專利名稱：具有綜合糾錯(cuò)編碼功能的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有綜合糾錯(cuò)編碼功能的數(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(jí)不同地編碼數(shù)據(jù)以糾錯(cuò)。
背景技術(shù)：
與模擬廣播相比，用于數(shù)字化、發(fā)送和接收廣播信號(hào)的數(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)。因此，利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字廣播滿足了作為所謂的媒體集中的核心的要求。另外，數(shù)字廣播的交互特點(diǎn)極大地改變了單向和下向的模擬廣播。
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(guó)的利用8-VSB(殘留邊帶)的ATSC(高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì))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)。
由于數(shù)字廣播需要壓縮信號(hào)源以發(fā)送大量的數(shù)據(jù)，在信道內(nèi)的一點(diǎn)差錯(cuò)相當(dāng)大地影響整個(gè)系統(tǒng)。因此，需要減少在信道中發(fā)生的差錯(cuò)。為了減少差錯(cuò)，可以提高發(fā)送功率以提高信號(hào)噪聲比(SNR)。但是，它具有諸如這樣的問(wèn)題，即由更大的發(fā)送功率導(dǎo)致的增大的成本和發(fā)送裝置的高輸出以及信道之間的干擾。為了減輕這些問(wèn)題，數(shù)字廣播系統(tǒng)使用糾錯(cuò)碼，它使得錯(cuò)誤能夠被糾正而不需要提高發(fā)送功率。
糾錯(cuò)碼被從主要?jiǎng)澐殖勺詣?dòng)重復(fù)請(qǐng)求(ARQ)和前向糾錯(cuò)(FEC)。按照ARQ，如果在接收機(jī)中檢測(cè)到差錯(cuò)，則接收機(jī)向發(fā)送機(jī)發(fā)送用于請(qǐng)求重發(fā)數(shù)據(jù)的信號(hào)。因此，發(fā)送機(jī)重發(fā)數(shù)據(jù)。因?yàn)锳RQ需要一個(gè)用于允許接收機(jī)向發(fā)送機(jī)發(fā)送重發(fā)請(qǐng)求信號(hào)的返回信道，因此這個(gè)方法不適合于在數(shù)字廣播中使用。同時(shí)，按照FEC，信號(hào)與加到信號(hào)的附加碼元一起被發(fā)送，以便接收機(jī)可以檢測(cè)到在信道中的差錯(cuò)并隨后用代數(shù)方法將其糾正。
FEC被主要?jiǎng)澐殖蓧K碼和卷積碼。塊碼是逐塊的編碼和解碼信息，它包括漢明碼、BCH碼和RS(里德-索羅蒙)碼。在這些代碼中，RS碼在距離特性上優(yōu)良，并包括有效的編碼和解碼算法，因此已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在數(shù)字廣播系統(tǒng)中。RS碼在糾正突發(fā)差錯(cuò)方面優(yōu)越，因?yàn)樗饓K檢測(cè)和糾正差錯(cuò)。
而對(duì)于卷積碼，輸出的比特易于受到過(guò)去輸入的比特以及當(dāng)前的輸入比特的影響，它在糾正隨機(jī)差錯(cuò)方面是有效的。卷積碼包括維特比碼和特播(turbo)碼。雖然特播碼具有簡(jiǎn)化的復(fù)合算法，但是它顯示出令人驚訝的性能。而且，特播碼具有迭代解碼的優(yōu)點(diǎn)，并能夠調(diào)整交織器的大小。
同時(shí)，因?yàn)橛糜诩m錯(cuò)的編碼數(shù)據(jù)與加到數(shù)據(jù)上的附加信息一起被發(fā)送，因此降低了每個(gè)帶寬可以發(fā)送的信息量。按照近來(lái)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(gè)，因此可以獲得大的編碼優(yōu)點(diǎn)而不降低數(shù)據(jù)發(fā)送率或降低帶寬。
圖1是示出按照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11、前向糾錯(cuò)(FEC)單元30和調(diào)制單元40。FEC單元30包括第一和第二里德-索羅蒙(RS)編碼器12和22、第一和第二外部交織器14和24、第一和第二卷積編碼器16和26，以及一個(gè)內(nèi)部交織器28。調(diào)制單元40包括導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊41、映射/OFDM調(diào)制塊43、保護(hù)間隔(GI)插入塊45、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換塊47和射頻(RF)塊49。
在DVB-T方法的情況下，它支持分層發(fā)送模式。在這個(gè)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(jí)(HP)層級(jí)和低優(yōu)先級(jí)(LP)層級(jí)。通過(guò)HP層級(jí)發(fā)送的第一TS流被輸入到第一擾碼器10，而通過(guò)LP層級(jí)發(fā)送的第二TS流被輸入到第二擾碼器11。
第一和第二擾碼器10和11按照預(yù)定的模式將第一和第二輸入TS流的數(shù)據(jù)值隨機(jī)化。這個(gè)處理在接收機(jī)被反向執(zhí)行以便還原原始值。
