TWI501579B - 使用透過單播系統接收之增量冗餘以在廣播系統中接收資料的接收器與接收方法 - Google Patents

使用透過單播系統接收之增量冗餘以在廣播系統中接收資料的接收器與接收方法 Download PDF

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Description

使用透過單播系統接收之增量冗餘以在廣播系統中接收資料的接收器與接收方法
本發明關係於接收器及用以在廣播系統中接收資料的對應接收方法。本發明更關係於資料傳輸系統及用以傳輸及接收資料的資料傳輸系統及對應資料傳輸方法。再者,本發明關係於用以在電腦上實施該接收方法的電腦程式。
本發明關係於例如利用正交分頻多工(OFDM)的數位視訊廣播(DVB)領域。再者,本發明可以應用於其他系統中,例如DAB(數位音訊廣播)、DRM、MediaFlo或ISDB系統。
例如依據DVB-T2標準(第二代數位地面電視廣播系統標準)之廣播系統的已知廣播系統的傳輸參數大致針對具有固定接收器,例如屋頂天線的固定接收加以最佳化。在例如將來DVB-NGH(DVB下一代手持;在下文中也稱NGH)標準的未來廣播系統中,行動接收器(此將來標準的主要焦點)應使得在惡劣接收狀態下也能正確地接收資料,例如,有多路徑傳遞、衰減作用及杜普勒位移之情況。此等廣播系統尤其特徵在於其通常沒有回授通道及由接收器至發射器沒有信號。
本發明之目的為提供一種在廣播系統中接收資料的接收器及對應接收方法,藉此,即使在惡劣接收狀況之下,為行動接收器之無錯誤接收/重建資料的或然率可以相較於在已知廣播系統中的接收器與接收方法增加。本發明之另一目的為提供對應資料傳輸系統及資料傳輸方法,及用以實施該等接收方法的對應電腦程式。
依據本發明之態樣,其中提供有一接收器,用以在廣播系統中接收資料,該接收器包含:-廣播接收器單元,用以自該廣播系統接收一分段為多數訊框的接收器輸入資料串流,其中碼字元的基本碼字元部份被映圖至該等訊框,碼字元包含由輸入資料字元依據第一碼產生的至少一基本碼字元部份;-資料解映圖器,用以解映圖來自接收器輸入資料串流的該等訊框的基本碼字元部份;-用於錯誤校正碼的解碼器,藉由使用包含於碼字元中之基本碼字元部份,以例行解碼步驟,將該等碼字元解碼為至少一輸出資料串流的輸出資料字元;-檢查單元,用以檢查碼字元的例行解碼有錯誤否;-單播要求單元,用以如果碼字元的該例行解碼有錯誤,透過單播系統,要求該有誤解碼碼字元的輔助碼字元部份,使用作為額外解碼步驟的增量冗餘;-單播接收器單元,用以自該單播系統接收錯誤解碼的碼字元的輔助碼字元部份,其中該解碼器係適用以藉由額外使用接收的輔助碼字元部份,再次以額外解碼步驟,解碼該個別碼字元;及-資料輸出,用以輸出被分段成該解碼輸出資料字元的該至少一接收器輸出資料串流。
依據本發明之另一態樣,其中提供一種用以傳輸及接收資料的資料傳輸系統,包含:
i)廣播發射器,用以廣播資料,包括:-資料輸入,用以接收被分段為輸入資料字元的至少一發射器輸入資料串流,-編碼器,用以錯誤校正碼編碼該輸入資料字元成為碼字元,碼字元包含基本碼字元部份,其中該編碼器適用以依據第一碼由輸入資料字元產生該基本碼字元部份,該基本碼字元部份被提供用以例行解碼,-資料映圖器,用以將該等碼字元映圖至發射器輸出資料串流的訊框,及-廣播單元,用以廣播該發射器輸出資料串流,
ii)資料儲存器,用以儲存該等輸入資料字元、該基本碼字元部份及/或由輸入資料字元依據第二碼產生之輔助碼字元部份,如果藉由使用該基本碼字元部份的該碼字元的例行解碼有錯誤,則該輔助碼字元部份被提供為增量冗餘,
iii)依據本發明之接收器,及
iv)單播發射器,用以在單播系統中傳送資料,包含:
-單播要求輸入,用以自要求輔助碼字元部份的單播要求單元接收單播要求,
-檢索單元,用以由該資料儲存器或由輔助編碼器檢索該輔助碼字元部份,該編碼器適用以錯誤校正碼編碼該對應輸入資料字元及/或由該資料儲存器檢索的基本碼字元部份成為該輔助碼字元部份;及
-單播發射器單元,用以傳送該輔助碼字元部份至該要求接收器。
依據本發明另一態樣,提出如上所定義之用於資料傳輸系統中之單播發射器,用以傳送及接收資料,該單播發射器包含:
-單播要求輸入,用以自要求輔助碼字元部份的要求接收器的單播要求單元,接收單播要求,
-檢索單元,用以由該資料儲存器或由輔助編碼器檢索該輔助碼字元部份,該編碼器適用以錯誤校正碼編碼該對應輸入資料字元及/或由該資料儲存器檢索的基本碼字元部份成為該輔助碼字元部份;及
-單播發射器單元,用以傳送該輔助碼字元部份至該要求接收器。
依據本發明之另一態樣,其中提供對應接收方法、資料傳輸方法、單播傳輸方法及包含規劃手段的電腦程式,用以當該電腦程式被執行於電腦上時,使得電腦執行如上所界定的接收方法的解碼及檢查步驟。
本發明之較佳實施例係定義於附屬項中。應了解的是,所主張的設備、系統、方法及電腦程式具有與主張的接收器類似及/或相同的較佳實施例並定義於附屬項中。
本發明係根據於在廣播系統中完成一行動接收器,例如車內接收器或手持接收器(例如行動電話或PDA)之概念,以藉由改良所提供之錯誤校正法,即使在惡劣傳輸通道狀況下,可以解碼廣播資料。尤其,其對接收器的要求,提供一足夠量的冗餘,以增加碼的堅固性。該額外冗餘係在自該接收器接收要求額外冗餘的回授後,為該資料傳輸系統所提供。然而,該額外冗餘並未廣播於該廣播系統上,而只是在單播系統上傳送至該要求接收器。此接收器可以使用該額外冗餘以執行先前(透過廣播系統)接收的碼字元的另一解碼。因此,如果接收之廣播資料的接收或重建(解碼)有錯誤或只能作成不足夠優的品質,則除了先前接收的碼字元外,接收器可以使用該要求額外冗餘來重複解碼。
依據本發明,例如,依據將來DVB-NGH標準之一接收器例如可以包含於行動電話中,如果接取點在附近範圍內,接收器也能接收來自單播網路的資料,例如行動通訊系統,例如3G(UMTS)或4G(LTE)通訊系統,及WLAN(無線區域網路)。錯誤接收或解碼碼字元的額外冗餘(用語“錯誤”並不只被表示完全錯誤外,也包含“具有不夠品質”)可以依據本發明,例如經由3G、4G、或WLAN網路的不同架構(垂直換手)檢索。
因此,通常,本發明對於依據特有單播系統及單播要求單元及單播接收單元來實施並不是必要的。通常,可以使用任意單播系統,例如,用於無線通訊的任意電信系統,並且可能該接收器可以被實施以使用幾個單播系統,用於額外冗餘的提出要求及接收,例如透過單播系統,其係在個別狀況中可以即時取用者。再者,額外冗餘的要求及接收通常透過不同單播系統加以執行,但較佳地,使用相同單播系統。因為通常單播系統提供足夠手段,用以錯誤校正及檢測,所以,假設輔助碼字元部份的傳輸無錯誤。
為了確保接收器(例如現存傳統接收器),尤其其解碼器可以正確地解碼所接收之資料,而不必依據本發明提供任何額外冗餘,第一碼被廣播發射器的錯誤校正碼編碼器(通常施加前向錯誤校正)所施加,以產生用於予以廣播之資料的資料字元的基本碼字元部份。此編碼方式可以為將輸入資料字元編碼為碼字元的已知標準方式,例如在DVB-T2發射器中所應用之前向錯誤校正(FEC)編碼(例如LDPC編碼),即基本碼字元部份可以對應於依據DVB-T2標準之(“一般”錯誤校正碼)碼字元(在以下稱為T2)。然而,另外,依據本發明提出,藉由依據第二碼,由輸入資料字元產生輔助碼字元部份,以提供接收器的解碼器的增量冗餘。“總”碼,即依據該碼產生“總”碼字元(包含基本碼字元部份及輔助碼字元部份)的碼,因此,具有較第一碼為低之碼率。因此,該“總”碼,明確地說,該輔助碼字元部份提供較第一碼更高的堅固性並致能(較佳)解碼。
通常,當接收器要求一特定碼字元時,如果立即只有產生輔助碼字元部份係足夠的。然而,如果未要求,其也不被產生及/或儲存,明確地說,產生及/或儲存於資料傳輸系統的資料儲存器,例如中央伺服器中。然而,為了確保如果要求輔助碼字元部份的產生,至少該輸入資料字元被儲存於資料儲存器中。然而,(除了個別輸入資料字元外),這也可能儲存基本碼字元部份及/或輔助碼字元部份。為了實際實施,在可用儲存器空間與立即產生輔助碼字元部份的計算時間之間可以作出取捨。資料儲存器可以被實施為緩衝器,用以只在一特定期間緩衝個別資料,更明確地說,只要接收器有可能要求一特定輔助碼字元部份。因此,在某時間限制後,儲存資料可以再次由資料儲存器刪除。
