(57)【要約】  本発明は、ＯＦＤＭ基盤のデジタル放送システムにおけるデータ送受信方法及び装置並びにそのシステムに関する。本発明の送信機は、入力ビット情報を所定のビット単位でフレーミングし、上記フレーミングされたデータを予め定義された所定個数の直交セットを用いて送信機識別指示子にマッピングし、上記送信機識別指示子をＯＦＤＭシンボルに変調して転送する。また、本発明の受信機は、ＯＦＤＭシンボルを復調した後、予め定義された直交信号セットから送信機識別指示子シンボルを検出し、上記送信機識別指示子シンボルから所定ビットをディマッピングした後、ディマッピングされたデータに対して所定の周期単位でビット連結を遂行して、上記入力ビット情報を出力する。したがって、本発明によれば、単一周波数網を用いるデジタル放送システムにおいて、放送網と中継網の区分のための条件接続信号として上記送信機識別指示子を安定に受信することができる。
2008536441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル放送システムにおける送信機識別指示子を用いる情報を送信する方法であって、
入力ビット情報を所定ビット単位でフレーミングする過程と、
上記フレーミングされた入力ビット情報を予め定義された直交セットを用いて前記送信機識別指示子にマッピングする過程と、
前記送信機識別指示子をＯＦＤＭシンボルに変調して転送する過程と
を含むことを特徴とする送信方法。
【請求項２】
前記フレーミング過程の前に、前記入力ビット情報を所定周期の間、反復する過程を更に含むことを特徴とする請求項１記載の送信方法。
【請求項３】
前記入力ビット情報は、受信機で復調時、放送データをディスクランブリングするための共通キー情報であることを特徴とする請求項１記載の送信方法。
【請求項４】
無料放送サービスを提供する網が放送網であり、有料放送サービスを提供する網が中継網である場合、
前記共通キーは、前記放送網のみに転送することを特徴とする請求項３記載の送信方法。
【請求項５】
前記フレームされた入力ビット情報を前記送信機識別指示子にマッピングする過程で、２ｍ進直交信号点マッピングが遂行されることを特徴とする請求項１記載の送信方法。
【請求項６】
前記ｍが５の場合、前記送信機識別指示子に対する前記直交セットは、２個の主ＩＤと、１６個の副ＩＤを選択することにより得られた、総３２個の直交セット範囲内で決定されることを特徴とする請求項５記載の送信方法。
【請求項７】
前記直交セットは、２個の主ＩＤと２４個の副ＩＤを選択することにより得られた、４８個の直交セットの範囲で選択されることを特徴とする請求項１記載の送信方法。
【請求項８】
デジタル放送システムにおける送信機識別指示子を用いる情報を送信する装置であって、
入力ビット情報を所定ビット単位でフレーミングするフレーム分割器と、
前記フレーミングされた入力ビット情報を予め定義された直交セットを用いて前記送信機識別指示子にマッピングする直交信号点マッピング器と、
前記送信機識別指示子をＯＦＤＭシンボルに変調して転送する変調器と
を含むことを特徴とする送信装置。
【請求項９】
前記入力ビット情報を所定周期の間反復して、前記フレーム分割器に入力する反復器を更に含むことを特徴とする請求項８記載の送信装置。
【請求項１０】
前記入力ビット情報は、受信機で復調時、データをディスクランブリングするための共通キー情報であることを特徴とする請求項８記載の送信装置。
【請求項１１】
無料放送サービスを提供する網が放送網であり、有料放送サービスを提供する網が中継網である場合、前記送信装置は、前記共通キーを前記放送網のみに転送することを特徴とする請求項１０記載の送信装置。
【請求項１２】
前記直交信号点マッピング器は、２ｍ進直交信号点マッピングを遂行することを特徴とする請求項８記載の送信装置。
【請求項１３】
前記ｍが５の場合、前記送信機識別指示子に対する前記直交セットは、２個の主ＩＤと１６個の副ＩＤを選択することにより得られた、総３２個の直交セット範囲内で決定されることを特徴とする請求項１１記載の送信装置。
【請求項１４】
前記直交セットは、２個の主ＩＤと２４個の副ＩＤを選択することにより得られた、４８個の直交セットの範囲で選択されることを特徴とする請求項８記載の送信装置。
【請求項１５】
送信機識別指示子を用いて情報を転送するデジタル放送システムにおける前記転送されたデータを受信する方法であって、
ＯＦＤＭシンボルを復調した後、予め定義された直交信号セットから前記送信機識別指示子シンボルを検出する過程と、
前記送信機識別指示子シンボルから所定ビットをディマッピングする過程と、
前記ディマッピングされたビットを所定周期単位で連結してビット情報を出力する過程と
を含むことを特徴とする送信機識別指示子の受信方法。
【請求項１６】
前記ビット情報がデータをディスクランブリングするための共通キー情報である場合、前記ビット情報を用いて受信された放送データを復調する過程を更に含むことを特徴とする請求項１５記載の送信機識別指示子の受信方法。
