KR100865789B1 - Robust Data Expansion for 8kHz Signals - Google Patents
Robust Data Expansion for 8kHz Signals Download PDFInfo
- Publication number
- KR100865789B1 KR100865789B1 KR1020027018091A KR20027018091A KR100865789B1 KR 100865789 B1 KR100865789 B1 KR 100865789B1 KR 1020027018091 A KR1020027018091 A KR 1020027018091A KR 20027018091 A KR20027018091 A KR 20027018091A KR 100865789 B1 KR100865789 B1 KR 100865789B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- data
- robust
- packets
- communication system
- packet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0057—Block codes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/015—High-definition television systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0041—Arrangements at the transmitter end
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0059—Convolutional codes
- H04L1/006—Trellis-coded modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/007—Unequal error protection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
Abstract
로버스트 데이터 확장은 속도 1/2 트렐리스 인코더에서 높은 우선순위 데이터 패킷을 인코딩함으로써 표준 8VSB 디지털 텔레비전 송신시스템에 부가된다. 높은 우선순위 데이터 1/2 트렐리스 인코딩된 패킷은 일반 데이터 패킷과 멀티플렉싱되어 속도 2/3 트렐리스 인코더를 더 갖는 8VSB 시스템의 일반 데이터 서비스로 입력된다. 결합된 트렐리스 인코딩은 로버스트 데이터 패킷을 위한 속도 1/3 트렐리스 인코딩 및 일반 데이터를 위한 속도 2/3 트렐리스 인코딩으로 된다. 속도 1/3 트렐리스 인코딩은 2VSB 신호와 거의 등가의 견고성을 제공하면서 8VSB 신호의 역방향 호환 특성을 유지한다. 기존 ATSC를 따르는 수신기 및 송신기와의 역방향 호환성을 위해 4가지 레거시 요건이 충족된다. 1) 로버스트 데이터 송신용 심볼집합의 계수가 8VSB 신호와 동일하다 2) 기존 트렐리스 인코더 및 디코더와의 호환성이 유지된다 3) 리드 솔로몬 패러티 바이트는 기존 수신기가 로버스트 데이터 패킷을 리드 솔로몬 패러티 에러를 갖고 있는 것으로 플래그하지 않도록 일반 데이터로서 송신된다 4) 로버스트 데이터 패킷이 기존 MPEG 디코더를 불안정하게 할 수 있는 오류 MPEG 패킷으로서 나타나지 않게 함으로써 MPEG 호환성이 유지된다.
Robust data extension is added to a standard 8VSB digital television transmission system by encoding high priority data packets in a rate 1/2 trellis encoder. The high priority data 1/2 trellis encoded packet is multiplexed with the normal data packet and entered into the general data service of an 8VSB system with further rate 2/3 trellis encoder. Combined trellis encoding results in rate 1/3 trellis encoding for robust data packets and rate 2/3 trellis encoding for normal data. The rate 1/3 trellis encoding provides nearly equivalent robustness to the 2VSB signal while maintaining the backward compatibility of the 8VSB signal. Four legacy requirements are met for backward compatibility with receivers and transmitters that conform to existing ATSC. 1) The coefficient of the symbol set for robust data transmission is the same as the 8VSB signal. 2) Compatibility with the existing trellis encoder and decoder is maintained. 3) The Reed Solomon parity byte indicates that the existing receiver sends the robust data packet to the Reed Solomon parity. 4) Robust data packets are maintained as normal data so as not to flag as having errors. 4) MPEG compatibility is maintained by preventing the robust data packets from appearing as error MPEG packets that may destabilize existing MPEG decoders.
Description
본 발명은 디지털 통신시스템의 견고성(robustness)을 향상시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for improving the robustness of a digital communication system.
미국 텔레비전 표준 위원회(ATSC)의 디지털 텔레비전(DTV) 송신포맷은 각각의 연속하는 3비트 심볼이 8개의 가능한 신호진폭들 중 하나로서 송신되는 8 레벨 잔류측파대(8VSB) 기술을 사용한다. 4VSB 시스템에서는, 각각의 연속하는 2비트 심볼이 4개의 가능한 신호진폭들 중 하나로서 송신된다. 2VSB 시스템에서는, 각각의 연속하는 1비트 심볼이 2개의 가능한 신호진폭들 중 하나로서 송신된다. 2VSB(또는 4VSB) 신호는 허용가능한 신호 레벨간의 거리가 더 크기 때문에 8VSB 신호보다 더 견고(robust)하여, 노이즈 버스트(noise burst) 및 신호왜곡에 덜 영향을 받는 송신신호를 만든다.The Digital Television (DTV) transmission format of the American Television Standards Committee (ATSC) uses 8-level residual sideband (8VSB) technology in which each successive three-bit symbol is transmitted as one of eight possible signal amplitudes. In a 4VSB system, each successive two bit symbol is transmitted as one of four possible signal amplitudes. In a 2VSB system, each successive 1-bit symbol is transmitted as one of two possible signal amplitudes. The 2VSB (or 4VSB) signal is more robust than the 8VSB signal because the distance between the allowable signal levels is greater, making the transmission signal less susceptible to noise burst and signal distortion.
TV 방송국이 HDTV 고정 수신기 시장과 휴대시장을 모두 서비스할 수 있게 ATSC 송신포맷에 로버스트 확장(robust extension)을 부가하는 것이 바람직하다. 동시에, ATSC 내부에서 현재 DTV 신호의 수신성을 향상시키기 위해 "트레이닝 패킷(training packet)"을 ATSC 신호에 부가하려는 제안이 있다. ATSC 포맷은 주로 고정 수신을 위해 설계된 것이며 현재 로버스트 수신에는 최적화되어 있지 않다. ATSC 표준의 로버스트 모드에 대한 현재까지의 제안은 단지 로버스트 송신 동안 2VSB 신호모드를 사용하는 것이었다. 불행하게도, 2VSB 신호모드는 여러 이유로 기존 8VSB 포맷과 역으로 호환되지 않는다. 무엇보다도, 2 레벨 신호는 블라인드 균등화 기술(blind equalization technique)을 사용하는 현세대의 개선된 복조기 IC를 쓸모없게 한다. 본래의 ATSC 포맷이 채택되었을 때, 24ms마다 발생되는 트레이닝 시퀀스가 정적 다중경로 및 동적 다중경로를 트랙킹하는데 충분하다고 여겨졌다. 광범위한 필드-테스트를 통해 트레이닝 시퀀스의 반복속도가 너무 낮아 동적 다중경로를 트랙킹할 수 없다는 것이 판정되었다. 24ms 이하에서 발생되는 동적 다중경로 변경의 트랙킹 문제는 VSB 신호를 획득하기 위해 블라인드 균등화를 사용함으로써 다수의 신세대의 수신기에 의해 부분적으로 해결되었다. 특히 효과적인 블라인드 균등화의 한 종류는 상계수 알고리즘(Constant Modulus Algorithm; CMA)이다. CMA는 결정 지향 균등화(decision directed equalization)가 사용될 수 있도록 효과적으로 "눈을 뜨는(open the eye)" 3차 에러함수를 사용한다. q-요소가 실수부의 힐버트(Hilbert) 변환이므로 슬라이서(slicer)에서 수신 심볼이 오직 실수이기 때문에 VSB에 사용되는 CMA 에러함수는 오직 실수값 신호이다. 8VSB 심볼로 산재된 2VSB 심볼의 도입은 CMA 에러함수가 불일치(mismatch)되게 한다. 불일치의 상세 이유는 아래에서 개략적으로 설명한다. It is desirable to add robust extensions to the ATSC transmission format so that TV stations can serve both the HDTV fixed receiver market and the portable market. At the same time, there is a proposal to add a "training packet" to the ATSC signal to improve the reception of the current DTV signal inside the ATSC. The ATSC format is primarily designed for fixed reception and is not currently optimized for robust reception. The current proposal for robust mode of the ATSC standard was to use only 2VSB signal mode during robust transmission. Unfortunately, the 2VSB signal mode is not backward compatible with the existing 8VSB format for several reasons. First of all, the two-level signal obsoletes the current generation of improved demodulator ICs that use blind equalization techniques. When the original ATSC format was adopted, it was considered that the training sequence that occurs every 24ms is sufficient to track static multipath and dynamic multipath. Extensive field-tests have determined that the repetition rate of the training sequence is too low to track dynamic multipath. The tracking problem of dynamic multipath changes occurring less than 24ms has been partially solved by many new generation receivers by using blind equalization to obtain VSB signals. One kind of particularly effective blind equalization is the Constant Modulus Algorithm (CMA). CMA uses a third order error function that effectively "opens the eye" so that decision directed equalization can be used. Since the q-element is the Hilbert transform of the real part, the CMA error function used in the VSB is only a real value signal because the received symbol in the slicer is only real. The introduction of 2VSB symbols interspersed with 8VSB symbols causes the CMA error function to be mismatched. The detailed reason for the discrepancy is outlined below.
8VSB 심볼집합은 {-7, -5, -3, -1, 1, 3, 5, 7}이다. 결정 지향 모드에서 동작할 때 2VSB 신호가 역으로 호환될 수 있게 하기 위해, 송신 심볼은 양극(bipolar)이어야 하며 8VSB 집합으로부터 나와야 한다. 자연적 선택은 {+5, -5}이지만, CMA와 같은 블라인드 균등화를 사용할 때 8VSB 집합으로부터의 다른 양극 집합뿐만 아니라 이 선택된 심볼집합도 8VSB 집합 자체와 호환할 수 없다는 것을 보일 수 있다. 비호환성은 2VSB 심볼에 대한 상계수가 8VSB 심볼에 필요한 상계수와 다르기 때문에 일어난다. The 8 VSB symbol set is {-7, -5, -3, -1, 1, 3, 5, 7}. In order for the 2VSB signal to be backward compatible when operating in decision directed mode, the transmit symbol must be bipolar and come from the 8VSB set. The natural selection is {+5, -5}, but when using blind equalization such as CMA, it can be shown that this selected symbol set, as well as other anode sets from the 8VSB set, is incompatible with the 8VSB set itself. Incompatibility occurs because the phase coefficient for the 2VSB symbol is different from the phase coefficient required for the 8VSB symbol.
8VSB 심볼에 대한 계수(modulus)는 E{X**4}/E{X**2}이다. 여기서, X는 송신심볼이고 E는 예상값이다. 결정 지향 균등화가 사용될 수 있도록 수신 심볼을 {-7, -5, -3, -1, 3, 5, 7}의 원하는 레벨로 하는데 요구되는 계수는 다음과 같다.The modulus for the 8 VSB symbol is E {X ** 4} / E {X ** 2}. Where X is the transmit symbol and E is the expected value. The coefficients required to bring the received symbol to the desired level of {-7, -5, -3, -1, 3, 5, 7} so that decision directed equalization can be used are as follows.
((-7)4+(-5)4+(-3)4+(-1)4+(1)4+(3)4+(5) 4+(7)4)/((-7)2+(-5)2+(-3)2+((-7) 4 + (-5) 4 + (-3) 4 + (-1) 4 + (1) 4 + (3) 4 + (5) 4 + (7) 4 ) / ((-7 ) 2 + (-5) 2 + (-3) 2 +
(-1)2+(1)2+(3)2+(5)2+(7)2)=37(-1) 2 + (1) 2 + (3) 2 + (5) 2 + (7) 2 ) = 37
그러나, 2VSB 심볼집합 {+5, -5}에 대한 계수는 다음과 같다.However, the coefficient for the 2 VSB symbol set {+5, -5} is as follows.
