KR20110131243A - Ｄｖｂ-ｔ 단말들을 위한 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정 - Google Patents

Ｄｖｂ-ｔ 단말들을 위한 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정 Download PDF

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KR20110131243A
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Abstract

통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 데이터를 보호하는 방법이 제공되고, 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 레거시 수신기들의 동작은 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고, 이 방법은, 지속기간을 결정하는 단계; 소스 데이터의 패킷들을 지속기간에 대응하는 소스 블록들로 수집하는 단계 ―각각의 소스 블록은 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 인코딩된 블록들을 생성하기 위해 소스 블록들을 인코딩하는 단계 ―각각의 인코딩된 블록은 복구된 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및 복구 데이터의 패킷들을 송신하는 단계를 포함한다.

Description

ＤＶＢ-Ｔ 단말들을 위한 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정{APPLICATION LAYER FORWARD ERROR CORRECTION FOR DVB-T TERMINALS}
본 출원은 2009년 2월 27일 출원되고 "Mobile Reception of DVB-T Services"로 명명된 미국 가특허출원 제 61/156,431호 및 2009년 3월 2일 출원되고 "Mobile Reception of DVB-T Services"로 명명된 미국 가특허출원 제 61/156,828호에 대해 우선권의 이익을 주장하며, 이 출원들은 본 양수인에게 양도되고, 모든 목적을 위해 본 명세서에 명백히 참조로 통합되었다.
다음의 참조문헌들은 모든 목적을 위해 참조로 본 명세서에 포함되고 통합되었다:
Shokrollahi 등(이하, "Shokrollahi")에 이슈되고 "Multi-Stage Code Generator and Decoder for Communication Systems"로 명명된 미국 특허 제 7,068,729호.
Chen 등(이하, "Chen")에 의해 2008년 9월 12일 출원되고 "Generating and Communicating Source Identification Information to Enable Reliable Communications"로 명명된 미국 특허 출원 12/210,024호.
통신 채널을 통한 송신자와 수신자 사이의 파일들 및 스트림들의 송신은 다수의 문헌들의 주제이다. 바람직하게는, 수신자는 송신자에 의해 채널을 통해 송신된 데이터의 정확한 카피를 상당한 레벨의 확실도로 수신하는 것을 원한다. 채널이, 대부분의 물리적으로 신뢰할 수 있는 시스템들을 특징으로 하는 완벽한 신뢰도를 갖지 않는 경우, 송신에서 손실되거나 손상된 데이터를 어떻게 처리하는지가 하나의 관심사이다. 송신된 데이터가 손상된 경우를 수신자가 항상 인식할 수는 없기 때문에, 흔히, 손상된 데이터(에러들)보다 손실된 데이터(소거들(erasures))가 처리하기에 더 용이하다.
소거들 및/또는 에러들을 정정하기 위해 다수의 에러 정정 코드들이 개발되고 있다. 통상적으로, 데이터가 송신되고 있는 채널의 부정확(infidelity)에 대한 몇몇 정보 및 송신되고 있는 데이터의 성질에 기초하여, 이용되는 특정한 코드가 선택된다. 예를 들어, 채널이 긴 기간의 부정확을 갖는 것으로 알려진 경우, 버스트 에러 코드가 그러한 애플리케이션에 가장 적합할 수 있다. 오직 짧고 빈번하지 않은 에러들이 예상되는 경우, 단순한 패리티 코드가 최상일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "통신"은 일 위치에서 다른 위치로 송신되는 데이터 또는 일 시간에 저장되고 다른 시간에 이용되는 데이터와 같이 공간 및/또는 시간을 통한 데이터 송신을 지칭한다. 채널은 송신기와 수신기를 분리시키는 것이다. 공간에서의 채널들은 송신기와 수신기 사이의 와이어, 네트워크들, 섬유들, 무선 매체 등일 수 있다. 시간에서의 채널들은 데이터 저장 디바이스들일 수 있다. 실현가능한 채널들에서, 송신기에 의해 송신되거나 저장된 데이터가 수신자에 의해 수신되거나 판독될 때 상이하게 되는 상황이 종종 존재하고, 이러한 차이들은 채널에 도입된 에러들에 기인할 수 있다.
송신기 및 수신기가 통신에 필요한 전력 및 계산 능력 모두를 갖는 경우, 데이터 송신은 간단하고, 송신기와 수신기 사이의 채널은 비교적 에러없는 통신이 허용되기에 충분할만큼 신뢰할 수 있다. 채널이 열악한 환경에 있는 경우, 또는 송신기 및/또는 수신기가 제한된 성능을 갖는 경우, 데이터 송신은 더 곤란하게 된다. 특정한 애플리케이션들에서, 긴 기간의 시간 동안 방해받지 않는 에러없는 통신이 요구된다. 예를 들어, 디지털 텔레비젼 시스템들에서, 송신은 수시간의 기간 동안 에러없이 수신될 것이 기대된다. 이 경우, 데이터 송신의 문제는 비교적 낮은 레벨의 에러들의 조건에서도 곤란해진다.
데이터 통신이 곤란한 다른 시나리오는, 매우 상이한 데이터 손실 조건들을 경험할 수 있는 다수의 수신기들에 단일한 송신이 지향되는 경우이다. 또한, 소정의 하나의 수신기에 의해 경험되는 조건들은 크게 변할 수도 있고 또는 시간상 비교적 일정할 수도 있다.
데이터 손실(에러들 및/또는 소거들)을 처리하기 위한 하나의 솔루션은 순방향 에러 정정(FEC) 기술들을 이용하는 것이고, 여기서, 데이터는 수신기가 송신 소거들 및 에러들을 정정할 수 있도록 송신기에서 코딩된다. 실현가능한 경우, 수신기로부터 송신기로의 역방향 채널은 수신기가 이 에러들에 대한 정보를 송신기로 중계하게 할 수 있게 하고, 이것은, 송신기의 송신 프로세스를 그에 따라 조절할 수 있게 한다. 그러나, 종종, 역방향 채널은 이용가능하지 않거나 실현가능하지 않고, 또는 오직 제한된 성능으로만 이용가능하다. 예를 들어, 송신기가 다수의 수신기들에 송신하고 있는 경우, 송신기는 모든 수신기들로부터 역방향 채널들을 유지하지 못할 수도 있다. 다른 예로, 통신 채널은 저장 매체일 수 있다.
예를 들어, 데이터는 시간상 순서대로 송신될 수 있고, 에러들이 발생하기 전에 역방향 채널이 에러들을 픽스(fix)시키는 것은 인과관계상 불가능하다. 그 결과, 통신 프로토콜들은 종종 역방향 채널 없이 또는 제한된 성능의 역방향 채널을 갖도록 설계될 필요가 있고, 이 때문에, 송신기는 크게 변하는 채널 조건들을 그 채널 조건들에 대한 선행 정보 없이 처리해야 할 수도 있다. 일예는, 역방향 통신이 제공되지 않거나 제공된다 해도 매우 제한되거나 값비싼 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 채널이다. 이러한 상황이 관련되는 다른 예는, FEC를 이용하여 인코딩된 데이터가 저장되고, 추후에 가능하게는 FEC 디코딩을 이용하여 데이터가 복원되는 스토리지 애플리케이션이다.
패킷들을 손실할 수 있는 채널을 통한 데이터 전송에 이용되는 패킷 프로토콜의 경우, 패킷 네트워크를 통해 송신될 파일, 스트림 또는 데이터의 다른 블록은 소스 심볼들(블록 사이즈 또는 다른 인자들에 따라 전부 동일한 사이즈일 수도 있고, 사이즈에서 상이할 수도 있음)로 분할된다. 인코딩 심볼들은 FEC 코드를 이용하여 소스 심볼들로부터 생성되고, 인코딩 심볼들은 패킷에 배치되어 전송된다. 심볼의 "사이즈"는 심볼이 실제로 비트 스트림으로 분해되었는지 여부와 무관하게 비트로 측정될 수 있고, 심볼이 2M개의 심볼들의 알파벳으로부터 선택되는 경우, 심볼은 M 비트의 사이즈를 갖는다. 이러한 패킷 기반 통신 시스템에서, 패킷-발신 소거 FEC 코딩 방식이 적절할 수 있다.
파일 송신은, 네트워크를 통해 송신된 데이터의 소거들 및/또는 다른 손상에도 불구하고 의도된 수신자가 원래의 파일의 정확한 카피를 복원할 수 있게 하면, 신뢰할 수 있는 것으로 지칭된다. 스트림 송신은, 네트워크 내의 소거들 및/또는 손상에도 불구하고 의도된 수신자가 스트림의 각각의 부분의 정확한 카피를 적절한 방식으로 복원할 수 있게 하면 신뢰할 수 있는 것으로 지칭된다. 파일 또는 스트림의 일부가 복원가능하지 않거나, 스트리밍의 경우, 스트림의 일부가 복원가능하지만 적시에 복원될 수는 없는 점에서, 파일 송신 및 스트림 송신 모두는 완전히 신뢰할 수는 없지만 어느 정도 신뢰할 수는 있다. 종종, 몇몇 제한 조건들에 따라 가능한 한 높은 신뢰도를 제공하는 것이 목적이고, 제한들의 예는 스트리밍 애플리케이션들에 대한 적시의 전달 또는 솔루션이 동작하도록 기대되는 네트워크 조건들의 유형일 수 있다.
산발적 혼잡이 라우터의 버퍼링 메커니즘을 성능 한계에 도달하게 하기 때문에, 종종 패킷 손실이 발생하고, 이것은 인입 패킷들을 드롭되게 한다. 패킷 손실의 다른 원인들은 약한 신호, 산발적 신호 및 잡음 간섭을 포함하고, 손상된 패킷들은 폐기된다. 전송 동안 소거들에 대한 보호는 다수의 연구의 주제가 되고 있다.
둘 이상의 수신기에 단일 송신이 지향되고, 상이한 수신기들이 크게 다른 조건들을 경험하는 시스템에서, 송신들은 종종 송신기와 임의의 수신기 사이에서 몇몇 세트의 조건들에 대해 구성되고, 열악한 조건에 있는 임의의 수신기들은 송신을 신뢰할 수 있게 수신하지 못할 수 있다.
이러한 시나리오들에서 손실된 패킷들의 우수한 복원을 제공하는 소거 코드들이 공지되어 있다. 예를 들어, 리드-솔로몬 코드들이 주지되어 있고, 이 목적으로 적응될 수 있다. 그러나, 리드-솔로몬 코드들의 공지된 단점은 비교적 높은 계산 복잡도이다. LT™ 연쇄 반응 코드들 및 Raptor™ 멀티-스테이지 연쇄 반응("MSCR") 코드들을 포함하는 연쇄 반응 코드들은 손실된 패킷들의 우수한 복원을 제공하고, 다양한 채널 조건들에 매우 적응적이다. 예를 들어, Shokrollahi는 멀티-스테이지 연쇄 반응 코드들의 양상들은 설명한다. 여기서, 용어 "연쇄 반응 코드"는 달리 지정되지 않으면 연쇄 반응 코드들 또는 멀티-스테이지 연쇄 반응 코드들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
몇몇 경우, 배치 이후 통신 시스템의 신뢰도를 증가시키는 것이 필수적이거나 바람직할 수 있다. 그러나, 네트워크 신뢰도에서의 개선이 요구될 수 있지만, 네트워크의 모든 수신 디바이스들을 한번에 또는 전부 대체하거나 업그레이드하는 것은 통상적으로 실현가능하지 않다. 예를 들어, 네트워크 신뢰도에서의 열화, 증가된 트래픽 로드, 네트워크의 확장 및/또는 변경 등에 기인하여 실제 네트워크 패킷 손실은 초기 계획보다 높아지는 것으로 판명될 수 있고, 또는 경쟁적 서비스들과 경합하기 위해 서비스 품질 요건들이 증가될 것이 요구될 수도 있지만, 통신 시스템의 모든 노드들에 대해 새로운 수신기들을 한번에 획득하거나 이들을 시간에 따라 분산시키고, 새로운 수신기들이 도달할 때까지 몇몇 수신국들을 이용할 수 없게 하는 것은 비실용적일 수 있다.
최상의 가능한 서비스를 최소 비용으로 전달하기 위해, 통신 시스템들은 충돌하는 자원 제한들을 동시에 밸런싱해야 한다. 네트워크 대역폭은 중요한 자원 제한이다. 송신 및 수신 디바이스들은 신뢰할 수 있는 서비스를 지원할 때 네트워크 대역폭의 효율적인 이용을 가능하게 할 필요가 있다. 수신 디바이스들 상에서 프로세싱되는 가용 CPU는 통상적으로 매우 제한적이고, 이것은, 임의의 전송 신뢰도 향상 방법이 오직 적절한 양의 계산 노력만을 요구해야 함을 의미한다. 또한, 최종 사용자가 시스템 반응성에서의 감소를 인지하지 않도록, 특히 스트리밍 매체에서 신뢰할 수 있는 전달 방법과 연관된 증가된 레이턴시를 제한하는 것이 종종 요구된다.
