本発明の好ましい実施形態に対して具体的に説明し、その例は添付した図面に示す。添付した図面を参照した以下の詳細な説明は、本発明の実施形態によって具現できる実施形態のみを示すよりは、本発明の好ましい実施形態を説明するためのものである。次の詳細な説明は、本発明に対する徹底した理解を提供するために細部事項を含む。しかしながら、本発明がこのような細部事項無しで実行できるということは当業者に自明である。
本発明で使われる大部分の用語は該当分野で広く使われる一般的なものから選択されるが、一部の用語は出願人により任意に選択され、その意味は必要によって次の説明で詳細に叙述する。したがって、本発明は用語の単純な名称や意味でない用語の意図した意味に基づいて理解されなければならない。
本発明は、次世代放送サービスに対する放送信号送信及び受信装置、及び方法を提供する。本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスは、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。本発明は一実施形態に従って非−MIMO(non-Multiple Input Multiple Output)またはMIMO方式により次世代放送サービスに対する放送信号を処理することができる。本発明の一実施形態に係る非−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。
以下、説明の便宜のためにMISOまたはMIMO方式は2つのアンテナを使用するが、本発明は2つ以上のアンテナを使用するシステムに適用できる。本発明は、特定用途に要求される性能を達成し、かつ受信機の複雑度を最小化するために最適化した3個のフィジカルプロファイル(PHY profile)(ベース(base)、ハンドヘルド(handheld)、アドバンス(advanced)プロファイル)を定義することができる。フィジカルプロファイルは、該当する受信機が具現しなければならない全ての構造のサブセットである。
3個のフィジカルプロファイルは大部分の機能ブロックを共有するが、特定ブロック及び/又はパラメータでは若干異なる。今後に追加でフィジカルプロファイルが定義できる。システムの発展のために、フューチャープロファイルはFEF(future extension frame)を通じて単一RF(radio frequency)チャンネルに存在するプロファイルとマルチプレキシングされることもできる。各フィジカルプロファイルに対する詳細な内容は後述する。
1.ベースプロファイル
ベースプロファイルは主にルーフトップ(roof-top)アンテナと連結される固定された受信装置の主な用途を示す。ベースプロファイルはある場所に移動できるが、比較的停止した受信範疇に属する携帯用装置も含むことができる。ベースプロファイルの用途は若干の改善された実行によりハンドヘルド装置または車両用に拡張できるが、このような使用用途はベースプロファイル受信機動作では期待されない。
受信のターゲット信号対雑音比の範囲は略10乃至20dBであるが、これは既存の放送システム(例えば、ATSC A/53)の15dB信号対雑音比の受信能力を含む。受信機複雑度及び消費電力はハンドヘルドプロファイルを使用するバッテリーで駆動されるハンドヘルド装置ほど重要でない。ベースプロファイルに対する重要システムパラメータが以下の<表1>に記載されている。
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、バッテリー電源で駆動されるハンドヘルド及び車両用装置における使用のために設計される。該当装置は歩行者または車両速度で移動することができる。受信機複雑度だけでなく、消費電力はハンドヘルドプロファイルの装置の具現のために非常に重要である。ハンドヘルドプロファイルのターゲット信号対雑音比の範囲は略0乃至10dBであるが、より低い室内受信のために意図された場合、0dB以下に達するように設定できる。
低信号対雑音比の能力だけでなく、受信機移動性により表れたドップラー効果に対する復原力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。ハンドヘルドプロファイルに対する重要システムパラメータが以下の<表2>に記載されている。
3.アドバンスプロファイル
アドバンスプロファイルは、より大きい実行複雑度に対する代価としてより高いチャンネル能力を提供する。該当プロファイルはMIMO送信及び受信を使用することを要求し、UHDTVサービスはターゲット用途であり、このために該当プロファイルが特別に設計される。向上した能力は与えられた帯域幅でサービス数の増加、例えば、多数のSDTVまたはHDTVサービスを許容することにも使用できる。
アドバンスプロファイルのターゲット信号対雑音比の範囲は略20乃至30dBである。MIMO転送は初期には既存の楕円分極転送装備を使用し、以後に全出力交差分極転送に拡張できる。アドバンスプロファイルに対する重要システムパラメータが以下の<表3>に記載されている。
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に対するプロファイルに使用できる。即ち、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ために使用できる。また、アドバンスプロファイルはMIMOを有するベースプロファイルに対するアドバンスプロファイル及びMIMOを有するハンドヘルドプロファイルに対するアドバンスプロファイルに区分できる。そして、該当3個のプロファイルは設計者の意図によって変更できる。
次の用語及び定義は本発明に適用できる。次の用語及び定義は設計によって変更できる。
補助ストリーム:フューチャーエクステンション(future extension:今後拡張)または放送社やネットワーク運営者により要求されるにつれて、使用できる未だ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
ベースデータパイプ(base data pipe):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、BB FRAME):1つのFECエンコーディング過程(BCH及びLDPCエンコーディング)に対する入力を形成するKbchビットの集合
セル(cell):OFDM転送の1つのキャリアにより伝達される変調値
コーディングブロック(coded block):PLS1データのLDPCエンコーディングされたブロックまたはPLS2データのLDPCエンコーディングされたブロックのうちの1つ
データパイプ(data pipe):1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サービスデータ、または関連したメタデータを伝達する物理階層(physical layer)におけるロジカルチャンネル
データパイプユニット(DPU:data pipe unit):データセルをフレームでのデータパイプに割り当てることができる基本ユニット
データシンボル(data symbol):プリアンブルシンボルでないフレームでの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(edge)シンボルはデータシンボルに含まれる。)
DP_ID:該当8ビットフィールドはSYSTEM_IDにより識別されたシステム内でデータパイプを唯一に識別する。
ダミーセル(dummy cell):PLS(physical layer signaling)シグナリング、データパイプ、または補助ストリームのために使われない残りの容量を詰めることに使われる疑似ランダム値を伝達するセル
FAC(emergency alert channel:非常警報チャンネル):EAS情報データを伝達するフレームのうちの一部
フレーム(frame):プリアンブルで始めてフレームエッジシンボルで終了する物理階層(physical layer)タイムスロット
フレームレピティションユニット(frame repetition unit:フレーム反復単位):スーパーフレーム(super-frame)で8回反復されるFEFを含む同一または異なるフィジカルプロファイルに属するフレームの集合
FIC(fast information channel:高速情報チャンネル):サービスと該当ベースデータパイプとの間でのマッピング情報を伝達するフレームにおけるロジカルチャンネル
FECBLOCK:データパイプデータのLDPCエンコーディングされたビットの集合
FFTサイズ:基本周期Tのサイクルで表現されたアクティブシンボル周期Tsと同一な特定モードに使われる名目上のFFTサイズ
フレームシグナリングシンボル(frame signaling symbol):PLSデータの一部を伝達する、FFTサイズ、ガードインターバル(guard interval)、及びスキャッタ(scattered)パイロットパターンの特定組合せにおけるフレームの開始で使われるより高いパイロット密度を有するOFDMシンボル
フレームエッジシンボル(frame edge symbol):FFTサイズ、ガードインターバル、及びスキャッタパイロットパターンの特定組合せにおけるフレームの端で使われる、より高いパイロット密度を有するOFDMシンボル
フレームグルーフ(frame-group):スーパーフレームで同一なフィジカルプロファイルタイプを有する全てのフレームの集合
フューチャーエクステンションフレーム(future extension frame:今後拡張フレーム):プリアンブルで始める、今後拡張に使用できるスーパーフレーム内で物理階層(physical layer)タイムスロット
フューチャーキャスト(future cast)UTBシステム:入力が1つ以上のMPEG2−TSまたはIP(Internet protocol)または一般ストリームであり、出力がRFシグナルである提案された物理階層(physical layer)放送システム
インプットストリーム(input stream:入力ストリーム):システムにより最終ユーザに伝達されるサービスの調和(ensemble)のためのデータのストリーム
ノーマル(normal)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外したデータシンボル
フィジカルプロファイル(PHY profile):該当する受信機が具現しなければならない全ての構造のサブセット
PLS:PLS1及びPLS2で構成された物理階層(physical layer)シグナリングデータ
PLS1:PLS2のデコーディングに必要とするパラメータだけでなく、システムに関する基本情報を伝達する固定されたサイズ、コーディング、変調を有するFSS(frame signaling symbol)に伝達されるPLSデータの第1の集合
NOTE:PLS1データはフレームグルーフのデュレーション(duration)の間一定である。
PLS2:データパイプ及びシステムに関するより詳細なPLSデータを伝達するFSSに転送されるPLSデータの第2の集合
PLS2ダイナミック(dynamic:動的)データ:フレーム毎にダイナミック(dynamic:動的)に変化するPLS2データ
PLS2スタティック(static:静的)データ:フレームグルーフのデュレーションの間スタティック(static:静的)なPLS2データ
プリアンブルシグナリングデータ(preamble signaling data):プリアンブルシンボルにより伝達され、システムの基本モードを確認することに使われるシグナリングデータ
プリアンブルシンボル(preamble symbol):基本PLSデータを伝達し、フレームの開始に位置する固定された長さのパイロットシンボル
NOTE:プリアンブルシンボルは、システム信号、そのタイミング、周波数オフセット、及びFFTサイズを検出するために高速初期バンドスキャンに主に使われる。
今後使用(future use)のためにリザーブド(reserved):現在文書で定義されないが、今後に定義できる
スーパーフレーム(superframe):8個のフレーム反復単位の集合
タイムインターリービングブロック(time interleaving block:TI block):タイムインターリーバメモリの1つの用途に該当する、タイムインターリービングが実行されるセルの集合
タイムインターリービンググルーフ(time interleaving group:TI group):整数、ダイナミック(dynamic:動的)に変化するXFECBLOCKの数からなる、特定データパイプに対するダイナミック(dynamic:動的)容量割当が実行される単位
NOTE:タイムインターリービンググルーフは1つのフレームに直接マッピングされるか、または多数のフレームにマッピングできる。タイムインターリービンググルーフは1つ以上のタイムインターリービングブロックを含むことができる。
タイプ1のデータパイプ(Type 1 DP):全てのデータパイプがフレームにTDM(time division multiplexing)方式によりマッピングされるフレームのデータパイプ
タイプ2のデータパイプ(Type 2 DP):全てのデータパイプがフレームにFDM方式によりマッピングされるフレームのデータパイプ
XFECBLOCK:1つのLDPC FECBLOCKの全てのビットを伝達するNcellsセルの集合
図1は、本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置の構造を示す。
本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置は、インプットフォーマットブロック(Input Format block)1000、BICM(bit interleaved coding & modulation)ブロック1010、フレームビルディングブロック(Frame building block)1020、OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)ジェネレーションブロック(OFDM generation block)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。放送信号送信装置の各ブロックの動作について説明する。
IPストリーム/パケット及びMPEG2−TSは主要入力フォーマットであり、他のストリームタイプは一般ストリームとして扱われる。これらデータ入力に追加で、管理情報が入力されて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当を制御する。1つまたは多数のTSストリーム、IPストリーム、及び/又は一般ストリーム入力が同時に許容される。
インプットフォーマットブロック1000は各々の入力ストリームを独立的なコーディング及び変調が適用される1つまたは多数のデータパイプにデマルチプレキシングすることができる。データパイプは堅固性(robustness)の制御のための基本単位であり、これはQoS(Quality of Service)に影響を及ぼす。1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が1つのデータパイプにより伝達できる。インプットフォーマットブロック1000の詳細な動作は後述する。
データパイプは1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サービスデータ、または関連メタデータを伝達する物理階層(physical layer)におけるロジカルチャンネルである。
また、データパイプユニットは1つのフレームでデータセルをデータパイプに割り当てるための基本ユニットである。
インプットフォーマットブロック1000で、パリティ(parity)データは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コンステレーションシンボルにマッピングされる。該当シンボルは該当データパイプに使われる特定インターリービング深さに亘ってインターリービングされる。アドバンスプロファイルにおいて、BICMブロック1010でMIMOエンコーディングが実行され、追加データ経路がMIMO転送のために出力に追加される。BICMブロック1010の詳細な動作は後述する。
フレームビルディングブロック1020は、1つのフレーム内で入力データパイプのデータセルを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、周波数領域ダイバーシティのために、特に周波数選択的フェーディングチャンネルを防止するために、周波数インターリービングが用いられる。フレームビルディングブロック1020の詳細な動作は後述する。
プリアンブルを各フレームの開始に挿入した後、OFDMジェネレーションブロック1030はサイクリックプレフィックス(cyclic prefix)をガードインターバルとして有する既存のOFDM変調を適用することができる。アンテナスペースダイバーシティのために、分散された(distributed)MISO方式が送信機に亘って適用される。また、PAPR(peak-to-average power ratio)方式が時間領域で実行される。柔軟なネットワーク方式のために、該当の提案は多様なFFTサイズ、ガードインターバル長さ、該当パイロットパターンの集合を提供する。OFDMジェネレーションブロック1030の詳細な動作は後述する。
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われる物理階層(physical layer)シグナリング情報を生成することができる。また、該当シグナリング情報は関心あるサービスが受信機側で適切に復旧されるように転送される。シグナリング生成ブロック1040の詳細な動作は後述する。
図2、図3、及び図4は、本発明の実施形態に係るインプットフォーマットブロック1000を示す。各図面に対して説明する。
図2は、本発明の一実施形態に係るインプットフォーマットブロックを示す。図2は、入力信号が単一入力ストリーム(single input stream)の時のインプットフォーマットブロックを示す。
図2に図示されたインプットフォーマットブロックは、図1を参照して説明したインプットフォーマットブロック1000の一実施形態に該当する。
物理階層(physical layer)への入力は1つまたは多数のデータストリームで構成できる。各々のデータストリームは1つのデータパイプにより伝達される。モードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)モジュールは入力されるデータストリームをBBF(baseband frame)のデータフィールドにスライスする。該当システムは3種類の入力データストリーム、即ちMPEG2−TS、IP、GS(generic stream)をサポートする。MPEG2−TSは第1のバイトが同期バイト(0×47)である固定された長さ(188バイト)のパケットを特徴とする。IPストリームはIPパケットヘッダ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。該当システムはIPストリームに対してIPv4とIPv6を全てサポートする。GSはカプセル化パケットヘッダ内でシグナリングされる可変長さパケットまたは一定長さパケットで構成できる。
