(57)【要約】時間同期方式デジタルテレビ伝送システムのフロントエンドにおけるパケット挿入メカニズムは、標準パケットと共に、ロバスト性を付加するための冗長性を含んで送信されるべきペイロードを有するパケットを多重化する。マルチプレクサは、また、ロバストパケットの複製内容を収容するためにプレースホルダパケットを入力する。ロバストパケットとプレースホルダパケットの多重化は、標準パケットの多重化と交互に行われ、インターリーブするように構成される。フレーム内のロバストパケットの分布はロバストパケットの個数によって決められる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力ポート、情報ビットストリームを入力する入力ポートおよびプレースホルダビットストリームを入力する入力ポートを有し、前記出力ポートへ出力するための多重化ビットストリームを形成するため前記入力ポートから入力された前記ビットストリームを多重化するマルチプレクサと、
前記多重化ビットストリームを受信し、修正ビットストリームを形成するため前記受信された多重化ビットストリーム内の前記プレースホルダビットストリームのビットを前記受信された多重化ビットストリーム内の前記情報ビットストリームから取得されたビットで置換するデータフォーマッタと、
符号化ビットストリームを生成するため前記修正ビットストリームを符号化するエンコーダと、
前記符号化ビットストリームを送信する送信機と、
を具備する、デジタル信号伝送装置。
【請求項２】
前記ビットの取得が新しいビットを作成し、ビットの取得が行われたあらゆるビットをそのまま保持する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記置換が、複製ビットを形成するため前記受信された多重化ビットストリーム内の前記情報ビットストリームのビットを複製し、前記受信された多重化ビットストリーム内の前記プレースホルダビットストリームのビットを置き換えるため前記複製ビットを代用する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記マルチプレクサが、前記多重化ビットストリームを形成する際に付加的なビットストリームを多重化するように構成され、
前記データフォーマッタが、前記修正ビットストリームを形成するため、前記受信された多重化ビットストリーム内の前記付加的なビットストリームを操作するときに前記置換をバイパスするように構成され、
前記エンコーダが、前記付加的なビットストリームから取得されたビットを操作するときに前記修正ビットストリームのすべてのビットを処理し、前記情報ビットストリームから取得されたビットを操作するときに前記修正ビットストリームの一つおきのビットを処理するように構成される、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記マルチプレクサが、付加的なビットストリームを入力する付加的な入力ポートと共に構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記マルチプレクサが、前記多重化ビットストリームを形成するために前記多重化のためのそれぞれの入力ポートを介して複数の付加的なビットストリーム、複数の情報ビットストリームおよび複数のプレースホルダビットストリームを入力するように構成され、
前記マルチプレクサによって多重化されるべき前記情報ビットストリームのそれぞれが同一のビット数を有し、
前記マルチプレクサによって多重化されるべき前記プレースホルダビットストリームのそれぞれが同一のビット数を有し、
前記マルチプレクサが、別の多重化のためのビットストリームを選択する前にそれぞれが同一のビット数である前記情報ビットストリームおよび前記プレースホルダビットストリームのそれぞれを多重化するように構成される、
請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記マルチプレクサが、所定の個数のビットストリームの間に、３個を超えない個数の前記付加的なビットストリームを連続的に選択するために前記多重化を行うようにさらに構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記マルチプレクサが、情報ビットストリームとプレースホルダビットストリームのうちの一方が入力されるたびにその後、１個以上の前記付加的なビットストリームを連続的に入力するために前記多重化を行うようにさらに構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記複数のビットストリームの長さが同一であり、
情報ビットストリームとプレースホルダビットストリームのうちの一方の入力が、少なくとも前記情報ビットストリームまたはプレースホルダビットストリームのうちの一方の殆どの入力の間に、情報ビットストリームとプレースホルダビットストリームとの間で順次に交番する、
請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記置換が、前記受信された多重化ビットストリーム内の前記情報ビットストリームから選択されたビットを除去し、前記受信された多重化ビットストリーム内の前記プレースホルダビットストリームのビットを置き換えるため前記除去されたビットを代用する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
