CN1929615A

CN1929615A - 用于在数字多媒体广播系统中发送和接收数据的装置和方法

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Publication number: CN1929615A
Application number: CNA2006101427584A
Authority: CN
Inventors: 徐异凌; 宋在涓; 郑樭
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2006-07-04
Publication date: 2007-03-14
Also published as: EP1742393A2; KR100735359B1; US20070019579A1; KR20070004371A; JP2007020174A

Abstract

提供了一种用于在DMB系统中发送和接收广播数据的装置和方法，用来减小功耗并实现平滑和无缝的业务切换。在发送方法中，构造帧组，该帧组包括至少一个信号帧和一个帧组头，该至少一个信号帧包括业务的广播数据。该帧组头包括有关包括在至少一个随后帧组中的业务的业务脉冲串信息和指示每个业务的相对开始时间的第一参数。在广播信号中发送该帧组。

Description

用于在数字多媒体广播系统中发送和接收数据的装置和方法

技术领域

本发明通常涉及数字多媒体广播(DMB)系统，尤其涉及一种用于在使用帧切片(frame slicing)的DMB系统中发送和接收数据的装置和方法。

背景技术

目前，正基于多种技术对数字广播进行本地标准化。例如，在中国所讨论的广播标准包括数字多媒体陆地广播(DMB-T)、高级数字电视陆地广播(ADTB-T)以及数字视频陆地广播(DVB-T)。

DMB业务根据传输介质分为DMB-T和卫星DMB(S-DMB)。欧洲以DMB-T开展业务，而美国则流行S-DMB。包括移动电视业务的多媒体业务预定将在东亚在世界上首次投入市场。

尽管DMB-T传输系统适合于固定终端或便携式/移动终端，其仍要开发出较轻重量及更低功耗的技术来用于便携式装置。

与陆地系统相比，便携式系统具有下列主要要求。

(1)节省能量。移动手持终端需要逐渐减少用于射频(RF)和基带处理的功率损耗。然而，由于电池容量有限，并且在小型化装置中散热困难，因而在手持终端中接收器必须平均消耗较少的能量。即将到来的高级技术可在移动手持终端中将能量节省到90％。

(2)平滑和无缝的业务切换(service handover)。对于DMB-T多频网(MFN)中的移动接收来说，如果当前频率的接收质量太低，则接收器需要切换到另一个频率。由于DMB-T不支持无缝切换，频率改变会引起业务中断。接收器扫描其它可用的频率并选择最佳频率或提供足够的接收质量的频率。要这样做，接收器就必须装备有附加的RF单元。否则，在每次频率扫描时都会发生中断。然而，附加RF单元的使用增加了接收器的成本。因此，存在无需使用附加RF单元而执行无缝切换及扫描频率的需要。

(3)用于移动单天线接收的RF性能。无线接收所需要的载波噪声比(C/N)较大地影响了网络成本。C/N是确定是否可以高速接收具有高服务质量(QoS)级业务的一个重要因素。

DVB传输系统通常提供10Mbps或更高的比特率。通过引入基于时分复用(TDM)的方案，高比特率使其有可能极大的减小DVB接收器的平均功耗。该方案称为时间切片。

时间切片的概念在脉冲串中发送数据，该脉冲串使用比连续发送数据需要的比特率高得多的瞬时速率。在一个脉冲串内，指示了到下一脉冲串开始的时间(Δt)。

图1例示了时间切片。如图1所示，在多个脉冲串间，没有发送要素流(ES)的数据，允许其它ES使用分配之外的比特率。

这使得接收器仅在一小部分时间内保持激活，即当接收所请求业务的脉冲串时，并在其它脉冲串传输周期内(即空闲时间)保持不激活。如果移动手持终端要求恒定的较低比特率，这可通过缓冲接收到的脉冲串提供。

为了得到合理的节能效果，脉冲串比特率应最少是传输业务的恒定比特率的10倍。在350Kbps数据流业务的情况下，这表示需要4Mbps比特率的脉冲串。如果脉冲串比特率仅是恒定比特率的两倍，这会使其节能接近50％，仍距所要求的90％相差甚远。

功耗依赖于时间切片方案的占空因数。假设在此是10％的占空因数，其意味着功耗下降90％。功耗估计考虑了占空因数，同时考虑了由于多协议封装-前向纠错(MPE-FEC)的功耗增长。该结果估计对于MPE-FEC使用0.13μm技术大约有2mW的附加功耗，使用0.18μm技术大约有1mW的附加功耗。

应当指出，这些功耗估计假设总是解码所有的里德-所罗门(RS)码字。然而，对于通常接收状态(特别是低速接收)中的大部分时间，由于MPEG-2传输流(TS)已经全部正确且不必进行MPE-FEC解码，因而不会使用RS编码。即使在使用MPE-FEC的情况中，其可能仅用于所接收脉冲串的一个子集。这导致了一个结论，即对于混合的接收状态(对于真实的用户行为大概是典型的)，MPE-FEC仅会偶尔损耗附加的2mW估计值。因此这在电池时间上的影响是可忽略的。

时间切片支持在空闲时间使用接收器监控邻近小区的可能性。通过实现在空闲周期内在TS间执行切换，业务接收表面上不会中断。

通过适当的维护，某些因特网协议(IP)流的脉冲串可在邻近小区间通过某种方式被同步，该方式使接收器可调谐到邻近小区并继续接收IP数据流而不会丢失任何数据。时间切片的目的是减小移动手持终端中的功耗。

因此，应该从终端的角度优化时间切片是显而易见的。该选择也遵循DVB采用的在接收器上优化实现的规则，因为它们的数目远大于发射器的数目。同时，在网络侧的实现成本与终端侧相比一般不太重要。

图2例示了MPE段头部，其每一个包含指示到下一脉冲串开始的时间Δt。

由于Δt表示一个相对时间而不是绝对时间，该方法对于传输路径内的任何恒定延迟不敏感。但是，抖动对Δt的准确度具有影响。该抖动称为“Δt抖动”。接收器执行抖动估计，从而保证对于下一脉冲串的唤醒时间不会因为当前脉冲串被延迟而被误为太晚。

