CN102098253A - 用于传送和接收广播信号的设备与方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种广播信号传送设备的广播信号传送方法。根据该方法，生成包括具有基本层码元的多个子信道的基本层信号，并且生成包括增强层码元的增强层信号。在多个子信道中的对应于其中增强层信号具有数据的部分的第一子信道中，通过根据层级调制指数而层级地调制所述基本层码元和所述增强层码元来生成层级调制码元。在所述多个子信道中的对应于其中增强层信号不具有数据的部分的第二子信道中，输出所述基本层码元。传送包括所述第一子信道的所述层级调制码元以及所述第二子信道的基本层码元的广播信号。

Description

用于传送和接收广播信号的设备与方法

技术领域

本发明一般涉及一种用于传送和接收广播信号的设备与方法。

背景技术

广播信号发射机传送以下广播信号，该广播信号通过经由层级调制(hierarchical modulation)来将用于增大传送容量的增强层信号相加到用于传送基本数字媒体广播服务的基本层信号而生成。

根据层级调制的传送特性由层级调制指数(modulation index)而确定，该层级调制指数定义了星座图上基本层码元与增强层码元之间的距离。因此，如果确定该层级调制指数，则在该广播信号中的所有服务都将具有相同的层级调制特性，这使得难以提供多种特性的服务。

发明内容

本发明的实施例提供了一种用于传送和接收广播信号的设备与方法，该广播信号用于提供具有多种特性的广播服务。

根据本发明的实施例，提供了一种在广播信号传送设备中传送广播信号的方法。该方法包括：生成包括多个子信道的基本层信号，所述子信道中的每一个包括基本层码元；生成包括增强层码元的增强层信号；在所述多个子信道中的对应于其中增强层信号具有数据的部分的第一子信道中，通过根据层级调制指数在所述基本层码元和所述增强层码元上执行层级调制来生成层级调制码元；在所述多个子信道中的对应于其中增强层信号不具有数据的部分的第二子信道中，输出所述基本层码元；以及对包括所述第一子信道的所述层级调制码元以及所述第二子信道的所述基本层码元的广播信号进行传送。

该方法可以包括在该第二子信道中不执行所述层级调制而输出所述基本层码元。

在该方法中，可以通过采用无限大的层级调制指数在所述基本层码元和所述增强层码元上执行所述层级调制来输出所述基本层码元。

该层级调制可以通过将所述增强层码元、与所述层级调制指数成反比的值、以及基本层码元的乘积相加到所述基本层码元来执行。

该层级调制指数可以定义该基本层码元与该增强层码元之间的距离。

该层级调制指数可以随基本层码元之间距离的增大而增大，并且可以随增强层码元之间距离的增大而减小。

该层级调制指数可以在所述多个子信道中的每一个中被定义。

该广播信号可以进一步包括关于该层级调制指数的信息。

根据本发明的另一实施例，提供了一种在广播信号接收设备中接收广播信号的方法。该方法包括：接收广播信号；通过解调该广播信号来输出层级调制信号；以及将该层级调制信号解调为基本层信号和增强层信号。这里，该层级调制信号包括通过在第一子信道中的基本层码元以及增强层码元上执行层级调制而生成的层级调制码元、以及第二子信道的基本层码元。该第一子信道对应于多个子信道中的其中增强层信号具有数据的部分，而该第二子信道对应于多个子信道中的其中增强层信号不具有数据的部分。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种用于传送广播信号的设备，其包括基本层信号处理器、增强层信号处理器、层级调制器、和发射机。该基本层信号处理器生成包括多个子信道的基本层信号，所述子信道中的每一个包括基本层码元；而该增强层信号处理器生成包括增强层码元的增强层信号。该层级调制器在所述多个子信道中的对应于其中增强层信号具有数据的部分的第一子信道中，在所述基本层码元和所述增强层码元上执行层级调制，并且在所述多个子信道中的对应于其中增强层信号不具有数据的部分的第二子信道中，在所述基本层码元和所述增强层码元上不执行层级调制。该发射机传送包括层级调制器的输出的广播信号。

