CN1941858A - 数字电视发射机以及在数字电视发射机中对数据编码的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种数字电视(DTV)发射机和在DTV发射机中编码数据的方法。通过对增强数据进行编码以进行前向纠错(FEC)并扩充该FEC编码后的增强数据，来预处理增强数据。数据格式器，产生增强数据分组，所述增强数据分组包括预处理后的增强数据，并将已知数据插入到所述增强数据分组中的至少一个；第一多路复用器，用于对主数据分组与增强数据分组进行多路复用；以及数据随机器，用于对多路复用的数据分组进行随机化。里德－索罗蒙(RS)编码器通过添加第一奇偶校验数据来对随机化的数据分组进行RS编码，以及数据交织器对RS编码数据分组进行交织。网格编码器，用于对交织的数据分组进行网格编码，其中当将已知数据序列输入到该网格编码器中时可以对该网格编码器进行初始化。

Description

数字电视发射机以及在数字电视发射机中对数据编码的方法
本申请要求享有2005年9月27日提交的第10-2005-0090175号韩国专利申请的权益，该申请如同在此完全阐述一样，被引入以供参考。
技术领域
本发明涉及数字通信系统，更特别涉及数字电视(DTV)发射机以及在DTV发射机中对数据进行编码的方法。尽管本发明适合于广范围的应用场合，但它特别适合于将数字电视信号调制到残留边带(VSB)模式，以及发送和接收该残留边带调制的数字电视信号。
背景技术
自1998年的下半年以来，美国一直采用高级电视系统委员会(ATSC)8T-VSB传输方法作为广播的1995标准。目前，韩国也正在通过采用ATSC 8T-VSB传输方法作为广播标准，来提供广播节目。由此，在1995年5月开始了试验性的广播，并在2000年8月31日开始启动测试广播系统。
图1图示出常规ATSC 8T-VSB发送系统。数据随机器使输入的MPEG视频/音频数据随机化。里德-索罗蒙(RS)编码器对数据进行RS编码，从而添加20字节的奇偶检验码。数据交织器对数据进行交织。网格(Trellis)编码器将数据从字节转换为码元，然后对转换后的数据进行网格编码。多路复用器(MUX)对码元列和同步信号进行多路复用，而导频插入器为该码元列添加导频信号。VSB调制器将码元列转换为中频带宽的8VSB信号。并且，射频(RF)转换器将VSB转换后的信号转换为射频带宽信号，并将该射频带宽转换后的信号发送到天线。
8T-VSB传输模式被选作北美洲和韩国的数字广播标准，它是一种为传输MPEG视频/音频数据而开发的系统。然而，目前正在非常快速地开发处理数字信号的技术，并且随着越来越多的人使用因特网，数字电器、计算机和因特网正被集成起来。因此，为了满足用户的各种要求，需要开发一种能够通过数字电视频道添加视频/音频数据、从而发送各种辅助信息的系统。
一些用户可以假定，通过使用PC卡或者具有附加于其上的简单室内天线的便携式设备来应用辅助的数据广播。然而，当在室内使用的时候，信号的强度可能由于墙壁引起的阻挡、或者由于正在接近的或附近的移动物体引起的干扰而降低。因此，接收的数字信号的质量可能由于反射波引起的重影效应(ghost effect)和噪声而降低。然而，与一般视频/音频数据不同，当发送辅助数据的时候，待发送的数据应具有低错误率。更具体地说，在视频/音频数据的情况下，未被用户眼睛感知或者获知的错误可以被忽略，因为它们并未引起任何麻烦或者太大的麻烦。相反，在辅助数据(例如，程序执行文件，股票信息等等)的情况下，即使单个比特的错误也可能引起严重的问题。因此，需要开发一种对重影效应和噪声具有高度抵抗力的系统。
一般来讲，辅助数据是通过时分方法，经由与MPEG视频/音频数据相同的信道来传输的。然而，随着数字广播的出现，已经向市场供应了仅接收MPEG视频/音频数据的ATSC VSB数字电视接收机。因此，经由与MPEG视频/音频数据相同的信道传输辅助数据不应该影响市场上供应的传统ATSC VSB接收机。换言之，这可以被定义为ATSC VSB兼容性，并且辅助数据广播系统应与ATSC VSB系统兼容。此处，辅助数据还可被称为增强数据或者E-VSB数据。此外，在不良信道环境中，传统ATSC VSB接收系统的接收质量可能降低。更具体地说，当使用便携式和/或移动接收机时，将对信道和噪声中的变化的抵抗性提出更高要求。
