專利名稱：用于數(shù)字電視系統(tǒng)的前序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于利用在數(shù)字電視信號流中的前序(preamble)分組的方法 和裝置。該方法和裝置具體適用于將數(shù)字電視信號傳送到能夠接收數(shù)字電視信號的移動和 /或手持便攜式設(shè)備(下文稱為“M/H接收機(jī)”)，同時保持與現(xiàn)有的數(shù)字電視系統(tǒng)(例如， 遵循在美國利用的ATSC A/53數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng))的向后兼容性。術(shù)語“M/H接收機(jī)”包 括但不局限于便攜式電視接收機(jī)、車載電視接收機(jī)、蜂窩電話、智能電話、膝上型計算機(jī)和 個人數(shù)據(jù)助理。本發(fā)明還涉及適合于接收包括前序分組的數(shù)字電視信號的方法和裝置。
背景技術(shù)：
近年來，電視廣播傳送系統(tǒng)已經(jīng)從模擬形式轉(zhuǎn)移到數(shù)字形式。例如，在美國，高級 電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(ATSC)開發(fā)出被稱為“ATSC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)A/53”的標(biāo)準(zhǔn)(ATSC A/53 標(biāo)準(zhǔn))，用以替代現(xiàn)有的模擬廣播電視系統(tǒng)。ATSC A/53標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)字電視廣播的數(shù)據(jù)應(yīng)該如何編碼和解碼。此外，ATSC A/53標(biāo)準(zhǔn)定義了源數(shù)據(jù)(例如，數(shù)字音頻和視頻數(shù)據(jù))應(yīng)該如何被處 理和調(diào)制成將被無線發(fā)送的信號。具體講，冗余信息被添加到源數(shù)據(jù)，以使得接收機(jī)即使在 不合需要的噪聲和/或多路徑干擾的條件下也能夠恢復(fù)源數(shù)據(jù)。雖然冗余信息減小了發(fā)送 源數(shù)據(jù)的有效速率，但是該信息增大了從接收到的信號成功恢復(fù)源數(shù)據(jù)的可能性。ATSC A/53標(biāo)準(zhǔn)主要是針對在固定位置(例如家中)的高清晰電視(HDTV)接收 來開發(fā)的。就是說，該系統(tǒng)被設(shè)計用于使已經(jīng)開始進(jìn)入市場的帶有高分辨率屏幕的電視接 收機(jī)的視頻比特率最大化。結(jié)果，在ATSC A/53標(biāo)準(zhǔn)下的廣播發(fā)送造成了移動接收的困難。 需要增強該標(biāo)準(zhǔn)來用于M/H接收機(jī)對數(shù)字電視信號的強壯或魯棒接收。認(rèn)識到該問題之后，在2007年，ATSC宣布啟動開發(fā)新標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)程，該新標(biāo)準(zhǔn)被稱 為“ATSC-M/H標(biāo)準(zhǔn)”，用于將數(shù)字電視信號有效地傳送到M/H接收機(jī)。對ATSC-M/H標(biāo)準(zhǔn)的 要求之一是保持與現(xiàn)有的傳統(tǒng)ATSCA/53廣播系統(tǒng)的向后兼容性，以使得將被M/H接收機(jī)接 收的內(nèi)容可以與傳統(tǒng)ATSC信號一道在同一 6MHz傳送信道內(nèi)傳送。
所提議的用于ATSC-M/H標(biāo)準(zhǔn)的某些傳送系統(tǒng)通過周期性地替換由傳統(tǒng)A/53傳送 系統(tǒng)通常提供的連續(xù)數(shù)據(jù)流的某些部分來執(zhí)行周期性或突發(fā)的傳送。周期性模式傳送系統(tǒng) 通常將前序添加到其數(shù)據(jù)流，以輔助接收系統(tǒng)克服由傳送信道所導(dǎo)致的負(fù)面影響，例如噪 聲、多路徑干擾等等。前序通常包括已知或預(yù)定的信息，該信息被接收機(jī)用于訓(xùn)練以改善其 接收。例如，前序提供用于M/H接收機(jī)的均衡器電路的訓(xùn)練知識。因此，前序的正確使用在 嚴(yán)苛的接收條件下(例如，在移動接收的條件下)可能尤其有用。雖然前序可以改善數(shù)字電視信號的接收，但是注意，能夠廣播新的周期性電視數(shù) 據(jù)和傳統(tǒng)的連續(xù)電視數(shù)據(jù)兩者的數(shù)字電視傳送系統(tǒng)可能面臨額外的問題。即，包括在周期 性的數(shù)據(jù)流中的前序可能隨后受到傳統(tǒng)A/53發(fā)送電路的改變。這是因為包括前序的周期 性數(shù)據(jù)流作為輸入信號被提供給傳統(tǒng)A/53發(fā)送編碼器，以便滿足新的ATSC-M/H傳送信號 和現(xiàn)有的傳統(tǒng)A/53傳送信號之間的向后兼容性。更具體而言，用在傳統(tǒng)的ATSC電視系統(tǒng)中的ATSC編碼器(也稱為A/53編碼器或 8-VSB編碼器)通常包括數(shù)據(jù)隨機(jī)化器、Reed Solomon編碼器、字節(jié)交織器(interleave!·) 和trellis編碼器。ATSC編碼器的操作改變由在前的ATSC-M/H傳送系統(tǒng)創(chuàng)建的前序信息 的內(nèi)容、位置和持續(xù)時間，從而產(chǎn)生對前序信息的不合需要的修改和擴(kuò)展。這使得M/H接收 機(jī)難以恢復(fù)前序。其次，一般而言，如果在傳送期間前序是以某一預(yù)定的時間間隔提供的，則前序的 訓(xùn)練功能變得最有效。前序插入的有效定時是使得傳統(tǒng)ATSC解碼器的字節(jié)交織器所造成 的負(fù)面影響最小化所必需的。再次，在傳統(tǒng)ATSC數(shù)據(jù)流中周期性地插入M/H數(shù)據(jù)產(chǎn)生了由接收機(jī)恢復(fù)正確的 trellis編碼路徑的問題。由于trellis編碼依賴于“編碼路徑”，因此trellis解碼器需 要保持跟蹤過去的結(jié)果。此外，由于trellis編碼是在ATSC編碼器中針對包括M/H數(shù)據(jù)和 傳統(tǒng)A/53數(shù)據(jù)兩者的經(jīng)交織的數(shù)據(jù)流進(jìn)行的，因此如果接收機(jī)被設(shè)計成接收新的M/H信號 和傳統(tǒng)的ATSC信號中的僅一種，接收機(jī)則難以有效地跟蹤正確的trellis編碼路徑。