CN101686316A - 具有改进接收性能的数字广播接收器及其信号处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种数字广播接收器，包括：调谐器，接收流；解调器，对流进行解调；均衡器，对解调的流进行均衡，其中，从数字广播发送器发送流，所述数字广播发送器包括：网格编码器，对内部存储器进行初始化并提供根据初始化改变的初始化字节；里德所罗门RS奇偶校验产生器，根据通过初始化改变的初始化字节补偿奇偶校验。

Description

具有改进接收性能的数字广播接收器及其信号处理方法
本申请是申请日为2006年11月24日，申请号为200680042851.6，标题为“具有改进接收性能的数字广播发送器/接收器及其信号处理方法”的发明专利申请的分案。
技术领域
本发明的各方面涉及一种数字广播发送器/接收器及其信号处理方法，更具体地说，涉及一种能够通过将已知序列(也被称为“补充参考序列(SRS)”)插入VSB(残留边带)数据流并发送具有插入的已知序列的数据流来改进系统的接收性能的数字广播发送器/接收器及其信号处理方法。
背景技术
作为美国式的数字地面广播系统的ATSC(高级电视系统委员会)VSB系统是信号载波式广播系统，并且使用以313段为单位的场同步信号。图1是示出作为普通美国式数字地面广播系统的ATSC DTV标准的发送器/接收器的构造的框图。
图1的数字广播发送器包括：随机化器110，对运动图像专家组-2(MPEG-2)传送流(TS)进行随机化；以及里德-所罗门(RS)编码器120，将RS奇偶校验字节添加到传送流中以便纠正传送处理中由于信道特性而引起的比特错误。交织器130根据指定的模式对RS编码的数据进行交织。网格编码器140通过对交织的数据以2/3比率执行网格编码将交织的数据映射到8电平符号上。数字广播发送器对MPEG-2传送流执行纠错编码。
数字广播发送器还包括：复用器150，将段同步信号和场同步信号插入纠错编码的数据。调制器/RF转换器160通过将指定的DC值插入所述数据符号(已经将段同步信号和场同步信号插入了所述数据符号)来将导频音插入数据符号，通过对数据符号进行脉冲成形来执行数据符号的VSB调制，并将调制的数据符号上变换为RF信道带信号以发送RF信道带信号。因此，数字广播发送器对MPEG-2传送流进行随机化，通过作为外编码器的RS编码器120对随机化的数据进行外编码，并通过交织器130分布编码的数据。另外，数字广播发送器通过网格编码器140以12符号为单位对交织的数据进行内编码，执行将内编码的数据映射到8电平符号上，将场同步信号和段同步信号插入编码的数据，对数据执行VSB调制，并随后将调制的数据上变换为RF信号以输出该RF信号。
同时，图1的数字广播接收器包括：调谐器(未示出)，将通过信道接收的RF信号下变换为基带信号；以及解调器210，对变换的基带信号执行同步检测和解调。均衡器220补偿由于多径而引起的解调信号的信道失真。维特比(Viterbi)解码器230对均衡的信号纠错并将均衡的信号解码为符号数据。去交织器250重排由数字广播发送器的交织器130分布的数据。RS解码器250纠错，去随机化器260将通过RS解码器250纠正的数据去随机化并输出MPEG-2传送流。
因此，图1的数字广播接收器将RF信号下变换为基带信号，解调和均衡变换的信号，并随后对解调的信号进行信道解码以恢复原始信号。
图2示出在美国式数字广播(8-VSB)系统中使用的VSB数据帧，在所述数据帧中插入了段同步信号和场同步信号。如图2所示，一帧包括两场。一场包括作为第一段的一个场同步段和312个数据段。另外，VSB数据帧中的一个数据段与一个MPEG-2包相应，并且包括四个符号的段同步信号和828个数据符号。
在图2中，段同步信号和场同步信号用于数字广播接收器中的同步和均衡。也就是说，场同步信号和段同步信号指的是数字广播发送器和接收器之间的已知数据，其被用作在接收器方执行均衡时的参考信号。
如图1所示，美国式数字地面广播系统的VSB系统是单载波系统。因此，该系统的缺点在于其在具有多普勒效应的多径衰减信道环境中很弱。因此，接收器的性能受用于去除多径衰减的均衡器的性能的影响很大。
发明内容
技术问题
然而，根据图2中示出的现有传送帧，由于作为均衡器220的参考信号的场同步信号每313段出现一次，因此，其频率相对于一个帧信号来说相当低，这造成均衡的性能变差。具体地说，不易于现有均衡器220使用如上的少量数据来估计信道和通过去除多径衰减来均衡接收的信号。因此，传统数字广播接收器具有的缺点在于其接收性能在恶劣的信道环境中(特别是在多普勒衰减信道环境中)变差。
技术方案
本发明的一方面在于提供一种数字广播发送器/接收器及其信号处理方法，其能够通过以下方式来改进系统的接收性能：在发送器方，产生并发送添加有已知数据的传送信号，并在接收器方检测传送信号。
本发明的另外的方面和/或优点将在以下描述中部分地阐述，部分地通过描述将是清楚的，或者可通过本发明的实施而得知。
