專利名稱：具有簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置及其方法，具體地，它涉及一種具有簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)的交織功能的數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置及其方法。
背景技術(shù)：
與模擬廣播相比較，數(shù)字廣播通過使用數(shù)字編碼系統(tǒng)而具有系統(tǒng)集成和互用性的優(yōu)點(diǎn)。利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字廣播滿足作為所謂的媒體會(huì)聚(media convergence)的核心的要求。另外，數(shù)字廣播的交互特征使得在單向的模擬廣播中發(fā)生了大的變化。
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)前提出的數(shù)字地面電視播送的傳輸方法是美國(guó)8-VSB(殘留邊帶)和歐洲的COFDM(編碼正交頻分復(fù)用)。
因?yàn)閿?shù)字廣播必須壓縮信號(hào)源來發(fā)送大量的數(shù)據(jù)，因此在信道中發(fā)生的一些差錯(cuò)顯著地影響整個(gè)系統(tǒng)。因此，要求減少在信道中發(fā)生的差錯(cuò)。為了減少差錯(cuò)，可以提高傳輸功率以提高信號(hào)噪音比(SNR)。但是，它存在問題，例如由于傳輸裝置的大傳輸功率和高輸出而導(dǎo)致的提高的成本與信道間干擾。為了消除這些問題，數(shù)字廣播系統(tǒng)使用使得能夠糾錯(cuò)而不必提高傳輸功率的糾錯(cuò)碼。糾錯(cuò)碼能夠糾正在信道中發(fā)生的差錯(cuò)而不必提高傳輸功率，降低了在接收機(jī)中發(fā)生差錯(cuò)的概率。
糾錯(cuò)碼大致被劃分成自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(ARQ)和前向糾錯(cuò)(FEC)。按照ARQ，如果存在接收機(jī)中檢測(cè)的差錯(cuò)，則接收機(jī)向發(fā)射機(jī)發(fā)送一個(gè)用于請(qǐng)求重發(fā)數(shù)據(jù)的信號(hào)。因此，發(fā)射機(jī)重發(fā)數(shù)據(jù)。因?yàn)锳RQ要求使得接收機(jī)向發(fā)射機(jī)發(fā)送重發(fā)請(qǐng)求信號(hào)的返回信道，所以這個(gè)方法不適合用于數(shù)字廣播中。同時(shí)，按照FEC，一個(gè)信號(hào)與附加于該信號(hào)的附加碼元一起發(fā)送，以便接收機(jī)可以檢測(cè)在信道中的差錯(cuò)并且然后用代數(shù)方法糾正它。
FEC大致被劃分成塊碼和卷積碼。塊碼是按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。在這些碼中，RS碼在距離特性上優(yōu)良，包括有效的編碼和解碼算法，因此已經(jīng)被廣泛使用于數(shù)字廣播系統(tǒng)。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)。
同時(shí)，對(duì)于卷積碼，輸出比特容易受到過去輸入的比特和當(dāng)前輸入的比特的影響，并且在糾正隨機(jī)差錯(cuò)上有效。通常使用維特比解碼器來解碼卷積碼。
圖1是示意地示出一般數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置的方框圖。參見圖1，數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置包括加擾器10、前向糾錯(cuò)(FEC)單元20、及調(diào)制單元30。FEC單元20包括外部編碼器21、外部交織器23、內(nèi)部編碼器25和內(nèi)部交織器27。而且，內(nèi)部交織器27包括比特交織器27a和碼元交織器27b。調(diào)制單元30包括映射/OFDM調(diào)制部件33、保護(hù)間隔(GI)插入部件35、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換部件37和射頻(RF)部件39。
加擾器10將按照預(yù)定模式輸入的傳送流(TS)的數(shù)據(jù)值隨機(jī)化。這個(gè)過程在接收機(jī)被反向執(zhí)行以恢復(fù)原始值。
FEC單元20對(duì)于通過加擾器10輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼以糾正在數(shù)據(jù)傳輸期間發(fā)生的可能差錯(cuò)。即，外部編碼器21從加擾器10接收數(shù)據(jù)并且逐塊編碼數(shù)據(jù)以糾錯(cuò)。一般，外部編碼器21利用里德-索羅蒙(RS)編碼器進(jìn)行里德-索羅蒙(RS)編碼。為進(jìn)行糾錯(cuò)RS編碼加上奇偶校驗(yàn)碼(檢測(cè)碼元)。被加上的奇偶校驗(yàn)碼取決于傳輸系統(tǒng)。在DVB-T方法的情況下，16個(gè)奇偶校驗(yàn)碼被加到每個(gè)188字節(jié)的TS上，并且所有的糾錯(cuò)編碼的字節(jié)的數(shù)量是204。
