KR20110099003A - 단일 변조 계획을 갖는 중첩 코드화된 멀티캐스트용 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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Abstract

계층교차적 설계 구조는 무선 비디오 멀티캐스트에서 멀티-유저 채널 다이버시티의 효과를 극복할 목적으로 최종-홉(hop) 무선 데이터용의 논리적인 중첩 코드화된(SPC) 변조에 대해 제공된다. 그 제안된 방식은 연속 정제된 정보 비트를 동적 에너지 할당 및 위상 키잉 배정을 통해 계층화된 변조로 맵핑함에 의해 논리적인 SPC 변조된 신호를 생성하여, 종래의 하드웨어 기반의 SPC 변조에서 다수의 변조된 신호에 대해 중첩 처리를 최소화한다. 수신단에서, 그 수신된 논리적인 SPC 신호는 종래의 방식에서 필요한 신호-간섭 제거(SIC) 처리를 거치지 않고 일반적인 복조기에서 소프트웨어 기반의 방식을 구현함에 의해 디코드된다. 그 제안된 방식은 유저 채널 조건의 다른 히스토그램의 각종 시나리오와 기본 및 강화층 정보에 대한 전력 할당에서 종래의 하드웨어 및 SIC 기반의 SPC 변조를 사용하는 것과 비슷하거나 양호한 전체 시스템 처리량을 제공한다.

Description

단일 변조 계획을 갖는 중첩 코드화된 멀티캐스트용 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램{SYSTEM, METHOD, AND COMPUTER PROGRAM FOR SUPERPOSITION CODED MULTICAST WITH A SINGLE MODULATION SCHEME}
본 발명은 무선 통신에 관한 것이고, 특히 송신기에 최소의 하드웨어 변경을 요구하고 수신기에 하드웨어 변경을 요구하지 않는 채로 무선 데이터 멀티캐스팅을 인에이블하는 기술에 관한 것이다.
같은 콘텐츠(예를 들어, 데이터, 비디오, 오디오 등)에 관심있는 수신자 그룹중에서 송신된 신호를 정보로써 멀티캐스팅하거나 공유하는 것은 일반적으로 효과적이고 확장가능한 방법이어서, 같은 복제 데이터의 이중 전달이 방지되므로, 무선 또는 유선 기반구조에서 대역폭-집중(intensive) 데이터를 전달한다.
H.264/MPEG4 향상된 비디오 코딩(AVC)과 같은 IEEE 802.16 (WiMAX) 표준 및 확장성 비디오 코딩 기술을 기반으로 무선 광대역 액세스 기술에서 전례없는 진보에 의해 모바일 인터넷 프로토콜 텔레비젼(IPTV)과 같은 대규모 무선 비디오 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스가 제공 가능하게 된다. 비디오 멀티캐스팅의 사용은 송신 용량을 가장 양호하게 확장할 수 있게 하고, 여기에서 시스템 리소스 할당은 수신자의 수를 대신해서 그 대역폭 요건과 함께 제공하는 동안 TV 채널수에만 영향을 미친다. 그것은 스케줄된 및 생방송 TV 콘텐츠를 포함하는 비디오 데이터용 대규모 고품질 무선 멀티캐스팅 및 브로드캐스팅을 용이하게 하고, 여기서 다수의 수신자는 같은 비디오 스트림의 대역폭-집중 데이터를 동시 수신하게 된다.
그러나, 같은 무선 멀티캐스트 신호의 수신시 가입자중에서 멀티-유저 채널 다이버시티로 인해, 알맞은 전송율을 선택하는 방법이 오래동안 문제가 되었다. 모노율의 멀티캐스트 신호가 양호한 채널 조건을 갖는 수신기의 채널 능력을 이용할 수 있는 반면에 불량한 채널 조건을 갖는 수신기에 의해 디코드될 수 없게 된다. 간단한 더미 솔루션에서 최소 전송율이 결합해서 제공될 수 있는 TV 채널을 감소시킨 것으로 인해 가능한 한 다수의 수신자를 만족하도록 사용되어, 불량한 경제적 규모로 되게 한다.
중첩 코딩은 송신기로 하여금 단층 무선 브로드캐스트 신호내에서 개별 정보를 다수의 수신기로 동시에 송신하도록 하는 물리적인 계층 기술이다. SPC 신호는 다수의 해상도로 변조된 심벌을 포함하여 디코딩 순간에 그 채널 조건에 따라 수신기로 하여금 그 자체뿐만 아니라 그 통신 실체간의 정보를 디코드하도록 인에이블시킨다. SPC는 계층교차적 설계에서 사용되어 WiMAX와 같은 광대역 무선 액세스 (BWA) 네트워크에서 IPTV 서비스용 다수의 품질층을 갖는 확장성 비디오 비트스트림을 송신하는 무선 멀티캐스트 신호를 형성한다. 그 계층교차적 설계 골격은 멀티-유저 채널 다이버시티 문제에 효과적으로 대적할 수 있고, 그 발생된 다수의 해상도로 변조된 신호가 확장성 비디오 비트스트림과 같은 일반적으로 연속 정제된 정보의 멀티캐스팅/브로캐스팅을 확장할 수 있다. 다수의 품질층 정보를 단일 SPC 변조된 신호로 중첩함에 의해, 불량한 채널을 갖는 수신기는 기본층 데이터를 디코드 및 획득할 수 있어서 기본 비디오 지각(perceptual)품질을 이룰 수 있는 반면에 양호한 채널 조건을 갖는 수신기가 비디오 품질의 개선된 시각적 지각을 생성하기 위해 낮은 층의 데이터를 정제하는 더 높은 품질층의 데이터를 획득할 수 있다.
SPC는, 2개 이상의 독립적인 수신기의 정보가 각 수신기에 대응하는 변조된 신호를 하나의 단일 신호로 중첩함에 의해 수신기로 송신될 수 있는 수단을 제공한다. 다수의 신호 중첩이 벡터 부가 방법에 의해 이해될 수 있다. SPC는 예를 들어, 2개 이상 신호의 중첩을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
도 1은 2개의 수신기에 대한 2개의 신호의 SPC에 대응하는 벡터 부가를 예시하고, 수신기 1에 대한 정보를 갖는 x 1 는 신속한 처리량이면서 더 높은 채널 요건(즉, 더 높은 SNR 요건)에서 QPSK에 의해 변조되고, 수신기 2에 대한 정보를 갖는 x 2 는 같은 에러율에서 낮은 처리량이나 더 낮은 채널 요건(즉, 더 낮은 SNR 요건)에서 BPSK에 의해 변조된다. 그 중첩된 신호x는 x　=　x 1　+　x 2로 되는 2개의 수신기로 변조된 신호의 벡터합이다. 도 1A에 도시했듯이, 벡터x가 심벌'0' 및 심벌'01'으로 구성되는 중첩된 신호를 표시한다.
그 후에 신호x는 단일 무선 송신 블럭으로서 개시되고 같은 커버리지내에서 다이버스 채널 조건를 갖는 2개의 수신기에 의해 수신된다. 그 수신된 신호가 y i 　=　x　+　z i 로 표시되고, 여기서 z i 가 수신기i에 의해 지각된 잡음이다. 신호-간섭 제거(SIC)로 공지된 종래의 디코딩 기술이 수신기i에서 일반적으로 사용되어 신호 성분 평균을 그 나머지 수신기에 대해 식별한다. 수신기i는 그 수신된 신호y i 로부터 나머지 수신기에 대한 그 신호 성분 평균을 감산함에 의해 그 자체의 정보를 얻는다. 예를 들어, 수신기 2에서 y 2로부터 그 데이터를 디코드하기 위해, 그것은 수신기 1에 대한 데이터 평균x 1를 결정하기 위해 처음 SIC를 사용해야하고 그 후에 그 수신된 신호y 2로부터 x 1 을 감산한다. SIC를 사용하는 감산 결과가 수신기2에서 발생된 잡음인 z 2에 의해 일반적으로 왜곡되는 x 2를 겨냥하고 있다. 그 인코딩 및 디코딩 처리는 무시할 정도의 잡음을 고려해서 직관적 이해를 위해 도 1A 및 1B에 개략적으로 도시된다.