((-5)4+(5)4)/((-5)2+(5)2)=25((-5) 4 + (5) 4 ) / ((-5) 2 + (5) 2 ) = 25
그리고 2VSB 심볼집합 {+7, -7}에 대한 계수는 다음과 같다.The coefficients for the 2VSB symbol set {+7, -7} are as follows.
((-7)4+(7)4)/((-7)2+(7)2)=49((-7) 4 + (7) 4 ) / ((-7) 2 + (7) 2 ) = 49
따라서 2VSB 심볼집합 {+5, -5} 또는 {+7, -7}의 어느 형태도 블라인드 균등화를 위한 계수요건에 관하여 8VSB 신호와 호환되지 않음을 알 수 있다. 따라서, 2VSB 신호형태가 블라인드 균등화를 위한 8VSB 계수를 사용하는 기존(즉, 레거시) 복조기 IC와 함께 사용되면, 균등화된 심볼 레벨은 결정 지향 모드에 필요한 레벨과 호환되지 않을 것이다. 더욱 상세히 말하면, 2VSB 심볼 {+5, -5}이 8VSB 심볼로 산재되면, 균등화된 수신 심볼은 레거시(즉, 기존) 수신기에 의해 예상되는 것보다 레벨이 더 높을 것이며, 2VSB 심볼의 예상값이 평균적으로 8VSB 심볼보다 낮다는 사실을 반영한다. 그러면 블라인드 이퀄라이저(blind equalizer)는 유효계수 37로 새로운 심볼집합을 생성함으로써 이 레벨의 불일치를 보상할 것이다. 역으로, 2VSB 심볼 {+7, -7}이 사용되면, 균등화 심볼은 예상보다 레벨이 낮을 것이다. CMA와 결정 지향 심볼레벨 사이의 불일치는 8VSB 심볼 스트림에 주입되는 2VSB 심볼의 수의 함수이다. 또한, 불일치는 심각한 다중경로 및/또는 상당한 가우시안 노이즈가 있을 때 신호획득의 실패를 가져올 것이고 블라인드에서 결정 지향로의 중요한 핸드오프(handoff)가 손상된다. Therefore, it can be seen that neither form of 2VSB symbol set {+5, -5} or {+7, -7} is compatible with 8VSB signals with respect to coefficient requirements for blind equalization. Thus, if a 2VSB signal shape is used with an existing (i.e. legacy) demodulator IC using 8VSB coefficients for blind equalization, the equalized symbol level will not be compatible with the level required for decision directed mode. More specifically, if the 2VSB symbols {+5, -5} are interspersed with 8VSB symbols, the equalized received symbols will be at a higher level than expected by a legacy (i.e., conventional) receiver, and the expected value of the 2VSB symbols will be This reflects the fact that it is on average lower than 8VSB symbols. The blind equalizer will then compensate for this level of inconsistency by creating a new symbol set with an effective factor of 37. Conversely, if 2VSB symbols {+7, -7} are used, the equalization symbol will be lower than expected. The discrepancy between the CMA and the decision directed symbol level is a function of the number of 2VSB symbols injected into the 8VSB symbol stream. In addition, the mismatch will result in signal acquisition failures in the presence of severe multipath and / or significant Gaussian noise and impairs significant handoff from blind to decision direction.
균등화를 도와주는 트레이닝 패킷의 도입은 채널의 페이로드(payload) 용량을 감소시킨다. 각 8VSB 심볼은 트렐리스 코드(trellis code)에 의해 도입되는 1비트의 여분(redundancy) 및 2비트의 정보를 갖는다. 이런 종류의 코딩을 2/3 트렐리스 코딩이라고 한다. 알려진 트레이닝 패킷에서 나온 심볼은 0비트의 정보 및 3비트의 여분을 포함한다. 두 개의 여분 비트는 트렐리스 코드로부터의 1부가비트의 여분 및 페이로드 자체에서 알려진 트레이닝 패킷으로부터 나온다. 이러한 종류의 심볼을 0/3 속도 심볼이라고 한다. 0/3 속도 심볼이 정보를 갖지 않기 때문에, 그것들은 단지 오버헤드가 되며 가능하다면 회피되어야 한다. The introduction of training packets to help equalization reduces the payload capacity of the channel. Each 8VSB symbol has one bit of redundancy and two bits of information introduced by the trellis code. This kind of coding is called 2/3 trellis coding. Symbols from known training packets contain 0 bits of information and 3 bits of redundancy. The two extra bits come from one additional bit of trellis code and training packets known from the payload itself. This kind of symbol is called a 0/3 speed symbol. Since 0/3 speed symbols do not have information, they are only overhead and should be avoided if possible.
본 발명은 1) 서비스의 더욱 로버스트한 타이어(robust tier)를 생성하고 동시에 2) 수신기에서 이퀄라이저의 성능을 향상시켜서 서비스의 일반 타이어(nomal tier)의 수신가능성을 향상시키는 심볼을 갖는 정보의 ATSC를 따르는(compliant) 임베딩(embedding)에서 구체화된다.The present invention is directed to ATSC of information with symbols that 1) create a more robust tier of service and at the same time 2) improve the performance of the equalizer at the receiver, thereby improving the acceptability of the normal tier of service. It is embodied in compliant embedding.
서비스의 더욱 로버스트한 타이어를 생성하는 것에 더하여, 기존 ATSC를 따르는 수신기 및 송신기와의 역방향 호환성이 유지되어야 한다. 기존 ATSC 표준의 레거시 요건은 서비스의 로버스트 타이어가 역방향 호환성의 4가지 요건을 만족시켜야 한다. In addition to creating a more robust tire of service, backward compatibility with receivers and transmitters that follow existing ATSC should be maintained. The legacy requirements of the existing ATSC standard require that the service's robust tires meet four requirements for backward compatibility.
8VSB8VSB
로버스트 데이터 패킷은 8VSB 신호의 특성을 갖기 위해 수신기에서 나타나야 한다. 특히, 로버스트 데이터 송신을 위한 심볼집합의 계수는 8VSB의 계수와 같아야 한다. Robust data packets must appear at the receiver to have the characteristics of an 8VSB signal. In particular, the coefficient of the symbol set for robust data transmission should be equal to the coefficient of 8 VSB.
트렐리스 인코딩 및 디코딩Trellis encoding and decoding
로버스트 데이터 패킷은 수신기에서의 기존 트렐리스 디코더 및 송신기에서의 기존 트렐리스 인코더를 사용해야 한다.Robust data packets must use existing trellis decoders at the receiver and existing trellis encoders at the transmitter.
리드 솔로몬 코딩(Reed Solomon coding)Reed Solomon coding
로버스트 데이터 패킷은 기존 수신기가 로버스트 데이터 패킷을 리드 솔로몬 패러티 에러를 갖고 있는 것으로 플래그하지 않도록 유효 리드 솔로몬 패러티 바이트를 생성하여야 한다.Robust data packets must generate valid Reed Solomon parity bytes so that existing receivers do not flag robust data packets as having a Reed Solomon parity error.
MPEG 컴플라이언스(compliance)MPEG compliance
로버스트 데이터 패킷은 MPEG 포맷을 유지해야 한다. 특히, 로버스트 데이터 패킷은 기존 MPEG 디코더를 불안정하게 할 수 있는 오류 MPEG 패킷으로서 나타나서는 안된다. Robust data packets must maintain the MPEG format. In particular, robust data packets should not appear as error MPEG packets that may destabilize existing MPEG decoders.
상기 4개의 호환성 요건 모두는 본 발명의 시스템에 의해 충족된다. All four compatibility requirements are met by the system of the present invention.
8VSB과 트렐리스 인코딩 및 디코딩8VSB and Trellis Encoding and Decoding
송신기에서의 1이상의 높은 우선순위 데이터 패킷(또한 로버스트 데이터 패킷이라고 함)이 8VSB 및 트렐리스 인코딩 호환성을 유지하면서 현재 부가된 서비스의 로버스트 타이어에 의해 전송되는 데이터를 표시한다고 가정한다. 높은 우선순위 데이터 패킷은 먼저 속도 1/2 트렐리스 인코더에서 인코딩되고 일반 우선순위 데이터 패킷과 멀티플렉싱된다. 부가적인 1/2 속도 트렐리스 인코더 및 로버스트/일반 패킷 멀티플렉서는 본 발명을 실시하기 위해 기존 8VSB 송신기에 부가된 하드웨어를 나타낸다. 일반 패킷(normal packet)과 멀티플렉싱된 1/2 속도 트렐리스 인코딩된 패킷은 다음 로버스트 데이터 패킷의 송신 타이어를 형성하기 위해 시스템 프레임 동기신호와 동기되어 기존 8VSB 송신기의 미변경된 데이터 서비스로 삽입된다. Assume that one or more high priority data packets (also referred to as robust data packets) at the transmitter represent data transmitted by the robust tire of the currently added service while maintaining 8VSB and trellis encoding compatibility. The high priority data packet is first encoded in the
표준 8VSB 시스템은 보통 기존 ATSC 시스템 표준의 부분으로서 속도 2/3 트렐리스 인코더를 포함한다. 속도 1/2 트렐리스 인코딩된 높은 우선순위 데이터 패킷을 표준 ATSC 송신시스템으로 삽입하면 결과적으로 높은 우선순위 데이터 패킷이 속도 2/3 트렐리스 인코더에서 더 인코딩 된다. 이중 트렐리스 인코딩(먼저 속도 1/2로, 다음 속도 2/3으로)의 최종결과는 로버스트 데이터 패킷 송신 동안 속도 1/3 트렐리스 인코딩된 신호이다. 8VSB 신호의 3비트 심볼 간격으로 송신된 속도 1/3 트렐리스 인코딩된 신호는 1비트 2VSB 신호와 비교하여 더 큰 견고성을 갖는 다. 동시에, 본 발명은 다른 모든 시스템 목적을 위해 8VSB 신호특성을 유지한다. 따라서, 2VSB 시스템의 이점이 달성되고 8VSB 트렐리스 인코딩된 시스템의 역방향 호환성이 유지된다. Standard 8VSB systems usually include a
또한, ATSC 표준은 데이터 비트(X2)들 중 하나의 적분 프리-코딩(integral pre-coding)을 규정한다. 적분 프리-코딩은 로버스트 데이터에 대해 적어도 1.25dB의 성능손실을 가져온다. 적분 프리-코딩은 우선 로버스트 데이터를 미분함으로써 동작이 제거(defeat) 취소 (cancel) 또는 해제(undone)된다. 미분은 적분의 역동작이므로, 최종효과는 적분 프리-코더의 효과를 없애는 것이다. 로버스트 데이터 송신 동안 적분 프리-코더를 동작 해제하는 것의 이점은 그것이 체계적인 트렐리스 코드를 생성한다는 것이다. The ATSC standard also specifies an integral pre-coding of one of the data bits (X2). Integral pre-coding results in at least 1.25dB of performance loss for robust data. Integral pre-coding first cancels or cancels the operation by differentiating the robust data. Since derivative is the inverse of the integral, the final effect is to eliminate the effect of the integral pre-coder. The advantage of deactivating the integral pre-coder during robust data transmission is that it generates systematic trellis code.