(a)は信号データパイプに対するモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロック2000、及びストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)2010を示し、(b)はPLSデータを生成及び処理するためのPLS生成ブロック2020及びPLSスクランブラー2030を示す。各ブロックの動作について説明する。
入力ストリームスプリッタは、入力された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)ストリームに分割する。モードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)モジュール2010は、CRCエンコーダ、BB(baseband)フレームスライサー、及びBBフレームヘッダ挿入ブロックで構成される。
CRCエンコーダは、ユーザパケット(user packet:UP)レベルでのエラー検出のための3種類のCRCエンコーディング、即ちCRC−8、CRC−16、CRC−32を提供する。算出されたCRCバイトはUPの後に添付される。CRC−8はTSストリームに使われ、CRC−32はIPストリームに使われる。GSストリームがCRCエンコーディングを提供しなければ、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、入力を内部ロジカルビットフォーマットにマッピングする。第1の受信ビットはMSBと定義する。BBフレームスライサーは、使用可能データフィールド容量と同一な数の入力ビットを割り当てる。BBFペイロードと同一な数の入力ビットを割り当てるために、UPストリームがBBFのデータフィールドに合うようにスライスされる。
BBフレームヘッダ挿入ブロックは、2バイトの固定された長さのBBFヘッダをBBフレームの前に挿入することができる。BBFヘッダは、STUFFI(1ビット)、SYNCD(13ビット)、及びRFU(2ビット)で構成される。固定された2バイトBBFヘッダだけでなく、BBFは2バイトBBFヘッダ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。
ストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)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。ストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)に対する入力データがBBフレームを詰めることに充分であれば、STUFFIは0に設定され、BBFはスタッフィングフィールドを有しない。でなければ、STUFFIは1に設定され、スタッフィングフィールドはBBFヘッダ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と同期化される。スクランブリングシーケンスは、フィードバックシフトレジスタにより生成される。
PLS生成ブロック2020は、PLSデータを生成することができる。PLSは、受信機でフィジカルレイヤ(physical layer)データパイプに接続できる手段を提供する。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、PLS2データのデコーディングに必要とするパラメータだけでなく、システムに関する基本情報を伝達する固定されたサイズ、コーディング、変調を有するフレームからFSSに伝達されるPLSデータの第1の集合である。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ことに要求されるパラメータを含む基本送信パラメータを提供する。また、PLS1データはフレームグルーフのデュレーションの間一定である。
PLS2データは、データパイプ及びシステムに関するより詳しいPLSデータを伝達するFSSに転送されるPLSデータの第2の集合である。PLS2は、受信機が所望のデータパイプをデコーディングすることに充分の情報を提供するパラメータを含む。PLS2シグナリングは、PLS2スタティック(static:静的)データ(PLS2−STATデータ)及びPLS2ダイナミック(dynamic:動的)データ(PLS2−DYNデータ)の2種類のパラメータでさらに構成される。PLS2スタティック(static:静的)データは、フレームグルーフのデュレーションの間スタティック(static:静的)なPLS2データであり、PLS2ダイナミック(dynamic:動的)データはフレーム毎にダイナミック(dynamic:動的)に変化するPLS2データである。
PLSデータに対する詳細な内容は後述する。
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。
前述したブロックは省略されることもでき、類似または同一機能を有するブロックにより取り替えることもできる。
図3は、本発明の他の一実施形態に係るインプットフォーマットブロックを示す。
図3に図示されたインプットフォーマットブロックは、図1を参照して説明したインプットフォーマットブロック1000の一実施形態に該当する。
図3は、入力信号がマルチインプットストリーム(multi input stream:多数の入力ストリーム)に該当する場合、インプットフォーマットブロックのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックを示す。
マルチインプットストリーム(multiple input stream:多数の入力ストリーム)を処理するためのインプットフォーマットブロックのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックは、多数入力ストリームを独立的に処理することができる。
図3を参照すると、マルチインプットストリーム(multiple input stream:多数の入力ストリーム)を各々処理するためのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックは、インプットストリームスプリッタ(input stream splitter)3000、インプットストリームシンクロナイザー(input stream synchronizer)3010、コンペンセーティングディレイ(compensation delay:補償遅延)ブロック3020、ヌルパケットディリーションブロック(null packet deletion block)3030、ヘッダコンプレッションブロック(header compression block)3040、CRCエンコーダ(CRC encoder)3050、BBフレームスライサー(BB frame slicer)3060、及びBBヘッダ挿入ブロック(BB header insertion block)3070を含むことができる。モードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックの各ブロックに対して説明する。
CRCエンコーダ3050、BBフレームスライサー3060、及びBBヘッダ挿入ブロック3070の動作は、図2を参照して説明したCRCエンコーダ、BBフレームスライサー、及びBBヘッダ挿入ブロックの動作に該当するので、その説明は省略する。
インプットストリームスプリッタ3000は、入力された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)ストリームに分割する。
インプットストリームシンクロナイザー3010は、ISSYと呼ばれることができる。ISSYは如何なる入力データフォーマットに対してもCBR(constant bit rate)及び一定の終端間転送(end-to-end transmission)遅延を保証するために適した手段を提供することができる。ISSYはTSを伝達する多数のデータパイプの場合に常に用いられ、GSストリームを伝達する多数のデータパイプに選択的に用いられる。
コンペンセーティングディレイ(compensation delay:補償遅延)ブロック3020は、受信機で追加でメモリを必要とせず、TSパケット再結合メカニズムを許容するためにISSY情報の挿入に後続する分割されたTSパケットストリームを遅延させることができる。
ヌルパケットディリーションブロック3030は、TS入力ストリームの場合のみに使われる。一部のTS入力ストリームまたは分割されたTSストリームはVBR(variable bit-rate)サービスをCBR TSストリームに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、不要な転送オーバーヘッドを避けるために、ヌルパケットは確認されて転送されないことがある。受信機で、除去されたヌルパケットは転送に挿入されたDNP(deleted null-packet:除去されたヌルパケット)カウンターを参照して元の存在していた正確な場所に再挿入できるので、CBRが保証され、タイムスタンプ(PCR)更新の必要がなくなる。
ヘッダコンプレッションブロック3040は、TSまたはIP入力ストリームに対する転送効率を増加させるためにパケットヘッダ圧縮を提供することができる。受信機はヘッダの特定部分に対する先験的な(a priori)情報を有することができるので、この知られた情報(known information)は送信機から削除できる。
TSに対し、受信機は同期バイト構成(0×47)及びパケット長さ(188バイト)に関する先験的な情報を有することができる。入力されたTSが1つのPIDのみを有するコンデンツを伝達すれば、即ち、1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ベースレイヤ、SVCインヘンスメントレイヤ、MVCベースビュー、またはMVC依存ビュー)に対してのみ、TSパケットヘッダ圧縮がTSに(選択的に)適用できる。TSパケットヘッダ圧縮は入力ストリームがIPストリームの場合、選択的に使われる。前記ブロックは省略されるか、類似または同一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、本発明の他の実施形態に係るインプットフォーマットブロックを示す。
図4に図示されたインプットフォーマットブロックは、図1を参照して説明したインプットフォーマットブロック1000の一実施形態に該当する。
図4は、入力信号がマルチインプットストリーム(multi input stream:多数の入力ストリーム)に該当する場合、インプットフォーマットブロックのストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)ブロックを示す。
図4を参照すると、マルチインプットストリーム(multi input stream:多数の入力ストリーム)を各々処理するためのモードアダプテーション(mode adaptation:モード適応)ブロックは、スケジューラー4000、1−フレームディレイ(delay)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)シグナリングブロック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。ストリームアダプテーション(stream adaptation:ストリーム適応)ブロックの各ブロックに対して説明する。
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、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、PLSスクランブラー4060の動作に該当するので、その説明は省略する。
スケジューラー4000は各データパイプのFECBLOCKの量から全体フレームに亘って全体のセル割当を決定することができる。PLS、EAC、及びFICに対する割当を含んで、スケジューラーはフレームのFSSのPLSセルまたはインバンド(In-band)シグナリングに転送されるPLS2−DYNデータの値を生成する。FECBLOCK、EAC、FICに対する詳細な内容は後述する。
1−フレームディレイ(delay)ブロック4010は、次のフレームに関するスケジューリング情報がデータパイプに挿入されるインバンド(In-band)シグナリング情報に関する現フレームを通じて転送できるように入力データを1つの転送フレームだけ遅延させることができる。
インバンド(In-band)シグナリングブロック4030は、PLS2データの遅延されない部分をフレームのデータパイプに挿入することができる。
前述したブロックは省略されるか、類似または同一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、本発明の一実施形態に係るBICMブロックを示す。
図5に図示されたBICMブロックは、図1を参照して説明したBICMブロック1010の一実施形態に該当する。
前述したように、本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置は、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が本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置により提供されるサービスの特性に依存するので、各々のサービスに該当するデータは互いに異なる方式により処理されなければならない。したがって、本発明の一実施形態に係るBICMブロックは、SISO、MISO、MIMO方式を各々のデータ経路に該当するデータパイプに独立的に適用することによって、各データパイプを独立的に処理することができる。結果的に、本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号送信装置は、各々のデータパイプを介して転送される各サービスまたはサービスコンポーネントに対するQoSを調節することができる。
(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り共有されるBICMブロックを示し、(b)はアドバンスプロファイルの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り共有されるBICMブロック及びアドバンスプロファイルのBICMブロックは、各々のデータパイプを処理するための複数の処理ブロックを含むことができる。
ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルに対するBICMブロック及びアドバンスプロファイルに対するBICMブロックの各々の処理ブロックに対して説明する。
ベースプロファイル及びハンドヘルドプロファイルに対するBICMブロックの処理ブロック5000は、データFECエンコーダ5010、ビットインターリーバ5020、コンステレーションマッパー(mapper)5030、SSD(signal space diversity)エンコーディングブロック5040、及びタイムインターリーバ5050を含むことができる。
データFECエンコーダ5010は、外部コーディング(BCH)及び内部コーディング(LDPC)を用いてFECBLOCK手続を生成するために入力BBFにFECエンコーディングを実行する。外部コーディング(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5010の具体的な動作に対しては後述する。
ビットインターリーバ5020は、効率的に実現可能な構造を提供しながらデータFECエンコーダ5010の出力をインターリービングしてLDPCコード及び変調方式の組合せにより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5020の具体的な動作に対しては後述する。
コンステレーションマッパー5030は、QPSK、QAM−16、不均一QAM(NUQ−64、NUQ−256、NUQ−1024)、または不均一コンステレーション(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でビットインターリーバ5020からの各々のセルワードを変調するか、またはアドバンスプロファイルでセルワードデマルチプレクサ5010−1からのセルワードを変調してパワーが正規化されたコンステレーションポイントelを提供することができる。該当コンステレーションマッピングは、データパイプに対してのみ適用される。NUQが任意の形態を有する一方、QAM−16及びNUQは正四角形の形態を有することが観察される。各々のコンステレーションが90度の倍数だけ回転されれば、回転されたコンステレーションは元のものと正確に重なる。回転対称特性によって実数及び虚数コンポーネントの容量及び平均パワーが互いに同一になる。NUQ及びNUCは全て各コードレート(code rate)に対して特別に定義され、使用される特定の1つはPLS2データに保管されたパラメータDP_MODにより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次元、3次元、4次元でセルをフリーコーディングして、難しいフェーディング条件で受信堅固性(robustness)を増加させることができる。
タイムインターリーバ5050は、データパイプレベルで動作することができる。タイムインターリービングのパラメータは、各々のデータパイプに対して異なるように設定できる。タイムインターリーバ5050の具体的な動作に関しては後述する。
アドバンスプロファイルに対するBICMブロックの処理ブロック5000−1は、データFECエンコーダ、ビットインターリーバ、コンステレーションマッパー、及びタイムインターリーバを含むことができる。
但し、処理ブロック5000−1はセルワードデマルチプレクサ5010−1及びMIMOエンコーディングブロック5020−1をさらに含むという点で処理ブロック5000と区別される。
また、処理ブロック5000−1におけるデータFECエンコーダ、ビットインターリーバ、コンステレーションマッパー、タイムインターリーバの動作は、前述したデータFECエンコーダ5010、ビットインターリーバ5020、コンステレーションマッパー5030、タイムインターリーバ5050の動作に該当するので、その説明は省略する。
セルワードデマルチプレクサ5010−1は、アドバンスプロファイルのデータパイプがMIMO処理のために単一セルワードストリームを二重セルワードストリームに分離することに使われる。セルワードデマルチプレクサ5010−1の具体的な動作に関しては後述する。
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、放送信号送信のために最適化された。MIMO技術は、容量増加を得るための有望な方式であるが、チャンネル特性に依存する。特別に放送に対して、互いに異なる信号伝搬特性による2アンテナの間の受信信号パワーの差、またはチャンネルの強いLOSコンポーネントはMIMOから容量利得を得ることを難しくする。提案されたMIMOエンコーディング方式は、MIMO出力信号のうちの1つの位相ランダム化及び回転基盤プリコーディングを用いてこの問題を克服する。
