專利名稱：殘留邊帶通信系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字電視發(fā)送系統(tǒng)，具體涉及用于發(fā)送和接收除了運動圖像專家組標準(MPEG)數(shù)據(jù)之外的補充數(shù)據(jù)的8T-殘留邊帶(VSB)通信系統(tǒng)，以及用于殘留邊帶通信系統(tǒng)的信號格式。
背景技術：
美國自1995年就使用美國電視系統(tǒng)委員會標準(ATSC)8T-殘留邊帶(8網格(Trellis)-殘留邊帶)作為標準，并自1998年下半年以來就一直以美國電視系統(tǒng)委員會標準8T-殘留邊帶來進行廣播。韓國也已經使用美國電視系統(tǒng)委員會標準8T-殘留邊帶作為標準。韓國在1995年5月開始試驗廣播，并且自2000年8月以來建立了正式的試驗廣播系統(tǒng)。技術的進步允許數(shù)字電視(DTV)以國家電視系統(tǒng)委員會制式(NTSC)當前使用的相同的6MHz帶寬來發(fā)送。
圖1B說明了傳統(tǒng)的美國電視系統(tǒng)委員會標準8T-殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6(“殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)”)的方框圖。殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6一般包括數(shù)據(jù)隨機化器11、里德-索羅門(Reed-Solomon)編碼器12、數(shù)據(jù)交織器13、網格編碼器14、復用器15、導頻插入器16、殘留邊帶調制器17和射頻(RF)轉換器18。
參見圖1B，存在一個數(shù)據(jù)隨機化器11，用于接收和建立隨機MPEG數(shù)據(jù)(視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù))。數(shù)據(jù)隨機化器11接收從一個運動圖像專家組標準-II(MPEG-II)編碼器輸出的MPEG-II數(shù)據(jù)。雖然在圖1B中未示出，MPEG-II編碼器接收基帶數(shù)字視頻，并使用離散余弦變換、游程長度編碼和雙向運動預測技術來執(zhí)行比特速率壓縮。MPEG-II編碼器隨后將這個壓縮的數(shù)據(jù)和將要發(fā)送的預編碼的音頻和任何輔助數(shù)據(jù)進行復用。結果是，具有僅僅19.39兆比特/秒的數(shù)據(jù)頻率的壓縮的MPEG-II數(shù)據(jù)分組流。MPEG-II編碼器以串行形式向數(shù)據(jù)隨機化器輸出這樣的數(shù)據(jù)。MPEG-II分組的長度是188字節(jié)，每個分組的第一個字節(jié)總是同步或頭字節(jié)。MPEG-II同步字節(jié)隨后被丟棄。同步字節(jié)在以后的處理階段最終將被美國電視系統(tǒng)委員會標準段同步字節(jié)替代。
在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6中，8-殘留邊帶比特流具有隨機的似噪聲的信號。原因是，所發(fā)送的信號頻率響應必須具有平坦的似噪聲的頻譜，以便以最大的效率來使用所分配的6MHz信道空間。隨機數(shù)據(jù)最小化了進入模擬國家電視系統(tǒng)委員會制式的干擾。在數(shù)據(jù)隨機化器11中，按照公知的偽隨機數(shù)產生模式來改變每個字節(jié)值。這種處理在殘留邊帶接收機中被逆轉，以便還原正確的數(shù)據(jù)值。
殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6的里德-索羅門編碼器12用于將數(shù)據(jù)隨機化器11的輸出數(shù)據(jù)進行里德-索羅門編碼，并將輸出數(shù)據(jù)加上20字節(jié)的奇偶校驗碼。里德-索羅門編碼是一種應用到輸入的數(shù)據(jù)流的前向糾錯方案。前向糾錯用于糾正在發(fā)送期間由于信號衰落、噪聲等而引起的比特錯誤。各種類型的技術可以被用做前向糾錯處理。
里德-索羅門編碼器12接收輸入的MPEG-II數(shù)據(jù)分組的所有187字節(jié)(同步或頭字節(jié)已經從188字節(jié)中被去除)，并以數(shù)學方法將它們處理為一個塊，以建立塊內容的數(shù)字結構。這個“結構”占用了20個另外的字節(jié)，它們被加到原187字節(jié)分組的尾部。這20個字節(jié)被稱為是里德-索羅門奇偶校驗字節(jié)。這20個用于每個數(shù)據(jù)分組的里德-索羅門奇偶校驗字節(jié)加入最多10字節(jié)錯誤/分組的用于前向糾錯的冗余。由于里德-索羅門解碼器糾正字節(jié)錯誤，并且字節(jié)中可以具有任何位置的從1到8比特的錯誤，在殘留邊帶接收系統(tǒng)中可以完成非常大量的糾錯。里德-索羅門編碼器12的輸出是207字節(jié)(187加20個奇偶校驗字節(jié))。
殘留邊帶接收系統(tǒng)將把所接收的187字節(jié)塊與20個奇偶校驗字節(jié)比較，以便確定所還原的數(shù)據(jù)的有效性。如果檢測到錯誤，則接收器可以使用奇偶校驗字節(jié)來定位錯誤的精確位置，修改損壞的字節(jié)和重建原信息。
數(shù)據(jù)交織器13交織里德-索羅門編碼器12的輸出數(shù)據(jù)。具體地說，數(shù)據(jù)交織器13在整個時間里混合數(shù)據(jù)分組的次序，和分散或延遲MPEG-II分組。數(shù)據(jù)交織器13隨后重新組配新的數(shù)據(jù)分組，合并來自多個不同MPEG-II(預交織的)分組的小的部分。重新組配的分組每個是207字節(jié)。
數(shù)據(jù)交織器13的目的是防止由于噪聲或其它有害的發(fā)送環(huán)境而導致丟失1個或多個分組。通過將數(shù)據(jù)交織為多個不同的分組，即使一個分組完全丟失，也可以從在其它分組中包括的信息中真實地還原原分組。
殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6也具有一個網格編碼器14，用于將數(shù)據(jù)交織器13的輸出數(shù)據(jù)從字節(jié)形式轉換為碼元(symbol)形式，并用于將所述的數(shù)據(jù)進行網格編碼。在網格編碼器14中，來自數(shù)據(jù)交織器13的字節(jié)被轉換為碼元，并被逐個提供到圖9所示的多個網格編碼器和前置編碼器。
網格編碼是另一種形式的前向糾錯。與將整個MPEG-II分組同時作為一個塊的里德-索羅門編碼不同，網格編碼是一種演化(evolving)的編碼，它跟蹤隨著時間發(fā)展而發(fā)展的比特流。
網格編碼器14以大于四個數(shù)據(jù)級的形式的給信號加上附加的冗余，建立用于發(fā)送的多級(8)數(shù)據(jù)碼元。對于網格編碼，每個8比特字節(jié)被劃分成四個2比特的字的流。在網格編碼器14中，將每個2比特輸入字與前一個2比特字的過去歷史進行比較。以數(shù)學方法產生一個3比特的二進制代碼，以說明從前一個2比特字向當前的2比特字的轉換。這些3比特代碼替換原2比特字，并被作為8-殘留邊帶的8級碼元而發(fā)送。對于進入網格編碼器14的每個2比特，產生3比特。
在殘留邊帶接收器中的網格解碼器，使用所接收的3比特轉換代碼來重建數(shù)據(jù)流從一個2比特字向下一個的演化。以這種方式，在伴隨時間變化信號從一個字向下一個移動的時候，網格編碼器沿著一條“路線(trail)”。網格編碼的能力在于，它能夠隨著時間的變化來跟蹤一個信號的歷史，并基于信號的過去和未來行為而丟棄潛在的錯誤信息(錯誤)。
復用器15用于將來自網格編碼器14的碼元流與同步信號進行復用。段和場同步信號向殘留邊帶接收器提供信息，以準確地定位和解調所發(fā)送的射頻信號。在隨機化和糾錯階段之后，段和場同步信號被插入，以避免破壞這些信號必須具有才有效的固定的時間和幅值關系。復用器15以時分方式提供來自網格編碼器14的輸出、以及段和場同步信號。
數(shù)據(jù)交織器13的輸出分組包括一個交織數(shù)據(jù)分組的207個字節(jié)。在網格編碼之后，所述的207字節(jié)的段被延展成828個八級碼元的基帶流。段同步信號是加到每個數(shù)據(jù)段前部的四碼元脈沖，并替代原MPEG-II數(shù)據(jù)分組的丟失的第一字節(jié)(分組同步字節(jié))。段同步信號每832碼元出現(xiàn)一次，并總是采取在+5和-5信號電平之間擺動的正-負-正脈沖的形式。
場同步信號是每個場重復一次的一個整個數(shù)據(jù)段。場同步信號具有公知的正負脈沖的數(shù)據(jù)碼元模式，并被接收器用于消除由不良接收所導致的信號回波(ghost)。
殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6也具有導頻插入器16，用于向來自復用器15的碼元流插入導頻信號。與上述的同步信號類似，在隨機化和錯誤編碼階段之后插入導頻信號，以免破壞這些信號必須具有才有效的固定的時間和幅值關系。
在數(shù)據(jù)被調制之前，一個小的直流(DC)偏移被施加到8T-殘留邊帶基帶信號。這使得小的殘留載波出現(xiàn)在所產生的調制頻譜的零頻率點。這是由導頻插入器16提供的導頻信號。這樣給殘留邊帶接收器中的射頻鎖相環(huán)(PLL)電路提供了獨立于所發(fā)送的數(shù)據(jù)的要鎖定到的信號。
在通過導頻插入器16已經插入導頻信號之后，輸出到達殘留邊帶調制器17。殘留邊帶調制器17將來自導頻插入器16的碼元流調制成中頻頻帶的8殘留邊帶信號。殘留邊帶調制器17提供在標準頻率(在美國為44MHz)的濾波(升余弦(root-raised cosine))的中頻(IF)信號，其中，一個邊帶的大部分被去除。
具體地說，八級基帶信號被調幅到一個中頻載波上。調制產生了關于載波頻率的雙邊帶IF頻譜。整個頻譜太寬而不能在所分配的6MHz信道中發(fā)送。
由調制產生的旁瓣僅僅是中心頻譜的成比例的復制品，整個下邊帶是上邊帶的鏡象。因此，使用濾波器，殘留邊帶調制器丟棄整個下邊帶和在上邊帶中的所有旁瓣。通過使用奈奎斯特濾波器，剩余信號(中心頻譜的上半部分)被進一步消除了一半。奈奎斯特濾波器是根據(jù)奈奎斯特理論，其結果是需要僅僅1/2的頻帶以給定的取樣速率發(fā)送數(shù)字信號。
最后，存在一個射頻轉換器18，用于將來自殘留邊帶調制器17的中頻頻帶的信號轉換為射頻頻帶的信號，并用于通過天線19向接收系統(tǒng)發(fā)送信號。
前述的殘留邊帶通信系統(tǒng)在Zenith公司的美國專利第5636251、5629958和5600677中至少部分地得到了說明，它們在此被并入作為參考。在北美和韓國開發(fā)了被用做標準數(shù)字TV廣播的8T-殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)，來用于MPEG視頻和音頻數(shù)據(jù)的發(fā)送。隨著用于處理數(shù)字信號的技術的發(fā)展和因特網的使用的增加，當前的趨勢是將數(shù)字家用電器、個人計算機和因特網集成為一個綜合系統(tǒng)。
因此，為了滿足用戶的各種需要，需要開發(fā)一種通信系統(tǒng)，它可以便利通過數(shù)字廣播信道向視頻和音頻數(shù)據(jù)加入和發(fā)送各種補充數(shù)據(jù)?？梢灶A測，補充數(shù)據(jù)廣播的使用需要個人計算機(PC)卡或便攜裝置，和簡單的室內天線。
但是，由于墻體和近處的移動人體導致信號強度會有實質地減少。也會有由反射波引起的回波和噪聲，而使得補充數(shù)據(jù)廣播的信號的性能實質地不良。補充數(shù)據(jù)廣播與一般的視頻和音頻數(shù)據(jù)的不同是在于它需要在傳輸中低的錯誤比率。對于一般的視頻和音頻數(shù)據(jù)，人眼或耳朵覺察不到的錯誤是無關緊要的。相反，對于補充數(shù)據(jù)，即使在補充數(shù)據(jù)(它可能包括程序執(zhí)行文件、股票信息和其它類似的信息)中的一個比特的錯誤可以導致嚴重的問題。因此，完全需要開發(fā)一種更能抵抗信道上發(fā)生的回波和噪聲的通信系統(tǒng)。
