BR112015023717B1 - Método para transmissão de informação digital, transmissor para difusão de um sinal de rádio digital, e, receptor para receber um sinal de rádio digital - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO DIGITAL, TRANSMISSOR PARA DIFUSÃO DE UM SINAL DE RÁDIO DIGITAL, E, RECEPTOR PARA RECEBER UM SINAL DE RÁDIO DIGITAL. Um método de transmissão de informação digital que inclui: receber uma pluralidade de bits de informação que representam informação e/ou dados de áudio; codificar os bits de informação usando codificação com verificação de paridade de baixa densidade complementar para produzir uma palavra código composta e uma pluralidade de semipalavras código independentemente decodificáveis; modular pelo menos um sinal da portadora com os bits com correção de erro antecipada; e transmitir o(s) sinal(is) da portadora. Transmissores que implementam o método e receptores que recebem sinais produzidos pelo método também são providos.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Esta invenção refere-se a métodos e a aparelhos para transmissão e recepção de sinais de rádio em um sistema de difusão por rádio digital.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Tecnologia de difusão por rádio digital distribui serviços de áudio digital e dados para receptores móveis, portáteis e fixos. Um tipo de difusão por rádio digital, referido como difusão de áudio digital (DAB) em banda no canal (IBOC), usa transmissores terrestres nas bandas de rádio de Média Frequência (MF) e Frequência Muito Alta (VHF) existentes. Tecnologia HD RadioTM, desenvolvida por iBiquity Digital Corporation, é um exemplo de uma implementação IBOC para difusão e recepção por rádio digital. Sinais DAB IBOC podem ser transmitidos em um formato híbrido que inclui uma portadora modulada analógica em combinação com uma pluralidade de portadoras digitalmente moduladas ou em um formato todo digital, em que a portadora modulada analógica não é usada. Usando o modo híbrido, difusores podem continuar a transmitir AM e FM analógicos simultaneamente com qualidade mais alta e sinais digitais mais robustos, permitindo que eles próprios e seus ouvintes convertam rádio de analógico para digital, ao mesmo tempo em que mantêm suas atuais alocações de frequência.

[003] Um recurso de sistemas de transmissão digital é a inerente capacidade de transmitir simultaneamente tanto áudio digitalizado quanto dados. Assim, a tecnologia também permite serviços de dados sem fios a partir das estações de rádio AM e FM. Os sinais de difusão podem incluir metadados, tais como o artista, título da música ou letras de chamada da estação. Mensagens especiais sobre eventos, tráfego e clima também podem ser incluídas. Por exemplo, informação de tráfego, previsões do tempo, notícias e placares esportivos podem, todos, ser rolados através de uma tela do receptor de rádio, ao mesmo tempo em que o usuário escuta uma estação de rádio.

[004] O desenho provê um meio flexível de transição para um sistema de difusão digital pela provisão de três novos tipos de forma de onda: Híbrido, Híbrido Estendido e Todo Digital. Os tipos Híbrido e Híbrido Estendido retêm o sinal FM analógico, ao mesmo tempo em que o tipo Todo Digital não o faz. Todos os três tipos de forma de onda se conformam com a máscara de emissões espectrais atualmente alocada.

[005] O sinal digital é modulado usando Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal (OFDM). OFDM é um esquema de modulação paralela no qual o fluxo contínuo de dados modula um grande número de subportadoras ortogonais, que são transmitidos simultaneamente. OFDM é inerentemente flexível, permitindo prontamente o mapeamento de canais lógicos para diferentes grupos de subportadoras.

[006] O sistema HD Radio permite que múltiplos serviços compartilhem a capacidade de difusão de uma única estação. Um recurso dos sistemas de transmissão digital é a inerente capacidade de transmitir simultaneamente tanto áudio digitalizado quanto dados. Assim, a tecnologia também permite serviços de dados sem fios a partir das estações de rádio AM e FM. Serviços de primeira geração (centrais) incluem um serviço de programa principal (MPS) e o Serviço de Informação da Estação (SIS). Serviços de segunda geração, referidos como Serviços de Aplicação Avançada (AAS), incluem novos serviços de informação que proveem, por exemplo, programação de difusão seletiva, guias eletrônicos de programa, mapas de navegação, informação de tráfego, programação multimídia e outro conteúdo. A Estrutura AAS provê uma infraestrutura comum para suportar os desenvolvedores destes serviços. A Estrutura AAS provê uma plataforma para um grande número de provedores de serviço e serviços para rádio terrestre. Foram abertas inúmeras oportunidades para uma ampla faixa de serviços (tanto áudio quanto dados) a serem implementados através do sistema.

[007] O Comitê Nacional de Sistemas de Rádio, uma organização de definição de padrão patrocinada pela Associação Nacional de Difusores e pela Associação de Componentes Eletrônicos ao Consumidor, adotou um padrão IBOC, designado como NRSC-5A, em setembro de 2005. NRSC-5A, cuja divulgação é aqui incorporada pela referência, apresenta as exigências para difusão de áudio digital e dados auxiliares em canais de difusão AM e FM. A atual versão do padrão é NRSC-5C, que também é, pelo presente, incorporada pela referência. O padrão e seus documentos de referência contêm explicações detalhadas do subsistema RF / transmissão e os subsistemas de transporte e de multiplexação de serviço.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[008] Em um primeiro aspecto, a invenção provê um método de transmissão de informação digital, que inclui: receber uma pluralidade de bits de informação que representam informação e/ou dados de áudio; codificar os bits de informação usando codificação com verificação de paridade de baixa densidade complementar para produzir uma palavra código composta e uma pluralidade de semipalavras código independentemente decodificáveis; modular pelo menos um sinal da portadora com bits de código das semipalavras código; e transmitir o(s) sinal(is) da portadora.

[009] Em um outro aspecto, a invenção provê um transmissor para difusão de um sinal de rádio digital. O transmissor inclui um processador para receber uma pluralidade de bits de informação que representam informação e/ou dados de áudio; e codificar os bits de informação usando codificação com verificação de paridade de baixa densidade complementar para produzir uma palavra código composta e uma pluralidade de semipalavras código independentemente decodificáveis; e um modulador para modular pelo menos um sinal da portadora com as semipalavras código independentemente decodificáveis para produzir um sinal de saída.

[0010] Em um outro aspecto, a invenção provê um receptor para receber um sinal de rádio digital. O receptor inclui uma entrada para receber um sinal de rádio que inclui pelo menos uma portadora, a portadora sendo modulada pela pluralidade de bits de informação que representam informação e/ou dados de áudio codificados em uma palavra código composta e uma pluralidade de semipalavras código de verificação de paridade de baixa densidade complementares independentemente decodificáveis; e um processador para produzir um sinal de saída em resposta ao sinal de rádio recebido.

[0011] Em um outro aspecto, a invenção provê um método que inclui: construir palavras código de verificação de paridade de baixa densidade complementares pela geração de uma primeira palavra código que tem uma primeira taxa de código; e particionar a primeira palavra código pela atribuição de grupos de bits da primeira palavra código a quatro quartos de partições, em que cada um dos quartos de partições inclui bits em uma metade de uma de quatro semipalavras código independentemente decodificáveis, cada qual tendo uma segunda taxa de código que é maior que a primeira taxa de código.

[0012] Em um outro aspecto, a invenção provê um método que inclui: construir palavras código de verificação de paridade de baixa densidade complementares pela geração de uma primeira semipalavra código que inclui bits de informação e primeiros bits de paridade; permutar e recodificar os bits de informação da primeira semipalavra código para produzir segundos bits de verificação de paridade e formar uma segunda semipalavra código que inclui os bits de informação e segundos bits de paridade; gerar uma terceira semipalavra código a partir dos bits de informação da primeira semipalavra código mais uma primeira metade dos bits de paridade a partir de cada uma da primeira semipalavra código e da segunda semipalavra código; e gerar uma quarta semipalavra código a partir dos bits de informação da primeira semipalavra código mais uma segunda metade dos bits de paridade a partir de cada uma da primeira semipalavra código e da segunda semipalavra código.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] A figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de transmissão para uso em um sistema de difusão por rádio digital em banda no canal.

[0014] A figura 2 é uma representação esquemática de uma forma de onda FM IBOC híbrida.

[0015] A figura 3 é uma representação esquemática de uma outra forma de onda FM IBOC híbrida.

[0016] A figura 4 é uma representação esquemática de uma outra forma de onda FM IBOC híbrida.

[0017] A figura 5 é um diagrama que ilustra uma parte do processamento de sinal em um transmissor FM IBOC.

[0018] A figura 6 é uma representação esquemática de um exemplo do particionamento de palavra código.