根据本发明的再一个实施例，提供了一种用于接收广播信号的设备，该设备包括接收机以及层级解调器。所述接收机通过解调所接收到的广播信号来输出层级调制信号，而所述层级解调器将该层级调制信号解调为基本层信号和增强层信号。这里，该层级调制信号包括通过在第一子信道中的基本层码元以及增强层码元上执行层级调制而生成的层级调制码元、以及第二子信道的基本层码元。该第一子信道对应于多个子信道中的其中增强层信号具有数据的部分，而该第二子信道对应于多个子信道中的其中增强层信号不具有数据的部分。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施例的广播信号传送设备的示意框图。

图2A和图2B分别是基本层信号星座图。

图3A和图3B分别是层级调制模式B和Q中的增强层信号星座图。

图4A和图4B分别是示出了在层级调制模式B中层级调制的奇数编号的码元和偶数编号的码元的星座图。

图5A和图5B分别是示出了在层级调制模式Q中层级调制的奇数编号的码元和偶数编号的码元的星座图。

图6和图7分别是根据本发明实施例的层级调制器的示意图。

图8示出了根据本发明实施例的基本层信号和增强层信号。

图9是根据本发明实施例的接收广播信号接收设备的示意图。

具体实施方式

在以下详细描述中，已经简单地通过阐释的方式而仅仅示出并且描述了本发明的某些示范实施例。如本领域技术人员将认识到的，可以以各种不同的方式来修改所描述的实施例，而全部没有脱离本发明的精神或范围。相应地，附图和描述将被认为实际上是说明性而非限制性的。贯穿说明书中，同样的附图标记指定同样的元件。

另外，除非明确地相反描述，否则术语“包括(comprise)”及变型(例如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”)将被理解为暗指包含所陈述的元件但不排除任何其它元件。

图1是示出了根据本发明实施例的广播信号传送设备的示意框图，图2A和图2B分别是基本层信号星座图，而图3A和图3B分别是层级调制模式B和Q中的增强层信号星座图。

参考图1，所述广播信号传送设备100包括基本层信号处理器110、增强层信号处理器120、层级调制器130、以及发射机140。该广播信号传送设备100可以是例如高级地面数字多媒体广播(AT-DMB)发射机。在这种情况下，该基本层可以支持该地面数字多媒体广播(T-DMB)服务，且该增强层可以是用以增大T-DMB的传送容量的附加层。

该基本层信号处理器110处理基本层服务流，并且生成包括多个基本层码元的基本层信号。详细地，该基本层信号处理器110执行用于该基本层服务流的信道编码和交织、以及到码元的映射。例如，该基本层信号处理器110可以通过π/4差分正交相移键控(π/4-DQPSK)调制交织的基本层服务流，并将调制后的流映射到码元。

在这种情况下，奇数编号的基本层码元处于如图2A所示的星座图的轴上，而在如图2B所示的星座图中，偶数编号的基本层码元位于将奇数编号的码元旋转45°的点上。

所述增强层信号处理器120处理具有比基本层服务流更高质量的增强层服务流，并且生成包括多个增强层码元的增强层信号。详细地，该增强层信号处理器120执行用于该增强层服务流的信道编码和交织、以及到码元的映射。在这种情况下，该增强层信号处理器120可以取决于环境而从多种调制模式中选择一种层级调制模式，并且通过使用所选定的调制模式生成增强层信号。例如，在层级调制模式B中，如图3A所示，该增强层信号处理器120可以根据二进制相移键控(BPSK)将交织的增强层服务流映射到码元。进一步地，在层级调制模式Q中，如图3B所示，该增强层信号处理器120可以根据正交相移键控(QPSK)将交织的增强层服务流映射到码元。

所述层级调制器130根据层级调制指数在基本层信号和增强层信号上执行层级调制，并且生成包括多个层级调制码元的层级调制信号。所述层级调制指数可以是具有对应于多个子信道中每一个子信道的值的矢量。

在所述层级调制信号上，所述发射机140传送通过执行例如正交频分复用(OFDM)的多路复用而获得的广播信号。

下文中，将参考图4至图7来对层级调制器130中的层级调制进行描述。

图4A和图4B分别是示出了在层级调制模式B中层级调制的奇数编号的码元和偶数编号的码元的星座图，图5A和图5B分别是示出了在层级调制模式Q中层级调制的奇数编号的码元和偶数编号的码元的星座图，而图6和图7分别是根据本发明实施例的层级调制器的示意图。

