KR20160107149A - 차세대 방송 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

차세대 방송 아키텍쳐에서, 방송 게이트웨이는 데이터 파일의 세그먼트들을 방송 전송 시스템에 및 서버에 전송할 수 있다. 방송 전송 시스템은 세그먼트들을 사용자 장비(UE) 디바이스에 무선으로 전송한다. UE 디바이스가 세그먼트를 디코딩하지 못하면, 그 세그먼트의 재전송 요청을 IP 네트워크를 통해 서버에 전송한다. 서버는 요청된 세그먼트를 IP 네트워크를 통해 UE 디바이스에 재전송한다. 또한, 게이트웨이는 가변 비트 레이트를 갖는 하나 이상의 IP 데이터 흐름(예를 들어, 비디오 스트림)을 수신할 수 있다. 게이트웨이는, 결과적인 코딩된 IP 데이터 흐름들이 방송 전송 시스템의 일정한 물리적 트랜스포트 레이트와 정합하는 합계 비트 레이트를 갖도록 동적으로-변동하는 코딩을 IP 데이터 흐름들에 적용할 수 있다.

Description

차세대 방송 시스템 및 방법{NEXT GENERATION BROADCAST SYSTEM AND METHOD}
본 출원은 통신분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는 지상 무선 텔레비전 방송을 위한 메커니즘에 관한 것이다.
지상 방송을 위한 새로운 메커니즘, 즉 IP-기반의 네트워크와 호환되는 메커니즘의 필요성이 존재한다.
차세대 방송(NGB; next generation broadcasting) 시스템 제안의 정황 내에서, 우리는 인터넷으로부터 디지털 콘텐츠의 복수의 스트림을 수신하고 고정된 또는 모바일 사용자 장비(UE)에 의한 수신을 위한 공중 방송용으로 이들을 처리하기 위한 차세대 방송 시스템 아키텍쳐를 개시한다. 에어 인터페이스의 방송측상에는 2개 부분, 즉, 새로운 변조기 아키텍쳐, 및 새로운 게이트웨이 아키텍쳐가 존재한다. 변조기는 복수의 데이터 스트림을 취하여 이들을 처리하여, 일정한 레이트로 송출되는 수퍼 프레임들로 구성된 견고한 트랜스포트 스트림화한다. 트랜스포트 스트림은 효율적으로 방송될 수 있고, 효율적으로 수신되어 UE에서 디코딩되어 하나 이상의 개별 데이터 스트림을 골라낸다. 게이트웨이는 인터넷과의 광대역 인터페이스를 가지며, 서비스를 제공하고, 인터넷 프로토콜(IP)로 된 복수의 데이터 스트림을 취하여, 데이터를 제어 신호와 함께 하나 이상의 변조기에 스트리밍한다. 게이트웨이는 각 전송기당 하나씩의 복수의 변조기를 조율하여 복수의 전송기의 단일 주파수 네트워크(SFN; single frequency network)를 달성할 수 있다. 한 세트의 실시예에서, (데이터 파일의 사용자 장비 디바이스로의 전달을 용이하게 하도록) 서버를 동작시키기 위한 방법은 다음과 같은 동작들을 포함할 수 있다. 서버는 IP 네트워크의 일부이다.
이 방법은 방송 게이트웨이로부터 데이터 파일의 세그먼트들을 수신하는 단계를 포함하고, 여기서, 방송 전송 시스템은 또한 방송 게이트웨이로부터 세그먼트들을 수신하여 이들을 RF 신호의 일부로서 공간에 전송한다. UE 디바이스는 RF 신호를 수신해 RF 신호로부터 성공적으로 복구할 수 없는 하나 이상의 세그먼트를 식별하는 하나 이상의 누락 세그먼트 표시(missing segment indication)를 생성하도록 구성되고, 여기서, UE 디바이스는 또한 (예를 들어, IP 네트워크에 결합되는 WiFi 액세스 포인트로의 WiFi 접속을 이용해, 또는 IP 네트워크에 결합되는 LTE eNodeB로의 무선 접속을 이용해) 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 IP 네트워크를 통해 서버에 전송하도록 구성된다.
이 방법은 UE 디바이스로부터 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 수신하는 단계를 포함한다.
이 방법은 IP 네트워크를 통해(예를 들어, 동일한 WiFi 접속이나 LTE 접속을 통해) UE 디바이스에 누락 세그먼트 표시에 의해 식별된 하나 이상의 세그먼트를 전송하는 단계를 포함한다.
한 세트의 실시예에서, (데이터 파일의 사용자 장비 디바이스로의 전달을 용이하게 하도록) 사용자 장비 디바이스를 동작시키기 위한 방법은 다음과 같은 동작들을 포함할 수 있다.
이 방법은 방송 전송 시스템에 의해 무선으로 전송되는 RF 신호의 노이즈-교란된 버전(noise-perturbed version)을 수신하는 단계를 포함하고, 여기서, 방송 전송 시스템은 RF 신호에서 데이터 파일의 세그먼트들을 전송한다.
이 방법은 (예를 들어, 기저대역으로의 하향변환, 아날로그-대-디지털 변환, 심볼 추정 및 데이터 디코딩 등의 종래의 수단에 의해) 노이즈-교란된 버전에 관해 동작하여 세그먼트들의 추정치를 복구하는 단계를 포함한다.
이 방법은, (예를 들어, CRC 등의 에러 검출 코드를 분석함으로써) 추정치를 분석하여 어느 세그먼트가 성공적으로 수신되지 않았는지를 판정하는 단계를 포함한다.
이 방법은, IP 네트워크를 통해 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 서버에 전송하는 단계를 포함하고, 누락 세그먼트 표시들 각각은 (예를 들어, 그 시퀀스 번호 및/또는 수신 시간 스탬프에 의해) 성공적으로 수신되지 않은 세그먼트들 중 대응하는 것을 식별한다.
한 세트의 실시예에서, 멀티-스트림 변조기는 방송 전송 시스템에 의해 전송될 하나 이상의 데이터 스트림에 동적으로-변동하는 코딩 레이트로 채널 인코딩을 적용하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 데이터 스트림들 중 적어도 하나는 가변 레이트 스트림(즉, 단위 시간당 가변 개수의 정보 비트를 포함함)이고, 방송 전송 시스템은 일정한 물리적 트랜스포트 레이트로 데이터를 전송하도록 구성된다. 멀티-스트림 변조기는, 채널 인코딩 유닛, 레이트 정합 유닛(RMU; rate matching unit), 및 제어 유닛을 포함할 수 있다.
채널 인코딩 유닛은 각각 하나 이상의 코딩된 스트림을 획득하기 위해 하나 이상의 데이터 스트림에 고정된 코딩 레이트로 채널 코딩을 적용하도록 구성된다.
레이트 정합 유닛(RMU)은, 하나 이상의 각각의 수정된 스트림을 획득하기 위하여 하나 이상의 코딩된 스트림을 수정하도록 구성되고, 여기서, RMU는 하나 이상의 코딩된 스트림 내에 널 값을 주입함으로써 및/또는 하나 이상의 코딩된 스트림의 선택된 값들을 펑쳐링(즉, 폐기)함으로써 하나 이상의 코딩된 스트림을 수정하도록 구성된다.
제어 유닛은, 하나 이상의 데이터 스트림들 각각에서 단위 시간당 정보 비트의 개수를 나타내는 정보를 수신하도록 구성된다. 제어 유닛은 하나 이상의 수정된 스트림의 합계 비트레이트가 일정한 물리적 트랜스포트 레이트(constant physical transport rate)와 정합하도록(즉, 근접하도록, 및 크지 않도록) 단위 시간당 주입되는 널 값의 개수 및/또는 단위 시간당 펑쳐링되는 값의 개수를 변동시키도록 추가로 구성되고, 상기 변동은 하나 이상의 각각의 데이터 스트림 내의 단위 시간당 하나 이상의 정보 비트의 개수에 기초하여 수행된다.
한 세트의 실시예에서, 멀티-스트림 변조기를 동작시키기 위한 방법은 다음과 같은 동작들을 포함할 수 있다. 이 방법은, 방송 전송 시스템에 의해 전송될 하나 이상의 데이터 스트림에 동적으로-변동하는 코딩 레이트로 채널 인코딩을 적용한다. 하나 이상의 데이터 스트림들 중 적어도 하나는 가변 레이트 스트림(즉, 단위 시간당 가변 개수의 정보 비트를 포함함)이고, 방송 전송 시스템은 일정한 물리적 트랜스포트 레이트로 데이터를 전송하도록 구성된다.
이 방법은, 하나 이상의 데이터 스트림들 각각 내의 단위 시간당 정보 비트의 개수를 나타내는 정보를 수신하는 단계를 포함한다.
이 방법은 각각 하나 이상의 코딩된 스트림을 획득하기 위해 하나 이상의 데이터 스트림에 고정된 코딩 레이트로 채널 코딩을 적용하는 단계를 포함한다.
이 방법은, 하나 이상의 각각의 수정된 스트림을 획득하기 위하여 하나 이상의 코딩된 스트림을 수정하는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 하나 이상의 코딩된 스트림을 수정하는 단계는, 하나 이상의 코딩된 스트림 내에 널 값을 주입하는 단계 및/또는 하나 이상의 코딩된 스트림의 선택된 값들을 펑쳐링(즉, 폐기)하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 수정된 스트림의 합계 비트레이트가 일정한 물리적 트랜스포트 레이트와 정합하도록, 단위 시간당 주입되는 널 값의 개수 및/또는 단위 시간당 펑쳐링되는 값의 개수가 변동되고, 상기 변동은 하나 이상의 각각의 데이터 스트림 내의 단위 시간당 하나 이상의 정보 비트의 개수에 기초하여 수행된다. 하나 이상의 수정된 스트림은 무선 채널을 통한 전송을 위해 방송 전송 시스템에 공급된다.
도 1a 및 도 1b는 차세대 방송(NGB; Next Generation Broadcast) 게이트웨이의 한 실시예를 나타낸다.
도 2는 한 실시예에 따른 차세대 방송 플랫폼(NGBP; Next Generation Broadcast Platform)에 대한 블록도이다.
도 3은 한 실시예에 따른 IP 코어 네트워크 BMX 개념을 나타낸다. (BMX는 방송 마켓 거래소(Broadcast Market Exchange)에 대한 두문자어이다.)
도 3b(즉, 표 2)는 한 실시예에 따른 DVB-NGH OFDM 파라미터들의 표를 제시한다.
도 3c(즉, 표 4)는 한 실시예에 따른 제안된 OFDM 파라미터들의 표를 제시한다.
도 4는 주기적 전치부호(CP; cyclic prefix)와 (지속시간 TU의) IFFT-포함 부분을 포함한, OFDM 심볼의 한 실시예를 나타낸다.
도 5는 한 실시예에 따른 수퍼프레임의 구조를 나타낸다.
도 5b(즉, 표 5)는 한 실시예에 따른 제안된 OFDM 파라미터들의 요약을 제시한다.
도 6은, 한 실시예에 따른, UE, NGB 변조기, NGB 게이트웨이 및 서버에서의 프로토콜 층들을 나타낸다.
도 7a, 7b, 및 7c는, 한 실시예에 따른 시스템 블록도를 제시한다.
도 8은 사용자 평면 신호 흐름의 한 실시예를 나타낸다.
도 9는 PDCP, RLC 및 MAC 프로토콜층들의 한 실시예를 나타낸다.
도 10은 3GPP LTE 터보 인코더 및 레이트 정합기의 한 실시예를 나타낸다.
도 11은 레이트 정합 유닛의 한 실시예를 나타낸다.
도 12는 스크램블러 시퀀스 생성 유닛의 한 실시예를 나타낸다.
도 13은 직교 진폭 변조(QAM; quadrature amplitude modulation) 맵핑의 한 실시예를 나타낸다.
도 14는 GOC 인덱스 번호로부터 스트라이프 인덱스 번호까지의 시간 인터리빙의 한 실시예를 나타낸다. GOC는 성상좌표군(Group of Constellation)에 대한 두문자어이다.
도 15는 스트라이프 인덱스 번호로부터 서브-캐리어 번호까지의 맵핑의 한 실시예를 나타낸다.
도 16은 한 실시예에 따른 맵핑에 관련된 추가 개념을 나타낸다.
도 17a 및 도 17b는 스트라이프 인덱스 #1 대 서브캐리어 맵핑의 예를 나타낸다.
도 18a 및 도 18b는, 주파수와 시간 양쪽 모두에서 (2 중 1)의 스트라이드를 갖는 스트라이프 #5를 이용함으로써 대역폭을 스케일링하는 또 다른 맵핑 방법을 나타낸다.
도 19는 한 실시예에 따른 수퍼프레임의 구조를 도시한다.
도 20은 한 실시예에 따른 L1 심볼 구조를 도시한다.
도 21은 한 실시예에 따른 활성 서브캐리어와 대역폭 L1 심볼을 도시한다.
도 22는, 한 실시예에 따른, L1 심볼 생성을 나타내는 블록도이다.
도 22b(즉, 표 13)는 한 실시예에 따른 노매딕 파형(nomadic waveform)에 대한 수퍼 프레임 페이로드 OFDM 파라미터를 도시하는 표이다.
도 23은 한 실시예에 따른 L2 신호를 갖는 수퍼프레임의 구조를 나타낸다.
도 23b(표 14)는 한 실시예에 따른 L2 OFDM 심볼 파라미터를 나타낸다.
도 24는 한 실시예에 따른 L2 심볼 신호 생성을 나타낸다.
도 25는 한 실시예에 따른 네트워크측으로부터의 서빙 UTC의 개념을 나타낸다.
도 26은 한 실시예에 따른 UE에서 UTC 시간을 수신하는 것을 나타낸다. (UTC는 조정된 유니버설 시간(Coordinated Universal Time), 또는 프랑스어로 Temps Universel Coordonne에 대한 두문자어이다.)
도 27은 한 실시예에 따른 수퍼 프레임 페이로드에서 하나의 OFDM 심볼의 스트라이프#1(PLP)을 검출하는 UE의 예를 도시한다.
도 28은 한 실시예에 따른 UE 예상된 채널 변화 거동을 나타낸다.
도 29는 한 실시예에 따른 다양한 층에서의 적응적 파라미터화(Adaptive Parameterization)를 나타낸다.
도 30은 한 실시예에 따른 NGB 게이트웨이 쓰로틀링을 수반한 HEVC 가변 비트 레이트(Stat Mux)를 나타낸다.
도 30b는 도 30의 HEVC 가변 비트 레이트 인코더들 중 하나의 예를 나타낸다.
도 31a는 한 실시예에 따른 도메스틱 라디오 헤드(Domestic Radio Head) 및 NGB 홈 게이트웨이(Home Gateway)의 한 실시예를 나타낸다.
도 31b는 도 31a의 선택된 부분의 확대도를 나타낸다.
도 32는 한 실시예에 따른 분실 RLC 세그먼트들의 ARQ를 나타낸다.
도 33, 33b 및 33c는 한 실시예에 따른 방송을 위한 3GPP LTE-A 캐리어 집성(CA; carrier aggregation)의 확장을 나타낸다.
도 34는 한 실시예에 따른 비상시에 First Net으로부터 일반 대중 또는 프라이빗 크립토(Private Crypto)로의 IP 흐름을 나타낸다.
도 35는 한 실시예에 따른 융합된 방송-광대역 트랜스포트에서의 동적 스펙트럼 공유를 나타낸다.
도 36은 방송-광대역 융합 시스템의 한 실시예를 나타낸다.
도 37은 오늘날의 무선 칩셋과 차세대 칩셋의 한 실시예를 나타낸다.
도 38은 한 실시예에 따른 주기적 전치부호(CP) 삽입/제거를 수반한 OFDM 데이터 펌프를 나타낸다.
도 39는 한 실시예에 따른 향상된 방송 성능을 위해 PHY를 확장하는 혼합형 접근법을 나타낸다.
도 40(즉, 표 17)은 한 실시예에 따른 6 MHz 신호 대역폭에 대한 시스템 파라미터를 나타낸다.
도 41은 OFDM, PHY 트랜스포트 상으로의 물리층 파이프(PLP; Physical Layer Pipe)의 맵핑의 한 실시예를 나타낸다.
도 42는 가변 비트 레이트(VBR) 소스 코딩의 수용을 위한 레이트 정합의 한 실시예를 나타낸다.
도 43은 ARQ 서버를 통한 서비스 품질(QOS)을 수반한 비실시간 파일 전송의 한 실시예를 나타낸다.
도 44는 비실시간 파일 전송을 위한 시스템 아키텍쳐의 한 실시예를 나타낸다.
도 45는 한 실시예에 따른 스트라이프-대-서브캐리어 맵핑의 예를 나타낸다.
본 개시는 다양한 수정과 대안적 형태의 여지가 있지만, 그 특정한 실시예들이 도면에서 예를 통해 도시되고 여기서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 도면과 그에 대한 상세한 설명은 본 발명을 개시된 특정한 형태로 제한하기 위함이 아니고, 오히려, 그 의도는, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 본 개시내용의 사상과 범위 내에 드는 모든 수정, 균등물, 및 대안을 포괄하기 위한 것임을 이해하여야 한다. 여기서 사용되는 표제는 조직상의 목적일 뿐이며, 설명의 범위를 제한하는데 이용될 것을 의미하지 않는다. 본 출원 전체에 걸쳐 사용될 때, 용어 "~할 수도 있는(may)"은, 강제적 의미(즉, 반드시 ~해야 한다는 의미)가 아니라, 허용적 의미(즉, ~할 가능성을 갖는다는 의미)로 사용된다. 마찬가지로, 용어 "포함하다", "포함하는", 및 "포함한다"는 "포함하는"을 의미하지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.
플로차트 도면은 예시적인 실시예를 나타내기 위한 것이지, 본 개시내용을 예시된 특정한 단계들로 제한하고자 함이 아니다. 다양한 실시예에서, 도시된 방법 요소들의 일부는, 동시발생적으로, 도시된 것과는 상이한 순서로 수행되거나, 생략될 수도 있다. 추가적인 방법 요소들도 역시 원한다면 수행될 수도 있다.
다양한 유닛, 회로, 또는 기타의 컴포넌트는 작업이나 작업들을 수행 "하도록 구성된"이라는 식으로 설명될 수도 있다. 이러한 정황에서, "~하도록 구성된"은, 일반적으로 동작 동안에 작업이나 작업들을 수행하는 "회로를 갖는"을 의미하는 구조물의 광범위한 인용이다. 이와 같이, 유닛/회로/컴포넌트는, 유닛/회로/컴포넌트가 현재는 온 상태가 아니지만 작업을 수행하도록 구성될 수 있다. 일반적으로, "~하도록 구성된"에 대응하는 구조물을 형성하는 회로는 하드웨어 회로를 포함할 수도 있다. 마찬가지로, 다양한 유닛/회로/컴포넌트는, 설명의 편의상, 작업이나 작업들을 수행한다라는 식으로 설명된다. 이러한 설명은 문구 "~하도록 구성된"을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 하나 이상의 작업을 수행하도록 구성된 유닛/회로/컴포넌트의 인용은, 그 유닛/회로/컴포넌트에 대한 35 U.S.C. § 112, 패러그라프 6 해석을 발동하지 않는 것을 명시적으로 의도한다. 더 일반적으로는, 임의의 요소의 기재는, "~을 위한 수단" 또는 "~을 위한 단계"라는 표현이 특별히 기재되어 있지 않는 한, 그 요소에 대한 35 U.S.C. § 112, 패러그래프 6 해석을 발동하지 않도록 명시적으로 의도한다.
실시예들의 상세한 설명
본 특허에서 사용되는 두문자어들의 목록
ARQ: 자동 재전송 요청(Automatic Repeat-reQuest)
CA: 캐리어 집성(Carrier Aggregation)
CLX: Coherent Logix, Inc.
CRC: 순환 중복 검사(Cyclic Redundancy Check)
CP: Cyclic Prepare
DTX: 불연속 전송(Discontinuous Transmission)
DVB: 디지털 비디오 방송(Digital Video Broadcasting)
EM Wave : 전자기파(ElectroMagnetic Wave)
EPC: 진보된 패킷 코어(Evolved Packet Core)
ETSI: 유럽 통신 표준 연구소(European Telecommunications Standards Institute)
FEC: 순방향 오류 정정(Forward Error Correction)
FFT: 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)
GI: 보호 구간(Guard Interval)
HEVC: 고효율 비디오 코딩(High Efficiency Video Coding)
H-LSI: 계층구조적 로컬 서비스 삽입(Hierarchical Local Service Insertion)
IEEE: 국제 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers)
IETF: 국제 인터넷 표준화 기구(Internet Engineering Task Force)
IFFT: 고속 역푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)
IP: 인터넷 프로토콜(Internet Protocol)
LDPC: 저밀도 패리티 체크(Low Density Parity Check)
LTE: 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution)
LTE-A: LTE Advanced
MMT: MPEG 미디어 트랜스포트(MPEG Media Transport)
MPH: 시간당 마일(Miles Per Hour)
NGBP: 차세대 방송 플랫폼(Next Generation Broadcast Platform)
NGH: 차세대 핸드헬드 명세(Next Generation Handheld Specification)
OFDM: 직교 주파수-분할 다중 액세스(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)
OFDMA: OFDM
PA: 전력 증폭기(Power Amplifier)
QOS: 서비스 품질(Quality of Service)
RAN: 무선 액세스 네트워크(Radio Access Network)
RLC: 무선 링크 제어(Radio Link Control)
ROHC: 견고한 헤더 압축(Robust Header Compression)
SBG: Sinclair Broadcast Group, Inc.
SFN: 단일 주파수 네트워크(Single Frequency Network)
TIA: 통신 산업 협회(Telecommunications Industry Association)
UE: 사용자 장비(User Equipment)
UTC: 조정된 유니버설 시간(Coordinated Universal Time)
VBR: 가변 비트 레이트(Variable Bit Rate)
W3C: 월드 와이드 웹 컨소시움(World Wide Web Consortium)
본 특허에서 사용되는 전문용어
메모리 매체 - 다양한 메모리 디바이스 또는 스토리지 디바이스 중 임의의 것. 용어 "메모리 매체"는, 설치 매체, 예를 들어, CD-ROM, 플로피 디스크 또는 테이프 디바이스; DRAM, DDR RAM, SRAM, EDO RAM, Rambus RAM 등의 컴퓨터 시스템 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리; 플래시, 자기 매체, 예를 들어, 하드 드라이브 또는 광 스토리지 등의 비휘발성 메모리; 레지스터, 또는 기타의 유사한 유형의 메모리 소자 등을 포함하기 위한 것이다. 메모리 매체는, 다른 유형들의 메모리 뿐만 아니라 그 조합들을 포함할 수도 있다. 추가로, 메모리 매체는 프로그램이 실행되는 제1 컴퓨터 시스템에 위치하거나, 인터넷 등의 네트워크를 통해 제1 컴퓨터 시스템에 접속하는 제2의 상이한 컴퓨터 시스템에 위치할 수도 있다. 후자의 경우, 제2 컴퓨터 시스템은 실행을 위해 제1 컴퓨터에 프로그램 명령어를 제공할 수도 있다. 용어 "메모리 매체"는, 상이한 위치들에, 예를 들어, 네트워크를 통해 접속된 상이한 컴퓨터 시스템들에 존재할 수 있는 2개 이상의 메모리 매체를 포함할 수 있다. 메모리 매체는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수 있는 (예를 들어, 컴퓨터 프로그램으로서 구현된) 프로그램 명령어를 저장할 수 있다.
컴퓨터 시스템 - 개인용 컴퓨터 시스템(PC), 메인 프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 네트워크 어플라이언스, 인터넷 어플라이언스, 개인 디지털 보조도구(PDA), 그리드 컴퓨팅 시스템, 클라우드 서버 또는 기타의 디바이스 또는 디바이스들의 조합을 포함한, 다양한 유형의 컴퓨팅 또는 처리 시스템 중 임의의 것. 일반적으로, 용어 "컴퓨터 시스템"은 메모리 매체로부터의 명령어를 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 갖는 임의의 디바이스(또는 디바이스들의 조합)을 포괄하도록 넓게 정의될 수 있다.