SPC가 독립 정보를 대신해서 확장성(계층화된) 비디오 코드화된 비트스트림과 같은 연속 정제된 정보를 멀티캐스팅하는 데 최적으로 사용되는 것으로 이해된다. 확장성 비디오 코드화된 비트스트림에 SPC를 사용함에 의해, 수신기는, 그 채널 상태가 불량일때, 느린 처리량이면서 낮은 채널 요건으로 변조된 기본 비디오 품질의 데이터를 얻을 수 있으나, 양호한 채널 상태를 갖는 다른 수신기는 기본 및 보강 비디오 층의 데이터를 디코딩함에 의해 충분한 비디오 품질을 획득할 수 있는 데 왜냐하면 그것은 더 높은 처리량 변조 계획에 의해 변조된 신호조차도 복조할 수 있기 때문이다.
도 2는 2개층 연속 정제된 비디오 소스용 BPSK 및 QPSK의 SPC 멀티캐스트에 대한 개략적인 다이어그램을 예시한다. SPC 변조를 사용해서 다수 해상도의 송신율이 양호한 채널 조건하에서 지각된 품질을 최대화할 수 있으나 같은 SPC 멀티캐스트 신호로부터 기본층에 대해 제공된 적은 송신율을 확보할 수 있다. 당업자는 멀티-유저 채널 다이버시티를 극복하기 위해 무선 채널에서 비디오 멀티캐스트의 중첩 코딩을 사용할 유효성을 알 수 있다.
상기에서 언급된 장점의 특성에도 불구하고, 무선 비디오 멀티캐스트에 관련된 산업 표준 및 상업적으로 시판중인 무선 시스템은 SPC 변조를 사용한다. 비디오 멀티캐스트의 SPC 변조의 부재는 부가 시스템 지원의 요건이라고 보고, 전용 하드웨어 구성 및 회로가 2개 또는 다수의 변조된 신호를 함께 중첩하기 위해 필요로 되어 PHY 층에서 SPC 신호를 형성한다. 또한, 연속 정제된 비디오 소스 및 계층화된 변조간의 계층교차적 맵핑을 SPC에 의해 인에이블하는 데 일부의 소프트웨어 변경이 필요하다. 현재의 3G 기술 및 이전의 무선 시스템은, 스케줄된 IPTV와 같은 비디오 멀티캐스팅 서비스 가입이 성숙하지 않았던 사실로 인해, 소프트웨어 지원및 전용 하드웨어의 부가를 정당화하는 데 일반적으로 실패했다. 그 요건은 광대역 무선 액세스(BWA) 네트워크에서 확장성 무선 비디오 멀티캐스팅용 그 표준 방식을 사용 및 배치시 중대한 기술적 장벽 및 상호운용성의 우려를 제기한다.
부각하는 BWA 네트워크에 제공된 대역폭 요구 비디오 멀티캐스팅 서비스가 보급되는 데, 그것은 산업 승인을 위해 최소의 장벽으로 되는 SPC 비디오 멀티캐스팅의 실질적인 구현예를 형성 및 위치하는 데 결정적이다.
그러므로, 멀티-유저 채널 다이버시티의 효과를 경감하는 SPC용 새로운 설계 구조가 요구되나 그것은 기존의 무선 송신기에 최소의 변경으로 사용될 수 있고 양호하게는 기존의 무선 수신기에 어떠한 하드웨어 변경없이 사용될 수 있다.
본 발명은 데이터를 무선 채널에 의해 송신기에 링크된 하나 이상의 수신기에 송신하는 방법을 제공하고, 그 방법은, (a) 상기 데이터를 하나 이상의 비트로 각기 표시된 하나 이상의 층으로 분리하는 단계와; (b) 상기 층의 비트를 비트스트림 - 각 가능한 비트스트림 결합이 특정한 데이터 포인트로 표시가능하고 - 으로 결합하는 단계와; (c) 상기 비트스트림을 제 1변조 계획 - 상기 변조 계획은 가능한 비트스트림 결합이 존재하는 바와 같은 적어도 동수의 특정한 데이터 포인트를 변조하도록 동작가능하고 - 으로 변조함에 의해 변조된 신호를 발생시키는 단계와; (d) 상기 변조된 신호를 하나 이상의 수신기 - 각 수신기는 상기 제 1변조 계획을 사용해서 층들중 적어도 하나를 복조하기 위해 동작가능하고, 그 나머지의 변조 계획이 상기 제 1변조 계획보다 소수의 가능한 데이터 포인트를 복조하기 위해 동작가능하고 - 에 송신하는 단계를 구비한다.
본 발명은 데이터를 하나 이상의 수신기에 송신하는 시스템을 또한 제공하고, 그 시스템은 무선 채널에 의해 하나 이상의 수신기에 링크된 송신기로 특징지어지고, 여기서, (a) 상기 송신기는 상기 데이터를 하나 이상의 비트로 각기 표시된 하나 이상의 층으로 분리하는 데이터 분리 수단을 포함하거나 그 수단에 링크되고;(b) 상기 송신기는 상기 층의 비트를 비트스트림 - 각 가능한 비트스트림 결합이 특정한 데이터 포인트로 표시가능하고 - 으로 결합하는 비트스트림 생성 수단을 포함하거나 그 수단에 링크되고; (c) 상기 송신기는 상기 비트스트림을 제 1변조 계획 - 상기 변조 계획은 가능한 비트스트림 결합이 존재하는 바와 같은 적어도 동수의 특정한 데이터 포인트를 변조하도록 동작가능하고 - 으로 변조함에 의해 변조된 신호를 발생시키는 변조기를 포함하거나 그 수단에 링크되고; 여기서 상기 송신기는 변조된 신호를 하나 이상의 수신기에 송신하고, 각 수신기는 상기 제 1변조 계획 또는 하나 이상의 나머지 변조 계획을 사용해서 층들중 적어도 하나를 복조하기 위해 동작가능하고, 그 나머지의 변조 계획이 상기 제 1변조 계획보다 소수의 가능한 데이터 포인트를 같은 신호를 복조하기 위해 동작가능하다.
본 발명은 무선 채널을 통해 데이터를 송신하도록 동작가능한 송신기에 링크된 하나 이상의 컴퓨터 프로세서상에서 로드될 때, 상기 무선 채널에 링크된 하나 이상의 수신기에 데이터를 송신하는 수단을 제공하도록 동작가능하게 되는 컴퓨터 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 또한 제공하고, 상기 컴퓨터 프로그램은,
(a) 상기 데이터를 하나 이상의 비트로 각기 표시된 하나 이상의 층으로 분리하는 것과; (b) 상기 층의 비트를 비트스트림 - 각 가능한 비트스트림 결합이 특정한 데이터 포인트로 표시가능하고 - 으로 결합하는 것과; (c) 상기 비트스트림을 제 1변조 계획 - 상기 변조 계획은 가능한 비트스트림 결합이 존재하는 바와 같은 적어도 동수의 특정한 데이터 포인트를 변조하도록 동작가능하고 - 으로 변조함에 의해 변조된 신호를 발생시키는 것과; (d) 상기 변조된 신호를 하나 이상의 수신기 - 각 수신기는 상기 제 1변조 계획을 사용해서 층들중 적어도 하나를 복조하기 위해 동작가능하고, 그 나머지의 변조 계획이 상기 제 1변조 계획보다 소수의 가능한 데이터 포인트를 복조하기 위해 동작가능하고 - 에 송신하는 것을 실행하도록 동작가능하다.
이런 관계에서, 본 발명의 적어도 일실시예를 상세하게 설명하기 전에, 본 발명은 구조의 상세한 설명 및 다음의 설명에서 설명되거나 도면에서 예시된 구성의 배열의 적용예로 제한되지 않는다는 것으로 이해된다. 본 발명은 다른 실시예 및 여러 방법으로 실시 및 수행될 수 있다. 또한, 본원에서 사용된 표현 및 용어가 설명을 목적으로 하며 제한되지 않는 것으로 이해된다.
도 1은 2개의 수신기에 대한 2개의 신호의 SPC에 대응하는 벡터 부가를 예시하고, 여기서, 수신기 1에 대한 정보를 갖는 x 1 는 신속한 처리량이면서 더 높은 채널 요건(즉, 더 높은 SNR 요건)에서 QPSK에 의해 변조되고, 수신기 2에 대한 정보를 갖는 x 2 는 같은 에러율에서 낮은 처리량이면서 더 낮은 채널 요건(즉, 더 낮은 SNR 요건)에서 BPSK에 의해 변조된다.
