(57)【要約】本発明は、１つの伝送モードが別のモードよりもロバストである同じ伝送チャネルで複数のモードのデジタルテレビジョン信号を送信するシステムに関する。また、本発明は、係る信号を受信及び復号化するシステムに関する。より詳細には、本発明の態様は、受信の改善のためにプリアンブルデータ２１０，２１５の適切な長さを利用する方法及び装置に関する。さらに、本発明の別の態様は、フィールド同期データに関して伝送されたデータストリーム２００における適切な位置にプリアンブルを挿入する方法及び装置に関する。本発明の別の態様は、予め決定されたプリアンブルデータを使用して、トレリス符号化されたデータを復号化する方法及び装置に関する。
2011504309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリアンブルパケットをビデオストリームに挿入して、前記プリアンブルパケットの後続処理の影響を低減する方法であって、
データパケットのストリームを受信するステップと、
複数のプリアンブルパケットを前記データパケットのストリームに挿入するステップとを含み、
前記挿入するステップは、畳み込みインタリーブを使用した、結果として得られるデータパケットのストリームに含まれるデータのインタリーブの前に実行され、
前記プリアンブルパケットの時間的な長さは、前記畳み込みインタリーブの最大遅延に対応して選択される、方法。
【請求項２】
前記畳み込みインタリーブは、ATSC  A/53処理経路の一部として実行される、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記データパケットのストリームは、MPEGパケットを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記複数のプリアンブルパケットは、MPEGパケットを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項５】
レートモードの符号化前の前記プリアンブルパケットの数は１２であり、前記プリアンブルパケットは、２データブロックの長さのプリアンブルを生成するため、12/52レートモードで符号化される、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記複数のプリアンブルパケットに含まれるデータは、多項式に基づいて発生された擬似雑音を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記プリアンブルパケットは、前記パケットをレガシーレシーバに無視させるパケット識別子をもつヘッダを有する、
請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記畳み込みインタリーブは、ATSC  A/52畳み込みバイトインタリーバである、
請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記インタリーブにより、インタリーブされたデータの１０４のセグメントを通して分散されるプリアンブルデータが得られる、
請求項１記載の方法。
【請求項１０】
データパケットのストリームを受信するパケット受信手段と、
複数のプリアンブルパケットを前記データパケットのストリームに挿入するプリアンブルパケット挿入手段とを有する装置であって、
前記パケット挿入手段は、結果として得られるデータパケットのストリームに含まれるデータをインタリーブする畳み込みインタリーブを使用するインタリーバによる処理の前にパケットの挿入を行い、
前記プリアンブルパケット挿入手段により挿入される前記プリアンブルパケットの数は、前記インタリーバにより導入される遅延に対応する、装置。
【請求項１１】
前記畳み込みインタリーブは、ATSC  A/53処理経路の一部として実行される、
請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記データパケットのストリームは、MPEGパケットを含む、
請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
前記複数のプリアンブルパケットは、MPEGパケットを含む、
請求項１０記載の装置。
【請求項１４】
レートモードの符号化前の前記プリアンブルパケットの数は１２であり、前記プリアンブルパケットは、２データブロックの長さのプリアンブルを生成するため、12/52レートモードで符号化される、
請求項１０記載の装置。
【請求項１５】
前記複数のプリアンブルパケットに含まれるデータは、多項式に基づいて発生された擬似雑音を含む、
請求項１０記載の装置。
【請求項１６】
前記プリアンブルパケットは、前記パケットをレガシーレシーバに無視させるパケット識別子をもつヘッダを有する、
請求項１０記載の装置。
【請求項１７】
前記インタリーバは、ATSC  A/52畳み込みバイトインタリーバである、
請求項１０記載の装置。
【請求項１８】
前記インタリーバは、インタリーブされたデータの１０４のセグメントを通してプリアンブルデータを分散させる、
請求項１０記載の装置。
【請求項１９】
データパケットのストリームを受信する手段と、
複数のプリアンブルパケットを前記データパケットのストリームに挿入する手段とを有する装置であって、
前記複数のプリアンブルパケットを挿入する手段は、畳み込みインタリーブを使用して、結果として得られるデータパケットのストリームに含まれるデータをインタリーブする更なる手段による動作の前に前記データストリームに作用し、
前記プリアンブルパケットの数は、前記畳み込みインタリーブの最大遅延に対応して選択される、装置。
【請求項２０】
前記畳み込みインタリーブは、ATSC  A/53処理経路の一部として実行される、
請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
前記データパケットのストリームは、MPEGパケットを含む、
請求項１９記載の装置。
【請求項２２】
前記複数のプリアンブルパケットは、MPEGパケットを含む、
請求項１９記載の装置。
【請求項２３】
レートモードの符号化前の前記プリアンブルパケットの数は１２であり、前記プリアンブルパケットは、２データブロックの長さのプリアンブルを生成するため、12/52レートモードで符号化される、
請求項１９記載の装置。
【請求項２４】
前記複数のプリアンブルパケットに含まれるデータは、多項式に基づいて発生された擬似雑音を含む、
請求項１９記載の装置。
【請求項２５】
前記プリアンブルパケットは、前記パケットをレガシーレシーバに無視させるパケット識別子をもつヘッダを有する、
請求項１９記載の装置。
【請求項２６】
前記パケットインタリーバは、ATSC  A/52畳み込みバイトインタリーバである、
請求項１９記載の装置。
【請求項２７】
前記パケットインタリーバは、インタリーブされたデータの１０４のセグメントを通してプリアンブルデータを分散させる、
請求項１９記載の装置。
【請求項２８】
予め決定されたトレーニングデータを含むトレリス符号化されたインタリーブされたデータを受信するステップと、
前記予め決定されたトレーニングデータのトレリス符号化の経路を統計的に決定するステップと、
前記決定に基づいて前記インタリーブされたデータをトレリス復号化するステップと、
を含む方法。
【請求項２９】
前記インタリーブされたデータは、第一の伝送モードと第二の伝送モードからのデータを含む、
請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記第一の伝送モードは、ATSC  A/53である、
請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
前記予め決定されたトレーニングデータは、第二の伝送モードのデータのバーストのプリアンブルである、
請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
前記予め決定されたトレーニングデータは、多項式に対応するデータを含む、
請求項２８記載の方法。
【請求項３３】
前記決定するステップは、ターボ復号化を含む、
請求項２８記載の方法。
【請求項３４】
前記決定するステップは、最大事後確率アルゴリズムの使用を含む、
請求項２８記載の方法。
【請求項３５】
前記決定するステップは、前記予め決定されたトレーニングデータからのシンボルの既知の値に対応する入力に高い信頼度を割り当てる、
請求項２８記載の方法。
【請求項３６】
前記決定するステップは、ビタビ復号化を含む、
請求項２８記載の方法。
【請求項３７】
前記決定するステップは、前記予め決定されたトレーニングデータを表すことができない経路を考慮から除くステップを含む、
請求項２８記載の方法。
【請求項３８】
予め決定されたトレーニングデータを含むトレリス符号化されたインタリーブされたデータを受信する受信手段と、