因此,在正常接收狀況下,解碼器通常並不(需)要求及使用輔助碼字元部份,而只使用基本碼字元部份,以解碼接收之資料。當解碼器了解到接收資料的解碼有錯誤或品質不足時,其使用完整接收輔助碼字元部份的一部份,以較佳解碼接收之資料。因此,基本碼字元部份可以如常地被接收器/解碼器所使用以解碼,及輔助碼字元部份只有真正需要解碼時才被要求及使用。
再者,輔助碼字元部份代表用以改良解碼能力的額外方法,尤其用於當不良接收狀況時的行動接收器時。基本碼字元部份為發射器的適當資料映圖器所映圖至發射器輸出資料串流,該發射器輸出資料串流(大致相對應於接收器輸入資料串流,沒有主要由傳輸通道引入的錯誤與干擾)通常被分段為多數訊框。例如,使用T2訊框及FET(未來延伸訊框)框,依據DVB-T2系統所應用之分框結構可以用以以適當方式轉置基本碼字元部份。接收器包含對應解映圖器,用以解映圖來自接收器輸入資料串流的訊框之基本碼字元部份。
如上所述,資料儲存器可以被實施為中央伺服器,其能與單播發射器通訊並能自廣播發射器中接收資料。在一實施例中,資料儲存器被安排以接近廣播發射器或甚至廣播發射器的部份,並穩固地自廣播發射器接收所要求的資料。在另一實施例中,資料儲存器係為單播系統的一部份,例如在行動通訊系統中之中央伺服器。在此時,正如同其他所有廣播接收器,資料儲存器簡單地接收廣播資料並儲存這些資料(或由該處產生輔助碼字元部份並儲存這些輔助碼字元部份)。單播系統(即其操作者)然後可以提供輔助碼字元部份的規定,用以為廣播接收器所檢索(只有)其使用者的額外服務。
較佳地,編碼器與解碼器應用一系統碼,用以產生該碼字元,使得基本碼字元包含資料部份,更明確地說,輸入資料字元、及基本同位部份,以及,該輔助碼字元部份包含輔助同位部份。例如,基本碼字元部份可以為輸入資料字元的資訊符號(例如資訊位元或資訊位元組)與產生基本同位符號(例如基本同位位元或位元組)的組合,該組合代表第一碼的基本碼字元,其可以為該解碼器所解碼。在此例子中,輔助碼字元部份可以包含輔助同位符號(例如輔助同位位元或位元組),該代表第二碼的輔助碼字元的輔助碼字元部份可以被使用以改良解碼該第一碼字元的似然。
在一較佳實施例中,該解碼器包含:第一解碼單元,用以依據該第一碼解碼來自包含基本碼字元部份的基本碼字元的輸入資料字元;與第二解碼單元,用以依據第二碼解碼來自包含該基本碼字元部份與該輔助碼字元部份的輔助碼字元的輸入資料字元。因此,依據此實施例,已經存在的解碼器,即第一解碼單元可以被使用而不必任何改變,及簡單地,第二解碼器,即第二解碼單元被加入,其被設有輔助碼字元,用以依據第二碼解碼輸入資料字元,該第二碼本身也具有較為第一解碼單元所應用之第一碼為低之碼率,但其可以具有相同或較高碼率。
在一實施例中,輔助碼字元部份並不(或不只)包含輔助同位,也包含部份或完整輸入資料字元及/或基本碼字元部份的基本同步。例如,輔助碼字元部份可以為(部份或完整)輸入資料字元及(尤其當只有部份輸入資料字元的重複時)穩固傳送至單播系統之要求接收器的對應基本碼字元部份的重複。依據替代實施例,解碼器包含單一解碼單元,用以依據第二碼解碼來自包含該基本碼字元部份的基本碼字元的輸入資料字元;以及,用以依據該第二碼解碼來自包含該基本碼字元部份及該輔助碼字元部份的輔助碼字元的輸入資料字元。因此,此實施例相較於上述實施例需要較少硬及/或軟體。
依據另一實施例,如果藉由使用基本碼字元部份及先前接收輔助碼字元次部份的例行解碼有錯誤,則該單播要求單元係適用以逐步地要求輔助碼字元次部份,用作為增量冗餘。此實施例優點在於如果例行解碼即藉由只使用基本碼字元部份解碼有錯誤時,接收器可以決定要多少額外增量冗餘以作正確解碼。這係藉由編碼輸入資料字元使得兩或更多輔助碼字元次部份(例如兩或更多群輔助同位符號)被產生,以逐步使用作為此增量冗餘加以完成,即,輔助碼字元次部份被產生,使得並不是所有次部份被完整地需要,以執行接收碼字元的正確解碼,而是其一或更多次部份也足以完成正確解碼。然而,如果使用更多次部份,則碼率降低及正確解碼的或然率增加。
因此,各個接收器如果有需要可以自己決定(其決定也可以經常改變)將使用多少額外增量冗餘,即這些至少兩輔助碼字元次部份的多少將被使用以增加解碼的品質。因此,如果只額外需要小次部份,則其他輔助碼字元次部份可以被忽略並可以甚至不要求。
在另一實施例中,該檢查單元係適用以估計正確解碼一碼字元需要之增量冗餘的數量及該單播要求單元適用以要求提供至少該估計增量冗餘的輔助碼字元部份。此一實施例確保經由該單播系統,只要求及傳送所需資料量,藉以降低接收器的等待時間及傳輸負載至一最小值。
在另一實施例中,接收器更包含一記憶體單元,用以儲存基本碼字元部份或如果碼字元(及如果有的話,先前接收輔助碼字元次部份)的例行解碼有錯誤時的例行解碼步驟的解碼結果,直到對應輔助碼字元部份透過該單播系統接收。較佳地,解碼結果係被儲存為予以解碼以在隨後額外解碼步驟中與輔助碼字元部份一起使用的碼字元軟資訊,由於資訊透過單播系統傳送的一般可靠度,輔助碼字元部份通常被視為很可靠資訊,尤其,因為其錯誤校正碼編碼方案及其認可程序,該認可程序係大致依據資料封包的正確接收所一般必須在此單播系統自接收實例認可至發射實例而應用。
較佳地,接收器更包含一重組單元,用以重組該接收輔助碼字元部份與儲存於記憶體單元中之資訊及用以提供重組資訊至該解碼單元。該重組單元較佳適用以指定輔助可靠度因數至該接收輔助碼字元部份,其係被設定至高(更明確地說,最大)值。因此,該輔助碼字元部份的可靠度(通常)係高於個別基本碼字元部份的可靠度,及該解碼器適用以將該等可靠度在該額外解碼步驟中列入考慮。
為了確保單播發射器及資料儲存器知道要求哪些資訊,單播要求單元較佳適用以包含碼字元識別資訊於輔助碼字元部份的要求中,該碼字元識別資訊識別在接收器輸入資料串流中之錯誤解碼的碼字元。通常,任何類型的特有指明要求資訊的識別資訊之可以使用於此目的。在較佳實施例中,該識別資訊為位址資訊,其指明錯誤解碼碼字元的位址。例如,該單播要求單元適用以包含訊框指示碼、資料方塊指示、同步資訊或計數器,更明確地說,在依據DVB廣播系統之接收器輸入資料串流中之ISSY欄及實體層管(PLP)識別碼,作為進入該要求中之碼字元位址資訊。
此碼字元識別資訊的實施例中,有可能接收器包含對該單播發射器要求錯誤解碼碼字元,其然後被使用以將之與儲存在資料儲存器中之碼字元或碼字元部份相關,用以找出正確碼字元或碼字元部份,其然後被送回到接收器,以用於該額外(改良)解碼步驟。
再者,在一實施例中,假設這些實體參數也被儲存於資料儲存器時,也可能使用用於該識別的廣播資料串流的實體參數。例如,除了PLP識別碼外,碼字元的訊框索引(DVB-T2文中之FRAME_IDX)及(依據DVB-T2標準的§8.3.6.2)碼字元的第一格的格位址可以識別該碼字元。
再者,在一實施例中,有可能建立分開的識別碼,用以識別該等碼字元。例如,分開計數器可以建立並用以特有地定址為廣播發射器所廣播的資料串流內的碼字元及用以於資料儲存器儲存用於碼字元的對應資料(例如輔助碼字元部份)。因此,當由資料儲存器要求輔助碼字元部份時,該接收器可以使用此計數器以特有地指示其所需之哪一輔助碼字元部份。此計數器可以然後被用以由該資料儲存器中選擇及檢索正確輔助碼字元部份(或用於產生它的資料)。
通常,例如在廣播系統的系統操作員的控制下,發射器具有自由以只對選定發射器輸入資料串流施加對要求的接收器提供增量冗餘的想法,但通常,不必將之施加至所有發射器輸入資料串流上。例如,系統操作員可以決定施加此想法至準備為固定接收器及行動接收器所接收之資料串流,同時,對於其他通常只為固定接收器所接收之資料串流,依據本發明不必產生及發射輔助碼字元部份。
較佳地,本發明係應用至非即時資料的廣播,即通常不為接收器所即時播放的資料廣播,而是在使用者在後續任何時間中要求播放之前(“按下視訊要求”)被緩衝於接收器中。在此一應用中,當解碼錯誤時,取得及使用任何輔助碼字元部份的等待時間並未對使用者造成任何不便。
再者,如上所述,如果資料儲存器為單播系統的一部份及適用以由廣播發射器之高可靠接收廣播資料,例如,對廣播發射器天線的視線連接,則增量冗餘的服務可以為單播系統操作者所提供,藉以提供一種超值服務給其使用者。
如上所述,本發明之一態樣稱為資料傳輸系統。在資料儲存器中,由輸入資料字元依據第二碼產生之輔助碼字元部份可以被儲存,使得它們可以被在要求時被傳送至接收器。在另一實施例中,在資料儲存器中,輸入資料字元被儲存,如果要求相對應輔助碼字元部份,則其必須在傳輸前被編碼。因此,在較佳實施例中,該系統更包含輔助編碼器,適用以錯誤校正編碼自該資料儲存器檢索的輸入資料成為該輔助碼字元部份。
