(57)【要約】デジタル信号送信システムは、受信装置による受信のため、ノーマルビットストリームとしての送信用のノーマルパケットとロウバストビットストリームとしての送信用の情報からなるロウバストパケットを含むMPEGデータパケットを送信する。ノーマルビットストリームとロウバストビットストリームの各々に属するパケットを符号化するのに第１符号化装置が提供される。制御装置は、ノーマルビットストリームとロウバストビットストリームに属する各バイトを追跡する。フォーマット装置は、ロウバストビットストリームに属するパケットの追跡されたバイトをフォーマットするし、トレリスエンコーダ装置は、ノーマルストリームとロウバストストリームのビットに対応するトレリス符号化ビットのストリームを生成する。さらに、トレリスエンコーダ装置は、前記ノーマルパケットと前記ロウバストパケットのトレリス符号化ビットをシンボルにマッピングする。第２符号化装置は、制御装置に応答して、逆方向互換モードが示されている場合、非システマティックリードソロモン（RS）符号化を前記ロウバストビットストリームに属するフォーマットされたパケットに適用する。送信装置は、ロウバストビットストリームを、ノーマルビットストリームと別にあるいは一緒に受信装置への固定された帯域幅通信チャンネル上に送信する。
2004533797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信装置による受信のため、ノーマルビットストリームとしての送信用のノーマルパケットとロウバストビットストリームとしての送信用の情報を有するロウバストパケットとを有する符号化データパケットを送信するためのデジタル信号送信システムであって：
前記ノーマルビットストリームと前記ロウバストビットストリームの各々に属するパケットを符号化する第１符号化装置；
前記ノーマルビットストリームと前記ロウバストビットストリームに属する各バイトを追跡し、符号化モードを示す制御手段；
前記ロウバストビットストリームのロウバストパケットに属する追跡されたバイトをフォーマットするフォーマット手段；
前記ノーマルストリームと前記ロウバストストリームのビットに対応するトレリス符号化ビットのストリームを生成し、前記ノーマルパケットと前記ロウバストパケットのトレリス符号化ビットをシンボルにマッピングする手段を利用するトレリスエンコーダ手段；
前記制御手段に応答して、逆方向互換モードが示されている場合、非システマティックリードソロモン（RS）符号化を前記ロウバストビットストリームに属するフォーマットされたパケットに適用する第２符号化装置；及び
前記ロウバストビットストリームを、前記ノーマルビットストリームと別にあるいは一緒に前記受信装置への固定帯域幅通信チャンネル上に送信する送信装置；
を有することを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項２】
請求項１記載のデジタル信号送信システムであって、前記逆方向互換モードが適用される場合、NULLパケットとして前記ロウバストビットストリームのパケットの受信及び処理を実行するために第１受信装置が利用され、前記モードは前記第１受信装置との逆方向互換性を保証することを特徴とするデジタル信号処理システム。
【請求項３】
請求項１記載のデジタル信号送信システムであって、前記逆方向互換モードの指示に関係なく、前記ノーマルビットストリームに比較してより低いTOVで前記ロウバストビットストリームのパケットの受信及び処理を実行するために第２受信装置が利用されることを特徴とするデジタル信号処理システム。
【請求項４】
請求項１記載のデジタル信号送信システムであって、前記制御手段は、さらに前記トレリス符号化ビットに対し利用されるシンボルマッピング方式を示し、前記トレリスエンコーダは、前記シンボルマッピング方式に従って、前記ロウバストパケットと前記ノーマルパケットのすべてのビットをシンボルにトレリス符号化する手段を利用することを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項５】
請求項４記載のデジタル信号送信システムであって、前記フォーマット手段は：
前記制御手段の前記バイト追跡指示に応答して、前記ロウバストビットストリームのロウバスト符号化バイトのみをインタリーブする手段；及び
前記ロウバストインタリーブ手段からインタリーブされたロウバストバイトを受信し、前記トレリス符号化を容易にするため、各ロウバストパケットに対応する２以上のデータブロックを生成する手段；
を有することを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項６】
請求項５記載のデジタル信号送信システムであって、前記２以上のデータブロックを生成する手段は、さらに、前記トレリスエンコーダユニットにおけるロウバスト符号化のため、前記ロウバストバイトの各々の情報ビットを前記２以上のデータブロックの最下位ビット（LSB）ポジションに配置し、前記トレリスエンコーダは指示されたシンボルマッピング方式に基づき前記バイトの前記最上位ビット（MSB）ポジションにおけるビットの値をさらに決定することを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項７】
請求項６記載のデジタル信号送信システムであって、前記フォーマット手段は、さらに、前記２以上のデータパケットの各々の様々な位置に複数のプレースホルダバイトを挿入する手段を備え、前記プレースホルダ位置は、前記逆方向互換モードが示されている場合、フォーマットされたパケットの前記非システマティックRS符号化の結果として生成される追加的バイトを最終的に受信するためのものであることを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項８】
請求項７記載のデジタル信号送信システムであって、前記フォーマット手段は、さらに、受信装置において前記パケットを特定するための３バイトのヘッダーバイトを各データブロックに挿入する手段を有し、前記３バイトのヘッダーバイトを最終的に受信するためにプレースホルダバイトは前記２以上のデータブロックの各々の予め特定された位置を有することを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項９】
請求項７記載のデジタル信号送信システムであって、非システマティックRS符号化を適用する前記第２符号化装置は：
前記トレリスエンコーダ手段からビットを受信し、指示されたシンボルマッピング方式に従って値を有する前記ロウバストバイトの前記最上位ビット（MSB）ポジションにビットを有するロウバストバイトを再生成するトレリスデインタリーバ手段；及び
前記プレースホルダ位置での挿入のために前記追加的バイトを生成するパリティバイト生成/挿入手段；
を有することを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項１０】
請求項９記載のデジタル信号送信システムであって、前記第２符号化装置は、さらに、トレリス符号化されたシンボルから生成されるインタリーブされたバイトを受信し、前記挿入された追加的バイトを有するバイトを含む前記ロウバストバイトをインタリーブ解除するバイトデインタリーブ手段を有することを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項１１】
請求項１０記載のデジタル信号送信システムであって、前記ノーマルビットストリームと前記ロウバストビットストリームの各々に属するパケットを符号化する前記第１符号化手段は、前記ノーマルビットストリームと前記ロウバストビットストリームの各々に属するパケットの順方向誤り訂正（FEC）を実行するシステマティックRS符号化装置を有し、前記パリティバイト生成/挿入手段は、前記バイトデインタリーバからの前記インタリーブ解除されたバイトに対し（FEC）符号化を実行し、パリティバイトの生成のためそれをRS符号化する非システマティックRS符号化装置を有し、前記追加的バイトは前記生成されたパリティバイトを有することを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項１２】
請求項１記載のデジタル信号送信システムであって、さらに、前記ロウバストパケットによりノーマルストリームパケットを多重化する多重化装置を有することを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項１３】
請求項１記載のデジタル信号送信システムであって、前記１以上のシンボルマッピング方式は、擬２-VSBシンボルマッピング方式とエンハンス(E)-VSBシンボルマッピング方式を有するグループから選ばれた１つを有することを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項１４】
