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特許7399197レイヤードディビジョンマルチプレキシングを利用した放送信号送信装置および放送信号送信方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-07
(45)【発行日】2023-12-15
(54)【発明の名称】レイヤードディビジョンマルチプレキシングを利用した放送信号送信装置および放送信号送信方法
(51)【国際特許分類】
H04J 99/00 20090101AFI20231208BHJP
H04L 27/26 20060101ALI20231208BHJP
H04H 20/28 20080101ALI20231208BHJP
H04H 40/18 20080101ALI20231208BHJP
H03M 13/27 20060101ALI20231208BHJP
H03M 13/35 20060101ALI20231208BHJP
【ＦＩ】
H04J99/00 100
H04L27/26 114
H04L27/26 111
H04H20/28
H04H40/18
H03M13/27
H03M13/35
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2022001654
(22)【出願日】2022-01-07
(62)【分割の表示】P 2020005763の分割
【原出願日】2015-07-03
(65)【公開番号】P2022092621
(43)【公開日】2022-06-22
【審査請求日】2022-02-01
(31)【優先権主張番号】10-2014-0086331
(32)【優先日】2014-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2015-0094861
(32)【優先日】2015-07-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】596099882
【氏名又は名称】エレクトロニクス アンド テレコミュニケーションズ リサーチ インスチチュート
【氏名又は名称原語表記】ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＡＮＤ ＴＥＬＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100096921
【弁理士】
【氏名又は名称】吉元 弘
(72)【発明者】
【氏名】パク、ソン－イク
(72)【発明者】
【氏名】クォン、ソン－ヒョン
(72)【発明者】
【氏名】キム、チョン－チャン
(72)【発明者】
【氏名】リー、ジェ－ヨン
(72)【発明者】
【氏名】キム、フン－ムク
(72)【発明者】
【氏名】フル、ナム－ホ
【審査官】川口 貴裕
(56)【参考文献】
【文献】特表２００８－５２７９２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００９／０１１４８７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】MONTALBAN Jon et al.，Cloud Transmission: System Performance and Application Scenarios，IEEE Transactions on Broadcasting，Volume: 60, Issue: 2，2014年02月20日，pp.170-184
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｊ ９９／００
Ｈ０４Ｌ ２７／２６
Ｈ０４Ｈ ２０／２８
Ｈ０４Ｈ ４０／１８
Ｈ０３Ｍ １３／２７
Ｈ０３Ｍ １３／３５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンハンストレイヤ信号のパワーを低減することによって、パワーリデューストエンハンストレイヤ信号を生成するように構成されたインジェクションレベルコントローラと、コアレイヤ信号と前記パワーリデューストエンハンストレイヤ信号とを組み合わせることによって、マルチプレキシングされた信号を生成するように構成された結合器と、
前記マルチプレキシングされた信号のパワーを、前記コアレイヤ信号に相応するパワーレベルに低減するように構成されたパワーノーマライザと、
インターリービングを実行することによって、タイムインターリービングされた信号を生成するように構成されたタイムインターリーバと、
前記タイムインターリービングされた信号とＬ１シグナリング情報を用いることによって、放送信号フレームを生成するように構成されたフレームビルダと、
前記コアレイヤ信号に相応するコアレイヤと、前記エンハンストレイヤ信号に相応するエンハンストレイヤとによって共有されたパイロット信号を生成するように構成されたＯＦＤＭ送信機と、
を備え、
前記Ｌ１シグナリング情報は、プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）内に含まれ、
前記エンハンストレイヤ信号のパワーは、前記インジェクションレベルコントローラによってスケーリングファクターに相応して低減され、前記マルチプレキシングされた信号のパワーは、前記パワーノーマライザによってノーマライジングファクターに相応して低減され、
前記スケーリングファクターは前記エンハンストレイヤ信号に適用され、前記ノーマライジングファクターは前記コアレイヤ信号と前記パワーリデューストエンハンストレイヤ信号の両方に適用され、
前記スケーリングファクターは、前記パワーリデューストエンハンストレイヤ信号に相応するパワー減少が大きいほど減少し、前記ノーマライジングファクターは、前記パワーリデューストエンハンストレイヤ信号に相応するパワー減少が大きいほど増加することを特徴
とする放送信号送信装置。
【請求項2】
前記インジェクションレベルコントローラは、所定の間隔サイズで変化するインジェクションレベルを用いることにより、前記エンハンストレイヤ信号の前記パワーを低減し、前記所定の間隔サイズは、０．５ｄＢを含むことを特徴とする請求項１に記載の放送信号送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放送システムで使用される放送信号送／受信技術に関し、特に、２つ以上の信号をマルチプレキシング／デマルチプレキシングして送／受信する放送信号送／受信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
ＢＩＣＭ（Ｂｉｔ－Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｃｏｄｅｄ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）は帯域－効率的な（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）伝送技術で、エラー訂正符号化器（ｅｒｒｏｒ－ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｃｏｄｅｒ）、ビット単位インターリーバ（ｂｉｔ－ｂｙ－ｂｉｔ ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）および高次数の変調器（ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）が結合された形態である。
【0003】
ＢＩＣＭは、エラー訂正符号化器としてＬＤＰＣ（Ｌｏｗ－Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）符号器またはターボ符号器を用いることにより、簡単な構造で優れた性能を提供することができる。また、ＢＩＣＭは、変調次数（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｏｒｄｅｒ）とエラー訂正符号の長さおよび符号率などを多様に選択可能なため、高い水準のフレキシビリティ（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を提供する。この利点のため、ＢＩＣＭは、ＤＶＢ－Ｔ２やＤＶＢ－ＮＧＨのような放送標準で使用されているだけでなく、他の次世代放送システムでも使用される可能性が高い。
【0004】
複数の多重サービスを同時に支援するためには、多数の信号を混合する過程であるマルチプレキシング（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が必要である。このようなマルチプレキシング手法のうち、現在広く使用される手法としては、時間資源を分けて使用するＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）と、周波数資源を分けて使用するＦＤＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）とがある。すなわち、ＴＤＭは、サービスごとに分割された時間を割り当てる方式であり、ＦＤＭは、サービスごとに分割された周波数資源を割り当てて使用する手法である。最近は、次世代放送システムに適用可能なＴＤＭおよびＦＤＭより高い水準のフレキシビリティ（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）と優れた性能を提供する新たなマルチプレキシング手法に対する必要性が切実に提起されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）やＦＤＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）より高い水準のフレキシビリティと優れた性能を提供することができる新たな信号マルチプレキシング技術を提供することである。
【0006】
また、本発明の目的は、次世代放送システムにおいて、多重サービスを同時に支援しながらも、それぞれのサービスが時間と周波数資源を１００％使用可能にすることである。
【0007】
さらに、本発明の目的は、２つ以上のレイヤそれぞれに相応する２つ以上の信号それぞれを、互いに異なるパワーレベルで結合して、効率的に信号をマルチプレキシング／デマルチプレキシングすることである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成するための、本発明に係る放送信号送信装置は、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号を、互いに異なるパワーレベルで結合（ｃｏｍｂｉｎｅ）して、マルチプレキシングされた信号を生成する結合器と、前記マルチプレキシングされた信号のパワーを、前記コアレイヤ信号に相応するパワーに低下させるパワーノーマライザと、前記コアレイヤ信号および前記エンハンストレイヤ信号にともに適用されるインターリービングを行い、タイムインターリービングされた信号を生成するタイムインターリーバと、前記タイムインターリービングされた信号を用いて、放送信号フレームを生成するフレームビルダと、前記コアレイヤ信号に相応するコアレイヤおよび前記エンハンストレイヤ信号に相応するエンハンストレイヤが共有するパイロット信号を生成するＯＦＤＭ送信機とを含む。
【0009】
この時、放送信号送信装置は、前記エンハンストレイヤ信号のパワーを低減してパワーリデューストエンハンストレイヤ信号を生成するインジェクションレベルコントローラをさらに含むことができる。この時、結合器は、前記コアレイヤ信号および前記パワーリデューストエンハンストレイヤ信号を結合して、マルチプレキシングされた信号を生成することができる。
【0010】
この時、放送信号送信装置は、前記インジェクションレベルコントローラのインジェクションレベル情報を含む前記Ｌ１シグナリング情報を生成するＬ１シグナリング生成部をさらに含むことができる。
【0011】
この時、放送信号送信装置は、前記コアレイヤ信号に相応するコアレイヤＢＩＣＭ部と、前記コアレイヤＢＩＣＭ部と異なるＢＩＣＭエンコーディングを行うエンハンストレイヤＢＩＣＭ部とをさらに含むことができる。
【0012】
この時、コアレイヤＢＩＣＭ部は、エンハンストレイヤＢＩＣＭ部より低いビット率を有し、コアレイヤＢＩＣＭ部がエンハンストレイヤＢＩＣＭ部よりロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）であり得る。
【0013】
この時、パワーノーマライザは、ノーマライジングファクター（ｎｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）に相応し、前記マルチプレキシングされた信号のパワーを、前記結合器によって上昇した分だけ低下させることができる。
【0014】