圖1顯示依據本發明之資料傳輸系統的示意方塊圖。該系統包含:用以廣播資料的廣播發射器10;用以接收為該廣播發射器10所廣播之資料的接收器50;用以在單播系統中發射資料的單播發射器100;及用以儲存自廣播發射器10接收的資料的資料儲存器150。如以下所詳細解釋,接收器50並不只能接收為該廣播發射器10所廣播的資料,而是,在某範圍內,能與單播發射器100相通訊,以具有雙向通訊並且,單播發射器100能具有與資料儲存器150之雙向通訊。在特定實施例中,額外輔助編碼器160更提供用以在傳送至單播發射器100前編碼資料。在以下中,各種資料傳輸系統的單元將分開解釋,以顯示依據本發明提議的功能與相關性。
在此資料傳輸系統中,廣播發射器10及接收器50與其間之鏈結200係為廣播系統的一部份,例如,依據任何DVB標準的視訊廣播系統,特別是無線廣播系統。單播發射器100及接收器50與其間之鏈結300係單播系統的一部份,例如,依據任何通訊系統標準的通訊系統,特別是無線通訊系統。
於廣播發射器10與資料儲存器150間之鏈結400可以為廣播系統的一部份,使得予以儲存於資料儲存器150中之資料係由廣播信號為資料儲存器150所取得。或者,此鏈結400也可以為由廣播發射器10至資料儲存器150的分開傳輸通道,例如有線或無線傳輸鏈結所建立,其可以例如為安排在廣播發射器10旁的伺服器。
在單播發射器100與資料儲存器150間之鏈結500及輔助編碼器160與單播發射器100間之鏈結600可以為單播系統的一部份,使得單播發射器100經由與用以與接收器50通訊的相同單播系統與資料儲存器150及輔助編碼器160通訊。於資料儲存器150、輔助編碼器160及/或單播發射器100間之鏈結500、600及/或700可以藉由任何傳輸手段建立。較佳地,輔助編碼器160係被安排接近資料儲存器150,使得有線傳輸線為有利解決方案。然而,輔助編碼器160也可以為單播系統的一部份或甚至單播發射器100的一部份。
圖2顯示用於示於圖1中之資料傳輸系統中之廣播發射器10的例示方塊圖。此一廣播發射器10可以例如為編碼OFDM(COFDM)發射器,其可以用以依據其中可以使用本發明之DVB-T2(或將來之DVB-NGH)標準發射視訊 影像及音訊信號。予以為廣播發射器10所發射之資料大致被提供為至少一發射器輸入資料串流I1、I2,...In,該資料串流係大致被分段為輸入資料字元。該發射器輸入資料串流I1,I2,...In可以為一或更多(例如MPEG-2)傳送串流及/或一或更多同屬串流,及該資料可以被攜帶於其中,在個別實體層管PLP中。
由其中可以對發射器輸入資料串流I1,I2,...In執行一些輸入處理,例如CRC(循環冗餘檢查)編碼、BB(基頻帶)信頭插入、補貼插入及BB擾頻的資料輸入12,輸入資料係被提供給編碼器14,其中發射器輸入資料串流I1,I2,...In的輸入資料字元係被編碼為碼字元,將如以下所更詳細解釋。對於編碼器14,編碼資料然後被提供給資料映圖器16,用以映圖所產生碼字元成為發射器輸出資料串流O的訊框,其然後為發射器單元18所輸出。通常(但並不強制),調變器17係被提供用以在輸出及傳輸之前調變資料。
圖3描繪該廣播發射器10的編碼器14的第一實施例141。該編碼器14的實施例141包含兩分支,即兩編碼單元20、30,其被饋送有在DVB本文中稱為實體層管(PLP)的發射器輸入資料串流I1。除了時間內插器27、37之外,處理較佳被執行於固定訊框層次上。在以下被看為一例子的發射器輸入資料串流I1的輸入訊框係在DVB本文被表示為BB訊框。
在此實施例中之第一編碼單元20,即上分支對應於DVB-T2標準(ETSI EN 302 755 V1.1.1(2009-09)“數位視訊廣播(DVB);用於第二代數位地面電視廣播系統(DVB-T2)的成框結構通道編碼及調變”所述之位元內插之調變(BICM)鏈。因此,其包含用於後續LDPC編碼的FEC編碼方塊21、位元內插器22、解多工器23,用以解多工位元為格、星座映圖器24,用以依據格雷映圖,將格映圖至星座;用以星座旋轉及循環Q延遲的單元25、格內插器26及時間內插器27。這些單元21至27的功能與操作大致為已知,並例如描述於DVB-T2標準中,其係併入作為參考,使得於此不必作進一步解釋。
第二編碼單元30,即下分支在此實施例中也設有發射器輸入資料串流I1。FEC編碼方塊31通常係與第一編碼單元20的FEC編碼方塊21不同。雖然上述FEC編碼方塊21附於LDPC碼字元的輸入資料字元同位位元,該LDPC同位立元係大致於此被稱為第一碼的基本同位部份,該FEC編碼方塊31產生額外冗餘,以增加整個通道碼的堅固性,該整個通道碼參考來自該FEC編碼方塊21與FEC編碼方塊31的冗餘。換句話說,FEC編碼方塊31產生輔助同位位元,其除了基本同位位元外,也可以為接收器50所使用,以解碼接收之碼字元,並將如以下所詳述。
連續方塊32至37可以大致與方塊22至27相同,因此,可以採用來自DVB-T2標準,但也可以依據特定環境及第二編碼單元30的需求調整。時間內插器37的應用為選用的,因為只在一訊框的輔助同位位元內應用時間內插已經含蓋在格內插器36之內。然而,應用時間內插器於一個以上之輔助同位資料訊框允許更多時間分集(diversity)。
在此實施例中,兩FEC編碼方塊21,31的輸入係相同,明確地說,輸入資料串流I1*,其實質對應於發射器輸入資料串流,但其中BCH碼字元(如同為DVB技術中所知)的同位位元已經為BCH編碼器40所加入輸入資料字元(DVB文中之BB訊框)。因此,在FEC編碼器21及31中執行進一步編碼之前,輸入資料串流I1已經為BCH碼所編碼。然而,應注意編碼器40大致上並不是本發明之主要元件。在某些應用中,編碼器40可以完全省略,可以為不同編碼器所替換或者此啟始編碼器可以為執行在編碼器21及31中之編碼的一部份。
再者,應注意的是,以下大致稱其為同位“位元”及輸入資料“位元”。然而,相同想法也可以使用同位“位元組”及輸入資料“位元組”,或者,通常為同位“符號”及輸入資料“符號”。
第一編碼單元20的輸出係被前向饋至資料映圖器16,大致包含一訊框建立器,及選用地,OFDM產生器。資料映圖器16及OFDM產生器可以大致依據DVB-2標準操作,其特別顯示這些方塊的實施例。然而,為了映圖第一編碼單元20的輸出,各種實施例將存在,其也將如下所詳細解釋。
藉由圖4,執行於FEC編碼方塊21及31中之編碼應更詳細解釋。圖4A顯示第一碼字元Z1,其係為FEC編碼方塊21的輸出。該第一編碼器Z1包含資料部份D,其大致對應於FEC編碼方塊21的輸入資料字元,並且,依據此實施例,其包含k輸入資料位元s1 ,s2 ,...sk ,及基本同位部份Pb在此實施例中包含m同位位元p1 ,p2 ,...pm 。此第一碼字元Z1大致在DVB-T2文中對應於屬於具有碼率R1 =k/(k+m)的碼C1 的LDPC碼字元,其中k為系統位元(輸入資料位元)s的量及m為基本同位位元p的量。藉由使用這些碼位元,特別是固定接收器及/或不為太多干擾所影響的行動接收器的接收器50可以解碼在其中編碼之輸入資料。
示於圖4B中之第二碼字元Z2屬於低碼率R2 =k/(k+m+v)<R1 的第二碼C2 。除了資料部份D與基本同位部份Pb外,該第二碼字元Z2包含v輔助同位位元i1 ,i2 ,...iv 的輔助同位部份Pa。例如於傳輸錯誤,解碼錯誤,及/或解碼的不足品質時,該輔助同位部份Pa可以為接收器50所使用作為除了用以解碼之碼字元Z1外的增量冗餘。因此,如果第一碼字元Z1在接收器50不能正確解碼,則除了第一碼字元Z1外,一些或所有輔助同位位元i1 ,i2 ,...iv 可以使用以解碼,以增加正確及無誤(或至少增加編碼品質)解碼的或然率。為了此目的,(部份或所有)輔助同位部份Pa可以額外地為接收器50所要求並使用,這將如下所詳細解釋。
因此,碼字元Z1及(第二碼字元Z2的)輔助同位部份Pa的組合也可以被視為“總”碼的“總”碼字元,其具有較碼字元Z1的第一碼為低之碼率,即碼字元Z1可以視為此“總”碼字元的基本碼字元部份B及輔助同位部份Pa可以視為此“總”碼字元的輔助同位部份A。於此,圖4所示之實施例中,此“總”碼字元係與碼字元Z2相同。然而,這對於以下所示之所有實施例並不全然如此。
