以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。添付の図面を参照して以下で説明する詳細な説明は、本発明によって具現可能な実施例のみを示すよりは、本発明の例示的な実施例を説明するためのものである。次の詳細な説明は、本発明の完璧な理解を提供するために特定の細部事項を含む。しかし、本発明が、このような特定の細部事項なしでも実行可能であることは当業者にとって自明である。
本発明で使用されるほとんどの用語は、本技術で広く使用されるものから選択されたが、一部の用語は、出願人によって任意に選択されたものであって、その意味は、必要に応じて次の説明で詳細に説明する。よって、本発明は、単純な名前または意味よりは、用語の意図された意味に基づいて理解しなければならない。
本発明は、未来の放送サービスのための放送信号を送受信する装置及び方法を提供する。本発明の実施例に係る未来の放送サービスは、地上波放送サービス、モバイル放送サービス、UHDTVサービスなどを含む。本発明は、一実施例によって、ノン―MIMO(multiple input multiple output)またはMIMOを通じて未来の放送サービスのための放送信号を処理することができる。本発明の実施例に係るノン―MIMO方式は、MISO(multiple input single output)方式、SISO(single input single output)方式などを含むことができる。
MISOまたはMIMOは、説明の便宜上、以下で2個のアンテナを使用するが、本発明は、2個以上のアンテナを用いるシステムに適用することができる。
本発明は、特定の使用ケースのために要求される性能を獲得しながら、受信機の複雑度を最小化するのにそれぞれ最適化された3個の物理層(PL)プロファイル(ベース、ハンドヘルド及びアドバンスドプロファイル)を定義することができる。物理層(PHY)プロファイルは、該当受信機が具現しなければならない全ての構成のサブセットである。
3個のPHYプロファイルは、機能ブロックのほとんどを共有するが、特定ブロック及び/またはパラメーターにおいて少し異なる。追加のPHYプロファイルを未来に定義することができる。また、システム進化のために、未来のプロファイルは、FEF(future extension frame)を通じて単一RFチャンネル内の既存のプロファイルとマルチプレキシングされ得る。以下では、それぞれのPHYプロファイルの細部事項について説明する。
1.ベースプロファイル
ベースプロファイルは、通常、ルーフトップ(roof―top)アンテナに接続する固定受信装置に対する主要な使用ケースを示す。また、ベースプロファイルは、いずれかの場所に運搬可能であるが、比較的停止した受信カテゴリーに属するポータブル装置を含む。ベースプロファイルの使用は、任意の改善された具現例によってハンドヘルド装置または車両装置に拡張可能であるが、これら使用ケースは、ベースプロファイル受信機の動作に対しては期待されない。
受信のターゲットSNR範囲は約10dB〜20dBであって、これは、既存の放送システム(例えば、ATSC A/53)の15dB SNR受信能力を含む。受信機の複雑度及び消費パワーは、ハンドヘルドプロファイルを使用するバッテリー動作ハンドヘルド装置の場合のように重要ではない。以下では、ベースプロファイルに対する重要なシステムパラメーターを表1に列挙する。
2.ハンドヘルドプロファイル
ハンドヘルドプロファイルは、バッテリーパワーで動作するハンドヘルド及び車両装置に使用されるように設計された。装置は、歩行者または車両速度で移動することができる。受信機の複雑度のみならず、消費パワーはハンドヘルドプロファイルの装置の具現において非常に重要である。ハンドヘルドプロファイルのターゲットSNR範囲は約0dB〜10dBであるが、より深い室内受信を対象にすると、0dB未満に到逹するように構成することができる。
低いSNR能力に加えて、受信機の移動度によって誘発されたドップラー効果に対する弾力性は、ハンドヘルドプロファイルの最も重要な性能属性である。以下では、ハンドヘルドプロファイルに対する重要なパラメーターを表2に列挙する。
3.アドバンスドプロファイル
アドバンスドプロファイルは、より多くの具現複雑度を犠牲にし、最も高いチャンネル容量を提供する。このプロファイルは、MIMO送信及び受信の利用を要求し、UHDTVサービスは、このプロファイルが特別に設計されたターゲット使用ケースである。また、増加した容量は、与えられた帯域幅内で増加した数のサービス、例えば、SDTVまたはHDTVサービスを許容するように使用することができる。
アドバンスドプロファイルのターゲットSNR範囲は、約20dB〜30dBである。MIMO送信は、初期に既存の楕円偏波(elliptically―polarized)送信装置を利用できるが、未来にフルパワー交差偏波送信(full―power cross―polarized transmission)に拡張される。以下では、アドバンスドプロファイルに対する重要なシステムパラメーターを表3に列挙する。
この場合、ベースプロファイルは、地上波放送サービス及びモバイル放送サービスの全てのためのプロファイルとして使用することができる。すなわち、ベースプロファイルは、モバイルプロファイルを含むプロファイルの概念を定義するのに使用することができる。また、アドバンスドプロファイルは、MIMOを有するベースプロファイルのためのアドバンスドプロファイル、及びMIMOを有するハンドヘルドプロファイルのためのアドバンスドプロファイルに分離することができる。また、3個のプロファイルは、設計者の意図によって変更可能である。
次の用語及び定義を本発明に適用することができる。次の用語及び定義は、設計によって変更可能である。
補助ストリーム:未だに定義されていない変調及びコーディングのデータを伝達するセルのシーケンスであって、未来拡張のために、または、ブロードキャスターまたはネットワークオペレーターによる要求通りに使用することができる。
ベースデータパイプ:サービスシグナリングデータを伝達するデータパイプ
ベースバンドフレーム(またはBBFRAME):一つのFECエンコーディングプロセス(BCH及びLDPCエンコーディング)への入力を形成するKbchビットのセット
セル:OFDM送信の一つのキャリアによって伝達される変調値
コーディングブロック:PLS1データのLDPCエンコーディングブロック及びPLS2データのLDPCエンコーディングブロックのうち一つ
データパイプ:サービスデータまたは関連メタデータを伝達する物理層内の論理チャンネルであって、一つまたは多数のサービスまたはサービスコンポーネントを伝達することができる。
データパイプ単位:フレーム内のDPにデータセルを割り当てる基本単位
データシンボル:プリアンブルシンボルでないフレーム内のOFDMシンボル(フレームシグナリングシンボル及びフレームエッジシンボルはデータシンボルに含まれる。)
DP_ID:この8ビットフィールドは、SYSTEM_IDによって識別されたシステム内のDPを固有に識別する。
ダミーセル:PLSシグナリング、DPまたは補助ストリームに使用されない残りの容量を充填するのに使用される擬似ランダム値を伝達するセル
非常境界チャンネル(emergency alert channel;EAS):EAS情報データを伝達するフレームの一部
フレーム:プリアンブルで開始し、フレームエッジシンボルで終了する物理層時間スロット
フレーム受信単位:FETを含む同一または異なる物理層プロファイルに属するフレームセットであって、スーパーフレーム内で8回繰り返される。
高速情報チャンネル:サービスと対応ベースDPとの間のマッピング情報を伝達するフレーム内の論理チャンネル
FECBLOCK:DPデータのLDPCエンコーディングビットのセット
FFTサイズ:特定モードに使用される公称FFTサイズであって、基本期間(elementary period)Tの周期で表現されるアクティブシンボル期間Tsと同一である。
フレームシグナリングシンボル:FFTサイズ、保護区間(guard interval)及び分散型パイロットパターンの所定の組み合わせでフレームの開始時に使用されるより高いパイロット密度を有するOFDMシンボルであって、PLSデータの一部を伝達する。
フレームエッジシンボル:FFTサイズ、保護区間(guard interval)及び分散型パイロットパターンの所定の組み合わせでフレームの終了時に使用されるより高いパイロット密度を有するOFDMシンボル
フレームグループ:スーパーフレーム内の同一のPHYプロファイルタイプを有する全てのフレームのセット
未来拡張フレーム:未来拡張のために使用可能なスーパーフレーム内の物理層時間スロットであって、プリアンブルで開始する。
ヒューチャーキャスト(futurecast)UTBシステム:入力が一つ以上のMPEG2―TSまたはIPまたは一般ストリームであって、出力がRF信号である提案された物理層放送システム
入力ストリーム:システムによってエンドユーザーに伝達されるサービスのアンサンブルのためのデータのストリーム
正常データシンボル:フレームシグナリングシンボル及びフレームエッジシンボルを除いたデータシンボル
PHYプロファイル:該当受信機が具現しなければならない全ての構成のサブセット
PLS:PLS1及びPLS2で構成された物理層シグナリングデータ
PLS1:固定サイズ、コーディング及び変調を有するFSSシンボルで伝達されるPLSデータの第1のセットであって、PLS2をデコーディングするのに必要なパラメーターのみならず、システムに関する基本情報を伝達する。
注(note):フレームグループのデュレーションのために、PLS1データは一定に維持される。
PLS2:FSSシンボルで送信されるPLSデータの第2のセットであって、システム及びDPに対するより細部的なPLSデータを伝達する。
PLS2動的データ:フレーム別に動的に変化可能なPLS2データ
PLS2静的データ:フレームグループのデュレーションの間に静的に維持されるPLS2データ
プリアンブルシグナリングデータ:プリアンブルシンボルによって伝達され、システムの基本モードを識別するのに使用されるシグナリングデータ
プリアンブルシンボル:基本PLSデータを伝達し、フレームの初期に位置する固定長さパイロットシンボル
注:プリアンブルシンボルは、主に高速初期バンドスキャンのために使用され、システム信号、そのタイミング、周波数オフセット及びFFTサイズを検出する。
未来使用のために予約:現在の文書では定義されないが、未来に定義可能である。
スーパーフレーム:8個のフレーム反復単位のセット
時間インターリービングブロック(TIブロック):時間インターリーバーメモリの一つの用途に対応する時間インターリービングが行われるセルのセット
TIグループ:特定DPのための動的容量割り当てが行われる単位であって、整数、すなわち、動的に変わる数のXFECBLOCKで構成される。
注:TIグループは、一つのフレームに直接マッピングされたり、多数のフレームにマッピングされ得る。これは、一つ以上のTIブロックを含むことができる。
タイプ1 DP:全てのDPがTDM方式でマッピングされるフレームのDP
タイプ2 DP:全てのDPがFDM方式でマッピングされるフレームのDP
XFECBLOCK:一つのLDPC FECBLOCKの全てのビットを伝達するNcellsセルのセット
図1は、本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を送信する装置の構造を示す図である。
本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を送信する装置は、入力フォーマッティングブロック1000、BICM(bit interleaved coding & modulation)ブロック1010、フレーム構造ブロック1020、OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)生成ブロック1030、及びシグナリング生成ブロック1040を含むことができる。以下では、放送信号を送信する装置の各モジュールの動作を説明する。
IPストリーム/パケット及びMPEG2―TSはメイン入力フォーマットで、他のストリームタイプは一般ストリームとして処理される。これらデータ入力に加えて、管理情報が入力され、各入力ストリームに対する該当帯域幅のスケジューリング及び割り当てを制御する。一つまたは多数のTSストリーム、IPストリーム及び/または一般ストリームの入力が同時に許容される。
入力フォーマッティングブロック1000は、各入力ストリームを一つまたは多数のデータパイプにデマルチフレックスし、独立コーディング及び変調がデータパイプに適用される。データパイプ(DP)は、ロバスト性制御のための基本単位であって、QoSに影響を与える。一つまたは多数のサービスまたはサービスコンポーネントは単一DPによって伝達され得る。入力フォーマッティングブロック1000の動作の細部事項については後で説明する。
データパイプは、サービスデータまたは関連メタデータを伝達する物理層内の論理チャンネルであって、一つまたは多数のサービスまたはサービスコンポーネントを伝達することができる。
また、データパイプ単位は、フレーム内のDPにデータセルを割り当てる基本ユニットである。
BICMブロック1010において、パリティデータがエラー訂正のために追加され、エンコーディングされたビットストリームは複素数値の星状シンボルにマッピングされる。シンボルは、該当DPに使用される特定インターリービング深さを横切ってインターリービングされる。アドバンスドプロファイルに対して、MIMOエンコーディングがBICMブロック1010で行われ、追加のデータ経路はMIMO送信のための出力で追加される。BICMブロック1010の細部事項については後で説明する。
フレームビルディングブロック1020は、入力DPのデータセルをフレーム内のOFDMシンボルにマッピングすることができる。マッピング後、周波数インターリービングは、周波数ドメインダイバーシティに使用され、特に、周波数選択フェーディングチャンネルを防止する。フレームビルディングブロック1020の動作の細部事項については後で説明する。
各フレームの初期にプリアンブルを挿入した後、OFDM生成ブロック1030は、保護区間として循環前置(cyclic prefix)を有する従来のOFDM変調を適用することができる。アンテナ空間ダイバーシティのために、分散型MISO方式が送信機に適用される。また、PAPR(peak―to―average power reduction)方式が時間ドメインで行われる。柔軟なネットワーク計画のために、この提案は、多様なFFTサイズ、保護区間長さ及び該当パイロットパターンのセットを提供する。
シグナリング生成ブロック1040は、各機能ブロックの動作に使用される物理層シグナリング情報を生成することができる。また、このシグナリング情報は、関心のあるサービスが受信側で適切に回復されるように送信される。シグナリング生成ブロック1040の動作の細部事項については後で説明する。
図2、図3及び図4は、本発明の実施例に係る入力フォーマッティングブロック1000を示す。各図面に対して説明する。
図2は、本発明の一実施例に係る入力フォーマッティングブロックを示す図である。図2は、入力信号が単一入力ストリームであるときの入力フォーマッティングブロックを示す。
図2に示した入力フォーマッティングブロックは、図1を参照して説明した入力フォーマッティングブロック1000の実施例に該当する。
物理層への入力は、一つまたは多数のデータストリームで構成することができる。各データストリームは一つのDPによって伝達される。モード適応モジュールは、入ってくるデータストリームをベースバンドフレーム(BBF)のデータフィールドにスライスする。システムは、3つのタイプの入力データストリーム、すなわち、MPEG2―TS、インターネットプロトコル(IP)及びGS(generic stream)をサポートする。MPEG2―TSは、固定長さ(188バイト)パケットで特性化され、第1のバイトはシンク(sync)バイト(0x47)である。IPストリームは、IPパケットヘッダー内でシグナリングされる可変長さIPデータグラムパケットで構成される。システムは、IPストリームのためのIPv4及びIPv6をサポートする。GSは、カプセル化パケットヘッダー内でシグナリングされる可変長さパケットまたは固定長さパケットで構成することができる。
