專利名稱：數(shù)字廣播發(fā)送及接收系統(tǒng)及其信號處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體構(gòu)思涉及一種數(shù)字廣播發(fā)送及接收系統(tǒng)及其信號處理方法。 更具體地講，本發(fā)明總體構(gòu)思涉及一種能夠通過將已知序列插入VSB(殘余邊 帶)數(shù)據(jù)流和將所述數(shù)據(jù)流與插入的已知序列一起發(fā)送來改善系統(tǒng)的接收性 能的數(shù)字廣播發(fā)送及接收系統(tǒng)及其信號處理方法。
背景技術(shù)：
作為美國式數(shù)字地面廣播系統(tǒng)的ATSC(高級電視系統(tǒng)委員會)VSB系統(tǒng) 是信號載波型廣播系統(tǒng)，并以312段為單位使用場同步信號。
圖l是作為一般美國式數(shù)字地面廣播系統(tǒng)的ATSCDTV標準的發(fā)送器和 接收器的方框圖。
圖1的數(shù)字廣播發(fā)送器包括隨機化器110，用于隨機化MPEG-2(運動 圖像專家組)傳輸流(TS); RS(里德所羅門)編碼器120,為了糾正由于傳輸過 程中的信道特性發(fā)生的比特差錯，將RS奇偶校驗位字節(jié)添加到傳輸流；交 織器130,用于根據(jù)特定模式交織RS編碼的數(shù)據(jù)；和網(wǎng)格編碼器140，用于 以2/3的碼率執(zhí)行交織數(shù)據(jù)的網(wǎng)格編碼來將交織數(shù)據(jù)映射到8電平符號。數(shù) 字廣播發(fā)送器執(zhí)行MPEG-2傳輸流的糾錯編碼。
數(shù)字廣播發(fā)送器還包括多路復(fù)用器150,用于將段同步信號和場同步 信號插入糾錯編碼的數(shù)據(jù)；調(diào)制器和RF轉(zhuǎn)換器160，用于將導(dǎo)頻音插入通過 將特定DC值插入數(shù)據(jù)符號而插入段同步信號和場同步信號的數(shù)據(jù)符號，通 過對數(shù)據(jù)符號脈沖成形來對數(shù)據(jù)符號執(zhí)行VSB調(diào)制，并將調(diào)制的數(shù)據(jù)符號上 轉(zhuǎn)換到RF信道帶信號以發(fā)送RF信道帶信號。
因此，數(shù)字廣播發(fā)送器隨機化MPEG-2傳輸流，通過作為外編碼器的RS編碼器120對隨機化的數(shù)據(jù)外編碼，并通過交織器130分散編碼的數(shù)據(jù)。此 夕卜，數(shù)字廣播發(fā)送器通過網(wǎng)格編碼器140以12個符號為單位內(nèi)編碼交織的數(shù) 據(jù)，執(zhí)行將內(nèi)編碼的數(shù)據(jù)映射到8電平符號上，將場同步信號和段同步信號 插入編碼的數(shù)據(jù)，執(zhí)行數(shù)據(jù)的VSB調(diào)制，然后將調(diào)制的數(shù)據(jù)上轉(zhuǎn)換到RF信 號以輸出RF信號。
圖1的數(shù)字廣播接收器包括調(diào)諧器210,用于將通過信道接收的RF 信號下轉(zhuǎn)換為基帶信號；解調(diào)器220，用于執(zhí)行轉(zhuǎn)換的基帶信號的同步檢測 和解調(diào)；均衡器230，用于補償由于多徑發(fā)生的解調(diào)信號的信道失真；網(wǎng)格 解碼器240，用于對均衡信號糾錯，并將均衡信號解碼為符號數(shù)據(jù)；解交織 器250,用于重新排列數(shù)字廣播發(fā)送器的交織器130分散的數(shù)據(jù)；RS解碼器 260，用于糾錯；和解隨機化器(derandomizer)270,用于解隨機化通過RS解 碼器260糾正的數(shù)據(jù)，并輸出MPEG-2傳輸流。
因此，圖1的數(shù)字廣播接收器將RF信號下轉(zhuǎn)換為基帶信號，解調(diào)并均 衡轉(zhuǎn)換的信號，并對解調(diào)的信號信道解碼以恢復(fù)原始信號。
圖2示出在美國式數(shù)字廣播(8-VSB)系統(tǒng)中使用的插入了段同步信號和 場同步信號的VSB數(shù)據(jù)幀。如圖2所示， 一幀包括兩字段。 一個字段包括作 為第一段的一個場同步段和312個數(shù)據(jù)段。VSB數(shù)據(jù)中的另一段與一個 MPEG-2包相對應(yīng)，并且包括四個符號的段同步信號和828個數(shù)據(jù)符號。
在圖2中，在數(shù)字廣播接收器中段同步信號和場同步信號用于同步和均 衡。即，場同步信號和段同步信號是指數(shù)字廣播發(fā)送器和接收器之間的已知 數(shù)據(jù)，在接收器端執(zhí)行均衡時已知數(shù)據(jù)作為參考信號使用。
如圖l所示，美國式數(shù)字地面廣播系統(tǒng)的VSB系統(tǒng)是單載波系統(tǒng)，因此 具有在具有多普勒效應(yīng)的多徑衰落信道環(huán)境中弱的缺點。因此，用于去除多 徑的均衡器的性能極大影響接收器的性能。
然而，根據(jù)圖2示出的現(xiàn)有傳輸幀，由于作為均衡器的參考信號的場同 步信號每313段出現(xiàn)一次，所以它的頻率對于一幀信號相當?shù)?，并且?dǎo)致均 衡性能惡化。
更具體地講，對現(xiàn)有均衡器來說上述使用少量數(shù)據(jù)評估信道，并通過移 除多徑均衡接收的信號并不容易。因此，傳統(tǒng)數(shù)字廣播接收器具有缺點如下 在差信道環(huán)境它的接收性能惡化，尤其在多普勒端面(facing)信道環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
本發(fā)明總體構(gòu)思提供一種數(shù)字廣播發(fā)送及接收系統(tǒng)及其信號處理方法， 其可通過在發(fā)送端生成和發(fā)送增加了已知數(shù)據(jù)的傳輸信號，并通過在接收端 檢測傳輸信號來提高系統(tǒng)的接收性能。
