專利名稱：按通信環(huán)境進(jìn)行不同糾錯編碼的數(shù)字廣播發(fā)送裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有根據(jù)通信環(huán)境的不同糾錯編碼處理的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置及其方法，具體涉及支持分層發(fā)送模式的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置及其方法，所述發(fā)送裝置能夠按照發(fā)送層級不同地編碼數(shù)據(jù)用于糾錯。
背景技術(shù)：
數(shù)字廣播系統(tǒng)用于數(shù)字編碼廣播信號、向衛(wèi)星和地面信道發(fā)送信號和通過接收裝置接收信號。與模擬廣播相比，數(shù)字廣播由于使用了數(shù)字編碼系統(tǒng)而具有系統(tǒng)集成和互用性的優(yōu)點(diǎn)。另外，數(shù)字廣播的交互特點(diǎn)極大地改變了單邊的模擬廣播。
為了保證數(shù)字廣播的集成和互用性，首先，需要引入標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前提出的用于數(shù)字地面電視廣播的廣播方法是美國的利用8-VSB(殘留邊帶)的ATSC(高級電視系統(tǒng)委員會)和歐洲的基于COFDM(編碼正交頻分復(fù)用)的DVB-T(數(shù)字視頻廣播-地面)。除了這些，近來已經(jīng)提出了各種廣播方法，例如，基于TDS-OFDM(時(shí)域同步正交頻分復(fù)用)的DMB-T(地面數(shù)字多媒體電視廣播)、從VSB改進(jìn)來的ADTB-T(高級數(shù)字電視廣播-地面)、從COFDM改進(jìn)來的SMCC(同步多載波CDMA)，CDTB-T(中國數(shù)字電視廣播-地面)和BDB-T。
由于數(shù)字廣播需要壓縮信號源以發(fā)送大量的數(shù)據(jù)，在信道內(nèi)的一點(diǎn)差錯相當(dāng)大地影響整個系統(tǒng)。因此，需要減少在信道中發(fā)生的差錯。為了減少差錯，可以提高發(fā)送功率以提高信號噪聲比(SNR)。但是，它具有諸如這樣的問題，即由更大的發(fā)送功率和發(fā)送裝置的高輸出以及信道之間的干擾導(dǎo)致的提高的成本。為了減輕這些問題，數(shù)字廣播系統(tǒng)使用糾錯碼，它使得錯誤能夠被糾正而不需要提高發(fā)送功率。
糾錯碼被主要劃分成自動重復(fù)請求(ARQ)和前向糾錯(FEC)。按照ARQ，如果在接收機(jī)中檢測到差錯，則接收機(jī)向發(fā)送機(jī)發(fā)送用于請求重發(fā)數(shù)據(jù)的信號。因此，發(fā)送機(jī)重發(fā)數(shù)據(jù)。因?yàn)锳RQ需要一個用于允許接收機(jī)向發(fā)送機(jī)發(fā)送重發(fā)請求信號的返回信道，因此這個方法不適合于在數(shù)字廣播中使用。而按照FEC，信號與加到信號的附加碼元一起被發(fā)送，以便接收機(jī)可以檢測到在信道中的差錯并隨后用代數(shù)方法將其糾正。
FEC被主要劃分成塊碼和卷積碼。塊碼是線性塊碼并滿足循環(huán)碼的條件。這樣的塊碼包括BCH碼和作為BCH碼的非二進(jìn)制碼的擴(kuò)展的RS(里德-索羅蒙)碼。塊碼向信息數(shù)據(jù)加上了預(yù)定的奇偶校驗(yàn)碼元以糾正差錯，并在糾正突發(fā)差錯方面優(yōu)越。
而對于卷積碼，它執(zhí)行基于在當(dāng)前的輸入和過去的輸入之間的相關(guān)性的編碼，因此在糾正隨機(jī)差錯方面有效。
因?yàn)橛糜诩m錯的編碼數(shù)據(jù)與加到用于糾錯的數(shù)據(jù)上的附加信息一起被發(fā)送，因此降低了每個帶寬可以發(fā)送的信息量。按照近來研究的發(fā)送方法，例如，TCM(網(wǎng)格編碼調(diào)制)、編碼和調(diào)制功能被組合為一個，因此可以獲得大的編碼優(yōu)點(diǎn)而不降低數(shù)據(jù)發(fā)送率或提高帶寬。
圖1是示出按照基于COFDM的DVB-T的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的方框圖。
參見圖1，數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置包括第一和第二擾碼器10和12、前向糾錯(FEC)單元20和調(diào)制單元30。FEC單元20包括第一和第二里德-索羅蒙(RS)編碼器21和25、第一和第二外部交織器22和26、第一和第二卷積編碼器23和27以及一個內(nèi)部交織器24。調(diào)制單元30包括導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊31、映射/OFDM調(diào)制塊33、保護(hù)間隔(GI)插入塊35、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換塊37和射頻(RF)塊39。
在DVB-T方法的情況下，它支持分層發(fā)送模式。在這個情況下，所輸入的發(fā)送流(TS流)被分離器(未示出)劃分成高優(yōu)先級(HP)層級和低優(yōu)先級(LP)層級。通過HP層級發(fā)送的第一TS流被輸入到第一擾碼器10，而通過LP層級發(fā)送的第二TS流被輸入到第二擾碼器12。
第一和第二擾碼器10和12按照預(yù)定的模式將輸入的第一和第二TS流的數(shù)據(jù)值隨機(jī)化。這個處理在接收機(jī)被反向執(zhí)行以便還原原始值。