根据本发明的一方面，发送器包括：随机化器，将在指定位置插入了填充字节的传送流随机化；填充字节交换器，用指定的已知数据替换包括在从随机化器输出的数据中的填充字节；RS编码器，对从填充字节交换器输出的数据执行RS编码，从而将奇偶校验添加到数据；交织器，对从RS编码器输出的数据进行交织；网格编码器，对从交织器输出的数据执行网格编码；RS奇偶校验产生器，产生根据网格编码器的存储器初始化改变的数据的奇偶校验，并将产生的奇偶校验输出到网格编码器；以及调制器/RF转换器，调制从网格编码器输出的数据，并对调制的数据执行RF上变换，其中，网格编码器用RS奇偶校验产生器产生的奇偶校验替换RS编码器添加的奇偶校验，并且所述指定的已知数据具有以下特征：在所述指定的已知数据通过网格编码器之后，输出的指定的已知数据具有与伪随机噪声相似的频谱，并且具有接近于0的平均DC(直流)值。
根据本发明的一方面，网格编码器包括用于执行网格编码的存储器，并且对在插入填充字节的位置输入的数据执行存储器初始化。
根据本发明的一方面，网格编码器将用于初始化存储器的值输出到RS奇偶校验产生器，并接收RS奇偶校验产生器产生的奇偶校验。
根据本发明的一方面，数字广播发送器还包括：控制器，产生指示关于插入填充字节的位置的信息的控制信号，并控制网格编码器的存储器初始化。
根据本发明的一方面，控制器将填充字节和将要在相应的位置进行替换的已知数据的位置信息发送到填充字节交换器，并将初始化包的位置信息发送到RS奇偶校验产生器。
根据本发明的一方面，RS奇偶校验产生器包括：包缓冲器，临时存储包括从RS编码器输出的初始化区的包。
根据本发明的一方面，包缓冲器接收并更新根据存储器初始化改变的数据。
根据本发明的一方面，RS奇偶校验产生器还包括：字节映射器，将从网格编码器输出的初始化符号与指定的字节映射，并将映射的符号输出到包缓冲器；RS编码器，对从包缓冲器输出的数据执行RS编码；以及符号映射器，将RS编码器的输出转换为指定的符号。
根据本发明的一方面，将填充字节插入传送流的适配域。
根据本发明的一方面，将关于填充字节的位置和长度的信息插入传送流的指定位置。
在本发明的另一方面中，提供了一种数字广播发送器的信号发送方法，包括：将在指定位置插入了填充字节的传送流随机化，用指定的已知数据替换随机化的数据中的填充字节，对具有替换的填充字节的数据执行RS编码以将奇偶校验添加到数据，对RS编码的数据进行交织，对交织的数据执行网格编码，产生根据在网格编码中存储器初始化而改变的数据的奇偶校验，并输出产生的奇偶校验以用于网格编码，以及调制网格编码的数据并对调制数据执行RF上变换，其中，网格编码步骤包括：用在奇偶校验的产生步骤中产生的奇偶校验替换在RS编码步骤中添加的奇偶校验，并且所述指定的已知数据具有以下特征：在所述指定的已知数据被网格编码之后，输出的指定的已知数据具有与伪随机噪声相似的频谱，并且具有接近于0的平均DC(直流)值。
在本发明的另一方面中，提供了一种数字广播接收器，包括：解调器，接收和解调通过将指定的已知数据插入在指定位置插入的填充字节而编码的信号；均衡器，均衡调制的信号；维特比解码器，对均衡的信号进行纠错和解码；去交织器，对维特比解码器的输出数据进行去交织；以及去随机化器，对去交织器的输出数据执行去随机化。
在本发明的另一方面中，提供了一种数字广播接收器的信号处理方法，包括：接收和解调通过将指定的已知数据插入已插入了填充字节的传送流的指定位置而编码的信号，使用解调的已知数据与存储在接收器的已知数据进行比较来均衡解调的信号，对均衡的信号进行纠错和解码，去交织解码的信号，以及在通过去交织得到的数据中执行去随机化。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于发送通过用指定的已知数据替换插入指定位置的填充字节而形成的传送流的数字广播发送器的网格编码器，所述网格编码器包括用于执行网格编码的存储器，并对在插入填充字节的位置输入的数据执行存储器初始化。
在本发明的另一方面中，提供了一种数字广播发送器，包括：随机化器，将在指定位置插入了填充字节的传送流随机化；填充字节交换器，用指定的已知数据替换包括在从随机化器输出的数据中的填充字节；RS编码器，对从填充字节交换器输出的数据执行RS编码，从而将奇偶校验添加到该数据；交织器，对从RS编码器输出的数据进行交织；网格编码器，包括存储器，用于对在插入填充字节的位置输入的数据执行存储器初始化，并对从交织器输出的数据执行网格编码；RS奇偶校验产生器，接收用于初始化存储器的值，产生奇偶校验，并将产生的奇偶校验输出到网格编码器；以及调制器/RF转换器，调制从网格编码器输出的数据，并对调制的数据执行RF上变换，其中，所述指定的已知数据具有以下的特征：在所述指定的已知数据通过网格编码器之后，输出的指定的已知数据具有与伪随机噪声相似的频谱，并具有接近于0的平均DC(直流)值。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于数字广播发送器的信号处理方法，包括：将在指定位置插入了填充字节的传送流随机化，用指定的已知数据替换在随机化中输出的数据中的填充字节，对具有替换的填充字节的数据执行RS编码以将奇偶校验添加到该数据，对RS编码中输出的数据进行交织，对在交织中输出的数据执行网格编码，并对在插入填充字节的位置输入的数据执行存储器初始化，通过接收用于初始化存储器的值来执行RS奇偶校验产生，产生奇偶校验，输出产生的用于网格编码的奇偶校验，以及调制在网格编码中输出的数据并对调制的数据执行RF上变换，其中，所述指定的已知数据具有以下特征：在所述指定的已知数据被网格编码之后，输出的指定的已知数据具有与伪随机噪声相似的频谱，并且具有接近于0的平均DC(直流)值。