(a)は、信号DPのためのモード適応ブロック2000及びストリーム適応ブロック2010を示し、(b)は、PLS信号を生成して処理するPLS生成ブロック2020及びPLSスクランブラー2030を示す。以下では、各ブロックの動作を説明する。
入力ストリームスプリッターは、入力TS、IP、GSストリームを多数のサービスまたはサービスコンポーネント(オーディオ、ビデオなど)ストリームに分離する。モード適応モジュール2010は、CRCエンコーダー、BB(baseband)フレームスライサー及びBBフレームヘッダー挿入ブロックで構成される。
CRCエンコーダーは、ユーザーパケット(UP)レベル、すなわち、CRC―8、CRC―16及びCRC―32でエラー訂正のための3つのタイプのCRCエンコーディングを提供する。計算されたCRCバイトはUPの後に添付される。CRC―8はTSストリームに使用され、CRC―32はIPストリームに使用される。GSストリームがCRCエンコーディングを提供しない場合、提案されたCRCエンコーディングが適用されなければならない。
BBフレームスライサーは、入力を内部論理ビットフォーマットにマッピングする。最初に受信されたビットはMBSであると定義される。BBフレームスライサーは、利用可能なデータフィールド容量と同一の多数の入力ビットを割り当てる。BBFペイロードと同一の多数の入力ビットを割り当てるために、UPパケットストリームはBBFのデータフィールドに合わせてスライスされる。
BBフレームヘッダー挿入ブロックは、2バイトの固定長さBBFヘッダーをBBフレームの前に挿入することができる。BBFヘッダーは、STUFFI(1ビット)、SYNCD(13ビット)及びRFU(2ビット)で構成される。固定2バイトBBFヘッダーに加えて、BBFは、2バイトBBFヘッダーの端に拡張フィールド(1または3バイト)を有することができる。
ストリーム適応ブロック2010は、スタッフィング(stuffing)挿入ブロック及びBBスクランブラーで構成される。
スタッフィング挿入ブロックは、スタッフィングフィールドをBBフレームのペイロードに挿入することができる。ストリーム適応への入力データがBBフレームを充填するのに十分である場合、STUFFIは「0」に設定され、BBFはスタッフィングフィールドを有さない。そうでない場合、STUFFIが「1」に設定され、スタッフィングフィールドがBBFヘッダーの直後に挿入される。スタッフィングフィールドは、2バイトのスタッフィングフィールドヘッダー及び可変サイズのスタッフィングデータを含む。
BBスクランブラーは、エネルギー分散(energy dispersal)のために完全なBBFをスクランブリングする。スクランブリングシーケンスはBBFと同時に発生する。スクランブリングシーケンスは、フィードバックされたシフトレジスタによって生成される。
PLS生成ブロック2020は、物理層シグナリング(PLS)データを生成することができる。PLSは、受信機に物理層DPをアクセスする手段を提供する。PLSデータは、PLS1データ及びPLS2データで構成される。
PLS1データは、固定サイズ、コーディング及び変調を有するフレーム内のFSSシンボルで伝達されるPLSデータの第1のセットであって、PLS2データをデコーディングするのに必要なパラメーターのみならず、システムに関する基本情報を伝達する。PLS1データは、PLS2データの受信及びデコーディングを可能にするのに要求されるパラメーターを含む基本送信パラメーターを提供する。また、PLS1データは、フレームグループのデュレーションの間に一定に維持される。
PLS2データは、FSSシンボルで伝送されるPLSデータの第2のセットであって、システム及びDPに対するより詳細なPLSデータを伝達する。PLS2は、受信機に十分なデータを提供し、所望のDPをデコーディングするパラメーターを含む。また、PLS2シグナリングは、2つのタイプのパラメーター、すなわち、PLS2静的データ(PLS2―STATデータ)及びPLS2動的データ(PLS2―DYNデータ)で構成される。PLS2静的データは、フレームグループのデュレーションの間に静的に残っているPLS2データで、PLS2動的データは、フレーム別に動的に変わり得るPLS2データである。
PLSデータの細部事項については後で説明する。
PLSスクランブラー2030は、エネルギー分散のために生成されたPLSデータをスクランブリングすることができる。
上述したブロックは、省略したり、類似または同一の機能を有するブロックに取り替えることができる。
図3は、本発明の他の実施例に係る入力フォーマッティングブロックを示す図である。
図3に示した入力フォーマッティングブロックは、図1を参照して説明した入力フォーマッティングブロック1000の実施例に該当する。
図3は、入力信号が多数の入力ストリームに対応するときの入力フォーマッティングブロックのモード適応ブロックを示す。
多数の入力ストリームを処理する入力フォーマッティングブロックのモード適応ブロックは、独立的に多数の入力ストリームを処理することができる。
図3を参照すると、多数の入力ストリームをそれぞれ処理するモード適応ブロックは、入力ストリームスプリッター3000、入力ストリーム同期化器3010、補償遅延ブロック3020、ヌル(null)パケット削除ブロック3030、ヘッダー圧縮ブロック3040、CRCエンコーダー3050、BBフレームスライサー3060及びBBヘッダー挿入ブロック3070を含むことができる。以下では、モード適応ブロックの各ブロックを説明する。
CRCエンコーダー3050、BBフレームスライサー3060及びBBヘッダー挿入ブロック3070の動作は、図2を参照して説明したCRCエンコーダー、BBフレームスライサー及びBBヘッダー挿入ブロックに対応するので、それに対する説明は省略する。
入力ストリームスプリッター3000は、入力TS、IP GSストリームを多数のサービスまたはサービスコンポーネント(オーディオ、ビデオなど)ストリームに分離することができる。
入力ストリーム同期化器3010はISSYと称することができる。ISSYは、任意の入力データフォーマットに対する一定のエンド―ツー―エンド送信遅延及びCBR(constant bit rate)を保障する適切な手段を提供することができる。ISSYは、常にTSを伝達する多数のDPの場合に使用され、選択的に、GSストリームを伝達するDPに使用される。
補償遅延ブロック3020は、ISSY情報の挿入後に分離されたTSパケットストリームを遅延させ、受信機内の追加のメモリを要求せずにTSパケット再結合メカニズムを許容することができる。
ヌルパケット削除ブロック3030は、TS入力ストリームケースにのみ使用される。任意のTS入力ストリームまたは分離されたTSストリームは、CBR TSストリームにVBR(variable bit―rate)サービスを収容するために存在する多数のヌルパケットを有することができる。この場合、不要な送信オーバーヘッドを避けるために、ヌルパケットが識別されて送信されない。受信機において、除去されたヌルパケットは、送信時に挿入されたDNP(deleted null―packet)カウンターを参照し、本来あった正確な場所に再挿入され、一定のビットレートを保障し、タイムスタンプ(PCR)アップデートに対する必要性を避けることができる。
ヘッド圧縮ブロック3040は、パケットヘッダー圧縮を提供し、TSまたはIP入力ストリームに対する送信効率を増加させることができる。受信機がヘッダーの所定部分に対する先験的情報(a priori information)を有し得るので、この既知の情報は送信機で削除され得る。
伝送ストリームに対して、受信機は、シンク―バイト構成(0x47)及びパケット長さ(188バイト)に関する先験的情報を有する。入力TSストリームが一つのPIDを有するコンテンツを伝達すると、すなわち、一つのサービスコンポーネント(ビデオ、オーディオなど)またはサービスサブコンポーネント(SVCベース層、SVCインヘンスメント層、MVCベースビューまたはMVC従属ビュー)に対してのみ、TSパケットヘッダー圧縮を(選択的に)伝送ストリームに適用することができる。入力ストリームがIPストリームであると、IPパケットヘッダー圧縮が選択的に使用される。
上述したブロックは、省略したり、類似または同一の機能を有するブロックに取り替えることができる。
図4は、本発明の他の実施例に係る入力フォーマッティングブロックを示す図である。
図4に示した入力フォーマッティングブロックは、図1を参照して説明した入力フォーマッティングブロック1000の実施例に該当する。
図4は、入力信号が多数の入力ストリームに対応するときの入力フォーマッティングモジュールのストリーム適応ブロックを示す。
図4を参照すると、多数の入力ストリームをそれぞれ処理するモード適応ブロックは、スケジューラー4000、1フレーム遅延ブロック4010、スタッフィング挿入ブロック4020、インバンド(in―band)シグナリング4030、BBフレームスクランブラー4040、PLS生成ブロック4050及びPLSスクランブラー4060を含むことができる。以下では、ストリーム適応ブロックのそれぞれのブロックを説明する。
スタッフィング挿入ブロック4020、BBフレームスクランブラー4040、PLS生成ブロック4050及びPLSスクランブラー4060の動作は、図2を参照して説明したスタッフィング挿入ブロック、BBスクランブラー、PLS生成ブロック及びPLSスクランブラーに対応するので、それに対する説明は省略する。
スケジューラー4000は、それぞれのDPのFECBLOCKの量から全体のフレームにわたった全体のセル割り当てを決定することができる。PLS、EAC及びFICに対する割り当てを含めて、スケジューラーはPLS2―DYNデータの値を生成し、これは、フレームのFSS内のインバンドシグナリングまたはPLSセルとして送信される。FECBLOCK、EAC及びFICの細部事項については後で説明する。
1フレーム遅延ブロック4010は、入力データを1送信フレームだけ遅延させ、次のフレームに関するスケジューリング情報を、DPに挿入されるインバンドシグナリング情報に対する現在フレームを通じて送信させることができる。
インバンドシグナリング4030は、PLS2データの遅延されていない部分をフレームのDPに挿入することができる。
上述したブロックは、省略したり、類似または同一の機能を有するブロックに取り替えることができる。
図5は、本発明の実施例に係るBICMブロックを示す図である。
図5に示したBICMブロックは、図1を参照して説明したBICMブロック1010の実施例に該当する。
上述したように、本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を送信する装置は、地上波放送サービス、モバイル放送サービス、UHDTVサービスなどを提供することができる。
QoSは、本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を送信する装置によって提供されるサービスの特性に依存するので、各サービスに対応するデータは、異なる方式を通じて処理される必要がある。よって、本発明の実施例に係るBICMブロックは、SISO、MISO及びMIMO方式をデータ経路にそれぞれ対応するデータパイプに独立的に適用することによって、それに入力されたDPを独立的に処理することができる。結果的に、本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を送信する装置は、それぞれのDPを通じて送信されるそれぞれのサービスまたはサービスコンポーネントに対するQoSを制御することができる。
(a)は、ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルによって共有されたBICMブロックを示し、(b)は、アドバンスドプロファイルのBICMブロックを示す。
ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルによって共有されたBICMブロック及びアドバンスドプロファイルによって共有されたBICMブロックは、各DPを処理する複数の処理ブロックを含むことができる。
以下では、ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルのためのBICMブロック及びアドバンスドプロファイルのためのBICMブロックのそれぞれの処理ブロックを説明する。
ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルのためのBICMブロックの処理ブロック5000は、データFECエンコーダー5010、ビットインターリーバー5020、星状マッパー5030、SSD(signal space diversity)エンコーディングブロック5040及び時間インターリーバー5050を含むことができる。
データFECエンコーダー5010は、入力BBFに対してFECエンコーディングを行い、アウターコーディング(BCH)及びインナーコーディング(LDPC)を用いてFECBLOCK手順を生成することができる。アウターコーディング(BCH)は選択的なコーディング方法である。データFECエンコーダー5010の動作の細部事項については後で説明する。
ビットインターリーバー5020は、データFECTエンコーダー5010の出力をインターリービングし、効率的に具現可能な構造を提供しながらLDPCコード及び変調方式の組み合わせで最適化された性能を達成することができる。ビットインターリーバー5020の動作の細部事項については後で説明する。
星状マッパー5030は、QPSK、QAM―16、不均一QAM(NUQ―64、NUQ―256、NUQ―1024)または不均一星状(NUC―16、NUC―64、NUC―256、NUC―1024)を用いてベース及びハンドヘルドプロファイル内のビットインターリーバー5020からの各セルワード及びアドバンスドプロファイル内のセル―ワードデマルチプレクサー5010―1からのセルワードを変調し、パワー正規化星状ポイントを提供することができる。この星状マッピングはDPに対してのみ適用される。QAM―16及びNUQが方形(square shaped)であるが、NUCは任意の形状を有する。それぞれの星状が90度の任意の倍数で回転すると、回転した星状は正確に本来の星状と重畳する。この「回転―感覚(rotation―sense)対称特性は、実数成分及び虚数成分の平均パワー及び容量を互いに同一にする。NUQ及びNUCは、各コードレートに対して特別に定義され、使用される特定の一つがPLS2データで提出されたパラメーター(DP_MOD)によってシグナリングされる。
SSDエンコーディングブロック5040は、2(2D)、3(3D)及び4(4D)次元でセルをプリコーディングし、異なるフェーディング条件下で受信ロバスト性を増加させることができる。
時間インターリーバー5050はDPレベルで動作し得る。時間インターリービング(TI)のパラメーターは、各DPに対して異なる形に設定することができる。時間インターリーバー5050の動作の細部事項については後で説明する。
アドバンスドプロファイルのためのBICMブロックの処理ブロック5000―1は、データFECエンコーダー、ビットインターリーバー、星状マッパー及び時間インターリーバーを含むことができる。しかし、処理ブロック5000―1は処理ブロック5000と区別され、セル―ワードデマルチプレクサー5010―1及びMIMOエンコーディングブロック5020―1をさらに含む。
また、処理ブロック5000―1のデータFECエンコーダー、ビットインターリーバー、星状マッパー及び時間インターリーバーの動作は、上述したデータFECエンコーダー5010、ビットインターリーバー5020、星状マッパー5030及び時間インターリーバー5050に対応するので、それに対する説明は省略する。
セル―ワードデマルチプレクサー5010―1は、アドバンスドプロファイルのDPに使用され、単一セル―ワードストリームをMIMO処理のためのデュアルセル―ワードストリームに分離する。セル―ワードデマルチプレクサー5010―1の動作の細部事項については後で説明する。
MIMOエンコーディングブロック5020―1は、MIMOエンコーディング方式を用いてセル―ワードデマルチプレクサー5010―1の出力を処理することができる。MIMOエンコーディング方式は、放送信号の送信のために最適化された。MIMO技術は、容量を増加させる優れた方式であるが、チャンネル特性に依存する。特に、ブロードキャスティングに対して、異なる信号伝播特性によって誘発された2個のアンテナ間の受信された信号パワーの差またはチャンネルの強いLOS成分は、MIMOから容量利得を得ることを困難にし得る。提案されたMIMOエンコーディング方式は、MIMO出力信号のうち一つの回転基盤プリコーディング及び位相ランダム化を用いてこの問題を克服する。
