CN1204746C

CN1204746C - 将字段同步信息插入字段的单载波发送器及其方法

Info

Publication number: CN1204746C
Application number: CNB021469679A
Authority: CN
Inventors: 金俊守; 丁海主
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2005-06-01
Anticipated expiration: 2022-10-29
Also published as: CN1625251A; CN1467996A; CN1708039A; CN1878154B; KR20030095724A; CN1466380A; CN1708039B; KR100906339B1; CN1212733C; CN1878154A

Abstract

公开了一种用于通过使用单载波发送广播信号的单载波发送器及其方法，该单载波发送器包括：数据插入单元，执行划分和插入要发送的广播信号的交织操作；信道编码单元，对广播信号执行信道编码，以校正信号传输期间产生的信道错误；传输帧形成单元，用于产生帧；导频插入单元，将导频插入该传输帧，该传输帧包含字段同步信息和段同步信息；调制单元，对从该导频插入单元输出的导频插入传输帧执行调制；以及射频(RF)上变换器，对来自该调制单元的调制帧执行射频上变换操作，其中该传输帧形成单元包括：多转换单元、字段同步信息插入单元、多路复用单元。该接收端基于包括多个段的字段同步信息，更为准确地估计传输信道。

Description

将字段同步信息插入字段的单载波发送器及其方法

技术领域

本发明涉及单载波发送器，更具体地说，涉及用于将包含关于VSB广播信号的每个数据字段的同步信息的数据字段同步和包含关于数据字段的每个数据段上的同步信息的段同步插入残留边带(VSB)广播信号，并发送该信号的单载波发送器。

背景技术

在用于数字广播的广播信号的传输模式中，存在残留边带(VSB)调制和编码正交频分复用(COFDM)调制。

VSB调制是将广播信号发送给单载波。COFDM调制是多路复用和划分广播信号，然后通过多传输信道将其发送。

VSB调制是数字广播传输模式，并在韩国、美国等地被采用。COFDM调制是面向欧洲的数字广播传输模式。

图1是显示通过传统的VSB发送器发送的VSB广播信号的数据帧结构的视图。图1显示了VSB广播信号的数据帧之一。一个数据帧由两个字段组成，即第一字段和第二字段。每个字段包括313个段。由于第一和第二字段具有相同类型的信息，第一字段将被作为例子描述。

第一字段由包含第一字段同步信息F1、段同步信息S、和前向纠错(FEC)的数据组成。FEC是被编码以校正在VSB广播信号传输期间产生的错误的错误校验信息。第一字段同步信号F1包含关于第一字段开始的同步信息，并且是由828个码元组成。段同步信息S包含关于每个段开始的同步信息，并且该字段由313个段组成。每个段同步信息由4个码元组成。每一个段的重复周期是77.3μs，以及每一个字段的重复周期是24.2ms。因此，每一个数据帧的重复周期是48.4ms。

因此，在传统VSB广播信号的数据帧中，要被插入到各个字段的第一和第二字段同步信息F1和F2被插入到由828个码元组成的每一个段。

图2是显示8VSB信号的字段同步信息结构的视图。供参考，图中所示的字段同步信息是在插入导频前获得的电平值。字段同步信息包含关于字段同步信息的插入的开始的字段开始信息FS、被用作字段的开始信息的伪随机噪声(PN)511、3个PN63、表示VSB模式的模式信息、保留区、以及预代码构造(PC)。PN511和PN63是以伪随机序列编码的信息。字段开始信息FS是关于字段同步信息的段同步信息。

字段开始信息FS与每个段同步信息相同由4个码元组成，并且PN511由511个码元组成。3个PN63的每个由63个码元组成，模式信息由24个码元组成。保留区由104个码元组成，并且PC包括在保留区并且由12个码元组成。

图3是显示8VSB广播信号的数据段结构的视图。供参考，图3所示的数据段是插入导频前获得的电平值。数据段由段同步信息和包括FEC的数据组成。段同步信息是数据段的开始信息，并且由4个码元组成。数据服务于VSB接收器并且在每个段由828个码元组成。因此，一个数据段由828+4＝832个码元组成。