통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 데이터를 보호하는 방법이 제공되고, 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 레거시 수신기들의 동작은 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고, 본 출원에 따라, 지속기간을 결정하는 단계; 소스 데이터의 패킷들을 지속기간에 대응하는 소스 블록들로 수집(assembling)하는 단계 ―각각의 소스 블록은 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 인코딩된 블록들을 생성하기 위해 소스 블록들을 인코딩하는 단계 ―각각의 인코딩된 블록은 복구된 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및 복구 데이터의 패킷들을 송신하는 단계를 포함한다.
이러한 방법의 실시예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 데이터는 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함한다. 이 방법은 데이터 스트림으로부터 소스 데이터의 패킷들을 분리 또는 분할하는 단계를 더 포함한다. 인코딩된 블록의 복구 데이터의 패킷들의 수는 소스 블록의 소스 데이터의 패킷들의 수보다 크다. 이 방법은, 데이터 스트림으로부터 어떤 소스 데이터의 패킷들을 소스 블록들로 수집할지를 결정하는 단계를 더 포함하고, 데이터 스트림으로부터 소스 데이터의 패킷들 중 적어도 일부는 소스 블록들로 수집되지 않는다. 이 방법은 소스 블록들에 대한 보호량을 결정하는 단계를 더 포함하고, 소스 블록들은 보호량에 기초하여 인코딩된다.
통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 보호되는 데이터를 수신하는 예시적인 방법이 제공되며, 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 레거시 수신기들의 동작은 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고, 복구 데이터의 패킷들을 수신하는 단계; 복구 데이터의 수신된 패킷들을 인코딩된 블록들로 수집하는 단계 ―각각의 인코딩된 블록은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 소스 블록들을 생성하기 위해 인코딩된 블록들을 디코딩하는 단계 ―각각의 소스 블록은 미리 결정된 지속기간에 대응하고 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및 송신된 데이터 스트림을 재생성하기 위해 소스 데이터의 패킷들을 수집하는 단계를 포함한다.
이러한 방법의 실시예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 송신된 데이터 스트림은 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함한다. 이 방법은 또한 수신된 데이터 스트림으로부터 복구 데이터의 패킷들을 분리 또는 분할하는 단계를 더 포함한다. 인코딩된 블록들은 미리 결정된 보호량에 기초하여 디코딩된다.
통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 데이터를 보호하는 장치가 제공되고, 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 레거시 수신기들의 동작은 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고, 지속기간을 결정하고, 소스 데이터의 패킷들을 지속기간에 대응하는 소스 블록들로 수집하도록 구성되는 프로세서 ―각각의 소스 블록은 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 프로세서에 통신가능하게 연결되고, 인코딩된 블록들을 생성하기 위해 소스 블록들을 인코딩하도록 구성되는 인코더 ―각각의 인코딩된 블록은 복구된 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및 인코더에 통신가능하게 연결되고 복구 데이터의 패킷들을 송신하도록 구성되는 송신기를 포함한다.
이러한 장치의 실시예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 데이터는 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함한다. 프로세서는 또한 데이터 스트림으로부터 소스 데이터의 패킷들을 분리 또는 분할하도록 구성된다. 인코딩된 블록의 복구 데이터의 패킷들의 수는 소스 블록의 소스 데이터의 패킷들의 수보다 크다. 프로세서는 또한 데이터 스트림으로부터 어떤 소스 데이터의 패킷들을 소스 블록들로 수집할지를 결정하도록 구성되고, 데이터 스트림으로부터 소스 데이터의 패킷들 중 적어도 일부는 소스 블록들로 수집되지 않는다. 프로세서는 또한 소스 블록들에 대한 보호량을 결정하도록 구성되고, 인코더는 보호량에 기초하여 소스 블록들을 인코딩하도록 구성된다.
통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 보호되는 데이터를 수신하도록 구성되는 장치가 제공되며, 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 레거시 수신기들의 동작은 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고, 복구 데이터의 패킷들을 수신하도록 구성되는 수신기; 수신기에 통신가능하게 연결되고, 복구 데이터의 수신된 패킷들을 인코딩된 블록들로 수집하도록 구성되는 수집 모듈 ―각각의 인코딩된 블록은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및 수집 모듈에 통신가능하게 연결되고, 소스 블록들을 생성하기 위해 인코딩된 블록들을 디코딩하도록 구성되는 디코더를 포함하고, 각각의 소스 블록은 미리 결정된 지속기간에 대응하고 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함하고, 수집 모듈은 또한 송신된 데이터 스트림을 재생성하기 위해 소스 데이터의 패킷들을 수집하도록 구성된다.
이러한 장치의 실시예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이 장치는, 수신기에 통신가능하게 연결되고, 복구 데이터와 연관된 식별자가 원하는 서비스에 대응한다고 결정하도록 구성되는 프로세서를 더 포함한다. 수신기는, 복원 데이터의 패킷들, 원하는 서비스의 소스 데이터의 패킷들 및 다른 서비스들의 데이터의 패킷들을 포함하는 수신된 데이터 스트림의 일부로서 복원 데이터의 패킷들을 수신하도록 구성되고, 이 장치는, 수신기에 통신가능하게 연결되고, 수신된 데이터 스트림으로부터 원하는 서비스의 소스 데이터의 패킷들 및 복구 데이터의 패킷들을 디멀티플렉싱하도록 구성되는 디멀티플렉서를 더 포함한다. 송신된 데이터 스트림은 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함한다. 디코더는 미리 결정된 보호량에 기초하여 인코딩된 블록들을 디코딩하도록 구성된다.
통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 보호되는 데이터를 수신하도록 구성되는 장치는, 원하는 서비스의 소스 데이터의 패킷들 및 원하는 서비스의 복구 데이터의 패킷들을 수신하도록 구성되는 수신기 ―복구 데이터는 원하는 서비스의 소스 데이터의 에러들을 정정하기 위한 것임―; 수신기에 통신가능하게 연결되고, 소스 데이터와 연관된 제 1 식별자가 원하는 서비스에 대응한다고 결정하고, 복구 데이터와 연관된 제 2 식별자가 원하는 서비스에 대응하지 않는다고 결정하고, 복구 데이터의 패킷들을 폐기하도록 구성되는 프로세서; 및 프로세서에 통신가능하게 연결되고, 원하는 서비스의 송신된 데이터 스트림을 재생성하기 위해 소스 데이터의 패킷들을 수집하도록 구성되는 수집 모듈을 포함한다.
이러한 장치의 실시예들은 특징을 포함할 수 있고, 송신된 데이터 스트림은 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함한다.
통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 데이터를 보호하기 위한 컴퓨터 프로그램 물건이 제공되며, 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 레거시 수신기들의 동작은 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고, 프로세서로 하여금, 지속기간을 결정하게 하고; 소스 데이터의 패킷들을 지속기간에 대응하는 소스 블록들 ―각각의 소스 블록은 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함― 로 수집하게 하고; 인코딩된 블록들 ―각각의 인코딩된 블록은 복구된 데이터의 다수의 패킷들을 포함함― 을 생성하기 위해 소스 블록들을 인코딩하게 하고; 복구 데이터의 패킷들을 송신하게 하도록 구성되는 프로세서 판독가능 명령들을 저장하는 프로세서 판독가능 매체를 포함한다.
이러한 물건의 실시예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 데이터는 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함한다. 프로세서 판독가능 매체는 또한 프로세서로 하여금, 데이터 스트림으로부터 소스 데이터의 패킷들을 분리 또는 분할하게 하도록 구성된다. 인코딩된 블록의 복구 데이터의 패킷들의 수는 소스 블록의 소스 데이터의 패킷들의 수보다 크다. 프로세서 판독가능 매체는 또한 프로세서로 하여금, 데이터 스트림으로부터 어떤 소스 데이터의 패킷들을 소스 블록들로 수집할지를 결정하게 하도록 구성되고, 데이터 스트림으로부터 소스 데이터의 패킷들 중 적어도 일부는 소스 블록들로 수집되지 않는다. 프로세서 판독가능 매체는 또한 프로세서로 하여금, 소스 블록들에 대한 보호량을 결정하게 하도록 구성되고, 소스 블록들은 보호량에 기초하여 인코딩된다.
통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 보호되는 데이터를 수신하기 위한 컴퓨터 프로그램 물건이 제공되며, 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 레거시 수신기들의 동작은 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고, 프로세서로 하여금, 복구 데이터의 패킷들을 수신하게 하고; 복구 데이터의 수신된 패킷들을 인코딩된 블록들 ―각각의 인코딩된 블록은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함함― 로 수집하게 하고; 소스 블록들 ―각각의 소스 블록은 미리 결정된 지속기간에 대응하고 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함― 을 생성하기 위해 인코딩된 블록들을 디코딩하게 하고; 송신된 데이터 스트림을 재생성하기 위해 소스 데이터의 패킷들을 수집하게 하도록 구성되는 프로세서 판독가능 명령들을 저장하는 프로세서 판독가능 매체를 포함한다.
이러한 물건의 실시예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 송신된 데이터 스트림은 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함한다. 프로세서 판독가능 매체는 또한 프로세서로 하여금 수신된 데이터 스트림으로부터 복구 데이터의 패킷들을 분리 또는 분할하게 하도록 구성된다. 인코딩된 블록들은 미리 결정된 보호량에 기초하여 디코딩된다.
통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 데이터를 보호하도록 구성되는 시스템이 제공되고, 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 레거시 수신기들의 동작은 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고, 지속기간을 결정하기 위한 수단; 소스 데이터의 패킷들을 지속기간에 대응하는 소스 블록들로 수집하기 위한 수단 ―각각의 소스 블록은 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 인코딩된 블록들을 생성하기 위해 소스 블록들을 인코딩하기 위한 수단 ―각각의 인코딩된 블록은 복구된 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및 복구 데이터의 패킷들을 송신하기 위한 수단을 포함한다.
이러한 시스템의 실시예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 데이터는 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함한다. 이 시스템은 데이터 스트림으로부터 소스 데이터의 패킷들을 분리 또는 분할하기 위한 수단을 더 포함한다. 인코딩된 블록의 복구 데이터의 패킷들의 수는 소스 블록의 소스 데이터의 패킷들의 수보다 크다. 이 시스템은, 데이터 스트림으로부터 어떤 소스 데이터의 패킷들을 소스 블록들로 수집할지를 결정하기 위한 수단을 더 포함하고, 데이터 스트림으로부터 소스 데이터의 패킷들 중 적어도 일부는 소스 블록들로 수집되지 않는다. 이 시스템은 소스 블록들에 대한 보호량을 결정하기 위한 수단을 더 포함하고, 소스 블록들은 보호량에 기초하여 인코딩된다.
통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 보호되는 데이터를 수신하도록 구성되는 시스템이 제공되며, 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 레거시 수신기들의 동작은 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고, 복구 데이터의 패킷들을 수신하기 위한 수단; 복구 데이터의 수신된 패킷들을 인코딩된 블록들로 수집하기 위한 수단 ―각각의 인코딩된 블록은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 소스 블록들을 생성하기 위해 인코딩된 블록들을 디코딩하기 위한 수단 ―각각의 소스 블록은 미리 결정된 지속기간에 대응하고 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및 송신된 데이터 스트림을 재생성하기 위해 소스 데이터의 패킷들을 수집하기 위한 수단을 포함한다.
이러한 시스템의 실시예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 송신된 데이터 스트림은 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함한다. 이 시스템은 또한 수신된 데이터 스트림으로부터 복구 데이터의 패킷들을 분리 또는 분할하기 위한 수단을 더 포함한다. 인코딩된 블록들은 미리 결정된 보호량에 기초하여 디코딩된다.
본 명세서에서 제시되는 항목들 및/또는 기술들은 다음의 성능들 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상(DVB-T) 네트워크의 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정(AL-FEC) 보호는 송신된 정보의 견고성을 증가시키고 모바일 채널들에서의 수신을 제공한다. 제시된 메커니즘들은 완전히 역-호환가능한 방식, 즉, 레거시 DVB-T 수신기들이 추가 FEC에 의해 영향받지 않는 방식으로 에러 정정에 요구되는 추가 패리티의 송신을 허용한다. 디코딩 복잡도의 관점에서 효율적이고 간단한 랩터 코드들을 이용하여 DVB-T 서비스들에 대한 AL-FEC 보호를 제공하는 것은 낮은 복잡도의 디바이스들에서도 제네릭(generic) 소프트웨어 프로세서들에서 FEC 디코딩이 행해질 수 있게 한다. 따라서, 하드웨어 업그레이드가 제거 또는 감소될 수 있다. AL-FEC는 서비스 영역의 부분적 커버리지를 제공하기 위해 DVB-T 서비스들의 모바일 수신을 확장하도록 기존의 네트워크들 및 서비스들에서 이용될 수 있다. AL-FEC 보호는 기존의 네트워크들에서 DVB-T 서비스들의 모바일 수신을 더 향상시키기 위해 다른 기술적 솔루션들(예를 들어, 안테나 다이버시티 기술들 및 계층적 변조)과 함께 이용될 수 있다. 항목/기술-효과 쌍들이 설명되지만, 언급된 수단들 이외의 수단에 의해 언급된 효과가 달성될 수 있고, 언급된 항목/기술이 언급된 효과를 도출하기 위해 필수적인 것은 아니다.