[0019] A figura 7 é um diagrama de blocos de um exemplo de fluxo de sinal com correção de erro antecipada (FEC) com verificação de paridade de baixa densidade complementar (CLDPC).

[0020] A figura 8 é uma representação esquemática de um outro exemplo do particionamento de palavra código.

[0021] A figura 9 é um diagrama de blocos de um outro exemplo do fluxo de sinal FEC CLDPC.

[0022] A figura 10 é uma representação esquemática de um outro exemplo do particionamento de palavra código.

[0023] A figura 11 é um diagrama de blocos de um outro exemplo do fluxo de sinal FEC CLDPC.

[0024] A figura 12 é uma representação esquemática de um outro exemplo do particionamento de palavra código.

[0025] A figura 13 é um diagrama de blocos de um outro exemplo do fluxo de sinal FEC CLDPC.

[0026] A figura 14 é uma representação esquemática de um outro exemplo do particionamento de palavra código.

[0027] A figura 15 é um diagrama de blocos de um outro exemplo do fluxo de sinal FEC CLDPC.

[0028] A figura 16 é uma representação esquemática de um outro exemplo do particionamento de palavra código.

[0029] A figura 17 é um diagrama de blocos funcional de um receptor FM DAB IBOC.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0030] Em relação aos desenhos, a figura 1 é um diagrama de blocos funcional dos componentes relevantes de um local de estúdio 10, um local de transmissor FM 12, e uma ligação estúdio - transmissor (STL) 14 que pode ser usada para difundir um sinal FM IBOC. O local de estúdio inclui, entre outras coisas, equipamento de automação de estúdio 34, um Centro de Operações de Grupo (EOC) 16 que inclui um importador 18, um exportador 20, uma unidade de serviço auxiliar do excitador (EASU) 22 e um transmissor da STL 48. O local do transmissor inclui um receptor da STL 54, um excitador digital 56 que inclui um subsistema do motor do excitador (exgine) 58 e um excitador analógico 60. Embora, na figura 1, o exportador fique residente no local de estúdio de uma estação de rádio e o excitador fique localizado no local da transmissão, estes elementos podem ficar colocalizados no local da transmissão.

[0031] No local de estúdio, o equipamento de automação de estúdio supre áudio do serviço de programa principal (MPS) 42 para a EASU, dados do MPS 40 para o exportador, áudio do serviço de programa complementar (SPS) 38 para o importador e dados do SPS 36 para o importador. Áudio do MPS serve como a fonte de programação de áudio principal. Em modos híbridos, ele preserva os formatos de programação de rádio analógico existentes nas transmissões tanto analógica quanto digital. Dados do MPS, também conhecidos como dados do serviço de programa (PSD), incluem informação, tais como título da música, artista, nome do álbum, etc. Serviço de programa complementar pode incluir conteúdo de áudio complementar, bem como dados associados do programa.

[0032] O importador contém hardware e software para suprir Serviços de Aplicação Avançada (AAS). Um "serviço" é conteúdo que é distribuído para usuários por meio de uma difusão IBOC, e AAS pode incluir qualquer tipo de dados que não é classificado como MPS, SPS ou Serviço de Informação da Estação (SIS). SIS provê informação da estação, tal como sinal de chamada, tempo absoluto, posição correlacionada a GPS, etc. Exemplos de dados AAS incluem informação de tráfego e clima em tempo real, atualizações de mapa de navegação ou outras imagens, guias eletrônicos de programa, programação multimídia, outros serviços de áudio e outro conteúdo. O conteúdo para AAS pode ser suprido por provedores de serviço 44, que proveem dados de serviço 46 para o importador por meio de uma interface de programa de aplicação (API). Os provedores de serviço podem ser um difusor localizado no local de estúdio ou provedores de serviços e conteúdo terceiros externamente originados. O importador pode estabelecer conexões de sessão entre múltiplos provedores de serviço. O importador codifica e multiplexa dados de serviço 46, áudio do SPS 38 e dados do SPS 36 para produzir dados da ligação do exportador 24, que são emitidos para o exportador por meio de uma ligação de dados.

[0033] O exportador 20 contém o hardware e o software necessários para suprir o serviço de programa principal e SIS para difusão. O exportador aceita áudio do MPS digital 26 sobre uma interface de áudio e comprime o áudio. O exportador também multiplexa dados do MPS 40, dados da ligação do exportador 24 e o áudio do MPS digital comprimido para produzir dados de ligação do excitador 52. Além do mais, o exportador aceita áudio do MPS analógico 28 sobre sua interface de áudio e aplica um atraso pré-programado no mesmo para produzir um sinal de áudio do MPS analógico atrasado 30. Este áudio analógico pode ser difundido como um canal de reserva para difusões IBOC híbridas. O atraso compensa o atraso do sistema do áudio do MPS digital, permitindo que receptores combinem entre o programa digital e analógico sem um deslocamento no tempo. Em um sistema de transmissão AM, o sinal de áudio do MPS atrasado 30 é convertido pelo exportador para um sinal mono e enviado diretamente para a STL como parte dos dados de ligação do excitador 52.

[0034] A EASU 22 aceita áudio do MPS 42 a partir do equipamento de automação de estúdio, realiza conversão de taxa neste para o apropriado relógio do sistema, e emite duas cópias do sinal, uma digital (26) e uma analógica (28). A EASU inclui um receptor GPS que é conectado em uma antena 25. O receptor GPS permite que a EASU derive um sinal de relógio mestre, que é sincronizado com o relógio do excitador pelo uso das unidades de GPS. A EASU provê o relógio do sistema mestre usado pelo exportador. A EASU também é usada para desviar (ou redirecionar) o áudio do MPS analógico de ser passado através do exportador no evento em que o exportador tiver uma falha catastrófica e não estiver mais operacional. O áudio desviado 32 pode ser alimentado diretamente no transmissor da STL, eliminando um evento de ar morto.

[0035] O transmissor da STL 48 recebe áudio do MPS analógico atrasado 50 e dados de ligação do excitador 52. Ele emite dados de ligação do excitador e áudio do MPS analógico atrasado sobre a ligação da STL 14, que pode ser tanto unidirecional quanto bidirecional. A ligação da STL pode ser uma ligação de micro-ondas ou Ethernet digital, por exemplo, e pode usar o Protocolo de Datagrama do Usuário padrão ou o TCP/IP padrão.

[0036] O local do transmissor inclui um receptor da STL 54, um excitador 56 e um excitador analógico 60. O receptor da STL 54 recebe dados de ligação do excitador, incluindo sinais de áudio e de dados, bem como mensagens de comando e de controle, sobre a ligação da STL 14. Os dados de ligação do excitador são passados para o excitador 56, que produz a forma de onda IBOC. O excitador inclui um processador hospedeiro, conversor ascendente digital, conversor ascendente RF e subsistema exgine 58. O exgine aceita dados de ligação do excitador e modula a parte digital da forma de onda IBOC. O conversor ascendente digital do excitador 56 converte de digital para analógico a parte de banda base da saída do exgine. A conversão digital para analógico é com base em um relógio GPS, comum àquele do relógio com base em GPS do exportador derivado a partir da EASU. Assim, o excitador 56 inclui uma unidade de GPS e uma antena 57. O conversor ascendente RF do excitador realiza conversão ascendente do sinal analógico para a frequência de canal em banda apropriada. O sinal ascendentemente convertido é, então, passado para o amplificador de alta potência 62 e a antena 64 para difusão. Em um sistema de transmissão AM, o subsistema exgine adiciona coerentemente o áudio do MPS analógico de reserva na forma de onda digital no modo híbrido; assim, o sistema de transmissão AM não inclui o excitador analógico 60. Além do mais, o excitador 56 produz informação de fase e magnitude e o sinal analógico é emitido diretamente para o amplificador de alta potência.

[0037] Processamento de sinal tanto em transmissores quanto em receptores de um sistema de rádio IBOC pode ser implementado usando uma pilha de protocolo lógico multicamadas. Um exemplo de uma pilha de protocolo lógico é mostrado na Patente US 8.111.716, que é, pelo presente, incorporada pela referência. O processamento de sinal descrito na figura 5 a seguir pode ser realizado na Camada 1 (isto é, a camada física) da pilha de protocolo lógico.

[0038] Sinais IBOC podem ser transmitidos em bandas de rádio tanto AM quanto FM, usando uma variedade de formas de onda. As formas de onda incluem uma forma de onda IBOC FM híbrida, uma forma de onda IBOC FM toda digital, uma forma de onda IBOC AM híbrida e uma forma de onda IBOC AM toda digital.