参考图4A和图4B，(图1所示的)所述层级调制器130通过在层级调制模式B中将π/4-DQPSK调制的基本层码元组合到BPSK调制的增强层码元而生成层级调制码元。参考图5A和图5B，所述层级调制器130通过在层级调制模式Q中将π/4-DQPSK调制的基本层码元组合到QPSK调制的增强层码元而生成层级调制码元。

这时，所述层级调制指数α定义了基本层码元与增强层信号之间的距离。特别地，所述层级调制指数α可以定义为所述层级调制码元的星座图上各增强层码元之间的距离(a)与各基本层码元之间的距离(b)的比值(a/b)，并且可以具有值1.5、2.0、2.5、3.0等等。这里，如图4A到图5B所示，各基本层码元之间的距离(b)定义为分别被相加到两个基本层码元的两个增强层码元之间的距离。

参考图6，在层级调制模式B中，所述层级调制器130调整经BPSK调制的增强层码元的幅值，并且通过将经过调整的增强层码元相加到所述基本层码元而生成该层级调制码元。详细地，所述层级调制器130的乘法器610和620通过将增强层码元

乘以层级调制指数α与1的相加值的倒数(1/(1+α))、并且乘以基本层码元z_l，k来调整该幅值和角度。加法器630通过将经调整的增强层码元相加到基本层码元z_l，k来生成该层级调制码元

参考图7，在层级调制模式Q中，所述层级调制器130通过对其进行旋转并且对其幅值进行修改而调整经QPSK调制的增强层码元，并且通过将经过调整的增强层码元相加到所述基本层码元而生成该层级调制码元。详细地，所述层级调制器130的乘法器710和720通过将增强层码元

乘以层级调制指数α与1的相加值的倒数(1/(1+α))、并且乘以基本层码元z_l，k来调整该幅值和角度，并且进一步将该增强层码元

旋转-45°。所述层级调制器130的加法器730通过将经调整的增强层码元相加到基本层码元z_l，k来生成该层级调制码元

在图6和图7中，增强层码元

与基本层码元z_l，k的相乘意味着将增强层码元

旋转在基本层码元z_l，k和实轴Re之间形成的角度。通过图6及图7的层级调制器130所生成的层级调制码元

可以如等式1和2中表示。

【等式1】

$S_{l,k}^{\mathrm{Hier}}=z_{l,k}+\frac{1}{1+\mathrm{\α}}\·q_{l,k}^{\mathrm{EL}}\·z_{l,k},$ 令l＝2，3，...，L且 $-\frac{K}{2}\≤k\≤\frac{K}{2}$

【等式2】

$S_{l,k}^{\mathrm{Hier}}=z_{l,k}+\frac{1}{1+\mathrm{\α}}\·q_{l,k}^{\mathrm{EL}}\·z_{l,k}\·e^{-j\frac{\mathrm{\π}}{4}},$ 令l＝2，3，...，L且 $-\frac{K}{2}\≤k\≤\frac{K}{2}$

这里，1是码元索引，而k是副载波索引。

下文中，将参考附图8来描述根据本发明实施例的所述层级调制指数。

图8示出了根据本发明实施例的基本层信号和增强层信号。

参考图8，当(图1所示的)基本层信号处理器110和(图1所示的)增强层信号处理器120分别对基本层服务流和增强层服务流应用时间交织时，基本层信号和增强层信号中的每一个均包括至少一个公共交织帧(CIF)810或820。每个CIF 810和820包括多个子信道811、812、813或者821及822，并且每个所述子信道包括多个容量单元(CU)(未示出)。

所述基本层CIF 810的子信道811到813中的每个均包括基本层服务流数据，并且所述增强层CIF 820的子信道821和822中的每个均包括对应于所述基本层服务流的增强层服务流数据。其间，当增强层CIF 820没有被包括数据的子信道填满时，填充未被子信道填满的部分823。