发明内容
据此，本发明面向一种对数字电视(DTV)发射机和在DTV发射机中对数据编码的方法，其基本上免除了由于现有技术的局限性和不足而引起的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种数字电视发射机，其适合于发送辅助数据，并且对噪声有高度抵抗力。
本发明的另一目的是提供一种数字电视系统，其能够增强辅助数据码元的解码功能。
本发明的进一步的目的是提供一种数字电视(DTV)发射机和在DTV发射机中对数据编码的方法，其能够将已知数据插入到辅助数据的特定区域，并将该数据发送到发射机/接收机，从而增强数字电视系统的接收质量。
本发明的另外的优点、目的和特征将部分在随后的描述中进行阐述，而部分则将在本领域技术人员在研究下文之后变得清楚明白，或者可以通过本发明的实践来了解。可以通过在所撰写的说明书及其权利要求书以及所附附图中具体指明的结构来实现和获得本发明的目的及其他优点。
为了实现这些目的及其他益处、并根据本发明的目的，正如此处所具体实现和概括描述的，一种用于对主数据和增强数据进行编码以供传输的数字电视(DTV)发射机包括：预处理器，用于通过对增强数据进行编码以进行前向纠错(FEC)并扩展该FEC编码后的增强数据，来预处理增强数据；数据格式器，用于产生包括预处理后的增强数据的增强数据分组，并将已知数据插入到所述增强数据分组中的至少一个中；第一多路复用器，用于对主数据分组与增强数据分组进行多路复用；数据随机器，用于使所述多路复用的数据分组随机化；里德-索罗蒙(RS)编码器，用于通过添加第一奇偶校验数据来对随机化的数据分组进行RS编码；数据交织器，用于对RS编码数据分组进行交织；以及网格编码器，用于对交织的数据分组进行网格编码，当将已知数据序列输入到网格编码器中时对所述网格编码器进行初始化。此处，当将已知数据序列输入到网格编码器中时，所述网格编码器可以被初始化，使得网格编码器的输出具有已知数据码型。
所述DTV发射机还可以包括初始化控制器，用于产生对网格编码器进行初始化所需要的初始化数据比特；以及第二多路复用器，用于将一部分已知数据序列替换为初始化数据比特，其中所述网格编码器具有一个或多个存储器，用于对第二多路复用器的输出进行网格编码。此外，所述DTV发射机还可以包括向后兼容性处理器，其根据其中部分已知数据序列已被替换为初始化数据比特的增强数据分组，产生第二奇偶校验数据，以反映出由第二多路复用器作出的该替换。此处，所述第二多路复用器还可以将增强数据分组中包括的第一奇偶校验数据替换为第二奇偶校验数据。
在本发明的另一方面，一种用于在数字电视(DTV)发射机中对主数据和增强数据编码的方法包括：通过对增强数据进行编码以进行前向纠错(FEC)并扩展该FEC编码后的增强数据，来预处理增强数据；产生增强数据分组，所述增强数据分组包括预处理后的增强数据，并将已知数据插入到所述增强数据分组中的至少一个；对主数据分组与增强数据分组进行多路复用；将所述多路复用的数据分组随机化；通过添加第一奇偶校验数据来对随机化的数据分组进行里德-索罗蒙(RS)编码；对RS编码的数据分组进行交织；使用网格编码器对交织的数据分组进行网格编码；以及当将已知数据序列输入到网格编码器中时，将网格编码器初始化。此处，当将已知数据序列输入到网格编码器中时，所述网格编码器可以被初始化，使得网格编码器的输出具有已知数据码型。
将网格编码器初始化包括产生初始化网格编码器所需要的初始化数据比特；将一部分已知数据序列替换为初始化数据比特；以及将包括初始化数据比特的已知数据序列输入到网格编码器里。此处，将网格编码器初始化还可以包括根据其中将部分已知数据序列替换为初始化数据比特的增强数据分组，产生第二奇偶校验数据。所述方法还可以包括将增强数据分组中包括的第一奇偶校验数据替换为第二奇偶校验数据。