[0039] A figura 2 é uma representação esquemática de uma forma de onda FM IBOC híbrida 70. A forma de onda inclui um sinal analógico modulado 72 localizado no centro de um canal de difusão 74, uma primeira pluralidade de subportadoras multiplexadas por divisão de frequência ortogonal uniformemente espaçadas 76 em uma banda lateral superior 78 e uma segunda pluralidade de subportadoras multiplexadas por divisão de frequência ortogonal uniformemente espaçadas 80 em uma banda lateral inferior 82. As subportadoras digitalmente moduladas são divididas em partições e várias subportadoras são designadas como subportadoras de referência. Uma partição de frequência é um grupo de 19 subportadoras OFDM que contém 18 subportadoras de dados e uma subportadora de referência.

[0040] A forma de onda híbrida inclui um sinal FM analógico modulado mais subportadoras principais primárias digitalmente moduladas. As subportadoras são localizadas em locais de frequência uniformemente espaçados. Os locais da subportadora são numerados de -546 até +546. Na forma de onda da figura 2, as subportadoras ficam em locais +356 até +546 e -356 até 546. Cada banda lateral principal primária é composta por dez partições de frequência. As subportadoras 546 e -546, também incluídas nas bandas laterais principais primárias, são subportadoras de referência adicionais. A amplitude de cada subportadora pode ser escalonada por um fator de escala da amplitude.

[0041] A figura 3 é uma representação esquemática de uma forma de onda FM IBOC híbrida estendida 90. A forma de onda híbrida estendida é criada pela adição de bandas laterais estendidas primárias 92, 94 nas bandas laterais principais primárias presentes na forma de onda híbrida. Uma, duas ou quatro partições de frequência podem ser adicionadas na borda interna de cada banda lateral principal primária. A forma de onda híbrida estendida inclui o sinal FM analógico mais subportadoras principais primárias digitalmente moduladas (subportadoras +356 até +546 e -356 até -546) e alguns ou todas as subportadoras primárias estendidas (subportadoras +280 até +355 e -280 até -355).

[0042] As bandas laterais estendidas primárias superiores incluem subportadoras 337 até 355 (uma partição de frequência), 318 até 355 (duas partições de frequência), ou 280 até 355 (quatro partições de frequência). As bandas laterais estendidas primárias inferiores incluem subportadoras -337 até 355 (uma partição de frequência), -318 até -355 (duas partições de frequência), ou 280 até 355 (quatro partições de frequência). A amplitude de cada subportadora pode ser escalonada por um fator de escala da amplitude.

[0043] A figura 4 é uma representação esquemática de uma forma de onda FM IBOC híbrida estendida 100. A forma de onda híbrida estendida é criada pela adição de bandas laterais estendidas primárias 102, 104 nas bandas laterais principais primárias presentes na forma de onda híbrida. Uma, duas ou quatro partições de frequência podem ser adicionadas na borda interna de cada banda lateral principal primária. A forma de onda híbrida estendida inclui o sinal FM analógico mais subportadoras principais primárias digitalmente moduladas (subportadoras +356 até +546 e -356 até -546) e algumas ou todas as subportadoras primárias estendidas (subportadoras +318 até +355 e -318 até -355).

[0044] As bandas laterais estendidas primárias superiores incluem subportadoras 337 até 355 (uma partição de frequência), ou 318 até 355 (duas partições de frequência). As bandas laterais estendidas primárias inferiores incluem subportadoras -337 até 355 (uma partição de frequência), ou -318 até -355 (duas partições de frequência). A amplitude de cada subportadora pode ser escalonada por um fator de escala da amplitude.

[0045] Em cada uma das formas de onda das figuras 2-4, o sinal digital é modulado usando multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM). OFDM é um esquema de modulação paralela no qual o fluxo contínuo de dados modula um grande número de subportadoras ortogonais, que são transmitidas simultaneamente. OFDM é inerentemente flexível, permitindo prontamente o mapeamento de canais lógicos para diferentes grupos de subportadoras.

[0046] Nas formas de onda híbridas ilustradas, o sinal digital é transmitido em uma pluralidade de subportadoras em bandas laterais em cada lado do sinal FM analógico. O nível de energia de cada banda lateral fica perceptivamente abaixo da energia total no sinal FM analógico. O sinal analógico pode ser monofônico ou estéreo, e pode incluir canais de autorização de comunicações subsidiárias (SCA).

[0047] Uma técnica de Correção de Erro Antecipada (FEC) para um sistema de rádio digital IBOC (Em Banda No Canal) é aqui apresentada. Este código FEC é referido como codificação com Verificação de Paridade de Baixa Densidade Complementar (CLDPC). A codificação CLDPC é desenhada para acomodar os prováveis cenários de interferência encontrados no canal de difusão IBOC.

[0048] Códigos de Verificação de Paridade de Baixa Densidade são um tipo de código de correção de erro antecipada (FEC) em grande bloco. Em virtude de seu grande tamanho (tipicamente, muitos milhares de bits em cada palavra código), seu desempenho de correção de erro pode se aproximar do limite teórico (Shannon). É bem conhecido que muitos códigos grandes podem se aproximar deste limite de desempenho teórico, mas acreditava-se que técnicas comuns de codificação e decodificação destes códigos eram impraticáveis antes de algumas décadas atrás, quando uma prática técnica de decodificação iterativa para um código LDPC especialmente construído foi descoberta. Esta técnica de decodificação iterativa subideal era com base em "propagação de convicção", e a complexidade era dramaticamente reduzida pela exigência de uma matriz de verificação de paridade esparsa juntamente com algumas regras para garantir que todos os bits de informação inseridos eram suficientemente representados na verificação de paridade esparsa. Agora, é bem conhecido que este código LDPC com suas restrições de construção, baixa densidade, e simples regras de decodificação iterativa subideais ainda podem alcançar desempenho próximo dos limites teóricos. O desempenho e a natureza iterativa de códigos LDPC são similares a uma outra classe de códigos convolucionais iterativos chamados de "Códigos Turbo".

[0049] Códigos LDPC são desenvolvidos usando vários métodos. Há códigos LDPC regulares e irregulares criados usando várias técnicas de construção. Há códigos LDPC sistemáticos e não sistemáticos, em que códigos sistemáticos contêm todos os bits de informação originais na palavra código, bem como bits de verificação de paridade de código adicionais, e códigos não sistemáticos LDPC são compostos apenas por bits de verificação de paridade de código. Menos comum, um código LDPC pode ser construído como um código convolucional, e pode ser terminado como um bloco, e decodificado usando um término tail-biting. O código LDPC convolucional tem desempenho similar ao código em bloco, mas é um tanto mais flexível no tamanho do bloco codificado, já que ele pode ser terminado em um tamanho quase arbitrário. O tamanho do código em bloco LDPC é fixo para cada código (matriz de verificação de paridade), enquanto que o tamanho do código LDPC convolucional pode ser terminado em diferentes comprimentos sem mudar o gerador (verificação de paridade). Todos estes métodos de construção de código LDPC podem ser aplicáveis no código CLDPC aqui descrito.

[0050] Diversidade tanto de frequência quanto de tempo podem ser exploradas no sinal IBOC transmitido para produzir alto desempenho na presença de interferência ou atenuação. A técnica de modulação de sinal digital é multiplexação por divisão de frequência ortogonal codificada (COFDM). Esta técnica coloca inúmeras subportadoras de banda estreita em cada extremidade da largura de banda do canal, resultando em uma banda lateral inferior (LSB) e uma banda lateral superior (USB). Para diversidade de tempo, a informação que é transmitida no sinal IBOC é dividida em um canal principal e um canal de reserva. Os canais principal e de reserva são separados no tempo. Para diversidade de frequência, a informação do canal principal e de reserva é transmitida nas subportadoras nas bandas laterais tanto inferior quanto superior.

[0051] Já que tanto a LSB quanto a USB podem estar corrompidas por um primeiro sinal adjacente (devido a amontoamento espectral e alocações de frequência em cidades adjacentes), o código usado para transmitir a informação do canal principal e de reserva deve permitir suficiente decodificação em uma banda lateral quando a outra estiver corrompida. A mesma informação é conduzida em cada banda lateral, embora cada uma delas use metade do código em bloco CLDPC, e a metade corrompida seja efetivamente perfurada. O código em bloco de metade do tamanho em cada banda lateral é definido como uma semipalavra código. O C inicial em CLDPC refere-se às propriedades complementares do par de semipalavras código, compreendendo uma palavra código CLDPC composta. Então, cada semipalavra código também deve ser um bom código LDPC em si mesmo. Quando ambas as bandas laterais estiverem disponíveis, a palavra código CLDPC composta é mais poderosa que as semipalavras código. O código CLDPC completo que abarca ambas as bandas laterais tem uma vantagem de energia de 3 dB sobre uma banda lateral, mais ganho de codificação adicional se as semipalavras código não forem duplicatas exatas. Certamente, ganho de diversidade em banda lateral também é uma vantagem em interferência não uniforme, bem como atenuação seletiva de frequência.