この時、インジェクションレベルコントローラは、スケーリングファクターに相応できる。この時、ノーマライジングファクターおよびスケーリングファクターはそれぞれ、０より大きく、かつ、１より小さい値であり、前記スケーリングファクターは、前記インジェクションレベルコントローラに相応するパワー減少が大きいほど減少し、前記ノーマライジングファクターは、前記インジェクションレベルコントローラに相応するパワー減少が大きいほど増加することができる。
【0015】
この時、インジェクションレベルコントローラは、インジェクションレベルを、３．０ｄＢから１０．０ｄＢの間で０．５ｄＢの間隔で変化させることができる。
【0016】
この時、エンハンストレイヤ信号は、前記コアレイヤ信号に相応するコアレイヤデータの復元に相応するキャンセレーション（ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）に基づいて復元されるエンハンストレイヤデータに相応できる。
【0017】
この時、コアレイヤＢＩＣＭ部は、前記コアレイヤデータをエラー訂正符号化するコアレイヤエラー訂正符号化器と、前記コアレイヤデータに相応するビットインターリービングを行うコアレイヤビットインターリーバと、前記コアレイヤデータに相応するモジュレーションを行うコアレイヤシンボルマッパとを含むことができる。
【0018】
この時、エンハンストレイヤＢＩＣＭ部は、前記エンハンストレイヤデータをエラー訂正符号化するエンハンストレイヤエラー訂正符号化器と、前記エンハンストレイヤデータに相応するビットインターリービングを行うエンハンストレイヤビットインターリーバと、前記エンハンストレイヤデータに相応するモジュレーションを行うエンハンストレイヤシンボルマッパとを含むことができる。
【0019】
この時、エンハンストレイヤエラー訂正符号化器は、コアレイヤエラー訂正符号化器より符号率が高く、エンハンストレイヤシンボルマッパは、コアレイヤシンボルマッパより少なめにロバスト（ｌｅｓｓ ｒｏｂｕｓｔ）であり得る。
【0020】
この時、結合器は、前記コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号より低いパワーレベルの１つ以上の拡張レイヤ（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｌａｙｅｒ）信号を、前記コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号とともに結合することができる。
【0021】
また、本発明の一実施形態に係る放送信号送信方法は、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号を、互いに異なるパワーレベルで結合して、マルチプレキシングされた信号を生成するステップと、前記マルチプレキシングされた信号のパワーを、前記コアレイヤ信号に相応するパワーに低下させるステップと、前記コアレイヤ信号および前記エンハンストレイヤ信号にともに適用されるインターリービングを行い、タイムインターリービングされた信号を生成するステップと、前記タイムインターリービングされた信号を用いて、放送信号フレームを生成するステップと、前記コアレイヤ信号に相応するコアレイヤおよび前記エンハンストレイヤ信号に相応するエンハンストレイヤが共有するパイロット信号を生成するステップとを含む。
【0022】
この時、放送信号送信方法は、前記エンハンストレイヤ信号のパワーを低減してパワーリデューストエンハンストレイヤ信号を生成するステップをさらに含むことができる。この時、前記結合するステップは、前記コアレイヤ信号および前記パワーリデューストエンハンストレイヤ信号を結合して、マルチプレキシングされた信号を生成することができる。
【0023】
この時、放送信号送信方法は、前記パワーリデューストエンハンストレイヤ信号を生成するステップに相応するインジェクションレベル情報を含むＬ１シグナリング情報を生成するステップをさらに含むことができる。
【0024】
この時、前記マルチプレキシングされた信号のパワーを低下させるステップは、前記マルチプレキシングされた信号のパワーを、前記結合するステップによって上昇した分だけ低下させることができる。
【0025】
この時、前記パワーリデューストエンハンストレイヤ信号を生成するステップは、インジェクションレベルを、３．０ｄＢから１０．０ｄＢの間で０．５ｄＢの間隔で変化させることができる。
【0026】
この時、前記結合するステップは、前記コアレイヤ信号および前記エンハンストレイヤ信号より低いパワーレベルの１つ以上の拡張レイヤ（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｌａｙｅｒ）信号を、前記コアレイヤ信号および前記エンハンストレイヤ信号とともに結合することができる。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）やＦＤＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）より高い水準のフレキシビリティと優れた性能を提供することができる新たな信号マルチプレキシング技術を提供することができる。
【0028】
また、本発明は、次世代放送システムにおいて、多重サービスを同時に支援しながらも、それぞれのサービスが時間と周波数資源を１００％使用することができる。
【0029】
さらに、本発明は、２つ以上のレイヤそれぞれに相応する２つ以上の信号それぞれを、互いに異なるパワーレベルで結合して、効率的に信号をマルチプレキシング／デマルチプレキシングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の一実施形態に係る放送信号送／受信システムを示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る放送信号送／受信方法を示す動作フローチャートである。
【図3】送信パイロット配置の一例を示す図である。
【図7】放送信号フレーム構造の一例を示す図である。
【図14】コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号の結合によるパワー上昇を示す図である。
【図15】本発明の一実施形態に係る信号マルチプレキシング方法を示す動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明を添付した図面を参照して詳細に説明する。ここで、繰り返される説明、本発明の要旨を不必要にあいまいにし得る公知の機能、および構成に関する詳細な説明は省略する。本発明の実施形態は、当業界における平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状および大きさなどは、より明確な説明のために誇張されることがある。
【0032】
以下、本発明に係る好ましい実施形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
【0033】
図１は、本発明の一実施形態に係る放送信号送／受信システムを示すブロック図である。
【0034】
図１を参照すれば、本発明の一実施形態に係る放送信号送／受信システムは、放送信号送信装置１１０と、無線チャネル１２０と、放送信号受信装置１３０とを含む。
【0035】
放送信号送信装置１１０は、コアレイヤデータおよびエンハンストレイヤデータをマルチプレキシングする信号マルチプレキシング装置１１１と、ＯＦＤＭ送信機１１３とを含む。
【0036】
信号マルチプレキシング装置１１１は、コアレイヤデータに相応するコアレイヤ信号およびエンハンストレイヤデータに相応するエンハンストレイヤ信号を、互いに異なるパワーレベルで結合（ｃｏｍｂｉｎｅ）し、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号にともに適用されるインターリービングを行い、マルチプレキシングされた信号を生成する。この時、信号マルチプレキシング装置１１１は、タイムインターリービングされた信号およびＬ１シグナリング情報を用いて、放送信号フレームを生成することができる。この時、放送信号フレームは、ＡＴＳＣ３．０フレームであるとよい。
【0037】
ＯＦＤＭ送信機１１３は、マルチプレキシングされた信号を、ＯＦＤＭ通信方式を利用してアンテナ１１７を介して送信し、送信されたＯＦＤＭ信号が無線チャネル１２０を介して放送信号受信装置１３０のアンテナ１３７を介して受信されるようにする。
【0038】
この時、ＯＦＤＭ送信機１１３０は、コアレイヤ信号に相応するコアレイヤおよびエンハンストレイヤ信号に相応するエンハンストレイヤが共有するパイロット信号を生成することができる。
【0039】
放送信号受信装置１３０は、ＦＤＭ受信機１３３と、信号デマルチプレキシング装置１３１とを含む。無線チャネル１２０を介して送信された信号がアンテナ１３７を介して受信されると、ＯＦＤＭ受信機１３３は、同期（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）、チャネル推定（ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）および等化（ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）過程などによりＯＦＤＭ信号を受信する。
【0040】
この時、ＯＦＤＭ受信機１３３は、チャネル推定を行うチャネル推定部を含むことができる。この時、チャネル推定部は、チャネルゲインまたはＳＮＲ推定値を信号デマルチプレキシング装置に提供することができる。
【0041】
信号デマルチプレキシング装置１３１は、ＯＦＤＭ受信機１３３を介して受信された信号から先にコアレイヤデータを復元し、復元されたコアレイヤデータに相応するキャンセレーション（ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）によりエンハンストレイヤデータを復元する。この時、信号デマルチプレキシング装置１３１は、先に放送信号フレームを生成し、放送信号フレームからＬ１シグナリング情報を復元した後、Ｌ１シグナリング情報をデータ信号の復元に活用することができる。この時、Ｌ１シグナリング情報は、インジェクションレベル情報、ノーマライジングファクター情報などを含むことができる。
【0042】
後述するが、図１に示された信号マルチプレキシング装置１１１は、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号を、互いに異なるパワーレベルで結合（ｃｏｍｂｉｎｅ）して、マルチプレキシングされた信号を生成する結合器と、前記マルチプレキシングされた信号のパワーを、前記コアレイヤ信号に相応するパワーに低下させるパワーノーマライザと、前記コアレイヤ信号および前記エンハンストレイヤ信号にともに適用されるインターリービングを行い、タイムインターリービングされた信号を生成するタイムインターリーバと、前記タイムインターリービングされた信号およびＬ１シグナリング情報を用いて、放送信号フレームを生成するフレームビルダとを含むことができる。この時、図１に示された放送信号送信装置１１０は、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号を、互いに異なるパワーレベルで結合（ｃｏｍｂｉｎｅ）して、マルチプレキシングされた信号を生成する結合器と、前記マルチプレキシングされた信号のパワーを、前記コアレイヤ信号に相応するパワーに低下させるパワーノーマライザと、前記コアレイヤ信号および前記エンハンストレイヤ信号にともに適用されるインターリービングを行い、タイムインターリービングされた信号を生成するタイムインターリーバと、前記タイムインターリービングされた信号を用いて、放送信号フレームを生成するフレームビルダと、前記コアレイヤおよび前記エンハンストレイヤが共有するパイロット信号を生成するＯＦＤＭ送信機とを含むと考えられる。
【0043】
