(57)【要約】残留側波帯変調を使用した無線デジタルビデオ伝送における通常のデータとロバストなデータとの多重化を可能にする拡張は、スタジオ側で拡張残留側波帯エンコーダとして、及び送信機で標準的な残留側波帯変調器として実装される。従来通り、拡張エンコーダは、通常のデータ用に提供された下位互換性のあるパリティデータで、多重化されたデータを符号化パケットに処理し、処理されたデータをデインターリーブし、各パケットからトレーリング部分を除去し、MPEG準拠のパケットとして処理された符号化データをVSB変調及び送信のための標準的な変調器に転送する前に、残りを逆ランダム化する。
2006506028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常のデジタルビデオデータ及びロバストなデジタルビデオデータの多重化された伝送のためのシステムであって、
通常のデータ入力とロバストなデータ入力との間を切り替えるマルチプレクサと、
前記マルチプレクサからのデータをランダム化し、形成化し、インターリーブし、符号化データパケットにエンコードする１つ以上のユニットと、
前記１つ以上のユニットにより作られた符号化データパケットをデインターリーブし、各符号化データパケットからトレーリング部分を除去し、各符号化データパケットの残りの部分を逆ランダム化する処理ユニットと
を有するシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記マルチプレクサと、前記１つ以上のユニットと、前記処理ユニットは、拡張残留側波帯(VSB)エンコーダの一部を形成し、
前記１つ以上のユニットは、データランダム化器と、リードソロモンエンコーダと、インターリーバと、パケット形成器と、主インターリーバと、トレリスエンコーダとを有し、それぞれ前記マルチプレクサのデータで順次動作し、前記符号化データパケットを生成するシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、
前記トレリスエンコーダと共に動作し、前記マルチプレクサにより切り替えられる通常のデータ用のパリティバイトを生成するパリティバイト生成器を更に有するシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、
前記処理ユニットは、MPEG準拠のパケットを形成するために必要なバイト数に等しいトレーリング部分を除去するシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、
前記除去されたトレーリング部分は、通常のデータを有するデータパケット用のパリティバイトと、ロバストデータを有するデータパケット用の符号化データとを有するシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、
前記処理ユニットは、
前記１つ以上のユニットから受信したデータパケットで順次動作するビット−バイト変換器と、トレリス・デインターリーバと、主デインターリーバと、
前記トレーリング部分の除去の後にデータパケットで動作する逆ランダム化器と
を更に有するシステム。
【請求項７】
請求項２に記載のシステムであって、
前記処理ユニットは、前記拡張残留側波帯エンコーダにより生成されたパケットを標準的な残留側波帯変調器に転送するシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、
前記標準的な残留側波帯変調器は、
前記拡張残留側波帯エンコーダから受信したデータパケットで順次動作するデータランダム化器と、リードソロモンエンコーダと、インターリーバと、トレリスエンコーダと、
前記標準的な残留側波帯変調器により生成されたデータパケットを同期信号と切り替えるマルチプレクサと、
前記切り替えられたデータパケット及び同期信号に対応する信号を送信するアンテナと
を更に有するシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のシステムを有する無線伝送システムであって、
前記拡張残留側波帯エンコーダと前記標準的な残留側波帯変調器とを結合するデータリンクを更に有し、
前記アンテナは、無線通信チャネルで受信機に前記信号を送信する無線伝送システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の無線伝送システムであって、
前記拡張残留側波帯エンコーダはスタジオ内で実施され、前記標準的な残留側波帯変調器は送信機で実施される無線伝送システム。
【請求項１１】
通常のデジタルビデオデータ及びロバストなデジタルビデオデータの多重化された伝送を行う方法であって、
通常のデータ入力とロバストなデータ入力との間を切り替え、
前記通常のデータ入力及びロバストなデータ入力からのデータをランダム化し、形成化し、インターリーブし、符号化データパケットにエンコードし、