MIMOエンコーディングは、送信機及び受信機で少なくとも2個のアンテナを必要とする2x2 MIMOシステムを目的とすることができる。この提案において、2個のMIMOエンコーディングモード、すなわち、FR―SM(full―rate spatial multiplexing)及びFRFD―SM(full―rate full―diversity spatial multiplexing)が定義される。FR―SMエンコーディングは、受信機側で比較的小さい複雑度の増加と共に容量の増加を提供するが、FRFD―SMエンコーディングは、受信機側で大きい複雑度の増加と共に、容量の増加及び追加のダイバーシティ利得を提供する。提案されたMIMOエンコーディング方式は、アンテナ極性構成に対する制限を有さない。
MIMO処理は、アドバンスドプロファイルフレームのために要求することができ、これは、アドバンスドプロファイルフレーム内の全てのDPがMIMOエンコーダーによって処理されることを意味する。MIMO処理はDPレベルで適用することができる。星状マッパー出力(constellation mapper output)(NUQ)のペア(e1,i及びe2,i)は、MIMOエンコーダーの入力に供給することができる。MIMOエンコーダー出力のペア(g1,i及びg2,i)は、それぞれのTXアンテナのOFDMシンボル(l)及び同一のキャリア(k)によって送信され得る。
上述したブロックは、省略したり、類似または同一の機能を有するブロックに取り替えることができる。
図6は、本発明の他の実施例に係るBICMブロックを示す図である。
図6に示したBICMブロックは、図1を参照して説明したBICMブロック1010の実施例に該当する。
図6は、物理層シグナリング(PLS)、非常境界チャンネル(EAC)及び高速情報チャンネル(FIC)の保護のためのBICMブロックを示す。EACは、EAS情報を伝達するフレームの一部であって、FICは、サービスと該当ベースDPとの間のマッピング情報を伝達するフレーム内の論理チャンネルである。EAC及びFICの細部事項については後で説明する。
図6を参照すると、PLS、EAC及びFICの保護のためのBICMブロックは、PLS FECエンコーダー6000、ビットインターリーバー6010、星状マッパー6020及びタイムインターリーバー6030を含むことができる。
また、PLS FECエンコーダー6000は、スクランブラー、BCHエンコーディング/ゼロ挿入ブロック、LDPCエンコーディングブロック及びLDPCパリティパンクチャリングブロックを含むことができる。以下では、BICMブロックの各ブロックを説明する。
PLS FECエンコーダー6000は、スクランブリングされたPLS 1/2データ、EAC及びFICセクションをエンコーディングすることができる。
スクランブラーは、BCHエンコーディング及び短縮及びパンクチャリングされたLDPCエンコーディング前にPLS1データ及びPLS2データをスクランブリングすることができる。
BCHエンコーディング/ゼロ挿入ブロックは、PLS保護のために短縮されたBCHコードを用いてスクランブリングされたPLS 1/2データに対してアウターエンコーディングを行い、BCHエンコーディング後にゼロビットを挿入することができる。PLS1データに対してのみ、LDPCエンコーディング前にゼロ挿入の出力ビットがパーミュティング(permute)され得る。
LDPCエンコーディングブロックは、LDPCコードを用いてBCHエンコーディング/ゼロ挿入ブロックの出力をエンコーディングすることができる。完全なコーディングブロック(Cldpc)を生成するために、パリティビット(Pldpc)がそれぞれのゼロ挿入PLS情報ブロック(Ildpc)から組織的にエンコーディングされ、その後に添付される。
PLS1及びPLS2に対するLDPCコードパラメーターは、次の表4の通りである。
LDPCパリティパンクチャリングブロックは、PLS1データ及びPLS2データに対してパンクチャリングを行うことができる。
PLS1データ保護に短縮が適用されると、任意のLDPCパリティビットは、LDPCエンコーディング後にパンクチャリングされる。また、PLS2データの保護のために、PLS2のLDPCパリティビットはLDPCエンコーディング後にパンクチャリングされる。これらパンクチャリングされたビットは送信されない。
ビットインターリーバー6010は、それぞれ短縮及びパンクチャリングされたPLS1データ及びPLS2データをインターリービングする。
星状マッパー6020は、ビットインターリービングされたPLS1データ及びPLS2データを星状にマッピングすることができる。
時間インターリーバー6030は、マッピングされたPLS1データ及びPLS2データをインターリービングすることができる。
上述したブロックは、省略したり、類似または同一の機能を有するブロックに取り替えることができる。
図7は、本発明の一実施例に係るフレームビルディングブロックを示す図である。
図7に示したフレームビルディングブロックは、図1を参照して説明したフレームビルディングブロック1020の実施例に該当する。
図7を参照すると、フレームビルディングブロックは、遅延補償ブロック7000、セルマッパー7010及び周波数インターリーバー7020を含むことができる。以下では、フレームビルディングブロックのそれぞれのブロックを説明する。
遅延補償ブロック7000は、データパイプと対応PLSデータとの間のタイミングを調節し、送信端で時間が共に合わせられるように保障することができる。PLSデータは、入力フォーマッティングブロック及びBICMブロックによって誘発されたデータパイプの遅延を処理することによって、データパイプと同一の量だけ遅延される。BICMブロックの遅延は、主に時間インターリーバー5050による。インバンドシグナリングデータは、次のTIグループの情報を伝達し、シグナリングされるDPより一つのフレームだけ速く伝達される。よって、遅延補償ブロックは、インバンドシグナリングデータを遅延させる。
セルマッパー7010は、PLS、EAC、FIC、DP、補助ストリーム及びダミーセルをフレーム内のOFDMシンボルのアクティブキャリアにマッピングすることができる。セルマッパー7010の基本機能は、もしあれば、DP、PLSセル及びEAC/FICセルのそれぞれに対してTIによって生成されたデータセルをフレーム内のOFDMシンボルのそれぞれに対応するアクティブOFDMセルのアレイにマッピングすることである。サービスシグナリングデータ(PSI(program specific information)/SI))は、データパイプによって個別的に集めて伝送することができる。セルマッパーは、スケジューラーによって生成された動的情報及びフレーム構造の構成によって動作する。フレームの細部事項については後で説明する。
周波数インターリーバー7020は、セルマッパー7010から受信されたデータセルをランダムにインターリービングし、周波数ダイバーシティを提供することができる。また、周波数インターリーバー7020は、異なるインターリービングシード(interleaving―seed)順序を用いて2個の順次的なOFDMシンボルで構成されるOFDMシンボルペアに対して動作し、単一フレーム内の最大のインターリービング利得を得ることができる。周波数インターリーバー7020の動作の細部事項については後で説明する。
上述したブロックは、省略したり、類似または同一の機能を有するブロックに取り替えることができる。
図8は、本発明の実施例に係るOFDM生成ブロックを示す図である。
図8に示したOFDM生成ブロックは、図1を参照して説明したOFDM生成ブロック1030の実施例に該当する。
OFDM生成ブロックは、フレームビルディングブロックによって生成されたセルによってOFDMキャリアを変調し、パイロットを挿入し、送信される時間ドメイン信号を生成する。また、このブロックは、順次に保護区間を挿入し、PAPR(peak―to―average power ratio)減少処理を適用して最終RF信号を生成する。
図8を参照すると、フレームビルディングブロックは、パイロット及び予約トーン挿入ブロック8000、2D―eSFNエンコーディングブロック8010、IFFT(inverse fast Fourier transform)ブロック8020、PAPR減少ブロック8030、保護区間挿入ブロック8040、プリアンブル挿入ブロック8050、他のシステム挿入ブロック8060及びDACブロック8070を含むことができる。以下では、フレームビルディングブロックのそれぞれのブロックを説明する。
パイロット及び予約トーン挿入ブロック8000は、パイロット及び予約トーンを挿入することができる。
OFDMシンボル内の多様なセルは、パイロットとして知られた基準情報で変調され、パイロットは、受信機で先験的に知られた送信値を有する。パイロットセルの情報は、分散されたパイロット、反復パイロット(continual pilot)、エッジパイロット、FSS(frame signaling symbol)パイロット及びFES(frame edge symbol)パイロットで構成される。それぞれのパイロットは、パイロットタイプ及びパイロットパターンによって特定ブースティングパワーレベルで送信される。パイロット情報の値は、任意の与えられたシンボル上のそれぞれの送信されたキャリアに対して一連の値である基準シーケンスから導出される。パイロットは、フレーム同期化、周波数同期化、時間同期化、チャンネル推定及び送信モード識別に使用することができ、また、位相雑音をフォローイング(following)するのに使用することができる。
基準シーケンスから取得された基準情報は、フレームのプリアンブル、FSS及びFESを除いた全てのシンボルで分散されたパイロットセルで送信される。反復パイロットは、フレームの全てのシンボルに挿入される。反復パイロットの数と位置は、FFTサイズ及び分散されたパイロットパターンに依存する。エッジキャリアは、プリアンブルシンボルを除いた全てのシンボル内のエッジパイロットである。これらは、スペクトルのエッジまで周波数補間を許容するために挿入される。FSSパイロットはFSSに挿入され、FESパイロットはFESに挿入される。これらは、フレームのエッジまで時間補間を許容するために挿入される。
本発明の実施例に係るシステムは、SFNネットワークをサポートし、分散型MISO方式は、選択的に非常にロバストな送信モードをサポートするのに使用される。2D―eSFNは、多数のTXアンテナを用いる分散型MISO方式であって、それぞれのTXアンテナはSFNネットワーク内の異なる送信側に配置される。
2D―eSFNエンコーディングブロック8010は、SFN構成で時間及び周波数ダイバーシティを生成するために2D―eSFN処理を行い、多数の送信機から送信された信号の位相を歪曲することができる。そのため、長い時間の間の低いフラットフェーディングまたは深いフェーディングによるバーストエラーを緩和することができる。
IFFTブロック8020は、OFDM変調方式を用いて2D―eSFNエンコーディングブロック8010からの出力を変調することができる。パイロットとして(または予約トーンとして)指定されていないデータシンボル内の任意のセルは、周波数インターリーバーからのデータセルのうち一つを伝達する。セルはOFDMキャリアにマッピングされる。
PAPR減少ブロック8030は、時間ドメイン内の多様なPAPR減少アルゴリズムを用いて入力信号に対するPAPR減少を行うことができる。
保護区間挿入ブロック8040は保護区間を挿入することができ、プリアンブル挿入ブロック8050は信号の前にプリアンブルを挿入することができる。プリアンブルの構造の細部事項については後で説明する。他のシステム挿入ブロック8060は、時間ドメインで複数の放送送受信システムの信号をマルチプレキシングし、放送サービスを提供する2個以上の異なる放送送信/受信システムのデータが同一のRF信号帯域幅で同時に送信され得る。この場合、2個以上の異なる放送送受信システムは、異なる放送サービスを提供するシステムを称する。異なる放送サービスは、地上波放送サービス、モバイル放送サービスなどを称する。それぞれの放送サービスと関連するデータは、異なるフレームを通じて送信され得る。
DACブロック8070は、入力デジタル信号をアナログシンホルに変換し、アナログ信号を出力することができる。DACブロック8070から出力された信号は、物理層プロファイルによって多数の出力アンテナを介して送信され得る。本発明の実施例に係るTXアンテナは、垂直または水平極性(polarity)を有することができる。
上述したブロックは、省略したり、類似または同一の機能を有するブロックに取り替えることができる。
図9は、本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を受信する装置の構造を示す図である。
本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を受信する装置は、図1を参照して説明した未来の放送サービスのために放送信号を送信する装置に対応し得る。
本発明の実施例によって未来の放送サービスのための放送信号を受信する装置は、同期化及び復調モジュール9000、フレームパーシングモジュール9010、デマッピング及びデコーディングモジュール9020、出力プロセッサ9030及びシグナリングデコーディングモジュール9040を含むことができる。以下では、放送信号を受信する装置の各モジュールの動作を説明する。
同期化及び復調モジュール9000は、m個のRxアンテナを介して入力信号を受信し、放送信号を受信する装置に対応するシステムに対して信号検出及び同期化を行い、放送信号を送信する装置によって行われる手順の逆手順に対応する復調を行うことができる。
フレームパーシングモジュール9100は、入力信号フレームをパーシングし、ユーザーによって選択されたサービスが送信されるデータを抽出することができる。放送信号を送信する装置がインターリービングを行うと、フレームパーシングモジュール9100は、インターリービングの逆手順に対応するデインターリービングを行うことができる。この場合、抽出される必要がある信号及びデータの位置は、シグナリングデコーディングモジュール9400から出力されたデータをデコーディングし、放送信号を送信する装置によって生成されたシグナリング情報を回復することによって得ることができる。
デマッピング及びデコーディングモジュール9200は、入力信号をビットドメインデータに変換した後、必要に応じてデインターリービングを行うことができる。デマッピング及びデコーディングモジュール9200は、送信効率のために適用されたマッピングに対してデマッピングを行い、デコーディングを通じて送信チャンネルに対して生成されたエラーを訂正することができる。この場合、デマッピング及びデコーディングモジュール9200は、シグナリングデコーディングモジュール9400から出力されたデータをデコーディングすることによって、デマッピング及びデコーディングに必要な送信パラメーターを得ることができる。
出力プロセッサ9300は、放送信号を送信し、送信効率を改善する装置によって適用される多様な圧縮/信号処理手順の逆手順を行うことができる。この場合、出力プロセッサ9300は、シグナリングデコーディングモジュール9400から出力されたデータから必要な制御情報を得ることができる。出力プロセッサ8300の出力は、放送信号を送信する装置に入力される信号に対応し、MPEG―TS、IPストリーム(v4またはv6)及び一般ストリームであり得る。
シグナリングデコーディングモジュール9400は、同期化及び復調モジュール9000によって復調された信号からPLS情報を得ることができる。上述したように、フレームパーシングモジュール9100、デマッピング及びデコーディングモジュール9200及び出力プロセッサ9300は、シグナリングデコーディングモジュール9400から出力されたデータを用いてその機能を実行することができる。
図10は、本発明の実施例に係るフレーム構造を示す図である。
図10は、スーパーフレーム内のフレームタイプ及びFRUの例示的な構成を示す。(a)は、本発明の実施例に係るスーパーフレームを示し、(b)は、本発明の実施例に係るFRU(frame repetition unit)を示し、(c)は、FRU内の可変PHYプロファイルのフレームを示し、(d)はフレームの構造を示す。