【請求項１７】
無料放送サービスを提供する網が放送網において、有料放送サービスを提供する網が中継網である場合、前記送信機識別指示子は、前記放送網のみで転送されることを特徴とする請求項１６記載の送信機識別指示子の受信方法。
【請求項１８】
送信機識別指示子を転送するデジタル放送システムの受信装置であって、
受信されたＯＦＤＭシンボルを復調するＯＦＤＭ復調器と、
前記復調されたＯＦＤＭシンボル内の予め定義された直交信号セットから前記送信機識別指示子シンボルを検出する直交シンボル検出器と、
前記送信機識別指示子シンボルから所定ビットをディマッピングするシンボル対ビットディマッピング器と、
前記ディマッピングされたビットを所定周期単位で連結してビット情報を出力するビット連結器と
を含むことを特徴とする受信装置。
【請求項１９】
前記ビット情報がデータをディスクランブリングするための共通キー情報である場合、前記ビット情報を用いて受信された放送データを復調するディスクランブリング手段を更に含むことを特徴とする請求項１８記載の受信装置。
【請求項２０】
無料放送サービスを提供する網が放送網であり、有料放送サービスを提供する網が中継網である場合、前記送信機識別指示子は、前記放送網のみで転送されることを特徴とする請求項１９記載の受信装置。
【請求項２１】
送信機識別指示子を用いて情報を転送するデジタル放送システムであって、
入力ビット情報を所定ビット単位でフレーミングし、前記フレーミングされたデータを予め定義された直交セットを用いて前記送信機識別指示子にマッピングし、前記送信機識別指示子をＯＦＤＭシンボルに変調して転送する送信機と、
受信されたＯＦＤＭシンボルを復号化し、復調されたＯＦＤＭシンボル内の前記直交信号セットから前記送信機識別指示子シンボルを検出した後、前記送信機識別指示子から所定ビットをディマッピングし、前記ディマッピングされたビットを所定周期単位で連結してビット情報を出力する受信機と
を含むことを特徴とするデジタル放送システム。
【請求項２２】
無料放送サービスを提供する網が放送網であり、有料放送サービスを提供する網が中継網である場合、前記受信機は、前記送信機識別指示子に含まれたビット情報を用いて受信された放送データをディスクランブリングし、前記送信機識別指示子は、前記放送網のみで転送されることを特徴とする請求項２１記載のデジタル放送システム。
【請求項２３】
前記直交セットは、２個の主ＩＤと２４個の副ＩＤを選択することにより得られた、４８個の直交セットの範囲で選択されることを特徴とする請求項２１記載のデジタル放送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ）システムにおけるデータ送受信方法及び装置並びにそのシステムに関し、特にＯＦＤＭ基盤のデジタル放送システムにおけるデータ送受信方法及び装置並びにそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、多重搬送波変調方式（multicarrier modulation scheme）を適用する代表的な無線通信システムに多数の直交する副搬送波を重畳させるＯＦＤＭシステムがある。上記ＯＦＤＭシステムは、直列で入力されるシンボル（Symbol）ストリームを並列変換した後、これらの各々を相互直交性を有する多数の副搬送波を通じて変調して転送する方式である。上記ＯＦＤＭシステムは、単一搬送波変調方式（single carrier modulation scheme）に比べて、周波数選択的多重経路フェーディングチャネル（frequency selective multipath fading channel）に強い特性を見せる。
【０００３】
これは、受信機側から見ると、多数の副搬送波が占める周波数帯域では周波数選択的チャネルになるが、各々の副搬送波帯域においては周波数非選択的チャネル（frequency nonselective channel）になるので、簡単なチャネル等化過程を経て容易にチャネル補償できるためである。特に、各々のＯＦＤＭシンボルの前には、ＯＦＤＭシンボルの後半部を複写して転送する循環前置シンボル（cyclic prefix）を加えて転送することによって、以前のシンボルからシンボル間干渉成分（Inter-Symbol Interference：ＩＳＩ）を除去することができる。上記のように、ＯＦＤＭシステムは多重経路フェーディングチャネルに強い特性を有するので、デジタルオーディオ放送（Digital Audio Broadcasting：ＤＡＢ）システムと無線ＬＡＮ（Wireless Local Area Network：ＷＬＡＮ）などの広帯域デジタル転送技術に適した転送方式である。
【０００４】