前記予め決定されたトレーニングデータのトレリス符号化の経路を統計的に決定し、前記決定に基づいて前記インタリーブされたデータをトレリス復号化する復号化手段と、
を有する装置。
【請求項３９】
前記インタリーブされたデータは、第一の伝送モードと第二の伝送モードからのデータを含む、
請求項３８記載の装置。
【請求項４０】
前記第一の伝送モードは、ATSC  A/53である、
請求項３９記載の装置。
【請求項４１】
前記予め決定されたトレーニングデータは、第二の伝送モードのデータのバーストのプリアンブルである、
請求項４０記載の装置。
【請求項４２】
前記予め決定されたトレーニングデータは、多項式に対応するデータを含む、
請求項３９記載の装置。
【請求項４３】
前記デコーダは、ターボ復号化を使用する、
請求項３９記載の装置。
【請求項４４】
前記デコーダは、最大事後確率アルゴリズムを使用する、
請求項３９記載の装置。
【請求項４５】
前記デコーダは、前記予め決定されたトレーニングデータからのシンボルの既知の値に対応する入力に高い信頼度を割り当てる、
請求項３９記載の装置。
【請求項４６】
前記デコーダは、ビタビ復号化を使用する、
請求項３９記載の装置。
【請求項４７】
前記デコーダは、前記予め決定されたトレーニングデータを表すことができない経路を考慮から除く、
請求項３９記載の装置。
【請求項４８】
予め決定されたトレーニングデータを含むトレリス符号化されたインタリーブされたデータを受信する手段と、
前記予め決定されたトレーニングデータのトレリス符号化の経路を統計的に決定する手段と、
前記決定に基づいて前記インタリーブされたデータをトレリス復号化する手段と、
を有する装置。
【請求項４９】
前記インタリーブされたデータは、第一の伝送モードと第二の伝送モードからのデータを含む、
請求項４８記載の装置。
【請求項５０】
前記第一の伝送モードは、ATSC  A/53である、
請求項４９記載の装置。
【請求項５１】
前記予め決定されたトレーニングデータは、第二の伝送モードのデータのバーストのプリアンブルである、
請求項４９記載の装置。
【請求項５２】
前記予め決定されたトレーニングデータは、多項式に対応するデータを含む、
請求項４８記載の装置。
【請求項５３】
前記決定する手段は、ターボ復号化を含む、
請求項４８記載の装置。
【請求項５４】
前記決定する手段は、最大事後確率アルゴリズムの使用を含む、
請求項４８記載の装置。
【請求項５５】
前記決定する手段は、前記予め決定されたトレーニングデータからのシンボルの既知の値に対応する入力に高い信頼度を割り当てる、
請求項４８記載の装置。
【請求項５６】
前記決定する手段は、ビタビ復号化を含む、
請求項４８記載の装置。
【請求項５７】
前記決定する手段は、前記予め決定されたトレーニングデータを表すことができない経路を考慮から除く、
請求項４８記載の装置。
【請求項５８】
フィールド同期データを受信するステップと、
トレリス符号化されたインタリーブされたトレーニングデータを受信するステップと、
レシーバの同期のため、前記フィールド同期データと前記トレリス符号化されたインタリーブされたトレーニングデータの一部を使用するステップと、
を含む方法。
【請求項５９】
前記トレーニングデータは、第二の伝送モードに対応し、前記フィールド同期データは、第一の伝送モードに対応する、
請求項５８記載の方法。
【請求項６０】
前記第一の伝送モードは、ATSC  A/53である、
請求項５９記載の方法。
【請求項６１】
前記トレーニングデータは、第二の伝送モードのデータのバーストのプリアンブルである、
請求項５８記載の方法。
【請求項６２】
前記トレリス符号化されたインタリーブされたトレーニングデータの一部は、前記フィールド同期データと前記トレリス符号化されたインタリーブされたトレーニングデータとの間の固定された位置関係に基づいて位置される、
請求項５８記載の方法。
【請求項６３】
前記フィールド同期データは、前記トラリス符号化されたインタリーブされたトレーニングデータの前に受信される、
請求項５８記載の方法。
【請求項６４】
前記フィールド同期データは、前記トレリス符号化されたインタリーブされたトレーニングデータの真ん中で受信される、
請求項５８記載の方法。
【請求項６５】
トレーニングデータをデータストリームに挿入するステップと、
前記挿入されたトレーニングデータを含む前記データストリームをインタリーブし、インタリーブされたデータストリームをトレリス符号化するステップと、
フィールド同期データをインタリーブされたトレリス符号化されたデータストリームに挿入するステップとを含む方法であって、
前記トレーニングデータは、第一の予め決定された位置に挿入され、前記同期データは、第二の予め決定された位置で挿入される、方法。
【請求項６６】
前記トレーニングデータは、第二の伝送モードに対応し、前記フィールド同期データは、第一の伝送モードに対応する、
請求項６５記載の方法。
【請求項６７】
前記第一の伝送モードは、ATSC  A/53である、
請求項６６記載の方法。
【請求項６８】
前記トレーニングデータは、前記第二の伝送モードのデータのバーストのプリアンブルである、
請求項６６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にデジタルテレビジョン信号ストリームにおけるプリアンブルパケットを利用する方法及び装置に関する。本方法及び装置は、米国で利用されるATSC  A/53デジタルテレビジョン標準に準拠するシステムのような、既存のデジタルテレビジョンシステムとの後方互換性を維持しつつ、デジタルテレビジョン信号を受信可能なモバイル及び／又はハンドヘルドポータブル装置（以下、「M/Hレシーバ」と呼ぶ）へのデジタルテレビジョン信号の送信に特に適している。用語「M/Hレシーバ」は、限定されるものではないが、ポータブルテレビジョンレシーバ、自動車テレビレシーバ、携帯電話、インテリジェントフォン、ラップトップコンピュータ、及びパーソナルデジタルアシスタントを含む。  
また、本発明は、プリアンブルパケットを含むデジタルテレビジョン信号の受信に適した方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去１０年にわたり、テレビジョンブロードキャスト送信システムは、アナログ形式からデジタル形式に移行している。たとえば、米国では、ATSC（Advanced  Television  Standard  Committee）は、既存のアナログブロードキャストテレビジョンシステムを置き換えるため、“ATSC  Standard:  Digital  Television  Standard  A/53”（ATSC  A/53標準）と呼ばれる標準を開発した。ATSC  A/53標準は、デジタルテレビジョンブロードキャスト用のデータがどのように符号化及び復号化されるべきかを与える。
【０００３】
さらに、ATSC  A/53標準は、（たとえばデジタルオーディオ及びビデオデータといった）ソースデータが大気を通して送信されるためにどのように処理及び変調されるべきかを定義している。特に、望まれない雑音及び／又はマルチパス干渉の条件下でさえ、ソースデータを適切に回復するように、冗長な情報がソースデータに付加される。冗長な情報はソースデータが送信される有効レートを低減するが、係る情報は、受信された信号からのソースデータの成功する回復の可能性を増加する。
【０００４】
ATSC  A/53標準は、（たとえば家といった）固定された位置での高精細テレビジョン（HDTV）受信のために主に開発された。すなわち、市場に参加し始めていた高解像度スクリーンをもつテレビジョン受信機のビデオビットレートを最大にするためにシステムが設計された。結果として、ATSC  A/53標準下のブロードキャスト送信は、移動受信の困難性を与える。標準に対するエンハンスメントは、M/Hレシーバによるデジタルテレビジョン信号の丈夫又はロバストな受信のために必要である。
【０００５】
この問題を認識して、2007年において、ATSCは、M/Hレシーバへのデジタルテレビジョン信号の効果的な送信について、「ATSC-M/H標準」と呼ばれる新たな標準を開発するプロセスの開始を発表した。ATSC-M/H標準に対する要件の１つは、M/Hレシーバにより受信されるべきコンテンツは、同じ６ＭＨｚ伝送チャネルで旧式のATSC信号と共に送信されるように、既存のレガシー（旧式の）ATSC  A/53ブロードキャストシステムとの後方互換性を維持することである。
【０００６】