与此同时，当恢复信号时，接收方使用VSB广播信号的数据帧中的每个字段同步信息，以估计传输频道。然而，插入每个字段的字段同步信息对应于313个段中的一个。即，每312个数据段插入一个字段同步信息。由于字段同步信息具有77.3μs的周期并且相应的字段具有22.2ms的周期，分配给接收方用于估计传输信道的时间在实际中太短。因此，存在VSB广播信号的传输信道没有被准确估计的问题。

另外，在字段同步信息中主要用来估计传输信道的是PN511，即511个码元。因此，存在着接收端不能准确估计传输信道的问题。在接收端对传输信道的不准确估计引起VBS广播信号的不准确恢复。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种单载波发送器及其方法，其能够通过可变地设置字段同步信息的码元数以及将该字段同步信息插入信号的每个字段，在接收端更为准确地估计传输信道，并从估计的传输信道更为准确地执行信号恢复。

根据本发明为了实现上述目的，提供一种通过使用单载波发送广播信号的单载波发送器。所述单载波发送器包括：数据插入单元，用于执行划分和插入要发送的广播信号的交织操作；信道编码单元，用于对广播信号执行信道编码，以校正信号传输期间产生的信道错误；传输帧形成单元，用于产生帧；导频插入单元，用于将导频插入所述传输帧，所述传输帧包含字段同步信息和段同步信息；调制单元，用于对从所述导频插入单元输出的导频插入传输帧执行调制；以及射频(RF)上变换器用于对来自所述调制单元的调制帧执行射频上变换操作，其中所述传输帧形成单元包括：多转换单元，用于将从所述信道编码单元输出的信道编码广播信号格式化成多个字段的数据，并且每个字段由多个段组成，并用于将段同步信息插入数据的每个段，将各个字段同步信息插入数据的每个字段的前端，以产生具有高数据率的第一数据帧；字段同步信息插入单元，用于将字段同步信息插入从所述多转换单元输出的所述第一数据帧，以形成具有低数据率的第二数据帧；多路复用单元，用于接收第一和第二数据帧，并且根据对应于要发送的数据的业务模式信息，对接收的数据执行多路复用操作，以形成传输帧，所述字段同步信息包含根据业务模式信息在数目上变化的码元。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于通过使用单载波发送器发送广播信号的方法。所述方法包括步骤：(a)对所述广播信号执行信道编码，以校正信号传输期间产生的信道错误；(b)提供业务模式信息；(c)将信道编码广播信号格式化成多个字段的数据，并且每个字段由多个段组成，将段同步信息插入数据的每个段，将各个字段同步信息插入数据的每个字段的前端，以产生具有高数据率的第一数据帧；(d)将字段同步信息插入所述第一数据帧，以形成具有低数据率的第二数据帧；(e)根据对应于要发送的数据的业务模式信息，多路复用接收的第一和第二数据帧，以形成传输帧，所述字段同步信息包含根据业务模式信息在数目上变化的码元；(f)将导频插入传输帧，所述传输帧包含具有可变数目码元的字段同步信息和段同步信息；(g)根据预定的调制方法，对导频插入帧执行调制；以及(h)根据预定的调制方法，对调制帧执行射频上变换。

根据本发明的另一个方面，提供用于单载波发送器的帧形成设备。所述帧形成设备包括：多转换单元，用于将信道编码广播信号格式化成多个字段的数据，并且每个字段由多个段组成，并将段同步信息插入数据的每个段，将各个字段同步信息插入数据的每个字段的前端，以产生具有高数据率的第一数据帧；字段同步信息插入单元，用于将字段同步信息插入从所述多转换单元输出的所述第一数据帧，以形成具有低数据率的第二数据帧；多路复用单元，用于接收所述第一和第二数据帧，并根据对应于要发送的数据的业务模式信息，对接收的数据执行多路复用操作，以形成传输帧，所述字段同步信息包含根据业务模式信息在数目上变化的码元。

