用于物理層封裝的數據結構、數據結構產生設備及其方法
【技術領域】
[0001]與示例性實施例一致的方法和設備涉及一種物理層上的數據結構，更具體地，涉及一種用于下一代數字廣播系統(例如，由數字視頻廣播(DVB)項目和/或高級電視系統委員會(ATSC)開發的系統)的數據結構(例如，ATSC 3.0標準)。
【背景技術】
[0002]數字廣播技術允許各種類型的數字內容(例如，視頻數據和音頻數據)被分發給終端用戶。為此已開發多個標準，所述多個標準包括由ATSC組織開發的標準族(包括ATSC1.0標準和ATSC 2.0標準)。可在//www.atsc.0rg獲取的各種文檔(包括A/52和A/53)所描述的ATSC數字電視(DTV)標準被各個國家(包括美國、加拿大和南韓)采用以用于地面廣播。
[0003]近來，ATSC已開始開發用于對于固定裝置和移動裝置的實時和非實時的電視內容和數據的傳輸方法的新標準(被稱為ATSC 3.0)。作為這項開發的一部分，ATSC已發布了提案征集(CFP)文檔(TG3-S2Doc.#023r20，“Call for Proposals For ATSC-3.0 PHYSICALLAYER, A Terrestrial Broadcast Standard”(“針對地面廣播標準 ATSC-3.0 物理層的提案征集”)，ATSC技術組3 (ATSC 3.0)，2013年3月26日)，其中，定下的目標為確定能夠進行結合以創建ATSC 3.0標準的新的物理層的技術。設想的是將以分層架構來設計ATSC 3.0系統，并且用于ATSC 3.0的廣義分層模型已被提議。前述CFP的范圍限于該模型的基層，與IS0/IEC 7498-1模型的層1和層2相應的ATSC 3.0物理層。
[0004]意在ATSC 3.0將不需要與當前廣播系統(包括ATSC 1.0和ATSC 2.0)的向后兼容性。然而，CFP陳述了在可行的情況下，標準可以利用和參考被發現是有效解決方案的現有標準以滿足需求。
[0005]為了廣播數字內容而開發的其他現有標準包括由數字視頻廣播(DVB)項目開發和維持并由歐洲電信標準協會(ETSI)發布的開放標準族。一個這樣的標準為在各種文檔中描述的DVB-T2，其中，所述各種文檔包括ETSI EN302 755V 1.3.1 ( “Digital VideoBroadcasting(DVB) ；Frame structure channel coding and modulat1n for a secondgenerat1n digital terrestrial televis1n broadcasting system(DVB-T2)，，( ‘‘數字視頻廣播(DVB);用于第二代數字地面電視廣播系統(DVB-T2)的幀結構信道編碼和調制，，))和技術說明書 ETSI TS 102 831 V 1.2.1( “Digital Video Broadcasting (DVB)；Implementat1n guidelines for a second generat1n digital terrestrialtelevis1n broadcasting system(DVB_T2) ”(數字視頻廣播(DVB);第二代數字地面電視廣播系統(DVB-T2)的實施指南))。
[0006]在DVB-T2中，數據以幀結構被發送。(例如，以一個或更多個MPEG-2傳輸流或通用封裝流(GSE)形式的)服務數據可被劃分為一個或更多個數據流，隨后，所述一個或更多個數據流以物理層管道(PLP)形式被攜帶。每個PLP是可以以給定服務質量(QoS)攜帶一個或多個服務的邏輯信道。每個PLP與特定調制和可靜態配置的前向糾錯(FEC)保護模式以及其他物理層(L1)配置(例如，時間交織深度)相關聯。PLP是具有相應結構的基帶幀(BB幀)的容器，BB無法被多于一個以上的PLP所擁有。BB幀是用于對從數據鏈路層(L2)接收到的用戶包(UP)進行封裝的L1容器，并具有由FEC編碼器獨立處理的特定數據結構。BB幀可被視為代碼字結構。