一般地，與MPEG視頻和音頻數(shù)據(jù)類似，時分系統(tǒng)在信道上發(fā)送補充數(shù)據(jù)。在并入數(shù)字廣播之后，已經在家電市場上廣泛出現(xiàn)裝備來接收美國電視系統(tǒng)委員會標準殘留邊帶數(shù)字廣播信號的接收器。這些產品僅僅接收MPEG視頻和音頻數(shù)據(jù)。因此，要求在與MPEG視頻和音頻數(shù)據(jù)相同的信道上的補充數(shù)據(jù)的發(fā)送，不會對裝備來接收美國電視系統(tǒng)委員會標準殘留邊帶數(shù)字廣播的現(xiàn)有的接收器有不利的影響。這樣的目標被定義為美國電視系統(tǒng)委員會標準殘留邊帶反向兼容性，補充數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)必須是一個可以與美國電視系統(tǒng)委員會標準殘留邊帶通信系統(tǒng)反向兼容的系統(tǒng)。
同時，在不良的信道環(huán)境中，現(xiàn)有的美國電視系統(tǒng)委員會標準殘留邊帶接收系統(tǒng)的接收性能可能降低。因為補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)以段為單位被復用，因此復用的次序與補充數(shù)據(jù)的接收性能緊密相關。即，補充數(shù)據(jù)的接收性能由于復用的次序可能極為不良。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明是針對一種殘留邊帶通信系統(tǒng)，它實質地消除了由于有關技術的局限和缺陷而導致的一個或多個問題。
本發(fā)明的一個目的是提供一種新的殘留邊帶通信系統(tǒng)，它適合于發(fā)送補充數(shù)據(jù)，并且，對于噪聲和回波(多徑)是強壯的。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種殘留邊帶通信系統(tǒng)，它可以增強接收性能。
本發(fā)明的又另一個目的是提供一種方法，用于在殘留邊帶通信系統(tǒng)中復用補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)，并用于改善殘留邊帶通信系統(tǒng)的接收性能。
本發(fā)明的另外的目的和優(yōu)點將在下面的說明中給出，部分將從說明中顯然看出，或可以通過本發(fā)明的實踐來了解到。通過在所寫的說明書和其權利要求書以及附圖中具體指出的結構，將可以實現(xiàn)和達到本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點以及按照本發(fā)明的目的，如所體現(xiàn)和概括描述的，通過殘留邊帶通信系統(tǒng)的第一路徑所接收的補充數(shù)據(jù)分組的段和通過殘留邊帶通信系統(tǒng)的第二路徑所接收的MPEG傳送分組的段以固定的規(guī)則在一個數(shù)據(jù)場內被復用。
按照本發(fā)明的一個實施例，殘留邊帶通信系統(tǒng)包括殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)，用于將編碼的MPEG數(shù)據(jù)，和其中具有插入的零序列的編碼的補充數(shù)據(jù)，與根據(jù)補充數(shù)據(jù)分組而被包括到其中的復用信息進行復用，并用于發(fā)送復用的數(shù)據(jù)場；以及殘留邊帶接收系統(tǒng)，用于從復用的數(shù)據(jù)場中檢測所需要的復用信息，通過使用零序列和所檢測的復用信息來解碼復用的數(shù)據(jù)場，以及響應復用信息，以將復用的數(shù)據(jù)解復用為MPEG數(shù)據(jù)和補充數(shù)據(jù)。最好是，補充數(shù)據(jù)的復用信息是在復用的數(shù)據(jù)場內。補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)的最好的復用比率是一個段比一個段(1∶1)或一個段比3個段(1∶3)。
按照本發(fā)明的一個方面，在一個復用的數(shù)據(jù)場中復用的補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目最好在0-156之間。復用信息被包括在復用的數(shù)據(jù)場的場同步信號段的保留區(qū)域和在場同步信號段后面的第一補充數(shù)據(jù)段中的至少一個中。
按照本發(fā)明的另一個方面，復用信息是在保留區(qū)域中，包括92個具有第一值(最好是一個當前的“P”值)、第二值(最好是在改變當前的“P”值之前的一個遞減值)和第三值(最好是將要改變的下一個“P”值)的碼元。當前的“P”值占用至少8個比特，遞減值占用至少8個比特，將要改變的下一個“P”值占用至少8個比特。最好是，保留區(qū)域被劃分成第一和第二個12比特部分，所述的第一和所述的第二個12比特部分彼此反相(invert)。所述的第二個12比特部分是所述的第一個12比特部分的逐位反相。
一種使用補充數(shù)據(jù)編碼器，在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中處理MPEG和補充數(shù)據(jù)分組的方法得到了說明。在這樣的處理中，補充數(shù)據(jù)編碼器從補充數(shù)據(jù)分組中產生編碼的補充數(shù)據(jù)分組。所述的方法包括步驟在至少一個數(shù)據(jù)場中將編碼的補充數(shù)據(jù)分組和MPEG數(shù)據(jù)分組進行復用，所述的數(shù)據(jù)場具有多個段，每個段與編碼的補充數(shù)據(jù)分組和MPEG數(shù)據(jù)分組中的至少一個相對應，其中，響應補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目來執(zhí)行復用；以及在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中調制復用的數(shù)據(jù)場。
所述的方法還包括將補充數(shù)據(jù)分組進行里德-索羅門編碼以便糾錯；向里德-索羅門編碼的補充數(shù)據(jù)分組插入零序列；以及向其中具有插入的零序列的補充數(shù)據(jù)分組加上MPEG頭，以獲得編碼的補充數(shù)據(jù)分組?？梢詫⒀a充數(shù)據(jù)分組進行交織以增強對突發(fā)噪聲的抵抗。
一種用于處理在殘留邊帶接收系統(tǒng)中的MPEG和編碼的補充數(shù)據(jù)分組的方法得到了說明，所述的殘留邊帶接收系統(tǒng)具有一個補充數(shù)據(jù)解碼器，以便從編碼的補充數(shù)據(jù)分組中產生補充數(shù)據(jù)分組。所述的方法包括步驟從殘留邊帶接收系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)場中檢測復用信息，所述的復用信息響應補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目被準備，并包括用于將補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段進行分離的解復用信息；通過使用復用信息，將數(shù)據(jù)場解復用成MPEG數(shù)據(jù)分組和編碼的補充數(shù)據(jù)分組；以及使用補充數(shù)據(jù)解碼器，將編碼的補充數(shù)據(jù)分組進行解碼，以獲得補充數(shù)據(jù)分組。
作為選擇，一種用于在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中復用MPEG數(shù)據(jù)和補充數(shù)據(jù)的方法包括步驟確定在數(shù)據(jù)場中將要與MPEG數(shù)據(jù)段復用的補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目，其中，所述的數(shù)據(jù)場包括多個MPEG和補充數(shù)據(jù)段；以及從數(shù)據(jù)場的預選的開始位置開始，依序到數(shù)據(jù)場的末端，為數(shù)據(jù)場的每個Y段分配補充數(shù)據(jù)段的位置，以及將剩余的補充數(shù)據(jù)段分配給從數(shù)據(jù)場的前一個開始位置起由預定的偏移位置偏移的后繼開始位置開始的數(shù)據(jù)場的每個Y段。
按照本發(fā)明的一個方面，Y最好是每四個段和預定的偏移位置是一個段。另外，預選的開始位置最好鄰近場同步信號段。
應當明白，前述的一般說明和下面的詳細說明均是示范性的和說明性的，意圖在于提供對如權利要求所提出的本發(fā)明的進一步的解釋。


附圖被包括進來以提供對本發(fā)明的進一步的理解，并被并入本說明書且構成本說明書的一部分，說明了本發(fā)明的實施例，并與說明一起來用于說明本發(fā)明的原理。
圖1A說明了一個方框圖，其中，示出了按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的在殘留邊帶通信系統(tǒng)中的殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)和補充數(shù)據(jù)編碼器；圖1B說明了在圖1A中的殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)的方框圖；圖2說明了在本發(fā)明的殘留邊帶信號通信系統(tǒng)具有不良解碼性能的情況下的數(shù)據(jù)場的圖；圖3說明了在本發(fā)明的殘留邊帶信號通信系統(tǒng)中以1∶3比率復用補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)的情況下的數(shù)據(jù)場的圖；圖4說明了在本發(fā)明的殘留邊帶信號通信系統(tǒng)中以1∶1比率復用補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)的情況下的數(shù)據(jù)場的圖；圖5A說明了當補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段被以1∶3比率復用且偏移K1被設置為‘0’的時候的復用的數(shù)據(jù)場的圖；圖5B說明了當補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段被以1∶3比率復用且偏移K1被設置為‘1’的時候的復用的數(shù)據(jù)場的圖；圖5C說明了當補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段被以1∶3比率復用且偏移K1被設置為‘2’的時候的復用的數(shù)據(jù)場的圖；圖5D說明了當補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段被以1∶3比率復用且偏移K1被設置為‘3’的時候的復用的數(shù)據(jù)場的圖；圖6A說明了當補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段被以1∶1比率復用且偏移K1被設置為‘0’而偏移K2被設置為‘1’的時候的復用的數(shù)據(jù)場的圖；圖6B說明了當補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段被以1∶1比率復用且偏移K1被設置為‘0’而偏移K2被設置為‘2’的時候的復用的數(shù)據(jù)場的圖；圖7說明了殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交織器的功能圖；圖8說明了示出數(shù)據(jù)交織器的數(shù)據(jù)輸入/輸出的圖；圖9說明了示出殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)的網格編碼器的功能圖；圖10說明了按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的數(shù)據(jù)場的場同步信號段的段結構；圖11說明了示出在本發(fā)明的殘留邊帶信號通信系統(tǒng)中的殘留邊帶接收系統(tǒng)的方框圖；以及圖12說明了復用信息檢測器的方框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細參考其例子在附圖中說明的本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的殘留邊帶通信系統(tǒng)包括一個發(fā)送系統(tǒng)和一個接收系統(tǒng)。