將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明總體構(gòu)思的另外的方面和優(yōu)點，還 有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明總體構(gòu)思的實施而得知。
技術(shù)方案
本發(fā)明總體構(gòu)思的前述和其他方面通過提供一種數(shù)字廣播發(fā)送器來完全
實現(xiàn)，所述數(shù)字廣播發(fā)送器包括隨機化器，接收在特定位置插入了填充字 節(jié)的數(shù)據(jù)流，并隨機化接收的數(shù)據(jù)流；填充字節(jié)交換單元，生成具有預(yù)定義 模式的已知數(shù)據(jù)，并將所述已知數(shù)據(jù)插入已插入了填充字節(jié)的數(shù)據(jù)流的特定 位置；編碼器，對從填充交換單元輸出的數(shù)據(jù)流糾錯編碼；和調(diào)制器和RF 轉(zhuǎn)換器，調(diào)制編碼的數(shù)據(jù)流，RF轉(zhuǎn)換調(diào)制的數(shù)據(jù)流，并發(fā)送RF轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)流可包括關(guān)于插入填充字節(jié)的特定位置的信息。
所述信息可被插入插入了填充字節(jié)的位置之前數(shù)據(jù)流的位置，并且包括 關(guān)于填充字節(jié)的長度的信息。
根據(jù)本發(fā)明數(shù)字廣播發(fā)送器還可包括控制信號生成單元，根據(jù)所述信 息生成控制信號以控制填充字節(jié)交換單元來將已知數(shù)據(jù)插入所述位置。
編碼器可包括第一RS(里德所羅門)編碼器，為了糾正由于信道發(fā)生的 差錯將特定字節(jié)的奇偶校驗位添加到所述數(shù)據(jù)；交織器，以特定模式交織添 加了奇偶校驗位的數(shù)據(jù)，和網(wǎng)格編碼器，對交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行網(wǎng)格編碼。
網(wǎng)格編碼器可具有用于網(wǎng)格編碼操作的存儲裝置，并通過從插入了已知 數(shù)據(jù)的位置初始化存儲裝置執(zhí)行網(wǎng)格編碼。
編碼器還可包括包緩沖器，接收并臨時存儲來自第一 RS編碼器的數(shù)據(jù)
、卞
包緩沖器可從網(wǎng)格編碼器接收根據(jù)存儲裝置的初始化編碼的已知數(shù)據(jù)， 并臨時存儲已知數(shù)據(jù)。
編碼器還可包括第二RS編碼器，通過對從包緩沖器輸入的編碼的已知 數(shù)據(jù)執(zhí)行RS編碼生成改變的奇偶校驗位，并將其輸出到網(wǎng)格編碼器，從而
7由改變的奇偶校驗位替換由第一 RS編碼器添加的奇偶校驗位。
交織器可將插入從第一 RS編碼器輸出的多個不同數(shù)據(jù)流的相同位置的 已知數(shù)據(jù)輸出為連續(xù)數(shù)據(jù)流。
調(diào)制器和RF轉(zhuǎn)換器可通過殘余邊帶(VSB)調(diào)制方法調(diào)制數(shù)據(jù)。
本發(fā)明總體構(gòu)思的前述和其他方面也通過提供一種數(shù)字廣播發(fā)送的信號 處理方法來完全地實現(xiàn)。所述方法包括接收在特定位置插入了填充字節(jié)的 數(shù)據(jù)流和隨機化接收的數(shù)據(jù)流；生成具有特定已知數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流，并將已知 數(shù)據(jù)插入已插入了填充字節(jié)的隨機數(shù)據(jù)流的位置；對從填充字節(jié)交換單元輸 出的數(shù)據(jù)流糾錯編碼；和調(diào)制糾錯編碼的數(shù)據(jù)流，RF轉(zhuǎn)換調(diào)制的數(shù)據(jù)流，并 發(fā)送RF轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)流。
優(yōu)選地，編碼操作可包括為了糾正由于信道發(fā)生的差錯將特定字節(jié)的 奇偶校驗位添加到數(shù)據(jù)的第一 RS(里德所羅門)編碼操作，以特定模式交織插 入了奇偶校驗位的數(shù)據(jù)的交織搡作，和對交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行網(wǎng)格編碼的網(wǎng)格編 碼操作。
網(wǎng)格編碼操作可通過在插入已知數(shù)據(jù)的位置初始化用于網(wǎng)格編碼的特定 存儲裝置來執(zhí)行網(wǎng)格編碼。
編碼操作還可包括接收并臨時存儲在第一RS編碼操作生成的數(shù)據(jù)，和 接收根據(jù)存儲裝置的初始化編碼的已知數(shù)據(jù)，并更新已知數(shù)據(jù)。
編碼操作還可包括通過重復(fù)執(zhí)行編碼的已知數(shù)據(jù)的RS編碼生成改變的 奇偶校驗位的第二 RS編碼操作，由改變的奇偶校驗位替換在第一 RS編碼操 作添加的奇偶校驗位，和執(zhí)行已知數(shù)據(jù)的網(wǎng)格編碼。
調(diào)制和RF轉(zhuǎn)換操作可通過殘余邊帶(VSB)調(diào)制方法調(diào)制數(shù)據(jù)。
本發(fā)明總體構(gòu)思的前述和其他方面也通過提供一種數(shù)字廣播接收器來完 全地實現(xiàn)。所述數(shù)字廣播接收器包括調(diào)諧器，從數(shù)字廣播發(fā)送器接收信號， 并將所述信號轉(zhuǎn)換為基帶信號，所述信號是通過將已知數(shù)據(jù)插入到關(guān)于在特 定位置將填充字節(jié)插入的數(shù)據(jù)流的特定位置被解碼；解調(diào)器，解調(diào)基帶信號； 已知數(shù)據(jù)檢測器，從解調(diào)信號中檢測已知數(shù)據(jù)，和均衡器，使用檢測的已知
數(shù)據(jù)均衡解調(diào)的信號。
已知數(shù)據(jù)可包括具有預(yù)定義模式的序列。
