Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных



Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных
Двухэтапная сигнализация для передачи потока данных

 


Владельцы патента RU 2622853:

ФРАУНХОФЕР-ГЕЗЕЛЛЬШАФТ ЦУР ФЕРДЕРУНГ ДЕР АНГЕВАНДТЕН ФОРШУНГ Е.Ф. (DE)

Изобретение относится к концепции двухэтапной сигнализации для потока данных, который должен передаваться из передатчика в приемник. Технический результат обеспечивает улучшение вставки информации в поток данных. Для этого на стороне передатчика генерируется множество заголовков физического уровня (PLH) кадров, причем каждый заголовок кадра содержит параметры 1238a, 1238b передачи данных для данных 1236a, 1236b полезной нагрузки. Генерируется заголовок суперкадра (SFH) для суперкадра. Суперкадр содержит множество кадров, причем каждый кадр содержит один из заголовков PLH кадров и данные 1236a, 1236b полезной нагрузки. Заголовок суперкадра указывает набор постоянных для суперкадра параметров 1218 передачи заголовка кадра для заголовков кадров из множества кадров суперкадра. Приемник оценивает заголовок SFH для получения постоянных для суперкадра параметров 1218 передачи заголовка кадра, которые затем используются для оценки множества заголовков PLH кадров для извлечения параметров 1238a, 1238b передачи данных. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 23 ил., 3 табл.

 

Настоящее изобретение относится к передаче и приему данных и, в частности, - к способу генерации и вставки информации сигнализации в поток данных, который должен передаваться к устройству для сбора потока данных, к способу получения и использования информации сигнализации в принимаемом потоке данных, к приемнику и к потоку данных. Дополнительные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к концепции эффективной двухэтапной сигнализации и создания кадра для расширения.

Настоящее изобретение направлено на эффективную сигнализацию конкретных параметров в пределах любой схемы мультиплексирования. Любая схема мультиплексирования, использующая кодированную с помощью FEC передачу, которая может (но не ограничена этим) свободно реконфигурироваться на основе кодового слова за кодовым словом, требует сигнализации, прикрепленной к каждому кодовому слову.

В схемах сигнализации такой системы передачи, как, например, DVB-S2 (второе поколение системы DVB для спутникового широковещания и одноадресной передачи, DVB: цифровое телевидение) с мультиплексированием с временным разделением каналов (TDM), определяется заголовок физического уровня (PLH) неизменных модуляции и кодирования для сигнализации информации о последующем кадре данных. Так как этот заголовок должен декодироваться в пределах широкого диапазона условий в канале, этот заголовок разрабатывается для декодирования при указанных условиях самого плохого случая. Обычно требуется, чтобы этот заголовок был по меньшей мере таким же устойчивым к ошибкам, как самая устойчивая к ошибкам схема передачи. Это приводит к двум недостаткам:

- В случае хороших условий приема уровень защиты слишком высок, что соответствует ненужной служебной информации.

- Во-вторых, любое развитие системы для работы при еще более худших условиях приема, чем первоначально указано, требует модернизации заголовка, что приводит даже к дополнительной служебной информации, поскольку больше статической избыточности необходимо для заголовка.

Задачей изобретения является обеспечение улучшенных концепций для вставки информации сигнализации в поток данных. Задача настоящего изобретения решается с помощью способа по п. 1, устройства по п. 7, способа по п. 9, приемника по п. 11 и потока данных по п. 13.

Способ содержит генерацию множества заголовков кадров, каждый заголовок кадра содержит параметры передачи данных для данных полезной нагрузки. Способ дополнительно содержит генерацию заголовка суперкадра для суперкадра, содержащего множество кадров, каждый кадр содержит один из заголовков кадров и данные полезной нагрузки. Заголовок суперкадра указывает набор постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра для заголовков кадров из множества кадров суперкадра.

Предложенная концепция обеспечивает заголовок суперкадра, который указывает параметры передачи для нескольких заголовков кадров, а именно, заголовков кадров, которые встречаются в пределах суперкадра. Заголовки кадров, принадлежащие данному суперкадру, обычно передаются с использованием одинаковых параметров передачи так, чтобы передавалось меньше информации сигнализации: заголовок суперкадра предоставляет информацию сигнализации заголовков не только для одного кадра, но и для нескольких кадров. С другой стороны, параметрам передачи, которые используются для заголовков кадров, предоставляют возможность изменяться от одного суперкадра к другому суперкадру. Предложенная концепция предоставляет возможность корректировать параметры передачи для заголовков кадров до параметров передачи, которые требуются для передачи данных на необходимом уровне защиты. Это уменьшает или даже предотвращает возникновения ситуаций, в которых приемник может декодировать заголовок кадра, но не соответствующие данные полезной нагрузки, потому что заголовок кадра был передан с использованием заданного по умолчанию высокого уровня защиты, а текущие данные полезной нагрузки были переданы с использованием относительно низкого уровня защиты. Формулируя по-другому: более высокая избыточность данных, более высокая возможность декодирования и/или более высокий уровень защиты обеспечиваются для заголовка кадра, (только) если соответствующие данные полезной нагрузки требуют аналогичной или соответствующей степени избыточности данных, возможности декодирования и/или уровня защиты. В других ситуациях уровень защиты заголовков кадров может понижаться в пределах данного суперкадра, как указывается с помощью заголовка суперкадра.

В отличие от предложенной концепции сигнализации, обычные способы, такие как DVB-S2, используют один заголовок на кадр с неизменными модуляцией и скоростью кодирования для целей сигнализации. Как следствие, при разработке необходимо учитывать наихудший вариант по отношению к этим параметрам, то есть это приводит к появлению служебной информации. За счет использования нового подхода двухэтапной сигнализации, предложенного в данном документе, уменьшается служебная информация, и в то же самое время охватываемый диапазон SNR увеличивается. В отличие от других подходов, сохраняется гибкость, полезная для предоставления возможности соответствовать различным требованиям к SNR различных пользователей/приемников с одной системой.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения суперкадр охватывает несколько кадров, и заголовок суперкадра указывает параметры передачи (модуляцию, скорость кодирования, расширение) нескольких заголовков кадров (обычно всех заголовков кадров) в пределах суперкадра.

Суперкадр может иметь постоянную длину (в символах и единицах емкости (CU)) для поддержания задачи синхронизации терминала. Таким образом, структура суперкадра обеспечивает так называемую особенность создания постоянного кадра. Суперкадр содержит несколько PL-кадров с отдельными уровнями защиты для PLH и XFECFRAME. Начало PL-кадра не обязательно выравнивается с началом суперкадра. Однако, обычно оба типа кадра кратны длине единицы емкости.

Согласно варианту осуществления обеспечивается устройство для сбора потока данных. Устройство содержит генератор заголовка кадра, конфигурируемый для генерации множества заголовков кадров, каждый заголовок кадра содержит параметры передачи данных для данных полезной нагрузки. Устройство дополнительно содержит генератор заголовка суперкадра, конфигурируемый для генерации заголовка суперкадра для суперкадра. Суперкадр содержит множество кадров. Заголовок суперкадра сигнализирует конфигурацию суперкадра. Каждый кадр содержит один из заголовков кадров и данные полезной нагрузки. Заголовок суперкадра указывает набор постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра для заголовков кадров из множества кадров суперкадра.

Кроме того, обеспечивается способ обработки принимаемого сигнала, соответствующего потоку данных. Способ содержит оценку заголовка суперкадра в потоке данных для получения постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра. Способ также содержит оценку множества заголовков кадров в пределах суперкадра с использованием постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра, для получения параметров передачи данных из каждого заголовка кадра для данных полезной нагрузки соответствующего кадра. Способ дополнительно содержит обработку принимаемого сигнала с использованием параметров передачи данных во время интервалов времени, соответствующих данным полезной нагрузки, для получения данных полезной нагрузки.

Согласно дополнительному варианту осуществления обеспечивается приемник, который содержит средство оценки заголовка суперкадра, конфигурируемое для оценки заголовка суперкадра в потоке данных, принимаемом в приемнике, для получения постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра. Приемник дополнительно содержит средство оценки заголовка кадра, конфигурируемое для оценки множества заголовков кадров в пределах суперкадра с использованием постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра, для получения параметров передачи данных из каждого заголовка кадра для данных полезной нагрузки соответствующего кадра. Приемник также содержит схему конфигурируемого приемника, конфигурируемую для обработки принимаемого сигнала с использованием параметров передачи данных во время интервалов времени, соответствующих данным полезной нагрузки, для получения данных полезной нагрузки.

Поток данных согласно дополнительным вариантам осуществления содержит множество суперкадров. Каждый суперкадр содержит заголовок суперкадра. Поток данных дополнительно содержит множество кадров. Каждый кадр содержит заголовок кадра и данные полезной нагрузки. Заголовок суперкадра указывает набор постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра для заголовков кадров множества кадров.

В последующем варианты осуществления настоящего изобретения описаны более подробно со ссылкой на фигуры, на которых:

фиг. 1 схематично показывает структуру кадра в пределах DVB-S2;

фиг. 2 схематично показывает структуру кадра в пределах TDM-режима DVB-SH;

фиг. 3 схематично показывает структуру кадра T2 стандарта DVB-T2;

фиг. 4 схематично показывает дополнительные подробности поля последующей сигнализации L1 в кадре T2 на фиг. 3;

фиг. 5A показывает схематическую структурную схему структуры передатчика, соответствующей DVB-S2;

фиг. 5B схематично показывает введение так называемого мобильного кадра в мультиплексную передачу DVB-S2 согласно [9];

фиг. 5C схематично показывает объединенный подход расширения и двухэтапного скремблирования согласно [10];

фиг. 5D схематично показывает подход создания постоянного кадра (длина PLFRAME равна 16686 символов) согласно [12];

фиг. 5E схематично показывает часть структуры передатчика, воплощающую подход низкого SNR согласно [13];

фиг. 6 схематично показывает структуру суперкадра согласно по меньшей мере одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 7 схематично показывает суперкадры постоянной длины с присутствием пилот-сигналов в одном из суперкадров и отсутствием пилот-сигналов в другом суперкадре;

фиг. 8A схематично показывает отображение XFECFRAME на суперкадры;

фиг. 8B схематично показывает применение расширения к одному XFECFRAME в пределах одного суперкадра;

фиг. 9A схематично показывает примерное внедрение SOSF/SFH в унаследованные фиктивные кадры, если никакая полезная нагрузка с низкими требованиями к SNR не должна передаваться;

фиг. 9B схематично показывает примерное внедрение SOSF/SFH и расширенного XFECFRAME в унаследованные фиктивные кадры;

фиг. 10 схематично показывает влияние различных значений отношения сигнал-шум на различные части потока данных, передаваемого на различных уровнях защиты;

фиг. 11 показывает схематическую последовательность операций способа согласно по меньшей мере одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 12 показывает схематическую структурную схему устройства согласно по меньшей мере некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг. 13 показывает схематическую структурную схему устройства согласно по меньшей мере некоторым дополнительным вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг. 14 показывает схематическую последовательность операций способа обработки принимаемого сигнала согласно по меньшей мере некоторым дополнительным вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг. 15 показывает схематическую структурную схему приемника согласно по меньшей мере некоторым дополнительным вариантам осуществления настоящего изобретения; и

фиг. 16 схематично показывает поток данных, в котором заголовки суперкадров используются для указания формата и/или синтаксиса предстоящих заголовков кадров, и в котором заголовки суперкадров также указывают конец одного суперкадра и начало последующего суперкадра.

В существующих в настоящее время стандартах передач обычные схемы сигнализации систем передачи основаны на заголовке физического уровня (PLH) при неизменных модуляции и кодирования. Этот PLH обеспечивает сигнализацию информации/параметров последующего кадра данных: среди других, присутствие/отсутствие пилот-сигналов, модуляцию и скорость кодирования кадра данных. Кадр данных может содержать от одного до нескольких кодовых слов. Таким образом, длина PL-кадра может значительно изменяться. Приемник должен успешно декодировать каждый PLH для вычисления положения следующего PLH, что называется отслеживанием PLH. Это становится критической проблемой в случае неблагоприятных условий в канале, таких как низкое отношение сигнал-шум (SNR). В данном случае предусматривается увеличение рабочего диапазона SNR по направлению к более низким значениям SNR. Таким образом, сложной задачей является найти устойчивый к ошибкам способ обеспечения отслеживания PLH, но также избежать огромного увеличения статической служебной информации, которая в особенности бесполезно используется во время более хороших условий в канале. Это дополнительно детально проработано с помощью следующего примера DVB-S2.

В DVB-S2 (втором поколении системы DVB для спутникового широковещания и одноадресной передачи) [1] кадр данных называют XFECFRAME, и он содержит одно кодовое слово LDPC (с низкой плотностью проверок на четность). PLH, который устанавливается перед XFECFRAME, как показано на фиг. 1, сигнализирует следующие параметры XFECFRAME: модуляцию, скорость кодирования, короткий или длинный тип кодового слова и присутствие/отсутствие пилот-сигналов. Таким образом, возможно большое разнообразие различных длин кодовых слов. В качестве определенного ограничения, PLH всегда модулируется с самой устойчивой к ошибкам последовательностью модуляции (π/2 BPSK), доступной в DVB-S2. Следует отметить, что π/2 BPSK не доступна для кадров данных в DVB-S2.

Фиг. 1 показывает, что XFECFRAME нарезается на слоты постоянной длины от слота 1 к слоту N. Количество слотов в XFECFRAME является целым числом S и зависит, среди прочего, от выбранной схемы модуляции и выбранной схемы LDPC или скорости кодирования. Длина каждого слота может быть, например, М=90 символов. PLHEADER генерируется и вставляется перед XFECFRAME для конфигурирования приемника. PLHEADER должен занимать точно один слот (длина: М=90 символов). Для режимов, требующих пилот-сигналов, блок пилот-сигналов вставляется, например, каждые 16 слотов, для поддержания задачи синхронизации приемника. Блок пилот-сигналов может состоять из P=36 пилотных символов, как в примере, схематично показанном на фиг. 1. Рандомизация (I, Q) модулированных символов может выполняться посредством средства скремблирования физического уровня. С помощью выполнения обработки, схематично показанной на фиг. 1, XFECFRAME преобразовывается в PLFRAME (перед скремблированием PL). Длина PLFRAME в символах равна 90(S+1) + P int{(S-1)/16}. Первая часть, то есть 90(S+1), соответствует заголовку PLHEADER и слотам. Вторая часть, то есть P int{(S-1)/16}, соответствует блокам пилот-сигналов, каждый имеет 36 символов, которые возникают каждые 16 слотов.