FEC單元30對(duì)于由第一和第二擾碼器10和11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(cuò)。即，第一和第二RS編碼器12和22從第一和第二擾碼器10和11接收數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行RS編碼以糾錯(cuò)。RS編碼加上奇偶校驗(yàn)碼(檢測(cè)碼元)以糾錯(cuò)。所加上的奇偶校驗(yàn)碼的數(shù)量取決于傳輸系統(tǒng)。在DVB-T方法的情況下，16個(gè)奇偶校驗(yàn)碼元被加到188字節(jié)的每個(gè)TS流，因此糾錯(cuò)編碼的字節(jié)的總數(shù)為204。
第一和第二外部交織器14和24交織在第一和第二RS編碼器12和22逐塊被RS編碼的數(shù)據(jù)，因此分散了可能的突發(fā)差錯(cuò)。第一和第二卷積編碼器16和26對(duì)于在第一和第二外部交織器14和24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(zhǎng)度7和編碼率1/2的卷積碼。
在第一和第二卷積編碼器16和26卷積編碼的數(shù)據(jù)被內(nèi)部交織器28重新交織以輸出。
對(duì)于從FEC單元30輸出的編碼數(shù)據(jù)，調(diào)制單元40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43將從內(nèi)部交織器28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(gè)碼元，并利用IFFT(逆快速傅立葉變換)執(zhí)行OFDM調(diào)制。在這個(gè)過(guò)程中，導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊41向信號(hào)插入用于信號(hào)同步和信道估測(cè)和關(guān)于發(fā)送模式的信息的導(dǎo)頻信號(hào)。GI插入塊45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47對(duì)于插入GI的信號(hào)執(zhí)行數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換。RF塊49以高頻放大D/A轉(zhuǎn)換的信號(hào)，并經(jīng)由天線發(fā)送信號(hào)。
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(jí)聯(lián)碼系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用第一和第二RS編碼器12和22作為外部編碼器，使用第一和第二卷積編碼器16和26作為內(nèi)部編碼器。同樣，對(duì)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(duì)于HP和LP層級(jí)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(duì)于HP和LP層級(jí)使用相同方法的編碼器和交織器被用于糾錯(cuò)編碼的情況下，存在一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即所有在HP和LP層級(jí)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(jí)的接收器和使用LP層級(jí)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(cuò)編碼的不同使用可以提高整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)送效率。例如，在移動(dòng)通信環(huán)境下的接收器需要具有較好的接收性能，而在固定通信環(huán)境下的接收器需要接收在更大量的信號(hào)。在這種情況下，對(duì)于通過(guò)HP層級(jí)發(fā)送的數(shù)據(jù)差錯(cuò)，需要執(zhí)行更增強(qiáng)的糾錯(cuò)編碼以改善接收器的接收性能。對(duì)于通過(guò)LP層級(jí)發(fā)送的數(shù)據(jù)差錯(cuò)，需要執(zhí)行不同的糾錯(cuò)編碼以具有更大的數(shù)據(jù)發(fā)送率。因此，數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置對(duì)于接收器的不同信道環(huán)境需要執(zhí)行不同的糾錯(cuò)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(wèn)題，本發(fā)明得到開發(fā)。因此，本發(fā)明的一個(gè)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(guò)HP層級(jí)發(fā)送的數(shù)據(jù)和通過(guò)LP層級(jí)發(fā)送的數(shù)據(jù)，以便糾錯(cuò)。
上述目的的獲得是通過(guò)提供一種數(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(cuò)，所述發(fā)送裝置包括第一和第二編碼器，用于分別對(duì)第一和第二TS流進(jìn)行編碼以糾錯(cuò)；第一和第二外部交織器，用于分別交織由第一和第二編碼器編碼的數(shù)據(jù)；卷積編碼器，用于對(duì)于由第一外部交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼；特播編碼器，用于編碼由第二外部交織器交織的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)；內(nèi)部交織器，用于交織由卷積編碼器編碼的數(shù)據(jù)和由特播編碼器編碼的數(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，特播編碼器使用特播碼或特播-TCM碼以糾錯(cuò)。