已知數(shù)據(jù)檢測器可包括符號數(shù)目檢測器，從接收的信號中檢測關(guān)于插 入了已知數(shù)據(jù)的特定位置的信息；段生成器，生成包括由標識符指示位置的至少一個段的數(shù)據(jù)幀；糾錯編碼器，對數(shù)據(jù)幀執(zhí)行糾錯編碼；和已知符號輸 出單元，將已知數(shù)據(jù)插入由標識符指示的編碼的數(shù)據(jù)幀的位置。
已知數(shù)據(jù)檢測器可將檢測的已知數(shù)據(jù)輸出到解調(diào)器，并且解調(diào)器可使用 已知數(shù)據(jù)執(zhí)行解調(diào)。
本發(fā)明總體構(gòu)思的前述和其他方面也通過提供一種數(shù)字廣播接收的信號 處理方法來完全地實現(xiàn)。所述方法包括從數(shù)字廣播發(fā)送器接收信號，并將 所述信號轉(zhuǎn)換為基帶信號，所述信號是通過將已知數(shù)據(jù)插入到關(guān)于在特定位 置將填充字節(jié)插入的數(shù)據(jù)流的特定位置被解碼；解調(diào)基帶信號；從解調(diào)信號 中檢測已知數(shù)據(jù)，和使用檢測的已知數(shù)據(jù)均衡解調(diào)的信號。
有益效果
根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實施例，通過適當調(diào)整插入傳輸流的已知數(shù)據(jù)的 序列的數(shù)量和結(jié)構(gòu)，可改善均衡器的操作性能，從而改善了數(shù)字廣播接收器 的接收性能。
此外，通過用于接收器的同步和均衡的合適數(shù)量調(diào)整已知數(shù)據(jù)的序列， 可加強均衡器的性能和數(shù)字廣播接收性能。


通過下面結(jié)合附圖對其實施例進行的描述，本發(fā)明總體構(gòu)思的這些和/ 或其他方面和優(yōu)點將會變得清楚和更加易于理解，其中
圖1是一般美國式數(shù)字地面廣播(ATSC VSB)系統(tǒng)的發(fā)送和接收系統(tǒng)的方
框圖2是ATSC VSB數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)；
圖3是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的數(shù)字廣播發(fā)送和接收系統(tǒng)的方框
圖4是一般MPEG-2傳輸流包的結(jié)構(gòu)；
圖5是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的包括添加填充字節(jié)的適配字段的 MPEG-2傳輸流包的結(jié)構(gòu)；
圖6是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的輸入隨機化器的MPEG-2傳輸流包 的數(shù)據(jù)格式；
圖7是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的隨機化的包的數(shù)據(jù)格式；圖8是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的RS編碼的包的數(shù)據(jù)格式； 圖9是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的交織的包的數(shù)據(jù)格式；
圖11是根據(jù)網(wǎng)格編碼器的初始化添加從第二 RS編碼器輸出的奇偶校驗 位的包的數(shù)據(jù)格式；
圖12是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的數(shù)字廣播接收器的已知數(shù)據(jù)檢測 器的結(jié)構(gòu)；
圖13和圖14是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的數(shù)字廣播發(fā)送器的操 作的流程圖；和
圖15和圖16是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的數(shù)字廣播接收器的操 作的流程圖。
最佳實施方式
將參照附圖來更加詳細描述本發(fā)明的本發(fā)明總體構(gòu)思的特定實施例。 在下面的說明書中，相同的標號在不同的圖中始終表示相同的部件。提 供例如詳細的結(jié)構(gòu)和部件的在說明書中定義的內(nèi)容以幫助全面理解本總體構(gòu) 思。從而，可在沒有那些定義的內(nèi)容的情況下執(zhí)行本發(fā)明總體構(gòu)思是清楚的。 此外，由于已知功能或結(jié)構(gòu)會在不必要的細節(jié)使本發(fā)明總體構(gòu)思模糊，因此 將不再詳細描述它們。
圖3是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的數(shù)字廣播發(fā)送和接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方 框圖。
參照圖3,數(shù)字廣播發(fā)送器包括隨機化器310、填充字節(jié)交換單元315、 第一RS編碼器320、包緩沖器325、交織器330、第二RS編碼器335、網(wǎng)格 編碼器340、多路復(fù)用器350、調(diào)制器和RF轉(zhuǎn)換器360以及控制信號生成器 370。
為了提高分配的信道空間的效用，隨機化器310隨機化輸入的MPEG-2 傳輸流數(shù)據(jù)。輸入隨機化器310的數(shù)據(jù)具有由將具有特定字節(jié)長度但不包括 有效載荷數(shù)據(jù)的填充字節(jié)插入輸入傳輸流數(shù)據(jù)的特定位置形成的數(shù)據(jù)格式， 將詳細解l奪它。
填充字節(jié)交換單元315生成具有在發(fā)送端和接收端之間預(yù)先安排的特定 模式的特定序列(以下稱"已知數(shù)據(jù)")。填充字節(jié)交換單元315將生成的已知
