなると、サブフレームバウンダリパイロットの振幅も小さくなるので、ヌルキャリアの数が減少することもできる。
上述したように、ヌルキャリアの数は、サブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアの数からアクティブキャリアの数を減算することにより取得されることができる。サブフレームバウンダリシンボルのデータキャリアの数、アクティブキャリアの数、及びヌルキャリアの数を取得する方法は、上述したとおりである。図38〜図47のテーブル等の全部または一部は、送信機及び受信機に共に保存されて使用されることができる。
挿入されるヌルキャリアの数及び位置は、図48〜図53のように決定されることができる。実施例として、アクティブデータキャリアは、全体データセルのセンタに位置し、ヌルキャリアの半分は、各々エッジ帯域に位置し得る。ヌルセルの1/2が最低−周波数データキャリアを占め(occupy)、ヌルセルの残りの1/2が最高−周波数データキャリアを占めることができる。そして、ヌルキャリアの2セット間のデータキャリアがアクティブデータキャリアになり得る。したがって、受信機は、このような位置によってアクティブデータキャリアを抽出及びデコーディングすることができる。
本発明によれば、スキャタードパイロットの電力をブースティングすることにより、受信側の同期追跡、チャネル推定のような信号プロセシング性能を向上させることができる。また、スキャタードパイロットの電力をブースティングするレベルを固定せずに、5個のレベルのうち、1つで使用できるようにして、システム柔軟性を改善できる。放送システムは、当該システムのチャネル環境、サービス重要度、データ量、可用電力などを考慮してブースティングレベルを決定し、効率的な電力分配が可能である。受信側でもSPブースティング情報に基づいてブースティングレベルを把握し、それにより、SPをプロセシングすることによって柔軟かつ効率的な信号処理が可能となる。このようなブースティングレベルは、シグナリングされてこそ、受信機でも送信機のブースティングレベルに合うように信号処理が可能である。
そして、送信機は、サブフレームバウンダリパイロットもサブフレームのSPのようにブースティングを行い、さらに、ヌルキャリアを配置することにより、データキャリアのエネルギー不足を最小化できる。送信機/受信機は、SPブースティングテーブル/情報を使用でき、シグナリングオーバーヘッドを減らすこともできる。
サブフレームバウンダリシンボルの場合、パイロット密度が高まるので、サブフレームに対するSPブースティングテーブル及びSPブースティング情報を使用すれば、シグナリングオーバーヘッドは減るが、信号フレームのシンボル当たり電力が変わることができる。シンボル当たり電力が異なると、システムのフィルタ、増幅器(amplifier)複雑度が増加するか、及びチャネル推定/同期追跡性能劣化が発生できる。したがって、本発明では、サブフレームバウンダリシンボルにヌルキャリアを挿入することにより、サブフレーム内のシンボル当たり電力を一定に維持することができる。したがって、受信側でも均一に分配されたシンボル当たり電力を使用し、同じ振幅のパイロットを使用することにより、システム複雑度を低め、信号処理性能を向上させることができる。
特に、ヌルキャリアを帯域の両エッジ領域に位置させ、アクティブデータキャリアを帯域中心に位置させることにより、シンボル間/周波数間干渉を最小化させ、信号デコーディング性能を一層向上させることができる。そして、ヌルキャリア及びアクティブデータキャリアの位置をさらにシグナリングする必要がなくなり、シグナリングオーバーヘッドを減少させることもできる。特に、サブフレームバウンダリパイロットを使用したチャネル推定/同期追跡速度を向上させることができ、システムレイテンシを低めることができる。
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。
〔発明の実施の形態〕
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。
本発明は、一連の放送信号提供分野で利用される。
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自明である。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。