CN100536534C - 数字电视发射机以及在数字电视发射机中处理数据的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种数字电视(DTV)发射机和在DTV发射机中编码数据的方法。数据格式器产生包括增强数据和已知数据序列的增强数据分组；数据随机器对增强的数据分组进行随机化。里德-索罗蒙(RS)编码器通过添加第一奇偶校验数据来对随机化的数据分组进行RS编码，以及数据交织器对RS编码数据分组进行交织。网格编码单元对交织数据分组进行网格编码。此处，所述网格编码单元包括网格编码调制(TCM)编码器，用于通过对第一输入比特进行网格编码来产生第一输出比特，并通过对第一输入比特进行旁路来产生第二输出比特，以及预编码器，用于通过对第二输入比特进行预编码来产生第三输出比特，其中当将已知数据序列输入到网格编码单元中时，TCM编码器和预编码器中包括的存储器被初始化。

Description

数字电视发射机以及在数字电视发射机中处理数据的方法

本申请要求享有2005年10月6日提交的第10-2005-0094074号韩国专利申请的权益，该申请如同在此完全阐述一样，被引入以供参考。

技术领域

本发明涉及数字电信系统，更特别涉及数字电视(DTV)发射机/接收机以及在DTV发射机/接收机中对数据进行编码的方法。尽管本发明适合于广范围的应用场合，但它特别适合于将数字电视信号调制到残留边带(VSB)模式，以及发送和接收该残留边带调制的数字电视信号。

背景技术

自1998年的下半年以来，美国一直采用高级电视系统委员会(ATSC)8T-VSB传输方法作为广播的1995标准。目前，韩国也正在通过采用ATSC 8T-VSB传输方法作为广播标准，来提供广播节目。据此，在1995年5月开始了试验性广播，并在2000年8月31日开始启动测试广播系统。

图1示出常规ATSC 8T-VSB发送系统。数据随机器使输入的MPEG视频/音频数据随机化。里德-索罗蒙编码器对数据进行里德-索罗蒙编码，以便添加20字节的奇偶检验码。数据交织器对数据进行交织。网格(Trellis)编码器将数据从字节转换为码元，然后对转换后的数据进行网格编码。多路复用器(MUX)对码元列和同步信号进行多路复用，而导频插入器为该码元列添加导频信号。VSB调制器将码元列转换为中频带宽的8VSB信号。并且，射频(RF)转换器将VSB转换后的信号转换为射频带宽信号，并将该射频带宽转换后的信号发送到天线。

8T-VSB传输模式被选作北美洲和韩国的数字广播标准，它是一种为传输MPEG视频/音频数据而开发的系统。然而，目前正在非常快速地开发处理数字信号的技术，并且随着越来越多的人使用因特网，数字电器、计算机和因特网正被集成起来。因此，为了满足用户的各种要求，需要开发一种能够通过数字电视频道添加视频/音频数据、从而发送各种附加信息的系统。

一些用户可以假定，通过使用PC卡或者具有附加于其上的简单室内天线的便携式设备来应用附加数据广播。然而，当在室内使用的时候，信号的强度可能由于墙壁引起的阻挡、或者由于正在接近的或附近的移动物体引起的干扰而降低。据此，接收的数字信号的质量可能由于反射波引起的重影效应(ghost effect)和噪声而降低。然而，与一般视频/音频数据不同，当发送附加数据的时候，待发送的数据应具有低错误率。更具体地说，在视频/音频数据的情况下，未被用户眼睛感知或者获知的错误可以被忽略，因为它们并未引起任何麻烦或者太大的麻烦。相反，在附加数据(例如，程序执行文件，股票信息等等)的情况下，即使单个比特的错误也可能引起严重的问题。因此，需要开发一种对重影效应和噪声具有高度抵抗力的系统。

一般来讲，附加数据是通过时分方法，经由与MPEG视频/音频数据相同的信道来传输的。然而，随着数字广播的出现，已经向市场供应了仅接收MPEG视频/音频数据的ATSC VSB数字电视接收机。因此，经由与MPEG视频/音频数据相同的信道传输附加数据不应该影响市场上供应的传统ATSC VSB接收机。换言之，这可以被定义为ATSC VSB兼容性，并且附加数据广播系统应与ATSC残留边带系统兼容。此处，附加数据还可被称为增强数据或者E-VSB数据。此外，在不良信道环境中，传统ATSC VSB接收系统的接收质量可能降低。更具体地说，当使用便携式和/或移动接收机时，将对信道和噪声中的变化的抵抗性提出更高要求。

