(57)【要約】  移動ハンドヘルド伝送用に適合されたATSC標準に従って動作するエンコーダとデコーダとの間で信号通信を処理する方法及びアーキテクチャが開示される。方法及び装置は、トレーニングシーケンスとしてのチャープシーケンスを使用して、符号レート識別子をパケットID及びトレーニングシーケンスに埋め込み、単一のバーストでデータを送信することを有し、データは、複数の符号レートに従って符号化される。
2011502384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを符号化する方法であって、
第１のフォーマットで前記データを符号化するステップと、
前記データをパケットにパケット化するステップと
を有し、
前記パケットは、前記データとパケット識別子とを有し、
前記パケット識別子は、前記第１のフォーマットを示すインジケータを有する方法。
【請求項２】
前記第１のフォーマットは、符号レートに対応する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
データを受信する方法であって、
データとパケット識別子とを有するパケットを受信するステップと、
前記パケット識別子の一部に応じて符号レートを決定するステップと、
前記符号レートに従って前記データを復号化するステップと
を有する方法。
【請求項４】
少なくとも１つのデータとパケット識別子とを有するパケットを受信するプロセッサを有し、
前記プロセッサは、前記パケット識別子内の符号レート識別子に応じて前記少なくとも１つのデータを復号化するように更に動作可能であるデコーダ。
【請求項５】
パケット識別子と少なくとも１つのデータとを有するパケットを生成するプロセッサであり、前記データは、第１のフォーマットに従って符号化され、前記パケット識別子の一部は、前記第１のフォーマットを示すプロセッサと、
前記パケットを送信する送信機と
を有するエンコーダ。
【請求項６】
データを符号化する方法であって、
複数の符号レートのうち１つに従って前記データを符号化するステップと、
複数の符号レートのうち前記１つを示すトレーニングシーケンスを符号化するステップと
を有する方法。
【請求項７】
データを受信する方法であって、
トレーニングシーケンスを受信するステップと、
前記トレーニングシーケンスの一部に応じて符号レートを決定するステップと、
データを有するパケットを受信するステップと、
前記符号レートに従って前記データを復号化するステップと
を有する方法。
【請求項８】
トレーニングシーケンスとパケットとを受信するプロセッサを有し、
前記パケットは、少なくとも１つのデータを有し、
前記プロセッサは、前記トレーニングシーケンスに関連する符号レートを識別し、前記符号レートに従って前記少なくとも１つのデータを復号化するように更に動作可能であるデコーダ。
【請求項９】
トレーニングシーケンスとパケットとを生成するプロセッサを有し、
前記パケットは、少なくとも１つのデータを有し、
前記少なくとも１つのデータは、第１のフォーマットに従って符号化され、
前記トレーニングシーケンスは、前記第１のフォーマットを示すエンコーダ。
【請求項１０】
データを符号化する方法であって、
複数の符号レートのうち１つに従って前記データを符号化するステップと、
前記データとパケット識別子とを有するパケットを生成するステップであり、前記パケット識別子は、複数の符号レートのうち前記１つを示すインジケータを有するステップと、
複数の符号レートのうち前記１つを示す前記トレーニングシーケンスを生成するステップと
を有する方法。
【請求項１１】
データを受信する方法であって、
トレーニングシーケンスを受信するステップと、
データとパケット識別子とを有するパケットを受信するステップと、
前記トレーニングシーケンスの一部と前記パケット識別子の一部とのうち少なくとも１つに応じて符号レートを決定するステップと、
前記符号レートに従って前記データを復号化するステップと
を有する方法。
【請求項１２】
トレーニングシーケンスとパケットとを受信するように動作可能なプロセッサを有し、
前記パケットはパケット識別子を有し、
前記プロセッサは、符号レートに従ってデータを復号化するように更に動作可能であり、
前記符号レートは、パケットを処理するために前記トレーニングシーケンスと前記パケット識別子とのうち少なくとも１つに応じて決定され、
前記パケットは、少なくとも１つのデータとパケット識別子とを有するデコーダ。
【請求項１３】
トレーニング信号とパケットとを生成するプロセッサを有し、
前記パケットは、パケット識別子とデータフレームとを有し、
前記データフレームは、第１のフォーマットに従って符号化され、
前記パケット識別子の一部は、前記第１のフォーマットを示し、
前記トレーニング信号は、前記第１のフォーマットを示すエンコーダ。
【請求項１４】
データを符号化する方法であって、
前記データの第１の部分を第１の符号レートで符号化するステップと、
前記データの第２の部分を第２の符号レートで符号化するステップと、
前記データの第１の部分と前記データの第２の部分とを第１のバースト内に符号化するステップと
を有する方法。
【請求項１５】
データを受信する方法であって、
データを有するバーストを受信するステップと、
前記データの第１の部分を第１の符号レートで復号化するステップと、
前記データの第２の部分を第２の符号レートで復号化するステップと
を有する方法。
【請求項１６】
前記復号化されたデータの第１の部分と前記復号化されたデータの第２の部分とを第１の画像に結合するステップを更に有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
データを有するバーストを受信し、前記データの第１の部分を第１の符号レートに従って復号化し、前記データの第２の部分を第２の符号レートに従って復号化するように動作可能なプロセッサを有するデコーダ。
【請求項１８】
前記復号化されたデータの第１の部分と前記復号化されたデータの第２の部分とを第１の画像に結合するように更に動作可能である、請求項１７に記載のデコーダ。
【請求項１９】
データを符号化するエンコーダであって、
前記データの第１の部分を第１の符号レートで符号化し、前記データの第２の部分を第２の符号レートで符号化し、前記データの第１の部分と前記データの第２の部分とを第１のバーストに符号化するように動作可能なプロセッサを有するエンコーダ。
【請求項２０】
データを符号化する方法であって、
チャープパターンを有するトレーニングシーケンスを符号化するステップを有する方法。
【請求項２１】
データを受信する方法であって、
チャープパターンを有するトレーニングシーケンスを受信するステップと、
前記トレーニングシーケンスに応じて少なくとも１つの等化器の重みを調整するステップと、
データを有するパケットを受信するステップと、
符号レートに従って前記データを復号化するステップと
を有する方法。
【請求項２２】
トレーニング信号とデータストリームとをフィルタリングする等化器であり、前記トレーニング信号は、チャープパターンを有する等化器と、
前記等化器を制御し、前記トレーニングシーケンスに応じて少なくとも１つの等化器の重みを調整する等化コントローラと、
前記データストリームを復号化するデコーダと
を有する装置。
【請求項２３】
チャープパターンを有するトレーニングシーケンスを生成するように動作可能なプロセッサと、
前記トレーニングシーケンスを送信する送信機と
を有する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、“High  Definition  Television  Transmission  with  Mobile  Capability”という題の米国仮特許出願第60/998,978号、“Physical  Layer  Control  Block  for  Mobile  VSB  Submission”という題の米国仮特許出願第60/999,040号及び“High  Definition  Television  Transmission  Including  a  Mode  For  Mobile  Operation”という題の米国仮特許出願第60/998,961号の優先権を主張し、これらの内容を援用する。
【０００２】
本発明は、マルチモード伝送システムでデータを伝送することに関する。特に、本発明は、ATSCのような単一の標準伝送プロトコル内で複数の符号レートがデータ伝送に使用され得る伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
過去数十年の間に、ビデオ伝送システムは、アナログからデジタルフォーマットに移行してきている。米国では、放送局は、NTSC（National  Television  System  Committee）アナログテレビシステムからATSC（Advanced  Television  Systems  Committee）A/53デジタルテレビシステムへの切り替えを完了する最終段階にある。A/53標準は、“ビデオエンコーダ入力走査フォーマットと、ビデオエンコーダの前処理及び圧縮パラメータと、オーディオエンコーダ入力信号フォーマットと、オーディオエンコーダの前処理及び圧縮パラメータと、サービス多重及びトランスポートレイヤの特性及び標準仕様と、VSB  RF／伝送サブシステムとを含むシステムのパラメータの仕様”を提供する。A/53標準は、どのようにソースデータ（例えば、デジタルオーディオ及びビデオデータ）が処理されて無線で伝送される信号に変調されるべきかを規定する。この処理は、チャネルが伝送信号に雑音及びマルチパス干渉を追加しても受信機がソースデータを回復し得るように、ソースデータに冗長な情報を追加する。ソースデータに追加される冗長な情報は、ソースデータが伝送される有効レートを低減するが、受信信号からのソースデータの回復の成功可能性を増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ATSC  A/53標準の開発プロセスは、HDTV及び固定受信に着目している。システムは、既に市場に出現しはじめている大規模高解像度テレビ画面のビデオビットレートを最大化するように設計されている。しかし、ATSC  A/53標準で放送される伝送は、移動受信機にとって課題を提示する。移動装置によるデジタルテレビ信号のロバストな受信のために、標準への拡張が必要である。
