CN101690198A - 数字广播系统和数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数字广播系统和数据处理方法。发送和接收对移动业务数据和主业务数据进行复用的广播信号。随后，在广播接收机中，根据对移动业务数据进行复用的系综的标识符，对所接收到的广播信号中、包括关于该系综的业务或节目的信息的节目表信息进行解析。并且使用移动业务数据和经过解析的节目表信息来发送移动业务数据。

Description

数字广播系统和数据处理方法
技术领域
本发明涉及一种数字广播系统，更具体地说，涉及一种数字广播系统和数据处理方法。
背景技术
在北美及韩国被采用为数字广播标准的残余边带(VSB，vestigialsideband)传送模式是一种使用单载波方法的系统。因此，在不良的信道环境中，数字广播接收系统的接收性能会恶化。具体地说，由于在使用便携式和/或移动广播接收机时会要求对信道变化及噪声的更高的抵抗能力，因此在使用VSB传送模式发送移动业务数据时接收性能可能会更加恶化。
发明内容
技术问题
因此，本发明的目的在于提供一种基本上消除了由现有技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题的数字广播系统和数据处理方法。
本发明的一个目的是提供一种对信道变化和噪声非常具有抵抗力的数字广播系统和数据处理方法。
本发明的另一目的是提供一种能够通过对移动业务数据执行附加编码并通过将经过处理的数据发送到接收系统以加强该接收系统的接收性能的数字广播系统和数据处理方法。
本发明的又一目的是提供一种通过在数据区域内的预定区域插入根据接收系统与发送系统之间的预定协定而已知的已知数据而能够同样加强该接收系统的接收性能的数字广播系统和数据处理方法。
技术方案
为了实现这些和其它优点，按照本发明的目的，如具体实施并广义上描述的，提供了一种数据处理方法。该数据处理方法包括以下步骤：接收对移动业务数据与主业务数据进行复用的广播信号；根据所接收到的广播信号中的、复用了所述移动业务数据的系综的标识符，对包括关于所述系综的业务或节目的信息的节目表信息进行解析；并且利用所解析的节目表信息来输出所述移动业务数据。
在另一方面中，提供了一种数字广播系统。该数字广播系统包括接收机、节目表信息解码器、解复用器、解码器和输出单元。所述接收机被配置成接收对移动业务数据与主业务数据进行复用的广播信号；所述节目表信息解码器被配置成：根据所接收到的广播信号中的、复用了所述移动业务数据的系综的标识符，对包括关于所述系综的业务或节目的信息的节目表信息进行解析；所述解复用器被配置成对在所述广播信号中包括的所述移动业务数据进行解复用；所述解码器被配置成对经过解复用的移动业务数据进行解码；并且所述输出单元被配置成利用所解析的节目表信息来输出所述移动业务数据。
在另一方面中，提供了一种数据处理方法。该数据处理方法包括以下步骤：生成节目表信息，所述节目表信息包括复用了移动业务数据的系综的标识符并且该节目表信息对所述移动业务数据进行了描述；对所生成的节目表信息和所述移动业务数据进行复用，对经过复用的数据和所述主业务数据进行复用，并且将复用结果作为广播数据输出；并且通过调制经过复用的广播数据来发送所述移动业务数据。
根据权利要求1所述的数据处理方法，其中，所述广播信号包括数据组，在该数据组中对按照至少一种码率纠错编码的所述移动业务数据和所述主业务数据进行了交织，并且经过交织的数据组中的所述移动业务数据包括周期性插入的已知数据。
所述节目表信息包括以下信息中的至少一种：所述移动业务数据的主信道信息、所述移动业务数据的次信道信息、和表示是否需要业务指南信息来访问所述移动业务数据的信道的信息。
所述节目表信息可包括用于接收所述移动业务数据的互联网协议地址。所述广播信号可包括数据组，在该数据组中，对按照至少一种码率进行了纠错编码的所述移动业务数据和所述主业务数据进行交织，并且经过交织的数据组中的所述移动业务数据包括周期性插入的已知数据。
有益效果
本发明具有以下优点。更具体地说，本发明使得高度免于(或抵抗)通过信道发送补充数据时出现的任何错误。并且，本发明与常规的接收系统非常兼容。此外，本发明即使在具有严重的重影效应和噪声的信道中也可以没有错误地接收补充数据。
此外，在将本发明应用于同样易受信道中频率变化的影响并且需要受到免于(或抵抗)强噪声影响的移动和便携式接收机时，本发明尤其有效。
附图说明
图1例示了根据本发明的用于发送和接收移动业务数据的MPH帧的结构；
图2例示了VSB帧的示例性结构；
图3例示了被分配了子帧的前4个时隙的位置与VSB帧在空间区域内的映射示例；
图4例示了被分配了子帧的前4个时隙的位置与VSB帧在时间区域内的映射示例；
图5例示了在对数据进行交织和识别后对数据的校准；
图6例示了图5所示的数据组的放大部分以更好地理解本发明；
图7例示了在对数据进行交织和识别前对数据的校准；
图8例示了图7所示的数据组的放大部分以更好地理解本发明；
图9例示了根据本发明的将数据组分配给5个子帧中的一个的示例性分配顺序；
图10例示了将一个队列的多个数据组指派(或分配)给MPH帧的示例；
图11例示了根据本发明的将3个队列发送给MPH帧的示例；
图12例示了在MPH帧内将3个队列的分配处理扩展到5个子帧的示例；
图13例示了示出根据本发明的一个实施方式的数字广播发送系统的总体结构的框图；
图14例示了示出业务复用器的示例的框图；
图15例示了示出根据本发明的一个实施方式的发射机的示例的框图；
图16例示了示出根据本发明的预处理器的示例的框图；
图17例示了根据本发明的一个实施方式的MPH帧编码器的概念性框图；
图18例示了MPH帧编码器内的多个RS帧编码器中的RS帧编码器的详细框图；
图19(a)和图19(b)例示了基于RS帧模式值将一个或两个RS帧分割为若干个部分的处理、和将各个部分分配给各数据组内的相应区域的处理；
图20(a)到图20(c)例示了根据本发明的纠错编码处理和检错编码处理；
图21例示了根据本发明的、以超帧为单位执行行置换(或交织)的示例；
图22(a)到图22(b)例示了通过对数据进行分组来创建RS帧，由此执行纠错编码和检错编码的示例；
图23(a)和图23(b)例示了根据本发明的、分割RS帧以便构造数据组的示例性处理；
图24例示了根据本发明的一个实施方式的块处理器的框图；
图25例示了图24的块处理器的共轭编码器的详细框图；
图26例示了图24的块处理器的符号交织器；
图27例示了根据本发明的一个实施方式的组格式器的框图；
图28例示了图15的网格编码模块所包括的12个网格编码器的其中一个的详图；
图29例示了根据本发明的一个实施方式的分配信令信息区的示例；
图30例示了根据本发明的信令编码器的详细框图；
图31例示了根据本发明的TPC数据的句法结构的示例；
图32例示了根据本发明的、当把3个队列发送到MPH帧级别时接收机中的节能的示例；
图33例示了根据本发明的TPC数据和FIC数据级别的传输情况的示例；
图34例示了根据本发明的字节级别的训练序列的示例；
图35例示了根据本发明的符号级别的训练序列的示例；
图36例示了根据本发明的接收系统中的解调单元的框图；
图37例示了示出根据本发明的、在有效数据中周期性地插入的已知数据的示例的数据结构；
图38例示了示出图36所示的解调单元的解调器的结构的框图；
图39例示了图38所示的解调器的详细框图；
图40例示了根据本发明的一个实施方式的频率偏差估计器的框图；
图41例示了根据本发明的已知数据检测器和初始频率偏差估计器的框图；
图42例示了图41所示的局部相关器的框图；
图43例示了根据本发明的定时恢复单元的第二个示例；
图44(a)和图44(b)例示了检测时域中的定时误差的示例；
图45(a)和图45(b)例示了检测时域中的定时误差的其它示例；
图46例示了使用图44和图45的相关值来检测定时误差的示例；
图47例示了根据本发明的定时误差检测器的示例；
图48例示了根据本发明的一个实施方式的检测频域中的定时误差的示例；
图49例示了根据本发明的定时误差检测器的另一示例；
图50例示了根据本发明的一个实施方式的去直流器的框图；
图51例示了对输入到图50所示的去直流器的采样数据进行移位的示例；
图52例示了根据本发明另一实施方式的去直流器的框图；
图53例示了根据本发明的信道均衡器的另一示例的框图；
图54例示了根据本发明的剩余载波相位误差估计器的示例的详细框图；
图55例示了根据本发明的获得剩余载波相位误差和相位噪声的相位误差检测器的框图；
图56例示了根据本发明的一个实施方式的相位补偿器；
图57例示了根据本发明的信道均衡器的另一示例的框图；
图58例示了根据本发明的信道均衡器的另一示例的框图；
图59例示了根据本发明的信道均衡器的另一示例的框图；
图60例示了根据本发明的CIR估计器的示例的框图；
图61例示了根据本发明的块解码器的示例的框图；
图62例示了根据本发明的反馈去格式器的示例的框图；
图63到图65例示了根据本发明的一个实施方式的纠错解码的处理步骤；
图66例示了根据本发明的一个实施方式的接收系统的框图；
图67例示了根据本发明的用于VCT的比特流句法；
图68例示了根据本发明的一个实施方式的service_type字段；
图69例示了根据本发明的一个实施方式的业务位置描述符；
图70例示了可被分配到根据本发明的stream_type字段的示例；
图71例示了根据本发明的用于EIT的比特流句法；
图72例示了根据本发明另一实施方式的接收系统的框图；
图73和图74示出了根据本发明的基于节目分类的示例性信道管理。
图75是例示了根据本发明的基于队列的业务传输结构的概念性框图；
图76是根据本发明一个实施方式的包括通过队列接收到的基本流信息的服务映射表(SMT)的结构框图；
图77示出了图76所示的根据本发明的SMT的详细结构；
图78示出了根据本发明的SMT的报头信息；
图79示出了根据本发明的SMT的服务信息；
图80是例示了根据本发明的还包括有事件信息的SMT的结构图；
图81是例示了根据本发明的SMT处理方法的流程图；
图82是例示了根据本发明另一实施方式的包括有通过队列接收到的IP流的SMT的结构图；
图83示出了图82所示的根据本发明另一实施方式的SMT的详细结构；
图84是例示了根据本发明另一实施方式的还包括有事件信息的SMT的结构图；
图85是例示了根据本发明另一实施方式的SMT处理方法的流程图；
图86是例示了根据本发明另一实施方式的SMT处理方法的另一流程图；
图87是例示了根据本发明一个实施方式的用于接收移动业务数据的装置的框图；和
图88是例示了根据本发明另一实施方式的用于接收移动业务数据的装置的框图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的优选实施方式，在附图中例示出其示例。在可能的情况下，相同的标号在整个附图中代表相同或类似部件。此外，尽管本发明中所使用的术语都是选自公知和公用的术语，但是申请人按照他或她自己的考虑选择了本发明的说明书中所提及的一些术语，在本申请的说明书中的相关部分对这些术语的详细含义做出了说明。此外，不仅需要简单地通过所使用的实际术语来理解本发明，还需要通过各个术语中隐含的意义来理解本发明。
在本发明的说明书所使用的术语中，主业务数据对应于固定接收系统可接收的数据并可以包括音频/视频(A/V)数据。更具体地说，主业务数据可包括高清(HD，high definition)或标清(standard definition)等级的A/V数据，并且也可包括数据广播所需的多种数据类型。此外，已知数据对应于根据接收系统与发送系统之间预先达成的协定而预知的数据。另外，在本发明所使用的术语中，“MPH”对应于“移动(mobile)”、“步行(pedestrian)”、和“手持(handheld)”的首字母，并且表示固定类型系统的相反的概念。此外，MPH业务数据可包括移动业务数据、步行业务数据(pedestrian service data)、和手持业务数据中的至少一种，并且为简单起见也可以将其称为“移动业务数据”。这里，移动业务数据不仅对应于MPH业务数据，而且还包括任意类型的具有移动或便携特征的业务数据。因此，根据本发明的移动业务数据并不仅限于MPH业务数据。
上述移动业务数据可对应于具有诸如程序执行文件、证券信息等信息的数据，并且也可以对应于A/V数据。最具体地说，移动业务数据可对应于与主业务数据相比具有较低分辨率和较低数据速率的A/V数据。例如，如果用于常规主业务的A/V编解码器对应于MPEG-2编解码器，则具有更佳的图像压缩效率的MPEG-4高级视频编码(AVC，advancedvideo coding)或可分级视频编码(SVC，scalable video coding)可用于移动业务的A/V编解码器。此外，可以将任意类型的数据作为移动业务数据来发送。例如，可以将用于广播实时传输信息的传输协议专家组(TPEG，transport protocol expert group)数据作为主业务数据来发送。
此外，使用移动业务数据的数据业务可包括天气预报业务、交通信息业务、证券信息业务、观众参与问答节目、实时投票调查、互动教育广播节目、游戏业务、提供关于肥皂剧或肥皂系列剧的情节摘要、人物、背景音乐、和拍摄场地的信息的业务、提供关于过去比赛分数和选手简介和成绩的信息的业务、以及提供关于按照业务、介质、时间、和主题分类的使能够处理购买订单的产品信息和程序的信息的业务。在本文中，本发明并不仅限于上述的业务。在本发明中，发送系统在主业务数据中提供向下兼容以使得常规接收系统可接收主业务数据。在本文中，主业务数据与移动业务数据被复用到相同的物理信道并随后被发送。
另外，根据本发明的数字广播发送系统对移动业务数据执行附加编码并插入接收系统与发送系统已知的数据(例如，已知数据)，由此发达经过处理的数据。因此，当使用根据本发明的发送系统时，尽管在信道中出现各种失真和噪声，但接收系统仍然可以在移动状态下接收移动业务数据并且还可以稳定地接收移动业务数据。
MPH帧结构
在本发明的实施方式中，首先以MPH帧为单位对移动业务数据和主业务数据进行复用，并且之后在VSB模式中进行调制并发送到接收系统。此处，一个MPH帧由K1个子帧组成，其中，一个子帧包括K2个时隙。另外，可以将各时隙由K3个数据包构成。在本发明的实施方式中，将K1设定为5，K2设定为16，而K3设置为156(即，K1＝5，K2＝16，且K3＝156)。本实施方式中所给出的K1、K2、和K3的数值或者与根据优选实施方式的值相对应，或者仅仅是示例性的。因此，上述数值将不构成对本发明范围的限制。
图1例示了根据本发明用于发送和接收移动业务数据的MPH帧的结构。在图1所示的示例中，一个MPH帧由5个子帧组成，其中各子帧都包括16个时隙。在这种情况下，根据本发明的MPH帧包括5个子帧和80个时隙。另外，在包的级别，一个时隙由156个数据包(即，传输流包)构成，而在符号级别中，一个时隙由156个数据段构成。在本文中，一个时隙的大小对应于VSB场的一半(1/2)。更具体地说，由于207字节的数据包具有与一个数据段相同的数据量，因此也可以使用尚未被交织的数据包作为数据段。此处，两个VSB场组成一个VSB帧。
图2例示了VSB帧的示例性结构，其中，一个VSB帧由2个VSB场(即，奇数场和偶数场)组成。在本文中，各个VSB场都包括场同步段和312个数据段。时隙与用于对移动业务数据和主业务数据进行复用的基本时间周期相对应。这里，一个时隙或者可以包括移动业务数据，或者仅由主业务数据构成。如果在一个时隙中发送一个MPH帧，则该时隙中的前118个数据包对应于一个数据组。并且，余下的38个数据包成为主业务数据包。在另一示例中，当时隙中不存在数据组时，相应的时隙由156个主业务数据包构成。同时，当把多个时隙分配给一个VSB帧时，每个被分配的位置都存在偏差。
图3例示了被分配了子帧的前4个时隙的位置与VSB帧在空间区域内的映射示例。并且，图4例示了被分配了子帧的前4个时隙的位置与VSB帧在时间区域内的映射示例。参照图3和图4，第一个时隙(时隙#0)的第38个数据包(TS包#37)映射到奇数VSB场的第一个数据包。第二个时隙(时隙#1)的第38个数据包(TS包#37)映射到奇数VSB场的第157个数据包。另外，第三个时隙(时隙#2)的第38个数据包(TS包#37)映射到偶数VSB场的第一个数据包。并且，第四个时隙(时隙#3)的第38个数据包(TS包#37)映射到偶数VSB场的第157个数据包。同样，使用相同方法将相应子帧内的剩余12个时隙映射到后续的VSB帧。
同时，可以将一个数据组分割成至少一个或更多个分层区域。并且，取决于各分层区域的特征，在各个区域中插入的移动业务数据的类型可以不同。例如，可基于接收性能来划分(或分类)各区域内的数据组。在本发明给出的一个示例中，在进行数据解交织前的数据构造中，可以将数据组分割成区域A、B、C、和D。
图5例示了在对数据进行交织和识别后对数据的校准。图6例示了图5所示的数据组的放大部分以更好地理解本发明。图7例示了在对数据进行交织和标识前对数据的校准。并且图8例示了图7所示的数据组的放大部分以更好地理解本发明。更具体地说，将与图5所示的数据结构相同的数据结构发送到接收系统。换言之，对一个数据包进行数据交织以使其被分散到多个数据段，由此将其发送到接收系统。图5例示了将一个数据组分散到170个数据包的示例。此处，由于一个207字节的包具有与一个数据段相同的数据量，因此可以将尚未经过数据交织处理的包用作数据段。
图5示出了将进行数据交织之前的数据组分割成10个MPH块(即，MPH块1(B1)到MPH块10(B10))的示例。在这个示例中，每个MPH块都具有16个段的长度。参照图5，只有RS奇偶校验数据被分配给MPH块1(B1)的前5个段和MPH块10(B10)的后5个段的部分。RS奇偶校验数据不包括在数据组的区域A到D中。更具体地说，当假设将一个数据组划分成区域A、B、C、和D时，取决于数据组内的各MPH块的特征，可以将各MPH块包括在区域A到区域D中的任一个中。
这里，数据组被分割成用于不同目的的多个区域。更具体地说，与具有较高干扰程度的区域相比，可以认为没有干扰或具有很低的抗干扰程度的主业务数据的区域具有更有抵抗力(更强大)的接收性能。另外，当使用在数据组中插入和发送已知数据的系统(其中，基于发送系统与接收系统之间的协定而知道所述已知数据)时，以及当将要在移动业务数据中周期性地插入连续较长的已知数据时，可以将具有预定长度的已知数据周期性地插入不具有来自主业务数据的干扰的区域中(即，其中未混合主业务数据的区域)。然而，由于来自主业务数据的干扰，难以周期性地插入已知数据并且也难以周期性地将连续较长的已知数据插入具有来自主业务数据的干扰的区域中。
参照图5，MPH块4(B4)到MPH块7(B7)对应于没有主业务数据的干扰的区域。图5所示的数据组内的MPH块4(B4)到MPH块7(B7)对应于其中没有发生来自主业务数据的干扰的区域。在该示例中，在各MPH块的开始与结尾处插入长已知数据序列。在本发明的描述中，将包括了MPH块4(B4)到MPH块7(B7)的区域称为“区域A(＝B4+B5+B6+B7)”。如上所述，当数据组包括被插入到各个MPH块的开始和结尾处的长已知数据序列的区域A时，接收系统能够通过使用可从该已知数据获得的信道信息来执行均衡。因此，在区域A到区域D中的一个区域中可能会产生(或获得)最强的均衡性能。
在图5所示的数据组的示例中，MPH块3(B3)和MPH块8(B8)对应于具有很少来自主业务数据的干扰的区域。在本文中，仅在MPH块B3和B8中每一个的一端插入长已知数据序列。更具体地说，由于来自主业务数据的干扰，在MPH块(B3)的结束处插入了长已知序列，而在MPH块(B8)的开始处插入了另一长已知数据序列。在本发明中，将包括了MPH块3(B3)和MPH块8(B8)的区域称为“区域B(＝B3+B8)”。如上所述，当数据组包括仅在各MPH块的一端(开始或结束)插入长已知数据序列的区域B时，接收系统能够通过使用可从该已知数据获得的信道信息来执行均衡。因此，与区域C/D相比，可以生成(或获得)更强的均衡性能。
参照图5，MPH块2(B2)与MPH块9(B9)对应于与区域B相比具有来自主业务数据的更大干扰的区域。在MPH块2(B2)和MPH块9(B9)的任一端均不能插入长已知数据序列。这里，将包括了MPH块(B2)和MPH块(B9)的区域称为“区域C(＝B2+B9)”。最后，在图5所示的示例中，MPH块1(B1)和MPH块10(B10)对应于与区域C相比具有来自主业务数据的更大干扰的区域。同样，在MPH块1(B1)和MPH块10(B10)的任一端均不能插入长已知数据序列。这里，将包括了MPH块1(B1)和MPH块10(B10)的区域称为“区域D(＝B1+B10)”。由于区域C/D与已知数据序列分开得更远，因此当信道环境经受频繁且突然的变化时，会使区域C/D的接收性能变得劣化。
图7例示了数据交织前的数据结构。更具体地说，图7例示了一个将118个数据包分配给数据组的示例。图7示出了一个由118个数据包组成的数据组，其中，根据参考包(例如，场同步信号后的第一个包(或数据段)或第157个包(或数据段))，当向VSB帧分配数据包时，参考包之前包括37个包并在该参考包之后包括81个包(包括参考包在内)。换言之，参照图5，在MPH块2(B2)与MPH块3(B3)之间设置(或分配)场同步信号。因此，这表示时隙相对于对应的VSB场具有37个包的偏移。上述的数据组的大小、数据组内分层区域的数量、各区域的大小、各区域中所包括的MPH块的数量、各MPH块的大小等仅仅是示例性的。因此，本发明将不受到上述示例的限制。
图9例示了将数据组分配给5个子帧中的一个的示例性分配顺序，其中，5个子帧构成了一个MPH帧。例如，可以将分配数据组的方法完全相同地应用于所有MPH帧或者可以有差异地应用于各个MPH帧。此外，可以将分配数据组的方法完全相同地应用于所有子帧或者可以有差异地应用于各个子帧。此处，当假设在对应的MPH帧的所有子帧中使用相同的方法来分配数据组时，分配给MPH帧的数据组的总数等于‘5’的倍数。根据本发明的实施方式，分配了多个连续的数据组，这些数据组在MPH帧内尽可能远地彼此隔开。因此，系统能够对子帧中可能发生的任何突发错误做出迅速和有效地响应。
例如，当假设将3个数据组分配给一个子帧时，将数据组分别分配给子帧中的第一时隙(时隙#0)、第5时隙(时隙#4)、和第9时隙(时隙#8)。图9例示了使用上述模式(或规则)在一个子帧内分配16个数据组的示例。换言之，各数据组被连续地分配给与以下号码相对应的16个时隙：0、8、4、12、1、9、5、13、2、10、6、14、3、11、7、和15。以下的数学式1示出了上述用于在子帧中分配数据组的规则(或模式)。
数学式1
【数学式1】
j＝(4i+0) mod 16
0＝0 if i＜4，
0＝2 else if i＜8，
这里，0＝1 else if i＜12，
0＝3 else.
这里，j表示子帧内的时隙号码。j的值可为从0到15的范围(即，0≤j≤15)。另外，变量i表示数据组号码。i的值可为从0到15的范围(即，0≤i≤15)。
在本发明中，将MPH帧内所包括的数据组的集合称为“队列(parade)”。基于RS帧模式，队列发送至少一个特定RS帧的数据。可以将一个RS帧内的移动业务数据分配给对应数据组内的所有区域A/B/C/D，或者分配给区域A/B/C/D中的至少一个。在本发明的实施方式中，可以将一个RS帧的移动业务数据分配给所有区域A/B/C/D，或者可以分配给区域A/B和区域C/D中的至少一个。如果按后一种情况来分配移动业务数据(即，分配给区域A/B和区域C/D中的一个)，则在相应数据组内被分配给区域A/B的RS帧与被分配给区域C/D的RS帧彼此不同。
在本发明的描述中，为简单起见，将相应数据组内被分配给区域A/B的RS帧称为“主RS帧”，而将相应数据组内被分配给区域C/D的RS帧称为“辅助RS帧”。另外，主RS帧与辅助RS帧形成(或构成)一个队列。更具体地说，当把一个RS帧内的移动业务数据分配给对应的数据组内的所有区域A/B/C/D时，一个队列发送一个RS帧。相反，当把一个RS帧内的移动业务数据分配给区域A/B和区域C/D中的任一个时，一个队列可发送最多2个RS帧。更具体地说，RS帧模式表示队列是否发送一个RS帧，或队列是否发送两个RS帧。以下表1示出了RS帧模式的示例。
表1
【表1】
 RS帧模式(2比特)   描述
  00   对于所有的组区域，只有一个主RS帧
  01   两个单独的RS帧-组区域A和B的主RS帧-组区域C和D的辅助RS帧
  10   保留
  11   保留
表1例示了分配两个比特以便于表示RS帧模式的示例。例如，参照表1，当RS帧模式值等于‘00’时，其表示一个队列发送一个RS帧。而当RS帧模式值等于‘01’时，其表示一个队列发送两个RS帧，即，主RS帧与辅助RS帧。更具体地说，当RS帧模式值等于‘01’时，针对区域A/B的主RS帧的数据被分配并发送到相应数据组的区域A/B。同样，针对区域C/D的辅助RS帧的数据被分配并发送到相应数据组的区域C/D。
另外，一个RS帧发送一个系综(ensemble)。这里，系综是要求相同的业务质量(QoS)并以相同的FEC码编码的业务的集合。更具体地说，当一个队列由一个RS帧构成时，则一个队列发送一个系综。相反，当一个队列由两个RS帧构成时(即，当一个队列由主RS帧与辅助RS帧构成时)，则一个队列发送两个系综(即，主系综与辅助系综)。更具体地说，主系综通过队列的主RS帧发送，而辅助系综通过队列的辅助RS帧发送。RS帧是2维的数据帧，通过RS帧对系综进行RS-CRC编码。
如在数据组的分配中所描述的那样，在子帧内同样将队列分配得彼此尽可能远地分隔开。因此，系统能够对子帧中可能发生的任何突发错误做出迅速和有效地响应。此外，分配队列的方法可完全相同地应用于所有子帧或有差异地应用于各个子帧。根据本发明的实施方式，可以针对各MPH帧有差异地分配队列并且针对MPH帧内的所有子帧完全相同地分配队列。更具体地说，MPH帧结构可以按照MPH帧为单位变化。因此，可以更加频繁和灵活地调整系综速率。
图10例示了将一个队列的多个数据组指派(或分配)给MPH帧的示例。更具体地说，图10例示了一个队列中所包括的被分配给MPH帧多个数据组的示例，其中，子帧所包括的数据组的数量等于‘3’。参照图10，按照4个时隙的循环周期，将3个数据组依次地分配给子帧。因此，当在相应的MPH帧所包括的5个子帧中等同地执行该处理时，15个数据组被分配给一个MPH帧。这里，15个数据组对应于队列所包括的数据组。因此，由于一个子帧由4个VSB帧构成，并且由于在一个子帧中包括3个数据组，因此没有将相应队列的数据组分配给子帧内的4个VSB帧中的一个。
例如，当假设一个队列发送一个RS帧时，并且位于后面的块中的RS帧编码器对相应的RS帧执行RS编码，由此将24个字节的奇偶校验数据添加到相应的RS帧并发送经过处理的RS帧，奇偶校验数据占据总码字长度的11.37％(＝24/(187+24)x100)。同时，当一个子帧包括3个数据组时，以及当如图10所示那样分配了队列所包括的数据组时，总共15个数据组形成了RS帧。因此，即使由于信道内的突发噪声而在整个数据组中发生误差时，百分比仅仅是6.67％(＝1/15x100)。因此，接收系统可通过执行消除RS解码处理(erasure RS decoding process)来纠正所有误差。更具体地说，当执行消除RS解码时，可纠正与RS奇偶校验字节的数量相对应的多个信道误差。这样，接收系统可纠正一个队列内的至少一个数据组的误差。因此，可由RS帧纠正的最小突发噪声长度超过1个VSB帧。
同时，当如上所述地分配队列的数据组时，既可以在各数据组之间分配主业务数据，也可以在各数据组之间分配与不同队列相对应的数据组。更具体地说，与多个队列相对应的数据组被分配给一个MPH帧。基本上，分配与多个队列相对应的数据组的方法与分配与单个队列相对应的数据组的方法非常相似。换言之，根据4个时隙的循环周期来分别地分配被包括在待分配给MPH帧的其它队列中的数据组。此处，可以使用一种循环方法将不同队列的数据组依次地分配给相应的时隙。这里，数据组被分配给从尚未被分配有之前队列的数据组的时隙开始的时隙。例如，当假设分配了图10所示的与队列相对应的数据组时，可以将与下一个队列相对应的数据组分配给从子帧的第12个时隙开始的子帧。然而，这仅是示例性的。在另一示例中，也可以从第三时隙开始按照4个时隙的循环周期将下一个队列的数据组依次地分配给子帧内的不同时隙。
图11例示了将3个队列(队列#0、队列#1、和队列#2)发送给MPH帧的示例。更具体地说，图11例示了发送5个子帧中的一个所包括的队列的示例，其中，5个子帧构成一个MPH帧。当第一队列(队列#0)包括各子帧的3个数据组时，在数学式1中通过以值‘0’到‘2’来替换i，可以获得子帧内各数据组的位置。更具体地说，第1队列(队列#0)的数据组被依次地分配给子帧内的第1时隙、第5时隙、和第9时隙(时隙#0、时隙#4、和时隙#8)。此外，当第2队列包括各子帧的2个数据组时，在数学式1中通过以值‘3’和‘4’来替换i，可以获得子帧内各数据组的位置。更具体地说，第2队列(队列#1)的数据组被依次地分配给子帧内的第2和第12时隙(时隙#3和时隙#11)。最后，当第3队列包括各子帧的2个数据组时，在数学式1中通过以值‘5’和‘6’来替换i，可以获得子帧内各数据组的位置。更具体地说，第3队列(队列#2)的数据组被依次地分配给子帧内的第7和第11时隙(时隙#6和时隙#12)。
如上所述，可以将多个队列的数据组分配给一个MPH帧，并且，在各子帧内，从左到右地将数据组依次地分配给具有4个时隙的组空间。因此，每个子帧一个队列的组数量可与从‘1’到‘8’的任一个整数相对应。这里，由于一个MPH帧包括5个子帧，因此可以分配给MPH帧的队列内的数据组的总数可与从范围‘5’到‘40’内的5的任一个倍数相对应。
图12例示了在MPH帧内将图11所示的3个队列的分配处理扩展到5个子帧的示例。
发送系统的总体描述
图13例示了示出根据本发明的一个实施方式的数字广播发送系统的总体结构的框图。
这里，数字广播发送系统包括业务复用器100和发射机200。这里，业务复用器100位于各个广播站的工作室中，而反射机200位于设置在距工作室预定距离的场所。发射机200可位于多个不同的地点。此外，例如，多个发射机可共享相同的频率。而且，在这种情况下，多个发射机接收相同的信号。因此，在接收系统中，信道均衡器可对由反射波造成的信号失真进行补偿，从而恢复原始信号。在另一示例中，相对于相同的信道，多个发射机可具有不同的频率。
多种方法可用于与设置在远程位置的各发射机和各业务复用器进行数据通信。例如，诸如用于传输MPEG-2数据的同步串行接口的接口标准(SMPTE-310M)。在SMPTE-310M接口标准中，将恒定的数据速率确定为业务复用器的输出数据速率。例如，在8VSB模式的情况下，输出数据速率是19.39Mbs，而在16VSB模式的情况下，输出数据速率是38.78Mbps。另外，在常规的8VSB模式的发送系统中，可通过单个物理信道来发送具有大约19.39Mbps的数据速率的传输流(TS，transportstream)包。此外，在根据本发明的向下兼容常规发送系统的发送系统中，针对移动业务数据执行了附加编码。之后，将经过附加编码的移动业务数据与主业务数据复用为TS包的形式并随后发送TS包。此处，经过复用的TS包的数据速率是大约19.39Mbps。
此处，业务复用器100接收至少一种类型的移动业务数据和各移动业务的程序专用信息/程序与系统信息协议(PSI/PSIP，program specificinformation/program and system information protocol)表数据，从而将接收到的数据封装到各个TS包。此外，业务复用器100接收至少一种类型的主业务数据和各主业务数据的PSI/PSIP.表数据，并将接收到的数据封装到传输流(TS)包。随后，根据预定的复用规则对TS包进行复用并将复用的包输出到发射机200。
业务复用器
图14例示了示出业务复用器的示例的框图。业务复用器包括用于控制业务复用器的整体操作的控制器100、主业务的PSI/PSIP生成器120、移动业务的PSI/PSIP生成器130、空包生成器140、移动业务复用器150、和传输复用器160。
传输复用器160可包括主业务复用器161和传输流(TS)包复用器162。
参照图14，将至少一种类型的经过压缩编码的主业务数据与用于主业务的PSI/PSIP生成器120生成的PSI/PSIP表数据输入到传输复用器160的主业务复用器161。主业务复用器161将各个输入的主业务数据与PSI/PSIP表数据封装为MPEG-2TS包形式。之后，对MPEG-2TS包进行复用并输出到TS包复用器162。这里，为了简单起见，把从主业务复用器161输出的数据包称为主业务数据。
其后，将至少一种类型的经过压缩编码的移动业务数据与用于移动业务的PSI/PSIP生成器130生成的PSI/PSIP表数据输入到移动业务复用器150。
移动业务复用器150将各个输入的移动业务数据与PSI/PSIP表数据封装为MPEG-2TS包形式。之后，对MPEG-2TS包进行复用并输出到TS包复用器162。这里，为了简单起见，把从移动业务复用器150输出的数据包称为移动业务数据包。
此处，发射机200需要标识信息以便于标识并处理主业务数据包和移动业务数据包。这里，标识信息可使用根据发送系统与接收系统间的协定而预定的值，或者可以由单独的一组数据构成，或者可以修改相应数据包内的预定位置值。
作为本发明的一个示例，可以分配不同的包标识符(PID，packetidentifier)以识别各个主业务数据包和移动业务数据包。
在另一示例中，通过修改移动业务数据的报头内的同步数据字节，可通过使用相应的业务数据包的同步数据字节值来标识业务数据包。例如，主业务数据包的同步字节未加任何修改地直接输出由ISO/IEC13818-1标准确定的值(即，0x47)。移动业务数据包的同步字节修改并输出该值，由此来标识主业务数据包和移动业务数据包。相反，修改并输出主业务数据包的同步字节，且未加修改地直接输出移动业务数据包的同步字节，由此使得能够标识主业务数据包和移动业务数据包。
多种方法可应用于修改同步字节的方法。例如，可以对同步字节的各个位取反，或者可以只对同步字节的一部分取反。
如上所述，可以使用任意类型的标识信息来标识主业务数据包和移动业务数据包。因此，本发明的范围并不仅仅限于在本发明的说明书中所阐明的示例。
同时，可以采用在常规数字广播系统中使用的传输复用器作为根据本发明的传输复用器160。更具体地说，为了对移动业务数据和主业务数据进行复用并发送经过复用的数据，主业务的数据速率被限制为(19.39-K)Mbps的数据速率。之后，分配了对应于剩余数据速率的KMbps作为移动业务的数据速率。因此，可以无需修改地原样使用已正在使用中的传输复用器。
这里，传输复用器160对从主业务复用器161输出的主业务数据包和从移动业务复用器150输出的移动业务数据包进行复用。之后，传输复用器160将经过复用的数据包发送到发射机200。
然而，在一些情况下，移动业务复用器150的输出数据速率可能不等于K Mbps。在这种情况下，移动业务复用器150复用并输出从空包生成器140生成的空数据包，使得输出数据速率可达到K Mbps。更具体地说，为了使移动业务复用器150的输出数据速率与恒定的数据速率匹配，空包生成器140生成空数据包，空数据包随后被输出到移动业务复用器150。
例如，当业务复用器100将19.39Mbps中的K Mbps分配给移动业务数据时，以及因此当把剩余的(19.39-K)Mbps分配给主业务数据时，经过业务复用器100复用的移动业务数据的数据速率实际上变得低于KMbps。这是由于，在移动业务数据的情况下，发送系统的预处理器执行附加编码，由此增加了数据量。最终，可从业务复用器100发送的移动业务数据的数据速率变得小于K Mbps。
例如，由于发射机的预处理器按照至少1/2的码率对移动业务数据执行编码处理，因此从预处理器输出的数据的数量增加为超过最初输入到预处理器的数据量的两倍。因此，经过业务复用器100复用的主业务数据的数据速率与移动业务数据的数据速率之和变得等于或小于19.39Mbps。
因此，为了使最终从业务复用器100输出的数据的数据速率与恒定的数据速率(例如，19.39Mbps)相匹配，从空包生成器140生成了与不足的数据速率的量相对应的数量的空数据包，并且将其输出到移动业务复用器150。
因此，移动业务复用器150将输入的各移动业务数据和PSI/PSIP表数据封装为MPEG-2 TS包的形式。之后，对上述TS包与空数据包进行复用，并随后将其输出到TS包复用器162。
其后，TS包复用器162对从主业务复用器161输出的从主业务数据包与从移动业务复用器150输出的移动业务数据包进行复用，并以19.39Mbps的数据速率向发射机200发送经复用后的数据包。
根据本发明的一个实施方式，移动业务复用器150接收空数据包。然而，这只是示例性的并且不对本发明的范围构成限制。换言之，根据本发明的另一实施方式，TS包复用器162可以接收空数据包，从而使最后输出的数据的数据速率与恒定的数据速率相匹配。这里，空数据包的输出路径与复用规则受到控制器110的控制。控制器110控制由移动业务复用器150、传输复用器160的主业务复用器161、和TS包复用器162执行的复用处理，并且还控制空包生成器140的空数据包生成。此处，发射机200丢弃了从业务复用器100发送来的空数据包，而没有发送空数据包。
此外，为了允许发射机200丢弃从业务复用器100发送来的空数据包而不是发送空数据包，需要用于识别空数据包的标识信息。这里，标识信息可使用根据发送系统与接收系统之间的协定而预定的值。例如，可以修改空数据包的报头内的同步字节的值，使得可以使用该值作为标识信息。或者，也可以使用transport_error_indicator标记来作为标识信息。
在本发明的描述中，将提供一种使用tansport_error_indicator标记作为标识信息的示例以描述本发明的实施方式。在这种情况下，将空数据包的transport_error_indicator标记设置为‘1’，而将剩余的数据包的transport_error_indicator标记设置为‘0’，从而标识空数据包。更具体地说，当空包生成器140生成空数据包时，如果将来自空数据包的报头字段的transport_error_indicator标记设置为‘1’并发送，则可以识别空数据包，并因此丢弃该空数据包。在本发明中，可以使用用于识别空数据包的任意类型的标识信息。因此，本发明的范围并不仅仅限于在本发明的说明书中所阐明的示例。
根据本发明的另一实施方式，可以将传输参数包括在空数据包的至少一部分中，或者可将传输参数包括在移动业务的PSI/PSIP表的至少一个表或操作与维护(OM)包(或OMP)中。在这种情况下，发射机200提取传输参数并将所提取的传输参数发送到相应的框，并且如果需要还将所提取的参数发送到接收系统。更具体地说，出于对发送系统进行操作和管理的目的而定义了被称为OMP的包。例如，OMP是根据MPEG-2TS包格式而构造的，并且将值0x1FFA赋予相应的PID。OMP由4个字节的报头和184个字节的有效载荷构成。这里，在184个字节中，第一个字节对应于OM_type字段，其表示了OM包的类型。
在本发明中，可以按照OMP的形式来发送传输参数。并且，在这种情况下，在OM_type字段内的保留字段的值之间，使用了预先安排的值，使得指出传输参数正在以OMP的形式被发送到发射机200。更具体地说，发射机200可通过参照PID来发现(或识别)OMP。另外，通过对OMP内的OMP_type字段进行解析，发射机200可以验证传输参数是否被包括在相应包的OM_type字段之后。传输参数对应于处理来自发送系统与接收系统的移动业务数据所需的补充数据。
传输参数对应于对来自发送系统与接收系统的移动业务数据进行处理所需的补充数据。这里，传输参数可包括数据组信息、数据组内的区域信息、块信息、RS帧信息、超帧信息、MPH帧信息、队列信息、系综信息、与串行级联卷积码(SCCC，serial concatenated convolution code)相关联的信息、和RS码信息。已经详细地描述了传输参数内的一些信息的重要性。将在后面的处理中对其它尚未描述的信息进行描述。
传输参数还可以包括关于如何对符号域的信号进行编码以便于发送移动业务数据的信息、和关于如何对主业务数据和移动业务数据或各种类型的移动业务数据进行复用的信息。
传输参数中所包括的信息仅仅是示例性的，其目的在于促进对本发明的理解。并且，本领域的任一个技术人员都可以容易地对传输参数中所包括的信息的增加或删除进行修改和改变。因此，本发明并不受到这里阐明的描述中所提出的示例的限制。
