CN101785305A - 数字广播系统和处理数据的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数字接收系统和一种处理数据的方法。该数字接收系统包括接收单元、已知序列检测器、以及信道均衡器。接收单元接收包括移动业务数据和主业务数据的广播信号。已知序列检测器检测被线性地插入数据组中的已知数据。信道均衡器使用所检测的已知数据对接收到的移动业务数据执行信道均衡。

Description

数字广播系统和处理数据的方法
技术领域
本发明涉及数字广播系统和处理数据的方法。
背景技术
被采纳作为北美和韩国的数字广播标准的残留边带(VSB)传输模式是使用单载波方法的系统。因此，数字广播接收系统的接收性能在不良的信道环境下可能劣化。具体地，由于当使用便携式和/或移动广播接收机时更加高度需要对信道变化和噪声的抵抗力，所有当通过VSB传输模式来发送移动业务数据时接收性能可能更加劣化。
发明内容
因此，本发明涉及一种数字广播系统和一种处理数据的方法，其基本消除了由于相关技术的局限性和劣势所导致的一个或多个问题。
本发明的目的是提供对信道变化和噪声具有高度抵抗力的数字广播系统和处理数据的方法。
本发明的另一目的是提供一种数字广播系统和一种处理数据的方法，其能够通过使发射系统(或发射机)对移动业务数据执行附加编码且通过使接收系统(或接收机)对经附加编码的移动业务数据执行解码作为发射系统的相反处理来提高接收系统(或接收机)的接收性能。
本发明的另一目的是提供一种数字广播系统和一种处理数据的方法，其能够通过在数据区域的预定区域中插入已经依照接收系统与发射系统之间的预定协定已知的已知数据来提高数字广播接收系统的接收性能。
本发明的其它优点、目的、和特征将在后面的说明中得到部分阐述，其部分地将在随后的考察中变得对于本领域的技术人员来说是显而易见的，或者可以通过对本发明的实践而了解到。可以通过在书面说明及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得本发明的目标和其它优点。
为了实现这些目的和其它优点及依照本发明的目的，如本文所体现和广泛描述的那样，一种数字广播发射系统，包括业务多路复用器和发射机。该业务多路复用器以预定的数据速率对移动业务数据和主业务数据进行多路复用且随后将经多路复用的业务数据发送到发射机。发射机可以对从业务多路复用器发送的移动业务数据执行附加编码，并且对已被执行编码的多个移动业务数据分组进行分组以便配置数据组。
在这里，发射机可以对以分组为单位对包括移动业务数据的移动业务数据分组和包括主业务数据的主业务数据分组进行多路复用，且可以将经多路复用的数据分组发送到数字广播接收系统。在这里，发射机可以以突发(burst)结构来对数据组和主业务数据分组进行多路复用，其中，突发区段可以被划分成包括数据组的突发开启区段(burst-on section)和不包括数据组的突发关闭区段(burst-off section)。可以基于主业务数据的干扰程度来将数据组划分成多个区。可以在没有主业务数据的干扰的区中周期性地插入长已知数据序列。
在本发明的另一方面，一种数字广播接收系统可以将已知数据序列用于解调和信道均衡处理。当仅接收到移动业务数据时，数字广播接收系统仅在突然开启区段期间开通电源以便处理移动业务数据。
在本发明的另一方面，一种数字接收系统包括接收单元、已知序列检测器、以及信道均衡器。该接收单元接收包括移动业务数据和主业务数据的广播信号。该移动业务数据配置数据组。该数据组被划分成多个区。已知数据序列被线性地插入数据组内的多个区之中的某些区中，且在每个已知数据序列的开头部分处插入有初始化数据，该初始化数据用于对包括在广播发射系统的网格编码器中的存储器进行初始化。已知序列检测器检测被线性地插入数据组中的已知数据。信道均衡器使用所检测的已知数据对接收到的移动业务数据执行信道均衡。N个已知数据序列被插在数据组内的多个区之中的某些区中。传输参数被插在N个已知数据序列之中的第一已知数据序列与第二已知数据序列之间。
广播接收系统进一步包括检测传输参数的传输参数检测器，和基于所检测的传输参数以块为单位对移动业务数据进行符号解码的块解码器。
广播接收系统进一步包括基于所检测的传输参数来控制功率、从而接收包括所请求的移动业务数据的数据组的功率控制器。
该数据组配置RS帧，且RS帧包括对应于移动业务数据的至少一个数据分组、基于至少一个数据分组生成的RS奇偶校验、以及基于至少一个数据分组和RS奇偶校验生成的CRC校验和。
该广播接收系统进一步包括RS帧解码器，用于以RS帧为单位对移动业务数据执行CRC解码和RS解码、从而校正在相应RS帧内的移动业务数据中发生的错误。
该广播接收系统进一步包括对经RS解码的移动业务数据进行去随机化的去随机化器。
在本发明的另一方面，一种用于处理接收系统的数据的方法包括接收包括移动业务数据和主业务数据的广播信号，其中，移动业务数据配置数据组，其中，该数据组被划分成多个区，其中，已知数据序列被线性地插入数据组内的多个区之中的某些区中，并且其中，在每个已知数据序列的开头部分处插入有初始化数据，该初始化数据用于对包括在广播发射系统的网格编码器中的存储器进行初始化，检测被线性地插入数据组中的已知数据，并通过使用所检测的已知数据对接收到的移动业务数据进行信道均衡。
应理解的是，本发明的前述一般说明及以下详细说明是示例性和说明性的，并旨在提供所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括进来以便提供对本发明的进一步理解，其被并入本申请中并构成本申请的一部分，在附图中示出了本发明的实施例，并连同说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1图解示出根据本发明的实施例的数字广播系统的一般结构的方框图；
图2图解本发明的图1所示的业务多路复用器的方框图；
图3图解本发明的图1所示的发射机的方框图；
图4图解本发明的图3所示的预处理器的方框图；
图5(a)至图5(e)图解根据本发明的实施例的纠错编码和检错编码的处理步骤；
图6(a)至图6(d)图解根据本发明的实施例的以超帧为单位进行行置换的处理步骤；
图7和图8分别图解根据本发明的数字广播发射系统的数据去交织器前后的数据结构的示例；
图9图解图7所示的信号帧的数据区A的一部分；
图10(a)至10(c)图解作为信令数据被包括在移动业务数据区中的传输(Tx)参数的数据结构(排列)；
图11图解根据本发明的如何在广播发射系统中的交织之后在信号帧中插入信令数据；
图12图解根据本发明的获取包括在突发内的特定数据组中的移动业务数据的示例；
图13图解图12的另一示例；
图14图解根据本发明的划分RS帧以便配置数据组的示例性处理；
图15(a)和图15(b)图解根据本发明的划分RS帧以便配置数据组的示例性处理；
图16图解根据本发明的实施例的用于发送数据组的分组多路复用器的示例性操作；
图17图解示出根据本发明的实施例的块处理器的结构的方框图；
图18至图20图解示出根据本发明的实施例的具有1/4的编码率的符号编码器的示例性操作的方框图；
图21图解根据本发明的实施例的1/2外编码器的详细方框图；
图22图解根据本发明的实施例的1/4外编码器的详细方框图；
图23(a)至图23(c)图解图10所示的符号交织器的可变长度交织处理；
图24和图25图解示出根据本发明的另一实施例的块处理器的结构的方框图；
图26(a)至图26(c)图解根据本发明的实施例的块编码和网格编码的示例；
图27图解根据本发明的实施例的网格编码模块的方框图；
图28和图29图解根据本发明的块处理器与网格编码模块之间的连接；
图30图解示出根据本发明的另一实施例的块处理器的结构的方框图；
图31图解示出根据本发明的另一实施例的块处理器的结构的方框图；
图32图解根据本发明的其中组格式器插入并发送传输参数的示例；
图33图解根据本发明的其中块处理器插入并发送传输参数的示例；
图34图解根据本发明的其中分组格式器插入并发送传输参数的示例；
图35图解其中在场同步段区中插入根据本发明的传输参数的示例；
图36图解根据本发明的数字广播接收系统的方框图；
图37图解示出根据本发明的已知数据被周期性地插入有效数据中的示例的数据结构；
图38是图解根据本发明的一方面的检测已知数据的位置的方法的流程图；
图39图解示出图36所示的数字广播接收系统的解调器的结构的方框图；
图40图解图36所示的数字广播接收系统的解调器的详细方框图；
图41图解根据本发明的实施例的频率偏移估计器的方框图；
图42图解根据本发明的已知数据检测器和初始频率偏移估计器的方框图；
图43图解图42所示的部分相关器的方框图；
图44图解根据本发明的定时恢复单元的第二示例；
图45(a)和图45(b)图解在时域中检测定时误差的示例；
图46(a)和图46(b)图解在时域中检测定时误差的其它示例；
图47图解使用图45和图46的相关值来检测定时误差的示例；
图48图解根据本发明的定时检错器的示例；
图49图解根据本发明的实施例的在频域中检测定时误差的示例；
图50图解根据本发明的定时检错器的另一示例；
图51图解根据本发明的实施例的DC移除器的方框图；
图52图解将被输入到图51所示的DC估计器的样本数据移位的示例；
图53图解根据本发明的另一实施例的DC移除器的方框图；
图54是图解根据本发明的一方面的信道均衡方法的流程图；
图55图解根据本发明的信道均衡器的另一示例的方框图；
图56图解根据本发明的剩余载波相位误差估计器的示例的详细方框图；
图57图解根据本发明的获得剩余载波相位误差和相位噪声的相位检错器的方框图；
图58图解根据本发明的实施例的相位补偿器；
图59图解根据本发明的信道均衡器的另一示例的方框图；
图60图解根据本发明的信道均衡器的另一示例的方框图；
图61图解根据本发明的信道均衡器的另一示例的方框图；
图62图解根据本发明的CIR估计器的示例的方框图；
图63图解根据本发明的块解码器的示例的方框图；
图64和图65图解根据本发明的另一实施例的纠错解码的处理步骤；
图66图解根据本发明的数字广播接收系统的另一示例；
图67详细地图解图66所示的传输参数检测器的方框图；
图68详细地图解图67所示的模式检测器的方框图；
图69图解输出组指示符的突发信息检测器；
图70图解输出突发指示符的突发信息检测器的示例；
图71图解比较实际开/关时间和突发区段的示例；
图72图解根据本发明的实施例的接收系统的方框图；
图73图解根据本发明的用于VCT的位流语法；
图74图解根据本发明的实施例的service_type字段；
图75图解根据本发明的实施例的业务位置描述符；
图76图解根据本发明的可以指配给stream_type字段的示例；
图77图解根据本发明用于EIT的位流语法；以及
图78图解根据本发明的另一实施例的接收系统的方框图。
具体实施方式
现在将对本发明的优选实施例进行详细参照，其示例在附图中图解。只要可能，在附图中自始至终使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。另外，虽然本发明所使用的术语选自一般已知和使用的术语，但本发明的说明书中所提及的某些术语已经过本申请人的慎重选择，其详细意义在本说明书的相关部分中描述。此外，要求不是简单地通过所使用的实际术语、而是通过包含在每个术语内的意义来理解本发明。
在本发明的说明书中所使用的术语之中，主业务数据对应于可以被固定接收系统接收到且可以包括音频/视频(A/V)数据的数据。更具体地说，主业务数据可以包括高清晰度(HD)或标准清晰度(SD)水平的A/V数据且还可以包括数据广播所需的各种数据类型。而且，已知数据对应于依照接收系统与发射系统之间的预先设置的协定而预先已知的数据。另外，在本发明中，移动业务数据可以包括移动业务数据、步行业务数据、以及手持业务数据中的至少一个且为简单起见其被共同称为移动业务数据。在这里，移动业务数据不仅对应于移动/步行/手持广播业务数据(M/P/H业务数据)，而且还可以包括具有移动或便携式特性的任何类型的业务数据。因此，根据本发明的移动业务数据不仅限于M/P/H业务数据。
上述移动业务数据可以对应于具有信息的数据，诸如程序执行文件、股票信息等等，且可以对应于A/V数据。更具体地，移动业务数据可以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，则可以使用MPEG-4高级视频编码(AVC)或具有更好图像压缩效率的可缩放视频编码(SVC)作为用于移动业务的A/V编解码器。此外，可以将任何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)数据作为主业务数据来提供。
而且，使用移动业务数据的数据业务可以包括天气预报业务、交通信息业务、股票信息业务、观看者参与提问节目、实时轮询和调查、交互式教育广播节目、游戏业务、提供关于肥皂剧或连续剧的简介、人物、背景音乐、和放映位置的信息的业务、提供关于过去的比赛分数和运动员资料及成就的信息的业务、以及提供关于产品信息的信息的业务，使得采购订单能够被处理的由业务、媒体、时间、和主题分类的节目。在这里，本发明不仅限于上述业务。在本发明中，发射系统提供主业务数据中的向后兼容性以便被常规接收系统接收到。在这里，主业务数据和移动业务数据被多路复用到同一物理信道并随后被发送。
此外，根据本发明的发射系统对移动业务数据执行附加编码，并且插入接收系统和发射系统已经知道的数据(即，已知数据)，从而发送该处理的数据。因此，当使用根据本发明的发射系统时，接收系统可以在移动状态期间接收移动业务数据，并且也可以稳定地接收移动业务数据，无论在信道中出现的何种失真和噪声。
发射系统的一般说明
图1图解示出根据本发明的实施例的数字广播发射系统的一般结构的方框图。在这里，数字广播发射系统包括业务多路复用器100和发射机200。在这里，业务多路复用器100位于每个广播站的工作室中，且发射机200位于与工作站相距预定距离的位置。发射机200可以位于多个不同的位置。而且，例如，多个发射机可以共享同一频率。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，信道均衡器可以补偿由于反射波而引起的信号失真，以便恢复原始信号。在另一示例中，多个发射机可以具有相对于同一信道的不同频率。
可以使用多种方法进行位于远程位置上的每个发射机和业务多路复用器的数据通信。例如，诸如用于传送MPEG-2数据的同步串行接口等接口标准(SMPTE-310M)。在SMPTE-310M接口标准中，恒定的数据速率被决定为业务多路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19.39Mbps，而且，在16VSB模式的情况下，输出数据速率是38.78Mbps。此外，在常规8VSB模式发射系统中，可以通过单个物理信道来发送具有约19.39Mbps的数据速率的传送流(TS)分组。而且，在提供有与常规发射系统的向后兼容性的根据本发明的发射系统中，对移动业务数据执行附加编码。然后，将经附加编码的移动业务数据与主业务数据多路复用成TS分组形式，该TS分组形式随后被发送。这里，经多路复用的TS分组的数据速率约为19.39Mbps。
这里，业务多路复用器100接收至少一种类型的移动业务数据和用于每个移动业务的节目专用信息/节目和系统信息协议(PSI/PSIP)表格数据以便将接收到的数据封装成每个传送流(TS)分组。而且，业务多路复用器100接收至少一种类型的主业务数据和用于每个主业务的PSI/PSIP并将接收到的数据封装成TS分组。随后，根据预定的多路复用规则来多路复用TS分组并将经多路复用的分组输出到发射机200。
业务多路复用器
图2图解示出业务多路复用器的示例的方框图。业务多路复用器包括用于控制业务多路复用器的总体操作的控制器110、用于主业务的PSI/PSIP发生器120、用于移动业务的PSI/PSIP发生器130、空分组发生器140、移动业务多路复用器150、以及传送多路复用器160。传送多路复用器160可以包括主业务多路复用器161和传送流(TS)分组多路复用器162。参照图2，至少一种类型的经压缩编码的主业务数据和从用于主业务的PSI/PSIP发生器120生成的PSI/PSIP表格数据被输入到传送多路复用器160的主业务多路复用器161。主业务多路复用器161将每个输入的主业务数据和PSI/PSIP表格数据封装成MPEG-2TS分组形式。然后，MPEG-2TS分组被多路复用并输出到TS分组多路复用器162。在这里，为简单起见，将从主业务多路复用器161输出的数据分组称为主业务数据分组。
其后，至少一种类型的压缩编码移动业务数据和从用于移动业务的PSI/PSIP发生器130生成的PSI/PSIP表格数据被输入到移动业务多路复用器150。移动业务多路复用器150将每个输入的移动业务数据和PSI/PSIP表格数据封装成MPEG-2 TS分组形式。然后，MPEG-2 TS分组被多路复用且输出到TS分组多路复用器162。在这里，为简单起见，将从移动业务多路复用器150输出的数据分组称为移动业务数据分组。这里，发射机200需要标识信息以标识并处理主业务数据分组和移动业务数据分组。在这里，标识信息可以使用依照发射系统与接收系统之间的协定预先决定的值，或者可以由单独的数据集配置，或者可以修改相应数据分组内的预定位置值。作为本发明的示例，可以指配不同的分组标识符(PID)以标识主业务数据分组和移动业务数据分组中的每一个。
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，可以通过使用相应业务数据分组的同步数据字节值来标识业务数据分组。例如，主业务数据分组的同步字节在不进行任何修改的情况下直接输出由ISO/IEC13818-1标准决定的值(即0x47)。移动业务数据分组的同步字节修改并输出该值，从而标识主业务数据分组和移动业务数据分组。相反，主业务数据分组的同步字节被修改并输出，而移动业务数据分组的同步字节被直接输出而未被修改，从而使得能够标识主业务数据分组和移动业务数据分组。
在修改同步字节的方法中可以应用多种方法。例如，可以使同步字节的每个位取反，或者可以仅使同步字节的一部分取反。如上所述，可以使用任何类型的标识信息来标识主业务数据分组和移动业务数据分组。因此，本发明的范围不仅限于本发明的说明书所阐述的示例。
同时，可以使用在常规数字广播系统中使用的传送多路复用器作为根据本发明的传送多路复用器160。更具体地说，为了将移动业务数据与主业务数据多路复用并发送经多路复用的数据，主业务的数据速率限于(19.39-K)Mbps的数据速率。然后，指配对应于其余数据速率的K Mbps作为移动业务的数据速率。因此，可以在不进行任何修改的情况下照原样使用已经使用的传送多路复用器。在这里，传送多路复用器160将从主业务多路复用器161输出的主业务数据分组与从移动业务多路复用器150输出的移动业务数据分组多路复用。然后，传送多路复用器160将经多路复用的数据分组发送到发射机200。
然而，在某些情况下，移动业务多路复用器150的输出数据速率可以不等于K Mbps。在这种情况下，移动业务多路复用器150多路复用并输出从空分组发生器140生成的空数据分组，以便输出数据速率可以达到K Mbps。更具体地说，为了使移动业务多路复用器150的输出数据速率与恒定数据速率匹配，空分组发生器140生成空数据分组，该空数据分组随后被输出到移动业务多路复用器150。例如，当业务多路复用器100将19.39Mbps的K Mbps指配给移动业务数据时，并且当其余的(19.39-K)Mbps，因此被指配给主业务数据时，由业务多路复用器100多路复用的移动业务数据的数据速率实际上变得低于KMbps。这是因为，在移动业务数据的情况下，发射系统的预处理器执行附加编码，从而增加数据量。最后，可以从业务多路复用器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以至少1/2的编码率对移动业务数据执行编码处理，所以从预处理器输出的数据量增加至大于最初被输入到预处理器的数据量的两倍。因此，均被业务多路复用器100多路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的和变得等于或小于19.39Mbps。因此，为了使最后从业务多路复用器100输出的数据的数据速率与恒定数据速率(例如19.39Mbps)匹配，从空分组发生器140生成对应于数据速率不足的量的空数据分组量且其被输出到移动业务多路复用器150。
因此，移动业务多路复用器150将被输入的移动业务数据和PSI/PSIP表格数据中的每一个封装成MPEG-2TS分组形式。然后，将上述TS分组与空数据分组多路复用并随后将其输出到TS分组多路复用器162。其后，TS分组多路复用器162将从主业务多路复用器161输出的主业务数据分组与从移动业务多路复用器150输出的移动业务数据分组多路复用并将经多路复用的数据分组以19.39Mbps的数据速率发送到发射机200。
根据本发明的实施例，移动业务多路复用器150接收空数据分组。然而，这仅仅是示例性的且不限制本发明的范围。换言之，根据本发明的另一实施例，TS分组多路复用器162可以接收空数据分组，以便使最后输出的数据的数据速率与恒定数据速率匹配。在这里，由控制器110来控制空数据分组的输出路径和多路复用规则。控制器110控制由移动业务多路复用器150、传送多路复用器160的主业务多路复用器161、以及TS分组多路复用器162执行的多路复用处理，并且控制空分组发生器140的空数据分组生成。这里，发射机200丢弃从业务多路复用器100发送的空数据分组而不是发送该空数据分组。
此外，为了允许发射机200丢弃从业务多路复用器100发送的空数据分组而不是将其发送，需要用于标识空数据分组的标识信息。在这里，标识信息可以使用依照发射系统与接收系统之间的协定预先决定的值。例如，可以修改空数据分组的报头内的同步字节的值以便将其用作标识信息。替换地，还可以使用transport_error_indicator标记作为标识信息。
在本发明的说明书中，将给出使用transport_error_indicator标记作为标识信息的示例以描述本发明的实施例。在这种情况下，将空数据分组的transport_error_indicator标记设置为‘1’，并将其余数据分组的transport_error_indicator标记复位为‘0’，以便标识空数据分组。更具体地说，当空分组发生器140生成空数据分组时，如果来自空数据分组的报头字段的transport_error_indicator标记被设置为‘1’并随后发送，则可以识别并因此丢弃空数据分组。在本发明中，可以使用用于标识空数据分组的任何类型的标识信息。因此，本发明的范围不仅限于在本发明的说明书中阐述的示例。
根据本发明的另一实施例，可以在至少一部分的空数据分组或用于移动业务的至少一个表格或PSI/PSIP表格的操作与维护(OM)分组(或OMP)中包括传输参数。在这种情况下，发射机200提取传输参数并将提取的传输参数输出到相应的块且在必要时将提取的参数发送到接收系统。更具体地说，出于操作并管理发射系统的目的而定义称为OMP的分组。例如，依照MPEG-2 TS分组格式来配置OMP，并且对相应的PID给定值0x1FFA。OMP由4字节的报头和184字节的有效载荷配置。在这里，在184字节之中，第一字节对应于OM_type字段，其指示OM分组的类型。
在本发明中，可以以OMP的形式来发送传输参数。而且，在这种情况下，在OM_type字段内的保留字段值之中，使用预先设置的值，从而指示传输参数正在以OMP的形式被发送到发射机200。更具体地说，发射机200可以通过参照PID来找到(或识别)OMP。而且，通过解析OMP内的OM_type字段，发射机200可以检验在相应分组的OM_type字段之后是否包括传输参数。该传输参数对应于处理来自发射系统和接收系统的移动业务数据所需的补充数据。
此处，传输参数可以包括数据组信息、在数据组内的区信息、RS帧信息、超帧信息、突发信息、turbo码信息以及RS码信息。突发信息可以包括突发尺寸信息、突发周期信息、以及至下一突发的时间信息。突发周期表示重复突发发送相同移动业务的周期。数据组包括多个移动业务数据分组，并且多个这种数据组被收集(或分组)，以形成突发。突发区段表示当前突发的开头至下一突发的开头。此处，突发区段被分类为包含数据组的区段(也被称为突发开启区段)，以及不包含数据组的区段(也被称为突发关闭区段)。突发开启区段由多个字段配置，其中，一个字段包含一个数据组。
传输参数也可以包括关于如何将符号域的信号编码以发送移动业务数据的信息，以及关于如何将主业务数据和移动业务数据或各种类型的移动数据多路复用的多路复用信息。包含在传输参数内的信息仅是示例性，以方便对本发明的理解。而且，可以由本领域的技术人员容易地修改或变更包含在传输参数内的该信息的添加和删除。因此，本发明不限于在此处阐明的描述中所建议的示例。而且，也可以由业务多路复用器100将传输参数提供至发射机200。替换地，传输参数也可以由在发射机200内的内部控制器(未示出)设置，或从外部源接收。
发射机
图3图解的是示出了根据本发明实施例的发射机200的示例的方框图。此处，发射机200包括解多路复用器210、分组抖动缓解器(packetjitter mitigator)220、预处理器230、分组多路复用器240、后处理器250、同步(sync)多路复用器260和传输单元270。此处，当从业务多路复用器100接收到数据分组时，解多路复用器210应识别接收到的数据分组对应于主业务数据分组、移动业务数据分组还是空数据分组。例如，解多路复用器210使用接收到的数据分组内的PID，以便识别主业务数据分组和移动业务数据分组。然后，解多路复用器210使用transport_error_indicator字段来识别空数据分组。由解多路复用器210所识别的主业务数据分组被输出至分组抖动缓解器220，移动业务数据分组被输出至预处理器230，并且空数据分组被丢弃。如果传输参数被包含在空数据分组中，那么，首先提取传送参数并将其输出至相应块。其后，将空数据分组丢弃。
预处理器230执行在业务数据分组中包含的移动业务数据的附加编码处理，该业务数据分组被解多路复用并从解多路复用器210输出。预处理器230也执行配置数据组的处理，以便数据组可以根据数据的用途被放置在特定位置，其将在传输帧上被发送。这使得移动业务数据能够迅速响应，并且强有力地抵抗噪声和信道变化。当执行附加的编码处理时，预处理器230也可以参照传输参数。而且，预处理器230对多个移动业务数据分组进行分组，以配置数据组。此后，已知数据、移动业务数据、RS奇偶校验数据以及MPEG报头被指配到数据组内的预定区域。
发射机内的预处理器
图4所图解的是示出了根据本发明的预处理器230的示例的方框图。预处理器230包括数据随机化器301、RS帧编码器302、块处理器303、组格式器304、数据去交织器305、分组格式器306。在上述预处理器230内的数据随机化器301随机化移动业务数据分组，该数据分组包含通过解多路复用器210输入的移动业务数据。然后，数据随机化器301将随机化的移动业务数据分组输出至RS帧编码器302。这里，由于数据随机化器301对移动业务数据执行随机化处理，则可以将对于由后处理器250的数据随机化器251所执行的随机化处理省略。数据随机化器301也可以丢弃在移动业务数据分组内的同步字节，并且执行随机化处理。这是可以由系统设计人员选择的选项。在本发明所给出的示例中，在不丢弃移动业务数据分组内的同步字节的情况下执行随机化处理。
RS帧编码器302将在被随机化和输入的移动业务数据分组内的多个移动同步字节分组，以便生成RS帧。然后，RS帧编码器302以RS帧为单位执行纠错编码处理和检错编码处理的至少之一。相应地，可以向移动业务数据提供鲁棒性，从而分散在频率环境变化期间可能出现的组错误，从而使得移动业务数据能够响应频率环境，该频率环境是极端脆弱的并且易受频繁变化的影响。而且，RS帧编码器302将多个RS帧分组，以便生成超帧，从而以超帧为单位执行行置换处理。行置换处理也可以被称为行交织处理。为了简便起见，以下将该处理称为行置换。
更具体而言，当RS帧编码器302依照预定规则来执行置换超帧的每行的处理时，超帧内的行的位置在行置换处理之前和之后改变。如果以超帧为单位来执行行置换处理，则即使具有在其中发生的多个错误的区段变得非常长，且即使包括在将被解码的RS帧中的错误的数目超过能够被校正的程度，该错误也变得分散在整个超帧内。因此，与单个RS帧相比，解码能力甚至更强。
这里，作为本发明的示例，将RS编码用于纠错编码处理，将循环冗余校验(CRC)编码用于检错处理。当执行RS编码时，生成用于纠错的奇偶校验数据。而且，当执行CRC编码时，生成用于检错的CRC数据。RS编码是前向纠错(FEC)方法之一。FEC对应于用于补偿在传输处理期间出现的错误的技术。由CRC编码所生成的CRC数据可以用于表示在通过信道发送期间，移动业务数据是否已经被错误所损坏。在本发明中，可以使用除了CRC编码方法之外的多种检错编码方法，或者纠错编码方法可以用于增强接收系统的整体纠错能力。此处，RS帧编码器302参照预定传输参数和/或从业务多路复用器100所提供的传输参数，以便执行包括RS帧配置、RS编码、CRC编码、超帧配置、以及以超帧为单位的行置换的操作。
预处理器内的RS帧编码器
图5(a)至图5(e)图解根据本发明实施例处理的纠错编码和检错编码。更具体而言，RS帧编码器302首先将输入的移动业务数据字节划分成预定长度的单元。该预定长度由系统设计人员决定。而且，在本发明的该示例中，预定长度等于187字节，因此，该187字节单元将被简称为分组。例如，如在图5(a)中所示的，当输入的移动业务数据对应于由188字节单元配置的MPEG传送分组流时，将第一同步字节移除，如在图5(b)中所示的，以便配置187字节的单元。此处，将同步字节移除是因为每个移动业务数据分组具有相同值。
在这里，在较早的处理中，在数据随机化器301的随机化处理期间，可以执行移除同步字节的处理。在该情况下，可以省略由RS帧编码器302移除同步字节的处理。而且，当从接收系统添加同步字节时，该处理可以由数据去随机化器而非RS帧解码器执行。因此，如果可移除的固定字节(例如，同步字节)不存在于被输入至RS帧编码器302的移动业务数据分组中，或者如果被输入的移动业务数据不被配置成分组格式，则将被输入的移动业务数据划分成187字节单元，从而配置每个187字节单元的分组。
随后，如在图5(c)中所示的，对N个由187字节配置的分组进行分组，以配置RS帧。在这里，RS帧被配置成具有N(行)*187(列)字节尺寸的RS帧，其中，187字节分组以行的方向被顺序输入。为了简化本发明的描述，如上所述配置的RS帧将也被称为第一RS帧。更具体而言，仅纯移动业务数据被包含在第一RS帧中，其与由187N字节行配置的结构相同。然后，将RS帧内的移动业务数据划分成相等尺寸。然后，当以与用于配置RS帧的输入顺序相同的顺序发送划分的移动业务数据时，以及当一个或多个错误已经出现在发送/接收处理期间的特定点时，这些错误也被集群(或集合)在RS帧内。在该情况下，当执行纠错解码时，接收系统使用RS擦除解码方法，从而增强纠错能力。这里，在N个RS帧内的N个列包括187个字节，如在图5(c)中所示的。
在这种情况下，对每个列执行(Nc，Kc)-RS编码处理，以便生成Nc-Kc(＝P)个奇偶校验字节。然后，在相应列的最后字节之后添加新生成的P个奇偶校验字节，从而生成(187+P)个字节的列。此处，如在图5(c)中所示的，Kc等于187(即，Kc＝187)，并且Nc等于187+P(即，Nc＝187+P)。例如，当P等于48时，执行(235，187)RS编码处理，以便生成235字节的列。当对所有N个列执行RS编码处理时，如在图5(c)所示的，可以生成具有N(行)*(187+P)(列)字节尺寸的RS帧，如在图5(d)中所示的。为了简化本发明的描述，具有插入其中的RS奇偶校验的RS帧将被称为第二RS帧。更具体而言，可以配置具有(187+P)个由N字节配置的行的结构的第二RS帧。
如在图5(c)或图5(d)中所示的，RS帧的每行由N个字节配置。然而，根据在发射系统和接收系统之间的信道状况，错误可能包含在RS帧内。当错误如上所述出现时，CRC数据(或CRC码或CRC校验和)可以用于每个行单元，以检验在每个行单元中是否存在错误。RS帧编码器302可以对被RS编码的移动业务数据执行CRC编码，以便生成(或产生)CRC数据。通过CRC编码生成的CRC数据可以用于表示当通过信道发送时，移动业务数据是否已经被损坏。
本发明还可以使用除CRC编码方法之外的不同检错编码方法。替换地，本发明可以使用纠错编码方法来增强接收系统的总体纠错能力。图5(e)图解使用2字节(即16位)CRC校验和作为CRC数据的示例。在这里，对于每行的N个字节生成2字节CRC校验和，从而将2字节CRC校验和添加在N个字节的结尾处。因此，每行被扩展至(N+2)个字节。下面公式1对应于用于为由N个字节配置的每行生成2字节CRC校验和的示例性公式。
公式1
g(x)＝x16+x12+x5+1
在每行中添加2字节校验和的处理仅是示例性的。因此，本发明不仅限于此处所阐明的描述中所建议的示例。为了简化对本发明的理解，以下将把具有其中添加了RS奇偶校验和CRC校验和的RS帧称为第三RS帧。更具体而言，第三RS帧对应于(187+P)个每个由(N+2)个字节配置的行。如上所示，当完成RS编码和CRC编码处理时，(N*187)字节RS帧被扩展为(N+2)*(187+P)字节RS帧。
基于RS帧的纠错方案，沿行方向通过信道来发送RS帧内的数据字节。这里，当在有限的传输时间段内发生大量错误时，在经过接收系统中的解码处理所处理的RS帧内沿行方向也可能发生错误。然而，在从列方向执行的RS编码的观点出发，错误被示为被离散。因此，可以更有效地执行纠错。这里，可以使用增加奇偶校验数据字节的数目(P)的方法以便执行更强的纠错处理。然而，使用这种方法可能导致传输效率的降低。因此，需要相互有利的方法。此外，当执行解码处理时，可以使用擦除解码处理来增强纠错性能。
根据本发明的RS帧编码器还以超帧为单位来执行行置换(或交织)处理，以便进一步提高对RS帧进行纠错时的纠错性能。图6图解根据本发明的以超帧为单位来执行行置换(或交织)处理的示例。更具体而言，如图6(a)所示，将如图5所示编码的G个RS帧分组以形成超帧。这里，由于每个RS帧由(N+2)*(187+P)个字节形成，所以一个超帧被配置为具有(N+2)*(187+P)*G字节的尺寸。
当基于预定的置换规则来执行对如上所述地配置的超帧的每行进行置换的行置换处理时，超帧内行的位置在被置换(交织)之前和之后可以改变。更具体地说，如图6(b)所示的交织处理之前的超帧的第i行在行置换处理之后位于同一超帧的第j行中。参照如下面公式2所示的置换规则，可以轻易地理解i与j之间的上述关系。
公式2
Figure GPA00001035555800201
Figure GPA00001035555800202
其中0≤i，j≤(187+P)G-1；或
其中0≤i，j＜(187+P)G
这里，即使在以超帧为单位对超帧的每行进行行置换之后，超帧的每行也由(N+2)个数据字节配置。
当完成以超帧为单位的所有行置换处理时，如图6(d)所示，超帧被再一次划分成G个经行置换的RS帧，并随后被提供给块处理器303。在这里，应在配置超帧的每个RS帧中等同地提供RS奇偶校验字节的数目和列的数目。如在RS帧的纠错方案中所描述的那样，在超帧的情况下，其中发生了许多错误的区段如此的长，以致于即使当要解码的一个RS帧包括过多数目的错误(即达到不能校正错误的程度)时，此类错误被分散在整个超帧范围内。因此，与单个RS帧相比，超帧的解码性能更强。如上所述，被RS帧编码器302以RS帧为单位编码且以超帧为单位进行行置换的移动业务数据被输出到块处理器303。
如上所述，将由RS帧编码器302所编码的移动业务数据输入到块处理器303。块处理器303随后以D/E(其中，D小于E(即D＜E))的编码率将输入的移动业务数据编码，然后，将其输出到组格式器304。更具体而言，块处理器303将以字节为单位输入的移动业务数据划分成位单元。然后，D个位被编码成E个位。其后，编码位被转换回字节单元，然后被输出。例如，如果1位的输入数据被编码为2位并被输出，那么D等于1，并且E等于2(即，D＝1，且E＝2)。替换地，如果1位输入数据被编码成4位并被输出，那么D等于1，且E等于4(D＝1，且E＝4)。在下文，为简便起见，前面的编码率将被称为1/2编码率(1/2比率编码)，并且后面的编码率将被称为1/4编码率(1/4比率编码)。
此处，当使用1/4编码率时，编码效率大于当使用1/2编码率时的情况，因此可以提供更好的且增强的纠错能力。由于这种原因，当假定在位于系统的端部附近的组格式器304中将以1/4编码率编码的数据分配至其中接收性能可能劣化的区域，以及将以1/2编码率编码的数据分配至具有极好接收性能的区域，可以减少性能差异。在这里，块处理器303也可以接收包括传输参数的信令信息。此处，也可以以如在处理移动业务数据的步骤中的1/2比率编码或1/4比率编码而处理信令信息。然后，也认为该信令信息与移动业务数据相同，并对其进行相应地处理。