また、最近の注目されているデジタル放送システムとして、オーディオ、ビデオ、データサービスを全て包括するデジタルマルチメディア放送（Digital Multimedia Broadcasting）システムがある。上記ＤＭＢシステムは、地上の中継器を介して放送サービスを受信する地上波ＤＭＢと人工衛星を中継器として使用する衛星ＤＭＢとに区分される。上記地上波ＤＭＢと衛星ＤＭＢとを混合するシステムも研究されている。上記ＤＭＢシステムは、音声、映像など、多様なマルチメディア信号に対するデジタル放送サービスを固定・携帯・車両用受信機に提供することができ、移動中にも個人携帯情報端末機（ＰＤＡ）や車両用端末機を通じてコンパクトディスク（ＣＤ）・デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）級の高音質、高画質放送を提供して、今後、その利用が大幅増加することと予想される。
【０００５】
以下、上記デジタル放送システムとは、上記ＤＡＢシステムとＤＭＢシステムを包括する意味と解釈することにする。一方、上記ＯＦＤＭシステムを基盤とする上記ＤＡＢシステムの代表的な例としては、ヨーロッパ型デジタルオーディオ放送システムであるＥｕｒｅｋａ１４７（European Research Coordination Agency project-147）システムがある。特に、上記Ｅｕｒｅｋａ１４７システムは、最近のデジタル放送と通信の融合／複合化、及び携帯移動放送の要求に従うサービスに対する地上波ＤＭＢシステムに適用されたし、複数個の放送送信機（送出機）を使用して単一周波数網（Single Frequency Network：ＳＦＮ）を構成することになる。
【０００６】
上記ＯＦＤＭシステムにおいて、上記単一周波数網（ＳＦＮ）を使用することは、多数の送信機が同一な周波数で同一なデータ信号を転送することを意味する。多数の送信機から転送する信号は、転送タイミングと同期化するので、相互間に干渉成分として作用しなくて、多重経路チャネルのような効果を表して、受信機で受信信号の品質が向上する。したがって、上記単一周波数網を使用するＯＦＤＭシステムは、デジタル放送システムに適用できる。このようなデジタル放送システムは、全ての送信機が同一な周波数で同一な放送データを転送する網を構成し、複数の使用者がデータを受信すべき条件下で、同一周波数網の概念をそのまま適用して容易に具現することができる。
【０００７】
しかしながら、最近、論議されている放送サービスは、全ての使用者に同一な放送のみを提供するのでなく、使用者のサービス要求条件及び資格によって多様なコンテンツを選択的に提供する機能を要求している。このような機能は、いわゆる条件接続システム（conditional access system）を使用することにより可能になる。上記条件接続システムは、デジタル放送システムの送信機から多数の端末へデータを転送するにあって、その接続条件を制限するシステムと定義される。上記条件接続システムは、転送される放送またはデータサービスの一部、あるいは全体を端末の接続資格によって選択的に受信可能であるように制御することができる。
【０００８】
したがって、放送サービス事業者は、上記条件接続システムを使用して各端末のサービスの受信条件を制御することによって、例えば、差等的な課金システムを具現できることになる。これと関連して、上記地上波ＤＭＢシステムの長所は、従来の地上波ＴＶ放送のように、タダで、より多い視聴者に情報を伝達できる点であるが、陰影地域などのような追加的な中継器の設置が要求される場合、別途の条件接続システムを導入することによって、課金など、サービス条件を決定しよう、という議論がある。
【０００９】
上記のような条件接続システムを具現するためには、非陰影地域に位置した放送送信機が動作可能な放送網と、中継器のように陰影地域などに位置した放送送信機が動作可能な中継網とは区分されなければならない。上記のように、放送網と中継網を区分する場合、端末は放送網と中継網のうち、どの網から放送またはデータサービスを受けるべきかを決定できなければならないし、このような網の区分のためのシステムの導入が切実に要求されている。即ち、デジタル放送システムにおいて、単一周波数網を用いてデータの受信品質は向上させながらも、放送網と中継網とを区分できるデータ送受信方法が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、デジタル放送システムにおいて、単一周波数網を利用しながら放送網と中継網とを区分できるデータ送受信方法及び装置並びにそのシステムを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、デジタル放送システムにおいて、放送網と中継網とを区分して条件接続システムを運営できるデータ送受信方法及び装置並びにそのシステムを提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、デジタル放送システムにおいて、放送条件接続の可否を設定する条件接続信号の送受信方法及び装置並びにそのシステムを提供することにある。