在本发明的另一方面，一种数字电视(DTV)接收机包括：调谐器，用于从DTV发射机接收具有主数据和增强数据的DTV信号，所述增强数据被编码以进行前向纠错(FEC)，并被DTV发射机扩充；解调器，用于通过执行载波和定时恢复来对所述DTV信号解调；均衡器，用于对解调的DTV信号中包括的信道失真进行补偿，以及数据检测器，用于从解调的DTV信号中检测一个或多个已知数据序列，其中，当分别执行载波和定时恢复以及信道失真补偿的时候，解调器和均衡器使用检测的已知数据序列。
在本发明的另一方面，一种用于在数字电视(DTV)接收机中解码信号的方法包括：从DTV发射机接收具有主数据和增强数据的DTV信号，所述增强数据被编码以进行前向纠错(FEC)，并被DTV发射机扩充；通过执行载波和定时恢复来对所述DTV信号解调；对解调的DTV信号中包括的信道失真进行补偿，以及从解调的DTV信号中检测一个或多个已知数据序列，其中，DTV信号的信号调制和信道失真补偿是使用检测出的已知数据序列来执行的。
应理解的是，本发明的上述概括说明及随后的详细说明是示例性的和解释性的，旨在为所请求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
附图被包括在内以提供对于本发明的进一步的理解，它们被并入并构成本申请的一部分；附图图示出本发明的实施例并与描述内容一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1示出常规ATSC 8T-VSB发送系统的框图；
图2示出一般VSB传输帧的结构；
图3示出根据本发明的数字电视发射机的整体框图；
图4示出图3中所示的根据本发明的一个实施例的数据交织器的框图；
图5示出根据本发明的图3中所示的数据交织器对该帧执行的操作范例；
图6示出图3中所示的根据本发明的一个实施例的分组格式器的详细框图。
图7示出一帧结构，该帧结构显示出根据本发明的在交织之前插入已知数据序列的范例。
图8通过描述每一对应的段来举例说明插入已知数据的范例。
图9示出一帧结构，该帧结构显示出根据本发明的在交织之前插入已知数据序列的范例。
图10示出根据本发明的一个实施例的网格编码器的详细框图；以及
图11示出显示根据本发明的一个实施例的数字电视接收机的整体结构的框图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的最佳实施例，附图中图示出了这些实施例的范例。只要可能，将使用相同的附图标记在整个附图中表示相同的或者类似的部分。此外，尽管本发明中使用的术语是从通常已知和使用的术语中选出的，但本发明的说明中提到的一些术语是由申请人依据其自身判断而选出的，其详细含义将在本说明的相关部分进行描述。此外，应当不是简单地通过实际使用的术语来理解本发明，而应按照每一术语蕴含其中的含义来理解本发明。
在本发明中，增强数据可以由包括诸如程序执行文件、股票信息等等之类的信息的数据构成，或者由视频/音频数据构成。此外，已知数据指的是根据发射机和接收机之间的预定协议而已经获知的数据。此外，主数据由能够从传统接收系统接收的数据构成，其中主数据包括视频/音频数据。
图2图示出一般VSB传输帧的结构。此处，一帧被设定为两个场。每一场包括一个场同步段和312个数据段。本发明涉及将已知数据插入到数据段内的预定位置、并发送该数据，从而增强接收机的接收质量。
图3图示出根据本发明的数字电视发射机的总体框图。数字电视发射机包括E-VSB预处理器301，E-VSB分组格式器302，分组多路复用器303，数据随机器304，E-VSB后处理器310，里德-索罗蒙(RS)编码器321，数据交织器322，网格编码器323，后向兼容性处理器324，帧多路复用器325，和发射机330。在具有上述结构的本发明中，主数据被输出到分组多路复用器303，增强数据被输出到E-VSB预处理器301。E-VSB预处理器301对增强数据进行预处理，比如对额外的前向纠错(FEC)进行编码和插入空值数据比特，然后将预处理后的增强数据输出到E-VSB分组格式器302。