在DVB-T2的文中,至編碼器14的發射器輸入資料串流係大致分段為稱為BB訊框的多數訊框,其包含如圖5所例示之Kbch 位元。為BCH編碼器40及第一編碼方塊21所即依據DVB-T2標準執行編碼所產生之第一碼字元Z1(此文中)係示意描繪於圖6中。此碼字元係為標準FEC碼字元,其包含(系統)輸入資料部份,其本身由Kbch 位元,隨後之BCH編碼器的Nbch -Kbch 同位位元,隨後之LDPC編碼器的Nldpc -Kldpc 同位位元。總共,此碼字元包含Nldpc 位元。因此,此基本LDPC碼具有Rc =Kldpc /Nldpc 的碼率。參考圖4及5所提供之上述解釋,Kldp c對應於k(即部份BBFRAME及BCHFEC係被視為輸入資料字元D)及Nldpc 對應於k+m(即部份LDPCFEC被視為基本同位部份Pb)。
第二編碼方塊31根據其輸入計算用以作為增量冗餘之輔助同位位元,該輸入係與FEC編碼方塊21的輸入相同。通常,這些為v輔助同位位元,其可以被分區成q次部份。此第k個次部份長度為v(k) 。因此,以下為真:
v ( k ) =v
如果來自第一x次部份的位元然後被附至為第一編碼單元20所產生之第一基本碼字元(Z1)並為接收器50(在要求下)所接收及評估,因此“總”碼的輔助碼(Z3*)被產生,其以下式之整體碼率Rc *自編碼器導源:
這係小於Rc ,表示整個碼更強力。
圖7顯示依據此實施例之為第二FEC編碼方塊31所產生之碼字元Z2(在DVB-T2本文中)的實施例,其也包含BCH及LDPC編碼,但額外產生用於在需要時在接收器50的增量冗餘的v輔助同位位元。
例如已知LDPC碼的額外LDPC同位位元的產生以及其使用作為增量冗餘係為例如由Kim J.等人於2006年七月9至14日的ISIT2006西雅圖之“用於增量冗餘混合ARQ系統的率相容非例行規則LDPC碼的設計”所知。顯示此“延伸”碼及其產生的圖係如圖8所示。其中,顯示基本碼字元B及輔助同位部份A的各個位元係如何由其他產生,更明確地說,藉由使用模數-2單元45由在碼字元中之所有“先前”位元產生。此產生碼字元的方式確保解碼器可以只藉由使用基本碼字元部份B或額外使用輔助同位部份A的一或更多輔助同位位元解碼一碼字元。
再者,將解釋資料映圖器16的實施例。資料映圖器16將為第一編碼單元20以任何方式所產生之第一碼字元(通常基本碼字元部份B)映圖至發射器輸出資料串流O的訊框。換句話說,使用來自圖3的用語,對於各個輸入資料字元,對應資料部份D及基本同位部份Pb係被映圖至發射器輸出資料串流O。此一映圖結構的特定實施例將參考圖9及10加以顯示。當然,也可以使用其他映圖結構,例如,新定義或任意映圖結構。
圖9顯示依據DVB-T2標準施加之成框結構。更明確地說,依據DVB-T2,超分框結構被應用,其中各個超訊框係被細分為T2訊框的多數。在各個預定數量的連續T2訊框後,FEF部(未來延伸訊框部)被插入作未來使用。這也被示意顯示於圖10所示之資料串流結構中。當施加此一成框結構於發射器10中時,資料映圖器16被適用於一實施例中,使得資料部份及也可以視為基本碼字元部份B的碼字元基本同位部份以及在此實施例中之基本碼字元Z1(見圖4A)被映圖至T2訊框。此映圖提供的優點為依據DVB-T2標準中之傳統接收器如常地估計在T2訊框中發射的資料。例如,依據將來DVB-NGH標準(其可以額外或只使用儲存於FEF部中之資料)的行動接收器,其解碼能力也經常為干擾所影響,並也可以存取T2訊框及在第一步驟中解碼內藏於其中之碼字元。然而,另外,更明確地說,在由該處造成之干擾及解碼錯誤時,此行動接收器可能要求額外冗餘(特別是輔助同位資料)及在第二步驟中,使用用以解碼之部份或所有輔助同位資料,在對應T2訊框中接收的碼字元,也將如下所更詳細解釋。較佳地,本發明可以應用至非即時資料之廣播,這些資料係被緩衝於接收器中,作隨後使用。
依據資料映圖器16的另一實施例,為行動接收器解碼所需之所有資料係被傳送於FEF部中,即,包含資料部份D及基本同位部份Pb的基本碼字元係被映圖至FET部。因此,此行動接收器忽略包含在T2訊框中之資料,這些訊框係只為固定接收器所存取,更明確地說,依據DVB-T2標準之接收器所存取。
當然,也有可能有其他實施例之資料映圖器16。為發射器10所應用之成框結構也可以完全與如圖9及10所示之依據DVB-T2標準所用之成框結構不同。通常,例如新建立成框結構的任何成框結構可以被應用,只要接收器能事先檢測及知道何處去尋找資料部份及基本同位部份。再者,在實施例中,並不需要BCH及LDPC編碼,但也可以應用其他碼(即,其他FEC碼)。
以示於圖3之編碼器14的實施例141,即具有兩編碼單元20,30,較佳地,第二編碼單元30的輸出,即完整碼字元Z2或只有其輔助碼字元部份A被儲存於資料儲存器150中,如果接收器50要求供作後續使用。依據編碼器14的實施例141,因為碼字元Z2更進一步處理於編碼單元30中,如同碼字元Z1(於編碼單元20中),所以,其可以為廣播所傳送至資料儲存器150(或至多數資料儲存器150)。例如,分開傳輸串流可以被產生及廣播並只為這些資料儲存器150所接收。因為資料儲存器150通常為固定的,所以相較於移動接收器的接收,廣播資料大致安全接收並未(大受)干擾,使得這些資料可以被認為高可靠度。
在如圖11所描繪的替代實施例142中,編碼單元30a只包含FEC編碼器31,用以產生碼字元Z2(或分別只產生輔助碼字元部份A或輔助同位部份Pa)。在此時,編碼單元30a之輸出資料並未為廣播所傳送至資料儲存器150,而是經由不同通道,即透過連接至廣播發射器10及資料儲存器150的有線連接而傳送。在此時,為資料儲存器150所接收的資料可以被認為是高度可靠的。
在圖12中描繪的編碼器14的另一實施例143中,只有單一編碼單元20被設置用以產生基本碼字元部份B,即,只包含資料部份D及基本同位部份Pb。在此時,輔助碼字元部份A並未為廣播發射器10所產生,更明確地說,其編碼器14,但通常資料部份D及/或基本碼字元部份B被儲存於資料儲存器150中。因此,如果輔助碼字元部份A隨後為接收器50所要求,則此輔助碼字元部份A必須由儲存資料部份D或儲存基本碼字元部份B立即產生,並將解釋如下。於此,對於立即產生輔助碼字元部份,較佳使用儲存基本碼字元部份B,因為如果這些部份被累積以取得“總”碼字元(如同所常見(見DVB-T2標準之§6.1.2.1),此經常需要較短時間。
以此實施例,較佳地該資料儲存器150包含(固定)廣播接收器,用以接收廣播資料,即為與其他所有廣播接收器所接收一樣的資料,如圖1中之接收器50所示。因為資料儲存器的接收器為固定的,所以資料可以可靠地接收。資料儲存器150然後具有各種選項以儲存資料。
第一選項為以資料被接收的方式儲存所接收資料於資料儲存器150中,即沒有進一步處理。取決於個別實施例,所接收資料可以為輸入資料字元D、基本碼字元部份B及/或輔助碼字元部份A。如果隨後輔助碼字元部份A被要求,則其被立即由儲存輸入資料字元D產生及/或所儲存基本碼字元部份B藉由編碼,例如藉由使用輔助編碼器160產生,或者,如果已經儲存於其中,則由資料儲存器150檢索並透過單播系統傳送至要求接收器。
第二選項為首先解碼所接收資料,即檢索輸入資料字元D,然後只儲存輸入資料字元D。再者,如果隨後對應輔助碼字元部份A被要求,則立即藉由編碼,例如使用輔助編碼器160由所儲存輸入資料字元D產生。或者,解碼輸入資料字元D可以被編碼以產生基本碼字元部份B及/或輔助碼字元部份A,這然後可以儲存於資料儲存器150中。
第三選項為例如藉由使用輔助編碼器160直接編碼所接收資料以產生輔助資料部份A及儲存該輔助資料部份A於資料儲存器150中。這節省時間,因為當隨後輔助資料部份A為接收器50所要求時,不必立即有編碼的編碼步驟,但可以直接提供迅速可用之輔助資料部份A。然而,此選項在資料儲存器150中需要更多儲存空間。
在另一實施例中,單一編碼單元20可以更適用以產生完整碼字元Z2,如圖4B所示。不只如此,然後只有基本碼字元部份B被廣播發射器10所發射,同時,輔助碼字元部份A被分離、並傳送至資料儲存器150並儲存於其中。
如圖1所示,資料輸入12可以不只適用以接收單一發射器輸入資料串流,同時,也大致可以接收數量n的發射器輸入資料串流,例如,數量n的實體層管。然而,在此一例子中,編碼器14可以適用以選擇是否發射器輸入資料串流被如常編碼,即依據基本碼而不必產生任何輔助同位資料地編碼,或者,是否將應用具有較低碼率之另一碼及應產生輔助同位資料作為用以要求的接收器之增量冗餘。也有可能具有不同(例如漸減)碼率之各種碼可用以為編碼器所應用,使得甚至兩個以上之可能性存在。應用哪一碼及哪一碼率可以例如為發射器的操作者或廣播通道的擁有者所規定。但碼的選擇也可以取決於予以發射之資料類型而定。例如,音訊資料可以編碼為較視訊資料為高的碼率,使得只對視訊資料產生此輔助同位資料或反之亦然。另一例子中,當觀看新聞時,任何解碼錯誤為可接受,但當觀看電影時,可能不能接受,因此,可提供產生及發射輔助同位資料的選項。