請求項５記載のデジタル信号送信システムであって、前記バイト追跡指示に応答して、前記ロウバストビットストリームのロウバスト符号化バイトのみをインタリーブする手段は、Mをメモリ要素の長さ、Bをセグメント数としたとき、M*B=207のロウバストインタリーバ構造であることを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項１５】
請求項１４記載のデジタル信号送信システムであって、前記ロウバストインタリーバ構造は、M=3，B=69の値を有することを特徴とするデジタル信号送信システム。
【請求項１６】
受信装置による受信のため、ノーマルビットストリームとしての送信用のノーマルパケットとロウバストビットストリームとしての送信用の情報を有するロウバストパケットとを有する符号化データパケットを有するデジタル信号を送信するための方法であって：
a）前記ノーマルビットストリームと前記ロウバストビットストリームの各々に属するパケットを符号化するステップ；
b）前記ノーマルビットストリームと前記ロウバストビットストリームに属する各バイトを追跡し、符号化モードを示すステップ；
c）前記ロウバストビットストリームのロウバストパケットに属する追跡されたバイトをフォーマットするステップ；
d）前記ノーマルストリームと前記ロウバストストリームのビットに対応するトレリス符号化ビットのストリームを生成し、前記トレリスエンコーダによる前記ノーマルパケットと前記ロウバストパケットのトレリス符号化ビットをシンボルにマッピングするステップ；
e）逆方向互換モードが示されている場合、非システマティックリードソロモン（RS）符号化を前記ロウバストビットストリームに属するフォーマットされたパケットに適用するステップ；及び
f）前記ロウバストビットストリームを、前記ノーマルビットストリームと別にあるいは一緒に前記受信装置への固定帯域幅通信チャンネル上に送信するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法であって、前記逆方向互換モードが適用される場合、NULLパケットとして前記ロウバストビットストリームのパケットの受信及び処理を実行するために第１受信装置が利用され、前記モードは前記第１受信装置との逆方向互換性を保証することを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１６記載の方法であって、前記逆方向互換モードの指示に関係なく、前記ノーマルビットストリームに比較してより低いTOVで前記ロウバストビットストリームのパケットの受信及び処理を実行するために第２受信装置が利用されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１６記載の方法であって、さらに：
前記トレリス符号化ビットに対し利用されるシンボルマッピング方式を示すステップ；及び
前記示されたシンボルマッピング方式に従って、前記ロウバストパケットと前記ノーマルパケットのすべてのビットをシンボルにトレリス符号化するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法であって、前記フォーマットするステップは：
前記ロウバストビットストリームのロウバスト符号化バイトのみをインタリーブするステップ；及び
インタリーブされたロウバストバイトを受信し、前記トレリス符号化を容易にするため、各ロウバストパケットに対応する２以上のデータブロックを生成するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の方法であって、前記２以上のデータブロックを生成するステップは、さらに：
トレリスエンコーダユニットにおけるロウバスト符号化のため、前記ロウバストバイトの各々の情報ビットを前記２以上のデータブロックの最下位（LSB）ポジションに配置するステップ；及び
示されたシンボルマッピング方式に基づき、前記バイトの前記最上位ビット（MSB）ポジションの値を決定するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法であって、前記フォーマットするステップは、さらに、前記２以上のデータパケットの各々の様々な位置に複数のプレースホルダバイトを挿入するステップを備え、前記プレースホルダ位置は、前記逆方向互換モードが示されている場合、フォーマットされたパケットの前記非システマティックRS符号化の結果として生成される追加的バイトを最終的に受信するためのものであることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の方法であって、前記フォーマットするステップは、さらに：
３バイトのヘッダーバイトを最終的に受信するため、前記２以上のデータブロックの各々の位置を予め特定するステップ；及び
受信装置において前記パケットを特定するための３バイトのヘッダーバイトを各データブロックに挿入するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２２記載の方法であって、前記非システマティックRS符号化を適用するステップは：
前記トレリスエンコーダからビットを受信し、指示されたシンボルマッピング方式に従って値を有する前記ロウバストバイトの前記最上位ビット（MSB）ポジションにビットを有するロウバストバイトを再生成するステップ；及び
前記プレースホルダ位置での挿入のため、前記追加的バイトを生成するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の方法であって、さらに：
前記トレリス符号化シンボルから生成されたインタリーブバイトされたバイトを受信するステップ；及び
前記挿入された追加的バイトを有するものを含む前記ロウバストバイトをインタリーブ解除するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法であって、前記符号化するステップa）は、前記ノーマルビットストリームと前記ロウバストビットストリームの各々に属するパケットの順方向誤り訂正（FEC）を実行するシステマティックRS符号化装置を利用するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２６記載の方法であって、前記プレースホルダ位置における挿入のため前記追加的バイトを生成するステップは、前記インタリーブ解除されたバイトに対し（FEC）符号化を実行し、前記パリティバイトの生成のためRS符号化する非システマティックRS符号化装置を利用するステップを有し、前記追加的バイトは前記生成されたパリティバイトを有することを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項１６記載の方法であって、さらに、前記受信装置への送信のため前記ロウバストパケットによりノーマルストリームパケットを多重化するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項１６記載の方法であって、前記１以上のシンボルマッピング方式は、擬２-VSBシンボルマッピング方式とエンハンス(E)-VSBシンボルマッピング方式を有するグループから選ばれた１つを有することを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２０記載の方法であって、前記ロウバストビットストリームのロウバスト符号化バイトのみをインタリーブするステップは、Mをメモリ要素の長さ、Bをセグメント数としたとき、M*B=207のロウバストインタリーバ構造により実行されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、デジタル送信システムに関し、特に、エンハンスデジタル信号配信システム及びノーマルストリーム及びエンハンス（ロウバスト）ビットストリームの送信方法に関する。ノーマルストリームに対応するすべてのパケットは、新しい受信機だけでなくレガシーな受信機による復号化のための既存の８-VSB符号化方式を利用して送られる。ロウバストなストリームに対応するすべてのパケットは、逆方向互換方式でエンハンス符号化方式を利用して送られる。
【０００２】
地上波放送チャンネル上での高品位テレビ（HDTV）送信のATSC規格は、10.76MHzのレートの８レベルVSB（Vestigial  SideBand）シンボルストリームとして変調された１２の独立時多重化トレリス符号化データストリームの系列からなる信号を利用する。この信号は、19.39Mbpsのデータ速度で放送される標準的なVHFあるいはUHF地上波テレビチャンネルに対応する６MHz周波数帯域に変換される。（ATSC）デジタルテレビ規格及び最新の改定A/53に関する詳細は、http://www.atsc.org/において利用可能である。