因此，存在對于解決上述每個問題的方法和裝置的需求。本發(fā)明解決了這些和/ 或其他問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一種方法。根據(jù)示例性實施例，該方法包括接收數(shù)據(jù)分組流；將多個前序分組插入到所述數(shù)據(jù)分組流中，然后再使用卷積交織對所產(chǎn)生的 數(shù)據(jù)分組流進(jìn)行交織；并且其中前序分組的數(shù)目被選為與所述卷積交織的最大延遲相對應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種裝置。根據(jù)示例性實施例，該裝置包括諸如 接收點之類用于接收數(shù)據(jù)分組流的裝置；諸如前序分組插入器之類用于將多個前序分組插 入到所述數(shù)據(jù)分組流中的裝置，所述插入發(fā)生在使用諸如卷積交織器之類的交織裝置對所 產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分組流進(jìn)行交織之前；所述交織裝置使用卷積交織對所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分組流進(jìn)行 交織，并且由插入裝置插入的前序分組的數(shù)目被選為與所述交織裝置引入的最大延遲相對 應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種方法。根據(jù)示例性實施例，該方法包括接收 字段同步數(shù)據(jù)；接收經(jīng)trellis編碼且經(jīng)交織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)；以及使用所述字段同步數(shù)據(jù)和 所述經(jīng)trellis編碼且經(jīng)交織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一部分來用于接收機(jī)的同步。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種裝置。根據(jù)示例性實施例，該裝置包括諸如 接收機(jī)電路之類用于接收字段同步數(shù)據(jù)的裝置；諸如同步電路之類用于接收經(jīng)trellis編 碼且經(jīng)交織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的裝置；以及用于使用所述字段同步數(shù)據(jù)和所述經(jīng)trellis編碼且 經(jīng)交織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一部分來用于接收機(jī)的同步的裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種裝置。根據(jù)示例性實施例，該裝置包括諸如 前序分組插入器之類用于將訓(xùn)練數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)流中的裝置；諸如編碼器之類用于對包含 插入的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行交織和trellis編碼的裝置；以及諸如復(fù)用器之類用于 將字段同步數(shù)據(jù)插入到所述經(jīng)交織并經(jīng)trellis編碼的數(shù)據(jù)流中的裝置，其中所述訓(xùn)練數(shù) 據(jù)被插入在如下位置上該位置使得在交織和trellis編碼之后，字段同步數(shù)據(jù)以固定的 位置關(guān)系在經(jīng)trellis編碼且經(jīng)交織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)當(dāng)中或鄰近被發(fā)送，從而允許使用字段同 步數(shù)據(jù)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)的至少一部分來用于接收機(jī)處的同步。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種方法。根據(jù)示例性實施例，該方法包括接收 經(jīng)trellis編碼且經(jīng)交織的數(shù)據(jù)，所述經(jīng)trellis編碼且經(jīng)交織的數(shù)據(jù)包括預(yù)定的訓(xùn)練數(shù) 據(jù)；從統(tǒng)計上確定所述預(yù)定訓(xùn)練數(shù)據(jù)的trellis編碼路徑；以及基于所述確定對所述經(jīng)交 織的數(shù)據(jù)進(jìn)行trellis解碼。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種方法。根據(jù)示例性實施例，該方法包括接收 經(jīng)trellis編碼且經(jīng)交織的數(shù)據(jù)，所述經(jīng)trellis編碼且經(jīng)交織的數(shù)據(jù)包括預(yù)定的訓(xùn)練數(shù) 據(jù)；從統(tǒng)計上確定所述預(yù)定訓(xùn)練數(shù)據(jù)的trellis編碼路徑；以及基于所述確定對所述經(jīng)交 織的數(shù)據(jù)進(jìn)行trellis解碼，所述經(jīng)交織的數(shù)據(jù)包含來自第一傳送模式(例如，傳統(tǒng)A/53 傳送)和第二傳送模式(例如M/H傳送)的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種裝置。根據(jù)示例性實施例，該裝置包括諸 如電路點之類用于接收經(jīng)trellis編碼且經(jīng)交織的數(shù)據(jù)的裝置，所述經(jīng)trellis編碼且經(jīng) 交織的數(shù)據(jù)包括預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)；諸如電路之類用于從統(tǒng)計上確定所述預(yù)定訓(xùn)練數(shù)據(jù)的 trellis編碼路徑的裝置，該裝置基于所述確定對所述經(jīng)交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行trellis解碼。