图3例示了脉冲串参数。

根据脉冲串持续时间(即工作时间)和脉冲串大小确定脉冲串比特率。在除脉冲串持续时间外的周期剩余时间内，即在空闲时间内，接收器保持非激活或扫描其它业务和频率。如前所述，如果接收器要求恒定较低的比特率，则可通过缓冲接收到的脉冲串提供。

在工作时间内(即当发送感兴趣的脉冲串的脉冲串持续时间)，也可发送其它ES的传输分组。这发生在当脉冲串比特率低于传输数据流的比特率时(即该脉冲串仅使用传输数据流上可用的比特率的一部分)。

在这种情况下，时间切片和非时间切片ES的传输分组基于逐个分组被复合在一起。这保证了传统的接收非时间切片业务的DVB-T接收器在时间切片脉冲串期间不会被锁定在接收之外。

用在DVB-T系统内的时间切片方法具有多个问题。为了搜索期望的业务，必须扫描所有先前的业务。在业务搜索期间，必须保持电源打开，从而增加了功耗。尤其是，当终端接收另一业务时，终端必须在电源打开的状态下搜索所有先前的业务，直至终端找到另一业务的脉冲串，由此增加了功耗。

另外，当终端从一个旧小区移动到临近小区间的切换区域时，终端在空闲时间内搜索临近的小区，直到找到合适的业务为止。

在时间切片方案中，业务脉冲串的位置影响搜索结果。例如，如果在服务小区中当前业务的接收质量下降，则终端在第一空闲时间内搜索第一邻近小区，但会因为期望业务的位置在两个小区内是相同的而失败。因此，终端必须监听第二邻近小区。

当用户选择了一个业务时，终端可参考电子业务指南(ESG)或电子节目指南(EPG)发现该业务的开始时间，但不能得到精确的脉冲串时间。因此，为了在时间切片中接收期望的业务，终端必须搜索直到其达到该业务的第一脉冲串为止。

如上所述，在DVB-T与基于DVB-T的DVB-H系统中使用的时间切片在功耗和切换方面具有缺点。

发明内容

本发明的一个目的是充分至少解决以上的问题和/或缺点，并至少提供以下优点。因而，本发明提供了一种用于在数字多媒体广播系统中发送和接收广播数据的装置和方法，从而减小功耗并提供平滑和无缝的切换。

根据本发明的一个方面，在DMB系统中的发送广播数据的方法中，构造帧组，其包括至少一个信号帧和一个帧组头，该至少一个信号帧包括业务的广播数据。该帧组头包括与包括在至少一个随后帧组中的业务相关的业务脉冲串信息和指示每个业务的相对开始时间的第一参数。在广播信号中发送该帧组。

根据本发明的另一个方面，在DMB系统中接收广播数据的方法中，接收包括至少一个信号帧和一个帧组头的帧组。该至少一个信号帧包括业务的广播数据，该帧组头包括与包括在至少一个随后帧组中的业务相关的业务脉冲串信息和指示每个业务的相对开始时间的第一参数。使用第一参数和附加信息计算多个业务中期望业务的相对开始时间和脉冲串持续时间。在脉冲串持续时间内接收与期望业务相关的至少一个信号帧，该持续时间从与该相对开始时间相应的开始时间开始。

根据本发明的一个进一步的方面，在用于在DMB系统中发送广播数据的一个装置中，数据处理器产生至少一个包括业务的广播数据的信号帧。帧发生器构造帧组，其包括至少一个信号帧和一个帧组头。该帧组头包括与包括在至少一个随后帧组中的业务相关的业务脉冲串信息和指示每个业务的相对开始时间的第一参数。RF(射频)单元在广播信号中发送该帧组。

仍根据本发明的另一个方面，在用于在DMB系统中接收广播数据的装置中，RF单元接收广播信号。数据处理器解调并解码该广播信号。帧切片器分析包括在解码信号中的帧组，并从该帧组中分离出至少一个信号帧和一个帧组头，该至少一个信号帧包括业务的广播数据。该帧组头包括与包括在至少一个随后帧组中的业务相关的业务脉冲串信息和指示每个业务的相对开始时间的第一参数。该帧切片器使用第一参数和附加信息计算相对开始时间和多个业务中期望业务的脉冲串持续时间。RF单元和数据处理器在脉冲串持续时间内接收与期望业务相关的至少一个信号帧，该持续时间从与该相对开始时间相应的开始时间开始。

附图说明

通过以下结合附图的详细说明，本发明以上和其它目的、特征和优点将会更加明显，其中：

图1例示了时间切片；

图2例示了MPE段头，其每一个包含指示到下一脉冲串开始的时间Δt；

图3例示了脉冲串参数；

图4例示了一个典型的DMB-H帧结构；

图5是一个流程图，其例示了根据本发明使用Δt参数确定期望业务的开始时间的操作；

图6例示了根据本发明的Δt的一个例子；

图7例示了使用帧切片的帧组；

图8例示了根据本发明第一实施例的帧切片；

图9是一个流程图，其例示了根据本发明第一实施例，在终端中接收期望业务的操作；

图10例示了根据本发明第二实施例的帧切片；

图11是一个流程图，其例示了根据本发明第二实施例，在终端中接收期望业务的操作；

图12例示了根据本发明第三实施例的帧切片；

图13是一个流程图，其例示了根据本发明第三实施例，在终端中接收期望业务的操作；

图14是根据本发明的发射器的方框图；

图15是根据本发明的便携式终端的方框图；

图16例示了根据本发明第一实施例使用帧切片的业务脉冲串信息搜索；

图17例示了根据本发明第二和第三实施例使用帧切片的业务脉冲串信息搜索；

图18例示了根据本发明第一实施例，使用帧切片的例示性业务转接；

图19例示了当期望业务在n个帧组内时，根据本发明第二和第三实施例，使用帧切片的例示性业务转接；和

图20例示了当期望业务不在n个帧组内时，根据本发明第二和第三实施例，使用帧切片的例示性业务转接。

具体实施方式

以下将参考附图在此对本发明的优选实施例进行说明。在下面的说明中，没有对公知的功能和结构进行描述，因为非必要的细节会模糊本发明。

根据本发明的DMB-H系统提供了另一种TDM方案，即基于DMB-T结构的帧切片。帧切片的概念不仅用于在脉冲串中以比持续发送数据所需要的速率高的多的速率发送数据，还可使用帧组头来携带与业务相关的信息(即，使用其计算业务开始时间的参数)。包含业务广播数据的信号帧可以提供至少一个使用其计算Δt的参数。