同时，组格式器将从块处理器303所输出的移动业务数据插入数据组内的相应区域，该数据组是根据预定义规则配置的。而且，关于数据去交织处理，每个占位符或已知数据(已知数据占位符)也被插入数据组的相应区域。在这里，数据组可以被划分成至少一个分级区域。此处，被插入每个区域的移动业务数据的类型可以根据每个分级区域的特性而变化。此外，例如，可以基于在数据组内的接收性能而划分每个区域。此外，一个数据组可以被配置成包含场同步数据集。
在本发明所给出的示例中，在数据去交织之前，在数据配置中，将数据组划分成A、B和C区。在这里，通过参照传输参数，组格式器304将在RS编码和块编码之后输入的移动业务数据分配至每个相应区。图7图解了在数据交织及识别之后的数据对准，并且图8图解了在数据交织和识别之前的数据对准。更具体而言，与图7中所示相同的数据结构被发送至接收系统。而且，被配置成具有与图7所示的数据结构相同结构的数据组被输入至数据去交织器305。
如上所述，图7图解了被划分成3个区(诸如区A、区B和区C)的在数据去交织之前的数据结构。而且，在本发明中，区A至C的每个被进一步划分成多个区。参照图7，区A被划分成5个区(A1至A5)，区B被划分成2个区(B1和B2)，并且区C被划分成3个区(C1至C3)。此处，区A至C被识别为在数据组内具有类似接收性能的区。此处，被输入的移动业务数据的类型也可以根据每个区的特性而变化。
在本发明的示例中，基于主业务数据的干扰水平而将数据结构划分成区A至C。此处，将数据组划分成用于不同用途的多个区。更具体而言，可以认为没有干扰或干扰水平非常低的主业务数据区具有比具有较高干扰水平的区更高的抵抗(或更强)的接收性能。此外，当使用在数据组中插入并发送已知数据的系统时，并且当连续的长已知数据将被周期性地插入移动业务数据时，具有预定长度的已知数据可以被周期性插入没有来自主业务数据干扰的区(例如，区A)中。然而，由于来自主业务数据的干扰，难以周期地将已知数据插入并且也难以将连续的长已知数据插入具有来自主业务数据干扰的区(例如，区B和区C)。
下面，现在将参照图7具体描述将数据分配至区A(A1至A5)、区B(B1和B2)以及区C(C1至C3)的示例。数据组尺寸、在数据组内被分级划分的区的数目和每个区的尺寸、以及可以被插入到图7的每个分级划分的区内的移动业务数据字节的数目仅是为了方便理解本发明而给出的示例。此处，组格式器304生成数据组，该数据组包含其中场同步数据字节要被插入的位置，以便生成下文将具体描述的数据组。
更具体而言，区A是其中可以周期性插入长已知数据序列的数据组内的区，并且其中区A包括主业务数据未被混合的区(例如，A2至A5)。而且，区A包括位于场同步区和其中第一已知数据序列将被插入的区之间的区(例如，A1)。场同步区具有存在于ATSC系统内的一个段(即832个符号)的长度。
例如，参照图7，可以将2428个字节的移动业务数据插入区A1中，可以将2580个字节插入区A2中，可以将2772个字节插入区A3中，可以将2472个字节插入区A4中，并且可以将2772个字节插入区A5中。此处，网格初始化数据或已知数据、MPEG报头以及RS奇偶校验没有包含在移动业务数据中。如上所述，当区A在两端包含已知数据序列时，接收系统使用可以获取已知数据或场同步数据的信道信息，以便执行均衡，从而提供增强的均衡性能。
而且，区B也包含位于在数据组内的场同步区开头的8个段内的区(时间顺序在区A1之前)(例如区B1)、位于被插入数据组内的最后已知数据序列之后的8段内的区(例如，区B2)。例如，可以将930个字节的移动业务数据插入区B1，并且可以将1350个字节插入区B2。类似地，网格初始化数据或已知数据、MPEG报头以及RS奇偶校验没有被包含在移动业务数据中。在区B的情况下，接收系统可以通过利用从场同步区获取的信道信息，执行均衡。替换地，接收系统也可以通过利用可能从最后已知数据序列获取的信道信息，执行均衡，从而使得系统能够响应信道变化。
区C包括位于包含并在场同步区的第9段之前的30个段内的区(时间顺序在区A之前)(例如，区C1)、位于包含并在数据组内的最后已知数据序列的第9段之后(时间顺序在区A之后)的区(例如，区C2)、以及位于区C2之后的32个段内的区(例如，区C3)。例如，可以将1272个字节的移动业务数据插入区C1，可以将1560个字节插入区C2，并且可以将1312个字节插入区C3。类似地，网格初始化数据或已知数据、MPEG报头、以及RS奇偶校验没有被包含在移动业务数据内。此处，区C(例如，区C1)在时间顺序上早于区A(或在其之前)。
由于区C(例如，区C1)位于进一步离开场同步区的位置，场同步区对应于最近的已知数据区，所以，当执行信道均衡时，该接收系统可以使用从场同步数据所获取的信道信息。替换地，接收系统也可以使用先前数据组的最新信道信息。此外，在位于区A之前的区C(例如，区C2和区C3)中，接收系统可以使用从最后已知数据序列获取的信道信息执行均衡。然而，当信道经受快速且频繁变化时，可能不能完美地执行均衡。因此，区C的均衡性能较之区B可能劣化。
当假定数据组被分配了多个分级划分区时，如上所述，块处理器303可以以不同编码率来编码基于每个分级区的特性而被插入每个区的移动业务数据。例如，块处理器303可以以1/2的编码率来编码将被插入区A的区A1至A5的移动业务数据。然后，组格式器304可以将1/2比率编码的移动业务数据插入区A1至A5。
块处理器303可以以1/4的编码率来编码将被插入区B的区B1和B2的移动业务数据，1/4的编码率具有比1/2的编码率更高的纠错能力。然后，组格式器304将1/4比率编码的移动业务数据插入区B1和区B2。此外，块处理器303可以以1/4的编码率或具有比1/4编码率更高纠错能力的编码率来编码将被插入区C的区C1至C3的移动业务数据。然后，组格式器304可以将编码移动业务数据插入区C1至C3，如上所述，或者将该数据留在保留区中供未来使用。
另外，组格式器304也将除了移动业务数据以外的补充数据，诸如通知整体传输信息的信令信息，插入数据组。而且，除了从块处理器303输出的编码移动业务数据以外，组格式器304也插入涉及在后期处理中的去交织的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，如图7所示。此处，插入主业务数据占位符是因为移动业务数据字节和主业务数据字节在区B和C中基于数据去交织器的输入而被彼此交替混合，如图7所示。例如，基于在数据去交织之后输出的数据，可以在每个分组的最开头分配用于MPEG报头的占位符。
此外，组格式器304插入根据预定方法生成的已知数据，或者插入已知数据占位符，用于在后面处理中插入已知数据。此外，用于初始化网格编码模块256的占位符也被插入相应区域中。
例如，初始化数据占位符可以被插入已知数据序列的开头。
此处，可以被插入数据组的移动业务数据的尺寸可以根据网格初始化占位符或已知数据(或已知数据占位符)、MPEG报头占位符以及RS奇偶校验占位符的尺寸而变化。
图9图解图7所示的信号帧的数据区A的一部分。图9示出各种数据符号区。顶段是具有832个符号的长度的场同步段。如图9所示，已知数据被包括在第一、第二、以及第三已知数据区中。第一已知数据区域位于场同步信号(图9中的顶段)下面的16个段。第二已知数据区域位于第一已知数据区域下面的16个段，且第三已知数据区域位于第二已知数据区域下面的16个段。
第一、第二、以及第三已知数据区域中的每一个包括初始化数据区，其包括对网格解码进行初始化所需的数据(4个符号)。此外，第一和第二已知数据区中的每一个还包括紧挨着初始化数据区的哑数据区和紧挨着该哑数据区的已知数据区。该已知数据区包括可以用来补偿信道均衡器的信道失真或发送纠错编码模式的已知数据符号。另外，可以将其用于初始载波恢复。哑数据区包括可以与已知数据区中的已知数据符号组合而形成网格解码所需的总共1424个已知数据符号的哑已知数据符号。
包括在第一已知数据区域中的已知数据区(1424个符号)可以包括可以用来获得信道均衡所需的信道脉冲响应(CIR)的训练序列。第一已知数据区还包括可以用来发送纠错编码模式的保留数据区(252个符号)。例如，保留数据区可以包括标识串行级联卷积编码(SCCC)模式的信息，其为纠错编码模式的示例。下表1示出SCCC模式的示例。在这里，为简单起见，将把指示每个区的编码率的模式称为串行级联卷积编码(SCCC)模式。SCCC模式的示例在下表1中示出。
表1
Figure GPA00001035555800261
例如，当从已知数据区提取的SCCC模式值等于‘2’时，这指示以1/2的编码率来编码相应数据组内的区A和区C且以1/4的编码率来编码区B。本发明的发射系统基于发射系统与接收系统之间的协定生成对应于表1所示的每个模式值的6个图案。在这里，可以将相应图案插入每个数据组的已知数据区中。在这种情况下，接收系统可以在依照相应的SCCC模式执行解码处理之前从已知数据区获得SCCC模式信息。
如果包括此类标识信息，则广播接收系统可以在SCCC解码期间使用所识别的SCCC模式。第一已知数据区还包括包含获取初始载波频率同步所需的数据的两个576符号ACQ数据区。而且，还可以使用ACQ数据区来获取移动业务数据的同步。
返回参照图8，位于场同步段下面的32个段的第二已知数据区域包括包含对网格解码进行初始化所需的数据的初始化数据区、哑数据区、以及包括将被用于信道均衡的已知数据的已知数据区。类似地，第三已知数据区域包括包含对网格解码进行初始化的数据的初始化数据区、以及包括将被用于信道均衡的已知数据的已知数据区。可以使用初始化数据区的一部分来估计如图9所示的信道脉冲响应(CIR)，其中，CIR TS的起点位于初始化数据区中。
场同步段与第一已知数据区之间的数据区包括11892个有效数据符号，第一与第二已知数据区之间的数据区包括10480个有效数据符号，且第二与第三已知数据区之间的数据区包括11888个有效数据符号。图9所示的每个数据区的尺寸可以改变。可以将已知数据用于信道均衡，或者可以将其用于发送各种信令信息。场同步段还可以包括信令信息。
图9(a)至9(c)图解作为信令数据被包括在移动业务数据区中的传输(Tx)参数的数据结构(排列)。图10(a)图解具有4字节的长度的信令数据。该信令数据包括各种信息，指定业务标识符(ID)、图7所示的区A和B的RS模式、图7所示的区C的RS模式、超帧尺寸(SFS)、指示RS帧在超帧中的位置的置换帧索引(RFI)、突发尺寸、指示数据组的索引的组索引(GI)、以及到下一个突发的时间(TNB)。这些信息的尺寸在图10(a)中示出。图9(b)和9(c)图解图7所示的信号帧中的信令数据的排列。如果该信号帧中的区A的纠错模式是1/2比率SCCC模式(在下文中为纠错模式1)，则如图10(b)所示，区A可以包括具有4字节信令数据的第一数据区、具有4字节复制信令数据的第二数据区、以及具有32字节RS奇偶校验数据的第三数据区。替换地，如果区A的纠错模式为1/4比率SCCC模式(在下文中为纠错模式2)，则区A可以包括具有4字节信令数据的第一数据区和具有16字节RS奇偶校验数据的第二数据区。
图11图解在广播发射系统中的交织之后如何在信号帧中插入信令数据。可以在区A中将信令数据与移动业务数据多路复用。参照图11，按照每个已知数据区将区A划分成子区A1至A5，其中子区A1至A5自上而下定位。如果在纠错模式1(1/2比率)下对包括图10(b)所示的32字节数据的移动业务数据进行编码和交织，则如图11所示，在子区A1、A2、A3、A4、以及A5中分别包括32字节数据中的6、8、6、6、以及6字节。另一方面，如果在纠错模式2(1/4比率)下对包括图10(c)所示的16字节数据的移动业务数据进行编码，则在子区A1、A2、A3、A4、以及A5中分别插入16字节数据中的3、4、3、3、以及3字节。
广播接收系统可以通过与广播发射系统的协议从移动业务数据获得传输参数。使用该传输参数，接收系统可以在执行SCCC解码之前识别SCCC模式并在纠错解码期间使用所识别的SCCC模式。信令数据可以被包括在场同步区、已知数据区、以及移动业务数据区中的至少一个中，且信令数据可以包括各种传输参数。
组格式器304的输出被输入到数据去交织器305。而且，数据去交织器305通过对数据组内的数据和占位符执行数据交织器的相反处理来对数据进行去交织，其随后被输出到分组格式器306。更具体而言，当由数据去交织器305对如图7所示地配置的数据组内的数据和占位符进行去交织时，被输出到分组格式器306的数据组被配置为具有图8所示的结构。
分组格式器306从被输入的去交织数据中移除为了去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。然后，分组格式器305将其余部分分组并用具有空分组PID(或来自主业务数据分组的未使用PID)的MPEG报头来替换4字节的MPEG报头占位符。而且，当组格式器304插入已知数据占位符时，分组格式器304可以在已知数据占位符中插入实际已知数据，或者可以在不进行任何修改的情况下直接输出已知数据占位符以便在稍后的处理中进行替换插入。然后，分组格式器306如上所述地将分组格式化数据组内的数据识别为以188字节为单位的移动业务数据分组(即，MPEG TS分组)，其随后被提供给分组多路复用器240。
分组多路复用器240根据预定义的多路复用方法，将从预处理器230输出的移动业务数据分组和从分组抖动缓解器220输出的主业务数据分组进行多路复用。然后，分组多路复用器240将多路复用的数据分组输出到后处理器250的数据随机化器251。此处，多路复用方法可以根据系统设计的各种变量而变化。分组格式器240的多路复用方法之一包括提供沿着时间轴的突发区段，然后，在突发区段内的突发开启区段期间发送多个数据组，并且在突发区段的突发关闭区段期间只发送主业务数据。此处，突发区段表示从当前突发的开头起直到下一突发的开头的区段。
这里，可以在突发开启区段期间发送主业务数据。分组多路复用器240参照传输参数，诸如关于突发尺寸或突发周期的信息，以便被通知包含在单一突发内的数据组的数目和数据组的周期。此处，移动业务数据和主业务数据可以共存于突发开启区段中，并且仅主业务数据可以存在于突发关闭区段中。因此，发送主业务数据的主数据业务区段可以存在于突发开启和突发关闭区段中。在这里，在突发开启区段内的主数据业务部分和包含在突发关闭区段内的主数据业务分组的数目可以彼此不同或者相同。
当在突发结构中发送移动业务数据时，仅接收移动业务数据的接收系统仅在突发区段期间接通电源，从而接收相应数据。替换地，在仅发送主业务数据的区段中，电源被关闭，以便在该区段中不接收主业务数据。因此，可以减少接收系统的功耗。
图12图解根据本发明的获取包括在突发内的特定数据组中的移动业务数据的示例。为简单起见，假设图12的移动业务数据包括与特定业务相关的节目。根据该数据组，可以在单个突发中对移动业务数据和主业务数据进行多路复用。当在被包括在突发中的组中包括且发送移动业务数据组时，广播接收系统仅在被包括在突发中的突发期间(即接通时间)接通电源以便接收广播信号。而且，广播接收系统可以对包括在被接收到的突发内的数据组中的移动业务数据进行解码并将其输出。此外，广播接收系统可以从信令信息获得到下一个突发的时间(TNB)。然后，通过关闭电源直至接收到下一个突发为止，广播接收系统不接收任何广播信号(即关闭时间)。广播接收系统在下一个突发(突发2)期间再接通电源，从而接收包括在新接收到的突发中的移动业务数据(即接通时间)。
图13图解与被多路复用的一个突发内的多个业务相关的移动业务数据的示例。参照图13，提供第一业务的移动业务数据将被指示为mo1，并且提供第二业务的移动业务数据将被指示为mo2。在本示例中，突发表示其中移动业务数据被多路复用的信号区段(或块)。更具体而言，包括与第一业务相关的移动业务数据的信号块可以变成第一突发区段，且包括与第二业务相关的移动业务数据的信号块可以变成第二突发区段。当广播接收系统希望接收与第一业务相关的节目时，将其中包括对应于第一业务的数据的数据组G1和G3的数据块确定为突发区段。因此，在该突发区段期间接通电源。广播接收系统从被指示为TNBG1和TNBG2的信令信息获得其中数据组对应于第一业务的下一个突发。因此，关闭电源直到下一个突发。然后，在接收到下一个突发时再次接通电源。
替换地，当广播接收系统希望接收与第二业务相关的节目时，可以仅在对应于包括关于第二业务的数据的信号区段的突发区段期间接通和关闭电源。更具体而言，在其中具有对应于第二业务的数据组的突发区段期间接通电源。然后，广播接收系统从被指示为TNBG2和TNBG4的信令信息获得其中数据组对应于第二业务的下一个突发。因此，电源被关闭直至下一个突发为止。然后，在接收到下一个突发时再次接通电源。
RS帧结构和分组多路复用的具体实施例
在下文中，以下将描述预处理器230和分组多路复用器240的具体实施例。根据本发明的实施例，对应于行长度的N值被包含在由RS帧编码器302所配置的RS帧中，其被设置为538。相应地，RS帧编码器302接收538个传送流(TS)分组，以配置具有538*187字节尺寸的第一RS帧。然后，如上所述，利用(235，187)RS编码处理来处理第一RS帧，以便配置具有538*235字节尺寸的第二RS帧。最后，利用生成16位的校验和处理第二RS帧，以便配置具有540*235的尺寸的第三RS帧。
同时，如图7所示，在数据组内的多个区中，要被插入1/2比率编码移动业务数据的区A的区A1至A5的字节数目之和等于13024个字节(＝2428+2580+2772+2472+2772个字节)。此处，在执行1/2比率编码处理之前的字节数目等于6512(＝13024/2)。另一方面，在数组内的多个区中，要被插入1/4比率编码移动业务数据的区B的区B1和B2的字节数目之和等于2280个字节(＝930+1350字节)。此处，在执行1/4比率编码处理之前的字节数目等于570(＝2280/4)。
换言之，当7082个字节的移动业务数据被输入到块处理器303中时，6512个字节通过1/2比率编码而被扩展为13024个字节，并且570个字节通过1/4比率编码而被扩展为2280个字节。然后，块处理器303将被扩展为13024个字节的移动业务数据插入区A的区A1至A5，而且，也将被扩展为2280个字节的移动业务数据插入区B的区B1和B2。此处，被输入到块处理器303的7082个字节的移动业务数据可以被划分成RS帧编码器302的输出和信令信息。在本发明中，在7082个字节的移动业务数据中，7050个字节对应于RS帧编码器302的输出，并且剩余32个字节对应于信令信息数据。然后，对相应数据字节执行1/2比率编码或1/4比率编码。
同时，来自RS帧编码器302的利用RS编码和CRC编码所处理的RS帧由540*235个字节配置，换言之，由126900个字节配置。沿着时间轴以7050字节为单位来划分该126900个字节，从而得出18个7050字节单元。然后，将32字节单元的信令信息数据添加到从RS帧编码器302所输出的7050字节单位的移动业务数据。随后，RS帧编码器302对相应数据字节执行1/2比率编码或1/4比率编码，然后，它们被输出到组格式器304。相应地，组格式器304将1/2比率编码数据插入区A中，并且将1/4比率编码数据插入区B中。
现在将具体描述决定配置来自RS帧编码器302的RS帧所需要的N值的处理。更具体而言，来自RS帧编码器302的经RS编码和CRC编码的最终RS帧(即，第三RS帧)的尺寸对应于(N+2)*235个字节，应被分配至X个组，其中，X是整数。此处，在单一数据组中，分配在被编码之前的7050个数据字节。因此，如果(N+2)*235个字节被设置为7050(＝30*235)的准确倍数，RS帧解码器302的输出数据可以被高效地分配至数据组。根据本发明的实施例，将N值决定为使得(N+2)变成30的倍数。例如，在本发明中，N等于538，并且(N+2)(540)除以30等于18。这表示利用1/2比率编码或1/4比率编码来处理一个RS帧内的移动业务数据。然后，将该编码移动业务数据分配至18个数据组。
图14图解了根据本发明划分RS帧的处理。更具体而言，具有(N+2)*235尺寸的RS帧被划分成30*235字节块。然后，将划分的块映射到单一组。换言之，利用1/2比率编码处理和1/4比率编码处理之一来处理具有30*235字节尺寸的块数据，然后，将其插入数据组中。
在另一示例中，假设由块处理器303对将被插入区C中的移动业务数据进行1/2比率编码，且将被插入区C的移动业务数据对应于插入区A和B中的不同类型的移动业务数据。在这种情况下，如图7所示，将被包括在区C的区C1至C3中的1/2比率编码的移动业务数据字节的总数等于4144个字节(即4144＝1272+1560+1312)。在这种情况下，在被1/2比率编码之前的移动业务数据字节的总数等于2072个字节(即2072＝4144/2)。这里，当假设将18个数据组分组而形成RS帧且RS帧的移动业务数据被插入区C中时，RS帧由37296个字节配置。在这里，RS奇偶校验字节的数目P被设置为等于36(即P＝36)，且对于每行而言都包括将被设置的2个CRC校验和。
因此，对于每个RS帧可以发送总共165个188字节移动业务数据分组。在这种情况下，对于数据组内的区C的每个RS帧，可以剩余55个字节。当将每个RS帧划分成具有相同尺寸的多个数据组时，可能发生剩余数据字节。更具体而言，根据RS帧的尺寸、划分数据组的尺寸和数目、可以被插入每个数据组中的移动业务数据字节的数目、相应区的编码率、RS奇偶校验字节的数目、是否已分配CRC校验和、以及(如果有的话)所分配的CRC校验和的数目，可能在每个RS帧中的特定区中发生剩余数据字节。
当将RS帧划分成具有相同尺寸的多个数据组时，且当在相应的RS帧中发生剩余数据字节时，将K个虚拟字节添加到相应的RS帧，其中，K等于RS帧内的剩余数据字节的数目。然后，被添加虚拟字节的RS帧被划分成多个数据组。此处理在图15中示出。更具体而言，图15图示出处理K个剩余数据字节的示例，该剩余数据字节是通过将尺寸为(N+2)*(187+P)个字节的RS帧划分成具有相同尺寸的M个数据组而产生的。在这种情况下，如图15(a)所示，K个虚拟字节被添加到尺寸为(N+2)*(187+P)个字节的RS帧。随后，如图15(b)所示，以行为单位来读取RS帧，从而将其划分成M个数据组。这里，每个数据组具有NoBytesPerGrp字节的尺寸。这可以通过以下示出的公式3来描述。
公式3
M×NoBytesPerGrp＝(N+2)×(187+P)×K
在这里，NoBytesPerGrp指示为每个组分配的字节的数目(即每组字节数)。更具体而言，对应于一个RS帧中的字节数目的尺寸+K字节等于M个数据组的尺寸。
当通过使用上述方法和传输模式来发送移动业务数据时，预处理器230的数据随机化器301可以通过第一移动业务数据路径和第二移动业务数据路径来接收移动业务数据分组，将被分配给区A和B的数据被输入到所述第一移动业务数据路径和第二移动业务数据路径。更具体而言，向第一移动业务数据路径输入538个数据分组，并向第二移动业务数据路径输入165个数据分组。为此，可以提供多个数据随机化器和RS帧编码器。因此，由每个相应的数据随机化器对被输入到第一移动业务数据路径的538个数据分组和被输入到第二移动业务数据路径的165个数据分组进行随机化。然后，每个RS帧编码器对输入的数据分组执行帧单位编码和超帧单位行置换处理。其后，经处理的数据分组被划分回RS帧单元，从而被输入到块处理器303。
例如，对通过第一移动业务数据路径输入的数据进行编码的RS帧编码器沿列方向将48个奇偶校验字节添加到相应的RS帧。此RS帧编码器还沿行方向将2字节CRC校验和添加到相应的RS帧。对通过第二移动业务数据路径输入的数据进行编码的RS帧编码器沿列方向将36个奇偶校验字节添加到相应的RS帧。此RS帧编码器还沿行方向将2字节CRC校验和添加到相应的RS帧。
块处理器303对将被分配给区A和C的数据执行1/2比率编码。而且，块处理器303对将被分配给区B的数据执行1/4比率编码。块处理器303随后将已编码数据输出到组格式器304。
这里，由于在包括在每个RS帧的数据组中的区C中剩余55个字节，如上所述，块处理器303将55个字节的虚拟字节添加到区C，将被分配给区C的所有数据被一次全部输入。其后，块处理器303对已处理数据进行1/2比率编码。在这里，可以如上所述由块处理器303来添加虚拟字节，或者可以由外部块(未示出)来添加虚拟字节。
组格式器304向图7所示的数据组内的各区插入(或分配)经1/2比率或1/4比率编码且输入的移动业务数据和已知数据(例如MPEG报头占位符、非系统化RS奇偶校验占位符、初始化数据占位符等)。例如，通过第一移动业务数据路径输入且随后被1/2比率或1/4比率编码的移动业务数据被插入区A和B中。而且，通过第二移动业务数据路径输入且随后被1/2比率编码的移动业务数据被插入区C中。
图16图解根据本发明的实施例的分组多路复用器240的详细示例性操作。更具体而言，分组多路复用器240对包括数据组的数据字段和仅包括主业务数据的数据字段进行多路复用并将随机化数据输出到数据随机化器251。根据本发明，包括数据组的数据字段被发送到突发开启区段。而且，仅包括主业务数据的数据字段被发送到突发关闭区段。这里，突发开启区段还可以发送主业务数据。
图16图解了根据本发明的用于发送数据组的分组多路复用器的示例性操作。更具体而言，分组多路复用器240多路复用包括数据组的字段，其中，移动业务数据和主业务数据被彼此混合；以及仅包括主业务数据的字段。然后，分组多路复用器240将多路复用的字段输出到数据随机化器251。在这里，为了发送具有540*235字节尺寸的RS帧，应发送18个数据组。此处，每个数据组包括场同步数据，如在图7中所示的。因此，在18个字段区段期间发送18个数据组，并且期间发送18个数据组的区段对应于突发开启区段。
在突发开启区段内的每个字段中，将包括场同步数据的数据组与主业务数据多路复用，然后将其输出。例如，在本发明的实施例中，在突发开启区段内的每个字段中，将具有118段尺寸的数据组与具有194段尺寸的主业务数据组集合多路复用。参照图16，在突发开启区段期间(即，在18个字段区段期间)，发送包括18个数据组的字段。然后，在随后的突发关闭区段期间(即，在12个字段区段期间)，发送仅包括主业务数据的字段。随后，在随后的突发开启区段期间，发送包括18个数据组的18个字段。并且，在随后的突发关闭区段期间，仅发送包含主业务数据的12个字段。
此外，在本发明中，在包含第一18个数据组的第一突发开启区段中和在包含下一18个数据组的第二突发开启区段中，可以提供相同类型的数据业务。替换地，在每个突发开启区段中，可以提供不同类型的数据业务。例如，当假定将不同数据业务类型提供至第一突发开启区段和第二突发开启区段的每个，以及接收系统希望仅接收一种类型的数据业务，该接收系统仅在包含期望数据业务类型的相应突发开启区段期间，接通电源，以便接收相应的18个数据字段。然后，在剩余42个字段区段期间，接收系统关闭电源，以便防止接收其他数据业务类型。因此，可以减少接收系统的功耗量。此外，根据本发明的接收系统是有优势的，因为一个RS帧可以由在单一突发开启区段期间接收的18数据组来配置。
根据本发明，包含在突发开启区段内的数据组的数目可以基于RS帧的尺寸而变化，并且RS帧的尺寸可以根据值N而变化。更具体而言，通过调整值N，可以调整在突发区段内的数据组的数目。此处，在本发明的示例中，(235，187)RS编码处理在固定状态期间调整值N。而且，可以被插入数据组的移动业务数据的尺寸可以根据被插入在相应数据组中的网格初始化数据或已知数据、MPEG报头以及RS奇偶校验的尺寸而变化。
同时，由于数据组包括在多路复用处理期间在主业务数据的数据字节之间的移动业务数据，主业务数据分组的时间位置(或位置)的移位变成相对的。而且，用于处理接收系统的主业务数据的系统对象解码器(即MPEG解码器)仅接收并解码主业务数据，并且将移动业务数据分组识别为空数据分组。因此，当接收系统的系统对象解码器接收与数据组多路复用的主业务数据分组时，发生分组抖动。
这里，由于在系统对象解码器中存在用于视频数据的多级缓冲器且缓冲器的尺寸相对较大，所以从分组多路复用器240生成的分组抖动在视频数据的情况下不引起任何严重问题。然而，由于用于音频数据的缓冲器的尺寸相对较小，所以分组抖动可能导致相当大的问题。更具体地说，由于分组抖动，在接收系统的用于主业务数据的缓冲器(例如用于音频数据的缓冲器)中可能发生上溢或下溢。因此，分组抖动缓解器220重新调整主业务数据分组的相对位置，以便在系统对象解码器中不发生上溢或下溢。
在本发明中，将具体描述重新定位主业务数据中的音频数据分组的位置以最小化对于音频缓冲器操作的影响的示例。分组抖动缓冲器220重新定位在主业务数据区段中的音频数据分组，以便主业务数据的音频数据分组可以尽可能地被均等地以及均匀地对准和定位。现在将描述用于由分组抖动缓解器220所执行的对主业务数据中的音频数据分组进行重新定位的标准。此处，假定分组抖动缓解器220了解与分组多路复用器240相同的多路复用信息，分组多路复用器240被设置在分组抖动缓解器220的更后面一些。
首先，如果一个音频数据分组存在于在突发开启区段内的主业务数据区段(例如，设置在两个数据组之间的主业务数据区段)中，则音频数据分组被设置在主业务数据区段的最开头。替换地，如果两个音频数据分组存在于相应数据区段中，则一个音频数据分组被设置在主业务数据区段的最开头，另一音频数据分组被设置在主业务数据区段的最末端。此外，如果超过三个音频数据分组存在，则一个音频数据分组被设置在主业务数据区段的最开头，另一个被设置在主业务数据区段的最末端，剩余音频业务数据分组被均等地设置在第一和最后音频数据分组之间。第二，在紧接着突发开启区段之前设置的主业务数据区段期间(即在突发关闭区段期间)，音频数据分组被设置在相应区段的最末端。
第三，在突发开启区段后面的突发关闭区段内的主业务数据区段期间，音频数据分组被设置在主业务数据区段的最末端。最后，根据在空格(即，未被指定用于音频数据分组的空格)内的输入顺序而设置除了音频数据分组之外的数据分组。同时，当主业务数据分组的位置被相对重新调整时，也可以相应地修改相关节目时钟基准(PCR)值。PCR值对应于用于同步MPEG解码器时间的时间基准值。此处，PCR值被插入在TS分组的特定区中，然后被发送。
在本发明的示例中，分组抖动缓解器220还执行修改PCR值的操作。分组抖动缓解器220的输出被输入到分组多路复用器240。如上所述，分组多路复用器240依照预定的多路复用规则将从分组抖动缓解器220输出的主业务数据分组与从预处理器230输出的移动业务数据分组多路复用成突发结构。然后，分组多路复用器240将经多路复用的数据分组输出到后处理器250的数据随机化器251。
如果输入的数据对应于主业务数据分组，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，删除主业务数据分组内的同步字节。然后，通过使用从数据随机化器251生成的伪随机字节来将其余的187个数据字节随机化。然后，随机化数据被输出到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分组，则数据随机化器251可以仅将数据分组的一部分随机化。例如，如果假设已经由预处理器230预先对移动业务数据分组执行了随机化处理，则数据随机化器251从包括在移动业务数据分组中的4字节MPEG报头中删除同步字节，并随后仅对MPEG报头的其余3个数据字节执行随机化处理。然后，随机化数据字节被输出到RS编码器/非系统RS编码器252。更具体地说，不对不包括MPEG报头的移动业务数据的剩余部分执行随机化处理。换言之，在不对移动业务数据分组的剩余部分进行随机化的情况下将其直接输出到RS编码器/非系统RS编码器252。而且，数据随机化器251可以也可以不对包括在移动业务数据分组中的初始化数据占位符和已知数据(或已知数据占位符)执行随机化处理。
RS编码器/非系统RS编码器252对被数据随机化器251随机化的数据或绕过数据随机化器251的数据执行RS编码处理，以便添加20字节的RS奇偶校验数据。然后，已处理数据被输出到数据交织器253。在这里，如果输入的数据对应于主业务数据分组，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RS编码处理，从而将20字节的RS奇偶校验数据添加在187字节的数据的结尾处。替换地，如果输入的数据对应于移动业务数据分组，则RS编码器/非系统RS编码器252执行非系统RS编码处理。这里，从非系统RS编码处理获得的20字节的RS奇偶校验数据被插在移动业务数据分组内的预先决定的奇偶校验字节位置中。
数据交织器253对应于以字节为单位的卷积交织器。数据交织器253的输出被输入到奇偶校验替换器(replacer)254和非系统RS编码器255。同时，首先需要有对网格编码模块256内的存储器进行初始化的处理以便将位于奇偶校验替换器254之后的网格编码模块256的输出数据决定为根据接收系统与发射系统之间的协定预定义的已知数据。更具体地说，应在接收的已知数据序列被网格编码之前首先对网格编码模块256的存储器进行初始化。这里，接收的已知数据序列的开头部分对应于初始化数据占位符且不对应于实际已知数据。在这里，已在先前的处理中由预处理器230内的组格式器将初始化数据占位符包括在数据中。因此，需要在对输入的已知数据序列进行网格编码之前直接执行生成初始化数据并用生成的初始化数据来替换相应存储器的初始化数据占位符的处理。
另外，基于网格编码模块256的存储器状态来决定并生成网格存储器初始化数据的值。此外，由于新替换的初始化数据，需要有重新计算RS奇偶校验并用新计算的RS奇偶校验来替换从数据交织器253输出的RS奇偶校验的处理。因此，非系统RS编码器255从数据交织器253接收包括将被实际初始化数据取代的初始化数据占位符的移动业务数据分组，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分组之中，初始化数据占位符被初始化数据取代，且被添加到移动业务数据分组的RS奇偶校验数据被移除且经过非系统RS编码的处理。然后，通过执行非系统RS编码处理而获得的新RS奇偶校验被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分组内的数据，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。所选数据随后被输出到网格编码模块256。
同时，如果输入了主业务数据分组或者如果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分组，则奇偶校验替换器254选择从数据交织器253输出的数据和RS奇偶校验。然后，奇偶校验替换器254在没有任何修改的情况下将所选数据输出到网格编码模块256。网格编码模块256将以字节为单位的数据转换成符号单元并执行12路交织处理以便对接收到的数据进行网格编码。然后，已处理数据被输出到同步多路复用器260。
同步多路复用器260将场同步信号和段同步信号插入从网格编码模块256输出的数据，并随后将经处理的数据输出到传输单元270的导频插入器271。在这里，由调制器272依照预定的调制方法(例如VSB法)对具有由导频插入器271插在其中的导频的数据进行调制。然后，通过射频(RF)向上变换器273将已调制数据发送到每个接收系统。
块处理器
图17所图解的是示出了根据本发明的块处理器的结构的方框图。此处，块处理器包括字节-位转换器401、符号编码器402、符号交织器403以及符号-字节转换器404。字节-位转换器401将从RS帧编码器112所输入的移动业务数据字节划分成位，然后，将其输出到符号编码器402。字节-位转换器401也可以接收包含传输参数的信令信息。信令信息数据字节也被划分成位，以便被输出到符号编码器402。此处，可以以与移动业务数据相同的处理步骤来处理包括传输参数的信令信息。更具体而言，信令信息可以通过穿过数据随机化器301和RS帧编码器302而被输入到块处理器303。替换地，信令信息也可以被直接输出到块处理器303，而不穿过数据随机化器301和RS帧编码器302。
符号编码器402对应于D/E比率编码器，D/E比率编码器将输入的数据从G位编码为H位，并将以D/E的编码率编码的数据输出。根据本发明的实施例，假定符号编码器402执行1/2编码率(也被称为1/2比率编码处理)或者1/4编码率的编码处理(也被称为1/4比率编码处理)。符号编码器402对输入的移动业务数据和信令信息执行1/2比率编码和1/4比率编码之一。然后，也将信令信息识别为移动业务数据并对其进行相应地处理。
在执行1/2比率编码处理的情况下，符号编码器402接收1位，并将该接收的1位编码为2位(即，1个符号)。然后，符号编码器402输出该处理的2位(或1个符号)。另一方面，在执行1/4比率编码处理的情况下，符号编码器402接收1位，并且将该接收到的1位编码为4位(即2个符号)。然后，符号编码器402将该处理的4位(或2个符号)输出。
