JP2009524335A - 非圧縮ａｖデータを送受信する装置および方法 - Google Patents

非圧縮ａｖデータを送受信する装置および方法 Download PDF

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Abstract

本発明は非圧縮ＡＶデータを送受信する装置および方法に関するものであって、無線ネットワーク上で非圧縮ＡＶデータを送受信することにおいて、データに含まれたビットまたはビットグループの重要度に応じて符号化率を異なるように適用する非圧縮ＡＶデータを送受信する装置および方法に関するものである。
本発明の実施形態による非圧縮ＡＶデータを送信する装置は非圧縮ＡＶデータに含まれた各画素のビットを重要度に応じて少なくとも二つ以上のグループに分類するグループ化部と、前記それぞれのグループに互いに異なる符号化率を適用して、誤り訂正符号化を実行する符号化部および前記誤り訂正符号化が適用された前記画素を含む符号化された非圧縮ＡＶデータを、所定通信チャネルを通して、送信するＲＦ処理部とを含む。

Description

本発明は非圧縮ＡＶデータを送受信する装置および方法に関するものであって、より詳細には無線ネットワーク上で非圧縮ＡＶデータを送受信するにおいて、データに含まれたビットまたはビットグループの重要度に応じて符号化率を異なるように適用する非圧縮ＡＶデータを送受信する装置および方法に関するものである。
ネットワークが無線化されており、大容量のマルチメディアデータ伝送の要求の増大によって無線ネットワーク環境での効果的な伝送法に対する研究が要求されている。さらに、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｋ）映像、ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）映像など高品質ビデオを多様なフォームデバイスの間において無線で伝送する必要性が高まる傾向にある。
現在ＩＥＥＥ ８０２．１５．３ｃのあるタスクグループ（ｔａｓｋ ｇｒｏｕｐ）では無線フォームネットワークで大容量のデータを伝送するための技術標準が推進されている。いわゆる、ｍｍＷａｖｅ（Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ Ｗａｖｅ）と呼ばれるこの標準は、大容量のデータ伝送のために物理的な波長の長さがミリメートルである電波（すなわち、３０ＧＨｚないし３００ＧＨｚの周波数を有する電波）を利用する。従来にはこのような周波数帯は無許可バンド（ｕｎｌｉｃｅｎｓｅｄ ｂａｎｄ）として通信事業者用や電波天文用、または車両衝突防止などの用途で制限的に使われてきた。
図１はＩＥＥＥ ８０２．１１系列の標準とｍｍＷａｖｅとの間に周波数帯域を比較する図である。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ ８０２．１１ｇは、搬送波周波数が２．４ＧＨｚであり、チャネル帯域幅は２０ＭＨｚ程度である。また、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａやＩＥＥＥ ８０２．１１ｎは搬送波周波数が５ＧＨｚであり、チャネル帯域幅は同様に２０ＭＨｚ程度である。これに反して、ｍｍＷａｖｅは６０ＧＨｚの搬送波周波術を使用し、概ね０．５ないし２．５ＧＨｚのチャネル帯域幅を有する。したがって、ｍｍＷａｖｅは既存のＩＥＥＥ ８０２．１１系列の標準に比べてはるかに大きい搬送波周波数およびチャネル帯域幅を有することが分かる。このように、ミリメートル単位の波長を有する高周波信号（ミリメートルウェーブ）を利用すれば、数ギガバイト（Ｇｂｐｓ）単位の非常に高い伝送率を示すことができ、アンテナサイズを１．５ｍｍ以下にすることものできるため、アンテナを含む単一チップを具現することができる。また、空気中の減弱比（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ）が非常に高いので機器間の干渉を減少させることができる長所もある。
特に、最近ではミリメートルウェーブが有する高帯域幅を利用して無線機器間に非圧縮オーディオまたはビデオデータ（以下、非圧縮ＡＶデータという）を伝送するための研究が成されている。圧縮ＡＶデータはモーション補償、ＤＣＴ変換、量子化、可変の長さ符号化などの過程を通じて、人間の視覚、聴覚にそれほど敏感ではない部分を除去する方式で損失圧縮される。反面、非圧縮ＡＶデータは画素成分を示すデジタル値（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分）をそのまま含む。
したがって、圧縮ＡＶデータに含まれるビットは重要度に対する優劣がないが、非圧縮ＡＶデータに含まれるビットは優劣が存在する。例えば、図２に示す通り、８ビット映像の場合、一つの画素成分は８個のビットで表現されるが、そのうち最も高い次数を表現するビットが最上位レベルのビット（Ｍｏｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ；ＭＳＢ）であり、最も低い次数を表現するビットが最下位のビット（Ｌｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ；ＬＳＢ）である。すなわち、８ビットで構成された１バイトデータのうちそれぞれのビットは映像信号や音声信号を復元するのに占める重要度が互いに異なる。
伝送中の重要度が高いビットで誤りが生じると、そうではないビットで誤りが生じた時より簡単に誤りを感知することができる。したがって、重要度が高いビットデータは、重要度が低いビットデータに比べて、無線伝送時誤りが生じないように保護しなければならない必要性が大きくなる。しかし、ＩＥＥＥ ８０２．１１系列の従来伝送方式のように伝送されるすべてのビットに対して同一な符号化率を有する誤り訂正方式を使用している。
