CN101268695B - 数字广播传输系统及其信号处理方法 - Google Patents

Abstract

一种数字广播传输系统及其信号处理方法，所述系统包括：奇偶校验区产生单元，准备第一区，所述第一区用于对包括复用的普通流和turbo流的双重传送流(TS)进行奇偶校验插入；第一交织器，对从奇偶校验区产生单元发送的双重TS进行交织；turbo流处理单元，从交织的双重TS检测turbo流，对检测到的turbo流进行专门编码以便进行turbo处理，并将编码的turbo流填充到双重TS；解交织器，对turbo处理单元处理的双重TS进行解交织；以及发送单元，发送在解交织器处理过的双重TS。

Description

数字广播传输系统及其信号处理方法

                        技术领域

本发明的各方面涉及一种turbo处理和发送数字广播传送流的方法，涉及一种数字广播传输系统及其处理信号的方法。更具体地说，本发明的各方面涉及这样一种turbo处理和发送数字广播传送流的方法以及数字广播传输系统，所述方法通过对包括普通数据和turbo数据的双重传送流(TS)进行的信息交换和映射，来增强根据高级电视系统委员会(ATSC)残留边带(VSB)传输系统的美国的地波数字电视(DTV)系统的接收性能。

                        背景技术

在美国的地波数字电视(DTV)系统中使用的高级电视系统委员会(ATSC)残留边带(VSB)传输系统是为每312个数据段的单位发送一个场同步(sync)段的单载波系统。因此，在弱信道上，特别是在多普勒衰落信道上，ATSC VSB系统的接收性能不佳。

图1是现有技术的ATSC VSB数字广播收发机的框图。在图1中示出的数字广播收发机是根据Phillips提出的增强型VSB(E-VSB)配置的，并且产生和发送通过将增强数据或鲁棒(robust)数据添加到标准ATSC VSB系统的普通数据而配置的双重流。

如图1所示，数字广播发射机包括：随机化器11；Reed-Solomon(RS)编码器12，具有将奇偶校验字节添加到双重传送流的级联编码器形式，以能够在接收期间校正由于发送期间的信道恶化而产生的错误；交织器13，根据预定的模式交织RS编码的数据；以及2/3速率网格(trellis)编码器14，对交织的数据以2/3速率进行网格编码，并将交织的数据映射到8电平符号。通过这种结构，数字广播发射机对双重流执行纠错编码。

数字广播发射机还包括：复用器15，根据图2中示出的数据格式将场同步(sync)和段同步插入纠错编码的数据；以及调制器16，通过将预定的直流(DC)值添加到数据符号以及插入的段同步和场同步来插入导频，将得到的信号调幅到中频(IF)载波上，过滤得到的IF信号以产生残留边带(VSB)信号，将VSB信号上变换为具有期望信道的频率的射频(RF)信号，并通过所述信道发送RF信号。

因此，在数字广播发射机中，根据在一个信道上发送普通数据和增强数据或鲁棒数据的双重流系统对所述普通数据和增强数据或鲁棒数据进行复用，并将其输入到随机化器11。通过随机化器11将输入的数据随机化，通过作为外部编码器的RS编码器12对随机化的数据进行外编码。交织器13根据预定的模式分发编码的数据。通过网格编码器14以12符号为单位对交织的数据进行内编码。将内编码的数据映射到8电平符号。将场同步和段同步插入映射的数据。插入导频并执行VSB调制。将VSB信号上变换为RF信号，通过信道发送RF信号。

图1中示出的数字广播接收机包括：调谐器(未示出)，将通过信道接收的RF信号转换为基带信号；解调器21，对基带信号执行同步检测和解调；均衡器22，对解调的信号的由于多传输路径而产生的信道失真进行补偿；Viterbi解码器23，校正均衡的信号的错误，并将纠错后的信号解码为符号数据；解交织器24，根据数字广播发射机的交织器13发布数据的预定的模式重排符号数据；RS解码器25，校正错误；以及去随机化器26，对通过RS解码器25校正的数据进行去随机化，并输出MPEG-2(运动图像专家组)传送流。因此，图1的数字广播接收机按照与数字广播发射机相反的顺序将RF信号下变换为基带信号，对变换的信号进行解调和均衡，并执行信道解码，从而恢复原始信号。

图2示出根据在美国的DTV系统中使用的8-VSB系统插入了段同步和场同步的VSB数据帧。如图2所示，一帧包括两个场。一个场包括作为所述场的第一段的一个场同步和312个数据段。在VSB数据帧中，对应于一个MPEG-2包的一个段包括4符号段同步和828个数据符号。图2中的段同步和场同步用于数字广播接收机中的同步和均衡。更具体地说，当接收机执行同步和均衡时，对于数字广播发射机和接收机已知的段同步和场同步用作参考信号。图1的美国地波数字广播系统被配置为通过将增强数据或鲁棒数据添加到现有技术的ATSC VSB系统的普通数据来产生并发送双重流。因此，美国地波数字广播系统将增强数据或鲁棒数据与普通数据一起发送。

                        发明内容

                        技术问题

尽管除了普通数据之外在双重流中还发送增强数据或鲁棒数据，但是由于普通数据流的传输造成的多径信道失真而引起的不佳的接收性能没有得到明显提高。实际上，通过改进的普通数据流几乎没有提高接收性能。另外，对于增强流或鲁棒流，也没有大幅提高接收性能。

                        技术方案

因此，本发明的一方面在于提供一种用于turbo处理和发送数字广播传送流的方法，所述方法通过对包括普通数据和turbo数据的双重传送流(TS)进行信息交换和映射，来增强根据高级电视系统委员会(ATSC)残留边带(VSB)的美国的地波数字电视(DTV)系统的接收性能，还提供一种数字广播传输系统及其信号处理方法。

可通过提供一种处理数字广播信号的方法来实际实现本发明的上述各方面和/或其他特点，所述方法包括：准备第一区，所述第一区用于对包括复用的普通流和turbo流的双重传送流(TS)插入奇偶校验；对包括用于在其中插入奇偶校验的第一区的双重TS进行交织；从交织的双重TS检测turbo流，对检测到的turbo流进行专门编码，并将编码的turbo流填充到双重TS以便进行鲁棒处理；以及对turbo处理过的双重TS进行解交织。