FEC單元20對于由第一和第二擾碼器10和12隨機(jī)化的數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼，以便糾正在數(shù)據(jù)發(fā)送期間發(fā)生的差錯。即，第一和第二RS編碼器21和25從第一和第二擾碼器10和12接收數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)逐塊執(zhí)行RS編碼以糾錯。RS編碼加上奇偶校驗(yàn)(檢測碼元)以糾錯。所加上的奇偶校驗(yàn)碼的數(shù)量取決于發(fā)送的方法。在DVB-T方法的情況下，16個奇偶校驗(yàn)碼元被加到188字節(jié)的每個TS流，因此糾錯編碼的字節(jié)的總數(shù)為204。
第一和第二外部交織器22和26交織在第一和第二RS編碼器21和25逐塊被RS編碼的數(shù)據(jù)，因此分散了可能的突發(fā)差錯。第一和第二卷積編碼器23和27對于在第一和第二外部交織器22和26交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼。DVB-T方法一般使用具有約束長度7和編碼率1/2的卷積碼。在第一和第二卷積編碼器23和27的卷積編碼的數(shù)據(jù)被內(nèi)部交織器24重新交織以輸出。
對于從FEC單元20輸出的編碼數(shù)據(jù)，調(diào)制單元30執(zhí)行適合于在數(shù)字廣播系統(tǒng)中使用的發(fā)送方法的數(shù)字調(diào)制。如圖1所示，在使用DVB-T系統(tǒng)的OFDM的情況下，映射/OFDM調(diào)制塊33將數(shù)據(jù)映射為諸如QPSK(四相移鍵控)、16-QAM(正交調(diào)幅)和64-QAM的一個碼元，并利用IFFT(逆快速傅立葉變換)執(zhí)行OFDM調(diào)制。在這個過程中，導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊31向信號插入用于信號同步和信道估測和關(guān)于發(fā)送模式的信息的導(dǎo)頻信號。GI插入塊35插入用于防止在多徑環(huán)境中的ISI(碼元間干擾)的GI。D/A轉(zhuǎn)換塊37對于插入GI的信號執(zhí)行數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換。RF塊39以高頻放大D/A轉(zhuǎn)換的信號，并經(jīng)由天線發(fā)送信號。
如上所述，傳統(tǒng)的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置主要使用級聯(lián)碼系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用第一和第二RS編碼器21和25作為外部編碼器，使用第一和第二卷積編碼器23和27作為內(nèi)部編碼器。
同樣，對于支持諸如DVB-T的分層傳輸模式的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置，它使用對于HP和LP層級具有相同規(guī)格的編碼器和以相同的方法執(zhí)行交織的交織器。如上所述，在對于HP和LP層級使用相同方法的編碼器和交織器被用于糾錯編碼的情況下，存在一個優(yōu)點(diǎn)，即所有在HP和LP層級編碼的數(shù)據(jù)可以由具有相同結(jié)構(gòu)的接收器接收。
但是，可能存在一種情況，使用HP層級的接收器和使用LP層級的接收器存在于各自不同的通信環(huán)境下。在這種情況下，按照接收器的環(huán)境的糾錯編碼的不同使用可以提高整個系統(tǒng)的發(fā)送效率。例如，在移動通信環(huán)境下的接收器需要接收接收性能相對強(qiáng)的信號，而在固定通信環(huán)境下的接收器需要接收在快速數(shù)據(jù)發(fā)送方面強(qiáng)的信號。在這種情況下，對于在任何一個層級被糾錯編碼的數(shù)據(jù)，需要執(zhí)行更增強(qiáng)的糾錯編碼以改善接收器的接收性能。對于在其他層級糾錯編碼的數(shù)據(jù)，需要執(zhí)行不同的糾錯編碼以具有更多的數(shù)據(jù)發(fā)送率。因此，數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置對于接收器的不同信道環(huán)境需要執(zhí)行不同的糾錯編碼處理。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域的上述問題，本發(fā)明得到開發(fā)。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置及其方法，能夠按照接收器的通信環(huán)境不同地編碼通過HP層級發(fā)送的數(shù)據(jù)和通過LP層級發(fā)送的數(shù)據(jù)，以便糾錯。
上述目的的獲得是通過提供一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置，它將輸入的傳送流(TS)劃分為第一TS流和第二TS流，并分別編碼第一和第二TS流以糾錯，包括里德-索羅蒙(RS)編碼器，用于對于第一TS流執(zhí)行RS編碼；塊乘積碼(BPC)編碼器，用于對于第二TS流執(zhí)行BPC編碼；第一和第二外部交織器，用于分別交織從RS編碼器輸出的數(shù)據(jù)和從BPC編碼器輸出的數(shù)據(jù)；卷積編碼器，用于對于由第一外部交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼；網(wǎng)格編碼調(diào)制(TCM)編碼器，用于對于由第二外部交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行TCM編碼；內(nèi)部交織器，用于交織由卷積編碼器編碼的數(shù)據(jù)和由TCM編碼器編碼的數(shù)據(jù)；以及調(diào)制單元，用于數(shù)字調(diào)制由內(nèi)部交織器交織的數(shù)據(jù)和發(fā)送調(diào)制的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的是，BPC編碼器包括第一編碼器，用于編碼TS流以糾錯；交織器，用于交織由第一編碼器編碼的數(shù)據(jù)；第二編碼器，用于編碼由交織器交織的數(shù)據(jù)以糾錯。第一和第二編碼器是里德-索羅蒙(RS)編碼器或是BCH編碼器。