E-VSB分组格式器302根据设定的规则，在分组的特定位置处将预处理数据与预定义的已知数据对齐。其后，E-VSB分组格式器302在偶数分组单元中将对齐后的数据输出到分组多路复用器303。E-VSB分组格式器302的详细操作将在稍后的过程中描述。此外，分组多路复用器303根据预定义的复用规则，对增强MPEG分组和主MPEG分组进行多路复用，所述增强MPEG分组具有在其中插入的从E-VSB分组格式器302传输来的已知数据。然后，多路复用的数据穿过数据随机器304，并被输出到E-VSB后处理器310。此处，E-VSB后处理器310包括里德-索罗蒙(RS)编码器311，数据交织器312，E-VSB卷积编码器313，数据去交织器314，和RS字节去除器315。RS编码器311对数据随机器304输出的数据进行RS编码。其后，RS编码器311添加20字节的奇偶校验数据，并且将该数据输出到数据交织器312。
图4示出图3中所示的根据本发明的一个实施例的数据交织器312的框图。在本范例中，描述了具有52分支的卷积交织器和M＝4的单位存储器字节数目。在该数据交织器312中，当输入第一字节的时候，经由第一分支直接输出该输入的第一字节，并且经由第二分支输入第二字节。据此，输出52×4字节(即，(B-1)M字节，其中B＝52，M＝4)之前的一个值。
图5图示出根据本发明的图3中所示的数据交织器对该帧执行的操作范例。此处，数据是以段为单位从上到下输入的，并且段内的字节首先被输入到左侧，然后被输入到右侧。图5中所示的数字表示从交织器输出的顺序。数据交织器312是以52段为单位操作的。数据交织器312的输出数据被输出到E-VSB卷积编码器313。然后，E-VSB卷积编码后的数据穿过数据去交织器314，并被输出到RS字节去除器315，从而除去(或者删除)20字节的奇偶校验数据。这是为了重新计算奇偶校验数据，因为原始数据已经被E-VSB卷积编码器313修改。
此处，E-VSB卷积编码器313将输入的字节转换为码元。其后，仅仅对增强数据码元执行E-VSB卷积编码，然后将其从码元转换回到字节以便输出。更具体地说，当数据交织器312的输出是主数据的时候，或者当数据交织器312的输出是被插入到增强数据分组中的已知数据的时候，E-VSB卷积编码器313不对数据进行修改便输出数据。此外，E-VSB卷积编码器313还在不修改相应数据的情况下，输出由E-VSB分组格式器添加的MPEG首部字节、以及由RS编码器311添加到增强数据分组的RS奇偶校验字节。换言之，RS字节去除器315的输出被输入到RS编码器321，以便进行RS编码。然后，在再一次添加了20字节的奇偶校验数据之后，数据被输出到交织器。通过参考图3和4，可以容易地理解数据交织器322的操作。因此，为简单起见，省略了对此的详细说明。
数据交织器322的输出被输入到网格编码器323。网格编码器323将输入的2比特网格编码为3比特，并将网格编码后的数据(即，3比特)输出到帧多路复用器325。为了使网格编码器323输出的数据作为自发送/接收端定义的已知数据，需要相对于插入到E-VSB分组中的已知数据对网格编码器323内的存储器初始化。在此刻，初始化是通过一个新的数据集而不是通过输入数据执行的。因此，应计算一个新的RS奇偶校验数据集，并将其替换为初始奇偶校验数据。更具体地说，这一操作是由向后兼容性处理器324执行的。网格编码器323的初始化过程以及向后兼容性处理器324的操作也将在稍后的过程中详细说明。
网格编码器323的输出被输入到帧多路复用器325。然后，帧多路复用器325将场和段同步信号插入到网格编码器323的输出数据中，并且将该数据输出到发射机330。发射机330包括导频插入器331，VSB调制器333，和射频(RF)转换器334。由于这一结构与图1中的数字电视发射机相似，为简单起见，省略了对其的详细说明。