根据本发明的一方面，还包括：将普通流和turbo流进行复用以产生双重TS。

根据本发明的一方面，在准备用于奇偶校验插入的第一区之前，还可提供将双重TS随机化的步骤。

根据本发明的一方面，产生双重TS的步骤包括：准备用于对turbo流进行奇偶校验插入的第二区；以及通过将具有用于在其中插入奇偶校验的第二区的turbo流与普通流进行复用来产生双重TS。

根据本发明的一方面，产生双重TS的步骤还包括：对外部接收的turbo流进行Reed-Solomon编码；以及对turbo流进行交织。

根据本发明的一方面，检测turbo流的步骤包括：通过对交织的双重TS解复用来检测turbo流；通过将对于检测到的turbo流的奇偶校验插入到用于奇偶校验插入的第二区来对turbo流编码；交织编码的turbo流；以及通过将交织的turbo流与从双重TS复用的普通流进行复用来构造双重TS。

根据本发明的一方面，检测turbo流的步骤还包括：将交织的双重TS的基本单位从字节转换为符号；以及将构造的双重TS的基本单位从符号转换为字节。

根据本发明的一方面，还包括：发送解交织的双重TS。

根据本发明的一方面，发送双重TS的步骤包括：通过将对于解交织的双重TS的奇偶校验插入到用于奇偶校验插入的第一区来进行编码；对编码的双重TS进行交织；对交织的双重TS进行网格编码；通过将同步信号添加到网格编码过的双重TS来进行复用；以及对复用的双重TS进行信道调制并发送得到的流。

根据本发明的一方面，双重TS包括包含多个连续包的场，turbo流以预定的包间隔被排列在所述场的包中。

根据本发明的一方面，双重TS包括包含多个连续包的场，在其中记录了预定类型的包信息的选项字段被排列在位于所述场上的预定位置的包中，而没有与turbo流重叠。

根据本发明的一方面，选项字段包括节目时钟参考(PCR)、原始节目时钟参考(OPCR)、指示宏块(macroblock)的数量的拼接倒计数(splice countdown)、传送专用数据长度和自适应字段扩展长度中的至少一个。

双重TS包括包含多个连续包的场，turbo流和普通流被分别排列在所述多个包中。

根据本发明的一方面，可提供一种处理数字广播信号的方法，所述方法包括：将附加参考信号添加到包括复用的普通流和turbo流的双重传送流(TS)的填充区；准备用于对双重TS进行奇偶校验插入的第一区；对其中具有用于奇偶校验插入的第一插入的双重TS进行交织；从交织的双重TS检测turbo流，对检测到的turbo流进行专门编码以进行鲁棒处理，并将编码的turbo流填充到双重TS中；以及对其中具有编码的turbo流的双重TS进行解交织。

根据本发明的一方面，所述方法还包括：发送解交织的双重TS。

根据本发明的一方面，所述方法还包括：将普通流与turbo流复用以产生双重TS，以及在双重TS中准备填充区。

根据本发明的一方面，在插入附加参考信号之前，所述方法还包括：将其中具有填充区的双重TS随机化。

根据本发明的一方面，复用步骤包括：准备用于对turbo流的奇偶校验插入的第二区。

根据本发明的一方面，复用步骤还包括：对外部接收的turbo流进行Reed-Solomon编码；以及交织turbo流。

根据本发明的一方面，检测turbo流的步骤包括：通过对交织的双重TS解复用来检测turbo流；通过将对于检测到的turbo流的奇偶校验插入到用于奇偶校验插入的第二区来对turbo流进行编码；交织编码的turbo流；以及通过将交织的turbo流与解复用的普通流进行复用来构造双重TS。

根据本发明的一方面，检测turbo流的步骤包括：将交织的双重TS的基本单位从字节转换为符号，并通过解复用来检测turbo流。

根据本发明的一方面，构造双重TS的结构的步骤包括：将交织的turbo流与解复用的普通流进行复用，并将双重TS的基本单位从符号转换为字节。

根据本发明的一方面，所述方法还包括：通过将对于解交织的双重TS的奇偶校验插入到用于奇偶校验插入的第一区中来进行编码；交织编码的双重TS；对交织的双重TS进行网格编码；通过将同步信号添加到网格编码过的双重TS进行复用；以及对复用的双重TS进行信道调制，并发送得到的流。

根据本发明的一方面，网格编码步骤还包括：将网格编码器初始化为预定值。

根据本发明的一方面，所述方法还包括：使用添加了奇偶校验的双重TS和网格编码的双重TS来产生可兼容的奇偶校验；以及将可兼容奇偶校验记录在与添加的奇偶校验对应的双重TS的位置中。

根据本发明的一方面，双重TS的形式是包括多个连续包的帧，每个包包括自适应字段；并且填充区是自适应字段的至少一部分。

根据本发明的一方面，双重TS包括以预定包间隔被排列在帧的包中的turbo流。

根据本发明的一方面，双重TS包括：选项字段，被排列在位于场的预定位置的包中，不与turbo流重叠；填充区是除了选项字段之外的自适应字段的一部分。

根据本发明的一方面，选项字段包括节目时钟参考(PCR)、原始节目时钟参考(OPCR)、指示宏块的数量的拼接倒计数、传送专用数据长度和自适应字段扩展长度中的至少一个。

根据本发明的一方面，一种数字广播传输系统包括：奇偶校验区产生单元，准备第一区，所述第一区用于对包括复用的普通流和turbo流的双重TS进行奇偶校验插入；第一交织器，对从奇偶校验区产生单元发送的双重TS进行交织；turbo处理单元，从交织的双重TS检测turbo流，对检测到的turbo流进行专门编码以便进行turbo处理，并将编码的turbo流填充到双重TS；解交织器，对turbo处理单元处理的双重TS进行解交织；以及发送单元，发送在解交织器处理过的双重TS。