符号编码器402可以作为具有1/2的编码率的编码器操作或者可以作为具有1/4的编码率的编码器操作。
图18至20图解示出根据本发明的实施例的具有1/4的编码率的符号编码器的示例性操作的方框图。图18的符号编码器包括1/4外编码器411、以及并行/串行转换器412。参照图18，1/4外编码器411将被输入到1/4外编码器411的移动业务数据位U编码成u0至u3(即2个符号)。然后，1/4外编码器411将已编码的2个符号输出到并行/串行转换器412。并行/串行转换器412将两个输入符号转换成串行符号单元，其随后被连续地输出到符号交织器403。更具体而言，并行/串行转换器412将由u0和u1配置的一个符号输出到符号交织器403。而且，随后并行/串行转换器412将由u2和u3配置的另一符号输出到符号交织器403。
图19的符号编码器包括1/2外编码器421和重复器422。参照图19，1/2外编码器421将被输入到1/2外编码器421的移动业务数据位U编码成u0和u1(即1个符号)。然后，1/2外编码器421将已编码符号输出到重复器422。重复器422将1/2比率编码符号重复一次并将重复符号输出到符号交织器403。更具体而言，重复器422将由位u0和位u1配置的符号输出到符号交织器403。然后，重复器422将由位u0和u1配置的符号再一次输出到符号交织器403。
图20的符号编码器包括重复器431和1/2外编码器432。参照图20，重复器431重复被输入到重复器431的移动业务数据位U，以便将两个位U和U输出到1/2外编码器432。其后，1/2外编码器432将从重复器431输出的移动业务数据位U编码成u0和u1(即编码成1一个符号)。然后，1/2外编码器431将已编码符号输出到符号交织器403。这里，由于相同的移动业务数据位U被依次输入到1/2外编码器432两次，所以1/2外编码器432对被输入到重复器431的移动业务数据位U执行1/2比率编码处理两次。
更具体而言，当符号编码器402反复地输出以1/2的编码率编码的2个符号时，如图19所示，或者当符号编码器402对输入数据位执行1/2比率编码处理两次并随后输出已编码数据位时，如图20所示，总编码率变成1/4。如上所述，当符号编码器402作为具有1/4的编码率的编码器操作时，可以以1/4的编码率对输入数据位进行编码，以便可以逐个地依次输出每个符号。替换地，可以以1/2的编码率对输入数据进行编码并随后将其重复一次，以便可以逐个地依次输出每个符号。此外，可以以1/2的编码率对输入数据位编码两次，以便可以逐个地依次输出每个符号。
同时，当符号编码器402作为具有1/2的编码率的编码器操作时，由1/2外编码器以1/2的编码率对输入数据位编码且随后将其输出。替换地，还可以由1/4外编码器以1/4的编码率对输入数据位编码。其后，当仅选择并输出两个符号之一时，符号编码器402可以操作为具有1/2编码比率的编码器。在本发明的说明书中，1/2编码率和1/4编码率仅仅是示例性的，且编码率可以根据已编码符号的选择或符号的重复次数而变。因此，本发明将不仅限于在本发明的实施例中给出的示例。然而，如果编码率低，则可以发送的实际数据量相应地变小。因此，当决定编码率时，应考虑这两个因素。
图21图解根据本发明的实施例的1/2外编码器的详细方框图。参照图21，1/2外编码器包括两个延迟(或第一和第二延迟)501和503、以及一个加法器502。在这里，1/2外编码器对输入数据位U进行编码，以便可以输出2个位(即u0和u1)。这里，输入数据位U对应于未经修改而被输出的高位u0，且同时被编码以作为低位u1被输出。更具体而言，输入数据位U被直接作为高位u0输出而未经修改，且同时被输出到加法器502。
加法器502将输入数据位U与第一延迟501的输出相加，其随后被输出到第二延迟503。其后，已被延迟设定的时间段(例如1个时钟)的数据被作为低位u1输出，同时被反馈到第一延迟501。随后，第一延迟501使被第二延迟503反馈的数据延迟设定的时间段(例如1个时钟)。然后，延迟数据被输出到加法器502。这里，如果被输入到符号编码器402的数据位U对应于将以1/4的编码率被编码的数据位，则由u0u1位配置的符号可以被重复两次且随后被输出。替换地，输入数据位U可以被重复一次，其随后被输入到图21的1/2外编码器。
图22图解根据本发明的实施例的1/4外编码器的详细方框图。参照图22，1/4外编码器包括两个延迟(或第一延迟和第二延迟)501和503、以及三个加法器502、504、以及505。在这里，1/4外编码器对输入数据位U进行编码，以便可以输出4个位(即u0至u3)。这里，输入数据位U对应于最高位u0，其未经修改而被输出且同时被编码以作为低位u1u2u3被输出。更具体而言，输入数据位U被直接输出为最高位u0，并且同时被输出到第一和第三加法器502和505。第一加法器502将输入数据位U和第一延迟单元501的输出位相加，然后，将该相加位输出到第二延迟单元503。然后，在第二延迟单元503内被延迟预定时间(例如，1个时钟)的数据位被输出为较低位u1，同时被反馈到第一延迟单元501。第一延迟单元501将从第二延迟单元503反馈的数据位延迟预定时间(例如，1个时钟)。然后，第一延迟单元501将延迟数据位输出到第一加法器502和第二加法器504。第二加法器504将从第一和第二延迟单元501和503输出的数据位相加作为较低位u2。第三加法器505将输入数据位U以及第二延迟单元503的输出相加，并且将该相加的数据位作为较低位u3输出。
在这里，如果输入数据位U对应于以1/2编码率被编码的数据，则符号编码器402利用来自4个输出位u0u1u2u3的u1u0位配置符号。然后符号编码器402输出新配置的符号。替换地，如果输入数据位U对应于以1/4编码率被编码的数据，则符号编码器402利用位u1u0配置并输出符号，然后，利用位u2u3配置并输出另一符号。根据本发明的另一实施例，如果输入数据位U对应于以1/4编码率被编码的数据，符号编码器402也可以利用u1u0配置并输出符号，然后，再次重复该处理，并且输出相应的位。根据本发明的又一实施例，符号编码器输出所有四个输出位U u0u1u2u3。然后，当使用1/2编码率时，位于符号编码器402后面的符号交织器403仅选择由来自四个输出位u0u1u2u3的位u1u0配置的符号。替换地，当使用1/4编码率时，符号交织器403可以选择由位u1u0配置的符号，然后，选择由位u2u3配置的另一符号。根据另一实施例，当使用1/4编码率时，符号交织器403可以重复地选择由位u1u0配置的符号。
符号编码器402的输出被输入到符号交织器403。然后，符号交织器403对从符号编码器402输出的数据以符号为单位执行块交织。任何执行结构性重新排列(或重新对准)的交织器可以被用作块处理器的符号交织器403。然而，在本发明中，也可以使用可变长度符号交织器，即使对于符号提供多个长度时，也可以使用该可变长度符号交织器，从而可以重新排列其顺序。
图23图解根据本发明的实施例的符号交织器。这里，根据本发明实施例的符号交织器对应于可变长度符号交织器，即使对于符号提供多个长度时，也可以应用该可变长度符号交织器，以便可以重新排列其顺序。具体而言，图23图解当BK＝6和BL＝8时符号交织器的示例。此处，BK表示从符号编码器402输出的用于符号交织的符号的数目。而且，BL表示被符号交织器403实际交织的符号的数目。
在本发明中，符号交织器403应满足下列条件：BL＝2n(其中n为整数)且BL≥BK，如果存在BK和BL之间的差值，则添加(BL-BK)个空(或哑)符号，从而生成交织图案。因此，BK成为被输入到符号交织器403以被交织的实际符号的块大小。当通过从符号交织器403生成的交织图案执行交织处理时，BL成为交织单元。在23中图解了上面所述的示例。
更具体而言，图23(a)至图23(c)图解了符号交织器的可变长度交织处理。从符号编码器402输出的用于被交织的符号的数目等于6(即，BK＝6)。换言之，从符号编织器402输出6个符号，以被交织。而且，实际交织单元(BL)等于8个符号。因此，如在图23(a)中所示的，将2个符号添加到空(或哑)符号，从而生成交织图案。下面所示的公式4描述了以下处理：顺序接收BK个符号，其顺序将被重新排列，并且获取满足下列条件的BL值：BL＝2n(其中n为整数)且BL≥BK，从而生成交织以便重新对准(或重新排列)该符号顺序。
公式4
关于所有位置，其中：0≤i≤BL-1
P(i)＝{S×i×(i+1)/2}mod BL
此处，BL≥BK，BL＝2n，并且n和S是整数。参照图23，假定S等于89，并且L等于8，而且图23图解生成的交织图案和交织处理的示例。如在图23(b)中所示的，通过利用上述公式4，重新排列BK个输入符号和(BL-BK)个空符号的顺序。然后，如在图23(c)中所示的，通过利用下面所示的公式5，将空字节位置移除，以便重新排列该顺序。然后，通过重新排列的顺序而被交织的符号随后被输出到符号字节转换器。
公式5
如果P(i)＜BK-1，那么P(i)位置被移除并且被重新排列。
随后，符号-字节转换器404将完成符号顺序的重新排列的移动业务数据符号转换成字节，然后根据重新排列的顺序将其输出，然后，将该转换的字节输出到组格式器304。
图24所图解的是示出了根据本发明另一实施例的块处理器的结构的方框图。此处，块处理器包括交织单元610和块格式器620。交织单元610可以包括字节-符号转换器611、符号-字节转换器612、符号交织器613以及字节-符号转换器614。此处，符号交织器613也可以被称为块交织器。
交织单元610的字节-符号转换器611将以字节为单位从RS帧编码器302输出的移动业务数据X转换成符号单元。然后，字节-符号转换器611将转换的移动业务数据符号输出到符号-字节转换器612以及符号交织器613。更具体而言，字节-符号转换器611将输入移动业务数据字节(＝8位)的每2位转换成1个符号，并且输出转换的符号。这是因为网格编码模块256的输入数据包括由2位配置的符号单元。将在后面的处理中具体描述块处理器303和网格编码模块256之间的关系。在这里，字节-符号转换器611也可以接收包括传输参数的信令信息。此外，信令信息字节也可以被划分成符号单元，然后被输出到符号-字节转换器612和符号交织器613。
符号-字节转换器612将从字节-符号转换器611输出的4个符号分组，以便配置字节。然后，转换的数据字节被输出到块格式器620。此处，符号-字节转换器612和字节-符号转换器611每个分别执行彼此相反的处理。因此，这两个块的结果被抵消。相应地，如在图25中所示，输入数据X绕过字节-符号转换器611和符号-字节转换器612，并且被直接输入到块格式器620。更具体而言，图25的交织单元610具有与图24所示的交织单元等同的结构。因此，在图24和图25中将使用相同的附图标记。
符号交织器613对从字节-符号转换器611输出的数据以符号为单位执行块交织。随后，符号交织器613将交织数据输出到符号-字节转换器614。此处，能够重新排列结构性顺序的任何类型的交织器可以被用作本发明的符号交织器613。在本发明中所给出的示例中，对于具有大范围长度的符号，可以应用可变长度交织器，所述符号的顺序将被重新排列。例如，也可以在图24和图25中所示的块处理器中使用图23的符号交织器。
符号-字节转换器614根据重新排列的顺序，输出完成符号顺序重新排列的符号。因此，将符号分组成以字节为单位来配置，然后将其输出到块格式器620。更具体而言，符号-字节转换器614将从符号交织器613输出的4个符号分组，以便配置数据字节。如在图26中所示的，块格式器620根据设定的标准，执行将块内的每个符号-字节转换器612和614的输出对准的处理。此处，块格式器620与网格编码模块256关联操作。
更具体而言，块格式器620在考虑除了被输入的移动业务数据之外的数据的位置(或顺序)时决定从每个符号-字节转换器612和614输出的移动业务数据的输出顺序，其中，移动业务数据包括主业务数据、已知数据、RS奇偶校验数据以及MPEG报头数据。
根据本发明的实施例，网格编码模块256配备有12个网格编码器。图27图解示出了根据本发明的网格编码模块256的方框图。在图27所示的示例中，将12个相同网格编码器合并到交织器中，以分散噪声。此处，每个网格编码器可以配备有预编码器。
图28图解网格编码器模块256与块处理器303连接。在发射系统中，多个块实际上存在于包括块处理器303的预处理230和网格编码模块256之间，如图3所示的。相反，接收系统认为预处理器230与网格编码模块256连接，从而相应地执行解码处理。然而，除了被输入到网格编码模块256的移动业务数据之外的数据对应于被添加到在块处理器303和网格编码模块256之间存在的块的数据，其中，移动业务数据包括主业务数据、已知数据、RS奇偶校验数据和MPEG报头数据。图29在考虑上述情况时，图解了数据处理器650被设置在块处理器303和网格编码模块256之间的示例。
此处，当块处理器303的交织单元610执行1/2比率编码处理时，交织单元610可以被配置成如图24(或图25)所示。参照图3，例如，数据处理器650可以包括组格式器304、数据去交织器305、分组格式器306、分组多路复用器240以及后处理器250，其中，后处理器250包括数据随机化器251、RS编码器/非系统RS编码器252、数据交织器253、奇偶校验替换器254以及非系统RS编码器255。
在这里，根据预定方法，网格编码模块256将输入的数据符号化，以将符号化的数据划分，并且将该划分的数据发送至每个网格编码器。此处，一个字节被转换成4个符号，每个符号由2位配置。而且，从单一数据字节生成的符号均被发送至同一网格编码器。相应地，每个网格编码器预编码输入符号的高位，然后将其作为最高输出位C2输出。替换地，每个网格编码器将输入符号的低位网格编码，然后，将其作为两个输出位C1和C0输出。控制块格式器620，以便从每个符号-字节转换器输出的数据字节可以被发送至不同的网格编码器。
下文，将结合图17至图33来具体描述块格式器620的操作。参照图24，例如，根据块格式器620的控制，从符号-字节转换器612输出的数据字和从符号-字节转换器614所输出的数据字节被输入到网格编码模块256的不同网格编码器。下文中，为了简便起见，将从符号-字节转换器612输出的数据字节称为X，并且将从符号-字节转换器614输出的数据字节被称为Y。参照图26(a)，每个数字(即，0至11)分别表示网格编码模块256的第一至第十二个网格编码器。
此外，两个符号-字节转换器的输出顺序被排列(或对准)，以便从符号-字节转换器612输出的数据字节分别被输入到网格编码模块256的第0至第5网格编码器(0至5)，以及从符号-字节转换器614所输出的数据字节分别被输入到网格编码器模块256的第6至第11网格编码器(6至11)。此处，使从符号-字节转换器612所输出的数据字节分配其中的网格编码器，以及使从符号-字节转换器614所输出的数据字节分配其中的网格编码器仅是为了简化对本发明的理解而给出的示例。此外，根据本发明的实施例，假定块处理器303的输入数据对应于12字节配置的块，符号-字节转换器612输出从X0至X11的12个数据字节，并且符号-字节转换器614输出从Y0至Y11的12个数据字节。
图26(b)图解被输入到网格编码模块256的数据的示例。具体而言，图26(b)示出了不仅移动业务数据而且主业务数据和RS奇偶校验数据也被输入到网格编码模块256，以便被分发到每个网格编码器的示例。更具体而言，从块处理器303输出的移动业务数据穿过组格式器304，从组格式器304，移动业务数据与主业务数据和RS奇偶校验数据被混合且随后被输出，如图26(a)所示。相应地，根据在被数据交织之后在数据组内的位置(或位置)，分别将每个数据字节输入到12个网格编码器。
此处，当将符号-字节转换器612和614的输出数据字节X和Y分配到各个网格编码器时，每个网格编码器的输入可以被配置成图26(b)所示。更具体而言，参照图26(b)，从符号-字节转换器612输出的六个移动业务数据字节(X0-X5)被顺序分配(或分发)到网格编码模块256的第一至第六网格编码器(0至5)。而且，从符号-字节转换器614输出的2个移动业务数据字节Y0和Y1被顺序分配到网格编码模块256的第7和第8网格编码器(6和7)。然后，在5个主业务数据字节中，4个数据字节被顺序分配至网格编码模块256的第9和第12网格编码器(8至11)。最后，主业务数据字节的剩余1字节被再次分配给第一网格编码器(0)。
假定将移动业务数据、主业务数据以及RS奇偶校验数据分配至每个网格编码器，如图26(b)所示。如上所述，也假定块处理器303的输入由12字节配置，以及将从X0至X11的12个字节从符号-字节转换器612输出，以及将从Y0至Y11的12个字节从符号-字节转换器614输出。在该情况下，如在图26(c)中所示，块格式器620按照X0至X5，Y0，Y1，X6至X10，Y2至Y7，X11以及Y8至Y11的顺序排列将从符号-字节转换器612和614输出的数据字节。更具体而言，基于每个数据字节被插入的传输帧内的位置(或位置)，决定将要执行编码处理的网格编码器。在这里，不仅移动业务数据而且主业务数据、MPEG报头数据以及RS奇偶校验数据也被输入到网格编码模块256。此处，假定为了执行上述操作，块格式器620被通知(或了解)关于数据交织处理之后的数据组格式的信息。
图30图解了根据本发明实施例的以1/N编码率执行编码处理的块处理器的方框图。此处，块处理器包括被配置为并行结构的(N-1)个符号交织器741至74N-1。更具体而言，具有1/N编码率的块处理器包括总共N个分支(或路径)，该总共N个分支(或路径)包含被直接发送到块格式器730的分支(或路径)。此外，每个分支的符号交织器741至74N-1可以均由不同符号交织器配置。此外，均与(N-1)个符号交织器741至74N-1的每个对应的(N-1)个符号-字节转换器751至75N-1可以分别被包含在每个符号交织器的结尾。此处，(N-1)个符号-字节转换器751至75N-1的输出数据也被输入到块格式器730。
在本发明的示例中，N等于或小于12。如果N等于12，块格式器730可以对准输出数据，以便第12个符号-字节转换器75N-1的输出字节被输入到第12个网格编码器。替换地，如果N等于3，块格式器730可以排列输出顺序，以便从符号-字节转换器720输出的数据字节被输入到网格编码模块256的第1至第4网格编码器，并且从符号-字节转换器751输出的数据字节被输入到第5至第8网格编码器，并且从符号-字节转换器752输出的数据字节被输入到第9至第12网格编码器。在这里，从每个符号-字节转换器输出的数据字节的顺序可以根据除了移动业务数据的数据的数据组内的位置而变化，该数据与从每个符号-字节转换器输出的移动业务数据是混合的。
图31图解示出了根据本发明另一实施例的块处理器的结构的具体方框图。此处，将块格式器从块处理器移除，使得块格式器的操作可以由组格式器执行。更具体而言，图31的块处理器可以包括字节-符号转换器810、符号-字节转换器820和840以及符号交织器830。在这种情况下，每个符号-字节转换器820和840的输出被输入到组格式器850。
而且，块处理器可以通过添加符号交织器和符号-字节转换器，来获取期望的编码率。如果系统设计人员想要1/N的编码率，块处理器需要配备有总共N个分支(或路径)，包括被直接发送到块格式器850的分支(或路径)；以及以(N-1)个分支的并行结构所配置的(N-1)个符号交织器和符号-字节转换器。在这里，组格式器850插入确保用于MPEG报头、非系统RS奇偶校验和主业务数据的位置(或位置)的占位符。而且，同时，组格式器850定位从块处理器每个分支输出的数据字节。
在本发明中建议的网格编码器的数目、符号-字节转换器的数目以及符号交织器的数目仅是示例性。因此，相应的数目并不限制本发明的精神或范围。对于本领域的技术人员显而易见的是，被分配至网格编码模块256的每个网格编码器的每个数据字节的类型和位置可以根据数据组格式而变化。因此，不应仅通过此处所阐明的描述中给出的示例来理解本发明。以1/N编码率编码并从块处理器303输出的移动业务数据被输入到组格式器304。此处，在本发明的示例中，从块处理器303的块格式器输出的输出数据的顺序根据在数据组内的数据字节的位置而被对准和输出。
信令信息处理
根据本发明的发射机200可以利用多种方法将传输参数插入多个位置(或位置)，然后将其发送到接收系统。为简便起见，现在将描述要从发射机发送到接收系统的传输参数的定义。传输参数包括数据组信息、数据组内的区信息、配置超帧的RS帧的数目(即，超帧尺寸(SFS))、用于RS帧内的每列的RS奇偶校验数据字节的数目(P)、是否使用了被添加以确定在RS帧内的行方向是否存在错误的校验和、如果使用校验和则该校验和的类型和尺寸(目前，将两个字节添加到CRC)、由于RS帧被发送到一个突发区段的配置一个RS帧的数据组的数目、配置该一个RS帧的数据组的数目与一个突发内的数据组的数目(即，突发尺寸(BS))相同、turbo码模式和RS码模式。
而且，用于接收突发所需要的传输参数包括突发周期-在此，一个突发周期对应于通过对从当前突发开头起直到下一突发开头的字段进行计数而得到的值；在超帧内当前被发送的RS帧的定位顺序(即，置换帧索引(PFI))或者在RS帧(突发)内当前发送的组的定位顺序(即，组索引(GI))以及突发尺寸。根据管理突发的方法，传输参数也包括保留到下一突发开头的字段的数目(即，至下一突发的时间(TNB))。而且，通过发送诸如传输参数的此类信息，被发送至接收系统的每个数据组可以表示在当前位置和下一突发的开头之间的相对距离(字段数目)。
在传输参数内包含的信息对应于为方便对本发明的理解而给出的示例。因此，建议的示例不限制本发明的范围或精神，并且可以由本领域的技术人员容易地变更或修改。根据本发明的第一实施例，通过分配移动业务数据分组或数据组的预定区，可以插入传输参数。在该情况下，接收系统对接收的信号执行同步和均衡，然后按符号单元对其进行解码。然后，分组去格式器可以分离移动业务数据和传输参数，以便检测传输参数。根据第一实施例，可以从组格式器304插入传输参数，且随后将其发送。
根据本发明的第二实施例，传输参数可以与另一类型的数据多路复用。例如，当将已知数据与移动业务数据多路复用时，传输参数而非已知数据可以被插入其中要插入已知数据字节的位置(或位置)。替换地，传输参数可以与已知数据混合，然后被插入已知数据要被插入的位置。根据第二实施例，可以从组格式器304或者从分组格式器306插入传输参数，然后将其发送。
根据本发明的第三实施例，通过分配在传输帧的场同步段内的保留区的部分，可以插入传输参数。在这种情况下，由于接收系统可以在检测传输参数之前以符号为单位对接收信号执行解码，可以将具有关于块处理器303和组格式器304的处理方法的信息的传输参数插入场同步信号的保留字段。更具体而言，接收系统通过使用场同步段获取场同步，以便从预先决定的位置检测传输参数。根据第三实施例，可以从同步多路复用器240插入传输参数，然后将其发送。
根据本发明的第四实施例，可以在高于传送流(TS)分组的层(分级区)中插入传输参数。在该情况下，接收系统应能够接收信号并且预先将接收到信号处理到高于TS分组的层。在这一点，传输参数可以用于确认当前接收的信号的传输参数，以及用于提供在后面处理中要接收的信号的传输参数。
在本发明中，通过使用根据本发明的第一至第四实施例的上述方法，可以插入并发送与传输信号相关的各种传输参数。在这里，通过利用上面所述的四个实施例中的仅一个，或者使用上述实施例的选择，或者使用全部上述实施例，可以插入并发送传输参数。此外，可以将传输参数中包含的信息复制，并将其插入每个实施例中。替换地，可以仅将要求的信息插入相应实施例的相应位置，然后将其发送。此外，为了确保传输参数的鲁棒性，可以对传输参数执行短循环(或周期)的块编码处理，然后，将其插入相应区。对传输参数执行短周期块编码处理的方法可以包括，例如，Kerdock编码、BCH编码、RS编码、以及传输参数的重复编码。而且，也可以对传输参数执行多个块编码方法的组合。
可以将传输参数分组，以生成较小尺寸的块码，以便将其插入在数据组内被分配的用于信令的字节位置中，然后将其发送。然而，在这种情况下，块码穿过从接收端解码的块，以便获取传输参数值。因此，应首先获取块解码所需要的turbo码模式和RS码模式的传输参数。相应地，可以将与特定模式相关的传输参数插入已知数据区的特定区段中。并且，在该情况下，与符号的相关性可以用于更快的解码处理。接收系统参照每个序列和当前接收的序列之间的相关性，从而确定编码模式和组合模式。
同时，当传输参数被插入场同步段区或已知数据区，然后被发送时，并且当传输参数已经穿过传输信道时，传输参数的可靠性被降低。因此，也可以根据相应传输参数而插入多个预定义图案之一。此处，接收系统执行接收的信号和预定义图案之间的相关性计算，以便识别传输参数。例如，假定基于发射系统和接收系统之间的协定，将包括5个数据组的突发预先决定为图案A。在该情况下，当在突发内的组数目等于5时，发射系统插入并发送图案A。然后，接收系统计算接收的数据和包括预先生成的图案A的多个基准图案之间的相关性。在这里，如果在接收的数据和图案A之间的相关值是最大的，则接收的数据指示相应参数，最确切地说，突发内的组数目。在这里，组数目可以被确认为5。在下文中，现在将根据本发明的第一、第二和第三实施例描述插入和发送传输参数的处理。
第一实施例
图32图解了根据本发明接收传输参数和并在数据组的区A内插入接收到的传输参数的组格式器304的示意图。此处，组格式器304从块处理器303接收移动业务数据。相反，利用数据随机化处理、RS帧编码处理以及块处理过程的至少一个，处理传输参数，然后可以将传输参数输入到组格式器304。替换地，可以将传输参数直接输入到组格式器304，而不利用任何一种上述处理进行处理。此外，可以从业务多路复用器100提供传输参数。替换地，也可以从发射机200内生成并提供传输参数。该传输参数也可以包括接收系统接收和处理数据组中包含的数据所需要的信息。例如，该传输参数可以包括数据组信息以及多路复用信息。
组格式器304根据用于配置数据组的规则，将要被输入的传输参数和移动业务数据插入到数据组内的相应区。例如，传输参数穿过短周期的块编码处理，然后，被插入数据组的区A中。具体而言，可以将传输参数插入区A内的预先安排的任何位置(或位置)。如果假定已经由块处理器303对传输参数进行了块编码，块处理器303执行与移动业务数据相同的数据处理操作，更具体而言，对包含传输参数的信令信息执行1/2比率编码或1/4比率编码处理。然后，块处理器303将处理的传输参数输出到组格式器304。然后，信令信息也被识别为移动业务数据，并相应地被处理。
图33所图解的是示出了接收传输参数以及利用与移动业务数据相同处理对该接收的传输参数进行处理的块处理器的示例。具体而言，图33所图解的是示出了进一步包括信令信息提供器411和多路复用器412的图17的结构的示例。更具体而言，信令信息提供器411将包括传输参数的信令信息提供给多路复用器412。多路复用器412将信令信息和RS帧编码器302的输出多路复用。然后，多路复用器412将多路复用数据输出到字节-位转换器401。
字节-位转换器401将从多路复用器412输出的移动业务数据字节或信令信息字节划分成位，然后将其输出到符号编码器402。随后的操作与图17中所描述的那些相同。因此，为简便起见，将省略对相同内容的具体描述。如果图20、图23、图30和图31中所示的块处理器303的任何具体结构，信令信息提供器411和多路复用器412可以被设置在字节-符号转换器后面。
第二实施例
同时，当将根据预先决定的规则从组格式器生成的已知数据插入数据组内的相应区时，可以将传输参数插入可以插入已知数据的区的至少部分，而非插入已知数据。例如，当将长已知数据序列插入数据组内的区A的开头时，可以将传输参数而非已知数据插入区A的开头的至少部分。被插入区A剩余部分内的已知数据序列的部分，不包含其中插入传输参数的部分，可以被用于由接收系统检测数据组的起始点。替换地，区A的另一部分可以被用于由接收系统进行信道均衡。
此外，当将传输参数而非实际已知数据插入已知数据区中时，可以以短周期对传输参数进行块编码，然后将其插入。而且，如上所述，也可以基于根据传输参数的预定义图案，来插入传输参数。如果组格式器304将已知数据占位符而非实际已知数据插入其中可以插入已知数据的数据组的区中，则可以由分组格式器306插入传输参数。更具体而言，当组格式器304插入已知数据占位符时，分组格式器306可以插入已知数据而非已知数据占位符。替换地，当组格式器304插入已知数据时，可以不做修改而将已知数据直接输出。图34图解示出根据本发明的实施例的如下分组格式器306的结构的方框图，该分组格式器306的结构被扩展以便分组格式器306可以插入传输参数。更具体而言，分组格式器306的结构还包括已知数据发生器351和信令多路复用器352。例如，被输入到信令多路复用器352的传输参数可以包括指定数据组内的每个区的编码率的模式信息。
例如，当从已知数据区提取的SCCC模式值等于‘3’时，这指示相应数据组内的区A和区C以1/2的编码率被编码且区B以1/4的编码率被编码。本发明的发射系统基于发射系统与接收系统之间的协定生成对应于表1所示的每个模式值的6个图案。在这里，相应图案被插入每个数据组的已知数据区中。在这种情况下，接收系统可以在依照相应的SCCC模式执行解码处理之前从已知数据区获得SCCC模式信息。
信令多路复用器352选择传输参数和从已知数据生成器351生成的已知数据之一，然后，将选择的数据输出到分组格式器306。分组格式器306将从信令多路复用器352输出的已知数据或传输参数插入到从数据交织器305输出的已知数据占位符。然后，分组格式器306输出处理的数据。更确切地说，分组格式器306将传输参数而非已知数据插入已知数据的至少部分，然后将其输出。例如，当已知数据占位符被插入到数据组内的区A的开头部分时，可以将传输参数而非实际已知数据插入到已知数据占位符的部分。
而且，当将传输参数而非已知数据插入到已知数据占位符中时，可以在短周期内对传输参数进行块编码并将其插入。替换地，可以根据传输参数而插入预定义图案。更确切地说，信令多路复用器352多路复用已知数据和传输参数(或者由传输参数定义的图案)，以便配置新已知数据序列。然后，信令多路复用器352将新配置的已知数据序列输出到分组格式器306。分组格式器306从数据交织器305的输出删除主业务数据占位符以及RS奇偶校验占位符，并且通过利用移动业务数据、MPEG报头以及信令多路复用器的输出，生成188字节的移动业务数据分组。然后，分组格式器306将新生成的移动业务数据分组输出至分组多路复用器240。
在该情况下，每个数据组的区A具有不同的已知数据图案。因此，接收系统仅将在已知数据序列的预先设置的区段中的符号分离，并且将该分离的符号识别为传输参数。此处，根据发射系统的设计，已知数据可以被插入不同的块，诸如分组格式器306、组格式器304或者块处理器303。因此，可以将传输参数而非已知数据插入其中要插入已知数据的块。
根据本发明的第二实施例，可以将包括关于块处理器303的处理方法的信息的传输参数插入已知数据区的部分中，然后将其发送。在该情况下，已经决定用于实际传输参数符号的符号处理方法和位置。而且，应定位传输参数的位置，以便早于要被解码的任何其他数据符号而将其发送或接收。相应地，在数据符号解码处理之前，接收系统可以检测传输符号，以便将检测的传输符号用于解码处理。
第三实施例
同时，也可以将传输参数插入场同步段区，然后将其发送。图35图解了结构图，该结构图示出了为了允许传输参数被插入场同步段区内而被扩展的同步多路复用器。此处，另外将信令多路复用器261包括在同步多路复用器260中。一般VSB方法的传输参数由2个字段配置。更确切地说，每个字段由一个场同步段和312个数据段配置。此处，数据段的前4个符号对应于段同步部分，并且每个字段的第一数据段对应于场同步部分。
一个场同步信号被配置成具有一个数据段的长度。数据段同步图案存在于前4个符号中，然后，跟随其后的是伪随机序列PN 511、PN63、PN 63和PN 63。接下来的24个符号包括与VSB模式相关的信息。此外，包括与VSB模式相关的信息的24个符号之后是余下的104个符号，这些是保留符号。此处，先前段的最后12个符号被复制并且定位为保留区中的最后12个符号。换言之，在场同步段内的仅92个符号是对应于实际保留区的符号。
因此，信令多路复用器261多路复用传输参数与已经存在的场同步段符号，以便可以将传输参数插入场同步段的保留区。然后，信令多路复用器261将多路复用的传输参数输出到同步多路复用器260。同步多路复用器260多路复用段同步符号、数据符号和从信令多路复用器261输出的新场同步段，从而配置新的传输帧。传输帧包括其中插入传输参数的场同步段，被输出到传输单元270。在这里，用于插入传输参数的场同步段内的保留区可以对应于保留区的一部分或者整个92个符号。此处，例如，被插入保留区的传输参数可以包括信息，该信息将传输参数标识为主业务数据、移动业务数据或不同类型的移动业务数据。
如果将关于块处理器303的处理方法的信息作为传输参数的部分来发送，并且当接收系统希望执行对应于块处理器303的解码处理时，接收系统应被通知关于块处理方法的这种信息，以便执行解码处理。因此，关于块处理器303的处理方法的信息在块解码处理之前应是已知的。相应地，如在本发明的第三实施例中描述的，当具有关于块处理器303(和/或组格式器304)的处理方法的信息的传输参数被插入场同步信号的保留区中，然后被发送时，接收系统能够在对接收的信号执行块解码处理之前检测该传输参数。
接收系统
图36图解示出根据本发明的数字广播接收系统的结构的方框图。图36的数字广播接收系统使用被插入移动业务数据区段、然后被发射系统发送的已知数据信息，以便执行载波同步恢复、帧同步恢复以及信道均衡，从而增强接收性能。参照图36，数字广播接收系统包括调谐器1001、解调器1002、均衡器1003、已知数据检测器1004、块解码器1005、数据去格式器1006、RS帧解码器1007、去随机化器1008、数据去交织器1009、RS解码器1010以及数据去随机化器1011。此处，为了本发明描述的简便，数据去格式器1006、RS帧解码器1007以及去随机化器1008将被统称为移动业务数据处理单元。而且，数据去交织器1009、RS解码器1010以及数据去随机化器1011将被统称为主业务数据处理单元。
更具体地说，调谐器1001调谐特定信道的频率并将经调谐的频率向下变换为中频(IF)信号。然后，调谐器1001将向下变换的IF信号输出到解调器1002和已知数据检测器1004。解调器1002对输入的IF信号执行自增益控制、载波恢复、以及定时恢复处理，从而将该IF信号修改为基带信号。这里，在调谐器1001与解调器1002之间可以包括将通带模拟IF信号转换成数字IF信号的模拟/数字转换器(ADC)。然后，解调器1002将数字化且输入的通带IF信号输出到均衡器1003和已知数据检测器1004。均衡器1003补偿包括在已解调信号中的信道的失真并随后将经错误补偿的信号输出到块解码器1005。
这里，已知数据检测器1004从解调器1002的输入/输出数据(即在解调处理之前的数据或解调处理之后的数据)检测由发射端插入的已知序列位置。然后，位置信息(或位置指示符)连同从所检测的位置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。而且，已知数据检测器1004将一组信息输出到块解码器1005。此组信息用来允许接收系统的块解码器1005识别来自发射系统的用附加编码处理的移动业务数据和未用附加编码处理的主业务数据。另外，虽然图36中未示出连接状态，但可以在整个接收系统中使用从已知数据检测器1004检测的信息且该信息也可以在数据去格式器1006和RS帧解码器1007中使用。
解调器1002在定时和/或载波恢复期间使用已知数据(或序列)位置指示符和已知数据符号序列，从而提高解调性能。类似地，均衡器1003使用已知序列位置指示符和已知数据符号序列以便提高均衡性能。此外，可以将块解码器1005的解码结果反馈给均衡器1003，从而如提高均衡性能。
接收系统内的解调器和已知序列检测器
这里，如图7和9所示，发射系统可以在传输帧内周期性地插入并发送已知数据。
图37图解由发射系统将已知数据序列周期性地插入实际数据之间并发送的示例。参照图37，AS表示有效数据符号的数目，且BS表示已知数据符号的数目。因此，以(AS+BS)符号的周期插入并发送BS个已知数据符号。在这里，AS可以对应于移动业务数据、主业务数据、或移动业务数据与主业务数据的组合。为了与已知数据区别开，对应于AS的数据在下文中将称为有效数据。
