CN104813604B

CN104813604B - 使用冗余数据接收广播系统中的数据的接收器

Info

Publication number: CN104813604B
Application number: CN201380062349.1A
Authority: CN
Inventors: 扬·策尔纳; 约尔格·罗伯特; 戚君戈
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2017-10-31
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: US10291353B2; EP2926488A1; BR112015011802B1; US20150236818A1; US20190268093A1; WO2014082915A1; US11201692B2; US20180048423A1; CN104813604A; BR112015011802A2; CN107370568A; US9838157B2

Abstract

一种用于接收广播系统中的数据的接收器包括通过所述广播系统接收接收器输入数据流的广播接收器，该接收器输入数据流包括由星座图中的星座点表示的多个信道符号。解调器将所述信道符号解调成码字并且解码器将所述码字解码成输出数据字。宽带接收器通过宽带系统获得冗余数据，信道符号的所述冗余数据包括信道符号的一个或多个最低鲁棒位或星座子集标识符，该星座子集标识符指示包括表示信道符号的星座点的星座点的子集。所述解调器和/或所述解码器被配置为使用所述冗余数据分别解调相应信道符号并解码相应码字。

Description

使用冗余数据接收广播系统中的数据的接收器

技术领域

本公开涉及用于接收广播系统中的数据的接收器及相应的接收方法。此外，本公开涉及广播系统。

例如，本发明涉及利用正交频分多路复用(OFDM)的数字视频广播(DVB)的领域。此外，本发明可应用于其他系统中，诸如，DAB(数字音频广播)、DRM、MediaFlo、ISDB、ATSC(例如，3.0)或LTE广播系统。

背景技术

对于利用静止接收器(例如利用屋顶天线)的固定接收，一般对已知广播系统(诸如，根据DVB-T2标准(第二代数字地面电视广播系统标准)的广播系统)的发射参数进行优化。在将来的广播系统中，诸如，即将到来的DVB-NGH(DVB下一代掌上电脑；下面也称作NGH)标准，应当使移动式接收器(该即将到来的标准的主要焦点)在差的接收情况中，例如，尽管遭受多径传播、衰落效应和多普勒频移，也能正确地接收数据。这种广播系统的特征特别在于从接收器到发射器一般没有反馈信道也没有发送信号的事实。

在WO 2011/080020 A1中公开了用于接收广播系统中的数据的接收器，通过该接收器甚至在差的接收情况中与已知广播系统中的接收器相比通过移动式接收器无错接收/重建数据的概率增大。所公开的接收器包括

-广播接收器单元，用于从所述广播系统接收被分割为多个帧的接收器输入数据流，其中，码字的基本码字部分被映射到所述帧上，码字至少包括根据第一编码(firstcode)从输入数据字产生的所述基本码字部分，

-数据解映射，用于解映射来自接收器输入数据流的所述帧的基本码字部分，

-解码器，用于通过使用包含在码字中的基本码字部分按常规解码步骤将所述码字纠错码解码(error correction code decoding)成至少一个输出数据流的输出数据字，

-检验单元，用于检验码字的常规解码是否错误，

-单播请求单元，用于如果码字的所述常规解码错误，通过单播系统请求错误解码的码字的辅助码字部分，以用作额外解码步骤中的增量冗余，

-单播接收器单元，用于从所述单播系统中接收错误解码的码字的辅助码字部分，

其中，所述解码器被适配为在额外解码步骤中通过额外使用所接收的辅助码字部分再次解码相应码字，以及

-数据输出，用于输出被分割成所述解码输出数据字的至少一个所述接收器输出数据流。

冗余数据主要用来增大地面广播的覆盖区域。位于广播系统(也被称为广播网)的覆盖区域的边缘的用户受到低接收等级的困扰，该低接收等级可能会阻碍无错解码。对于室内接收或者如果大的物体减弱传输信号也是如此。为了应付这个问题，已提出了利用提供用于实现无错接收的附加冗余的(有线或无线)宽带系统(也被称为宽带网络)。在许多情况下，正确解调和解码广播数据只丢失了几个dB接收信号电平，但却导致每秒几百KB的附加冗余数据流。此外，在用附加冗余数据流纠正的纯(sheer)广播接收情形中，像突发(burst)噪声或窄带干扰这样的其他信道损耗造成解码错误。

本文中所提供的“背景技术”描述以总体呈现本公开的内容为目的。以在背景技术部分描述的程度的目前署名发明人的工作以及申请时说明书中无法另外作为现有技术的各个方面，既没有明示也没有默示承认作为本发明的现有技术。

发明内容

目的是提供使用冗余数据接收广播系统中的数据用以进一步增大无错接收/重建广播数据的可能性的接收器。另一目的是提供相应的接收方法、广播系统、以及实现所述接收方法和实现接收方法的非易失性计算机可读记录介质的相应计算机程序。

根据一个方面，提供用于接收广播系统中的数据的接收器，包括：

-广播接收器，通过所述广播系统接收包括由星座图(constellation diagram)中的星座点表示的多个信道符号的接收器输入数据流，

-解调器，将所述信道符号解调成码字，

-解码器，将所述码字解码成输出数据字，

-宽带接收器，通过宽带系统获得冗余数据，信道符号的所述冗余数据包括信道符号的一个或多个最低鲁棒位(least robust bite)或星座子集标识符，该星座子集标识符表示包括表示信道符号的星座点的星座点的子集，

其中，所述解调器和/或所述解码器被配置为使用所述冗余数据分别解调相应信道符号并解码相应码字。

根据另一方面，提供用于接收广播系统中的数据的相应接收方法，包括：

-通过所述广播系统接收包括由星座图中的星座点表示的多个信道符号的接收器输入数据流，

-将所述信道符号解调成码字，

-将所述码字解码成输出数据字，

-通过宽带系统获得冗余数据，信道符号的所述冗余数据包括信道符号的一个或多个最低鲁棒位或星座子集标识符，该星座子集标识符指示包括表示信道符号的星座点的星座点的子集，

其中，所述解调和/或所述解码被配置为使用所述冗余数据分别解调相应信道符号并解码相应码字。

根据另一方面，提供广播系统，包括：

-广播发射器，通过所述广播系统发射包括由星座图中的星座点表示的多个信道符号的接收器输入数据流，

-在此公开的接收器，接收通过所述广播发射器发射的数据，

-宽带服务器，通过宽带系统提供冗余数据用以由所述接收器接收

又根据另一方面，提供了一种计算机程序，包括当在计算机以及在其中存储计算机程序产品的非易失性计算机可读记录介质上执行所述计算机程序时使计算机执行在本文中公开的方法的步骤，当由处理器执行时使得执行在本文中公开的方法的程序方法。

在从属权利要求中定义了优选实施方式。应当理解权利要求记载的接收方法、权利要求记载的广播系统、权利要求记载的计算机程序和权利要求记载的计算机可读记录介质与权利要求记载的接收器及在从属权利要求中定义的具有类似的和/或相同优选实施方式。

本公开的一个方面是利用使用冗余数据的已知构思(在通过单播系统获得但一般通过宽带系统可获得的已知系统中)并进一步定义最好能够获得冗余数据的方式。已发现信号符号的一个或多个最低鲁棒位或星座子集标识符是提供用于改进在接收器处解调和/或解码的冗余数据的非常有效的方法，其中星座子集标识符指示包括表示信道符号的星座点的星座点的子集。

应当理解，本发明的前述一般性描述和以下详细描述都是示例性的，而非限制本发明。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照以下详细描述将很容易获得并且同样更好地理解本公开的更完整的认识及其许多伴随的优点，在附图中：

图1示出了根据本公开的广播系统的示意图，

图2示出了根据本公开的接收器的第一实施方式的示意图，

图3示出了根据本公开的广播系统的更详细的示图，

图4示出了示出最低有效位用作冗余数据的示图，

图5示出了示出根据本公开实施方式的打孔(puncture)的使用的示图，

图6示出了示出星座子集标识符用作冗余数据的示图，

图7示出了示出具有低CNR的子载波的识别的示图，

图8示出了根据本公开的接收器的第二实施方式的示意图，

图9示出了根据本公开的接收器的第三实施方式的示意图，

图10示出了发射总成本与发射机功耗之间的关系的示图，

图11示出了使用本发明的动态广播系统的示意图，

图12示出了根据本公开用于广播系统中的控制装置的示意图，

图13示出了根据本公开的广播系统的另一实施方式的示意图，

图14示出了根据本公开的广播系统的另一个实施方式的示意图，

图15示出了示出在获知和未获知传输位的情况下的平均估计交互信息的示图，

图16示出了根据本公开的广播服务器的另一实施方式的示意图，

图17示出了示出与控制数据交换的服务器共同解码的示图，以及

图18示出了示出在没有控制数据交换的服务器的情况下的共同解码的示图。

具体实施方式

现在参考附图，其中相似的参考标号指代贯穿几个视图中的相同或对应的部件，图1示出了根据本公开的广播系统1的示意图。广播系统包括广播发射器2，其通过所述广播系统发射包括由星座图中的星座点表示的多个信道符号的接收器输入数据流。此外，其包括一个或多个接收器3，在这种情况下根据本公开，接收器3是被标明为“用户A”和“用户B”的被布置在与广播发射器2相距不同距离以接收广播发射器2发射的数据的两个接收器。更进一步地，广播系统1包括宽带服务器4(也称为宽带提供商)，在这种情况下，宽带服务器4是通过宽带系统提供为所述接收器接收的冗余数据的冗余服务器。由于通过广播和通过宽带传输数据的应用，广播系统1也可被称作混合广播系统或广播宽带系统。