【０００３】
図１は、従来技術による一例となる高品位テレビ（HDTV）送信機１００を一般的に示すブロック図である。まず、MPEG互換データパケットがデータランダマイザ１０５でランダム化され、各パケットはリードソロモン（RS）エンコーダユニット１１０により順方向誤り訂正（FEC）のため符号化される。各データフィールドの連続するセグメントにおけるデータパケットはデータインタリーバ１２０によりインタリーブされ、このインタリーブされたデータパケットはさらに、トレリスエンコーダユニット１３０によりインタリーブ及び符号化される。トレリスエンコーダユニット１３０は、各自３ビットを有するデータシンボルのストリームを生成する。この３ビットの中の１ビットはプレ符号化され、他の２ビットは４状態トレリスエンコーダにより生成される。その後、この３ビットは８レベルシンボルにマッピングされる。
【０００４】
周知のように、従来技術によるトレリスエンコーダユニット１３０は、１２個のインタリーブ符号化データ系列を提供する１２のトレリスエンコーダ・プレコーダユニット（trellis  encoder  and  pre-coder  unit）を備える。マルチプレクサ１４０において、各トレリスエンコーダユニットのシンボルが、同期ユニット（図示せず）「セグメント同期（segment  sync）」及び「フィールド同期（field  sync）」同期ビット系列１５０と合成される。その後、小さな同相のパイロット信号がパイロット挿入ユニット１６０により挿入され、選択的にフィルタ装置１６５によりプレ等化（pre-equalize）される。その後、シンボルストリームは、VSB変調器１７０によりVSB搬送波抑圧変調（VSB  suppressed  carrier  modulation）を受ける。最終的に、シンボルストリームは無線周波数（RF）変換器１８０により無線周波数に上方変換される。
【０００５】
図２は、従来技術による一例となる高品位テレビ（HDTV）受信機２００を示すブロック図である。受信RF信号はチューナ２１０により中間周波数（IF）に下方変換される。その後、信号はフィルタリングされ、IFフィルタ・検出器２２０によりデジタル形式に変換される。検出された信号は、各々が８レベルコンステレーション（8  level  constellation）を示すデータシンボルのストリーム形式である。信号はこの後NTSC拒絶フィルタ２３０と同期ユニット２４０に提供される。そして、この信号はNTSC拒絶フィルタ２３０においてフィルタリングされ、等化・位相追跡装置２５０により等化及び位相追跡される。復元された符号化データシンボルは、その後、トレリスデコーダユニット２６０によってトレリス復号化される。復号化されたデータシンボルは、さらに、データデインタリーバ２７０によりデインタリーバされる。その後、データシンボルはリードソロモンでコーダ２８０によりリードソロモン復号化される。これによって、送信機１００により送信されたMPEG互換データパケットが復元される。
【０００６】
既存のATSC  8-VSB  A/53デジタルテレビ規格では、地上波設定におけるゴースト、ノイズバースト、信号フェード及び干渉のような様々なチャンネル障害を解消する信号の送信が可能であるが、可変優先度及びデータレートのストリームが可能となるよう柔軟なATSC規格が要求される。
【０００７】
本発明の課題は、エンハンス符号化方式を利用して符号化されたよりロウバストなビットストリームの送信を可能にするフレキシブルなATSCデジタル送信システム及び方法を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらなる課題は、ATSCデジタル送信システムにおいて、標準的なATSCビットストリームと共に、ATSCストリームより低い視認性閾値（Threshold  of  Visibility）を有し、従って高優先情報ビット（ロウバストビットストリーム）の送信に利用することができる新しいビットストリームを送信するエンハンス技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の課題は、既存のATSCデジタル送信規格に、送信が既存のテレビ受信装置と逆方向互換性を有するように、標準的なATSCビットストリームと共に、高優先上方ビットを含む新しいビットストリームを送信するエンハンス技術を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の課題は、既存の受信装置と逆方向互換性を可能にするパリティバイト生成機構を提供するフレキシブルなATSCデジタル送信システム及び方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の好適な実施例によると、受信装置による受信のため、ノーマルビットストリームとしての送信用のノーマルパケット含む符号化データパケットだけでなく、ロウバストビットストリームとしての送信用の情報からなるロウバストパケットも送信することによって、既存のATSC  A/53  HDTV信号送信規格を向上させたデジタル送信システム及び方法が提供される。本システムは、
前記ノーマルビットストリームと前記ロウバストビットストリームの各々に属するパケットを符号化する第１符号化装置；
前記ノーマルビットストリームと前記ロウバストビットストリームに属する各バイトを追跡し、符号化モードを示す制御手段；
前記ロウバストビットストリームのロウバストパケットに属する追跡されたバイトをフォーマットするフォーマット手段；
前記ノーマルストリームと前記ロウバストストリームのビットに対応するトレリス符号化ビットのストリームを生成し、前記ノーマルパケットと前記ロウバストパケットのトレリス符号化ビットをシンボルにマッピングする手段を利用するトレリスエンコーダ手段；
前記制御手段に応答して、逆方向互換モードが示されている場合、非システマティックリードソロモン（RS）符号化を前記ロウバストビットストリームに属するフォーマットされたパケットに適用する第２符号化装置；及び
前記ロウバストビットストリームを、前記ノーマルビットストリームと別にあるいは一緒に前記受信装置への固定された帯域幅通信チャンネル上に送信する送信装置；
からなる。
【００１２】
各種メーカーからの既存の受信機との逆方向互換性を確保するため、パリティバイトをロウバストビットストリームパケットに加えるのに、非システマティックリードソロモンエンコーダが利用される。標準的８-VSBビットストリームが、ATSC  FEC方式（A/53）を使って符号化される。新しいビットストリームを使って送信されるパケットは、既存の受信機のトランスポートレイヤデコーダにより無視される。従って、既存の受信機により復号化可能な有効ペイロードは、この新しいビットストリームの挿入により低減される。
【００１３】
新しいDTV送信機をサポートするのに必要な変更は、トランスポートレイヤにおいて考えられる変更がほとんどなくても、システムのモデムパートにおいて主として起こる。
【００１４】
ここで開示される発明の詳細が、以下にリストされる図面を参照することにより説明される。
【００１５】
標準的な８-VSB  ATSCストリームより低い視認性閾値を有し、従って、高優先情報ビットの送信に利用することができる新しいビットストリームを、標準的なATSC（８ビット）ビットストリームと共に送信する手段及び方法を備えたATSCデジタル送信システム規格の新しいアプローチが、共に譲渡され、同時係属している代理人整理番号第15062号で米国特許出願第10/078933-US010173号の「エンハンスATSCデジタルテレビシステム（Enhanced  ATSC  Digital  Terevision  System）」において開示され、その内容のすべてがここに十分提供されているかのように参照することにより含まれる。
【００１６】
特に、ここに含まれる同時係属されている代理人整理番号第15062号で米国特許出願第10/078933-US010173号において開示されている提案されたATSCデジタル送信システム及び方法により提供される新たな特徴は、新しい受信装置により低減されたCNR及びTOVにおいて重大な静的及び動的マルチパス干渉環境においても誤りなくロウバストパケットを復号化できる新しいビットストリームの頑健性と標準的ビットストリームのデータ速度とのトレードオフを可能にする機構と、さらに、既存のデジタル受信装置との逆方向互換送信を可能にする機構を含む。開示されるシステムは、特に、広い範囲のCNR（Carrier-to-Noise  Ratio）とチャンネル状態の収容を可能にするロウバストかつ標準的なストリームのフレキシブルな送信速度を可能にすることにより、現在のATSCデジタル送信システム規格を向上させる。
