CN100579218C - 用于译码atsc dtv信号的接收机和分组格式化器 - Google Patents

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Abstract

一种在能够接收双比特流信号的电视接收机中使用的分组格式化器，所述双比特流信号包括一个与高级电视系统委员会(ATSC)标准兼容的标准流和一个鲁棒流。所述分组格式化器包括：1)第一处理块，其能够接收双比特流信号并从中去除与鲁棒流有关的报头比特和奇偶校验比特，由此产生第一输出信号；以及2)第二处理块，其能够接收第一输出信号并从中去除与所述鲁棒流有关的重复比特，由此产生从该分组格式化器的数据路径输出端输出的第二输出信号。

Description

用于译码ATSC DTV信号的接收机和分组格式化器
本发明总的涉及电视接收机，尤其涉及用于译码双比特流ATSC数字电视(DTV)信号的接收机体系结构和分组格式化器。
高级电视系统委员会(ATSC)采用8残余边带(8-VSB)作为用于数字电视(DTV)信号的地面广播的标准。为了改进系统性能和满足广播商在载送多比特流方面的灵活性的要求，Philips Research USA以后向兼容方式提出了用于把鲁棒(robus t)比特流嵌入到现有标准的比特流中的传输系统。该系统在标题为“Apparatus and Method forGenerating Robust ATSC 8-VSB Bit-Streams(用于生成鲁棒ATSC8-VSB比特流的设备和方法)”的美国专利申请序列号No.[案号No.703910]和标题为“System and Method for Sending LowRate Dataon a Packet Basis in a 8-VSB Standard Data Packet Stream(用于在8-VSB标准数据分组流中以分组为基础发送低速率数据的系统和方法)”的美国专利申请序列号No.09/781,486中被公开。在本专利申请中引用专利申请序列号No.[案号No.703910]和09/781,486的公开内容以供参考。该新的传输系统具有在数据速率和鲁棒性之间取折衷的能力、包括后向兼容的奇偶校验字节生成器的选项、从不同的调制方案中进行选择的选项等等。
图1是显示按照现有技术的示例性实施例的传统的8电平残余边带(8-VSB)接收机100的框图。该传统的8-VSB接收机100包括天线105、调谐器110、滤波器和同步检测器块115、NTSC抑制滤波器120、均衡器125、相位跟踪器130以及同步和定时块135。接收机100还包括前向纠错(FEC)部分140。FEC部分140包括网格译码器150、数据去交织器155、Reed-Solomon(RS)译码器160和数据去随机化器165。来自不同制造商的接收机与这个基本体系结构有所不同，特别是在载波恢复部分(即调谐器110)、定时恢复部分(即同步和定时块135)和均衡器部分等方面。然而，接收机100的前向纠错(FEC)部分是大多数接收机都典型地具有的。
调谐器110接收来自天线105的输入RF信号。调谐器110把所接收的RF信号下变频为中频(IF)信号。滤波器和同步检测器块115对该IF信号进行滤波，并且把该IF信号变换成数字形式。在滤波器和同步检测器块115的输出端，所检测的信号包括数据码元流，其中每个码元表示在一个8电平星座图中的电平。同步和定时块135从该码元流生成同步和定时信号。NTSC抑制滤波器120对该码元流进行滤波。来自NTSC抑制滤波器120的经滤波的输出经受在均衡器125中的均衡化和在相位跟踪器130中的相位跟踪。网格译码器150对来自相位跟踪器130的所恢复的编码的数据码元进行网格译码，数据去交织器155对译码的数据字节进行去交织。RS译码器160译码去交织的数据字节。最后，RS译码器160的输出被数据去随机化器165去随机化，以便产生原先发送到传统的8-VSB接收机100的MPEG兼容的数据分组。
网格译码器150包括12个并行的网格译码器块，其中每个网格译码器每隔11个数据码元查看一个数据码元。所述12个网格译码器块接收来自相位跟踪器130的码元并且译码所述数据码元，以便返回预编码的和卷积编码的比特。译码的比特然后被编组为字节并被传送到数据去交织器155。数据去交织器155包括一个卷积去交织器电路，该电路执行与发射机卷积交织器相反的操作。该卷积数据去交织器155的输出被发送到(207字节，187字节)t＝10的RS译码器160。RS译码器160能够纠正最大每个分组10字节的错误。RS译码器160然后把纠正的数据分组(不带有奇偶检验字节)传送到数据去随机化器165。去随机化器165执行与发射机的数据随机化器所执行的相反的操作，由此恢复传输流分组。去随机化器165与场同步信号同步。
由Philips Research USA提出的新的灵活的传输系统能够在同一个物理信道上同时发送两个比特流。新的发射机包括可被广播商修改的某些信号参数，诸如MODE、TR、NRP、NRS等等。MODE规定被使用于新的比特流的调制类型，TR规定所使用的附加编码率，NRP规定每场的新的比特流分组的数目，以及NRS规定后向兼容的奇偶校验字节生成器(BCPBG)的存在。被设计来译码由新的ATSC发射机发送的信号的任何接收机必须具有识别和跟踪不同比特流的码元和字节的机制。这样的接收机也应当能够在实施方案约束范围内最佳地译码这两个比特流。这些要求意味着图1的接收机100的传统的结构必须被修改成包括新的控制与信号处理块。