[0052] Diversidade de tempo também pode ser explorada para melhorar o desempenho na atenuação e acomodar curtas obstruções de sinal (por exemplo, deslocamento sob uma ponte). Diversidade de tempo é parcialmente alcançada através de intercalamento de bloco. Entretanto, algumas vantagens adicionais são realizadas se o código CLDPC for novamente segmentado em duas ou mais semipalavras código. Uma semipalavra código (que representa a informação do canal principal, definida como a semipalavra código principal, e abreviada como M) é transmitida primeiro com um intercalador relativamente longo, ao mesmo tempo em que a segunda semipalavra código (que representa a informação do canal de reserva, definida como a semipalavra código de reserva, e abreviada como B) é transmitida depois de diversos segundos com um intercalador mais curto. Este curto intercalador deve ser da ordem de 100 mseg (em vez de diversos segundos) para minimizar o tempo de sintonia e acomodar rápida aquisição no canal de reserva. Esta diversidade de tempo oferece melhor desempenho de atenuação, em que é menos provável que semipalavras código tanto principal quanto de reserva sejam simultaneamente corrompidas. Ela também provê proteção durante a perda do sinal enquanto um carro estiver se deslocando sob uma ponte. Uma completa interrupção de sinal menor que a duração do atraso da diversidade pode ser tolerada. Semipalavras código adicionais L (que representa informação a ser transmitida na banda lateral inferior) e U (que representa informação a ser transmitida na banda lateral superior) são descritas a seguir.

[0053] As exigências básicas para o código CLDPC incluem a capacidade de separar o código original em várias partições de código, possivelmente sobrepostas, em que cada partição compreende uma semipalavra código. Semipalavras código são definidas como Principal, De reserva, Inferior e Superior (aqui referidas como partições M, B, L e U). Partições de código sobrepostas são partições de código que incluem pelo menos alguns bits comuns. Cada uma das partições deve sobreviver como um bom código.

[0054] É importante otimizar o desempenho das partições Principal e De reserva como um par de partições não sobrepostas complementares aproximadamente simétricas. Partições não sobrepostas são partições que não contêm bits comuns. Também é importante otimizar o desempenho das Bandas Laterais Inferior e Superior como um par de partições não sobrepostas complementares aproximadamente simétricas quando ambas as bandas laterais forem usadas.

[0055] Certamente, todas as partições de código devem ser códigos não catastróficos.

[0056] Em uma modalidade, os códigos CLDPC podem ser criados através do particionamento de um código LDPC mais longo (taxa mais baixa, por exemplo, R = 1/3). Entretanto, também é possível criar este código de taxa mais baixa pela construção deste a partir de códigos mais curtos (taxa mais alta), para garantir que ele possa ser particionado. O código FEC exige padrões de perfuração apropriados para prover bons resultados. O padrão de perfuração proverá bits de código para os componentes complementares de banda lateral superior e de banda lateral inferior. Exige-se que cada banda lateral proveja um código de boa qualidade no caso da outra banda lateral ser corrompida. O código também deve ser particionado em relação à diversidade com componentes Principal e De Reserva. Cada componente complementar será codificado usando um código de taxa mais alta (por exemplo, taxa de 2/3), produzindo uma taxa de código mais baixa combinada (de 1/3, por exemplo).

[0057] O padrão de perfuração de FEC é distribuído entre um canal principal e um canal de reserva. O canal de reserva é usado para rápida sintonia e provê diversidade de tempo para mitigar os efeitos de intermitentes obstruções. A figura 5 é um diagrama que ilustra uma parte do processamento de sinal em um transmissor FM IBOC. Informação de áudio e dados são inseridos da forma ilustrada pela seta 110. Esta informação é montada em quadros de pacotes e dados de áudio, da forma mostrada no bloco 112. Portadoras de referência (da forma descrita na Patente US 7.305.056 para "Coherent Tracking For FM In-Band On-Channel Receivers") são geradas da forma mostrada no bloco 114 e sincronizadas com os quadros de áudio e de dados. A informação nos quadros de áudio e de dados pode ser embaralhada da forma mostrada no bloco 116 e, opcionalmente, codificada e intercalada da forma mostrada no bloco 118 (se um código externo, tal como um código Reed Solomon, for desejado). Isto produz k bits de informação (mais RS opcional) / palavra código que são inseridos no codificador CLDPC 120.

[0058] O codificador CLDPC processa os bits de entrada para produzir uma pluralidade de semipalavras código que têm n bits / palavra código. Estas semipalavras código CLDPC representam informação a ser transmitida me partições principais M e de reserva B, bem como nas partições U e L.

[0059] Grupos de bits da semipalavra código são atribuídos a um quarto de partição de reserva superior BU, a um quarto de partição de reserva inferior BL, a um quarto de partição principal superior MU e a um quarto de partição principal inferior ML. Bits nos quartos de partições inferiores devem ser transmitidos nas subportadoras na banda lateral inferior do sinal IBOC e bits nos quartos de partições superiores devem ser transmitidos nas subportadoras na banda lateral superior do sinal IBOC. Os quartos de partições superior de reserva e inferior de reserva são atrasados 122 em relação aos quartos de partições superior principal e inferior principal, e intercalados da forma mostrada no bloco 124. O quarto de partição BL intercalado é mapeado 126 para subportadoras OFDM em uma banda lateral inferior do sinal de rádio em banda no canal e a informação BU intercalada é mapeada 128 para subportadoras OFDM em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal.

[0060] A informação principal é intercalada da forma mostrada no bloco 130. O quarto de partição ML intercalado é mapeado 126 para subportadoras OFDM em uma banda lateral inferior do sinal de rádio em banda no canal, e o quarto de partição MU intercalado é mapeado 128 para subportadoras OFDM em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal. Os símbolos em banda lateral inferior são, então, distribuídos nas linhas 132 e os símbolos em banda lateral superior são distribuídos nas linhas 134. As subportadoras são moduladas e sujeitas a redução da razão de energia de pico por média, da forma mostrada no bloco 136, para produzir um sinal na linha 138 que pode ser ascendentemente convertido para transmissão como um sinal de rádio em banda no canal, usando, por exemplo, o transmissor mostrado na figura 1.

[0061] Uma palavra código CLDPC composta é particionada em "semipalavras código" independentemente decodificáveis. As semipalavras código são separadas em quartos de partições, em que a corrupção devido à interferência e à atenuação é, tipicamente, não correlacionada. Isto é preferido em relação ao intercalamento aleatório (nenhum particionamento) em virtude de semipalavras código também serem bons códigos LDPC. Decodificação com decisão flexível pode ser usada para a íntegra da palavra código, ao mesmo tempo em que componentes corrompidos são apropriadamente ponderados ou apagados.

[0062] Isto permite a decodificação sob condições mais provavelmente prejudicadas, deixando pelo menos uma semipalavra código viável. A palavra código composta tem energia e ganho de codificação adicionais quando ambas as semipalavras código estiverem disponíveis.

[0063] Há, no geral, 2 técnicas para criar o código CLDPC. A primeira técnica inicia com uma palavra código de baixa taxa (por exemplo, R = 1/3). Esta palavra código de baixa taxa é, então, particionada em semipalavras código (que podem ser designadas como L, U, M e B), de maneira tal que as semipalavras código (por exemplo, R = 2/3) sejam independentemente decodificáveis com "bom" desempenho. Grupos de bits das semipalavras código são, então, atribuídos a 4 quartos de partições: BL, BU, ML e MU, em que L = BL + ML, U = BU + MU, M = ML + MU e B = BL + BU. Já que, no geral, as semipalavras código são não sistemáticas, o desempenho das semipalavras código deve ser verificado. Esta técnica deve resultar em códigos CLDPC que têm o mais alto desempenho combinado, mas com semipalavras código que podem não ser ideais em virtude de elas serem restritas por particionamento. Códigos CLDPC sistemáticos contêm os bits de informação em cada palavra código, enquanto que códigos CLDPC não sistemáticos são compostos apenas por bits de verificação de paridade. O desempenho de semipalavras código pode ser verificado usando, por exemplo, uma busca por computador.