在圖1A中，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的殘留邊帶發(fā)送器110包括一個殘留邊帶補充數(shù)據(jù)編碼器8和一個殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6。殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6的描述在上面結合圖1B已說明，因此不再重復。按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，殘留邊帶補充數(shù)據(jù)編碼器8包括里德-索羅門編碼器1、數(shù)據(jù)交織器2、零序列插入器3、MPEG頭插入器4、復用器5、8T-殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6以及天線7。
如圖1A中所示，對于在信道(地面或電纜)上從殘留邊帶發(fā)送器110(即廣播站)向殘留邊帶接收系統(tǒng)的補充數(shù)據(jù)的發(fā)送，殘留邊帶發(fā)送器110將補充數(shù)據(jù)進行各種數(shù)字信號處理。為了提供本發(fā)明與現(xiàn)有設備的反向兼容性，補充數(shù)據(jù)最好是164字節(jié)的分組，它在進入殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)16中之前最終將被處理成187字節(jié)的分組。然而，補充數(shù)據(jù)分組的大小可以不同，只要殘留邊帶補充數(shù)據(jù)編碼器8的輸出與殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6兼容。
在殘留邊帶補充數(shù)據(jù)編碼器8中，提供了里德-索羅門編碼器1，用于糾錯。補充數(shù)據(jù)在里德-索羅門編碼器(或R-S編碼器)1中被編碼。最好是，里德-索羅門編碼器1用于將補充數(shù)據(jù)進行里德-索羅門編碼，并給輸出數(shù)據(jù)加上20字節(jié)的奇偶校驗碼。如上所述，里德-索羅門編碼是應用到輸入數(shù)據(jù)流的一種前向糾錯方案。前向糾錯用于糾正在傳輸期間由于信號衰落、噪聲等引起的比特錯誤。對于本領域中的普通技術人員公知的各種其它類型的糾錯技術都可以被用作前向糾錯處理。
按照本優(yōu)選實施例，殘留邊帶補充數(shù)據(jù)編碼器8的里德-索羅門編碼器1接收164字節(jié)的輸入補充數(shù)據(jù)分組，并以數(shù)學方法將它們處理為一個塊，以建立塊內容的一個數(shù)字結構。所述的20個附加字節(jié)被加到原164字節(jié)分組的末端。這20個字節(jié)被稱為里德-索羅門奇偶校驗字節(jié)。由于殘留邊帶接收系統(tǒng)的里德-索羅門解碼器糾正字節(jié)錯誤，并且字節(jié)中可以在任何位置具有從1到8比特的錯誤，因此在殘留邊帶接收器中可以實現(xiàn)非常大量的糾錯。里德-索羅門編碼器1的輸出最好是184字節(jié)(來自原分組的164字節(jié)加上20個奇偶校驗字節(jié))。
殘留邊帶補充數(shù)據(jù)編碼器8還包括數(shù)據(jù)交織器2，它將里德-索羅門編碼器1的輸出數(shù)據(jù)進行交織。數(shù)據(jù)交織器2用于將編碼的補充數(shù)據(jù)進行交織，以便增強抵抗突發(fā)噪聲的性能。在不脫離本發(fā)明的宗旨的前提下，可以省略數(shù)據(jù)交織器2。
按照本實施例的數(shù)據(jù)交織器2始終混合補充數(shù)據(jù)分組的次序，并分散或延遲補充數(shù)據(jù)分組。數(shù)據(jù)交織器2隨后重新組配新的數(shù)據(jù)分組，合并來自多個不同補充數(shù)據(jù)分組的小的部分。重新組配的分組的每一個為184字節(jié)。
如上所述，數(shù)據(jù)交織器2的目的是防止由于噪聲或其它有害的發(fā)送環(huán)境而導致丟失1個或多個分組。通過將數(shù)據(jù)交織為多個不同的分組，即使一個分組完全丟失，也可以從在其它分組中包括的信息真實地還原出原分組。
然而，因為在美國電視系統(tǒng)委員會標準8T-殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中有一個數(shù)據(jù)交織器，因此，如果不要求增強補充數(shù)據(jù)的突發(fā)噪聲性能，則可以省略用于補充數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交織器。為此，對于殘留邊帶補充數(shù)據(jù)編碼器8，數(shù)據(jù)交織器2可以不是必需的。
殘留邊帶補充數(shù)據(jù)編碼器8也包括零序列插入器3，用于給交織的(如果存在數(shù)據(jù)交織器2)或里德-索羅門編碼的補充數(shù)據(jù)的一個分配的區(qū)域插入一個零序列，以便在網格編碼器的輸入端(圖1B中所示)產生用于補充數(shù)據(jù)的預定的序列。插入零序列，這樣，即使在有噪聲的信道或有多徑衰落的信道中，殘留邊帶接收系統(tǒng)可以更可靠地接收補充數(shù)據(jù)。
進一步參見圖1A，殘留邊帶補充數(shù)據(jù)編碼器8包括MPEG頭插入器4，用于給其中具有插入的零序列的補充數(shù)據(jù)加上MPEG頭，以便與傳統(tǒng)殘留邊帶接收系統(tǒng)反向兼容。因為提供到殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6的MPEG-II數(shù)據(jù)是187字節(jié)長，因此，MPEG頭插入器4最好是將三個頭放在每個分組(其為184字節(jié))的前端，以形成與MPEG-II數(shù)據(jù)分組一致的187字節(jié)長的分組。
其中加有MPEG頭的補充數(shù)據(jù)被提供到復用器5。復用器5接收來自MPEG頭插入器4的被處理的補充數(shù)據(jù)、以及MPEG數(shù)據(jù)分組，以作為輸入。通過另一條路徑編碼(最好是從MPEG編碼器輸出的)的諸如廣播節(jié)目(電影、運動會、娛樂或戲劇)之類的MPEG數(shù)據(jù)分組與補充數(shù)據(jù)一起在復用器5中被接收。一旦接收到MPEG數(shù)據(jù)和補充數(shù)據(jù)，復用器5就在定義復用比率和單位的控制器的控制下，以段為單位，以時分方式，以固定的比率將補充數(shù)據(jù)與MPEG數(shù)據(jù)進行復用，并將復用的數(shù)據(jù)提供到8T-殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6。按照本發(fā)明，313個數(shù)據(jù)段被組合以構成一個數(shù)據(jù)場。
參照圖1B詳細說明的殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6，處理復用的數(shù)據(jù)，并將處理好的數(shù)據(jù)通過天線7發(fā)送到殘留邊帶接收系統(tǒng)。
參照圖1B，將說明8T殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6的工作。以段為單位復用的分組在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6被處理。在圖1B中有數(shù)據(jù)隨機化器11，用于使復用的分組隨機化；里德-索羅門編碼器12，用于使隨機化的數(shù)據(jù)進行里德-索羅門編碼，并給每個隨機化的數(shù)據(jù)分組加上20字節(jié)的奇偶校驗碼。數(shù)據(jù)交織器13將里德-索羅門編碼的分組進行交織。網格編碼器14將交織的數(shù)據(jù)分組的字節(jié)轉換為碼元，并使它們進行網格編碼。
如上所述，分組在被提供到網格編碼器14之前被交織，以便提供將要被交織為多個分組的一個分組的碼元。復用器15，用于復用碼元流，和用于使信號同步，以及導頻插入器16，用于給碼元流加上導頻信號。殘留邊帶調制器17，用于將碼元流調制為8T-殘留邊帶信號。射頻轉換器18，用于將基帶信號、8T-殘留邊帶信號轉換為射頻頻帶信號，所述的射頻頻帶信號通過天線7發(fā)送到接收系統(tǒng)。
在圖11中所示的數(shù)字殘留邊帶接收系統(tǒng)中的網格解碼器和限幅預測器都使用維特比(Viterbi)算法來估測狀態(tài)轉換的序列。在維特比算法中的累積/比較/選擇(ACS)部分，計算對于所有狀態(tài)的所有可能路徑的量度(metric)，選擇具有最小值(最大可能性)的路徑，并存儲相對應的量度值。在這種情況中，當前計算的路徑量度，是與加入了一個分支量度的路徑相對應的先前時間的路徑量度。相應地，直到前一個碼元的所計算的路徑量度會影響隨后碼元。
雖然在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中補充數(shù)據(jù)的碼元中插入了預定的序列，但是，在MPEG數(shù)據(jù)的碼元中不包括預定的序列。這使得，在MPEG傳送數(shù)據(jù)的碼元部分中累積的路徑量度的可靠度比補充數(shù)據(jù)的碼元部分降低。因此，當MPEG數(shù)據(jù)的碼元和補充數(shù)據(jù)的碼元混合時，MPEG數(shù)據(jù)的碼元影響補充數(shù)據(jù)的碼元。這種情況使得補充數(shù)據(jù)的碼元的解碼性能降低。
由于影響的范圍是少數(shù)幾個碼元，因此，在影響范圍附近的補充數(shù)據(jù)的碼元和在一定程度上位置遠離影響范圍的補充數(shù)據(jù)的碼元之間存在解碼性能的差別(錯誤比率)。換句話說，對于與補充數(shù)據(jù)相對應的碼元，在MPEG傳送數(shù)據(jù)的碼元部分和補充數(shù)據(jù)的碼元部分之間的邊界上，補充數(shù)據(jù)的碼元的錯誤比率更高。
因此，為了使補充數(shù)據(jù)碼元的解碼性能最大化，最好連續(xù)地或以大組形式來發(fā)送補充數(shù)據(jù)碼元。要求在MPEG傳送數(shù)據(jù)的碼元部分和補充數(shù)據(jù)的碼元部分之間有至少一個邊界。這個邊界與復用器、交織器和網格編碼器緊密相關。