도 1은 레거시 및 FEC-가능 수신기들 모두에서 DVB-T 서비스들을 지원하는 통신 시스템의 블록도이다.
도 2는 예시적인 FEC 메커니즘들의 에러 정정 성능들에 대한 보호 기간들의 영향에 대한 도면이다.
도 3은 DVB-T에서 AL-FEC에 대한 보호 기간들 및 DVB-H(Digital Video Broadcasting - Transmission System for Handheld Terminals)에서 MPE-FEC(Multi Protocol Encapsulation - Forward Error Correction)에 대한 보호 기간들의 도면이다.
도 4는 소스 패킷들을 수집하고 복구 패킷들을 전송 스트림에 캡슐화하는 FEC 송신기의 도면이다.
도 5는 수신된 전송 스트림으로부터 소스 패킷들 및 복구 패킷들을 분리하고 디코딩된 소스 패킷들을 멀티플렉싱하는 FEC 수신기의 도면이다.
도 6은 AL-FEC에 의해 데이터를 보호하는 프로세스의 블록 흐름도이다.
도 7은 AL-FEC에 의해 데이터를 수신하는 프로세스의 블록 흐름도이다.
도 8은 TU6 채널에서 AL-FEC에 의해 시뮬레이션된 DVB-T 서비스들의 모바일 성능에 대한 플롯이다.
도 9는 10 Hz의 도플러로 구성된 TU6 채널에서 AL-FEC에 의해 시뮬레이션된 DVB-T 서비스들의 모바일 성능에 대한 플롯이다.
도 10은 80 Hz의 도플러로 구성된 TU6 채널에서 AL-FEC에 의해 시뮬레이션된 DVB-T 서비스들의 모바일 성능에 대한 플롯이다.
도면들에서, 유사한 관련 특성들 및/또는 특징들을 갖는 컴포넌트들은 동일한 참조 부호를 가질 수 있다.
본 명세서에 제시된 기술들은 통신 시스템에서 AL-FEC에 의해 데이터를 보호하는 메커니즘들을 제공한다. 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 레거시 수신기들의 동작은 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않는다. 지속기간이 결정될 수 있고, 소스 데이터의 패킷들이 지속기간에 따라 소스 블록들로 수집된다. 그 후, 소스 블록들은 인코딩되어 인코딩된 블록들을 생성하고, 인코딩된 블록 각각은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함한다. 복구 데이터의 패킷들이 송신된다. 통신 시스템에서 AL-FEC에 의해 보호되는 데이터를 수신하는 메커니즘들이 또한 제공된다. 복구 데이터의 패킷들이 수신되고 인코딩된 블록들로 수집된다. 인코딩된 블록들이 디코딩되어 소스 블록들을 생성하고, 소스 블록 각각은 미리 결정된 지속기간에 대응하고 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함한다. 소스 데이터의 패킷들이 수집되어 송신된 데이터 스트림을 재생성한다. 보호되는 데이터는 DVB-T 데이터를 포함할 수 있다. 소스 블록들에 대한 보호량이 결정될 수 있고, 인코딩 및 디코딩은 보호량에 기초한다. 다른 실시예들은 본 출원 및 청구항들의 범주 내에 있다.
본 출원은 DVB-T에 촛점을 맞추지만, 제시된 기술들은 DVB-T의 애플리케이션에 한정되지 않는다. 제시된 기술들은, 예를 들어, DVB-S(Digital Video Broadcasting) 및 DVB-C(Digital Video Broadcasting - Cable) 뿐만 아니라, ATSC(Advanced Television System Committee) 또는 ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial)와 같은 다른 무선 또는 고정식 네트워크 분산 시스템들에 적용될 수 있다.
DVB-T(Digital Video Broadcasting - Terrestrial)
디지털 지상 텔레비젼(DTT) 네트워크들은 전세계에 배치되고 있고, 다수의 유럽 국가들에서 빠르게는 2012년까지 DTT 서비스들이 아날로그 TV를 완전히 대체하도록 계획되고 있다. DVB-T는 DTT의 유럽 표준이고, DTT 서비스들을 제공하기 위해 전세계에 걸쳐 다수의 국가들에 의해 채택되고 있다. DVB-T는 고정식 및 휴대용 수신을 위해 설계되었지만, DVB-T는 일반적으로 모바일 환경에서 충분한 견고성을 제공하지 않는다. 이하 더 상세히 설명하는 바와 같이 모바일 수신은 고속 페이딩 및 셰도우잉(shadowing)에 의해 유발되는 수신된 신호의 변동성을 특징으로 한다. 이 변동성은 시간에 걸쳐 정보의 일부의 손실을 유발하고, 모바일 환경에서 DVB-T 서비스들의 수신을 곤란하게 한다. 그 중요한 이유는 물리층에서 수행되는 대략 1ms까지의 짧은 인터리빙 때문이다.
유럽 디지털 모바일 TV 표준인 DVB-H(Digital Video Broadcasting - Transmission System for Handheld Terminals)는 DVB-T의 기술적 진보이고, 특히 모바일 TV 서비스들의 제공을 위해 개발되었다. DVB-H는 DVB-T의 물리층을 재사용하고, 모바일 수신기로의 송신을 적응시키기 위해 링크층에 일련의 향상을 도입시킨다. 이 향상들은 단말 전력 소모를 감소시키고 고속 페이딩에 대응하는 것을 목적으로 한다. MPE-FEC(Multi Protocol Encapsulation - Forward Error Correction)로 지칭되는 링크층 보호 메커니즘은 모바일 환경에서 견고성을 증가시키는 한편, 시간 슬라이싱으로 지칭되는 버스티 송신 기술은 수신기들에서의 전력 소모를 90%까지 감소시킨다. DVB-H에 대한 시뮬레이션들은, MPE-FEC를 이용하면, DVB-T에 비해 모바일 사용자들에 대해 4 내지 9 dB까지의 이득을 획득할 수 있음을 나타냈다. 또한, DVB-T의 물리층을 재사용하면서 최대 도플러 공차가 모바일 채널들에 대해 약 50%까지 증가한다.
AL-FEC는 파일 전송 서비스들을 위해 DVB-H에서 표준화되었다. AL-FEC의 이점은 정보의 대부분에 대해 보호를 확산시킬 수 있다는 점이다. AL-FEC는 광범위한 시간 인터리빙(예를 들어, 수 분 또는 수 시간까지)을 이용함으로써 사용자 이동으로부터 유도되는 공간 다이버시티를 이용하고, 셰도우잉의 존재시에 송신된 정보의 견고성을 증가시킨다. AL-FEC는 또한 멀티-버스트 보호의 형태로 DVB-H 스트리밍 서비스들에 대해 제안되고 있다. 탁월한 성능에도 불구하고, 이 접근방식의 주요한 결점은 채널 스위칭 시간에서의 증가이고, 이것은 모바일 TV 이용성에서 결정적인 파라미터로 고려된다.
DVB-H의 물리층이 DVB-T와 호환가능하다는 사실에도 불구하고, DVB-H는 IP(인터넷 프로토콜) 데이터그램들 내의 모든 청각-시각 정보를 캡슐화하고, 일반적으로 DVB-T의 MPEG-2 전송 스트림(MPEG-2 TS)보다 낮은 품질로 서비스들을 동시전송(simulcast)한다. 따라서, DVB-H는 모바일 TV 컨텐츠의 송신을 위해 특정한 대역폭의 할당을 요구한다. 한편, 몇몇 연구들 및 배치들에서, DVB-T의 모바일 수신이 검증되었다. 현재 DVB-T 서비스들의 모바일 수신을 가능하게 하기 위해, 안테나 다이버시티 기술들이 제안되고 있다. 2개의 안테나 및 MRC(Maximum Ratio Combining)에 의한 수신은 수신 조건에 따라 3 내지 9 dB까지의 링크 마진 이득을 생성하는 것으로 제시된다. 그러나, 핸드셋 기반 수신기의 경우, 안테나들의 상관 거리가 통상적인 핸드셋들의 치수보다 훨씬 크기 때문에 다수의 수신 안테나는 일반적으로 비실용적이다.
DVB-T의 모바일 수신
모바일 채널들은 고속 페이딩으로 지칭되는 시간에 따른 수신 신호의 고속 변동을 특징으로 한다. 고속 페이딩은 다중 전파 경로들의 도플러 시프트에 의해 유발되고, 다중 전파 경로들은 송신기에 대한 수신기의 이동에 기인한다. 고속 페이딩은 데이터 스트림의 작은 부분들의 손상을 버스티 방식으로 유발한다. 더 높은 속도는 도플러 시프트의 더 큰 값과 관련되고, 따라서, 수신된 정보의 더 큰 열화와 관련된다. 사용자의 속도가 너무 크면, 도플러 시프트는 물리층에 의해 지원되는 값들보다 커질 수 있어서, 수신된 정보의 대부분을 손상시킨다. DVB-T의 적절한 수신을 위해 요구되는 캐리어 대 잡음(C/N) 감도는 캐리어간 간섭(ICI)에 기인하여 최대 도플러 값까지 도플러 시프트에 비례하여 증가하는 경향이 있고, 최대 도플러 값부터 수신은 더 이상 가능하지 않다. DVB-T의 물리층에 의해 적용되는 보호는 하나의 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 심볼의 지속기간(즉, 대략 1ms)까지만 확장되고, 고속 페이딩으로부터 유발되는 에러 버스트에 대응할 수 없다.
DVB-H는 DVB-T의 물리층을 재사용하지만 물리층에서 MPE-FEC를 통합하여, 모바일 수신에 의해 유발되는 에러들을 복구한다. MPE-FEC는 버스트 기반으로 보호가 수행되는 버스트 내(intra burst) 메커니즘이다. MPE-FEC 보호는, 길이 0.1 내지 0.4s의 일 버스트의 기간에 걸쳐 확산되고, 고속 페이딩의 효과에 대응할 수 있다. MPE-FEC에 의해, 도플러에 거의 독립적인 성능을 달성할 수 있고, 또한 시스템에 의해 지원되는 최대 도플러가 증가될 수 있다.
DVB-T 시스템들에서 모바일 수신 장애에 대응하기 위해, 안테나 다이버시티 기술들이 제안되고 있다. 2개의 안테나들에 의해, 고속 페이딩의 존재 시에 DVB-T 서비스들의 수신을 9 dB까지 개선시킬 수 있고, 최대 도플러를 3배 이상만큼 증가시킬 수 있다. 안테나 다이버시티는 차량에서 구현될 수도 있지만, DVB-T 서비스들의 핸드헬드 수신에는 적합하지 않다. 안테나 다이버시티 시나리오에서, 안테나들 사이의 분리도는 동작 주파수에 비례하고, 극초단파(UHF) 대역에서 요구되는 분리도는 일반적으로 핸드헬드 단말의 사이즈를 초과한다.
모바일 단말들에서 수신된 신호는 또한 셰도우잉으로 공지된 저속 변동을 특징으로 한다. 셰도우잉은, 수신기와 송신기 사이의 시선(line-of-sight)을 차단할 수 있는 건물들 또는 언덕들과 같은 대형 장애물의 존재로부터 유발된다. 셰도우잉은 커버리지 영역에 걸쳐 수신된 신호의 로그 정규 분포 변동으로 모델링될 수 있다. 사용자가 셰도우잉의 존재 시에 이동하는 경우, 수신된 신호는 더 긴 기간의 데이터 스트림을 손상시키는 중단(outage)을 경험할 수 있다.
그러나, 모바일 사용자들은 수신된 신호의 시간 다이버시티를 증가시키기 위해 셰도우잉으로부터 유발되는 공간 다이버시티를 이용할 수 있다. 신호 중단은, 물리층 또는 상위층들의 보호가 시간에 걸쳐 확산되는 경우 정정될 수 있다. 이것은, 대량의 정보를 함께 인코딩함으로써 달성될 수 있다. 이러한 링크 계층 보호는 DVB 시스템들에서의 이용을 위해 표준화되고 있다.
DVB-T 서비스들의 AL-FEC 보호를 위한 시스템 아키텍쳐
도 1을 참조하면, 레거시 및 FEC-가능 수신기들 모두에서 DVB-T 서비스들을 지원하는 통신 시스템(100)의 블록도가 도시되어 있다. 도 1은 DVB-T 서비스들의 AL-FEC 보호를 지원하기 위해 통신 시스템(100)에 대한 유연한 업그레이드 경로의 일예를 도시한다.
보호될 프로그램의 패킷화된 기본 스트림들(PESs)이 FEC 송신기(110)에 의해 프로세싱된다. 일예로, 텔레비젼 프로그램은 비디오 PES 및 오디오 PES를 포함할 수 있다. FEC 송신기(110)는, FEC 기본 스트림을 생성하고, FEC 기본 스트림은 멀티플렉서(120)에 의해 비디오 PES, 오디오 PES 및 다른 기본 스트림들(예를 들어, 자막, 텔레텍스트 또는 데이터 정보)과 함께 MPEG-2 TS(Moving Picture Experts Group-2 Transport Stream)로 멀티플렉싱되어 DVB-T 네트워크를 통해 분배된다. DVB-T 서비스들에서, 각각 다수의 기본 스트림들로 구성되는 다수의 텔레비젼 프로그램들은 동일한 MPEG-2 TS에서 멀티플렉싱될 수 있다. 디지털 지상 시스템들에서 비트 레이트는 일반적으로 희소성이 있고 값비싸기 때문에, 바람직하게는, FEC 기본 스트림들이 가능한 한 낮은 오버헤드로 전송된다.
