用于fm帶內同頻無線電廣播系統(tǒng)的迭代前向糾錯解碼的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于帶內(in-band)同頻(in-channel)無線電廣播系統(tǒng)中的信號處理的方法，并且涉及實現這種信號處理的接收器。
【背景技術】
[0002]數字無線電廣播技術向移動、便攜式和固定接收器輸送數字音頻和數據服務。被稱為帶內同頻(IBOC)廣播的一種類型的數字無線電廣播使用現有的中頻(MF)和極高頻(VHF)無線電頻帶中的地面發(fā)送器。由iBiquity Digital公司開發(fā)的HD Rad1?技術是用于數字無線電廣播和接收的IBOC實現的一個例子。IBOC信號可以以包括模擬調制的載波結合多個數字調制載波的混合格式或者以其中模擬調制的載波不被使用的全數字格式發(fā)送。利用混合模式，廣播者可以同時以更高的質量和更健壯的數字信號繼續(xù)發(fā)送模擬AM和FM，從而允許它們自己和它們的收聽者進行從模擬到數字無線電的轉換，同時維持它們當前的頻率分配。
[0003]標題為“MethodAnd Apparatus For Formatting Data Signals In A DigitalAud1 Broadcasting System”的美國專利N0.8，111, 716 B2描述了帶內同頻廣播系統(tǒng)并且通過引用被結合于此。
[0004]國家無線電系統(tǒng)委員會，由國家廣播協(xié)會和消費電子協(xié)會資助的標準制定組織，在2005年9月采納了被指定為NRSC-5A的IBOC標準。其公開內容通過引用被結合于此的NRSC-5A闡述了用于經AM和FM廣播頻道廣播數字音頻和輔助數據的需求。該標準及其參考文獻包含RF/傳輸子系統(tǒng)以及傳輸和服務多路復用子系統(tǒng)的詳細說明。該標準的拷貝可以從NRSC獲得。iBiquity的HD Rad1?技術是NRSC-5A IBOC標準的實現。

【發(fā)明內容】

[0005]在一種實施例中，本發(fā)明提供了一種用于處理數字信號的方法。該方法包括:接收多個協(xié)議數據單元，每個協(xié)議數據單元具有包括多個控制字位(control word bit)的報頭；以及多個數據包，每個數據包包括循環(huán)冗余校驗碼；利用迭代解碼技術解碼協(xié)議數據單元，其中迭代解碼技術在第一次迭代之后使用軟輸出解碼算法用于迭代；以及利用解碼后的循環(huán)冗余校驗碼標記包含錯誤的數據包。
[0006]在另一種實施例中，本發(fā)明提供了一種無線電接收器，包括:電路，被配置為接收多個協(xié)議數據單元，每個協(xié)議數據單元具有包括多個控制字位的報頭；以及多個數據包，每個數據包包括循環(huán)冗余校驗碼；利用迭代解碼技術解碼協(xié)議數據單元，其中迭代解碼技術在第一次迭代之后使用軟輸出解碼算法用于迭代；以及利用解碼后的循環(huán)冗余校驗碼標記包含錯誤的數據包。
【附圖說明】
[0007]圖1是在帶內同頻數字無線電廣播系統(tǒng)中使用的傳輸系統(tǒng)的框圖。
[0008]圖2是混合FM IBOC波形的示意性表示。
[0009]圖3是擴展的混合FM IBOC波形的示意性表示。
[0010]圖4是全數字FM IBOC波形的示意性表示。
[0011 ]圖5是FM IBOC DAB接收器的功能框圖。
[0012]圖6a和6b是從廣播角度看IBOC DAB邏輯協(xié)議棧的圖。
[0013]圖7是從接收器角度看IBOC DAB邏輯協(xié)議棧的圖。
[0014]圖8是根據本發(fā)明實施例的協(xié)議數據單元(PDU)的示意性表示。
[0015]圖9是多個音頻幀的示意性表示。
【具體實施方式】
[0016]IBOC系統(tǒng)和波形
[0017]圖1-7包括在所結合的美國專利N0.8，111,716 B2中，并且，連同以下描述一起，提供包括廣播裝備結構和操作、接收器結構和操作以及幾個IBOC波形的結構的IBOC系統(tǒng)的一般描述。
[0018]參考附圖，圖1是可以被用來廣播FM IBOC信號的演播室站點10、FM發(fā)送器站點12和演播室發(fā)送器鏈路(STL) 14的相關部件的功能框圖。除其它的之外，演播室站點還包括演播室自動化裝備34、總效果操作中心(Ensemble Operat1ns Center，EOC) 16和STL發(fā)送器48，其中EOC 16包括導入器18、導出器20、激勵器輔助服務單元(EASU) 22。發(fā)送器站點12包括STL接收器54、包括激勵器引擎(exgine)子系統(tǒng)58的數字激勵器56以及模擬激勵器60。雖然在圖1中導出器駐留在無線電臺的演播室站點并且激勵器位于發(fā)送站點，但是這些元件可以共同定位在發(fā)送站點。
[0019]在演播室站點，演播室自動化裝備向EASU提供主節(jié)目服務(MPS)音頻42、向導出器提供MPS數據40、向導入器提供補充節(jié)目服務(SPS)音頻38并且向導入器提供SPS數據36。MPS音頻充當主音頻節(jié)目源。在混合模式下，它在模擬和數字傳輸中都保留現有的模擬無線電節(jié)目格式。也被稱為節(jié)目服務數據(PSD)的MPS數據包括諸如音樂標題、藝術家、專輯名稱等信息。補充節(jié)目服務可以包括補充音頻內容以及節(jié)目相關數據。