圖2說明了以復用比率2∶6將補充數(shù)據(jù)與MPEG數(shù)據(jù)進行復用的例子。這是補充數(shù)據(jù)碼元的解碼性能不盡人意的例子。左側的圖說明了當進行復用以包括兩個補充數(shù)據(jù)段和六個MPEG段以形成一個數(shù)據(jù)場的情況中的數(shù)據(jù)場段的圖。右側的圖說明了(與左側的圖)相同的數(shù)據(jù)場，具有從數(shù)據(jù)交織器13提供到網格編碼器14中的編碼器的第一個52字節(jié)和下一個52字節(jié)。最好是，如圖9所示，在網格編碼器14中存在12個編碼器和前置編碼器。在右側圖中的每一列表示到網格編碼器14中的編碼器的輸入。從附圖中可以看出，由于復用模式不是以12字節(jié)的周期，所以，補充數(shù)據(jù)的字節(jié)在個別網格編碼器中未能成組。
圖3和圖4說明了復用的優(yōu)選示例。圖3說明了示出補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)以1∶3的比率復用的例子的圖。圖4說明了示出補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)以1∶1的比率復用的例子的圖。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例將補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)復用的基本原理將要被說明。本發(fā)明的復用的原理是基于補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目(表示為P)。當假定用于形成數(shù)據(jù)場的復用模式的周期是4段時，補充數(shù)據(jù)的解碼特性被最大化。一個補充數(shù)據(jù)分組與兩段相對應，而0到156(＝312/2)個補充數(shù)據(jù)分組可以被復用在一個數(shù)據(jù)場中。以四個段周期與MPEG數(shù)據(jù)復用的補充數(shù)據(jù)被捆綁(bunch)，并通過數(shù)據(jù)交織器13提供到網格編碼器14。
使用上述信息，可以闡明以下列方程表示的規(guī)則?？梢酝ㄟ^使用用于在殘留邊帶數(shù)據(jù)場中復用補充數(shù)據(jù)段的下列方程來提供一張圖。按照下列方程，在殘留邊帶數(shù)據(jù)場中復用補充數(shù)據(jù)段。
0 P 39MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-1}--------(1)40 P 78MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K2)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-79}-------(2)79 P 117MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K2)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K3)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-157}-----(3)118 P 156MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K2)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U
{s|s＝((4i+K3)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K4)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-235}-----(4)1 s 312-------------------------------------------------------(5)0 K1，K2，K3，K4 311------------------------------------------(6)對于m n，(Km mod4)(Kn mod4)-----------------------------------(7)1m，n4--------------------------------------------------------(8)在上述的方程(1)到(8)中，‘s’表示來自場同步信號位置的數(shù)據(jù)場偏移中的段位置，具有從1到312的值。K1、K2、K3、和K4表示用于調整關于場同步信號而復用補充數(shù)據(jù)段的開始位置的偏移，并具有從0到311的值。(Km mod4)和(Kn mod4)對于不同的‘m’和‘n’值具有不同的值。
上述的方程可以被總結為，當在一個數(shù)據(jù)場中要復用的補充數(shù)據(jù)段的數(shù)目小于312段的1/4(0 P 39)的情況中，從數(shù)據(jù)場的一個特定位置開始，補充數(shù)據(jù)段的位置被分配到數(shù)據(jù)場的每一個第四個段。
當在一個數(shù)據(jù)場中要復用的補充數(shù)據(jù)段的數(shù)目大于312字節(jié)的1/4，但小于312的1/2(40 P 78)的情況下，補充數(shù)據(jù)段的位置被分配到從數(shù)據(jù)場的一個特定位置開始的數(shù)據(jù)場的每一個第四個段。然后，對于其余的補充數(shù)據(jù)段，補充數(shù)據(jù)段的位置被分配到從數(shù)據(jù)場的另一個特定位置開始的數(shù)據(jù)場的每一個第四個段。
對于要復用的補充數(shù)據(jù)段的位置的1/2，當在一個數(shù)據(jù)場中要復用的補充數(shù)據(jù)段的數(shù)目大于312字節(jié)的1/2但小于312的3/4(79 P 117)的情況中，補充數(shù)據(jù)段的位置被分配到從數(shù)據(jù)場的一個特定位置開始的數(shù)據(jù)場的每一個第四個段。然后，對于其余的補充數(shù)據(jù)段，補充數(shù)據(jù)段的位置被分配到從數(shù)據(jù)場的另一個特定位置開始的數(shù)據(jù)場的每一個第四個段，即，采用復用補充數(shù)據(jù)的不同開始位置。
對于要復用的補充數(shù)據(jù)段的位置的3/4，當在一個數(shù)據(jù)場中要復用的補充數(shù)據(jù)段的數(shù)目大于312字節(jié)的3/4但小于1(118 P 156)的情況下，補充數(shù)據(jù)段的位置被分配到從數(shù)據(jù)場的一個特定位置開始的數(shù)據(jù)場的每一個第四個段。然后，對于其余的補充數(shù)據(jù)段，補充數(shù)據(jù)段的位置被分配到從數(shù)據(jù)場的另一個特定位置開始的數(shù)據(jù)場的每一個第四個段，即，采用復用補充數(shù)據(jù)的不同開始位置。
在方程(1)到方程(8)中，偏移值K1、K2、K3和K4被設置為在‘0’到311的范圍中，以使在數(shù)據(jù)場中復用補充數(shù)據(jù)段的開始位置被一般化。如果四個偏移值K1、K2、K3和K4是固定的，且被用于殘留邊帶通信系統(tǒng)中，則不要求這些值被包括在復用信息中。
參照附圖，將說明按照方程(1)到(8)將MPEG段與另外的段復用的例子。圖5A說明了示出當以1∶3比率將補充數(shù)據(jù)段與MPEG數(shù)據(jù)段復用，且偏移K1被設置為‘0’時的復用的數(shù)據(jù)場的圖。圖5B說明了示出當以1∶3比率將補充數(shù)據(jù)段與MPEG數(shù)據(jù)段復用，且偏移K1被設置為‘1’時的復用的數(shù)據(jù)場的圖。圖5C說明了示出當以1∶3比率將補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段復用，且偏移K1被設置為‘2’時的復用的數(shù)據(jù)場的圖。圖5D說明了示出當以1∶3比率將補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段復用，且偏移K1被設置為‘3’時的復用的數(shù)據(jù)場的圖。圖5A到圖5D與補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目‘P’是39時的例子相對應。
在每個附圖中，左側的圖說明了根據(jù)場同步信號將補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段復用的形式。右側的圖說明了如分別提供到屬于網格編碼器14的12個網格編碼器的交織器的輸出信號的形式。
圖5A說明了數(shù)據(jù)場和網格編碼器輸入圖。它們示出了根據(jù)場同步信號對于從數(shù)據(jù)場的第一段開始的每一個第四個數(shù)據(jù)場段的要復用的補充數(shù)據(jù)段。右側的圖說明了在場同步信號后面的提供到12個網格編碼器的來自交織器的補充數(shù)據(jù)的第一個52字節(jié)和補充數(shù)據(jù)的第二個52字節(jié)。即，補充數(shù)據(jù)的第一個52字節(jié)以12字節(jié)的四倍(48字節(jié))被提供到12個網格編碼器，在52字節(jié)中剩下四個字節(jié)。剩余的四個字節(jié)與第二個52字節(jié)的第一個8字節(jié)一起被提供到12個網格編碼器。
按照在方程(1)到(8)中表示的補充數(shù)據(jù)的復用模式，在第一個52字節(jié)中的4個剩余字節(jié)與第二個52字節(jié)中的第一個8字節(jié)保持固定的復用模式。這意味著，補充數(shù)據(jù)的字節(jié)被分組到12個網格編碼器的一個特定的編碼器或多個編碼器。補充數(shù)據(jù)與到一個特定編碼器的字節(jié)組的復用，增強了在殘留邊帶接收系統(tǒng)的補充數(shù)據(jù)的解碼性能。
圖5B說明了數(shù)據(jù)場和網格編碼器輸入圖。它們示出了根據(jù)場同步信號從數(shù)據(jù)場的第二段開始的要復用的補充數(shù)據(jù)段。圖5C說明了示出根據(jù)場同步信號從數(shù)據(jù)場的第三段開始的要復用的補充數(shù)據(jù)段的圖。圖5D說明了示出根據(jù)場同步信號從數(shù)據(jù)場的第四段開始的要復用的補充數(shù)據(jù)段的圖。圖5B到圖5D的情況與圖5A的情況的相同點在于對于數(shù)據(jù)場的每一個四個段復用一個補充數(shù)據(jù)段，并且，補充數(shù)據(jù)的字節(jié)被分組在一個特定的編碼器或多個編碼器中。
通過使用方程(1)到(8)以比率1∶1將補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段進行復用的情況將被說明。圖6A說明了示出當補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段(或MPEG傳送段)被以比率1∶1復用，且偏移K1被設置為‘0’而偏移K2被設置為1時的復用的數(shù)據(jù)場的圖。圖6B說明了示出當補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段(或MPEG傳送段)被以比率1∶1復用，且偏移K1被設置為‘0’而偏移K2被設置為2時的復用的數(shù)據(jù)場的圖。
參見圖6A和圖6B，可以看出，在復用的數(shù)據(jù)場中發(fā)生了下列情況。圖5A到圖5D說明了以比率1∶3復用MPEG數(shù)據(jù)段(或MPEG傳送段)時的例子。在這種情況中，即使補充數(shù)據(jù)復用的開始位置根據(jù)場同步信號而不同，補充數(shù)據(jù)字節(jié)被分組到一個特定的編碼器或多個編碼器。因此，通過組合圖5A到圖5D的任意兩種情況，即使以比率1∶1復用MPEG數(shù)據(jù)段(或MPEG傳送段)，也可以保持與以比率1∶3復用的MPEG數(shù)據(jù)段(或MPEG傳送段)的情況相同的特性。