通過結(jié)合附圖參考對本發(fā)明實施例的以下描述，本發(fā)明的上述以及其他特征和優(yōu)勢以及實現(xiàn)它們的方式將變得更加明顯并且將更好地理解本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例用于移動/手持(M/H)接收的地面廣播發(fā)送機(jī) 的框圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的移動/手持(M/H)數(shù)據(jù)流的一部分；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的圖1中的串行級聯(lián)塊碼(Serial Concatenated Block Code, SCBC)編碼器的細(xì)節(jié)的框圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的前序分組的一部分；圖5示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的卷積交織器的操作；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例在字節(jié)交織之后傳送幀中的數(shù)據(jù)塊的位 置的示圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的方法的流程圖；圖8是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的trellis碼交織器的示圖；圖9是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的8 VSB trellis編碼器、預(yù)編碼器和符號映射器的框圖；圖10是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖8中的預(yù)編碼器920的一個實例的操作的示圖；圖11是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖8中的trellis編碼器910的一個實例的操作的示圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的ATSC-M/H接收機(jī)的框圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的圖11中的turbo解碼器1250的細(xì)節(jié) 的框圖；以及圖14是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的另一方法的流程圖。這里給出的例示圖示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并且這些例示不應(yīng)以任何方式被理 解成限制本發(fā)明的范圍。
具體實施例方式雖然本發(fā)明已經(jīng)被描述為具有優(yōu)選設(shè)計，但是本發(fā)明可以在本公開的精神和范圍 內(nèi)被進(jìn)一步修改。因此，本申請希望使用其一般原理覆蓋本發(fā)明的任何變體、使用或適應(yīng)性 修改。例如，所述前序設(shè)計、插入、解碼和在同步中的使用的技術(shù)可以被應(yīng)用到針對其他類 型的數(shù)據(jù)而設(shè)計的、或者使用不同的編碼、糾錯、冗余性、交織或調(diào)制方案的發(fā)送或接收系 統(tǒng)?，F(xiàn)在參考附圖，更具體講參考圖1，示例性的ATSC-M/H發(fā)送機(jī)100的框圖被示出。 該框圖的上半部分圖示出示例性的ATSC M/H信號預(yù)處理塊115(下文稱之為々15(‘1/!1編 碼器”)，該框圖的下半部分圖示出示例性的傳統(tǒng)ATSC A/53信號處理塊145 (下文稱之為 ATSC "A/53編碼器”)。傳統(tǒng)ATSC A/53編碼器145遵從本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的ATSCA/53 標(biāo)準(zhǔn)工作。MPEG傳輸流(TS)源110被耦合到ATSC M/H編碼器115，該ATSC M/H編碼器115 包含分組交織器120、GF (256)串行級聯(lián)塊編碼器(SCBC) 125、分組解交織器130、MPEG TS 頭部修改器135和前序分組插入器140。ATSC M/H編碼器115對傳入的數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理以產(chǎn)生適合于Μ/Η接收機(jī)接收和使用的強壯數(shù)據(jù)流。ATSC Μ/Η編碼器115的輸出被提供到傳 統(tǒng)ATSC Α/53編碼器145，該傳統(tǒng)ATSC Α/53編碼器145根據(jù)ATSC Α/53標(biāo)準(zhǔn)工作。分組交織器120從MPEG TS源110接收以分組形式安排的數(shù)據(jù)流。每個分組包含187個字節(jié)，其中包括3字節(jié)的頭部用于分組標(biāo)識。分組交織器120按逐行的順序從連續(xù) 的分組序列中采入字節(jié)并將它們逐列輸出。分組交織器120的輸出被提供到GF(256)SCBC 125。GF(256) SCBC 125操作以編碼經(jīng)分組交織后的數(shù)據(jù)。在這里所述實施例中，GF(256) SCBC125被參數(shù)化為Galois Field GF(256)上的(n,k)系統(tǒng)線性塊碼，其中η以字節(jié)為單 位，k以字節(jié)為單位。GF(256)的操作細(xì)節(jié)將隨后結(jié)合圖3來描述。GF (256) SCBC 125的輸出被提供到分組解交織器130。分組解交織器130按逐列 的順序采入經(jīng)塊編碼的輸出分組，并將這些字節(jié)逐行輸出。作為特定塊編碼的結(jié)果，重構(gòu)原 始的分組，并從SCBC碼字的奇偶校驗字節(jié)創(chuàng)建新分組。分組解交織器130的輸出被提供到 MPEG TS頭部修改器135。MPEG TS頭部修改器135接收解交織后的187字節(jié)的分組。