【００１７】
図３は、本発明によるエンハンスATSC規格の好適実施例３００のトップレベルの図である。図３に示されるように、好適な実施例によるエンハンスATSCデジタル信号送信規格は、擬乱数生成の既知のパターンに従い入力データバイト値を最初に変更するデータランダマイザ要素１０５を備える。ATSC規格に従い、例えば、データフィールドの始めで初期化される１６ビット最大長擬乱数２値系列（PRBS）とすべての入力データバイトとの排他的論理和をとる。出力される乱数データはリードソロモン（RS）エンコーダ要素１１０に入力される。RSエンコーダ１１０は、１８７バイトのデータブロックサイズで動作し、データセグメントあたり送信されるトータルで２０７バイトのRSブロックサイズをもたらす誤り訂正のための２０バイトのRSパリティバイトを加える。これらのバイトが、ポストプロセッシングされ、ロウバストなコンステレーションを利用して送信される。RS符号化後、２０７バイトのデータセグメントが、ロウバスト入力バイトのさらなる処理及びリフォーマットのためのロウバスインタリーバ、パケットフォーマッタ及びパケットマルチプレクサ要素からなる新たなブロック１１５に入力される。このパケットフォーマッタブロックの個々の要素の動作に関する詳細がここで開示される。最も一般的には、入力バイトをリフォーマットするロウバストインタリーブ、パケットフォーマッタ及びパケットマルチプレクサ要素１１５は、当該入力バイトが（ロウバストバイトのため）処理されているか（通常バイトのため）処理されていないかを示すモード信号２１１aに応答する。これは、ロウバストなパケットのみをロウバストパケットインタリーバ/フォマッタ装置１１５がインタリーブすることを保証するためである。このモード信号は、パケットの多重化と符号化方式の制御を行うのに必要なビットを生成する制御ユニット２１４により生成される。
【００１８】
図３には示されていないが、パケットフォーマッタ１１５におけるバイトリフォーマット処理後、ロウバストなパケットに属するバイトが、標準ストリームに属するバイトと共に多重化される。この多重化されたロウバスト及び標準バイトストリームは、次に畳み込みインタリーバ機構１２０に入力される。畳み込みインタリーバ機構１２０では、各データフィールドの連続するセグメントにおけるデータパケットは、ATSC  A/53規格に従って、データストリームのシーケンシャル順序をスクランブルするため、さらなるインタリーブが実行される。上述のように、各ロウバストパケットまたは標準パケットに関連したバイトが、同時処理する制御ブロック２１４において追跡される。図３でさらに示されるように、インタリーブ、RS符号化及びフォーマットされたデータバイト１１７は、その後、新規なトレリスエンコーダ装置３３０によりトレリス符号化される。トレリス符号化ユニット３３０は、特に、モード信号２１１bに応答し、以下で詳細に説明されるような方法により、逆方向互換（あるいは選択的には、「非システマティック（non-systematic）」RSエンコーダ）ブロック１２５として呼ばれる逆方向互換パリティバイト生成要素と協調的に相互機能し、各々が８レベルシンボルにマッピングされる３ビットを有するデータシンボルのトレリス符号化出力ストリームを生成する。その後、トレリス符号化出力シンボルは多重化ユニット１４０に送信され、同期ユニット（図示せず）からの「セグメント同期」及び「フィールド同期」同期ビット系列１３８と合成される。包括ブロック１９０に示されるように、パイロット信号の挿入、VSB変調器によるシンボルストリームに対するVSB搬送波抑圧変調の実行、及び無線周波数（RF）変換器による無線周波数への上方変換処理が実行される。
【００１９】
図４（a）に関して説明されるように、ロウバストビットストリームに属するパケットのみを処理するロウバストパケットインタリーバ/フォーマッタ処理要素１１５の詳細なブロック図が示される。この処理要素１１５には、ロウバストストリーム４０３として通信されるMPEGデータパケット４００を受信するための入力、インタリーバ装置４０１、及びビットスタッフィング（bit  stuffing）要素４１３、パケットID（PID）挿入ブロック４２１及び「プレースホルダ（placeholder）」パリティバイト置換挿入装置４３１からなるパケットフォーマッタブロックを備える。ノーマル/ロウバスト多重化（N/R  MUX）装置４４１が、ノーマルパケットとロウバストパケット両方からなるATSCストリーム４４５としての最終的な送信のため、標準的なATSCストリーム４０２のノーマルパケットと共に、プロセッサブロックからのロウバストパケットを多重化するため備えられる。好ましくは、ノーマルパケットは、以下で詳細に説明される所定のアルゴリズムに従いロウバストパケットと共に多重化される。図４（a）にさらに示されるように、N/R表示信号２１１aがゼロである場合（N/R=0）、マックス４４１はRS符号化ノーマルストリーム４０２を選択し、N/R=1かつ入力パラメータNRS=0（非システマティックRS符号化が利用されていない）である場合、マックス４４１はロウバストストリーム４１２を選択する。また、N/R=1かつNRS=1である場合、マックス４４１はパリティバイトプレースホルダ要素４３１の出力４３２を選択する。
【００２０】
図４（b）に示されるように、一実施例では、ロウバストプロセッサブロック１１５で利用されるインタリーバ装置４０１は、ビットストリーム４００からロウバストバイト４０３のみをインタリーブする６９データセグメント（インタセグメント）畳み込みバイトインタリーバである。このインタリーバは各ロウバストパケットの第１データバイトに同期される。メモリ要素の長さMとセグメント数（すなわち行数）Bとの積が２０７である限り、MとBの値を変えることにより様々なロウバストインタリーバ構成を導出することができるということは理解されるであろう。図４（b）に示される好適な実施例では、Mの値は３バイト、Bの値は６９である。
【００２１】
図４（a）において、ロウバストパケットインタリーバにおいてロウバストパケットをインタリーブした後、入力ロウバストビットストリームに属するデータバイトが、ポスト処理され、ビットスタッフィング、PIDバイト挿入、プレースホルダパリティバイト挿入及びバイト置換処理が実行される。ここで詳細に説明されるように、レガシ受信機として非システマティックRS（NRS）エンコーダ１２５（図３）の利用に依存する処理には２つのタイプが存在する。
【００２２】
図４（a）に示されるように、第１処理選択肢において、非システマティックRSエンコーダ１２５が利用されるとき、ビットスタッファリングユニット４１１は、インタリーバから１８４バイトパケットを読み、ビットを挿入することにより、これらのバイトの各々を２つの１８４バイトデータブロックに分割する。一般に、各バイトの４ビットLSB(6,4,2,0)のみが入力ストリームに対応する。各バイトのその他の４ビットMSB(7,5,3,1)は初期的には任意の値に設定される。パケット分割後、PID挿入装置４１１が、２つの１８４バイト長データの各々の始めに３つのNULL  PIDバイトを挿入する。その後、２０バイトのプレースホルダパリティバイトが各データブロックに加えられ、２つの２０７バイトパケットが生成される。この２０７バイトの生成において、情報ストリームを表す１８４バイトと２０バイトのプレースホルダパリティバイトが、標準８-VSBデータインタリーバ１２０（図３）の後、この２０バイトが情報ビットを含む１８４バイトの終端に現れるよう置換される。図３のHDTVデジタル送信システムのパケットフォーマッタ要素によるパリティプレースホルダの挿入が以下で詳細に説明される。しかしながら、この段階において、２０バイトの値はゼロに設定することができる。レガシ受信機との逆方向互換性を確保するためのこの選択肢は、パケットあたり２３バイト（すなわち、２０バイトのパリティバイトと３倍とのヘッダーバイト）が追加される必要があるので、有効データ速度を低下させることになる。
【００２３】
第２の選択肢では、非システマティックRSエンコーダが利用されないとき、ビットスタッファリングユニット４１１は、インタリーバから２０７バイトのパケットを読み、ビットを挿入することにより、これらのバイトを２つの２０７バイトパケットに分割する。一般に、各バイトの４ビットLSB(6,4,2,0)のみが入力ストリームに対応する。各バイトのその他の４ビットMSB(7,5,3,1)は任意の値に設定することができる。さらなる処理（PIDとパリティバイトの挿入）は、図４（a）の直線４１２により表されるように、省略される。第１及び第２の選択肢どちらにおいても、ロウバスト/ノーマルパケットマックス４０５はパケット（２０７バイト）レベル多重化装置であるということは理解されるであろう。この多重化装置は、処理されたロウバストパケットとノーマルパケットをパケットごとに多重化する。