(图1中的)所述层级调制器130通过向每个子信道应用层级调制指数来执行层级调制。例如，该层级调制器130可以采用1.5作为层级调制指数而对包括在子信道1(811和821)中的基本和增强层码元进行层级调制，并且采用3.0作为层级调制指数而对包括在子信道2(812和822)中的基本和增强层码元进行层级调制。当如子信道3(813)所示、不存在对应的增强层信号数据时，该层级调制器130采用无限大(∞)作为层级调制指数来执行层级调制。如从等式1和2已知的，当层级调制指数为无限大时，层级调制码元与π/4-DQPSK调制的基本层码元相同。

当子信道2的层级调制指数被设置为比子信道1的层级调制指数大时，由于高接收性能，所以可能获得用于子信道1的增强层的宽服务覆盖，但获得用于子信道2的增强层的宽服务覆盖变得困难。然而，由于与子信道1的基本层相比、可能获得用于子信道2的基本层的更宽的服务覆盖，所以可以向子信道2提供与仅提供基本层服务的传统系统(例如，T-DMB)相似的服务。如上所述，当增强层服务无需宽的覆盖范围时，可以通过将层级调制指数设置为高来使得仅提供基本层服务的系统的接收性能劣化最小化。另外，通过在如子信道3一样不存在增强层服务的部分中将层级调制系数设置为无限大，本发明能够提供与不采用层级调制的系统相同的效果。因此，可以获得与仅提供基本层服务的现有系统相同的接收性能，并且反向兼容性也得到了保证。

然而，虽然在图8中、将该层级调制指数描述为每个子信道进行设置，但是可能仅对不包括增强层服务流数据的子信道应用无限大的层级调制指数，并对其他的子信道应用相同的层级调制指数。

另外，所述层级调制指数可以由该广播信号传送设备的控制器(未示出)来确定，并且由(图1所示的)发射机140所传送的广播信号可以包括关于层级调制指数的信息。

下文中，将参考图9来描述根据本发明实施例的广播信号接收设备。

图9是根据本发明实施例的接收广播信号接收设备的示意框图。

参考图9，该广播信号接收设备900包括接收机910、层级解调器920、基本层接收处理器930、以及增强层接收处理器940。

所述接收机910在所接收到的广播信号上执行解调，例如OFDM解调，并且输出经层级调制的信号。所述接收机910可以通过解调所述广播信号来提取关于层级调制指数的信息。

所述层级解调器920根据所述层级调制指数在层调制的信号上执行层级解调，并且输出所述基本层信号和增强层信号。

所述基本层接收处理器930在所述基本层信号上执行信号处理并且输出基本层服务流。特别地，所述基本层接收处理器930可以执行基本层信号的去映射，并且在该去映射的基本层信号上进行解交织和信道解码，并可以输出所述基本层服务流。

所述增强层接收处理器940在所述增强层信号上执行信号处理并且输出增强层服务流。特别地，所述增强层接收处理器940可以执行增强层信号的去映射，并且在该去映射的增强层信号上进行解交织和信道解码，并可以输出增强层服务流。

如上所述，根据本发明的实施例，在不包括增强层服务的部分中，能够获得与仅提供基本层服务的现有系统相同的接收性能。

根据本发明的另一个实施例，当增强层服务不需要宽的服务覆盖时，可以使得仅提供基本层服务的系统的接收性能劣化最小化。

本发明的实施例不仅仅通过方法和设备来实施。作为选择，所述实施例可以通过用于执行与本发明实施例的配置对应的功能的程序来实施，或者通过其上记录有所述程序的记录介质来实施。

尽管已经结合目前被认为是实用实施例的内容而描述了本发明，但是要理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反地，意欲覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效安排。

Claims (20)

1.一种在广播信号传送设备中传送广播信号的方法，该方法包括：

生成包括多个子信道的基本层信号，所述子信道中的每一个包括基本层码元；

生成包括增强层码元的增强层信号；

在所述多个子信道中的对应于其中增强层信号具有数据的部分的第一子信道中，通过根据层级调制指数在所述基本层码元和所述增强层码元上执行层级调制来生成层级调制码元；

在所述多个子信道中的对应于其中增强层信号不具有数据的部分的第二子信道中，输出所述基本层码元；以及

对包括所述第一子信道的所述层级调制码元以及所述第二子信道的所述基本层码元的广播信号进行传送。

2.根据权利要求1的方法，其中，所述输出所述基本层码元的步骤包括：在该第二子信道中不执行所述层级调制而输出所述基本层码元。

3.根据权利要求1的方法，其中，所述输出所述基本层码元的步骤包括：通过采用无限大的层级调制指数在所述基本层码元和所述增强层码元上执行所述层级调制来输出所述基本层码元。