【０００５】
2007年にこの事実を認識して、ATSCは、放送局がデジタル放送信号を介してテレビコンテンツ及びデータを移動及びハンドヘルド装置に配信することを可能にする標準を開発するプロセスの開始を通知した。それに応じて複数の提案が受領されている。ATSC-M/Hと呼ばれる結果の標準は、ATSC  A/53と後方互換性を有することを目的とし、既存の受信装置に悪影響を与えずに、同じRFチャネルで既存のATSCサービスの動作を可能にしている。
【０００６】
いくつかの提案されたATSC-M/Hシステムのような移動装置への伝送用の多くのシステムは、周期的な伝送を実行する。このようなシステムは、受信システムの動作を支援するために、伝送にプリアンブルを含めることができる。典型的には、プリアンブルは、受信システムの一部が受信を改善するための訓練に使用し得る既知の情報を含む。これは、移動動作にあるような困難な環境では特に有用になり得る。このようなシステムは、異なる符号レートでデータを更に符号化してもよい。前方誤り訂正（FEC：forward  error  correction）符号（例えば畳み込み符号）の符号レート又は情報レートは、情報の合計量のどの部分が冗長でないかを記述する。典型的には、符号レートは分数である。符号レートがk/nである場合、kビットの有用な情報毎に、コーダは合計でnビットのデータを生成し、そのうちn-kが冗長である。
【０００７】
周期的になり、符号レートのような複数の可能な伝送プロトコルを更に含み得るモードを含むマルチモード伝送システムでの一般的な問題は、伝送信号内の伝送プロトコルの識別である。これにより、受信システムにかなりの利点を提供する。典型的には、識別情報を提供することは、別のデータチャネルを必要とすることにより、又は適切な符号レートが見つかるまでそれぞれ可能な符号レートで入来データを復号化しようとするように受信機を実装することにより、データ伝送の効率を低減する。これは時間のかかる労力であり、特に符号レートがデータストリーム中に継続して変化し得るシステムでは、データのタイムリーな取得を妨げる。従って、データを復号化する際に使用される符号レートを示すシステムでは、効率に影響しない識別システムを見つけることが望ましく、それによって、全ての可能な符号レートを復号化する必要性を回避するシステムが望ましい。ここに記載される本発明は、前記及び／又は他の問題に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様によれば、信号を処理する方法が開示される。例示的な実施例によれば、データを符号化する方法は、第１のフォーマットで前記データを符号化するステップと、前記データをパケットにパケット化するステップとを有し、前記パケットは、前記データとパケット識別子とを有し、前記パケット識別子は、前記第１のフォーマットを示すインジケータを有する。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、信号を処理する方法が開示される。例示的な実施例によれば、データを復号化する方法は、データとパケット識別子とを有するパケットを受信するステップと、前記パケット識別子の一部に応じて符号レートを決定するステップと、前記符号レートに従って前記データを復号化するステップとを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この開示の移動／ハンドヘルド受信用の地上波放送送信機の実施例のブロック図
【図２】この開示の例示的な移動／ハンドヘルドデータストリームの一部の実施例のブロック図
【図３】この開示の例示的なデータフレームの実施例のブロック図
【図４】この開示の移動／ハンドヘルド受信用の地上波放送送信機の実施例のブロック図
【図５】この開示のデコーダの実施例のブロック図
【図６】この開示のデコーダの他の実施例のブロック図
【図７】本発明による符号化方法の例示的な実施例の状態図
【図８】本発明による復号化方法の例示的な実施例の状態図
【図９】本発明による符号化方法の更なる例示的な実施例の状態図
【図１０】本発明による復号化方法の更なる例示的な実施例の状態図
【図１１】本発明による符号化方法の更なる例示的な実施例の状態図
【図１２】本発明による復号化方法の更なる例示的な実施例の状態図
【図１３】本発明による符号化方法の更なる例示的な実施例の状態図
【図１４】本発明による復号化方法の更なる例示的な実施例の状態図
【図１５】本発明による符号化方法の更なる例示的な実施例の状態図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここに示す例は、本発明の好ましい実施例を示しており、このような例は、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００１２】
ここで使用される本発明は、提案されているATSC-M/Hシステムのような移動デジタルテレビ用の伝送サブシステムで符号レート識別子の挿入を可能にしつつ、ATSC  A/53のような従来の送受信経路との後方互換性を可能にする方法及び装置を提供する。本発明は、好ましい設計を有するものとして記載されているが、本発明は、この開示の要旨及び範囲内で更に変更されてもよい。従って、この出願は、その一般的な原理を使用した本発明の如何なる変更、用途又は適用をカバーすることを意図する。更に、この出願は、本発明が関係し、特許請求の範囲内に入る当該技術分野の既知又は慣例の実施内にあるようなこの開示からの逸脱もカバーすることを意図する。例えば、記載の技術は、異なる符号化、誤り訂正、冗長性、インターリーブ又は変調方式を使用する他の種類のデータに設計された伝送システムにも適用可能であり、
図面、特に図１を参照すると、この開示の移動／ハンドヘルド受信用の地上波放送送信機の実施例のブロック図が示されている。図１の実施例100は、MPEGトランスポートストリームソース110、ATSC  M/H前処理経路115及び従来のATSC  A/53処理経路のような複数の信号送信手段を有する。ATSC-M/H前処理115内の要素は、パケットインターリーバ120と、直列連鎖ブロックコーダ（serial  concatenated  block  coder）125と、パケットデインターリーバ130と、MPEGトランスポートストリームヘッダ変更器135と、プリアンブルパケット挿入器140とを有する。従来のATSC  A/53処理経路145は、データランダマイザ150と、リードソロモンエンコーダ155と、バイトインターリーバ160と、トレリスエンコーダ165と、同期挿入器170と、パイロット挿入器175と、変調器180とを有する。
【００１３】
ATSC-M/H前処理フローでは、MPEGトランスポートストリームソース110からの入来するMPEGトランスポートデータ112は、パケットインターリーバ120で受信される。パケットインターリーバ120は、一連の複数のバイトを異なるシーケンスに並び替え、ビット誤り率及びフレーム誤り率の性能を改善する。この例示的な実施例では、パケットインターリーバ120は、固定数の連続パケットからバイトを行毎の順序（row  by  row  order）で取り、バイトを列毎に出力する。このようにして、パケットの第１のバイトの全てが一緒にグループ化され、パケットの第２のバイトの全てが一緒にグループ化され、パケットの最後のバイトまで同様に続く。各ソースパケットは、同期バイトを除くMPEGトランスポートストリームであり、各パケット長は187バイトである。各符号フレームのパケット数は、GF（256）直列連鎖ブロック符号に必要なソースシンボルの数と同じである。
【００１４】
インターリーブされたデータは、GF（256）直列連鎖ブロックコーダ（SCBC：serial  concatenated  block  coder）125に結合される。SCBC125は、所望のデータレート及びコードワード長に応じた複数の形式の１つで、パケットインターリーブされたデータを符号化する。SCBC125は、直列にカスケード接続され、ブロックインターリーバに最適化されたGF（256）符号により連結された１つ以上の要素のGF（256）符号で構成され、全体の符号化性能を改善する。任意選択で、これに続いて、所望のコードワード長を実現するためにGF（256）パンクチャ（puncture）が行われてもよい。
【００１５】
データは、パケットデインターリーバ130に結合される。パケットデインターリーバ130は、元のグループのパケットの結果のSCBCコードワードから列毎の順序でバイトを取り、バイトを行毎の順序に出力する。元のパケットが再構成され、新しいパケットがSCBCコードワードのパリティバイトから生成される。各パケットは、全ての生成されたSCBCコードワードの列のGF（256）シンボル位置に対応する。各符号フレームで生成されたパケットの数はnSCBCであり、最初のkSCBCパケットが元のデータパケットであり、最後の（nSCBC-kSCBC）パケットがパリティパケットである。
【００１６】