在下文中，将详细说明分组格式器302的操作。图6示出图3中所示的根据本发明的一个实施例的分组格式器的详细框图。分组格式器302包括已知数据发生器511和多路复用器513。已知数据发生器511创建已知数据，多路复用器513对E-VSB预处理器301预处理的数据以及MPEG首部字节进行多路复用，并输出。更具体地说，多路复用且输出后的已知数据在发送端交织和网格编码，从而发送到接收端。在接收端的VSB传输帧结构(该帧结构是最终传输之前的最后一级)中，所发送的数据被用作独立参考数据，而不是信道均衡器和解调器中的同步化数据。此处，在现有技术的接收机中，仅仅将同步化数据用作参考数据。因此，能够增强接收质量。此外，分组格式器302的输出是以188字节为单位输出的。第一个4字节对应于MPEG首部字节。并且，在剩余的184字节中对已知数据和E-VSB预处理器的输出数据进行多路复用。
图7示出一帧结构，该帧结构显示出根据本发明的在交织之前插入已知数据序列的范例。然而，这并不是对应于待发送的最终帧。换言之，图7示出帧内的一部分数据段，更具体地说，是由分组格式器302插入的已知数据序列的一个范例。为了更佳地理解、和更简单地描述本发明，图7中的范例中所示的帧结构由52个段构成，其对应于交织深度。在ATSC VSB系统中，数据交织器312的输入端的分组也被称为数据段。
参考图7，帧结构大致由4个构成数据区域。更具体地说，该帧结构由首部区域701、有效负载区域702、奇偶校验区域703和已知数据区域704构成，在所述有效负载区域702中仅能存在E-VSB数据，而在所述已知数据区域704中能够存在已知数据序列。此处，已知数据区域被划分为其中能够初始化网格编码器的第一区域705，以及其中无法初始化网格编码器的第二区域706。
其中能够初始化网格编码器的第一区域705对应于从数据交织器输出的比相应段的奇偶校验字节更早的字节的位置。在此刻，当正被输入到网格编码器323中的数据与已知数据序列的起始点相对应时，或者当输入数据从E-VSB数据变化为已知数据序列时，所述第一区域705中的一部分或所有数据都被替换为初始化后的数据，并被输入到网格编码器323的存储器中。其中一部分或所有能够初始化网格编码器的所述第一区域705可以包括已知数据序列和/或E-VSB数据。
其中无法初始化网格编码器的第二区域706可以包括已知数据序列或者一般E-VSB数据。此处，可以由本发明的设计者适当地修改两种数据类型的区域大小。换言之，已知数据的量(或者已知数据序列的尺寸)与E-VSB数据的量彼此相关。此外，所述第一区域705的尺寸与第二区域705的尺寸可以在每一段中不同。
在本发明的最佳实施例中示出的范例中，每一区域的尺寸随着VSB数据字段内的段顺序而有所不同。图8通过描述每一对应的段来举例说明插入已知数据的范例。这使得在数据交织过程之后，能够将每一段中的已知数据收集(或者归组)到一个特定区域。例如，当段的交织深度为52的时候，并且当该段的序号(e)等于或者高于13并且等于或者低于30(即，13≤e≤30)时，段顺序地包括首部区、其中无法初始化网格编码器的区域、其中能够初始化网格编码器的区域、以及有效负载区域。这一序列被重复4次，然后纳入奇偶校验区域。
当在上述结构中通过数据交织器对数据进行交织时，对应的帧结构如图9中所示。更具体地说，图9示出一帧结构，该帧结构显示出根据本发明的在交织之后插入已知数据序列的范例。参考图9，首先纳入首部区域中的数据，然后纳入已知数据区域中的数据。换言之，在数据交织过程之前分散于每一段中的已知数据，在数据交织过程之后被归组到多个段中。该已知数据区域后面是奇偶校验区域的数据和有效负载区域的数据。
图10示出根据本发明的一个实施例的网格编码器的详细框图。更具体地说，图10是能够被初始化、并且对通过图9中所示的数据交织器交织后的数据进行网格编码的网格编码器323的详细框图。参考图10，网格编码器323包括多路复用器611、网格编码器612和初始化控制器613。多路复用器611根据预定规则，对交织后的数据、从向后兼容性处理器324输出的奇偶校验字节、和初始化数据比特进行多路复用和输出。初始化控制器613产生用于对网格编码器612的存储器进行初始化的初始化数据比特，以便将产生的初始化数据比特输出到多路复用器611和向后兼容性处理器324。
