CN1630282A - 能量扩展电路和接收装置 - Google Patents

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Abstract

在生成PRBS(伪随机代码序列)，用数据信号和位单位进行XOR(“异”)运算的能量扩展电路中，备有根据输入的数据、分组号码计算移位寄存器单元的寄存器值的寄存器值计算单元。寄存器值计算单元具有将分组号码分割为从LSB到MSB的位分割单元、使移位寄存器初始值进行从20位到2N－1位移位的分组移位运算单元(101～10N)、和选择它的输入和输出的选择单元(110～11N)。

Description

能量扩展电路和接收装置
技术领域
本发明涉及用于数字广播的接收装置的能量扩展(扩展)电路和使用它的接收装置。
背景技术
数字广播的传送方式是各种各样的，例如存在着作为日本地上数字电视广播方式的ISDB-T(Integrated System DigitalBroadcasting-Terrestrial)、作为日本地上数字音频广播方式的ISDB-TSB(Integrated System Digital Broadcasting-Terrestrial SoundBroadcasting)、作为日本卫星数字广播方式的ISDB-S(IntegratedSystem Digital Broadcasting-Satellite)、作为欧洲的地上数字电视广播方式的DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial)等。在这些传送方式中共同使用的处理之一是能量扩展(也称为随机化)。
能量扩展的原理构成如图1所示。在图1中，能量扩展单元201具有生成伪随机代码序列(以下，称为PRBS)的PRBS生成单元202和进行“异”(以下，称为XOR)运算的XOR运算单元205。PRBS生成单元202由15位的移位寄存器单元203和XOR运算单元204构成。XOR运算单元205对输入到能量扩展单元201的数据信号和由PRBS生成单元202生成的PRBS进行XOR运算。将能量扩展单元201分别设置在发送装置侧和接收装置侧，为了使在传送的数字数据中0和1的比率大致相等而进行使用。在能量扩展单元201中，决定预定值作为移位寄存器单元203的初始值，以预定的周期对移位寄存器单元203进行初始化。移位寄存器单元203的初始值，在ISDB-T、ISDB-TSB、ISDB-S、DVB-T的情形中全部共同地从低次(图中左侧)开始顺序地为“100101010000000”。使移位寄存器单元203初始化的周期，在ISDB-T和ISDB-TSB的情形中为1个帧(约53毫秒(以下记为ms)～约257ms)，在ISDB-S的情形中为1个超帧(约10ms)，在DVB-T的情形中为8个传输分组(约70微秒(以下记为μs)～约300μs)。
图2是表示日本数字电视广播的接收装置的一般构成的方框图。在图2中，卫星接收天线301、地上接收天线302与接收装置303连接。图2的接收装置303是卫星广播的接收和地上广播的接收可以共用的接收装置，但是也可以是只接受某个天线的输入的专用接收装置。又，也可以是接受由电缆等传送的广播波的输入和来自外部设备的输入TS的接收装置。将由接收装置303得到的视频信号或音频信号，或者两者输出到视频/音频显示装置304并显示出来。接收装置303也可以内置视频/音频显示装置304。
图3是表示接收装置303的一般构成的方框图。卫星前端401接受卫星接收信号进行选台/解调/纠错，输出传输数据流(以下，称为TS)。地上前端402接受地上接收信号进行选台/解调/纠错，输出TS。视频/音频编码器403接受从卫星前端401输出的TS、从地上前端402输出的TS和从其它设备输入的TS中的某一个，将其变换成视频信号或音频信号。
图4是表示地上前端402的一般构成的方框图。由调谐器单元501进行选台，选择接收信号，由A/D变换器502将其变换成数字信号。正交解调单元503对输入的数字信号进行正交检波，变换成基带OFDM信号。FFT单元504对来自正交解调单元503的信号进行快速傅里叶变换，从时域信号变换为频域信号并输出。检波单元505对来自FFT单元504的信号进行同步检波或差动检波，输出经过解调的信号。纠错单元506对在检波单元505中得到的解调信号进行纠错解码。符号同步检测单元507从正交解调单元503输出的基带OFDM信号，检测传送模式信息和符号同步定时，将符号定时信号提供给FFT单元504和检波单元505，将符号定时信号和传送模式信息提供给纠错单元506。帧同步检测单元508抽取包含在从FFT单元504输出的信号中的控制信息，并且根据上述控制信息，检测从帧的开头位置到符号的开头位置的偏离作为符号号码。而且将控制信息和符号号码提供给检波单元505和纠错单元506。