根据本发明的一方面，所述系统还包括：TS构造单元，通过将普通流与turbo流进行复用来产生双重TS；以及随机化单元，将在TS构造单元产生的双重TS随机化，并将产生的双重TS提供给奇偶校验区产生单元。

根据本发明的一方面，TS构造单元包括：复制器，准备用于对turbo流进行奇偶校验插入的第二区；以及服务复用器，将在复制器处理过的turbo流与普通流进行复用，并输出得到的流。

根据本发明的一方面，TS构造单元还包括：第一Reed-Solomon编码器，对外部接收的turbo流进行编码，并将得到的流提供给复用器；以及预交织器，交织turbo流。

根据本发明的一方面，turbo处理单元包括：解复用器，对第一交织器中交织的双重TS解复用，并检测turbo流；turbo编码器，通过将对于解复用器检测的turbo流的奇偶校验插入用于奇偶校验插入的第二区来对turbo流编码；turbo交织器，对在turbo编码器处理过的turbo流进行交织；以及turbo数据复用器，通过将在turbo交织器处理过的turbo流与在解复用器解复用的普通流复用来构造双重传送流(TS)。

根据本发明的一方面，turbo处理单元还包括：字节/符号转换单元，将在第一交织器处理过的双重TS的基本单位从字节转换为符号，并将转换的流提供给解复用器；以及符号/字节转换单元，将turbo数据复用器构造的双重TS的基本单位从符号转换为字节。

根据本发明的一方面，发送单元包括：第二Reed-Solomon编码器，将对于在解交织器处理过的双重TS的奇偶校验插入用于奇偶校验插入的第一区；第二交织器，对在第二Reed-Solomon编码器编码的双重TS进行交织；网格编码器，对第二交织器交织的双重TS进行网格编码；复用器(MUX)，将同步信号添加到网格编码的双重TS；以及调制单元，对复用的双重TS进行信道调制并发送调制的信号。

根据本发明的一方面，双重TS包括包含多个包的场，并且turbo流被以预定的包间隔排列在所述场的包中。

根据本发明的一方面，双重TS包括其中记录了预定类型的包信息的选项字段，所述选项字段被排列在位于所述场上的预定位置的包中，而没有与turbo流重叠。

根据本发明的一方面，双重TS包括包含多个连续包的场，turbo流和普通流被分别排列在所述多个包中。

根据本发明的一方面，数字广播传输系统包括：附加参考信号插入单元，接收包括复用的普通流和turbo流的双重(TS)，并将附加参考信号插入在双重TS中提供的填充区；奇偶校验区产生单元，准备第一区，所述第一区用于对双重TS进行奇偶校验插入；第一交织器，对从奇偶校验区产生单元发送的双重TS进行交织；turbo处理单元，从交织的双重TS检测turbo流，对检测到的turbo流进行专门编码以便进行鲁棒处理，并将编码的turbo流填充到双重TS；解交织器，对在turbo处理单元处理的双重TS进行解交织；以及发送单元，发送在解交织器处理过的双重TS。

根据本发明的一方面，所述传输系统还包括：传送流(TS)构造单元，通过将普通流与turbo流复用来产生双重TS，并在双重TS中准备填充区；以及随机化单元，将从TS构造单元提供的双重TS随机化，并将随机化的流提供给附加参考信号插入单元。

根据本发明的一方面，TS构造单元包括：复制器，准备用于对turbo流进行奇偶校验插入的第二区；以及服务复用器，将在复制器处理过的turbo流与普通流复用，准备填充区，并输出得到的流。

根据本发明的一方面，TS构造单元还包括：第一Reed-Solomon编码器，对外部接收的turbo流执行Reed-Solomon编码，并将得到的流提供给复制器；以及预交织器，交织turbo流。

根据本发明的一方面，turbo处理单元包括：解复用器，将在第一交织器处理的双重TS解复用，并检测turbo流；turbo编码器，将对检测的turbo流的奇偶校验插入用于奇偶校验插入的第二区，并对turbo流编码；turbo交织器，对在turbo编码器处理过的turbo流进行交织；以及turbo数据复用器，通过将在turbo交织器处理过的turbo流与在解复用器解复用的普通流复用来构造双重TS。

根据本发明的一方面，turbo处理单元还包括：字节/符号转换单元，将在第一交织器处理过的双重TS的基本单位从字节转换为符号，并将转换的流提供给解复用器；以及符号/字节转换单元，将turbo数据复用器构造的双重TS的基本单位从符号转换为字节。

根据本发明的一方面，所述发送单元包括：第二Reed-Solomon编码器，将对于在解交织器处理过的双重TS的奇偶校验插入用于奇偶校验插入的第一区；第二交织器，对第二Reed-Solomon编码器编码的双重TS进行交织；网格编码器，对第二交织器交织的双重TS进行网格编码；MUX，将同步信号添加到网格编码的双重TS；以及调制单元，对复用的双重TS进行信道调制。

根据本发明的一方面，在对包含在由第二交织器交织的双重TS中的附加参考信号进行网格编码之前，网格编码器初始化为预设值。

根据本发明的一方面，所述系统还包括可兼容的奇偶校验产生单元，使用网格编码器编码的双重TS以及由第二Reed-Solomon编码器添加了奇偶校验的双重TS来产生可兼容的奇偶校验。

根据本发明的一方面，网格编码器接收可兼容的奇偶校验，并将接收的可兼容的奇偶校验记录在与第二Reed-Solomon编码器添加到双重TS的奇偶校验对应的双重TS的位置中。

根据本发明的一方面，双重TS包括包含多个连续包的帧，每个包包括自适应字段，并且填充区是自适应字段的至少一部分。

根据本发明的一方面，双重TS包括以预定包间隔排列在帧的包中的turbo流。

双重TS包括排列在位于所述字段上的预定位置的包中而没有与turbo流重叠的选项字段，并且填充区是除了选项字段之外的自适应字段的至少一部分。

根据本发明的一方面，所述选项字段包括：节目时钟参考(PCR)、原始节目时钟参考(OPCR)、指示宏块数量的拼接倒计数、传送专用数据长度和自适应字段扩展长度中的至少一个。

