JP2009296586A - マルチキャリアシステムのための新たなフレーム及び信号パターン構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各フレームは、周波数方向に互いに近接する少なくとも2つの信号パターンと、少なくとも2つのデータパターンとを含み、前記送信装置は、フレーム内のそれぞれ同じ長さを有する前記少なくとも2つの信号パターンのそれぞれの周波数キャリア上に信号データをマッピングする信号マッピング手段57と、フレーム内の前記少なくとも2つのデータパターンの周波数キャリア上にデータをマッピングするデータマッピング手段58,58´,58´´と、時間領域の送信信号を生成するために、前記信号パターンと前記データパターンとを周波数領域から時間領域へ変換する変換手段60と、前記時間領域の送信信号を送信する送信手段61と、を備える送信装置に関する。
【選択図】図17
Description
a)n4kのn:4nk提案システムの8MHzの定数倍としての全帯域幅を定義
n=1: 8 MHz
n=2: 16 MHz
n=3: 24 MHz
n=4: 32 MHz
……
b)n4kのn(現在値):完全なn4kチャネル(フレーム)の中での復号された信号パターンの位置を示す
0000 予約値
0001 0… 8 MHz (n=1)
0010 8…16 MHz (n=2)
0011 16…24 MHz (n=3)
0100 24…32 MHz (n=4)
c)ガードインターバル長:全データパターン及び信号パターンについてのガードインターバル(ガードバンド)の長さを定義
00 GI=1/64
01 GI=1/128
10 GI=1/256
11 予約値
d)スーパーフレーム長:1つのスーパーフレームを形作るフレーム数を表す
e)フレーム番号:1つのスーパーフレーム内でフレームをカウントする(各スーパーフレームの先頭でリセットされる)
f)データパターン数:全チャネル帯域幅の中の周波数パターンの数を定義
g)n−セグメント番号:データパターンの最初のキャリアの位置を示す(即ちどの8MHzセグメントか)
h)開始キャリア番号:データパターンの最初のキャリアを定義(関連する8MHzセグメントのフレームに対して相対的な番号である)
i)データパターンの幅:データパターンに割当てられたキャリア数を定義
j)データパターンのQAM変調方式:データパターンに使用されるQAM変調方式を示す
000 16−QAM
001 64−QAM
010 256−QAM
011 1024−QAM
100 4096−QAM
101 16384−QAM
110 65536−QAM
111 予約値
k)LDPCブロックサイズ:LDPC(low density parity check)ブロックサイズを定義
0 16kブロックサイズ
1 64kブロックサイズ
l)LDPC符号レート:データパターンにおいて選択されたLDPC符号レートを定義
0000 2/3
0001 3/4
0010 4/5
0011 5/6
0100 8/9
0101 9/10
0110〜1111 予約値
m)時間インターリーバ可否:当該データパターンについて時間インターリーバが使用されるか否かを示す
n)ノッチ数:当該データパターンに現れるノッチ数を定義
00 ノッチ無し
01 ノッチ数1
10 ノッチ数2
11 ノッチ数3
o)開始ノッチ:データパターンの最初のキャリアを定義
p)キャリア番号:関連する8MHzセグメントのフレームに対する相対的な番号
q)ノッチ幅:ノッチに割当てられたキャリア数を定義
r)PSI/SI再処理:ヘッドエンドにてPSI/SI再処理を行うか否かを示す
0 PSI/SI再処理を行わない
1 PSI/SI再処理を行う
s)CRC32MIP:レイヤ1信号ブロックについての32ビットCRC符号
これ以降の説明は、例えば(限定ではなく)DVB−C2(Digital Video Broadcasting−Cable 2)など、将来のケーブルによるデジタル映像放送システムにおける、本発明の好適な実装についての提案に関するものである。近年の衛星(DVB−S2)及び地上波(DVB−T2)による伝送に関する第2世代の物理層の規格の開発は、既存の第1世代DVB−C規格を使用する場合と比較して、改善された競争力のある技術的性能、及びデジタル放送と双方向サービスのための柔軟性の実現の必要性を、ケーブル運用者にもたらしている。そこで、ここでの提案は、ケーブルネットワークの現在及び予想される未来の要求への完全なシステムソリューションを提供することを目的とする。但し、ここでの提案は、地上波ネットワークに対しても適用可能である。
・柔軟かつ極めて効率的なOFDM変調スキーム:
−既存の8MHzの周波数ラスタ(raster)だけでなく、8MHzの所定の定数倍のより大きな帯域幅を使用することにより、スペクトラム効率が極めて良好な送信システムが実現される。
−周波数スライスに基づく受信により、コスト効率のよい受信機の実装とシステムの柔軟性の向上が可能となる。
−OFDMサブキャリアのノッチにより、地上波サービスの(セキュリティ面での)効率的な保護がサポートされる(ケーブルネットワークからの輻射の蓄積は地上波サービスを阻害し得る)
・OFDMサブキャリアの高次変調は、既存のDVB−Cシステムに対してスループットの大幅な向上をもたらす:
−1024QAMサブキャリア変調を用いた場合には最大69.8Mbit/s
(8MHzの受信帯域幅において)
−4096QAMサブキャリア変調を用いた場合には最大83.7Mbit/s
(8MHzの受信帯域幅において)
・DVB−S2及びDVB−T2から再利用され、ケーブルシステムに最適化された符号化レートを伴うLDPCコーデックは、現行の符号化方式に対し3dB以上の利得をもたらし、及び第2世代のDVBシステムとの互換性を維持する
