JP6689511B2 - 順方向エラー訂正スキームを使用するパケット送受信装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、放送及び/または通信システムに関する。より詳細には、本発明は、放送及び/または通信システムでパケットの送受信装置及び方法に関する。
最近の放送及び通信環境は、多様なマルチメディアコンテンツ(Contents)が増加しているだけでなく、高品質(High Definition:HD)コンテンツまたは超高品質(Ultra High Definition:UHD)コンテンツのような高容量コンテンツが増加していて、ネットワーク上でデータ混雑(Data Congestion)は次第にさらに深くなっている。このようなデータ混雑に起因して送信機(Sender、例えばホスト(Host)A)が送ったコンテンツが受信機(Receiver、例えばホストB)に正常に伝達されず、コンテンツの一部が経路(Route)上で損失される状況が発生する。多くの場合に、データは、パケット単位で伝送されるので、データ損失は、パケット単位で発生するようになる。このようなネットワーク上のデータ損失に起因して、受信機は、データパケットを受信することができないので、前記損失されたパケット内のデータを把握することができない。したがって、オーディオ(Audio)の品質低下、ビデオ(Video)の画質劣化や画面破れ、字幕抜け落ち、ファイルの損失などのような多様な形態のユーザの不便が招来されることがある。このような理由で、ネットワーク上で発生したデータ損失を復旧するための技術が必要である。
ネットワーク上でデータが損失されたとき、受信端で損失されたデータを復旧することができるように支援する技術のうち1つは、ソースパケットと呼ばれる多様な長さを有することができる一定個数のデータパケットでソースブロックを構成し、順方向エラー訂正(Forward Error Correction:FEC)符号化を通じてパリティー(Parity)データまたは復旧パケット(Repair packet)のような復旧情報をソースブロックに付加する技術である。受信機で損失されたデータがある場合、前記復旧情報を利用して復号(decoding)を行うことができる。この際、互いに異なる伝送信頼度を要求する複数のコンテンツを含むパケットが前記ソースブロックに含まれることができる。この場合、1つのソースブロックに最も高い信頼度(reliability)を要求するパケットを基準として復旧パケットの量を決定すれば、低い信頼度を要求するパケットは、過保護され、ネットワークの効率性を害する。反対に、最も低い信頼度を要求するパケットを基準として復旧パケットの量を決定する場合には、高い信頼度を要求するコンテンツを復元することができない。このような問題点を解決するために、ソースブロックを分割し、効率的にエラー訂正を行う方法が必要である。また、相対的に高い信頼度を要求するパケットを1つ以上のエラー訂正符号を使用してそれぞれ生成されたパリティーを使用して保護する方法が必要である。
前記情報は、単に本発明の理解を助けるための背景情報として提供される。前述したものは、本発明に対する先行技術に適用可能であるか否かに対してどのような断定もどのような主張も行われていない。
本発明の態様は、少なくとも前述した問題点及び/または短所を解決し、少なくとも下記で説明される長所を提供するためのものである。したがって、本発明は、放送及び通信システムでパケットを送受信するためのバンド内のシグナリング方法及び装置を提供する。
本発明は、放送及び通信システムでパケットに含まれたデータ損失の発生時にデータを効率的に復元するための方法及び装置を提供する。
本発明は、放送及び通信システムで効率的にソースブロックを分割し、エラー訂正能力及びネットワーク効率性を同時に得ることができる方法及び装置を提供する。
本発明は、放送及び通信システムで相対的に高い信頼度を要求するパケットを1つ以上のエラー訂正符号を使用してそれぞれ生成されたパリティーを使用して保護する方法及び装置を提供する。
本発明の一実施例によるパケット送信方法が提供される。前記方法は、ソースブロックから前記ソースブロックのうち一部のソースシンボルを含むソースペイロードを獲得する段階と、前記ソースペイロード及び前記ソースペイロードのソースペイロードIDを含むソースパケットを構成する段階と、前記ソースペイロードに相当するリペアペイロード及び前記リペアペイロードのリペアペイロードIDを含むリペアパケットを構成する段階と、前記ソースパケット及び前記リペアパケットを含むFEC(Forward Error Correction)パケットブロックを構成する段階と、前記FECパケットブロックを送信する段階とを含むことができる。前記ソースペイロードIDは、各ソースパケットごとに1ずつ増加するソースペイロードシーケンス番号を含むことができる。
本発明の一実施例によるパケット送信装置が提供される。前記装置は、ソースブロックから前記ソースブロックのうち一部のソースシンボルを含むソースペイロードを獲得するFECブロック生成部と、前記ソースペイロード及び前記ソースペイロードのソースペイロードIDを含むソースパケットを構成し、前記ソースペイロードに相当するリペアペイロード及び前記リペアペイロードのリペアペイロードIDを含むリペアパケットを構成し、前記ソースパケット及び前記リペアパケットを含むFEC(Forward Error Correction)パケットブロックを構成するFECパケット生成部と、前記FECパケットブロックを送信する送信部とを含むことができる。前記ソースペイロードIDは、各ソースパケットごとに1ずつ増加するソースペイロードシーケンス番号を含むことができる。
本発明の一実施例によるパケット受信方法が提供される。前記方法は、ソースペイロード及び前記ソースペイロードのソースペイロードIDを含むソースパケットを受信する段階と、前記ソースペイロードに相当するリペアペイロード及び前記リペアペイロードのリペアペイロードIDを含むリペアパケットを受信する段階とを含むことができる。前記ソースペイロードIDは、各ソースパケットごとに1ずつ増加するソースペイロードシーケンス番号を含むことができる。
本発明の一実施例によるパケット受信装置が提供される。前記装置は、ソースペイロード及び前記ソースペイロードのソースペイロードIDを含むソースパケットを受信し、前記ソースペイロードに相当するリペアペイロード及び前記リペアペイロードのリペアペイロードIDを含むリペアパケットを受信する受信部とを含むことができる。前記ソースペイロードIDは、各ソースパケットごとに1ずつ増加するソースペイロードシーケンス番号を含むことができる。
本発明の他の態様、長所及び顕著な特徴は、添付の図面とともに本発明の実施例を開示する下記の詳細な説明からこの技術分野における通常の知識を有する者に明確になる。
本発明の前述したまたはその他の態様、特徴、長所は、添付の図面を参照する下記の説明からより明らかになる。
図面において、同一の参照番号は同一または類似の構成要素、特徴、構造を指称するために使用される。
図1は、本発明の一実施例による通信システムの送信機及び受信機の動作を説明するための図である。 図2は、本発明の一実施例による送信機のFEC符号化ブロックの生成を示すブロック構成図である。 図3Aは、本発明の一実施例による2段階(two−stage)方式のForward Error Correction(FEC)符号化方法を示す。 図3Bは、本発明の一実施例による2段階(two−stage)方式のForward Error Correction(FEC)符号化方法を示す。 図4は、メディアが2個の階層で構成されている場合にa Layer Aware(LA)−FECを適用するためのソースブロック構成方法を示す図である。 図5は、本発明の一実施例による前記FECブロック生成部220の情報語ブロック構成(ibg mode)に対する実施例を示す図である。 図6は、本発明の他の実施例による前記FECブロック生成部220の情報語ブロック構成を示す図である。 図7は、本発明の一実施例による前記FECブロック生成部220の情報語ブロック構成に対するさらに他の実施例を示す図である。 図8Aは、FECソースパケットの構造を示す図である。図8は、本発明の一実施例によるソースパケットの構造を示す図面である。 図8Bは、FECソースパケットの構造を示す図である。図8は、本発明の一実施例によるソースパケットの構造を示す図面である。 図9Aは、パリティーパケットの構造を示す図である。 図9Bは、パリティーパケットの構造を示す図である。 図10は、前記ソースペイロード識別子とパリティーペイロード識別子の具現を示す。 図11は、前記ソースペイロード識別子とパリティーペイロード識別子の具現を示す。 図12は、2段階方式を運用する場合に、前記ソースペイロード識別子とパリティーペイロード識別子の具現を示す。 図13は、2段階方式を運用する場合に、前記ソースペイロード識別子とパリティーペイロード識別子の具現を示す。
添付の図面を参照した以下の説明は、請求項とそれらの均等物によって定義された本発明の実施例の完全な理解を助けるために提供される。以下の説明は、理解を助けるために、多様で且つ具体的な例を含むが、これらは、単なる例示として見なされなければならない。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者ならここに開示された実施例が本発明の範囲及び思想を逸脱することなく、多様に変形可能であるという点を認識することができる。また、明瞭さと簡潔さのために、公知の機能及び構造に対する説明は省略されることができる。