PLH разрабатывается для декодирования при указанных условиях самого плохого случая, чтобы он был по меньшей мере таким же устойчивым к ошибкам, как самая устойчивая к ошибкам защита полезной нагрузки (модуляция и скорость кодирования). Например, PLH DVB-S2 ограничен надежным отслеживанием только для SNR ≥ -3 дБ в канале AWGN (канале усредненного белого гауссова шума) из-за скорости кодирования 7/64 и модуляции π/2-BPSK. Эта устойчивость к ошибкам обеспечивает, что система DVB-S2 в режиме ACM/VCM (адаптивного кодирования и модуляции/переменного кодирования и модуляции) может служить всем терминалам при различных SNR таким образом, чтобы все терминалы, которые могут теоретически рассматриваться с безошибочным приемом, могли отслеживать PLH кадров мультиплексной передачи с временным разделением каналов (TDM). Однако, технические требования самого плохого случая приводят к двум недостаткам:

В случае хороших условий приема терминалов уровень защиты слишком высок, что соответствует ненужной служебной информации.

Во-вторых, любое развитие системы для работы даже при более плохих условиях приема, чем первоначально указано, требует повторной разработки заголовка. Такая статическая и устойчивая к ошибкам повторная разработка эквивалентна прямому решению. Кроме того, повторная разработка приведет к дополнительной служебной информации, как уже описано.

Как следствие, в обычных системах существует компромисс между необходимой защитой PLH и возможностью отслеживать PLH в режиме ACM/VCM с одной стороны, и необходимой служебной информацией с другой стороны. В режиме CCM с высокой скоростью передачи данных постоянная служебная информация PLH является самой неэффективной с точки зрения эффективности диапазона частот. Изобретение ослабляет эти направленные в противоположные стороны требования и увеличивает гибкость сигнала.

В стандарте DVB-SH (цифровое телевидение - услуги спутниковой связи для мобильных устройств) [2] определен режим TDM, который организован так же, как в DVB-S2. Как показано на фиг. 2, SH-кадр содержит заголовок и новые кодовые слова плюс заполнение. Заголовок кодируется с постоянными скоростью кодирования 1/5 и модуляцией QPSK. Таким образом, тот же самый компромисс, который обсуждается ранее, является результатом этой концепции одноэтапной сигнализации.

Стандарт DVB-T2 (цифровое телевидение – наземное, второе поколение) [3] характеризуется в общем случае трехэтапной сигнализацией, как показано на фиг. 3, где заголовок P1 содержит сигнализацию P1, а заголовок P2 содержит предварительную сигнализацию L1 и последующую сигнализацию L1. Несколько из этих кадров T2 представляют суперкадр. Для заданной ширины полосы пропускания системы, FFT-длины и длины защитного интервала, которые обычно являются неизменными при передаче на основе OFDM, кадр T2 имеет постоянную длину. Гибкость в DVB-T2 достигается с помощью мультиплексирования символов данных различных потоков или услуг для так называемых каналов физического уровня. Иерархия сигнализации требуется из-за огромного количества необходимой информации сигнализации для относящемуся к OFDM сигналу.

Двухэтапная сигнализация в пределах P2: в предварительной сигнализации L1 сигнализируются модуляция и скорость кодирования последующей сигнализации L1, где предварительная сигнализация L1 является статической во время каждого суперкадра, а последующая сигнализация L1 является динамической. Обе части, предыдущая сигнализация L1 и последующая сигнализация L1, передаются для каждого T2-кадра, но не отдельно. Таким образом, никакого специального отслеживания заголовка не требуется, как в DVB-S2, из-за неизменной длины кадра T2 после выбора параметров несущей, таких как FFT-длина, длина защитного интервала и ширина полосы пропускания системы. Информация сигнализации P1 и P2, которая включает в себя ее часть, которая является постоянной во время суперкадра, передается несколько раз за суперкадр, более конкретно - один раз каждый кадр T2.

Поскольку DVB-T2 является системой наземного вещания, нет таких ограничений мощности передачи, как при связи на основе спутника. Поэтому, никакое расширение данных не предусматривается. Хотя модуляция и скорость кодирования последующей сигнализации L1 сигнализируется с помощью предварительной сигнализации L1, никакое расширение последующей сигнализации L1 не предусматривается. Однако, предварительное анонсирование последующей сигнализации L1 следующего T2-кадра может добавляться к текущей последующей сигнализации L1. Этот вид повторения является менее подходящим для реального улучшения SNR, потому что оба поля последующей сигнализации L1 кодируются вместе, как схематично показано на фиг. 4. Кроме того, последующая сигнализация L1 не имеет постоянную длину, ее нужно сигнализировать через предварительную сигнализацию L1.

Стандарт DVB-S2 [1] в качестве передачи нисходящей линии связи многократно используется в DVB-RCS2 (цифровое телевидение - обратный канал через спутник, второе поколение) [4], который определяет также некоторое развитие по отношению к DVB-S2. Даже более подходящим являются руководящие документы связанного с DVB-RCS2 воплощения [5], где рассматривают расширение. Одно из двух показанных применений расширения в [5] многократно использовалось из технических требований для условия интерактивного канала для спутниковых интерактивных сетей GEO со стационарными терминалами с обратным каналом через спутник (RCST) [6]. Эти два способа обозначаются как расширение спектра прямой последовательностью (DSSS) и расширение спектра повторением кадра (FRSS).

В случае DSSS каждый символ несущей (то есть PLH, пилот-сигналы и символы данных) умножается на указанную последовательность, которая имеет длину коэффициента расширения (SF). Как результат, рабочая точка SNR всей мультиплексной передачи несущей (независимо от работы в CCM или ACM/VCM) сдвигается статически согласно выбранному SF, что снова создает негибкость и ненужную служебную информацию для терминалов при хороших условиях приема.

Второй способ расширения определяет повторение по кадрам, то есть PLH повторяется SF раз, и XFECFRAME повторяется SF раз. К сожалению, передача в этом случае ограничена отсутствием пилот-сигналов и только короткими кодовыми словами. Хотя другие уровни защиты (= модуляции + скорости кодирования + SF) сигнализируются с помощью PLH, отслеживание PLH возможно только для терминалов при хороших условиях приема, если разрешено использования переменного SF.

Для обоих способов расширения SF и тип расширения сигнализируют через так называемый описатель спутниковой прямой линии связи, который непосредственно не доступен на физическом уровне. Поэтому и из-за предыдущих рассмотрений, выбранный SF должен оставаться постоянным для каждой несущей, что снова вызывает служебную информацию.

В последующем описании сначала определены и описаны некоторые термины и сокращения. Затем описаны структура суперкадра и концепция двухэтапной сигнализации. Дополнительно предложено средство планирования мультиплексирования, которое использует новую концепцию сигнализации. Описание изобретения относится к улучшению стандарта DVB-S2, но в общем случае им не ограничено.

Определение терминов:

Модуляция - Любая совокупность сигналов модуляции порядка М, как, например, M-PSK или M-QAM или M-APS

Единица емкости (CU) - Группа/определенное количество последовательных символов. В DVB-S2 называют слотом.

Скорость кодирования - Скорость кодирования любого соответствующего кода, определяющая уровень избыточности. Можно также рассматривать использование различных кодов для различных скоростей кодирования.

Расширение - Повторение с взвешиванием или без него с помощью расширяющей последовательности. Расширение может достигаться, например, во временном или в частотном направлении, или объединено; оно может выполняться на основании символа, на основании CU или на основании кодирующего слова.

Уровень защиты - Соответствующая комбинация модуляции, скорости кодирования и расширения

FECFRAME - Закодированный кадр двоичных данных

XFECFRAME - FECFRAME после модуляции

PL-кадр - Кадр физического уровня, состоящий из PLH и XFECFRAME

Суперкадр - Содержит несколько PL-кадров

Сокращения:

ACM - Адаптивное кодирование и модуляция (режим DVB-S2)

AWGN - Аддитивный белый гауссов шум

BB-кадр - Кадр основной полосы частот

CCM - Постоянное кодирование и модуляция (режим DVB-S2)

CDM - Мультиплексирование с кодовым разделением каналов

CfT - Требуемая технология

CRC - Контроль с помощью циклического избыточного кода

CU - Единица емкости

DVB-S2 - Цифровое телевидение - спутниковое, 2-е поколение

DSSS - Расширение спектра прямой последовательностью

FDM - Мультиплексирование с частотным разделением каналов

FEC - Прямая коррекция ошибок

FRSS - Расширение спектра повторением кадра

ISI - Идентификатор входного потока

LDPC - Код с низкой плотностью проверок на четность

PLH - Заголовок физического уровня

PLS - Сигнализация физического уровня

RFU - Зарезервировано для будущего использования

SF - Коэффициент расширения

SNR - Отношение сигнал-шум

TDM - Мультиплексирование с временным разделением каналов

VCM - Переменное кодирование и модуляция (режим DVB-S2)

WER - Коэффициент ошибок слова

Фиг. 5A показывает схематическую структурную схему структуры передатчика, соответствующего DVB-S2, для обеспечения краткого обзора возможных систем применения и окружающих систем, в которых могут использоваться варианты осуществления согласно настоящему изобретению. Система DVB-S2 является только примером и не исключает возможности, что варианты осуществления настоящего изобретения могут использоваться при передаче данных или в вещательных системах, работающих в другом стандарте. Согласно фиг. 5A, система DVB-S2 (на стороне передатчика) обычно содержит ряд функциональных блоков, которые описаны ниже. Подсистемы, которые изображены в обозначенном точками контуре, не важны для применения вещания с одним транспортом.

Адаптация режима обычно зависит от применения. Она обычно обеспечивает согласование входного потока, синхронизацию входного потока (опционально), удаление нулевых пакетов (только для ACM и формата ввода транспортного потока), кодирование CRC-8 для обнаружения ошибок на пакетном уровне в приемнике (только для пакетированных входных потоков), объединение входных потоков (только для многопотоковых входных режимов) и нарезание на поля данных. Для постоянного кодирования и модуляции (CCM) и одного входного транспортного потока адаптация режима обычно заключается в «прозрачном» преобразовании DVB-ASI (асинхронного последовательного интерфейса DVB) (или параллельного DVB) в логические биты и кодировании CRC-8.

Заголовок основной полосы частот обычно добавляется перед полем данных для уведомления приемника о формате входного потока и типе адаптации режима. Следует отметить, что пакеты транспортного мультиплекса MPEG могут асинхронно отображаться на кадры основной полосы частот.

Для применений, требующих сложных политик объединения, в соответствии с определенными требованиями к услуге (например, качеством обслуживания), адаптация режима может опционально выполняться с помощью отдельного устройства, соблюдая все правила технических требований DVB-S2.

Адаптация потока может применяться для обеспечения заполнения для завершения кадра основной полосы частот и скремблирования основной полосы частот.

Кодирование с прямой коррекцией ошибок (FEC) может выполняться с помощью конкатенации внешних кодов BCH и внутренних кодов LDPC (с низкой плотностью проверок на четность) (со скоростями 1/4, 1/3, 2/5, 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9, 9/10). В зависимости от области применения FEC-кодированный блок будет иметь длину nldpc = 64 800 битов или 16 200 битов. Когда используются VCM и ACM, FEC и режим модуляции могут меняться от кадра к кадру, но оставаться постоянными в пределах кадра.

Перемежение битов может применяться к FEC-кодированным битам для 8PSK (8-позиционной фазовой манипуляции), 16APSK (16-позиционной амплитудно-фазовой манипуляции) и 32APSK (32-позиционной амплитудно-фазовой манипуляции).

Затем обычно применяется отображение на созвездие QPSK (квадратурной фазовой манипуляции), 8PSK, 16APSK и 32APSK в зависимости от области применения.

Отображение Грея для созвездий должно использоваться для QPSK и 8PSK.

Создание кадра физического уровня обычно применяется синхронно с кадрами FEC для обеспечения вставки фиктивных PLFRAME, сигнализации физического уровня (PL), вставки пилотных символов (опционально) и скремблирования физического уровня для рассеивания энергии. Фиктивные PLFRAME передаются, когда никакие полезные данные не готовы для отправки в канале. Система обеспечивает обычную структуру создания кадра физического уровня, основанную на слотах из М=90 модулированных символов, предоставляя возможность надежной синхронизации приемника на основе структуры блоков FEC. Слот отводится сигнализации физического уровня, которая включает в себя определение границ начала кадра и определение режима передачи. Этот механизм подходит также для установок демодулятора VCM и ACM. Восстановление несущей в приемниках может облегчаться с помощью введения обычного растра пилотных символов (P=36 пилотных символов каждые 16 слотов из 90 символов), в то время как также доступен режим передачи без пилот-сигналов, предлагая дополнительные 2,4% полезной емкости.

Фильтрование основной полосы частот и квадратурная модуляция должны применяться для формирования спектра сигнала (квадратный корень из косинуса, коэффициенты сглаживания 0,35, или 0,25, или 0,20) и генерации РЧ сигнала.

В декабре 2012 группа DVB-S2 опубликовала требуемую технологию (CfT) [7], в которой она также обратилась к решениям для работы при низком SNR. Соответствующие реакции обсуждаются в последующем.

Предложение [8], сделанное одним из вкладчиков в требуемую технологию, состояло в том, чтобы объединить два подхода расширения из DVB-RCS2 [4], [5], [6]: PLH должен расширяться по кадрам, а XFECFRAME должен расширяться по символам. Должна использоваться π/2-BPSK, и скремблирование применяется только к расширенному XFECFRAME. PLH статично расширяется с помощью коэффициента 4, а XFECFRAME - согласно сигнализируемому уровню защиты (= модуляции + скорости кодирования + SF). Заявленной причиной для этого смешивания является то, что синхронизация является слишком слабой для обеспечения когерентного объединения всех XFECFRAME. Однако, статическое расширение PLH представляет снова прямой способ увеличения рабочего диапазона SNR в соответствии с предположением самого плохого случая, что приводит к служебной информации в случае хороших условий приема, когда используют ACM/VCM.

Фиг. 5B относится к вкладу [9] другого вкладчика в требуемую технологию. Вставка специального мобильного кадра и дополнительной пилотной структуры только для подвижных терминалов или терминалов при условиях низкого SNR предложено для увеличения диапазона SNR от -3 дБ до -10 дБ. Этот мобильный кадр представляет новый тип кадра, который должен мультиплексироваться с обычными кадрами DVB-S2, как показано на фиг. 5B. В данном случае «обычная синхронизация кадра» относится к PLH, который содержит последовательность преамбулы начала кадра.

Мобильный кадр состоит из совместимого с DVB-S2 PLH, «синхронизации мобильного кадра» (однозначно определенного поля слова (UW) из 720 символов) и кадра данных с модуляцией π/2BPSK и возможного расширения. Определение PLH обновляется так, что он содержит теперь два дополнительных MODCOD, которые используются для сигнализации модуляции и коэффициента расширения (1 или 2) и поэтому - присутствия этого мобильного кадра. Различные последовательности UW используются для того, чтобы отличать различные скорости кодирования кадра данных. С этой целью используется конструкция последовательностей Уолша-Адамара.

Если пилот-сигналы присутствуют, то мобильный кадр также должен иметь совместимую с DVB-S2 пилотную структуру. Однако, дополнительный пилотный шаблон (шаблон пилот-сигнала) той же самой длины, как в DVB-S2, определяется для мобильного кадра. Он вставляется между обычными шаблонами DVB-S2 для получения в два раза больше пилот-сигналов, чем в унаследованном кадре S2.