有益效果
如上所述，根据本发明的一方面，可通过以下方式改进甚至在各类的多径信道中的诸如同步和均衡的数字广播接收器的接收性能：产生填充字节并将其插入MPEG-2传送流，在数字广播发送器中发送插入了已知数据来替换填充字节的传送流，以及在数字广播接收器中从接收的信号检测已知数据并使用已知数据进行同步和均衡。
根据本发明的一方面，可通过适当调整插入传送流的已知数据的序列的数量和模式来改进均衡器的操作性能，从而改善数字广播接收器的接收性能。
附图说明
通过下面结合附图对实施例的描述，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是示出普通美国式数字广播(ATSC VSB)系统的发送/接收系统的构造的框图；
图2是示出ATSC VSB数据帧的结构的示图；
图3是示出普通MPEG-2传送流包的结构的示图；
图4是示出根据本发明的包括适配域的MPEG-2传送流包的结构的示图；
图5至图9是示出根据本发明各方面的包括添加了填充字节的适配域的不同格式的MPEG-2传送流包的示图；
图10是示出根据本发明实施例的数字广播发送器的构造的框图；
图11是示出根据本发明实施例的数字广播发送器的网格编码器的构造的示图；
图12是示出根据本发明实施例的数字广播发送器的RS奇偶校验产生器的构造的框图；
图13是示出根据本发明实施例的数字广播发送器的RS奇偶校验产生器的示例的框图；
图14是解释根据本发明一方面的交织器的SRS区的示图；
图15是示出根据本发明一方面的交织器的输入帧的示图；
图16是示出根据本发明一方面的交织器的输出帧的示图；
图17是示出根据本发明一方面的交织器的重复结构的输入帧的示图；
图18是示出根据本发明一方面的填充字节交换器的输入帧的示图；
图19是示出根据本发明实施例的数字广播接收器的构造的框图；
图20是示出根据本发明另一实施例的数字广播发送器的构造的框图；
图21是示出根据本发明一方面的在图16的发送器中使用的网格编码器的构造的示图；
图22是提供用于解释根据本发明实施例的数字广播发送器的操作的流程图；以及
图23是提供用于解释根据本发明实施例的数字广播接收器的操作的流程图。
具体实施方式
现在将具体参照本发明的实施例，本发明的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的部件。以下描述实施例以便通过参照附图来解释本发明。另外，由于已知的功能或构造可能在不必要的细节上模糊本发明，因此不对其进行描述。
图3是示出普通MPEG-2传送流包的结构的示图。参照图3，普通MPEG-2传送流包括4字节的TS头部和184字节的适配域或净荷数据。如所示，TS头部包括一8比特的同步字节、1比特传输错误指示符、1比特净荷开始指示符、1比特传送优先级指示符、13比特包标识符(PID)、2比特传送加扰控制、2比特适配域控制和4比特连续计数。
图4是示出根据本发明一方面的包括添加了填充字节的适配域的MPEG-2传送流的结构的示图。参照图4，MPEG-2传送流包括4字节的头部、“n”字节的适配域和“184-n”字节的净荷数据。两字节的适配域包括包含关于适配域的长度的信息的适配域头(AF头)。简单占用空间而不包含信息的填充字节可被插入适配域头之后。适配域的存在/不存在由传送流的TS头中的适配域控制比特的值确定。另外在8比特etc指示符或标志处也有显示。
在本发明的一方面中，填充字节被插入传送流的适配域的MPEG-2 TS包(例如，如图4所示的数据格式)被用作发送器的输入。图5至图9是示出根据本发明各方面的将要插入补充参考序列(SRS)以便实现发送器的不同格式的MPEG-2传送流的示图。这里，为了方便解释，在传送流的同步字节之后的三个字节被称为普通头，前两种类型的适配域被称为适配域(AF)头。
一般说来，SRS是确定性的VSB帧中的特定已知序列，SRS以接收器均衡器能够利用该已知序列减轻动态多径和其他不利的信道状况的方式插入VSB帧中。均衡器使用这些邻接的序列使其自身适应于动态变化的信道。当编码器状态已经被强制为已知的确定性状态(DTR)时，随后在帧的交织器输入处，在指定的时域位置以预先确定的方式立即处理附属的预先计算的比特的已知序列(SRS模式)。由于ATSC交织器工作的方式，在交织器输出处得到的符号将在VSB帧中的已知位置中表现为已知的邻接符号模式，所述得到的符号作为附加的均衡器训练序列对于接收器是可用的。使用现有标准机制，按照后向可兼容的方式将在传送流包中将被使用以创建这些已知符号序列的数据引入系统。该数据在MPEG2适配域中承载。因此，支持现有技术，并且保证了兼容性。