根据本发明，接收端使用通过使用PN511码元而形成的828个码元作为PN序列，由此基于包含多个段的字段同步信息更为准确地估计传输信道。

另外，接收端通过基于包含多个段的字段同步信息而估计的传输信道执行更为准确地信号恢复。

附图说明

通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明的上述目的和特性将会变得更加清楚，其中：

图1显示了通过传统VSB发送器发送的VSB广播信号的数据帧结构的视图；

图2显示了8VSB广播信号的字段同步信息结构的视图；

图3显示了8VSB广播信号的数据段结构的视图；

图4是显示根据本发明的优选实施例的单载波发送器的方框图；

图5是显示多转换单元业务模式信息将字段同步信息插入广播信号中的数据帧结构的视图；

图6是显示由图4的多转换单元插入的字段同步信息的段结构的视图；以及

图7是显示用于根据本发明的优选实施例通过使用单载波发送器发送广播信号的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，通过借助附图将详细描述本发明的优选实施例。

图4是显示根据本发明的优选实施例的单载波发送器的方框图。本实施例提供了一残留边带(VSB)发送器作为单载波发送器的例子。

VSB发送器具有数据插入单元100、信道编码单元120、多转换单元160、字段同步信息插入单元140、多路复用器(MUX)150、导频插入单元180、调制单元200、以及射频(RF)上变换器220。

此处，多转换单元160、字段同步信息插入单元140和MUX 150构成传输帧形成设备，用于可变地设置字段同步信息的码元数并将该字段同步信息插入单载波发送器的信号的每个字段，以形成传输帧。

数据插入单元100根据预定的转换模式，执行划分和插入要发送到接收端的广播信号的交织操作。信道编码单元120编码由数据插入单元100交织的广播信号。此时，通常用在信道编码单元120的是格编码方法。

多转换单元160将从所述信道编码单元120输出的信道编码广播信号格式化成多个字段的数据，每个字段由多个段组成，将段同步信息(S)插入数据的每个段，并且将各个字段同步信息(F)插入数据的每个字段的前端，以产生具有高数据率的第一数据帧。

更具体地，多转换单元160将段同步信息(S)和字段同步信息(F)插入到从信道编码单元120输出的信道编码广播信号，以形成第一数据帧。第一数据帧的格式示于图1中。即，第一数据帧具有与传统的相同的结构。

字段同步信息插入单元140将字段同步信息插入从所述多转换单元160输出的所述第一数据帧的每个字段的第二和最后段中，以形成具有低数据率的第二数据帧。

MUX 150接收来自多转换单元160的第一数据帧和来自字段同步信息插入单元140的第二数据帧，并根据与要发送的数据相对应的业务模式信息对接收的数据执行多路复用操作，以形成传输帧。此处，字段同步信息(F)包含根据业务模式信息在数目上变化的码元。

此处，插入数据的每个字段的各个字段同步信息(F)具有相同的序列，并且码元的数目是每个段中码元数目的整数倍。

用于编码源数据的源编码单元(未示出)向MUX 150提供根据要发送的某个格式的广播信号所需的传输率而确定的广播信号的业务模式信息。此处，业务模式信息对应于要发送的数据。HDTV模式信息和SDTV模式信息是业务模式信息的示例。HDTV模式信息表示广播信号是用于HDTV的，SDTV模式信息表示广播信号是用于SDTV的。

另外，源编码单元向数据插入单元100提供要发送的广播信号。

可替换地，广播信号的业务模式信息可以由安装于本发明的单载波发送器中的模式信息提供单元(未示出)提供。

对应于广播信号的业务模式信息，多转换单元160可变地将字段同步信息F和段同步信息S插入从信道编码单元120输出的广播信号的每个数据帧。

最好，不管源编码单元提供的广播信号的业务模式信息如何，多转换单元160将段同步信息S插入从信道编码单元120输出的广播信号的每个段。

另外，字段同步信息插入单元140根据广播信号的业务模式信息，设置字段同步信息F的码元的可变数目，并将字段同步信息插入从多转换单元160输出的第一数据帧的每个字段。

最好，如果来自源编码单元或模式信息提供单元的广播信号的业务模式信息是HDTV模式信息，多转换单元160将包含对应于一个段的828个码元的字段同步信息F插入从信道编码单元120输出的广播信号的每个数据帧的每个字段。即，由多转换单元160插入数据的字段同步信息的码元数等于每个段中的码元数。