ATSC-M/H標準の提案される送信システムの幾つかは、レガシーA/53送信システムにより通常提供される連続的なデータストリームの一部を周期的に置き換えることで、周期的又はロバストな送信を実行する。周期的モード送信システムは、雑音、マルチパス干渉等のような伝送チャネルにより引き起こされる悪影響を克服することにおいて受信システムを支援するため、そのデータストリームにプリアンブルを付加することがある。プリアンブルは、それらの受信を改善するトレーニングのためレシーバにより使用されるべき既知又は予め決定された情報を典型的に含む。たとえば、プリアンブルは、M/Hレシーバのイコライザ回路のためのトレーニング情報を提供する。したがって、プリアンブルの適切な使用は、移動受信で見られるような厳しい受信条件下で特に有用である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プリアンブルは、デジタルテレビジョン信号の受信を改善するが、新たな周期的及びレガシーの連続的なテレビジョンデータの両者をブロードキャスト可能なデジタルテレビジョン送信システムは、更なる問題に直面する場合がある。すなわち、周期的なデータストリームに含まれるプリアンブルは、レガシーA/53送信回路によるその後の交代を受ける場合がある。これは、新たなATSC-M/Hと既存のレガシーA/53送信信号との間の後方互換性を満たすため、プリアンブルを含む周期的なデータストリームが入力信号としてレガシーA/53送信エンコーダに供給されるからである。
【０００８】
より詳細には、ATSCエンコーダは、レガシーATSCテレビジョンシステムで使用されるA/53エンコーダ又は8-VSBエンコーダとして知られており、データランダマイザ、リードソロモンエンコーダ、バイトインタリーバ及びトレリスエンコーダを含む。ATSCエンコーダの動作は、先行するATSC-M/H送信システムにより形成される、プリアンブル情報のコンテンツ、位置及び期間を変更し、結果的に、プリアンブル情報の望まれない変更及び分散となる。これにより、プリアンブルを回復することがM/Hレシーバにとって困難となる。
【０００９】
第二に、一般に、プリアンブルのトレーニング機能は、プリアンブルが送信の間の所定の予め決定された時間インターバルで提供される場合に最も効率的となる。プリアンブルの挿入の効果的なタイミングは、レガシーATSCデコーダのバイトインタリーバにより引き起こされる悪影響を最小にするために必要である。
【００１０】
第三に、レガシーATSCデータストリームにおけるM/Hデータの周期的な挿入は、レシーバによる正しいトレリス符号化パスを回復する問題を形成する。トレリス符号化は「符号化パス」に依存するので、トレリスデコーダは、過去の結果の経過を追う必要がある。さらに、トレリス符号化は、M/H及びレガシーA/53データの両者を含むインタリーブされたデータストリームを通してATSCエンコーダで行われるので、レシーバが新たなM/H及びレガシーATSC信号のうちの１つのみを受信するように設計されている場合、正しいトレリス符号化経路を効率的に遡ることはレシーバにとって困難である。
【００１１】
したがって、上述された問題のうちのそれぞれ１つを解決する方法及び装置が必要とされている。本発明は、これらの問題及び／又は他の問題に対処するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の態様によれば、方法が開示される。例示的な実施の形態によれば、本方法は、データパケットのストリームを受信し、畳み込みインタリーブを使用した結果として得られるデータパケットのストリームのインタリーブの前に、複数のプリアンブルパケットをデータパケットのストリームに挿入し、前記畳み込みインタリーブの最大遅延に対応するため、多数のプリアンブルパケットが選択される。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、装置が開示される。例示的な実施の形態によれば、本装置は、データパケットのストリームを受信する受信ポイントのような手段、畳み込みインタリーバのようなインタリーブ手段を使用して結果として得られるデータパケットのストリームのインタリーブの前に、複数のプリアンブルパケットをデータパケットのストリームに挿入するプリアンブルパケットインサータのような手段、畳み込みインタリーブを使用して結果として得られるデータパケットのストリームをインタリーブするインタリーブ手段を有し、インタリーブ手段により導入される最大遅延に対応するため、挿入手段により挿入される多数のプリアンブルパケットが選択される。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、方法が開示される。例示的な実施の形態によれば、本方法は、フィールド同期データを受信し、トレリス符号化されたインタリーブされたトレーニングデータを受信し、レシーバの同期のためにフィールド同期データとトレリス符号化されたインタリーブされたトレーニングデータの一部とを使用することを含む。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、装置が開示される。例示的な実施の形態によれば、本装置は、フィールド同期データを受信する受信回路のような手段、トレリス符号化されたインタリーブされたトレーニングデータを受信する同期回路のような手段、受信機の同期のため、フィールド同期データとトレリス符号化されたインタリーブされたトレーニングデータの一部とを使用する手段を有する。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、方法が開示される。例示的な実施の形態によれば、本装置は、トレーニングデータをデータストリームに挿入するプリアンブルパケットインサータのような手段、挿入されたトレーニングデータを含むデータストリームをインタリーブ及びトレリス符号化するエンコーダのような手段、及びフィールド同期データをインタリーブされ且つトレリス符号化されたデータストリームに挿入するマルチプレクサのような手段を有し、トレーニングデータはある位置で挿入され、これにより、インタリーブ及びトレリス符号化の後、フィールド同期データが、固定された位置関係においてトレリス符号化されたインタリーブされたトレーニングデータの真ん中又は該トレーニングデータに隣接して送信され、受信での同期のため、フィールド同期データ及びトレーニングデータの少なくとも一部の使用を可能にする。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、方法が開示される。例示的な実施の形態によれば、本方法は、予め決定されたトレーニングデータを含むトレリス符号化されたインタリーブされたデータを受信し、予め決定されたトレーニングデータのトレリス符号化回路を統計的に決定し、及び、この決定に基づいて、インタリーブされたデータをトレリス符号化することを含む。
【００１８】
本発明の別の態様によれば、方法が開示される。例示的な実施の形態によれば、本方法は、予め決定されたトレーニングデータを含むトレリス符号化されたインタリーブされたデータを受信し、予め決定されたトレーニングデータのトレリス符号化経路を統計的に決定し、及び、この決定に基づいて、インタリーブされたデータをトレリス復号化することを含み、インタリーブされたデータは、レガシーA/53送信のような第一の送信モード、及びM/H送信のような第二の送信モードからのデータを含む。
【００１９】
本発明の別の態様によれば、装置が開示される。例示的な実施の形態によれば、本装置は、予め決定されたトレーニングデータを含むトレリス符号化されたインタリーブされたデータを受信する回路ポイントのような手段、予め決定されたトレーニングデータのトレリス符号化経路を統計的に決定する回路のような手段、決定に基づいて、インタリーブされたデータをトレリス復号化する手段を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の上述された特徴及び他の特徴、上述された利点及び他の利点、並びに、それらに付随するやり方は更に明らかとなり、本発明は、添付図面と共に説明される本発明の実施の形態の以下の説明を参照することで良好に理解されるであろう。
【図１】本発明の例示的な実施の形態に係るモバイル／ハンドヘルド（M/H）受信用の地上波ブロードキャスト送信機のブロック図である。
【図２】本発明の例示的な実施の形態に係るモバイル／ハンドヘルド（M/H）データストリームの一部を例示する図である。
【図３】本発明の例示的な実施の形態に係る図１のSCBC（Serial  Concatenated  Block  Code）エンコーダ１２５の詳細を示すブロック図である。
【図４】本発明の例示的な実施の形態に係るプリアンブルパケットの一部を例示する図である。
【図５】従来技術に係る畳み込みインタリーバの動作を例示する図である。
【図６】本発明の例示的な実施の形態に係るバイトインタリーブ後の伝送フレームにおけるデータブロックの位置を例示する図である。
【図７】本発明の例示的な実施の形態に係る方法のフローチャートである。
【図８】従来技術に係るトレリス符号インタリーバを例示する図である。