此外，可以从业务复用器100向发射机200提供传输参数。或者，也可以由发射机200内的内部控制器(未示出)来设置传输参数，或者从外部源接收传输参数。
发射机
图15例示了示出根据本发明的一个实施方式的发射机的示例的框图。这里，发射机200包括控制器200、解复用器210、包抖动缓和器(packetjitter mitigator)220、预处理器230、包复用器240、后处理器250、同步(sync)复用器260、和传输单元270。这里，当从业务复用器100接收到数据包时，解复用器210应识别所接收到的数据包是与主业务数据包、移动业务数据包、还是空数据包相对应。例如，解复用器210使用所接收到的数据包内的PID来识别主业务数据包和移动业务数据包。随后，解复用器210使用transport_error_indicator字段来识别空数据包。解复用器210识别出的主业务数据被输出到包抖动缓和器220，移动业务数据包被输出到预处理器230，而空数据包则被丢弃。如果在空数据包中包括有传输参数，则首先提取传输参数并将传输参数输出到相应的框。之后，空数据包被丢弃。
预处理器230对从解复用器210解复用并输出的业务数据包中所包括的移动业务数据执行附加的编码处理。预处理器230还执行构造数据组的处理以使得可以根据将在传输帧上传输的数据的目的来将该数据组定位在特定位置处。这将使移动业务数据能够对噪声和信道变化做出迅速且有力地响应。当执行附加编码处理时，预处理器230还可以参照传输参数。另外，预处理器230组合多个移动业务数据包以构成数据组。之后，将已知数据、移动业务数据、RS奇偶校验数据、和MPEG报头分配到数据组内的预定区域。
发射机内的预处理器
图16例示了示出根据本发明的预处理器的示例的框图。这里，预处理器230包括MPH帧编码器301、块处理器302、组格式器303、信令编码器304、和包格式器305。具有上述结构的预处理器230所包括的MPH帧编码器301对输入到解复用器210的移动业务数据进行数据随机化，由此创建RS帧。之后，MPH帧编码器301以RS帧为单位执行用于纠错的编码处理。MPH帧编码器301可包括至少一个RS帧编码器。更具体地说，可以并行地设置RS帧编码器，其中，RS帧编码器的数量等于MPH帧内的队列的数量。如上所述，MPH帧是用于发送至少一个队列的基本时间循环周期。另外，各个队列由一个或两个RS帧组成。
图17例示了根据本发明的一个实施方式的MPH帧编码器301的概念性框图。MPH帧编码器301包括输入解复用器(DEMUX)309、M个RS帧编码器310到31M-1、和输出复用器(MUX)320。这里，M表示一个MPH帧所包括的队列的数量。输入解复用器(DEMUX)309分割了输入的系综。随后，被分割的输入系综判断将被输入系综的RS帧。此后，输入的系综被输出到相应的RS帧。此处，可以将系综映射到各RS帧编码器或队列。例如，当一个队列构成一个RS帧时，可以将系综、RS帧、和队列按照一一(1∶1)对应的关系彼此相互映射。更具体地说，一个系综中的数据构成一个RS帧。并且，一个RS帧被划分成多个数据组。基于表1的RS帧模式，或者可以将一个RS帧内的数据分配给多个数据组内的所有的区域A/B/C/D，也可以将一个RS帧内的数据分配给多个数据组内的区域A/B和区域C/D中的至少一个。
当RS帧模式值等于‘01’时(即，当把主RS帧的数据分配到相对应的数据组的区域A/B，并将辅助RS帧的数据分配到相对应的数据组的区域C/D时)，各RS帧编码器创建各队列的主RS帧和辅助RS帧。相反，当RS帧模式值等于‘00’时(当把主RS帧的数据分配到所有区域A/C/C/D时)，各RS帧编码器创建各队列的RS帧(即，主RS帧)。另外，各RS帧编码器将各RS帧分割为若干个部分。RS帧的各个部分都对应于由一个数据组可发送的数据量。
输出复用器(MUX)对M个RS帧编码器310到310M-1内的部分进行复用并随后将其输出到块处理器302。例如，如果一个队列发送两个RS帧，则复用并输出M个RS帧编码器310到310M-1内的主RS帧的部分。此后，复用并发送M个RS帧编码器310到310M-1内的辅助RS帧的部分。输入解复用器(DEMUX)309与输出复用器(MUX)320基于控制单元200的控制而工作。控制单元200可向各RS帧编码器提供必要(或需要的)FEC模式。FEC模式包括RS码模式，将在后面的处理中对其进行描述。
图18例示了MPH帧编码器内的多个RS帧编码器中的RS帧编码器的详细框图。一个RS帧编码器可包括主编码器410和辅助编码器420。这里，辅助编码器420可基于RS帧模式而工作或不工作。例如，当RS帧模式值等于‘00’时，如表1所示，辅助编码器420不工作。主编码器410可包括数据随机化器(data randomizer)411、Reed-Solomon循环冗余校验(RS-CRC)编码器412、和RS帧分割器413。而辅助编码器420同样可以包括数据随机化器421、RS-CRC编码器422、和RS帧分割器423。
更具体地说，主编码器410的数据随机化器411接收从输出解复用器(DEMUX)309输出的主系综的移动业务数据。随后，在对接收到的移动业务数据进行随机化之后，数据随机化器411将经过随机化的数据输出到RS-CRC编码器412。此处，由于数据随机化器411对移动业务数据执行随机化处理，因此可以省略将由后处理器250的数据随机化器251针对移动业务数据执行的随机化处理。数据随机化器411也可以丢弃移动业务数据包内的同步字节并执行随机化处理。这是系统设计人员可选择的一个选项。在本发明所给出的示例中，在没有丢弃相对应的移动业务数据包内的同步字节的情况下，执行了随机化处理。
RS-CRC编码器412使用Reed-Solomon(RS)码和循环冗余校验(CRC)码中的至少一种来对经过随机化的主系综执行前向纠错(FEC)编码，由此形成主RS帧。因此，RS-CRC编码器412将新形成的主RS帧输出到RS帧分割器413。RS-CRC编码器412对多个输入并经过机化的移动业务数据包进行分组，从而产生RS帧。随后，RS-CRC编码器412以RS帧为单位执行纠错编码处理和检错编码处理中的至少一种处理。因此，可以向移动业务数据提供鲁棒性，由此分散在频率环境的变化期间可能发生的分组错误，使移动业务数据能够对非常容易受到频率变化的攻击和影响的频率环境做出响应。另外，RS-CRC编码器412对多个RS帧进行分组以产生超帧，由此以超帧为单位执行行置换处理。也可以将行置换处理称为“行交织处理”。此后，为简单起见，将该处理称为“行置换”。
更具体地说，当RS-CRC编码器412根据预定规则来对超帧的各行执行置换处理时，改变了行置换处理前后、超帧内的行的位置。如果按照超帧为单位来执行行置换，即使在其中发生的多个误差的部分变得非常长，并且即使将被解码的RS帧中所包括的误差的数量超过了能够纠正的范围，误差也会在整个超帧内分散开来。因此，与单个RS帧相比，甚至更加加强了解码能力。
此处，作为本发明的一个示例，在RS-CRC编码器412中，对于纠错编码处理应用RS编码，而对于检错处理应用循环冗余校验(CRC)编码。当执行RS编码时，生成了用于纠错的奇偶校验数据。并且，当执行CRC编码时，生成了用于检错的CRC数据。通过CRC编码而生成的CRC数据可用于表示在通过信道发送移动业务数据时移动业务数据是否由于错误而受到破坏。在本发明中，除了CRC编码方法以外，还可以使用多种检错编码方法，或者可以使用纠错编码方法来加强接收系统的整体纠错能力。这里，RS-CRC编码器412参照由控制单元200提供的预定的传输参数和/或从业务复用器100提供的传输参数，从而执行包括RS帧构造、RS编码、CRC编码、超帧构造、和以超帧为单位的行置换在内的操作。
图19例示了基于RS帧模式值将一个或两个RS帧分割为若干个部分的处理、和将各个部分分配给各数据组内的相应区域的处理。更具体地说，图19(a)示出了RS帧模式值等于‘00’的示例。这里，只有图18中的主编码器410工作，由此针对一个队列形成一个RS帧。随后，将RS帧分割为若干个部分，并且将各部分的数据分配到各数据组内的区域A/B/C/D。图19(b)示出了RS帧模式值等于‘01’的示例。此时，图18中的主编码器410和辅助编码器420都工作，由此针对一个队列形成了两个RS帧(即，一个主RS帧和一个辅助RS帧)。随后，将主RS帧分割成若干个部分，并且将辅助RS帧分割成若干个部分。此时，将主RS帧的各部分的数据分配到各数据组内的区域A/B。而将辅助RS帧的各部分的数据分配到各数据组内的区域C/D。
RS帧的详细描述
图20(a)例示了根据本发明的从RS-CRC编码器412生成的RS帧的示例。根据这个实施方式，在RS帧中，列的长度(即，行数)被设置为187字节，而行的长度(即，列数)被设置为N个字节。此处，可以根据数学式2来决定与RS帧内的列的数量相对应的值N。
数学式2
【数学式2】
Figure G2008800219492D00261
这里，NoG表示分配给子帧的数据组的数量。PL表示分配给数据组的SCCC有效载荷数据字节的数量。而P表示增加到RS帧的各列的RS奇偶校验数据字节的数量。最后，
Figure G2008800219492D00262
是等于或小于X的最大整数。
更具体地说，在数学式2中，PL对应于RS帧部分的长度。PL的值与分配给相对应的数据组的SCCC有效载荷数据字节的数量相等。这里，PL的值可根据RS帧模式、SCCC块模式、和SCCC外部编码模式而不同。以下表2到表5分别示出了根据RS帧模式、SCCC块模式、和SCCC外部编码模式而变化的PL值的示例。在后面的处理中将详细描述SCCC块模式和SCCC外部编码模式。
表2
【表2】
Figure G2008800219492D00271
表2示出了RS帧内各数据组的PL值的示例，其中当RS帧模式值等于‘00’时并且当SCCC块模式值等于‘00’时，各PL值根据SCCC外部编码模式而变化。例如，当假设数据组内的区域A/B/C/D的各SCCC外部编码模式值等于‘00’(即，随后的块的块处理器302按照1/2码率执行编码)时，相应的RS帧的各数据组内的PL值可等于9624字节。更具体地说，可以将一个RS帧内9624个字节的移动业务数据分配给相对应的数据组的区域A/B/C/D。
表3
【表3】
  SCCC外部编码模式   PL
  00   9624
  01   4812
  其它   保留
表3示出了RS帧内各数据组的PL值的示例，其中当RS帧模式值等于‘00’时并且当SCCC块模式值等于‘01’时，各PL值根据SCCC外部编码模式而变化。
表4
【表4】
Figure G2008800219492D00281
表4示出了主RS帧内各数据组的PL值的示例，其中当RS帧模式值等于‘01’时并且当SCCC块模式值等于‘00’时，各PL值根据SCCC外部编码模式而变化。例如，当区域A/B的各SCCC外部编码模式值等于‘00’时，可以将主RS帧内7644字节的移动业务数据分配给相对应的数据组的区域A/B。
表5
【表5】
Figure G2008800219492D00282
表5示出了辅助RS帧内各数据组的PL值的示例，其中当RS帧模式值等于‘01’时并且当SCCC块模式值等于‘00’时，各PL值根据SCCC外部编码模式而变化。例如，当区域C/D的各SCCC外部编码模式值等于‘00’时，可以将辅助RS帧内1980字节的移动业务数据分配给相对应的数据组的区域C/D。
根据本发明的实施方式，N的值等于或大于187(即，N≥187)。更具体地说，图20(a)的RS帧具有N(行)x187(列)个字节的大小。更具体地说，RS-CRC编码器412首先将输入的移动业务数据字节分割成预定长度的单位。预定长度由系统设计人员决定。并且，在本发明的示例中，预定长度等于187字节，并因此为了简单起见，将187个字节的单位称为一个“包”。例如，输入的移动业务数据或者可以对应于由188个字节构成的MPEG传输流(TS)包，或者可以对应于IP数据报。或者，可以将IP数据报封装为188个字节单位的TS包，并且之后将其输入。
当输入的移动业务数据对应于由188个字节为单位构成的MPEG传输流包时，移除第一同步字节以构造187个字节的单位。随后，对N个包分组以形成一个RS帧。这里，由于各个移动业务数据包都具有相同的值，因此移除了同步字节。同时，当输入的RS帧的移动业务数据不与MPEG TS包格式相对应时，在不对移动业务数据进行处理的情况下以187个字节为单位输入移除了MPEG同步字节的移动业务数据N次，由此产生一个RS帧。
此外，当输入的RS帧的数据格式同时支持与MPEG TS包相对应的输入数据和不与MPEG TS包相对应的输入数据二者时，可将该信息包括在从业务复用器100发送来的传输参数中，由此将其发送到发射机200。因此，发射机200的RS-CRC编码器412接收该信息以能够控制是否执行移除MPEG同步字节的处理。此外，发射机向接收系统提供该信息以控制将由接收系统的RS帧解码器执行的插入MPEG同步字节的处理。这里，可以在较早的处理中在数据随机化器411的随机化处理期间来执行移除同步字节的处理。在这种情况下，可以省略由RS-CRC编码器412执行的移除同步字节的处理。
此外，当添加来自接收系统的同步字节时，可由数据去随机化器替代RS帧解码器来执行该处理。因此，如果在被输入到RS-CRC编码器412的移动业务数据包内不存在可移除的固定字节(例如，同步字节)，或者如果被输入的移动业务数据未按照包格式构造，则以187个字节为单位分割被输入的移动业务数据，由此针对各个187字节的单元来构造包。
随后，组合由N个由187个字节构成的包以构成一个RS帧。此处，该RS帧被构成为具有N(行)×187(列)个字节大小的RS帧，其中，在行的方向上依次地输入187字节的包。更具体地说，RS帧中所包括的N列中的每一列都包括187字节。当产生了RS帧时，如图20(a)所示，RS-CRC编码器412针对各列执行(Nc，Kc)RS编码处理，从而生成Nc-Kc(＝P)个奇偶校验字节。随后，RS-CRC编码器412将新生成的P个奇偶校验字节添加在相应列的最后字节之后，由此产生(187+P)个字节的列。这里，如图20(a)所示，Kc等于187(即，Kc＝187)，而Nc＝187+P(即，Nc＝187+P)。这里，P的值可根据RS编码模式而不同。以下表6示出了RS编码模式(其中一种RS编码信息)的示例。
【表6】
  RS编码模式   RS编码   奇偶校验字节数量(P)
  00   (211，187)   24
  01   (223，187)   36
  10   (235，187)   48
  11   保留   保留
表6示出了为表示RS编码模式而分配的2个比特的示例。RS编码模式表示与RS帧相对应的奇偶校验字节的数量。例如，当RS编码模式值等于‘10’时，对图20(a)的RS帧执行(235，187)-RS编码以生成48个奇偶校验数据字节。此后，将48个奇偶校验字节添加到相应列的最后数据字节之后，由此创建具有235个数据字节的列。当RS帧模式值等于表1中的‘00’时(即，当RS帧模式表示单个RS帧时)，其只表示了相对应的RS帧的RS编码模式。然而，当RS帧模式值等于表1中的‘01’时(即，当RS帧模式表示多个RS帧时)，RS编码模式与主RS帧和辅助RS帧相对应。更具体地说，优选地将RS编码模式独立地应用于主RS帧和辅助RS帧。
当针对所有N个列执行这种RS编码处理时，可以创建具有N(行)×(187+P)(列)个字节大小的RS帧，如图20(b)所示。RS帧的各个行都由N个字节构成。然而，根据发送系统与接收系统之间的信道状况，在RS帧中可能包括错误。当如上所述地发生错误时，可以以各行为单位使用CRC数据(或CRC编码或CRC校验和)以便于验证在各行单位中是否存在错误。RS-CRC编码器412可针对正在进行RS编码的移动业务数据进行CRC编码以产生(或生成)CRC数据。通过CRC编码而生成的CRC数据可用于表示在通过信道发送移动业务数据时移动业务数据是否受到破坏。
本发明还可以使用CRC编码方法以外的不同检错编码方法。或者，本发明可使用纠错编码方法以加强接收系统的整体纠错能力。图20(c)例示了使用2个字节(即，16个比特)CRC校验和作为CRC数据的示例。这里，针对各行的N个字节生成了2个字节的CRC校验和，由此将2个字节的CRC校验和添加到N个字节的末端。因此，每一行都被扩展为(N+2)个字节。以下的数学式3对应于针对由N个字节构成的各行生成2个字节的CRC校验和的示例性方程。
数学式3
g(x)＝x16+x12+x5+1
在各行中添加2个字节的校验和的处理仅仅是示例性的。因此，本发明并不仅限于在这里阐明的描述中所提出的示例。如上所述，当完成RS编码和CRC编码的处理后，(N×187)个字节的RS帧被扩展为(N+2)×(187+P)个字节的RS帧。基于经过如上所述的扩展的RS帧的纠错情况，在行的方向上通过信道来发送RS帧内的数据字节。此处，当在有限的发送时间时段中发生大量错误时，在接收系统中正在接受解码处理的RS帧内，在行的方向上也发生错误。然而，观察在列的方向上执行的RS编码，显示错误被分散。因此，可以更有效地执行纠错。此处，为了执行更强的纠错处理，可以使用增加奇偶校验数据字节(P)数量的方法。然而，使用这种方法可能导致传送效率的下降。因此，需要一种互利的方法。此外，当执行解码处理时，可以使用消除解码处理来加强纠错性能。
另外，根据本发明的RS-CRC编码器412还以超帧为单位执行行置换(或交织)处理，以便于在对RS帧进行纠错时进一步加强纠错性能。图21(a)到图21(d)例示了根据本发明的、以超帧为单位执行行置换的示例。更具体地说，如图21(a)所示，经过RS-CRC编码的G个RS帧被组合形成一个超帧。此处，由于各RS帧都由(N+2)×(187+P)个字节形成，因此一个超帧被构造成具有(N+2)×(187+P)×G个字节的大小。
当基于预定的置换规则来执行对如上所述地构成的超帧的每一行进行置换的行置换处理时，超帧内的行在置换(或交织)前后的位置可能会发生改变。更具体地说，在交织处理前超帧内的第i行(如图21(b)所示)在行置换处理后位于相同的超帧内的第j行(如图21(c)所示)。参照在以下数学式4中示出的置换规则，可以容易地理解i和j之间如上所述的的关系。
数学式4
Figure G2008800219492D00321
Figure G2008800219492D00322
其中，0≤i，j≤(187+P)G-1；或者
其中，0≤i，j＜(187+P)G
这里，即使在以超帧为单位进行行置换后，超帧的每一行也还是都由(N+2)个数据字节构成。
当完成了以超帧为单位的所有的行置换处理后，再次将超帧分割为经过行置换的G个RS帧，如图21(d)所示，并随后将其提供给RS帧分割器413。这里，在构成超帧的每一个RS帧中都应该相等地设置RS奇偶校验字节的数量和列的数量。如在RS帧的纠错情形中所描述的那样，在超帧的情况下，在其中发生了大量错误的区段是过长以使得即使当一个待解码的RS帧包括非常多的错误时(即，达到不能纠错的程度)，将这些错误分散在整个超帧中。因此，与单个RS帧相比，超帧的解码性能得到了更大的加强。
当把数据组分割成区域A/B/C/D时以及当把RS帧的数据赋予相应的数据组内的所有区域A/B/C/D时，本发明的以上描述与形成(或产生)RS帧并对RS帧进行编码的处理相对应。更具体地说，上述描述与本发明的一个实施方式相对应，其中，使用一个队列发送一个RS帧。在该实施方式中，辅助编码器420不工作(或不活动)。
同时，使用一个队列发送2个RS帧，可以将主RS帧的数据赋予数据组内的区域A/B并发送，并且可以将辅助RS帧的数据赋予数据组内的区域C/D并发送。此处，主编码器410接收将赋予数据组内的区域A/B的移动业务数据以形成主RS帧，由此执行RS编码和CRC编码。同样，辅助编码器420接收将赋予数据组内的区域C/D的移动业务数据以形成辅助RS帧，由此执行RS编码和CRC编码。更具体地说，独立地产生主RS帧与辅助RS帧。
图22例示了以下示例，即，接收将赋予数据组内的区域A/B的移动业务数据以形成主RS帧，并接收将赋予数据组内的区域C/D的移动业务数据以形成辅助RS帧，由此针对主RS帧和辅助RS帧中的每一个执行纠错编码和检错编码。更具体地说，图22(a)例示了主编码器410的RS-CRC编码器412的示例，RS-CRC编码器412接收主系综的将赋予相应数据组内的区域A/B的移动业务数据以产生具有N1(行)×187(列)大小的RS帧。之后，在该示例中，主编码器410对如上所述地产生的RS帧的每一列都执行RS编码，由此在每一列中都添加P1个奇偶校验数据字节。最后，主编码器410对每一行都执行CRC编码，由此在每一行中都添加2个字节的校验和。
图22(b)例示了辅助编码器420的RS-CRC编码器422的示例，RS-CRC编码器422接收辅助系综的将赋予相应数据组内的区域C/D的移动业务数据以创建具有N2(行)×187(列)大小的RS帧。之后，在该示例中，辅助编码器420对如上所述地产生的RS帧的每一列都执行RS编码，由此在每一列中都添加P2个奇偶校验数据字节。最后，辅助编码器420对每一行都执行CRC编码，由此在每一行中都添加2个字节的校验和。此处，RS-CRC编码器412和RS-CRC编码器422都可以参考由控制单元200提供的预定传输参数和/或从业务复用器100提供的传输参数，可以向RS-CRC编码器412和RS-CRC编码器422通知RS帧信息(包括RS帧模式)、RS编码信息(包括RS编码模式)、SCCC信息(包括SCCC块信息和SCCC外部编码模式)、数据组信息、和数据组内的区域信息。RS-CRC编码器412和RS-CRC编码器422可出于构造RS帧、纠错编码、检错编码的目的而参考传输参数。此外，传输参数还应该被发送到接收系统以使得接收系统能够执行正常的解码处理。
将经过以RS帧为单位进行编码且以超帧为单位进行行置换的主RS帧的数据从主编码器410的RS-CRC编码器412输出到RS帧分割器413。如果在本发明的这个实施方式中，辅助编码器420同样工作，则将经过以RS帧为单位进行编码且以超帧为单位进行行置换的辅助RS帧的数据从辅助编码器420的RS-CRC编码器422输出到RS帧分割器423。主编码器410的RS帧分割器413将主RS帧分割为若干个部分并随后输出到输出复用器(MUX)320。主RS帧的各个部分与可由一个数据组发送的数据量相等。同样，辅助编码器420的RS帧分割器423将辅助RS帧分割为若干个部分并之后输出到输出复用器(MUX)320。
此后，将详细地描述主RS编码器410的RS帧分割器413。另外，为了简化本发明的描述，假设RS帧大小为N(行)×187(列)(如图20(a)到图20(c)所示)，通过对RS帧进行RS编码而在每一列添加P个奇偶校验数据字节，并且通过对RS帧进行CRC编码而在每一行添加2个字节的校验和。因此，RS帧分割器413将大小为(N+2)(行)×187(列)的经过编码的RS帧分割(或者划分)成若干个部分，每一个部分的大小都是PL(其中，PL与RS帧部分的长度相对应)。
此处，如表2到表5所示，PL的值可根据RS帧模式、SCCC块模式、和SCCC外部编码模式而变化。另外，经过RS编码和CRC编码的RS帧的数据字节的总数等于或小于5×NoG×PL。在这种情况下，RS帧被分割(或划分)为(5×NoG)-1个大小为PL的部分和一个大小等于或小于PL的部分。更具体地说，除了RS帧的最后一部分之外，RS帧的剩余部分中的每一个都具有与PL相同的大小。如果最后一部分的大小小于PL，则可以插入填充字节(或伪字节)以便于填充(或替代)不足数量的数据字节，由此使RS帧的最后一部分同样等于PL。RS帧的各个部分都与将进行SCCC编码并映射到队列的单个数据组中的数据量相对应。
图23(a)和图23(b)分别例示了以下示例，即，当大小为(N+2)(行)×(187+P)(列)的RS帧被分割成5×NoG个部分时，各部分的大小都是PL。更具体地说，图23(a)所示的经过RS编码和CRC编码的RS帧被分割成如图23(b)所示的若干个部分。RS帧被分割出的部分的数量等于(5×NoG)。特别是，前((5×NoG)-1)个部分都具有大小PL，而RS帧的最后一部分可等于或小于PL。如果最后一部分的大小小于PL，则可以插入填充字节(或伪字节)以便于填充(或替代)不足数量的数据字节，如以下数学式5所示，由此使RS帧的最后一部分同样等于PL。
数学式5
S＝(5×NoG×PL)-((N+2)×(187+P))
这里，数据大小为PL的各个部分经过MPH帧编码器301的输出复用器320并随后被输出到块处理器302。
此处，将RS帧部分映射到一个队列的数据组的顺序与数学式1中定义的组分配顺序不同。当给定了MPH帧中队列的组位置时，将按照时间顺序(即，在从左到右的方向上)映射经过SCCC编码的RS帧的部分。例如，如图11所示，首先将第二队列(队列#1)的数据组赋予(或分配给)第13时隙(时隙#12)并随后赋予第3时隙(时隙#2)。然而，当将数据实际地布置在所赋予的时隙中时，按照时序(或时间顺序，即，在从左到右的方向上)布置数据。更具体地说，将队列#1的第1个数据组布置在时隙#2中，而将队列#1的第二个数据组布置在时隙#12中。
块处理器
同时，块处理器302对MPH帧编码器301的输出执行SCCC外部编码处理。更具体地说，块处理器302接收每一个经过纠错编码的部分的数据。随后，块处理器302按照1/H(其中，H是等于或大于2的整数(即，H≥2))的码率再次对数据进行编码，由此将按照1/H速率编码的数据输出到组格式器303。根据本发明的实施方式，可以按照1/2的码率(也被称为“1/2速率编码”)或1/4码率(也被称为“1/4速率编码”)对输入的数据进行编码。从MPH帧编码器301输出的各个部分的数据可包括纯粹的移动业务数据、RS奇偶校验数据、CRC数据、和填充数据中的至少一种。然而，在更广的意义上来说，可以将各个部分中所包括的数据都看作是移动业务数据，并据此进行了描述。
组格式器303在数据组内的、根据预定规则而形成的相应区域中插入从块处理器302输出且经过SCCC外部编码的移动业务数据。另外，与数据解交织处理相结合，组格式器303在数据组内的相应区域中插入各种占位符(或已知数据占位符)。此后，组格式器303对数据内的数据和占位符进行解交织。
根据本发明，如图5所示，参照经过数据交织后的数据，数据组由10个MPH块(B1到B10)构成并且被分割成4个区域(A、B、C、和D)。另外，如图5所示，当假设如上所述地将数据组分割成多个分层区域时，块处理器302可按照不同的码率对将根据各个分级区域的特征而插入到各个区域的移动业务数据进行编码。例如，块处理器302可按照1/2的码率对将插入相应数据组内的区域A/B中的移动业务数据进行编码。随后，组格式器303可将经过1/2速率编码的移动业务数据插入区域A/B中。另外，块处理器302可按照具有比1/2码率更高(更强)的纠错能力的1/4码率对将插入相应数据组内的区域C/D中的移动业务数据进行编码。随后，组格式器303可将经过1/2速率编码的移动业务数据插入区域C/D中。在另一示例中，块处理器302可按照具有比1/4码率更高纠错能力的码率对将插入区域C/D中的移动业务数据进行编码。之后，组格式器303可以如上所述地将编码的移动业务数据插入区域C/D中，或者可以将数据留在保留区域中以供将来使用。
根据本发明的另一实施方式，块处理器302可以以SCCC块为单位执行1/H速率的编码处理。这里，SCCC块包括至少一个MPH块。此处，当以MPH块为单位执行1/H速率编码时，MPH块(B1到B10)与SCCC块(SCB1到SCB10)变得彼此完全相同(即，SCB1＝B1，SCB2＝B2，SCB3＝B3，SCB4＝B4，SCB5＝B5，SCB6＝B6，SCB7＝B7，SCB8＝B8，SCB9＝B9，和SCB10＝B10)。例如，可以按照1/2码率对MPH块1(B1)进行编码，可以按照1/4码率对MPH块2(B2)进行编码，并且可以按照1/2码率对MPH块3(B3)进行编码。这些码率分别适用于余下的MPH块。
或者，可以将区域A、B、C、和D内的多个MPH块组合为一个SCCC块，由此以SCCC块为单位按照1/H的码率对多个MPH块进行编码。相应地，可以加强区域C/D的接收性能。例如，可以将MPH块1(B1)到MPH块5(B5)组合为一个SCCC块并随后按照1/2的码率进行编码。之后，组格式器303可将按1/2速率进行编码后的移动业务数据插入从MPH块1(B1)开始到MPH块5(B5)为止的区段中。此外，可以将MPH块6(B6)到MPH块10(B10)组合为一个SCCC块并随后按照1/4的码率进行编码。之后，组格式器303可将按1/4速率进行编码后的移动业务数据插入从MPH块6(B6)开始到MPH块10(B10)为止的区段中。在这种情况下，一个数据组可以由两个SCCC块组成。
根据本发明的另一实施方式，可以通过组合两个MPH块形成一个SCCC块。例如，可以将MPH块1(B1)和MPH块6(B6)组合为一个SCCC块(SCB1)。同样，可以将MPH块2(B2)和MPH块7(B7)组合为另一SCCC块(SCB2)。另外，可以将MPH块3(B3)和MPH块8(B8)组合为另一SCCC块(SCB3)。并且，可以将MPH块4(B4)和MPH块9(B9)组合为另一SCCC块(SCB4)。此外，可以将MPH块5(B5)和MPH块10(B10)组合为另一SCCC块(SCB5)。在上述示例中，数据组可以由10个MPH块与5个SCCC块组成。因此，在经受频繁且严重的信道变化的数据(或信号)接收环境中，可加强与区域A的接收性能相比相对更加恶化的区域C和区域D的接收性能。此外，由于移动业务数据符号的数量从区域A到区域D增加得越来越多，因此纠错编码的性能变得越来越恶化。因此，当将多个MPH块组合成一个SCCC块时，可以降低这类纠错编码的性能的恶化。
如上所述，当块处理器302按照1/H码率执行编码时，应该将与SCCC相关的信息发送到接收系统以便于准确地恢复移动业务数据。下面的表7示出了各种SCCC块信息中SCCC块模式的示例，SCCC块模式表示MPH块与SCCC块之间的关系。
表7
  SCCC块模式   00   01   10   11
  描述   每个SCCC块一个MPH块   每个SCCC块两个MPH块   保留   保留
  SCB   SCB输入，MPH块   SCB输入，MPH块
  SCB1   B1   B1+B6
  SCB2   B2   B2+B7
  SCB3   B3   B3+B8
  SCB4   B4   B4+B9
  SCB5   B5   B5+B10
  SCB6   B6
  SCB7   B7
  SCB8   B8
  SCB9   B9
  SCB10   B10
更具体地说，表4示出了为了表示SCCC块模式而分配的2个比特的示例。例如，当SCCC块模式值等于‘00’时，其表示SCCC块与MPH块彼此完全相同。另外，当SCCC块模式值等于‘01’时，其表示各个SCCC块都由2个MPH块构成。
如上所述，尽管在表7中没有指出，但是如果一个数据组由2个SCCC块构成，则该信息可以由SCCC块模式表示。例如，当SCCC块模式值等于‘10，时，其表示各个SCCC块都由5个MPH块构成并且一个数据组由2个SCCC块构成。这里，SCCC块所包括的MPH块的数量和各个MPH块的位置可根据系统设计人员做出的设置而不同。因此，本发明将不受到这里给出的示例的限制。相应地，还可以扩展SCCC模式信息。
在下面的表8中示出了SCCC块的码率信息(即，SCCC外部编码模式)的示例。
表8
  SCCC外部编码模式(2位)   描述
  00   SCCC块的外部码率是1/2速率
  01   SCCC块的外部码率是1/4速率
  10   保留
  11   保留
更具体地说，表8示出了为表示SCCC块的码率信息而分配的2个比特的示例。例如，当SCCC外部编码模式值等于‘00’时，其表示相应的SCC块的码率是1/2。并且当SCCC外部编码模式值等于‘01’时，其表示相应的SCCC块的码率是1/4。
如果表7的SCCC块模式值表示‘00’，则SCCC外部编码模式可表示关于各MPH块的各MPH块码率。在这种情况下，由于假设一个数据组包括10个MPH块并假设对每个SCCC块模式分配了2个比特，因此为了表示SCCC块模式和10个MPH的模式总共需要20个比特。在另一示例中，当图7的SCCC块模式值表示‘00’时，SCCC外部编码模式可表示关于数据组内的各区域的各区域码率。在这种情况下，由于假设一个数据组包括4个区域(即，区域A、B、C、和D)并且假设对每个SCCC块模式分配2个比特，因此为了表示4个区域的SCCC块模式总共需要8个比特。在另一示例中，当表7的SCCC块模式值表示‘01’时，数据组内的区域A、B、C、和D中的每一个都具有相同的SCCC外部编码模式。
同时，在下面的表9中示出了当SCCC块模式值等于‘00’时各SCCC块的SCCC输出块长度(SOBL，SCCC output block length)的示例。
表9
Figure G2008800219492D00391
更具体地说，当给定了各SCCC块的SCCC输出块长度(SOBL)时，可以基于各SCCC块的外部码率来确定各个相应的SCCC块的SCCC输入块长度(SIBL，SCCC input block length)。SOBL与各SCCC块的SCCC输出(或外部编码)字节数相等。并且，SIBL与各SCCC块的SCCC输入(或有效载荷)字节数相等。下面的表10示出了当SCCC块模式值等于‘01’时各SCCC块的SOBL和SIBL的示例。
表10
Figure G2008800219492D00392
为此，如图24所示，块处理器302包括RS帧部分-SCCC块转换器511、字节-比特转换器512、卷积编码器513、符号交织器514、符号-字节转换器515、和SCCC块-MPH块转换器516。为了构造SCCC块，卷积编码器513及符号交织器514与后处理器中的网格编码模块虚拟地连接起来。更具体地说，RS帧部分-SCCC块转换器511基于RS编码模式、SCCC块模式、和SCCC外部编码模式使用表9和表10的SIBL将正在输入的RS帧的部分分割成多个SCCC块。这里，MPH帧编码器301可根据RS帧模式来只输出主RS帧的部分或者既输出主RS帧的部分也输出辅助RS帧的部分。
当RS帧模式设为‘00’时，将与要经受SCCC外部编码并映射到数据组的10个MPH块(B1到B10)的数据量相等的主RS帧的一部分提供给块处理器302。当SCCC块模式值等于‘00’时，将根据表9将主RS帧的部分分割为10个SCCC块。或者，当SCCC块模式值等于‘01’时，将根据表10使主RS帧分割为5个SCCC块。
当RS帧模式等于‘01’时，块处理器302可接收两个RS帧部分。RS帧模式值‘01’不与SCCC块模式值‘01’一起使用。块处理器302将来自主RS帧的第一部分SCCC外部编码为SCCC块(SCB3、SCB4、SCB5、SCB6、SCB7、和SCB8)。组格式器303将SCCC块SCB3和SCB8映射到区域B，并且将SCCC块SCB4、SCB5、SCB6、和SCB7映射到区域A。块处理器302同样将来自辅助RS帧的第二部分SCCC外部编码为SCB1、SCB2、SCB9、和SCB10。组格式器303分别将SCCC块SCB1和SCB10作为MPH块B1和B10映射到区域D。同样，将SCCC块SCB2、和SCB9作为MPH块B2和B9映射到区域C。
字节-比特转换器512将从RS帧部分-SCCC块转换器511输出的各SCCC块的移动业务数据字节标识为数据比特并随后发送到卷积编码器513。卷积编码器513对输入的移动业务数据比特执行1/2速率编码和1/4速率编码中的一种。
图25例示了卷积编码器513的详细框图。卷积编码器513包括两个延迟单元521和523以及加法器522、524、和525。这里，卷积编码器513对输入的数据比特U进行编码并将经过编码的比特U输出为5个比特(u0到u4)。此处，输入的数据比特U的最高位u0被直接输出，同时输入的数据比特的较低位u1u2u3u4被编码并输出。更具体地说，输入的数据比特U的最高位u0被直接输出，并同时被输出到第一加法器522和第三加法器525。
第一加法器522将输入的数据比特U与第一延迟单元521的输出的比特相加，并且随后将相加后的比特输出到第二延迟单元523。随后，按照预定时间(例如，1次时钟脉冲)在第二延迟单元523中被延迟的数据比特被输出为较低位u1并同时被反馈到第一延迟单元512。第一延迟单元521按照预定时间(例如，1次时钟脉冲)来延迟从第二延迟单元523反馈来的数据比特。随后，第一延迟单元521输出经过延迟的数据比特作为较低位u2，并且同时将反馈来的数据输出到第一加法器522和第二加法器524。第二加法器524将从第一延迟单元521和第二延迟单元523输出的数据比特相加并输出相加后的数据比特作为较低位u3。第三加法器525将输入的数据比特U与第二延迟单元523的输出相加并输出相加后的数据比特作为较低位u4。
此处，在各SCCC块的开始位置，第一延迟单元521和第二延迟单元523重置为‘0’。可以使用图25的卷积编码器513作为1/2速率编码器或1/4速率编码器。更具体地说，当选择并输出卷积编码器513(图25所示)的输出比特的一部分时，可以使用卷积编码器513作为1/2速率编码器和1/4速率编码器中的一个。下面的表11示出了卷积编码器513的输出符号的示例。
表11
Figure G2008800219492D00411
例如，按照1/2码率，可以选择并输出1个输出符号(即，u0和u1位)。而按照1/4码率，根据SCCC块模式，可以选择并输出2个输出符号(即，4比特)。例如，当SCCC块模式值等于‘01’时，和当选择并输出了由u0和u2构造的输出符号与由u1和u4构成的另一输出符号时，可获得1/4速率的编码结果。
经过卷积编码器513按照1/2或1/4码率编码的移动业务数据被输出到符号交织器514。符号交织器514以符号为单位针对卷积编码器513的输出数据符号执行块交织。更具体地说，符号交织器514是一种块交织器。可将执行结构重排(或重新排列)的任意交织器用作块处理器的符号交织器514。然而，在本发明中，也可以使用一种可变长度符号交织器，该可变长度符号交织器即使在提供了多个符号长度以使得可能对其顺序进行重排时也适用。
图26例示了根据本发明一个实施方式的符号交织器。具体地说，图26例示了当B＝2112且L＝4096时的符号交织器的示例。这里，B表示从卷积编码器513输出用于符号交织的符号中的块长度。而L表示由符号交织器514实际交织的符号中的块长度。此处，输入到符号交织器514的符号B的块长度等于4×SOBL。更具体地说，由于一个符号由2位构成，因此可以将B的值设置为等于4×SOBL。
在本发明中，当执行符号交织处理时，应当满足L＝2m(其中m是整数)并且应当满足L≥B的条件。如果在B与L的值之间存在差异，则添加(L-B)个空(或伪)符号，由此产生交织图案，如图26的P’(i)中所示。因此，B为输入到符号交织器514以便于进行交织的实际符号的块大小。L为当按照符号交织器514产生的交织图案来执行交织处理时的交织单位。
下面示出的数学式6描述了这样一种处理，即，依次接收需要重排顺序的B个符号，并获得满足以下条件的L值：L＝2m(其中m是整数)并且L≥B，由此创建交织以重新排列(或重排)符号顺序。
数学式6
关于所有的位置，其中0≤i≤B-1，
P′(i)＝{89×i×(i+1)/2}mod L
这里，L≥B，L＝2m，其中m是整数。
如图26的P′(i)所示，通过利用以上提到的数学式6来重新排列B个输入符号以及(L-B)个空符号的顺序。接着，如图P(i)所示，消除了空字节位置以重排顺序。以i的最低值开始，使P(i)向左移位以填充空出的记录位。之后，将经过调整的交织图案P(i)的符号按照顺序输出到符号-字节转换器515。这里，符号-字节转换器515将已完成了对符号顺序的重排并随后根据重排的顺序输出的移动业务数据符号转换成字节，并且之后将转换后的字节输出到SCCC块-MPH块转换器516。SCCC块-MPH块转换器516将经过符号交织处理的SCCC块转换成MPH块，之后将MPH块输出到组格式器303。
如果SCCC块模式值等于‘00’，则SCCC块按照一一(1∶1)对应关系映射到数据组内的各个MPH块。在另一示例中，如果SCCC块模式值等于‘01’，则各个SCCC块与数据组内的两个MPH块相映射。例如，SCCC块SCB1与(B1，B6)映射，SCCC块SCB2与(B2，B7)映射，SCCC块SCB3与(B3，B8)映射，SCCC块SCB4与(B4，B9)映射，而SCCC块SCB5与(B5，B10)映射。从SCCC块-MPH块转换器516输出的MPH块由移动业务数据和FEC冗余构成。在本发明中，可以将MPH块的移动业务数据以及FEC冗余统称为移动业务数据。
组格式器