사용자 장비(UE)(또는 "UE 디바이스") ― 모바일 또는 휴대형이며 무선 통신을 수행하는 다양한 유형의 컴퓨터 시스템 디바이스들 중 임의의 것. UE 디바이스들의 예로서는, 모바일 전화 또는 스마트폰(예를 들어, iPhone™, Android™-기반의 전화들), 휴대형 게이밍 디바이스(예를 들어, Nintendo DS™, PlayStation Portable™, Gameboy Advance™, iPhone™, 랩탑, PDA, 휴대형 인터넷 디바이스, 음악 재생기, 데이터 스토리지 디바이스, 기타의 핸드헬드 디바이스 뿐만 아니라 손목 시계, 헤드폰, 펜던트, 이어폰 등의 착용가능한 디바이스가 포함된다. 일반적으로, 용어 "UE" 또는 "UE 디바이스"는, 사용자에 의해 용이하게 이동가능하고 무선 통신을 지원할 수 있는, 임의의 전자적, 컴퓨팅, 및/또는 통신 디바이스(또는 디바이스들의 조합)을 포괄하도록 넓게 정의될 수 있다.
기지국 ― 용어 "기지국"은 전체 범위의 그 일반적 의미를 가지며, 적어도, 고정된 장소에 설치되어 무선 셀룰러 전화 시스템 또는 무선 시스템의 일부로서 통신하는데 이용되는 무선 통신국을 포함한다.
처리 요소 ― 다양한 요소 또는 요소들의 조합을 말한다. 처리 요소는, 예를 들어, ASIC(Application Specific Integrated Circuit; 주문형 집적 회로) 등의 회로, 개별 프로세서 코어의 부분 또는 회로, 전체 프로세서 코어들, 개별 프로세서, 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA) 등의 프로그램가능한 하드웨어 디바이스, 및/또는 복수의 프로세서를 포함하는 시스템의 더 큰 부분들을 포함한다.
자동으로 ― 행위나 동작을 직접 명시하거나 수행하는 사용자 입력없이 컴퓨터 시스템(예를 들어, 컴퓨터 시스템에 의해 실행되는 소프트웨어) 또는 디바이스(예를 들어, 회로, 프로그램가능한 하드웨어 요소, ASIC 등)에 의해 수행되는 행위 또는 동작을 말한다. 따라서, 용어 "자동으로"는, 사용자가 동작을 직접 수행하기 위해 입력을 제공하는, 사용자에 의해 수동으로 수행되거나 명시되는 동작과는 대조적이다. 자동 프로시져는, 사용자에 의해 제공된 입력에 의해 개시될 수 있지만, "자동으로" 수행되는 후속 행위들은 사용자에 의해 명시되지 않는다, 즉, 사용자가 수행할 각각의 행위를 명시하는 "수동으로" 수행되는 것이 아니다. 예를 들어, 사용자가 각각의 필드를 선택하고 (예를 들어, 정보를 타이핑하거나, 체크박스를 선택하거나, 라디오 선택 등에 의해) 정보를 명시하는 입력을 제공함으로써 전자적 폼(form)에 기입하는 것은, 컴퓨터 시스템이 사용자 행위에 응답하여 그 폼을 업데이트해야만 하더라도, 그 폼을 수동으로 기입하는 것이다. 폼은 컴퓨터 시스템에 의해 자동으로 기입될 수 있고 이 경우 컴퓨터 시스템(예를 들어, 컴퓨터 시스템에서 실행중인 소프트웨어)는 필드에 대한 답변을 명시하는 임의의 사용자 입력없이 폼의 필드들을 분석하고 폼을 기입한다. 앞서 언급된 바와 같이, 사용자는 폼의 자동 채움을 기동할 수 있지만, 폼의 실제의 채움에 관여하지 않는다(예를 들어, 사용자는 필드에 대한 답변을 수동으로 명시하는 것이 아니라 필드들은 자동으로 완성된다). 본 명세서는 사용자가 취한 행위에 응답하여 자동으로 수행되는 동작들의 다양한 예를 제공한다.
차세대 방송 플랫폼
여기서는 인터넷 시대에서 지상 방송을 위한 새로운 기술을 제안한다. 이들 기술(또는 그 서브셋)은 (ATSC 3.0이라 알려진) 차세대 방송 텔레비전 표준에 병합될 수 있다. 이들 기술은, 우리가 여기서 공개하는 새로운 방송 에코시스템 ―"차세대 방송 플랫폼"(NGBP)의 생성을 보장하기에 충분히 의미있는 성능, 기능 및 효율에서의 개선을 제공할 수 있다.
ATSC CFP(call for proposals)에서 확인되는 "연구의 범위(Scope of Work)"는 "현재의 ATSC 시스템 및 ATSC와 유사한 서비스를 가능케하는 셀 전화 및 기타의 디바이스들의 경우를 ...." 능가해야 하는 서비스 요건을 참조하고 서비스의 강인성(robustness)을 명시한다. 이 넓은 범위는 기존의 ATSC 시스템에 물리층 성능 향상을 제공할 필요성을 확인할 뿐만 아니라, 방송 텔레비전 환경에서 이전에 결코 배치된 적이 없는 보충적 네트워크 토폴로지 및 통합 통신 아키텍쳐에 대한 필요성을 요구한다. 본 개시내용에서, 우리는, 그 기본적인 필요성을 소개하고 언급하며, 네트워크에 지능을 제공하는 "방송 마켓 거래소"(BMX)의 개념을 발전시키는 섹션("플랫폼")을 포함한다.
물리학 법칙은, 미국 텔레비전 방송 대역(CH 2-51)의 특정한 부분들과는 독특하게 상이한, 시스템 레벨 요구조건 및 기술적 제약의 광범위한 배열을 필연적으로 강제한다. CFP에서 충분히 확인되지는 않지만 유추되는 바와 같이, 스펙트럼의 독특하게 상이한 속성들은 이전에는 가능하지 않았던 기술적 능력에서의 소정 레벨의 민첩성을 요구한다. 우리는 본 개시내용에서 스펙트럼 "대체불능성(unfungibility)"의 양태를 물리층에서의 고유한 변수로, 및 BMX의 개념에 의해 가능한 가상화를 통한 추상적 방식으로 완화하는 방식을 소개하고 확인한다. (대체불능성: 유사한 성질이나 종류의 다른 것으로, 전체적으로 또는 부분적으로 교환가능하거나 대체가능하지 않은 성질; 예를 들어, Lo-VHF, Hi-VHF 및 UHF 스펙트럼에서 스펙트럼의 성질)
그 일반적 기능을 갖춘 "플랫폼"의 적절한 이해와 이 CFP가 구체적으로 말하고자 하는 하부 물리층에 대한 관계 모두를 포괄하는, 이 더 넓은 시스템 비전을 레이아웃하는 것이 중요하다. 지금 개시되는 물리층은 방송 프로토콜 스택에서 생존가능한(그러나 격리된) 층으로서 독립적으로 존재할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 그러나, 물리층의 시너지적(synergistic) 시스템 뷰를 전체 시스템 내의 기초 요소들 중 하나로서 취함으로써, 우리는 그 진정한 잠재성이 드러날 것이라고 믿는다.
마지막으로, 진화가능한 표준의 개념이 바로 그 "파라미터화된 파형"의 성질에서 언급될 것이다. 진화가능한 표준을 허용하는 산업에 대한 방향을 구상하는 능력은 글로벌 솔루션에 대한 오늘날의 글로벌 마켓 수요를 해결한다.
동적 전세계적 마켓에서의 적응과 진화
본 개시내용은 단지 물리층이 아니라 방송의 더 넓은 뷰를 고려한다. 본 개시내용은 텔레비전 방송 무선 캐리어(방송사)가 신속하게 변하는 동적인 전세계적 마켓에서 그들의 사업과 애플리케이션을 적합화하고 진화시키는 능력을 해결한다.
FOBTV 지원 : 우리는 본 개시내용 내에서 제공되는 개념들이 미국 마켓만 서비스할 뿐만 아니라 FoBTV(Future of Broadcast Television) 활동과 조화될 수 있는 요구조건들을 지원해야 한다고 믿는다. 우리는 FoBTV의 강점이 하나의 통일된 전세계적 표준 상에 존재하는 것이 아니라, 글로벌 필요성을 지원하는 소프트웨어-정의된 아키텍쳐 상에 존재한다는 것을 믿는다는 점을 명확히 한다. FOBTV 시스템의 아키텍쳐는, 현실적으로 하나의 단일의 "확실히 타결된(hammered in stone)" 방송 표준으로 수렴하지 않을 상당히 다양한 전세계의 정부 정책들에 의해 시행될 시스템 요건을 허용해야 한다. 오늘날의 소프트웨어-정의된 기술들에 의해 이들 다양한 부상하는 요구조건들에 맞게 구성될 시스템을 구축하는 것이 가능하다.
ATSC 1.0 내지 3.0 천이: 본 개시내용은 ATSC 1.0으로부터 3.0으로의 비-결정론적 시간 천이를 허용한다. 우리는 방송사들이 자율적으로 및 그들 자신의 스케쥴에 따라 이동하는 것을 허용하는 솔루션을 제안한다. 방송사의 인프라스트럭쳐와 소비자 사용자 장비 양쪽 모두에서의 소프트웨어 아키텍쳐는 상이한 전송과 수신 호환성 요건에 대한 동적 구성을 지원하도록 설계될 수 있다.
FirstNet(First Responder Network Authority) 본 개시내용은 1차 응답자들의 진보된 상호운용성을 촉진하려는 FCC(미국의 연방 통신 위원회) 의도를 지원할 것이다. 1차 응답자 공공 안전 모바일 광대역 네트워크는 LTE 등의 일반 에어 인터페이스의 이용을 요구한다.
파라미터화된 파형 : 본 개시내용은 파라미터화된 파형의 면밀한 관찰을 제공한다. 이 피쳐는 상이한 동작 환경에서 성능을 최적화하기 위해 상이한 무선 파형들이 프로그램되고 이용되는 것을 허용한다.
소프트웨어 정의된 애플리케이션: 이 제안의 강점들 중 하나는 기술적 및 사업 기회들 모두에 대해 지속적으로 변하는 동적 마켓에 적용하는 그 능력이다. 소프트웨어 아키텍쳐는 모든 벤더에게 솔루션 생성에 대한 액세스를 제공한다. 이것은 경쟁을 자극하고 기술적 진보 뿐만 아니라 사업 애플리케이션에서의 혁신을 위한 명확한 경로를 제공한다.
방송 마켓 거래소(BMX; Broadcast Market Exchange) : 이 개념은 방송사들이 다양한 서비스를 제공하고 이들 서비스를 위한 적절한 주파수와 대역폭에 대한 액세스를 제공하는 오픈 마켓 환경에 진입하는 것을 허용한다. 이것은 가장 효율적인 가용 자원에 의해 서비스되는 각각의 및 모든 비트를 이해하고 이에 실제 가치를 연관시키는 수단을 제공한다. 이것은 다양한 가치 제안(value propositions)을 정의하고 연관된 중요성의 자원을 이용하여 더욱 효율적으로 스케쥴링하는 사업 및 관련된 메커니즘의 생성을 허용한다. 이것은 또한 방송사가 QoS 제공을 더욱 효율적으로 정의, 제안 및 지원하는 것을 허용한다.
제안의 개요
"플랫폼"이라는 제목의 섹션의 광범위한 비젼에 따른 실시예들을 포함한, 여기서 설명되는 다양한 실시예들은, 오늘날 배치되고 있는 성숙한 기술들과 통신에 의존한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, BMX는, 통신 산업에서, 예를 들어, LTE 및 LTE-A의 EPC(Evolved Packet Core)에서 오늘날 채용되는 기술과 능력에 의존한다. 사업과, 활용되고 있는 스펙트럼 자원 내에서의 행동과 교환을 조절하는 규제 규칙에는 차이점이 존재한다. 그러나 분명히 기초 기술은 완전히 상용화된 기술일 수 있다. 동일한 비젼 내에서, 플랫폼 요소들은 (HTML5 등의) W3C와 (MMT 등의) MPEG의 펀더멘털을 활용하여, 프로토타입으로부터 상용 애플리케이션으로 신속하게 이동한다.
본 물리층 제안의 펀더멘털에서, 이 제안은, 일부 실시예에서, DVB-T2 및 NGH (ETSI)를 둘러싸고 LTE(3GPP)의 새로운 상세한 확장판을 포함한 그까지의 DVB 기술군들에 이르는 OFDM 및 OFDMA 기술들을 활용한다. 이 제안은 또한, IEEE, IETF 및 TIA의 컴포넌트들을 이용할 수 있다.
여기서 구상되고 정의된 파라미터화의 레벨을 제공받은 운용 가변성을 완전히 이해한다면, 우리는, 제안된 시스템 능력의 한쪽 끝(방송)에서, 현재의 DVB OFDM 인스턴스화에 의존하여 그 성능 끝단의 대표적 '대용물'이 되는 것이 가능하다고 말하는 것이 타당하다고 믿는다. 동등하게, 성능의 다른 끝단(무선 광대역)은 3GPP LTE의 구현과 지속적 진화로부터 추론될 수 있다. 여기서 개시된 파라미터화 능력을 통해, 다양한 OFDM 파형과 동작 모드를 면밀하게 근사화하는 구성을 달성하는 것이 가능하다.
특정한 파형을 정의하는 다양한 '핸들'(요소)에 액세스하는 파라미터화 기술은 거의 무한한 세트의 능력이 고안되는 것을 허용한다. 파형을 정의하는데 이용가능한 '핸들' 중 일부는, 주기적 전치부호(보호 구간), FFT, L1/L2 시그널링, 시간 인터리빙, QAM 맵핑, 순방향 오류 정정(FEC)을 포함한다.
의지하고 있는 연구의 본체를 고려하여, 작업 성능과 복잡도 평가를 통해, 이 제안이 수천만개의 유닛들로 배치된 광범위한 소비자 디바이스들에서 오늘날 구현되고 상용화된 표준과 기술들의 규범의 심부에 존재한다는 것을 알 것이다.
상기에서 주어진 폭넓은 최상위-레벨의 설명에 추가하여, 우리는 (특히) 하기의 것들을 포함한다:
(1) 기능적 요구조건과 물리층 모델 정의.
(2) 강인성 대 페이로드 처리량에 영향을 주는 파라미터들의 절충.
(3) 파라미터화된 시스템으로 구현될 수 있는 가능한 새로운 방송 서비스들.
(4) 3GPP, ETSI, MPEG, IEEE, IETF, W3C, TIA 등의 많은 기구로부터의 글로벌 표준와의 호환성.
플랫폼
우리가 '플랫폼"에 관해 말할 때, 우리는, 물리층을 넘어선, 트랜스포트 및 애플리케이션층을 포함한 표준 내로의 그 통합을 넘어선, 미래지향적, 통합된(또는 '전체론적') 접근법을 취하고 있다. 우리는 FCC(또는 다른 규제 기구)가 운용을 인가한 방송 대역 내의 위치와는 독립적으로 모든 방송사들의 단-대-단 시스템적 필요성을 검토하고 있다. 오늘날 텔레비전 방송이 존재하고 있는 세상을 고려하여, 우리는 텔레비전 방송을 IP 네트워크 전달과 밀접하게 통합하기 위한 기회가 존재하는 (유선/무선) 상호접속된 세상에서 방송하고, 지상 방송 및/또는 기타의 (무선/유선) IP 네트워크를 통해 원활한 방식으로 디바이스 상의 콘텐츠로의 소비자 액세스의 용이성에 관한 목적들을 조화시키기 위한 상황을 제공하려고 시도한다.
이 플랫폼 내에서, 우리는 통일된 "가상화된" IP 코어 요소를 정의한다. 미래의 방송사의 이 기저 IP 코어 인프라스트럭쳐는, 지능형 IP 코어 엔티티에 의해 구동되고, 개방형 인증과 요금청구 메커니즘 ― 사실상 사업과 규제에서의 규칙, 프로시져 및 기타의 요건들을 정의하는 소프트웨어에 의해 조절될 수 있다. 우리는 이 IP 코어 엔티티/서브-시스템을 "BMX"(Broadcast Market Exchange)라 부를 것이다. 이 모든 IP 코어 네트워크의 능력과 기능성은 주로, EPC(Evolved Packet Core)로서 다른 무선 섹터들 내에 존재하는 (상이한 파라미터들 상에 실행되지만) 유사한 기능성들을 반영할 것이다. 이 증명된 EPC 기술은 오늘날 전세계적 모바일 광대역 혁명을 구동하고 있다. EPC는 이제 무선 마켓에서의 상품 항목으로서 간주되며, 사업적 의미를 가질 때 다른 IP 네트워크들과의 연동을 포함한, 방송 스펙트럼 자산의 효과적인 관리를 마켓 구동형 방식으로 가능케하는 중요한 컴포넌트로서 본-공개되는 NGBP에서 활용될 수 있다.
서비스의 강인성은 여러가지 방식으로 달성될 수 있다. 구상된 시스템의 설계에 있어서, 시스템 및 아키텍쳐 레벨에서, 방송(1-방향) 네트워크 내에서 강인한 서비스를 제공하기 위해 구상된 기술들은 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
(a) 복수의 무선 환경에서 동작하기 위한 파라미터화된 무선 파형;
(b) CFP에서 구상된 서비스들을 위한 (노이즈-플로어 아래의 시그널링, 검출 및 동기화를 수반한) 강인한 낮은 문턱값 C/N 성능 모드의 제공;
(c) CFP에서 구상된 서비스들을 위한 높은 스펙트럼 효율과 데이터 레이트 모드;
(d) 종래의 TV 채널 사고방식에서는 오늘날 가능하지 않은 새로운 미래의 서비스들(마켓 구동형)을 위한 더 큰 데이터 레이트(모든 스케쥴링된 BMX 자원들의 함수);
(e) 균일하게 높은 신호 레벨(SFN, DTX 등)을 용이하게 제공하는 '툴(tool)'
(f) (IP 트랜스포트 가정시) 복수의 베어러 층들에 걸친 대안적 트랜스포트.
C/N은 캐리어-대-노이즈 비(carrier-to-noise ratio)에 대한 두문자어이다.
차세대 방송 플랫폼(NGBP)
이제 도 1a, 1b, 및 2를 참조하면, 로컬 스테이션은, 콘텐츠(에센스)를 생성하고 및/또는 IP 코어 네트워크 내로의 인터페이스를 통해 전송되는 IP 흐름들로 인코딩하며, 여기서, 독립된 엔티티, 즉, 차세대 방송(NGB; Next Gen Broadcast) 게이트웨이는, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, IP 흐름을 전처리하고, 전송(무선 액세스 네트워크)에 대한 입력이 되는, 정의된 변조기 인터페이스에 기저대역 IP 신호 출력을 제공한다. (도 2는 차세대 방송 플랫폼의 블록도이다.) 기저대역 신호는 또한, 층간-제어를 통해 NGB 프레임을 구축하는데 있어서 변조기/들에 관한 NGB 게이트웨이에서의 자율 구성 제어를 가능케하는 제어 평면 시그널링을 포함한다. (표현 "사물/들"이란 "사물 또는 사물들"을 말한다.)
도 2에 도시된 바와 같은 새로운 NGBP의 고수준 블록도를 참조하여, OFDM 물리층 자원은 NGB 게이트웨이에서 할당되고 논리적 기저대역 프레임들은 게이트웨이에서 구축되며 가상 물리층 파이프(PLP) 구조/들을 수송하는 예약된 물리층 자원 요소들로 직접 맵핑되는 IP 흐름들로서 출력되며, 그 각각은 방송사의 제어하에 고유한 강인성 및/또는 스펙트럼 효율을 가능케하기 위해 채널 코딩, 성상좌표군, 인터리빙(CCI)의 선택에 있어서 융통성을 가진다. 그 다음 이들 PLP들은 OFDM 캐리어들 상으로 맵핑되고, NGB 프레임은, 증폭되고 가이드된 파(guided wave)로서 안테나의 에어 인터페이스에 운반되는 RF 파형으로 변환된다.
여기서 실제로 제거되는 것은, 모든 물리층 자원의 제어를, IP 코어 네트워크에서 NGB 변조기/들로부터 일반적으로 수 마일 멀리 떨어진 NGB 게이트웨이 내에 두는 고유한 마스터/슬레이브(층간) 관계이다. 유의사항: 층간 기능성의 한 유형은 DVB-T2 및 ATSC A/153 표준에서 찾아볼 수 있다.
안테나 시스템의 에어 인터페이스에서, 가이드된 RF파는 방송 스펙트럼(오늘날, CH 2-51, 여기서 CH는 채널(Channel)에 대한 두문자어) 내에 들어간다. 물리학의 법칙에 따르면, 방송 스펙트럼은 대체가능하지 않는다. 방송 대역의 몇몇 부분들은, 고정형/모바일 서비스에서의 노매딕(nomadic), 태블릿/핸드헬드 유형의 서비스 및 기타의 것들에 대해 더욱 효율적이고 실용적이다.
방송 마켓 거래소(BMX) 메커니즘이 없다면, 방송사들은 주로, 그들이 마켓에 가져올 수 있는 서비스들의 유형에 대한 물리학 및 경제학에 의해 제한된다. 스펙트럼은 주파수 대역에서 RF 물리학에 의해 좌우되는 고유하게 적합한 서비스들의 유형에 대해 이용되는 경우에 가장 가치있다. 모든 서비스 유형을 동등하게 잘 지원하는 단 하나의 방송 대역의 부분도 없다. 일부 방송 시스템은 시간 또는 주파수 분할 멀티플렉싱 기술이나 기타의 방식을 이용하여 동일한 대역에서 고정형 및 노매딕 서비스들 양쪽 모두의 프로비저닝(provisioning)을 허용하지만, 기저 RF 물리학은 스펙트럼 효율과 경제성 모두를 보존하는 한편 극복해야 할 가공할 공학적 해결과제가 되는 제약을 부과하기 때문에, 이것은 대개 차선적 솔루션이다.
BMX에 의해 도입되는 패러다임 이동은, 참여하는 방송 피허가자(licensee)가 더 이상 단순히 물리학에 의해 제약되는 않고 적절한 주파수와 대역폭으로의 액세스를 제공하는 오픈 마켓 환경에 진입할 기회를 갖는다는 것이다. 간단 명료하게, 이것은 모든 참여 방송사들에 대한 스펙트럼 자원과 서비스 유형의 다양성에 대한 마켓 구동형 이용을 가능케 할 것이다. 도 3은 IP 코어와 BMX 개념의 고수준 뷰를 도시한다. (VHF/UHF) 피허가자로부터의 인코딩된 콘텐츠 IP 흐름들이, VHF NGB 변조기 또는 UHF NGB 변조기 중 어느 하나의 모든 자원을 제어하는 수 개의 NGB 게이트웨이를 갖는, IP 코어 네트워크에 들어가는 것으로 도시되어 있다. IP 코어 네트워크는 자원의 프로비저닝과 스케쥴링을 관리하고 시그널링(메타데이터)의 업데이팅을 보장하여 사용자 장비(UE)가, BMX 스펙트럼 푸울 하에서 스펙트럼 위치에서 약간 동적으로 할당받거나 시프팅되더라도, 방출된 파형에서 관심대상의 임의의 콘텐츠를 발견하도록 보장한다. UE에서, 그 다음, 콘텐츠가 수신되고, 디코딩되며, 예를 들어, 총 방송사 제어하에 웹 브라우저의 HTML5 요소들로서, 본연적으로 프리젠팅된다. BMX 엔티티는, 정의된 규칙, 프로시져, 및 오픈 인증 메커니즘을 수반한 오픈 프로세스를 통해 서비스 유형을 선택할 옵션을 참여 방송사에게 제공하는 프레임워크로서 역할하는 IP 코어에서 실행되는 전문화된 소프트웨어이다. BMX는 동적 프로세스일 수도 있다. 이제 또는 미래에는(스케쥴링됨) 방송사들과 다른 엔티티들간에 스펙트럼 자산이 거래될 수 있거나, 도매 서비스 수준 계약(SLA; service level agreement)이 설정될 수 있다. 이 기능성은 충분히 오늘날의 공지된 기술의 범위 내에 있다.
새로운 방송 모델에서, 광대역 통신 시스템 아키텍쳐의 중심에 있는 IP 코어는 완전한 웹 경험과 콘텐츠 시청의 통합을 가능케한다. 인터넷 반환 채널은 시청 청중에 관한 지능 데이터를 제공하여 전통적으로 방송사들의 범위 밖에 있는 새로운 사업 모델을 가능케 한다. IEEE(즉, IEEE 802 OmniRAN EC Study Group) 내에서 움직이고 있는 현재의 활동들은 방송사들에게 IEEE 802(WiFi 및 기타) 무선 액세스 링크를 그들의 네트워크 환경의 가상 확장으로서 관리하기 위한 유용한 툴을 제공할 수 있다.
차세대 방송 플랫폼과 생태계를 생성하기 위해 협력하면, 엄청난 가치가 생성될 수 있고 방송은 인터넷 시대에서 스스로를 재창조할 수 있다.