交织器之前的RS编码器计算RS奇偶校验。由于重置网格编码器存储器(TCM)编码器，计算的RS奇偶校验字节是错误的并且需要纠正。因此，包括附加的处理步骤以纠正选择的包中的错误。将具有奇偶校验错误的所有包的RS奇偶校验进行再编码。支持产生邻接SRS模式的具有特定时间离散度属性的(52)段字节交织器拥有足够的时间对奇偶校验字节重新编码。进行该步骤需要的时间限制了SRS字节的最大数量。
图5示出了在使用SRS数据作为训练序列的VSB系统中的基本形式的MPEG-2包数据的结构。该MPEG-2包数据包括：普通头部(如图3和图4中所示)，包括一个字节的同步信号和三个字节的PID(包标识)；两个字节的适配域(AF)头，包括关于填充字节的位置的信息；以及指定长度N的填充字节。包数据的剩余字节与作为典型净荷数据的普通流相应。由于填充字节的开始位置是固定的，因此，关于字节位置的信息由关于填充字节的长度的信息表示。填充字节长度N可以在范围1至27中。然而，如果开始位置不固定，则应理解可以使用开始位置信息。
图6至图9示出具有适配域的包结构，在所述适配域中包括诸如节目时钟参考(PCR)、原始节目时钟参考(OPCR)、拼接倒计数(splice_count)等的其他信息以便有效使用SRS。在这些情况下，适配域被构造为具有统一的大小。除了AF头和诸如PCR、OPCR、splice_count和其他的信息的部分与将插入SRS的填充字节相应。
图10是示出根据本发明实施例的数字广播发送系统的构造的框图。参照图10，数字广播发送器包括随机化器610、填充字节交换器620、RS编码器630、交织器640、网格编码器650、RS奇偶校验产生器660、复用器670和控制器680。
随机化器610将输入MPEG-2传送流数据随机化以便提高分配的信道空间的利用。输入到随机化器610的数据具有通过将填充字节插入输入传送流数据的指定位置而形成的数据格式，所述填充字节具有指定长度的字节，但是不包括如图5至图9所示的净荷数据。净荷数据包括音频和/或视频数据，并且在本发明的其他方面中还可包括非AV数据。
填充字节交换器620产生已知数据，所述已知数据是具有在发送器方和接收器方之间预先安排的指定模式的指定序列。填充字节交换器620用已知数据替换随机化的数据的填充字节位置的填充字节。可从将被发送的净荷数据中容易地检测到已知数据，因此已知数据用于在接收器方的同步和均衡。在本发明的一方面中，已知数据是SRS数据。
RS编码器630将指定字节的奇偶校验添加到包(填充字节交换器620将已知数据插入所述包以替换填充字节)以便纠正由于信道而引起的错误。交织器640以指定模式对添加了从第一RS编码器630输出的奇偶校验的数据包执行交织。
网格编码器650将从交织器640输出的数据转换为数据符号，并通过网格编码方法以2/3比率对数据符号执行符号映射。如所示，网格编码器650在已知数据的开始点将临时存储在其自己的存储器装置中的值初始化为“00”状态，并对已知数据执行网格编码。然而，应理解在开始点可以初始化为其他状态。另外，网格编码器650将用于初始化存储器的值输出到RS奇偶校验产生器660，接收RS奇偶校验产生器产生的新奇偶校验，并用接收的新奇偶校验替换相应的现有奇偶校验。
RS奇偶校验产生器660通过使用从网格编码器650接收的用于初始化存储器的值对从RS编码器630接收的MPEG-2包执行RS编码来产生奇偶校验，并将产生的奇偶校验发送到网格编码器650。
控制器680将填充字节和将要在相应位置进行替换的已知数据的位置信息发送到填充字节交换器620。另外，控制器680将初始化包的位置信息发送到RS编码器630，从而仅可以使用初始化包，所述初始化包包括用于在输入到RS奇偶校验产生660的187个字节的包中进行初始化的部分。为了方便设计，假设即使使用的填充字节的数量小于27也使用27或26个填充字节，则使用33或32个相应的初始化包作为RS奇偶校验产生器660的输入。然而，应理解在本发明的所有方面中，不需要将这样的输入提供给产生器660，并且可使用其他数量的初始化作为输入。
另外，控制器680将指示初始化区和将被替换的奇偶校验区的信号输出到网格编码器650。网格编码器650使用这些信号执行存储器初始化，接收RS奇偶校验产生单元660产生的奇偶校验，并用接收的奇偶校验替换现有的奇偶校验。
复用器670以段为单位将段同步信号插入由网格编码器650转换为符号的数据，并以如图2A的数据格式的场为单位将场同步信号插入数据。调制器和RF转换器(未示出)通过执行信号的脉冲成形来对已经插入了导频信号的信号执行VSB调制，在中频(IF)载波上承载脉冲成形的信号，调制信号的幅度，对调制信号执行RF变换和放大，并通过分配有指定频带的信道发送放大的RF转换的信号。
以下，将详细解释图11的网格编码器650的构造和操作。网格编码器650从控制器680接收初始化区和将被替换的奇偶校验区，将存储器初始化，并将用于存储器初始化的值输出到RS奇偶校验产生器660。由于网格编码器650具有反馈的结构，因此其输出受先前的存储器值影响。因此，尽管填充字节交换器620已经用指定的已知数据替换了传送流的填充字节，如果网格编码器650的存储器值不是固定的，则可能根据存储器值以各种形式输出已知数据的SRS。为了解决上述问题，通过在SRS开始点将网格编码器650的输入值改变为与填充字节的数量一样大来初始化网格编码器650的存储器。