도 2는 2개 층의 연속 정제된 비디오 소스용 BPSK 및 QPSK의 SPC 멀티캐스트에 대한 개략적인 다이어그램의 예시도.
도 3은 2개의 개념적인 품질층의 3비트 래퍼에 대한 일단의 다이어그램을 예시하고 여기서 기본층이 1비트로 표시되고 보강층이 2비트로 표시된다.
도 4는 본 발명에서 제공된 논리 SPC 멀티캐스트 신호를 발생시키기 위해 PHY 층에서 변조 DSP 칩세트를 갖는 변형된 MAC 소프트웨어간의 상호작용의 예시도.
도 5는 도 3에서 이미 설명된 일단의 다이어그램을 예시하고, 여기서 2개의 에너지 측정치 E 1 및 E 2 는 2개층 신호인 기본 및 보강층의 신호를 변조하는 에너지를 표시하게 된다.
도 6은 유저 채널을 정규 분포로 가정할 때 L-SPCM의 시스템 처리량 대 SPCM-SIC 및 MONO의 그것을 예시한 도면.
도 7은 유저 채널을 레일리 분포로 가정할 때 L-SPCM의 시스템 처리량 대 SPCM-SIC 및 MONO의 그것을 예시한 도면.
도 8은 정상 분포된 유저 채널로 가정할 때 평균 채널 품질과 무관하게 L-SPCM 및 SPCM-SIC에 대한 비교가능한 최대 시스템 처리량을 예시한 도면.
도 9는 레일리 분포된 유저 채널로 가정할 때 평균 채널 품질과 무관하게 L-SPCM 및 SPCM-SIC에 대한 비교가능한 최대 시스템 처리량을 예시한 도면.
개요
본 발명은 일반적인 중첩 코드화된 멀티캐스트 기술과 정상 사용할 수 없는 기존의 수신기 하드웨어에 동작가능하도록 논리적으로 구현될 수 있는 중첩 코드화된 멀티캐스트에 관한 것이다. 본 발명은 무선 비디오 멀티캐스트의 시나리오에서 오래된 문제인 멀티-유저 채널 다이버시티의 영향을 경감시키는 연속 정제된 정보를 멀티캐스팅하는 논리적인 중첩 코드화된 변조(SPCM)의 새로운 계층교차적 설계 구조를 개시한다. 그 구조는 종래의 하드웨어 기반의 SPCM에 의해 형성된 일단에서 논리적으로 등가인(또는 그것에 근접한) 물리적인 층 심벌을 발생시킬 때 일반적인 기존의 무선 시스템 및 표준에서 어떤 부가적인 하드웨어를 요구하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 그 하나의 양태에서 시판중인 일반적인 무선 수신기에 구현될 수 있는 데, 왜냐하면 그 수신기가 SPCM 복조기를 구비하는 것을 필요로 하지 않기 때문이다. 특히, 본 발명의 수신기는 신호 간섭 제거 회로를 구비할 필요가 없다. 그것을 이루기 위해, 본 발명은 그 하나의 양태에서 겨우 하나의 변조 계획을 사용해서 SPCM 신호를 변조시키는 송신기를 구비하는 반면에 종래의 SPCM 기술이 적어도 2개의 변조 계획을 필요로 한다.
본 발명의 논리적인 SPCM 기술은 다음과 같이 종래의 SPCM 기술과 대조적으로 된다. 종래의 SPCM 기술은 연속 정제된 데이터 층을 송신하기 위해 자주 사용되고, 여기서 2개층으로 된 구현예에서 기본층 데이터가 변조되어 그것이 불량한 품질 채널(대역폭 집중 데이터를 취급할 수 없는 변조 계획)을 통해 수신할 수 있고 강화층 데이터가 대역폭 집중 데이터(불량한 품질 채널을 통해 신뢰성있게 수신될 수 없는 변조 계획)를 취급할 수 있는 계획을 통해 변조된다. 그것에 의해 수신기가 불량한 채널일 때 기본층 데이터를 수신하고 양호한 채널일 때 강화층 데이터를 수신한다. 그러나, 본 발명의 논리적인 SPCM 기술은 단지 하나의 변조 계획을 사용해서 2개층을 송신할 수 있다. 그 계획은 선택되어 종래의 SPCM 모델의 모든 층에 대해 보내는 바와 같은 적어도 동수(강화된 층 포인트수로 승산된 기본층수)의 디스팅크트(distinct) 포인트를 송신할 수 있다. 하기에서 충분히 설명되듯이, 논리적인 SPCM 구현예의 수신기는 채널이 양호 또는 불량한지의 정보를 또한 디코드할 수 있는 데, 왜냐하면 변조 계획에서 일단의 포인트 위치가 전략적으로 선택되기 때문이다.
본 발명의 특정한 양태에서, 일단의 포인트에 대한 전략적 맵핑이 논리적인 중첩 코드화된 (SPC)신호로의 정보로부터 기본 및 강화층의 정보 비트에 대해 동적인 파워 할당 및 위상 시프트 배정에 의해 제공된다. 따라서, 본 발명의 하나의 양태는 그 채널이 특정하게 불량 또는 양호한 것으로 되는 특정한 애플리케이션용으로 설계될 수 있다. 수신단에서, 가입자만이 가입자의 소프트웨어(드라이버) 설치 처리에 의해, 본 발명의 하나의 특징으로 될 수 있는, 표준 복조기 및 가능하게는 MAC 층 소프트웨어 변경을 사용해서 그 수신된 논리 SPC 변조된 신호를 디코드할 필요가 있다.
본 발명을 양호하게 이해하기 위해, 다음의 개시는 확장성 비디오 비트스트림을 표시하는 층으로 된 데이터인 정보를 논의한다. 그러나, 당업자는 연속 데이터 층에 사용가능한 다수의 해상도 신호 데이터 통신이 본 발명에 의해 이루어질 수 있음을 인식한다. 또한, 본 발명은 CDMA, GSM, WiMAX, LTE, SC-TDMA, 디지털 위성 라디오, 디지털 텔레비젼, IPTV를 포함하는 무선 송신 구현예, 또는 그 외의 무선 송신 구현예에 사용될 수 있었다.
또한, 본 발명을 양호하게 이해하기 위해, 다음의 개시가 BPSK 및 QPSK 변조 계획을 사용해서 논의하여 확장성 비디오 코드화된 콘텐츠 소스를 기본 및 강화층과 통신하고, 여기서 2-레벨 SPC 변조가 채널에서 사용된다. 그러나, 당업자는 본 발명이 다른 변조 계획, 변조 계획의 결합 및 다른 층 또는 레벨수에 또한 대응하는 변조 계획수를 모델링하기 위해 쉽게 사용될 수 있다.
본 발명은 산업 및 시장 배치에 대해 매우 쉬운 구현예 및 가능성으로 얻어진 장점을 필두로 일반적인 SPCM과 비교된 전체 시스템 처리량으로 등가물 또는 양호한 성능을 성취할 수 있다.
본 발명의 논리적인 중첩 변조
본 발명의 논리적인 변조 계획은 무선 비디오 애플리케이션에서 멀티-유저 채널 다이버시티의 악영향을 경감시키는 SPC 변조를 실현하는 대안의 수단을 제공할 뿐 아니라 거기에 하드웨어 변경없이 현재 설치된 수신기에 동작가능하다. 특히, 본 발명에서 동작가능한 수신기는 신호 간섭 제거(SIC)를 행하는 수단을 요구하지 않는다.
그럼에도 불구하고, 본 발명의 논리적인 SPC 변조 계획은 미래의 무선 통신 기술에서도 동작가능하다.
송신기에서의 단일 변조 계획
상기 설명했듯이, 단순하게 설명하기 위해, SPC 변조된 신호가 확장성 비디오 비트스트림으로부터 2개의 품질층으로 된 정보 비트를 갖고 송신한다고 가정한다. 그러나, 본 발명은 어떤 정보 형태로 된 많은 품질층에서 동작가능하다.