[0007]圖1示出DVB-T2BB幀的結構。BB幀100包括固定長度(10個字節)的頭101、可變長度的數據字段103 (DFL)以及用于填充和/或帶內信令的可變長度的字段105(PADL)。BB幀100的總長度被固定為Kbch比特。
[0008]通過執行BCH外部編碼和LDPC內部編碼來對BB幀100進行編碼，BCH外部碼的奇偶校驗位和LDPC內部碼的奇偶校驗位被附加在BB幀100的末尾。數據字段103DFL的最大大小取決于選擇的LDPC碼、選擇的BCH碼以及BB幀100是否包括帶內信令。
[0009]可使用分片(fragmentat1n)或不使用分片將UP的比特分配給BB幀的數據字段。當不使用分片時，UP的整個數量被分配給每個BB幀100的數據字段103。當使用分片時，分配與可用數據字段容量的比特數相同的比特，因而可能使UP在后面的BB幀100的數據字段103之間中斷。
[0010]BB幀頭101被插入數據字段103前面，并描述數據字段105的格式。頭101包括包含以下字段的數量:MATYPE字段的、可選ISSY字段和SYNCD字段。MATYPE字段除了其他以外以信號傳遞輸入流格式(例如，TS或GSE)。SYNCD字段指示從數據字段103的起始到在數據字段103中開始的首先傳送的UP的起始的比特距離。DVB-T2調制器中的數據處理可產生數據信息的可變傳輸延時，因此，ISSY字段攜帶包括按照調制器時鐘頻率計時的計數器的值的信息，所述信息可由接收器用于再生經再生的輸出流的正確時序。ISSY字段攜帶例如與在接收器處所需的緩沖器大小相關的其他信息，以對給定PLP進行解碼。
[0011]填充105可被應用于下述情況:當可用于傳輸的用戶數據不足以完全填充BB幀100時，或者當UP的整個數量必須被分配在BB幀100中時(S卩，當不使用分片時)。填充字段105還可用于攜帶帶內信令。填充字段105被附加在數據字段103后面，并具有使得BB幀100具有Kbch比特的恒定長度的大小。
[0012]用于由DVB項目開發和維持的數字廣播的另一標準是在各種文件中描述的 DVB-NGH，其中，所述各種文件包括 ETSI EN 303105V1.1.1( “Digital VideoBroadcasting (DVB) ；Next Generat1n broadcasting system to Handheld physicallayer specificat1n (DVB-NGH)"( “數字視頻廣播(DVB);用于手持的下一代廣播系統的物理層規范(DVB-NGH)”))和DVB藍皮書A160。針對用于手持終端(例如，移動電話)的廣播數字內容設計了 DVB-NGH。
[0013]DVB-NGH保持與DVB-T2相同的BB幀結構，還包括使用分片和不使用分片的選項。然而，DVB-NGH提供不同的操作模式，每個模式使用特定頭長度和數據字段結構。
[0014]期望的是數據結構，例如，用于在下一代數字廣播系統(例如，由數字視頻廣播(DVB)項目和/或高級電視系統委員會(ATSC)開發的系統(例如，ATSC 3.0標準))中使用的基帶幀結構。
[0015]優選但不是必要的是:例如，數據結構具有好的開銷效率，使得頭和填充字段的大小與數據字段的大小相比相對小。也優選但不是必要的是:數據結構相對簡單，以降低實施復雜度。也優選但不是必要的是:數據結構具有使用相對小的修改來擴展的能力，以使幀結構能夠包含新的特征并與傳統標準和未來標準兩者兼容。

【發明內容】

[0016]技術方案
[0017]本發明構思的一個或更多個示例性實施例至少部分處理、解決和/或減輕與現有技術相關聯的問題和/或缺點中的至少一個(例如，上述問題和/或缺點中的至少一個)。本發明構思的一個或更多個示例性實施例相對于現有技術還提供了至少一個優點(例如，下述優點中的至少一個)。