组格式器303将从块处理器302输出的MPH块的数据插入数据组内的、按照预定规则形成的相应MPH块中。另外，结合数据解交织处理，组格式器303在数据组内的相应区域中插入各种占位符(或已知数据占位符)。更具体地说，如图5所示，除了从块处理器302输出的编码后的移动业务数据以外，组格式器303还插入与随后的处理中的数据解交织相关的MPEG报头占位符、非系统RS奇偶校验占位符、主业务数据占位符。
这里，如图5所示，由于移动业务数据字节与主业务数据字节基于数据解交织器的输入而在区域B到区域D中彼此交替地混合，因此插入主业务数据占位符。例如，基于数据解交织后输出的数据，可以将MPEG报头的占位符分配在各个包的正好开始处。另外，为了构造计划的组格式，还可以插入伪字节。此外，组格式器303在相应区域中插入用于初始化网格编码模块的占位符。例如，可以在已知数据序列的开始处插入初始化数据占位符。而且，组格式器303还可以在数据组内的相应区域中插入由信令编码器304编码并输出的信令信息。此处，当组格式器303在数据组中插入各种数据类型和相应占位符时，可以参照信令信息。在稍后的处理中将描述对信令信息进行编码和将编码的信令信息插入到数据组的处理。
在数据组中插入各种数据类型及相应的占位符之后，作为数据交织器的逆处理，组格式器303可以对已插入数据组中的数据和相应的占位符进行解交织，由此将经过解交织的数据和相应的占位符输出到包格式器305。更具体地说，当组格式器303对如图5所示那样构造(或构成)的数据组内的数据及相应的占位符进行解交织并输出到包格式器305时，数据组的结构可以与图7所示的结构完全相同。为此，如图27所示，组格式器303可包括组格式组织器527、和数据解交织器529。组格式组织器527如上所述地在数据组内的相应区域中插入数据及相应的占位符。而作为数据交织器的逆处理，数据解交织器529对插入的数据及相应的占位符进行解交织。
包格式器305从输入的解交织的数据中删除为解交织处理而分配的主业务数据占位符和RS奇偶校验占位符。随后，包格式器305组合余下的部分并在具有空包PID(或主业务数据包中的未使用的PID)的MPEG报头中插入3个字节的MPEG报头占位符。此外，包格式器305在每一个187个字节的数据包的开始处添加同步数据字节。另外，当组格式器303插入已知数据占位符时，包格式器303可在已知数据占位符中插入实际的已知数据，或者可以不加任何修改地直接输出已知数据以便于在稍后的处理中进行替换插入。之后，包格式器305如上所述地识别经过包格式化处理的数据组内的数据为188个字节单位的移动业务数据包(即，MPEG TS包)，随后将该包提供给包复用器240。
基于控制单元200的控制，包复用器240对由包格式器306进行了包格式化并输出的数据组与从包抖动缓和器220输出的主业务数据包进行复用。随后，包复用器240将复用的数据包输出到后处理器250的数据随机化器251。更具体地说，控制单元200控制包复用器240的时间复用。如果包复用器240从包格式器305接收到118个移动业务数据包，则在用于插入VSB场同步的位置之前布置37个移动业务数据包。随后，在用于插入VSB场同步的位置之后布置余下的81个移动业务数据包。可以按照系统设计的多种变量来调整复用方法。将在稍后的处理中更加详细地描述包复用器240的复用方法和复用规则。
另外，由于在包复用处理过程中复用(或分配)在主业务数据的数据字节中间包括了移动业务数据的数据组，对主业务数据包的时序位置(或位置)的移位变为相对。另外，接收系统的用于处理主业务数据的系统对象解码器(即，MPEG解码器)只接收并解码主业务数据并将移动业务数据包识别为空数据包。
因此，当接收系统的系统对象解码器接收到与数据组复用的主业务数据包时，发生了包抖动。
此处，由于在系统对象解码器中存在着用于视频数据的多级缓冲器并且该缓冲器的大小相对较大，因此从包复用器240生成的包抖动在视频数据的情况下不造成任何严重的问题。然而，由于对象解码器中用于音频数据的缓冲器相对较小，因此包抖动会造成相当大的问题。更具体地说，由于包抖动，在接收系统的用于主业务数据的缓冲器(例如，音频数据的缓冲器)中可能出现溢出或下溢。因此，包抖动缓和器220重新调整主业务数据包的相对位置以使得在系统对象解码器中不出现溢出或下溢。
在本发明中，将详细地描述对主业务数据内的音频数据包的位置进行重新定位以使对音频缓冲器的操作的影响最小化的示例。包抖动缓和器220重新定位主业务数据部分中的音频数据包，使得可以尽可能同等地和均匀地排列和定位主业务数据的音频数据包。而且，当相对地调整主业务数据包的位置时，也可以相应地修改相关联的程序时钟参考(PCR，program clock reference)值。PCR值对应于用于对MPEG解码器的时间进行同步的时间参考值。这里，PCR值被插入TS包的特定区域中并随后被发送。
在本发明的示例中，包抖动缓和器220还执行修改PCR值的操作。包抖动缓和器220的输出被输入到包复用器240。如上所述，包复用器240按照预定的复用规则将包抖动缓和器220输出的主业务数据包和从预处理器230输出的移动业务数据包复用为突发结构。随后，包复用器240将复用的数据包输出到后处理器250的数据随机化器251。
如果输入的数据对应于主业务数据包，则数据随机化器251执行与常规随机化器相同的随机化处理。更具体地说，主业务数据包内的同步字节被删除。随后，通过使用数据随机化器251生成的伪随机字节对余下的187个数据字节进行了随机化处理。之后，经过随机化处理的数据被输出到RS编码器/非系统RS编码器252。
另一方面，如果输入的数据对应于移动业务数据包，则数据随机化器251可以只对数据包的一部分进行随机化处理。例如，如果假设已经由预处理器230预先针对移动业务数据包执行了随机化处理，则数据随机化器251从移动业务数据包所包括的4个字节的MPEG报头中删除同步字节，并随后只针对MPEG报头的余下3个数据字节执行随机化处理。之后，随机化的数据字节被输出到RS编码器/非系统RS编码器252。更具体地说，不针对MPEG报头以外的移动业务数据的余下部分执行随机化处理。换言之，没有对移动业务数据包的余下部分执行随机化处理而直接将该移动业务数据包的余下部分输出到RS编码器/非系统RS编码器252。另外，针对移动业务数据包中包括的已知数据(或已知数据占位符)和初始化数据占位符，数据随机化器251可执行或可不执行随机化处理。
RS编码器/非系统RS编码器252针对经过数据随机化器251随机化处理的数据或针对数据随机化器251忽略的数据执行RS编码处理，以添加20个字节的RS奇偶校验数据。之后，经过处理的数据被输出到数据交织器253。这里，如果输入的数据对应于主业务数据包，则RS编码器/非系统RS编码器252执行与常规广播系统相同的系统的RS编码处理，由此在187个字节的数据的末端添加20个字节的RS奇偶校验数据。或者，如果输入的数据对应于移动业务数据包，则RS编码器/非系统RS编码器252执行非系统的RS编码处理。此处，在移动业务数据包内的预定的奇偶校验字节位置插入从非系统的RS编码处理获得的20个字节的RS奇偶校验数据。
数据交织器253对应于字节单位的卷积交织器。将数据交织器253的输出输入到奇偶校验替换器254和非系统RS编码器255。同时，首先需要对网格编码模块256内的存储器进行初始化的处理，以根据接收系统与发送系统之间的协定将设置在奇偶校验替换器254之后的网格编码模块256的输出数据判定为预定的已知数据。更具体地说，在对接收到的已知数据序列进行网格编码之前，首先应对网格编码模块256的存储器进行初始化。此处，接收到的已知数据序列的开始部分对应于初始化数据占位符而不是真实的已知数据。这里，在早期处理中，已经由预处理器230内的组格式器将初始化数据占位符包括在数据之中。因此，在对输入的已知数据序列进行网格编码之前，需要立即执行生成初始化数据并以生成的初始化数据来替换相应的存储器的初始化数据占位符的处理。
而且，网格存储器初始化数据的值是基于网格编码模块256的存储器状态而判定并生成的。此外，由于刚刚替换了初始化数据，因此需要进行重新计算RS奇偶校验数据并以新近计算出的RS奇偶校验数据来替换数据交织器253输出的RS奇偶校验数据的处理。因此，非系统RS编码器255从数据交织器253接收包括将被实际的初始化数据替换的初始化数据占位符在内的移动业务数据包，并且还从网格编码模块256接收初始化数据。
在输入的移动业务数据包中，以初始化数据替换初始化数据占位符，并且使用非系统RS编码删除并处理添加到移动业务数据包的RS奇偶校验数据。之后，将通过执行非系统RS编码处理而获得的新的RS奇偶校验数据输出到奇偶校验替换器255。因此，奇偶校验替换器255选择数据交织器253的输出作为移动业务数据包内的数据，并且奇偶校验替换器255选择非系统RS编码器255的输出作为RS奇偶校验数据。接着将所选择的数据输出到网格编码模块256。
同时，如果输入了主业务数据包或输入了不包括将被替换的任何初始化数据占位符的移动业务数据包，则奇偶校验替换器254选择数据交织器253输出的数据和RS奇偶校验。随后，奇偶校验替换器254将所选择的数据未加任何修改地直接输出到网格编码模块256。网格编码模块256将字节单位的数据转换成符号单位并执行12路交织处理以对接收到的数据进行网格编码。之后，经过处理的数据被输出到同步复用器260。
图28例示了网格编码模块256中所包括的12个网格编码器中的一个的详图。这里，网格编码器包括第一复用器531和第二复用器541、第一加法器532和第二加法器542、和第一到第三存储器533、542和544。更具体地说，通过由奇偶校验替换器254在初始化数据占位符中插入并随后输出的一组网格初始化数据来初始化第一到第三存储器533、542和544。更具体地说，如图28所示，当输入了从每一个网格初始化数据字节转换而来的前两个2比特符号时，用网格编码器的存储器值来替换网格编码器的输入比特。
由于网格初始化需要2个符号(即，4个比特)，因此没有将网格初始化字节的最后2个符号(即，4个比特)用于网格初始化并且将其看作是已知数据字节的符号并且进行相应的处理。当网格编码器处于初始化模式时，输入来自于内部网格情形(或状态)而不是来自于奇偶校验替换器254。当网格编码器处于正常模式时，从奇偶校验替换器254提供的输入符号将得到处理。网格编码器向非系统RS编码器255提供经过转换的(或修改的)、用于网格初始化的输入数据。
更具体地说，当选择信号指定了正常模式时，第一复用器531选择输入的符号的较高位X2。而当选择信号指定了初始化模式时，第一复用器531选择第一存储器533的输出并将所选择的输出数据输出到第一加法器532。第一加法器532将第一复用器531的输出与第一存储器533的输出相加，由此将相加的结果作为最高有效(或最高)位Z2同时输出到第一存储器533。第一存储器533将第一加法器532的输出数据延迟1个时钟脉冲，由此将延迟的数据输出到第一复用器531和第一加法器532。
同时，当选择信号指定了正常模式时，第二复用器541选择了输入的符号的较低位X1。而当选择信号指定了初始化模式时，第二复用器541选择第二储存器542的输出，由此将所选择的结果作为较低位Z1同时输出到第二加法器543。第二加法器543将第二复用器541的输出与第二存储器542的输出相加，由此将相加的结果输出到第三存储器544。第三存储器544将第二加法器543的输出数据延迟1个时钟脉冲，由此将延迟的数据作为最低有效(或最低)位Z0同时输出到第二存储器542。第二存储器542将第三存储器544的输出数据延迟1个时钟脉冲，由此将延迟的数据输出到第二加法器543和第二复用器541。
同步复用器260将字段(field)同步信号与段(segment)同步信号插入到从网格编码模块256输出的数据中，并随后将经过处理的数据输出到传送单元270的导频插入器271。这里，调制器272按照预定的调制方法(例如，VSB方法)对具有由导频插入器271对其插入导频的数据进行调制。之后，通过射频(RF)上变频器273将调制后的数据发送到各接收系统。
包复用器240的复用方法
组格式器303将经过纠错编码的数据及1/H速率编码的主RS帧(即，当RS帧模式值等于‘00’时)或主/辅助RS帧(即，当RS帧模式值等于‘01’时)分割成多个数据组。随后，将所分割的数据部分分配给各数据组内的区域A到区域D中的至少一个或分配给MPH块B1到B10中的一个MPH块，由此进行解交织。随后，经过解交织的数据组经过包格式器305，从而由包复用器240基于预定的复用规则将经过解交织的数据组与主业务数据复用。包复用器240对多个连续的数据组进行复用，以使得在子帧内将数据组分配得彼此相距尽可能的远。例如，当假设将3个数据组分配给子帧时，分别将数据组分配给子帧中的第1时隙(时隙#0)、第5时隙(时隙#4)、和第9时隙(时隙#8)。
如上所述，在分配多个连续数据组的过程中，复用并输出了多个队列以使它们在MPH子帧内彼此相距得尽可能的远。例如，可以将分配数据组的方法和分配队列的方法完全相同地应用于各个MPH帧的所有子帧或可以有差异地应用于各个MPH子帧。
图10例示了一个队列所包括的多个数据组的示例，其中，子帧所包括的数据组的数量等于‘3’，并且其中，由包复用器240将数据组分配给MPH帧。参照图10，按照4个时隙的循环周期将3个数据组依次地分配给子帧。因此，当在相应的MPH帧所包括的5个子帧中同样地执行该处理时，将15个数据组分配给一个MPH帧。这里，该15个数据组对应于队列中所包括的数据组。
当如图10所示的那样分配队列的数据组时，包复用器240可以将主业务数据分配给各数据组，或者可以在各数据组之间分配与不同队列相对应的数据组。更具体地说，包复用器240可将与多个队列相对应的数据组分配给一个MPH帧。基本上，分配与多个队列相对应的数据组的方法与分配与单个队列相对应的数据组的方法非常相似。换言之，包复用器240可根据4个时隙的循环周期将其它队列中所包括的数据组分配给MPH帧。此处，可以使用一种循环方法将不同队列的数据组依次地分配给相应的时隙。这里，将数据组分配给从尚未被分配之前队列的数据组的那些帧开始的时隙。例如，当假设如图10所示的那样分配与队列相对应的数据组时，可以将与下一个队列相对应的数据组分配给从子帧的第12个时隙开始的子帧。
图11例示了将3个队列(队列#0、队列#1、和队列#2)分配并发送给MPH帧的示例。例如，当第1队列(队列#0)包括各子帧的3个数据组时，包复用器240可以通过在数学式1中以值‘0’到‘2’替换i来获得各数据组在子帧内的位置。更具体地说，第1队列(队列#0)的数据组被依次地分配给子帧内的第1时隙、第5时隙、和第9时隙(时隙#0、时隙#4、和时隙#8)。另外，当第2队列包括各子帧的2个数据组时，包复用器240可以通过在数学式1中以值‘3’和‘4’替换i来获得各数据组在子帧内的位置。更具体地说，第2队列(队列#1)的数据组被依次地分配给子帧内的第2和第12时隙(时隙#3和时隙#11)。最后，当第3队列包括各子帧的2个数据组时，包复用器240可以通过在数学式1中以值‘5’和‘6’替换i来获得各数据组在子帧内的位置。更具体地说，将第3队列(队列#2)的数据组依次地分配并输出给子帧内的第7和第11时隙(时隙#6和时隙#12)。
如上所述，包复用器240可以多个队列的数据组进行复用并将复用后的数据组输出到单个MPH帧，并且在各子帧中，可以使用4个时隙的组间隔从左到右顺序地执行对数据组的复用处理。因此，每子帧的一个队列组数量(NOG)可与从‘1’到‘8’的任一个整数相对应。这里，由于一个MPH帧包括5个子帧，因此可以分配给MPH帧的队列内的数据组的总数可与从范围‘5’到‘40’内的5的任一个倍数相对应。
处理信令信息
本发明在各数据组内分配用于将信令信息插入到某些区域的信令信息区域。图29例示了分配信令信息区域以插入从第四MPH块(B4)的第一段开始到第二段的一部分为止的部分的信令信息的示例。更具体地说，各个数据组中的第四MPH块(B4)的276(＝207+69)个字节被分配为信令信息区域。换言之，信令信息区域由第4MPH块(B4)的第1段的207个字节和第2段的前69个字节组成。例如，第4MPH块(B4)的第1段对应于VSB场的第17段或第173段。信令编码器304对将被插入信令信息区域的信令信息进行FEC编码，由此将其输入到组格式器303。
组格式器303在数据组内的信令信息区域中插入经过信令编码器304的FEC编码并输出的信令信息。这里，可以用两种不同类型的信令信道来标识信令信息：传输参数信道(TPC，transmission parameterchannel)和快速信息信道(FIC，fast information channel)。这里，TPC信息对应于包括传输参数的信令信息(诸如RS帧相关信息、SCCC相关信息、和MPH帧相关信息)。然而，这里所给出的信令信息仅仅是示例性的。并且，由于本领域的技术人员可以自如地调整并修改对TPC中所包括的信令信息的添加或删除，因此本发明将不限于这里所说明的示例。此外，提供FIC以实现数据接收机的快速业务获取，并且FIC包括物理层与上层之间的跨层信息。
图30例示了根据本发明的信令编码器304的详细框图。参照图30，信令编码器304包括TPC编码器561、FIC编码器562、块交织器563、复用器564、信令随机化器565、和PCCC(Parallel ConcatenatedConvolutional code：并行级联卷积码)编码器566。TPC编码器561接收10个字节的TPC数据并针对10个字节的TPC数据执行(18，10)RS编码，由此将8个字节的奇偶校验数据添加到10个字节的TPC数据。将18个字节的经RS编码的TPC数据输出到复用器564。FIC编码器562接收37个字节的FIC数据并针对37个字节的FIC数据执行(51，37)RS编码，由此将14个字节的奇偶校验数据添加到37个字节的FIC数据。之后，将51个字节的经RS编码的FIC数据输入到块交织器563，由此以预定的块为单位对该FIC数据进行交织。
这里，块交织器563对应于可变长度块交织器。块交织器563以TNoG(列)×51(行)的块为单位对各子帧内的FIC数据进行交织。这里，TNoG对应于被分配给MPH帧内的所有子帧的数据组的总数。块交织器563在各子帧中与第一组FIC数据同步。块交织器563在行方向上(即，逐行地)并在从左到由和从上到下的方向上写入51个字节的引入(或输入)的RS码字，并且在列方向上(即，逐列的)并在从左到由和从上到下的方向上读取51个字节的RS码字，由此输出RS码字。
复用器564沿时间轴对来自TPC编码器561的经过RS编码的TPC数据与来自块交织器563的经过块交织的FIC数据进行复用。随后，复用器564将69个字节的复用数据输出到信令随机化器565。信令随机化器565使复用的数据随机化并将随机化的数据输出到PCCC编码器566。信令随机化器565可使用用于移动业务数据的随机化器的生成多项式。另外，在各数据组中发生初始化。PCCC编码器566对应于针对随机化的数据(即，信令信息数据)执行PCCC编码的内编码器。PCCC编码器566可包括6个偶数分量编码器和6个奇数分量编码器。
图31例示了被输入到TPC编码器561的TPC数据的句法结构的示例。TPC数据被插入在各数据组的信令信息区域中并随后被发送。TPC数据可包括sub-frame_number(子帧号)字段、slot_number(时隙号)字段、parade-id(队列id)字段、starting_group_number(SGN，启始组号字段)、number_of_groups(NoG，组数量)字段、parade_repletion_cycle(PRC，队列重复周期)字段、RS_frame_mode(RS帧模式)字段、RS_code_mode_primary(RS编码模式主)字段、RS_code_mode_secondary(RS编码模式辅助)字段、SCCC_block_mode(SCCC块模式)字段、SCCC_outer_code_mode_A(SCCC外部编码模式A)字段、SCCC_outer_code_mode_B(SCCC外部编码模式B)字段、SCCC_outer_code_mode_C(SCCC外部编码模式C)字段、SCCC_outer_code_mode_D(SCCC外部编码模式D)字段、FIC_version(FIC版本)字段、parade_continuity_counter(队列连续性计数器)字段和TNoG字段。
sub-frame_number字段对应于为进行MPH帧同步而发送的MPH帧内的当前子帧号。sub-frame_number字段的值可从0到4。slot_number字段表示为进行MPH帧同步而发送的子帧内的当前时隙号。另外，sub-frame_number字段的值可从0到15。parade-id字段标识了该组属于哪个队列。该字段的值可以是任意的7位的值。在MPH传送中的各个队列都将具有唯一的parade-id字段。
可以通过ensemble_id(系综id)字段来执行物理层与管理层之间的队列id的传达，该ensemble_id字段是通过向parade-id字段的左侧添加一个比特而形成的。如果ensemble_id字段用于通过该队列传送的主系综，则所添加的MSB应等于‘0’。否则，如果ensemble_id字段用于辅助系综，则所添加的MSB应等于‘1’。parade-id字段值的赋值可以发生在适宜的系统级(一般地发生在管理层)。starting_group_number(SGN)字段应该是该组所属的队列的按照数学式1确定的第一个时隙号(即，在已计算出所有在先队列的时隙号之后)。应根据数学式1来使用SGN和NoG以获得将分配给子帧内的队列的时隙号。
number_of_groups(NoG)字段应该是子帧内被分配给该组所属的队列的组的数量减1，例如，NoG＝0意味着在子帧内分配(或赋予)给该队列一个分组。NoG的值可从0到7。这限制了队列可以从主(传统)业务数据获得的数据的量，并因此限制了一个队列可承载的最大数据。使用数学式1，可以根据SGN和NoG计算出分配给相应队列的时隙号。通过按顺序地选择每个队列，可以确定各队列的具体时隙，并因此确定各后继队列的SGN。例如，如果针对SGN＝3且NoG＝3(针对NoG的3位字段，010b)的特定队列，在数学式1中替换i＝3，4和5提供了时隙号12、2、和6。parade_repletion_cycle(PRC)字段对应于以MPH帧为单位确定的发送队列的周期减1，如表12所述。
表12
【表12】
  PRC   描述
  000   每1个MPH帧发送一次该队列
  001   每2个MPH帧发送一次该队列
  010   每3个MPH帧发送一次该队列
  011   每4个MPH帧发送一次该队列
  100   每5个MPH帧发送一次该队列
  101   每6个MPH帧发送一次该队列
  110   每7个MPH帧发送一次该队列
  111   保留
应如表1那样定义RS_frame_mode字段。RS_code_mode_primary字段是主RS帧的RS编码模式。这里，在表6中定义了RS编码模式。RS_code_mode_secondary字段是辅助RS帧的RS编码模式。这里，在表6中定义了RS编码模式。如表7那样定义了SCCC_block_mode字段。SCCC_outer_code_mode_A字段对应于区域A的SCCC外部编码模式。在表8中定义了SCCC外部编码模式。SCCC_outer_code_mode_B字段对应于区域B的SCCC外部编码模式。SCCC_outer_code_mode_C字段对应于区域C的SCCC外部编码模式。而SCCC_outer_code_mode_D字段对应于区域D的SCCC外部编码模式。
FIC_version字段可由管理层来提供(管理层还提供了FIC数据)。parade_continuity_counter字段可从0增加到15并随后重复这一循环。该计数器每(PRC+1)个MPH帧加1。例如，如表12所示，PRC＝011(二进制3)意味着队列连续性接收器每到第四个MPH帧时增加。对于MPH帧中的所有子帧来说，TNoG字段可完全相同。然而，这里呈现的TPC数据中所包括的信息仅仅是示例性的。并且，由于本领域的技术人员可以自如地调整并修改对TPC中所包括的信息的添加或删除，因此本发明将不限于这里所说明的示例。
由于各个队列的TPC参数(不包括sub-frame_number字段和slot_number字段)在MPH帧期间不改变它们的值，因此在MPH帧期间通过属于相应的队列的所有MPH组重复地发送相同的信息。这实现了TPC数据的非常鲁棒且可靠的接收。由于子帧号和时隙号都是增加的计数器值，因此它们也由于发送有规律地期待的值而变得鲁棒。
此外，提供FIC以实现数据接收机的快速业务获取，并且FIC包括物理层与上层之间的跨层信息。
图32例示了传送TPC数据和FIC数据的情形的示例。sub-frame_number(子帧号)字段、slot_number(时隙号)字段、parade-id(队列id)字段、parade_repletion_cycle(队列重复周期)字段、和parade_continuity_counter(队列连续性计数器)字段可对应于特定MPH帧的全部5个子帧的当前MPH帧。预先发送了一些TPC参数以及FIC数据。SGN、NoG以及所有的FEC模式可具有与当前MPH帧的前两个子帧相对应的值。SGN、NoG以及所有的FEC模式可具有与队列中接下来会出现当前MPH帧的全部第3、第4和第5子帧的帧相对应的值。这使得MPH接收机能够非常可靠地预先接收(或获得)传输参数。
例如，当parade_repletion_cycle(队列重复周期)＝‘000’时，当前MPH帧的第3、第4和第5子帧的值与下一个MPH帧相对应。另外，当parade_repletion_cycle(队列重复周期)＝‘011’时，当前MPH帧的第3、第4和第5子帧的值与第四MPH帧以及之后的帧相对应。FIC_version(FIC版本)字段与FIC_data(FIC数据)字段可具有在第1子帧和第2子帧期间应用于当前MPH帧的值，并且它们应具有与在当前MPH帧的第3、第4和第5子帧期间紧接着当前MPH帧之后的MPH帧相对应的值。
同时，接收系统可以只在被分配了指定(或期望)的队列的数据组的时隙期间开机，并且接收系统可以在其余的时隙期间关机，由此降低了接收系统的能耗。这种特性特别适用于要求低能耗的便携式或移动接收机。例如，如图33所示，假设将第1队列的NoG＝3的数据组、第2队列的NoG＝2的数据组、第3队列的NoG＝3的数据组分配给一个MPH帧。还假设用户已使用设置在遥控器或终端上的键区选择了第1队列所包括的移动业务。在这种情况下，如图33所示，接收系统只在被分配了第1队列的数据组的时隙期间开机，并且在余下的时隙期间关机，由此如上所述地降低了能耗。此处，需要稍早于被赋予(或分配)了实际指定的数据组的时隙开机。这使得调谐器或解调器能够预先收敛。
赋予已知数据(或训练信号)
除了有效载荷数据之外，MPH传送系统还将长且有规律性的训练序列插入到各组中。由于这种规律性为处于高多普勒调频状态中的给定数量的训练符号提供了最大的可能益处，因此这种规律性是特别有用的特征。同样选择训练序列的长度以在解调器的突发的节电操作期间实现信道的快速获取。每个组包括6个训练序列。在网格编码之前对训练序列进行指定。随后对训练序列进行网格编码并且这些经过网格编码的序列同样是已知序列。这是由于网格编码器的存储器被初始化为各序列开始处的预先确定值。在图34中示出了(在网格编码前)处于字节级的6个训练序列的形式。这是训练序列在组格式器303处的排列。
第1训练序列位于第3MPH块(B3)的最后两段。第2训练序列可插入在第4MPH块(B4)的第2和第3段处。如图5所示，第2训练序列紧挨着信令区域。随后，可以将第3训练序列、第4训练序列、第5训练序列、和第6训练序列分别地布置在第4、第5、第6、和第7MPH块(B4、B5、B6、和B7)的最后两段。如图34所示，第1训练序列、第3训练序列、第4训练序列、第5训练序列、和第6训练序列彼此隔开16个段。参照图34，点状区域表示网格初始化数据字节，划线区域表示训练数据字节，而白色区域包括其它字节(诸如经过FEC编码的MPH业务数据字节、经过FEC编码的训练数据、主业务数据字节、RS奇偶校验数据字节(用于向下兼容传统的ATSC接收机)和/或伪数据字节)。
图35例示了经过网格编码器进行了网格编码后的训练序列(符号级)。参照图35，点状区域表示数据段同步符号，划线区域表示训练数据符号，而白色区域表示其它符号(诸如经过FEC编码的移动业务数据符号、经过FEC编码的信令数据、主业务数据符号、RS奇偶校验数据符号(用于向下兼容传统的ATSC接收机)和/或伪数据符号、网格初始化数据符号、和/或训练序列数据符号的第一部分)。由于网格编码器的段内交织，在白色区域中将混合各种类型的数据符号。
在网格编码处理之后，第1训练序列、第3训练序列、第4训练序列、第5训练序列、和第6训练序列的最后1416(＝588+828)个符号共同共享相同的数据模式。在各个序列中间和之后包括了数据段同步符号后，各公共训练模式的总长度为1424个符号。第2训练序列具有第一个528个符号的序列和第二个528个符号的序列，第一个序列和第二个序列都具有相同的数据模式。更具体地说，在4个符号的数据段同步信号之后，对528个符号的序列进行重复。在各训练序列的末端，应该将十二个经过修改的网格编码器的存储器内容设置为零(0)。
接收系统内的解调单元
图36例示了根据本发明的数字广播接收系统中的解调单元的示例。图36的解调单元使用插入移动业务数据区段中并随后由发送系统发送的已知数据信息，以执行载波同步恢复、帧同步恢复、和信道均衡，由此增强接收性能。另外，解调单元可以只在被分配了指定的(或期望的)队列的数据组的时隙期间才开启，由此降低接收系统的能耗。
参照图36，解调单元包括解调器1002、均衡器1003、已知序列检测器1004、块解码器1005、RS帧解码器1006、去随机化器1007。解调单元还可以包括数据解交织器1009、RS解码器1010、和数据去随机化器1011。解调单元还可以包括信令信息解码器1013。接收系统同样还可以包括用于对解调单元的电源进行控制的电源控制器5000。
这里，为了简化本发明的描述，将RS帧解码器1006和去随机化器1007统称为移动业务数据处理单元。而将数据解交织器1009、RS解码器1010、和数据去随机化器1011统称为主业务数据处理单元。更具体地说，把由调谐器调谐的特定信道的频率下变频为中频(IF)信号。随后，经过下变频的数据将下变频的IF信号输出到解调器1002和已知序列检测器1004。此处，下变频数据1001经由模拟/数字转换器ADC(未示出)被输入到解调器1002和已知序列检测器1004。ADC将通带模拟IF信号转换成通带数字IF信号。
解调器1002对输入的通带数字IF信号执行自增益控制、载波恢复、以及定时恢复处理，由此将IF信号修改为基带信号。随后，解调器1002将刚刚产生的信号输出到均衡器1003和已知序列检测器1004。均衡器1003对解调信号中所包括的信道失真进行补偿并随后将经过误差补偿后的信号输出到块解码器1005。
此处，已知序列检测器1004根据解调器1002的输入/输出数据(即，解调处理之前的数据或解调处理之后的数据)来检测由发送端插入的已知序列位置。之后，位置信息与根据检测到的位置而生成的已知数据的符号序列一起被输出到解调器1002和均衡器1003。另外，已知数据检测器1004将一组信息输出到块解码器1005。该组信息用于使接收系统的块解码器1005能够识别未经过附加编码处理的主业务数据和来自发送系统的、经过附加编码处理的移动业务数据。此外，尽管在图36中未示出连接状态，但从已知数据检测器1004检测到的信息不仅可用在整个接收系统中，而且还可以用在RS帧解码器1006中。
解调器1002在定时恢复和/或载波恢复期间使用已知数据符号，由此增强了解调性能。同样地，均衡器1003使用已知数据以增加均衡性能。而且，可以将块解码器1005的解码结果反馈回均衡器1003，由此增强均衡性能。
开机/关机控制
在解调器1002中经过解调的数据或在信道均衡器1003中经过均衡的数据被输入到信令信息解码器1013。将在已知序列检测器1004中检测出的已知数据信息输入到信令信息检测器1013。
信令信息解码器1013从输入的数据中提取信令信息并对信令信息进行解码，解码后的信令信息被提供给需要信令信息的块。例如，可以将SCCC相关信息输出到块检测器1005，并且可以将RS帧相关信息输出到RS帧解码器1006。可以将MPH帧相关信息输出到已知序列检测器1004和电源控制器5000。
这里，RS帧相关信息可包括RS帧模式信息和RS编码模式信息。SCCC相关信息可包括SCCC块模式信息和SCCC外部编码模式信息。如图32所示，MPH帧相关信息可包括子帧计数信息、时隙计数信息、队列id信息、SGN信息、NoG信息等。
更具体地说，通过使用已知序列检测器1004中正在输出的已知数据信息，可以知道在第一已知数据区域与第二已知数据区域之间的信令信息。因此，信令信息解码器1013可从解调器1002或信道均衡器1003中正在输出的数据中提取信令信息并对该信令信息进行解码。
从信令信息解码器1013向电源控制器5000输入MPH帧相关信息，并且控制调谐器和解调单元的电源。
根据本发明的实施方式，电源控制器5000只在被分配有包括用户选择的移动业务的队列的时隙期间才开机。电源控制器5000随后在其余的时隙期间关机。
例如，如图33所示，假设将NoG＝3的第1队列、NoG＝2的第2队列、NoG＝3的第3队列的数据组分配给一个MPH帧。还假设用户已经使用设置在遥控器或终端上的键区选择了第1队列中所包括的移动业务。在这种情况下，电源控制器5000只在被分配了第1队列的数据组的时隙期间才开机，如图33所示，并且在其余的时隙期间关机，由此降低了能耗。
解调器和已知序列检测器
此处，发送系统可接收包括其中周期性地插入了已知数据序列(或训练序列)的数据组的数据帧(或VSB帧)。这里，如图5所示，数据组被分割为区域A到区域D。更具体地说，在本发明的示例中，进一步将各区域A、B、C、和D分别分割成MPH块B4到B7、MPH块B3到B8、MPH块B2和B9、MPH块B1和B10。
图37例示了示出由发送系统在实际数据之间周期性地插入并发送的已知数据序列的示例。参照图37，AS表示有效数据符号的数量，而BS表示已知数据符号的数量。因此，在(AS+BS)个符号周期期间，插入并发送了BS个已知数据符号。这里，AS可与移动业务数据、主业务数据、或移动业务数据与主业务数据的组合相对应。为了与已知数据区分，此后将与AS相对应的数据称为有效数据。
参照图37，具有相同模式的已知数据序列被包括在被周期性地插入的各个已知数据区段中。这里，具有相同数据模式的已知数据序列的长度可以与相应的已知数据区段(或块)的完整的(或总的)已知数据序列的长度相等或不同。如果两个长度彼此不同，则完整的已知数据序列的长度应长于具有相同数据模式的已知数据序列的长度。在这种情况下，相同的已知数据序列被包括在完整的已知数据序列中。已知序列检测器1004对如上所述地被周期性地插入并发送的已知数据的位置进行检测。同时，已知序列检测器1004还可以在检测已知数据的处理的过程中估计初始频率偏差。在这种情况下，解调器1002可以根据关于已知数据位置(或已知序列位置指示符)和初始频率偏差估计值来估计出更准确的载波频率偏差，由此对估计出的初始频率偏差进行补偿。
图38例示了根据本发明的解调器的详细框图。参照图38，解调器包括分相器1010、数控振荡器(NCO，numerically controlled oscillator)1020、第一乘法器1030、重采样器1040、第二乘法器1050、匹配滤波器1060、去直流器1070、定时恢复单元1080、载波恢复单元1090、和相位补偿器1110。这里，已知序列检测器1004包括已知序列检测器和用于估计已知数据信息与初始频率偏差的初始频率偏差估计器1004-1。此外，参照图38，分相器1010接收通带数字信号并将接收到的信号划分为实数元的通带数字信号和虚数元的通带数字信号，二者彼此之间都具有90度的相位。换言之，通带数字信号被分裂成多个复数信号。随后将通带数字信号的分裂出的部分输出到第一乘法器1030。这里，为了本发明的说明的简单起见，把从分相器1010输出的实数信号表示为‘I’信号，而把从分相器1010输出的虚数信号表示为‘Q’信号。
第一乘法器1030使从分相器1010输出的I通带数字信号和Q通带数字信号相乘为具有与从NCO 1020输出的常数成比例的频率的复数信号，由此将I通带数字信号与Q通带数字信号改变成基带数字复数信号。随后，将第一乘法器1030的基带数字信号输入到重采样器1040。重采样器1040对从第一乘法器1030输出的信号进行重新采样，使得该信号与定时恢复单元1080提供的定时时钟相对应。之后，重采样器1040将重新采样的信号输出到第二乘法器1050。
例如，当模/数转换器使用25MHz固定频率振荡器时，由重采样器1040以插值处理来处理经过模/数转换器、分相器1010和第一乘法器1030后产生的具有25MHz频率的基带数字信号。因此，插值信号被恢复成具有符号时钟的接收信号的频率(即，21.524476MHz的频率)的两倍频率的基带数字信号。或者，如果模/数转换器使用定时恢复单元1080的定时时钟作为采样频率(即，如果模/数转换器使用可变频率)以便于执行A/D转换处理，则不需要重采样器1040并且可以省略重采样器1040。
第二乘法器1050将载波恢复单元1090的输出频率乘以重采样器1040的输出，以补偿重采样器1040的输出信号中所包括的其余载波。之后，经补偿的载波被输出到匹配滤波器1060和定时恢复单元1080。经过匹配滤波器1060匹配滤波的信号被输入到去直流器1070、已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1和载波恢复单元1090。
已知训练检测器和初始频率偏差估计器1004-1检测周期性地或非周期性地发送的已知数据序列的位置(或定位)。同时，已知训练检测器和初始频率偏差估计器1004-1在已知序列检测处理期间估计初始频率偏差。更具体地说，在如图5所示接收到传输数据帧的同时，已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1检测传输数据帧中所包括的已知序列的定位(或位置)。随后，已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1将检测到的关于已知数据位置的信息(即，已知序列位置指示符)输出到均衡器1003以及解调器1002的定时恢复单元1080、载波恢复单元1090和相位补偿器1110。此外，已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1估计初始频率偏差，随后初始频率偏差被输出到载波恢复单元1090。此处，已知频率检测器和初始频率偏差估计器1004-1可以接收匹配滤波器1060的输出或接收重采样器1040的输出。可以根据系统设计人员的设计选择性地对此做出决定。
定时恢复器1080使用第二乘法器1050的输出和已知序列检测器与从初始频率偏差估计器1004-1检测出的已知序列位置指示符，以检测定时误差，并随后将与检测出的定时误差成比例的采样时钟输出到重采样器1040，由此调整重采样器1040的采样定时。此处，定时恢复单元1080可以接收匹配滤波器1060的输出，而不接收第二乘法器1050的输出。同样可以根据系统设计人员的设计选择性地对此做出决定。
同时，去直流器1070从匹配滤波信号中去除了由发送系统插入的导频音信号(即，直流信号)。之后，去直流器1070将经过处理的信号输出到相位补偿器1110。相位补偿器1110使用已由去直流器1070去除了直流的数据和由已知序列检测器与初始频率偏差估计器1004-1检测出的已知序列位置指示符来估计频率偏差，并且随后补偿去直流器1070的输出中所包括的相位变化。将对相位变化进行了补偿后的数据输入到均衡器1003。此处，相位补偿器1110是可选的。如果未设置相位补偿器1110，则去直流器1070的输出改为输入到均衡器1003。
图39包括了解调器的定时恢复单元1080、载波恢复单元1090、和相位补偿器1110的详细框图。根据本发明的一个实施方式，载波恢复单元1090包括缓冲器1091、频率偏差估计器1092、环路滤波器1093、保持器(holder)1094、加法器1095、和NCO 1096。此处，在缓冲器1091前面，可以包括抽样器(decimator)。定时恢复单元1080包括抽样器1081、缓冲器1082、定时误差检测器1083、环路滤波器1084、保持器(holder)1085、和NCO 1086。最后，相位补偿器1110包括缓冲器1111、频率偏差估计器1112、保持器(holder)1113、NCO 1114、和乘法器1115。此外，在相位补偿器1110与均衡器1003之间可包括抽样器1200。抽样器1200可以在去直流器1070之前得到输出，而不是位于相位补偿器1110的输出端被输出。