Δt为业务内从一个当前接收到的脉冲串开始到下一脉冲串开始的时间，并且被称为相对开始时间。每个脉冲串(或业务脉冲串)包括一个或多个信号帧。如果有关该时间的信息直接包括在每个帧组头或每个信号帧中，则需要大量的比特。因此，用于计算业务开始时间的参数包括多个参数，其指示从具有当前脉冲串的当前帧组到具有下一脉冲串的帧组的帧组数目，具有下一脉冲串的信号帧的信号帧号码(SFN)，以及业务中具有当前脉冲串的当前信号帧的SFN。接收器分析帧组头和/或包括这些参数的信号帧，并使用这些参数计算期望业务的开始时间和/或Δt。

这样，接收器获得业务内从一个脉冲串的开始到下一脉冲串的开始的相对开始时间Δt。因此，可减小功耗并可提供平滑和无缝的业务切换。该相对开始时间表示业务内在当前信号帧或当前帧组头与下一脉冲串开始之间的时间。

图4例示了根据本发明DMB-H帧的结构。

参考图4，信号帧包括用于帧同步的保护间隔(GI)和包含离散傅里叶逆变换(IDFT)块的帧主体。伪噪声(PN)序列位于GI中，GI的大小是IDFT块大小的四分之一或九分之一。通过二进制相移键控(BPSK)调制GI中的PN序列，从而得到鲁棒的帧同步。

帧组的持续时间是125ms，因而1秒中存在8个帧组。帧组中的每个信号帧有唯一的信号帧号码，通过编码PN序列获取帧同步。每个帧组中的第一个信号帧是用于帧组控制的帧组头。在帧组中存在整数个MPEG2传输数据流(TS)分组。

一个超帧包含480个帧组，其持续60秒。每个超帧具有唯一的超帧号码，该超帧号码在帧组中基于逐个信号帧编码。

一个历日(calendar day)帧包括1440个超帧，并基于自然日周期性地重复。在选定的时间，可以重设物理信道帧结构，并且开始新的历日帧。

为了解决与在提供期望业务时遇到的切换及功耗相关的问题，可将与每个信号帧的开始时间和Δt相关的信息加到每个帧组头和/或每个信号帧。直接提供信息需要大量比特。

因此，在帧组头和/或信号帧中提供较少比特数的参数，使用这些参数来计算业务脉冲串信息的开始时间和/或Δt。

不论时间切片还是帧切片，终端都需要知道下一脉冲串的相对开始时间和持续时间。

相对开始时间和脉冲串持续时间(burst duration)的实时直接指示需要大量的比特。例如，如果Δt的最大值时1秒(即1000000μs)，则脉冲串持续时间会达到62.4ms(62500μs)。则以20比特表达空闲时间，以16比特表达脉冲串持续时间。

在下面的表1中定义信号帧的结构。

表1

每个IDFT块的码元数目	GI对IDFT的比率	每个信号帧的码元数目	模式索引(j)	信号帧的持续时间(μs)
每个IDFT块的码元数目	GI对IDFT的比率	每个信号帧的码元数目	模式索引(j)	信号帧的持续时间(μs)	3780	1/4	4725	1	625
1/9	4200	2	555.6			1/4	4725	1	625

在表1中，对于1/4的GI比率，设置模式1(j＝1)，持续时间_j为626μs，对于1/9的GI比率，设置模式2(j＝2)，duration_j为555.6μs。

依照本发明，可以说下一脉冲串在下第n_{next_frame_group}个帧组的第n_{next_SFN}个信号帧中开始。使用这两个参数，通过等式(1)计算Δt：

delta-T(Δt)＝125xn_{next_frame_group}+(n_{next_SFN}-n_{current_SFN})xduration_j[ms]

........(1)

这里n_{current_SFN}表示当前接收信号帧的SFN，j表示模式索引，1或2。将脉冲串持续时间表达为信号帧的数目，amount_{signal_frame}，由等式(2)定义：

burst_duration＝duration_j×amount_{signal_frame}[μs]

......(2)

图5是一个流程图，其例示了根据本发明使用Δt参数确定期望业务开始时间的操作。

参考图5，在步骤S501，接收器使用预定的PN序列确定当前信号帧的SFN。由于每个信号帧在GI中具有不同的PN序列，接收器通过检测信号帧的PN序列来确定当前信号帧的SFN。

在步骤S502，接收器检测包括在信号帧中的Δt信息。Δt信息是用于计算Δt和脉冲串持续时间的参数，可以作为数据或控制信息提供。

根据本发明，这些参数是等式(1)和等式(2)中描述的n_{next_frame_group}、n_{next_SFN}和amount_{signal_frame}。可以任何其它公式计算Δt，因此可发送其它参数。

同时，一个信号帧传送总共36个传送参数信令(TPS)比特。TPS包含控制信息和GI对IDFT块的比率。使用该GI比率计算帧组中信号帧的duration_j。在步骤S504，终端使用公式(2)利用duration_j和amount_{signal_frame}来计算脉冲串持续时间。

在步骤S503，接收器使用等式(1)利用一些参数计算Δt，这些参数指示到包括期望业务的下一帧组的帧组数目n_{next_frame_group}和到下一帧组中包括期望业务的信号帧的信号帧数目n_{next_SFN}，以及duration_j。

在步骤S505，接收器基于Δt确定期望业务的开始时间。接收器也可在同一时间确定空闲时间。期望业务在当前信号帧的开始时间之后的Δt开始，空闲时间是从当前信号帧结束到期望业务的下一业务脉冲串开始的时间。

因此，终端可根据Δt和脉冲串持续时间在空闲时间内保持非激活，直到下一脉冲串。下一脉冲串持续脉冲串持续时间。

图6例示了根据本发明Δt参数的例子。

参考图6，帧组P持续125ms，并且在8个帧组后为帧组(P+8)。

在帧组P中的第21个信号帧中发送业务脉冲串，并且下一业务脉冲串在后面第8个帧组(n_{next_frame_group}＝8)的第21个信号帧中开始，并持续100个信号帧(amount_{signal_frame}＝100)。根据duration_j(在此为625μs)，Δt和脉冲串持续时间给定为，Δt＝125×8+(21-21)×0.625ms＝1s，脉冲串持续时间＝625μs×100＝62.5ms。

设最大空闲时间估计值表示为offtime_max，通过等式(3)计算n_{next_frame_group}的比特数bit_{next_frame_group}：

其中

代表获得接近输入值的最大正整数的函数。

对于n_{next_SFN}所要求的比特数目bit_{next_SFN}给定公式(4)：

(j＝1，2)

......(4)

因而，总共需要bit_Δt个比特来表达如公式(5)所示的Δt参数：

bit_Δt＝bit_{next_frame_group}+bit_{next_SFN}

......(5)

通过burst_duration_max来表示最大脉冲串持续时间估计值。然后通过等式(6)计算其中表达脉冲串持续时间bit_{burst_duration}的比特数：

(j＝1，2)

......(6)

如果offtime_max是1s，则bit_{next_frame_group}是4，bit_{next_SFN}是8，并且bit_Δt为12。如果burst_duration_max是62.5ms，则bit_{burst_duration}是7。

下面的表2呈现了根据本发明使用DMB-H中的参数的Δt计算方法和DVB-H中的传统Δt计算方法之间的比较。

表2

	表达Δt的比特数(bit_Δt)(offtime_max＝1s)	表达脉冲串持续时间的比特数(bit_{burst_duration})(burst_duration_max＝62.5ms)
	表达Δt的比特数(bit_Δt)(offtime_max＝1s)		DMB-H	12	7
DVB-H	20	16	DMB-H	12	7
DVB-H	20	16	减少率	40	56.25

如表2所示，本发明比传统技术更有效。

除信号帧之外，可由帧组头提供相对于帧组头的每个业务的相对开始时间的信息。不是显式地提供相对开始时间信息，而是提供通过其计算相对开始时间的参数。

以下将描述如何使用帧组头中设置的参数计算每个脉冲串的开始时间。帧组头包括用于计算每个业务的开始时间的参数。在这种情况下，通过等式(7)计算相对于帧组的帧组头的帧组中业务的相对开始时间：

Δt_{header_service}＝n_SFN*duration_j[ms]，(j＝1，2)

......(7)

其意味着业务脉冲串从帧组头的第n_SFN个信号帧中开始。在两个业务，例如业务B和业务C间的相对时间由等式(8)给定：

Δt_{serviceB_serviceC}＝(l-i)*duration_j[ms]，(j＝1，2)

......(8)

这里i和l分别代表业务B和业务C的SFN，即n_SFN(i，l＝1，....，224)。

因此，在表3所示的情况中，由等式(9)计算脉冲串持续时间。

表3

业务	具有该业务第一脉冲串的信号帧的SFN(n_SFN)
业务	具有该业务第一脉冲串的信号帧的SFN(n_SFN)	A	1
B	i	A	1
B	i	C	l
…	…	C	l

例如通过等式(9)确定业务B的持续时间：

burst_duration_serviceB＝(l-i)*duration_j[ms]，(j＝1，2)

......(9)

当特定的帧组头提供了指示信号帧的信息时，其中在该信号帧中业务在下N个帧组中开始，通过等式(10)从帧组头确定例如业务B的期望业务的相对开始时间：

Δt_{service_service}＝(h-k)*125+(l-i)*duration_j[ms]

......(10)

这里h和k时在下面的表4中定义的帧组号码。表4列举了帧组中的业务，其中使用等式(10)。

表4

N个帧组中每个帧组的相对位置	信号帧	其中业务开始的信号帧的SFN(n_SFN)
N个帧组中每个帧组的相对位置	信号帧	其中业务开始的信号帧的SFN(n_SFN)	1	帧组头1	0
A	1			帧组头1	0
A	1	B		q
…		B		q
…		…
k	帧组头k	…	0
	帧组头k	A	0	1
	B	A	i	1
	B	…	i
	…	…
h	…	帧组头h		0
	A	帧组头h	1	0
	A	B	1	l
	…	B		l
n	…	帧组头N		0
	A	帧组头N	1	0
	A	B	1	d
		B	…	d
			…

图7例示了使用帧切片的帧组。

在帧切片中，包括在帧组中的业务的业务脉冲串信息在其帧组头中携带。参考图7，每个帧组头703向终端传递包括在帧组701(帧组1)中的业务A、业务B和业务C的业务脉冲串信息704。同时，可通过附加信令向终端信号通知指示是否使用了帧切片的帧切片信令指示。在每个信号帧中具有36个TPS比特，可将36个TPS比特的一个比特分配给帧切片指示。

在此给出帧切片的3个实施例。

实施例1

图8例示了根据本发明实施例的帧切片。

参考图8，帧组包括帧组头和多个信号帧，每个信号帧携带所分配业务的广播数据。

每个信号帧包含多个参数，通过这些参数来计算到业务的下一脉冲串开始的相对开始时间(Δt)，即n_{next_frame_group}、n_{next_SFN}和amount_{sigmal_frame}。每个帧组头包括业务脉冲串信息，其指示包括在后面帧组中的业务。每个帧组进一步包括通过其来计算到每个业务开始的相对时间的参数n_SFN。

图9是一个流程图，其例示了根据本发明在终端中接收期望业务的操作。参考图9，将描述使用帧切片在DMB-H系统中的终端中的业务接收操作。虽然在流程图中详细描述了TPS检查，但用户可选择不提供TPS检查步骤。

参考图9，当开始业务接收时，终端在步骤S901检查TPS。如果TPS检查指示DMB-H帧切片信令指示被设置为0(假)，则终端在步骤S902改变到另一频道。

如果DMB-H帧切片信令指示被设置为1(真)，则终端在步骤S903等待帧组头的接收。由于TPS表示GI对IDFT块的比率，所以终端从TPS获取GI比率，并使用GI比率计算一个帧组中信号帧的持续时间duration_j。duration_j用于计算脉冲串持续时间burst_duration。

在接收到帧组头后，终端在步骤S904检查该帧组头。如果在帧组头中没有指示期望业务，则终端在步骤S905关闭接收器(空闲时间)。然后在步骤S903，终端等待包括期望业务的帧组的帧组头的接收，并在步骤S904检查接收到的帧组头。

另一方面，如果在步骤S904帧组头中存在期望业务，则在步骤S906，终端获取参数，从这些参数可得知期望业务的开始时间，并计算包括期望业务的至少一个信号帧的相对开始时间和脉冲串持续时间，并在步骤S907保持关闭直到期望业务开始的开始时间。

在步骤S908，终端在期望业务的开始时间打开接收器，并在计算出的脉冲串持续时间内接收业务的信号帧。在步骤S909，终端检查包括在信号帧中的Δt参数，并使用该Δt参数计算Δt。如果Δt参数是n_{nex_frame_group}、n_{next_SFN}和amount_{signal_frame}，则通过等式(1)和(2)计算Δt和脉冲串持续时间。

在步骤S910，终端保持非激活直到期望业务的下一脉冲串的开始时间，然后返回到步骤S908来接收业务。

为了切换，终端在步骤S905、S907和S910可在空闲时间内从其它小区搜索帧组头。

如果终端要接收另一业务，则终端监控帧组头直到接收包括改变的期望业务的帧组。

根据本发明的第一实施例，发射器在其帧组头中包括一些参数(例如n_SFN)，通过这些参数计算由帧组提供的每个业务的相对开始时间，以及Δt参数(例如n_{next_frame_group}、n_{next_SFN}和amount_{signal_frame})，通过该Δt参数计算Δt。因此，终端在期望业务开始之前不需要保持激活。

实施例2

帧组头携带有关随后N个帧组的业务脉冲串信息，从而在终端中不需要接收每个帧组头以发现期望业务。

图10例示了根据本发明另一实施例的帧切片。

参考图10，每个帧组包括帧组头和多个信号帧，每个信号帧具有来自分配给该信号帧的业务的广播数据。帧组头1包括一些参数，使用这些参数计算包括在其帧组中的每个业务的开始时间，连同标识包括在下N个帧组中的业务的业务脉冲串信息。每个信号帧包括一些参数，使用这些参数来计算其业务的开始时间，例如n_{next_frame_group}、n_{next_SFN}和amount_{signal_frame}。

在图10例示的情况中，终端在业务C的开始时间打开它的接收器，并期望接收业务B。在业务C后，终端接收帧组头1并获得有关N个帧组的业务脉冲串信息和用于从帧组头1计算每个业务的开始时间的参数。终端然后通过仅在业务B的每个脉冲串持续时间保持激活来接收具有业务B的信号帧，该业务B的脉冲串持续时间由业务脉冲串信息和所述参数指示。然后在业务B的每个开始时间激活终端并接收业务B的信号帧，同时在其它周期内保持非激活。

当帧组头(N+1)到达时，终端打开它的接收器并获取有关另N个帧组的业务脉冲串信息和一些参数，通过这些参数从帧组头(N+1)计算每个业务的开始时间，然后通过仅在业务B的每个脉冲串持续时间内保持激活来接收下一业务B脉冲串。

这样，终端仅在每第N个帧组头的传输周期和期望业务的脉冲串持续时间内保持激活，同时在其它周期内保持非激活。因此，节省了能量。

根据本发明的第二实施例，在检查帧组头后，终端保持非激活直到期望业务脉冲串的开始。但是，如果在检查帧组头后到业务的第一脉冲串开始的时间太短，终端可保持激活。

与本发明第一实施例相比，在信号帧中没有指示Δt参数。帧组头携带有关N个帧组的业务脉冲串信息和一些参数，使用这些参数计算包括在N个帧组中的每个业务的相对开始时间。因此，终端检查每N个帧组的帧组头。

使用Ot_max代表最大空闲时间，通过等式(11)给定最佳的N值：

这里

代表舍入到下一较大正整数。然而，需要在N和根据帧组头中业务脉冲串信息的大小的业务脉冲串信息大小间的进行权衡。

图11是一个流程图，其例示了在终端处根据本发明第二实施例接收期望业务的操作。将参考图11描述在使用帧切片的DMB-H系统中的终端中的业务接收操作。虽然在流程图中详细描述了TPS检查，但用户可选择不提供TPS检查步骤。

参考图11，当开始业务接收时，终端在步骤S1101执行TPS检查。如果TPS检查指示DMB-H帧切片信令指示被设置为0，则终端在步骤S1102改变到另一频道。

如果DMB-H帧切片信令指示被设置为1，则终端在步骤S1103等待帧组头的接收。由于TPS表示GI对IDFT块的比率，所以终端从TPS获取GI比率并使用GI比率计算在帧组中信号帧的持续时间duration_j。duration_j用于计算脉冲串持续时间burst_duration。

在接收到第i个帧组头后，终端在步骤S1104检查该第i个帧组头。如果该第i个帧组头指示在随后N个帧组中不存在期望业务，则终端在步骤S1105和S1103保持关闭直到第(i+N)个帧组头到达。在接收到第(i+N)个帧组头时，终端在步骤S1104检查第(i+N)个帧组头。

另一方面，如果在后N个帧组中存在期望业务，则终端在第i个帧组头中检测参数，通过这些参数可导出期望业务的信号帧的相对开始时间，并在步骤S1106计算包括期望业务的至少一个信号帧的相对开始时间和脉冲串持续时间。

终端然后在步骤S1107保持关闭直到期望业务开始。在期望业务的开始时间，终端在步骤S1108打开其接收器并在脉冲串持续时间内接收该业务的信号帧。

终端然后在步骤S1109确定接收到的信号帧是否是N个帧组中最后一个期望业务。如果不是最后一个的信号帧，终端在步骤S1110关闭并返回到步骤S1108。另一方面，如果是最后的信号帧，终端在步骤S1111关闭，并当空闲时间过去时，终端返回到步骤S1103以接收第(i+N)个帧组头。

根据本发明的第二实施例，发射器在每第N个帧组头中包括有关随后N个帧组的业务脉冲串信息，其不需要监控每个帧组头以搜索期望业务的开始时间。

实施例3

每个帧组头包括有随关后N个帧组的业务脉冲串信息和一些参数，使用这些参数计算包括在该N个帧组中的每个业务的相对开始时间。此外，每个信号帧中包括Δt参数。因此，终端接收期望业务而不用监控每个帧组头，因为其使用设置在帧组头中的业务脉冲串信息和参数并使用设置在每个信号帧中的Δt参数计算每个业务的相对开始时间。

图12例示了根据本发明第三实施例的帧切片。

参考图12，每个帧组包括帧组头和多个信号帧，每个信号帧具有来自分配给该信号帧的业务的广播数据。终端接收帧组头1并获取用于计算每个业务的开始时间的参数、连同标识包括在下N个帧组中的业务的业务脉冲串信息。终端根据业务脉冲串信息和所述参数在脉冲串持续时间内打开其接收器并接收具有业务B的信号帧。在业务B的每个开始时间，在每个脉冲串持续时间内激活终端并接收信号帧，而在其余的空闲时间内保持非激活。

终端检查在N个帧组中具有业务B的最后信号帧中的Δt参数，并使用Δt参数计算Δt。终端根据Δt保持非激活直到在第N个帧组之后的帧组内发送了业务B的信号帧。

这样，终端检查帧组头并保持非激活直到期望业务脉冲串的开始时间。但是，如果在检查帧组头后到业务的第一脉冲串开始的时间太短，则终端可保持激活。

根据本发明的第三实施例，如第二实施例，帧组头具有标识包括在下N个帧组中业务的业务脉冲串信息。如第一实施例，每个信号帧包括其业务的Δt参数，帧组头进一步包括用于计算每个业务的开始时间的参数。

图13是一个流程图，其例示了根据本发明第三实施例在终端中接收期望业务的操作。将参考图13描述在使用帧切片的DMB-H系统中终端中的业务接收操作。虽然在流程图中详细描述了TPS检查，但用户可选择不提供TPS检查步骤。

参考图13，当开始业务接收时，终端在步骤S1301执行TPS检查。如果TPS检查指示DMB-H信令指示被设置为0，则终端在步骤S1302改变到另一频道。

如果DMB-H信令指示被设置为1，则终端在步骤S1303等待帧组头的接收。由于TPS表示GI对IDFT块的比率，所以终端从TPS获取GI比率并使用GI比率计算在帧组中信号帧的持续时间duration_j。duration_j用于计算脉冲串持续时间burst_duration。

在接收到第i个帧组头后，终端在步骤S1304检查该第i个帧组头。如果该第i个帧组头没有指示期望业务，则终端在步骤S1305保持关闭直到第(i+N)个帧组头到达，并在步骤S1303和S1304检查第(i+N)个帧组头。

另一方面，如果步骤S1304第i个帧组头指示期望业务，则终端在第i个帧组头中检测参数，通过这些参数计算期望业务的开始时间，并在步骤S1306计算包括期望业务的至少一个信号帧的相对开始时间和脉冲串持续时间。

终端在步骤S1307保持关闭直到期望业务开始。在期望业务的开始时间，终端在步骤S1308接收该业务的信号帧。

终端然后在步骤S1309确定接收到的信号帧是否是N个帧组中期望业务的最后脉冲串。如果不是最后脉冲串，终端在步骤S1310保持非激活并在步骤S1308在下一开始时间接收期望业务的信号帧。

另一方面，如果是最后脉冲串，终端在步骤S1311从具有业务的最后脉冲串的信号帧获取Δt参数，并使用Δt参数计算Δt。然后终端在步骤S1312在相应于Δt的空闲时间内保持非激活。

当空闲时间过去时，终端在步骤S1313接收业务的下一脉冲串并返回到步骤S1311。

根据本发明的第三实施例，帧组头包括N个随后帧组的所有业务脉冲串信息。因此，终端可容易地检测期望业务。

此外，由于每个信号帧中包括Δt参数，所以终端可在检测该业务后保持接收业务而不需要再次监控帧组头。

在以上所描述的本发明中，与传统技术相比，接收器当接收需要业务的脉冲串时保持激活一小部分时间。如果终端需要恒定较低的比特率，可通过缓冲接收到的脉冲串来提供。

现在将描述根据本发明用在DMB-H系统中的发射器和接收器结构。

在DMB-H系统中，发射器编码并调制输入TS，使用PN序列时分复用所调制的信号，通过根据本方面的帧切片从复用过的信号构造帧，并以RF信号的形式发送帧。

图14是根据本发明发射器的方框图。

参考图14，用在DMB-H系统中的发射器包括数据处理器140到143，用于以预定方法处理发射数据，及帧发生器144，用于使用帧切片从处理后的数据构造帧组，并发射帧组。

特别地，数据处理器是用于编码输入TS的编码器140、用于调制编码信号的调制器141、用于产生用于帧同步的PN序列的PN序列发生器142、以及用于使用PN序列对调制信号进行时分复用的时分复用器143。

帧发生器144从时分复用信号构造根据本发明格式化的帧。RF单元145将帧信号上变频为RF信号并发射该RF信号。

编码器140执行FEC、外部编码、外部交织、内部编码和内部交织，调制器141覆盖了星座、TPS插入和OFDM功能。

PN序列发生器142产生要插入到OFDM保护间隔的时域PN序列，用于同步和信道估计。时分复用器143组合IDFT块和PN序列。

帧发生器144组合产生自时分复用器143的信号帧，产生包括与信号帧有关的业务脉冲串信息的帧组头，并将该帧组头添加到组合过的信号帧，从而产生包括帧组头和信号帧的帧组。根据本发明，每个信号帧和/或帧组头包括与业务(或多个业务)开始时间相关的参数。RF单元145在广播信号中向终端发送帧组。

图15是根据本发明的接收器的结构图。

参考图15，用在DMB-H系统中的接收器包括：数据处理器150、151和152，用于分析在本发明中构造的帧组并执行期望业务；以及帧切片器153，用于使用在帧组头中和/或信号帧中设置的参数计算期望业务的相对开始时间和脉冲串持续时间，并控制数据处理器的开/关状态。

数据处理器是：解调器150，用于解调包括从RF单元154接收到的广播数据的基带信号；以及同步器和信道估计器151，用于从基带信号提取PN序列、获取同步并使用PN序列执行信道估计；和解码器152，用于解码已解调信号并输出TS。

帧切片器153使用解码信号执行帧切片。帧切片器153分析包括在解码信号中的帧组，并从帧组中分离出帧组头和至少一个信号帧。然后，帧切片器153从帧组头和/或信号帧检测必要的参数，使用这些参数计算期望业务的相对开始时间和脉冲串持续时间，并根据计算结果控制解调器150、同步器和信道估计器151的电源。

特别地，帧切片器153根据本发明计算期望业务的相对开始时间和脉冲串持续时间，并从期望业务的开始时间起在脉冲串持续时间内激活RF单元154和数据处理器，但在空闲时间内保持RF单元154和数据处理器非激活。激活和非激活等同于装置的电源开/关。

以下将参考图16和17详细说明如何根据本发明检测业务脉冲串信息。

图16例示了根据本发明第一实施例使用帧切片的业务脉冲串信息搜索。

在本发明的第一实施例中，帧组头提供标识包括在帧组中的业务的信息和用于计算业务开始时间的参数。因此，终端不需要监控全部信号帧以获取业务脉冲串信息。即，终端仅需要监控每个帧组的帧组头。如果帧组头没有指示期望业务，则终端在剩余周期内保持非激活。

图17例示了根据本发明第二和第三实施例使用帧切片的业务信息搜索。

在本发明的第二和第三实施例中，每个帧组头或特定的帧组头包括标识包括在下N个帧组中的业务的信息和用于计算业务开始时间的参数。因此，终端不需要监控全部信号帧以获取这样的信息。即，终端仅监控每第N个帧组头。如果在帧组头中没有发现期望业务，则终端保持关闭直到下第N个帧组头到达。这样，由于不需要监控每个帧组头，与第一实施例相比进一步减小了业务搜索时间。

以下将参考图18、19和20详细说明业务转接(service switch)方法。

当期望业务在n个帧组内时，图18例示了根据本发明第一实施例使用帧切片的例示性业务转接，图19例示了根据本发明第二和第三实施例使用帧切片的例示性业务转接，当期望业务不在n个帧组内时，图20例示了根据本发明第二和第三实施例基于帧切片的例示性业务转接。

在图18所例示的情况中，终端从业务A切换到业务Q。终端接收每个帧组头并确定在帧组头的帧组中是否存在业务A。除业务A的脉冲串持续时间和帧组头的接收周期外的剩余周期是空闲时间。如果从帧组头N检测到了业务Q，则终端基于设置在帧组头N中的参数计算相对于帧组头B的业务Q的相对开始时间和脉冲串持续时间，并根据该相对开始时间和脉冲串持续时间接收业务Q。

参考图19，如果终端已经从帧组头1获得了业务Q的开始时间信息，即，如果在该帧组头后的N个帧组中存在业务Q，则在接收帧组1中的业务A后保持终端关闭直到业务Q开始。

另一方面，如果终端未能从帧组头1获得业务Q的开始时间信息，则在接收帧组1中的业务A后保持其关闭直到接收到帧组头N。然后如图20所示，终端监控每第(Nxi+1)个帧组(i是一个正整数)的帧组头。

当帧切片用于切换时，与终端监控必须所有业务脉冲串直到检测到合适业务的时间切片方案相比，终端仅需要监控来自邻近小区的帧组头。

尽管业务脉冲串的位置影响时间切片方案中的搜索结果，该问题通过帧切片方案得到了解决。当其它小区提供期望业务时，终端监控与期望业务的位置无关的帧组头，并可在不大于1个周期内检测期望业务。

在本发明的帧切片中，在帧组头中传递业务脉冲串信息。因此，如本发明所证明的，更有效地减小了功耗，可提供平滑和无缝的业务切换。

如上所述，在本发明的帧切片中，由于通过帧组头携带业务信息，更有效地减小了功耗，并可实现平滑和无缝的业务切换。因此，本发明在性能和成本上具有竞争的优势。

虽然已经结合其中的某些优选实施例对本发明进行了展示和说明，本领域技术人员应当理解，可在其中进行各种形式上和细节上的改变，而不会超出如权利要求所定义的本发明的精神和范围。

Claims

1、一种在数字多媒体广播(DMB)系统中发送广播数据的方法，包括步骤：

构造包括至少一个信号帧和一个帧组头的帧组，该至少一个信号帧包括业务的广播数据，该帧组头包括有关包括在至少一个随后帧组中的业务的业务脉冲串信息和指示每个业务的相对开始时间的第一参数；和

在广播信号中发送该帧组。

2、如权利要求1的方法，其中当每个业务的业务脉冲串在从帧组头计数的第n_SFN个信号帧中开始时，该第一参数包括n_SFN。

3、如权利要求2的方法，其中每个业务的相对开始时间等于n_SFN和信号帧持续时间的乘积。

4、如权利要求2的方法，其中每个业务的脉冲串持续时间等于每个业务的一个脉冲串开始处的信号帧号码与每个业务的下一脉冲串开始处的信号帧号码间的差与信号帧持续时间的乘积。

5、如权利要求1的方法，其中所述至少一个信号帧包括第二参数，用于计算业务的相对开始时间和脉冲串持续时间。

6、如权利要求5的方法，其中当所述至少一个信号帧的业务的下一业务脉冲串在下第n_{next_frame_group}个帧组的第n_{next_SFN}个信号帧中开始时，第二参数包括n_{next_SFN}、n_{next_frame_group}和amount_{signal_frame}。

7、如权利要求6的方法，其中业务的相对开始时间等于帧组长度和n_{next_frame_group}的乘积，再加上n_{next_SFN}和n_{current_SFN}的差乘以信号帧持续时间，n_{current_SFN}是所述至少一个信号帧的信号帧号码(SFN)。

8、如权利要求6的方法，其中业务的脉冲串持续时间等于信号帧持续时间和amount_{signal_frame}的乘积。

9、如权利要求1的方法，其中所述至少一个信号帧包括指示包括在该至少一个信号帧中的保护间隔与实际数据块的比率的传送参数信令(TPS)比特，该保护间隔比率用于计算信号帧持续时间。

10、如权利要求9的方法，其中所述至少一个信号帧包括指示帧组头存在的TPS比特。

11、一种在数字多媒体广播(DMB)系统中接收广播数据的方法，包括步骤：

接收包括至少一个信号帧和一个帧组头的帧组，该至少一个信号帧包括业务的广播数据，该帧组头包括有关包括在至少一个随后帧组中的业务的业务脉冲串信息和指示每个业务的相对开始时间的第一参数；

使用第一参数和附加信息计算多个业务中的期望业务的相对开始时间和脉冲串持续时间；和

从与该相对开始时间相应的开始时间开始，在脉冲串持续时间内接收与期望业务相关的至少一个信号帧。

12、如权利要求11的方法，其中当期望业务的业务脉冲串在从帧组头计数的第n_SFN个信号帧中开始时，该第一参数包括n_SFN。

13、如权利要求12的方法，其中期望业务的相对开始时间等于n_SFN和信号帧持续时间的乘积。

14、如权利要求12的方法，其中每个业务的脉冲串持续时间等于每个业务的一个脉冲串开始处的信号帧号码与每个业务的下一脉冲串开始处的信号帧号码间的差与信号帧持续时间的乘积。

15、如权利要求11的方法，其中所述至少一个信号帧包括第二参数，用于计算业务的相对开始时间和脉冲串持续时间。

16、如权利要求15的方法，其中当所述至少一个信号帧的业务的下一业务脉冲串在下第n_{next_frame_group}个帧组的第n_{next_SFN}个信号帧中开始时，第二参数包括n_{next_SFN}、n_{next_frame_group}和amount_{signal_frame}。

17、如权利要求16的方法，其中业务的相对开始时间等于帧组长度和n_{next_frame_group}的乘积，再加上n_{next_SFN}和n_{current_SFN}的差乘以信号帧持续时间，n_{current_SFN}是所述至少一个信号帧的信号帧号码(SFN)。

18、如权利要求16的方法，其中业务的脉冲串持续时间等于信号帧持续时间和amount_{signal_frame}的乘积。

19、如权利要求11的方法，其中所述至少一个信号帧包括指示包括在该至少一个信号帧中的保护间隔与实际数据块的比率的传送参数信令(TPS)比特，该保护间隔比率用于计算信号帧持续时间。

20、如权利要求19的方法，其中所述至少一个信号帧包括指示帧组头存在的TPS比特。

21、一种用于在数字多媒体广播(DMB)系统中发射广播数据的装置，包括：

数据处理器，用于产生至少一个包括业务的广播数据的信号帧；

帧发生器，用于构造包括至少一个信号帧和一个帧组头的帧组，该帧组头包括有关包括在至少一个随后帧组中的业务的业务脉冲串信息和指示每个业务的相对开始时间的第一参数；和

射频(RF)单元，用于在广播信号中发送该帧组。

22、如权利要求21的装置，其中当每个业务的业务脉冲串在从帧组头计数的第n_SFN个信号帧中开始时，该第一参数包括n_SFN。

23、如权利要求22的装置，其中每个业务的相对开始时间等于n_SFN和信号帧持续时间的乘积。

24、如权利要求22的装置，其中每个业务的脉冲串持续时间等于每个业务的一个脉冲串开始处的信号帧号码与每个业务的下一脉冲串开始处的信号帧号码间的差与信号帧持续时间的乘积。

25、如权利要求21的装置，其中所述至少一个信号帧包括第二参数，用于计算业务的相对开始时间和脉冲串持续时间。

26、如权利要求25的装置，其中当所述至少一个信号帧的业务的下一业务脉冲串在下第n_{next_frame_group}个帧组的第n_{next_SFN}个信号帧中开始时，第二参数包括n_{next_SFN}、n_{next_frame_group}和amount_{signal_frame}。

27、如权利要求26的装置，其中业务的相对开始时间等于帧组长度和n_{next_frame_group}的乘积，再加上n_{next_SFN}和n_{current_SFN}的差乘以信号帧持续时间，n_{current_SFN}是所述至少一个信号帧的信号帧号码(SFN)。

28、如权利要求26的装置，其中业务的脉冲串持续时间等于信号帧持续时间和amount_{signal_frame}的乘积。

29、如权利要求21的装置，其中所述至少一个信号帧包括指示包括在该至少一个信号帧中的保护间隔与实际数据块的比率的传送参数信令(TPS)比特，该保护间隔比率用于计算信号帧持续时间。

30、如权利要求29的装置，其中所述至少一个信号帧包括指示帧组头存在的TPS比特。

31、一种用于在数字多媒体广播(DMB)系统中接收广播数据的装置，包括：

射频(RF)单元，用于接收广播信号；

数据处理器，用于解调和解码广播信号；和

帧切片器，用于分析包括在解码信号中的帧组，从该帧组分离出至少一个信号帧和一个帧组头，该至少一个信号帧包括业务的广播数据，该帧组头包括有关包括在至少一个随后帧组中的业务的业务脉冲串信息和指示每个业务的相对开始时间的第一参数，并使用第一参数和附加信息计算多个业务中的期望业务的相对开始时间和脉冲串持续时间，

其中RF单元和数据处理器从与该相对开始时间相应的开始时间开始，在脉冲串持续时间内接收与期望业务相关的至少一个信号帧。

32、如权利要求31的装置，其中当期望业务的业务脉冲串在从帧组头计数的第n_SFN个信号帧中开始时，该第一参数包括n_SFN。

33、如权利要求32的装置，其中期望业务的相对开始时间等于n_SFN和信号帧持续时间的乘积。

34、如权利要求32的装置，其中每个业务的脉冲串持续时间等于每个业务的一个脉冲串开始处的信号帧号码与每个业务的下一脉冲串开始处的信号帧号码间的差与信号帧持续时间的乘积。

35、如权利要求31的装置，其中所述至少一个信号帧包括第二参数，用于计算业务的相对开始时间和脉冲串持续时间。

36、如权利要求35的装置，其中当所述至少一个信号帧的业务的下一业务脉冲串在下第n_{next_frame_group}个帧组的第n_{next_SFN}个信号帧中开始时，第二参数包括n_{next_SFN}、n_{next_frame_group}和amount_{signal_frame}。

37、如权利要求36的装置，其中业务的相对开始时间等于帧组长度和n_{next_frame_group}的乘积，再加上n_{next_SFN}和n_{current_SFN}的差乘以信号帧持续时间，n_{current_SFN}是所述至少一个信号帧的信号帧号码(SFN)。

38、如权利要求36的装置，其中业务的脉冲串持续时间等于信号帧持续时间和amount_{signal_frame}的乘积。

39、如权利要求31的装置，其中所述至少一个信号帧包括指示包括在该至少一个信号帧中的保护间隔与实际数据块的比率的传送参数信令(TPS)比特，该保护间隔比率用于计算信号帧持续时间。

40、如权利要求39的装置，其中所述至少一个信号帧包括指示帧组头存在的TPS比特。