发明内容

据此，本发明面向一种对数字电视(DTV)发射机和在DTV发射机中对数据编码的方法，其基本上免除了由于现有技术的局限性和不足而引起的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种数字电视系统，其适合于发送附加数据，并且对噪声有高度抵抗力。

本发明的另一个附加目的是提供一种数字电视系统，其能够增强附加数据码元的解码性能。

本发明的进一步的目的是提供一种数字电视(DTV)发射机和在DTV发射机中对数据编码的方法，其能够将已知数据插入到附加数据的特定区域中，并将该数据发送到发射机/接收机，从而增强数字电视系统的接收性能。

本发明的另外的优点、目的和特征将部分在随后的描述中进行阐述，而部分则将在本领域技术人员在研究下文之后变得清楚明白，或者可以通过本发明的实践来了解。可以通过在所撰写的说明书及其权利要求书以及所附附图中具体指明的结构来实现和获得本发明的目的及其他优点。

为了实现这些目的及其他益处、并根据本发明的目的，正如此处所具体实现和概括描述的，一种用于对增强数据进行编码以供传输的数字电视(DTV)发射机包括：数据格式器，用于产生包括增强数据和已知数据序列的增强数据分组；数据随机器，用于使所述增强的数据分组随机化，里德-索罗蒙(RS)编码器，用于通过添加第一奇偶校验数据来对随机化的数据分组进行RS编码；数据交织器，用于对RS编码数据分组进行交织；以及网格编码单元，用于对交织数据分组进行网格编码，其中，所述网格编码单元可以包括网格编码调制(TCM)编码器，用于通过对第一输入比特进行网格编码来产生第一输出比特，并通过对第一输入比特进行旁路来产生第二输出比特，以及预编码器，用于通过对第二输入比特进行预编码来产生第三输出比特，其中当将已知数据序列输入到网格编码单元中时，TCM编码器和预编码器中包括的存储器被初始化，以及初始化控制器，用于产生初始化TCM编码器和预编码器中的存储器所需要的初始化数据比特，以及多路复用器，用于将一部分已知数据序列替换为初始化数据比特，其中，多路复用器的输出被输入到TCM编码器和预编码器。并且，所述DTV发射机还可以包括后向兼容性处理器，其根据其中部分已知数据序列被替换为初始化数据比特的RS编码数据分组，产生第二奇偶校验数据，以反映出由第二多路复用器作出的该替换。此处，所述多路复用器还可以将交织数据分组中包括的第一奇偶校验数据替换为第二奇偶校验数据。

在本发明的另一方面，一种用于在数字电视(DTV)发射机中对数据编码以供传输的方法包括：产生包括增强数据和已知数据序列的增强数据分组；将所述增强的数据分组随机化；通过添加第一奇偶校验数据来对随机化的数据分组进行里德-索罗蒙(RS)编码；对RS编码的数据分组进行交织，以及使用包括网格编码调制(TCM)编码器和预编码器的网格编码单元对交织数据分组进行网格编码，其中对交织数据分组进行网格编码可以包括通过在TCM编码器中对第一输入比特进行网格编码来产生第一输出比特，并通过对第一输入比特进行旁路来产生第二输出比特；通过在预编码器中对第二输入比特进行预编码来产生第三输出比特；以及当将已知数据序列输入到网格编码单元中时，对TCM编码器和预编码器中包括的存储器进行初始化。此处，初始化TCM和预编码器中包括的存储器包括产生初始化TCM编码器和预编码器中的存储器所需要的初始化数据比特，将一部分已知数据序列替换为初始化数据比特；以及将包括初始化数据比特的已知数据序列输入到TCM编码器和预编码器。对交织数据分组进行网格编码还可以包括根据其中将部分已知数据序列替换为初始化数据比特的RS编码数据分组，产生第二奇偶校验数据。对交织数据分组进行网格编码还可以包括将交织数据分组中包括的第一奇偶校验数据替换为第二奇偶校验数据。