內(nèi)部交織器以相同的方法交織由卷積編碼器編碼的數(shù)據(jù)和由TCM編碼器編碼的數(shù)據(jù)。內(nèi)部交織器也以不同的方法交織由卷積編碼器編碼的數(shù)據(jù)和由TCM編碼器編碼的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的是，調(diào)制單元利用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制來執(zhí)行數(shù)字調(diào)制。調(diào)制單元包括映射/OFDM調(diào)制塊，用于以一種映射方法映射由內(nèi)部交織器交織的數(shù)據(jù)并執(zhí)行OFDM調(diào)制；系統(tǒng)信息插入塊，用于為映射/OFDM調(diào)制塊提供用于信號同步和信道估測的導(dǎo)頻信號以及關(guān)于發(fā)送模式的信息；保護(hù)間隔(GI)插入塊，用于向從映射/OFDM調(diào)制塊輸出的信號插入一個GI；數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換塊，用于對插入GI的信號執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；射頻(RF)塊，用于將D/A轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)換為高頻信號并發(fā)送這個信號。
優(yōu)選的是，所述發(fā)送裝置還包括第一和第二擾碼器，用于分別將第一和第二TS流隨機(jī)化以向RS編碼器和BPC編碼器提供第一和第二TS流。
而且，在將輸入傳送流(TS)劃分為第一TS流和第二TS流并分別編碼第一和第二TS流以糾錯的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送方法中，所述發(fā)送方法包括步驟(a)對于第一TS流執(zhí)行里德-索羅蒙(RS)編碼以糾錯，并輸出第一編碼數(shù)據(jù)；(b)對于第二TS流執(zhí)行塊乘積碼(BPC)編碼以糾錯，并輸出第二編碼數(shù)據(jù)；(c)分別交織第一和第二編碼數(shù)據(jù)和輸出第一和第二交織數(shù)據(jù)；(d)對于第一交織數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼；(e)對于第二交織數(shù)據(jù)執(zhí)行TCM編碼；(f)重新交織由卷積編碼器編碼的數(shù)據(jù)和由TCM編碼器編碼的數(shù)據(jù)；以及(g)以高頻數(shù)字調(diào)制重新交織的數(shù)據(jù)并發(fā)送被調(diào)制的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的是，步驟(b)包括步驟第一次編碼第一TS流以糾錯；交織編碼的數(shù)據(jù)；第二次編碼交織的數(shù)據(jù)以糾錯。第一和第二編碼步驟利用里德-索羅蒙碼或利用BCH碼編碼數(shù)據(jù)。
步驟(f)以相同的方法交織卷積編碼的數(shù)據(jù)和TCM編碼的數(shù)據(jù)。步驟(f)也以不同的方法交織卷積編碼的數(shù)據(jù)和TCM編碼的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的是，步驟(g)利用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制執(zhí)行數(shù)字調(diào)制。步驟(g)包括(g1)以映射方法映射重新交織的數(shù)據(jù)并執(zhí)行OFDM調(diào)制；(g2)向映射/OFDM調(diào)制步驟提供用于信號同步和信道估測的導(dǎo)頻信號以及關(guān)于發(fā)送模式的信息；(g3)向從步驟(g1)輸出的信號插入GI；(g4)對于插入GI的信號執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；以及(g5)將D/A轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)換為高頻信號并發(fā)送這個信號。
優(yōu)選的是，發(fā)送方法還包括步驟分別隨機(jī)化第一和第二TS流以向步驟(a)提供第一和第二TS流。


通過參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的上述目的和特點(diǎn)將會變得更加清楚，其中圖1是示出一般數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的方框圖；圖2是示出按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的方框圖；
圖3是示出圖2的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的運(yùn)行方法的流程圖；圖4是圖2的BPC編碼器的方框圖；圖5是示出圖2的BPC編碼器建立的數(shù)據(jù)格式的視圖；圖6是示出按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的方框圖；圖7是圖6的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的運(yùn)行方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來更詳細(xì)說明本發(fā)明。