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、デジタル放送システムにおいて、条件接続信号として送信機識別指示子を利用し、その受信品質を向上させることができるデータ送受信方法及び装置並びにそのシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明の送信方法は、デジタル放送システムにおける送信機識別指示子（Transmitter Identification Indicator：ＴＩＩ）を用いる情報を送信する方法であって、入力ビット情報を所定ビット単位でフレーミングする過程と、上記フレーミングされた入力ビット情報を予め定義された直交セットを用いて前記送信機識別指示子にマッピングする過程と、上記送信機識別指示子をＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルに変調して転送する過程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明の送信装置は、デジタル放送システムにおける送信機識別指示子（Transmitter Identification Indicator：ＴＩＩ）を用いる情報を送信する装置であって、入力ビット情報を所定ビット単位でフレーミングするフレーム分割器と、上記フレーミングされた入力ビット情報を予め定義された直交セットを用いて上記送信機識別指示子にマッピングする直交信号点マッピング器と、上記送信機識別指示子をＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルに変調して転送する変調器とを含むことを特徴とする。
【００１６】
上記の目的を達成するための本発明の受信方法は、送信機識別指示子（Transmitter Identification Indicator：ＴＩＩ）を用いて情報を転送するデジタル放送システムにおける前記転送されたデータを受信する方法であって、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルを復調した後、予め定義された直交信号セットから前記送信機識別指示子シンボルを検出する過程と、上記送信機識別指示子シンボルから所定ビットをディマッピングする過程と、上記ディマッピングされたビットを所定周期単位で連結してビット情報を出力する過程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
上記の目的を達成するための本発明の受信装置は、送信機識別指示子（Transmitter Identification Indicator：ＴＩＩ）を転送するデジタル放送システムの受信装置であって、受信されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルを復調するＯＦＤＭ復調器と、上記復調されたＯＦＤＭシンボル内の予め定義された直交信号セットから上記送信機識別指示子シンボルを検出する直交シンボル検出器と、上記送信機識別指示子シンボルから所定ビットをディマッピングするシンボル対ビットディマッピング器と、上記ディマッピングされたビットを所定周期単位で連結してビット情報を出力するビット連結器とを含むことを特徴とする。
【００１８】
上記の目的を達成するための本発明のシステムは、送信機識別指示子（Transmitter Identification Indicator：ＴＩＩ）を用いて情報を転送するデジタル放送システムであって、入力ビット情報を所定ビット単位でフレーミングし、上記フレーミングされたデータを予め定義された直交セットを用いて上記送信機識別指示子にマッピングし、上記送信機識別指示子をＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルに変調して転送する送信機と、受信されたＯＦＤＭシンボルを復号化し、復調されたＯＦＤＭシンボル内の上記直交信号セットから上記送信機識別指示子シンボルを検出した後、上記送信機識別指示子から所定ビットをディマッピングし、上記ディマッピングされたビットを所定周期単位で連結してビット情報を出力する受信機とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上、説明したように、本発明によれば、単一周波数網を用いるデジタル放送システムにおける放送網と中継網との区分のための条件接続信号を既存網との互換性を維持しながら安定に受信することができる。
【００２０】
また、本発明は、デジタル放送システムにおけるＴＩＩの転送時、直交信号セットのみを使用して検出性能を安定的に向上させることができる。
【００２１】
本発明は、デジタル放送システムにおけるＴＩＩの転送時、受信機で時間ダイバーシティー結合が可能であり、多重経路フェーディングで優れる検出性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明では、本発明の動作の理解のために必要な部分だけを説明し、その他の部分に対する説明は本発明の要旨を簡単明瞭にするために省略する。