多重化ビットストリームを形成するため情報ビットストリームおよびプレースホルダビットストリームを多重化するステップと、
前記多重化ビットストリームを受信するステップと、
修正ビットストリームを形成するため、前記受信された多重化ビットストリーム内の前記プレースホルダビットストリームのビットを前記受信された多重化ビットストリーム内の前記情報ビットストリームから取得されたビットで置換するステップと、
符号化ビットストリームを形成するため、前記修正ビットストリームを符号化するステップと、
前記符号化ビットストリームを送信するステップと、
を含む、デジタル信号伝送方法。
【請求項１２】
ビットストリームからのビットの取得が新しいビットを作成し、ビットの取得が行われた元のビットをそのまま保持する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記置換するステップが、
複製ビットを形成するため、前記受信された多重化ビットストリーム内の前記情報ビットストリームのビットを複製するステップと、
前記受信された多重化ビットストリーム内の前記プレースホルダビットストリームのビットを置き換えるため、前記複製ビットを代用するステップと、
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記多重化ビットストリームを形成する際に、付加的なビットストリームを多重化するステップと、
前記修正ビットストリームを形成するため、前記受信された多重化ビットストリーム内の前記付加的なビットストリームを操作するときに前記置換するステップを回避するステップと、
をさらに含み、
前記符号化するステップが、
前記付加的なビットストリームから取得されたビットを操作するときに、前記修正ビットストリームのすべてのビットを処理するステップと、
前記情報ビットストリームから取得されたビットを操作するときに、前記修正ビットストリームの一つおきのビットを処理するステップと、
をさらに含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記多重化するステップが、前記多重化ビットストリームを形成するため付加的なビットストリームを多重化するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記多重化するステップが、前記多重化ビットストリームを形成するため複数の付加的なビットストリーム、複数の情報ビットストリームおよび複数のプレースホルダビットストリームを多重化するステップをさらに含み、
マルチプレクサによって多重化されるべき前記情報ビットストリームのそれぞれが同一のビット数を有し、
前記マルチプレクサによって多重化されるべき前記プレースホルダビットストリームのそれぞれが同一のビット数を有し、
前記多重化するステップが、別の多重化のためのビットストリームを選択する前にそれぞれが同一のビット数である前記情報ビットストリームおよび前記プレースホルダビットストリームのそれぞれを多重化するように実行される、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記多重化するステップが、所定の個数のビットストリームの間に、３個を超えない個数の前記付加的なビットストリームを連続的に選択するように実行される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記多重化するステップが、情報ビットストリームとプレースホルダビットストリームのうちの一方が入力されるたびに、１個以上の前記付加的なビットストリームを連続的に入力するように実行される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数のビットストリームの長さが同一であり、
情報ビットストリームとプレースホルダビットストリームのうちの一方の入力が、少なくとも前記情報ビットストリームまたはプレースホルダビットストリームのうちの一方の殆どの入力の間に、情報ビットストリームとプレースホルダビットストリームとの間で順次に交番する、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記置換するステップが、
前記受信された多重化ビットストリーム内の前記情報ビットストリームからビットを選択するステップと、
前記多重化ビットストリーム内の前記情報ビットストリームから選択されたビットを除去するステップと、
前記受信された多重化ビットストリーム内の前記プレースホルダビットストリームのビットを置き換えるため前記除去されたビットを代用するステップと、
を含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００２年９月６日に出願された、同一出願人による同時係属中の米国仮特許出願第６０／４０８，９５６号に基づく優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、デジタル信号伝送システムに係わり、特に、一つのタイプが多重化後の多重化ストリーム中で別のタイプを置き換える、様々なタイプのデータの多重化に関する。
【背景技術】
【０００３】