可能的是，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)和由特播編碼器編碼的數(shù)據(jù)。同樣可能的是，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)和由特播編碼器編碼的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的是，第一和第二編碼器是使用里德-索羅蒙碼的里德-索羅蒙編碼器?？赡艿氖牵谝缓偷诙幋a器利用具有不同規(guī)格的RS碼執(zhí)行糾錯(cuò)編碼。
優(yōu)選的是，調(diào)制單元使用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制來(lái)執(zhí)行數(shù)字調(diào)制。調(diào)制單元包括映射/OFDM調(diào)制塊，用于以預(yù)定的映射方法映射由內(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，用于向映射/OFDM調(diào)制塊提供用于信號(hào)同步和信道估測(cè)的導(dǎo)頻信號(hào)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(hào)插入一個(gè)GI；數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換塊，用于對(duì)插入GI的信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換為高頻信號(hào)并發(fā)送這個(gè)信號(hào)。
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)化以向第一和第二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(cuò)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(duì)于第一和第二TS流分別執(zhí)行編碼以糾錯(cuò)，并輸出第一和第二編碼數(shù)據(jù)；(b)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)；(c)對(duì)于第一交織數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼；(d)對(duì)于第二交織數(shù)據(jù)執(zhí)行特播編碼以糾錯(cuò)；(e)重新交織卷積編碼的數(shù)據(jù)和特播編碼的數(shù)據(jù)；以及(f)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(d)使用特播碼或特播-TCM碼以糾錯(cuò)。
可能的是，步驟(e)以相同的方法交織卷積編碼的數(shù)據(jù)和特播編碼的數(shù)據(jù)。同樣可能的是，步驟(e)以不同的方法交織卷積編碼的數(shù)據(jù)和特播編碼的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的是，步驟(a)使用里德-索羅蒙碼以編碼?？赡艿氖?，在步驟(a)第一和第二編碼數(shù)據(jù)使用具有不同規(guī)格的RS碼來(lái)進(jìn)行糾錯(cuò)編碼。
優(yōu)選的是，步驟(f)利用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制執(zhí)行數(shù)字調(diào)制。步驟(f)包括(f1)以預(yù)定的映射方法映射重新交織的數(shù)據(jù)并執(zhí)行OFDM調(diào)制；(f2)向映射/OFDM調(diào)制步驟提供用于信號(hào)同步和信道估測(cè)的導(dǎo)頻信號(hào)以及關(guān)于發(fā)送模式的信息；(f3)向從步驟(f2)輸出的信號(hào)插入保護(hù)間隔(GI)；(f4)對(duì)于插入GI的信號(hào)執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；(f5)將D/A轉(zhuǎn)換的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻信號(hào)并發(fā)送這個(gè)信號(hào)。
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流以提供步驟(a)的第一和第二TS流。


通過(guò)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(huì)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5是圖4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(lái)更詳細(xì)說(shuō)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111、前向糾錯(cuò)(FEC)單元130和調(diào)制單元140。FEC單元130包括第一和第二里德-索羅蒙(RS)編碼器112和122、第一和第二外部交織器114和124、卷積編碼器116、特播編碼部件126和內(nèi)部交織器128。調(diào)制單元140包括導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入部件141、映射/OFDM調(diào)制部件143、保護(hù)間隔(GI)插入部件145、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換部件147和射頻(RF)部件149。
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(jí)(HP)層級(jí)和低優(yōu)先級(jí)(LP)層級(jí)。通過(guò)HP優(yōu)先級(jí)發(fā)送的第一TS流被輸入到第一擾碼器110，而通過(guò)LP層級(jí)發(fā)送的第二TS流被輸入到第二擾碼器111。