Как заявлено в предложении [9], подвижный терминал или терминал при условиях низкого SNR должен работать в напряженном режиме демодуляции пакетов из-за этой концепции мобильного кадра. Таким образом, длинная последовательность синхронизации мобильного кадра требуется для каждого мобильного кадра. К сожалению, дополнительный пилотный шаблон подробно не описан. Это является проблемой, потому что чистое удвоение пилотного шаблона с помощью полей пилот-сигнала DVB-S2 длиной 36 дополнительно сдвинуло бы шаблон слота данных (90 символов на слот). Чтобы остаться совместимым с ожидаемой пилотной архитектурой с помощью унаследованных приемников DVB-S2, целые слоты должны использоваться для дополнительных пилотных полей для сохранения архитектуры слота.

Фиг. 5C относится к предложению [10] дополнительного вкладчика в требуемую технологию. Специальный тип кадра, который называют «пользовательским кадром», вводится для мультиплексной передачи ACM/VCM. Он содержит обычный PLH + расширенный PLHeader, который охватывает сигнализацию коэффициента расширения (SF), устойчивую к ошибкам модуляцию и скорость кодирования и продолжительность пользовательского кадра. Дополнительный заголовок должен скремблироваться с помощью другой последовательности, чем обычный PLH.

Относительно создания кадра, PLH + расширенный PLH повторяются SF раз. Для полезной нагрузки к XFECFRAME применяется присутствие пилот-сигнал и расширение прямой последовательностью с помощью SF/2, то есть повторение по символам. Затем, конкретное двухэтапное скремблирование и повторение последовательности (принятое повторение с помощью SF/2) выполняются и перемежаются, как показано на фиг. 5C.

Ссылка [11] относится к дополнительному вкладу в требуемую технологию другого вкладчика. Относительно подхода с низким SNR в этом предложении, посимвольное расширение предложено в качестве «мобильной опции» [6] прямой линии связи RCS. Однако, предлагаются следующие модификации: PLH и пилот-сигналы всегда расширяются, но XFECFRAME - только когда необходимо, то есть несущая конфигурируется снова статически с помощью коэффициента расширения самого плохого случая, что приводит к расширению всех PLH и пилот-сигналов несущей. Скремблирование, которое определено в [6], которое выполняется для всего кадра = PLH + пилот-сигналы + XFECFRAME, не применяется, но схема DVB-S2 сохраняется, кроме того, что средство скремблирования не сбрасывается для фиктивных кадров.

В предложении [11], относящемся к требуемой технологии, предложен полный пересмотр стандарта DVB-S2 с главным сосредоточением на новых MODCOD. Расширение низкого SNR соответствует довольно прямому способу развития всей сигнализации (PLH + пилот-сигналы) несущей с помощью расширения, то есть ACM/VCM возможны, но с постоянной служебной информацией согласно выбранному SF.

Фиг. 5D относится к предложению согласно ссылке [12]. Предложение комбинирует подход создания постоянного кадра, который выгоден для терминала в случае неблагоприятных условий в канале, с возможностью расширения с помощью повторения по кадрам. Создание постоянного кадра достигается с помощью сбора 1 XFECFRAME с BPSK, 2 для QPSK, 3 для 8 PSK, 4 для 16APSK, 5 для 32APSK или 6 для 64APSK, для получения постоянной длины PLFRAME, равной 16686 символов, где пилот-сигналы всегда присутствуют. Это изображено на фиг. 5D, где используется один PL-заголовок за PL-кадр (90 или 180 символов).

Устойчивость к ошибкам при низком SNR достигается при использовании BPSK и повторения XFECFRAME посредством соединения SF PL-кадров. Пять повторений PL-заголовка определяется для тех кадров, которые требуют устойчивости к ошибкам. Однако, предложено, чтобы повторения могли помещаться в поле заполнения (предыдущего) BB-кадра, то есть вместе с исходными данными перед кодированием канала. Кроме того, реконфигурируемое создание кадра предложено для переключения между (исходным) типом кадра переменной длины и типом кадра постоянной длины. Это следует делать с некоторой предварительной сигнализацией переключения.

К сожалению, создание постоянного кадра увеличит размеры буфера в TX и RX и может привести к более высоким требованиям к пропускной способности для решений декодера терминала. Прямое повторение PL-заголовка только для PL-кадров с требованиями устойчивости к ошибкам ведет снова к более напряженному виду пакетного режима терминала. Альтернативная идея поместить повторения PL-заголовка в BB-кадр является даже более напряженной, потому что это приводит к «проблеме курицы и яйца» при попытке декодирования. Реконфигурация структуры создания кадра противоречит параметрам для создания постоянного кадра, и будет в конечном итоге дополнительной нагрузкой для терминалов при условиях низкого SNR.

Фиг. 5E относится к дополнительному предложению другого вкладчика в вышеупомянутую требуемую технологию [13]. Предложены законченные таблицы уровня защиты низкого SNR, определяющие комбинации модуляции, скоростей кодирования и расширения. Также вводится временное перемежение. Перемежаемые XFECFRAME затем называют TFECFRAME. TFECFRAME (который включает в себя возможные пилот-сигналы) расширяется с помощью DSSS, как показано на фиг. 5E, для получения SFECFRAME. Введенное расширение оказывается смесью повторения по символам плюс скремблирования с помощью умножения на m-последовательность. Преамбула начала кадра статически расширяется с помощью 16, а код PLS PLH - с помощью 10.

К сожалению, не предлагается сигнализация того, какая таблица - унаследованная или новая уровня защиты при низком SNR - должна ожидаться в приемнике. Таким образом по-видимому предусматривается, что или обычный DVB-S2, или предложенный подход низкого SNR является действительным для несущей. Это означает, что не может выполняться адаптация ACM/VCM по всему диапазону SNR. По этой причине в данном документе предложен подход с двумя конфигурациями.

Ссылка [14] относится к дополнительному предложению дополнительного вкладчика в требуемую технологию. В этом вкладе обеспечиваются довольно высокоуровневые рассмотрения, относящиеся к подвижности, низкому SNR и соответствующие вопросу сигнализации. Рассматривают потребность в более длительном SOF и пилотных последовательностях, и приведены за и против глобальной оптимизации или оптимизации для профиля. Для сигнализации предложен общий подход разделения времени со сцеплением PLS, где в случае низкого SNR дополнительная сигнализация будет добавляться к PLH в дополнительных слотах. Это аналогично подходу [10], где это суммирование с помощью сцепления называют расширенным PLH.

При обеспеченном обсуждении различных подходов, предложенных вкладчиками в CfT [7], оказалось, что ни один из этих подходов не обеспечивает полезную комбинацию гибкого создания кадра, (плавного) увеличения рабочего диапазона SNR и эффективного по отношению к служебной информации введения расширения (в комбинации с порядком модуляции и/или скоростью кодирования) для предоставления возможности отслеживания PLH также для терминалов при неблагоприятных условиях в канале. Ни подходы со статическим расширением PLH, ни подходы, которые определяют отдельную конфигурацию для низкого SNR, не показывают оптимальную комбинацию вариантов осуществления настоящего изобретения. Также подходы с динамическим расширением PLH страдают от большого количества служебной информации и необходимости в архитектуре приемника, имеющего возможность работы в пакетном режиме, потому что отслеживание PLH не предполагается и поэтому невозможно.

Реакция на недавнюю CfT [7] DVB-S2, как полагают, являются работой исследователей с усовершенствованными навыками. Они также ссылаются на прежние подходы, которые обсуждаются выше и в которых исследователи уже столкнулись с той же самой проблемой, которая рассматривается теперь. Однако, насколько знают изобретатели, никакое сопоставимое решение пока не было предложено.

Относительно уровня защиты, следует отметить, что не все три параметра уровня защиты должны использоваться для двухэтапной сигнализации. Также возможны поднаборы, как, например, сигнализация модуляции и расширения PLH, но сохранение неизменной скорости кодирования PLH.

Последовательность преамбулы «начало суперкадра (SOSF)» сигнализирует начало нового суперкадра. Затем передается заголовок суперкадра (SFH), который сигнализирует по меньшей мере уровень защиты PLH этого суперкадра. Во-вторых, если нет выравнивания PL-кадров в суперкадре, то может обеспечиваться средство для указания на первый PLH суперкадра, например, количество CU до первого PLH может сигнализироваться с помощью SFH. Однако, если требуется исключение указателя, тем не менее может применяться по умолчанию полуслепой поиск/получение PLH из DVB-S2, или PL-кадры выравниваются с началом суперкадра, что может потребовать заполнения.

Кроме того, SFH может использоваться для сигнализации, должны или нет пилотные поля вставляться в суперкадр. Если пилотные поля выровнены со структурой суперкадра, то длина пилотных полей выбирается таким образом, чтобы это снова приводило к целому количеству CU, такому же, как та же самая длина суперкадра в символах (для сохранения особенности создания постоянного кадра). Однако, в качестве альтернативы, пилотные поля могут также сохраняться выровненными с отдельным PL-кадром, как в DVB-S2, но они тогда не выровнены со структурой суперкадра.

Аналогичный выбор может делаться по отношению к скремблированию. Можно сохранять исходную схему скремблирования по PL-кадрам от DVB-S2 или выполнять скремблирование по всему суперкадру. Во втором случае сброс генератора последовательности скремблирования будет выравниваться с SOSF независимо от размещения PL-кадра в пределах суперкадра.

Пример этой структуры суперкадра без расширения показан на фиг. 6. На первой линии показана структура кадра с доступными CU, всего 4860 в данном документе. На второй линии показаны части суперкадра с заполненными CU, где для каждого PLH, как предполагается, нужно 2 CU, и для каждого XFECFRAME – 144 CU. На фиг. 6 показан самый устойчивый к ошибкам случай, где пилот-сигналы присутствуют и выравниваются обычным образом с суперкадром, и где SFH содержит указатель на первый PLH суперкадра.

Двухэтапная сигнализация может обосновываться следующим образом. Вместо принудительной установки всех PLH несущей в самый устойчивый к ошибкам уровень защиты с соответствующей служебной информацией, предложено определять только введенный первый этап, сигнализацию SFH, согласно самому устойчивому к ошибкам уровню защиты. SFH обеспечивает информацию сигнализации о применяемом уровне защиты PLH текущего суперкадра. На следующем более низком уровне иерархии каждый PLH содержит отдельную информацию о конфигурации последующего XFECFRAME, такую, как модуляция, скорость кодирования, расширение, нормальный или короткий размер кодового слова и идентификатор входного потока (ISI).

Для предоставления возможности отслеживания PLH также терминалам при условиях низкого SNR только PLH текущего суперкадра должны иметь тот же самый устойчивый к ошибкам уровень защиты, который содержат данные для терминалов при условиях низкого SNR. Благодаря особенности создания кадра постоянного размера этот терминал может остаться синхронизированным и не требует более напряженной демодуляции пакетного режима.

Следует отметить, что концепция гибкого уровня защиты сигнализации PLH (возможно смещение к порядкам модуляции более высокого порядка и таким образом - экономия символьной скорости) очень эффективно объединяется с концепцией суперкадра. Это происходит потому, что синхронизация терминала сохраняется через суперкадры, хотя целые суперкадры могут удаляться в случае, если терминал находится в таких неблагоприятных условиях, что не могут декодироваться те (гибкие) PLH, которые были переданы на более низком уровне защиты, чем уровень, совместимый с указанными неблагоприятными условиями. Синхронизация суперкадра сохраняется, хотя синхронизация PLH может устанавливаться через указатель на первый PLH текущего суперкадра.

Условия низкого SNR также создают дополнительную нагрузку для алгоритмов синхронизации. Если пилотные поля присутствуют, то сигнализация коэффициента расширения может также использоваться для достижения увеличения пилотного поля, то есть для удлинения пилотного поля для обеспечения большего количества эталонных данных для задачи синхронизации. Увеличение пилотного поля точно с помощью коэффициента расширения является только частным случаем. Как обсуждается выше, пилот-сигналы могут выравниваться со структурой суперкадра или со структурой PL-кадра. В обоих случаях, коэффициент расширения, который сигнализируют через SFH, может использоваться для правила расширения пилот-сигнала по суперкадрам. С другой стороны, коэффициент расширения, который сигнализируют через PLH, может использоваться для правила расширения пилот-сигнала по PL-кадрам в качестве альтернативного решения. Рекомендуется использовать расширение пилот-сигнала по PL-кадрам, с пилот-сигналами, выровненными со структурой суперкадра и переключением присутствия/отсутствия пилот-сигналов, сигнализируемом с помощью SFH. Это представляет компромисс между устойчивой к ошибкам конфигурацией для приема при условиях низкого SNR и таким количеством служебной информации, которое требуется.

Концепция заголовка суперкадра, определяющего параметры передачи для последующих заголовков кадров в пределах текущего суперкадра, вдобавок является основанием для возможного интеллектуального планирования пропускной способности. У средства планирования мультиплексирования есть цель максимизировать пропускную способность с помощью использования гибких особенностей изобретения. Изобретение дает возможность средству планирования группировать PL-кадры с аналогичным уровнем/диапазоном уровней целевой защиты в пределах подходящего суперкадра, который скоро будет передаваться. Поэтому, одинаковая необходимая служебная информация может использоваться для сигнализации в каждом суперкадре из-за расширения PLH, но соответствующего уровня защиты. По этой причине эта схема мультиплексирования минимизирует общее количество служебной информации.

В качестве первого примерного подхода можно определять таблицу минимальных уровней защиты суперкадра, которая затем используется для сортировки XFECFRAME на «универсальные контейнеры»:

• Если какой-нибудь XFECFRAME требует устойчивости к ошибкам < xxx дБ SNR, то средство создания суперкадра применяет выбор #1 расширения/модуляции/скорости кодирования.

• Если какой-нибудь XFECFRAME требует xxx < устойчивость к ошибкам < yyy дБ SNR, то средство создания суперкадра применяет выбор #2 расширения/модуляции/скорости кодирования.

• И так далее.

Буфера могут обеспечиваться для задержания XFECFRAME, которые требуют более сильной устойчивости к ошибкам, чем устойчивость к ошибкам, которая сконфигурирована для заполняемого в текущий момент времени суперкадра. Таким образом следующий суперкадр будет иметь самый сильный уровень защиты/устойчивости к ошибкам, который требует XFECFRAME в буфере.

Предложенная концепция может характеризоваться следующими аспектами, некоторые из которых могут быть опциональными:

• Структура суперкадра, которая предоставляет возможность устойчивого к ошибкам получения и синхронизации из-за его постоянной длины.

• Двухэтапная сигнализация посредством SFH и нескольких PLH за суперкадр.

• PLH-отслеживание обеспечивает указатель на первый PLH в пределах SFH.