前記符号化データパケットをデインターリーブし、各符号化データパケットからトレーリング部分を除去し、各符号化データパケットの残りの部分を逆ランダム化することにより、前記符号化データパケットを処理することを有する方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
前記切り替え、ランダム化及び処理は、データランダム化器と、リードソロモンエンコーダと、インターリーバと、パケット形成器と、主インターリーバと、トレリスエンコーダとを有する拡張残留側波帯(VSB)エンコーダの一部で実行され、
それぞれ前記通常のデータ入力及びロバストなデータ入力からのデータで順次動作し、前記符号化データパケットを生成する方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、
前記通常のデータ入力から切り替えられる通常のデータ用のパリティバイトを生成することを更に有する方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法であって、
MPEG準拠のパケットを形成するために必要なバイト数に等しいトレーリング部分を除去することを更に有する方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
前記除去されたトレーリング部分は、通常のデータを有するデータパケット用のパリティバイトと、ロバストデータを有するデータパケット用の符号化データとを有する方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の方法であって、
前記１つ以上のユニットから受信したデータパケットをビット−バイト変換し、デインターリーブし、
前記トレーリング部分の除去の後にデータパケットを逆ランダム化することを更に有する方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の方法であって、
前記拡張残留側波帯エンコーダにより生成されたパケットを標準的な残留側波帯変調器に転送することを更に有する方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記拡張残留側波帯エンコーダからの前記標準的な残留側波帯変調器で受信したデータパケットをランダム化し、リードソロモンエンコードし、インターリーブし、トレリスエンコードし、
前記標準的な残留側波帯変調器により生成されたデータパケットを同期信号と切り替え、
前記切り替えられたデータパケット及び同期信号に対応する信号を送信することを更に有する方法。
【請求項１９】
通常のデジタルビデオデータ及びロバストなデジタルビデオデータの多重化された伝送のためのシステムであって、
通常のデータ入力とロバストなデータ入力とを有し、
前記通常のデータ入力と前記ロバストなデータ入力との間を切り替えるマルチプレクサと、
それぞれ前記マルチプレクサからのデータで順次動作し、前記マルチプレクサからのデータをランダム化し、形成化し、インターリーブし、エンコードし、符号化データパケットを生成するデータランダム化器と、リードソロモンエンコーダと、インターリーバと、パケット形成器と、主インターリーバと、トレリスエンコーダと、
前記データランダム化器と、リードソロモンエンコーダと、インターリーバと、パケット形成器と、主インターリーバと、トレリスエンコーダとにより作られた符号化データパケットをデインターリーブし、各符号化データパケットからトレーリング部分を除去し、各符号化データパケットの残りの部分を逆ランダム化する処理ユニットと
を有する拡張残留側波帯(VSB)エンコーダと、
前記拡張残留側波帯エンコーダからのデータパケットを受信し、
前記拡張残留側波帯エンコーダから受信したデータパケットで順次動作するデータランダム化器と、リードソロモンエンコーダと、インターリーバと、トレリスエンコーダと、
前記データランダム化器と、リードソロモンエンコーダと、インターリーバと、トレリスエンコーダとにより生成されたデータパケットを同期信号と切り替えるマルチプレクサと、
前記切り替えられたデータパケット及び同期信号に対応する信号を送信するアンテナと
を有する標準的な残留側波帯変調器と
を有するシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムであって、
前記拡張残留側波帯エンコーダはスタジオ内で実施され、前記標準的な残留側波帯変調器は送信機で実施されるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、2002年11月4日に出願された米国仮特許出願第60/243,616号の出願日の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、概してデジタルビデオ放送に関するものであり、特に下位互換性のある拡張デジタルビデオ放送に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