图2示出了根据本公开的接收器3的示意图。该接收器包括广播接收器31，其通过所述广播系统1接收包括由星座图中的星座点表示的多个信道符号的接收器输入数据流。解调器32将所述信道符号解调成码字并且解码器33将所述码字解码成输出数据字。宽带接收器3通过宽带系统获得冗余数据，信道符号的所述冗余数据包括信道符号的一个或多个最低鲁棒位或星座子集标识符，该星座子集标识符指示包括表示信道符号的星座点的星座点的子集。根据本公开，所述解调器32和/或所述解码器33被配置为使用所述冗余数据分别解调相应信道符号及解码相应码字。

在所提出的方案中，地面网中的发射没有变化，但对于信号不好的情况，接收器(也称作终端装置)可通过宽带网络获取额外的数据以改善纠错性能。接收器评估从地面网接收的数据，并且根据信号质量接收器需要一定数量的附加数据以确保准无误(QEF)接收。在更恶劣的条件下需要更多附加数据。用这种方法，例如，能够实现通过宽带网络在纯地面广播和完全传送之间的平稳或无缝过度。这创造了广播网管理的新自由度并可降低总传送成本并减少能量消耗。

结合通过两个网络接收的数据用以在接收器中进行解码。通过宽带网络传输什么样的附加数据取决于在地面广播网中使用的技术。图3更详细地示出了所述提出的广播系统1，采用了在DVB-T2的实例上提出的按需冗余(RoD)构思。具有RoD功能的终端(即，根据本公开的接收器)3a配备有RoD客户端34’，该RoD客户端34’基本上对应宽带接收器34(参见图2)，如果接收情况不允许无错解码，该RoD客户端34’基于从广播发射器2接收的数据执行对RoD服务器(即，宽带服务器)4的请求。RoD服务器4然后向接收器3a传输一般从初始传输数据流中产生的所需量的冗余。生成RoD数据的收敛(convergence)水平可以是不同的，即，可从复用器(MUX)的输出、信道编码或调制块任一者产生传输冗余。提出的RoD方案是向后兼容的，因为不能够宽带连接来改善接收的接收器仍保持不变，诸如，图3所示的接收器5。

在WO 2011/080020 A1中描述的用于产生冗余的已知方法是用所谓的自动重发请求(ARQ)方案重传输错误接收的数据包。因此，在广播发射器2的调制器(参见图3)所包含的复用器中发生冗余数据包的产生和重新插入。例如，可能的收敛水平是IP数据包、FEC帧或DVB系统的通用流封装(GSE)数据包。然而，该方法的缺点是产生冗余的粒度减小。如果接收情况对于无错接收的要求略微不足(例如，比目标SNR小1dB)，那么需要通过要求大量传输容量的宽带系统重新传输每个数据包。

根据本公开内容所提出的另一方法是将最低鲁棒位(或，通常具有最高比特误码率(BER)的位)，尤其是所使用的星座的(例如，QAM星座的)最低有效位(LSB)用作冗余数据。但接收器使用来自宽带网络而非地面广播网中的最低鲁棒位(例如，LSB)从宽带网络而非地面广播网中的一个或多个来解调QAM星座，因为最低鲁棒位通常携带信道符号(例如，QAM符号)内最少信息量。

由于宽带网络的位非常可靠，解调器32(尤其是在各种实施方式中例如在OFDM接收器中所用的解调器所包含的解映射器)能够减少可能的星座点的数目。因此，剩余星座点之间的平均欧几里德距离增大，从而导致性能改善。在图4中的实例中示出该方法，根据该方法，LSB被认为是最低鲁棒位。通过图4A中所示的星座图中的宽带网络所接收的LSB是0。十字40表示合理的星座点并且线50示出了判断阈。在图4B和4C中所示的星座图中，已知两个LSB(00和01)，从而(十字所表示的)剩余星座点41、42减少至四个并且减少判断阈51、52的数目。软判决解映射也遵循同样的原理。在这种情况下，对冗余数据的获知被用以增强解映射器的软判决解映射输出值的可靠性。

在另一实施方式中，解调器32被配置为使用被作为冗余数据接收的信道符号的所述最低鲁棒位取代所述广播接收器接收的信道符号的最低鲁棒位从而获得改善的信道符号并解调所述改善的信道符号。

在又一实施方式中，接收器也可以利用来自宽带网络的最低鲁棒位(例如，LSB)用以改善解映射和/或解码广播网的最高鲁棒(more robust)位(例如，MSB)。该构思类似于“Genie辅助”解映射，即，易于实施的软判决解映射方法，其中，对传输位的获知被用于增强解映射的软判决输出值的可靠性。因此，根据该实施方式将解码器33配置为使用作为冗余数据接收的信道符号的所述最低鲁棒位来用由冗余数据中包含的已知位得出的输入值的理想值取代所获得的解码器的输入值，从而获得改善的码字并解码所述改善的码字。通常，解码器的输入值是软判决输入值(通常为对数似然比，LLR)以便所获得的不确定的软判决输入值被设置为具有不确定的可能性(即，完备知识)的理想值，该理想值然后用于解码。

如在图5中所示，首先，可以通过从每个信道符号中选出最低鲁棒位的数目然后通过打孔完整的最低鲁棒位流来控制产生的冗余数据的位速率。这里，图5A示出了具有位速率R的冗余数据流，图5B示出了具有位速率R/2的冗余数据流，以及图5C示出了具有位速率R/3的冗余数据流。这对于控制冗余数据的最佳量来说是重要的。在一方面，传输冗余数据的量必须足以允许无错解码和/或解调，但是另一方面，该量应当尽可能低以避免传输不必要的冗余数据。

代替重新传输初始传输位的是，也可以定义在接收器中被排除在外的星座点子集。这允许增大剩余星座点之间的欧几里德距离距离。如果传输具有不等概率的位序(bitsequence)，那么可在所选择的位上进行霍夫曼编码以使接收器能够轻易地将它们分开并减少传输开支(overhead)。如果使用星座图成形则这样是有意义，这改变了子集标识符的可能性，即，与其他的相比一些子集标识符更可能发生。这直接涉及到(例如，QAM)星座的星座图成形，一些星座点与其他的相比出现的可能性更高。在等概率的正常情况下，霍夫曼编码不会提供任何增量。

16-QAM星座的霍夫曼编码的实例如下：

原始位序	可能性	霍夫曼编码的位
			XXX0	1/2	0
XX10	1/4	01
			X0X1	1/4	10
1111	1/16	11

在识别具有重失真的子载波之后，将从这些子载波的星座点产生冗余位。由于这些识别的子载波的失真电平也可改变，每个子载波所需的冗余位也可不同。

例如，应认为所有的N个星座点构造一组S。虽然重新标记S将被分成子集{S1,S2,...,Sm}，即，传输(例如，QAM)子集标识符，而不是位。除运算增大星座点在每个子集内的平均鲁棒性。该操作取决于广播信号和失真的统计特性。这里省略了数学偏差。在图6中示出使用QAM星座的16个星座点的简单实例。如果接收器接收“0”(即，具有已知为0的LSB的16QAM灰度映射)，其表明包括如图6A所示的(由交叉标明的)星座点60的第一子集中的原点位置。如果为最大平均欧几里得距离优化子集，则原点位于包括如图6B所示的(由交叉标明的)星座点61的子集中。

可预先计算不同失真电平和形式的各种划分方案并存储在查询表中以简化在线操作。这种方法使得能够最大利用通信信道的容量。

在多载波通信系统中，每个子载波承受的失真在时域与频域两者中变化很大。在便携式移动及稳定接收的情况下，广播信道具有慢改变和慢衰减特性。此外，低信号功率和窄带干扰是无错接收的主要阻碍。图7示例性地示出这种广播信道，尤其是在频域中信号强度的变化。第一步是识别承受严重失真并因此具有不足够低的载波噪声比(CNR)的子载波。在图7中，其是被标记区70中的子载波。这些被标识的子载波然后仅需要冗余数据。用这种方法，减小宽带网络中的所需带宽。因为信道状态也可暂时改变，定期或以基于事件的方式执行识别处理。