以下の説明及び請求項で使用される用語や単語は、辞書的意味にのみ制限されず、単に発明の明瞭で且つ一貫した理解のために発明者によって使用されることができる。したがって、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者なら本発明の実施例に対する以下の説明が単に説明のための目的で提供されるだけで、請求項とその均等物によって定義される本発明を制限するための目的で提供されないという点を理解することができる。
本明細書で使用される単数の表現は、文脈上明白に異なって指示しない限り、複数の表現を含む。例えば、“構成要素の表面”という記載は、1つまたはそれ以上の表面を含む意味の記載である。
後述する本発明の実施例は、ネットワークを通じて高品質(HD)コンテンツまたは超高品質(UHD)コンテンツのような高容量コンテンツだけでなく、映像会議及び/または映像通話などのような多様なマルチメディアサービスを送受信することができる携帯電話、テレビ(TV)、コンピュータ、電子黒板、タブレットパソコン(PC)及び電子本などのすべての電子機器に対して適用されることができる。特にデータパケットにFECを適用するとき、ソースブロックをソースサブブロックに分割し、情報ブロックと情報サブブロックを効率的に構成し、復号性能を改善するか、または伝送効率(transmission efficiency)を高めることができる方法が提案される。本明細書で具体的なFEC符号化方法を言及していないが、本発明は、RS(Reed−Solomon)符号、LDPC(Low Density Parity Check)符号、ターボ(Turbo)符号、ラプター(Raptor)符号、ラプターQ(Raptor Q)符号、XOR(Single Parity−Check Code)、Pro−MPEG(Moving Picture Experts Group)FEC符号などさまざまな符号化方式のうちいずれか1つ以上が選択的に使用されることができる。本発明が特定のFEC方法に限定されないことに留意しなければならない。
まず、本発明で使用される用語を整理すれば、次の通りである:FEC符号:エラー(Error)または消去シンボル(Erasure Symbol)を訂正するためのエラー訂正符号;FECフレーム(Frame):保護しようとするデータをFEC符号化して生成されたコードワード(Codeword)であって、情報語部分(information part)とパリティー部分(parity part;repair part)で構成される;シンボル(Symbol):シンボルは、データの単位であり、シンボルサイズは、シンボルを構成するビットの数を意味する(A unit of data.Its size、in bits、is referred to as the symbol size.);ソースシンボル(Source Symbol(s)):FECフレーム内の情報語部分(information part)で保護されないデータシンボル(Unprotected data Symbol(s) which is the information part of a FEC Frame.);情報語シンボル(Information Symbol(s)):FECフレーム内の情報語部分(information part)で保護されないデータまたはパディングシンボル(Unprotected data or padding Symbol(s) which is the information part of a FEC Frame);コードワード(Codeword):情報語シンボル(Information Symbol(s))をFEC符号化して生成されたFECフレーム;パリティーシンボル(Parity Symbol(s)):情報語シンボル(Information Symbol(s))からFEC符号化によって生成されたFECフレームのパリティーシンボル(parity Symbol(s));パケット(Packet):ヘッダー(Header)とペイロード(Payload)で構成された伝送単位;ペイロード(Payload):送信者から伝送される、パケット内に位置するユーザデータ(a piece of user data which is to be transmitted from the sender and which is placed inside of a packet);パケットヘッダー(Packet Header):ペイロードを含むパケットのためのヘッダー;ソースペイロード(Source Payload):ソースシンボルで構成されたペイロード;情報語ペイロード(Information Payload):情報語シンボル(Information Symbol)で構成されたペイロード;パリティーペイロード(Parity Payload):パリティーシンボル(parity Symbol)で構成されたペイロード;ソースブロック(Source Block):1つ以上のソースペイロード(Source payload)で構成されたペイロードの集合;情報語ブロック(Information Block):1つ以上の情報語ペイロード(Information Payload)で構成されたペイロードの集合;パリティーブロック(Parity Block):1つ以上のパリティーペイロード(Parity payload)を構成されたペイロードの集合;FECブロック(Block):コードワードの集合または情報語ブロック(Information Block)とパリティーブロック(Parity Block)で構成されたペイロードの集合;FEC伝送ブロック(Delivery Block):ソースブロックとパリティーブロックで構成されたペイロードの集合;FECパケット(Packet):FECブロックを伝送するためのパケット;ソースパケット(Source Packet):ソースブロックを伝送するためのパケット;リペアパケット(Repair Packet):リペアブロック(Repair Block)を伝送するためのパケット;FECパケットブロック(Packet Block):FEC伝送ブロックを伝送するためのパケットの集合;MMT(MPEG Media Transport):MPEGデータを効率的に伝送するために設計中の国際標準;ソース流れ(Source Flow):同一のソース流れIDを有するソースパケットあるいはソースペイロードのシーケンス;パリティー流れ(ParityFlow):同一のパリティー流れIDを有するソースパケットあるいはソースペイロードのシーケンス;FEC流れ(Flow):ソース流れと前記ソース流れを保護するために生成された1つ以上のパリティー流れの総称;MMTエセット(Asset):1つまたはそれ以上のMユニットで構成されるデータエンティティー。構成情報(composition information)と伝送特性(transport characteristics)を定義するためのデータユニット;MMTパケット(Package):構成情報と伝送特性のような追加的な情報によって1つまたはそれ以上のMMTエセッドルで構成されること。
図1は、本発明の一実施例による通信システムの送信機及び受信機の動作を説明するための図である。
図1を参照すれば、送信機100は、FEC上位プロトコルに該当するプロトコルAブロック101、FEC符号化ブロック102、FEC下位プロトコルに該当するプロトコルBブロック103及び送信機物理階層ブロック104を含む。前記プロトコルAブロック101は、伝送データをソースペイロード(source payload)130形態で構成し、FEC符号化ブロック102に伝達する。前記FEC符号化ブロック102は、前記ソースペイロードの群集であるソースブロックを構成し、FEC符号化を行い、パリティーペイロード131を生成し、前記ソースペイロードとパリティーペイロードにFECヘッダー132を追加してFECパケットを構成し、プロトコルBブロック103に伝達する。
この際、前記FECヘッダーと結合されたソースペイロードをFECソースパケットと言い、前記FECヘッダーと結合されたパリティーペイロードをFECパリティーパケットと言う。図1で、FECソースパケットは、FECヘッダーとソースペイロードが順次に結合されたデータ単位であるが、一部の具現では、ソースペイロード以後にFECヘッダーが順次に結合された形態であることができる。また、図1で、FEC符号化ブロック102は、プロトコルAブロック101とプロトコルBブロック103との間に位置するが、一部の具現では、プロトコルAブロック101がFEC符号化ブロック102を含むこともできる。この場合に、FECパリティーパケットにプロトコルAブロック101の機能を行うためのプロトコルヘッダーが含まれることができ、前記プロトコルAは、ソースパケットとパリティーパケットを1つのパケット流れに多重化するための多重化器(multiplexer)を含むことができる。
送信機物理階層ブロック104は、前記FECパケットを伝送に適した信号に変換して伝送する。前記プロトコルBブロック103と送信機物理階層ブロック104との間には、多様な階層が存在することができ、その具体的な構成は、本発明の要旨と関係ないので省略する。