圖2是示出按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的方框圖。
參見圖2，按照第一實(shí)施例的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置主要包括第一和第二擾碼器110和120、前向糾錯(FEC)單元200和調(diào)制單元300。FEC單元200包括里德-索羅蒙(RS)編碼器210、塊乘積碼(BPC)編碼器250、第一和第二外部交織器220和260、卷積編碼器230、TCM(網(wǎng)格編碼調(diào)制)編碼器270和內(nèi)部交織器240。調(diào)制單元300包括導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊310、映射/OFDM調(diào)制塊330、保護(hù)間隔(GI)插入塊350、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換塊370和射頻(RF)塊390。
按照第一實(shí)施例，數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置支持分層發(fā)送模式，因此由分離器(未示出)將傳送流(TS流)劃分為高優(yōu)先級(HP)層級和低優(yōu)先級(LP)層級。通過HP優(yōu)先級發(fā)送的第一TS流被輸入到第一擾碼器110，而通過LP層級發(fā)送的第二TS流被輸入到第二擾碼器120。
第一和第二擾碼器110和120按照預(yù)定的模式隨機(jī)化輸入的第一和第二TS流的數(shù)據(jù)值。這是為了防止在同步數(shù)據(jù)發(fā)送期間由于諸如00000000b或11111111b的重復(fù)數(shù)字引起丟失系統(tǒng)的同步的問題。這個處理在接收器被反向執(zhí)行以還原原數(shù)值。
FEC單元20對通過第一和第二擾碼器110和120輸入的數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼，以糾正在數(shù)據(jù)發(fā)送期間發(fā)生的差錯。
即，RS編碼器210接收從第一擾碼器110輸出的數(shù)據(jù)，并逐塊執(zhí)行對于數(shù)據(jù)的RS編碼，以糾正差錯，而BPC編碼器250接收從第二擾碼器120輸出的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)執(zhí)行BPC編碼以糾正差錯。第一和第二外部交織器220和260以各自的預(yù)定方法對從RS編碼器210和BPC編碼器250輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行交織。
卷積編碼器230對于從第一外部交織器220輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼，而TCM編碼器270對于從第二外部交織器260輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行TCM編碼。卷積編碼的數(shù)據(jù)和TCM編碼的數(shù)據(jù)被內(nèi)部交織器240重新交織并被輸出到調(diào)制單元300。內(nèi)部交織器240可以包括一個比特交織器和一個碼元交織器。所述比特交織器執(zhí)行交織。在OFDM方法的情況下，所述碼元交織器交織在OFDM碼元中存在的可使用的副載波。
對于從內(nèi)部交織器240輸出的編碼數(shù)據(jù)，調(diào)制單元300執(zhí)行適合于數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送方法的數(shù)字調(diào)制。圖2以示例示出了執(zhí)行基于OFDM的調(diào)制的DVB-T系統(tǒng)。
在這種情況下，調(diào)制單元300的映射/OFDM調(diào)制塊300將從內(nèi)部交織器240輸出的數(shù)據(jù)映射為諸如QPSK(四相移鍵控)、16-QAM(正交調(diào)幅)和64-QAM的一個碼元，并利用IFFT(逆快速傅立葉變換)執(zhí)行OFDM調(diào)制。在這個過程中，導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊31插入用于信號同步和信道估測和關(guān)于發(fā)送模式的信息的導(dǎo)頻信號。GI插入塊350插入用于防止在多徑環(huán)境中的ISI(碼元間干擾)的GI。另外，D/A轉(zhuǎn)換塊370對于插入GI的信號執(zhí)行數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換。RF塊390以高頻放大D/A轉(zhuǎn)換的信號，并經(jīng)由天線發(fā)送信號。
圖3是示出按照本發(fā)明的圖2的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的運(yùn)行方法的流程圖。
參見所述流程圖，輸入的發(fā)送流(TS)被分離器(未示出)劃分為要通過高優(yōu)先級(HP)層級發(fā)送的第一TS流和通過低優(yōu)先級(LP)層級發(fā)送的第二TS流(S700)。由分離器劃分的第一TS流被輸入到第一擾碼器110，第一擾碼器110執(zhí)行擾碼以隨機(jī)化第一TS流(S702和S704)。