スーパーフレームは8個のFRUで構成することができる。FRUは、フレームのTDMのための基本マルチプレキシング単位であって、スーパーフレーム内で8回繰り返される。
FRU内の各フレームは、PHYプロファイル(ベース、ハンドヘルド、アドバンスド)及びFETのうち一つに属する。FRU内のフレームの最大許容数は4であり、与えられたPHYプロファイルは、FRU(例えば、ベース、ハンドヘルド、アドバンスド)で0倍から4倍までの任意の回数だけ表れ得る。PHYプロファイルの定義は、必要であれば、プリアンブル内のPHY_PROFILEの予約値を用いて拡張することができる。
FET部分は、含まれるならば、FRUの端に挿入される。FETがFRUに含まれると、スーパーフレームでFETの最小数は8である。FET部分が互いに隣接することは推薦されない。
また、一つのフレームは、多数のOFDMシンボル及びプリアンブルに分離される。(d)に示したように、フレームは、プリアンブル、一つ以上のフレームシグナリングシンボル(FSS)、正常データシンボル及びフレームエッジシンボル(FES)を含む。
プリアンブルは、高速フューチャーキャストUTBシステム信号の検出が可能であり、信号の効率的な送受信のための基本送信パラメーターのセットを提供する特殊シンボルである。プリアンブルの細部説明については後で説明する。
FSSの主要目的はPLSデータを伝達することにある。高速同期化及びチャンネル推定、及びPLSデータの高速デコーディングのために、FSSは、正常データシンボルより密集したパイロットパターンを有する。FESは、正確にFSSと同一のパイロットを有し、これは、FES直前のシンボルに対して外挿せず、FES内の周波数専用補間及び時間補間を可能にする。
図11は、本発明の実施例に係るフレームのシグナリング階層構造を示す図である。
図11は、3個の主要部分、すなわち、プリアンブルシグナリングデータ11000、PLS1データ11010及びPLS2データ11020に分離されたシグナリング階層構造を示す。全てのフレームでプリアンブルシンボルによって伝達されるプリアンブルの目的は、そのフレームの送信タイプ及び基本送信パラメーターを指示することにある。PLS1は、受信機がPLS2データをアクセス及びデコーディングするようにし、これは、関心のあるDPをアクセスするパラメーターを含む。PLS2は、全てのフレームで伝達され、2個の主要部分、すなわち、PLS2―STATデータ及びPLS2―DYNデータに分離される。PLS2データの静的及び動的部分には、必要であればフェーディングが後に来る。
図12は、本発明の実施例に係るプリアンブルシグナリングデータを示す図である。
プリアンブルシグナリングデータは、フレーム構造内で受信機がPLSデータをアクセスし、DPをトレーシングさせるのに必要な情報の21ビットを伝達する。プリアンブルシグナリングの細部事項は次の通りである。
PHY_PROFILE:この3ビットフィールドは、現在のフレームのPHYプロファイルタイプを示す。異なるPHYプロファイルタイプのマッピングは、以下の表5に与えられる。
FFT_SIZE:この2ビットフィールドは、以下の表6に記載したように、フレームグループ内の現在のフレームのFFTサイズを示す。
GI_FRACTION:この3ビットフィールドは、以下の表7に記載したように、現在のスーパーフレーム内の保護区間分数(fraction)値を示す。
EAC_FLAG:この1ビットフィールドは、EACが現在のフレームに提供されるか否かを示す。このフィールドが「1」に設定されると、EAS(emergency alert service)が現在のフレームで提供される。このフィールドが「0」に設定されると、EASが現在のフレームで伝達されない。このフィールドは、スーパーフレーム内で動的にスイッチングされ得る。
PILOT_MODE:この1ビットフィールドは、プロファイルモードが現在のフレームグループ内の現在のフレームに対してモバイルモードであるか、それとも固定モードであるかを指示する。このフィールドが「0」に設定されると、モバイルパイロットモードが使用される。フィールドが「1」に設定されると、固定パイロットモードが使用される。
PAPR_FLAG:この1ビットフィールドは、PAPR減少が現在のフレームグループ内の現在のフレームに使用されるか否かを指示する。このフィールドが「1」に設定されると、PAPR減少にトーン予約(tone reservation)が使用される。このフィールドが「0」に設定されると、PAPR減少が使用されない。
FRU_CONFIGURE:この3ビットフィールドは、現在のスーパーフレーム内に存在するFRU(frame repetition unit)のPHYプロファイルタイプ構成を示す。現在のスーパーフレームで伝達される全てのプロファイルタイプは、現在のスーパーフレーム内の全てのフレーム内のこのフィールドで識別される。3ビットフィールドは、以下の表8に示したように、各プロファイルに対する異なる定義を有する。
RESERVED:この7ビットフィールドが未来の使用のために予約される。
図13は、本発明の実施例に係るPLS1データを示す図である。
PLS1データは、PLS2の受信及びデコーディングを可能にするのに必要なパラメーターを含む基本送信パラメーターを提供する。上述したように、PLS1データは、一つのフレームグループの全体のデュレーションの間に変更されない。PLS1データのシグナリングフィールドの詳細な定義は次の通りである。
PREAMBLE_DATA:この20ビットフィールドは、EAC_FLAGを除いたプリアンブルシグナリングデータの写本である。
NUM_FRAME_FRU:この2ビットフィールドは、FRU当たりのフレームの数を示す。
PAYLOAD_TYPE:この3ビットフィールドは、フレームグループで伝達されるペイロードデータのフォーマットを指示する。PAYLOAD_TYPEは、表9に示したようにシグナリングされる。
NUM_FSS:この2ビットフィールドは、現在のフレーム内のFSSシンボルの数を示す。
SYSTEM_VERSION:この8ビットフィールドは、送信された信号フォーマットのバージョンを示す。SYSTEM_VERSIONは、2個の4ビットフィールド、すなわち、メジャーバージョン及びマイナーバージョンに分離される。
メジャーバージョン:SYSTEM_VERSIONフィールドのMSB4ビットは、メジャーバージョン情報を示す。メジャーバージョンフィールドの変化は、非―下位―互換(non―backward―compatible)変化を示す。デフォルト値は「0000」である。この標準に記載したバージョンにおいて、値は「0000」に設定される。
マイナーバージョン:SYSTEM_VERSIONのLSB4ビットは、マイナーバージョン情報を示す。マイナーバージョンフィールドの変化は下位互換性である。
CELL_ID:これは、ATSCネットワークで地理的なセルを固有に識別する16ビットフィールドである。ATSCセルカバレッジ領域は、フューチャーキャストUTBシステムに使用される周波数の数に依存し、一つ以上の周波数で構成することができる。CELL_IDの値が知られていないか、特定されない場合、このフィールドは「0」に設定される。
NETWORK_ID:これは、現在のATSCネットワークを固有に識別する16ビットフィールドである。
SYSTEM_ID:この16ビットフィールドは、ATSCネットワーク内のフューチャーキャストUTBシステムを固有に識別する。フューチャーキャストUTBシステムは、入力が一つ以上の入力ストリーム(TS、IP、GS)であって、出力がRF信号である地上波放送システムである。フューチャーキャストUTBシステムは、もしあれば、一つ以上のPHYプロファイル及びFETを伝達する。同一のフューチャーキャストUTBシステムは、異なる入力ストリームを伝達することができ、異なる地理的領域で異なるRF周波数を使用してローカルサービス挿入を許容する。フレーム構造及びスケジューリングは、一つの場所で制御され、フューチャーキャストUTBシステム内で全ての送信に対して同一である。一つ以上のフューチャーキャストUTBシステムは、全て同一の物理層構造及び構成を有することを意味する同一のSYSTEM_IDを有することができる。
次のループは、各フレームタイプのFRU構成及び長さを指示するのに使用されるFRU_PHY_PROFILE、FRU_FRAME_LENGTH、FRU_GI_FRACTION及びRESERVEDで構成される。ループサイズは固定され、4個のPHYプロファイル(FETを含む)がFRU内でシグナリングされる。NUM_FRAME_FRUが4より小さいと、使用されないフィールドはゼロで充填される。
FRU_PHY_PROFILE:この3ビットフィールドは、連関したFRUの(i+1)番目(iは、ループインデックスである)フレームのPHYプロファイルタイプを示す。このフィールドは、表8に示したように、同一のシグナリングフォーマットを使用する。
FRU_FRAME_LENGTH:この2ビットフィールドは、連関したFRUの(i+1)番目のフレームの長さを示す。FRU_GI_FRACTIONと共にFRU_FRAME_LENGTHを用いて、フレームデュレーションの正確な値を得ることができる。
FRU_GI_FRACTION:この3ビットフィールドは、連関したFRUの(i+1)番目のフレームの保護区間分数値を示す。FRU_GI_FRACTIONは、表7によってシグナリングされる。
RESERVED:この4ビットフィールドが未来の使用のために予約される。
次のフィールドは、PLS2データをデコーディングするパラメーターを提供する。
PLS2_FEC_TYPE:この2ビットフィールドは、PLS2保護によって使用されるFECタイプを示す。FECタイプは、表10によってシグナリングされる。LDPCコードの細部事項については後で説明する。
PLS2_MOD:この3ビットフィールドは、PLS2によって使用される変調タイプを示す。変調タイプは、表11によってシグナリングされる。
PLS2_SIZE_CELL:この15ビットフィールドは、現在のフレームグループで伝達されるPLS2に対するフルコーディングブロック(full coded blocks)の集合(collection)のサイズ(QAMセルの数として特定される)(Ctotal_partial_block)を示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
PLS2_STAT_SIZE_BIT:この14ビットフィールドは、現在のフレームグループに対するPLS2―STATのビットサイズを示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
PLS2_DYN_SIZE_BIT:この14ビットフィールドは、現在のフレームグループに対するPLS2―DYNのビットサイズを示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
PLS2_REP_FLAG:この1ビットフラグは、現在のフレームグループでPLS2反復モードが使用されるか否かを示す。このフィールドが値「1」に設定されると、PLS2反復モードが活性化される。このフィールドが値「0」に設定されると、PLS2反復モードが非活性化される。
PLS2_REP_SIZE_CELL:この15ビットフィールドは、PLS2反復が使用されるとき、現在のフレームグループの全てのフレームで伝達されるPLS2に対する部分コーディングブロック(partial coded blocks)の集合(collection)のサイズ(QAMセルの数として特定される)(Ctotal_partial_block)を示す。反復が使用されない場合、このフィールドの値は0と同一である。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
PLS2_NEXT_FEC_TYPE:この2ビットフィールドは、次のフレームグループの全てのフレームで伝達されるPLS2に使用されるFECタイプを示す。FECタイプは、表10によってシグナリングされる。
PLS2_NEXT_MOD:この3ビットフィールドは、次のフレームグループの全てのフレームで伝達されるPLS2に使用される変調タイプを示す。変調タイプは、表11によってシグナリングされる。
PLS2_NEXT_REP_FLAG:この1ビットフィールドは、次のフレームグループでPLS2反復モードが使用されるか否かを示す。このフィールドが値「1」に設定されると、PLS2反復モードが活性化される。このフィールドが値「0」に設定されると、PLS2反復モードが非活性化される。
PLS2_NEXT_REP_SIZE_CELL:この15ビットフィールドは、PLS2反復が使用されるとき、次のフレームグループの全てのフレームで伝達されるPLS2に対するフルコーディングブロック(full coded blocks)の集合(collection)のサイズ(QAMセルの数として特定される)(Ctotal_partial_block)を示す。次のフレームグループで反復が使用されない場合、このフィールドの値は0と同一である。この値は、現在のフレームグループで一定である。
PLS2_NEXT_REP_STAT_SIZE_BIT:この14ビットフィールドは、次のフレームグループに対するPLS2―STATのビットサイズを示す。この値は、現在のフレームグループで一定である。
PLS2_NEXT_REP_DYN_SIZE_BIT:この14ビットフィールドは、次のフレームグループに対するPLS2―DYNのビットサイズを示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
PLS2_AP_MODE:この2ビットフィールドは、現在のフレームグループ内のPLS2に追加のパリティが提供されるか否かを示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。下記の表12は、このフィールドの値を示す。このフィールドが「00」に設定されると、現在のフレームでPLS2に対して追加のパリティが使用されない。
PLS2_AP_SIZE_CELL:この15ビットフィールドは、PLS2の追加のパリティビットのサイズ(QAMセルの数として特定される)を示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
PLS2_NEXT_AP_MODE:この2ビットフィールドは、次のフレームグループでPLS2に追加のパリティが提供されるか否かを示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。表12は、このフィールドの値を定義する。
PLS2_NEXT_AP_SIZE_CELL:この15ビットフィールドは、次のフレームグループの全てのフレームでのPLS2の追加のパリティビットのサイズ(QAMセルの数として特定される)を示す。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
RESERVED:この32ビットフィールドが未来の使用のために予約される。
CRC_32:全体のPLS1シグナリングに適用される32ビットエラー検出コード
図14は、本発明の実施例に係るPLS2データを示す図である。
図14は、PLS2データのPLS2―STATデータを示す。PLS2―STATデータは、フレームグループ内で同一であるが、PLS2―DYNデータは現在のフレームに特定された情報を提供する。
PLS2―STATデータのフィールドの細部事項は次の通りである。
FIC_FLAG:この1ビットフィールドは、FICが現在のフレームグループに使用されるか否かを示す。このフィールドが「1」に設定されると、FICが現在のフレームで提供される。このフィールドが「0」に設定されると、FICが現在のフレームで伝達されない。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
AUX_FLAG:この1ビットフィールドは、現在のフレームグループで補助ストリームが使用されるか否かを示す。このフィールドが「1」に設定されると、補助ストリームが現在のフレームで提供される。このフィールドが「0」に設定されると、補助ストリームが現在のフレームで伝達されない。この値は、現在のフレームグループの全体のデュレーションの間に一定である。
NUM_DP:この6ビットフィールドは、現在のフレームで伝達されるDPの数を示す。このフィールドの値は、1〜64の範囲内にあり、DPの数はNUM_DP+1である。