本发明的其他方面和/或优点将在以下描述中被部分阐述，通过描述所述部分是清楚的，或者可通过本发明的实施而得知。

根据本发明的一方面，场包括312个包，并且，当将312个包分割成每52个包的单元时，选项字段在场中的位置如下：节目时钟参考(PCR)：52n+15，n＝0；原始节目时钟参考(OPCR)：52n+15，n＝1；自适应字段扩展长度：52n+15，n＝2；传送专用数据长度：52n+15，n＝3，4，5；以及拼接倒计数：52n+15，n＝0，1，2，3，4，5。

                        有益效果

从对于根据本发明特定实施例的turbo处理和发送用于数字广播的TS的方法，以及数字广播发送/接收系统及其信号处理方法的以上描述可理解，可通过对于包括普通数据和turbo数据的双重传送流(TS)进行信息交换和映射来增强根据高级电视系统委员会(ATSC)残留边带(VSB)的美国的地波数字电视(DTV)的接收性能。结果，数字广播传输系统不仅提供与现有普通数据传输系统的兼容性，还提供在各种接收环境下的改进的接收能力。

虽然没有要求，但是应理解可使用软件、硬件及其组合来实现本发明的各方面。虽然对于通过无线或有线发送的广播信号进行描述，但是应理解在本发明的其他方面中，可通过记录在用于延迟回放的介质上来进行传输。

虽然已经参照本发明的特定实施例示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应理解，在不脱离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可对其在形式和细节上做出各种改变。

                        附图说明

结合附图，通过对本发明的实施例的以下描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更容易理解，其中：

图1是示出根据高级电视系统委员会(ATSC)残留边带(VSB)系统的现有技术的数字广播收发机的框图；

图2示出在图1中示出的现有技术的数字广播收发机中使用的VSB数据帧的示例性帧结构；

图3是示出根据本发明实施例的数字广播传输系统的框图；

图4是提供用于详细解释图3的数字广播传输系统的结构的框图；

图5是示出图4的数字广播传输系统的传送流(TS)构造单元的框图；

图6是详细示出图4的数字广播传输系统的发送单元的结构的框图；

图7是示出图4的数字广播传输系统的turbo处理单元的示例的框图；

图8是示出图7的turbo处理单元的turbo编码器的结构的框图；

图9至图15示出图4的数字广播传输系统的双重传送流包的示例性结构；

图16是示出根据本发明实施例的发送补充参考序列(SRS)的数字广播传输系统的框图；

图17至图23示出包括图16的数字广播传输系统的补充参考序列(SRS)的双重传送流包的示例性结构；

图24是解释图6的数字广播传输系统中的信号处理方法的示例的流程图；以及

图25是解释图7的turbo处理单元中的信号处理方法的示例的流程图。

                    具体实施方式

现在将详细参照本发明的实施例，本发明的实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的组件。下面通过参照附图描述实施例以便解释本发明。在以下描述中的特定结构和组件仅用于帮助获得对本发明的全面理解。因此，很明显可不使用这些特定结构和组件来实现本发明。另外，为了避免在不必要的细节上模糊本发明，在以下描述中不再详细描述已知的功能、结构和组件。

以下描述假设熟悉引入了MPEG-2系统的各方面的高级电视系统委员会(ATSC)数字电视(DTV)系统，其细节在相应的标准中被描述。可能相关的标准的示例有：2005年6月14日的ATSC A/52B，Digital Audio CompressionStandard(AC-3、E-AC-3)，Revision B；2005年12月27日的ATSC A/53E，ATSCDigital Television Standard(A/53)，Revision E；2003年12月4日的ATSCA/54A，Recommended Practice：Guide to Use of the ATSC Digital TelevisionStandard；ISO/IEC IS 13818-1：2000(E)，Information technology-eneric coding ofmoving pictures and associated audio information：Systems(secondedition)(MPEG-2)；以及ISO/IEC IS 13818-2：2000(E)，Informationtechnology-eneric coding of moving pictures and associated audio information：Video(second edition)(MPEG-2)，这些标准的内容和公开通过引用合并于此。然而，应理解可根据其他标准和系统实现本发明的各方面而不受限制。另外，以下描述使用术语“turbo”和“turbo数据”，在有些附图中它们由术语“鲁棒”和“鲁棒数据”表示。

图3是示出根据本发明实施例的数字广播传输系统的框图。参照图3，数字广播传输系统包括：奇偶校验区产生单元110、第一交织器120、turbo处理单元130、解交织器140和发送单元150。奇偶校验区产生单元110提供用于在双重传送流(TS)中插入奇偶校验字节的区，所述双重传送流包括普通流和turbo流。换句话说，对双重TS计算奇偶校验，并将奇偶校验插入奇偶校验区(即，记录在位中)。在以下描述中，通过奇偶校验区产生单元110提供的奇偶校验区将被称为“第一奇偶校验插入区”。

第一交织器120对具有由奇偶校验区产生单元110提供用于奇偶校验插入的区的双重TS进行交织。Turbo处理单元130检测包括在交织的双重TS中的turbo流，对检测的turbo TS进行turbo处理，并填充双重TS。虽然没有在所有方面中要求，但是应理解turbo处理单元130的turbo处理可包括编码处理(例如对turbo TS的卷积编码)以使得数据turbo化。

解交织器140对从turbo处理单元130输出的双重TS进行解交织。在双重TS已经在解交织器140中被处理之后，发送单元200发送双重TS。以下将详细描述发送单元200的结构。

根据图3中示出的实施例，已经经过单独的turbo处理的turbo流与普通流一起被发送。因此，在多径条件下或移动环境中的接收性能提高，同时，提供与现有普通流发送/接收系统的兼容性。还应理解turbo数据可以是除了普通数据之外发送的各种形式的数据，诸如音频、视频、计算机软件、游戏数据、音乐、购物信息、互联网数据、文本、语音数据和其他类型的数据。另外，根据本发明的各方面，普通数据可包括在数字广播中使用的音频-视频数据之外的其他数据，或者代替音频-视频数据的数据。