这里，抽样器对应于在模/数转换器对输入解调器中的信号进行N倍过采样时需要的部件。更具体地说，整数N表示接收信号的采样率。例如，当模/数转换器对输入信号进行2倍过采样时(即，当N＝2时)，其表示在一个符号中包括了两个采样。在这种情况下，各抽样器对应于1/2个抽样器。根据是否已经对接收信号执行了过采样处理，信号可绕过抽样器。
同时，第二乘法器1050的输出被临时存储在抽样器1081和缓冲器1082中，抽样器1081和缓冲器1082二者都包括在定时恢复单元1080中。随后，通过抽样器1081和缓冲器1082将临时存储的输出数据输入到定时误差检测器1083。假设对第二乘法器1050的输出进行N倍于其初始状态的过采样，则抽样器1081按照1/N的抽样率抽取第二乘法器1050的输出。随后，经过1/N抽取的数据被输入到缓冲器1082。换言之，抽样器1081根据VSB符号周期对输入信号执行抽取。此外，抽样器1081还可以接收匹配滤波器1060的输出而不接收第二乘法器1050的输出。定时误差检测器1083使用经过匹配滤波处理前或匹配滤波处理后的数据和从已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1输出的已知序列位置指示符，以便于检测定时误差。之后，将检测出的定时误差输出到环路滤波器1084。因此，在已知数据序列的每次重复周期期间获得一次检测出的定时误差信息。
例如，如图37所示，如果周期性地插入和发送具有相同模式的已知数据序列，则定时误差检测器1083可使用该已知数据以便于检测定时误差。存在着利用已知数据来检测定时误差的多种方法。在本发明的示例中，可以使用时域中已知数据与接收数据之间的相关性特征来检测定时误差，根据发送系统与接收系统之间预先协商的协定已经知道了已知数据。还可以通过使用频域中接收到的两种已知数据类型的相关性特征来检测定时误差。因此，输出了检测到的定时误差。在另一示例中，为了检测定时误差，可以应用一种光谱标示法(spectral lining method)。这里，这种光谱标示法对应于利用接收信号中所包括的光谱的边带来检测定时误差的方法。
环路滤波器1084对定时误差检测器1083检测出的定时误差进行滤波，并随后将经过滤波的定时误差输出到保持器1085。保持器1085在预定的已知数据序列循环周期期间保持(或维持)由环路滤波器1084滤波并输出的定时误差，并将经过处理的定时误差输出到NCO 1086。这里，环路滤波器1084和保持器1085的设置顺序可以互换。而且，可以将保持器1085的功能包括在环路滤波器1084中，并且可以由此省略保持器1085。NCO 1086对保持器1085输出的定时误差进行累加。之后，NCO1086将累加的定时误差的相元(即，采样时钟)输出到重采样器1040，由此调整重采样器1040的采样定时。
同时，载波恢复单元1090的缓冲器1091可接收输入到匹配滤波器1060的数据或者接收从匹配滤波器1060输出的数据，并且随后可临时地存储接收到的数据。之后，临时存储的数据被输出到频率偏差估计器1092。如果抽样器设置在缓冲器1091前面，则抽样器按照1/N的抽样率来抽取匹配滤波器1060的输入数据或输出数据。之后，将抽取的数据输出到缓冲器1091。例如，当对匹配滤波器1060的输入数据或输出数据进行2倍过采样时(即，当N＝2时)，其表示由抽样器1081按照1/2的抽样率抽取匹配滤波器1060的输入数据或输出数据并随后将其输出到缓冲器1091。更具体地说，当抽样器设置在缓冲器1091前面时，载波恢复单元1090以符号为单位进行工作。或者，如果未设置抽样器，则载波恢复单元1090以过采样为单位进行工作。
频率偏差估计器1092使用匹配滤波器1060的输入数据或输出数据和从已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1输出的已知序列位置指示符来估计频率偏差。随后，估计出的频率偏差被输出到环路滤波器1093。因此，在已知数据序列的每一个重复周期获得一次估计的频率偏差值。环路滤波器1093对频率偏差估计器1092估计出的频率偏差值执行低通滤波并将经过低通滤波的频率偏差值输出到保持器1094。保持器1094在预定的已知数据序列循环周期期间保持(或维持)经过低通滤波的频率偏差值并将该频率偏差值输出到加法器1095。这里，环路滤波器1093和保持器1094的位置可以互换。此外，可以将保持器1085的功能包括在环路滤波器1093中并可以相应地省略保持器1094。
加法器1095将由已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1估计出的初始频率偏差的值的值与从环路滤波器1093(或保持器1094)输出的频率偏差值相加。之后，相加后的频率偏差值被输出到NCO 1096。这里，如果加法器1095还被设计成接收正在被输入到NCO 1020的常数，则可以省略NCO 1020和第一乘法器1030。在这种情况下，第二乘法器1050可同时地执行将信号改变成基带信号以及去除余下的载波的步骤。
NCO 1096生成与从加法器1095输出的频率偏差相对应的复数信号，该复数信号随后被输出到第二乘法器1050。这里，NCO 1096可包括ROM。在这种情况下，NCO 1096生成与正在从加法器1095中输出的频率偏差相对应的补偿频率。随后，NCO 1096从ROM中读取与补偿频率相对应的复数余弦，该复数余弦随后被输出到第二乘法器1050。第二乘法器1050将载波恢复单元1090中所包括的NCO 1094的输出与重采样器1040的输出相乘，以去除重采样器1040的输出信号中所包括的载波偏差。
图40例示了根据本发明的一个实施方式的载波恢复单元1090的频率偏差估计器的详细框图。这里，频率偏差估计器1092根据从已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1检测出的已知序列位置指示符工作。此处，如果通过抽样器输入匹配滤波器1060的输入数据或输出数据，则频率偏差估计器1092以符号为单位工作。或者，如果未设置抽样器，则频率偏差估计器1092以过采样为单位工作。在本发明的说明书中所给出的示例中，频率偏差估计器1092以符号为单位工作。参照图40，频率偏差估计器1092包括控制器1310、第一N符号缓冲器1301、K个符号延迟1302、第二N符号缓冲器1303、共轭器1304、乘法器1305、累加器1036、相位检测器1307、乘法器1308和复用器1309。如图40所示，现在将针对已知数据区段期间的操作示例来详细的描述具有上述结构的频率偏差估计器1092。
第一N符号缓冲器1301最多可存储输入其中的N个符号。临时存储在第一N符号缓冲器1301中的符号数据随后被输出到乘法器1305。同时，输入的符号被输入到K个符号延迟1302，以将其延迟K个符号。之后，经过延迟的符号通过第二N符号缓冲器1303，以由共轭器1304对其进行共轭。之后，经过共轭的符号被输入到乘法器1305。乘法器1305将第一N符号缓冲器1301的输出与共轭器1304的输出相乘。随后，乘法器1305将相乘的结果输出到累加器1306。随后，累加器1306在N个符号周期内对乘法器1305的输出进行累加，由此将累加的结果输出到相位检测器1307。
相位检测器1307从累加器1306的输出中提取相应的相位信息，该相位信息随后被输出到乘法器1308。乘法器1308随后将该相位信息除以K，由此将相除的结果输出到复用器1309。这里，相位信息被除的结果成为频率偏差估计值。更具体地说，在已知数据的输入结束点或在期望的点，频率偏差估计器1092在N个符号周期内对存储在第一N符号缓冲器1301中的N个输入数据的复数共轭与被延迟了K个符号并被存储在第二N符号缓冲器1303中的N个输入数据的复数共轭的乘积进行累加。之后，将累加的值除以K，由此提取出频率偏差估计值。
根据控制器1310的控制信号，复用器1309选择乘法器1308的输出或‘0’，并随后输出所选的结果作为最终的频率偏差估计值。为了控制复用器1309的输出，控制器1310从已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1接收已知数据序列位置指示符。更具体地说，控制器1310基于已知数据序列位置指示符来确定从乘法器1308输出的频率偏差估计值是否有效。如果控制器1310确定该频率偏差估计值有效，则复用器1309选择乘法器1308的输出。或者，如果控制器1310确定该频率偏差估计值无效，则控制器1310生成控制信号以使的复用器1309选择‘0’。此处，优选的是，存储在第一N符号缓冲器1301和第二N符号缓冲器1303中的输入信号与相同的已知数据所发送的并且通过几乎相同的信道的信号相对应。否则，由于传输信道的影响，频率偏差估计性能可能会极大地恶化。
此外，可以以多种方式确定频率偏差估计器1092(如图40所示)的值N和值K。这是由于在这里可以使用已知数据的完全相同地重复的特定部分。例如，当发送具有如图37所述的结构的数据时，N可以设置为BS(即，N＝BS)，而K可以设置为(AS+BS)(即，K＝AS+BS))。频率偏差估计器1092的频率偏差估计值的范围根据K值而确定。如果K值较大，则频率偏差估计值的范围变得较小。或者，如果K值较小，则频率偏差估计值的范围变得较大。因此，当发送具有如图37中的结构的数据时，并且如果已知数据的重复周期(AS+BS)较长，则频率偏差估计值的范围变得较小。
在这种情况下，即使已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1估计了初始频率偏差，且即使由第二乘法器1050对所估计的值进行补偿，但是补偿后所保留的频率偏差也将超过频率偏差估计器1092的估计范围。为了克服这些问题，可以通过使用循环扩展处理来将有规律地发送的已知数据序列构造成相同数据部分的重复。例如，如果图37所示的已知数据序列由两个具有BS/2的长度的相同部分构成，则可以将频率偏差估计器1092(图40所示)的值N和值K分别设置为B/S和B/2(即，N＝BS/2和K＝BS/2)。在这种情况下，估计值的范围可以变得大于使用重复的已知数据时的取值范围。
同时，已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1检测周期性或非周期性发送的已知数据序列的位置(或定位)。同时，已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1在已知序列检测处理过程中估计初始频率偏差。将由已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1检测到的已知数据序列位置指示符输出到解调器1002的定时恢复单元1080、载波恢复单元1090、和相位补偿器1110，并且输出到均衡器1003。之后，估计的初始频率偏差被输出到载波恢复单元1090。此处，已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1可接受匹配滤波器1060的输出或接受重采样器1040的输出。可以根据系统设计人员的设计选择性地对此做出决定。这里，可以在已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1中或者在频率偏差估计器的相位补偿器1110中直接应用图40所示的频率偏差估计器。
图41例示了示出根据本发明的一个实施方式的已知数据检测器和初始频率偏差估计器的详细框图。更具体地说，图41例示了与已知序列位置指示符一起估计初始频率偏差的示例。这里，图41示出了对输入信号进行N倍于其初始状态的过采样的示例。换言之，N表示接收到的信号的采样率。参照图41，已知数据检测器和初始频率偏差估计器包括平行设置的N个部分相关器1411到141N、已知数据位置检测器和频率偏差确定器1420、已知数据提取器1430、缓冲器1440、乘法器1450、NCO1460、频率偏差估计器1470、和加法器1480。这里，第一部分相关器1411由1/N抽样器、和部分相关器组成。第二部分相关器1412由1采样延迟、1/N抽样器、和部分相关器组成。而第N部分相关器141N由N-1采样延迟、1/N抽样器、和部分相关器组成。这些部分相关器用于对过采样符号内的各采样的相位与原始(或初始)符号的相位进行匹配(或识别)，并且抽取其余相位的采样，由此对各个采样进行部分相关。更具体地说，针对各采样相位，按照1/N的比率对输入信号进行抽取，使得输入信号经过每一个部分相关器。
例如，当对输入信号进行2倍过采样时(即，当N＝2时)，其表示在一个信号中包括了两个采样。在这种情况下，需要两个部分相关器(例如，1411和1412)，并且每个1/N抽样器变成1/2抽样器。此处，第一部分相关器1411的1/N抽样器在输入的采样中抽取(或去除)位于符号位置(或定位)之间的采样。随后，相应的1/N抽样器将所抽取的采样输出到部分相关器。此外，第二部分相关器1412的1采样延迟将输入的采样延迟1采样(即，对输入的采样执行1采样延迟)并且将延迟的输入采样输出到1/N抽样器。随后，第二部分相关器1412的1/N抽样器在从1采样延迟输入的采样中抽取位于符号位置(或定位)之间的采样。之后，相应的1/N抽样器将所抽取的采样输出到部分相关器。
在VSB符号的各预定周期之后，各部分相关器都将相关值和在该特定点所估计的粗略频率偏差的估计值输出到已知数据位置检测器和频率偏差确定器1420。已知数据位置检测器和频率偏差确定器1420数据组周期或预定周期内存储部分相关器的与各采样相位相对应的输出。之后，已知数据位置检测器和频率偏差确定器1420在所存储的值中确定与最高的相关值相对应的定位(或位置)作为用于接收已知数据的位置(或定位)。同时，已知数据位置检测器和频率偏差确定器1420最后确定在与最高相关值相对应的点估计的频率偏差的估计值作为接收系统的粗略频率偏差值。此处，将已知序列位置指示符输入到已知数据提取器1430、定时恢复单元1080、载波恢复单元1090、相位补偿器1110、和均衡器1003，并将粗略频率偏差输入到加法器1480和NCO 1460。
同时，当N个部分相关器1411到141N检测已知数据位置(或已知序列定位)并估计粗略频率偏差时，缓冲器1440临时存储接收到的数据并将临时存储的数据输出到已知数据提取器1430。已知数据提取器1430使用从已知数据位置检测器和频率偏差确定器1420输出的已知序列位置指示符，以从缓冲器1440的输出中提取已知数据。之后，已知数据提取器1430将提取的数据输出到乘法器1450。NCO 1460生成与正在从已知数据位置检测器和频率偏差确定器1420中输出的粗略频率偏差相对应的复数信号。随后，NCO 1460将生成的复数信号输出到乘法器1450。
乘法器1450将NCO 1460的复数信号与从已知数据提取器1430输出的已知数据相乘，由此将具有经过补偿的粗略频率偏差的已知数据输出到频率偏差估计器1470。频率偏差估计器1470根据具有经过补偿的粗略频率偏差的已知数据来估计精确频率偏差。随后，频率偏差估计器1470将所估计的精确频率偏差输出到加法器1480。加法器1480将粗略频率偏差与精确频率偏差相加。之后，加法器1480确定相加的结果为最终的初始频率偏差，随后将最终的初始频率偏差被输出到解调器1002中所包括的载波恢复单元1090的加法器1095。更具体地说，在获得初始同步的处理过程中，本发明可估计和使用粗略频率偏差以及精确频率偏差，由此增强初始频率偏差的估计性能。
如同5所示，假设在数据组内插入已知数据并随后将其发送。随后，已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1可使用已经被额外地插入区域A1和区域A2之间的已知数据，以对初始频率偏差进行估计。将被周期性地插入由已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1估计出的区域A中的已知数据指示符输入到定时误差恢复单元1080的定时误差检测器1083、载波恢复单元1090的频率偏差估计器1092、相位补偿器1110的频率偏差估计器1112、和均衡器1003。
图42例示了示出图41所示的局部相关器中的其中一个的结构的框图。在检测已知数据的步骤期间，由于在接收的信号中包括频率偏差，因此各部分相关器将根据发送系统与接收系统之间的协定而已知的已知数据分割成各自具有L符号长度的K个部分，由此使各个分割的部分与接收到的信号的相应部分关联起来。为此，各部分相关器都包括K个相互平行形成的相位和大小检测器1511到151K、加法器1520、和粗略频率偏差估计器1530。
第一相位和大小检测器1511包括L个符号的缓冲器1511-2、乘法器1511-3、累加器1511-4、和平方器1512-5。这里，第二相位和大小检测器1511计算K个区段中具有第一L个符号的长度的已知数据的相关值。另外，第二相位和大小检测器1512包括L个符号延迟1512-1、L符号缓冲器1512-2、乘法器1512-3、累加器1512-4、和平方器1512-4。这里，第二相位和大小检测器1512对K个区段中具有第二L个符号长度的已知数据的相关值进行计算。最后，第N相位和大小检测器151K包括(K-1)L个符号延迟151K-1、L符号缓冲器151K-2、乘法器151K-3、累加器151K-4、和平方器151K-5。这里，第N相位和大小检测器151K对K个区段中具有第NL个符号的长度的已知数据的相关值进行计算。
参照图42，在乘法器中各自与接收到的信号相乘的P0、P1、...PKL-1代表发送系统与接收系统都已知的已知数据(即，接收系统生成的参考已知数据)。而*表示复数共轭。例如，在第一相位和大小检测器1511中，从第一部分相关器1411的1/N抽样器输出的信号(图41所示)被临时存储在第一相位和大小检测器1511的L符号缓冲器1511-2中并随后被输入到乘法器1511-3。乘法器1511-3将L符号缓冲器1511-2的输出与已知数据部分P0、P1、...PKL-1(分别具有已知的K个区段中的前L个符号长度)的复数共轭相乘。随后，将相乘的结果输出到累加器1511-4。在L个符号时段期间，累加器1511-4乘法器1511-3的输出进行累加，并随后将累加值输出到平方器1511-5和粗略频率偏差估计器1530。累加器1511-4的输出是具有相位和大小的相关值。因此，平方器1511-5计算乘法器1511-4的输出的绝对值并对所计算的绝对值取平方，由此获得相关值的大小。随后将获得的大小输入到加法器1520。
加法器1520将与各大小和相位检测器1511到151K相对应的平方器的输出相加。随后，加法器1520将相加的结果输出到已知数据位置检测器和频率偏差确定器1420。另外，粗略频率估计器1530接收与各大小和相位检测器1511到151K相对应的累加器的输出，以对各个相应的采样相位的粗略频率偏差进行估计。之后，粗略频率偏差估计器1530将估计的偏差值输出到已知数据位置检测器和频率偏差确定器1420。
当把从各相位和大小检测器1511到151K输出的K个输入分别表示为Z0、Z1、...ZK-1时，通过使用下面所示的数学式7，可以获得粗略频率偏差估计器1530的输出。
数学式7
ω 0 = 1 L arg { Σ n = 1 K - 1 ( Z n | Z n | ) ( Z n - 1 | Z n - 1 | ) * }
已知数据位置检测器和频率偏差确定器1420在数据组周期或预定周期期间存储部分相关器的、与各采样相位相对应的输出。随后，已知数据位置检测器和频率偏差确定器1420在所存储的相关值中确定与最高相关值相对应的位置(或定位)作为用于接收已知数据的位置。
此外，已知数据位置检测器和频率偏差确定器1420确定在与最高相关值相对应的点得到(或估计)的频率偏差的估计值作为接收系统的粗略频率偏差值。例如，如果与第二部分相关器1412相对应的部分相关器的输出是最高值，则将与最高值相对应的位置确定为已知数据位置。之后，将由第二部分相关器1412估计的粗略频率偏差确定为最终的粗略频率偏差，接着将最终粗略频率偏差输出到解调器1002。
同时，第二乘法器1050的输出临时存储在抽样器1081和缓冲器1082中，抽样器1081和缓冲器1082二者都被包括在定时恢复单元1080中。随后，通过抽样器1081和缓冲器1082将临时存储的输出数据输入到定时误差检测器1083。假设对第二乘法器的输出进行N倍于其初始状态的过采样，抽样器1081按照1/N的抽样率对第二乘法器1050的输出进行抽取。随后，经过1/N抽取的数据被输入到缓冲器1082。换言之，抽样器1081按照VSB符号周期对输入信号执行抽取。此外，抽样器1081还可以接收匹配滤波器1060的输出，而不是接收第二乘法器1050的输出。
为了检测定时误差，定时误差检测器1083使用未经匹配滤波处理或经过匹配滤波处理的数据和从已知数据检测器和初始频率偏差估计器1004-1输出的已知序列位置指示符。其后，将所检测到的误差输出到环路滤波器1084。因此，在已知数据序列的每个重复周期期间获得一次检测到的定时误差信息。
例如，如图37所示，如果周期性地插入并发送具有相同模式的已知数据序列，则定时误差检测器1083可使用已知数据以便于检测定时误差。存在着多种利用已知数据来检测定时误差的方法。
在本发明的示例中，可以使用时域中已知数据与接收数据之间的相关性特征来检测定时误差，根据发送系统与接收系统之间预先协商的协定已经知道了已知数据。还可以通过使用频域中接收到的两种已知数据类型的相关性特征来检测定时误差。因此，输出了检测到的定时误差。在另一示例中，可以应用一种光谱标示法来检测定时误差。这里，这种光谱标示法对应于利用接收信号中所包括的光谱的边带来检测定时误差的方法。
环路滤波器1084对定时误差检测器1083检测出的定时误差进行滤波，并随后将经过滤波的定时误差输出到保持器1085。
保持器1085在预定的已知数据序列循环周期期间保持(或维持)从环路滤波器1084滤波并输出的定时误差，并将经过处理的定时误差输出到NCO 1086。这里，环路滤波器1084和保持器1085的设置顺序可以互换。而且，可以将保持器1085的功能包括在环路滤波器1084中，并且可以由此省略保持器1085。
NCO 1086对保持器1085输出的定时误差进行累加。之后，NCO 1086将累加的定时误差的相元(即，采样时钟)输出到重采样器1040，由此调整重采样器1040的采样定时。
图43例示了图36所示的解调器1002中所包括的定时恢复单元的示例。参照图43，定时恢复单元1080包括第一定时误差检测器1611、第二定时误差检测器1612、复用器1613、环路滤波器1614、和NCO 1615。当把输入信号分割成其中在(多个)预定位置插入了具有预定长度的已知数据的第一区域和包括未知数据的第二区域时，对定时恢复单元1080有利。假设第一定时误差检测器1611使用输入信号的频谱的边带来检测第一定时误差，而第二定时误差检测器1612使用已知数据来检测第二定时误差，复用器1613能够输出第一区域的第一定时误差并且能够输出第二区域的第二定时误差。复用器1613可输出其中插入了已知数据的第一区域的第一定时误差和第二定时误差。通过使用已知数据，可以检测到更加可靠的定时误差并且更加增强定时恢复单元1080的性能。
本公开描述了检测定时误差的两种方式。一种方式是使用发送系统和接收系统已预知的已知数据(参考已知数据)与接收系统实际接收的已知数据之间在时域上的相关性来检测定时误差，而另一种方式是使用接收系统实际接收到的两个已知数据之间在频域上的相关性来检测定时误差。在图44中，通过计算接收系统生成并预知的参考已知数据与其实际接收的已知数据之间的相关性来检测定时误差。在图44中，计算了参考已知数据序列的完整部分与接收到的已知数据序列的完整部分之间的相关性。相关性的输出在实际接收到的各已知数据序列的末端处具有峰值。
在图45中，通过分别地计算参考已知数据序列的分割出的部分与接收到的已知数据序列的分割出的部分之间的相关值来检测定时误差。相关性的输出在接收到的已知数据序列的各个分割出的部分的末端处具有峰值。如图45所示，可以将相关值相加作为总相关值，并且可以使用该总相关值来计算定时误差。当将接收到的已知数据的完整部分用于相关性计算时，可以获得各个数据块的定时误差。如图45所示，如果已知数据序列的完整部分的相关性程度低，则可以通过使用已知数据序列的分割出的部分来获得更准确的相关性。
使用基于接收到的已知数据序列的分割出的部分的多个相关值而获得的最终的相关值可以减少载波频率误差。此外，当使用多个相关值来计算定时误差时，可以极大地减少用于定时恢复的处理时间。例如，当把发送系统与接收系统都已预知的参考已知数据序列分割成K个部分时，可以计算参考已知数据序列的K个部分与接收到的已知数据序列的相应的分割出的部分之间的K个相关值，或者可以使用相关值的任意组合。因此，当使用已知数据序列的分割出的部分而不是该序列的完整部分时，可以减小定时误差检测的周期。
可以根据相关值的峰值来计算定时误差。如果如图46所示那样使用已知数据序列的完整部分，则可以获得各个数据块的定时误差。另一方面，如果将已知数据序列的K个分割出的部分用于相关性计算，则可以获得K个相关值和相对应的峰值。这表示可以检测定时误差K次。
现在将更加详细地描述示出的使用参考已知数据和接收到的已知数据之间的相关性来检测定时误差的方法。图46例示了参考已知数据序列与接收到的已知数据之间的相关性。相关值与按照大于符号时钟两倍的速率采样的数据采样相对应。当使随机数据作用最小化并不存在定时时钟误差时，参考已知数据与接收到的已知数据之间的相关值对称。然而，如果存在定时相位误差，则如图46所示，与峰值相邻的相关值并不对称。因此，通过使用峰值前后的相关值之间的差(图46所示的定时相位误差)，可以获得定时误差。
图47例示了图43所示的定时误差检测器的示例。定时误差检测器包括相关器1701、下采样器1702、绝对值计算器1703、延迟1704、和减法器1705。相关器1701接收按照比符号时钟频率高两倍的速率采样的已知数据序列并计算接收到的已知数据序列与参考已知数据序列之间的相关值。下采样器1702对相关值执行下采样并获得具有符号频率的采样。例如，如果按照采样速率2对输入到相关器1701的数据进行预采样，则下采样器1702按照1/2的速率执行下采样以获得具有符号频率的采样。绝对值计算器1703计算下采样的相关值的绝对值(或平方值)。这些绝对值被输入到延迟1704和减法器1705。延迟1704符号的绝对值进行延迟并且减法器随后通过从绝对值计算器1703输入的值中减去延迟的绝对值而输出定时误差。
可以修改图47所示的相关器1701、下采样器1702、绝对值计算器1703、延迟1704、和减法器1705的布置方式。例如，可以按照下采样器1702、相关器1701、和绝对值计算器1703的顺序，或者按照相关器1701、绝对值计算器1703、和下采样器1702的顺序来计算定时相位误差。
还可以使用已知数据的频率特征来获得定时误差。当存在定时频率误差时，输入信号的相位随着信号频率的上升而按照固定的斜率上升，对于当前数据块与下一个数据块而言，该斜率是不同的。因此，可以基于两个不同的已知数据块的频率特征来计算定时误差。在图48中，使用快速傅里叶变换(FFT)算法，分别将当前的已知数据序列(右)和前一个已知数据序列(左)转换成第一频域信号和第二频域信号。随后，为了获得两个频域信号之间的相关值，将第一频域信号的共轭值乘以第二频域信号。换言之，前一个已知数据序列的频率值与当前的已知数据序列的频率值之间的相关值被用于检测各个频率的已知数据块之间的相位变化。按照这种方法，可以消除信道的相位失真。
复数VSB信号的频率响应不具有如图46所示的完全对称的分布。相反，复数VSB信号的频率响应的分布是图46所示的分布的左半部或右半部，并且其频域相关值同样具有一半分布。为了频域相关值之间的相位差，可以将具有相关值的频域分割成两个子区域，并且可以获得各子区域中的组合相关值的相位。之后，可以使用子区域的相位之间的差来计算定时频率误差。当针对各个频率使用组合相关值的相位时，各相关值的大小与可靠性成比例，而各个相关值的相位成分被反映为与大小成比例的最终相位成分。
图49例示了图43所示的定时误差检测器的另一示例。如图49所示的定时误差检测器包括快速傅里叶变换(FFT)单元1801、第一延迟1802、共轭器183、乘法器1804、累加器(加法器)1805、相位检测器1806、第二延迟1807、和减法器1808。第一延迟1802延迟一个数据块，而第二延迟1807延迟1/4个数据块。一个数据块包括一系列N个已知数据符号序列的序列频率响应。当已知数据区已知且接收到数据符号时，FFT单元1801将连续的N个已知数据符号序列的复数值转换成频域中的复数值。第一延迟1802将频域复数值延迟对应于一个数据块的时间，而共轭器1803生成经过延迟的复数值的共轭值。乘法器1804将从FFT单元1801输出的当前的已知数据块乘以从共轭器1803输出的前一个已知数据块。乘法器1804的输出表示已知数据块内的频率区域相关值。
由于复数VSB数据只存在于频域的一半，因此累加器1805将已知数据块中的数据区分割成两个子区，并且对各子区的相关值进行累加。相位检测器1806检测累加的各子区的相关值的相位。第二延迟1807将检测到的相位延迟对应于1/4数据块的时间。减法器1808获得延迟的相位与从累加器1806输出的相位之间的相位差并输出该相位差作为定时频率误差。
在使用参考已知数据与接收到的已知数据之间在时域上的相关性的峰值来计算定时误差的方法中，当信道是多路径信道时，相关值的效应可对信道产生影响。然而，如果使用两个接收到的已知数据之间的相关性来获得定时误差，则可以极大地消除这种影响。此外，可以使用由发送系统插入的已知数据序列的完整部分来检测定时误差，或者可以使用对于随机数据或噪声数据更加鲁棒的已知数据序列的部分来进行检测。
同时，去直流器1070从匹配滤波信号中去除了由发送系统插入的导频音信号(即，直流信号)。之后，去直流器1070将经过处理的信号输出到相位补偿器1110。
图50例示了根据本发明的一个实施方式的去直流器的详细框图。这里，针对输入的复数信号的每一个实数元(或同相(I))和虚数元(或正交(Q))都执行完全相同的信号处理过程，由此估计并去除各元的直流值。为此，图50所示的去直流器包括第一直流估计器和去除器1900、和第二直流估计器和去除器1950。这里，第一直流估计器和去除器1900包括R采样缓冲器1901、直流估计器1902、M采样保持器1903、C采样延迟1904、和减法器1905。这里，第一直流估计器和去除器1900估计并去除实数元中的直流(即，同相位直流)。此外，第二直流估计器和去除器1950包括R采样缓冲器1951、直流估计器1952、M采样保持器1953、C采样延迟1954、和减法器1955。第二直流估计器和去除器1950估计并去除虚数元的直流(即，正交直流)。在本发明中，第一直流估计器和去除器1900与第二直流估计器和去除器1950可接收不同的输入信号。然而，各直流估计器和去除器1900和1950都具有相同的结构。因此，为了简单起见，这里将提供第一直流估计器和去除器1900的详细描述，而省略对第二直流估计器和去除器1950的描述。
更具体地说，将经过匹配滤波器1060的匹配滤波的同相位信号输入到去直流器1070内的第一直流估计器和去除器1900的R采样缓冲器1901并随后储存该同相位信号输入。R采样缓冲器1901是具有R个采样的长度的缓冲器。这里，R采样缓冲器1901的输出被输入到直流估计器1902和C采样延迟1904。直流估计器1902使用从缓冲器1901输出的具有R个采样的长度的数据来利用下面示出的数学式8估计直流值。
数学式8
y [ n ] = 1 R Σ k = 0 R - 1 x [ k + M * n ]
在上述的数学式8中，x[n]表示存储在缓冲器1901中的输入的采样数据。而y[n]则表示直流估计值。更具体地说，直流估计器1902对存储在缓冲器1901中的R个采样数据进行累加并通过将累加值除以R来估计直流值。此处，所存储的输入采样数据集被移位M个采样。这里，每M个采样输出一次直流估计值。
图51例示了对用于直流估计的输入采样数据进行移位。例如，当M等于1(即，M＝1)时，直流估计器1902估计在每次采样被移位到缓冲器1901时的直流值。因此，针对每一个采样都输出了各个估计的结果。如果M等于R(即，M＝R)，则直流估计器1902估计在每次R个采样被移位到缓冲器1901时的直流值。因此，针对每一个R个采样的周期都输出各个估计的结果。因此，在这种情况下，直流估计器1902对应于以R个采样的块为单位工作的直流估计器。这里，范围1到R内的任何值都可以与值M相对应。
如上所述，由于在每M个采样的周期后输出直流估计器1902的输出，因此M采样保持器1903针对M个采样的周期保持来自直流估计器1902的估计的直流值。随后，估计的直流值被输出到减法器1905。同样，C采样延迟1904将存储在缓冲器1901中的输入的采样数据延迟C个采样，并随后将输入的采样数据输出到减法器1905。减法器1905从C采样延迟1904的输出中减去M采样保持器1903的输出。之后，减法器1905输出去除了同相位直流的信号。
这里，C采样延迟1904确定应该以直流估计值1902的输出对输入的采样数据的哪一个部分进行补偿。更具体地说，可以将直流估计器和去除器1900分割成用于对直流进行估计的直流估计器1902和用于对所估计的直流值内的输入采样数据进行补偿的减法器。此处，C采样延迟1904确定应该以所估计的直流值对输入的采样数据的哪一个部分进行补偿。例如，当C等于0(即，C＝0)时，通过利用R个采样获得的估计直流值对R个采样的开始端进行补偿。或者，当C等于R(即，C＝R)时，通过利用R个采样获得的估计直流值对R个采样的末端进行补偿。同样，已消除了直流的数据被输入到相位补偿器1110的缓冲器1111和频率偏差估计器1112。
同时，图52例示了根据本发明另一实施方式的去直流器的详细框图。这里，针对输入的复数信号的每一个实数元(或同相(I))和虚数元(或正交(Q))都执行完全相同的信号处理过程，由此估计并去除各元的直流值。为此，图52所示的去直流器包括第一直流估计器和去除器2100、和第二直流估计器和去除器2150。图52对应于一种无限脉冲响应(IIR，infinite impulse response)结构。
这里，第一直流估计器和去除器2100包括乘法器2101、加法器2102、1采样延迟2103、乘法器2104、C采样延迟2105、和减法器2106。同样，第二直流估计器和去除器2150包括乘法器2151、加法器2152、1采样延迟2153、乘法器2154、C采样延迟2155、和减法器2156。在本发明中，第一直流估计器和去除器2100与第二直流估计器和去除器2150可接收不同的输入信号。然而，各直流估计器和去除器2100和2150都具有相同的结构。因此，为了简单起见，这里将提供第一直流估计器和去除器2100的详细描述，而省略对第二直流估计器和去除器2150的描述。
更具体地说，经过匹配滤波器1060的匹配滤波的同相位信号被输入到去直流器1070内的第一直流估计器和去除器2100的乘法器2101和C采样延迟2105。乘法器2101将预定的常数α乘以被输入的同相位信号。随后，乘法器2101将相乘的结果输出到加法器2102。加法器2102将乘法器2101的输出与乘法器2104的反馈输出相加。之后，加法器2102将相加的结果输出到1采样延迟2103和减法器2106。更具体地说，加法器2102的输出与估计的同相位直流值相对应。
1采样延迟2103将所估计的直流值延迟1个采样并将被延迟了1个采样的直流值输出到乘法器2104。乘法器2104将预定的常数(1-α)乘以被延迟了1个采样的直流值。随后，乘法器2104将相乘的结果反馈给加法器2102。
随后，C采样延迟2105将同相位采样数据延迟C个采样，并随后将被延迟的同相位采样数据输出到减法器2106。减法器2106从C采样延迟2105的输出中减去加法器2102的输出，由此输出去除了同相位直流的信号。
同样地，已消除了直流的数据被输入到图39的相位补偿器1110的缓冲器1111和频率偏差估计器1112。
频率偏差估计器1112使用已知序列检测器和初始频率偏差估计器1004-1输出的已知序列位置指示符来根据输入的已知数据序列来估计频率偏差，由去直流器1070去除了已知数据序列的直流。随后，频率偏差估计器1112将所估计的频率偏差输出到保持器1113。同样地，在已知数据序列的各重复周期获得了频率偏差估计值。
因此，保持器1113在已知数据序列的循环周期中保持频率偏差估计值并随后将频率偏差估计值输出到NCO 1114。NCO 1114生成与保持器1113所保持的频率偏差相对应的复数信号并将生成的复数信号输出到乘法器1115。
乘法器1115将NCO 1114输出的复数信号乘以缓冲器1111中被延迟了一组时段的数据，由此补偿延迟数据中所包括的相位变化。相位变化由乘法器1115进行补偿后的数据经过抽样器1200以输入到均衡器1003。此处，由于相位补偿器1110的频率偏差估计器1112所估计的频率偏差未经过环路滤波器，因此所估计的频率偏差表示已知数据序列之间的相位差。换言之，估计的频率偏差表示相位偏差。
信道均衡器
在解调器1102中使用已知数据而解调的数据被输入到信道均衡器1003。解调数据被输入到已知序列检测器1004。
均衡器1003可通过使用多种方法来执行信道均衡。在本发明的说明书中，将给出估计信道脉冲响应(CIR)以执行信道均衡的示例。更具体地说，这里还将描述根据按分层方式划分的且从发送系统发送的数据组内的各个区域来估计CIR并按不同方式应用该CIR的示例。此外，通过使用根据发送系统与接收系统之间的协定而知道其位置和内容的已知数据、和/或场同步数据来估计CIR，本发明能够更加稳定地执行信道均衡。
这里，如图5所示，将针对均衡处理而输入的数据组分割成区域A到区域D。更具体地说，在本发明的示例中，分别将各区域A、B、C、和D进一步分割成MPH块B4到B7、MPH块B3和B8、MPH块B2和B9、MPH块B1和B10。
更具体地说，在发送系统的VSB帧中，最多可以分配并发送4个数据组。在这种情况下，并非所有的数据组都包括场同步数据。在本发明中，包括场同步数据的数据组使用场同步数据和已知数据执行信道均衡。而不包括场同步数据的数据使用已知数据执行信道均衡。例如，MPH块B3的数据包括场同步数据，其使用根据场同步数据区计算的CIR和根据第一已知数据区计算的CIR来执行信道均衡。同样，MPH块B1和B2的数据使用根据场同步数据区计算的CIR和根据第一已知数据区计算的CIR来执行信道均衡。同时，MPH块B4到B6的数据不包括场同步数据，其使用根据第一已知数据区计算的CIR和根据第三已知数据区计算的CIR来执行信道均衡。
如上所述，为了对数据组内的数据执行信道均衡，本发明使用根据场同步数据和已知数据序列估计的CIR。此处，根据数据组内的各区域的特征，可以直接地使用每一个估计的CIR。或者，可以对多个估计的CIR进行内插或外推，以产生新的CIR，新的CIR随后被用于信道均衡处理。
这里，当已知函数F(x)在特定的点Q处的值F(Q)和函数F(x)在另一特定点S处的值(FS)时，内插是指对点Q和点S之间的区段内的点的函数值的估计。线性内插为各种不同的内插运算中最简单的形式。这里所描述的线性内插在各种不同的可能的内插方法中仅仅是示例性的。并且因此，本发明并不仅限于这里所说明的示例。
或者，当已知函数F(x)在特定的点Q处的值F(Q)和函数F(x)在另一特定点S处的值F(S)时，外推是指对点Q和点S之间的区段以外的点的函数值的估计。线性外推为各种不同的外推运算中最简单的形式。同样地，这里所描述的线性外推在各种不同的可能的外推方法中仅仅是示例性的。并且因此，本发明并不仅限于这里所说明的示例。
图53例示了根据本发明另一实施方式的信道均衡器的框图。这里，通过根据信道均衡信号来估计并补偿余下的载波相位误差，本发明的接收系统可以得到增强。参照图53，信道均衡器包括第一频域转换器3100、信道估计器3110、第二频域转换器3121、系数计算器3122、失真补偿器3130、时域转换器3140、剩余载波相位误差去除器3150、噪声消除器(NC)3160、和判决单元3170。
这里，第一频域转换器3100包括使输入的数据重叠的重叠单元3101、和将从重叠单元3101输出的数据转换成频域数据的快速傅里叶变换(FFT)单元3102。
信道估计器3110包括CIR估计器、相位补偿器3112、CIR预清除器3113、CIR内插器/外推器3114、CIR后清除器、和补零单元。