4.根据权利要求3的方法，其中，通过将所述增强层码元、与所述层级调制指数成反比的值、以及基本层码元的乘积相加到所述基本层码元来执行所述层级调制。

5.根据权利要求1的方法，其中，所述层级调制指数定义了所述基本层码元与所述增强层码元之间的距离。

6.根据权利要求5的方法，其中，所述层级调制指数随着基本层码元之间距离的增大而增大，并随着增强层码元之间距离的增大而减小。

7.根据权利要求5的方法，其中，通过将所述增强层码元、与所述层级调制指数成反比的值、以及基本层码元的乘积相加到所述基本层码元来执行所述层级调制。

8.根据权利要求1的方法，其中，所述层级调制指数在所述多个子信道中的每一个中被定义。

9.根据权利要求1的方法，其中，所述广播信号进一步包括关于所述层级调制指数的信息。

10.一种在广播信号接收设备中接收广播信号的方法，该方法包括：

接收广播信号；

通过解调该广播信号来输出层级调制信号；以及

将该层级调制信号解调为基本层信号和增强层信号，

其中，该层级调制信号包括通过在第一子信道中的基本层码元以及增强层码元上执行层级调制而生成的层级调制码元、以及第二子信道的基本层码元，

其中，该第一子信道对应于多个子信道中的其中增强层信号具有数据的部分，而该第二子信道对应于多个子信道中的其中增强层信号不具有数据的部分。

11.根据权利要求10的方法，其中，所述解调该层级调制信号的步骤包括：根据层级调制指数将该层级调制信号解调为基本层信号和增强层信号。

12.根据权利要求11的方法，其中，在所述多个子信道中的每个子信道中定义所述层级调制。

13.根据权利要求10的方法，其中，该层级调制指数定义了基本层码元与增强层信号之间的距离。

14.一种用于传送广播信号的设备，该设备包括：

基本层信号处理器，其被配置为生成包括多个子信道的基本层信号，所述子信道中的每一个包括基本层码元；

增强层信号处理器，其被配置为生成包括增强层码元的增强层信号；

层级调制器，其被配置为在多个子信道中的对应于其中增强层信号具有数据的部分的第一子信道中，在所述基本层码元和所述增强层码元上执行层级调制，并被配置为在所述多个子信道中的对应于其中增强层信号不具有数据的部分的第二子信道中，在所述基本层码元和所述增强层码元上不执行层级调制；以及

发射机，其被配置为传送包括来自层级调制器的输出的广播信号。

15.根据权利要求14的设备，其中，该层级调制器根据层级调制指数执行层级调制，并且该层级调制指数定义了该基本层码元与该增强层码元之间的距离。

16.根据权利要求15的设备，其中，通过将第二子信道的层级调制指数设置为无限大，该层级调制器不执行所述层级调制。

17.根据权利要求15的设备，其中，该层级调制指数随着基本层码元之间距离的增大而增大，并且随着增强层码元之间的距离的增大而减小，

其中，当执行所述层级调制时，该层级调制器通过将该增强层码元乘以与该层级调制指数成反比的值来调整该增强层码元的幅值。

18.根据权利要求15的设备，其中，该层级调制指数在所述多个子信道中的每一个中被定义。

19.一种用于接收广播信号的设备，该设备包括：

接收机，其被配置为通过解调接收到的广播信号来输出层级调制信号；以及

层级解调器，其被配置为将该层级调制信号解调为基本层信号和增强层信号，

其中，该层级调制信号包括通过在第一子信道中的基本层码元以及增强层码元上执行层级调制而生成的层级调制码元、以及第二子信道的基本层码元，

其中，该第一子信道对应于多个子信道中的其中增强层信号具有数据的部分，而该第二子信道对应于多个子信道中的其中增强层信号不具有数据的部分。

20.根据权利要求19的设备，其中，该层级调制指数在所述多个子信道中的每一个中被定义。

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