受信機110は、受信機物理階層ブロック111と、FEC下位プロトコルに該当するプロトコルBブロック112と、FEC復号化ブロック113と、FEC上位プロトコルに該当するプロトコルAブロック114とを含む。前記受信機物理階層ブロック111は、伝送チャネル120を通じて受信された信号を解釈し、これをプロトコルBブロック112に伝達する。送信機100の場合と同様に、前記プロトコルBブロック112と受信機物理階層ブロック111との間には、多様な階層が存在することができ、その具体的な構成は、本発明の要旨と関係ないので省略する。プロトコルBブロック112は、受信信号またはパケットを解釈し、受信FECパケットをFEC復号化ブロック113に伝達する。この際、送信機で送信したFECパケットのうち一部は、ネットワークの混雑及び物理階層で発生したエラーの影響で損失され、FEC復号化ブロック113に伝達されないことがある。前記FEC復号化ブロック113は、伝達されたFECパケットに対するFEC復号化を行い、損失されたソースペイロードを復元し、これを受信ペイロードとともに上位プロトコルAブロック114に伝達する。
図2は、本発明の一実施例による図1の送信のFEC符号化ブロックの生成を示すブロック構成図である。
図2を参照すれば、MMT(MPEG Media Transport)FECFRAME 102を利用してFEC符号化ブロック102を具現した。前記MMT FECFRAME 102は、1つのFEC流れを生成するための論理的/物理的構成要素である。したがって、伝送端で2個以上のFEC流れを運用する場合に、それぞれのFEC流れに対して論理的FECFRAMEは、独立的に生成され、物理的FECFRAMEは、時間共有を使用して共有されることができることは自明である。前記MMT FECFRAME 102は、FEC伝送情報とソースペイロード(Source Payload)を入力としてバンド外信号(Out−band signal)とFECパケットブロックを出力する。図2で、前記FEC伝送情報は、制御部210とFECブロック生成部220の入力として表示されているが、全体システムの観点で、他の構成ブロックも、前記FEC伝送情報を認知し、その動作に活用することができることは自明である。
MMT標準は、相対的に高い信頼度を要求するパケットを1つ以上のエラー訂正符号を使用して保護するための2段階(two−stage)方式を採用した。前記2段階(two−stage)方式によれば、MMT FECFRAME 102は、あらかじめ設定された個数のシンボル(Symbol)をM(Mは1以上の整数)個の第1ソースシンボル(SourceSymbol)に分割し、それぞれの第1ソースシンボルに対して第1FEC符号化によって生成される第1リペアシンボル(Repair Symbol)を含む第1エンコーディングシンボル(Encoding Symbol)を生成する。その後、MMT FECFRAME 102は、M個の第1エンコーディングシンボルを第2ソースシンボルとして第2FEC符号化によって生成される第2リペアシンボルを含む第2エンコーディングシンボルを生成する。前記第1FECと第2FECは、同一のエラー訂正コードを使用するか、または互いに異なるエラー訂正コードを使用することができる。使用されることができるエラー訂正コードの候補としては、RSコード、LDPCコード、ターボコード(Turbo Code)、ラプターコード(Raptor Code)、XOR(eXclusive OR;排他的論理和)など現在知られたコード及び未来に知られるコードが使用されることができ、特定のコードに制限されない。
図3A及び図3Bは、本発明の一実施例による2段階(two−stage)方式のFEC符号化方法を示す。
図3Aは、M=1である場合の符号化構造を示すものであり、図3Bは、M=8である場合の符号化構造を示すものである。階層構造を有するメディアデータを効率的に保護するための方法として階層認知FEC(Layer−Aware FEC;LA−FEC)を使用することができる。前記階層構造を有するメディアの例として、Scalable Video Coding(SVC)やMultiview Video Coding(MVC)を使用して符号化されたコンテンツを挙げることができる。
図4は、メディアが2個の階層で構成されている場合に、LA−FECを適用するためのソースブロック構成方法を示す図である。
図4を参照すれば、BR(base representation)は、メディアコーデックで独立的に復号可能なデータであり、ER1(Enhancement representation)は、BRに従属するデータである。図4で、ER1のためのパリティーを生成するとき、BRを一緒に使用する点に留意する。
図2に戻って、制御部210は、FEC伝送情報を入力として使用して制御情報及びバンド内の信号(In−band signal)とバンド外信号を出力する。前記バンド内の信号は、FECパケットの一部で含まれて伝送される制御情報であり、前記バンド外信号は、別途のパケットまたは別途のプロトコルまたは別途のチャネルを通じて伝送される制御情報である。前記バンド外信号の伝送方法は、本発明の要旨に影響を与えないので、これに対する詳しい説明を省略する。また、前記FEC伝送情報は、制御部210を経ることなく、MMT FECFRAME 102に含まれない別途の制御機で処理され、FECブロック生成部220とFECパケット生成部240の入力として使用されることができ、この場合に、図2で前記制御部210は、省略されることができる。
前記制御情報は、FECブロックの生成に必要な情報であって、FEC符号化部230で要求する制御情報を含む。特定のFEC符号は、パリティー生成過程でランダム生成器の初期値を必要とする。この際、上位階層でソースペイロードに付与した一連番号(sequence number)は、前記ランダム生成器の初期値として頻繁に使用される。この場合に、データの流れ過程を考慮するとき、MMT FECFRAME 102で上位階層のペイロード構造を分析し、必要な値を抽出することは、非効率的なので、前記識別数字は、制御情報の形態でMMT FECFRAME 102に入力され、FEC符号の制御信号として使用され、バンド内の信号やバンド外信号として出力されない。前記FEC伝送情報は、MMTエセットに対する伝送特性を含むことができ、MMT FECFRAME 102を含むアプリケーション及びプロトコルによって変わることができる。
図2を参照すれば、FECブロック生成部220は、ソースペイロードと制御情報を入力としてパリティーペイロード(Parity Payload)とソースペイロード識別子(Source Payload ID)及びパリティーペイロード識別子(Parity Payload ID)を出力する。前記パリティーペイロードを獲得するために、前記FECブロック生成部220は、ソースペイロードをグルーピングしてソースブロックを生成し、これをプロセッシングし、同一の長さを有する情報語ペイロードで構成された情報語ブロックを生成し、FEC符号化部230に伝達する。前記ソースペイロード識別子及びパリティーペイロード識別子は、互いに異なるペイロードを識別するために必要な識別情報である。前記ソースペイロード識別子は、MMT FECFRAMEを含む階層あるいは次上位階層でソースペイロードを区別することができる識別情報が存在する場合には、省略されることができる。また、FEC符号化部230の具現によってソースペイロード識別子及びパリティーペイロード識別子は、FEC符号化部230の入力として使用されることができる。
図5は、本発明の一実施例による前記FECブロック生成部220の情報語ブロック構成(ibg mode)に対する実施例を示す図である。
図5を参照すれば、FECブロック生成部220は、可変パケットサイズを有する8個のソースペイロード、すなわちSPL#0〜SPL#7を入力される。FECブロック生成部220は、ソースペイロードを入力されれば、それぞれのペイロードサイズを最大長さ、例えばSmaxを有するペイロードと同一にするために、パディングデータを追加した後、8個の情報語ペイロード、すなわちIPL#0〜IPL#7で構成された情報語ブロックを生成する。図4の実施例では、ソースペイロードの最大長さSmaxと情報語ペイロードの長さを同一に設定したが、情報語ペイロードの長さは、システム複雑度及びメモリー要求事項によってSmaxより小さい値を有することができる。
図6は、本発明の他の実施例による前記FECブロック生成部220の情報語ブロック構成を示す図である。
図6を参照すれば、FECブロック生成部220は、可変パケットサイズを有する8個のソースペイロード、すなわちSPL#0〜SPL#7を入力される。FECブロック生成部220は、ソースペイロードを入力されれば、それぞれのペイロードサイズを一列で配列した後、情報語ペイロードの最大長さ、例えばSmaxを単位に分割し、5個の情報語ペイロード、すなわちIPL#0〜IPL#4で構成された情報語ブロックを生成する。この際、最後の情報語ペイロードには、パディングデータが含まれることができる点に留意する。図6の実施例によれば、ソースブロックの境界と情報語ペイロードの境界が一致しないので、各ソースペイロードの長さなどの情報、すなわち情報語ブロックからソースペイロードを抽出するために必要な情報を情報語ブロックに含ませるか、または別途の方式で受信端に伝達しなければならない。また、図6の実施例では、ソースペイロードの最大長さSmaxと情報語ペイロードの長さを同一に設定したが、情報語ペイロードの長さは、システム複雑度及びメモリ要求事項によってSmaxより小さい値を有することもできる。
図7は、本発明の一実施例による前記FECブロック生成部220の情報語ブロック構成に対するさらに他の実施例を示す図である。