图11是示出根据本发明实施例的数字广播发送器的网格编码器的构造的示图。如果存在于SRS的开始位置的用于初始化存储器的存储器初始化区被输入到网格编码器650，则initial_sel在控制器680的控制下工作，并且复用器(MUX)输出使存储器状态为“0”的新的值(X1’，X0’)(即，零强制输入)来取代先前在网格编码器650中使用的输入(X1，X0)。这里，由于在网格编码器650的卷积编码器中存在两个存储器，因此，为了初始化存储器需要两个连续符号(即，4(＝2*2)比特输入)。
具体地说，用initial_sel将输入X1、X0输入到相应的复用器。与输入X1相应的复用器还接收到输出D1，并具有使用输出D1执行了异或函数的输出。异或函数的结果是映射输入Z2，Z2被存储在存储器S2中作为输出D1的下一个值。一旦从存储器S2调用输出D1，输出D1被用作新的值X1’。
将相应于输入X0的复用器与接收的输出D1复用，该复用器的输出是映射输入Z1和新的值X0’。使用输出D1对映射输入Z1执行异或函数，并将结果存储在存储器S1中。存储器S1的输出是映射输入Z0，并被存储在存储器S0中以作为输出D1被调用。
表1示出了三个存储器S0、S1和S2的八个状态，以及使存储器状态为“0”的两个连续输入值。
表1
  初始选择 当前状态(S0，S1，S2)   输入t＝0(X1，X0) 下一状态/当前状态(S0，S1，S2)   输入t＝1(X1，X0) 下一状态(S0，S1，S2) 输出(Z2，Z1，Z0)
  1 0，0，0   0，0 0，0，0   0，0 0，0，0 000
  1 0，0，1   0，1 0，0，0   0，0 0，0，0 000
  1 0，1，0   0，0 1，0，0   1，0 0，0，0 000
  1 0，1，1   0，1 1，0，0   1，0 0，0，0 000
  1 1，0，0   1，0 0，0，0   0，0 0，0，0 000
  1 1，0，1   1，1 0，0，0   0，0 0，0，0 000
  1 1，1，0   1，0 1，0，0   1，0 0，0，0 000
  1 1，1，1   1，1 1，0，0   1，0 0，0，0 000
图11的网格编码器650将用于存储器初始化的X1’和X0’输出到RS奇偶校验产生器660。由于新的输入(X1’，X0’)被用作网格编码器650的输入，因此包括值(X1，X0)的MPEG-2包的奇偶校验变为不准确的奇偶校验。为了形成准确的奇偶校验，网格编码器650应使用新的输入(X1’，X0’)而不是现有的输入(X1，X0)构造奇偶校验。通过RS奇偶校验产生器660执行奇偶校验的产生。RS奇偶校验产生器660新产生的奇偶校验被发送到网格编码器650，网格编码器650用新产生的奇偶校验替换现有的奇偶校验。
图12是示出根据本发明实施例的数字广播发送器的RS奇偶校验产生器的构造的框图。参照图12，RS奇偶校验产生器660包括符号到字节转换器810、数据去交织器820、包缓冲器830、RS编码器840、数据交织器850和字节到符号转换器860。符号到字节转换器810从网格编码器650接收包括两个比特的初始化符号，并执行符号到字节转换。根据本发明的一方面，符号到字节转换是“ATSC数字电视标准”(文档A/53)的D.2字节到符号表的逆，该标准的公开合并于此，以资参考。
字节到符号表的示例如下：
Figure G2009102052527D00131
数据去交织器820对符号到字节转换的值进行去交织，并随后将去交织的值输出到包缓冲器830。包缓冲器830临时存储包括数据去交织器820的输出和从RS编码器630输出的以187字节为单位的初始化区的包。包缓冲器830用新的值替换现有初始化区中的值。在这种情况下，不是构成一个字节的所有比特都用作替换输入，而是仅替换用于初始化的该字节的前四个比特。RS编码器840对包缓冲器830的输出执行RS编码，并将奇偶校验添加到编码的输出。这里，RS编码器630产生的奇偶校验通过数据去交织器820。根据“ATSC数字电视标准”(文档A/53)的D.2表对数据去交织器820的输出进行字节到符号转换，并将其用作网格编码器650的输入。
图13是示出根据本发明实施例的数字广播发送器的奇偶校验产生器660的示例的框图，所述数字广播发送器在高速下工作并解决了在交织器850和去交织器820的工作期间发生的延迟问题。图13的奇偶校验产生器660包括字节映射器910、包缓冲器920、RS编码器930和符号缓冲器940。