Advanced  Television  Standard  Committee(ATSC)により公表されている残留側波帯(VSB:vestigial  sideband)変調デジタルビデオ放送標準に対する下位互換性のある拡張について、多様な提案が行われてきた。１つのこのような提案により、標準的なVSB情報で多重化されたロバストに符号化された情報の伝送が可能になる。図４は、提案のシステムの簡単なハイレベルのブロック図である。伝送システム400は、それぞれ通常のデータとロバストなデータを受信するデータ入力401aと401bを有する。受信した通常のデータとロバストなデータは、フィールド同期信号に基づいて制御ユニット403の制御のもとでマルチプレクサ402により切り替えられ、従来型のVSBデータランダム化器404によりランダム化される。ランダム化されたデータストリームは、コーダ405によりリードソロモン符号化され、符号化されたデータは、パケット形成器406及びインターリーバ(interleaver)407によりパケットに処理されてインターリーブされ、その後、インターリーブされたデータは、再び制御ユニット403により制御されてエンコーダ408によりトレリス符号化される。
【０００４】
パリティバイト生成器409は、トレリスエンコーダ408と共に動作し、インターリーバ407用のパリティデータを生成する。トレリスエンコーダ408からの符号化されたデータは、マルチプレクサ410により、それぞれ同期入力411aと411bで受信したフィールド同期信号とセグメント同期信号と切り替えられる。結果のデータは、パイロット信号と結合され、変調され、信号送信モジュール412によりアップコンバートされ、衛星又は地上波伝送チャネルでアンテナ413から送信される。
【０００５】
システム400は、送信機側でエンコーダの適応を必要とする。提案の拡張がスタジオ側に実装され得る場合、送信機側のエンコーダは小規模な変更のみで既存のVSBエンコーダのままでもよい。従って、送信機側で既存のエンコーダを利用する一方で、標準的なデータ及びロバストなデータの多重化を可能にする拡張VSB伝送システムの必要性が当該技術分野において存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術の前述の欠点に対処するために、無線デジタルビデオ放送又は他の伝送システムで使用するため、スタジオ側で拡張残留側波帯エンコーダとして実施され、送信機側で標準的な残留側波帯変調器として実施され、残留側波帯変調を使用して通常のデータ及びロバストなデータの多重化を可能にする拡張を提供することが、本発明の主な目的である。従来通り、拡張エンコーダは、通常のデータ用に提供された下位互換性のあるパリティデータで、多重化されたデータを符号化パケットに処理し、処理されたデータをデインターリーブ(deinterleave)し、各パケットからトレーリング部分(trailing  portion)を除去し、
MPEG準拠のパケットとして処理された符号化データをVSB変調及び送信のための標準的な変調器に転送する前に、残りを逆ランダム化する。以下の図面と説明と特許請求の範囲から、他の技術的な利点が当業者に容易に明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下の本発明の詳細な説明を始める前に、この特許文献を通じて使用される特定の用語又は語句の定義を示すことが有利なことがある。“含む”及び“有する”という用語並びにその派生語は、限定のない包含を意味する。“又は”という用語は包含的であり、及び／又はを意味する。“関連する”及び“それと関連する”という語句並びにその派生語は、有する、含まれる、相互接続する、包含する、包含される、接続する、結合する、通信可能である、協調する、インターリーブする、並列する、近づく、縛られる、持つ、所有する等を意味することがある。“コントローラ”という用語は、装置がハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、その少なくとも２つの何らかの組み合わせで実装されていようと、少なくとも１つの動作を制御する如何なる装置、システム又はその一部をも意味する。何らかの特定のコントローラに関連する機能は、ローカルであれリモートであれ、集中してもよく、分散してもよい。この特許文献を通じて提供される特定の用語と語句の定義について、当業者は、ほとんどではないにしても、このように定義した用語及び語句の以前の使用と将来の使用についての多くの場合に、このような定義が当てはまることがわかる。
【０００８】
本発明の更に十分な理解及びその利点の理解のため、添付図面と共に以下の説明について言及が行われる。添付図面において、同様の数字は同様の物を示す。
【０００９】
以下に説明する図１から図３と、この特許文献で本発明の原理を説明するために使用される多様な実施例は、一例としてのみのものであり、決して本発明の範囲を限定するために解釈されるべきではない。本発明の原理は如何なる適切に構成された装置に実装され得ることが、当業者にわかるであろう。
【００１０】