由此，接收端基于在每个字段包含多个段的字段同步信息，更为准确地估计传输信道。因此，接收端可以通过估计的传输信道更为准确地执行信号恢复。

导频插入单元180根据业务模式信息将导频插入从MUX 150输出的传输帧，所述MUX包含段同步信息S和包括可变数目码元的字段同步信息F。此时，导频起增加从MUX 150输出的广播信号的电平的功能。通常用作导频的是DC电压值。

调制单元200根据预定的传输模式对来自导频插入单元180的包含所述导频的传输帧执行VSB调制。RF上变换器220对VSB调制帧执行射频上变换，将VSB调制帧上变换成RF信号，然后经天线240将其发送给接收端。

图5显示了多转换单元160根据业务模式信息将字段同步信息F插入广播信号的数据帧结构。

如果业务模式信息是HDTV模式信息，字段同步信息插入单元140复制字段同步信息F，并将它们插入包括前向纠错(FEC)的数据区的前端和后端。因此，由于字段同步信息F包含多个段，接收端更为准确地估计传输信道以恢复包括在每个字段的数据。

图6显示了包括由图4的字段同步插入单元140插入到信号的字段同步信息F的段结构。根据这个实施例，要插入从信道编码单元120输出的广播信号的同步信息段结构包括段同步信息S和字段同步信息F。段同步信息S由4个码元组成。

字段同步信息F具有伪随机噪声(PN)序列和预代码，包含828个码元。所述828个码元包括伪随机噪声(PN)511码元和复制PN511码元的预定区域的码元。预代码由16个码元组成。

根据该实施例的字段同步信息F的PN序列具有复制PN511码元的预定区域的形式。即，PN序列包含828个码元，其形式为，位于PN511码元的前面区域的100个码元被复制，然后加到PN511码元的后面区域，并且位于PN511码元的后面区域的201个码元被复制，然后被加到PN511码元的前面区域。

最好，MUX 150通过使用加到PN511码元的后面区域的100个码元的预定码元，将要插入相应字段的数据的模式信息插入PN序列中。模式信息是从源编码单元或模式信息提供单元提供的业务模式信息。最好用于模式信息的码元数目是7。因此，接收端基于插入PN序列的模式信息，确定要插入相应字段的数据的类型。

因此，接收端使用通过利用PN511码元而形成的828个码元作为PN序列，由此更为准确地估计传输信道。

图7是显示用于使用根据本发明的单载波发送器发送广播信号的方法的优选实施例的流程图。

数据插入单元100根据预定的变换模式，执行划分和插入要发送到接收端的广播信号的交织操作(S100)。

信道编码单元120对由数据插入单元100交织的广播信号执行例如格编码(S110)。

源编码单元或模式信息提供单元(未示出)向MUX 150提供业务模式信息，所述业务模式信息是根据要发送的某一格式的广播信号所需的传输率确定的(S120)。HDTV模式信息和SDTV模式信息是业务模式信息的示例。

多转换单元160将来自信道编码单元的信道编码广播信号格式化成多个字段的数据，每个字段由多个段组成，将段同步信息(S)插入数据的每个段并且将各个字段同步信息(F)插入数据的每个字段的前端，以产生具有高数据率的第一数据帧(S130)。更具体地，在步骤S130，多转换单元160将段同步信息(S)和字段同步信息(F)插入从信道编码单元120输出的信道编码广播信号，以形成第一数据帧。第一数据帧的格式在图1中示出。即，第一数据帧具有与传统的相同的结构。

同样，同步信息插入单元140根据广播信号的业务模式信息，设置字段同步信息F的可变数目码元，并且将字段同步信息插入从多转换单元160输出的第一数据帧的每个字段。

接着，字段同步信息插入单元140将字段同步信息(F)插入从所述多转换单元160输出的所述第一数据帧的每个字段的第二和最后段，以形成具有低数据率的第二数据帧(S140)。

MUX 150从多转换单元160接收第一数据帧并且从字段同步信息插入单元140接收第二数据帧，并根据对应于要发送的数据的业务模式信息，对接收的数据执行多路复用操作，以形成传输帧(S150)。此处，字段同步信息包含其数目根据业务模式信息变化的码元。