[0064] A segunda técnica inicia pela geração de uma semipalavra código B. Os mesmos bits de informação são, então, permutados e recodificados para produzir novos bits de verificação de paridade para formar uma semipalavra código M complementar. Uma semipalavra código L é, então, gerada a partir dos bits de informação originais mais metade dos bits de paridade a partir de cada B e M. A seguir, uma semipalavra código U pode ser gerada a partir dos bits de informação originais mais a metade dos bits de paridade restante, ou somente bits de paridade para um código não sistemático. Então, o desempenho de L e U é verificado, e bits de paridade são reparticionados se desempenho não for aceitável. Isto deve resultar em palavras código CLDPC que têm o mais alto desempenho de semipalavra código para B e M, mas o desempenho combinado não é ideal em virtude de bits de informação ocorrerem duas vezes. Técnicas de construção usadas para criar L e U podem ser trocadas com técnicas para criar B e M se corrupção em banda lateral individual for mais provável que interrupções temporais. Códigos CLDPC sistemáticos contêm os bits de informação em cada palavra código, enquanto que códigos CLDPC não sistemáticos são compostos apenas por bits de verificação de paridade.

[0065] A figura 6 é uma representação esquemática de um exemplo do particionamento de palavra código de um código CLDPC com taxa de 1/3 usando a Técnica 1. Neste exemplo, uma palavra código 150 inclui 4.608 bits de informação e 9.216 bits de verificação de paridade. Os bits de informação são divididos em quatro grupos de 1.152 bits cada. Os bits de paridade são divididos em quatro grupos de 2.304 bits cada. Um dos grupos de bits de informação e um dos grupos de bits de verificação de paridade são mapeados para cada quarto de partição BL (de reserva inferior), BU (de reserva superior), ML (principal inferior) e MU (principal superior). Os bits são selecionados de maneira tal que eles formem semipalavras código não catastróficas com taxa de 2/3 não sistemáticas identificadas como bits abrangidos por ovais 152, 154, 156 e 158. Estas semipalavras código podem ser transmitidas no sinal de rádio em banda no canal ilustrado na figura 4, que inclui bandas laterais superior e inferior de 84 kHz, cada qual com 229 subportadoras. A taxa de transmissão da informação é aproximadamente 100 kbps. As semipalavras código podem ser combinadas em um receptor para produzir uma palavra código composta com taxa de 1/3. Neste exemplo, a semipalavra código L inclui uma metade dos bits de cada uma das semipalavras código B e M, e a semipalavra código U inclui a outra metade dos bits de cada uma das semipalavras código B e M.

[0066] A figura 6 também mostra particionamento de palavra código sobreposta bidimensional. Diversidade de frequência é provida pelas bandas laterais superior e inferior, que transmitem semipalavras código U e L. Diversidade de tempo é provida por semipalavras código principal / de reserva M e B. BL, BU, ML e MU representam quartos de partições sobrepostos. Cada quarto de partição contém metade de 2 semipalavras código. Cada bit de palavra código é atribuído a BL, BU, ML ou MU. As palavras código compostas são compostas por semipalavras código como: B = BL + BU, M = ML + MU, L = BL + ML e U = BU + MU. Semipalavra código B pode ser transmitida depois de M com um atraso de diversidade de cerca de 4 seg. A semipalavra código B é composta por BL e BU.

[0067] A figura 7 é um diagrama de blocos de um exemplo de fluxo de sinal com correção de erro antecipada (FEC) CLDPC. Neste exemplo, 4.608 bits de informação são inseridos na linha 160 e são codificados usando um gerador de código com taxa de 1/3 162 para produzir uma palavra código CLDPC que tem 13.824 bits na linha 164. A palavra código CLDPC é demultiplexada 166 para produzir os quatro grupos de bits de informação e de bits de verificação de paridade ilustrados na figura 6. Estes quatro grupos de bits são multiplexados 168 para produzir quatro grupos de bits nas linhas 170, 172, 174 e 176 que são mapeados para os quartos de partições BL, BU, ML e MU. Atrasos da diversidade 178 e 180 são adicionados nos bits para as partições BU e BL.

[0068] A figura 8 é uma representação esquemática de um outro exemplo do particionamento de palavra código usando um código CLDPC com taxa de 1/2 (mais bits de informação redundantes) usando a técnica 2. Neste exemplo, uma palavra código 190 inclui 4.608 bits de informação e 4.608 bits de verificação de paridade. Os bits de informação são divididos em dois grupos de 2.304 bits cada. Os bits de paridade são divididos em quatro grupos de 1.152 bits cada. Um dos grupos de bits de informação e um dos grupos de bits de verificação de paridade são mapeados para cada um dos quartos de partições BL, BU, ML e MU. Perceba que cada um dos dois grupos de 2.304 bits de informação é redundantemente mapeado para dois quartos de partições. Os bits são selecionados e mapeados de maneira tal que eles formem semipalavras código sistemáticas não catastróficas com taxa de 2/3 identificadas como bits abrangidos pelos ovais 192, 194, 196 e 198. Estas semipalavras código podem ser transmitidas no sinal de rádio em banda no canal ilustrado na figura 4, que inclui bandas laterais superior e inferior 84 kHz, cada qual com 229 subportadoras. A taxa de transmissão da informação é aproximadamente 100 kbps. As semipalavras código podem ser combinadas em um receptor para produzir uma palavra código composta com taxa de 1/3.

[0069] A figura 9 é um diagrama de blocos de um exemplo de fluxo de sinal com correção de erro antecipada (FEC) CLDPC. Neste exemplo, 4.608 bits de informação são inseridos na linha 200 e são codificados usando um gerador de código com taxa de 1/2 202 para produzir uma palavra código CLDPC que tem 9.216 bits na linha 204. A palavra código CLDPC é demultiplexada 206 para produzir os quatro grupos de bits de informação e de bits de verificação de paridade ilustrados na figura 8. Estes quatro grupos de bits são multiplexados em quartos de partições 208 para produzir quatro grupos de bits nas linhas 210, 212, 214 e 216 que são mapeados para os quartos de partições BL, BU, ML e MU. Atrasos da diversidade 218 e 220 são adicionados nos bits para os quartos de partições BU e BL.

[0070] A figura 10 é uma representação esquemática de um outro exemplo do particionamento de palavra código que usa um código CLDPC com taxa de 1/2. Este é muito similar ao particionamento de palavra código da figura 8, exceto na maneira em que os bits de paridade são gerados. Inicia-se pela geração de uma palavra código CLDPC R = 2/3 e, então, cria-se uma segunda palavra código CLDPC simplesmente pela permuta dos bits de informação para formar um novo conjunto de bits de verificação de paridade. Isto resulta em uma segunda palavra código CLDPC R = 2/3 com bits de informação redundantes. O resultado é quase igual ao particionamento da figura 8. A vantagem aqui é que é necessário definir apenas um único bom código LDPC R = 2/3, já que a segunda palavra código é criada através da permuta dos bits de informação replicados. Neste exemplo, uma palavra código 230 inclui 4.608 bits de informação e dois grupos de 2.304 bits de verificação de paridade. Os bits de informação são divididos em dois grupos de 2.304 bits cada. Os bits de paridade são divididos em quatro grupos de 1.152 bits cada. Um dos grupos de bits de informação e um dos grupos de bits de verificação de paridade são mapeados para cada um dos quartos de partições BL, BU, ML e MU. Perceba que os dois grupos de 2.304 bits de informação são, cada qual, redundantemente mapeados para dois quartos de partições. Os bits são selecionados de maneira tal que eles formem semipalavras código sistemáticas não catastróficas com taxa de 2/3 identificadas como bits abrangidos pelos ovais 232, 234, 236 e 238. Estas semipalavras código podem ser transmitidas no sinal de rádio em banda no canal ilustrado na figura 4, que inclui bandas laterais superior e inferior 84 kHz, cada qual com 229 subportadoras. A taxa de transmissão da informação é aproximadamente 100 kbps. As semipalavras código podem ser combinadas em um receptor para produzir uma palavra código composta com taxa de 1/3.

[0071] A figura 11 é um diagrama de blocos de um exemplo de fluxo de sinal com correção de erro antecipada (FEC) CLDPC. Neste exemplo, 4.608 bits de informação são inseridos na linha 250 e são codificados usando um gerador de código com taxa de 2/3 252 para produzir uma palavra código CLDPC que tem 6.912 bits na linha 254. Os bits de informação também são permutados da forma mostrada no bloco 256 e codificados usando o gerador de código de 2/3 para produzir 2.304 bits de paridade na linha 258 (os bits de informação não são usados). A palavra código CLDPC e os bits de paridade são demultiplexados 260 para produzir os quatro grupos de bits de informação e de bits de verificação de paridade ilustrados na figura 10. Estes quatro grupos de bits são multiplexados em quartos de partições 262 para produzir quatro grupos de bits nas linhas 264, 266, 268 e 270 que são mapeados para os quartos de partições BL, BU, ML e MU. Atrasos da diversidade 272 e 274 são adicionados nos bits para as partições BU e BL.