データは、MPEG  TSヘッダ変更器135に結合され、MPEGヘッダが変更される。MPEG  TSヘッダ変更器は、誤り訂正方式により使用される符号レートを示すように、MPEGトランスポートストリームヘッダのパケット識別子（PID）を変更してもよい。符号レートは、使用されるデータの総数に対するデータバイトの元の数の関数として表される。例えば、40のパリティバイトで12のデータバイトを補足する12/52レートのモードでは、12バイトの各グループは、１つのR=1/2エンコーダと、２つのR=12/26エンコーダとを使用し、各12/26エンコーダは、２つの2/3エンコーダと１つの27/26パンクチャとを使用し、12/52レートのモードになる。R=27/26パンクチャは、27バイトの最後のバイトが破棄されるように実行される。２つのデータブロックは、12/52レートのモードで12のMPEG  TSパケットを送信するために使用される。12/26レートのモードは、14のパリティバイトで12のデータバイトを補足し、12のデータバイトの各グループは、２つのR=2/3エンコーダと１つのR=27/26パンクチャとを使用し、12/26レートのモードになる。R=27/26パンクチャは、27バイトの最後のバイトが破棄されるように実行される。１つのデータブロックは、12/26レートのモードで12のMPEG  TSパケットを送信するために使用される。17/26レートのモードは、9のパリティバイトで17のデータバイトを補足し、17のデータバイトの各グループは、8のパリティバイトで16のデータバイトを補足するための１つのR=2/3エンコーダと、1のパリティバイトで1のデータバイトを補足するための１つのR=1/2エンコーダとを使用し、17/26レートのモードになる。１つのデータブロックは、17/26レートのモードで17のMPEG  TSパケットを送信するために使用される。24/208レートのモードは、184のパリティバイトで24のデータバイトを補足し、24のデータバイトの各グループは、24個のR=1/4エンコーダと、８個の12/26エンコーダとを使用し、24/208レートのモードになる。R=27/26パンクチャは、27バイトの最後のバイトが破棄されるように実行される。８個のデータブロックは、24/208レートのモードで24のMPEG  TSパケットを送信するために使用される。
【００１７】
典型的には、MPEGプロトコルを使用する各パケットは、パケット識別部又はPIDを含む。現在のシステムは、8000以上の可能な固有の識別要素を許容し、現在では50のみが使用されている。典型的には、PIDは、パケットのデータ形式を識別するために使用される１つ以上のバイトの情報である。現在では、ビットのPID部分の多くが確保されて未使用のままになっている。これらのPIDは、パケットに課される特有の誤り訂正符号レートを識別するために使用可能である。PIDが如何なる受信システムによっても適切に識別されることを確保するために、MPEGプロトコルに基づく特定の規則が保持されるべきである。３バイトのヘッダ440は、移動／ハンドヘルド伝送の一部としてのパケットを識別する13ビットのパケット識別子（PID）を含む。ATSC-M/HストリームからのMPEGパケットのヘッダ440は、従来のATSC  A/53受信機により認識されないパケット識別子（PID）を含むように、パケットデインターリーブ後に変更される。従って、従来の受信機は、ATSC-M/H特有のデータを無視すべきであり、これにより、後方互換性を提供する。
【００１８】
このデータは、プリアンブルパケット挿入器140に結合され、連続したMPEGパケットで構成されるプリアンブルパケットは、プリアンブルブロックに形成される。MPEGパケットは、PN生成器（図示せず）から生成されたデータバイトを有する有効なMPEGヘッダで形成される。PN生成器から生成されるデータバイトの数は、使用される符号レートと共に変化し、例えば、12/52レートのモードでは184のデータバイトが生成され、合計で2208バイトのPNデータを生じる。例示的な実施例によれば、PN生成器は、9のフィードバックタップを有する16ビットのシフトレジスタである。シフトレジスタの出力の８個が出力バイトとして選択される。ATSC  M/Hパケットは、データブロックのプリアンブルブロックの間に配置される。各データブロックは、同じ符号化を有する26のATSC  M/H符号化パケット又は26のATSC  A/53符号化パケットを含む。プリアンブルパケットが挿入されると140、ATSC  M/Hストリームが形成される。
【００１９】
ATSC-M/Hデータストリームは、従来のATSC  A/53経路145により処理される。従来のATSC  A/53経路145は、データランダマイザ150と、リードソロモンエンコーダ155と、バイトインターリーバ160と、12-1トレリスエンコーダ165と、同期挿入器170と、パイロット挿入器175と、変調器180とを含む。データランダマイザ150では、各バイト値は、疑似乱数生成の既知のパターンに従って変更される。この処理は、適切なデータ値を回復するために、受信機では逆になる。最大の効率で割り当てられたチャネル空間を使用するために、セグメント及びフィールド同期を除いて、8-VSBビットストリームが完全なランダムな雑音のような性質を有し、送信信号の周波数応答が平坦な雑音のようなスペクトラムを有さなければならないようにすることが望ましい。
【００２０】
データは、リードソロモンエンコーダ155に結合される。リードソロモン（RS：Reed-Solomon）符号化は、更なるデータを送信ストリームに追加することを通じて、受信機で更なる誤り訂正の可能性を提供する。例示的な実施例では、VSB伝送システムで使用されるRSコードは、t=I0（207,187）符号である。RSデータブロックサイズは187バイトであり、誤り訂正のために20のRSパリティバイトが追加される。合計の207バイトのRSブロックサイズがRSコードワード毎に送信される。シリアルビットストリームからバイトを生成する際に、MSBが最初のシリアルビットになり、20のRSパリティバイトがデータブロック又はRSコードワードの最後に送信される。
【００２１】
バイトインターリーバ160は、リードソロモンエンコーダ155の出力を処理する。インターリーブは、伝送中に生じ得るバースト誤りを処理する一般的な技術である。インターリーブなしでは、バースト誤りは、データの１つの特定のセグメントに大きな影響を与え、これにより、そのセグメントを訂正不可能にする可能性がある。しかし、データが送信前にインターリーブされると、バースト誤りの影響は、複数のデータセグメントを通じて効果的に分散され得る。大きな誤りが訂正できない１つの局所的なセグメントにもたらされるのではなく、小さい誤りが前方誤り訂正、パリティビット又は他のデータ整合性方式の訂正機能内にそれぞれ別にある複数のセグメントにもたらされ得る。例えば、一般的な（255,223）リードソロモン符号により、各コードワードで16までのシンボル誤りの訂正が可能になる。リードソロモン符号化データが送信前にインターリーブされると、長い誤りのバーストがデインターリーブ後に複数のコードワードに分散される可能性があり、訂正可能な16のシンボル誤りが何らかの特定のコードワード内に存在する見込みを低減する。
【００２２】
VSB伝送システムで使用されるインターリーバは、52データセグメント（セグメント間）畳み込みバイトインターリーバである。インターリーブは、データフィールドの約1/6の深さで提供される（4msの深さ）。データバイトのみがインターリーブされる。インターリーバは、データフィールドの最初のデータバイトに同期する。トレリス符号化処理のため、セグメント内インターリーブもまた実行される。
【００２３】
次に、信号はトレリスエンコーダ165に結合される。トレリス符号化は、他の形式の前方誤り訂正である。全体のMPEG-2パケットをブロックとして同時に扱うリードソロモン符号化とは異なり、トレリス符号化は、時間と共に現れたときに進展するビットのストリームを探知する進展型符号（evolving  code）である。従って、リードソロモン符号化はブロック符号の形式として知られるが、トレリス符号化は畳み込み符号である。
【００２４】
ATSCトレリス符号化では、各8ビットのバイトは、４つの２ビットのワードに分割される。トレリスコーダでは、到達した各２ビットのワードは、前の２ビットのワードの過去の履歴と比較される。前の２ビットのワードから現在のものへの移行を記述するために、３ビットのバイナリ符号が数学的に生成される。これらの３ビットの符号は、元の２ビットのワードと置換され、8-VSBの８レベルのシンボル（３ビット＝８の組み合わせ又はレベル）として無線で送信される。トレリスコーダに入る２ビット毎に、３つのビットが出力される。このため、8-VSBシステムのトレリスコーダは、2/3レートのコーダであると考えられる。トレリス符号で使用される信号波形は、８レベル（３ビット）の一次元コンステレーションである。送信信号は、8-VSBと呼ばれる。４状態のトレリスエンコーダが使用されるべきである。
【００２５】
例示的な実施例では、トレリス符号のセグメント内インターリーブが使用される。これは、インターリーブされたデータシンボルで動作する12個の同一のトレリスエンコーダ及びプリコーダを使用する。符号インターリーブは、シンボル（0,12,24,36,...）を１つのグループとして符号化し、シンボル（1,13,25,37,...）を第２のグループとして符号化し、シンボル（2,14,26,38,...）を第３のグループとして符号化し、合計で12のグループについて以下同様にして、実現される。
【００２６】