应理解的是，本发明的上述概括说明及随后的详细说明是示例性的和解释性的，旨在为所请求保护的本发明提供进一步的解释。

附图说明

附图被包括在内以提供对于本发明的进一步的理解，它们被并入并构成本申请的一部分；附图示出本发明的实施例并与描述内容一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1示出常规ATSC 8T-VSB发送系统的框图；

图2示出一般VSB传输帧的结构；

图3示出根据本发明的数字电视发射机的整体框图；

图4示出图3中所示的根据本发明的一个实施例的数据交织器的框图；

图5示出根据本发明的图3中所示的数据交织器对该帧结构执行的操作范例；

图6示出图3中所示的根据本发明的一个实施例的分组格式器的详细框图；

图7示出一帧结构，该帧结构显示出根据本发明的在交织之前插入已知数据序列的范例；

图8通过描述每一对应的段来举例说明插入已知数据的范例；

图9示出一帧结构，该帧结构显示出根据本发明的在交织之前插入已知数据序列的范例；

图10示出根据本发明的一个实施例的网格编码器的详细框图；以及

图11示出图10中所示的网格编码器612的一个范例的详细框图；

图12示出显示根据本发明的一个实施例的数字电视接收机的整体结构的框图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的最佳实施例，附图中示出了这些实施例的范例。只要可能，将使用相同的附图标记在整个附图中表示相同的或者类似的部分。此外，尽管本发明中使用的术语是从通常已知和使用的术语中选出的，但本发明的说明中提到的一些术语是由申请人依据其自身判断而选出的，其详细含义将在本说明的相关部分进行描述。此外，应当不是简单地通过实际使用的术语来理解本发明，而应按照每一术语蕴含其中的含义来理解本发明。

在本发明中，增强数据可以由包括诸如程序执行文件、股票信息等等之类的信息的数据构成，或者由视频/音频数据构成。此外，已知数据指的是根据发射机和接收机之间的预定协议而已经获知的数据。此外，主数据由能够从传统接收系统接收的数据构成，其中主数据包括视频/音频数据。

图2示出一般VSB传输帧的结构。此处，一帧被设定为两个场。每一场包括一个场同步段和312个数据段。本发明涉及将已知数据插入到数据段内的预定位置、并发送该数据，从而增强数字电视接收机的接收性能。

图3示出根据本发明的数字电视(DTV)发射机的整体框图。DTV发射机包括E-VSB预处理器301，E-VSB分组格式器302，分组多路复用器303，数据随机器304，E-VSB后处理器310，里德-索罗蒙(RS)编码器321，数据交织器322，网格编码单元323，后向兼容性处理器324，帧多路复用器325，和发射机330。在具有上述结构的本发明中，主数据以传输分组为单位被输出到分组多路复用器303，增强数据被输出到E-VSB预处理器301。E-VSB预处理器301对增强数据进行预处理，比如对附加纠错(FEC)进行编码和插入空值数据位，然后将预处理后的增强MPEG流输出到E-VSB分组格式器302。

E-VSB分组格式器302根据设定的规则，在分组的特定位置处将预处理数据与预定义的已知数据对齐。其后，E-VSB分组格式器302在偶数分组单元中将对齐后的数据输出到分组多路复用器303。E-VSB分组格式器302的详细操作将在稍后的过程中描述。此外，数据分组多路复用器303根据预定义的复用规则，对增强数据分组和主数据分组进行多路复用，所述增强MPEG数据分组具有在其中插入的从E-VSB数据分组格式器302传输来的已知数据。然后，多路复用的数据穿过数据随机器304，并被输出到E-VSB后处理器310。此处，E-VSB后处理器310包括里德-索罗蒙(RS)编码器311，数据交织器312，E-VSB卷积编码器313，数据去交织器314，和RS字节去除器315。RS编码器311对数据随机器304输出的数据进行RS编码。其后，RS编码器311添加20字节的奇偶校验数据，并且将该数据输出到数据交织器312。

图4示出图3中所示的根据本发明的一个实施例的数据交织器312的框图。在本范例中，描述了了具有52分支的卷积交织器和M＝4的单位存储器字节数目。在该数据交织器312中，当输入第一字节的时候，经由第一分支直接输出该输入的第一字节，并且经由第二分支输入第二字节。据此，输出52×4字节之前的一个值。