【図９】従来技術に係るVSBトレリスエンコーダ、プレコーダ、及びシンボルマッパのブロック図である。
【図１０】従来技術に係る図８のプレコーダ９２０の１例の動作を例示する図である。
【図１１】従来技術に係る図８のトレリスエンコーダ９１０の１例の動作を例示する図である。
【図１２】本発明の例示的な実施の形態に係るATSC-M/Hレシーバのブロック図である。
【図１３】本発明の例示的な実施の形態に係る図１１のターボデコーダ１２５０の詳細を示すブロック図である。
【図１４】本発明の例示的な実施の形態に係る別の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本実施の形態で述べる例示は、本発明の好適な実施の形態を例示するものであり、係る例示は、何れかのやり方で本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。
【００２２】
本発明は好適な設計を有するものとして記載されているが、本発明は、この開示の精神及び範囲で更に変更される。本出願は、したがって、本発明の一般原理を使用して本発明の変形、使用又は適応をカバーすることが意図される。たとえば、同期におけるプリアンブルのデザイン、挿入、復号化、及び使用の記載される技術は、他のタイプのデータ向けに設計されるか、又は異なる符号化、誤り訂正、冗長度、インタリーブ、又は変調スキームを使用する送信又は受信システムに適用可能である。
【００２３】
ここで図面、より詳細には図１を参照して、例示的なATSC-M/H送信機１００のブロック図が示される。ブロック図の上部は、ATSC  M/H信号処理部１１５（以下、ATSC「M/Hコーダ」と呼ばれる）を示し、ブロック図の下部は、例示的なレガシーATSC  A/53信号処理ブロック１４５（以下、ATSC「A/53エンコーダ」）を示す。レガシーATSC  A/53エンコーダ１４５は、当業者にとって知られたATSC  A/53標準に準拠して機能する。
【００２４】
MPEGトランスポートストリーム（TS）ソース１１０は、ATSC  M/Hエンコーダに結合され、このATSC  M/Hエンコーダは、パケットインタリーバ１２０、GF（256）SCBC（Serial  Concatenated  Block  Coder）１２５、パケットデインタリーバ１３０、  MPEG  TSヘッダモディファイア１３５、及びプリアンブルパケットインサータ１４０を含む。ATSC  M/Hエンコーダ１１５は、到来するデータストリームを処理し、M/Hレシーバによる受信及び使用に適した丈夫なデータストリームを生成する。ATSC  M/Hエンコーダ１１５の出力は、レガシーATSC  A53エンコーダ１４５に供給され、このATSC  A53エンコーダは、ATSC  A/53標準に従って機能する。
【００２５】
パケットインタリーバ１２０は、MPEG  TSソース１１０からパケットで構成されるデータのストリームを受信する。それぞれのパケットは、パケット識別のために３バイトのヘッダを含む１８７バイトを含む。パケットインタリーバ１２０は、行毎の順序で連続するパケットの系列からバイトを取り、それらを列毎に出力する。パケットインタリーバ１２０の出力は、GF（256）SCBC１２５に供給される。GF（256）SCBC１２５は、パケットインタリーブデータを符号化するために機能する。本明細書で記載される実施の形態では、GF（256）SCBC１２５は、ガロア体GF（256）を通して（ｎ，ｋ）のシステマチックリニアブロックコードとしてパラメータ化され、この場合、ｎはバイトであり、ｋはバイトである。GF（256）の詳細な動作は、図３と共に以下に記載される。
【００２６】
GF（256）SCBC１２５の出力は、パケットデインタリーバ１３０に供給される。パケットデインタリーバ１３０は、列毎の順序でブロック符号化出力パケットを取得し、バイトを行毎に出力する。結果として、特定のブロックコードの結果として、オリジナルのパケットが再構成され、SCBCコードワードのパリティバイトから新たなパケットが形成される。パケットデインタリーバ１３０の出力は、MPEG  TSヘッダモディファイア１３５に供給される。
【００２７】
MPEG  TSヘッダモディファイア１３５は、デインタリーブされた１８７バイトのパケットを受信する。先に記載されたように、それぞれのパケットは、３バイトのヘッダを含む。３バイトは、パケットに関する情報を伝達するために使用される幾つかの他のビット又はビットのグループと共にパケット識別子（PID）を含む。MPEG  TSヘッダモディファイア１３５は、ATSC  M/Hパケットのヘッダ部分における所定のビットを変更するために機能し、これにより、レガシーATSCレシーバは、かかるパケットを間違いを含むとして考慮しない一方で、それらを無視する。TSヘッダモディファイア１３５の出力は、次いで、プリアンブルパケットインサータ１４０に供給される。
【００２８】
プリアンブルパケットインサータ１４０は、予め決定されたトラッキングパケット（すなわちプリアンブル）をロバストなデータストリームに配置する。プリアンブルパケットは、Ｍ／ＨレシーバのようなロバストなATSC-M/Hデータストリームを受信可能なレシーバに完全に又は殆ど知られている予め決定された情報のパケットを表す。係るプリアンブルのパケットは、M/Hレシーバのイコライザ部分における収束を助けるために使用される。なお、予め決定されたパケットは、主にM/Hレシーバにおける受信を更に改善するために設けられるが、本明細書で開示されるようにプリアンブルパケットを処理するオプション機能を有するATSCレガシーレシーバにおける受信を更に改善するために使用される場合がある。さらに、プリアンブルパケットは、本明細書で開示されるようにレガシーATSC  A53エンコーダ１４５において形成されるトレリスステートの復号化を支援するためにM/Hレシーバにおいて使用される場合がある。プリアンブルパケットインサータ１４０の出力は、レガシーATSC  A53デコーダ１４５に供給される。
【００２９】
ATSC-M/H処理に続いて、データのストリームは、レガシーATSC  A/53エンコーダ１４５に供給され、このレガシーATSC  A/53エンコーダは、ATSC  A/53標準に従って、データランダマイザ１５０、リードソロモンエンコーダ１５５、バイトインタリーバ１６０、１２−１トレリスエンコーダ１６５、同期マルチプレクサ１７０、パイロットインサータ１７５、及び変調器１８０を含む。
【００３０】
データランダマイザ１５０は、到来するATSC-M/H又はATSC  A/53データバイトを、データフィールドの開始で初期化される１６ビットの最長擬似ランダムバイナリ系列（PRBS）と排他的論理和をとる。データランダム化の後、リードソロモン（ＲＳ）符号化がリードソロモンエンコーダ１５５で行われる。リードソロモン符号化は、誤り訂正のために送信されたストリームへのデータの追加により、レシーバの更なる誤り訂正の可能性を提供する。
【００３１】
畳み込みバイトインタリーバ１６０は、時間的に調子を合わせてデータを更にランダム化するため、R-Sパケットをインタリーブする。インタリーブは、ブロードキャストRF信号の伝播の間に生じるバーストエラーに対処する一般的な技術である。インタリーブがない場合、バーストエラーは１つの特定のデータセグメントに大きな影響を有し、従ってそのセグメントを回復不可能にする。しかし、データが送信前にインタリーブされる場合、バーストエラーの影響は、多数のデータセグメントにわたり効果的に分散される。訂正することができない１つの局所的なセグメントに導入されている大きなエラーよりはむしろ、前方誤り訂正、パリティビット又は他のデータインテグリティスキームの訂正機能にそれぞれ個別にある多数のセグメントにおいて小さなエラーが導入される。たとえば、一般的な（255,223）リードソロモンコードは、それぞれのコードワードにおいて最大で16シンボルのエラーの訂正を可能にする。リードソロモン符号化データが送信前にインタリーブされる場合、長いエラーのバーストがデインタリーブ後に多数のコードワードにわたり分散される可能性があり、訂正可能な16シンボルを超えるエラーが特定のコードワードに存在する可能性が低減される。
【００３２】
予め決定されたトラッキングパケットは、「プリアンブル」とも呼ばれる場合があり、既知のトレイニングシーケンスのプロセスを使用して多数のやり方で生成される場合がある。好適な実施の形態では、予め決定されたトラッキングパケットは、擬似ランダム数（PN）ジェネレータを使用して生成された残りのバイトをもつ有効なヘッダを含む。
【００３３】