図7を参照すれば、前記FECブロック生成部220は、シンボルサイズTを有する2次元配列をT/m個の列単位でm個の領域に区分する。図7は、m=4である場合の例を示した。もしTがmの倍数ではない場合に、各領域は、[T/m]+1個の列よりなる領域と[T/m]個の列よりなる領域に分けられる。ここで、任意の実数Aに対して、[A]は、Aより小さいか、同じ最大整数を意味する。各領域がどれほど多い列を含むかに対する設定は、送受信期間に定められた約束によって定義されるか、またはそれぞれの領域に対する列の個数を並べて示すことができる。前記定められた約束の例を例示すれば、Tをmで分けた余りがn(n<m)とすれば、一番目n個の領域は、[T/m]+1個の列に分けられ、残りのm−n個の領域は、[T/m]個の列に分けられるもののように定められることができる。また、前記規則的な領域の区分以外にも、各領域を成す列の個数は、送受信機の約束によって互いに異なるように任意に設定されることもできる。
必要な場合に、フローID(例えば、UDP(User Datagram Protocol)フローID)のようなパケットの特性情報701とソースペイロードの長さを示す情報702がソースペイロードに付加される。情報701、702が付加されたソースペイロードは、一番目行(row)の一番目列からシンボルサイズTを超えないように順次に配置される。この際、付加情報が付加された任意のソースペイロードが配置された最後の行で当該ソースペイロードの最後のデータが割り当てられている領域内の残りの部分は、常に所定の(predetermined)値に割り当て(あるいは設定)する。前記所定の値は、便宜上0値に設定されることができるが、本発明が必ずこれに限定される必要はない。例えば、図7で、一番目ソースペイロードの最後のデータが、4個の領域のうち二番目領域に割り当てられているので、二番目領域の残りの部分705は、0値に割り当てる。
また、付加情報が付加された1つのソースペイロードが配置された後、その次に配置するソースペイロードは、常に以前ソースペイロードが配置された最後の行で最後のデータが割り当てられている領域のその次の領域の開始点から配置される。言い替えれば、すべてのソースペイロードは、どんな領域の開始点から配置されなければならない。例えば、図7で二番目ソースペイロードは、ゼロパディングされた(705)データ次の3番目領域の開始点から配置され始める。もし四番目ソースペイロードのゼロパディング部分706のようにゼロパディングされたデータが当該行の最後の領域に割り当てられている場合、次の五番目ソースペイロードは、次の行の一番目領域で始まる。与えられたソースペイロードに対して前記過程をすべて終えた後、完成された配列が情報ブロックになる。MMTシステムのように、複数の情報語ブロック構成方式を使用する場合には、当該情報語ブロックがどんな方式を使用して構成されたかを示すibg_modeなどの識別子を受信機に伝達しなければならない。
前記2段階(two−stage)方式を運用する場合に、情報語ブロック構成過程は、次の通りである。ソースブロックがM個のサブブロック(Sub Block)で構成されると仮定する。前記サブブロックのうち一番目サブブロックに属するソースペイロードを使用して一番目情報語サブブロックを生成し、これをFEC符号化部230に伝達する。前記FEC符号化部230は、前記情報語サブブロックを使用してパリティーペイロードを生成し、これをFECブロック生成部220に伝達する。その後、二番目からサブブロックからM番目サブブロックを使用して同一の過程を順次に繰り返す。すべてのサブブロックに対するパリティーペイロードを生成した後に、前記一番目情報語サブブロックから前記M番目サブブロックまですべての情報語サブブロックを結合し、情報語ブロックを構成し、これをFEC符号化部230に伝達する。前記FEC符号化部230は、前記情報語ブロックを使用してパリティーペイロードを生成し、これをFECブロック生成部220に伝達する。前記過程を行った後に、前記M個の情報語サブブロックから生成されたすべてのパリティーペイロードと前記情報語ブロックから生成されたパリティーペイロードを一緒にパケット生成部240に伝達する。
前記階層認知FEC(LA−FEC)方式を運用する場合に、情報語ブロック構成過程は、次の通りである。メディアがM個の階層を有し、i番目階層は、1、2、…、i−1番目階層に従属していると仮定する。この際、ソースブロックは、M個のサブブロック(Sub Block)で構成され、i番目サブブロックは、i番目階層のデータに該当する。前記サブブロックのうち一番目サブブロックに属するソースペイロードを使用して一番目情報語サブブロックを生成し、これをFEC符号化部230に伝達する。前記FEC符号化部230は、前記情報語サブブロックを使用してパリティーペイロードを生成し、これをFECブロック生成部220に伝達する。その後、一番目情報語サブブロックと二番目情報語サブブロックを結合して情報語ブロックを構成し、これをFEC符号化部230に伝達する。前記FEC符号化部230は、前記情報語ブロックを使用してパリティーペイロードを生成し、これをFECブロック生成部220に伝達する。同一の過程を順次に繰り返せば、最後に前記一番目情報語サブブロックから前記M番目サブブロックまですべての情報語サブブロックを結合して情報語ブロックを構成し、これをFEC符号化部230に伝達する。前記FEC符号化部230は、前記情報語ブロックを使用してパリティーペイロードを生成し、これをFECブロック生成部220に伝達する。前記過程を行った後に、前記M個の情報語サブブロックから生成されたすべてのパリティーペイロードと前記情報語ブロックから生成されたパリティーペイロードを一緒にFECパケット生成部240に伝達する。
図2を参照すれば、FEC符号化部230は、前記情報語ブロックを入力として所定のFEC符号化アルゴリズムを使用してパリティーシンボルを計算し、前記パリティーシンボルで構成されたパリティーペイロードを生成し、前記パリティーペイロードをパリティーブロックの形態で出力する。特定の具現において、FEC符号化アルゴリズムは、固定された個数の情報語シンボルを入力として固定された個数のパリティーシンボルの値を計算する。この場合に、前記FEC符号化部230は、付加的な制御情報を要求しない。さらに他の具現において、FEC符号化アルゴリズムが情報シンボルの数とパリティーシンボルの数及び情報語シンボルとパリティーシンボルの関係に対するFEC符号化情報を要求することができる。前記FEC符号化情報は、FEC伝送情報の一部でFECブロック生成部220から前記FEC符号化部230に伝達されることもできるが、前述したように、全体システムの観点で他のMMT FECFRAME 102のすべての構成ブロックは、前記FEC伝送情報を認知し、その動作に活用することができる。
図2を参照すれば、FECパケット生成部240は、ソースペイロードあるいはパリティーペイロードとソースペイロード識別子あるいはパリティーペイロード識別子とバンド内の信号(in−band signals)で構成されたFECパケットを生成し、これをFECパケットブロックの形態で出力する。図2で、ソースあるいはパリティーペイロード識別子とバンド内の信号を別途の情報で表現したが、バンド内の信号がソースあるいはパリティーペイロード識別子を含んでいると見なしてもよい。
MMTシステムでソースペイロードは、MMTペイロードフォーマット(Payload Format;PF)あるいはMMT伝送パケット(Transport Packet;TP)である。前記PFは、MMTの一番目伝送階層であるD1プロトコルの出力であり、前記TPは、MMTの二番目伝送階層であるD2プロトコルの出力である。前記D1プロトコルの入力をD1 Payloadと言う。前記D1プロトコルとD2プロトコルは、それぞれのヘッダーを有する。
図8a及び図8bは、FECソースパケットの構造を示す図である。図8aは、ソースペイロードがMMT PFの場合を示す図である。
図8aを参照すれば、ソースペイロードとしてMMT PFを運搬するFECソースパケットが示される。図8bを参照すれば、ソースペイロードとしてMMTTPを運搬するFECソースパケットが示される。図8a、図8bで、影付き部分がFECによって保護されるデータすなわち、ソースペイロードを意味する。図8a及び図8bで、FECバンド内の信号(FECin−band signals)の位置をプロトコルパケット構造の一貫性を維持し、ソースパケット内でソースペイロードが連続的に位置するようにするために、FECソースパケットの最後の部分で設定した。ソースペイロードがMMT PFである場合、D1ヘッダー及びD1ペイロードがソースペイロードである。ソースペイロードがMMT TPである場合、D2ヘッダー、D1ヘッダー及びD1ペイロードソースペイロードである。FECパリティーパケットは、1つあるいはそれ以上のパリティーペイロードを伝達する。前記パリティーペイロードは、PFあるいはTPで構成された情報語ブロックの復元に使用される。
図9a及び図9bは、パリティーパケットの構造を示す図である。