본 발명의 다른 양상에 의하면, 프리-코더의 동작 해제로부터 발생되는 잠재적인 에러가 송신 데이터의 선택가능한 반전 또는 비반전의 사용에 의해 회피된다. 위상 반전으로서 명시되는 에러는 로버스트에서 일반 패킷 송신으로의 천이 시 발생할 수 있다. 실제와 계산된 일반 데이터(normal data)간의 차이가 감시되고, 차이가 검출되어 반전/비반전 회로를 활성화시키는데 사용된다. 반전/비반전 회로의 동작은 로버스트 데이터 송신 동안 적분 프리-코더의 동작 해제로부터 발생되는 일반 데이터에서의 잠재적인 위상 에러를 피한다. According to another aspect of the present invention, potential errors resulting from deactivation of the pre-coder are avoided by the use of selectable inversion or non-inversion of the transmission data. Errors specified as phase reversal may occur upon transition from robust to normal packet transmission. The difference between actual and calculated normal data is monitored and the difference is detected and used to activate the inverting / non-inverting circuit. Operation of the inverting / non-inverting circuit avoids potential phase errors in general data resulting from deactivation of the integral pre-coder during robust data transmission.
리드 솔로몬 코딩Reed Solomon Coding
리드 솔로몬 인코딩 호환성에 관하여, 로버스트 데이터 패킷은 기존 수신기가 로버스트 데이터 패킷을 리드 솔로몬 에러를 갖고 있는 것으로 플래그하지 않도록 일반 데이터로서 리드 솔로몬 패러티 바이트를 송신하여야 한다. 그러나, 리드 솔로몬 패러티 바이트를 일반 데이터로서 송신하는 것은 로버스트 데이터 패킷의 신뢰성을 손상시킨다. 실제로, 로버스트 데이터 패킷은 리드 솔로몬 패러티 바이트 자체가 로버스트 데이터 송신이 아니기 때문에 리드 솔로몬 코딩의 이점을 상실한다. 구체적으로, 일반 데이터가 수신되지 못하는 역방향 송신채널 상태 동안, 리드 솔로몬 패러티 바이트는 수신되지 않는다. 본 발명의 시스템의 다른 태양에 의하면, 리드 솔로몬 코딩의 부가적 레벨은 로버스트 데이터 패킷 내에 캡슐화된다. With regard to Reed Solomon encoding compatibility, robust data packets should transmit Reed Solomon parity bytes as normal data so that existing receivers do not flag robust data packets as having Reed Solomon errors. However, sending Reed Solomon parity bytes as normal data impairs the reliability of robust data packets. In fact, robust data packets lose the benefit of Reed Solomon coding because the Reed Solomon parity byte itself is not a robust data transmission. Specifically, during the reverse transmission channel state in which normal data is not received, the Reed Solomon parity byte is not received. According to another aspect of the system of the present invention, an additional level of Reed Solomon coding is encapsulated in a robust data packet.
MPEG 컴플라이언스MPEG compliance
MPEG 컴플라이언스에 관하여, 높은 우선순위 패킷은 표준 MPEG 데이터 패킷보다 더 작게 되어 있다. 본 발명의 시스템에서, 데이터 프리-프로세서(pre-processor)는 패러티 바이트를 로버스트 데이터 패킷에 부가한다. 역방향 호환성을 보장하기 위해, 로버스트 MPEG 데이터 패킷에 대한 헤더 바이트는 NULL 패킷 헤더로 인코딩되고 일반 데이터로서 인코딩된다. With regard to MPEG compliance, high priority packets are made smaller than standard MPEG data packets. In the system of the present invention, a data pre-processor adds a parity byte to the robust data packet. To ensure backward compatibility, the header bytes for robust MPEG data packets are encoded with NULL packet headers and encoded as normal data.
호환가능한 로버스트 데이터 확장을 갖는 시스템System with compatible robust data extension
결과적인 송신 데이터 스트림은 높은 우선순위(속도 1/3 트렐리스 인코딩됨) 데이터 패킷과 멀티플렉싱된 일반(속도 2/3 트렐리스 인코딩됨) 데이터 패킷을 포함한다. 수신기는 표준 ATSC 프레임 동기신호의 수신 비트 필드를 검출하고 수신 로버스트 모드 타이어 제어코드를 저장한다. 트렐리스 인코딩된 높은 우선순위 데이터 패킷의 프레임 동기화는 로버스트 데이터 패킷이 수신되고 있을 때마다 로버스트 모드로, 일반 데이터가 수신되고 있을 때마다 일반 모드(normal mode)로 수신기가 동기 전환되도록 허용한다. 로버스트 모드에서, 본 발명의 수신기는 1) 더욱 신뢰성을 갖는 데이터를 수신하기 위해, 추가적으로 2) 동적 다중경로와 같은 임시 채널상태를 트랙하도록 더욱 신속하게 이퀄라이저를 조정하기 위해 수신 로버스트 데이터 패킷을 사용한다. 레거시 수신기는 예비 비트 필드를 무시한다.The resulting transmit data stream contains high priority (
따라서, 본 발명의 시스템은 기존 8VSB 수신기에 대한 역방향 호환성을 유지하면서 서비스의 로버스트 타이어를 표준 8VSB 송신기에 부가한다. 또한, 기존 비변경된 8VSB 송신기는 서비스의 로버스트 타이어의 실시에 필요한 부가적인 하드웨어를 설치하는 것 외에 본 발명과의 사용을 위해 내부 변경을 필요로 하지 않는다. 본 발명의 다른 양상은 새로운 정보를 갖는 심볼(로버스트 데이터 패킷)이 트렐리스 인코딩되어 이 트렐리스 코드의 서브스테이트(substate)는 ATSC 트렐리스 코드를 따르게 되는 것이다. 본 발명의 또 다른 양상은 ATSC 트렐리스 코드가 (로버스트 데이터 패킷의 수신 동안) 강화되어 (일반 데이터 패킷의 수신 동안) 일반 타이어의 수신성이 향상된다.Thus, the system of the present invention adds a robust tire of service to a standard 8VSB transmitter while maintaining backward compatibility with existing 8VSB receivers. In addition, the existing unmodified 8VSB transmitter does not require internal modifications for use with the present invention other than installing additional hardware necessary for the implementation of robust tires of service. Another aspect of the invention is that symbols with new information (robust data packets) are trellis encoded such that the substate of this trellis code follows the ATSC trellis code. Another aspect of the present invention is that the ATSC trellis code is enhanced (during reception of robust data packets) to improve the reception of a generic tire (during reception of generic data packets).
따라서, 본 시스템에서, 서비스의 일반 타이어는 2/3 속도로 인코딩되는 8VSB 심볼을 포함하고, 서비스의 로버스트 타이어는 1/3 속도로 인코딩되는 8VSB 심볼을 포함한다. ATSC 트레이닝 신호 및 세그먼트 동기 심볼은 0/3 속도로 인코딩된다. Thus, in the present system, a typical tire of service includes 8VSB symbols encoded at 2/3 speed, and a robust tire of service includes 8VSB symbols encoded at 1/3 speed. ATSC training signals and segment sync symbols are encoded at 0/3 rate.
도 1은 본 발명에 의한 2-타이어 심볼 스트림을 생성하는 ATSC 계층적 송신시스템의 블록도이다. 1 is a block diagram of an ATSC hierarchical transmission system for generating a two-tire symbol stream according to the present invention.
도 2는 도 1에서의 로버스트 인코더 및 8VSB 변조기의 상세 블록도이다. FIG. 2 is a detailed block diagram of a robust encoder and an 8VSB modulator in FIG. 1.
도 2a는 도 2의 로버스트 패킷 프로세서의 상세 블록도이다. FIG. 2A is a detailed block diagram of the robust packet processor of FIG. 2.
도 2b는 도 2a의 반전기/비반전기(34)의 상세 블록도이다. FIG. 2B is a detailed block diagram of the inverter /
도 2c는 본 발명에 의한 로버스트 데이터 프리-프로세서의 블록도이다. 2C is a block diagram of a robust data pre-processor in accordance with the present invention.
도 3은 두 타이어의 서비스를 수신할 수 있는 수신기의 블록도이다. 3 is a block diagram of a receiver capable of receiving service of two tires.
도 3a는 도 3의 복조기/디코더의 상세 블록도이다. 3A is a detailed block diagram of the demodulator / decoder of FIG. 3.
도 3b는 모든 데이터가 로버스트라고 가정할 때 유효 트렐리스 인코더의 블록도이다. 3B is a block diagram of a valid trellis encoder assuming all data is robust.
도 3c는 2-타이어(로버스트/일반) 서비스가 송신되고 있을 때 트렐리스 상태 천이도를 나타낸다. 3C shows a trellis state transition diagram when a two-tire (robust / general) service is being transmitted.
도 1은 로버스트 데이터 모드를 사용하는 ATSC 계층적 송신시스템을 도시한다. 로버스트 모드에서 인코딩되는 패킷은 높은 우선순위의 데이터 패킷으로 되어 있고 로버스트 인코더/8VSB 변조기(10)에 의해 시스템의 일반 패킷과 합쳐진다. 높은 우선순위 패킷은 일반 패킷 스트림에 유효하지 않은 NULL 패킷 식별자(PID)를 사용하여 어셈블된다. 처리 후, 신호는 송신기(11)로 전송된다. 일반 및 로버스트 데이터 패킷은 송신채널(12)을 통해 브로드캐스트된다. 로버스트 수신기(13)는 수신 신호를 처리하여 두 개의 패킷 스트림(일반 패킷 스트림 및 높은 우선순위 스트림)을 생성한다. 로버스트 수신기는 과대한 에러로 인하여 일반 패킷이 사용될 수 없는 역채널 상태에서 에러가 없는 높은 우선순위 데이터 패킷을 수신한다. 일반 수신기(14)는 (채널 상태가 수신을 허용하기에 충분히 좋으면) 일반 패킷의 단일 패킷 스트림을 생성한다. 높은 우선순위 데이터 패킷이 일반 패킷 스트림에 유효하지 않은 NULL 패킷과 관련된 패킷 식별자(PID)를 포함하기 때문에, 높은 우선순위 데이터 패킷은 일반 수신기(14)에서 트랜스포트 디멀티플렉서(transport demultiplexer)에 의해 버려지므로, 역방향 호환성을 유지하게 된다. 1 illustrates an ATSC hierarchical transmission system using robust data mode. Packets encoded in robust mode are high priority data packets and are combined with the normal packets of the system by robust encoder /
로버스트 인코더Robust encoder
도 2는 본 발명에 의한 로버스트 인코더의 블록도이다. 일반 MPEG 2 트랜스포트 패킷("일반 패킷"으로 표기)은 트랜스포트 MUX/타이어(tier) 타이밍 발생기(20)에서 부가 MPEG 2 트랜스포트 데이터 패킷("높은 우선순위 패킷"으로 표기)과 멀티플렉싱된다. 부가 데이터 높은 우선순위 데이터 패킷은 서비스의 로버스트 타이어(robust tier)로 인코딩된다. 로버스트 데이터 패킷이 속도 1/3로 인코딩되기 때문에, 시간적으로 반드시 연속적인 것은 아닌 두 트랜스포트 패킷을 점유하기 위해 두 비트위치 마다 제로를 채우는 것은 하나의 데이터 패킷을 확장한다. 또한, 타이어 타이밍 발생기(20a)는 로버스트/일반 (N/R) 신호를 발생시키고, 이것은 로버스트 패킷 프로세서(24)에서 로버스트 심볼의 심볼 스트림으로의 삽입을 동기화한다. 일반 데이터는 N/R=0으로 설정하여 표시되고, 로버스트 데이터는 N/R=1로 설정하여 표시된다. 2 is a block diagram of a robust encoder according to the present invention.