如前所述，每個分組包 含一個3字節(jié)頭部。這3字節(jié)包括分組標(biāo)識(PID)以及用于傳達(dá)關(guān)于分組的信息的若干其 他比特或比特組。MPEG TS頭部修改器135操作用于修改ATSC M/H分組的頭部部分中的 某些比特，以使得傳統(tǒng)ATSC接收機(jī)能夠忽略這些分組而又不將它們看作毀損(corrupt)分 組。MPEG TS頭部修改器135的輸出隨后被提供到前序分組插入器140。前序分組插入器140可以將預(yù)定的跟蹤分組(即，前序)放置到強壯數(shù)據(jù)流中。 前序分組代表能夠接收該強壯的ATSC-M/H數(shù)據(jù)流的接收機(jī)(例如，M/H接收機(jī))完全或大 部分已知的預(yù)定信息分組。這樣的前序分組被用來輔助M/H接收機(jī)的均衡器部分中的收 斂。注意，雖然預(yù)定的分組被提供以主要改善M/H接收機(jī)中的接收，但是它們也可以被用于 改善可選地具有處理如這里所公開的前序分組的能力的ATSC傳統(tǒng)接收機(jī)中的接收。還要 注意，前序分組還可以被用在M/H接收機(jī)中以輔助對在如這里所公開的傳統(tǒng)ATSC A/53編 碼器145中創(chuàng)建的trellis狀態(tài)的解碼。前序分組插入器140的輸出被提供到傳統(tǒng)ATSC A/53編碼器145。在ATSC-M/H處理之后，數(shù)據(jù)流被提供到傳統(tǒng)ATSC A/53編碼器145，根據(jù)ATSC A/53標(biāo)準(zhǔn)，該傳統(tǒng)ATSC A/53編碼器145包括數(shù)據(jù)隨機(jī)化器150、Reed-Solomon編碼器155、 字節(jié)交織器160、12-ltrellis編碼器165、同步復(fù)用器170、導(dǎo)頻插入器175和調(diào)制器180。數(shù)據(jù)隨機(jī)化器150對傳入的ATSC-M/H或ATSC A/53數(shù)據(jù)字節(jié)與16比特的最 大長度偽隨機(jī)二元序列(PRBS)進(jìn)行異或(XOR)操作，所述PRBS是在數(shù)據(jù)字段(data field)開始處被初始化的。在數(shù)據(jù)隨機(jī)化之后，在Reed-Solomon編碼器155處執(zhí)行 Reed-Solomon(RS)編碼。Reed-Solomon編碼通過向發(fā)送的流添加數(shù)據(jù)以用于糾錯來為接 收機(jī)提供額外的糾錯潛力。卷積字節(jié)交織器160對R-S分組執(zhí)行交織以在時間上對數(shù)據(jù)進(jìn)一步隨機(jī)化。交織 是一種常用技術(shù)，用于處理在廣播RF信號的傳播期間可能發(fā)生的突發(fā)錯誤。如果沒有交 織，突發(fā)錯誤則可能對數(shù)據(jù)的一個特定分段(segment)產(chǎn)生巨大影響，從而使得該分段無 法被糾正。但是，如果數(shù)據(jù)在發(fā)送之前被交織，則可以將突發(fā)錯誤的影響有效地擴(kuò)散到多個 數(shù)據(jù)分段。與無法被糾正的大錯誤被引入一個局部分段中不同，更小的錯誤可以被引入多 個分段中，其中每個錯誤分別是前向糾錯、奇偶校驗比特或其他數(shù)據(jù)完整性方案的糾錯能力能夠處理的。例如，常用的(255，223) Reed-Solomon編碼將允許糾正每個碼字中的多達(dá)16個符號錯誤。如果經(jīng)過Reed-Solomon編碼的數(shù)據(jù)在發(fā)送之前被交織，則在解交織之后， 長的錯誤突發(fā)更可能被擴(kuò)散到多個碼字，從而減小在任意特定碼字中出現(xiàn)多于可糾正的16 個符號錯誤的機(jī)會。預(yù)定的跟蹤分組(也可稱為“前序”)可以使用已知的訓(xùn)練序列過程以多種方式來 生成。在優(yōu)選實施例中，預(yù)定的跟蹤分組包括一有效頭部，其余字節(jié)通過使用偽隨機(jī)數(shù)(PN) 生成器來生成?，F(xiàn)在參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的ATSC-M/H數(shù)據(jù)流200的一部分被示 出。更具體而言，圖2示出ATSC-M/H數(shù)據(jù)流200的一部分是如何組織的。流200由多個突 發(fā)構(gòu)成，突發(fā)具有兩個塊長度的前序(由塊1和2表示)，后面跟隨著適合于所選數(shù)據(jù)速率 模式的預(yù)定數(shù)目個數(shù)據(jù)塊230。在所述提案中，每個數(shù)據(jù)塊230包括26個MPEG分組。就 在有效的同步位置240之前，布置兩個塊長度的52個前序分組210和215，在所述同步位 置240處，是在圖1中的同步復(fù)用器170處插入傳統(tǒng)同步數(shù)據(jù)的位置。這種布置在最終的 傳送流中建立了前序分組插入器140處插入的前序與在同步復(fù)用器170處插入的同步數(shù)據(jù) 之間的預(yù)定關(guān)系。雖然圖1中沒有示出，但是反饋信號被從同步復(fù)用器170提供到前序插 入器140，以便維持同步數(shù)據(jù)和前序之間的精確定時。在優(yōu)選實施例中，前序塊1(210)開始于第261個分組處。前序塊1(210)和前序 塊2(215)之間的虛線表示單個的兩塊長度(即，52個分組)前序占據(jù)前序塊1和2。在前 序塊2之后跟隨著包括在MPEG格式的數(shù)據(jù)塊0中的控制分組，其包含定義當(dāng)前的ATSC-M/ H突發(fā)的內(nèi)容所需的系統(tǒng)信息。ATSC-M/H數(shù)據(jù)塊230開始于字段中的12個預(yù)定位置中的 相應(yīng)位置處。就是說，當(dāng)采用模12 (modulo 12)時，數(shù)據(jù)塊0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10和11 分別開始于第一(即，分組0)、第27 (即，分組26)、第53、第79、第105、第131、第157、第 183、第209、第235、第261和第287個數(shù)據(jù)分組位置上。當(dāng)插入前序時，數(shù)據(jù)塊10和11可 以被用于前序數(shù)據(jù)。直線240表示字段同步數(shù)據(jù)的實際位置，在該位置處，在圖1中的字節(jié) 交織器160和trellis編碼器165之后的同步復(fù)用器170將插入同步數(shù)據(jù)。