图5示出根据本发明的图3中所示的数据交织器对该帧结构执行的操作范例。此处，数据是以段为单位从上到下输入的，并且段内的字节首先被输入到左侧，然后被输入到右侧。图5中所示的数字表示从交织器输出的顺序。数据交织器312是以52段为单位操作的。数据交织器312的输出数据被输出到E-VSB卷积编码器313，在那里输出数据被E-VSB卷积编码。然后，E-VSB卷积编码后的数据穿过数据去交织器314，并被输出到RS字节去除器315，从而除去(或者删除)20字节的奇偶校验。这是为了重新计算奇偶校验数据，因为原始数据已经被E-VSB卷积编码器313修改。

更具体地说，RS字节去除器315的输出被输入到RS编码器321，以便进行RS编码。然后，在再一次添加了20字节的奇偶校验数据之后，数据被输出到交织器322。通过参考图3和4，可以容易地理解数据交织器322的操作。因此，为简单起见，省略了对此的详细说明。

数据交织器322的输出被输入到网格编码单元323。网格编码单元323将输入的2比特网格编码为3比特，并将网格编码后的数据(即，3比特)输出到帧多路复用器325。为了使网格编码单元323输出的数据作为在DTV发射机/接收机处定义的已知数据，需要相对于插入到增强分组中的已知数据对网格编码单元323内的存储器进行初始化。在此刻，初始化是通过一个新的数据集而不是通过输入数据执行的。因此，应创建一个新的RS奇偶校验，并将其替换为初始奇偶校验数据。更具体地说，这一操作是由后向兼容性处理器324执行的。网格编码单元323的初始化过程以及后向兼容性处理器324的操作也将在稍后的过程中详细说明。

网格编码单元323的输出被输入到帧多路复用器325。然后，帧多路复用器325将场和段同步信号插入到网格编码单元323的输出数据中，并且将该数据输出到发射机330。发射机330包括导频插入器331，VSB调制器333，和射频(RF)转换器334。由于这一结构与图1中的发送系统相似，为简单起见，省略了对其的详细说明。

在下文中，将详细说明分组格式器302的操作。图6示出图3中所示的根据本发明的一个实施例的分组格式器的详细框图。分组格式器302包括已知数据发生器511和多路复用器513。已知数据发生器511创建已知数据，多路复用器513对E-VSB预处理器301预处理的数据以及MPEG首部字节进行多路复用，并输出。更具体地说，多路复用且输出后的已知数据在发送端处进行交织和网格编码，从而被发送到接收端。在接收端的VSB传输帧结构中，该帧结构是最终传输之前的最后一级，所发送的已知数据被用作独立参考数据，而不是信道均衡器和解调器中的同步化数据。此处，在现有技术的接收机中，仅仅将同步化数据用作参考数据。因此，能够增强接收性能。此外，分组格式器302的输出是以188字节为单位输出的。第一个4字节对应于MPEG首部字节。并且，在剩余的184字节中对已知数据和E-VSB预处理器的输出数据进行多路复用。

图7示出一帧结构，该帧结构显示出根据本发明的在交织之前插入已知数据序列的范例。然而，这不是与待发送的最终帧相对应的。换言之，图7示出帧内的一部分数据段，更具体地说，是示出由分组格式器302插入的已知数据序列的一个范例。为了更佳地理解、和更简单地描述本发明，图7中的范例中所示的帧结构由52个段构成，其对应于交织深度。

参考图7，帧结构大致由4个数据区域构成。更具体地说，该帧结构由首部区域701、有效负载区域702、奇偶校验区域703和已知数据区域704构成，在所述有效负载区域702中仅能存在E-VSB数据，而在所述已知数据区域704中能够存在已知数据序列。此处，已知数据区域被划分为其中能够初始化网格编码器的第一区域705，以及其中无法初始化网格编码器的第二区域706。

其中能够初始化网格编码器的第一区域705对应于从数据交织器输出的比相应段的奇偶校验字节更早的字节的位置。在此刻，当输入的数据从增强数据或者主数据变为已知数据时，第一区域705中的部分或者所有数据被替换为初始化数据，并被输入到网格编码单元323中的存储器中。一部分或所有的其中能够初始化网格编码器的所述第一区域705可以包括已知数据序列和/或增强数据。