参照图37，在被周期性地插入的每个已知数据区段中包括具有相同图案的已知数据序列。在这里，具有相同数据图案的已知数据序列的长度可以与相应已知数据区段(或块)的整个(或总)已知数据序列的长度相同或不同。如果两个长度相互不同，则整个已知数据序列的长度应长于具有相同数据图案的已知数据序列的长度。在这种情况下，在整个已知数据序列中包括相同的已知数据序列。已知数据检测器1004检测被如上所述周期性地插入并发送的已知数据的位置。同时，已知数据检测器1004还可以在检测已知数据的处理期间估计初始频率偏移。在这种情况下，解调器1002可以以更高的准确度来从关于已知数据位置的信息(或已知序列位置指示符)估计载波频率偏移及初始频率偏移估计值，从而补偿所估计的初始频率偏移。
图38是图解根据本发明的一方面的检测已知数据的位置的方法的流程图。已知序列检测器1004最初使用包括在第一已知数据区的第五子区中的多个重复数据图案来检测第一已知数据区的位置(2001)。接下来，已知序列检测器1004可以根据协议从所检测的第一已知数据区的位置来估计场同步段的位置(2002)，且还可以以类似方式来估计第二、第三、第四、以及第五已知数据区的位置(2003)。场同步和已知数据区的估计位置信息被提供给解调器1002和信道均衡器1003。例如，每个已知数据区的场同步和CIR TS区的位置信息被提供给均衡器1003。然后，均衡器1003使用这些位置信息来估计信道脉冲响应(CIR)。
图39图解根据本发明的解调器的详细方框图。参照图39，该解调器包括分相器1010、数控振荡器(NCO)1020、第一乘法器1030、重新采样器1040、第二乘法器1050、匹配滤波器1060、DC移除器1070、定时恢复单元1080、载波恢复单元1090、以及相位补偿器1110。在这里，已知序列检测器1004包括已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1，用于估计已知数据信息和初始频率偏移。还参照图39，分相器1010接收通带数字信号并将接收到的信号分裂成实数元素的通带数字信号和虚数元素的通带数字信号，两者在相互之间具有90度的相位。换言之，通带数字信号被分裂成复数信号。通带数字信号的分裂部分随后被输出到第一乘法器1030。在这里，为了本发明的说明的简单起见，从分相器1010输出的实数信号将被称为‘I’信号，且从分相器1010输出的虚数信号将被称为‘Q’信号。
第一乘法器1030将从分相器1010输出的I和Q通带数字信号与从NCO 1020输出的具有与常数成比例的频率的复数信号相乘，从而将I和Q通带数字信号变为基带数字复数信号。然后，第一乘法器1030的基带数字信号被输入到重新采样器1040。重新采样器1040对从第一乘法器1030输出的信号进行重新采样，以便该信号对应于由定时恢复单元1080提供的定时时钟。其后，重新采样器1040将经重新采样的信号输出到第二乘法器1050。
例如，当模拟/数字转换器使用25MHz固定振荡器时，由重新采样器1040用内插处理来处理通过穿过模拟/数字转换器、分相器1010、以及第一乘法器1030而产生的具有25Hz的频率的基带数字信号。因此，内插信号被恢复成具有两倍于符号时钟的接收信号的频率(即21.524476MHz的频率)的频率的基带数字信号。替换地，如果模拟/数字转换器使用定时恢复单元1080的定时时钟作为采样频率(即如果模拟/数字转换器使用可变频率)以便执行A/D转换处理，则不需要重新采样器1040且可以将其省略。
第二乘法器1050将载波恢复单元1090的输出频率与重新采样器1040的输出相乘以便补偿包括在重新采样器1040的输出信号中的任何剩余载波。其后，经补偿的载波被输出到匹配滤波器1060和定时恢复单元1080。经匹配滤波器1060进行匹配滤波的信号被输入到DC移除器1070、已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1、以及载波恢复单元1090。
已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1检测被周期性地或非周期性地发送的已知数据序列的位置(或位置)。同时，已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1在已知序列检测处理期间估计初始频率偏移。更具体而言，在接收传输数据帧的同时，如图5所示，已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1检测包括在传输数据帧中的已知数据的位置(或位置)。然后，已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1将所检测的关于已知序列位置的信息(即已知序列位置指示符)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和均衡器1003。此外，已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1估计初始频率偏移，该初始频率偏移随后被输出到载波恢复单元1090。这里，已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1可以接收匹配滤波器1060的输出或接收重新采样器1040的输出。这可以根据系统设计员的设计来可选地决定。
定时恢复单元1080使用第二乘法器1050的输出和从已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1检测的已知序列位置指示符，以便检测定时误差，并随后将与所检测的定时误差成比例的采样时钟输出到重新采样器1040，从而调整重新采样器1040的采样定时。这里，定时恢复单元1080可以接收匹配滤波器1060的输出而不是第二乘法器1050的输出。这也可以根据系统设计员的设计来可选地决定。
同时，DC移除器1070从经匹配滤波的信号中移除已被发射系统插入的导频音调信号(即DC信号)。其后，DC移除器1070将已处理信号输出到相位补偿器1110。相位补偿器1110使用具有被DC移除器1070移除DC的数据和由已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1检测的已知序列位置指示符来估计频率偏移并随后补偿包括在DC移除器1070的输出中的相变。其相变被补偿的数据被输入到均衡器1003。在这里，相位补偿器1110是可选的。如果未提供相位补偿器1110，则DC移除器1070的输出被替代地输入到均衡器1003。
图40包括解调器的定时恢复单元1080、载波恢复单元1090、以及相位补偿器1110的详细方框图。根据本发明的实施例，载波恢复单元1090包括缓冲器1091、频率偏移估计器1092、环路滤波器1093、保持器1094、加法器1095、以及NCO 1096。在这里，在缓冲器1091之前可以包括抽取器(decimator)。定时恢复单元1080包括抽取器1081、缓冲器1082、定时误差检测器1083、环路滤波器1084、保持器1085、以及NCO 1086。最后，相位补偿器1110包括缓冲器1111、频率偏移估计器1112、保持器1113、NCO 1114、以及乘法器1115。此外，在相位补偿器1110与均衡器1003之间可以包括抽取器1200。可以在DC移除器1070前面而不是在相位补偿器1110的输出端处输出抽取器1200。
在这里，抽取器对应于在由模拟/数字转换器对被输入到解调器的信号过采样至N次时需要的组件。更具体而言，整数N表示接收的信号的采样率。例如，当由模拟/数字转换器对输入信号过采样至2次时(即当N＝2时)，这指示在一个符号中包括两个样本。在这种情况下，每个抽取器对应于1/2抽取器。根据是否已经执行了接收的信号的过采样处理，信号可以绕过抽取器。
同时，第二乘法器1050的输出被临时存储在均包括在定时恢复单元1080的抽取器1081和缓冲器1082中。随后，被临时存储的输出数据通过抽取器1081和缓冲器1082被输入到定时误差检测器1083。假设第二乘法器1050的输出被过采样其初始状态至N次，抽取器1081以1/N的抽取率来抽取第二乘法器1050的输出。然后，经1/N抽取的数据被输入到缓冲器1082。换言之，抽取器1081依照VSB符号循环来对输入信号执行抽取。此外，抽取器1081还可以接收匹配滤波器1060的输出而不是第二乘法器1050的输出。定时误差检测器1083使用被用匹配滤波进行处理之前或之后的数据及从已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1输出的已知序列位置指示符以便检测定时误差。其后，所检测的定时误差被输出到环路滤波器1084。因此，在已知数据序列的每次重复循环期间获得所检测的定时误差信息一次。
例如，如图43所示，如果周期性地插入并发送具有相同图案的已知数据序列，则定时误差检测器1083可以使用已知数据以便检测定时误差。存在用于通过使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，可以通过使用时域中的已知数据与接收的数据之间的相关特性来检测定时误差，已经依照发射系统与接收系统之间的预先设置的协定而知道所述已知数据。还可以通过使用在频域中接收到的两种已知数据类型的相关特性来检测定时误差。因此，输出所检测的定时误差。在另一示例中，可以应用频谱划线(spectral lining)法来检测定时误差。在这里，频谱划线法对应于通过使用包括在接收的信号中的频谱的边带来检测定时误差的方法。
环路滤波器1084对由定时误差检测器1083所检测的定时误差进行滤波，并随后将经滤波的定时误差输出到保持器1085。保持器1085在预定已知序列循环周期期间保持(或维持)经滤波并从环路滤波器1084输出的定时误差并将已处理定时误差输出到NCO 1086。在这里，可以将环路滤波器1084和保持器1085的定位顺序相互交换。另外，在环路滤波器1084中可以包括保持器1085的功能，因此，可以省略保持器1085。NCO 1086累计从保持器1085输出的定时误差。其后，NCO 1086将所累计的定时误差的相位元素(即采样时钟)输出到重新采样器1040，从而调整重新采样器1040的采样定时。
同时，载波恢复单元1090的缓冲器1091可以接收被输入到匹配滤波器1060的数据或从匹配滤波器1060输出的数据，然后临时存储接收到的数据。其后，临时存储的数据被输出到频率偏移估计器1092。如果在缓冲器1091前面提供有抽取器，则由该抽取器以1/N的抽取率对匹配滤波器1060的输入数据或输出数据进行抽取。其后，所抽取的数据被输出到缓冲器1091。例如，当匹配滤波器1060的输入数据或输出数据被过采样至2次时(即当N＝2时)，这指示由抽取器1081以1/2的比率对匹配滤波器1060的输入数据或输出数据进行抽取且将其输出到缓冲器1091。更具体而言，当在缓冲器1091前面提供有抽取器时，载波恢复单元1090以符号为单位进行操作。替换地，如果未提供抽取器，则载波恢复单元1090以过采样为单位进行操作。
频率偏移估计器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移估计器1004-1输出的已知序列位置指示符以便估计频率偏移。然后，所估计的频率偏移被输出到环路滤波器1093。因此，已知数据序列的每个重复周期获得一次估计频率偏移值。环路滤波器1093对由频率偏移估计器1092估计的频率偏移值执行低通滤波并将低通滤波频率偏移值输出到保持器1094。保持器1094在预定已知数据序列循环周期期间保持(或维持)低通滤波频率偏移值并将该频率偏移值输出到加法器1095。在这里，环路滤波器1093和保持器1094的位置可以相互交换。此外，在环路滤波器1093中可以包括保持器1085的功能，因此，可以省略保持器1094。
加法器1095将由已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1估计的初始频率偏移的值与从环路滤波器1093(或保持器1094)输出的频率偏移值相加。其后，相加的偏移值被输出到NCO 1096。在这里，如果加法器1095被设计为还接收被输入到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可以同时执行将信号变成基带信号并移除剩余载波。
NCO 1096生成对应于从加法器1095输出的频率偏移的复数信号，其随后被输出到第二乘法器1050。在这里，NCO 1096可以包括ROM。在这种情况下，NCO 1096生成对应于从加法器1095输出的频率偏移的补偿频率。然后，NCO 1096从ROM读取对应于该补偿频率的复数余弦，该复数余弦随后被输出到第二乘法器1050。第二乘法器1050将包括在载波恢复单元1090中的NCO 1094的输出与重新采样器1040的输出相乘，以便移除包括在重新采样器1040的输出信号中的载波偏移。
图41图解根据本发明的实施例的载波恢复单元1090的频率偏移估计器1092的详细方框图。在这里，频率偏移估计器1092依照从已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1检测的已知序列位置指示符进行操作。这里，如果通过抽取器来输入匹配滤波器1060的输入数据或输出数据，则频率偏移估计器1092以符号为单位进行操作。替换地，如果未提供抽取器，则频率偏移估计器1092以过采样为单位进行操作。在本发明的说明书中所给出的示例中，频率偏移估计器1092以符号为单位进行操作。参照图41，频率偏移估计器1092包括控制器1310、第一N符号缓冲器1301、K符号延迟1302、第二N符号缓冲器1303、共轭器1304、乘法器1305、累计器1306、相位检测器1307、乘法器1308、以及多路复用器1309。现在将参照已知数据区段期间的操作示例来详细描述如图41所示的具有上述结构的频率偏移估计器1092。
第一N符号缓冲器1301可以存储输入到其的最多N个符号。被临时存储在第一N符号缓冲器1301中的符号数据随后被输入到乘法器1305。同时，输入的符号被输入到K符号延迟1302以便被延迟K个符号。其后，延迟符号穿过第二N符号缓冲器1303以便被共轭器1304取共轭。其后，共轭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。然后，乘法器1305将相乘结果输出到累计器1306。随后，累计器1306累计在N符号周期期间的乘法器1305的输出，从而将累计结果输出到相位检测器1307。
相位检测器1307从累计器1306的输出提取相应的相位信息，其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，从而将相除结果输出到多路复用器1309。在这里，被除的相位信息的结果变成频率偏移估计值。更具体而言，在已知数据的输入结束的点处或在期望点处，频率偏移估计器1092在N符号周期期间累计存储在第一N符号缓冲器1301中的N个输入数据的复共轭与被延迟K个符号且存储在第二N符号缓冲器1303中的N个输入数据的复共轭的相乘。其后，将该累计值除以K，从而提取频率偏移估计值。
基于控制器1310的控制信号，多路复用器1309选择乘法器1308的输出或‘0’，并随后将所选结果作为最后频率偏移估计值输出。控制器1310从已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1接收已知数据序列位置指示符以便控制多路复用器1309的输出。更具体而言，控制器1310基于该已知数据序列位置指示符来确定从乘法器1308输出的频率偏移估计值是否有效。如果控制器1310确定该频率偏移估计值有效，则多路复用器1309选择乘法器1308的输出。替换地，如果控制器1310确定频率偏移估计值无效，则控制器1310生成控制信号以便多路复用器1309选择‘0’。这里，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中的输入信号对应于每个由同一已知数据且通过几乎同一信道发送的信号。否则，由于传输信道的影响，频率偏移估计性能可能大大劣化。
此外，可以以不同的方式来决定频率偏移估计器1092(图41所示)的值N和K。这是因为在这里可以使用同样地重复的已知数据的特定部分。例如，当正在发送具有图43所描述的结构的数据时，可以将N设置为BS(即N＝BS)且可以将K设置为(AS+BS)(即K＝AS+BS))。依照值K来决定频率偏移估计器1092的频率偏移估计值范围。如果值K较大，则频率偏移估计值范围变得更小。替换地，如果值K较小，则频率偏移估计值范围变得更大。因此，当发送具有图43的结构的数据时，并且如果已知数据的重复循环(AS+BS)较长，则频率偏移估计值范围变得更小。
在这种情况下，即使如果由已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1来估计初始频率偏移并且如果由第二乘法器1050来补偿该估计值，在补偿之后的剩余频率偏移也将超过频率偏移估计器1092的估计范围。为了克服此类问题，可以通过使用循环扩展处理来由同一数据段的重复来配置定期发送的已知数据序列。例如，如果图43所示的已知数据序列由具有BS/2的长度的两个相同部分配置，则可以将频率偏移估计器1092(图41所示)的N和K值分别设置为B/2和B/2(N＝BS/2且K＝BS/2)。在这种情况下，估计值范围可以变得比使用重复已知数据时更大。
同时，已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1检测被周期性地或非周期性地发送的已知数据序列的位置(或位置)。同时，已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1在已知序列检测处理期间估计初始频率偏移。已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1所检测的已知数据序列位置指示符被输出到解调器1002的定时恢复单元1080、载波恢复单元1090、和相位补偿器1110及均衡器1003。其后，所估计的初始频率偏移被输出到载波恢复单元1090。这里，已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1可以接收匹配滤波器1060的输出或接收重新采样器1040的输出。这可以根据系统设计员的设计可选地决定。在这里，可以将图41所示的频率偏移估计器直接应用在已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1或频率偏移估计器的相位补偿器1110中。
图42图解示出根据本发明的实施例的已知序列检测器和初始频率偏移估计器的详细方框图。更具体而言，图42图解连同已知序列位置指示符一起估计初始频率偏移的示例。在这里，图42示出输入信号被对其初始状态进行过采样N次的示例。换言之，N表示接收的信号的采样率。参照图42，已知序列检测器和初始频率偏移估计器包括并行地配置的N个部分相关器1411至141N、已知数据位置检测器和频率偏移决定器1420、已知数据提取器1430、缓冲器1440、乘法器1450、NCO 1460、频率偏移估计器1470、以及加法器1480。在这里，第一部分相关器1411由1/N抽取器和部分相关器组成。第二部分相关器1412由1样本延迟、1/N抽取器、以及部分相关器组成。而且，第N部分相关器141N由N-1样本延迟、1/N抽取器、以及部分相关器组成。这些用来匹配(或识别)过采样符号内的每个样本的相位与原始(或初始)符号的相位，并抽取其余相位的样本，从而对每个样本执行部分相关。更具体而言，对每个采样相位，以1/N的比率抽取输入信号，以便其通过每个部分相关器。
例如，当输入信号被过采样至2次时(即当N＝2)时，这指示在一个信号中包括两个样本。在这种情况下，需要两个部分相关器(例如1411和1412)且每个1/N抽取器变成1/2抽取器。这里，第一部分相关器1411的1/N抽取器抽取(或移除)输入样本之中的位于符号位置(或位置)之间的样本。然后，相应的1/N抽取器将所抽取的样本输出到部分相关器。此外，第二部分相关器1412的1样本延迟使输入样本延迟1个样本(即对输入样本执行1样本延迟)并将延迟的输入样本输出到1/N抽取器。随后，在从1样本延迟输入的样本之中，第二部分相关器1412的1/N抽取器抽取(或移除)位于符号位置(或位置)之间的样本。其后，相应的1/N抽取器将所抽取的样本输出到部分相关器。
在VSB符号的每个预定周期之后，每个部分相关器将在特定时刻估计的粗频率偏移的相关值和估计值输出到已知数据位置检测器和频率偏移决定器1420。已知数据位置检测器和频率偏移决定器1420在数据组循环或预先决定的循环期间存储对应于每个采样相位的部分相关器的输出。其后，已知数据位置检测器和频率偏移决定器1420决定对应于存储值之中的最高相关值的位置(或位置)作为用于接收已知数据的位置(或位置)。同时，已知数据位置检测器和频率偏移决定器1420最后决定在对应于最高相关值的时刻估计的频率偏移的估计值作为接收系统的粗频率偏移值。这里，已知序列位置指示符被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、以及均衡器1003，且粗频率偏移被输入到加法器1480和NCO1460。
同时，在N个部分相关器1411至141N检测已知数据位置(或已知序列位置)并估计粗频率偏移时，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移决定器1420输出的已知序列位置指示符，以便从缓冲器1440的输出提取已知数据。其后，已知数据提取器1430将所提取的数据输出到乘法器1450。NCO 1460生成与从已知数据位置检测器和频率偏移决定器1420输出的粗频率偏移对应的复数信号。然后，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，从而将具有经补偿的粗频率偏移的已知数据输出到频率偏移估计器1470。频率偏移估计器1470根据具有经补偿的粗频率偏移的已知数据来估计细频率偏移。随后，频率偏移估计器1470将所估计的细频率偏移输出到加法器1480。加法器1480将粗频率偏移与细频率偏移相加。其后，加法器1480决定相加结果作为最终初始频率偏移，其随后被输出到包括在解调器1002中的载波恢复单元1090的加法器1095。更具体而言，在获取初始同步的处理期间，本发明可以估计并使用粗频率偏移以及细频率偏移，从而提高初始频率偏移的估计性能。
如图5所示，假设已知数据被插入数据组内并随后被发送。然后，已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1可以使用已被另外插在A1区域与A2区域之间的已知数据，以便估计初始频率偏移。被周期性地插入在已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1所估计的A区域内的已知位置指示符被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的频率偏移估计器1092、相位补偿器1110的频率偏移估计器1112、以及均衡器1003。
图43图解示出图42所示的部分相关器之一的结构的方框图。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移，所以每个部分相关器将根据发射系统与接收系统之间的协定已知的已知数据划分成具有L符号长度的K个部分，从而使每个划分部分与接收的信号的相应部分相关联。为此，每个部分相关器包括每个并行地形成的K个相位和大小检测器1511至151K、加法器1520、以及粗频率偏移估计器1530。
第一相位和大小检测器1511包括L符号缓冲器1511-2、乘法器1511-3、累计器1511-4、以及平方器1511-5。在这里，第一相位和大小检测器1511计算K个区段之中的具有第一L符号长度的已知数据的相关值。而且，第二相位和大小检测器1512包括L符号延迟1512-1、L符号缓冲器1512-2、乘法器1512-3、累计器1512-4、以及平方器1512-5。在这里，第二相位和大小检测器1512计算K个区段之中的具有第二L符号长度的已知数据的相关值。最后，第N相位和大小检测器151K包括(K-1)L符号延迟151K-1、L符号缓冲器151K-2、乘法器151K-3、累计器151K-4、以及平方器151K-5。在这里，第N相位和大小检测器151K计算K个区段之中的具有第N个L符号长度的已知数据的相关值。
参照图43，在乘法器中与接收的信号相乘的{P0，P1，...，PKL-1}均表示发射系统和接收系统均已知的已知数据(即从接收系统生成的基准已知数据)。而且，*表示复共轭。例如，在第一相位和大小检测器1511中，从图42所示的第一部分相关器1411的1/N抽取器输出的信号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中且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的输出与已知的K个区段之中的每个具有第一L符号长度的已知数据部分P0，P1，...，PKL-1的复共轭相乘。然后，相乘结果被输出到累计器1511-4。在L符号周期期间，累计器1511-4累计乘法器1511-3的输出，然后将累计值输出到平方器1511-5和粗频率偏移估计器1530。累计器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求平方，从而获得相关值的大小。所获得的大小随后被输入到加法器1520。
加法器1520将对应于每个大小和相位检测器1511至151K的平方输出相加。然后，加法器1520将相加结果输出到已知数据位置检测器和频率偏移决定器1420。而且，粗频率偏移估计器1530接收对应于每个大小和相位检测器1511至151K的累计器的输出，以便估计每个相应的采样相位处的粗频率偏移。其后，粗频率偏移估计器1530将所估计的偏移值输出到已知数据位置检测器和频率偏移决定器1420。
当从每个相位和大小检测器1511至151K的累计器输出的K个输入的每个被称为{Z0，Z1，...，Zκ-1}时，可以通过使用如下所示的公式6来获得粗频率偏移估计器1530的输出。
公式6
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移决定器1420在增强数据组循环或预定循环期间存储对应于每个采样相位的部分相关器的输出。然后，在存储的相关值之中，已知数据位置检测器和频率偏移决定器1420决定对应于最高相关值的位置(或位置)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移决定器1420决定在最高相关值的点处获取(或估计)的频率偏移的估计值作为接收系统的粗频率偏移值。例如，如果对应于第二部分相关器1412的部分相关器的输出是最高值，则对应于最高值的位置被决定为已知数据位置。其后，由第二部分相关器1412估计的粗频率偏移被决定为最终粗频率偏移，其随后被输出到解调器1002。
同时，第二乘法器1050的输出被临时存储在均包括在定时恢复单元1080的抽取器1081和缓冲器1082中。随后，被临时存储的输出数据通过抽取器1081和缓冲器1082被输入到定时误差检测器1083。假设第二乘法器1050的输出被过采样其初始状态至N次，抽取器1081以1/N的抽取率来抽取第二乘法器1050的输出。然后，经1/N抽取的数据被输入到缓冲器1082。换言之，抽取器1081依照VSB符号周期来对输入信号执行抽取。此外，抽取器1081还可以接收匹配滤波器1060的输出而不是第二乘法器1050的输出。
定时误差检测器1083使用被用匹配滤波进行处理之前或之后的数据及从已知数据检测器和初始频率偏移估计器1004-1输出的已知序列位置指示符以便检测定时误差。其后，所检测的定时误差被输出到环路滤波器1084。因此，在已知数据序列的每次重复循环期间获得所检测的定时误差信息一次。
例如，如图43所示，如果周期性地插入并发送具有相同图案的已知数据序列，则定时误差检测器1083可以使用已知数据以便检测定时误差。存在用于通过使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，可以通过使用时域中的已知数据与接收的数据之间的相关特性来检测定时误差，已经依照发射系统与接收系统之间的预先设置的协议而知道所述已知数据。还可以通过使用在频域中接收到的两种已知数据类型之间的相关特性来检测定时误差。因此，输出所检测的定时误差。在另一示例中，可以应用频谱划线法来检测定时误差。在这里，频谱划线法对应于通过使用包括在接收的信号中的频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所检测的定时误差进行滤波，然后将经滤波的定时误差输出到保持器1085。
保持器1085在预定已知数据序列循环周期期间保持(或维持)经滤波并从环路滤波器1084输出的定时误差并将已处理定时误差输出到NCO 1086。在这里，可以将环路滤波器1084和保持器1085的定位顺序相互交换。另外，在环路滤波器1084中可以包括保持器1085的功能，因此，可以省略保持器1085。
NCO 1086累计从保持器1085输出的定时误差。其后，NCO 1086将累计定时误差的相位元素(即采样时钟)输出到重新采样器1040，从而调整重新采样器1040的采样定时。
图44图解包括在图42所示的解调器1002中的定时恢复单元的示例。参照图44，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、多路复用器1613、环路滤波器1614、以及NCO 1615。当输入信号被划分成其中在预定位置(多个)处插入具有预定长度的已知数据的第一区域和不包括已知数据的第二区域时，定时恢复单元1080将是有益的。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且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，则多路复用器1613能够输出第一区域的第一定时误差且能够输出第二区域的第二定时误差。多路复用器1613可以将其中插入有已知数据的第一区域的第一和第二定时误差均输出。通过使用已知数据，可以检测更可靠的定时误差且可以增强定时恢复单元1080的性能。
本公开描述检测定时误差的两种方式。一种方式是使用发射系统与接收系统预先已知的已知数据(基准已知数据)与接收系统实际上接收的已知数据之间的在时域中的相关性来检测定时误差，另一种方式是使用接收系统实际上接收到的两个已知数据之间的在频域中的相关性来检测定时误差。在图45中，通过计算接收系统预先已知并生成的基准已知数据与实际上被接收的已知数据之间的相关性来检测定时误差。在图45中，计算基准已知数据序列的整个部分与接收的已知数据序列的整个部分之间的相关性。相关性输出在实际上接收到的每个已知数据序列的结尾处具有峰值。
在图46中，通过分别计算基准已知数据序列的划分部分与接收的已知数据序列的划分部分之间的相关值来检测定时误差。相关性输出在接收的已知数据序列的每个划分部分的结尾处具有峰值。该相关值可以如图46所示被添加为总相关值，且该总相关值可以用来计算定时误差。当接收的已知数据的整个部分被用于相关性计算时，可以针对每个数据块获得定时误差。如果已知数据序列的整个部分的相关性水平较低，则可以通过使用如图46所示的已知数据序列的划分部分来获得更精确的相关性。
使用基于接收的已知数据序列的划分部分的多个相关值获得的最终相关值可以减少载波频率误差。另外，当使用多个相关值来计算定时误差时，可以大大地缩短用于定时恢复的处理时间。例如，当发射系统和接收系统预先已知的基准已知数据序列被划分成K个部分时，可以计算基准已知数据序列的K个部分与接收的已知数据序列的相应划分部件之间的K个相关值或可以使用相关值的任何组合(多个)。因此，当使用已知数据序列的划分部分而不是该序列的整个部分时，可以缩短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47所示地使用已知数据序列的整个部分，则针对每个数据块获得定时误差。另一方面，如果将已知数据序列的K个划分部分用于相关性计算，则可以获得K个相关值和相应峰值。这指示可以检测定时误差K次。
现在将更详细地描述所示的使用基准已知数据和接收的已知数据之间的相关性来检测定时误差的方法。图47图解基准已知数据与接收的已知数据之间的相关值。该相关值对应于以符号时钟两倍的速率采样的数据样本。当随机数据效果被最小化且不存在定时时钟误差时，基准已知数据与接收的已知数据之间的相关值是对称的。然而，如果存在定时相位误差，则如图47所示邻近于峰值的相关值不是对称的。因此，可以通过使用峰值前后的相关值之间的差(图47所示的定时相位误差)来获得定时误差。
图48图解图44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、向下采样器1702、绝对值计算器1703、延迟1704、以及减法器1705。相关器1701接收以符号时钟频率至少两倍的速率采样的已知数据序列并计算接收的已知数据序列与基准已知数据序列之间的相关值。向下采样器1702对相关值执行向下采样并获得具有符号频率的样本。例如，如果以采样率2对被输入到相关器1701的数据进行预先采样，则向下采样器1732以1/2的比率执行向下采样以获得具有该符号频率的样本。绝对值计算器1703计算向下采样相关值的绝对值(或平方值)。这些绝对值被输入到延迟1704和减法器1705。延迟1704使符号的绝对值延迟且减法器随后通过用从绝对值计算器1703输出的值减去经延迟的绝对值来输出定时误差。
可以修改图48所示的相关器1701、向下采样器1702、绝对值计算器1703、以及延迟1704、和减法器1705的排列。例如，可以按照向下采样器1702、相关器1701、以及绝对值计算器1703的顺序或按照相关器1701、绝对值计算器1703、以及向下采样器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性来获得定时误差。当存在定时频率误差时，输入信号的相位随着信号频率的增大而以固定的斜率增大且此斜率对于当前和下一个数据块而言是不同的。因此，可以基于两个不同的已知数据块的频率特性来计算定时误差。在图49中，使用快速傅立叶变换(FFT)算法分别将当前已知数据序列(右)和前一已知数据序列(左)转换成第一和第二频域信号。然后将第一频域信号的共轭值与第二频域信号相乘，以便获得两个频域信号之间的相关值。换言之，对于每个频率，使用前一已知数据序列的频率值与当前已知数据序列的频率值之间的相关性来检测已知数据块之间的相变。这样，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47所示的完全对称分布。确切的讲，其分布是所述分布的左半边或右半边且频域相关值也具有半边分布。为了频域相关值之间的相位差，可以将具有相关值的频域划分成两个子区域且可以获得每个子区域中的组合相关值的相位。其后，可以使用子区域的相位之间的差来计算定时频率误差。当将组合相关值的相位用于每个频率时，每个相关值的幅值与可靠性成比例且每个相关值的相位分量被反映到与所述幅值成比例的最终相位分量。
图50图解图44所示的定时误差检测器的另一示例。图50所示的定时误差检测器包括快速傅立叶变换(FFT)单元1801、第一延迟1802、共轭器1803、乘法器1804、累计器(加法器)1805、相位检测器1806、第二延迟1807、以及减法器1808。第一延迟1802延迟一个数据块且第二延迟1807延迟1/4数据块。一个数据块包括N个已知数据符号序列中的序列的频率响应。当已知数据区域是已知的且接收到数据符号时，FFT单元1801将连续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使频域复数值延迟对应于一个数据块的时间，且共轭器1803生成延迟复数值的共轭值。乘法器1804将从FFT单元1801输出的当前已知数据块与从共轭器1803输出的前一已知数据块相乘。乘法器1804的输出表示已知数据块内的频域相关值。
由于复数VSB数据仅存在于一半的频域上，所以累计器1805将已知数据块中的数据区划分成两个子区，并累计每个子区的相关值。相位检测器1806检测每个子区的累计相关值的相位。第二延迟1807使所检测的相位延迟对应于1/4数据块的时间。减法器1808获得延迟相位与从累计器1086输出的相位之间的相位差并将该相位差作为定时频率误差输出。
在通过使用时域中的基准已知数据与接收的已知数据之间的相关性峰值来计算定时误差的方法中，当信道是多路径信道时，相关值的贡献可能影响信道。然而，如果使用两个接收的已知数据之间的相关性来获得定时误差，则可以大大地消除此影响。另外，可以使用由发射系统插入的已知数据序列的整个部分来检测定时误差，或者可以使用针对随机或噪声数据而言是鲁棒的一部分已知数据序列来检测定时误差。