例如，如果組合圖5A和圖5B的情況，則如圖6A中所示，補充數(shù)據(jù)字節(jié)被分組合到一個特定的網格編碼器。如果組合圖5A和圖5C的情況，則如圖6B中所示，補充數(shù)據(jù)字節(jié)被捆綁到一個特定的網格編碼器。
方程(9)到方程(12)是下述方法的總結，所述的方法用于當方程(1)到方程(8)中的偏移值K1、K2、K3和K4被分別固定到0、2、1和3時，照補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目來將MPEG數(shù)據(jù)段(或MPEG傳送段)和補充數(shù)據(jù)段進行復用。P表示在一個數(shù)據(jù)場中要復用的補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目。MAP表示在一個數(shù)據(jù)場中補充數(shù)據(jù)被復用的一組位置。
最好是，P值被劃分成四個區(qū)域，在每個區(qū)域中的補充數(shù)據(jù)和MPEG傳送數(shù)據(jù)被不同地復用。在方程9到方程12中，一組‘s’表示來自場同步信號的位置的在數(shù)據(jù)場中的段位置。一旦‘P’被固定，則MAP被確定。然后，就以在MAP中的‘s’的次序將補充數(shù)據(jù)段MPEG與傳送數(shù)據(jù)進行復用。
0 P 39MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，2P-1}，(1 s 312)------(9)40 P 78MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+3，i＝0，1，...，2P-79}，(1s312)------(10)
79 P 117MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+3，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+2，i＝0，1，...，2P-157}，(1s312)--------(11)118 P 156MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+3，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+2，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+4，i＝0，1，...，2P-235}，(1 s 312)-----(12)如上所述，圖3說明了當以1∶3比率將補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)進行復用的情況，其中，方程(9)可適用與‘P’落入范圍0 P 39的情況相對應的情況。圖4說明了當以1∶1比率將補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)進行復用時的情況，其中，方程(10)可適用于‘P’落入40 P 78之間的情況。按照上述方法復用的數(shù)據(jù)，通過8T-殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6中的數(shù)據(jù)交織器13和網格編碼器14而被處理。
圖7說明了示出數(shù)據(jù)交織器的圖。圖8說明了示出在圖7中的數(shù)據(jù)交織器的數(shù)據(jù)輸入/輸出次序的圖。圖9說明了示出當8T殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)連續(xù)發(fā)送復用的數(shù)據(jù)，以使補充數(shù)據(jù)解碼性能處于最大水平上時的網格編碼器的功能的圖。參見圖7到圖9，將詳細說明用于以1∶3將補充數(shù)據(jù)與MPEG數(shù)據(jù)進行復用的過程。
如上所述，圖7說明了在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交織器，其中，一個卷積交織器具有B個分支和M字節(jié)的單元存儲器器，其中，B最好是52，而M最好是4。如圖7中所示，交織器與一個數(shù)據(jù)場的第一字節(jié)同步工作。所述的第一字節(jié)通過第一分支被接收和直接轉發(fā)，而所述的第二字節(jié)通過第二分支被接收，而轉發(fā)在第二字節(jié)前的52×4字節(jié)的一個值。
圖8說明了示出圖7中的數(shù)據(jù)交織器的輸入/輸出次序的圖。在圖8中，以段為單位從數(shù)據(jù)場的上邊向下邊接收數(shù)據(jù)，而在每個段中的字節(jié)從左到右接收。圖8中的數(shù)字表示圖7中所示的交織器的轉發(fā)次序。在圖7中的第一分支接收并直接轉發(fā)場同步信號后面的數(shù)據(jù)場的第一字節(jié)。第一字節(jié)與圖8中的‘1’相對應。在交織器的第二分支接收下一個字節(jié)。
如圖7中所示，交織器轉發(fā)比下一個字節(jié)前52×4(M)＝208字節(jié)接收的一個字節(jié)，以轉發(fā)與圖8中所示的標號2相對應的一個字節(jié)。一旦接收到下一個字節(jié)，交織器就轉發(fā)比所接收的字節(jié)前52×8(2M)＝416字節(jié)的一個字節(jié)，以轉發(fā)與圖8中的標號3相對應的一個字節(jié)。按照前述方法，來自交織器的52個字節(jié)被連續(xù)轉發(fā)到12個網格編碼器和前置編碼器(圖9中所示)。第53字節(jié)在交織器的第一分支被接收并被直接轉發(fā)。交織器以52段的深度(depth)工作，并連接到12個網格編碼器和前置編碼器。所以，來自交織器的52個字節(jié)，在四倍的周期中被轉發(fā)12個字節(jié)到網格編碼器和前置編碼器。
在這種情況中，當所述的過程執(zhí)行四次時，僅僅48字節(jié)(12字節(jié)×4倍＝48)被轉發(fā)到網格編碼器和前置編碼器，剩余4個字節(jié)。剩余的4個字節(jié)與下一個52字節(jié)的第一個8字節(jié)一起，被轉發(fā)到12個網格編碼器和前置編碼器。所以，以4為周期將補充數(shù)據(jù)和MPEG傳送數(shù)據(jù)段進行復用，以便最大限度地使補充數(shù)據(jù)碼元捆綁到網格編碼器。
圖9說明了使用在本發(fā)明的殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)6中的網格編碼器14的功能圖。到12個網格編碼器和前置編碼器的輸入和輸出被復用。如圖9中所示，當每個字節(jié)進行網格編碼時，12個字節(jié)以一個字節(jié)形成提供到12個網格編碼器和前置編碼器的交織器，以產生4個碼元(每個碼元具有2比特)。在碼元被轉發(fā)之前，來自每個網格編碼器的多個碼元被一個碼元復用。
圖10說明了在本發(fā)明的殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)的數(shù)據(jù)場中的場同步信號段的段結構。在圖10中，場同步信號的段包括將要由殘留邊帶接收系統(tǒng)使用的復用信息。殘留邊帶接收系統(tǒng)檢測在包含場同步信號的段中的復用信息，并通過使用復用信息來執(zhí)行正確的解碼。
如上所述，一旦固定了補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目‘P’(0到156)，在數(shù)據(jù)場中，補充數(shù)據(jù)的復用位置就被固定。殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)隨后向殘留邊帶接收系統(tǒng)僅僅發(fā)送一個‘P’值。
為了即使是在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)向殘留邊帶接收系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)當中也能容易地改變將要被復用的補充數(shù)據(jù)的數(shù)目，殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)向殘留邊帶接收系統(tǒng)發(fā)送圖10中所示的場同步信號段的保留區(qū)域中的當前的‘P’值、在當前‘P’值被改變之前的一定數(shù)目(即，發(fā)生P值改變之前的遞減計數(shù)值)的數(shù)據(jù)場、和將要改變的‘P’值。
相應地，即使‘P’值改變，殘留邊帶接收系統(tǒng)從殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)無任何錯誤地接收數(shù)據(jù)。復用信息包含在場同步信號的保留區(qū)域中。
如圖10中所示，在場同步信號段的全部832個碼元中，92個碼元被分配到保留區(qū)域。例如，通過保留區(qū)域發(fā)送的復用信息如下。8比特可以分配給當前的‘P’值，另外8比特被分配給要改變的‘P’值，另外8比特被分配給在‘P’值變?yōu)橄乱粋€‘P’值之前的場的數(shù)目。所以，使用保留區(qū)域，復用信息的全部24個比特被發(fā)送到殘留邊帶接收系統(tǒng)。如果直到改變時的遞減值是‘0’，則意味著，此時不改變當前的‘P’值。這時，下一個P值與當前的P值相同。
即使在由于來自國家電視系統(tǒng)委員會制式廣播信號的干擾而在殘留邊帶接收系統(tǒng)中使用梳狀濾波時，也需要目前的廣播類型、復用信息的檢測。為適應這種情況，復用信息的整個24比特最好被劃分成兩塊12比特的信息，其中，兩塊12比特信息中的一個具有與另一個反相的形式。即，一塊12比特的信息、和與第一塊12比特信息反相的另一塊12比特信息一起被發(fā)送到殘留邊帶接收系統(tǒng)。
如圖10中所示，所述的24比特的復用信息被劃分成兩個12比特的信息部分。第一個12比特部分和第二個12比特部分反相，并占用保留區(qū)域。最好是，反相是逐位反相。
為了在不良的信道情況下更穩(wěn)定地從殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)向殘留邊帶接收系統(tǒng)發(fā)送復用信息(以復用信息被包括在場同步信號后面的第一個補充數(shù)據(jù)段的形式)，復用信息可以作為補充數(shù)據(jù)段的一部分而發(fā)送殘留邊帶接收系統(tǒng)。
圖11說明了按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的數(shù)字殘留邊帶接收系統(tǒng)300的方框圖，它通過使用預定的序列而改善了接收性能，并且，接收由殘留邊帶發(fā)送器發(fā)送的補充數(shù)據(jù)。
在圖11中，本發(fā)明的殘留邊帶接收系統(tǒng)300包括序列發(fā)生器31，用于指示補充數(shù)據(jù)的碼元并產生包括在補充數(shù)據(jù)中的預定的序列；改進的傳統(tǒng)殘留邊帶接收器32，用于以殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)的相反次序來處理從殘留邊帶發(fā)送器110(圖1A中所示)接收的數(shù)據(jù)。殘留邊帶接收系統(tǒng)300還包括解復用器34，用于將來自改進的傳統(tǒng)殘留邊帶接收器32的數(shù)據(jù)解復用成MPEG數(shù)據(jù)(也稱為數(shù)據(jù)段)和補充數(shù)據(jù)(也稱為數(shù)據(jù)段)；以及補充數(shù)據(jù)解碼器35，用于以發(fā)送系統(tǒng)的相反次序來處理來自解復用器34的補充數(shù)據(jù)段，以便獲得原補充數(shù)據(jù)。