図9aを参照すれば、ソースペイロードがMMT PFである場合が示される。図9bを参照すれば、ソースペイロードがMMT TPである場合が示される。図9a、図9bで影付き部分が情報語ブロックを復元するために使用されるデータ(パリティーペイロード)を意味する。図9でFECバンド内の信号(FEC in−band signals)の位置を受信端でFEC関連情報を迅速で且つ容易に獲得するようにする伝送プロトコルヘッダーとパリティーペイロードとの間に位置するように設定した。ソースペイロードがMMT TPであるとき、パリティーペイロードの役目は、MMT TPで構成された情報語ブロックを復元するのに使用されるので、図9bでFECパリティーパケットは、D1ヘッダーを含まないことに留意する。前記2段階(two−stage)方式を運用し、前記FECパリティーパケットが第1FECに符号化によって生成されたパリティーペイロードを含む場合には、前記パリティーパケットを第1FECパリティーパケットと称し、第2FECに符号化によって生成されたパリティーペイロードを含む場合には、前記パリティーパケットを第2FECパリティーパケットと称する。前記2段階方式でM=1であり、第1FEC符号がパリティーがない符号である場合には、1段階方式と同一なので、この場合には、前記第2FECパリティーパケットをFECパリティーパケットと見なすことができる。
本発明の実施例によるソースペイロード識別子及びパリティーペイロード識別子の生成方法を説明するために、複数の記号を下記のように定義する:k:1つのソースブロックに含まれたソースペイロードの個数;M:ソースブロックを構成するソースサブブロックの個数;k(i):i番目ソースサブブロックに含まれたソースペイロードの個数;S(j):ソース流れを構成するj番目ソースペイロードの長さ;Smax=max{S(j)};T:情報ペイロードの長さ;A(j)=ceil(S(j)/T)、ceil(x)は、xより大きいかまたは同じ最小整数;K:情報語ブロックに含まれた情報ペイロードの個数;K(i):i番目情報語サブブロックに含まれた情報ペイロードの個数;P:情報語ブロックを保護するためのパリティーブロックに含まれたパリティーペイロードの個数;P(i):i番目情報語サブブロックを保護するためのパリティーブロックに含まれたパリティーペイロードの個数;B:1つのパリティーパケットに含まれたパリティーペイロードの個数;p:ソースブロックを保護するために生成されたパリティーブロックを伝送するために必要なパリティーパケットの個数(=ceil(P/B));p(i):i番目ソースサブブロックを保護するために生成されたパリティーブロックを伝送するために必要なパリティーパケットの個数(=ceil(P(i)/B))。
本発明の実施例によるソースペイロード識別子とパリティーペイロード識別子は、それぞれ表1及び表2に示された通りである。
前記表1と表2で、各フィールドの意味は、次の通りである。ESI_SN(Encoding Symbol ID Sequence Number)は、ソースパケットに含まれた情報ペイロードの一連番号を意味する。現在パケットと次のパケットのESI_SNの差は、現在パケットに含まれた情報ペイロードの個数と同じである。前記一連番号の初期値は、ランダムに生成された任意の値に設定することができ、2バイトあるいはそれ以上の定められた長さのバイトで表現することができる整数の最大値に到逹した後には、0に回帰する。
ESI_SN_Baseは、ソースパケットでこのフィールドは選択的に使用されることができる。ソースパケットに前記フィールドが含まれる場合に、前記フィールドは、前記パケットが属するソースブロックの一番目ソースパケットのESI_SNと同一の値を有し、これは、前記ソースパケットが属するソースブロックの境界情報に該当する。第1FECパリティーパケットに含まれた前記フィールドは、前記パリティーパケットに含まれたパリティーペイロードによって保護されるソースサブブロックに属する一番目ソースパケットのESI_SN値に設定される。第2FECパリティーパケットに含まれた前記フィールドは、前記パリティーパケットに含まれたパリティーペイロードによって保護されるソースブロックに属する一番目ソースパケットのESI_SN値に設定される。
ESI_Pは、パリティーパケットに含まれたパリティーペイロードの一連番号を意味する。それぞれのパリティーブロック内で、前記フィールドは、0から始まって1ずつ増加する値であり、1つのパリティーパケットが複数のパリティーペイロードを含む場合には、前記複数個のパリティーペイロードの一連番号のうち最小値を表示する。
IBLは、パリティーパケットに属するパリティーペイロードが保護する情報語(サブ)ブロックに含まれた情報ペイロードの個数を意味する。
PBLは、パリティーパケットに含まれたパリティーペイロードが属するパリティーブロックを構成するパリティーペイロードの個数を意味する。このフィールドは、FEC符号の特性によって必要でないことがある。より具体的に説明すれば、理論的に無限個のパリティーペイロードを生成することができるファウンテン符号の場合には、前記フィールドが必要ではないが、通商的な(N、K)ブロック符号の場合には、前記フィールドが必ず必要である。
図10及び図11は、前述したソースペイロード識別子とパリティーペイロード識別子の具現を示す。
図10を参照すれば、ファウンテン符号を使用する場合が示される。図11を参照すれば、ブロック符号を使用する場合が示される。図10のパリティーペイロード識別子でPが省略された点に留意する。
図12及び図13は、2段階方式を運用する場合に、前述したソースペイロード識別子とパリティーペイロード識別子の具現を示す。
図12を参照すれば、ファウンテン符号を使用する場合が示される。図13を参照すれば、ブロック符号を使用する場合が示される。図12のパリティーペイロード識別子でPが省略された点に留意する。
それぞれのフィールドを生成するための規則は、図10、図11、図12、図13の実施例に同様に適用される。前記規則は、次の通りである:
j=0なら、ESI_SN=RN、その他の場合、ESI_SN=ESI_SN_pre+A(j−1)。ここで、RNは、ランダム数字または0であり、ESI_SN_preは、以前ソースパケットのESI_SNである;
ESI_SNは、FECパリティーパケットを含むパリティーブロックに連関されたソース/サブブロックの最初ソースペイロードのESI_SNである;
ESI_P=r*B、ここでr=0、1、2、…、p−1;及び
FECパリティーパケットを含むパリティーブロックがソースブロックのi番目サブブロックのためのものなら、IBL=K(i)、その他の場合、IBL=K;FECパリティーパケットを含むパリティーブロックがソースブロックのi番目サブブロックのためのものなら、PBL=P(i)、その他の場合、PBL=P。
前記実施例で、FECパケット内でのFEC識別子を後尾に配置した。しかし、本発明は、これに限定されず、FECソースパケットのためには、FEC識別子を後尾に、FECパリティーパケットのためには、FEC識別子を先頭に配置することもできる。あるいは、2つの場合は、共にFEC識別子を先頭に配置することができる。また、図示していないが、FECペイロード識別子形式(FEC Payload ID Format)は、FEC流れ識別子(FEC Flow Identifier)を含むこともできる。FEC未適用時は、バンド外信号(Out−band signaling)によってFEC未適用事実を通知すればよいので、FEC流れ識別子も事実上不要である。したがって、すべてのソース流れにFECが適用される場合、その事実をバンド外信号(Out−band)で通知し、バンド内の信号(In−band)でFEC識別子形式でFEC流れ識別子を含んで伝送することも可能である。もしすべてのソース流れにFECを適用するものではない場合、ソースペイロードのためのヘッダーまたは下位階層プロトコルヘッダーにFECフラッグ(Flag)を配置し、FECペイロード識別子の存在可否を示した後、FECペイロード識別子が存在する場合、FEC流れ識別子とともに示して伝送することが可能である。この場合、受信機は、FECペイロード識別子からFEC流れ識別子別にFECパケットを分類し、同一のFEC流れ識別子を有するFECパケットブロックで当該FECブロックを復号し、損失されたソースペイロードを復旧すればよい。
前記実施例で送信機のFEC符号化過程は、次の通りである。伝送するメディアコンテンツをソースペイロード単位で分けて、ソースペイロードのシーケンスに作り、ソースペイロードのシーケンスをFEC保護可否、適用するFEC類型(Type)、FECコーディング構造(coding structure)、メディアの特性またはQoS(Quality of Service−lossy or lossless)によってソース流れを区分し、それぞれのソース流れにFEC流れ識別子(Flow Identifier)を付与する。この際、それぞれのソース流れに対するFEC流れ識別子は、ソース流れを伝送するためのパケット内に格納して伝送し、受信機が把握するようにすることが必要である。例えば、FEC流れ識別子=0なら、FEC保護が適用されない場合を言い、0ではなければ、FEC保護が適用されることを示す。しかし、本発明は、これに限定されず、FEC保護技術が同様及び/適合な方法によって適用されることができる。
送信機は、それぞれのFEC流れ識別子の値によるFEC保護可否、適用されたFEC類型、FECコーディング構造、情報語ペイロードサイズ(Information Payload Size)T、ibg_modeなどをバンド外信号(Out−band signaling)で受信機に伝送する。送信機は、これを通じて受信機が信号を受信するとき、FEC流れ識別子を利用して前述した情報を受信機が獲得することができるようにする。この際、送信機は、SDP(Session Description Protocol)を利用してセッションセットアップ(Session Set−up)時にこのような情報を伝送するかまたはFECパケットとは別途のパケットを活用して伝送することができる。