編碼器14的另一實施例144係顯示於圖13。該編碼器144係適用以使得其除了資料部份D及基本同位部份Pb外,產生兩或更多輔助同位次部份Pa1、Pa2、Pa3,因此,形成碼字元Z3。因此,相較於碼字元Z2及Z3,碼字元Z3的輔助同位次部份Pa1,Pa2,Pa3可以被看成為碼字元Z2的輔助同位部份Pa的分段,具有總數相同內容,雖然大致上,輔助同位次部份Pa2及Pa3也可以為除了輔助同位部份Pa1以外之額外輔助同位部份,其(單獨)對應於輔助同位部份Pa。然而,應注意的是,示於圖3、11、12的編碼器14的其他實施例141、142、143通常除了資料字元D及基本同位部份Pb外,能產生兩或更多輔助同位次部份Pa1,Pa2,Pa3(而不是單一輔助同位部份Pa)。
這些輔助同位次部份Pa1,Pa2,Pa3係被產生,使得它們可以逐步地為解碼器所使用為增量冗餘。換句話說,通常,有可能只使用資料部份D及基本同位部份Pb(即基本碼字元部份),解碼碼字元。如果此解碼失敗,則除了解碼外可以要求並使用第一輔助同位次部份Pa1(即輔助碼字元部份的一部份)。如果再次失敗(或提供不足品質),則也可以加入第二輔助同位次部份Pa2並以此類推。
所有輔助同位次部份Pa1,Pa2,Pa3可以被儲存在資料儲存器150中。然而,也可能並有利地只儲存資料部份D(或基本碼字元部份B)於資料儲存器150中並於接收器50要求時,逐步地產生及發射輔助同位次部份Pa1,Pa2,Pa3。
圖14顯示依據本發明之資料儲存器150的實施例。在此實施例中,資料儲存器150係被實施為一種具有數量x的可分開定址之緩衝器單元153的查看表(或緩衝器),各個緩衝器單元153包含位址欄151及資料欄152。在位址欄151中,例如位址欄AD1中,位址資訊被儲存,其中儲存於指定資料欄152中之例如輸入資料字元D1的資料被特有地指出,即,這使得單播發射器100自資料儲存器150檢索為接收器50所要求之正確資料。
資料儲存器150可以被實施為一種FIFO(先進先出)緩衝器,因為資料只需要被儲存一些時間。如果期待不會有要求自接收器發出以取得特定輔助碼字元部份(例如,因為廣播時間,原始資料已經夠長或者已有些時間變成“無效”,所以更新或不再更新,例如廣播已經廣播過的舊聞),則儲存於資料儲存器150中之對應資料可以被刪除。因此,通常一時間限制被決定以刪除或持續儲存於資料儲存器150中之特定資料。
再者,在一實施例中,如果儲存於資料儲存器中之資料已經被一或更多接收器要求透過單播系統傳輸,這可以表示解碼錯誤出現及在廣播中有傳輸錯誤,使得儲存於資料儲存器中之對應輔助碼字元部份被保持於其中而未被刪除,因為其他接收器可能隨後要求它們。然而,通常,只有某數量的緩衝器單元需要被設在資料儲存器150中。
如圖14所示,如果輸入資料字元D(及/或基本碼字元部份B)被儲存於資料儲存器150中,一分開輔助編碼器160(見圖1)被額外設於資料傳輸系統中,用以由儲存於資料儲存器150中之個別輸入資料字元D產生要求之輔助碼字元部份A。然而,在替代實施例中,不同於輸入資料字元D,為廣播發射器10所廣播的碼字元的複製或輔助碼字元部份A(見例如圖4B)可以被儲存於資料儲存器150中,使得,在後者中,在資料傳輸系統中並不需要額外輔助編碼器160,以在資料儲存器150中之較大儲存空間的成本下,降低予以在輔助編碼器160中執行之計算數量。
圖15顯示依據本發明之接收器50的示意方塊圖,用於如圖1所示之資料傳輸系統中。在有錯誤或低品質解碼時,接收器50係特別適用以要求輔助同位部份(通常,輔助碼字元部份)為增量冗餘。
接收器50包含資料輸入52,用以接收接收器輸入資料串流O’,其大致對應於已經被發射器10所傳送於廣播系統的廣播通道的發射器輸出資料串流O,並因此可以為出現在此一廣播系統中之干擾所影響,特別是當使用行動接收器時,這是為在接收器上之本發明之主要應用。
選用地,解調變器53係被設置與發射器10的(選用)調變器17共相關,用以解調所接收之接收器資料輸入串流O’。解映圖器54解映圓(選用地解調)接收器資料輸入串流O’,特別是至少資料部份及碼字元的基本同位部份(即基本碼字元部份)被映圖至接收器資料輸入串流O’,並將如下所詳細解釋。解碼器56然後依據為發射器10的編碼器14所應用之相同碼,藉由使用基本碼字元部份而解碼這些碼字元。當特別是行動接收器時,例如由於移動接收器的高速度時,嚴重干擾可能出現,一檢查單元58被設在接收器50上,以藉由檢查單元58檢查是否解碼已經正確及/或具有足夠品質及/或低於容許錯誤位準,並將如下所解釋。如果解碼沒有錯誤或具有足夠品質,則解碼資料被提供至輸出單元60。其輸出可能為一或更多接收器輸出資料串流I1’,I2’,...In’,這應儘可能地對應於發射器輸入資料串流I1,I2,...In。然而,如果為檢查單元58的檢查顯示解碼有錯誤或解碼資料不足品質,並將例如造成吵雜接收器輸出信號(例如電影的不足圖片品質),則由檢查單元58提供側迴路62給單播要求單元64,以要求輔助同位部份(通常,輔助碼字元部份)(完全或部份地),以改良解碼品質。
因此,在此一情況下,單播要求單元64經由單播系統發射要求R,即經由資料傳輸系統之單播發射器100,以取得對應輔助同位部份(完全或部份),用於來自資料儲存器150之錯誤解碼碼字元。要求R包含至少錯誤碼字元的識別資訊。同時,解碼該碼字元(或碼字元C’本身)的解碼結果C”被儲存於緩衝器(通常,資料記憶體單元)66中。要求輔助碼字元部份A’(或至少其一部份或可以在額外解碼步驟中被使用作為增量冗餘的另一輔助同位資料,即己經藉由使用相同碼加以產生者)係為單播接收器68所接收。藉由使用此額外冗餘及儲存於緩衝器66中之資料,重組器69將重組這些資料,使得解碼器56將再次解碼所接收之碼字元,但現在應用具有較低碼率之碼,這因此,對干擾具有較高堅固性。因此,將較以前有高似然的解碼品質。
隨後,再次為檢查單元58所檢查是否解碼已無錯誤或具有足夠品質,如果否,則可以要求輔助同位部份的另一部份並用於另一疊代的解碼。另一方面,如果碼字元的完整輔助同位部份被完全使用以解碼,該檢查也可以省略及解碼資料可以直接輸出。
較佳地,自單播要求單元64發射的要求R包含只有一指示哪一輔助碼字元部份被要求。然而,來自檢查單元58的估計值E也被包含於要求R中,表示完成該碼字元的較佳解碼所需之增量冗餘的量。因此,根據該估計值E,完整輔助碼字元部份並不必然需要被檢索並經由單播系統傳送,只有為該估計值E所發出的量需要被傳送,因此,節省頻寬及傳輸時間(及,如果輔助同位部份必須在輔助編碼器160中立即被產生,也節省了編碼所需之時間)。
再者,用以特有地指明(或定址)要求資料的識別(或位址)資訊大致被包含在要求R中。有關於碼字元的定址,在DVB本文中,各個實體層管(PLP)可以選用地使用輸入串流同步化(ISSY)欄,其係被傳送於各個BB訊框中之BB信頭(在高效模式(HEM)中)或在各個使用者封包後附加,其係為傳輸串流的最小單位(在正常模式(NM)中)。此ISSY欄主要想要確保系統的固定之端對端延遲。該ISSY欄(或更準確地說,包含ISCR=輸入串流參考欄)在相關輸入封包被處理時,承載計數器的15或22LSB。計數器為輸入頻率RS=1/T所計時脈,其中T為例如7/64μs(細節見DVB-T2標準的附錄C[ETSI EN 302 755]。
除了產生固定端對端延遲的主要目的外,也可以用以指明經由單播發射器100要求之資料(較佳地,除了PLP識別碼外)。因此,在一實施例中,單播要求單元64在毀壞部份前後,要求在特定PLP的可全解碼BB訊框之ISCR時戳間傳輸輔助同位資料。在接收器內的資料遺失或毀壞的檢測通常只藉由ISCR為不可能。然而,當資料的位置及長度也在層1發信中被發出,則此工作為可能。
作為另一選用,也有可能使用計數器,以計數PLP的各個BB訊框的一值,而不是使用ISCR計數器。再者,也可能使用此機制在比BB訊框為小之實體上。一可能性為例如MAC位址的應用。計數器然後上數MAC位址的各個資料部份。如果有一部份遺失,則接收器可以要求此部份再傳送。