データがトレリス符号化されると、同期挿入器170に結合される。同期挿入器170は、様々な同期信号（データセグメント同期及びデータフィールド同期）を挿入するマルチプレクサである。２レベル（バイナリ）の４シンボルのデータセグメント同期が、各データセグメントの始めにおいて８レベルのデジタルデータストリームに挿入される。MPEG同期バイトは、データセグメント同期により置換される。ATSC伝送標準を使用する例示的な実施例では、完全なセグメントは、832シンボルで構成され、4シンボルがデータセグメント同期であり、828がデータ＋パリティシンボルである。同じ同期パターンは、77.3秒間隔で定期的に生じ、このレートで繰り返す信号のみである。データとは異なり、データセグメント同期の４つのシンボルは、リードソロモン又はトレリス符号化されず、インターリーブもされない。ATSCセグメント同期は、データセグメントの始めに追加される反復性の４シンボル（１バイト）のパルスであり、元のMPEG-2データパケットの欠如した最初のバイト（パケット同期バイト）と置換する。8-VSB受信機の相関回路は、セグメント同期の反復の性質に的を絞る。これは、完全にランダムなデータの背景に対して容易に対比される。回復した同期信号は、受信機のクロックを生成してデータを回復するために使用される。セグメント同期は、反復の性質及び長期の期間のため、受信機により容易に回復可能である。正確なクロック回復は、正確なデータ回復が不可能なレベルよりかなり上の雑音及び干渉レベルで行われ、チャネル変化及び他の一時的な状況の間の迅速なデータ回復を可能にし得る。
【００２７】
同期挿入後に、信号は、パイロット挿入器に結合され、小さいDCシフトが8-VSBベースバンド信号に適用され、小さい残留キャリア（residual  carrier）が結果の変調スペクトラムのゼロ周波数点に現れるようにさせる。このATSCパイロット信号は、8-VSB受信機のRF  PLL回路に、送信されるデータに無関係にロックする信号を与える。パイロットの周波数は、抑圧キャリア周波数（suppressed-carrier  frequency）と同じである。これは、デジタルベースバンドデータ＋同期信号（+1,+3,+5,+7）の各シンボル（データ及び同期）に追加された小さい（デジタル）DCレベル（125）により生成されてもよい。典型的には、パイロットの出力は、平均データ信号出力より11.3dB下である。
【００２８】
パイロット信号が挿入された後に、データは、変調器180に結合される。変調器は、中間周波数（IF：intermediate  frequency）キャリアで8-VSBベースバンド信号を振幅変調する。従来の振幅変調では、キャリア周波数について両側波帯のRFスペクトラムを生成し、各RF側波帯が他方の鏡像になる。これは、冗長な情報を表し、１つの側波帯は正味の情報損失なしに破棄され得る。8-VSB変調では、VSB変調器は、10.76Mシンボル/sでの８レベルのトレリス符号化された複合データ信号（パイロット及び同期が追加されている）を受信する。ATVシステムの性能は、図１２に示すように、連結された送信機及び受信機の線形位相の二乗余弦ナイキストフィルタ応答に基づく。システムのフィルタ応答は、帯域の各端での遷移領域を除いて全帯域を通じて基本的に平坦である。名目的に、送信機のロールオフ（roll-off）は、線形位相の二乗余弦フィルタの応答を有するはずである。
【００２９】
伝送システムは、バーストモードの伝送で移動及びポータブル装置の動作を含む。バーストモードで動作する複数の主要な利点は、前述の文献を通じて記載されており、後方互換性を保持しつつ、新しいクラスの装置により受信される機能を含む。これらの新しいクラスの装置は、既存の放送標準にあるものより低いレベルのビデオ解像度を必要とし、従って、高い符号化及び圧縮を可能にし得る。また、高い雑音レベルの存在で動作することを含む他の機能を必要とする。バーストモードの形式の動作の更なる利点は、信号が装置宛のとき又は受信されるときのみに装置の使用を調節することにより、潜在的な装置電力の節約に着目する。
【００３０】
前述のようなバーストモードの動作は、従来のシステム及び受信機の完全な性能を保持するために、信号の高いデータ伝送が必要ではない期間を利用してもよい。バーストモードの動作は、いわゆる新しい情報処理レートに基づく処理信号に基づいてもよい。新しい情報処理レートは、現在の放送信号の特性に応じて変化してもよい。
【００３１】
従来のシステムとの後方互換性は、新しい番組識別子の情報を導入することにより、データパケットレベルでのバーストモードの動作を調整することで保持される。新しい番組識別子は、既存の装置に影響を与えずに、新しいクラスの装置がデータを認識することを可能にする。更に、特定のバーストモードのプロファイルの間に従来の信号送信動作を保持するためのオーバーレイ構造を含めることにより、従来のサポートが存在する。
【００３２】
図２を参照すると、この開示の例示的な移動／ハンドヘルドデータストリーム200の一部の実施例のブロック図が示されている。26のATSC  M/H符号化パケットは、１つのデータブロックにグループ化される。従来のATSC伝送では、典型的には、各データブロックは、同じ符号化を有するが、これは物理的に必要ではない。プリアンブルブロックは２ブロックの長さであり、52の符号を有する。プリアンブルブロックの直後の最初のMPEGパケットは、システム情報を含む制御パケットである。ランダマイズ及び前方誤り訂正処理に続いて、データパケットは、送信用のデータフレームにフォーマットされ、データセグメント同期及びデータフィールド同期が追加される。
【００３３】
ATSC-M/Hデータストリーム200は、プリアンブルブロック210に続いて、選択されたデータレートのモードに適した所定数のデータブロック230を有するバーストで構成される。例示的な実施例によれば、各データブロック230は、26のMPEGパケットで構成される。各データフレームは、２のデータフィールドを含み、それぞれ313のデータセグメントを含む。各データフィールドの最初のデータセグメントは、固有の同期信号（データフィールド同期）であり、受信機の等化器により使用されるトレーニングシーケンスを含む。残りの312のデータセグメントは、１つの188バイトのトランスポートパケット＋その関連するFECオーバヘッドからのデータと等価なものをそれぞれ運ぶ。各データセグメントの実際のデータは、データインターリーブのため、複数のトランスポートパケットから生じたものである。各データセグメントは、832シンボルで構成される。最初の4シンボルは、バイナリ形式で送信され、セグメント同期を提供する。このデータセグメント同期信号はまた、188バイトのMPEG準拠のトランスポートパケットの同期バイトを表す。各データセグメントの残りの828シンボルは、トランスポートパケット及びその関連するFECオーバヘッドの残りの187バイトと等価である。これらの828シンボルは、８レベルの信号として送信され、従って、シンボル毎に３ビットを運ぶ。従って、828×3=2484ビットのデータが各データセグメントで運ばれる。これは、プロテクトされたトランスポートパケットを送信する要件である。
【００３４】
ATSC  M/Hデータストリームは、ブロックのシーケンスで構成され、各ブロックは、従来のVSB  A/53システムの26のパケットで構成される。ATSC  M/Hデータストリームは、各バーストがプリアンブルブロックに続いてNbのデータブロックを有するブロックのバーストで構成される。Nbは、システムの可変パラメータであり、送信される全体のATSC  M/Hデータレートの関数である。各データブロックは、規定されたATSC  M/Hレートのモードの１つで符号化される。このレートのモードは、全体のデータブロックに適用される。ブロックのバースト毎に、データブロックは、ブロックのバーストで最も高い符号化FECレート（すなわち、最も低い分数）が最も早く配信され、最も低い符号化FECレート（すなわち、最も高い分数）が最も遅く配信されるように配信される。これにより、プリアンブルブロックから始めて、何らかの次のデータブロックは、現在のデータブロック以下のロバスト性を有する。26のパケットのATSC  A/53  8-VSB符号化された従来のデータブロックは、従来のオーバーレイ動作のため、１つ以上のブロックに配置されてもよい。
【００３５】
特にハンドヘルド又はポータブル装置に有利になり得るATSC又はATSC  M/H伝送プロトコルへの拡張は、同じバースト内の異なる符号化のデータパケットの使用である。例えば、下位レイヤが１つの符号レートで送信され、上位レイヤが高いデータレートで送信される。この方式で、例えば、ラップトップは、２つを結合し、向上したビデオを表示するが、携帯電話は下位レイヤのみを表示する。よりロバスト性の高い符号化を必要とする装置は、しばしば低い解像度のディスプレイを有するため、このことは有利である。本発明による例示的な実施例では、ハンドヘルドデータストリーム200は、プリアンブルブロック210とデータブロック230とを有する。データブロック0及び1は、下位レイヤについて1/4で符号化されてもよく、ブロック10及び11は、上位レイヤについて1/2で符号化されてもよい。この異なる符号レートは、同じバーストで送信される。
【００３６】
更に、チャープ信号（chirp  signal）が、等化器をトレーニングするシーケンスとして使用されてもよい。NTSC信号が送信されるときにパターン干渉が問題であるが、NTSC信号の不連続の使用で、固定パターンのチャープ信号は許容可能になる。チャープは、時間と共に周波数が増加（アップチャープ（up-chirp））又は減少（ダウンチャープ（down-chirp）する信号である。これは一般的にソナー及びレーダーで使用されているが、スペクトラム拡散通信のような他の用途も有する。スペクトラム拡散の用途では、チャープ信号を生成及び復調するために、RACのようなSAW装置がしばしば使用される。線形チャープ波形は、時間と共に線形的に周波数で増加する正弦波形である。