在传送模式信息中，存在着规定传送的OFDM符号中的载波间隔的模式(1、2、3这样3类)和规定用于减轻由反射波等产生的干涉的保护间隔的长度的保护间隔长。又，作为控制信息，例如是在ISDB-T和ISDB-TSB的情形中，用于传送分层传送的构成、每个分层的载波调制方式、卷积编码率、时间交织长度等的称为TMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)信号的信号。
图5是表示纠错单元506的一般构成的方框图。频率/时间去交织单元601进行频率和时间去交织处理。去变换单元602从载波信息抽取位信息。分层分割单元603在进行分层传送时分割数据。位去交织单元604A、604B、604C对每个分割后的分层进行位去交织处理。去穿孔单元605A、605B、605C对每个分割后的分层进行与卷积编码率相应的位内插处理。TS再生单元606将各分层的数据以具有预定位长度(这里1632位＝204字节)的分组单位进行汇集。维特比解码单元607进行编码率为1/2的维特比解码。分层分割单元608再次进行分层分割。字节去交织单元609A、609B、609C对每个分割后的分层进行字节去交织处理。能量扩展单元201A、201B、201C对每个分割后的分层进行能量扩展处理。分层合成单元610合成每个分割后的分层的数据。RS解码单元611进行缩短化的里德-索罗门代码(204、188)的解码。
其次，能量扩展单元201A、201B、201C具有与前述的能量扩展单元201相同的构成，进行除去同步字节的数据信号和PRBS的XOR运算。又，能量扩展单元201A、201B、201C各自的移位寄存器单元包含同步字节期间进行工作，在每个帧进行初始化。
请参照“数字广播用接收装置标准规格(希望的标准)”，社团法人电波产业协会，ARIBSTD-B21 3.2版，平成14年7月25日制定。
在ISDB-T和ISDB-TSB中的已有能量扩展单元中，必须进行在帧开头中的初始化。这里，因为开始接收信号的定时与帧周期完全没有关系地发生，所以从开始接收信号到帧开头的时间的平均值为0.5帧，最大值为1帧。0.5帧的时间是约27ms～约129ms，1帧的时间是约53ms～约257ms。在该期间不能开始进行能量扩展处理，因此产生直到输出正确的接收信号为止的等待时间。
当视听广播时，因为对于每个视听频道帧周期的定时不同，所以每次切换频道，都产生该等待时间。因此，存在着在切换频道后到提供在画面上显示出视频、输出音频等的服务所需的时间变长那样的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供能量扩展电路和使用它的数字广播的接收装置，它们能够缩短作为进行切换频道时的延迟时间的主要原因的能量扩展的初始化所需的时间。
本发明提供一种能量扩展电路，该能量扩展电路用于接收数据信号的接收装置，其中关于数据信号，首先将数据信号分割成由预定数的位构成的分组单位，以由预定数的上述分组构成的单位帧进行构造，并且进行能量扩展后形成该数据信号，该能量扩展电路对接收的数据信号进行能量扩展，其特征在于：该能量扩展电路具备，PRBS生成单元，包含与传送位相应地进行移位的移位寄存器；和将上述移位寄存器的一部分输出作为输入进行“异”运算，将其输出归还给移位寄存器的输入的“异”电路，该PRBS生成单元对每一单位帧用寄存器初始值对上述移位寄存器进行初始化，生成伪随机代码序列，即PRBS；“异”电路，以位为单位对从上述PRBS生成单元得到的伪随机信号和数据信号进行“异”运算；和状态设定单元，与来自初始状态的传送位数相应地生成从上述PRBS生成单元的初始状态成为在1个单位帧内经过移位后的状态的上述移位寄存器的数据，并将其给予上述PRBS生成单元的移位寄存器。
本发明还提供一种接收装置，其特征在于：该接收装置接收数据信号，其中关于该数据信号，首先将数据信号分割成由预定数的位构成的分组单位，以由预定数的上述分组构成的单位帧进行构造，进一步分割成在单位帧内进行并列替换由预定数的载波构成的符号单位，以由预定数的符号构成的帧单位经过能量扩展后形成该数据信号，该接收装置具备进行接收的数据信号的能量扩展的能量扩展电路，上述能量扩展电路具备，PRBS生成单元，包含与传送位相应地进行移位的移位寄存器；和将上述移位寄存器的一部分输出作为输入进行“异”运算，将其输出归还给移位寄存器的输入的“异”电路，该PRBS生成单元对每一单位帧用寄存器初始值对上述移位寄存器进行初始化，生成伪随机代码序列，即PRBS；“异”电路，以位为单位对从上述PRBS生成单元得到的伪随机信号和数据信号进行“异”运算；和状态设定单元，与来自初始状态的传送位数相应地生成从上述PRBS生成单元的初始状态成为在1个单位帧内经过移位后的状态的上述移位寄存器的数据，并将其给予上述PRBS生成单元的移位寄存器。
附图说明
图1是表示已有的能量扩展单元的构成的方框图。
图2是表示已有的接收装置的构成的方框图。
图3是表示已有的接收装置内部的构成的方框图。
图4是表示已有的地上前端的构成的方框图。
图5是表示已有的纠错单元的构成的方框图。
图6是表示本发明的实施方式中的接收装置的构成的方框图。
图7是表示本发明的实施方式中的地上前端的构成的方框图。
图8是表示与传送模式相应地决定的系数的图。
图9是表示与X分层的载波调制方式相应地决定的系数的图。
图10是表示与X分层的载波调制方式相应地决定的系数的图。
图11是表示X分层的卷积编码率的图。
图12是表示本发明的实施方式中的纠错单元的构成的方框图。
图13是表示TS再生单元的构成的方框图。
图14是表示帧周期检测单元的构成的方框图。
图15是表示本发明的实施方式中的能量扩展单元的构成的方框图。
图16是表示本发明的实施方式中的寄存器值计算单元的第1构成的方框图。
图17是表示64位移位运算的图。
图18是表示用于得到64位移位运算后的寄存器值的运算逻辑的图。
图19是表示26位移位运算单元的构成的方框图。
图20是表示本发明的实施方式中的寄存器值计算单元的第2构成的方框图。
图21是表示分组号码与位数的对应和位数的余数运算的图。
图22是表示210分组移位运算单元的位移位运算的图。
图23是表示位移位运算后的运算逻辑的图。
图24是表示210分组移位运算单元的构成的方框图。
具体实施方式
下面，我们参照附图详细说明本发明的实施方式中的接收装置。此外，在与背景技术中说明了的构成要素相同的构成要素上附加相同的标号，省略对它们的详细说明。
图6是表示本发明的实施方式中的日本数字电视广播的接收装置的构成的方框图。接收装置701备有接受地上接收信号进行选台/解调/纠错，输出TS的地上前端702；和接受从地上前端702输出的TS、从其它外部设备输入的TS中的某一个，变换成视频信号或音频信号的视频/音频编码器403。将由接收装置701得到的视频信号或音频信号或者两者输出到视频/音频显示装置304并显示出来。接收装置701也可以内置视频/音频显示装置304。此外，接收装置701，如背景技术中所示，也可以作为可以接受卫星数字广播的共用接收装置。
图7是表示地上前端702的构成的方框图。由调谐器单元501进行选台，选择接收信号。由A/D变换器502将其变换成数字信号。正交解调单元503对输入的数字信号进行正交检波，变换成基带OFDM信号。FFT单元504对来自正交解调单元503的信号进行快速傅里叶变换，从时域信号变换到频域信号并输出。检波单元505对来自FFT单元504的信号进行同步检波或差动检波，输出经过解调的信号。纠错单元806对在检波单元505中得到的解调信号进行纠错解码。符号同步检测单元507从正交解调单元503输出的基带OFDM信号，检测传送模式信息和符号同步定时，将符号定时信息供给FFT单元504和检波单元505，将符号定时信号和传送模式信息供给纠错单元806和分组号码计算单元809。帧同步检测单元808抽取包含在从FFT单元504输出的信号中的控制信息，并且根据该控制信息，检测从帧的开头位置到符号的开头位置的偏离作为符号号码。而且将控制信息和符号号码供给检波单元505、纠错单元806和计算单元809。计算单元809，根据符号定时信号、符号号码、传送模式信息和控制信息，对于进行分层传送时的每个分层，对从帧开头开始的有效分组数进行计数，作为分组号码进行输出。
我们将ISDB-T的情形作为一个例子详细说明在计算单元809中，根据符号定时信号、符号号码、传送模式信息和控制信息计算分组号码的方法。
1个帧由1～203共204个符号构成。又，同时1个帧由多个分组构成。该分组数在模式1、模式2、模式3中是不同的，进一步因为保护间隔比不同，所以在1个帧内包含如12那样的分组数。1个分组由204个字节构成。而且在1个分组内输出8×204个使能量扩展单元的移位寄存器移位的移位脉冲，即1632个脉冲。又，各分组成为ABC这3个分层中的某一个的数据。而且在从帧开头计算经过任意数(令其为SYM)的符号后的时刻，通过实施去变换、去穿孔、维特比解码各种处理，作为任意分层(令其为X)的数据得到的字节数Bnum由公式(1)求得。
Bnum＝96·M·Sx·Rx·1/8·NSEGx·SYM          …(1)
其中，
Rx：X分层的卷积编码率
NSEGx：X分层的分段数
M：与传送模式相应地决定的系数(表示在图8中)
Sx：与X分层的载波调制方式相应地决定的系数(表示在图9中)
在公式(1)中包含着与卷积编码率有关的除法处理。
这里，
Sx＝S′x×2
Rx＝R′x/24
公式(1)如下列的公式(2)那样只用乘法表示。
Bnum＝M·S′x·R′x·NSEGx·SYM          …(2)
这样，通过使公式(1)的计算处理简单化，也可以减小电路规模。这里S′x与X分层的载波调制方式相应，R′x与X分层的卷积编码率相应，分别取图10和图11所示的值。
从公式(2)，可以用公式(3)求得在从帧开头开始计算经过SYM符号后的时刻的X分层的分组号码Pnum。
Pnum＝Int[Bnum/204]                      …(3)
又，在从帧开头开始计算经过SYM符号后的时刻，在X分层的分层缓冲器中积累的字节数BUFnum也可以通过余数运算同样从公式(2)用公式(4)求得。
BUMnum＝mod[Bnum/204]                    …(4)
在公式(4)中，mod是余数运算。
图12是表示纠错单元806的构成的方框图。在图12中，频率/时间去交织单元601进行频率和时间去交织处理。去变换单元602从载波信息抽取位信息。分层分割单元603在进行分层传送时分割数据。位去交织单元604A、604B、604C对每个分割后的分层进行位去交织处理。去穿孔单元605A、605B、605C对每个分割后的分层进行与卷积编码率相应的位内插处理。TS再生单元901将各分层的数据以具有预定位长度(这里1632位＝204字节)的分组为单位进行汇集。维特比解码单元607进行编码率为1/2的维特比解码。分层分割单元608再次进行分层分割。字节去交织单元609A、609B、609C对每个分割后的分层进行字节去交织处理。与合成每个分割后的分层的数据的分层合成单元610连接，能量扩展单元902进行能量扩展处理。RS解码单元611进行缩短化的里德-索罗门代码(204、188)的解码。
图13是表示TS再生单元901的构成的方框图。在图13中，虚拟缓冲量计算单元1010，根据符号定时信号、符号号码、传送模式信息和控制信息，计算在该符号的开头应当积累在多个分组缓冲器1001、1002、1003的各个中的缓冲量。分组定时发生单元1011输出分组定时信号。控制单元1009将虚拟缓冲量加载在多个分组缓冲器的数据积累量计数器上，并且对积累量进行监视，从积累了与1个分组相当的数据的分组缓冲器顺序地经过选择单元1004将积累数据导出到数据流缓冲器1005。进行控制，对每个分组定时信号，监视数据流缓冲器1005的数据积累状态，当在数据流缓冲器1005中积累了数据时，读取该积累数据。又，控制单元1009，当存在从数据流缓冲器1005输出的分组数据时，输出表示该分组数据所属的分层的分层信息，当不存在时输出表示哑分组的分层信息。这样，与帧周期的定时无关，可以即时地读取分组数据。
图14是表示帧周期同步检测单元808的构成的方框图。控制信息抽取单元1101抽取控制信息。控制信息积累单元1102，按1个帧的程度存储控制信息。符号号码发生单元1103假定地输出符号号码。可靠度计算单元1104，参照存储在控制信息积累单元1102中的控制信息，计算与从符号号码发生单元1103输出的符号号码对应的可靠度。最大值检测单元1105比较在可靠度计算单元1104中计算的多个可靠度，选择并输出在计算出成为最大的可靠度的时刻的符号号码。这里作为控制信息，例如可以设定在ISDB-T和ISDB-TSB中的TMCC信号。通过这种构成，检测并利用同步信号以外的TMCC信号，不等待检测出配置在TMCC信号内的同步信号的交替，能够快速地检测帧同步，而误检测的可能性也很小。
TS再生单元901内的虚拟缓冲量计算单元1010，根据符号定时信号、符号号码、传送模式信息和控制信息，计算在该符号的开头应积累在多个分组缓冲器1001、1002、1003的各个中的缓冲量。公式(4)只进行计算该缓冲量的运算。所以，将分组号码计算单元809配置在纠错单元806内的TS再生单元901内，使计算公式(2)的部分与虚拟缓冲量计算单元1010共享，能够使整个电路构成简单化。分组号码计算单元809，在临时从符号号码计算每个分层的分组号码后，根据从分组定时发生单元1011输出的分组定时信号和从控制单元1009输出的分层信息，每次增加1地增加输出的分组号码。又，每次输入表示帧开头的符号号码0时，分组号码计算单元809将全部分层的分组号码重置为0。
图15是表示能量扩展单元902的方框构成图。PRBS生成单元202生成伪随机代码序列(PRBS)。PRBS生成单元202由15位的移位寄存器单元203和“异”(XOR)运算单元204构成。XOR运算单元205将输入到能量扩展单元201的数据信号和由PRBS生成单元202生成的PRBS进行XOR运算。寄存器值计算单元12是根据由分组号码计算单元809给予的分组号码，计算移位寄存器单元203的寄存器值，设定移位寄存器单元203的状态设定单元。能量扩展单元902将除去同步字节的数据信号和PRBS进行XOR运算。又，移位寄存器单元203包含同步字节期间进行工作，对于每个分组被初始化为从寄存器值计算单元12输出的寄存器值。
图16是表示作为寄存器值计算单元12的第1例的寄存器值计算单元12A的方框构成图。在寄存器值计算单元12A中，乘法单元1321在输入的分组号码上乘以1个分组的位数PS(这里因为1个分组＝1632位，所以PS＝1632)。余数计算单元1322用预定数(这里，215-1＝32767)对乘法结果进行余数计算。位分割单元1320对每个位分割余数计算的结果，从LSB开始顺序地供给选择单元1311～131N。位移位运算单元1301～130N使寄存器初始值“100101010000000”顺次地各移位20～2N-1位。第1～第N选择单元1311～131N根据从位分割单元1320供给的位数据，选择实施了位移位运算的寄存器值和没有实施位移位运算的寄存器值中的一个。在余数计算单元1322中进行余数计算是因为由PRBS生成单元202生成的PRBS具有215-1的周期性，与构成简单化有关。又，因为余数计算结果最大值为215-2，所以能够用15位表现出来(N＝15)。因此最好，位移位运算单元和选择单元分别为15个。这里乘法单元1321和余数计算单元1322构成根据来自PRBS生成单元的初始状态的动作分组计算来自初始状态的位移位数的循环数计算单元。又，位移位运算单元1301～130N和选择单元1311～131N构成，被给予对移位寄存器进行初始化的初始化数据和由位分割单元1320分割的位，生成加载到PRBS生成单元的寄存器的中间值的中间值生成单元。
当被给予寄存器初始值时第1选择单元1311根据位分割单元1320的位分割数据的LSB为“1”或“0”，选择从20位移位运算单元1301得到的寄存器值和寄存器初始值中的某一个。又，当给予第j-1个选择单元的输出时第j(j＝2～15)个选择单元根据从位分割单元的位分割数据的LSB开始的第j-1个数据为“1”或“0”，选择从2j-1位移位运算单元得到的寄存器值和第j-1个选择单元的输出中的某一个。
下面，我们说明该2i位移位运算单元(i＝0～14)1301～130N的详细情况。首先，对某个寄存器初始值“100101010000000”的1位移位运算，对于对每个位分割“1001010100000000”得到下列的4个15位的数据
“100000000000000”、“000100000000000”、“000001000000000”、“000000010000000”分别进行1位移位运算。而且能够通过对作为其结果的下列4个数据
“010000000000000”、“000010000000000”、“000000100000000”、“000000001000000”，对每个位进行“异”的总和运算来实现。
同样，通过对于将原来的寄存器值分割为每个位所得到的各个值进行N位移位运算所得到的结果值在每个位进行“异”的总和运算，能够实现对任意寄存器值的N位移位寄存器运算。
为了高速地进行移位运算，将任意的移位量的移位运算分割成2n移位运算的组合。例如当进行585移位运算时，因为585＝20+23+26+29，所以能够通过进行20移位运算，23移位运算、26移位运算、29移位运算各1次来实现。
作为2n移位运算电路的一个例子，我们一面参照图17、图18一面说明26＝64位移位运算的情形。
首先，令成为移位对象的寄存器值为“b0b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13b14”，对它进行64位移位运算得到的寄存器值为“B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14”。如上所述，对于对每个位分割“b0b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13b14”得到的各个“b000000000000000”、“0b10000000000000”、“00b2000000000000”、……“00000000000000 b14”进行64位移位运算的结果如图17所示。对于作为该结果得到的“0000b0000b0000000”、“00000b1000b100000”、“000000b2000b20000”、……“000b14000b140000000”，生成对每个位取“异”的总和的运算部分，即生成作为运算逻辑如图18所示的
B0＝b6+b7+b10+b11、
B1＝b7+b8+b12+b13、
B2＝b8+b9+b12+b13、
·
·
·
B14＝b6+b10
例如，能够用图19的构成实现进行26位移位的位移位运算单元1307。用该方法能够实现进行从20到214的移位的位移位运算单元1301～130N。
此外，寄存器值计算单元12也可以形成具有2N移位运算的表和行列运算(XOR)的逻辑的构成。
图20是表示根据别的构成的寄存器值计算单元12B的方框构成图。当应用以上的考虑方法时，也能够实现如图20所示的方框构成。令移位单位为1分组＝1632位，级联地全部准备好进行从20分组(1632位)到211分组(3342336位)的移位的运算逻辑，与分组号码相应地选择进行运算各2N分组移位或者忽略。即在图20中位分割单元120按每个位分割输入的分组号码从LSB开始顺序地供给选择单元111～11N。分组移位运算单元101～10N顺次地各以20～2N-1分组将寄存器初始值“100101010000000”移位。第1～第N选择单元111～11N，根据从位分割单元120供给的位数据，选择实施了分组移位运算的寄存器值和没有实施分组移位运算的寄存器值中的某一个。
这里，20分组移位运算单元101，令对于输入的寄存器值与1个分组的移位数Ps相当的移位量为Ps，进行各个Ps的移位。分组移位运算单元102，对由选择单元110选择的寄存器值进行分组的移位数Ps×21的运算。下面同样地，各2i-1分组移位运算单元进行各个Ps×2i(i＝0～11)的运算。这里，20分组移位运算单元101～10N、选择单元110～11N构成生成给予移位寄存器的中间值的中间值生成单元。当给予1个寄存器初始值时，第1选择单元111根据位分割单元120的位分割数据的LSB为“1”或“0”，选择从20分组移位运算单元101得到的寄存器值和寄存器初始值中的某一个。当给予第j-1个选择单元的输出时，第j(j＝2～12)个选择单元根据从位分割单元120的位分割数据的LSB开始的第j-1个数据为“1”或“0”，选择从2j分组移位运算单元得到的寄存器值和第j-1个选择单元的输出中的某一个。
例如，在ISDB-T的情形中，因为1个帧中的有效分组数最大为3276，所以能够用12位(212＝4096＞3276)表现分组号码。因此，因为N＝12，所以分组移位运算单元和选择单元最好为12个。又，这时不需要分组号码×1632的乘法运算和mod(215-1)的余数运算。
下面，我们说明该2i分组移位运算单元(i＝0～11)101～10N的详细情况。首先，在图21中表示了给予的分组号码与位数的对应关系和用215-1(＝32767)对该位数进行余数运算的结果。
下面我们一面参照图22、图23，一面说明作为2i分组移位运算单元的例子，关于210分组移位运算单元的运算逻辑。
根据图21，210分组移位运算，因为与51位移位运算等价，所以能够与2i位移位运算逻辑的生成方法同样地构成。即令成为移位对象的寄存器值为“b0b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13b14”，对它进行51位移位运算得到的寄存器值为“B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14”。对于对每个位分割“b0b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13b14”得到的各个“b000000000000000”、“0b10000000000000”、“00b2000000000000”、……“00000000000000 b14”进行51位移位运算的结果如图22所示。对该结果所得到的“000000b0b0b0b000000”、“0000000b1b1b1b10000”、“00000000b2b2b2b2000”、……“00000b14b14b14b14000000”，进行对每个位取“异”的总和的运算，得到“B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14”。生成对每个位取“异”的总和的运算部分，即生成
B0＝b5+b9、
B1＝b6+b10、
B2＝b7+b11、
·
·
·
B14＝b5+b6+b7+b8、
的运算逻辑。图24是表示这种情形的图。也能够同样地构成26～211分组移位运算单元。
如果根据已有的能量扩展方法，则因为必须进行在帧开头的初始化，所以从开始接收信号到输出正确的接收信号需要等待时间(最大约257ms)。而如果根据本发明，则能够不需要待从开始接收信号到帧开头的时间，开始能量扩展处理。从而能够缩短从接通电源、切换频道后到提示服务为止的时间，即到在画面上显示出视频、输出音频所需的时间。
又，如果根据已有的能量扩展方法，则如背景技术中所示，因为当进行分层传送时，必须对每个分层保持移位寄存器的值，所以需要多个能量扩展单元。如果根据本发明的构成，则因为能够根据每个分层不同的分组号码，在每个分组定时计算寄存器值，所以能量扩展单元可以是一个。此外，也可以与已有的构成同样，形成具有与分层数相应的多个能量扩展单元。
此外，在本实施方式中，我们将日本国内的地上数字电视广播(ISDB-T)的接收装置作为例子进行了说明，但是根据上述能量扩展单元的能量扩展方法，如果输入分组号码或从初始化时刻开始的经过位(循环)数，则也可以应用任何方式的接收装置(或发送装置)。
本发明的能量扩展电路、接收装置，能够缩短从接通电源、切换频道后到提示在画面上显示出视频、输出音频等的服务所需的时间，对于接收数字电视广播或数字音频广播的DIRD(Digital IntegratedReceiver Decoder)(包含家庭用电视、顶置盒等)、录像设备、便携式接收终端、车载接收终端等是有用的。

Claims (16)

1.一种能量扩展电路，该能量扩展电路被用于接收数据信号的接收装置，其中，该数据信号是首先将数据信号分割成由预定数的位构成的分组单位、而作为由预定数的上述分组构成的单位帧被构成、并且进行能量扩展后的数据信号，该能量扩展电路对接收到的数据信号进行能量扩展，其特征在于：该能量扩展电路具备，
PRBS生成单元，包含与传送位相应地进行移位的移位寄存器；和将上述移位寄存器的一部分输出作为输入进行“异”运算，将其输出归还给移位寄存器的输入的“异”电路，该PRBS生成单元对每一单位帧用寄存器初始值对上述移位寄存器进行初始化，生成伪随机代码序列，即PRBS；
“异”电路，以位为单位对从上述PRBS生成单元得到的伪随机信号和数据信号进行“异”运算；和
状态设定单元，与来自初始状态的传送位数相应地生成从上述PRBS生成单元的初始状态成为在1个单位帧内经过移位后的状态的上述移位寄存器的数据，并将其给予上述PRBS生成单元的移位寄存器。
2.根据权利要求1所述的能量扩展电路，其特征在于：
上述状态设定单元具备，
循环数计算单元，根据来自上述PRBS生成单元的初始状态的动作分组数计算来自初始状态的位移位数；
位分割单元，将由上述循环数计算单元得到的位移位数的数据从LSB到MSB分割成每个位；和
中间值生成单元，被给予在每个单位帧对上述移位寄存器进行初始化的初始化数据和由上述位分割单元分割后的位，生成加载到上述PRBS生成单元的寄存器的中间值。
3.根据权利要求2所述的能量扩展电路，其特征在于：
上述循环数计算单元具备，
乘法单元，在来自上述PRBS生成单元的初始状态的动作分组数上乘以一个分组的位数，计算位移位数；和
余数计算单元，用与上述PRBS生成单元的周期相当的位移位数对得到的位移位数进行除法运算，计算余数位移位数。
4.根据权利要求2所述的能量扩展电路，其特征在于：
上述中间值生成单元具备，
15个2i位移位运算单元，当在上述PRBS生成单元中对于将成为移位对象的15位的寄存器值分割为每个位所得到的各15位的数据组进行2i位移位时，生成对得到的各数据组从LSB到MSB进行“异”运算所得到的移位数据，其中i＝0～14；
第1选择单元，被给予上述寄存器初始值时，根据上述位分割单元的位分割数据的LSB，选择从20位移位运算单元得到的寄存器值和上述寄存器初始值中的某一个；和
第j个选择单元，被给予上述第j-1个选择单元的输出时，根据从上述位分割单元的位分割数据的LSB开始的第j-1个数据，选择从上述2j-1位移位电路得到的寄存器值和上述第j-1个选择单元的输出中的某一个，其中j＝2～15；
将上述第15个选择单元的输出作为上述PRBS生成单元的寄存器值进行输出。
5.根据权利要求1所述的能量扩展电路，其特征在于：
上述状态设定单元，
根据来自上述PRBS生成单元的初始状态的动作分组数计算上述PRBS生成单元的状态，给予上述PRBS生成单元的移位寄存器。
6.根据权利要求5所述的能量扩展电路，其特征在于：
上述状态设定单元具备，
位分割单元，将来自上述PRBS生成单元的初始状态的动作分组数分割为从LSB到MSB的各个位；和
中间值生成单元，被给予在每个单元帧对上述移位寄存器进行初始化的初始化数据和上述位分割单元分割后的位，生成给予上述PRBS生成单元的移位寄存器的中间值。
7.根据权利要求6所述的能量扩展电路，其特征在于：
上述中间值生成单元具备，
12个2i分组移位运算单元，当令对于输入的寄存器值与1个分组的移位数Ps相当的移位量为Ps时，进行各Ps×2i移位，其中i＝0～11；
第1选择单元，被给予上述寄存器初始值时，根据上述位分割单元的位分割数据的LSB，选择从上述20分组移位运算单元得到的寄存器值和上述寄存器初始值中的某一个；和
第j个选择单元，被给予第j-1个选择单元的输出时，根据从上述位分割单元的位分割数据的LSB开始的第j-1个数据，选择从上述2j-1分组移位运算单元得到的寄存器值和第j-1个选择单元的输出中的某一个，其中j＝2～12；
将上述第12个选择单元的输出作为上述PRBS生成单元的寄存器值进行输出。
8.一种接收装置，其特征在于：该接收装置接收数据信号，其中该数据信号是首先将数据信号分割成由预定数的位构成的分组单位、作为由预定数的上述分组构成的单位帧被构成，进一步分割成在单位帧内进行排列替换由预定数的载波构成的符号单位、而由预定数的符号构成的帧为单位经过能量扩展后形成的数据信号，
该接收装置具备对接收到的数据信号进行能量扩展的能量扩展电路，
上述能量扩展电路具备，
PRBS生成单元，包含与传送位相应地进行移位的移位寄存器；和将上述移位寄存器的一部分输出作为输入进行“异”运算，将其输出归还给移位寄存器的输入的“异”电路，该PRBS生成单元对每一单位帧用寄存器初始值对上述移位寄存器进行初始化，生成伪随机代码序列，即PRBS；
“异”电路，以位为单位对从上述PRBS生成单元得到的伪随机信号和数据信号进行“异”运算；和
状态设定单元，与来自初始状态的传送位数相应地生成从上述PRBS生成单元的初始状态成为在1个单位帧内经过移位后的状态的上述移位寄存器的数据，并将其给予上述PRBS生成单元的移位寄存器。
9.根据权利要求8所述的接收装置，其特征在于：进一步具备分组号码计算单元，根据从帧开头开始的符号数、传送模式信息和控制信息计算从帧开头开始的有效分组数，作为分组号码输出。
10.根据权利要求9所述的接收装置，其特征在于：
上述状态设定单元具备，
循环数计算单元，根据来自上述PRBS生成单元的初始状态的动作分组数计算来自初始状态的位移位数；
位分割单元，将由上述循环数计算单元得到的位移位数的数据从LSB到MSB分割成每个位；和
中间值生成单元，被给予在每个单位帧对上述移位寄存器进行初始化的初始化数据和由上述位分割单元分割后的位，生成加载到上述PRBS生成单元的寄存器的中间值。
11.根据权利要求10所述的接收装置，其特征在于：
上述循环数计算单元具备，
乘法单元，在来自上述PRBS生成单元的初始状态的动作分组数上乘以一个分组的位数，计算位移位数；和
余数计算单元，用与上述PRBS生成单元的周期相当的位移位数对得到的位移位数进行除法运算，计算余数位移位数。
12.根据权利要求10所述的接收装置，其特征在于：
上述中间值生成单元具备，
15个2i位移位运算单元，当在上述PRBS生成单元中对于将成为移位对象的15位的寄存器值分割为每个位所得到的各15位的数据组进行2i位移位时，生成对得到的各数据组从LSB到MSB进行“异”运算所得到的移位数据，其中i＝0～14；
第1选择单元，被给予上述寄存器初始值时，根据上述位分割单元的位分割数据的LSB，选择从20位移位运算单元得到的寄存器值和上述寄存器初始值中的某一个；和
第j个选择单元，被给予上述第j-1个选择单元的输出时，根据从上述位分割单元的位分割数据的LSB开始的第j-1个数据，选择从上述2j-1位移位电路得到的寄存器值和上述第j-1个选择单元的输出中的某一个，其中j＝2～15；
将上述第15个选择单元的输出作为上述PRBS生成单元的寄存器值进行输出。
13.根据权利要求9所述的接收装置，其特征在于：
上述状态设定单元，
根据来自上述PRBS生成单元的初始状态的动作分组数计算上述PRBS生成单元的状态，给予上述PRBS生成单元的移位寄存器。
14.根据权利要求13所述的接收装置，其特征在于：
上述状态设定单元具备，
位分割单元，将来自上述PRBS生成单元的初始状态的动作分组数分割为从LSB到MSB的各个位；和
中间值生成单元，给予在每个单元帧对上述移位寄存器进行初始化的初始化数据和上述位分割单元分割后的位，生成给予上述PRBS生成单元的移位寄存器的中间值。
15.根据权利要求14所述的接收装置，其特征在于：
上述中间值生成单元具备，
12个2i分组移位运算单元，当令对于输入的寄存器值与1个分组的移位数Ps相当的移位量为Ps时，进行各Ps×2i移位，其中i＝0～11；
第1选择单元，被给予上述寄存器初始值时，根据上述位分割单元的位分割数据的LSB，选择从上述20分组移位运算单元得到的寄存器值和上述寄存器初始值中的某一个；和
第j个选择单元，被给予第j-1个选择单元的输出时，根据从上述位分割单元的位分割数据的LSB开始的第j-1个数据，选择从上述2j-1分组移位运算单元得到的寄存器值和第j-1个选择单元的输出中的某一个，其中j＝2～12；
将上述第12个选择单元的输出作为上述PRBS生成单元的寄存器值进行输出。
16.根据权利要求9所述的接收装置，其特征在于：
上述分组号码计算电路，
根据从帧开头开始的符号数、上述传送模式信息和控制信息，根据下列公式计算从帧开头开始的有效分组数Pnum，作为分组号码进行输出，
Bnum＝M·S′x·R′x·NSEGx·SYM
Pnum＝Int[Bnum/204]
其中，
Bnum：从帧开头开始的字节数
Pnum：从帧开头开始的有效分组数
M：根据传送模式的系数
S′x：根据X分层的载波方式的系数
R′x：根据X分层的卷积编码率的系数
NSEGx：X分层的分段数
SYM：从帧开头开始的经过符号数。
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