・衛星及び地上波サービスからケーブルシステムへのトランスコーディングのサポート
・複数の入力ストリームのフォーマットのサポート(単一の及び/又は複数のTS(Transport Stream)及びGSE(Generic Stream Encapsulation))
・逆方向チャネルが利用可能である場合のスループットの最適化
−双方向サービスをサポートするための短い待ち時間
−位置及び周波数スライスに特化したSNR条件に依存するスループットの最適化のためのOFDMサブキャリアの調整
ACM(Adaptive Coding and Modulation:適応的符号化・変調)
AWGN(Additive White Gaussian Noise:加法的白色ガウス雑音)
BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem multiple error correction binary block code:BCH符号)
CAZAC(Constant Amplitude Zero Autocorrelation Waveform:CAZAC波形)
CCM(Constant Coding and Modulation:固定長符号化・変調)
CRC(Cyclic Redundancy Check:巡回冗長検査)
FEC(Forward Error Correction:前方エラー訂正)
GI(Guard Interval:ガードインターバル)
GS(Generic Stream:汎用ストリーム)
GSE(Generic Stream Encapsulation:汎用ストリームカプセル化)
GSM(Global System for Mobile Communication:GSM通信方式)
LDPC(Low Density Parity Check code:低密度パリティ検査符号)
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex:直交周波数分割多重)
PAPR(Peak to Average Power Reduction:ピーク対平均電力比)
PSI/SI(Program Specific Information/Service Information:特定プログラム情報/サービス情報)
QAM(Quadrature Amplitude Modulation:直交振幅変調)
QoS(Quality of Service:サービス品質)
RF(Radio Frequency:無線周波数)
SMATV(Satellite Master Antenna Television:衛星マスターアンテナテレビジョン)
SNR(Signal to Noise Ratio:信号対雑音比)
TS(Transport Stream:トランスポートストリーム)
VCM(Variable Coding and Modulation:可変長符号化・変調)
VoD(Video on Demand:ビデオオンデマンド)
[2.1.柔軟なn4kシステム]
提案システムは、異なる入力フォーマット(シングル/マルチTS及びGSE)のOFDMサブキャリア上へのマッピングに関する柔軟性を高いレベルで有している。
ここでは、コスト効率のよい受信機の実装を可能とするために、周波数スライスに基づくOFDM受信を提案する。
図21は、提案するC2システムの最上位のレイヤにおけるブロック図である。
・放送システムについては、各データスライス(即ち関連する数のOFDMサブキャリア)のための変調及び符号化の設定は、送信側で単独で調整される。その際、全ネットワーク内の所望のサービス品質レベルを保証するための設定が選択される。各データスライスのための変調方式及び符号化方式は、スーパーフレームごとに変化してもよい。データスライス(即ち、データパターンあるいはセグメント)内の各サブキャリアについては、同じ変調方式及び符号化方式が使用される。
・ケーブルネットワークにおいて逆方向チャネルが提供される場合には、選択される変調方式及び符号化方式を最適化するために、受信機から送信機へSNRの状況を伝えることができる。この点は特に、P2P双方向サービス(例えば、IPベースのDOCSISインターネットトラフィック又はビデオオンデマンド(VoD)など)についてスループットを最適化するために重要である。また、関連するデータスライスについて最もSNRの悪い受信機に合わせて送信機が変調方式及び符号化方式を選択する場合には、マルチキャスト接続をより少なくすることも、SNR情報の観点から有益である。
衛星のストリームをC2ケーブルネットワークにトランスコーディングする場合には、通常、図21に示したブロック図は有効である。その場合、TSレベルが衛星ストリームの復号とC2特有の符号化との間のインタフェースとして用いられる。従って、TSベースのDVB−Sシステムの出力ストリームは、上位の信号チェーンに応じて符号化される。
[3.1.モード適応]
DVB−S2からのモード適応(mode adaptation)の再利用は可能な限り行われる。本システムでは、Transport Stream Input又はGeneric Stream Input(IPストリームを汎用ストリームへ適合させるためのDVB GSEプロトコル)が使用される。これらどちらのフォーマットも、図25に示されているように、単一の又は複合的なストリームモードをサポートする
・単一のトランスポートストリーム入力(CCM):入力ストリームの全てのサービスは、本システムによる同一のFECレベルにより保護される。1つのトランスポートストリームのレベルではVCMは直接的には利用できない。
・複合的なトランスポートストリーム入力(CCM及びVCM):
−各トランスポートストリームは1つのFECレベルにより別々に保護され得る