現(xiàn)在參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的串行級聯(lián)塊碼編碼器300被示出。更 具體而言，圖3圖示出GF (256)串行級聯(lián)塊編碼器(SCBC) 125的框圖。這里，GF (256) SCBC 125適用于以12/52的碼率對傳入的數(shù)據(jù)流編碼。工作在12/52碼率模式下的GF(256) SCBC 300將40個奇偶校驗字節(jié)添加到每12字節(jié)輸入數(shù)據(jù)。12/52編碼路徑包括GF (256)編碼器 (R= 1/2)310、24GF(256)符號交織器320和并行耦合的兩個R= 12/26編碼路徑，它們分別 用于第一和第二 12字節(jié)數(shù)據(jù)。如圖3所示，每個12/26編碼路徑包括串聯(lián)耦合的GF(256) 編碼器(R = 2/3)330、18GF(256)符號交織器、GF (256)編碼器(R = 2/3)和GF (256)穿孔 器(puncture)(R = 27/26)。如前所述，數(shù)據(jù)冗余性是增大傳送數(shù)據(jù)對抗傳送信道的不合需要的噪聲和/或多 路徑干擾的魯棒性的關(guān)鍵。一種對傳送流引入冗余性的方法是使用塊編碼。在這里公開的 優(yōu)選實施例中，如圖1所示，源數(shù)據(jù)分組在分組交織器120處被交織，在GF(256)SCBC 125 處被塊編碼，然后在分組解交織器130處被解交織。更具體而言，GF(256) SCBC 125沿著從分組交織器120輸出的列對字節(jié)進(jìn)行編碼。 分組解交織器130接收由GF(256)SCBC 125產(chǎn)生的經(jīng)編碼的碼字流并輸出187字節(jié)分組的重構(gòu)的行。就是說，分組解交織器130按逐列的順序輸入編碼后的碼字，其中每列包含由GF (256) SCBC 125中的處理添加的冗余字節(jié)，并按逐行的布置輸出這些字節(jié)。在12/26碼率 中，將輸出26行分組。交織和塊編碼技術(shù)被采用以產(chǎn)生經(jīng)解交織的原始分組流，其后跟隨 著被編碼在各個的分組中的冗余信息?，F(xiàn)在參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的前序分組400的一部分被示出。更具 體而言，圖4示出一系列由12個連續(xù)的MPEG分組410 ( S卩，分組0到分組11)構(gòu)成的前序 分組。這些分組以12/52的碼率模式被編碼以形成圖2所示的兩塊長度(即，52個分組) 的前序210。每個MPEG分組410包含187字節(jié)，這包括3字節(jié)的頭部430。如上所述，每個前 序分組的非頭部數(shù)據(jù)420是從偽噪聲(PN)生成器生成的，從而得到總共2208字節(jié)的PN數(shù) 據(jù)。偽噪聲作為前序的內(nèi)容是有用的，因為接收機(jī)將接收到的前序數(shù)據(jù)與在接收機(jī)處由其 自己的PN生成器生成的數(shù)據(jù)相比較來提高精確性。3字節(jié)的頭部430包含13比特的分組標(biāo)識符(PID)，其標(biāo)識該分組是M/H傳送的 一部分。每個頭部430在MPEG TS頭部修改器135處被修改以包含傳統(tǒng)ATSC A/53接收機(jī) 無法認(rèn)出的PID。因此，傳統(tǒng)接收機(jī)可以忽略特定于ATSC-M/H的數(shù)據(jù)，從而提供向后兼容性。如上所述以及如圖2所示，兩塊長度的前序被放在圖2的ATSC數(shù)據(jù)字段200中的 第261個分組和第313個分組之間。ATSC-M/H數(shù)據(jù)分組可以被放在兩塊長度的前序(即，前 序塊1和2)之后的一系列數(shù)據(jù)塊230(即，數(shù)據(jù)塊0-11)中。此外，成組的26個ATSC A/53 數(shù)據(jù)分組可以被以ATSC-M/H數(shù)據(jù)塊突發(fā)的形式插入。在任意情況下，某些數(shù)據(jù)塊230可以 包含26個ATSC-M/H分組或26個ATSC A/53分組。返回參考圖1，前序在前序分組插入器140處被插入到包括已改變的頭部信息的 編碼分組流中。如前所述，包括已知或預(yù)定信息的前序的插入提高了 M/H接收機(jī)的性能。現(xiàn)在參考圖5，圖1中的卷積字節(jié)交織器160的操作的概念圖示500被示出。卷積 字節(jié)交織器160可以被設(shè)想為一組(在本示例中，52個)移位寄存器510，其中每個移位寄 存器在時間上具有固定延遲。延遲是固定整數(shù)m個(在本示例中，4個)字節(jié)的非負(fù)整數(shù) 倍。在本示例中，第k個移位寄存器保存(k-l)*4個符號，其中k= 1，2，...，52。第一“移 位寄存器”不提供延遲。來自R-S編碼器155的每個新符號520饋送到下一移位寄存器。 在該移位寄存器中的最舊的符號變?yōu)檩敵鰯?shù)據(jù)流的一部分。除了在輸出數(shù)據(jù)中引入遲延(lag)之外，字節(jié)交織器160還基于多個移位寄存器 510的延遲而引入數(shù)據(jù)的擴(kuò)散。如實際的MPEG數(shù)據(jù)一樣，在字節(jié)交織器160之前插入的供 M/H接收機(jī)使用的前序數(shù)據(jù)也被擴(kuò)散。這使得接收機(jī)中用于訓(xùn)練和/或錯誤評價目的的前 序恢復(fù)變得更加困難，因為接收機(jī)不容易重建前序的被廣泛擴(kuò)散的交織數(shù)據(jù)。注意，通過正確地選擇前序的長度，有可能減小字節(jié)交織器160的不合需要的影 響。一方面，雖然較短的前序可以更好地緩解卷積交織的不合需要的影響，這樣的前序也可 能降低了其對于訓(xùn)練目的價值。另一方面，雖然較長的前序可以為接收機(jī)訓(xùn)練提供更多數(shù) 據(jù)，但是這樣的前序可能由于卷積交織而太過難以恢復(fù)。因此，在時間上確定前序的合適長 度是非常重要的。這里，前序的長度被選為與卷積交織器對前序的擴(kuò)散相對應(yīng)，即，與交織 器引入到前序的最終數(shù)據(jù)符號的最大延遲相對應(yīng)。例如，關(guān)于這里公開的示例性實施例，每個前序的長度被選為52個分組，并且交織器的最大延遲是52個分段。現(xiàn)在參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的在字節(jié)交織器160之后數(shù)據(jù)塊在傳 送幀中的位置被示出。