図１は、本発明の一実施例による拡張残留側波帯伝送のシステムを表している。伝送システム100は、２つの基本的な構成要素：拡張VSBエンコーダ101と、標準的なVSBエンコーダ／変調器102とを有する。拡張VSBエンコーダ101はスタジオ側に実装され、それぞれ通常のデータとロバストなデータを受信するデータ入力103aと103bを有する。受信した通常のデータ及びロバストなデータは、フィールド同期信号に基づいて制御ユニット105の制御のもとでマルチプレクサ104により切り替えられ、データランダム化器106によりランダム化される。ランダム化されたデータストリームは、RSエンコーダ107によりリードソロモン(RS:Reed-Solomon)符号化され、符号化されたデータはパケット形成器108及びインターリーバ109によりパケットに処理されてインターリーブされる。インターリーブされたデータは、再び制御ユニット105により制御されてエンコーダ110によりトレリス符号化される。パリティバイト生成器111は、トレリスエンコーダ110と共に動作し、インターリーバ109により使用されるパリティ情報を生成する。
【００１１】
伝送システム100は、以下に更に詳細に説明するように、更なる処理のため、トレリス符号化データを受信するポストプロセッサ112を有する。ポストプロセッサ112の出力は、スタジオ−送信機間リンク(STL:Studio-to-Transmitter  Link)のような何らかの便宜的なリンク113上で、約19.3メガビット／秒(Mb/s)で、送信機に実装された標準的なVSBエンコーダ102に送信されるMPEG(Motion  Pictures  Expert  Group)準拠のパケットである。
【００１２】
標準的なVSBエンコーダ102内で、受信したパケットは、データランダム化器114と、RSエンコーダ115と、インターリーバ116と、トレリスエンコーダ117とにより、順次処理される。トレリス符号化データは、マルチプレクサ118により、それぞれ同期入力119aと119bで受信されたフィールド同期信号とセグメント同期信号と切り替えられ、結果の多重化されたデータは、パイロット信号と結合され、変調され、信号送信モジュール120により無線周波数(RF)にアップコンバートされ、無線通信チャネルでアンテナ121から受信機に送信される(図示なし)。
【００１３】
伝送システム100のマルチプレクサ104からトレリスエンコーダ110を通じた処理は、図４のシステム400で実行される対応する処理と同一である。同様に、標準的なVSBエンコーダ／変調器102により実行される処理は、ATSC  VSB標準に従って実行される従来の処理と同一である。しかし、全体の処理について小規模な変更が必要になる。特に、トレリスエンコーダ110と117、標準的なVSBエンコーダ内のデータランダム化器114、及びエンコーダ101と102の双方の主インターリーバ109と116が、同期する必要がある。更に、フィールド同期信号の未使用ビットにパラメータ信号データが挿入される必要があり、パラメータビットと同期情報が、何らかの便宜的なリンクを介してスタジオから送信機に送信される必要がある。
【００１４】
図２は、本発明の一実施例による拡張残留側波帯伝送で使用されるポストプロセッサを詳細に表している。ポストプロセッサ112は、スタジオ側でトレリス符号化データをMPEG-2準拠のパケットに変換する。ポストプロセッサ112は、拡張VSBエンコーダ101でトレリスエンコーダ110により出力されたビットX1、X2を受信する。ポストプロセッサ112により実行される処理は、標準的なVSBデコーダの前方誤り訂正(FEC:forward  error  correction)又はバックエンド部分と類似するが、ある程度の変更を備える。特に、ポストプロセッサ112は、トレリスデコーダ又はリードソロモンデコーダを有さない。しかし、ポストプロセッサ112は、トレリスエンコーダ110からの出力ビットX1、X2をバイトに変換してデインターリーブするビット−バイト変換器及びトレリス・デインターリーバ200と、データストリームで標準的なデインターリーブを実行する(主)デインターリーバ201と、逆ランダム化器202とを有し、標準的なVSBデコーダの全ての残りのブロックを有する。
【００１５】
デインターリーバ201の出力は、パケット毎に207バイトを有する。従って、ポストプロセッサ112内のユニット203は、各パケットの20のトレーリングバイト(trailing  byte)を除去し、187バイトを得る。通常のデータストリームのパケットの場合、除去した20バイトはリードソロモンパリティバイトに対応する。ロバストなデータストリームのパケットの場合、除去した20バイトは実際の符号化データを含む。しかし、符号化したロバストなデータストリームのパケットの除去した20バイトは、送信機側のリードソロモンエンコーダにより回復される。
【００１６】
187バイトのパケットは、標準的な逆ランダム化器202により逆ランダム化される。送信の前に、標準的なVSBバックエンドユニットを備えたものと同一の同期を使用して、MPEG同期バイトが挿入されて188バイトのパケットが得られる。
【００１７】