【００３７】
次に図３を参照すると、本発明によるデータフレーム300が示されている。データフレーム300は、２つのデータフィールドで構成され、それぞれ313のデータセグメントを含む。各データフィールドの最初のデータセグメントは、固有の同期信号（データフィールド同期）であり、受信機の等化器により使用されるトレーニングシーケンスを含む。残りの312のデータセグメントは、１つの188バイトのトランスポートパケット＋その関連するFECオーバヘッドからのデータと等価なものをそれぞれ運ぶ。各データセグメントの実際のデータは、データインターリーブのため、複数のトランスポートパケットから生じたものである。各データセグメントは、832シンボルで構成される。最初の4シンボルは、バイナリ形式で送信され、セグメント同期を提供する。このデータセグメント同期信号はまた、188バイトのMPEG準拠のトランスポートパケットの同期バイトを表す。各データセグメントの残りの828シンボルは、トランスポートパケット及びその関連するFECオーバヘッドの残りの187バイトと等価である。これらの828シンボルは、８レベルの信号として送信され、従って、シンボル毎に３ビットを運ぶ。従って、828×3=2484ビットのデータが各データセグメントで運ばれる。これは、プロテクトされたトランスポートパケットを送信する要件にちょうど一致する。
187データバイト+20RSパリティバイト=207バイト
207バイト×8ビット／バイト=1656ビット
2/3レートのトレリス符号化は、3/2×1656ビット=2484ビットを必要とする。
正確なシンボルレートは、以下の式1により与えられる。
(1)Sr(MHz)=4.5/286×684=10.76...MHz
データセグメントの周波数は、以下の式2により与えられる。
(2)fseg=Sr/832=12.94...×103データセグメント/s
データフレームレートは、以下の式(3)により与えられる。
(3)fframe=fseg/626=20.66...フレーム/s
シンボルレートSr及びトランスポートレートTrは、周波数で相互にロックされる。
【００３８】
バイナリのデータセグメント同期及びデータフィールド同期信号と結合した８レベルのシンボルは、単一のキャリアを抑圧キャリア変調（suppressed-carrier  modulate）するために使用される。しかし、送信前に、ほとんどの低い側波帯が除去される。名目上の平方根乗余弦応答が620kHzの遷移領域を生じる帯域の端を除いて、結果のスペクトラムは平坦になる。抑圧キャリア周波数では、低い帯域の端からの310kHzで小さいパイロットが前述のように信号に追加される。
【００３９】
次に図４を参照すると、この開示の移動／ハンドヘルド受信用の地上波放送受信機400の実施例が示されている。受信機400は、信号受信要素410と、チューナ420と、等化前復調器430と、等化コントローラ440と、等化器450と、等化後訂正プロセッサ460と、トランスポートデコーダ470と、チューナコントローラ480とを有する。
【００４０】
信号受信要素410は、１つ以上の信号源（衛星放送システム及び／又は他の種類の信号放送システム等）からオーディオ、ビデオ及び／又はデータ信号（例えば、テレビ信号等）を含む信号を受信するように動作可能である。例示的な実施例によれば、信号受信要素410は、対数周期アンテナのようなアンテナとして具現されるが、如何なる種類の信号受信要素として具現されてもよい。この例示的な実施例のアンテナ410は、周波数帯域でATSC  M/Hにより地上波で送信されたオーディオ、ビデオ及びデータ信号を受信するように動作可能である。一般的に、ATSC信号は、54〜870MHzの周波数範囲で送信され、チャネル毎に約6MHzからのどこかの帯域で送信される。サブチャネルが時間多重されてもよい。信号は、同軸ケーブル又はプリント配線回路トレースのような伝送線を介してアンテナから結合される。
【００４１】
チューナ420は、チューナコントローラ480からの制御信号に応じて信号同調機能を実行するように動作可能である。例示的な実施例によれば、チューナ420は、アンテナ410からRF信号を受信し、RF信号をフィルタリング及び周波数ダウンコンバート（すなわち、一段又は複数段のダウンコンバート）を行うことにより、信号同調機能を実行し、これにより、中間周波数（IF）信号を生成する。RF及びIF信号は、オーディオ、ビデオ及び／又はデータコンテンツ（例えば、テレビ信号等）を含んでもよく、アナログ信号標準（例えば、NTSC、PAL、SECAM等）でもよく、及び／又はデジタル信号標準（例えば、ATSC、QAM、QPSK等）でもよい。チューナ420は、受信したATSC  M/H信号をキャリア周波数から中間周波数に変換するように動作可能である。例えば、チューナは、アンテナ410で受信した57MHzの信号を43MHzのIF信号に変換してもよい。等化前復調器430は、チューナ420からのIF信号をベースバンドデジタルストリームに復調するように動作可能である。ベースバンドデジタルストリームは、等化器に結合される。
【００４２】
チューナコントローラ480は、同調したチャネル又は所望の同調したチャネルの信号レベル及び周波数に応じて、トランスポートデコーダ470からの命令を受信するように動作可能である。チューナコントローラ480は、これらの受信した命令に応じて制御信号を生成し、チューナ420の動作を制御する。
【００４３】
等化コントローラ440は、復号化されたデータに応じて誤り項を生成するように動作可能である。これは、データ目的の等化器の機能を提供する。等化コントローラ440は、受信データと復号化されたデータとの間の誤りを推定し、誤り項を生成する。誤り項は、等化器450に供給され、最小化される。
【００４４】
等化器450は、等化前復調器430から同調及び復調されたMPEGストリームを受信するように動作可能であり、誤りのない信号を生成するために等化器内の等化フィルタに適用される等化係数を計算する。等化器450は、減衰及びシンボル間干渉のような伝送誤りを補うように動作可能である。等化器は、シンボル間干渉を相殺するように動作可能であるロールオフフィルタリングを実行する整合フィルタを有する。等化器のトレーニング期間中に、前に選択されたトレーニング信号は、チャネルを通じて送信され、受信機で予め格納されているこの信号の適切に遅延したものが、参照信号として使用される。トレーニング信号は、通常は等化器がチャネル歪みを補うことができるのに十分な長さの疑似雑音シーケンスである。本発明の例示的な実施例による等化器は、複数の疑似雑音シーケンスを格納するように動作可能であり、各疑似雑音シーケンスは、符号レートに対応する。等化器450が疑似雑音シーケンスのトレーニング信号を受信すると、等化器は、受信シーケンスの一部と複数の格納されたシーケンスとを比較する。一致する場合には、受信シーケンスに関連する符号レートが、トレーニングシーケンス後に受信したデータを復号化するためにデコーダにより使用される。
【００４５】
各データフィールドの最初のデータセグメントは、受信機の等化器450により使用されるトレーニングシーケンスを含む同期信号（データフィールド同期）である。前述のように、有利な構成は、各疑似乱数シーケンスに、固有の符号レートに関連する異なるパターンを割り当ててもよい。等化器450は、プリアンブル内で符号レートを識別するのに利用可能な最高の一致する相関器を使用する。等化器のトレーニングに加えて符号レートの識別のためにデータセグメントを使用することは、データ配信の第２のモードを介して受信機に不可欠な情報を提供することができる。複数のトレーニング信号を受信するように装備された受信機は、符号レート毎に固有の相関器を必要とするが、この技術の使用は、ロバスト且つ効率的なシステムを提供する。ATSC標準により規定されていないフィールド同期疑似乱数シーケンス内の63シンボルは、符号レートを示すように構成され得る。
【００４６】
各疑似乱数シーケンスは、符号レートの異なるパターンを有する。異なる相関器の出力は最高のものを使用する。最高のものはプリアンブルで符号レートを識別する。データ配信の第２のモードに不可欠な情報を提供するために、主にトレーニングに使用される伝送システムの既存のセグメントを利用することは、符号レート毎に固有の相関器を要する。考え方は、効率的なロバストなシステムを得ることにある。
【００４７】
等化後訂正プロセッサ460及びトランスポートデコーダ470は、誤り訂正を実行し、MPEGデータストリームを復号化するように動作可能である。これらの要素は、図５及び６で詳細に図示及び説明される。
【００４８】
次に図５を参照すると、受信システムで使用されるデコーダ500の実施例のブロック図が示されている。デコーダ500は、受信機により受信されたデータを復号化する際の助けになる前述のデータストリームでの非システマティックパケットのような冗長のパケットを使用するように適合された回路を含む。一般的に、デコーダ500はまた、従来又は既存のA53標準を使用して符号化されたデータを復号化可能である。
【００４９】
デコーダ500では、他の回路（図４）による初期の同調、復調及び処理に続いて、トレリスデコーダ502は、入来する信号を受信する。トレリスデコーダ502は、畳み込みデインターリーバ504に接続される。畳み込みデインターリーバ504の出力は、バイトコードデコーダ506に接続される。バイトコードデコーダ506は、リードソロモンデコーダ508に接続された出力を有する。リードソロモンデコーダ508の出力は、デランダマイザ510に接続される。デランダマイザ510の出力は、データデコーダ512に接続される。データデコーダ512は、ビデオ表示又はオーディオ再生のような受信システムの残りの部分で使用される出力信号を提供する。