−異なるトランスポートストリーム(VCM)では保護も変化し得る
[3.2.1.BCH]
DVB−S2に従って、BCH符号化処理が行われる。DVB−C2のために提案される高次の変調方式(1024QAM、4096QAM)において観測される高いエラーフロアの現象を避けるために、全ての符号レートについて12エラー訂正BCHを使用することを提案する。
LDPC符号化処理は、DVB−S2に従って実行される。LDPCコーデックのブロックサイズは、Nldpc=16200又は64800である。
[3.2.3.1.ビットインターリーバ]
LDPC符号ビットとグレイコードによりマッピングされたQAMシンボルとの間の割当て関係を最適化するために、ビットインターリーバが採用される。DVB−T2のように、ビットインターリーバは、ブロックインターリーバ部及びデマルチプレクサ部から構成される。
インパルス雑音又は雑音バーストからの影響を和らげるために、放送サービスについては時間インターリーバの使用が提案される。時間インターリーバのインターリーブ長は、DVB−T2の場合と比較して短い長さに維持される。
・行数Rは、例えば、固定値40である。この値は、2.5%の消去率、即ち40シンボルごとに1シンボルが干渉により失われることを前提としている。
・時間インターリーバ長は、単純化のためにフレーム長に合わせて設定される(節7.5)
・時間インターリーバの列数NLは、要求サービスにおけるサブキャリア数に適合する
・セグメント化されたOFDMシステムの各ブロックについての時間インターリーバの使用有無は、レイヤ1パケットにおいてシグナリング(通知)される。
・送信機のメモリ要件:4096*12*40=1966080≒1.97Mbit
・高いQoSと短い遅延の要件があるサービス(例えばVoDなど)については、時間インターリーブ処理を行う
・短い遅延の要件があるサービス(例えばゲーム、TCP/IPベースのサービスなど)については、時間インターリーブ処理を行わなくてよい
一般的には、周波数インターリーバは、DVB−T2と同様に使用される。但し、本システムの場合、OFDM受信について可変的な周波数スライスを用いることが許容されるため、インターリーバのサイズは送信機と受信機とにより動的に計算される必要がある(即ち、インターリーバのサイズは割当てられたサブキャリア数に依存して変化する)。
OFDMサブキャリアの変調は、通常の直交振幅変調(QAM)である。DVB−T2の定義に基づき、次のコンスタレーションの使用が提案される。
・ 16−QAM
・ 64−QAM
・256−QAM
・1024−QAM(グレイマッピングを使用)
・4096−QAM(グレイマッピングを使用)
本項では、各送信モードについて使用するOFDM構造について提案する。なお、送信信号をフレーム内で組み立てる手法については、次項(3.5.)にて説明する。図29を参照すると、各フレームは、TFの期間を有し、LF個のOFDMシンボルにより構成される。また、各シンボルは、例えば、期間TSにより送信されるK本のキャリアの組によって構成される。期間TSは、2つの部分、即ち期間TUの使用可能な部分、及び期間Δのガードインターバルである。ガードインターバルは、上記使用可能な部分TUの周期的な繰返しからなり、その前に挿入される。OFDMフレーム内のシンボルには、1からLFまでの番号が付与される。全てのシンボルは、データ及び/又は参照情報を含む。
図29は、上述した図16と同様、C2フレームのフレーム構造について説明するための説明図である。図29において、スーパーフレームはC2フレームに分割され、C2フレームはさらにOFDMシンボルに分割される。1つのC2フレームは、通常1つのプリアンブルシンボルから開始され、その後2つのレイヤ1信号シンボルが続き、さらに例えばLF−3個のデータシンボルが続く。
散在するパイロットの密度は、次の値に応じて決定される:
・周波数方向での繰返し率を判定するためのマルチパスチャネルの最大遅延時間
・時間方向での繰返し率を判定するためのケーブルチャネルの最大ドップラー周波数
プリアンブルは、新たなC2フレームの開始を定める。プリアンブルは、例えば次のような機能を有する。
・フレーム及び初期OFDMシンボルの同期
・初期オフセット補正(周波数及びサンプリングレートオフセット)
・初期チャネル評価
・次フレームのための基本的な物理層パラメータについての情報
−ガードインターバル
−OFDMサブキャリア割当て
−−様々なサブキャリアセグメントの基本構造
−−−スタート/ストップキャリア、ブロック幅…
−−セグメントに特有のサブキャリア変調スキーム
−−セグメントに特有のサブキャリアFEC設定
−周波数ノッチの標識(indication)
・時間/フレーム同期
・粗/高精度周波数オフセット補正
・初期チャネル評価
・レイヤ1シグナリング(L1 signaling)
プリアンブルシーケンスの帯域幅は、セグメント化された受信機の受信帯域幅(即ち8MHz)に制限される。送信信号の全チャネル帯域幅は、その受信帯域幅(即ちチューナ帯域幅)の定数倍に等しい。トレーニングシンボル中のパイロットキャリアの密度は、少なくともナイキスト基準が満たされるように調整される。例えば、n4kモードであれば、次のプリアンブルが提案される。
・8個の短縮トレーニングシンボル(パイロットキャリア間隔8)
・短縮トレーニングシンボルの繰返し率:512サンプル
・より広い送信チャネル帯域幅の中の等間隔のセグメントの1つに適合するウィンドウを受信チューナが選択した場合、トレーニングシーケンスの配置は完全かつ最適化された形となる。