MIMOエンコーディングは、送信機及び受信機の全てで少なくとも2つのアンテナを必要とする2×2MIMOシステムのために意図される。2つのMIMOエンコーディングモードは本提案であるFR−SM(full-rate spatial multiplexing)及びFRFD−SM(full-rate full-diversity spatial multiplexing)で定義される。FR−SMエンコーディングは受信機側における比較的小さい複雑度増加により容量増加を提供する一方、FRFD−SMエンコーディングは受信機側における大きい複雑度増加で容量増加及び追加的な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配置を制限しない。
MIMO処理はアドバンスプロファイルフレームに要求されるが、これはアドバンスプロファイルフレームにおける全てのデータパイプがMIMOエンコーダにより処理されることを意味する。MIMO処理はデータパイプレベルで適用される。コンステレーションマッパー出力のペア(pair:対)であるNUQ(e1,i及びe2,i)はMIMOエンコーダの入力により供給される。MIMOエンコーダ出力ペア(pair:対)(g1,i及びg2,i)は各々の送信アンテナの同一なキャリアk及びOFDMシンボルlにより転送される。
前述したブロックは省略されるか、類似または同一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、本発明の他の実施形態に係るBICMブロックを示す。
図6に図示されたBICMブロックは、図1を参照して説明したBICMブロック1010の一実施形態に該当する。
図6は、PLS、EAC、及びFICの保護のためのBICMブロックを示す。EACはEAS情報データを伝達するフレームの一部であり、FICはサービスと該当するベースデータパイプとの間でマッピング情報を伝達するフレームにおけるロジカルチャンネルである。EAC及びFICに対する詳細な説明は後述する。
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6000、ビットインターリーバ6010、及びコンステレーションマッパー6020を含むことができる。
また、PLS FECエンコーダ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(puncturing)ブロックを含むことができる。BICMブロックの各ブロックに対して説明する。
PLS FECエンコーダ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ショートニング(shortening)及びパンクチャリングされたLDPCエンコーディングの前に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保護のためのショートニングされたBCHコードを用いてスクランブリングされたPLS 1/2データに外部エンコーディングを遂行し、BCHエンコーディングの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ゼロ挿入の出力ビットがLDPCエンコーディングの前にパーミュテーション(permutation)できる。
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を生成するために、Cldpc及びパリティビットPldpcは各々のゼロが挿入された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遂行することができる。
ショートニングがPLS1データ保護に適用されれば、一部のLDPCパリティビットはLDPCエンコーディングの後にパンクチャリングされる。また、PLS2データ保護のために、PLS2のLDPCパリティビットがLDPCエンコーディングの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転送されない。
ビットインターリーバ6010は、各々のショートニング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ことができる。
コンステレーションマッパー6020は、ビットインターリービングされたPLS1データ及びPLS2データをコンステレーションにマッピングすることができる。
前述したブロックは省略されるか、類似または同一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、本発明の一実施形態に係るフレームビルディングブロック(frame building block)を示す。
図7に図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の一実施形態に該当する。
図7を参照すると、フレームビルディングブロックは、ディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロック7000、セルマッパー(cell mapper)7010、及びフリークエンシーインターリーバ(frequency interleaver)7020を含むことができる。フレームビルディングブロックの各ブロックに関して説明する。
ディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロック7000は、データパイプと該当するPLSデータとの間のタイミングを調節して送信機側でデータパイプと該当するPLSデータとの間の同時性(co-time)を保証することができる。インプットフォーマットブロック及びBICMブロックによるデータパイプの遅延を扱うことによってPLSデータはデータパイプだけ遅延される。BICMブロックの遅延は主にタイムインターリーバ5050によるものである。インバンド(In-band)シグナリングデータは、次のタイムインターリービンググルーフの情報をシグナリングされるデータパイプより1つのフレームの前に伝達されるようにすることができる。ディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロックは、それに合せてインバンド(In-band)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、データパイプ、補助ストリーム、及びダミーセルをフレーム内でOFDMシンボルのアクティブ(active)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、各々のデータパイプ、PLSセル、及びEAC/FICセルに対するタイムインターリービングにより生成されたデータセルを、存在していれば、1つのフレーム内で各々のOFDMシンボルに該当するアクティブ(active)OFDMセルのアレイにマッピングするものである。(PSI(program specific information)/SIのような)サービスシグナリングデータは個別的に収集されてデータパイプにより送られることができる。セルマッパーはフレーム構造の構成及びスケジューラーにより生成されたダイナミックインフォメーション(dynamic information:動的情報)に従って動作する。フレームに関する詳細な内容は後述する。
フリークエンシーインターリーバ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て周波数ダイバーシティを提供することができる。また、フリークエンシーインターリーバ7020は単一フレームで最大のインターリービング利得を得るために他のインターリービングシード(seed)の順序を用いて2つの順次的なOFDMシンボルで構成されたOFDMシンボルペア(pair:対)で動作することができる。
前述したブロックは省略されるか、類似または同一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、本発明の一実施形態に係るOFDMジェネレーションブロックを示す。
図8に図示されたOFDMジェネレーションブロックは、図1を参照して説明したOFDMジェネレーションブロック1030の一実施形態に該当する。
OFDMジェネレーションブロックは、フレームビルディングブロックにより生成されたセルによりOFDMキャリアを変調し、パイロットを挿入し、転送のための時間領域信号を生成する。また、該当ブロックは順次的にガードインターバルを挿入し、PAPR減少処理を適用して最終のRF信号を生成する。
図8を参照すると、OFDMジェネレーションブロックは、パイロット及びリザーブドトーン挿入ブロック(pilot and reserved tone insertion block)8000、2D−eSFN(single frequency network)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、ガードインターバル挿入ブロック(guard interval insertion block)8040、プリアンブル挿入ブロック(preamble insertion block)8050、その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。OFDMジェネレーションブロックの各ブロックに対して説明する。
パイロット及びリザーブドトーン挿入ブロック8000は、パイロット及びリザーブド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受信機から先験的に知られた転送された値を有するパイロットとして知られた参照情報に変調される。パイロットセルの情報は、分散パイロット、連続パイロット、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。各パイロットは、パイロットタイプ及びパイロットパターンに従って特定増加パワーレベルで転送される。パイロット情報の値は与えられたシンボルで1つが各々の転送キャリアに対するものである一連の値に該当する参照シーケンスで誘導される。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、転送モード識別のために使われることができ、また位相雑音を追跡するために使用できる。
参照シーケンスから取った参照情報は、フレームのプリアンブル、FSS及びFESを除外した全てのシンボルにおける分散パイロットセルで転送される。連続パイロットは、フレームの全てのシンボルに挿入される。連続パイロットの数及び位置はFFTサイズ及び分散パイロットパターンに全て依存する。エッジキャリアは、プリアンブルシンボルを除外した全てのシンボル内のエッジパイロットと同一である。エッジキャリアは、スペクトルのエッジまで周波数インターポレーション(interpolation: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。FSSパイロット及びFESパイロットはフレームのエッジまで時間インターポレーション(interpolation:補間)を許容するために挿入される。
本発明の一実施形態に係るシステムは非常に堅い転送モードをサポートするために分散MISO方式が選択的に使われるSFNをサポートする。2D−eSFNは多数の送信アンテナを使用する分散MISO方式であって、各アンテナはSFNネットワークで各々異なる送信機に位置することができる。
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処理を行って多数の送信機から転送された信号の位相を歪曲させることがある。したがって、長時間の間の低い平面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誤りが軽減できる。
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(または、リザーブドトーン)に指定されないデータシンボルでの全てのセルは、周波数インターリーバからのデータセルのうちの1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、時間領域で多様なPAPR減少アルゴリズムを用いて入力信号にPAPR減少を実行する。
ガードインターバル挿入ブロック8040はガードインターバル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に対する詳細な内容は後述する。
その他のシステム挿入ブロック8060は、放送サービスを提供する2つ以上の互いに異なる放送送信/受信システムのデータが同一なRF信号帯域で同時に転送できるように時間領域で複数の放送送信/受信システムの信号をマルチプレキシングすることができる。この場合、2つ以上の互いに異なる放送送信/受信システムは、互いに異なる放送サービスを提供するシステムをいう。互いに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意味することができる。各々の放送サービスに関連したデータは互いに異なるフレームを通じて転送できる。
DACブロック8070は、入力されたディジタル信号をアナログ信号に変換して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階層プロファイルによって多数の出力アンテナを介して転送できる。本発明の一実施形態に係る送信アンテナは垂直または水平極性を有することができる。
前述したブロックは設計によって省略されるか、類似または同一機能を有するブロックに取替できる。
図9は、本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号受信装置の構造を示す。
本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号受信装置は、図1を参照して説明した次世代放送サービスに対する放送信号送信装置に対応することができる。
本発明の一実施形態に係る次世代放送サービスに対する放送信号受信装置は、同期及び復調モジュール(synchronization & demodulation module)9000、フレームパーシングモジュール(frame parsing module)9010、デマッピング及びデコーディングモジュール(demapping & decoding module)9020、出力プロセッサ(output processor)9030、及びシグナリングデコーディングモジュール(signaling decoding module)9040を含むことができる。放送信号受信装置の各モジュールの動作に対して説明する。
同期及び復調モジュール9000は、m個の受信アンテナを介して入力信号を受信し、放送信号受信装置に該当するシステムに対して信号検出及び同期化を実行し、放送信号送信装置により実行される手続の逆過程に該当する復調を実行することができる。
フレームパーシングモジュール9010は、入力信号フレームをパーシングし、ユーザにより選択されたサービスが転送されるデータを抽出することができる。放送信号送信装置がインターリービングを実行すれば、フレームパーシングモジュール9010はインターリービングの逆過程に該当するデインターリービングを実行することができる。この場合、抽出されなければならない信号及びデータの位置がシグナリングデコーディングモジュール9040から出力されたデータをデコーディングすることにより獲得されて、放送信号送信装置により生成されたスケジューリング情報が復元できる。
デマッピング及びデコーディングモジュール9020は、入力信号をビット領域データに変換した後、必要によってビット領域データをデインターリービングすることができる。デマッピング及びデコーディングモジュール9020は、転送効率のために適用されたマッピングに対するデマッピングを実行し、デコーディングを通じて転送チャンネルで発生し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9020はシグナリングデコーディングモジュール9040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のために必要な転送パラメータを獲得することができる。
出力プロセッサ9030は、転送効率を向上させるために放送信号送信装置により適用される多様な圧縮/信号処理手続の逆過程を実行することができる。この場合、出力プロセッサ9030はシグナリングデコーディングモジュール9040から出力されたデータで必要とする制御情報を獲得することができる。出力プロセッサ8300の出力は、放送信号送信装置に入力される信号に該当し、MPEG−TS、IPストリーム(v4またはv6)及びGSでありうる。
シグナリングデコーディングモジュール9040は、同期及び復調モジュール9000により復調された信号からPLS情報を獲得することができる。前述したように、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9040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、本発明の一実施形態に係るフレーム構造を示す。
図10は、フレームタイムの構成例及びスーパーフレームにおけるFRU(frame repetition unit:フレーム反復単位)を示す。(a)は本発明の一実施形態に係るスーパーフレームを示し、(b)は本発明の一実施形態に係るFRUを示し、(c)はFRUでの多様なフィジカルプロファイル(PHY profile)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で構成できる。FRUはフレームのTDMに対する基本マルチプレキシング単位であり、スーパーフレームで8回反復される。
FRUで各フレームはフィジカルプロファイル(ベース、ハンドヘルド、アドバンスプロファイル)のうちの1つまたはFEFに属する。FRUで、フレームの最大許容数は4であり、与えられたフィジカルプロファイルはFRUで0回乃至4回のうちのいずれかの回数だけ表れることができる(例えば、ベース、ハンドヘルド、アドバンス)。フィジカルプロファイル定義は、必要時、プリアンブルにおけるPHY_PROFILEのリザーブド値を用いて拡張できる。
FEF部分は、含まれれば、FRUの端に挿入される。FEFがFRUに含まれる場合、FEFの最大数はスーパーフレームで8である。FEF部分が互いに隣接することが推奨されない。
1つのフレームは多数のOFDMシンボル及びプリアンブルにさらに分離される。(d)に図示したように、フレームは、プリアンブル、1つ以上のFSS、ノーマルデータシンボル、及びFESを含む。
プリアンブルは高速フューチャーキャストUTBシステム信号検出を可能にし、信号の効率的な送信及び受信のための基本転送パラメータの集合を提供する特別なシンボルである。プリアンブルに対する詳細な内容は後述する。
FSSの主な目的はPLSデータを伝達するものである。高速同期化及びチャンネル推定のために、これに従うPLSデータの高速デコーディングのために、FSSはノーマルデータシンボルより高密度のパイロットパターンを有する。FESはFSSと完全に同一なパイロットを有するが、これはFESの直前のシンボルに対して外挿(extrapolation)無しでFES内での周波数のみのインターポレーション(interpolation:補間)及び時間的補間(temporal interpolation)を可能にする。
図11は、本発明の一実施形態に係るフレームのシグナリング階層構造(signaling hierarchy structure)を示す。