第二频域转换器3121包括将从信道估计器3110输出的CIR转换成频域CIR的快速傅里叶变换(FFT)单元。
频域转换器3140包括IFFT单元3141和保存单元3142。IFFT单元3141将具有由失真补偿器3130补偿了失真的数据转换成时域数据，而保存单元3142从IFFT单元3141输出的数据中只提取有效数据。
剩余载波相位误差去除器3150包括误差补偿器3151、和剩余载波相位误差估计器3152。误差补偿器3151将信道均衡的数据中所包括的剩余载波相位误差去除，而剩余载波相位误差估计器3152使用信道均衡数据和判决单元3170的判决数据以估计剩余载波相位误差，由此将估计的误差输出到误差补偿器3151。这里，可以使用执行复数乘法的任意装置作为失真补偿器3130和误差补偿器3151。
此处，由于接收到的数据与被调制为VSB类型数据的数据相对应，因此在实数元中仅存在8层散乱数据。因此，参照图53，在噪声消除器3160与判决单元3170中使用的所有信号都与实数(或同相位)信号相对应。然而，为了估计并补偿剩余载波相位误差和相位噪声，既需要实数(同相位)元也需要虚数(正交)元。因此，剩余载波相位误差去除器3150接收并使用正交元以及同相元。通常，在执行信道均衡处理之前，接收系统中的解调器902执行载波的频率和相位恢复。然而，如果没有得到充分补偿的剩余载波相位误差被输入到信道均衡器，则信道均衡器的性能会劣化。具体地说，在动态信道环境中，由于频繁且突然的信道变化，剩余载波相位误差可能大于静态信道环境。最终，这成为使本发明的接收性能劣化的重要因素。
此外，接收系统中所包括的本地振荡器(未示出)应优选地包括单频成分。然而，本地振荡器实际上包括期望的频率成分以及其它频率成分。这些不需要的(或不期望的)频率成分被称为本地振荡器的相位噪声。这种相位噪声同样使本发明的接收性能劣化。很难使用一般的信道均衡器来补偿这种剩余载波相位误差和相位噪声。因此，为了去除剩余载波相位误差和相位噪声，如图53所示，本发明可通过在信道均衡器中包括载波恢复回路(即，剩余载波相位误差去除器3150)来增强信道均衡效果。
更具体地说，第一频域转换器3100的重叠单元3101按照预定的重叠比率来重叠在图53中的解调的接收数据，并随后将其输出到FFT单元3102。通过以FFT来处理数据，FFT单元3102将重叠的时域数据转换成重叠的频域数据。随后，将转换后的数据输出到失真补偿器3130。
失真补偿器3130对从第一频域转换器3100中所包括的FFT单元3102输出的重叠的频域数据和从系数计算器3122计算的均衡系数执行复数乘法，由此补偿FFT单元3102输出的重叠数据的信道失真。之后，补偿的数据被输出到时域转换器3140的IFFT单元3141。IFFT单元3141对已补偿了信道失真的重叠数据执行IFFT，由此将重叠数据转换成时域数据，该时域数据随后被输出到剩余载波相位误差去除器3150的误差补偿器3151。
误差补偿器3151将用于对估计的剩余载波相位误差和相位噪声进行补偿的信号与从时域中提取出的有效数据相乘。因此，误差补偿器3151去除有效数据中包括的剩余载波相位误差和相位噪声。
经误差补偿器3151补偿了剩余载波相位误差的数据被输出到剩余载波相位误差估计器3152以便于估计剩余载波相位误差和相位噪声，并同时被输出到噪声消除器3160以便于去除(或消除)噪声。
剩余载波相位误差估计器3152使用误差补偿器3151的输出数据和判决单元3170的判决数据来估计剩余载波相位误差和相位噪声。之后，剩余载波相位误差估计器3152将用于对所估计的剩余载波相位误差和相位噪声进行补偿的信号输出到误差补偿器3151。在本发明的实施方式中，将所估计剩余载波相位误差和相位噪声的倒数(inverse number)作为用于对剩余载波相位误差和相位噪声进行补偿的信号输出。
图54例示了根据本发明的一个实施方式的、剩余载波相位误差估计器3152的详细框图。这里，剩余载波相位误差估计器3152包括相位误差检测器3211、环路滤波器3212、数控振荡器(NCO)3213、和共轭器3214。参照图54，判决数据、相位误差检测器3211的输出和环路滤波器3212的输出全部是实数信号。而误差补偿器3151的输出、NCO 3213的输出、和共轭器3214的输出全部是复数信号。
为了估计剩余载波相位误差和相位噪声，相位误差检测器3211接收误差补偿器3151的输出数据和判决单元3170的判决数据。随后，相位误差检测器3211将所估计的剩余载波相位误差和相位噪声输出到环路滤波器。
环路滤波器3212随后对剩余载波相位误差和相位噪声进行滤波，由此将滤波结果输出到NCO 3213。NCO 3213生成与滤波后的剩余载波相位误差和相位噪声相对应的余弦波，并随后将其输出到共轭器3214。
共轭器3214计算由NCO 3213生成的余弦波的共轭值。之后，所计算的共轭值被输出到误差补偿器3151。此处，共轭器3214的输出数据为用于对剩余载波相位误差和相位噪声进行补偿的信号的倒数。换言之，共轭器3214的输出数据为剩余载波相位误差和相位噪声的倒数。
误差补偿器3151对从时域转换器3140输出的均衡数据和共轭器3214输出的且用于补偿剩余载波相位误差和相位噪声的信号执行复数乘法，由此去除均衡数据中所包括的剩余载波相位误差和相位噪声。同时，相位误差检测器3211可通过使用不同的方法和结构来估计剩余载波相位误差和相位噪声。估计本发明的该实施方式，通过使用判决引导法来估计剩余载波相位误差和相位噪声。
如果在信道均衡的数据中没有包括剩余载波相位误差和相位噪声，则估计本发明的判决引导相位误差检测器使用实数值只存在于信道均衡的数据与判决数据之间的相关值中这一事实。更具体地说，如果未包括剩余载波相位误差和相位噪声，并且当相位误差检测器3211的输入数据被表示为
xi+jxq
时，可以通过使用下面示出的数学式9来获得判决数据与相位误差检测器3211的输入数据之间的相关值：
数学式9
E { ( x i + jx q ) ( x ^ i + j x ^ q ) * }
此处，在Xi和Xq之间不存在相关性。因此，Xi和Xq之间的相关性等于0。因此，如果未包括剩余载波相位误差和相位噪声，则此处只存在实数值。然而，如果包括剩余载波相位误差和相位噪声，则在虚数值中示出实数元，并且在实数值中示出虚数元。因此在这种情况下，在相关值中示出了虚数元。因此，可以假设，相关值的虚数部分与剩余载波相位误差和相位噪声成比例。因此，如下面的数学式10所示，可以使用相关值的虚数作为剩余载波相位误差和相位噪声。
数学式10
PhaseError = imag { ( x i + jx q ) ( x ^ i + j x ^ q ) * }
= x q x ^ i - x i x ^ q
图55例示了用于获得剩余载波相位误差和相位噪声的相位误差检测器3211的框图。这里，相位误差检测器3211包括Hilbert转换器3311、复数构造器3312、共轭器3313、乘法器3314、和相位误差输出3315。更具体地说，Hilbert转换器3311通过对判决单元3170的判决值
Figure G2008800219492D00844
执行Hilbert转换而产生虚数判决数据
Figure G2008800219492D00845
随后将生成的虚数判决值输出到复数构造器3312。复数构造器3312使用判决值
Figure G2008800219492D00846
和
Figure G2008800219492D00847
来构造复数判决数据
Figure G2008800219492D00851
该复数判决数据随后被输出到共轭器3313。共轭器3313对复数构造器3312的输出进行共轭，由此将共轭值输出到乘法器3314。乘法器3314对误差保持器3151的输出数据和共轭器3313的输出数据
Figure G2008800219492D00852
执行复数乘法，由此获得误差补偿器3151的输出数据xi+jxq与判决单元3170的判决值之间的相关性。从乘法器3314获得的相关性数据随后被输入到相位误差输出3315。相位误差输出3315输出乘法器3314输出的相关性数据的虚数部分作为剩余载波相位误差和相位噪声。
图55所示的相位误差检测器是多种相位误差检测方法中的一个示例。因此，在本发明中也可以使用其它类型的相位误差检测器。因此，本发明并不仅限于在本发明的说明书中所提供的示例和实施方式。此外，根据本发明的另一实施方式，组合了至少两个相位误差检测器以检测剩余载波相位误差和相位噪声。
因此，剩余载波相位误差去除器3150的、已经如上所述地去除了检测到的剩余载波相位误差和相位噪声的输出由具有信道均衡的原始(或初始)信号、剩余载波相位误差和相位噪声、和与在信道均衡期间被放大为有色噪声的白噪声相对应的信号的加和构成。
因此，噪声消除器3160接收剩余载波相位误差去除器3150的输出数据和判决单元3170的判决数据，由此估计有色噪声。随后，噪声消除器3160从已去除了剩余载波相位误差和相位噪声的数据中减去所估计的有色噪声，由此去除在均衡处理过程中放大的噪声。
为此，噪声消除器3160包括减法器和噪声预测器。更具体地说，减法器从残留载波相位误差估计器3150的输出数据中减去噪声预测器所预测的噪声。随后，减法器输出消除(或去除)了放大的噪声的信号以用于数据恢复，并同时将同一信号输出到判决单元3170。噪声预测器通过从已由残留载波相位误差估计器3150去除了残留载波相位误差的信号中减去判决单元3170的输出来计算噪声成分。之后，噪声预测器使用计算出的噪声成分作为噪声预测器中所包括的滤波器的输入数据。同样，噪声预测器使用滤波器(未示出)以便于预测残留载波相位误差估计器3150的输出符号中所包括的任何有色噪声。相应地，噪声预测器将预测的有色噪声成分输出到减法器。
已由噪声消除器3160去除(或消除)了噪声的数据被输出以用于数据解码处理并同时被输出到判决单元3170。
判决单元3170选择多个预定的判决数据组(例如，8个判决数据组)中最接近噪声消除器3160的输出数据的一组，由此将所选的数据输出到剩余载波相位误差估计器3152和噪声消除器3160。
同时，接收到的数据被输入到信道均衡器所包括的第一频域转换器3100的重叠单元3101，并同时被输入到信道估计器3110的CIR估计器3111。
CIR估计器3111使用训练序列(例如，在已知数据区段期间输入的数据和已知数据)以估计CIR，由此将所估计的CIR输出到相位补偿器3112。如果将经受信道均衡的数据是包括有场同步数据的数据组内的数据，则在CIR估计器3111中使用的训练序列可成为场同步数据和已知数据。同时，如果将经受信道均衡的数据是不包括场同步数据的数据组内的数据，则在CIR估计器3111中使用的训练序列只能成为已知数据。
例如，CIR估计器3111使用与在已知数据区段期间由接收系统按照接收系统与发送系统之间的协定而生成的参考已知数据相对应的已知数据来估计CIR。为此，从已知序列检测器1004向CIR估计器3111提供已知数据位置信息。还可以从已知序列检测器1004向CIR估计器3111提供场同步位置信息。
此外，在本发明的这个实施方式中，CIR估计器3111使用最小二乘(LS)法来估计CIR。
LS估计方法计算在已知数据区段期间已经过信道的已知数据与接收端已知的已知数据之间的互相关值p。随后，计算已知数据的互相关矩阵R。随后，针对R-1·p执行矩阵运算，从而获得接收到的数据与初始已知数据之间的互相关值p内的互相关部分，由此估计传输信道的CIR。
相位补偿器3112对所估计的相位变化进行补偿。随后，相位补偿器3112将经过补偿的CIR输出到线性内插器3113。此处，相位补偿器3112可使用最大似然法来补偿所估计的CIR的相位变化。
更具体地说，在经过解调的、接收到的并因此被输出的数据中所包括的剩余载波相位误差和相位噪声改变了CIR估计器3111按照已知序列的循环周期而估计的CIR的相位。此处，如果由于较高速率的相位变化导致没有按照线性形式来执行所输入的、将用于线性内插处理的CIR的相位变化，则当通过根据使用线性内插法而估计的CIR来计算均衡系数以对信道进行补偿时，本发明的信道均衡效果将会劣化。
因此，本发明去除(或消除)了由CIR估计器3111所估计的CIR的相位变化的量，使得失真补偿器3130允许剩余载波相位误差和相位噪声未被补偿地绕过失真补偿器3130。因此，由剩余载波相位误差去除器3150对剩余载波相位误差和相位噪声进行补偿。
为此，通过使用最大似然法，本发明去除(或消除)了由相位补偿器3112所估计的CIR的相位变化的量。
最大似然法的基本概念涉及对共同地(或公共地)存在于所有CIR成分中的相位成分进行估计，随后将所估计的CIR乘以公共的(或共同的)相元的倒数，使得信道均衡器(更具体地说，失真补偿器3130)不对共同的相元进行补偿。
更具体地说，当以θ来表示共同的相元时，与之前估计的CIR相比，刚刚估计的CIR的相位被旋转θ。当点t的CIR被表示为hi(t)时，最大似然相位补偿法获得了θML，其与当hi(t)旋转了θ时的hi(t)相对应，hi(t)的CIR与hi(t+1)的CIR(即，点(t+1)处的CIR)之间的差的平方值为最小值。这里，当i表示估计的CIR的抽头时，并且当N表示CIR估计器3111正在估计的CIR的抽头的数量时，θML的值等于或大于0且等于或小于N-1。可以使用下面示出的数学式11来计算该值：
数学式11
θ ML = min θ Σ i = 0 N - 1 | h i ( t ) e jθ - h i ( t + 1 ) | 2
这里，根据最大似然法，当针对θ求差分的数学式11的右侧等于0时，公共相元θML等于θ的值。在下面的数学式12中示出了上述条件：
数学式12
d dθ Σ i = 0 N - 1 | h i ( t ) e jθ - h i ( t + 1 ) | 2
= d dθ Σ i = 0 N - 1 ( h i ( t ) e jθ - h i ( t + 1 ) ) ( h i ( t ) e jθ - h i ( t + 1 ) ) *
= d dθ Σ i = 0 N - 1 { | h i ( t ) | 2 + | h i + 1 ( t ) | 2 - h i ( t ) h i * ( t + 1 ) e jθ - h i * ( t ) h i ( t + 1 ) e - jθ }
= Σ i = 0 N - 1 { j h i * ( t ) h i ( t + 1 ) e - jθ - j h i * ( t ) h i ( t + 1 ) e jθ }
= j Σ i = 0 N - 1 2 Im { h i * ( t ) h i ( t + 1 ) e - jθ } = 0
可以如下面的数学式13所示那样简化上面的数学式12：
数学式13
Im { e - jθ Σ i = 0 N - 1 { h i * ( t ) h i ( t + 1 ) } } = 0
θ ML = arg ( Σ i = 0 N - 1 h i * ( t ) h i ( t + 1 ) )
更具体地说，数学式13与按照hi(t)和hi(t+1)之间的相关值的自变量而估计的值θML相对应。
图56例示了根据本发明的一个实施方式的相位补偿器，其中，如上所述地计算了共同相元θML，并且其中，按照估计的CIR对估计的相元进行补偿。参照图56，相位补偿器包括相关性计算器3410、相位变化估计器3420、补偿信号生成器3430、和乘法器3440。
相关性计算器3410包括第一N符号缓冲器3411、N符号延迟3412、第二N符号缓冲器3413、共轭器3414、和乘法器3415。更具体地说，相关性计算器3410中所包括的第一N符号缓冲器3411能够以符号为单位最多存储从CIR估计器3111输入的数据达N个符号。临时存储在第一N符号缓冲器3411中的符号数据随后被输入到相关器3410中所包括的乘法器3415并且被输出到乘法器3440。
同时，N符号延迟3412对从CIR估计器3111输出的符号数据延迟N个符号。随后，经延迟的符号数据经过第二N符号缓冲器3413并被输入到共轭器3414，从而被共轭并被输入到乘法器3415。
乘法器3415将第一N符号缓冲器3411的输出与共轭器3414的输出相乘。随后，乘法器3415将相乘的结果输出到相位变化估计器3420所包括的累加器3421。
更具体地说，相关性计算器3410计算在长度为N的当前CIR hi(t+1)
和同样具有长度N的前一个CIR hi(t)之间的相关性。随后，相关性计算器将计算出的相关性值输出到相位变化估计器3420的累加器3421。
累加器3421在N个符号周期内对乘法器3415输出的相关值进行累加。随后，累加器3421将累加的值输出到相位检测器3422。接着相位检测器3422基于如上所述的数学式11根据累加器3421的输出来计算共同的相元θML。之后，计算出的值θML被输出到补偿信号生成器3430。
补偿信号生成器3430将具有与检测到的相位相反的相位的复数信号
Figure G2008800219492D00891
作为相位补偿信号输出到乘法器3440。乘法器3440将第一N符号缓冲器3411输出的当前CIR hi(t+1)与相位补偿信号
Figure G2008800219492D00892
相乘，由此去除估计的CIR的相位变化量。
已经如上所述地得到相位变化补偿的CIR通过第一清除器(或预清除器)3113或绕过第一清除器3113，由此输入到CIR计算器(或CIR内插器/外推器)3114。CIR内插器/外推器3114对估计的CIR进行内插或外推，随后将估计的CIR输出到第二清除器(或后CIR清除器)3115。这里，估计的CIR与已得到相位变化补偿的CIR相对应。根据CIR内插器/外推器3114对估计的CIR进行内插还是外推，第一清除器3113可以工作或不工作。例如，如果CIR内插器/外推器对估计的CIR进行内插，则第一清除器3113不工作。相反，如果CIR内插器/外推器3114对估计的CIR进行外推，则第一清除器3113工作。
更具体地说，根据已知数据而估计的CIR包括将与噪声造成的抖动成分一起获得的信道成分。由于这种抖动成分使均衡器的性能劣化，因此系数计算器3122优选地在使用估计的CIR之前去除抖动成分。因此，根据本发明的一个实施方式，第一和第二清除器3113和3115中的每一个都去除所估计的CIR中具有低于预定阈值的功率级的部分(即，使得所估计的CIR等于‘0’)。这里，将该去除处理表示为‘CIR清除’处理。
CIR内插器/外推器3114通过将CIR估计器3112估计的CIR乘以系数、并且通过将已由相位补偿器(或最大似然相位补偿器)3112补偿了其相位变化的CIR乘以另一系数，由此将相乘的值相加来执行CIR内插。此处，可以使CIR的一些噪声成分彼此相加，由此进行抵消。因此，当CIR内插器/外推器3114执行CIR内插时，原始(或初始)CIR中残留有噪声成分。换言之，当CIR内插器/外推器3114执行CIR内插时，已由相位补偿器3112补偿了相位变化的估计的CIR绕过第一清除器3113并随后被输入到CIR内插器/外推器3114。随后，第二清除器3115清除经过CIR内插器/外推器3114内插的CIR。
相反，CIR内插器/外推器3114通过使用两个CIR(已由相位补偿器3112对每一个的相位变化进行补偿)之间的差值来执行CIR外推，以对位于两个CIR以外的CIR进行估计。因此，在这种情况下，相反地放大了噪声成分。因此，当CIR内插器/外推器3114执行CIR外推时，使用了经过第一清除器3113清除了的CIR。更具体地说，当CIR内插器/外推器3114执行CIR外推时，经过外推的CIR经过第二清除器3115，由此输入到补零单元3116。
同时，当第二频域转换器(或快速傅里叶变化(FFT2))3121将已由第二清除器3115清除并输出的CIR转换到频域时，输入的CIR的长度与FFT的大小可能不匹配(或者彼此完全相同)。换言之，CIR的长度可能小于FFT的大小。在这种情况下，补零单元3116向输入的CIR添加与FFT大小和CIR长度之间的差异相对应的数量的零‘0’，由此将经过处理的CIR输出到第二频域转换器(FFT2)3121。这里，被补零的CIR可与经过内插的CIR、外推的CIR、和在已知数据区段中估计的CIR中的一个相对应。
第二频域转换器3121对补零单元3116输出的CIR执行FFT，由此将CIR转换成频域CIR。随后，第二频域转换器3121将转换后的CIR输出到系数计算器3122。
系数计算器3122使用从第二频域转换器输出的频域CIR来计算均衡系数。随后，系数计算器3122将计算出的系数输出到失真补偿器3130。这里，例如，系数计算器3122根据频域CIR来计算可提供最小均方差(MMSE)的频域的信道均衡系数，该系数随后被输出到失真补偿器3130。
失真补偿器3130对从第一频域转换器3100的FFT单元3102输出的频域的重叠数据和由系数计算器3122计算出的均衡系数执行复数乘法，由此对从FFT单元3102输出的重叠数据的信道失真进行补偿。
图57例示了根据本发明的另一实施方式的信道均衡器的框图。换言之，图57例示了示出信道均衡器的另一示例的框图，该信道均衡器通过根据在将数据组分割成如图5所示的结构时的区域A、B、C、和D使用不同的CIR估计和应用方法进行信道均衡。
更具体地说，如图5所示，在区域A/B(即，MPH块B3到B8)中以足够长的长度上或周期性地发送了已知数据。因此，在这里可使用利用CIR的间接均衡法。然而，在区域C/D(即，MPH块B1、B2、B9、和B10)中，既不能以足够长的时间长度发送已知数据，也不能周期性且均等地发送已知数据。因此，使用已知数据不足以估计CIR。因此，在区域C/D中，使用从均衡器的输出中获得了误差的直接均衡法，以更新系数。
如图57所示，在本发明的实施方式中所提供的示例包括使用循环前缀对区域A/B的数据执行间接信道均衡的方法、和通过使用重叠&保存方法对区域C/D的数据执行直接信道均衡的方法。
因此，参照图57，频域信道均衡器包括频域转换器3510、失真补偿器3520、时域转换器3530、第一系数计算单元3540、第二系数计算单元3550、和系数选择器3560。
这里，频域转换器3510包括重叠单元3511、选择单元3512、和第一FFT单元3513。
时域转换器3530包括IFFT单元3531、保存单元3532、选择单元3533。
第一系数计算单元3540包括CIR估计器3541、平均值计算器3542、第二FFT单元3543、和系数计算器3544。
第二系数计算单元3550包括判决单元3551、选择单元3552、减法器3553、补零单元3554、第三FFT单元3555、系数更新器3556、和延迟单元3557。
另外，可以使用根据数据是与区域A/B相对应还是与区域C/D相对应而选择当前被输入的数据作为输入数据的复用器(MUX)作为频域转换器3510的选择单元3512、时域转换器3530的选择单元3533、和系数选择器3560。
如图57所示，在具有上述结构的信道均衡器中，如果输入的数据与区域A/B相对应，则频域转换器3510的选择单元3512选择输入数据而不选择重叠单元3511的输出数据。在相同的情况下，时域转换器3530的选择单元3533选择IFFT单元3531的输出数据而不选择保存单元3532的输出数据。系数选择器3560选择第一系数计算单元3540输出的均衡系数。
相反，如果输入的数据与区域C/D的数据相对应，则频域转换器3510的选择单元3512选择重叠单元3511的输出数据而不选择输入数据。在相同的情况下，时域转换器3530的选择单元3533选择保存单元3532的输出数据而不选择IFFT单元3531的输出数据。系数选择器3560选择第二系数计算单元3550输出的均衡系数。
更具体地说，将接收到的数据输入到重叠单元3511和频域转换器3510的选择单元3512，并且输入到第一系数计算单元3540。如果输入的数据与区域A/B的数据相对应，则选择单元3512选择接收到的数据，该数据随后被输出到第一FFT单元3513。另一方面，如果输入的数据与区域C/D的数据相对应，则选择单元3512选择经过重叠单元3513重叠的数据并随后将其输出到第一FFT单元3513。第一FFT单元3513对从选择单元3512输出的时域数据执行FFT，由此将时域数据转换成频域数据。随后，经过转换的数据被输出到失真补偿器3520和第二系数计算单元3550的延迟单元3557。
失真补偿器3520对从第一FFT单元3513输出的频域数据和从系数选择器3560输出的均衡系数执行复数乘法，由此对在第一FFT单元3513输出的数据中检测到的信道失真进行补偿。
之后，将经过失真补偿的数据输出到时域转换器3530的IFFT单元3531。时域转换器3530的IFFT单元3531对经过信道失真补偿的数据执行IFFT，由此将经过补偿的数据转换成时域数据。经过转换的数据随后被输出到保存单元3532和选择单元3533。如果输入的数据与区域A/B的数据相对应，则选择单元3533选择IFFT单元3531的输出数据。另一方面，如果输入的数据与区域C/D的数据相对应，则选择单元3533选择从保存单元3532提取出的有效数据。之后，输出所选的数据以进行解码，并同时将该数据输出给第二系数计算单元3550。
第一系数计算单元3540的CIR估计器3541使用在已知数据区段期间接收到的数据和已知数据区段的已知数据来估计CIR，接收系统根据接收系统与发送系统之间的协定已获知该已知数据。随后，估计的CIR被输出到平均值计算器3542。平均值计算器3542计算连续输入的CIR的平均值。随后，计算出的平均值被输出到第二FFT单元3543。例如，参照图37，在点T1处估计的CIR值和在点T2处估计的CIR值的平均值被用于存在于点T1和点T2之间的一般数据的信道均衡处理。相应地，计算出的平均值被输出到第二FFT单元3543。
第二FFT单元3543对正在输入的时域的CIR执行FFT，以将输入的CIR之后成频域CIR。之后，经过转换的频域CIR被输出到系数计算器3544。系数计算器3544计算满足使用频域的CIR以最小化均方差的条件的频域均衡系数。计算出的频域的均衡器系数随后被输出到系数计算器3560。
第二系数计算单元3550的判决单元3551选择多个判决值(例如8个判决值)中最接近均衡数据的一个并将所选的判决值输出到选择单元3552。这里，可以使用复用器作为选择单元3552。在一般的数据区段中，选择单元3552选择判决单元3551的判决值。或者，在已知数据区段中，选择单元3552选择已知数据并将所选的已知数据输出到减法器3553。减法器3553从选择单元652的输出中减去时域转换器3530所包括的选择单元3533的输出，以计算(或获得)误差值。之后，计算出的误差值被输出到补零单元3554。
补零单元3554在输入的误差中添加(或插入)与接收到的数据的重叠量相对应的相同数量的零(0)。随后，用零(0)扩展了的误差被输出到第三FFT单元3555。第三FFT单元3555将其中添加(或插入)了零(0)的时域中的误差转换成频域中的误差。之后，经过转换的误差被输出到系数更新单元3556。系数更新单元3556使用已由延迟单元3557延迟了的频域中的接收数据和频域中的误差来更新之前的均衡系数。之后，经过更新的均衡系数被输出到系数选择器3560。
此处，存储了经过更新的均衡系数，因此可以在稍后的处理中使用该均衡系数作为之前的均衡系数。如果输入的数据与区域A/B的数据相对应，则系数选择器3560选择第一系数计算单元3540计算出的均衡系数。另一方面，如果输入的数据与区域C/D相对应，则系数选择器3560选择经过第二系数计算单元3550更新的均衡系数。之后，所选的均衡系数被输出到失真补偿器3520。
图58例示了根据本发明的另一实施方式的信道均衡器的框图。换言之，图58例示了示出信道均衡器的另一示例的框图，该信道均衡器通过根据在将数据组分割成如图5所示的结构时的区域A、B、C、和D使用不同的CIR估计和应用方法进行信道均衡。在该示例中，例示了一种通过使用重叠&保存法对区域A/B的数据执行间接信道均衡的方法、和一种通过使用重叠&保存法对区域C/D的数据执行直接的信道均衡的方法。
因此，参照图58，频域信道均衡器包括频域转换器3610、失真补偿器3620、时域转换器3630、第一系数计算单元3640、第二系数计算单元3650、和系数选择器3660。
这里，频域转换器3610包括重叠单元3611和第一FFT单元3612。
时域转换器3630包括IFFT单元3631和保存单元3632。
第一系数计算单元3640包括CIR估计器3641、内插器3642、第二FFT单元3643、和系数计算器3644。
第二系数计算单元3650包括判决单元3651、选择单元3652、减法器3653、补零单元3654、第三FFT单元3655、系数更新器3656、和延迟单元3657。
另外，可以使用根据数据是与区域A/B相对应还是与区域C/D相对应而选择当前被输入的数据作为输入数据的复用器(MUX)作为系数选择器3660。更具体地说，如果输入的数据与区域A/B相对应，则系数选择器3660选择第一系数计算单元3640所计算的均衡系数。另一方面，如果输入的数据与区域C/D的数据相对应，则系数选择器3660选择经过第二系数计算单元3650更新的均衡系数。
如图58所示，在具有上述结构的信道均衡器中，接收到的数据被输入到频域转换器3610的重叠单元3611和第一系数计算单元3640。重叠单元3611将输入的数据重叠为预定的重叠比率并且将重叠的数据输出到第一FFT单元3612。第一FFT单元3612对重叠的时域数据执行FFT，由此将重叠的时域数据转换成重叠的频域数据。随后，经过转换的数据被输出到失真补偿器3620和第二系数计算单元3650的延迟单元3657。
失真单元3620对从第一FFT单元3612输出的重叠的频域数据和从系数选择器3660输出的均衡系数执行复数乘法，由此对在第一FFT单元3612输出的重叠数据中检测到的信道失真进行补偿。之后，经过失真补偿的数据被输出到时域转换器3630的IFFT单元3631。时域转换器3630的IFFT单元3631对经过失真补偿的数据执行IFFT，由此将得到补偿的数据转换成重叠的时域数据。经过转换的重叠数据随后被输出到保存单元3632。保存单元3632从重叠的时域数据中只提取有效数据，随后输出该有效数据以进行数据解码并同时将该数据输出到第二系数计算单元3650以便于更新系数。
第一系数计算单元3640的CIR估计器3641使用在已知数据区段期间接收到的数据和已知数据来估计CIR。随后，估计的CIR被输出到内插器3642。内插器3642使用输入的CIR以根据预定的内插方法来估计与位于估计的CIR之间的点相对应的CIR(即，不包括已知数据的区域的CIR)。之后，将估计的结果输出到第二FFT单元3643。第二FFT单元3643对输入的CIR执行FFT，以将输入的CIR转换成频域CIR。之后，经过转换的频域CIR被输出到系数计算器3644。系数计算器3644计算满足使用频域CIR以最小化均方差的条件的频域均衡系数。计算出的频域的均衡系数随后被输出到系数计算器3660。
第二系数计算单元3650的结构和操作与图57所示的第二系数计算单元3550结构和操作完全相同。因此。为了简单起见，将省略对相同部件的描述。
如果输入的数据与区域A/B的数据相对应，则系数选择器3660选择第一系数计算单元3640计算出的均衡系数。另一方面，如果输入的数据与区域C/D相对应，则系数选择器3660选择经过第二系数计算单元3650更新的均衡系数。之后，所选的均衡系数被输出到失真补偿器3620。
图59例示了根据本发明另一实施方式的信道均衡器的框图。换言之，图59例示了示出信道均衡器的另一示例的框图，该信道均衡器通过根据在将数据组分割成如图5所示的结构时的区域A、B、C、和D使用不同的CIR估计和应用方法进行信道均衡。例如，在区域A/B中，本发明使用已知数据来利用最小二乘(LS)法来估计CIR，由此执行信道均衡处理。另一方面，在区域C/D中，本发明通过使用最小均方(LMS)法来估计CIR，由此执行信道均衡处理。更具体地说，由于在区域C/D中不像区域A/B中那样存在周期性的已知数据，因此在区域C/D中不能执行与区域A/B相同的信道均衡处理。因此，只能使用LMS方法来执行信道均衡处理。
参照图59，信道均衡器包括重叠单元3710、第一快速傅里叶变换(FFT)单元3702、失真补偿器3703、逆快速傅里叶变换(IFFT)单元3704、保存单元3705、第一CIR估计器3706、CIR内插器3707、判决单元3708、第二CIR估计器3710、选择单元3711、第二FFT单元3712、和系数计算器3713。这里，可以使用任何执行复数乘法的装置作为失真补偿器3703。如图59所示，在具有上述结构的信道均衡器中，重叠单元3701将输入到信道均衡器中的数据按照预定的重叠比率重叠，并且将重叠的数据输出到第一FFT单元3702。第一FFT单元3702使用快速傅里叶变换(FFT)将时域的重叠数据转换(或变换)成频域的重叠数据。随后，经过转换的数据被输出到失真补偿器3703。
失真补偿器3703对系数计算器3713计算出的均衡系数和频域的重叠数据执行复数乘法，由此对第一FFT单元3702输出的重叠数据中的信道失真进行补偿。之后，经过失真补偿的数据被输出到IFFT单元3704。IFFT单元3704对经过失真补偿的重叠数据执行逆快速傅里叶变换(IFFT)，以将相应的数据转换回时域的数据(即，重叠数据)。随后，经过转换的数据被输出到保存单元3705。保存单元3705从时域的重叠数据中只提取有效数据。随后，保存单元3705输出所提取的有效数据以用于数据解码处理，并同时将所提取的有效数据输出到判决单元3708以进行信道估计处理。
判决单元3708选择多个判决值(例如，8个判决值)中最接近均衡数据的一个并将所选的判决值输出到选择单元3709。这里，可以使用复用器作为选择单元3709。在一般的数据区段中，选择单元3709选择判决单元3708的判决值。或者，在已知数据区段中，选择单元3709选择已知数据并将所选的已知数据输出到第二CIR估计器3710。
同时，第一CIR估计器3706使用输入到已知数据区段中的数据和已知数据来估计CIR。
之后，第一CIR估计器3706将所估计的CIR输出到CIR内插器3707。这里，已知数据与接收系统根据接收系统与发送系统之间的协定在已知数据区段期间产生的参考已知数据相对应。此处，根据本发明的一个实施方式，第一CIR估计器3706使用LS法来估计CIR。LS估计方法计算已在已知数据区段期间经过信道的已知数据和接收端已知的已知数据之间的互相关值p。随后，计算已知数据的互相关矩阵R。随后，针对R-1·p执行矩阵运算，从而获得接收到的数据与初始已知数据之间的互相关值p内的互相关部分，由此估计传输信道的CIR。
CIR内插器3707从第一CIR估计器3706接收CIR。并且，在两组已知数据之间的区段中，根据预定的内插方法对CIR进行内插。随后，输出了被内插得到的CIR。此处，预定的内插方法与使用特定函数已知的一组数据来估计在未知点处的特定的一组数据的方法相对应。例如，这种方法包括线性内插法。线性内插法仅是最简单的内插法中的一种。可以使用各种其它的内插方法，而不使用这里所描述的线性内插方法。很明显，本发明并不仅限于本发明的说明书中所阐述的示例。更具体地说，CIR内插器3707使用输入的CIR以便于通过使用预定的内插法来估计不包括任何已知数据的区段的CIR。之后，将所估计的CIR输出到选择单元3711。
第二CIR估计器3710使用信道均衡器的输入数据和选择单元3709的输出数据来估计CIR。随后，第二CIR估计器3710将估计的CIR输出到选择单元3711。此处，根据本发明的实施方式，使用LMS法来估计CIR。在稍后的处理中将更加详细地描述LMS估计方法。
在区域A/B(即，MPH块B3到B8)中，选择单元3711选择从CIR内插器3707输出的CIR。而在区域C/D(即，MPH块B1、B3、B9、和B10)中，选择单元3711选择从第二CIR估计器3710输出的CIR。之后，选择单元3711将所选的CIR输出到第二FFT单元3712。
第二FFT单元3712将正在输入的CIR转换成频域CIR，并随后将其输出到系数计算器3713。系数计算器3713使用输入的频域CIR来计算均衡系数并将计算出的均衡系数输出到失真补偿器3703。此处，系数计算器3713根据频域CIR来计算可提供最小均方差(MMSE)的频域的信道均衡系数。此处，第二CIR估计器3710可使用在区域A/B中估计的CIR作为区域C/D开始处的CIR。例如，可以使用MPH块B8的CIR值作为MPH块B9的开始处的CIR值。因此，可以降低区域C/D的收敛速度。
利用LMS法在CIR估计器3710中估计CIR的基本原理与接收未知传输信道的输出和更新(update)(或更新(renew))自适应滤波器(未示出)的系数以使得未知信道的输出值与自适应滤波器的输出值之间的差值最小化。更具体地说，更新自适应滤波器的系数值，使得信道均衡器的输入数据等于第二CIR估计器3710所包括的自适应滤波器(未示出)的输出值。之后，在每个FFT周期后将滤波器系数作为CIR输出。
参照图60，第二CIR估计器3710包括每个抽头的延迟单元T、乘法器、和系数更新单元。这里，延迟单元T对选择单元3709的输出数据
Figure G2008800219492D00981
进行依次地延迟。乘法器将从各个延迟单元T输出的各输出数据乘以误差数据e(n)。系数更新单元通过使用与各乘法器相对应的输出来更新系数。这里，为了简单起见，把所设置的与抽头的数量一样多的乘法器表示为第一乘法单元。此外，第二CIR估计器3710还包括多个乘法器，每一个乘法器都将选择单元3709的输出数据和延迟单元T(其中，不包括最后一个延迟单元的输出数据)的输出数据乘以与各相应的系数更新单元相对应的输出数据。同样这些乘法器设置为与抽头的数量一样多。为了简单起见，将该组乘法器表示为第二乘法单元。
第二CIR估计器3710还包括加法器和减法器。这里，加法器将所有从第二乘法单元所包括的各个乘法器输出的数据相加。随后，输出相加的值作为被输入到信道均衡器的数据的估计值
Figure G2008800219492D00991
减法器计算加法器的输出数据
Figure G2008800219492D00992
与信道均衡器的输入数据y(n)之间的差。之后，输出所计算出的差值作为误差数据e(n)。参照图60，在一般数据区段中，均衡数据的判决值被输入到第二CIR估计器3710所包括的第一延迟单元和第二乘法所包括的第一乘法器。在已知数据区段中，已知数据被输入到第二CIR估计器3710所包括的第一延迟单元和第二乘法单元所包括的第一乘法器。输入数据
Figure G2008800219492D00993
穿过多个串联连接的延迟单元T而被依次延迟，串联连接的延迟单元T的数量与抽头的数量相对应。第一乘法单元所包括的各相应的乘法器将各个延迟单元的输出数据与误差数据e(n)相乘。之后，由各个相应的系数更新单元对系数进行更新。
由相应的系数更新单元所更新的各个系数与输入数据
Figure G2008800219492D00994
相乘并且还与除了最后一个延迟单元以外的各延迟单元T的输出数据相乘。之后，将相乘值输入到加法器。加法器随后将从第二乘法单元输出的所有输出数据相加并将相加值作为信道均衡器的输入数据的估计值
Figure G2008800219492D00995
输出给减法器。减法器计算估计值
Figure G2008800219492D00996
与信道均衡器的输入数据y(n)之间的差。差值随后作为误差数据e(n)被输出到第一乘法单元的各乘法器。此处，误差数据e(n)穿过每一个单独的延迟单元T而被输出到第一乘法单元的各乘法器。如上所述，连续地更新自适应滤波器的系数。而在每个FFT周期后，将各系数更新单元的输出作为第二CIR估计器3710的CIR进行输出。
块解码器
同时，如果输入到块解码器1005的数据在得到均衡器1003的信道均衡后与被发送系统执行了块编码和网格编码的数据(即，RS帧内的数据、信令信息数据等)相对应，则按照发送系统的逆处理对输入的数据执行网格解码和块解码处理。或者，如果被输入到块解码器的数据与仅被执行了网格编码而没有被执行块编码的数据(即，主业务数据)相对应，则按照发送系统的逆处理对输入的数据仅执行网格解码。
经过块解码器1005网格解码和块解码的数据随后被输出到RS帧解码器1006。更具体地说，块解码器1005去除已经在数据组中插入的已知数据、用于网格初始化的数据、和信令信息数据、MPEG数据、以及已由发送系统的RS编码器/非系统RS编码器或非系统编码器添加了的RS奇偶校验数据。随后，块解码器1005将经过处理的数据输出到RS帧解码器1006。这里，可以在块解码处理之前执行数据的去除，或者可以在块解码处理过程中或之后来执行数据的去除。