为了满足新的双比特流发射机的要求，本发明引入包括新的接收机分组格式化器、新的鲁棒数据去交织器和新的数据去随机化器的新的ATSC接收机。按照本发明的原理的接收机可以以硬件以及软件被实施(即数字信号处理器实施例)。双比特流VSB接收机可以译码由新的ATSC发射机发送的标准比特流和鲁棒比特流。双比特流VSB接收机还能译码由现有的发射机发送的传统的ATSC信号。新的接收机还利用伪2-VSB比特流，以改进8-VSB比特流的性能。
为了解决以上讨论的现有技术的缺陷，本发明的一个主要目的是提供一种在能够接收双比特流信号的电视接收机中使用的分组格式化器，所述双比特流信号包括与高级电视系统委员会(ATSC)标准兼容的标准流和鲁棒比特流。按照本发明的一个有利的实施例，该分组格式化器包括：1)第一处理块，其能够接收双比特流信号和从中去除与鲁棒比特流有关的报头比特和奇偶校验比特，由此产生第一输出信号；以及2)第二处理块，其能够接收第一输出信号和从中去除与鲁棒比特流有关的重复比特，由此产生从该分组格式化器的数据路径输出端输出的第二输出信号。
按照本发明的一个实施例，所述分组格式化器在把标准流字节延迟一个预定的延时后，把与该标准流有关的字节传送到该分组格式化器的数据路径输出端。
按照本发明的另一个实施例，所述分组格式化器包括第三处理块，其能够确定奇偶校验比特在鲁棒比特流中的位置。
按照本发明的再一个实施例，第三处理块还能够确定报头比特在鲁棒比特流中的位置。
按照本发明的又一个实施例，第三处理块包括一个查找表。
按照本发明的再一个实施例，所述格式化器生成和输出由跟随在该分组格式化器后面的后续处理块使用的分组标识信息。
本发明的另一个主要目的是提供一种在能够接收双比特流信号的电视接收机中使用的数据去随机化器，所述双比特流信号包括与高级电视系统委员会(ATSC)标准兼容的标准流和鲁棒比特流。按照本发明的一个有利的实施例，所述数据去随机化器包括：1)一个标准去随机化器，其能够将与标准流有关的字节去随机化；以及2)一个鲁棒去随机化器，其能够将与鲁棒比特流有关的字节去随机化。
在下面进行本发明的详细说明之前，阐述在本专利文献中使用的某些词或短语的定义可能是有利的：术语“包括”以及它的派生词意味着包括而不是限制；术语“或”是包括性的，是指和/或；短语“与其有关的”以及它的派生短语是指包括、被包括在其中、与其互连、包含、被包含在内、连接到、耦合到、与其通信、与其合作、交织、并置、接近、绑定到、具有、具有特性等等；以及术语“控制器”是指控制至少一个操作的任何设备、系统或系统的一部分，而不管这样的设备是以硬件、固件、软件还是其中至少两项的某种组合实施的。应当指出，与任何特定控制器有关的功能可被集中或分布，无论是本地地还是远程地。对于某些词和短语的定义在本专利文献中被提供，本领域技术人员将会看到，这样的定义在许多场合下(即使不是大多数场合下)适用于这样规定的词和短语的现在的以及将来的使用。
为了更全面地了解本发明及其优点，可以结合附图参考以下的说明，其中相同的附图标记表示相同的对象，以及其中：
图1显示按照现有技术的示例性实施例的传统的8电平残余边带(8-VSB)接收机；
图2显示按照本发明的示例性实施例的8电平残余边带(8-VSB)接收机的前向纠错(FEC)块；
图3是更详细地显示按照本发明的示例性实施例的8-VSB接收机的生成td_hd_sd块的框图；
图4A是更详细地显示按照本发明的示例性实施例的8-VSB接收机的分组格式化器块的框图；
图4B是显示在按照本发明的示例性实施例的分组格式化器块中去除报头和奇偶校验位置保持器处理块的操作(对于一个特定的参数组)的框图；
图4C是显示在按照本发明的示例性实施例的分组格式化器块中去除重复比特处理块的操作的框图；
图5是更详细地显示按照本发明的示例性实施例的8-VSB接收机的鲁棒去交织器块的逻辑图；
图6是更详细地显示按照本发明的示例性实施例的8-VSB接收机的鲁棒去交织器块的框图；以及
图7更详细地显示按照本发明的示例性实施例的8-VSB接收机的去随机化器块。
如下面所讨论的那样，图2到7以及在本专利文献中被使用来描述本发明的原理的各种实施例仅仅是作为说明，而无论如何不应当被看作为限制本发明的范围。本领域技术人员将会看到，本发明的原理可以在任何适当安排的ATSC数字电视接收机中被实施。
图2是显示按照本发明的示例性实施例的8电平残余边带(8-VSB)接收机200的前向纠错(FEC)部分的所选择部分的框图。接收机200的接收机前端类似于图1的传统接收机100的接收机前端(即调谐器110、滤波器和同步检测器115、NTSC抑制滤波器120、均衡器125等等)。图2上显示的唯一的接收机前端部件是均衡器210。为了简明起见，对新的8-VSB接收机200的前端的其余部分的说明在这里不再重复。
接收机200的前向纠错(FEC)部分包括网格译码器220、卷积去交织器230、分组格式化器240、鲁棒去交织器250、Reed-Solomon(RS)译码器260和去随机化器270。接收机200的FEC部分还包括同步检测器272、生成td_hd_sd块274、译码同步报头块276、和生成ps_hd_sd块278。接收机200的FEC部分能够译码由新的双比特流发射机发送的信号。如图2所显示的那样，在信号处理路径(或数据路径)中的大多数功能块是从现有技术接收机100的现有体系结构中得到的。这些块的功能被增强，以支持对两个比特流的译码。除此以外，其中添加了新的信号处理块，以处理鲁棒比特流分组。