更具體而言，交織器映射600示出在圖1中的卷積字節(jié)交織器160 的處理期間對傳入的數(shù)據(jù)字節(jié)的組織。雖然字節(jié)交織器160可以用一系列如圖5所示的延 遲線來實現(xiàn)，但是交織器映射600可以被認(rèn)為是交織器的存儲器映射。交織器映射600指示被放置或?qū)懭氲妮斎胱止?jié)的位置以及如何讀出輸出字節(jié)。交 織器映射600的維度被表示為跨越頂部的字節(jié)(編號為0到206)和沿側(cè)邊從上到下的分 段行(編號為0到103)。虛線605指示字節(jié)被讀出的順序。例如，當(dāng)線605表示行20時， 行20中的所有字節(jié)都將被讀出，以字節(jié)0開始并以字節(jié)206結(jié)束。當(dāng)從行20讀出最后一 字節(jié)(字節(jié)206)時，該讀出向前推進(jìn)一行到行21，直到交織器的最后一行已被讀出為止。 當(dāng)最后一行被讀出時，開始從第一行讀取(讀取新的分組數(shù)據(jù))。
線613示出207字節(jié)的Reed-Solomon碼字的前52個字節(jié)的位置，該位置是基于 將這些字節(jié)讀入到字節(jié)交織器160而示出的。線613以分組中字節(jié)0的位置開始，并在中 心線640處以字節(jié)51的位置終止。線615、617、619a和619b示出第一分組中的其余字節(jié) 的位置。線615從線頂端以字節(jié)52的位置開始，并以此類推推進(jìn)到線615、617和619a中 的每條線的字節(jié)位置。其余字節(jié)部分沿線619b布置并在比線640低一行的行的位置上以 字節(jié)206終止。在隨后的分組中的字節(jié)位置繼續(xù)到第一分組的位置左側(cè)并隨后推進(jìn)到該映 射圖的在線640下面的部分，與線640上面的推進(jìn)和位置成鏡像。例如，線650示出在字節(jié) 交織器160中針對第52個分組(在第一分組之后輸入的第52個分組)的字節(jié)的一部分的 位置。線653示出針對成組的分組傳送的分界線。對于每個隨后的分組，從該分組起的下 一隨后字節(jié)落在該分界線上。結(jié)果，線653表示分組0字節(jié)0的位置，隨后跟著分組1字節(jié) 1的位置，以此類推，直到分組52字節(jié)52的位置。下面將描述在字節(jié)交織器160和同步復(fù)用器170之后圖2的M/H數(shù)據(jù)塊上的數(shù)據(jù) 的位置。注意，由于在字節(jié)交織器160之后在同步復(fù)用器170處插入同步數(shù)據(jù)，因此同步數(shù) 據(jù)沒有被交織。圖6示出104個數(shù)據(jù)分段的序列，其中每個數(shù)據(jù)分段用一行表示。在本示 例中，上部的楔形部分620表示來自字段4—250的數(shù)據(jù)塊8和9 (即，緊貼在前序塊210和 215之前的塊)。下部的楔形部分630表示來自字段fn 260的數(shù)據(jù)塊0和1( S卩，緊隨在前 序塊210和215之后的塊)。中間的菱形部分610表示來自fn_i 250的兩個前序塊210和 215。線640表示將由同步復(fù)用器170插入的同步數(shù)據(jù)。如圖6所示，前序數(shù)據(jù)的最后一字節(jié)將由于字節(jié)交織器160被延遲大約52個數(shù)據(jù) 分段。因此，來自兩塊長度的前序(即，52個分組)的數(shù)據(jù)(即，與52個交織后的數(shù)據(jù)分段 相同的數(shù)據(jù)量)僅僅擴(kuò)散在交織后的ATSC A/53傳送流中的相對較短范圍的104個數(shù)據(jù)分 段內(nèi)。這有助于M/H接收機(jī)在合乎需要的短時間段內(nèi)對交織后的前序數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。如上 所述，被快速解碼的前序數(shù)據(jù)可以被用來改善M/H數(shù)字電視信號的接收?？傊?，合適的前序 長度對于加快前序信息的信號處理(包括解碼)是非常重要的。注意，用于M/H接收機(jī)的前序數(shù)據(jù)還可以用于改善傳統(tǒng)ATSC A/53信號的接收，如 果接收機(jī)被設(shè)計成解碼A/53傳統(tǒng)同步數(shù)據(jù)和M/H前序信息兩者的話。這是因為預(yù)定的前序 信息的一部分以及傳統(tǒng)同步數(shù)據(jù)(其兩者都包括預(yù)定信息)可以被一起用于接收機(jī)訓(xùn)練、 同步或其他目的。注意，為了利用傳統(tǒng)同步數(shù)據(jù)和M/H前序數(shù)據(jù)兩者，需要兩者之間具有預(yù)定關(guān)系。更具體而言，在前序分組插入器140處插入的經(jīng)預(yù)交織的前序數(shù)據(jù)需要與在同步 復(fù)用器170處插入的傳統(tǒng)同步數(shù)據(jù)具有預(yù)定的時間關(guān)系。例如，在圖2中，前序分組在緊貼在插入同步數(shù)據(jù)的位置240之前的位置上被插入 到數(shù)據(jù)塊中。圖6示出在同步數(shù)據(jù)640之前接收經(jīng)交織的前序數(shù)據(jù)610的一半。這可以允 許比單獨使用A/53字段同步數(shù)據(jù)的情況更快速地發(fā)生同步。作為替換，例如，前序分組可 以在緊跟同步數(shù)據(jù)位置240之后的位置上被插入到數(shù)據(jù)塊中。這將允許均衡器利用同步數(shù) 據(jù)的訓(xùn)練在開始接收前序之前進(jìn)行，從而有助于前序的接收。如果同步不是利用ATSC A/53同步數(shù)據(jù)的單個分段來實現(xiàn)的，則僅單獨使用同步 數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)ATSC A/53接收機(jī)將需要等到下一同步數(shù)據(jù)被接收。這是不合需要的，尤其是 在例如用戶快速地改變節(jié)目頻道的情況下(例如，快速地轉(zhuǎn)換節(jié)目頻道)；無法實現(xiàn)快速同 步可能導(dǎo)致根本無法實現(xiàn)同步的風(fēng)險。相反，能夠接收傳統(tǒng)同步數(shù)據(jù)的M/H接收機(jī)可以被 補充上其利用前序數(shù)據(jù)的訓(xùn)練和/或同步。