字节映射器910执行从网格编码器650输入的初始化符号到经过字节到符号转换和交织的值的映射，并将映射的符号输出到包缓冲器920。包缓冲器920临时存储包括字节映射器的输出和从RS编码器650输出的以187字节为单位的初始化区的包。在包缓冲器920中执行数据替换之后，包缓冲器的输出由RS编码器930进行RS编码，并随后通过符号映射器940被高速输入到网格编码器650。符号映射器940同时操作图12的交织器和字节到符号转换器。
图14至图18是示出数据格式以便解释本发明的操作的例子的示图。首先，图14是解释根据本发明一方面的按照交织器640的交织操作改变传送流的SRS区的示图。
根据交织，存在于从RS编码器630输出的207个包中的SRS的填充字节以52个段为单位重复交织出现。根据交织，以水平方向排列填充字节。这里，第一水平线与第一填充字节相应，第二水平线与第二填充字节相应，第N水平线与第N填充字节相应。如图2所示，VSB帧具有排列在场同步段之后的312个数据段。也就是说，由于312/52＝6，因此在场同步段之后排列以52个段为单位的六个相同的SRS。
图15是示出在填充字节的长度为27的情况下从RS编码器的输出可见的SRS区、初始化区和初始化包RS奇偶校验的示图。初始化包RS奇偶校验是与初始化区相应的奇偶校验，指示将被根据网格编码器的初始化的新奇偶校验替换的奇偶校验。如图14所示，在交织后首先出现52个字节的底部，该部分成为初始化区。
根据本发明的一方面，1到27个填充字节可用于SRS。当N个填充字节用于SRS时，与初始化区相应的总计N个奇偶校验成为如图15所示的初始化包RS奇偶校验。例如，如图15所示，如果使用一个填充字节，则第一填充字节的初始化区具有7个字节的大小，包括初始化区的七个包52、1、2、3、4、5和6用于初始化。第二填充字节的初始化区具有8个字节的大小，包52、1、2、3、4、5、6和7用于初始化。
如所示，如果N个填充字节(即，第一填充字节到第N填充字节)用于形成SRS，则包52、1、2、3、...、N+4和N+5与包括初始化区的包相应。也就是说，N+6个包的奇偶校验包括初始化区，奇偶校验成为初始化包RS奇偶校验，将在以后被替换。如果N＝27，则包52、1、2、3、...31和32的奇偶校验(即，33个奇偶校验)成为初始化包RS奇偶校验。
另一方面，由于在ATSC中使用的TCM编码器以12个符号为单位执行网格编码，因此，为了完成初始化，应初始化12个TCM编码器，但是不在本发明的所有方面中要求。然而，由于因果关系，第一到第五填充字节可分别初始化7、8、9、10和11TCM编码器。用于SRS的其他填充字节都可用于初始化。如图15所示，数量与各个填充字节的初始化区的大小相等。在图15中，由于各个字节的四个符号(使用两个比特构造一个符号)通过相同的TCM编码器，一个字节可初始化一个TCM编码器。如上所述，由于仅用两个符号(即，4(＝2*2)比特)进行初始化成为可能，因此，仅初始化位置的四个MSB比特用于初始化，四个LSB比特用于构造SRS。
图16是示出在数据通过数据交织器640之后RS编码器630的输出的数据格式的示图。在27个填充字节的初始化区之后，出现仅与33个包(即，包52、1、2、...31和32)相应的奇偶校验。另一方面，如上所述，网格编码器650的输出和下一存储器状态受先前存储器值的影响。也就是说，如果改变先前输入，则改变了将用于初始化的输入。如果与初始化区相应的包的奇偶校验在所述初始化区之前，则先前用于初始化网格编码器650的存储器的输入值由于新产生的奇偶校验而被改变。在这种情况下，可能未执行初始化，或者不能使用初始化值产生准确的奇偶校验。因此，如图16所示，为了防止初始化包的奇偶校验在初始化区之前，使用的填充字节的最大数量变成27。然而，应理解，对于划分为其他数量的段的其他类型的包，可强制其他的最大数量的使用的填充字节。
基于上述理由，网格编码器650总计可初始化七个第一填充字节。五个剩余的填充字节的初始化位置存在于包47、48、49、50和51中，由于将被替换的所有包的奇偶校验在初始化位置之前，因此这些奇偶校验不能用于初始化。
图17是示出以52个段为单位重复的TS包的结构的示图。在图17中，示出了在27个填充字节用于SRS的情况下RS编码器630的输出形式。如果使用少于27个填充字节，则初始化包RS奇偶校验减少为与减少的区相应的部分一样多。由于非初始化的部分不用于SRS，因此可用于其他目的。在附图中，如果通过第15包传送PCR，则由于PCR占用了6字节空间，因此PCR侵占了SRS的一个字节。在这种情况下，相应的空间不用于SRS，并且包括前5个字节的6个字节用于发送PCR。
图18是示出根据本发明一方面的用于产生SRS的填充字节交换器的输入值的示图。如果使用少于27个填充字节，则执行与填充字节的数量一样多的替换。例如，如果使用10个填充字节，则在10个相应的部分的替换中产生SRS。初始化区的后四个比特用于SRS，同时特定值可进入前四个比特。另外，任意值可进入非初始化的部分。然而，如果使用PCR，则任意其他值不能进入PCR位置，从而可按照原来的PCR进行传送。