在控制路径中的块被使用来标识和跟踪属于不同的比特流的码元和字节。在控制路径中的块是同步检测器272、生成td_hd_sd块274、译码同步报头块276和生成ps_hd_sd块278。在数据路径中的块是网格译码器220、卷积去交织器230、分组格式化器240、鲁棒去交织器250、RS译码器260和去随机化器270。在图2上，控制信号路径281-290被显示为点线，而数据路径291-297被显示为实线。应当指出，均衡器210、网格译码器220和同步译码器272按码元时钟操作，而数据路径中的其余功能块按字节时钟操作。同步检测器272检测场同步信号和分段同步信号。图2上的所有的功能块与场同步信号和分段同步信号同步。
译码同步报头块276译码场同步报头信息，以提取在控制信号路径283上输出的MODE、TR、NRS和NRP参数。译码的MODE、TR、NRS和NRP参数通过控制信号路径283被发送到生成td_hd_sd块274、网格译码器220和生成ps_hd_sd块278。译码同步报头块276也确定所接收的信号是由新的双比特流ATSC发射机还是由现有技术发射机发送的。
图3显示按照本发明的示例性实施例的8-VSB接收机200的生成td_hd_sd块274。该生成td_hd_sd块274包括生成hd_sd_in块310、卷积比特交织器315和网格交织器320。这些块的功能非常类似于发射机中相应的块。生成td_hd_sd块274生成由网格译码器220和均衡器210使用的在控制信号路径281上的td_hd_sd控制信号。该td_hd_sd控制信号在每个码元下改变，并且被使用来确定在均衡器210和网格译码器220处的码元是属于标准比特流还是新的双比特流。该td_hd_sd控制信号与场同步信号同步。
生成hd_sd_in块310根据在控制信号路径283上接收的MODE、TR、NRP和NRS参数在分组级别上生成控制信息。如果所述分组属于新的比特流(NS)，则生成hd_sd_in块310的输出被设置为逻辑1，以及如果所述分组属于标准比特流(SS)，则生成hd_sd_in块310的输出等于逻辑0。生成hd_sd_in块310只在获得后端锁定时才启动，并且与场同步和分段同步信号同步。
卷积比特交织器315类似于在所述标准中规定的卷积字节交织器，除了存储器元件是一比特而不是一字节以外。卷积比特交织器315通过数据路径中的卷积交织器跟踪属于两个比特流的字节。卷积比特交织器315对生成hd_sd_in块310的输出进行交织。
网格交织器320实施所述12码元网格交织器电路。该网格交织器的输出是在控制信号路径281上的td_hd_sd控制信号。当网格译码器220输入属于新比特流(NS)的码元(或均衡器210输出码元)时，td_hd_sd控制信号大于0(即1、2或3)。当网格译码器220输入属于标准流(SS)的码元时，td_hd_sd控制信号等于0。均衡器210使用该td_hd_sd控制信号以得到对码元的更好的估计，并且网格译码器220在度量计算中使用该td_hd_sd控制信号。生成td_hd_sd块274的输出应当与网格译码器220的输入完美地同步。该输出应当在第一有效数据码元出现在网格译码器220的输入端时被生成。
生成ps_hd_sd块278生成在控制信号路径285上的ps_hd_sd控制信号。生成ps_hd_sd块278类似于生成hd_sd_in块310，除了生成ps_hd_sd块278是与卷积交织器230输出的同步信号同步以外。生成ps_hd_sd块278根据去交织器230的启动/复位信号而在每个场处被复位。ps_hd_sd控制信号被使用来控制在数据路径中跟随在该卷积去交织器230后面的块的处理。
网格译码器220是基于Viterbi算法，并且被使用来译码卷积编码的码元。网格译码器220接收来自均衡器210的均衡化的码元，接收来自译码同步报头块276的在控制信号路径283上的MODE、TR、NRP和NRS控制信号，以及接收在控制信号路径281上的来自生成td_hd_sd块274的td_hd_sd控制信号。网格译码器220使用软判决译码来译码所接收的码元。传统的(现有技术)接收机100的网格译码器只需要译码相应于比率为2/3的网格编码的码元的比特。在新的双比特流接收机200中，网格译码器220必须能够译码标准比特流比特以及鲁棒比特流比特。鲁棒比特流比特通过使用不同的编码方案(诸如伪2-VSB、E-VSB等等)被编码。鲁棒比特流的大部分性能增益是通过鲁棒编码得到的。网格译码器220译码所有的比特流而没有任何性能损失。
与在传统的接收机中一样，网格译码器220包括并行的12个网格译码器电路，其中每个译码器每隔11个码元查看一个码元。网格译码器220使用td_hd_sd控制信号来确定所接收的码元是被编码为标准流码元还是鲁棒流码元。网格译码器220使用不同的度量计算方法以用于不同的操作模式。译码的比特被组装成字节，然后被传送到卷积去交织器230。