【００２３】
まず、下記の実施形態において、本発明が適用されるデジタル放送システムは、地上波ＤＭＢシステムを例として説明する。そして、上記地上波ＤＭＢシステムは、ＤＡＢシステムであるＥｕｒｅｋａ１４７システムを適用したものと仮定する。
【００２４】
以下では、本発明の理解を助けるように、一般的なＤＡＢシステムの物理階層構造と送信機識別指示子（Transmitter Identification Indicator；以下、“ＴＩＩ”という）を送受信する送受信機の構成を簡略に説明する。
【００２５】
図１は、一般的なＤＡＢシステムの物理階層フレーム構造を示す図である。
【００２６】
図１の転送フレームは、同期チャネル（Synchronization Channel）１１、高速情報チャネル（Fast Information Channel：ＦＩＣ）１３、及びメーンサービスチャネル（Mainservice Channel：ＭＳＣ）１５を含んで構成される。同期チャネル１１において、最初のシンボルであるＮＵＬＬシンボル１１１は、物理階層の同期化のためのものであり、２番目のシンボルである位相基準シンボル（Phase Reference Symbol：ＰＲＳ）１１３は、次のＯＦＤＭシンボルの差分変調（Differential Modulation）のための位相レファレンスを提供する。高速情報チャネル（ＦＣＩ）１３は、制御信号（Control Symbol）１３１を転送し、メーンサービスチャネル１５は、データ１５１を転送する。また、ＮＵＬＬシンボル１１１はＴＩＩの転送が可能であり、多数の副搬送波を通じて転送される。上記ＴＩＩは、放送局の送信機を通じて転送されたり、放送網の放送送信機を通じて転送されることができる。
【００２７】
上記ＴＩＩは、７ビットの主ＩＤ（Main Identifier）と、５ビットの副ＩＤ（Sub Identifier）を含んで１２ビットで構成され、ＮＵＬＬ１１１のシンボル位置に挿入されて、ＯＦＤＭ方式に従って同期チャネル１１を介して転送される。下記の＜数式１＞は、上記ＴＩＩを表現したものであって、ＴＩＩは一般的に単一周波数網を用いるＤＡＢネットワークで各送信機に対する識別情報を提供する。
【００２８】
【数１】
2008536441.tif 000003
【００２９】
ここで、ｆｃはＲＦ搬送波周波数を表し、Ｚｍ、ｏ、ｋはｍ番目のフレームのＮＵＬＬシンボル位置のｋ番目の副搬送波を通じて転送されるＴＩＩ信号を意味する。そして、gTTi,k (t)はＴＩＩシンボル位置でｋ番目の副搬送波の変調信号を意味し、gTTi,k(t-mTF)はｍ番目のフレームのＴＩＩシンボルでｋ番目の副搬送波の変調信号を意味する。
【００３０】
上記ＴＩＩは、
【００３１】
【数２】
2008536441.tif 000004
【００３２】
のｋ番目のＰＲＳ値を下記の＜数式３＞のようにｋ及びｋ＋１番目の副搬送波に反復して転送する構造を使用する。
【００３３】
【数３】
2008536441.tif 000005
【００３４】
ここで、Ａｃ、ｐ（ｋ）はＴＩＩの主ＩＤを指し示すインデックスｐと、副ＩＤを指し示すインデックスｃを基準に、実際のＴＩＩ信号が転送される副搬送波を設定する。下記の＜数式４＞のように定義される。
【００３５】
【数４】
2008536441.tif 000006
【００３６】
上記の＜数式４＞において、ａｂ（ｐ）は主ＩＤインデックスｐにより設定されるＴＩＩの転送パターンであって、＜表１＞のように定義される。
【００３７】
【表１】
2008536441.tif 000007
【００３８】
図２は、上記ＴＩＩを送受信する一般的なＤＡＢシステムの送受信機構成を示すブロック図である。
【００３９】
図２において、送信機２１０の構成を見ると、信号マッピング器２１は、７ビットの主ＩＤと５ビットの副ＩＤがｍ番目のフレームのＮＵＬＬシンボル位置のｋ番目の副搬送波を通じて転送されるようにマッピングする。マッピングされたＴＩＩ信号Ｚｍ、ｏ、ｋはＯＦＤＭ変調器２３を通じて変調されて上記の＜数式１＞のようなＯＦＤＭシンボルで生成されて無線チャネルを介して無線ネットに送出される。図２において、受信機２３０の構成を見ると、ＯＦＤＭ復調器２５は、無線チャネルを介して受信されたＴＩＩ信号を復調し、ＴＩＩ信号検出器２７はＮＵＬＬシンボル位置で伝えられるＴＩＩ信号を検出する。以後、ＴＩＩディマッピング器２９は、上記ｍ番目のフレームのＮＵＬＬシンボル位置のｋ番目の副搬送波を通じて転送されたＴＩＩ信号をディマッピングして７ビットの主ＩＤと５ビットの副ＩＤで構成されたＴＩＩを出力する。したがって、受信機２３０は、上記のような構成によりＴＩＩ信号を受信し、データを転送する送信機２１０を識別することができる。
【００４０】