図11はシグナリング階層構造を示すが、これは3個の主要部分である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に分割される。毎フレーム毎にプリアンブル信号により伝達されるプリアンブルの目的は、フレームの基本転送パラメータ及び転送タイプを示すものである。PLS1は、受信機が関心あるデータパイプに接続するためのパラメータを含むPLS2データに接続してデコーディングできるようにする。PLS2は毎フレーム毎に伝達され、2つの主要部分であるPLS2−STATデータとPLS2−DYNデータに分割される。PLS2データのスタティック(static:静的)及びダイナミック(dynamic:動的)部分には、必要時、パッディングが後続する。
図12は、本発明の一実施形態に係るプリアンブルシグナリングデータを示す。
プリアンブルシグナリングデータは、受信機がフレーム構造内でPLSデータに接続し、データパイプを追跡できるようにするために必要とする21ビットの情報を伝達する。プリアンブルシグナリングデータに対する詳細な内容は、次の通りである。
PHY_PROFILE:該当3ビットフィールドは現フレームのフィジカルプロファイルタイプを示す。互いに異なるフィジカル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:該当2ビットフィールドは以下の<表6>で説明した通り、フレームグルーフ内で現フレームのFFTサイズを示す。
GI_FRACTION:該当3ビットフィールドは以下の<表7>で説明した通り、現スーパーフレームにおけるガードインターバルの一部(fraction)値を示す。
EAC_FLAG:該当1ビットフィールドはEACが現フレームに提供されるか否かを示す。該当フィールドが1に設定されれば、EASが現フレームに提供される。該当フィールドが0に設定されれば、EASが現フレームで伝達されない。該当フィールドはスーパーフレーム内でダイナミック(dynamic:動的)に転換できる。
PILOT_MODE:該当1ビットフィールドは現フレームグルーフで現フレームに対してパイロットモードがモバイルモードであるか、または固定モードか否かを示す。該当フィールドが0に設定されれば、モバイルパイロットモードが使われる。該当フィールドが1に設定されれば、固定パイロットモードが使われる。
PAPR_FLAG:該当1ビットフィールドは現フレームグルーフで現フレームに対してPAPR減少が使われるか否かを示す。該当フィールドが1に設定されれば、トーン予約(tone reservation)がPAPR減少のために使われる。該当フィールドが0に設定されれば、PAPR減少が使われない。
FRU_CONFIGURE:該当3ビットフィールドは現スーパーフレームで存在するFRUのフィジカルプロファイルタイプ構成を示す。現スーパーフレームで全てのプリアンブルにおける該当フィールドで、現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が識別される。該当3ビットフィールドは以下の<表8>に示した通り、各々のプロファイルに対して異なるように定義される。
RESERVED:該当7ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
図13は、本発明の一実施形態に係るPLS1データを示す。
PLS1データはPLS2の受信及びデコーディングを可能にするために必要なパラメータを含んだ基本転送パラメータを提供する。前述したように、PLS1データは1つのフレームグルーフの全体デュレーションの間変化しない。PLS1データのシグナリングフィールドの具体的な定義は、次の通りである。
PREAMBLE_DATA:該当20ビットフィールドはEAC_FLAGを除外したプリアンブルシグナリングデータのコピーである。
NUM_FRAME_FRU:該当2ビットフィールドはFRU当たりフレーム数を示す。
PAYLOAD_TYPE:該当3ビットフィールドはフレームグルーフで伝達されるペイロードデータのフォーマットを示す。PAYLOAD_TYPEは<表9>に示した通りシグナリングされる。
NUM_FSS:該当2ビットフィールドは現フレームでFSSの数を示す。
SYSTEM_VERSION:該当8ビットフィールドは転送される信号フォーマットのバージョンを示す。SYSTEM_VERSIONは主バージョン及び副バージョンの2つの4ビットフィールドに分離される。
主バージョン:SYSTEM_VERSIONフィールドのMSBである4ビットは主バージョン情報を示す。主バージョンフィールドでの変化は互換が不可能な変化を示す。デフォルト値は0000である。該当標準で叙述されたバージョンに対し、値が0000に設定される。
副バージョン:SYSTEM_VERSIONフィールドのLSBである4ビットは副バージョン情報を示す。副バージョンフィールドでの変化は互換が可能である。
CELL_ID:これはATSCネットワークにおける地理的セルを唯一に識別する16ビットフィールドである。ATSCセルカバレッジはフューチャーキャストUTBシステム当たり使われる周波数の数によって1つ以上の周波数で構成できる。CELL_IDの値が知られていないか、特定されなければ、該当フィールドは0に設定される。
NETWORK_ID:これは現ATSCネットワークを唯一に識別する16ビットフィールドである。
SYSTEM_ID:該当16ビットフィールドはATSCネットワーク内でフューチャーキャストUTBシステムを唯一に識別する。フューチャーキャストUTBシステムは入力が1つ以上の入力ストリーム(TS、IP、GS)であり、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、存在していれば、FEF及び1つ以上のフィジカルプロファイルを伝達する。同一なフューチャーキャストUTBシステムは互いに異なる入力ストリームを伝達し、互いに異なる地理的領域で互いに異なるRFを使用することができるので、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1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転送に対して同一である。1つ以上のフューチャーキャストUTBシステムは全て同一なフィジカル構造及び構成を有するという同一なSYSTEM_IDの意味を有することができる。
次のループ(loop)は、各フレームタイプの長さ及びFRU構成を示すFRU_PHY_PROFILE、FRU_FRAME_LENGTH、FRU_GI_FRACTION、及びRESERVEDで構成される。ループ(loop)サイズはFRU内で4個のフィジカルプロファイル(FEF含み)がシグナリングされるように固定される。NUM_FRAME_FRUが4より小さければ、使われないフィールドはゼロで詰められる。
FRU_PHY_PROFILE:該当3ビットフィールドは関連したFRUの(i+1)番目フレーム(iはループ(loop)インデックス)のフィジカルプロファイルタイプを示す。該当フィールドは<表8>に示したものと同一なシグナリングフォーマットを使用する。
FRU_FRAME_LENGTH:該当2ビットフィールドは関連したFRUの(i+1)番目フレームの長さを示す。FRU_GI_FRACTIONと共にFRU_FRAME_LENGTHを使用すれば、フレームデュレーションの正確な値が得られる。
FRU_GI_FRACTION:該当3ビットフィールドは関連したFRUの(i+1)番目フレームのガードインターバルの一部値を示す。FRU_GI_FRACTIONは<表7>に従ってシグナリングされる。
RESERVED:該当4ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)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ためのパラメータを提供する。
PLS2_FEC_TYPE:該当2ビットフィールドはPLS2の保護により使われるFECタイプを示す。FECタイプは<表10>に従ってシグナリングされる。LDPCコードに対する詳細な内容は後述する。
PLS2_MOD:該当3ビットフィールドはPLS2により使われる変調タイプを示す。変調タイプは<表11>に従ってシグナリングされる。
PLS2_SIZE_CELL:該当15ビットフィールドは現フレームグループで伝達されるPLS2に対する全てのコーディングブロックのサイズ(QAMセルの数に特定される)であるCtotal_partial_blockを示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_STAT_SIZE_BIT:該当14ビットフィールドは現フレームグループに対するPLS2−STATのサイズをビット数で示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_DYN_SIZE_BIT:該当14ビットフィールドは現フレームグループに対するPLS2−DYNのサイズをビット数で示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_REP_FLAG:該当1ビットフラグはPLS2反復モードが現フレームグループで使われるか否かを示す。該当フィールドの値が1に設定されれば、PLS2反復モードは活性化される。該当フィールドの値が0に設定されれば、PLS2反復モードは不活性化される。
PLS2_REP_SIZE_CELL:該当15ビットフィールドはPLS2反復が使われる場合、現フレームグループの毎フレーム毎に伝達されるPLS2に対する部分コーディングブロックのサイズ(QAMセルの数で特定される)であるCtotal_partial_blockを示す。反復が使われない場合、該当フィールドの値は0と同一である。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_NEXT_FEC_TYPE:該当2ビットフィールドは次のフレームグループの毎フレームで伝達されるPLS2に使われるFECタイプを示す。FECタイプは<表10>に従ってシグナリングされる。
PLS2_NEXT_MOD:該当3ビットフィールドは次のフレームグループの毎フレームで伝達されるPLS2に使われる変調タイプを示す。変調タイプは<表11>に従ってシグナリングされる。
PLS2_NEXT_REP_FLAG:該当1ビットフラグはPLS2反復モードが次のフレームグループで使われるか否かを示す。該当フィールドの値が1に設定されれば、PLS2反復モードは活性化される。該当フィールドの値が0に設定されれば、PLS2反復モードは非活性化される。
PLS2_NEXT_REP_SIZE_CELL: 該当15ビットフィールドはPLS2反復が使われる場合、次のフレームグループの毎フレーム毎に伝達されるPLS2に対する全体コーディングブロックのサイズ(QAMセルの数で特定される)であるCtotal_full_blockを示す。次のフレームグループで反復が使われない場合、該当フィールドの値は0と同一である。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_NEXT_REP_STAT_SIZE_BIT:該当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のサイズをビット数で示す。該当値は現フレームグループで一定である。
PLS2_NEXT_REP_DYN_SIZE_BIT:該当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のサイズをビット数で示す。該当値は現フレームグループで一定である。
PLS2_AP_MODE:該当2ビットフィールドは現フレームグループでPLS2に対して追加パリティが提供されるか否かを示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。以下の<表12>は該当フィールドの値を提供する。該当フィールドの値が00に設定されれば、現フレームグループで追加パリティがPLS2に対して使われない。
PLS2_AP_SIZE_CELL:該当15ビットフィールドはPLS2の追加パリティビットのサイズ(QAMセルの数で特定される)を示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
PLS2_NEXT_AP_MODE:該当2ビットフィールドは次のフレームグループの毎フレーム毎にPLS2シグナリングに対して追加パリティが提供されるか否かを示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。<表12>は該当フィールドの値を定義する。`
PLS2_NEXT_AP_SIZE_CELL:該当15ビットフィールドは次のフレームグループの毎フレーム毎にPLS2の追加パリティビットのサイズ(QAMセルの数で特定される)を示す。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
RESERVED:該当32ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
CRC_32:全体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、本発明の一実施形態に係るPLS2データを示す。
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一方、PLS2−DYNデータは現フレームに対して特定の情報を提供する。
PLS2−STATデータのフィールドに対し、次に具体的に説明する。
FIC_FLAG:該当1ビットフィールドはFICが現フレームグループで使われるか否かを示す。該当フィールドの値が1に設定されれば、FICは現フレームで提供される。該当フィールドの値が0に設定されれば、FICは現フレームで伝達されない。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
AUX_FLAG:該当1ビットフィールドは補助ストリームが現フレームグループで使われるか否かを示す。該当フィールドの値が1に設定されれば、補助ストリームは現フレームで提供される。該当フィールドの値が0に設定されれば、補助フレームは現フレームで伝達されない。該当値は現フレームグループの全体デュレーションの間一定である。
NUM_DP:該当6ビットフィールドは現フレーム内で伝達されるデータパイプの数を示す。該当フィールドの値は1から64の間であり、データパイプの数はNUM_DP+1である。
DP_ID:該当6ビットフィールドはフィジカルプロファイル内で唯一に識別する。
DP_TYPE:該当3ビットフィールドはデータパイプのタイプを示す。これは、以下の<表13>に従ってシグナリングされる。
DP_GROUP_ID:該当8ビットフィールドは現データパイプが関連しているデータパイプグループを識別する。これは、受信機が同一なDP_GROUP_IDを有するようになる特定サービスと関連しているサービスコンポーネントのデータパイプに接続することに使用できる。
BASE_DP_ID:該当6ビットフィールドは管理階層で使われる(PSI/SIのような)サービスシグナリングデータを伝達するデータパイプを示す。BASE_DP_IDにより示すデータパイプは、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ノーマルデータパイプであるか、またはサービスシグナリングデータのみを伝達する専用データパイプでありうる。
DP_FEC_TYPE:該当2ビットフィールドは関連したデータパイプにより使われるFECタイプを示す。FECタイプは、以下の<表14>に従ってシグナリングされる。
DP_COD:該当4ビットフィールドは関連したデータパイプにより使われるコードレート(code rate)を示す。コードレート(code rate)は以下の<表15>に従ってシグナリングされる。
DP_MOD:該当4ビットフィールドは関連したデータパイプにより使われる変調を示す。変調は以下の<表16>に従ってシグナリングされる。
DP_SSD_FLAG:該当1ビットフィールドはSSDモードが関連したデータパイプで使われるか否かを示す。該当フィールドの値が1に設定されれば、SSDは使われる。該当フィールドの値が0に設定されれば、SSDは使われない。
次のフィールドはPHY_PROFILEがアドバンスプロファイルを示す010と同じ時のみに表れる。
DP_MIMO:該当3ビットフィールドはどんなタイプのMIMOエンコーディング処理が関連したデータパイプに適用されるかを示す。MIMOエンコーディング処理のタイプは、以下の<表17>に従ってシグナリングされる。
DP_TI_TYPE:該当1ビットフィールドはタイムインターリービングのタイプを示す。0の値は1つのタイムインターリービンググループが1つのフレームに該当し、1つ以上のタイムインターリービングブロックを含むことを示す。1の値は1つのタイムインターリービンググループが1つより多いフレームに伝達され、1つのタイムインターリービングブロックのみを含むことを示す。
DP_TI_LENGTH:該当2ビットフィールド(許容された値は1、2、4、8のみである)の使用は、次のようなDP_TI_TYPEフィールド内で設定される値により決定される。
DP_TI_TYPEの値が1に設定されれば、該当フィールドは各々のタイムインターリービンググループがマッピングされるフレームの数であるPIを示し、タイムインターリービンググループ当たり1つのタイムインターリービングブロックが存在する(NTI=1)。該当2ビットフィールドに許容されるPIの値は、以下の<表18>に定義される。
DP_TI_TYPEの値が0に設定されれば、該当フィールドはタイムインターリービンググループ当たりタイムインターリービングブロックの数NTIを示し、フレーム当たり1つのタイムインターリービンググループが存在する(PI=1)。該当2ビットフィールドに許容されるPIの値は以下の<表18>に定義される。
DP_FRAME_INTERVAL:該当2ビットフィールドは関連したデータパイプに対するフレームグループ内でフレーム間隔(IJUMP)を示し、許容された値は1、2、4、8(該当する2ビットフィールドは各々00、01、10、11)である。フレームグループの全てのフレームに表れないデータパイプに対し、該当フィールドの値は順次的なフレームの間の間隔と同一である。例えば、データパイプが1、5、9、13などのフレームに表れれば、該当フィールドの値は4に設定される。全てのフレームに表れるデータパイプに対し、該当フィールドの値は1に設定される。
DP_TI_BYPASS:該当1ビットフィールドはタイムインターリーバ5050の使用可能性を決定する。データパイプに対してタイムインターリービングが使われないと、該当フィールド値は1に設定される。一方、タイムインターリービングが使われれば、該当フィールド値は0に設定される。
DP_FIRST_FRAME_IDX:該当5ビットフィールドは現データパイプ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から31の間である。
DP_NUM_BLOCK_MAX:該当10ビットフィールドは該当データパイプに対するDP_NUM_BLOCKSの最大値を示す。該当フィールドの値はDP_NUM_BLOCKSと同一な範囲を有する。
DP_PAYLOAD_TYPE:該当2ビットフィールドは与えられたデータパイプにより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>に従ってシグナリングされる。
DP_INBAND_MODE:該当2ビットフィールドは現データパイプがインバンド(In-band)シグナリング情報を伝達するか否かを示す。インバンド(In-band)シグナリングタイプは、以下の<表20>に従ってシグナリングされる。