RS編碼器210對于由第一擾碼器110擾碼的數(shù)據(jù)逐塊執(zhí)行RS編碼以糾錯(S706)。按照RS編碼，包括k個輸入碼元的一個塊被編碼為具有n個編碼碼元的塊，其中n大于k。因此，n-k個冗余碼元被加上，這稱為里德-索羅蒙奇偶校驗(yàn)碼。由RS編碼加上的奇偶校驗(yàn)碼的數(shù)量取決于發(fā)送系統(tǒng)，例如每個188字節(jié)的碼元16或20。RS解碼器利用奇偶校驗(yàn)碼檢查所接收的數(shù)據(jù)。如果作為檢查的結(jié)果檢測到一個差錯，則RS解碼器搜索差錯的位置，糾正失真的數(shù)據(jù)并還原原碼元。一般，加上的奇偶校驗(yàn)碼的一半數(shù)量的差錯被糾正，不可能糾正多于奇偶校驗(yàn)碼的一半數(shù)量的差錯。
第一外部交織器220對于在RS編碼器210編碼的數(shù)據(jù)逐塊執(zhí)行外部交織(S708)。在通過第一外部交織器220的交織數(shù)據(jù)的各種方法中，一般使用卷積交織器。所述卷積交織器在一個周期中在預(yù)定數(shù)量的移位寄存器之一寫入輸入的碼元或比特，并在一個周期中讀取移位寄存器以便因此輸出一個交織的碼元。交織器的基本功能是最大限度地分散突發(fā)的差錯。
卷積編碼器230對于從第一外部交織器220輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼(S710)。卷積碼用于將各個連續(xù)的k比特的輸入行編碼為n數(shù)目的輸出比特，并且編碼包括輸入比特以及二進(jìn)制脈沖響應(yīng)的卷積。DVB-T發(fā)送系統(tǒng)使用具有約束長度7和編碼率1/2的卷積編碼器。在此，卷積編碼器230的編碼率可以改變，例如2/3、3/4、5/6和7/8。
內(nèi)部交織器240對于由卷積編碼器230卷積編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行交織(S722)，因此改善了由多徑引起的性能惡化。對于上述的用于糾錯的編碼數(shù)據(jù)，調(diào)制單元300執(zhí)行適合于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字調(diào)制并發(fā)送數(shù)據(jù)(S730)。
同時(shí)，由分離器劃分的和通過LP層級發(fā)送的第二TS流被輸入到第二擾碼器120并被第二擾碼器120擾碼(S714)。被擾碼的數(shù)據(jù)被BPC編碼器250BPC編碼(S716)。
BPC編碼器250可以被以各種方法構(gòu)造，圖4示出了它的一個示例。如圖4所示，BPC編碼器250包括第一編碼器252、交織器254和第二編碼器256。第一和第二編碼器252和256使用RS編碼器或BCH編碼器。在使用RS編碼器作為第一和第二編碼器252和256的情況下，第一編碼器252對于輸入的數(shù)據(jù)執(zhí)行RS編碼，因此加上了奇偶校驗(yàn)碼。交織器254交織由第一編碼器252編碼的數(shù)據(jù)，因此分散了可能的突發(fā)差錯。由交織器254交織的數(shù)據(jù)被第二編碼器256再次進(jìn)行RS編碼。
圖5示出圖4所示的BPC編碼器250建立的數(shù)據(jù)格式的示例。參見圖5，對于具有k1*k2的塊大小的數(shù)據(jù)，具有n1-k1大小的奇偶校驗(yàn)碼rP被加到在行方向中的數(shù)據(jù)，具有n2-k2大小的奇偶校驗(yàn)碼cP被加到在列方向中的數(shù)據(jù)。pP是對于奇偶校驗(yàn)碼rP的放在列方向上的奇偶校驗(yàn)碼，或是對于奇偶校驗(yàn)碼cP的放在行方向上的奇偶校驗(yàn)碼。
當(dāng)奇偶校驗(yàn)碼rP被第一編碼器252加到數(shù)據(jù)上的時(shí)候，數(shù)據(jù)被交織器254交織，然后奇偶校驗(yàn)碼cP和pP被第二編碼器256加到數(shù)據(jù)上。相反，當(dāng)奇偶校驗(yàn)碼cP被第一編碼器252加到數(shù)據(jù)上的時(shí)候，數(shù)據(jù)被交織器254交織，然后奇偶校驗(yàn)碼rP和pP被第二編碼器256加到數(shù)據(jù)上。
對于為糾錯和發(fā)送而編碼的數(shù)據(jù)，接收器利用BPC解碼器執(zhí)行解碼，所述BPC解碼器包括兩個解碼器，即第一和第二解碼器和對應(yīng)于發(fā)送裝置的去交織器。當(dāng)在第一解碼器的糾錯能力之外發(fā)生差錯的時(shí)候，接收器產(chǎn)生消除標(biāo)記而不是丟棄對應(yīng)的流數(shù)據(jù)。通過第一解碼器包括消除標(biāo)記的數(shù)據(jù)被去交織，然后被發(fā)送到第二解碼器。第二解碼器利用消除標(biāo)記和在列方向中加上的奇偶校驗(yàn)碼來重新糾正差錯。在這種情況下，由于消除標(biāo)記定位差錯位置，因此糾錯能力被提高當(dāng)利用單獨(dú)加到列方向的奇偶校驗(yàn)碼糾錯時(shí)候的兩倍。因此，當(dāng)在第一解碼器的糾錯能力之外發(fā)生差錯的時(shí)候，有可能在第二解碼器糾錯。
如上所述，BPC編碼器250可以使用利用BCH碼的BCH編碼器而不是利用RS編碼器作為第一和第二編碼器252和256。BCH碼由Hocquengben在1959年和Bose和Chaudbure在1960年公之于眾。BCH碼的名稱是從這3個人的姓名各自的詞首大寫字母得到的。
BCH碼的建立是通過由像漢明碼一樣左移的符號化的多項(xiàng)式除以所產(chǎn)生的多項(xiàng)式并加上CRC(循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼)。在使用BCH編碼器的情況下，BPC編碼器250逐位進(jìn)行計(jì)算，而RS編碼器逐碼元進(jìn)行計(jì)算。
由BPC編碼器250編碼的數(shù)據(jù)被發(fā)送到第二外部交織器260。外部交織器260交織所發(fā)送的數(shù)據(jù)，因此分散了在信道中發(fā)生的可能突發(fā)差錯(S718)。
