CN101841459B - 流处理设备及其方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种流处理设备。所述设备包括堆叠并重排流的流重排单元以及将哑元插入到重排后的流中的哑元插入单元。所述设备还可包括交织具有哑元的流的卷积交织器，或者RS编码器和CRC编码器。这会增强数字广播服务的稳定性。

Description

流处理设备及其方法

本申请是申请日为2008年7月25日、申请号为200880022135.0、题为“流处理设备及其方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种流处理设备及其方法，更具体地讲，涉及一种用于处理流以使所述流与哑元(dummy)交织的流处理设备及其方法。

背景技术

随着电子和通信技术的发展，数字技术已经被引入到广播系统领域中，已经公布了关于数字广播的各种标准。具体地，这些标准包括在北美被用作地面数字广播标准的先进电视系统委员会(ATSC)残留边带(VSB)标准，以及在欧洲被用作地面数字广播标准的数字视频广播-地面(DVB-T)标准。

在北美使用的ATSC VSB传输方法是基于国家电视系统委员会(NTSC)频带的，并且在可容易并经济地实现发送机和接收机方面具有优势。这种ATSC VSB传输方法使用单载波幅度调制残留边带(VSB)，能够在单个6MHz带宽中传输高质量的视频、音频和辅助数据。

已经提议了多种用于数字广播的标准，以提供改善的数字广播服务。

因此，需要更有效和更稳定地处理流的技术。

发明内容

技术问题

为了解决上述问题，提出了本发明。本发明的目的在于提供一种能够有效而稳定地处理流的流处理设备和及其方法，以及用于接收处理后的流的数字广播接收机。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的一个实施例，提供了一种流处理设备，所述设备包括：流重排单元，用于堆叠并重排所述流；哑元插入单元，用于将哑元插入到重排后的流中。

交织器可以是卷积交织器。

所述流重排单元可根据针对每个单元预设的流的数量垂直地堆叠所述流，并针对每个单元垂直地旋转堆叠的流来重排所述流。

流重排单元将每个单元的各个流分为具有预设大小的块，并对每个块中的各个流执行垂直旋转。

哑元插入单元可将与交织器中的存储器的大小相应的哑元插入到每个块中旋转后的流中。

流处理设备还可包括：哑元去除单元，用于从交织器输出的流中去除哑元；突发产生单元，用于按照多个突发收集已经去除哑元的流。

根据本发明的另一实施例，流重排单元可通过根据预设第一大小的单元水平地排列流并垂直地堆叠流来重排所述流。

流处理设备还可包括：RS编码器，用于将RS奇偶校验垂直地添加到流的端部；CRC编码器，用于将CRC值水平地添加到已经添加RS奇偶校验的流的端部。

哑元插入单元可将堆叠的流分为具有预设第二大小的单元的发送突发，并将与发送突发的大小匹配的哑元添加到未执行一个发送突发的流中。

输入到流重排单元的流可被分为添加了奇偶校验的包。

根据本发明的一个实施例，提供了一种流处理方法，所述方法包括：堆叠并重排流；将哑元插入到重排的流中。

交织所述流的步骤还可包括使用卷积交织器。

堆叠并重排流的步骤可包括：根据为每个单元预设的流的数量垂直堆叠所述流；垂直地旋转每个单元的堆叠的流来重排所述流。

垂直地旋转每个单元的堆叠的流来重排所述流的步骤可包括：将每个单元的各个流分为具有预设大小的块并对每个块中的各个流执行垂直旋转。

插入哑元的步骤可包括：将与卷积交织器的存储器的大小相应的哑元插入到每个块中旋转的流中。

处理所述流的方法还可包括：从交织的流中去除哑元；按照突发收集已被去除哑元的流。

根据本发明的另一实施例，重排所述流的步骤可包括根据预设第一大小的单元水平地排列所述流并垂直地堆叠和重排所述流。

流处理方法还可包括：执行RS编码，所述RS编码将RS奇偶校验垂直地添加到流的端部；执行CRC编码，所述CRC编码将CRC值水平地添加到已被添加RS奇偶校验的流的端部。