对于具有低CNR的子载波，它们星座点中的一些甚至所有的位需要通过宽带连接传输以便能够实现正确的解码。选择位作为冗余取决于失真、信号强度、部署的映射图。此外，哪些额外位应当被选为冗余数据也取决于预先选择的位。这里省略了数学推导。

在图8中示出以更普遍的方式利用这种方法的根据本公开的接收器3b的实施方式。除了接收器3以外，其包括识别所接收的信道符号的质量的质量检测器35以及请求具有最低质量和/或低于预定质量阈值的质量的信道符号作为冗余数据的宽带请求单元36。

在另一实施方式中，如以上参考图7说明的，所述广播接收器31被配置为通过多载波广播系统，例如，OFDM广播系统(诸如，根据DVB标准的广播系统)来接收所述接收器输入数据流。所述接收器输入数据流包括由多频子载波携带的多个信道符号。在这个实施方式中，质量检测器35被配置为识别所述频率子载波的质量，并且所述宽带请求单元36被配置为请求由具有低质量和/或低于预定质量阈值的质量的子载波携带的信道符号作为冗余数据。

在实施方式中，宽带接收器31被配置为通过宽带系统接收冗余数据。因此，通过宽带系统能够传输数据的宽带服务器或任何其他适当的单元因而主动地向接收器传输冗余数据。例如，可例如由宽带发射器或广播发射器估计，在接收器处的解码和/或解调是否会由于信道特性而是错误的，以使得冗余数据被主动发送，即使没有接收器的明确请求。此外，信道信息可用于选择需要最小量的附加冗余数据的冗余数据。

在另一实施方式中，如图9所示，接收器3c包括宽带请求单元37，如果不用冗余数据信道符号的解调和/或码字的解码是错误的，则该宽带请求单元37通过所述宽带系统请求相应信道符号的一个或多个最低鲁棒位或星座子集标识符作为冗余数据。因此，在这个实施方式中，接收器3c主动请求冗余数据。

在另一实施方式中，所述宽带请求单元37可替换地通过所述宽带系统向服务器传输接收器具体的广播信道信息，该服务器确定由广播接收器31接收的最低鲁棒位和/或信道符号的质量(例如，如图3所示)并通过所述宽带系统向接收器传输最低鲁棒位和/或信道符号作为冗余数据。此外，优选地，所述宽带请求单元37被配置为在向服务器传输所述信道信息之前通过预编码压缩所述信道信息。

在实施方式中，在接收器中估计信道状态信息(CSI)，但可在接收器或服务器任一者中进行子载波的识别和星座点重新标记。如果接收器做出决定，那么其仅需要向回传输对具体位的请求。如果服务器进行决定，CSI应当从接收器传输回服务器。在传输之前可对该CSI进行预编码。例如，可逐渐累加地(incrementally)传输CSI，这意味着服务器仅需要与最后估计的差值。在这种情况下，也可将CSI被看做是具有频率和时间轴的二维空间。此外，CSI两个维度上都具有具体特性，例如，在固定接收的情况下在时间方向上的变化可能非常慢。因此，可利用与MPEG视频编码(例如，差分编码)相似的算法，这些算法利用这些特性向发射器有效传输回CSI。

下面将会说明可应用本公开的实施方式的一些应用情形。

当接收器通知较差的QoS并且证明了冗余数据的可用性时，对用户可以突然提出问题，问及是否允许通过宽带网络获取冗余数据以改善解码质量。一旦用户接受这个或确定选择永久允许，则暂停当前媒体内容的呈现并在非常短间隔内缓冲广播数据流以使得这两个网络中的延迟相等。然后，同步广播数据流和冗余数据流并联合解码。然后，在没有任何感受误差的情况下显示媒体内容。

使用冗余数据的另一个优点是可以有效地中和随时间变化的失真，如人为噪声。已知人为噪声在VHF频带中尤其严重，引起窄带以及相对于时间恒定或随时间变化的宽带失真。可借助于冗余度数据概念避免特别是对随时间变化失真(像脉冲噪声)的服务质量的影响，例如，由通过电源的切换事件引起的随时间变化的失真。强噪声脉冲通常引起服务中断，因为纠错(例如，在DVB广播系统中应用的前向纠错(FeC))不能纠正这种强失真。对于基于OFDM的系统尤其如此，因为由于OFDM所谓的噪声降压效应(noise-buck effect)，时域中的短噪声脉冲使频域中的完整的OFDM符号失真。因此由于人为噪声的问题部分国家(如同德国)VHF频带不再用于数字地面传输。使用冗余数据能够允许地面广播再引入到这样国家的VHF频带中。

在当前的广播网中，为了达到“准无错”(QEF)观看体验，需要一定级别的信噪比(SNR)。对于具有较差接收状态的接收器来说，不能够达到该SNR阈值，因而，成功解码广播信号是不可能的。TV服务只能完全用其它方式(例如，IPTV)提供并且不得不丢弃被破坏的广播信号。然而，对于所提出的使用冗余数据的概念，附加冗余度的量取决于广播信号的质量：如果失真更重，将需要更多的冗余；如果失真较轻，则需要较少的冗余。在最坏的情况中，如果冗余数据的期望量甚至大于原始TV内容本身的期望量，TV内容将被直接传递到作为正常的IPTV系统(100％宽带)的接收器。因此，不得不作为冗余数据传输的数据大小总是小于没使用这种方法的数据大小。

与传统系统相比，利用冗余数据的概念能够实现纯广播和完整IPTV之间的软过渡。当高比例的接收器能够使用这一概念时，这对网络规划具有有力的影响。例如，如果某个地区应覆盖有地面广播网络并且应当在广播信道中设置某个数据速率。之前，在选择网络设定(编码率、调制方案等)之后，必须增大发射机功率以确保在该区域中的每个位置的足够的SNR。现在，利用冗余数据的概念，能够减小发射机功率并且可通过宽带网络用冗余数据为位于边缘区的接收器服务，以便它们的广播信号的解调和解码也是“准无错”的。等同地，可维持相同的发射机功率，但可应用具有更高频谱效率的调制和纠错率。当不再可以进一步减少功耗或传输费用时，可将发射机功率可降低至一定级别。通常由观看者数量、接收器的分布、费用因素、人为噪声等确定该功率级和能实现的功率或成本节约。这些参数中的大多数随时间变化，因此优选使用在线监听、最优化和调试。例如，当较少的人看电视时，在上午期间将发射机功率设置为较低级。由冗余数据经由用于相对少数的接收器的宽带网络经补偿较低的信号强度。

总功耗/传输费用与发射机功率之间的关系看起来如图10所描述的那样。最佳运行点在不同时间移动并因不同网络设定而改变，因此网络的动态调试是有意义的。

例如，如于2012年3月23日提交的美国专利申请13/428,743中所描述的，所提出的构思也可以用在动态广播系统中，通过引用将其说明结合于此。应用在这种动态广播系统中的所谓的动态广播概念描述灵活的地面广播系统，其通过根据内容类型(实时、非实时)和观看者数选择最佳传送方式利用因特网宽带连接和终端的硬盘优化发射器网络的频谱使用和功耗。在图11中描绘了冗余概念(在要求时)相对于动态广播概念的关系，图11示出根据本公开的动态广播系统100的示意图。

系统100包括广播(BC)网络、宽带网络(BB)、混合广播宽带(HBB)终端(接收器)以及其他无线通信网络。通过动态广播网管理它们的合作。在下文中说明图11所示的块的功能。

首先，描述了媒体内容单元112的封装。TV内容由广播装置110提供并被分割成实时(RT)和非实时(NRT)事件。对于实时事件，例如，新闻节目(的某些元素)，仅在宣布的直播时间它们的内容才变得可用，所以它们必须是实时传送；而对于非实时事件，如同电影、音乐、戏剧等，可提前获得它们的内容，所以它们可被预先下载。当容量已被识别为可用时，例如，网络容量可一整夜用于预先下载(广播或宽带)，然而在白天和在傍晚期间，网络容量将用于其它用途。对可预先下载的内容的选择将基于在判定逻辑114中所用的规则。将由在宽带网络上可用的信息中得出的观看者的使用模式生成这些规则。与其它措施结合，当网络容量在广播或宽带网络任一者变得可用时将对这种材料进行下载。因此应当创建节目时间表，该表表示哪个内容实时广播以及哪个内容可从用户终端的存储设备中播放。