後述するが、図１に示された信号デマルチプレキシング装置は、受信信号にタイムデインターリービングを適用してタイムデインターリービング信号を生成するタイムデインターリーバと、前記受信信号または前記タイムデインターリービング信号のパワーを、送信機のパワーノーマライザによるパワー減少分だけ高めるデノーマライザと、チャネルゲインおよびＳＮＲ推定値のいずれか１つ以上を用いて、前記デノーマライザによってパワー調節された信号からコアレイヤデータを復元するコアレイヤＢＩＣＭデコーダと、前記コアレイヤＢＩＣＭデコーダのコアレイヤＦＥＣデコーダの出力信号を用いて、前記デノーマライザによってパワー調節された信号に対する前記コアレイヤデータに相応するキャンセレーションを行い、エンハンストレイヤ信号を抽出するエンハンストレイヤシンボル抽出器と、前記エンハンストレイヤ信号のパワーを、送信機のインジェクションレベルコントローラのパワー減少分だけ高めるデインジェクションレベルコントローラと、前記チャネルゲインおよびＳＮＲ推定値のいずれか１つ以上を用いて、前記デインジェクションレベルコントローラの出力信号からエンハンストレイヤデータを復元するエンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダとを含むことができる。この時、図１に示された放送信号受信装置１３０は、送信された信号に対する同期、チャネル推定および等化のいずれか１つ以上を行って受信信号を生成し、チャネルゲインおよびＳＮＲ推定値のいずれか１つ以上を生成するＯＦＤＭ受信機と、前記受信信号にタイムデインターリービングを適用してタイムデインターリービング信号を生成するタイムデインターリーバと、前記受信信号または前記タイムデインターリービング信号のパワーを、送信機のパワーノーマライザによるパワー減少分だけ高めるデノーマライザと、前記チャネルゲインおよびＳＮＲ推定値のいずれか１つ以上を用いて、前記デノーマライザによってパワー調節された信号からコアレイヤデータを復元するコアレイヤＢＩＣＭデコーダと、前記コアレイヤＢＩＣＭデコーダのコアレイヤＦＥＣデコーダの出力信号を用いて、前記デノーマライザによってパワー調節された信号に対する前記コアレイヤデータに相応するキャンセレーションを行い、エンハンストレイヤ信号を抽出するエンハンストレイヤシンボル抽出器と、前記エンハンストレイヤ信号のパワーを、送信機のインジェクションレベルコントローラのパワー減少分だけ高めるデインジェクションレベルコントローラと、前記チャネルゲインおよびＳＮＲ推定値のいずれか１つ以上を用いて、前記デインジェクションレベルコントローラの出力信号からエンハンストレイヤデータを復元するエンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダとを含むと考えられる。
【0044】
図１には明示的に示されていないが、本発明の一実施形態に係る放送信号送／受信システムは、コアレイヤデータおよびエンハンストレイヤデータ以外にも、１つ以上の拡張レイヤデータをマルチプレキシング／デマルチプレキシングすることができる。この時、拡張レイヤデータは、コアレイヤデータおよびエンハンストレイヤデータより低いパワーレベルでマルチプレキシングされる。さらに、２つ以上の拡張レイヤが含まれる場合、１番目の拡張レイヤのインジェクションパワーレベルより２番目の拡張レイヤのインジェクションパワーレベルが低く、２番目の拡張レイヤのインジェクションパワーレベルより３番目の拡張レイヤのインジェクションパワーレベルが低いとよい。
【0045】
図２は、本発明の一実施形態に係る放送信号送／受信方法を示す動作フローチャートである。
【0046】
図２を参照すれば、本発明の一実施形態に係る放送信号送／受信方法は、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号を、互いに異なるパワーレベルで結合してマルチプレキシングする（Ｓ２１０）。
【0047】
この時、ステップＳ２１０により生成されるマルチプレキシングされた信号は、データ信号とＬ１シグナリング情報を含むことができる。この時、Ｌ１シグナリング情報は、インジェクションレベル情報およびノーマライジングファクター情報を含むことができる。
【0048】
また、本発明の一実施形態に係る放送信号送／受信方法は、マルチプレキシングされた信号をＯＦＤＭ送信する（Ｓ２２０）。
【0049】
この時、ステップＳ２２０は、コアレイヤおよびエンハンストレイヤが共有するパイロット信号を生成することができる。
【0050】
さらに、本発明の一実施形態に係る放送信号送／受信方法は、送信された信号をＯＦＤＭ受信する（Ｓ２３０）。
【0051】
この時、ステップＳ２３０は、同期（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）、チャネル推定（ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）および等化（ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）過程などを行うことができる。
【0052】
この時、ステップＳ２３０は、チャネルゲインまたはＳＮＲ推定値のいずれか１つ以上を生成することができる。
【0053】
また、本発明の一実施形態に係る放送信号送／受信方法は、受信された信号からコアレイヤデータを復元する（Ｓ２４０）。
【0054】
さらに、本発明の一実施形態に係る放送信号送／受信方法は、コアレイヤ信号のキャンセレーションによりエンハンストレイヤデータを復元する（Ｓ２５０）。
【0055】
特に、図２に示されたステップＳ２４０およびステップＳ２５０は、ステップＳ２１０に相応するデマルチプレキシング動作に相当するものであるとよい。
【0056】
後述するが、図２に示されたステップＳ２１０は、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号を、互いに異なるパワーレベルで結合して、マルチプレキシングされた信号を生成するステップと、前記マルチプレキシングされた信号のパワーを、前記コアレイヤ信号に相応するパワーに低下させるステップと、前記コアレイヤ信号および前記エンハンストレイヤ信号にともに適用されるインターリービングを行い、タイムインターリービングされた信号を生成するステップと、前記タイムインターリービングされた信号を用いて、放送信号フレームを生成するステップとを含むことができる。
【0057】
この時、前記コアレイヤ信号に相応するコアレイヤおよび前記エンハンストレイヤ信号に相応するエンハンストレイヤは、パイロット信号を共有することができる。
【0058】
この時、ステップＳ２１０の放送信号送信方法は、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号を、互いに異なるパワーレベルで結合して、マルチプレキシングされた信号を生成するステップと、前記マルチプレキシングされた信号のパワーを、前記コアレイヤ信号に相応するパワーに低下させるステップと、前記コアレイヤ信号および前記エンハンストレイヤ信号にともに適用されるインターリービングを行い、タイムインターリービングされた信号を生成するステップと、前記タイムインターリービングされた信号を用いて、放送信号フレームを生成するステップと、前記コアレイヤ信号に相応するコアレイヤおよび前記エンハンストレイヤ信号に相応するエンハンストレイヤが共有するパイロット信号を生成するステップとを含むと考えられる。
【0059】
後述するが、図２に示されたステップＳ２４０、Ｓ２５０は、受信信号にタイムデインターリービングを適用してタイムデインターリービング信号を生成するステップと、前記受信信号または前記タイムデインターリービング信号のパワーを、送信機のパワーノーマライザによるパワー減少分だけ高めるステップと、チャネルゲインまたはＳＮＲ推定値を用いて、前記パワー調節された信号からコアレイヤデータを復元するステップと、前記パワー調節された信号に対する前記コアレイヤデータに相応するキャンセレーションを行い、エンハンストレイヤ信号を抽出するステップと、前記エンハンストレイヤ信号のパワーを、送信機のインジェクションレベルコントローラのパワー減少分だけ高めるステップと、チャネルゲインまたはＳＮＲ推定値を用いて、パワー調節された前記エンハンストレイヤ信号からエンハンストレイヤデータを復元するステップとを含むことができる。この時、本発明の一実施形態に係る放送信号受信方法は、送信された信号に対する同期、チャネル推定および等化のいずれか１つ以上を行って受信信号を生成し、チャネルゲインおよびＳＮＲ推定値のいずれか１つ以上を生成するステップと、前記受信信号にタイムデインターリービングを適用してタイムデインターリービング信号を生成するステップと、前記受信信号または前記タイムデインターリービング信号のパワーを、送信機のパワーノーマライザによるパワー減少分だけ高めるステップと、前記チャネルゲインおよびＳＮＲ推定値のいずれか１つ以上を用いて、前記パワー調節された信号からコアレイヤデータを復元するステップと、前記パワー調節された信号に対する前記コアレイヤデータに相応するキャンセレーションを行い、エンハンストレイヤ信号を抽出するステップと、前記エンハンストレイヤ信号のパワーを、送信機のインジェクションレベルコントローラのパワー減少分だけ高めるステップと、前記チャネルゲインおよびＳＮＲ推定値のいずれか１つ以上を用いて、パワー調節された前記エンハンストレイヤ信号からエンハンストレイヤデータを復元するステップとを含むと考えられる。
【0060】
図３は、送信パイロット配置の一例を示す図である。
【0061】
図３を参照すれば、ＬＤＭ（Ｌａｙｅｒｅｄ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）基盤の放送システムにおいて、送信機は、受信機のチャネル推定（ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）のために副搬送波（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）に送信パイロット信号を割り当てることが分かる。
【0062】
この時、図１に示されたＯＦＤＭ送信機によって予め定められた副搬送波にパイロット信号が割り当てられる。
【0063】
図３に示された例において、データ副搬送波にはＬＤＭ信号が割り当てられ、パイロット副搬送波には１つのパイロット信号が割り当てされる。すなわち、コアレイヤとエンハンストレイヤは、同一のパイロット信号を共有する。
【0064】
パイロット信号は、時間および周波数領域で一定間隔（時間間隔および周波数間隔）を有する副搬送波の位置に割り当てられる。あるいは、パイロット信号は、時間および周波数領域で予め定められた時間または周波数の位置に連続的に割り当てられてもよい。
【0065】
この時、パイロット信号に用いられる副搬送波の位置は予め決定され、送信機と受信機で共有される。
【0066】
【0067】
図４を参照すれば、チャネル推定部は、パイロット抽出器４１と、インターポレータ４３と、移動平均フィルタ４５と、タイムデインターリーバ４７とを含む。
【0068】
パイロット抽出器４１は、受信信号に対するＦＦＴ出力を受信して、パイロット副搬送波に相当する信号値を抽出した後、当該パイロット副搬送波に対するチャネル利得を計算する。
【0069】
この時、パイロット副搬送波に対するチャネル利得は、送受信機の間で予め定められたパイロット信号に基づき、最小スクエア（ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅ；ＬＳ）方法を利用して推定される。
【0070】
パイロット副搬送波に相当するチャネル利得を得た後、インターポレータ４３は、データ副搬送波に相当するチャネル利得を推正するために、パイロット副搬送波に相当するチャネル利得値を用いたインターポレーションを行う。
【0071】
この時、インターポレーションは、線形インターポレーション（ｌｉｎｅａｒ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）、ＭＭＳＥ（ｍｉｎｉｍｕｍ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ｅｒｒｏｒ）方法、ＦＦＴ基盤のインターポレーションなど多様な方法が適用可能である。また、ＦＦＴ基盤のインターポレーションの適用時、仮想パイロット（ｖｉｒｔｕａｌ ｐｉｌｏｔ）方法、タイムウィンドウイング（ｔｉｍｅ ｗｉｎｄｏｗｉｎｇ）方法など多様な手法が追加的に適用されてもよい。
【0072】
インターポレーションにより推定されたチャネル利得値は、移動平均フィルタ４５によって一定時間平均される。チャネル利得値を平均することで、ノイズの影響が減少する。
【0073】
この時、移動平均フィルタ（ｍｏｖｉｎｇ ａｖｅｒａｇｅ ｆｉｌｔｅｒ）４５が平均を取る時間の長さは、固定させるか、受信機の動作チャネル環境に応じて異なって設定してもよい。
【0074】
移動平均フィルタ４５の出力値は、コアレイヤおよびエンハンストレイヤのＢＩＣＭデコーダのシンボルデマッパに入力される前にタイムデインターリーバ４７を通過する。チャネル利得に適用されるタイムデインターリーバは、データシンボルに適用されるタイムデインターリーバと同一であってよい。
【0075】
最終的に推定されたチャネル利得値は、図９で後述するコアレイヤＢＩＣＭデコーダおよびエンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダのシンボルデマッパに入力される。後述するが、チャネル利得値は、拡張レイヤＢＩＣＭデコーダのシンボルデマッパにも入力される。
【0076】
【0077】
図５を参照すれば、チャネル推定部は、パイロット抽出器４１と、インターポレータ４３と、移動平均フィルタ４５と、チャネル補償器５１と、ＳＮＲ推定器（ＳＮＲ ｅｓｔｉｍａｔｏｒ）５５とを含む。