【００２４】
説明のため、その内容と開示が参照することによりここに含まれる共有されている同時係属の米国特許出願第US010278号で代理人整理番号D#15061号において詳細に説明されるように、制御機構２１４が、送信パケットのタイプ、すなわち、ノーマルまたはロウバストを追跡するため備えられる。従って、図４（a）に示されるように、各バイトと関連して、各々がバイトの進行を追跡し、本発明のエンハンスATSCデジタル信号送信方式の異なる段階においてバイトを特定するために利用されるビットからなるノーマル/ロウバスト（N/R）信号２１１aと２１１bが生成される。
【００２５】
一般に、ここで説明されるエンハンスATSCシステムの実施例に関し、ロウバストパケットの送信は、ロウバストパケットがロウバストパケットインタリーバ/プロセッサブロック１１５により含まれるMPEG多重化要素４４１においてノーマルパケットと多重化される方法についての知識を要する。パケットは、受信装置の動的及び静的マルチパスパフォーマンスを向上させるよう挿入される必要がある。図３のロウバストプロセッサブロック１１５におけるロウバストストリームパケットとノーマルストリームパケットの多重化を制御する一例となるアルゴリズムが、表１に関し説明される。より良好かつロウバストな受信機設計を可能にするため、パケット挿入アルゴリズムではロウバストパケットの利用が可能である。
【００２６】
MPEGフィールドの始めに、ロウバストパケット群が連続して置かれ、表１に関して説明されるように、所定のアルゴリズムを使ってパケットの残りが挿入される。第１パケット群は、静的及び動的チャンネルにおけるより迅速な取得のため等化器を支援する。このロウバストパケット挿入アルゴリズムは、各フィールドに対するインタリーブ処理前に実行される。表１の一例となるロウバストパケット挿入アルゴリズムに関して、以下の数量及び項目がまず定義される。「NRP」と記される第１の数量は、フィールドあたりのロウバストパケットにより占められるロウバストセグメントの個数を表す（すなわち、フレームあたりのロウバストパケットの個数を示す）。「M」と記される数量は、フィールド同期の直後のロウバストビットストリームにより占められる連続したパケットポジションの個数である。文字「∪」は、２つの集合の和集合を表し、「floor」は、値が整数値に丸められるよう小数部分の切捨てを表す。表１に示されるように、アルゴリズムはビットストリームにおけるロウバストパケットの配置を決定するため以下の評価を実行することからなる。
【００２７】
【表１】
2004533797.tif 000003
従って、M=18の場合における実施例では、上記アルゴリズムはロウバストパケット配置のための以下のアルゴリズムとなる：
【００２８】
【表２】
2004533797.tif 000004
図３を参照するに、本発明の原理による修正されたトレリスエンコーダ３３０の上位レベルでの動作は、ATSC  A/53送信規格のセクション4.2.5に説明されるルールにより管理される。この上位レベルの動作は、トレリスインタリーブ処理、シンボルマッピング、バイトが各トレリスエンコーダに読み込まれる方法に関する。ノーマル８-VSBパケットのトレリス符号化は変更されない。しかしながら、ATSC  A/53規格によるトレリスエンコーダブロックは、１）当該バイトがロウバストビットストリームに属する場合、プレコーダ装置を通り越す；２）当該バイトがロウバストストリームに属する場合、各MSBビットを導出し、新しいバイトを非システマティックRSエンコーダのバイトデインタリーバブロックに送信する；３）バイトデインタリーバブロックからパリティバイトを読み込み、（それらがロウバストストリームに属している場合）符号化のためそれらを利用する；及び４）修正されたマッピング方式を利用して、ロウバストビットストリームに属するシンボルをマッピングする；という機能を実行するため修正される。好ましくは、パリティバイトは８レベルにマッピングされると理解されるべきである。
【００２９】
プレコーダを飛び越し、バイトを形成する機能に関して、図５及び図６の修正されたトレリスエンコーダに関し説明されるように、この処理はモード依存である。特に、図６は、ロウバストストリームのため１６状態トレリスエンコーダを取得するよう構成されたトレリスエンコーダにおける上位符号化方式を開示している。
【００３０】
図５は、図３のHDTVデジタル信号送信システムにおいて実現されるトレリス符号化方式３３０を示すブロック図である。エンハンス８-VSB（E-VSB）あるいは２-VSBストリームに対し、各トレリスエンコーダは４ビット（LSB）のみが情報ビットを構成するバイトを受信する。ロウバストストリームに属するバイトがトレリスエンコーダにより受信されると、（E-VSBモードの符号化後）情報ビット（LSBs，bits(6,4,2,0)）がX1に置かれる。特定のシンボルマッピング方式を取得するため、X2に置かれるビットがその後決定される。X1とX2が決定されると、バイトのすべてのビットが以降の非システマティックRS符号化のため決定される。その後、このバイトは、データライン３５５を介し逆方向互換非システマティックリードソロモンエンコーダ１２５に送られる。しかしながら、非システマティックリードソロモンエンコーダのパリティバイトとPIDバイトは、８-VSB符号化方式を利用して符号化される。各デジタル信号変調モードに対し、トレリスエンコーダ３３０の上位トレリス符号化ブロック３３５における動作が、図６に関し説明される。
【００３１】
図６に示される上位トレリス符号化ブロック３３５は、所望のシンボルマッピングまたは符号化方式が達成されるように、標準トレリスエンコーダブロック３５９のプレコーダ３６０の入力X2とトレリスエンコーダ３７０の入力X1を計算する。例えば、これらの符号化方式は標準的な８-VSB、（エンハンス）E-VSB及び２-VSBのためのものであり、8/2制御ビット３５３が、正しい符号化（シンボルマッピング方式）を示すのに入力される。このブロックの出力ビットはそれら各自のバイトにグループ化され、パリティバイト生成のため最終的に非システマティックRSエンコーダブロックに入力される。図６の多重化装置３３６a〜３３６dの構成に必要なノーマル/ロウバスト制御ビット２１１bが、図３の追跡/制御機構ブロック２１４により提供される。
【００３２】
従って、ノーマル（標準）８-VSBシンボルマッピングモードに対し、前のインタリーバブロック１２０から受信し、トレリスエンコーダ３３０の上位コーダ３３５に入力される入力ビットX2’とX1’が、プレコーダ３６０とエンコーダユニット３７０からなるノーマルトレリスエンコーダに変更されずに送られる。これは、N/R制御ビット２１１bに多重化装置のN入力を選択させることにより行われる。8/2ビット３５３はさらに、N/Rビットが「R」（ロウバスト）であるとき、使用されるトレリスマッピング方式を制御するのに設定される。
【００３３】
２-VSBシンボルマッピングモードに対し、MSBは情報の搬送を行わない。マッピング要件を満たすため、まずZ2ビットが計算され、その後MSB  X2を導出するためプレコーダメモリコンテンツ３６３（図５）によりモジュロ２の和が計算される。計算されたMSBと入力情報ビットX1から新しいバイトが形成される。その後、メモリ要素がZ2により更新される。これより、２-VSBモードにおいて、トレリスエンコーダの出力Z2とZ1は情報ビットと等しくされる。すなわち、プレ符号化されるとき、プレコーダZ2の出力が情報ビットと等しくなるよう入力X2が計算される。この処理は、図６に示される上位符号化回路３３５において実現される。さらに、X1は情報ビットに等しくされる。トレリス符号化シンボルマッピング装置３８０により可能となる既存のシンボルマッピング方式と共に、これらの処理はアルファベット{-7，-5，5，7}からシンボルを生じさせる。情報ビットがこのシンボルの符号として送信されるという意味で、これは本質的に２-VSB信号である。実際のシンボルは、既存のトレリスデコーダにより復号化可能な有効なトレリス符号化４レベルシンボルである。例えば、２-VSB符号化を行うために、N/Rビット２１１bがR入力を選択するよう設定され、8/2スイッチ３５３が多重化装置３３６a〜３３６dの「２」入力を選択するよう設定される。
【００３４】