下面将参照图4的框图更详细地解释图3的数字广播传输系统。参照图4，数字广播传输系统还包括传送流(TS)产生单元300和随机化器150。TS产生单元300通过接收普通流和turbo流，处理turbo流以及将普通流与处理的turbo流复用来产生双重TS。虽然没有在所有方面中要求，但是可从外部模块(例如，广播相机)或内部模块(例如，压缩模块，如MPEG-2模块、视频编码器和音频编码器)接收普通流和turbo流。

随机化器150将TS产生单元300产生的双重TS随机化，并将其提供给奇偶校验区产生单元110。因此，奇偶校验区产生单元110为双重TS提供奇偶校验区。由于除了TS产生单元300和随机化器单元150之外，图4中的组件与图3的上述实施例的组件在功能上相同，因此为了简明，将省略另外的描述。

以下将参照图5描述TS产生单元300的示例性结构。TS产生单元300包括第一Reed-Solomon编码器310、预交织器320、复制器330、服务MUX(复用器)340。虽然在图5中示出的示例使用第一Reed-Solomon编码器310和预交织器320，但是这些可被省略或者可使用其他组件(未示出)代替。优选地(但不要求)，当使用第一Reed-Solomon编码器310时，将其与预交织器320一起使用。预交织器320的位置与复制器330的位置可互换。

第一Reed-Solomon编码器310通过将奇偶校验字节添加到接收的turbo流来执行编码。预交织器320对添加了奇偶校验字节的turbo流进行交织。复制器330提供对于交织的turbo流的奇偶校验区。在以下描述中，复制器330提供的奇偶校验区将被称为“第二奇偶校验区”。

为了提供第二奇偶校验区，作为turbo流的基本单位的字节被划分为两个或四个字节。然后，将一个字节的部分位和诸如0的null数据填充在每个字节中。填充有null数据的区变成奇偶校验区。

服务MUX 340将单独接收的普通流与在复制器330中处理过的turbo流进行复用。随着双重TS的产生，服务MUX 340将双重TS提供给随机化器150。

下面将参照图6的框图解释图4的数字广播传输系统的发送单元200的示例性结构。如图6所示，发送单元200包括第二Reed-Solomon编码器210、第二交织器220、网格编码器230、MUX 240和调制器250。第二Reed-Solomon编码器210通过将奇偶校验字节添加到双重TS来对从解交织器140接收的双重TS进行编码。更具体地，第二Reed-Solomon编码器210将对双重TS计算的奇偶校验字节插入由奇偶校验区产生单元110提供的第一奇偶校验区。

第二交织器220对具有由Reed-Solomon编码器210添加的奇偶校验字节的双重TS进行交织。在第二交织器220交织双重TS之后，网格编码器230对双重TS编码。在网格编码之后，MUX 240通过将段同步和场同步添加到双重TS来复用双重TS。在复用之后，调制器250调制双重TS的信道，并将其上变换为RF信道带的信号。因此，经由该信道将双重TS发送到各种接收系统。虽然在图6中没有示出并且没有在所有方面中要求，但是发送单元200还可包括用于信号发送的一般部件(例如，放大调制器250的调制信号的功率的功率放大器(未示出)和天线(未示出))，并且还可包括用于在线缆、互联网和/或卫星系统和媒体内进行广播的组件，通过所述组件可实现数字广播。

下面将参照图7的框图解释图4的数字广播传输系统的turbo处理单元130的示例性结构。参照图7，turbo处理单元130包括字节/符号转换单元131、解复用器132、turbo编码器133、turbo交织器134、turbo数据MUX 135和符号/字节转换单元136。可省略字节/符号转换单元131、解复用器132、turbo数据MUX 135和符号/字节转换单元136，或者使用本发明的其他方面中的其他部件来代替。

字节/符号转换单元131将第一交织器120的交织的双重TS的基本单位从字节转换为符号。参照美国ATSC DTV标准(A/53)的表D5.2，将很容易理解基本单位从字节到符号的转换，该标准的内容完全合并于此，以资参考。

解复用器132将符号单位的双重TS解复用，以恢复turbo流。Turbo编码器133对检测到的turbo流计算奇偶校验字节，并通过使用计算的奇偶校验字节填充第二奇偶校验区来对turbo流编码。在此特定实施例中，turbo编码器133以turbo流的每个字节为单位执行编码。然而，应理解，可使用其他单位。

Turbo交织器134交织被卷积编码的turbo流。在该示例中，turbo交织器134以位为单位进行交织。Turbo数据MUX 135通过将交织的turbo流与普通流复用来产生双重TS。更具体地，turbo数据MUX 135通过将turbo流填充到其被解复用器132检测之前的位置来构造双重TS。符号/字节转换单元136将双重TS的基本单位从符号转换为字节。参照美国ATSC DTV标准(A/53)的表D5.2，将很容易理解这一转换，该标准的公开合并于此，以资参考。

表D5.2的字节到符号表的示例如下：

现在将参照图8的框图解释图7的turbo处理单元130的turbo编码器133的示例性结构。根据图8，turbo编码器133包括具有三个组件D的移位寄存器和两个加法器。因此，turbo编码器133将数据卷积编码为递归系统卷积(RSC)码，以将奇偶校验插入第二奇偶校验区。

图9至图15示出图4的数字广播传输系统的双重TS的示例性结构。图9示出由TS构造单元300接收的turbo流包的示例。例如，turbo流包可包括188字节。在这种情况下，更具体地，turbo流包包括：作为头的1字节的SYNC、3字节的包标识(PID)和184字节的turbo数据。

图10示出由TS构造单元300接收的普通流包的示例。普通流包可包括188字节，更具体地说，作为头的1字节的SYNC、2字节的自适应字段(AF)头、N字节的null数据和182-N字节的普通数据。AF头是记录关于自适应字段的信息的区，因此其包含诸如自适应字段的位置、大小等的信息。