10數(shù)據(jù)插入到替換填充字節(jié)的隨機化數(shù)據(jù)的填充字節(jié)位置?？扇菀椎貜膶⒈话l(fā) 送的有效載荷數(shù)據(jù)中檢測到已知數(shù)據(jù)，從而可在接收端用于同步和均衡操作。
第一 RS編碼器320將特定字節(jié)的奇偶校驗位添加到隨機化數(shù)據(jù)(也稱包 數(shù)據(jù))，為了糾正由于信道發(fā)生的差錯填充字節(jié)交換單元315將已知數(shù)據(jù)插入 所述隨機化數(shù)據(jù)以替換填充字節(jié)。
交織器330以特定模式交織將從第一 RS編碼器30輸出的奇偶校驗位添 加的包數(shù)據(jù)。
網(wǎng)格編碼器340將從交織器330輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)符號，并通過網(wǎng) 格編碼以2/3的碼率執(zhí)行數(shù)據(jù)符號的符號映射。網(wǎng)格編碼器340在已知數(shù)據(jù) 的起始點將臨時存儲在它自己的存儲裝置的值初始化為特定值。例如，可將 存儲在存儲裝置的值初始化為'00，。
包緩沖器325提取并臨時存儲來自已知數(shù)據(jù)的起始點的從第一 RS編碼 器320輸出的包數(shù)據(jù)的已知數(shù)據(jù)。如果根據(jù)存儲裝置的初始化在網(wǎng)格編碼器 340中網(wǎng)格編碼已知數(shù)據(jù)，則包緩沖器325從網(wǎng)格編碼器340接收根據(jù)存儲 裝置的初始化改變的已知數(shù)據(jù)，臨時存儲替換先前臨時存儲的已知數(shù)據(jù)的改 變的已知數(shù)據(jù)，然后為了重復(fù)生成奇偶校驗位將改變已知數(shù)據(jù)輸入到第二 RS 編碼器335。
第二 RS編碼器335通過接收根據(jù)存儲裝置的初始化改變的已知數(shù)據(jù)并 根據(jù)改變數(shù)據(jù)重復(fù)生成奇偶校驗位，并將新生成的奇偶校驗位輸入網(wǎng)格編碼 器340來使用新生成的奇偶校驗位替換初始奇偶校驗位。因此，從網(wǎng)格編碼 器340輸出到多路復(fù)用器350的包數(shù)據(jù)代表具有根據(jù)網(wǎng)格編碼器340的存儲 裝置的初始化改變的已知數(shù)據(jù)以及根據(jù)RS編碼添加到所述存儲裝置的奇偶 校驗位的數(shù)據(jù)格式。
多路復(fù)用器350以如圖2所示的數(shù)據(jù)格式中的段為單位將段同步信號插 入已通過網(wǎng)格編碼器340轉(zhuǎn)換為符號的數(shù)據(jù)，并以場為單位將場同步信號插 入數(shù)據(jù)。此外，第二多路復(fù)用器350通過將特定的DC值插入特定電平的數(shù) 據(jù)信號來將導(dǎo)頻信號插入頻譜的低頻帶的邊緣部分。
調(diào)制器和RF轉(zhuǎn)換器360通過執(zhí)行信號的脈沖整形，并通過使用中頻(IF) 載波執(zhí)行放大調(diào)制信號來執(zhí)行插入導(dǎo)頻信號的信號的VSB調(diào)制，RF轉(zhuǎn)換并 放大調(diào)制信號，并通過分配的信道傳送轉(zhuǎn)換的信號。
控制信號生成器370接收添加填充字節(jié)的傳輸流，從傳輸流檢測關(guān)于添加填充字節(jié)的位置的信息，并生成和輸出控制信號以使字節(jié)交換單元315、
交織器330和網(wǎng)格編碼器340知道已知數(shù)據(jù)的起始位置和結(jié)束位置。
圖3的數(shù)字廣播接收器包括諧調(diào)器410、解調(diào)器420、均衡器430。網(wǎng) 格解碼器440、解交織器450、 RS解碼器460、解隨機化器470和已知數(shù)據(jù) 檢測器480。數(shù)字廣播接收器以對于圖3的數(shù)字廣播發(fā)送器的逆過程操作。 諧調(diào)器410選擇接收信號，并將選擇的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶信號。 解調(diào)器420從基帶信號中檢測同步信號，并根據(jù)插入基帶信號的導(dǎo)頻信 號和同步信號解調(diào)基帶信號。均衡器430通過補償由于信道的多徑引起的解 調(diào)信號的信號失真來移除接收的數(shù)據(jù)符號(即，從網(wǎng)格編碼器340)間的相互干 擾。
網(wǎng)格解碼器440執(zhí)行數(shù)據(jù)符號的糾錯，解碼糾錯數(shù)據(jù)信號，并輸出解碼 符號數(shù)據(jù)。解交織器450重新排列由數(shù)字廣播發(fā)送器的交織器330分散的解 碼數(shù)據(jù)。
RS解碼器460糾正解交織數(shù)據(jù)的差錯，并且解隨機化器470解隨機化通 過RS解碼器460糾正的數(shù)據(jù)，從而恢復(fù)MPEG-2的傳輸流的數(shù)據(jù)。
已知數(shù)據(jù)檢測器480從解調(diào)數(shù)據(jù)中檢測已知數(shù)據(jù)的位置，并輸出通過生 成并編碼段幀而生成的已知數(shù)據(jù)以用于解調(diào)器的同步檢測和均衡器的信道失
真補償。
圖12示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的數(shù)字廣播接收器的已知數(shù)據(jù)檢 測器480的結(jié)構(gòu)。
參照圖12,已知數(shù)據(jù)檢測器480包括符號數(shù)目檢測器481、段生成器 483、編碼器485和已知數(shù)據(jù)輸出單元487。
符號數(shù)目檢測器481從包括關(guān)于解調(diào)數(shù)據(jù)頭部的適配字段的長度的信息 的控制信息位提取關(guān)于已知數(shù)據(jù)的位置的信息。關(guān)于已知數(shù)據(jù)的位置的信息 包括關(guān)于已知數(shù)據(jù)的長度的信息。因為已知數(shù)據(jù)的長度是預(yù)定的，所以可從 已知數(shù)據(jù)的長度獲得根據(jù)已知數(shù)據(jù)的編碼的已知符號的位置和數(shù)目。