로버스트 인코딩을 위한 전체 사용가능한 심볼의 퍼센티지는 0에서 100%까지 변할 수 있다. 그러나, 수신기는 자신의 타이어 타이밍 발생기를 송신기의 타이어 타이머 발생기(20a)에 동기시킬 수 있도록 로버스트 패킷의 퍼센티지를 알아야 한다. 로버스트 모드 타이어 제어코드는 ATSC 신호의 예비 비트 필드에 삽입된다. 수신기는 로버스트 모드 타이어 제어코드를 추출하고 동기화를 위해 저장된 로버스트 모드 타이어 제어코드를 사용한다. 레거시(legacy) 수신기는 ATSC 신호의 예비 비트 필드를 무시하기 때문에, 역방향 호환성이 유지된다. The percentage of total usable symbol for robust encoding can vary from 0 to 100%. However, the receiver must know the percentage of robust packets to synchronize its tire timing generator to the transmitter's tire timer generator 20a. The robust mode tire control code is inserted in the reserved bit field of the ATSC signal. The receiver extracts the robust mode tire control code and uses the stored robust mode tire control code for synchronization. Because legacy receivers ignore the reserved bit field of the ATSC signal, backward compatibility is maintained.
로버스트 타이어 제어코드에 대한 적절한 선택은 32개의 구별되는 모드를 고려하는데, 이것은 프레임 동기화의 예비 필드에서 5비트로 표시된다. 그러한 경우, 로버스트 모드=0은 0% 로버스트 데이터로 정의되고, 로버스 모드=31은 100% 로버스트 데이터로 정의된다. 0과 100% 로버스트 데이터 사이에, 로버스트 데이터를 위해 사용될 수 있는 심볼의 퍼센티지는 로버스트 모드 타이어 제어코드에 따라 선형적으로 변한다. 예를 들어, 로버스트 모드 타이어 제어코드는 7인 때에, 사용가능한 심볼의 25%(8/32)는 일반 데이터용이고 사용가능한 심볼의 나머지 75%는 로버스트 데이터용이다. 또한, 각 로버스트 모드 타이어 제어값에 대해, 일반 데이터 패킷에 대한 로버스트 데이터 패킷의 위치 및 패턴 그리고 프레임 동기화는 미리 정의 되어 있다. 수신기가 로버스트 모드 타이어 제어코드를 저장하면, 수신기는 선택된 로버스트 모드 타이어 제어 코드에 따라서 수신 데이터 스트림에서 각각의 로버스트 데이터 패킷을 어디에서 찾는지를 알고 있다. The appropriate choice for the robust tire control code takes into account 32 distinct modes, which are indicated by 5 bits in the spare field of frame synchronization. In such a case, robust mode = 0 is defined as 0% robust data, and rover mode = 31 is defined as 100% robust data. Between 0 and 100% robust data, the percentage of symbols that can be used for robust data varies linearly with the robust mode tire control code. For example, when the robust mode tire control code is 7, 25% (8/32) of available symbols are for general data and the remaining 75% of available symbols are for robust data. In addition, for each robust mode tire control value, the position and pattern of robust data packet and frame synchronization with respect to the general data packet are predefined. When the receiver stores the robust mode tire control code, the receiver knows where to find each robust data packet in the received data stream according to the selected robust mode tire control code.
타이어 제어코드가 또한 로버스트 하면서 에러없이 복원되도록 하기 위해 예비 필드에서 에러정정코딩을 5 로버스트 모드 타이어 제어비트에 부가하는 것이 유리하다. 멀티플렉싱 후에(20), 트랜스포트 스트림은 가상 인코더(22)에 의해 인코딩된다. It is advantageous to add the error correction coding to the 5 robust mode tire control bits in the spare field so that the tire control code can also be robust and restored without errors. After multiplexing 20, the transport stream is encoded by
도 2의 로버스트 인코더/8VSB 변조기는 가상 인코더(22) 및 가상 디코더(26)를 포함한다. 로버스트 패킷 프로세서(24)는 중간 수신 데이터 스트림을 처리한다. 가상 인코더(22) 및 가상 디코더(26)의 목적은 기존 VSB 변조기(28) 내에서 발생되는 프로세스를 시뮬레이트(simulate)하는 것이다. 그러한 방법으로, 계층적 패킷 스트림은 기존 VSB 변조기(28)에 입력될 수 있다. 기존 VSB 변조기(28)로부터의 프레임 동기신호에 대한 액세스를 요구하는 것 외에, 다른 변경은 필요하지 않다. 앞으로, 로버스트 패킷 프로세서(24)는 VSB 변조기(28) 내에 통합될 수도 있다. The robust encoder / 8VSB modulator of FIG. 2 includes a
가상 인코더(22), 로버스트 패킷 프로세서(24) 및 가상 디코더(26)는 3개의 별개의 프로세스가 있을 필요가 없지만, ATSC 컴플라이언스에 필요한 단계를 보이기 위해 이러한 방식으로 설명한다. 정의에 의하면 (기존) ATSC를 따르는 VSB 변조기(28)가 트랜스포트 스트림을 처리하기 때문에 트랜스포트 스트림은 컴플라이언트(compliant)될 것이다. 가상 인코더(22)는 ATSC 컴플라이언트이며 또한 컴플라이언트 VSB 심볼을 생성한다. 이후에, VSB 심볼은 로버스트 패킷 프로세서(24)에 의해 수정되고 가상 디코더(26)에 의해 디코딩된다. 가상 디코더(26)의 출력은 두 타이어의 서비스를 지니는 MPEG 트랜스포트 스트림을 포함한다. 기존 VSB 변조기(28)로부터의 프레임 동기는 적절한 타임슬롯으로의 로버스트 데이터 패킷의 삽입을 동기시키기 위해 가상 디코더(26), 가상 인코더(22) 및 트랜스포트 MUX/타이어 타이밍 발생기(20)에 의해 사용된다.The
도 2a는 가상 인코더(22)의 후단 및 로버스트 패킷 프로세서(24)의 상세를 나타낸다. 표준 학명에 따르면, X1 및 X2는 인코딩되는 정보데이터 비트이고, Z2, Z1 및 Z0은 트렐리스-인코딩(trellis-encoded)된 비트이고, Y2 및 Y1은 디지털 신호처리에서 생성된 중간비트이다.2A shows the back end of the
ATSC 포맷은 X2 데이터비트의 적분 프리-코딩을 규정한다. 적분 프리-코딩(ATSC 포맷의 레거시)은 본래 콤 필터(comb filter)(이것은 현대 노치 필터링 기술의 사용에 의해 쓸모없게 되었다)를 사용하여 동일-채널 간섭(co-channel interference)을 처리하기 위한 것이다. 로버스트 데이터 패킷 송신 동안 적분 프리-코더를 동작 해제 또는 제거하는 것이 바람직하다. 로버스트 패킷은 그것을 미분함으로써 적분 프리-코딩 동작을 제거하기 위해 조절된다. 미분은 적분의 역동작이므로, 최종효과는 적분 프리-코더의 동작 효과를 제거하는 것이다. 적분 프리-코더가 로버스트 데이터 송신 동안 동작 해제되지 않고 적분 프리-코더가 무작위로 상태를 진행시키게 되면, 적어도 1.25dB의 성능손실이 발생한다. 부가적인 손실은 X2 스트림의 적분 프리-코딩이 수신기에서 디코딩된 X2 비트의 유효 비트에러률을 배가하기 때문에 발생할 수 있다. 로버스트 데이터 송신 동안 적분 프리-코더를 동작 해제하는 이점은 체계적인 트렐리스 코드를 생성하는 것이다. The ATSC format specifies integral pre-coding of X2 data bits. Integral pre-coding (legacy in ATSC format) was originally intended to handle co-channel interference using a comb filter (which was obsolete by the use of modern notch filtering techniques). . It is desirable to deactivate or cancel the integral pre-coder during robust data packet transmission. The robust packet is adjusted to eliminate the integral pre-coding operation by differentiating it. Since derivative is the inverse of the integral, the final effect is to eliminate the operational effect of the integral pre-coder. If the integral pre-coder is not deactivated during robust data transmission and the integral pre-coder randomly advances the state, a loss of at least 1.25 dB occurs. Additional loss may occur because integral pre-coding of the X2 stream doubles the effective bit error rate of the decoded X2 bits at the receiver. The advantage of deactivating the integral pre-coder during robust data transmission is to generate systematic trellis code.
도 2a에서 도시된 바와 같이, XOR(32a)와 지연기(delay)(30a)에 의한 X2 스트림의 적분 프리-코딩은 가상 인코더(22)에서 Y2 스트림을 생성한다. Y2 및 Y1 데이터 스트림을 수정하여 Z2와 Z1 데이터 스트림을 생성하는 것이 더 편리하다. 로버스트 패킷 프로세서(24)의 첫 번째 단계는 지연기(30b) 및 XOR(32b)로 Y2 스트림을 미분함으로써 적분 프리-코딩의 효과를 제거하는 것이다. 멀티플렉서(36)는 로우로 어서트(assert)된 로버스트/일반 신호(435)에 응답하여 "0" 입력으로부터 미분된 Y2 데이터를 선택한다. 하이일 때, Y2 비트가 멀티플렉서(36)에 대한 "1" 입력으로부터 선택된다. As shown in FIG. 2A, integral pre-coding of the X2 stream by XOR 32a and delay 30a produces a Y2 stream at
사실상, 디스패러티(disparity)가 일반 심볼 송신을 재개하는 시간에서 미분된 Y2와 Y2 비트 사이에 존재하면, Y2 비트가 34에서 반전된다. 반전/비반전 블록(34) 를 제어하는 XOR(32d)의 결합은 로버스트를 일반 심볼로 천이할 때 송신 Z2 비트의 극성이 정확하도록 한다. 구성요소(34)에서 Y2의 반전 또는 비반전은 기존 수신기에서의 미분 디코더가 적절히 동작하여 역방향 호환성을 갖도록 한다. In fact, if the disparity is between the differentiated Y2 and Y2 bits at the time to resume normal symbol transmission, the Y2 bit is inverted at 34. The combination of the XOR 32d controlling the inverted /
도 2b는 도 2a의 반전/비반전 블록(34)의 상세이다. 표시된 바와 같이, 로버스트에서 일반 심볼송신으로의 천이 시간에서 미분된 Y2와 Y2 비트 사이에 도 2a의 XOR(32d)에 의해 검출된 임의의 디스패러티가 송신 Y2 비트를 반전하기 위해 34에서 사용된다. 도 2b에 나타낸 바와 같이, 도 2a로부터의 XOR(32d)의 출력이 지연소자(341)에 의해 1심볼클럭 지연되고 다음 로버스트/일반 신호에 의해 샘플링되어 지연소자(342)에서 유지된다. 그러면 지연소자(342)에서 유지된 신호는 XOR(343)에서 (Y2)를 반전 또는 비반전시키는데 사용된다. XOR(343)의 출력은 도 2a의 MUX(36)의 "1"입력에 연결된다. 결합된 소자(341, 342)는 마지막 송신 로버스트 심볼의 시간에 발생하는 임의의 디스패러티가 후속의 일반심볼의 반전 또는 비반전을 제어하는데 사용되도록 한다. FIG. 2B is a detail of the inversion /
논-프리-코딩(non-pre-coded)된 X2는 로버스트 패킷 컨버터의 출력에 존재한 비트 스트림의 페이로드(payload) 부분에 대한 정확한 동일 Z2 데이터비트를 생성하기 위해 가상 디코더(26)와 기존 8VSB 인코더의 백투백 결합(back to back combination)에 의해 처리된다. 로버스트 패킷 컨버터 출력에서의 Z2 스트림과 기존 VSB 변조기 출력 사이에서 여전히 발생하는 차이는 기존 8VSB 인코더에 의해 로버스트 데이터 패킷을 위해 발생되는 일반 리드 솔로몬 패러티(Reed Solomon parity) 바이트에 의해 생긴다. 가상 인코더에 의해 생성된 리드 솔로몬 바이트는 제로로 채워진 패킷을 따르는 반면 기존 인코더에 의해 생성된 리드 솔로몬 패러티 바이트에서는 실제 송신 패킷을 따른다. ATSC를 따르는 리드 솔로몬 패러티 바이트는 일반 데이터로서 송신되기 때문에, 패러티 바이트는 로버스트 데이터 메시지 자체보다 에러가 발생하기 더 쉽다. 로버스트 패킷을 위한 패러티 바이트의 일반 인코딩은 로버스트 데이터 패킷이 리드 솔로몬 정정코드를 사용한다면 그들 자신의 정방향 에러정정(FEC) 패러티 바이트가 필요하다는 것을 요구한다. 본 발명에 따르면, 로버스트 데이터 프리-프로세서는 로버스트 데이터만을 위한 여분의 패러티 바이트를 부가한다. 로버스 데이터를 위한 부가적 패러티는 로버스트 데이터 페이로드 내에 캡슐화된다. 이 로버스트 데이터 프리-프로세서의 실시예가 아래 설명되어 있다.Non-pre-coded X2 is coupled with the
전술한 바와 같이, 도 2의 가상 인코더(22)는 VSB 변조기(28) 출력에서 실제 존재할 심볼 시퀀스를 예측한다. 이 예측의 일 태양은 X2 데이터 비트의 적분 프리-코딩이 로버스트 데이터에 대해 동작 해제될 수 있도록 VSB 변조기(28)에서 프리-코더의 상태를 결정하는 것이다. 하지만, 이러한 상태를 정확하게 예측하는 것이 불가능한데, 이는 상태들이 계산되지 않았으며, 관련 로버스트 페이로드가 여전히 계산되고 있기 때문에 이 시점에서 계산될 수 없는 로버스트 패킷들에 대한 ATSC 패러티 바이트들에 의존하기 때문이다. As discussed above, the
따라서, 때때로 적분 프리-코더 동작 제거 회로는 로버스트 데이터 패킷에 대해 아직 계산되지 않은 AT SC 패러티 바이트가 필요하다. 이 딜레마(정보 바이트 전에 도착하는 패러티 바이트)의 최종효과는 최악의 경우 종종 (40개의 로버스트 심볼에서 대략 1개) 송신 로버스트 데이터 패킷이 Z1 및 Z0 비트에 대하여 Z2 비트를 반전(위상 반전)시키도록 적분 프리-코더가 상태를 진행시키는 것이다. 후자의 경우, 송신 코드는 반전된 시스템 코드이다. Z2 비트의 반전은 수신기에서 해결되어야 할 위상 모호성이다. Thus, sometimes integrated pre-coder deactivation circuits require AT SC parity bytes that have not yet been calculated for robust data packets. The final effect of this dilemma (a parity byte arriving before the information byte) is that in the worst case (approximately one in 40 robust symbols), the transmit robust data packet inverts the Z2 bits for the Z1 and Z0 bits (phase inversion). Integral pre-coder advances the state to make it work. In the latter case, the transmit code is the inverted system code. The inversion of the Z2 bits is phase ambiguity that must be resolved at the receiver.
