CN103997674A - 调校多媒体资料流中软资料的方法以及软资料解映射器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种调校多媒体资料流中软资料的方法、一种软资料解映射器、与一种多媒体资料流运算系统。借由根据比特错误率低的信号来决定调校信号用的调校因子，并以该调校因子来调校软资料，可使得软资料被与真实状况有明显误差的高斯模型模拟时，有效的放大比特错误率低的信号的影响力，并相对降低比特错误率高的信号的影响力，而使得使用高斯模型导致的明显误差以及衍生的数字电视信号播放品质问题一并解决。

Description

调校多媒体资料流中软资料的方法以及软资料解映射器

技术领域

本发明涉及一种调校多媒体资料流中软资料的方法、一种软资料解映射器、与一种多媒体资料流运算系统，尤其涉及一种借由使用比特错误率最低时对应的调校因子来调校软资料的方法、一种应用上述方法的软资料解映射器、与一种应用该软资料解映射器的多媒体资料流运算系统。

背景技术

在数字电视频道所传输的多媒体资料流中，一般会以理想的高斯模型(Gaussian Model)来模拟各种频道的信号的频道模型。然而，当数字电视信号的传输是在都会密集区或是完全分散的环境(Fully scattering environment)中进行时，高斯模型的模拟结果相较各种频道的数字电视信号的真实频道模型会出现难以忽略的误差。

一般传输数字电视信号的多媒体资料流中会包含有软资料(Soft Data)，且软资料的计算是根据高斯模型来模拟。因此当数字电视信号的传输因为使用高斯模型而使模拟结果相较于真实情况出现难以忽略的误差时，将会大幅降低多媒体资料流中资料检测的正确性，并进一步剧烈影响后端数字电视在播放多媒体资料流包含的数字电视信号时的播放品质。

请参阅图1，其为一种一般数字电视频道进行信号传输且具有非理想频道模型的信号强度概略示意图。如图1所示，若使用高斯模型来模拟数字电视信号的频道模型时，会产生一上限模拟信号强度SUP；对于数字电视信号接收端来说，都会密集区或是完全分散的环境会造成同一信号(或可称符号(Symbol))在接收端的频率变动率过大(该现象可称为衰落(fading))，而使得真实的数字电视信号曲线RL的信号的强度很容易出现高于上限模拟信号强度SUP的情况。在这样的情况下，这些信号的强度会在高斯模型的模拟中被视为等于上限模拟信号强度SUP，而使得这些信号在被转为软资料时出现明显的误差，并严重影响数字电视信号的播放品质。

发明内容

为了解决现有技术中软资料被高斯模型所模拟时产生的明显误差以及衍生的数字电视信号播放品质问题，本发明提出一种调校多媒体资料流中软资料的方法、一种软资料解映射器(Soft Demapper)、及一种多媒体资料流运算系统。

该调校多媒体资料流中软资料的方法包含计算一多媒体资料流中包含的多个第一软资料；根据该多媒体资料流中所储存的一频道信息与一编码率信息，在一查询表中查询该频道信息与该编码率信息所对应的一调校因子(ScalingFactor)，其中该查询表储存有相关于多个相异频道与多个编码率(Code Rate)的多个组合，每一组合产生一最低比特错误率(Bit Error Rate)时所使用的一调校因子的信息；根据该频道信息决定一第一频道响应(Frequency Response)，并将该第一频道响应与所查询到的该调校因子执行一相关性运算(Correlation)，以产生一第二频道响应；及结合该第二频道响应与该多个第一软资料，以产生多个第二软资料。

该软资料解映射器包含一软资料产生器、一调校因子决定模块、一频道响应产生模块、及一动态频道调校模块。该软资料产生器用来计算一多媒体资料流中包含的多个软资料。该调校因子决定模块用来根据该多媒体资料流中所储存的一频道信息与一编码率信息，利用一查询表查询该频道信息与该编码率信息所对应的一调校因子。该查询表储存有多个相异频道与多种编码率的组合中，每一组合产生一最低比特错误率时所使用的一调校因子的信息。该频道响应产生模块用来根据该频道信息决定一第一频道响应，并将该第一频道响应与所查询到的该调校因子执行一相关性运算，以产生一第二频道响应。该动态频道调校模块用来结合该第二频道响应与该多个第一软资料，以产生多个第二软资料。