図２を参照して、本発明の例示的な実施の形態に係るATSC-M/Hデータストリーム２００の一部が示される。より詳細には、図２は、ATSC-M/Hデータストリーム２００の一部がどのように編成されるかを示す。ストリーム２００は、選択されたデータレートモードについて適切な予め決定された数のデータブロック２３０により後続される２ブロック長のプリアンブルを有するバースト（ブロック１及び２で表される）から構成される。記載される提案では、それぞれのデータブロック２３０は、２６のMPEGパケットを含む。２ブック長の５２のプリアンブルパケット２１０及び２１５は、レガシー同期データが図１における同期マルチプレクサ１７０で挿入されるべき有効な同期位置２４０のちょうど前に配置される。この構成は、プリアンブルパケットインサータ１４０で挿入されるプリアンブルと同期マルチプレクサ１７０で挿入される同期データとの間の最終的な送信ストリームにおける予め決定された関係を確立する。図１に示されていないが、フィードバック信号は、同期データとプリアンブルとの間の正確なタイミングを保持するため、同期マルチプレクサ１７０からプリアンブルインサータ１４０に供給される。
【００３４】
好適な実施の形態では、プリアンブルブロック１（２１２）は、２６１番目のパケットで開始する。プリアンブルブロック１（２１２）とプリアンブルブロック２（２１５）との間の破線は、１つの２ブロック長（すなわち５２パケット）のプリアンブルがプリアンブルブロック１及び２を占めることを示す。ＭＰＥＧフォーマットにおけるデータブロック０に含まれる制御パケットは、プリアンブルブロック２に続き、現在のATSC-M/Hバーストの内容を定義するために必要なシステム情報を含む。ATSC-M/Hデータブロック２３０は、１２の予め決定された位置のそれぞれ１つで開始する。すなわち、データブロック０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０及び１１は、法１２が採用されるとき、１番目（すなわちパケット０）、２７番目（すなわちパケット２６）、５３番目、７９番目、１０５番目、１３１番目、１５７番目、１８３番目、２０９番目、２３５番目、２６１番目及び２８７番目のデータパケットの位置でそれぞれ開始する。データブロック１０及び１１は、プリアンブルが挿入されるとき、プリアンブルデータのために使用される。ライン２４０は、フィールド同期データの仮想的な位置を表し、この場合、同期データは、図１におけるバイトインサータ１６０及びトレリスエンコーダ１６５の後に同期マルチプレクサ１７０で挿入される。
【００３５】
図３を参照して、本発明の例示的な実施の形態に係るSCBCエンコーダ３００が示される。より詳細には、図３は、GF（256）SCBCエンコーダ１２５のブロック図を示す。ここで、GF（256）SCBC１２５は、12/52のコードレートで到来するデータストリームをエンコードするために適合される。12/52レートモード下で動作するGF（256）SCBC３００は、４０のパリティバイトをそれぞれ１２バイトの入力データに加える。12/52符号化経路は、GF（256）エンコーダ（R=1/2）３１０、２４のGF（256）シンボルインタリーバ３２０、及び第一及び第二の１２バイトデータのそれぞれについて並列に結合される２つのＲ＝１２／２６符号化経路を含む。それぞれ12/26符号化経路は、図１に示されるように直列に結合されるGF（256）エンコーダ（R=2/3）３３０、１８のGF（256）シンボルインタリーバ、GF（256）エンコーダ（R=2/3）、及びGF（256）パンクチュア（R=27/26）を含む。
【００３６】
上述されたように、データの冗長度は、伝送チャネルの望まれない雑音及び／又はマルチパス干渉に対して伝送データのロバスト性を増加する鍵である。冗長度を送信ストリームに導入する１つの方法は、ブロックコードを使用することである。図１に示されるように、本明細書で開示される好適な実施の形態では、ソースデータパケットは、パケットインタリーバ１２０でインタリーブされ、GF（256）SCBC１２５でブロック符号化され、次いでパケットデインタリーバ１３０でデインタリーブされる。
【００３７】
より詳細には、GF（256）SCBC１２５は、パケットインタリーバ１２０から出力された列に沿ってバイトをエンコードする。パケットデインタリーバ１３０は、GF（256）SCBC１２５により生成されるコードワードの符号化ストリームを受信し、１８７バイトのパケットの再構成された行を出力する。すなわち、パケットデインタリーバ１３０は、列毎の順序で符号化されたコードワードを入力する。それぞれの列は、GF（256）SCBC１２５における処理により付加される冗長なバイトを含む。パケットデインタリーバ１３０は、バイトを行毎の構成で出力する。12/26コードレートにおいて、２６行のパケットが出力される。個別のパケットで符号化された冗長な情報により後続されるオリジナルのパケットのデインタリーブされたストリームを生成するため、インタリーブ及びブロック符号化技術が利用される。
【００３８】
図４を参照して、本発明の例示的な実施の形態に係るプリアンブルパケット４００の一部が示される。より詳細には、図４は、１２の連続するMPEGパケット４１０（すなわちパケット０〜パケット１１）から構成される一連のプリアンブルパケットを示す。これらのパケットは、図２に示される２ブロック長（すなわち５２パケット）のプリアンブル２１０を形成するため、12/52レートモードで符号化される。
【００３９】
MPEGパケット４１０のそれぞれ１つは、３バイトのヘッダ４３０を含む１８７バイトを含む。上述されたように、それぞれのプリアンブルパケットのノンヘッダデータ４２０は、擬似雑音（PN）ジェネレータから発生され、結果として全体で２２０８バイトのPNデータが得られる。擬似雑音は、プリアンブルのコンテンツとして有効である。これは、レシーバが、正確さのためにレシーバエンドで、受信されたプリアンブルデータをそれ自身のPNジェネレータにより発生されたデータと比較するためである。
【００４０】
３バイトのヘッダ４３０は、そのパケットがM/H送信の一部であることを識別する１３ビットのパケット識別子（PID）を含む。それぞれのヘッダ４３０は、レガシーATSC  A/53レシーバにより認識することができないPIDを含むため、MPEG  TSへッダモディファイア１３５で変更される。したがって、レガシーレシーバは、ATSC-M/Hに特有のデータを無視し、後方互換性を提供する。
【００４１】
上述されたように、そして図２に示されるように、２ブロック長のプリアンブルは、図２のATSCデータフィールド２００における２６１番目のパケットと３１３番目のパケットとの間に配置される。ATSC-M/Hデータパケットは、２ブロック長のプリアンブル（すなわちプリアンブルブロック１及び２）の後に一連のデータブロック２３０（すなわちデータブロック０〜１１）に配置される。さらに、２６のレガシーATSC  A/53データパケットのグループは、ATSC-M/Hデータブロックのバーストに挿入される。いずれにしても、データブロック２３０の幾つかは、２６のATSC-M/Hパケット又は２６のATSC  A/53パケットの何れかを含む場合がある。
【００４２】
図１を参照して、プリアンブルは、変更されたヘッダ情報を含む符号化パケットのストリームにプリアンブルパケットインサータ１４０で挿入される。既知又は予め決定された情報を含むプリアンブルの挿入は、上述されたM/Hレシーバのパフォーマンスを改善する。
【００４３】
図５を参照して、図１における畳み込みバイトインタリーバ１６０の動作の概念的な例示５００が示される。畳み込みバイトインタリーバ１６０は、シフトレジスタ５１０のセット（この例では５２）として想定され、それぞれのシフトレジスタは、時間的な固定された遅延を有する。遅延は、固定された整数ｍ（この例では４）のバイトの負ではない整数の倍数である。この例では、ｋ番目のシフトレジスタは、（ｋ−１）*４シンボルを保持し、ｋ＝１，２，．．．，５２である。最初の「シフトレジスタ」は遅延を有さない。R-Sエンコーダからのそれぞれ新たなシンボル５２０は、次のシフトレジスタに供給される。そのレジスタにおける最も古いシンボルは、出力データストリームの一部となる。
【００４４】
出力データの遅れを導入することに加えて、バイトインタリーバ１６０は、マルチプルシフトレジスタ５１０の遅延に基づいてデータの分散を導入する。実際のMPEGデータのように、M/Hレシーバによる使用のためにバイトインタリーバ１６０の前に挿入されるプリアンブルデータも分散される。これは、トレイニング及び／又はエラー評価の目的でレシーバにおけるプリアンブルの回復を更に困難にする。それは、プリアンブルの広く分散されたインタリーブされたデータを再構築することはレシーバにとって容易ではないからである。
【００４５】