接下来，描述监测和信令单元116。为了优化网络操作，对实际网络的了解是重要的。因此，将从HBB终端118(在下文中也被称为“终端”、“用户终端”、或“接收器”)收集两种信息并通过宽带连接将这两种信息传输到判定逻辑114。第一类信息是关于是否使用以及多少人使用节目或多条媒体内容。如在如今的IPTV网络中所做的那样，可通过监测一些或所有用户的观看活动来估计这种流行度。了解媒体内容的准确的流行度及使用模式可帮助判定逻辑114确定哪个内容应当通过宽带网络传送和/或如上所述的预先下载。第二种信息是关于传输链路的瞬时技术服务质量(QoS)。这可由HBB终端18中的集成测量装置得到。利用关于实际信号质量的信息，判定逻辑14能够最高效地管理网络。

向HBB终端118传送数据的信令将会提供有关为‘预先传送’(也被称为‘离线传送，即，在官方播送时间之前传送’)呈现的内容项、广播传输的时间和/或在宽带网络上播放的时间的信息。其将包括节目进度表并将输送有关由动态多路复用和联合控制单元120选择的各种参数的信息。可通过两个网络并以推送和提取两种模式中传输信令信息，以使得即使仅仅首次接通HBB终端114也能够获得当前网络信息。

判定逻辑114负责管理整个网络而且目的在于在确保所需服务质量的同时保持以最小成本保持运行。通过监测来自HBB终端118的报告并基于额外的商业规则、成本函数、现实的限制条件等来促进，判定逻辑114可以改变实时和非实时事件的封装，或命令重多路复用广播和宽频带信道中的传输流或调整传输参数和发射机功率。在判定逻辑114对先前进度表或网络设定做出任何改变之前，关于修改，判定逻辑应当通过信令告知所有的HBB终端18。

接下来，描述了多路复用和内容配线单元122。通过广播和宽带网络灵活分布媒体内容需要内容项以及待动态地多路复用的完整的或部分的音频、数据和视频程序。因此，必须除去传输参数与电视节目之间的前固定映射。应当向HBB终端118发信通知关于这种重新多路复用的信息，以便它们能够跟随变化。因为在一个传输流中的不同的电视节目的流行度会不断地变化，可在线进行重新多路复用，这意味着可在其他物理信道中或用新的传输参数还在当前信道中重新分配正被传输的某些内容。应当以对用户来说不明显的方式执行所有这些行为。

接下来描述控制传输参数的联合控制单元120。在传统的数字广播系统中，一旦决定了所使用的传输信号的调制和前向纠错(FEC)的程度，然后它们会保持稳定。根据网络的覆盖要求选择发射机功率。在地面网中，通过上述参数并且此外通过由发射天线决定的覆盖区图案定义覆盖区域。该静态网络计划导致不能有效地使用有价值的光谱，因为还没考虑到强时变因素，诸如，信道流行度和用户终端接收状态。

如果在特定信道上的多路复用此刻没有满载节目项，则动态多路复用可减少在该专用信道上传输的有用的数据速率。由判定逻辑114发起，于是联合控制单元120将改变FEC设置和/或修改在该信道上使用的调制方案。这将导致信号的增强的鲁棒性，因此将允许调试发射机功率从而减少功率密度以及传输成本。这创造了经济效益以及社会生态学效益，原因是由于降低的发射机功率对辐射和碳排放的暴露将会减少。在另一种情况下，应认为从用户终端提供到广播网的包括有关网络中所接收的信号的技术参数的信息的信令表示由于人为噪声(即，通过环境中任何人使用的任何装置产生的噪声)的变化或由于天气条件变化导致的比所需信号质量更好或更差的信号质量，已发现随着时间的过去人为噪声较大地或周期性地波动。由判定逻辑114发起，联合控制单元120将修改参数(FEC、调制、发射机功率)以便以最低的成本提供广播。此外，通过判定逻辑114与动态多路复用协商的联合控制单元120将发起多路复用的重新配置以使得在被重度干扰的信道中传输的数据速率将会减小并且信号的鲁棒性根据需要增强。

在HBB终端118中，一收到合适的下游信号一些内容将不得不被存储为“离线(off-line)”而且除此之外要存储的内容页应当由HBB终端118决定。因此，应当能够预测用户的优先级、自动存储相关的电视内容并动态地管理存储的内容。为了实现这个目的，应当在HBB终端118中实施推荐系统。另一方面，将通过合作宽带网络使一些内容可用。HBB终端118将收接指示哪个时段及多久一次使用该存储的内容的进度表和递送网络指示符而非在传统广播中将实时接收的内容。此外，将会告知经由哪个合作网络来递送内容。应当通过HBB终端118适当地管理从不同网络所接收的内容。内容项常常相互关联。这对于音频与视频来说显然是这样的，但此外，内容所有者创建了过多的像软件应用的数据服务，它们在终端118已可用并相对于音频与视频内容开始、暂停或取消。通过HBB终端18接收在广播流中嵌入的额外的下游信令信息，其表示通过联合控制选择的动态多路复用配置和参数。将会在HBB终端118中产生上游信号用以在宽带网络上传输。用户终端118因而变成动态广播网的有效元件而非作为传统广播中的无源装置。

通过动态广播释放的频谱可在某个时段被提供至第二无线网络、诸如，蜂窝(LTE)、Wi-Fi等。为避免干扰，应当通过资源信令调整由动态广播创造的新“空白”的使用，资源信令是动态广播系统100的输出并告知无线网络操作者广播网的动态选择的参数。其也包括有关多路复用配置的有效期和将被释放的频谱资源的信息，该信息包括对频谱为可用的时间段的指示。在上述美国专利申请以及关于动态广播系统的其他公开中能够发现关于动态广播的一般概念的更多细节。

由于按需冗余的概念在完全广播或宽带传输之间提供“无缝过度”选项，其可与动态广播概念有效地结合，从而引入另一自由度，以便在传输成本、能量消耗、以及频谱效率的意义上进一步优化动态广播网。这在图11中通过联合控制单元120用箭头输出指示，联合控制单元120经由宽带网络控制到RoD数据到HBB终端118的输出。

冗余数据也可作为加密法用在另一种应用中以保护预先下载的媒体内容。可在高数据速率的网络配置但周纠错的情况下传输预先下载的媒体内容。冗余数据然后可被用作触发信号以使得能够恢复原始资料。

此外，可通过利用冗余数据实现数据的条件访问。视频通信业务的条件访问对收费电视传输是至关紧要的。冗余数据可用于借助于宽带连接控制收费电视服务的访问。通过地面广播传输相应的服务以实现低网络成本。然而，并不是通过地面广播传输全部数据速率而是仅传输具体量，例如，数据速率的95％。订阅收费电视服务的用户然后通过宽带连接接收剩余的5％作为冗余数据。这允许网络操作员通过宽带连接仅限制具有相应服务订阅的用户访问付费电视服务。在宽带上没有附加冗余数据的其他用户不能够解码服务，因为经由地面广播所接收的交互信息不足以无错解码。出于这个目的，甚至轻微减少在地面广播上所传输的交互信息就足以避免未注册用户访问付费电视服务。

在图12中示出用于根据本发明的广播系统中的控制装置200的示意图。例如，这种控制装置200可用作在图11中示出的广播系统100中的联合控制单元120。控制装置200包括广播控制单元201和宽带控制单元202。广播控制单元201控制在覆盖区域中广播广播信号的所述广播系统的广播发射器用以通过包括广播接收器和宽带接收器的终端接收。宽带控制单元202控制在所述覆盖区域内为终端提供冗余数据的宽带系统的宽带服务器。宽带控制单元202被配置为控制通过所述宽带服务器提供冗余数据以供一个或多个终端使用，该一个或多个终端与经由所述广播系统接收的广播信号一起使用所述冗余数据，以恢复在所述广播信号内接收和/或通过所述宽带系统提供的内容。在虚线框中示出并将在下面说明附加任选元件。

在实施方式中，所述广播控制单元201被配置为根据一组参数中的一个或多个参数改变所述广播发射器的一个或多个传输参数，一组参数包括一天中的时间、活跃终端的数目、位置、配置文件和/或参数、由所述广播发射器和/或所述宽带服务器传输数据的费用因素、信道状态信息(特别地，噪声和/或接收电平)、和/或终端的反馈。此外，所述宽带控制单元202被配置为向接收质量不足的广播信号并使用所述冗余数据弥补广播信号的接收质量不足的一个或多个活跃终端提供冗余数据。任选地，控制装置200进一步包括持续或反复监测所述组的参数的一个或多个参数的监测单元203。

在另一实施方式中，所述广播控制单元201被配置为控制发射功率和/或一个或多个物理层参数，具体地，所述广播发射器使用的调制和/或编码率、交错器和/或FFT单元的参数。

在另一实施方式中，所述广播控制单元201被配置为根据一组参数的一个或多个参数自适应地改变所应用的调制和/或代码的发射功率和/或效率，一组参数包括一天中的时间、活跃终端的数目、位置、配置文件和/或参数、由所述广播发射器和/或所述宽带服务器传输数据的费用因素、信道状态信息(特别地，噪声和/或接收电平)、和/或终端的反馈。