대안적으로, 상기 위상 모호성은 기존 리드 솔로몬 코드를 변경하고 비표준 리드 솔로몬 코드를 사용함으로써 송신기에서 피할 수 있다. 표준 리드 솔로몬 인코더는 패러티 바이트를 메시지의 끝에 첨부한다. 인터리빙 후, 특정 패킷을 위한 패러티 바이트는 모든 정보 바이트가 나오기 전에 나와서, 적분 프리-코더 회로의 동작을 제거하기 위한 딜레마를 야기한다. 리드 솔로몬 인코딩에서, 패러티 바이트는 유효한 리드 솔로몬 코드워드를 생성하기 위해 메시지의 끝에 배치될 필요가 없다. 그러나, 송신기에서 리드 솔로몬 코드를 변경하는 것은 기존 송신국이 기존 8VSB 변조기를 대체할 필요가 있다는 것을 의미한다. 이러한 의미에서, 리드 솔로몬 코드를 비표준 코드로 변경하는 것은 기존 ATSC 방송장비와 완전하게 역방향 호환되지는 않는다. 기존 ATSC 방송장비는 기존 수신기와 계속 호환가능할 것이다. 그러나, 로버스트 데이터 송신의 이점(로버스트 데이터 서비스 및 더 안정적인 일반 데이터 서비스)을 얻기 위해 8VSB 변조기의 대체가 필요하다. Alternatively, the phase ambiguity can be avoided at the transmitter by changing the existing Reed Solomon code and using a non-standard Reed Solomon code. Standard Reed Solomon encoders append a parity byte to the end of the message. After interleaving, the parity byte for a particular packet comes out before every information byte comes out, causing a dilemma to eliminate the operation of the integral pre-coder circuit. In Reed Solomon encoding, the parity byte does not need to be placed at the end of the message to generate a valid Reed Solomon codeword. However, changing the Reed Solomon code at the transmitter means that the existing transmitting station needs to replace the existing 8VSB modulator. In this sense, changing Reed Solomon codes to non-standard codes is not fully backward compatible with existing ATSC broadcast equipment. Existing ATSC broadcast equipment will continue to be compatible with existing receivers. However, the replacement of 8VSB modulators is needed to take advantage of robust data transmission (robust data service and more reliable general data service).
따라서, 패러티 바이트가 메시지의 종단에 있다는 것을 예상하는 두 개의 레 거시 수신기 및 패러티와 정보바이트의 실제 배치를 아는 새로운 수신기는 유효 솔로몬 코드워드를 알 것이다. 실제, 정보바이트 및 패러티바이트는 스크램블되지만, (역방향 호환성을 유지하기 위해) 레거시 리드 솔로몬 디코더는 유효 리드 솔로몬 코드워드로서 이 새로운 코드를 여전히 알 것이다. 앞에서 지적한 바와 같이, 각 로버스트 데이터 패킷에서의 패킷 헤더는 NULL 패킷에 대응하는 PID로 주어졌다. 따라서, 레거시 수신기가 어느 경우라도 NULL 패킷으로서 높은 우선순위 데이터 패킷을 버리기 때문에 정보바이트가 스크램블되었다는 것이 레거시 수신기에는 중요하지 않다.Thus, two legacy receivers that expect the parity byte to be at the end of the message and a new receiver that knows the actual placement of the parity and information bytes will know the valid Solomon codeword. In practice, the information bytes and parity bytes are scrambled, but the legacy Reed Solomon decoder will still know this new code as a valid Reed Solomon codeword (to maintain backward compatibility). As pointed out above, the packet header in each robust data packet was given a PID corresponding to a NULL packet. Thus, it is not important for the legacy receiver that the information bytes were scrambled because the legacy receiver discards the high priority data packet as a NULL packet in any case.
비표준 리드 솔로몬 인코딩을 사용하여, 인터리빙 후 모든 정보 바이트가 우선 나오고 아직 계산되지 않은 리드 솔로몬 패러티 바이트가 이전에 나온 정보로부터 계산될 수 있도록, 패러티 바이트 위치가 패킷에 배치될 수 있다. 지금 리드 솔로몬 패러티 바이트는 적분 프리-코더 회로에 의해 처리되고 있는 패러티 바이트에 앞서 계산될 수 있어서, 전술한 위상 모호상태를 제거한다. 두 경우(위상모호는 수신에서 해결되거나 송신기에서 해결된다)의 각각에 대한 수신기를 아래 부분에서 설명한다. Using non-standard Reed Solomon encoding, a parity byte position can be placed in a packet so that all information bytes come first after interleaving and Reid Solomon parity bytes that have not yet been computed can be calculated from previously derived information. Reed Solomon parity bytes can now be calculated prior to the parity bytes being processed by the integral pre-coder circuit, thus eliminating the phase ambiguity described above. The receivers for each of the two cases (phase ambiguities are resolved at the reception or at the transmitter) are described below.
로버스트 심볼 인코딩에 대하여, Z2 데이터 스트림은 다음 트렐리스 인코딩되어 도 2a에서 지연기(30c, 30d) 및 XOR(32c)에 의해 도시된 바와 같이 Z1 데이터 스트림을 생성한다. 멀티플렉서(38)는 로버스트/일반 신호에 응답하여 "0" 입력에서 트렐리스 코딩된 신호와 "1"입력에서 Y1 신호 사이에서 선택한다. 도시된 트렐리스 코드는 Z1 비트 스트림으로부터 Z0 비트를 생성하는데 사용되는 ATSC 트렐리스 코드와 동일한 4-상태 컨벌루션 피드백 트렐리스 코드이다. 이 점에서, Z1 비트 스트림은 Z2 비트 스트림의 트렐리스 코딩된 버전이다. Z2/Z1 비트 스트림에 대한 가상 디코더(26)(도 2)의 효과는 임의추출기(randomizer)에 대하여 중요하다. ATSC를 따르는 가상 디코더는 의도적으로 Z1 비트와는 다르게 Z2 비트를 디랜더마이즈(derandomize)한다. 효과는 적용되는 임의추출 패턴과 다른 패턴을 갖는 기존 VSB 변조기 입력에서 Z2/Z1 비트쌍을 생성하는 것이다. 두 비트간의 임의추출 디스패러티는 기존 VSB 변조기의 임의추출기에 의해 제거되기 때문에, 변조기 출력에서의 Z2/Z1 쌍은 그들 사이의 임의추출 패러티가 제거되도록 하고, 로버스트 패킷 프로세서 출력에 존재한 것은 바로 Z2/Z1 비트쌍이다.For robust symbol encoding, the Z2 data stream is next trellis encoded to generate the Z1 data stream as shown by delayers 30c, 30d and XOR 32c in FIG. 2A. The
기존 VSB 변조기의 Z1 비트 스트림은 또한 트렐리스 인코딩되어 Z0 비트 스트림을 생성한다. 로버스트 패킷 프로세서의 결합된 트렐리스 인코더 및 기존 VSB 변조기에서의 인코더는 서브상태(Z0 비트)가 ATSC를 따르는 유효 16 상태 트렐리스 인코딩된 시퀀스를 형성한다. The Z1 bit stream of the existing VSB modulator is also trellis encoded to produce the Z0 bit stream. The combined trellis encoder of the robust packet processor and the encoder in the existing VSB modulator form a valid 16 state trellis encoded sequence whose substate (Z0 bits) follows the ATSC.
로버스트 패킷 프로세서의 트렐리스 인코더는 일반 ATSC 패킷 또는 로버스트 패러티 바이트가 송신되고 있을 때 상태를 진행시키지 않는다. 제어 MUX는 일반 8VSB 또는 로버스트 심볼이 송신되고 있는지를 제어한다. Z2 비트를 위한 MUX 전의 반전/비반전 블록의 역할은 디스패러티가 Y2와 미분된 Y2 비트 스트림 사이에 존재하는 경우 8VSB 심볼 송신이 재기될 때 Y2 비트의 극성을 반전시킨다. 이 극성반전은 미분 디코딩이 일반 ATSC 심볼에 수행될 때 Z2 비트 스트림이 ATSC를 따르도록 한다. The trellis encoder of the robust packet processor does not advance the state when a normal ATSC packet or robust parity byte is being transmitted. The control MUX controls whether a generic 8VSB or robust symbol is being sent. The role of the inverted / non-inverted block before MUX for the Z2 bit inverts the polarity of the Y2 bit when the 8VSB symbol transmission is recovered when the disparity exists between Y2 and the differentiated Y2 bit stream. This polarity inversion causes the Z2 bit stream to follow the ATSC when differential decoding is performed on normal ATSC symbols.