图19是示出根据本发明实施例的数字广播接收器的构造的框图。图19的数字广播接收器包括解调器1510、均衡器1520、维特比解码器1530、去交织器1540、RS解码器1550、去随机化器1560和控制器1570。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1510对转换的基带信号执行同步检测和解调。虽然使用维特比解码器进行了描述，但是应理解可使用其他解码器和/或符号标识符。
均衡器1520补偿由于信道的多径而引起的解调信号的信道失真。另外，均衡器1520从控制器1570接收已知数据(例如，SRS)，并使用已知数据进行信道失真补偿。维特比解码器1530对来自均衡器1520的均衡信号进行纠错和解码。去交织器1540重排由发送器的交织器分布的数据。
通过RS解码器1550对去交织的数据进行纠错，并通过去随机化器1560对纠错的数据进行去随机化，从而恢复MPEG-2传送流的数据。另一方面，控制器1570将SRS周期和SRS的值发送到均衡器1520以使用它们进行性能改进。根据模式确定SRS周期和SRS的值，并且该模式可以是预定的或者可从发送器发送模式信号。在发送器发送模式信号的情况下，控制器1570检测模式信号，并将与模式相应的SRS周期和SRS的值发送到均衡器1520。为了构造具有固定值的SRS，如图18所示，其输入应被确定为指定值。为了改进性能，维特比解码器1530和/或RS解码器1550从控制器1570接收SRS的准确值而不是解码输出。
图20是示出根据本发明另一实施例的数字广播发送器的构造的框图。图20的发送器是使用RS编码器的线性编码特性的系统。RS奇偶校验产生器1660仅使用初始化符号作为其输入。对于初始化符号之外的187个字节，RS奇偶校验产生器1660将它们认为是“0”输入，并输出奇偶校验。具体地，参照图20，数字广播发送器还包括随机化器1610、填充字节交换器1620、RS编码器1630、交织器1640、网格编码器1650、复用器1670和控制器1680。随机化器1610对输入MPEG-2传送流数据随机化以提高分配的信道空间的利用。输入随机化器1610的数据具有这样的数据格式：通过将具有指定长度字节的填充字节插入输入的传送流数据的指定位置而形成，但是不包括如图5至图9所示的净荷数据。
填充字节交换器1620产生已知数据，所述已知数据是具有发送器方和接收器方之间预先安排的指定模式的指定序列。填充字节交换器1620用已知数据替换随机化的数据的填充字节位置中的填充数据。从将被发送的净荷数据中容易检测已知数据，因此已知数据用于接收器方中的同步和均衡。RS编码器1630将指定字节的奇偶校验添加到包中(填充字节交换器1620将已知数据插入所述包来替换填充字节)以便纠正由于信道而引起的错误。
交织器1640对以指定模式添加了从第一RS编码器1630输出的奇偶校验的数据包执行交织。网格编码器1650将从交织器1640输出的数据转换为数据符号，并通过网格编码以2/3比率对数据符号执行符号映射。这里，网格编码器1650在已知数据的开始点将临时存储在其自己的存储器装置中的值初始化为“00”状态，并对已知数据执行网格编码。另外，网格编码器1650将用于初始化存储器的值输出到RS奇偶校验产生器1660，接收RS奇偶校验产生器1660产生的新奇偶校验，并用接收的新奇偶校验替换相应的现有奇偶校验。
RS奇偶校验产生器1660通过使用从网格编码器1650接收的用于初始化存储器的值对从RS编码器1630接收的MPEG-2包执行RS编码来产生奇偶校验，并将产生的奇偶校验发送到网格编码器1650。RS奇偶校验产生器1660仅使用初始化符号作为其输入。对于除了初始化符号之外的187个字节，RS奇偶校验产生器1650将它们认为是“0”输入并输出奇偶校验。
控制器1680将填充字节和将在相应位置进行替换的已知数据的位置信息发送到填充字节交换器1620。另外，控制器1680将初始化包的位置信息发送到RS产生器1660，从而仅可以使用初始化包，所述初始化包包括在输入到RS奇偶校验产生器1660的187个字节的包中用于初始化的部分。为了方便设计，假设即使使用的填充字节的数量小于27，仍使用27或26个填充字节，则可使用33或32个相应的初始化包作为RS奇偶校验产生器1660的输入。
另外，控制器1680将指示初始化区和将被替换的奇偶校验区的信号输出到网格编码器1650。网格编码器1650使用这些信号执行存储器初始化，接收RS奇偶校验产生单元1660产生的奇偶校验，并用接收的奇偶校验替换现有奇偶校验。如图2的数据格式，复用器1670将段同步信号插入由网格编码器1650以段为单位转换为符号的数据，并以场为单位将场同步信号插入数据。调制器和RF转换器(未示出)通过执行信号的脉冲成形，在中频(IF)载波上承载脉冲成形的信号，并调制信号的幅度来对已经插入了导频信号的信号执行VSB调制，对调制的信号执行RF转换和放大，并通过分配有指定频带的信道发送放大的RF转换信号。
图21是示出用于执行上述操作的网格编码器1650的构造的示图。网格编码器1650对初始化存储器所需的新输入比特和在初始化区中用作原始输入的输入比特X0、X1执行异或，并将异或的结果X1’、X0’发送到RS奇偶校验产生器1660。RS奇偶校验产生器1660仅使用该值产生奇偶校验，并对产生的奇偶校验和将被所述产生的奇偶校验替换的作为原始输入的奇偶校验输入执行异或，以使用异或的结果值。因此，输入了与用于替换根据初始化改变的奇偶校验的奇偶校验相同的奇偶校验，并执行相同的操作。