본 개시내용에 비추어, 방송과 유니캐스트가 동적인 방식으로 방송 스펙트럼을 고유하는 방송과 유니캐스트 네트워크의 진정한 융합이 실현될 수 있는 한 가능성이라는 것이 역시 명백해진다. 이 가능성의 비젼과 "방송/광대역 융합 네트워크"의 구체사항들의 일부는 본 명세서의 나중에 동일한 제목의 섹션에서 제시된다.
물리층 프레임워크 설계의 소개
먼저, 본 제안의 많은 요소들이 기초하고 있는 3GPP LTE-A에서 이용되는 적응적 파라미터화된 OFDMA(유니캐스트) 파형에 관하여 우리의 방송 물리층 제안을 비교 및 대조하기 위해 간략히 논평한다. LTE 내에서, eNodeB 또는 기지국은, 소정 시구간 동안 주어진 장소(RF 환경)의 각각의 사용자 장비(UE)와는 독립적으로 QOS를 최적화하기 위한 목적으로 무선 액세스 네트워크(RAN; Radio Access Network)에 집중하는 마스터 엔티티(master entity)이다. eNodeB는 각각의 UE로부터의 피드백 보고와 함께 동적/적응적 물리층 파라미터화를 이용한다. OFDMA(유니캐스트) 시스템 및 OFDM(방송) 시스템은 많은 기술적 요소들을 공유할 수 있다. 그러나, 현실 세계의 무선 시스템이기 때문에, 이들은 각각 마음속의 다양한 시스템 목표와 함께 최적화된다.
우리의 OFDM(방송) 물리층의 ATSC 3.0 제안은 또한 적응적 기술들에 적용되지만, 상이한 시스템 목표를 갖는다. (논의될) 차세대 방송(NGB) 게이트웨이는, RAN(LTE)을 조사하는 것이 아니라 방송 물리층 자원에 대해 동시에 경쟁하는 모든 입력 IP 흐름(트래픽) 측의 IP 코어 네트워크로 되돌아가는 마스터 엔티티이다. 그 다음, NGB 게이트웨이 내의 층간 알고리즘은 NGB 변조기(슬레이브) 내의 물리층 자원들의 파라미터화와 프로토콜 층들 모두를 동적으로 적응시킨다. 양호한 터보 코딩 이득을 보장하기 위해, 충분한 시간 및 주파수 다이버시티가, 독립된 코딩 레이트/QAM을 가질 수도 있는 각각의 물리층 파이프(PLP)에 대해 물리층에 적용된다. 이것은, 탁월한 전력 절감(UE)과 1000ms(1초) 수퍼 프레임 구조를 이용한 일관적으로 빠른 채널 변경 시간 양쪽 모두에 대한 기회를 여전히 보장하면서 설계시에 달성된다.
이들 목적을 달성하기 위해, 본 제안은 3GPP LTE-A 및 ETSI DVB-NGH로부터의 기술과 개념들을 시너지적으로 활용하여 차세대 방송 플랫폼(NGBP)의 기본적 요소로서 역시 역할할 수 있는 대형 셀 SFN 토폴로지에 대한 파라미터화된 노매딕 파형을 가능케 한다.
이제, 본 제안 내의 LTE와 DVB-NGH의 일부 기본적인 OFDM 파라미터들과 프레임 구조들이 간략히 검토되어 제안된 시스템 아키텍쳐에 대한 직관을 제공한다.
기술적 제안의 상세한 개요 - 기본적인 가정
일반적으로 말하면, 네트워크에게 프레이밍 구조와 타이밍을 인식시키지 않고 최대 개수의 OFDM 파라미터들(수 천개의 가능한 조합 및 순열)을 갖는 것은 NGBP 관점에서 가치가 거의 없다. (오늘날, 지상 방송 표준은 인터넷이나 기타의 IP 네트워크와의 상호연동에 대한 고려없이 별개의 RF 파형을 방출하는 독립형 고립구조(island)로서 설계되었다. 이것은 옵션이지만, "BMX"의 프레임워크 내에서의 가능한 인터링킹(interlinking)은 복수의 방송사들의 자원을 활용하고 코히어런트 산업으로서 기능하기 위한 기초를 가상화된 엔티티로서 제공한다.) 넓게 말하면, 비교를 위한 표 상에는 현재 2개 유형의 지상 방송 시스템 설계가 있다: 다른 IP 네트워크들과의 상호연동을 구상하는 것들(네트워크 인식); 및 전통적인 독립형 방송 고립구조인 것들. LTE 시스템과 현재 개시된 시스템은, 네트워크 인식, 및 방송 고립구조로서의 레거시 DVB-T에 근원을 둔 DVB-T2/NGH 시스템의 사상을 준수한다.
오늘날, 많은 무선 시스템 아키텍쳐는 GPS 등의 글로벌 타이밍 기준과 프레임당 정수개의 OFDM 심볼들의 물리층 프레이밍 구조 요건을 이용한다. 이 구조화된 물리층 프레이밍은 네트워크 인식 설계에서 필수적일 수 있다. 구조는 또한 융통성과 간소성을 가져온다.
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표 1은 기본적인 LTE OFDM 파라미터들을 도시한다. (또한 15 kHz와 7.5 kHz 서브캐리어 이격 모드 모두에서 확장된 주기적 전치부호가 있다. 그러나, 간소화를 위해 일반 주기적 전치부호 모드만이 표 1에 도시되어 있다.) LTE에서, 표 1에 도시된 정수개의 심볼(14)을 갖는 (2개의 0.5ms 슬롯으로 구성된) 1ms 서브프레임이 있다. (심볼은 지속시간 Tu의 유용한 부분 + 주기적 전치부호 CP로 구성된다. LTE에서, 슬롯에 대한 일반 구조는 7개의 심볼을 갖지만, 본 비교를 위해, 우리는 서브프레임의 단위(즉, 1ms 서브프레임)를 이용한다.) 이것은 LTE 프레임(10ms)당 정수개의 심볼, 직관적으로 1초 내의 정수개의 심볼들에 해당할 것이다. LTE는 대역폭과는 독립된 일정한 15000 Hz 서브-캐리어 이격(△F)을 갖도록 설계된다. (LTE는 700 MHz 내지 3 GHz를 주파한다. 이 범위에 걸친 적당한 도플러(Doppler)를 가정하면 15000(△F)에 관한 결정은 600 MHz에서 1167 MPH 도플러를 야기한다. 이것은 600 MHz 대역에서의 방송의 경우 도플러와 더 긴 CP의 교환에 대한 논쟁으로 이어졌다.) LTE의 경우 베이스라인 파라미터는 30.72 MHz의 샘플링 주파수와 2048의 FFT 크기에서 20 MHz 대역폭이므로, 15000 Hz(△F)를 야기한다. 표 1에 도시된 20 MHz로부터 아래로의 각각의 대역폭의 경우, 샘플링 주파수와 FFT 크기는 축소되어 일정한 15000 Hz(△F)를 야기한다. 또 다른 중요한 속성은, LTE 표준은 물리층 자원을 직접 물리층에서 알려진 사용자에게 할당한다는 것이다. 따라서, 주어진 수신기(UE)는, eNodeB에 의해 할당된 자신이 수신하기를 원하는 데이터를 운반하는 OFDM 심볼의 서브캐리어들만을 부분적 FFT를 수행하고 복조할 필요만 있다. 이것은 또한 UE에 관한 전력 절감을 가능케한다.
유의사항: CLX/SBG 제안(즉, 현재-개시되는 제안)은 또한, 그 OFDM 프레임워크에서의 서브프레임(10ms) 내의 정수개의 심볼들의 요건과 PLP로의 물리층 자원의 할당을 채택하여 노매딕 (UE) 수신기가 양호한 전력 절감을 보장하도록 설계될 수 있게 할 수 있다.
그 다음, DVB-NGH의 OFDM 프레이밍을 간략히 논의하기 이전에, 이 비교는 어떤 식으로든 LDPC/BCH 코딩에 기초하는 NGH 시스템의 성능 잠재성을 손상시키는 것이 아니라는 것이 언급되어야 한다. 우리는 물리학 법칙에 따라 텔레비전 방송 스펙트럼이 대체불능이라고 믿는다. 방송 대역의 몇몇 부분들은, 노매딕(nomadic), 태블릿/핸드헬드 유형의 서비스에 더욱 효과적이고 실용적이며 다른 것들은 고정형 서비스의 제공에 더욱 효과적이다. LTE (Turbo Codes)와 DVB-NGH (LDPC/BCH)를 연구하면, 낮은 코드 레이트에서의 터보 코드들의 더 양호한 성능과 나아가 그들의 본연적 융통성은 노매딕 서비스에 대한 중요한 속성으로서 결정되었고 여기서 제안된 파라미터화된 노매딕 파형을 생성하기 위해 활용될 수 있다. LDPC는 높은 코드 레이트와 낮은 에러 플로어(error floor)에서 양호한 성능을 가지며, 이들은 파라미터화된 고정된 파형의 생성에서 활용될 수 있는 속성들이다. 우리는, IP 코어(BMX)를 갖는 NGBP가, 텔레비전 방송 대역의 일부 내의 특정한 환경에서 RF 물리학에 의해 초래되는 서비스 유형(노매딕/고정형)이나 기타의 특별한 제약을 목표로 하는 상이한 파라미터화된 파형을 전달할 수 있는 통일된 아키텍쳐를 프로비저닝할 수 있다고 믿는다.
표 2(즉, 도 3b)는 DVB-T 아키텍쳐에 대해 약 20년전에 이루어지고 레거시 제약으로서 이월되는 샘플링 주파수의 기본 결정에 기초한 일반적 DVB-NGH OFDM 파라미터들을 도시한다. DVB 내에서, FFT 크기에 대해 서브캐리어 이격이 변하는 것처럼 샘플링 주파수는 각각의 대역폭에 대해 변하여 프레임 내의 비정수개의 심볼을 야기한다. 이 프레이밍에는 본연적인 (네트워크 인식) 시간적 구조의 결핍이 있다. 이것은, 방송사들에 대한 비전이 1700개의 독립된, 격리된 고립구조들 중 하나로서 남아 있다면 좋을 것이지만, 개념이 산업을 진보시킨다면 매력적이지 못할 것이다.
CLX/SBG 제안은 다른 지지자(즉, LDPC)의 중요한 기초 요소들을 이용할 기회를 제공한다. 이것은 다른 컴포넌트 조각들을 상호접속된 및 네트워크 응답성 환경 내로 가져다 놓을 기회를 제공한다. CLX/SBG 프레임워크 내부의 새로이 생성된 비-역방향 호환 표준(ATSC 3.0)에서 제공되는 기회는 고정된 수신, 파라미터화된 파형을 구축하기 위해 이러한 필수적인 구축 블록들에 대한 장소를 제공한다. 이것은 높은 데이터 용량, 높은 스펙트럼 효율의 동작 모드를 가능케할 것이다. 일부 실시예에서, 우리의 주된 중점은, NGBP의 기초 요소로서의 파라미터화된 노매딕 파형에 대한 LTE(터보 코드, 융통성)에 있다.
이하의 (참조를 위한) 표 3은, DVB-NGH에 의해 지원되는 6 MHz와 8 MHz 대역폭에 대한 일부 기본적인 시스템 파라미터들을 도시한다. 우리는 이들에 기반하여 시스템 개념들의 더 충분한 이해를 전개할 것이다.
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표 4는 제안되고 있는 노매딕 파형의 OFDM 파라미터들(단지 한 가능한 세트)의 서브셋을 도시한다.
일부 실시예에서, 우리는 모든 지원되는 대역폭들에 걸쳐 공통의 12.288 MHz 샘플링 주파수를 이용한다. (12.288 MHz는 2 x 3.84 MHz (WCDMA 칩 레이트) x 8/5 = 12.288 MHz에 의해 유도된다. 참조를 위해, LTE 샘플링 주파수는 또한 동일한 3.84 MHz에 기초한다. 지원되는 대역폭들에 관하여, 초기에 선택되는 대역폭들은 북아메리카(USA)의 가장 관심대상의 것들로 제한될 수 있다. NGB 게이트웨이의 제어하에서 캐리어 집성(CA)이 지원되고 임의 개수의 대역폭 조합이 가능하다.) 10ms 서브프레임 내의 정수개의 OFDM 심볼과 결정된 적절한 수의 유용한 SFN 셀 크기 및 대응하는 유용한 도플러 확산을 항상 보장하도록 선택된 주기적 전치부호(CP)와 (4) FFT 크기가 있다. 그러나 더 상세히 논의하기 전에, 시스템 설계에서 표 4의 이용이 간략히 논의되어 예(볼드체의 값들)에 의한 더 많은 직관을 제공한다.
먼저, SFN 크기(CP)와 도플러 성능이 선택된다. 예를 들어, CP(111 μs)와 (112 MPH)의 도플러가 노매딕 서비스에 대해 선택된다. FFT 크기는 12,288일 것이고 서브캐리어 이격은 1000 Hz이다. 이것은 선택된 대역폭과는 항상 독립적이고 이용된 서브캐리어들(FFT)의 개수만이 대역폭의 함수로서 변한다. 5700개의 이용된 서브캐리어들과 서브프레임 10ms 당 아홉 (9)개의 OFDM 심볼들을 야기하는 단일의 6 MHz 대역폭을 가정해 보자.
유의사항: 샘플링 주파수(12.288 MHz)를 일정하게 유지하는 것은 네트워크 인식 설계에서 캐리어 집성(CA)의 이용에 시너지를 제공하여 대역폭을 증가시킴으로써 채널 용량(bps)을 증가시킨다. 이것은 미지의 미래와 FCC가 자발적 인센티브 경매의 개념을 실험하고 있는 USA에서의 한 시대 동안에 헷징(hedge)하기 위한 우리의 NGBP 설계에서의 의식적 노력의 결과였다. Sinclair Broadcast Group은, 주어진 새로운 표준과 허용된 유연한 스펙트럼 이용을 감안하여, 방송사들이 그들의 스펙트럼을 더욱 효율적으로 이용할 수 있고 21세기에 공중의 이익에 더 양호하게 서비스하여 대중에게 몇 가지 혜택을 언급할 수 있다고 믿는다.
또한, 제기할 중요한 개념은, 알려진 물리층 자원(서브캐리어)이 (UE에서의 전력 절감을 가능케하는) 물리층에서 직접 식별가능한 물리층 파이프(PLP)라고 불리는 가상 '채널'을 할당받을 수 있다는 것이다.
6 MHz 예로 돌아가면, 이용되는 서브캐리어의 총 개수는 5700이고 이들은 주파수 영역에서 10개 스트라이프로 분할되며, 그 각각은 570개의 균등하게 이격된 서브캐리어로 구성된다. (5700개의 이용되는 서브캐리어들은 중앙 DC 및 엣지 서브캐리어들을 배제하며, 채널 추정을 위한 데이터 또는 기준 파일럿을 운반할 수 있는 유용한 서브캐리어들만을 나타낸다.) 독립된 (Code/QAM)을 갖는 PLP는 총 대역폭에 걸쳐 균등하게 이격된 매 10번째 물리층 서브캐리어에 맵핑된다. PLP 서브캐리어 # 할당은 주파수 영역에서 스위핑되어 최대 주파수 다이버시티와 시간 다이버시티를 제공하는 하나의 수퍼 프레임(1000ms)에 걸친 시간 인터리빙 (물리층)을 보장하여, 3 km/hr보다 작은 보행자 속도에서의 느린 페이딩의 완화를 돕는다. 600 MHz와 3km/hour의 속도에서 코히어런스 시간 = .423/Fd는 코히어런스 시간 ~200ms에 해당하는 ~ 2 Hz이다. 제안은 ~ 990ms의 시간 인터리빙을 지원한다.
이 RFQ의 전체 성질을 감안하여, SIMO 동작 모드는 표준이라고 가정된다. SFN 전송기 다이버시티의 구현은 또한, 노매딕 환경에서의 페이딩의 영향 및/또는 새도잉(shadowing)의 영향의 완화를 도울 것이다. (단일 주파수 네트워크 모드는, 설명되는 바와 같이, 시스템의 직접적인 본연적 기능이다.)
도 4는 기본 주기(T)의 함수로서의 기본 OFDM 심볼을 나타낸다. (기본 주기란, 샘플 레이트의 역에 해당하는, 샘플 기간이라고도 할 수 있다.) 이것은 항상 표 4에서 4개의 예시적 FFT 크기, 즉, FFT 크기(6144, 9216, 12288 및 18432)에 대해 서브프레임(10ms)당 정수개의 심볼을 야기한다. 노매딕 동작 모드에 대해 6144로부터 18432까지의 FFT 크기가 이용되는 반면 고정된 동작 모드에 대해서는 더 큰 FFT 크기가 이용된다. (표 4에서, "FFT 크기 / 서브캐리어 △Hz / 주기적 전치부호 ㎲ / 도플러 600 MHz (MPH)"라고 라벨링된 행은 각각의 값의 대역폭에 대한 폼 A/B/C/D의 4개의 구성체(construct)를 포함한다. 예를 들어, 5 MHz 대역폭에 대응하는 제1 열은, 구성체 6144/2000/56/224를 포함한다. 제1 요소(6144)는 FFT 크기이고, 제2 요소(2000)는 서브캐리어 이격 △이며, 제3 요소(56)는 주기적 전치부호 크기이고, 제4 요소(224)는 도플러 값이다.) 새로운 고도로 조직화된 프레임워크는, 방송 시스템 동작에서 높은 융통성, 간소화 및 효율로 이어진다. 바로 이러한 구조화의 성질은 실제로 공학적 문제를 관리하기 더 쉽게 한다.
도 5는 한 실시예에 따른 제안된 수퍼프레임 (SF) 구조(1000ms) 지속시간을 도시한다. 이것은 유니버설 L1 프리앰블 섹션(1ms)과 L2 심볼 섹션(9ms) 및 후속되는 페이로드 섹션(990ms)으로 구성된다.
표 5(즉, 도 5b)는 주요 제안된 OFDM 파라미터들의 요약이다(다른 대역폭들이 가능하고 가정될 수 있다). 이 설계는 또한, 간소화로서 GIF(Guard Interval Fraction)를 ~10% (1/10)로서 정규화하는 것을 구상한다. 이것은 전체 시스템 설계 제약을 만족하면서 50 km까지의 큰 SFN 범위 이격을 지원하는 노매딕 서비스에 대한 타당한 오버헤드를 제공한다. 그러나, 고정된 서비스는 더 긴 심볼 및 대응하는 더 가까이 이격된 서브캐리어들(더 낮은 도플러)을 이용할 수 있고 고전적으로 더욱 효율적이다. 이들 시스템 설계 제약을 준수하는 새로운 파라미터화된 고정된 파형은, 도플러 확산이 더 긴 심볼 시간(TU)과 교환되기 때문에 더욱 효율적일 것이다.
물리층 블록도를 더 상세히 소개하기 이전에, 도 6은 우리의 방송 제안에서 (수정과 함께) 재사용되는 (회색 배경색의) 기존의 3GPP LTE-A 프로토콜을 도시한다.
그 다음, 도 7의 시스템 블록도가 시스템도 내의 (강조된) 블록들의 시스템 워크-쓰루(walk-through)와 연계하여 제시되어 이 비-역방향 호환된 ATSC 3.0 제안에 대한 소정의 서두 직관을 제공한다.
시스템 워크쓰루(System Walkthrough)
일부 실시예에서, 시스템은 텔레비전 방송 주파수 대역에서 ---하루 종일, 매일, 광범위한 지상 풍경과 수로에 걸쳐 동작하는 고정형 및 노매딕 사용자 장비 양쪽 모두를 지원할 것이 요구된다. 지표면을 가로지르는 무선 및 텔레비전 신호의 전파는, 날씨, 대기 및 전리층에서의 낮/밤 효과, 및 사용자 이동(사용자는 출근 시간 동안에 더 높은 속도로 이동하는 경향이 있다)에 따라 변한다. 이들 변화는 자동으로 현재의 상태에 맞게 적응할 수 있는 융통성있는 솔루션을 암시한다. 따라서, 적응적 파라미터화된 노매딕 파형은 제안된 CLX/SBG 시스템의 중심에 있다. 이 물리층은 방송 프로토콜 스택에서 존재할 수 있는(그러나 격리된) 층으로 자립할 수 있지만, 이러한 격리는 덜 효과적인 플랫폼 이용률을 제공한다는 점을 우리는 주장한다는 점에 유의해야 한다. 그러나, 물리층의 시너지적(synergistic) 시스템 뷰를 전체 NGBP 내의 기초 요소들 중 하나로서 취함으로써, (통합된 플랫폼으로서의) 그 진정한 잠재성이 드러날 것이다. 따라서, 우리의 물리층의 논의는 엄격하게 격리되지 않을 것이고, 때때로 NGBP 내의 시너지적 요소들 중 하나로서의 물리층의 경우까지 확장될 것이다.
도 7a 내지 도 7c는 이하에서 (때때로 프로토콜 층에 의해 상세한 섹션들로 분할되어) 논의될 시스템 레벨 블록도를 제시한다.
도 6으로 돌아가서, 본 제안에서 에어 인터페이스에서 노매딕 파형을 생성하기 위해 필요한 4개의 프로토콜 층은, 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(PDCP; Packet Data Convergence Protocol), 무선 링크 제어(RLC; Radio Link Control), 매체 액세스 제어(MAC; Media Access Control) 및 물리층(L1)이다. (3GPP TS 36.323 v10.0.0 (PDCP); 3GPP TS 36.322 v10.0.0 (RLC); 3GPP TS 36.321 v10.0.0 (MAC); 3GPP TS 36.201 v10.0.0 (Phy)를 참조한다.) 처음 3개의 프로토콜이 도 7b의 좌측 하단에 도시되어 있다. MAC 층의 우측까지의 나머지 모든 블록들은 물리층의 일부이다. 이들 4개의 층은 널리 알려진 3GPP LTE-A (OFDMA) eNodeB 셀룰러 기지국 아키텍쳐에 존재한다; 따라서, 적절하다면, 여기서 사용되는 명명 규약은 본 방송 제안에까지 적용된다.
도 8은 NGP 게이트웨이와 NGP 변조기의 간략화된 신호 흐름도를 도시한다. (도 8의 진한 윤곽선 박스(802)에 도시된) 인터넷 프로토콜의 예시적 MMT 스트림은 도 8의 좌측에의 NGB 게이트웨이에 피딩된다. 복수개의 스테이지의 처리 후에, MMT 데이터는 방송 전송에 적합한 시간 영역의 노매딕 파형의 일부로서 우측에 나타난다. 용어 "MMT Package"는 HTML5하에서 본연적 요소(native element)로서 모두 처리되는 자산 모음(비디오/오디오/데이터 객체)을 기술하고 "뷰"를 기술하기 위해 MPEG-H Part 1에서 사용된다. 이것은, HTML5 브라우저 엔진에 의해 렌더링되고 HTML5(W3C)에 제안된 MMT 확장판에 의해 기술되는 프리젠테이션 타임 라인(UTC 월 클록)에 관하여 프리젠팅되는 공간적/시간적 레이아웃이다. (방송 클라이언트에서의 신뢰성있는 UTC 클록의 신속한 설정은 MPEG-H MMT 패러다임이 작동하기 위해 필수적일 수 있다. 그러나, MMT 명세는 UTC 클록이 방송 노매딕 클라이언트에서 어떻게 설정되는지에 관해 언급이 없다. 현재의 제안은, GPS 1PPS 틱과 일치하여 수퍼 프레임의 시작을 방출하도록 제약된 제안된 에어 인터페이스를 통해 시간을 서빙함으로써 이것을 해결할 수 있다. 따라서, 이 제안은, MMT에서 비디오/오디오 프리젠테이션 타임라인에 필요한 정확도 내에서 UE UTC 클록의 설정을 가능케하는 L2 시그널링에서 UTC 시간의 샘플을 운반한다.) 본 논의를 위해, MMT 팩키지는 1초 청크(chunk)에서 생성되고 NGB 게이트웨이에 IP 흐름으로서 들어가는 것으로 도시되어 있다. 팩키지는 층간 전처리의 일부로서 NGB 게이트웨이의 가상 물리층 파이프(PLP)에 맵핑되고 NGB 변조기에 전송된다. (PDCP, RLC, MAC)은 PLP IP 흐름을 수신한다. 각각의 개개 PLP는 다음 2개 블록에서 터보 코딩되고 QAM 성상좌표군에 맵핑된다. 그 다음 GOC(group of constellation symbols)는 노매딕 서비스에 대한 충분한 물리층 시간 다이버시티를 보장하는 시간 인터리빙 블록에 들어간다. 그 다음 GOC는 주파수 영역에서 스트라이프로 맵핑된다. 그 다음 PLP는 일반적으로, 소정 패턴으로 심볼 내의 모든 OFDM 서브캐리어들을 스위핑하는(주파수 다이버시티) 10개의 스트라이프 중 1개 상으로 맵핑된다. 그 다음, 스트라이프들은 시간 영역에서 수퍼 프레임의 페이로드 영역(990ms)에 걸쳐 확산된다(spread out). IFFT + CP는 신호를 원하는 시간 영역 디지털 파형으로 변환한다. 이 디지털 파형은 디지털 대 아날로그 변환에 피딩되고, 후속해서 RF로의 아날로그 상향-변환, 전력 증폭, 및 (도시되지 않은) 에어를 통한 전송을 위한 안테나 피딩이 뒤따른다.