・チューナにより送信チャネル帯域幅の中の任意のチューニング周波数が選択されたとしても、自己相関シーケンスの周期的な特性により、最適化された相関特性は維持される:受信機においては、取得されたプリアンブルシーケンスが周波数領域においてもとの位置から循環的にシフトされる。それにより、パイロット密度の条件が満たされている限り、基本的な自己相関特性は適合する。よって、擬似ノイズの振る舞い、低いPAPR特性及び最適化された自己相関特性は、どういったチューニング位置についても維持される。さらに、粗周波数オフセット計算(典型的には、周波数領域で行われる)もまた可能である。
レイヤ1シグナリングは、物理層に特有の全ての関連するパラメータに関する情報を提供する。
・n4kのn:4nk提案システムの8MHzの定数倍としての全帯域幅を定義
n=1: 8 MHz
n=2: 16 MHz
n=3: 24 MHz
n=4: 32 MHz
……
・n4kのn(現在値):完全なn4kチャネルの中での復号されたレイヤ1シグナリングブロックの位置を示す
0000 予約値
0001 0… 8 MHz (n=1)
0010 8…16 MHz (n=2)
0011 16…24 MHz (n=3)
0100 24…32 MHz (n=4)
・ガードインターバル長:全データシンボル及びレイヤ1シンボルについてのガードインターバルの長さを定義
00 GI=1/64
01 GI=1/128
10 GI=1/256
11 予約値
・スーパーフレーム長:1つのスーパーフレームを形作るフレーム数を表す
・フレーム番号:1つのスーパーフレーム内でフレームをカウントする(各スーパーフレームの先頭でリセットされる)
・データスライス数:全チャネル帯域幅の中の周波数スライスの数を定義
・n−セグメント番号:データスライスの最初のサブキャリアの位置を示す(即ちどの8MHzセグメントか)
・開始キャリア番号:データスライスの最初のキャリアを定義(関連する8MHzセグメントのフレームに対して相対的な番号である)
・データスライスの幅:データスライスに割当てられたサブキャリア数を定義
・データスライスのQAM変調方式:データスライスに使用されるQAM変調方式を示す
000 16−QAM
001 64−QAM
010 256−QAM
011 1024−QAM
100 4096−QAM
101 16384−QAM
110 65536−QAM
111 予約値
・LDPCブロックサイズ:LDPCブロックサイズを定義
0 16kブロックサイズ
1 64kブロックサイズ
・LDPC符号レート:データスライスにおいて選択されたLDPC符号レートを定義
000 2/3
001 3/4
010 4/5
011 5/6
100 8/9
101 9/10
110〜111 予約値
・時間インターリーバ可否:当該データスライスについて時間インターリーバが使用されるか否かを示す
・ノッチ数:当該データスライスに現れるノッチ数を定義
00 ノッチ無し
01 ノッチ数1
10 ノッチ数2
11 ノッチ数3
・開始ノッチ:データスライスの最初のキャリアを定義
・キャリア番号:関連する8MHzセグメントのフレームに対する相対的な番号
・ノッチ幅:ノッチに割当てられたキャリア数を定義
r)PSI/SI再処理:ヘッドエンドにてPSI/SI再処理を行うか否かを示す
0 PSI/SI再処理を行わない
1 PSI/SI再処理を行う
s)CRC32MIP:レイヤ1信号ブロックについての32ビットCRC符号
本項では、受信側でのプリアンブルの処理について簡単に説明する。
前項で説明したように、プリアンブルは、チューニング位置によらずフレームに関する全ての重要な機能(即ち、受信機の同期、チャネル評価及びレイヤ1復号)が可能となるように設計される。従って、図10に関連するデータスライス(あるいはデータパターン)は、どのような固定的なセグメント割当てにも従わなくてよく、適切なOFDMサブキャリア数が割当てられる。1つのデータスライスの幅に関する唯一の条件は、その幅が受信帯域幅(即ち、8MHzから2つ分のガードバンドをマイナスした7.6MHzなど)を超えないことである。各データスライスは、スーパーフレームの周波数スライスごとのデータビット(即ちデータキャリa)について一定の数を有する。データスライスごとのデータビット数は、例えば、スーパーフレームごとに変化してもよい。
地上波サービスとDVBケーブルシステムとは、しばしば同じ周波数範囲を共有する。そのため、両サービスの間の干渉が影響を受ける側のSNRを低下させる場合がある。例えば、ケーブルネットワークからの輻射は、地上波サービスの運用を阻害し得る。同様に、ケーブルサービスの送信品質は、地上波サービスの混信によるケーブル媒体上の追加的なノイズによる悪影響を受ける場合もある。図36は、異なる通信システムを互いの影響から保護するために、OFDMキャリアにノッチを使用する様子を示している。図36において、地上はサービスと同じ周波数範囲に割当てられたOFDMキャリアが、データ通信において使用されていない。なお、図36に示したような地上波サービスの一例としては、フライトセキュリティサービスなどが挙げられる。
ケーブルネットワークが逆方向チャネルを備えている場合には、提案するC2システムは、図37に示したように、双方向データサービスのためのダウンストリーム用の媒体として使用され得る。既存のDVB−Cシステムと同様、C2システムは、DOCSISダウンストリームデータトラフィックを完全なものとすることができる。アップストリームチャネルは、DOCSISに従った手法で供給されるが、それは本明細書の対象範囲ではない。図37に示した双方向サービスの例としては、あらゆるIPベースのサービス又はビデオオンデマンド(VoD)を含むあらゆるDOCSISベースのデータ通信が挙げられる。
・レイヤ1シグナリンク/OFDMトーンマップの複雑さ:各サブキャリア又はコヒーレント帯域幅スロットが別々に扱われるとすると、レイヤ1シグナリングデータ及びOFDMトーンマップデータ(即ちキャリアに特有のSNR条件を含む情報を含むフィードバックデータ)の全体の量は、相当量増大する。