DP_PROTOCOL_TYPE:該当2ビットフィールドは与えられたデータパイプにより伝達されるペイロードのプロトコルタイプを示す。ペイロードのプロトコルタイプは入力ペイロードタイプが選択されれば、以下の<表21>に従ってシグナリングされる。
DP_CRC_MODE:該当2ビットフィールドはCRCエンコーディングがインプットフォーマットブロックで使われるか否かを示す。CRCモードは、以下の<表22>に従ってシグナリングされる。
DNP_MODE:該当2ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)に設定される場合に関連したデータパイプにより使われるヌルパケット削除モードを示す。DNP_MODEは、以下の<表23>に従ってシグナリングされる。DP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)でなければ、DNP_MODEは00の値に設定される。
ISSY_MODE:該当2ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)に設定される場合に関連したデータパイプにより使われるISSYモードを示す。ISSY_MODEは、以下の<表24>に従ってシグナリングされる。DP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)でなければ、ISSY_MODEは00の値に設定される。
HC_MODE_TS:該当2ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがTS(‘00’)に設定される場合に関連したデータパイプにより使われるTSヘッダ圧縮モードを示す。HC_MODE_TSは、以下の<表25>に従ってシグナリングされる。
HC_MODE_IP:該当2ビットフィールドはDP_PAYLOAD_TYPEがIP(‘01’)で設定される場合にIPヘッダ圧縮モードを示す。HC_MODE_IPは、以下の<表26>に従ってシグナリングされる。
PID:該当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に設定される場合にTSヘッダ圧縮のためのPID数を示す。
RESERVED:該当8ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
次のフィールドは、FIC_FLAGが1と同じ時のみに表れる。
FIC_VERSION:該当8ビットフィールドはFICのバージョンナンバーを示す。
FIC_LENGTH_BYTE:該当13ビットフィールドはFICの長さをバイト単位で示す。
RESERVED:該当8ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
次のフィールドは、AUX_FLAGが1と同じ時のみに表れる。
NUM_AUX:該当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われないことを示す。
AUX_CONFIG_RFU:該当8ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
AUX_STREAM_TYPE:該当4ビットは現補助ストリームのタイプを示すための今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
AUX_PRIVATE_CONFIG:該当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今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
図15は、本発明の他の一実施形態に係るPLS2データを示す。
図15は、PLS2データのPLS2−DYNを示す。PLS2−DYNデータの値は1つのフレームグループのデュレーションの間変化できる一方、フィールドのサイズは一定である。
PLS2−DYNデータのフィールドの具体的な内容は、次の通りである。
FRAME_INDEX:該当5ビットフィールドはスーパーフレーム内で現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:該当4ビットフィールドは構成が変化する前のスーパーフレームの数を示す。構成が変化する次のスーパーフレームは該当フィールド内でシグナリングされる値により示す。該当フィールドの値が0000に設定されれば、これは如何なる予定された変化も予測できないことを意味する。例えば、1の値は次のスーパーフレームに変化があるということを示す。
FIC_CHANGE_COUNTER:該当4ビットフィールドは構成(即ち、FICのコンテンツ)が変化する前のスーパーフレームの数を示す。構成が変化する次のスーパーフレームは該当フィールド内でシグナリングされる値により示す。該当フィールドの値が0000に設定されれば、これは如何なる予定された変化も予測できないことを意味する。例えば、0001の値は次のスーパーフレームに変化があることを示す。
RESERVED:該当16ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
次のフィールドは現フレームで伝達されるデータパイプと関連したパラメータを説明するNUM_DPでのループ(loop)に表れる。
DP_ID:該当6ビットフィールドはフィジカルプロファイル内でデータパイプを唯一に示す。
DP_START:該当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(addressing)技法を使用してデータパイプの第1の開始位置を示す。DP_STARTフィールドは、以下の<表27>に示した通り、フィジカルプロファイル及びFFTサイズによって異なる長さを有する。
DP_NUM_BLOCK:該当10ビットフィールドは現データパイプに対する現タイムインターリービンググループにおけるFECブロックの数を示す。DP_NUM_BLOCKの値は0から1023の間にある。
RESERVED:該当8ビットフィールドは今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。
次のフィールドは、EACと関連したFICパラメータを示す。
EAC_FLAG:該当1ビットフィールドは現フレームでEACの存在を示す。該当ビットはプリアンブルにおけるEAC_FLAGと同一な値である。
EAS_WAKE_UP_VERSION_NUM:該当8ビットフィールドは自動活性化指示のバージョンナンバーを示す。
EAC_FLAGフィールドが1と同一であれば、次の12ビットがEAC_LENGTH_BYTEフィールドに割り当てられる。EAC_FLAGフィールドが0と同一であれば、次の12ビットがEAC_COUNTERに割り当てられる。
EAC_LENGTH_BYTE:該当12ビットフィールドはEACの長さをバイトで示す。
EAC_COUNTER:該当12ビットフィールドはEACが到達するフレームの前のフレームの数を示す。
次のフィールドはAUX_FLAGフィールドが1と同一の場合のみに表れる。
AUX_PRIVATE_DYN:該当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今後の使用のためにリザーブド(reserved)される。該当フィールドの意味は、設定可能なPLS2−STATでAUX_STREAM_TYPEの値に依存する。
CRC_32:全体PLS2に適用される32ビットエラー検出コード。
図16は、本発明の一実施形態に係るフレームのロジカル(logical)構造を示す。
前述したように、PLS、EAC、FIC、データパイプ、補助ストリーム、ダミーセルは、フレームにおけるOFDMシンボルのアクティブ(active)キャリアにマッピングされる。PLS1及びPLS2は、最初に1つ以上のFSSにマッピングされる。その後、EACが存在していれば、EACセルは後続するPLSフィールドにマッピングされる。次に、FICが存在していれば、FICセルがマッピングされる。データパイプはPLSの次にマッピングされるか、EACまたはFICが存在する場合、EACまたはFICの以後にマッピングされる。タイプ1のデータパイプが最初にマッピングされ、タイプ2のデータパイプが次にマッピングされる。データパイプのタイプの具体的な内容は後述する。一部の場合、データパイプはEASに対する一部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。補助ストリームまたはストリームは、存在していれば、データパイプを次にマッピングされ、ここには順次にダミーセルが後続する。前述した順序、即ち、PLS、EAC、FIC、データパイプ、補助ストリーム、及びダミーセルの順に全て共にマッピングすれば、フレームでセル容量を正確に詰める。
図17は、本発明の一実施形態に係るPLSマッピングを示す。
PLSセルは、FSSのアクティブ(active)キャリアにマッピングされる。PLSが占めるセルの数によって、1つ以上のシンボルがFSSに指定され、FSSの数NFSSはPLS1でのNUM_FSSによりシグナリングされる。FSSはPLSセルを伝達する特殊なシンボルである。堅固性及び遅延時間(latency)はPLSで重大な事案であるので、FSSは高いパイロット密度を有しているので高速同期化及びFSS内での周波数のみのインターポレーション(interpolation:補間)を可能にする。
PLSセルは、図17の例に示すように、下向き式でFSSのアクティブ(active)キャリアにマッピングされる。PLS1セルは、最初に第1のFSSの第1のセルからセルインデックスの昇順にマッピングされる。PLS2セルはPLS1の最後のセルの直後に後続し、マッピングは第1のFSSの最後のセルインデックスまで下方に続く。必要とするPLSセルの総数が1つのFSSのアクティブ(active)キャリアの数を超過すれば、マッピングは次のFSSに進行され、第1のFSSと完全に同一な方式により続く。
PLSマッピングが完了した後、データパイプが次に伝達される。EAC、FIC、または両方とも現フレームに存在していれば、EAC及びFICはPLSとノーマルデータパイプとの間に配置される。
図18は、本発明の一実施形態に係るEACマッピングを示す。
EACはEASメッセージを伝達する専用チャンネルであり、EASに対するデータパイプに連結される。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。EACが存在する場合、EACはPLS2セルの直後にマッピングされる。PLSセルを除いて、FIC、データパイプ、補助ストリーム、またはダミーセルのうち、いずれもEACの前に位置しない。EACセルのマッピング手続はPLSと完全に同一である。
EACセルは、図18の例に示すように、PLS2の次のセルからセルインデックスの昇順にマッピングされる。EASメッセージの大きさによって、図18に示すように、EACセルは少ないシンボルを占めることができる。
EACセルは、PLS2の最後のセルの直後に後続し、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方に続く。必要とするEACセルの総数が最後のFSSの残っているアクティブ(active)キャリアの数を超過すれば、EACマッピングは次のシンボルに進行され、FSSと完全に同一な方式により続く。この場合、EACのマッピングがなされる次のシンボルはノーマルデータシンボルであり、これはFSSより多いアクティブ(active)キャリアを有する。
EACマッピングが完了した後、存在していれば、FICが次に伝達される。FICが転送されなければ(PLS2フィールドからシグナリングに)、データパイプがEACの最後のセルの直後に後続する。
図19は、本発明の一実施形態に係るFICマッピングを示す。
(a)はEAC無しでFICセルのマッピングの例を示し、(b)はEACと共にFICセルのマッピングの例を示す。
FICは、高速サービス獲得及びチャンネルスキャンを可能にするために階層間情報(cross-layer information)を伝達する専用チャンネルである。該当情報は主にデータパイプの間のチャンネルバインディング(channel binding)情報及び各放送社のサービスを含む。高速スキャンのために、受信機はFICをデコーディングし、放送社ID、サービス数、BASE_DP_IDのような情報を獲得することができる。高速サービス獲得のために、FICだけでなく、ベースデータパイプもBASE_DP_IDを用いてデコーディングできる。ベースデータパイプが転送するコンデンツを除いて、ベースデータパイプはノーマルデータパイプと正確に同一な方式によりエンコーディングされてフレームにマッピングされる。したがって、ベースデータパイプに対する追加説明が必要でない。FICデータが生成されて管理階層で消費される。FICデータのコンデンツは管理階層仕様に説明された通りである。
FICデータは選択的であり、FICの使用はPLS2のスタティック(static:静的)な部分でFIC_FLAGパラメータによりシグナリングされる。FICが使われれば、FIC_FLAGは1に設定され、FICに対するシグナリングフィールドはPLS2のスタティック(static:静的)な部分で定義される。該当フィールドでシグナリングされることはFIC_VERSIONであり、FIC_LENGTH_BYTE_FICはPLS2と同一な変調、コーディング、タイムインターリービングパラメータを使用する。FICは、PLS2_MOD及びPLS2_FECのような同一なシグナリングパラメータを共有する。FICデータは、存在していれば、PLS2の後にマッピングされるか、またはEACが存在する場合、EACの直後にマッピングされる。ノーマルデータパイプ、補助ストリーム、またはダミーセルのうち、いずれもFICの前に位置しない。FICセルをマッピングする方法はEACと完全に同一であり、これはまたPLSと同一である。
PLSの後のEACが存在しない場合、FICセルは(a)の例に示したように、PLS2の次のセルからセルインデックスの昇順にマッピングされる。FICデータサイズによって、(b)に示したように、FICセルは数個のシンボルに対してマッピングされる。
FICセルはPLS2の最後のセルの直後に後続し、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方に続く。必要なFICセルの総数が最後のFSSの残っているアクティブ(active)キャリアの数を超過すれば、残りのFICセルのマッピングは次のシンボルに進行され、これはFSSと完全に同一な方式により続く。この場合、FICがマッピングされる次のシンボルはノーマルデータシンボルであり、これはFSSより多いアクティブ(active)キャリアを有する。
EASメッセージが現フレームで転送されれば、EACはFICより先にマッピングされ、(b)に示したように、EACの次のセルからFICセルはセルインデックスの昇順にマッピングされる。
FICマッピングが完了した後、1つ以上のデータパイプがマッピングされ、以後、存在していれば、補助ストリーム、ダミーセルが後続する。
図20は、本発明の一実施形態に係るデータパイプのタイプを示す。
(a)はタイプ1のデータパイプを示し、(b)はタイプ2のデータパイプを示す。
先行するチャンネル、即ちPLS、EAC、FICがマッピングされた後、データパイプのセルがマッピングされる。データパイプはマッピング方法によって2タイプのうちの1つに分類される。
タイプ1のデータパイプ:データパイプがTDMによりマッピングされる。
タイプ2のデータパイプ:データパイプがFDMによりマッピングされる。
データパイプのタイプはPLS2のスタティック(static:静的)な部分でDP_TYPEフィールドにより示す。図20は、タイプ1のデータパイプ及びタイプ2のデータパイプのマッピング順序を示す。タイプ1のデータパイプは、まずセルインデックスの昇順にマッピングされた後、最後のセルインデックスに到達した後、シンボルインデックスが1ずつ増加する。次のシンボル内で、データパイプはp=0を手始めにセルインデックスの昇順に続けてマッピングされる。1つのフレームで共にマッピングされる多数のデータパイプと共に、各々のタイプ1のデータパイプはデータパイプのTDMと類似するように時間にグルーピングされる。
タイプ2のデータパイプは、まずシンボルインデックスの昇順にマッピングされ、フレームの最後のOFDMシンボルに到達した後、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の使用可能シンボルに戻った後、そのシンボルインデックスから増加する。1つのフレームで多数のデータパイプをマッピングした後、各々のタイプ2のデータパイプはデータパイプのFDMと類似するように周波数にグルーピングされる。
タイプ1のデータパイプ及びタイプ2のデータパイプは、必要時、フレームで共存できるが、タイプ1のデータパイプが常にタイプ2のデータパイプに先行するという制限がある。タイプ1及びタイプ2のデータパイプを伝達するOFDMセルの総数はデータパイプの転送に使用することができるOFDMセルの総数を超過できない。
この際、DDP1はタイプ1のデータパイプが占めるOFDMセルの数に該当し、DDP2はタイプ2のデータパイプが占めるセルの数に該当する。PLS、EAC、FICが全てタイプ1のデータパイプと同様の方式によりマッピングされるので、PLS、EAC、FICは全て「タイプ1のマッピング規則」に従う。したがって、概してタイプ1のマッピングが常にタイプ2のマッピングに先行する。
図21は、本発明の一実施形態に係るデータパイプマッピングを示す。
(a)はタイプ1のデータパイプ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のデータパイプ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のデータパイプ(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のデータパイプのアクティブ(active)データセルに対して定義される。アドレッシング方式は各々のタイプ1のデータパイプに対するタイムインターリービングからのセルがアクティブ(active)データセルに割り当てられる順序を定義する。また、アドレッシング方式はPLS2のダイナミック(dynamic:動的)部分でデータパイプの位置をシグナリングすることに使われる。
EAC及びFIC無しで、アドレス0は最後のFSSでPLSを伝達する最後のセルに後続するセルをいう。EACが転送され、FICが該当するフレームになければ、アドレス0はEACを伝達する最後のセルに後続するセルをいう。FICが該当するフレームで転送されれば、アドレス0はFICを伝達する最後のセルに後続するセルをいう。タイプ1のデータパイプに対するアドレス0は(a)に示したような2つの互いに異なる場合を考慮して算出できる。(a)の例で、PLS、EAC、FICは全て転送されると仮定する。EACとFICのうちの1つまたは全てが省略される場合への拡張は自明である。(a)の左側に示したように、FICまで全てのセルをマッピングした後、FSSに残っているセルがあれば、タイプ2のデータパイプ(0,...,DDP2−1)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2のデータパイプのアクティブ(active)データセルに対して定義される。アドレッシング方式は各々のタイプ2のデータパイプに対するタイムインターリービングからのセルがアクティブ(active)データセルに割り当てられる順序を定義する。また、アドレッシング方式はPLS2のダイナミック(dynamic:動的)部分でデータパイプの位置をシグナリングすることに使われる。