類似於發射器10的編碼器14,其中存在有接收器50的各種解碼器56實施例。解碼器56的第一實施例561係示意描繪於圖16中。依據此實施例,解碼器561包含第一解碼單元70及第二解碼單元80,類似於圖11所繪之編碼器14的實施例142。再者,額外解碼器90(例如BCH解碼器)係被提供用以BCH解碼解碼器561的輸出,如果在廣播系統中所用之對應發射器應用BCH編碼步驟。第一解碼單元70大致對應於依據DVB-T2標準用於接收器中之解碼單元。其包含時間內插器71、格解內插器72、循環延遲移除器73、星座解映圖器74、位元解內插器75及第一LDPC解碼方塊76。此一解碼器係例如在DVB文件A133中所詳述,2009年2月“用於第二代數位地面電視廣播系統(DVB-T2)的實施準則”,其於此併入作為參考。此第一解碼單元70因此被由接收的接收器輸入資料串流O’提供有資料部份D’及為解映圖器54所解映圖之基本同位部份Pb’(通常基本碼字元部份B’)並如常地解碼這些碼字元。
另外,在解碼器56的此實施例561中,第二解碼單元80係設有第二解碼方塊86,其功能大致與第一解碼方塊76相同。然而,第二解碼單元80係被提供有重組單元69的輸出,即,除了資料部份D’及基本同位部份Pb’外(即碼字元C,作為輸入至解碼器56)或者,除了第一解碼單元70的輸出C”外,具有接收額外輔助同位部份Pa’(通常輔助碼字元部份A’)(完整或部份)用以使用該輔助同位部份Pa’作為冗餘資訊,以具有高可靠度解碼碼字元。因此,第二解碼單元80只在需要時變成作動,即在檢查單元58已經找出例行解碼已經有錯誤及如果已經接收輔助同位資料時,才變成作動。
如圖17所例示描繪解碼器56的另一實施例562,其只包含單一解碼單元70a,包含有單一解碼方塊76a,其能依據第一碼(具有較高碼率)只根據資料部份D,及基本同位部份Pb’解碼碼字元,如有需要及要求,根據第二碼(具有較低碼率)使用輔助同位部份Pa’(部份或所有)冗餘資訊解碼碼字元。例如,在DVB-T2接收器中提供的標準LDPC解碼器在其輸入接收一(被干擾通道的)碼字元,並有關於碼字元的碼率及長度的發信資訊(即16200或64800位元)。根據發信資訊,其根據該特定碼實現應用適當解碼演算法(典型地,所謂疊代信息傳送)並輸出資料部份的估計值。
同樣也應用包含在解碼器56中之延伸LDPC解碼器中,尤其,延伸LDPC解碼器76/76a及86,其除了接收輔助碼字元部份外,尤其接收輔助同位位元。輔助位元的數量大致除了基本碼字元部份的應用碼率及長度外發信給解碼器。給定這些參數,則解碼器56根據延伸(或“總”)碼應用適當的解碼演算法。
同屬LDPC解碼器具有接收碼字元(有或沒有額外同位位元)及有關碼率與碼字元長度的發信資訊作為輸入。另外,後者為單播接收器單元68及/或重組單元69所隱含更新,其發信是否(及多少)輔助同位位元已經被接收及附加。依據本發明,在解碼器56中之LDPC解碼器可以在(接收)碼字元C’的各個碼位元輸出其估計值,即在碼字元C’上之估計值C”。較佳地,位元態估計值係以對數似然比(LLR)表示,其為軟資訊,其大小反映估計值的可靠度。
如果檢查單元58決定估計值C”可能為發射碼字元C,則其輸出資料部份D’的(硬決定)估計值並設定旗標S為1,這對應於一解碼成功。否則,S=0,則發信給單播要求單元64以啟始輔助同位位元(如果仍有的話)的要求。如上所述,來自檢查單元58的指示碼E係選用的並給出仍需要多少額外輔助同位次部份的估計值。當E>1時,來自單播要求64的要求R也包含該估計值E。
解碼成功(S=1)的準則為:
a)在允許解碼器處理步驟的最大數量內(典型施加疊代的最大量),找出有效碼字元C”(在硬決定後)。
b)資料部份D’的估計值(可以由估計值C”推演,或甚至當系統碼(如同於DVB-T2)包含於C”中)可以為BCH解碼器所解碼。注意,BCH解碼器也具有一些錯誤檢測的能力。
c)在BCH解碼後,串流I1’應對應於BB訊框,其信頭(BB信頭)為CRC所保護。如果檢查成功,則整個BB訊框為正確的似然增加。
d)較佳地,所有LLR(對數似然比)的可靠度係為檢查單元58所檢查。這可以藉由將屬於碼字元的所有LLR大小平均完成。如果此平均大於某一臨限(其取決於該碼並必須被定義),則很可能解碼成功。
如果S=0,則最後準則d)也可以提供(解碼後)碼字元多可靠的估計值。假設以下輔助碼部份具有與前一碼字元類似品質,則估計值E可以被完成有關需要多少額外部份以成功解碼。
應注意的是,有兩種組合先前碼字元(其中解碼器並不能正確解碼)與輔助碼字元部份的方式:
1)儲存先前碼字元,其輸入該解碼器並於其末端附接輔助碼字元部份,或
2)儲存LDPC解碼器56的最終估計值C”(例如在通過最大數量的疊代之後)並於其末端附接輔助碼字元部份。
除了以上解釋實施例外,發射器的解碼器也可以適用使得輔助同位部份(通常,輔助碼字元部份)可以不(只)包含“真實”同位資訊,也可以包含“基本”碼字元的(部份或所有)資訊的重複,即(即基本碼字元部份的)資料部份D及/或基本同位部份Pb的(部份或所有)位元。因此,在很簡單實施例中,輔助同位部份Pa簡單地包含資料部份D及/或基本同位部份Pb的拷貝。如果基本碼字元被干擾,但輔助同位部份未被(或較少)干擾,則這將改良解碼。再者,即使基本碼字元部份及輔助碼字元部份都被干擾,則藉由使用兩部份以解碼該解碼的結果將被改良,例如,藉由應用軟式組合的原理,例如除了輔助碼字元部份外,只藉由使用包含在第二解碼步驟中之碼字元部份,改良在第一解碼步驟中取得之軟式值。
圖18顯示依據本發明之單播發射器100的實施例之示意方塊圖。該單播發射器100較佳為用以在發射器與接收器間直接點對點連接及/或經由單播系統間接接收及發射資料的裝置。此單播系統可以例如一行動通訊系統,例如GSM、UMTS或LTE蜂巢式行動通訊網路,但也可以是無線資料網路,例如WLAN或WiMAX。因此,單播發射器100可以被實施為基地台,其能在此單播系統中發射及接收資料。或者,單播發射器100也可以實施為在單播系統中之分開發射器或中央台。
完成發射與接收資料的一般功能的此單播發射器100的一般元件、系統佈局及功能並未在以下顯示或解釋,因為這些係為本技藝所知並見諸文件,例如,在例如GSM或3GPP標準的相關課本及/或標準中單稱發射器100被用以實施為依據此標準的基地台。再者,以下說明係集中於本發明所必要的額外及/或修改單元及功能。
示於圖18的單播發射器100實施例包含用以自接收器50之單播要求單元64接收單播要求R的單播要求輸入102(見圖15)。如上所解釋,藉由該要求R,單播要求單元64要求輔助碼字元部份A,用於額外解碼步驟中,因為該碼字元的例行解碼已經有錯誤。該單播要求輸入102可以實施於單播發射器100的接收介面中,例如基地台的接收介面中,其因此能接收(及處理)此單播要求R。因此,接收器50的單播要求單元64被適當地適應以使得其能與單播發射器100通訊,特別是要求輸入102通訊。例如,單播要求單元64可以實施為單播發射器100中所常用之傳輸單元,例如,在基地台所用之傳輸單元。
單播發射器100更包含檢索單元104,用以檢索要求資料。更明確地說,檢索單元104適用以依據要求R取得輔助碼字元部份A。為此目的,檢索單元104係能存取資料儲存器150,更明確地說,緩衝器單元153,其中儲存有依據包含在要求R中之位址資訊的資料。這些資料可以直接為輔助碼部份A,其然後為檢索單元104直接由緩衝器單元153讀出。如上所解釋,資料儲存器150也可以儲存對應資料輸入字元D(及/或基本碼字元部份B),其對應於包含在碼字元中之不能被正確解碼的資料輸入字元,使得接收器50為該要求R要求輔助碼字元部份。在此時,輸入資料字元D(及/或基本碼字元部份B)係被傳送至輔助編碼器160,其然後,編碼該資料輸入字元D(及/或基本碼字元部份B),以(如所要求地)取得輔助碼字元部份A,至少其一部份或任何其他資料可以被使用作為輔助碼字元資料,以改良解碼個別碼字元的品質。這些資料,即通常為輔助碼字元部份A然後被由輔助編碼器160傳送至檢索單元104。
於檢索單元104與資料儲存器150(及最後輔助編碼器160)間之鏈結也可以經由單播系統,即使用在任何單播發射器100可通常取得之資料接收及發射手段與功能加以建立。因此,為了完成此鏈結,資料儲存器150(及最後輔助編碼器160)係被提供有適當信號傳輸及接收手段。
取得之輔助碼字元部份A然後被送至單播發射單元106,用以傳輸回到要求接收器50,更明確地說,單播接收器單元68因此被提供有適當功能,以由該單播發射器100接收這些資料。