送信機は、FEC流れ識別子に適したFECエンコーディングを当該ソース流れに適用する。このために、送信機は、ソース流れを所定のソースブロックに分ける。送信機は、前記ソースブロックをそれぞれ適用されたFECコーディング構造(1段階または2段階;One stage or Two stages)とibg_modeによって情報語(サブ)ブロック(Information(Sub−)Block)に転換する。送信機は、適用しようとするFECコードを使用して情報語(サブ)ブロックからパリティーブロックを生成する。送信機は、ソースブロックと生成されたパリティーブロックを伝送のためのFECパケットブロックで構成し、それぞれのFECパケットは、FEC流れ識別子、FECペイロード識別子、ペイロード類型情報を含む。送信機は、ペイロード類型情報が当該FECパケットがソースパケットであるか、パリティーパケットであるかを区分する。送信機は、また、2段階FECコーディングが適用された場合、パリティー1であるか、パリティー2であるかを追加的に区分する。送信機は、FECパケットブロックをネットワークを通じて伝送する。
前記実施例で受信機のFEC復号過程は、次の通りである。受信機は、送信機がバンド外信号に伝送したソース流れ別にFEC流れ識別子とそれによるFEC保護可否、FEC類型、FECコーディング構造、情報語ペイロードサイズT、ibg_modeなどを把握し、FECデコーディングのために事前に用意する。受信機は、以後に受信されたFECパケットから同一のFEC流れ識別子を有するFECパケットを分類する。受信機は、前記FEC流れ識別子別に分類されたFECパケット内のペイロード類型情報を使用して当該FECパケットがFECソースパケットであるか、FECパリティーパケットであるかを区分する。2段階FECコーディングが適用された場合、必要時に、受信機は、FECパリティーパケットがパリティー1であるか、パリティー2であるかを追加的に区分する。受信機は、当該FECパケットがFECソースパケットなら、ソースFECペイロードIDからESI_SNを認識し、FECパリティーパケットなら、パリティーFECペイロードIDからESI_SN_Base、ESI_P、IBL、(PBL)などを認識する。受信機は、認識されたFECペイロードID及び事前に認識された情報語ペイロードサイズTとibg_modeによってFECパケットのペイロード(ソースまたはパリティー)を該当する情報語ブロックまたはパリティーブロック中の正しい位置に配置し、FECデコーディングのための受信されたFECブロックを生成する。受信機は、生成されたFECブロックに適用されたFECコードを使用してデコーディングを行い、送信途中に損失されたソースペイロードに該当する情報語ペイロードを復元する。受信機は、復元された情報語ペイロードからパディングデータ(Padding data)が追加されていれば、パディングデータを除去し、最終的にソースペイロードを復元する。もし、受信機が図5に示された情報ブロック構成方式を使用し、ソースペイロードのための長さフィールドがFECブロックとは別に構成された場合、長さフィールドのためのFECブロックをデコーディングし、それぞれのソースペイロードに対する長さ情報を把握することができ、復元された情報語ペイロードからパディングデータを除去することができる。
表1及び表2に示す各フィールド生成規則の他の実施例は、次の通りである:
j=0なら、ESI_SN=RN、その他の場合、ESI_SN=ESI_SN_pre+A(j−1)。ここで、RNは、ランダム数字または0であり、ESI_SN_preは、以前ソースパケットのESI_SNである;
ESI_SN_Baseは、FECソースパケットを含むソースブロックの最初ソースペイロードのESI_SNである;
ESI_SNは、FECパリティーパケットを含むパリティーブロックに連関されたソース/サブブロックの最初ソースペイロードのESI_SNである;
ESI_P=r*B、ここでr=0、1、2、…、p−1;
FECパリティーパケットを含むパリティーブロックがソースブロックのi番目サブブロックのためのものなら、IBL=K(i)、その他の場合、IBL=K;及び
FECパリティーパケットを含むパリティーブロックがソースブロックのi番目サブブロックのためのものなら、PBL=P(i)、その他の場合、PBL=P;
図6に示す情報語ブロック生成方法を使用する場合には、次のフィールドがFECパリティーペイロード識別子に含まれることができる:SBLは、パリティーパケットに属するパリティーペイロードが保護するソース(サブ)ブロックに含まれたソースペイロードの個数を意味する。
図7に示す情報語ブロック生成方法を使用する場合には、情報ペイロード単位の一連番号とともに前記一連番号に該当する情報ペイロード内でソースパケットに含まれたソースペイロードの開始位置を通知する情報が必要である。図7に示す情報語ブロックは、6個のソースペイロードで構成される。この際、前記一連番号は、(0、0)、(1、2)、(3、3)、(6、1)、(10、0)、(12、1)の形態、すなわち行番号と当該行で開始領域の順番に現わすことができる。さらに他の実施例によれば、分割された情報ペイロード単位で一連番号を付与し、ソースペイロードの開始位置を0、6(=1*4+2)、15(=3*4+3)、25(=6*4+1)、40(=10*4)、49(=12*4+1)で示すことができる。
本発明の他の実施例によるソースペイロード識別子とパリティーペイロード識別子は、それぞれ表3及び表4に示された通りである。
前記表3で、各フィールドの意味は、次の通りである:SB_ID(Source Block IDentifier)は、ソースパケットに含まれたソースペイロードが属するソースブロックの識別子;IP_ID_SB(Information Payload IDentifier within a Source Block):SB_IDと呼ばれるソースブロックが変換されて生成された情報ブロックで当該パケットに含まれた情報ペイロードの識別子である;SSB_ID(Source Sub−Block IDentifier)は、ソースパケットに含まれたソースペイロードが属するソースサブブロックの識別子であり、2段階(two−stage)方式を使用する場合にのみ含まれる;IP_ID_SSB(Information Payload IDentifier within a Source Sub−Block)は、SSB_IDと呼ばれるソースサブブロックが変換されて生成された情報サブブロックで当該パケットに含まれた情報ペイロードの識別子であり、2段階(two−stage)方式を使用する場合にのみ含まれる。
前記表4で各フィールドの意味は、次の通りである。SB_ID or SSB_IDは、パリティーパケットが伝送するパリティーペイロードが属するパリティーブロックが保護するソースブロック(あるいはソースサブブロック)の識別子であり、第1FECパリティーパケットの場合、SSB_ID、第2FECパリティーパケットの場合、SB_IDが割り当てられる。PP_ID(Parity Payload IDentifier)は、パリティーパケットが伝送するパリティーペイロードが属するパリティーブロックで前記パリティーペイロードの識別子である。IBL(Information Block Length)またはISBL(Information Sub−Block Length)は、パリティーパケットが伝送するパリティーペイロードが属するパリティーブロックが保護する情報ブロック(あるいは情報サブブロック)に含まれた情報ペイロードの個数であり、第1FECパリティーパケットの場合、IBL、第2FECパリティーパケットの場合、ISBLが割り当てられる。PBL(Parity Block Length):パリティーパケットが伝送するパリティーペイロードが属するパリティーブロックに含まれたパリティーペイロードの個数である。
1段階方式を使用する場合に、表3及び表4に示すFECペイロード識別子の各フィールド生成規則は、次の通りである。まず、SB_IDは、通常、2バイトで表現可能な正の整数範囲内の任意の数字から始まり、ソースブロック当たり1ずつ増加する。表現可能な最大範囲に到逹した後には、0に再帰する。IP_ID_SBは、各ソースブロックから0から始まり、情報語ペイロード当たり1ずつ増加する。図7に示す情報ブロック生成方法を使用する場合には、分割された情報ペイロード単位で1ずつ増加する。図7に示す情報語ブロックの場合に、各FECソースペイロード識別子のIP_ID_SBフィールド値は、前述した実施例と同様に、それぞれ0、6、15、25、40、49である。PP_IDは、各パリティーブロックから0から始まって、パリティーペイロード当たり1ずつ増加する。通常、前記IP_ID_SBとPP_IDは、2バイトで表現することができる正の整数範囲(<64000)内の数字である。特定FECパケットのペイロードと連関された値は、FECパリティーペイロードの一部に含まれて伝達されるが、前記IBLとPBLの最大値は、FECバンド外信号の形態で伝達されることができる。