도시된 트렐리스 인코더는 16-상태 트렐리스 코드였다. 더 많은 상태를 갖는 트렐리스 코드가 또한 사용될 수 있다. 또한, 다중차원의 트렐리스 코드가 사용될 수 있다. 특히, 4차원 트렐리스 코드가 이 응용에 적절할 수 있다. 왜냐하면 어떤 로버스트 심볼도 송신되고 있지 않아 최고상태(super state)가 유지되는 동안에, 프레임 내의 로버스트 심볼의 최악의 배치가 ATSC 트렐리스 내의 4 서브상태가 중요한 주기 동안 진행되도록 하기 때문이다. 서브상태 코드(ATSC)가 신뢰성이 더 낮고 16 상태 트렐리스 디코더가 일반 송신이 일어나고 있을 때 단독으로 ATSC 트렐리스 코드로부터 서브상태 평가를 사용하여야 하기 때문에, 로버스트 송신의 재개에서의 첫번째 심볼은 후속 심볼보다 신뢰성이 낮고 4-차원 코드는 이 첫번째 심볼의 예측성을 강화시킬 수 있다. The trellis encoder shown was a 16-state trellis code. Trellis codes with more states can also be used. In addition, multidimensional trellis codes may be used. In particular, four-dimensional trellis code may be suitable for this application. Because no robust symbols are being transmitted so that while the super state is maintained, the worst placement of robust symbols in a frame causes the four substates in the ATSC trellis to proceed during the critical period. The first symbol at the resumption of robust transmission, because the substate code (ATSC) is less reliable and the 16 state trellis decoder must use substate evaluation from the ATSC trellis code alone when normal transmission is taking place. Is less reliable than subsequent symbols and a four-dimensional code can enhance the predictability of this first symbol.
로버스트 심볼 배치의 시간은 간접적으로 기존 VSB 변조기 자체에 의해 제어된다. 트랜스포트 MUX는 VSB 필드 동기신호로 동기화된 인코딩되지 않은 로버스트 패킷을 삽입한다. 이것은 로버스트 심볼이 VSB 프레임 내의 알려진 위치로 배치되도록 한다. 다른 패턴 및 로버스트 데이터속도가 가능하지만 실제로 유한수로 제한되어야 한다. 왜냐하면 배치배턴이 무엇이었는지를 수신기에 전송하는 최선의 방법은 필드 동기 세그먼트에서 예비 비트의 사용을 통해서이다. 이 비트들은 최악의 통신채널 상태 하에서 동작할 때 신뢰성있는 수신을 위해 코딩되어야 한다.The time of robust symbol placement is indirectly controlled by the existing VSB modulator itself. The transport MUX inserts an unencoded robust packet synchronized with the VSB field sync signal. This allows robust symbols to be placed in known positions within the VSB frame. Other patterns and robust data rates are possible but must be limited to a finite number in practice. Because the best way to send to the receiver what the batch baton was was through the use of spare bits in the field sync segment. These bits should be coded for reliable reception when operating under worst case communication channel conditions.
로버스트 데이터 프리-프로세서(도 2c)는 도 1의 로버스트 인코드/8VSB 변조기(10)에 인가되기 전에 높은 우선순위 데이터를 전-처리(pre-process)하도록 제공된다. 도 2에 도시되고 전술한 바와 같이, 로버스트 인코더(10a)는 하나의 스트림에서 로버스트 데이터 패킷(또한 높은 우선순위 패킷)과 일반 패킷을 멀티플렉싱한다. 전술한 바와 같이, 로버스트 데이터 패킷에 대하여 리드 솔로몬 패러티 바이트는 (역방향 호환성을 위해) 일반 데이터로서 인코딩되고 따라서 (로버스 데이터로서 인코딩되는) 정보 바이트와 비교하여 상당히 떨어진 신뢰성을 가질 것이다. 다른 역방향 호환성 문제는 VSB 변조기(28)에 대해 인코딩된 결과적인 MPEG 패킷 스트림이 (비-제로(non-zero) 가능성을 갖고) 유효한 MPEG 패킷 헤더로 될 수 있다는 점에서, 로버스트 데이터 패킷을 MPEG 패킷으로서 사용할 때 발생한다. 오류 MPEG 패킷은 기존 MPEG 디코더를 불안정하게 할 수 있다. MPEG 패킷 헤더는 4바이트, 1바이트 동기(sync) 및 패킷 식별자(PID) 정보를 갖는 다른 3개의 바이트를 포함한다. 로버스트 인코더가 기존 MPEG 디코더에 대한 로버스트 데이터에 대응하는 유효 MPEG 패킷을 발생시키지 않도록 하는 것이 바람직하다. The robust data pre-processor (FIG. 2C) is provided to pre-process the high priority data before being applied to the robust encode / 8
로버스트 데이터 프리프로세서는 상기한 두 개의 역방향 호환성 문제(리드 솔로몬 인코딩의 상실 및 오류 MPEG 패킷)를 해결한다. 주요 아이디어는 로버스트 데이터 패킷이 MPEG 데이터 패킷보다 더 작은 크기라고 보고 패러티 바이트를 로버스트 데이터 패킷에 부가하고 로버스트 MPEG 데이터 패킷을 생성하는 것이다. 역방향 호환성을 보장하기 위해, 로버스트 MPEG 데이터 패킷을 위한 헤더 바이트는 NULL 패킷 헤더와 인코딩되고 일반 데이터로서 인코딩된다. The robust data preprocessor solves the two backward compatibility problems described above (Lost Solomon Encoding and Error MPEG Packets). The main idea is to consider the robust data packet to be smaller than the MPEG data packet and add a parity byte to the robust data packet and generate a robust MPEG data packet. To ensure backward compatibility, the header bytes for robust MPEG data packets are encoded with NULL packet headers and encoded as normal data.
도 2c는 로버스트 데이터 프리프로세서를 더욱 상세하게 도시한 것이다. 도 2c의 데이터 프리프로세서는 로버스트 데이터 패킷이 로버스트 인코더/8VSB 변조기(10)에 공급되기 전에 도 1에서의 높은 우선순위 데이터 패킷을 처리(더욱 정확하게 전-처리)한다. 로버스트 데이터가 결과적으로 MPEG 패킷이 되는 서비스(예를 들어, 데이터캐스팅)와 다른 서비스에 사용될 수 있기 때문에, 비-MPEG 패킷을 위한 인코딩 기술을 또한 설명한다. MPEG 패킷으로 구성된 로버스트 데이터에 대하여, MPEG 표준 47hex 동기 바이트가 제거되고 350에서 ITU J.83 부록 B에서 기술된 바와 같이 FIR 패러티 체크 코드로 대체된다. 도 2c의 로버스트 데이터 프리프로세서에 의해 부가된 패러티 체크(350)는 수신기에서 신뢰성 있는 MPEG 패킷 동기검출을 가능하게 하고 또한 MPEG 패킷에서 에러검출을 가능하게 한다. 로버스트 데이터가 어떤 다른(비-MPEG) 프로토콜이면, 단계(350)는 통과한다. 로버스트 데이터가 MPEG 데이터 또는 다른 프로토콜로 구성되어 있는지 여부에 대한 정보는 VSB 프레임의 예비 비트 내에 로버스트 페이로드형 정보비트를 통해 전송된다. 2C illustrates the robust data preprocessor in more detail. The data preprocessor of FIG. 2C processes (more accurately pre-processes) the high priority data packet in FIG. 1 before the robust data packet is fed to the robust encoder /
로버스트 데이터 프리프로세서 내의 다음 단계는 (184, 164) 리드 솔로몬 인코더(352)로서, 이것은 20 리드 솔로몬 패러티 바이트를 총 184 바이트에 대한 각 164 로버스트 데이터 바이트에 부가한다. 리드 솔로몬 인코더에 대한 생성기 다항식(generator polynomial)은 리드 솔로몬(207, 187) 8-VSB 인코더(187 데이터 바이트, 20 리드 솔로몬 패러티 바이트 및 207 총바이트)에서 사용되는 것과 동일하다. 184-바이트 리드 솔로몬 블록은 다음과 같이 단계(354)에서 2개의 184-바이트 패킷으로 매핑된다. 4비트가 A, B, C 및 D로 지정된 경우에, 새로운 바이트가 제로 비트를 산재시켜 바이트 A, 0, B, 0, C, 0, D, 0을 생성함으로써 발생된다. 따라서, 각 입력 바이트는 두 개의 출력 바이트로 맵핑되어 데이터 속도를 배가시킨다. 리드 솔로몬 인코더로부터의 각 184 바이트 출력은 두 개의 184-바이트 MPEG 패킷 페이로드를 생성한다. 4바이트 MPEG NULL 패킷 헤더(47hex 동기 바이트를 포함한다)는 단계(356)에서 컴플라이언트(compliant) MPEG 트랜스포트 스트림 패킷을 생성하기 위해 첨부된다. 레거시 수신기는 역방향 호환성에 필수적인 MPEG NULL 패킷을 무시한다. 4-바이트 MPEG NULL 헤더는 일반 바이트로서 인코딩된다(47hex 동기 바이트는 VSB 변조기에 의해 제거된다). 3-바이트 헤더에 대해 N/R(일반/로버스트) 플래그를 0(일반)으로 설정하는 것은 MPEG 헤더에 대한 일반 인코딩을 보장한다. 기존 수신기는 NULL 패킷으로서 패킷 헤더를 디코딩하므로 로버스트 데이터에 대응하는 패킷을 버릴 것이다. 수신기가 두 개의 패킷을 축적하고 리드 솔로몬 디코딩 동작을 실시하도록, 단계(354)에서 생성된 두 개의 로버스트 데이터 패킷은 프레임에서 연속적으로 할당될 수 있다(또는 짝수의 패킷이 프레임 내에서 할당된다).The next step in the robust data preprocessor is (184, 164) Reed Solomon encoder 352, which adds 20 Reed Solomon parity bytes to each 164 robust data bytes for a total of 184 bytes. The generator polynomial for the Reed Solomon encoder is the same as that used in the Reed Solomon 207, 187 8-VSB encoder (187 data bytes, 20 Reed Solomon parity bytes and 207 total bytes). The 184-byte Reed Solomon block is mapped to two 184-byte packets at step 354 as follows. When four bits are designated as A, B, C and D, a new byte is generated by spawning zero bits to produce bytes A, 0, B, 0, C, 0, D, 0. Thus, each input byte is mapped to two output bytes to double the data rate. Each 184 byte output from the Reed Solomon encoder produces two 184-byte MPEG packet payloads. A four byte MPEG NULL packet header (including 47 hex sync bytes) is appended at step 356 to generate a compliant MPEG transport stream packet. Legacy receivers ignore MPEG NULL packets that are essential for backward compatibility. The 4-byte MPEG NULL header is encoded as a normal byte (47hex sync bytes are removed by the VSB modulator). Setting the N / R (Normal / Robust) flag to 0 (Normal) for the 3-byte header ensures a generic encoding for the MPEG header. Existing receivers decode the packet headers as NULL packets, thus discarding packets corresponding to robust data. The two robust data packets generated in step 354 can be allocated consecutively in the frame (or even packets are allocated within the frame) so that the receiver accumulates two packets and performs the Reed Solomon decoding operation. .