【0078】
図５に示されたチャネル推定部が用いられる場合、ＢＩＣＭのシンボルデマッパの入力は、チャネル利得でなく、各レイヤのＳＮＲ推定値であるとよい。
【0079】
【0080】
図５に示されたチャネル補償器５１は、推定されたチャネル利得値を用いて受信データ信号を補償することにより、受信データ信号を等化することができる。この時、チャネル補償器５１は、推定されたチャネル利得値で受信データ信号を分けることにより、チャネル利得を補償することができる。
【0081】
チャネル補償された出力は、後述する図９のタイムデインターリーバに提供される。
【0082】
図５のように受信データ信号を等化する場合、コアレイヤＢＩＣＭおよびエンハンストレイヤＢＩＣＭのシンボルデマッパでは、ＬＬＲ計算のために信号のＳＮＲ値を必要とする。
【0083】
図５に示されたＳＮＲ推定器５５は、受信信号のＦＦＴ出力値から各レイヤに相当するＳＮＲを計算して、各レイヤのシンボルデマッパに提供する。
【0084】
コアレイヤは、ノイズだけでなく、エンハンストレイヤを干渉信号として含んでいるので、コアレイヤのＳＮＲは、（コアレイヤ信号）対（干渉およびノイズの比率）として計算される。
【0085】
また、エンハンストレイヤＢＩＣＭの場合、コアレイヤ信号が除去された後、復調が行われるので、エンハンストレイヤのＳＮＲは、挿入レベルを考慮して、（エンハンストレイヤ信号）対（ノイズ）の比として計算される。
【0086】
ＳＮＲ推定器５５は、推定されたＳＮＲ値に対して隣接した副搬送波または時間区間に対して同一のＳＮＲ値が割り当てられるようにグルーピングを行ってもよい。
【0087】
【0088】
図６を参照すれば、本発明の一実施形態に係る信号マルチプレキシング装置は、コアレイヤＢＩＣＭ部３１０と、エンハンストレイヤＢＩＣＭ部３２０、インジェクションレベルコントローラ３３０と、結合器３４０と、パワーノーマライザ３４５と、タイムインターリーバ３５０と、Ｌ１シグナリング生成部３６０と、フレームビルダ３７０とを含むことができる。
【0089】
一般的に、ＢＩＣＭ（Ｂｉｔ－Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｃｏｄｅｄ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）装置は、エラー訂正符号化器と、ビットインターリーバと、シンボルマッパとから構成され、図６に示されたコアレイヤＢＩＣＭ部３１０およびエンハンストレイヤＢＩＣＭ部３２０もそれぞれ、エラー訂正符号化器と、ビットインターリーバと、シンボルマッパとを含むことができる。特に、図６に示されたエラー訂正符号化器（ＣＯＲＥ ＬＡＹＥＲ ＦＥＣ ＥＮＣＯＤＥＲ、ＥＮＨＡＮＣＥＤ ＬＡＹＥＲ ＦＥＣ ＥＮＣＯＤＥＲ）はそれぞれ、ＢＣＨエンコーダおよびＬＤＰＣエンコーダが直列に結合されたものであるとよい。この時、エラー訂正符号化器の入力はＢＣＨエンコーダに入力され、ＢＣＨエンコーダの出力はＬＤＰＣエンコーダに入力され、ＬＤＰＣエンコーダの出力はエラー訂正符号化器の出力になるとよい。
【0090】
図６に示されているように、コアレイヤデータ（Ｃｏｒｅ Ｌａｙｅｒ ｄａｔａ）およびエンハンストレイヤデータ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｌａｙｅｒ ｄａｔａ）はそれぞれ、互いに異なるＢＩＣＭ部を通過した後、結合器３４０を介して合わされる。すなわち、本発明において、レイヤードディビジョンマルチプレキシング（Ｌａｙｅｒｅｄ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；ＬＤＭ）とは、多数の階層をパワーの差を利用して１つに結合して送信することを意味することができる。
【0091】
すなわち、コアレイヤデータはコアレイヤＢＩＣＭ部３１０を通過し、エンハンストレイヤデータはエンハンストレイヤＢＩＣＭ部３２０を通過した後、インジェクションレベルコントローラ３３０を経て結合器３４０で結合される。この時、エンハンストレイヤＢＩＣＭ部３２０は、コアレイヤＢＩＣＭ部３１０とは異なるＢＩＣＭエンコーディングを行うことができる。すなわち、エンハンストレイヤＢＩＣＭ部３２０は、コアレイヤＢＩＣＭ部３１０より高いビット率に相応するエラー訂正符号化やシンボルマッピングを行うことができる。また、エンハンストレイヤＢＩＣＭ部３２０は、コアレイヤＢＩＣＭ部３１０より少なめにロバスト（ｌｅｓｓ ｒｏｂｕｓｔ）なエラー訂正符号化やシンボルマッピングを行うことができる。
【0092】
例えば、コアレイヤエラー訂正符号化器およびコアレイヤシンボルマッパの組み合わせは、エンハンストレイヤエラー訂正符号化器およびエンハンストレイヤシンボルマッパの組み合わせよりもロバストであり得る。
【0093】
この時、コアレイヤエラー訂正符号化器が、エンハンストレイヤエラー訂正符号化器より符号率が低いとよい。この時、エンハンストレイヤシンボルマッパは、コアレイヤシンボルマッパより少なめにロバスト（ｌｅｓｓ ｒｏｂｕｓｔ）であり得る。
【0094】
結合器３４０は、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号を、互いに異なるパワーレベルで結合（ｃｏｍｂｉｎｅ）すると考えられる。実施形態によって、パワーレベルの調節は、エンハンストレイヤ信号でないコアレイヤ信号に対して行われてもよい。この時、コアレイヤ信号に対するパワーは、エンハンストレイヤ信号のパワーより大きくなるように調節される。
【0095】
コアレイヤデータは、ロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）な受信のために低い符号率（ｌｏｗ ｃｏｄｅ ｒａｔｅ）のＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）コードを用いるのに対し、エンハンストレイヤデータは、高いデータ伝送率のために高い符号率のＦＥＣコードを用いることができる。
【0096】
すなわち、コアレイヤデータは、エンハンストレイヤデータと比較して、同一の受信環境でより広い放送区域（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を有することができる。
【0097】
エンハンストレイヤＢＩＣＭ部３２０を通過したエンハンストレイヤデータは、インジェクションレベルコントローラ３３０を介してそのゲイン（またはパワー）が調節され、結合器３４０によってコアレイヤデータと結合される。
【0098】
すなわち、インジェクションレベルコントローラ３３０は、エンハンストレイヤ信号のパワーを低減してパワーリデューストエンハンストレイヤ信号を生成する。この時、インジェクションレベルコントローラ３３０で調節される信号の大きさは、インジェクションレベル（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ）に応じて決定可能である。この時、信号Ａに信号Ｂを挿入する場合のインジェクションレベルは、下記数学式１のように定義される。
【数1】
【0099】
例えば、コアレイヤ信号にエンハンストレイヤ信号を挿入する時、インジェクションレベルを３ｄＢとと仮定すれば、エンハンストレイヤ信号は、コアレイヤ信号の半分に相当するパワーの大きさを有することを意味する。
【0100】
この時、インジェクションレベルコントローラ３３０は、エンハンストレイヤ信号のパワーレベルを、３．０ｄＢから１０．０ｄＢまで０．５ｄＢの間隔で調節することができる。
【0101】
一般的に、コアレイヤに割り当てられる伝送パワーが、エンハンストレイヤに割り当てられる伝送パワーに比べて大きく割り当てられ、これにより、受信機でコアレイヤに対する優先的な復号が可能である。
【0102】
この時、結合器３４０は、コアレイヤ信号およびパワーリデューストエンハンストレイヤ信号を結合して、マルチプレキシングされた信号を生成すると考えられる。
【0103】
結合器３４０によって結合された信号は、コアレイヤ信号とエンハンストレイヤ信号との結合によって発生したパワー上昇分だけパワーを低下させるために、パワーノーマライザ３４５に提供されてパワー調節が行われる。すなわち、パワーノーマライザ３４５は、結合器３４０によってマルチプレキシングされた信号のパワーを、コアレイヤ信号に相応するパワーレベルに低下させる。結合された信号のレベルが１レイヤ信号のレベルより高いため、放送信号送／受信システムの残りの部分で振幅クリッピング（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｃｌｉｐｐｉｎｇ）などを防止するために、パワーノーマライザ３４５のパワーノーマライジングが必要である。
【0104】
この時、パワーノーマライザ３４５は、下記数式２のノーマライジングファクター（ｎｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）を、結合された信号の大きさに乗算して、適当な信号の大きさに調節することができる。下記数式２を計算するためのインジェクションレベル情報は、シグナリングフロー（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｆｌｏｗ）によりパワーノーマライザ３４５に伝達される。
【数2】
【0105】
エンハンストレイヤ信号ＳＥがコアレイヤ信号ＳＣに予め設定されたインジェクションレベルによってインジェクションされる時、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号のパワーレベルが１にノーマライズされると仮定すれば、結合信号は
のように表現される。
【数3】
【0106】
この時、αは、多様なインジェクションレベルに相応するスケーリングファクター（ｓｃａｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）を表す。すなわち、インジェクションレベルコントローラ３３０は、スケーリングファクターに相応するものであるとよい。
【0107】
例えば、エンハンストレイヤのインジェクションレベルが３ｄＢであれば、結合された信号は
のように表現される。
【数4】
【0108】
結合された（ｃｏｍｂｉｎｅｄ）信号（マルチプレキシングされた信号）のパワーが、コアレイヤ信号と比較して増加したため、パワーノーマライザ３４５は、このようなパワー増加を緩和（ｍｉｔｉｇａｔｅ）させなければならない。
【0109】
パワーノーマライザ３４５の出力は
のように表現される。
【数5】
【0110】
この時、βは、エンハンストレイヤの多様なインジェクションレベルに応じたノーマライジングファクター（ｎｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）を表す。
【0111】
エンハンストレイヤのインジェクションレベルが３ｄＢの場合、コアレイヤ信号対比、結合信号のパワー増加は５０％である。したがって、パワーノーマライザ３４５の出力は
のように表現される。
【数6】
【0112】
下記表１は、多様なインジェクションレベルに応じたスケーリングファクターαとノーマライジングファクターβを表す（ＣＬ：Ｃｏｒｅ Ｌａｙｅｒ、ＥＬ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｌａｙｅｒ）。インジェクションレベルとスケーリングファクターαおよびノーマライジングファクターβとの関係は、下記のように定義される。
【数7】
【表1】
【0113】
すなわち、パワーノーマライザ３４５は、ノーマライジングファクター（ｎｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）に相応し、マルチプレキシングされた信号のパワーを、結合器３４０によって上昇した分だけ低下させると考えられる。
【0114】
この時、ノーマライジングファクターおよびスケーリングファクターはそれぞれ、０より大きく、かつ、１より小さい有理数であるとよい。
【0115】
この時、スケーリングファクターは、インジェクションレベルコントローラ３３０に相応するパワー減少が大きいほど減少し、ノーマライジングファクターは、インジェクションレベルコントローラ３３０に相応するパワー減少が大きいほど増加することができる。
【0116】
パワーノーマライジングされた信号は、チャネルで発生するバーストエラー（ｂｕｒｓｔ ｅｒｒｏｒ）を分散させるためのタイムインターリーバ（ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）３５０を通過する。
【0117】
この時、タイムインターリーバ３５０は、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号にともに適用されるインターリービングを行うと考えられる。すなわち、コアレイヤとエンハンストレイヤがタイムインターリーバを共有することで不必要なメモリの使用を防止し、受信機におけるレイテンシーを低減することができる。