(b)に示すように、3種類の若干異なる場合が可能である。(b)の左側に示した第1の場合に、最後のFSSにあるセルはタイプ2のデータパイプマッピングに使用できる。中央に示した第2の場合に、FICはノーマルシンボルのセルを占めるが、該当シンボルでのFICセルの数はCFSSより大きくない。(b)の右側に示した第3の場合は該当シンボルにマッピングされたFICセルの数がCFSSを超過する点を除いて、第2の場合と同一である。
PLS、EAC、FICがタイプ1のデータパイプと同一な「タイプ1のマッピング規則」に従うので、タイプ1のデータパイプがタイプ2のデータパイプに先行する場合への拡張は自明である。
データパイプユニット(DPU)は、フレームにおけるデータセルをデータパイプに割り当てる基本単位である。
DPUはフレームにおけるデータパイプの位置を探し出すためのシグナリング単位として定義される。セルマッパー7010は、各々のデータパイプに対してタイムインターリービングにより生成されたセルをマッピングすることができる。タイムインターリーバ5050は一連のタイムインターリービングブロックを出力し、各々のタイムインターリービングブロックはXFECBLOCKの可変数を含み、これは結局、セルの集合で構成される。XFECBLOCKにおけるセルの数NcellsはFECBLOCKサイズ、Nldpc、コンステレーションシンボル当たり転送されるビット数に依存する。DPUは与えられたフィジカルプロファイルでサポートされるXFECBLOCKにおけるセルの数Ncellsの全ての可能な値の最大公約数として定義される。セルでのDPUの長さはLDPUとして定義される。各々のフィジカルプロファイルはFECBLOCKサイズの互いに異なる組合せ及びコンステレーションシンボル当たり異なるビット数をサポートするので、LDPUはフィジカルプロファイルに基づいて定義される。
図22は、本発明の一実施形態に係るFEC構造を示す。
図22は、ビットインターリービングの前の本発明の一実施形態に係るFEC構造を示す。前述したように、データFECエンコーダは外部コーディング(BCH)及び内部コーディング(LDPC)を用いてFECBLOCK手続を生成するために入力BBFにFECエンコーディングを実行することができる。図示されたFEC構造はFECBLOCKに該当する。また、FECBLOCK及びFEC構造はLDPCコードワードの長さに該当する同一な値を有する。
図22に示すように、BCHエンコーディングが各々のBBF(Kbchビット)に適用された後、LDPCエンコーディングがBCH−エンコーディングされたBBF(Kldpcビット=Nbchビット)に適用される。
Nldpcの値は64800ビット(ロングFECBLOCK)または16200ビット(ショートFECBLOCK)である。
以下の<表28>及び<表29>はロングFECBLOCK及びショートFECBLOCKの各々に対するFECエンコーディングパラメータを示す。
BCHエンコーディング及びLDPCエンコーディングの具体的な動作は、次の通りである。
12−エラー訂正BCHコードがBBFの外部エンコーディングに使われる。ショートFECBLOCK及びロングFECBLOCKに対するBBF生成多項式は全ての多項式を掛けることによって得られる。
LDPCコードは外部BCHエンコーディングの出力をエンコーディングすることに使われる。完成されたBldpc(FECBLOCK)を生成するために、Pldpc(パリティビット)が各々のIldpc(BCH−エンコーディングされたBBF)から組織的にエンコーディングされ、Ildpcに添付される。完成されたBldpc(FECBLOCK)は次の数式で表現される。
ロングFECBLOCK及びショートFECBLOCKに対するパラメータは前記の<表28>及び<表29>に各々与えられる。
ロングFECBLOCKに対してNldpc−Kldpcパリティビットを計算する具体的な手続は、次の通りである。
1)パリティビット初期化
2)パリティーチェックマトリックスのアドレスの第1の行で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iO累算(accumulate)。パリティーチェックマトリックスのアドレスの詳細な内容は後述する。例えば、割合13/15に対し、
3)次の359個の情報ビットis、s=1,2,...,359に対し、次の数式を用いてパリティビットアドレスでis累算(accumulate)。
ここで、xは第1のビットi0に該当するパリティビット累算器のアドレスを示し、Qldpcはパリティーチェックマトリックスのアドレッサで特定されたコードレート(code rate)依存定数である。前記の例である、割合13/15に対する、したがって情報ビットi1に対するQldpc=24に引続き、次の動作が実行される。
4)361番目の情報ビットi360に対し、パリティビット累算器のアドレスはパリティー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。同様の方式により、次の359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>を用いて得られる。ここで、xは情報ビットi360に該当するパリティビット累算器のアドレス、即ちパリティーチェックマトリックスの第2の行のエントリーを示す。
5)同様の方式で、360個の新たな情報ビットの全てのグループに対し、パリティーチェックマトリックスのアドレスからの新たな行はパリティビット累算器のアドレスを求めることに使われる。
全ての情報ビットが用いられた後、最終パリティビットが次の通りに得られる。
6)i=1から始めて次の動作を順次に実行
ここで、pi、i=0,1,...,Nldpc−Kldpc−1の最終コンデンツはパリティビットpiと同一である。
<表30>を<表31>に取り替えて、ロングFECBLOCKに対するパリティーチェックマトリックスのアドレスをショートFECBLOCKに対するパリティー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、ショートFECBLOCKに対する該当LDPCエンコーディング手続はロングFECBLOCKに対するtLDPCエンコーディング手続に従う。
図23は、本発明の一実施形態に係るビットインターリービングを示す。
LDPCエンコーダの出力はビットインターリービングされるが、これは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が後続するパリティ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できる。パリティインターリービングの出力で、LDPCコードワードはロングFECBLOCKで180個の隣接するQCBで構成され、ショートFECBLOCKで45個の隣接するQCBで構成される。ロングまたはショートFECBLOCKにおける各々のQCB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り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QCBである。パリティインターリービングの出力でのQCBは、図23に示すように、QCBインターリービングによりパーミュテーションされるが、ここで、FECBLOCK長さによってNcells=64800/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(code rate)の各組合せに固有である。
QCBインターリービングの後に、内部グループインターリービングが以下の<表32>に定義された変調タイプ及び次数(ηMOD)によって実行される。1つの内部グループに対するQCBの数NQCB_IGも定義される。
内部グループインターリービング過程はQCBインターリービング出力のNQCB_IG個のQCBで実行される。内部グループインターリービングは360個の列及びNQCB_IG個の行を用いて内部グループのビットを記入し読み取る過程を含む。記入動作で、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。読取動作は列方向に実行されて各行でm個のビットを読み取る。ここで、mはNUCの場合1と同一であり、NUQの場合2と同一である。
図24は、本発明の一実施形態に係るセル−ワードデマルチプレキシングを示す。
図24で、(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。
ビットインターリービング出力の各々のセルワード(c0,l,c1,l,... ,cnmod-1,l)は1つのXFECBLOCKに対するセル−ワードデマルチプレキシング過程を説明する(a)に示したように(d1,0,m,d1,1,m,...,d1,nmod-1,m)及び(d2,0,m,d2,1,m,...,d2,nmod-1,m)にデマルチプレキシングされる。
MIMOエンコーディングのために異なるタイプのNUQを用いる10bpcu MIMOの場合に、NUQ−1024に対するビットインターリーバが再使用される。ビットインターリーバ出力の各々のセルワード(c0,l,c1,l,...,c9,l)は(b)に示したように(d1,0,m,d1,1,m,...,d1,3,m)及び(d2,0,m,d2,1,m,...,d2,5,m)にデマルチプレキシングされる。
図25は、本発明の一実施形態に係るタイムインターリービングを示す。
(a)から(c)はタイムインターリービングモードの例を示す。
タイムインターリーバはデータパイプレベルで動作する。タイムインターリービングのパラメータは各々のデータパイプに対して異に設定できる。
PLS2−STATデータの一部に表れる次のパラメータはタイムインターリービングを構成する。
DP_TI_TYPE(許容された値:0または1):タイムインターリービングモードを示す。0はタイムインターリービンググループ当たり多数のタイムインターリービングブロック(1つ以上のタイムインターリービングブロック)を有するモードを示す。この場合、1つのタイムインターリービンググループは1つのフレームに(フレーム間インターリービング無しで)直接マッピングされる。1はタイムインターリービンググループ当たり1つのタイムインターリービングブロックのみを有するモードを示す。この場合、タイムインターリービングブロックは1つ以上のフレームに亘って拡散される(フレーム間インターリービング)。
DP_TI_LENGTH:DP_TI_TYPE=‘0’であれば、該当パラメータはタイムインターリービンググループ当たりタイムインターリービングブロックの数NTIである。DP_TI_TYPE=‘1’の場合、該当パラメータは1つのタイムインターリービンググループから拡散されるフレームの数PIである。
DP_NUM_BLOCK_MAX(許容された値:0乃至1023):タイムインターリービンググループ当たりXFECBLOCKの最大数を示す。
DP_FRAME_INTERVAL(許容された値:1、2、4、8):与えられたフィジカルプロファイルの同一なデータパイプを伝達する2つの順次的なフレーム間のフレームの数IJUMPを示す。
DP_TI_BYPASS(許容された値:0または1):タイムインターリービングがデータフレームに用いられなければ、該当パラメータは1に設定される。タイムインターリービングが用いられれば、0に設定される。
さらに、PLS2−DYNデータからのパラメータDP_NUM_BLOCKはデータグループの1つのタイムインターリービンググループにより伝達されるXFECBLOCKの数を示す。
タイムインターリービングがデータフレームに用いられなければ、次のタイムインターリービンググループ、タイムインターリービング動作、タイムインターリービングモードは考慮されない。しかしながら、スケジューラーからのダイナミック(dynamic:動的)構成情報のためのディレイコンペンセーション(delay compensation:遅延補償)ブロックは相変らず必要である。各々のデータパイプで、SSD/MIMOエンコーディングから受信したXFECBLOCKはタイムインターリービンググループにグルーピングされる。即ち、各々のタイムインターリービンググループは整数個のXFECBLOCKの集合であり、ダイナミック(dynamic:動的)に変化する数のXFECBLOCKを含む。インデックスnのタイムインターリービンググループにあるXFECBLOCKの数はNxBLOCK_Group(n)で示し、PLS2−DYNデータでDP_NUM_BLOCKにシグナリングされる。この際、NxBLOCK_Group(n)は最小値0から最も大きい値が1023である最大値NxBLOCK_Group_MAX(DP_NUM_BLOCK_MAXに該当)まで変化することができる。
各々のタイムインターリービンググループは1つのフレームに直接マッピングされるか、またはPI個のフレームに亘って拡散される。また、各々のタイムインターリービンググループは1つ以上(NTI個)のタイムインターリービングブロックに分離される。ここで、各々のタイムインターリービングブロックはタイムインターリーバメモリの1つの使用に該当する。タイムインターリービンググループ内のタイムインターリービングブロックは若干の異なる数のXFECBLOCKを含むことができる。タイムインターリービンググループが多数のタイムインターリービングブロックに分離されれば、タイムインターリービンググループは1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、タイムインターリービングには3種類のオプションがある(タイムインターリービングを省略する追加オプション除外)。
各々のデータパイプで、タイムインターリービングメモリは入力されたXFECBLOCK(SSD/MIMOエンコーディングブロックから出力されたXFECBLOCK)を格納する。入力されたXFECBLOCKは、
として定義されると仮定する。ここで、d
n,s,r,qはn番目タイムインターリービンググループのs番目タイムインターリービングブロックでr番目XFECBLOCKのq番目セルであり、次のようなSSD及びMIMOエンコーディングの出力を示す。
一般に、タイムインターリーバはフレーム生成過程の以前にデータパイプデータに対するバッファとしても作用する。これは、各々のデータパイプに対して2つのメモリバンクで達成される。第1のタイムインターリービングブロックは第1のバンクに記入される。第1のバンクで読取される間、第2のタイムインターリービングブロックが第2のバンクに記入される。
タイムインターリービングはツイストされた行−列ブロックインターリーバである。n番目タイムインターリービンググループのs番目タイムインターリービングブロックに対し、列の数N
cが
と同一である一方、タイムインターリービングメモリの行の数N
rはセルの数N
cellと同一である(即ち、N
r=N
cell)。
以下、放送信号送信機の放送信号送信方法であって、特にCP(Continual Pilots)を構成する方法について説明する。
前述したように、図8は図4のOFDM生成モジュールに対する詳細なブロック図を示す。図8で、パイロット及びリザーブド(reserved)トーン(tone)挿入(insertion)モジュール8000は、転送信号の信号ブロック毎に定まった位置に特定パターンのCPを挿入する。以下、パイロット及びリザーブドトーン挿入モジュールは、パイロット信号挿入モジュールまたはレファレンスシグナル挿入及びPAPRリダクションモジュールと称することもできる。図8で、2D−eSFNエンコーディングモジュール8010は、実施形態によって省略されるか、類似または同一機能を有する他のモジュールにより取り替えることができる。また、実施形態によってプリアンブル挿入モジュール8050と他のシステム挿入(other system insertion)モジュール8060との間にウェーブフォームプロセッシングモジュールが含まれることもできる。ウェーブフォームプロセッシングモジュールはオプショナルなブロックであって、転送ウェーブフォームに対してout-of-emissionなどの特性を反映してウェーブフォームを調整するものであって、パルスシェーピングフィルタ(pulse shaping filter)と類似するように動作する。但し、ウェーブフォームプロセッシングモジュール8040は、具現によって省略されるか、類似または同一機能を有する他のモジュールにより取り替えることもできる。
図26は、本発明の一実施形態に係る放送信号受信機の同期化及び復調モジュールの詳細ブロック図を示す図である。
図26は、図9で示す同期化及び復調モジュール9000に含まれるサブモジュールを示す。
同期化/復調モジュールは、放送信号をチューニングするチューナー26010、受信したアナログ信号をディジタル信号に変換するADCモジュール26020、受信信号に含まれたプリアンブルを検出するプリアンブルディテクティングモジュール26030、受信信号に含まれたガードシーケンスを検出するガードシーケンスディテクティングモジュール26040、受信信号にFFTを遂行するウェーブフォームトランスフォームモジュール29050、受信信号に含まれたパイロット信号を検出するレファレンス信号ディテクティングモジュール26060、抽出されたガードシーケンスを使用してチャンネル等化を遂行するチャンネル等化モジュール26070、及びインバースウェーブフォームモジュール26080、時間領域でパイロット信号を検出するタイムドメインレファレンスシグナルディテクティングモジュール26090、及びプリアンブル及びパイロット信号を使用して受信信号の時間/周波数同期化を遂行する時間/周波数同期化モジュール26100を含む。インバースウェーブフォームモジュール26080は、FFTの逆に対抗する変換を遂行するモジュールであって、これは実施形態によって省略されるか、同一または類似の機能を遂行する他のモジュールに取り替えることができる。
図26で、受信機が複数のアンテナで受信した信号を複数の経路を通じて処理する場合で、同一モジュールが並列に図示されており、同一モジュールに対して重複説明はしない。
本発明において、受信機はレファレンスシグナルディテクティングモジュール26060及びタイムドメインレファレンスシグナルディテクティングモジュール26090を使用してパイロット信号をディテクティング及び使用することができる。レファレンスシグナルディテクティングモジュール26060は、周波数ドメインでパイロット信号を検出し、受信機は検出されたパイロット信号の特性を使用して同期化及びチャンネル推定を遂行することができる。タイムドメインレファレンスシグナルディテクティングモジュール26090は、受信された信号の時間ドメインでパイロット信号を検出し、受信機は検出されたパイロット信号の特性を使用して同期化及びチャンネル推定を遂行することができる。本明細書では、周波数ドメインでパイロット信号を検出するモジュール26060、及び時間ドメインでパイロット信号を検出するモジュール26090のうち、少なくとも1つをパイロット信号ディテクティングモジュールとして称することができる。また、本明細書でレファレンス信号はパイロット信号を意味するものである。