插入哑元的步骤可包括：将堆叠的流分为具有预设第二大小的单元的发送突发，并将与发送突发的大小匹配的哑元添加到未执行一个发送突发的流中。

重排所述流的步骤可包括：将所述流分为已添加奇偶校验的包。

根据本发明的一个实施例，提供了一种数字广播接收机，包括：调谐器，用于接收流；解调器，用于解调接收到的流；均衡器，用于均衡解调的流；去交织器，用于将均衡后的流去交织，其中，所述流在数字广播发送机侧被以预设单元堆叠和重排，并通过插入哑元而被处理。

所述流可在数字广播发送机侧被卷积交织，并可被去除哑元。

所述数字广播接收机还可包括：哑元去除单元，用于去除插入到流中的哑元，其中，所述流在数字广播发送机侧被块交织，并且所述哑元被插入到其中。

有益效果

通过根据本发明的多种形式的实施例的流处理设备及其方法以及数字广播接收机，可以有效而稳定地发送/接收流。

附图说明

图1是示出根据本发明一个实施例的流处理设备的配置的框图。

图2是示出被添加了卷积交织器的图1的流处理设备的示意性框图。

图3至图6是解释使用卷积交织器的流处理设备的流处理操作的示意性框图。

图7是示出图1的流处理设备的详细配置的一个示例的框图。

图8是示出已经去除哑元的流的配置的一个示例的示意性框图。

图9是示出根据本发明的另一实施例的流处理设备的配置的框图。

图10和图11是解释图9的流处理设备的流处理操作的示意性框图。

图12是解释根据本发明的一个实施例的流处理方法的流程图。

图13和图14是示出根据本发明的多个实施例的数字广播接收机的配置的框图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。

图1是示出根据本发明一个实施例的流处理设备的配置的框图。参照图1，流处理设备包括流重排单元110和哑元插入单元120。

流重排单元110堆叠并重排输入的流。重排方法可以根据实施例而改变。

插入单元120将哑元插入到由流重排单元110重排的流中。哑元是指被插入使得可以通过预设的处理单元或发送单元区分重排的流的数据。哑元可以使用没有含义的可选数据，例如，预设比特值(例如，0比特)或预设字节值。哑元还可使用有含义的数据。例如，当存在将要补充发送的各种形式的数据(例如，诸如补充参考信号或补充信道信息的数据)时相应的数据可以被用作哑元。

流重排单元110可以以预设单元堆叠所述流。例如，流重排单元110可以按照包或段(segment)水平地排列所述流，然后在流的随后的行中的下一包或段中排列所述流，从而垂直堆叠所述流。

交织器可以被添加到图1的哑元插入单元120的后端。

图2是示出被添加了交织器的图1的流处理设备的示意性框图。

如图2中所示，被实施为卷积交织器的交织器130可以被设置在哑元插入单元120的后端。更具体地，交织器130可被实施为按字节处理流的卷积字节交织器。根据使用的收发器的种类，图2的卷积交织器可被实施为具有不同的分支数和内存大小。

当交织器130被实施为卷积字节交织器时，该交织器130包括具有不同长度的多个移位寄存器。换句话说，顺序布置大小为M、2M、……(B-2)M、(B-1)M的移位寄存器。交织器130顺序选择各个移位寄存器，以使得交织间隔不同。

参考图2，输入到交织器130的流被分为字节，并被顺序存储在多个移位寄存器中，然后被再次顺序输出。以这种方式执行按字节交织。

例如，当输入流被分为多个字段(field)，每个字段包括312个数据段或包时，交织器130可以被实施为使用52个数据段或包的块来运行。

图3至图6是解释当使用卷积交织器作为交织器130时流处理设备的流处理操作的示意性框图。

参照图3，流重排单元110在具有预设数量的包的块中顺序堆叠流。例如，流重排单元110可以在具有六个包的块中堆叠流。每个包可具有包括188个字节的数据和20个字节的奇偶校验的形式。流重排单元110可垂直旋转并重排各个垂直堆叠的流单元。

在这种情况下，如图3中所示，流重排单元110可将多个堆叠的包再次分为多个块。在这种情况下，6个包可被分为4个块。当单个包由如图3所示的208个字节构成时，流重排单元110可将6个包的每个堆(stack)分为52字节的块。如图3中所示，多个包可从而被分为N个块。为了便于解释，被流重排单元110分成的块被表示为1、2、3、4、……N-3、N-2、N-1和N。