在另一实施方式中，所述宽带控制单元201被配置为根据一组参数中的一个或多个参数自适应地改变被传输到一个或多个活跃终端的冗余数据量，一组参数包括一天中的时间、活跃终端的数目、位置、配置文件和/或参数、由所述广播发射器和/或所述宽带服务器传输数据的费用因素、信道状态信息、终端的噪声和/或反馈，优选地根据活跃终端的数目。优选地，在这个实施方式中，广播控制单元201被配置为减少发射功率和/或较高效地应用调制和/或编码并且所述宽带控制单元被配置为如果活跃终端的数目低于较低的预定阀值则提高被传输到一个或多个活跃终端的冗余数据量和/或如果活跃终端的数目大于上预定阀值则减少被传输到一个或多个活跃终端的冗余数据量。甚至此外，如果增大或减少冗余数据对使用传输的广播的量成本更有效，则可基于传输成本(即，基于估计)控制冗余数据量。

更进一步地，在实施方式中，控制装置200包括如同样在图12中所示的从终端接收传输冗余数据的请求的可选的请求接收器单元204。在这个实施方式中，所述宽带控制单元202被配置为控制宽带服务器以向请求终端提供冗余数据。来自终端的请求一般在请求冗余数据的数量、请求质量、用户配置文件(profile)等方面不同。例如，可能存在付费用户(可能已经支付额外服务费)，该付费用户可能一直接收额外量的冗余数据以便确保在所有情况下的高质量传输。

在另一实施方式中，特别设计了控制装置200以用于如图11所示的动态广播系统中，其中，所述广播控制单元201和所述宽带控制单元202被配置为通过利用所述广播发射器动态地控制用于广播和提供内容的传输参数、传输时间和传输路径，所述广播发射器被配置为通过所述广播系统广播内容和/或所述宽带服务器被配置为通过所述宽带系统提供内容。在这个实施方式中，控制装置200进一步包括可选的决策单元205(也在图12中示出)，该可选的决策单元动态地决定通过利用所述广播发射器用于广播和提供内容以及通过所述宽带服务器提供内容的传输参数、传输时间和传输路径。

所述决策单元205优选地被配置为根据监测携带有关用户具体的内容使用的信息的数据和/或携带有关所述宽带服务器与终端之间的传输链路的质量的信息的传输质量数据和/或所述广播发射器广播的内容的接收动态第决定用于广播和提供内容的传输参数、传输时间和传输路径。

此外，优选地为根据通过所述广播系统和所述宽带系统接收的信号在广播与宽带接收和/或内容的恢复之间提供无缝过渡而设置所述冗余数据。

在另一实施方式中，所述广播控制单元201和/或所述宽带控制单元202被配置为在不使用冗余数据的情况下以不允许在终端中完全恢复的形式控制所述广播发射器和/或所述宽带服务器传输内容并通过所述宽带系统控制冗余数据到应被使得能够完全恢复所接收的内容的终端的传输。

优选地，在所述实施方式中，所述广播控制单元201和/或所述宽带控制单元202被配置为控制所述广播发射器和/或所述宽带服务器从而以加密的形式和/或质量不足和/或低质量地传输内容，并且其中所述冗余数据是为用于解密和/或增大所接收的内容的质量而设的。例如，在示例性使用情形中，通过广播，获得“正常”(较低)图像质量(例如，以SD格式)，而通过利用通过宽带所接收的冗余数据(其然后可以被认为是“额外的数据”或“辅助数据”)获得“改进的”(较高)图像质量(例如，以HD格式)。

此外，在所述实施方式中，所述广播控制单元201优选地被配置为控制所述广播发射器以自适应地改变传输和接收信号之间的交互信息从而在不使用冗余数据的情况下以不允许在终端中完全恢复的形式传输内容。

在图13中示意性地描述了包括这种控制装置200的广播系统1a。广播系统1a包括在覆盖区域广播广播信号用以由包括广播接收器和宽带接收器的终端3接收的广播发射器2a。广播系统1a进一步包括在所述覆盖区域内向终端提供冗余数据的宽带服务器4a。最终，广播系统1a包括如上参考图12所说明的控制所述广播发射器2a和所述宽带服务器33a的控制装置200。

下面将更详细地描述如何估计或确定冗余数据的所需量。具体地，将通过利用各种实施方式描述交互信息的估计、冗余数据位的数目的估计以及流同步。下面的说明将提及在图14中示出的元件，图14描述了根据本公开在广播系统1b使用的宽带服务器(被称为RoD服务器)4b和接收器(被称为这个实施方式中的终端)的交互。

通常，用于在这种广播系统中接收数据的接收器(同样参见图9所示的接收器的实施方式)包括通过所述广播系统接收包括由星座图中的星座点表示的多个信道符号的接收器输入数据流的广播接收器(图9中的31)，将所述信道符号解调成码字的解调器(图9中的32)以及将所述码字解码成输出数据字的解码器(图9中的33)。冗余计算器(在图9中未单独示出；可以是分开的元件或包括在宽带请求单元37中；分别作为图14中所示的接收器3d中的单元38设置)确定通过利用原始接收的信道符号和附加冗余数据正确解调和解码所需的冗余数据量。如果信道符号的解调和/或码字的解码是错误或很可能失败，宽带请求单元(图9中的37)通过宽带系统请求所需的冗余数据量并且宽带接收器(图9中的34)通过所述宽带系统接收冗余数据。解调器和/或解码器被配置为使用所述冗余数据分别解调相应信道符号并解码相应码字。即使未明确地描述，这些元件一般也设置在图14所示的接收器3d中。

通过所述宽带系统为这种广播系统的接收器提供冗余数据的宽带服务器4b包括：接收器单元41，该接收器单元通过所述宽带系统从所述广播系统的接收器接收请求来通过所述宽带系统向各个接收器提供冗余数据以使得能够正确解调信道符号和/或解码码字，请求包括信道状态信息；冗余计算器42，通过利用所述信道状态信息确定用于正确解调和解码所要求的冗余数据的所需量；以及传输单元43，以至少所述所需量向请求冗余数据的接收器提供冗余数据。

利用冗余数据的系统的基本任务是正确地确定用于在终端(＝接收器)成功解码的冗余数据的所需量。如果从冗余提供者(即，宽带服务器)向终端传递的冗余数据太少，解码过程将会失败并且需要在第二步骤中请求附加冗余数据。由于多个冗余数据请求这会造成网络费用增大并增大系统延迟直至实现成功解码。另一方面，如果向终端转移太多冗余数据，系统效率降低，因为通过宽带连接徒劳地传输数据。因此，正确的冗余数据量的计算是非常重要的，因为其影响整个系统的性能。

用于估计接收器中所需冗余数据量的合理度量是传输(码)位和接收软值(softvalue)之间的交互信息(MI)，属于一个码子(例如，FEC字)。交互信息是随机的质量因数并且特别适于确定冗余数据的所需量，因为其与QAM星座的信道特性和调制阶数无关，但仅取决于所应用的码(applied code)。例如，如果所应用的码的编码率是0.5，则如果交互信息超过0.5的值解码就是成功的。然而，这仅适用于在最大信道容量(香农信道容量)下操作的理想的编码器，这对于实际纠错码是不可能的。例如，具有码率0.5的DVB-T2 64K LDPC码需要0.55的交互信息以用于成功解码。根据调制阶数和信道特性该码的性能上仅存在微小的偏差。所利用码的所需交互信息可被存储在宽带服务器或终端中的表格中，因此在终端或宽带服务器中能够计算需要通过冗余数据传输的所需交互信息。因此，在实施方式中，冗余计算器38被配置为基于传输和接收数据之间，具体地，输出数据字或码字的传输位和表示输出数据字或码字的位的接收值之间的信道状态信息和/或交互信息估计所述冗余数据的所需量。

在接收器中存在能够提取对数似然比(LLR)以计算交互信息的两个位置：直接在QAM解映射之后、或在FEC解码之后。如果FEC解码之后使用LLR，原则上需要传输较少的冗余数据(因为，尽管不成功，FEC解码增大了LLR的可靠性)。利用估计交互信息可以估计执行FEC解码的意义性。当交互信息显然低于FEC解码的所需交互信息时，应当省略FEC解码。情况就是这样，因为一方面在这种情形中通常可以忽略通过FEC解码器增大的交互信息，尤其对于最先进的FEC码，如LDPC或涡轮码，另一方面，这使得能够减少终端的功耗。

交互信息是基于在QAM解映射器的输出处的对数似然比(LLR)来确定的并且交互信息是很好的度量以下FEC是否能够成功地解码FEC码字的方法。这里LLR被定义为

基于其LLR值的一个单独位的交互信息被定义为

如果传输位＝1:MI＝1-log2(1+e^-inputLLR)

如果传输位＝0:MI＝1-log2(1+e^+inputLLR).