更具体地说，当交织数据是已知数据、并且该已知数据比特于被连续输入数据的已知数据序列的起始处时，需要网格编码器323的初始化。在网格初始化之后，当网格编码器的输入序列是已知的时候，网格编码器的输出序列仍是已知的。此外，当需要初始化网格编码器612的存储器时，一部分已知数据序列应被替换为初始化数据比特，并被输出到网格编码器612。因此，网格编码器612的存储器是通过初始化数据比特初始化的，并且网格编码器612的输出包括用发射机/接收机所期望的码型编码的已知数据。
另一方面，当交织并输出的数据是已知数据、并且要求初始化的时候，多路复用器611将一部分交织数据替换为初始化数据比特，并将该数据输出到网格编码器612。此外，在每一段内的奇偶校验位置上，从向后兼容性处理器324输出的奇偶校验数据被输出到网格编码器612。其后，网格编码器612按照码元为单位，对从多路复用器611输出的数据进行网格编码。换言之，网格编码器612使用一个存储器进行编码并将高位比特输出到位1(其中高位比特构成一个码元)，以及使用2个存储器进行编码并将低位比特输出到位2。此处，当输入已知数据的时候，存储器应被初始化，从而能够在网格编码之后输出期望的已知数据序列。当要求初始化存储器的时候，初始化控制器613核实存储器的状态，并据此产生初始化数据比特，从而将产生的初始化数据比特输出到多路复用器611。初始化数据比特由4个比特构成，即2个码元。这一结构中包括12个网格编码器。从多路复用器613输出的12字节中的每一个被顺序地并且分别地输入到每一网格编码器。此处，每一字节的初始的4个比特(即，2个码元)可以成为初始化数据比特。
初始化控制器613将初始化数据比特输出到向后兼容性处理器324。更具体地说，由于存储器是通过一个新的数据集而不是通过交织数据初始化的，因此应重新计算RS奇偶校验数据，并将其替换为原始的(或者初始的)奇偶校验数据。这一操作是由向后兼容性处理器324执行的。此处，向后兼容性处理器324接收RS编码器321的输出以及网格编码器323内的初始化控制器613的输出，从而重新计算20字节的奇偶校验数据并将重新计算的奇偶校验数据输出到多路复用器611。网格编码器323的输出被输出到帧多路复用器325。其后，帧多路复用器325将场和段同步信号插入到网格编码器323的输出数据中，随后通过发射机330发送该数据。
图11示出显示根据本发明的一个实施例的数字电视接收机的整体结构的框图。更具体地说，图11示出一个DTV接收机的范例，该DTV接收机接收从图3中所示的VSB发送系统传输来的数据，并对接收数据进行解调和均衡，以便恢复(或者复原)该传输数据。DTV接收机包括调谐器711，解调器712，均衡器713，已知数据(或者序列)检测器714，维特比解码器715，去交织器716，里德-索罗蒙(RS)解码器717，以及去随机器718。DTV接收机还包括主数据分组去除器719、分组去格式器720、以及E-VSB数据处理器721。
调谐器711调谐特定信道的频率。随后，调谐器711对调谐频率进行下变换，并将调谐通路频率输出到解调器712。解调器712按照传发送方法的逆向方法对调谐的信道频率进行解调，从而将对应的数据输出到均衡器713和已知数据(或者序列)检测器704。此处，例如解调器712执行载波恢复、码元定时恢复等等。均衡器713执行对于已解调信号中包括的任何信道失真的补偿。然后，均衡器713将处理后的信号输出到维特比解码器715。
在此刻，已知数据检测器704从解调器712的输出数据中检测由发送端插入的已知数据序列。然后，已知数据检测器704将检测出的已知数据输出到解调器712和均衡器713。当解调器712在定时恢复或者载波恢复期间使用已知数据的时候，可以增强解调性能。类似地，当均衡器713使用已知数据来执行频道补偿的时候，可以增强均衡性能。