FEC 기본 스트림은 레거시 수신기들이 자신들의 동작에 영향을 주지 않으면서 FEC 기본 스트림을 폐기하도록 완전히 역-호환가능한 방식으로 멀티플렉싱된다. 즉, 기존의 DVB-T 서비스들에서 이용되지 않는 새로운 FEC 기본 스트림으로 MPEG-2 TS가 송신될 것이지만, 기존의 레거시 수신기들은 멀티플렉싱된 FEC 기본 스트림을 갖는 수신된 MPEG-2 TS로부터 원하는 서비스를 추출할 수 있기 위해 어떠한 변경도 요구되지 않는다. 기존의 고해상도 텔레비젼의 수신기와 같은 레거시 수신기(130)는 DVB-T 수신기(132) 및 디멀티플렉서(134)를 포함한다. DVB-T 수신기(132)는 MPEG-2 TS를 수신한다. 디멀티플렉서(134)는 수신된 MPEG-2 TS를, FEC 기본 스트림을 포함하는 개별적 기본 스트림들로 디멀티플렉싱하고, 원하는 서비스를 디스플레이하는데 요구되는 비디오 PES, 오디오 PES, 제어 및 다른 스트림들을 보류하면서 FEC 기본 스트림을 드롭한다.
예를 들어, 새로운 DVB-T 가능 모바일 디바이스의 수신기와 같은 FEC-가능 수신기(140)는 DVB-T 수신기(142), 디-멀티플렉서(144) 및 FEC 수신기(146)를 포함한다. DVB-T 수신기(142)는 MPEG-2 TS를 수신하고, 디-멀티플렉서(144)는 수신된 MPEG-2 TS를 개별 기본 스트림들로 디-멀티플렉싱한다. 비디오 PES, 오디오 PES 및 FEC 기본 스트림은 원래의 프로그램이 재구성될 수 있도록 FEC 수신기(146)에 의해 프로세싱되어, 오디오 PES 및 비디오 PES 각각의 손실된 오디오 및 비디오 데이터를 재구성한다. 바람직하게는, FEC-가능 수신기들은 FEC 기본 스트림을 이용하여 가능한 한 많은 데이터를 재구성할 수 있다.
FEC 인코더에 의해 생성된 FEC 스트림은 물리층에서 비트 레이트 용량의 일부를 소모하고, 따라서, MPEG-2 TS마다 운반되는 서비스들의 수는 FEC 데이터를 수용하기 위해 감소되어야 할 수 있다. DVB-H와는 달리, DVB-T 서비스들의 AL-FEC 보호는 고정된 수신기들에 송신되는 동일한 멀티미디어 컨텐츠가 모바일 사용자들에 의한 이용을 위해 보호될 수 있게 한다. 따라서, 모바일 서비스들의 송신을 위해 어떠한 추가 컨텐츠도 요구되지 않고, 모바일 수신을 지원하기 위해 오직 FEC 데이터를 운반하는데 요구되는 용량만 고려될 필요가 있다.
DVB-T 서비스들의 MPEG-2 TS 프로토콜
DVB-T에서, 모든 컨텐츠는 MPEG-2 TS에서 멀티플렉싱되고, TS 패킷들의 시퀀스로서 송신된다. 각각의 TS 패킷은 4 바이트의 헤더 및 184 바이트의 페이로드를 운반한다. MPEG-2 TS는 시그널링 정보와 함께 MPEG-2 TS에서 멀티플렉싱된 서비스들로부터의 모든 데이터를 포함하고, 시그널링 정보는 프로그램 특정 정보/서비스 정보(PSI/SI) 테이블의 형태로 운반된다. 일반적으로, 다수의 서비스들(예를 들어, 텔레비젼 프로그램들, 라디오 프로그램들 및 데이터 채널들)은 기본 스트림들로서 하나의 MPEG-2 TS에서 멀티플렉싱된다. 각각의 TS 패킷의 헤더는, TS 패킷 내에서 운반되는 기본 스트림을 고유하게 식별하는 13 비트 패킷 식별자(PID)를 포함한다. TS 패킷들의 헤더는 또한 잘못되고 누락된 패킷들의 검출에 이용될 수 있는 연속 카운터(CC) 필드 및 전송 에러 표시자(TEI) 비트를 포함한다.
각각의 기본 스트림에는 MPEG-2 TS 내의 고유 PID 값이 할당된다. 기본 스트림들과 PID 값들 사이의 연관은 PSI/SI 테이블에서 송신된다. DVB-T 수신기들(132, 142)은 원하는 서비스에 대응하는 기본 스트림들의 PID 값들을 식별하기 위해 PSI/SI 테이블을 파싱한다. 원하는 서비스의 비디오, 오디오 또는 데이터 정보를 운반하는 MPEG-2 TS 패킷들은 모든 MPEG-2 TS 패킷의 PID 값을 판독함으로써 디-멀티플렉싱된다.
순방향 에러 정정
FEC 메커니즘들은 추가 복구 데이터를 송신함으로써 정보의 손실에 대응하도록 설계된다. 소거 코드들은 소거 채널을 통해 송신된 정보의 손실된 부분들을 재생성할 수 있기 때문에 FEC 메커니즘들에서 종종 이용된다. 보호될 정보는 소스 블록들로 분할되고, 소스 블록들 각각은 k개의 상이한 소스 심볼들을 포함한다. 소거 인코더는 송신기에서 이용되어, 소스 블록들을 인코딩하고 소스 블록 당 n개의 심볼들의 총량을 생성하며, 여기서 n > k 이다. 시스터메틱 코드가 이용되면, 원래의 k개의 소스 심볼들은 인코딩 알고리즘에 의해 생성된 n개의 심볼들 중에 있다. k개의 원래의 소스 심볼들은 n-k개의 복구 심볼들을 따라 송신된다. 소거 채널을 가정하면, n개의 송신된 심볼들 중 일부가 소거되고, 수신기에서 이용될 수 없다. 충분한 수의 소스 및 복구 심볼들이 수신되면 소거 디코더는 소거된 심볼들을 복원할 수 있다. n개의 송신된 심볼들 중 적어도 임의의 k개의 심볼들이 수신되면, 이상적 소거 코드는 k개의 원래의 소스 심볼들을 복원할 수 있다. 실제 저 복잡도의 소거 코드는 일반적으로 모든 원래의 송신된 소스 심볼들을 복원하기 위해 소수의 추가 심볼들을 요구한다.
FEC 메커니즘들에 의해 제공되는 보호의 레벨은 코드 레이트 및 보호 기간에 의존한다. 코드 레이트는 소스 및 복구 데이터 모두를 고려하여, 송신된 정보의 총량에 대한 소스 데이터의 비율이다. 보호 기간은 소스 블록에서 인코딩된 정보의 지속기간이다. 긴 보호 기간들은 사용자 이동으로부터 유도된 시간 다이버시티를 이용하고, 셰도우잉의 존재 시에 더 양호한 보호를 달성한다. 도 2는 예시적인 FEC 메커니즘들의 에러 정정 성능들에 대한 보호 기간들의 영향에 대한 도면(200)이다. 동일한 양의 복구 데이터를 갖지만 상이한 보호 기간들을 갖는 3개의 구성들에 대해 동일한 에러 패턴이 도시되어 있다. 각각의 보호 기간이 하나의 소스 블록에 대응한다고 가정하면, 정보는 제 1 케이스(210)에서는 3개의 소스 블록들(212)에서 인코딩되고, 제 2 케이스(220)에서는 2개의 소스 블록들(222)에서 인코딩되고, 제 3 케이스(230)에서는 하나의 소스 블록(232)에서 인코딩된다. 제 1 케이스(210)에서, 가장 짧은 에러 버스트를 포함하는 소스 블록(212)만 디코딩되고, 이는 33% 에러 정정에 상응한다. 제 2 케이스(220)에서, 하나의 소스 블록(222)이 디코딩되고, 이는 50% 에러 정정에 상응한다. 제 3 케이스(230)에서, 보호 기간은 전체 송신으로 확장되고, 서비스는 어떠한 손실없이 복원될 것이고, 이는 100% 에러 정정에 상응한다. 그러나, 보호 기간에서의 증가는, 복구 데이터의 양이 손실된 정보를 정정하기에 충분한 경우에만 수신을 개선시킨다. 그렇지 않으면, 보호 기간에서의 증가는 전체 심볼 손실 레이트를 더욱 열화시킬 수 있다.
보호 기간은 FEC 메커니즘에 의해 제공되는 보호의 레벨뿐만 아니라 네트워크 레이턴시에 영향을 주고, 더 중요하게는, 수신기 레이턴시 또는 채널 스위칭 시간에 영향을 준다. 네트워크 레이턴시는, 정보가 송신기에 입력된 순간부터 그 정보가 수신기의 미디어 디코더들에 전달되는 순간까지 경과된 시간량이다. 채널 스위칭 시간은, 사용자가 새로운 채널로 스위칭한 순간과 새로운 컨텐츠가 사용자에게 디스플레이되는 순간 사이의 시간량이다. 네트워크 레이턴시는 대부분의 서비스들에 중요하지 않지만, 채널 스위칭 시간은 모바일 텔레비젼 사용자 경험에서 중요한 기준으로 고려되고, 특정한 값을 넘어 증가해서는 안된다. 모바일 수신에서 제공될 수 있는 보호의 레벨과 사용자가 방해로 경험하는 채널 스위칭 시간 사이에는 트레이트오프가 존재한다. 디코딩을 수행하기 위해 적어도 일 보호 기간에 포함되는 사이즈의 소스 데이터가 저장될 필요가 있기 때문에, 보호 기간을 증가시키는 것은 또한 수신기에 요구되는 메모리에 영향을 준다. 그러나, 계산적으로 효율적인 디코딩 기술들은 메모리 문제를 감소시킬 수 있고, 고속 채널 스위칭 기술들은 긴 보호 기간들이 이용되는 경우 사용자에 의해 인지되는 채널 스위칭 시간을 감소시킬 수 있다.
DVB-T 서비스들의 AL-FEC 보호
DVB-T 서비스들에 AL-FEC를 추가하는 것은 완전히 역-호환가능한 방식으로 소거 코드들을 이용함으로써 FEC 보호를 통합한다. 이를 달성하기 위해, 레거시 수신기들에서의 변경에 대한 필요없이, 레거시 수신기들이 수신된 MPEG-2 TS로부터 원하는 서비스들의 비디오 및 오디오 기본 스트림들의 추출을 계속할 수 있도록 비디오 및 오디오 기본 스트림들은 변경되지 않아야 한다. 복원 심볼들 이외에도, 디코딩 프로세스를 위해 소스 FEC 페이로드 식별자(ID)와 같은 몇몇 추가 정보가 필요하고, 수신기에 전달될 필요가 있다. 소스 데이터와 복구 데이터를 연관시키기 위해, 시퀀스 넘버링을 추가하지 않으면 소스 데이터가 변형되지 않도록 소스 데이터의 해시 시퀀스가 복구 데이터와 함께 전송되어 소스 FEC 페이로드 식별자를 제공하는 한편, FEC 가능 수신기들(예를 들어, 도 1의 FEC 가능 수신기(140))은 동일한 해시 시퀀스를 생성함으로써 소스 데이터와 복구 데이터를 여전히 연관시킬 수 있다. 이 프로세스는 Chen에 더 상세히 기재되어 있다. 보호 기간 당 심볼들의 수와 주로 관련되는, 가용 해시 메커니즘들에서의 제한에 기인하여, 각각의 소스 심볼은 다수의 TS 패킷들로 캡슐화될 필요가 있을 수 있다. 복구 데이터 및 해시 시퀀스들 모두를 포함하는 FEC 데이터는, 레거시 수신기들의 적절한 동작을 변경시키지 않으면서, 레거시 수신기들(예를 들어, 도 1의 레거시 수신기)이 FEC 데이터를 운반하는 TS 패킷들을 드롭시키는 것을 보장하는 방식으로 캡슐화될 필요가 있다.