第一和第二擾碼器110和111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。即，通過(guò)將偽隨機(jī)二進(jìn)制序列擾碼為輸入TS流，消除了在輸入信號(hào)之間的相關(guān)性。這是要防止在同步數(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(wèn)題。這個(gè)處理在接收器被反向執(zhí)行以還原原始數(shù)值。
FEC單元130對(duì)通過(guò)第一和第二擾碼器110和111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(cuò)。即，第一和第二RS編碼器112和122接收從第一和第二擾碼器110和111輸出的數(shù)據(jù)，并逐塊執(zhí)行對(duì)于數(shù)據(jù)的RS編碼，以糾正差錯(cuò)。RS編碼加上奇偶校驗(yàn)碼以糾錯(cuò)，由第一和第二RS編碼器112和122加上的奇偶校驗(yàn)碼的大小彼此相同或彼此不同。
第一和第二外部交織器114和124對(duì)從第一和第二RS編碼器112和122輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行字節(jié)交織。
卷積編碼器116對(duì)于從第一外部交織器114輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼，而特播編碼部件126利用特播碼或特播-TCM碼對(duì)于從第二外部交織器124輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼。卷積編碼的數(shù)據(jù)和特播或特播-TCM編碼的數(shù)據(jù)被內(nèi)部交織器128重新交織并被輸出到調(diào)制單元140。內(nèi)部交織器128可以包括一個(gè)比特交織器和一個(gè)碼元交織器。所述比特交織器對(duì)輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行比特交織。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(duì)于從內(nèi)部交織器128輸出的編碼數(shù)據(jù)，調(diào)制單元140執(zhí)行適合于所述數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送方法的數(shù)字調(diào)制。圖2以示例示出了根據(jù)DVB-T系統(tǒng)的OFDM方法執(zhí)行調(diào)制的調(diào)制單元140。
在這種情況下，調(diào)制單元140的映射/OFDM調(diào)制部件143將從內(nèi)部交織器128輸出的數(shù)據(jù)映射為諸如QPSK(四相移相鍵控)、16-QAM(正交調(diào)幅)和64-QAM的一個(gè)碼元，并利用IFFT(逆快速傅立葉變換)執(zhí)行OFDM調(diào)制。在這個(gè)過(guò)程中，導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入部件141插入用于信號(hào)同步和信道估測(cè)的導(dǎo)頻信號(hào)和關(guān)于發(fā)送模式的信息。GI插入部件145插入用于防止在多徑環(huán)境中的ISI(碼元間干擾)的保護(hù)間隔(GI)。D/A轉(zhuǎn)換部件147對(duì)于插入GI的信號(hào)執(zhí)行數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換。RF部件149以高頻放大D/A轉(zhuǎn)換的信號(hào)，并經(jīng)由天線發(fā)送信號(hào)。
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流)被分離器(未示出)劃分為要通過(guò)高優(yōu)先級(jí)(HP)層級(jí)發(fā)送的TS流和通過(guò)低優(yōu)先級(jí)(LP)層級(jí)發(fā)送的TS流(S300)。如果通過(guò)HP層級(jí)發(fā)送的TS流是第一TS流，則由分離器(未示出)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(S302和S304)。
第一RS編碼器112對(duì)于由第一擾碼器110擾碼的數(shù)據(jù)逐塊進(jìn)行RS編碼以糾錯(cuò)(S306)。
按照RS編碼，包括k個(gè)輸入碼元的一個(gè)部件被編碼為具有n個(gè)編碼碼元的部件，其中n大于k。因此，n-k個(gè)冗余碼元被加上，其稱為里德-索羅蒙奇偶校驗(yàn)碼。通過(guò)RS編碼加上的奇偶校驗(yàn)碼的數(shù)量取決于傳輸系統(tǒng)，例如每188字節(jié)的碼元為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)。如果檢測(cè)到一個(gè)差錯(cuò)作為檢查的結(jié)果，則RS解碼器搜索差錯(cuò)的位置，糾正失真的數(shù)據(jù)并還原原始碼元。一般，加上的奇偶校驗(yàn)碼的一半數(shù)量的差錯(cuò)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(cuò)。
第一外部交織器114對(duì)于在第一RS編碼器112按塊編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行外部交織(S308)。在通過(guò)第一外部交織器114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(gè)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(gè)周期中讀取移位寄存器以便因此輸出一個(gè)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(cuò)。