均衡器713的输出穿过维特比解码器715、去交织器716、RS解码器717和去随机器718。其后，输出数据被输出到主MPEG解码器(未示出)，同时地被输出到主分组去除器719。此处，主MPEG解码器仅仅对与主MPEG相对应的分组进行解码。如果分组ID是‘E-VSB’，则主MPEG解码器不执行解码操作。与此同时，主数据分组去除器719从去随机器718输出的数据中除去主数据分组，并将该数据输出到E-VSB分组去格式器720。随后，E-VSB分组去格式器720从主数据分组去除器719输出的信号中除去(或者删除)MPEG首部。并且，E-VSB分组去格式器720将除去了MPEG首部信号中包括的已知数据序列除去，随后将该信号输出到E-VSB数据处理器721。
如上所述，根据本发明的数字电视(DTV)发射机以及在DTV发射机中对数据编码的方法具有以下优点。更具体地说，DTV发射机受到高度保护以抵抗在经由信道传输辅助数据时可能发生的任何错误，或者说，是对这种错误具有抵抗力。并且DTV发射机还对传统的VSB系统具有高度兼容性。本发明即使在具有严重的重影效应和噪声的信道中，仍可以在不发生任何错误的情况下接收辅助数据。此外，通过将已知数据序列插入到数据区域中的特定区域并发送该处理后的数据，数字电视接收机的易受信道中频繁变化影响的接收性能可得到增强。最后本发明在应用于移动式和便携式接收机时更加有效，这种移动式和便携式接收机也易受到信道中的频繁变化的影响，并且要求受到保护以免受到强烈噪声的影响(或者说，对强烈噪声有抵抗力)。
对于本领域中普通技术人员来说很清楚的是，可以在本发明中作出各种修改和变动而不会脱离本发明的精神或者范围。因此，其意图是，本发明涵盖对于本发明的修改和变动，只要这些修改和变动归入所附权利要求书及其等效物的范围之内。

Claims (27)

1.一种用于对主数据和增强数据进行编码以供传输的数字电视(DTV)发射机，所述DTV发射机包括：
预处理器，用于通过对增强数据进行编码以进行前向纠错(FEC)并扩展该FEC编码后的增强数据，来预处理增强数据；
数据格式器，用于产生包含预处理后的增强数据的增强数据分组，并将已知数据插入到所述增强数据分组中的至少一个中；
第一多路复用器，用于对主数据分组与增强数据分组进行多路复用；
数据随机器，用于使多路复用的数据分组随机化；
里德-索罗蒙(RS)编码器，用于通过添加第一奇偶校验数据来对随机化的数据分组进行RS编码；
数据交织器，用于对RS编码的数据分组进行交织；以及
网格编码器，用于对交织的数据分组进行网格编码，当将已知数据序列输入到网格编码器中时对所述网格编码器进行初始化。
2.根据权利要求1所述的DTV发射机，其中当将已知数据序列输入到网格编码器中时，网格编码器被初始化，使得网格编码器的输出具有已知数据码型。
3.根据权利要求1所述的DTV发射机，还包括：
初始化控制器，用于产生对网格编码器进行初始化所需要的初始化数据比特；以及
第二多路复用器，用于将一部分已知数据序列替换为初始化数据比特，其中所述网格编码器具有一个或多个存储器，用于对第二多路复用器的输出进行网格编码。
4.根据权利要求3所述的DTV发射机，其中当在网格编码器中处理在已知数据序列中包括的初始化数据比特时，网格编码器的存储器被初始化。
5.根据权利要求3所述的DTV发射机，还包括向后兼容性处理器，用于根据其中部分已知数据序列已被替换为初始化数据比特的增强数据分组，产生第二奇偶校验数据，以反映出由第二多路复用器作出的该替换。
6.根据权利要求5所述的DTV发射机，其中第二多路复用器还将增强数据分组中包括的第一奇偶校验数据替换为第二奇偶校验数据。
7.根据权利要求3所述的DTV发射机，其中初始化控制器根据存储器的先前值产生初始化数据比特，使得存储器的每个当前值均被设置为零(0)。
8.根据权利要求3所述的DTV发射机，其中初始化数据比特是与两个连续的增强数据码元相对应的数据比特。
9.根据权利要求1所述的DTV发射机，其中主数据分组包括音频与视频(AV)MPEG数据。