导频插入单元180根据业务模式信息将导频插入包含段同步信息S和包括可变数目的码元的字段同步信息F的从MUX 150输出的传输帧(S160)。此时，导频起增加从MUX 150输出的广播信号的电平的功能。通常用作导频的是DC电压值。

因此，接收端基于每个字段包含多个段的字段同步信息，更为准确地估计传输信道。因此，接收端可以通过估计的传输信道执行更为准确地信号恢复。

接着，调制单元200根据预定的传输模式对来自导频插入单元180的包括导频的传输帧执行例如VSB调制(S170)。

RF上变换器220对VSB调制帧执行射频上变换，将VSB调制帧上变换成RF信号，然后经天线240将其发送给接收端。(S180)

根据本发明，接收端使用通过利用PN511码元而形成的828个码元作为PN序列，由此基于包括多个段的字段同步信息，更为准确地估计传输信道。

同样，接收端通过基于包括多个段的字段同步信息而估计的传输信道，执行更为准确地信号恢复。

尽管本发明的优选实施例已经被描述，但本领域的技术人员应该理解，本发明不应该局限于所述优选实施例，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变和修改。

Claims

1.一种用于通过使用单载波发送广播信号的单载波发送器，所述单载波发送器包括：

数据插入单元(100)，用于执行划分和插入要发送的广播信号的交织操作；

信道编码单元(120)，用于对广播信号执行信道编码，以校正信号传输期间产生的信道错误；

传输帧形成单元，用于产生帧；

导频插入单元(180)，用于将导频插入所述传输帧，所述传输帧包含字段同步信息和段同步信息；

调制单元(190)，用于对从所述导频插入单元(180)输出的导频插入传输帧执行调制；以及

射频上变换器(200)用于对来自所述调制单元(190)的调制帧执行射频上变换操作；

其中所述传输帧形成单元包括：

多转换单元(160)，用于将从所述信道编码单元(120)输出的信道编码广播信号格式化成多个字段的数据，并且每个字段由多个段组成，并用于将段同步信息插入数据的每个段，将各个字段同步信息插入数据的每个字段的前端，以产生具有高数据率的第一数据帧；

字段同步信息插入单元(140)，用于将字段同步信息插入从所述多转换单元(160)输出的所述第一数据帧，以形成具有低数据率的第二数据帧；

多路复用单元(150)，用于接收第一和第二数据帧、以及对应于要发送的数据的业务模式信息，并且根据所述业务模式信息，对接收的数据执行多路复用操作，以形成传输帧，由所述字段同步信息插入单元(140)插入到所述第一数据帧中的字段同步信息包含根据业务模式信息在数目上变化的码元。

2.如权利要求1所述的单载波发送器，其中所述字段同步信息被所述字段同步信息插入单元(140)插入所述第一数据帧的每个字段的第二和最后段。

3.如权利要求2所述的单载波发送器，其中插入到所述数据的每个字段的所述各个字段同步信息具有相同的序列。

4.如权利要求2所述的单载波发送器，其中由所述字段同步信息插入单元(140)插入到所述第一数据帧中的字段同步信息的码元的数目是每个段中的码元数目的整数倍。

5.如权利要求4所述的单载波发送器，其中业务模式信息是HDTV模式信息和SDTV模式信息之一。

6.如权利要求5所述的单载波发送器，其中，当业务模式信息是HDTV模式信息时，由多转换单元插入到数据中的字段同步信息码元的数目等于每个段中的码元数目。

7.如权利要求6所述的单载波发送器，其中字段同步信息包括伪随机噪声序列和预代码。

8.如权利要求7所述的单载波发送器，其中字段同步信息的码元数目是828。

9.如权利要求8所述的单载波发送器，其中伪随机噪声序列的码元数目是812，以及预代码的码元数目是16。

10.如权利要求9所述的单载波发送器，其中由字段同步插入单元插入到信道编码广播信号中与在前插入相应字段的字段同步信息相邻的位置的字段同步信息的码元数目是每个段中的码元数目的几倍。