도 3은 2개의 개념적인 품질층의 3비트 래퍼에 대한 일단의 다이어그램을 예시하고 여기서 기본층이 1비트로 표시되고 보강층이 2비트로 표시된다. 도 1에 이미 예시했듯이, 중첩 신호
Figure pct00001
는 종래의 변조 계획인 BPSK 및 QPSK에 의해 형성된 일단의 다이어그램에서 대응하는 진폭 및 위상으로 표시된 2개의 벡터합으로 될 수 있다. 도 1에서 신호
Figure pct00002
의 일단의 최종 다이어그램이 관련된 진폭 및 위상을 각기 갖는 8개의 포인트를 가지는 것으로 이해된다.
일단의 다이어그램에서 포인트로 표시된 중첩 신호는 위상 시프트의 동적 키잉(일단의 다이어그램에서
Figure pct00003
각) 및 신호 송신시 에너지(또는 전력) 할당(즉,
Figure pct00004
진폭)을 거쳐서 송신기에서 직접 발생될 수 있고, 그것들은 송신기의 MAC층에서 소프트웨어 제어를 통해 실현가능한 일반적인 2개의 간단한 하드웨어 기능이다.
도 5는 도 3에서 이미 설명된 일단의 다이어그램을 예시하고, 여기서 2개의 에너지 측정치 E 1 및 E 2 는 2개층 신호인 기본 및 보강층의 신호를 변조하는 에너지를 표시하게 된다. 각 일단의 포인트의 진폭 및 각이 그 실제의 위치를 결정하여, 각 송신에서 E 1 및 E 2 으로 표시된 BPSK 및 QPSK를 사용해서 신호를 변조하는 에너지의 할당비에 따라 또한 달라진다. 각 송신 순간에 총 에너지 제한조건(constraint) E=E1+E2 이 있고, 여기서, 사용된 변조 계획에서 에너지 할당의 2개의 관계가 그 제한조건으로부터 도출되고 단일 파라미터
Figure pct00005
로 특징지어져서,
Figure pct00006
으로 된다.
요구된 일단의 포인트수를 식별하고
Figure pct00007
값을 조작함에 의해, 논리적인 SPC 변조는 하드웨어 구성을 통해 BPSK 및 QPSK 신호를 중첩함으로써 등가물 또는 경쟁하는 8-포인트인 일단의 다이어그램을 표준 SPC의 다이어그램으로 발생시킨다.
그러나, 본 발명에 의해 제공된 방식은 일반적인 변조 계획의 결합과 논리적으로 등가인 SPC 멀티캐스트 신호를 발생할 때 매우 더 유연하고 효과적이다. 하기 표 1에 예시했듯이, 기본층 및 보강층 데이터에 대한 변조 계획을 처음 알고나서, 일단의 다이어그램에서 총 포인트수가 식별될 수 있다. 종래의 변조 계획(즉, 본 예에서 8-QAM)이 유사하거나 등가인 일단의 다이어그램을 도출할 수 있고, 여기서, 같은 일단의 포인트수는 2개의 변조 신호의 중첩 처리(본 예에서 BPSK 및 QPSK)를 제공할 필요없이 하나의 변조 계획을 사용해서 표시된다.
기본

보강
BPSK
QPSK
16-QAM
QPSK 8 pts - -
16-QAM 32 pts 64 pts -
64-QAM 128 pts 256 pts 1024 pts
현재의 변조/복조 DSP 칩세트에 의해 일반적으로 제공되는 향상된 기능에 의해, 일단의 다이어그램에서 단일 변조 계획인 일단의 포인트는
Figure pct00008
값을 조작함에 의해 구성될 수 있어서 표준 방식에 의해 발생된 것과 같은 진폭 및 위상을 논리적으로 제공한다. 일단의 포인트들을 표준 방식의 그것과 논리적으로 등가로 되게 하기 위해, 단일 변조 계획으로부터의 각 일단의 포인트로 표시된 정보 비트(또는 이후에는 심벌로 칭함)는 전략적으로 맵핑되어 표준 방식에 의한 결과를 정합시킨다.
송신기에서의 계층 교차적 맵핑
상기 SPC 변조 계획을 2개층 정보로 실현하기 위해, 기본층 데이터로부터의 m비트 및 보강층으로부터의 n비트의 심벌은 (m+n)비트 랩으로 맵핑되야한다. 도 3에서 예시된 BPSK 및 QPSK의 예로 다시 돌아가서, 기본층으로부터 1비트 및 보강층으로부터 2비트를 포함하는 3비트 랩은 형성되고 8 포인트을 갖는 일단의 다이어그램으로 맵핑되고, 기본 및 보강 품질층 데이터 모두에 대한 원래의 심벌이 도 3에서 상기 2개 좌표 평면에 예시된 종래의 변조 계획들중 선택된 결합으로 표시될 수 있다.
3비트 랩을 일단의 8 포인트로 맵핑하는 것은 애플리케이션 층에서 확장성 비디오 비트스트림의 정보 비트에 대한 지식에 달려있다. BPSK를 갖는 기본층에서 '0'으로 되는 심벌과 QPSK를 갖는 보강층에서 '01'으로 되는 심벌에 대해, "001"(즉, "0"+"1")을 포함하는 대응하는 3비트 랩은 표준 방식에 등가인 논리적인 SPC 변조된 신호를 발생시키는 기존의 변조 계획의 단일 변조 계획인 일단의 다이어그램에서 형성될 수 있고 심벌'0,01'로 맵핑될 수 있다.
그 예시된 2-레벨 논리적인 SPC 변조를 송신기에서 구현하기 위해, 새로운 소프트웨어 모듈은 기존의 MAC 층에서 요구되어, 확장성 비디오 비트스트림의 소스로부터 2개 품질층의 비트스트림들간의, 송신기에서 대응하는 큐로 버퍼되는, 정보 비트의 종속성(dependency) 지식을 획득한다.
도 4는 본 발명에서 제공된 논리적인 SPC 멀티캐스트 신호를 발생시키기위해 PHY 층에서 변조 DSP 칩세트를 갖는 변형된 MAC 소프트웨어간의 상호작용을 예시한다. 그 상호작용은 MAC 소프트웨어가 단일 변조 계획을 특정하게 하는 통로로서 작용하는 원시(primitives) 세트에 의해 제공되어, 일단의 포인트가 대응하는 큐의 라인 헤드에서 비트 세트로 형성된 3비트 랩을 맵핑하는 것으로 선택된다. 다른 한편으로, 변조 DSP 칩세트에서 더 많은 기능이 추가될 필요가 있어서 일부의 서비스 액세스 포인트(SAPs)는 형성되어 상위 MAC 소프트웨어로부터 통과된 파라미터를 수신 및 인식한다. 또한, 그 칩세트는 관련된 할당 에너지와 함께 논리적인 SPC 변조 신호를 발생시킬 수 있어야한다. 일단의 다이어그램의 심벌 위치가
Figure pct00009
제어를 통해 각 심벌에 대해 설정된 진폭 및 위상에 의해 동적으로 결정될 수 있고, 그 진폭 및 위상이 심벌 에러율(SER) 또는 전체 심벌 처리량에 관해서 애플리케이션에 대해 필요한 송신 성능을 결정할 수 있다. 설정된 구현예에 대한
Figure pct00010
의 최적 선택이 하기에서 더 상세하게 논의된다.
기존의 수신기 복조기의 레버리징
하드웨어 자체의 변경에 대한 기존 하드웨어에 소프트웨어 갱신을 제공하는 것은 단순한 절차이고, 그것은 표준 SPC 멀티캐스트 솔루션에 의해 요구된다. 본 발명은 그 하나의 양태에서 표준 SPC 멀티캐스트 솔루션에 대해 장점을 제공하는 데 왜냐하면 그것은 그 수신기가, 그 소프트웨어 갱신의 장착 여부와 관계없이, 소프트웨어 갱신을 장착하지 않으나 종래의 중첩 코딩과 양립하거나 소프트웨어 갱신을 장착하지도 않고 종래의 중첩 코딩과 양립하지도 않는 수신기에 의해 적어도 기본층 정보의 복조를 인에이블하는 복조 계획을 사용하기 때문이다.