TCM編碼器270對于由第二外部交織器260交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行TCM編碼以糾錯(S720)。由UngerBoeck提出的TCM(網(wǎng)格編碼調(diào)制)是將編碼功能和調(diào)制功能組合為一個，因此獲得大的編碼優(yōu)點(diǎn)而不降低信息的發(fā)送率或提高帶寬。使用TCM的原因如下。
由于糾錯編碼與加到數(shù)據(jù)的糾錯碼一起發(fā)送數(shù)據(jù)，因此降低了每個帶寬可以發(fā)送的數(shù)據(jù)量。因此，為了持續(xù)保持?jǐn)?shù)據(jù)的發(fā)送率，比數(shù)據(jù)沒編碼而被發(fā)送的時(shí)候需要多得多的帶寬。如果帶寬有限，則需要采用有效地利用帶寬的調(diào)制方法。但是，情況經(jīng)常是具有有限帶寬和功率的發(fā)送裝置，使得難于通過獨(dú)立地使用編碼和調(diào)制而獲得所期望的性能。為了解決這個問題，已經(jīng)研究了組合編碼和調(diào)制的通信方法，一個示例是TCM。TCM通過單一的操作來進(jìn)行卷積編碼和調(diào)制。因此，與其中接收的數(shù)據(jù)在解調(diào)后被解碼的一般的接收機(jī)相比，TCM接收機(jī)通過組合它們而一次性執(zhí)行解調(diào)和解碼。
由TCM編碼器270編碼的數(shù)據(jù)被發(fā)送到內(nèi)部交織器240。內(nèi)部交織器240交織所發(fā)送的數(shù)據(jù)(S722)。對于由內(nèi)部交織器240交織的數(shù)據(jù)，調(diào)制單元300執(zhí)行適合于數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)字調(diào)制，并經(jīng)由天線發(fā)送數(shù)據(jù)(S730)。
如上所述，有可能不同地編碼通過HP層級發(fā)送的數(shù)據(jù)和通過LP層級發(fā)送的數(shù)據(jù)以糾錯。
圖6是示出按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的方框圖。
參見圖6，數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置包括第一和第二擾碼器410和420、前向糾錯(FEC)單元500和調(diào)制單元600。FEC單元500包括里德-索羅蒙(RS)編碼器510、BPC編碼器550、第一和第二外部交織器520和560、卷積編碼器530、網(wǎng)格編碼調(diào)制(TCM)編碼器570，和第一和第二內(nèi)部交織器540和580。調(diào)制單元600包括導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊610、映射/OFDM調(diào)制塊630、保護(hù)間隔(GI)插入塊650、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換塊670和射頻(RF)塊690。
按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置與圖2所示的第一實(shí)施例不同在于，使用了兩個內(nèi)部交織器，即第一和第二內(nèi)部交織器540和580。因此，由卷積編碼器530編碼的數(shù)據(jù)和由TCM編碼器570編碼的數(shù)據(jù)被通過不同的方法分別交織。其他塊的功能與圖2所示的第一實(shí)施例相同。
圖7是圖6的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的運(yùn)行方法的流程圖。
參見圖6，第二實(shí)施例的發(fā)送裝置與圖3的不同在于，從卷積編碼器530輸出的數(shù)據(jù)被第一交織器218交織(S810和S812)，從TCM編碼器570輸出的數(shù)據(jù)被第二交織器580交織(S820和S822)。即，按照第二實(shí)施例，從卷積編碼器530輸出的數(shù)據(jù)和從TCM編碼器570輸出的數(shù)據(jù)被通過不同的方法分別交織。其他步驟與圖3的相同。
如上所述，按照本發(fā)明的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置向通過HP層級發(fā)送的數(shù)據(jù)和通過LP層級發(fā)送的數(shù)據(jù)分配不同的糾錯碼，并執(zhí)行不同的交織。因此，由于按照發(fā)送層級不同地編碼數(shù)據(jù)以糾錯，因此適合于接收機(jī)的通信環(huán)境的有效發(fā)送是可能的。
此外，上述的實(shí)施例通過示例使用DVB-T系統(tǒng)的OFDM來作為調(diào)制方法，但是這不應(yīng)當(dāng)被當(dāng)作限定。本發(fā)明可以應(yīng)用到數(shù)字廣播傳統(tǒng)的各種發(fā)送裝置而不管所使用的調(diào)制方法如何。
如上所述，對于通過HP層級發(fā)送的數(shù)據(jù)和通過LP層級發(fā)送的數(shù)據(jù)，利用不同的編碼器和交織器來執(zhí)行糾錯編碼。因此，按照接收機(jī)的通信環(huán)境的數(shù)字廣播的有效數(shù)據(jù)發(fā)送是可能的。