로버스트 데이터 바이트의 일부가 일반으로서 인코딩될 필요가 있기 때문에, 가상 인코더(22)는 도 2에서 도시된 바와 같이 이 바이트를 계속적으로 트래킹한다. 가상 인코더(22)는 2001년 4월 2일 출원된 미국 가특허출원 제 60/280944호(여기서 A/53 명세서라고 한다)에 의하면 데이터 임의추출기, 리드 솔로몬 인코더, 컨벌루션 인터리버 및 트렐리스 코드 인터리버를 포함한다. A/53 명세서는 미국 DC 20035 워싱턴 스트리트 1750K 소재의 ATSC(Advanced Television System Committee)에 제출된 제안서이다. 데이터 임의추출기는 ATSC 임의추출기이며, 이것은 모든 바이트에 대해 동작하고, 블록의 대기시간을 설명하기 위해 지연을 부가하는 것 외에 N/R 신호를 변경시키지 않는다. 리드 솔로몬 인코더는 ATSC 리드 솔로몬(207, 187) 인코더이며, 이것은 정보바이트를 위한 데이터 임의추출기에 의해 제공되는 바와 같이 N/R 신호를 유지한다. 로버스트 데이터 MPEG 패킷을 포함하는 모든 리드 솔로몬 패러티 바이트에 대하여, N/R 신호는 일반 모드로 설정된다. 컨벌루션 인터리버는 또한 N/R 신호를 인터리빙함으로써 리드 솔로몬 인코더에 의해 출력된 모든 바이트에 대응하는 N/R 신호를 계속 트랙킹한다. 트렐리스 코드 인터리버 출력은 2-비트 니블(X2, X1)이고 또한 컨벌루션 인터리버에 의해 출력된 모든 바이트에 대응하는 N/R 신호를 계속적으로 트랙킹한다. Since some of the robust data bytes need to be encoded as normal, the
도 2a에서 전술한 바와 같이 로버스트 패킷 프로세서(24)는 다음에 들어오는 데이터에 대해 동작하고, 일반/로버스트 플래그에 따라서 일반과 로버스트 동작 사이에서 전환된다. 블록의 나머지는 가상 디코더(26)를 포함한다. 트렐리스 코드 디인터리버는 컨벌루션 디인터리버에 바이트를 출력한다. 컨벌루션 디인터리버는 A/53 명세서(미국 가특허출원 제 60/280944호, 2001년 4월 2일 출원)에 따라서 디인터리빙 동작을 수행한다. 리드 솔로몬 디코더는 모든 입력 패킷에 대해 간단히 패러티 바이트를 제거하고 디랜더마이저는 ATSC 디랜더마이저이다.
As described above in FIG. 2A the
로버스트 디코더Robust decoder
로버스트 디코더는 이중역할을 갖는다. 첫 번째, 로버스트 데이터 디코더는 일반 8VSB 심볼이 수신될 수 없는 채널상태에서 로버스트 데이터 패킷을 수신하는데 사용되고, 두 번째 로버스트 데이터 디코더는 일반 8VSB 심볼의 수신가능성을 개선시킨다. 두 동작 모드(일반 및 로버스트)는 동일한 디코딩 시스템을 사용한다. 일반 및 로버스트 모드에 대한 처리단계에서의 차이는 아래에서 지적되고 있다.Robust decoders have a dual role. First, the robust data decoder is used to receive robust data packets in a channel state in which the normal 8VSB symbols cannot be received, and the second robust data decoder improves the reception of the normal 8VSB symbols. Both modes of operation (normal and robust) use the same decoding system. The differences in processing steps for normal and robust mode are noted below.
시스템은 로버스트 데이터 패킷과 일반 데이터 패킷 사이에서 전환함으로써 일반과 로버스트 모드를 멀티플렉싱한다. 도 3c는 계층적 송신이 존재할 때 트렐리스의 상태천이도를 나타낸다. 구간(610, 614)은 로버스트 심볼이 송신될 때(N/R=1)의 상태천이이고, 구간(612)은 일반 심볼이 전송될 때(N/R=0)의 상태천이이다. 구간(612)에서 굵게 표시된 선은 평행천이의 존재를 가리킨다. The system multiplexes normal and robust modes by switching between robust data packets and normal data packets. 3C shows a state transition diagram of the trellis when hierarchical transmission is present. The
도 3은 로버스트 수신기의 블록도이다. 개선된 신호는 일반 방법에 의해 튜너(310), IF/SAW 필터(312)에 의해 처리된다. 변조기/디코더(314)는 수신 심볼을 디코딩하고 그것들을 디멀티플렉싱하여 디지털 텔레비전 수신기(316)를 위한 일반 패킷 스트림과 휴대장치(318)를 위한 로버스트 패킷 스트림(앞에서 높은 우선순위 데이터 패킷 스트림이라고 함)을 생성한다. 데이터 패킷 스트림은 비디오 패킷 스트림이 수신될 수 없는 채널상태에서 수신될 수 있다.3 is a block diagram of a robust receiver. The improved signal is processed by the
도 3a는 도 3의 수신기에서의 복조기/디코더(314)의 상세 블록도이다. 개선된 VSB 신호는 아날로그-디지털 컨버터(320)에 의해 디지털화된다. VSB 복조기 전단(front end)(324)은 일치된 필터링, 타이밍 및 파일럿 복원을 실시한다. 전단(324)은 또한 튜너 및 IF 이득 증폭기에 AGC 제어를 제공한다. 프레임 동기 검출기(322)는 프레임 동기 신호에 대해 동기화하고 5비트 로버스트 모드 타이어 제어 코드를 나타내는 프레임 동기로부터 예비 비트를 수신한다. 로버스트 모드 타이어 제어코드를 저장하여, 각 심볼이 로버스트 또는 일반인지를 가리키는 VSB-심볼의 완성된 맵이 어셈블된다(323). 결과적인 N/R 신호(이것은 VSB 프레임 내의 로버스트 심볼의 위치를 특정하여 일반과 로버스트 모드간의 천이를 정의한다)는 동기화 회로(323)에서 다른 모든 수신기 기능까지 사용될 수 있게 된다. 수신기의 나머지는 ATSC를 따르는 컨벌루션 디인터리버(330), 리드 솔로몬 디코더(332) 및 VSB 디랜더마이저(334)를 포함한다. 일반/로버스트 패킷 분리기(336)는 로버스트 데이터 패킷으로부터 일반 데이터 패킷을 분리한다. MPEG 동기화는 338에서 로버스트 MPEG 패킷에 부가된다. 마지막으로 수신기에서의 로버스트 데이터 포스트 프로세서(340)는 184/164 리드 솔로몬 디코딩을 수행하는데, 이것은 송신국에 위치한 도 2c의 로버스트 데이터 프리프로세서에 의해 제공된 인코더의 역동작이다. 3A is a detailed block diagram of demodulator / decoder 314 at the receiver of FIG. The improved VSB signal is digitized by the analog-to-
이퀄라이저(326)는 일반적으로 DFE 즉 결정 피드백 이퀄라이저이다. DFE는 곤란한 육상채널에 대한 로버스트 심볼의 여분의 신뢰성을 사용하여 이퀄라이저를 트레이닝한다. 로버스트 심볼은 트레이닝 마진의 여분의 5-6dB를 제공한다. 그것은 소프트 결정심볼 및 관련 N/R 신호를 출력하여 심볼이 일반 또는 로버스트 심볼인지를 특정한다. Equalizer 326 is generally a DFE or decision feedback equalizer. The DFE trains the equalizer using the extra reliability of robust symbols for difficult terrestrial channels. Robust symbols provide an extra 5-6dB of training margin. It outputs a soft decision symbol and associated N / R signal to specify whether the symbol is a normal or robust symbol.
일반/로버스트 트렐리스 디코더(328)는 일반 심볼에 대하여 A/53 명세서(미국 가특허출원 제 60/280944호, 2001년 4월 2일 출원)에 의한다. 로버스트 심볼에 대하여, 일반/로버스트 트렐리스 디코더(328)는 도 3b에서 도시된 트렐리스 코드에 대한 트렐리스 디코딩을 실시한다. 도 3b에서 도시된 바와 같이, 로버스트 데이터는 제 1트렐리스 인코더(342a, 344a, 342b)에서 인코딩된다. 제 1트렐리스 인코더의 출력은 제 2트렐리스 인코더(342c, 344b, 342c)에서 더 인코딩된다. 트렐리스 디코더는 일반 심볼과 로버스트 심볼 사이에서 전후로 전환되면서 인터럽트된다는 것에 유의한다. 두 경우에 대해 트렐리스 디코더를 실시하는 효과적인 방법은 로버스트 트렐리스의 범위 내에서 일반 트렐리스에 대한 "병행 천이(parallel transition)"를 수행하는 것이다. The Generic /
전술한 바와 같이, 체계적인 리드 솔로몬 디코더가 사용되면 로버스트 데이터 패킷에 대한 리드 솔로몬 패러티 바이트에 대응하는 심볼에서의 위상 모호가 있다. 이러한 모호는 심볼에 대한 두 개의 가능성 사이에서 결정을 요구한다(이것은 결과적으로 두 서브세트 중 하나에 대한 결정이 된다)는 것에 유의한다. 이 결정은 심볼 기반으로 심볼에서 또는 블록 기반으로 이루어진다. As mentioned above, if a systematic Reed Solomon decoder is used, there is a phase ambiguity in the symbol corresponding to the Reed Solomon parity byte for the robust data packet. Note that this ambiguity requires a decision between the two possibilities for the symbol (this results in a decision for one of the two subsets). This decision is made either symbol-based or block-based.
비표준 리드 솔로몬 인코더가 송신기에서 사용되면, 위상 모호가 없다. 비표준 리드 솔로몬 인코더는 정보 바이트(이것은 수신기에서 반전되어야 한다)의 재정렬을 포함한다. 재정렬이 수신기에서 유일하게 알려진 프레임 내의 패킷의 위치에 기초하기 때문에, 재정렬은 쉽게 반전될 수 있다. 그러나, 앞서 지적한 바와 같이, 비표준 리드 솔로몬 코드는 기존 송신기와 호환될 수 없어서 기존 송신기의 변경을 필요로 한다. If a nonstandard Reed Solomon encoder is used at the transmitter, there is no phase ambiguity. Nonstandard Reed-Solomon encoders include reordering of information bytes (which must be reversed at the receiver). Since the reordering is based on the location of the packet within the only known frame at the receiver, the reordering can be easily reversed. However, as noted earlier, non-standard Reed Solomon codes are not compatible with existing transmitters and require modification of existing transmitters.