【００５０】
既存又は従来のA53標準によれば、トレリスデコーダ502は、信号デマルチプレクサと、12の2/3レートのトレリスデコーダと、信号マルチプレクサとを含む。デマルチプレクサは、デジタルサンプルを12の2/3レートのトレリスデコーダに分配し、マルチプレクサは、12の2/3レートのトレリスデコーダのそれぞれ生成されたバイトを多重する。畳み込みデインターリーバのようなデインターリーバ504は、トレリス復号化されたビット推定のストリームをデインターリーブし、207バイトを含むように構成されたシーケンス又はパケットを生成する。パケット構成は、同期信号の位置の決定及び識別と共に実行される（図示せず）。リードソロモン誤り訂正回路508は、デインターリーバ504により生成された207バイトの各シーケンスを１つ以上のコードワードとしてみなし、コードワード又はパケットの何らかのバイトが伝送中の誤りのため破損しているか否かを決定する。この決定は、しばしばコードワードの一連のシンドローム又は誤りパターンを計算及び評価することにより実行される。破損が検出されると、リードソロモン誤り訂正回路508は、パリティバイトに符号化された情報を使用して、破損したバイトを回復しようとする。結果の誤り訂正されたデータストリームは、デランダマイザ510によりデランダマイズされ、その後、データデコーダ512に提供される。データデコーダ512は、送信されているコンテンツの種類に従ってデータストリームを復号化する。典型的には、トレリスデコーダ502とデインターリーバ504とリードソロモンデコーダ508とデランダマイザ510との組み合わせは、受信機内で8-VSBデコーダとして識別される。一般的に、従来のA53標準に準拠した信号を受信する典型的な受信機は、送信処理と逆の順序で受信処理を実行することに留意することが重要である。
【００５１】
データパケットのバイトの形式での受信データは、トレリスデコーダ502により復号化され、デインターリーバ504によりデインターリーブされる。データパケットは、207バイトのデータを含んでもよく、更に、グループ又は24、26若しくは52のパケットにグループ化されてもよい。トレリスデコーダ502及びデインターリーバ504は、入来する従来のフォーマットのデータとバイトコード符号化されたデータとを処理することができる。受信機によっても認識されている所定のパケット送信シーケンスに基づいて、バイトコードデコーダ506は、パケットがバイトコード符号化されたデータストリームに含まれるパケットであるか、ロバストなデータストリームに含まれるパケットであるかを決定する。受信パケットがバイトコード符号化されたデータストリームからのものではない場合、受信パケットは、バイトコードデコーダ506で更に処理されずに、リードソロモンデコーダ508に提供される。バイトコードデコーダ506はまた、符号化中にデータストリームにより乗算された又はデータストリームに追加された定数の既知のシーケンスを除去するデランダマイザを含んでもよい。頑丈な（rugged）データストリームは、元のデータと同じシステマティックパケット及びバイトと、冗長なデータを含む非システマティックパケット及びバイトとの双方を含む点に留意することが重要である。
【００５２】
受信がロバスト又は頑丈なデータストリームに属するバイトコード符号化されたパケットであることをバイトコードデコーダ506が決定すると、パケットは、同じデータストリームを有する他のパケット共に復号化されてもよい。一実施例では、同じデータストリームのバイトコード符号化されたパケットは、バイト符号化パケットを作るために使用された要素の値の逆によりパケット内の各バイトを乗算することにより復号化される。非システマティックパケットのバイトの符号化された値は、システマティックパケットのバイトの値と比較され、同一でない２つのパケットの何らかのバイトの値がシステマティックパケットで削除されてもよく（すなわち、ゼロに設定される）、非システマティックパケットの情報により置換されてもよい。削除された誤りバイトを有するシステマティックパケットは、その後、リードソロモンデコーダ508で実行されるリードソロモン復号化を使用して復号化されてもよい。バイトコードデコーダの他の実施例の更なる説明は、以下に説明する。
【００５３】
バイトコードデコーダ506はまた、図１に示すように符号化された信号を復号化するブロックコーダとして動作するように適合されてもよい。例えば、バイトコードデコーダ506は、パケットインターリーバ120と同様のパケットインターリーバと、パケットデインターリーバ130と同様のパケットデインターリーバとを含んでもよい。更に、バイトコードエンコーダ機能は、GF（256）直列連鎖ブロック符号化（SCBC）信号を復号化するように適合されてもよい。バイトコードデコーダ506は、移動又はATSC  M/H受信用に符号化されたデータを識別するために使用される識別子ブロック及び／又は事前のトレーニングパケットの識別情報を更に含んでもよい。更に、識別子ブロックは、例えば入来パケットのヘッダが移動受信に使用されるPIDを含むか否かを決定するためのパケット識別子ブロックを含んでもよい。
【００５４】
好ましいエンコーダのバイトコード符号化は、データパケットのリードソロモン符号化に先行する点に留意することが重要である。しかし、図示のデコーダ500では、入来データは、リードソロモン復号化される前にバイトコード復号化される。バイトコード動作とリードソロモンコード動作との双方がA53標準で使用されるガロア域（256）で線形であり、線形動作がガロア域で交換可能であるため、並び替えも可能である。反復復号化アルゴリズムを有することを実用的にするソフト復号化アルゴリズムが存在するため、リードソロモンの前にブロック復号化を行うことが有利である。バイトコード符号化はソフト復号化アルゴリズムを提供し、ソフト復号化アルゴリズムが反復復号化又はターボ復号化を可能にするため、並び替えの意味は重要である。反復復号化又はターボ復号化は、受信信号の誤りを回復するのに高い信頼性を有する。その結果、リードソロモン復号化の前にバイトコード復号化を実行することは、ビット誤り率及び信号対雑音比に関して測定される受信機の性能を改善する結果になる。
【００５５】
次に図６を参照すると、受信機で使用されるデコーダ600の他の実施例のブロック図が示されている。デコーダ600は、無線での電磁波のような伝送媒体上の信号の送信により悪影響を受けた信号を受信及び復号化する更なる回路及び処理を含む。デコーダ600は、頑丈なデータストリームと従来のデータとの双方を復号化することができる。
【００５６】
デコーダ600では、入来する信号は、初期処理に続いて、等化器606に提供される。等化器606は、トレリスデコーダ610に接続され、トレリスデコーダ610は２つの出力を提供する。トレリスデコーダ610からの第１の出力は、フィードバックを提供し、等化器606へのフィードバック入力として接続される。トレリスデコーダ610からの第２の出力は、畳み込みデインターリーバ614に接続される。畳み込みデインターリーバ614は、バイトコードデコーダ616に接続され、バイトコードデコーダ616も２つの出力を提供する。バイトコードデコーダ616からの第１の出力は、畳み込みインターリーバ618を通じたトレリスデコーダ610へのフィードバック入力として接続される。バイトコードデコーダ616からの第２の出力は、リードソロモンデコーダ620に接続される。リードソロモンデコーダ620の出力は、デランダマイザ624に接続される。デランダマイザ624の出力は、データデコーダ626に接続される。リードソロモンデコーダ620、デランダマイザ624及びデータデコーダ626は接続され、図５で説明したリードソロモン、デランダマイザ及びデータデコーダのブロックと同様に機能的に動作する。従って、ここでは更に説明しない。
【００５７】
受信機のフロントエンド処理（例えば、アンテナ、チューナ、復調器、A/D変換器）からの入力信号（図示せず）は、等化器606に提供される。等化器606は、受信信号を回復するために、伝送チャネルの影響を完全又は部分的に除去するように受信信号を処理する。様々な除去又は等化方法が当業者に周知であり、ここでは説明しない。等化器506は、フィードフォワード等化（FFE：feed-forward  equalizer）部及び判定フィードバック等化（DFE：decision-feedback-equalizer）部を含む処理回路の複数の部分を含んでもよい。
【００５８】
等化された信号は、トレリスデコーダ610に提供される。トレリスデコーダ610は、１つの出力として、等化器606のDFE部に提供される一式の判定値を生成する。トレリスデコーダ610はまた、等化器606のDFE部に提供される中間判定値も生成してもよい。DFE部は、トレリスデコーダ610からの中間判定値と共に判定値を使用し、等化器606のフィルタタップの値を調整する。調整されたフィルタタップの値は、受信信号に存在する干渉及び信号の反射を相殺する。反復処理により、トレリスデコーダ610からのフィードバックを用いて、等化器606は時間と共に潜在的に変化する信号伝送環境の状況に動的に調整することが可能になる。反復処理は、信号の入来データレート（デジタルテレビ放送信号では19Mb/s等）と同様のレートで生じ得る点に留意することが重要である。反復処理はまた、入来データレートより高いレートで生じてもよい。
【００５９】