卷积去交织器230执行与现有技术接收机的卷积去交织器相同的功能。卷积去交织器230经由数据路径293和控制信号路径286接收来自网格译码器220的数据和控制信号。卷积去交织器230使用相同的算法(即卷积去交织器230不区分SS字节和NS字节)去交织标准流(SS)字节和新流(NS)字节。去交织的数据和延迟的控制信号然后分别经由数据路径294和控制信号路径287被发送到分组格式化器240。来自卷积去交织器230的控制信号也经由控制信号路径284被发送到生成ps_hd_sd块278。
图4A是更详细地显示按照本发明的示例性实施例的8-VSB接收机200的分组格式化器240的框图。分组格式化器240包括去除报头和奇偶校验位置保持器(PPH)处理块410、PPH计算器/查找表(LUT)处理块420和去除重复比特处理块430。接收机200中的分组格式化器240执行发射机分组格式化器(TxPF)的逆操作。在ATS C发射机中，发射机分组格式化器重复鲁棒分组的比特，这样，对于发射机中的网格编码器来说，信息比特总是被放置在LSB位置(6，4，2，0)。因为这种转换，每个鲁棒信息分组被转换成两个鲁棒分组。为了满足后向兼容性要求(即当NRS＝1时)，在所述重复步骤后，TxPF还在每个新的鲁棒分组中插入23个附加字节。
接收机分组格式化器240(RxPF)被放置在数据路径中的卷积去交织器230的后面。表1显示对于MODE、TR和NRS参数的不同组合的分组格式化器240的功能。新的流(NS)是指鲁棒比特流(当MODE＝2或3时)或嵌入的比特流(当MODE＝1时)。分组格式化器240只重新格式化属于所述新流(NS)的字节和分组。属于标准流(SS)的分组仅仅以适当的延迟被传送。分组格式化器240也生成将被数据路径中的后续处理块使用的、用于分组标识的控制信息。以下的说明讨论对于MODE＝2或3的处理。新的流由鲁棒信息(RI)分组和鲁棒NULL(RN)分组组成。ps_hd_sd控制信号确定字节是属于标准流(SS)还是新流(NS)。
Figure C20048001854200121
表1：对于不同参数组合的分组格式化器240功能
当NRS＝1时，PPH计算器/LUT处理块420识别由后向兼容的奇偶校验字节生成器(BCPBG)插入的附加奇偶校验字节和报头字节的位置。去除报头和PPH处理块410然后去除附加的奇偶校验字节和报头字节。去除重复比特处理块430然后从所有鲁棒字节中去除重复比特。
图4B是显示在按照本发明的一个示例性实施例的分组格式化器240中的去除报头和奇偶校验位置保持器(PPH)处理块410的操作的框图。去除报头和PPH处理块410从鲁棒分组441、鲁棒分组442和鲁棒分组443的一部分中去除奇偶校验位置保持器(PPH)字节和报头(HDR)字节，以产生分组444和分组445。然后，去除重复比特处理块430从分组444和分组445中去除重复比特，以产生鲁棒信息(RI)分组446。
图4B显示对于NRP＝162(1100)的操作。去除报头和PPH处理块410只在NRS＝1时才处于工作状态。去除报头和PPH处理块410使用来自PPH计算器/LUT处理块420的信息来确定输入字节是属于数据流、属于附加报头字节还是属于BCPBG奇偶校验字节。输入鲁棒分组的头3个字节是附加报头字节，所以从分组中被去除。奇偶校验位置保持器(PPH)位置号取决于NS分组在帧中的位置。将PPH位置号与分组内的输入字节位置进行比较。如果该位置号与输入字节位置匹配，则该字节被丢弃，所述比较移到查找表[LUT]中的下一个位置。LUT包含对应于帧中的不同分组位置的PPH位置号。
图4C显示在按照本发明的示例性实施例的分组格式化器240中的去除重复比特处理块430的操作的框图。当MODE＝2或3时，去除重复比特处理块430在所有的情形被调用。在去除报头和PPH处理块410去除了附加的3个报头字节和20个奇偶校验字节后，分组444(分组0)和分组445(分组1)的其余字节被发送到去除重复比特处理块430。图4C显示对于TR＝0的示例性情形的去除重复比特处理块430的操作。在本例中，去除重复比特处理块430通过将字节对(例如字节00和字节01)组合形成一个字节(字节0)来处理分组0和分组1，这是通过从每对字节中选择LSB(比特6，4，2，0)而实现的。
接着，去除重复比特处理块430把这样形成的字节(例如字节0)编组成207字节的鲁棒信息(RI)分组，并且把每个RI分组连同NULL分组一起发送到数据路径中的后续块。NULL分组由零数值的字节组成。NULL分组报头以后由去随机化器270进行修改，以使得它们对于MPEG译码器呈现为NULL分组。对于NRS＝1的情形，在分组格式化器240的输出端处的鲁棒信息分组和NULL分组的次序被显示于表2。这个模式每9个NS分组(即4R I+5NULL分组)重复。
  鲁棒分组#mod 9(rob_pac_cnt)   发1射机PF输入端处的分组类型   接收机PF输出端处的分组类型
  0   鲁棒信息(RI)   位置保持器(NULL)
  1   位置保持器(NULL)   位置保持器(NULL)
  2   鲁棒信息(RI)   鲁棒信息(RI)
  3   位置保持器(NULL)   位置保持器(NULL)
  4   鲁棒信息(RI)   鲁棒信息(RI)
  5   位置保持器(NULL)   位置保持器(NULL)
  6   鲁棒信息(RI)   鲁棒信息(RI)
  7   位置保持器(NULL)   位置保持器(NULL)
  8   位置保持器(NULL)   鲁棒信息(RI)