段生成器483通過標記與符號的數(shù)目相應(yīng)的標識符根據(jù)已知符號的位置 和數(shù)目生成至少一個段來指示相應(yīng)位置，并生成包括這種段的MPEG-2傳輸流。
編碼器485以發(fā)送器端執(zhí)行的相同方式編碼段生成器483生成的傳輸幀。 因此，已知數(shù)據(jù)輸出單元487將預(yù)定義的已知數(shù)據(jù)插入與根據(jù)標識符獲
12得的已知符號相應(yīng)的通過編碼器485編碼的傳輸幀的位置。
圖4示出一般MPEG-2傳輸流包的結(jié)構(gòu)，圖5示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思 實施例的包括添加填充字節(jié)的適配字段的MPEG-2傳輸流包的結(jié)構(gòu)。
參照圖4， 一般MPEG-2傳輸流包包括4字節(jié)的TS頭部和184字節(jié)的適 配字段或有效載荷數(shù)據(jù)。
參照圖5，根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的MPEG-2傳輸流，將'n，字節(jié)的適配 字段置于4字節(jié)的頭部之后，并且將'184-n，字節(jié)的有效載荷數(shù)據(jù)置于適配 字段之后。第5和第6字節(jié)(即，適配字段的頭兩個字節(jié))構(gòu)成包括適配字段的 長度信息的控制信息位，將根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的填充字節(jié)插入傳輸 流的第7字節(jié)(即，適配字段的第3字節(jié))。因此，由于與插入填充字節(jié)的適配 字段的長度有關(guān)的有效載荷數(shù)據(jù)的減少，發(fā)送率可有些減少。然而，適配字 段的長度是可變的，因此為了改善發(fā)送性能可調(diào)整它。
圖6到圖11示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的數(shù)字廣播發(fā)送器中的 MPEG-2傳輸流包的數(shù)據(jù)處理改變的數(shù)據(jù)格式。圖13是示出根據(jù)本發(fā)明總體 構(gòu)思實施例的數(shù)字廣播發(fā)送器的操作的流程圖。
下面，將參照

根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的數(shù)字廣播發(fā)送器的 操作。
隨機化器310隨機化包括特定長度的字節(jié)的填充字節(jié)的輸入MPEG-2傳 輸流(操作S510)。輸入隨機化器310的數(shù)據(jù)具有如圖6所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
參照圖6， MPEG-2包數(shù)據(jù)包括由代表同步信號的第一字節(jié)和3個字 節(jié)的PID(包標識符)組成的頭部、包括關(guān)于填充字節(jié)的位置的信息的兩字節(jié)控 制信息位，和由特定長度的字節(jié)組成的填充字節(jié)。數(shù)據(jù)的其他字節(jié)指的是將 被發(fā)送的有效載荷數(shù)據(jù)。
特定地，將關(guān)于填充字節(jié)的位置的信息插入在頭部的3字節(jié)PID之后的 適配字段間的頭兩個控制信息，并將填充字節(jié)插入隨后的適配字段中。因為 填充字節(jié)的起始位置固定，所以將關(guān)于字節(jié)位置的信息表示為關(guān)于填充字節(jié) 的長度的信息。
其次，填充字節(jié)交換單元315生成已知數(shù)據(jù)，并將已知數(shù)據(jù)插入包括在 由隨機化器310隨機化的數(shù)據(jù)中的填充字節(jié)的位置來替換填充字節(jié)(操作 S520)。已知數(shù)據(jù)是具有在發(fā)送器端和接收器端之間預(yù)先知道的特定模式的特 定序列，可容易地從有效載荷數(shù)據(jù)中特殊地檢測出來。為了糾正由于信道發(fā)生的差錯對插入從填充字節(jié)交換單元315輸出的已
知數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)執(zhí)行糾錯編碼(操作S530)。 圖14示出糾錯編碼處理的流程圖。
參照圖4，為了糾錯編碼，第一RS編碼器320執(zhí)行數(shù)據(jù)的RS編碼以將 特定字節(jié)的奇偶校驗位添加到所述數(shù)據(jù)(操作S531)，交織器330以特定模式 對RS編碼數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)交織(操作S533)，并且網(wǎng)格編碼器340將交織數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換為數(shù)據(jù)符號，并以2/3的碼率通過網(wǎng)格編碼時轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)符號執(zhí)行8電平 符號映射(操作S535)。此外，第二RS編碼器335通過使用輸入包緩沖器325 的改變的已知數(shù)據(jù)重復(fù)執(zhí)行RS編碼來重復(fù)生成奇偶校驗位(操作S537)，并將 重復(fù)生成的奇偶校驗位添加到所述數(shù)據(jù)以替換先前的奇偶校驗位。
圖7到圖11示出根據(jù)上述糾錯編碼處理的改變的包數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