卷積編碼器116對(duì)于從第一外部交織器214輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼(S310)。卷積碼用于將各個(gè)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傳輸系統(tǒng)使用具有約束長(zhǎng)度7和編碼率1/2的卷積編碼器。在此，卷積編碼器116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128對(duì)于由卷積編碼器116卷積編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行交織(S322)，因此改善了由多徑引起的性能惡化。對(duì)于上述的用于糾錯(cuò)的編碼數(shù)據(jù)，調(diào)制單元140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)(S330)。
而且，如果通過(guò)LP層級(jí)發(fā)送的TS流是第二TS流，則由分離器(未示出)劃分的第二TS流被輸入到第二擾碼器111并被第二擾碼器111擾碼(S314)。被擾碼的數(shù)據(jù)被第二RS編碼器122 RS編碼(S316)。在此，第二RS編碼器122可以具有與第一RS編碼器112相同的編碼規(guī)格或與第一RS編碼器112不同的編碼規(guī)格。
第二外部交織器124交織由第二RS編碼器122編碼的數(shù)據(jù)，因此分散了在信道中發(fā)生的潛在突發(fā)差錯(cuò)(S318)。
特播編碼部件126對(duì)于由第二外部交織器124交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行特播編碼以糾錯(cuò)(S320)。
特播碼由Berrou等人引入。特播編碼器一般并行使用兩個(gè)遞歸系統(tǒng)卷積(RSC)編碼器并可以按照它的糾錯(cuò)容量具有所期望的大小。在兩個(gè)RSC編碼器之間提供了一個(gè)交織器，用于交織輸入到第二RSC編碼器的數(shù)據(jù)，以便突發(fā)差錯(cuò)被處理為隨機(jī)差錯(cuò)。特播碼可以利用迭代解碼和調(diào)整交織器的大小獲得所期望的比特誤碼率(BER)性能。
特播編碼部件126可以使用特播-TCM碼代替特播碼。TCM(網(wǎng)格編碼調(diào)制)可以通過(guò)將編碼和調(diào)制功能組合為一以獲得極大的編碼優(yōu)點(diǎn)，而不用降低數(shù)據(jù)發(fā)送率或提高帶寬。特播-TCM編碼同時(shí)執(zhí)行TCM功能和特播編碼功能。
由特播編碼部件126編碼的數(shù)據(jù)被發(fā)送到內(nèi)部交織器128并被內(nèi)部交織器128重新交織(S322)。對(duì)于用于糾錯(cuò)的編碼數(shù)據(jù)，調(diào)制單元140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)(S330)。
按照上述方法，有可能不同地并且復(fù)合地編碼通過(guò)HP層級(jí)發(fā)送的數(shù)據(jù)和通過(guò)LP層級(jí)發(fā)送的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)。
圖4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4，數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置包括第一和第二擾碼器21O和211、前向糾錯(cuò)(FEC)單元230，和調(diào)制單元240。FEC單元230包括第一和第二里德-索羅蒙(RS)編碼器212和222、第一和第二外部交織器214和224、卷積編碼器216、特播編碼部件226以及第一和第二內(nèi)部交織器218和228。調(diào)制單元240包括導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入部件241、映射/OFDM調(diào)制部件243、保護(hù)間隔(GI)插入部件245、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換部件247和射頻(RF)部件249。
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)施例的不同在于，使用了兩個(gè)內(nèi)部交織器，即第一和第二內(nèi)部交織器218和228。因此，由卷積編碼器216編碼的數(shù)據(jù)和由特播編碼部件226編碼的數(shù)據(jù)被通過(guò)不同的方法分別交織。其他部件的功能與圖2所示的第一實(shí)施例相同。
圖5是圖4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5，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216輸出的數(shù)據(jù)被第一交織器218交織(S41O和S412)，從利用特播碼或特播-TCM碼的特播編碼部件226輸出的數(shù)據(jù)被第二交織器228交織(S420和S422)。即，按照第二實(shí)施例，從卷積編碼器216輸出的數(shù)據(jù)和從特播編碼部件226輸出的數(shù)據(jù)被通過(guò)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(guò)HP層級(jí)發(fā)送的數(shù)據(jù)和通過(guò)LP層級(jí)發(fā)送的數(shù)據(jù)分配不同的糾錯(cuò)碼，并執(zhí)行不同的交織。因此，由于按照發(fā)送層級(jí)不同地編碼數(shù)據(jù)以糾錯(cuò)，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。