図３は、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ規格の物理層伝送フレーム（ＰＨＹ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ；ＰＰＤＵ）の構造を示す図である。ＰＰＤＵ３０は、プリエムブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）と、シグナルフィールド、およびデータフィールドで構成される。前記プリエムブルは、ＰＨＹ階層の同期化およびチャネル推定のための信号であって複数の短い訓練信号（ｔｒａｉｎｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ）と長い訓練信号で形成されている。シグナルフィールド（ｓｉｇｎａｌ ｆｉｅｌｄ）は、伝送率を示すＲＡＴＥフィールド、ＰＰＤＵ（ＰＨＹ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）の長さを示すＬＥＮＧＴＨフィールドなどを含む。通常シグナルフィールドは、一つのシンボル（ｓｙｍｂｏｌ）によって符号化される。データフィールドはＰＳＤＵ、テールビットおよびパッドビットで形成されているが、実際に伝送しようとするデータはＰＳＤＵ部分に含まれる。
ＰＳＤＵに記録されるデータはコンボリューションエンコーダ（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｅｎｃｏｄｅｒ）で符号化されたコードで形成されているが、圧縮ＡＶデータのようなデータを構成するビットは重要度の面で互いに差異がなく、同一な誤り訂正符号化を通して符号化されるので各ビットに対して同一な誤り訂正の能力が適用される。
このような従来の方法は一般的なデータ伝送時には効果的であるといえる。しかし、伝送しようとするデータの各部分で重要度の差異が生じれば、さらに重要な部分に対してはより優秀な誤り訂正符号化を実行して誤り発生の可能性を減らさなければならない。
誤りの発生を抑制するために送信側では誤り訂正符号化段階を実行する。このように誤り訂正符号化されたデータは伝送中に誤りが生じても訂正可能な範囲内の誤りに対しては復元が可能である。このような誤り訂正符号化技法は多様に存在し、各誤り訂正符号化アルゴリズムにしたがって異なる誤り訂正能力を有しており、同じ誤り訂正符号化アルゴリズムであってもいかな符号化率を使用するかによって異なる性能を示す。
一般的に符号化率が高いほどデータ伝送効率は高まるが誤りの訂正能力は低くなる傾向があり、符号化率が低くなるほどデータ伝送効率は低くなるが誤りの訂正能力は高まる傾向がある。しかし、前述した通り、非圧縮ＡＶデータは圧縮ＡＶデータとは異なりデータを構成するそれぞれのビットごとに重要度が相異なるので、より重要度が高い上位レベルのビットの伝送において誤りが生じないように保護する必要がある。
通常、無線伝送時、データの安定的伝送を保障する方法には誤り訂正符号化を用いてデータを復元する方法と、一旦誤りが生じたデータを送信側から受信側に再伝送する方法がある。特に、本発明では非圧縮ＡＶデータ伝送において前記データを構成するビットの重要度に応じて差等的な誤り訂正符号化を適用する技法に関するものである。
本発明は無線ネットワーク上で非圧縮ＡＶデータを送受信することにおいて、データに含まれたビットまたはビットグループの重要度に応じて符号化率を異なるように適用することにその目的がある。
本発明の目的は以上で言及した目的に制限されず、言及されていないまた他の目的は以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
前記目的を達成するためになされた本発明の実施形態による非圧縮ＡＶデータを送信する装置は、非圧縮ＡＶデータに含まれた各画素のビットを重要度に応じて少なくとも二つ以上のグループに分類するグループ化部と、前記それぞれのグループに互いに異なる符号化率を適用して、誤り訂正符号化を実行する符号化部、および前記誤り訂正符号化が適用された前記画素を含む符号化された非圧縮ＡＶデータを、所定通信チャネルを通して送信するＲＦ処理部と、を含む。
本発明の実施形態による非圧縮ＡＶデータを受信する装置は、重要度に応じて少なくとも二つ以上のグループに分類されて、互いに異なる符号化率が適用されたビットを含む画素で構成された非圧縮ＡＶデータを、所定通信チャネルを通して受信するＲＦ処理部と、前記符号化率に応じて前記グループそれぞれに対する互いに異なる誤り訂正復号化を実行する復号化部、および前記誤り訂正復号化が実行されたグループを組み合わせて復号化された非圧縮ＡＶデータを生成するビット組み合わせ部と、を含む。
本発明の実施形態による非圧縮ＡＶデータを送信する方法は、非圧縮ＡＶデータに含まれた各画素のビットを重要度に応じて少なくとも二つ以上のグループに分類する段階と、前記それぞれのグループに互いに異なる符号化率を適用して誤り訂正符号化を実行する段階、および前記誤り訂正符号化が適用された前記画素を含む符号化された非圧縮ＡＶデータを、所定通信チャネルを通して送信する段階と、を含む。
本発明の実施形態による非圧縮ＡＶデータを受信する方法は、重要度に応じて少なくとも二つ以上のグループに分類されて互いに異なる符号化率が適用されたビットを含む画素で構成された非圧縮ＡＶデータを、所定通信チャネルを通して受信する段階と、前記符号化率に応じて前記グループそれぞれに対する互いに異なる誤り訂正復号化を実行する段階、および前記誤り訂正復号化が実行されたグループを組み合わせて復号化された非圧縮ＡＶデータを生成する段階と、を含む。
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明および図に含まれている。
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付する図面と共に後述する実施形態を参照することにより明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されず、相異なる多様な形態によっても達成可能である。したがって本発明の開示を十全たるものとし、当業者に本発明の範囲を認識させるために提供するものである。すなわち、本発明の範囲はあくまで、請求項に記載された発明によってのみ規定される。なお、明細書全体において同一参照符号は同一構成要素を指称する。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