10.根据权利要求1所述的DTV发射机，还包括：第二多路复用器，用于将每一网格编码数据分组与场和段同步信号进行多路复用。
11.根据权利要求10所述的DTV发射机，还包括：
导频插入器，用于将导频信号插入到第二多路复用器的输出里；
调制器，用于将具有导频信号的数据转换为中频(IF)信号；以及
射频(RF)转换器，用于将中频信号转换为射频信号，以进行发送。
12.根据权利要求1所述的DTV，其中预处理器通过插入多个空值比特来扩充FEC编码后的增强数据。
13.一种用于在数字电视(DTV)发射机中对主数据和增强数据编码的方法，所述方法包括：
通过对增强数据进行编码以进行前向纠错(FEC)并扩展该FEC编码后的增强数据，来预处理增强数据；
产生增强数据分组，所述增强数据分组包括预处理后的增强数据，并将已知数据插入到所述增强数据分组中的至少一个；
对主数据分组与增强数据分组进行多路复用；
将所述多路复用的数据分组随机化；
通过添加第一奇偶校验数据来对随机化的数据分组进行里德-索罗蒙(RS)编码；
对RS编码的数据分组进行交织；
使用网格编码器对交织的数据分组进行网格编码；以及
当将已知数据序列输入到网格编码器中时，将网格编码器初始化。
14.根据权利要求13所述的方法，其中当将已知数据序列输入到网格编码器中时，网格编码器被初始化，使得网格编码器的输出具有已知数据码型。
15.根据权利要求13所述的方法，其中将网格编码器初始化包括将网格编码器中包括的一个或多个存储器初始化。
16.根据权利要求13所述的方法，其中将网格编码器初始化包括：
产生初始化网格编码器所需要的初始化数据比特；
将一部分已知数据序列替换为初始化数据比特；以及
将包括初始化数据比特的已知数据序列输入到网格编码器里。
17.根据权利要求16的方法，其中将网格编码器初始化还包括根据增强数据分组产生第二奇偶校验数据，在所述增强数据分组中已将部分已知数据序列替换为初始化数据比特。
18.根据权利要求17的方法，还包括将增强数据分组中包括的第一奇偶校验数据替换为第二奇偶校验数据。
19.根据权利要求16的方法，其中初始化数据比特是根据网格编码单元中包括的一个或多个存储器的先前值产生的。
20.根据权利要求16的方法，其中初始化数据比特是与两个连续的增强数据码元相对应的数据比特。
21.根据权利要求13所述的方法，其中主数据分组包括音频与视频(AV)MPEG数据。
22.根据权利要求13所述的方法，还包括：将每一网格编码数据分组与场和段同步信号进行多路复用。
23.根据权利要求13所述的方法，其中扩充FEC编码的增强数据包括将多个空值数据比特插入到FEC编码的增强数据里。
24.一种数字电视(DTV)接收机，包括：
调谐器，用于从DTV发射机接收具有主数据和增强数据的DTV信号，所述增强数据被编码以进行前向纠错(FEC)，并被DTV发射机扩充；
解调器，用于通过执行载波和定时恢复来对所述DTV信号解调；
均衡器，用于对解调的DTV信号中包括的信道失真进行补偿；以及
数据检测器，用于从解调的DTV信号中检测一个或多个已知数据序列，其中，当各自执行载波和定时恢复以及信道失真补偿的时候，解调器和均衡器使用检测的已知数据序列。
25.根据权利要求24所述的DTV接收机，还包括分组去格式器，用于从均衡器的输出中除去已知数据序列。
26.一种用于在数字电视(DTV)接收机中对信号解码的方法，所述方法包括：
从DTV发射机接收具有主数据和增强数据的DTV信号，所述增强数据被编码以进行前向纠错(FEC)，并被DTV发射机扩充；
通过执行载波和定时恢复来对所述DTV信号解调；
对解调的DTV信号中包括的信道失真进行补偿；以及
从解调的DTV信号中检测一个或多个已知数据序列，其中，DTV信号的信号调制和信道失真补偿是使用检测出的已知数据序列来执行的。
27.根据权利要求26的方法，还包括从信道失真补偿后的DTV信号中除去已知数据序列。
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