而且，上述的實(shí)施例通過(guò)示例使用OFDM來(lái)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，并且可以提供適合于接收器的通信環(huán)境的最佳的數(shù)據(jù)發(fā)送。
如上所述，對(duì)于通過(guò)HP層級(jí)發(fā)送的數(shù)據(jù)和通過(guò)LP層級(jí)發(fā)送的數(shù)據(jù)，執(zhí)行不同的糾錯(cuò)編碼處理，因此適合于接收器的通信環(huán)境的糾錯(cuò)編碼是可能的，因此，通過(guò)利用按照接收器的通信環(huán)境的最佳糾錯(cuò)碼，可以改進(jìn)數(shù)據(jù)發(fā)送的效率。
上述的實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅僅是示范性的，不能作為對(duì)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(shuō)明是例證性的，不限定權(quán)利要求的范圍。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)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(cuò)，所述發(fā)送裝置包括第一和第二編碼器，用于分別對(duì)第一和第二TS流進(jìn)行編碼以糾錯(cuò)；第一和第二外部交織器，用于分別交織由第一和第二編碼器編碼的數(shù)據(jù)；卷積編碼器，用于對(duì)于由第一外部交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼；特播編碼器，用于編碼由第二外部交織器交織的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)；內(nèi)部交織器，用于交織由卷積編碼器編碼的數(shù)據(jù)和由特播編碼器編碼的數(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，特播編碼器使用特播碼或特播-TCM碼以糾錯(cuò)。
3.按照權(quán)利要求1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3的發(fā)送裝置，其中第一和第二編碼器利用具有不同規(guī)格的RS碼執(zhí)行糾錯(cuò)編碼。
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(lái)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)制部件，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)信息插入部件，用于向映射/OFDM調(diào)制部件提供用于信號(hào)同步和信道估測(cè)的導(dǎo)頻信號(hào)以及關(guān)于發(fā)送模式的信息；保護(hù)間隔(GI)插入部件，用于向從映射/OFDM調(diào)制部件輸出的信號(hào)插入一個(gè)GI；數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換部件，用于對(duì)插入GI的信號(hào)執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；射頻(RF)部件，用于將D/A轉(zhuǎn)換的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻信號(hào)并發(fā)送這個(gè)信號(hào)。
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)化以向第一和第二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(cuò)，所述發(fā)送裝置包括第一和第二編碼器，用于分別對(duì)第一和第二TS流進(jìn)行編碼以糾錯(cuò)；第一和第二外部交織器，用于分別交織由第一和第二編碼器編碼的數(shù)據(jù)；卷積編碼器，用于對(duì)于由第一外部交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼；特播編碼器，用于編碼由第二外部交織器交織的數(shù)據(jù)以糾錯(cuò)；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，用于交織由特播編碼器編碼的數(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，其中特播編碼器使用特播碼或特播-TCM碼以糾錯(cuò)。
10.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)。
11.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)。
12.按照權(quán)利要求8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RS編碼器。
13.按照權(quán)利要求12的發(fā)送裝置，其中第一和第二編碼器利用具有不同規(guī)格的RS碼執(zhí)行糾錯(cuò)編碼。
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(lái)執(zhí)行數(shù)字調(diào)制。