도 9는, PDCP, RLC, 및 MAC 블록들이 901, 902, 903 및 904에서 소정의 헤더 정보를 추가하는 것을 도시한다.
먼저, 도 9의 3GPP LTE-A 블록들로부터의 (유지된 또는 수정된) 기능성을 간략히 논의한다. NGB 게이트웨이는 NGB 변조기 내의 모든 물리층 자원의 할당을 책임지는 마스터 엔티티이다. 제어 평면은 게이트웨이에 의해 이루어진 모든 할당 결정을 스케쥴러(905)에게 전달하고, 스케쥴러는, 이들을 적응 제어 신호(915-917)를 통해 이행한다. (스케쥴러(905)로부터의 적응적 제어(915-917)의 상세사항은 본 문서의 나중에 적응적 파라미터화된 노매딕 파형 기능성에 관한 섹션에서 전체론적으로 논의될 것이다.) 이 중앙 제어 노드(NGB 게이트웨이)는 또한, (적절한 동작을 위해 필요하다면) 복수의 전송기의 단일 주파수 네트워크(SFN)의 각각의 NGB 변조기에서 동일한 파라미터 값들이 이용되는 것을 보장한다.
게이트웨이로부터의 사용자 데이터 평면은 모든 IP 흐름(PLP)을 PDCP 층에 수송한다. PDCP에서, ROHC는 인입 패킷들 상의 모든 IP 헤더를 압축하는데 이용된다. 그 다음, 선택사항적 암호화가 PLP 기반으로 적용될 수 있다. (본 제안은 또한, LTE Unicast First NET을 비상시에 일반 공중이나 지리적 타겟(geo-targeted)에 서비스를 방송하기 위한 IP 흐름으로 지원 및/또는 강화하는 것을 구상한다. 또한 (사설) 제1 응답자 트래픽은 또 다른 예로서 PDCP에서 (First Net 암호화 유닛에 의해 암호화될 수 있다. 이것은 방송사와 First Net 사이의 서비스 레벨 협의 하에서 조율될 수 있고, NGBP (BMX) IP 코어에서 실행되는 정책에서 반영될 수 있다.) 그 다음, 복수의 PLP들이 분리되고 RLC 층의 공통 세그먼트들 내에 캡슐화된다. (LTE RLC 프로토콜은 증가된 세그먼트 카운트를 RLC 세그먼트 헤더 내에 삽입한다.)
LTE에서, UE는 세그먼트 카운트 (헤더) 요청(ARQ)에서 임의의 갭을 검출하고, 분실된 세그먼트/들이 캐리(RLC)로부터 제거되고 재전송된다. (이후에 설명될) RLC 세그먼트 카운터는 또한, 방송 수신기(UE)가 본연적으로 요청 및 수신하는 수단(즉, LTE 무선기기)를 갖고, Wi-Fi 구역(또는 기타의 네트워크) 내에 진입하거나, 접속을 위한 기타의 (유선 또는 무선) 수단을 가질 때, 이 방송 제안(프로토콜에서의 변경)에서 (IP 코어 내의 RLC 데이터 세그먼트 캐시)에게 분실된 세그먼트를 요청하는데 이용된다. 이 새로운 ARQ 기능은 비실시간 매체 상에서의 QOS 또는 데이터 파일 전송만을 증가시키도록 설계되지만, 방송 플랫폼 서비스의 한 예이다.
그 다음, 각각의 세그먼트화된 PLP(RLC)는 MAC 층 패킷에서 CRC와 함께 캡슐화된 다음, 확장된 3GPP 터보 인코더에 전송된다. (CRC는 수신기에서 터보 디코딩과 연계하여 이용된다.) MAC 층은 캐리어 집성(CA)을 위한 앵커 포인트(anchor point)이고 이것은 스케쥴링된 트랜스포트 블록을 또 다른 물리층에 전송하기 위한 옵션으로서 도시되어 있다. 방송 CA에 대한 지원도 역시 별도의 섹션에서 다루어진다. 950의 우측 상부에는, PDCP/RLC 층들에 의해 MAC 층 내의 단일의 트랜스포트 블록으로 캡슐화된 다음 우리의 제안에서의 확장된 3GPP 터보 인코더에 포워딩되는 또는 PLP 동일한 (MMT) 팩키지로부터 2개의 패킷이 도시되어 있다.
순방향 오류정정 코딩
모바일 시스템 구성의 경우, 각각의 PLP에 속하는 순방향 에러 정정(FEC)은 터보 코딩의 형태로 추천된다. LDPC는, 터보 코드에 비해 그 한정되지 않은 에러 플로어(unbounded error floor)와 점점 더 긴 블록 크기에 대해 적당히 개선된 비트 에러 성능을 감안하면 고정된 수신에 이용될 수 있다.
터보 인코더는 동일한 쌍의 병렬 연결된 콘볼루션 코드(PCCC) 8-상태 구성요소 인코더들을 포함할 수 있고, 인코더로의 입력들은, 도 10에 나타낸 바와 같이, 내부 인터리버(1010)에 의해 분리된다. 일부 실시예에서, 터보 인코더 코딩 레이트는 R=1/3이다.
PCCC에 대한 8-상태 구성요소 코드의 전달 함수는 아래와 같다:
Figure pct00003
여기서,
Figure pct00004
각각의 구성요소 인코더에 대한 시프트 레지스터의 초기값은 각 블록의 입력 비트들의 인코딩의 개시에서 모두 0일 것이다.
터보 인코더로부터의 출력은 다음과 같이 주어진다.
Figure pct00005
여기서 k=0, 1, 2, ..., K-1이고, K는 입력 블록 크기이다.
터보 인코더에 입력되는 비트들은
Figure pct00006
로 표기되고, 제1 및 제2 8-상태 구성요소 인코더로부터 출력되는 비트들은 각각
Figure pct00007
및
Figure pct00008
로 표기된다. 내부 인터리버로부터 출력된 비트들은
Figure pct00009
로 표기되고, 제2 8-상태 인코더로의 입력을 제공한다.
레이트 정합
채널 코딩 후에, 데이터 페이로드 내에 에러를 도입하지 않고 스트림으로부터의 소정 퍼센트의 심볼들을 추가하거나 누락하는 것이 가능하다. 도 10에서, 터보 코딩된 블록들이 레이트 정합기(1100)에
Figure pct00010
로 표기된(i=0, 1, 및 2, r은 코드 블록 번호, i는 코딩된 스트림 인덱스)
Figure pct00011
비트 블록들로 전달되는 것을 볼 수 있다.
코딩된 블록마다 정의될 때, 레이트 정합은, 도 11에 도시된 바와 같이, 3개의 정보 비트 스트림의 인터리빙과 그에 후속하는 비트들의 수집 및 원형 버퍼의 생성으로 구성된다.
r번째 코딩된 블록에 대한 길이
Figure pct00012
의 원형 버퍼는 다음과 같이 생성된다:
Figure pct00013
비트 선택과 가지치기(pruning) 후, 레이트 정합기는 코딩된 블록 번호 r에 대해
Figure pct00014
로 표기된
Figure pct00015
비트들의 스트림을 전달하여 이용가능한 총 비트수 G로 고정된 용량의 트랜스포트 프레임을 수용하되,
Figure pct00016
이도록 하고, 여기서, NL은 전송층들의 수이고, NSC는 스트라이프당 이용가능한 서브캐리어 수이며, Qm은 QPSK의 경우 2이고, 16QAM의 경우 4이며, 64QAM의 경우 6이고, 64QAM의 경우 8이다. 이 용량은 복수의 IP 흐름들간에 분할되고, IP 흐름들 각각은 다수의 방송 서비스 제공과 연관된 오디오, 비디오, 및/또는 데이터를 운반한다. 이것은 가입자(UE)로부터의 다수의 데이터 요청에 응답하는 LTE 레이트-정합과 대조를 이룬다.
데이터 스크램블링
물리 채널 상에서 코드 워드
Figure pct00017
에서 전송되는 비트들의 각각의 블록
Figure pct00018
은 변조에 앞서 스크램블링되어, 하기 식에 따라 한 블록의 스크램블링된 비트들
Figure pct00019
을 야기한다.
Figure pct00020
이제 도 12를 참조하면, 스크램블링 시퀀스 생성기는 각각의 서브프레임의 시작에서 초기화될 수 있고, 여기서 서브프레임 번호
Figure pct00021
에 대한
Figure pct00022
의 초기값은 하기 식에 따라 트랜스포트 채널 유형에 의존한다
Figure pct00023
여기서,
Figure pct00024
는 PLP와 연관된 RNTI에 대응한다.
2개까지의 코드 워드가 단일의 서브프레임에서 전송될 수 있다, 즉, 0과 동일한 q에 대한 단일층 전송과 1과 동일한 q에 대한 2-층 전송에 대응하는
Figure pct00025
.
스크램블러에 의해 이용되는 의사-랜덤 시퀀스들은 길이-31 Gold 시퀀스에 의해 정의된다. 도 12를 참조한다. 길이
Figure pct00026
의 출력 시퀀스
Figure pct00027
(여기서,
Figure pct00028
)는 다음과 같이 정의된다
Figure pct00029
여기서,
Figure pct00030
과 제1 m-시퀀스는
Figure pct00031
으로 초기화될 것이다. 제2 m-시퀀스의 초기화는
Figure pct00032
로 표기된다. SFN의 경우,
Figure pct00033
이다.
도 13은, 방송사가 프로비저닝한 QAM 성상좌표군 모드로의 스크램블러로부터의 PLP #N 비트들의 맵핑을 나타낸다. 전형적인 노매딕 QAM 모드는, QPSK, 16 QAM, 및 64 QAM이다. 논의될 특별한 이용 사례에 대해 256 QAM 모드도 역시 지원된다. (더 높은 데이터 레이트에 대해 더 높은 차수의 QAM 모드가 이용될 수 있다.) 출력은, 다음 블록, 즉 시간 인터리버에 전송되는 성상좌표군(GOC) 심볼들의 그룹이다. 도 13은 또한, 선택사항적 강화층 코딩 및 변조 및/또는 SFN에서의 계층구조적 로컬 서비스 삽입에 대한 지원을 도시한다. DVB-NGH는 또한 H-LSI를 지원한다. MPEG-H Part 2(HEVC)는 베이스 및 강화층 코딩을 위한 계층화된 개발툴이다.) SFN 커버리지 영역 내의 작은 인구 밀집 영역 또는 주요 지역에서의 특별 목표화된 콘텐츠의 하이퍼-로컬 삽입을 위해 H-LSI가 지원된다. (결정론적으로 위치한 저전력 SFN NGB 전송기(안테나 패턴)은 NGBP 내의 IP 코어의 제어하에 타겟 영역 내에 H-LSI 콘텐츠를 매끄럽게 고유하게 삽입할 것이다).
도 14는 하나의 수퍼 프레임(1000ms)에서 수송될 모든 PLP 콘텐츠를 나타내는 공통 인덱스#를 갖는 모든 (GOC)를 도시한다. 모든 공통된 인덱스 #(GOC)는 행별로 블록 인터리버 내에 입력된 다음 SF 페이로드 맵퍼의 제어하에 다음 블록에서 스트라이프 인덱스 #로서 열별로 판독된다. 스트라이프 인덱스#가 맵퍼에 의해 분배될 때, ~990ms의 물리층 시간 인터리빙(시간 다이버시티)이 실현된다. 이 제안의 이 설계 속성은, 600 MHz에서의 채널의 시간 코히어런스가 ~ 200ms이기 때문에 낮은 노매딕 보행자 속도(3km/h)에서 특히 유용하다.
다음 블록(SF 맵퍼)을 논의하기 이전에, 도 15와 도 16의 형태로 된 한 쌍의 개념적 예시가 제공되어 도 17과 도 18의 (SF) 페이로드 맵핑의 한 쌍의 예를 검토하기 이전에 핵심적인 개념들을 소개하여 첫 시도에서 독자들의 이해를 높이는 것을 돕는다.
표 5의 요약으로부터, 수퍼 프레임 페이로드 영역은 FFT 크기의 함수인 정수개의 OFDM 심볼들(1782, 1188, 891 또는 594)로 구성된다. 스트라이프 인덱스# (GOC)는 전체의 유용한 대역폭에 걸쳐 균등하게 이격된 OFDM 서브캐리어들에 맵핑된다(주파수 영역). 이격은 프로비저닝된 스트라이프의 개수에 의해 결정된다. 6 MHz 대역폭의 경우, 5700개 서브캐리어들에 걸쳐 (수신기에게 선험적으로 알려지는) 결정론적으로 맵핑되는 10개의 스트라이프가 있다.
주어진 스트라이프 #가 동일한 심볼의 서브캐리어들에 걸쳐 반복되기 이전의 거리를 스트라이드(stride)라 한다.
도 16은 맵퍼(프로그램가능한 제어 로직)가 입력 스트라이프에 할당하는 시간/주파수 그리드(서브캐리어)(6 MHz에 대해 10이 도시되어 있음)를 도시한다. 참조를 위해, 수직축(OFDM 심볼) 상에는 시간이 도시되어 있고 수평축 상에서 주파수가 도시되어 있다. 스트라이프 인덱스#0은 채널 추정에서 이용하기 위한 서브캐리어들 상에 파일럿 패턴(검정색)을 삽입하도록 예약되어 있다. 다른 9개의 스트라이프(1-9)는 PLP 페이로드를 운반하도록 할당될 수 있고, 스트라이프#1(도트 및 그물눈) 이 개념적 예에 이용될 것이다. 570개 스트라이드들 중 2개가 도시되어 있고(6 MHz) OFDM 인덱스#0에서 시작하여 알려진 패턴의 파일럿들과 PLP 데이터(스트라이프 #1)가 나타난다. 제어 로직이 맵핑을 수행하기 위해 이용하는 입력 파라미터는 다음과 같다:
(1) 스트라이프 # 및 얼마나 많은 스트라이드(2개 중 1, 4개 중 1 등)에서 또는 이 예에서와 같이 (모두)가 맵핑될 것이다;
(2) 시작 심볼 인덱스 #(이 예는 #0) 및 스트라이드(2개 중 1, 4개중 1 등) 또는 이 예에서와 같이 (모두);
(3) 도플러 확산을 지원하는 파일럿 패턴
제거되는 부분은, 이러한 총 대역폭에 걸친 스트라이프 # (PLP)의 스위핑이 최대 주파수 다이버시티 및 주파수 선택적 페이딩으로부터의 약간의 보호를 제공하도록 설계되는 부분이다. 이후에 알 수 있는 바와 같이, 이들 스트라이프들의 패턴(PLP)은 L2 시그널링에서 수신기에게 알려지고 (부분적 FFT)를 수행하고 이 물리층 제안의 구조화된 프레임워크를 이용하여 원하는 PLP # 또는 스트라이프 #만을 복조하는 전력 절감형 수신기 설계를 가능케할 수 있다.
도 17a와 도 17b는, 하나의 수퍼 프레임의 990ms 페이로드에 대한 모든 5700개 서브캐리어들과 1187개 OFDM 심볼들을 보여주도록 확장된, 6 MHz에 대한 동일한 개념적 예를 나타낸다. 이 설계는 물리층에서 탁월한 물리층 주파수 다이버시티와 시간 다이버시티를 가지며, 잘-설계된 노매딕 파형에 대한 필요성과 정합하는 속성에 부합하도록 특정한 절충을 포함한다.
도 18a 및 도 18b는, 주파수와 시간 양쪽 모두에서 (2 중 1)의 스트라이드를 수반한 스트라이프 #5를 이용함으로써 대역폭을 스케일링하는 또 다른 맵핑 방법을 도시한다. 많은 조합들이 가능하고 프로토콜 층들(RLC/MAC)의 적응적 제어에서 이용될 때 이후에 논의되는 물리층 파라미터화는 시스템 동작 및 효율에서 큰 융통성을 가져온다.
L1 프리앰블 심볼 및 시그널링
이하의 논의는 [ETSI EN 303 105 V1.1.1, (1012-11) Digital Video Broadcasting (DVB); physical layer specification (DVB-NGH), DVB Document A160; section 8.1.1: P1 Signaling Data; section 11.7: P1 Symbol Insertion]을 참조한다.
본 섹션의 텍스트와 도면들은 DVB P1에 관한 설계와 본연의 시그널링 용량에서의 차이점을 설명하기 위하 제시된다. 일부 기본적인 구문과 의미가 본 제안의 워크쓰루를 가능케하기 위해 정의된다. L1 코딩 및 변조는 DVB P1과 동일할 수 있고, 샘플링 주파수 및 대역폭과 아키텍쳐에서의 사소한 변경이 이하에서 언급될 수 있다.
연결된 (3)개의 L1 프리앰블 심볼들이 이용된다. 이것은 빠른 초기 채널 스캔을 가능케한다(UE 디바이스의 처음 전원투입 또는 사용자가 비행기 여행 이후에 노매딕 UE 디바이스에 전원을 투입할 때). 새로운 유니버설 L1 발견 메커니즘은 또한, UE가 스펙트럼/대역폭의 소정 부분이 어떻게 프로비저닝되는지를 및 어느 정의된 파라미터화된 OFDM 파형이 소정 유형의 서비스 및/또는 환경에 대해 이용되고 있는지를 신속하게 검출할 수 있게 하도록 설계된다. (3)개의 연결된 L1 심볼들(TU + CP = 333.333 ㎲)은 수퍼 프레임(SF) 1000ms의 시작시에 개시되는 정확히 1ms의 연결된 심볼 시퀀스를 야기한다. 이하의 표 6은 L1 파라미터들을 도시한다. 샘플링 주파수 (S)는 6.144 MHz [3.84 MHz x (8/5)]이고,
(T) = 1/S = ~ 1.6276041666 e-7
이며, 정확히 3개의 1ms의 L1 심볼들을 야기한다.
Figure pct00034
표 6의 파라미터들은 이 제안의 이 실시예에서 예상되는 가장 작은 대역폭(5 MHz)을 지원하도록 설계된다. L1 심볼은, 캐리어 집성 모드를 포함한 임의의 대역폭과 구성을 시그널링하기 위해 유니버설 엔트리 포인트와 발견 프로세스를 제공하기 때문에 "유니버설"이라 칭한다. 강인한 L1 시그널링 데이터 7비트가 있고, (3)개의 연결된 L1 심볼들에 의해, 총 21 비트의 L1 시그널링이 생긴다. 예를 들어, 이들 비트들은 네트워크 구성, 이 SF에서 이용된 FFT 및 CP와 같은 것들을 알리는데 이용될 수 있다. 파라미터화된 파형 패러다임 하에서 미래의 확장성을 지원하기 위한 충분히 낮은 레벨의 시그널링 능력(21 비트)이 있다.
도 19는 (3)개의 연결된 L1 시퀀스(1ms)와 함께 시작하는 기본적인 물리층 수퍼 프레임 구조를 도시한다. 이것에 후속해서 수퍼 프레임 1000ms의 역시 일부인 L2 시그널링 심볼(9ms)이 이어진다. 연결된 L1 심볼들을 각각 L1a, L1b 및 L1c이라 부를 것이다. 유의사항: L2 심볼들은, PLP 콘텐츠가 맵핑되는 수퍼 프레임 내의 각 OFDM 심볼 상에서 물리층에서의 관심대상 PLP의 위치를 UE가 파악하기 위한 시그널링 데이터를 운반한다. 그 다음, UE는 선택적으로 (FFT)를 수행하고 복조하여 (물리층에서 식별된) 관심대상의 PLP 콘텐츠만을 디코딩할 수 있어서, 노매딕 디바이스에서의 전력 절감을 가능케한다.
도 20은 이 제안에서 이용되는 (T) 샘플링 기간의 값을 이용한 L1 심볼 구조를 도시한다. DVB P1 포멧에 대한 변경만이 있다. 하나의 L1 심볼의 지속시간은 ~333.33㎲이다.
도 21은 주파수 영역에서의 결과적인 전력 스펙트럼을 도시하며, 여기서 첫 번째 활성 캐리어는 44에 있고 마지막은 809에 있다. 이것은 대역폭 할당이 증가된다는 점을 제외하고는 DVB P1의 경우와 동일한 스펙트럼이다.
도 22는 참조를 위해 도시된 L1 심볼 생성의 블록도로서, DVB P1의 경우와 동일하다.
L1a, L1b, L1c 사이에는 사소한 차이점이 있고, 그 상세사항은 나중에 설명될 것이지만, 주로, 하기에 관한 L1 심볼들 간의 약간의 차이점들을 포함한다: (1) 스크램블링 시퀀스; (2) A, B, C 구조의 주파수 시프트; 및 (3) CP 부분들 C, B의 길이.
L1 시그널링 구문 및 의미(Syntax and Semantics)
우리는 물리층 제안에 대한 소개로서 상세한 시스템 신호 흐름 워크쓰루의 목적을 가능케하기 위해 몇 가지 기본적인 L1 시그널링 구문 및 의미를 정의했다. (First Net 예는, 방송 스펙트럼의 NGBP (BMX) 관리를 가정하며 트래픽은 PLP별 기초로(on a PLP by PLP basis) 노매딕 파형으로 일반 공중에 또는 방송사들의 공중 서비스의 일부로서의 Private(애플리케이션/RLC 층들의 Crypto)으로서 운반되어 비상시의 공공 안전을 유지할 수 있다. 사적 SDL(Crypto)은 또한 BMX에 의해 매끄럽게 관리될 수 있다(마켓 구동형).) 각각의 L1 심볼은 도 22에서 도시된 바와 같이 총 7개의 시그널링 비트를 가진다. 구체적으로는 L1 심볼들(L1a, L1b, L1c) 각각에는 S1 필드 = 3비트와 S2 필드 = 4 비트가 있다.
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
L2 시그널링 파라미터 노매딕 파형
표 13(즉, 도 22b)은 노매딕 파형에 대한 수퍼 프레임(SF) 페이로드 OFDM 파라미터들을 도시한다.
도 23은, 참조를 위해, 다시 한번, 수퍼 프레임(SF) 시간 구조를 도시한다. L2 영역은 지속시간이 정확히 (9ms)이고, 도 24에 도시된 L2 심볼 생성도를 이용하여, 표 14(도 23b)의 OFDM 파라미터들로 구성된다. 표 4에서 볼드체로 도시된, CP=112μs, 12288 FFT 등의 6 MHz 예에 대해 선택된 파라미터들을 감안하여, 표 14(도 23b)는, SF의 L2 섹션을 구성하는 정확히 (8)개의 L2 심볼들이 있다는 것을 나타낸다.
표 14(도 23b)는 (SF)의 (9ms) L2 섹션에 대한 L2 시그널링 OFDM 파라미터들을 도시한다. 표 14는 노매딕 파형에 대한 OFDM 파라미터들을 반영한다는 점에 유의한다. 표 13에서, 6144 FFT와, 12288 FFT는, 총 SF 페이로드(990ms)에 걸쳐 심볼들의 정수 #를 정확히 야기하지는 않는다. 이것은 표 14에서 첫 번째 L2 심볼 CP 값 = (N+4)에 의해 보상된다.
표 15에서, L2 시그널링 데이터는 TC=1/5, QPSK이고, 강인성을 위해 9ms 블록에 걸쳐 시간 인터리빙된다. (표 15 추정치는 L2 심볼들 내의 기준 파일럿들에 대한 보수적 20% 오버헤드를 보여준다.)
표 15는 이용되는 L2 OFDM 파라미터화를 나타낸다. (8)개의 L2 심볼은 도 21의 터보 코드 RM 블록의 출력 상에 도시된 바와 같이 1/5 코드 레이트를 이용한다. 그 다음, 이것은 QPSK를 할당받고 TI 블록에 의해 (9ms)에 걸쳐 시간 인터리빙되어 강인성을 증가시키는 것으로 도시되어 있다.