受信機は受信信号に含まれたCPパターンをディテクティングし、ディテクティングされたCPパターンを使用してcoarse AFC(Auto-Frequency Control)、fine AFC、及びCPE(Common Phase Error correction)を通じて同期化を遂行することができる。
本発明は多様な目的及び効果を満たすCPパターンをデザインしようとする。まず、本発明で提案するCPパターンは、与えられたNoC(Number of active Carrier)及び与えられたSPパターンに対して各OFDMシンボルでのNoA(Number of Active data carrier)の数を一定に維持することによって、シグナリング情報を低減し、タイムインターリーバ及びキャリアマッピングのインタラクションを単純化(simplify)しようとする。また、本発明はこのような条件を達成するためにNoC及びSPパターンによってCPパターンを変更しようとする。また、本発明のCPパターンはスペクトルに対するラフな均等分布(roughly even distribution over spectrum)及びスペクトルに対するランダムな位置分布(random position distribution over spectrum)を満たして、周波数の選択的チャンネルに対抗(combat)できるように、SP−包含CP(SP-bearing CP)及び非SP−包含CP(non SP-bearing CP)を適正に(fairly)選択しようとする。そして、CPの全体オーバーヘッド(overall overhead)を管理(preserve)するようにNoCが増加するにつれてCPポジションの数が増加するようにCPパターンを構成しようとする。
CPのパターンまたは位置情報は、送信機及び受信機のメモリにインデックス−テーブルとして格納することができる。しかしながら、放送システムで使用するSPパターンが多様になり、NoCのモードが増加するにつれてインデックステーブルの大きさが増加してメモリで占める部分が増加する短所が発生するようになった。したがって、本発明はこのような問題点を解決しながら、前述したCPパターンの目的及び効果を満たすことができるCPパターンを提供しようとする。本発明では、NoCが最も小さい値を基準にCPをランダムに位置させる位置情報をインデックス−テーブル化する。そして、より大きい値を有するNoCに対してはインデックス−テーブルの分布パターンを反転またはサイクリック−シフティング後、反転することによって、CPパターンを拡張しようとする。したがって、少ない量のインデックス−テーブルでもNoCの大きい信号転送時のCPパターンまで導出することができるので、メモリ使用効率を高めることができる。本発明のCPパターンは、基本インデックス−テーブルのCPパターンを拡張されるNoC、SPモードにも適用することができ、スペクトル上でCPの位置を均等(even)に、かつランダムに分布させることができる。以下、サブインデックステーブルとして格納されるサブCPパターン及び追加されるサブCPパターンをCPセットと称することもできる。CPセットは、インデックステーブルとして格納されることができ、インデックステーブルはCPセットに含まれるパイロットのポジション値/バリューを含むテーブルである。このような本発明のCPパターン提供方法に対し、以下、より詳しく説明する。
図27は、本発明の一実施形態に係るCPセットを示す図である。
本発明において、CPパターンは少なくとも1つのCPセットを含む。この場合、CPセットでCPのポジションはPRBS(Pseudo-Random Binary Sequence)を使用してランダムに、かつ均等分布(even distribution)したポジションにインデックス−テーブルに設定できる。言い換えると、CPポジションはPN生成器(generator)を使用して、与えられたNoCに対してランダムに選択できる。OFDMシンボル当たりNoAは、SP−包含CP(SP-bearing CP)及び非SP−包含CP(non SP-bearing CP)を適切に調整して一定に維持される。
図27の実施形態において、1シンボルは49個のキャリアを含む。SPはDx(周波数方向パイロットディスタンス)=3、Dy(時間方向パイロットディスタンス)=4の場合の実施形態である。CPセットは7個のCP-bearing SPと3個のNon-Bearing SPを含み、2つのエッジキャリアを含む。そして、SPの数を勘案したNoAの数はシンボル当たり35個に維持される。
図27のCPセットは実施形態であって、前述した条件を満たす範囲内でCPの位置は変更されることもできる。
図28は、本発明の一実施形態に係るCPセットのインデックステーブル及びスペクトル図を示す。
図28は図27と同様な方法により生成したパイロットセットに対する位置情報を示すインデックステーブルの実施形態を示す。図28のインデックステーブルは8K FFTモード(NoC:6817)、SPモード(Dx:3、Dy:4)の場合の実施形態である。右側図面はインデックステーブルをスペクトル観点から図式化した結果を示す。
図29は、本発明の一実施形態に係るCPパターン構成方法を示す図である。
図29は前述したCPパターン構成方法であって、4個のCPセットをマルチプレキシングする方法を示す概念図である。4個のCPセットの各々は、図29でPN1、PN2、PN3、及びPN4で示した。この方法は以下の通り遂行できる。
レファレンスインデックス−テーブルを構成する時、全体テーブルを一定大きさのサブインデックス−テーブルに分けて、各サブインデックステーブルに対して互いに異なるPN発生器(または、互いに異なるシード(seed))を用いてCPポジションを生成することができる。図29は各々8K/16K/32KのFFTモードに対して4個のサブインデックステーブル(PN1、PN2、PN3、及びPN4)を4個の互いに異なるPN発生器で発生させて全体レファレンスインデックステーブルを構成する方法を示す。
転送モードに従って送信機は8Kモードの場合、PN1のCP位置情報を使用してCPパターンを構成することができる。送信機は16Kモードの場合、PN1とPN2のCP位置情報を順次に羅列して全体CPポジションを分布させ、32Kモードの場合、PN1とPN2のCP位置情報にPN3とPN4のCP位置情報を順次に羅列して全体CPポジションを分布させることができる。
このような方式によりCPを与えられたスペクトル上で均等に、かつランダムに分布させるように位置させる条件が満たすことができる。
図30は、図29の実施形態に対するインデックステーブル構成方法を示す図である。
図30は図29の実施形態に対し、Dx=3、Dy=4を有するSPパターンを考慮してCP位置情報を発生させたインデックステーブルを示す。8K/16K/32K FFTモードでNoCは各々6817/13633/27265に該当する。各サブインデックステーブルのCP位置値は8K FFTモードを基本に格納され、16K以上のFFTモードをサポートする場合、追加的に必要なサブインデックステーブル値を一定量だけ足したりシフティングしたりして適用する。
サブインデックステーブルPN1、PN2、PN3の最後の位置値(Dx*Dyの整数倍であり、円でマーキングされた部分)は、該当サブインデックステーブルが拡張される時に必要な値を示す。例えば、FFTモードが拡張されるにつれてサブインデックステーブルが拡張される時、最後の位置値は次のようなルールによって使用できる。
i)8K FFTモード適用時、sub index-table PN1の最後の位置値は適用されない
ii)16K FFTモード適用時、sub index-table PN1の最後の位置値は適用され、sub index-table PN2の最後の位置値は適用されない
iii )32K FFTモード適用時、sub index-table PN1/2/3の最後の位置値全て適用される
<数式9>は図29から図30で説明したCPパターン構成方法を示す。<数式9>で、CP_8K/16K/32K(k)は各々8K/16K/32Kモードに対するCPパターンを、PN_1/2/3/4はサブインデックステーブル名称(sub index-table name)を、SPN_1/2/3/4はPN1/2/3/4のサブインデックス−テーブルのサイズを、α1/2/3はシフティング値(a shifting value to distribute evenly the added CP positions)を示す。CPパターンの生成方法は図29から図30で説明した通りである。CP_8K(k)及びCP_16K(k)の数式で、−1はマルチプレキシングのための付加ポジションナンバー(additional position number required for multiplexing)を示す。
図31は、本発明の他の一実施形態に係るCPパターン構成方法を示す図である。
図31の実施形態では、図示したように、PN1、PN2、PN3、PN4のCPセットをマルチプレキシングしてFFTモードに合うCPパターンを提供しようとする。この実施形態において、8Kモードの場合はPN1を、16Kモードの場合はPN1とPN2を、32Kの場合はPN1、PN2、PN3、及びPN4を定めたルールによってマルチプレキシングしてCPシーケンスを生成する。前述したように、PN1、PN2、PN3、PN4のCPセットは相異するPN生成器を通じて生成されるが、これを図29及び図30と異なる方法により合成する実施形態である。
図31のCPパターン構成方法の場合、8Kモード基準の1つのパイロット密度(density)ブロックをNblkとして表現し、1つのNblkの中にはFFTモードに従って、16Kは2つ、32Kは4個のパイロット密度ブロックが含まれるものであって、各FFTモードに従ってCPセットをマルチプレキシングしてCPパターンを生成する。そして、PN1の場合は8K、16K、32Kに対し、PN2は16K、32Kに対し、フィジカルスペクトル(physical spectrum)で同一なポジション位置(position)に位置するようにパイロットセットを構成することができる。
この方法の場合、それぞれのCPセットであるPN1〜PN4はランダムに、かつ均等に分布するように生成することができ、自己相関(auto correlation)の特性に優れるように設計することができる。16Kに追加的に位置が決定されるPN2は、8Kで定まったPN1の位置に対し、自己相関及び均等分布(even distribution)性能に優れるように最適化させて決定することができる。同様に、32Kに追加的に位置が決定されるPN3、4の場合、16Kで定まった位置を基盤に前記特性を最適化させてシーケンスを生成させることができる。特に、PN1の場合、8K、16K、32Kに対し、PN2は16K、32Kに対し、フィジカルスペクトル(physical spectrum)で同一な位置(position)に位置するように生成されるので、受信側で同期化アルゴリズムを単純化(simplify)することができる。併せて、各PNはスペクトル(spectrum)に均等に分布されているので、特定チャンネル(channel)による影響を緩和させることができる。また、シーケンス発生において、スペクトルの両側エッジスペクトル(edge spectrum)の一定部分はCPを配置しないので、ICFO(integral carrier frequency offset)が発生した時、CPの一部分が消失されることを多少緩和させることができる。
図32は、図31の実施形態に係るパイロットパターン構成方法をより詳細に示す図である。
図32で、PN1〜PN4のパイロットセットはCPがランダムに、かつ均等に分布されたシーケンスと仮定する。併せて、前述したように、PN1、PN2、PN3、PN4の各々は8K、16K、32Kに対し、自己相関及び均等分布の特性を満たすように最適化(optimization)できる。
図32の実施形態はチャンネル推定のためのSPパターンが周波数方向(frequency direction)の距離Dxが8、時間方向(time direction)の距離Dyが2に対して記述されているが、他のパターンに対しても適用可能である。図32のように、8Kの場合はPN1を、16Kの場合はPN1とPN2、32Kの場合はPN1、PN2、PN3、PN4を定まったマルチプレキシング規則により生成して全体パイロットパターンが構成できる。
図32で、図31のように8K基準の1つのパイロット密度ブロック(pilot density block)をNblkとして表現し、1つのNblkの中にFFTモードに従って各々16Kは2つ、32Kは4個のパイロット密度ブロック(pilot density block)を含むことを示した。そして、それぞれFFTモードに従って定まったPNのマルチプレキシング規則によって生成されるCPパターンを示した。各FFTモードに設定されるCPは、場合によって、分散パイロット(scattered pilot)と重なるか(SP-bearing CP)、または重ならないように(non SP-bearing CP)位置することができる。
図32の実施形態では、周波数領域で各FFTモードで同一な位置にパイロットが位置するように設定するために、SP bearing及びNon-SP bearingの位置にCPを位置させるマルチプレキシング規則(multiplexing rule)が適用される。
SP bearing CPの場合、予め設定されたように、シンボルによって分散されたパイロット(Scattered pilot)のオフセットに従うパターンに対してランダムに、かつ均等に分布(evenly distribution)されるようにSP bearing setをなす8Kモードの長さに対等するPN1、PN2、PN3、PN4が設定され、各PNはFFTモードに従って定まったマルチプレキシング規則(multiplexing rule)によって位置するようになる。詳述すると、16KモードでPN1に追加されるPN2は、PN1が位置する分散パイロットのオフセットパターン(offset pattern)を除外した残りに位置するようにPN2に対する位置のオフセット(offset)を設定するか、あるいは定まったパターン(pattern)位置に設定されるように算出できる。同様に、32Kの場合、PN3、4はPN1、2が位置する分散パイロット(scattered pilot)のオフセットパターン(offset pattern)を除外した残りに位置するように設計する。
Non-SP bearing CPの場合、各PN1〜4の位置をNblk単位で拡張して、図32のように16Kモードの場合、PN1の位置が維持され、32Kモードの場合、PN1+PN2の位置が維持されるようにCPパターンを決定することができる。
<数式10>及び<数式11>は、図31から図32で説明したCP構成方法を示す。<数式10>は図31から図32のCPパターン構成方法において、SP-bearing CPのポジショニング方法を、<数式11>は図31から図32のCPパターン構成方法において、non SP-bearing CPのポジショニング方法を各々数式で示す。
<数式10>及び<数式11>で、CP_8K/16K/32K(k)は各々8K/16K/32KモードのためのCPパターン(CP pattern for 8K/16K/32K mode)を、CPsp_8K/16K/32K(k)は各々8K/16K/32KモードのためのSP-bearing CPパターンを、CPnonsp_8K/16K/32K(k)は各々8K/16K/32Kモードのためのnon SP-bearing CPパターンを示す。PN1sp、PN2sp、 PN3sp、及びPN4spは、SP−包含パイロットのための4個のシュードランダムシーケンス(4 Pseudo random sequences for SP-bearing pilots)を、PN1nonsp、PN2nonsp、PN3nonsp、及びPN4nonspは非SP−包含パイロットのための4個のシュードランダムシーケンス(4 Pseudo random sequences for non SP-bearing pilots)を各々示し、α_16K、α1_32K、α2_32K、β_16K、β1_32K、β2_32KはそれぞれのCPポジションオフセット(CP position offset)を示す。CPパターンは図31から図32で説明したように、SP-bearing CPセットとnon SP-bearing CPセットが加えられて生成され、それぞれのCP position offsetはCPセットのマルチプレキシングのために予め設定される値であって、FFTモードに関わらず、同一な周波数にCPを割り当てるか、またはCPの特性を補正することに使用することができる。
図33は、本発明の他の一実施形態に係るCPパターン構成方法を示す図である。
図33に示すように、PN1、PN2、PN3、PN4のCPセットをマルチプレキシングしてFFTモードに合うCPパターンを提供しようとする。即ち、前述したように、PN1、PN2、PN3、PN4のCPセットは相異するPN生成器を通じて生成されるランダムに、かつ均等に分布されたシーケンスに該当する。そして、8Kモードの場合はPN1を、16Kモードの場合はPN1とPN2を、32Kの場合はPN1、PN2、PN3、及びPN4を定めたルールによってマルチプレキシングしてCPシーケンスを生成する。
図33のCPパターン構成方法の場合、8Kモード基準の1つのパイロット密度ブロックをNblkとして表現し、1つのNblkの中にはFFTモードに従って16Kは2つ、32Kは4個のパイロット密度ブロックが含まれるものであって、各FFTモードに従ってCPセットをマルチプレキシングしてCPパターンを生成する。
<数式12>は図33のCPセット(PN1〜4)をマルチプレキシングするルールを示す。
<数式12>で、CP_8K/16K/32Kは各々8K/16K/32KモードのためのCPパターンを、PN1、PN2、PN3、PN4は4個のシュードランダムシーケンス(4 pseudo random sequences)を、ceil(X)はceil function of X、round towards plus infinityを、mod(X、N)はmodulus after division X/Nを示す。
図33及び<数式12>のように、8KモードのCPパターンはPN1をそのまま使用して生成できる。16KモードのCPパターンは1番目のパイロット密度ブロック(1st Nblk)にはPN1を、2番目のパイロット密度ブロック(2nd Nblk)にはPN2を組み合わせて生成できる。32KモードのCPパターンは、各4個のパイロット密度ブロックに対して各々1st NblkにPN1を、2nd NblkにPN2を、3rd NblkにPN3を、そして4st NblkにPN4を使用し、これらをマルチプレキシングすることにより生成できる。
<数式12>では、PN2、PN3、PN4が順次に配置される。但し、実施形態に従って16Kモードと32Kモードに対してPN2のCPがスペクトルの類似の位置に挿入されるようにするために、PN2を3rd Nblkに位置させることもできる。
各16Kと32Kを組み合わせるためのPN1、PN2、PN3、及びPN4のシーケンスは各々FFTモードに従って定まったオフセットの位置にマルチプレキシングされ、<数式12>ではオフセットの値を基本Nblkの定まった整数倍の値のモジュロ(modulo)演算を通じて表現したものであり、この値は実施形態によって他の値に設定されることもできる。
図34は、本発明の他の一実施形態に係るCPパターン構成方法を示す図である。