図４は、従来技術による誤り訂正符号化技法を、図５は、本発明の実施形態による誤り訂正符号化技法をそれぞれ示す図である。
圧縮ＡＶデータ（ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ＡＶ ｄａｔａ）は量子化、エントロピ符号化など圧縮率を向上させるための過程を経て生成されるので、そのデータに含まれた各画素を構成するビットにおいて優劣または重要度の異はない。したがって、図４に示す通り、従来の圧縮ＡＶデータは通常固定された一つの符号化率による誤り訂正符号化を経る。たとえ、従来の圧縮ＡＶデータに対し可変符号化率を有する誤り訂正符号化が適用されるとしてもこれはあくまでも通信環境などの外部条件によるものであり、各データビットの重要度によるものではない。
しかし、非圧縮ＡＶデータは図２で前述した通り、それぞれのビットレベルに応じてその重要度が相異なる。したがって、図５に示す通り、画素に含まれた複数のビットをビットレベルに応じて互いに異なる符号化率を適用して誤り訂正符号化を実行するのが好ましい。
一方、すべてのビットに互いに異なる誤り訂正符号化を実行する場合、送信装置および受信装置の演算量が増加しうるため、複数のビットレベルをいくつかのグループに分類し、分類されたグループにそれぞれ互いに異なる符号化率で誤り訂正符号化を実行することもできる。ここで、符号化率は相対的に重要度が高いグループに属するビットにより低い符号化率が適用される。本発明は、このようにデータの重要度に応じて互いに異なる符号化率を適用することで非圧縮ＡＶデータの伝送効率を向上させるものである。
添付されたブロック図の各ブロックとフローチャートの各段階の組み合わせはコンピュータプログラムインストラクションによって実行できることを理解できるである。これらコンピュータプログラムインストラクションは凡庸コンピュータ、特殊用コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサに搭載されることができるため、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサによって実行されるそのインストラクションがブロック図の各ブロックまたはフローチャートの各段階で説明された機能を実行する手段を生成するようになる。これらコンピュータプログラム インストラクションは特定方式で機能を具現するためにコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備を指向できるコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリに保存することも可能であるため、そのコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリに保存されたインストラクションはブロック図の各ブロックまたはフローチャートの各段階で説明した機能を実行するインストラクション手段を内包する製造品目を生産することも可能である。コンピュータプログラムインストラクションはコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備上に搭載されることも可能であるので、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備上で一連の動作段階が実行されて、コンピュータで実行されるプロセスを生成し、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備を実行するインストラクションはブロック図の各ブロックおよびフローチャートの各段階で説明した機能を実行するための段階を提供することも可能である。
また、各ブロックまたは各段階は特定された論理的機能を実行するための一つ以上の実行可能なインストラクションを含むモジュール、セグメントまたはコードの一部を示し得る。また、いくつかの代替実行形態ではブロックまたは段階で言及された機能が順序から外れ生ずることも可能であることに注目しなければならない。
例えば、相次いで示す二つのブロックまたは段階は事実、実質的に同時に実行されることも可能であり、またはそのブロックまたは段階が時々該当する機能に応じて逆順に実行されることも可能である。
図６は、本発明の実施形態による非圧縮ＡＶデータを送信する送信装置６００の構成を示すブロック図であって、送信装置６００は保存部６１０、ビット分離部６２０、チャネルコーディング部６３０、変調部６４０、Ｄ／Ａコンバーター６５０、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）処理部６６０、システムクロック生成部６７０および周波数生成部６８０を含み構成される。
保存部６１０は、非圧縮ＡＶデータを保存する。ここで、ＡＶデータがビデオデータである場合、各画素に対する副画素値が保存される。副画素値は使用される色空間（例、ＲＧＢ色空間、ＹＣｂＣｒ色空間など）によって多様な値で保存できるが、本発明で各画素はＲＧＢ色空間によってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）三つの副画素で形成されるものとして説明する。もちろん、ビデオデータがグレー映像である場合には、副画素成分は一つだけ存在するため、一つの副画素がそのまま画素を形成することができ、二つまたは四つの副画素成分が一つの画素を形成することもできるのはもちろんである。
ビット分離部６２０は、保存部６１０で提供された副画素値（二進値）を高い次数（レベル）のビットから低い次数（レベル）のビットまでに分離する。例えば、８ビットビデオの場合、次数が２７から２０まで存在するため、総８個のビットに分離することができる。このようなビット分離過程はそれぞれの副画素に対して独立的に実行される。