同时，经过块解码器1005网格解码的数据被输出到数据解交织器1009。此处，由块解码器1005进行了网格解码并被输出到数据解交织器1009的数据不仅可以包括主业务数据，还可以包括RS帧内的数据和信令信息。此外，在输出到数据解交织器1009的数据中，还可以包括由预处理器230之后的发送系统添加的RS奇偶校验数据。
根据本发明的另一实施方式，没有经过块解码处理的、且仅经过发送系统的网格编码处理的数据可直接地绕过块解码器1005，从而被输出到数据解交织器1009。在这种情况下，应该将网格解码器设置在数据解交织器1009之前。更具体地说，如果输入的数据与仅被执行了网格编码而没有被执行块编码的数据相对应，则块解码器1005对输入的数据执行维特比(Viterbi)(或网格)解码以输出硬判决值，或者对软判决值执行硬判决，由此输出结果。
同时，如果输入的数据与被执行了块编码与网格编码处理二者的数据相对应，则块解码器1005输出关于输入数据的软判决值。
换言之，在发送系统中，如果输入的数据与由块处理器302执行了块编码处理并且由网格编码模块256执行了网格编码处理的数据相对应，则块解码器1005对输入的数据执行解码处理和网格解码处理，作为发送系统的逆处理。此处，可以将发送系统所包括的预处理器的RS帧编码器视为外部(outer)(或外部(external))编码器。而可以将网格编码器视为内部(inner)(或内部(internal))编码器。当对这种链接码进行解码时，为了使得块解码器1005能够对外部编码数据的解码性能最大化，内部编码的解码器应输出软判决值。
图61例示了根据本发明的一个实施方式的块解码器1005的详细框图。参照图61，块解码器1005包括反馈控制器4010、输入缓冲器4011、网格解码单元(或12路网格编码调制(TCM)解码器或内解码器)4012、符号字节转换器4013、外部块提取器4014、反馈去格式器4015、符号解交织器4016、外部符号映射器4017、符号解码器4018、内部符号映射器4019、符号交织器4020、反馈格式器4021、和输出缓冲器4022。这里，与在发送系统中相同，可以将网格解码单元4012视为内部(inner)(或内部(internal)解码器。而可以将符号解码器4018视为外部(outer)(或外部(external))解码器。
输入缓冲器4011临时存储从均衡器1003输出的且正在进行信道均衡的移动业务数据符号(这里，移动业务数据符号可包括与信令信息相对应的符号、在RS帧的编码处理过程中添加的RS奇偶校验数据符号和CRC数据符号)。之后，输入缓冲器4011以turbo解码处理所需的turbo块(TDL)大小向网格解码单元4012反复地输出所存储的符号M次。
也可以将turbo解码长度(TDL)称为turbo块。这里，TDL应包括至少一个SCCC块的大小。因此，如在图5中所定义的，当假设一个MPH块是16个段的单元、且10个MPH块的组合形成一个SCCC块时，TDL应等于或大于最大的可能组合大小。例如，当假设2个MPH块形成一个SCCC块时，TDL可以等于或大于32个段(即，828x32＝26496个符号)。这里，M表示由反馈控制器4010预先确定的用于turbo解码的重复次数。
另外，M表示turbo解码处理的重复次数，该次数由反馈控制器4010预先确定。
而且，在均衡器1003输出的经过信道均衡的符号的值中，与不包括移动业务数据符号的区段(在RS帧编码期间包括RS奇偶校验数据符号和CRC数据符号)相对应的输入符号值绕过输入缓冲器4011，而未被该缓冲器存储。更具体地说，由于针对其中未曾执行过SCCC块编码的区段的输入符号值执行网格编码，因此输入缓冲器4011将相应区段的输入符号值直接地输入到网格编码模块4012，而没有执行任何存储、重复、和输出处理。输入缓冲器4011的存储、重复、和输出处理由反馈控制器4010控制。这里，反馈控制器4010参考从信令信息解码单元1013输出的SCCC相关信息(例如，SCCC块模式和SCCC外部编码模式)来对输入缓冲器4011的存储和输出处理进行控制。
网格解码单元4012包括12路TCM解码器。这里，网格解码单元4012执行12路网格解码，作为12路网格编码器的逆处理。
更具体地说，网格解码单元4012接收输入缓冲器4011的多个输出符号和反馈格式器4021的与各TDL相等的软判决值，以执行TCM解码处理。
此处，基于反馈控制器4010的控制，使从反馈格式器4021输出的软判决值与多个移动业务数据符号以一一(1∶1)对应关系相匹配。这里，移动业务数据位置的数量与从输入缓冲器4011输出的TDL相等。
更具体地说，从输入缓冲器4011输出的移动业务数据与正被输入的turbo解码数据相匹配，使得各数据位置可以彼此对应。之后，匹配的数据被输出到网格解码单元4012。例如，如果turbo解码数据与turbo块内的第三个符号相对应，则从输入缓冲器4011输出的相应的符号(或数据)与turbo块所包括的第三个符号相匹配。随后，匹配的符号(或数据)被输出到网格解码单元4012。
为此，在进行递归turbo解码处理时，反馈控制器4010对输入缓冲器4011进行控制，以使得输入缓冲器4011存储相应的turbo块数据。另外，通过对数据(或符号)进行延迟，从符号交织器4020输出的符号的软判决值(例如，LLR)与输入缓冲器4011的与输出的符号的块内的相同位置(place)(或定位(position))相对应的符号彼此以一一对应的关系进行匹配。之后，对匹配的符号进行控制，使得它们通过单独的路径被输入到TCM解码器。将该处理重复预定次数的turbo解码循环周期。随后，从输入缓冲器4011输出下一个turbo块的数据，由此重复turbo解码处理。
网格解码单元4012的输出表示构成每个符号的传输位的可靠性程度。例如，在发送系统中，由于网格编码器的输入数据对应于一个两位的符号，因此可以将具有值为‘1’的位的似然性与具有值为‘0’的位的似然性之间的对数似然比(LLR，log likelihood ratio)(以位为单位)分别地输出到较高位和较低位。这里，对数似然比与具有值为‘1’的位的似然性与具有值为‘0’的位的似然性之间的比率的对数值相对应。或者，可以将等于“00”、“01”、“10”、和“11”的2位(即，一个符号)的似然性的LLR(以符号为单位)分别输出到所有4种位的组合(即，00、01、10、11)。结果，其成为表示构成每个符号的传输位的可靠性程度的软判决值。可使用最大后验概率(MAP，maximum a posteriori probability)或软输出维特比算法(SOVA，soft-out Viterbi algorithm)作为网格解码单元4012内的各个TCM解码器的解码算法。
网格解码单元4012的输出被输入到符号-字节转换器4013和外部块提取器4014。
符号字节转换器4013对从网格解码单元4012输出的经过网格解码的软判决值执行硬判决处理。之后，符号-字节转换器4013将4个符号组合成字节单元，字节随后被输出到图36的数据解交织器1009。更具体地说，符号-字节转换器4013以位为单位对从网格解码单元4012输出的符号的软判决值执行硬判决。因此，从符号-字节转换器4013以位为单位输出的、经过硬判决处理的数据不仅包括主业务数据，而且还可以包括移动业务数据、已知数据、RS奇偶校验数据、和MPEG报头。
在网格解码单元4012的具有TDL大小的软判决值之中，外部块提取器4014识别与移动业务数据符号(其中，包括与信令信息、在RS帧编码过程中添加的RS奇偶校验数据符号、和CRC数据符号相对应的符号)相对应的具有B大小的软判决值，并且将所识别的软判决值输出到反馈去格式器4015。
反馈去格式器4015改变了与移动业务数据符号相对应的软判决值的处理顺序。对于在中间步骤中生成的移动业务数据符号的处理顺序的初始变化来说(其中，从发送系统的块处理器302输出的输出符号被输入到网格编码模块256(即，当符号经过组格式器、数据解交织器、包格式器、和数据交织器时))，这是一种逆处理。之后，反馈去格式器1015对与移动业务数据符号相对应的软判决值的处理顺序执行重新排序，并且随后将经过处理的移动业务数据符号输出到符号解交织器4016。
这是由于，在块处理器302与网格编码模块256之间存在着多个块，并且由于这些块，从块处理器302输出的移动业务数据符号的顺序与输入网格编码模块256的移动业务数据符号的顺序彼此不完全相同。因此，反馈去格式器4015对从外部块提取器4014输出的移动业务数据符号的顺序进行重新排序，使得输入到符号解交织器4016的移动业务数据符号的顺序与从发送系统的块处理器302输出的移动业务数据符号的顺序匹配。可以将重新排序处理实施为软件、中间件、和硬件中的一种。
图62例示了根据本发明的一个实施方式的反馈去格式器4015的详细框图。这里，反馈去格式器4015包括数据解交织器5011、包去格式器5012、数据交织器5013、和组去格式器5014。参照图62，外部块提取器4014所提取出的移动业务数据符号的软判决值被未加修改地直接输出到反馈去格式器4015的数据解交织器5011。然而，在数据位置(例如，主业务数据位置、已知数据位置、信令信息位置、RS奇偶校验数据位置、和MPEG报头位置)中插入有数据占位符(或空数据)，由外部块提取器4014去除这些数据占位符，从而接着将数据输出到反馈去格式器4015的数据解交织器5011。
数据解交织器5011执行发送系统所包括的数据交织器253的逆处理。更具体地说，数据解交织器5011对输入的数据解交织并将解交织的数据输出到包去格式器5012。包去格式器5012执行包格式器305的逆处理。更具体地说，在数据解交织器5011输出的解交织的数据中，包去格式器5012去除了由包格式器305插入的与MPEG报头相对应的占位符。包去格式器5012的输出被输入到数据交织器5013，并且作为发送系统所包括的数据解交织器529的逆处理，数据交织器5013对所输入的数据进行交织。因此，具有如图5所示的数据结构的数据被输出到分组去格式器5014。
数据去格式器5014执行发送系统所包括的组格式器303的逆处理。更具体地说，组格式器5014去除了与主业务数据、已知数据、信令信息数据、和RS奇偶校验数据相对应的占位符。随后，组格式器5014仅将经过重新排序的(或重新排列的)移动业务数据符号输出到符号解交织器4016。根据本发明的另一实施方式，当使用内存映射来实施反馈去格式器4015时，可以省略向或从由外部块提取器4014所去除的数据位置插入或去除占位符的处理。
作为发送系统所包括的符号交织器514的符号交织处理的逆处理，符号解交织器4016对从反馈去格式器4015输出的已改变了处理顺序的移动业务数据符号执行解交织。符号解交织器4016在解交织处理过程中所使用的块的大小与发送系统所包括的符号交织器514的实际符号的交织大小(即，B)完全相同。这是由于turbo解码处理是在网格解码单元4012与符号解码器4018之间执行的。符号解交织器4016的输入和输出都与软判决值相对应，并且将解交织后的软判决值输出到外部符号映射器4017。
外部符号映射器4017的操作可取决于发送系统所包括的卷积编码器513的结构及码率而不同。例如，当卷积编码器513对数据进行1/2速率编码并随后发送该数据时，外部符号映射器4017将输入数据不加修改地直接输出。在另一示例中，当卷积编码器513对数据进行1/4速率编码并发送该数据时，外部符号映射器4017对输入数据进行转换，使得输入数据与符号解码器4018的输入数据格式相匹配。为此，可以从信令信息解码器1013向外部符号映射器4017输入SCCC相关信息(即，SCCC块模式和SCCC外部编码模式)。随后，外部符号映射器4017将转换的数据输出到符号解码器4018。
符号解码器4018(即，外部解码器)接收从外部符号映射器4017输出的数据，并且作为发送系统所包括的卷积编码器513的逆处理，执行符号解码。此处，从符号解码器4018输出了两个不同的软判决值。输出的软判决值中的一个对应于与卷积编码器513的输出符号匹配的软判决值(此后将其表示为“第一判决值”)。输出的软判决值中的另一对应于与卷积编码器513的输入位匹配的软判决值(此后将其表示为“第二判决值”)。
更具体地说，第一判决值表示卷积编码器513的输出符号(2位)的可靠程度。这里，相对于构成符号的每一个较高位和较低位，第一软判决值可(以位为单位)输出等于‘1’的1位的似然性与等于‘0’的1位的似然性之间的LLR。或者，相对于所有的可能组合，第一软判决值也可以(以符号为单位)输出等于“00”、“01”、“10”、和“11”的2位的似然性的LLR。第一软判决值通过内部符号映射器4019、符号交织器4020、和反馈格式器4021被反馈给网格解码单元4012。另一方面，第二软判决值表示发送系统所包括的卷积编码器513的输入位的可靠程度。这里，第二软判决值被表示为等于‘1’的1位的似然性与等于‘0’的1位的似然性之间的LLR。之后，第二软判决值被输出到输出缓冲器4022。在这种情况下，可使用最大后验概率(MAP)或软输出维特比算法(SOVA)作为符号解码器4018的解码算法。
从符号解码器4018输出的第一软判决值被输入到内部符号映射器4019。内部符号映射器4019将第一软判决值转换成与网格解码单元4012的输入数据相对应的数据格式。之后，内部符号映射器4019将转换的软判决值输出到符号交织器4020。内部符号映射器4019的操作可取决于发送系统所包括的卷积编码器513的结构及码率而不同。
符号交织器4020对从内部符号映射器4019输出的第一软判决值执行如图26所示的符号交织。随后，符号交织器4020将经过符号交织的第一软判决值输出到反馈格式器4021。这里，符号交织器4020的输出也对应于软判决值。
针对与在中间步骤中(其中，从发送系统的块处理器302输出的输出符号被输入到网格编码模块(例如，当符号通过组格式器、数据解交织器、包格式器、RS编码器、和数据交织器时))生成的符号相对应的软判决值的改变的处理顺序，反馈格式器4021变更(后改变)从符号交织器4020输出的输出值的顺序。随后，反馈格式器4021按照改变的顺序将值输出到网格解码单元4012。反馈格式器4021的重新排序处理可至少构成软件、硬件、和中间件中的一种。例如，可以将反馈格式器4021配置成执行图62的逆处理。
从符号交织器4020输出的软判决值与从输入缓冲器4011输出的各种具有TDL大小的移动业务数据符号的位置相匹配，从而处于一一对应关系。之后，与相应符号位置相匹配的软判决值被输出到网格解码单元4012。此处，由于主业务数据的主业务数据符号或RS奇偶校验数据符号和已知数据符号与移动业务数据符号不对应，因此反馈格式器4021在相应的位置中插入空数据，从而将经过处理的数据输出到网格解码单元4012。而且，每次对具有TDL大小的符号进行了trubo编码时，从第一解码处理的开始，符号交织器4020不反馈值。因此，反馈格式器4021受到反馈控制器4010的控制，由此在所有包括移动业务数据符号的符号位置中插入空数据。随后，将经过处理的数据输出到网格解码单元4012。
输出缓冲器4022基于反馈控制器4010的控制从符号解码器4018接收第二软判决值。随后，输出缓冲器4022临时存储接收到的第二软判决值。之后，输出缓冲器4022将第二软判决值输出到RS帧解码器1006。例如，输出缓冲器4022重写符号解码器4018的第二软判决值，直到turbo解码处理被执行M次为止。随后，一旦针对单个TDL执行了所有M次turbo解码处理，将相应的第二软判决值输出到RS帧解码器1006。
如图61所示，反馈控制器4010对整个块解码器的turbo解码和turbo解码重复处理的次数进行控制。更具体地说，一旦已经重复turbo解码处理预定次数，符号解码器4018的第二软判决值通过输出缓冲器4022被输出到RS帧解码器1006。因此，完成turbo块的块解码处理。在本发明的说明书中，为简单起见，该处理被称为递归turbo解码处理。
此处，在考虑硬件复杂性和纠错性能的同时，可以定义在网格解码单元4012与符号解码器4018之间递归turbo解码循环的次数。因此，如果循环次数增加，则可以加强纠错性能。然而，这可能导致硬件变得更加复杂(complicated)(或复杂(complex))的不利情况。
同时，数据解交织器1009、RS解码器1010、和数据去随机化器1011与接收主业务数据所需的块相对应。因此，在只用于接收移动业务数据的数字广播接收系统的结构中，可不需要(或不要求)上述块。
数据解交织器1009执行发送系统中所包括的数据交织器的逆处理。换言之，数据解交织器1009对从块解码器1005输出的主业务数据进行解交织并将解交织的主业务数据输出到RS解码器1010。输入到数据解交织器1009的数据包括主业务数据以及移动业务数据、已知数据、RS奇偶校验数据、和MPEG报头。此处，在输入的数据中，只有被添加到主业务数据包的主业务数据和RS奇偶校验数据可输出到RS解码器1010。另外，除了主业务数据以外，可以去除在数据去随机化器1011之后输出的所有数据。在本发明的实施方式中，只有被添加到主业务数据包的主业务数据和RS奇偶校验数据可输出到RS解码器1010。
RS解码器1010对解交织数据执行系统的RS解码处理并将经过处理的数据输出到数据去随机化器1011。
数据去随机化器1011接收RS解码器1010的输出并生成与数字广播发送系统所包括的随机性发生器的伪随机数据字节完全相同的伪随机数据字节。之后，数据去随机化器1011对所生成的伪随机数据字节执行逐位异或(XOR)运算，由此将MPEG同步字节插入到各个包的开始处，从而输出以188个字节的主业务数据包为单位的数据。
RS帧解码器
从块解码器1005输出的数据以部分为单位。更具体地说，在发送系统中，RS帧被分割成若干个部分，而各个部分的移动业务数据被分配给数据组内的区域A/B/C/D或分配给区域A/B和区域C/D中的任一个，由此发送到接收系统。因此，RS帧解码器1006对队列中所包括的若干个部分进行组合以形成一个RS帧，或者，RS帧解码器1006对队列中所包括的若干个部分进行组合以形成两个RS帧。之后，以RS帧为单位执行纠错解码。
例如，当RS帧模式值等于‘00’时，一个队列发送一个RS帧。此处，一个RS帧被分割成若干个部分，并将各个部分的移动业务数据分配给相应数据组内的区域A/B/C/D或分配给区域A/B和区域C/D中的任一个，由此进行发送。在这种情况下，如图63(a)所示，MPH帧解码器1006从相应的数据组的区域A/B/C/D提取移动业务数据。随后，MPH帧解码器1006可对队列内的多个数据组执行形成(或产生)部分的处理，由此形成若干个部分。随后，对移动业务数据的若干个部分的进行组合以形成RS帧。这里，如果在最后一个部分添加了填充字节，则在去除填充字节后可形成RS帧。
在另一示例中，当RS帧模式值等于‘01’时，一个队列发送两个RS帧(即，主RS帧与辅助RS帧)。此处，主RS帧被分割成若干个主要部分，而各主要部分的移动业务数据被分配给相应的数据组的区域A/B，由此被发送。同样，辅助RS帧被分割成若干个辅助部分，而各辅助部分的移动业务数据被分配给相应的数据组的区域C/D，由此被发送。
在这种情况下，如图63(b)所示，RS帧解码器1006从与相应的数据组的区域A/B提取移动业务数据。随后，MPH帧解码器1006可对队列内的多个数据组执行形成(或产生)主要部分的处理，由此形成若干个主要部分。随后，对移动业务数据的若干个主要部分的进行组合以形成主RS帧。这里，如果在最后一个主要部分添加了填充字节，则在去除填充字节后可形成主RS帧。同样，MPH帧解码器1006从与相应的数据组的区域C/D提取移动业务数据。随后，RS帧解码器1006可对队列内的多个数据组执行形成(或产生)辅助部分的处理，由此形成若干个辅助部分。随后，对移动业务数据的若干个辅助部分的进行组合以形成辅助RS帧。这里，如果在最后一个辅助部分添加了填充字节，则在去除填充字节后可形成辅助RS帧。
更具体地说，RS帧解码器1006从块解码器1005接收各个部分的经过RS编码的和/或经过CRC编码的移动业务数据。随后，RS帧解码器1006对基于从信令信息解码器1013输出的RS帧相关信息而输入的若干个部分进行组合，由此执行纠错。通过参考RS帧相关信息中所包括的RS帧模式值，RS帧解码器1006可形成RS帧并且还可以得到关于RS编码奇偶校验数据字节的数量和编码大小的通知。这里，RS编码用于构造RS帧。RS帧解码器1006还可以参考RS帧相关信息来执行发送系统中所包括的RS帧编码器的逆处理，由此纠正RS帧内的误差。之后，RS帧解码器1006将1个MPEG同步数据添加到纠错移动业务数据包。在前面的处理中，在RS帧编码处理期间从移动业务数据包中去除了1个MPEG同步数据字节。最后，RS帧解码器1006将经过处理的移动业务数据包输出到去随机化器1007。
图64例示了当RS帧模式值等于‘00’时对发送到队列的若干个部分进行分组由此形成RS帧和RS帧可靠性映射表的示例性处理，以及例示了作为发送系统的逆处理以超帧为单位执行行置换处理，由此重新辨别(或识别)经过去行置换处理的RS帧和RS帧可靠性映射表的示例性处理。更具体地说，RS帧解码器1006接收并组合多个移动业务数据字节，从而形成RS帧。根据本发明，在发送系统中，移动业务数据与经过以RS帧为单位的RS编码的数据相对应，并且还与经过与超帧为单位的行置换的数据相对应。此处，可能已经对移动业务数据进行了纠错编码(例如，CRC编码)。或者，可以省略纠错编码处理。
假设在发送系统中，具有(N+2)×(187+P)个字节的大小的RS帧被分割成M个部分，并且M个移动业务数据部分被分别地分配并发送给M个数据组中的区域A/B/C/D。在这种情况下，在接收系统中，如图64(a)所示，组合了各移动业务数据部分，由此形成了具有(N+2)×(187+P)个字节的大小的RS帧。此处，当把向相应的RS帧所包括的至少一个部分添加了填充字节(S)并随后发送该RS帧时，去除了填充字节，由此构成RS帧和RS帧可靠性映射表。例如，如图23所示，当向相应部分添加了S个填充字节时，去除了该S个填充字节，由此构成RS帧和RS帧可靠性映射表。
这里，当假设块解码器1005输出了解码结果的软判决值时，RS帧解码器1006可通过使用软判决值的编码来确定相应位的‘0’和‘1’。组合如上所述地分别确定的8位以产生1个数据字节。如果针对在队列中所包括的若干个部分(或数据组)的所有软判决值执行上述处理，则可以构成具有(N+2)×(187+P)个字节的大小的RS帧。
而且，本发明不仅使用软判决值来构造RS帧，并且还使用软判决值来构造可靠性映射表。
这里，可靠性映射表是指通过组合8位而构造的相应数据字节的可靠性，其中通过软判决值的编码来确定该8位。
例如，当软判决值的绝对值超过预定的阈值时，确定通过相应的软判决值的编码而确定的相应的位的值是可靠的。相反，当软判决值的绝对值未超过预定的阈值，则确定相应的位的值是不可靠的。之后，即使通过软判决值的编码确定的、且经过组合以构成一个数据字节的8位中的一位被确定是不可靠的，也在可靠性映射表上将相应的数据字节标记为不可靠的数据字节。
这里，确定一个数据字节的可靠性仅仅是示例性的。更具体地说，当多个数据字节(例如，至少4个数据字节)被确定为不可靠时，也可以在可靠性映射表内将相应的数据字节标记为不可靠。相反，当一个数据字节内的所有数据位都被确定为可靠时(即，当一个数据字节中所包括的所有8位的软判决值的绝对值都超过预定阈值时)，才在可靠性映射表上将相应的数据字节标记为可靠的数据字节。同样，当多个数据字节(例如，至少4个数据字节)被确定为可靠时，也在可靠性映射表上将相应的数据字节标记为可靠的数据字节。上述示例中提出的数量仅仅是示例性的，并且因此其不构成对本发明的范围或精神的限制。
可以同时执行同样使用软判决值来构造RS帧的处理和构造可靠性映射表的处理。这里，可靠性映射表内的可靠性信息是与RS帧内的每一帧为一一对应关系。例如，如果RS帧具有(N+2)×(187+P)个字节的大小，则可靠性映射表同样被构造为具有(N+2)×(187+P)个字节的大小。图64(a’)和图64(b’)分别例示了根据本发明的构造可靠性映射表的处理步骤。
此处，以超帧为单位对图64(b)的RS帧与图64(b’)的RS帧可靠性映射表进行交织(如图21所示)。因此，RS帧与RS帧可靠性映射表被组合以产生超帧和超帧可靠性映射表。随后，如图64(c)和图64(c’)所示，作为发送系统的逆处理，以超帧为单位对RS帧和RS帧可靠性映射表执行了去置换(或解交织)处理。随后，当以超帧为单位执行去置换处理时，如图64(d)和图64(d’)所示，将经过处理的数据分割成具有(N+2)×(187+P)个字节的大小的去置换(或解交织)RS帧和具有(N+2)×(187+P)个字节的大小的去置换RS帧可靠性映射表。随后，针对所分割的RS帧使用RS帧可靠性映射表以执行纠错。
图65例示了根据本发明的一个实施方式的纠错处理的示例。图65例示了当发送系统已针对RS帧执行了RS编码和CRC编码两种处理时执行纠错处理的示例。
如图65(a)和图65(a’)所示，当产生了具有(N+2)×(187+P)个字节的大小的RS帧和具有(N+2)×(187+P)个字节的大小的RS帧可靠性映射表时，针对所产生的RS帧执行CRC故障位检测处理，由此验证在每一行中是否出现任何错误。随后，如图65(b)所示，去除了2个字节的校验和以构造具有N×(187+P)个字节的大小的RS帧。这里，在与每一行相对应的错误标记上显示了错误的存在(presence)(或存在(existence))。同样地，由于可靠性映射表的与CRC校验和相对应的部分几乎不具有任何的可应用性，因此去除该部分以使得只保留Nx(187+P)个可靠性信息字节，如图65(b’)所示。
如上所述，在执行CRC故障位检测处理后，在列的方向上执行RS解码处理。这里，可以根据CRC错误标记的数量来执行RS消除纠正处理。更具体地说，如图65(c)所示，对与RS帧内的各行相对应的CRC错误标记进行了验证。之后，当在列的方向上执行RS解码处理时，RS帧解码器1006确定发生CRC错误的行的数量是否等于或小于RS消除纠正可以处理的错误的最大数量。错误的最大数量与在执行RS编码处理时插入的奇偶校验字节的数量P相对应。在本发明的实施方式中，假设已向每一列添加了48个奇偶校验字节(即，P＝48)。
如果发生CRC错误的行的数量小于或等于RS消除解码处理能够纠正的错误的最大数量(即，根据本实施方式，48个错误)，则如图65(d)所示，针对具有(187+P)个N字节的行(即，235个N字节的行)在列的方向上执行(235，187)RS消除解码处理。之后，如图65(e)所示，去除了已经添加在每一行的末端的48字节的奇偶校验数据。然而相反，如果发生CRC错误的行的数量大于RS消除解码处理能够纠正的错误的最大数量(即，48个错误)，则不能执行RS消除解码处理。在这种情况下，可以通过执行一般的RS解码处理来纠错。此外，可以使用基于与RS帧一起的软判决值产生的可靠性映射表来进一步增强本发明的纠错能力(或效果)。
更具体地说，RS帧解码器1006对块解码器1005的软判决值的绝对值与预定的阈值进行比较，以确定通过相应的软判决值的编码而确定的位值的可靠性。另外，对各自通过软判决值的编码而确定的8位进行组合以形成一个数据字节。因此，在可靠性映射表上显示了这一个数据字节的可靠性信息。因此，如图65(c)所示，即使根据对特定行进行的CRC故障位检测而确定了该特定行发生了错误，但本发明没有假设该行中所包括的所有字节都发生了错误。本发明参考可靠性映射表的可靠性信息并且只将已被确定为不可靠的字节设置为错误字节。换言之，不论在相应的行中是否存在CRC错误，都只将根据可靠性映射表而被确定为不可靠的字节设置为消除点。
根据另一种方法，当基于CRC故障位检测结果确定了在相应的行中包括有CRC错误时，只将根据可靠性映射表而被确定为不可靠的字节设置为错误字节。更具体地说，只将与被确定为其中包括有错误的行相对应并且根据可靠性信息被确定为不可靠的字节设置为消除点。之后，如果各列的错误点的数量小于或等于RS消除解码处理能够纠正的错误的最大数量(即，48个错误)，则对相应的列执行RS消除解码处理。相反，如果各列的错误点的数量大于RS消除解码处理能够纠正的错误的最大数量(即，48个错误)，则对相应的列执行一般的解码处理。
更具体地说，如果其中包括有CRC错误的行的数量大于RS消除解码处理能够纠正的错误的最大数量(即，48个错误)，根据相应的列中的消除点的数量，对基于可靠性映射表的可靠性信息而确定的列执行RS消除解码处理，或者执行一般RS解码处理。例如，假设在RS帧内其中包括有CRC错误的行的数量大于48。并且还假设基于可靠性映射表的可靠性信息而确定的消除点的数量被显示为在第一列中的40个消除点和在第二列中的50个消除点。在这种情况下，对第一列执行(235，187)RS消除解码处理。或者，对第二列执行(235，187)RS解码处理。当使用上述处理在RS帧内对所有列的方向执行纠错解码处理时，如图65(e)所示，去除了被添加在每一列的末端的48字节的奇偶校验数据。
如上所述，即使与RS帧内各行相对应的CRC错误的总数大于RS消除解码处理能够纠正的错误的最大数量，当根据可靠性映射表上的可靠性信息而确定的特定列内的具有低可靠性级别的字节的数量时，同时对特定列执行纠错解码。这里，一般RS解码处理与RS消除解码处理之间的不同之处在于能够被纠正的错误的数量。更具体地说，当执行一般RS解码处理时，可以对与在RS编码处理过程中所插入的奇偶校验字节的数量的二分之一(即，(奇偶校验字节数)/2)相对应的数量的错误进行纠错(即，可以纠正24个错误)。另选的是，当执行RS消除解码处理时，可以对与在RS编码处理过程中所插入的奇偶校验字节的数量相对应的数量的错误进行纠错(即，可以纠正48个错误)。
在如上所述地执行纠错解码处理后，可以获得如图65(e)所示的由187个N字节的行(或包)构成的RS帧。按照N个187字节单位的顺序输出具有N×187个字节的大小的RS帧。此处，如图65(f)所示，将已由发送系统移除了的1个MPEG同步字节添加到每一个187字节的包。因此，输出了188字节单位的移动业务数据包。
如上所述，经过RS帧解码的移动业务数据包被输出到数据去随机化器1007。数据去随机化器1007对接收到的移动业务数据执行去随机处理，这对应于在发送系统中所包括的随机性发生器的逆处理。之后，输出经过了去随机处理的数据，由此得到从发送系统发送的移动业务数据。在本发明中，RS帧解码器1006可执行数据去随机功能。MPH帧解码器可以由M个平行设置的RS帧解码器、对各个部分进行复用并被提供给M个RS帧解码器的每一个输入端的复用器、和对各个部分进行解复用并被提供给M个RS帧解码器的每一个输入端的解复用器构成，其中，RS帧编码器的数量等于MPH帧内的队列的数量(＝M)。
一般数字广播接收系统
图66例示了示出根据本发明的一个实施方式的数字广播接收系统的结构的框图。这里，图36的解复单元可用于数字广播接收系统。参照图66，数字广播接收系统包括调谐器6001、解调单元6002、解复用器6003、音频解码器6004、视频解码器6005、本机电视应用管理器6006、频道管理器6007、频道映射表6008、第一存储器6009、SI和/或数据解码器6010、第二存储器6011、系统管理器6012、数据广播应用管理器6013、存储控制器6014、第三存储器6015、和GPS模块6020。这里，第一存储器6009对应于非易失性随机存取存储器(NVRAM)(或闪存)。第三存储器6015对应于大规模存储装置(例如硬盘驱动器(HDD)、存储器芯片等)。
调谐器6001通过天线、电缆、和卫星中的任一个来调谐特定频道的频率。随后，调谐器6001将所调谐的频率下变频为中频(IF)，随后被将中频输出到解调单元6002。此处，调谐器6001受到频道管理器6007的控制。而且，经过调谐的频道的广播信号的结果和强度还被报告给频道管理器6007。由调谐后的频道的频率所接收到的数据包括主业务数据、移动业务数据、和用于解码主业务数据和移动业务数据的表数据。
根据本发明的实施方式，可以将移动广播节目的音频数据和视频数据应用为移动业务数据。由不同类型的编码器对这些音频数据和视频数据进行压缩，以将其发送到广播站。在这种情况下，在接收系统中设置视频解码器6004和音频解码器6005以与用于压缩处理的各编码器相对应。之后，将由视频解码器6004和音频解码器6005来执行解码处理。随后，经过处理的视频和音频数据将被提供给用户。音频数据的编码/解码方案的示例可包括AC 3、MPEG 2音频、MPEG 4音频、AAC、AAC+、HE AAC、AAC SBR、MPEG-环绕、和BSAC。而视频数据的编码/解码方案的示例包括MPEG 2视频、MPEG 4视频、H.264、SVC、和VC-1。
根据本发明的实施方式，移动业务数据的示例可包括针对数据业务而提供的数据，诸如Java应用数据、HTML应用数据、XML数据等。针对该数据业务而提供的数据可对应于Java应用的Java类文件，或对应于指定这些文件的位置(position)(或位置(location))的目录文件。此外，这些数据还可以是在各应用中使用的音频文件和/或视频文件。数据业务可包括天气预报业务、交通信息业务、证券信息业务、提供信息问答节目的服务、提供观众参与的服务、实时投票、用户互动教育节目、游戏业务、提供关于肥皂剧(或肥皂系列剧)的情节摘要、人物、原始音轨、拍摄场地的信息的业务、提供关于过去比赛和选手简介和成绩的信息的业务、产品信息和产品订购业务、以及提供关于按照媒体类型、播放时间、和主题等分类的广播节目的信息的业务。这里，上述的数据业务类型仅仅是示例性的并且本发明并不仅限于这里所给出的示例。此外，根据本发明的实施方式，移动业务数据可以是元数据。例如，以XML格式编写元数据从而通过DSM-CC协议进行发送。
解调单元6002对从调谐器6001输出的信号执行VSB解调和信道均衡，由此识别主业务数据和移动业务数据。之后，以TS包为单位输出经识别的主业务数据和移动业务数据。在图36到图65中示出了解调单元6002的示例。因此，在稍后的处理中将详细地描述解调器的结构和操作。然而，这仅仅是示例性的，本发明的范围并不限于这里所说明的示例。在作为示例而给出的本发明的实施方式中，只有从解调单元6002输出的移动业务数据被输入到解复用器6003。在这种情况下，主业务数据包被输入到对主业务数据包进行处理的另一解复用器(未示出)。这里，为了在对主业务数据包进行处理后存储主业务数据，将存储控制器6014也连接到该另一解复用器上。本发明的解复用器还被设计为在单个解复用器中既处理移动业务数据包也处理主业务数据包。
存储控制器6014与解复用器连接以控制对移动业务数据和/或主业务数据的即时记录、保留(或预先编程)记录、时移等。例如，当设定了即时记录、保留(或预先编程)记录、时移中的一种并且在图66所示的接收系统(或接收机)中进行了编程时，根据存储控制器6014的控制将输入到解复用器的相应移动业务数据和/或主业务数据存储在第三存储器6015中。可以将第三存储器6015描述为临时存储区域和/或永久存储区域。这里，临时存储区域用于时移功能，而永久存储区域用于根据用户的选择(或决定)的数据的永久存储。
当需要再现(或播放)存储在第三存储器6015中的数据时，存储控制器6014读取存储在第三存储器6015中的相应数据并将所读取的数据输出到相应的解复用器(例如，移动业务数据被输出到图66所示的解复用器6003)。此处，根据本发明的实施方式，由于第三存储器6015的存储容量有限，因此为了存储容量的效率，将所输入的经过压缩编码的移动业务数据和/或主业务数据未加修改地直接存储在第三存储器6015中。在这种情况下，根据再现(或读)命令，使从第三存储器6015读取出的数据通过解复用器以将其输入到相应的解码器，由此将其恢复到初始状态。
存储控制器6014可以对已存储在第三存储器6015或目前正在缓冲的数据的再现(或播放)、快进、回绕、慢动作、即时重放功能进行控制。这里，即时重放功能对应于重复地观看观众(或用户)希望再次观看的画面。可以针对已存储的数据来执行即时重放功能，并且也可以通过将即时重放功能与时移功能相关联以针对目前正在实时接收的数据执行即时重放功能。如果正在输入的数据与模拟格式相对应，例如，如果传输模式是NTSC、PAL等，则存储控制器6014对输入的数据执行压缩编码并将经过压缩编码的数据存储到第三存储器6015。为此，存储控制器6014可包括编码器，其中可以将编码器实施为软件、中间件、和硬件中的一种。这里，可以使用MPEG编码器作为根据本发明的一个实施方式的编码器。还可以将编码器设置在存储控制器6014的外部。
同时，为了防止对存储在第三存储器6015中的输入数据进行非法复制(或拷贝)，存储控制器6014对输入数据进行加扰(或加密)并将加扰的(或加密的)数据存储在第三存储器6015中。因此，存储控制器6014可包括用于对存储在第三存储器6015中的数据进行加扰的加扰算法(或加密算法)和用于对从第三存储器6015读出的数据进行解扰(或解密)的解扰算法(或解密算法)。加扰方法可包括使用任意密钥(例如，控制字)来对一组需要的数据进行修改，并且还可以是混合信号的方法。
同时，解复用器6003接收从解调单元6002输出的实时数据或从第三存储器6015读出的数据，并对接收的数据进行解复用。在本发明给出的示例中，解复用器6003对移动业务数据包执行解复用。因此，在本发明中，将详细地描述移动业务数据的接收和处理。然而，根据本发明的很多实施方式，通过解复用器6003、音频解码器6004、视频解码器6005、本地电视应用管理器6006、频道管理器6007、频道映射表6008、第一存储器6009、SI和/或数据解码器6010、第二存储器6011、系统管理器6012、数据广播应用管理器6013、存储控制器6014、第三存储器6015、和GPS模块6020，不仅可以处理移动业务数据，而且还可以处理主业务数据。之后，可以使用经过处理的数据以向用户提供多种业务。
解复用器6003对移动业务数据和根据SI和/或数据解码器6013的控制而输入的移动业务数据包的系统信息(SI)表进行解复用。之后，经过解复用的移动业务数据和SI表被按照区段的格式输出到SI和/或数据解码器6010。在这种情况下，优选地使用用于数据业务的数据作为被输入到SI和/或数据解码器6010的移动业务数据。为了从用以发送移动业务数据的信道提取移动业务数据并且对所提取的数据进行解码，需要系统信息。也可以将这种系统信息称为业务信息。系统信息可包括信道信息、事件信息等。在本发明的实施方式中，可以应用PSI/PSIP表作为系统信息。然而，本发明并不限于这里所说明的示例。更具体地说，无论名称如何，按照表格式发送系统信息的任何协议都可应用于本发明中。
PSI表是为识别信道和节目而定义的MPEG-2系统标准。PSIP表是高级电视系统委员会(ATSC)标准，其能够识别信道和节目。PSI表可包括节目关联表(PAT，program association table)、有条件接入表(CAT，conditional access table)、节目映射表(PMT，program map table)、和网络信息表(NIT，network information table)。这里，PAT与由PID为‘0’的数据包发送的特殊信息相对应。PAT发送PMT的PID信息和与各节目相对应的NIT的PID信息。CAT发送关于发送系统所使用的付费广播系统的信息。PMT发送传输流(TS)包的、用于发送构成相应节目的视频和音频数据的节目识别号和单独的比特流PID信息和用于发送PCR的PID信息。NIT发送实际传输网络的信息。
PSIP表可包括虚拟信道表(VCT，virtual channel table)、系统时间表(STT，system time table)、评级区域表(RRT，rating region table)、扩展文字表(ETT，extended text table)、直接信道变化表(DCCT，directchannel change table)、事件信息表(EIT，event information table)、和主指南表(MGT，master guide table)。VCT发送关于虚拟信道的信息(例如用于选择信道的信息)和诸如用于接收音频和/视频数据的包标识(PID)号的信息。更具体地说，当解析VCT时，广播节目的音频/视频数据的PID可能是已知的。这里，在信道内与信道名称和信道号一起发送相应的音频/视频数据。
图67例示了根据本发明的一个实施方式的VCT句法。通过包括以下字段中的至少一种来构成图67的VCT句法：table_id字段、section_syntax_indicator字段、private_indicator字段、section_length字段、transport_stream_id字段、version_number字段、current_next_indicator字段、section_number字段、last_section_number字段、protocol_version字段、和num_channels_in_section字段。