上述的實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅僅是示范性的，不能作為對本發(fā)明的限定。本教程可以容易地應(yīng)用到其他類型的裝置。本發(fā)明的說明是例證性的，不限定權(quán)利要求的范圍。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說許多替換形式、改進(jìn)和變化是顯然的。在權(quán)利要求書中，裝置加功能子句試圖覆蓋在此描述為執(zhí)行列舉的功能的結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)的同等物，而且同等的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置，其中將輸入的傳送流(TS)劃分為第一TS流和第二TS流，并分別編碼第一和第二TS流以糾錯，所述發(fā)送裝置包括里德-索羅蒙(RS)編碼器，用于對于第一TS流執(zhí)行RS編碼；塊乘積碼(BPC)編碼器，用于對于第二TS流執(zhí)行BPC編碼；第一和第二外部交織器，用于分別交織從RS編碼器輸出的數(shù)據(jù)和從BPC編碼器輸出的數(shù)據(jù)；卷積編碼器，用于對于由第一外部交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼；網(wǎng)格編碼調(diào)制(TCM)編碼器，用于對于由第二外部交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行TCM編碼；內(nèi)部交織器，用于交織由卷積編碼器編碼的數(shù)據(jù)和由TCM編碼器編碼的數(shù)據(jù)；以及調(diào)制單元，用于數(shù)字調(diào)制由內(nèi)部交織器交織的數(shù)據(jù)和發(fā)送調(diào)制的數(shù)據(jù)。
2.按照權(quán)利要求1的發(fā)送裝置，其中BPC編碼器包括第一編碼器，用于編碼TS流以糾錯；交織器，用于交織由第一編碼器編碼的數(shù)據(jù)；以及第二編碼器，用于編碼由交織器交織的數(shù)據(jù)以糾錯。
3.按照權(quán)利要求2的發(fā)送裝置，其中第一和第二編碼器是使用里德-索羅蒙(RS)碼的里德-索羅蒙(RS)編碼器。
4.按照權(quán)利要求2的發(fā)送裝置，其中第一和第二編碼器是使用BCH碼的BCH編碼器。
5.按照權(quán)利要求1的發(fā)送裝置，其中調(diào)制單元利用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制來執(zhí)行數(shù)字調(diào)制。
6.按照權(quán)利要求5的發(fā)送裝置，其中調(diào)制單元包括映射/OFDM調(diào)制塊，用于以一種映射方法映射由內(nèi)部交織器交織的數(shù)據(jù)并執(zhí)行OFDM調(diào)制；導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊，用于為映射/OFDM調(diào)制塊提供用于信號同步和信道估測的導(dǎo)頻信號以及關(guān)于發(fā)送模式的信息；保護(hù)間隔(GI)插入塊，用于向從映射/OFDM調(diào)制塊輸出的信號插入一個GI；數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換塊，用于對插入GI的信號執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；射頻(RF)塊，用于將D/A轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)換為高頻信號并發(fā)送這個信號。
7.按照權(quán)利要求1的發(fā)送裝置，還包括第一和第二擾碼器，用于分別將第一和第二TS流隨機(jī)化以向RS編碼器和BPC編碼器提供第一和第二TS流。
8.一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置，其中將輸入的傳送流(TS)劃分為第一TS流和第二TS流，并分別編碼第一和第二TS流以糾錯，所述發(fā)送裝置包括里德-索羅蒙(RS)編碼器，用于對于第一TS流執(zhí)行RS編碼；塊乘積碼(BPC)編碼器，用于對于第二TS流執(zhí)行BPC編碼；第一和第二外部交織器，用于分別交織從RS編碼器輸出的數(shù)據(jù)和從BPC編碼器輸出的數(shù)據(jù)；卷積編碼器，用于對于由第一外部交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼；網(wǎng)格編碼調(diào)制(TCM)編碼器，用于對于由第二外部交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行TCM編碼；第一內(nèi)部交織器，用于交織由卷積編碼器編碼的數(shù)據(jù)；第二內(nèi)部交織器，用于交織由TCM編碼器編碼的數(shù)據(jù)；和調(diào)制單元，用于數(shù)字調(diào)制由第一和第二內(nèi)部交織器交織的數(shù)據(jù)和發(fā)送調(diào)制的數(shù)據(jù)。
9.按照權(quán)利要求8的發(fā)送裝置，其中BPC編碼器包括第一編碼器，用于編碼TS流以糾錯；交織器，用于交織由第一編碼器編碼的數(shù)據(jù)；以及第二編碼器，用于編碼由交織器交織的數(shù)據(jù)以糾錯。
10.按照權(quán)利要求9的發(fā)送裝置，其中第一和第二編碼器是使用里德-索羅蒙(RS)碼的里德-索羅蒙(RS)編碼器。
11.按照權(quán)利要求9的發(fā)送裝置，其中第一和第二編碼器是使用BCH碼的BCH編碼器。
12.按照權(quán)利要求8的發(fā)送裝置，其中第一和第二內(nèi)部交織器以相同的方法交織數(shù)據(jù)。
13.按照權(quán)利要求8的發(fā)送裝置，其中第一和第二內(nèi)部交織器以不同的方法交織數(shù)據(jù)。
14.按照權(quán)利要求8的發(fā)送裝置，其中調(diào)制單元利用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制來執(zhí)行數(shù)字調(diào)制。