도 3a의 로버스트 데이터 수신기의 도면에서 블록의 나머지는 인코더에 대해 설명한 블록의 반대이다. ATSC 컨벌루션 디인터리버(334)는 ATSC 컨벌루션 인터리버와 역으로 수행되고 일반/로버스트 플래그를 계속 트랙킹한다. 리드 솔로몬 디코더(332)는 일반 패킷에 대해서만 동작한다. 로버스트 데이터 패킷에 대한 리드 솔로몬 디코더는 통과(bypass)된다. 즉 패러티 바이트가 떼어지고 정보 바이트만이 전송된다(비표준 리드 솔로몬 인코더가 사용되면, 프레임 내의 패킷당 다른 바이트 재정렬이 패러티 바이트를 떼어내기 전에 수행된다). 후자의 경우, 그것은 두 일반 및 로버스트 바이트에 대하여 동작하는 VSB 디랜더마이저에 N/R 신호를 제공한다.The remainder of the block in the diagram of the robust data receiver of FIG. 3A is the inverse of the block described for the encoder. The
디랜더마이저의 출력이 우선 개별적인 버퍼에서 일반 및 로버스트 데이터 패킷을 수집하는 일반/로버스트 패킷 분리기(336)에 전송된다. 일반 패킷에 대하여, MPEG 동기는 추가되고(338) 일반 MPEG 패킷으로서 전송된다. 로버스트 바이트에 대하여, 우선 모든 187-바이트 패킷에 대한 3-바이트 헤더가 제거되어 결과적으로 184-바이트 패킷으로 된다. 다음 2개의 184-바이트 패킷이 로버스트 패킷 프리프로세서 내에서 설명된 인코딩에 따라서 하나의 184-바이트 패킷으로 된다. 결과적인 184-바이트 패킷은 다음 로버스트 포스트프로세서로 전송된다. 로버스트 포스트-프로세서는 리드 솔로몬(184, 164) 디코딩을 수행한다. 그것은 또한 로버스_페이로드_형이 MPEG 프로토콜을 지시하면 MPEG 동기 재배치를 수행한다.The output of the derandomizer is first sent to a normal /
Claims (28)
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US21570300P | 2000-07-01 | 2000-07-01 | |
| US60/215,703 | 2000-07-01 | ||
| US28931001P | 2001-05-07 | 2001-05-07 | |
| US60/289,310 | 2001-05-07 | ||
| PCT/US2001/041235 WO2002003678A2 (en) | 2000-07-01 | 2001-06-30 | Robust data extension for 8vsb signaling |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030041109A KR20030041109A (en) | 2003-05-23 |
| KR100865789B1 true KR100865789B1 (en) | 2008-10-29 |
Family
ID=26910301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020027018091A Expired - Fee Related KR100865789B1 (en) | 2000-07-01 | 2001-06-30 | Robust Data Expansion for 8kHz Signals |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100865789B1 (en) |
| AU (1) | AU2001277262A1 (en) |
| MX (1) | MXPA03000002A (en) |
| WO (1) | WO2002003678A2 (en) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100351829B1 (en) | 2000-09-26 | 2002-09-11 | 엘지전자 주식회사 | digital communication system |
| KR100351831B1 (en) | 2000-10-02 | 2002-09-11 | 엘지전자 주식회사 | VSB transmission system |
| KR100673419B1 (en) | 2000-12-28 | 2007-01-24 | 엘지전자 주식회사 | Transmission system and data processing method |
| KR100674423B1 (en) | 2001-01-19 | 2007-01-29 | 엘지전자 주식회사 | Transmission / reception system and data processing method |
| US7675994B2 (en) * | 2001-04-02 | 2010-03-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Packet identification mechanism at the transmitter and receiver for an enhanced ATSC 8-VSB system |
| US6947487B2 (en) | 2001-04-18 | 2005-09-20 | Lg Electronics Inc. | VSB communication system |
| KR100734351B1 (en) * | 2001-04-20 | 2007-07-03 | 엘지전자 주식회사 | Digital broadcast transmission system |
| US20030099303A1 (en) * | 2001-06-04 | 2003-05-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Digital television (DTV) transmission system using enhanced coding schemes |
| CN1679339B (en) * | 2002-09-06 | 2011-11-16 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | Packet insertion mechanism for an improved ATSC DTV system |
| US7194047B2 (en) * | 2002-09-20 | 2007-03-20 | Ati Technologies Inc. | Receiver for robust data extension for 8VSB signaling |
| AU2003274464A1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-06-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Configuration for implementing enhanced vsb on the studio side |
| EP1608094A4 (en) * | 2003-03-10 | 2010-04-28 | Panasonic Corp | OFDM SIGNAL TRANSMISSION METHOD, TRANSMISSION DEVICE, AND RECEPTION DEVICE |
| WO2005002229A2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Receiver and packet formatter for decoding an atsc dtv signal |
| KR100896684B1 (en) | 2004-01-27 | 2009-05-14 | 삼성전자주식회사 | Digital broadcasting transmission/reception capable of improving receiving performance and signal processing method thereof |
| KR100692596B1 (en) | 2004-05-06 | 2007-03-13 | 삼성전자주식회사 | Digital broadcasting transmission and reception system with improved reception performance and signal processing method thereof |
| KR101165379B1 (en) | 2004-07-15 | 2012-07-17 | 삼성전자주식회사 | Digital broadcasting transmission/reception system having improved receiving performance and signal processing method thereof |
| CN101040522B (en) | 2004-09-15 | 2010-05-26 | 韩国电子通信研究院 | Digital television transmission and reception apparatus and method using 1/4 rate encoded robust data |
| US8619876B2 (en) | 2005-10-11 | 2013-12-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for turbo transmission of digital broadcasting transport stream, a digital broadcasting transmission and reception system, and a signal processing method thereof |
| MY151620A (en) * | 2005-10-11 | 2014-06-30 | Samsung Electronics Co Ltd | Method for turbo transmission of digital broadcasting transport stream, a digital broadcasting transmission and reception system, and a signal processing method thereof |
| US7680108B2 (en) | 2005-10-21 | 2010-03-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Digital broadcasting transmission and reception systems for stream including normal stream and turbo stream and methods thereof |
| KR100740210B1 (en) * | 2005-10-21 | 2007-07-18 | 삼성전자주식회사 | Dual transmission stream generating device and method thereof |
| KR100797176B1 (en) | 2005-10-21 | 2008-01-23 | 삼성전자주식회사 | Digital broadcasting system and method |
| KR100759002B1 (en) * | 2005-10-21 | 2007-09-17 | 삼성전자주식회사 | System for processing and transmitting digital broadcasting signal and method thereof |
| KR100811184B1 (en) | 2005-10-21 | 2008-03-07 | 삼성전자주식회사 | Outer encoder, and, method thereof |
| KR100746291B1 (en) * | 2006-06-29 | 2007-08-03 | 삼성전자주식회사 | Method for transmitting / receiving multi-channel digital broadcasting system and device therefor |
| US10848811B2 (en) | 2007-07-05 | 2020-11-24 | Coherent Logix, Incorporated | Control information for a wirelessly-transmitted data stream |
| US8332896B2 (en) | 2007-07-05 | 2012-12-11 | Coherent Logix, Incorporated | Transmission of multimedia streams to mobile devices with cross stream association |
| US8358705B2 (en) | 2007-07-05 | 2013-01-22 | Coherent Logix, Incorporated | Transmission of multimedia streams to mobile devices with uncoded transport tunneling |
| US8347339B2 (en) | 2007-07-05 | 2013-01-01 | Coherent Logix, Incorporated | Transmission of multimedia streams to mobile devices with variable training information |
| US8151305B2 (en) | 2007-07-05 | 2012-04-03 | Coherent Logix, Incorporated | Mobile television broadcast system |
| JP5443480B2 (en) * | 2008-05-31 | 2014-03-19 | コーヒレント・ロジックス・インコーポレーテッド | Sending multimedia streams to mobile devices by uncoded transport tunneling |
| JP4945011B2 (en) | 2008-06-07 | 2012-06-06 | コーヒレント・ロジックス・インコーポレーテッド | Send and receive control information for use with multimedia streams |
| CN115552914A (en) * | 2020-01-02 | 2022-12-30 | 密执安州立大学董事会 | Systems and methods for enhanced multimedia signal broadcasting, reception, data delivery, and data collection |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990056762A (en) * | 1997-12-29 | 1999-07-15 | 김영환 | Plasma Display Panel And Method Of Manufacturing The Same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6131180A (en) * | 1997-11-03 | 2000-10-10 | Ericsson, Inc. | Trellis coded modulation system |
| US6332006B1 (en) * | 1998-11-18 | 2001-12-18 | Ericsson Inc. | Apparatus and methods for providing high-penetration messaging in wireless communications systems |
| US6963618B2 (en) * | 2000-04-18 | 2005-11-08 | Zenith Electronics Corporation | Enhanced slice prediction feedback |
-
2001
- 2001-06-30 MX MXPA03000002A patent/MXPA03000002A/en unknown
- 2001-06-30 KR KR1020027018091A patent/KR100865789B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-30 WO PCT/US2001/041235 patent/WO2002003678A2/en active Search and Examination
- 2001-06-30 AU AU2001277262A patent/AU2001277262A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990056762A (en) * | 1997-12-29 | 1999-07-15 | 김영환 | Plasma Display Panel And Method Of Manufacturing The Same |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 10-1999-56762 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MXPA03000002A (en) | 2004-09-13 |
| AU2001277262A1 (en) | 2002-01-14 |
| WO2002003678A3 (en) | 2011-12-29 |
| AU2001277262A8 (en) | 2012-02-02 |
| WO2002003678A2 (en) | 2002-01-10 |
| KR20030041109A (en) | 2003-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100865789B1 (en) | Robust Data Expansion for 8kHz Signals | |
| US20040028076A1 (en) | Robust data extension for 8vsb signaling | |
| KR100773448B1 (en) | Robust Digital Communication System | |
| US7194047B2 (en) | Receiver for robust data extension for 8VSB signaling | |
| US9363490B2 (en) | Digital E8-VSB reception system and E8-VSB data demultiplexing method | |
| KR101022480B1 (en) | Robust signal transmission in digital television braodcasting | |
| CA2625018C (en) | Trellis encoding device for encoding transmission stream and method thereof | |
| US8565354B2 (en) | Digital broadcasting transmission/reception devices capable of improving a receiving performance and signal processing method thereof | |
| US8514981B2 (en) | Digital broadcasting transmission/reception devices capable of improving a receiving performance and signal processing method thereof | |
| KR100768770B1 (en) | Enhanced Slice Prediction Feedback | |
| WO2002100026A1 (en) | Simultaneous transmission of standard 8-vsb and robust 2-vsb (4-vsb) symbols in atsc system | |
| KR100698613B1 (en) | Digital broadcasting transceiver with improved reception performance and signal processing method | |
| KR20060047997A (en) | Digital broadcasting transceiver with improved reception performance and signal processing method | |
| KR100891693B1 (en) | Mapping device for digital communication system | |
| CA2413229A1 (en) | Robust data extension for 8vsb signaling | |
| KR100996619B1 (en) | Digital Communication System Resilient to Loss of Sync Using Forward Erasure Correction | |
| KR20060047533A (en) | Digital broadcasting transmission and reception system with improved reception performance and signal processing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
St.27 status event code: A-0-1-A10-A15-nap-PA0105 |
|
| P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
| T11-X000 | Administrative time limit extension requested |
St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000 |
|
| P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
| P18-X000 | Priority claim added or amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P18-nap-X000 |
|
| PE0801 | Dismissal of amendment |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P12-nap-PE0801 |
|
| P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
| P13-X000 | Application amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000 |
|
| PG1501 | Laying open of application |
St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501 |
|
| A201 | Request for examination | ||
| P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
| P13-X000 | Application amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000 |
|
| PA0201 | Request for examination |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201 |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902 |
|
| T11-X000 | Administrative time limit extension requested |
St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000 |
|
| T11-X000 | Administrative time limit extension requested |
St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000 |
|
| P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
| P13-X000 | Application amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000 |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902 |
|
| P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
| P13-X000 | Application amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000 |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701 |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
St.27 status event code: A-2-2-U10-U12-oth-PR1002 Fee payment year number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |
St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601 |
|
| PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301 |
|
| PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R14-asn-PN2301 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001 Fee payment year number: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121015 Year of fee payment: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001 Fee payment year number: 5 |
|
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131011 Year of fee payment: 6 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001 Fee payment year number: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
| PC1903 | Unpaid annual fee |
St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903 Not in force date: 20141023 Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE |
|
| PC1903 | Unpaid annual fee |
St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903 Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE Not in force date: 20141023 |