また、ビットを分離することにおいて、ビット分離部６２０は入力されるＲ、Ｇ、Ｂデータを適当なグループで分類した後、これらグループを複数の周波数チャネルに均一に配置することができる。例えば、３個の周波数チャネル（第１チャネル、第２チャネル、第３チャネル）が支援される場合、第１チャネルにはＲデータだけを配置して、第２チャネルにはＧデータだけを配置し、第３チャネルにはＢデータだけを配置するとする時、仮に第１チャネルに問題が生ずる場合、受信装置によって表示されるビデオは赤い色を正しく表現できなくなりうる。したがって、ビット分離部６２０はそれぞれの周波数チャネルに配置されるＲ、Ｇ、Ｂデータの数が均一に配置されるようにするところであり、これに伴い、複数の周波数チャネルのうち一つの周波数チャネルに問題が生じても受信装置によって表示されるビデオは全体的に均一な色相を維持することができる。
チャネルコーディング部６３０は、ビット分離部６２０によって分離されたビットに対して周波数チャネル別にその重要度に応じて適合した符号化率で誤り訂正符号化を実行してペイロードを生成する。これのために、チャネルコーディング部６３０は周波数チャネル別に複数のチャネルコーディング部６３０を具備することもできる。
チャネルコーディング部６３０によって、実行される誤り訂正符号化には大きくブロック符号化、コンボリューション符号化などがあるが、ブロック符号化（例、リード−ソロモン符号化）はデータを一定のブロック単位で符号化を実行することであり、コンボリューション符号化は一定の長さのメモリを利用して以前データと現在データを比較して符号化を実行する技術である。根本的にブロック符号化はバースト誤り（ｂｕｒｓｔ ｅｒｒｏｒ）に強くて、コンボリューション符号化は確率的誤差｛かくりつてき ごさ｝（ｒａｎｄｏｍ ｅｒｒｏｒ）に強いと知られている。
一般的に、誤り訂正符号化は入力されるｋビットに対してｎビットのコードワード（ｃｏｄｅｗｏｒｄ）に変換する過程で行われる。この時、符号化率は『ｋ／ｎ』で表示される。符号化率が低くなるほど入力ビットに比べて大きいビットのコードワードで符号化されるので、誤り訂正の効率がより大きくなるのである。チャネルコーディング部６３０に対する詳しい説明は図７を参照して後述する。
変調部６４０は、誤り訂正符号化されたデータに対して変調を実行する。この時、変調部６４０はＯＦＤＭ変調を実行することができるが、以下ではＯＦＤＭ変調する場合に対して説明する。ＯＦＤＭ変調作業において、入力されるデータは並列化されたＮ個のＭ配列（Ｍ−ａｒｒａｙ）データシンボルに分類され、分類されたデータシンボルはそれぞれ対応される副搬送波を通じて変調する。副搬送波を通じて変調された結果は、集まって一つのＯＦＤＭシンボルを構成する。この時、副搬送波は相互直交性が維持される。
Ｄ／Ａコンバーター６５０は、変調部６４０によって変調されたデジタルデータをアナログデータに変換させて、ＲＦ処理部６６０は、Ｄ／Ａコンバーター６５０から伝達されるアナログデータを所定のＲＦ信号で処理（ＲＦ ｕｐ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）して無線媒体に伝送する。すなわち、ＲＦ処理部６６０は誤り訂正符号化が適用された画素を含む符号化された非圧縮ＡＶデータを送信するところであるが、ＲＦ処理部６６０が利用する通信チャネルは６０ＧＨｚ帯域の通信チャネルを含む。
一方、図６は複数のチャネルコーディング部６３０、複数の変調部６４０および複数のＤ／Ａコンバーター６５０で構成された送信装置６００を示すが、別途の多重化部（未図示）を挿入することによって一つのチャネルコーディング部６３０、一つの変調部６４０および一つのＤ／Ａコンバーター６５０だけで構成された送信装置６００が提供されることもある。
システムクロック生成部６７０は、送信装置６００のシステムクロック（ｓｙｓｔｅｍ ｃｌｏｃｋ）を発生させるが、チャネルコーディング部６３０は発生されたシステムクロックによって作業を実行する。そして、周波数生成部６８０は、チャネルコーディング部６３０および変調部６４０によって利用される周波数を発生させる役割をする。これに伴い、チャネルコーディング部６３０は同一なシステムクロックによって周波数チャネル別の誤り訂正符号化を実行することができ、変調部６４０は周波数生成部６８０によって発生された周波数を搬送波にして変調を実行できるようになる。
システムクロック生成部６７０および周波数生成部６８０によって生成されたシステムクロックおよび周波数はＲＦ処理部６６０を通じて、送信される非圧縮ＡＶデータまたは別途の制御パケットを通じて受信装置で送信されうるが、これに伴い、受信装置は送信装置６００によって実行される誤り訂正符号化および変調と同一なシステムクロックおよび周波数位相を維持して誤り訂正復号化および復調を実行できるようになる。
図７は、図６に示したチャネルコーディング部６３０の構成をより詳しく示すブロック図であって、チャネルコーディング部６３０はグループ化部７１０、複数のＰ／Ｓ転換器（７２１、７２２）、複数のコンボリューション符号化部（７３１、７３２）、複数の穿孔部（７４１、７４２）および併合部７５０を含み構成される。
グループ化部７１０は、非圧縮ＡＶデータに含まれた各画素のビットを重要度に応じて少なくとも二つ以上のグループに分類する。例えば、８個のビットレベルのうち最上位ビットレベルから順に、２個、３個および３個のビットレベルをそれぞれグループとする３個のグループに分類することができるものである。このように分類されたグループは互いに異なる符号化率が適用される単位となる。または、簡単に４個の上位ビットレベルと４個の下位ビットレベルで形成される２個のグループに分類されることもでき、図５に示す通り、８個のビットレベルそれぞれに対する８個のグループに分類されることもできる。このような分類方法は伝送される非圧縮ＡＶデータの属性、伝送ネットワーク環境などにしたがって多様にきめることができる。
例えば、大型ディスプレイ機器に伝送する場合には上位ビットレベルのグループと下位ビットレベルのグループ間の符号化率の比率を４：４のビットとし、比較的向上した映像表現に重点を置くことができ、移動型機器のように小型ディスプレイを使用する機器に対しては前記グループ間の符号化率の比率を２：６あるいは３：５などのようにして上位ビットレベルのグループに対する復元能力を向上させることに焦点を合わせることができる。
以下では一例として、グループ化部７１０は元のデータを４個の上位ビットレベルを含むグループと、４個の下位ビットレベルを含むグループに分類するものとして説明する。