如圖11所示，改進的傳統(tǒng)殘留邊帶接收器32包括解調器41、梳狀濾波器42、信道均衡器43、限幅預測器44、相位跟蹤器45、網格解碼器46、第一數(shù)據(jù)去交織器47、第一里德-索羅門解碼器48和數(shù)據(jù)去隨機化器49。補充數(shù)據(jù)解碼器35包括MPEG頭去除器51、零序列去除器52、第二數(shù)據(jù)去交織器53、第二里德-索羅門解碼器54。
按照本優(yōu)選實施例，解調器41將射頻頻帶信號轉換為基帶信號，而同步和定時還原系統(tǒng)還原段同步信號、場同步信號和碼元定時。如果檢測到的話，梳狀濾波器42去除國家電視系統(tǒng)委員會制式干擾信號，信道均衡器43通過使用限幅預測器44來糾正有失真的信道。
相位跟蹤器45糾正旋轉(rotated)相位，而網格解碼器46，通過使用所產生的序列和維特比算法來執(zhí)行維特比解碼。通過使用在序列發(fā)生器31所產生的序列，信道均衡器43、限幅預測器44、相位跟蹤器45、以及網格解碼器46來處理所接收的碼元。
第一數(shù)據(jù)去交織器47與美國電視系統(tǒng)委員會標準8T殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交織器的工作過程相反。第一里德-索羅門解碼器48再次解碼在美國電視系統(tǒng)委員會標準8T殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中的里德-索羅門編碼的信號。數(shù)據(jù)去隨機化器49與發(fā)送系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)隨機化器的工作過程相反。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，序列發(fā)生器31將與補充數(shù)據(jù)相對應的從殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)接收的碼元進行解碼，并產生與在補充數(shù)據(jù)中插入的和發(fā)送的預定的序列相同的序列。
如上所述，信道均衡器43、限幅預測器44、相位跟蹤器45、和網格解碼器46，通過使用預定的序列來改善信號處理性能。考慮到在先前分量的數(shù)據(jù)處理中的延遲，這發(fā)生在當使用預定的序列的分量使用序列信息和延遲的序列信息的時候。
在殘留邊帶接收系統(tǒng)300中，解復用器34，通過使用從例如場同步信號檢測到的復用信息，將來自改進的傳統(tǒng)殘留邊帶接收器32的數(shù)據(jù)解復用成補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段。在該優(yōu)選實施例中，第二里德-索羅門解碼器54不對補充數(shù)據(jù)段進行里德-索羅門解碼，而僅僅去除在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中的里德-索羅門編碼器中加上的20字節(jié)的奇偶校驗。
如果信道噪聲過多，則與補充數(shù)據(jù)相比，在里德-索羅門代碼的奇偶校驗字節(jié)中就存在許多錯誤，因為美國電視系統(tǒng)委員會標準里德-索羅門代碼的奇偶校驗字節(jié)沒有插入預定的序列，導致在網格解碼器46中沒有增益。第一里德-索羅門解碼器48不對補充數(shù)據(jù)段進行里德-索羅門解碼，因為，很可能，在補充數(shù)據(jù)段具有超過例如10字節(jié)的錯誤的情況下，第一里德-索羅門解碼器48做出了錯誤的糾正。
來自解復用器34的補充數(shù)據(jù)段被提供到MPEG頭去除器51。MPEG頭去除器51從補充數(shù)據(jù)段中去除3個字節(jié)的MPEG頭。當在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中以美國電視系統(tǒng)委員會標準格式發(fā)送補充數(shù)據(jù)的時候插入MPEG頭。
零序列去除器52隨后將在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中的零序列插入器中插入到補充數(shù)據(jù)段中的零序列去除。第二數(shù)據(jù)去交織器53與在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中對補充數(shù)據(jù)段的交織處理的工作過程相反。如果在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中省略了交織處理，則殘留邊帶接收系統(tǒng)300可以禁止第二數(shù)據(jù)去交織器53或根本不包括它。第二里德-索羅門解碼器54將補充數(shù)據(jù)段的里德-索羅門代碼解碼。
由于預定的序列僅僅被插入到補充數(shù)據(jù)碼元，因此，要求殘留邊帶接收系統(tǒng)300識別補充數(shù)據(jù)碼元，并確定是否來自發(fā)送系統(tǒng)的預定的序列是‘0’或‘1’。
圖11中的殘留邊帶接收系統(tǒng)300通過使用在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)插入的預定的序列來改善接收性能。參見圖11，復用信息檢測器33檢測在場同步信號段的保留區(qū)域中包含的復用信息，并輸出解復用的控制信號。解復用器34接收解復用的控制信號，用于通過使用復用信息而將比特流分離成補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)分組。
如果復用信息被包括在場同步信號后面的第一補充數(shù)據(jù)段中，那么，復用信息檢測器33就從解碼的補充數(shù)據(jù)中提取那個信息，并將其用于復用信息的更強壯的跟蹤。同樣，當接收的數(shù)據(jù)是補充數(shù)據(jù)時，復用信息檢測器33通過使用來自場同步信號的復用信息來提供一個解復用控制信號，它便利了第一里德-索羅門解碼器48的旁路，并因此不進行第一里德-索羅門解碼。
圖12說明了按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的復用信息檢測器33的方框圖。按照圖12，復用信息檢測器33包括2級限幅器202、串行到并行轉換器204、復用信息提取器206、和諸如觸發(fā)器208、比較器210、置信度計數(shù)器214和錯誤檢測器212之類的輔助裝置。
2級限幅器202確定從例如改進的傳統(tǒng)殘留邊帶接收器32的相位跟蹤器45接收的數(shù)據(jù)的符號。串行到并行轉換器204將復用信息的比特流轉換為48比特的并行數(shù)據(jù)。復用信息提取器206，從丟棄了梳狀濾波補償比特的48比特數(shù)據(jù)中僅僅提取24比特的復用信息(也稱為負載數(shù)據(jù)b23...b0)。24比特的觸發(fā)器將復用信息鎖存到序列發(fā)生器31、第一里德-索羅門解碼器48和解復用器34。錯誤檢測器212檢查是否補償比特[b23...b0]是負載比特[b23...b0]的補碼(如[b23...b0]的非)，以及當[b15...b8]等于0×00的時，是否[b23...b16]等于[b7...b0]。如果檢測到錯誤，則錯誤檢測器就保持置信度計數(shù)器214。
參見圖12，比較器210將當前場段的復用信息與前一場的復用信息(觸發(fā)器208的內容)相比較。如果它們相同，則比較器210使得置信度計數(shù)器214增加1。如果不同，則置信度計數(shù)器214減去1。如果計數(shù)器的值大于一個閾值，則置信度計數(shù)器214將鎖定信號設置為“1”。如果鎖定信號被使能，則發(fā)生從獲取過程到跟蹤過程的轉變。
在圖12中，提供到復用信息檢測器33的各種分量的使能信號，可以使得這些分量最好在接近每一個場同步段的末端被使能。
上述的處理使殘留邊帶接收器可以可靠而簡單地通過相關性而獲取復用信息。這種處理被稱為是獲取過程。對于已經通過場同步數(shù)據(jù)的相關性而獲取該信息的殘留邊帶接收器，有必要隨后能夠迅速而可靠地跟蹤P值(在場中的補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目)的變化。
在這點上，在數(shù)據(jù)場的第一補充段中復制不包括梳狀濾波補償比特的來自數(shù)據(jù)場的復用信息。結果，殘留邊帶接收器使用包含在第一補充段中的強壯編碼的復用信息來更可靠地跟蹤改變。如果殘留邊帶接收器發(fā)現(xiàn)，先前通過場同步相關性獲取的復用信息與在第一補充段中的那一個不相匹配，則復用信息檢測器就重新開始獲取過程。
本發(fā)明的殘留邊帶通信系統(tǒng)具有下列優(yōu)點。首先，在信道上發(fā)送MPEG數(shù)據(jù)和補充數(shù)據(jù)中，由于預定的序列和復用信息的使用，使得本發(fā)明的殘留邊帶通信系統(tǒng)對于信道損害更為強壯。
第二，本發(fā)明的殘留邊帶通信系統(tǒng)與相關技術的殘留邊帶接收系統(tǒng)具有反向兼容性。
第三，預定的序列和復用信息的使用，允許本發(fā)明的殘留邊帶通信系統(tǒng)，即使在具有比相關技術的殘留邊帶接收系統(tǒng)嚴重的回波和噪聲的信道上也能無錯誤地接收補充數(shù)據(jù)。
第四，在固定規(guī)則下的補充數(shù)據(jù)與MPEG數(shù)據(jù)的復用，改善了在殘留邊帶接收系統(tǒng)中的補充數(shù)據(jù)的解碼性能。
第五，播送裝置可以改變將要復用的補充分組的數(shù)目(即，P值)。
對本領域的技術人員來說，顯然，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在本發(fā)明的殘留邊帶通信系統(tǒng)中進行各種改進和改變，因此，本發(fā)明意欲覆蓋本發(fā)明的各種改進和改變，只要它們在所附的權利要求和它們的等同物的范圍中。
權利要求
1.一種殘留邊帶(VSB)通信系統(tǒng)，包括殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)，用于將編碼的運動圖像專家組標準(MPEG)數(shù)據(jù)和其中具有插入的零序列的編碼的補充數(shù)據(jù)，與根據(jù)補充數(shù)據(jù)分組而被包括到其中的復用信息進行復用，和用于發(fā)送復用的數(shù)據(jù)場；以及殘留邊帶接收系統(tǒng)，用于從復用的數(shù)據(jù)場中檢測所需要的復用信息，通過使用零序列和檢測的復用信息來解碼復用的數(shù)據(jù)場，并響應復用信息，將復用的數(shù)據(jù)解復用為MPEG數(shù)據(jù)和補充數(shù)據(jù)。
2.按照權利要求1的殘留邊帶通信系統(tǒng)，其中，補充數(shù)據(jù)的復用信息在復用的數(shù)據(jù)場中。
3.按照權利要求1的殘留邊帶通信系統(tǒng)，其中，‘P’表示補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目，‘s’表示在復用的數(shù)據(jù)場中關于場同步信號的補充數(shù)據(jù)段的位置，而K1、K2、K3和K4表示用于調整關于場同步信號的補充數(shù)據(jù)段的開始位置的偏移，以及在復用的數(shù)據(jù)場中的補充數(shù)據(jù)段的補充數(shù)據(jù)被復用的一組位置(MAP)由下列方程表示0 P 39MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-1}；40 P 78MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K2)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-79}；79 P 117MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K2)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K3)mod312)+1，i＝0，1，...，2P-157}；以及118 P 156MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K2)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K3)mod312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K4)mod312)+1，i＝0，1，...，2P-235}，其中，1 s 312，0 K1，K2，K3，K4 311，對于m n，(Km mod4)(Kn mod4)，以及1m，n4。