也有各種實施例以建立儲存於記憶體單元66中之資料與為單播發射器68所接收之資料間之鏈結。一可能性為在單播鏈結300上傳送以IP封包為單位之額外輔助碼字元部份A’。這些輔助碼字元部份A’然後傳送至重組單元69,其將輔助碼字元部份A’的位元轉換為很高信任的LLR(對數似然比)值,例如0->-100及1->100。最後,取輔助碼字元部份A’及儲存於記憶體單元66中之資料作為重組資料執行正常解碼。
應注意的是,通常,單播系統包含用以錯誤校正及檢測的足夠手段及用以確保資料安全接收的使用手段,更明確地說,藉由使用認可及非認可信息。通常,由於所應用錯誤校正及檢測手段,傳送資料可以在此一單播系統中被視為無錯誤。
因此,針對自單播發射器100接收的資料高可靠度,重組器單元69較佳適用以指定輔助可靠度因數至該接收資料,即輔助碼字元部份A’,其係(尤其最大值)高於個別基本碼字元部份B’的可靠度。解碼器56然後將該等可靠度在該額外解碼步驟中列入考量,即該接收輔助碼字元部份A’具有較基本碼字元部份B’及由例行解碼步驟造成之儲存於記憶體單元66中之資料C’或C”為高的可靠度。藉以,解碼能力被顯著改良,因為輔助碼字元部份A’的高可靠度作動為在LDPC解碼器的信息傳送演算法中之開機機制。因此,也將增加其他可靠度。
根據延伸碼的“總”碼字元,額外解碼步驟的解碼成功更似乎為該碼為更有力,該延伸碼具有較基本碼字元的碼為小的碼率。如果解碼器56操作有LLR(對數似然比)及該碼為二進制(碼符號為碼位元),則這些輔助LLR在理論上設定以加/減(取決於該位元的值)無限大,在實務上(在硬體或軟體中)加/減該最大可代表值的倍數。
因此,依據本發明,以下量測法增加解碼成功的似然:
-輔助碼字元部份係可用為增量冗餘;
-輔助碼字元部份係可用為很高可靠度(最可能無錯誤);及
-(選用)額外增量冗餘的量係為檢查單元所估計,使得給定這些額外部份及給定相同通道行為,很可能解碼成功。
在以上中,特別是有關於發射器10,已經顯示各種實施例,特別是資料部份及基本同位部份係如何映圖至發射器輸出資料串流。再者,各種例子已經被有關於發射器輸出資料串流的成框結構而給定。應了解的是,接收器50的資料解映圖器54當然適用以適當地由接收器資料輸入串流解映圖所需資料,即解映圖器54係知道特定成框結構及/或個別資料放置於接收器資料輸入串流的位置。用以由發射器發信此資訊給接收器及/或規定此資訊的已知手法,例如,在一標準中,及用以因此使得發射器及接收器係被大致應用以確保如此。
依據本發明應用之成框結構可以大致適用以與依據現行標準的成框結構一致,例如DVB-T2標準,使得依據此標準之現行接收器也可以接收及處理此等資料串流,即使它們並未使用要求輔助同位資訊作為增量冗餘的能力。然而,成框結構也可以自由地選擇並依據廣播系統的特定需求新建立。
通常,本發明可以應用至所有資料傳輸系統,藉由該系統資料可以傳輸於通道上。例如,本發明可以應用至DVB系統,但也可以用於例如DAB標準所述之如同DAB系統的其他系統(ETS300401“無線廣播系統;數位音訊廣播(DAB)至行動,攜帶及固定接收器”,1997年5月,RE/JPT-00DAB-4)或其他廣播範本(例如MediaFLO),其中資料係被傳送有特有位址。即使,廣播並未發射具有位址的資料,廣播也可以適用以如此作。當然,如果IP封包被以特有MAC位址廣播時,本發明也可應用,而不必改變所發射資料本身。
LTE(長期估計)的本文中,單播要求單元64及單播接收器單元68係為使用者設備(UE)的一部份,例如,依據LTE標準之行動電話,其在上鏈中發射要求R至基地台(在LTE本文中之eNodeB),即單播發射器,經由PUSCH(實體上鏈共享通道)。eNodeB係連接至EPC(演進封包核心網路),其隨後建立至資料儲存器150的連接,例如在網際網路上。要求R及輔助碼字元部份A可以在此一單播系統中發射為UE與eNodeB(在其他例子中參加通訊)間之通訊酬載,通常當UE連接至網際網路以取得特定資料時,使用與正常使用通訊所建立的相同通道。因為所有這些細節係為本技藝所知並在有關LTE(例如J.Wiley&Sons有限公司之H.Holma及A.Toshala之“UMTS-OFDMA及SC-FDMA為主無線存取的LTE”中,其大致佈局係特別被顯示於段落3.2.1或“3GPP TS36.211V.9.0.0(2009-12),第3代夥伴計劃;技術規劃群無線存取網路;演進通用地面無線存取(E-UTRA);實體通道及調變(Release 9)”,使得其被禁止描述所有這些通常已知細節。
在WLAN本文中,單播要求單元64及單播接收器單元68係為裝置的一部份,例如行動電話或PDA的一部份,其具有能力以連接至WLAN路由器,其作為單播發射器。經由WLAN路由器,要求R被透過網際網路送至資料儲存器150及檢索輔助碼字元部份A被送回至接收器50。再次,因為WLAN系統的一般功能及佈局為已知並描述,這些細節並未在此描述。
本發明因此提供有效及容易實施方法,用以改良解碼的可靠度,特別是用於在廣播系統中之行動接收器及非即時應用。當然,本發明並不只完成單一碼字元的改良解碼,同時,也允許整個資料串流的選項。因此,緩衝器資料儲存器係足夠大以儲存大量的輔助資料用於大量碼字元,同時,在接收器中之緩衝器也足夠大用以緩衝不只單一錯誤解碼碼字元(或軟資訊)也可以是一大數。
本發明已經在圖中及前述說明中詳細顯示與描述,但此等顯示與描述只作為例示或範例並不是限制用。本發明並不限於所揭示實施例。其他對所揭示實施例的變化也可以為熟習於本技藝者由圖式,揭露及隨附申請專利範圍之研讀所了解與作用以實施所主張的發明。
在申請專利範圍中,字“包含”並不排除其他元件或步驟,及不定冠詞“a”或“an”並不排除多數。單一元件或其他單元可以實現於申請專利範圍中所述之幾個項目的功能。某些用法被舉出於相互不同依附項並不表示這些用法的組合不能完成有利點。
電腦程式可以儲存/分佈於適當媒體,例如光學儲存媒體或被一起供給有其他硬體或作為硬體一部份的固態媒體,但也可以以其他形式分佈,例如經由網際網路或其他有線或無線通訊系統。
在申請專利範圍中之參考符號應不被建構為限定範圍。
10...廣播發射器
12...資料輸入
14...編碼器
16...資料映圖器
17...調變器
18...發射器單元
20...編碼單元
21...FEC編碼方塊
22...位元內插器
23...解多工器
24...星座映圖器
25...星座旋轉及循環Q-延遲
26...格內插器
27...時間內插器
30...編碼單元
31...FEC編碼方塊
32...位元內插器
33...解多工器
34...星座映圖器
35...星座旋轉及循環Q-延遲
36...格內插器
37...時間內插器
40...BCH編碼器
50...接收器
52...資料輸入
53...解調器
54...解映圖器
56...解碼器
58...檢查單元
60...輸出單元
62...側環
64...單播要求單元
66...緩衝器
68...單播接收器
69...重組器
70...第一解碼單元
71...解內插器
72...格解內插器
73...循環延遲移除器
74...星座解映圖器
75...位元解內插器
76...第一LDPC解碼方塊
80...第二解碼單元
86...第二解碼方塊
90...額外解碼器
100...單播發射器
102...單播要求輸入
104...檢索單元
106...發射器單元
160...輔助編碼器
150...資料儲存器
200...鏈結
300...鏈結
400...鏈結
500...鏈結
600...鏈結
700...鏈結
144...編碼器
70a...單一解碼單元
76a...單一解碼方塊
561...解碼器
153...緩衝器單元
本發明之這些及其他態樣將由參考以下所述之實施例加以了解及詳細解釋。在以下圖中:
圖1顯示依據本發明之資料傳輸系統的示意方塊圖。
圖2為用於此資料傳輸系統中之廣播發射器的實施例之示意方塊圖。
圖3為用於廣播發射器中之第一實施例之編碼器的示意方塊圖。
圖4為依據本發明產生之資料部份、基本同位部份及輔助同位部份。
圖5顯示依據DVB-T2標準之BB訊框的格式。
圖6顯示依據DVB-T2標準的FEC碼字元的格式。
圖7顯示依據本發明之碼字元的格式。
圖8顯示依據本發明之碼字元的位元產生的示意圖。
圖9顯示例示DVB-T2分框結構的示意圖。
圖10顯示在依據DVB-T2標準的超訊框內的T2訊框及FET訊框的配置圖。
圖11顯示用於廣播發射器中之第二實施例編碼器的示意方塊圖。
圖12顯示用於廣播發射器中之第三實施例編碼器的示意方塊圖。
圖13顯示用於廣播發射器中之第四實施例編碼器的示意方塊圖。
圖14顯示用於示於圖1之資料傳輸系統中的資料儲存器的示意方塊圖。