• Устойчивость к ошибкам обеспечивается с помощью расширения PLH согласно сигнализации SFH и с помощью расширения XFECFRAME с помощью отдельной для кадра сигнализации PLH.

• Развитие с помощью минимизирующего служебную информацию планирования мультиплексной передачи.

С комбинацией по меньшей мере некоторых из вышеупомянутых аспектов достигается целевой эффективный способ введения расширения и улучшения обнаружения приемника и синхронизации. Кроме того, никакие ограничения не вводятся в этом способе, кто-нибудь может захотеть определить появление пилотных полей или способа скремблирования.

Далее описан примерный вариант осуществления, который представляет подход улучшения для ввода расширения DVB-S2 эффективным образом. Хотя показанные примеры приведены для системы передачи TDM, новая концепция сигнализации ей не ограничена. Например, данная концепция может также применяться к мультиплексированию с кодовым разделением каналов (CDM) или с частотным разделением каналов (FDM).

Сначала описана концепция «постоянных кадров» и «единиц емкости». Определяются суперкадры, содержащие, например, 445500 символов. Полная сигнализация L1 (SFH/PLH) транспортирует информацию об идентификаторе входного потока (ISI) каждого отдельного XFECFRAME и таким образом предоставляет возможность полностью гибкой вставки с коммутацией пакетов и демодуляции XFECFRAME. Эта концепция предоставляет возможность делать форму сигнала полностью широкополосной при использовании «разделения времени». Фиг. 7 показывает выбранную концепцию суперкадра.

Параметрами являются, например:

• Длина суперкадра является неизменной, равной однозначно определенному количеству символов (445500 символов).

• Длина суперкадра в символах независима из установки присутствия/отсутствия пилот-сигналов.

• Скремблируется весь суперкадр, который включает в себя все элементы SOSF/SFH и пилот-сигналы.

• Средство скремблирования сбрасывается с первым символом последовательности SOSF.

• Суперкадр разбивается на «единицы емкости» (CU) длиной 90 символов и, если применяются, на блоки пилот-сигналов.

• После 15 единиц емкости может вводиться пилотная последовательность длиной 25 символов, определенная, когда используется режим с присутствием пилот-сигналов.

• Когда пилот-сигналы присутствуют, суперкадр состоит из 4860 CU.

• Когда пилот-сигналы отсутствуют, суперкадр состоит из 4950 CU.

• Первые 6 CU каждого суперкадра являются неизменными с SOSF и SFH.

Приведенные выше числа выбираются согласно различным исследованиям оптимального соотношения. Другое определение параметров в принципе возможно. Примерами являются:

• Длина и возникновение пилотного поля (относительно свободны для оптимизации).

• Количество CU между двумя пилотными полями (относительно свободно для оптимизации).

• Длина суперкадра (в символах) согласно конкретным формулам с ограниченным выбором.

Содержимое основных элементов сигнализации:

Поле(я) SOSF (начало суперкадра) имеет следующие свойства или содержит, например:

- последовательность с хорошими свойствами корреляции или автокорреляции,

- длина равна 190 символов.

SFH (заголовок суперкадра) может содержать, например:

- 11 бит: указатель на первый PLH (вычисляется в CU, начиная с начала суперкадра),

- 1 бит: пилот-сигналы == присутствуют/отсутствуют в соответствующем суперкадре,

- 2 бита: максимальное расширение в пределах этого суперкадра,

- закодированная длина: 350 символов (с BPSK (двухпозиционной фазовой манипуляцией) и скоростью кодирования R=1/25).

Заголовок PLH (заголовок физического уровня) кадра с полной длиной 180 символов может содержать, например:

- предопределенную последовательность «SOF» (начала кадра) из 20 символов,

- PLSCODE, содержащий:

o 3 бита: MOD/SPREAD (индикатор модуляции и расширения), см. приведенную ниже таблицу 1

o 4 бита: COD (индикатор скорости кодирования), см. приведенную ниже таблицу 2

o 8 битов: SID (ID потока)

o 1 бит: короткие/длинные кодовые слова

o кодированный отрезок: 160 символов (с BPSK, скоростью кодирования R=1/10)

SOSF и SFH являются неизменными элементами, которые отмечают начало суперкадра. SFH содержит параметры, важные для всего суперкадра, такие как присутствие/отсутствие пилот-сигналов, активированное расширение и указатель на первый PLH. Максимальное значение указателя зависит от размера CU и максимальной длины кодового слова (в CU). Должен учитываться коэффициент расширения, если присутствует. Например, для размера CU=90 символов в качестве фактора длины XFECFRAME, указатель должен охватывать 11 бит. Эти 11 бит покрывают дистанцию самого плохого случая (= количеству CU) между SOSF и первым PLH суперкадра. Значение указателя 0 указывает на первый CU в суперкадре, таким образом – на начало SOSF.

PLH возникает перед каждым XFECFRAME, независимо от длины XFECFRAME или фактического начала XFECFRAME в пределах суперкадра. Длина PLH соответствует двум CU, или 180 символам. Как упомянуто выше, PLH содержит SOF и кодовое слово PLS.

В настоящем варианте осуществления возникновение первого PLH указывается в SFH, в то время как положения дополнительных PLH могут вычисляться из информации сигнализации предыдущего PLH.

Относительно разработки целевого значения для пороговых значений декодирования, необходимые пороговые значения декодирования и обнаружения могут определяться следующим образом:

• SOSF: Должен обнаруживаться приблизительно при -9,0 дБ, поскольку он может использоваться для обнаружения и подавления помех. Дополнительно, пороговое значение обнаружения должно быть ниже, чем пороговое значение декодирования для SFH.

• SFH: Должен декодироваться приблизительно при -8,5 дБ, поскольку это самое низкое Es/N0 (отношение между энергией за переданный символ и мощностью одностороннего шума), которое поддерживается сигналом порядка -8,3 дБ, и поскольку он переносит информацию о потенциальном расширении и динамическом переключении пилот-сигнала в суперкадре. С низким рабочим диапазоном Es/N0, главным образом применяемым к интерактивным услугам, были определены два различных целевых значения:

- WER = 10-5 для интерактивных применений при самом низком пороговом значении Es/N0, равном -8,5 дБ,

- WER = 10-7 для применений вещания при самом низком пороговом значении Es/N0, равном -7,0 дБ.

• PLH: Должен декодироваться приблизительно при -3,0 дБ, поскольку он должен быть всего лишь таким же сильным, как наиболее защищенный нерасширенный XFECFRAME. Эффективное Es/N0, видимое декодером PLH в случае расширения, также не ниже этого целевого значения. Целевой WER для PLH равен 10-7.

Хотя приведенное выше описание PLH относится к расширению PLH только в качестве развития для низкого SNR, в общем случае возможно объединение с различными порядками модуляции или скоростями кодирования. В таком случае параметры передачи PLH изменяются от одного суперкадра к другому согласно необходимому пороговому значению декодирования полезной нагрузки. Таким образом, определенные комбинации модуляции, скорости кодирования и расширения определяют различные пороговые значения декодирования, и они выбираются согласно самому низкому пороговому значению декодирования данных полезной нагрузки в текущем суперкадре плюс некоторый запас.

Элементы сигнализации L1 теперь определяются для иллюстративного примера:

Последовательность SOSF

Последовательность SOSF содержит 190 символов. Перед тем, как весь суперкадр подвергается скремблированию, следует выполнить QPSK-отображение битовой последовательности из всех нулей. Это эквивалентно введению точки созвездия (1+1i)/sqrt (2), если следует избежать фактического процесса отображения. Передаваемая последовательность SOSF всегда идентична первым 190 символам, генерируемым с помощью скремблирующей последовательности.

Код SFH

Код SFH создается из сверточного кода с нейтрализацией хвостовых битов со скоростью 1/5. Определение является следующим:

• Количество информационных битов: 14

- 11 бит - указатель на первый PLH (в CU)

- 1 бит - присутствие/отсутствие пилот-сигналов, 0 = пилот-сигналы отсутствуют, 1 = пилот-сигналы присутствуют

- 2 бита - максимальное расширение в пределах текущего кадра

'00': самый высокий коэффициент расширения в пределах этого кадра = 1

'01': самый высокий коэффициент расширения в пределах этого кадра = 2

'10': самый высокий коэффициент расширения в пределах этого кадра = 4

'11': RFU

• Повторение блоков с коэффициентом повторения 5

• Полная «скорость кодирования» равна 1/25

Пороговое значение декодирования для кода SFH приблизительно равно -7,5 дБ SNR при целевом WER, равном 10-7. Код SFH скремблируется со скремблированием суперкадра.

Последовательность SOF

Последовательность SOF является частью PLH и состоит из 20 известных символов. Перед тем, как весь суперкадр подвергается скремблированию, следует выполнить QPSK-отображение битовой последовательности из всех нулей. Это эквивалентно введению точки созвездия (1+1i)/sqrt(2), если следует избежать фактического процесса отображения. Последовательность SOF скремблируется со скремблированием суперкадра.

Код PLH

Код PLH создается из сверточного кода с нейтрализацией хвостовых битов со скоростью 1/5. Определение является следующим:

• Количество информационных битов: 16

- 3 бита - MOD/SPREAD, см. таблицу 1

- 4 бита - COD, см. таблицу 2

- 8 битов - SID (ISI)

- 1 бит - короткий/длинный: 0 = длинный, 1 = короткий

• Повторение блоков с коэффициентом повторения 2

• Полная «скорость кодирования» равна 1/10

Пороговое значение декодирования для кода PLH приблизительно равно -3,5 дБ SNR при целевом WER, равном 10-7. Код PLH скремблируется со скремблированием суперкадра.

Определение поля MOD/SPREAD является следующим, где число модуляции относится к порядку модуляции, например, 3=8PSK:

Таблица 1
Объединенное представление модуляции и расширения в пределах одного битового поля
Значения бита '000' '001' '010' '011' '100' '101' '110' '111'
Модуляция 1 1 2 2 2 3 4 5
Расширение 2 1 4 2 1 1 1 1

Таблица 2
Представление скорости кодирования FEC
Битовое значение '0000' '0001' '0010' '0011' '0100' '0101' '0110' '0111'
Скорость кодирования RFU 1/4 1/3 2/5 1/2 3/5 2/3 3/4
Битовое значение '1000' '1001' '1010' '1011' '1100' '1101' '1110' '1111'
Скорость кодирования 4/5 5/6 8/9 9/10 RFU RFU RFU RFU

Сокращение RFU означает зарезервировано для будущего использования.

Следующая таблица 3 определяет результирующую длину кодового слова (в CU) для комбинации MOD/SPREAD и короткий/длинный:

Таблица 3
Длина XFECFRAME в CU согласно MOD/SPREAD и длинный/короткий
Битовое значение
MOD/SPREAD
'000' '001' '010' '011' '100' '101' '110' '111'
Модуляция 1 1 2 2 2 3 4 5
Расширение 2 1 4 2 1 1 1 1
CU, длинный 1536 720 1536 768 360 240 180 144
XFECFRAME (*) (*) (*)
CU, короткий 384 180 384 192 90 60 45 36
XFECFRAME (*) (*) (*)
Звездочки (*) в таблице 3 указывают XFEFRAME с расширением > 1, которые содержат дополнительный пилотные CU для увеличения периода срыва слежения.

Пилотные поля

В случае, если суперкадр должен состоять из обычных пилот-сигналов (в пределах кода SFH «пилот-сигналы присутствуют/отсутствуют» устанавливается в «присутствуют»), поля пилот-сигнала длиной 25 символов вставляются обычным образом после каждых 15 CU, начиная с начала суперкадра, которые включают в себя CU для SOSF/SFH (шесть CU).

Перед тем, как весь суперкадр подвергается скремблированию, следует выполнить QPSK-отображение битовой последовательности из всех нулей. Это эквивалентно введению точки созвездия (1+i)/sqrt(2), если следует избежать фактического процесса отображения. Пилотные поля (если присутствуют) скремблируются со скремблированием суперкадра.

В случае, если расширение сигналов SFH>1 в пределах текущего суперкадра, и текущий PLH указывает коэффициент расширения > 1 для фактического XFECFRAME, то дополнительный CU специализируется в качестве пилотной последовательности. Каждое пилотное поле, которому предшествует CU из расширенного XFECFRAME или весь PLH (включающий в себя расширение повторением), затем увеличивается с помощью дополнительных пилотных CU, состоящих из постоянных символов I/Q с точкой созвездия (1+i)/sqrt(2). Увеличение показано на фиг. 8B и обозначено как поле P2. Эти пилотные поля затем также скремблируются со скремблированием суперкадра.

Ссылаясь теперь на фиг. 8 и 9, описано отображение XFECFRAME на суперкадры.

Фиг. 8A схематично показывает отображение XFECFRAME на суперкадры без расширения. Главными характеристиками отображения XFECFRAME на суперкадры являются:

• XFECFRAME не выровнен с суперкадрами.

• Каждому XFECFRAME предшествует PLH (PLHEADER) длиной 2 CU=180 символов.

• Отдельные XFECFRAME могут охватывать больше одного суперкадра.

• SFH содержит указатель на первый PLH, возникающий в текущем суперкадре (стрелка из точек от SOSF к PLH).

Для фиг. 8A используется неизменная длина XFECFRAME, равная 144 CU, в то время как для обобщенного случая любая длина XFECFRAME может предоставляться для XFECFRAME.

Относительно полной длины суперкадра нет никакого различия между режимом с пилот-сигналами == «присутствуют» и пилот-сигналами == «отсутствуют», за исключением того, что количество CU, которое может назначаться для суперкадра, различно:

• 4854 CU/суперкадр с пилот-сигналами == «присутствуют»

• 4944 CU/суперкадр с пилот-сигналами == «отсутствуют»

Фиг. 8B схематично показывает отображение XFECFRAME на суперкадры с расширением, более конкретно, применение расширения к одному XFECFRAME в пределах одного суперкадра. Ключевой идеей для эффективной поддержки расширения в пределах одного суперкадра является:

• SFH содержит информацию о том, применяется или нет расширение к этому конкретному суперкадру.

• Если сигнализируют расширение, то все PLH всего суперкадра должны повторяться с коэффициентом расширения, который сигнализируется в SFH, независимо от того, расширяется ли отдельный XFECFRAME или нет.

• Таким образом приемник, работающий в областях с низким SNR, может продолжать отслеживать PLH, пока он не находит XFECFRAME, который принадлежит ему.

• Каждый XFECFRAME, который требует расширения, должен повторяться каждую CU с коэффициентом расширения, который указан в SFH.

Следует отметить: возможно смешивание фактических коэффициентов расширения, пока они меньше или равны индикатору расширения SFH. Более конкретно, если, например, (максимальный) коэффициент расширения 4 сигнализируется с помощью SFH, то XFECFRAME может расширяться с помощью 1, 2 или 4 согласно сигнализации в каждом PLH.