[0018]本發明構思在獨立權利要求中被限定。優勢特征在附屬權利要求中被限定。
[0019]根據示例性實施例的一方面，提供了一種數據結構，所述數據結構可包括:頭區域；有效載荷區域，包括數據，其中，頭區域和有效載荷區域中的至少一個區域包括至少一個子區域，其中，一個或更多個信號字段被包括在所述至少一個子區域中，其中，所述一個或更多個信號字段之中的至少一個信號字段包括用于以信號傳遞存在或不存在至少部分在所述數據結構中的一個或更多個信息字段的信息，其中，所述一個或更多個信息字段分別與所述一個或更多個信號字段相應。
[0020]根據另一示例性實施例的一方面，提供了一種用于產生數據結構的方法。所述方法可包括:產生頭區域和用于包含數據的有效載荷區域；在頭區域和有效載荷區域中的至少一個區域中的至少一個子區域中產生一個或更多個信號字段，使得所述一個或更多個信號字段之中的至少一個信號字段包括用于以信號傳遞存在或不存在至少部分在所述數據結構中的一個或更多個信息字段的信息，其中，所述一個或更多個信息字段分別與所述一個或更多個信號字段相應。所述方法還可包括:將用于以信號傳遞存在或不存在所述一個或更多個信息字段的值插入信號字段中，其中，如果插入信號字段中的值包括用于以信號傳遞存在所述一個或更多個信息字段的信息，則所述一個或更多個信息字段被產生。
[0021]根據另一示例性實施例的一方面，提供了一種用于產生數據結構的設備。所述設備可包括:幀構建器，被配置為產生頭區域和用于包含數據的有效載荷區域，其中，幀構建器還被配置為:在頭區域和有效載荷區域中的至少一個區域中的至少一個子區域中產生一個或更多個信號字段，使得所述一個或更多個信號字段之中的至少一個信號字段包括用于以信號傳遞存在或不存在至少部分在所述數據結構中的一個或更多個信息字段的信息，其中，所述一個或更多個信息字段分別與所述一個或更多個信號字段相應。幀構建器還可被配置為:將用于以信號傳遞存在或不存在所述一個或更多個信息字段的值插入信號字段中，如果插入信號字段中的值包括用于以信號傳遞存在所述一個或更多個信息字段的信息，則產生所述一個或更多個信息字段。
[0022]根據另一示例性實施例的一方面，提供了一種用于從數據結構提取信息的方法，其中，所述數據結構包括頭區域和包括數據的有效載荷區域，其中，頭區域和有效載荷區域中的至少一個區域包括至少一個子區域，其中，一個或更多個信號字段被包括在所述至少一個子區域中，其中，所述一個或更多個信號字段之中的至少一個信號字段包括用于以信號傳遞存在或不存在至少部分位于數據結構中的一個或更多個信息字段的信息，其中，所述一個或更多個信息字段分別與所述一個或更多個信號字段相應。所述方法可包括:從信號字段提取用于以信號傳遞存在或不存在所述一個或更多個信息字段的值，如果從信號字段提取的值包括用于以信號傳遞存在所述一個或更多個信息字段的信息，則從所述數據結構提取至少部分來自所述數據結構的所述一個或更多個信息字段。
[0023]根據另一示例性實施例的一方面，提供了一種用于從數據結構提取信息的設備，其中，所述數據結構包括頭區域和包括數據的有效載荷區域，其中，頭區域和有效載荷區域中的至少一個區域包括至少一個子區域，其中，一個或更多個信號字段被包括在所述至少一個子區域中，其中，所述一個或更多個信號字段之中的至少一個信號字段包括用于以信號傳遞存在或不存在至少部分位于所述數據結構中的一個或更多個信息字段的信息，其中，所述一個或更多個信息字段分別與所述一個或更多個信號字段相應。所述設備可包括:信息提取器，被配置為從信號字段提取用于以信號傳遞存在或不存在所述一個或更多個信息字段的值，如果從信號字段提取的值包括用于以信號傳遞存在所述一個或更多個信息字段的信息，則從所述數據結構提取至少部分來自所述數據結構的所述一個