본 발명에 의해 동작가능한 수신기는 기본층을 디코드할 수 있고, 채널 상태가 양호할 때, 다수의 해상도로 된 신호의 보강층 데이터가 본 발명에 따라 송신된다. 본 발명의 변조 계획이 표준 SPC 멀티캐스트 솔루션의 그것과 다르지만, 불량한 채널 조건을 갖는 수신기는 수신된 신호의 기본 층 데이터를 디코드할 수 있다. SIC 하드웨어를 사용하는 표준 PC 복조와 유사하게, 논리적인 SPC 복조 계획은, 수신기 채널 상태가 불량할 때, BPSK와 같은 저 차수 변조 계획을 직접 사용하는 기본층 정보의 디코딩을 가능하게 한다. 예를 들어, 도 3을 참조해서, 기본층에 속하는 제 1비트 'O'은, 그 수신된 논리적인 SPC 신호가 BPSK 복조기에 의해 일단의 다이어그램의 왼쪽측의 심벌로서 해석될 때, 항시 얻어질 수 있다.
표준 SPC 멀티캐스트 솔루션에 대한 본 발명의 하나의 장점은 논리적인 SPC 복조 계획이 저 차수 변조 계획을 사용하기 위해 수신기를 필요로 하지 않아서 기본층 정보를 디코드한다는 것이다. 대안적으로, 그 수신기는, 수신기 채널 상태가 불량일 때에도, 8QAM와 같은 고 차수 변조 계획을 사용하는 기본 층 정보를 디코드할 수 있었다. 본원에서 설명했듯이 일단의 포인트의 전략적인 위치로 인해, 기본 층 비트만을 획득하는 에러율이 8QAM 및 BPSK를 사용하는 경우와 같다. 그러므로, 사용하는 8QAM가 보강된 층 비트에서 에러를 발생할 지라도, 사용하는 BPSK에 대한 저 층 비트를 수신할 때 에러의 가능성이 증가되지 않는다.
본 발명은, 양호한 채널 상태가 관찰되고 보강된 층 정보가 특정한 수신기에 대해 수신가능한, 표준 SPC 멀티캐스트 솔루션에 대해 추가의 장점을 제공한다. 기본층 심벌이 보강층 심벌을 얻기 위해 그 수신된 신호로부터 감산되는, 표준 SPC 복조 계획을 대신해서, 본 발명의 수신기는 3비트 모두를 얻기 위해 8QAM 복조기를 직접 사용하는 논리적인 SPC 신호을 복조할 수 있다. 그러므로, 하드웨어 레벨에서 감산이 요구되지 않으므로, 그 수신된 논리적인 SPC 변조된 신호가 상업적으로 시판중인 하드웨어 칩세트에서 이미 구현된 기존의 변조 계획을 사용해서 디코드될 수 있다.
본 발명의 추가의 장점은, 수신기가 하나만의 복조기를 가지거나 수신기에서 소프트웨어 업그레이드의 가능성이 없는, 레거시(legacy) 수신기 장치에서도 논리적인 SPC 멀티캐스트 신호의 복조가 가능하다는 것이다.
수신기가 업그레이드되지 않거나 업그레이드될 수 없고 또한 종래의 중첩 디코딩을 지원하지 않는 경우에, 기본층 비트가 상기 설명했듯이 BPSK를 사용해서 또한 복원될 수 있다. 수신기가 업그레이드되지 않거나 업그레이드될 수 없으나 종래의 중첩 코딩을 지원하는 경우에, 기본층 및 보강층이 신호 간섭 제거를 사용하는 종래의 방식을 사용해서 알맞게 디코드될 수 있는 데, 왜냐하면 BPSK가 기본층에 대해 사용될 수 있고 QPSK가 보강층을 디코드하기 위해 사용될 수 있으므로, 신호 간섭 제거가 기본층 비트를 제거하기 위해 사용된다.
수신기에서 소프트웨어 지원
논리적인 SPC 멀티캐스트 신호를 다수의 해상도의 복조로 복조하기 위해, 수신기는 송신기로부터의 2개의 일반적인 변조 계획이 고려되야하는 것에 대해서만 알 필요가 있다. 수신기에서 순간적인 채널 상태에 따라 계획을 선택하기 위해 소프트웨어 모듈이 제공될 수 있다. 당업자는 알 수 있듯이, 저차 변조가 같은 SNR 에서 고차 변조보다 더 강건하게 될 수 있다. 기본층 비트를 복원하는 더 높은 정밀도를 확보하기 위해, 소프트웨어는, 수신기 채널 상태가 양자의 계획을 지원할 때, BPSK 및 8QAM 모두를 사용함에 의해 수신된 신호를 2배로 복조하도록 전략적으로 지시할 수 있다.
BPSK 복조의 결과가 a 1 이고 8QAM 복조의 결과가 b 1 b 2 b 3 이라고 가정하면, 애플리케이션 층에서 관찰된 결과가 a 1 b 2 b 3 로 된다. a 1 이 가장 중요한 것(즉, 다시 말하면, 기본층 또는 요구된 비트)이므로, 그것이 가장 신뢰할만한 복조 계획(즉, 다시 말하면, BPSK)을 사용함에 의해 얻어지고, 양호하게 지각된 비디오 품질이 얻어질 수 있다. 그것은 기존의 복조기 하드웨어의 사용함으로 인해 최소의 신호 송신 및 소프트웨어 변경을 갖는 수신기의 MAC 층에서 얻을 수 있는 하나의 장점이다. 요구되는 모든 것은, 첫번째로, 송신기 및 수신기간의 신호 송신이 각 SPC 복조 블럭에 대해 2개의 변조 계획을 형성해야한다는 것이고, 두번째로, MAC 소프트웨어가 각 얻어진 심벌을 2개의 부분으로 분할할 필요가 있다는 것이고, 여기서 제 1부분의 비트가 기본층의 버퍼로 배정되고 나머지 비트가 보강층의 버퍼로 배정되고, 세번째로, 수신기 장치의 애플리케이션에서 비디오 디코더가 확장성 비디오 스트림을 재구성하기 위해 비트 정보의 그 2개 부분을 개별적으로 인출해야한다는 것이다.
심벌 에러율의 감소
논리적인 SPC 변조 및 표준 SPC 변조 계획이 일단의 다이어그램에서 각 심벌의 논리적인 의미 및 같은 포인트수를 가질지라도, 상대적인 계획 성능이 인접한 포인드들간의 거리로 인해 달라진다. 표준 SPC 변조 계획이 인접한 데이터 포인트로부터 등거리인 데이터를 제공하는 동안, 본 발명의 논리적인 SPC 변조 계획이 그 런 특성을 가질 수 없는 포인트를 제공한다. 데이터 포인트의 간격은 수신기에서 발생된 전체 심벌 처리량 및 심벌 에러율에 일반적으로 영향을 미치고, 제공하는 등거리 데이터 포인트가 심벌 에러율을 최적으로 경감하게 한다고 일반적으로 신뢰된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명에 의해 제공된 일단이 표준 SPC 변조 계획의 결과를 내도록 도시된다.
등거리로 된 심벌은 무선 멀티캐스트에서 멀티-유저 채널 다이버시티의 존재의 확장성을 제공할 뿐만 아니라 연속적인 품질 층 들간의 정보 비트의 종속적인 지식을 요구하는 SPC 변조를 사용해서 연속층으로 정제된 정보를 송신할 때 바라는 구현예로 반드시 되지 않는다. 오히려, 일단의 포인트의 거리가 기본층의 정보를 참조하는 심벌을 쉽게 디코드할 목적으로 선호한다. 그러므로, 일단의 포인트 설계시 단일 변조 계획에서 인접한 포인트들의 일부 쌍간의 같지 않은 거리는 선호된다. 다른 한편으로, 수신기에서 기존의 복조기뿐만 아니라 유저 채널 프로파일, 비디오 품질 요건/임계값, 및 소스 코딩 파라미터와 같은 다른 환경 인자 및 네트워크 운용 정책을 사용하는 것으로 인한 가능한 거리에 관해 소정의 제한이 또한 존재한다.
일단의 포인트의 같지 않는 거리 및 제한
본 발명의 하나의 양태는 동적 전력 할당 및 위상 시프트 배정을 통해 최적의 성능을 제공한다. 전력 할당 및 위상 시프트는 특정한 애플리케이션으로 조정되고 그 채널이 불량 또는 양호한 것으로 알려지거나 이루어지는 처리량에서 수신기로부터의 피드백을 기반으로 동적으로 배정될 수 있다. 그것 및 다른 가능성은 당업자에 의해 인식될 수 있다.