Также предоставляется возможность разбивать расширенный XFECFRAME более чем на два суперкадра, причем расширение сигнализируется с помощью первого SFH, а не последующего SFH. Приемник должен знать, что последовательность повторений PLH может также прерываться с помощью SOSF+SFH, цикл возникновения которых известен, и также должна отслеживаться приемником при условиях низкого SNR. Эта концепция соответствует цели отказа от заполнения для эффективности мультиплексирования, но может добавлять требование дополнительной логики приемника по сравнению с заполнением.

Само расширение воплощается как повторение всех XFECFRAME, то есть для расширения с коэффициентом 2 XFECFRAME передается последовательно два раза. Порядок CU является следующим (для коэффициента расширения, равного 2, и длины XFECFRAME, равной 144 CU:

1, 2, 3, 4… 143, 144, 1, 2, 3, 4… 143, 144

Это распределение обеспечивает, что пакетные искажения, такие как импульсный шум или краткосрочное ухудшение оценки фазы, например, из-за «выброса», не влияет на те же самые CU в расширенной последовательности CU.

Расширенный заголовок кадра (расширенный PLH) может выравниваться следующим образом. Ключевым вопросом для этого выравнивания является то, что все терминалы (каждый с отдельным условием SNR) должны иметь возможность декодировать PLH для поиска целевого XFECFRAME и определения фактического коэффициента расширения их XFECFRAME. В частности, терминал, который находится в условиях низкого SNR, должен иметь возможность отслеживать все PLH суперкадра.

Три различных случая могут происходить для определенного терминала:

• SNR терминала > порогового значения PLH и SOSF/SFH → Все заголовки могут правильно приниматься и отслеживаться.

• SNR терминала < порогового значения PLH, но SNR терминала > порогового значения SOSF/SFH.

- Если расширение является активным в этом суперкадре, то все PLH могут правильно приниматься и отслеживаться.

- Если расширение неактивно в этом суперкадре, то все PLH не могут отслеживаться, и поэтому целевой XFECFRAME не может быть найден. Однако, терминал все еще имеет возможность отслеживать SOSF/SFH. Он должен ждать лучших условий SNR или суперкадров с активизированным расширением.

• SNR терминала < порогового значения PLH и SOSF/SFH → Терминал полностью не синхронизирован и должен выполнять повторное обнаружение.

Эти рассмотрения основываются на том факте, что уровень защиты PLH с точки зрения поддерживаемого SNR соответствует самому низкому MODCOD без расширения. Таким образом, терминал при условиях низкого SNR не имеет возможности отслеживать нерасширенный PLH. Если бы расширялся исключительно PLH целевого XFECFRAME, то терминал не нашел бы, или только с низкой вероятностью нашел бы расширенный PLH, поскольку терминал уже мог потерять отслеживание PLH. Без этого отслеживания терминал не может вычислять положение CU следующего PLH. Поэтому отслеживание PLH возможно только если расширяются все PLH суперкадра.

Ссылка теперь сделана на фиг. 9A и 9B. Ради частичной обратной совместимости в последующем показаны два возможных способа изменения примерного варианта осуществления, и они основаны на многократном использовании фиктивных кадров. Фиктивные кадры могут использоваться в стандартах передачи для заполнения промежутков в потоке данных полезной нагрузки. Поскольку унаследованный приемник игнорирует эти кадры, полезная нагрузка фиктивных данных может многократно использоваться для данного варианта осуществления. В этом случае скремблирование и выравнивание пилот-сигналов по суперкадрам невозможно, поскольку это нарушило бы работу унаследованного приемника.

Выгодно, что SOSF и SFH появляются обычным образом. Следовательно, SOSF и SFH могут помещаться в фиктивный кадр для того, чтобы не нарушать работу унаследованного приемника его отслеживанием PLH, поскольку фиктивный кадр также содержит PLH. Расположение SOSF и SFH в пределах фиктивного кадра может изменяться, потому что кадры различного типа предусматриваются согласно размеру кода и модуляции, но это расположение выполняется с целью достижения постоянной длины суперкадра (= постоянного количества символов между двумя SOSF/SFH). Это показано на фиг. 9A. Фиктивный кадр обычно вставляется в поток данных так, чтобы его секция фиктивных данных охватывала переход от одного суперкадра к последующему суперкадру. Таким образом SOSF и SFH, которые указывают начало следующего суперкадра, могут вставляться в соответствующем расположении в пределах секции данных полезной нагрузки фиктивного кадра и таким образом обеспечивать свойство постоянной длины суперкадров. Остальная часть секции данных полезной нагрузки фиктивного кадра заполняется фактическими фиктивными данными. Можно заметить на фиг. 9A, что фактические фиктивные данные в пределах секции данных полезной нагрузки фиктивного кадра предшествуют SOSF и SFH и следуют за ними в левом фиктивном кадре, охватывающем переход от суперкадра k-1 к суперкадру k. Возможных конфликтов между последовательностью SOSF/SFH и заголовком L-PLH унаследованного кадра, которые относятся к одной или большему количеству конкретных единиц емкости CU, можно избежать с помощью соответствующего выбора длины суперкадров и/или кадров. Между ограничивающими фиктивными кадрами суперкадр k может содержать множество унаследованных XFECFRAME, которые могут декодироваться с помощью унаследованных приемников, а так же приемников, работающих согласно предложенной концепции двухэтапной сигнализации, при условии, что они имеют достаточно хорошие условия приема.

Полезная нагрузка при обычных требованиях SNR передается в формате создания унаследованного кадра = унаследованный PLH (L-PLH) + часть полезной нагрузки, как схематично показано на фиг. 9A. Обычно не требуется, чтобы SFH содержал указатель на следующий унаследованный заголовок L-PLH кадра, поскольку приемник (унаследованный или согласно вариантам осуществления, описанным в данном документе), который не имеет возможности обнаруживать и декодировать унаследованный заголовок L-PLH кадра, обычно не имеет никакого шанса декодировать данные полезной нагрузки, так или иначе, которые имеют более низкий или тот же самый уровень защиты, как унаследованный заголовок L-PLH кадра.

Концепция, предложенная в данном документе, делает возможным увеличивать диапазон SNR к более низким значениям SNR за счет уменьшенного коэффициента передачи. Если один или большее количество кадров с низкими требованиями к SNR должны передаваться, то они могут внедряться в фиктивные кадры непосредственно после фиктивного кадра с SOSF/SFH. Это показано на фиг. 9B. В этом случае SFH снова должен сигнализировать начало расширенного XFECFRAME с помощью указателя, поскольку SOSF/SFH не выровнен с шаблоном CU, и приемник в условиях низкого SNR не может отслеживать L-PLH. Однако, расширенные XFECFRAME выравниваются с шаблоном CU фиктивных кадров. Фиг. 9B показывает, что секция замененных фиктивных данных в фиктивных кадрах сначала заполняется двумя расширенными заголовками PLH кадров (коэффициент расширения 2), за которыми следуют единицы емкости 1-144 из первой версии расширенного XFECFRAME. Первая единица емкости второй версии расширенного XFECFRAME все еще вписывается в секцию замененных фиктивных данных фиктивного кадра. В этой точке заканчивается унаследованный фиктивный кадр так, чтобы вставлялся унаследованный заголовок L-PLH кадра, который указывает для унаследованных приемников, что следует дополнительный фиктивный кадр. Поскольку длина и структура фиктивного кадра также известны устойчивому к ошибкам приемнику, использующему предложенный способ, расположение продолжения CU расширенного XFECFRAME известно. Дополнительный фиктивный кадр содержит единицы емкости 2-144 из второй версии расширенного XFECFRAME. Остальная часть секции фиктивных данных этого фиктивного кадра может заполняться фактическими фиктивными данными. Однако, если должны передаваться дополнительные расширенные XFECFRAME, то остальная часть фиктивных данных заполняется следующим расширенным XFECFRAME.

Унаследованные заголовки L-PLH могут не обнаруживаться или даже не декодироваться с помощью приемника, в котором воплощается предложенная концепция двухэтапной сигнализации, если указанный приемник находится в плохих условиях приема. Тем не менее, расширенные заголовки PLH кадров и расширенные единицы емкости в пределах секции фиктивных данных фиктивного кадра могут декодироваться с помощью указанного приемника, поскольку они в текущий момент времени (по меньшей мере в пределах текущего суперкадра k) имеют более высокий уровень защиты, чем унаследованные заголовки L-PLH кадров. Таким образом все вновь введенные средства изобретения для сохранения приемника в состоянии отслеживания (на основе суперкадра) при условиях низкого SNR могут реализовываться с помощью внедрения в унаследованные фиктивные кадры.

Фиг. 10 схематично показывает влияние различных пороговых значений (условий SNR) на SOSF, SFH, PLH и XFECFRAME для суперкадра с активизированным расширением.

Верхняя линия на фиг. 10 показывает суперкадр, когда он передается с помощью передатчика, то есть со всеми присутствующими заголовками и полями. Изображенный суперкадр k начинается с поля SOSF, за которым следует заголовок суперкадра SFH. Затем передаются некоторые оставшиеся CU последнего XFECFRAME, который начался в предыдущем суперкадре k-1. Таким образом завершается XFECFRAME, который охватывает границу между предыдущим суперкадром k-1 и текущим суперкадром k. Затем первый заголовок PLH кадра возникает в суперкадре. В изображенном примере заголовки PLH кадров расширяются с коэффициентом расширения 4, то есть тот же самый заголовок кадра повторяется три раза (четыре возникновения каждого PLH). В изображенном варианте осуществления пилот-сигнал P прерывает повторения первого заголовка PLH кадра между вторым и третьим возникновениями. После первого PLH передаются нерасширенные кодовые слова CW соответствующего первого XFECFRAME. Суперкадр в изображенном примере дополнительно содержит второй XFECFRAME, начинающийся с четырех возникновений заголовка кадра (коэффициент расширения 4, как прежде, из-за соответствующего указания в заголовке суперкадра), прерываемых снова пилот-сигналом P. Второй XFECFRAME содержит расширенные кодовые слова (CW) 1 и 2. Суперкадр продолжается дополнительным XFECFRAME, которые содержат кодовые слова для данных полезной нагрузки. В зависимости от требований по отношению к уровню защиты данных полезной нагрузки в пределах данного XFECFRAME параметры передачи для кодовых слов в пределах данного XFECFRAME выбираются для обеспечения необходимого уровня защиты. Следует отметить, что уровень защиты соответствующего заголовка PLH кадра также должен быть достаточно высоким. Следует напомнить, что уровень защиты для (всех) PLH текущего заголовка суперкадра сигнализируется с помощью заголовка суперкадра. Изображенный суперкадр k заканчивается пилот-сигналом P (также может быть другим типом данных или заголовка), за которым следует SOSF последующего суперкадра k+1.

При отношении сигнал-шум в приемнике, равном -9,0 дБ, то есть при очень плохих условиях приема, обнаружение последовательности начала суперкадра едва ли возможно. Возможно, вдобавок могут обнаруживаться некоторые пилот-сигналы.

В приемнике ситуация при SNR, равном -8,5 дБ, немного лучше, потому что в дополнение к обнаружению SOSF может обнаруживаться и обычно также декодироваться заголовок суперкадра SFH. Как в вышеупомянутом случае при SNR = -9,0 дБ, возможно, также обнаруживаются некоторые пилот-сигналы.

Следующая линия на фиг. 10 схематично показывает ситуацию при SNR, равном -8,0 дБ. В дополнение к возможности обнаружения/декодирования SOSF и SFH, могут декодироваться расширенные PLH с коэффициентом расширения 4.

При SNR -7,5 дБ возможно декодирование расширенного FECFRAME с коэффициентом расширения 4 (SF=4) в дополнение к обнаружению SOSF, SFH, PLH и пилот-сигналов. Расширенные кодовые слова CW (SF=4) могут декодироваться по существу безошибочно.

Последняя линия на фиг. 10 схематично показывает случай SNR = -2,0 дБ, то есть довольно хорошие условия приема (по меньшей мере, пока рассматривается отношение сигнал-шум). Теперь даже нерасширенные кодовые слова в первом FECFRAME могут декодироваться по существу безошибочно.

Согласно дополнительным возможным аспектам настоящего изобретения предложена концепция двухэтапной сигнализации с двумя различными типами заголовка, где заголовок первого этапа определяет расширение (в возможной комбинации с порядком модуляции и/или скоростью кодирования) заголовков второго этапа и где заголовок первого этапа появляется обычным образом, но нет ограничений для второго этапа.

Согласно дополнительным возможным аспектам настоящего изобретения предложена концепция двухэтапной сигнализации, где длина пилотных полей структуры суперкадра соотносится с сигнализируемым коэффициентом расширения из заголовка первого этапа (в конфигурации пилот-сигнала суперкадра) – независимо от того, выровнены пилот-сигналы со структурой суперкадра или с PL-кадром.

Согласно дополнительным возможным аспектам настоящего изобретения указатель на первый PLH в пределах заголовка суперкадра предоставляет возможность терминалу выполнять квазипакетную обработку/декодирование полезной нагрузки, оставаясь синхронизированным из-за суперкадра постоянной длины.

Согласно дополнительным возможным аспектам настоящего изобретения концепция двухэтапной сигнализации предоставляет возможность предварительно определять различные уровни «минимальной защиты для суперкадра», что предоставляет возможность, чтобы терминалы при плохих условиях приема пропускали все суперкадры без потери привязки к структуре суперкадра (= используются особенности создания постоянного кадра); затем восстановление синхронизации с PLH достигается при использовании указателя в пределах следующего (адресуемого с помощью этого терминала) суперкадра.

Согласно дополнительным возможным аспектам настоящего изобретения предложено планирование средства мультиплексирования на стороне передатчика, который использует эту двухэтапную сигнализацию для улучшения пропускной способности.

Фиг. 11 показывает схематическую последовательность операций способа согласно по меньшей мере некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Способ может выполняться на стороне передатчика при передаче данных для сбора потока данных из элементов данных полезной нагрузки, которые будут передаваться. Элементы данных полезной нагрузки дополняются дополнительными элементами данных для обеспечения приемника потока данных информацией о структуре, форматах данных, содержимом и т.д. потока данных и/или элементов данных полезной нагрузки. Заголовки, указатели начала кадра и пилот-сигнал являются примерами таких дополнительных элементов данных.

Способ, схематично показанный на фиг. 11, содержит этап 1102 генерации множества заголовков PLH кадров, каждый заголовок кадра содержит параметры передачи данных для данных полезной нагрузки. Параметры передачи указывают, например, один или большее количество из следующего: типа модуляции, скорости кодирования, коэффициента расширения, выбора длинных кодовых слов или коротких кодовых слов (или более широко: длины кодового слова), или идентификатора для данных полезной нагрузки (такого, как идентификатор входного потока (ISI)). По меньшей мере некоторые из параметров передачи определяют уровень защиты для данных полезной нагрузки. Вообще говоря, уровень защиты указывает, насколько достоверно данные полезной нагрузки могут декодироваться с помощью приемника практически безошибочным способом. В среде спутникового телевизионного вещания, такой как DVB-S и его преемники, например, сигнал телевидения со стандартным разрешением (SDTV) может передаваться на относительно высоком уровне защиты, тогда как соответствующий сигнал телевидения с высоким разрешением (HDTV) (или дополнительные данные в дополнение к сигналу SDTV) может передаваться на более низком уровне защиты. Таким образом приемник при плохих условиях приема (например, при низком SNR) по меньшей мере имеет возможность декодировать сигнал SDTV, но не сигнал HDTV. Другой приемник (или тот же самый приемник в другое время и/или в другом месте), который имеет лучшие условия приема, может иметь возможность дополнительно декодировать сигнал HDTV.