[0072] A figura 11 inicia com uma semipalavra código sistemática (por exemplo, B, R = 2/3), permuta os mesmos bits de informação e os recodifica para produzir novos bits de verificação de paridade. Usar os mesmos bits de informação com estes bits de paridade forma a semipalavra código complementar M, em que B é o complemento de M.

[0073] A figura 12 é uma representação esquemática de um outro exemplo do particionamento de palavra código que usa a Técnica 1 e um código CLDPC com taxa de 2/5. Ele é similar ao particionamento da figura 6, exceto em que ele gera um código CLDPC de taxa mais alta (R = 2/5 em vez de R = 1/3) que é mais espectralmente eficiente. Neste exemplo, uma palavra código 280 inclui 4.608 bits de informação e 6.912 bits de verificação de paridade. Os bits de informação são divididos em quatro grupos de 1.152 bits cada. Os bits de paridade são divididos em quatro grupos de 1.728 bits cada. Um dos grupos de bits de informação e um dos grupos de bits de verificação de paridade são mapeados para cada quarto de partição BL, BU, ML e MU. Os bits são selecionados de maneira tal que eles formem semipalavras código com taxa de 4/5 não sistemáticas não catastróficas identificadas como bits abrangidos pelos ovais 282, 284, 286 e 288. Estas semipalavras código podem ser transmitidas no sinal de rádio em banda no canal ilustrado na figura 2, que inclui bandas laterais superior e inferior de 70 kHz, cada qual com 191 subportadoras. A taxa de transmissão da informação é aproximadamente 100 kbps. As semipalavras código podem ser combinadas em um receptor para produzir uma palavra código composta com taxa de 2/5.

[0074] A figura 13 é um diagrama de blocos de um exemplo de fluxo de sinal com correção de erro antecipada (FEC) CLDPC. Neste exemplo, 4.608 bits de informação são inseridos na linha 290 e são codificados usando um gerador de código com taxa de 2/5 292 para produzir uma palavra código CLDPC que tem 11.520 bits na linha 294. A palavra código CLDPC é demultiplexada 296 para produzir os quatro grupos de bits de informação e de bits de verificação de paridade ilustrados na figura 12. Estes quatro grupos de bits são multiplexados em quartos de partições 298 para produzir quatro grupos de bits nas linhas 300, 302, 304 e 306 que são mapeados para os quartos de partições BL, BU, ML e MU. Atrasos da diversidade 308 e 310 são adicionados nos bits para os quartos de partições BU e BL.

[0075] A figura 14 é uma representação esquemática de um outro exemplo do particionamento de palavra código que usa a Técnica 2 e um código LDPC com taxa de 2/5. Ele é similar ao particionamento da figura 8, exceto em que ele gera um código CLDPC de taxa inferior. Neste exemplo, uma palavra código 320 inclui 4.608 bits de informação e 6.912 bits de verificação de paridade. Os bits de informação são divididos em dois grupos de 2.304 bits cada, que são replicados para produzir quatro grupos de 2.304 bits cada. Os bits de paridade são divididos em quatro grupos de 1.728 bits cada. Um dos grupos de bits de informação e um dos grupos de bits de verificação de paridade são mapeados para cada um dos quartos de partições BL, BU, ML e MU. Os bits são selecionados de maneira tal que eles formem semipalavras código sistemáticas com taxa de 4/7 não catastróficas identificadas como bits abrangidos pelos ovais 322, 324, 326 e 328. Estas semipalavras código podem ser transmitidas no sinal de rádio em banda no canal ilustrado na figura 3, que inclui bandas laterais superior e inferior de 98kHz, cada qual com 267 subportadoras. A taxa de transmissão da informação é aproximadamente 100 kbps. As semipalavras código podem ser combinadas em um receptor para produzir uma palavra código composta com taxa de 2/7. Como uma modalidade alternativa, o particionamento pode iniciar com um código com taxa de 4/7 e os bits de informação podem ser permutados para produzir bits de paridade adicionais, da mesma maneira mostrada na figura 10 e na figura 11.

[0076] A figura 15 é um diagrama de blocos de um exemplo de fluxo de sinal com correção de erro antecipada (FEC) CLDPC. Neste exemplo, 4.608 bits de informação são inseridos na linha 330 e são codificados usando um gerador de código com taxa de 2/5 332 para produzir uma palavra código CLDPC que tem 11.520 bits na linha 334. A palavra código CLDPC é demultiplexada 336 para produzir os quatro grupos de bits de informação e de bits de verificação de paridade ilustrados na figura 14. Estes quatro grupos de bits são multiplexados em quartos de partições 338 para produzir quatro grupos de bits nas linhas 340, 342, 344 e 346 que são mapeados para os quartos de partições BL, BU, ML e MU. Atrasos da diversidade 348 e 350 são adicionados nos bits para os quartos de partições BU e BL.

[0077] A figura 16 é similar à figura 6, exceto em que ela usa um código CLDPC não sistemático, em que os bits de informação na palavra código são substituídos por bits de verificação de paridade de código. A figura 16 é uma representação esquemática de um exemplo do particionamento de palavra código de um código CLDPC com taxa de 1/3 que usa a Técnica 1. Neste exemplo, uma palavra código 320 inclui 13.824 bits de verificação de paridade. Os bits de paridade são divididos em quatro grupos de 3.456 bits cada. Um dos grupos de bits de verificação de paridade é mapeado para cada uma das partições BL (de reserva inferior), BU (de reserva superior), ML (principal inferior) e MU (principal superior). Os bits são selecionados de maneira tal que eles formem semipalavras código não catastróficas com taxa de 2/3 não sistemáticas identificadas como bits abrangidos pelos ovais 322, 324, 326 e 328. Estas semipalavras código podem ser transmitidas no sinal de rádio em banda no canal ilustrado na figura 4, que inclui bandas laterais superior e inferior de 84 kHz, cada qual com 229 subportadoras. A taxa de transmissão da informação é aproximadamente 100 kbps. As semipalavras código podem ser combinadas em um receptor para produzir uma palavra código composta com taxa de 1/3. Neste exemplo, a semipalavra código L inclui uma metade dos bits de cada uma das semipalavras código B e M, e a semipalavra código U inclui a outra metade dos bits de cada uma das semipalavras código B e M.

[0078] A figura 16 também mostra o particionamento de palavra código sobreposta bidimensional. A diversidade de frequência é provida pelas bandas laterais superior e inferior, que transmitem semipalavras código U e L. A diversidade de tempo é provida por semipalavras código principal / de reserva M e B. BL, BU, ML e MU representam quartos de partições sobrepostos. Cada quarto de partição contém metade de 2 semipalavras código. Cada bit de palavra código é atribuído a BL, BU, ML ou MU. As palavras código compostas são compostas por semipalavras código como: B = BL + BU, M = ML + MU, L = BL + ML e U = BU + MU. A semipalavra código B pode ser transmitida depois de M com um atraso de diversidade de cerca de 4 seg. A semipalavra código B é composta por BL e BU.

[0079] A Tabela 1 sumariza o exemplo de códigos LDPC usados nas várias modalidades supradescritas. Tabela 1. Comparação de Códigos LDPC Potenciais

* Semipalavras código sistemáticas resultam em bits de informação redundantes no código completo. O codificador replica estes bits de informação redundantes, e o decodificador combina bits flexíveis de informação redundante antes da decodificação. Então, a taxa do gerador de código é maior que a taxa de código completa em virtude desta redundância. ** Código com taxa de 1/2 gerado usando gerador com taxa de 2/3 com permuta de bit de informação e subsequente remoção de 1 conjunto de bits de informação

[0080] A figura 17 é um diagrama de blocos funcional simplificado de um receptor FM IBOC 370. O receptor inclui uma entrada 372 conectada em uma antena 374 e um sintonizador ou interface inicial 376. Um sinal recebido é provido para um conversor analógico para digital e conversor descendente digital 378 para produzir um sinal de banda base na saída 380 que compreende uma série de amostras de sinal complexas. As amostras de sinal são complexas, em que cada amostra compreende um componente "real" e um componente "imaginário", que é amostrado em quadratura em relação ao componente real. Um demodulador analógico 382 demodula a parte analógica modulada do sinal de banda base para produzir um sinal de áudio analógico na linha 384. A parte digitalmente modulada do sinal de banda base amostrado é filtrada a seguir por filtro de isolamento em banda lateral 386, que tem uma resposta de frequência passa banda que compreende o conjunto coletivo de subportadoras f1 - fn presentes no sinal OFDM recebido. O filtro 388 suprime os efeitos de um primeiro interferente adjacente. Sinal complexo 418 é roteado para a entrada do módulo de aquisição 416, que adquire ou recupera o deslocamento de sincronismo do símbolo OFDM, ou deslocamento de erro e frequência da portadora ou erro proveniente dos símbolos OFDM recebidos representados no sinal complexo recebido. O módulo de aquisição 416 desenvolve um deslocamento de sincronismo de símbolo Δt e deslocamento da frequência da portadora Δf, bem como informação de estado e controle. O sinal é, então, demodulado (bloco 392) para demodular a parte digitalmente modulada do sinal de banda base. Então, o sinal digital é desintercalado por um desintercalador 394, e decodificado por um decodificador Viterbi 396. Um demultiplexador de serviço 398 separa sinais de programa principal e complementar dos sinais de dados. Um processador 4002 processa os sinais de programa principal e complementar para produzir um sinal de áudio digital na linha 402. Os sinais de áudio principais analógicos e digitais são combinados da forma mostrada no bloco 404, ou o sinal de programa complementar é atravessado, para produzir uma saída de áudio na linha 406. Um processador de dados 408 processa os sinais de dados e produz sinais de saída de dados nas linhas 410, 412 e 414. Os sinais de dados podem incluir, por exemplo, um serviço de informação da estação (SIS), dados do serviço de programa principal (MPSD), dados do serviço de programa complementar (SPSD) e um ou mais serviços de aplicação avançada (AAS).