DP_ID:この6ビットフィールドは、PHYプロファイル内でDPを固有に識別する。
DP_TYPE:この3ビットフィールドはDPのタイプを示す。これは、以下の表13によってシグナリングされる。
DP_GROUP_ID:この8ビットフィールドは、現在のDPが連関したDPグループを識別する。これは、受信機が特定サービスと連関したサービスコンポーネントのDPをアクセスするのに使用することができ、これらDPは同一のDP_GROUP_IDを有する。
BASE_DP_ID:この6ビットフィールドは、管理層で使用されるサービスシグナリングデータ(PSI/SI)を伝達するDPを示す。BASE_DP_IDで指示されたDPは、サービスシグナリングデータのみを伝達する専用DPまたはサービスデータと共にサービスシグナリングデータを伝達する正常DPであり得る。
DP_FEC_TYPE:この2ビットフィールドは、連関したDPによって使用されるFECタイプを示す。FECタイプは、以下の表14によってシグナリングされる。
DP_COD:この4ビットフィールドは、連関したDPによって使用されるコードレートを示す。コードレートは、以下の表15によってシグナリングされる。
DP_MOD:この4ビットフィールドは、連関したDPによって使用される変調を示す。変調は、以下の表16によってシグナリングされる。
DP_SSD_FLAG:この1ビットフィールドは、SSDモードが連関したDPで使用されるか否かを示す。このフィールドが値「1」に設定されると、SSDが使用される。このフィールドが値「0」に設定されると、SSDが使用されない。
PHY_PROFILEがアドバンスドプロファイルを示す「010」と同一である場合のみに次のフィールドが表れる。
DP_MIMO:この3ビットフィールドは、連関したDPにいずれのタイプのMIMOエンコーディングプロセスが適用されるのかを示す。MIMOエンコーディングプロセスのタイプは、表17によってシグナリングされる。
DP_TI_TYPE:この1ビットフィールドは、時間インターリービングのタイプを示す。「0」の値は、一つのTIグループが一つのフレームに対応し、一つ以上のTIブロックを含むことを示す。「1」の値は、一つのTIグループが1より多いフレームで伝達され、一つのTIブロックのみを含むことを示す。
DP_TI_LENGTH:2ビットフィールドの使用(許容される値が1、2、4、8である)は、次のようにDP_TI_TYPEフィールド内に設定された値によって決定される。
DP_TI_LENGTHが値「1」に設定されると、このフィールドは、PI、すなわち、各TIグループがマッピングされるフレームの数を示し、TIグループ当たりに一つのTIブロックがある(NTI=1)。2ビットフィールドを有する許容されたPI値は、以下の表18で定義される。
DP_TI_TYPEが「0」に設定されると、このフィールドは、TIグループ当たりのTIブロックの数(NTI)を示し、フレーム当たりに一つのTIグループがある(PI=1)。2ビットフィールドを有する許容されたPI値は、以下の表18で定義される。
DP_FRAME_INTERVAL:この2ビットフィールドは、連関したDPに対するフレームグループ内のフレーム区間(IJUMP)を示し、許容される値は1、2、4、8である(対応する2ビットフィールドは、それぞれ「00」、「01」、「10」、「11」である)。フレームグループの全てのフレームで表れないDPに対して、このフィールドの値は連続的なフレーム間の間隔と同一である。例えば、DPがフレーム1、5、9、13などで表れると、このフィールドは「4」に設定される。全てのフレームで表れるDPに対して、このフィールドは「1」に設定される。
DP_TI_BYPASS:この1ビットフィールドは、時間インターリーバー5050の利用可能性を決定する。DPに対して時間インターリービングが使用されない場合、これは「1」に設定される。時間インターリービングが使用される場合、これは「0」に設定される。
DP_FIRST_FRAME_IDX:この5ビットフィールドは、現在DPが発生するスーパーフレームの第1のフレームのインデックスを示す。DP_FIRST_FRAME_IDXの値は0〜31の範囲内にある。
DP_NUM_BLOCK_MAX:この10ビットフィールドは、このDPに対するDP_NUM_BLOCKSの最大値を示す。このフィールドの値は、DP_NUM_BLOCKSと同一の範囲を有する。
DP_PAYLOAD_TYPE:この2ビットフィールドは、与えられたDPによって伝達されるペイロードデータのタイプを示す。DP_PAYLOAD_TYPEは、以下の表19によってシグナリングされる。
DP_INBAND_MODE:この2ビットフィールドは、現在のDPがインバンドシグナリング情報を伝達するか否かを示す。インバンドシグナリングタイプは、以下の表20によってシグナリングされる。
DP_PROTOCOL_TYPE:この2ビットフィールドは、与えられたDPによって伝達されるペイロードのプロトコルタイプを示す。入力ペイロードタイプが選択されると、以下の表21によってシグナリングされる。
DP_CRC_MODE:この2ビットフィールドは、入力フォーマッティングブロックでCRCエンコーディングが使用されるか否かを示す。CRCモードは、以下の表22によってシグナリングされる。
DNP_MODE:この2ビットフィールドは、DP_PAYLOAD_TYPEがTS(「00」)に設定されるとき、連関したDPによって使用されるヌル―パケット削除モードを示す。DNP_MODEは、以下の表23によってシグナリングされる。DP_PAYLOAD_TYPEがTS(「00」)でない場合、DNP_MODEは値「00」に設定される。
ISSY_MODE:この2ビットフィールドは、DP_PAYLOAD_TYPEがTS(「00」)に設定されるとき、連関したDPによって使用されるISSYモードを示す。ISSY_MODEは、以下の表24によってシグナリングされる。DP_PAYLOAD_TYPEがTS(「00」)でない場合、ISSY_MODEは値「00」に設定される。
HC_MODE_TS:この2ビットフィールドは、DP_PAYLOAD_TYPEがTS(「00」)に設定されるとき、連関したDPによって使用されるTSヘッダー圧縮モードを示す。HC_MOD_TSは、以下の表25によってシグナリングされる。
HC_MODE_IP:この2ビットフィールドは、DP_PAYLOAD_TYPEがIP(「01」)に設定されるときのIPヘッダー圧縮モードを示す。HC_MOD_IPは、以下の表26によってシグナリングされる。
PID:この13ビットフィールドは、DP_PAYLOAD_TYPEがTS(「00」)に設定され、HC_MODE_TSが「01」または「10」に設定されるときのTSヘッダー圧縮のためのPID番号を示す。
RESERVED:この8ビットフィールドは、未来の使用のために予約される。
FIC_FLAGが「1」と同一である場合のみに次のフィールドが表れる。
FIC_VERSION:この8ビットフィールドは、FICのバージョン番号を示す。
FIC_LENGTH_BYTE:この13ビットフィールドは、FICのバイト長さを示す。
RESERVED:この8ビットフィールドは、未来の使用のために予約される。
AUX_FLAGが「1」と同一である場合のみに次のフィールドが表れる。
NUM_AUX:この4ビットフィールドは、補助ストリームの数を示す。ゼロは、補助ストリームが使用されないことを意味する。
AUX_CONFIG_RFU:この8ビットフィールドは、未来の使用のために予約される。
AUX_STREAM_TYPE:この4ビットフィールドは、現在の補助ストリームのタイプを示すための未来の使用のために予約される。
UX_PRIVATE_CONFIG:この28ビットフィールドは、補助ストリームをシグナリングするための未来の使用のために予約される。
図15は、本発明の他の実施例に係るPLS2データを示す図である。
図15は、PLS2データのPLS2―DYNデータを示す。PLS2―DYNデータの値は、一つのフレームグループのデュレーションの間に変わり、フィールドのサイズは一定に維持される。
PLS2―DYNデータのフィールドの細部事項は次の通りである。
FRAME_INDEX:この5ビットフィールドは、スーパーフレーム内の現在のフレームのフレームインデックスを示す。スーパーフレームの第1のフレームのインデックスは「0」に設定される。
PLS_CHANGE_COUNTER:この4ビットフィールドは、構成が変更される前のスーパーフレームの数を示す。構成において、変更された後のスーパーフレームは、このフィールド内でシグナリングされる値によって指示される。このフィールドが値「0000」に設定されると、スケジューリングされた変化が予想されないことを意味し、値「1」は、次のスーパーフレームで変化があることを意味する。
FIC_CHANGE_COUNTER:この4ビットフィールドは、構成(すなわち、FICの内容)が変更される前のスーパーフレームの数を示す。構成において、変更された後のスーパーフレームは、このフィールド内でシグナリングされる値によって指示される。このフィールドが値「0000」に設定されると、スケジューリングされた変化が予想されないことを意味し、値「0001」は、次のスーパーフレームで変化があることを意味する。
RESERVED:この16ビットフィールドは、未来の使用のために予約される。
NUM_DPを通じてループで次のフィールドが表れ、これは、現在のフレームで伝達されるDPと連関したパラメーターを示す。
DP_ID:この6ビットフィールドは、PHYプロファイル内のDPを固有に指示する。
DP_START:この15ビット(または13ビット)フィールドは、DPUアドレッシング方式を用いて第1のDPの開始位置を示す。DP_STARTフィールドは、以下の表27に示したように、PHYプロファイル及びFFTサイズによって異なる長さを有する。
DP_NUM_BLOCK:この10ビットフィールドは、現在のDPに対する現在のTIグループ内のFECブロックの数を示す。DP_NUM_BLOCKの値は0〜1023の範囲内にある。
RESERVED:この8ビットフィールドは、未来の使用のために予約される。
次のフィールドは、EACと連関したFICパラメーターを示す。
EAC_FLAG:この1ビットフィールドは、現在のフレーム内のEACの存在を示す。このビットは、プリアンブル内のEAC_FLAGと同一の値である。
EAS_WAKE_UP_VERSION_NUM:この8ビットフィールドは、ウェイクアップ指示のバージョン番号を示す。
EAC_FLAGフィールドが「1」と同一である場合、次の12ビットは、EAC_LENGTH_BYTEフィールドに対して割り当てられる。EAC_FLAGフィールドが「0」と同一である場合、次の12ビットは、EAC_COUNTERに割り当てられる。
EAC_LENGTH_BYTE:この12ビットフィールドは、EACのバイト長さを示す。
EAC_COUNTER:この12ビットフィールドは、EACが到逹するフレーム前のフレームの数を示す。
AUX_FLAGフィールドが「1」と同一である場合にのみ次のフィールドが表れる。
AUX_PRIVATE_DYN:この48ビットフィールドは、補助ストリームをシグナリングするための未来使用のために予約される。このフィールドの意味は、構成可能なPLS2―STAT内のAUX_STREAM_TYPEの値に依存する。
CRC_32:全体のPLS2に適用される32ビットエラー検出コード。
図16は、本発明の実施例に係るフレームの論理構造を示す図である。
上述したように、PLS、EAC、FIC、DP、補助ストリーム及びダミーセルは、フレーム内のOFDMシンボルのアクティブキャリアにマッピングされる。PLS1及びPLS2は、まず、一つ以上のFSSにマッピングされる。その後、もしあれば、EACセルがPLSフィールドの直後にマッピングされ、その後、もしあれば、FICセルがマッピングされる。もしあれば、DPは、PLSまたはEAC、FICの後にマッピングされる。まず、タイプ1 DPが後に来た後、タイプ2 DPが後に来る。DPのタイプの細部事項については後で説明する。任意の場合、DPは、EASのための任意の特殊データまたはサービスシグナリングデータを伝達することができる。もしあれば、補助ストリームまたは各ストリームがDPの後に来た後、ダミーセルが後に来る。これら全てを上述した順序、すなわち、PLS、EAC、FIC、DP、補助ストリーム及びダミーデータセルの順にマッピングすることは、フレーム内のセル容量を正確に充填する。
図17は、本発明の実施例に係るPLSマッピングを示す図である。
PLSセルは、FSSのアクティブキャリアにマッピングされる。PLSによって占有されたセルの数に依存して、一つ以上のシンボルがFSSとして指定され、FSSの数(NFSS)は、PLS1内のNUM_FSSによってシグナリングされる。FSSは、PLSセルを伝達する特殊シンボルである。ロバスト性及びレイテンシー(latency)はPLSの重要な問題であるので、FSSは、FSS内の周波数専用補間及び高速同期化を許容するより高い密度のパイロットを有する。
PLSセルは、図17の例に示したように、トップ―ダウン(top―down)方式でNFSS個のFSSのアクティブキャリアにマッピングされる。PLS1セルは、セルインデックスの増加順に第1のFSSの第1のセルから先にマッピングされる。PLS2セルは、PLS1の最後のセルの直後にマッピングされ、第1のFSSの最後のセルインデックスまでマッピングが下向きに継続される。要求されるPLSセルの総数が一つのFSSのアクティブキャリアの数を超えると、マッピングは、次のFSSに進行し、第1のFSSと正確に同一の方式で継続される。
PLSマッピングの完了後、DPが次に伝達される。EAC、FICまたはEAC及びFICが現在のフレームに存在すると、これらはPLSと「正常」DPとの間に配置される。
図18は、本発明の実施例に係るEACマッピングを示す図である。
EACは、EASメッセージを伝達する専用チャンネルであって、EASに対するDPにリンクされる。EASサポートは提供されるが、EAC自体は全てのフレームに存在することもあり、存在しないこともある。もしあれば、EACはPLS2セルの直後にマッピングされる。EACは、PLSセル以外に、FIC、DP、補助ストリーム及びダミーセルのうちいずれかの後に来ない。EACセルをマッピングする手順はPLSと正確に同一である。
EACセルは、図18に示したように、セルインデックスの増加順にPLS2の次のセルからマッピングされる。EASメッセージサイズによって、EACセルは、図18に示したようにいくつかのシンボルを占有する。
EACセルは、PLS2の最後のセルの直後にマッピングされ、マッピングは、最後のFSSの最後のセルインデックスまで下向きに継続される。要求されるEACの総数が最後のFSSの残りのアクティブキャリアの数を超えると、マッピングは次のシンボルに進行し、FSSと正確に同一の方式で継続される。この場合のマッピングのための次のシンボルは正常データシンボルであって、これは、FSSより多くのアクティブキャリアを有する。
EACマッピングの完了後、もし存在すれば、FICが次に伝達される。(PLS2フィールドでシグナリングされることによって)FICが送信されないと、DPはEACの最後のセルの直後にマッピングされる。
図19は、本発明の実施例に係るFICマッピングを示す図である。
(a)は、EACがないFICの例示的なマッピングを示し、(b)は、EACがあるFICの例示的なマッピングを示す。
FICは、高速サービス獲得及びチャンネルスキャニングを可能にする階層間(cross―layer)情報に対する専用チャンネルである。この情報は、主に各ブロードキャスターのDPとサービスとの間の情報を結合するチャンネルを含む。高速スキャンのために、受信機は、FICをデコーディングし、ブロードキャスターID、サービスの数及びBASE_DP_IDなどの情報を得ることができる。高速サービス獲得のために、FICに加えて、ベースDPがBASE_DP_IDを用いてデコーディングされ得る。伝達される内容以外に、ベースDPは、正常DPと正確に同一の方式でエンコーディングされ、フレームにマッピングされる。そのため、ベースDPに対して追加の説明が要求されない。FICデータが生成されて管理層で消費される。FICデータの内容は、管理層の説明書に記載した通りである。
FICデータは選択的であり、FICの使用は、PLS2の静的部分内のFIC_FLAGパラメーターによってシグナリングされる。FICが使用されると、FIC_FLAGが「1」に設定され、FICのためのシグナリングフィールドはPLS2の静的部分に定義される。このフィールドでは、FIC_VERSION及びFIC_LENGTH_BYTEがシグナリングされる。FICは、PLS2と同一の変調、コーディング及び時間インターリービングパラメーターを用いる。FICは、PLS2_MODE及びPLS2_FECなどの同一のシグナリングパラメーターを共有する。もしあれば、FICデータは、PLS2または、もしあれば、EACの直後にマッピングされる。FICは、任意の正常DP、補助ストリームまたはダミーセルの後にマッピングされない。FICセルをマッピングする方法はEACと正確に同一であり、これはPLSと同一である。
PLSの後にEACがない場合、FICセルは、(a)の例に示したように、セルインデックスの増加順にPLS2の次のセルからマッピングされる。FICデータサイズによって、FICセルは、(b)に示したように、いくつかのシンボルにわたってマッピングされ得る。
FICセルは、PLS2の最後のセルの直後にマッピングされ、マッピングは、最後のFSSの最後のセルインデックスまで下向きに継続される。要求されるFICセルの総数が最後のFSSの残りのアクティブキャリアの数を超えると、マッピングは次のシンボルに進行し、FSSと正確に同一の方式で継続される。この場合のマッピングのための次のシンボルは、FSSより多くのアクティブキャリアを有する正常データシンボルである。
EASメッセージが現在のフレームで送信されると、EACはFICに先行し、FICセルは、(b)に示したように、セルインデックスの増加順にEACの次のセルからマッピングされる。
FICマッピングの完了後、一つ以上のDPがマッピングされ、その後、もしあれば、補助ストリーム及びダミーセルがマッピングされる。
図20は、本発明の実施例に係るDPのタイプを示す図である。
図20の(a)はタイプ1 DPを示し、(b)はタイプ2 DPを示す。
先行チャンネル、すなわち、PLS、EAC及びFICがマッピングされた後、DPのセルがマッピングされる。DPは、マッピング方法によって2個のタイプのうち一つに分類される:
タイプ1 DP:DPは、TDMによってマッピングされる。
タイプ2 DP:DPは、FDMによってマッピングされる
DPのタイプは、PLS2の静的部分でDP_TYPEフィールドによって指示される。図20は、タイプ1 DP及びタイプ2 DPのマッピング順序を示す。タイプ1 DPは、まず、セルインデックスの増加順にマッピングされ、最後のセルインデックスに到逹した後、シンボルインデックスが1ずつ増加する。次のシルボル内で、DPは、p=0からセルインデックスの増加順に継続してマッピングされる。一つのフレームで共にマッピングされた多数のDPで、タイプ1 DPのそれぞれは、DPのTDMマルチプレキシングと類似する形に時間でグループ化される。
タイプ2 DPは、まず、シンボルインデックスの増加順にマッピングされ、フレームの最後のOFDMシンボルに到逹した後、セルインデックスは1ずつ増加し、シンボルインデックスは第1の利用可能なシンボルに後退し、そのシンボルインデックスから増加する。一つのフレームで多数のDPを共にマッピングした後、タイプ2 DPのそれぞれは、DPのFDMマルチプレキシングと類似する形に周波数でグループ化される。
一つの制限が必要であれば、すなわち、タイプ1 DPが常にタイプ2 DPに先行すると、タイプ1 DP及びタイプ2 DPはフレーム内で共存し得る。タイプ1及びタイプ2 DPを伝達するOFDMセルの総数は、DPの送信のために利用可能なOFDMセルの総数を超えることができない。
ここで、DDP1は、タイプ1 DPによって占有されるOFDMセルの数であり、DDP2は、タイプ2 DPによって占有されるOFDMセルの数である。PLS、EAC、FICは、いずれもタイプ1 DPと同一の方式でマッピングされるので、これらは全て「タイプ1マッピングルール」に従う。そのため、タイプ1マッピングは、常にタイプ2マッピングより先行する。
図21は、本発明の実施例に係るDPマッピングを示す図である。
(a)は、タイプ1 DPをマッピングするためのOFDMセルのアドレッシングを示し、(b)は、タイプ2 DPをマッピングするためのOFDMセルのアドレッシングを示す。
タイプ1 DP(0、DDP1―1)をマッピングするためのOFDMセルのアドレッシングは、タイプ1 DPのアクティブデータセルのために定義される。アドレッシング方式は、タイプ1 DPのそれぞれに対するTIからのセルがアクティブデータセルに割り当てられる順序を定義する。また、これは、PLS2の動的部分内のDPの位置をシグナリングするのに使用される。
EAC及びFICなしで、アドレス0は、最後のFSS内のPLSを伝達する最後のセルの直後のセルを称する。EACが送信され、FICがその該当フレームでない場合、アドレス0は、EACを伝達する最後のセルの直後のセルを称する。FICが該当フレームで送信されると、アドレス0は、FICを伝達する最後のセルの直後のセルを称する。タイプ1 DPに対するアドレス0は、(a)に示したように、2個の異なるケースを考慮して算出することができる。(a)に示した例において、PLS、EAC及びFICは全て送信されると仮定する。EAC及びFICのうち一つまたは二つとも省略される場合への拡張は容易である。(a)の左側に示したように、FICまでの全てのセルをマッピングした後、FSS内に残りのセルが残っている。
タイプ2 DP(0、…、DDP2―1)をマッピングするOFDMセルのアドレッシングは、タイプ2 DPのアクティブデータセルのために定義される。アドレッシング方式は、タイプ2 DPのそれぞれに対するTIからのセルがアクティブデータセルに割り当てられる順序を定義する。また、これは、PLS2の動的部分内のDPの位置をシグナリングするのに使用される。
(b)に示したように、3個の少し異なるケースが可能である。(b)の左側上に示した第1のケースでは、最後のFSS内のセルはタイプ2 DPマッピングに用いられる。中間に示した第2のケースでは、FICが正常シンボルのセルを占めるが、そのシンボル上のFICセルの数はCFSSより小さい。(b)の右側に示した第3のケースは、そのシンボル上にマッピングされたFICセルの数がCFSSを超えることを除いては第2のケースと同一である。
PLS、EAC及びFICは、タイプ1 DPと同一の「タイプ1マッピング規則」に従うので、タイプ1 DPがタイプ2 DPに先行する場合への拡張は簡単である。
データパイプ単位(DPU)は、データセルをフレーム内のDPに割り当てる基本単位である。
DPUは、フレーム内にDPを位置させるシグナリング単位として定義される。セルマッパー7010は、DPのそれぞれに対するTIによって生成されたセルをマッピングすることができる。時間インターリーバー5050は、一連のTIブロックを出力し、それぞれのTIブロックは、セルのセットで構成される可変数(variable number)のXFECBLOCKを含む。XFECBLOCK内のセルの数(Ncells)は、FECBLOCKサイズ(Nldpc)及び星状シンボル当たりの送信ビット数に依存する。DPUは、与えられたPHYプロファイルでサポートされるXFECBLOCK内のセルの数の全ての可能な値の最も大きい共通除数(divisor)(Ncells)として定義される。セル内のDPUの長さはLDPUとして定義される。各PHYプロファイルがFECBLOCKサイズ及び星状シンボル当たりに異なる数の異なる組み合わせをサポートするので、LDPUはPHYプロファイルに基づいて定義される。
図22は、本発明の実施例に係るFEC構造を示す図である。
図22は、ビットインターリービング前の本発明の実施例に係るFEC構造を示す。上述したように、データFECエンコーダーは、入力BBFに対してFECエンコーディングを行い、アウターコーディング(BCH)及びインナーコーディング(LDPC)を用いてFECBLOCK手順を生成することができる。図示したFEC構造はFECBLOCKに対応する。また、FECBLOCK及びFEC構造は、LDPCコードワードの長さに対応する同一の値を有する。
図22に示したように、BCHエンコーディングはそれぞれのBBF(Kbchビット)に適用され、LDPCエンコーディングはBCHエンコーディングBBF(Kldpcビット=Nbchビット)に適用される。
Nldpcの値は、64800ビット(長いFECBLOCK)または16200ビット(短いFECBLOCK)である。
以下の表28及び表29は、それぞれ長いFECBLOCK及び短いFECBLOCKに対するFECエンコーディングパラメーターを示す。
BCHエンコーディング及びLDPCエンコーディングの動作の細部事項は次の通りである。
12エラー訂正BCHコードは、BBFのアウターエンコーディングに使用される。短いFECBLOCK及び長いFECBLOCKに対するBCH生成器多項式は、全ての多項式を共に掛けることによって得られる。
LDPCコードは、アウターBCHエンコーディングの出力をエンコーディングするのに使用される。完成したBldpc(FECBLOCK)を生成するために、Pldpc(パリティビット)は各Ildpc(BCHエンコーディングBBF)から体系的にエンコーディングされ、Ildpcに添付される。完成したBldpc(FECBLOCK)は次の数式3で表現される。
長いFECBLOCK及び短いFECBLOCKに対するパラメーターは、それぞれ前記表28及び表29に与えられる。
長いFECBLOCKに対するNldpc−Kldpcを算出する細部手順は次の通りである。
1)パリティビット初期化
2)パリティチェックマトリックス(parity check matrix)のアドレスの第1の行に特定されたパリティビットアドレスで第1の情報ビット(i0)を累算する。パリティチェックマトリックスのアドレスの細部事項については後で説明する。例えば、レート13/15に対して、
3)次の359個の情報ビット(is)(s=1、2、…、359)が次の数式を用いてパリティビットで累算される。
ここで、xは、第1のビット(i0)に対応するパリティビット累算器のアドレスを示し、Qldpcは、パリティチェックマトリックスのアドレスで特定されたコードレート従属定数である。継続して、例えば、レート13/15に対してQldpc=24であって、よって、情報ビット(i1)に対して次の動作が行われる。
4)361番目の情報ビット(i360)に対して、パリティビット累算器のアドレスは、パリティチェックマトリックスのアドレスの第2の行に与えられる。類似する方式で、次の358個の情報ビット(is)(s=361、362、…、719)に対するパリティビット累算器のアドレスは数式6を用いて得られ、ここで、xは、情報ビット(i360)に対応するパリティビット累算器のアドレス、パリティチェックマトリックスのアドレスの第2の行内のエントリーを示す。
5)類似する方式で、360個の新たな情報ビットの全てのグループに対して、パリティチェックマトリックスのアドレスからの新たな行がパリティビット累算器のアドレスを探すのに使用される。
情報ビットが全部消尽した後、最終パリティが次のように得られる。
6)i=1で開始する次の動作を順次行う。
ここで、pi(i=0、1、…、Ndpc−Kldpc−1)の最終内容は、パリティビット(pi)と同一である。
短いFECBLOCKに対するこのLDPCエンコーディング手順は、表30及び表31に取り替え、長いFECBLOCKに対するパリティチェックマトリックスのアドレスを短いFECBLOCKに対するパリティチェックマトリックスのアドレスに取り替えることを除いては、長いFECBLOCKに対するt LDPCエンコーディング手順に従う。
図23は、本発明の実施例に係るビットインターリービングを示す図である。
LDPCエンコーダーの出力はビットインターリービングされ、これは、パリティインターリービング、その後のQCB(quasi―cyclic block)インターリービング及び内部グループインターリービングで構成される。
(a)は、QCBインターリービングを示し、(b)は、内部グループインターリービングを示す。
FECBLOCKはパリティインターリービングされ得る。パリティインターリービングの出力で、LDPCコードワードは、長いFECBLOCK内の180個の隣接したQCブロック及び短いFECBLOCK内の180個の隣接したQCブロックで構成される。長いまたは短いFECBLOCK内のそれぞれのQCブロックは360ビットで構成される。パリティインターリービングされたLDPCコードワードは、QCBインターリービングによってインターリービングされる。QCBインターリービングの単位はQCブロックである。パリティインターリービングの出力でのQCブロックは、図23に示したように、QCBインターリービングによってパーミュテーション(permutation)され、ここで、FECBLOCK長さによってNcells=6480/ηmodまたは16200/ηmodである。QCBインターリービングパターンは、変調タイプ及びLDPCコードレートの各組み合わせに固有である。
QCBインターリービング後、内部グループインターリービングは、以下の表32に定義された変調タイプ及び順序(ηmod)に従って行われる。また、一つの内部グループに対するQCブロックの数(NQCB_IG)が定義される。
内部グループインターリービングプロセスは、QCBインターリービング出力のNQCB-IG個のQCブロックで行われる。内部グループインターリービングは、360個の列とNQCB_IG個の行を用いて内部グループのビットを記入及び判読するプロセスを有する。記入動作において、QCBインターリービング出力からのビットが行方向に記入される。判読動作は列方向に行われ、各行からm個のビットを判読し、ここで、mは、NUCに対して1と同一であり、NCQに対して2と同一である。
図24は、本発明の実施例に係るセル―ワードデマルチプレキシングを示す図である。
(a)は、8及び12bpcu MIMOに対するセル―ワードデマルチプレキシングを示し、(b)は、10bpcu MIMOに対するセル―ワードデマルチプレキシングを示す。
MIMOエンコーディングのための異なるタイプのNUQを用いた10bpcu MIMOケースに対して、NUQ―1024に対するビットインターリーバーが再使用される。(b)に示したように、
図25は、本発明の実施例に係る時間インターリービングを示す図である。
(a)〜(c)は、TIモードの例を示す。
時間インターリーバーはDPレベルで動作する。時間インターリービング(TI)のパラメーターは、各DPに対して異なる形に設定することができる。
PlS2―STATデータの一部で表れる次のパラメーターはTIを構成する:
DP_TI_TYPE(許容値:0または1):TIモードを示す;「0」は、TIグループ当たりに多数のTIブロック(1より多いTIブロック)を有するモードを示す。この場合、一つのTIグループは一つのフレームに直接マッピングされる(インターフレームインターリービングではない)。「1」は、TIグループ当たり一つのみのTIブロックを有するモードを示す。この場合、TIブロックは、1より多いフレームに拡散され得る(インターフレームインターリービング)。
DP_TI_LENGTH:DI_TI_TYPE=「0」である場合、このパラメーターは、TIグループ当たりのTIブロックの数(NTI)である。DP_TI_TYPE=「1」に対して、このパラメーターは、一つのTIグループから拡散されたフレームの数(PI)である。
DP_NUM_BLOCK_MAX(許容値:0〜1023):TIグループ当たりのXFECBLOCKの最大数を示す。
DP_FRAME_INTERVAL(許容値:1、2、4、8):与えられたPHYプロファイルの同一のDPを伝達する2個の連続的なフレーム間のフレームの数(IJUMP)を示す。
DP_TI_BYPASS(許容値:0または1):時間インターリービングがDPに使用されない場合、このパラメーターは「1」に設定される。時間インターリービングが使用される場合、「0」に設定される。
さらに、PLS2―DYNデータからのパラメーター(DP_NUM_BLOCK)は、DPの一つのTIグループによって伝達されたXFECBLOCKの数を示すのに使用される。