上記ＴＩＩと関連して本発明は、放送網と中継網との間に区分されたサービスの一例であって、上記ＴＩＩを放送網と中継網の条件接続の可否を決定する信号として用いて、このために、上記ＴＩＩの受信品質を向上させる方案を提案したものである。以下、図３を参照して本発明が適用されるデジタル放送システムの構成を説明する。
【００４１】
本実施形態において、放送網とは、放送局３０１から伝えられた放送データを非陰影地域に位置した放送送信機３０５ａ（以下、“第１放送送信機”：と称する）を通じてサービス領域に送出する網を意味する。そして、中継網とは、放送局３０１から伝えられた放送データをビル密集地域、地下鉄など、陰影地域に位置した放送送信機３０５ｂ（以下、“第２放送送信機”と称する）を通じてサービス領域へ送出する網を意味する。上記放送網と中継網は単一周波数網を構成し、上記第１及び第２放送送信機３０５ａ、３０５ｂは、同一な周波数で同一な放送データを該サービス領域へ送出する。そして、携帯電話、ＰＤＡ、ノートブックコンピュータなど、放送受信機が備えられた端末３０７は、上記第１放送送信機３０５ａまたは第２放送送信機３０５ｂを通じて送出された放送データを受信する。
【００４２】
また、放送局３０１の衛星アンテナ３０１ａを通じて送出された放送データは、放送用衛星３０３を通じて（Ｂ１）、第１及び／または第２放送送信機３０５ａ、３０５ｂに伝えられることができ（Ｐ１、Ｐ２）、放送局３０１と第１及び／または第２放送送信機３０５ａ、３０５ｂを有線Ｌ１、Ｌ２で連結して放送データを伝達することも可能である。ここで、第１放送送信機３０５ａは、個別事業者のギャップフィラー中継器（Gap filler）を利用するか、国家または放送局で運営する別途の放送送信塔を選択的に利用することができる。本実施形態において、第２放送送信機３０５ｂは、陰影地域をカバーできるギャップフィラー中継器を用いる。合わせて、図３にいて、第１及び／または第２放送送信機３０５ａ、３０５ｂは、便宜上、１つずつ図示したが、実際に複数個が存在することができ、第２放送送信機３０５ｂの場合、円滑なサービスを提供するためには、予想される陰影地域毎に設置することが望ましいはずである。
【００４３】
本発明の実施形態では、図３のようなデジタル放送システムにおいて、放送網と中継網の識別のためにＴＩＩを用いる。但し、＜表１＞のようなパターンを有するＴＩＩの１２ビットをそのまま転送する場合、特に移動チャネル環境で、ＴＩＩの受信性能がデータ復調性能に比べて格段に劣化する問題点が発生する。即ち、ＴＩＩは周波数上で散らばっている複数個の副搬送波を通じて転送され、受信機である端末では、受信された情報を結合してＴＩＩコード１２ビットを検出することになるので、周波数上のダイバーシティーを得ることができる。しかしながら、移動チャネル環境で、ＮＵＬＬシンボルがフェーディングを経れば、低い信号強さを受信するため、ＴＩＩ検出性能が格段に劣化することがあり、このような現象は網重畳地域へ行くほど厳しくなる。
【００４４】
結局、従来のデジタル放送システムの場合、受信機で放送データを受信することができる領域（coverage）は、相対的に広い一方、ＴＩＩを受信することができる領域は、相対的に狭いので、条件接続システムと連動時、放送データの受信領域がＴＩＩの受信領域に制限される。したがって、本発明は１２ビットＴＩＩをそのまま転送する従来のＤＡＢシステムと物理階層での互換性を維持し、ＴＩＩの検出性能をより向上させる新たなＴＩＩ転送方式を提案したものである。ここで、単一周波数網の放送送信機は同一なデータを転送しなければならないので、放送網と中継網の放送送信機を区分しながら信号を転送する必要がある場合、転送方式は別途に定義されなければならない。
【００４５】
図４は、本発明の実施形態によるデジタル放送システムにおいて、送信機の構成を示すブロック図であって、図４乃至図６を参照して送信機別信号を物理階層を通じて転送する方式を説明する。
【００４６】
図４の送信機は、本発明によりＴＩＩを転送するための変調セットを直交セットに設定する信号マッピング器４１０と、マッピングされたＴＩＩをＯＦＤＭシンボルに変調して転送するＯＦＤＭ変調器４０７を含んで構成される。信号マッピング器４１０内の反復器（Symbolor Sequence Repetition）４０１は、転送するｎビット情報を定めた周期の間、反復して出力する。フレーム分割器４０３は、上記ｎビット情報を予め定まったｍビット単位のフレームに分割し、直交信号点マッピング器（Orthogonal Signal Point Mapping）４０５は、上記分割されたビット情報の直交変調と送信機別データ転送を遂行するように、フレームのＮＵＬＬシンボル位置に所定の直交セット（orthogonal set）をマッピングする。
【００４７】