[0081] Na prática, muitas das funções de processamento de sinal supradescritas, bem como das funções do transmissor e do receptor, podem ser implementadas usando um ou mais processadores ou outros componentes. Tais componentes podem incluir circuitos integrados. Da forma aqui usada, o termo processador inclui um ou mais processadores ou outros componentes que são programados ou de outra forma configurados para realizar as funções descritas.

[0082] As modalidades supradescritas referem-se ao uso dos códigos de verificação de paridade de baixa densidade complementar em um sistema de rádio FM IBOC. Entretanto, entende-se que os códigos de verificação de paridade de baixa densidade complementar também podem ser usados em ou com um sistema de rádio AM IBOC, um único sinal de rádio da portadora ou outros sinais digitais.

[0083] Embora a presente invenção tenha sido descrita em termos de diversas modalidades, será entendido por versados na técnica que várias modificações podem ser feitas às modalidades descritas sem fugir do escopo da invenção apresentado nas reivindicações.

Claims (39)

1. Método para transmissão de informação digital, caracterizado pelo fato de que compreende: receber uma pluralidade de bits de informação que representam informação e/ou dados de áudio; codificar os bits de informação usando códigos de bloco com verificação de paridade de baixa densidade complementar (CLDPC) para produzir uma palavra código composta e uma pluralidade de semipalavras código independentemente decodificáveis; modular pelo menos um sinal da portadora com bits de código das semipalavras código; e transmitir o(s) sinal(is) da portadora.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: atribuir bits de código em pares das semipalavras código a partições de reserva e principal.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: atribuir bits de código em pares de semipalavras código a partições inferior e superior.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: atribuir grupos de bits de código em cada uma das semipalavras código a quartos de partições inferior de reserva, superior de reserva, inferior principal e superior principal; mapear o quarto de partição inferior de reserva e o quarto de partição inferior principal para subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal de rádio em banda no canal; e mapear o quarto de partição superior de reserva e o quarto de partição superior principal para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: atribuir grupos de bits de informação em cada uma das semipalavras código a quartos de partições inferior de reserva, superior de reserva, inferior principal e superior principal; atribuir grupos de bits de verificação de paridade em cada uma das semipalavras código aos quartos de partições inferior de reserva, superior de reserva, inferior principal e superior principal; mapear o quarto de partição inferior de reserva e o quarto de partição inferior principal para subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal de rádio em banda no canal; e mapear o quarto de partição superior de reserva e o quarto de partição superior principal para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que: uma combinação de bits de código no quarto de partição inferior de reserva e no quarto de partição inferior principal forma uma semipalavra código inferior independentemente decodificável; uma combinação de bits de código no quarto de partição superior de reserva e no quarto de partição superior principal forma uma semipalavra código superior independentemente decodificável; uma combinação de bits de código no quarto de partição inferior de reserva e no quarto de partição superior de reserva forma uma semipalavra código de reserva independentemente decodificável; e uma combinação de bits de código no quarto de partição inferior principal e no quarto de partição superior principal forma uma semipalavra código principal independentemente decodificável.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que: uma combinação de bits de código na partição de semipalavra código inferior e na partição de semipalavra código superior forma uma palavra código CLDPC composta independentemente decodificável; e uma combinação de bits de código na partição de semipalavra código principal e na partição de semipalavra código de reserva forma uma palavra código CLDPC composta independentemente decodificável.

8. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: atrasar bits dos quartos de partições inferior de reserva e superior de reserva; intercalar bits dos quartos de partições inferior de reserva para produzir quartos de partições inferior de reserva intercalados; intercalar bits dos quartos de partições superior de reserva para produzir quartos de partições superior de reserva intercalados; intercalar bits dos quartos de partições inferior principal para produzir quartos de partições inferior principal intercalados; e intercalar bits dos quartos de partições superior principal para produzir quartos de partições superior principal intercalados; mapear o quarto de partição inferior de reserva e o quarto de partição inferior principal para subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal de rádio em banda no canal; mapear o quarto de partição superior de reserva e o quarto de partição superior principal para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal; mapear os quartos de partições inferior de reserva intercalados para subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal de rádio em banda no canal; mapear os quartos de partições superior de reserva intercalados para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal; mapear os quartos de partições inferior principal intercalados para subportadoras em uma banda lateral inferior do sinal de rádio em banda no canal; mapear os quartos de partições superior principal intercalados para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal; e, transmitir o sinal de rádio em banda no canal.

9. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que: os bits dos quartos de partições inferior de reserva e os bits dos quartos de partições superior de reserva são intercalados usando um primeiro intercalador; e os bits dos quartos de partições inferior principal e os bits dos quartos de partições superior principal são intercalados usando um segundo intercalador, em que o primeiro intercalador é mais curto que o segundo intercalador.

10. Transmissor para difusão de um sinal de rádio digital, caracterizado pelo fato de que o transmissor compreende: um processador para receber uma pluralidade de bits de informação que representam informação e/ou dados de áudio; e codificar os bits de informação usando blocos de código com verificação de paridade de baixa densidade complementar (CLDPC) para produzir uma palavra código composta e uma pluralidade de semipalavras código independentemente decodificáveis; e um modulador para modular pelo menos um sinal da portadora com as semipalavras código independentemente decodificáveis para produzir um sinal de saída.

11. Transmissor de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o processador atribui bits de código em pares das semipalavras código a partições de reserva e principal.

12. Transmissor de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o processador atribui bits de código em pares de semipalavras código a partições inferior e superior.

13. Transmissor de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o processador atribui grupos de bits de código em cada uma das semipalavras código a quartos de partições inferior de reserva, superior de reserva, inferior principal e superior principal; mapeia o quarto de partição inferior de reserva e o quarto de partição inferior principal para subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal de rádio em banda no canal; e mapeia o quarto de partição superior de reserva e o quarto de partição superior principal para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal.

14. Transmissor de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o processador atribui grupos de bits de informação em cada uma das semipalavras código a quartos de partições inferior de reserva, superior de reserva, inferior principal e superior principal; atribui grupos de bits de verificação de paridade em cada uma das semipalavras código aos quartos de partições inferior de reserva, superior de reserva, inferior principal e superior principal; mapeia o quarto de partição inferior de reserva e o quarto de partição inferior principal para subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal de rádio em banda no canal; e mapeia o quarto de partição superior de reserva e o quarto de partição superior principal para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal.

15. Transmissor de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que: uma combinação de bits de código no quarto de partição inferior de reserva e no quarto de partição inferior principal forma uma semipalavra código inferior independentemente decodificável; uma combinação de bits de código no quarto de partição superior de reserva e no quarto de partição superior principal forma uma semipalavra código superior independentemente decodificável; uma combinação de bits de código no quarto de partição inferior de reserva e no quarto de partição superior de reserva forma uma semipalavra código de reserva independentemente decodificável; e uma combinação de bits de código no quarto de partição inferior principal e no quarto de partição superior principal forma uma semipalavra código principal independentemente decodificável.

16. Transmissor de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que: uma combinação de bits de código na partição de semipalavra código inferior e na partição de semipalavra código superior forma uma palavra código CLDPC composta independentemente decodificável; e uma combinação de bits de código na partição de semipalavra código principal e na partição de semipalavra código de reserva forma uma palavra código CLDPC composta independentemente decodificável.