時間インターリービングがDPに使用されない場合、次のTIグループ、時間インターリービング動作及びTIモードは考慮されない。しかし、スケジューラーからの動的構成情報に対する補償ブロックは依然として必要である。各DPにおいて、SSD/MIMOエンコーディングから受信されたXFECBLOCKはTIグループにグルーピングされる。すなわち、それぞれのTIグループは、整数の(an integer number of)XFECBLOCKのセットであり、動的に変化可能な数のXFECBLOCKを含む。インデックスのTIグループ内のXFECBLOCKの数(n)はNxBLOCK_Group_(n)で表示され、PLS2―DYNデータのDP_NUM_BLOCKとしてシグナリングされる。NxBLOCK_Group_(n)は、0の最小値から最も大きい値が1023である最大値(NxBLOCK_Group_MAX)(DP_NUM_BLOCK_MAXに対応)まで変わり得る。
各TIグループは、一つのフレームに直接マッピングされたり、PIフレームにわたって拡散される。また、それぞれのTIグループは、1より多いTIブロック(NTI)に分離され、それぞれのTIブロックは、時間インターリーバーメモリの一つの用途に対応する。TIグループ内のTIブロックは、少し異なる数のXFECBLOCKを含むことができる。TIグループが多数のTIブロックに分離されると、一つのフレームのみに直接マッピングされる。以下の表33に示したように(時間インターリービングをスキップする追加のオプションを除いて)、時間インターリービングのための3個のオプションが存在する。
各DPにおいて、TIメモリは、入力XFECBLOCK(SSD/MIMOエンコーディングブロックからの出力XFECBLOCK)を保存する。入力XFECBLOCKは、
ここで、dn,s,r,qは、n番目のTIグループのs番目のTIブロック内のr番目のXFECBLOCKのq番目のセルであって、次のようにSSD及びMIMOエンコーディングの出力を示す。
また、時間インターリーバーからの出力XFECBLOCKは、次のように定義されると仮定する。
一般に、時間インターリーバーは、フレームビルディングプロセス前にDPデータのためのバッファとして動作する。これは、それぞれのDPに対する2個のメモリバンクによって達成される。第1のTIブロックは第1のバンクに記入される。第1のバンクが判読される間、第2のTIブロックが第2のバンクに記入される。
TIは、ツイスト行―列ブロックインターリーバーである。n番目のTIグループのs番目のTIブロックに対して、TIメモリの行(Nr)の数はセルの数(Ncell)と同一である。すなわち、Nr=Ncellであるが、列の数(Nc)は数(NxBLOCK_TI(n,s))と同一である。
図26は、QC―IRA(quasi―cyclic irregular repeat accumulate)LDPCコードのパリティチェックマトリックスを示した図である。
上述したLDPCエンコーダーは、パリティチェックマトリックスを使用してLDPCエンコーディングブロックのパリティをエンコーディングすることができる。
本発明のパリティチェックマトリックスは、QC―IRA(quasi―cyclic irregular repeat accumulate)LDPCコードのパリティチェックマトリックスであって、Hマトリックスと呼ばれる擬似巡回マトリックス(quasi―cyclic matrix)の構造を有することができ、Hqcと表示することができる。
(a)は、本発明の一実施例に係るパリティチェックマトリックスを示す。(a)に示したように、本発明のパリティチェックマトリックスは、横Qx(K+M)、縦QxMサイズのマトリックスであって、情報部分(information part)及びパリティ部分(parity part)を含むことができる。情報部分は、横QxK、縦QxMサイズのマトリックスを含み、パリティ部分は、横QxM、縦QxMサイズのマトリックスを含むことができる。この場合、LDPCコードレートはK/(K+M)値に該当する。
本発明の一実施例に係るパリティチェックマトリックスは、ランダムに分布した1と0を含むことができ、1をエッジ(edge)と称することができる。また、パリティチェックマトリックスの1の位置、すなわち、各エッジの位置は、横Q、縦Qサイズのサブマトリックス単位ごとに、循環移動(circulant shift)したアイデンティティマトリックス(identity matrix)の形態で表現することができる。すなわち、サブマトリックスは、1と0のみを含むQxQサイズの循環移動したアイデンティティマトリックスとして表現することができる。具体的に、本発明のサブマトリックスは、循環移動回数によって1の位置が異なる
などのI
xとして表現されることを一実施例とすることができる。
また、本発明の一実施例に係るサブマトリックスの個数は(K+M)*M個になり得る。
(b)は、サブマトリックスを表現する循環移動したアイデンティティマトリックスIxの実施例を示す。
Ixの下付き文字xに該当する数字は、循環移動したアイデンティティマトリックスの各列が左側に循環移動した回数を示す。したがって、I1は左側に1回、I2は左側に2回循環移動したアイデンティティマトリックスであることを意味する。また、列の総個数であるQだけ循環移動したアイデンティティマトリックスであるIQは、巡回(circulant)特性によってI0と同一のマトリックスになり得る。
I0+2は、該当サブマトリックスが、2個の循環移動したアイデンティティマトリックスが重畳したマトリックスであることを意味する。この場合、該当サブマトリックスは、0回循環移動したアイデンティティマトリックスと2回循環移動したアイデンティティマトリックスとが重畳したサブマトリックスである。
I
1と同一であるが、サブマトリックスの最後の列にあるエッジ、すなわち、1が除去された循環移動したアイデンティティマトリックスを意味する。
また、QC―IRA LDPCコードのパリティチェックマトリックスのパリティ部分は、
の各サブマトリックスのみを含むことができ、I
0の各サブマトリックスの位置は固定され得る。(a)に示したように、I
0サブマトリックスは、パリティ部分の対角線方向に階段形態に分布され得る。
パリティチェックマトリックスのエッジは、該当の行(checksum node)と列(variable node)が物理的に連結されたことを意味する。この場合、各列(variable node)に含まれた1の個数を次数(degree)と表現することができ、列ごとに同一または異なる次数を有することができる。したがって、このような各エッジをサブマトリックス単位で束ねて表記するIxの数量、位置及びx値は、QC―IRA LDPCエンコーディング性能を決定する重要な要因であり、各コードレートごとに固有な値を決定することができる。
また、(c)は、本発明の一実施例に係るパリティチェックマトリックスのベースマトリックスを示す。ベースマトリックスは、各サブマトリックスを表現するIxのx値を無視し、Ixの数量と位置のみを特定数字として表示したマトリックスである。(c)に示したように、ベースマトリックスは、横(K+M)、縦Mサイズを有し、Hbaseとして表示することができる。また、該当サブマトリックスを表現するIxが重畳したマトリックスでない場合、該当サブマトリックスの位置は1として表示することができる。サブマトリックスがI0+2として表現された場合、該当サブマトリックスは2個の循環移動したアイデンティティマトリックスが重畳したマトリックスであるので、1個の循環移動したアイデンティティマトリックスとして表現されるサブマトリックスと区別する必要がある。この場合、該当サブマトリックスの位置は、循環移動したアイデンティティマトリックスが重畳した個数である2として表示することができる。同一の方法でN個の循環移動したアイデンティティマトリックスが重畳したサブマトリックスの場合、該当サブマトリックスの位置はNとして表示することができる。
図27は、本発明の一実施例に係るQC―IRA(quasi―cyclic irregular repeat accumulate)LDPCコードのエンコーディング過程を示した図である。
QC―IRA(quasi―cyclic irregular repeat accumulate)LDPCコードのエンコーディングは、既存のシーケンシャルエンコーディングとは異なり、サブマトリックス単位でエンコーディングを行えるので、演算の複雑性が減少するという効果をもたらし得る。
(a)は、本発明の一実施例に係るQC―IRAパリティチェックマトリックスをQC形式(form)で整列した結果を示す。上述したQC―IRAパリティチェックマトリックスは、QC形式で整列すると、6個の領域(A、B、C、D、E及びT)に分けることができる。QxK長さの情報ベクトル(information vector)s、Q長さのパリティベクトル(parity vector)p1及びQx(M−1)長さのパリティベクトルp2を用いると、コードワード(codeword)xは、x={s,p1,p2}として表現することができる。
リチャードソン(Richardson)の効率的なエンコーディング数式(efficient encoding math figure)を用いると、QC形式で整列されたパリティチェックマトリックスから直ぐp1、p2を求め、コードワードxを得ることができる。リチャードソンの効率的なエンコーディング数式は次の通りである。
(b)は、上述した数式によって導出したφ及びφ-1マトリックスを示す。
(b)に示したように、φ-1は、前記のように、左下三角(サブ)マトリックス(left low triangular (sub)matrix)として表すことができる。その後、 φ-1と情報ベクトルsを上述した数式によって演算すると、パリティベクトルp1を導出することができる。その後、sとp1を上述した数式によって演算すると、パリティベクトルp2を得ることができる。QC―IRAパリティチェックマトリックスをリチャードソンの効率的なエンコーディング数式に従ってエンコーディングすると、QxQサブマトリックスの特性上、最小Q個のパリティノードに対して同時にパラレル(parallel)に演算することができる。
図28〜図31は、本発明の一実施例に係るQC―IRA LDPCコードのシーケンシャルエンコーディング(sequential encoding)過程を示した図である。これは、上述したLDPCエンコーディング過程に対応し得る。
図28は、本発明の一実施例に係るパリティチェックマトリックスのパーミュテーション過程を示した図である。
(a)は、QC形式で整列されたQC―IRA LDPCのパリティチェックマトリックスH1を示す。この場合、図面に示したように、H1マトリックスのパリティ部分は、階段形態で分布された各サブマトリックスを含むことができる。これは、上述したQC―IRA LDPCのパリティチェックマトリックスと同一である。本発明では、シーケンシャルエンコーディングを容易に行うために、H1マトリックスの行及び列を移動させ、H2マトリックスに変形することを一実施例とすることができる。
(b)は、変形したマトリックスH2を示す。図面に示したように、H2マトリックスのパリティ部分は、デュアルダイアゴナル(dual diagonal)マトリックスを含むことができる。この場合、適用される行及び列パーミュテーション数式は次の通りである。
上述したパーミュテーション数式によると、H1マトリックスのrx番目の行は、H2マトリックスのry番目の行に移動することができ、H1マトリックスのcx番目の列はH2マトリックスのcy番目の列に移動することができる。この場合、列置換(column permutation)は、パリティ演算区間(QK≦cx≦Q(K+M)−1)に対してのみ適用することができ、パーミュテーションが適用されるとしてもLDPCコードの特性を維持することができる。
図29は、本発明の一実施例に係るパリティチェックマトリックスの住所を示したテーブルである。
図面に示したテーブルは、コードワード長さが16200、コードレートが7/15であるパリティチェックマトリックス(Parity check matrixまたはHマトリックス)を表現するテーブルである。図面に示したテーブルは、パリティチェックマトリックス内の1の住所を示すことができる。これをパリティチェックマトリックスの住所と称することができる。
テーブルの(a)は、Hマトリックスまたはコードワードの長さをサブマトリックスの長さで割った場合に発生するブロックを指示するiを示す。本発明の一実施例に係るサブマトリックスは、360x360のサイズを有するマトリックスであり、コードワードの長さは16200であるので、ブロックの個数は16200を360で割った45になり得る。また、各ブロックは、0から順次増加する数字として表現することができる。したがって、iは、0から44までの値を有することができる。また、iは、該当ブロックに含まれた1番目の列に対応する情報ビット(information bit)を指示することができる。
テーブルの(b)は、各ブロック内の1番目の列に含まれた1(またはエッジ)の位置(または住所)を示す。
Hマトリックスは、Hマトリックスの全体の行と列値を用いたH(r,c)として表現することができる。次の数式11は、H(r,c)を導出するための数式である。
数式のx(i,j)は、図面に示したテーブルのi番目のラインのj番目の値を意味する。具体的に、x(0,0)=1、x(0,1)=158、x(1,0)=1になり得る。これは、Hマトリックス内のi番目のライン内の1が位置する行の位置と同一である。この場合、rとcの最大値はそれぞれ9719、16199になり得る。
LDPCコードの性能は、パリティチェックマトリックスの各ノードの次数分布、パリティチェックマトリックスの各「1」あるいはエッジの位置によるガース(girth)、サイクル特性、チェックノードと可変ノード(variable node)との連結関係などによって変わり得る。図面に示したHマトリックスは、コードワード=16200、Q=360、コードレート=6/15である場合のノードの次数分布を最適化し、最適化された次数分布、Q、コードレートなどの条件下で「1」あるいはエッジの位置を最適化したものである。
図面に示したテーブルによって構成されたHマトリックスは、上述したQC―IRA LDPC構造を有する。また、数式を通じて導出されたH(r,c)を用いてHqcを得ることができ、HqcからベースマトリックスHbaseを導出することができる。
また、本発明の一実施例に係るHマトリックスは、図面に示したテーブルの各x(i)の長さ(あるいは該当する可変ノードの次数)などの次数分布を有する他の形態のHマトリックスを含むことができる。また、該当のHマトリックスを用いて送信機でエンコーディングを行う場合、上述したQC―IRA LDPC方法のための効率的なエンコーディングを使用することができる。
したがって、提案されたHマトリックスを用いると、送信側では、エンコーディング性能が良いと共に複雑度が低く、収率(Throughput)が高いエンコーダーの具現が可能であり、受信側では、Qを用いてパラレルデコーディング(parallel decoding)が360レベルまで可能であり、収率が高い受信機を効果的に設計することができる。
次の表34は、次数分布を示す。
すなわち、図面に示したように、iが0〜3である場合、すなわち、0番目のブロック〜3番目のブロック内の1の個数は24として同一である。したがって、可変ノード次数(Variable node degree)が24である場合、同一の次数を有するブロックの個数は4として表示される。同一の方法でiが21〜44である場合、すなわち、21番目のブロック〜44番目のブロック内の1の個数は2として同一である。したがって、可変ノード次数が2である場合、同一の次数を有するブロックの個数は24として表示される。上述したように、Hマトリックスのパリティ部分は対角線方向の階段式で分布されたI0として表現される各サブマトリックスのみを含むので、可変ノード次数は常に2になる。したがって、可変ノード次数値が2である各ブロックは、パリティ部分に該当する各ブロックであることが分かる。また、各可変ノード次数に該当する実際の可変ノードの個数は、表に示したブロックの個数にサブマトリックスのQ値を掛けて獲得することができる。
図30は、本発明の他の実施例に係るパリティチェックマトリックスの住所を示したテーブルである。
図面に示したテーブルは、上述したH1マトリックスが変換されたH2マトリックスを示したテーブルである。
シーケンシャルエンコーディングでは、パリティ演算区間で使用されるエッジは一般に数式で表現されるので、テーブルでは省略可能である。すなわち、パリティ部分に該当する次数2値を有する27個のブロックはテーブルで表現されない。