通常计算在一个FEC块内的交互信息的平均值以决定是否可以成功解码。然而，计算需要获知(acknowledge)传输位，这在接收器中是无法获得的。为了避免计算交互信息需要参考数据，分别通过传输1或0的线性概率对公式加权。通过以下式根据其LLR值计算传输1的线性概率(在[0,1]的范围内)

在分别用p和1-p的概率对初始交互信息公式(假定传输位1或0)加权之后，以下公式产生：

MI₁＝1-p*log2(1+e^-inputLLR)

MI₀＝1-(1-p)*log2(1+e^+inputLLR)

然后从它们的总和中得到没有参考的估计交互信息

MI_estimated＝MI₁+MI₀＝1-p*log2(1+e^-inputLLR)+1-(1-p)*log2(1+e^+inputLLR)

通过大量平均位和理想信道知识在图15中示出针对不同信道模型和调制尺寸对交互信息估计与其理想值进行比较。人们观察到估计交互信息完全对应理想的交互信息。实际上，为特定码字(或由几个码字组成的时间交织帧)估计交互信息，这导致更少量的位可用于求平均值。这将会导致估计有些许退化。计算所需冗余量的其他度量可以是估计信噪比(SNR)、LLR的平均绝对值或估计调制误差率(由所接收的QAM符号与合理传输QAM符号的偏差给出)。

基于估计交互信息，需要计算冗余数据传输到接收器所需的位数。这可以在不知道信道状态信息(CSI)或未考虑CSI的情况下完成。如果在宽带服务器可获得CSI，则首先优选传输经历从传输信道强衰减的位。如果不能获得CSI，那这是不可能的。

为了允许迭代FEC码的最佳操作特性，传输冗余数据位应当均匀分布在FEC码字上。这避免了传输冗余数据仅位于例如FEC码字开始处。这可借助于在选择用来传输的FEC码字内生成位的地址的伪随机地址发生器来实现。由于生成地址的随机性，所选择的位均匀分布在FEC码字内。随机地址发生器必须为宽带服务器和接收器两者所知以允许基于传输的冗余数据位在接收器中明确解码。在首先传输最低鲁棒位(例如，LSB)的情况下，如以上在实施方式中所阐述，携带FEC码字的所有QAM符号的最低鲁棒位的随机地址被用于首先生成冗余数据位。然后使用第二最低鲁棒位等直至达到冗余数据位的所需量为止。

基于用于成功解码所利用FEC码的所需交互信息和估计交互信息在接收器中进行计算所需数据位的量。通过模拟，获知所有码率所要求的交互信息(参见例如图15，速率1/2的64K LDPC)并将其存储在服务器和接收器中。根据得到的(由CSI确定的)每个接收QAM符号的SNR，当完整地已知特定位时，可计算在接收器中得出的附加交互信息。对于每个伪随机产生的位位置，向可用交互信息中添加该附加交互信息直至达到用于无错解码的总交互信息的阈值。用这种方法，可在接收器中评估所需冗余数据位数并且将该位数的请求发送到宽带服务器。宽带服务器然后使用相同的伪随机地址发生器以在接收器中生成冗余数据位。

可以将具有表示最长序列(MLS)的多项式的线性反馈移位寄存器(LFSR)用作随机地址发生器。例如，对于64800的FEC块大小，可使用由周期长度为2¹⁶-1＝65535的16-位LFSR生成的寄存器值。然而，仅小于或等于64800的寄存器值用作位地址，因为用模运算符截断较大的值会导致相同位地址的多形式生成。也可使用像梅森旋转演算法的其他算法，但与LFSR相比也没那么容易实施。优选地，在FEC码是系统性(systematic)的情况下请求位仅是信息位。假定信道完全删去码字(N个位-其中K位是信息位，即，码率是K/N)。在这种情况下，无需再次请求完整的码字(N>K)，仅重传输信息位(K)就足够了。

然后可基于对电流交互信息的认识计算在接收器中所需的位数。生成作为冗余传输的位的迭代新伪随机位地址。在每次新生成位后，对由理想地获知在接收器的所生成地址处的额外的位而得到的附加交互信息进行计算。可在借助于蒙特卡罗模拟预先计算的查找表中容易地获得附加交互信息。基于附加交互信息，通过添加附加交互信息更新当前交互信息。这样迭代重复直至当前交互信息超过成功解码所需的交互信息。在伪码中，计算接收器中所请求位数的算法如下：

要请求的RoD位＝0

while(当前交互信息<所需交互信息){

在FEC码字内生成位地址；

从LUT中查找QAM符号的附加交互信息

当前交互信息＝当前交互信息+附加交互信息

要请求的RoD位＝要请求的RoD位+1；

}

总之：算法描述估计用于无错解码的重传输伪随机信息位(即，不利用信道状态信息)的数量的方法。

这里，所有的交互信息对应逐位(bitwise)交互信息，以使该值被标准化为1以允许独立于调制阶数与所需交互信息进行直接比较。

根据QAM符号内已知冗余数据位数的每个QAM符号的附加交互信息的表被存储在接收器中作为例如存储器40中的查找表(LUT)。附加交互信息取决于携带位的QAM符号的SNR以及在QAM符号内已知的位。例如，存储256QAM的从1直到30dB的SNR范围的附加交互信息的LUT需要30*256＝7680个条目。如果假设先传输LSB等，仅需要30*8＝240个条目，因为每个QAM符号仅8个状态是可能的(1位已知、....、8位已知)。基于理想交互信息的公式，通过蒙特卡洛模拟提前确定LUT条目的值。

由于QAM符号的LSB携带较少的交互信息并且因此非常适合作为冗余数据位，有意义的是优化算法使得首先生成LSB的位地址，然后生成在QAM符号内具有下一低位(lowerorder)的位(LSB-1)的地址。用这种方法，首先传输具有提供最大附加交互信息的最高位的位，从而减少所需冗余位数。

因此，在这样一个实施方式中，冗余计算器38被配置为基于估计交互信息和正确解调和解码所需交互信息之间的比较估计冗余数据的所述所需量。优选设置交互信息估计单元39用于估计交互信息。此外，在实施方式中，另外设置存储多个码(具体地，多个码率和/或码字长)所需交互信息的存储器40。

因此，在实施方式中，广播服务器4b的冗余计算器42优选地被配置为基于传输和接收数据之间，具体地，输出数据字或码字的传输位与表示输出数据字或码字的位的接收值之间的信道状态信息和/或交互信息估计所述冗余数据的所需量。因此，冗余计算器42优选地配置为基于估计交互信息和正确解调和解码的所需交互信息之间的比较估计冗余数据的所述所需量。更进一步地，优选地设置存储多个码(具体地，多个码率和/或码字长)所需交互信息的存储器44。

以上算法需要大量计算来确定所需位数，因为必须为每个QAM符号的每个附加位计算交互信息以反映每个QAM符号的实际噪声。然而，可通过假定整个FEC码字的平均噪声水平来简化算法。基于平均噪声水平，为当前位序(bit order)(首先传输的LSB)计算平均附加交互信息。基于平均相互信息，计算附加位数以提供无错解码所需交互信息量。如果该位序的所需位数不够，标记(flag)用于传输的该位序的所有的位，然后同样地为下一位序进行迭代计算，依次类推。如果当前位序提供足够的位以弥补与所需交互信息的余下的差距，则通过将完全传输的每个位顺序的(N/M)个位加上额外所需的当前位序的位来计算冗余位数。该算法仅需要为每M个位级进行一次计算，而不是为每个位进行一次计算，因为，在每个位序的全部所有(N/M)个位中，该位序的附加交互信息假定为是相同的。所需位数的该简化计算的伪码如下：

If(当前MI<所需MI){

丢失MI＝所需MI–当前MI；

for(int i＝0；i<M；i++){

从LUT中获取附加MI(如果是i+1位而不是只有i位已知，为每个QAM符号获取附加MI，为所有QAM符号设定一平均SNR)

如果已知一个附加位，计算弥补丢失MI的差距所需的QAM符号的数目，

if(所需QAM符号数<N/M){

要请求的RoD位＝i*(N/M)+所需QAM符号数；

break；

}

else{

当前MI＝当前MI+附加MI*(N/M)

丢失MI＝所需MI–当前MI；

}

简而言之：算法描述了估计无错解码的重传输伪随机信息位(即，未使用信道状态信息)数的方法，计算复杂性降低但同时，与算法1相比准确度降低。

因此，在这样一个实施方式中，接收器3d的冗余计算器38被配置为确定信道符号的平均附加交互信息并针对特定码字的每个位位置将所述平均附加交互信息添加至可用交互信息直至达到正确解码所需的总交互信息的阈值，并且被配置为在此基础上确定正确解码所述特定码字所需的冗余数据的所需量。因此，宽带服务器4b的冗余计算器42被配置为确定每个信道符号的平均附加交互信息并向特定码字的每个位位置的可用交互信息添加所述平均附加交互信息直至达到正确解码所需的总交互信息的阈值并被配置为在此基础上确定正确解码所述特定码字所需的冗余数据的所需量。