グループ化部７１０で分類された上位ビットレベルのビットは第１ Ｐ／Ｓ転換器７２１に入力され、下位ビットレベルのビットは第２ Ｐ／Ｓ転換器７２２に入力される。
第１ Ｐ／Ｓ転換器７２１および第２ Ｐ／Ｓ転換器７２２はそれぞれ上位および下位４個のビットレベルの並列データを誤り訂正符号化のため、直列データに変換する。
また、第１コンボリューション符号化部７３１および第２コンボリューション符号化部７３２は前記直列化されたデータに対してそれぞれ第１符号化率および第２符号化率で誤り訂正符号化を実行する。このような誤り訂正符号化にはブロック符号化およびコンボリューション符号化などがあるが、本発明では一例としてコンボリューション符号化を利用するものとして説明する。ここで、第１符号化率は下位４個のビットレベルに適用される第２符号化率に比べて小さい値である。例えば、第１符号化率は１／３で第２符号化率は２／３に決定できるものである。
図８は、１／２の基本符号化率を有するコンボリューション符号化部７３１、７３２の構成を例示した図である。
コンボリューション符号化部７３１、７３２は、２個の加算器８２１、８２２と６個のレジスター８３１、８３２、８３３、８３４、８３４、８３５、８３６を含む。このように、コンボリューション符号化部７３１、７３２に複数のレジスター８３１、８３２、８３３、８３４、８３４、８３５、８３６が必要なことはコンボリューション符号化アルゴリズムが以前のデータと現在のデータを比較して符号化を実行するからである。一般的に、レジスターの数と元データの入力数の和、すなわちレジスター数に１を足した値を制約長（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｌｅｎｇｔｈ）と呼ぶ。結局、コンボリューション符号化部７３１、７３２にはロー（ｒａｗ）データ８１０が入力されて符号化されたデータＸおよびＹが出力される。
穿孔部７４１、７４２は、誤り訂正符号化されたビットのうち一部のビットを穿孔（ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）とする。ここで、穿孔はコンボリューション符号化部７３１、７３２によって符号化されたビットの伝送率を高めるために一部ビットを削除することを意味するものであって、該当一部ビットは送信されない。このように穿孔過程を経れば、そうではない場合に比べて伝送率が高まり、より多くのデータを伝送できるが、受信時誤りが生じる可能性は高まりうる。
結局、誤り訂正符号化がコンボリューション符号化による場合、その符号化率はレベルにともなう各グループに含まれた複数のビットのうち削除される一部のビット数をグループ別に異なるように適用することによって、それぞれのグループに対して互いに異なるように生成されるのを意味する。
図９は、本発明の実施形態による穿孔過程を示す図面であって、レベル別に分離したビットまたはビットのグループは１／２の基本符号化率を有するコンボリューション符号化部７３１、７３２によって、元のデータＤ０〜Ｄ７の２倍となるコードワード（Ｘ０〜Ｘ７およびＹ０〜Ｙ７）に変換されたものを示している。
図９ではＤ０〜Ｄ３が上位レベルのビットでありＤ４〜Ｄ７が下位レベルのビットを示しているが、上位レベルのビットはＸ０〜Ｘ３およびＹ０〜Ｙ３に変換され、下位レベルのビットはＸ４〜Ｘ７およびＹ４〜Ｙ７に変換される。言い換えれば、第１コンボリューション符号化部７３１によって算出されるビットはＸ０〜Ｘ３およびＹ０〜Ｙ３であり、第２コンボリューション符号化部７３２によって算出されるビットはＸ４〜Ｘ７およびＹ４〜Ｙ７となるのである。
そして、スイッチング操作によって第１穿孔部７４１および第２穿孔部７４２は同時に穿孔過程を実行する。
第１穿孔部７４１は、変換されたビットのうち一部のビット９１１を削除することによって符号化率を４／７に変換することができる。すなわち、入力されたデータが４個（Ｄ０〜Ｄ３）であり、出力されたデータが７個（Ｘ０〜Ｘ３、Ｙ０〜Ｙ２）であるので、上位レベルのビットに適用される符号化率は４／７となるのである。図９においてＸで表示したビットは穿孔されたビットを意味する。
第２穿孔部７４２また一部のビット９２１、９２２、９２３を削除することによって符号化率を４／５に変換することができる。すなわち、入力されたデータが４個（Ｄ４〜Ｄ７）であり、出力されたデータが５個（Ｘ４、Ｘ５、Ｘ７、Ｙ４、Ｙ７）であるため、下位レベルのビットに適用される符号化率は４／５となるのである。
第１穿孔部７４１および第２穿孔部７４２によって実行される穿孔過程は一連のアルゴリズムで保存されて、同一な符号化率が算出されるように入力されるすべてのビットに適用されうる。例えば、第１穿孔部７４１は図９のように上位レベルのビットのうちＹ３の位置にあるビットを削除したりまたは他の一つのビットを削除することによって、上位レベルの符号化率を４／７に変換することができ、第２穿孔部７４２は図９のように下位レベルのビットのうちＸ６、Ｙ５、Ｙ６の位置にあるビットを削除したりまたは他の３個のビットを削除することによって、下位レベルの符号化率を４／５に変換できるのである。
結局、第１穿孔部７４１および第２穿孔部７４２は特定位置にあるビットだけを削除することによって同じ符号化率が算出できるようになる。
一方、第１コンボリューション符号化部７３１または第２コンボリューション符号化部７３２だけによってもそれぞれ第１符号化率および第２符号化率（例えば、それぞれ４／７および４／５）を直ちに合わせることができる場合には穿孔過程は省略することもできる。
これのために、符号化率決定部７６０がチャネルコーディング部６３０に含まれているが、符号化率決定部７６０はグループ化部７１０によって生成されるグループの数を参照して符号化率を決定する役割をする。例えば、誤り訂正符号化がコンボリューション符号化であり、グループが二つのグループに分類された場合、符号化率決定部７６０はコンボリューション符号化部７３１、７３２の入出力比率を調節したり穿孔部７４１、７４２の穿孔過程を調節したりして二つのグループのうち重要度が高いグループの符号化率を４／７で決定して、重要度が低いグループの符号化率を４／５と決定できるのである。