【0118】
後述するが、エンハンストレイヤ信号は、コアレイヤ信号に相応するコアレイヤデータの復元に相応するキャンセレーション（ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）に基づいて復元されるエンハンストレイヤデータに相応するものであるとよく、結合器３４０は、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号より低いパワーレベルの１つ以上の拡張レイヤ（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｌａｙｅｒ）信号を、前記コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号とともに結合することができる。
【0119】
一方、インジェクションレベル情報を含むＬ１シグナリング情報は、シグナリング専用のＢＩＣＭを含むＬ１シグナリング生成部３６０で符号化される。この時、Ｌ１シグナリング生成部３６０は、インジェクションレベルコントローラ３３０からインジェクションレベル情報ＩＬ ＩＮＦＯを受信して、Ｌ１シグナリング信号を生成することができる。
【0120】
Ｌ１シグナリングにおいて、Ｌ１は、ＩＳＯ７レイヤモデルの最下位レイヤ（ｌｏｗｅｓｔ ｌａｙｅｒ）のレイヤ１（Ｌａｙｅｒ－１）を表す。この時、Ｌ１シグナリングは、プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）に含まれてもよい。
【0121】
一般的に、Ｌ１シグナリングは、ＯＦＤＭ送信機の主要パラメータであるＦＦＴサイズ、ガードインターバルサイズ（ｇｕａｒｄ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｓｉｚｅ）などと、ＢＩＣＭの主要パラメータであるチャネルコードレート（ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｅ ｒａｔｅ）、モジュレーション情報などを含むことができる。このようなＬ１シグナリング信号はデータ信号と結合して、放送信号フレームを構成する。
【0122】
フレームビルダ３７０は、Ｌ１シグナリング信号とデータ信号とを結合して、放送信号フレームを生成する。
【0123】
図６には示されていないが、フレームビルダ３７０の出力信号は、ＯＦＤＭ送信機に提供される。
【0124】
この時、ＯＦＤＭ送信機は、コアレイヤおよびエンハンストレイヤが共有するパイロット信号を生成することができる。
【0125】
放送信号フレームは、マルチパス（ｍｕｌｔｉ－ｐａｔｈ）およびドップラー（Ｄｏｐｐｌｅｒ）にロバストなＯＦＤＭ送信機を経て送信される。この時、ＯＦＤＭ送信機は、次世代放送システムの送信信号の生成を担当すると考えられる。
【0126】
図７は、放送信号フレーム構造の一例を示す図である。
【0127】
図７を参照すれば、放送信号フレームは、Ｌ１シグナリング信号およびデータ信号を含む。例えば、放送信号フレームは、ＡＴＳＣ３．０フレームであるとよい。
【0128】
【0129】
図８を参照すれば、信号マルチプレキシング装置が、コアレイヤデータおよびエンハンストレイヤデータ以外にも、Ｎ個（Ｎは１以上の自然数）の拡張レイヤ（Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒｓ）に相応するデータをともにマルチプレキシングすることが分かる。
【0130】
すなわち、図８に示された信号マルチプレキシング装置は、コアレイヤＢＩＣＭ部３１０、エンハンストレイヤＢＩＣＭ部３２０、インジェクションレベルコントローラ３３０、結合器３４０、パワーノーマライザ３４５、タイムインターリーバ３５０、Ｌ１シグナリング生成部３６０およびフレームビルダ３７０以外にも、Ｎ個の拡張レイヤＢＩＣＭ部４１０，...，４３０およびインジェクションレベルコントローラ４４０，...，４６０を含む。
【0131】
図８に示されたコアレイヤＢＩＣＭ部３１０、エンハンストレイヤＢＩＣＭ部３２０、インジェクションレベルコントローラ３３０、結合器３４０、パワーノーマライザ３４５、タイムインターリーバ３５０、Ｌ１シグナリング生成部３６０およびフレームビルダ３７０については、図６を通じてすでに詳細に説明した。
【0132】
Ｎ個の拡張レイヤＢＩＣＭ部４１０，...，４３０は、それぞれ独立してＢＩＣＭエンコーディングを行い、インジェクションレベルコントローラ４４０，...，４６０は、それぞれの拡張レイヤに相応するパワーリデューシングを行い、パワーリデューシングされた拡張レイヤ信号が結合器３４０を介して他のレイヤ信号と結合されるようにする。
【0133】
この時、拡張レイヤＢＩＣＭ部４１０，...，４３０それぞれのエラー訂正符号化器は、ＢＣＨエンコーダとＬＤＰＣエンコーダとが直列連結されたものであるとよい。
【0134】
特に、インジェクションレベルコントローラ４４０，...，４６０それぞれに相応するパワー減少は、インジェクションレベルコントローラ３３０のパワー減少より大きいことが好ましい。すなわち、図８に示されたインジェクションレベルコントローラ３３０，４４０，...，４６０は、下へ向かうほど大きなパワー減少に相応できる。
【0135】
図８に示されたインジェクションレベルコントローラ３３０，４４０，４６０から提供されたインジェクションレベル情報は、Ｌ１シグナリング生成部３６０を経てフレームビルダ３７０の放送信号フレームに含まれて、受信機に送信される。すなわち、各階層のインジェクションレベルはＬ１シグナリング情報に盛り込まれて、受信機に伝達される。
【0136】
図８には示されていないが、フレームビルダ３７０の出力信号は、ＯＦＤＭ送信機に提供される。
【0137】
この時、ＯＦＤＭ送信機は、コアレイヤ、エンハンストレイヤおよび拡張レイヤが共有するパイロット信号を生成することができる。
【0138】
本発明において、パワー調節は、入力信号のパワーを増加または減少させるものであってもよく、入力信号のゲインを増加または減少させるものであってもよい。
【0139】
パワーノーマライザ３４５は、結合器３４０によって複数のレイヤ信号が結合されることからもたらされるパワー増加を緩和（ｍｉｔｉｇａｔｅ）させる。
【0140】
図８に示された例において、パワーノーマライザ３４５は、下記数式４を用いて、ノーマライジングファクターを、各階層（ｌａｙｅｒ）の信号が結合された信号の大きさに乗算して、適当な信号の大きさに信号パワーを調節することができる。
【数8】
【0141】
タイムインターリーバ３５０は、結合器３４０によって結合された信号に対するインターリービングを行うことにより、レイヤの信号にともに適用されるインターリービングを行う。
【0142】
【0143】
図９を参照すれば、本発明の一実施形態に係る信号デマルチプレキシング装置は、タイムデインターリーバ５１０と、デノーマライザ１０１０と、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０と、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０と、デインジェクションレベルコントローラ１０２０と、エンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダ５４０とを含む。
【0144】
【0145】
タイムデインターリーバ５１０は、ＯＦＤＭ受信機から受信信号を受信してもよく、図５に示されたチャネル補償器によってチャネル補償された出力を受信してもよい。
【0146】
タイムデインターリーバ５１０は、時間／周波数同期（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）、チャネル推定（ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）および等化（ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）などの動作を行うＯＦＤＭ受信機から受信信号を受信し、チャネルで発生したバーストエラー（ｂｕｒｓｔ ｅｒｒｏｒ）の分散に関する動作を行う。この時、Ｌ１シグナリング情報は、ＯＦＤＭ受信機で優先的に復号されて、データの復号に活用できる。特に、Ｌ１シグナリング情報のうち、インジェクションレベル情報は、デノーマライザ１０１０とデインジェクションレベルコントローラ１０２０に伝達される。この時、ＯＦＤＭ受信機は、受信信号を放送信号フレーム（例えば、ＡＴＳＣ３．０フレーム）の形態で復号化した後、フレームのデータシンボル部分を抽出してタイムデインターリーバ５１０に提供することができる。すなわち、タイムデインターリーバ５１０は、データシンボルを通過させながら逆インターリービング過程を行い、チャネルで発生したバーストエラーを分散させる。
【0147】
デノーマライザ１０１０は、送信機のパワーノーマライザに相応するもので、パワーノーマライザで減少させた分だけパワーを高める。すなわち、デノーマライザ１０１０は、受信信号を上記数式２のノーマライジングファクターで割る。
【0148】
図９に示された例において、デノーマライザ１０１０は、タイムインターリーバ５１０の出力信号のパワーを調節するものとして示されたが、実施形態によって、デノーマライザ１０１０は、タイムインターリーバ５１０の前に位置し、インターリービングされる前にパワー調節が行われるようにしてもよい。
【0149】
すなわち、デノーマライザ１０１０は、タイムインターリーバ５１０の前または後に位置し、コアレイヤシンボルデマッパのＬＬＲ計算などのために信号の大きさを増幅すると考えられる。
【0150】
タイムデインターリーバ５１０の出力（またはデノーマライザ１０１０の出力）は、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０に提供され、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０は、コアレイヤデータを復元する。
【0151】
この時、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０は、コアレイヤシンボルデマッパと、コアレイヤビットデインターリーバと、コアレイヤエラー訂正復号化器とを含む。コアレイヤシンボルデマッパは、シンボルに関連するＬＬＲ（Ｌｏｇ－Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）値を計算し、コアレイヤビットデインターリーバは、計算されたＬＬＲ値をバーストエラーに強く混合し、コアレイヤエラー訂正復号化器は、チャネルで発生したエラーを訂正する。
【0152】
この時、コアレイヤシンボルデマッパは、予め定められた星状図を用いてビットごとにＬＬＲ値を計算することができる。この時、コアレイヤシンボルマッパで用いる星状図は、送信機で用いられるコードレートとモジュレーション次数（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｏｒｄｅｒ）との組み合わせによって異なっていてよい。
【0153】
この時、コアレイヤシンボルデマッパは、ＯＦＤＭ受信機からチャネルゲインまたはＳＮＲ推定値を受信することができる。
【0154】
この時、コアレイヤビットデインターリーバは、計算されたＬＬＲ値に対してＬＤＰＣコードワード単位で逆インターリービングを行うことができる。
【0155】
特に、コアレイヤエラー訂正復号化器は、情報（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ビットのみを出力してもよく、情報ビットとパリティビットとが結合された全体ビットを出力してもよい。この時、コアレイヤエラー訂正復号化器は、情報ビットのみをコアレイヤデータとして出力し、情報ビットにパリティビットが結合された全体ビットをエンハンストレイヤシンボル抽出器５３０に出力することができる。
【0156】
コアレイヤエラー訂正復号化器は、コアレイヤＬＤＰＣ復号化器とコアレイヤＢＣＨ復号化器とが直列連結された形態であるとよい。すなわち、コアレイヤエラー訂正復号化器の入力がコアレイヤＬＤＰＣ復号化器に入力され、コアレイヤＬＤＰＣ復号化器の出力がコアレイヤＢＣＨ復号化器に入力され、コアレイヤＢＣＨ復号化器の出力がコアレイヤエラー訂正復号化器の出力になるとよい。この時、ＬＤＰＣ復号化器は、ＬＤＰＣ復号を行い、ＢＣＨ復号化器は、ＢＣＨ復号を行う。
【0157】
さらに、エンハンストレイヤエラー訂正復号化器も、エンハンストレイヤＬＤＰＣ復号化器とエンハンストレイヤＢＣＨ復号化器とが直列連結された形態であるとよい。すなわち、エンハンストレイヤエラー訂正復号化器の入力がエンハンストレイヤＬＤＰＣ復号化器に入力され、エンハンストレイヤＬＤＰＣ復号化器の出力がエンハンストレイヤＢＣＨ復号化器に入力され、エンハンストレイヤＢＣＨ復号化器の出力がエンハンストレイヤエラー訂正復号化器の出力になるとよい。