其中无法初始化网格编码器的所述第二区域706可以包括已知数据序列或者一般增强数据。此处，可以由本发明的设计者适当地修改两种数据类型的区域大小。换言之，已知数据的量与增强数据的量彼此相关。此外，所述第一区域705的尺寸与第二区域705的尺寸可以在每一段中均不同。

在本发明的最佳实施例中示出的范例中，每一区域的尺寸随着VSB数据字段内的段顺序而有所不同。图8通过描述每一对应的段来举例说明插入已知数据的范例。这使得在数据交织过程之后，能够将每一段中的已知数据收集(或者归组)到一个特定区域。例如，当段的交织深度为52的时候，并且当段的序号(e)等于或者高于13并且等于或者低于30(即，13≤e≤30)时，段顺序地包括首部区、其中无法初始化网格编码器的区域、其中能够初始化网格编码器的区域、以及有效负载区域。这一序列被重复4次，然后纳入奇偶校验区域。

当在上述结构中通过数据交织器对数据进行交织时，对应的帧结构如图9中所示。更具体地说，图9示出一帧结构，该帧结构显示出根据本发明的在交织之后插入已知数据序列的范例。参考图9，首先纳入首部区域中的数据，然后纳入已知数据区域中的数据。换言之，在数据交织过程之前分散于每一段中的已知数据，在数据交织过程之后被归组到多个段中。该已知数据区域后面是奇偶校验区域的数据和有效负载区域的数据。

图10示出根据本发明的一个实施例的网格编码器的详细框图。更具体地说，图10能够被初始化、并且对通过图9中所示的数据交织器交织后的数据进行网格编码的网格编码单元323的详细框图。参考图10，网格编码单元323包括多路复用器611、网格编码单元612和初始化控制器613。多路复用器611根据预定规则，对交织后的数据、从后向兼容性处理器324输出的奇偶校验字节、和初始化数据比特进行多路复用和输出。初始化控制器613产生用于对网格编码器612的存储器进行初始化的初始化数据比特，以便将产生的初始化数据比特输出到多路复用器611和后向兼容性处理器324。

更具体地说，当交织数据是已知数据、并且该已知数据位于被连续输入数据的已知数据序列的起始处时，需要初始化网格编码单元323。更具体地说，当已知数据序列作为输入数据被输入到网格编码器612中时，可以依据网格编码器612的存储器状态获得各种类型的输出序列。因此，通过首先在已知数据序列开始时将网格编码器612初始化为预定值、然后输入该已知数据，可以从网格编码器612的输出中获得已知数据输出序列。据此，当需要初始化网格编码器612的存储器时，一部分已知数据序列应被替换为初始化数据比特，并被输出到网格编码器612。因此，网格编码器612的存储器是通过初始化数据比特初始化的，并且网格编码器612的输出包括用DTV发射机/接收机所期望的码型编码的已知数据。

另一方面，当交织并输出的数据是已知数据、并且要求初始化的时候，多路复用器611将一部分交织数据替换为初始化数据比特，并将该数据输出到网格编码器612。此外，在每一增强数据段内的奇偶校验位置上，多路复用器611将后向兼容性处理器324输出的奇偶校验数据输出到网格编码器612。在其他实例中，多路复用器611将交织后的数据输出到网格编码器612。其后，网格编码器612按照码元为单位，对从多路复用器611输出的数据进行网格编码。此处，每一码元由2比特构成。为说明的简单性起见，在2个比特之中，高位比特被称为‘d1’，低位比特被称为‘d0’。

图11示出图10中所示的网格编码器612的一个范例的详细框图。此处，网格编码器612接收2个输入比特(d1，d0)。然后，在对2输入比特(d1，d0)编码(代码化)之后，网格编码器612输出3个比特(c2，c1，c0)。据此，网格编码器612包括网格编码调制(TCM)编码器621和预编码器622。此处，输入码元的低位比特d0被输入到TCM编码器621，而输入码元的高位比特d1被输入到预编码器622。TCM编码器621包括将输入比特d0旁路到第二输出比特c1的线路，临时地存储和输出反馈回的第一输出比特c0的存储器m1，将输入比特d0与存储器m1相加并输出相加后的比特的加法器，以及临时地存储从加法器输出的比特并将该比特作为第一输出比特c0输出、并将该输出比特反馈回到存储器m1的存储器m0。