また、誤り訂正符号化がブロック符号化である場合、第１符号化率および第２符号化率は各レベルのビットまたはビットのグループに対するパリティバイト（ｐａｒｉｔｙ ｂｙｔｅ）のサイズをレベルごとに異なるように設定することでそれぞれのビットまたはそのグループに対して互いに異なるように生成されることもできる。
最後に、併合部７５０はそれぞれ符号化された上位ビットレベルのデータと下位ビットレベルのデータを併合（ｍｅｒｇｅ）してペイロード、すなわちＭＰＤＵ（ＭＡＣ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）を生成する。
チャネルコーディング部６３０に入力されるビットの数および出力されるビットの数だけを見る時、最初に入力されるビットの数が８個であり、第１コンボリューション符号化部７３１および第２コンボリューション符号化部７３２から出力されるビットの数が１２（＝７＋５）であるため、結局、全体符号化率は２／３（＝８／１２）となる。すなわち、本発明の実施形態による場合、全体的に見る時、２／３の符号化率で誤り訂正符号化を実行したものと同じであるが、本発明の場合、ビットの重要度に応じて互いに異なる符号化率を適用するため、単純に２／３の符号化率を適用した従来の方式より誤り訂正能力が優れるようになる。
図１０は、本発明の実施形態による非圧縮ＡＶデータを受信する受信装置１０００の構成を示すブロック図であって、受信装置１０００はＲＦ処理部１０１０、Ａ／Ｄコンバーター１０２０、復調部１０３０、チャネルデコーディング部１０４０、ビット組み合わせ部１０５０、再生部１０６０およびタイミング部１０７０を含み構成される。
ＲＦ処理部１０１０は、重要度に応じて少なくとも二つ以上のグループに分類されて、互いに異なる符号化率が適用されたビットを含む画素で構成された非圧縮ＡＶデータを、所定通信チャネルを通して受信する役割をする。ここで、通信チャネルは６０ＧＨｚ帯域の通信チャネルを含む。
Ａ／Ｄコンバーター１０２０は、ＲＦ処理部１０１０から伝達されるアナログデータをデジタルデータに変換する。
そして、復調部１０３０はＡ／Ｄコンバーター１０２０から伝達されるデータに対してＯＦＤＭ復調作業を実行する。
チャネルデコーディング部１０４０は互いに異なる符号化率で符号化された各グループのデータに対して該当符号化率で誤り訂正復号化を実行する。このような誤り訂正復号化はチャネルコーディング部６３０での誤り訂正符号化の逆の過程であって、ｎビットのコードワードからｋビットの元のデータを復元する過程で行われる。チャネルデコーディング部１０４０は、前記符号化されたデータに適用された符号化率を知るため、ＰＨＹヘッダーの所定フィールドを確認することができる。
例えば、送信装置６００および受信装置１０００によって、使用される第１符号化率および第２符号化率が固定されている場合、チャネルデコーディング部１０４０は固定された符号化率を利用して誤り訂正復号化を実行することができる。しかし、送信装置６００および受信装置１０００によって使用される第１符号化率および第２符号化率が固定されていない場合、送信装置６００は互いに異なる符号化率を有するモードをＰＨＹヘッダーの所定フィールドに挿入するが、チャネルデコーディング部１０４０はモードを確認した後、それに該当する第１符号化率および第２符号化率を利用して誤り訂正復号化を実行するのである。これのために受信装置１０００にはモードおよびそれに対応する符号化率を保存する保存部（未図示）が具備されていることもありうる。
ビット組み合わせ部１０５０は、チャネルデコーディング部１０４０から出力されるレベル別（最上位レベルから最下位レベルまで）ビットを組み合わせて、それぞれの副画素成分を復元することによって復号化された非圧縮ＡＶデータを生成する役割をする。ビット組み合わせ部１０５０によって、復元されたそれぞれの副画素成分（例Ｒ、Ｇ、Ｂ成分）は再生部１０６０に提供される。
再生部１０６０は、それぞれの副画素成分、すなわち画素データを集めて一つのビデオフレームが完成されれば、前記ビデオフレームを再生同期信号に合わせてＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）などのディスプレイ装置（未図示）を通じて表示する。
タイミング部１０７０は、非圧縮ＡＶデータまたは別途の制御パケットを通じて受信された送信装置６００のシステムクロックおよび周波数を確認してそれに対応するシステムクロックおよび周波数を発生する役割をする。すなわち、タイミング部１０７０で発生したシステムクロックおよび周波数は復調部１０３０およびチャネルデコーディング部１０４０に伝達され、これにしたがい、各部１０３０、１０４０は送信装置６００によって実行される誤り訂正符号化および変調と同一なシステムクロックおよび周波数位相を維持して、誤り訂正復号化および復調を実行できるようになる。
図１１は、図１０に示したチャネルデコーディング部１０４０の構成をより詳しく示すブロック図であって、チャネルデコーディング部１０４０は分類部１１１０、複数のコンボリューション復号化部１１２１、１１２２、複数のＳ／Ｐ転換器１１３１、１１３２およびビット分離部１１４０を含み構成される。
分類部１１１０は、伝送パケットのペイロードを各グループのデータに分類して複数のコンボリューション復号化部１１２１、１１２２に提供する。
第１コンボリューション復号化部１１２１は、相対的に重要度が高い第１グループの符号化されたデータに対して第１符号化率でコンボリューション復号化を実行する。このような第１符号化率は第２コンボリューション復号化部１１２２で復号化時に適用される第２符号化率より小さい値である。このような差等符号化によって、相対的に重要度が低いビットに比べて相対的に重要度が高いビットの復元の可能性が高まるようになる。重要度が低いビットはたとえ復元を失敗しても復元されるコンテンツの品質に及ぼす影響がそれほど大きくない。
第１コンボリューション復号化部１１２１で復号化されたデータは第１ Ｓ／Ｐ転換器１１３１に提供される。第１ Ｓ／Ｐ転換器１１３１は、前記復号化された直列データを並列データに変換する。
一方、分類部１１１０で分類した第２グループの符号化されたデータも同様に、第２コンボリューション復号化部１１２２および第２ Ｓ／Ｐ転換器１１３２を経てビット分離部１１４０に提供される。