エンハンス８-VSBモード（E-VSBモード）に対し、X2とX1はエンハンスコーダ（すなわち、上位コーダ３３５）の出力に対応する。これらのビットは、実際の入力の代わりにバイト生成のため利用される必要がある。従って、このモードでは、Z2は、トレリス符号化情報ビットをX1に置くことにより情報ビットと等しくされる。これを行うため、プレ符号化時、情報ビットが生じるようX2は計算される。情報ビットはまた、追加的なトレリスエンコーダを介しX1を生成するよう送られる。E８-VSBに対し、全体として、外部コーダ３３５とノーマルトレリスエンコーダ３５９は、より高次状態（例えば、１６状態）の1/3レートトレリスエンコーダに等価である。結果として生じるシンボルは、８レベルトレリス符号化シンボルである。エンハンス８-VSB符号化を行うため、N/Rビット２１１bはR入力を選択するよう設定され、8/2スイッチ３５３は多重化装置３３６a〜３３６dの「８」入力を選択するよう設定される。
【００３５】
各モードにおいて、シンボル−バイト変換器は、１２バイトの遅延を生じさせる。
【００３６】
上述のように、既存の受信機による新しいパケットの処理方法として、２つの選択肢が存在する。第１の選択肢は、既存の受信機のリードソロモンデコーダにより新しいパケットが正しくデコードされない場合のためのものである。第２の選択肢は、既存の受信機のリードソロモンデコーダにより新しいパケットが正しくデコードされる場合のためのものである。しかしながら、既存の受信機は、これらパケットから情報を復号化（表示）することができない。この選択肢は、異なる製造業者による既存の受信機の最も広範囲な集合（恐らくすべて）をカバーする柔軟性を提供するのに提案されている。しかしながら、逆方向互換性を保証するのに追加的な非システマティック（NRS）エンコーダ１２５の利用は、トータルのペイロードをパケットあたり２３バイト減少させる。
【００３７】
ここで、既存のATSC規格において規定されるリードソロモンエンコーダは、２０７バイトのコードワードを生成するため、１８７バイトのパケットの終端にパリティバイトを付するということは理解されるであろう。この符号化方式は、通常システマティックコードと呼ばれている。しかしながら、パリティバイトはメッセージワードに添付される必要はない。あるアプリケーションが与えられると、パリティバイトがトータル２０７バイトの利用可能なバイトポジションの任意のポジションに置かれるよう符号化が実行される。結果として生じるコードワードは、システムティックコード系の有効なリードソロモンコードワードである。リードソロモンデコーダは、パリティバイトポジションについての知識は必要でない。従って、システマティックコードを復号化する修正されていないリードソロモンデコーダがこのコードを復号化する。
【００３８】
図７は、本発明による非システマティックRSエンコーダ・パリティバイト生成ブロック１２５を詳細に示す。符号化プロセスでは、非システマティックリードソロモンエンコーダは、ロウバストストリームに対応する１８４メッセージバイトのすべてと、トレリスエンコーダ３３０により生成されるこれらメッセージ間に現れるPIDバイトを収集する。パリティバイトのポジション４９０が与えられると、リードソロモンエンコーダが、このパケットに対応するパリティバイト４８０を生成する。その後、パリティバイト４８０は、データインタリーバにおいて、２０７バイトのパケットのパリティバイトポジションに対応するポジションに適切に配置される。図７に示されるように、この非システマティックRS・パリティバイト生成ブロック１２５は、トレリスエンコーダブロック３３０からX1とX2を受信するトレリスデインタリーバブロック４７０、パリティバイト生成/挿入・デインタリーバブロック４７５、及びバイトデインタリーバブロックからのパケットを読み込み、パリティバイトの生成のためそれをRS符号化する非システマティックRSエンコーダ４８５から構成される。
【００３９】
特に、バイトデインタリーバ・パリティバイト生成ブロック４７５と４８５は、パケットに属するメッセージバイトを蓄積し、２０バイトのパリティバイトを生成するためこのメッセージバイトをRS符号化する機能を実行する。バイトデインタリーバブロックへの入力は、トレリス符号化シンボルから生成されるインタリーババイト４７１である。これらのバイトは、非システマティックRSエンコーダがメッセージバイトの各パケットに対応するパリティバイトを生成するようデインタリーブされる必要がある。それは逆方向互換性のため利用されるロウバストストリームパケットのみに対しパリティバイトを生成し、このパリティバイトが畳み込みバイトインタリーバ１２０（図３）に入力される。バイトバッファリング、バイトデマックス及びデインタリーブの実行に利用される一例となるアルゴリズムが、表２に関し与えられる。
【００４０】
【表３】
2004533797.tif 000005
あるパケット（例えば、１から７mod ５２）に対し、これらのパケットのヘッダーバイトのすべてが必ずしもRS符号化時に利用可能でないので、ランダム化されたヘッダーバイトについての先行情報を有する必要がある。すなわち、これらのパケットに対し、畳み込みインタリーバ１２０の出力において、ヘッダーバイトのいくつかはパリティバイトに続いている場合である。従って、２０バイトのパリティバイトを計算するためにこれらのヘッダーバイトを待つ代わりに、ヘッダーバイトについての先行情報が利用され（それらは決定性を有する）、パリティバイトの計算に利用される。
【００４１】
１９８４年ニューヨーク州のJonh  Wiley社により出版されたArnold  MichelsonとAllen  Levesqueによる「デジタル通信の誤り制御技術（Error  Control  Techniques  for  Digital  Communication）」に説明されているように、(N，K)RSデコーダは、(N-K)/2までの誤りを訂正するか、あるいは(N-K)までの消去箇所を充填することができる。ここで、「N」はコードワード長であり、「K」はメッセージワード長である。一般に、長さNのコードワードにEa個の消去箇所とEb個の誤りがある場合、以下のような等式（１）
【数１】
2004533797.tif 000006
（ただし、Ea及びEbは、それぞれコードワードにおける消去箇所の個数と誤りの個数である。）に与えられるように、(Ea+2×Eb)が(N-K)以下である限り、デコーダは当該コードワードを完全に復元することができる。
【００４２】
RSコードのこの性質が、２０バイトのパリティバイトの生成に利用可能である。２０バイトのパリティバイトの所在が、RSデコーダの消去箇所の所在として利用するため計算される。パリティバイトの所在の計算のため実行される手順は、パケットフォマッタにおいて利用されたものと類似している。（パケットバイト位置においてゼロを有する）パケットに属するバイトは、入力コードワードとしてRSデコーダに送られる。消去箇所充填処理において、デコーダは消去箇所のバイトを計算する。これらのバイトは、２０バイトのパリティバイトに相応する。RSエンコーダブロックはまた、パリティバイト所在情報を生成する。パリティバイトとヘッダーバイトは常に、８-VSBシンボルとして符号化される。
【００４３】
各パケットに対し、新しいシンボルマッピング方式に従い、パリティバイトとその所在情報が、ロウバストバイトをマッピングするため修正トレリスエンコーダ装置３３０に送信される。
【００４４】
図７に示されるように、バイトデインタリーバからパリティバイトを読み込む機能に関して、NRS=1（すなわち、非システマティックRS符合化が実行される）のときのみ、これは実行される。この機能ユニットの動作は、異なるモードに対し同一である。トレリスエンコーダ３３０は、NRSエンコーダ１２５から各パケットのパリティバイトとその所在情報を取得する。トレリスエンコーダ３３０は、符号化対象のバイトがパリティバイト群に属しているか判断してもよい。もし当該バイトがロウバストストリームパリティバイト群に属しているならば、バイトデインタリーバからバイトを読み込み、トレリス符号化のため代わりにそれを利用する。パリティバイトから生成されるシンボルは、オリジナルの符号化及びマッピング方式を利用して常に８レベルにマッピングされる。
【００４５】
図４（a）に関して述べられたように、パケットフォーマッタの機能は、シンボルマッピングパラメータMODEとNRSに依存する。NRS=0である場合、パケットフォーマッタは基本的にバイト複製あるいはバイト再構成の機能を実行する（ブロック４１３）。NRS=1である場合、それは追加的なヘッダーとパリティバイトのためにプレースホルダを挿入する（ブロック４２１と４３１）。表３は、パラメータMODEとNRSの様々な組み合わせに対するパケットフォーマッタ機能を概観する。
【００４６】
【表４】