ここで、放送網を通じては無料サービスを提供し、中継網を通じては有料サービスを提供する場合、放送データのディスクランブリング（Descrambling）のために、制御ワード（Control Word：ＣＷ）を上記ｎビット情報を通じて転送し、上記ＣＷは信号マッピング器４１０を通じてＴＩＩ信号とマッピングされ、ＯＦＤＭ変調器４０７を通じてＯＦＤＭシンボルに変調されて、無線ネットに送出される。例えば、前述した構成で、ｎビット情報をＰ周期で反復する反復器４０１は選択的に具備することができる。
【００４８】
以下、本発明の実施形態で提案する上記直交セットのマッピング過程をより詳細に説明する。
【００４９】
即ち、ＴＩＩ信号の主ＩＤの識別のためのパターン検出時、性能が非常に劣化する問題を扱うために、本発明では上記＜表１＞から直交パターン（orthogonal pattern）を選択する。例えば、上記＜表１＞において、ｐ＝０とｐ＝６９は互いに直交セット（orthogonal set）を形成する。上記＜表１＞において、ｐ＝０の場合、ＴＩＩの転送パターンは“００００１１１１”であり、ｐ＝６９の場合、転送パターンは“１１１１００００”であって、互いに直交するパターンであることが分かる。そして、副ＩＤは、０から２３までの値を有し、独立的に直交セットを形成し、副ＩＤが直交する性質を有することは、公示の内容であるので、その詳細な説明は省略する。したがって、１つのＴＩＩシンボルを用いて直交信号変調（orthogonal signal modulation）できる場合、選択可能な直交セットの個数は主ＩＤが２個で、副ＩＤが２４個であるので、最大２×２４＝４８個である。
【００５０】
図５は、本発明の実施形態により２ビットを転送する場合、直交信号のマッピング例を示す図であって、互いに異なる副搬送波を使用して直交変調が可能であることが分かる。図５において、実線５１で図示された部分は“１”が転送される副搬送波、破線５３で図示された部分は“０”が転送される副搬送波を各々図示したものである。
【００５１】
上記のように、Ｍ進直交信号セット（M-ary orthogonal signal set）を定義すれば、送信機別データを転送するための信号点マッピング（signal point mapping）が要求される。本発明では、上記のように４８個の直交信号セットを使用することができるが、２の倍数に制限する信号点マッピングを使用するようにする。この場合、本発明のＴＩＩ転送規約では、１つのＴＩＩ信号を用いて転送できる最大の情報量は５ビットに制限し、３２進直交信号点マッピングを遂行して、入力ビット情報を直交シンボルに変換することができる。一例として、ｃが１から１６までの副ＩＤのみ（４ビット）を使用し、ｐが２０、４９である主ＩＤのみ（１ビット）を使用するように定義することができる。
【００５２】
図６は、本発明の実施形態によるフレーム構造を示す図である。
【００５３】
また、本発明では、図６に示すように、直交信号変調を適用する過程で、転送しようとするｎビット情報６０１をｍビット単位６０３のフレームに分割し、各々のｍビットフレームを１つのＴＩＩ信号に直交信号マッピングして転送する。しかしながら、このように直交信号セットを用いてｎビットを転送しても、移動チャネル環境で多重経路フェーディング特性により劣化が発生する。したがって、本発明は、望ましくは多重経路フェーディングチャネルに強い特性を見せるために、反復転送を使用し、ｎビットのシンボル（シーケンス）をＰ周期で反復転送するように規定する。即ち、図６のように、Ｑ＝Ｐ×Ｎの関係を満たすようにＱ長さ範囲内で、ｎビットを反復転送する。ここで、反復因子（repetition factor）Ｎは、望ましくは定数で設定され、実数で設定することも可能である。
【００５４】
一方、上記ｎビット情報を上記直交信号セットにマッピングするために、またｍビットフレームに分割する過程で、ｎがｍの定数倍にならない場合、パッディング（padding）して転送する。パッディングビットは、一般的に‘０’や‘１’を使用することができるが、受信品質を高めるために、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を使用してＣＲＣビット６０５を転送することができる。仮に、ｎがｍの定数倍になれば、パッディングビットを使用しないこともでき、ＣＲＣビットを更に転送することもできる。
【００５５】
上記の周期Ｐと反復因子Ｎは、図１のＦＩＣチャネルのような制御チャネルを介して全ての受信機に転送することもでき、受信機に上記Ｐ、Ｎ因子を予め固定（格納）させることによって、シグナリングによるオーバーヘッドを減らすことができる。このようなシンボル（シーケンス）反復特性は、受信機で時間ダイバーシティーが得られるようにすることで、フェーディングチャネルでもＴＩＩの受信品質を向上させることができるようにする。
【００５６】
図７は、本発明の実施形態によるデジタル放送システムにおけるデータ送信方法を示す順序図である。
【００５７】