なお、プリアンブルの長さを適切に選択することで、バイトインタリーバ１６０の望まれない影響を低減することができる。短いプリアンブルは、畳み込みインタリーブの望まれない影響を良好に軽減する一方で、係るプリアンブルは、トレーニングのためにその値を低減する場合もある。他方で、長いプリアンブルは、レシーバのトレーニングのために多くのデータを提供する一方で、係るプリアンブルは、畳み込みインタリーブのため、回復するのが非常に困難である。したがって、時間的に適切な長さのプリアンブルを決定することが重要である。ここで、プリアンブルの長さは、畳み込みインタリーバによりプリアンブルの分散に対応するため、すなわちインタリーバによりプリアンブルの最終的なデータシンボルに導入された最大遅延に対応するために選択される。たとえば、本実施の形態で開示される例示的な実施の形態では、それぞれのプリアンブルの長さは、５２のパケットに選択され、インタリーバの最大遅延は、５２のセグメントである。
【００４６】
図６を参照して、本発明の例示的な実施の形態に係るバイトインタリーバ１６０後の伝送フレームにおけるデータブロックの位置を例示する図が示される。より詳細には、インタリーバマップ６００は、図１における畳み込みバイトインタリーバ１６０の処理の間に到来するデータバイトの編成を例示する。バイトインタリーバ１６０は図５に例示される一連の遅延線を使用して実現されるが、インタリーバマップ６００は、インタリーバのメモリマップとして考慮される場合がある。
【００４７】
インタリーバマップ６００は、配置又は巻き込まれる入力バイトの位置と、出力バイトがどのように読み出されるかを示す。インタリーバマップ６００の大きさは、０〜２０６まで番号付けされるトップと、０〜１０３まで番号付けされるトップからボトムまでのサイドに沿ったセグメントの行とにわたるバイトとして示される。破線６０５は、バイトが読み出される順序を示す。たとえば、ライン６０５が行２０を表すとき、行２０における全てのバイトが読み出され、バイト０で開始し、バイト２０６で終了する。最後のバイトであるバイト２０６が行２０から読み出されるとき、インタリーバの最後の行が読み出されるまで読取りは行２１に１つの行だけ進む。最後の行が読み出されたとき、読取りは、（新たなパケットデータによる）最初の行を読取ることで開始される。
【００４８】
ライン６１３は、バイトインタリーバ１６０への２０７バイトのリードソロモンコードワードの最初の５２バイトにおける読取りに基づく、２０７バイトのリードソロモンコードワードの最初の５２バイトの位置を例示する。ライン６１３は、パケットにおけるバイト０の位置で開始し、バイト５１の位置によるセンタライン６４０で終了する。ライン６１５、６１７、６１９ａ及び６１９ｂは、最初のパケットにおける残りのバイトの位置を示す。ライン６１５は、ラインのトップでバイト５２の位置で開始する等であり、ライン６１５、６１７及び６１９ａのそれぞれについてバイトの位置で処理する。バイトの残りの部分は、ライン６１９ｂに沿って位置され、ライン６４０以下の行における位置でバイト２０６で終了する。連続するパケットにおけるバイトの位置は、第一のパケットの位置の左に続き、次いで、ライン６４０以下のマップの部分に進み、ライン６４０よりも上の進行及び位置をミラーリングする。たとえば、ライン６５０は、バイトインタリーバ１６０における５２番目のパケットのバイトの部分の位置を示す（すなわちパケットは、最初のパケット後に５２のパケットを入力する）。ライン６５３は、パケットのグループの伝送のために境界線を例示する。それぞれ連続するパケットにより、そのパケットからの次の連続するバイトは、境界線に位置する。結果として、ライン６５３は、パケット０バイト０の位置を表し、パケット１バイト１の位置が続き、パケット５２バイト５２の位置までとなる。
【００４９】
バイトインタリーバ１６０及び同期マルチプレクサ１７０後の図２のＭ／Ｈデータブロックのデータの位置は、以下に示される。なお、同期データはバイトインタリーバ１６０後の同期マルチプレクサ１７０で挿入されるので、同期データはインタリーブされない。図６は、１０４のデータセグメントの系列を例示し、それぞれ１行により表される。この例では、上側のくさび状のセクション６２０は、フィールドｆn-1２５０からデータブロック８及び９を表す（すなわち、ブロックはプリアンブルブロック２１０及び２１５の直前にある）。下側のくさび上のセクション６３０は、フィールドｆn２６０からデータブロック０及び１を表す（すなわち、２ブロックは、プリアンブルブロック２１０及び２１５の直後にある）。中央のダイアモンド形状のセクション６１０は、フィールドｆn-1２５０から２つのプリアンブルブロック２１０及び２１５を表す。ライン６４０は、同期マルチプレクサ１７０により挿入される同期データを表す。
【００５０】
図６に例示されるように、プリアンブルデータの最後のバイトは、バイトインタリーバ１６０のため、近似的に５２のデータセグメントにより遅延される。したがって、２ブロック長のプリアンブルからのデータ（すなわち５２パケット）、すなわち５２のインタリーブされたデータセグメントと同じ量のデータは、インタリーブされたATSC  A/53伝送ストリームにおける１０４データセグメントの比較的短いレンジにおいてのみ分散される。これは、M/Hレシーバが、望まれる短い期間内でインタリーブされたプリアンブルデータをデコードするのを助ける。上述されたように、遅滞なくデコードされたプリアンブルデータは、M/Hデジタルテレビジョン信号の受信の改善のために使用される。要約すれば、適切な長さのプリアンブルは、プリアンブル情報のデコードを含めて、信号処理を迅速化するために重要である。
【００５１】
なお、レシーバがA/53レガシー同期データ及びM/Hプリアンブル情報の両者をデコードするために設計されている場合、レガシーATSC  A-53信号の受信を改善するため、M/Hレシーバのためのプリアンブルデータが使用される場合がある。これは、その両者が予め決定された情報を含む、予め決定されたプリアンブル情報の一部はレガシー同期データと共にレシーバのトレーニング、同期又は他の目的のために使用されるからである。なお、レガシー同期データとM/Hプリアンブルデータの両者を利用するため、予め決定された他との関係を有する必要がある。より詳細には、プリアンブルパケットインサータ１４０で挿入される予めインタリーブされたプリアンブルデータは、同期マルチプレクサ１７０で挿入されるレガシー同期データとの予め決定された時間の関係を有する必要がある。
【００５２】
たとえば、図２では、プリアンブルパケットは、同期データが挿入されるべき位置２４０の直前のデータブロックに挿入される。図６は、インタリーブされたプリアンブルデータ６１０の半分が同期データ６４０の前で受信されることを示す。これは、A/53フィールド同期データのみを使用するよりも、同期が迅速に生じることを可能にする。代替として、たとえばプリアンブルパケットは同期データの位置２４０の直後のデータブロックに挿入される場合がある。これは、プリアンブルの受信を開始する前に同期データによるイコライザのトレーニングが可能となり、これによりプリアンブル受信の助けとなる。
【００５３】
同期がATSC  A/53同期データの１つのセグメントで達成されない場合、同期データのみを使用する旧式のATSC  A/53レシーバは、次の同期データが受信されるまで待つことが要求される。これは、特に、たとえば（番組チャネルを迅速にフリップするような）ユーザが迅速に番組チャネルを変える状況において特に望まれないことであり、同期を迅速に達成する失敗は、同期を全く達成できない全体の失敗を引き起こす危険を冒す場合がある。逆に、レガシー同期データを受信可能なM/Hレシーバは、そのトレーニング及び／又はプリアンブルデータとの同期が補足される場合がある。M/Hレシーバでは、受信ハードウェアの部分は、全体の電力消費を低減するためにM/Hデータのバースト間でシャットダウンするために設計される。したがって、それぞれのバーストを受けるために電力が再供給されるので、高速の同期が望まれる。
【００５４】
図７は、本発明の態様に係る方法７００を記述するフローチャートである。本方法は、データストリームにおける第一の予め決定された位置に予め決定されたトレーニングデータを挿入する第一のステップ７１０を含む。第二のステップ７２０は、挿入されたトレーニングデータを含むデータストリームのインタリーブ及びトレリス符号化を含む。最後のステップ７３０は、フィールド同期データをデータストリームにおける第二の予め決定された位置に挿入することを含む。たとえば、第一の予め決定された位置は、図２に示されるインタリーブされていないデータに関する第二の予め決定された位置の直前又は直後にある場合がある。第二の予め決定された位置は、レガシー同期データがATSC  A/53標準に従って挿入される位置である。
【００５５】
図８及び図９を参照して、トレリスコードインタリーバ８００を例示する図、及び、トレリスエンコーダ９１０、プリコーダ９２０及びシンボルマッパ９８０を例示するブロック図が示される。両方の図は、図１に示される12-1トレリスエンコーダ１６５の機能を例示し、このトレリスエンコーダは、ATSC  A/53に従って動作する。すなわち、データバイトは、バイトインタリーバ１６０から１２トレリスエンコーダ及びプリコーダブロック８１０に供給される。データバイトは、１２トレリスエンコーダ及びプリコーダのペアのそれぞれ１つにより全体のバイトとして処理される。それぞれのバイトは、１２のペアのうちの１つから４つのシンボルを生成する。