トレリスデコーダ610はまた、トレリス復号化されたデータストリームを畳み込みデインターリーバ614に提供する。畳み込みデインターリーバ614は、図５に記載したデインターリーバと同様に動作し、データパケット内に構成されたデインターリーブされたバイトを生成する。データパケットは、バイトコードデコーダ616に提供される。前述のように、頑丈なデータストリームの一部ではないパケットは、単にバイトコードデコーダ616を通過してリードソロモンデコーダ620に進む。バイトコードデコーダ616が頑丈なデータストリームの一部としてパケットのグループを識別すると、バイトコードデコーダ616は、非システマティックパケットの冗長な情報を使用し、まず、前述のようにパケットのバイトを復号化する。
【００６０】
バイトコードデコーダ616及びトレリスデコーダ610は、ターボデコーダと呼ばれるように、反復的に動作し、頑丈なデータストリームを復号化する。特に、トレリスデコーダ610は、畳み込みデインターリーバ614によるデインターリーブの後に、頑丈なデータストリームに含まれるパケットのバイト毎に、第１のソフト判定ベクトルをバイトコードデコーダ616に提供する。典型的には、トレリスデコーダ610は、確率値のベクトルとしてソフト判定を生成する。或る実施例では、ベクトルの各確率値は、ベクトルに関連するバイトが有し得る値に関連する。他の実施例では、確率値のベクトルは、システマティックパケットに含まれる半ニブル（すなわち、２ビット）毎に生成される。この理由は、2/3レートのトレリスデコーダは、２ビットのシンボルを推定するからである。或る実施例では、トレリスデコーダ610は、バイトの４つの半ニブルに関連する４つのソフト判定を結合し、バイトが有し得る値の確率のベクトルである１つのソフト判定を生成する。このような実施例では、バイトに対応するソフト判定は、バイトコードデコーダ616に提供される。他の実施例では、バイトコードデコーダは、システマティックパケットのバイトに関するソフト判定を４つのソフト判定ベクトルに分離し、４つのソフト判定のそれぞれがバイトの半ニブルに関連する。
【００６１】
バイトコードデコーダ616は、頑丈なデータストリームのパケットを有するバイトに関連するソフト判定ベクトルを使用し、パケットを有するバイトの第１の推定値を生成する。バイトコードデコーダ616は、システマティックパケットと非システマティックパケットとの双方を使用し、頑丈なストリームを有するパケットのバイト毎に第２のソフト判定ベクトルを生成し、畳み込みインターリーバ618による再インターリーブの後に第２のソフト判定ベクトルをトレリスデコーダ610に提供する。その後、トレリスデコーダ610は、第２のソフト判定ベクトルを使用し、第１の判定ベクトルの更なる反復を生成し、これが、バイトコードデコーダ616に提供される。トレリスデコーダ610及びバイトコードデコーダ616は、トレリスデコーダ及びバイトコードデコーダの範囲により生成されたソフト判定ベクトル又は所定数の反復が行われるまで、このように反復する。その後、バイトコードデコーダ616は、システマティックパケットのバイト毎にソフト判定ベクトルの確率値を使用し、システマティックパケットのバイト毎にハード判定を生成する。ハード判定値（すなわち、復号化されたバイト）は、バイトコードエンコーダ616からリードソロモンデコーダ620に出力される。トレリスデコーダ610は、帰納的最大確率（MAP：Maximum  a  Posteriori）デコーダを使用して実装されてもよく、バイト又は半ニブル（シンボル）のソフト判定で動作してもよい。
【００６２】
典型的には、ターボ復号化は、入来データレートより高いブロック間での判定データの通過に関する反復レートを利用する。可能な反復数は、データレートと反復レートとの比に制限される。その結果、実用的な限りで、ターボデコーダの高い反復レートは、一般的に誤り訂正結果を改善する。一実施例では、入来データレートの８倍である反復レートが使用されてもよい。
【００６３】
図６に記載するようなソフト入力ソフト出力バイトコードデコーダは、ベクトル復号化機能を含んでもよい。ベクトル復号化は、システマティックバイト及び非システマティックバイトを含むデータのバイトをグループ化することを含む。例えば、1/2バイトコード符号化されたストリームのレートでは、１つのシステマティックバイト及び１つの非システマティックバイトがグループ化される。２つのバイトは、64,000以上の可能な値を有する。ベクトルデコーダは、２つのバイトの可能な値のそれぞれの確率を決定又は推定し、確率マップを生成する。ソフト判定は、一部又は全部の可能性の重み付け及び可能なコードワードへのユークリッド距離に基づいて行われる。ハード判定は、ユークリッド距離の誤りが閾値の下になったときに行われてもよい。
【００６４】
図５及び６に記載するようなバイトコードデコーダは、簡単なバイトコードエンコーダ又は連結されたバイトコードエンコーダによる符号化を含み、前述のバイトコードエンコーダにより符号化された頑丈なデータストリームを復号化してもよい。図５及び６のバイトコードデコーダは、単一の符号化ステップを含む簡単な又は構成要素のバイトコードエンコーダにより符号化された頑丈なデータストリームの復号化を記載する。連結されたバイトコード復号化は、デインターリーブ、デパンクチャリング及び再挿入のような中間処理に加えて、１つより多くの復号化ステップで入来するコードワード又はバイトを復号化することを含む。
【００６５】
次に図７を参照すると、本発明による符号化方法の例示的な実施例の状態図が示されている。本発明の例示的な実施例に従ってデータを符号化する方法700は、以下の状態を有する。まず、装置は開始するための待ち状態になる710。次に、装置は、データを第１のフォーマットに符号化する720。第１のフォーマットはVSB又はQAMフォーマットでもよく、符号レートに従って符号化されてもよい。符号レートは、符号化されるデータパケットの数に比べてエンコーダにより生成される冗長なパケットの数を示す。次に、装置は、パケットIDを生成する730。次に、装置は、データ及びパケットIDをパケットにパケット化する740。次に、装置は、パケットを送信し750、待ち状態に戻る710。
【００６６】
次に図８を参照すると、本発明による復号化方法800の例示的な実施例の状態図が示されている。まず、装置は待ち状態になり、パケットを受信するのを待機する810。次に、装置は、データとパケット識別子とを有するパケットを受信する820。次に、装置は、このパケット識別子の一部に応じて符号レートを決定するように進む830。装置は、適切に装備されている場合には、符号レートに従ってパケット内のデータを複号化する840。次に、装置は、待ち状態に戻る。
【００６７】
次に図９を参照すると、本発明による符号化方法900の例示的な実施例の状態図が示されている。まず、装置は待ち状態になり、符号化するデータを待機する910。データを受信した後に、装置は、複数の符号レートのうち１つに従ってデータを符号化する910。次に、装置は、送信用にデータをパケット化する920。装置は、トレーニングシーケンスを符号化し、トレーニングシーケンスは、この複数の符号レートのうち１つを示す。次に、装置は、トレーニングシーケンスを送信する930。次に、装置はパケットを送信する940。この方法に従って動作可能なエンコーダは、トレーニングシーケンスとパケットとを生成するプロセッサを有してもよく、このパケットは、少なくとも１つのデータを有し、この少なくとも１つのデータは、第１のフォーマットに従って符号化され、このトレーニングシーケンスは、この第１のフォーマットを示す。
【００６８】
次に図１０を参照すると、本発明による復号化方法1000の例示的な実施例の状態図が示されている。まず、装置は待ち状態になり、トレーニングシーケンスを受信するのを待機する1010。次に、装置は、トレーニングシーケンスを受信する1020。トレーニングシーケンスを受信すると、装置は、このトレーニングシーケンス1020の一部に応じて符号レートを決定する。例示的な実施例では、各符号レートは、固有のトレーニングシーケンスに関連する。装置（受信機又はデコーダ）が固有のトレーニングシーケンスを受信すると、トレーニングシーケンスを格納された符号レートに関連付けることができ、これによって、装置がすぐに受信される何らかの入来データの符号レートを予想することを容易にする。次に、装置はデータを有するパケットを受信する1040。次に、装置は、トレーニングシーケンスから決定された符号レートに従ってデータを復号化する1050。この方法によるデコーダは、トレーニングシーケンスとパケットとを受信するプロセッサを有し、このパケットは、少なくとも１つのデータを有し、このプロセッサは、このトレーニングシーケンスに関連する符号レートを識別し、符号レートに従って少なくとも１つのデータを復号化するように動作可能である。
【００６９】
次に図１１を参照すると、本発明による符号化方法1100の例示的な実施例の状態図が示されている。まず、装置は待ち状態になり、符号化するデータを待機する1110。データを受信すると、装置は符号レートに従ってデータを符号化する1120。次に、装置は、パケットを生成し、パケットはこのデータとパケット識別子とを有する1120。パケット識別子は、この複数の符号レートのうち１つを示すインジケータを有する。次に、装置は、トレーニングシーケンスを生成し、このトレーニングシーケンスは、この複数の符号レートのうち１つを示す1150。次に任意選択で、装置は、送信用のトレーニングシーケンスを送信する又は送信機に結合する1140。次に任意選択で、装置は送信用のパケットを送信する又は送信機に結合する1150。次に任意選択で、装置は、待ち状態に戻ってもよい1110。記載の方法に従って動作可能なエンコーダは、トレーニングシーケンスとパケットとを生成するプロセッサを有してもよく、このパケットは、パケット識別子とデータフレームとを有し、このデータフレームは、第１のフォーマットに従って符号化され、このパケット識別子の一部は、第１のフォーマットを示し、このトレーニング信号は、この第１のフォーマットを示す。