・限られたSNRリップル:非常に低いエコー信号の振幅レベルのために、受信スペクトラムの関連する周波数スライス中における結果的なSNRの変化は、それほど大きくない(例えば、全周波数スロットのリップルは3dB以下である)。典型的には、データスライスの全体を同じFEC設定(即ちLDPC符号化)により符号化する一方で、異なるOFDMサブキャリアについて異なる変調方式を用いることにより、キャリアに特有のSNRの扱いが達成される。振幅のリップルの全く小さいレベルは、異なるコンスタレーション(例えば、近接する二乗コンスタレーション(neighbored square constellations)の間では大雑把に6dB)の間のむしろ高いSNRステップによる効率的な手法ではカバーし得ない。
・双方向サービスのデータスライスが全体として1つの変調方式及び符号化方式の設定を選択する場合には、それは、異なる放送ストリームがそれぞれ個々に特化した“modcod”の設定を使用することの可能な提案するC2アーキテクチャの全体に良好に適合する。送信機と受信機との間のSNR条件の追加的な交換にも関わらず、システムはデータスライシング及びレイヤ1シグナリングの全く同じ仕組みを使用する。
近接するチャネルからの影響を最小化するために、DVB−C2の送信スペクトラムは、適切なスペクトラムマスク基準を満たさなければならない。提案するC2システムは非常に高次のサブキャリアQAMコンスタレーションを伴うn4kOFDM変調方式を使用するため、チャネル境界におけるサイドローブのレベルは、物理層モード(AWGN環境におけるQEF(Quasi Error Free)受信のための最高のSNRを要求する)について求められるSNR値よりも低くなければならない。
・ウィンドウ形成(Windowing):シンボルの(時間領域での)境界において振幅をスムーズにゼロとする。時間領域でのウィンドウ形成は、結果としてのスペクトラムがサブキャリア周波数におけるインパルスのセットを伴うウィンドウ関数のスペクトラムのコンボリューション(畳み込み)となることを意味している。
・伝統的なフィルタリング技術(デジタル及び/又はアナログ)
送信側におけるPAPRの削減のための複雑さの小さい解決策もまた調査されるべきである。チャネル構築時のFFTの全体のサイズがより大きければ、OFDMシステムの確率的な波高因子(crest factor)はわずかに増加するものと予想される。例えば、送信側における32KのIFFTの使用は、OFDMシステムの確率的な波高因子を、8KのFFTを有する送信機の場合と比べて0.5dBよりも小さい程度増加させるものと予想される。
[4.1.スループットレート]
以下の表は、8MHz及び32MHzのチャネル帯域幅の提案するn4k C2システムの様々なスループットレートを一覧化したものである。また、現行のDVB−Cシステムにおける最大スループット(DVB−C 256QAM)も示されている。以下の値の計算には、次のシステムオーバヘッドが考慮に入れられている:
・ガードインターバル(1/64、1/128、1/256)
・LDPCコーデック
・BCHコーデック
・パイロットパターンのオーバヘッド
・フレーム化のためのオーバヘッド(323シンボルごとの3つのプリアンブル/シグナリングシンボル)
なお、OFDMスペクトラム形成における潜在的なウィンドウ形成のためのオーバヘッドは考慮されていない。
[4.1.1.1.ガードインターバル長=1/64]
[4.1.2.1.ガードインターバル長=1/64]
図45は、AWGNチャネル(ターゲットBER=1E−6)に関する変調及び符号化の様々な設定についての基本的な性能を示している。なお、現状ではOFDMに特有のオーバヘッド(GI、パイロット、ガードバンド及びフレーム形成)は含まれていない。但し、ガードインターバル長が最長の1/64、チャネルの全帯域幅が32MHz(うち3.7%はGI=1/128)の場合でもそのオーバヘッドは全体で5.5%以下であると予想される。
[5.1.一般的要件]
(要件1)
ケーブルネットワークについての最新技術としてのケーブルチャネルの使用を最適化することを目指す技術でなければならない。ここには、柔軟性及びロバスト性の向上、並びにペイロードデータ容量の最大化が含まれる。
(提案システムの特徴)
サブキャリアごとの4KのQAMまでのOFDM変調、32MHzチャネル、LDPCコーデック、及び他の多くの特徴を備える。
DVB−C2は、DVB−S2及び/又はDVB−T2との整合性を第一に目指す必要はないが、コンテンツデリバリ市場における競争力を有するためのそれらの差別化可能な特徴を完全に備えることを目指すべきである。従って、逆方向チャネルの利用可能性を最大限に活かしたダウンストリーム送信技術を評価すべきである。但し、DVB−C2の仕様は、逆方向チャネルの利用可能性に依存すべきでない。
(提案システムの特徴)
双方向サービスのための適応的な変調方式を備える。
CATVネットワークの異なる性能レベルを考慮し、コンシューマ向けからビジネス向けにわたるアプリケーションに対応するためのシステムパラメータのツールキットが提供されるべきである。
(提案システムの特徴)
多様なシステムパラメータがネットワーク性能の最適化のために提供される。
同じチャネルに多重化されるサービスであっても、ケーブルネットワーク上のサービスプロバイダがサービス品質の個々の目標を定めることのできる仕様であるべきである。
(提案システムの特徴)
部分的に充足:シグナリングの複雑さを制限するために、1つの多重化の範囲内で個々のサービスに特有の保護を行うことはサポートしていない。
可能であれば、既存の適切な技術を採用すべきである。
(提案システムの特徴)