该多媒体资料流运算系统包含一前端模块、一软资料解映射器、及一后端模块。该前端模块用来对一第一多媒体资料流进行频道均衡(ChannelEqualizing)、自动化增益控制(Automatic Gain Control)、及比特交织(BitInterleaving)，以产生一第二多媒体资料流。该软资料解映射器包含一软资料产生器、一调校因子决定模块、一频道响应产生模块、及一动态频道调校模块。该软资料产生器用来计算该第二多媒体资料流中包含的多个软资料。该调校因子决定模块用来根据该第二多媒体资料流中所储存的一频道信息与一编码率信息，利用一查询表查询该频道信息与该编码率信息所对应的一调校因子。该查询表储存有多个相异频道与多种编码率的组合中，每一组合产生一最低比特错误率时所使用的一调校因子的信息。该频道响应产生模块用来根据该频道信息决定一第一频道响应，并将该第一频道响应与所查询到的该调校因子执行一相关性运算，以产生一第二频道响应。该动态频道调校模块用来结合该第二频道响应与该多个第一软资料，以产生多个第二软资料。该后端模块用来对该多个第二软资料进行比特解交织(Bit Deinterleaving)与解码，以产生一第三多媒体资料流。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1为一种一般数字电视频道进行信号传输且具有非理想频道模型的信号强度概略示意图。

图2为根据本发明的一实施例所揭露软资料解映射器的示意图。

图3为根据本发明的一实施例建立调校因子与比特错误率之间的一关系曲线的概略示意图。

图4为根据本发明的一实施例所揭露使用了软资料解映射器的一多媒体资料流运算系统的示意图。

图5为根据本发明的一实施例所揭露调校多媒体资料流中软资料的方法的流程图。

附图元件符号说明：

100                             软资料解映射器

110                             软资料产生器

120                             调校因子决定模块

130                             频道响应产生模块

140                             动态频道调校模块

200                             多媒体资料流运算系统

210                             前端模块

220                             后端模块

302、304、306、308              步骤

具体实施方式

请参阅图2，其为根据本发明的一实施例所披露软资料解映射器100的示意图。如图2所示，软资料解映射器100包含一软资料产生器110、一缩放因子决定模块120、一频道响应产生模块130、及一动态频道调校模块140。

软资料产生器110用来计算所接收的一多媒体资料流MDS中包含的多个软资料SD1。

调校因子决定模块120用来根据多媒体资料流MDS中储存的一频道信息FI与一编码率信息CI，在调校因子决定模块120储存的一查询表中查询频道信息FI与编码率信息CI对应的一调校因子SF，其中查询该查询表以决定调校因子SF的方式将于之后详细解说。

频道响应产生模块130用来根据频道信息FI决定一初始频道响应，并将该初始频道响应与查询到的调校因子SF执行一相关性运算，以产生一频道响应FR。

动态频道调校模块140用来结合频道响应FR与多个软资料SD1，以产生多个软资料SD2做为软资料解映射器100的输出信号。

上述调校因子决定模块120查询该查询表以决定调校因子SF的方式，需要先行解说建立该查询表的细节，其中该查询表与调校因子及比特错误率之间的关系曲线相关。请参阅图3，其为根据本发明的一实施例建立调校因子与比特错误率之间的一关系曲线BEL的概略示意图。图3所示的关系曲线BEL是根据同一频道响应与同一编码率下，使用不同调校因子测出软资料解映射器1 00的不同比特错误率BER所产生。在产生关系曲线BEL以后，假设最小的比特错误率BERmin出现在调校因子SF的值为0.01之处，则产生关系曲线BEL所根据的频道响应与编码率将会与调校因子SF的值0.01成为该查询表中的一笔记录。该查询表即储存了不同频道响应与不同编码率的各种组合下，产生最小比特错误率时所使用的调校因子的记录。

如此一来，之后若多媒体资料流MDS中所记录的频道信息与编码率信息与产生关系曲线BEL的频道响应及编码率吻合时，将会使用调校因子的值0.01来进行后续软资料的调校。换言之，调校因子决定模块120将会以该频道信息与该编码率信息的组合做为查询该查询表的索引，而查询到适用该频道信息与该编码率信息的调校因子的值为0.01。

借由采用对应于最小比特错误率的调校因子来调校软资料，可使得比特错误率低的信号的影响力得到较佳的放大，并相对使得比特错误率高的信号的影响力被减小，最后使得模拟出来的软资料相较于真实情况的数字电视信号所产生的软资料的误差可大幅减少至可忽略的程度，而据以提升数字电视信号的播放品质。

请参阅图4，其为根据本发明的一实施例所披露使用了软资料解映射器100的一多媒体资料流运算系统200的示意图。如图4所示，除了软资料解映射器100以外，多媒体资料流运算系统200另包含了一前端模块210与一后端模块220。