外部交織器23將在外部編碼器21逐塊編碼的數(shù)據(jù)交織，因此分散了可能的突發(fā)差錯(cuò)。內(nèi)部編碼器25一般使用卷積碼并且對(duì)在外部交織器23交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積編碼。DVB-T系統(tǒng)一般使用約束長(zhǎng)度為7和編碼率為1/2的卷積碼。在內(nèi)部編碼器25卷積編碼的數(shù)據(jù)被內(nèi)部交織器27重新交織以輸出。此處，比特交織器27a對(duì)卷積編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行比特交織，碼元交織器27b對(duì)比特交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行碼元交織，以便在OFDM副載波上攜帶碼元單元。
對(duì)于在FEC單元20編碼的數(shù)據(jù)，調(diào)制單元30進(jìn)行適合于廣播系統(tǒng)的傳輸方法的數(shù)字調(diào)制。映射/OFDM調(diào)制部件33將從內(nèi)部交織器27輸出的數(shù)據(jù)映射為諸如QPSK(正交相移鍵控)、16-QAM(正交調(diào)幅)和64-QAM的碼元，并且使用IFFT(逆快速傅立葉變換)來進(jìn)行OFDM調(diào)制。GI插入部件35插入一個(gè)GI，用于防止在多徑環(huán)境中的ISI(碼元間干擾)。D/A轉(zhuǎn)換部件37對(duì)插入GI的信號(hào)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，RF部件39在高頻放大D/A轉(zhuǎn)換的信號(hào)，并且將其通過天線發(fā)送。
但是，在一般數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置的內(nèi)部交織器27中提供的碼元交織器27b按照系統(tǒng)的操作模式使用不同的交織地址。即，碼元交織器27b按照系統(tǒng)的IFFT(逆快速傅立葉變換)模式建立不同的交織地址。
圖2示出了圖1的碼元交織器27b。該碼元交織器包括存儲(chǔ)器b1，用于寫入和讀出被比特交織器27a比特交織的數(shù)據(jù)；MUX b2，用于按照模式選擇信號(hào)選擇地址產(chǎn)生器之一；地址產(chǎn)生器b3和b4，用于產(chǎn)生用于碼元交織的地址。地址產(chǎn)生器之一是2K地址產(chǎn)生器；另一個(gè)是8K地址產(chǎn)生器。MUX b2從控制器(未示出)接收模式選擇信號(hào)，選擇地址產(chǎn)生器之一，并且隨后向存儲(chǔ)器發(fā)送由所選擇的地址產(chǎn)生器產(chǎn)生的地址信息。存儲(chǔ)器b1按照地址信息輸出碼元交織的數(shù)據(jù)。
參見圖3，2K IFFT模式系統(tǒng)的碼元交織器27b必須建立具有對(duì)應(yīng)于2K模式的0-N的值的交織地址，其中N表示有效數(shù)據(jù)碼元的數(shù)量。4K IFFT模式系統(tǒng)的碼元交織器27b必須建立具有對(duì)應(yīng)于4K模式的0-2N的值的交織地址。而且，8K IFFT模式系統(tǒng)的碼元交織器27b必須建立具有對(duì)應(yīng)于8K模式的0-4N的值的交織地址。例如，DVB-T方法的數(shù)字廣播系統(tǒng)僅僅使用2K IFFT模式和8K IFFT模式，它們要求不同的交織地址產(chǎn)生器。即，對(duì)于兩種類型的模式，要求不同的交織地址產(chǎn)生器。因此，數(shù)字廣播系統(tǒng)按照所使用的IFFT模式需要不同的設(shè)計(jì)。這也使得接收裝置的設(shè)計(jì)復(fù)雜。特別是，在碼元交織器通過使用查找表來建立交織地址的情況下，碼元交織器必須包括按照IFFT模式的不同的查找表。因此，數(shù)字廣播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的復(fù)雜性變得更嚴(yán)重。
而且，在諸如2K和4K模式的小數(shù)量IFFT模式的情況下，有效碼元的數(shù)量小，因此交織不如8K模式的情況那樣有效。因此，可能不如8K模式那樣好地執(zhí)行2K和4K模式系統(tǒng)的交織。

發(fā)明內(nèi)容
研制本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)和改進(jìn)的交織功能的數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置及其方法。
通過提供一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置來實(shí)現(xiàn)上述目的，該傳輸裝置包括里德-索羅蒙(RS)編碼器，用于對(duì)輸入的傳送流(TS)進(jìn)行RS編碼；外部交織器，用于交織由RS編碼器編碼的數(shù)據(jù)；卷積編碼器，用于對(duì)由外部交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積編碼；內(nèi)部交織器，具有用于對(duì)由卷積編碼器編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行比特交織的比特交織器和用于對(duì)由比特交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行碼元交織的碼元交織器；調(diào)制單元，用于對(duì)由內(nèi)部交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制。在此，當(dāng)系統(tǒng)的逆快速傅立葉變換(IFFT)模式小于碼元交織器的N模式的時(shí)候——其中N是自然數(shù)，碼元交織器將由比特交織器交織的數(shù)據(jù)累積到對(duì)應(yīng)于N模式的程度，然后以碼元為單位交織數(shù)據(jù)。而且，IFFT模式是2K模式、4K模式和8K模式中的任一種，N模式是8K模式。