2004533797.tif 000007
ここで、パラメータ「MODE」は、ロウバストパケットの詳細を含み、当該ロウバストパケットのフォーマットの特定に利用され、前述のように、パラメータ「NRS」は、非システマティックRSコーダが利用されず（NRS=0のとき）、その結果、例えば、FECブロックにより１つのロウバストパケットが２つのシンボルセグメントに符号化されるかどうか、あるいは非システマティックRSコーダが利用され（NRS=1のとき）、その結果、例えば、FECブロックにより４つのロウバストパケットからなるグループが９つのパケットセグメントに符号化されるかどうかを示す。MODEパラメータに関し、２ビットが利用され、例えば、送信すべきロウバストパケットを有しない標準ストリームを示すMODE00、H-VSBストリームを示すMODE01、E-VSBストリームを示すMODE10、及び擬２VSBストリームを示すMODE11のような４つの可能なモードを特定できることが好ましい。MODE=00である場合、残りのパラメータは無視される。
【００４７】
より詳細には、図４（a）に示されるように、パケットフォーマッタブロック４１１、４２１及び４３１は、パリティバイト位置計算器とプレースホルダ挿入器を含む機能ユニットを含む。図８（a）及び図８（b）に示されるように、MODE=2または3の場合、及びNRS=0（図８（a））及びNRS=1（図８（b））の各場合に対しMODE=2または3のとき、基本フォーマッタはパケット４１１のバイトを２つのバイト４１２aと４１２bに複製する。NRS=0（図９（a））とNRS=1（図９（b））のための図９（a）と図９（b）に示されるように、MODE=1である場合、基本フォーマッタは入力パケットのビットを再構成する。例えば、図９（a）及び図９（b）に示されるように、「ロウバストストリーム」に属するビット４１５が常に再構成されたパケット４１８aと４１８bのMSBビットポジションに、「埋め込みストリーム」に属するビット４１７が常にLSBビットポジションにくるよう保証するため、ビット再構成は実行される。
【００４８】
上述のように、図４（a）のパケットフォーマッタユニット１１５は、パリティプレースホルダ挿入機能を備える。パリティプレースホルダ挿入ブロックは、NRS=1のとき（すなわち、追加パリティバイト生成装置が利用されるとき）のみ利用される。具体的には、３バイトのヘッダーバイトとパリティバイトのための２０個のプレースホルダを８つの生成されたパケットの各々に挿入することにより、８つのパケットを９つのパケットに変換する。ヘッダーバイトは常に、各パケットのポジション０、１及び２に置かれ、スクランブルされる。パリティバイト位置に対応するバイト位置は、生成時にはゼロで充填される。その他すべてのバイト位置は、順々にメッセージバイトにより充填される。
【００４９】
図１０は、一例となるシナリオ（NRS=1）のためのパリティプレースホルダ挿入機構を示す。基本フォーマッタは、２０７バイトのデータパケット４５０を４１４バイト（パケット２つ分に相当する）に変換する。各パケットに対し、パリティバイトプレースホルダ位置４６０a、４６０b及び４６０cが、以下の等式（２）に従い、
【数２】
2004533797.tif 000008
（ただし、mは出力バイト数、nは入力バイト数（例えば、０〜２０６）であり、k（０〜３１１）はパケット番号に対応する。）決定される。各パケットに対し、２０バイトのパリティバイトの位置は常に当該パケットの最後の２０バイトに対応していることを保証するために、パリティバイト位置に関するmの値は、n=187から206に対してのみ（これらのnは、パケットの最後の２０バイトに対応している）計算されるようにしてもよい。一例として、k=0とn=187〜206を代入すると、パケット０のパリティバイト位置が、202，47，99，151，203，48，100，152，204，49，101，153，205，50，102，154，206，51，103，155として得られる。このことは、パリティバイトPB0が、インタリーバ後のそれの位置がパケット０において１８７となるようパケット０のポジション２０２に置かれるべきであるということを示している。同様に、パリティバイトPB1は、ポジション４７に置かれる必要がある。
【００５０】
あるパケットでは、パリティバイトがパケットヘッダーポジション（m=0，1または/及び2）にくるかもしれないということが観察される。すなわち、「m」は０，１または２となるべきでない。なぜなら、パケットの最初の３つのポジションは、３バイトのNULLヘッダーバイトとして予約されている。このような状況を回避するため、「n」の範囲は、ヘッダーポジションにくるパリティバイト数だけ（３まで）増やされるかもしれない。従って、異なるパケット番号に対し「ｍ」の２０個の値を計算するとき、
（外１）
2004533797.tif 000009
であれば、mの値のいくつかは０、１及び/または２となることが観察される。例えば、
（外２）
2004533797.tif 000010
のとき、mの値の１つは（ヘッダーバイトである）０であるということが観察される。この場合、「n」の範囲は、「n」が１８６〜２０６となるよう１だけ拡張される。従って、２１個の「m」の値が計算され、これらのうちでヘッダーバイト位置にくるものが破棄される。残りの２０個の「m」の値がパリティプレースホルダポジションとして指定される。
（外３）
2004533797.tif 000011
であるとき、計算された「ｍ」の値のうちの２つは（ヘッダーバイトである）０及び１になると観察されるかもしれない。この場合、「n」の範囲は、それが１８５〜２０６となるよう２だけ拡張される。従って、２２個の「ｍ」の値（２０＋追加の２個）が計算され、ヘッダーバイト位置にくるものが破棄される。残りの２０個の「ｍ」の値がパリティプレースホルダポジションとして指定される。表４は、その他すべての場合のパケット数を与える。この表はまた、計算されるべき追加の「ｍ」の値の個数を与える。
【００５１】
【表５】
2004533797.tif 000012
より詳細には、図１０に示されるように、各パケット４５０は２０７バイトから構成されているので、基本フォーマッタは、これを各々２０７バイトからなる２つの新しいパケット４５１と４５２に分割する。パケットフォーマッタにより実行されるパリティプレースホルダ挿入機構は、この新しいパケット４５１と４５２のそれぞれがインタリーブポジション４６０a、４６０b、…及び３バイトのヘッダーバイト４５４において２０バイトのパリティバイトを含むよう処理する。これより、新しいパケット４５１と４５２から、パケットフォーマッタは、すべてのパリティ及びヘッダーバイトを収容できるよう新しいパケット４５１’と４５２’を生成する。従って、２０７バイトの新しいパケット４５１’は、４５１の１８４バイト、２０個のパリティプレースホルダ及び３バイトのNULLヘッダーバイト４５４を含む。図１０に示されるように、このことは、１つのオリジナルのデータパケット４５０が、完全に充填された新しいパケット４５１’、４５２’及び部分的に充填された４５３’にマッピングされるということを意味する。データバイトをこの新しいパケット４５１’、４５２’及び４５３’に挿入する前に、パリティバイトに属しているか確かめるため位置がチェックされる。もし当該ポジションがパリティバイトの位置の何れとも対応していなければ、データバイトはそのポジションに置かれる。当該ポジションがパリティバイトに属していれば、そのバイトポジションはスキップされ、次のバイトポジションがチェックされる。すべてのバイトが新しいパケットに置かれるまで、上記処理は繰り返される。この変換の結果として、９つの出力パケットの各々は、入力パケット（例えば、入力パケット４５０）の９２バイトを含む。一実施例では、NRS=1のとき、９セグメントの最小単位がNRPのために選択される。データがランダマイザにおいて読まれるとき、９パケットからなるパケットブロックのうちの４つのパケットが情報バイトを含み、残り５つのパケットは情報を含まない。パケットフォーマッタは、この４つのパケットの情報を上述の処理を通じて９つのパケットに広める、これにより、必要以上にペイロードデータ速度が引き上げられないということが保証される。
【００５２】
本発明の新たに提案されたテクニックでは、受信装置が正しい送信モードを復号化できるように、受信装置に数ビットが送信される。典型的に、このモードは、ロウバストパケット数、変調タイプ、及びトレリス符号化のため挿入される冗長性レベルを含む。この情報は、フィールド同期セグメント１３８の予約されたビット部分で送信されてもよい。
【００５３】