VCT句法还包括第一‘for’循环重复语句，其重复与num_channels_in_section字段值一样多的次数。第一重复语句可包括short_name字段、major_channel_number字段、minor_channel_number字段、modulation_mode字段、carrier_frequency字段、channel_TSID字段、program_number字段、ETM_location字段、access_controlled字段、隐藏字段、service_type字段、source_id字段、descriptor_length字段、和被重复次数与第一重复语句所包括的描述符的数量一样多的第二‘for’循环语句中的至少一个。这里，为了简单起见，将把第二重复语句表示为第一描述符循环。第一描述符循环所包括的描述符descriptors()被单独地应用于各个虚拟信道。
此外，VCT句法还可以包括additional_descriptor_length字段、和重复次数与额外地添加到VCT的描述符的数量一样多的第三‘for’循环语句。为了本发明说明书的简单起见，将把第三重复语句称为第二描述符循环。第二描述符循环所包括的描述符additional_descriptors()一般地应用于在VCT中所描述的所有虚拟信道。
如上所述，参照图67，table_id字段表示能够将正在被发送到表的信息标识为VCT的唯一的标识符(或标识)(ID)。更具体地说，table_id字段表示用于通知与该区段相对应的表是VCT的值。例如，可以将值0xC8赋予table_id字段。
Version_number字段表示VCT的版本号。Section_number字段表示该区段的号码。last_section_number字段表示完整的VCT的最后区段的号码。而num_channel_in_section指存在于VCT区段中的整个虚拟信道的数量。此外，在第一‘for’循环重复语句中，short_name字段表示虚拟信道的名称。Major_channel_number字段表示与在第一重复语句中所定义的虚拟信道相关联的‘主要’信道号码，而minor_channel_number表示‘次要’信道号码。更具体地说，每一个信道号码都应与主要和次要信道号码相关联，并且主要和次要信道号码被作为对应虚拟信道的用户参考号码。
示出的program_number字段用于使具有MPEG-2节目关联表(PAT)的虚拟信道与在虚拟信道中定义的节目映射表(PMT)关联起来，并且program_number字段与PAT/PMT内的节目号码相匹配。这里，PAT描述了与各个节目号码相对应的节目的要素，而PAT表示了用于发送PMT的传输包的PID。PMT描述了附属信息、和用以发送节目标识号和单独的比特序列(诸如构成节目的视频和/或音频数据)的传输包的PID列表。
图68例示了根据本发明的一个实施方式的service_type字段。Service_type字段表示在相应的虚拟信道中提供的业务类型。参照图68，规定了service_type字段应该只表示模拟电视、数字电视、数字音频数据、和数字视频数据。另外，根据本发明的一个实施方式，可以规定，应该在service_type字段中指明移动广播节目。如图66所示，可以把SI和/或数据解码器6010解析的service_type字段提供给接收系统并相应地使用。根据本发明的其它实施方式，还可以将经过解析的service_type字段提供给音频解码器6004和视频解码器6005中的每一个，从而在解码处理中使用该字段。
source_id字段表示与相应的虚拟信道相关联的节目源。这里，源是指诸如图像、文字、视频数据、或声音之类的特定的源。source_id字段在发送VCT的传输流中具有唯一的值。同时，在下一个‘for’循环重复语句内的描述符循环(即，描述符)中，可以包括业务位置描述符。该业务位置描述符可包括流类型、PID、和各基本流的语言代码。
图69例示了根据本发明的一个实施方式的业务位置描述符。如图69所示，业务位置描述符可包括descriptor_tag字段、descriptor_length字段、和PCR_PID字段。这里，PCR_PID字段表示由program_number字段所指定的节目中的传输流包的PID，其中，传输流包包括有效的PCR字段。同时，业务位置描述符包括number_elements字段以表示在相应的节目中所使用的PID的数量。根据number_elements字段的值，可以确定下一个‘for’描述符循环重复语句的重复次数。参照图69，‘for’循环重复语句包括stream_type字段、elementary_PID字段、和ISO_639_language_code字段。这里，stream_type字段表示相应的基本流的流类型(即，视频/音频数据)。elementary_PID字段表示相应的基本流的PID。ISO_639_language_code字段表示相应的基本流的语言代码。
图70例示了根据本发明的可被分配到stream_type字段的示例。如图70所示，可以应用以下类型作为流类型：ISO/IEC 11172视频、ITU-TRec.H.262|ISO/IEC 13818-2视频或ISO/IEC 11172-2受限参数视频流、ISO/IEC 11172音频、ISO/IEC 13818-3音频、ITU-T Rec.、H.222.01|ISO/IEC13818-1 private_section、包含有私有数据的ITU-T Rec.H.222.0|ISO/IEC13818-1PES包、ISO/IEC 13522 MHEG、ITU-T Rec.H.222.0|ISO/IEC13818-1附件A DSM CC、ITU-T Rec.H.222.1、ISO/IEC 13818-6类型A、ISO/IEC 13818-6类型B、ISO/IEC 13818-6类型C、ISO/IEC 13818-6类型D、ISO/IEC 13818-1辅助等。同时，根据本发明的实施方式，还可以应用以下类型作为流类型：MPH视频流：非分层模式、MPH音频流：非分层模式、MPH非A/V流：非分层模式、MPH高优先级视频流：分层模式、MPH高优先级音频流：分层模式、MPH低优先级视频流：分层模式、MPH低优先级音频流：分层模式等。
如上所述，“MPH”对应于“移动(mobile)”、“步行(pedestrian)”、和“手持(handheld)”的首字母，并且表示与固定类型系统的相反的概念。因此，MPH视频流非分层模式、MPH音频流：非分层模式、MPH非A/V流：非分层模式、MPH高优先级视频流：分层模式、MPH高优先级音频流：分层模式、MPH低优先级视频流：分层模式、和MPH低优先级音频流：分层模式对应于在发送和接收移动广播节目时应用的流类型。另外，分层模式与非分层模式都与在具有不同优先级的流类型中使用的数值相对应。这里，根据在任一种编码或解码方法中所应用的分层结构来确定优先级。
因此，当使用分层结构类型的编解码器时，分别地指定了包括分层模式和非分层模式的字段值，以表示各个流。由SI和/或数据解码器6010来解析这种流类型信息，以将其提供给视频解码器6004和音频解码器6005。之后，视频解码器6004和音频解码器6005都使用经过解析的流类型信息，以便执行解码处理。可应用于本发明中的其它流类型包括用于音频数据的MPEG 4音频、AC 3、AAC、AAC+、BSAC、HE AAC、AAC SBR、和MPEG-S，并且还可以包括用于视频数据的MPEG 2视频、MPEG 4视频、H.264、SVC、和VC-1。
此外，参照图70，在使用分层模式和非分层模式的字段中，诸如MPH视频流：非分层模式和MPH音频流：非分层模式，可以分别将使用用于音频数据的MPEG 4音频、AC 3、AAC、AAC+、BSAC、HE AAC、AAC SBR、及MPEG-S和用于视频数据的MPEG 2视频、MPEG 4视频、H.264、SVC、及VC-1作为各种音频流和视频流的替换类型的示例视为本发明的其它实施方式，并且因此，可以将这些示例包括在本发明的范围之内。同时，可以将stream_type字段提供为PMT中的一个字段。并且在这种情况下，显然这种stream_type字段包括上述句法。STT发送关于当前数据的信息和定时信息。RTT发送关于节目分级的区域和咨询机构的信息。ETT发送对特定信道和广播节目的额外描述。EIT发送关于虚拟信道事件(即，节目标题、节目开始时间等)的信息。
图71例示了根据本发明的用于事件信息表(EIT)的比特流句法。在该实施方式中，图71所示的EIT与PSIP表相对应，PSIP表包括关于虚拟信道中的事件的标题、开始时间、时长等信息。参照图71，EIT由多个字段构成，这些字段包括table_id字段、section_syntax_indicator字段、private_indicator字段、source_ID字段、version_numbers_in_section字段、current_next_indicator字段、和num_event字段。更具体地说，table_id字段是具有值‘oxCB’的8比特字段，其表示相应的区段被包括在EIT中。section_syntax_indicator字段是具有值‘1’的1比特字段。其表示相应的区段通过section_length字段并且遵循一般区段的句法。private_indicator字段对应于具有值‘1’的1比特字段。
另外，source_ID字段与用于标识承载上述表所示出的事件的虚拟信道的ID。version_numbers_in_section字段表示事件信息表所包括的元素的版本。在本发明中，关于之前的版本号，在事件信息表中包括了事件变化信息，其中，具有新版本号的事件变化信息被视为最近变化的信息。Currem_next_indicator字段表示相应的EIT所包括的事件信息是当前信息还是后续信息。并且最终，num_event针对表示具有源ID的信道所包括的事件的数量。更具体地说，下面示出的事件循环被重复与事件的数量一样地多的次数。
上述EIT字段一般地被应用于一个EIT句法所包括的至少一个或更多个事件。所包括的循环语句(“for(j＝0；j＜num_event_in_section；j++)”描述了各个事件的特征。以下字段表示各个单独的事件的详细信息。因此以下字段被分别地应用于EIT句法所描述的各个相应的事件。事件循环中所包括的event_ID是用于标识各个单独的事件的标识符。事件ID的数量与用于扩展的文字消息(即，ETM ID)的标识符的一部分相对应。start_time表示事件的开始时间。因此，start_time字段采集从电子程序信息提供了节目的开始时间信息。length_in_seconds字段表示事件的持续时间。因此，length_in_seconds字段采集从电子节目信息提供的节目的结束时间信息。更具体地说，通过将start_time字段值与length_in_seconds字段值相加来采集结束时间信息。title_text()字段可用于表示广播节目的标题。
同时，可以将应用于各个事件的描述符包括在EIT中。这里，descriptors_length字段表示描述符的长度。另外，‘for’循环重复语句所包括的描述符循环(即，描述符)包括AC-3音频描述符、MPEG 2音频描述符、MPEG 4音频描述符、AAC描述符、AAC+描述符、HE AAC描述符、AAC SBR描述符、MPEG环绕描述符、BSAC描述符、MPEG 2视频描述符、MPEG 4视频描述符、H.264描述符、SVC描述符、和VC-1描述符中的至少一个。这里，各描述符都描述了关于被应用于各个事件的音频/视频编解码器的信息。可以将这种编解码器的信息提供给音频/视频解码器6004和6005并且在解码处理中使用该信息。
最后，DCCT/DCCSCT发送与自动(或直接)信道变化相关的信息。而MGT发送PSIP所包括的上述表的版本和PID信息。PSI/PSIP所包括的上述表中的每一种都由被称为“区段”的基本单位构成，并且一个或更多个区段的组合形成表。例如，可以将VCT分割成256个区段。这里，一个区段可包括多个虚拟信道信息。然而，不将单组信道信息分割成两个或更多个区段。此处，接收系统可以对仅使用PSI所包括的表、或仅使用PSIP包括的表、或PSI与PSIP中包括的表的组合而发送的数据业务的数据进行解析和解码。为了对移动业务数据进行解析和解码，需要PSI所包括的PAT和PMT、以及PSIP所包括的VCT中的至少一种。例如，PAT可包括用于发送移动业务数据的系统信息，以及PMT的与移动业务数据相对应的PID(或节目号)。PMT可包括TS包的用于发送移动业务数据的PID。VCT可包括关于发送移动业务数据的虚拟信道、和TS包的用于发送移动业务数据的PID的信息。
同时，根据本发明的实施方式，可以应用DVB-SI而不应用PSIP。DVB-SI可包括网络信息表(NIT)、业务描述表(SDT，service descriptiontable)、事件信息表(EIT)、和时间与数据表(TDT，time and date table)。DVB-SI可与上述的PSI组合使用。这里，NIT按照特定组来划分与特定的网络提供商相对应的业务。NIT包括在IRD建立过程中使用的所有调谐信息。NIT可用于告知或通知调谐信息的任何变化。SDT包括业务名称和与特定的MPEG复用相对应的各种业务相关联的不同参数。EIT用于发送与MPEG复用中发生的所有事件相关联的信息。EIT包括关于当前的传输的信息，也包括选择性地包括可由IRD接收到的不同传输流的信息。而TDT用于更新IRD中所包括的时钟。
此外，还可以包括三种选择性SI表(即，业务群关联表(BAT，bouquetassociate table)、运行状态表(RST，running status table)、和填充表(ST，stuffing table))。更具体地说，业务群关联表(BAT)提供使IRD能够向观众提供业务的业务分组方法。每一个特定的业务都属于至少一个“群”单元。运行状态表(RST)区段用于快速地和立即地更新至少一个事件执行状态。只在事件状态的变化点处发送一次执行状态区段。而其它的SI表一般地发送若干次。填充表(ST)可用于替换或放弃附属的表或整个SI表。
在本发明中，当移动业务数据对应于音频数据和视频数据时，优选的是，被包括(或被载入)在TS包的有效载荷中的移动业务数据对应于PES类型的移动业务数据。根据本发明的另一实施方式，当移动业务数据对应于数据业务的数据(或数据业务数据)时，被包括在TS包的有效载荷中的移动业务数据由数字存储介质命令与控制(DSM-CC)区段格式组成。然而，包括有数据业务数据的TS包可对应于打包基本流(PES，packetized elementary stream)类型或区段类型。更具体地说，或者由PES类型数据业务数据构成TS包，或者由区段类型数据业务数据构成TS包。包作为本发明的示例，将给出由区段类型数据构成的TS包。此处，数据业务数据被包括在数字存储介质命令与控制(DSM-CC)区段中。这里，DSM-CC区段由188字节单位的TS包构成。
此外，TS包的构成DSM-CC区段的包标识被包括在数据业务表(DST)中。当发送DST时，将‘0x95’赋予为PMT或VCT的业务位置描述符所包括的stream_type字段的值。更具体地说，当PMT或VCT的stream_type字段的值是‘0x95’时，接收系统可对包括了移动业务数据的数据广播节目的接收做出确认。此处，可以通过数据/对象轮播方法来发送移动业务数据。数据/对象轮播方法对应于有规律地重复发送完全相同的数据。
此处，根据SI和/或数据解码器6010的控制，解复用器6003执行区段滤波，由此放弃重复的区段并仅将非重复的区段输出到SI和/或数据解码器6010。解复用器6003还可以通过区段滤波以仅将构成期望表(例如，VCT或EIT)的区段输出到SI和/或数据解码器6010。这里，VCT或EIT可以包括移动业务数据的特定描述符。然而，本发明没有排除将移动业务数据包括在其它表(例如，PMT)中的可能性。区段滤波方法可包括在执行区段滤波处理之前对由MGT定义的表(如VCT)的PID进行验证的方法。或者，区段滤波方法还可以包括在VCT包括固定的PID(即，基础PID)时未对MGT进行验证而直接执行区段滤波处理的方法。此处，解复用器6003通过参考table_id字段、version_number字段、section_number字段等来执行区段滤波处理。
如上所述，对VCT的PID进行定义的方法广义上包括两种不同的方法。这里，VCT的PID是区分VCT与其它表所需的包标识符。第一种方法包括：设定VCT的PID，以使得该PID取决于MGT。在这种情况下，接收系统不能直接地验证众多PSI和/或PSIP表中的VCT。相反，为了读取VCT，接收系统必需检查在MGT中定义的PID。这里，MGT对不同表的PID、大小、版本号等进行定义。第二种方法包括：设定VCT的PID，以使得PID具有基础PID值(或固定PID值)，从而不取决于MGT。在这种情况下，与第一种方法不同，无需对MGT所包括的每一个单独的PID进行验证，就可以识别出根据本发明的VCT。很明显，必需预先在发送系统与接收系统之间达成关于基础PID的协定。
同时，在本发明的实施方式中，通过区段滤波，解复用器6003可以仅将应用信息表(AIT，application information table)输出到SI和/或数据解码器6010。AIT包括关于在接收机中运行的用于数据业务的应用的信息。也可以将AIT表示为XAIT、和AMT。因此，包括应用信息的任何表都可以与以下描述相对应。当发送AIT时，可以将值‘0x05’赋予PMT的stream_type字段。AIT可以包括应用信息，诸如应用名称、应用版本、应用优先级、应用ID、应用状态(即，自动启动、用户专用设置、取消等)、应用类型(即，Java或HTML)、包括应用类和数据文件的流的定位(或位置)、应用平台目录、和应用图标的位置。
在使用AIT来检测数据业务的应用信息的方法中，可以使用component_tag、original_network_id、transport_stream_id、和srvice_id字段来检测应用信息。component_tag字段指定了承载相应的对象轮播的DSI的基本流。original_network_id字段表示提供传输连接的TS的DVB-SI original_network_id。transport_stream_id字段表示提供传输连接的TS的MPEG TS，而service_id字段表示提供传输连接的业务的DVB-SI。通过使用original_network_id字段、transport_stream_id字段、和service_id字段，可以获得关于特定信道的信息。可以由SI和/或数据解码器6010将使用上述方法检测到的诸如应用数据等数据业务数据存储在第二存储器6011中。
SI和/或数据解码器6010对构成解复用的移动业务数据的DSM-CC区段进行解析。随后，在第二存储器6011中，将与解析结果相对应的移动业务数据存储为数据库。SI和/或数据解码器6010组合具有相同的表标识(table_id)多个区段以构成表，该表随后被解析。之后，解析结果被作为数据库存储在第二存储器6011中。此处，通过对数据和/或区段进行解析，SI和/或数据解码器6010读取了没有经过解复用器6003的区段滤波的所有剩余的实际区段数据。随后，SI和/或数据解码器6010将读取的数据存储到第二存储器6011。第二存储器6011对应于存储了根据表而解析的系统信息和根据DSM-CC区段而解析的移动业务数据的表和数据/对象轮播数据库。这里，表所包括的table_id字段、section_number字段、和last_section_number字段可用于表示相应的表是否由单个区段或多个区段构成。例如，具有VCT的PID的TS包被组合以形成区段，而具有分配给VCT表标识符的区段被组合以形成VCT。当对VCT进行解析时，可以获得关于移动业务数据将发送到的虚拟信道的信息。
另外，根据本发明，SI和/或数据解码器6010对VCT的SLD进行解析，由此将具有相应的基本流的流类型信息发送到音频解码器6004或视频解码器6005。在这种情况下，相应的音频解码器6004或视频解码器6005使用发送的流类型信息以执行音频或视频解码处理。此外，根据本发明，SI和/或数据解码器6010对EIT的AC-3音频描述符、MPEG 2音频描述符、MPEG 4音频描述符、AAC描述符、AAC+描述符、HE AAC描述符、AAC SBR描述符、MPEG环绕描述符、BSAC描述符、MPEG 2视频描述符、MPEG 4视频描述符、H.264描述符、SVC描述符、VC-1描述符等进行解析，由此将相应事件的音频或视频编解码器信息发送到音频解码器6004或视频解码器6005。在这种情况下，相应的音频解码器6004或视频解码器6005使用发送的音频或视频编解码器信息以便于执行音频或视频解码处理。
可以将所获得的与数据业务相对应的应用标识信息、业务组成标识信息、和业务信息存储在第二存储器6011中，或者将它们输出到数据广播应用管理器6013。此外，可以参考应用标识信息、业务组成标识信息、和业务信息来对数据业务数据进行解码。或者，这些信息还可以为数据业务的应用程序的操作做准备。另外，SI和/或数据解码器6010控制对系统信息表的解复用，系统信息表对应于与信道和事件相关的信息表。之后，可以将A/V PID列表发送到信道管理器6007。
信道管理器6007可以参考信道映射表6008来将对接收系统相关信息数据的请求发送到SI和/或数据解码器6010，从而接收相关结果。此外，信道管理器6007还控制调谐器6001的信道调谐。此外，信道管理器6007可以直接地控制解复用器6003，以建立A/V PID，由此控制音频解码器6004和视频解码器6005。
音频解码器6004与视频解码器6005可以分别地对根据主业务数据包解复用的音频数据和视频数据进行解码并将其输出。或者，音频解码器6004与视频解码器6005可以分别地对根据移动业务数据包解复用的音频数据和视频数据进行解码并输出。同时，当移动业务数据包括数据业务数据以及音频数据和视频数据时，明显地由音频解码器6004和视频解码器6005来分别地对经过解复用器6003解复用的音频数据和视频数据进行解码。例如，可对音频解码器6004应用自编码(AC，auto-coding)-3解码算法、MPEG-2音频解码算法、MPEG-4音频解码算法、AAC解码算法、AAC+解码算法、HE AAC解码算法、AAC SBR解码算法、MPEG环绕解码算法、和BSAC解码算法。同样，可对视频解码器6005应用MPEG-2视频解码算法、MPEG-4视频解码算法、H.264解码算法、SVC解码算法、VC-1解码算法。因此，可以执行解码处理。
同时，本机电视应用管理器6006操纵存储在第一存储器6009中的本机应用程序，由此执行诸如信道改变等一般功能。本机应用程序涉及在产品出厂时存储在接收系统中的软件。更具体地说，当通过用户界面(UI)将用户请求(或命令)发送到接收系统时，本机电视应用管理器6006通过图形用户界面(GUI)在屏幕上显示用户请求，由此响应用户的请求。用户界面通过诸如遥控器、键区、微动控制器(jog controller)、设置在屏幕上的触摸屏等输入装置接收用户请求，并且随后将接收到的用户请求输出到本机电视应用管理器6006和数据广播应用管理器6013。此外，本机电视应用管理器6006控制信道管理器6007，由此控制诸如信道映射表6008的管理的信道相关操作，并控制SI和/或数据解码器6010。本机电视应用管理器6006还控制整个接收系统的GUI，由此将用户请求和接收系统的状态存储在第一存储器6009中并恢复存储的信息。
信道管理器6007控制调谐器6001与SI和/或数据解码器6010以管理信道映射表6008，使得信道映射表6008能够响应用户做出的请求。更具体地说，信道管理器6007将请求发送到SI和/或数据解码器6010，从而对与需要调谐的信道相关的表进行解析。由SI和/或数据解码器6010将解析的表的结果报告给信道管理器6007。之后，基于解析结果，信道管理器6007更新信道映射表6008并在解复用器6003中建立用于对与来自移动业务数据的数据业务数据相关的表进行解复用的PID。
系统管理器6012通过开机或关机来控制接收系统的启动。随后，系统管理器6012将ROM映像(包括下载的软件映像)存储在第一存储器6009中。更具体地说，第一存储器6009存储管理程序(诸如管理接收系统所需的操作系统(OS)程序和执行数据业务功能的应用程序)。应用程序是处理存储在第二存储器6011中的数据业务数据以向用户提供数据业务的程序。如果数据业务数据存储在第二存储器6011中，则由上述应用程序或其它应用程序来处理相应的数据业务数据，由此将其提供给用户。可以将存储在第一存储器6009中的管理程序和应用程序更新或修改为新近下载的程序。此外，即使关闭系统电源，也维持所存储的管理程序和应用程序的储存而不加以删除。因此，当供电时，不需要再次重新下载程序就可以执行程序。
可以在接收系统出厂时将根据本发明的、用于提供数据业务的应用程序初始地存储在第一存储器6009中，或者可以在下载后将应用程序存储在第一存储器6009中。还可以删除、更新、或修改存储在第一存储器6009中的用于数据业务的应用程序(即，数据业务提供应用程序)。此外，可以在每次接收到数据业务数据时下载数据业务提供应用程序并与数据业务数据一起执行。
当通过用户界面发送了数据业务请求时，数据广播应用管理器6013操纵存储在第一存储器6009中的相应应用程序以处理所请求的数据，由此向用户提供所请求的数据业务。并且，为了提供这种数据业务，数据广播应用管理器6013支持图形用户界面(GUI)。这里，可以以文字(或短消息业务(SMS))、语音消息、静止图像、和活动图像的形式来提供数据业务。可以对数据广播应用管理器6013提供用于执行存储在第一存储器6009中的应用程序的平台。该平台例如可以是用于执行Java程序的Java虚拟机。此后，将详细地描述数据广播应用管理器6013的示例，该数据广播应用管理器6013执行存储在第一存储器6009中的数据业务提供应用程序以处理存储在第二存储器6011中的数据业务数据，由此向用户提供相应的数据业务。
假设数据业务对应于交通信息业务，根据本发明的数据业务被提供给具有接收机的用户，接收机未配置文字(或短消息业务(SMS))、语音消息、图形消息、静止图像、和活动图像中的至少一种形式的电子地图和/或GPS系统。在这种情况下，当如图66所示那样将GPS模块6020安装在接收系统上时，GPS模块6020接收从多颗低地球轨道卫星发送的卫星信号并提取当前位置(或定位)信息(例如，经度、纬度、高度)，由此将所提取的信息发送到数据广播应用管理器6013。
此处，假设包括关于各条链路和节点的信息和其它各种图形信息的电子地图被存储在第二存储器6011、第一存储器6009、以及未示出的其它存储器中的一个。更具体地说，根据数据广播应用管理器6013做出的请求，读取了存储在第二存储器6011中的数据业务数据并将其输入到数据广播应用管理器6013。数据广播应用管理器6013解释(或解密)从第二存储器6011读取的数据业务数据，由此根据消息的内容和/或控制信号来提取必要信息。换言之，数据广播应用管理器6013使用当前位置信息和图形信息，以使得能够处理当前位置信息并以图形格式向用户提供当前位置信息。
图72例示了根据本发明另一实施方式的数字广播(或电视)接收系统的结构的框图。参照图72，数字广播接收系统包括调谐器7001、解调单元7002、解复用器7003、第一解扰器7004、音频解码器7005、视频解码器7006、第二解扰器7007、认证单元7008、本机电视应用管理器7009、信道管理器7010、信道映射表7011、第一存储器7012、数据解码器7013、第二存储器7014、系统管理器7015、数据广播应用管理器7016、存储控制器7017、第三存储器7018、通信模块7019、和GPS模块7020。这里，第三存储器7018是大容量存储装置，诸如硬盘驱动器(HDD)或存储芯片。另外，在对图72所示的数字广播(或电视)接收系统进行描述的过程中，为了简单起见，将省略那些与图66的数字广播接收系统的组件完全相同的组件。
如上所述，为了提供防止非法复制(或拷贝)或非法观看通过使用广播系统来发送的经过加强的数据和/或主要数据的业务，并且提供付费广播业务，发送系统通常可以加扰并发送广播内容。因此，为了向用户提供正常的广播内容，接收系统需要对经过加扰的广播内容进行解扰。此外，在解扰处理前，一般可以使用认证装置来对接收系统执行认证处理。此后，将详细地描述根据本发明的一个实施方式的包括认证装置和解扰装置的接收系统。
根据本发明，接收系统可设置接收加扰的广播内容的解扰装置和认证(或验证)接收系统是否有权接收加扰内容的认证装置。此后，将把解扰装置称为第一解扰器7004和第二解扰器7007，而将把认证装置称为认证单元7008。这种对相应组件的命名仅仅是示例性的，并且不限于本发明的说明书所提出的术语。例如，还可以将这些单元称为解密器。尽管图72例示了设置在接收系统内部的解扰器7004和7007以及认证单元7008，但是可以将解扰器7004和7007以及认证单元7008单独地设置在内部或外部模块中。这里，模块可包括槽型(诸如SD或CF存储器)、存储棒型、和USB型等，并且可拆卸地固定到接收系统。
如上所述，当认证单元成功地执行了认证处理时，由解扰器7004和7007对加扰的广播内容进行解扰，由此将解扰的广播内容提供给用户。此处，可以使用多种认证方法和解扰方法。然而，在接收系统与发送系统之间，应对各种相应方法达成协定。此后，将描述认证方法和解扰方法，并且为了简单起见，将省略对完全相同的组件或处理步骤的描述。
将详细地描述包括认证单元7008和解扰器7004与7007的接收系统。接收系统通过调谐器7001和解调单元7002接收加扰的广播内容。随后，系统管理器7015确定接收到的广播内容是否已被加扰。这里，可以包括解调单元7002作为如图36到图65所述的根据本发明的实施方式的解调装置。然而，本发明并不限于这里所说明的描述中给出的示例。如果系统管理器7015确定接收到的广播内容已被加扰，则系统管理器7015对系统进行控制以操纵认证单元7008。如上所述，为了确定根据本发明的接收系统是否对应于被授权接收付费广播业务的合法主机，认证单元7008执行认证处理。这里，认证处理可根据认证方法而不同。
例如，认证单元7008可通过将接收到的广播内容中的IP地址和IP数据报与相应主机的特定地址进行比较来执行认证处理。此处，相应接收系统(或主机)的特定地址可以是MAC地址。更具体地说，认证单元7008可从封装的IP数据报中提取IP地址，由此获得与IP地址映射的接收系统信息。此处，接收系统可预先设置有与IP地址和接收系统信息相映射的信息(例如，表格式)。因此，认证单元7008通过确定相应的接收系统的地址和与IP地址映射的接收系统的系统信息之间的一致性来进行认证处理。换言之，如果验证单元7008确定两种类型的信息彼此相符，则认证单元7008确定该接收系统被授权接收相应的广播内容。
在另一示例中，由接收系统与发送系统预先定义了标准化的标识信息。随后，由发送系统来发送请求付费广播业务的接收系统的标识信息。之后，接收系统确定接收到的标识信息是否与其自身唯一的标识号相符，从而执行认证处理。更具体地说，发送系统建立用于存储请求付费广播业务的接收系统的标识信息(或标识号)的数据库。随后，如果相应的广播内容被加扰，则发送系统将标识信息包括在EMM中，并随后将其发送到接收系统。
如果相应的广播内容被加扰，则通过相应的数据报头或另一数据包来发送诸如CAS信息、模式信息、消息位置信息等应用于广播内容的加扰的消息(例如，授权控制消息(ECM，entitlement control message)、授权管理消息(EMM，entitlement management message))。ECM可包括用于广播内容的加扰的控制字(CW)。此处，可以使用认证密钥对控制字进行编码。EMM可包括认证密钥和相应数据的授权信息。这里，可以使用接收系统专用分发密钥对认证密钥进行编码。换言之，假设使用控制字对增强的数据进行加扰，并且从发送系统发送认证信息和解扰信息，则发送系统使用认证信息对CW进行编码并随后将编码后的CW包括在授权控制消息(ECM)中，ECM随后被发送到接收系统。此外，发送系统将用于对CW和接收系统的接收数据(或业务)的授权进行编码的认证密钥(即，有权接收相应广播业务或数据的接收系统的标准化序号)包括在授权管理消息(EMM)中，EMM随后被发送到接收系统。
相应地，接收系统的认证单元7008提取接收系统的标识信息和接收到的广播业务的EMM所包括的标识信息。随后，认证单元7008确定标识信息是否彼此相符，从而执行认证处理。更具体地说，如果认证单元7008确定信息彼此相符，则认证单元7008最终确定接收系统有权接收所请求的广播业务。
在另一示例中，接收系统的认证单元7008可拆卸地固定到外部模块。在这种情况下，接收系统通过公共接口(CI)与外部模块连接。换言之，外部模块可以通过公共接口来接收由发送系统加扰的数据，由此执行接收数据的解扰处理。或者，外部模块还可以仅将解扰处理所需的信息发送到接收系统。公共接口被构造在物理层和至少一个协议层上。这里，考虑到在稍后处理中协议层的可能扩展，可以将相应的协议层构造成至少具有能够各自提供独立功能的一层。
外部模块可由具有关于加扰处理所使用的密钥的信息和其它认证信息但不包括任何解扰功能的存储器或卡组成，或者由具有上述密钥信息和认证信息且包括加扰功能的卡组成。为了向用户提供从发送系统提供(或发送)的付费广播业务，接收系统与外部模块二者都应该得到认证。因此，发送系统可以向得到认证的接收系统与外部模块对提供相应的付费广播业务。
而且，应该通过公共接口在接收系统与外部模块之间执行认证处理。更具体地说，模块可通过公共接口与接收系统所包括的系统管理器7015进行通信，由此对接收系统进行认证。或者，接收系统可通过公共接口来对模块进行认证。此外，在认证处理过程中，模块可提取接收系统的唯一ID和其自身的唯一ID并将提取的ID发送到发送系统。因而，发送系统可使用发送的ID值作为确定是否开始所请求的业务的信息或作为付费信息。只要有必要，系统管理器7015就通过通信模块7019将付费信息发送到远程发送系统。
认证单元7008对相应的接收系统和/或外部模块进行认证。随后，如果成功地完成了认证处理，则认证单元7008证实相应的接收系统和/或外部模块是有权接收请求的付费广播业务的合法系统和/或合法模块。此外，认证单元7008还可以从接收系统的用户所签约的移动通信业务提供商接收认证相关信息，而不是从提供所请求的广播业务的发送系统接收认证相关信息。在这种情况下，可以由提供广播业务的发送系统来加扰认证相关信息并随后通过移动通信业务提供商将该信息发送给用户，或者可以由移动通信业务提供商直接地加扰并发送认证相关信息。一旦认证单元7008成功地完成了认证处理，则接收系统可对从发送系统接收到的经过加扰的广播内容进行解扰。此处，由第一解扰器7004和第二解扰器7007执行解扰处理。这里，可以将第一解扰器7004和第二解扰器7007包括在接收系统的内部模块或外部模块中。
接收系统还设置有用于与包括第一解扰器7004和第二解扰器7007的外部模块进行通信的公共接口，从而执行解扰处理。更具体地说，可以硬件、中间件或软件的形式将第一解扰器7004和第二解扰器7007包括在模块或接收系统中。这里，可以将解扰器7004和7007包括在模块和接收系统的任一个或二者中。如果第一解扰器7004和第二解扰器7007设置在接收系统内部，则有利的是，由发送系统(即，业务提供商和广播站中的至少一个)使用相同的加扰方法对相应的数据进行加扰。
或者，如果第一解扰器7004和第二解扰器7007设置在外部模块中，有利的是，由各个发送系统使用不同的加扰方法对相应的数据进行加扰。在这种情况下，接收系统不需要设置与各发送系统相对应的解扰算法。因此，接收系统的结构和大小可以更加简化和紧凑。相应地，在这种情况下，外部模块自身可能能够提供唯一地且仅由各个发送系统提供的CA功能、以及与将被提供给用户的各种业务相关的功能。公共接口使得接受系统所包括的各种外部模块和系统管理器7015能够使用单一通信方法相互通信。此外，由于可以通过使接收系统与提供不同业务的至少一个或更多个模块连接来操纵该接收系统，因此，接收系统可以与多个模块和控制器相连接。
为了保持接收系统与外部模块之间的成功通信，公共接口协议包括周期性地检测对方组件的状态的功能。通过使用该功能，接收系统与外部模块能够管理各相对的对等物(correspondent)的状态。该功能还向用户或发送系统报告在接收系统和外部模块的任一个中可能发生的故障并试图恢复故障。
在另一示例中，可以通过软件来执行认证处理。更具体地说，当例如将具有下载的并预先存储在其中的CAS软件的存储卡插入接收系统中时，接收系统从存储卡接收并加载CAS软件，从而执行认证处理。在该示例中，从存储卡中读取CAS软件并将其存储在接收系统的第一存储器7012中。之后，在接收系统中操作作为应用程序的CAS软件。根据本发明的一个实施方式，CAS软件被安装(或存储)在中间件平台上并随后被执行。将提供Java中间件作为本发明所包括的中间件的示例。这里，CAS软件至少包括认证处理所需的信息和解扰处理所需的信息。
因此，认证单元7008执行发送系统与接收系统之间以及接收系统与存储卡之间的认证处理。此处，如上所述，存储卡应有权接收相应数据并应该包括关于可以被认证的标准接收系统的信息。例如，关于接收系统的信息可包括唯一的号码(如相应的接收系统的标准化的序号)。因此，认证单元7008将存储卡所包括的标准化的序号与接收系统的唯一信息相比较，由此执行接收系统与存储卡之间的认证处理。
如果在Java中间件基础中首先执行CAS软件，则执行了接收系统与存储卡之间的认证。例如，当存储在存储卡中的接收系统的唯一号码与从系统管理器7015中读出的接收系统的唯一号码相符时，则存储卡被验证并确定为可以在接收系统中使用的标准存储卡。此处，本发明的CAS软件可以在出厂时就安装在第一存储器7012中，也可以从发送系统或模块或存储卡下载到第一存储器7012中，如上所述。这里，可以由数据广播应用管理器7016来操纵作为应用程序的解扰功能。
之后，CAS软件解析从解复用器7003输出的EMM/ECM包，以验证接收系统是否有权接收相应数据，由此获得解扰(即，CW)所需的信息并将得到的CW提供给解扰器7004和7007。更具体地说，运行在Java中间件平台中的CAS软件首先从相应的接收系统读出接收系统的唯一(或序列)号码，并将其与通过EMM发送的接收系统的唯一号码相比较，由此验证接收系统是否有权接收相应数据。一旦验证了接收系统的接收权，则使用将发送到ECM的相应广播业务信息与接收相应广播业务的授权来验证接收系统是否有权接收相应的广播业务。一旦接收系统被验证为有权接收相应的广播业务，则使用发送到EMM的认证密钥来解码(或解密)编码的CW并将其发送到ECM，由此将解码后的CW发送到解扰器7004和7007。解扰器7004和7007各自使用CW对广播业务进行解扰。
同时，根据广播站将提供的付费业务，可以扩展存储在存储卡中的CAS软件。而且，CAS软件还可以包括与认证和解扰相关的信息之外的其它附加信息。此外，接收系统可以从发送系统下载CAS软件以升级(或更新)最初存储在存储卡中的CAS软件。如上所述，无论广播接收系统的类型如何，只要设置了外部存储接口，则本发明可以实施符合能够可拆卸地固定到接收系统的所有类型的存储卡的要求的CAS系统。因此，本发明可以以最小的制造成本来实现接收系统的最大性能，其中，接收系统可接收诸如广播节目的付费广播内容，由此确认并考虑到了各种接收系统。而且，由于在本发明的实施方式中，只需要实施最小的应用程序接口，因此可以将制造成本减到最小，由此消除了制造商对CAS制造商的依赖。相应地，也可以将CAS设备和管理系统的制造成本减到最小。
同时，可以以硬件或软件的形式将解扰器7004和7007包括在模块中。在这种情况下，可以由模块来解扰接收到的加扰数据并随后对其进行解调。另外，如果将接收的加扰数据存储在第三存储器7018中，则可以对接收到的数据进行解扰并存储，或者在接收到数据的时间点处将接收到的数据存储在存储器中并随后在播放(或再现)该数据前对其解扰。之后，如果在存储控制器7017中设置了加扰/解扰算法，则存储控制器7017对接收到的数据再次地进行加扰并随后将再次加扰的数据存储到第三存储器7018。