【００５６】
図９は、図８におけるブロック８１０として示される１２トレリスコーダ及びプリコーダのペアのうちの１つの機能を例示する。ATSC  A/53システムは、2/3レートのトレリスコードを使用する。すなわち、１つの入力ビットX1（９４０）は、1/2レート畳み込みコードを使用して２つの出力ビットZ0（９５０）及びZ1（９６０）に符号化される一方で、他の入力ビットX2（９３０）は、１つの出力Z2（９７０）を生成するためにプリコーダ９２０により処理される。トレリスコードで使用されるシグナリング波形は、８レベル（３ビット）１次元のコンステレーション９８０であり。送信される信号は、8VSBと呼ばれる。トレリスエンコーダエンコーダ９１０は、４つの可能な状態を有しており、プリコーダ９２０は、２つの可能な状態を有する。
【００５７】
トレリス符号化及びプリコードは、入力バイトを２ビットワードに分割し、２ビット入力及びプリコーダ９２０並びにトレリスエンコーダ９１０に基づいて対応する３ビットワードを出力する。それぞれ可能な３ビット出力の値は、8VSB変調スキームのシンボルマッパ９８０における８つのレベル（すなわち、−７，−５，−３，−１，１，３，５及び７）のうちの１つにマッピングされる。
【００５８】
パラレルバイトからシリアルビットを形成することにおいて、MSBがはじめに送出される。それぞれ到来する２ビットシンボルX2（９３０）のMSB、すなわちバイトのビット７，５，３，１がプリコードされ、それぞれ到来する２ビットシンボルX1（９４０）のLSB、すなわちビット６，４，２，０は、フィードバックの畳み込み符号化される。ATSC  A/53は、符号化のために４状態の選択的なUngerboeckコードを使用する。プリコーダ９２０及び畳み込みトレリスエンコーダ９１０の組み合わせは、８つの可能な状態と８つの可能な出力を提供する。特定の時間での出力は、入力が入力９３０及び９４０で受信されたとき、プリコーダ９２０と畳み込みトレリスエンコーダ９１０に依存する。
【００５９】
図１０を参照して、図９のプリコーダ９２０の１例の動作を説明する図が示される。説明のため、プリコーダ９２０の初期状態は、ｔ＝０で０である。プリコーダ９２０の入力ビットX2（９３０）は、ｔ＝１で０又は１である。入力X2がｔ＝１で１である場合、プリコーダ９２０は、状態０を保持し、Ｚ２＝０を出力する。逆に、入力X2がｔ＝１で１である場合、プリコーダ９２０は状態１に移り、Ｚ２＝１を出力する。プリコーダ９２０の状態がｔ＝１で１である場合、プリコーダ９２０はｔ＝２で入力Ｘ２＝０を受け、出力Z2は１、すなわち（ｔ＝２で０の入力）ＸＯＲ（遅延からの１）である。しかし、プリコーダ９２０の状態がｔ＝１で１である場合、プリコーダ９２０は、ｔ＝２で入力０を受け、出力Z2は１、すなわち（ｔ＝２で０の現在の入力X2）ＸＯＲ（遅延１からの１）である。図１０では、１０５０の記述１（１）は、現在の入力X2が１であり、出力Z2が１であることを示す（丸括弧における数）。特定の条件下のプリコーダ９２０の状態は、１０５０で示されるように丸括弧に記載される。プリコーダ９２０は、当業者にとって公知のやり方で動作する。
【００６０】
トレリスエンコーダ９１０の１例の動作は、図１１に示される。例示のため、トレリスエンコーダ９１０の初期状態は、時間ｔ＝０で００であると想定される。ｔ＝１で、入力ビットY1（９９０）は、０又は１である。Y1が０である場合、トレリス状態は００に留まり、Ｚ１＝０及びＺ０＝０を出力する。ｔ＝１でY1が１である場合、トレリス状態は０１に移り、Ｚ１＝１及びＺ０＝１を出力する。特定の状態のトレリスエンコーダ９１０の出力値（Z1,Z2）は、図１０に示されるのと同じやり方で丸括弧において記載される。トレリスエンコーダ９１０は、当業者にとって公知のやり方で動作する。なお、プロコーダ９２０とエンコーダ９１０のそれぞれ１つの現在の状態は、前に受信された入力データに基づいて決定される。
【００６１】
ATSC-M/Hデータのバーストは、雑音を含んだチャネルを通した伝送のために設計され、M/Hデータは、インタリーブされたやり方でロバスト性の低いレガシーA/53データと共に受信される。上述されたように、図６は、図１のバイトインタリーバ１６０の後のインタリーブされたデータのダイアモンド形状を示す。ここで、ATSC-M/Hバーストの開始において、レガシーATSC  A/53データは領域６２０に位置され、ATSC-M/Hプリアンブルは領域６１０に位置され、ATSC/M/Hデータ６３０の初期ブロックが続く。なお、図６におけM/Hデータブロックの組み合わせは、インタリーブされるやり方で送信される。たとえば、セグメント２０に関して、破線６０５で示されるように、（１）レガシーA/53データ６２０の一部、（２）M/Hプリアンブル６１０の一部、（３）レガシーA/53データ６２０の別の部分、（４）M/Hプリアンブル６１０の別の部分、（５）レガシーA/53データ６２０の別の部分、（６）M/Hプリアンブル６１０の別の部分、（７）レガシーA/53データ６２０の別の部分、（８）M/Hプリアンブル６１０の別の部分、及び（９）レガシーA/53データ６２０の別の部分の順序で、データが送信される。モバイルではないデータ（すなわちレガシーA/53）からモバイルデータ（すなわちM/H）への多数の遷移は、最終的に、全体のセグメントが図の中央近くにM/Hプリアンブルパケット６１０から構成されるまで、A/53レガシーデータからATSC-M/Hバーストへの遷移の間にそれぞれのデータセグメント内で生じる。
【００６２】
M/Hレシーバでは、ロバスト性の低いレガシーA/53信号を受信する間、トレリスデコーダの状態を追跡することは容易ではない。M/Hデータ又はM/Hプリアンブルの系列の受信の開始で、レガシーA/53データが回復不可能である場合、レシーバは、A/53からM/Hデータ又はプリアンブルへのそれぞれの遷移でトレリスの状態について完全に気付いていない場合がある。
【００６３】
レガシーA/53データからM/Hデータ又はプリアンブルへのそれぞれの遷移での符号化プロセスの間に予め決定された状態にトレリスエンコーダ１６５をリセットすることが可能であるが、これは、図６に示されるようにデータストリームがバイトインタリーバ１６０により既にインタリーブされているので、それぞれのデータセグメントの間に多くのリセットが行われることが必要とする。より詳細には、２つのデータシンボル（すなわち図９のX1及びX2）は、A/53データからM/Hデータ又はM/Hプリアンブルへのそれぞれの遷移で、A/53及びM/Hデータ又はプリアンブルのそれぞれ１つについてリセットされることが必要である。したがって、トレリスエンコーダ１６５のリセットを強制することで、余分の送信データにおいて大きなペナルティを被ることになり、システムに非システマティックなエンコーダを使用してリードソロモンコードを再計算させることになる。
【００６４】
ここで、リセットを強制するのではなく、M/Hデータ又はプリアンブルバイトのそれぞれの系列の開始で、トレリスエンコーダ１６５の状態を推測することは有効なことである。トレリスエンコーダ１６５の状態は、トレリス構造の情報、受信されたトレリス符号化データ、及びトレリスエンコーダ１６５に入力されたプリアンブルデータの予め決定された値を使用して、受信機のエンドで統計的に確立されている。
【００６５】
トレリス状態の判定は、トレリス復号化の整数部分である。トレリス符号化データをデコードするため、様々なアルゴリズムが存在する。Fanoアルゴリズム、又はViterbi復号化のような最大尤度アルゴリズム、最大事後確率（MAP）のようなシーケンシャルデコーディングが使用される場合がある。
【００６６】
これらのアルゴリズムは、トレリス符号化されたデータの予備知識なしに機能する。ノイズレベル及び他のエラーがコードの訂正機能の範囲内にあると仮定して、受信データの予測とトレリス又は畳み込みコードの情報とが復号化のために必要とされる。しかし、デコーダがデータ自体に関する情報を有する場合、係る情報は、トレリス復号化処理を迅速化するために有効に使用される場合がある。より詳細には、係る情報は、アクセスされるトレリスパスの数を低減するか、トレリスの位置を更に効果的に決定するためにアルゴリズムの繰り返し数を減少する。上述されたように、M/Hプリアンブルは、レシーバにとって既知の予め決定されたデータを含む。プリアンブルの予め決定された情報を使用することで、M/Hバーストの受信が開始するとき、トレリスの状態を迅速に判定することができる。
【００６７】