圖7示出由隨機化器310隨機化并由填充字符交換單元315插入已知數(shù) 據(jù)來替換填充字節(jié)的數(shù)據(jù)流。在圖7中，沒有指示已知數(shù)據(jù)的長度，但是可 根據(jù)將被發(fā)送的數(shù)據(jù)的信道環(huán)境、數(shù)量或數(shù)據(jù)的重要性調(diào)整它。當在隨機化 之后插入已知數(shù)據(jù)作為發(fā)送器端和接收器端之間的已知的數(shù)據(jù)時，可容易地 從隨機化的有效載荷數(shù)據(jù)的不同中檢測出所述已知數(shù)據(jù)，并且所述已知數(shù)據(jù) 可用于接收器端的同步和均衡。
圖8是從第一RS編碼器320輸出的數(shù)據(jù)格式的示圖。為了糾正由于信 道發(fā)生的差錯，第一 RS編碼器320將特定字節(jié)的奇偶校驗位添力。到從填充 字節(jié)交換單元315輸出的數(shù)據(jù)中。參照圖8,將20字節(jié)的RS奇偶校驗位添 加到從第一 RS編碼器320輸出的188字節(jié)的數(shù)據(jù)流的末端部分中。
圖9示出從交織器330輸出的數(shù)據(jù)格式。交織器330將數(shù)據(jù)散布到時間 軸上，從而分散數(shù)據(jù)流的順序并且傳輸信號相對干擾變得強壯。
根據(jù)交織器330執(zhí)行的數(shù)據(jù)分散，如圖8所示，將在垂直方向的不同段 的相同位置排列的數(shù)據(jù)字節(jié)排列為以52字節(jié)為單位的水平方向的連續(xù)數(shù)據(jù)
、、六
在執(zhí)行交織之后，將由包括圖8中的已知數(shù)據(jù)的位置信息的控制信息位 組成的各個段的第4和第5字節(jié)改變?yōu)槿鐖D9所示的在水平方向連續(xù)的數(shù)據(jù) 流(M56 M5(B3)和M57 M6(B4))。因此，控制信息位被順序輸出。
在執(zhí)行交織之后，將插入各個段的第5位置的已知數(shù)據(jù)改變?yōu)槿鐖D9所 示的在水平方向連續(xù)的數(shù)據(jù)流(M58 M7(B5)， M59 M8(B6)，…，M60 M9(B7))。因此，以52字節(jié)為單位輸出作為連續(xù)流的插入各個段的已 知數(shù)據(jù)的相同字節(jié)。
圖10示出從圖3的網(wǎng)格編碼器340輸出的數(shù)據(jù)格式。網(wǎng)格編碼器340 將從交織器330輸出的數(shù)據(jù)的每個字節(jié)編碼為四個8電平符號。
在圖10中，已知數(shù)據(jù)每52段出現(xiàn)一次，并出現(xiàn)為特定長度的連續(xù)符號， 例如，208個符號。6個已知數(shù)據(jù)序列出現(xiàn)在一個字段中。即，包括10個填 充字節(jié)的10*6=60已知數(shù)據(jù)序列出現(xiàn)在傳輸流的一個字段中。因此，可根據(jù) 已知數(shù)據(jù)的長度從有效負載數(shù)據(jù)流容易地檢測出已知數(shù)據(jù)序列。
圖11示出根據(jù)第二RS編碼器335的操作改變奇偶校驗位的處理。包緩 沖器325提取并臨時存儲來自已知數(shù)據(jù)的起始點的從第一 RS編碼器320輸 出的包的已知數(shù)據(jù)。如果根據(jù)初始化在網(wǎng)格編碼器340中網(wǎng)格編碼已知數(shù)據(jù)， 則包緩沖器325從網(wǎng)格編碼器340接收根據(jù)初始化改變的已知數(shù)據(jù)，通過更 新臨時存儲的先前已知數(shù)據(jù)來臨時存儲改變已知數(shù)據(jù)，并為重復(fù)生成奇偶校 驗位將改變的已知數(shù)據(jù)輸入第二 RS編碼器335。第二 RS編碼器335通過對 改變已知數(shù)據(jù)執(zhí)行RS編碼生成新奇偶校驗位(改變的)，將新生成的奇偶校驗 位發(fā)送到網(wǎng)格編碼器340以使用改變的奇偶校驗位替換先前的奇偶校驗位， 并執(zhí)行數(shù)據(jù)符號的網(wǎng)格編碼以輸出連續(xù)的網(wǎng)格編碼符號。
因此，從網(wǎng)格編碼器340輸出到多路復(fù)用器350的包數(shù)據(jù)是通過對根據(jù) 網(wǎng)格編碼器340的存儲裝置的初始化改變的已知數(shù)據(jù)和根據(jù)8電平符號的RS 編碼添加了奇偶校驗位的包數(shù)據(jù)進行網(wǎng)格編碼獲得的數(shù)據(jù)。
接著，多路復(fù)用器350以符號數(shù)據(jù)的段為單位將段同步信號插入符號數(shù) 據(jù)，將場同步信號以場為單位插入符號數(shù)據(jù)，然后將導(dǎo)頻信號插入頻譜(操作 S540)。
調(diào)制器和RF轉(zhuǎn)換器360通過執(zhí)行信號的脈沖整形并使用中頻(IF)載波放 大調(diào)制信號來對插入導(dǎo)頻信號的信號執(zhí)行VSB調(diào)制，RF轉(zhuǎn)換并放大調(diào)制信 號，并通過分配的信道傳送轉(zhuǎn)換的信號(操作S550)。
圖15和圖16是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的數(shù)字廣播接收器的操 作的流程圖。
諧調(diào)器410選擇接收信號并將接收信號轉(zhuǎn)換為基帶信號(操作S610)。 解調(diào)器420從基帶信號檢測同步信號，并根據(jù)插入基帶信號的導(dǎo)頻信號 和同步信號執(zhí)行基帶信號的解調(diào)(操作S620)。
15已知數(shù)據(jù)檢測器從均衡數(shù)據(jù)檢測已知數(shù)據(jù)的位置，并輸出檢測的已知數(shù)
據(jù)(操作S630)。
符號數(shù)目檢測器481從包括關(guān)于解調(diào)數(shù)據(jù)的頭部的適配字段的長度的信 息的控制信息位提取關(guān)于包括已知數(shù)據(jù)長度的已知數(shù)據(jù)的位置的信息(操作 631)。