图11示出由TS产生单元300产生的双重TS(或者流包)的示例。在图11中，图9的turbo流包的一部分被插入图10的普通流包的null数据中。在此实施例中，双重TS包括188字节，更具体地说，作为头的1字节的SYNC、3字节的PID、2字节的AF头、N字节null数据和作为净荷的182-N字节的普通数据。图11中示出的插入的turbo数据可以是图9的turbo流包的一部分。例如，图11的插入的turbo数据可以是图9的SYNC、PID和turbo数据中的至少一个。

图12示出根据本发明的另一实施例的由TS产生单元300产生的双重TS。根据图12中示出的实施例，双重TS包括多个连续包。对预定数量的包排列turbo数据。也就是说，图12示出将78包turbo流插入双重TS的一个场的312段的包。双重TS包括以1∶3的比例重复排列的1个包(188字节)的turbo流和3个连续包(188字节)的普通流。

在70包turbo流被插入双重TS的312段的包的情况下，以这样的形式构造双重TS：包括1个包(188字节)的turbo流和3个连续包(188字节)的普通流的4个包被重复排列70次，余下的32个包包括普通流包。

图13示出根据本发明的另一实施例的由TS构造单元300构造的双重TS包。88包的turbo流被插入双重TS的一个场的包的312个段。以这样的方式构造双重TS：包括2个包(188字节)的turbo流和2个包(188字节)的普通流的4个包被重复排列10次，包括1个包(188字节)的turbo流和3个连续包(188字节)的普通流的4个包如图12所示以1∶3的比例被重复排列。

图14示出根据本发明的另一实施例的由TS构造单元300构造的双重TS，该双重TS是图11和图12示出的双重TS的组合形式。以重复排列4个包的方式构造双重TS，所述4个包包括：1个包(188字节)的turbo流、1个包的普通流(其中，SRS数据和turbo数据被插入普通流包的AF的一部分)和2个包(188字节)的普通流包。

图15示出以312段的包的形式构造的双重TS。如图15所示，包信息与turbo数据和普通数据一起被包括在双重TS中。包信息可被记录在选项字段中。在这种情况下，可指定并固定选项字段的位置，从而不与turbo数据重叠。在图15中，“m”表示turbo数据的可能长度(字节)。

根据图15，记录宏块的数量(拼接倒计数)的选项字段被排列在段11、63、115、167、219、271中，而记录节目时钟参考(PCR)的选项字段被排列在段15、67、119中。

当将312个段分割成52个段的单元时，选项字段的位置可表示如下：

节目时钟参考(PCR)(使用6字节)：52n+15，n＝0；

原始节目时钟参考(OPCR)(使用6字节)：52n+15，n＝1；

自适应字段扩展长度(使用2字节)：52n+15，n＝2；

传送专用数据长度(使用5字节)：52n+15，n＝3，4，5；以及

宏块的数量(拼接倒计数)(使用1字节)：52n+15，n＝0，1，2，3，4，5

例如，其中的“传送专用数据长度”存在于段171、223、275中。除了以上介绍的方式之外，还可以以各种方式构造双重TS，其中，turbo数据被插入选项字段之外的null数据。另外，可根据双重TS包的结构调整turbo数据的结构比例。

图16是示出发送补充参考序列(SRS)的数字广播传输系统的框图。虽然以SRS的上下文进行描述，但是应理解在本发明的其他方面中可实现其他训练序列和/或已知数据的集合。参照图16，数字广播传输系统包括：TS构造单元801，其包含用于将SRS数据插入双重TS的各个包的填充区；随机化器803，将双重TS包(以下，简称为“包”)随机化；补充参考序列插入单元805，将SRS数据插入随机化的包的填充区；奇偶校验区产生单元807，产生用于插入纠错的奇偶校验的第一区；第一交织器809，对产生了第一区的包进行初级交织；turbo处理单元811，对包括在被初级交织的包中的turbo流进行卷积编码和交织；解交织器813，对turbo处理单元811处理的包进行解交织；Reed-Solomon(RS)编码器815，将奇偶校验插入解交织的包的第一区；第二交织器817，对插入了奇偶校验的包进行次级交织；网格编码器819，对交织的包进行网格编码；MUX 823，通过添加SYNC来对网格编码的包进行复用；以及调制器825，信道调制复用的包并将其发送。另外，还可包括产生兼容奇偶校验的向后兼容性奇偶校验发生器821。

已知的用于同步和/或信道均衡的SRS数据可被插入由数字广播传输接收的双重TS包，将参照图9进行详细的描述。TS构造单元801接收普通流和turbo流，并构造双重TS包。根据本发明的实施例，双重TS包可包括用于在其中插入已知的用于同步和/或信道均衡的SRS数据的填充区。可以以与上面参照图5解释的方式相同的方式构造TS构造单元801，因此，为了简明，将省略对其的描述。如果TS构造单元801如图5中示出的实施例中所示包括第一Reed-Solomon编码器310，则为了便于解释，图16的Reed-Solomon编码器815将被称为第二Reed-Solomon编码器。

现在将描述用于在其中插入已知的用于同步和/或信道均衡的SRS数据的填充区。填充区可以是包括头和净荷的包的一部分。更具体地说，所述包还包括自适应字段(AF)。作为AF的一部分的填充区被放置为不与包括在AF中的选项字段重叠。选项字段包括：节目时钟参考(PCR)，用于接收机的解调器的同步；原始PCR(OPCR)，用于在接收机中记录、保留和再现程序；四个电路块；宏块的数量(拼接倒计数)，表示包括一个Cr块和一个Cb块的连续宏块的数量；传送专用数据长度，表示用于电文广播的文本数据的长度；以及AF扩展长度。