優(yōu)選的是，碼元交織器包括一個(gè)存儲(chǔ)器和一個(gè)地址產(chǎn)生器，用于利用多種IFFT模式中的最大模式交織數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的是，數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置還包括存儲(chǔ)器，用于當(dāng)系統(tǒng)的IFFT模式小于碼元交織器的N模式的時(shí)候——其中N是自然數(shù)，將比特交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行累積；控制器，用于檢測(cè)在存儲(chǔ)器中累積的數(shù)據(jù)，并且當(dāng)累積的數(shù)據(jù)具有于N模式的相同大小的時(shí)候控制碼元交織器交織所累積的數(shù)據(jù)。
同時(shí)，一種按照本發(fā)明的數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸方法包括下列步驟對(duì)輸入的傳送流(TS)進(jìn)行RS編碼；交織在RS編碼步驟中編碼的數(shù)據(jù)；對(duì)在RS交織步驟中交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積編碼；對(duì)在卷積編碼步驟中編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行比特交織；對(duì)在比特交織步驟中交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行碼元交織；和對(duì)在碼元交織步驟中交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，其中，當(dāng)調(diào)制步驟的逆快速傅立葉變換(IFFT)模式小于碼元交織步驟的N模式的時(shí)候——其中N是自然數(shù)，碼元交織步驟包括步驟將由比特交織步驟交織的數(shù)據(jù)累積到對(duì)應(yīng)于N模式的程度。


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(huì)變得更加清楚，其中圖1是示意地示出一般數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置的方框圖；圖2示出了圖1的碼元交織器27b；圖3是用于說明按照?qǐng)D2的IFFT模式的碼元交織器的操作的視圖；圖4示出了按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的碼元交織器；和圖5是用于說明按照?qǐng)D4的IFFT模式的碼元交織器的操作的視圖。
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4示出了按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的碼元交織器。該碼元交織器包括存儲(chǔ)器1，用于寫入和讀出由比特交織器輸出的比特交織的數(shù)據(jù)；地址產(chǎn)生器2，它產(chǎn)生用于碼元交織的地址。存儲(chǔ)器1按照由地址產(chǎn)生器2產(chǎn)生的地址信息向調(diào)制單元輸出比特交織的數(shù)據(jù)。調(diào)制單元按照從系統(tǒng)控制器(未示出)接收的模式信息將碼元交織的數(shù)據(jù)調(diào)制為OFDM信號(hào)。當(dāng)本發(fā)明的發(fā)射機(jī)具有N-IFFT模式的時(shí)候，碼元交織器部件的大小被確定為最大的IFFT模式。例如，如圖5所示，如果發(fā)射機(jī)具有2K、4K、8K模式，則碼元交織器部件的大小被確定為8K模式，因此地址產(chǎn)生器2是8K地址產(chǎn)生器。它產(chǎn)生M個(gè)地址，在此M是8K模式數(shù)據(jù)載波的數(shù)量。當(dāng)發(fā)射機(jī)要以2K模式發(fā)送時(shí)，調(diào)制單元以M/4為單位來將碼元交織的數(shù)據(jù)調(diào)制為OFDM信號(hào)。以相同的方式，當(dāng)發(fā)射機(jī)要以4K模式發(fā)送時(shí)，調(diào)制單元以M/2為單位來將碼元交織的數(shù)據(jù)調(diào)制為OFDM信號(hào)。在8K模式中，調(diào)制單元調(diào)制全體M個(gè)碼元交織的數(shù)據(jù)。
因?yàn)榘凑毡景l(fā)明的數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置不要求按照IFFT模式不同地設(shè)計(jì)系統(tǒng)而僅僅要求8K模式的交織地址產(chǎn)生器，因此可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
而且，按照本發(fā)明的數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置當(dāng)它通過收集幾個(gè)IFFT幀而執(zhí)行幀間交織的時(shí)候具有時(shí)間交織的效果。因此，對(duì)于諸如2K模式和4K模式的具有小數(shù)量副載波碼元的IFFT模式，可以改善交織性能。