符號數(shù)目檢測器481從包括關(guān)于解調(diào)數(shù)據(jù)的頭部的適配字段的長度的信 息的控制信息位提取關(guān)于已知數(shù)據(jù)的位置的信息。關(guān)于已知數(shù)據(jù)的位置的信 息包括關(guān)于已知數(shù)據(jù)的長度的信息。當由于已知數(shù)據(jù)的位置是預(yù)定的時，因 此可從已知數(shù)據(jù)的長度獲得根據(jù)已知數(shù)據(jù)的編碼的已知符號的位置和數(shù)目。
段生成器483通過標記與符號的數(shù)目相應(yīng)的標識符根據(jù)已知符號的位置 和數(shù)目生成至少一個段來指示相應(yīng)位置，并生成包括這種段的MPEG-2傳輸 流(操作S633)。
編碼器485以與發(fā)送器端執(zhí)行的相同方式對由^:生成器483生成的傳輸 幀執(zhí)行糾錯編碼(操作S635)。已知數(shù)據(jù)輸出單元487將預(yù)定義的已知數(shù)據(jù)插 入具有標識符的來自編碼器485的傳輸幀的位置以將插入已知數(shù)據(jù)的傳輸幀 輸出到均衡器430(操作S637)。
均衡器430通過補償解調(diào)信號的信號失真并移除接收數(shù)據(jù)符號間的相互 干擾來執(zhí)行均衡(操作S640)。均衡器430使用從已知數(shù)據(jù)檢測器480輸出的 已知數(shù)據(jù)來補償信道失真。另外，可提供檢測的已知數(shù)據(jù)用于解調(diào)器420的 同步檢測。
對同步的和均衡的數(shù)據(jù)進行糾錯，并解碼糾錯的符號。通過解交織處理 來重新排列解碼數(shù)據(jù)，然后通過RS解碼對解碼數(shù)據(jù)糾錯(操作S650)。
對糾錯的數(shù)據(jù)解隨機化，然后作為MPEG-2傳輸流數(shù)據(jù)輸出(操作S660)。 如上所述，根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實施例，通過在數(shù)字廣播發(fā)送器中生 成填充字節(jié)并將填充字節(jié)插入MPEG-2傳輸流，并發(fā)送插入已知數(shù)據(jù)來替換 填充字節(jié)的傳輸流，并在數(shù)字廣播接收器中通過從接收信號中檢測已知數(shù)據(jù) 及使用已知數(shù)據(jù)用于同步和均衡，即使在較劣的多徑信道中也可改善諸如同 步和均衡的數(shù)字廣播接收器的接收性能。
實施方式
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明總體構(gòu)思涉及一種數(shù)字廣播發(fā)送及接收系統(tǒng)及其信號處理方法。 更具體地講，本發(fā)明總體構(gòu)思涉及一種通過將已知序列插入VSB(殘余邊帶) 數(shù)據(jù)流并將所述數(shù)據(jù)流與插入的已知序列一起發(fā)送來提高系統(tǒng)的接收性能的 數(shù)字廣播發(fā)送及接收系統(tǒng)及其信號處理方法。
權(quán)利要求
1、一種數(shù)字廣播發(fā)送器，包括RS編碼器，對數(shù)據(jù)流進行編碼，其中，在數(shù)字廣播接收器和所述數(shù)字廣播發(fā)送器之間公知的已知數(shù)據(jù)被插入所述數(shù)據(jù)流；交織器，對編碼的數(shù)據(jù)流進行交織；網(wǎng)格編碼器，使用內(nèi)部存儲器對數(shù)據(jù)流執(zhí)行網(wǎng)格編碼，其中，網(wǎng)格編碼器根據(jù)用于控制網(wǎng)格重設(shè)的控制信號在對已知數(shù)據(jù)執(zhí)行網(wǎng)格編碼之前重設(shè)所述內(nèi)部存儲器。
2、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字廣播發(fā)送器，還包括 隨機化器，對數(shù)據(jù)流進行隨機化。
3、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字廣播發(fā)送器，還包括RS編碼器，補償與由網(wǎng)格重設(shè)改變的數(shù)據(jù)相應(yīng)的奇偶校驗位；多路復(fù)用器，將段同步信號和場同步信號多路復(fù)用為網(wǎng)格編碼的數(shù)據(jù)流。
4、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字廣播發(fā)送器，還包括 控制信號生成器，生成所述控制信號。
5、 一種處理數(shù)字廣播發(fā)送器的流的方法，包括對數(shù)據(jù)流進行RS編碼，其中，在數(shù)字廣播接收器和數(shù)字廣播發(fā)送器之 間公知的已知數(shù)據(jù)被插入所述數(shù)據(jù)流； 對編碼的數(shù)據(jù)流進行交織；在網(wǎng)格編碼器中使用內(nèi)部存儲器對所述數(shù)據(jù)流執(zhí)行網(wǎng)格編碼， 其中，執(zhí)行網(wǎng)格編碼的步驟包括根據(jù)用于控制網(wǎng)格重設(shè)的控制信號在 對已知數(shù)據(jù)執(zhí)行網(wǎng)格編碼之前重設(shè)所述內(nèi)部存儲器。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，還包括 在執(zhí)行RS編碼之前對輸入的數(shù)據(jù)流進行隨機化。
7、 如權(quán)利要求5所述的方法，還包括補償與由網(wǎng)格重設(shè)改變的數(shù)據(jù)相應(yīng)的奇偶校驗位；將段同步信號和場同步信號多路復(fù)用為網(wǎng)格編碼的數(shù)據(jù)流。
8、 如權(quán)利要求5所述的方法，還包括 生成所述控制信號。
9、 一種數(shù)字廣播系統(tǒng)，包括數(shù)字廣播發(fā)送器，發(fā)送包括已知數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流；數(shù)字廣播接收機，如果接收到數(shù)據(jù)流，則檢測已知數(shù)據(jù)，使用檢測的已 知數(shù)據(jù)處理所述數(shù)據(jù)流，其中，數(shù)字廣播發(fā)送器包括網(wǎng)格編碼器，使用內(nèi)部存儲器執(zhí)行網(wǎng)格編碼，根據(jù)用于控制網(wǎng)格重設(shè)的 控制信號在預(yù)定時間點重設(shè)所述內(nèi)部存儲器。