【0158】
エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０は、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０のコアレイヤエラー訂正復号化器から全体ビットを受けて、タイムデインターリーバ５１０またはデノーマライザ１０１０の出力信号からエンハンストレイヤシンボルを抽出することができる。実施形態によって、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０は、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０のエラー訂正復号化器から全体ビットを受けるのではなく、ＬＤＰＣの情報ビット（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｉｔｓ）を受けたり、ＢＣＨ情報ビットを受けることができる。
【0159】
この時、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０は、バッファと、減算器（ｓｕｂｔｒａｃｔｅｒ）と、コアレイヤシンボルマッパと、コアレイヤビットインターリーバとを含む。バッファは、タイムデインターリーバ５１０またはデノーマライザ１０１０の出力信号を格納する。コアレイヤビットインターリーバは、コアレイヤＢＩＣＭデコーダの全体ビット（情報ビット＋パリティビット）を受信して、送信機と同一のコアレイヤビットインターリービングを行う。コアレイヤシンボルマッパは、インターリービングされた信号から送信機と同一のコアレイヤシンボルを生成する。減算器は、バッファに格納された信号からコアレイヤシンボルマッパの出力信号を減算することにより、エンハンストレイヤシンボルを取得し、これをデインジェクションレベルコントローラ１０２０に伝達する。特に、ＬＤＰＣ情報ビットを受信する場合、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０は、コアレイヤＬＤＰＣエンコーダをさらに含むことができる。また、ＢＣＨ情報ビットを受信する場合、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０は、コアレイヤＬＤＰＣエンコーダだけでなく、コアレイヤＢＣＨエンコーダをさらに含むことができる。
【0160】
この時、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０に含まれるコアレイヤＬＤＰＣエンコーダ、コアレイヤＢＣＨエンコーダ、コアレイヤビットインターリーバおよびコアレイヤシンボルマッパは、図６を通じて説明したコアレイヤのＬＤＰＣエンコーダ、ＢＣＨエンコーダ、ビットインターリーバおよびシンボルマッパと同一のものであるとよい。
【0161】
デインジェクションレベルコントローラ１０２０は、エンハンストレイヤシンボルを受信して、送信機のインジェクションレベルコントローラによって低下したパワーだけパワーを増加させる。すなわち、デインジェクションレベルコントローラ１０２０は、入力信号を増幅してエンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダ５４０に提供する。例えば、送信機でエンハンストレイヤ信号のパワーをコアレイヤ信号のパワーより３ｄＢ小さく結合したならば、デインジェクションレベルコントローラ１０２０は、入力信号のパワーを３ｄＢ増加させる役割を果たす。
【0162】
この時、デインジェクションレベルコントローラ１０２０は、ＯＦＤＭ受信機からインジェクションレベル情報を受信して、抽出されたエンハンストレイヤ信号に下記数式５のエンハンストレイヤゲインを乗算すると考えられる。
【数9】
【0163】
エンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダ５４０は、デインジェクションレベルコントローラ１０２０によってパワーが上昇したエンハンストレイヤシンボルを受信して、エンハンストレイヤデータを復元する。
【0164】
この時、エンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダ５４０は、エンハンストレイヤシンボルデマッパと、エンハンストレイヤビットデインターリーバと、エンハンストレイヤエラー訂正復号化器とを含むことができる。エンハンストレイヤシンボルデマッパは、エンハンストレイヤシンボルに関連するＬＬＲ（Ｌｏｇ－Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）値を計算し、エンハンストレイヤビットデインターリーバは、計算されたＬＬＲ値をバーストエラーに強く混合し、エンハンストレイヤエラー訂正復号化器は、チャネルで発生したエラーを訂正する。
【0165】
この時、エンハンストレイヤシンボルデマッパは、ＯＦＤＭ受信機からチャネルゲインまたはＳＮＲ推定値を受信することができる。
【0166】
エンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダ５４０は、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０と類似の作業を行うが、一般的に、エンハンストレイヤＬＤＰＣデコーダは、６／１５以上のコードレートに対するＬＤＰＣ復号を行う。
【0167】
例えば、コアレイヤは、５／１５以下のコードレートを有するＬＤＰＣコードを用い、エンハンストレイヤは、６／１５以上のコードレートを有するＬＤＰＣコードを用いることができる。この時、エンハンストレイヤデータの復号が可能な受信環境では、コアレイヤデータは、少数のＬＤＰＣデコーディングイテレーション（ｉｔｅｒａｔｉｏｎ）だけでも復号が可能である。このような性質を利用すれば、受信機ハードウェアは、１つのＬＤＰＣデコーダをコアレイヤとエンハンストレイヤが共有して、ハードウェアの実現時に発生する費用を軽減することができる。この時、コアレイヤＬＤＰＣデコーダは、若干の時間資源（ＬＤＰＣデコーディングイテレーション）のみを使用し、大部分の時間資源をエンハンストレイヤＬＤＰＣデコーダが使用することができる。
【0168】
図９に示された信号デマルチプレキシング装置は、先にコアレイヤデータを復元し、受信信号シンボルからコアレイヤシンボルをキャンセレーション（ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）してエンハンストレイヤシンボルのみを残した後、エンハンストレイヤシンボルのパワーを増加させてエンハンストレイヤデータを復元する。図６および図５を通じてすでに説明したように、それぞれのレイヤに相応する信号が互いに異なるパワーレベルで結合されるので、最も強いパワーで結合された信号から復元されてこそ、最もエラーの少ないデータ復元が可能である。
【0169】
結局、図９に示された例において、信号デマルチプレキシング装置は、受信信号にタイムデインターリービングを適用してタイムデインターリービング信号を生成するタイムデインターリーバ５１０と、前記受信信号または前記タイムデインターリービング信号のパワーを、送信機のパワーノーマライザによるパワー減少分だけ高めるデノーマライザ１０１０と、前記デノーマライザ１０１０によってパワー調節された信号からコアレイヤデータを復元するコアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０と、前記コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０のコアレイヤＦＥＣデコーダの出力信号を用いて、前記デノーマライザ１０１０によってパワー調節された信号に対する前記コアレイヤデータに相応するキャンセレーションを行い、エンハンストレイヤ信号を抽出するエンハンストレイヤシンボル抽出器５３０と、前記エンハンストレイヤ信号のパワーを、送信機のインジェクションレベルコントローラのパワー減少分だけ高めるデインジェクションレベルコントローラ１０２０と、前記デインジェクションレベルコントローラ１０２０の出力信号を用いて、エンハンストレイヤデータを復元するエンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダ５４０とを含むことができる。
【0170】
この時、エンハンストレイヤシンボル抽出器は、前記コアレイヤＢＩＣＭデコーダのコアレイヤＬＤＰＣデコーダから全体コードワードを受信し、前記全体コードワードを直ちにビットインターリービングすることができる。
【0171】
この時、エンハンストレイヤシンボル抽出器は、前記コアレイヤＢＩＣＭデコーダのコアレイヤＬＤＰＣデコーダから情報ビットを受信し、前記情報ビットをコアレイヤＬＤＰＣエンコーディングした後、ビットインターリービングを行うことができる。
【0172】
この時、エンハンストレイヤシンボル抽出器は、前記コアレイヤＢＩＣＭデコーダのコアレイヤＢＣＨデコーダから情報ビットを受信し、前記情報ビットをコアレイヤＢＣＨエンコーディングおよびコアレイヤＬＤＰＣエンコーディングした後、ビットインターリービングを行うことができる。
【0173】
この時、前記デノーマライザおよび前記デインジェクションレベルコントローラは、Ｌ１シグナリングに基づいて提供されたインジェクションレベル情報ＩＬ ＩＮＦＯを受信し、前記インジェクションレベル情報に基づいてパワーコントロールを行うことができる。
【0174】
この時、前記コアレイヤＢＩＣＭデコーダは、前記エンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダより低い符号率に相応し、前記エンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダよりロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）であり得る。
【0175】
この時、前記デノーマライザは、ノーマライジングファクターの逆数に相応できる。
【0176】
この時、前記デインジェクションレベルコントローラは、スケーリングファクターの逆数に相応できる。
【0177】
この時、エンハンストレイヤデータは、コアレイヤ信号に相応するコアレイヤデータの復元に相応するキャンセレーションに基づいて復元される。
【0178】
この時、信号デマルチプレキシング装置は、前のレイヤデータに相応するキャンセレーションを行い、拡張レイヤ信号を抽出する１つ以上の拡張レイヤシンボル抽出器と、前記拡張レイヤ信号のパワーを、送信機のインジェクションレベルコントローラのパワー減少分だけ高める１つ以上のデインジェクションレベルコントローラと、前記１つ以上のデインジェクションレベルコントローラの出力信号を用いて１つ以上の拡張レイヤデータを復元する１つ以上の拡張レイヤＢＩＣＭデコーダとをさらに含むことができる。
【0179】
図９に示された構成により、本発明の一実施形態に係る信号デマルチプレキシング方法は、受信信号にタイムデインターリービングを適用してタイムデインターリービング信号を生成するステップと、前記受信信号または前記タイムデインターリービング信号のパワーを、送信機のパワーノーマライザによるパワー減少分だけ高めるステップと、前記パワー調節された信号からコアレイヤデータを復元するステップと、前記パワー調節された信号に対する前記コアレイヤデータに相応するキャンセレーションを行い、エンハンストレイヤ信号を抽出するステップと、前記エンハンストレイヤ信号のパワーを、送信機のインジェクションレベルコントローラのパワー減少分だけ高めるステップと、パワー調節された前記エンハンストレイヤ信号を用いてエンハンストレイヤデータを復元するステップとを含むことが分かる。
【0180】
この時、エンハンストレイヤ信号を抽出するステップは、コアレイヤＢＩＣＭデコーダのコアレイヤＬＤＰＣデコーダから全体コードワードを受信し、前記全体コードワードを直ちにビットインターリービングすることができる。
【0181】
この時、エンハンストレイヤ信号を抽出するステップは、コアレイヤＢＩＣＭデコーダのコアレイヤＬＤＰＣデコーダから情報ビットを受信し、前記情報ビットをコアレイヤＬＤＰＣエンコーディングした後、ビットインターリービングを行うことができる。
【0182】
この時、エンハンストレイヤ信号を抽出するステップは、コアレイヤＢＩＣＭデコーダのコアレイヤＢＣＨデコーダから情報ビットを受信し、前記情報ビットをコアレイヤＢＣＨエンコーディングおよびコアレイヤＬＤＰＣエンコーディングした後、ビットインターリービングを行うことができる。
【0183】
【0184】