可替换地，如果假设冗余由已传输的码位组成，可以使用基于估计交互信息的所需冗余数的以下计算。

估计交互信息应表示为MI_old，所需冗余数据数为n，码字中的位数为N(例如，在64kLDPC中，N＝64800)。在已通过单播系统(通常，宽带系统)重传输n(已传输)个冗余位之后然后通过以下式获得新的交互信息MI_new：

用基本完备知识接收来自宽带服务器的n个冗余位，因为单播系统能够确保无错传输。公式归因于EXIT图表的混合特性，参见“A.Ashikhmin,G.Kramer,and S.ten Brink，“外信息传递功能：模式和删除信道性能，”IEEE Trans.信息理论，第50卷，第11号，第2657–2673页，2004年11月。

从先前的公式得出：

在MIold＝0的情况下如果将MInew设置为码率(或略高于)R＝K/N，n的下界为0(如果MIold>MInew)并且上界为码字中的信息位K的数目。

总之：公式计算必须重传输的冗余量n。计算新交互信息，并与成功解码所需的期望交互信息相比较，该新交互信息是这些n个位的完整的交互信息和旧交互信息的加权和。

如果在宽带服务器处可获得接收器的CSI，则在服务器中可替换地执行所需冗余数据位的计算。然后，接收器先向服务器传输CSI(合理的CSI压缩方案描述如下)。基于每个QAM符号的SNR(CSI确定的)，服务器能够借助于LUT发现FEC码字中的提供最大附加交互信息的位。这样，由于这些位的附加交互信息最大，经历强衰落的位先被用作冗余数据位。算法与没有CSI获知的算法非常相似。重要区别是提供最大附加信息的位而非伪随机位用作冗余位。这被迭代重复的直至达到无错解码的所需交互信息的阈值。基于伪码中的接收器CSI在服务器中的冗余数据位的计算算法如下：

要请求RoD位＝0

while(当前MI<所需MI){

for(FEC码字中所有位){

查找具有最大附加MI的位(借助于LUT)

}

当前MI＝当前MI+附加MI

要请求的RoD位＝要请求的RoD位+1；

}

简而言之：算法描述了基于信道状态信息无错解码的重传输位数的方法，操作特性最佳，但计算复杂性高。

因此，在这样一个实施方式中，冗余计算器38被配置为对于特定码字的每个位位置当已知特定位时向可用交互信息添加在接收器中得到的附加交互信息直到达到正确解码所需的总交互信息的阈值，并被配置为在此基础上确定正确解码所述码字所需的冗余数据的所需量。优选地，所述冗余计算器38被配置为确定信道符号的几个或所有位的所述附加交互信息。而且在这样一个实施方式中，接收器3d优选地包括存储多个码(具体地，多个码率和/或码字长)的所述附加交互信息的存储器40。

因此，在这样一个实施方式中，冗余计算器42被配置为对于特定码字的每个位位置当已知特定位时向可用交互信息添加在接收器中得到的附加交互信息直到达到正确解码所需的总交互信息的阈值，并在此基础上确定正确解码所述码字所需的冗余数据的所需量。此外，优选地，冗余计算器42被配置为确定信道符号的几个或所有位的所述附加交互信息。更进一步地，优选地设置存储多个码、具体地、多个码率和/或码字长的所述附加交互信息的存储器44。又在另一个实施方式中，冗余计算器42被配置为当特定位已知时将接收器中得到的提供最大附加交互信息的信道符号的位用作冗余数据。同样，接收器可以使用信道状态信息确定提供最大附加交互信息的信道符号的所需位数。

宽带服务器然后通过宽带向接收器传输冗余数据位，然后能够用已在冗余数据服务器中使用的相同的算法计算FEC码字内冗余数据位的位置以生成位。然后接收器能够重新组合并解码FEC码字。

为了减少比较数目以从LUT中发现最佳位，只能先传输LSB，然后再传输QAM符号内在位位置LSB-1处的位等其余位，因为这些位很可能携带最低交互信息。为简单起见这在伪码中被忽略。

原则上，也可以基于如同SNR或MER的其他参数确定所需位数。然而，SNR和MER没有为将CSI考虑在内的这种准确的估计作准备。已通过不同△SNR值(所需SNR-实际的SNR)的模拟确定的所需RoD量的概数必须存储在服务器和接收器中。即，与交互信息相比，基于SNR或MER的所需冗余数据位数的估计没那么准确并且因此在这里也不是很适合。

下面将说明接收器和宽带服务器之间的同步。

一般在宽带网络中出现关于接收数据如何必须在接收器中合并的信令。因此，在广播网中采用的帧结构未必需要任何延伸。然而，在物理层处，在来自地面和宽带网络两者的数据之间的同步需要识别FEC编码数据段。此外，在应用层处，可将信号通知冗余数据作为额外的服务，因此应该给出相应原始服务的连接。

虽然DVB-T2(ISSY计数器)的可用时间戳在某种程度上可适用，但像DVB-T或DVB-T2的当前地面广播系统不包含唯一识别FEC数据包/BB帧的合适的机制。然而，ISSY计数器的限制的时间范围可能妨碍可靠的数据包识别。因此，需要明确的机构来通知宽带服务器哪个BB帧(BBFrame)不能被正确地解码。例如，一个解决方案是涉及每个FEC数据包的计数器，该计数器的值在每个FEC数据包之后增大，以允许唯一识别FEC数据包。如果旨在在不用这种唯一数据包识别的情况下在广播系统中引进使用冗余(按需；RoD)的概念，需要使用可替换的方法。错误数据包的LDPC或BCH奇偶校验码(在DVB-T2的情况下)的软信息(LLR)值的具体量可被用作识别数据包的指纹(fingerprint)。这是可以的，因为甚至数据包之间的有效载荷中的细微差值会导致不同的奇偶校验块。基于LLR值的序列，宽带服务器可执行关联以实现同步。即使接收器中的所需SNR太低而不能正确地解码任何FEC数据包，这允许宽带服务器和接收器之间同步。

因此，在图16所描绘的宽带服务器4c的实施方式中，除了在图14中示出的宽带服务器4b的元素以外，其包括：识别单元45，使用所述数据包的数据的软信息值，尤其包含于从接收器接收的请求中的奇偶校验数据，识别该数据包，利用相互关系确定该数据包的冗余数据，其中，所述冗余计算器42被配置为利用与数据包的特性(identity)有关的信息以确定所述数据包的冗余数据。以同样的方式，接收器能够使用解调器和/或解码器的软信息基于相关性识别接收冗余数据所属的数据包。

如果接收器已经能够解码一些FEC数据包，没必要在宽带服务器中传输相关性的软信息，因为可使用之前正确解码的FEC数据包的奇偶校验码的子集用以包识别。在这种情况下，最后纠正的接收数据包的已知和很难决定的指纹以及错误数据包数被传输到宽带服务器，该宽带服务器然后发送所需数据包的所需冗余量。对于该识别方法，甚至少量位就足够，因为接收器中无需相关。只要必须保证指纹唯一标识FEC数据包。假如奇偶校验码是相等分布的二元序列，那么具有长度n的指纹序列对于m个之前的FEC数据包不是唯一的可能性是

根据该公式，能够轻易地计算出用于给出的最大误判可能性p和进行识别的FEC数据包数的所需位数。在下面表中给出示例性值m和n的误判可能性p。变得清楚的是增大指纹长度m会减小误判的可能性。

m\n	8	16	24	32	40	48	56	64
									2	3,91E-03	1,53E-05	5,96E-08	2,33E-10	9,09E-13	3,55E-15	1,39E-17	5,42E-20
10	1,63E-01	0,00068644	2,68E-06	1,05E-08	4,09E-11	1,60E-13	6,25E-16	2,44E-18
									25	0,702147	0,00456774	1,79E-05	6,98E-08	2,73E-10	1,07E-12	4,16E-15	1,63E-17
100	1	0,0727845	0,000295	1,15E-06	4,50E-09	1,76E-11	6,87E-14	2,68E-16
									250	1	0,378447	0,00185348	7,25E-06	2,83E-08	1,11E-10	4,32E-13	1,69E-15
1000	1	0,999529	0,0293343	0,000116292	4,54E-07	1,77E-09	6,93E-12	2,71E-14
									2500	1	1	0,169892	0,00072704	2,84E-06	1,11E-08	4,34E-11	1,69E-13
10000	1	1	0,949234	0,0115729	4,55E-05	1,78E-07	6,94E-10	2,71E-12