圖15顯示依據本發明之接收器的示意方塊圖。
圖16顯示用於接收器的第一實施例編碼器的示意方塊圖。
圖17顯示用於接收器的第二實施例編碼器的示意方塊圖。
圖18顯示依據本發明之單播發射器的示意方塊圖。
50...接收器
52...資料輸入
53...解調器
54...解映圖器
56...解碼器
58...檢查單元
60...輸出單元
62...側環
64...單播要求單元
66...緩衝器
68...單播接收器
69...重組器
A’...輔助碼字元部份
O’...資料串流
R...要求
S...旗標
E...估計值
I1’,I2’,...In’...接收器輸出資料串流

Claims (17)

  1. 一種接收器,包含:電路,被組態以:接收被分割為訊框的輸入資料串流,各個訊框包括被映圖至該等訊框的碼字元的基本碼字元部份,各個碼字元包含依據第一碼由輸入資料字元產生之該至少一基本碼字元部份;解映圖器來自該接收器輸入資料串流的該等訊框的該基本碼字元部份;以例行解碼步驟,藉由解碼該至少一基本碼字元部份,解碼該等碼字元成為至少一輸出資料串流的輸出資料字元;檢查是否碼字元的例行解碼有錯誤,當碼字元的該例行解碼有錯誤時:估計正確解碼該碼字元所需之增量冗餘的數量;透過單播系統要求輔助碼字元部份,該輔助碼字元部份提供增量冗餘的至少該估計數量,該輔助碼字元部份係為其中的該例行解碼有錯誤的該碼字元;自該單播系統接收該輔助碼字元部份,及藉由使用該輔助碼字元部份,解碼其中該例行解碼有錯誤的該碼字元,及輸出被分割成該解碼輸出資料字元的該至少一接收器輸出資料串流。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之接收器,其中:當字 元碼的該例行解碼為有錯誤時,該電路更組態以自通訊系統、行動通訊系統或無線LAN,要求該輔助字元碼部份,及自該通訊系統、該行動通訊系統或該無線LAN,接收該輔助碼字元部份。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之接收器,其中:該電路更組態以依據DVB廣播系統接收該輸入資料串流。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之接收器,其中該電路更組態以:依據該第一碼解碼來自基本碼字元的該輸入資料字元,該基本碼字元包含該基本碼字元部份;及依據第二碼解碼來自輔助碼字元的該輸入資料字元,該輔助碼字元包含該基本碼字元部份及該輔助碼字元部份的至少之一。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之接收器,其中該電路更組態以:依據該第一碼解碼來自基本碼字元的該輸入資料字元,該基本碼字元包含該基本碼字元部份及依據第二碼解碼來自輔助碼字元的該輸入資料字元,該輔助碼字元包含該基本碼字元部份及該輔助碼字元部份。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之接收器,其中該電路更組態以:當該碼字元的該例行解碼為有錯誤,則逐步地要求該 輔助碼字元部份的次部份用以使用作為增量冗餘。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之接收器,其中該電路更組態以:當該碼字元的該例行解碼有錯誤時,儲存該基本碼字元部份或該例行解碼的解碼結果,直到該輔助碼字元部份透過該單播系統接收為止。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之接收器,其中該電路更組態以重組該輔助碼字元部份與該被儲存之資訊並提供該重組資訊作解碼。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之接收器,其中該電路更組態以:指定輔助可靠度因數至該輔助碼字元部份,其係高於該至少一基本碼字元部份的可靠度,及在該額外解碼步驟中,將該輔助可靠度因數列入考慮。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之接收器,其中該電路更組態以:包含碼字元識別資訊於對輔助碼字元部份的要求中,該碼字元識別資訊指明在該接收器輸入資料串流中之錯誤解碼碼字元。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之接收器,其中該電路更組態以:包含訊框指示碼、資料方塊指示、同步化資訊、計數器,或依據DVB廣播系統的該接收器輸入資料串流的ISSY欄及實體層管識別碼作為在該要求內之碼字 元位址資訊。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之接收器,其中該電路更組態以:施加用以解碼該等碼字元的系統碼,使得該基本碼字元部份包含資料部份,或該輸入資料字元,及基本同位部份,及該輔助碼字元部份包含輔助同位部份。
  13. 一種用以接收資料的接收方法,該方法包含步驟:接收被分段為多數訊框的輸入資料串流,其中各個訊框包含被映圖至該等訊框碼字元(Z1)的基本碼字元部份,各個碼字元包含由輸入資料字元依據第一碼產生的至少一個該基本碼字元部份;解映圖來自該接收器輸入資料串流的該等訊框的該等基本碼字元部份;藉由解碼該至少一個該基本碼字元部份,以在例行解碼中,將該等碼字元解碼為至少一輸出資料串流的輸出資料字元;檢查是否碼字元的該例行解碼有錯誤;當碼字元的該例行解碼有錯誤時:評估正確解碼該碼字元所需的該增量冗餘的數量;透過單播系統要求輔助碼字元部份,其提供該增量冗餘的至少該評估數量,該輔助碼字元部份係為碼字元中該例行解碼有錯誤者;自該單播系統接收該輔助碼字元部份;及藉由使用該輔助碼字元部份,解碼其中該例行解碼有 錯誤的該碼字元;及輸出被分段為該解碼輸出資料字元的該至少一接收器輸出資料串流。
  14. 一種非暫態電腦可讀取媒體,其儲存一電腦程式,當其為處理器所執行時,執行如申請專利範圍第13項所述之接收方法。
  15. 一種發射及接收資料的資料傳輸系統,包含:如申請專利範圍第1項所述之接收器;廣播發射器,用以廣播資料,包含:資料輸入,用以接收被分段為該輸入資料字元的至少一發射器輸入資料串流;編碼器,用以編碼該輸入資料字元成為該等碼字元,其中該編碼器適用以依據該第一碼由該輸入資料字元產生該基本碼字元部份,該基本碼字元部份被提供用於例行解碼;資料映圖器,用以將該等碼字元映圖至發射器輸出資料串流的該等訊框;及廣播單元,用以廣播該發射器輸出資料串流;資料儲存器,用以儲存該輸入資料字元、該基本碼字元部份、或依據第二碼由該輸入資料字元產生之該輔助碼字元部份,當該碼字元的該例行解碼有錯誤時,則該輔助碼字元部份係被提供作為增量冗餘;及單播發射器,用以在該單播系統中發射資料,包含:單播要求輸入,用以接收要求該輔助碼字元部份的 單播要求;檢索單元,用以自該資料儲存器或由輔助編碼器檢索該輔助碼字元部份,該輔助編碼器適用以將自該資料儲存器檢索的該輸入資料字元或該基本碼字元部份錯誤校正碼編碼為該輔助碼字元部份,及單播發射器單元,用以將該輔助碼字元部份發射至該要求接收器。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之資料傳輸系統,更包含:輔助編碼器適用以錯誤校正碼編碼自該資料儲存器檢索之該輸入資料字元成為該輔助碼字元部份。
  17. 一種發射及接收資料的資料傳輸方法,包含步驟:如申請專利範圍第13項所述之接收方法;廣播資料,包含步驟:接收被分段為該等輸入資料字元的至少一發射器輸入資料串流;編碼該輸入資料字元為該等碼字元,其中該基本碼字元部份係由該輸入資料字元依據該第一碼產生,該基本碼字元部份提供用於例行解碼,將該等碼字元映圖至發射器輸出資料串流的該等訊框;及廣播該發射器輸出資料串流;儲存該等輸入資料字元、該等基本碼字元部份或由該輸入資料字元依據第二碼產生之該等輔助碼字元部份,當該碼字元的例行解碼有錯誤時,則該輔助碼字元部份被提 供作為增量冗餘;及在該單播系統中傳送資料,包含步驟:接收要求該輔助碼字元部份的單播要求;自該資料儲存器或自該輔助編碼器檢索該輔助碼字元部份,該輔助編碼器適用以錯誤校正碼編碼自該資料儲存器檢索的該輸入資料字元或該基本碼字元部份成為該輔助碼字元部份;及發射該輔助碼字元部份至該要求接收器。
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