根据本发明的实施例，包的AF还可包括用于在其中插入数据的填充区，所述数据用于初始化网格编码器809(将在以后描述)。随机化器803将包括填充区的包随机化。

SRS插入单元805将SRS数据插入随机化的包的填充区。这里，SRS数据是参考信号，即，具有由发射机和接收机预定的模式的特定序列数据。由于SRS数据与收发参考信号模式的一般净荷数据不同，因此，可从将被发送的一般包容易地检测SRS数据，从而用于接收机的同步和/或信道均衡。可通过预定控制信号控制在填充区中的SRS数据的插入。

奇偶校验区产生单元807产生用于将用于纠错的奇偶校验插入包的第一区，在所述包中插入了SRS数据。如所示，第一区用于将RS编码器815添加的奇偶校验插入其中。第一交织器809对产生了奇偶校验区的包进行初级交织。Turbo处理单元811对包括在初级交织的包中的turbo流进行卷积编码，并交织卷积编码后的turbo流。Turbo处理单元811被配置为如图7所示，并以与参照图7描述的方式相同的方式操作。

解交织器813解交织从turbo处理单元811输出的包。RS编码器815将奇偶校验添加到解交织的双重TS。根据本发明的实施例，以级联码的形式构造的RS编码器815在插入了SRS数据的包的第一区处插入奇偶校验以校正由信道产生的错误。第二交织器817对插入了奇偶校验的包进行次级交织。网格编码器819对次级交织过的包进行网格编码。

根据本发明的实施例，可就在对包括在交织的包中的SRS数据进行网格编码之前，将网格编码器819初始化为预定值。由于SRS数据，因此需要进行初始化。更具体地说，网格编码器819可根据先前编码的数据产生用于相同数据的不同的编码结果。因此，SRS数据的网格编码的结果可根据SRS数据之前的数据变化，在这种情况下，接收机不能区分SRS数据。为了解决这个问题，就在SRS数据的网格编码之前将网格编码器819初始化为预定值。换言之，就在SRS数据被网格编码之前对所述预定值进行网格编码。

根据本发明实施例的网格编码器819可包括：i)一般模式，对由交织器交织的包进行网格编码；ii)初始化模式，将网格编码器819初始化；iii)奇偶校验替代模式，对替代全部或部分的RS编码器815应用的奇偶校验的可兼容的奇偶校验进行网格编码。为此，网格编码器819可从控制信号产生单元(未示出)接收控制信号，所述控制信号在一般模式、初始化模式或奇偶校验替代模式下工作。

当网格编码器819在一般模式下工作时接收到命令初始化模式的控制信号时，网格编码器819在初始化模式下工作。如果在一般模式下工作时接收到命令奇偶校验替代模式的控制信号，则网格编码器819在奇偶校验替代模式下工作。可从知道插入的SRS数据的位置、用于初始化网格编码器819的插入值的位置和用于替代可兼容的奇偶校验的位置的控制信号产生单元(未示出)提供控制信号。

后向兼容性奇偶校验产生单元821接收由RS编码器815添加了奇偶校验的包和由网格编码器819编码的包，并基于接收的包产生可兼容的奇偶校验。更具体地说，后向兼容性奇偶校验产生单元821包括：符号解码器(未示出)，接收由网格编码器819编码的包，并将符号映射的包转换为字节形式；解交织器(未示出)，将解码的包解交织；以及存储器(未示出)，使用解交织的包代替接收的包的至少一部分，并存储解交织的包。优选地，存储器(未示出)可仅代替和存储接收的包与解交织的包之间的不同部分。为此，例如后向兼容性奇偶校验产生单元821可从控制信号产生单元(未示出)接收预定的控制信号。存储器(未示出)可包括：RS编码器(未示出)，将可兼容的奇偶校验添加到存储在存储器中的包；交织器(未示出)，对添加了可兼容的奇偶校验的包进行交织；以及符号编码器(未示出)，对字节形式的包进行符号映射，以便将交织的包发送到网格编码器819。

MUX 823通过将段同步和场同步添加到网格编码的包来复用网格编码的包。调制器825对添加了段同步和场同步的包执行信道调制，将调制的包上变换为RF信道带的信号，并发送变换的信号。

图17至图23示出根据本发明实施例的包括SRS的TS包的结构。图17示出TS构造单元801接收的turbo流包。Turbo流包(188字节)包括：作为头的1字节的SYNC、3字节的PID和184字节的turbo数据。图18示出包括用于在TS构造单元中插入已知的SRS信号以进行同步的填充区的普通流包。普通流包(188字节)包括：作为头的1字节的SYNC、3字节的PID、2字节的AF头、S字节的填充区、N字节的null数据和作为净荷的182-N-S字节的普通流数据。图19示出根据本发明实施例的包括用于在TS构造单元中插入已知的SRS信号以进行同步的填充区的双重TS包。更具体地说，在图19中，图17的turbo流包的一部分被插入图11B的普通流包的null数据中，SRS数据被插入填充区中。在此实施例中，双重TS包括188字节，更具体地说，包括：作为头的1字节的SYNC、3字节的PID、2字节的AF头、S字节的SRS数据、N字节的null数据和作为净荷的182-N-S字节的普通数据。

图20示出根据本发明另一实施例的包括用于在TS构造单元中插入已知的SRS信号以进行同步的填充区的双重TS包。与图11的双重TS包不同，78包的turbo流被插入双重TS的一个场的312段的包中。以这样的方式构造所述双重TS：以1∶3的比例重复排列包括1个包(188字节)的turbo流和3个连续包(188字节)的普通流的4个包。另一方面，当70个包的turbo流被插入双重TS的包的312个段中时，以这样的方式构造所述双重TS：包括1个包(188字节)的turbo流和3个连续包(188字节)的普通流的4个包被重复排列70次，余下的32个包包括普通流包。

图21示出根据本发明另一实施例的包括用于在TS构造单元中插入已知的SRS信号以进行同步的填充区的双重TS包。与图11的双重TS包不同，88包的turbo流被插入双重TS的一个场的312段的包中。以这样的方式构造所述双重TS：包括2个包(188字节)的turbo流和2个包(188字节)的普通流的4个包被重复排列10次，包括1个包(188字节)的turbo流和3个连续包(188字节)的普通流的4个包如图9D所示以1∶3的比例被重复排列。