ビット分離部１１４０は第１ Ｓ／Ｐ転換器１１３１および第２ Ｓ／Ｐ転換器１１３２から提供された並列データを一時保存しておいて同期に合わせてそれぞれのビットレベル別ビット（Ｂｉｔ０ないしＢｉｔｍ−１）として出力する。
以上ではＡＶデータの例として非圧縮ビデオデータを上げたが、ウエーブファイルなど非圧縮オーディオデータもこれと同じこと方法を適用できることは当業者であれば、十分に理解できるものである。
以上添付された図面を参照し本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は本発明を、その技術的思想や必須の特徴を変更しない範囲で、他の具体的な形態で実施されうるということを理解することができる。したがって上記実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的でないものと理解しなければならない。
前記したような本発明の非圧縮ＡＶデータを送受信する装置および方法によれば無線ネットワーク上で非圧縮ＡＶデータを送受信することにおいて、データに含まれたビットまたはビットグループの重要度に応じて符号化率を異なるように適用することによってデータ伝送の安全性を増加させて伝送効率を向上させる長所がある。
ＩＥＥＥ ８０２．１１系列の標準とｍｍＷａｖｅ間に周波数帯域を比較する図である。 一つの画素成分を複数のビットレベルで示す図である。 ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ規格のＰＰＤＵの構造を示す図である。 従来の誤り訂正符号化技法を示す図である。 本発明の実施形態による誤り訂正符号化技法を示す図である。 本発明の実施形態による非圧縮ＡＶデータを送信する送信装置の構成を示すブロック図である。 図６に示したチャネルコーディング部の構成をより詳しく示すブロック図である。 １／２の基本符号化率を有するコンボリューション符号化部の構成を例示した図である。 本発明の実施形態による穿孔過程を示す図である。 本発明の実施形態による非圧縮ＡＶデータを受信する受信装置の構成を示すブロック図である。 図１０に図示されたチャネルデコーディング部の構成をより詳しく示すブロック図である。
符号の説明
６１０ 保存部
６２０ ビット分離部
６３０ チャネルコーディング部
６４０ 変調部
６５０ Ｄ／Ａコンバーター
６６０ ＲＦ処理部
６７０ システムクロック生成部
６８０ 周波数生成部

Claims (34)

  1. 非圧縮ＡＶデータに含まれた各画素のビットを重要度に応じて少なくとも二つ以上のグループに分類するグループ化部と、
    前記それぞれのグループに互いに異なる符号化率を適用して、誤り訂正符号化を実行する符号化部、および
    前記誤り訂正符号化が適用された前記画素を含む符号化された非圧縮ＡＶデータを、所定通信チャネルを通して送信するＲＦ処理部と、を含む非圧縮ＡＶデータを送信する装置。
  2. 前記重要度は、前記ビットのビットレベルに応じて決定される請求項１に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する装置。
  3. 前記誤り訂正符号化は、コンボリューション符号化およびブロック符号化のうち少なくとも一つを含む請求項１に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する装置。
  4. 前記誤り訂正符号化が前記コンボリューション符号化である場合、前記符号化率は前記グループに含まれた複数のビットのうち削除される一部のビット数をグループ別に異なるように適用することによって、前記それぞれのグループに対して互いに異なるように生成される請求項３に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する装置。
  5. 前記誤り訂正符号化が前記ブロック符号化である場合、前記符号化率は前記グループに対するパリティバイト（ｐａｒｉｔｙ ｂｙｔｅ）のサイズをグループ別に異なるように設定することによって、前記それぞれのグループに対して互いに異なるように生成される請求項３に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する装置。
  6. 前記グループの数を参照して前記符号化率を決定する符号化率決定部をさらに含む請求項１に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する装置。
  7. 前記符号化率決定部は、前記誤り訂正符号化がコンボリューション符号化であり、前記グループが二つのグループに分類された場合、前記二つのグループのうち重要度が高いグループの符号化率を４／７と決定し、重要度が低いグループの符号化率を４／５と決定する請求項６に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する装置。
  8. 前記誤り訂正符号化が実行されるシステムクロックを発生させるシステムクロック生成部、および
    前記誤り訂正符号化および前記送信のための変調が実行される周波数を発生させる周波数生成部をさらに含む請求項１に記載の非圧縮ＡＶデータと、を送信する装置。
  9. 前記非圧縮ＡＶデータを受信する装置は、前記システムクロックおよび前記周波数の位相を維持して、誤り訂正復号化および前記変調に対する復調を実行する請求項８に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する装置。
  10. 前記通信チャネルは、６０ＧＨｚ帯域の通信チャネルを含む請求項１に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する装置。
  11. 重要度に応じて少なくとも二つ以上のグループに分類されて、互いに異なる符号化率が適用されたビットを含む画素で構成された非圧縮ＡＶデータを、所定通信チャネルを通して受信するＲＦ処理部と、
    前記符号化率に応じて前記グループそれぞれに対する互いに異なる誤り訂正復号化を実行する復号化部、および
    前記誤り訂正復号化が実行されたグループを組み合わせて復号化された非圧縮ＡＶデータを生成するビット組み合わせ部と、を含む非圧縮ＡＶデータを受信する装置。