Способ дополнительно содержит этап 1104 генерации заголовка суперкадра SFH для суперкадра, содержащего множество кадров. Каждый кадр из множества кадров содержит один из заголовков PLH кадров и данные полезной нагрузки. Заголовок суперкадра SFH указывает набор постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра для заголовков кадров из множества кадров суперкадра. Постоянные для суперкадра параметры передачи заголовка кадра указывают условия передачи, которые будут применяться к заголовкам кадра в пределах соответствующего суперкадра. Таким образом условия передачи, которые будут применяться к заголовкам PLH кадров, могут адаптироваться и могут изменяться от одного суперкадра к другому суперкадру. Адаптация условий передачи для заголовков кадров может изменяться между: a) высоким уровнем защиты и большой необходимой полосой пропускания, и b) низким уровнем защиты и небольшой необходимой полосой пропускания. Также возможно любое количество промежуточных параметров настройки (средний уровень защиты и средняя необходимая полоса пропускания).

Способ может дополнительно содержать сборку суперкадра из заголовка суперкадра SFH, множества заголовков PLH кадров и соответствующих данных полезной нагрузки.

Заголовки суперкадров SFH последовательных суперкадров могут иметь место согласно обычному шаблону в пределах потока данных, генерируемого с использованием данного способа. Эта особенность может облегчать задачу синхронизации, которая будет выполняться с помощью приемника, поскольку приемник может выполнять корреляцию принимаемого сигнала с известным шаблоном, который ассоциируется с каждым заголовком суперкадра SFH. Известный шаблон может быть полем (SOSF) начала суперкадра, которое предшествует заголовку суперкадра. SOSF, как можно также считать, является частью заголовка суперкадра SFH, или SOSF и SFH могут иметь расположение друг относительно друга (например, расстояние, подсчитываемое в единицах емкости), которое известно и передатчику, и приемнику. Используя обычный шаблон SFH и/или SOSF, приемник может более легко отслеживать поток данных и переходы между суперкадрами.

Способ может дополнительно содержать этап сортировки элементов данных полезной нагрузки на множество суперкадров в зависимости от необходимого уровня устойчивости к ошибкам передачи элемента данных полезной нагрузки. Каждый из множества суперкадров, на которые направлено действие сортировки, содержит элементы данных полезной нагрузки, имеющие наибольший необходимый уровень устойчивости к ошибкам передачи. Другими словами, суперкадр может содержать элементы данных полезной нагрузки, которые имеют уровень защиты, равный или более низкий, чем уровень защиты, который предназначен для заголовков кадров рассматриваемого суперкадра. Объяснением является то, что элемент данных полезной нагрузки, требующий более низкого уровня защиты, все равно может декодироваться на стороне приемника (может даже лучше декодироваться, чем первоначально намечено). Компромисс состоит в том, что этот элемент данных уровня низкой защиты затем требует большей служебной информации, чем первоначально намечено, что может однако быть приемлемым. С другой стороны, элемент данных полезной нагрузки, имеющий более высокий необходимый уровень защиты, чем определено с помощью постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра, не может декодироваться на стороне приемника, потому что приемник, находясь в довольно плохих условиях приема, может не иметь возможности найти и/или декодировать соответствующий заголовок кадра. В этом варианте(ах) осуществления способ может дополнительно содержать этап выбора постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра для множества суперкадров на основе необходимого уровня устойчивости к ошибкам передачи для элементов данных полезной нагрузки, содержащихся в суперкадре.

Заголовок суперкадра SFH может дополнительно содержать указатель на первый заголовок PLH кадра суперкадра, чтобы помочь приемнику в обнаружении заголовков кадров, когда заголовок суперкадра найден. Действительно, расстояние между заголовком суперкадра SFH и заголовком первого PLH кадра может изменяться так, что для каждого нового суперкадра используется новое указание положения заголовка первого кадра в пределах PLH. Согласно некоторым вариантам осуществления кадр может начинаться в предыдущем суперкадре и охватывать переход от этого предыдущего суперкадра к текущему суперкадру, то есть кадры не обязательно выравниваются с суперкадрами.

Заголовок суперкадра SFH может передаваться с использованием параметров передачи, обеспечивающих устойчивость к ошибкам передачи по меньшей мере такую же высокую, как самый высокий необходимый уровень устойчивость к ошибкам передачи для данных полезной нагрузки.

Фиг. 12 показывает схематическую структурную схему передатчика, содержащего устройство 1200 для сбора потока данных согласно по меньшей мере некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Устройство 1200 содержит генератор 1210 заголовка кадра (FHG), конфигурируемый для генерации множества заголовков PLH кадров, в частности - полезной нагрузки заголовка кадра, то есть данных сигнализации, которые будут передаваться в пределах заголовка PLH кадра. Соответственно, FHG 1210 может также расцениваться в качестве генератора полезной нагрузки заголовка кадра. Каждый заголовок PLH кадра содержит параметры 1238a, 1238b передачи данных для данных 1236a, 1236b полезной нагрузки. Данные 1236a, 1236b полезной нагрузки и параметры 1238a, 1238b передачи данных обычно соотносятся друг с другом, то есть параметры 1238a, 1238b передачи данных обычно являются функцией от необходимого уровня защиты (требуемого уровня устойчивости к ошибкам) данных.

На схематической иллюстрации на фиг. 12 параметры 1238a, 1238b передачи данных обеспечиваются на генератор 1210 заголовка кадра, который форматирует их в подходящий формат для помещения в поток данных и вставляет отформатированные параметры 1216a, 1216b передачи данных в качестве соответствующих сигналов 1219a, 1219b заголовка кадра в заголовки PLH кадров с использованием средства 1290 обработки передачи (TX PROC), например, каскада передатчика. Для облегчения понимания фиг. 12 средство 1290 обработки передачи показано, как содержащее несколько подсистем: блок 1291 обработки SFH, блок 1292 обработки PLH и блок 1293 обработки полезной нагрузки. Тем не менее, эти блоки 1291-1293 могут соответствовать одному физическому объекту, который, например, выполняет временное мультиплексирование для обработки заголовка суперкадра SFH, заголовков PLH кадров и кадров, содержащих фактические данные полезной нагрузки в различные моменты времени, то есть тот же самый объект может использоваться многократно.

На фиг. 12 и последующей схематической структурной схеме сплошные стрелки указывают данные, которые будут вставляться в поток данных или извлекаться из него. Пунктирные стрелки указывают параметры передачи, которые управляют средством 1290 обработки передачи или, в случае на фиг. 15, схемой 1590 конфигурируемого приемника для применения сигнализируемых параметров передачи для передачи или приема данных, закодированных в пределах соответствующей части потока данных. Пара соседних сплошной и пунктирной стрелок, входящих или выходящих из средства 1290 обработки передачи, изображает данные, которые будут передаваться (сплошная стрелка) и соответствующие параметры передачи (пунктирная стрелка). Следует отметить, что средство 1290 обработки передачи может обрабатывать различные пары данных и параметров передачи в различные моменты времени так, чтобы результирующие сигналы передачи вставлялись в намеченные моменты времени в полный сигнал, соответствующий потоку данных. Для облегчения понимания фиг. 12, но ни в коем случае не в качестве ограничение объема или исключения других возможные воплощений, читатель может считать, что пары данные/параметр передачи обрабатываются во временном порядке слева направо и вставляются в этом порядке в поток данных.

Устройство 1200 также содержит средство 1280 отображения параметров передачи, конфигурируемое для приема параметров 1238a, 1238b передачи данных и определения параметра(ов) 1218 передачи заголовка кадра на основе параметров 1238a, 1238b передачи данных. Средство 1280 отображения параметров передачи может таким образом управлять уровнем устойчивости к ошибкам/защиты, который применяется к заголовкам кадра в текущем суперкадре в качестве функции от уровня устойчивости к ошибкам/защиты, определяемого и/или требуемого данными полезной нагрузки. Определенный параметр(ы) 1218 передачи заголовка кадра обеспечивается к генератору 1220 заголовка суперкадра и также к средству 1290 обработки передачи, более конкретно - к блоку 1292 обработки PLH для управления передачей заголовков кадров согласно параметру(ам) 1218 передачи заголовка кадра, который является действительным для текущего суперкадра.

Когда обрабатывают отформатированные параметры 1216a, 1216b передачи данных, средство 1290 обработки передачи применяет постоянные для суперкадра параметры 1218 передачи заголовка кадра (PLH TX PARAMS), когда вставляет отформатированные параметры 1216a, 1216b передачи данных в запланированный момент времени в качестве заголовка кадра в поток данных. В случае заголовков PLH кадров блок 1292 обработки PLH может конфигурироваться для выполнения по меньшей мере одного из кодирования, модуляции и расширения отформатированных параметров 1216a, 1216b передачи данных с использованием параметра(ов) 1218 передачи заголовка кадра. Впоследствии, сигналы 1239a, 1239b данных генерируются с помощью средства 1290 обработки передачи на основе данных 1236a, 1236b полезной нагрузки и соответствующих параметров 1238a, 1238b передачи данных и вставляются в сигнал потока данных.

Устройство 1200 дополнительно содержит генератор 1220 заголовка суперкадра (SFHG), конфигурируемый для генерации заголовка суперкадра SFH для суперкадра, содержащего множество кадров. Генератор 1220 заголовка суперкадра может также расцениваться в качестве генератора полезной нагрузки заголовка суперкадра, так как он генерирует данные, которые будут передаваться в пределах суперкадра. Каждый кадр содержит один из заголовков PLH кадров и данные 1236a, 1236b полезной нагрузки. Заголовок суперкадра SFH принимает и обрабатывает набор постоянных для суперкадра параметров 1218 передачи заголовка кадра для заголовков PLH кадров из множества кадров суперкадра. Набор может содержать один параметр или несколько параметров, таких как модуляция, скорость кодирования, расширение и т.д. Заголовок суперкадра SFH содержит данные 1226 заголовка суперкадра, которые обрабатываются с помощью средства 1290 обработки передачи согласно параметрам 1228 передачи заголовка суперкадра (SFH TX PARAMS), для генерации соответствующей части сигнала 1229 всего сигнала передачи для потока данных. Параметры 1228 передачи заголовка суперкадра обычно являются постоянными и определяют относительно высокий уровень защиты так, чтобы заголовки суперкадров SFH могли обнаруживаться и могли декодироваться даже при довольно плохих условиях приема. Блок 1291 обработки SFH может выполнять по меньшей мере одно из кодирования, модуляции и расширения данных 1226 суперкадра, которые определяются параметром(ами) 1228 передачи SFH, то есть необходимым уровнем устойчивости к ошибкам/защиты для заголовка суперкадра.

Фиг. 13 показывает схематическую структурную схему передатчика, содержащего устройство 1200 для сбора потока данных согласно дополнительному возможному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 1200 на фиг. 13 дополнительно содержит средство 1260 сортировки полезной нагрузки, конфигурируемое для сортировки элементов данных полезной нагрузки на множество суперкадров в зависимости от необходимого уровня устойчивости к ошибкам передачи элемента данных полезной нагрузки так, чтобы каждый из множества суперкадров содержал элементы данных полезной нагрузки, имеющие необходимый уровень устойчивости к ошибкам передачи или более низкий уровень устойчивости к ошибкам передачи. Данные суперкадра для трех различных суперкадров маркируются 1226a, 1226b, 1226c.

Устройство 1200 дополнительно содержит средство 1270 выбора параметров, конфигурируемое для выбора постоянных для суперкадра параметров 1218 передачи заголовка кадра для множества суперкадров на основе необходимого уровня устойчивости к ошибкам передачи для элементов данных полезной нагрузки, содержащихся в суперкадре. Передатчик может содержать буфера 1382, 1384, 1386 для буферизации сортируемых элементов данных полезной нагрузки с низким, средним и высоким уровнями защиты, соответственно. Содержимое различных буферов 1382, 1384, 1386 может затем вставляться в различные суперкадры. Следует отметить, что суперкадр, предназначенный для данных полезной нагрузки, требующих высокого уровня защиты, может принимать данные полезной нагрузки со средним или низким уровнем защиты. Это может быть полезно, если суперкадр планируется для передачи, но недостаточно доступных данных полезной нагрузки для полного заполнения суперкадра, предназначенного для данных полезной нагрузки, требующих высокого уровня защиты. В этом случае данные полезной нагрузки из двух других буферов 1382, 1384 могут вставляться в высоко защищенный суперкадр. Единственный компромисс, который должен быть принят, состоит в том, что заголовки кадров для кадров, содержащих данные с низкой или средней защитой, передаются на более высоком уровне защиты, чем фактически необходимо.

Средство 1270 выбора параметров конфигурируется для обеспечения постоянных для суперкадра параметров 1218 передачи заголовка кадра и параметров 1238a, 1238b передачи данных. Средство 1270 выбора параметров может управлять сигналом, который указывает, какой суперкадр (с низкой/средней/высокой защитой) должен затем передаваться. Используя таблицу поиска или данные конфигурации, средство 1270 выбора параметров может выбирать параметры 1218, 1238a, 1238b передачи в зависимости от необходимого уровня защиты.

Фиг. 14 показывает схематическую последовательность операций способа обработки принимаемого сигнала, соответствующего потоку данных. Способ содержит этап 1402 оценки заголовка суперкадра SFH для суперкадра в потоке данных для получения постоянных для суперкадра параметров 1218 передачи заголовка кадра. Множество заголовков PLH кадров в пределах суперкадра затем оцениваются с использованием постоянных для суперкадра параметров 1218 передачи заголовка кадра, для получения параметров 1238a, 1238b передачи данных из каждого заголовка кадра для данных 1236a, 1236b полезной нагрузки соответствующего кадра. Способ дополнительно содержит этап 1406 обработки принимаемого сигнала с использованием параметров 1238a, 1238b передачи данных во время интервалов времени, соответствующих данным полезной нагрузки, для получения данных 1236a, 1236b полезной нагрузки.

Кроме того, способ обработки принимаемого сигнала может содержать этап отслеживания множества заголовков суперкадров SFH с использованием обычного шаблона, согласно которому заголовки суперкадров SFH имеют место в принимаемом сигнале.