MPEG-2 TS 규격은 AL-FEC가 TS 계층 위에서 투명한 방식으로 DVB-T의 프로토콜 스택에 통합될 수 있게 한다. 전술한 바와 같이, 복구 패킷들은 특정 프로그램과 연관된 다른 기본 스트림으로서 MPEG-2 TS로 멀티플렉싱될 수 있고, AL-FEC를 통합하지 않는 수신기들에 의해 폐기될 것이다. 이를 달성하기 위한 예시적 기술로서, 특정한 새로운 PID가 FEC 기본 스트림에 할당될 수 있고, 이 특정한 새로운 PID는 레거시 수신기들에 의해 인식되지 않는다. 따라서, FEC 기본 스트림에 할당되는 새로운 PID는 임의의 원하는 서비스의 기본 스트림과 연관되는 레거시 수신기들에 의해 인식되지 않는다. 그 결과, 레거시 수신기들은, 원하지 않는 서비스의 PES인 것처럼 FEC 기본 스트림을 폐기할 것이다. TS 패킷 헤더의 CC 필드들 및 TEI 비트를 이용하여, 잘못된 MPEG-2 TS 패킷들을 결정 및 폐기할 수 있다. 소스 및 복구 패킷들은 MPEG-2 TS 패킷들에 캡슐화되기 때문에, MPEG-2 TS 패킷들의 소거는 심볼 소거 채널을 유발한다. 소스 또는 복구 심볼은, 그 특정한 소스 또는 복구 심볼의 정보를 운반하는 TS 패킷들 중 적어도 하나가 손실되면 소거된 것으로 간주된다. 더 긴 소스 및 복구 패킷들은 일반적으로 다수의 TS 패킷들로 해체 및 캡슐화된다. 하나의 잘못되거나 손실된 TS 패킷이 전체 소스 또는 복구 패킷을 소거시키기에 충분하기 때문에, 특히 상관되지 않은 MPEG-2 TS 패킷 에러들의 존재 시에 더 낮은 성능을 달성하는 경향이 있다.
본 명세서에서, DVB-T 서비스들에서 AL-FEC를 위해 시스터메틱 랩터 코드들이 고려된다. Shokrollahi에 개시된 랩터 코드들은 링크 계층 FEC 보호를 제공하기 위해 DVB 시스템들에서 이미 표준화되었다. 랩터 코드들은, 이상적 성능에 매우 근접하게 달성되는 기초 코드들에 대한 계산적으로 효율적인 구현이다 (즉, 손실될 심볼들을 디코딩하기 위해 추가적 복구 데이터가 요구되지 않는다). 기초 코드들은 소정의 소스 블록으로부터 대량의 패리티 데이터를 생성할 수 있는 소거 코드들의 부류이고, 따라서, 등급이 낮은 것으로 간주된다 (즉, 임의의 소스 블록 사이즈 또는 보호 기간 동안 임의의 양의 FEC 오버헤드가 전달될 수 있다). 랩터 디코딩은 코드의 낮은 계산 복잡도 및 효율적 메모리 관리에 기인하여, 전용 하드웨어의 필요없이, 핸드셋 수신기와 같은 복잡도 및 메모리에서 제한되는 수신기들에서 구현될 수 있다. 대안적으로, 리드-솔로몬 또는 저-밀도-패리티-체크(LDPC) 코드들과 같은 다른 블록 기반 FEC 코드들이 MPEG-2 TS에서 송신되는 프로그램들의 PES 패킷들을 보호하기 위해 이용될 수 있다.
도 3을 참조하면, DVB-T에서의 AL-FEC에 대한 보호 기간들과 DVB-H에서의 MPE-FEC를 위한 보호 기간들을 비교하는 도면(300)이 도시되어 있다. DVB-H에서 수행되는 시간 슬라이싱 때문에, MPE-FEC에 의해 달성되는 보호 기간은 약 0.1 내지 0.4 초의 버스트 지속기간으로 제한된다. DVB-H에서, 사용자에 의해 새로운 채널이 선택되는 경우, 수신기는 새로운 채널 서비스의 제 1 버스트의 수신까지 대기할 필요가 있다. 채널 스위칭의 정확한 인스턴트에 따라, 채널 스위칭 시간은 최악의 시나리오에서 1 사이클 시간(즉, 버스트들 사이의 시간)만큼 클 수 있다. 한편, DVB-T는 시간 슬라이싱을 수행하지 않고, 서비스들은 시간에서 계속적으로 송신된다. AL-FEC에서의 보호 기간은 10 초 이상까지 구성될 수 있고, 오직 메모리 및 채널 스위칭 시간 제약들에 의해서만 제한된다. DVB-T는 시간 슬라이싱을 수행하지 않고, 따라서, DVB-H의 전력 절약이 DVB-T에서는 가능하지 않지만, 더 지속가능한 배터리들의 개발이 핸드헬드 단말들에서의 전력 소모 문제를 감소시키고 있다. 또한, 넷북 또는 차량 내 수신기들과 같은 모바일 TV 수신기들의 상당 부분의 경우, 배터리 수명은 덜 문제된다.
AL-FEC에 의해 극복될 수 있는 MPE-FEC의 다른 제한은 코드 레이트와 보호 기간 사이의 의존성이다. 리드 솔로몬 인코딩의 성질에 기인하여, 모(mother) 코드 레이트(예를 들어, 3/4) 이외의 상이한 코드 레이트들을 달성하기 위해, 버스트 지속기간을 단축시키는 패딩(padding)/펑쳐링(puncturing) 메커니즘을 수행할 필요가 있다. 이것은 특히 2/3 및 1/2의 코드 레이트들에서 중요하고, 이 경우, 버스트 지속기간은 각각, 3/4의 코드 레이트의 경우에서보다 25% 및 50% 짧다. 반대로, 랩터 코드들의 유연성은, 제안된 AL-FEC 구형이 소정의 보호 기간 동안 사실상 임의의 코드 레이트를 전달할 수 있게 한다.
FEC 송신기
도 4를 참조하면, 소스 패킷들을 수집하고 복구 패킷들을 MPEG-2 TS로 캡슐화하는 FEC 송신기의 도면(400)이 도시되어 있다. 소스 데이터의 인코딩은 송신기(410)에 의해 수행될 수 있고, 송신기(410)는 Chen에 개시된 바와 같이 소스 데이터에 대한 소스 식별 데이터를 생성 및 송신한다. 도 4의 FEC 송신기는 멀티플렉서(120) 후에 배치된다는 점에서 도 1의 FEC 송신기(110)와는 상이하다.
예를 들어, 특정한 프로그램의 비디오 및 오디오 정보와 같은 소스 데이터를 운반하는 TS 패킷들은 FEC 송신기에 의해 인입 MPEG-2 TS로부터 디-멀티플렉싱되고, 소스 데이터가 원래 멀티플렉싱된 순서와 동일한 순서로 소스 패킷들로 수집된다. FEC 송신기는 소스 패킷들을 송신기(410)로 전송하고, 소스 및 복구 패킷들을 검색(retrieve)한다. 몇몇 구현예에서, 소스 패킷 사이즈는 1316 바이트로 설정되고, 이는 각각 188 바이트인 7개의 TS 패킷들에 정확하게 상응한다. TS 패킷들의 헤더 및 페이로드 모두는 FEC로 보호된다. 소스 패킷의 시작을 FEC 수신기에 시그널링하기 위해, MPEG-2 TS 패킷 헤더의 전송 우선순위 비트가 이용될 수 있다. 전송 우선순위 비트의 기능은 수신기에서 프로세싱될 필요가 있는 TS 패킷들을 더 높은 우선순위로 시그널링하는 것이다. 그러나, 이 비트는 일반적으로 DVB-T 송신에서 이용되지 않기 때문에, 소스 패킷들의 시작을 시그널링하기 위한 비트가 이용될 수 있다. 예를 들어, MPEG-2 TS 패킷은 송신기(410)로 전달되는 소스 패킷의 시작을 운반하는, 각각의 MPEG-2 TS 패킷에 대해 1로 설정된 전송 우선순위 비트를 가질 수 있다.
몇몇 구현예에서, 송신기(410)에 의해 생성된 복구 패킷들은, 이더넷 네트워크들에서의 동작을 위해 최적화된 1320 바이트 내지 1472 바이트까지의 범위의 가변 사이즈를 갖고, 이는 8개의 TS 패킷들의 페이로드에 상응한다. 복구 패킷들의 사이즈가 고정되지 않은 경우, 이 사이즈는 수신기에 시그널링될 필요가 있다. 복구 패킷 사이즈를 시그널링하기 위해, 복구 패킷들을 MPEG-2 TS로 캡슐화하기 전에 복구 패킷들의 시작에 2 바이트를 삽입할 수 있다. 복구 패킷의 정보를 운반하는 최후의 MPEG-2 TS 패킷이 복구 데이터로 완전히 채워지지 않으면, TS 패킷의 나머지가 패딩으로 채워질 수 있다.
FEC 송신기는 보호 기간 동안 순환 FIFO에서 송신기(410)에 의해 생성된 복구 패킷들을 저장한다. 그 후, 복구 패킷들은 보호 기간에 걸쳐 일반적으로 균일한 방식으로 멀티플렉싱된다. FEC 송신기는 원래의 서비스 비트 레이트 및 FEC 오버헤드에 기초하여, 복구 패킷들이 캡슐화되는 레이트를 자동으로 계산한다.
널(null) MPEG-2 TS 패킷이 복구 패킷으로부터 정보를 운반하고 있음을 시그널링하기 위해, MPEG-2 TS 패킷 헤더의 전송 우선순위 비트는 1로 설정될 수 있다. MPEG-2 TS 패킷 헤더의 페이로드 유닛 시작 표시자 비트가 이용되어, 복구 패킷의 시작을 FEC 수신기에 시그널링할 수 있다. 따라서, 복구 데이터를 포함하는 TS 널 패킷은, 송신기(410)에 의해 생성된 복구 패킷의 제 1 TS 널 패킷이면 1로 설정되는 페이로드 유닛 시작 표시자 비트를 가질 것이다. 전송 우선순위 비트 및 페이로드 유닛 시작 표시자 비트가 FEC 수신기에 의해 이용되어, 소스 및 복구 패킷들을 FEC 송신기에서 원래 수집되었던 바와 같이 수집한다. 소스 및 복구 패킷들을 FEC 수신기로 시그널링하기 위해, 전송 우선순위 비트 및 페이로드 유닛 시작 표시자 비트를 설명했지만, MPEG-2 TS 패킷 헤더의 다른 비트 필드들 또는 MPEG-2 TS 패킷들에서 소스 또는 복구 패킷들을 시그널링하기 위한 다른 기술들이 또한 이용될 수 있다.
대안적으로, FEC 송신기는 복구 패킷들의 전송을 시그널링하기 위해 전용 PID 값을 이용할 수 있다. 이 경우, 복구 패킷의 시작을 운반하는 패킷들은, 소스 패킷들의 경우에서와 같이 1로 설정된 전송 우선순위 비트를 가질 것이다. 레거시 수신기들이 전용 PID를 인식하지 않고 따라서 복구 데이터를 운반하는 MPEG-2 TS 패킷들을 폐기하도록, 전용 PID는 기본 스트림 또는 PSI/SI 테이블을 운반하기 위해 MPEG-2 TS에서 이용되지 않는 값으로 설정될 필요가 있다. 복구 데이터를 운반하는 TS 패킷들의 CC 필드는, 복구 데이터를 운반하는 이전 MPEG-2 TS 패킷에 대해 1만큼 증가된다. 이것은, FEC 수신기가 MPEG-2 TS의 송신 동안 손실된 누락 패킷들을 식별할 수 있게 한다. TEI 비트 및 CC 필드의 결합은 손실된 소스 및 복구 패킷들의 신뢰할 수 있는 검출을 제공할 수 있다.
FEC 패리티(즉, 복구) 데이터를 전송하기 위한 다른 옵션은 모든 프로그램들의 FEC 데이터를 포함할 수 있는 개별 FEC MPEG-2 TS 스트림의 생성이다. 대안적으로, FEC 패리티 데이터는, 예를 들어, 롱 텀 에볼루션(LTE) 또는 고속 패킷 액세스(HSPA)와 같은 다른 포인트-투-포인트 네트워크, 또는 예를 들어, DVB-H, DVB-SH(Digital Video Broadcasting - Satellite services to Handhelds), MediaFLO 또는 MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Services)와 같은 다른 브로드캐스트 네트워크와 같은 다른 수단을 통해 분배될 수 있다.
FEC 수신기
도 5를 참조하면, 수신된 MPEG-2 TS로부터 소스 패킷들 및 복구 패킷들을 분리하고, 디코딩된 소스 패킷들을 발신 MPEG-2 TS로 멀티플렉싱하는 FEC 수신기의 도면(500)이 도시되어 있다. 복구 데이터의 디코딩은 수신기(510)에 의해 수행될 수 있고, 수신기(510)는 Chen에 도시된 바와 같이, 소스 식별 데이터를 수신하고 소스 식별 데이터를 소스 데이터와 연관시킨다. 도 5의 FEC 수신기는 FEC 가능 수신기(140)의 디-멀티플렉서(144) 이전에 배치된다는 점에서 도 1의 FEC 수신기(146)와는 상이하다.
소스 및 복구 패킷들은 수신되는 순서와 동일한 순서로, 수신된 MPEG-2 TS로부터 수집된다. 전송 패리티 비트는 새로운 소스 또는 복구 패킷의 시작을 FEC 수신기에 나타낸다. TS 패킷들의 헤더의 TEI 비트 및 CC 필드는 잘못되거나 누락된 패킷들을 식별하기 위해 이용된다. 누락되거나 잘못된 하나의 MPEG-2 TS 패킷은, 그 TS 패킷이 속한 소스 또는 복구 패킷을 무효화시킨다. 잘못되고, 가능하게는 불완전한 소스 또는 복구 패킷들은 자동으로 폐기될 수 있고, 수신기(510)에 전달되지 않는다. FEC 수신기는, 멀티플렉싱될 디코딩된 패킷들을 위해 대역폭을 비워 두기 위해, 잘못 수신된 TS 패킷들을 널 TS 패킷들로서 오버라이트한다.