10、 如權(quán)利要求9所述的數(shù)字廣播系統(tǒng)，其中，數(shù)字廣播發(fā)送器還包括 RS編碼器，補償與所述存儲器重設(shè)相應(yīng)的RS奇偶校驗位。
11、 如權(quán)利要求IO所述的數(shù)字廣播系統(tǒng)，其中，數(shù)字廣播發(fā)送器還包括 控制信號生成器，生成所述控制信號。
12、 如權(quán)利要求9所述的數(shù)字廣播系統(tǒng)，其中，數(shù)字廣播接收器包括 調(diào)諧器，接收從數(shù)字廣播發(fā)送器發(fā)送的數(shù)據(jù)流；解調(diào)器； 均衡器；已知數(shù)據(jù)檢測器，從數(shù)據(jù)流檢測已知數(shù)據(jù)，將檢測的數(shù)據(jù)流提供給解調(diào) 器和均tf器中的至少 一個。
13、 如權(quán)利要求12所述的數(shù)字廣播系統(tǒng)，其中，數(shù)字廣播接收器還包括 網(wǎng)格解碼器，對由均衡器處理的數(shù)據(jù)流執(zhí)行網(wǎng)格解碼；解交織器，對網(wǎng)格解碼的數(shù)據(jù)流進行解交織； RS解碼器，對解交織的數(shù)據(jù)流執(zhí)行RS解碼。
14、 如權(quán)利要求13所述的數(shù)字廣播系統(tǒng)，其中，數(shù)字廣播接收器還包括 解隨機化器，對RS解碼的數(shù)據(jù)流執(zhí)行解隨機化。
15、 一種數(shù)字廣播發(fā)送器，包括RS編碼器，對傳輸進行編碼，其中，在數(shù)字廣播接收器和所述數(shù)字廣播 發(fā)送器之間公知的已知數(shù)據(jù)以及關(guān)于已知數(shù)據(jù)的信息被插入所述傳輸流； 交織器，對編碼的傳輸流進行交織； 網(wǎng)格編碼器，使用內(nèi)部存儲器對傳輸流執(zhí)行網(wǎng)格編碼。
16、 如權(quán)利要求15所述的數(shù)字廣播發(fā)送器，其中，關(guān)于已知數(shù)據(jù)的信息 是用于在接收傳輸流的數(shù)字廣播接收器從傳輸流中檢測已知數(shù)據(jù)的信息。
17、 如權(quán)利要求16所述的數(shù)字廣播發(fā)送器，其中，網(wǎng)格編碼器根據(jù)用于 控制網(wǎng)格重設(shè)的控制信號在對已知數(shù)據(jù)執(zhí)行網(wǎng)格編碼之前重設(shè)所述內(nèi)部存儲器。
18、 如權(quán)利要求17所述的數(shù)字廣播發(fā)送器，還包括 隨機化器，對數(shù)據(jù)流進行隨機化；RS編碼器，補償與由網(wǎng)格重設(shè)改變的數(shù)據(jù)相應(yīng)的奇偶校驗位；多路復(fù)用器，將段同步信號和場同步信號多路復(fù)用為網(wǎng)格編碼的數(shù)據(jù)流；控制信號生成器，生成所述控制信號。
19、 一種處理數(shù)字廣播發(fā)送器的流的方法，所述方法包括 對傳輸流進行編碼，其中，在數(shù)字廣播接收器和所述數(shù)字廣播發(fā)送器之間公知的已知數(shù)據(jù)以及關(guān)于已知數(shù)據(jù)的信息被插入所述傳輸流； 對編碼的傳輸流進行交織； 使用內(nèi)部存儲器對所述傳輸流執(zhí)行網(wǎng)格編碼。
20、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中，關(guān)于已知數(shù)據(jù)的信息是用于在接 收傳輸流的數(shù)字廣播接收器從傳輸流中檢測已知數(shù)據(jù)的信息。
21、 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，執(zhí)行網(wǎng)格編碼的步驟包括 根據(jù)用于控制網(wǎng)格重設(shè)的控制信號在對已知數(shù)據(jù)執(zhí)行網(wǎng)格編碼之前重設(shè)所述內(nèi)部存儲器。
22、 如權(quán)利要求21所述的方法，還包括 對數(shù)據(jù)流進行隨機化； 生成所述控制信號；補償與由網(wǎng)格重設(shè)改變的數(shù)據(jù)相應(yīng)的奇偶校驗位；將段同步信號和場同步信號多路復(fù)用為網(wǎng)格編碼的數(shù)據(jù)流。
全文摘要
一種改善系統(tǒng)的接收性能的數(shù)字廣播發(fā)送及接收系統(tǒng)及其信號處理方法。數(shù)字廣播發(fā)送器可包括隨機化器，接收并隨機化在特定位置插入了填充字節(jié)的數(shù)據(jù)流；填充字節(jié)交換單元，生成具有預(yù)定義模式的已知數(shù)據(jù)，并將所述已知數(shù)據(jù)插入已插入了填充字節(jié)的數(shù)據(jù)流的特定位置；編碼器，對從填充交換單元輸出的數(shù)據(jù)流糾錯編碼；和調(diào)制器和RF轉(zhuǎn)換器，調(diào)制編碼的數(shù)據(jù)流，RF轉(zhuǎn)換調(diào)制的數(shù)據(jù)流，并發(fā)送RF轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。通過從接收的傳送中檢測已知數(shù)據(jù)并且在數(shù)字廣播接收器中使用用于同步和均衡的已知數(shù)據(jù)，即使在較劣的多徑信道中也可改善數(shù)字廣播接收性能。
文檔編號H04L1/00GK101656823SQ200910167090
公開日2010年2月24日 申請日期2005年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月6日
發(fā)明者丁海主, 張龍德, 樸義俊, 樸成佑 申請人:三星電子株式會社