多くの機能ブロックが、DVB−S2及びDVB−T2から再利用されている。
予想されるケーブルネットワークの特性を十分に考慮すべきである(例えば、適用可能である限りにおいて、ビル又は家庭用の光ファイバなど)。
(提案システムの特徴)
より高品質なHFCネットワークにおけるより高速なデータレートに対しては、4kのQAM変調方式が使用される。
新たな技術仕様は、伝送のための機能に関するものを対象とすべきである。但し、受信機又はヘッドエンド機器などの様々な装置についてのコストの意味合いを考慮に入れるべきである。
(提案システムの特徴)
設計の複雑さ、メモリ要件などが本提案において考慮されている。
DVB−C標準は修正されるべきでなく、他の仕様(例えばSIなど)にいかなる変更も求めてはならず、また既存のいかなる特徴をも無効化されるべきではない。
(提案システムの特徴)
既存の標準/仕様は何らの修正も求められない。
典型的なケーブルシステムの周波数帯の中では、送信周波数に依存しない仕様でなければならない。
(提案システムの特徴)
制約はない。
DVBファミリーとしてのアプローチ:DVB−C2は、適切である限りインタフェース、符号化及び変調に関して既存の解決手段を再利用すべきである。
(提案システムの特徴)
DVB−T2/S2の解決手段が可能な限り再利用されている。
(要件11)
DVB−C2は、アナログとデジタルの混合から完全デジタルネットワークへの移行を効率的にサポートすることができ、及びどちらのネットワークにおいても最大の性能/スループットを提供できるものであるべきである。
(提案システムの特徴)
他のチャネルへの干渉を最小化するために、ピーク対平均電力比の削減が採用されている。
DVB−C2は、既存のケーブルプラント及び家庭内ネットワークにおいて、256−QAM(DVB−C)と比較して少なくとも30%を超えるスループットの向上を達成すべきである。
(提案システムの特徴)
1024QAM及びより高次の変調方式が使用される。
DVB−C2は、統計的多重化法による最大限の利益を引き出すことが可能なものであるべきである。例えば、現行の固定的なチャネルラスタについての制限は解除され得る。
(提案システムの特徴)
チャネル帯域幅は、8〜32MHzの範囲内の8MHzの倍数として柔軟に変更できる。
ケーブルネットワークは、グローバルレベル(例えば米国、アジア及び欧州)(家庭内ネットワークを含む)でモデル化されてその特徴を発揮するものであるべきである。また、最適な変調/FEC方式が現実のケーブルチャネルモデルを考慮に入れて選択されるべきである:
・アナログPAL/SECAM/NTSCによるTVチャネルの採用
・様々なデジタル信号(DVB、DOCSIS、Davicなど)、及び関連する信号のアナログ信号に対するバックオフ比率の採用
・様々なノイズ(白色、バースト、インパルスなど)、非線形性、及び既存の又は未来のネットワークに現れる他の干渉要因
(提案システムの特徴)
システムアーキテクチャは、ケーブルに特有の障害を克服するための指標を提供する。また、世界で使用されている8MHz及び6MHzの両方の周波数がサポートされ得る。また、適切な変調及び符号化レートが、様々なチャネル要件に基づいて選択され得る。
システムのエラー性能は、運用される可能性のある全ての形態のサービスについて適したものであるべきである。
(提案システムの特徴)
TS又はGSレベルにおける様々な保護レベルが可能である。
DVB−C2は、EUのエネルギー消費に関する行動規範(Code of Conduct on Energy Consumption)に従った受信機における消費電力の最大限の低減を可能とするために、低電力モードをサポート可能なものであるべきである。
(提案システムの特徴)
セグメント化受信は、複雑性を低減する。
シームレスな再送信(例えばDVB−S2からDVB−C2へ、又はDVB−T2からDVBC2へ)が完全にサポートされるべきである。
(提案システムの特徴)
DVB−S2/T2からC2へのトランスコーディングがサポートされる。
DVB−C2標準は、トランスポートストリーム、IPパケット及び変調入力と復調出力との間の他の関連するプロトコルに対し、完全に透過的なリンクを提供すべきである。
(提案システムの特徴)
様々な入力フォーマットに対する柔軟なマッピングがサポートされる。
ザッピング時間(受信機の1つのサービスから他のサービスへのチューニングに要する時間)は、(DVB−Cを用いた現在のデジタルTVサービスでのユーザ体験との関係において)DVB−C2の導入により大きく増加するべきでない。また、RFチャネルの変更に関し、DVB−C2フロントエンドは、準エラーフリーな信号を300ms以内に送信すべきである。
(提案システムの特徴)
C2のOFDMフレーム長の最適化により充足される。
(要件20)
DVB−C2は、DVB−Cに対し下位互換性を有しなくてもよい(DVB−C受信機がDVB−C2信号を処理できるという意味において)。DVB−C2受信機がDVB−C機能群を有するという機能性は、技術使用におけるオプションとしての要件として解決されるべきである。
・DVB−Cの機能をDVB−C2用の機器に含めることが産業界における要件であれば、チップセットの製造者は適合した解決策を提供することができる。
・長期的に運用されるネットワークはDVB−C2に完全に移行され、そのようなチップセットも生産され得る。
(提案システムの特徴)
既存のDVB−Cシステムにおいて使用される場合は、受信機のチューナ帯域幅は8MHzのままである。それにより、DVB−C及びDVB−C2の復調器を同じ受信機の中で共存させることができる。
DVB−C2での伝送のために、既存のDVB−C受信機にはいかなる変更も要求されない。これは、同じケーブルネットワークアーキテクチャと同じケーブルチャネル特性の継続的な使用を前提とする。