15.按照權(quán)利要求8的發(fā)送裝置，其中調(diào)制單元包括映射/OFDM調(diào)制部件，用于以一種映射方法映射由第一和第二內(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)信息插入部件，用于向映射/OFDM調(diào)制部件提供用于信號(hào)同步和信道估測(cè)以及關(guān)于發(fā)送模式的信息的導(dǎo)頻信號(hào)；保護(hù)間隔(GI)插入部件，用于向從映射/OFDM調(diào)制部件輸出的信號(hào)插入一個(gè)GI；數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換部件，用于對(duì)插入GI的信號(hào)執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；射頻(RF)部件，用于將D/A轉(zhuǎn)換的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻信號(hào)并發(fā)送這個(gè)信號(hào)。
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)化以向第一和第二編碼器提供第一和第二TS流。
17.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(cuò)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(duì)于第一和第二TS流分別執(zhí)行編碼以糾錯(cuò)，并輸出第一和第二編碼數(shù)據(jù)；(b)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)；(c)對(duì)于第一交織數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼；(d)對(duì)于第二交織數(shù)據(jù)執(zhí)行特播編碼以糾錯(cuò)；(e)重新交織卷積編碼的數(shù)據(jù)和特播編碼的數(shù)據(jù)；以及(f)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)。
18.按照權(quán)利要求17的發(fā)送方法，其中在步驟(d)中的特播編碼使用特播碼或特播-TCM碼以糾錯(cuò)。
19.按照權(quán)利要求17的發(fā)送方法，其中在步驟(e)中以相同的方法交織卷積編碼的數(shù)據(jù)和特播編碼的數(shù)據(jù)。
20.按照權(quán)利要求17的發(fā)送方法，其中在步驟(e)中以不同的方法交織卷積編碼的數(shù)據(jù)和特播編碼的數(shù)據(jù)。
21.按照權(quán)利要求17的發(fā)送方法，其中步驟(a)利用里德-索羅蒙碼編碼。
22.按照權(quán)利要求21的發(fā)送方法，其中在步驟(a)中第一和第二編碼數(shù)據(jù)被利用具有不同規(guī)格的RS碼執(zhí)行糾錯(cuò)編碼。
23.按照權(quán)利要求17的發(fā)送方法，其中步驟(f)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23的發(fā)送方法，其中步驟(f)包括(f1)以預(yù)定的映射方法映射重新交織的數(shù)據(jù)并執(zhí)行OFDM調(diào)制；(f2)向映射/OFDM調(diào)制步驟提供用于信號(hào)同步和信道估測(cè)的導(dǎo)頻信號(hào)以及關(guān)于發(fā)送模式的信息；(f3)向從步驟(f2)輸出的信號(hào)插入保護(hù)間隔(GI)；(f4)對(duì)于插入GI的信號(hào)執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；以及(f5)將D/A轉(zhuǎn)換的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻信號(hào)并發(fā)送這個(gè)信號(hào)。
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)中的第一和第二TS流。
全文摘要
具有復(fù)合糾錯(cuò)編碼功能的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置及方法。在數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置中，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(cuò)，發(fā)送裝置包括第一和第二編碼器，分別對(duì)第一和第二TS流進(jìn)行編碼以糾錯(cuò)；第一和第二外部交織器，分別交織由第一和第二編碼器編碼的數(shù)據(jù)；卷積編碼器，對(duì)由第一外部交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼；特播編碼器，編碼由第二外部交織器交織的數(shù)據(jù)以糾錯(cuò)；內(nèi)部交織器，交織由卷積編碼器編碼的數(shù)據(jù)和由特播編碼器編碼的數(shù)據(jù)；調(diào)制單元，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)。因此，通過(guò)按發(fā)送層級(jí)不同地編碼數(shù)據(jù)以糾錯(cuò)，有可能按接收機(jī)的通信環(huán)境有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播發(fā)送。
文檔編號(hào)H04N7/015GK1491032SQ0310107
公開日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2003年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月19日
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