图4示出了在流已经被流重排单元110分为块之后旋转的块的状态。流重排单元110可将N个块的每一个顺时针旋转90度。从而，六个包a、b、c、d、e和f垂直布置，如图4所示。流重排单元110可顺序输出如图4所示的旋转后的块。

图4示出了从第一块到第N块顺序输出由流重排单元110旋转后的N个块，但是，所述N个块可以被随机输出，而不是顺序输出。当通过流重排单元110随机输出N个块时，可以预期，在被交织器130交织之后数据会更混杂。

图5是被哑元插入单元120插入哑元20后的流的示意性框图。参照图5，哑元插入单元120可将哑元插入数据部分10中。在这种情况下，哑元插入单元120可通过考虑交织器130的存储器大小，即，交织尺寸，将合适大小的哑元插入到数据部分10中。

换句话说，由于交织器130包括多个移位存储器，所以应该插入与多个移位存储器相应的哑元，以将数据部分10存储在移位存储器从而被输出。因此，随着哑元被输入到交织器130中，数据部分10被正常移位并输出。

图6是由交织器130交织之后的流的示意性框图。通过交织器130的交织操作，数据被混合。在这种情况下，在数据部分10被输出之后输出图5的哑元20，从而在图6中哑元20被放置在数据部分10的左侧。位于数据部分10右侧的哑元20’可成为用于前一数据的哑元。

如上所述，在由流重排单元110重排流之后执行交织，可确保足够宽的交织间隔。换句话说，当使用图2的卷积交织器时，如果选择了诸如M或2M的内存路径(memory path)，则相同数据之间的交织间隔仅为4字节或8字节。因此，交织性能会恶化。

然而，如图3至图5所示，如果在流重排单元110中通过添加哑元来重排并交织流，则可确保相同数据之间的足够宽的交织间隔。从而可改善交织性能。

同时，在如图6中所示交织包括哑元的流之后，可从流中去除哑元以进行发送。

图7是示出包括图2所示的交织器130以及还包括哑元去除单元140和突发产生单元150的流处理设备的示例的框图。

参照图7，流处理设备100的交织器130可将图6的流输出到哑元去除单元140。

哑元去除单元140从流中去除哑元，突发产生单元150以突发为单位收集已经被哑元去除单元140去除了哑元的流。假设输入到流处理设备中的一个单位的流被称作一个突发，则在哑元已经被添加到流中以通过交织器130进行处理然后被去除的状态下，突发产生单元150可收集与一个突发相应的流并输出所述流。

图8是在流已经被交织器130交织并且已经通过哑元去除单元140从流中去除哑元之后以突发为单位收集的流的示意性框图。

换句话说，图8的流可以是由流处理设备100输出的流的最终状态。参照图8，所述流具有与卷积交织器的分支数B垂直地对应的长度。

在这种情况下，参考图8的最右侧的垂直列，可以得知，各个包a、b、c、d、e、f、……以预设单位被交织和排列。例如，包“a”以逐一分为每6个部分(section)中的方式被交织。如果流被重排然后通过如上所述添加哑元而被交织，则可以防止传统交织方法中原始流的交织间隔变窄。结果，可实现稳定的流发送，减少了包被丢弃和重发的可能性，使得可以提供有效的数字广播服务。

图9是根据本发明另一实施例的流处理设备的配置的示意性框图。参照图9，除了流重排单元110和哑元插入单元120之外，流处理设备还包括RS编码器160、CRC编码器170和突发发送单元180。

流重排单元110通过根据预设第一大小的单元水平排列所述流并垂直堆叠所述流来重排所述流。重排后的流的形式被示出在图10中。

参考图10，根据预设的第一大小x2水平排列流30，随后的流被水平排列在随后的行中。因此，具有单元为x1的多个流被设置在一行内。可以根据实施例而不同地设置x1。例如，x1可以被设置为187个字节。

当如图10中所示重排流30时，RS编码器160在垂直方向上将RS奇偶校验40添加到流30的末端部分。换句话说，RS编码器160相对于流30垂直地计算RS奇偶校验40，并将计算的RS奇偶校验40垂直地添加到流30中。

CRC编码器170在水平方向上将循环冗余校验(CRC)值50添加到已被添加RS奇偶校验40的流30中。CRC值50包括用于流30的CRC值和用于RS奇偶校验40的CRC值。

因此，流可以具有图10的下部示出的形式。

可以使用图11中所示的方法发送如上所述构成的流。

图11是解释流处理方法的示意性框图。参照图11，突发发送单元180以突发单元61、62、63、64、65、66、67、68发送从哑元插入单元120提供的流。这里，单一突发的大小可被设置为大于还包括CRC值50部分的流的水平尺寸。在这种情况下，流与随后行上的流的一部分一起发送。

换句话说，如图11的右侧所示，以突发进行发送。在图11的最后一个发送突发68的情况下，流未能完全凑足一个突发。

哑元插入单元120将哑元插入流中，从而突发中的空的空间可以被填充。换句话说，哑元插入单元120将流分为预设第二大小的单元的发送突发，其中，关于未能构成单个发送突发的流，哑元插入单元120添加哑元，从而与发送突发大小匹配。从而可以通过突发发送单元180以突发执行数据发送。

如图10和图11中所示，在RS奇偶校验40被垂直地计算并被添加到流中的状态下水平地执行发送，从而执行块交织。换句话说，添加了RS奇偶校验40和CRC值50的重排的流以图10的底部示出的形式被存储在多个存储器中，然后以图11所示水平按照突发被输出，从而可以获得块交织的效果。

如上所述，可使用各种方法实现流处理设备。

具有如上所述的各种配置的流处理设备可被用于数字广播发送机。处理的流还可以是现有的普通数据流、具有增强的鲁棒性的补充数据流、或者包括用于改善均衡性能的已知数据的流。

在这种情况下，流处理设备还可包括各种组成部分，例如，构成流的复用单元、允许补充数据流具有增强的鲁棒性的数据处理单元、执行随机化的随机化器、执行RS编码的RS编码器、网格编码器、将字段同步或段同步添加到流的同步复用器、执行调制的调制器、将已知数据插入到流的已知数据插入单元等。可以以各种形式设置这些组成部分，从而可构成多种实施例。

图12是解释根据本发明的一个实施例的流处理方法的流程图。参照图12，如果输入了流，则在操作S1010中重排所述流。可以根据交织器130的配置改变重排的形式。换句话说，当交织器130是卷积交织器时，流被堆叠，然后被分为预设大小的块，从而可以通过垂直旋转所述流来排列所述流。

当如图9所示构造流处理设备从而执行块交织时，可将哑元仅添加到一些突发中。

堆叠和重排后的流可被顺序或随机地输出到其后端。

然后在操作S1020中将哑元添加到输出的流。

如上所述，哑元填充交织器130的具有特定值的内部存储器，从而通过交织器130正常执行交织以输出流。

当如图3至图5所示重排流并在其中插入哑元时，可在添加哑元之后执行卷积交织。由于所述交织，流中的各个包以多种间隔被重排。在这种情况下，还可在交织流之后包括去除哑元的操作。去除哑元之后，还可包括以突发为单位收集并输出流的操作。已经在上面的描述中详细解释了这些操作，因此，省略这些重复解释。

当以图9的形式实现流处理设备时，可在添加哑元之后不出现单独的交织操作。换句话说，在图9的流处理设备的情况下，流被堆叠并被重排，并被执行RS编码和CRC编码。在这种状态下，水平地进行输出以生成块交织。当在处理过程中，单个突发没有被流、RS奇偶校验和CRC值完全填满时，用哑元填充相应的突发。

图13是示出根据本发明的实施例的数字广播接收机的配置的框图。图13的数字广播接收机可接收由具有如图1、7或9所示的配置的流处理设备或者具有所述流处理设备的数字广播发送机处理的流。更具体地，数字广播接收机可被实施为便携式显示设备(例如，蜂窝电话、膝上型电脑、导航设备或电子笔记本)，或显示设备(例如，TV或者机顶盒)。