在M/H接收機(jī)中，接收硬件的一些部分可以被 設(shè)計成在M/H數(shù)據(jù)的突發(fā)之間關(guān)斷，以減小總功耗。因此，在功率被重新提供以接收每個突 發(fā)時的快速同步是合乎需要的。圖7是描述根據(jù)本發(fā)明的一個方面的方法700的流程圖。該方法包括第一步驟 710，該步驟將預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)流中的第一預(yù)定位置。第二步驟720包括對包含 插入的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行交織和trellis編碼。最后一步驟730包括將字段同步數(shù)據(jù) 插入到數(shù)據(jù)流中的第二預(yù)定位置。例如，針對圖2所示的未經(jīng)交織的數(shù)據(jù)，第一預(yù)定位置可 以是緊貼在第二預(yù)定位置之前或緊隨在第二預(yù)定位置之后。第二預(yù)定位置可以是根據(jù)ATSC A/53標(biāo)準(zhǔn)插入傳統(tǒng)同步數(shù)據(jù)的位置。現(xiàn)在參考圖8和9，示出trellis碼交織器800的示圖和示出trellis編碼器910、 預(yù)編碼器920和符號映射器980的框圖被示出。這兩幅圖都示出圖1所示的根據(jù)ATSC A/53 操作的12-ltrellis編碼器165的功能。就是說，數(shù)據(jù)字節(jié)被從字節(jié)交織器160饋送到12 個trellis編碼器和預(yù)編碼器塊810。數(shù)據(jù)字節(jié)作為完整的字節(jié)被12個trellis編碼器和 預(yù)編碼器對中的每一對所處理。每個字節(jié)從這12對之一產(chǎn)生4個符號。圖9示出在圖8中被示為塊810的12個trellis編碼器和預(yù)編碼器對中的一對 的功能。ATSC A/53系統(tǒng)使用2/3碼率trellis編碼。就是說，一個輸入比特Xl (940)使用 1/2碼率卷積編碼被編碼成兩個輸出比特ZO (950)和Zl (960)，而另一輸入比特X2 (930)被 預(yù)編碼器920所處理以產(chǎn)生單個輸出Z2(970)。Trellis編碼所使用的信令波形是8電平 (3比特)一維星座980。所發(fā)送的信號被稱為8VSB。trellis編碼器910具有四種可能狀 態(tài)，而預(yù)編碼器920具有兩種可能狀態(tài)。trellis編碼和預(yù)編碼將輸入字節(jié)分割成2比特字，并基于該2比特輸入和預(yù)編碼 器920與trellis編碼器910的狀態(tài)來輸出相應(yīng)的3比特字。在8VSB調(diào)制方案的符號映 射器980中，3比特輸出的每種可能值被映射到8種電平(S卩，-7、-5、-3、_1、1、3、5和7)之一。在從并行字節(jié)創(chuàng)建串行比特的過程中，MSB被首先發(fā)送。每個傳入的2比特符號 X2(930)的MSB(即，該字節(jié)的比特7、5、3、1)被預(yù)編碼，而每個傳入的2比特符號Xl (940) 的LSB (即，比特6、4、2、0)被反饋卷積編碼。ATSC A/53使用標(biāo)準(zhǔn)的4狀態(tài)最優(yōu)Ungerboeck 編碼來進(jìn)行編碼。預(yù)編碼器920和卷積trellis編碼器910的組合提供了 8種可能狀態(tài)以及8種可能輸出。在特定時刻的輸出取決于在輸入930和940處接收到輸入時預(yù)編碼器 920和卷積trellis編碼器910的狀態(tài)?，F(xiàn)在參考圖10，示出圖9的預(yù)編碼器920的一個實例的操作的示圖被示出。為了說明的緣故，假設(shè)預(yù)編碼器920的初始狀態(tài)在t = 0時為0。預(yù)編碼器920的輸入比特 X2 (930)在t = 1時可能為0或1。如果輸入X2在t = 1時為0，預(yù)編碼器920則保持狀態(tài) 0并輸出Z2 = 0。相反，如果輸入X2在t = 1時為1，預(yù)編碼器920則轉(zhuǎn)移到狀態(tài)1并輸出 Z2 = 1。如果預(yù)編碼器920的狀態(tài)在t = 1時為1并隨后預(yù)編碼器920在t = 2時接收到 輸入X2 = 0，輸出Z2則將是1，即(在t = 2時的輸入0) XOR (延遲后的1)。但是，如果預(yù) 編碼器920的狀態(tài)在t = 1時為1并且隨后預(yù)編碼器920在t = 2時接收到輸入0，輸出 Z2則將是1，即(在t = 2時為0的當(dāng)前輸入X2)X0R(延遲1后的1)。在圖10中，1050的 描述1 (1)表示當(dāng)前輸入X2為1并且輸出Z2為1 (括號中的數(shù)字)。在特定條件下預(yù)編碼 器920的狀態(tài)被描述在括號中，如1050所示。預(yù)編碼器920以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式 工作。在圖11中演示出trellis編碼器910的一個實例的操作。為了演示的目的，假設(shè) trellis編碼器910的初始狀態(tài)在時刻t = 0時為00。在t = 1時，輸入比特Yl (990)可 能為0或1。如果Yl為0，trellis狀態(tài)則停留在00并輸出Zl = 0和ZO = 0。如果Yl在 t = 1時為1，trellis狀態(tài)則轉(zhuǎn)移到01，并輸出Zl = 1和ZO = 1。trellis編碼器910在 特定條件下的輸出值(Z1，Z2)以與圖10相同的方式被描述在括號中。trellis編碼器910 以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式工作。注意，預(yù)編碼器920和編碼器910中的每一者的當(dāng)前 狀態(tài)是基于先前接收的輸入數(shù)據(jù)來確定的。ATSC-M/H數(shù)據(jù)突發(fā)被設(shè)計用于噪聲信道上的傳送，并且M/H數(shù)據(jù)以交織的方式與 魯棒性不太強的傳統(tǒng)A/53數(shù)據(jù)一道被接收。如上所述，圖6示出在圖1的字節(jié)交織器160 之后菱形形狀的交織數(shù)據(jù)。這里，在ATSC-M/H突發(fā)的開始，傳統(tǒng)ATSC A/53數(shù)據(jù)位于區(qū)域 620之內(nèi)，ATSC-M/H前序位于區(qū)域610之內(nèi)，而ATSC-M/H數(shù)據(jù)630的初始塊跟隨其后。