4.按照權利要求1的殘留邊帶通信系統(tǒng)，其中，‘P’表示補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目，‘s’表示在復用的數(shù)據(jù)場中關于場同步信號的補充數(shù)據(jù)段的位置，以及在復用的數(shù)據(jù)場中的補充數(shù)據(jù)段的MAP由下列方程表示0 P 39MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，2P-1}；40 P 78MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+3，i＝0，1，...，2P-79}；79 P 117MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+3，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+2，i＝0，1，...，2P-157}；以及118 P 156MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+3，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+2，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+4，i＝0，1，...，2P-235}，其中，(1 s 312)。
5.按照權利要求1的殘留邊帶通信系統(tǒng)，其中，用于將補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)復用以形成復用的數(shù)據(jù)場的模式周期是4個段。
6.按照權利要求1的殘留邊帶通信系統(tǒng)，其中，殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)包括里德-索羅門編碼器，編碼補充數(shù)據(jù)；零序列插入器，用于向從里德-索羅門編碼器輸出的補充數(shù)據(jù)插入零序列以便產生預定的序列；MPEG頭(header)插入器，用于向其中插入了零序列的補充數(shù)據(jù)中插入一個頭；復用器，用于按照復用比率將MPEG數(shù)據(jù)和其中插入了頭的補充數(shù)據(jù)進行復用，其中，響應補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目而確定復用比率；以及殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)，連接到復用器，用于調制復用器的輸出以形成至少一個包括多個段的數(shù)據(jù)場，其中，包括至少一個從補充數(shù)據(jù)形成的段和至少一個從MPEG數(shù)據(jù)形成的段。
7.按照權利要求6的殘留邊帶通信系統(tǒng)，其中，在一個復用的數(shù)據(jù)場中復用的補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目在0-156之間。
8.按照權利要求6的殘留邊帶通信系統(tǒng)，還包括交織器，它從里德-索羅門編碼器接收數(shù)據(jù)并輸出到零序列插入器，所述的交織器交織包括被前向糾錯的代碼的補充數(shù)據(jù)。
9.按照權利要求6的殘留邊帶通信系統(tǒng)，其中，補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)的復用比率是一個段比一個段(1∶1)或一個段比3個段(1∶3)。
10.按照權利要求6的殘留邊帶通信系統(tǒng)，其中，復用信息被包括在復用的數(shù)據(jù)場的場同步信號段的保留區(qū)域和在場同步信號段后面的第一補充數(shù)據(jù)段中的至少一個中。
11.按照權利要求10的殘留邊帶通信系統(tǒng)，其中，保留區(qū)域包括92個具有一個當前的“P”值、一個在改變當前的“P”值之前的遞減值和下一個“P”值的碼元(symbol)。
12.按照權利要求11的殘留邊帶通信系統(tǒng)，其中，當前的“P”值占用至少8個比特，在改變當前的“P”值之前的遞減值占用至少8個比特，下一個“P”值占用至少8個比特。
13.按照權利要求12的殘留邊帶通信系統(tǒng)，其中，保留區(qū)域被劃分成第一和第二個12比特部分，所述的第一和所述的第二個12比特部分彼此反相(invert)。
14.按照權利要求13的殘留邊帶通信系統(tǒng)，其中，所述的第二個12比特部分是所述的第一個12比特部分的逐位反相。
15.一種殘留邊帶接收系統(tǒng)，用于接收包括復用的MPEG數(shù)據(jù)和補充數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)場，包括殘留邊帶接收器，用于接收和解碼數(shù)據(jù)場；復用信息檢測器，用于從數(shù)據(jù)場中檢測復用信息，其中，復用信息至少包括用于確定解復用比率以便從數(shù)據(jù)場中的補充數(shù)據(jù)段分出MPEG數(shù)據(jù)段的信息；解復用器，用于響應解復用率來解復用數(shù)據(jù)場以產生MPEG數(shù)據(jù)和編碼的補充數(shù)據(jù)；補充數(shù)據(jù)解碼器，用于處理來自解復用器的編碼的補充數(shù)據(jù)以獲得補充數(shù)據(jù)。
16.按照權利要求15的殘留邊帶接收系統(tǒng)，其中，復用信息被包括在數(shù)據(jù)場的場同步信號段中。
17.按照權利要求15的殘留邊帶接收系統(tǒng)，還包括序列發(fā)生器，用于解碼補充數(shù)據(jù)的碼元和產生包括在補充數(shù)據(jù)中且預先定義的一個序列，其中，殘留邊帶接收器使用所產生的序列來解碼數(shù)據(jù)場，并向解復用器提供一個處理的數(shù)據(jù)場。
18.按照權利要求15的殘留邊帶接收系統(tǒng)，其中，復用信息被包括在數(shù)據(jù)場中的補充數(shù)據(jù)段之一的保留區(qū)域中。
19.一種殘留邊帶信號段格式，用于具有補充數(shù)據(jù)編碼器的殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)和具有補充數(shù)據(jù)解碼器的殘留邊帶接收系統(tǒng)中，所述的殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)發(fā)送包括MPEG和補充數(shù)據(jù)的至少一個數(shù)據(jù)場，所述的信號段格式包括段同步碼元區(qū)域；至少一個數(shù)據(jù)碼元區(qū)域；殘留邊帶模式碼元區(qū)域；前置編碼碼元區(qū)域；以及保留區(qū)域，具有復用信息，用于譯碼在數(shù)據(jù)場中的補充數(shù)據(jù)段的位置。
20.按照權利要求19的殘留邊帶信號段格式，其中，在數(shù)據(jù)場中的補充數(shù)據(jù)段的位置響應補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目。
21.按照權利要求19的殘留邊帶信號段格式，其中，段同步碼元區(qū)域包括4個碼元、第一數(shù)據(jù)碼元區(qū)域包括511個碼元，第二數(shù)據(jù)碼元區(qū)域包括62個碼元，第三數(shù)據(jù)碼元區(qū)域包括63個碼元，第四數(shù)據(jù)碼元區(qū)域包括63個碼元，殘留邊帶模式碼元區(qū)域包括24個碼元，前置編碼碼元區(qū)域包括12個碼元，保留區(qū)域包括92個碼元。
22.一種殘留邊帶信號段格式，用于具有補充數(shù)據(jù)編碼器的殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)和具有補充數(shù)據(jù)解碼器的殘留邊帶接收系統(tǒng)，所述的殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)發(fā)送包括MPEG和補充數(shù)據(jù)的至少一個數(shù)據(jù)場，所述的信號段格式包括第一區(qū)域，用于存儲當前的‘P’值，其中，P表示在當前場中的補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目；第二區(qū)域，用于存儲在改變當前‘P’值之前的遞減值；以及第三區(qū)域，用于存儲要改變的下一個P值。
23.按照權利要求22的殘留邊帶信號段格式，其中，當前的“P”值占用至少8個比特，在改變當前的“P”值之前的遞減值占用至少8個比特，下一個“P”值占用至少8個比特。
24.按照權利要求23的殘留邊帶信號段格式，其中，所有24比特被劃分成第一和第二個12比特部分，所述的第一和所述的第二個12比特部分彼此反相。
25.按照權利要求24的殘留邊帶信號段格式，其中，所述的第二個12比特部分是所述的第一個12比特部分的逐位反相。
26.一種用于在具有補充數(shù)據(jù)編碼器的殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中處理MPEG和補充數(shù)據(jù)分組的方法，其中，補充數(shù)據(jù)編碼器從補充數(shù)據(jù)分組產生編碼的補充數(shù)據(jù)分組，所述的方法包括步驟(a)將在至少一個數(shù)據(jù)場中的編碼的補充數(shù)據(jù)分組和MPEG數(shù)據(jù)分組進行復用，所述的數(shù)據(jù)場具有多個段，每個段與編碼的補充數(shù)據(jù)分組和MPEG數(shù)據(jù)分組中的至少一個相對應，其中，響應補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目而執(zhí)行復用；(b)在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中調制復用的數(shù)據(jù)場。
27.按照權利要求26的方法，還包括(c)將補充數(shù)據(jù)分組進行里德-索羅門編碼，用于糾錯；(e)向里德-索羅門編碼的補充數(shù)據(jù)分組插入零序列；(f)向其中插入了零序列的補充數(shù)據(jù)分組加上MPEG頭，以獲得編碼的補充數(shù)據(jù)分組。
28.按照權利要求27的方法，還包括步驟在步驟(e)之前，交織補充數(shù)據(jù)分組來增強對突發(fā)噪聲的抵抗力。
29.按照權利要求26的方法，其中，要與MPEG數(shù)據(jù)分組復用的補充數(shù)據(jù)分組在1-156個分組之間。
30.按照權利要求26的方法，其中，以1∶1和1∶3中的至少一個的比率來復用補充數(shù)據(jù)分組和MPEG數(shù)據(jù)分組。
31.按照權利要求26的方法，其中，復用信息被包括在包含場同步信號的段和在數(shù)據(jù)場中的場同步信號段后面的第一補充數(shù)據(jù)段中的至少一個中。