表2：当NRS＝1时基于分组号的鲁棒分组的分类
通过以下的例子更清楚地描述接收机分组格式化器240的处理。考虑以下的参数的情形：MODE＝3、TR＝0、NRS＝1和NRP＝54。表3显示在发射机分组格式化器(TxPF)的输入(I/P)端处、在接收机分组格式化器240(RxPF)的输入(I/P)端处和在对应于这个参数组的RxPF的输出(O/P)端处的分组的排序。在表3上，“RI”表示鲁棒信息分组，“RN”表示NULL分组，“Std”表示标准流分组，以及“Rob”表示编码的鲁棒分组。分组0相应于在场同步信号后的第一个分组。
Figure C20048001854200141
表3：在发射机与接收机中的不同点处对于
所选择参数的示例性分组排序
NRP＝54表示在TxPF的输入端处的每个场中有54*4/9＝24个RI分组和54-24＝30个PN分组。TxPF格式化RI和RN分组，以形成鲁棒分组(称为“Rob”)。接收机以在列“到RxPF的I/P”中显示的次序接收这些分组。由于在RI 0中的信息被扩散到Rob 0、Rob 1和Rob 2分组，所以接收机分组格式化器240必须等待，直至它在可以重新创建RI 0之前接收Rob 2为止。所以，在Rob 0和Rob 1的持续时间期间，分组格式化器240发出NULL(全零)分组。一旦接收机200得到Rob 8分组，接收机200就可重新创建RI 3。这完成了把9个鲁棒分组变换成4个RI分组的处理过程。分组格式化器240然后开始处理下一组的鲁棒分组。列“RxPF的O/P”显示在分组格式化器240的输出端处的鲁棒信息分组的次序。
接收机分组格式化器240把2个鲁棒分组的固定延迟引入到鲁棒信息分组中。所述延迟在分组数目方面可以变化，因为鲁棒分组间的间隔是不固定的。表4显示对于不同的NRP数值的延迟。这个延迟将影响数据路径下游的去随机化器。以下的部分描述经修改的去随机化方案，它考虑到由RxPF引入的延迟。
  NRP   鲁棒分组间的间隔   延迟(分组)
  0000   0   0
  0001   4   8
  0010   4   8
  0011   4   8
  0100   4   8
  0101   4   8
  0110   4   8
  0111   4   8
  1000   4   8
  1001   2   4
  1010   2   4
  1011   2   4
  1100   1   2
  1101   1   2
  1110   1   2
  1111   1   2
表4：对于不同的NRP数值由分组格式化器240引入的延迟
图5是更详细地显示按照本发明的示例性实施例的8-VSB接收机200的鲁棒去交织器250的逻辑图。鲁棒去交织器250是一个只处理属于鲁棒流的字节的新的信号处理块。鲁棒去交织器250在结构上类似于标准的去交织器。鲁棒去交织器250包括一个其行数等于69并且其块尺寸等于3的卷积去交织器。在图5所示的例子中，M＝3、B＝69和N＝207。鲁棒去交织器250分别经由数据路径295和控制信号路径288接收来自分组格式化器240的数据和控制信号。鲁棒去交织器250只处理属于鲁棒信息(RI)分组的字节，并且适当地延迟(处理延迟)所有其它字节(属于NULL分组和SS)。如果信号不用在发射机处的鲁棒交织器250而被编码，则提供一个以旁路模式操作鲁棒去交织器250的任选项。鲁棒去交织器250对于鲁棒流引入可变的初始延迟量。这个延迟取决于NRP参数。鲁棒去交织器250使用场同步和分组格式化器240输出控制信号来同步到场中的第一RI分组的第一数据字节。由于鲁棒交织是在标准交织的基础上进行的，所以鲁棒比特流对突发错误具有较高的错误恢复力。
图6是更详细地显示按照本发明的示例性实施例的8-VSB接收机200的鲁棒去交织器250的框图。鲁棒去交织器250包括多路分解器(De-MUX)610、存储器620、多路复用器(MUX)630、等待时间查找表(LUT)640和生成启动信号处理块650。鲁棒去交织器250接收来自分组格式化器240的数据和控制信号以及把去交织的数据和控制信号发送到RS译码器260。鲁棒去交织器250使用ps_hd_sd控制信号(控制信号路径285)和rob_pac_cnt控制信号(控制信号路径288)来多路分解输入数据。该ps_hd_sd控制信号确定输入字节是属于新的流(NS)还是标准流(SS)。该rob_pac_cnt控制信号确定字节是属于NS内的RI分组还是RN分组。如果所述控制信号表示字节属于RI分组，则鲁棒去交织器250把输入数据字节发送到存储器620。否则，数据被传送通过而不被改变。多路复用器630使用ps_hd_sd和和rob_pac_cnt控制信号来多路复用RI分组、Std分组和RN分组。如果ps_hd_sd和和rob_pac_cnt控制信号表示字节属于RI分组，则多路复用器630从存储器620读取数据。否则，多路复用器630从多路分解器610的输出端读取数据。
鲁棒去交织器250必须生成一个表示场中的第一RI分组的第一数据字节的位置的信号。场中的第一RI数据字节的位置取决于两个因素：鲁棒交织器的尺寸以及参数TR、NRS和NRP。鲁棒交织器的尺寸是固定的，导致以RI分组为单位的固定延迟。这个延迟(以字节计)可被计算为：
rd_size＝3*((n-1)*n/2)*2，
其中n＝69。该延迟也可被表示为在207字节的分组中的68个RI分组。