2段階(two−stage)方式を使用する場合に、表3及び表4に示すFECペイロード識別子の各フィールド生成規則は、次の通りである。まず、SB_IDは、通常、2バイトで表現可能な正の整数範囲内の任意の数字から始まって、ソースブロック当たり1ずつ増加する。表現可能な最大範囲に到逹した後には、0に再帰する。IP_ID_SBは、各ソースブロックから0から始まって、情報語ペイロード当たり1ずつ増加する。SSB_IDは、各ソースブロックから0から始まる正の整数であって、ソースサブブロック当たり1ずつ増加する。IP_ID_SSBは、各ソースブロックから0から始まって、情報語ペイロード当たり1ずつ増加する。図7に示す情報ブロック生成方法を使用する場合に、IP_ID_SBとIP_ID_SSBは、分割された情報ペイロード単位で1ずつ増加する。PP_IDは、各パリティーブロックから0から始まって、パリティーペイロード当たり1ずつ増加する。通常、前記IP_ID_SB、IP_ID_SSBとPP_IDは、2バイトで表現することができる正の整数範囲(<64000)内の数字である。
前記2段階方式を使用する場合のFECソースペイロード識別子の生成規則をソースブロックが2個のソースサブブロックで構成され、それぞれのソースサブブロックは、2個のソースペイロードで構成された場合を例として例示してさらに詳しく説明する。説明の便宜のために、それぞれのソースペイロードと情報ペイロードは、1:1の相関関係を有すると仮定する。この際、それぞれのソースパケットSP#0、SP#1、…、SP#15のFECソースペイロード識別子(SB_ID、IP_ID_SB、SSB_ID、IP_ID_SSB)は、次の通りである。
SP#0:(0、0、0、0)
SP#1:(0、1、0、1)
SP#2:(0、2、1、0)
SP#3:(0、3、1、1)
SP#4:(1、0、0、0)
SP#5:(1、1、0、1)
SP#6:(1、2、1、0)
SP#7:(1、3、1、1)
この際、前記ソースブロック当たりソースサブブロックの個数M(=2)がバンド外信号で受信端に伝送されると仮定すれば、前記SB_ID、SSB_IDフィールドを1つのフィールドB_ID(Block IDentifier)に代替されることができる。前記B_IDは、0から始まって、ソースサブブロック当たり1ずつ増加する。通常、2バイトで表現可能な最大範囲に到逹した後には、0に再帰する。この際、SB_ID=floor(B_ID/M)、SSB_ID=B_ID−M*SB_IDで計算することができる。前記floor(a)は、aを超えない最大整数を意味する。ソースブロックが2個のソースサブブロックで構成され、それぞれのソースサブブロックは、2個のソースペイロードで構成された場合を例示すれば、それぞれのソースパケットSP#0、SP#1、…、SP#15のFECソースペイロード識別子(B_ID、IP_ID_SB、IP_ID_SSB)とこれに対応する(SB_ID、IP_ID_SB、SSB_ID、IP_ID_SSB)は、次の通りである。
SP#0:(0、0、0)=>(0、0、0、0)
SP#1:(0、1、1)=>(0、1、0、1)
SP#2:(1、2、0)=>(0、2、1、0)
SP#3:(1、3、1)=>(0、3、1、1)
SP#4:(2、0、0)=>(1、0、0、0)
SP#5:(2、1、1)=>(1、1、0、1)
SP#6:(3、2、0)=>(1、2、1、0)
SP#7:(3、3、1)=>(1、3、1、1)
前記2段階方式を適用する場合のFECパリティーペイロード識別子は、FECパリティーペイロード識別子を含むパリティーパケットが第1FECパリティーパケットであるか、それとも第2FECパリティーパケットであるかによって前記パリティーパケットが保護する情報の単位が情報サブブロックあるいは情報ブロックに変わる点を除いて、1段階方式を適用する場合と同一である。
前記2段階方式やLA−FECを適用する場合に、FEC符号の設計方式によって第1FECと第2FEC復号器を結合した統合復号(joint decoding)が可能である。前記統合復号を行う場合には、それぞれの符号に対するIBL、PBLがすべて確保されなければならない。前記実施例で、IBLとPBLは、当該FECブロックに対するパリティーパケットを1つだけ受信すれば、獲得可能である。しかし、チャネル状況が非常に劣悪な場合には、特定のFECブロックをすべて受信しない場合が発生することができ、この場合には、理論的に統合復号を使用して情報ブロックが復元が可能であるが、FEC符号に対するIBL、PBLを獲得せず、復号を試みさえできない状況が発生することができる。このために、前記IBLとPBLの値を下記の表5のような別途のFECバンド外信号で伝送することができる。下記フィールドのうちMは、MがFEC伝送情報に含まれる場合に、表5から省略されることができ、IBLは、すべてのISBL値の和なので、やはり省略されることができる。
前記2段階方式の統合復号のためのバンド外信号の例をソースブロックが2個のソースサブブロックで構成され、それぞれのソースサブブロックは、2個のソースペイロードで構成され、第1FEC符号は、ソースサブブロックダング1個のパリティーペイロードを第2FEC符号は、ソースブロック当たり2個のパリティーペイロードを生成する場合を例示してさらに詳しく説明する。前記例で、表5の形式で構成されたバンドの外信号は、次の表6に示された通りである。
制御情報の全体または一部が周期的に伝送されることができるので、またはFEC設定情報の全体または一部が本実施例のバンド内のシグナリング(in−band signaling)を通じて伝送されることができるので、受信機は、同時サービスでFEC設定情報を獲得することができ、損失データを復元するためにFECデコーディングを行うことができ、サービス品質の向上を提供することができる。前述したように、本発明のパケット送受信方法は、エラー訂正能力及びネットワーク資源活用効率を改善することができる。
この際、処理流れ図の各ブロックと流れ図の組合せは、ハードウェア上で具現及び/または行われるコンピュータプログラムインストラクションによって行われることができることを理解することができる。これらコンピュータプログラムインストラクションは、汎用コンピュータ、特殊用コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセッシング装備のプロセッサに搭載されることができるので、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセッシング装備のプロセッサを通じて行われる該インストラクションが流れ図ブロックで説明された機能を行う手段を生成するようになる。これらコンピュータプログラムインストラクションは、特定の方式で機能を具現するためにコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセッシング装備を志向することができるコンピュータ利用可能またはコンピュータ読み取り可能メモリに格納されることも可能なので、該コンピュータ利用可能またはコンピュータ読み取り可能メモリに格納されたインストラクションは、流れ図ブロックで説明された機能を行うインストラクション手段を内包する製造品目を生産することも可能である。コンピュータプログラムインストラクションは、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセッシング装備上に搭載されることも可能なので、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセッシング装備上で一連の動作段階が行われ、コンピュータで実行されるプロセスを生成し、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセッシング装備を行うインストラクションは、流れ図ブロックで説明された機能を行うための段階を提供することも可能である。
また、各ブロックは、少なくとも1つの特定された論理的機能を行うための1つ以上の実行可能なインストラクションを含むモジュール、セグメントまたはコードの一部を示すことができる。また、いくつかの代替実行例では、ブロックで言及された機能が手順を脱して発生することも可能であることを注目しなければならない。例えば、相次いで図示されている2つのブロックは、実質的に同時に行われることも可能であり、またはそのブロックが時々該当する機能によって逆順に行われることも可能である。
この際、本実施例で使用される「〜部」という用語は、ソフトウェアまたはFPGAまたはASICのようなハードウェア構成要素を意味し、「〜部」は、どんな役目を行う。そうだが「〜部」はソフトウェアまたはハードウェアに限定される意味ではない。「〜部」は、アースレッシンすることができる格納媒体にあるように構成されることもでき、1つまたはそれ以上のプロセッサを再生させるように構成されることもできる。したがって、一例として「〜部」は、ソフトウェア構成要素、客体志向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素及びタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシージャ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバー、ファームウエア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ、及び変数を含む。構成要素と「〜部」内で提供される機能は、さらに小さい数の構成要素及び「〜部」に結合されるか、または追加的な構成要素と「〜部」にさらに分離することができる。しかも、構成要素及び「〜部」は、デバイスまたは保安マルチメディアカード内の1つまたはそれ以上のCPUを再生させるように具現されることもできる。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須な特徴を変更することなく、他の具体的な形態で実施されることができるということを理解することができる。