地上放送チャネルによるデジタルテレビ（ＤＴＶ）伝送のためのＡＴＳＣ規格は、１０．７６ＭＨｚのレートで８レベルの残留側波帯（ＶＳＢ）シンボルストリームとして変調された１２個の独立した時間多重化トレリス符号化データストリームを含む信号を使用する。この信号は標準ＶＨＦまたはＵＨＦ地上波テレビジョンチャネルに対応する６ＭＨｚの周波数帯域へ変換され、そのチャネルによって信号が１秒当たり１９．３９ミリオンビット（Ｍｂｐｓ）のデータレートで放送される。ＡＴＳＣデジタルテレビジョン規格および最新版Ａ／５３に関する詳細は、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｔｓｃ．ｏｒｇ／から入手可能である。
【０００４】
図１は、典型的な従来技術のデジタルテレビ（ＤＴＶ）送信機１００を一般的に示すブロック図である。ＭＰＥＧ互換データパケットは、最初にデータランダマイザ１０５においてランダム化され、各パケットはリード・ソロモン（ＲＳ）エンコーダユニット１１０によって前方誤り訂正（ＦＥＣ）のため符号化される。Ａ／５３は、システムフロントエンドに入力された各パケットが、以下では「データフィールド」または「ＭＰＥＧフィールド」とも呼ばれる３１２セグメントのフィールド内のセグメントに対応することを規定する。それぞれのフィールドがシステムによる伝送のため受信されたインターレースビデオ信号の半分を表す２フィールドは１フレームを構成する。エンコーダユニット１１０からの受信後、各データフィールドの連続セグメント内のデータパケットは次にデータインターリーバ１２０によってインターリーブされ、インターリーブされたデータパケットは次にさらにトレリスエンコーダ１３０によってインターリーブされ、符号化される。トレリスエンコーダユニット１３０は、３ビットずつを有するデータシンボルのストリームを生成する。３ビットのうちの１ビットはプリコードされ、他の２ビットは４状態のトレリスエンコーダによって生成される。この３ビットは次に８レベルのシンボルにマッピングされる。
【０００５】
よく知られているように、従来技術のトレリスエンコーダユニット１３０は、１２台の並列トレリスエンコーダユニットおよびプリコーダユニットを具備し、１２個のインターリーブ符号化されたデータシーケンスを提供する。マルチプレクサ１４０内で、各トレリスエンコーダユニットのシンボルは、同期ユニット（図示しない）からの「セグメント同期（ｓｅｇｍｅｎｔ  ｓｙｎｃ）」と「フィールド同期（ｆｉｅｌｄ  ｓｙｎｃ）」の同期ビットシーケンス１５０と合成される。小さい同相パイロット信号が次にパイロット挿入ユニット１６０によって挿入され、随意的にフィルタ装置１６５によって予め等化される。シンボルストリームは、次に、ＶＳＢ変調器１７０による残留側波帯（ＶＳＢ）抑制型のキャリア変調を受ける。シンボルストリームは次に最終的に無線周波数（ＲＦ）変換器１８０によって無線周波数にアップコンバートされる。
【０００６】
図２は、典型的な従来技術のデジタルテレビ（ＤＴＶ）受信機２００を示すブロック図である。受信されたＲＦ信号はチューナ２１０によって中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートされる。この信号は、次に、ＩＦフィルタおよび検出器２２０によってフィルタリングされデジタル形式に変換される。検出された信号は、次に、各シンボルが８レベルの信号点配置内のあるレベルを表すデータシンボルのストリームの形になる。この信号は、次に、ＮＴＳＣ除去フィルタ２３０および同期ユニット２４０へ供給される。次に、この信号はＮＴＳＣ除去フィルタ２３０内でフィルタリングされ、等化器および位相追跡器２５０による等化および位相追跡を受ける。再生された符号化データシンボルは、トレリスデコーダユニット２６０によってトレリス復号化される。復号化データシンボルは、次に、さらに、データ逆インタリーバ２７０によってデインターリーブされる。データシンボルは、次に、リード・ソロモンデコーダ２８０によってリード・ソロモン復号化される。これは送信機１００によって送信されたＭＰＥＧ互換データパケットを再生する。
【０００７】
既存のＡＴＳＣによる８−ＶＳＢ  Ａ／５３デジタルテレビジョン規格は、地上波環境におけるゴースト、ノイズバースト、信号フェードおよび干渉のような様々なチャネル障害に耐える信号を送信する能力を十分に備えているが、受信アンテナは屋内に設置されつつあり、クリアな信号を配信する課題がさらに高まる。したがって、優先度とデータレートが可変であるストリームが受け入れられるようにＡＴＳＣ規格のフレキシビリティが要求される。
【０００８】
上記の課題を取り扱うため、本発明人は、同一出願人による米国特許出願公開第２００２／０１９４５７０号明細書（以下、「５７０号出願」と呼ぶ）に既存ＡＴＳＣ受信機との下位互換性がある機能強化されたＡ／５３送信機を開示し、その開示内容は本明細書に完全に記載されているかのように参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００９】
５７０号出願に記載されているように、本発明人は、ＡＴＳＣデジタル伝送システムに、標準的なＡＴＳＣビットストリームと共に新型ロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）ビットストリームを送信する技術を供与した。新型ビットストリームに対する検知限界（ＴＯＶ）、すなわち、受信機における１秒当たりの所定の許容可能なパケット誤りの個数は、典型的に標準的なＡＴＳＣストリームよりも信号対雑音比（ＳＮＲ）が低くなるので、新型ビットストリームは高優先度情報ビットを送信するため使用可能である。新規性のあるＡＴＳＣデジタル伝送システムおよび方法は既存デジタル受信機装置との下位互換性がある。