上述的優(yōu)選實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅僅是示意性的，不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在此所闡述的內(nèi)容可以容易地被應(yīng)用到其他類型的裝置。本發(fā)明的說明書旨在舉例說明而不用于限制權(quán)利要求的范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說許多替代、修改和改變是顯然的。在權(quán)利要求中，裝置加上功能的語句意欲覆蓋在此描述的執(zhí)行所述功能的結(jié)構(gòu)，不僅包括結(jié)構(gòu)等同物，而且包括等同的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置，所述傳輸裝置包括外部編碼器，用于對(duì)輸入的傳送流進(jìn)行編碼；外部交織器，用于交織由外部編碼器編碼的數(shù)據(jù)；內(nèi)部編碼器，用于對(duì)由外部交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；內(nèi)部交織器，具有用于對(duì)由內(nèi)部編碼器編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行比特交織的比特交織器和用于對(duì)由比特交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行碼元交織的碼元交織器；調(diào)制單元，用于對(duì)由內(nèi)部交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，其中，所述碼元交織器使用在多個(gè)IFFT模式中的最大IFFT模式來交織被比特交織的數(shù)據(jù)。
2.按照權(quán)利要求1的傳輸裝置，其中IFFT模式是2K模式、4K模式和8K模式中的任一種模式，最大模式是8K模式。
3.按照權(quán)利要求1的傳輸裝置，其中所述外部編碼器是里德-索羅蒙編碼器。
4.按照權(quán)利要求1的傳輸裝置，其中內(nèi)部編碼器是卷積編碼器。
5.按照權(quán)利要求1的傳輸裝置，其中所述調(diào)制單元以所確定的IFFT模式為單位調(diào)制碼元交織的數(shù)據(jù)。
6.按照權(quán)利要求1的傳輸裝置，所述碼元交織器包括存儲(chǔ)器和地址產(chǎn)生器，用于利用在多個(gè)IFFT模式中的最大IFFT模式來交織數(shù)據(jù)。
7.一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸方法，包括下列步驟對(duì)輸入的傳送流進(jìn)行外部編碼；交織在外部編碼步驟中編碼的數(shù)據(jù)；對(duì)在交織步驟中交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)部編碼；對(duì)在內(nèi)部編碼步驟中編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行比特交織；對(duì)在比特交織步驟中交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行碼元交織；對(duì)在碼元交織步驟中交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，其中，在所述碼元交織步驟中，使用在多個(gè)IFFT模式中的最大IFFT模式來交織被比特交織的數(shù)據(jù)。
8.按照權(quán)利要求7的傳輸方法，其中IFFT模式是2K模式、4K模式和8K模式中的任一種模式，最大模式是8K模式。
9.按照權(quán)利要求7的傳輸方法，其中在外部編碼步驟中執(zhí)行里德-索羅蒙編碼。
10.按照權(quán)利要求7的傳輸方法，其中在內(nèi)部編碼步驟中執(zhí)行卷積編碼。
11.按照權(quán)利要求7的傳輸方法，其中在數(shù)字調(diào)制步驟中以所確定的IFFT模式為單位調(diào)制碼元交織的數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的傳輸裝置，包括外部編碼器，用于對(duì)輸入的傳送流(TS)進(jìn)行編碼；外部交織器，用于交織由外部編碼器編碼的數(shù)據(jù)；內(nèi)部編碼器，用于對(duì)由外部交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；內(nèi)部交織器，具有用于對(duì)由內(nèi)部編碼器編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行比特交織的比特交織器和用于對(duì)由比特交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行碼元交織的碼元交織器；調(diào)制單元，用于對(duì)由內(nèi)部交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，其中，所述碼元交織器使用在多個(gè)IFFT模式中的最大IFFT模式來交織被比特交織的數(shù)據(jù)。并且IFFT模式是2K模式、4K模式和8K模式中的任一種模式，最大模式是8K模式。因此，因?yàn)椴灰髷?shù)字廣播系統(tǒng)按照IFFT模式不同地設(shè)計(jì)系統(tǒng)，所以可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)H04H1/00GK1490947SQ0314119
公開日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2003年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月19日
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