まず、ステップ７０１で、反復器４０１は、入力されたｎビット情報ビットをＰ周期毎にＱ長さ範囲内で反復させる。ステップ７０１は選択的に遂行されることができる。上記ｎビット情報は、放送網と中継網を区分するために、条件接続システムを適用する場合、放送網で放送データをディスクランブリングするための共通キー値として制御信号（Control Word）が利用される。ステップ７０３で、フレーム分割器４１０は、毎Ｐ周期毎にｎビット情報を定めたビット（ｍビット）単位のフレームでフレーミングする。ここで、ｍはｎより小さいか等しい値に設定される。以後、ステップ７０５で、直交信号点マッピング器４０５は、ＴＩＩを転送する直交セットに２ｍ進直交信号点マッピングを遂行し、ステップ７０７で、ＯＦＤＭ変調器４０７はマッピングされた信号を変調して無線網に出力する。ここで、上記２ｍ進直交信号点マッピングは、望ましくは、最大情報量は５ビットであり、３２進直交信号点マッピングを遂行することができるが、直交信号点マッピングが必ず２ｍ単位で遂行されなければならないのではない。
【００５８】
上記のようなデータ送信方法を利用すれば、無料サービスを提供する放送網の共通キー情報をＴＩＩを用いて転送し、有料サービスを提供する中継網にはＴＩＩを転送しなくて、別途の認証手段を設けて放送網と中継網のサービスを区分することができ、ＴＩＩの主ＩＤと副ＩＤの各々が直交セットをなすように直交信号点マッピングを遂行してＴＩＩの受信品質を向上させる。
【００５９】
図８は本発明の実施形態によるデジタル放送システムにおける受信機の構成を示すブロック図であり、図９のデータ受信方法を参照して本発明の受信機を説明する。
【００６０】
図８の受信機のＯＦＤＭ復調器８０１は、ステップ９０１で、受信されたフレームのＮＵＬＬシンボル位置からＯＦＤＭシンボルを復調する。ステップ９０３で、直交シンボル検出器（Orthogonal Symbol Detector）８０３は、上記復調されたＯＦＤＭシンボルから予め定義された直交信号セット内のＴＩＩシンボルを検出する。以後、ステップ９０５で、シンボル対ビットディマッピング器（Symbol to Bit Demapper）８０５は、各ＴＩＩシンボルから検出した信号をｍビットに転換させ、ステップ９０７で、ビット連結器８０７は、Ｐ周期単位でビット連結（bit concatenation）を遂行して、ｎ−ビットに作った後、受信過程を完了する。仮に、受信信号がＣＲＣビットを含めば、ステップ９０９で、ＣＲＣ検査機能を遂行して、誤り機能を更に使用することができる。また、受信機は反復して転送される情報を時間ダイバーシティー結合を遂行してチャネル状況に従う受信品質を向上させることができる。このようなダイバーシティー結合のために、ＣＲＣビットとＣＲＣの結果を利用することができる。
【００６１】
前述した実施形態において、地上波ＤＭＢシステムで転送しようとするＴＩＩ信号を放送網と中継網を区分する制御ワード（ＣＷ）として使用する例を説明した。即ち、放送網に該当する送信機では、中継網に該当する送信機とは異なり、本発明の方式を用いて網の選択的な接続のための制御信号を転送する条件接続システムを具現することができる。ここで、制御信号であるＣＷは、データの復調時、ディスクランブリングのために使用する共通キー値であり、送信機では暗号化水準に合うようにＣＷの一部あるいは全体を転送することができる。そして、受信機では、ＴＩＩ信号を検出することで、データの復調のためのＣＷを安定に受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】一般的なＤＡＢシステムの物理階層フレーム構造を示す図である。
【図２】ＴＩＩを送受信する一般的なＤＡＢシステムの送受信機構成を示すブロック図である。
【図３】本発明が適用されるデジタル放送システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態によるデジタル放送システムにおける送信機の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態による直交信号のマッピング例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態によるフレーム構造を示す図である。
【図７】本発明の実施形態によるデジタル放送システムにおけるデータ送信方法を示す順序図である。
【図８】本発明の実施形態によるデジタル放送システムにおける受信機の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態によるデジタル放送システムにおけるデータ受信方法を示す順序図である。
【符号の説明】
【００６３】
３０１  放送局
３０１ａ  衛星アンテナ
３０３  放送用衛星
３０５ａ  第１放送送信機
３０５ｂ  第２放送送信機
３０７  端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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