同时，DC移除器1070从经匹配滤波的信号中移除已被发射系统插入的导频音调信号(即DC信号)。其后，DC移除器1070将已处理信号输出到相位补偿器1110。
图51图解根据本发明的实施例的DC移除器的详细方框图。在这里，对输入复数信号的实数元素(或同相(I))和虚数元素(或正交(Q)中的每一个执行相同的信号处理过程，从而估计并移除每个元素的DC值。为此，图51所示的DC移除器包括第一DC估计器和移除器1900及第二DC估计器和移除器1950。在这里，第一DC估计器和移除器1900包括R样本缓冲器1901、DC估计器1902、M样本保持器1903、C样本延迟1904、以及减法器1905。在这里，第一DC估计器和移除器1900估计并移除实数元素的DC(即同相DC)。此外，第二DC估计器和移除器1950包括R样本缓冲器1951、DC估计器1952、M样本保持器1950、C样本延迟1954、以及减法器1955。第二DC估计器和移除器1950估计并移除虚数元素的DC(即正交DC)。在本发明中，第一DC估计器和移除器1900及第二DC估计器和移除器1950可以接收不同的输入信号。然而，每个DC估计器和移除器1900和1950具有相同的结构。因此，在这里将提出第一DC估计器和移除器1900的详细说明，且为简单起见将省略第二DC估计器和移除器1950的详细说明。
更具体而言，经匹配滤波器1060匹配滤波的同相信号被输入到DC移除器1070内的第一DC估计器和移除器1900的R样本缓冲器1901且随后被存储。R样本缓冲器1901是具有R样本的长度的缓冲器。在这里，R样本缓冲器1901的输出被输入到DC估计器1902和C样本延迟1904。DC估计器1902使用从缓冲器1901输出的具有R样本的长度的数据，以便通过使用如下所示的公式7来估计DC值。
公式7
y [ n ] = 1 R Σ k = 0 R - 1 x [ k + M * n ]
在上述公式7中，x[n]表示存储在缓冲器1901中的输入样本数据。而且，y[n]表示DC估计值。更具体而言，DC估计器1902累计存储在缓冲器1901中的R个样本数据并通过用累计值除以R来估计DC值。这里，所存储的输入样本数据集被移位多达M样本。在这里，每M样本输出DC估计值一次。
图52图解用于DC估计的输入样本数据的移位。例如，当M等于1(即M＝1)时，每当样本被移位至缓冲器1901中时，DC估计器1902估计DC值。因此，对于每个样本输出每个估计结果。如果M等于R(即M＝R)，则每当R个样本被移位至缓冲1901时，DC估计器1902估计DC值。因此，对于每个R样本的循环输出每个估计结果。因此，在这种情况下，DC估计器1902对应于以R个样本的块为单位进行操作的DC估计器。在这里，1至R范围内的任何值可以对应于值M。
如上所述，由于在每个M样本的循环之后输出DC估计器1902的输出，所以M样本保持器1903将从DC估计器1902估计的DC值保持M个样本的时段。然后，将估计DC值输出到减法器1905。而且，C样本延迟1904使存储在缓冲器1901中的输入样本数据延迟C个样本，其随后被输出到减法器1905。减法器1905用C样本延迟1904的输出减去M样本保持器1903的输出。其后，减法器1905输出已被移除同相DC的信号。
在这里，C样本延迟1904决定将用DC估计器1902的输出来补偿哪一部分输入样本数据。更具体而言，可以将DC估计器和移除器1900划分成用于估计DC的DC估计器1902和用于补偿估计DC值内的输入样本数据的减法器。这里，C样本延迟1904决定将用估计DC值来补偿哪一部分输入样本数据。例如，当C等于0(即C＝0)时，用通过使用R个样本获得的估计DC值来补偿R个样本的开头。替换地，当C等于R(即C＝R)时，用通过使用R个样本获得的估计DC值来补偿R个样本的结尾。类似地，已被移除DC的数据被输入到相位补偿器1110的缓冲器1111和频率偏移估计器1112。
同时，图53图解根据本发明的另一个实施例的DC移除器的详细方框图。在这里，对输入复数信号的实数元素(或同相(I))和虚数元素(或正交(Q))中的每一个执行相同的信号处理过程，从而估计并移除每个元素的DC值。为此，图53所示的DC移除器包括第一DC估计器和移除器2100及第二DC估计器和移除器2150。图53对应于无限冲激响应(IIR)结构。
在这里，第一DC估计器和移除器2100包括乘法器2101、加法器2102、1样本延迟2103、乘法器2104、C样本延迟2105、以及减法器2106。而且，第二DC估计器和移除器2150包括乘法器2151、加法器2152、1样本延迟2153、乘法器2154、C样本延迟2155、以及减法器2156。在本发明中，第一DC估计器和移除器2100及第二DC估计器和移除器2150可以接收不同的输入信号。然而，每个DC估计器和移除器2100和2150具有相同的结构。因此，在这里将给出第一DC估计器和移除器2100的详细说明，并将为简单起见而省略第二DC估计器和移除器2150的详细说明。
更具体而言，经匹配滤波器1060匹配滤波的同相信号被输入到DC移除器1070内的第一DC估计器和移除器2100的乘法器2101和C样本延迟2105。乘法器2101将预定常数α与被输入的同相信号相乘。然后，乘法器2101将相乘结果输出到加法器2102。加法器2102将乘法器2101的输出与被反馈的乘法器2104的输出相加。其后，加法器2102将相加结果输出到1样本延迟2103和减法器2106。更具体而言，加法器2102的输出对应于估计的同相DC值。
1样本延迟2103使估计C值延迟1个样本并将被延迟1个样本的DC值输出到乘法器2104。乘法器2104将预定常数(1-α)与被延迟1样本的DC值相乘。然后，乘法器2104将相乘结果反馈到加法器2102。
随后，C样本延迟2105使同相样本数据延迟C个样本，然后将被延迟的同相样本数据输出到减法器2106。减法器2106用C样本延迟2105的输出减去加法器2102的输出，从而输出已被移除同相DC的信号。
类似地，已被移除DC的数据被输入到图40的相位补偿器1110的缓冲器1111和频率偏移估计器1112。
频率偏移估计器1112使用从已知序列检测器和初始频率偏移估计器1004-1输出的已知序列位置指示符以便估计与被输入的已知数据序列的频率偏移，该已知数据序列已被DC移除器1070移除DC。然后，频率偏移估计器1112将估计频率偏移输出到保持器1113。类似地，在每个已知数据序列的重复循环处获得频率偏移估计值。
因此，保持器1113在已知数据序列的循环周期期间保持频率偏移估计值并随后将频率偏移估计值输出到NCO 1114。NCO 1114生成对应于被保持器1113保持的频率偏移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将从NCO 1114输出的复数信号与缓冲器1111中的被延迟设定时间段的数据相乘，从而补偿包括在延迟数据中的相变。已被乘法器1115补偿相变的数据通过抽取器1200以便被输入到均衡器1003。这里，由于相位补偿器1110的频率偏移估计器1112所估计的频率偏移不通过环路滤波器，所以该估计频率偏移指示已知数据序列之间的相位差。换言之，该估计频率偏移指示相位偏移。
信道均衡器
在解调器1002中使用已知数据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可以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)以便执行信道均衡的示例。更具体地，在这里还将描述依照被分级划分且从发射系统发送的数据组内的每个区来估计CIR并以不同的方式应用每个CIR的示例。此外，通过使用已知数据、依照发射系统与接收系统之间的协定已知的位置和内容、和/或场同步数据以便估计CIR，本发明能够以更高的稳定性来执行信道均衡。
在这里，如图5所示，为了均衡处理而输入的数据组被划分成区A至D。更具体地说，在本发明的示例中，每个区A、B、C和D分别被进一步划分成MPH块B4至B7、MPH块B3和B8、MPH块B2和B9、MPH块B1和B10。
更具体而言，在发射系统中可以在VSB帧中指配并发送最多4个数据组。在这种情况下，所有数据组不包括场同步数据。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来执行信道均衡。并且，不包括场同步数据的数据组使用已知数据来执行信道均衡。例如，包括场同步数据的MPH块B3的数据使用从场同步数据区域计算的CIR和从第一已知数据区域计算的CIR来执行信道均衡。而且，MPH块B1和B2的数据使用从场同步数据区域计算的CIR和从第一已知数据区域计算的CIR来执行信道均衡。同时，不包括场同步数据的MPH块B4至B6的数据使用从第一已知数据区域和第三已知数据区域计算的CIR来执行信道均衡。
如上所述，本发明使用根据场同步数据和已知数据序列估计的CIR以便对数据组内的数据执行信道均衡。这里，可以依照数据组内的每个区的特性来直接使用每个估计的CIR。替换地，还可以对多个估计CIR进行内插或外插以便产生随后被用于信道均衡处理的新CIR。
在这里，当函数F(x)在特定点Q处的值F(Q)和函数F(x)在另一特定点S处的值F(S)已知时，内插指的是估计点Q与S之间的区段内的点的函数值。线性内插对应于许多内插运算之中的最简单形式。本文所述的线性内插仅仅是许多可能的内插方法中的示例性方法。而且，因此，本发明不仅限于本文所阐述的示例。
替换地，当函数F(x)在特定点Q处的值F(Q)和函数F(x)在另一特定点S处的值F(S)已知时，外插指的是估计点Q与S之间的区段外面的点的函数值。线性外插是许多外插运算之中的最简单形式。类似地，本文所述的线性外插仅仅是许多可能的外插方法中的示例性方法。而且，因此，本发明不仅限于本文所阐述的示例。
图54是图解根据本发明的一方面的信道均衡方法的流程图。临时存储输入数据组(当前数据组)(2301)，并估计包括在存储的数据组中的场同步数据和已知数据序列的CIR(2302)。在步骤2301中，可以存储数据组的一部分，因为在第一已知数据区之前接收到区B1、C1、以及A1，并且在使用从第一已知数据区估计的CIR来执行区B1、C1、以及A1的信道均衡。
在步骤2303中，可以使用通过对从当前数据组估计的CIR_FS和CIR_N0进行外插而估计的CIR来执行当前数据组的区C1的信道均衡。替换地，可以使用从前一数据组估计的CIR_N4和从当前数据组估计的CIR_FS中的任何一个来执行当前数据组的区C1的信道均衡。如果使用外插CIR，则可以存储包括在区C1中的数据直至估计CIR_N0为止，因为在当前组中在第一已知数据区之前输入区C1数据。包括在区C1中的数据可以被存储在广播接收系统中的存储器中或外部贮存器中。
在步骤2303中，可以使用通过对从当前数据组估计的CIR_FS和CIR_N0进行外插而估计的CIR来执行当前数据组的区B1的信道均衡。在另一示例中，可以使用当前数据组的CIR_FS来执行区B1的信道均衡。类似地，可以存储包括在区B1中的数据直至估计CIR_N0(或CIR_FS)为止，因为在第一已知数据区之前输入B1区数据。包括在区B1中的数据可以被存储在广播接收系统中的存储器中或外部贮存器中。
在步骤2304中，可以使用通过对从当前数据组估计的CIR_FS和CIR_N0进行内插而估计的CIR来执行当前数据组的区A1的信道均衡。替换地，可以使用从当前数据组估计的CIR_FS和CIR_N0中的任何一个来执行区A1的信道均衡。如果使用内插CIR来对区A1进行均衡，则必须存储包括在区A1中的数据直至估计CIR_N0(或CIR_FS)为止。包括在区A1中的数据可以被存储在广播接收系统中的存储器中或外部贮存器中。
对于当前数据组的Ai(i＝2、3、4、和5)，可以使用通过对当前数据组的CIR_N(i-1)和CIR_N(i)进行内插而估计的CIR来执行信道均衡(2305)。替换地，可以使用CIR_N(i-1)和CIR_N(i)中的任何一个来执行Ai的信道均衡。例如，使用通过对当前数据组CIR_N1和CIR_N2进行内插而估计的CIR或使用当前数据组的CIR_N1和CIR_N2中的任何一个来执行A2(i＝2)的信道均衡。
在步骤2306中，可以使用通过对从当前数据组估计的CIR_N3和CIR_N4进行内插而估计的CIR来执行区B2、C2、以及C3的信道均衡。替换地，可以使用从当前数据组估计的CIR_N4来执行信道均衡。
图55图解根据本发明另一实施例的信道均衡器的方框图。在这里，通过估计和补偿来自信道均衡信号的剩余载波相位误差，可以增强本发明的接收系统。参照图55，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、剩余载波相位误差移除器3150、噪声消除器(NC)3160、以及决定单元3170。
在这里，第一频域转换器3100包括使输入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立叶变换(FFT)单元3102。
信道估计器3110包括CIR估计器、相位补偿器3112、前CIR清除器3113、CIR内插器/外插器3114、后CIR清除器、以及补零单元。
第二频域转换器3121包括用于将从信道估计器3110输出的CIR转换成频域CIR的快速傅立叶变换(FFT)单元。
时域转换器3140包括将已被失真补偿器3130补偿失真的数据转换成时域数据的IFFT单元3141和从IFFT单元3141输出的数据中仅提取有效数据的保存单元3142。
剩余载波相位误差移除器3150包括移除包括在信道均衡数据中的剩余载波相位误差的误差补偿器3151、以及使用信道均衡数据和决定单元3170的决定数据以便估计剩余载波相位误差、从而将估计误差输出到误差补偿器3151的剩余载波相位误差估计器3152。在这里，可以使用执行复数乘法的任何器件作为失真补偿器3130和误差补偿器3151。
这里，由于接收的数据对应于被调制成VSB型数据的数据，所以在实数元素中仅存在8级分散数据。因此，参照图55，在噪声消除器3160和决定单元3170中使用的所有信号对应于实数(或同相)信号。然而，为了估计并补偿剩余载波相位误差和相位噪声，需要实数(同相)元素和虚数(正交)元素两者。因此，剩余载波相位误差移除器3150接收并使用正交元素以及同相元素。通常，在执行信道均衡处理之前，接收系统内的解调器902执行载波的频率和相位恢复。然而，如果未经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可能劣化。具体地，在动态信道环境中，由于频繁和突然的信道变化，剩余载波相位误差可能而大于静态信道环境。最后，这充当使本发明的接收性能劣化的重要因素。
此外，包括在接收系统中的本地振荡器(未示出)应优选地包括单个频率元素。然而，该本地振荡器实际上包括期望的频率元素以及其它频率元素。此类不需要(或不期望)的频率元素被称为本地振荡器的相位噪声。此类相位噪声还使本发明的接收性能下降。难以从一般信道均衡器补偿此类剩余载波相位误差和相位噪声。因此，本发明可以如图55所示通过在信道均衡器中包括载波恢复环路(即剩余载波相位误差移除器3150)，以便移除剩余载波相位误差和相位噪声，来增强信道均衡性能。
更具体而言，由第一频域转换器3100的重叠单元3101以预定重叠比将在图55中解调的接收数据重叠，该重叠数据随后被输出到FFT单元3102。FFT单元3102通过用FFT处理数据来将重叠时域数据转换成重叠频域数据。然后，经转换的数据被输出到失真补偿器3130。
失真补偿器3130对从包括在第一频域转换器3100中的FFT单元3102输出的重叠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，从而补偿从FFT单元3102输出的重叠数据的信道失真。然后，补偿数据被输出到时域转换器3140的IFFT单元3141。IFFT单元3141对已进行信道失真补偿的重叠数据执行IFFT，从而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移除器3150的误差补偿器3151。
误差补偿器3151将补偿估计剩余载波相位误差和相位噪声的信号与从时域提取的有效数据相乘。因此，误差补偿器3151移除包括在有效数据中的剩余载波相位误差和相位噪声。
已由误差补偿器3151补偿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以便移除(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的输出数据和决定单元3170的决定数据来估计剩余载波相位误差和相位噪声。然后，剩余载波相位误差估计器3152将用于补偿估计剩余载波相位误差和相位噪声的信号输出到误差补偿器3151。在本发明的本实施例中，将估计剩余载波相位误差和相位噪声的倒数作为用于补偿剩余载波相位误差和相位噪声的信号而输出。
图56图解了根据本发明实施例的剩余载波相位误差估计器3152的详细方框图。在这里，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、以及共轭器3214。参照图56，决定数据、相位误差检测器3211的输出、以及环路滤波器3212的输出全部是实数信号。并且，误差补偿器3151的输出、NCO 3213的输出、以及共轭器3214的输出全部是复数信号。
相位误差检测器3211接收误差补偿器3151的输出数据和决定单元3170的决定数据以便估计剩余载波相位误差和相位噪声。然后，相位误差检测器3211将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，从而将滤波结果输出到NCO 3213。NCO 3213生成对应于滤波的剩余载波相位误差和相位噪声的余弦，该余弦随后被输出到共轭器3214。
共轭器3214计算由NCO 3213生成的余弦波的共轭值。然后，所计算的共轭值被输出到误差补偿器3151。这里，共轭器3214的输出数据变成补偿剩余载波相位误差和相位噪声的信号的倒数。换言之，共轭器3214的输出数据变成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输出到均衡数据和从共轭器3214输出并补偿剩余载波相位误差和相位噪声的信号执行复数乘法，从而移除包括在均衡数据中的剩余载波相位误差和相位噪声。同时，相位误差检测器3211可以通过使用各种方法和结构来估计剩余载波相位误差和相位噪声。根据本发明的本实施例，通过决定指向法来估计剩余载波相位误差和相位噪声。
如果在信道均衡数据中未包括剩余载波相位误差和相位噪声，则根据本发明的决定指向相位误差检测器使用这样的事实，即在信道均衡数据与决定数据之间的相关值中只存在实数值。更具体而言，如果未包括剩余载波相位误差和相位噪声，且当相位误差检测器3211的输入数据被表示为xj+jxq时，可以通过使用下面所示的公式8来获得相位误差检测器3211的输入数据与决定数据之间的相关值：
公式8
E { ( x i + jx q ) ( x ^ i + j x ^ q ) * }
这里，在xi与xq之间不存在相关性。因此，xi与xq之间的相关值等于0。因此，如果不包括剩余载波相位误差和噪声相位，在在这里仅存在实数值。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素，且在实数值中示出虚数元素。因此，在这种情况下，在相关值中示出虚数元素。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，如以下公式9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。
公式9
Figure GPA00001035555800912
Figure GPA00001035555800913
图57图解获得剩余载波相位误差和相位噪声的相位误差检测器3211的方框图。在这里，相位误差检测器3211包括希耳伯特转换器3311、复数配置器3312、共轭器3313、乘法器3314、以及相位误差输出3315。更具体而言，希耳伯特转换器3311通过对决定单元3170的决定值
Figure GPA00001035555800921
执行希尔伯特转换来产生虚数决定数据生成的虚数决定值随后被输出到复数配置器3312。复数配置器3312使用决定数据
Figure GPA00001035555800923
和
Figure GPA00001035555800924
来配置复数决定数据其随后被输出到共轭器3313。共轭器3313对复数共轭器3312的输出取共轭，从而将共轭值输出到乘法器3314。乘法器3314对误差补偿器3151的输出数据和共轭器3313的输出数据
Figure GPA00001035555800926
执行复数乘法，从而获得误差补偿器3151的输出数据
Figure GPA00001035555800927
与决定单元3170的决定值
Figure GPA00001035555800928
之间的相关性。从乘法器3314获得的相关数据随后被输入到相位误差输出3315。相位误差输出3315将从乘法器3314输出的相关数据的虚数部分作为剩余载波相位误差和相位噪声而输出。
图57所示的相位误差检测器是多种相位误差检测方法的示例。因此，在本发明中可以使用其它类型的相位误差检测器。因此，本发明不仅限于在本发明的说明中提出的示例和实施例。此外，根据本发明的另一实施例，将至少2个相位误差检测器组合以便检测剩余载波相位误差和相位噪声。
因此，已如上所述被移除所检测的剩余载波相位误差和相位噪声的剩余载波相位误差移除器3150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、以及与能够在信道均衡期间被放大成有色噪声的白噪声对应的信号的相加配置。
因此，噪声消除器3160接收剩余载波相位误差移除器3150的输出数据和决定单元3170的决定数据，从而估计有色噪声。然后，噪声消除器3160用已从中移除剩余载波相位误差和相位噪声的数据减去估计有色噪声，从而移除在均衡处理期间被放大的噪声。
为此，噪声消除器3160包括减法器和噪声预测器。更具体而言，减法器用剩余载波相位误差估计器3150的输出数据减去由噪声预测器预测的噪声。然后，减法器输出被消除(移除)放大的噪声的信号以进行数据恢复并同时将该信号输出到决定单元3170。噪声预测器通过用已被剩余载波相位误差估计器3150移除剩余载波相位误差的信号减去决定单元3170的输出来计算噪声元素。其后，噪声预测器使用所计算的噪声元素作为包括在噪声预测器中的滤波器的输入数据。而且，噪声预测器使用滤波器(未示出)以便预测包括在剩余载波相位误差估计器3150的输出符号中的任何有色噪声元素。因此，噪声预测器将预测的有色噪声元素输出到减法器。
已被噪声消除器3160移除(消除)噪声的数据被输出以进行数据解码处理，且同时被输出到决定单元3170。
决定单元3170选择多个预定决定数据集(例如8个决定数据集)中的最接近噪声消除器3160的输出数据的一个决定数据集，从而将所选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，接收的数据被输入到包括在信道均衡器中的第一频域转换器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使用例如在已知数据区段期间被输入的数据和已知数据等训练序列以便估计CIR，从而将所估计的CIR输出到相位补偿器3112。如果要进行信道均衡的数据是包括场同步数据的数据组内的数据，则在CIR估计器3111中使用的训练序列可以变成场同步数据和已知数据。同时，如果要进行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中使用的训练序列可以仅变成已知数据。
例如，CIR估计器3111使用与在已知数据区段期间由接收系统依照接收系统与发射系统之间的协定生成的基准已知数据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。而且，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，在本发明的本实施例中，CIR估计器3111通过使用最小二乘(LS)法来估计CIR。
LS估计法计算已在已知数据区段期间通过信道的已知数据与已为接收端所知的已知数据之间的互相关值p。然后，计算已知数据的互相关矩阵R。随后，对R-1·p执行矩阵运算以便接收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，从而估计传输信道的CIR。
相位补偿器3112补偿所估计的CIR的相变。然后，相位补偿器3112将经补偿的CIR输出到线性内插器3113。在这一点，相位补偿器3112可以通过使用最大似然法来补偿所估计的CIR的相变。
更具体而言，包括在已解调的接收数据中并因此被输入的剩余载波相位误差和相位噪声以一个已知数据序列的循环周期改变由CIR估计器3111所估计的CIR的相位。在这一点，如果由于相变的高速率而未以线性形式执行用于线性内插处理的输入CIR的相变，则当通过从由线性内插法估计的CIR计算均衡系数来补偿信道时，可能使本发明的信道均衡性能劣化。
因此，本发明移除(或消除)CIR估计器3111所估计的CIR的相变量，以便失真补偿器3130允许剩余载波相位误差和相位噪声在未被补偿的情况下绕过失真补偿器3130。因此，由剩余载波相位误差移除器3150来补偿剩余载波相位误差和相位噪声。
为此，本发明通过使用最大似然法来移除(或消除)由相位补偿器3112估计的CIR的相变量。
最大似然法的基本思想涉及估计彼此相关(或共同)存在于所有CIR元素中的相位元素，然后将所估计的CIR与彼此相关(或公共)相位元素的倒数相乘，以便信道均衡器、最特别地是失真补偿器3130不补偿彼此相关的相位元素。
更具体而言，当将彼此相关的相位元素表示为θ时，与先前估计的CIR相比，新估计的CIR的相位被旋转θ。当将点t的CIR表示为hi(t)时，最大似然相位补偿法获得对应于hi(t)被旋转θ时的相位θML，hi(t)的CIR与hi(t+1)的CIR、即点(t+1)的CIR之间的差的平方值变成最小值。此处，当i表示估计CIR的分接头时，且当N表示由CIR估计器3111估计的CIR的分接头的数目时，θML的值等于或大于0，且等于或小于N-1。可以通过使用下面所示的公式10来计算此值：
公式10
θ ML = Σ i = 0 N - 1 θ min | h i ( e ) e jθ - h i ( t + 1 ) | 2
这里，按照最大似然法，彼此相关的相位元素θML等于θ的值，当关于θ对公式10的右侧求导时，等于0。上述条件在下面的公式11中示出：
公式11
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 { jh i * ( t ) h i ( t + 1 ) e - jθ - jh 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
可以如以下公式12所示简化上述公式11：
公式12
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 ) )
更具体而言，公式12对应于将通过hi(t)与hi(t+1)之间的相关值的幅角来估计的θML值。
图58图解根据本发明的实施例的相位补偿器，其中，如上所述地计算彼此相关相位元素θML，且其中，在估计的CIR下补偿估计的相位元素。参照图58，相位补偿器包括相关性计算器3410、相变估计器3420、补偿信号发生器3430、以及乘法器3440。
相关计算器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、以及乘法器3415。更具体而言，包括在相关性计算器3410中的第一N符号缓冲器3411能够存储将从CIR估计器3111输入的以符号为单位的最多N个符号。被临时存储在第一N符号缓冲器3411中的符号数据随后被输入到包括在相关性计算器3410中的乘法器3415并被输入到乘法器3440。
同时，从N符号延迟3412将从CIR估计器3111输出的符号数据延迟N个符号。然后，被延迟的符号数据通过第二N符号缓冲器3413并被输入到共轭器3414，以便被取共轭并随后被输入到乘法器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。然后，乘法器3415将相乘结果输出到包括在相变估计器3420中的累计器3421。
更具体而言，相关性计算器3410计算长度为N的当前CIR hi(t+1)与长度同样为N的前一CIR hi(t)之间的相关性。然后，相关性计算器3410将所计算的相关值输出到相变估计器3420的累计器3421。
累计器3421累计在N符号周期期间从乘法器3415输出的相关值。然后，累计器3421将累计值输出到相位检测器3422。相位检测器3422随后如上述公式11所示地根据累计器3421的输出来计算彼此相关相位元素θML。然后，所计算的θML值被输出到补偿信号发生器3430。
补偿信号发生器3430将具有与所检测相位相反的相位的复数信号e-jθML作为相位补偿信号输出到乘法器3440。乘法器3440将从第一N符号缓冲器3411输出的当前CIR hi(t+1)与相位补偿信号e-jθML相乘，从而移除所估计的CIR的相变量。
如上所述已被补偿相变的CIR通过第一清除器(或前CIR清除器)3113或绕过第一清除器3113，从而被输入到CIR计算器(或CIR内插器-外插器)3114。CIR内插器-外插器3114对估计的CIR进行内插或外插，其随后被输出到第二清除器(或后CIR清除器)3115。这里，所估计的CIR对应于其相变被补偿的CIR。根据CIR内插器-外插器3114是对估计的CIR进行内插还是外插，第一清除器3113可以运行或可以不运行。例如，如果CIR内插器-外插器3114对估计的CIR进行内插，则第一清除器3113不运行。相反，如果CIR内插器-外插器3114对估计的CIR进行外插，则第一清除器3113运行。
更具体而言，根据已知数据估计的CIR包括要获得的信道元素以及由噪声引起的抖动元素。由于此类抖动元素使均衡器的性能劣化，所以优选的是，系数计算器3122在使用估计的CIR之前移除抖动元素。因此，根据本发明的实施例，第一和第二清除器3113和3115中的每一个移除具有比预定阈值低的功率级的估计CIR的一部分(即，以便估计CIR变为等于‘0’)。在这里，将此移除处理称为“CIR清除”处理。
CIR内插器-外插器3114通过将从CIR估计器3112估计的CIR乘以系数并通过将已从相位补偿器(或最大似然相位补偿器)3112补偿其相变的CIR乘以另一系数来执行CIR内插，从而将相乘值相加。这里，可以将CIR的某些噪声元素相互相加，从而将其消除。因此，当CIR内插器-外插器3114执行CIR内插时，原始(或初始)CIR具有留在其中的噪声元素。换言之，当CIR内插器-外插器3114执行CIR内插时，已由相位补偿器3112补偿其相变的估计CIR绕过第一清除器3113且被输入到CIR内插器-外插器3114。随后，第二清除器3115清除经CIR内插器-外插器3114内插的CIR。
相反，CIR内插器-外插器3114通过使用两个均已由相位补偿器3112补偿其相变的CIR之间的差值来执行CIR外插，以便估计位于那两个CIR外面的CIR。因此，在这种情况下，噪声元素反而被放大。因此，当CIR内插器-外插器3114执行CIR外插时，使用经第一清除器3113清除的CIR。更具体而言，当CIR内插器-外插器3114执行CIR外插时，经外插的CIR通过第二清除器3115，从而被输入到补零单元3116。
同时，当第二频域转换器(或快速傅立叶变换(FFT2))3121将已被清除且从第二清除器3115输出的CIR转换到频域时，输入的CIR的长度和FFT尺寸可能不匹配(或相互相同)。换言之，CIR长度可能小于FFT尺寸。在这种情况下，补零单元3116将对应于FFT尺寸与CIR长度之间的差的若干个零‘0’添加到输入的CIR，从而将已处理CIR输出到第二频域转换器(FFT2)3121。在这里，补零CIR可以对应于内插CIR、外插CIR、以及在已知数据区段中估计的CIR之一。
第二频域转换器3121对从补零单元3116输出的CIR执行FFT，从而将该CIR转换成频域CIR。然后，第二频域转换器3121将经转换的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3121输出的频域CIR来计算均衡系数。然后，系数计算器3122将所计算的系数输出到失真补偿器3130。在这里，例如，系数计算器3122从频域CIR来计算可以提供最小均方误差(MMSE)的频域的信道均衡系数，其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计算的均衡系数执行复数乘法，从而补偿从FFT单元3102输出的重叠数据的信道失真。
图59图解根据本发明的另一实施例的信道均衡器的方框图。换言之，图59图解示出在数据组被划分成图5所示的结构时通过依照区A、B、C、和D使用不同的CIR估计和应用方法的信道均衡器的另一示例的方框图。
更具体而言，如图5所示，在区A/B(即MPH块B3至B8)中周期性地发送充分的已知数据。因此，在这里可以使用一种使用CIR的间接均衡法。然而，在区C/D(即MPH块B1、B2、B9、以及B10)中，既不能以足够长的长度发送已知数据，也不能周期性地且同样地发送已知数据。因此，通过使用已知数据不足以估计CIR。因此，在区C/D中，使用从均衡器的输出获得误差、从而更新系数的直接均衡法。
图59所示的本发明的实施例提出的示例包括通过使用循环前缀来对区A/B的数据执行间接信道均衡的方法和通过使用重叠和保存法来对区C/D的数据执行直接信道均衡的方法。
因此，参照图59，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、以及系数选择器3560。
在这里，频域转换器3510包括重叠单元3511、选择单元3512、以及第一FFT单元3513。
时域转换器3530包括IFFT单元3531、保存单元3532、以及选择单元3533。
第一系数计算单元3540包括CIR估计器3541、平均值计算器3542、以及第二FFT单元3543、以及系数计算器3544。
第二系数计算单元3550包括决定单元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、以及延迟单元3557。
而且，可以使用根据数据是对应于区A/B还是对应于区C/D来选择当前被作为输入数据而输入的数据的多路复用器(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、以及系数选择器3560。
在具有上述结构的信道均衡器中，如图59所示，如果被输入的数据对应于区A/B的数据，则频域转换器3510的选择单元3512选择重叠单元3511的输入数据而不是输出数据。在相同情况下，时域转换器的3530的选择单元3533选择IFFT单元3531的输出数据而不是保存单元的3532的输出数据。系数选择器3560选择从第一系数计算单元3540输出的均衡系数。
相反，如果被输入的数据对应于区C/D，则频域转换器3510的选择单元3512选择重叠单元3511的输出数据而不是输入数据。在相同情况下，时域转换器的3530的选择单元3533选择保存单元的3532的输出数据而不是IFFT单元3531的输出数据。系数选择器3560选择从第二系数计算单元3550输出的均衡系数。
更具体而言，接收的数据被输入到频域转换器3510的重叠单元3511和选择单元3512，以及第一系数计算单元3540。如果输入的数据对应于区A/B的数据，则选择单元3512选择该接收的数据，该接收的数据随后被输出到第一FFT单元3513。另一方面，如果输入的数据对应于区C/D的数据，则选择单元3512选择被重叠单元3513重叠并随后输出到第一FFT单元3513的数据。第一FFT单元3513对从选择单元3512输出的时域数据执行FFT，从而将时域数据转换成频域数据。然后，经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，从而补偿在从第一FFT单元3513输出的数据中检测到的信道失真。