Figure pct00041
표 16에서의 예시적 L2 구문은 주어진 PLP(N)에 대해 에어 인터페이스로의 워크쓰루를 가능케한다. 또한, UTC Time / Date (64) 비트 필드는 GPS 신호용 수신기가 없는 UE에 의해 이용될 수 있고, 클라이언트로의 UTC 시간의 서빙에 관해 아래의 섹션을 참조한다. 또한, 4 비트 FFT 필드는 모든 페이로드 심볼들에 대한 FFT 크기를 나타낸다. 4비트 파일럿 패턴 필드는 파일럿 파라미터화 알고리즘을 선택한다. 나머지 다른 적응적 파라미터들이 열거되어 있다. (도 7b와 7c의 스케쥴러에 의해 제공되는 출력을 참조) 이들 L2 파라미터들은 IP 코어 내의 NGB(GW)에 의해 1000ms 수퍼 프레임 경계를 변경할 수 있다.
클라이언트로의 UTC 시간 서빙
도 25에서, MPEG-H Part 1 MMT (애플리케이션 트랜스포트)는 MMT 트랜스포트 타이밍을 생성하기 위해 UTC 클록을 이용하고 이것은 클라이언트측의 UTC 클록을 요구한다. MMT 명세는 이것을 어떻게 달성하는지에 관해 언급이 없다. 인터넷이 한 명백한 방법이다. 그러나, 방송 시스템에서 어떠한 인터넷 접속도 가정되지 않는다. 이 방법은 방송 채널만을 이용해 클라이언트에게 방송할 UTC 시간을 서빙함으로써 이것을 해결한다.
NGB 게이트웨이/스케쥴러는 전송기 안테나의 에어 인터페이스에서의 GPS 1PPS 틱의 상승 엣지와 일치하여 각각의 수퍼 프레임을 시작한다. (PPS는 초당 펄스(pulse per second)에 대한 두문자어이다.) 그 다음, NGB 게이트웨이는, 각각의 수퍼 프레임의 L2 시그널링 내에 삽입될, 유효한 UTC 타임 스탬프를 스케쥴러에 전송한다. 그 다음, 수퍼 프레임(N)은 L2의 UTC 타임 스탬프와 함께 GPS 1 PPS 틱 상에서 안테나로부터 방출된다.
그 다음, 신호는 수신기를 향해 자유 공간 비행한다(c= 광속). 수신기는, 예를 들어, 도 26에 도시된 바와 같이, 수퍼 프레임(N)으로부터 L2를 회복하고 디코딩한다. UTC 타임 스탬프는 추출되어 (+1초 증가됨) 수신기 메모리 내에 로딩된다. 그 다음, 수신기는 수퍼 프레임 (N+1)을 기다린다. 수퍼 프레임 (N+1)의 즉각적 시작이 검출되고 클라이언트 UTC 클록 레지스터들은 메모리로부터 수퍼 프레임 (N)으로부터의 UTC로 Jam 로딩되고 클라이언트 클록은 이제 UTC와 동기화된다.
이 방법은 인터넷 상의 NTP 시간 서버로부터 달성될 수 있는 것보다 정확해야 하며, 방송 서비스 영역 내의 임의의 장소에서 이용가능하다. 이 노매딕 데이터 레코더 상에는 플래싱(flashing) 클록 (VHS) 시간이 없을 것이다.
모든 수퍼 프레임(SF)의 시작에서의 L1/L2 심볼들은 (UE)가 (PLP/들)의 스트라이프/들을 식별(IP를 통해 전달된 어떤 채널 안내 메타데이터와 결속/논의되지 않는 것으로 가정됨)하기 위해 필요로 하는 모든 시그널링을 포함하기 때문에, (SF) 페이로드의 시간/주파수 자원 그리드 내의 그들의 서브캐리어 맵핑(정확한 위치)이 물리층에서 위치파악될 수 있고 노매딕(UE) 상의 배터리 에너지 절약이 가능하다.
도 27은, UE가 eNodeB에 의해 셀 내의 물리층(스펙트럼 자원)을 공유한 각각의 부착된 (UE)에게 동적으로 할당되는 자원 블록/들(시간/주파수 그리드)의 자원 요소들(서브캐리어들)만을 선택하는 경우 LTE(OFDMA)에서 이용되는 것과 유사한 개념을 도시한다.
스트라이프#0(오버헤드)는 파일럿 패턴 #(N)으로서 시그널링되었고 이것은 채널 추정에 이용된다. 이 예에서 스트라이프 #1은 관심대상의 PLP를 가지며 부분적 FFT를 이용함으로써 다른 모든 (비파일럿) 서브캐리어들을 무시하면서 복조될 수 있다. 그 다음, 관심대상의 PLP와 연관된 RLC 세그먼트들의 스택을 처리(디코딩)하고 전달하기 위해서만 에너지를 소비해야 한다. (시작 심볼 인덱스 #와 큰 스트라이드(예를 들어 16 중의 1))을 이용함으로써, 시간 다이버시티로부터 여전히 혜택을 누리면서 용량 bps에서의 스케일링과 배터리 절감이 달성될 수 있지만, 이것은 이 제안에서의 고도의 구조 프레임워크의 한 속성일 뿐이다.)
도 28은 NGBP에서의 예상된 채널 변화 시간 거동을 나타낸다. 모든 전송국이 GPS 1PPS와 일치하여 수퍼 프레임(SF)의 시작을 방출하게 하는 요건은 '네트워크 인식' 실시로서 권고되며 몇 가지 이점을 가진다.
(1) 간소화되고 융통성있는 SFN 아키텍쳐를 달성.
(2) UTC 시간을 모든 L2에 삽입되게 함으로써 시간을 서비스(MMT의 애플리케이션 층 타이밍을 지원).
(3) SF 경계 정렬된 모든 전송국은 NGBP에서 채널 변화를 더욱 결정론적으로 한다.
도 28은 수신기(UE)가 NGBP의 동일한 또는 상이한 캐리어 상의 또 다른 채널을 선택하기로 결정했다는 것을 나타낸다. 절대적 최악의 경우가 L1/L2 직후에 새로운 채널에 들어갈 것처럼 보이지만, (SF)의 중간의 어느 곳에서 평균 엔트리 포인트가 도시되어 있다. 그 다음, UE는 다음 L1/L2, 이 경우에는 ~500ms를 기다려야 한다. L1/L2가 취득되고 PLP(스트라이프 #)는 (SF) 페이로드의 시간/주파수 그리드에 위치해 있고 복조된 다음 (SF)의 끝에서 터보 디코딩된다. 그 다음, 약간의 지연 후 PLP 콘텐츠(이 예에서는 MMT 팩키지)를 MPEG 디코딩된 다음 디스플레이된다. 이 채널 변화 거동은 시간/주파수 다이버시티를 희생하지 않고 ~(1-2)초 (최상/최악) 사이로 제한되어, 양호한 소비자 경험을 야기한다.
적응적 파라미터화
본 제안은 적응적 파라미터화를 이용하여 효율, QOS, 및 OFDM 물리층 자원의 마켓 구동형의 이용을 보장한다. 가설적인 NGBP 방송 IP 코어 (마켓/영역)는, 예를 들어, 물리층 자원을 관리하는 수 개의 VHF/UHF NGB 게이트웨이를 가질 수 있다. (NGBP가 미래에 대한 새로운 방송 생태계를 생성하기 위한 가장 비용 효율적인 방식이라는 것은 사실이다. 구 1960년대의 방송(고립구조) 설계를 계속 이용하면 최상의 방송 물리층 기술이라도 모자랄 것이다. 승자는 이제 인터넷을 선언했고 방송사들은 새로운 네트워크 인식 NGBP를 포용하는 것을 고려해야 한다.)
도 29는 NGB GW가 각각의 수퍼 프레임에 대해 각각의 1초 간격 동안 이용가능한 잠재적 비트 레이트의 적응적 제어 또는 "쓰로틀"을 도시한다. NGB GW는, 효율을 위한 더 낮은 물리층과 선택사항으로서의 상위 애플리케이션층(MPEG-H Part2 HEVC) 양쪽 모두에서의 제어 평면 인터페이스를 가진다.
도 29의 스케쥴러로부터의 가능한 적응적 제어(쓰로틀)가 이하에 열거된다.
1. RLC 층 - 세그먼트화 크기.
2. MAC 층 - 트랜스포트 블록(TB) 크기.
3. 확장된 3GPP 터보 인코더 - 터보 코더 블록 크기(QPP).
4. 3GPP 터보 인코더 1/3 모코드(Mother Code) - 레이트 정합(RM).
5. QAM - QAM 모드;
6. (SF) 페이로드 맵퍼 - 주파수/시간 영역 모두에서의 (PLP) 당 스트라이프 및 스트라이드의 #;
7. 애플리케이션 층 - 선택사항적 제어 HEVC Stat Mux 관리자(도 29).
고도의 구조 파형의 혜택(표 4의 상세사항)을 감안하면, NGB GW는 입력 인터페이스 상에서 어떤 사용자들이 각각의 PLP에 대한 QOS(QAM/Code 레이트 요청)을 포함한 다음 초 동안 물리층 자원을 요구하고 있는지를 이미 알고 있다. NGB 게이트웨이는 대역폭을 프로비저닝시키고 제어하며, 이것은 바로, 다음 1초 동안의 (SF) 페이로드의 시간/주파수 그리드에서의 유용한 정수개의 OFDM 서브캐리어(SC)와 같다. 그 다음, (자유롭게 사용가능한 쓰로틀을 감안하여) 알고리즘(GW)은 (SF)의 설계로 진행하고 (제어 평면을 통해) 각각의 NGB 변조기에게 구축할 것을 명령한다. 각각의 (SC)는 소정의 QAM 성상좌표군을 지원할 수 있다. 터보 코드 RM 쓰로틀과 터보블록 크기 쓰로틀은 선택된 세그먼트 크기(RLC) 및 트랜스포트 블록 크기(MAC)와 시너지적으로 동작하여 입력 (PLP) 패킷이 (스터핑(stuffing)없이) 효율적으로 캡슐화되고 (SF)에서 정수개의 OFDM 심볼들로 맵핑되는 것을 보장한다. 이들은 각각 1초 간격의 매우 동적인 파라미터 조절일 수 있다.
HEVC 가변 비트 레이트(VBR) 인코더와 통계적 멀티플렉서를 이용하여 비디오 스트림 비트 레이트의 추가적 제어가 가능하다. 도 30은, 이것을 압축하기 위해 각각의 비디오 스트림에 대해 하나의 HEVC VBR 레코더가 이용되고, 그 다음 통계적 멀티플렉싱이 스트림들을 결합하는 것을 도시한다. 도 30b는 도 30의 HEVC 가변 비트 레이트 인코더들 중 하나의 예이다. 애플리케이션 층에서의 선택사항적 제어와 전체론적 시스템 최적화는 최상의 효율을 거두어야 한다.
NGBP의 시너지를 수반한 예시적 이용 사례
이 섹션은 네트워크 인식 NGBP의 수 개의 이용 사례의 개념을 제시한다:
1. $$ (링크 버짓) NGBP (Capex/Opex)를 절감하면서 실내 수신을 현실화.
2. 새로운 ARQ 메커니즘을 이용함으로써 비실시간 파일 전송 서비스에 대한 QOS를 증가.
3. 캐리어 집성(CA)에 의한 용량(bps) 및 기능성의 증가.
4. FirstNet LTE 네트워크 서비스 유형을 지원/강화함으로써 대중에게 서비스.
5. 모바일 오프로드에 대한 캐리어 집성.
1. $$ (링크 버짓) NGBP (Capex/Opex)를 절감하면서 실내 수신을 현실화
일반적인 대중은 댁내에서 많은 실내 시간을 보낸다. 도 31a 및 도 31b는 링크 버짓에 관해 45-50 dB을 절감하고 댁내에서 방송사 제어형 앵커 포인트를 설정하여 개인화된 서비스/타겟팅/콘텐츠의 사이드 로딩(side loading), 즉, 방송사들이 인터넷 시대에 의미있게 남아있게 위해 시작할 필요가 있는 것들을 제공하는 개념을 도시한다. 좌측에는 광대역 활성 안테나와 LNB 등을 갖는 도메스틱 라디오 헤드(RH)를 갖는 가정이 도시되어 있다. (LNB는 저잡음 블록(low noise block)에 대한 두문자어이다.) RH는 소비자가 ATSC 3.0 홈 게이트웨이(GW)에 대한 Wi-Fi 인터페이스를 통해 댁내의 디바이스(UE) 상에서 선택한 IP 패킷들(PLP)의 스트라이프들을 선택적으로 복조한다. 하나의 GW 인터페이스는 ISP에 접속되고, 또 다른 GW 인터페이스는 단일의 RJ-45를 통해 전력까지 접속되고 IP 접속을 통해 RH로부터 PLP 데이터를 수신한다. 그 다음, IP 데이터가 수신되어 홈 GW에서 Wi-Fi로 변환되고(또는 스토리지에 캐싱되고) 소비자 경험이 전달된다. 소비자는, 이것이 신뢰성있고 합리적인 가격이며 사물 인터넷과 보조를 맞추는 한, 어떻게 동작하는지에 신경쓸 필요가 없다. 이 예에서, 건물 침투 손실을 극복하고 서비스를 댁내의 1.5M에서의 UE 상의 임베딩된 NGB 안테나에 전달하는 것보다 LNB로 10M에서의 실외 RH를 서빙하는 것이 링크 버짓에서 ~45-50 dB 절감이 있다. 우측에는 캐싱되고(홈 GW) 개인화 등을 위해 UE에 동기화되는 방송사 비지니스 모델을 지원하는 안테나 강화 서비스(TCP/IP)를 전달하는 IP 코어 네트워크(NGBP)가 도시되어 있다. (MMT 표준은 또한 유니캐스트 (TCP/IP)를 지원한다. 또한, MMT 프로토콜은 "일반 모드(Generic Mode)"를 도입함으로써 HTTP를 이용하지 않고 DASH 세그먼트들의 브로드캐스트/멀티캐스트 전달을 지원하도록 확장되었다). 이 옵션은 비-역방향 호환 ATSC 3.0 표준에서 이용가능하며 방송이 융합(convergence)을 통해 인터넷 시대에서 중요한 매체로서 남아 있을 수 있게 할 수 있다. (UE)가 댁내에 진입하거나 이를 떠날 때, 지상 NGBP로부터의 또는 NGBP로의 매끄러운 핸드오버가 발생한다.
또한, 댁내 외부로부터의 추가적인 IP 접속의 경우, 방송사는 IEEE OMNIRAN이라 불리는 이제 막 시작하는 관리된 Wi-Fi 액세스 연구로부터 혜택을 입을 수 있다. OMNIRAN에서 EPC로의 3GPP Trusted WLAN Access에 대해 정의된 이용 사례가 이미 있다. 이 CLX/SBG "네트워크 인식" 제안(IP 코어)은 이 연구와 매우 잘 일치한다.
2. 새로운 ARQ 메커니즘을 이용함으로써 비실시간 파일 전송 서비스에 대한 QOS를 증가
도 32는 NGBP 상에서 비실시간 파일 전송 서비스에 대한 QOS를 개선하기 위한 개념을 도시한다. 파일들은 쓸모있도록 에러 없이 전달되어야 한다. LTE의 경우, 이것을 달성하기 위한 수 개의 메커니즘이 있다: Mac 층 적응적 HARQ; RLC ARQ; 및 상위층 TCP.
간략하게 말하면, 제안된 ATSC 3.0 물리층(NGBP IP 코어)은 (소비자 개입없는) 비실시간 파일 전송 서비스에 대한 (RLC ARQ) 확장을 지원하여 성공적인 파일 전송을 보장한다. LTE에서, RLC 층 헤더는 증가하는 세그먼트 카운트를 가지며 이것은 (UE)가 분실된 세그먼트를 검출하고 신속하게 재전송을 요청할 수 있게 한다. 제안된 방송 RLC 층에서, 세그먼트 카운트가 즉각적 IP 반환 채널을 가정하지 않는 비실시간 파일 전송을 위한 상이한 프로토콜에서 이용된다. (방송 세그먼트가 검출(분실)된 UTC 시간/날짜 등의 메트릭들이 또한 UE에서 이용가능하며 방송 ARQ NRT 프로토콜의 일부일 것이다.) 이 솔루션은 또한 NGB 게이트웨이 층간 설계를 활용하는 것을 포함한다. NGB GW는, NGB 변조기 내의 스케쥴러(슬레이브)를 통해 모든 물리층 자원을 프로비저닝하는 것을 책임진다. 따라서, GW는 자신이 할당한 바이트들에 대한 선험 지식을 가지며 모든 파일 전송 프로세스들의 각각의 RLC 세그먼트 내에 있을 것이다. NGB 게이트웨이는 IP 코어 네트워크(NGBP) 내의 ARQ 서버 상에서 또는 오늘날의 오버유스트 마케팅 광고 클라우드(over used marketing hype the Cloud)를 이용하여 캐시(RLC 바이트 세그먼트)를 유지한다. (방송사들은, UE가 Wi-Fi 영역에 진입하거나 분실 RLC 세그먼트들이 명시적으로 요청된 파일 전송을 홈 ATSC 홈 GW로 반환하기 위한 시간을 주기 위해 방출 후에 얼마나 오래동안 세그먼트 #/UTC 타임스탬프를 갖는 RLC 바이트가 ARQ 서버 상에 놓여 있을지를 명시한다.) 새로운 프로토콜을 이용해 (이용가능할 때) IP 접속을 이용하는 ATSC 3.0 노매딕 디바이스는 분실된 RLC 세그먼트들 내의 분실된 데이터 바이트들을 세그먼트 번호와 UTC 타임 스탬프에 의해 명시적으로 요청하여 임의의 파일 전송을 완료하고 QOS를 개선시킨다.
언급할 가치가 있는 한 가능한 이용 사례로서, 2020년경까지는 일부 분석에 의하면 전세계적으로 50억개의 디바이스들이 접속된 사물 인터넷, 즉, 마케팅 용어로서는 머신 대 머신(M2M)의 일부가 될 것이라고 예상되고 있다. 이것은, 몇 가지 언급하자면, 자동차에 대한 (디지털 신호, 키오스크)(텔레메틱스)를 포함한 미래 광고 등의 마켓 세그먼트를 포함할 수 있다. NGBP의 네트워크 인식 성질은, 제안된 물리층과 함께, 이들 방송 M2M 서비스들에 대한 선택적 ARQ를 지원하는 미래의 새로운 방송 RLC/ARQ 프로토콜을 이용하여 (면허된/면허되지않은) IP 반환 채널로 광범위하게 분산된 머신 디바이스들(비-인간)에게 신속하게 전달되는(CA) 파일들을 Kbit 버스트로부터 GByte 파일들까지 스케일링할 수 있다. QOS를 보장하는 방법을 가지면, 이것이 가능한 영역으로 들어온다. NGBP 내의 고전력 전송기들은 예를 들어 NGBP(BMX) 하에서 방송 비지니스 모델 믹스의 일부로서 M2M이 성숙해지는 미래에 M2M 서비스를 제공함으로써 야간 시간에 더 큰 경제적 가치가 있게 될 수 있다.
3. 캐리어 집성(CA)에 의한 용량(bps) 및 기능성의 증가
도 33, 33a 및 33b는 방송을 위한 3GPP LTE-A 캐리어 집성(CA)의 확장을 도시한다. MAC 층은 모든 트랜스포트 블록(TB)을 ATSC 3.0 방송 물리층에 전송하는 것을 책임진다. NGB 게이트웨이(IP 코어)는 캡슐화된 IP 트래픽이 어느 물리층(N 중 1)을 할당받는지를 지시받는 MAC 층을 제어한다. IP 흐름들의 모든 관리는 NGB 게이트웨이(IP 코어)에 의해 처리되고 MAC 층(NGB 변조기)은 새로운 푸울의 물리층 자원을 갖는다는 것을 단순히 지시받는 것, 그것이 전부이다. 도시된 변조기는, 도시된 예에서 공통의 광대역을 수신하고 다이플렉서(diplexer)에 피딩되는 2개의 전송기의 각각의 고전력 스테이지에 피딩되는 2개의 출력 포트를 가진다.
4. FirstNet LTE 네트워크 서비스 유형을 지원/강화함으로써 대중에게 서비스
도 34는 미래의 공공 이익을 서비스하는 것을 돕기 위해 (LTE) FirstNet과 연동하는 방송사들의 개념을 도시한다. 정의된 인터페이스 및 프로토콜(IP 코어/NGB GW)은, 비상시에 광범위한 지역에 걸쳐 1차 응답자들에게 실시간 비디오 또는 이미지와 대용량 파일들을 전송함으로써 명령 센터로부터 통신하여 (LTE 유니캐스트)를 보강하기 위해 FirstNet IP 흐름이 방송사 물리층 자원을 이용할 수 있게 한다. 유의사항: 대역폭은, 자연적인 또는 인위적인 비상사태시에 대중에게 서비스하기 위한 방송사의 진행중인 레거시 노력의 일부로서 필요할 때 이용가능하게 된다. 비상 및 기타의 상황 동안에, 보안 통신에 대한 필요성이 있다. 이 사적 IP 트래픽은 암호화된 데이터일 것이고, 선택사항으로서, PDCP 층(NGB 변조기) 내의 "크립토(Crypto)" 블랙 박스 모듈이 선택되어 전송의 보안성을 높일 수 있다. (비상 상황에서 1차 응답자 통신은 구명에 결정적이다. 또한, 이들 통신은, GPS 위성 다운링크 주파수 재밍을 포함한, 재밍에 대비하여 강화되어야 한다. 고정확도의 리비듐 클록을 통한 GPS 시간 백업은 모든 셀룰러 기지국에 이미 배치되어 있고, 모든 방송 전송기 사이트에 용이하게 배치될 수 있어서 GPS 다운링크가 이용불가능한 동안 ATSC 3.0이 수 일 또는 수 주간 계속 동작할 수 있도록 보장할 수 있다. 고전력 전송기는 보통 발전기 전력 백업을 가지며; 매우 낮은 전력 사이트는 배터리 팩을 가질 수 있다. 이들 강화 조치는 방송 상거래 및 공공 안전에 대한 시스템 가용성을 최대화한다.
FirstNet 명령 센터가 특별한 비상 상황 하에서 방송을 이용하여 일반 대중에게 유해한 방식으로(지리적 타겟팅) 직접 전달할 가능성도 있다.
5. 캐리어 집성(Carrier Aggregation)
캐리어 집성(CA)의 또 다른 사용. 이것은 방송 스펙트럼을 적용하여 광대역 캐리어를 위한 무선 트래픽을 오프로딩하기 위한 메커니즘이다. 전송만으로 제약된 방송 스펙트럼의 경우, 이것은 광대역 네트워크를 위한 다운링크(DL) 트래픽만을 오프로딩하는데 이용될 것이다. 업링크와 다운링크 오프로드 모두에 방송 스펙트럼을 이용하는 것에 관해서는, 미래의 법령이 이러한 응용을 허용한다면, 기술적 제한은 없다.
CA는 LTE 다운링크 데이터 처리량을 부스팅하기 위해 미사용 TV 스펙트럼을 이용할 수 있는 스펙트럼 공유의 새로운 모드를 도입한다. 동적 스펙트럼 공유는, 도 35에 도시된 바와 같이 광대역(BB) 스펙트럼에서 고정된 듀플렉스 배열에 의해 분리된 양방향 트랜스포트와 함께 동작하는, 다운링크 방향에서 방송(BC) 무선 스펙트럼으로부터 집성된 채널들을 합치는 CA의 특정한 변형을 이용한다.
동적 CA는 스펙트럼 서버에 의해 인에이블되며, 스펙트럼 서버의 책임으로는, 등록된 eNB로부터의 트래픽 수요를 모니터링하는 것, 채널 가용성에 대해 방송 거래소(Broadcast Exchange)에 질의한 다음 트래픽에 대한 수요를 가용 스펙트럼과 조화시키는 것이 포함된다.
새로운 eNB를 등록하면, 스펙트럼 서버는 : (a) CA 지원의 레벨, 즉, 지원되는 대역, 컴포넌트 캐리어(CC)의 최대 개수 및 최대 집성 대역폭을 판정하고; (b) CC 업데이트 빈도와, 집성 채널 허용의 최대 지속시간(이 기간 이후에 액세스가 재협상되어야 함)을 설정하며; (c) 채널 가용성에 대해 방송 거래소에게 질의하는데 이용되는 업데이트 빈도를 설정한다.