【００１０】
５７０号出願にさらに記載されているように、ロバストストリームのＭＰＥＧデータパケットは標準ストリームよりも高い誤り訂正能力があり、両方のタイプのパケットが並列伝送のため送信機フロントエンドで多重化される。両方のタイプのパケットが多重化される順番は、受信機に到達する合成ワイヤレス信号の完全性に影響を与える。
【００１１】
本出願は、改良型Ａ／５３送信機フロントエンドで実施するための好適な多重化技術について詳説する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一形態において、本発明は、ＡＴＳＣデジタルテレビ送信機のフロントエンドにおけるパケット挿入メカニズムと、本発明のパケット挿入で利用される方法を対象にする。
【００１３】
さらなる形態において、本発明は、Ａ／５３受信機のコンポーネントの動作と互換性のあるＡ／５３送信機のフロントエンドでパケットが多重化される好適な順序付けに関係する。
【００１４】
さらに別の形態において、本発明は、既存受信機との下位互換性のため機能強化されたＡ／５３送信機のフロントエンドにおける好適なパケット多重化順序付けに関係する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の好適な実施形態において、ＡＴＳＣ  Ａ／５３  ＤＴＶ信号伝送規格を改良し、出力ポート、情報ビットストリームを入力する入力ポート、および、プレースホルダビットストリームを入力する入力ポートを有するマルチプレクサを含むデジタル伝送装置およびその装置によって実行される方法が提供される。マルチプレクサは、入力ポートから入力されたビットストリームを多重化し、出力ポートに出力するための多重化ビットストリームを形成する。伝送システムは、多重化ビットストリームを受信し、受信された多重化ビットストリーム内のプレースホルダビットストリームのビットを受信された多重化ビットストリーム内の情報ビットストリームから取得されたビットで置換し、修正ビットストリームを形成するデータフォーマッタをさらに含む。エンコーダは修正ビットストリームを符号化し、送信機が送信する符号化ビットストリームを生成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本明細書に開示された本発明の詳細を図面の簡単な説明の欄に列挙された図面を参照して以下で詳細に説明するが、図面中、同一若しくは類似のコンポーネントは複数の図に亘って同じ参照番号によって示される。
【００１７】
図３は本発明による改良型ＡＴＳＣ規格の実施形態３００の最上位概略図である。
【００１８】
第１の実施形態による改良型ＡＴＳＣデジタル信号伝送規格は、入力された１８８バイトのＭＰＥＧ互換データパケット間で選択を行うパケットマルチプレクサ、すなわち、パケットＭＵＸ３０５を含む。ＭＵＸ３０５は、標準ＡＴＳＣビットストリームを構成する標準パケットのための標準入力３１０を有する。標準パケットは、システム３００のバックエンドから送信された後、既存Ａ／５３受信機および新型受信機によって受信される。ロバスト入力３１５は新型ロバストビットストリームを構築するロバストパケットを受信する。ロバストパケットは、バックエンドからの送信後に、タイトルが「改良型ＡＴＳＣ準拠８−ＶＳＢシステムのための送信機および受信機におけるパケット識別メカニズム（ＰＡＣＫＥＴ  ＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ  ＭＥＣＨＡＮＩＳＭ  ＡＴ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＡＮＤ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ  ＦＯＲ  ＡＮ  ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＡＴＳＣ  ８−ＶＳＢ  ＳＹＳＴＥＭ）」である同一出願人による同時係属中の米国特許出願公開第２００２／０１９１７１２号明細書（以下、「７１２号出願」と呼ぶ）に開示された新型受信機によって受信され、その開示内容は本明細書に完全に記載されているかのように参照によって本明細書に組み込まれる。既存受信機は、ロバストパケットに基づいて送信機で生成された信号を復号化するが、以下で詳述されるような下位互換性に依存して、それらを誤りとして無視するか、若しくは、処理する。伝送システムのフロントエンドにおけるこれらの標準とロバストの２種類のパケットの多重化は、上述のように参照によって本明細書に完全に組み込まれた５７０号出願に本発明人によって開示されている。
【００１９】
第３のタイプのパケットであるプレースホルダパケットは、プレースホルダ入力３２０によって受信され、好ましくは、すべてがヌル値である。既存ＡＴＳＣ規格は、たとえば、伝送システム内の接続しているコンポーネントのクロック周波数を解決するため用いられる手段としてヌルパケットを受け入れる。本発明の一形態において、フロントエンドで入力されたプレースホルダパケットは、入力されたロバストパケットの内容に基づいて、引き続き生成若しくは取得されたデータで上書きされる。