Фиг. 15 показывает схематическую структурную схему приемника 1500, содержащего средство 1520 оценки заголовка суперкадра, конфигурируемое для оценки заголовка суперкадра SFH для суперкадра в потоке данных. Поток данных обычно принимается в приемнике 1500 в форме принимаемого сигнала с относительно низким SNR. Принимаемый сигнал должен демодулироваться и, возможно, сжиматься, для чего необходимы знания соответствующей модуляции и, если применяется, соответствующего коэффициента расширения. Для заголовка суперкадра SFH эти параметры могут предварительно определяться. Оценка, выполняемая с помощью средства 1520 оценки заголовка суперкадра, обычно служит цели обнаружения заголовка суперкадра в пределах принимаемого сигнала и получения постоянных для суперкадра параметров 1218 передачи заголовка кадра. Приемник 1500 дополнительно содержит средство 1510 оценки заголовка кадра, конфигурируемое для оценки множества заголовков PLH кадров в пределах суперкадра с использованием постоянных для суперкадра параметров 1218 передачи заголовка кадра, для получения параметров 1238a, 1238b передачи данных из каждого заголовка PLH кадра для данных 1536a, 1536b полезной нагрузки соответствующего кадра. Приемник также содержит схему 1590 конфигурируемого приемника, конфигурируемую для обработки принимаемого сигнала с использованием параметров 1238a, 1238b передачи данных во время интервалов времени, соответствующих данным полезной нагрузки, для получения данных 1536a, 1536b полезной нагрузки.

Схема 1590 конфигурируемого приемника может принимать различные (временные) части сигнала, представляющего поток данных. Первая часть 1529 сигнала соответствует заголовку суперкадра SFH и может обнаруживаться с помощью схемы 1590 конфигурируемого приемника и может декодироваться с использованием параметров 1228 передачи заголовка суперкадра, которые известны приемнику. Декодированный сигнал 1526 SFH подается на средство 1520 оценки суперкадра для извлечения постоянных для суперкадра параметров 1218 передачи заголовка кадра из принимаемого заголовка суперкадра. Как объясняется выше, параметры 1228 передачи заголовка суперкадра обычно выбираются таким образом, что заголовки суперкадров могут обнаруживаться и могут декодироваться даже при относительно плохих условиях приема (например, при таких низких отношениях сигнал-шум, как -8,5 дБ).

Используя постоянные для суперкадра параметры 1218 передачи заголовка кадра, схема 1590 конфигурируемого приемника может теперь иметь возможность декодировать заголовки PLH кадров в суперкадре с помощью обработки соответствующих частей 1519a, 1519b сигнала. Результирующие декодированные сигналы 1516a, 1516b заголовка кадра обеспечивается на средство 1510 оценки заголовка кадра. Средство 1510 оценки заголовка кадра выводит соответствующие параметры 1238a, 1238b передачи данных, которые снова подаются на схему 1590 конфигурируемого приемника для декодирования данных 1536a, 1536b полезной нагрузки.

Приемник 1500 может дополнительно содержать средство отслеживания заголовка суперкадра, конфигурируемое для отслеживания множества суперкадров SFH с использованием обычного шаблона, согласно которому заголовки суперкадров SFH имеют место в принимаемом сигнале.

Фиг. 16 схематично показывает поток данных с заголовками суперкадров SFH, которые используются для сигнализации формата или синтаксиса будущих заголовков PLH кадров. В частности, фиг. 16 схематично показывает два суперкадра потока данных, текущий суперкадр и следующий суперкадр (последующий суперкадр). В попытке уменьшить фиг. 16 до элементов, которые являются самыми важными для объяснения соответствующего примера реализации, никакие кадры и никакие данные полезной нагрузки не показаны на фиг. 16

Например, поток данных может содержать множество суперкадров, каждый суперкадр содержит заголовок суперкадра SFH и множество кадров, каждый кадр содержит заголовок PLH кадра и данные полезной нагрузки, причем заголовок суперкадра SFH указывает формат заголовка кадра по меньшей мере для одного из заголовков кадров из множества PLH кадров.

Начало каждого суперкадра указывается с помощью заголовка суперкадра SFH или с помощью определенного шаблона SOSF (начало суперкадра), в зависимости от обстоятельств. SOSF можно также рассматривать в качестве части заголовка суперкадра SFH. Каждый суперкадр содержит множество кадров и, следовательно, множество заголовков PLH кадров, указывающих параметры передачи данных для данных полезной нагрузки в соответствующем кадре.

Заголовки PLH кадров могут подвергаться или могут не подвергаться изменению параметров передачи, которые могут изменяться от одного суперкадра к другому суперкадру, и об этом может сигнализировать заголовок суперкадра SFH соответствующего суперкадра. Однако, согласно примеру реализации согласно фиг. 16, заголовок суперкадра SFH указывает определенный формат заголовка кадра для заголовков PLH кадров, которые планируются для передачи в будущем.

Например, заголовок(ки) кадра может сигнализировать параметры передачи, которые являются постоянными и действительными по всему суперкадру, например, присутствие/отсутствие пилот-сигналов суперкадра. Однако, если такая сигнализация должна выполняться для следующего суперкадра на фиг. 16, то по меньшей мере один заголовок PLH кадра в пределах текущего суперкадра уже должен содержать эти постоянные для суперкадра параметры так, чтобы эта информация сигнализации могла выполняться, когда начинается следующий суперкадр. На фиг. 16 есть два заголовка PLH кадра в пределах текущего суперкадра (последние два заголовка PLH кадра в этом суперкадре), которые указывают постоянный для суперкадра параметр передачи «присутствие/отсутствие пилот-сигналов суперкадра» для следующего суперкадра. Как изображено на фиг. 16, часть двух рассматриваемых заголовков PLH кадров выделена для сигнализации параметра присутствия/отсутствия пилот-сигналов для следующего суперкадра. Однако, параметр передачи для следующего суперкадра активизируется только тогда, когда фактически начинается следующий суперкадр, что указывается с помощью заголовка суперкадра SFH следующего суперкадра. В случае, если несколько заголовков PLH кадров в текущем суперкадре указывают параметр(ы) передачи, который должен быть действительным в следующем суперкадре, то приемник имеет несколько возможностей правильно принять по меньшей мере один из этих заголовков PLH кадров и подготовиться к переключению в другой режим приема, когда начинается следующий суперкадр, что указывается с помощью заголовка суперкадра SFH следующего суперкадра.

Как упомянуто выше, заголовок суперкадра SFH может иметь функцию для указания приемникам, когда начинается новый суперкадр. Кроме того, заголовок суперкадра SFH может также указывать формат или синтаксис для заголовков PLH кадров. В частности, заголовок суперкадра может указывать, содержат ли и определяют ли следующие заголовки кадров постоянные для суперкадра параметры передачи, которые приемник должен учитывать для обеспечения непрерывного приема. На фиг. 16 левый заголовок суперкадра SFH содержит поле, маркированное «существование описания», которое может принимать значение «истина» или «ложь». Значение этого поля «существования описания» указывает, имеют или нет следующие заголовки PLH кадров определенный формат и/или синтаксис, который приемник должен учитывать, например, информацию о том, присутствуют или отсутствуют пилот-сигналы в следующем суперкадре. Сигнализация формата и/или синтаксиса для заголовков PLH кадров действительна до следующего уведомления в последующем заголовке суперкадра. Следует отметить, что хотя заголовок суперкадра SFH текущего суперкадра уже может сигнализировать «существование описания», он еще не определяет, присутствуют или отсутствуют пилот-сигналы во время всего следующего суперкадра. Вместо этого передатчик может решать в более поздний момент времени, будут или нет присутствовать пилот-сигналы в предстоящем суперкадре, пока остается достаточно много заголовков PLH кадров в текущем суперкадре для обеспечения надежного приема и интерпретации в приемниках (или по меньшей мере в части приемников, которые должны, в принципе, иметь возможность приема и декодирования заголовков PLH кадров текущего суперкадра.

Предпосылкой или логическим обоснованием концепции согласно фиг. 16 является то, что заголовок суперкадра SFH в данном документе должен сигнализировать только существование описания (для заголовков PLH кадров) и потому что по причинам совместимости в любом случае существует место, доступное в заголовках кадра для этого вида сигнализации.

Согласно соотнесенным аспектам формат заголовка кадра может указывать, что по меньшей мере один заголовок кадра определяет по меньшей мере один постоянный для суперкадра параметр передачи для последующего суперкадра. Начало последующего суперкадра может указываться с помощью заголовка последующего суперкадра, где указанный постоянный для суперкадра параметр передачи становится действительным. Дополнительные аспекты могут иметь формат заголовка кадра для определения содержимого заголовка кадра по меньшей мере одного заголовка кадра. Содержимое заголовка кадра может в таком случае содержать параметры передачи данных и по меньшей мере один постоянный для суперкадра параметр передачи для последующего суперкадра.

Концепция, схематично показанная на фиг. 16, может воплощаться в качестве способа или устройства на стороне передатчика, или в качестве способа или устройства на стороне приемника. Например, устройство для сбора потока данных может содержать генератор заголовка кадра, конфигурируемый для генерации множества заголовков PLH кадров. Каждый заголовок PLH кадра может содержать параметры передачи данных для данных полезной нагрузки. Устройство может дополнительно содержать генератор заголовка суперкадра, конфигурируемый для генерации заголовка суперкадра SFH для суперкадра, содержащего множество кадров, каждый кадр содержит один из заголовков PLH кадров и данные полезной нагрузки, причем заголовок суперкадра SFH указывает формат заголовка кадра для по меньшей мере одного из заголовков PLH кадров из множества кадров суперкадра.

Также можно воплощать концепцию на фиг. 16 в качестве способа обработки принимаемого сигнала, соответствующего потоку данных. Такой способ может содержать оценку заголовка суперкадра SFH для суперкадра в потоке данных для получения формата заголовка кадра по меньшей мере для одного заголовка кадра из множества заголовков кадров суперкадра. Множество заголовков PLH кадров может затем оцениваться в пределах суперкадра с использованием формата заголовка кадра, для получения параметров передачи данных из каждого заголовка кадра для данных полезной нагрузки соответствующего кадра, а так же постоянных для суперкадра параметров передачи. Способ может также содержать обработку принимаемого сигнала с использованием параметров передачи данных во время интервалов времени, соответствующих данным полезной нагрузки, для получения данных полезной нагрузки.

Соответствующий приемник вдоль линий на фиг. 16 может содержать средство оценки заголовка суперкадра, конфигурируемое для оценки заголовка суперкадра SFH для суперкадра в потоке данных, принимаемом в приемнике, для получения формата заголовка кадра по меньшей мере для одного заголовка кадра из множества заголовков кадров суперкадра. Приемник может дополнительно содержать средство оценки заголовка кадра, конфигурируемое для оценки множества заголовков PLH кадров в пределах суперкадра с использованием формата заголовка кадра, для получения параметров передачи данных из каждого заголовка (PLH) кадра для данных полезной нагрузки соответствующего кадра, а так же постоянных для суперкадра параметров передачи. Схема конфигурируемого приемника может конфигурироваться для обработки принимаемого сигнала с использованием параметров передачи данных во время интервалов времени, соответствующих данным полезной нагрузки, для получения данных полезной нагрузки.

Хотя некоторые аспекты описаны в контексте устройства, ясно, что эти аспекты также представляют описание соответствующего способа, где блок или устройство соответствуют этапу способа или особенности этапа способа. Аналогично, аспекты, описанные в контексте этапа способа, также представляют описание соответствующего блока или элемента или особенности соответствующего устройства.

Изобретенный анализируемый сигнал может сохраняться на цифровом носителе данных или может передаваться по среде передачи, такой как беспроводная среда передачи или проводная среда передачи, такая как физический уровень Интернет.

В зависимости от конкретных требований воплощения варианты осуществления изобретения могут воплощаться в оборудовании или в программном обеспечении. Воплощение может выполняться с использованием цифрового носителя данных, такого как гибкий диск, цифровой видеодиск (DVD), компакт-диск (CD), ROM (постоянное запоминающее устройство), PROM (программируемое ROM), EPROM (стираемое программируемое ROM), EEPROM (электрически стираемое программируемое ROM) или флэш-память, который содержит сохраненные на нем электронно-читаемые управляющие сигналы, которые взаимодействуют (или могут взаимодействовать) с программируемой компьютерной системой таким образом, чтобы выполнялся соответствующий способ.

Некоторые варианты осуществления согласно изобретению содержат не временный носитель информации, содержащий электронно-читаемые управляющие сигналы, которые могут взаимодействовать с программируемой компьютерной системой, так что выполняется один из способов, описанных в данном документе.

В общем случае варианты осуществления настоящего изобретения могут воплощаться в качестве компьютерного программного продукта с кодом программы, код программы работает для выполнения одного из способов, когда компьютерный программный продукт выполняется на компьютере. Код программы может, например, сохраняться на машиночитаемом носителе.

Другие варианты осуществления содержат компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в данном документе, сохраненную на машиночитаемом носителе.

Другими словами, вариант осуществления изобретенного способа поэтому является компьютерной программой, имеющей код программы для выполнения одного из способов, описанных в данном документе, когда компьютерная программа выполняется на компьютере.

Дополнительным вариантом осуществления изобретенных способов поэтому является носитель информации (или цифровой носитель данных, или компьютерно-читаемый носитель), содержащий записанную на нем компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в данном документе.

Дополнительным вариантом осуществления изобретенного способа поэтому является поток данных или последовательность сигналов, представляющий компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в данном документе. Поток данных или последовательность сигналов могут, например, конфигурироваться для перемещения через соединение передачи данных, например, через Интернет.

Дополнительный вариант осуществления содержит средство обработки, например, компьютер или программируемое логическое устройство, конфигурируемое или настроенное для выполнения одного из способов, описанных в данном документе.

Дополнительный вариант осуществления содержит компьютер, установленную на нем компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в данном документе.

В некоторых вариантах осуществления программируемое логическое устройство (например, программируемая пользователем вентильная матрица) может использоваться для выполнения некоторых или всех функциональных возможностей способов, описанных в данном документе. В некоторых вариантах осуществления программируемая пользователем вентильная матрица может взаимодействовать с микропроцессором для выполнения одного из способов, описанных в данном документе. В общем случае способы предпочтительно выполняются с помощью какого-либо аппаратного устройства.

Вышеописанные варианты осуществления являются просто иллюстративными для принципов настоящего изобретения. Подразумевается, что модификации и разновидности структуры и подробностей, описанных в данном документе, будут понятны специалистам. Поэтому подразумевается ограничение только с помощью объема предстоящих пунктов формулы изобретения, а не с помощью конкретных подробностей, представленных посредством описания и объяснения вариантов осуществления в данном документе.

ССЫЛКИ

[1] Digital Video Broadcasting (DVB), "DVB-S2 Standard, ETSI EN 302 307 V1.3.1," 2012-11.

[2] Digital Video Broadcasting (DVB), "VB-SH Standard, ETSI EN 302 583 V1.1.1," 2008-03.

[3] Digital Video Broadcasting (DVB), "VB-T2 Standard, ETSI EN 302 755 V1.3.1," 2012-04.

[4] Digital Video Broadcasting (DVB), "VB-RCS2 Standard Part 2, ETSI EN 301 545-2 V1.1.1," 2011-08.