前端模块210用来对一初始多媒体资料流进行频道均衡(ChannelEqualizing)、自动化增益控制(Automatic Gain Control)、及比特交织(BitInterleaving)等操作，以产生多媒体资料流MDS并送至软资料解映射器100。

后端模块220用来用来对多个第二软资料SD2进行比特解交织(BitDeinterleaving)与解码，以产生最终用来播放的多媒体资料流。

在本发明的一实施例中，各多媒体资料流是根据地面综合数码服务广播(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial，ISDB-T)协定所产生。

在本发明的一实施例中，频道信息FI所指示的频道响应可至少包含十六点正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation，16-QAM)、六十四点正交振幅调制(64-QAM)或四比特相位偏移调制(Quadrature phase-shif keying，QPSK)。

在本发明的一实施例中，所使用的各软资料可为对数似然比值(Log-likelihood Ratio，LLR)，以表明对应于真实情况的软资料的相似度。其中一种可用来计算对数似然比值的方式可表示如下：

$\mathrm{LLR}\left(\mathrm{real}\right)=\frac{2x}{Q_x}---\left(1\right)$

$\mathrm{LLR}\left(\mathrm{image}\right)=\frac{2y}{Q_y}---\left(2\right)$

LLR=LLR(real)+i·LLR(image)    (3)

其中LLR系为所计算出来的对数似然比值，LLR(real)系为所计算出来的对数似然比值LLR的实部，LLR(image)系为所计算出来对数似然比值LLR的虚部。x与y系各自为一符元r的实部与虚部，且LLR即为符元r的软资料。Q_x与Q_y各自为符元r的常态分布的实部变异数与虚部变异数。公式(1)与公式(2)的决定方式如以下所述：

在符元r的常态分布空间N(0,Q²)下，其概率密度函数为：

$f\left(x\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}{Q}^2}}*\exp (-\frac{{(x-\mathrm{\μ})}^2}{2Q^2})---\left(4\right)$

其中exp()即为以自然数为基底的自然指数函数(exponential function)。对数似然比值LLR的实部LLR(real)的定义即为符元r的实部的值为1的概率密度函数与该值为-1的概率密度函数之间的比值取对数而得，表示如下：

${\mathrm{LLR}}_x=\log \left(\frac{f\left(r\right|x=+1)}{f\left(r\right|x=-1)}\right)=\log \left(\exp \left(\frac{-{(x-1)}^2-[-{(x+1)}^2}{2{Q_x}^2}\right)\right)=\frac{2x}{{Q_x}^2}---\left(5\right)$

同理，对数似然比值LLR的虚部LLR(image)的定义即为符元r的虚部的值为1的概率密度函数与该值为-1的概率密度函数之间的比值取对数而得，表示如下：

${\mathrm{LLR}}_y=\log \left(\frac{f\left(r\right|y=+1)}{f\left(r\right|y=-1)}\right)=\log \left(\exp \left(\frac{-{(y-1)}^2-[-{(y+1)}^2}{2{Q_y}^2}\right)\right)=\frac{2y}{{Q_y}^2}---\left(6\right)$

在本发明的一实施例中，频道信息FI与编码率信息CI是调校因子决定模块120由多媒体资料流MDS所储存的传输与多工配置控制(Transmission andMultiplexing Configuration Control，TMCC)信息中所取得或决定，以进行后续查询该查询表的程序。

请参阅图5，其为根据本发明的一实施例所揭露调校多媒体资料流中软资料的方法的流程图。如图5所示，该方法包含步骤如下：

步骤302：计算多媒体资料流MDS中包含的多个第一软资料SD1。

步骤304：根据多媒体资料流MDS中所储存的频道信息FI与编码率信息CI，在查询表中查询频道信息FI与编码率信息CI所对应的调校因子SF。

步骤306：根据频道信息FI决定一第一频道响应，并将该第一频道响应与所查询到的调校因子SF执行相关性运算，以产生第二频道响应FR。

步骤308：结合第二频道响应FR与多个第一软资料SD1，以产生多个第二软资料SD2。

请注意，将图5所示的流程图施以合理的排列组合或加上上述曾提及的各种限制条件所衍生的实施例，仍应视为本发明的实施例。

本发明披露一种调校多媒体资料流中软资料的方法、一种软资料解映射器、及一种多媒体资料流运算系统。借由本发明的披露，可使得软资料被与真实状况有明显误差的高斯模型模拟时，有效的放大比特错误率低的信号的影响力，并相对降低比特错误率高的信号的影响力，而将上述的明显误差以及衍生的数字电视信号播放品质问题一并解决。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (15)