在新的ATSC发射机中的分组插入机制在两个接连的RI分组之间引入一个可变的延迟量，这取决于TR、NRS和NRP参数。所以，鲁棒去交织器250在场同步与第一RI数据字节之间引入以实际的分组数目为单位的(即RI+Std+RN组合的)可变的延迟量。这个延迟可以通过使用以下算法进行计算：
步骤1：设m是相应于TR、NRS和NRP参数的鲁棒分组间的间隔(见表4)。m的数值是1、2或4。
步骤2：设NRI是在每个场中的鲁棒信息分组的数目，NRI＝NRP*4/9。
步骤3：计算RI_dly作为68模NRI。这给出从场的开头计的RI分组的数目。可以将这个数目偏移2，以考虑被分组格式化器240引入的2个鲁棒分组延迟(当TR＝0、NRS＝1时)。
步骤4：使用RI_dly的数值来确定场中的分组数目：
init_dly＝RI_delay*9*m/4.
启动信号289可以由生成启动信号块650根据这个初始延迟值来生成，并且它可被规整(fly-wheel)成每312个分组生成该启动信号，只要鲁棒去交织器250没有被复位。init_dly数值可被预先计算并被存储在等待时间查找表(LUT)640中，如图6所示。表5显示当TR＝0和NRS＝1时通过对于不同NRP值使用以上算法所计算的init_dly的数值。
  NRP   每场中的鲁棒分组的数目   每场中的鲁棒信息分组的数目   鲁棒分组间的间隔(m)   RJ_dly   与场同步的偏移(以分组计)(init_dly)
  0000   0   0   0   0   0
  0001   9   4   4   0   0
  0010   18   8   4   4   36
  0011   27   12   4   8   72
  0100   36   16   4   4   36
  0101   45   20   4   8   72
  0110   54   24   4   20   180
  0111   63   28   4   12   108
  1000   72   32   4   4   36
  1001   90   40   2   28   126
  1010   117   52   2   16   72
  1011   144   64   2   4   18
  1100   162   72   1   68   153
  1101   171   76   1   68   153
  1110   216   96   1   68   153
  1111   270   120   1   68   153
表5：当TR＝0和NRS＝1时对于不同
NRP值的初始延迟(“Init_Delay”)值。
在新的接收机200中的RS译码器260产生用于去随机化器270的两个输出启动信号，以便在正确时刻启动标准去随机化器电路和鲁棒去随机化器电路。RS译码器260接收来自鲁棒去交织器250的数据和控制信号以及译码所有的分组(属于SS以及NS)。RS译码器260从207字节的输入数据分组生成187字节的数据分组。
图7更详细地显示按照本发明的示例性实施例的8-VSB接收机200的去随机化器270。去随机化器270包括标准去随机化器710、鲁棒去随机化器720、多路复用器(MUX)730、查找表(LUT)740和生成冻结信号块750。标准去随机化器710和鲁棒去随机化器720在结构上类似于标准去随机化器。标准去随机化器710被使用来去随机化相应于标准流(SS)的字节，而鲁棒去随机化器720被使用来去随机化相应于新流(NS)的字节。标准去随机化器710和鲁棒去随机化器720从RS译码器260接收相同的数据输出但是接收不同的启动信号。标准去随机化器710的输出包含有效的标准传输流分组。鲁棒去随机化器720的输出包含有效的鲁棒传输流分组。去随机化器720可被编程来给出标准流和/或具有被放置在相应于其它流的位置处的NULL分组的鲁棒流。
去随机化器710和720接收来自RS译码器260的经纠错的字节，并且通过使用伪随机二进制序列(PRBS)将数据去随机化。该PRBS与具有类似反馈和输出抽头的发射机的PRBS完全相同地生成。PRBS由具有以下生成器多项式的16比特移位寄存器生成：
G(16)＝X16+X13+X12+X11+X7+X6+X3+X+1
该移位寄存器被初始化到F180(十六进制)，并且与场同步信号和启动信号同步。去随机化器710和720执行输入数据字节与去随机化器字节(从比特D7到D0形成)的模2加法。如果数据字节的相对位置没有相对于场同步信号改变，则去随机化器710和720无错误地操作。在一个场内，在该场的特定位置处的数据字节总是被相同的去随机化字节去随机化。
把分组格式化器240和鲁棒去交织器250包括在新的双比特流接收机200中在NS数据字节中引入延迟。这个延迟取决于参数TR、NRS和NPR。由于这个延迟，NS数据字节相对于场同步的相对位置发生改变。所以，启动信号必须被生成，以表示场中的第一RI数据字节的位置。鲁棒去交织器250根据上述的算法生成这个信号。表6显示对于TR＝0和NRS＝1的情形下的第一RI分组在场中的位置。在列“与场同步的偏移”中的数字包括由接收机分组格式化器240引入的2鲁棒分组延迟。
  NRP   每场中的鲁棒分组的数目   与场同步的偏移(以分组计)