논리적인 SPC 변조된 신호가 완전히 디코드될 수 있다(또는 기본층 정보에 대해 부분적으로 디코드될 수 있는)는 것을 확정하기 위해, 그 송신기는 제공되야하므로 일단의 다이어그램의 모든 포인트(또는 기본층 정보 비트에 대한 포인트)는 일반적인 수신기 복조기쌍을 사용함에 의해 수신기에서 양호하게 인식될 수 있다. 그것은 에너지 할당 인자
Figure pct00011
의 상한 및 하한을 야기해서
Figure pct00012
에 전략적인 조건을 위치시켜서 일단의 포인트의 최종 위치를 제한한다.
도 5에서, 논리적인 SPC 변조된 신호가 에너지E 1 및 E 2 를 갖는 BPSK 및 QPSK를 사용해서 표준 방식을 모방하기 위해 발생되어, 일단의 다이어그램에서 8 포인트를 생성한다. 도 5B 및 5C의 음영된 심벌은 일반적인 에너지 제한조건E = E 1 + E 2 에서
Figure pct00013
의 하한 및 상한을 말한다.
도면의 일단의 다이어그램 포인트로부터,
Figure pct00014
가 감소되고(도 5B 참조), 기본 층 정보의 심벌이 함께 접근할 수 있는 반면에 보강층의 심벌이 멀리 이동할 수 있다. 그 반대는 증가된 베타값을 유지한다(도 5C 참조). 예를 들어, 도 5B의 음영된 심벌이 보강층 심벌의 복조를 알맞게 하기 위해 수직축에 접근할 때,
Figure pct00015
=0.333에 대응할 수 있는 하한이 도달된다. 표준 8QAM 디코더를 사용하기 위해, 예를 들어,
Figure pct00016
=0.9499에 대응하는 상한은 기본층 심벌의 복조에 알맞게 될 때 또한 만족하게 될 필요가 있다.
Figure pct00017
가 그 범위 외부에 있다면, 음영된 중간 심벌이 대응하는 디코딩 영역을 횡단하여 복원할 수 없다. 선택된
Figure pct00018
값은 논리적인 SPC 변조의 성능을 결정할 수 있다.
심벌 에러율의 분석
E 1 및 E 2 을 결정하는 알맞은
Figure pct00019
의 선택은, 기본층 데이터에 대한 저차 변조만이 지원되고 데이터 전체에 대한 저차 및 고차 변조가 지원되는 2개의 상황에서 수신기에서 디코딩할 때, 일단의 포인트의 위치 및 최종 SER의 충돌에 영향을 미친다.
많은 손실없이, 다음의 분석은 AWGN(additive white Gaussian noise ) 채널을 따라 일단의 다이어그램에서 8 포인트를 갖는 논리적인 SPC 변조를 기반으로 행해지고, 수신기가 BPSK+QPSK 결합을 기반으로 SPC 복조를 행한다. AWGN 채널로 인해, 심벌s i 의 좌표가 할당된 에너지 E 1 및 E 2 의 상부에서 정상 분포된 가우시안 잡음N 0 에 의해 분배될 수 있다. 그러므로, 일단의 다이어그램s i : (x 1, x 2)에서 8포인트의 좌표가 정상 변수로 되고 다음과 같이 표시되는 데 즉.
Figure pct00020
복조 메카니즘은 수신기에 제공되므로 표준 8QAM 복조기가 인에이블되어 SPC 변조된 신호를 디코드한다. j-th 수신기의 SNR(
Figure pct00021
로 표시)이 적어도 기형성된 임계값(SNRth로 표기)일때, 수신기j가 표준 8-QAM 복조기로부터 발생된 3비트 모두를 수집할 수 있다. 그렇치 않으면, 수신기j는, 기본 층 정보에 대응하는, 심벌의 제 1비트만을 수집할 수 있다. 상기 메카니즘은 MAC 층에서 추가의 지능을 요구할 수 있고 고객 구내 설비의 드라이버 소프트웨어 변경으로 쉽게 구현될 수 있다. 그러나, 이미 설명했듯이, 기본층은 BPSK를 사용해서도 디코드될 수 있다.
불량 채널의 수신기
그 수신기가 불량 채널 상태로 될 때, 저차 변조(제안된 예의 BPSK)가 수신기에서 사용될 수 있다. 송신된 심벌s i 를 고려해 볼 때 계층교차적 에러 확율식
P(e|s i )(즉, 송신된 심벌이 인접한 심벌로서 수신기에 의해 디코드되는 확율)이 다음과 같이 표시되는 데, 즉
Figure pct00022
가능한 8개 심벌 각각이 동등하게 송신기에서 발생할 것이라는 가정하에, 복조에 BPSK를 사용해서 불량한 채널 조건하에서 심벌 에러율 전체가 P BPSK(e) 로 표시되고, 다음과 같이 표시되는 데, 즉
Figure pct00023
여기서, 이미 설명했듯이 E 1　=　
Figure pct00024
E 및 E 2　=　(1-
Figure pct00025
)E 로 된다. 상기 식은 E 1 및 E 2 의 관계를 전력 할당 인자
Figure pct00026
에 결합해서 동적 전력 할당 특성을 또한 얻을 수 있다는 알 수 있다.
양호한 채널의 수신기
수신기가 8-QAM을 사용해서 효과적인 디코딩을 보증하기에 충분히 양호한 채널 상태로 되는 데서, 계층 교차적 에러 확율이 다음과 같이 표시되는 데, 즉
Figure pct00027
8-QAM 복조기의 직접 사용을 정당화하기 위해 8개 심벌 각각이 충분한 채널 상태를 갖는 수신기에서 대등하게 송수신될 것이라는 가정하에, 총 심벌 에러율P 8- QAM(e) 이 다음과 같이 표시되는 데, 즉
Figure pct00028
상기 내용은 특정한 무선 송신 구현예의 SER을 최적으로 감소시키는
Figure pct00029
값을 도출하기 위해 사용될 수 있다.
구현예
다음의 논의는 예시만을 위한 것이고 본 발명에 의해 제공된 가능한 구현예을 축소할 의도는 아니다. 본원에서 설명된 논리적인 SPC 변조/복조는 AWGN 채널을 통해 확장성 비디오 비트스트림의 멀티캐스트에 제공된다. 논리적인 SPC 변조 계획(L-SPCM로 표시)이 SIC를 사용하는 비디오 멀티캐스트용 표준 SPC 변조 계획(SPCM-SIC로 표시)뿐만 아니라 모노-변조를 사용하는 계획(MONO로 표시)과 비교될 수 있다.
그 비디오 비트스트림은 2개의 품질층을 포함한다. L-SPCM 및 SPCM-SIC 계획은 기본 및 보강층의 정보 비트를 2-레벨 SPC 변조된 신호로 맵핑한다. 수신기 그룹은 동시에 SPC 변조된 신호를 수신하고 대응하는 복조 계획을 수행하고, 여기서 비디오 정보량이 그 순시 채널 조건에 따라 얻어질 수 있다. 많은 손실없이, BPSK /QPSK 및 BPSK/8-QAM이 SPCM-SIC 및 L-SPCM 각각으로 고려된다. 기본층을 디코드하기 위해 BPSK만을 지원하는 것에 대조적으로, 수신기의 순시 채널 상태의 최소 임계값이 SPCM-SIC에서 SIC 기술을 사용하는 BPSK 및 QPSK에 의해 수신된 SPC 신호를 복조하기 위해 적어도 6 dB로 된다. L-SPCM에서 유사하게, 6 dB하의 불량 채널 상태에서 수신기는 BPSK를 사용해서 기본층으로부터 정보 비트만을 복조할 수 있다. 그렇치 않으면, 그것은 기본 및 보강층으로부터 정보 비트를 디코드하기 위해 8-QAM을 사용할 수 있어서 충만한 비디오 품질을 얻는다. MONO에서, 단일 변조 및 복조 계획은 송수신기 각각에서 이루어진다.
SPC 신호에 의해 연속 송신되는 정제된 정보에서 3개 방식의 성능을 평가 및 비교하기 위해, 심벌 처리량T가 각 수신기에서 심벌당 평균 비트수로 측정된다. 각 송신에서 하나만의 심벌이 포함되는 반면에 그 방식은, 하나 이상의 심벌이 송신에서 수용될 때, 또한 적용가능하다고 가정한다. 심벌 처리량T 이 다음의 식에서 정의되는 데, SPC 신호에서 실장된 고 및 저 품질층의 연속 정제된 데이터들간의 종속성은, 수신기i의 채널 상태가 요구된 변조 계획을 지원하기에 충분할 때(i.e. > 6dB) , 고려된다.
Figure pct00030
6dB 미만의 불량 채널 상태에 있는 수신기i에 대해, 보강층으로부터 어떤 정보를 디코드하려는 시도도 없다. 그러므로 T는 다음과 같이 계산되는 데, 즉
Figure pct00031
각 수신기에서 T i 만을 사용하는 것은 멀티캐스트 계획을 규칙적으로 계산할 수 없는 데 왜냐하면 멀티캐스트 시나리오에서 다른 채널 조건의 유저가 다수 있기 때문이다. 그러므로, 전체 시스템 성능S이 같이 수신된 SPC 신호를 디코딩할 때 수신기 모두에 의해 실현되는 총 심벌 처리량에서 발생된 비트로 정의되는 데, 즉
Figure pct00032
여기서, N이 멀티캐스트 그룹에서 같은 SPC 신호를 디코딩할 때 총 수신기수이다.
도 6은 유저 채널의 정규 분포로 가정할 때 L-SPCM의 시스템 처리량 대 SPCM-SIC 및 MONO의 그것을 예시한다. 도 7은 유저 채널의 레일리 분포로 가정할 때 L-SPCM의 시스템 처리량 대 SPCM-SIC 및 MONO의 그것을 예시한다. 도 6A 및 7A는 다른 파라미터의 정규 분포 및 레일리 분포를 사용해서 모델링된 수신기 모두의 장기간 채널 조건의 히스토그램을 예시한다.
도 6B 및 도 7B에서 관찰되듯이, 에너지 할당 인자
Figure pct00033
의 선택은 L-SPCM 및 SPCM-SIC에서 수신기T i 의 개별 심벌 처리량에 영향을 미치고, 전체 멀티캐스팅 성능을 궁극적으로 결정한다. L-SPCM이 송수신기에서 구현예로써 매우 쉽게 실현될지라도, 도 6B에서 관찰되듯이 L-SPCM은,
Figure pct00034
가 0.67-0.94내에 있을 때, SPCM-SIC 및 MONO를 일반적으로 능가할 수 있다. 유사하게, 도 7B에서 관찰되듯이 L-SPCM이 수신기 채널 상태의 각종 레일리 분포에서
Figure pct00035
와 같은 범위(즉,0.67-0.94)의 양호한 시스템 성능을 또한 발생시킨다.
그러므로, 3개의 관찰은 명백하고, 그것은 1) 다수의 유저가 기본층을 디코드하기 위해 SNR을 유지할 수 있을 때만(즉, 도 6A에서 평균=0이고 도 7A에서 시그마=2.5인 경우), L-SPCM 및 SPCM-SIC 모두는 동등하게 실행되는 데, 왜냐햐면 수신기가 BPSK를 사용해서 기본층의 정보 비트를 일반적으로 디코드하기 때문이고; 2) L-SPCM에서 구현예의 장점에 부가해서, 유저 채널 분포 형태와 무관하게,
Figure pct00036
가 소정의 범위(즉,
Figure pct00037
=0.67-0.94)내에 있을 때, 양호한 시스템 처리량이 성취될 수 있다. 다수의 유저가 더 높은 SNR의 채널 상태(즉, 평균 또는 시그마의 더 높은 값)에 있을 때, SPCM-SIC를 통한 L-SPCM의 더 양호한 성능은 QPSK에서보다 8-QAM에서
Figure pct00038
증가할 때 보강층에 더 많은 에너지를 할당한다는 사실로 인해 관찰된다.
Figure pct00039
값과 같은 범위에서, SIC 기술을 기반으로 표준 SPC를 장착한 수신기가 또한 지원되어 호환성을 위해 합리적인 전체 성능으로써 논리적인 SPC 신호를 복조시키고; 3) 도 6B 및 도 7B에서 2개의 평평한 라인으로 표시했듯이 BPSK 단독 및 QPSK 단독을 간단히 사용하는 성능이 주요한
Figure pct00040
값 범위에서 SPCM 또는 SPCM-SIC보다 일반적으로 덜 실행하고 있어서, 무선 비디오 멀티캐스팅에서 SPC 변조, 특히 쉬운 구현예 및 방식에 의해 제공된 다수의 확장성 배치를 사용할 필요가 있게 된다.
상기 관찰에 부가해서, L-SPCM의 최대 처리량이 알맞게 선택된
Figure pct00041
를 갖는 SPCM-SIC의 그것과 비교가능하다.
도 8은 정상 분포된 유저 채널로 가정할 때 평균 채널 품질과 무관하게 L-SPCM 및 SPCM-SIC에 대한 비교가능한 최대 시스템 처리량을 예시하고 도 9는 레일리 분포된 유저 채널로 가정할 때 평균 채널 품질과 무관하게 L-SPCM 및 SPCM-SIC에 대한 비교가능한 최대 시스템 처리량을 예시한다. 평균 채널 품질의 큰 범위에서, L-SPCM 및 SPCM-SIC가 비교가능한 최적 시스템 성능S을 다른 알맞은
Figure pct00042
값을 선택해서 성취될 수 있다는 것으로 도시된다. 각 멀티캐스트 송신에서 최대 성취가능한 시스템 성능을 얻기 위해서는,
Figure pct00043
가 평균 또는 시그마를 특징으로 하는 설정된 수신기 채널 분포를 기반으로 선택되야한다. 도 8 및 9에서 예시했듯이, 제안된 방식은 정상 및 레일리 분포에서 다른 평균 및 시그마 값 하에서 비교가능한 최적의 S를 성취할 수 있다. 양자의 방식은, 1차 도함수
Figure pct00044
를 풀어서 도출될 수 있는, 양자의 계획에 대해 성능을 최대화하는
Figure pct00045
값을 사용해서 평가 및 비교되고, 그 결과가 입증되는 데, 즉, L-SPCM가 SPCM-SIC에 비교가능한 최적의 시스템 성능을 성취할 수 있는 반면에 SPC 변조를 실현할 때 더 용이한 구현예 및 배치를 제공한다.
또한, 당업자에 공지되듯이, 송신기는 예를 들어, 수신기로부터 송신기로 피드백 메카니즘을 사용해서 현재 및 과거의 채널 조건을 알게 제조될 수 있다. 그러므로, 그 상태 정보가 알맞은
Figure pct00046
을 선택하도록 알고리즘을 제공하기 위해 사용될 수 있어서 채널 조건의 변화에도 최적의 시스템 처리량을 유지한다.

Claims (33)

  1. 데이터를 무선 채널에 의해 송신기에 링크된 하나 이상의 수신기에 송신하는 방법으로서,
    (a) 상기 데이터를 하나 이상의 비트로 각기 표시된 하나 이상의 층으로 분리하는 단계와;
    (b) 상기 층의 비트를 비트스트림 - 각 가능한 비트스트림 결합이 특정한 데이터 포인트로 표시가능하고 - 으로 결합하는 단계와;
    (c) 상기 비트스트림을 제 1변조 계획 - 상기 변조 계획은 가능한 비트스트림 결합이 존재하는 바와 같은 적어도 동수의 특정한 데이터 포인트를 변조하도록 동작가능하고 - 으로 변조함에 의해 변조된 신호를 발생시키는 단계와;
    (d) 상기 변조된 신호를 하나 이상의 수신기 - 각 수신기는 상기 제 1변조 계획을 사용해서 층들중 적어도 하나를 복조하기 위해 동작가능하고, 그 나머지의 변조 계획이 상기 제 1변조 계획보다 소수의 가능한 데이터 포인트를 복조하기 위해 동작가능하고 - 에 송신하는 단계를 구비하는 것인
    데이터를 무선 채널에 의해 송신기에 링크된 하나 이상의 수신기에 송신하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 그 나머지의 변조 계획이 상기 제 1변조 계획보다 낮은 신호 대 잡음비 요건을 갖는 것인
    방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 층이 품질층이고 그 나머지의 변조 계획들중 적어도 하나가 상기 변조된 신호를 복조하기 위해 동작가능하여 최저 품질층을 재생하는 것인
    방법.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제 1변조 계획이 8QAM이고 적어도 제 2변조 계획이 BPSK인 것인
    방법.
  5. 제 4항에 있어서, 제 3 변조 계획이 BPSK인 것인
    방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 비트스트림이 각 층의 비트에 대응하는 벡터합인 중첩된 신호인 것인
    방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 중첩된 신호가 위상 시프트의 동적 키잉 및 에너지 또는 전력 할당에 의해 송신기에서 발생되는 것인
    방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 특정한 데이터 포인트가 일단의 다이어그램으로 표시될 때 비-등가성인 것인
    방법.
  9. 제 3항에 있어서, 특정한 데이터 포인트들간의 거리가 선택되어 최저 품질층에 대응하는 비트가 그 나머지 품질층중 어느 것에 대응하는 거리보다 더 먼 것인
    방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1변조 계획은 그 나머지 변조 계획 각각에 대해 데이터 포인트의 승산과 같은 적어도 동수의 데이터 포인트를 갖는 것인
    방법.
  11. 제 1항에 있어서, 적어도 3개의 층은 적어도 하나의 부가 변조 계획에 의해 상기 층들중 적어도 하나를 변조하는 단계를 더 구비하여 제공되는 것인
    방법.
  12. 데이터를 하나 이상의 수신기에 송신하고, 무선 채널에 의해 하나 이상의 수신기에 송신기가 링크되는 시스템으로서,
    (a) 상기 송신기는 상기 데이터를 하나 이상의 비트로 각기 표시된 하나 이상의 층으로 분리하는 데이터 분리 수단을 포함하거나 그 수단에 링크되고;
    (b) 상기 송신기는 상기 층의 비트를 비트스트림 - 각 가능한 비트스트림 결합이 특정한 데이터 포인트로 표시가능하고 - 으로 결합하는 비트스트림 생성 수단을 포함하거나 그 수단에 링크되고;
    (c) 상기 송신기는 상기 비트스트림을 제 1변조 계획 - 상기 변조 계획은 가능한 비트스트림 결합이 존재하는 바와 같은 적어도 동수의 특정한 데이터 포인트를 변조하도록 동작가능하고 - 으로 변조함에 의해 변조된 신호를 발생시키는 변조기를 포함하거나 그 수단에 링크되고;
    상기 송신기는 변조된 신호를 하나 이상의 수신기에 송신하고, 각 수신기는 상기 제 1변조 계획 또는 하나 이상의 나머지 변조 계획을 사용해서 층들중 적어도 하나를 복조하기 위해 동작가능하고, 그 나머지의 변조 계획이 상기 제 1변조 계획보다 소수의 가능한 데이터 포인트를 갖는 신호를 복조하기 위해 동작가능한 것인
    데이터를 하나 이상의 수신기에 송신하고, 무선 채널에 의해 하나 이상의 수신기에 송신기가 링크되는 시스템.
  13. 제 12항에 있어서, 그 나머지 변조 계획은 상기 제 1변조 계획보다 낮은 신호 대 잡음비 요건을 갖는 것인
    시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 층이 품질층이고 그 나머지 변조 계획들중 적어도 하나가 상기 변조된 신호를 복조하기위해 동작가능하여 최저 품질층을 재생하는 것인
    시스템.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 제 1변조 계획은 8QAM이고 적어도 제 2변조 계획이 BPSK인 것인
    시스템.
  16. 제 15항에 있어서, 제 3변조 계획이 QPSK인 것인
    시스템.
  17. 제 12항에 있어서, 상기 비트스트림이 각 층의 비트에 대응하는 벡터합인 중첩된 신호인 것인
    시스템.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 중첩된 신호가 위상 시프트의 동적 키잉 및 에너지 또는 전력 할당에 의해 송신기에서 생성되는 것인
    시스템.
  19. 제 12항에 있어서, 상기 특정한 데이터 포인트가 일단의 다이어그램으로 표시될 때 비-등가성인 것인
    시스템.
  20. 제 14항에 있어서, 특정한 데이터 포인트들간의 거리가 선택되어 최저 품질층에 대응하는 비트가 그 나머지 품질층중 어느 것에 대응하는 거리보다 더 먼 것인
    시스템.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 제 1변조 계획은 그 나머지 변조 계획 각각에 대해 데이터 포인트의 승산과 같은 적어도 동수의 데이터 포인트를 갖는 것인
    시스템.
  22. 제 21항에 있어서, 적어도 3개의 층은 제공되고, 상기 변조기가 적어도 하나의 부가 변조 계획에 의해 상기 층들중 적어도 하나를 변조하기 위해 더 동작하는 것인
    시스템.
  23. 무선 채널을 통해 데이터를 송신하도록 동작가능한 송신기에 링크된 하나 이상의 컴퓨터 프로세서상에서 로드될 때, 상기 무선 채널에 링크된 하나 이상의 수신기에 데이터를 송신하는 수단을 제공하도록 동작가능하게 되는 컴퓨터 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    (a) 상기 데이터를 하나 이상의 비트로 각기 표시된 하나 이상의 층으로 분리하는 단계와;
    (b) 상기 층의 비트를 비트스트림 - 각 가능한 비트스트림 결합이 특정한 데이터 포인트로 표시가능하고 - 으로 결합하는 단계와;
    (c) 상기 비트스트림을 제 1변조 계획 - 상기 변조 계획은 가능한 비트스트림 결합이 존재하는 바와 같은 적어도 동수의 특정한 데이터 포인트를 변조하도록 동작가능하고 - 으로 변조함에 의해 변조된 신호를 발생시키는 단계와;
    (d) 상기 변조된 신호를 하나 이상의 수신기 - 각 수신기는 상기 제 1변조 계획을 사용해서 층들중 적어도 하나를 복조하기 위해 동작가능하고, 그 나머지의 변조 계획이 상기 제 1변조 계획보다 소수의 가능한 데이터 포인트를 복조하기 위해 동작가능하고 - 에 송신하는 단계를 실행하도록 동작가능한 것인
    컴퓨터 프로그램 제품.
  24. 제 23항에 있어서, 그 나머지 변조 계획은 상기 제 1변조 계획보다 낮은 신호 대 잡음비 요건을 갖는 것인
    컴퓨터 프로그램 제품.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 층이 품질층이고 그 나머지 변조 계획들중 적어도 하나가 상기 변조된 신호를 복조하기위해 동작가능하여 최저 품질층을 재생하는 것인
    컴퓨터 프로그램 제품.
  26. 제 23항에 있어서, 상기 제 1변조 계획은 8QAM이고 적어도 제 2변조 계획이 BPSK인 것인
    컴퓨터 프로그램 제품.
  27. 제 26항에 있어서, 제 3변조 계획이 QPSK인 것인
    컴퓨터 프로그램 제품.
  28. 제 23항에 있어서, 상기 비트스트림이 각 층의 비트에 대응하는 벡터합인 중첩된 신호인 것인
    컴퓨터 프로그램 제품.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 중첩된 신호가 위상 시프트의 동적 키잉 및 에너지 또는 전력 할당에 의해 송신기에서 생성되는 것인
    컴퓨터 프로그램 제품.
  30. 제 23항에 있어서, 상기 특정한 데이터 포인트가 일단의 다이어그램으로 표시될 때 비-등가성인 것인
    컴퓨터 프로그램 제품.
  31. 제 25항에 있어서, 특정한 데이터 포인트들간의 거리가 선택되어 최저 품질층에 대응하는 비트가 그 나머지 품질층중 어느 것에 대응하는 거리보다 더 먼 것인
    컴퓨터 프로그램 제품.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 제 1변조 계획은 그 나머지 변조 계획 각각에 대해 데이터 포인트의 승산과 같은 적어도 동수의 데이터 포인트를 갖는 것인
    컴퓨터 프로그램 제품.
  33. 제 23항에 있어서, 적어도 3개의 층은 제공되고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 적어도 하나의 부가 변조 계획에 의해 상기 층들중 적어도 하나를 변조하는 단계를 실행하기 위해 더 동작하는 것인
    컴퓨터 프로그램 제품.

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