表５は、受信機におけるロウバストパケットの正確な特定のため定義される必要のあるパラメータを示す。これらは、受信機の等化器において解釈される必要があるので、ロウバスト誤り訂正符号を利用して十分に保護される。好ましくは、符号化されたコードワードは、データフィールド同期セグメントの予約されたシンボルフィールドに挿入される。
【００５４】
【表６】
2004533797.tif 000013
特に、表５は、ロウバストパケットを特定するのに利用される４つのパラメータ（とそれら各自のビット数）を示す。第１のパラメータMODEは、ロウバストパケットの詳細を含み、当該ロウバストパケットのフォーマットの特定に利用される。表６に関して説明されるように、４つの可能なモードの特定に２ビットが使用される。
【００５５】
【表７】
2004533797.tif 000014
例えば、表６に示されるように、MODE00は、送信されるべきロウバストパケットを持たない標準的なストリームを示す。MODE01は、H-VSBストリームを示す。MODE10は、E-VSBストリームを示す。MODE11は、擬２-VSBストリームが送信されるということを示す。MODE=00である場合、残りのパラメータは無視される。
【００５６】
表５を参照するに、第２のパラメータNRS（Non-systematic  Reed-Solomon  coder）は、非システマティックRSエンコーダがロウバストパケットの符号化に利用される。表７に関して説明されるように、２つの可能なNRSモードを特定するのに１ビットが使用される。
【００５７】
【表８】
2004533797.tif 000015
例えば、NRS=0ということは、非システマティックRSコーダが利用されず、FECブロックにより１つのロウバストパケットが２つのシンボルセグメントに符号化されるということを示す。NRS=1である場合、そのことは、システマティックRSコーダが利用され、その結果、FECブロックにより４つのロウバストパケットからなるグループが９つのシンボルセグメントに符号化されるということを示す。表８と表９は、フレームあたりのロウバストパケット数の一例となる比（すなわち、フレーム（混合）あたりのロウバストパケット数と標準パケット数）と、それぞれNRS=0とNRS=1に対応する一例となるビット速度を示す。
【００５８】
【表９】
2004533797.tif 000016
特に、表８は、NRS=0のとき、様々な混合値に対するロウバスト及び標準ビットストリームのビット速度を示す。ここで、表４に示される混合パーセントの値は丸められている。
【００５９】
【表１０】
2004533797.tif 000017
特に、表９は、NRS=1のとき、様々な混合値に対するロウバスト及び標準ビットストリームのビット速度を示す。
【００６０】
表５を参照するに、第３のパラメータNRPは、フレーム内のロウバストパケット数を示す。表１０は、４ビットの数をフレーム内のロウバストパケット数にマッピングするために利用される。従って、例えば、NRP=0110かつNRS=0である場合、符号化後のロウバストパケット数は、2*12=24に等しくなる。NRP=1000かつNRS=1である場合、符号化後のロウバストパケット数は9*32/4=72に等しくなる。
【００６１】
【表１１】
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表５を参照するに、第４のパラメータ「RPP」は、フレーム内のロウバストパケットポジションを示す。ロウバストパケットは、フレーム内に一様に分布していてもよいし、フレーム内において初期位置から始まり隣接して配置されてもよい。ここで、NRPのすべての値に対して、一様分布が可能であるとは限らない。表１１は、様々なタイプのフレーム内のロウバストパケット分布を示している。表１１から、RPP=0に対して、２つの連続するロウバストパケット間の最大距離は４に制限されると理解されるであろう。
【００６２】
【表１２】
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ここで説明されるように、ロウバストシンボルマッピング技術は、新しいロウバストビットストリームのパフォーマンス効果を得るのに利用される。これは、送信機のFECセクションを介したロウバストビットストリームと標準ビットストリームに属するバイトを追跡するための制御機構を必要とする。
【００６３】
図１１は、パケット多重化及び符号化方式の制御に必要なビットを提供する制御ユニット２１４のハイレベルの図を示す。制御ユニットの特定の構成要素に関する詳細は、出願者のここに含まれ、共有されている同時係属の米国特許出願第US010278号で代理人整理番号D#15061が参照されてもよい。特に、図１１に示されるように、第１ノーマル/ロウバスト生成ブロック５０１は、MODE、NRP、NRS及びRPPパラメータに基づき、パケットレベルでの制御情報を生成する。当該パケットが新しいロウバストストリーム（RS）に属する場合、このブロックの出力は「１」に等しく、当該パケットが標準ストリーム（NS）に属する場合、「０」に等しくなる。畳み込みビットインタリーバブロック５１０は、メモリ要素が１バイトでなく１ビットであるという点を除き、ATSC  HDTV規格に特定される畳み込みバイトインタリーバ１２０と類似する。このブロックは、畳み込みインタリーバを通じたバイトの追跡に利用される。トレリスインタリーバブロック５２５は、１２-シンボルトレリスインタリーバを実現する。これの出力は、例えば、トレリスエンコーダ出力シンボルがロウバストストリームに属しているときには１に等しく、例えば、この出力シンボルがノーマルストリームとロウバストストリームに追加された２３バイト（PID及びパリティバイト）に属しているときには０に等しい。トレリスエンコーダは、符号化の間この情報を利用する。受信機は、両方のビットストリームを適切に復号化にMODE、NRS、NRP及びRPPの情報を必要とするので、厳しいマルチパスチャンネルにおいても復号化できるようパラメータはロウバストに符号化される必要がある。符号化同期ヘッダーブロック（図示せず）は、この機能を実行して、フィールド同期セグメント１３８の固定された位置（予約ビット）に符号化されたコードワードを置く。
【００６４】
本発明の好適と考えられる実施例が例示及び説明されてきたが、本発明の意図から逸脱することなく形態あるいは詳細の修正及び変更が容易になされうるということは理解されるであろう。従って、本発明は、説明及び例示された形態に限定されるものではなく、添付されたクレームの範囲内のすべての変更をカバーするよう構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、従来技術による一例となる高品位テレビ（HDTV）送信機のブロック図である。
【図２】図２は、従来技術による一例となる高品位テレビ（HDTV）受信機のブロック図である。
【図３】図３は、本発明によるエンハンスATSCデジタル送信システムの好適な実施例３００のトップレベルの図である。
【図４（ａ）】図４（a）は、ロウバストビットストリームに属するパケットのみを処理するロウバストパケットインタリーバ/フォーマッタ処理要素１１５の詳細なブロック図である。
【図４（ｂ）】図４（b）は、ロウバストプロセッサブロック１１５で利用されるインタリーバ装置４０１のバイトシフトレジスタの説明図である。
【図５】図５は、図３の送信システムにおいて実現されるトレリス符号化方式３３０を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明による修正されたトレリスエンコーダ３３０の上位符号化回路３３５を示す単純化されたブロック図である。
【図７】図７は、本発明による非システマティックリードソロモンエンコーダ・パリティバイト生成ブロック１２５を詳細に示す。
【図８】図８（a）は、NRS=0である場合におけるMODE=2または3のときのパケットのバイトを２つのバイトに複製する基本フォーマッタ機能を示す。図８（b）は、NRS=1である場合におけるMODE=2または3のときのパケットのバイトを２つのバイトに複製する基本フォーマッタ機能を示す。
【図９】図９（a）は、NRS=0である場合におけるMODE=1のときの入力パケットのバイトを２つのバイトに再構成する基本フォーマッタ機能を示す。図９（b）は、NRS=1である場合におけるMODE=1のときの入力パケットのバイトを２つのバイトに再構成する基本フォーマッタ機能を示す。
【図１０】図１０は、一例となるシナリオのためのパリティプレースホルダ挿入機構を示す。
【図１１】図１１は、制御ユニット２１４のトップレベルの図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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