  12. 前記重要度は、前記ビットのビットレベルに応じて決定される請求項１１に記載の非圧縮ＡＶデータを受信する装置。
  13. 前記誤り訂正復号化は、コンボリューション復号化およびブロック復号化のうち少なくとも一つを含む請求項１１に記載の非圧縮ＡＶデータを受信する装置。
  14. 前記ビット組み合わせ部は、前記誤り訂正復号化が実行されたグループに含まれるビットをビットレベルに応じて組み合わせて、前記復号化された非圧縮ＡＶデータを生成する請求項１１に記載の非圧縮ＡＶデータを受信する装置。
  15. 前記非圧縮ＡＶデータに含まれた情報を参照してシステムクロックおよび周波数を発生させるタイミング部をさらに含む請求項１１に記載の非圧縮ＡＶデータを受信する装置。
  16. 前記復号化部は、前記発生したシステムクロックおよび周波数の位相を維持して、前記誤り訂正復号化を実行する請求項１５に記載の非圧縮ＡＶデータを受信する装置。
  17. 前記通信チャネルは、６０ＧＨｚ帯域の通信チャネルを含む請求項１１に記載の非圧縮ＡＶデータを受信する装置。
  18. 非圧縮ＡＶデータに含まれた各画素のビットを重要度に応じて少なくとも二つ以上のグループに分類する段階と、
    前記それぞれのグループに互いに異なる符号化率を適用して誤り訂正符号化を実行する段階、および
    前記誤り訂正符号化が適用された前記画素を含む符号化された非圧縮ＡＶデータを、所定通信チャネルを通して送信する段階と、を含む非圧縮ＡＶデータを送信する方法。
  19. 前記重要度は、前記ビットのビットレベルに応じて決定される請求項１８に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する方法。
  20. 前記誤り訂正符号化は、コンボリューション符号化およびブロック符号化のうち少なくとも一つを含む請求項１８に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する方法。
  21. 前記誤り訂正符号化が前記コンボリューション符号化である場合、前記符号化率は前記グループに含まれた複数のビットのうち削除される一部のビット数をグループ別に異なるように適用することによって、前記それぞれのグループに対して互いに異なるように生成される請求項２０に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する方法。
  22. 前記誤り訂正符号化が前記ブロック符号化である場合、前記符号化率は前記グループに対するパリティバイト（ｐａｒｉｔｙ ｂｙｔｅ）のサイズをグループ別に異なるように設定することによって、前記それぞれのグループに対して互いに異なるように生成される請求項２０に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する方法。
  23. 前記グループの数を参照して、前記符号化率を決定する段階をさらに含む請求項１８に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する方法。
  24. 前記符号化率を決定する段階は、前記誤り訂正符号化がコンボリューション符号化であり、前記グループが二つのグループに分類された場合、前記二つのグループのうち重要度が高いグループの符号化率を４／７と決定する段階と、
    重要度が低いグループの符号化率を４／５と決定する段階と、を含む請求項２３に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する方法。
  25. 前記ビットの分類および前記誤り訂正符号化が実行されるシステムクロックを発生させる段階と、
    前記誤り訂正符号化が実行される周波数を発生させる段階と、をさらに含む請求項１８に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する方法。
  26. 前記非圧縮ＡＶデータを受信する装置は、前記システムクロックおよび前記周波数の位相を維持して誤り訂正復号化および前記変調に対する復調を実行する請求項２５に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する方法。
  27. 前記通信チャネルは、６０ＧＨｚ帯域の通信チャネルを含む請求項１８に記載の非圧縮ＡＶデータを送信する方法。
  28. 重要度に応じて少なくとも二つ以上のグループに分類されて互いに異なる符号化率が適用されたビットを含む画素で構成された非圧縮ＡＶデータを、所定通信チャネルを通して受信する段階と、
    前記符号化率に応じて前記グループそれぞれに対する互いに異なる誤り訂正復号化を実行する段階、および
    前記誤り訂正復号化が実行されたグループを組み合わせて復号化された非圧縮ＡＶデータを生成する段階と、を含む非圧縮ＡＶデータを受信する方法。
  29. 前記重要度は、前記ビットのビットレベルに応じて決定される請求項２８に記載の非圧縮ＡＶデータを受信する方法。
  30. 前記誤り訂正復号化は、コンボリューション復号化およびブロック復号化のうち少なくとも一つを含む請求項２８に記載の非圧縮ＡＶデータを受信する方法。
  31. 前記復号化された非圧縮ＡＶデータを生成する段階は、前記誤り訂正復号化が実行されたグループに含まれるビットをビットレベルに応じて組み合わせて、前記復号化された非圧縮ＡＶデータを生成する段階を含む請求項２８に記載の非圧縮ＡＶデータを受信する方法。
  32. 前記非圧縮ＡＶデータに含まれた情報を参照してシステムクロックおよび周波数を発生させる段階をさらに含む請求項２８に記載の非圧縮ＡＶデータを受信する方法。
  33. 前記誤り訂正復号化を実行する段階は、前記発生したシステムクロックおよび周波数の位相を維持して、前記誤り訂正復号化を実行する段階を含む請求項３２に記載の非圧縮ＡＶデータを受信する方法。
  34. 前記通信チャネルは、６０ＧＨｚ帯域の通信チャネルを含む請求項２８に記載の非圧縮ＡＶデータを受信する方法。
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