FEC 수신기는 정확하게 수신된 소스 및 복구 패킷들을 수신기(510)로 전송하고, 디코딩된 소스 패킷들을 검색한다. 수신기(510)로부터 검색된 디코딩된 소스 패킷들은 발신 MPEG-2 TS로 멀티플렉싱되기 전에 보호 기간 동안 순환 FIFO에 저장된다. 디코딩된 패킷들은, 수신된 스트림의 널 TS 패킷들에 의해 점유되는 위치들에서 발신 MPEG-2 TS로 멀티플렉싱된다.
디코딩된 서비스의 일시적 비트 레이트는 MPEG-2 TS의 엄격한 타이밍 모델을 달성하기 위해 유지될 필요가 있다. FEC 가능 서비스와 관련된 정확하게 수신된 TS 패킷들은 디코딩된 패킷들의 멀티플렉싱을 동기화시키기 위해 이용될 수 있다. 디코딩된 패킷들은 정확하게 수신된 TS 패킷들 사이의 갭을 채움으로써 멀티플렉싱되고, 이것은, 패킷들이 원래 멀티플렉싱된 원래의 비트 레이트를 유지시킨다. 오직 잘못 수신된 TS 패킷들만 소거되기 때문에, 소스 블록들이 디코딩될 수 없는 경우에도 서비스 품질에 손실을 없다.
보호량 및 보호 기간의 구성
AL-FEC에서, 보호량(즉, FEC 오버헤드)은 원래 데이터에 대한 송신된 복구 데이터의 비율이다. AL-FEC에 의해 적용되는 보호 기간(즉, 지속기간)은 1 소스 블록에 포함된 정보의 지속기간에 의해 결정된다. 1 소스 블록의 모든 정보가 디코딩되는 동안 저장될 필요가 있기 때문에, 채널 스위칭 시간 및 메모리 제약들은 보호 기간의 사이즈에 직접 의존한다. DVB-T 서비스들의 AL-FEC 보호의 경우, 보호량 및 보호 기간 둘 모두는 구성가능하다.
인코딩으로부터 생성된 FEC 복구 데이터가 비디오 및 오디오 정보와 동일한 MPEG-2 TS에서 송신되기 때문에, FEC 보호의 효율(작은 오버헤드)은 매우 중요하다. 바람직하게는, 원하는 성능을 달성하는 최소 오버헤드 FEC 코드들이 이용된다. 이 추가 FEC 데이터를 MPEG-2 TS 내에서 전달하기 위한 대역폭은, 예를 들어, 개념적으로 오직 가장 중요한 데이터 또는 가장 중요한 프로그램들만을 보호하거나, DVB-T에서 비점유 용량, MPEG-2 TS의 널 패킷들의 FEC 데이터로의 대체를 이용하거나, 개선된 비디오 인코딩 방식들에 의해 비디오 및/또는 오디오 비트 레이트를 감소시키거나, 또는 물리층 상의 코딩 레이트 및 대역폭 효율을 증가시켜 가용 비트 레이트를 변경시킴으로써 획득될 수 있다.
보호될 정보는 기본 스트림 기반으로 또는 서비스 기반으로 선택될 수 있어서, 이 구성은 각각의 송신된 서비스의 특성들 및 제약들에 적응될 수 있다. 텔레텍스트, 자막 또는 보충 데이터와 같은 정보는 더 중요한 데이터에 대한 FEC 보호의 효율을 최대화하기 위해 보호없이 남겨질 수 있다. 보호된 서비스의 경우, 그 서비스에 상응하는 모든 PES들이 FEC에 의해 보호될 필요가 있는 것은 아니다. 일예로, 텔레비젼 프로그램의 FEC 보호의 효율을 개선하기 위해, 예를 들어, 비디오 정보 및 오직 하나의 오디오 트랙과 같은 오직 가장 중요한 정보만 인코딩될 수 있다.
다른 예로, 3가지 유형의 프레임들: 임의의 다른 프레임들을 참조하지 않는 인트라(I) 프레임들 또는 키-프레임들; 과거에 제공된 I- 및 P-프레임들을 참조할 수 있는 예측(P) 프레임들; 및 과거 및 장래 둘 모두에 제공되는 I- 및 P-프레임들을 참조할 수 있는 양방향(B) 프레임들을 갖는 MPEG 표준에 따라 인코딩된 비디오 스트림을 고려한다. FEC 보호는 최고 우선순위 데이터 엘리먼트들에 대한 가용 대역폭의 이용을 최대화하기 위해, B-프레임들을 제외한 I- 및 P-프레임들로 제한될 수 있다.
보호량, 즉, FEC 오버헤드에 부가하여, 보호 기간이 또한 DVB-T 서비스들의 AL-FEC 보호에 의해 구성가능하다. MPE-FEC와는 달리, DVB-T의 AL-FEC의 보호 기간은 오직 메모리, 지연 및 채널 스위칭 시간 고려사항에 의해서만 제한된다. 따라서, AL-FEC는 고속 페이딩뿐만 아니라 셰도우잉에도 대응하도록 적용될 수 있다. 또한, DVB-H에 비해 DVB-T 서비스들의 더 높은 비트 레이트 및 계속적 송신은, AL-FEC가 동일한 채널 스위칭 시간 동안 MPE-FEC보다 실질적으로 더 긴 보호 기간을 달성할 수 있게 한다.
DVB-H에서는, 시간 슬라이싱에 기인하여, 사용자가 새로운 채널로 스위칭할 때 다음 버스트의 수신까지 대기할 필요가 있다. 다른 지연들이 없다고 가정하면, DVB-H에서의 채널 스위칭 시간은 평균적으로 사이클 시간의 1/2(즉, 버스트들 사이의 시간)과 동일하고, 최악의 시나리오에서 1 사이클 시간과 동일하다. 한편, DVB-T의 계속적 송신은 거의 일시적인 채널 스위칭을 가능하게 한다. DVB-T에서 AL-FEC가 이용되면, 채널 스위칭 시간은 보호 기간과 동일하다. 일예로, 사이클 시간이 DVB-H에서 2 초이고, AL-FEC의 보호 주기가 DVB-T에서 1 초로 구성되면, 평균 채널 스위칭 시간은 두 시스템들에서 유사한 반면, DVB-T의 경우의 보호 기간은 몇 배 더 길어진다(즉, DVB-T의 경우의 1s 대 DVB-H의 경우의 100~200ms). 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, FC 코드에 의해 제공되는 보호는 보호 기간에 의존한다.
AL-FEC에 의해 데이터를 보호하는 프로세스
도 1 및 4에 대한 참조에 대한 추가로 도 6을 참조하면, 통신 시스템에서 AL-FEC에 의해 데이터를 보호하는 프로세스(600)는 도시된 단계들을 포함한다. 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함한다. 레거시 수신기들의 동작은 AL-FEC에 의해 영향받지 않는다. 그러나, 프로세스(600)는 오직 예시적이고 제한적이 아니다. 프로세스(600)는, 예를 들어, 단계들을 추가, 제거 또는 재배열함으로써 변경될 수 있다.
단계(602)에서, 프로세서(예를 들어, 통신 링크의 소스 송신기 측의 프로세서)가 지속기간을 결정한다. 예를 들어, 지속기간은 모바일 수신에 대한 원하는 레벨의 보호를 달성하는 동시에, 사용자에 의해 경험되는 채널 스위칭을 감소시키도록 결정될 수 있다.
단계(604)에서, 프로세서는 데이터 스트림으로부터 소스 데이터의 패킷들을 분리 또는 분할한다. 예를 들어, 도 1의 FEC 송신기(110)의 프로세서는 비디오 PES로부터 비디오 데이터의 패킷들을 분할할 수 있다. 다른 예로, 도 4의 FEC 송신기의 프로세서는, 다수의 서비스들로부터 멀티플렉싱된 데이터를 포함하는 인입 MPEG-2 TS로부터 소스 데이터의 패킷들을 분리할 수 있다. 데이터 스트림은 DVB-T 데이터를 포함할 수 있다.
단계(606)에서, 프로세서는 소스 데이터의 패킷들을 지속기간에 상응하는 소스 블록들에 수집하고, 각각의 소스 블록은 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함한다. 일예로, 각각의 소스 블록은 소스 데이터의 7개의 MPEG-2 TS 패킷들을 포함하는 소스 패킷이다.
단계(608)에서, 인코더(예를 들어, 통신 링크의 소스 송신기 측의 인코더)가 소스 블록들을 인코딩하여 인코딩된 블록들을 생성하고, 각각의 인코딩된 블록은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함한다. 인코더는, Chen에 개시된 바와 같이, 소스 데이터에 대한 소스 식별 데이터를 생성 및 송신하는 도 4의 송신기의 일부일 수 있다. 일예로, 각각의 인코딩된 블록은, 복구 데이터의 8개의 MPEG-2 TS 패킷들로 분할될 수 있는 복구 패킷이다. 몇몇 구현예에서, 인코딩된 블록의 복구 데이터의 패킷들의 수는 소스 블록의 소스 데이터의 패킷들의 수보다 크다.
단계(610)에서, 송신기가 복구 데이터의 패킷들을 송신한다. 예를 들어, 복구 데이터의 패킷들은 FEC 기본 스트림으로 캡슐화될 수 있고, DVB-T 네트워크를 통해 송신되기 전에 도 1의 멀티플렉서(120)에 의해 다른 기본 스트림들과 멀티플렉싱될 수 있다. 다른 예로, 도 4의 FEC 송신기는 발신 MPEG-2 TS에서 다른 기본 스트림들로부터의 데이터의 패킷들과 복구 데이터의 패킷들을 멀티플렉싱할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 데이터 스트림으로부터 소스 데이터의 어떤 패킷들을 소스 블록들로 수집할지 여부가 결정되고, 데이터 스트림으로부터 소스 데이터의 패킷들의 적어도 일부는 소스 블록들로 수집되지 않는다. 예를 들어, 프로세서는 소스 데이터의 오직 가장 중요한 패킷들만이 인코딩을 위해 소스 블록들로 수집된다고 결정할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 프로세서는 소스 블록들에 대한 보호량을 결정하고, 소스 블록들의 인코딩은 보호량에 기초한다. 예를 들어, 보호량은 모바일 수신에 대한 원하는 레벨의 보호를 달성하는 동시에, 복구 데이터를 송신하는데 필요한 대역폭을 감소시키도록 결정될 수 있다.
AL-FEC에 의해 보호되는 데이터를 수신하는 프로세스
도 1 및 5에 대한 참조에 대한 추가로 도 7을 참조하면, 통신 시스템에서 AL-FEC에 의해 보호되는 데이터를 수신하는 프로세스(700)는 도시된 단계들을 포함한다. 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함한다. 레거시 수신기들의 동작은 AL-FEC에 의해 영향받지 않는다. 그러나, 프로세스(700)는 오직 예시적이고 제한적이 아니다. 프로세스(700)는, 예를 들어, 단계들을 추가, 제거 또는 재배열함으로써 변경될 수 있다.
단계(702)에서, 수신기가 복구 데이터의 패킷들을 수신한다. 예를 들어, 도 1의 FEC-가능 수신기(140)의 DVB-T 수신기(142)가 복구 데이터의 패킷들을 수신할 수 있다. 다른 예로, 도 5의 FEC 수신기가 복구 데이터의 패킷들을 수신할 수 있다.
단계(704)에서, 프로세서(예를 들어, 통신 링크의 수신기 측의 프로세서)가 수신된 데이터 스트림으로부터 복구 데이터의 패킷들을 분리 또는 분할한다. 예를 들어, 복구 데이터의 패킷들은 도 1의 FEC-가능 수신기(140)의 디-멀티플렉서(144)에 의해 수신된 MPEG-2 TS로부터 디-멀티플렉싱되고, FEC 기본 스트림으로 캡슐화될 수 있다. 그 후, 복구 데이터의 패킷들은 FEC 기본 스트림으로부터 분할될 수 있다. 다른 예로, 도 5의 FEC 수신기의 프로세서는, 다수의 서비스들로부터의 데이터의 수신된 패킷들을 포함하는 인입 MPEG-2 TS로부터 복구 데이터의 패킷들을 분리할 수 있다. 수신된 데이터 스트림은 DVB-T 데이터를 포함할 수 있다.
단계(706)에서, 프로세서는 복구 데이터의 수신된 패킷들을 인코딩된 블록들로 수집하고, 각각의 인코딩된 블록은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함한다. 일예로, 각각의 인코딩된 블록은 복구 데이터의 8개의 수신된 MPEG-2 TS로부터 수집된 복구 패킷이다.