预编码器622包括加法器和存储器m2。加法器将输入比特d1与反馈回的信号相加，并将与输入比特相加后的信号作为第三输出信号c2输出。并且，存储器m2临时地存储加法器输出的第三输出信号c2并将其反馈回到加法器。在此刻，每一存储器(即，m0至m2)被提供了相同的时钟，并与该时钟同步操作。

在图11中所示的结构中，将低位比特d0作为第二输出比特c1直接输出。同时，TCM编码器621的两个存储器m0和m1以及加法器对低位比特d0进行网格编码，从而将其作为第一输出比特c0输出。预编码器622的加法器和存储器m2对高位比特d1进行预编码，从而将其作为第三比特c2输出。因此，仅仅通过高位比特d1来确定网格编码器612的存储器m2的状态，并且仅仅通过低位比特d0来确定存储器m1和m0中的每一个的状态。

如图11中所示，仅仅需要一个d1比特来将网格编码器612的存储器m2初始化为预定值，并且需要两个d0比特来将网格编码器612的存储器m1和m0初始化为预定值。因此，为了初始化网格编码器612的存储器m2、m1、和m0，至少需要2个输入码元。

如下所示的表1描述了将存储器从任意的m2m1m0状态初始化为000状态所需要的两个码元的输入。

[表1]

m2m1m0	第一d1d0/第二d1d0
		000	00/00或10/10
001	00/01或10/11
		010	01/00或11/10
011	01/01或11/11
		100	00/10或10/00
101	00/11或10/01
		110	01/10或11/00
111	01/11或11/01

此处，例如，当状态是m2m1m0＝111时，为了将状态111初始化为000，应当以01、11的形式或者以11、01的形式连续输入d1d0输入码元。

据此，初始化控制器613接收网格编码器中的存储器m2m1m0的状态值。其后，初始化控制器613通过参考表1来创建(或者产生)初始化所需要的输入码元序列，并将该输入码元序列输出到多路复用器611。更具体地说，当需要初始化存储器时，初始化控制器613核实存储器m2m1m0的状态，并参考表1，以便产生(或者创建)初始化数据比特，并将其输出到多路复用器611。在此刻，在VSB发送系统中包括12个网格编码器。进一步来讲，由于需要2个码元来对每一网格编码器的存储器进行初始化，因此当已知数据序列开始的时候，首先使用总共24个输入码元来进行初始化。相反，当存储器被初始化到的状态并不是000时，可以很容易地推测出，需要两个与表1中所示的那些不同的其他码元序列。因此，为简单起见，省略了对此的详细说明。

初始化控制器613将初始化数据比特输出到后向兼容性处理器324。更具体地说，由于存储器是通过一个新的数据集而不是通过交织数据初始化的，因此应重新创建RS奇偶校验数据，并将其替换为原始的(或者初始的)奇偶校验数据。这一操作是由后向兼容性处理器324执行的。此处，后向兼容性处理器324接收RS编码单元321的输出以及网格编码单元323内的初始化控制器613的输出，从而创建20字节的奇偶校验数据，并将创建的奇偶校验数据输出到多路复用器611。网格编码单元323的输出被输出到帧多路复用器325。其后，帧多路复用器325将场和段同步信号插入到网格编码单元323的输出数据中，随后通过发射机330发送该数据。

图12示出显示根据本发明的一个实施例的数字电视接收机的整体结构的框图。更具体地说，图12示出一个VSB接收系统的范例，该VSB接收系统接收从图3中所示的VSB发送系统传输来的数据，并对接收数据进行解调和均衡，以便恢复该传输数据。该VSB接收系统包括调谐器711，解调器712，均衡器713，已知数据(或者序列)检测器714，维特比解码器715，去交织器716，里德-索罗蒙(RS)解码器717，以及去随机器718。该VSB接收系统还包括主数据分组去除器719，分组去格式器720，以及E-VSB数据处理器721。

调谐器711调谐特定信道的频率。随后，调谐器711对调谐频率进行下变换，并将调谐通路频率输出到解调器712。解调器712对该已调谐信道频波执行载波恢复和定时恢复，并将处理后的信道频波输出到均衡器713。均衡器713为已解调信号中包括的任何信道失真执行补偿，并将补偿信号输出到维特比解码器715。