【００２０】
改良型ＡＴＳＣ伝送システム３００は、パケットＭＵＸ３０５の多重化出力を受信し、最初に擬似乱数発生の既知パターンに従って入力データバイト値を変更するデータランダマイザ要素１０５をさらに含む。ＡＴＳＣ規格によると、たとえば、データランダマイザは、入力データバイトのすべてを、データフィールドの先頭で初期化された１６ビットの最大長の擬似ランダムバイナリシーケンス（ＰＲＢＳ）とＸＯＲ演算する。
【００２１】
出力ランダム化データは、次に、１８７バイトのサイズのデータブロックを操作し、誤り訂正のための２０個のＲＳパリティバイトを付加し、１データセグメント当たりに送信される２０７バイトの合計サイズのＲＳブロックを生ずるリード・ソロモン（ＲＳ）エンコーダ要素１１０へ入力される。
【００２２】
ＲＳ符号化後、２０７バイトのデータセグメントは、次に、ロバストインターリーバ要素、パケットフォーマッタ要素およびパケットマルチプレクサ要素を具備し、ロバスト入力バイトをさらに処理／再フォーマットする新型ブロック１１５へ入力される。パケットフォーマッタブロックの個別の要素の動作は、タイトルが「改良型ＡＴＳＣデジタルテレビシステム（ＩＭＰＲＯＶＥＤ  ＡＴＳＣ  ＤＩＧＩＴＡＬ  ＴＥＬＥＶＩＳＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ）」である、同一出願人による同時係属中の米国特許出願公開第２００２／０１８１５８１号明細書（以下、「５８１号出願」と呼ぶ）に詳述されている。
【００２３】
より一般的には、入力バイトを再フォーマットするロバストインターリーバ要素、パケットフォーマッタ要素およびパケットマルチプレクサ要素は、入力バイトが処理されること（ロバストバイト）、または、処理されないこと（ノーマルバイト）を示すモード信号１４３に応答する。ロバストインターリーバでロバストパケットをインターリーブした後、入力ロバストビットストリームに属するデータバイトは一次的に記憶され、パケットフォーマッタ装置において予め決められたバイト数、たとえば、２０７バイトのグループに分類される。一般に、ロバストパケットの場合、パケットフォーマッタ出力の各バイトの４ビットだけ、すなわち、最下位ビット（６，４，２，０）だけが入力ストリームに対応する。各バイトのその他の４ビット、すなわち、最上位ビット（７，５，３，１）は本明細書中で詳細に説明されるような理由のため任意の値にセットされる。パケットフォーマッタ１１５におけるバイト再フォーマット後、ロバストパケットに属するバイトは標準ストリームに属するバイトと多重化される。
【００２４】
ロバストバイトと標準バイトの多重化ストリーム１１６は、次に、畳み込みのインターリーバメカニズム１２０へ入力され、ＡＴＳＣのＡ／５３規格に従うデータストリームの連続的な順序にスクランブルをかけるため、各データフィールドの連続セグメント内のデータパケットがさらにインターリーブされる。５７０号出願により詳細に説明されているように、各ロバストパケットまたは標準パケットに関連付けられたバイトは並列処理制御ブロック（図示せず）において追跡される。
【００２５】
フォーマットされ、ＲＳ符号化され、インターリーブされたデータバイト１１７、すなわち、モジュール１０５〜１２０を含む「データフォーマッタ」の出力は、次に、新規性のあるトレリスエンコーダ装置３３０によってトレリス符号化される。トレリスエンコーダユニット３３０は、特にモード信号１４３に応答し、本明細書中で下位互換性（任意的なＲＳエンコーダ）ブロック１２５と称される下位互換性のあるパリティバイト発生器要素１２５と協調的に相互に作用し、５７０号出願により詳細に説明されているように、それぞれのビットが８レベルのシンボルにマッピングされた３ビットを有するデータシンボルのトレリス符号化された出力ストリームを生成する。トレリス符号化出力シンボルは次にマルチプレクサユニット１４０へ送られ、マルチプレクサユニットで同期ユニット（図示せず）からの「セグメント同期」および「フィールド同期」同期ビットシーケンス１３８と合成される。
【００２６】
システム３００は、図１に示されているような従来技術のパイロット挿入ユニット１６０、ＶＳＢ変調器１７０およびＲＦアップコンバータ１８０を組み込むバックエンドプロセッサ１５２をさらに含む。したがって、パイロット信号はマルチプレクサ１４０の出力信号に挿入される。シンボルストリームは、次に、残留側波帯（ＶＳＢ）抑制型のキャリア変調を受け、シンボルストリームは、最終的に、無線周波数へアップコンバートされる。
【００２７】
システム３００にはまた、７１２号出願の図３の実施形態および５７０号出願の図５〜７に説明された実施形態に従って動作する制御ユニット３４０が含まれる。本発明の制御ユニット３４０は二つの新しい改良がなされている。第一に、「ノーマル」または「ロバスト」のいずれかの値を有するモード信号１４３は、本明細書中で新たに開示されたパケットＭＵＸ３０５へ供給される。第二に、入力ライン３５０上で制御ユニット３４０へ入力するためのパラメータの組が変更されている。
【００２８】