1.一种调校多媒体资料流中软资料的方法，包含：

计算一多媒体资料流中包含的多个第一软资料；

根据该多媒体资料流中所储存的一频道信息与一编码率信息，在一查询表中查询该频道信息与该编码率信息所对应的一调校因子，其中该查询表储存有相关于多个相异频道与多个编码率的多个组合，每一组合产生一最低比特错误率时所使用的一调校因子的信息；

根据该频道信息决定一第一频道响应，并将该第一频道响应与所查询到的该调校因子执行一相关性运算，以产生一第二频道响应；及

结合该第二频道响应与该多个第一软资料，以产生多个第二软资料。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该多媒体资料流是根据地面综合数码服务广播(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial，ISDB-T)协定所产生。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该频道信息所对应的频道响应包含十六点正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation，16-QAM)、六十四点正交振幅调制(64-QAM)或四比特相位偏移调制(Quadrature phase-shiftkeying，QPSK)。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该多个第一软资料或该多个第二软资料为多个对数似然比值(Log-likelihood Ratio)。

5.如权利要求1所述的方法，还包含：

根据该多媒体资料流所储存的一传输与多工配置控制(Transmission andMultiplexing Configuration Control，TMCC)信息，决定该频道信息与该编码率信息。

6.一种软资料解映射器，包含：

一软资料产生器，用来计算一多媒体资料流中包含的多个软资料；

一调校因子决定模块，用来根据该多媒体资料流中所储存的一频道信息与一编码率信息，利用一查询表查询该频道信息与该编码率信息所对应的一调校因子，其中该查询表储存有多个相异频道与多种编码率的组合中，每一组合产生一最低比特错误率时所使用的一调校因子的信息；

一频道响应产生模块，用来根据该频道信息决定一第一频道响应，并将该第一频道响应与所查询到的该调校因子执行一相关性运算，以产生一第二频道响应；及

一动态频道调校模块，用来结合该第二频道响应与该多个第一软资料，以产生多个第二软资料。

7.如权利要求6所述的软资料解映射器，其特征在于，该多媒体资料流是根据地面综合数码服务广播协定所产生。

8.如权利要求6所述的软资料解映射器，其特征在于，该频道信息所对应的频道响应包含十六点正交振幅调制、六十四点正交振幅调制或四比特相位偏移调制。

9.如权利要求6所述的软资料解映射器，其特征在于，该多个第一软资料或该多个第二软资料为多个对数似然比值。

10.如权利要求6所述的软资料解映射器，其特征在于，该调校因子决定模块还用来根据该多媒体资料流所储存的一传输与多工配置控制信息，决定该频道信息与该编码率信息。

11.一种多媒体资料流运算系统，包含：

一前端模块，用来对一第一多媒体资料流进行频道均衡、自动化增益控制、及比特交织，以产生一第二多媒体资料流；

一软资料解映射器，包含：

一软资料产生器，用来计算该第二多媒体资料流中包含的多个软资料；

一调校因子决定模块，用来根据该第二多媒体资料流中所储存的一频道信息与一编码率信息，利用一查询表查询该频道信息与该编码率信息所对应的一调校因子，其中该查询表储存有多个相异频道与多种编码率的组合中，每一组合产生一最低比特错误率时所使用的一调校因子的信息；

一频道响应产生模块，用来根据该频道信息决定一第一频道响应，并将该第一频道响应与所查询到的该调校因子执行一相关性运算，以产生一第二频道响应；及

一动态频道调校模块，用来结合该第二频道响应与该多个第一软资料，以产生多个第二软资料；及一后端模块，用来对该多个第二软资料进行比特解交织与解码，以产生一第三多媒体资料流。

12.如权利要求11所述的多媒体资料流运算系统，其特征在于，该多媒体资料流是根据地面综合数码服务广播协定所产生。

13.如权利要求11所述的多媒体资料流运算系统，其特征在于，该频道信息所对应的频道响应包含十六点正交振幅调制、六十四点正交振幅调制、四比特相位偏移调制。

14.如权利要求11所述的多媒体资料流运算系统，其特征在于，该多个第一软资料或该多个第二软资料为多个对数似然比值。

15.如权利要求11所述的多媒体资料流运算系统，其特征在于，该调校因子决定模块还用来根据该多媒体资料流所储存的一传输与多工配置控制信息，决定该频道信息与该编码率信息。