在此刻，已知数据检测器714从解调器712的输出数据中检测由发送端插入的已知数据序列。然后，已知数据检测器714将检测出的已知数据输出到解调器712和均衡器713。当解调器712在定时恢复或者载波恢复期间使用已知数据的时候，可以增强解调性能。类似地，当均衡器713使用已知数据来执行信道均衡的时候，可以增强均衡性能。

均衡器713的输出穿过维特比解码器715、去交织器716、RS解码器717和去随机器718。其后，输出数据被输出到主MPEG解码器(未示出)，同时地被输出到主分组去除器719。维特比解码器715对均衡器713输出的数据执行维特比解码，并将维特比解码后的数据转换为字节。其后，转换后的数据被输出到去交织器716。去交织器716执行DTV发射机的数据交织器的逆向处理，并将去交织后的数据输出到RS解码器717。RS解码器717对去交织器716的输出进行解码，从输入数据中除去奇偶校验数据，并将除去奇偶校验的数据输出到去随机器718。

去随机器718对RS解码器717的输出执行DTV发射机的随机器的逆向处理。其后，去随机器718将MPEG同步化字节插入到每一分组的开始，从而以188字节分组为单位输出数据。其后，去随机器718的输出被同时输出到主MPEG解码器(未示出)和主数据分组去除器719。此处，主MPEG解码器仅仅对与主MPEG相对应的分组进行解码。如果分组ID是用于增强数据分组的空值分组ID或者保留分组ID，则主MPEG解码器不执行解码过程。

与此同时，主处理数据分组去除器719从去随机器718输出的数据中除去188字节为单位的主数据分组，并将处理后的数据输出到E-VSB分组去格式器720。随后，E-VSB分组去格式器从主数据分组去除器719输出的188字节分组中除去(或者删除)4字节的MPEG首部和已知数据位置标志符字节(或者已知数据字节)。其后，E-VSB分组去格式器720将处理后的数据输出到E-VSB数据处理器721。E-VSB数据处理器721执行发送系统中的E-VSB预处理器301的逆向处理，从而对E-VSB分组去格式器720输出的数据进行处理。随后，E-VSB数据处理器721输出最终输出数据。

如上所述，根据本发明的数字电视(DTV)发射机以及在DTV发射机中对数据编码的方法具有以下优点。更具体地说，DTV发射机/接收机受到高度保护以抵抗在经由信道传输附加数据时可能发生的任何错误，或者说，是对这种错误具有抵抗力。并且DTV发射机/接收机还对传统的VSB系统具有高度兼容性。本发明还可以在具有严重的重影效应和噪声的信道中接收附加数据，而不发生任何错误。此外，通过将已知数据序列插入到数据区域中的特定区域并发送该处理后的数据，DTV接收机的易受信道中频繁变化影响的接收性能可得到增强。最后，本发明在应用于移动式和便携式接收机时更加有效，这种移动式和便携式接收机也易受到信道中的频繁变化的影响，并且要求受到保护以免受到强烈噪声的影响(或者说，对强烈噪声有抵抗力)。

对于本领域中普通技术人员来说很清楚的是，可以在本发明中作出各种修改和变动而不会脱离本发明的精神或者范围。因此，其意图是，本发明涵盖对于本发明的修改和变动，只要这些修改和变动归入所附权利要求书及其等效物的范围之内。

Claims (20)

1.一种用于对增强数据进行编码以供传输的数字电视(DTV)发射机，所述DTV发射机包括：

数据格式器，用于产生包括增强数据和已知数据序列的增强数据分组；

数据随机器，用于使增强数据分组随机化；

里德-索罗蒙(RS)编码器，用于通过添加第一奇偶校验数据来对随机化的数据分组进行RS编码；

数据交织器，用于对RS编码数据分组进行交织；以及

网格编码单元，用于对交织后的数据分组进行网格编码，所述网格编码单元包括：

网格编码调制(TCM)编码器，用于通过对第一输入比特进行网格编码来产生第一输出比特，并通过对第一输入比特进行旁路来产生第二输出比特；以及

预编码器，用于通过对第二输入比特进行预编码来产生第三输出比特，

初始化控制器，用于产生初始化TCM编码器和预编码器中的存储器所需要的初始化数据比特；以及

多路复用器，用于将一部分已知数据序列替换为初始化数据比特，其中，多路复用器的输出被输入到TCM编码器和预编码器，以对TCM编码器和预编码器中的存储器进行初始化。

2.根据权利要求1所述的DTV发射机，其中当将已知数据序列输入到网格编码单元时，所述TCM编码器和预编码器中的存储器被初始化，使得网格编码单元的输出具有已知数据码型。