  0000   0   0
  0001   9   0
  0010   18   44
  0011   27   80
  0100   36   44
  0101   45   80
  0110   54   188
  0111   63   116
  1000   72   44
  1001   90   130
  1010   117   76
  1011   144   22
  1100   162   155
  1101   171   155
  1110   216   155
  1111   270   155
表6：当TR＝0和NRS＝1时对于不同的NRP值
第一RI分组在场中的位置。
如果启动信号被适当地同步，则只要鲁棒分组间的间隔是相同的，所有的RI分组都将被正确地去随机化。在新的ATSC发射机中的分组插入机制并非对于所有的NRP值都满足这个要求。在某些情形下，在一个场的最后一个分组与下一个场的第一个分组之间的间隔不同于鲁棒分组间的间隔(通常为1、2或4)。表7显示对于TR＝0、NRS＝1和NRP＝54的这种情形。在这种情形下，鲁棒分组间的间隔是4，但在一个场的最后一个分组与下一场的第一个分组之间的间隔是(312-212)＝100分组。
Figure C20048001854200201
表7：对于TR＝0、NS＝1和NRP＝54，在去随机化器输入端处
RI分组在场中的位置(场号，分组号)。
考虑TR＝0、NRS＝1和NRP＝54的情形。对于这个参数组，鲁棒去交织器250在分组号188下生成启动信号。表7显示对于RI分组的场号和分组号。由于由鲁棒去交织器250引入的延迟，场P的分组RI 0出现在场P的分组号188处。鲁棒去随机化器270在这时被复位，这样，RI分组0、1、2和3将被正确地去随机化。然而，在RI分组3与4之间有间断，因为RI 3出现在场P的最后一个鲁棒分组位置，而RI 4出现在场P+1的第3鲁棒分组位置。在这个周期期间，去随机化器270仍旧处于工作状态，所以它正确地去随机化跟随在RI 3后面的RI分组。为了避免这种情形，去随机化器270在一段持续时间内被生成冻结信号处理块750冻结。
冻结的持续时间和位置取决于TR、NRS和NRP参数。冻结周期的开始和结束位置可以通过使用以下算法被确定：
步骤1：设m是相应于TR、NRS、和NRP参数的鲁棒分组间的间隔。m的数值是1、2或4。
步骤2：设NR I是在每个场中的鲁棒信息分组的数目，NRI＝NRP*4/9。
步骤3：计算RI_dly作为68模NRI。这给出从场的开头计的RI分组的数目。可以将这个数目偏移2，以便考虑被分组格式化器240引入的2个鲁棒分组延迟(当TR＝0、NRS＝1时)。
步骤4：计算‘rem_rp’作为(NRI-RI_dly)
步骤5：如果rem_rp＜NRI，则前进到步骤6。否则，把start_count和end_count设置为等于0。
步骤6：计算用于冻结的开始点作为start_count＝(rem_rp*9/4)*m-2*m。
步骤7：计算用于冻结的结束点作为end_count＝(312-NRP*4)+start_count。
start_count和end_count值可以预先计算和被存储在查找表(LUT)740中。生成冻结信号处理块750使用来自LUT 740的这两个数值来生成冻结信号。生成冻结信号处理块750在启动信号下复位分组计数器，以及对于由生成冻结信号处理块750接收的每个新的分组递增这个计数器。如果该分组计数器处在‘start_count’和‘end_count’之间，则鲁棒去随机化器270被冻结。
对于所提出的分组插入机制，每个场仅仅需要一个冻结持续时间，但所述逻辑可被扩展，以便在需要时加上附加冻结持续时间。在冻结被释放后，去随机化器270继续操作直至启动信号被接收为止，这时去随机化器270被初始化。这确保所有的RI分组都被正确地去随机化。表8包含对于TR＝0和NRS＝1的情形由所述算法确定的‘start_count’和‘end_count’值。
  NRP   start_count(分组)   end_count(分组)
  0000   0   0
  0001   0   0
  0010   28   268
  0011   28   232
  0100   100   268
  0101   100   232
  0110   28   124
  0111   136   196
  1000   244   268
  1001   50   182
  1010   158   236
  1011   266   290
  1100   7   157
  1101   16   157
  1110   61   157
  1111   115   157
表8：当TR＝0和NS＝1时对于不同NRP值
的Start_Count和End_Count值
标准去随机化器710生成有效的SS传输分组，而鲁棒去随机化器720生成有效的NS传输分组。两个流可以以不同的配置被多路复用，这取决于用户偏好。多路复用器730的操作由一个选择信号控制，该选择信号是hd_sd控制信号、rob_pac_cnt控制信号和用户可调节的output_sw控制信号的组合。当控制信号hd_sd和rob_pac_cnt表示NULL分组时，多路复用器730把一个3字节NULL报头添加到分组上。源译码器丢弃NULL分组。