在另一示例中，通过广播网络发送经过解扰的广播内容(该内容的传输受到限制)。另外，为了禁用对相应数据的接收限制，通过通信模块7019发送和/或接收与认证和数据的解扰相关的信息。因此，接收系统能够执行相互(或双向)通信。接收系统可以将数据发送到发送系统内的通信模块，也可以得到从发送系统内的通信模块提供的数据。这里，数据对应于需要发送到发送系统或从发送系统发送的广播数据，并且可对应于诸如接收系统的序列号码或MAC地址的唯一信息(即，标识信息)。
接收系统所包括的通信模块7019提供执行不支持相互通信功能的接收系统与发送系统所包括的通信模块之间的相互(或双向)通信所需的协议。此外，接收系统使用标签长度值(TLV，tag-length-value)编码方法来构造协议数据单元(PDU)，PDU包括将被发送的数据和唯一信息(或ID信息)。这里，标签字段包括相应PDU的索引。长度字段包括值字段的长度。而值字段包括将被发送的实际数据和接收系统的唯一号码(例如，标识号)。
接收系统可构造配置有Java平台且在通过网络将发送系统的Java应用下载到接收系统之后工作的平台。在这种情况下，也可以构造从接收系统所包括的存储装置下载包括由发送系统自身定义的标签字段在内的PDU并随后将下载的PDU发送到通信模块7019的结构。另外，可以在接收系统的Java应用中构造PDU并随后将其输出到通信模块7019。还可以通过从Java应用发送标记值、待发送的实际数据、相应的接收系统的唯一信息并在接收系统中执行TLV编码处理来构造PDU。由于即使添加了发送系统需要的数据(或应用)的情况下也不需要改变接收系统的固件，因此这种结构非常有利。
发送系统内的通信模块可通过无线数据网络来发送从接收系统接收的PDU，或者可以将通过网络接收到的数据构造成发送到主机的PDU。此时，当构造发送到主机的PDU时，发送端内的通信模块可包括被设置在远程位置的发送系统的唯一信息(例如，IP地址)。另外，在通过无线数据网络接收和发送数据过程中，接收系统可设置有公共接口，并且还设置有可通过移动通信基站(如CDMA和GSM)来连接的WAP、CDMA1x EV-DO，并且还设置有可通过接入点连接的无线LAN、移动互联网、WiBro、WiMax。上述接收系统对应于未配备通信功能的系统。然而，配备通信功能的接收系统部不需要通信模块7019。
通过上述无线数据网络而发送和接收的广播数据可包括执行限制数据接收的功能所需的数据。同时，解复用器7003或者接收从从解调单元7002输出的实时数据、或者接收从第三存储器7018读取的数据，由此执行解复用。在本发明的实施方式中，解复用器7003对得到增强的数据包执行解复用。前面已经在本发明的说明中描述了相似的处理步骤。因此，为了简单起见，将省略详细的对增强数据进行解复用的处理。
第一解扰器7004从解复用器7003接收经过解复用的信号并对接收到的信号执行解扰。此时，第一解扰器7004可接收从认证单元7008接收到的认证结果和解扰处理所需的其它数据，从而执行解扰处理。音频解码器7005和视频解码器7006接收经过第一解扰器7004解扰的信号，并随后将信号解码并输出。或者，如果第一解扰器7004没有执行解扰处理，则音频解码器7005和视频解码器7006直接地将接收到的信号解码并输出。在这种情况下，由第二解扰器7007接收经过解码的信号并随后将其解扰并进行相应的处理。
如上所述，本发明具有以下优点。更具体地说，本发明使得高度免于(或抵抗)通过信道发送补充数据时出现的任何错误。并且，本发明与常规的接收系统非常兼容。此外，本发明即使在具有严重的重影效应和噪声的信道中也可以没有错误地接收补充数据。
此外，在将本发明应用于同样易受信道中频率变化的影响并且需要受到免于(或抵抗)强噪声影响的移动和便携式接收机时，本发明尤其有效。
如果对主业务数据和移动业务数据进行复用并将复用的结果发送到广播发送/接收(Tx/Rx)系统，则根据本发明的数字广播系统发送/接收建立主业务数据和移动业务数据的信道所需的业务信息。在该情况下，可以使用可至少包括一个区段的表格的形式来构造该业务信息，因此向用户提供表格格式的业务信息。为了描述的方便以及更好地理解本发明，此后将上述表格格式信息称为节目表信息。例如，PSI/PSIP可以表示节目表信息。固定Rx信道是一种广播系统能够经由其发送/接收主业务数据的特定信道。移动Rx信道是一种广播系统能够经由其发送/接收移动业务数据的特定信道。在该情况下，上述信道包括物理信道和虚拟信道。
节目表信息包括配备有业务信息的信道建立表信息。
图73和图74示出了根据本发明的基于节目分类的示例性信道管理。图73和图74是广播站将广播业务数据发送到单个物理信道的过程的概念图。
在图75的示例中，为了描述的方便，假设广播站将由‘30-1’表示的固定Rx信道发送到由‘15’表示的物理信道，并且将由‘30-5’和‘30-6’表示的移动Rx信道发送到相同的网络信道15。在图73中，假设物理信道‘15’的射频(RF)频带是620.31MHz。在固定Rx信道上发送主业务数据，而在移动Rx信道上发送移动业务数据。
在图73中，信道‘30-5’提供基于MPEG2 TS的移动Rx业务，而信道‘30-6’提供基于IP的移动Rx业务。
在图73中，也将术语“固定Rx信道”称为主信道或次信道，可以通过固定Rx信道‘30-1’发送单个视频业务和两个音频业务。在图73中，假设信道‘30-1’的视频业务的视频基本流(ES)的包标识符(PID)是0x31，朝鲜语音频业务的音频ES的PID是0x34，而英语音频业务的音频ES的PID是0x35。此外，假设信道‘30-1’的视频业务提供高清(HD)级别的视频业务。
在图73中，移动Rx信道30-5接收单个视频基本流(ES)、单个音频基本流(ES)、和单个数据基本流(ES)。信道‘30-5’的视频ES的包标识符(PID)是0x51，音频ES的PID是0x54，而数据ES的PID是0x78。为了描述的方便，将把上述信道称为基于MPEG-2TS包的移动业务信道。
在图73中，另一个移动Rx信道30-6包括单个IP流。可以通过IP地址而不是流PID来标识通过信道‘30-6’接收的IP流。此后将把该信道称为基于IP的移动业务信道。为了发送基于IP的流，应用于图14所示的复用器的移动业务数据具有IP数据报的格式。因此，可以发送IP数据报格式的移动业务数据和类似PSI/PSIP表数据的节目表信息。
图74示出了图73的信道中的信道‘30-6’的移动Rx业务的另一种管理方法。
参照图74，信道‘30-6’同时发送音频基本流(ES)和IP流。在该情况下，视频/音频基本流(ES)由流的PID来标识。IP流由IP地址来标识。为了描述的方便，将把上述信道称为混合移动业务信道。对于本发明来说，尽管基于MPEG的混合业务与基于IP的混合业务都可用，但本发明的范围和精神不限于上述示例。相反，能够识别流并发送/接收信道建立流的所有类型的混合业务也都可应用于本发明。
图75是例示了基于队列传递系综的业务传输结构的概念图。
参照图75，数字广播传输系统将主业务数据和移动业务数据包括在队列中，该队列包括至少一个其中只对多个移动业务进行复用的系综，因此通过相同的频带发送主业务数据与移动业务数据。可以在单个队列中混合固定Rx信道和移动Rx信道。移动Rx信道可将多个业务信道包括在一个或更多个系综中。
图75的队列A包括主业务、第一移动业务1和第二移动业务2。队列A与队列B之间的间隔只包括主业务。也就是说，可以将该间隔指定为其中没有对移动业务数据和主业务数据进行复用因而只存在主业务数据的非队列。队列B包括主业务、第三移动业务3和第四移动业务4。结合图74的信道管理，队列A包括主业务数据信道30-1和移动业务信道30-5及30-6，因此可通过队列发送信道30-1、30-5和30-6。
为了接收上述的主业务数据和移动业务数据，接收机需要诸如PSI/PSIP表信息的节目表信息或信令信息，其不仅包括主业务数据的传输(Tx)信道的信息并且还包括所需要的移动业务数据的Tx信道的信息，并且接收机执行信道建立。换言之，根据本发明的数字广播系统需要具体的表格信息，该表格信息指示了通过以上信道接收的基本流(ES)或IP数据报，使得接收机识别以上的流并执行信道建立。
此后本发明将公开用于向接收机通知流信息的表格信息。为了描述的方便，使用‘service_map_table_section’来表示上述表格，并且也可以使用SMT来更简洁的进行表示。
图76是例示了根据本发明一个实施方式的、包括有通过单个系综接收到的基本流信息的业务映射表(SMT)的结构图。更详细地说，图76示出了物理信道所包括的多个系综中的单个系综所包括的信道或业务信息。
参照图76，SMT表示ES格式的Rx流的业务信息。在该情况下，该SMT提供了通过单个系综接收到的基本流(ES)的信息。各个系综的业务信息都通过与各个系综相对应的SMT来发送(即，单位系综信息)。
SMT包括SMT指示信息字段41、信道循环42、和基本流循环43。SMT还可以包括事件信息44。
SMT指示信息字段41包括用于在经过接收机识别的信令信息中识别SMT表的特定信息。换言之，SMT指示信息字段41包括表格标识字段(即，‘table_id’字段)和系综标识信息(即，‘ensemble_id’字段)。在该情况下，‘table_id’字段指出相应的表格是SMT，而将各系综的唯一值赋予‘ensemble_id’字段使得‘ensemble_id’字段标识各系综。为了描述的方便，将把表示SMT的一组信息字段称为SMT报头信息。因此，可以按照各个系综ID独立地发送上述SMT。
图76的SMT包括‘num_channels_in_ensemble’字段，该字段用于指示该系综所包括的信道的数量。例如，如果将‘num_channels_in_ensemble’字段设置为3，则其意味着在系综中存在三个信道并且信道循环包括三个信道的信息。
‘channel_loop’字段42包括以上系综所包括的各信道的信息，并且其循环的次数等于单个系综所包括的信道的数量。即，‘channel_loop’字段42的数值等于信道的数量。‘channel_loop’字段42包括信道信息字段，并且包括指示了在信道中包括的基本流的数量的‘num_ES_in_channel’字段。
基本流(ES)循环(ES_loop)43包括指示了在信道循环中包括的基本流(ES)的特定信息。基本流(ES)循环(ES_loop)43重复与在信道中包括的基本流的数量相等的预定次数。即，基本流循环(ES_loop)43的数值等于基本流的数量。
可以将事件信息44作为字段添加到SMT，或者可以将事件信息44作为描述符添加到SMT。在该情况下，事件信息表示当前的接收(Rx)事件，因此事件信息44只可以包括单个事件的信息。或者，事件信息表示多个事件(例如，过去、当前、和未来事件)因此事件信息可使用事件循环(event_loop)来包括若干个事件的信息。
图77示出了图76所示的根据本发明的SMT的详细结构。此后将参照图77描述SMT的独立字段。
在图78中示出了SMT报头信息。图78示出了位于‘table_id’字段与‘num_channels_in_ensemble’字段之间的字段的实施方式。SMT报头信息部分可包括能够标识SMT的所有类型的信息。
例如，SMT报头信息部分可包括多个字段，即，‘table_id’、‘section_syntax_indicator’、‘private_indicator’、‘section_length’、‘transport_stream_id’、‘version_number’、‘current_next_indicator’、‘section_number’、‘last_section_number’、‘protocol_version’、‘ensemble_id’、‘num_channel_in_ensemble’、和‘保留(reserved)’字段。
‘table_id’字段是SMT的表格标识符。‘section_syntax_indicator’字段是基于MPEG-2长格式句法或MPEG-2短格式句法的预定值。SMT包括根据PSIP定义而设置为‘1’的‘private_indicator’字段，并且在‘private_indicator’字段后安排了2个比特的‘保留(reserved)’区。‘section_length’字段表示SMT区段的长度。‘transport_stream_id’字段表示用于标识传输流的特定信息。在该情况下，相同的传输流ID表示相同的物理信道。‘version_number’字段具有用于确定该表格是否被更新的版本信息。‘current_next_indicator’字段表示当前表格区段是否被安排为可用。如果将SMT分割为区段，则‘section_number’字段表示单个区段的顺序号，而‘last_section_number’表示最后一段的区段号。‘protocol_version’字段是相应的SMT的协议的版本信息。SMT报头信息可包括‘reserved’字段。
SMT报头信息还包括‘ensemble_id’字段和‘num_channel_in_ensemble’字段。
‘ensemble_id’字段包括用于识别各个系综的指示符。相应的‘ensemble_id’值在相应的物理信道中必需唯一。可以通过4个比特或8个比特来表示‘ensemble_id’字段(在该示例中是4个比特)。
‘num_channel_in_ensemble’字段表示在相应的系综中包括的虚拟信道的数量。可以通过8个比特来表示‘num_channel_in_ensemble’字段。
上面的信道循环(channel_loop)重复了与在系综中包括的虚拟信道的数量相等的预定次数，并且由‘for loop’句法来表示该循环情况。接下来，将在下文中详细地描述信道循环的后续字段。
从图77可看出，SMT包括与虚拟信道相关的主信道号(major_channel_number)信息和与虚拟信道相关的次信道号(minor_channel_number)。
另外，SMT包括‘channel_TSID’，其表示虚拟信道的传输流id。
‘隐藏(hidden)’字段表示当设置了该字段时，在接收机中将无法通过直接输入虚拟信道号来访问该信道。此外，在一些应用中该隐藏的信道是可以访问的。
‘hide_guide’字段表示当设置了该字段时，在对所有与业务相关的信息进行描述的业务指南信息中，将不包括该信道的信息。
‘hidden’字段和‘hide_guide’字段可表示：根据它们的组合，需要业务指南信息来访问该信道(例如，设置了‘hidden’字段并且设置了或未设置‘hide_guide’字段)。
SMT包括‘service_type’字段，其表示相应的虚拟信道的业务类型是固定的广播业务、移动的广播业务、基于MPEG-2的业务、还是基于IP的业务。
在图79中示出了‘service_type’字段的示例。参照图79，‘service_type’字段可表示基于移动数字广播Tx/Rx系统(MPH)的MPEG-2的数字电视业务、音频业务、数据业务、和软件下载数据业务。此外，‘service_type’字段可表示基于数字广播Tx/Rx系统(MPH)的多种业务(即，基于DSM-CC IP的业务、MPEG-2与DSM-CC IP混合业务、基于MPEG-2标准以外的IP的IP业务、和基于MPEG-2与IP的混合业务)。为了‘保留以供将来使用(reserved for future)’或‘用户个人用途(user private)’的目的，可以将剩余的值赋予‘service_type’字段。
例如，可以使用0x10来表示根据上述移动数字广播Tx/Rx系统的基于MPEG-2的业务。可以使用‘0x17’来表示用于移动数字广播Tx/Rx系统的基于MPEG-2与IP的混合业务。
上述的信道循环(channel_loop)包括‘source_id’字段，该字段与频率与各广播节目相对应。接收机可使用‘source_id’字段通过参照节目指南表(EIT-x)来获得节目指南信息(即，EPG)。
‘num_ES_in_channel’字段表示在相应的虚拟信道中包括的基本流的数量。在该实施方式中，以8个比特来表示‘num_ES_in_channel’字段。
上面的ES循环(ES_loop)重复了与在虚拟信道中包括的基本流的数量相等的预定次数，并且由‘for loop’句法来表示该重复情况。接下来，将在下文中详细地描述ES循环的后续字段。
ES循环(ES_loop)包括‘stream_type’字段，该字段表示流的类型，并且可以通过8个比特来表示该字段。可以使用多种流类型，例如，视频流、音频流、数据流、和文件传输流。
另外，ES循环(ES_loop)包括‘elementary_PID’字段，并且可以通过13个比特来表示该字段。另外，如果需要，ES循环(ES_loop)包括冗余分配字段。ES循环(ES_loop)能够使用‘elementary_PID’字段的值来标识相应的基本流(ES)。
在该情况下，如果流类型的值是特定值(即，如果需要附加信息)，则ES循环(ES_loop)可包括‘additional_info’字段。‘additional_info’字段表示基本流(ES)的附加信息。例如，如果ES是音频流类型，则该附加信息字段表示‘ISO_638_language_code’。可以通过24个比特来表示该附加信息字段，并且可以将该字段划分成三个8比特的部分。
同时，SMT可包括‘additional_descriptors()’。‘additional_descriptors()’表示可附加地存在于SMT中的描述符。例如，SMT可包括‘time_slicing_information_descriptor’字段。‘time_slicing_information_descriptor’字段允许移动数字广播Tx/Rx系统(MPH)使用时间切片结构。‘additional_descriptors()’字段被重复与通过物理信道发送的流的附加信息单位的数量相等的预定次数，并且以‘forloop’句法来表示该重复情况。
图80是例示了根据本发明的还包括事件信息的SMT的结构图。
图80包括在图77的SMT中包括的所有字段，并且还包括事件信息字段。在该实施方式中，为了描述的方便，将在此处省略图77所示的字段的详细描述，并且将在下文中参照图80来描述事件信息的字段。
事件信息字段表示当前的Rx广播流的事件。在使用以上事件字段的情况下，接收机执行SMT的解析，因此接收机能够无需解析其它表格地获得事件信息。
事件信息字段可包括‘event_id’、‘start_time’、‘ETM-location’、‘length_in_seconds’、‘title_length’、‘title_text()’、和‘descriptors_length’字段。另外，事件信息字段还可以包括与事件相关的描述。
‘event_id’字段表示用于表示事件的标识符(ID)。‘start_time’表示事件的开始时间。此外，事件信息字段还可以包括用于表示事件的结束时间的‘end_time’字段，和用于表示事件的持续时间的‘duration’字段。‘ETM_location’字段表示该事件是否包括ETT文字，‘length_in_seconds’字表示事件的持续时间。
‘title_length’字段表示标题的长度。‘title_text()’字段使用文字表示标题。‘descriptors_length’字段表示描述符的总长度。
事件信息字段用作可选信息，并且可以包括在SMT中。如果事件信息字段表示现在的Rx流的事件信息，则在SMT中包括单个事件信息字段。如果事件信息字段表示现在、过去、和将来的流，则接收机根据并联方案需要若干个事件的信息。在该情况下，事件信息字段可重复与事件的数量相等的预定次数。即，由‘for loop’句法来表示该重复情况。
图81是例示了根据本发明的SMT处理方法的流程图。
参照图81，根据本发明的数字广播系统在步骤S91选择待接收的信道，并且在步骤S92接收SMT。
该系统对接收的SMT的系综ID执行解析，并且在步骤S93提取相应的系综ID。
该系统在步骤S94提取在相应的系综中包括的信道的数量，并且在步骤S95提取信道信息，即，‘主/次信道号’、‘channel_TSID’、‘source_id’、‘hidden’、‘hide_guide’、‘service_type’等。
该系统在步骤S96对‘num_ES_in_channel’执行解析，在步骤S97提取流类型，并且在步骤S98提取‘elementary_PID’，因此该系统获得了基本流(ES)信息。
如果在SMT中包括附加的事件信息，则该系统还在步骤S99提取附加的事件信息。
基于根据以上的SMT解析而获得的信道信息和基本流(ES)信息，该系统在步骤S100建立音频流PID、视频PID、和数据PID，并且在步骤S101使用所建立的流PID来接收由移动数字广播系统产生的流。
图82是例示了根据本发明的另一实施方式的包括有通过单个系综接收到的IP流的SMT的结构图。图82示出了在物理信道中包括的所有系综中的单个系综的信息。
图82的SMT表示与IP数据报格式的IP流相关的业务信息。在该情况下，该SMT提供了通过单个系综接收到的IP流的信息。因此，通过与各个系综相对应的SMT来发送各个系综的业务信息。
SMT可包括SMT指示信息字段101、信道循环102、和/或事件信息103。
SMT指示信息字段101包括用于从经过接收机识别的节目表信息中识别SMT表的特定信息。换言之，SMT指示信息字段101包括‘table_id’字段和配备有系综标识信息的‘ensemble_id’字段，并且还包括表示在该系综中包括的信道的数量的‘num_channels_in_ensemble’字段。为了描述的方便，此后将表示SMT的一组信息字段称为SMT报头信息。
信道循环(channel_loop)102重复与在单个系综中包括的信道的数量相等的预定次数。即，信道循环102的数值等于信道的数量。上述的信道循环102包括信道的信息字段。
可以将事件信息103作为字段添加到SMT，或者可以将事件信息103作为描述符添加到SMT。在该情况下，事件信息表示当前的接收(Rx)事件，因此事件信息44只可以包括单个事件的信息。或者，事件信息表示多个事件(例如，过去、当前、和未来事件)因此事件信息可使用事件循环(event_loop)来包括若干个事件的信息。
图83示出了根据本发明的另一实施方式的、图82所示的SMT的详细结构。此后将描述图82所示的SMT的独立字段。
在图77和图78已公开了SMT报头信息，因此这里将省略对其的详细描述。
信道循环(channel_loop)重复与在系综中包括的虚拟信道的数量相等的预定次数，并且以‘for_loop’句法来表示该循环。此后将描述上述的信道循环‘channel_loop’的后续字段。
SMT包括与虚拟信道相关的主信道号(major_channel_number)信息和与虚拟信道相关的次信道号(minor_channel_number)。
另外，SMT包括‘channel_TSID’、‘隐藏(hidden)’字段和‘hide_guide’字段。
SMT包括‘service_type’字段，其表示相应的虚拟信道的业务类型是固定的广播业务、移动的广播业务、基于MPEG-2的业务、还是基于IP的业务。
在图79中示出了‘service_type’字段的示例。参照图79，‘service_type’字段可表示基于移动数字广播Tx/Rx系统(MPH)的MPEG-2的数字电视业务、音频业务、数据业务、和软件下载数据业务。此外，‘service_type’字段可表示基于数字广播Tx/Rx系统(MPH)的多种业务(即，基于DSM-CC IP的业务、MPEG-2与DSM-CC IP混合业务、基于MPEG-2标准以外的IP的IP业务、和基于MPEG-2与IP的混合业务)。为了‘保留以供将来使用(reserved for future)’或‘用户个人用途(user private)’的目的，可以将剩余的值赋予‘service_type’字段。
例如，可以使用0x16来表示根据上述移动数字广播Tx/Rx系统的基于非MPEG-2的业务。可以使用‘0x17’来表示用于移动数字广播Tx/Rx系统的基于MPEG-2与IP的混合业务。
上述的信道循环(channel_loop)包括‘source_id’字段，该字段与频率与各广播节目相对应。接收机可使用‘source_id’字段通过参照节目指南信息(EIT-x)来获得节目指南信息(即，EPG)。
IP地址用于识别IP流。IP地址包括表示IP地址的版本信息的‘IP_version_flag’字段。‘IP_version_flag’字段可通过1个比特来表示，并且该字段表示当前的IP地址版本是IPv4还是IPv6。例如，‘IP_version_flag’字段为‘0’表示IPv4，而‘IP_version_flag’字段为‘1’则表示IPv6。
SMT包括表示IP地址的有效数字的‘target_IP_slash’字段，并且可以通过7个比特来表示‘target_IP_slash’字段。
SMT包括表示IP地址的‘target_IP_address’字段，并且该字段可根据IP地址的版本而具有不同的大小。例如，如果‘IP_version_flag’字段表示IPv4，则可以通过32个比特来表示该字段。如果‘IP_version_flag’字段表示IPv6，则可以通过48个比特来表示该字段。
同时，SMT可包括‘additional_descriptors()’。‘additional_descriptors()’表示可附加地存在于SMT中的描述符。例如，SMT可包括‘time_slicing_information_descriptor’字段。‘time_slicing_information_descriptor’字段允许移动数字广播Tx/Rx系统(MPH)使用时间切片结构。‘additional_descriptors()’重复与通过物理信道发送的流的附加信息单位的数量相等的预定次数，并且以‘for loop’句法来表示该重复情况。
图84是例示了根据本发明的另一实施方式的、还包括事件信息的SMT的结构图。
图84包括在图83的SMT中包括的所有字段，并且还包括事件信息字段。在该实施方式中，为了描述的方便，将在此处省略图83所示的字段的详细描述，并且以下将参照图84来描述事件信息的字段。
事件信息字段表示当前的Rx广播流的事件。在使用以上事件字段的情况下，接收机执行SMT的解析，因此接收机能够无需解析其它表格地获得事件信息。
事件信息字段可包括‘event_id’、‘start_time’、‘ETM-location’、‘length_in_seconds’、‘title_length’、‘title_text()’、和‘descriptors_length’字段。另外，事件信息字段还可以包括与事件相关的描述。
‘event_id’字段表示用于标识事件的标识符(ID)。‘start_time’表示事件的开始时间。此外，事件信息字段还可以包括用于表示事件的结束时间的‘end_time’字段，和用于表示事件的持续时间的‘duration’字段。
‘title_length’字段表示标题的长度。‘title_text()’字段使用文字表示标题。‘descriptors_length’字段表示描述符的总长度。
事件信息字段用作可选信息，并且可以包括在SMT中。如果事件信息字段表示现在的Rx流的事件信息，则在SMT中包括单个事件信息字段。如果事件信息字段表示现在、过去、和将来的流，则接收机根据并联方案需要若干个事件的信息。在该情况下，事件信息字段可重复与事件的数量相等的预定次数。即，由‘for loop’句法来表示该重复情况。
图85是例示了根据本发明的另一实施方式的SMT处理方法的流程图。
参照图85，根据本发明的数字广播系统在步骤S1301选择待接收的信道，并且在步骤S1302接收SMT。
该系统对接收的SMT的系综ID执行解析，并且在步骤S1303提取相应的系综ID。
该系统在步骤S1304提取在相应的系综中包括的信道的数量，并且在步骤S1305提取信道信息(即，‘主/次信道号’、‘channel_TSID’、‘source_id’、‘hidden’、‘hide_guide’、‘service_type’等)。
该系统在步骤S1306提取‘target_IP_address’。
如果在SMT中包括附加的事件信息，则该系统还在步骤S1307提取附加的事件信息。
基于根据以上的SMT解析而获得的信道信息和IP地址信息，该系统在步骤S1308得到对业务描述协议(SDP，service description protocol)数据报的访问。该系统能够在步骤S1309获得从SDP数据报通过SDP提供的媒体流的地址。在该情况下，所获得的媒体流可包括音频/视频(A/V)流。另外，在步骤S1310，可以从包括有所获得的媒体流的MAC地址的‘DSM_CC_addressable_section’获得指示音频流或视频流的媒体流的地址。如果解析了所得到的流，则该系统能够在步骤S1311基于移动业务数据的IP来获得音频/视频/数据信息。
图86例示了接收基于IP的移动业务的另一流程图。用于获得服务于移动业务的目标IP地址的步骤与在图85例示的步骤(从S1301到S1307)相同。
在图85的示例中，获得了MPEG-2 TS中的IP数据报。然而，图86中的IP数据报是在对IP进行了解析(S1312)后通过过滤与IP地址一同发送的IP包而获得的。也就是说，没有将IP流与IP地址一起封装在MPEG-2 TS中。提供具有基于IP的音频/视频/数据的移动业务数据的服务(S1313)。
图87是例示了根据本发明的一个实施方式的、用于接收移动业务数据的装置的框图。
参照图87，移动业务数据接收装置包括信号接收机8601、解调器8602、解复用器8603、节目表信息缓冲器8604、节目表信息解码器8605、节目表信息数据库(DB)8606、应用管理器8607、数据处理机8610、中间件引擎8611、A/V解码器8612、A/V后处理器8613、和用户界面8614。另外，应用管理器8607可包括信道管理器8608和业务管理器8609。
例如，移动业务数据接收装置可以是能够接收数字广播信号的数字电视(DTV)或移动数字广播接收装置。
信号接收机8601接收特定信道的频率信号，并且输出接收的频率信号。例如，调谐器可用作信号接收机。
信号接收机8601能够接收移动业务数据包和主业务数据包。信号接收机8601接收其中对移动业务数据包和主业务数据包进行复用的队列中的移动业务数据。
换言之，可以在队列之间发送主业务数据包，并且可以在队列期间发送移动业务数据包与主业务数据包二者。之后，信号接收机8601将接收的队列的数据划分为移动业务数据包和主业务数据包。
在该情况下，接收到的广播信号包括节目表信息。根据本发明，信号接收机8601接收SMT表。
同时，信号接收机8601可受到信道管理器8608的控制。
信号接收机8601将接收到的数字广播信号的结果记录在信道管理器8608中。
解调器8602对信号接收机8601的接收(Rx)信号进行解调制，并且将Rx信号划分为移动业务数据包和主业务数据包。解调器8602执行发送端所执行的提高移动业务数据的Rx性能的处理的逆处理。在图33中已公开了解调器8602的信号处理，因而这里将省略对该信号处理的详细描述。图62是解调器8602的详细框图。
解复用器8603从解调器8602接收经过解调制的信号，并且对接收的信号执行解复用，以使得解复用器8603输出主业务数据、与主业务数据相关联的节目表信息、移动业务数据、和关于移动业务数据的节目表信息。
经过解复用的节目表信息经由存储区段数据的节目表信息缓冲器8604被发送到节目表信息解码器8605。经过解复用的音频数据和经过解复用的视频数据被发送到A/V解码器8612。A/V解码器8612对接收的信号进行解码。
节目表信息解码器8605对构成该表格的节目表区段进行解析，并且将电子节目信息记录在节目表信息数据库(DB)8606中。在该情况下，节目表信息解码器可以是数据解码器的示例。
信道管理器8608通过参照信道映射表984发送对信道相关信息表进行接收的请求，并且接收对该请求的响应。
在该情况下，节目表信息解码器8605控制对信道相关信息表的解复用，并且将A/V与数据PID列表发送到信道管理器8608。
信道管理器8608利用上述发送的A/V PID直接地控制解复用器8603，以使得该解复用器对A/V解码器8612进行控制。
应用控制器8607控制用于在OSD(On Screen Display，屏显)上显示广播接收系统的状态信息的图形用户界面(GUI)。
具体地说，根据本发明，解复用器8603对事件信息(EIT)等进行解复用并将解复用的结果发送到节目表信息解码器8605。
能够很容易地理解上述用于对来自包括节目信息的表格的电子节目信息进行解码的处理，并且此后将参照图25对该处理进行详细描述。此后，将以EIT为例对包括节目表信息的表格进行描述。
节目表信息解码器8605检测EIT并获取移动业务数据的信息和本发明的移动业务数据的节目信息。节目表信息解码器8605能够执行图76到图78所示的信息的解析和对图82-图84所示的信息的解析。节目表信息DB 8606在从节目表信息解码器8605获得的解析结果信息中扣除IP数据报格式的信息，并且对被扣除的信息以外的余下的信息进行存储。
例如，如果广播接收机900从用户接收了EPG业务请求，则信道管理器8608获得对节目表信息解码器8605的访问，并且接收与该请求相关的信息。
应用控制器8607对显示进行控制，并且向用户提供移动业务数据和与移动业务数据相关的节目信息。
用户接口单元8614接收用户的选择信号。将这种用户的选择信号应用于应用控制器8607。
图88是例示了根据本发明的另一个实施方式的、用于接收移动业务数据的框图。
参照图88，根据本发明的移动业务数据接收装置包括信号接收机8701、解调器8702、解复用器8703、节目表信息缓冲器8704、节目表信息解码器8705、节目表信息数据库(DB)8706、IP数据报缓冲器8707、IP过滤器8708、应用管理器8709、数据处理机8712、中间件引擎8713、A/V解码器8714、A/V后处理器8715、和用户界面8716。另外，应用管理器8709可包括信道管理器8710和业务管理器8711。
在图88中将不描述与图87相同的组件，而将仅仅结合图88来描述与图87不同的组件。
解复用器8703接收表示解调器8702的输出数据的RS帧，并且通过参考包报头信息来确定接收的数据是节目表信息数据还是IP数据报。结果，解复用器8703根据所确定的结果将接收的数据存储在相应的缓冲器中。
IP数据报缓冲器8707表示包括有由解复用器8703分离出的各IP数据报的多个缓冲器。
节目表信息缓冲器8704只包括区段数据，而IP数据报缓冲器8707只包括IP数据报。
在使用常规的MPEG-2 TS的情况下，已经根据PID对包进行了分类或区分，以使得根据各PID以不同的方式对包进行管理。本发明没有根据PID对各个包进行分类或区分，但本发明能够确定当前的包是IP数据报还是区段节目表信息。如果确定数据是节目表信息，则节目表信息解码器使用‘table_id’信息和‘section_id’信息在表格之间进行区分。如果确定了数据是IP数据报，则业务管理器采用必要的IP数据报。
在接收到业务管理器8711的输出信号后，IP管理器8708从存储在IP数据报缓冲器中的IP数据报中过滤出(与期望的业务相对应的)期望的IP数据报。随后，IP过滤器8708将过滤结果发送到A/V解码器8714或数据处理机8712。
数据处理机8712选择性地对所有IP数据报中的、数据广播所需的一些数据报进行处理，并且通过中间件引擎8713将处理结果与A/V数据相混合。
业务管理器8711从IP数据报缓冲器中只提取与用户期望的业务相对应的一些IP数据报，并且将提取出的IP数据报发送到应用层。在该情况下，业务管理器8711使用端口号对期望的业务的成分(例如，音频流/视频流)执行分离。即，本发明在IP层内执行解复用，而常规的MPEG-2TS系统在MPEG-2层内执行解复用。
尽管已经出于说明的目的公开了本发明的优选实施方式，但本领域的技术人员将理解，在不背离在所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、补充和替换都是可能的。
从以上描述可以显见，根据本发明的数字广播系统与数据处理方法都对信道变化和噪声具有强大的抵抗力。数字广播系统对移动业务数据进行附加的编码，将经过编码的移动业务数据发送到接收(Rx)系统，因此其提高了接收(Rx)性能。数字广播系统将按照发送端与接收端之间的协定识别出的已知数据插入数据带的预定区域，因此其提高了接收(Rx)性能。另外，数字广播系统能够发送用于有效地建立移动业务数据和主业务数据的信道的业务信息。
事实上，在用于移动电视的低比特速率环境中，存在带宽不足的情况。由于该问题，需要一种用于在被视为移动电视的一个独特特征的低比特速率环境下有效地发送节目表信息的方法。
常规的TVCT已通过‘service location descriptor’提供了MPEG-2 ES的PID，但是根据本发明的数字广播系统减少了相应的描述符的开销量以提高传输速率，使得直接在表格内实施PID分配。
根据本发明的数字广播系统可以与基于MPEG-2 TS的业务、基于IP的A/V流、和所有类型的业务互操作。数字广播系统减少了针对基于IP的业务对PAT和PMT进行处理所需的开销量，因此能够有效的实施信号处理。
以本发明的最佳模式描述了本发明的实施方式。
本发明可用于广播领域和通信领域。

Claims (12)

1、一种数据处理方法，该数据处理方法包括以下步骤：
接收步骤，接收对移动业务数据与主业务数据进行了复用的广播信号；
解析步骤，根据所接收到的广播信号中的、复用了所述移动业务数据的系综的标识符，对包括关于所述系综的业务或节目的信息的节目表信息进行解析；以及
输出步骤，利用所解析的节目表信息来输出所述移动业务数据。
2、根据权利要求1所述的数据处理方法，其中，所述广播信号包括数据组，在所述数据组中对所述主业务数据和按照至少一种码率进行了纠错编码的所述移动业务数据进行了交织，并且经过交织的数据组中的所述移动业务数据包括周期性插入的已知数据。
3、根据权利要求1所述的数据处理方法，其中，所述节目表信息包括以下信息中的至少一种：所述移动业务数据的主信道信息、所述移动业务数据的次信道信息、和表示是否需要业务指南信息来访问所述移动业务数据的信道的信息。
4、根据权利要求1所述的数据处理方法，其中，所述节目信息包括用于接收所述移动业务数据的互联网协议地址。
5、一种数字广播系统，该数字广播系统包括：
接收机，其被配置成接收对移动业务数据与主业务数据进行了复用的广播信号；
节目表信息解码器，其被配置成：根据所接收到的广播信号中的、复用了所述移动业务数据的系综的标识符，对包括关于所述系综的业务或节目的信息的节目表信息进行解析；
解复用器，其被配置成对在所述广播信号中包括的所述移动业务数据进行解复用；
解码器，其被配置成对经过解复用的移动业务数据进行解码；以及
输出单元，其被配置成利用所解析的节目表信息来输出所述移动业务数据。
6、根据权利要求5所述的数字广播系统，其中，所述广播信号包括数据组，在所述数据组中对所述主业务数据和按照至少一种码率进行了纠错编码的所述移动业务数据进行了交织，并且经过交织的数据组中的所述移动业务数据包括周期性插入的已知数据。
7、根据权利要求5所述的数字广播系统，其中，所述节目表信息包括以下信息中的至少一种：所述移动业务数据的主信道信息、所述移动业务数据的次信道信息、和表示是否需要业务指南信息来访问所述移动业务数据的信道的信息。
8、根据权利要求5所述的数字广播系统，其中，所述节目信息包括用于接收所述移动业务数据的互联网协议地址。
9、一种数据处理方法，该数据处理方法包括以下步骤：
生成节目表信息的步骤，所述节目表信息包括复用了移动业务数据的系综的标识符并且该节目表信息对所述移动业务数据进行了描述；
复用步骤，对所生成的节目表信息和所述移动业务数据进行复用，对经过复用的数据和所述主业务数据进行复用，并且将复用结果作为广播数据输出；以及
发送步骤，通过对经过复用的广播数据进行调制来发送所述移动业务数据。
10、根据权利要求9所述的数据处理方法，其中，所述广播信号包括数据组，在所述数据组中对所述主业务数据和按照至少一种码率进行了纠错编码的所述移动业务数据进行了交织，并且经过交织的数据组中的所述移动业务数据包括周期性插入的已知数据。
11、根据权利要求9所述的数据处理方法，其中，所述节目表信息包括以下信息中的至少一种：所述移动业务数据的主信道信息、所述移动业务数据的次信道信息、和表示是否需要业务指南信息来访问所述移动业务数据的信道的信息。
12、根据权利要求9所述的数据处理方法，其中，所述节目信息包括用于接收所述移动业务数据的互联网协议(IP)地址。
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