図３は、本発明の一実施例による標準的な残留側波帯変調器を使用して送信するために、下位互換性で多重化された通常のデジタルビデオデータ及びロバストなデジタルビデオデータの処理を示したハイレベルなフローチャートである。処理300は、スタジオ側に実装された拡張VSBエンコーダを利用して、多重化された通常のデジタルビデオデータ及びロバストなデジタルビデオデータの送信を開始すること(ステップ301)で始まる。通常のデジタルビデオデータとロバストなデジタルビデオデータは、MPEG-2準拠のパケットを形成するため、データの種類毎に十分な量を(任意選択のバッファから)交互に切り替えて、多重化され(ステップ302)。それにより、交互のパケットは、ロバストなデジタルビデオデータを含むパケットを介在して通常のデジタルビデオデータを含む。他の形式のパケットが使用されてもよい(例えば、２つおきのパケットがロバストなデータを含むこと等)。
【００１８】
切り替えられたデータは、データのランダム化、リードソロモンエンコード、インターリーブ、パケット形成化、トレリスインターリーブ及びトレリスエンコードを含み、従来型のVSBエンコードに従って処理される(ステップ303)。下位互換性のため、パリティデータが生成され、通常のデジタルビデオデータを含むパケットに挿入される(ステップ304)。符号化されたデジタルビデオデータを含むパケットは、標準的なVSB変調器を使用して送信に備えて処理される(ステップ305)。このような処理は、ビット−バイト変換及びトレリス・デインターリーブと、“主”デインターリーブと、MPEG準拠のパケットを形成するために十分な各パケットのトレーリング部分の除去(すなわち、例示的な実施例では20バイトを除去して同期バイトの挿入後に188バイトのパケットを形成すること)と、逆ランダム化とを含む。前述のように、除去されたパケットは、通常のデータを含むパケットにおけるパリティであり、ロバストなデータを含むパケットにおける符号化されたデジタルビデオ情報(送信機側でリードソロモンエンコーダにより回復される)である。更に、パラメータ信号ビットがフィールド同期の未使用ビットに挿入され、MPEG同期バイトがパケットに挿入される。
【００１９】
処理されたパケットは、送信機に実装された標準的なVSB変調器に転送され(ステップ306)、ランダム化、(各パケットから除去されたロバストなデータを回復する)リードソロモンエンコード、インターリーブ、トレリスエンコード、パイロット挿入、VSB変調、及びRFアップコンバートを含み、標準的なVSB変調に従って処理される(ステップ307)。ステップ302-307の処理は、送信されるデジタルビデオデータが残っている限り繰り返し継続し、全ての通常のデータとロバストなデータが送信されると、アイドルになる(ステップ308)。
【００２０】
本発明により、スタジオ(例えば、ネットワークニュースや他の放送プログラム)で拡張を実装することにより、送信機(例えば、ネットワーク支局)で標準的なVSB変調器を実装する一方で、通常のデータ及びロバストなデータが、下位互換性のある同時VSB伝送用に多重化されることが可能になる。
【００２１】
全体的に機能的なシステムに関して本発明を説明したが、本発明の機構の少なくとも一部は多様な形式での命令を含む機械使用可能な媒体の形式で配信されてもよく、配信を実際に実行するために利用される特定の種類の信号関連の媒体に拘らず、本発明が同様に用いられることが当業者にわかる。機械使用可能な媒体の例には、読み取り専用メモリ(ROM)や電気的消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ(EEPROM)のような不揮発性のハードコード形式の媒体と、フロッピー（登録商標）ディスクやハードディスクドライブやコンパクトディスク読み取り専用メモリ(CD-ROM)やデジタル多用途ディスク(DVD)のような記録可能な形式の媒体と、デジタル及びアナログ通信リンクやフレームやパケットのような伝送形式の媒体とが含まれる。
【００２２】
本発明を詳細に説明したが、最も広い範囲での本発明の範囲と要旨を逸脱することなく、ここに開示された本発明の多様な変更、置換、変形、拡張、微妙な差異、順次移行、より少ない形式、改変、修正、改善及びノックオフが行われ得ることが当業者にわかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例による拡張残留側波帯伝送のシステムである。
【図２】本発明の一実施例による拡張残留側波帯伝送で使用されるポストプロセッサの詳細である。
【図３】本発明の一実施例による標準的な残留側波帯変調器を使用して送信するために、下位互換性で多重化された通常のデジタルビデオデータ及びロバストなデジタルビデオデータの処理を示したハイレベルなフローチャートである。
【図４】通常のデータとロバストなデータとを多重化することを可能にする残留側波デコードに対する提案の拡張である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2006506028.tif 000007
2006506028.tif 000008
2006506028.tif 000009