然而，如果帧数和帧内的FEC块数可被传输，成功率可进一步增大。

因此，在图16中描绘的宽带服务器4c的这样的实施方式中，识别单元45通过利用许多位、特别是、包含于从接收器接收的请求中的最后正确地解码的码字的校验位来识别应该确定冗余数据的数据包。此外，冗余计算器42被配置为使用关于数据包的特性的信息以确定所述数据包的冗余数据。在另一个实施方式中，数据包计数器或时间戳(ISSY)可被用于数据包识别。

在下面将说明具有分布式接收器的共同解码。

现在大多数电视装置与地面广播接收器相结合。但是电视装置仅用本地接收信号工作。然而，由于在越来越多的家庭中安装本地网络，接收器也可彼此连接，因此广播信号的共同解码变得可实现。当接收器可共同进行解码时将会创造空间分集因此也可以改进信号质量。在没有对传输信号具有完备知识的服务器的情况下运行该构思。反而以共同的方式生成冗余数据。

在图17所示的广播系统的实施方式中，n个接收器Rx1、Rx2、...,、R经由可单独定位或与接收器中的一个一起定位的服务器连接。在接收广播信号之后，每个接收器核对是否请求以及哪里(时域或频域地)请求冗余数据并向服务器发起请求。收到来自每个接收器的请求，服务器向每个接收器请求必要数据，对其进行编码，以及将其分配至需要该数据的接收器。

假定具有两个接收器Rx1和Rx2的实例，每个信号部分可能发生三种情况(时域或频域地)。

1.两个接收器都可自己对其正确地解码。在这种情况下不需要交换数据。

2.两个接收器都不能自己对其进行正确地解码。信号的LLR被量化并被传输到服务器，该服务器将它们加到一起并向两个接收器多播传送信号。然后，在接收的LLR的帮助下进行译码处理。

3.一个接收器能自己对其进行解码而另一个则不能。在最好的情况下，在相反的情况下能够发现另一信号部分，可由服务器加入并转发这两个信号部分的LLR。然后通过减去他们自己的信号每个接收器能够实现期望部分(网络码相似)。

例如：

Rx1向服务器发送S2并且Rx2向服务器发送S1。然后服务器传输S2+S1返回到每个接收器，该接收器可用减法获得所需信号。

因而，这种广播系统包括在覆盖区域广播广播信号用以由包括广播接收器和宽带接收器的终端接收的广播发射器；宽带服务器，向所述覆盖区域内的终端提供冗余数据；以及一个或多个终端，包括广播接收器和宽带接收器，其中，所述宽带服务器被配置为获得一个或多个其他终端的终端请求的冗余数据。

当接收器以某种方式彼此连接(例如，通过通过以太网的本地网络)时自动进行该信息交换因此得到分布式网。在图18中示出该方法。在这种情况下，服务器不是必要的并且由接收器本身控制数据请求、编码和流量控制。因而这种广播系统包括在覆盖区域广播的广播信号用以由包括广播接收器和宽带接收器的终端接收的广播发射器，以及包括广播接收器的一个或多个终端，其中，所述终端被配置为通过一个或多个其他终端的终端请求的冗余数据。

显然，根据上述教导，对本公开的各种修改和变化都是可以的。因此应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可按不同于本文具体描述的方式来实践。

在权利要求中，单词“包括(comprising)”不排除其它元件或步骤，且不定冠词“一(a)”或“一个(an)”不排除多个。单个元件或其它单元可实现权利要求中记载的几项的功能。仅仅是特定措施记载被列举在相互不同的从属权利要求中的事实不表示这些措施的组合不能被用于改进。

至此，本发明的实施方式被描述为至少部分地由软件控制的数据处理装置来实现，然而应当理解的是诸如光盘、磁盘、半导体存储器等的携带该软件的非易失性机器可读介质也可以考虑作为表示本发明的实施方式。此外，该软件还可以以其他形式分配，诸如经由互联网或其他有线或无线的电信系统。

可通过相应硬件和/或软件元素，例如，合适的电路实现权利要求记载的装置和设备的元素。电路是包括传统电路元件、集成电路的电子组件的结构装配，集成电路包括专用集成电路、标准集成电路、专用标准产品和现场可编程门阵列。此外，电路包括根据软件代码来编程或配置的中央处理器、图形处理器和微处理器。尽管电路包括上述执行软件的硬件，但是电路不包括纯软件。

权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。

Claims

1.一种用于接收广播系统中的数据的接收器，包括：

-广播接收器，通过所述广播系统接收包括由星座图中的星座点表示的多个信道符号的接收器输入数据流，

-解调器，将所述信道符号解调成码字，

-解码器，将所述码字解码成输出数据字，

-宽带接收器，通过宽带系统获得冗余数据，信道符号的所述冗余数据包括所述信道符号的一个或多个最低鲁棒位或星座子集标识符，所述星座子集标识符指示包括表示所述信道符号的所述星座点的星座点子集，

其中，所述解调器和所述解码器被配置为使用所述冗余数据以分别解调相应的所述信道符号并解码相应的所述码字。

2.根据权利要求1所述的接收器，

其中，所述解调器被配置为使用信道符号的所述冗余数据以减少表示所述信道符号的可能的星座点的数目。

3.根据权利要求1所述的接收器，

其中，所述解调器被配置为使用被作为冗余数据接收的信道符号的所述最低鲁棒位来取代所述广播接收器接收的信道符号的最低鲁棒位从而获得改善的信道符号并解调所述改善的信道符号。

4.根据权利要求1所述的接收器，

其中，所述解码器被配置为使用被作为冗余数据接收的信道符号的所述最低鲁棒位来用从所述冗余得出的所述解码器的输入值的理想值取代所述解码器的所获得的输入值从而获得改善的码字并解码所述改善的码字。

5.根据权利要求1所述的接收器，

其中，所述宽带接收器被配置为通过宽带系统接收冗余数据。

6.根据权利要求1所述的接收器，

进一步包括：宽带请求单元，如果在没有冗余数据的情况下信道符号的解调和/或码字的解码是错误的，则通过所述宽带系统请求相应信道符号的一个或多个最低鲁棒位或星座子集标识符作为冗余数据。

7.根据权利要求1所述的接收器，

进一步包括：宽带请求单元，通过所述宽带系统向服务器传输信道信息，其中所述服务器确定由所述广播接收器接收的最低鲁棒位和/或信道符号的质量，并通过所述宽带系统向所述接收器传输最低鲁棒位和/或信道符号作为冗余数据。

8.根据权利要求7所述的接收器，

其中，所述宽带请求单元被配置为在向服务器传输所述信道信息之前对所述信道信息进行压缩。

9.根据权利要求1所述的接收器，

进一步包括：

-质量检测器，鉴定所接收的信道符号的质量，以及

-宽带请求单元，请求具有最低质量和/或低于预定质量阈值的质量的信道符号作为冗余数据。

10.根据权利要求9所述的接收器，

其中，所述广播接收器被配置为通过多载波广播系统接收所述接收器输入数据流，所述接收器输入数据流包括由多个频率子载波携带的多个信道符号，

所述质量检测器被配置为鉴定所述频率子载波的质量，并且所述宽带请求单元被配置为请求由具有最低质量和/或低于预定质量阈值的质量的子载波携带的信道符号作为冗余数据。

11.一种用于接收广播系统中的数据的接收方法，包括：

-将所述信道符号解调成码字，

-将所述码字解码成输出数据字，

-通过宽带系统获得冗余数据，信道符号的所述冗余数据包括所述信道符号的一个或多个最低鲁棒位或星座子集标识符，所述星座子集标识符指示包括表示所述信道符号的所述星座点的星座点子集，

其中，所述解调和所述解码被配置为使用所述冗余数据分别解调相应的所述信道符号并解码相应的所述码字。

12.一种非易失性计算机可读记录介质，其中存储有计算机程序产品，所述计算机程序产品在由处理器执行时使得根据权利要求11所述的方法被执行。

13.一种广播系统，包括：

-根据权利要求1所述的接收器，接收通过所述广播发射器发射的数据，

-宽带服务器，通过宽带系统提供冗余数据以由所述接收器接收。

14.根据权利要求13所述的广播系统，进一步包括控制单元，包括：

-广播控制单元，控制所述广播发射器，其中所述广播发射器在覆盖区域广播广播信号以由接收器接收，

-宽带控制单元，控制宽带系统的所述宽带服务器，其中所述宽带系统的所述宽带服务器在所述覆盖区域内为终端提供冗余数据，

其中，所述宽带控制单元被配置为控制通过所述宽带服务器提供冗余数据以供一个或多个终端使用，所述一个或多个终端将所述冗余数据连同所述广播信号一起使用，以恢复在所述广播信号内接收的和/或通过所述宽带系统提供的内容。