11.一种单载波发送器的传输帧形成设备，包括：

多转换单元(160)，用于将信道编码广播信号格式化成多个字段的数据，并且每个字段由多个段组成，并将段同步信息插入数据的每个段，将各个字段同步信息插入数据的每个字段的前端，以产生具有高数据率的第一数据帧；

多路复用单元(150)，用于接收所述第一和第二数据帧、以及对应于要发送的数据的业务模式信息，并根据所述业务模式信息，对接收的数据执行多路复用操作，以形成传输帧，由所述字段同步信息插入单元(140)插入到所述第一数据帧中的所述字段同步信息包含根据业务模式信息在数目上变化的码元。

12.如权利要求11所述的帧形成设备，其中所述字段同步信息被所述字段同步信息插入单元(140)插入所述第一数据帧的每个字段的第二和最后的段。

13.如权利要求11所述的帧形成设备，其中插入到数据的每个字段的所述各个字段同步信息具有相同的序列。

14.如权利要求13所述的帧形成设备，其中业务模式信息是HDTV模式信息和SDTV模式信息之一。

15.如权利要求14所述的帧形成设备，其中，当业务模式信息是HDTV模式信息时，多转换单元将字段同步信息插入具有与每个段中的码元数目相同的码元数目的数据。

16.如权利要求15所述的帧形成设备，其中字段同步信息包括伪随机噪声序列和预代码。

17.如权利要求16所述的帧形成设备，其中字段同步信息的码元数目是828。

18.如权利要求17所述的帧形成设备，其中伪随机噪声序列的码元数目是812，预代码的码元数目是16。

19.如权利要求18所述的帧形成设备，其中由字段同步插入单元插入到信道编码广播信号中与在前插入相应字段的字段同步信息相邻的位置的字段同步信息的码元数目是每个段中的码元数目的几倍。

20.一种用于通过使用单载波发送器发送广播信号的方法，包括步骤：

(a)对所述广播信号执行信道编码，以校正信号传输期间产生的信道错误；

(b)提供业务模式信息；

(c)将信道编码广播信号格式化成多个字段的数据，并且每个字段由多个段组成，将段同步信息插入数据的每个段，将各个字段同步信息插入数据的每个字段的前端，以产生具有高数据率的第一数据帧；

(d)将字段同步信息插入所述第一数据帧，以形成具有低数据率的第二数据帧；

(e)根据对应于要发送的数据的业务模式信息，多路复用接收的第一和第二数据帧，以形成传输帧，所述字段同步信息包含根据业务模式信息在数目上变化的码元；

(f)将导频插入传输帧，所述传输帧包含具有可变数目码元的字段同步信息和段同步信息；

(g)根据预定的调制方法，对导频插入帧执行调制；以及

(h)根据预定的调制方法，对调制帧执行射频上变换。

21.如权利要求20所述的方法，其中在所述步骤(d)，所述字段同步信息被插入所述第一数据帧的每个字段的第二和最后的段。

22.如权利要求21所述的方法，其中插入到数据的每个字段中的所述各个字段同步信息具有相同的序列。

23.如权利要求21所述的方法，其中由所述字段同步信息插入单元(140)插入到所述第一数据帧中的字段同步信息的码元数目是每个段中的码元数目的整数倍。

24.如权利要求23所述的方法，其中业务模式信息是HDTV模式信息和SDTV模式信息之一。

25.如权利要求24所述的方法，其中在所述步骤(c)，当业务模式信息是HDTV模式信息时，插入所述数据中的字段同步信息的码元数目等于每个段中的码元数目。

26.如权利要求25所述的方法，其中字段同步信息包括伪随机噪声序列和预代码。

27.如权利要求26所述的方法，其中字段同步信息的码元数目是828。

28.如权利要求27所述的方法，其中伪随机噪声序列的码元数目是812，预代码的码元数目是16。

29.如权利要求28所述的方法，其中在所述步骤(d)，插入到信道编码广播信号中与在先插入相应字段的字段同步信息相邻的位置的字段同步信息的码元数目是每个段中的码元数目的几倍。

30.如权利要求20所述的方法，其中在所述步骤(a)之前还包括以下步骤：执行划分和插入要发送的广播信号的交织操作。