図34はパターンリバーサル(reversal)方法を用いたCPパターン生成の実施形態を示す。図34の方法は、レファレンスインデックステーブル構成時、テーブルを一定大きさのサブインデックステーブルに分けて、各サブインデックステーブルに対して互いに異なるPN発生器(または、互いに異なるシード)を使用してCP位置を生成する。即ち、2つのCPセットであるPN1とPN2を生成して8KモードではPN1を使用することによってCPパターンを生成し、16KモードではPN1とPN2を順次に羅列することによってCPパターンを生成することができる。そして、32Kモードでは16KモードのCPパターンに、PN1とPN2のCPパターンを反転して付加することによって、CPパターンを生成することができる。言い換えると、32Kモードでは図示したように、PN1のCPセットとPN2のCPセットを順次に羅列した16KモードのCPパターンに、追加でリバーシングされたPN1のCPセットとリバーシングされたPN2のCPセットを付加して全体CPパターンを構成する(CP pattern for 32K FFT mode=PN1+PN2+reversed PN1+reversed PN2)。
図34の実施形態に係るCPパターン構成方法は、CPを与えられたスペクトルに対して均等に、かつランダムに分布するように位置させる条件を満たす。そして、前述したポジションマルチプレキシング方法に比べて、レファレンスインデックステーブルの大きさを半分に縮めることができる長所を有する。
図35は、図34の実施形態に対するインデックステーブル構成方法を示す図である。
図35は図34の実施形態に対し、Dx=3、Dy=4を有するSPパターンを考慮してCP位置情報を発生させたインデックステーブルを示す。8K/16K/32K FFTモードで、NoCは各々6817/13633/27265に該当する。サブインデックステーブル(PN1及びPN2)のCP位置値は8K FFTモードを基本に格納され、16K以上のFFTモードをサポートする場合、追加的に必要なサブインデックステーブル値を一定量だけ足したりシフティングしたりして適用する。一方、32K FFTモードのインデックステーブルは、図34のように、PN1、PN2及びPN1及びPN2を反転させて獲得したサブインテックステーブルを使用して生成する(CP pattern for 32K FFT mode=PN1+PN2+reversed PN1+reversed PN2)。
サブインデックステーブルPN1、PN2の最後の位置値(Dx*Dyの整数倍であり、円でマーキングされた部分)は、該当サブインデックステーブルが拡張される時の必要な値を示す。例えば、FFTモードの拡張によってサブインデックステーブルが拡張される時、最後の位置値は次のようなルールによって使用できる。
i)8K FFTモード適用時、サブインデックステーブルPN1の最後の位置値は適用されない
ii)16K FFTモード適用時、サブインデックステーブルPN1の最後の位置値は適用され、サブインデックステーブルPN2の最後の位置値は適用されない
iii )32K FFTモード適用時、1つの16K FFTモードの使用のためのインデックステーブルと1つの16K FFTモード使用のためのパターン反転されたインデックステーブルを使用する。結果的に、サブインデックステーブルPN1の最後の位置値は2回使われて、サブインデックステーブルPN2の最後の位置値は1回使われる。
<数式13>は、図34から図35で説明したCPパターン構成方法を示す。<数式13>で、CP_8K/16K/32K(k)は 各々8K/16K/32KモードのためのCPパターンを、PN_1/2/3/4はsub index-table nameを、SPN_1/2/3/4はthe size of sub index-table of PN1/2/3/4を、α1/2/3はa shifting value to distribute evenly the added CP positionsを示す。βはan integer value nearest to NoA for 8K FFT mode, i.e., β=6816、when NoA=6817, CP_8K(k), CP_16K(k)及びCP_32K(k)の数式で、−1はadditional position number require for multiplexingを示す。そして、CP_32K(k)の数式で、(β−PN1(k−SPN12+1))部分及び(β−PN2(k−SPN121+1))部分がパターンリバーサルパートに該当する。CPパターンの生成方法は図34から図35で説明した通りである。
図36は、本発明の他の一実施形態に係るCPパターン構成方法を示す図である。
図36は、パターンリバーサル(reversal)方法を用いたCPパターン生成の他の実施形態を示す。図36の方法は、レファレンスインデックステーブル構成時、テーブルを一定大きさのサブインデックステーブルに分けて、各サブインデックステーブルに対して互いに異なるPN発生器(または、互いに異なるシード)を使用してCP位置を生成する。即ち、2つのCPセットであるPN1とPN2を生成して8KモードではPN1を使用することによってCPパターンを生成し、16KモードではPN1とPN2を順次に羅列することによってCPパターンを生成することができる。そして、32Kモードでは16KモードのCPパターンに、PN1とPN2のCPパターンをリバーシング及びサイクリック−シフティングして付加することによってCPパターンを生成することができる。言い換えると、32Kモードでは、図示したように、PN1のCPセットとPN2のCPセットを順次に羅列した16KモードのCPパターンに、追加でリバーシング及びサイクリック−シフティングされたPN1のCPセットとリバーシング及びサイクリックシフティングされたPN2のCPセットを付加して全体CPパターンを構成する(CP pattern for 32K FFT mode=PN1+PN2+reversed & cyclic-shifted PN1+reversed & cycle-−shifted PN2)。
図36の実施形態に係るCPパターン構成方法は、CPを与えられたスペクトルに対して均等に、かつランダムに分布するように位置させる条件を満たす。そして、前述したポジションマルチプレキシング方法に比べて、レファレンスインデックステーブルの大きさを半分に縮めることができる長所を有する。
<数式14>は図36で説明したCPパターン構成方法を示す。<数式13>でCP_8K/16K/32K(k)は各々8K/16K/32KモードのためのCPパターンを、PN_1/2/3/4はsub index-table nameを、SPN_1/2/3/4はthe size of sub index-table of PN1/2/3/4を、α1/2/3はa shifting value to distribute evenly the added CP positionsを示す。βはan integer value nearest to NoA for 8K FFT mode, i.e., β=6816、when NoA=6817を示す。γ1/2はthe value of cyclic-shiftingを示す。CP_8K(k)、CP_16K(k)、及びCP_32K(k)の数式で、−1はマルチプレキシングのための付加ポジションナンバー(additional position number required for multiplexing)を示す。そして、CP_32K(k)の数式で、mod(γ1+α2+(β−PN1(k−SPN12+1))、β)部分及びmod(γ2+α3+(β−PN2(k−SPN121+1))、β)部分がパターンリバーサル及びサイクリック−シフティングパートに該当する。CPパターンの生成方法は図36で説明した通りである。
図37は、パターンリバーサル(reversal)方法を用いたCPパターン生成の他の実施形態を示す。
図37の方法は、レファレンスインデックステーブル構成時、テーブルを一定大きさのサブインデックステーブルに分けて、各サブインデックステーブルに対して互いに異なるPN発生器(または、互いに異なるシード)を使用してCP位置を生成する。即ち、2つのCPセットであるPN1とPN2を生成して8KモードではPN1を使用することによってCPパターンを生成し、16KモードではPN1とPN2を順次に羅列することによってCPパターンを生成することができる。そして、32Kモードでは16KモードのCPパターンに、16KモードのCPパターン(PN1及びPN2)をリバーシング及びシフティングして付加することによってCPパターンを生成することができる。
32Kモードでは32Kモードの信号スペクトルのDC(センターフリークエンシー)を基準にPN1及びPN2のパイロットセットをリバーサルオペレーティングして付加するか、または相関及び分布特性(correlation and distribution property)を向上させるために追加でシフティング(サイクリックシフティング)を遂行して付加することができる。言い換えると、32Kモードでは、図示したように、PN1のCPセットとPN2のCPセットを順次に羅列した16KモードのCPセットに、追加でリバーシングされた16KモードのCPセットを付加して全体CPパターンを構成するか(CP pattern for 32K FFT mode=PN1+PN2+reversed(PN1+PN2 ))、追加でシフティングを遂行して全体CPパターンを構成することもできる(CP pattern for 32K FFT mode=PN1+PN2+reversed & shifted(PN1+PN2))。また、シフティング及びリバーシング動作はレファレンスポジション値を基準にパイロットセットを減算する演算で示すこともでき、これは後述する。
本発明でシフティングとサイクリックシフティングは同一な意味として使用できる。即ち、CPを右側にシフティングすることができ、この場合、最右側のパイロットがシフティングにより削除されず、スペクトルの左側にシフティングできるが、このような場合をシフティングされたパイロットがサイクリックシフティングされたことと見ることができる。
図37の実施形態に係るCPパターン構成方法は、CPを与えられたスペクトルに対して均等に、かつランダムに分布するように位置させる条件を満たす。そして、前述したポジションマルチプレキシング方法に比べて、レファレンスインデックステーブルの大きさを半分に縮めることができる長所を有する。
この場合、受信機で32Kモードのパイロットポジションに対する情報は、予め設定された32K、モードの基準キャリアポジションから16Kで生成されたシーケンスポジションを引くオペレーションにより容易に生成することもできる。例えば、32K FFTモードのためのCPパターン=32K FFTモードのための基準ポジション値−16K FFTモードのためのCPパターン(CP pattern for 32K FFT Mode=reference position for 32K FFT Mode-16K FFT Mode CP pattern)のように生成可能である。
図38は、図37の実施形態に係るCPパターン生成方法及びそれに従うCPポジションを示すテーブルである。
図38の表で、それぞれのFFTモードに対するCPパターン生成方法は、図37と関連して説明したことと類似している。8Kモードの場合、CPパターンはランダムに生成されたCP1のCPセットを使用し、CP1のパイロットのポジション値はインデックステーブルで示した通りである。16Kモードの場合、ランダムに生成されたCP1のCPセットにCP2のCPセットを追加して使用し、追加されるCP2のCPセットはCP2のポジションバリューにCP2のスタートポジションバリューを足した値となる。即ち、図38の表のように、16KモードのCPセットCP16Kは(CP1、(CP2+6912))となる。32Kモードの場合、図38の表のように、16Kモードのパイロットセット(CP16K)に、レファレンスポジションバリューから16Kモードのパイロットセット(CP16K)を引いた値(CP16K’=27913−CP16K)を順次に羅列して最終パイロットパターン(CP32K=(CP16K、CP16K’)を生成することができる。レファレンスポジションバリューから16Kモードのパイロットセットを引く過程が、図37と関連して説明したパイロットパターンのリバーサル及びシフティング動作に該当するようになる。
図38の表で、16Kモードのパイロットパターン生成時、CP2のスタートポジションバリューは、16Kモードで任意のアクティブキャリア数に対するスペクトルの半分に該当する値であって、スペクトルに対して均等に位置するように設定することができる。図38の実施形態で、アクティブキャリアの数が13825の時、16Kモードのためのスタートポジションバリューは6912となる。32Kモードのためのレファレンスポジションバリューやはり32Kモードでの任意のキャリア数に対するスペクトルの半分に該当する値を基準に設定し、かつ相関に優れる値を得るようにシーケンスをサイクリックシフティングして導出された値を設定することもできる。即ち、スペクトルの半分に該当する値からシフトして導出された値をレファレンスポジションバリューに設定する場合、このレファレンスポジションバリュー自体がパイロットパターンのシフティングオフレーションを示すようになるものである。
図39は、本発明の一実施形態に係る放送信号送信方法を示す図である。
放送送信機及びその動作と関連して前述したように、放送信号送信機は、インプットフォーマッティングモジュールを使用して入力ストリームを少なくとも1つのDP(Data Pipe)にデマルチプレキシングすることができる(S39010)。そして、放送送信機はBICMモジュールを使用して少なくとも1つのDPに含まれたデータをエラー訂正プロセッシングすることができる(S39020)。放送信号送信機はフレームビルディングモジュールを使用して、DP内のデータをフレーム内のシンボルでマッピングすることができる(S39030)。放送信号送信機はOFDM生成モジュールを使用して、転送信号にプリアンブルを挿入し、OFDM変調を遂行することができる(S39040)。
OFDM生成モジュールはパイロット信号挿入モジュールをさらに含み、OFDM変調遂行ステップ(S39040)は転送信号にCP、SPなどのパイロット信号を挿入するステップをさらに含むことができる。CPは信号フレームの全てのシンボルに挿入され、CPの位置及び数字はFFTサイズ/モードに基づいて決定されることもできる。
パイロット信号は図26から図38で前述した方法によって転送信号に挿入できる。ここでは、前述した実施形態のうち、図37及び図38の実施形態を例として説明する。図37及び図38の実施形態で、CPはFFTサイズが各々8K/16K/32Kモードの場合に対して第1のCPセット(CP8K)、第2のCPセット(CP16K)、及び第3のCPセット(CP32K)で各々挿入されることができ、それぞれのCPセットはそれぞれのCPパターンを有する。CPパターンとは、CPセットに含まれるCPの数字及び位置を含む意味である。8Kモードの第1のCPセットはインデックステーブルとして格納された8KサイズのCPパターン(CP1)を使用する(CP8K=(CP1))。そして、16Kの場合、第2のCPセット(CP16K)にインデックステーブルとして格納された8Kサイズの他のCPパターンを(CP2)順次に羅列して使用する(CP16K=(CP1、CP2+6912))。但し、CP2のCPセットは、発生させたCPセット(CP2)を称することもでき、発生させたCPセット(CP2)にスタートポジションバリューを反映したCPセット(CP2+6912)を示すこともできる。したがって、この場合にはCP16K=(CP1、CP2)として示すこともできる。
32Kモードの第3のCPセット(CP32K)は16Kモードの第2のCPセット(CP16K)に、16Kモードの第2のCPセットをリバーサル及びシフティングオペレーティングしたCPセット(CP16K’)を付加して生成することができる(CP32K=(CP16K、CP16K’)。リバーサル及びシフティングオペレーションはレファレンスポジションバリューから16Kモードの第2のCPセットを減算することにより表現することもできる(CP16K’=reference position value-CP16K)。
図40は、本発明の一実施形態に係る放送信号受信方法を示す図である。
放送受信機及びその動作と関連して前述した通り、放送信号受信機は、同期化/復調モジュールを使用して受信放送信号に対して信号検出及びOFDM復調を遂行することができる(S40010)。放送受信機はフレームパーシングモジュールを使用して受信放送信号の信号フレームをパーシングしてサービスデータを抽出することができる(S40020)。放送受信機はデマッピング及びデコーディングモジュールを使用して受信放送信号から抽出されたサービスデータをビットドメインに変換し、デインターリービングを遂行することができる(S40030)。そして、放送受信機はアウトプットプロセッシングモジュールを使用して処理されたサービスデータをデータストリームで出力することができる(S40040)。
同期化/復調モジュールはパイロット信号ディテクティングモジュールをさらに含み、OFDM復調遂行ステップ(S40010)は転送信号からCP、SPなどのパイロット信号をディテクティングするステップをさらに含むことができる。CPは信号フレームの全てのシンボルに挿入され、CPの位置及び数字はFFTサイズ/モードに基づいて決定されることもできる。
パイロット信号は、図26から図38で前述した方法によって受信信号に含まれて受信できる。ここでは、前述した実施形態のうち、図37及び図38の実施形態を例として説明する。図37及び図38の実施形態で、CPはFFTサイズが各々8K/16K/32Kモードの場合に対し、第1のCPセット(CP8K)、第2のCPセット(CP16K)、及び第3のCPセット(CP32K)で各々含まれることができ、それぞれのCPセットはそれぞれのCPパターンを有する。CPパターンとは、CPセットに含まれるCPの数字及び位置を含む意味である。8Kモードの第1のCPセットはインデックステーブルとして格納された8KサイズのCPパターン(CP1)を使用する(CP8K=(CP1))。そして、16Kの場合、第2のCPセット(CP16K)にインデックステーブルとして格納された8Kサイズの他のCPパターンを(CP2)順次に羅列して使用する(CP16K=(CP1、CP2+6912))。但し、CP2のCPセットは、発生させたCPセット(CP2)を称することもでき、発生させたCPセット(CP2)にスタートポジションバリューを反映したCPセット(CP2+6912)を示すこともできる。したがって、この場合にはCP16K=(CP1、CP2)として示すこともできる。
32Kモードの第3のCPセット(CP32K)は16Kモードの第2のCPセット(CP16K)に、16Kモードの第2のCPセットをリバーサル及びシフティングオペレーティングしたCPセット(CP16K’)を付加して生成することができる(CP32K=(CP16K、CP16K’)。リバーサル及びシフティングオペレーションはレファレンスポジションバリューから16Kモードの第2のCPセットを減算することにより表現することもできる(CP16K’=reference position value-CP16K)。
本明細書は放送信号を受信及び送信するための方法及び装置を用いることにある。本発明の思想や範囲を逸脱しないで、本発明で多様な変更及び変形が可能であることは当業者に理解できる。したがって、本発明は添付の請求項及びその同等範囲内で提供される本発明の変更及び変形を含むことと意図される。
本明細書で装置及び方法発明が全て言及され、装置及び方法発明の全ての説明は互いに補完して適用できる。