図１０を参照すれば、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０は、コアレイヤシンボルデマッパと、コアレイヤビットデインターリーバと、コアレイヤＬＤＰＣデコーダと、コアレイヤＢＣＨデコーダとを含む。
【0185】
すなわち、図１０に示された例において、コアレイヤエラー訂正復号化器は、コアレイヤＬＤＰＣデコーダと、コアレイヤＢＣＨデコーダとを含む。
【0186】
また、図１０に示された例において、コアレイヤＬＤＰＣデコーダは、パリティビットが含まれた全体コードワード（ｗｈｏｌｅ ｃｏｄｅｗｏｒｄ）をエンハンストレイヤシンボル抽出器５３０に提供する。すなわち、一般的に、ＬＤＰＣデコーダは、全体ＬＤＰＣコードワードの中で情報ビット（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｉｔｓ）のみを出力するが、全体コードワードを出力することも可能である。
【0187】
この場合、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０は、別途にコアレイヤＬＤＰＣエンコーダやコアレイヤＢＣＨエンコーダを備える必要がなく実現が簡単であるが、ＬＤＰＣコードのパリティ部分に残留エラーが残っている可能性が存在する。
【0188】
【0189】
図１１を参照すれば、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０は、コアレイヤシンボルデマッパと、コアレイヤビットデインターリーバと、コアレイヤＬＤＰＣデコーダと、コアレイヤＢＣＨデコーダとを含む。
【0190】
すなわち、図１１に示された例において、コアレイヤエラー訂正復号化器は、コアレイヤＬＤＰＣデコーダと、コアレイヤＢＣＨデコーダとを含む。
【0191】
また、図１１に示された例において、コアレイヤＬＤＰＣデコーダは、パリティビットが含まれていない情報ビット（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｉｔｓ）をエンハンストレイヤシンボル抽出器５３０に提供する。
【0192】
この場合、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０は、別途にコアレイヤＢＣＨエンコーダを備える必要がないが、コアレイヤＬＤＰＣエンコーダを含まなければならない。
【0193】
【0194】
【0195】
図１２を参照すれば、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０は、コアレイヤシンボルデマッパと、コアレイヤビットデインターリーバと、コアレイヤＬＤＰＣデコーダと、コアレイヤＢＣＨデコーダとを含む。
【0196】
すなわち、図１２に示された例において、コアレイヤエラー訂正復号化器は、コアレイヤＬＤＰＣデコーダと、コアレイヤＢＣＨデコーダとを含む。
【0197】
図１２に示された例においては、コアレイヤデータに相当するコアレイヤＢＣＨデコーダの出力をエンハンストレイヤシンボル抽出器５３０に提供する。
【0198】
この場合、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０は、コアレイヤＬＤＰＣエンコーダおよびコアレイヤＢＣＨエンコーダをすべて含まなければならないので複雑度が高いが、図１０および図１１の例と比較して最も高い性能を保障する。
【0199】
【0200】
図１３を参照すれば、本発明の一実施形態に係る信号デマルチプレキシング装置は、タイムデインターリーバ５１０と、デノーマライザ１０１０と、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０と、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０と、エンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダ５４０と、１つ以上の拡張レイヤシンボル抽出器６５０，６７０と、１つ以上の拡張レイヤＢＩＣＭデコーダ６６０，６８０と、デインジェクションレベルコントローラ１０２０，１１５０，１１７０とを含む。
【0201】
【0202】
タイムデインターリーバ５１０は、ＯＦＤＭ受信機から受信信号を受信してもよく、図５に示されたチャネル補償器によってチャネル補償された出力を受信してもよい。
【0203】
タイムデインターリーバ５１０は、同期（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）、チャネル推定（ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）および等化（ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）などの動作を行うＯＦＤＭ受信機から受信信号を受信し、チャネルで発生したバーストエラー（ｂｕｒｓｔ ｅｒｒｏｒ）の分散に関する動作を行う。この時、Ｌ１シグナリング情報は、ＯＦＤＭ受信機で優先的に復号されて、データの復号に活用できる。特に、Ｌ１シグナリング情報のうち、インジェクションレベル情報は、デノーマライザ１０１０とデインジェクションレベルコントローラ１０２０，１１５０，１１７０に伝達される。
【0204】
この時、デノーマライザ１０１０は、すべてのレイヤのインジェクションレベル情報を取得し、下記数式６を用いてデノーマライジングファクターを求めた後、入力信号に乗算することができる。
【数10】
【0205】
すなわち、デノーマライジングファクターは、上記数式４によって表現されたノーマライジングファクターの逆数である。
【0206】
実施形態によって、Ｎ１シグナリングにインジェクションレベル情報だけでなくノーマライジングファクター情報が含まれた場合、デノーマライザ１０１０は、インジェクションレベルを用いてデノーマライジングファクターを計算する必要なく、ノーマライジングファクターの逆数を取って、簡単にデノーマライジングファクターを求めることができる。
【0207】
デノーマライザ１０１０は、送信機のパワーノーマライザに相応するもので、パワーノーマライザで減少させた分だけパワーを高める。
【0208】
図１３に示された例において、デノーマライザ１０１０は、タイムインターリーバ５１０の出力信号のパワーを調節するものとして示されたが、実施形態によって、デノーマライザ１０１０は、タイムインターリーバ５１０の前に位置し、インターリービングされる前にパワー調節が行われるようにしてもよい。
【0209】
すなわち、デノーマライザ１０１０は、タイムインターリーバ５１０の前または後に位置し、コアレイヤシンボルデマッパのＬＬＲ計算などのために信号の大きさを増幅すると考えられる。
【0210】
タイムデインターリーバ５１０の出力（またはデノーマライザ１０１０の出力）は、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０に提供され、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０は、コアレイヤデータを復元する。
【0211】
この時、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０は、コアレイヤシンボルデマッパと、コアレイヤビットデインターリーバと、コアレイヤエラー訂正復号化器とを含む。コアレイヤシンボルデマッパは、シンボルに関連するＬＬＲ（Ｌｏｇ－Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）値を計算し、コアレイヤビットデインターリーバは、計算されたＬＬＲ値をバーストエラーに強く混合し、コアレイヤエラー訂正復号化器は、チャネルで発生したエラーを訂正する。
【0212】
この時、コアレイヤシンボルデマッパは、ＯＦＤＭ受信機からチャネルゲインまたはＳＮＲ推定値を受信することができる。
【0213】
特に、コアレイヤエラー訂正復号化器は、情報（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ビットのみを出力してもよく、情報ビットとパリティビットとが結合された全体ビットを出力してもよい。この時、コアレイヤエラー訂正復号化器は、情報ビットのみをコアレイヤデータとして出力し、情報ビットにパリティビットが結合された全体ビットをエンハンストレイヤシンボル抽出器５３０に出力することができる。
【0214】
コアレイヤエラー訂正復号化器は、コアレイヤＬＤＰＣ復号化器とコアレイヤＢＣＨ復号化器とが直列連結された形態であるとよい。すなわち、コアレイヤエラー訂正復号化器の入力がコアレイヤＬＤＰＣ復号化器に入力され、コアレイヤＬＤＰＣ復号化器の出力がコアレイヤＢＣＨ復号化器に入力され、コアレイヤＢＣＨ復号化器の出力がコアレイヤエラー訂正復号化器の出力になるとよい。この時、ＬＤＰＣ復号化器は、ＬＤＰＣ復号を行い、ＢＣＨ復号化器は、ＢＣＨ復号を行う。
【0215】
エンハンストレイヤエラー訂正復号化器も、エンハンストレイヤＬＤＰＣ復号化器とエンハンストレイヤＢＣＨ復号化器とが直列連結された形態であるとよい。すなわち、エンハンストレイヤエラー訂正復号化器の入力がエンハンストレイヤＬＤＰＣ復号化器に入力され、エンハンストレイヤＬＤＰＣ復号化器の出力がエンハンストレイヤＢＣＨ復号化器に入力され、エンハンストレイヤＢＣＨ復号化器の出力がエンハンストレイヤエラー訂正復号化器の出力になるとよい。
【0216】
さらに、拡張レイヤエラー訂正復号化器も、拡張レイヤＬＤＰＣ復号化器と拡張レイヤＢＣＨ復号化器とが直列連結された形態であるとよい。すなわち、拡張レイヤエラー訂正復号化器の入力が拡張レイヤＬＤＰＣ復号化器に入力され、拡張レイヤＬＤＰＣ復号化器の出力が拡張レイヤＢＣＨ復号化器に入力され、拡張レイヤＢＣＨ復号化器の出力が拡張レイヤエラー訂正復号化器の出力になるとよい。
【0217】
特に、図１０、図１１および図１２を通じて説明したエラー訂正復号化器の出力のいずれかを使用するかによる実現の複雑性と性能の間のトレードオフ（ｔｒａｄｅ ｏｆｆ）は、図１３のコアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０とエンハンストレイヤシンボル抽出器５３０だけでなく、拡張レイヤシンボル抽出器６５０，６７０、拡張レイヤＢＩＣＭデコーダ６６０，６８０にも適用される。
【0218】
エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０は、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０のコアレイヤエラー訂正復号化器から全体ビットを受けて、タイムデインターリーバ５１０またはデノーマライザ１０１０の出力信号からエンハンストレイヤシンボルを抽出することができる。実施形態によって、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０は、コアレイヤＢＩＣＭデコーダ５２０のエラー訂正復号化器から全体ビットを受けるのではなく、ＬＤＰＣの情報ビット（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｉｔｓ）を受けたり、ＢＣＨ情報ビットを受けることができる。
【0219】
この時、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０は、バッファと、減算器（ｓｕｂｔｒａｃｔｅｒ）と、コアレイヤシンボルマッパと、コアレイヤビットインターリーバとを含む。バッファは、タイムデインターリーバ５１０またはデノーマライザ１０１０の出力信号を格納する。コアレイヤビットインターリーバは、コアレイヤＢＩＣＭデコーダの全体ビット（情報ビット＋パリティビット）を受信して、送信機と同一のコアレイヤビットインターリービングを行う。コアレイヤシンボルマッパは、インターリービングされた信号から送信機と同一のコアレイヤシンボルを生成する。減算器は、バッファに格納された信号からコアレイヤシンボルマッパの出力信号を減算することにより、エンハンストレイヤシンボルを取得し、これをデインジェクションレベルコントローラ１０２０に伝達する。
【0220】
この時、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０に含まれるコアレイヤビットインターリーバおよびコアレイヤシンボルマッパは、図８に示されたコアレイヤのビットインターリーバおよびシンボルマッパと同一のものであるとよい。
【0221】
デインジェクションレベルコントローラ１０２０は、エンハンストレイヤシンボルを受信して、送信機のインジェクションレベルコントローラによって低下したパワーだけパワーを増加させる。すなわち、デインジェクションレベルコントローラ１０２０は、入力信号を増幅してエンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダ５４０に提供する。
【0222】
エンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダ５４０は、デインジェクションレベルコントローラ１０２０によってパワーが上昇したエンハンストレイヤシンボルを受信して、エンハンストレイヤデータを復元する。
【0223】
この時、エンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダ５４０は、エンハンストレイヤシンボルデマッパと、エンハンストレイヤビットデインターリーバと、エンハンストレイヤエラー訂正復号化器とを含むことができる。エンハンストレイヤシンボルデマッパは、エンハンストレイヤシンボルに関連するＬＬＲ（Ｌｏｇ－Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）値を計算し、エンハンストレイヤビットデインターリーバは、計算されたＬＬＲ値をバーストエラーに強く混合し、エンハンストレイヤエラー訂正復号化器は、チャネルで発生したエラーを訂正する。
【0224】
この時、エンハンストレイヤシンボルデマッパは、ＯＦＤＭ受信機からチャネルゲインまたはＳＮＲ推定値を受信することができる。
【0225】
特に、エンハンストレイヤエラー訂正復号化器は、情報（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ビットのみを出力してもよく、情報ビットとパリティビットとが結合された全体ビットを出力してもよい。この時、エンハンストレイヤエラー訂正復号化器は、情報ビットのみをエンハンストレイヤデータとして出力し、情報ビットにパリティビットが結合された全体ビットを拡張レイヤシンボル抽出器６５０に出力することができる。
【0226】
拡張レイヤシンボル抽出器６５０は、エンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダ５４０のエンハンストレイヤエラー訂正復号化器から全体ビットを受信して、デインジェクションレベルコントローラ１０２０の出力信号から拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）レイヤシンボルを抽出する。
【0227】
この時、デインジェクションレベルコントローラ１０２０は、エンハンストレイヤシンボル抽出器５３０の減算器の出力信号のパワーを増幅させることができる。
【0228】
この時、拡張レイヤシンボル抽出器６５０は、バッファと、減算器（ｓｕｂｔｒａｃｔｅｒ）と、エンハンストレイヤシンボルマッパと、エンハンストレイヤビットインターリーバとを含む。バッファは、デインジェクションレベルコントローラ１０２０の出力信号を格納する。エンハンストレイヤビットインターリーバは、エンハンストレイヤＢＩＣＭデコーダの全体ビット（情報ビット＋パリティビット）を受信して、送信機と同一のエンハンストレイヤビットインターリービングを行う。エンハンストレイヤシンボルマッパは、インターリービングされた信号から送信機と同一のエンハンストレイヤシンボルを生成する。減算器は、バッファに格納された信号からエンハンストレイヤシンボルマッパの出力信号を減算することにより、拡張レイヤシンボルを取得し、これをデインジェクションレベルコントローラ１１５０に伝達する。
【0229】
この時、拡張レイヤシンボル抽出器６５０に含まれるエンハンストレイヤビットインターリーバおよびエンハンストレイヤシンボルマッパは、図８に示されたエンハンストレイヤのビットインターリーバおよびシンボルマッパと同一のものであるとよい。
【0230】
デインジェクションレベルコントローラ１１５０は、送信機で当該レイヤのインジェクションレベルコントローラによって減少した分だけパワーを増加させる。
【0231】
この時、デインジェクションレベルコントローラは、下記数式７の拡張レイヤゲインを乗算する動作を行うと考えられる。この時、０番目のインジェクションレベルは０ｄＢと見なすことができる。
【数11】
【0232】
拡張レイヤＢＩＣＭデコーダ６６０は、デインジェクションレベルコントローラ１１５０によってパワーが増加した拡張レイヤシンボルを受信して、拡張レイヤデータを復元する。
【0233】
この時、拡張レイヤＢＩＣＭデコーダ６６０は、拡張レイヤシンボルデマッパと、拡張レイヤビットデインターリーバと、拡張レイヤエラー訂正復号化器とを含むことができる。拡張レイヤシンボルデマッパは、拡張レイヤシンボルに関連するＬＬＲ（Ｌｏｇ－Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）値を計算し、拡張レイヤビットデインターリーバは、計算されたＬＬＲ値をバーストエラーに強く混合し、拡張レイヤエラー訂正復号化器は、チャネルで発生したエラーを訂正する。
【0234】
この時、拡張レイヤシンボルデマッパは、ＯＦＤＭ受信機からチャネルゲインまたはＳＮＲ推定値を受信することができる。
【0235】
特に、拡張レイヤシンボル抽出器および拡張レイヤＢＩＣＭデコーダは、拡張レイヤが２つ以上の場合、それぞれ２つ以上備えられる。
【0236】
すなわち、図１３に示された例において、拡張レイヤＢＩＣＭデコーダ６６０の拡張レイヤエラー訂正復号化器は、情報（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ビットのみを出力してもよく、情報ビットとパリティビットとが結合された全体ビットを出力してもよい。この時、拡張レイヤエラー訂正復号化器は、情報ビットのみを拡張レイヤデータとして出力し、情報ビットにパリティビットが結合された全体ビットを次の拡張レイヤシンボル抽出器６７０に出力することができる。
【0237】
拡張レイヤシンボル抽出器６７０、拡張レイヤＢＩＣＭデコーダ６８０およびデインジェクションレベルコントローラ１１７０の構造および動作は、上述した拡張レイヤシンボル抽出器６５０、拡張レイヤＢＩＣＭデコーダ６６０およびデインジェクションレベルコントローラ１１５０の構造および動作から容易に分かる。
【0238】
図１３に示されたデインジェクションレベルコントローラ１０２０，１１５０，１１７０は、下へ向かうほどより大きなパワー上昇に相応するものであるとよい。すなわち、デインジェクションレベルコントローラ１０２０よりデインジェクションレベルコントローラ１１５０がパワーをより大きく増加させ、デインジェクションレベルコントローラ１１５０よりデインジェクションレベルコントローラ１１７０がよりパワーを大きく増加させることができる。
【0239】
図１３に示された信号デマルチプレキシング装置は、最も先にコアレイヤデータを復元し、コアレイヤシンボルのキャンセレーションを利用してエンハンストレイヤデータを復元し、エンハンストレイヤシンボルのキャンセレーションを利用して拡張レイヤデータを復元することが分かる。拡張レイヤは２つ以上備えられ、この場合、より高いパワーレベルで結合された拡張レイヤから復元される。
【0240】
図１４は、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号の結合によるパワー上昇を示す図である。
【0241】
図１４を参照すれば、コアレイヤ信号にインジェクションレベル（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ）だけパワー減少したエンハンストレイヤ信号が結合されてマルチプレキシングされた信号が生成された場合、マルチプレキシングされた信号のパワーレベルが、コアレイヤ信号やエンハンストレイヤ信号のパワーレベルより高いことが分かる。
【0242】
この時、図６および図８に示されたインジェクションレベルコントローラ（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）によって調節されるインジェクションレベルは、３．０ｄＢから１０．０ｄＢまで０．５ｄＢの間隔で調節される。インジェクションレベルが３．０ｄＢの場合、エンハンストレイヤ信号のパワーが、コアレイヤ信号のパワーより３ｄＢだけ低い。インジェクションレベルが１０．０ｄＢの場合、エンハンストレイヤ信号のパワーが、コアレイヤ信号のパワーより１０ｄＢだけ低い。このような関係は、コアレイヤ信号とエンハンストレイヤ信号との間にのみ適用されるのではなく、エンハンストレイヤ信号と拡張レイヤ信号、または拡張レイヤ信号同士の間にも適用可能である。
【0243】
【0244】
図１５は、本発明の一実施形態に係る信号マルチプレキシング方法を示す動作フローチャートである。
【0245】
図１５を参照すれば、本発明の一実施形態に係る信号マルチプレキシング方法は、コアレイヤデータにＢＩＣＭを適用する（Ｓ１２１０）。
【0246】
また、本発明の一実施形態に係る信号マルチプレキシング方法は、エンハンストレイヤデータにＢＩＣＭを適用する（Ｓ１２２０）。
【0247】
ステップＳ１２２０で適用されるＢＩＣＭと、ステップＳ１２１０で適用されるＢＩＣＭとは異なるものであるとよい。この時、ステップＳ１２２０で適用されるＢＩＣＭが、ステップＳ１２１０で適用されるＢＩＣＭより少なめにロバストなものであり得る。この時、ステップＳ１２２０で適用されるＢＩＣＭのビット率が、ステップＳ１２１０で適用されるビット率より大きくなる。
【0248】
この時、エンハンストレイヤ信号は、前記コアレイヤ信号に相応するコアレイヤデータの復元に相応するキャンセレーション（ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）に基づいて復元されるエンハンストレイヤデータに相応するものであるとよい。
【0249】
また、本発明の一実施形態に係る信号マルチプレキシング方法は、エンハンストレイヤ信号のパワーを低減してパワーリデューストエンハンストレイヤ信号を生成する（Ｓ１２３０）。
【0250】
この時、ステップＳ１２３０は、インジェクションレベルを、３．０ｄＢから１０．０ｄＢの間で０．５ｄＢの間隔で変化させることができる。
【0251】
また、本発明の一実施形態に係る信号マルチプレキシング方法は、コアレイヤ信号およびパワーリデューストエンハンストレイヤ信号を結合して、マルチプレキシングされた信号を生成する（Ｓ１２４０）。
【0252】
すなわち、ステップＳ１２４０は、コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号を、互いに異なるパワーレベルで結合するが、エンハンストレイヤ信号のパワーレベルが、コアレイヤ信号のパワーレベルより低いようにして結合する。
【0253】
この時、ステップＳ１２４０は、前記コアレイヤ信号および前記エンハンストレイヤ信号より低いパワーレベルの１つ以上の拡張レイヤ（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｌａｙｅｒ）信号を、前記コアレイヤ信号および前記エンハンストレイヤ信号とともに結合することができる。
【0254】
また、本発明の一実施形態に係る信号マルチプレキシング方法は、ステップＳ１２５０によってマルチプレキシングされた信号のパワーを低下させる（Ｓ１２５０）。
【0255】
この時、ステップＳ１２５０は、マルチプレキシングされた信号のパワーを、前記コアレイヤ信号のパワーだけ低下させることができる。この時、ステップＳ１２５０は、前記マルチプレキシングされた信号のパワーを、前記ステップＳ１２４０によって上昇した分だけ低下させることができる。
【0256】
また、本発明の一実施形態に係る信号マルチプレキシング方法は、前記コアレイヤ信号およびエンハンストレイヤ信号にともに適用されるタイムインターリービングを行い、タイムインターリービングされた信号を生成する（Ｓ１２６０）。
【0257】
さらに、本発明の一実施形態に係る信号マルチプレキシング方法は、タイムインターリービングされた信号とＬ１シグナリング情報を用いて、放送信号フレームを生成する（Ｓ１２７０）。
【0258】
この時、コアレイヤ信号に相応するコアレイヤおよびエンハンストレイヤ信号に相応するエンハンストレイヤは、ＯＦＤＭ送信機により生成されるパイロット信号を共有することができる。
【0259】
この時、放送信号フレームは、ＡＴＳＣ３．０フレームであるとよい。
【0260】
この時、Ｌ１シグナリング情報は、インジェクションレベル情報および／またはノーマライジングファクター情報を含むことができる。
【0261】
図１５には明示的に示されていないが、信号マルチプレキシング方法は、ステップＳ１２３０に相応するインジェクションレベル情報を含むＬ１シグナリング情報を生成するステップをさらに含むことができる。
【0262】
【0263】
以上、本発明に係る信号マルチプレキシング装置および方法は、上記のように説明された実施形態の構成と方法が限定されて適用されるのではなく、上記の実施形態は、多様な変形が可能となるように各実施形態の全部または一部が選択的に組み合わされて構成されてもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】