制御ユニット３４０がシステム３００の種々のモジュールと通信する出力は図３に示されている接続に制限されない。ＭＵＸ３０５は、たとえば、制御ユニット３４０からモード選択ビットを受信し、このモード選択ビットはモード信号と組み合わされて、３個の入力３１０、３１５、３２０の中から選択される入力を決める。さらなる一例として、パケットフォーマッタおよびトレリスエンコーダ３３０は、両方ともに同じように制御ユニット３４０からモードビットを受信し、このモードビットがモード信号１４３と組み合わされて、システムパラメータＭＯＤＥを決める。さらに、以下の説明から明らかになるように、パケットフォーマッタ１１５は、他の３個のシステムパラメータＮＲＳ、ＮＲＰおよびＴＲも必要であり、それらを制御ユニット３４０から入力する。
【００２９】
システムパラメータＭＯＤＥ、ＮＲＳ、ＮＲＰおよびＴＲは、ＭＰＥＧフィールド内のロバストパケットの個数および位置を決める。フロントエンドマルチプレクサ入力との関連で以下に使用される用語「ロバストパケット」は、プレースホルダパケット、または、これまで「ロバストパケット」と呼ばれていた「ロバスト情報パケット」のいずれかを表す。したがって、パケットＭＵＸ３０５によって多重化されたロバストパケットの個数は、多重化されたロバスト情報パケットの個数と多重化されたプレースホルダパケットの個数の合計に一致する。
【００３０】
システムパラメータＭＯＤＥ、ＮＲＳ、ＮＲＰおよびＴＲは、２フィールド毎に１回ずつ変更され、すなわち、１フレーム当たり１回ずつ変更される。
【００３１】
モードパラメータは以下の表１に規定される。
【表１】
2005538600.tif 000003
【００３２】
モード０は標準パケットの処理を意味する。既存Ａ／５３規格は、２ビット毎に８レベルのシンボルを出力し、すなわち、２ビットに対して３ビットを出力し、「２／３トレリス符号化」と呼ばれる。モード０の間に、他の３個のシステムパラメータＮＲＳ、ＮＰＲおよびＴＲは利用されず、無視することができる。表１の様々なモードに対するトレリス符号化についての詳細は５７０号出願および５８１号出願にさらに記載されている。
【００３３】
Ｈ−ＶＳＢ（階層的な残留側波帯）モードであるモード１の場合、ロバスト情報パケットと組み込みパケットの対応するビットは横並びに配置され、トレリスエンコーダ３３０への一対の入力端子にペアとして供給される。組み込みパケットは、パケットＭＵＸ３０５の入力３２０上にプレースホルダビットストリームの代わりに入力された低優先度のストリームである組み込みビットストリームの構成要素である。したがって、最下位ビット（６，４，２，０）は組み込みバイトから、すなわち、組み込みパケットからのバイトから転送または取り出され、最上位ビット（７，５，３，１）はロバスト情報パケットのロバストバイトから取り出される。トレリスエンコーダ３３０によって出力されたシンボルは６レベルであり、この６レベルは、重要性の低い方のレベルの間の拡散が増大するため、標準的な８レベルよりも高いロバスト性を提供する。
【００３４】
改良型残留側波帯（Ｅ−ＶＳＢ）モードであるモード２は、情報ビット毎に８レベルのシンボルを生ずる。ビットを搬送する冗長性は、情報出力レートの低下と引き換えに、その伝送のロバスト性をより高める。
【００３５】
擬似２−ＶＳＢモード、すなわち、簡単に「２−ＶＳＢモード」は、これに対して、情報ビット毎に４レベルのシンボルを出力し、標準パケットの伝送よりも冗長性とロバスト性が高い。
【００３６】
以下の表２はＮＲＳパラメータについての説明である。
【表２】
2005538600.tif 000004
【００３７】
本発明によれば、既存受信機は、標準パケットによって搬送された情報だけを受信者に渡す。新型受信機は、これに対して、モード２または３で、および、信号が十分な完全性で受信される場合には選択的にモード１で符号化されたロバスト情報を表す信号を受信し復号化する。新型受信機は、また、引き続く復号化のための「付加的なビットストリーム」として標準ビットストリームを受信し復号化する。
【００３８】
ＮＲＳ＝０であるならば、下位互換性は発生器１２５によって与えられないので、既存受信機はすべての入力ロバストパケット、すなわち、ロバストパケットに復号化された信号を誤りとして除去する。しかし、除去する前に、受信機はＲＳ符号化とトレリス符号化の両方によって提供される能力である前方誤り訂正を試みる。従来型の受信機によるこの無駄な努力は、ロバストパケットが下位互換性のため処理されるならば、すなわち、ＮＲＳが１にセットされているときに取り除かれるが、その理由は、このケースでは、受信機がロバストパケットを誤りとして認識するのではなく無視するからである。
【００３９】
ＴＲパラメータは表３と併せて以下に説明される。
【表３】
2005538600.tif 000005
【００４０】
標準パケットの場合、上記のように、２ビットが符号化され、１シンボルを生成する。ＴＲ＝０であるとき、符号化レートは「１／２」であり、１シンボル当たり１ビットが符号化される。通常、たとえば、符号化レートは擬似２−ＶＳＢモードに対して「１／２」である。これに対して、ＴＲ＝１であるとき、符号化レートは「１／４」であり、これは２個の符号化シンボルを生成するため１ビットが符号化されることを意味する。したがって、たとえば、モード＝１１およびＴＲ＝１で動作するトレリスエンコーダ３３０によって選択された各シンボルは複製され、両方のシンボルが送信される。
【００４１】
ＮＲＰパラメータは、１フレーム当たりのロバスト情報パケットの個数ＮＲＩを指定するコードであり、この個数は以下の表４から決定される。
【表４】
2005538600.tif 000006
【００４２】
ロバストパケットの個数ＮＲは、以下の式（１）〜（４）を用いて表４から読み出されたＮＲＩの値より決定される。
ＴＲ＝０、ＮＲＳ＝０であるとき、ＮＲ＝２＊ＮＲＩ              （１）
ＴＲ＝０、ＮＲＳ＝１であるとき、ＮＲ＝（９／４）＊ＮＲＩ      （２）
ＴＲ＝１、ＮＲＳ＝０であるとき、ＮＲ＝４＊ＮＲＩ              （３）
ＴＲ＝１、ＮＲＳ＝１であるとき、ＮＲ＝（９／２）＊ＮＲＩ      （４）
ここで、プレースホルダパケットの個数は、以下に詳述するように、
ＮＰＨ＝ＮＲ−ＮＲＩ
である。
【００４３】
一般に、ロバストパケットはＭＰＥＧフィールド内で一様に分布する。一つの制約は、任意の二つのロバストパケット間の最大距離が４パケットよりも大きくないことである。すなわち、フィールド内の所定の個数のパケットに亘って、最初のパケットから最後のロバストパケットまでを計数すると、３個よりも多数の標準パケットがパケットＭＵＸ３０５によって連続して多重化されない。上述のように、システム３００のフロントエンドの組み込みビットストリームは、組み込みストリームが使用されるとき、プレースホルダビットストリームを置き換えるので、以下の説明では、プレースホルダパケットまたは組み込みパケットのいずれかの意味であるとの了解の下でプレースホルダパケットという名前を使用する。
【００４４】
フロントエンドにおけるロバストパケットの一様分布は以下の理由から望ましい。ロバスト信号のレベルが少なくなると、マルチパスを解明することにより、さもなければ、信号値を正しく判定することによって、受信機の等化器を容易に収束させることができる。しかし、ロバスト信号の供給が連続的ではないならば、すなわち、時間的に不規則に間隔が空いているならば、受信機におけるこの利点は失われる。一方、一つのタイプの長いシーケンス、すなわち、すべてが標準タイプまたはすべてがロバストタイプのシーケンスは、受信機の自動利得制御（ＡＧＣ）を複雑にさせる。したがって、ロバストパケットは標準パケットと一様にインターリーブされる。
【００４５】
フィールド内の任意の２個の連続したロバストパケット間の距離ｄＲは次式（５）によって与えられる。
ｄＲ＝ｍｉｎ（ｆｌｏｏｒ（Ｎ／ＮＲ），４）            （５）
式中、ｆｌｏｏｒは、小数点以下を切り捨て、整数値を残す関数であり、Ｎはフィールド内のパケットの総数３１２であり、ＮＲは、上述のように、ロバストパケットの個数である。
【００４６】
ｄＲに対して最大値は４が経験的に適当であることがわかっているが、他の最大値を使用してもよい。
【００４７】
パケット順序を設定する際の別の制限は、ＮＰＲ＞０であるならば、フィールドの最初のパケットが常にロバストパケットであることである。パケットＭＵＸ３０５は、標準入力３１０、ロバスト入力３１５、および、プレースホルダ入力３２０の間で選択を行う際に、１パケット毎に１回ずつソースを切り替えることが可能である。
【００４８】
ＮＲＳ＝０およびＴＲ＝０のときのパケット挿入
これらのパラメータ化で動作するとき、パケットフォーマッタ１１５は、各ロバスト情報パケットのビットを複製し、２個のパケットを形成する。したがって、パケットＭＵＸ３０５で受信された各ロバスト情報パケットの後にプレースホルダパケットが続き、プレースホルダパケットは、個数の増加したビット、すなわち、元のビットと複製ビットまたは生成されたビットを受け入れるため上書きされる。
【００４９】
図４は、ＮＲＳ＝０およびＴＲ＝０の場合の本発明によるデジタル信号伝送方法の一例を表すフローチャートである。ビットストリームは標準入力３１０、ロバスト入力３１５およびプレースホルダ入力３２０から多重化される（ステップ４１０）。ＭＯＤＥ＝０であるならば（ステップ４２０）、標準パケットであることを示し、以下で説明する置換ステップは回避される。ＭＯＤＥ＝１であるならば（ステップ４３０）、組み込みパケットの利用を示し、ロバスト情報パケットと組み込みパケットの対応したビットが、５７０号出願の図９（ａ）に示されるように、隣同士に配置される（ステップ４４０）。一方、ＭＯＤＥ＝２または３であるならば、ロバスト情報パケットの各ビットは置換ステップにおいて複製される（ステップ４５０）。複製または生成されたビットは、５７０号出願の図８（ａ）に示されるように、ビットの取得が行われた元のビットの後に続くように配置される。修正ビットストリームを形成する際にビット操作が行われ、または、それが回避された後、修正ビットストリームが同時に２ビットずつトレリスエンコーダ３３０へ入力され（ステップ４６０）、符号化ストリームが送信される（ステップ４７０）。
【００５０】
ステップ４２０〜４５０はデータフォーマッタ（図３のモジュール１０５〜１２０）によって実行される。したがって、図３に示されるような本発明の好適な一実施形態において、他のステップが上述されたようなビット操作ステップ４４０、４５０よりも先行し、また、ビット操作ステップの後に続く。
【００５１】
別の利用例のため表４を再度参照すると、ＮＲＰ＝０１１０およびＭＯＤＥ＝１１であるならば、各ＭＰＥＧフィールドは１２個のロバスト情報パケットと１２個のプレースホルダパケット、並びに、（３１２−２４）＝２８８個の標準パケットを有する。２個の連続したロバストパケット間の間隔は、式（５）から計算されるように、