[5] Digital Video Broadcasting (DVB), "VB-RCS2 Guidelines for Implementation and Use of LLS: EN 301 545-2, ETSI TR 101 xx V1.x.x," 2012-12.

[6] Digital Video Broadcasting (DVB), interaction channel for satellite distribution systems, ETSI EN 301 790 V1.5.1," 2009-05.

[7] DVB-S2 Technical Module, "Call for Technologies (CfT) for Evolutionary Subsystems of the S2 System, TM-S20122r1," 2012-12-13.

[8] ETRI (Electronics & Telecommunications Research Institute), "Response to call for technology for DVB-Sx standard: Low SNR operation, TM-S20134," DVB-S2 Technical Module, 2013-02-12.

[9] Hughes, "Response to call for technology for DVB-Sx standard: Hughes Network Systems, TM-S20152," DVB-S2 Technical Module, 2013-02-12.

[10] iDirect, "Response to call for technology for DVB-Sx standard: Operation of DVB- Sx at Very Low SNR by Custom Frames, TM-S20136," DVB-S2 Technical Module, 2013-02-12.

[11] Newtec, "Response to call for technology for DVB-Sx standard: Newtec proposal, TM-S20141," DVB-S2 Technical Module, 2013-02-12.

[12] Rai (Centro Ricerche e Innovazione Tecnologica), "Response to call for technology for DVB-Sx standard: Constant framing in very low SNR conditions, TM-S20149," DVB-S2 Technical Module, 2013-02-12.

[13] Sony Corporation, "Response to call for technology for DVB-Sx standard: Low SNR Link Proposal, TM-S20146," DVB-S2 Technical Module, 2013-02-12.

[14] TAS (Thales Alenia Space), "Response to call for technology for DVB-Sx standard: DVB-Sx CfT, TM-S20147," DVB-S2 Technical Module, 2013-02-12.

[15] Samsung Electronics CO LTD, "A telecommunication method for controlling a data uplink channel". Patent Application GB 2416963 A.

[16] WESTERN ELECTRIC CO und BELL TELEPHONE LABOR INC, "Digital signaling on a pulse code modulation transmission system". US 3922495 A.

[17] HRL LAB LLC, KONYLIS GEORGE, RYU BONG und RYU BONG K, "Method and apparatus for adaptive bandwidth reservation in wireless ad-hoc networks" US 2003/012176 A.

[18] 2011 INTELLECTUAL PROPERTY ASSET TRUST, NOKIA CORP, NOKIA INC und NOKIA MOBILE PHONES LTD, "Method and apparatus for controlling transmission of packets in a wireless communication system". US 2003/039230 A.

[19] MITSUBISHI ELECTRIC INF TECH, "Method for transmitting and retrieving an additional information in a data frame". EP 1317093 A.

[20] WANG DAQING, YUAM CHEN und NOKIA CORP, "Method and device for downlink packet access signaling for time division duplex (tdd) mode of a wireless communication system". US 2005/117553 A.

[21] INTEL CORP, LI GUANGJIE und WU ΧΙΑΟΧΓΝ, "HYBRID, MULTIPLE CHANNEL, AND TWO-STEP CHANNEL QUALITY INDICATOR (CQI) FEEDBACK SCHEMES" US 2010/035644 A.

[22] DU LEI, HUANG MIN, NOKIA SIEMENS NETWORKS OY und TENG YONG, discontinuous Reception in Carrier Aggregation Wireless Communication Systems". US 2011/267957 A.

1. Способ для сбора потока данных, содержащий этапы, на которых:

генерируют (1102) множество заголовков (PLH) кадров, причем каждый заголовок (PLH) кадра содержит параметры (1238a, 1238b) передачи данных для данных (1236a, 1236b) полезной нагрузки; и

генерируют (1104) заголовок суперкадра (SFH) для суперкадра, содержащего множество кадров, причем каждый кадр содержит один из заголовков (PLH) кадров и данные (1236a, 1236b) полезной нагрузки, причем заголовок суперкадра указывает набор постоянных для суперкадра параметров (1218) передачи заголовка кадра для заголовков кадров из упомянутого множества кадров суперкадра;

сортируют элементы данных полезной нагрузки на множество суперкадров, имеющих различные уровни защиты, в зависимости от необходимого уровня устойчивости к ошибкам передачи элемента данных полезной нагрузки так, чтобы каждый из множества суперкадров содержал элементы данных полезной нагрузки, имеющие необходимый уровень устойчивости к ошибкам передачи или более низкий уровень устойчивости к ошибкам передачи; и

выбирают постоянные для суперкадра параметры (1218) передачи заголовка кадра для упомянутого множества суперкадров на основе необходимого уровня устойчивости к ошибкам передачи для элементов данных полезной нагрузки, содержащихся в суперкадре.

2. Способ по п. 1, в котором заголовок суперкадра (SFH) указывает, должно или нет расширение применяться в пределах соответствующего суперкадра.

3. Способ по п. 1, в котором заголовки суперкадров (SFH) последовательных суперкадров имеют место согласно обычному шаблону в пределах потока данных, генерируемого с использованием данного способа.

4. Способ по п. 1, в котором заголовок суперкадра (SFH) дополнительно содержит указатель на заголовок (PLH) первого кадра суперкадра.

5. Способ по п. 1, в котором заголовок суперкадра (SFH) передается с использованием параметров (1218) передачи, обеспечивающих устойчивость к ошибкам передачи по меньшей мере такую же высокую, как самый высокий необходимый уровень устойчивости к ошибкам передачи для данных (1236a, 1236b) полезной нагрузки.

6. Способ по п. 1, в котором заголовок суперкадра (SFH) указывает, должно или нет множество полей пилотных данных вставляться в соответствующий суперкадр, и каждый заголовок кадра дополнительно определяет, содержит ли и каким образом соответствующий кадр содержит по меньшей мере одно из множества полей пилотных данных.

7. Способ по п. 1, в котором заголовок суперкадра (SFH) помещается в пределах по меньшей мере одного фиктивного кадра, определенного с помощью предшествующего стандарта передачи так, чтобы заголовок суперкадра мог игнорироваться устройствами, работающими по предшествующему стандарту.

8. Способ по п. 7, в котором заголовки (PLH) кадров и данные полезной нагрузки имеют необходимый уровень устойчивости к ошибкам передачи, который выше, чем уровень, обеспеченный с помощью предшествующего стандарта, и помещаются в пределах по меньшей мере одного фиктивного кадра, определенного с помощью предшествующего стандарта.

9. Способ по п. 1, в котором заголовок суперкадра указывает набор постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра в форме ID набора параметров, соответствующего конкретному набору параметров среди множества наборов параметров, причем каждый из наборов параметров определяет комбинацию значений параметров для нескольких постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра.

10. Способ по п. 9, в котором каждый ID набора параметров ссылается на индивидуальные для набора параметров правила структурирования суперкадра и кадра полезной нагрузки.

11. Устройство (1200) для сбора потока данных, причем устройство содержит:

генератор (1210) заголовка кадра, конфигурируемый для генерации множества заголовков (PLH) кадров, причем каждый заголовок (PLH) кадра содержит параметры (1238a, 1238b) передачи данных для данных (1236a, 1236b) полезной нагрузки;

генератор (1220) заголовка суперкадра, конфигурируемый для генерации заголовка суперкадра (SFH) для суперкадра, содержащего множество кадров, причем каждый кадр содержит один из заголовков (PLH) кадров и данные (1236a, 1236b) полезной нагрузки, причем заголовок суперкадра (SFH) указывает набор постоянных для суперкадра параметров (1218) передачи заголовка кадра для заголовков (PLH) кадров из упомянутого множества кадров суперкадра;

средство (1260) сортировки полезной нагрузки, конфигурируемое для сортировки элементов данных полезной нагрузки на множество суперкадров, имеющих различные уровни защиты, в зависимости от необходимого уровня устойчивости к ошибкам передачи элемента данных полезной нагрузки так, чтобы каждый из множества суперкадров содержал элементы данных полезной нагрузки, имеющие необходимый уровень устойчивости к ошибкам передачи или более низкий уровень устойчивости к ошибкам передачи; и

средство (1270) выбора параметров, конфигурируемое для выбора постоянных для суперкадра параметров (1218) передачи заголовка кадра для упомянутого множества суперкадров на основе необходимого уровня устойчивости к ошибкам передачи для элементов данных полезной нагрузки, содержащихся в суперкадре.

12. Устройство по п. 11, в котором заголовок суперкадра указывает набор постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра в форме ID набора параметров, соответствующего конкретному набору параметров среди множества наборов параметров, причем каждый из наборов параметров определяет комбинацию значений параметров для нескольких постоянных для суперкадра параметров передачи заголовка кадра.

13. Устройство по п. 12, в котором каждый ID набора параметров ссылается на индивидуальные для набора параметров правила структурирования суперкадра и кадра полезной нагрузки.

14. Способ для сбора потока данных, содержащий этапы, на которых:

генерируют множество заголовков (PLH) кадров, причем каждый заголовок (PLH) кадра содержит параметры передачи данных для данных полезной нагрузки; и

генерируют заголовок суперкадра (SFH) для суперкадра, содержащего множество кадров, причем каждый кадр содержит один из заголовков (PLH) кадров и данные полезной нагрузки, причем заголовок суперкадра указывает формат заголовка кадра по меньшей мере для одного из заголовков кадров из упомянутого множества кадров суперкадра;

сортируют элементы данных полезной нагрузки на множество суперкадров, имеющих различные уровни защиты, в зависимости от необходимого уровня устойчивости к ошибкам передачи элемента данных полезной нагрузки так, чтобы каждый из множества суперкадров содержал элементы данных полезной нагрузки, имеющие необходимый уровень устойчивости к ошибкам передачи или более низкий уровень устойчивости к ошибкам передачи; и

выбирают постоянные для суперкадра параметры (1218) передачи заголовка кадра для упомянутого множества суперкадров на основе необходимого уровня устойчивости к ошибкам передачи для элементов данных полезной нагрузки, содержащихся в суперкадре.

15. Способ по п. 14, в котором формат заголовка кадра указывает, что по меньшей мере один заголовок кадра определяет по меньшей мере один постоянный для суперкадра параметр передачи для последующего суперкадра, и причем начало последующего суперкадра указывается с помощью заголовка последующего суперкадра, где указанный постоянный для суперкадра параметр передачи становится действительным.

16. Способ по п. 14, в котором формат заголовка кадра определяет содержимое заголовка кадра по меньшей мере для одного заголовка кадра, причем содержимое заголовка кадра содержит параметры передачи данных и по меньшей мере один постоянный для суперкадра параметр передачи для последующего суперкадра.

17. Устройство для сбора потока данных, причем устройство содержит:

генератор заголовка кадра, конфигурируемый для генерации множества заголовков (PLH) кадров, причем каждый заголовок (PLH) кадра содержит параметры передачи данных для данных полезной нагрузки;

генератор заголовка суперкадра, конфигурируемый для генерации заголовка суперкадра (SFH) для суперкадра, содержащего множество кадров, причем каждый кадр содержит один из заголовков (PLH) кадров и данные полезной нагрузки, причем заголовок суперкадра (SFH) указывает формат заголовка кадра по меньшей мере для одного из заголовков (PLH) кадров из упомянутого множества кадров суперкадра;

средство (1260) сортировки полезной нагрузки, конфигурируемое для сортировки элементов данных полезной нагрузки на множество суперкадров, имеющих различные уровни защиты, в зависимости от необходимого уровня устойчивости к ошибкам передачи элемента данных полезной нагрузки так, чтобы каждый из множества суперкадров содержал элементы данных полезной нагрузки, имеющие необходимый уровень устойчивости к ошибкам передачи или более низкий уровень устойчивости к ошибкам передачи; и

средство (1270) выбора параметров, конфигурируемое для выбора постоянных для суперкадра параметров (1218) передачи заголовка кадра для упомянутого множества суперкадров на основе необходимого уровня устойчивости к ошибкам передачи для элементов данных полезной нагрузки, содержащихся в суперкадре.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области телекоммуникаций. Техническим результатом является улучшенная демодуляция данных.

Изобретение относится к области связи и раскрывает способ и устройство для извещения относительно индикатора качества канала и схемы модуляции и кодирования, которые позволяют выбирать схему модуляции, более высокую, чем 64QAM, для повышения производительности системы связи.

Изобретение относится к системе передачи данных. Технический результат изобретения заключается в минимизации количества отправляемой передатчику информации.

Изобретение относится к области передачи коротких кадров управления. Технический результат – снижение сетевых издержек и издержек обработки приемными устройствами.

Изобретение относится к способу и устройству кодирования исходного блока пакетов в системе широковещания. Технический результат заключается в обеспечении возможности восстановления потерь данных, происходящих в системе.

Изобретение относится к области информатики. Технический результат изобретения заключается в сокращении временных затрат на генерацию информационных сообщений.

Изобретение относится к технологиям генерации гибридного полярного кода. Техническим результатом является улучшение рабочих характеристик полярного кода за счет рассмотрения надежности бита и веса ряда.

Группа изобретений относится к области кодирования и может быть использована в системах приема и обработки сигналов. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости передачи информации.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем передачи дискретной информации. Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности приема информации и скорости обработки данных.

Изобретение относится к технике беспроводной связи и может быть использовано для управления восходящей линией передачи. В способе управления, по меньшей мере, одной восходящей (UL) передачей для устройства связи, осуществляющего связь с первой базовой станцией и второй базовой станцией, обнаруживают проблемы линии радиосвязи между устройством связи и второй базовой станцией (302) и останавливают выполнения, по меньшей мере, одной передачи UL для второй базовой станции и сохраняют, по меньшей мере, одну конфигурацию, по меньшей мере, одной передачи UL для второй базовой станции после того, как обнаруживают проблему линии радиосвязи (304), при этом, по меньшей мере, одна передача UL содержит передачу физического канала управления UL (PUCCH) и/или передачу зондирующего опорного сигнала (SRS).

Изобретение относится к сетям беспроводной связи. Технический результат изобретения заключается в эффективном использовании полосы пропускания. Пакет (300) PDCAB и пакет (308) RRA передаются вместе по F-SCCH. Например, 9 бит (305) RRA прикрепляются к полю (303) PDCAB вместо битов (205) заполнения незначащей информацией, тем самым предоставляя обоим сообщениям, PDCAB (303) и RRA (311), возможность быть защищенными от ошибок посредством 16-битного CRC (307). В соответствии с вариантами осуществления, приемник способен проводить различие между меняющимися форматами сообщений PDCAB (303) и RRA (305), и передача пакетов (300) и (308) вместе является нормальным режимом работы в вариантах осуществления. Поэтому, когда пакет (300) PDCAB и пакет (308) RRA передаются вместе, сеть замещает N битов заполнения незначащей информацией PDCAB, таких как биты (205) заполнения незначащей информацией, первыми N битами из битового массива (311) RRA, для того чтобы использовать номинальную длину CRC для обоих пакетов (300) и (308). 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх