CN102090010B - 利用交叉流关联向移动设备传输多媒体流 - Google Patents

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Abstract

一种无线传输视听信息的系统和方法。生成包括视听信息的第一多个分组。生成包括视听信息的纠错编码信息的第二多个分组。生成使纠错编码信息与视听信息关联的控制信息,还可生成包括所述控制信息的第三多个分组。包括第一、第二和第三多个分组的所述多个分组可被无线传输给移动设备。控制信息可把第一纠错编码信息与视听信息的关联通知移动设备。

Description

利用交叉流关联向移动设备传输多媒体流
技术领域
本发明涉及移动电视广播系统,更具体地说,在一个实施例中,涉及当前的向移动设备和手持设备提供移动服务的ATSC数字TV广播系统的增强。
背景技术
ATSC(高级电视制式委员会)标准涉及将代替模拟NTSC电视系统的数字电视格式。ATSC标准是一种产生大小一直到1920×1080像素(是早期NTSC标准的显示分辨率的6倍多)的标准4:3或宽屏16:9图像的高清晰度电视标准。ATSC标准为在单一的6MHz TV频道上传送多个标准清晰度“虚拟频道”广播作好准备。ASTC标准还包括利用Dolby Digital AC-3格式提供5.1声道环绕声的“影院品质”音频。ATSC标准还提供众多的辅助数据广播服务。
ATSC标准把MPEG-2系统规范用于数据的封装(传送)。更具体地说,ATSC使用188字节MPEG传送流分组来运送数据。MPEG-2也被称为“传送流”,“MPEG-TS”或者只是“TS”。在接收机一侧,在发生音频和视频的解码之前,接收机解调信号,并对信号进行纠错。随后,传送流可被多路分解成其组成流。以某些约束为条件,视频编译码器,例如MPEG-2,H.264,VC-1被用于编码和解码视频。
以前,利用ATSC标准传送的数字电视台的移动接收一直困难得难以实现。例如,当以车速移动时,数字电视台的移动接收是非常困难的。于是,需要一种改进的数字电视信号的传输和/或接收系统和方法,以改善移动接收。
发明内容
提供无线传送视听信息的系统和方法的各种实施例。一组实施例涉及向移动设备无线传输视听信息的系统和方法。另一组实施例涉及由移动设备无线接收视听信息的系统和方法。可按照ATSC(高级电视标准委员会)标准,例如,利用8-VSB调制对视听信息打包。
向移动设备传输视听信息的方法可包括生成包括第一视听信息的第一多个分组。第一多个分组还可包括第一类型的纠错编码信息;或者,在第一多个分组中可存在多种类型的纠错编码信息。还可生成包括第一视听信息的第一纠错编码信息的第二多个分组。第一纠错编码信息可利用第一纠错编码方法形成,而第一多个分组中的纠错编码信息可利用第二纠错编码方法形成。第一和第二纠错编码方法可以是相同或者不同的纠错编码方法。
第一纠错编码信息可包括第一模式的纠错编码信息和第二模式的纠错编码信息。第一模式和第二模式的纠错编码信息可以彼此互补;另一方面,它们可以重叠或者相同。第一模式和第二模式的纠错编码信息可在时间和/或频率方面是分开的;换句话说,它们可被配置成在不同的时间和/或以不同的频率传输。
还可生成包括使第一纠错编码信息与至少一部分的第一视听信息相关联的命令的控制信息。从而,尽管第一纠错编码信息和第一视听信息可能在不同的流中(例如,不同的多组分组中),并且在一些实施例中,可能是在不同的时间和/或以不同的频率分别传输的,控制信息可供移动设备使用(例如,可通知移动设备),以使第一纠错编码信息和第一视听信息相互关联,从而使移动设备能够使用第一纠错编码信息来处理第一视听信息。一旦生成了控制信息,控制信息就可被包括在具有第一纠错编码信息的第二多个分组中,或者可被包括在第三多个分组中。
包括第一、第二、(可能还有)第三多个分组的多个分组可被无线传输给例如移动设备。可用例如包括天线的发射机传输所述多个分组。
在一些实施例中,可生成另外的分组。例如,在一个实施例中,可生成包括第二视听信息的第四多个分组。第二视听信息可以完全互补于第一视听信息,或者部分重叠(即,第一和第二视听信息的至少一部分可以是相同的视听信息),或者第一和第二视听信息可以是相同或者冗余的。类似于第一多个分组,第四多个分组也可包括纠错编码信息。在一些实施例中,即使第一和第二视听信息部分或者完全冗余,第一和第二视听信息的纠错编码信息也可以是部分或完全互补的。另一方面,第一批和第四多个分组可以相同,包括纠错编码信息;例如,一组分组可以是在与另一组分组不同的时间或不同的频率发送的备份信息。另外,应注意第一和第四多个分组(第一和第二视听信息)可被配置成在不同的时间和/或频率传输,而不管它们是否相同。在一些实施例中,第一和第四多个分组都不(或者仅仅之一)包括纠错编码信息;例如,可在另一个流(例如,在另一组分组中)单独发送第一和第二视听信息的任何纠错编码信息。控制信息中的命令还可使第一和第二视听信息相关联。这还可包括关联第一和第二视听信息的任何纠错编码信息,不管所述纠错编码信息是位于和它预定用于的视听信息相同的多个分组中,还是位于不同的多个分组中。
还可生成第五多个分组。第五多个分组可包括例如第二视听信息的第二纠错编码信息。第二纠错编码信息可以是第一纠错编码信息的(部分或者完全)互补模式的纠错编码信息。例如,可以使第一和第二视听信息相关联,如果第一和第二视听信息的相应纠错编码信息互补,那么互补模式的第一和第二纠错编码信息一起会形成更强的错误防止。从而,控制信息中的命令还可使第二纠错编码信息与第二视听信息相关联,并且在一些实施例中,可以使第一视听信息和第一纠错编码信息与第二视听信息和第二纠错编码信息相关联。另一方面,控制信息中的命令可以只使第一视听信息与第一纠错信息关联,使第二视听信息与第二纠错信息关联,和使第一视听信息与第二视听信息关联,由于控制信息中的明确关联的缘故,收到所述控制信息的移动设备可暗中使第二纠错编码信息与第一视听信息关联,和使第一纠错编码信息与第二视听信息关联。
向移动设备无线传输视听信息的方法可部分或完全由系统执行,在各个实施例中,所述系统可包括一些或者全部的下述部件:保存视听信息的存储器,与存储器耦接,并被配置成生成分组和控制信息的传输逻辑,和传输多个分组的发射机。
移动设备无线接收视听信息的方法可包括无线接收多个分组。分组可包括第一和第二多个分组(和在一些实施例中,第三、第四和第五多个分组),所述第一批和第二多个分组(和在一些实施例中,第三、第四和第五多个分组)可对应于关于按照上述任意各个实施例的向移动设备无线传输视听信息的方法,如上所述的第一和第二多个分组(和在一些实施例中,第三、第四和第五多个分组)。
根据控制信息,(第二多个分组中的)第一纠错编码信息可以与(第一多个分组中的)至少一部分的第一视听信息关联。如果存在第四批和第五多个分组,那么根据控制信息,第二纠错编码信息也可与第二视听信息关联。同样地,或者根据控制信息中的命令明确地,或者根据交叉流关联隐含地,下述一个或多个可被关联:第一视听信息和第二视听信息;第一视听信息和第二纠错编码信息;或者第二视听信息和第一纠错编码信息。
视听信息可被处理,以便在移动设备表现。处理视听信息可包括处理第一视听信息和任何相关的纠错编码信息(例如,按照各个实施例,所述纠错编码信息可包含在第一、第二和/或第五多个分组中),在一些实施例中,处理第二视听信息和任何相关纠错编码信息(比如,按照各个实施例,所述纠错编码信息可包含在第二、第四和/或第五多个分组中)。在一些实施例中,可以借助两个视听流的所有相关的纠错编码信息,一起处理第一视听流和第二视听流(例如,第一和第四多个分组)。
借助相关的纠错编码信息处理视听信息可使得即使在不利的接收条件下,例如,如果在传输信道中存在背景噪声,或者在移动设备快速和/或不可预见地移动的时候,也能够表现视听信息。另外,如果视听信息和/或相关的纠错编码信息是在不同的时间和/或频率分别接收的,那么这可降低移动设备对具体的接收问题,比如突发噪声和深度信道衰落的灵敏性,因为即使一些纠错编码信息丢失,或者一些部分冗余的视听信息丢失,也存在在其它时间和/或频率接收的足够的视听信息和/或纠错编码信息,以致在移动设备的服务不会被中断。
一旦视听信息被处理,以便表现,处理后的视听信息就可被表现在移动设备上。这可包括在显示器上表现(例如,显示)视频信息,和/或在一个或多个扬声器上表现(例如,播放)音频信息。
移动设备无线接收视听信息的方法可由移动设备执行。移动设备可包括无线接收分组的天线,与天线耦接,用于使视听信息和纠错编码信息关联,处理视听信息和纠错编码信息,和表现处理后的视听信息的接收机逻辑,和实际呈现视听信息的显示器和/或一个或多个扬声器。
附图说明
当结合附图,参考优选实施例的下述详细说明时,能够更好地理解本发明,其中:
图1图解说明按照一个实施例的数字电视广播系统;
图2是图解说明按照一个实施例,向移动设备无线传输视听信息的方法的流程图;
图3是图解说明按照一个实施例,向移动设备无线传输视听信息的方法的流程图;
图4是图解说明移动设备无线接收和表现视听信息的方法的流程图;
图5是图解说明移动设备无线接收和表现视听信息的方法的流程图;
图6是按照一个实施例的四态系统卷积编码器的说明图;
图7是按照一个实施例,导致R=1/2和R=1/4的编码率的两种基本删截模式的说明图;
图8是按照一个实施例,导致R=1/3、R=2/3和R=4/5的编码率的另外几种删截模式的说明图;
图9是按照一个实施例,图解说明对于各种编码率的增量编码增益和带宽开销的图;
图10是图解说明按照一个实施例的块处理器的方框图;
图11是按照一个实施例,列举以每个SCCC块方式/帧方式的SCCC外码方式为基础的有效负载的表格;
图12是按照一个实施例,列举各个编码率的SCCC输出/输入块长度的表格;
图13按照一个实施例,与现有解决方案相比的主流扩充的说明图;
图14是按照一个实施例,与主流扩充相适应的R=1/2和R=1/4编码方案的说明图;
图15是按照一个实施例的扩充服务多路复用的说明图;
图16A和16B是表示按照一个实施例的扩充流的组织的说明图;
图17A和17B表示按照一个实施例的FIC信道的语法;
图18表示按照一个实施例的TPC信道的语法;
图19图解说明按照一个实施例的传输分集方法;
图20是按照一个实施例的具有时间分集内容和非时间分集内容的一个内容流的说明图;
图21是按照一个实施例的在不同频率的,包括频率分集内容和非频率分集内容的两个内容流的说明图;
图22图解说明按照一个实施例的适合于嵌套流编码的互补编码模式;
图23图解说明按照一个实施例的等效R=1/2规范形式;
图24是按照一个实施例,定义TPC语法中的SCCC_Block_Mode_Extension项的表格;
图25是按照一个实施例,表示卷积编码器如何按照与在图24中定义的TPC信道中的语法一致的方式定义其输出的表格;
图26图解说明按照一个实施例的交错广播编码模式。
虽然本发明可以有各种修改和备选形式,不过在附图中举例表示了本发明的具体实施例,并在这里详细说明了这些具体实施例。不过,应明白附图及其详细说明并不意图把本发明局限于公开的特定形式,相反,本发明覆盖在由附加的权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和备选方案。
具体实施方式
图1数字电视广播系统
图1图解说明按照本发明的一个实施例的例证广播系统100。在一个实施例中,广播系统可以是数字电视广播系统。这里描述的广播系统100(包括这里描述的各种方法)可被用于广播任意各种数据,包括视听信息以及其它数据。
这里使用的术语“视听信息”包括包含视频数据和/或音频数据的任意各种信息或数据。术语“视频数据”包括运动视频(例如,电视,电影,流式视频等,以及诸如JPEG之类的图像数据。术语“视听信息”还包括当被执行时,使设备表现视频数据(在显示器上)和/或音频数据(在扬声器上)的任意各种信息或程序指令。例如,术语“视听信息”包括可被使用和/或执行,以在表现设备上表现游戏内容(例如,图像,视频和/或音频)的任意各种游戏内容(包括程序指令和/或数据)。
在本申请中,在传送供接收设备表现的视听信息(具体地说,数字电视)的上下文中,说明这里描述的广播系统100和各种方法。不过,注意这里描述的广播系统100和各种方法可用于任意各种数据(例如,视听信息,电子邮件,文件,文本文档,地震数据,测量数据,天气数据等)的传输/接收,视听信息只是一个典型例子。
在一组实施例中,广播系统可按照ASTC(高级电视标准委员会)标准,例如利用8-VSB调制工作。另一方面,广播系统可按照改进版本的ATSC标准,或者按照另一种标准工作。例如,ATSC标准的移动/手持(M/H)改进可用于对移动接收机的视听信息的传输。目前的M/H系统与封装在和为E-VSB服务多路复用规定的方法一致的NULL分组中的主服务流一道、以突发传送M/H服务。为了增强鲁棒性,系统使用串行级联卷积编码(SCCC)。为了帮助M/H接收,现有的M/H系统通过增加以在传输时训练数据出现在连续字节(每个训练数据2个完整段)的方式,与移动分组数据多路复用的额外训练信息,补充基本的8VSB传送。从而,当可获得所述额外的训练信息时,接收机可利用该额外的训练信息更新其均衡器,以便跟踪快速移动的信道状态。这里描述的实施例的具体例子可以基于,或者包括对ATSC标准的M/H改进的各个部分,或者还可包括M/H和ATSC标准的其它变化和改进。不过,这里公开的与视听信息的传输相关的实施例不一定局限于和ATSC或M/H系统一起使用,同样适用于按照其它标准和/或调制方案,比如DVB-T/H,ISDB-T,DMB-T/H等等的视听信息的传输。
如图所示,系统100包括传输系统(或发射系统)102,一个或多个移动设备112(例如,移动设备112A-112D),和至少一个固定设备114。如上所述,图1只是例证性的,例如,典型系统可包括一个或多个传输系统102,多个移动设备112,和多个固定设备114。
传输系统102被配置成向一个或多个移动设备112以无线方式传输视听信息。更具体地说,传输系统102可被配置成向移动设备112传输数字电视信号/频道。移动设备112可接收和表现视听信息,例如,接收和表现数字电视信号/频道。传输系统102还可被配置成向固定设备114(例如,固定电视机)无线传输视听信息。传输系统102还可被配置成向一个或多个固定设备114,例如电视机传输视听信息。
为了方便起见,这里关于移动设备112的接收,说明本发明的实施例。不过,这里说明的本发明的各个实施例当然也可用于固定设备的接收。例如,本发明的一个实施例规定固定设备114接收额外的纠错信息,以便增强地面广播的鲁棒性。从而,这里描述的各种方法都可随意地和移动设备和/或固定设备114一起使用。
传输系统102包括发射机106,以及与发射机106耦接的传输逻辑104。传输逻辑104可包括任意各种逻辑,比如一个或多个计算机系统(具有附带软件),数字逻辑,模拟逻辑,可编程门阵列等,或者它们的组合。传输逻辑104适合于接收和/或保存视听信息(例如,电视数据),和生成包含视听信息的分组。传输逻辑104可按照任意各种标准,比如ATSC(高级电视标准委员会)标准,例如利用8-VSB调制,生成分组。传输系统102可以使用其它调制方案,比如DVB-T/H,ISDB-T,DMB-T/H等。传输逻辑104还适合于生成纠错编码信息。例如,传输逻辑104可被配置成用任意各种纠错技术,包括(但不限于)卷积编码(比如网格编码),块编码(比如Reed-Solomon编码),或者其它纠错技术对数据编码。传输逻辑104可被配置成用多于一种的纠错技术对数据编码。传输逻辑104还可被配置成生成包含如这里所述的控制信息的分组。在一个实施例中,一个或多个数字电视频道预定用于诸如电视机之类的固定接收机。一个或多个数字电视频道也可预定用于移动和/或手持(M/H)(这里集体称为“移动”)设备112。在一个实施例中,一个或多个数字电视频道可预定用于固定接收机或者移动设备。
如这里所述,对预定给移动设备112的数字电视频道来说(和可能对所有频道,例如,预定给固定设备114和/或移动设备112的频道来说),传输逻辑104可被配置成生成包含纠错编码信息的分组。例如,传输逻辑104可以生成视听信息的纠错编码信息,可在不同于视听信息的一个(或多个)单独分组中传输纠错编码信息,同时另外的一个(或多个)分组包含把纠错编码信息与视听信息联系起来的控制信息。从而,不需要或者未被配置成使用该纠错编码信息的接收机(例如,固定接收机)可忽略该纠错编码信息分组,仅仅接收视听信息作为正常视听流,而确实需要另外的纠错编码信息并被配置成使用该纠错编码信息的接收机(比如移动设备)可把纠错编码信息和视听信息联系起来(例如,根据控制信息),从而实现更鲁棒的系统。此外,控制信息可被传输逻辑104用于生成和传输可由接收机使用的各种新的纠错编码。
移动设备112可以是任意各种设备,比如便携式计算机系统(膝上型计算机)112A,无线电话机112B(例如,黑莓,iphones等),个人数字助手112C,车载电视设备112D,和能够显示接收的视听信息的其它各种便携式设备。
移动设备112被配置成无线接收(例如,用天线接收)由发射机106传输的分组,包括包含视听信息的分组,包含纠错编码信息的分组,和包含控制信息的分组。相应的移动设备112还可包括处理接收的视听信息的接收机逻辑,以及表现视频信息的显示器,和表现音频信息的一个或多个扬声器。从而,每个移动设备112可包括如这里所述的呈现接收的电视频道的电视似的能力。
固定设备114可以是打算放置在固定位置的任意各种设备(称为固定或“非移动”设备),比如传统的电视机,例如,液晶显示器(LCD显示器),等离子体显示器,等等。
图2传输流程图
图2是描述传输视听信息的方法的流程图。该方法可由如上所述,并且示于图1中的传输系统,例如包括传输逻辑和发射机的系统执行。视听信息可供移动设备接收;另一方面,视听信息可供固定设备,或者供移动设备和固定设备接收。应注意的是,按照各个实施例,一个或多个步骤可被省略、重复或者按照与示于图2中,和下面说明的顺序不同的顺序执行。
在202,可生成包括视听信息的第一多个分组。包含视听信息的分组可包括预定用于移动和/或固定设备的一个或多个内容流。在一个实施例中,可按照ATSC(高级电视标准委员会)DTV(数字电视)标准生成分组,所述分组包含预定给固定接收机(例如,电视机)的一个或多个数字电视频道;另一方面,或者另外,分组可包含预定给移动/手持(M/H)接收机的一个或多个数字电视频道。
包含视听信息的分组的生成可包括各种步骤,比如编码音频和视频数据(例如,利用MPEG-2编码),应用前向纠错,生成适当的分组报头和控制信息,等等。前向纠错可以采取多种形式,包括Reed-Solomon(RS)编码,网格编码,循环冗余编码(CRC),或者任意其它形式的纠错编码,包括多个方法的组合。
在204,可生成包括视听信息的纠错编码信息的第二多个分组。根据需要,第二多个分组中的纠错编码信息可以是任意类型的纠错编码;从而,它可以与第一多个分组中的纠错编码信息相同或不同。第二多个分组中的纠错信息可以是第一多个分组中的任意纠错信息的补充。在一个实施例中,第一批和第二多个分组都可包括来自如图6中所示,并且关于图6说明的四态卷积编码器的编码信息。
在一个具体实施例中,包括视听信息的分组可包括系统(即,包括输入(视听)数据)编码方案,而包括另外的纠错编码信息的分组可包括互补的非系统(即,只包括编码的(纠错)数据)编码方案。这里,这被称为“主流扩充”,并将关于图13和14,按照一个例证实施例更详细地说明。
在另一个实施例中,包括另外的纠错信息的分组可包括多于一种的互补非系统编码方案。换句话说,在视听流中可存在一个系统编码方案,在独立的纠错流中,存在彼此互补、并且补充视听流中的系统编码方案的两个以上的纠错编码模式。这里,这被称为“嵌套流编码”,并将关于图22,按照一个例证实施例更详细地说明。
在一些实施例中,这些视听和/或纠错流中的两个以上在时间和/或频率上是分离的。换句话说,一个流可在一个时间按某一频率发送,而另一个流可在规定的时延和/或按不同的频率发送。根据需要,这可以与主流扩充,嵌套流编码或者交错广播(后面说明)任意之一结合使用。这里,这被称为“传输分集”,并将关于图19-21更充分地说明。
在206,可生成包括使纠错编码与视听信息相关联的命令的控制信息。控制信息可指示哪种纠错编码信息将与哪个视听信息关联,可指示在多个分组中的什么地方找得到纠错编码信息和要关联的视听信息。换句话说,控制信息可被接收第一多个分组和第二多个分组的移动设备用于确定使用第二多个分组中的哪个纠错信息来处理出自第一多个分组的特定一块视听信息。控制信息可以呈任意多种格式,或者可被分成多种格式。例如,在ATSC M/H系统中,可存在快速信息信道(FIC)和传输协议信道(TPC)。它们均包括部分的控制信息。在一个实施例中,可在TPC中用信号通知扩充主流的存在(例如,第二多个分组中的另外的纠错信息的存在),而在FIC中用信号通知另外的纠错的位置、长度和形式(和/或其他信息)。TPC和FIC信令和语法的具体实施例示于图16-18中,并参考图16-18说明,不过,应注意这些具体实施例只是例证性的,使第二多个分组中的纠错编码信息与第一多个分组中的视听信息相关联的其他各种控制信息(或者TPC和/或FIC的其他语法)也是可能的。如果要关联的任意信息在时间和/或频率上是分离的(即,如果信息的传输是时间和/或频率分集的),那么控制信息还可指示这种分集。
通常,这里把利用控制信息关联单独的信息流(视听、纠错或者其他),以便一起使用称为′交叉流关联′。交叉流关联是主流扩充,嵌套流编码和交错广播(后面说明)的基本概念,允许计划地和系统地使用传输分集,尤其是与这些情况结合,以便显著改善分组数据传输,尤其是关于移动设备的视听信息的分组传输。
在208,可生成包括控制信息的第三多个分组。可按照与第一多个分组和第二多个分组类似的方式,对控制信息打包。在一个备选实施例中,一些或者全部的控制信息可被包括在第一多个分组和/或第二多个分组中,而不是单独地包括在第三多个分组中。不过,在一些实施例中,单独发送控制信息是有益的,例如,在固定设备和移动设备都应能够使用视听流,但是固定设备不能使用控制信息的情况下;这种情况下,和视听信息一起发送控制信息可能使视听信息不能用于固定设备。
图2-5描述其中控制数据被放置在第三(或第五)多个分组中,即,放置在与包含视听信息和纠错信息分离的分组中的实施例。不过,如上所述,控制信息可被放置在第一和/或第二多个分组中(在图2和4的情况下)。在图3和5的情况下,根据需要,控制数据可被放置在第一到第四多个分组的任意一个或多个之中。
在210,可传输多个分组,包括第一,第二,(可能还有)第三分组。这些各多个分组的传输可包含多路复用第一、第二和第三多个分组(多路复用第一、第二和第三流)。这些不同分组或流的多路复用是根据相应各多个分组(或流)的相对带宽分配的比率进行的。在对应于连续方式的一个实施例中,多路复用这些不同的分组流包括对分组排序,以便按照它们的相对带宽均匀地分布它们。在对应于突发方式的另一个实施例中,不同的分组流被聚集在前面是指示剩余突发的开始位置的控制信息(聚集在它自己的突发中)的独立突发中。多路复用可减少传输开销。在一个实施例中,传输方法传输与各个分组流的带宽分配有关的大小信息,其中,所述大小信息可在接收机用于多路分解接收的分组流。
图3扩展传输流程图
图3是描述传输多个流中的视听信息的方法的流程图。该方法可由如上所述,并且示于图1中的传输系统,例如包括传输逻辑和发射机的系统执行。视听信息可供移动设备接收;另一方面,视听信息可供固定设备,或者供移动设备和固定设备接收。应注意的是,按照各个实施例,一个或多个步骤可被省略、重复或者按照与示于图2中,和下面说明的顺序不同的顺序执行。
在302,可生成包括第一视听信息的第一多个分组。包含第一视听信息的分组可包括预定用于移动和/或固定设备的一个或多个内容流。在一个实施例中,可按照ATSC(高级电视标准委员会)DTV(数字电视)标准生成分组,所述分组包含预定给固定接收机(例如,电视机)的一个或多个数字电视频道;另一方面,或者另外,分组可包含预定给移动/手持(M/H)接收机的一个或多个数字电视频道。
包含第一视听信息的分组的生成可包括各种步骤,比如编码音频和视频数据(例如,利用MPEG-2编码),应用前向纠错,生成适当的分组报头和控制信息,等等。前向纠错可以采取多种形式,包括Reed-Solomon(RS)编码,网格编码,循环冗余编码(CRC),或者任意其它形式的纠错编码,包括多个方法的组合。
在304,可生成包括第一视听信息的第一纠错编码信息的第二多个分组。根据需要,第二多个分组中的第一纠错编码信息可以是任意类型的纠错编码;从而,它可以与第一多个分组中的纠错编码信息相同或不同。第二多个分组中的纠错编码信息可以是第一多个分组中的任意纠错信息的补充。在一个实施例中,第一批和第二多个分组都可包括来自如图6中所示,并且关于图6说明的四态卷积编码器的编码信息。
在一个具体实施例中,包括第一视听信息的分组可包括系统编码方案,而包括第一纠错编码信息的分组可包括互补的非系统编码方案。换句话说,第一纠错编码信息是对主流(例如,第一视听信息)的扩充。
在另一个实施例中,包括第一纠错信息的分组可包括多于一种的互补非系统编码方案。换句话说,在第一视听流中可存在一个系统编码方案,在独立的一个(或多个)纠错流中可存在彼此互补、并且补充视听流中的系统编码方案的两个以上的纠错编码模式。换句话说,第一纠错编码信息可被编码在多个嵌套流中。
在一些实施例中,这些视听和/或纠错流中的两个以上可在时间和/或频率上是分离的。换句话说,一个流可在一个时间按某一频率发送,而另一个流可在规定的时延和/或按不同的频率发送。根据需要,这可以与主流扩充,嵌套流编码或者交错广播(后面说明)任意之一结合使用。换句话说,可考虑到传输分集,配置视听和/或纠错编码信息的多个流。
在306,可生成包括第二视听信息的第三多个分组。第二视听信息可以互补于第一视听信息,部分互补于第一视听信息和部分与第一视听信息重叠,或者完全与第一视听信息重叠。通常,第一和第二视听信息可受益于彼此关联;例如,第一和第二视听信息可建立于彼此之上,从而产生更鲁棒的信号。
在308,可生成包括第二视听信息的第二纠错编码信息的第四多个分组。根据需要,第二纠错编码信息可以是任意类型的纠错编码;从而,它可以与第三多个分组中的纠错编码信息相同或不同。第四多个分组中的纠错信息可以是第三多个分组中的任意纠错信息的补充。在一个实施例中,第三批和第四多个分组都可包括来自如图6中所示,并且关于图6说明的四态卷积编码器的编码信息。
在一个具体实施例中,第三多个分组可包括系统编码方案,而第四多个分组可包括互补的非系统编码方案。从而,在一些实施例中,第一视听信息可以是系统编码方案中的输入数据,而第二视听信息可以是互补或重叠的编码方案中的互补或重叠的输入数据。互补或重叠编码方案的编码数据(纠错信息)可是互补的。
视听流(第一和第三多个分组)可包括所述互补纠错信息;另一方面,或者另外,互补纠错编码信息可以是第二和第四多个分组中的纠错信息。在一些实施例中,第二和/或第四分组中的纠错编码信息也可以是系统编码方案。从而,在一些实施例中,可存在许多具有互补纠错编码信息的重叠或互补视听流。在另一个可能的实施例中,第二和第四多个分组中的纠错信息可以是非系统的,不过仍然互补。这种情况下,除了多个互补/重叠的视听流之外,应存在嵌套流编码。
换句话说,视听数据是重叠的或者互补的,而纠错信息是互补的。这样,设备可以接收具有第一视听信息的第一分组,或者具有第二视听信息的第三分组,并使用该视听信息,即使未收到互补/重叠的视听信息的话。另一方面,如果收到所有的互补/重叠视听信息,那么互补编码数据可提供额外的鲁棒性,允许较小的接收阈值。这里,把具有重叠视听数据的多个流和互补纠错信息一起被传输的情况称为“交错广播”,并当可在关于图23-25的一个实施例中实现“交错广播”时,更详细地说明这种情况。也可按照交错广播,使用传输分集技术;换句话说,可在特定的时延或在彼此不同的频率下发送每个互补或重叠的视听流。如上所述,可结合交错广播使用嵌套流编码。另外应注意的是,在某种意义上,嵌套流编码和交错广播都可被视为主流扩充的特殊情况。
在310,可生成包括使第一纠错编码信息与第一视听信息相关联的命令,和使第二纠错编码信息与第二视听信息相关联的控制信息。控制信息可指示哪种纠错编码信息将与哪个视听信息关联,可指示在多个分组中的什么地方找得到纠错编码信息和要关联的视听信息。换句话说,控制信息可被接收第一多个分组和第二多个分组的移动设备用于确定使用第二多个分组中的哪个纠错信息来处理出自第一多个分组的特定一块视听信息。控制信息中的命令还可指示是否要使多块视听信息彼此关联,例如,是否第一和第三多个分组包含互补或重叠的信息。类似地,与每个视听流相关的纠错编码可以或者依据控制信息中的命令明确地,或者由于互补或重叠视听流彼此的关联而固有地与另一个(互补或重叠)的视听流相关联。总之,控制信息中的命令可有效地形成交叉流关联。
控制信息可以呈任意多种格式,或者可被分成多种格式。例如,在ATSC M/H系统中,可存在快速信息信道(FIC)和传输协议信道(TPC)。它们均包括部分的控制信息。在一个实施例中,可在TPC中用命令通知扩充主流的存在(例如,第二多个分组中的另外的纠错信息的存在),而在FIC中用命令通知另外的纠错的位置、长度和形式(和/或其他信息)。TPC和FIC信令和语法的具体实施例示于图16-18中,并参考图16-18说明,不过,应注意这些具体实施例只是例证性的,使第二多个分组中的纠错编码信息与第一多个分组中的视听信息相关联的其他各种控制信息(或者TPC和/或FIC的其他语法)也是可能的。如果要关联的任意信息在时间和/或频率上是分离的(即,如果信息的传输是时间和/或频率分集的),那么控制信息还可指示这种分集。
在312,可生成包括控制信息的第五多个分组。可按照与第一多个分组(和其它各多个分组)相似的方式对该控制信息打包。在一个备选实施例中,一些或全部的控制信息可被包括在一个或多个其它各多个分组中,而不是单独地包括在第五多个分组中。不过,在一些实施例中,单独发送控制信息是有益的,例如,在其中固定设备和移动设备都应能够使用视听流,但是固定设备不能使用控制信息的情况下;在这种情况下,和视听信息一起发送控制信息可能使视听信息不能用于固定设备。
在314,可传输多个分组,包括第一、第二、第三、第四和第五多个分组。这些多个分组的传输可包含多路复用第一、第二、第三、第四和第五多个分组(多路复用第一、第二和第三流)。这些不同分组或流的多路复用是根据相应各多个分组(或流)的相对带宽分配的比率进行的。在对应于连续方式的一个实施例中,多路复用这些不同的分组流包括对分组排序,以便按照它们的相对带宽均匀地分布它们。在对应于突发方式的另一个实施例中,不同的分组流被聚集在前面是指示剩余突发的开始位置的控制信息(聚集在它自己的突发中)的独立突发中。多路复用可减少传输开销。在一个实施例中,传输方法传输与各个分组流的带宽分配有关的大小信息,其中,所述大小信息可在接收机用于多路分解接收的分组流。
图4接收流程图
图4是描述接收和表现视听信息的方法的流程图。该方法可由上面说明并示于图1中的移动设备(例如,便携式计算机系统(膝上型计算机),无线电话机(例如,黑莓,iphone,等),个人数字助手,车载电视设备,和能够显示接收的视听信息的其它各种便携式设备)执行。另一方面,在一些实施例中,该方法可由固定设备,比如同样示于图1中和上面说明的固定设备(例如,常规电视机,比如液晶显示器(LCD显示器)电视机,等离子体显示器电视机等)执行。应注意的是,按照各个实施例,一个或多个步骤可被省略、重复或者按照与示于图2中,和下面说明的顺序不同的顺序执行。
在402,可接收包括视听信息的第一多个分组。包含视听信息的所述分组可包括预定给移动设备和/或固定设备的一个或多个内容流。在一个实施例中,可按照ATSC(高级电视标准委员会)DTV(数字电视)标准产生分组,所述分组包含预定用于固定接收机(例如,电视机)用的一个或多个数字电视频道;另一方面,或者另外,分组可包含预定用于移动/手持(M/H)接收机的一个或多个数字电视频道。包含视听信息的分组还可包括纠错编码,比如前向纠错;前向纠错可以采取多种形式,包括(但不限于)RS编码,网格编码,CRC,或者其它形式的纠错编码,包括多个方法的组合。
在404,可接收包括视听信息的纠错编码信息的第二多个分组。根据需要,第二多个分组中的纠错编码信息可以是任意类型的纠错编码;从而,它可以与第一多个分组中的纠错编码信息相同或不同。第二多个分组中的纠错信息可以是第一多个分组中的任意纠错信息的补充。在一个实施例中,第一和第二多个分组都可包括来自如图6中所示,并且关于图6说明的四态卷积编码器的编码信息。
在一个具体实施例中,包括视听信息的分组可包括系统(即,包括输入(视听)数据)编码方案,而包括另外的纠错编码信息的分组可包括互补的非系统(即,只包括编码的(纠错)数据)编码方案。换句话说,纠错编码信息可以是主流(例如,视听信息)的扩充。
在另一个实施例中,包括另外的纠错信息的分组可包括多于一种的互补非系统编码方案。换句话说,在视听流中可存在一个系统编码方案,在独立的纠错流中可存在彼此互补、并且补充视听流中的系统编码方案的两个以上的纠错编码模式。换句话说,可在多个嵌套流中编码纠错编码信息。
在一些实施例中,这些视听和/或纠错流中的两个以上在时间和/或频率上可以是分离的。换句话说,一个流可在一个时间按某一频率发送,而另一个流可在规定的时延和/或按不同的频率发送。换句话说,在视听信息和纠错编码信息之间存在传输分集。
在406,可接收包括控制信息的第三多个分组,所述控制信息包括使纠错编码信息与视听信息相关联的命令。控制信息可指示哪种纠错编码信息与哪个视听信息关联,可指示在多个分组中的什么地方找得到纠错编码信息和关联的视听信息。换句话说,控制信息可被移动设备用于确定使用第二多个分组中的哪个纠错信息来处理出自第一多个分组的特定一块视听信息。总之,控制信息中的命令可有效地形成交叉流关联。
控制信息可以呈任意多种格式,或者可被分成多种格式。例如,在ATSC M/H系统中,可存在快速信息信道(FIC)和传输协议信道(TPC)。它们均可包括部分的控制信息。在一个实施例中,可在TPC中用信号通知扩充主流的存在(例如,第二多个分组中的另外的纠错信息的存在)或者嵌套流,而在FIC中用信号通知另外的纠错的位置、长度和形式(和/或其他信息)。TPC和FIC信令和语法的具体实施例示于图16-18中,并参考图16-18说明,不过,应注意这些具体实施例只是例证性的,使第二多个分组中的纠错编码信息与第一多个分组中的视听信息相关联的其他各种控制信息(或者TPC和/或FIC的其他语法)也是可能的。如果要关联的任意信息在时间和/或频率上是分离的(即,如果信息的传输是时间和/或频率分集的),那么控制信息还可指示这种分集。
在408,可根据控制信息,使纠错编码信息与视听信息相关联。移动设备可根据控制信息中的命令,例如,根据TPC和FIC命令,把具体的纠错编码信息与特定部分的视听信息关联起来。
在410,可处理包括与视听信息关联的纠错编码信息的视听信息。处理视听信息可包括执行在准备供传输的数据和/或对数据分包时进行的任何步骤的反向操作,例如多路分解数据,解码任何纠错信息,解码音频和视频数据等。解码纠错信息可包括根据控制信息中的命令,解码在第一多个分组(即,具有视听信息的分组)中接收的任何纠错信息,和在第二多个分组(即,与视听信息分离的分组)中接收的、与视听信息关联的任何纠错信息。
在412,可以表现处理后的视听信息。表现处理后的视听信息可包括在显示器上表现视频信息,和/或在一个或多个扬声器上表现音频信息。
图5扩展接收流程图
图5是描述接收和表现视听信息的方法的流程图。该方法可由上面说明并示于图1中的移动设备(例如,便携式计算机系统(膝上型计算机),无线电话机(例如,黑莓,iphone,等),个人数字助手,车载电视设备,和能够显示接收的视听信息的其它各种便携式设备)执行。另一方面,在一些实施例中,该方法可由固定设备,比如同样示于图1中和上面说明的固定设备(例如,常规电视机,比如液晶显示器(LCD显示器)电视机,等离子体显示器电视机等)执行。应注意的是,按照各个实施例,一个或多个步骤可被省略、重复或者按照与示于图2中,和下面说明的顺序不同的顺序执行。
在502,可接收包括第一视听信息的第一多个分组。包含第一视听信息的所述分组可包括预定给移动设备和/或固定设备的一个或多个内容流。在一个实施例中,可按照ATSC(高级电视标准委员会)DTV(数字电视)标准产生分组,所述分组包含预定用于固定接收机(例如,电视机)用的一个或多个数字电视频道;另一方面,或者另外,分组可包含预定用于移动/手持(M/H)接收机的一个或多个数字电视频道。包含第一视听信息的分组还可包括纠错编码,比如前向纠错;前向纠错可以采取多种形式,包括(但不限于)RS编码,网格编码,CRC,或者其它形式的纠错编码,包括多个方法的组合。
在504,可接收包括第一视听信息的第一纠错编码信息的第二多个分组。根据需要,第一纠错编码信息可以是任意类型的纠错编码;从而,它可以与第一多个分组中的纠错编码信息(如果有的话)相同或不同。第一纠错信息可以是第一多个分组中的任意纠错信息的补充。在一个实施例中,第一和第二多个分组都可包括来自如图6中所示,并且关于图6说明的四态卷积编码器的编码信息。
在一个具体实施例中,包括第一视听信息的分组可包括系统编码方案,而包括第一纠错编码信息的分组可包括互补的非系统编码方案。换句话说,第一纠错编码信息可以是主流(例如,第一视听信息)的扩充。
在另一个实施例中,包括另外的纠错信息的分组可包括多于一种的互补非系统编码方案。换句话说,在视听流中可存在一个系统编码方案,在独立的纠错流中可存在彼此互补、并且补充视听流中的系统编码方案的两个以上的纠错编码模式。换句话说,第一纠错编码信息可被编码在多个嵌套流中。
在一些实施例中,这些视听和/或纠错编码模式中的两个以上在时间和/或频率上可以是分离的。换句话说,一个流可在一个时间按某一频率发送,而另一个流可在规定的时延和/或按不同的频率发送。换句话说,在视听信息和纠错编码信息之间可存在传输分集。
在506,可接收包括第二视听信息的第三多个分组。第二视听信息可以互补于第一视听信息,部分互补于第一视听信息和部分与第一视听信息重叠,或者完全与第一视听信息重叠。通常,第一和第二视听信息可受益于彼此关联;例如,第一和第二视听信息可建立于彼此之上,从而产生更鲁棒的信号。
在508,可接收包括第二视听信息的第二纠错编码信息的第四多个分组。根据需要,第二纠错编码信息可以是任意类型的纠错编码;从而,它可以与第三多个分组中的纠错编码信息相同或不同。第四多个分组中的纠错信息可以是第三多个分组中的任意纠错信息的补充。在一个实施例中,第三和第四多个分组都可包括来自如图6中所示,并且关于图6说明的四态卷积编码器的编码信息。
在一个具体实施例中,第三多个分组包括系统编码方案,而第四多个分组包括互补的非系统编码方案。从而,在一些实施例中,第一视听信息可以是系统编码方案中的输入数据,而第二视听信息可以是互补或重叠的编码方案中的互补或重叠的输入数据。互补或重叠编码方案的编码数据(纠错信息)可是互补的。
视听流(第一和第三多个分组)可包括所述互补纠错信息;另一方面,或者另外,互补纠错编码信息可以是第二和第四多个分组中的纠错信息。在一些实施例中,第二和/或第四分组中的纠错编码信息也可以是系统编码方案。从而,在一些实施例中,可存在许多具有互补纠错编码信息的重叠或互补视听流。在另一个可能的实施例中,第二和第四多个分组中的纠错信息可以是非系统的,不过仍然互补。这种情况下,除了多个互补/重叠的视听流之外,应存在嵌套流编码。
换句话说,视听数据可以是重叠的或者互补的,而纠错信息可以是互补的。这样,设备可以接收具有第一视听信息的第一分组,或者具有第二视听信息的第三分组,并使用该视听信息,即使未收到互补/重叠的视听信息的话。另一方面,如果收到所有的互补/重叠视听信息,那么互补编码数据可提供额外的鲁棒性,允许较小的接收阈值。这里,把具有重叠视听数据的多个流和互补纠错信息一起被传输的情况称为“交错广播”,并当可在关于图23-25的一个实施例中实现“交错广播”时,更详细地说明这种情况。也可按照交错广播,使用传输分集技术;换句话说,可在特定的时延或在彼此不同的频率下发送每个互补或重叠的视听流。如上所述,可结合交错广播使用嵌套流编码。另外应注意的是,在某种意义上,嵌套流编码和交错广播都可被视为主流扩充的特殊情况。
在510,可接收包括使第一纠错编码信息与第一视听信息相关联的命令,和使第二纠错编码信息与第二视听信息相关联的控制信息。控制信息可指示哪种纠错编码信息将与哪个视听信息关联,可指示在多个分组中的什么地方找得到纠错编码信息和要关联的视听信息。换句话说,控制信息可被移动设备用于确定使用第二多个分组中的哪个纠错信息来处理出自第一多个分组的特定一块视听信息。控制信息中的命令还可指示是否要使多块视听信息彼此关联,例如,是否第一和第三多个分组包含互补或重叠的信息。类似地,与每个视听流相关的纠错编码可以或者依据控制信息中的命令明确地,或者由于互补或重叠视听流彼此的关联而固有地与另一个(互补或重叠)的视听流相关联。总之,控制信息中的命令可有效地形成交叉流关联。
控制信息可以呈任意多种格式,或者可被分成多种格式。例如,在ATSC M/H系统中,可存在快速信息信道(FIC)和传输协议信道(TPC)。它们均包括部分的控制信息。在一个实施例中,可在TPC中用命令通知扩充主流的存在(例如,第二多个分组中的另外的纠错信息的存在),而在FIC中用命令通知另外的纠错的位置、长度和形式(和/或其他信息)。TPC和FIC信令和语法的具体实施例示于图16-18中,并参考图16-18说明,不过,应注意这些具体实施例只是例证性的,使第二多个分组中的纠错编码信息与第一多个分组中的视听信息相关联的其他各种控制信息(或者TPC和/或FIC的其他语法)也是可能的。如果要关联的任意信息在时间和/或频率上是分离的(即,如果信息的传输是时间和/或频率分集的),那么控制信息还可指示这种分集。
在512,可根据控制信息,使第一纠错编码信息与第一视听信息关联,而在514,可根据控制信息,使第二纠错编码信息与第二视听信息关联。移动设备可根据控制信息中的命令,例如,根据TPC和FIC命令,使特定的纠错编码信息与特定部分的视听信息关联。
在516,可以处理包括与第一和第二视听信息相关的第一和第二纠错编码信息的第一和第二视听信息。处理视听信息可包括执行在准备供传输的数据和/或对数据分包时进行的任何步骤的反向操作,例如多路分解数据,解码任何纠错信息,解码音频和视频数据等。解码纠错信息可包括根据控制信息中的命令,解码在第一多个分组(即,具有第一视听信息的分组)中接收的任何纠错信息,和在第二多个分组(即,与第一视听信息分离的分组)中接收的,与第一视听信息关联的任何纠错信息。类似地,可连同在第四多个分组中接收的任何相关纠错编码信息一起,解码在第三多个分组中接收的任何纠错编码信息。在一些实施例中,由于第二纠错编码信息与第一视听信息的(明确或隐含)关联,第二纠错编码信息可被用于处理第一视听信息。类似地,第一纠错编码信息可被用于处理第二视听信息。同样地,如果第一和第二视听信息包括互补的纠错编码信息,那么它们可一起被处理。处理期间,关联的纠错编码信息的这种组合可导致更强、更鲁棒的表现用视听信息,和/或可使得即使在不利的接收条件下,也能够在移动设备接收和表现视听信息。
在518,可以表现处理后的视听信息。表现处理后的视听信息可包括在显示器上表现视频信息,和/或在一个或多个扬声器上表现音频信息。
图6四态卷积外码
图6图解说明R=1/5和K=3的系统卷积编码方案,和对应的编码结构。根据这种公共结构,可以使用各种删截模式得到多个比率(R=n/k,这种情况下存在n个输入比特和k个输出比特)。也可按照交叉流关联使用各种删截模式,以产生在时间或频率方面分离的互补编码模式。尽管图6表示这里为了方便起见,将涉及的特殊卷积编码方案,不过应注意除了或者代替图6中所示,并且在这里说明的方案,还可使用其它编码方案(例如,其它卷积编码方案或者其它类型的纠错编码方案)。
图7基本删截模式,比率1/2,1/4
图7图解说明可和图6中所示的卷积编码方案一起使用的两种基本删截模式。如图所示,对R=1/2来说,对于每个输入比特传输2比特,而对R=1/4来说,则对于每个输入比特传输4比特。在外部卷积编码器是系统卷积编码器的条件下,输入比特被原样传给输出,并和编码数据一起在比特元组中被重新排序,如图7中所示。
图8另外的删截模式,比率1/3,2/3,4/5
图8图解说明可和图6中所示的卷积编码方案一起使用的另外几种删截模式。如图所示,所述各种删截模式可被用于产生1/3,2/3或4/5的比率。产生其它比率的其它删截模式也是可能的。
图9增量增益与开销
图9是描述对各种编码率来说的增量增益(即,超过先前的编码率的额外增益)和从而专用于开销的带宽的相关百分率的图。许多比率的可用性开启了动态改变用于编码数据的编码率的可能性。例如,取决于传输和/或接收条件,如果条件较好,要求较小的增益,那么理想的是使用较低的编码率(例如,4/5或者2/3),从而节省带宽开销。另一方面,如果条件不太稳定(例如,如果接收机在高速移动的车辆中),期望额外的增益,那么较高的编码率,比如1/3或者1/4更合乎需要,代价是带宽开销增大。
图10块处理器
图10是图解说明产生M/H数据块时所涉及的块处理的图,所述块处理的主要功能是提供与标准8VSB网格编码级联的外部编码。
图11有效负载长度
图11是表示对于M/H帧的每个区域,作为SCCC块方式和帧方式(下面说明的TPC信道中的参数)的函数的有效负载长度的表格。
图12 SCCC输出/输出块长度(SOBL/SIBL)
图12是表示在各个比率下,相对于对应SCCC输入块长度的SCCC输出块长度的表格。能够适应每个额外的比率(例如,R=1/3,R=2/3,R=4/5),只要SCCC输入块长度(SIBL)被调整,以保持给定M/H块的初始SCCC输出块长度(SOBL)。
图13A和13B交叉流关联,扩充主流编码
图13A和13B图解说明按照各个实施例,流式传输视听信息的途径。在图13A中,在一个流中发送“主流数据”,即预定给固定设备的数据。按照各个实施例,主流可以包括,也可不包括它自己的纠错信息。除了主流数据之外,可存在给移动设备的队列(parade),即,预定用于被配置成使用另外的纠错编码的设备的视听信息流。这里使用的队列指的是为传送特定服务而分配的一系列的传输M/H时隙。作为一个例子,在ATSC标准中,为了适应固定设备和移动设备,可存在用于现有/固定服务的主流,和用于移动和/或手持设备的M/H流。在现有技术的方法中,需要这样的独立流,以便把视听信息传输给固定设备和移动设备,因为现有/固定设备未被配置成识别M/H流,而移动设备不能使用主流,因为它不具有如果移动设备在移动,或者处于不太理想的接收条件下,能够实现可靠接收的足够纠错编码。
在图13B中,仍然存在主流队列,和包括额外的纠错编码信息的M/H队列,不过,M/H队列不包括独立的视听信息。由于额外的纠错信息仍然是在不同于主流的独立队列中发送的,因此即使固定设备/现有设备未被配置成使用所述额外的纠错信息,它们也能够利用主视听信息流。还可存在可由移动用于链接或关联所述额外的纠错编码信息和主流中的对应信息的控制信息。这样,移动设备也能够使用主视听信息流。从而,通过在不同于纠错编码信息的独立流中发送视听信息,但是使纠错编码信息和视听信息关联起来,移动设备和固定设备都能够使用相同的视听信息,从而可能消除如图13A中所示的多个视听流的冗余。释放的额外带宽用在图13B中的每个队列的尾部的空白区指示。
这里,把多个数据流之间的信息的关联称为交叉流关联。特别地,当使用交叉流关联使额外的纠错信息和主视听信息流相关联时,所得到的数据流是这里称为扩充主流的数据流。
图14利用卷积编码器的扩充主流编码
图14图解说明由扩充主流而引起的两种可能编码结构。传输比特代表在主流中传输的数据比特。如图所示,传输比特可对应于系统卷积编码器,例如,图6中所示的卷积编码方案中的输入(数据)比特。相同的编码方案可被用于产生纠错编码比特的模式(例如,互补于数据流)。可如关于图13B所述那样,在不同于主流的独立流中发送这些“扩充”比特。可以使扩充比特与恰当的数据比特相关联(例如,借助控制信息),以致移动设备能够取回纠错编码比特和数据比特,从而有效地接收1/2,1/4或者以别的方式编码的编码结构。不能利用额外的纠错信息的固定设备可简单地忽略(在一些实施例中,固定设备不能识别)使扩充比特与主流数据比特相关联的控制信息。从而,固定设备能够利用主流服务;换句话说,扩充流编码可实现服务之间的数据共享,例如,在一个实施例中,传统的ATSC服务和ATSC M/H服务能够共享相同的主流数据。
图15扩充服务多路复用
图15图解说明扩充服务多路复用的一个可能实施例。如图所示,可绕过M/H处理的多个部分,比如帧编码器,卷积编码器,空封装和信令,在独立的队列中传送扩充服务数据。因而,主服务数据仍然可被传统的接收机访问,同时还受益于附加训练,以允许可靠的移动接收。
图16A和16B扩充流组织
快速信息信道(FIC)可被用于实现管理层控制的传输。FIC可在传输层之下工作,在一些实施例中,提供频道内容类型,而不是内容结构。FIC可被用于通知接收机在什么地方找到流内容,和如何利用所述内容使系统性能达到最高。在一个实施例中,将不使用补零或字节填充来使扩充块的状态和特定的M/H组对准。改为必须用信号通知(signal)开始位置(因为开始位置将变化)。可每隔一定时间发生扩充,以允许接收机比较它计算为下一个块的块和用FIC通知的块。这可允许使用多个FIC分组来提高可靠性。图16A表示如何借助扩充流块和相关的主流块之间的FIC指针,扩充主服务队列的例子。
图16B表示扩充流块和M/H块之间的指针的类似例子。这种情况下,代替被用于扩充主服务流,扩充块可被用于扩充预定用于移动设备的视听信息流。与主流服务的扩充相比,M/H服务的扩充需要较少的信息,因为可存在给出主服务的大小的传输参数信道(TPC)(下面更详细地说明),并且M/H服务可能已被同步到M/H帧的开始处。不过,在一些实施例中,仍然用信号通知冗余的信息,因为该信令已被分配给主流扩充。这容许未来的不可预见的扩展。
图17A和17B FIC扩展段的比特流语法和扩充类型方式
图17A表示使纠错编码(扩充)块与一块视听信息相关联的FIC命令的一种可能语法。具体使扩充的队列与服务块相关联的命令的各个部分是用斜体表示的。在所示的实施例中,这些字段可包括:
Associated Parade ID(7比特)-该扩充将被应用于的相关队列的ID。值127被保留,以指定主服务。
Station for service(7比特)-能够得到该服务的台号。这便于频率分集,并且还便于扩充超过19.28Mbps,因为它能够被安置在不同的台(station)。
Augmentation Type(4比特)-图17B表示按照本实施例的该字段的语法。扩充类型描述纠错编码的类型和/或模式。
Length n(4比特)-规定下一个字段中的半位元组(4比特块)的数目。
Start of Next Augmentation Block(4n比特)-从该组位置的起点到下一个扩充块的起点的队列有效负载字段中的值。
Block Size of the service(4n比特)-以段为单位的应用数据的段数的计数。
Size of Augmentation Block(4n比特)-扩充的字节的数目。
Start of Payload data(4n比特)-从当前组到有效负载的起点的段数。该值可以为负,从而该字段是带符号的整数。对M/H队列的扩充来说,该值应始终为0。该字段还将规定在什么地方能够找到冗余信息,作为当前数据流的备选物(即,分集)。如果流没有冗余或者扩充,那么该值将指向当前服务,并且始终为0。
图18传输参数信道语法
除了FIC(FIC可在传输层之下工作),还可存在用于PHY层内的信令的传输参数信道(TPC)。TPC数据具有下述性质:
-平均多个数据值的概率,从而产生更好的噪声抗扰性
-借助计数器的帧位置信息
-帧FEC设置
-大小固定
-31比特可用于(保留给)未来的PHY信令
TPC可用于一些基本信令,比如指示扩充队列的存在。为了用信号通知用于主服务或者鲁棒M/H服务的扩充M/H队列,TPC可被扩展,以利用一些保留的比特支持这样的新方式。图18表示按照本发明的一个实施例的TPC语法,其中用粗体表示用于用信号通知扩充队列的字段。在所示的实施例中,这些字段可包括:
Parade Type(2比特)-规定正在发送的队列的类型。按照一个实施例的该字段的可能值和对应含义示于表1中。
  队列类型   描述
  00   编码的M/H队列
  01   扩充的M/H队列
  10   扩充的主队列
  11   保留
表1-队列类型
Block Encoder Mode(2比特)-规定使用的块编码器的类型。块编码器方式可被用于禁止RS+CRC的添加,如表2中所示。
  块编码器方式   描述
  00   添加的RS+CRC
  01   无
  10   保留
  11   保留
表2-块编码器方式
SCCC Outer Code Mode Extensions(均为2比特)-可被用于用信号通知除基本的1/4和1/2之外的比率(例如,1/3,2/3,4/5等)。SCCCOuter Code Mode字段可用信号通知到SCCC Outer Code ModeExtension的扩展,如表3中所示。
  SCCC外码方式   描述
  00   SCCC块的外码率为1/2
  01   SCCC块的外码率为1/4
  10   无SCCC块的外码率(什么也不增加)
  11   扩展到SCCC_outer_code_mode_extension
表3-SCCC外码方式
图19传输分集
图19表示传输分集的各种方法。通过隔开一定时延和/或在不同的频率下发送数据,能够提高服务可靠性,例如,在存在突发噪声或者深度信道衰落的情况下。传输分集可以仅仅包括以不同的时延或频率发送冗余(备份)流(如下面的图20和21中所示,和关于图20和21所述),或者可以与交叉流关联的概念结合,从而产生嵌套流编码,其中在时间和/或频率方面分开地传输包含额外的纠错编码信息(非系统编码,即,只有纠错编码信息,没有视听信息)的多个互补流。随后可在接收机使所述多个互补流与主数据流(视听信息)相关联。下面关于图22更详细地说明嵌套流编码。
这里,传输分集的进一步扩展被称为交错广播。这种情况下,可以传输纠错编码信息的多个互补的流,不过,不同于嵌套流编码,每个流可拥有当被单独接收时,足以允许解码的信息。换句话说,每个流可采用系统编码。这种情况下,尽管当被单独接收时,每个流可被解码,不过多个这种流(例如,包括互补的纠错编码信息,类似于嵌套流编码)的接收可有效地产生更高的编码率,从而允许较低的接收阈值。
图20时间分集
图20表示具有时间分集内容和非时间分集内容的数据流。内容A包括主内容块A1,以及备份内容块A2,备份内容块A2是重复(冗余)的A1内容块。从而,如果突发破坏了A1内容块2,那么可以使用备份A2内容块2。在所示的例子中,内容B没有备份内容,不是时间分集的。尽管图20把时间分集表示成它可被用于重复相同的内容块,不过,时间分集的概念可类似地应用于部分或者完全互补的数据块,如这里所述,通过利用交叉流关联(例如,链接时间分集内容的控制信息),这些部分或者完全互补的数据块可被相互关联。根据需要,可在有或没有频率分集的情况下使用时间分集。
图21频率分集
图21表示以不同的频率传输的多个数据流,即,台A以第一频率进行传输,台B以第二频率进行传输。如图所示,内容A和内容B是频率分集的;即,在台A和台B都传输内容A和内容B。只在台A传输的内容C,和只在台B传输的内容D不是频率分集的。尽管图21频率分集表示成它可用于重复相同的内容块,不过频率分集的概念可类似地应用于部分或者完全互补的数据块,如这里所述,通过利用交叉流关联(例如,链接时间分集内容的控制信息),这些部分或者完全互补的数据块可被相互关联。根据需要,可在有或没有时间分集的情况下使用频率分集。
图22嵌套流编码
图22图解说明嵌套流编码的一个可能实施例。在所示的例子中,流2200可以是以2/3的比率编码的主流。流2202、2204和2206可以是非系统扩充流;换句话说,这些流都可只包含纠错编码比特。可在独立的时间和/或频率传输每个流。可以看出,每个扩充流2202、2204和2206互补于每个其它扩充流,和补充主流2200。从而,如果所有四个流都被收到,并且彼此关联,那么它们实际上产生具有更高编码率1/4的流2008。另一方面,即使只收到主流2200和流2206,这仍可有效地把主流的编码率从2/3增大到1/2。从而,可以获得时间和/或频率分集的优点,而不会招致重复内容数据的额外开销。
图23等效M/H R=1/2规范形式
交错广播是嵌套流编码概念的进一步扩展,由此互补流是按照允许伴随着根据单独接收的任一流,可靠地恢复数据的潜力的分层编码的方式编码的。可在时间和/或频率方面交错流,以对抗暂时的信号丢失,如前所述。可重叠最少地对互补流编码,以节约带宽,不过,每个流仍然保持足以实现独立的数据恢复的信息(就数据(AV信息)而论)和代码比特(纠错编码信息)。当两个流都被收到,并被相互关联时,信息组合在一起,从而允许较低接收阈值下的接收。为此,在M/H系统中,需要对卷积编码器(例如,如图6中所示的卷积编码器)进行轻微修改。
目前,M/H系统为1/4比率编码提供(C0,C2),(C1,C4)和(C0,C1),(C3,C4)方式。对1/2比率编码,M/H系统提供(C0,C1)。可把1/4比率代码(C0,C2),(C1,C4)分成两个单独的流。这两个流应是(C0,C2)和(C1,C4)。错误!未找到参考来源。为了更好地理解编码器,图23表示了等效规范形式。
可看出(C0,C2)只是延迟奇偶校验形式的(C0,C1)代码。对这种方式解码只要求简单调整网格解码器的状态机。
(C1,C4)代码有两个问题。首先,它是非系统代码。不过,M/H卷积编码器具有在每个SCCC块系统开始时,存储器被重置为0,从而使网格处于已知状态的好处。C4代码是一种前馈方法。由于项的消去,C4是C0与延迟的C0之和。由于开始状态已知,因此C4可被变换成C0,这意味能够构成关于(C1,C4)的系统解码器。
(C1,C4)代码的第二个问题在于等效的代码比特C4被放入输出符号的Z1比特中,而C1比特被放入更强(stronger)的Z2比特中。这出现仅仅使用C4比特解码信号的问题,因为与将其放入Z2比特中相比,C4比特本身较弱。不过,如果假定解码针对的是这种方式下的R=1/2,那么可无关紧要;这种情况下,解码器只是因奇偶校验码而被更大地偏移。
图24 SCCC块方式扩展
为了实现关于图23说明的额外的R=1/2方式,必须用信号通知这些扩展的比率方式。信令的一部分可包括对TPC信令的修改。例如,在图18中所示的字段“SCCC_Block_Mode”的值“11”可被用于标记2比特的“SCCC_Block_Mode_Extension”字段。可如图24中所示定义该新字段。例如,如图所示,在该新字段中,可存在对如同关于图23所述,从R=1/4(C0,C2),(C1,C4)方式得到的R=1/2卷积编码方式的规定。
图25 卷积编码器输出符号(比特对)
为了使关于图24说明的TPC信令修改有效,卷积编码器必须按照与该信令一致的方式定义其输出。图25表示为得到如同关于图23所述的额外的R=1/2方式而修改的图6的卷积编码器,是如何按照与在图24中定义的信令一致的方式定义其输出的。
图26 交错广播
如同关于图23所述,可把R=1/4代码(C0,C2),(C1,C4)分成两个单独的流。连同R=1/2代码(C0,C1)一起,它们构成三个部分互补、部分重叠、系统的(或者就(C1,C4)来说,实际上系统的)R=1/2编码模式。图26中表示了这些编码模式。由于每种编码模式是系统的(或者实际上是系统的),因此即使其它编码模式丢失,或者未被正确接收,移动设备也能够从这三种编码模式任意之一中取回编码的视听信息。例如,如果在独立的流中传送每种模式(例如,在时间和/或频率方面与其它编码模式分开),那么即使由于突发噪声、深度衰落和/或任何其它原因,编码模式中的一个或多个被破坏,仍可收到至少一个编码模式。如果接收的编码模式的信噪比足够的话,那么即使接收的单一系统编码模式也足以供移动设备取回和表现编码的视听数据。另一方面,如果移动设备收到多于一个的交错广播的编码模式,那么每个编码模式的编码可建立在其它编码模式的互补编码之上,从而实际上形成更鲁棒的流(例如,更高的有效纠错编码率),与如果移动设备收到较少的编码模式的情况相比,可能能够在更低的信噪比下实现视听信息的取回和表现。
尽管上面相当详细地说明了实施例,不过一旦充分理解上面的公开内容,对本领域的技术人员来说,众多的变化和修改将是显而易见的。下面的权利要求意图包含所有这样的变化和修改。

Claims (26)

1.一种以无线方式向移动设备和固定设备广播视听信息的方法,所述方法包括:
生成第一多个分组,其中第一多个分组包括第一视听信息,其中第一多个分组包含能由固定设备使用的第一流;
生成第二多个分组,其中第二多个分组包括第一视听信息的第一纠错编码信息;
生成控制信息,其中控制信息包括使第一纠错编码信息与至少一部分的第一视听信息相关联的命令;
以无线方式把分组传输给移动设备和固定设备,其中所述分组包含第一多个分组、第二多个分组和控制信息;
其中控制信息把第一纠错编码信息与至少一部分的第一视听信息的关联通知移动设备;
其中固定设备不使用第二多个分组和控制信息。
2.按照权利要求1所述的方法,
其中包含第一视听信息的第一多个分组还包含纠错编码信息;
其中第二多个分组中的第一纠错编码信息互补于第一多个分组中的纠错编码信息。
3.按照权利要求2所述的方法,
其中第一纠错编码信息是利用第一纠错编码方法形成的;
其中第一多个分组中的纠错编码信息是利用第二纠错编码方法形成的,其中第二纠错编码方法不同于第一纠错编码方法。
4.按照前述权利要求中任意一项所述的方法,
其中第一纠错编码信息包括第一模式的纠错编码信息和第二模式的纠错编码信息;
其中第一模式的纠错编码信息和第二模式的纠错编码信息是下述一个或多个:1)时间上分离的纠错编码信息;和2)频率上分离的纠错编码信息;
其中第一模式的纠错编码信息互补于第二模式的纠错编码信息。
5.按照权利要求1所述的方法,还包括:
生成第三多个分组,其中第三多个分组包含控制信息;
其中所述把分组传输给移动设备和固定设备包含传输广播第一多个分组、第二多个分组,和第三多个分组。
6.按照权利要求1所述的方法,还包括:
生成第四多个分组,其中第四多个分组包含第二视听信息,其中至少一部分的第二视听信息或者1)互补于第一视听信息,或者2)是与至少一部分的第一视听信息相同的视听信息;
生成第五多个分组,其中第五多个分组包含第二视听信息的第二纠错编码信息;
其中所述以无线方式把分组传输给移动设备和固定设备还包含传输第四多个分组和第五多个分组;
其中控制信息中的命令使第二纠错编码信息与至少一部分的第二视听信息关联。
7.按照权利要求6所述的方法,
其中第一纠错编码信息包含第一模式的纠错编码信息,第二纠错编码信息包含第二模式的纠错编码信息;
其中第一模式的纠错编码信息互补于第二模式的纠错编码信息。
8.按照权利要求6所述的方法,
其中第一和第二视听流是下述一个或多个:1)时间上分离的视听流;和2)频率上分离的视听流;
其中第一和第二纠错编码信息是下述一个或多个:1)时间上分离的纠错编码信息;和2)频率上分离的纠错编码信息。
9.按照权利要求6所述的方法,
其中控制信息中的命令还使第二纠错编码信息和第二视听信息与第一纠错编码信息和第一视听信息关联。
10.按照权利要求6所述的方法,
其中控制信息中的命令还使第二视听信息与第一视听信息关联;
其中由于第二纠错编码信息与第二视听信息的关联,第二纠错编码信息还与第一视听信息相关联。
11.一种以无线方式向移动设备和固定设备广播视听信息的装置,所述装置包括:
用于生成第一多个分组的模块,其中第一多个分组包括第一视听信息,其中第一多个分组包含能由固定设备使用的第一流;
用于生成第二多个分组的模块,其中第二多个分组包括第一视听信息的第一纠错编码信息;
用于生成控制信息的模块,其中控制信息包括使第一纠错编码信息与至少一部分的第一视听信息相关联的命令;
用于以无线方式把分组传输给移动设备和固定设备的模块,其中所述分组包含第一多个分组、第二多个分组和控制信息;
其中控制信息把第一纠错编码信息与至少一部分的第一视听信息的关联通知移动设备;
其中固定设备不使用第二多个分组和控制信息。
12.按照权利要求11所述的装置,
其中包含第一视听信息的第一多个分组还包含纠错编码信息;
其中第二多个分组中的第一纠错编码信息互补于第一多个分组中的纠错编码信息。
13.按照权利要求12所述的装置,
其中第一纠错编码信息是利用第一纠错编码方法形成的;
其中第一多个分组中的纠错编码信息是利用第二纠错编码方法形成的,其中第二纠错编码方法不同于第一纠错编码方法。
14.按照权利要求11-13中任意一项所述的装置,
其中第一纠错编码信息包括第一模式的纠错编码信息和第二模式的纠错编码信息;
其中第一模式的纠错编码信息和第二模式的纠错编码信息是下述一个或多个:1)时间上分离的纠错编码信息;和2)频率上分离的纠错编码信息;
其中第一模式的纠错编码信息互补于第二模式的纠错编码信息。
15.按照权利要求11所述的装置,还包括:
用于生成第三多个分组的模块,其中第三多个分组包含控制信息;
其中所述把分组传输给移动设备和固定设备包含传输广播第一多个分组、第二多个分组,和第三多个分组。
16.按照权利要求11所述的装置,还包括:
用于生成第四多个分组的模块,其中第四多个分组包含第二视听信息,其中至少一部分的第二视听信息或者1)互补于第一视听信息,或者2)是与至少一部分的第一视听信息相同的视听信息;
用于生成第五多个分组的模块,其中第五多个分组包含第二视听信息的第二纠错编码信息;
其中所述以无线方式把分组传输给移动设备和固定设备还包含传输第四多个分组和第五多个分组;
其中控制信息中的命令使第二纠错编码信息与至少一部分的第二视听信息关联。
17.按照权利要求16所述的装置,
其中第一纠错编码信息包含第一模式的纠错编码信息,第二纠错编码信息包含第二模式的纠错编码信息;
其中第一模式的纠错编码信息互补于第二模式的纠错编码信息。
18.按照权利要求16所述的装置,
其中第一和第二视听流是下述一个或多个:1)时间上分离的视听流;和2)频率上分离的视听流;
其中第一和第二纠错编码信息是下述一个或多个:1)时间上分离的纠错编码信息;和2)频率上分离的纠错编码信息。
19.按照权利要求16所述的装置,
其中控制信息中的命令还使第二纠错编码信息和第二视听信息与第一纠错编码信息和第一视听信息关联。
20.按照权利要求16所述的装置,
其中控制信息中的命令还使第二视听信息与第一视听信息关联;
其中由于第二纠错编码信息与第二视听信息的关联,第二纠错编码信息还与第一视听信息相关联。
21.一种在移动设备接收和表现视听信息的方法,所述方法包括:
以无线方式接收多个分组,其中所述多个分组至少包括第一多个分组和第二多个分组;
其中第一多个分组包含第一视听信息,其中第一多个分组包含能由固定设备使用的第一流;
其中第二多个分组包含第一视听信息的第一纠错编码信息;
其中所述多个分组还包含控制信息,其中控制信息包含使第一纠错编码信息与至少一部分的第一视听信息相关联的命令,其中固定设备不使用第二多个分组和控制信息;
根据控制信息,使第一纠错编码信息与至少一部分的第一视听信息关联;
处理第一视听信息,从而产生表现用视听信息,其中所述处理第一视听信息包括移动设备对与至少一部分的第一视听信息关联的第一纠错编码信息的处理;
在移动设备上表现所述表现用视听信息。
22.按照权利要求21所述的方法,
其中包含第一视听信息的第一多个分组还包含纠错编码信息;
其中第二多个分组中的第一纠错编码信息互补于第一多个分组中的纠错编码信息;
其中所述处理还包括处理第一多个分组中的纠错编码信息。
23.按照权利要求22所述的方法,
其中第一纠错编码信息是利用第一纠错编码方法形成的;
其中第一多个分组中的纠错编码信息是利用第二纠错编码方法形成的,其中第二纠错编码方法不同于第一纠错编码方法。
24.一种在移动设备接收和表现视听信息的装置,所述装置包括:
用于以无线方式接收多个分组的模块,其中所述多个分组至少包括第一多个分组和第二多个分组;
其中第一多个分组包含第一视听信息,其中第一多个分组包含能由固定设备使用的第一流;
其中第二多个分组包含第一视听信息的第一纠错编码信息;
其中所述多个分组还包含控制信息,其中控制信息包含使第一纠错编码信息与至少一部分的第一视听信息相关联的命令,其中固定设备不使用第二多个分组和控制信息;
用于根据控制信息使第一纠错编码信息与至少一部分的第一视听信息关联的模块;
用于处理第一视听信息从而产生表现用视听信息的模块,其中所述处理第一视听信息包括移动设备对与至少一部分的第一视听信息关联的第一纠错编码信息的处理;
用于在移动设备上表现所述表现用视听信息的模块。
25.按照权利要求24所述的装置,
其中包含第一视听信息的第一多个分组还包含纠错编码信息;
其中第二多个分组中的第一纠错编码信息互补于第一多个分组中的纠错编码信息;
其中所述处理还包括处理第一多个分组中的纠错编码信息。
26.按照权利要求25所述的装置,
其中第一纠错编码信息是利用第一纠错编码方法形成的;
其中第一多个分组中的纠错编码信息是利用第二纠错编码方法形成的,其中第二纠错编码方法不同于第一纠错编码方法。
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