然后，经失真补偿的数据被输出到时域转换器3530的IFFT单元3531。时域转换器3530的IFFT单元3531对经信道失真补偿的数据执行IFFT，从而将补偿数据转换成时域数据。经转换的数据随后被输出到保存单元3532和选择单元3533。如果输入的数据对应于区A/B的数据，则选择单元3533选择IFFT单元3531的输出数据。另一方面，如果输入的数据对应于区C/D，则选择单元3533选择从保存单元3532提取的有效数据。然后，所选数据被输出以进行解码，同时被输出到第二系数计算单元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以便估计CIR，所述已知数据已被接收系统根据接收系统与发射系统之间的协定而了解。随后，所估计的CIR被输出到平均值计算器3542。平均值计算器3542计算被连续输入的CIR的平均值。然后，所计算的平均值被输出到第二FFT单元3543。例如，参照图43，在点T1处估计的CIR值与在点T2处估计的CIR值的平均值被用于点T1与点T2之间存在的通用数据的信道均衡处理。因此，所计算的平均值被输出到第二FFT单元3543。
第二FFT单元3543对被输入的时域CIR执行FFT，以便将输入的CIR转换成频域CIR。然后，经转换的频域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以便使均方误差最小化的条件的频域均衡系数。所计算的频域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的决定单元3551选择多个决定值(例如8个决定值)之中的最接近于均衡数据的一个决定值并将所选决定值输出到选择单元3552。在这里，可以使用多路复用器作为选择单元3552。在通用数据区段中，选择单元3552选择决定单元3551的决定值。替换地，在已知数据区段中，选择单元3552选择已知数据并将所选已知数据输出到减法器3553。减法器3553用选择单元652的输出减去包括在时域转换器3530中的选择单元3533的输出，以便计算(或获得)误差值。其后，所计算的误差值被输出到补零单元3554。
补零单元3554在输入误差中添加(或插入)对应于接收的数据的重叠量的相同量的零(0)。然后，用零(0)扩展的误差被输出到第三FFT单元3555。第三FFT单元3555将其中具有添加(或插入)的零(0)的时域误差转换成频域误差。然后，经转换的误差被输出到系数更新单元3556。系数更新单元3556使用已被延迟单元3557延迟的频域的接收的数据和频域的误差以便更新前一均衡系数。然后，经更新的均衡系数被输出到系数选择器3560。
这里，更新均衡系数被存储为可以在稍后的处理中将其用作前一均衡系数。如果输入数据对应于区A/B的数据，则系数选择器3560选择从第一系数计算单元3540计算的均衡系数。另一方面，如果输入数据对应于区C/D的数据，则系数选择器3560选择由第二系数计算单元3550更新的均衡系数。然后，所选均衡系数被输出到失真补偿器3520。
图60图解根据本发明另一实施例的信道均衡器的方框图。换言之，图60图解示出当数据组被划分成图5所示的结构时通过根据区A、B、C、和D使用不同的CIR估计和应用方法的信道均衡器的另一示例的方框图。在本示例中，图解通过使用重叠和保存法对区A/B的数据执行间接信道均衡的方法和通过使用重叠和保存法对区C/D的数据执行直接信道均衡的方法。
因此，参照图60，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、以及系数选择器3660。
在这里，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、以及系数计算器3644。
第二系数计算单元3650包括决定单元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、延迟单元3657。
而且，可以使用根据数据是对应于区A/B还是对应于区C/D来选择当前被作为输入数据而输入的数据的多路复用器(MUX)作为系数选择器3660。更具体而言，如果输入数据对应于区A/B的数据，则系数选择器3660选择从第一系数计算单元3640计算的均衡系数。另一方面，如果输入数据对应于区C/D的数据，则系数选择器3660选择由第二系数计算单元3650更新的均衡系数。
在具有上述结构的信道均衡器中，如图60所示，接收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将输入数据重叠至预定的重叠比并将重叠数据输出到第一FFT单元3612。第一FFT单元3612对重叠时域数据执行FFT，从而将重叠时域数据转换成重叠频域数据。然后，经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。
失真补偿器3620对从第一FFT单元3612输出的重叠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，从而补偿在从第一FFT单元3612输出的重叠数据中检测到的信道失真。然后，经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对经失真补偿的数据执行IFFT，从而将补偿数据转换成重叠时域数据。经转换的重叠数据随后被输出到保存单元3632。保存单元3632只从重叠时域数据中提取有效数据，该有效数据随后被输出以进行数据解码，且同时被输出到第二系数计算单元3650以便更新系数。
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以便估计CIR。随后，所估计的CIR被输出到内插器3642。内插器3642根据预定内插法使用输入的CIR来估计对应于位于估计CIR之间的点的CIR(即不包括已知数据的区的CIR)。然后，估计结果被输出到第二FFT单元3643。第二FFT单元3643对输入的CIR执行FFT，以便将输入的CIR转换成频域CIR。然后，经转换的频域CIR被输出到系数计算器3644。系数计算器3644计算满足使用频域的CIR以便使均方误差最小化的条件的频域均衡系数。所计算的频域均衡器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59所示的第二系数计算单元3550的结构和操作相同。因此，为简单起见将省略其说明。
如果输入数据对应于区A/B的数据，则系数选择器3660选择从第一系数计算单元3640计算的均衡系数。另一方面，如果输入数据对应于区C/D的数据，则系数选择器3660选择由第二系数计算单元3650更新的均衡系数。然后，所选的均衡系数被输出到失真补偿器3620。
图61图解根据本发明另一实施例的信道均衡器的方框图。换言之，图61图解示出当数据组被分成图5所示的结构时通过根据区A、B、C、和D使用不同的CIR估计和应用方法的信道均衡器的另一示例的方框图。例如，在区A/B中，本发明使用已知数据以便通过使用最小二乘(LS)法来估计CIR，从而执行信道均衡处理。另一方面，在区C/D中，本发明通过使用最小均方(LMS)法来估计CIR，从而执行信道均衡处理。更具体而言，由于在区C/D中不像在区A/B中一样存在周期已知数据，所以不能在区C/D中执行与区A/B相同的信道均衡处理。因此，只能通过使用LMS法来执行信道均衡处理。
参照图61，信道均衡器包括重叠单元3701、第一快速傅立叶变换(FFT)单元3702、失真补偿器3703、快速傅立叶逆变换(IFFT)单元3704、保存单元3705、第一CIR估计器3706、CIR内插器3707、决定单元3708、第二CIR估计器3710、选择单位3711、第二FFT单元3712、以及系数计算器3713。在这里，可以使用执行复数乘法的任何设备作为失真补偿器3703。在具有上述结构的信道均衡器中，如图61所示，重叠单元3701将被输入到信道均衡器的数据重叠至预定重叠比并随后将重叠数据输出到第一FFT单元3702。第一FFT单元3702通过使用快速傅立叶变换(FFT)将时域的重叠数据转换(或变换)成频域的重叠数据。然后，经转换的数据被输出到失真补偿器3703。
失真转换器3703对从系数计算器3713计算的均衡系数和频域的重叠数据执行复数乘法，从而补偿从第一FFT单元3702输出的重叠数据的信道失真。然后，经失真补偿的数据被输出到IFFT单元3704。IFFT单元3704对经失真补偿的重叠数据执行快速傅立叶逆变换(IFFT)，以便将相应数据转换回到时域数据(即重叠数据)。随后，经转换的数据被输出到保存单元3705。保存单元3705只从时域的重叠数据提取有效数据。然后，保存单元3705输出提取的有效数据以进行数据解码处理并同时将所提取的有效数据输出到决定单元3708以进行信道估计处理。
决定单元3708选择多个决定值(例如8个决定值)中的最接近补偿数据的一个并将所选的决定值输出到选择单元3709。在这里，可以使用多路复用器作为选择单元3709。在一般数据区段中，选择单元3709选择决定单元3708的决定值。替换地，在已知数据区段中，选择单元3709选择已知数据并将所选已知数据输出到第二CIR估计器3710。
同时，第一CIR估计器3706使用被输入到已知数据区段中的数据和已知数据以便估计CIR。
然后，第一CIR估计器3706将所估计的CIR输出到CIR内插器3707。在这里，已知数据对应于由接收系统根据发射系统与接收系统之间的协定在已知数据区段期间创建的基准已知数据。在这一点，根据本发明的实施例，第一CIR估计器3706使用LS法来估计CIR。LS估计法计算已在已知数据区段期间通过信道的已知数据与已被接收端所知的已知数据之间的互相关值P。然后，计算已知数据的互相关矩阵R。随后，对R-1·p执行矩阵运算，以便接收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，从而估计传输信道的CIR。
CIR内插器3707从第一CIR估计器3706接收CIR。而且，在两组已知数据之间的区段中，根据预定内插法来对CIR进行内插。然后，输出经内插的CIR。在这一点，预定内插法对应于通过使用为特定函数已知的一组数据来估计未知点处的特定数据集的方法。例如，此类方法包括线性内插法。该线性内插法仅仅是最简单内插法之一。可以使用多种其它内插法来代替上述线性内插法。很明显，本发明不仅限于本发明的说明中所阐述的示例。更具体地说，CIR内插器3707通过使用预定内插法来使用被输入的CIR以便估计不包括任何已知数据的区段的CIR。然后，所估计的CIR被输出到选择单元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的输出数据以便估计CIR。然后，第二CIR估计器3710将估计的CIR输出到选择单元3711。这里，根据本发明的实施例，通过使用LMS方法来估计CIR。在稍后处理中将详细描述LMS估计方法。
在区A/B(即MPH块B3至B8)中，选择单元3711选择从CIR内插器3707输出的CIR。而且，在区C/D(即MPH块B1、B2、B9、以及B10)中，选择单元3711选择从第二CIR估计器3710输出的CIR。其后，选择单元3711将所选CIR输出到第二FFT单元3712。
第二FFT单元3712将被输入的CIR转换成频域CIR，该频域CIR随后被输出到系数计算器3713。系数计算器3713使用被输入的频域CIR以便计算均衡系数并将所计算的均衡系数输出到失真补偿器3703。这里，系数计算器3713根据频域CIR来计算可以提供最小均方误差(MMSE)的频域的信道均衡系数。这里，第二CIR估计器3710可以使用在区A/B中估计的CIR作为区C/D的开头的CIR。例如，可以使用MPH块B8的CIR值作为MPH块B9的开头处的CIR值。因此，可以降低区C/D的会聚速度。
在第二CIR估计器3710中使用LMS方法来估计CIR的基本原理对应于接收未知传输信道的输出和更新(或刷新)自适应滤波器(未示出)的系数，以便使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。更具体而言，更新自适应滤波器的系数值以便信道均衡器的输入数据等于包括在第二CIR估计器3710中的自适应滤波器(未示出)的输出值。然后，在每个FFT循环之后将该滤波器系数作为CIR输出。
参照图62，第二CIR估计器3710包括用于每个分接头的延迟单元T、乘法器、以及系数更新单元。在这里，延迟单元T依次使选择单元3709的输出数据
Figure GPA00001035555801081
延迟。乘法器将从每个延迟单元T输出的各输出数据与误差数据e(n)相乘。系数更新单元通过使用对应于每个乘法器的输出来更新系数。在这里，为简单起见，将提供的与分接头的数目一样多的乘法器称为第一相乘单元。此外，第二CIR估计器3710还包括多个乘法器，每个乘法器将选择单元3709的输出数据和延迟单元T的输出数据(其中不包括最后一个延迟单元的输出数据)与对应于每个系数更新单元的输出数据相乘。提供的这些乘法器的数目也与分接头的数目一样多。为简单起见，将这组乘法器称为第二相乘单元。
第二CIR估计器3710还包括加法器和减法器。在这里，加法器将从包括在第二乘法器单元中的每个乘法器输出到所有数据相加。然后，该相加值被输出为输入到信道均衡器的数据的估计值
Figure GPA00001035555801082
减法器计算加法器的输出数据
Figure GPA00001035555801091
与信道均衡器的输入数据y(n)之间的差。然后，将所计算的差值作为误差数据e(n)输出。参照图62，在一般数据区段中，均衡数据的决定值被输入到包括在第二CIR估计器3710中的第一延迟单元和包括在第二乘法器中的第一乘法器。在已知数据区段中，已知数据被输入到包括在第二CIR估计器3710中的第一延迟单元和包括在第二乘法器单元中的第一乘法器。输入数据
Figure GPA00001035555801092
通过穿过许多串联地连接的延迟单元T而被依次延迟，延迟单元的数目对应于分接头的数目。由包括在第一乘法器单元中的每个相应乘法器将每个延迟单元T的输出数据和误差数据e(n)相乘。然后，由每个系数更新单元来更新系数。
被相应系数更新单元更新的每个系数与输入数据、输出数据
Figure GPA00001035555801093
以及与除最后延迟之外的每个延迟单元T的输出数据相乘。然后，相乘的值被输入到加法器。加法器随后将从第二乘法器单元输出的所有输出数据相加并将相加的值输出到减法器作为信道均衡器的输入数据的估计值
Figure GPA00001035555801094
减法器计算信道均衡器的估计值
Figure GPA00001035555801095
与输入数据y(n)之间的差值。该差值随后被输出到第一乘法器单元的每个乘法器作为误差数据e(n)。在这一点，误差数据e(n)通过穿过每个延迟单元T被输出到第一乘法器单元的每个乘法器。如上所述，自适应滤波器的系数被连续更新。而且，每个系数更新单元的输出在每个FFT循环之后作为第二CIR估计器3710的CIR而被输出。
块解码器
同时，如果在被均衡器1003信道均衡之后被输入到块解码器1005的数据对应于已由发射系统对其执行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)，则作为发射系统的相反处理，对该输入的数据执行网格解码和块解码处理。替换地，如果被输入到块解码器1005的数据对应于仅对其执行网格编码而未执行块编码的数据(即主业务数据)，则作为发射系统的相反处理，仅对输入的数据执行网格解码处理。
经块解码器1005进行网格解码和块解码的数据随后被输出到RS帧解码器1006。更具体而言，块解码器1005移除已被插在数据组中的已知数据、用于网格初始化的数据、以及信令信息数据、MPEG报头、以及已被发射系统的RS编码器/非系统化RS编码器或非系统化RS编码器添加的RS奇偶校验数据。然后，块解码器1005将已处理数据输出到RS帧解码器1006。在这里，可以在块解码处理之前，或者可以在块解码处理期间或之后执行数据的移除。
同时，经块解码器1005进行网格解码的数据被输出到数据去交织器1009。这里，经块解码器1005网格解码且被输出到数据去交织器1009的数据可以不仅包括主业务数据，而且可以包括RS帧内的数据和信令信息。此外，在预处理器230之后由发射系统添加的RS奇偶校验数据也可以被包括在被输出到数据去交织器1009的数据中。
根据本发明的另一实施例，未由发射系统用块解码进行处理而是仅用网格编码进行处理的数据可以直接绕过块解码器1005以便被输出到数据去交织器1009。在这种情况下，应在数据交织器1009之前提供网格解码器。更具体而言，如果输入的数据对应于仅对其执行网格编码而未执行块编码的数据，则块解码器1005对输入的数据执行Viterbi(或网格)解码，以便输出硬决定值或者对软决定值执行硬决定，从而输出结果。
同时，如果输入的数据对应于已对其执行块编码处理和网格编码处理两者的数据，则块解码器1005相对于输入的数据输出软决定值。
换言之，如果输入的数据对应于在发射系统中由块处理器302用块编码进行处理且由网格编码模块256用网格编码进行处理的数据，则作为发射系统的相反处理，块解码器1005对输入的数据执行解码处理和网格解码处理。这里，可以将包括在发射系统中的预处理器的RS帧编码器视为外(或外部)编码器。而且，可以将网格编码器视为内(或内部)编码器。当对此类级联码进行解码时，为了允许块解码器1005对外部编码的数据进行解码的性能最大化，内部码的解码器应输出软决定值。
图63图解根据本发明的实施例的块解码器1005的详细方框图。参照图63，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)解码器或内部解码器)4012、符号-字节转换器4013、外部块提取器4014、反馈去格式器4015、符号去交织器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、以及输出缓冲器4022。在这里，就像在发射系统中一样，可以将网格解码单元4012视为内(或内部)解码器。而且，可以将符号解码器4018视为外(或外部)解码器。
输入缓冲器4011临时存储被信道均衡且从均衡器1003输出的移动业务数据符号。(在这里，移动业务数据符号可以包括对应于信令信息的符号、RS奇偶校验数据符号和在RS帧的编码处理期间添加的CRC数据符号。)其后，输入缓冲器4011以turbo解码处理所需的turbo块(TBL)尺寸反复将存储的符号输出到网格解码单元4012M次。在这里，输入缓冲器4011的尺寸大于或等于turbo解码所需的turbo块(TBL)的尺寸。turbo块(TBL)尺寸大于或等于块处理器内的符号交织器的块长度(BK)。更具体而言，对仅由未用块编码进行处理的符号配置的输入数据没有限制，因为此类输入数据绕过输入缓冲器4011。
相反，包括用块编码进行处理的符号的输入数据被存储在输入缓冲器4011中。这里，输入数据应包括被输入到符号交织器的若干符号，其中，符号的数目等于块长度(K)。因此，在这种情况下，TBL的长度大于或等于K。而且，M表示turbo解码处理的重复次数，该数目由反馈控制器4010预先确定。更具体而言，输入缓冲器4011存储对应于用于块解码处理的块尺寸TBL的移动业务数据符号。在这里，对应于块解码处理所需的块尺寸TBL的移动业务数据符号被重复地输出到网格解码单元4012，重复次数与turbo解码处理期间的循环周期的数目一样多。
此外，如果经过信道均衡且从均衡器1003输出的符号不对应于移动业务数据符号(其中移动业务数据符号包括对应于信令信息的符号、在RS帧的编码处理期间添加的RS奇偶校验数据符号、以及CRC数据符号)，则输入缓冲器4011既不存储也不反复地输出相应的符号且将符号直接输出到网格解码单元4012而不做修改。在这里，由反馈控制器4010来控制输入缓冲器4011的存储、重复、以及输出。
网格解码单元4012包括图27所示的12路网格编码器和12路TCM解码器。在这里，作为12路网格编码器的相反处理，网格解码单元4012执行12路网格解码。更具体而言，网格解码单元4012接收输入缓冲器4011的若干输出符号和等同于每个TDL的反馈格式器4021的软决定值，以便执行TCM解码处理。这里，基于反馈控制器4010的控制，从反馈格式器4021输出的软决定值与若干移动业务数据符号位置匹配以便呈一对一(1∶1)对应。在这里，移动业务数据符号位置的数目等于从输入缓冲器4011输出的TBL。
更具体而言，从输入缓冲器4011输出的移动业务数据与输入的turbo解码数据匹配，因此每个数据位置可以相互对应。其后，匹配数据被输出到网格解码单元4012。例如，如果turbo解码数据对应于turbo块内的第三符号，则相应符号(或数据)与包括在从输入缓冲器4011输出的turbo块中的第三符号匹配。随后，匹配符号(或数据)被输出到网格解码单元4012。
为此，当正在进行回退turbo解码时，反馈控制器4010控制输入缓冲器4011以便输入缓冲器4011存储相应的turbo块数据。而且，通过使数据(或符号)延迟，从符号交织器4020输出的符号的软决定值(例如LLR)与对应于输出符号块内的相同位置(或位置)的输入缓冲器4011的符号相互匹配成一一对应。其后，控制匹配符号，以便可以通过各路径将其输入到TCM解码器。此处理重复预定数目的turbo解码循环周期。然后，从输入缓冲器4011输出下一个turbo块的数据，从而重复turbo解码处理。
网格解码单元4012的输出表示配置每个符号的传输位的可靠程度。例如，在发射系统中，由于网格编码模块的输入数据对应于作为一个符号的两个位，所以一个位具有值‘1’的可能性与该位具有值‘0’的可能性之间的对数似然比(LLR)可以分别被输出(以位为单位)到较高位和较低位。在这里，对数似然比对应于一个位具有值‘1’的可能性与该位具有值‘0’的可能性之间的比的对数值。替换地，等于“00”、“01”、“10”、以及“11”的2位(即一个符号)的可能性的LLR可以被分别(以符号为单位)输出到位的全部4个组合(即00、01、10、11)。因此，这变成指示配置一个符号的传输位的可靠程度的软决定值。可以使用最大后验概率(MAP)或软输出维特比算法(SOVA)作为网格解码单元4012内的每个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执行经网格解码且从网格解码单元4012输出的软决定值的硬决定处理。其后，符号-字节转换器4013将4个符号分组成字节单元，其随后被输出到数据去交织器1009。更具体而言，符号-字节转换器4013以位为单位对从网格解码单元4012输出的符号的软决定值执行硬决定。因此，用硬决定进行处理且以位为单位从符号-字节转换器4013输出的数据不仅包括主业务数据，而且可以包括移动业务数据、已知数据、RS奇偶校验数据、以及MPEG报头。
在网格解码单元4012的软决定值之中，外部块提取器4014识别对应于移动业务数据符号(其中包括对应于信令信息的符号、在RS帧的编码期间添加的RS奇偶校验数据符号、以及CRC数据符号)的软决定值，并将所识别的软决定值输出到反馈去格式器4015。反馈去格式器4015改变对应于移动业务数据符号的软决定值的处理顺序。这是在中间步骤期间生成的移动业务数据符号的处理顺序的初始变化的相反处理，其中，从发射系统的块处理器303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、数据去交织器、分组格式器、RS编码器，以及数据交织器时)。其后，反馈去格式器4015将已处理移动业务数据符号输出到符号去交织器4016。
作为包括在发射系统中的符号交织器403的符号交织处理的相反处理，符号去交织器4016对那些其处理顺序已改变且从反馈去格式器4015输出的移动业务数据符号执行去交织。符号去交织器4016在去交织处理期间所使用的块的尺寸等于包括图23所示的在发射系统中包括的符号交织器的实际符号的交织尺寸(即BK)。这是因为在网格解码单元4012与符号解码器4018之间执行turbo解码处理。符号去交织器4016的输入和输出对应于软决定值，且经去交织的软决定值被输出到外部符号映射器4017。
外部符号映射器4017的操作可以根据包括在发射系统中的符号编码器402的结构和编码率而改变。例如，当由符号编码器402以1/2比率对数据进行编码并发送数据时，外部符号映射器4017直接将输入数据输出而不进行修改。在另一示例中，当由符号编码器402以1/4比率对数据进行编码并发送数据时，外部符号映射器4017转换输入的数据，以便其与符号解码器4018的输入数据格式匹配。然后，外部符号映射器4017将经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输出的数据并执行符号解码作为包括在发射系统中的符号编码器402的相反处理。这里，从符号解码器4018输出两个不同的软决定值。输出的软决定值之一对应于与符号编码器402的输出符号匹配的软决定值(在下文中称为“第一决定值”)。另一个输出的软决定值对应于与符号编码器402的输入位匹配的软决定值(在下文中称为“第二决定值”)。
更具体而言，第一决定值表示符号编码器402的输出符号(即2位)的可靠程度。在这里，第一软决定值可以相对于配置符号的较高位和较低位中的每一个输出(以位为单位)1位等于‘1’的可能性与1位等于‘0’的可能性之间的LLR。替换地，第一软决定值还可以相对于全部可能组合输出(以符号为单位)2位等于“00”、“01”、“10”、和“11”的可能性的LLR。第一软决定值通过内部符号映射器4019、符号交织器4020、以及反馈格式器4021被反馈到网格解码单元4012。另一方面，第二软决定值指示包括在发射系统中的符号编码器402的输入位的可靠程度。在这里，将第二软决定值表示为1位等于‘1’的可能性与1位等于‘0’的可能性之间的LLR。其后，第二软决定值被输出到外部缓冲器4022。在这种情况下，可以使用最大后验概率(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输出的第一软决定值被输入到内部符号映射器4019。内部符号映射器4019将第一软决定值转换成对应于网格解码单元4012的输入数据的数据格式。其后，内部符号映射器4019将经转换的软决定值输出到符号交织器4020。内部符号映射器4019的操作还可以根据包括在发射系统中的符号编码器402的结构和编码率而改变。
在下文中，当发射系统的符号编码器402作为1/4编码器操作时，现在将参照图18至20来详细描述外符号映射器4017和内符号映射器4019的操作。根据本发明的实施例，假设如图18所示地配置符号编码器且1/4外编码器411对一位U进行编码以便输出4个位u0、u1、u2、以及u3，且通过并行/串行转换器412将这4个位(即2个符号)以符号为单位发送两次(即将2个符号中的每一个发送两次)。在这种情况下，为简单起见，将首先输出的符号称为奇数指示符号，且将随后输出的符号称为偶数指示符号。
这里，当外符号映射器4017和内符号映射器4019的输入/输出单元对应于符号单元时，可以从外符号映射器4017以符号为单位输出16(即24＝16)个不同的软决定值。例如，在从外符号映射器4017输出的16(即24＝16)个不同的软决定值之中，可以通过将输入的奇数指示符号m0＝(1，0)的软决定值和输入的偶数指示符号m1＝(0，1)的软决定值相加来计算s＝(1，0，0，1)的软决定值。然后，将该相加值输入到符号解码器4018。
此外，可以从内符号映射器4019以符号为单位输出总共4个(即22＝4)个不同的软决定值。例如，在从内符号映射器4019输出的4(即22＝4)个不同的软决定值之中，可以通过计算从符号解码器4018输出的每个输出符号s＝(1，1，X，X)的软决定值之中的最大值来获得奇数指示符号m0＝(1，1)的软决定值。然后，相加值被输入到符号解码器4018。而且，可以通过计算从符号解码器4018输出的每个输出符号s＝(X，X，0，0)的软决定值之中的最大值来获得偶数指示符号m1＝(0，0)的软决定值。在这里，‘X’随机地对应于‘1’和‘0’之一。随后将内符号映射器4019的输出提供给符号交织器4020。
同时，如果外符号映射器4017和内符号映射器4019的输入/输出单元对应于位单元，则可以从外符号映射器4017以位为单位输出总共4个不同的软决定值。更具体而言，外符号映射器4017同时将奇数指示输入符号的2个软决定值(即配置奇数指示输入符号的高位和低位中的每一个的软决定值)和偶数指示输入符号的2个软决定值(即配置偶数指示输入符号的高位和低位中的每一个的软决定值)输出到符号解码器4018。而且，相对于由符号解码器4018提供的4个输入，内符号映射器4019还识别奇数指示输出符号的2个软决定值(即配置符号解码器4018的奇数指示输出符号的高位和低位中的每一个的软决定值)和偶数指示输出符号的2个软决定值(即配置符号解码器4018的偶数指示输出符号的高位和低位中的每一个的软决定值)，其随后被输出到符号交织器4020。
换言之，如果如图18所示地执行符号编码处理，则分别接收16个符号中的每个的LLR且进行符号解码。其后，可以将16个符号中的每一个的已处理LLR作为第一软决定值输出。替换地，分别接收4个符号中的每一个的LLR且进行符号解码。其后，可以将4个符号中的每一个的已处理LLR作为第一软决定值而输出。
根据本发明的另一实施例，假设如图19所示地配置符号编码器，且1/2外编码器421对一位U进行编码，以便输出2个位u0和u1，而且这2个位(即1个符号)通过重复器422被重复一次。在这种情况下，为简单起见，将首先输出的符号称为奇数指示符号，且将随后输出的符号称为偶数指示符号。
这里，当外符号映射器4017和内符号映射器4019的输入/输出单元对应于符号单元时，可以从外符号映射器4017以符号为单位输出4(即22＝4)个不同的软决定值。例如，在将从外符号映射器4017以符号为单位输出的4(即22＝4)个不同的软决定值之中，可以通过将输入的奇数指示符号m0＝(1，0)的软决定值与输入的偶数指示符号m1＝(1，0)的软决定值相加来计算s＝(1，0)的软决定值。然后，该相加值被提供给符号解码器4018。此外，将从内符号映射器4019输出总共4(即22＝4)个不同的软决定值。例如，在4(即22＝4)个不同的软决定值之中，奇数指示符号的m0＝(1，1)和偶数指示符号m1＝(1，1)的软决定值变成符号解码器4018的输入符号s＝(1，1)的软决定值。该软决定值随后被输出到符号交织器4020。
同时，如果外符号映射器4017和内符号映射器4019的输入/输出单元对应于位单元，则可以从外符号映射器4017以位为单位输出总共2个软决定值(即高位的软决定值和低位的软决定值)。在这里，可以通过将奇数指示符号的高位的软决定与偶数指示符号的高位的软决定相加来获得高位的软决定值。而且，可以通过将奇数指示符号的低位的软决定与偶数指示符号的低位的软决定相加来获得低位的软决定值。
内符号映射器4019从符号解码器4018接收高位的软决定值和低位的软决定值。然后，内符号映射器4019将接收到的软决定值作为对应于每个奇数指示输出位的2个软决定值(即从符号解码器4018输出的低位和高位中的每一个的软决定值)输出。然后，重复对应于每个偶数指示输出位的2个软决定值，从而将其作为对应于每个偶数指示输出位的2个软决定值输出。
根据本发明的又一实施例，假设如图20所示地配置符号编码器，并且输入位被重复器431重复一次，并且1/2外编码器432对被重复且从重复器431输入的位进行1/2比率编码，以便将2个位u0和u1(即1个符号)输出两次。在这种情况下，符号编码器重复一位并以1/2的编码率对重复位进行编码。在这里，为简单起见，将首先输出的符号称为奇数指示符号，且将随后输出的符号称为偶数指示符号。
这里，如果外符号映射器4017和内符号映射器4019的输入/输出单元对应于位单元，则外符号映射器4017在不进行修改的情况下将符号去交织器4016的输出直接发送到符号解码器4018。内符号映射器4019在不进行修改的情况下将符号解码器4018的输出直接发送到符号交织器4020。而且，即使当外符号映射器4017和内符号映射器4019的输入/输出单元对应于符号单元时，外符号映射器4017也在不进行修改的情况下将符号去交织器4016的输出直接发送到符号解码器4018。内符号映射器4019在不进行修改的情况下将符号解码器4018的输出直接发送到符号交织器4020。
参照图20，由于1/2外编码器432的输入被重复器431重复，所以应确定对应于块解码器的输出数据的2个符号的软决定值并将其作为单个软决定值输出。更具体而言，当如图19和20所示地处理符号编码时，可以接收4个不同符号中的每一个的LLR并对其进行符号解码。然后，可以将4个符号中的每一个的LLR作为第一软决定值输出。替换地，可以接收2个位的LLR并对其进行符号解码。其后，可以将2个位的LLR作为第一软决定值输出。
符号交织器4020如图23所示对从内符号映射器4019输出的第一软决定值执行符号交织。然后，符号交织器4020将经符号交织的第一软决定值输出到反馈格式器4021。在这里，符号交织器4020的输出也对应于软决定值。相对于对应于中间步骤期间生成的符号的软决定值的改变的处理顺序，在所述中间步骤中从发射系统的块处理器303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、数据去交织器、分组格式器、RS编码器、以及数据交织器时)，反馈格式器4021改变(或变化)从符号交织器4020输出的输出值的顺序。随后，反馈格式器4020按照改变的顺序将值输出到网格解码单元4012。
从符号交织器4020输出的软决定值与从输入缓冲器4011输出的每个具有尺寸TBL的移动业务数据符号的位置匹配，以便呈一一对应。其后，与各符号位置匹配的软决定值被输入到网格解码单元4012。这里，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不对应于移动业务数据符号，所以反馈格式器4021在相应的位置插入空数据，从而将已处理数据输出到网格解码单元4012。另外，每当对具有TBL的尺寸的符号进行turbo解码时，从第一解码处理开始时起，符号交织器4020不反馈值。因此，由反馈控制器4010来控制反馈格式器4021，从而将空数据插入包括移动业务数据符号的所有符号位置。然后，已处理数据被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接收第二软决定值。然后，输出缓冲器4022临时存储接收到的第二软决定值。其后，输出缓冲器4022将第二软决定值输出到数据去格式器1006。例如，输出缓冲器4022覆写符号解码器4018的第二软决定值，直至执行turbo解码处理M次为止。然后，一旦对单个TBL执行了全部的M次turbo解码处理，则相应的第二软决定值被输出到数据去格式器1006。
如图63所示，反馈控制器4010控制的总体块解码器的turbo解码和turbo解码重复处理的次数。更具体而言，一旦turbo解码处理已重复了预定的次数，则符号解码器4018的第二软决定值通过输出缓冲器4022被输出到数据去格式器1006。因此，turbo块的块解码处理完成。在本发明的说明书中，为简单起见将此处理称为回退turbo解码处理。
这里，可以在考虑硬件复杂性和纠错性能的同时定义网格解码单元4012与符号解码器4018之间的回退turbo解码遍数。因此，如果遍数增加，则可以加强纠错性能。然而，这可能导致硬件变得更麻烦(复杂)的缺点。
同时，数据去交织器1009、RS解码器4010、以及数据去随机化器4011对应于接收主业务数据所需的块。因此，在用于仅接收移动业务数据的数字广播接收系统的结构中可能不需要(或要求)上述块。
数据去交织器1009执行包括在发射系统中的数据交织器的相反处理。换言之，数据去交织器1009对从块解码器1005输出的主业务数据进行去交织并将经去交织的主业务数据输出到RS解码器4010。被输入到数据去交织器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、以及MPEG报头。这里，在输入的数据之中，只有被添加到主业务数据分组的RS奇偶校验数据和主业务数据可以被输出到RS解码器4010。而且，除主业务数据之外，可以全部移除在数据去随机化器4011之后输出的所有数据。在本发明的实施例中，只有被添加到主业务数据分组的RS奇偶校验数据和主业务数据被输入到RS解码器4010。
RS解码器4010对经去交织的数据执行系统化RS解码处理并将已处理数据输出到数据去随机化器4011。数据去随机化器4011接收RS解码器4010的输出并生成与包括在数字广播发射系统中的去随机化器相同的伪随机数据字节。其后，数据去随机化器4011对生成的伪随机数据字节执行逐位异或(XOR)运算，从而将MPEG同步字节插入到每个分组的开头，以便以188字节主业务数据分组为单位输出数据。