本発明は、その実施例を参照して図示され説明されたが、添付の請求項とその均等物によって定義された本発明の範囲及び思想を逸脱することなく、方式と詳細事項において多様な変形が可能であるという点は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に自明である。
101 プロトコルA
102 FEC符号化ブロック
103 プロトコルB
104 送信機物理階層

Claims (16)

  1. パケット送信方法において、
    予め定義された複数の情報語ブロック生成モードのうち1つを識別(identify)する段階と;
    前記識別された情報語ブロック生成モードに基づいて、第1ソースペイロードを含むソースブロックから情報語ブロックを生成する段階、前記情報語ブロックは、前記第1ソースペイロードに関連する少なくとも1つの第1情報語ペイロードを含み;
    前記情報語ブロックに対する順方向エラー訂正(FEC)エンコーディングを行い、リペアブロックを生成する段階、前記リペアブロックは、前記少なくとも1つの第1情報語ペイロードに関連する少なくとも1つの第1リペアペイロードを含み;
    前記第1ソースペイロード及び前記第1ソースペイロードのソースペイロードIDを含む少なくとも1つのFECソースパケットを伝送する段階と;
    前記第1リペアペイロード及び前記第1リペアペイロードのリペアペイロードIDを含む少なくとも1つのリペアパケットを伝送する段階と;
    前記識別された情報語ブロック生成モードに関する情報を伝送する段階と;を含み、
    前記リペアペイロードIDは、前記情報語ブロックに含まれた情報語ペイロードの数を指示する長さ指示子を含むパケット送信方法。
  2. 前記ソースペイロードIDは、任意の値から始まって、最大値まで増加した後、0に初期化され、
    前記リペアペイロードIDは、前記ソースブロックの一番目ソースペイロードに対応するソースペイロードシーケンス番号を指示する開始シーケンス番号を含むことを特徴とする請求項1に記載のパケット送信方法。
  3. 前記リペアペイロードIDは、0から始まって、前記リペアブロックの各リペアペイロードごとに1ずつ増加する値をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のパケット送信方法。
  4. 前記リペアペイロードIDは、前記リペアブロックのリペアペイロードの数を指示するリペアペイロード長さ指示子をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のパケット送信方法。
  5. パケット送信装置において、
    リペアパケットブロックを送信する送信部と;
    予め定義された複数の情報語ブロック生成モードのうち1つを識別し、
    前記識別された情報語ブロック生成モードに基づいて、第1ソースペイロードを含むソースブロックから情報語ブロックを生成し、前記情報語ブロックは、前記第1ソースペイロードに関連する少なくとも1つの第1情報語ペイロードを含み、
    前記情報語ブロックに対する順方向エラー訂正(FEC)エンコーディングを行い、リペアブロックを生成し、前記リペアブロックは、前記少なくとも1つの第1情報語ペイロードに関連する少なくとも1つの第1リペアペイロードを含み、
    前記第1ソースペイロード及び前記第1ソースペイロードのソースペイロードIDを含む少なくとも1つのFECソースパケットを伝送し、
    前記第1リペアペイロード及び前記第1リペアペイロードのリペアペイロードIDを含む少なくとも1つのFECリペアパケットを伝送し、
    前記識別された情報語ブロック生成モードに関する情報を伝送するパケット制御部と;を含み、
    前記リペアペイロードIDは、前記情報語ブロックに含まれた情報語ペイロードの数を指示する長さ指示子を含むことを特徴とするパケット送信装置。
  6. 前記ソースペイロードIDは、任意の値から始まって、最大値まで増加した後、0に初期化され、
    前記リペアペイロードIDは、前記ソースブロックの一番目ソースペイロードに対応するソースペイロードシーケンス番号を指示する開始シーケンス番号を含むことを特徴とする請求項5に記載のパケット送信装置。
  7. 前記リペアペイロードIDは、0から始まって、前記リペアブロックの各リペアペイロードごとに1ずつ増加する値をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載のパケット送信装置。
  8. 前記リペアペイロードIDは、前記リペアブロックに含まれるリペアペイロードの数を指示するリペアペイロード長さ指示子をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載のパケット送信装置。
  9. パケット受信方法において、
    第1ソースペイロード及び前記第1ソースペイロードのソースペイロードIDを含む少なくとも1つのFECソースパケットを受信する段階と;
    第1リペアペイロード及び前記第1リペアペイロードのリペアペイロードIDを含む少なくとも1つのFECリペアパケットを受信する段階と;を含み、
    前記少なくとも1つのFECリペアパケットは、リペアブロックに基づいて生成され、
    前記リペアブロックは、予め定義された複数の情報語ブロック生成モードのうち1つの情報語ブロック生成モードに基づいて、前記第1ソースペイロードを含むソースブロックから生成された情報語ブロックに対するFECエンコーディングを行うことにより生成され、
    前記情報語ブロックは、前記第1ソースペイロードに関連する第1情報語ペイロードを含み、前記リペアブロックは、前記第1情報語ペイロードに関連する前記第1リペアペイロードを含み、
    前記方法は、
    前記情報語ブロック生成モードに関する情報をさらに受信し、
    前記リペアペイロードIDは、前記情報語ブロックに含まれた情報語ペイロードの数を指示する長さ指示子を含むパケット受信方法。
  10. 前記ソースペイロードIDは、任意の値から始まって、最大値まで増加した後、0に初期化され、
    前記リペアペイロードIDは、前記ソースブロックの一番目ソースペイロードに対応するソースペイロードシーケンス番号を指示する開始シーケンス番号を含むことを特徴とする請求項9に記載のパケット受信方法。
  11. 前記リペアペイロードIDは、0から始まって、前記リペアブロックの各リペアペイロードごとに1ずつ増加する値をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載のパケット受信方法。
  12. 前記リペアペイロードIDは、前記リペアブロックに含まれるリペアペイロードの数を指示するリペアペイロード長さ指示子をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載のパケット受信方法。
  13. パケット受信装置において、
    第1ソースペイロード及び前記第1ソースペイロードのソースペイロードIDを含む少なくとも1つのFECソースパケットを受信し、
    第1リペアペイロード及び前記第1リペアペイロードのリペアペイロードIDを含む少なくとも1つのFECリペアパケットを受信する受信部を含み、
    前記少なくとも1つのFECリペアパケットは、リペアブロックに基づいて生成され、
    前記リペアブロックは、予め定義された複数の情報語ブロック生成モードのうち1つの情報語ブロック生成モードに基づいて、前記第1ソースペイロードを含むソースブロックから生成された情報語ブロックに対するFECエンコーディングを行うことにより生成され、
    前記情報語ブロックは、前記第1ソースペイロードに関連する第1情報語ペイロードを含み、前記リペアブロックは、前記第1情報語ペイロードに関連する前記第1リペアペイロードを含み、
    前記受信部は、
    前記情報語ブロック生成モードに関する情報をさらに受信し、
    前記リペアペイロードIDは、前記情報語ブロックに含まれた情報語ペイロードの数を指示する長さ指示子を含むパケット受信装置。
  14. 前記ソースペイロードIDは、任意の値から始まって、最大値まで増加した後、0に初期化され、
    前記リペアペイロードIDは、前記ソースブロックの一番目ソースペイロードに対応するソースペイロードシーケンス番号を指示する開始シーケンス番号を含むことを特徴とする請求項13に記載のパケット受信装置。
  15. 前記リペアペイロードIDは、0から始まって、前記リペアブロックの各リペアペイロードごとに1ずつ増加する値をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のパケット受信装置。
  16. 前記リペアペイロードIDは、前記リペアブロックに含まれるリペアペイロードの数を指示するリペアペイロード長さ指示子をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のパケット受信装置。
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