15.按照權(quán)利要求14的發(fā)送裝置，其中調(diào)制單元包括映射/OFDM調(diào)制塊，用于以一種映射方法映射由內(nèi)部交織器交織的數(shù)據(jù)并執(zhí)行OFDM調(diào)制；導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊，用于為映射/OFDM調(diào)制塊提供用于信號同步和信道估測的導(dǎo)頻信號以及關(guān)于發(fā)送模式的信息；保護(hù)間隔(GI)插入塊，用于向從映射/OFDM調(diào)制塊輸出的信號插入一個GI；數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換塊，用于對插入GI的信號執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；以及射頻(RF)塊，用于將D/A轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)換為高頻信號并發(fā)送這個信號。
16.按照權(quán)利要求8的發(fā)送裝置，還包括第一和第二擾碼器，用于分別將第一和第二TS流隨機(jī)化以向RS編碼器和BPC編碼器提供第一和第二TS流。
17.在將輸入傳送流(TS流)劃分為第一TS流和第二TS流并分別編碼第一和第二TS流以糾錯的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送方法中，所述發(fā)送方法包括步驟(a)對于第一TS流執(zhí)行里德-索羅蒙(RS)編碼以糾錯，并輸出第一編碼數(shù)據(jù)；(b)對于第二TS流執(zhí)行塊乘積碼(BPC)編碼以糾錯，并輸出第二編碼數(shù)據(jù)；(c)分別交織第一和第二編碼數(shù)據(jù)和輸出第一和第二交織數(shù)據(jù)；(d)對于第一交織數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼；(e)對于第二交織數(shù)據(jù)執(zhí)行TCM編碼；(f)重新交織由卷積編碼器編碼的數(shù)據(jù)和由TCM編碼器編碼的數(shù)據(jù)；以及(g)以高頻數(shù)字調(diào)制重新交織的數(shù)據(jù)并發(fā)送被交織的數(shù)據(jù)。
18.按照權(quán)利要求17的發(fā)送方法，其中步驟(b)包括步驟第一次編碼TS流以糾錯；交織編碼的數(shù)據(jù)；第二次編碼交織的數(shù)據(jù)以糾錯。
19.按照權(quán)利要求18的發(fā)送方法，其中第一和第二編碼步驟利用里德-索羅蒙碼編碼數(shù)據(jù)。
20.按照權(quán)利要求18的發(fā)送方法，其中第一和第二編碼步驟利用BCH碼編碼數(shù)據(jù)。
21.按照權(quán)利要求17的發(fā)送方法，其中步驟(f)以相同的方法交織卷積編碼的數(shù)據(jù)和TCM編碼的數(shù)據(jù)。
22.按照權(quán)利要求17的發(fā)送方法，其中步驟(f)以不同的方法交織卷積編碼的數(shù)據(jù)和TCM編碼的數(shù)據(jù)。
23.按照權(quán)利要求17的發(fā)送方法，其中步驟(g)利用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制執(zhí)行數(shù)字調(diào)制。
24.按照權(quán)利要求17的發(fā)送方法，其中步驟(g)包括(g1)以映射方法映射重新交織的數(shù)據(jù)并執(zhí)行OFDM調(diào)制；(g2)向映射/OFDM調(diào)制步驟提供用于信號同步和信道估測的導(dǎo)頻信號以及關(guān)于發(fā)送模式的信息；(g3)向從步驟(g1)輸出的信號插入GI；(g4)對于插入GI的信號執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；(g5)將D/A轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)換為高頻信號并發(fā)送這個信號。
25.按照權(quán)利要求17的發(fā)送方法，其中還包括步驟分別隨機(jī)化第一和第二TS流，以提供步驟(a)的第一和第二TS流。
全文摘要
按照通信環(huán)境不同地編碼數(shù)據(jù)以糾錯的數(shù)字廣播系統(tǒng)發(fā)送裝置及方法。將輸入傳送流(TS)劃分為第一TS流和第二TS流，并分別編碼第一和第二TS流以糾錯。發(fā)送裝置包括里德－索羅蒙(RS)編碼器，對第一TS流執(zhí)行RS編碼；塊乘積碼(BPC)編碼器，對第二TS流執(zhí)行BPC編碼；第一和第二外部交織器，各交織從RS編碼器輸出的數(shù)據(jù)和從BPC編碼器輸出的數(shù)據(jù)；卷積編碼器，對第一外部交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼；網(wǎng)格編碼調(diào)制(TCM)編碼器，對第二外部交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行TCM編碼；內(nèi)部交織器，交織卷積編碼器編碼的數(shù)據(jù)和TCM編碼器編碼的數(shù)據(jù)；調(diào)制單元，數(shù)字調(diào)制交織的數(shù)據(jù)并發(fā)送調(diào)制的數(shù)據(jù)。因此，按發(fā)送層級不同地執(zhí)行糾錯編碼，數(shù)字廣播信號可按接收機(jī)通信環(huán)境被有效地發(fā)送。
文檔編號H03M13/15GK1490937SQ03101688
公開日2004年4月21日 申請日期2003年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月19日
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