32.按照權利要求26的方法，其中，復用信息被包括在包含場同步信號的段和在數(shù)據(jù)場中的場同步信號段后面的第一補充數(shù)據(jù)段的保留區(qū)域中的至少一個中。
33.按照權利要求26的方法，其中，‘P’表示補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目，‘s’表示在復用的數(shù)據(jù)場中的關于場同步信號的補充數(shù)據(jù)段的位置，而K1、K2、K3和K4表示用于調整關于場同步信號的補充數(shù)據(jù)段的開始位置的偏移，以及在復用的數(shù)據(jù)場中的補充數(shù)據(jù)段的MAP由下列方程表示0 P 39MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-1}；40 P 78MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K2)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-79}；79 P 117MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K2)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K3)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-157}；以及118 P 156MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K2)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K3)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K4)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-235}，其中，1 s 312，0 K1，K2，K3，K4 311，對于m n，(Km mod4)(Kn mod4)，以及1m，n4。
34.按照權利要求26的方法，其中，‘P’表示補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目，‘s’表示在復用的數(shù)據(jù)場中的關于場同步信號的補充數(shù)據(jù)段的位置，以及在復用的數(shù)據(jù)場中的補充數(shù)據(jù)段的MAP由下列方程表示0 P 39MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，2P-1}；40 P 78MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+3，i＝0，1，...，2P-79}；79 P 117MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+3，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+2，i＝0，1，...，2P-157}；以及118 P 156MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+3，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+2，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+4，i＝0，1，...，2P-235}，其中，(1 s 312)。
35.按照權利要求26的方法，其中，用于復用補充數(shù)據(jù)和MPEG數(shù)據(jù)以形成復用的數(shù)據(jù)場的模式周期是4個段。
36.一種用于在具有補充數(shù)據(jù)解碼器的殘留邊帶接收系統(tǒng)中處理MPEG和編碼的補充數(shù)據(jù)分組以便從編碼的補充數(shù)據(jù)分組產生補充數(shù)據(jù)分組的方法，所述的方法包括步驟(a)從殘留邊帶接收系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)場中檢測復用信息，所述的復用信息，響應補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目而被準備，且包括用于分離補充數(shù)據(jù)段和MPEG數(shù)據(jù)段的解復用信息；(b)通過使用所述的復用信息，將所述的數(shù)據(jù)場解復用為MPEG數(shù)據(jù)分組和編碼的補充數(shù)據(jù)分組；(c)使用補充數(shù)據(jù)解碼器，解碼編碼的補充數(shù)據(jù)分組，以獲得補充數(shù)據(jù)分組。
37.按照權利要求36的方法，其中，復用信息被包括在數(shù)據(jù)場的一個場同步信號中。
38.按照權利要求36的方法，還包括步驟(d)殘留邊帶接收系統(tǒng)指示補充數(shù)據(jù)碼元，和產生將要包括在補充數(shù)據(jù)分組中的預定的序列；(e)通過使用所產生的序列處理數(shù)據(jù)場。
39.按照權利要求36的方法，其中，復用信息被包括在場同步信號后面的第一補充數(shù)據(jù)段的保留區(qū)域中。
40.按照權利要求36的方法，其中，復用信息包括第一區(qū)域，用于存儲當前的‘P’值，其中，P表示在當前場中的補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目；第二區(qū)域，用于存儲在改變當前‘P’值之前的遞減值；第三區(qū)域，用于存儲將要改變的下一個P值。
41.按照權利要求40的方法，其中，當前的“P”值占用至少8個比特，在改變當前的“P”值之前的遞減值占用至少8個比特，下一個“P”值占用至少8個比特。
42.按照權利要求41的方法，其中，所有的24比特被劃分成第一和第二個12比特部分，所述的第一和所述的第二個12比特部分彼此反相。
43.一種用于在殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)中復用MPEG數(shù)據(jù)和補充數(shù)據(jù)的方法，包括步驟確定在數(shù)據(jù)場中要與MPEG數(shù)據(jù)段復用的補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目，其中，數(shù)據(jù)場包括多個MPEG和補充數(shù)據(jù)段；以及從數(shù)據(jù)場的預選的開始位置開始，依序到數(shù)據(jù)場的末端，為數(shù)據(jù)場的每個Y段分配補充數(shù)據(jù)段的位置，以及將剩余的補充數(shù)據(jù)段分配給從數(shù)據(jù)場的前一個開始位置起由預定的偏移位置偏移的后繼開始位置開始的數(shù)據(jù)場的每個Y段。
44.按照權利要求43的方法，其中，Y是第四個段。
45.按照權利要求43的方法，其中，預定的偏移位置是一個段。
46.按照權利要求43的方法，其中，預選的開始位置鄰近場同步信號段。
47.按照權利要求43的方法，其中，‘P’表示補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目，‘s’表示在復用的數(shù)據(jù)場中關于場同步信號的補充數(shù)據(jù)段的位置，而K1、K2、K3和K4表示用于調整關于場同步信號的補充數(shù)據(jù)段的開始位置的偏移，以及在數(shù)據(jù)場中的補充數(shù)據(jù)段的MAP由下列方程表示0 P 39MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-1}；40 P 78MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K2)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-79}；79 P 117MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K2)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K3)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-157}；以及118 P 156MAP＝{s|s＝((4i+K1)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K2)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K3)mod 312)+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝((4i+K4)mod 312)+1，i＝0，1，...，2P-235}，其中，1 s 312，0 K1，K2，K3，K4 311，對于m n，(Km mod4)(Kn mod4)，以及1m，n4。
48.按照權利要求43的方法，其中，‘P’表示補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目，‘s’表示在數(shù)據(jù)場中的關于場同步信號的補充數(shù)據(jù)段的位置，以及在數(shù)據(jù)場中的補充數(shù)據(jù)段的MAP由下列方程表示0 P 39MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，2P-1}；40 P 78MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+3，i＝0，1，...，2P-79}；79 P 117MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+3，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+2，i＝0，1，...，2P-157}；以及118 P 156MAP＝{s|s＝4i+1，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+3，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+2，i＝0，1，...，77}U{s|s＝4i+4，i＝0，1，...，2P-235}，其中，(1 s 312)。
全文摘要
一種殘留邊帶(VSB)通信系統(tǒng)，包括殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)和殘留邊帶接收系統(tǒng)。殘留邊帶發(fā)送系統(tǒng)，將編碼的運動圖像專家組標準(MPEG)數(shù)據(jù)和插入了零序列的編碼的補充數(shù)據(jù)，與按照被發(fā)送的補充數(shù)據(jù)分組的數(shù)目在場同步信號或補充數(shù)據(jù)中包括的所需要的復用信息進行復用。殘留邊帶接收系統(tǒng)從場同步信號或補充數(shù)據(jù)中檢測所需要的復用信息，并通過使用零序列和所檢測的復用信息來解碼復用的數(shù)據(jù)，以及將復用的數(shù)據(jù)解復用為MPEG數(shù)據(jù)和補充數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N7/24GK1437825SQ01811370
公開日2003年8月20日 申請日期2001年12月27日 優(yōu)先權日2001年4月18日
發(fā)明者崔仁煥, 具永模, 姜景遠, 郭國淵 申請人:Lg電子株式會社