방송/광대역 융합 네트워크
1995년 Grand Alliance에 의한 첫 번째 ATSC 표준의 도입 이후, 세상은 모바일로 이동했다. 무선 광대역 네트워크의 급속한 진보는 콘텐츠가 생성되고, 전달되고, 소비되는 방식을 바꾸었다. ATSC가 구상되었을 때 예상되지 않았던 세상의 항상-접속된 인터넷, 온-디맨드 콘텐츠, 및 소설 네트워킹과 함께 새로운 세대의 소비자들이 성장했다. 지난 20년간, 우리는, 우리가 살고, 일하며, 놀이하는 방식에 심오하게 영향을 미친 중요한 사회적, 경제적, 및 기술적 변화를 경험했다. 이제 방송을 다시 생각해야 할 시간이다.
무선 광대역 기술에서의 진보에도 불구하고, 방송은 많은 수의 시청자들에게 동시에 콘텐츠를 전달하기 위한 가장 비용 효율적인 방식으로 남아 있다. 방송과 광대역간의 조화는 경제적 문제이다. 많은 시청자들에게 동시에 선형 프로그램을 서비스하는 방송 시스템과는 달리, 주문형 콘텐츠(content-on-demand)는 사용자 수가 증가함에 따라 트랜스포트 비용이 증가하는 유니캐스트 시스템을 요구한다. 광대역 제공자들은 고도로 혼잡한 면허형 스펙트럼으로부터 무면허형 스펙트럼(Wi-Fi, Whitespace)으로 및 방송 네트워크와 스펙트럼으로 트래픽을 오프로딩할 필요성이 있으며, 이것은 방송사들에게 의미있는 새로운 수입 기회를 의미한다.
LTE 무선 광대역 시스템 시스템과의 조화는 사용자 경험을 향상시키고, 귀중한 스펙트럼의 공유를 가능케하며, 사용자 장비(전송기, 기지국, 및 사용자 장비(UE))가 방송 무선 광대역 양쪽 모두를 최소한의 비용 증가로 지원할 수 있게 한다.
주문형 콘텐츠는 인터넷 세대l 확실히 선호되는 사용자 경험이다. 따라서 유니캐스트 사용자 경험으로 종래의 방송 패러다임을 매끄럽게 향상시키는 것이 방송 산업의 장기간 성공에 결정적이다.
차세대 방송 플랫폼(NGBP)은 종래의 방송 모델을 보존하고 임의의 방송사에게 무선 광대역을 활용할 추가적인 수입 생성 옵션을 제공하면서 각각의 방송사가 그들의 사업 결정에서 자율성을 유지하는 것을 허용한다.
방송/광대역 융합 시스템
도 36은 콘텐츠 소스로부터 사용자 장비(UE)로 콘텐츠를 전달하는 새로운 방송/광대역 융합 시스템을 도시한다. 이 시스템은, 방송 산업에 대한 상당히 향상된 모바일 능력, 방송 산업을 위한 추가적인 수입원, 공유를 통한 광대역 산업을 위한 추가적인 스펙트럼, 및 풍부한 사용자 경험을 제공한다. 오늘날의 시스템으로부터 새로운 시스템으로의 동기화된 천이에 대한 필요성이 없도록 모든 기존의 비지니스 모델이 보존된다.
도 36의 시스템들 사이의 통신 링크는 논리적 접속이며, 반드시 전용의 물리적 링크일 필요는 없다. 예를 들어, 많은 통신 링크들은 공통의 네트워크(예를 들어, 인터넷)를 통해 발생할 수 있고, 많은 시스템들은 함께 위치하거나 하나로서 병합될 수 있으며, 분산형 및 중앙집중형 제어 능력 모두가 허용된다. 도 36의 목적은 네트워크의 기초적인 동작 원리를 나타내기 위한 것이다. 동일한 목적을 달성하기 위해 다양한 구성과 토폴로지가 가능하다.
방송 모드
인터넷 시대에서 방송 모드는 본질적으로 기존의 무선 광대역 네트워크(예를 들어, Wi-Fi, LTE, whitespace 등)를 업링크로서 이용하는 옵션을 갖춘 종래의 방송 패러다임이다. 방송 스펙트럼을 단독으로 점유하고 UE 내의 방송 수신기에 전송하는 방송사와는 독립적으로 2개의 트랜스포트가 동작한다. UE는, 양방향 DL/UL 통신이 가능하며 면허형 및/또는 무면허형 광대역 스펙트럼 상에서 동작하는 무선 광대역 트랜시버를 포함할 수 있다.
방송 모드에는 3가지 이용 시나리오가 있다:
(1) 비실시간 업링크 : 사용자는, 종래의 TV 시청과 유사하게 방송 수신기를 제어하는 UE에서 방송 TV 애플리케이션을 실행한다. TV 애플리케이션은 사용자의 시청 습관에 관해 통계와 기타의 데이터를 수집한다. 디바이스가 광대역 네트워크에 접속될 때, 수집된 데이터는, 평가, 타겟화된 광고, 및 기타의 데이터 마이닝(data mining) 목적을 위해 방송사 서버에 다운로딩될 것이다.
(2) 실시간 업링크 : 실시간 인터랙티브 모드에서 업링크를 위해 광대역 접속이 이용된다. 사용자 피드백과 사용자 피드백에 대한 방송 응답은 즉각적이다. 소셜 네트워킹, 통신, 및 데이터 액세스 등의 완전한 인터넷 경험이 방송 콘텐츠를 시청하는 동안 사용자에게 이용가능하다. 방송 트랜스포트와 방송 반환 채널 사이의 연관은 광대역과 방송 네트워크들 사이에 연동 프로토콜을 설정함으로써 달성된다.
(3) 무 업링크(No uplink) : 사용자는 업링크 옵션을 배제한다. 어떠한 데이터 수집, 상호작용, 및 업링크도 없다. 종래의 TV와 유사하다.
방송/광대역 스펙트럼 공유 모드
방송 및 광대역 스펙트럼 이용은 일반적으로 상호보완적이다. 예를 들어, 피크 광대역 스펙트럼 이용은 대개 주간 비지니스 시간 동안인 반면, 피크 방송 수입 발생은 저녁 황금 시간대(prime time)에서 발생한다. 사용자 관점에서, 일반적으로 주문형 콘텐츠에 대한 선호에도 불구하고, 라이브 이벤트, 뉴스, 및 인기있는 TV쇼의 첫 방영 등의 시간-민감형 방송 콘텐츠는 주문형 선호도에 대한 예외이다. 스펙트럼 공유는, BMX하의 마켓 구동형 방식으로 상이한 시간에 상이한 페이로드를 운반하는데에 귀중한 스펙트럼을 적용함으로써 방송사가 보답을 최대화하기 위한 추가적인 수입 기회를 제공한다.
방송 마켓 거래소(BMX)
한 스펙트럼 공유 모드에서, 방송 패러다임의 경제학으로부터 혜택을 받을 수 있는 무선 광대역 네트워크 콘텐츠는, Sinclair Broadcast Group에 의해 제안된 바와 같이 융합된 방송 네트워크에 오프로딩될 수 있다.
방송 마켓 거래소는, 지역적 기반(예를 들어, 지정된 마켓 영역(Designated Market Area; DMA))으로부터 국가적 기반에 이르기까지의 소정 영역에서 방송사들에 의한 방송 스펙트럼 및/또는 방송 인프라스트럭쳐(예를 들어, 송신탑)의 집성을 가능케하기 위해 생성된다. 방송 거래소는, 부족한 스펙트럼 자원 푸울을 이용하여, 커버리지, 수입(예를 들어, MHz당 서비스받는 사람들, MHz당 수입) 및 서비스 품질(QOS)의 관점에서 가장 효율적이고 효과적인 방식으로 참여 멤버 방송사들로부터의 콘텐츠를 전달하는 것을 책임진다.
방송 마켓 거래소를 형성하기 위한 스펙트럼의 집성은 방송사들의 자발적 협력/협의를 통해서이다. 일부 방송사들은 현재의 방송 모델을 유지하는 것을 선호할 수도 있다. 따라서, 방송/광대역 융합 네트워크는 새로이 형성된 거래 모델 뿐만 아니라 모든 기존의 비지니스 모델을 지원하도록 설계된다. 방송 마켓 거래소의 중앙집중형 제어 설계는, 새로운 방송/광대역 융합 네트워크에 의해 제공되는 향상된 모바일 수신, 계층화된 서비스들(예를 들어, 무료의 광고 지원형 콘텐츠로부터 유료 가입에 이르기까지), 모바일-친화형, 및 인터넷-친화형 사용자 경험으로부터 혜택을 받기 위한 요구조건은 아니다.
현재의 방송 모델에서, 많은 TV 방송국들의 경우 소수의 프로그램이 다수의 수입과 이익을 발생시키지만, 방송사는 전체의 방송 채널(예를 들어, 미국에서는 6MHz)을 그 배타적 이용 24x7을 위해 점유한다. 새로운 모델에서, 방송 마켓 거래소는 스펙트럼 이용에서의 비효율성을 제거하는 것, (고정된 디바이스에 최적화된) VHF 또는 (모바일 디바이스에 최적화된) UHF 주파수/전송기를 통해 콘텐츠를 전달하는데 있어서 최대의 융통성을 제공하는 것, 및 그 멤버들을 위한 방송 스펙트럼의 수입 잠재성을 최대화하는 것을 목표로 하고 있다.
예를 들어, 시변적 기반으로 해상도를 조절함으로써(SD, HD로부터 4K 이상으로) 상이한 콘텐츠에 가용 대역폭을 분배하는 효율적인 마켓 구동형 메커니즘과 차세대 코덱의 차용을 통해 추가적인 대역폭이 자유로와질 수 있다. 일부 방송사들은 그 콘텐츠 중 일부를 황금 시간대에만 방송하고 푸울 내의 스펙트럼을 다른 용도로 자유롭게 하여 더 많은 수입을 발생시킬 것을 선택할 수 있다. 방송 마켓 거래소 서버는, 그 멤버 방송사들을 위해 콘텐츠를 효율적으로 전달하고, 무선 캐리어를 위한 4G 데이터 오프로드, 비실시간 데이터 전달, 방송사들, OTT 콘텐츠 서유자, 공중 서비스 등을 위한 전달 메커니즘을 포함한 그러나 이것으로 제한되지 않는 다른 응용들을 위해 잉여 스펙트럼을 할당하기 위해 방송 스펙트럼을 리팩킹(repack)한다.
스펙트럼 리팩킹 또는 TV 방송국들을 더 작은 블록의 스펙트럼으로 리팩킹하는 것은 역사적으로 법률제정 과정을 통한 규제국(예를 들어, 미국에서는 FCC)의 기능이다. 입법적 수단을 통한 스펙트럼 리팩킹과는 달리, 방송 마켓 거래소에 의한 중앙집중형 및 조율된 스펙트럼 리팩킹은 동적이며 마켓 구동형이다. 방송에 대한 스펙트럼 효율을 개선시키는 것 외에도, 방송 마켓 거래소의 실시간 동적 스펙트럼 리팩킹 제어는, 저전력 광대역 네트워크가 고전력 방송 네트워크의 부근에서 동작해야 할 때 비방송 용도에 대한 최소한의 간섭을 수반한 고가치 잉여 스펙트럼의 생성에 필수적이다.
스펙트럼 거래
또 다른 스펙트럼 공유 모드에서, 방송사들은 방송 스펙트럼의 주 사용자일 것이다. 방송사들은, 전송기를 셧오프하고 스펙트럼의 제어를 무선 광대역에 양도함으로써 방송 스펙트럼을 무선 광대역 캐리어들과 공유할 수 있다. 종래의 스펙트럼 공유 방식과는 달리, 방송과 광대역 네트워크 서버들간의 조율로 인해 스펙트럼 감지는 요구되지 않는다.
스펙트럼 공유는 방송 트랜스포트 스펙트럼 상에서 여분 용량이 이용가능하게 될때마다 인에이블된다. 가능할때마다, 광대역 네트워크는, 가용(즉, 방송 네트워크에 의해 사용되지 않는 것)으로서 지정된 임의의 채널로부터의 용량을 집성한다. 미사용 방송 채널들의 가용성은 마켓이나 지리별 뿐만 아니라 요일별로 또는 일시별로 달라질 수 있다. 비어있을 때, 방송 채널 용량은 방향전환되어 그 채널 스펙트럼의 이용이 방송 용도로 환원될 때까지 광대역 채널 용량을 보강할 수 있다.
스펙트럼 거래소는 방송 마켓 거래소로부터 도매 스펙트럼 블록들을 취득하고 이것을 가변적인 지속시간의 블록들에서 광대역 용도에 이용가능하게 한다. 블록들의 길이, 채널 가용성의 스케쥴, 및 임의의 지리적 영역에서 이용가능한 채널들의 양은 미리 통계적으로 또는 마켓 상태에 기초하여 실시간으로 동적으로 결정될 수 있다.
스펙트럼이 무선 광대역의 제어하에 있을 때, 무선 오퍼레이터는 캐리어 제어하의 다른 타워들 외에도 매크로 타워로서 방송 타워를 이용하는 옵션을 가진다. LTE의 경우, 무선 광대역 오퍼레이터는 또한, LTE, LTE+eMBMS, 또는 LTE+enhanced eMBMS (e2MBMS)를 이용할 옵션을 가진다.
캐리어 집성
캐리어 집성은 방송 스펙트럼을 적용하여 광대역 캐리어를 위한 무선 트래픽을 오프로딩하기 위한 메커니즘이다. 전송만으로 제약된 방송 스펙트럼의 경우, 이것은 광대역 네트워크를 위한 다운링크(DL) 트래픽만을 오프로딩하는데 이용될 것이다. 업링크와 다운링크 오프로드 모두에 방송 스펙트럼을 이용하는 것에 관해서는, 미래의 법령이 이러한 응용을 허용한다면, 기술적 제한은 없다.
캐리어가 아닐 수도 있는 엔티티에 의해 제어되는, 오프로드 스펙트럼은, 될 때, 복수의 무선 광대역 캐리어를 서비스하는데 이용될 수 있다. 이것은, 캐리어 집성에 이용된 모든 스펙트럼이, 단일의 캐리어에 의해, 그 단일 캐리어의 네트워크를 서빙하려는 유일한 목적을 위해 제어되는 종래의 개념과는 상이하다.
차세대 UE를 위한 프로그램가능한 무선 칩셋
도 37은 방송/광대역 융합 네트워크의 능력을 충분히 활용하는 차세대 UE의 아키텍쳐를 도시한다. 이전의 방송 표준과는 달리, 제안된 아키텍쳐는, LTE(Long Term Evolution) 무선 광대역 표준의 진화와 유사하게, 시간에 따른 진화를 가능케한다. 소프트웨어-정의된 아키텍쳐를 이용함으로써, UE는 진화하는 표준에 맞게 구성된다. 제안된 아키텍쳐의 목표는 적어도 우리의 생애에서 마지막 TV 천이가 되는 것이다. LTE와 조화함으로써, 방송과 광대역 양쪽 모두를 지원하는 증가된 비용은 최소한이 되고 모든 고정된 및 모바일 디바이스들에서 동일한 칩셋(들)이 이용될 수 있다. 미래의 제품에 대한 이 접근법을 활용하는 것만이, 확장가능한 "파라미터화된 파형"이 진화하는 것을 허용하는 특정한 표준화된 방법에 결합될 때, 지속적으로 변하는 기술적 시장에서 경쟁할 기회가 주어질 것이다. 모든 IP 트랜스포트 및 유연한 애플리케이션 아키텍쳐와 결합될 때, 우리는 우리의 표준 능력들의 모든 레벨에서 경쟁력있고 정렬된(조화된)채 머물 것이다.
NGB PHY 제안
다양한 실시예에서, 세대 방송 시스템 및 방법은 방송사가 의도된 셀 범위와 예상가능한 사용자 이동성에 기초하여 네트워크 배치를 프로비저닝하는 것을 허용하는 구성가능한 OFDM 트랜스포트에 기초한다. (OFDM은 직교 주파수-분할 멀티플렉싱(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)의 두문자어이다. ATSC는 진보된 텔레비전 시스템 위원회(Advanced Television Systems Committee)의 두문자어이다. PHY는 물리층(Physical Layer)에 대한 약어이다.) 목적은, 다양한 이용 사례 시나리오에 걸쳐 규정된 성능 목표를 충족하기 위하여, 할당된 중심 주파수에 적합한 PHY 시스템 파라미터를 선택하는 것이다. 파라미터 선택은 지리 뿐만 아니라 일시(time-of-day)의 함수로서 이루어진다(예를 들어, 사용자 밀도가 주로 피크 통근시간 동안의 모바일 수신으로부터 심야 시청 시간까지 확장되는 늦은 저녁 동안의 거의 정적 수신으로 이동하기 때문).
주기적 전치부호(CP) 삽입/제거를 수반한 OFDM 데이터 펌프를 나타내는 이제 도 38을 참조하여, 핵심 성능 목표가 이하에서 논의된다.
범위
셀 동작 범위는, 방송 네트워크를 준비시키는 것과 연관된 자본 지출을 결정하는데 있어서 핵심 요소이다. 인접한 타워들간의 거리는, 과도한 다중경로 간섭에 기인한 열화없이 시스템을 SFN 모드에서 동작시키는데 요구되는 지연 확산 허용오차를 결정한다. 지연 확산 허용오차는, 도 38에 도시된 바와 같이, 주기적 전치부호(CP)의 형태로 각각의 OFDM 심볼의 앞에 삽입되는 보호 구간(GI)의 길이에 의해 결정된다. (주기적 전치부호 지속시간은 또한, 여기서는 GI 지속시간이라고도 한다.) 다중경로 지연 확산이 GI 지속시간 내에 완전히 포함된다면, 시스템은 심볼간 간섭(ISI; Inter-Symbol-Interference)없이 동작한다. GI 지속시간은 퍼센트 또는 비율의 관점에서, 예를 들어, 이용가능한 OFDM 심볼 기간 TFFT의 퍼센트(CP%)의 관점에서 명시될 수 있다. 이용가능한 OFDM 심볼 기간 TFFT는 서브캐리어 이격 △f의 역과 같다(△f의 역으로서 계산될 수 있다: TFFT = 1/△f. TFFT와 선택된 CP%는, GI 지속시간, 및 그에 따라, 최대 허용가능한 지연 확산을 결정한다. 서브캐리어 이격 △f를 감소시키는 것은 이용가능한 OFDM 심볼 기간 TFFT를 연장시키므로, 시스템 오퍼레이터에 의해 명시된 주어진 지연 확산 허용오차를 달성하기 위해 요구되는 (CP% 관점의) 시간적 오버헤드를 감소시킨다.
사용자 이동성
사용자 이동성은, 사용자 장비 디바이스에서 수신되는 신호에서의 도플러 이동을 야기한다. 도플러 이동이 정규화된 서브캐리어 이격 △f에 관하여 작게 남아있다면, OFDM 트랜스포트는 도플러 이동에 영향받지 않는다:
Figure pct00042
여기서, c는 광속이고, fc는 서브캐리어의 주파수이며, VD는 방송 타워에 관한 사용자 장비(UE) 디바이스의 반경방향 속도이다.
따라서 서브캐리어 이격 △f의 선택은 도플러 성능과 지연 확산 허용오차간의 절충을 요구한다. 즉, CP%의 주어진 값에 대해, △f의 더 큰(더 작은) 값은 최대 허용된 도플러 이동에 대한 더 큰(더 작은) 값과 최대 허용된 지연 확산에 대한 더 작은(더 큰) 값을 암시한다. NGB PHY는 시스템 오퍼레이터(또는 자동화된 선택 에이전트)에게 파라미터 선택에 있어서 증가된 융통성을 제공하여 시스템 성능에서의 세련된 절충을 수용한다.
강화된 시스템 피쳐
다수의 피쳐가 도입되어 시스템 성능을 강화하거나 이하의 서브섹션에서 요약되는 새로운 서비스 모드들을 도입한다.
스케일링가능한 시스템 구성
NGB PHY는 OFDM 신호를 디멘져닝(dimensioning)하는데 있어서 혼합된 접근법을 취하여 광범위한 성능 목표를 충족한다. 일부 실시예에서, 제안된 PHY는 3GPP LTE에 의해 채용된 것들로부터 유도된 샘플링 레이트를 이용할 수 있다. 도 39를 참조한다. (용어 "샘플링 레이트"란, 기지국에서의 디지털-대-아날로그 변환 레이트 및/또는 UE 디바이스에서의 아날로그-대-디지털 변환 레이트를 말할 수 있다.)
이제 도 39를 참조하여, 우리는 한 실시예에 따른 향상된 방송 성능을 위해 PHY를 확장하는 혼합형 접근법을 설명한다. LTE는 주어진 대역폭 BW에 대한 서브캐리어 이격 △f와 CP%에서 제한된 세트의 선택을 이용할 수 있다. 대조적으로, NGB PHY는 DVB형 방식으로 시스템 파라미터들을 확장하여, 시스템 구성에서 증가된 융통성을 제공한다. (DVB는 디지털 비디오 방송(Digital Video Broadcasting)의 두문자어이다.)
PHY 프로비저닝
LTE는 FFT 크기 NFFT를 고정된 서브캐리어 이격으로 증가시켜 더 큰 신호 대역폭에서의 배치를 가능케한다. 5 MHz 신호는 NFFT=512를 이용하는 반면 10 및 20 MHz 신호들은 NFFT = 1024 및 2048을 각각 이용한다. LTE PHY는 고정된 서브캐리어 이격(유니캐스트 동작의 경우 15 kHz; 방송 용도에 대해서는 15 또는 7.5 kHz가 이용가능하다)을 유지하여 신호 대역폭과는 독립적인 고정된 심볼 지속시간을 야기한다. 반면 NGB PHY는 최소한의 GI 오버헤드를 갖는 증가된 지연 확산 허용오차에 대해 심볼 지속시간을 연장하기 위한 수단으로서 주어진 신호 대역폭에서 감소된 서브캐리어 이격으로 점점 더 큰 FFT를 채용한다. 표 17(즉, 도 40)은 다양한 범위/도플러 성능 타겟에 대한 6 MHz 채널 대역폭에 기초한 샘플 구성을 열거한다. 시스템 파라미터들은 동일한 CP% 오버헤드를 주도록 선택되어 크게 상이한 성능 목표를 해결하는 목적에도 불구하고 균일한 스펙트럼 효율을 야기한다.
가변 파일럿 밀도
스트라이프당 캐리어수 NSCPS는 트랜스포트에서 이용가능한 서브캐리어의 수 NSC를 스트라이프의 수 NDATA+1로 나눈값으로서 계산된다:
NSCPS = NSC/(NDATA + 1),
여기서, NDATA는 데이터 스트라이프의 수를 나타내며, 파일럿 캐리어에 대해 하나의 추가 스트라이프를 허용한다. 결국 스트라이프는 규정된 오프셋과 스트라이드에 따라 IFFT 입력에 맵핑된다. 스트라이드는 각각의 스트라이프와 연관된 연속된 데이터 요소들을 배치할 때 스킵할 서브캐리어수를 나타낸다. NDATA와 동등한 스트라이드를 가정하면, 파일럿 캐리어를 포함하여, 각각의 스트라이프로부터의 서브캐리어들은 가용 신호 대역폭에 걸쳐 균등하게 분산되어 내장형 주파수 다이버시티를 제공한다. 전송기와 수신기 양쪽 모두에게 알려진 스케쥴에 따라 (연속적 OFDM 심볼들에 관한) 오프셋을 변화시킴으로써, 각각의 스트라이프와 연관된 서브캐리어들은 가용 채널 대역폭을 스위핑하여, 주파수-선택적 페이딩에 대한 추가 면역성을 제공한다. 예를 들어, 오프셋은, 시간 인덱스, 예를 들어, 시간-영역 OFDM 심볼 인덱스의 함수로서 선형적으로 증가할 수 있다. 파일럿들은 데이터 서브캐리어들과 함께 주파수에서 스위핑되어, 채널 추정을 용이하게 한다.
파일럿들에 대한 데이터 스트라이프들의 비율은 이동성의 상이한 레벨들을 수용하도록 변화될 수 있다. 감소된 이동성의 경우, 파일럿 주파수(즉, 서브캐리어들의 공간에서 파일럿 밀도)는 비교적 낮을 수 있다, 예를 들어, NPILOT:NDATA = 1:11로서, NDATA/(NDATA + 1) = 11/12 = 0.9167의 스트라이프 밀도에 대응한다. 더 높은 이동성은 증가된 파일럿 주파수, 예를 들어, NPILOT:NDATA = 1:4를 요구하여, NDATA/(NDATA + 1) = 4/5 = 0.8의 스트라이프 밀도를 야기한다.