(提案システムの特徴)
要求は充足されている。
セルフインストールを可能とするために、DVB−C2標準は、同軸ケーブルシステムを用いた家庭内ネットワークの典型的な特性に可能な限り影響されないものであるべきである。
(提案システムの特徴)
本提案では、家庭内ケーブルネットワークにおける理想的でない環境の影響を軽減するための様々な符号化とインターリーブ処理のオプションがサポートされる。
(要件23)
DOCSISシステムの欧州での技術オプション(EuroDOCSIS)のために現在DVB−Cを用いているDOCSISシステムのための代替的なダウンストリームの符号化及び変調方式として、本提案仕様は利用可能であるべきである。
(提案システムの特徴)
要求は充足されている。
DVB−C2は、IPデータの伝送効率を向上させる技術を含むべきである。
(提案システムの特徴)
要求は充足されている。
DVB−C2は、変調用機器のためのEdgeQAMの手法にDVB−C2をコスト効率よく統合させることを可能にするべきである。
(提案システムの特徴)
要求は充足されている。
本提案仕様は、双方向サービスの要件を充足させるために、低遅延モードを提供すべきである。
(提案システムの特徴)
低遅延を要求するサービスについては、時間インターリーバをスイッチオフすることができる。
2 選択部分
3 受信装置
4 チューナ
5 処理手段
54 送信装置
55 パイロットマッピング手段
56 エラー訂正符号化手段
57 信号マッピング手段
58 データマッピング手段
59 フレーム形成手段
60 変換手段
61 送信手段
62 送信インタフェース
63 受信装置
64 受信インタフェース
65 受信手段
66 再配置手段
67 相関手段
68 変換手段
69 チャネル評価手段
70 デマッピング手段
71 再構築手段
72 デマッピング手段
73 評価手段
Claims (24)
- フレーム構造に基づいてマルチキャリアシステムにおいて信号を送信するための送信装置であって、
各フレームは、周波数方向に互いに近接する少なくとも2つの信号パターンと、少なくとも2つのデータパターンとを含み、
前記送信装置は、
フレーム内のそれぞれ同じ長さを有する前記少なくとも2つの信号パターンのそれぞれの周波数キャリア上に信号データをマッピングする信号マッピング手段と;
フレーム内の前記少なくとも2つのデータパターンの周波数キャリア上にデータをマッピングするデータマッピング手段と;
時間領域の送信信号を生成するために、前記信号パターンと前記データパターンとを周波数領域から時間領域へ変換する変換手段と;
前記時間領域の送信信号を送信する送信手段と;
を備える送信装置。 - 各フレームは、時間領域において前記少なくとも2つの信号パターンに後続する少なくとも2つの追加信号パターンであって、それぞれ先行する前記少なくとも2つの信号パターンのうちの対応する信号パターンと同じ長さを有する追加信号パターンを含む、請求項1に記載の送信装置。
- 各フレームは、少なくとも2つのトレーニングパターンを含み、
前記送信装置は、フレーム内の各トレーニングパターンの周波数キャリア上にパイロット信号をマッピングするパイロットマッピング手段、を備え、
前記信号パターンは、周波数方向において前記トレーニングパターンと同等の位置に配置される、
請求項1又は請求項2のいずれかに記載の送信装置 - 各トレーニングパターンは同じ長さを有する、請求項3に記載の送信装置。
- 各フレームの各信号パターンは、当該フレーム内でのそれぞれの信号パターンの位置データを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の送信装置。
- 各フレームの信号パターンは、当該フレーム内に含まれるデータパターンの数を示す信号データを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の送信装置。
- 前記信号パターン内の前記信号データの構造は、各フレームの周波数方向でのデータパターン数の最大値を保持する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の送信装置。
- 各フレームの信号パターンは、当該フレーム内に含まれる各データパターンについての個別の信号データを含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の送信装置。
- フレーム構造に基づいてマルチキャリアシステムにおいて信号を送信するための送信方法であって、
各フレームは、周波数方向に互いに近接する少なくとも2つの信号パターンと、少なくとも2つのデータパターンとを含み、
前記送信方法は、
フレーム内のそれぞれ同じ長さを有する前記少なくとも2つの信号パターンのそれぞれの周波数キャリア上に信号データをマッピングするステップと;
フレーム内の前記少なくとも2つのデータパターンの周波数キャリア上にデータをマッピングするステップと;
時間領域の送信信号を生成するために、前記信号パターンと前記データパターンとを周波数領域から時間領域へ変換するステップと;
前記時間領域の送信信号を送信するステップと;
を含む送信方法。 - マルチキャリアシステムのためのフレームパターンであって、
周波数方向に互いに近接する少なくとも2つの信号パターンと、少なくとも2つのデータパターンとを含み、
前記少なくとも2つの信号パターンのそれぞれの周波数キャリア上には、フレーム内で信号データがマッピングされ、
前記少なくとも2つの信号パターンは、それぞれ同じ長さを有し、
前記少なくとも2つのデータパターンの周波数キャリア上には、フレーム内でデータがマッピングされる、
フレームパターン。 - フレーム構造に基づいてマルチキャリアシステムにおいて送信帯域幅内で送信された信号を受信するための受信装置であって、