[0020]導入器包含用于供給高級應用服務(AAS)的硬件和軟件?！胺铡笔墙浻蒊BOC DAB廣播輸送給用戶的內容，并且AAS可以包括沒有被歸類為MPS、SPS或電臺信息服務(SIS)的任何類型的數據。SIS提供電臺信息，諸如呼號、絕對時間、關聯(lián)到GPS的位置，等等。AAS數據的例子包括實時交通和天氣信息、導航地圖更新或其它圖像、電子節(jié)目指南、多媒體節(jié)目、其它音頻服務和其它內容。用于AAS的內容可以由服務提供商44提供，其中服務提供商44經由應用編程接口(API)向導入器提供服務數據46。服務提供商可以是位于演播室站點的廣播者或者是服務和內容的外部來源的第三方提供商。導入器可以在多個服務提供商之間建立會話連接。導入器編碼并多路復用服務數據46、SPS音頻38以及SPS數據36，以產生導出器鏈路數據24，該數據經由數據鏈路被輸出到導出器。
[0021]導出器20包含供給主節(jié)目服務和SIS進行廣播所必需的硬件和軟件。導出器經音頻接口接受數字MPS音頻26并且壓縮音頻。導出器還多路復用MPS數據40、導出器鏈路數據24以及壓縮的數字MPS音頻，以產生激勵器鏈路數據52。此外，導出器經其音頻接口接受模擬MPS音頻28并且對其應用預編程的延遲，以產生延遲的模擬MPS音頻信號30。這種模擬音頻可以作為混合IBOC DAB廣播的備份頻道來廣播。延遲補償數字MPS音頻的系統(tǒng)延遲，從而允許接收器在數字和模擬節(jié)目之間進行混合，而無需時間的偏移。在AM傳輸系統(tǒng)中，延遲的MPS音頻信號30被導出器轉換為單聲道信號并且作為激勵器鏈路數據52的一部分直接發(fā)送到STL。
[0022]EASU 22從演播室自動化裝備接受MPS音頻42、把其速率轉換成正確的系統(tǒng)時鐘并且輸出信號的兩個拷貝，一個數字的(26)和一個模擬的(28)。EASU包括連接到天線25的GPS接收器。GPS接收器允許EASU導出主時鐘信號，通過使用GPS單元，該信號被同步到激勵器的時鐘。EASU提供由導出器使用的主系統(tǒng)時鐘。EASU還在導出器具有災難性故障并且不再工作的情況下被用來旁路(或重定向)模擬MPS音頻以避免經過該導出器。被旁路的音頻32可以直接饋入STL發(fā)送器，從而消除靜氣(dead-air)事件。
[0023]STL發(fā)送器48接收延遲的模擬MPS音頻50和激勵器鏈路數據52。它經STL鏈路14輸出激勵器鏈路數據和延遲的模擬MPS音頻，這可以是單向的或者雙向的。STL鏈路可以是數字微波或以太網鏈路，例如，并且可以使用標準的用戶數據報協(xié)議或標準TCP/IP。
[0024]發(fā)送器站點包括STL接收器54、激勵器56和模擬激勵器60。STL接收器54經STL鏈路14接收激勵器鏈路數據，包括音頻和數據信號以及命令和控制消息。激勵器鏈路數據被傳遞到激勵器56，激勵器56產生IBOC DAB波形。激勵器包括主機處理器、數字上變頻器、RF上變頻器以及exgine子系統(tǒng)58。Exgine接受激勵器鏈路數據并且調制IBOC DAB波形的數字部分。激勵器56的數字上變頻器把exgine輸出的基帶部分從數字的變換成模擬的。數模轉換是基于GPS時鐘，這對從EASU得出的導出器的基于GPS的時鐘是一樣的。因此，激勵器56包括GPS單元和天線57。用于同步導出器和激勵器時鐘的備選方法可以在美國專利N0.7，512，175B2中找到，其公開內容通過引用被結合于此。激勵器的RF上變頻器把模擬信號上變頻到正確的帶內通道頻率。然后，上變頻的信號被傳遞到高功率放大器62和天線64，用于廣播。在AM傳輸系統(tǒng)中，exgine子系統(tǒng)固有地以混合模式向數字波形添加備份模擬MPS音頻；因此，AM傳輸系統(tǒng)不包括模擬激勵器60。此外，激勵器56產生相位和幅值信息并且模擬信號被直接輸出到高功率放大器。
[0025]利用各種波形，IBOC DAB信號在AM和FM無線電頻帶內都可以發(fā)送。波形包括FM混合IBOC DAB波形、FM全數字IBOC DAB波形、AM混合IBOC DAB波形以及AM全數字IBOCDAB波形。
[0026]圖2是混合FM IBOC波形70的示意圖。波形包括位于廣播通道74中心的模擬調制的信號72、上邊帶78中的第一多個均勻隔開的正交頻分多路復用的子載波76以及下邊帶82中的第二多個均勻隔開的正交頻分多路復用的子載波76。數字調制的子載波被分成分區(qū)并且各個子載波被指定為參考子載波。頻率分區(qū)是19個OFDM子載波的組，包括18個數據子載波和一個參考子載波。
[0027]該混合波形包括模擬FM調制的信號，加上數字調制的初級(primary)主子載波。子載波位于均勻隔開的頻率位置。子載波位置從-546至+546編號。在圖2的波形中，子載波在位置+356至+546和-356至-546。每個初級主邊帶由十個頻率分區(qū)組成。也包括在初級主邊帶中的子載波546和-546是附加的參考子載波。每