주어진 적절한 오프셋과 스트라이드를 가정하면, 파일럿과 데이터 서브캐리어들은 균등하게 또는 거의 균등하게 분포될 것이다. 균등한 분포를 가능케하기 위해, 가용 서브캐리어들의 수는 스트라이프들의 수에 의해 균등하게 분할될 수 있다, 즉:
NSC/(NDATA + 1)=INTEGER.
VBR 소스 코딩을 수용하기 위한 레이트 정합
셀룰러 전화 기술로부터 상당한 수정과 함께 레이트 정합(RM)의 개념이 차용된다. 예를 들어, 3GPP에서, 레이트 정합은 기지국과 개별 사용자 장비(UE) 사이의 선택된 트랜스포트 경로의 변동하는 운반 용량에 맞게 (정보 및 패리티 비트를 포함한) 잠재적으로 가변적인 크기의 인코딩된 블록을 정합하기 위해 이용된다. 운반 용량은, 기지국과 UE 사이의 무선 전파 경로에 의해 도입되는 노이즈 및 왜곡과 조합하여, 변조와 공칭 코딩 레이트에 의존한다. eNodeB 등의 기지국은 기지국이 각각의 개별 UE에게 이용가능하다고 인지하는 현재의 채널 용량에 따라 서브프레임마다 변조와 코딩 방식을 지속적으로 조절한다. 전화 환경에서, RM은 주로 채널 용량에서의 가변성을 수용하기 위해 이용된다.
방송 환경에서, 운반 용량은 소스 데이터 레이트보다 훨씬 더 일정하다. 한 번에 수시간 또는 수일동안 운반 용량은 고정되어 유지되는 반면 소스 데이터 레이트는 밀리초마다 큰 비율로 달라질 수 있다. 방송 장비는, 방송사자 전달하기를 원하는 가용성 및 처리량 효율에 따라, 공칭 코딩 레이트 R=k/n와 함께 상이한 변조 유형들 QPSK 또는 16/64/256-QAM 중에서 선택할 수 있다. (가용성은 변조 차수와 코딩 레이트가 감소됨에 따라 증가된다. 처리량 효율은 변조 차수와 코딩 레이트가 증가함에 따라 증가된다.) 그러나, 소스 코딩에 기인한 비트 레이트는, 비디오 장면 콘텐츠 및 인코더가 유지하려고 작업하고 있는 연관된 품질 메트릭에 따라, 매우 가변적이다. (소스 비디오 스트림의 비디오 인코딩, 예를 들어, MPEG 또는 HEVC 인코딩은 소스 인코딩의 형태로서 해석될 수 있다.) 제안된 NGB 시스템은 가용 트랜스포트의 효율을 최대화하기 위해 층간 가시성을 활용한다. 층간 가시성이란, PHY 트랜스포트에서 적용할 최적의 레이트 정합을 결정하는데 있어서 소스 인코딩으로부터 생기는 레이트의 지식을 채용하는 것을 말한다.
이제 도 42를 참조하여, 우리는 VBR 소스 코딩을 수용하기 위한 레이트 정합을 논의한다. 레이트 정합은 고정된 용량 트랜스포트의 최상부에서 가변 비트 레이트(VBR) 소스 코딩을 가능케한다. 인코딩 이후의 블록 크기는 도 42에 도시된 바와 같이 주어진 프레임에서의 VBR 코딩 레이트에 따라 가용 트랜스포트보다 약간 더 작다/크다. 레이트 정합은, 가용 트랜스포트에 정합하도록 패리티 비트들을 삽입/삭제하여, 다시 한번 VBR 소스 코딩의 함수로서, 프레임당 약간 더 낮은/더 높은 코딩 레이트를 야기한다. 레이트 정합된 블록 크기(도 42의 우측 차트)는 모두 가용 트랜스포트 크기와 같다.
비실시간 파일 전송
이제 도 43을 참조하여, 우리는 ARQ 서버를 통한 QOS를 수반한 비실시간 파일 전송을 논의한다. NGB 게이트웨이의 층간 성질은 기저 비실시간(NRT) 파일 전송 개념의 기초이다. NRT 파일 전송이란, NGB 변조기에 의한 방송 콘텐츠의 스트리밍과 함께 방송 미디어 또는 어떤 파일 콘텐츠의 전달을 말한다. 미디어 파일을 방송할 때, 데이터는 수신 단말에서 이용할 수 있도록 에러없이 수신되어야 한다. LTE와는 달리, 1방향 방송은 분실 데이터 세그먼트의 재전송을 UE가 요청하기 위한 실시간 반환 채널이 없다. 추가로, 30 km까지의 서비스 영역에 걸친 고전력 1-대-다 방송 전송기로부터 각각의 UE에 의해 요청된 분실 세그먼트를 재전송하는 것은 방송 스펙트럼의 비효율적인 이용을 구성한다.
제안된 ATSC 3.0 트랜스포트는 GPS 1PPS 클록과 조율하여 콘텐츠를 정확히 1초 간격으로 청크들로 전송해, NGB 변조기(슬레이브)를 NGB 게이트웨이(마스터)에 고정한다. 변조기는, LTE로부터 차용된, 수정된 무선 링크 제어(RLC; Radio Link Control) 층을 이용한다. RLC는, 데이터가 최초로 방송된 때를 나타내는 UTC 타임스탬프에 덧붙여, 모든 세그먼트에 포함된 RLC 헤더의 일부로서 증가된 세그먼트 카운트를 부착한다. 분실 세그먼트를 검출하는 이 방법은, 실시간 사용자 피드백을 트랜스포트하는 IP 네트워크가 이용가능하다면 방송 시나리오에서의 이용을 위해 확장될 수 있다. IP 네트워크는 또한 이하에서 설명되는 바와 같이 임의의 분실된 데이터 세그먼트를 재전송하는데 이용된다.
NGB 변조기의 층간 제어는, 진행중인 모든 파일 전송 프로세스의 선험적 지식을 NGB 게이트웨이에 장착한다. NGB 게이트웨이는 파일 전송에 속하는 데이터 세그먼트들을 그들의 연관된 세그먼트 카운트 및 타임스탬프와 함께 RLC 캐쉬에 자동으로 푸시한다. RLC 캐쉬는 완전히 IP 코어 네트워크 내에서 자동 재전송 요청(ARQ; Automatic Repeat reQuest)을 서비스하는데 이용된다. NGB 게이트웨이는 또한, UE를 IP 코어 네트워크에 존재하는 ARQ 서버의 URL로 안내하는 메타데이터를 방송 파일들과 함께 전송한다. 방송에서 UE가 누락 시퀀스 번호를 검출하면, UE는 ARQ 서버에게 분실 세그먼트(들)에 대응하는 데이터의 재전송을 요청한다. 재전송 요청은 누락 시퀀스 번호(들) 및 원본 UTC 타임스탬프(들)을 포함한다. ARQ 서버를 통해 방송 데이터를 이러한 방식으로 미러링하는 것은, 유니캐스트 반환 채널을 통해 (세그먼트 #, UTC 타임스탬프로 명시된) 특정한 파일 전송과 연관된 분실 데이터 세그먼트의 복수를 가능케하여 증가된 QoS를 수반한 향상된 사용자 경험을 제공한다. UE가 WiFi 또는 LTE 등의 면허형 무선 서비스와 조우할 때 파일 전송이 백그라운드에 완료되도록 ARQ 프로세스는 자동화될 수 있다.
일부 실시예에서, 사용자 디바이스로의 파일 전송(예를 들어, 비실시간 파일 전송)을 수행하기 위한 방법은 도 44에 나타낸 시스템 아키텍쳐를 이용할 수 있다. 이들 실시예들은, 전술된 피쳐들, 요소들 및 실시예들 중 임의의 서브셋을 포함할 수 있다.
방송 게이트웨이는 데이터 파일의 세그먼트들을 방송 전송 시스템에 및 ARQ 서버에 전송할 수 있다. 방송 게이트웨이는 또한 하나 이상의 비디오 콘텐츠 스트림을 방송 전송 시스템에 전송할 수 있다. (방송 게이트웨이 및 ARQ 서버는 IP 네트워크의 부분으로서 포함될 수 있다.) 방송 전송 시스템은 세그먼트들과 하나 이상의 비디오 스트림들을 포함하는 RF 신호를 공간(space) 내에 전송한다. 데이터 파일이 제1 UE 디바이스(UE1) 등의 단일의 사용자 장비(UE)를 타겟으로 할 수 있는 반면, 하나 이상의 비디오 콘텐츠 스트림은 통상적으로 복수의(예를 들어, 많은 수의) UE 디바이스로의 방송을 의도한다. 제1 UE 디바이스는 RF 신호를 수신하고 RF 신호로부터 성공적으로 복구할 수 없는 하나 이상의 세그먼트를 식별하는 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 생성한다. 제1 UE 디바이스는, IP 네트워크를 통해, 예를 들어, IP 네트워크에 결합된 WiFi 액세스 포인트(AP)로의 WiFi 접속을 이용하여, 또는 IP 네트워크에 결합된 기지국(BS)으로의 무선 접속을 이용하여, ARQ 서버에 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 전송한다. (일부 실시예에서, 기지국은 LTE eNodeB일 수 있다.) ARQ 서버는 누락 세그먼트 표시를 수신하고, IP 네트워크를 통해(예를 들어, 동일한 WiFi 접속이나 LTE 접속을 이용하여) 제1 UE 디바이스에 누락 세그먼트 표시에 의해 식별된 하나 이상의 세그먼트를 전송한다. 누락 세그먼트 표시들 각각은, 각각의 누락 세그먼트의 시퀀스 번호와 각각의 누락 세그먼트와 연관된 타임스탬프를 포함할 수 있다.
방송 게이트웨이는 또한, ARQ 서버의 URL을 방송 전송 시스템에 제공할 수 있고, 이 경우 방송 전송 시스템은 URL을 RF 신호의 일부로서 제1 UE 디바이스에 전송할 수 있다. 제1 UE 디바이스는 이 URL을 이용하여 IP 네트워크를 통해 서버로의 접속을 확립할 수 있다.
제2 UE 디바이스(UE2)로의 제2 데이터 파일의 전송은 유사한 방식으로 수행될 수 있다. 제2 데이터 파일의 전송은 제1 데이터 파일의 전송과 병렬로(또는 부분적으로 병렬로) 수행될 수도 있다. 제2 UE 디바이스는 그 누락 세그먼트 표시를 동일한 ARQ 서버(또는 아마도, 상이한 ARQ 서버)에 전송할 수도 있다.
도 44는 도면의 복잡성을 피하기 위해 단 2개의 UE 디바이스만을 도시한다. 그러나, 방송 전송 시스템은 통상적으로 많은 수의 UE 디바이스에 비디오 콘텐츠를 방송할 수도 있고, 이들 UE 디바이스들 중 선택된 것들에 데이터 파일을 전송할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 데이터 파일을 UE 디바이스에 의해 어써팅된 요청, 예를 들어, 액세스 포인트(또는 기지국) 및 IP 네트워크를 통해 어써팅된 요청에 응답하여 그 UE 디바이스에 전송될 수 있다.
가변 파일럿 밀도의 예
한 세트의 실시예에서, 인터리버(605)는, 도 45에 도시된 바와 같이, 파일럿 버퍼(SP) 및 N개 각각의 물리층 파이프에 대응하는 N개 스트라이프 버퍼로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 파일럿 버퍼(Sp)는 파일럿 심볼들을 포함한다. (이 변수 N은 상기 논의로부터의 변수 NDATA에 대응한다.) N개의 스트라이프 버퍼는 S1, S2, ..., SN으로 표기되어 있다.
각각의 스트라이프 버퍼는 대응하는 물리층 파이프 PLPk의 심볼들의 블록을 저장한다. 예를 들어, 스트라이프 버퍼 Sk는 한 블록의 샘플들
Figure pct00043
을 저장하고,
여기서, k는 스트라이프 인덱스(또는 PLP 인덱스)이고, j는 블록-내-심볼(symbol-within-block) 인덱스이다. 인터리버(605)는 파일럿 심볼 버퍼와 N개의 스트라이프 버퍼로부터의 심볼들을 확산(예를 들어, 인터리빙)함으로써 서브캐리어들의 시퀀스(610)를 생성한다.
예를 들어, 한 실시예에서, b(n)으로 표기된, 생성된 심볼 시퀀스(610) 내의 n번째 심볼은 다음과 같이 정의될 수 있다:
Figure pct00044
여기서, n = 0, 1, 2, ..., NSC-1이고, [x]는 x의 정수부를 나타내며, a(0,k)는 p(k), 즉, 파일럿 버퍼의 k번째 심볼이도록 정의된다. 도 6은 Offset=0인 경우를 도시한다. 심볼 시퀀스(610)를 생성한 후에, N개의 스트라이프 버퍼들은 N개의 대응하는 물리층 파이프로부터의 더 많은 데이터로 로딩될 수 있다. 전술된 바와 같이, N의 값은 프로그램가능하다. (N의 역, 즉, 1/N은 파일럿 밀도라 부를 수 있다.) 네트워크 제어기는 초기에, 방송 전송 시스템으로부터 수신될 UE 디바이스들의 예상된 최대 이동성에 기초하여 N의 값을 설정할 수 있다. 또한, N의 값은 예를 들어 최대 UE 이동성에서의 예상된 변화에 응답하여 변할 수도 있다. 더 높은 이동성은 통상적으로 더 작은 값의 N을 요구한다. 역으로, 더 낮은 이동성은 통상적으로 더 큰 값의 N을 요구할 것이다.
오프셋은, OFDM 심볼마다(또는 OFDM 심볼 그룹마다), 예를 들어, 선형적 방식으로, 상이할 수 있다. 한 실시예에서, 오프셋은 OFDM 심볼들간의 고정된 양만큼 증가될 수 있다:
Offset ← Offset+Constant.
따라서, 스트라이프 버퍼들 각각으로부터의 심볼들과 파일럿 심볼들의 위치는 OFDM 시간 인덱스의 함수로서 서브캐리어 공간을 통해 지속적으로 회전할 것이다. 심볼 시퀀스(610)는 IFFT 유닛(615)에 의해 역변환될 수 있다. 결과적인 시간 영역 심볼은, 예를 들어, 보호 구간 삽입 이후에, 전송될 수 있다.
한 세트의 실시예에서, 서버를 동작하기 위한 방법(4600)은 도 46에 도시된 동작들을 포함할 수 있다. (이 방법(4600)은 또한, 전술된 피쳐들, 요소들 및 실시예들 중 임의의 서브셋을 포함할 수 있다.) 이 방법(4600)은, 제1 사용자 장비(UE) 디바이스로의 데이터 파일의 전송을 용이하게 하는데 이용될 수 있고, 여기서 서버는 IP 네트워크의 일부이다.
4610에서, 서버는 방송 게이트웨이로부터 데이터 파일의 세그먼트들을 수신할 수 있고, 여기서, 방송 전송 시스템은 또한 방송 게이트웨이로부터 세그먼트들을 수신하여 이들을 RF 신호의 일부로서 공간에 전송한다. 제1 UE 디바이스는 RF 신호를 수신해 RF 신호로부터 성공적으로 복구할 수 없는 하나 이상의 세그먼트를 식별하는 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 생성하도록 구성되고, 여기서, 제1 UE 디바이스는 또한 (예를 들어, IP 네트워크에 결합되는 WiFi 액세스 포인트로의 WiFi 접속을 이용해, 또는 IP 네트워크에 결합되는 LTE eNodeB로의 무선 접속을 이용해) 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 IP 네트워크를 통해 서버에 전송하도록 구성된다.
4615에서, 서버는 제1 UE 디바이스로부터 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 수신한다.
420에서, 서버는 IP 네트워크를 통해(예를 들어, 동일한 WiFi 접속이나 LTE 접속을 통해) 제1 UE 디바이스에 누락 세그먼트 표시에 의해 식별된 하나 이상의 세그먼트를 전송한다.
일부 실시예에서, 방송 게이트웨이는 또한 IP 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 누락 세그먼트 표시들 각각은, 각각의 누락 세그먼트의 시퀀스 번호와 각각의 누락 세그먼트와 연관된 타임스탬프를 포함한다.
일부 실시예에서, RF 신호는 또한 복수의 사용자 디바이스에 의한 수신을 위해 비디오 방송 신호를 운반한다.
일부 실시예에서, 방송 게이트웨이는 또한 서버의 URL(Uniform Resource Locator)을 방송 전송 시스템에 제공하고, 여기서, 방송 전송 시스템은 URL을 제1 UE 디바이스에 RF 신호의 일부로서 전송하여, 여기서, 제1 UE는 이 URL을 이용해 IP 네트워크를 통해 서버와의 접속을 확립한다.
한 세트의 실시예에서, 사용자 장비 디바이스를 동작시키기 위한 방법(4700)은 도 47에 도시된 동작들을 포함할 수 있다. (이 방법(4700)은 또한, 전술된 피쳐들, 요소들 및 실시예들 중 임의의 서브셋을 포함할 수 있다.) 방법(4700)은 사용자 장비로의 데이터 파일의 전송을 용이하게 하는데 이용될 수 있다.
4710에서, 사용자 장비 디바이스는, 방송 전송 시스템에 의해 무선으로 전송되는 RF 신호의 노이즈-교란된 버전을 수신하고, 여기서, 방송 전송 시스템은 RF 신호에서 데이터 파일의 세그먼트들을 전송한다.
4715에서, 사용자 장비 디바이스는, (예를 들어, 기저대역으로의 하향변환, 아날로그-대-디지털 변환, 심볼 추정 및 데이터 디코딩 등의 종래의 수단에 의해) 노이즈-교란된 버전에 관해 동작하여 세그먼트들의 추정치를 복구한다.
4720에서, 사용자 장비 디바이스는, (예를 들어, CRC 등의 에러 검출 코드를 분석함으로써) 추정치를 분석하여 어느 세그먼트가 성공적으로 수신되지 않았는지를 판정한다.
4725에서, 사용자 장비 디바이스는, IP 네트워크를 통해 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 서버에 전송하고, 여기서, 누락 세그먼트 표시들 각각은 (예를 들어, 그 시퀀스 번호 및/또는 수신 시간 스탬프에 의해) 성공적으로 수신되지 않은 세그먼트들 중 대응하는 것을 식별한다.
일부 실시예에서, 누락 세그먼트 표시의 수신에 응답하여, 서버는 IP 네트워크를 통해 누락 세그먼트 데이터를 사용자 장비 디바이스에 전송하고, 여기서, 누락 세그먼트 데이터는 하나 이상의 누락 세그먼트 표시에 의해 식별된 하나 이상의 세그먼트 각각의 사본을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 전송하는 동작은 WiFi 액세스 포인트로의 WiFi 접속을 이용해 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 무선으로 전송하는 단계를 포함하고, 여기서, WiFi 액세스 포인트는 (반드시 직접인 것은 아니지만) IP 네트워크에 결합된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 전송하는 동작은 기지국으로의 무선 접속을 이용하여 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 무선으로 전송하는 단계를 포함하고, 여기서, 기지국은 (반드시 직접인 것은 아니지만) IP 네트워크에 결합된다.
일부 실시예에서, 무선 접속은 LTE 접속이고, 여기서 기지국은 LTE eNodeB이다.
일부 실시예에서, RF 신호는 또한 하나 이상의 비디오 방송 스트림을 운반한다.
일부 실시예에서, 방송 전송 시스템은 IP 네트워크에 접속되는 방송 네트워크의 일부이다.
한 세트의 실시예에서, 게이트웨이(4800)는 도 48에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 게이트웨이(4800)는, 채널 인코딩 유닛(4810), 레이트 정합 유닛(4815) 및 제어 유닛(4820)을 포함할 수 있다. (게이트웨이(4800)는 또한, 전술된 피쳐들, 요소들 및 실시예들 중 임의의 서브셋을 포함할 수 있다.) 게이트웨이는, 방송 전송 시스템에 의해 전송될 하나 이상의 데이터 스트림에 동적으로-변동하는 코딩 레이트로 채널 인코딩을 적용하는데 이용될 수 있다. 하나 이상의 데이터 스트림 중 적어도 하나는 가변 레이트 스트림이다(즉, 단위 시간당 가변 개수의 정보 비트를 포함함). 방송 전송 시스템은, 일정한 물리적 트랜스포트 레이트로 데이터를 전송하도록 구성되고, 게이트웨이는 포함한다:
게이트웨이는, 컴퓨터 시스템에 의해, 하나 이상의 ASIC 등의 전용 디지털 하드웨어에 의해, FPGA 등의 하나 이상의 프로그램가능한 하드웨어 요소에 의해, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다.
채널 인코딩 유닛(4810)은 각각 하나 이상의 코딩된 스트림을 획득하기 위해 하나 이상의 데이터 스트림(DS1, DS2, ..., DSN)에 고정된 코딩 레이트로 채널 코딩을 적용하도록 구성된다.
레이트 정합 유닛(RMU)(4815)은, 하나 이상의 각각의 수정된 스트림을 획득하기 위하여 하나 이상의 코딩된 스트림을 수정하도록 구성되고, 여기서, RMU는 하나 이상의 코딩된 스트림 내에 널 값을 주입함으로써 및/또는 하나 이상의 코딩된 스트림의 선택된 값들을 펑쳐링(즉, 폐기)함으로써 하나 이상의 코딩된 스트림을 수정하도록 구성된다.
제어 유닛(4820)은, 하나 이상의 데이터 스트림들 각각에서 단위 시간당 정보 비트의 개수를 나타내는 정보를 수신하도록 구성된다.
제어 유닛(4820)은 또한, 단위 시간당 주입된 널 값들의 개수 및/또는 단위 시간당 펑쳐링된 값들의 개수를 변화시켜 하나 이상의 수정된 스트림들의 합계 비트레이트가 일정한 물리적 트랜스포트 레이트와 정합하게(즉, 근접하고, 크지 않게) 하도록 구성된다. 제어 유닛은 제어 신호를 레이트 정합 유닛에 공급하여, 널 주입 레이트 및/또는 펑쳐 레이트를 명시한다. 제어 유닛은 하나 이상의 각각의 데이터 스트림 내의 단위 시간당 하나 이상의 개수의 정보 비트에 기초하여 단위 시간당 주입된 널의 개수 및/또는 단위 시간당 펑쳐링된 값들의 개수를 변동시킨다.
일부 실시예에서, 방송 전송 시스템은 OFDM 출력 신호의 일부로서 하나 이상의 수정된 스트림을 전송하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 일정한 물리적 트랜스포트 레이트는 적어도 부분적으로 OFDM 출력 신호에 의해 이용되는 서브캐리어의 수, OFDM 출력 신호의 심볼 레이트 및 서브캐리어에 의해 이용되는 변조 방식에 의해 결정된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 데이터 스트림은 하나 이상의 비디오 스트림, 및/또는 하나 이상의 오디오 스트림을 포함한다.
한 세트의 실시예에서, 방법(4900)은 도 49에 도시된 동작들을 포함할 수 있다. (이 방법(4900)은 또한, 전술된 피쳐들, 요소들 및 실시예들 중 임의의 서브셋을 포함할 수 있다.) 방법(4900)은, 방송 전송 시스템에 의해 전송될 하나 이상의 데이터 스트림에 동적으로-변동하는 코딩 레이트로 채널 인코딩을 적용하는데 이용될 수 있다. 하나 이상의 데이터 스트림들 중 적어도 하나는 가변 레이트 스트림(즉, 단위 시간당 가변 개수의 정보 비트를 포함함)이고, 방송 전송 시스템은 일정한 물리적 트랜스포트 레이트로 데이터를 전송하도록 구성된다.
4910에서, 이 방법은, 하나 이상의 데이터 스트림들 각각 내의 단위 시간당 정보 비트의 개수를 나타내는 정보를 수신하는 단계를 포함한다.
4915에서, 이 방법은 각각 하나 이상의 코딩된 스트림을 획득하기 위해 하나 이상의 데이터 스트림에 고정된 코딩 레이트로 채널 코딩을 적용하는 단계를 포함한다.
4920에서, 이 방법은 하나 이상의 각각의 수정된 스트림을 획득하기 위하여 하나 이상의 코딩된 스트림을 수정하는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 하나 이상의 코딩된 스트림을 수정하는 단계는 하나 이상의 코딩된 스트림 내에 널 값을 주입하는 단계 및/또는 하나 이상의 코딩된 스트림의 선택된 값들을 펑쳐링(즉, 폐기)하는 단계를 포함하며, 여기서, 단위 시간당 주입된 널 값의 개수 및/또는 단위 시간당 펑쳐링된 값의 개수는 하나 이상의 수정된 스트림의 합계 비트 레이트가 일정한 물리적 트랜스포트 레이트와 정합하도록 변동되며, 여기서 상기 변동은 하나 이상의 각각의 데이터 스트림 내의 단위 시간당 하나 이상의 정보 비트의 수에 기초하여 수행된다.