ｄＲ＝ｍｉｎ（ｆｌｏｏｒ（３１２／２４），４）＝４
である。ロバストパケットは、したがって、以下の表５に例示されるように、任意の２個の連続したロバストパケット間に４パケットの距離をもって一様に分布する。
【表５】
2005538600.tif 000007
【００５２】
別の例では、ＮＲＰ＝１１０およびＭＯＤＥ＝１１であるならば、各ＭＰＥＧフィールドは、５２個のロバスト情報パケット、５２個のプレースホルダパケット、および、（３１２−１０４）＝２０８個の標準パケットを有する。連続したロバストパケット間の間隔は、このとき、以下の表６からわかるように、
ｄＲ＝ｍｉｎ（ｆｌｏｏｒ（３１２／１０４），４）＝３
である。
【表６】
2005538600.tif 000008
【００５３】
ＮＲＳ＝１およびＴＲ＝０のときのパケット挿入
この形態において、パケットフォーマッタ１１５は下位互換性の要件を満たすため２３個の付加的なバイトを出力ロバストパケットのそれぞれに付加する。ロバスト情報パケットの２０７バイトは、これに応じて、パケットフォーマッタ１１５により２＊２０７＋２＊２３＝４６０バイトに変換される。このデータを収容するため、パケットフォーマッタ１１５は、５個のプレースホルダパケットを利用することにより、４個のロバストパケットのそれぞれを９個のロバストパケットに変換する。付加的なオーバーヘッドを避けるため、１フィールド当たりのロバスト情報パケットの個数は好ましくは４の倍数に制限される。
【００５４】
プレースホルダパケットに対するロバスト情報パケットの順序付け、および、さしあたりの標準パケットの無視は以下の表７に示されている。
【表７】
2005538600.tif 000009
【００５５】
このパターンは９個のロバストパケット毎に繰り返される。タイプによって連続的にクラスタリングするのではなく、タイプによって順次に交番することにより、ロバスト情報パケットおよびプレースホルダパケットは、その後に続く情報信号の伝送の遅れを避けるために順序付けられる。すなわち、パケットフォーマッタ１１５は、１個のロバスト情報パケットの完全な内容を搬送するために出力で３個のパケットを利用し、したがって、５７０号出願に図１０と関連してより十分に記載されているように、安定供給されるプレースホルダパケットを受信する方が好ましい。
【００５６】
ＮＲＰ＝１０００、ＭＯＤＥ＝１１の場合の第１の例では、各ＭＰＥＧフィールドは、３２個のロバスト情報パケット、４０個のプレースホルダパケット、および、（３１２−７２）＝２４０個の標準パケットを有する。ロバストパケット間の間隔は、したがって、以下の表８に示されるように、
ｄＲ＝ｍｉｎ（ｆｌｏｏｒ（３１２／７２），４）＝４
である。
【表８】
2005538600.tif 000010
【００５７】
第２の例では、ＮＲＰ＝１０１１およびＭＯＤＥ＝１１の場合に、各ＭＰＥＧフィールドは、６４個のロバスト情報パケット、８０個のプレースホルダパケット、および、（３１２−１４４）＝１６８個の標準パケットを有する。ロバストパケット間隔は、したがって、以下の表９に示されるように、
ｄＲ＝ｍｉｎ（ｆｌｏｏｒ（３１２／１４４），４）＝２
である。
【表９】
2005538600.tif 000011
【００５８】
ＴＲ＝１のときのパケット挿入
表４に示されているように、ＴＲ＝１のときのロバスト情報パケットの個数は、ＴＲ＝０のときの個数の半分に一致するが、ロバストパケットの個数は同じ個数のままである。したがって、パケット挿入は、ひとつおきのロバスト情報パケットがプレースホルダパケットによって置換される点を除いて、表５〜９に示されているとおりである。
【００５９】
本発明の好適な実施形態であると考えられる事項が図示され説明されているが、当然ながら、形式上若しくは詳細の種々の変形および変更が本発明の精神を逸脱することなく容易になされ得ることが理解されるであろう。したがって、本発明は記載され例示された形式に厳密に限定されるのではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内に含まれるあらゆる変形を対象とするため構築されるべきであることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】従来技術による典型的なデジタルテレビ（ＤＴＶ）送信機のブロック図である。
【図２】従来技術による典型的なデジタルテレビ（ＤＴＶ）受信機のブロック図である。
【図３】本発明による改良型ＡＴＳＣ規格の典型的な一実施形態の最上位概略図である。
【図４】本発明により利用される方法を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１０５  データランダマイザ要素
１１０  リード・ソロモンエンコーダ要素
１１５  新型ブロック
１２０  インタリーバメカニズム
１４０  マルチプレクサユニット
３００  システム
３０５  パケットマルチプレクサ
３３０  トレリスエンコーダ装置
３４０  制御ユニット
【図１】
2005538600.tif 000012
【図２】
2005538600.tif 000013
【図３】
2005538600.tif 000014
【図４】
2005538600.tif 000015
【国際調査報告】
2005538600.tif 000016
2005538600.tif 000017
2005538600.tif 000018