各フレームは、周波数キャリア上にそれぞれ信号データがマッピングされた周波数方向に互いに近接する少なくとも2つの信号パターンと、周波数キャリア上にデータがマッピングされた少なくとも2つのデータパターンとを含み、
前記少なくとも2つの信号パターンは、それぞれ同じ長さを有し、
前記受信装置は、
前記送信帯域幅のうちの選択部分にチューニングされ当該部分を受信する受信手段と;
前記少なくとも2つのデータパターンを受信することを可能とするために、受信された信号パターンに含まれる信号データを評価する評価手段と;
を備え、
前記送信帯域幅のうち前記選択部分は、前記信号パターンのうちの1つに相当する長さを少なくとも有し、及び受信すべき少なくとも1つのデータパターンをその範囲に含む、
受信装置。 - 前記送信帯域幅のうち受信された前記選択部分から元の信号パターンを再構築する再構築手段、をさらに備える、請求項11に記載の受信装置。
- 前記再構築手段は、前記送信帯域幅のうち前記受信手段がチューニングされた前記選択部分が信号パターン構造に適合しない場合に、受信された信号パターン内の信号をもとの信号パターンの通りに再配置する、請求項12に記載の受信装置。
- 各フレームは、時間領域において前記少なくとも2つの信号パターンに後続する少なくとも2つの追加信号パターンであって、それぞれ先行する前記少なくとも2つの信号パターンのうちの対応する信号パターンと同じ長さを有する追加信号パターンを含み、
前記再構築手段は、時間方向においてそれぞれ後続する受信された2以上の信号パターンをもとの信号パターンに再配置する、請求項12に記載の受信装置。 - 前記信号パターンにおける信号データは、エラー訂正符号を含み、
前記再構築手段は、もとの信号パターンを再構築するために、前記受信された信号パターンの信号についてエラー訂正復号を行う、
請求項11〜14のいずれか1項に記載の受信装置。 - 各フレームの信号パターンは、当該フレーム内でのそれぞれの信号パターンの位置データを伴う信号データを含み、
前記評価手段は、前記位置データを抽出する、
請求項11〜15のいずれか1項に記載の受信装置。 - 各フレームの信号パターンは、当該フレーム内に含まれるデータパターンの数を伴う信号データを含み、
前記評価手段は、前記データパターンの数を伴う前記信号データを受信された信号パターンから抽出する、
請求項11〜16のいずれか1項に記載の受信装置。 - 各フレームの信号パターンは、当該フレーム内に含まれる各データパターンについての個別の信号データを含み、
前記評価手段は、各データパターンについての前記個別の信号データを受信された信号パターンから抽出する、
請求項11〜17のいずれか1項に記載の受信装置。 - 前記受信手段は、受信すべき前記送信帯域幅のうち選択部分の信号パターンの最適な受信が可能となるように、前記送信帯域幅のうち選択部分にチューニングされて当該部分を受信する、請求項11〜18のいずれか1項に記載の受信装置。
- 前記受信手段は、受信すべき前記送信帯域幅のうち選択部分との関係において前記受信すべき少なくとも1つのデータパターンが中央に位置するように、前記送信帯域幅のうち選択部分にチューニングされて当該部分を受信する、請求項11〜19のいずれか1項に記載の受信装置。
- 前記受信手段は、以前のフレームの信号パターンにおいて受信された信号データに基づいて、前記送信帯域幅のうち選択部分にチューニングされて当該部分を受信する、請求項11〜20のいずれか1項に記載の受信装置。
- フレーム構造に基づいてマルチキャリアシステムにおいて送信帯域幅内で送信された信号を受信するための受信方法であって、
各フレームは、周波数キャリア上にそれぞれ信号データがマッピングされた周波数方向に互いに近接する少なくとも2つの信号パターンと、周波数キャリア上にデータがマッピングされた少なくとも2つのデータパターンとを含み、
前記少なくとも2つの信号パターンは、それぞれ同じ長さを有し、
前記受信方法は、
前記送信帯域幅のうち選択部分を受信するステップと;
前記少なくとも2つのデータパターンを受信することを可能とするために、受信された信号パターンに含まれる信号データを評価するステップと;
を備え、
前記送信帯域幅のうち前記選択部分は、前記信号パターンのうちの1つに相当する長さを少なくとも有し、及び受信すべき少なくとも1つのデータパターンをその範囲に含む、
受信方法。 - 信号を送受信するためのシステムであって、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の送信装置と、
前記送信装置からの前記時間領域の送信信号を受信する請求項11〜21のいずれか1項に記載の受信装置と、
を含むシステム。 - フレーム構造に基づいてマルチキャリアシステムにおいて信号を送信するための送信方法を含む、信号を送受信するための方法であって、
各フレームは、周波数方向に互いに近接する少なくとも2つの信号パターンと、少なくとも2つのデータパターンとを含み、
前記信号を送受信するための方法は、
フレーム内のそれぞれ同じ長さを有する前記少なくとも2つの信号パターンのそれぞれの周波数キャリア上に信号データをマッピングするステップと;
フレーム内の前記少なくとも2つのデータパターンの周波数キャリア上にデータをマッピングするステップと;
時間領域の送信信号を生成するために、前記信号パターンと前記データパターンとを周波数領域から時間領域へ変換するステップと;
前記時間領域の送信信号を送信するステップと;
前記時間領域の送信信号を受信するための請求項22に記載の受信方法における各ステップと、
を含む、信号を送受信するための方法。
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