虽然本发明已经被详细地描述，但本领域技术人员将会看到，可以在不背离本发明的精神和范围的条件下，以它的最广泛的形式作出各种改变、替换、变化、增强、微调、渐变、简化、变更、修订、改进和除去。

Claims (20)

1.一种在能够接收双比特流信号的电视接收机(200)中使用的分组格式化器(240)，所述双比特流信号包括与高级电视系统委员会(ATSC)标准兼容的标准流和鲁棒流，所述分组格式化器(240)包括：
第一处理块(410)，其能够接收所述双比特流信号并从中去除与所述鲁棒流有关的报头比特和奇偶校验比特，由此产生第一输出信号；以及
第二处理块(430)，其能够接收所述第一输出信号并从中去除与所述鲁棒流有关的重复比特，由此产生从所述分组格式化器(240)的数据路径输出端(295)输出的第二输出信号。
2.如在权利要求1中阐述的分组格式化器(240)，其中所述分组格式化器(240)在将所述标准流字节延迟一个预定的延时后，把与所述标准流有关的字节传送到所述分组格式化器(240)的所述数据路径输出端(295)。
3.如在权利要求2中阐述的分组格式化器(240)，其中所述分组格式化器(240)包括第三处理块(420)，其能够确定所述奇偶校验比特在所述鲁棒流中的位置。
4.如在权利要求3中阐述的分组格式化器(240)，其中所述第三处理块(420)还能够确定所述报头比特在所述鲁棒流中的位置。
5.如在权利要求4中阐述的分组格式化器(240)，其中所述第三处理块(420)包括查找表(420)。
6.如在权利要求5中阐述的分组格式化器(240)，其中所述分组格式化器(240)生成和输出由跟随在所述分组格式化器(240)后面的后续处理块(250，260，270)使用的分组标识信息。
7.一种在能够接收包括与高级电视系统委员会(ATSC)标准兼容的标准流和鲁棒流的双比特流信号的电视接收机(200)中使用的用于格式化所述双比特流信号的分组的方法，包括以下步骤：
在分组格式化器(240)中接收所述双比特流并从中去除与所述鲁棒流有关的报头比特和奇偶校验比特，由此产生第一输出信号；以及
从所述第一输出信号中去除与所述鲁棒流有关的重复比特，由此产生从所述分组格式化器(240)的数据路径输出端(295)输出的第二输出信号。
8.如在权利要求7中阐述的方法，还包括以下步骤：将与所述标准流有关的字节延迟一个预定延时，然后在所述分组格式化器(240)的所述数据路径输出端(295)上输出所述经延迟的标准流字节。
9.如在权利要求8中阐述的方法，还包括确定所述奇偶校验比特在所述鲁棒流中的位置的步骤。
10.如在权利要求9中阐述的方法，还包括确定报头比特在所述鲁棒流中的位置的步骤。
11.如在权利要求10中阐述的方法，其中所述确定所述奇偶校验比特的位置的步骤包括根据查找表(420)确定所述奇偶校验比特的位置的步骤。
12.如在权利要求11中阐述的方法，还包括生成和输出由跟随在所述分组格式化器(240)后面的后续处理块(250，260，270)使用的分组标识信息的步骤。
13.一种电视接收机(200)，包括：
接收机前端电路，其能够接收和下变频包括与高级电视系统委员会(ATSC)标准兼容的标准流和鲁棒流的双比特流信号，由此产生基带信号；以及
前向纠错部分，其能够从所述接收机前端电路接收所述基带信号，所述前向纠错部分包括分组格式化器(240)，该分组格式化器(240)包括：
第一处理块(410)，其能够接收与所述基带信号有关的所述标准流和所述鲁棒流以及从中去除与所述鲁棒流有关的报头比特和奇偶校验比特，由此产生第一输出信号；以及
第二处理块(430)，其能够接收所述第一输出信号并从中去除与所述鲁棒流有关的重复比特，由此产生从所述分组格式化器(240)的数据路径输出端(295)输出的第二输出信号。
14.如在权利要求13中阐述的电视接收机(200)，其中所述分组格式化器(240)在将所述标准流字节延迟一个预定延时后，把与所述标准流有关的字节传送到所述分组格式化器(240)的所述数据路径输出端(295)。
15.如在权利要求14中阐述的电视接收机(200)，其中所述分组格式化器(240)包括第三处理块(420)，其能够确定所述奇偶校验比特在所述鲁棒流中的位置。
16.如在权利要求15中阐述的电视接收机(200)，其中所述第三处理块(420)还能够确定所述报头比特在所述鲁棒流中的位置。
17.如在权利要求16中阐述的电视接收机(200)，其中所述第三处理块(420)包括查找表(420)。
18.如在权利要求17中阐述的电视接收机(200)，其中所述分组格式化器(240)生成和输出由跟随在所述分组格式化器(240)后面的后续处理块(250，260，270)使用的分组标识信息。
19.如在权利要求13中阐述的电视接收机(200)，还包括数据去随机化器(270)，所述数据去随机化器(270)包括：
标准去随机化器(710)，其能够将与所述标准流有关的字节去随机化；以及
鲁棒去随机化器(720)，其能够将与所述鲁棒流有关的字节去随机化。
20.如在权利要求19中阐述的电视接收机(200)，其中所述数据去随机化器(270)还包括延迟计算电路(740，750)，用于确定相对于与鲁棒流有关的场同步信号的延迟。
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