図１２を参照して、本発明の例示的な実施の形態に係るATSC-M/Hレシーバ１２００のブロック図が示される。受信されたRF信号は、チューナ１２１０により中間周波数（IF）にダウンコンバートされる。次いで、信号は、IFフィルタによりフィルタリングされ、検出器ブロック１２２０によりデジタル形式に変換される。信号は、SYNC１２３０により供給される同期データ、イコライザ及びフェーズトラッカ１２４０によるイコライゼーション及び位相トラッキングに向けられる。回復された符号化されたデータシンボルは、ターボ復号器１２５０によりターボ復号される。データシンボルは、リードソロモンデコーダ１２６０によるリードソロモン復号化に向けられる。
【００６８】
本発明の１実施の形態では、ターボ符号は、ATSC-M/Hデータのために使用される。ターボ符号は、MAPアルゴリズムを使用して復号化される。MAPアルゴリズムによるターボ復号化は、図３及び図５のそれぞれに関して記載される従来型のインタリーバと共に12/52レートモードの使用のため、本明細書で開示されるATSC-M/Hシステムにおいて可能である。
【００６９】
図１３を参照して、本発明の例示的な実施の形態に係る図１２のターボ復号器１２５０の詳細な構成のブロック図が示される。ターボ復号器の構成１３００は、ターボデコーダ１３２５、トレーニングデータソース１３５０、スイッチシンボルとして例示されるセレクタ１３５５を含む。ターボデコーダ１３１０は、2/3レートトレリスレガシーコードデコーダとして機能するMAPトレリスデコーダ１３１０、ブロックコードデコーダとして機能するデコーダ１３２０、インタリーバ１３３０及び逆インタリーバ１３４０を含む。
【００７０】
MAPトレリスデコーダ１３１０は、軟入力１３６０と事前入力１３６５を有する。軟入力１３６０は、受信された信号から予測される、トレリス符号化された入力シンボルの８つの可能な値のそれぞれについて確率を受ける。事前入力１３６５は、４つの可能な復号化された出力シンボル値のそれぞれについて確率を受ける。MAPトレリスデコーダ１３１０は、軟出力１３７５と硬出力１３７０の両者を生成する。軟出力１３７５は、インタリーバ１３３０について供給される。インタリーバ１３３０の出力は、デコーダ１３２０の軟入力１３８０について供給される。なお、インタリーバ１３３０の出力は、デコーダ１３２０の事前入力１３８５について供給されないが、軟入力１３８０について供給される。また、デコーダ１３２０は、軟出力１３９５と硬出力１３９０である２つの出力を生成する。軟出力は１３９５は、MAPフィードバックループを形成するために逆インタリーバ１３４０に供給される。デコーダ１３２０の硬出力１３９０は、アルゴリズムの多数の繰り返しの後、それぞれのシンボルについて最終的な２ビットの結果を生成する。
【００７１】
MAPトレリスデコーダ１３１０の事前入力１３６５は、復号化されたシンボルの４つの可能な値の確率を表す入力を通常受ける。しかし、プリアンブルデータはレシーバにとって既に知られているので、トレイニングデータの受信の間に正しいシンボルのプリエンコード値が決定される。したがって、逆インタリーバ１３４０の出力を事前入力１３６５に供給する代わりに、トレイニングデータ１３５０（すなわちプリアンブルデータ）に関する確実性を表す確立分布は、プリアンブルデータがターボ復号器１２５０の機能を改善するために受信されたときは何時でも、事前入力１３６５に供給される。
【００７２】
この構成は、予め決定されたトレーニングデータ（すなわちプリアンブルデータ）の確率とフィードバックループ１３４５からの確率との間で選択するセレクタ１３５５で達成されるとして概念化される。あらかじめ決定されたトレーニングデータの確率は、プリアンブルが受信されたときに選択される。プリアンブルデータを受信するとき、それぞれのシンボルの予め決定された値は、確率１が割り当てられ、残りの可能性は、確率０が割り当てられる。
【００７３】
復号化されたシンボルの値に関する確実性を表す事前入力１３６５、及びシンボルの８つの可能な符号化された値の推定された確率を表す軟入力１３６０により、アルゴリズムは、トレリスの状態を判定し、推定された値を表す硬出力１３９０を生成するために迅速に収束する。また、これらの値及び決定されたトレリス状態は、トレイニングデータの一部ではないデータを含めて、将来のシンボルの判定において使用される。
【００７４】
図１４は、本発明の態様に係る方法１４００を記載するフローチャートである。本方法は、フィールド同期データを受信する第一のステップ１４１０を含む。第二のステップ１４２０は、トレリス符号化されたインタリーブされたトレイニングデータを受信することを含む。最終ステップ１４３０は、レシーバの同期のため、フィールド同期データ及びトレリス符号化されたインタリーブされたトレーニングデータを使用することを含む。
【００７５】
本発明は特定の実施の形態の観点で記載されたが、本発明の範囲に含まれる変更が行われる場合がある。たとえば、様々な処理ステップは、個別に又は組み合わせて実現される場合があり、汎用又は専用のデータ処理ハードウェアにおいて実現される場合がある。さらに、様々な符号化又は圧縮方法がビデオ、オーディオ、画像、テキスト、又は他のデータのタイプについて利用される場合がある。また、パケットサイズ、レートモード、ブロック符号化、及び情報処理パラメータは、本発明の異なる実施の形態において変化される場合がある。
【００７６】
なお、本出願は、米国特許商標庁に提出された以下の仮出願の35U.S.C§119の利益を特許請求するものである。（１）2007年10月15日に提出された出願番号60/998978、（２）2007年10月15日に提出された出願番号60/998961、（３）2007年10月15日に提出された出願番号60/999040、（４）2008年8月29日に提出された出願番号61/190499、（５）2008年8月29日に提出された出願番号61/190516、及び（６）2008年8月29日に提出された出願番号61/190517。
【００７７】
本出願は、以下の同時係属の共同所有された米国特許出願に関するものである。（１）国際特許出願（出願番号PCT/US08/006334，Thomson  Docket  No  MICR07001）として2008年5月16日に提出された“APPARATUS  AND  METHOD  FOR  ENCODING  AND  DECODING  SIGNALS”と題された番号XXX、（２）国際特許出願（出願番号PCT/US08/006335，Thomson  Docket  No  MICR07002）として2008年5月16日に提出された“APPARATUS  AND  METHOD  FOR  ENCODING  AND  DECODING  SIGNALS”と題された番号XXX、（３）国際特許出願（出願番号PCT/US08/006333，Thomson  Docket  No  MICR07003）として2008年5月16日に提出された“APPARATUS  AND  METHOD  FOR  ENCODING  AND  DECODING  SIGNALS”と題された番号XXX、（４）国際特許出願（出願番号PCT/US08/006332，Thomson  Docket  No  MICR07004）として2008年5月16日に提出された“APPARATUS  AND  METHOD  FOR  ENCODING  AND  DECODING  SIGNALS”と題された番号XXX、（５）国際特許出願（出願番号PCT/US08/006331，Thomson  Docket  No  MICR08001）として2008年5月16日に提出された“APPARATUS  AND  METHOD  FOR  ENCODING  AND  DECODING  SIGNALS”と題された番号XXX、（６）国際特許出願（出願番号XXX，Thomson  Docket  No  MICR0800159）として2008年10月14日に提出された“APPARATUS  AND  METHOD  FOR  ENCODING  AND  DECODING  SIGNALS”と題された番号XXX、（７）国際特許出願（出願番号XXX，Thomson  Docket  No  PU080162）として2008年10月14日に提出された“CODE  RATE  IDENTIFIER  IN  PSEUDORANDOM  SEQUENCE  IN  ATSC  SIGNAL”と題された番号XXX、及び（９）国際特許出願（出願番号XXX，Thomson  Docket  No  PU070255）として2008年10月14日に提出された“APPARATUS  AND  METHOD  FOR  ENCODING  AND  DECODING  SIGNALS”と題された番号XXX。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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