同时，以数据组的形式输入从块解码器1005输出到数据去格式器1006的数据。这里，数据去格式器1006已经了解要输入的数据的结构且因此能够从数据组中识别包括系统信息的信令信息和移动业务数据。然后，数据去格式器1006将所识别的信令信息输出到用于处理该信令信息的块(未示出)并将所识别的移动业务数据输出到RS帧解码器1007。更具体而言，RS帧解码器1007只接收从数据去格式器1006发送的经RS编码和CRC编码的移动业务数据。
RS帧编码器1007执行包括在发射系统中的RS帧编码器的相反处理以便校正RS帧内的错误。然后，RS帧解码器1007将在RS帧编码处理期间已被移除的1字节MPEG同步业务数据分组添加到纠错移动业务数据分组。然后，已处理数据分组被输出到去随机化器1008。在稍后的处理中，将详细描述RS帧解码器1007的操作。去随机化器1008对接收到的移动业务数据执行对应于包括在发射系统中的随机化器的相反处理的去随机化处理。然后，输出去随机化数据，从而获得从发射系统发送的移动业务数据。在下文中，现在将详细描述RS帧解码器1007的详细操作。
图64图解将多个数据组(例如18个数据组)分组以产生RS帧和RS帧可靠性映射的处理以及以超帧为单位执行数据去交织处理作为发射系统的相反处理以及识别去交织RS帧和RS帧可靠性映射的处理。更具体而言，RS帧解码器907将输入的移动业务数据分组以便产生RS帧。移动业务数据已被发射系统以RS帧为单位进行RS编码，且随后以超帧为单位进行交织。这里，可能已经对移动业务数据执行纠错编码处理(例如CRC编码处理)(如图5所示)。
如果假设发射系统已将具有(N+2)*(187+P)字节的尺寸的RS帧划分成M个数据组(其中，例如M等于18)并随后发送划分的RS帧，则接收系统将每个数据组的移动业务数据分组，如图64(a)所示，以便产生具有(N+2)*(187+P)字节的尺寸的RS帧。这里，如果虚拟字节已被添加到配置相应RS帧的数据组中的至少一个且随后被发送，则移除该虚拟字节并产生RS帧可靠性映射。例如，如图15所示，如果已添加K个虚拟字节，则可以在已移除K个虚拟字节之后产生RS帧和RS帧可靠性映射。
此外，如果假设RS帧被划分成随后从单个突发区段发送的18个数据组，则接收系统还将相应突发区段内的18个数据组的移动业务数据分组，从而产生RS帧。在这里，当假设块解码器905输出解码结果的软决定值时，RS帧解码器可以通过使用软决定值的码来决定相应位的‘0’和‘1’。对每个如上所述决定的8位进行分组以产生1个数据字节。如果对包括在单个突发中的18个数据组的所有软决定值执行上述处理，则可以配置具有(N+2)*(187+P)字节的尺寸的RS帧。另外，本发明使用软决定值来不仅配置RS帧，而且配置可靠性映射。在这里，可靠性映射指示通过对8位进行分组而配置的相应数据字节的可靠性，所述8位由软决定值的码来决定。
例如，当软决定值的绝对值超过预定阈值时，由相应软决定值的码决定的相应位的值被确定为是可靠的。相反，当软决定值的绝对值不超过预定阈值时，相应位的值被确定为不可靠。其后，如果由软决定值的码决定且被分组以配置一个数据字节的8个位之中的甚至单个位被确定为不可靠，则相应的数据字节在可靠性映射上被标记为不可靠数据字节。
在这里，确定一个数据字节的可靠性仅仅是示例性的。更具体而言，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，还可以在可靠性映射内将相应的数据字节标记为不可靠数据字节。相反，当一个数据字节内的所有数据位被确定为可靠时(即当包括在一个数据字节内的全部8个位的软决定值的绝对值超过预定阈值时)，相应数据字节在可靠性映射上被标记为可靠数据字节。类似地，当多个数据字节(例如至少4个数据字节)被确定为可靠时，相应的数据字节也可以在可靠性映射内被标记为可靠数据字节。上述示例中提出的数目仅仅是示例性的，因此，不限制本发明的范围或精神。
可以同时执行都使用软决定值来配置RS帧的处理和配置可靠性映射的处理。在这里，可靠性映射的可靠性信息与RS帧内的每个字节呈一一对应。例如，如果RS帧具有(N+2)*(187+P)字节的尺寸，则可靠性映射也被配置为具有(N+2)*(187+P)字节的尺寸。图64(a′)和图64(b′)分别图解根据本发明的配置可靠性映射的处理步骤。
这里，图64(b)的RS帧和图64(b′)的RS帧可靠性映射被以超帧为单位交织(如图6所示)。因此，RS帧和RS帧可靠性映射被分组以产生超帧和超帧可靠性映射。随后，如图64(c)和图64(c′)所示，以超帧为单位对RS帧和RS帧可靠性映射执行去置换(或去交织)处理，作为发射系统的相反处理。然后，当以超帧为单位来执行去置换处理时，如图64(d)和图64(d′)所示，已处理数据被划分成具有(N+2)*(187+P)字节的尺寸的去置换(或去交织)RS帧和具有(N+2)*(187+P)字节的尺寸的去置换RS帧可靠性映射。随后，对划分的RS帧使用RS帧可靠性映射以便执行纠错。
图65图解根据本发明的实施例处理的纠错的示例。图65图解在发射系统已对RS帧执行RS编码和CRC编码处理两者时执行纠错处理的示例(如图5所示)。
如图65(a)和图65(a′)所示，当产生具有(N+2)*(187+P)字节的尺寸的RS帧和具有(N+2)*(187+P)字节的尺寸的RS帧可靠性映射时，对产生的RS帧执行CRC故障校验处理，从而检验在每行中是否已发生任何错误。随后，如图65(b)所示，移除2字节的校验和以配置具有N*(187+P)字节的尺寸的RS帧。在这里，在对应于每行的错误标记上指示错误的出现(或存在)。类似地，由于对应于CRC校验和的那部分可靠性映射几乎没有任何可适用性，所以，如图65(b′)所示，将此部分移除，以便只保留N×(187+P)个可靠性信息字节。
在执行CRC故障校验处理之后，如上所述，沿着列方向执行RS解码处理。在这里，可以依照CRC错误标记的数目来执行RS擦除校正处理。更具体而言，如图65(c)所示，检验对应于RS帧内的每行的CRC错误标记。其后，当沿列方向执行解码处理时，RS帧解码器907确定其中已发生CRC错误的行的数目是否等于或小于可以对其执行RS擦除校正的错误的最大数目。错误的最大数目对应于在执行RS编码处理时插入的P个奇偶校验字节。在本发明的实施例中，假设48个奇偶校验字节已被添加到每列(即P＝48)。
如果其中已发生CRC错误的行的数目小于或等于将通过RS擦除解码处理来校正的错误的最大数目(即根据本实施例为48个错误)，则如图65(d)所示，沿列方向对具有(187+P)个N字节行(即235N字节行)的RS帧执行(235，187)RS擦除解码处理。其后，如图65(e)所示，移除已被添加在每个列的结尾处的48字节奇偶校验数据。然而，相反，如果其中已发生CRC错误的行的数目大于可以通过RS擦除解码处理来校正的错误的最大数目(即48个错误)，则不能执行RS擦除解码处理。在这种情况下，可以通过执行一般RS解码处理来校正错误。另外，可以使用已经基于软决定值与RS帧一起产生的可靠性映射来进一步增加本发明的纠错能力(或性能)。
更具体而言，RS帧解码器907将块解码器905的软决定值的绝对值与预定阈值相比较，以便确定由相应软决定值的码决定的位值的可靠性。而且，均由软决定值的码确定的8位被分组而形成一个数据字节。因此，在可靠性映射上指示关于这一个数据字节的可靠性信息。因此，如图65(c)所示，即使基于对特定行的CRC故障校验处理而将特定行确定为其中已发生错误，本发明也不假设包括在该行中的所有字节中已发生错误。本发明参照可靠性映射的可靠性信息并仅将已被确定为不可靠的字节设置为错误字节。换言之，无论在相应行内是否存在CRC错误，只将基于可靠性映射被确定为不可靠的字节设置为擦除点。
根据另一种方法，当基于CRC故障校验结果的结果而确定在相应行中包括CRC错误时，只将被可靠性映射确定为不可靠的字节设置为错误。更具体而言，只将与基于可靠性信息被确定为其中包括错误且被确定为不可靠的行对应的字节设置为擦除点。其后，如果每列的错误点的数目小于或等于可以通过RS擦除解码处理来校正的错误的最大数目(即48个错误)，则对相应列执行RS擦除解码处理。相反，如果每列的错误点的数目大于可以通过RS擦除解码处理来校正的错误的最大数目(即48个错误)，则可以对相应列执行一般解码处理。
更具体而言，如果其中已包括CRC错误的行的数目大于可以通过RS擦除解码处理来校正的错误的最大数目(即48个错误)，则依照相应列内的擦除点的数目对基于可靠性映射的可靠性信息决定的列执行RS擦除解码处理或一般RS解码处理。例如，假设RS帧内的其中已包括CRC错误的行的数目大于48。而且，也假设基于可靠性映射的可靠性信息决定的擦除点的数目在第一列中被指示为40个擦除点且在第二列中被指示为50个擦除点。在这种情况下对第一列执行(235，187)RS擦除解码处理。替换地，对第二列执行(235，187)RS解码处理。当通过使用上述处理对RS帧内的所有列方向执行纠错解码时，如图65(e)所示移除被添加在每个列结尾处的48字节奇偶校验数据。
如上所述，即使对应于RS帧内的每行的CRC错误的总数大于可以通过RS擦除解码处理来校正的错误的最大数目，当基于关于特定列内的可靠性映射的可靠性信息将数个字节确定为具有低可靠性级别时，同时对该特定列执行纠错解码。在这里，一般RS解码处理与RS擦除解码处理之间的差别是可以校正的错误的数目。更具体而言，当执行一般RS解码处理时，可以纠错数目对应于在RS编码处理期间插入的奇偶校验字节的数目的一半(即(奇偶校验字节的数目)/2)的错误(例如可以校正24个错误)。替换地，当执行RS擦除解码处理时，可以纠错数目对应于在RS编码处理期间被插入的奇偶校验字节的数目的错误(例如可以校正48个错误)。
在执行纠错解码处理之后，如上所述，可以如图65(e)所示获得由187个N字节行(或分组)配置的RS帧。按照N个187字节单元的顺序将具有N×187字节的尺寸的RS帧输出。这里，如图65(f)所示，将已被发射系统移除的1个MPEG同步字节添加到每个187字节分组。因此，输出188字节单位的移动业务数据分组。
图66图解根据本发明的数字广播接收系统的示例。调谐器1002调谐到接收数字广播信号的信道且解调器1002将接收到的信号解调。解调器还将包括传输参数的已知数据或场同步数据输出到传输参数检测器1013。均衡器1003对已解调信号执行信道均衡并将均衡信号输出到传输参数检测器1013。
传输参数检测器1013从信道均衡信号或解调器1002接收到的数据检测SCCC模式，并将所检测的SCCC模式分别输出到块解码器1005和RS帧解码器1007。块解码器1005根据所检测的SCCC模式对包括在信道均衡信号中的移动业务数据执行块解码。数据去格式器1006对块解码信号进行去格式化并将包括在块解码信号中的信令数据输出到传输参数检测器1013且还将包括在块解码信号中的移动业务数据输出到RS帧解码器1007。
传输参数检测器1013从由解调器1013、均衡器1003和/或数据去格式器1006输出的信号(多个)中检测传输参数。例如，传输参数检测器1013获得已知数据的位置信息并从由解调器1013或均衡器1003输出的信号中检测SCCC模式和RS模式，并且将所检测的SCCC模式分别提供给块解码器1005和RS帧解码器1007。
块解码器1005使用从传输参数检测器1013提供的SCCC模式来对信道均衡信号执行纠错解码。数据去格式器1006将从块解码器1005输出的信号去格式化成移动业务数据和包括传输参数的信令数据，并将该移动业务数据和信令数据分别输出到RS帧解码器1007和传输参数检测器1013。RS帧解码器1007对移动业务数据执行RS帧解码并将RS解码移动业务数据输出到去随机化器1008。传输参数检测器1013对信令数据执行纠错解码(例如RS解码)并获得除SCCC模式之外的传输参数。该传输参数包括业务标识符(ID)、信号帧的区A和B的RS模式、信号帧的区C的RS模式、超帧尺寸(SFS)、指示RS帧在超帧中的位置信息的置换帧索引(PFI)、突发尺寸(BS)、数据组索引(GI)、以及到下一个突发的时间(TNB)中的至少一个。
传输参数检测器1013可以将所检测的包括突发尺寸(BS)、数据组索引(GI)、以及到下一个突发的时间(TNB)的突发信息输出到将这些信息提供给突发控制器5000的已知序列检测器1004。突发控制器5000使用突发信息来控制如图66所示地广播接收系统的每个组件的电源。因此，当广播接收系统是移动系统时，可以使功率消耗最小化。
一个数据突发包括多个数据组和各种传输参数，诸如数据帧中的区A和B的RS模式、数据帧中的区C的RS模式、超帧尺寸(SFS)、置换帧索引(PFI)，且数据组的突发尺寸(BS)可以是相等的。当一个数据突发包括多个数据组时，存在检测并使用数据组的传输参数的各种方式。在第一示例中，必须成功地检测或解码所有数据组的传输参数以便使用。在第二示例中，假设特定组的检测参数与其余数据组(多个)的那些相同，当成功地检测或解码包括在特定数据组中的传输参数时，可以使用所检测的参数。传输参数可以包括由于信道失真或噪声而引起的错误。因此，如果包括在当前传输参数中的错误的数目大于预定值，则可以使用先前所检测的传输参数。替换地，如果当前传输参数中的错误的数目大于预定值，则可以使用成功地检测的新传输参数。
图67详细地图解图66所示的传输参数检测器1013的方框图。传输参数检测1013包括模式检测器1011和信令RS解码器1013。模式检测器1011从由信道均衡器1003或由解调器1002输出的信号中检测SCCC模式并将所检测的SCCC模式输出到块解码器1005和RS帧解码器1007。信令RS解码器1013对从数据去格式器1006(或从块解码器1005)提供的信令数据执行RS解码并获得传输参数。该传输参数包括业务标识符(ID)、信号帧的区A和B的RS模式、信号帧的区C的RS模式、超帧尺寸(SFS)、指示RS帧在超帧中的位置信息的置换帧索引(PFI)、突发尺寸(BS)、数据组索引(GI)、以及到下一个突发的时间(TNB)中的至少一个。由信令RS解码器1013检测的传输参数可应用于包括传输参数的数据组，且可以对每个数据刷新或更新数据组索引(GI)和到下一个突发的时间(TNB)。由信令RS解码器1013获得的RS模式被提供给RS帧解码器，该RS帧解码器使用RS模式对包括移动业务数据的RS帧执行纠错解码。
图68详细地图解图67所示的模式检测器1011的方框图。模式检测器1011包括图案相关单元1120、数据点控制器1110、以及模式决定单元1130。传输参数检测器1013从解调器1002或均衡器1003接收标识SCCC模式的已知数据。数据点控制器确定已知数据的位置并允许图案相关单元1120接收对应于包括信令信息的数据区的数据符号。图案相关单元1120计算数据符号的相关值，且模式决定单元1130从具有最大相关值的信号的图案来获得SCCC模式。所检测的SCCC模式被提供给块解码器1005或RS帧解码器。
图69图解输出组有效指示符的组突发指示符的示例。参照图69，当根据计数器的循环周期来检查广播信号的部分相关值时，可以指示对应于广播信号的数据组位置(标记为组)的部分相关值的峰值，其中，所述数据组包括已知数据。组突发指示符可以输出对应于该部分相关值发生的位置的组有效指示符。
图70图解输出突发有效指示符的组突发指示符的示例。在这里，组突发指示符可以从信令信息中获得突发信息，其中，所述突发信息可以包括突发循环信息(即一个突发循环对应于图70所示的示例中的30个字段)和突发长度(即一个突发对应于图70所示的示例中的18个字段)。在对应于包括移动业务数据的数据区段的数据组中，如图69的示例所示，部分相关值可以周期性地发生。
突发控制器接收组有效指示符和突发有效指示符且可以使用接收到的信息来控制接收系统的加电/断电状态，以便允许系统仅处理包括用户期望的广播节目的移动业务数据区段的信号。如果广播接收系统希望(或期望)只接收移动业务数据，则系统只将包括在相应突发中的移动业务数据组视为有效数据。因此，接收系统不接收除相应突发的移动业务数据组之外的数据。当处理对应于移动业务数据组的数据时，即使在突发区段中包括相应的数据，突发控制器也可以使用在处理数据的同时生成的组有效指示符，以便接通或关掉电源。
图71图解比较实际开/关时间和突发区段的示例。参照图71，(a)表示基于突发有效指示符和组有效指示符的数据接收区段。广播接收系统可以从突发起始点或数据组起始点之前的任意(或随机)时间开始(即建立时间)接通电源。替换地，广播接收系统可以在突发终点或数据组终点之后的任意(或随机)时间开始(即保持时间)关掉电源。在这里，可以根据特定的环境任意地调整建立时间或保持时间。
一般数字广播接收系统
图72图解示出根据本发明的实施例的数字广播接收系统的结构的方框图。在这里，可以在数字广播接收系统中应用图42的解调单元。参照图72，数字广播接收系统包括调谐器6001、解调单元6002、解多路复用器6003、音频解码器6004、视频解码器6005、本地TV应用管理器6006、信道管理器6007、信道映射表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、贮存器控制器6014、第三存储器6015、以及GPS模块6020。在这里，第一存储器6009对应于非易失性随机存取存储器(NVRAM)(或闪速存储器)。第三存储器6015对应于大型存储设备，诸如硬盘驱动器(HDD)、存储器芯片等等。
调谐器6001通过天线、电缆、以及卫星中的任何一个来调谐特定信道的频率。然后，调谐器6001将调谐频率向下变换至中频(IF)，其随后被输出到解调单元6002。这里，由信道管理器6007来控制调谐器6001。另外，调谐信道的广播信号的结果和强度也被报告给信道管理器6007。通过经调谐的特定信道的频率接收到的数据包括主业务数据、移动业务数据、以及用于对主业务数据和移动业务数据进行解码的表格数据。
根据本发明的实施例，可以将用于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。各种类型的编码器将此类音频数据和视频数据压缩以便将其发送到广播站。在这种情况下，将在接收系统中提供视频解码器6004和音频解码器6005以便其对应于用于压缩处理的每个编码器。其后，将由视频解码器6004和音频解码器6005来执行解码处理。然后，经处理的视频和音频数据将被提供给用户。用于音频数据的编码/解码方案的示例可以包括AC 3、MPEG 2 AUDIO、MPEG 4 AUDIO、AAC、AAC+、HE AAC、AAC SBR、MPEG-环绕、以及BSAC。并且，用于视频数据的编码/解码方案的示例可以包括MPEG 2 VIDEO、MPEG 4 VIDEO、H.264、SVC、以及VC-1。
根据本发明的实施例，移动业务数据的示例可以包括为数据业务提供的数据，诸如Java应用数据、HTML应用数据、XML数据等等。为此类数据业务提供的数据可以对应于用于Java应用的Java类文件或指示此类文件的位置(或位置)的目录文件。此外，此类数据还可以对应于在每个应用中使用的音频文件和/或视频文件。数据业务可以包括天气预报业务、交通信息业务、股票信息业务、提供提供观众参与业务的猜谜节目的信息的业务、实时轮询、用户交互式教育节目、游戏业务、提供关于肥皂剧(或TV连续剧)的简介、人物、原始音轨、和放映位置的信息的业务、提供关于过去的运动比赛、运动员资料及成就的信息的业务、产品信息和产品订购业务、按照媒体类型、广播时间、主题等来提供关于广播节目的信息的业务等。上述数据业务的类型仅仅是示例性的且不仅限于本文所给出的示例。此外，根据本发明的实施例，移动业务数据可以对应于元数据。例如，可以以XML格式来写入元数据以便通过DSM-CC协议来发送。
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，从而识别主业务数据和移动业务数据。其后，以TS分组为单位输出所识别的主业务数据和移动业务数据。在图42至图71中示出解调单元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，这仅仅是示例性的且本发明的范围不限于本文所阐述的示例。在作为本发明的示例给出的实施例中，只有从解调单元6002输出的移动业务数据分组被输入到解多路复用器6003。在这种情况下，主业务数据分组被输入到处理主业务数据分组的另一解多路复用器(未示出)。在这里，贮存器控制器6014也被连接到另一解多路复用器以便在处理主业务数据分组之后存储主业务数据。本发明的解多路复用器还被设计为在单个解多路复用器中处理移动业务数据分组和主业务数据分组两者。
贮存器控制器6014与解多路复用器对接以便控制移动业务数据和/或主业务数据的即时记录、保留(或预编程)记录、时移等等。例如，当在图72所示的接收系统(接收机)中对即时记录、保留(或预编程)记录、以及时移之一进行设置和编程时，依照贮存器控制器6014的控制将被输入到解多路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。在这里，根据用户的选择(或决定)，将临时存储区域用于时移功能，并将永久存储区域用于数据的永久性存储。
当需要再现(或播放)存储在第三存储器6015中的数据时，贮存器控制器6014读取存储在第三存储器6015中的相应数据并将读取的数据输出到相应的解多路复用器(例如移动业务数据被输出到图72所示的解多路复用器6003)。这里，根据本发明的实施例，由于第三存储器6015的存储容量有限，所以被输入的压缩编码移动业务数据和/或主业务数据被直接存储在第三存储器6015中而不进行任何修改以获得存储容量的效率。在这种情况下，根据再现(或读取)命令，从第三存储器6015读取的数据通过解多路复用器以便被输入到相应的解码器，从而被恢复至初始状态。
贮存器控制器6014可以控制已经存储在第三存储器6015中或目前正在缓冲的数据的再现(或播放)、快进、倒退、慢动作、即时重放功能。在这里，即时重放功能对应于反复地观看观看者(或用户)希望再次观看的场景。可以通过使即时重放功能与时移功能相关联来对存储的数据且对当前正在接收的数据执行即时重放功能。如果被输入的数据对应于模拟格式，例如，如果传输模式是NTSC、PAL等，贮存器控制器6014对输入的数据进行压缩编码并将压缩编码数据存储到第三存储器6015。为此，贮存器控制器6014可以包括编码器，其中可以将编码器实现为软件、中间件、以及硬件之一。在这里，可以使用MPEG编码器作为根据本发明的实施例的编码器。还可以在贮存器控制器6014的外面提供编码器。
同时，为了防止存储在第三存储器6015中的输入数据的非法复制(或拷贝)，贮存器控制器6014对输入数据进行加扰(或加密)并将加扰(或加密)数据存储在第三存储器6015中。因此，贮存器控制器6014可以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)和用于将从第三存储器6015读取的数据进行解扰(或解密)的解扰算法(解密算法)。加扰方法可以包括使用任意键(例如控制字)来修改期望的数据集，以及使信号混合的方法。
同时，解多路复用器6003接收从解调单元6002输出的实时数据或从第三存储器6015读取的数据并将接收到的数据解多路复用。在本发明所给出的示例中，解多路复用器6003对移动业务数据分组执行解多路复用。因此，在本发明中，将详细描述移动业务数据的接收和处理。然而，根据本发明的许多实施例，可以由解多路复用器6003、音频解码器6004、视频解码器6005、本地TV应用管理器6006、信道管理器6007、信道映射表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、贮存器控制器6014、第三存储器6015、以及GPS模块6020来处理移动业务数据以及主业务数据。其后，可以使用已处理数据来向用户提供各种业务。
解多路复用器6003依照SI和/或数据解码器6010的控制将移动业务数据和系统信息(SI)表格从输入的移动业务数据分组解多路复用。其后，以区段格式将经解多路复用的移动业务数据和SI表格输出到SI和/或数据解码器6010。在这种情况下，优选的是，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。为了从发送移动业务数据的信道提取移动业务数据并将所提取的移动业务数据解码，需要系统信息。此类系统信息也可以被称为业务信息。系统信息可以包括信道信息、事件信息等。在本发明的实施例中，应用PSI/PSIP表格作为系统信息。然后，本发明不限于本文所阐述的示例。更具体而言，无论名称如何，在本发明中可以应用以表格格式发射系统信息的任何协议。
PSI表是为了识别信道和节目而定义的MPEG-2系统标准。PSIP表是能够识别信道和节目的高级电视系统委员会(ATSC)标准。PSI表可以包括节目关联表(PAT)、条件接入表(CAT)、节目映射表(PMT)、以及网络信息表(NIT)。在这里，PAT对应于由具有‘0’的PID的数据分组发送的特殊信息。PAT发送对应于每个节目的PMT的PID信息和NIT的PID信息。CAT发送关于发射系统所使用的付费广播系统的信息。PMT发送其中发送节目标识号和配置相应节目的视频和音频数据的单独位序列的传送流(TS)分组的PID信息、以及其中发送PCR的PID信息。NIT发送实际传输网络的信息。
PSIP表可以包括虚拟信道表(VCT)、系统时间表(STT)、分级区域表(RRT)、扩展文本表(ETT)、定向信道转换表(DCCT)、事件信息表(EIT)、以及主指南表(MGT)。VCT发送关于虚拟信道的信息，诸如用于选择信道的信道信息和诸如用于接收音频和/或视频数据的分组标识(PID)号等信息。更具体而言，当解析VCT时，可以了解广播节目的音频/视频数据的PID。在这里，在信道内连同信道名称和信道号码一起发送相应的音频/视频数据。
图73图解根据本发明的实施例的VCT语法。通过包括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字段中的至少一个来配置图73的VCT语法。
VCT语法还包括与num_channels_in_section字段值重复一样多的第一‘for’循环重复语句。第一重复语句可以包括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字段中的至少一个和与包括在第一重复语句中的描述符的数目重复一样多的第二‘for’循环语句。这里，为简单起见，第二重复语句将被称为第一描述符循环。包括在第一描述符循环中的描述符descriptors()被单独地应用于每个虚拟信道。
此外，VCT语法还可以包括aditional_descriptor_length字段、以及与被另外添加到VCT的描述符的数目重复一样多的第三‘for’循环语句。为了本发明的说明的简单起见，第三重复语句将被称为第二描述符循环。包括在第二描述符循环中的描述符additional_descriptors()一般被应用于在VCT中描述的所有虚拟信道。
如上所述，参照图73，table_id字段指示能够将被发送到表格的信息标识为VCT的唯一标识符(或标识)(ID)。更具体而言，table_id字段指示通知对应于此区段的表是VCT的值。例如，可以将0xC8值给定给table_id字段。
version_number字段指示VCT的版本号。section_number字段指示此区段的号码。last_section_number字段指示完整的VCT的最后一个区段的号码。而且，num_channel_in_section字段指示VCT区段内存在的总虚拟信道的数目。此外，在第一‘for’循环重复声明中，short_name字段指示虚拟信道的名称。major_channel_number字段指示与在第一重复语句中定义的虚拟信道相关的主信道号，且minor_channel_number字段指示次信道号。更具体而言，每个信道号硬连接到主信道号和次信道号，并使用主信道号和次信道号作为用于相应虚拟信道的用户标号。
program_number字段被示为用于连接具有在其中定义的MPEG-2节目关联表(PAT)和节目映射表(PMT)的虚拟信道，且program_number字段与PAT/PMT内的节目号匹配。在这里，PAT描述对应于每个节目号的节目的元素，且PAT指示发送PMT的传送分组的PID。PMT描述次要信息和正在用来发送诸如配置节目的视频和/或音频数据的节目标识号和单独位序列的传送分组的PID列表。
图74图解根据本发明的实施例的service_type字段。service_type字段指示在相应虚拟信道中提供的业务类型。参照图74，假设service_type字段应只指示模拟电视、数字电视、数字音频数据、以及数字视频数据。而且，根据本发明的实施例，可以假设应将移动广播节目指定给service_type字段。由SI和/或数据解码器6010解析的service_type字段可以被提供给接收系统，如图72所示，并因此被使用。根据本发明的其它实施例，还可以将经解析的service_type字段提供给音频解码器6004和视频解码器6005中的每一个以便在解码处理中使用。
source_id字段指示连接到相应虚拟信道的节目源。在这里，源指的是特定源，诸如图像、文本、视频数据、或声音。source_id字段值具有发送VCT的传送流内的唯一值。同时，可以在下一个‘for’循环重复语句内的描述符循环(即descriptor{})中包括业务位置描述符。业务位置描述符可以包括每个基本流的流类型、PID、以及语言代码。
图75图解根据本发明的实施例的业务位置描述符。如图75所示，业务位置描述符可以包括descriptor_tag字段、descriptor_length字段和PCR_PID字段。在这里，PCR_PID字段指示由program_number字段指定的节目内的传送流分组的PID，其中，所述传送流分组包括有效的PCR字段。同时，业务位置描述符包括number_elements字段以便指示在相应节目中使用的PID的数目。可以根据number_elements字段的值来决定下一个‘for’描述符循环重复语句的重复次数。参照图75，‘for’循环重复语句包括stream_type字段、elementary_PID字段和ISO_639_language_code字段。在这里，stream_type字段指示相应基本流(即视频/音频数据)的流类型。elementary_PID字段指示相应基本流的PID。ISO_639_language_code字段指示相应基本流的语言代码。
图76图解根据本发明的可以指配给stream_type字段的示例。如图76所示，可以应用ISO/IEC 11172视频、ITU-T Rec.H.262|ISO/IEC13818-2视频或ISO/IEC 11172-2受约束参数视频流、ISO/IEC 11172音频、ISO/IEC 13818-3音频、ITU-T Rec.H.222.0|ISO/IEC 13818-1private_sections、包含专用数据的ITU-T Rec.H.222.0|ISO/IEC 13818-1PES分组、ISO/IEC 13522 MHEG、ITU-T Rec.H.220.0|ISO/IEC 13818-1Annex 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辅助等作为流类型。同时，根据本发明的实施例，还可以应用MPH视频流：非分级模式、MPH音频流：非分级模式、MPH非A/V流：非分级模式、MPH高优先级视频流：分级模式、MPH高优先级音频流：分级模式、MPH低优先级视频流：分级模式、MPH低优先级音频流：分级模式等作为流类型。
如上所述，“MPH”对应于“移动”、“步行”、以及“手持”的首大写字母且表示固定式系统的相反概念。因此，MPH视频流：非分级模式；MPH音频流：非分级模式、MPH非A/V流：非分级模式、MPH高优先级视频流：分级模式、MPH高优先级音频流：分级模式、MPH低优先级视频流：分级模式、以及MPH低优先级音频流：分级模式对应于正在发送和接收移动广播节目时应用的流类型。而且，分级模式和非分级模式每个对应于在具有不同优先等级的流类型中使用的值。在这里，基于在编码或解码方法中的任何一个中应用的分级结构来确定优先等级。
因此，当使用分级结构型编解码器时，分别指定包括分级模式和非分级模式的字段值以便识别每个流。由SI和/或数据解码器6010来解析此类流类型信息，以便将其提供给视频和音频解码器6004和6005。其后，视频和音频解码器6004和6005中的每一个使用经解析的流类型信息以便执行解码处理。在本发明中可以应用的其它流类型可以包括用于音频数据的MPEG 4 AUDIO、AC 3、AAC、AAC+、BSAC、HEAAC、AAC SBR、以及MPEG-S，且还可以包括用于视频数据的MPEG2 VIDEO、MPEG 4 VIDEO、H.264、SVC、以及VC-1。
此外，参照图76，在使用分级模式和非分级模式(诸如MPH视频流：非分级模式和MPH音频流：非分级模式)的字段中，所使用的还可以分别使用用于音频数据的MPEG 4 AUDIO、AC 3、AAC、AAC+、BSAC、HE AAC、AAC SBR、以及MPEG-S、以及用于视频数据的MPEG2 VIDEO、MPEG 4 VIDEO、H.264、SVC、以及VC-1作为用于音频流和视频流中的每一个的替换的示例，可以被视为本发明的其它实施例且因此可以被包括在本发明的范围中。同时，可以提供stream_type字段作为PMT内的字段之一。并且，在这种情况下，很明显此类stream_type字段包括上述语法。STT发送关于当前数据的信息和定时信息。RRT发送关于用于节目分级的区域和咨询机构的信息。ETT发送特定信道和广播节目的附加描述。EIT发送关于虚拟信道事件的信息(例如节目标题、节目开始时间等)。
图77图解根据本发明的用于事件信息表(EIT)的位流语法。在本实施例中，图77所示的EIT对应于包括关于虚拟信道中的事件的标题、开始时间、持续时间等的信息的PSIP表。参照图77，EIT由包括table_id字段、section_syntax_indicator字段、private_indicator字段、source_ID、version_numbers_in_section字段、current_next_indicator字段、和num_event字段在内的多个字段配置。更具体而言，table_id字段是具有‘0xCB’的值的8位字段，其指示在EIT中包括相应的区段。section_syntax_indicator字段是具有‘1’的值的1位字段。这指示相应的区段通过section_length字段且符合一般区段语法。private_indicator字段对应于具有‘1’的值的1位字段。
而且，source_ID对应于标识载送在上述表格中所示的事件的虚拟信道的ID。version_numbers_in_section字段指示包括在事件信息表中的元素的版本。在本发明中，相对于前一版本号，包括在事件信息表中的事件变化信息被识别为信息的最新变化，其中，所述事件变化信息具有新的版本号。current_next_indicator字段指示包括在相应EIT中的事件信息是当前信息还是下一个信息。并且，最后，num_event字段表示包括在具有源ID的信道中的事件的数目。更具体而言，如下所示的事件循环重复与事件数目一样多的次数。
上述EIT字段被共同应用于包括在一个EIT语法中的至少一个或多个事件。被作为“for(j＝0；j＜num_event_in_section；j++){}”包括的循环语句描述每个事件的特性。以下字段表示每个单独事件的详细信息。因此，以下字段被单独地应用于EIT语法所描述的每个相应事件。包括在事件循环中的event_ID是用于标识每个单独事件的标识符。事件ID的数目对应于甚至扩展的文本消息的标识符(即ETM_ID)的一部分。start_time字段指示事件的开始时间。因此，start_time字段从电子节目信息收集所提供的节目的开始时间信息。length_in_seconds字段指示事件的持续事件。因此，length_in_seconds字段从电子节目信息收集所提供的节目的结束时间信息。更具体而言，通过将start_time字段值与length_in_secodns字段值相加来收集结束时间信息。可以使用title_text()字段来指示广播节目的片断(tile)。
同时，在EIT中可以包括应用于每个事件的描述符。在这里，descriptors_length字段指示描述符的长度。而且，包括在‘for’循环重复语句中的描述符循环(即descriptor{})包括AC-3音频描述符、MPEG2音频描述符、MPEG 4音频描述符、AAC描述符、AAC+描述符、HEAAC描述符、AAC SBR描述符、MPEG环绕声描述符、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、以及VC-1描述符中的至少一个。在这里，每个描述符描述关于应用于每个事件的音频/视频编解码器的信息。可以将此类编解码器信息提供给音频/视频解码器6004和6005并在解码处理中使用。