如所示，来自RS再编码器的新RS奇偶校验p0、p1和输入比特X0、X1被输入到相应的复用器1200。在相应的复用器1200接收相应的新RS奇偶校验p0、p1之前对p0、p1执行异或运算。根据初始化选择和奇偶校验选择，复用器1200将D0输出到相应的复用器1250。
对于与奇偶校验p1和输入比特X1相应的复用器1250的输出，对存储器S2的输出D1执行异或运算。输出D1还被输入到复用器1250。异或运算的结果是用于相应的TCM的映射输出Z2。映射值Z2还存储在存储器S2中作为输出D1的下一值。对输出D1和奇偶校验p1执行异或运算，并将结果作为用于存储器初始化的新的输入X1’输出到RS奇偶校验产生器660。
与奇偶校验p0和输入比特X0相应的复用器1250的输出是用于相应的TCM的映射值Z1。对输入比特X0和映射值Z1执行异或运算，其输出是RS奇偶校验产生器660的用于存储器初始化的新输入X0’。另外对映射值Z1和来自存储器S0的输出D1执行异或运算，并将异或运算的结果存储在存储器S1中以作为用于相应TCM的映射输出Z0输出。映射输出Z0被存储在存储器S0中作为输出D1的下一值。输出D1还与输出D0一起被输入到复用器1250。
图22是提供用于解释根据本发明实施例的数字广播发送器的操作的流程图。随机化器610接收并随机化输入传送流(S100)。填充字节交换器620在控制器680的控制下将已知数据插入包括在由随机化器610随机化的传送流中的填充区(S110)。
当输入已经插入了已知数据的传送流时，编码器630执行RS编码以将奇偶校验添加到包括在传送流包中的奇偶校验区(S120)。交织器640以指定的模式对添加了来自RS编码器620的奇偶校验的数据包执行交织(S130)。网格编码器650在已知数据的开始点将临时存储在其自己的存储器装置中的值初始化，并对已知数据执行网格编码(S140)。
RS奇偶校验产生器660通过使用从网格编码器650接收的用于初始化存储器的值对从RS编码器630接收的MPEG-2包执行RS编码来产生奇偶校验，并将产生的奇偶校验发送到网格编码器(S150)。如图2的数据格式，复用器670以段为单位将段同步信号插入由网格编码器650转换为符号的数据，并以场为单位将场同步信号插入数据(S160)。
调制器和RF转换器(未示出)通过对信号执行脉冲成形，在中频(IF)载波上承载脉冲成形的信号，并调制信号的幅度对已经插入了导频信号的信号执行VSB调制，对调制的信号执行RF转换和放大，并通过分配有指定频带的信道发送放大的RF转换信号(S170)。
图23是提供用于解释根据本发明实施例的数字广播接收器的操作的流程图。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1510对转换的基带信号执行同步检测和解调(S200)。均衡器1520通过补偿解调信号的信道失真并去除接收符号之间的干扰来执行均衡(S210)。
维特比解码器1530对均衡的信号进行纠错和解码(S220)。去交织器1540重排由发送器的交织器分布的数据(S230)。通过RS解码器1550对去交织的数据进行纠错(S240)，并通过去随机化器1560对纠错的数据进行去随机化，以恢复MPEG-2传送流的数据(S250)。
虽然已经示出和描述了本发明的若干实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对实施例做出改变，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定。

Claims (5)

1、一种数字广播接收器，包括：
调谐器，接收流；
解调器，对流进行解调；以及
均衡器，对解调的流进行均衡，
其中，从数字广播发送器发送流，所述数字广播发送器包括：
网格编码器，对内部存储器进行初始化并提供根据初始化改变的初始化字节；
里德所罗门RS奇偶校验产生器，根据通过初始化改变的初始化字节补偿奇偶校验。
2、如权利要求1所述的数字广播接收器，还包括：
解码器，对均衡的流进行解码；
去交织器，对解码的流进行重排列；以及
RS解码器，对重排列的流执行RS解码。
3、如权利要求2所述的数字广播接收器，还包括：
控制器，为均衡器提供包括在流中的已知数据。
4、一种用于数字广播接收器的信号处理方法，所述方法包括：
接收流；
对流进行解调；以及
对流进行均衡，
其中，从数字广播发送器发送流，所述数字广播发送器包括：
网格编码器，对内部存储器进行初始化并提供根据初始化改变的初始化字节；
里德所罗门RS奇偶校验产生器，根据通过初始化改变的初始化字节补偿奇偶校验。
5、如权利要求4所述的信号处理方法，还包括：
对均衡的流进行解码；
对解码的流进行重排列；以及
对重排列的流执行RS解码。
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