参照图13，数字广播接收机包括调谐器210、解调器220、均衡器230和去交织器240。

调谐器210选择信道并接收流。

解调器220解调由调谐器210接收到的流，均衡器230均衡解调的流。

去交织器240对均衡后的流去交织，以将流重构为其原始状态。

由图13的数字广播接收机接收到的流可以是在发送终端方被卷积交织然后被去除哑元的流。换句话说，可接收并处理图8中示出的形状的流。

在以图10和图11中示出的方式处理的流的情况下，所述流可以是还未去除哑元的流。当接收到还未去除哑元的流时，数字广播接收机还可包括用于去除哑元的配置。

图14是示出根据本发明的另一实施例接收包括哑元的流的数字广播接收机的配置的框图。图14的数字广播接收机包括调谐器210、解调器220、均衡器230、哑元去除单元250和解码器260。

哑元去除单元250从如图10和图11中所示被处理然后未被去除哑元而被发送的流去除哑元。换句话说，图14的数字广播接收机接收并处理在数字广播发送机侧被块交织并包括哑元的流。

在这种情况下，哑元去除单元250使用所述流中包含的信息或者通过单独的信道提供的信息来检查流的数据区域的大小，从而超过数据区域的大小的部分可被理解为哑元。

解码器260解码已经被去除哑元的流并恢复所述流。在这种情况下，解码器260顺序地堆叠所述流，然后垂直于堆叠的方向处理流，从而使得可以获得块交织效果。

尽管在图13或图14中的数字广播接收机中未示出，但是数字广播接收机还可包括各种组成部分，例如，网格解码器、RS解码器、去随机化器、解复用器等。

由图13或图14的数字广播接收机接收的流可包括普通数据流、被处理以具有增强的鲁棒性的补充数据流、已知数据等。尽管已经示出和描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以在实施例中作出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种数字广播接收装置，包括：

调谐器，用于接收流，其中，RS奇偶校验被在垂直方向上添加到所述流，CRC值被在水平方向上添加到已经添加RS奇偶校验的所述流，然后所述流被交织；

解调器，用于解调接收到的流；

均衡器，用于均衡解调后的流；

去交织器，用于对均衡后的流去交织，

其中，所述流由数字广播发送装置排列，使得根据预设处理单元分割的至少一个流被排列在至少一个排列单元中。

2.如权利要求1所述的数字广播接收装置，其中，所述流是由数字广播发送装置如下构造的：以单个处理单元的流被设置在单个排列单元内并且随后处理单元的流被设置在剩余区域内的方式排列全部的流；在与流的排列方向垂直的方向上将RS奇偶校验添加到流；以及在流的排列方向上将CRC值添加到流。

3.如权利要求1所述的数字广播接收装置，其中，所述流是由数字广播发送装置如下构造的：以至少一个处理单元的流被设置在单个排列单元中的方式排列全部的流；在与流的排列方向垂直的方向上将RS奇偶校验添加到流；以及在流的排列方向上将CRC添加到流。

4.如权利要求1所述的数字广播接收装置，其中，流包括被处理为具有增强的鲁棒性的补充数据流。

5.一种在数字广播接收装置中处理流的方法，所述方法包括：

接收流，其中，RS奇偶校验被在垂直方向上添加到所述流，CRC值被在水平方向上添加到已经添加RS奇偶校验的所述流，然后所述流被交织；

解调接收到的流；

均衡解调后的流；

对均衡后的流去交织，

其中，所述流由数字广播发送装置排列为使得根据预设处理单元分割的至少一个流被排列在至少一个排列单元内。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述流是由数字广播发送装置如下构造的：以单个处理单元的流被设置在单个排列单元内以及随后处理单元的流被设置在剩余区域内的方式排列全部的流；在与流的排列方向垂直的方向上将RS奇偶校验添加到流；以及在流的排列方向上将CRC值添加到流。

7.如权利要求5所述的方法，其中，所述流是由数字广播发送装置如下构造的：以至少一个处理单元的流被设置在单个排列单元内的方式来排列全部的流；在与流的排列方向垂直的方向上将RS奇偶校验添加到流；以及在流的排列方向上将CRC值添加到流。

8.如权利要求5所述的方法，其中，流包括被处理为具有增强的鲁棒性的补充数据流。

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