最后，DCCT/DCCSCT发送与自动(或直接)信道变化相关的信息。而且，MGT发送包括在PSIP中的上述表格的版本和PID信息。包括在PSI/PSIP中的每个上述表格由称为“区段”的基本单位配置，且一个或多个区段的组合形成表格。例如，VCT可以被划分成256个区段。在这里，一个区段可以包括多个虚拟信道信息。然而，一组虚拟信道信息不被划分成两个或更多区段。这里，接收系统可以解析和解码用于通过使用仅包括在PSI中的表格或仅包括在PSIP中的表格、或包括在PSI和PSIP两者中表格的组合发送的数据业务的数据。为了解析和解码移动业务数据，需要包括在PSI中的PAT和PMT、以及包括在PSIP中的VCT中的至少一个。例如，PAT可以包括用于发送移动业务数据的系统信息，以及对应于移动业务数据的PMT的PID(或节目号)。PMT可以包括用于发送移动业务数据的TS分组的PID。VCT可以包括关于用于发送移动业务数据的虚拟信道的信息和用于发送移动业务数据的TS分组的PID。
同时，根据本发明的实施例，可以应用DVB-SI而不是PSIP。DVB-SI可以包括网络信息表(NIT)、业务描述表(SDT)、事件信息表(EIT)、以及时间和数据表(TDT)。可以与上述PSI相结合地使用DVB-SI。在这里，NIT将对应于特定网络提供商的业务划分成特定的组。NIT包括在IRD建立期间所使用的所有调谐信息。NIT可以用于告知或通知调谐信息的任何变化。SDT包括与对应于特定MPEG多路复用的每个业务相关的业务名称和不同参数。EIT用于发送与在MPEG多路复用期间发生的所有事件相关的信息。EIT包括关于当前传输的信息，而且包括选择性地包含可以被IRD接收到的不同传输流的信息。而且，TDT用于更新包括在IRD中的时钟。
此外，还可以包括三个选择性SI表(即业务群关联表(BAT)、运行状态表(RST)、以及填充表(ST))。更具体而言，业务群关联表(BAT)提供使得IRD能够向观看者提供业务的业务分组法。每个特定业务可以属于至少一个“业务群”单元。运行状态表(RST)区段用于迅速且即时地更新至少一个事件执行状态。在事件状态的变化点处，仅发送执行状态区段一次。一般将其它SI表发送数次。填充表(ST)可以用来替换或丢弃附属表或整个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，包括(加载)在TS分组内的有效载荷中的移动业务数据对应于PES类型移动业务数据。根据本发明的另一实施例，当移动业务数据对应于用于数据业务的数据(或数据业务数据)时，包括在TS分组内的有效载荷中的移动业务数据由数字存储媒体-命令和控制(DSM-CC)区段格式组成。然而，包括数据业务数据的TS分组可以对应于分组化基本流(FES)类型或区段类型。更具体而言，PES类型数据业务数据配置TS分组，或者区段类型数据业务数据配置TS分组。将给出由区段类型数据配置的TS分组作为本发明的示例。这里，在数字存储媒体-命令和控制(DSM-CC)区段中包括数据业务数据。在这里，DSM-CC区段则由188字节单位TS分组配置。
此外，在数据业务表(DST)中包括配置DSM-CC区段的TS分组的分组标识。当发送DST时，指配‘0x95’作为包括在PMT或VCT的业务位置描述符中的stream_type字段的值。更具体而言，当PMT或VCT stream_type字段值是‘0x95’时，接收系统可以确认包括移动业务数据的数据广播节目的接收。在这里，可以通过数据/对象轮播法来发送移动业务数据。数据/对象轮播法对应于定期地反复发送相同的数据。
这里，根据SI和/或数据解码器6010的控制，解多路复用器6003执行区段过滤，从而丢弃重复区段并仅将非重复区段输出到SI和/或数据解码器6010。解多路复用器6003还可以通过区段过滤来仅将配置期望表格(例如VCT或EIT)的区段输出到SI和/或数据解码器6010。在这里，VCT或EIT可以包括用于移动业务数据的特定描述符。然而，本发明不排除移动业务数据被包括在诸如PMT的其它表格中的可能性。区段过滤法可以包括在执行区段过滤处理之前检验诸如VCT等由MGT定义的表格的PID的方法。替换地，当VCT包括固定PID(即基础PID)时，区段过滤法还可以包括在不检验MGT的情况下直接执行区段过滤处理的方法。这里，解多路复用器6003通过参照table_id字段、version_number字段、section_number字段等来执行区段过滤处理。
如上所述，定义VCT的PID的方法广泛地包括两种不同的方法。在这里，VCT的PID是从其它表格中识别VCT所需的分组标识符。第一种方法包括设置VCT的PID以便其从属于MGT。在这种情况下，接收系统不直接检验许多PSI和/或PSIP表格之中的VCT。作为替代，接收系统必须检查在MGT中定义的PID以便读取VCT。在这里，MGT定义各种表格的PID、尺寸、版本号等等。第二种方法包括设置VCT的PID以便对PID给定基础PID值(或固定PID值)，从而使其独立于MGT。在这种情况下，与在第一种方法中不同，可以在不必检验包括在MGT中的每一个PID的情况下识别根据本发明的VCT。很明显，必须预先实现发射系统与接收系统之间的关于基础PID的协定。
同时，在本发明的实施例中，解多路复用器6003可以通过区段过滤仅将应用信息表(AIT)输出到SI和/或数据解码器6010。AIT包括关于在用于数据业务的接收机中运行的应用的信息。AIT还可以被称为XAIT以及AMT。因此，包括应用信息的任何表格可以对应于以下描述。当发送AIT时，可以将值‘0x05’指配给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、用户专用设定、kill等)、应用类型(即Java或HTML)、包括应用类和数据文件的流的位置(或位置)、应用平台目录、以及应用图标的位置。
在用于通过使用AIT来检测用于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、以及service_id字段来检测应用信息。component_tag字段指示载送相应对象轮播的DSI的基本流。original_network_id字段指示提供传送连接的TS的DVB-SI original_network_id。transport_stream_id字段指示提供传送连接的TS的MPEG TS，且service_id字段指示提供传送连接的业务的DVB-SI。可以通过使用original_network_id字段、transport_stream_id字段和service_id字段来获得关于特定信道的信息。可以由SI和/或数据解码器6010将通过使用上述方法检测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解析配置经解多路复用的移动业务数据的DSM-CC区段。然后，将对应于解析结果的移动业务数据作为数据库存储在第二存储器6011中。SI和/或数据解码器6010对具有相同表格标识(table_id)的多个区段进行分组以便配置随后被解析的表格。其后，将解析结果作为数据库存储在第二存储器6011中。这里，通过解析数据和/或区段，SI和/或数据解码器6010读取未被解多路复用器6003进行区段过滤的所有其余实际区段数据。然后，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对应于表格和存储从表格解析的系统信息和从DSM-CC区段解析的移动业务数据的数据/对象轮播数据库。在这里，可以使用包括在表格中的table_id字段、section_number字段、以及last_section_number字段来指示相应的表格是由单个区段还是多个区段配置。例如，具有VCT的PID的TS分组被分组而形成区段，且具有分配给VCT的表格标识符的区段被分组而形成VCT。当解析VCT时，可以获得关于被发送移动业务数据的虚拟信道的信息。
而且，根据本发明，SI和/或数据解码器6010解析VCT的SLD，从而将对应于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便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解析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环绕声描述符、BSAC描述符、MPEG2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，从而将相应事件的音频或视频编解码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信息以便执行音频或视频解码处理。
所获得的对应于数据业务的应用标识信息、业务组件标识信息、以及业务信息可以被存储在第二存储器6011中或被输出到数据广播应用管理器6013中。另外，可以对应用标识信息、业务组件标识信息、以及业务信息进行参照以便将数据业务数据解码。替换地，此类信息还可以准备用于数据业务的应用的运行。此外，SI和/或数据解码器6010控制系统信息表的解多路复用，其对应于与信道和事件相关的信息表。其后，可以将A/V PID列表发送到信道管理器6007。
信道管理器6007可以参照信道映射表6008以便向SI和/数据解码器6010发送对接收系统相关信息数据的请求，从而接收相应的结果。另外，信道管理器6007还可以控制调谐器6001的信道调谐。此外，信道管理器6007可以直接控制解多路复用器6003，以便设置A/V PID，从而控制音频解码器6004和视频解码器6005。
音频解码器6004和视频解码器6005可以分别将从主业务数据分组解多路复用的音频数据和视频数据解码并输出。替换地，音频解码器6004和视频解码器6005可以分别将从移动业务数据分组解多路复用的音频数据和视频数据解码并输出。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，很明显，经解多路复用器6003解多路复用的音频数据和视频数据分别被音频解码器6004和视频解码器6005解码。例如，可以将音频编码(AC)-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环绕声解码算法、以及BSAC解码算法应用于音频解码器6004。而且，可以将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、以及VC-1解码算法应用于视频解码器6005。因此，可以执行解码处理。
同时，本地TV应用管理器6006运行存储在第一存储器6009中的本地应用程序，从而执行诸如信道变化等一般功能。本地应用程序指的是在产品装运时存储在接收系统中的软件。更具体而言，当通过用户接口(UI)向接收系统发送用户请求(或命令)时，本地TV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，从而对用户的请求进行响应。用户接口通过诸如遥控器、小键盘、点动控制器、设置在屏幕上的触摸屏等输入设备来接收用户请求，并随后将接收到的用户请求输出到本地TV应用管理器6006和数据广播应用管理器6013。此外，本地TV应用管理器6006控制信道管理器6007，从而控制信道相关操作，诸如信道映射表6008的管理，并控制SI和/或数据解码器6010。本地TV应用管理器6006还控制整个接收系统的GUI，从而仍将用户请求和接收系统的状态存储在存储器6009中并恢复存储的信息。
信道管理器6007控制调谐器6001和SI和/或数据解码器6010，以便管理信道映射表6008，因此其可以对用户作出的信道请求进行响应。更具体而言，信道管理器6007向SI和/或数据解码器6010发送请求，以便解析与要调谐的信道相关的表格。SI和/或数据解码器6010将解析表格的结果报告给信道管理器6007。其后，基于解析结果，信道管理器6007更新信道映射表6008并在解多路复用器6003中设置PID，用于将与数据业务数据相关联的表格从移动业务数据解多路复用。
系统管理器6012通过接通或关掉电源来控制接收系统的启动。然后，系统管理器6012将ROM图像(包括下载的软件图像)存储在第一存储器6009中。更具体而言，第一存储器6009存储诸如管理接收系统所需的操作系统(OS)程序等管理程序以及执行数据业务功能的应用程序。此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便为用户提供数据业务的程序。如果数据业务数据被存储在第二存储器6011中，则由上述应用程序或由其它应用程序来处理相应的数据业务数据，从而将其提供给用户。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校正为新下载的程序。此外，即使在系统的电源被关掉的情况下，也保持存储的管理程序和应用程序的存储而不是将其删除。因此，当供电时，可以在不必再一次重新下载的情况下执行该程序。
根据本发明的用于提供数据业务的应用程序可以最初在装运接收系统时被存储在第一存储器6009中，或者在下载之后被存储在第一存储器6009中。还可以删除、更新、以及校正存储在第一存储器6009中的用于数据业务(即提供应用程序的数据业务)的应用程序。此外，每当正在接收数据业务数据时，可以连同数据业务数据一起下载并执行提供应用程序的数据业务。
当通过用户接口来发送数据业务请求时，数据广播应用管理器6013执行存储在第一存储器6009中的相应应用程序以便处理所请求的数据，从而为用户提供请求的数据业务。而且，为了提供此类数据业务，数据广播应用管理器6013支持图形用户界面(GUI)。在这里，可以以文本(或短消息业务(SMS))、语音消息、静止图像、和运动图像的形式来提供数据业务。可以为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。该平台可以是例如用于执行Java程序的Java虚拟机。在下文中，现在将详细描述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、以便处理存储在第二存储器6011中的数据业务数据、从而为用户提供相应的数据业务的示例。
假设数据业务对应于交通信息业务，以文本(或短消息业务(SMS))、语音消息、图形图像、静止图像、和运动图像中的至少一个的形式将根据本发明的数据业务提供给未装配有电子地图和/或GPS系统的接收机的用户。在这种情况下，当在接收系统上安装有GPS模块6020时，如图72所示，GPS模块6020接收从多个低地球轨道卫星发送的卫星信号并提取当前位置(或位置)信息(例如经度、纬度、海拔)，从而将提取的信息输出到数据广播应用管理器6013。
这里，假设包括关于每个链路和节点的信息及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、以及未示出的另一存储器之一中。更具体而言，根据由数据广播应用管理器6013进行的请求，存储在第二存储器6011中的数据业务数据被读取并输入到数据广播应用管理器6013。数据广播应用管理器6013对从第二存储器6011读取的数据业务数据进行翻译(或解密)，从而根据消息的内容和/或控制信号来提取必要的信息。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，以便能够处理当前位置信息并以图形的格式将其提供给用户。
图78图解示出根据本发明的另一实施例的数字广播(或电视)接收系统的结构的方框图。参照图78，数字广播接收系统包括调谐器7001、解调单元7002、解多路复用器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、本地TV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、贮存器控制器7017、第三存储器7018、远程通信模块7019、以及GPS模块7020。在这里，第三存储器7018是海量存储设备，诸如硬盘驱动器(HDD)或存储器芯片。而且，在描述图78所示的数字广播(或电视或DTV)接收系统期间，为简单起见将省略与图72的数字广播接收系统相同的那些组件。
如上所述，为了提供用于防止通过使用广播网络发送的增强型数据和/或主数据的非法复制(或拷贝)或非法观看的业务，并提供付费广播业务，发射系统一般可以将广播内容进行加扰并发送。因此，接收系统需要对加扰广播内容进行解扰以便为用户提供适当的广播内容。此外，通常可以在解扰处理之前通过用认证装置进行认证处理来处理接收系统。在下文中，现在将详细地描述根据本发明的实施例的包括认证装置和解扰装置的接收系统。
根据本发明，可以为接收系统提供接收加扰广播内容的解扰装置和认证(或检验)接收系统是否有权接收已解扰内容的认证装置。在下文中，将把解扰装置称为第一和第二解扰器7004和7007，并将认证装置称为认证单元7008。相应组件的此类命名仅仅是示例性的且不限于在本发明的说明中提出的术语。例如，该单元还可以被称为解密器。虽然图78图解设置在接收系统内部的解扰器7004和7007及认证单元7008的示例，但解扰器7004和7007及认证单元7008中的每一个还可以被单独地设置在内部或外部模块中。在这里，所述模块可以包括插槽型，诸如SD或CF存储器、记忆棒型、USB型等，且可以被可拆卸地固定于接收系统。
如上所述，当由认证单元7008成功地执行认证处理时，由解扰器7004和7007对加扰广播内容进行解扰，从而将其提供给用户。这里，在本文中可以使用多种认证方法和解扰方法。然而，应在接收系统与发射系统之间达成关于每种相应方法的协定。在下文中，现在将描述认证和解扰方法，并且为简单起见将省略相同组件或处理步骤的描述。
现在将详细描述包括认证单元7008及解扰器7004和7007的接收系统。该接收系统通过调谐器7001和解调单元7002来接收加扰广播内容。然后，系统管理器7015决定接收到的广播内容是否已被加扰。在这里，如图42至图71所描述的，可以包括解调单元7002作为根据本发明的实施例的解调装置。然而，本发明不限于在本文所阐述的说明中给出的示例。如果系统管理器7015决定接收到的广播内容已被加扰，则系统管理器7015控制该系统来运行认证单元7008。如上所述，认证单元7008执行认证处理，以便决定根据本发明的接收系统是否对应于有权接收付费广播业务的合法主机。在这里，认证处理可以依照认证方法而改变。
例如，认证单元7008执行通过将接收到的广播内容内的IP数据报的IP地址与相应主机的特定地址相比较来执行认证处理。这里，相应接收系统(或主机)的特定地址可以是MAC地址。更具体而言，认证单元7008可以从解封装IP数据报提取IP地址，从而获得用IP地址映射的接收系统信息。这里，应预先为接收系统提供能够映射IP地址和接收系统信息的信息(例如表格格式)。因此，认证单元7008通过确定相应接收系统的地址与用IP地址映射的接收系统的系统信息之间的一致性来执行认证处理。换言之，如果认证单元7008确定两种类型的信息相互一致，则认证单元7008确定接收系统有权接收相应的广播内容。
在另一示例中，由接收系统和发射系统来预先定义标准标识信息。然后，由发射系统来发送请求支付广播业务的接收系统的标识信息。其后，接收系统确定接收到的标识信息是否与其自己的唯一标识号一致，以便执行认证处理。更具体而言，发射系统创建用于存储请求付费广播业务的接收系统的标识信息(或号码)的数据库。然后，如果相应的广播内容被加扰，则发射系统将标识信息包括在EMM中，该EMM随后被发送到接收系统。
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分组来发送被应用于广播内容加扰的消息(例如授权控制消息(ECM)、授权管理消息(EMM))，诸如CAS信息、模式信息、消息位置信息。ECM可以包括用于对广播内容进行加扰的控制字(CW)。这里，可以用认证密钥对控制字进行编码。EMM可以包括相应数据的认证密钥和授权信息。在这里，可以用接收系统专用分发密钥来对认证密钥进行编码。换言之，假设通过使用控制字来对增强型数据进行加扰，并且从发射系统发送认证信息和解扰信息，则发射系统用认证密钥对CW进行编码，然后将编码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，发射系统包括将用于对CW和接收系统接收数据(或业务)的授权(即有权接收相应广播业务或数据的接收系统的标准化序列号)进行编码的认证密钥包括在随后被发送到接收系统的授权管理消息(EMM)中。
因此，接收系统的认证单元7008提取接收系统的标识信息和包括在正在被接收的广播业务的EMM中的标识信息。然后，认证单元7008确定所述标识信息是否相互一致，以便执行认证处理。更具体而言，如果认证单元7008确定信息相互一致，则认证单元7008最后确定接收系统有权接收请求广播业务。
在又一示例中，接收系统的认证单元7008被可拆卸地固定于外部模块。在这种情况下，接收系统通过公共接口(CI)对接。换言之，外部模块可以通过公共接口来接收被接收系统加扰的数据，从而执行接收的数据的解扰处理。替换地，外部模块还可以只将解扰处理所需的信息发送到接收系统。公共接口被配置在物理层和至少一个协议层上。在这里，考虑到在稍后处理中的协议层的任何可能扩展，可以将相应的协议层配置为具有每个能够提供独立功能的至少一个层。
外部模块可以由具有关于用于解扰处理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解扰功能的卡组成。接收系统和外部模块均应被认证以便为用户提供从发射系统提供(或发送)的付费广播业务。因此，发射系统只能向经认证的一对接收系统和外部模块提供相应的付费广播业务。
另外，还应通过公共接口在接收系统与外部模块之间执行认证处理。更具体而言，模块可以通过公共接口与包括在接收系统中的系统管理器7015通信，从而对该接收系统进行认证。替换地，接收系统可以通过公共接口对模块进行认证。此外，在认证处理期间，模块可以提取接收系统的唯一ID及其自己的唯一ID并将所提取的ID发送到发射系统。因此，发射系统可以使用所发送的ID值作为确定是否开始所请求的业务的信息或作为支付信息。必要时，系统管理器7015通过远程通信模块7019将支付信息发送到远程发射系统。
认证单元7008对相应的接收系统和/或外部模块进行认证。然后，如果成功地完成认证处理，则认证单元7008将相应的接收系统和/或外部模块证明为有权接收所请求的付费广播业务的合法系统和/或模块。另外，认证单元7008还可以从接收系统的用户向其订阅的移动远程通信业务提供商而不从提供所请求的广播业务的发射系统接收认证相关信息。在这种情况下，该认证相关信息可以由提供广播业务的发射系统来加扰并随后通过移动远程通信业务提供商被发送给用户，或者被移动远程通信业务提供商直接加扰并发送。一旦由认证单元7008成功地完成认证处理，则接收系统可以对从发射系统接收到的加扰广播内容进行解扰。这里，由第一和第二解扰器7004和7007来执行解扰处理。在这里，可以将第一和第二解扰器7004和7007包括在接收系统的内部模块或外部模块中。
接收系统还提供有用于与包括第一和第二解扰器7004和7007的外部模块通信以便执行解扰处理的公共接口。更具体而言，第一和第二解扰器7004和7007可以以硬件、中间件或软件的形式被包括在模块或接收系统中。在这里，可以将解扰器7004和7007包括在模块和接收系统中的任何一者或两者中。如果第一和第二解扰器7004和7007被设置在接收系统内部，则有利的是，使发射系统(即业务提供商和广播站中的至少任何一个)使用相同的加扰方法对相应数据进行加扰。
替换地，如果第一和第二解扰器7004和7007被设置在外部模块中，则有利的是，使每个发射系统使用不同的加扰方法对相应数据进行加扰。在这种情况下，不需要为接收系统提供对应于每个发射系统的解扰算法。因此，接收系统的结构和尺寸可以被简化且更紧凑。因此，在这种情况下，外部模块本身能够提供仅由发射系统提供的且是唯一的CA功能和与将被提供给用户的每个业务相关的功能。公共接口使得包括在接收系统中的各种外部模块和系统管理器7015能够通过单个通信方法相互通信。此外，由于接收系统可以通过与提供不同业务的至少一个或多个模块连接而被操作，所以接收系统可以连接到多个模块和控制器。
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查相对通信者的状态的功能。通过使用此功能，接收系统和外部模块能够管理每个相对通信者的状态。此功能还向用户或发射系统报告可能在接收系统和外部模块中的任何一个中发生的任何故障并尝试修复该故障。
在又一示例中，可以通过软件来执行认证处理。更具体而言，当具有下载并例如预先存储在其中的CAS软件的存储卡被插入接收系统时，接收系统接收并从存储卡装载CAS软件以便执行认证处理。在本示例中，从存储卡读出CAS软件并将其存储在接收系统的第一存储器7012中。其后，在接收系统中将CAS软件作为应用程序来运行。根据本发明的实施例，CAS软件被安装(或存储)在中间件平台上并随后被执行。将给出Java中间件作为包括在本发明中的中间件的示例。在这里，CAS软件应至少包括认证处理所需的信息以及解扰处理所需的信息。
因此，认证单元7008执行发射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。这里，如上所述，存储卡应有权接收相应的数据且应包括关于可以被认证的正常接收系统的信息。例如，关于接收系统的信息可以包括唯一号码，诸如相应接收系统的标准化序列号。因此，认证单元7008将包括在存储卡中的标准化序列号与接收系统的唯一信息相比较，从而执行接收系统与存储卡之间的认证处理。
如果首先以Java中间件为基础执行CAS软件，则执行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读取的接收系统的唯一号码一致时，则检验存储卡并将其确定为可以在接收系统中使用的正常存储卡。这里，如上所述，可以在装运本发明时将CAS软件安装在第一存储器7012中，或者可以将其从发射系统或模块或存储卡下载到第一存储器7012。在这里，可以由数据广播应用管理器7016将解扰功能作为应用程序来运行。
其后，CAS软件解析从解多路复用器7003输出的EMM/ECM分组，以便检验接收系统是否有权接收相应的数据，从而获得解扰所需的信息(即CW)并将所获得的CW提供给解扰器7004和7007。更具体而言，在Java中间件平台中运行的CAS软件首先从相应接收系统中读出接收系统的唯一(或序列)号并将其与通过EMM发送的接收系统的唯一号码相比较，从而检验接收系统是否有权接收相应数据。一旦接收系统的接收授权被检验，则使用被发送到ECM的相应广播业务信息和接收相应广播业务的授权来检验接收系统是否有权接收相应的广播业务。一旦接收系统被检验有权接收相应的广播业务，则使用被发送到EMM的认证密钥来对被发送到ECM的编码CW进行解码(或解密)，从而将解码CW发送到解扰器7004和7007。解扰器7004和7007中的每一个使用CW来对广播业务进行解扰。
同时，可以依照广播站将提供的付费业务来扩展存储在存储卡中的CAS软件。另外，CAS软件还可以包括除与认证和解扰相关的信息之外的其它附加信息。此外，接收系统可以从发射系统下载CAS软件以便升级(或更新)原来存储在存储卡中的CAS软件。如上所述，无论广播接收系统的类型如何，只要提供了外存储接口，则本发明可以实现能够满足可以被可拆卸地固定于接收系统的所有类型存储卡的要求的CAS系统。因此，本发明可以以最小的制造成本实现接收系统的最大性能，其中，接收系统可以接收诸如广播节目等付费广播内容，从而确认并注意各种接收系统。此外，由于在本发明的实施例中只需要实现最少的应用程序接口，所以可以使制造成本最小化，从而消除制造商对CAS制造商的依赖性。因此，还可以使CAS设备和管理系统的制造成本最小化。
同时，可以在模块中以硬件的形式或以软件的形式包括解扰器7004和7007。在这种情况下，接收到的加扰数据可以由模块进行解扰并随后被解调。而且如果接收到的加扰数据被存储在第三存储器7018中，则可以对接收到的数据进行解扰并随后进行存储，或者将在接收点处将其存储在存储器中，且稍后在播放(或再现)之前将其解扰。其后，在加扰/解扰算法被设置在贮存器控制器7017中的情况下，贮存器控制器7017再一次对接收到的数据进行加扰，并随后将重新加扰数据存储到第三存储器7018。
在又一示例中，通过广播网络来发送解扰广播内容(其传输受到限制)。而且，通过远程通信模块7019来发送和/或接收与对数据进行认证和解扰以便禁用相应数据的接收限制的相关信息。因此，接收系统能够执行相互(或双向)通信。接收系统可以向发射系统内的远程通信模块发送数据或被从发射系统内的远程通信模块提供数据。在这里，数据对应于期望发送到发射系统或从发射系统发送的广播数据，以及诸如接收系统的序列号或MAC地址等唯一信息(即标识信息)。
包括在接收系统中的远程通信模块7019提供执行不支持相互通信功能的接收系统与包括在发射系统中的远程通信模块之间的相互(或双向)通信所需的协议。此外，接收系统使用标记长度值(TLV)编码方法来配置包括要发送的数据和唯一信息(或ID信息)的协议数据单元(PDU)。在这里，标记字段包括相应PDU的索引。长度字段包括值字段的长度。而且，该值字段包括要发送的实际数据和接收系统的唯一号码(例如标识号)。
接收系统可以配置提供有Java平台且在通过网络将发射系统的Java应用下载到接收系统之后运行的平台。在这种情况下，还可以配置从包括在接收系统中的存储装置下载包括由发射系统任意地定义的标记字段的PDU并随后将下载的PDU发送到远程通信模块7019的结构。而且，可以在接收系统的Java应用中配置PDU，并随后将其输出到远程通信模块7019。还可以通过从Java应用发送标记值、要发送的实际数据、相应接收系统的唯一信息且通过在接收系统中执行TLV编码处理来配置PDU。此结构的有利之处在于，即使添加了发射系统期望的数据(或应用)，也不需要改变接收系统的固件。
发射系统内的远程通信模块发送通过无线数据网络从接收系统接收到的PDU或将通过网络接收到的数据配置成被发送到主机的PDU。这里，当配置将被发送到主机的PDU时，发送端内的远程通信模块可以包括位于远程位置的发射系统的唯一信息(例如IP地址)。另外，在通过无线数据网络来接收和发送数据时，可以为接收系统提供公共接口，而且为其提供能够通过移动远程通信基站连接的WAP、CDMA1xEV-DO，诸如CDMA和GSM，而且还可以为其提供可以通过接入点连接的无线LAN、移动因特网、WiBro、WiMax。上述接收系统对应于未装配有远程通信功能的系统。然而，装配有远程通信功能的系统不需要远程通信模块7019。
通过上述无线数据网络发送和接收的广播数据可以包括执行限制数据接收的功能所需的数据。同时，解多路复用器7003接收从解调单元7002输出的实时数据或从第三存储器7018读取的数据，从而执行解多路复用。在本发明的本实施例中，解多路复用器7003对增强型数据分组执行解多路复用。先前在本发明的说明书中已描述了类似处理步骤。因此，为简单起见，将省略对增强型数据进行解多路复用的处理的细节。
第一解扰器7004从解多路复用器7003接收解多路复用信号并随后将接收到的信号解扰。这里，第一解扰器7004可以接收从认证单元7008接收到的认证结果和解扰处理所需的其它数据，以便执行解扰处理。音频解码器7005和视频解码器7006接收经第一解扰器7004解扰的随后被解码并输出的信号。替换地，如果第一解扰器7004未执行解扰处理，则音频解码器7005和视频解码器7006直接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来接收已解码信号并随后将其解扰且因此进行处理。
如上所述，根据本发明的数字广播系统和数据处理方法具有以下优点。更具体而言，根据本发明的数字广播系统和数据处理方法针对在通过信道发送移动业务数据时可能发生的任何错误具有鲁棒性(或抵抗力)。而且，本发明还与常规系统高度兼容。此外，即使在具有严重寄生效应和噪声的信道中，本发明也可以在没有任何错误的情况下接收移动业务数据。
通过在数据区内的特定位置(或位置)插入已知数据，本发明可以在经历频繁信道变化的环境中增强接收系统的接收性能。另外，当通过对总线结构中的数据进行多路复用来将移动业务数据与主业务数据多路复用时，可以降低接收系统的功率消耗水平。此外，通过使用已知数据信息以便执行信道均衡，接收系统可以以更高的稳定性来执行信道均衡。
此外，通过对移动业务数据执行纠错编码处理、检错编码处理、以及以超帧为单位的行置换处理中的至少一个并发送已处理数据，本发明可以向移动业务数据提供鲁棒性，从而使得数据能够有效地对信道的频繁变化进行响应。最后，本发明在被应用于同样易受信道的频繁变化且需要针对强噪声的保护(或抵抗力)的移动和便携式接收机时更有效。
对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变更。因此，本发明旨在涵盖本发明的修改和变更，只要它们在随附权利要求及其等价物的范围内。

Claims (14)

1.一种广播接收系统，包括：
接收单元，接收包括移动业务数据和主业务数据的广播信号，其中，所述移动业务数据配置数据组，其中，所述数据组被划分成多个区，其中，将已知数据序列线性地插入在所述数据组内的所述多个区之中的某些区中，并且其中，将初始化数据插入在每个已知数据序列的开头部分处，所述初始化数据用于对包括在广播发射系统的网格编码器中的存储器进行初始化；
已知序列检测器，检测被线性地插入到所述数据组中的已知数据；以及
信道均衡器，使用所述检测的已知数据，从而对所述接收到的移动业务数据进行信道均衡。
2.如权利要求1所述的广播接收系统，其中，将N个已知数据序列插入所述数据组内的所述多个区之中的某些区中，并且其中，将传输参数插入在所述N个已知数据序列之中的第一已知数据序列与第二已知数据序列之间。
3.如权利要求2所述的广播接收系统，进一步包括：
传输参数检测器，检测所述传输参数；以及
块解码器，基于所述检测的传输参数以块为单位对所述移动业务数据进行符号解码。
4.如权利要求3所述的广播接收系统，进一步包括：
功率控制器，基于所述检测的传输参数来控制功率，从而接收包括所请求的移动业务数据的数据组。
5.如权利要求1所述的广播接收系统，其中，所述数据组配置RS帧，以及其中所述RS帧包括对应于所述移动业务数据的至少一个数据分组、基于所述至少一个数据分组生成的RS奇偶校验、以及基于所述至少一个数据分组和所述RS奇偶校验生成的CRC校验和。
6.如权利要求1所述的广播接收系统，进一步包括：
RS帧解码器，以RS帧为单位对所述移动业务数据执行CRC解码和RS解码，从而校正在相应的RS帧内的所述移动业务数据中发生的错误。
7.如权利要求1所述的广播接收系统，进一步包括：
去随机化器，对所述RS解码的移动业务数据进行去随机化。
8.一种用于处理接收系统的数据的方法，包括：
接收包括移动业务数据和主业务数据的广播信号，其中，所述移动业务数据配置数据组，其中，所述数据组被划分成多个区，其中，将已知数据序列线性地插入所述数据组内的所述多个区之中的某些区中，并且其中，将初始化数据插入在每个已知数据序列的开头部分处，所述初始化数据用于对包括在广播发射系统的网格编码器中的存储器进行初始化；
检测被线性地插入在所述数据组中的已知数据；以及
通过使用所述检测的已知数据对所述接收到的移动业务数据进行信道均衡。
9.如权利要求8所述的方法，其中，将N个已知数据序列插入所述数据组内的所述多个区之中的某些区中，并且其中，将传输参数插入在所述N个已知数据序列之中的第一已知数据序列与第二已知数据序列之间。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括：
检测所述传输参数；以及
基于所述检测的传输参数以块为单位对所述移动业务数据进行符号解码。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
基于所述检测的传输参数来控制功率，从而接收包括所述请求的移动业务数据的数据组。
12.如权利要求8所述的方法，其中，所述数据组配置RS帧，以及其中，所述RS帧包括对应于所述移动业务数据的至少一个数据分组、基于所述至少一个数据分组生成的RS奇偶校验、以及基于所述至少一个数据分组和所述RS奇偶校验生成的CRC校验和。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括：
以RS帧为单位对移动业务数据执行CRC解码和RS解码，从而校正在相应的RS帧内的所述移动业务数据中发生的错误。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
对所述RS解码的移动业务数据进行去随机化。
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