일부 실시예에서, 이 방법은 또한 무선 채널을 통한 전송을 위해 하나 이상의 수정된 스트림을 방송 전송 시스템에 공급하는 단계를 포함한다.
OFDM 파형 구성에 관한 추가 실시예들이 이하의 넘버링된 패러그라프들에서 개시된다.
1.1 방송 전송 시스템을 구성하기 위한 방법으로서, 상기 방송 전송 시스템은 OFDM을 이용하여 신호를 전송하도록 구성되고, 상기 방법은:
한 세트의 2개 이상의 FFT 크기로부터 선택된 FFT 크기의 값; 한 세트의 2개 이상의 CP 퍼센트 값으로부터 선택된 (전송된 OFDM 심볼에 대한) 주기적 전치부호 퍼센트의 값 중 하나 이상과 선택된 전송 대역을 이용하여 전송하도록 방송 전송 시스템을 구성하는 단계를 포함하고,
여기서, 상기 선택된 전송 대역은 상이한 대역폭들의 한 세트의 가용 전송 대역으로부터 선택되고, 방송 전송 시스템의 디지털-대-아날로그 변환 유닛에 의해 이용되는 샘플 레이트의 값은, 샘플 레이트와 대역폭 사이의 선형 관계에 따라 선택된 전송 대역의 대역폭에 기초하여 결정되는, 방법.
1.2 제1.1항에 있어서, 상기 선형 관계는 기존의 LTE 통신 표준을 따르는, 방법.
1.3 제1.1항에 있어서, CP 퍼센트의 상기 선택된 값은 상기 방송 전송 시스템에 대응하는 셀 내의 사용자 장비 디바이스에 대한 최대 예상된 지연 확산에 기초하여 결정되는, 방법.
1.4 제1.1항에 있어서, FFT 크기의 선택된 값은 상기 방송 전송 시스템에 대응하는 셀 내의 사용자 장비 디바이스의 움직임의 최대 예상된 레이트에 기초하여 결정되는, 방법.
2.1 방송 전송 시스템을 구성하기 위한 방법으로서, 상기 방송 전송 시스템은 OFDM을 이용하여 신호를 전송하도록 구성되고, 상기 방법은:
한 세트의 2개 이상의 이격 값으로부터 선택된 OFDM 서브캐리어의 이격의 값; 및 한 세트의 2개 이상의 CP 퍼센트 값으로부터 선택된 (전송된 OFDM 심볼에 대한) 주기적 전치부호 퍼센트의 값 중 하나 이상과 선택된 전송 대역을 이용하여 전송하도록 방송 전송 시스템을 구성하는 단계를 포함하고,
여기서, 상기 선택된 전송 대역은 상이한 대역폭들의 한 세트의 가용 전송 대역으로부터 선택되고, 방송 전송 시스템의 디지털-대-아날로그 변환 유닛에 의해 이용되는 샘플 레이트의 값은, 샘플 레이트와 대역폭 사이의 선형 관계에 따라 선택된 전송 대역의 대역폭에 기초하여 결정되는, 방법.
2.2 제2.1항에 있어서, 2개 이상의 이격 값들의 세트는 3개 이상의 이격 값들을 포함하는, 방법.
2.3 제2.1항에 있어서, 상기 서브캐리어 이격의 선택된 값은 상기 방송 전송 시스템에 대응하는 셀 내의 사용자 장비 디바이스의 움직임의 최대 예상된 레이트에 기초하여 결정되는, 방법.
3.1 방송 전송 시스템을 구성하기 위한 방법으로서, 상기 방송 전송 시스템은 OFDM을 이용하여 신호를 전송하도록 구성되고, 상기 방법은:
제1 세트의 2개 이상의 값들로부터 선택된 제1 파라미터 값, 여기서 상기 제1 세트는 한 세트의 FFT 크기 또는 한 세트의 OFDM 서브캐리어 이격 값임; 제2 세트의 2개 이상의 값들로부터 선택된 제2 파라미터 값, 여기서, 상기 제2 세트는 한 세트의 CP 퍼센트 값 또는 한 세트의 보호 구간 지속시간임; 중 하나 이상과 선택된 대역폭을 이용하여 전송하도록 방송 전송 시스템을 구성하는 단계를 포함하고;
여기서, 상기 선택된 전송 대역은 상이한 대역폭들의 한 세트의 가용 전송 대역으로부터 선택되고, 방송 전송 시스템의 디지털-대-아날로그 변환 유닛에 의해 이용되는 샘플 레이트의 값은, 샘플 레이트와 대역폭 사이의 선형 관계에 따라 선택된 전송 대역의 대역폭에 기초하여 결정되는, 방법.
3.2 제3.1항에 있어서, 상기 제2 파라미터 값은 보호 구간 지속시간이고, 상기 보호 구간 지속시간은 주기적 전치부호 지속시간 또는 널 구간 지속시간인, 방법.
4.1 방송 전송 시스템을 구성하기 위한 컴퓨터-구현된 방법으로서, 상기 방송 전송 시스템은 OFDM을 이용하여 신호를 전송하도록 구성되고, 상기 방법은:
제1 세트의 2개 이상의 값들로부터의 제1 파라미터 값 - 상기 제1 세트는 한 세트의 FFT 크기 또는 한 세트의 OFDM 서브캐리어 이격 값들임 - ;
제2 세트의 2개 이상의 값들로부터의 제2 파라미터 값 - 상기 제2 세트는 한 세트의 CP 퍼센트 또는 한 세트의 보호 구간 지속시간임 - ;
중 하나 이상과 전송 대역을 선택하는 단계 - 상기 전송 대역은 상이한 대역폭들의 한 세트의 가용 전송 대역으로부터 선택되고, 상기 방송 전송 시스템의 디지털-대-아날로그 변환 유닛에 의해 이용되는 샘플 레이트의 값은, 샘플 레이트와 대역폭 사이의 선형 관계에 따라 선택된 전송 대역의 대역폭에 기초하여 결정됨 - ; 및
(예를 들어, IP 네트워크를 통해) 방송 전송 시스템에 파라미터 정보를 전송하는 단계
를 포함하고, 상기 파라미터 정보는, 상기 선택된 전송 대역, 상기 제1 파라미터 값, 및 상기 제2 파라미터 값을 식별하고, 상기 방송 전송 시스템은, 상기 선택된 전송 대역, 상기 제1 파라미터 값, 및 상기 제2 파라미터 값을 이용하여 OFDM 신호를 전송하게끔 자신을 재구성하도록 설계되는, 방법.
4.2 제4.1항에 있어서, 상기 방송 전송 시스템은 (예를 들어, UE 디바이스들로의 무선 방송 전송을 통해) 상기 파라미터 정보를 UE 디바이스들에 전송하도록 구성되고, 상기 UE 디바이스들은, 상기 선택된 전송 대역, 상기 제1 파라미터 값, 및 상기 제2 파라미터 값을 이용하여 OFDM 신호를 수신하게끔 자신들을 재구성하도록 설계된, 방법.
5.1 사용자 장비(UE) 디바이스를 구성하기 위한 방법으로서, 상기 UE 디바이스는 OFDM을 이용하여 신호를 전송하도록 구성되고, 상기 방법은:
제1 세트의 2개 이상의 값들로부터 선택된 제1 파라미터 값 - 상기 제1 세트는 한 세트의 FFT 크기 또는 한 세트의 OFDM 서브캐리어 이격들임 - ;
제2 세트의 2개 이상의 값들로부터 선택된 제2 파라미터 값 - 상기 제2 세트는 한 세트의 CP 퍼센트 또는 한 세트의 보호 구간 지속시간임 -
중 하나 이상과 선택된 수신 대역을 이용하여 수신하도록 상기 UE 디바이스를 구성하는 단계를 포함하고,
상기 선택된 수신 대역은 상이한 대역폭들의 한 세트의 가용 수신 대역으로부터 선택되고, 상기 UE 디바이스의 아날로그-대-디지털 변환 유닛에 의해 이용되는 샘플 레이트의 값은, 샘플 레이트와 대역폭 사이의 선형 관계에 따라 선택된 수신 대역의 대역폭에 기초하여 결정되는, 방법.
5.2 제5.1항에 있어서, 상기 선형 관계는 기존의 LTE 통신 표준을 따르는, 방법.
구성가능한 파일럿 밀도에 관한 추가 실시예들이 이하의 넘버링된 패러그라프들에서 개시된다.
6.1 사용자 장비 이동성의 선택된 환경을 수용하도록 방송 전송 시스템을 동작시키기 위한 방법으로서,
N개의 데이터 스트라이프를 수신하는 단계 ―N은 양의 정수이고, N은 프로그램가능한 파라미터이며, N의 값은 UE 디바이스들의 최대 예상된 이동성에 기초하여 선택되었고, 상기 N개의 데이터 스트라이프는 하나 이상의 비디오 데이터 스트림에 대한 데이터를 포함함―;
심볼들의 시퀀스를 생성하는 단계로서, 상기 시퀀스의 심볼들 각각은 한 세트의 OFDM 서브캐리어들 중 각각의 것에 대응하고, 상기 생성하는 단계는 상기 N개의 데이터 스트라이프들로부터의 심볼들과 파일럿 심볼들을 주기적으로 인터리빙하는 단계를 포함하고, 상기 시퀀스 내의 N+1개의 심볼들의 각각의 연속 세그먼트는 상기 N개의 스트라이프들 각각으로부터의 하나의 심볼과 하나의 파일럿 심볼을 포함하는, 상기 생성하는 단계; 및
OFDM 전송 심볼을 획득하기 위해 심볼들의 시퀀스에 관해 IFFT를 수행하는 단계
를 포함하는 방법.
6.2 제6.1항에 있어서, 상기 N의 값은 상기 최대 예상된 이동성의 미리결정된 감소하는 함수를 평가함으로써 선택되는, 방법.
6.3 제6.1항에 있어서, N은 1보다 큰, 방법.
6.4 제6.1항에 있어서,
상기 N의 값을 재정의하는 입력을 수신하는 단계; 및
심볼들의 시퀀스 내의 파일럿 심볼들의 상이한 밀도를 달성하기 위해 N의 상기 재정의된 값을 이용하여 상기 생성하는 단계 및 상기 IFFT를 수행하는 단계
를 더 포함하는 방법.
6.5 제8.1항에 있어서,
상기 생성하는 단계 및 상기 IFFT를 수행하는 단계를 주기적 기반으로 반복하는 단계를 더 포함하고, 각각의 반복에서, 상기 주기적으로 인터리빙하는 단계는 스트라이프 인덱스로의 서브캐리어 위치들의 맵핑을 바로 이전 반복에 관해 고정된 양만큼 전진시키는, 방법.
7.1 사용자 장비(UE) 디바이스를 동작시키기 위한 방법으로서,
무선 채널로부터 OFDM 신호를 수신하는 단계;
심볼들의 시퀀스를 획득하기 위해 상기 OFDM 신호의 시간-영역 OFDM 심볼에 관해 FFT를 수행하는 단계로서, 상기 시퀀스의 심볼들 각각은 한 세트의 OFDM 서브캐리어들 중 각각의 것에 대응하고, 상기 시퀀스 내의 N+1개 심볼들의 각각의 연속된 세그먼트는 상기 N개의 데이터 스트라이프들 각각으로부터의 하나의 심볼과 하나의 파일럿 심볼을 포함하는, 상기 FFT를 수행하는 단계;
상기 시퀀스의 심볼들을 디인터리빙함으로써 심볼들의 시퀀스로부터 상기 N개의 스트라이프들 각각에 대응하는 심볼들을 복구하는 단계; 및
상기 N개의 스트라이프들 각각에 대응하는 심볼들을 대응하는 스트라이프 출력 버퍼에 포워딩하는 단계
를 포함하는 방법.
7.2 제7.1항에 있어서, 상기 N의 값은 프로그램가능한, 방법.
7.3 제7.1항에 있어서, N은 1보다 큰, 방법.
7.4 제7.1항에 있어서, 상기 파일럿 심볼들은 상기 UE 디바이스에 의해 채널 추정을 수행하기 위해 이용되는, 방법.
7.5 제7.1항에 있어서,
대응하는 스트라이프 출력 스트림을 획득하기 위해 상기 스트라이프 출력 버퍼들 중 하나 이상으로부터의 심볼들에 관해 동작하는 단계를 더 포함하는 방법.
7.5 제7.1항에 있어서,
상기 OFDM 신호로부터 N의 재정의된 값을 복구하는 단계; 및
상기 N의 재정된 값을 이용하여, 상기 FFT, 상기 복구하는 단계 및 상기 포워딩하는 단계를 수행하는 단계
를 더 포함하는 방법.
7.6 제7.1항에 있어서,
상기 FFT, 상기 복구하는 단계 및 상기 포워딩하는 단계를 주기적 기반으로 반복하는 단계를 더 포함하고, 각각의 반복에서, 상기 디인터리빙하는 단계는 스트라이프 인덱스로의 서브캐리어 위치들의 맵핑을 바로 이전 반복에 관해 고정된 양만큼 전진시키는, 방법.
여기서 설명된 다양한 실시예들 중 임의의 실시예는 다양한 형태들 중 임의의 형태로, 예를 들어, 컴퓨터-구현된 방법으로서, 컴퓨터-구현된 메모리 매체로서, 컴퓨터 시스템으로서 등으로 실현될 수 있다. 시스템은, 주문형 집적 회로(ASIC) 등의 하나 이상의 주문-설계된 하드웨어 디바이스에 의해, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 등의 하나 이상의 프로그래머블 하드웨어 요소에 의해, 저장된 프로그램 명령어를 실행하는 하나 이상의 프로세서에 의해, 또는 이들의 임의 조합에 의해 실현될 수 있다.
일부 실시예에서, 비일시적 컴퓨터-판독가능한 메모리 매체는, 프로그램 명령어 및/또는 데이터를 저장하도록 구성될 수 있고, 여기서, 프로그램 명령어는, 컴퓨터 시스템에 의해 실행된다면, 컴퓨터 시스템으로 하여금, 방법, 예를 들어, 여기서 설명된 방법 실시예들 중 임의의 것, 또는 여기서 설명된 방법 실시예들의 임의의 조합, 또는 여기서 설명된 방법 실시예들 중 임의의 것을 서브셋, 또는 이러한 서브셋들의 임의의 조합을 수행하게 한다.
일부 실시예에서, 컴퓨터 시스템은 프로세서(또는 한 세트의 프로세서들)와 메모리 매체를 포함하도록 구성될 수 있고, 여기서, 메모리 매체는 프로그램 명령어를 저장하고, 상기 프로세서는 메모리 매체로부터 프로그램 명령어를 판독하여 실행하도록 구성되고, 프로그램 명령어는 여기서 설명된 다양한 방법 실시예들 중 임의의 것(또는 여기서 설명된 방법 실시예들의 임의의 조합, 또는 여기서 설명된 방법 실시예들 중 임의의 것의 임의의 서브셋, 또는 이러한 서브셋들의 임의의 조합)을 구현하도록 실행가능하다. 컴퓨터 시스템은 다양한 형태들 중 임의의 것으로 실현될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템은, 개인용 컴퓨터(그 다양한 실현예 중 임의의 것), 워크스테이션, 카드 상의 컴퓨터, 박스 내의 애플리케이션-특유의 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 클라이언트 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨터, 모바일 디바이스, 착용가능한 컴퓨터, 센싱 디바이스, 텔레비전, 비디오 취득 디바이스, 살아있는 유기체에 임베딩된 컴퓨터 등일 수 있다. 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 디스플레이 디바이스를 포함할 수 있다. 여기서 개시된 다양한 계산 결과들 중 임의의 것은 디스플레이 디바이스를 통해 디스플레이되거나 또는 그렇지 않다면 사용자 인터페이스 디바이스를 통해 출력으로서 프리젠팅될 수 있다.
상기 실시예들이 바람직한 실시예들과 연계하여 설명되었지만, 이것은 여기서 제시된 특정한 형태로 제한되지 위한 것이 아니고, 오히려, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 실시예들의 사상과 범위 내에 타당하게 포함될 수 있는 이러한 대안, 수정, 및 균등물들을 포괄하기 위한 것이다.

Claims (18)

  1. 제1 사용자 장비(UE) 디바이스로의 데이터 파일의 전송을 용이하게 하도록 서버를 동작시키기 위한 방법으로서, 상기 서버는 IP 네트워크의 일부이고, 상기 방법은:
    방송 게이트웨이로부터 데이터 파일의 세그먼트들을 수신하는 단계 ―방송 전송 시스템이 또한 상기 방송 게이트웨이로부터 상기 세그먼트들을 수신하고 이들을 RF 신호의 일부로서 공간 내에 전송하며, 상기 제1 UE 디바이스는, 상기 RF 신호를 수신하고 상기 RF 신호로부터 성공적으로 복구할 수 없는 하나 이상의 세그먼트들을 식별하는 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 생성하도록 구성되고, 상기 제1 UE 디바이스는 상기 IP 네트워크를 통해 상기 서버에 상기 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 전송하도록 추가로 구성됨― ;
    상기 제1 UE 디바이스로부터 상기 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 수신하는 단계; 및
    상기 누락 세그먼트 표시들에 의해 식별된 하나 이상의 세그먼트를 상기 IP 네트워크를 통해 상기 제1 UE 디바이스에 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방송 게이트웨이는 또한 상기 IP 네트워크의 일부인, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 누락 세그먼트 표시들 각각은, 상기 각각의 누락 세그먼트의 시퀀스 번호와 상기 각각의 누락 세그먼트와 연관된 타임스탬프를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 RF 신호는 또한 복수의 사용자 디바이스에 의한 수신을 위해 비디오 방송 신호를 운반하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 방송 게이트웨이는 또한, 상기 서버의 URL(Uniform Resource Locator)을 상기 방송 전송 시스템에 제공하고, 상기 방송 전송 시스템은 상기 URL을 상기 제1 UE 디바이스에 상기 RF 신호의 일부로서 전송하며, 상기 제1 UE 디바이스는 상기 URL을 이용해 상기 IP 네트워크를 통해 상기 서버로의 접속을 확립(establish)하는, 방법.
  6. 사용자 장비 디바이스를 상기 사용자 장비로의 데이터 파일의 전송을 용이하게 하도록 동작시키기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    방송 전송 시스템에 의해 무선으로 전송되는 RF 신호의 노이즈-교란된 버전(noise-perturbed version)을 수신하는 단계 ―상기 방송 전송 시스템은 상기 RF 신호에서 데이터 파일의 세그먼트들을 전송함― ;
    상기 세그먼트들의 추정치들을 복구하기 위해 상기 노이즈-교란된 버전에 관해 동작하는 단계;
    상기 세그먼트들 중 어느 것이 성공적으로 수신되지 않았는지를 판정하기 위해 상기 추정치들을 분석하는 단계;
    하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 IP 네트워크를 통해 서버에 전송하는 단계
    를 포함하고, 상기 누락 세그먼트 표시들 각각은 성공적으로 수신되지 않은 세그먼트들 중 대응하는 것을 식별하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 누락 세그먼트 표시들의 수신에 응답하여, 상기 서버는 누락 세그먼트 데이터를 상기 IP 네트워크를 통해 상기 사용자 장비 디바이스에 전송하고, 상기 누락 세그먼트 데이터는 상기 하나 이상의 누락 세그먼트 표시에 의해 식별된 하나 이상의 세그먼트들 각각의 사본을 포함하는, 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 전송하는 단계는, WiFi 액세스 포인트로의 WiFi 접속을 이용해 상기 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 무선으로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 WiFi 액세스 포인트는 상기 IP 네트워크에 결합되는, 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 전송하는 단계는, 기지국으로의 무선 접속을 이용해 상기 하나 이상의 누락 세그먼트 표시를 무선으로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 기지국은 상기 IP 네트워크에 결합되는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 무선 접속은 LTE 접속이고, 상기 기지국은 LTE eNodeB인, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 RF 신호는 또한 하나 이상의 비디오 방송 스트림을 운반하는, 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 방송 전송 시스템은 상기 IP 네트워크에 접속되는 방송 네트워크의 일부인, 방법.
  13. 방송 전송 시스템에 의해 전송될 하나 이상의 데이터 스트림에 동적으로-변동하는 코딩 레이트로 채널 인코딩을 적용하기 위한 게이트웨이로서, 상기 하나 이상의 데이터 스트림 중 적어도 하나는 가변 레이트 스트림이고, 상기 방송 전송 시스템은 일정한 물리적 트랜스포트 레이트로 데이터를 전송하도록 구성되고, 상기 게이트웨이는,
    각각 하나 이상의 코딩된 스트림을 획득하기 위해 상기 하나 이상의 데이터 스트림에 고정된 코딩 레이트로 채널 코딩을 적용하도록 구성된 채널 인코딩 유닛;
    하나 이상의 각각의 수정된 스트림을 획득하기 위하여 상기 하나 이상의 코딩된 스트림을 수정하도록 구성되고, 상기 하나 이상의 코딩된 스트림 내에 널(null) 값들을 주입함으로써 및/또는 상기 하나 이상의 코딩된 스트림의 선택된 값들을 펑쳐링(puncturing)함으로써 상기 하나 이상의 코딩된 스트림을 수정하도록 구성되는 레이트 정합 유닛(RMU; rate matching unit); 및
    상기 하나 이상의 데이터 스트림들 각각 내의 단위 시간당 정보 비트의 개수를 나타내는 정보를 수신하고;
    상기 하나 이상의 수정된 스트림들의 합계 비트레이트(aggregate bitrate)가 일정한 물리적 트랜스포트 레이트(constant physical transport rate)와 정합하도록, 단위 시간당 주입되는 널 값의 개수 및/또는 단위 시간당 펑쳐링되는 값의 개수를 변동시키도록
    구성되는 제어 유닛
    을 포함하고, 상기 변동은 상기 하나 이상의 각각의 데이터 스트림 내의 단위 시간당 하나 이상의 정보 비트의 개수에 기초하여 수행되는 게이트웨이.
  14. 제13항에 있어서, 상기 방송 전송 시스템은 OFDM 출력 신호의 일부로서 상기 하나 이상의 수정된 스트림을 전송하도록 구성되는, 게이트웨이.
  15. 제14항에 있어서, 상기 일정한 물리적 트랜스포트 레이트는, 상기 OFDM 출력 신호에 의해 이용되는 서브캐리어의 수, 상기 OFDM 출력 신호의 심볼 레이트 및 상기 서브캐리어들에 의해 이용되는 변조 방식에 의해 적어도 부분적으로 결정되는, 게이트웨이.
  16. 제13항에 있어서, 상기 하나 이상의 데이터 스트림은, 하나 이상의 비디오 스트림, 및/또는 하나 이상의 오디오 스트림을 포함하는, 게이트웨이.
  17. 방송 전송 시스템에 의해 전송될 하나 이상의 데이터 스트림에 동적으로-변동하는 코딩 레이트로 채널 인코딩을 적용하기 위한 방법으로서, 상기 하나 이상의 데이터 스트림 중 적어도 하나는 가변 레이트 스트림이고, 상기 방송 전송 시스템은 일정한 물리적 트랜스포트 레이트로 데이터를 전송하도록 구성되고, 상기 방법은,
    상기 하나 이상의 데이터 스트림들 각각 내의 단위 시간당 정보 비트의 개수를 나타내는 정보를 수신하는 단계;
    각각 하나 이상의 코딩된 스트림을 획득하기 위해 상기 하나 이상의 데이터 스트림에 고정된 코딩 레이트로 채널 코딩을 적용하는 단계; 및
    하나 이상의 각각의 수정된 스트림을 획득하기 위하여 상기 하나 이상의 코딩된 스트림을 수정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 수정하는 단계는 상기 하나 이상의 코딩된 스트림 내에 널 값들을 주입하는 단계 및/또는 상기 하나 이상의 코딩된 스트림의 선택된 값들을 펑쳐링하는 단계를 포함하며, 단위 시간당 주입된 널 값의 개수 및/또는 단위 시간당 펑쳐링된 값의 개수는 상기 하나 이상의 수정된 스트림들의 합계 비트 레이트가 일정한 물리적 트랜스포트 레이트와 정합하도록 변동되며, 상기 변동은 상기 하나 이상의 각각의 데이터 스트림 내의 단위 시간당 하나 이상의 정보 비트의 수에 기초하여 수행되는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하나 이상의 수정된 스트림을 무선 채널을 통한 전송을 위해 상기 방송 전송 시스템에 공급하는 단계를 더 포함하는 방법.
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