【００７０】
次に図１２を参照すると、本発明による復号化方法1200の例示的な実施例の状態図が示されている。装置は、トレーニングシーケンスを受信する1210。次に、装置は、トレーニングシーケンスに従って符号レートを決定する1220。この決定は数学的に行われてもよく、受信したトレーニングシーケンスと格納されたトレーニングシーケンスとを比較することによる参照テーブルを通じて行われ、一致した場合に格納されたトレーニングシーケンスに関連する符号レートが決定されてもよい。次に、装置は、データとパケット識別子とを有するパケットを受信する1230。次に、装置は、このトレーニングシーケンスの一部と、このパケット識別子の一部とのうち少なくとも１つに応じて符号レートを決定する1240。次に、装置は、この符号レートに従ってデータを復号化する1250。任意選択で、装置は、待ち状態に戻ってもよい1210。記載の方法に従って動作可能なデコーダは、トレーニングシーケンスとパケットとを受信するように動作可能なプロセッサを有してもよく、このパケットは、パケット識別子を有し、このプロセッサは、符号レートに従ってデータを復号化するように更に動作可能であり、この符号レートは、パケットを処理するためにこのトレーニングシーケンスとこのパケット識別子とのうち少なくとも１つに応じて決定され、このパケットは、少なくとも１つのデータとパケット識別子とを有する。
【００７１】
次に図１３を参照すると、本発明による符号化方法1300の例示的な実施例の状態図が示されている。符号化するデータを受信すると、まず、装置は、第１の符号レートでこのデータの第１の部分を符号化する1310。次に、装置は、第２の符号レートでこのデータの第２の部分を符号化する1320。次に、装置は、データのこの第１の部分とデータのこの第２の部分とを第１のバースト内に符号化する1330。次に、装置はバーストを送信するように動作可能である又は送信機に結合する1340。この方法を実行するように動作可能なエンコーダは、第１の符号レートでのこのデータの第１の部分と第２の符号レートでのこのデータの第２の部分とを符号化し、データのこの第１の部分とデータのこの第２の部分とを第１のバーストに符号化するように動作可能なプロセッサを有してもよい。
【００７２】
次に図１４を参照すると、本発明による復号化方法1400の例示的な実施例の状態図が示されている。まず、装置はバーストを受信する1410。次に、装置は、第１の符号レートに従ってこのデータの第１の部分を復号化するように動作可能である1420。次に任意選択で、装置は、第２の符号レートに従ってこのデータの第２の部分を復号化してもよい1430。次に、この装置は、第１のデータと第２のデータとを結合してもよい1440。任意選択で、結合されたデータは、画像を生成するために使用されてもよい1450。この方法を実装するように動作可能なデコーダは、データを有するバーストを受信し、第１の符号レートに従ってこのデータの第１の部分を復号化し、第２の符号レートに従ってこのデータの第２の部分を復号化するように動作可能なプロセッサを有してもよい。
【００７３】
バーストは、短期間での何らかの比較的高帯域の送信である。例えば、ダウンロードは平均で2Mbit/sを使用しつつ、例えば2.4Mbit/sまでのバーストの“ピーク”を有してもよい。バーストは、非常に短い送信時間と非常に高いデータ信号レートとを組み合わせた送信でもよい。すなわち、メッセージが圧縮される。これは、受信機がバースト期間中のみにオンになることを可能にするという望ましい利点を有し、従って、動作期間中の電力を節約する。これは、ATSC  M/H受信機及びプロセッサのようなハンドヘルド及びポータブル装置で特に有利である。
【００７４】
データ送信が定期的に中断されるデータネットワークの動作。次に図１５を参照すると、本発明による符号化方法1500の例示的な実施例の状態図が示されている。まず、装置は、8-VSB又はQAMのようなデータフォーマットに従ってデータを符号化する1510。次に、装置は、ATSC  M/Hのような伝送フォーマットに従ってデータをパケット化する1520。次に、装置は、チャープパターンを有するトレーニングシーケンスを生成する1530。次に、装置は、トレーニングシーケンスを送信する又は送信機に結合する1540。次に、装置は、パケットを送信する又は送信機に結合する1550。この方法を実装するように動作可能な装置は、チャープパターンを有するトレーニングシーケンスを生成するように動作可能なプロセッサと、このトレーニングシーケンスを送信する送信機とを有してもよい。
【００７５】
前述の送信トレーニングシーケンスを受信するデコーダは、トレーニング信号とデータストリームとをフィルタリングする等化器を有してもよく、このトレーニング信号は、チャープパターンを有し、また、この等化器を制御し、このトレーニングシーケンスに応じて少なくとも１つの等化器の重みを調整する等化コントローラと、このデータストリームを復号化するデコーダとを更に有してもよい。デコーダは、チャープパターンを有するトレーニングシーケンスを受信し、このトレーニングシーケンスに応じて少なくとも１つの等化器の重みを調整し、データを有するパケットを受信し、この符号レートに従ってこのデータを復号化することにより信号を復号化してもよい。
【００７６】
チャープは、時間と共に周波数が増加（アップチャープ（up-chirp））又は減少（ダウンチャープ（down-chirp）する信号である。これは一般的にソナー及びレーダーで使用されているが、スペクトラム拡散通信のような他の用途も有する。スペクトラム拡散の用途では、チャープ信号を生成及び復調するために、RACのようなSAW装置がしばしば使用される。光学的には、極端に短いレーザパルスも、伝搬する素材の分散のため、チャープを示す。線形チャープ波形は、時間と共に線形的に周波数で増加する正弦波形である。線形チャープでは、瞬時周波数f(t)は時間と共に線形的に変化する。f(t)=f0+ktであり、f0は開始周波数（t=0の時点）であり、kが周波数の増加率又はチャープレートである。
【００７７】
指数チャープとも呼ばれる幾何学的なチャープでは、信号の周波数は、時間と共に幾何学的関係で変化する。換言すると、波形の２つの点（t1及びt2）が選択され、これらの間の時間間隔t2-t1は一定に保持されると、周波数比f(t2)/f(t1)も一定になる。指数チャープでは、信号の周波数は、時間の関数として指数的に変化する。f(t)=f0ktであり、f0は開始周波数（t=0の時点）であり、kが周波数の指数増加率である。一定のチャープレートを有する線形チャープとは異なり、指数チャープは、指数的に増加するチャープレートを有する。
【００７８】
本発明について特有の実施例に関して説明したが、本発明の範囲内にある変更が行われ得ることがわかる。例えば、様々な処理ステップは、別々に実装されてもよく、結合されてもよく、汎用又は専用データ処理ハードウェアで実装されてもよい。更に、様々な符号化又は圧縮方法は、ビデオ、オーディオ、画像、テキスト又は他の種類のデータに使用されてもよい。また、パケットサイズ、レートモード、ブロック符号化及び他の情報処理パラメータは、本発明の異なる実施例で変更されてもよい。
【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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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年4月16日(2010.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを符号化する方法であって、
前記データの第１の部分を第１の符号レートで符号化するステップと、
前記データの第２の部分を第２の符号レートで符号化するステップと、
前記データの第１の部分と前記データの第２の部分とを第１のバースト内に符号化するステップと
を有する方法。
【請求項２】
データを受信する方法であって、
データを有するバーストを受信するステップと、
前記データの第１の部分を第１の符号レートで復号化するステップと、
前記データの第２の部分を第２の符号レートで復号化するステップと
を有する方法。
【請求項３】
前記復号化されたデータの第１の部分と前記復号化されたデータの第２の部分とを第１の画像に結合するステップを更に有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
データを有するバーストを受信し、前記データの第１の部分を第１の符号レートに従って復号化し、前記データの第２の部分を第２の符号レートに従って復号化するように動作可能なプロセッサを有するデコーダ。
【請求項５】
前記復号化されたデータの第１の部分と前記復号化されたデータの第２の部分とを第１の画像に結合するように更に動作可能である、請求項４に記載のデコーダ。
【請求項６】
データを符号化するエンコーダであって、
前記データの第１の部分を第１の符号レートで符号化し、前記データの第２の部分を第２の符号レートで符号化し、前記データの第１の部分と前記データの第２の部分とを第１のバーストに符号化するように動作可能なプロセッサを有するエンコーダ。
【国際調査報告】
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2011502384.tif 000020
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