3.根据权利要求1所述的DTV发射机，其中当在TCM编码器和预编码器中处理在已知数据序列中包括的初始化数据比特时，存储器被初始化。

4.根据权利要求1所述的DTV发射机，还包括后向兼容性处理器，其根据其中部分已知数据序列已被替换为初始化数据比特的RS编码数据分组，产生第二奇偶校验数据，以反映出由所述多路复用器作出的该替换。

5.根据权利要求4所述的DTV发射机，其中所述多路复用器还将交织数据分组中包括的第一奇偶校验数据替换为第二奇偶校验数据。

6.根据权利要求1所述的DTV发射机，其中初始化控制器根据存储器的先前值产生初始化数据比特，使得存储器的每个当前值均被设置为零(0)。

7.根据权利要求1所述的DTV发射机，其中初始化数据比特是与两个连续的增强数据码元相对应的数据比特。

8.根据权利要求1所述的DTV发射机，还包括预处理器，用于通过对增强数据进行编码以进行前向纠错(FEC)并扩展该FEC编码后的增强数据，来预处理该增强数据。

9.根据权利要求1所述的DTV发射机，还包括第二多路复用器，用于将所述网格编码数据分组与场和段同步信号进行多路复用。

10.根据权利要求1所述的DTV发射机，还包括：

导频插入器，用于将导频信号插入到多路复用器的输出里；

调制器，用于将具有导频信号的数据转换为中频(IF)信号；以及

射频(RF)转换器，用于将中频信号转换为射频信号，以进行发送。

11.一种用于在数字电视(DTV)发射机中对增强数据进行编码以供传输的方法，所述方法包括：

产生包括增强数据和已知数据序列的增强数据分组；

使所述增强数据分组随机化；

通过添加第一奇偶校验数据来对随机化的数据分组进行里德-索罗蒙(RS)编码；

对RS编码的数据分组进行交织；以及

使用包括网格编码调制(TCM)编码器和预编码器的网格编码单元对交织数据分组进行网格编码，其中对交织数据分组进行网格编码包括：

在TCM编码器中，通过对第一输入比特进行网格编码来产生第一输出比特，并通过对第一输入比特进行旁路来产生第二输出比特；

在预编码器中，通过对第二输入比特进行预编码来产生第三输出比特；

产生初始化TCM编码器和预编码器中的存储器所需要的初始化数据比特；

将一部分已知数据序列替换为初始化数据比特；以及

通过将包括初始化数据比特的已知数据序列输入至TCM编码器和预编码器，对TCM编码器和预编码器中包括的存储器进行初始化。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述TCM编码器和预编码器的存储器被初始化，使得当将已知数据序列输入到网格编码单元时，网格编码单元的输出具有已知数据码型。

13.根据权利要求11所述的方法，其中当在TCM编码器和预编码器中处理在已知数据序列中包括的初始化数据比特时，存储器被初始化。

14.根据权利要求11所述的方法，其中对交织数据分组进行网格编码还包括根据其中部分已知数据序列已被替换为初始化数据比特的RS编码数据分组，产生第二奇偶校验数据。

15.根据权利要求14的方法，其中对交织数据分组进行网格编码还包括将交织数据分组中包括的第一奇偶校验数据替换为第二奇偶校验数据。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述初始化数据比特是根据存储器的先前值产生的，以致存储器的每个当前值均被设置为零(0)。

17.根据权利要求11所述的方法，其中初始化数据比特是与两个连续的增强数据码元相对应的数据比特。

18.根据权利要求11所述的方法，还包括：通过对增强数据进行编码以进行前向纠错(FEC)并扩展该FEC编码后的增强数据，来预处理该增强数据。

19.根据权利要求11所述的方法，还包括：将所述网格编码数据分组与场和段同步信号进行多路复用。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：

将导频信号插入到网格编码后的数据分组里；

将具有导频信号的网格编码后的数据分组转换为中频(IF)信号；以及

将中频信号转换为射频(RF)信号，以进行发送。

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