17. Transmissor de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o processador: atrasa bits dos quartos de partições inferior de reserva e superior de reserva; intercala bits dos quartos de partições inferior de reserva para produzir quartos de partições inferior de reserva intercalados; intercala bits dos quartos de partições superior de reserva para produzir quartos de partições superior de reserva intercalados; intercala bits dos quartos de partições inferior principal para produzir quartos de partições inferior principal intercalados; intercala bits dos quartos de partições superior principal para produzir quartos de partições superior principal intercalados; mapeia o quarto de partição inferior de reserva e o quarto de partição inferior principal para subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal de rádio em banda no canal; mapeia o quarto de partição superior de reserva e o quarto de partição superior principal para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal; mapeia os quartos de partições inferior de reserva intercalados para subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal de rádio em banda no canal; mapeia os quartos de partições superior de reserva intercalados para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal; mapeia os quartos de partições inferior principal intercalados para subportadoras em uma banda lateral inferior do sinal de rádio em banda no canal; e mapeia os quartos de partições superior principal intercalados para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal.

18. Transmissor de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que: os bits dos quartos de partições inferior de reserva e os bits dos quartos de partições superior de reserva são intercalados usando um primeiro intercalador; e os bits dos quartos de partições inferior principal e os bits dos quartos de partições superior principal são intercalados usando um segundo intercalador, em que o primeiro intercalador é mais curto que o segundo intercalador.

19. Transmissor de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que: cada um dos grupos de bits de informação em cada uma das semipalavras código inclui o mesmo número de bits; e cada um dos grupos de bits de verificação de paridade em cada uma das semipalavras código inclui o mesmo número de bits.

20. Receptor para receber um sinal de rádio digital, caracterizado pelo fato de que o receptor compreende: uma entrada para receber um sinal de rádio que inclui pelo menos um sinal de portadora, o pelo menos um sinal de portadora sendo modulado por uma pluralidade de bits de informação que representam informação e/ou dados de áudio codificados em uma palavra código composta e uma pluralidade de semipalavras código de verificação de paridade de baixa densidade complementares independentemente decodificáveis; e, um processador para produzir um sinal de saída em resposta ao sinal de rádio recebido.

21. Receptor de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que bits de código em pares das semipalavras código ficam contidos em partições de reserva e principal.

22. Receptor de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que bits de código em pares das semipalavras código ficam contidos em partições inferior e superior.

23. Receptor de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que bits de código em cada uma das semipalavras código ficam contidos em quartos de partições inferior de reserva, superior de reserva, inferior principal e superior principal; os bits de código no quarto de partição inferior de reserva e no quarto de partição inferior principal são mapeados para subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal de rádio em banda no canal; e os bits de código no quarto de partição superior de reserva e no quarto de partição superior principal são mapeados para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal.

24. Receptor de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que grupos de bits de informação em cada uma das semipalavras código ficam contidos em quartos de partições inferior de reserva, superior de reserva, inferior principal e superior principal; grupos de bits de verificação de paridade em cada uma das semipalavras código ficam contidos nos quartos de partições inferior de reserva, superior de reserva, inferior principal e superior principal; bits de código no quarto de partição inferior de reserva e no quarto de partição inferior principal são mapeados para subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal de rádio em banda no canal; e bits de código no quarto de partição superior de reserva e no quarto de partição superior principal são mapeados para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal.

25. Receptor de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que: uma combinação de bits de código no quarto de partição inferior de reserva e no quarto de partição inferior principal forma uma semipalavra código inferior independentemente decodificável; uma combinação de bits de código no quarto de partição superior de reserva e no quarto de partição superior principal forma uma semipalavra código superior independentemente decodificável; uma combinação de bits de código no quarto de partição inferior de reserva e no quarto de partição superior de reserva forma uma semipalavra código de reserva independentemente decodificável; e uma combinação de bits de código no quarto de partição inferior principal e no quarto de partição superior principal forma uma semipalavra código principal independentemente decodificável.

26. Receptor de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que: uma combinação de bits de código na partição de semipalavra código inferior e na partição de semipalavra código superior forma uma palavra código composta independentemente decodificável; e uma combinação de bits de código na partição de semipalavra código principal e na partição de semipalavra código de reserva forma uma palavra código composta independentemente decodificável.

27. Receptor de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que: bits de código dos quartos de partições inferior de reserva e superior de reserva são atrasados; bits de código dos quartos de partições inferior de reserva são intercalados para produzir quartos de partições inferior de reserva intercalados; bits de código dos quartos de partições superior de reserva são intercalados para produzir quartos de partições superior de reserva intercalados; bits de código dos quartos de partições inferior principal são intercalados para produzir quartos de partições inferior principal intercalados; bits de código dos quartos de partições superior principal são intercalados para produzir quartos de partições superior principal intercalados; bits de código no quarto de partição inferior de reserva e no quarto de partição inferior principal são mapeados para subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal de rádio em banda no canal; bits de código no quarto de partição superior de reserva e no quarto de partição superior principal são mapeados para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal; bits de código nos quartos de partições inferior de reserva intercalados são mapeados para subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal de rádio em banda no canal; bits de código nos quartos de partições superior de reserva intercalados são mapeados para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal; bits de código nos quartos de partições inferior principal intercalados são mapeados para subportadoras em uma banda lateral inferior do sinal de rádio em banda no canal; e, bits de código nos quartos de partições superior principal intercalados são mapeados para subportadoras em uma banda lateral superior do sinal de rádio em banda no canal.

28. Receptor de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que: os bits dos quartos de partições inferior de reserva e os bits dos quartos de partições superior de reserva são intercalados usando um primeiro intercalador; e, os bits dos quartos de partições inferior principal e os bits dos quartos de partições superior principal são intercalados usando um segundo intercalador, em que o primeiro intercalador é mais curto que o segundo intercalador.

29. Receptor de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que: cada um dos grupos de bits de informação em cada uma das semipalavras código inclui o mesmo número de bits; e cada um dos grupos de bits de verificação de paridade em cada uma das semipalavras código inclui o mesmo número de bits.

30. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: construir palavras código de verificação de paridade de baixa densidade complementares pela geração de uma primeira palavra código que tem uma primeira taxa de código; e particionar a primeira palavra código pela atribuição de grupos de bits da primeira palavra código a quatro quartos de partições, em que cada um dos quartos de partições inclui bits em uma metade de uma de quatro semipalavras código independentemente decodificáveis, cada qual tendo uma segunda taxa de código que é maior que a primeira taxa de código.

31. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que a primeira palavra código compreende bits de informação e bits de verificação de paridade, e em que os grupos de bits atribuídos a cada um dos quatro quartos de partições incluem um grupo de bits de informação e um grupo de bits de paridade.

32. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: transmitir bits do primeiro e do segundo dos quatro quartos de partições nas subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal em banda no canal; e transmitir bits do segundo e do terceiro dos quatro quartos de partições nas subportadoras em uma banda lateral superior do sinal em banda no canal

33. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que a primeira palavra código compreende uma palavra código sistemática.

34. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que a primeira palavra código compreende uma palavra código não sistemática.

35. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: verificar desempenho das semipalavras código; e reparticionar a primeira palavra código se as semipalavras código não satisfizerem critérios de desempenho pré-determinados.

36. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: construir palavras código de verificação de paridade de baixa densidade complementares pela geração de uma primeira semipalavra código que inclui bits de informação e primeiros bits de paridade; permutar e recodificar os bits de informação da primeira semipalavra código para produzir segundos bits de verificação de paridade e formar uma segunda semipalavra código que inclui os bits de informação e segundos bits de paridade; gerar uma terceira semipalavra código a partir dos bits de informação da primeira semipalavra código mais uma primeira metade dos bits de paridade a partir de cada uma da primeira semipalavra código e da segunda semipalavra código; e gerar uma quarta semipalavra código a partir dos bits de informação da primeira semipalavra código mais uma segunda metade dos bits de paridade a partir de cada uma da primeira semipalavra código e da segunda semipalavra código.

37. Método de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: atribuir grupos de bits das primeira, segunda, terceira e quarta semipalavras código a cada um dos quatro quartos de partições, em que cada um dos quartos de partições inclui bits em uma metade de uma das primeira, segunda, terceira e quarta palavras código.

38. Método de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: transmitir bits do primeiro e do segundo dos quatro quartos de partições nas subportadoras em uma banda lateral inferior de um sinal em banda no canal; e transmitir bits do segundo e do terceiro dos quatro quartos de partições nas subportadoras em uma banda lateral superior do sinal em banda no canal.

39. Método de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: verificar desempenho da primeira e da segunda semipalavras código; e reparticionar os bits de paridade da segunda semipalavra código se a primeira e a segunda semipalavras código não satisfizerem critérios de desempenho pré-determinados.

Images