단계(708)에서, 디코더(예를 들어, 통신 링크의 수신기 측의 디코더)가 인코딩된 블록들을 디코딩하여 소스 블록들을 생성하고, 각각의 소스 블록은 미리 결정된 지속기간에 상응하고, 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함한다. 디코더는, Chen에 개시된 바와 같이, 소스 식별 데이터를 수신하고, 소스 식별 데이터를 소스 데이터와 연관시키는 도 5의 수신기(510)의 일부일 수 있다. 일예로, 디코더에 의해 생성되는 각각의 소스 블록은, 정정된 소스 데이터의 7개의 MPEG-2 TS 패킷들로 분할될 수 있는 정정된 소스 패킷이다. 몇몇 구현예에서, 인코딩된 블록의 복구 데이터의 패킷들의 수는 소스 블록의 소스 데이터의 패킷들의 수보다 크다. 몇몇 구현예에서, 인코딩된 블록들은 미리 결정된 보호량에 기초하여 디코딩된다.
단계(710)에서, 프로세서가 소스 데이터의 패킷들을 수집하여, 송신된 데이터 스트림을 재생성한다. 예를 들어, 도 1의 FEC 수신기(146)의 프로세서는 정정된 소스 데이터의 패킷들을 수집하여, 송신된 비디오 PES를 재생성할 수 있다. 다른 예로, 도 4의 FEC 수신기의 프로세서는 다수의 서비스들로부터의 수신된 데이터를 갖는 정정된 소스 데이터의 패킷들을, 도 4의 송신된 MPEG-2 TS를 재생성하는 발신 MPEG-2 TS로 수집할 수 있다.
DVB-T 서비스들의 AL-FEC 보호의 성능 평가
고속 푸리에 변환(FFT)의 DVB-T 물리층 구성을 8K로 가정하고, 가드 간격을 1/4로 가정하고, 16 직교 진폭 변조(QAM)를 가정하고, 코딩 레이트를 1/2로 가정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이용된 송신 모드는 대략 9.95 Mbps의 총 비트 레이트를 제공한다. DVB-T 서비스들의 AL-FEC의 평가의 경우, 2.5 Mbps의 서비스가 이상적 FEC 구현에 의해 보호된다. 소스 및 복구 심볼의 사이즈는 184 바이트로 구성되고, 이는 하나의 TS 패킷의 페이로드에 상응하고, 따라서, 각각의 심볼은 하나의 MPEG-2 TS 패킷에 직접 맵핑되었다. 단순화를 위해, 디코딩을 수행하기 위해 어떠한 시그널링 오버헤드(예를 들어, 해시 시퀀스들)도 필요하지 않은 것으로, 즉, 모든 FEC 오버헤드가 복구 데이터의 송신에 전용되는 것으로 가정하였다. 이 가정들은 성능의 상한에 대응하지만, 실제 구현예로부터 예측되는 편차는 근소하였다. 또한, 인코딩/디코딩을 위한 이상적 소거 코드들, 즉, 소스 블록들이 어떠한 추가 FEC 심볼 오버헤드없이 성공적으로 디코딩될 수 있는 것으로 가정하였다.
TU6 실험 측정치를 이용하여 모바일 성능을 평가하였다. 실험 측정치 셋업은, DVB-T 변조기, TU6 채널 모델을 에뮬레이팅하기 위한 신호 생성기, 및 TS 계층에서 에러 데이터를 기록할 수 있는 DVB-T 측정 시스템으로 구성되었다. TS 계층에서 에러 데이터를 기록함으로써, 링크 계층 시뮬레이션을 이용하여 상위 계층들의 성능을 에뮬레이팅할 수 있었다. 전술한 바와 같이 구성된 송신 모드에 대해, 0 내지 30 dB의 캐리어-대-잡음비(CNR)의 범위에서, 및 10 Hz 및 80 Hz의 도플러 값들에 대해 측정치들을 획득하였다.
AL-FEC의 성능을 측정하기 위한 메트릭으로서 패킷 에러 비율(PER)을 이용하였다. PER은 적어도 하나의 에러가 존재하는 패킷들의 비율이다. 시뮬레이션된 AL-FEC의 경우, 패킷은 소스 패킷에 대응하였다. 1%의 PER 값이 서비스 품질 기준이었다.
도 8을 참조하면, TU6에서 AL-FEC에 의해 시뮬레이션된 DVB-T 서비스들의 모바일 성능의 플롯(800)이 도시되어 있다. AL-FEC는 1 초의 보호 기간으로 구성되었다. AL-FEC는 0%, 15%, 20%, 33%, 50% 및 100%의 보호량(즉, FEC 오버헤드)으로 구성된다.
도 8은, AL-FEC가 가능한 경우, DVB-T의 성능이 상당히 증가하여 CNR 임계치의 관점에서 중요한 이득을 달성함을 나타낸다. AL-FEC에 의해 획득되는 이득은 낮은 범위의 도플러에서 5 dB까지이고, 높은 범위에서는 6 dB까지이다. AL-FEC은, FEC 오버헤드와 무관하게 1 초의 보호 기간으로 구성된다. 낮은 도플러 시프트에 의해 유발되는 에러들은 더 긴 에러 버스트들로 그룹화되는 경향이 있다. 더 긴 보호 기간들은 더 짧은 지속기간의 보호 기간들보다 이러한 종류의 에러 분포에 더 효과적으로 대응할 수 있다. 10 Hz와 80 Hz 사이의 손실은 평가된 모든 FEC 오버헤드들에 대해 약 2 dB이다.
도 9및 10을 참조하면, 각각 10 Hz 및 80 Hz의 도플러로 구성된 TU6 채널에서 AL-FEC에 의해 시뮬레이션된 DVB-T 서비스들의 모바일 성능에 대한 플롯(900 및 1000)이 도시되어 있다. 도 9 및 10은 AL-FEC의 이상적 구현에 대한 보호 기간 및 FEC 복구 오버헤드(즉, 보호량)의 효과를 도시한다.
도 10에서, 0.2 초의 보호 기간은 80 Hz의 높은 도플러 값에서 고속 페이딩에 의해 유발된 에러들을 복구하기에 충분하다. 이 경우, 0.2 초와 10 초의 보호 기간 사이의 차는 단지 1 dB보다 약간 크다. 도 9의 낮은 도플러 값의 경우, 1 초의 보호 기간은 0.2 초의 보호 기간에 비해 1 dB만큼 수신을 개선시킬 수 있다. 2 초보다 큰 보호 기간들은 고속 페이딩에 대항하는데 거의 이점이 없거나 전혀 이점이 없다.
셰도우잉의 존재 시에 DVB-T 서비스들의 AL-FEC 보호를 나타내고, DVB-T 서비스들의 AL-FEC 보호를 DVB-H 서비스들의 MPE-FEC 보호와 비교하는 추가적 시뮬레이션 결과들은, 2009년 광대역 멀티미디어 시스템들 및 브로드캐스팅에 대한 IEEE 국제 심포지엄의 진행에서 2009년 5월 13-15일에 공표된 David Gozalvez 등의 "Mobile Reception of DVB T Services by Means of AL FEC Protection"에 개시되어 있다.
네트워크 플래닝
네트워크 플래닝 문제는 DVB-T 서비스들의 AL-FEC 보호의 추가에서 발생한다. 고정 수신은 일반적으로 건물의 지붕에 위치된 높은 이득의 안테나들에 의해 수행되지만, 모바일 수신은 지상 레벨에서 낮은 이득의 안테나를 이용한 수신을 특징으로 한다. 높이에서의 손실 및 모바일 안테나의 이용에 기인한 성능에서의 열화는, 특히 도시 시나리오에서 DVB-T 시스템들의 링크 비용에 영향을 준다. 고정 수신을 위해 플래닝된 DVB-T 네트워크들의 경우, DVB-T 서비스들의 AL-FEC 보호 또는 안테나 다이버시티 기술들의 이용이 일반적으로 최상의 커버리지 조건들을 갖는 영역에서의 모바일 수신을 제공할 수는 있지만, 고정 DTT 서비스들의 레벨에 필적할만한 커버리지 레벨을 갖는 모바일 수신을 제공할 수는 없다. 한편, 휴대용 수신을 위해 플래닝된 DVB-T 네트워크들은 높이에서의 손실 및 더 낮은 이득의 안테나에 기인한 악영향을 고려한다. AL-FEC와 (송신기 및/또는 수신기에서의 이용을 위한) 안테나 다이버시티 기술들의 결합된 이득은 휴대용 수신을 위해 배치된 DVB-T 네트워크들에서 이용되어, 고정 DVB-T 서비스들의 영역과 유사한 커버리지 영역을 갖는 모바일 DVB-T 서비스들을 제공할 수 있다.
지상 네트워크들에서 모바일 서비스들의 더 많이 요구되는 수신에 부분적으로 대응하기 위한 하나의 가능성은 계층적 변조 및 새로운 스케일러블 비디오 코딩(SVC) 비디오 코덱을 이용하는 것이다. 계층적 모드들과 H.264/AVC(Advanced Video Coding)의 SVC의 결합된 이용은 고정 및 모바일 DVB-T 서비스들의 동시 제공에 대해 높은 잠재성을 제공한다. 새로운 SVC 확장의 이용은 기본층과 향상층을 2개의 계층적 스트림들을 통해 송신함으로써 모바일 서비스들을 향상시킬 수 있다. 고정 단말들은 높은 품질의 서비스를 검색하기 위해 기본층 및 향상층 모두를 수신할 필요가 있을 수 있는 반면, 모바일 단말들은 오직 기본층만을 수신할 필요가 있다. 기본층은, 모바일 사용자들에 의한 수신을 보장하기 위해, 더 견고한 스트림을 통해 송신될 뿐만 아니라 AL-FEC에 의해 보호될 것이다.
상세한 설명에 관한 고려사항들
본 출원과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들이 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능한 논리 장치, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들 또는 설명된 기능들을 구현하도록 설계된 이들의 조합을 통해 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적으로, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 관련한 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 이러한 구성들의 조합과 같은 계산 장치들의 결합으로서 구현될 수 있다.
본 출원과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 블록들은 하드웨어로, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 이 둘의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래쉬 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드디스크, 휴대용 디스크, CD-ROM 또는 기술 분야에 공지된 임의의 형태의 저장 매체에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하고, 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 연결된다. 대안적으로 저장 매체는 프로세서에 통합될 수 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 상주할 수 있다. ASIC는 사용자 단말에 상주할 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말에 개별 컴포넌트들로 상주할 수 있다.
하나 이상의 예시적인 설계들에서, 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합을 통해 구현될 수 있다. 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어로 구현되는 경우, 상기 기능들은 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장되거나, 또는 이들을 통해 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 일 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 이전을 용이하게 하기 위한 임의의 매체를 포함하는 통신 매체를 포함한다. 저장 매체는 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용한 매체일 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 장치들, 또는 명령 또는 데이터 구조의 형태로 요구되는 프로그램 코드 수단을 저장 또는 전달하는데 사용될 수 있고, 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터 또는 범용 프로세서 또는 특수 목적 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 임의의 연결 수단이 컴퓨터 판독가능한 매체로 간주될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍선, 디지털 가입자 라인(DSL), 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술들을 이용하여 전송되는 경우, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍선, DSL, 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술들이 이러한 매체의 정의에 포함될 수 있다. 여기서 사용되는 disk 및 disc는 컴팩트 disc(CD), 레이저 disc, 광 disc, DVD, 플로피 disk, 및 블루-레이 disc를 포함하며, 여기서 disk들은 데이터를 자기적으로 재생하지만, disc들은 레이저를 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기 조합들 역시 컴퓨터 판독가능한 매체의 범위 내에 포함된다.
상기 설명은 당업자가 개시된 장치, 시스템들 및 방법들 이용 및/또는 실시할 수 있도록 제공된다. 본 출원에 대한 다양한 변형들은 당업자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 출원의 사상 또는 범주를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 출원은 여기에 제시된 실시예들 및 설계들로 한정되는 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 부합하는 가장 넓은 범위와 조화된다.

Claims (43)

  1. 통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 데이터를 보호하는 방법으로서, 상기 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 상기 레거시 수신기들의 동작은 상기 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고,
    상기 방법은,
    지속기간을 결정하는 단계;
    소스 데이터의 패킷들을 상기 지속기간에 대응하는 소스 블록들로 수집(assembling)하는 단계 ―상기 소스 블록 각각은 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―;
    인코딩된 블록들을 생성하기 위해 상기 소스 블록들을 인코딩하는 단계 ―상기 인코딩된 블록 각각은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및
    상기 복구 데이터의 패킷들을 송신하는 단계를 포함하는,
    데이터를 보호하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터는 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함하는, 데이터를 보호하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 데이터의 패킷들을 데이터 스트림으로부터 분리 또는 분할하는 단계를 더 포함하는, 데이터를 보호하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인코딩된 블록의 상기 복구 데이터의 패킷들의 수는 소스 블록의 상기 소스 데이터의 패킷들의 수보다 큰, 데이터를 보호하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    데이터 스트림으로부터 어떤 소스 데이터의 패킷들을 소스 블록들로 수집할지를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 데이터 스트림으로부터의 상기 소스 데이터의 패킷들의 적어도 일부는 소스 블록들로 수집되지 않는, 데이터를 보호하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 블록들에 대한 보호량을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 소스 블록들은 상기 보호량에 기초하여 인코딩되는, 데이터를 보호하는 방법.