上述したように、マトリックスが変換されるとしても性質はそのまま維持されるので、ノード次数特性、サイクル、ガース、チェックノードと可変ノードとの間の連結関係などは全て同一に維持される。したがって、同一のエンコーディング性能を獲得することができ、本テーブルによるH2マトリックスを用いてシーケンシャルエンコーディングを行うことができる。
図31は、本発明の一実施例に係るQC―IRA LDPCコードをシーケンシャルエンコーディングする方法を示した図である。
上述したパーミュテーション過程を通じてパリティチェックマトリックスがH2マトリックスの形態に変形すると、シーケンシャルエンコーディングは、コードワードの情報ビットを用いた各パリティチェックサム(parity checksum)のアップデート過程と各パリティチェックサム間のチェックサムアップデート(checksum update)過程を通じて行うことができる。
図面に示したように、コードワードは、QK個の情報ビットとQM個のパリティチェックサムで表現することができる。情報ビットは、該当位置によってizとして表現することができ、パリティチェックサムはpsとして表現することができる。
情報ビットを通じた各パリティチェックサムのアップデート過程は、次の数式12で表現することができる。
ここで、izは、z番目の情報ビットを意味し、pwは、izを用いてアップデートされなければならないパリティチェックサムを意味する。数式において、(1)は、w番目の行に該当するパリティチェックサムがz番目の情報izとXOR演算を通じてアップデートされることを意味する。数式において、(2)は、上述したH2マトリックスを示したテーブルを用いてwの位置を計算する数式である。このとき、vは、H2マトリックスを示したテーブル上で表示された各行に該当する数字を意味する。上述したように、H2マトリックスを示したテーブル上の行は、Hマトリックスまたはコードワードの長さをサブマトリックスの長さで割った場合に発生するブロックの位置に該当する。よって、図面に示した情報処理区間(Information processing period)をサブマトリックスの長さであるQで割った後、Q番目に該当するizに対応する行別の数字を読む。情報処理区間の各情報ビットを用いてチェックサムアップデート過程が完了すると、パリティ処理区間のチェックサムアップデート過程を進行することができる。パリティ処理区間のチェックサムアップデート過程は、次の数式13で表現することができる。
Sが0である場合、パリティチェックサムはそのままパリティp0値になり、p1からpQM-1までの各パリティ値は、順次的に直前のパリティ値とのXOR演算を通じて導出することができる。
図32は、本発明の一実施例に係るLDPCデコーダーを示した図である。
本発明の一実施例に係るLDPCデコーダー700は、可変ノードアップデートブロック710、チェックノードアップデートブロック720、バレルシフト(barrel shift)ブロック730及びチェックサムブロック740を含むことができる。以下、各ブロックを説明する。
可変ノードブロック710は、LDPCデコーダーの入力とチェックノードブロックからのエッジを通じて伝達されるメッセージを用いてHマトリックスの各可変ノードをアップデートすることができる。
チェックノードアップデートブロック720は、可変ノードからエッジを通じて伝達されるメッセージを用いてHマトリックスのチェックノードをアップデートすることができる。本発明の一実施例に係るノードアップデートアルゴリズムは、サムプロダクト(sum product)アルゴリズム、確率伝播(belief―propagation)アルゴリズム、ミンサム(min―sum)アルゴリズム、変更されたミンサム(modified min―sum)アルゴリズムなどを含むことができ、これは、設計者の意図によって変更可能である。また、QC―IRA LDPCの特性上、可変ノードとチェックノードとの間のエッジ連結関係がQxQ巡回アイデンティティマトリックス(circulant identity matrix)の形態で表れるので、可変ノードとチェックノードアップデートブロックとの間のメッセージをパラレルにQ個ずつ同時に処理することができる。バレルシフト(Barrel shift)ブロック730は、巡回連結(circulant connection)を調節することができる。
チェックサムブロック740は、選択的なブロックであって、可変ノードのアップデート時ごとにデコーディングメッセージ(decoding message)をハードデシジョン(hard decision)し、パリティチェックサム演算を行うことによってエラー訂正(error correction)のために必要なデコーディング反復(decoding iteration)回数を減少させることができる。この場合、本発明の一実施例に係るLDPCデコーダー700は、チェックサムブロック740がデコーディングメッセージをハードデシジョンするとしても、最終LDPCデコーディング出力をソフトデシジョン(soft decision)で出力することができる。
図33は、本発明の実施例に係る周波数インターリービングを示した図である。
図33は、受信装置のシングル―メモリ(single―memory)デインターリービングを可能にする送信端周波数インターリービングの基本オペレーションを示す。送信端周波数インターリービングは、二つのメモリバンクを用いる周波数インターリーバーを使用することによって、受信端のシングルメモリデインターリービングを可能にすることができる。
(a)は、逆多重化プロセス(demultiplexing process)を示し、(b)は、インターリービングプロセスを示し、(c)は、多重化プロセス(multiplexing process)を示す。
図33において、二つのメモリバンクは、それぞれのOFDMシンボルペアのために使用される。動作中に、1番目(偶数番目のインデキシングされた)OFDMシンボルペアは、メモリバンク―A内でインターリービングされる一方、2番目(奇数番目のインデキシングされた)OFDMシンボルペアは、メモリバンク―B内でインターリービングされ得る。ここで、AとBは、互いに交替して使用可能である。逆多重化及び多重化ブロックは、
それぞれ入力された各連続(sequential)OFDMシンボルがインターリービングされるように制御し、出力されたOFDMシンボルペアを伝送させることができる。ここで、OFDMシンボルペアごとに互いに異なるインターリービングシーケンス(seeds)を使用することができる。
図34は、本発明の一実施例に係る放送信号送信方法のフローチャートである。
本発明の一実施例に係る放送信号送信装置は、サービスデータをFECエンコーディングすることができる(S34000)。上述したように、サービスデータは、フィジカルレイヤーの論理的チャンネルであるデータパイプを介して伝送され得る。ここで、フィジカルレイヤーは、サービスデータ及び関連メタデータをキャリー(carry)することができ、一つまたはそれ以上のサービスまたはサービスコンポーネントをキャリーすることができる。データパイプによってキャリーされたデータは、DPデータまたはサービスデータと称することができる。具体的なエンコーディング方法は、図1、図5、図22及び図26〜図32で説明した通りである。
具体的に、図26〜図32で説明したように、本発明の一実施例に係る放送信号送信装置は、パリティチェックマトリックスを使用してLDPCエンコーディングブロックのパリティをエンコーディングすることができる。また、本発明の実施例に係るビットインターリービング以前のFEC構造は、ロング(long)FECBLOCK及びショート(short)FECBLOCKのためのFECエンコーディングパラメーターを使用することができる。
その後、本発明の一実施例に係る放送信号送信装置は、エンコーディングされたサービスデータを含む少なくとも一つ以上の信号フレームを生成することができる(S34010)。具体的な内容は、図7、図10〜図11、図16〜図21で説明した通りである。
その後、本発明の一実施例に係る放送信号送信装置は、生成された少なくとも一つ以上の信号フレームに含まれたデータをOFDM方式で変調することができる(S34020)。具体的な内容は、図1及び図8で説明した通りである。
その後、本発明の一実施例に係る放送信号送信装置は、変調された少なくとも一つ以上の信号フレームを含む各放送信号を伝送することができる(S34030)。具体的な内容は、図1及び図8で説明した通りである。
図35は、本発明の一実施例に係る放送信号受信方法のフローチャートである。
図35は、図34で説明した放送信号送信方法の逆過程に該当する。
本発明の一実施例に係る放送信号受信装置は、各放送信号を受信することができる(S35000)。
その後、本発明の一実施例に係る放送信号受信装置は、受信した各放送信号をOFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing)方式で復調することができる(S35010)。具体的な過程は図9で説明した通りである。
その後、本発明の一実施例に係る放送信号受信装置は、復調された各放送信号から少なくとも一つ以上の信号フレームを獲得することができる(S35020)。具体的な過程は図9で説明した通りである。本発明の一実施例に係る信号フレームは、図11〜図21で説明した構造を有することができる。
その後、本発明の一実施例に係る放送信号受信装置は、パーシングされた少なくとも一つ以上の信号フレームに含まれたサービスデータをデコーディングすることができる(S35030)。具体的な過程は図9で説明した通りである。上述したように、サービスデータは、フィジカルレイヤーの論理的チャンネルであるデータパイプを介して伝送され得る。ここで、フィジカルレイヤーは、サービスデータ及び関連メタデータをキャリーすることができ、一つまたはそれ以上のサービスまたはサービスコンポーネントをキャリーすることができる。データパイプによってキャリーされたデータは、DPデータまたはサービスデータと称することができる。
図36は、本発明の実施例に係るツイスト行―列ブロックインターリーバーの基本動作を示す図である。
(a)は、時間インターリーバーでの記入動作を示し、(b)は、時間インターリーバーでの判読動作を示す。(a)に示したように、第1のXFECBLOCKは、TIメモリの第1の列に列方向に記入され、第2のXFECBLOCKは次の列に記入される。その後、インターリービングアレイにおいて、セルは対角線方向に判読される。第1の行(最左側の列から始めて行に沿って右側に)から最後の行まで対角線方向に判読する間、(b)に示したようにセルが判読される。具体的に、順次判読されるTIメモリセル位置としてZn,s,i(i=0、、、、、、Nr、Nc)を想定し、このようなインターリービングアレイでの判読プロセスは、次の数式のように、行インデックス(Rn,s,i)、列インデックス(Cn,s,i)及び連関したツイストパラメーター(Tn,s,i)を算出することによって行われる。
ここで、Sshiftは、NxBLOCK_TI(n,s)とは関係なく、対角線方向判読プロセスに対する共通シフト値であって、次の数式のように、PLS―STATに与えられたNxBLOCK_TI_MAXによって決定される。
結果的に、判読されるセル位置は、Zn,s,i=NrCn,s,i+Rn,s,iとして座標によって算出される。
図37は、本発明の他の実施例に係るツイスト行―列ブロックインターリーバーの基本動作を示す図である。
特に、図37は、NxBLOCK_TI(0,0)=3、NxBLOCK_TI(1,0)=6、NxBLOCK_TI(2,0)=5であるとき、仮想XFECBLOCKを含めて、各TIグループに対するTIメモリ内のインターリービングアレイを示す。
可変数(NxBLOCK_TI(n,s)=Nr)は、NxBLOCK_TI_MAXより小さいか同じである。よって、受信側で単一メモリデインターリービングを達成するために、NxBLOCK_TI(n,s)とは関係なく、ツイスト行―列ブロックインターリーバーに使用されるインターリービングアレイは、仮想XFECBLOCKをTIメモリに挿入することによってNr×Nc=Ncells×NxBLOCK_TI_MAXのサイズに設定され、判読プロセスは次の数式として達成される。
TIグループの数は3に設定される。時間インターリーバーのオプションは、DP_TI_TYPE=「0」、DP_FRAME_INTERVAL=「1」及びDP_TI_LENGTH=「1」、すなわち、N
TI=1、I
JUMP=1及びP
1=1によってPLS2―STATデータでシグナリングされる。TIグループ当たりにそれぞれがN
cells=30を有するXFECBLOCKの数は、それぞれN
xBLOCK_TI(0,0)=3、N
xBLOCK_TI(1,0)=6、N
xBLOCK_TI(2,0)=5によってPLS2―DYNデータでシグナリングされる。XFECBLOCKの最大数は、N
xBLOCK_Group_MAXによってPLS2―STATデータでシグナリングされ、これは、
を誘導する。
図38は、本発明の実施例に係るツイスト行―列ブロックインターリーバーの対角線方向判読パターンを示す図である。
特に、図38は、NxBLOCK_TI_MAX=7及びSshift=(7−1)/2=3のパラメーターを有する各インターリービングアレイからの対角線方向判読パターンを示す。前記擬似コードとして示した判読プロセスにおいて、Vi≧NcellsNxBLOCK_TI(n,s)であると、Viの値はスキップされ、Viの次の算出値が使用される。
図39は、本発明の実施例に係る各インターリービングアレイからのインターリービングされたXFECBLOCKを示す図である。
図39は、NxBLOCK_TI_MAX=7及びSshift=3のパラメーターを有するそれぞれのインターリービングアレイからインターリービングされたXFECBLOCKを示す。
図40は、本発明の他の実施例に係るパリティチェックマトリックスの各住所を示したテーブルである。
図面に示したテーブルは、コードワード長さが16200、コードレートが7/15であるパリティチェックマトリックス(またはHマトリックス)を表現するテーブルの他の実施例である。具体的な説明は、図29と同一であるので省略する。次の表35は、次数分布を示す。
すなわち、図面に示したように、iが0〜2である場合、すなわち、0番目のブロック〜2番目のブロック内の1の個数は23として同一である。したがって、可変ノード次数が23である場合、同一の次数を有するブロックの個数は3として表示される。同一の方法でiが3〜7である場合、すなわち、3番目のブロック〜7番目のブロック内の1の個数は8として同一である。したがって、可変ノード次数が8である場合、同一の次数を有するブロックの個数は5として表示される。上述したように、Hマトリックスのパリティ部分は対角線方向の階段式で分布されたI0として表現される各サブマトリックスのみを含むので、可変ノード次数は常に2になる。したがって、可変ノード次数値が2である各ブロックはパリティ部分に該当する各ブロックであることが分かる。また、各可変ノード次数に該当する実際の可変ノードの個数は、表に示したブロックの個数にサブマトリックスのQ値を掛けて獲得することができる。
図41は、本発明のまた他の実施例に係るパリティチェックマトリックスの各住所を示したテーブルである。
図面に示したテーブルは、上述したH1マトリックスが変換されたH2マトリックスを示したテーブルである。
シーケンシャルエンコーディングでは、パリティ演算区間で使用される各エッジは一般に数式で表現されるので、テーブルでは省略可能である。すなわち、パリティ部分に該当する次数2値を有する24個のブロックはテーブルで表現されない。
上述したように、マトリックスが変換されるとしても性質はそのまま維持されるので、ノード次数特性、サイクル、ガース、チェックノードと可変ノートとの間の連結関係などは全て同一に維持される。したがって、同一のエンコーディング性能を獲得することができ、本テーブルによるH2マトリックスを用いてシーケンシャルエンコーディングを行うことができる。
当業者であれば、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、本発明の多様な変形及び変更が可能であることを認識するだろう。よって、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその同等物の範囲内で提供される本発明の変形及び変更をカバーする。
装置及び方法発明が本明細書に言及されており、これら装置及び方法発明の説明は、互いに相互補完的に適用することができる。
〔発明を実施するための形態〕
多様な実施例が本発明を行う最上のモードで記載された。