图22示出根据本发明另一实施例的包括用于在TS构造单元中插入已知的SRS信号以进行同步的填充区的双重TS包，其为图19和图20示出的双重TS包的组合形式。以重复排列4个包的方式构造所述双重TS，所述4个包包括：1个包(188字节)的turbo流、1个包的普通流(其中，SRS数据和turbo数据被插入普通流包的AF的一部分)和2个包(188字节)的普通流包。

图23示出以图19示出的段包的形式的包括用于在TS构造单元中插入已知的SRS信号以进行同步的填充区的双重TS。在双重TS的一个场的312段的包中，turbo数据被插入包括选项字段的数据的包的非选项字段部分。在图23中，“k”表示SRS数据的可能长度(字节)。另外，turbo数据被插入SRS数据之后。这里，“m”表示turbo数据的可能长度(字节)。

当将312个段分割为52个段的单元时，选项字段的位置可被表示为如下：

节目时钟参考(PCR)(使用6字节)：52n+15，n＝0；

原始节目时钟参考(OPCR)(使用6字节)：52n+15，n＝1；

自适应字段扩展长度(使用2字节)：52n+15，n＝2；

传送专用数据长度(使用5字节)：52n+15，n＝3，4，5；

宏块的数量(拼接倒计数)(使用1字节)：52n+15，n＝0，1，2，3，4，5

例如，其中的“传送专用数据长度”存在于n＝3，4或5的位置。

除了上面介绍的方式之外，还可以以各种方式构造双重TS，在所述双重TS中，turbo数据被插入选项字段之外的null数据中。另外，可根据双重TS包的结构调整turbo数据的结构比例。

图24是用于解释图6的数字广播传输系统中的信号处理方法的示例的流程图。参照图24和图6，TS构造单元300接收普通流和turbo流，产生用于将奇偶校验插入接收的turbo流中的第二区，并将接收的普通流与产生了第二区的turbo流复用，从而构造双重TS(S1201)。随机化器150将从TS构造单元300输出的双重TS随机化(S1203)。奇偶校验区产生器110产生用于将奇偶校验(用于纠错)插入随机化的双重TS的第一区(S1205)。第一交织器120对产生了奇偶校验区的双重TS进行初级交织(S1207)，turbo处理单元130对包括在初级交织的双重TS中的turbo流进行卷积编码，并对卷积编码的turbo流进行交织(S1209)。解交织器140对从turbo处理单元130输出的双重TS进行解交织(S1211)。RS编码器210将奇偶校验插入解交织的双重TS的第一区(S1213)。

第二交织器220对插入了奇偶校验的双重TS进行次级交织(S1215)。网格编码器230对次级交织的双重TS进行网格编码(S1217)。MUX 240通过添加段同步和场同步来复用网格编码的双重TS(S1219)。调制器250对复用的双重TS进行信道调制，将双重TS上变换为射频(RF)信道带的信号，并发送上变换的信号(S1221)。

图25是用于解释图7的turbo处理单元中的信号处理方法的示例的流程图。参照图25和图7，字节-符号转换器131将初级交织的双重TS从字节形式转换为符号形式(S1301)。TS DE-MUX 132将转换为符号形式的双重TS解复用为普通流和turbo流(S1303)。Turbo编码器133对解复用的双重TS的turbo流进行卷积编码(S1305)。

通过卷积编码，另外产生了对于turbo流的奇偶校验，并将其插入turbo流的第二区。Turbo交织器134交织卷积编码的turbo流(S1307)。Turbo数据MUX 135对交织的turbo流和解复用的普通流进行复用，从而构造双重TS(S1309)。符号-字节转换器136将双重TS从符号形式转换为字节形式(S1311)。

Claims (12)

1.一种数字广播接收机，包括：

接收单元，用于接收传送流，所述传送流包括普通数据流和鲁棒数据流，其中，训练序列或已知数据的集合根据关于所述训练序列或已知数据的集合的插入的控制信息被插入普通数据流或鲁棒数据流；

鲁棒解码器，用于从接收的传送流检测鲁棒数据流，并对鲁棒数据流执行鲁棒解码。

2.如权利要求1所述的数字广播接收机，其中，接收单元包括：

解调器，用于对接收的传送流进行解调；以及

均衡器，用于对解调的传送流进行均衡。

3.如权利要求2所述的数字广播接收机，还包括：

去交织器，用于对鲁棒解码的鲁棒数据流进行去交织；以及

里德所罗门RS解码器，用于对去交织的鲁棒数据流进行RS解码；以及

去随机化单元，用于对RS解码的鲁棒数据流进行去随机化。

4.如权利要求2所述的数字广播接收机，其中，传送流将训练序列或已知数据的集合和鲁棒数据流包括在单个包中。

5.如权利要求2所述的数字广播接收机，其中，传送流将鲁棒数据流包括在单个包中。

6.如权利要求2所述的数字广播接收机，其中，传送流仅将鲁棒数据流包括在传送流的数据区中。

7.一种用于接收数字广播接收机的数字广播信号的方法，所述方法包括：

接收传送流，所述传送流包括普通数据流和鲁棒数据流，其中，训练序列或已知数据的集合根据关于所述训练序列或已知数据的集合的插入的控制信息被插入普通数据流或鲁棒数据流；

从接收的传送流检测鲁棒数据流，并对鲁棒数据流执行鲁棒解码。

8.如权利要求7所述的方法，其中，接收步骤包括：

对接收的传送流进行解调；以及

对解调的传送流进行均衡。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

对鲁棒解码的鲁棒数据流进行去交织；以及

对去交织的鲁棒数据流执行里德所罗门RS解码；以及

对RS解码的鲁棒数据流进行去随机化。

10.如权利要求8所述的方法，其中，传送流将训练序列或已知数据的集合和鲁棒数据流包括在单个包中。

11.如权利要求8所述的方法，其中，传送流将鲁棒数据流包括在单个包中。

12.如权利要求8所述的方法，其中，传送流将鲁棒数据流包括在传送流的数据区中。

Images