  7. 통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 보호되는 데이터를 수신하는 방법으로서, 상기 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 상기 레거시 수신기들의 동작은 상기 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고,
    상기 방법은,
    복구 데이터의 패킷들을 수신하는 단계;
    상기 수신된 복구 데이터의 패킷들을 인코딩된 블록들로 수집하는 단계 ―상기 인코딩된 블록 각각은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―;
    소스 블록들을 생성하기 위해 상기 인코딩된 블록들을 디코딩하는 단계 ―상기 소스 블록 각각은 미리 결정된 지속기간에 대응하고 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및
    송신된 데이터 스트림을 재생성하기 위해 상기 소스 데이터의 패킷들을 수집하는 단계를 포함하는,
    데이터를 수신하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 송신된 데이터 스트림은 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함하는, 데이터를 수신하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복구 데이터의 패킷들을 수신된 데이터 스트림으로부터 분리 또는 분할하는 단계를 더 포함하는, 데이터를 수신하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 인코딩된 블록들은 미리 결정된 보호량에 기초하여 디코딩되는, 데이터를 수신하는 방법.
  11. 통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 데이터를 보호하는 장치로서, 상기 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 상기 레거시 수신기들의 동작은 상기 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고,
    상기 장치는,
    지속기간을 결정하고, 소스 데이터의 패킷들을 상기 지속기간에 대응하는 소스 블록들로 수집하도록 구성되는 프로세서 ―상기 소스 블록 각각은 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―;
    상기 프로세서에 통신가능하게 연결되고, 인코딩된 블록들을 생성하기 위해 상기 소스 블록들을 인코딩하도록 구성되는 인코더 ―상기 인코딩된 블록 각각은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및
    상기 인코더에 통신가능하게 연결되고 상기 복구 데이터의 패킷들을 송신하도록 구성되는 송신기를 포함하는,
    데이터를 보호하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 데이터는 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함하는, 데이터를 보호하는 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 소스 데이터의 패킷들을 데이터 스트림으로부터 분리 또는 분할하도록 추가적으로 구성되는, 데이터를 보호하는 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 인코딩된 블록의 상기 복구 데이터의 패킷들의 수는 소스 블록의 상기 소스 데이터의 패킷들의 수보다 큰, 데이터를 보호하는 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세서는 데이터 스트림으로부터 어떤 소스 데이터의 패킷들을 소스 블록들로 수집할지를 결정하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 데이터 스트림으로부터의 상기 소스 데이터의 패킷들의 적어도 일부는 소스 블록들로 수집되지 않는, 데이터를 보호하는 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 소스 블록들에 대한 보호량을 결정하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 인코더는 상기 소스 블록들을 상기 보호량에 기초하여 인코딩하도록 구성되는, 데이터를 보호하는 장치.
  17. 통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 보호되는 데이터를 수신하도록 구성되는 장치로서, 상기 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 디바이스들을 포함하고, 상기 레거시 수신기들의 동작은 상기 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고,
    상기 장치는,
    복구 데이터의 패킷들을 수신하도록 구성되는 수신기;
    상기 수신기에 통신가능하게 연결되고, 상기 수신된 복구 데이터의 패킷들을 인코딩된 블록들로 수집하도록 구성되는 수집 모듈 ―상기 인코딩된 블록 각각은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및
    상기 수집 모듈에 통신가능하게 연결되고, 소스 블록들을 생성하기 위해 상기 인코딩된 블록들을 디코딩하도록 구성되는 디코더를 포함하고,
    상기 소스 블록 각각은 미리 결정된 지속기간에 대응하고 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함하고,
    상기 수집 모듈은 송신된 데이터 스트림을 재생성하기 위해 상기 소스 데이터의 패킷들을 수집하도록 추가적으로 구성되는,
    데이터를 수신하도록 구성되는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 수신기에 통신가능하게 연결되고, 상기 복구 데이터와 연관된 식별자가 원하는 서비스에 대응한다고 결정하도록 구성되는 프로세서를 더 포함하는, 데이터를 수신하도록 구성되는 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 수신기는, 상기 복원 데이터의 패킷들, 상기 원하는 서비스의 소스 데이터의 패킷들 및 다른 서비스들의 데이터의 패킷들을 포함하는 수신된 데이터 스트림의 일부로서 상기 복원 데이터의 패킷들을 수신하도록 구성되고,
    상기 장치는, 상기 수신기에 통신가능하게 연결되고, 상기 수신된 데이터 스트림으로부터 상기 원하는 서비스의 소스 데이터의 패킷들 및 상기 복구 데이터의 패킷들을 디멀티플렉싱하도록 구성되는 디멀티플렉서를 더 포함하는, 데이터를 수신하도록 구성되는 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 송신된 데이터 스트림은 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함하는, 데이터를 수신하도록 구성되는 장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 디코더는 미리 결정된 보호량에 기초하여 상기 인코딩된 블록들을 디코딩하도록 구성되는, 데이터를 수신하도록 구성되는 장치.
  22. 통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 보호되는 데이터를 수신하도록 구성되는 장치로서,
    원하는 서비스의 소스 데이터의 패킷들 및 상기 원하는 서비스에 대한 복구 데이터의 패킷들을 수신하도록 구성되는 수신기 ―상기 복구 데이터는 상기 원하는 서비스의 상기 소스 데이터의 에러들을 정정하기 위한 것임―;
    상기 수신기에 통신가능하게 연결되고, 상기 소스 데이터와 연관된 제 1 식별자가 상기 원하는 서비스에 대응한다고 결정하고, 상기 복구 데이터와 연관된 제 2 식별자가 상기 원하는 서비스에 대응하지 않는다고 결정하고, 상기 복구 데이터의 패킷들을 폐기하도록 구성되는 프로세서; 및
    상기 프로세서에 통신가능하게 연결되고, 상기 원하는 서비스의 송신된 데이터 스트림을 재생성하기 위해 상기 소스 데이터의 상기 패킷들을 수집하도록 구성되는 수집 모듈을 포함하는,
    데이터를 수신하도록 구성되는 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 송신된 데이터 스트림은 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함하는, 데이터를 수신하도록 구성되는 장치.
  24. 통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 데이터를 보호하기 위한 컴퓨터 프로그램 물건으로서, 상기 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 상기 레거시 수신기들의 동작은 상기 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고,
    상기 컴퓨터 프로그램 물건은, 프로세서로 하여금,
    지속기간을 결정하게 하고;
    소스 데이터의 패킷들을 상기 지속기간에 대응하는 소스 블록들 ―상기 소스 블록 각각은 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함― 로 수집하게 하고;
    인코딩된 블록들 ―상기 인코딩된 블록 각각은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함함― 을 생성하기 위해 상기 소스 블록들을 인코딩하게 하고;
    상기 복구 데이터의 패킷들을 송신하게 하도록 구성되는 프로세서 판독가능 명령들을 저장하는 프로세서 판독가능 매체를 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 데이터는 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 물건.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 프로세서 판독가능 매체는 상기 프로세서로 하여금, 상기 소스 데이터의 패킷들을 데이터 스트림으로부터 분리 또는 분할하게 하도록 추가적으로 구성되는, 컴퓨터 프로그램 물건.
  27. 제 24 항에 있어서,
    인코딩된 블록의 상기 복구 데이터의 패킷들의 수는 소스 블록의 상기 소스 데이터의 패킷들의 수보다 큰, 컴퓨터 프로그램 물건.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 프로세서 판독가능 매체는 상기 프로세서로 하여금, 데이터 스트림으로부터 어떤 소스 데이터의 패킷들을 소스 블록들로 수집할지를 결정하게 하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 데이터 스트림으로부터의 소스 데이터의 패킷들 중 적어도 일부는 소스 블록들로 수집되지 않는, 컴퓨터 프로그램 물건.
  29. 제 24 항에 있어서,
    상기 프로세서 판독가능 매체는 상기 프로세서로 하여금, 상기 소스 블록들에 대한 보호량을 결정하게 하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 소스 블록들은 상기 보호량에 기초하여 인코딩되는, 컴퓨터 프로그램 물건.
  30. 통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 보호되는 데이터를 수신하기 위한 컴퓨터 프로그램 물건으로서, 상기 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 상기 레거시 수신기들의 동작은 상기 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고,
    상기 컴퓨터 프로그램 물건은, 프로세서로 하여금,
    복구 데이터의 패킷들을 수신하게 하고;
    상기 수신된 복구 데이터의 패킷들을 인코딩된 블록들 ―상기 인코딩된 블록 각각은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함함― 로 수집하게 하고;
    소스 블록들 ―상기 소스 블록 각각은 미리 결정된 지속기간에 대응하고 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함― 을 생성하기 위해 상기 인코딩된 블록들을 디코딩하게 하고;
    송신된 데이터 스트림을 재생성하기 위해 상기 소스 데이터의 패킷들을 수집하게 하도록 구성되는 프로세서 판독가능 명령들을 저장하는 프로세서 판독가능 매체를 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 송신된 데이터 스트림은 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 물건.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 프로세서 판독가능 매체는 상기 프로세서로 하여금, 상기 복구 데이터의 패킷들을 수신된 데이터 스트림으로부터 분리 또는 분할하게 하도록 추가적으로 구성되는, 컴퓨터 프로그램 물건.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 인코딩된 블록들은 미리 결정된 보호량에 기초하여 디코딩되는, 컴퓨터 프로그램 물건.
  34. 통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 데이터를 보호하도록 구성되는 시스템으로서, 상기 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 상기 레거시 수신기들의 동작은 상기 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고,
    상기 시스템은,
    지속기간을 결정하기 위한 수단;
    소스 데이터의 패킷들을 상기 지속기간에 대응하는 소스 블록들로 수집하기 위한 수단 ―상기 소스 블록 각각은 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―;
    인코딩된 블록들을 생성하기 위해 상기 소스 블록들을 인코딩하기 위한 수단 ―상기 인코딩된 블록 각각은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및
    상기 복구 데이터의 패킷들을 송신하기 위한 수단을 포함하는,
    데이터를 보호하도록 구성되는 시스템.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 데이터는 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함하는, 데이터를 보호하도록 구성되는 시스템.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 소스 데이터의 상기 패킷들을 데이터 스트림으로부터 분리 또는 분할하기 위한 수단을 더 포함하는, 데이터를 보호하도록 구성되는 시스템.
  37. 제 34 항에 있어서,
    인코딩된 블록의 상기 복구 데이터의 패킷들의 수는 소스 블록의 상기 소스 데이터의 패킷들의 수보다 큰, 데이터를 보호하도록 구성되는 시스템.
  38. 제 34 항에 있어서,
    데이터 스트림으로부터 어떤 소스 데이터의 패킷들을 소스 블록들로 수집할지를 결정하기 위한 수단을 더 포함하고,
    상기 데이터 스트림으로부터의 소스 데이터의 패킷들 중 적어도 일부는 소스 블록들로 수집되지 않는, 데이터를 보호하도록 구성되는 시스템.
  39. 제 34 항에 있어서,
    상기 소스 블록들에 대한 보호량을 결정하기 위한 수단을 더 포함하고,
    상기 소스 블록들은 상기 보호량에 기초하여 인코딩되는, 데이터를 보호하도록 구성되는 시스템.
  40. 통신 시스템에서 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 보호되는 데이터를 수신하도록 구성되는 시스템으로서, 상기 통신 시스템은 레거시 수신기들을 갖는 제 1 디바이스들 및 FEC-가능 수신기들을 갖는 제 2 디바이스들을 포함하고, 상기 레거시 수신기들의 동작은 상기 애플리케이션 계층 순방향 에러 정정에 의해 영향받지 않고,
    상기 시스템은,
    복구 데이터의 패킷들을 수신하기 위한 수단;
    상기 수신된 복구 데이터의 패킷들을 인코딩된 블록들로 수집하기 위한 수단 ―상기 인코딩된 블록 각각은 복구 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―;
    소스 블록들을 생성하기 위해 상기 인코딩된 블록들을 디코딩하기 위한 수단 ―상기 소스 블록 각각은 미리 결정된 지속기간에 대응하고 소스 데이터의 다수의 패킷들을 포함함―; 및
    송신된 데이터 스트림을 재생성하기 위해 상기 소스 데이터의 패킷들을 수집하기 위한 수단을 포함하는,
    데이터를 수신하도록 구성되는 시스템.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 송신된 데이터 스트림은 디지털 비디오 브로드캐스팅 - 지상 데이터를 포함하는, 데이터를 수신하도록 구성되는 시스템.
  42. 제 40 항에 있어서,
    상기 복구 데이터의 패킷들을 수신된 데이터 스트림으로부터 분리 또는 분할하기 위한 수단을 더 포함하는, 데이터를 수신하도록 구성되는 시스템.
  43. 제 40 항에 있어서,
    상기 인코딩된 블록들은 미리 결정된 보호량에 기초하여 디코딩되는, 데이터를 수신하도록 구성되는 시스템.
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