注 意，對于大多數(shù)在圖6中由行表示的所示數(shù)據(jù)分段，多個傳統(tǒng)和M/H數(shù)據(jù)塊被以交織的方式 發(fā)送。例如，對于分段20，如虛線605所示，數(shù)據(jù)以如下順序發(fā)送(1)傳統(tǒng)A/53數(shù)據(jù)620 的一部分，(2)M/H前序610的一部分，(3)傳統(tǒng)A/53數(shù)據(jù)620的另一部分，(4)M/H前序610 的另一部分，(5)傳統(tǒng)A/53數(shù)據(jù)620的又一部分，(6)M/H前序610的又一部分，(7)傳統(tǒng) A/53數(shù)據(jù)620的再一部分，(8)M/H前序610的再一部分，以及(9)傳統(tǒng)A/53數(shù)據(jù)620的再 一部分。在從A/53傳統(tǒng)數(shù)據(jù)到ATSC-M/H突發(fā)的轉(zhuǎn)變期間，在每個數(shù)據(jù)分段內(nèi)發(fā)生多次從 非移動(即，傳統(tǒng)A/53)數(shù)據(jù)到移動數(shù)據(jù)(即，M/H)的轉(zhuǎn)變，直到最終，在圖的中間附近，整 個分段變成由M/H前序分組610構(gòu)成。在M/H接收機(jī)中，可能不容易在接收不太魯棒的傳統(tǒng)A/53信號的同時保持對 trellis解碼器狀態(tài)的跟蹤。如果傳統(tǒng)A/53數(shù)據(jù)不是可恢復(fù)的，那么在開始接收M/H數(shù)據(jù) 或M/H前序的序列時，接收機(jī)可能完全不知道在從A/53到M/H數(shù)據(jù)或到前序的每次轉(zhuǎn)變時 trellis的狀態(tài)。雖然或許有可能在編碼過程期間在每次從傳統(tǒng)A/53數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變到M/H數(shù)據(jù)或前序 時將trellis編碼器165重置到預(yù)定狀態(tài)，但是由于數(shù)據(jù)流已經(jīng)在如圖6所示的字節(jié)交織 器160處被交織，因此這將需要在每個數(shù)據(jù)分段期間發(fā)生很多次重置。更具體而言，在從A/53數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變到Μ/Η數(shù)據(jù)或前序的每次轉(zhuǎn)換時，將需要針對A/53數(shù)據(jù)和M/H數(shù)據(jù)或前序中 的每一者重置兩個數(shù)據(jù)符號(即，圖9的Xl和X2)。因此，強迫trellis編碼器165重置將 在額外發(fā)送的數(shù)據(jù)方面招致很大開銷，并且這還將強迫系統(tǒng)使用非系統(tǒng)編碼器來重新計算 Reed Solomonic這里，在Μ/Η數(shù)據(jù)或前序字節(jié)的每個序列開始時推斷trellis編碼器165的狀 態(tài)而不強迫重置將是有利的。trellis編碼器165的狀態(tài)可以在接收機(jī)端通過使用關(guān)于 trellis結(jié)構(gòu)的知識、接收的經(jīng)trellis編碼的數(shù)據(jù)和被輸入到trellis編碼器165的前序 數(shù)據(jù)的預(yù)定值而從統(tǒng)計上確立。trellis狀態(tài)的確定是trellis解碼的一個不可分割的部分。存在多 種算法來 用于對經(jīng)trellis編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。諸如Fano算法之類的順序解碼機(jī)制或者諸如 Viterbi解碼之類的最大似然算法或者最大后驗(posteriori)概率(MAP)可以被使用。這些算法的工作不需要關(guān)于經(jīng)trellis編碼的數(shù)據(jù)的在先知識。假設(shè)噪聲水平 和其他錯誤處在該編碼的校正能力之內(nèi)，則為了解碼只需要對所接收數(shù)據(jù)的估計和關(guān)于 trellis或卷積碼的知識。但是，如果解碼器具有關(guān)于數(shù)據(jù)本身的知識，那么該知識可以被 有利地用于加速trellis解碼過程。更具體而言，該知識將減少被評價的trellis路徑的 數(shù)目或?qū)p少算法的迭代次數(shù)，從而更高效地確定trellis的位置。如上所述，M/H前序包 含接收機(jī)已知的預(yù)定數(shù)據(jù)。通過使用關(guān)于前序的預(yù)定知識，可以在對M/H突發(fā)的接收開始 時快速確定trellis狀態(tài)。現(xiàn)在參考圖12，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的ATSC-M/H接收機(jī)1200的框圖被示 出。接收的RF信號通過調(diào)諧器1210被下變頻到中頻(IF)。該信號隨后被IF濾波器和檢 測器塊1220濾波并轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。該信號經(jīng)歷SYNC 1230提供的同步數(shù)據(jù)以及由均衡 器和相位跟蹤器1240提供的均衡和相位跟蹤。所恢復(fù)的編碼數(shù)據(jù)符號隨后被turbo解碼 器1250進(jìn)行turbo解碼。然后，數(shù)據(jù)符號經(jīng)歷Reed Solomon解碼器1260的Reed Solomon 解碼。在本發(fā)明的一個實施例中，turbo碼被用于ATSC-M/H數(shù)據(jù)。Turbo碼是利用MAP 算法來解碼的。利用MAP算法的turbo解碼在這里公開的ATSC-M/H系統(tǒng)中是可能的，因為 如圖3和5所示，12/52碼率模式與卷積交織器被一道使用。現(xiàn)在參考圖13，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的圖12中的turbo解碼器1250的詳 細(xì)布置的框圖被示出。該turbo解碼器布置1300包括turbo解碼器1325、訓(xùn)練數(shù)據(jù)源1350 和被示為開關(guān)符號的選擇器1355。turbo解碼器1310包括充當(dāng)2/3碼率trellis傳統(tǒng)碼 解碼器的MAP trellis解碼器1310、充當(dāng)塊碼解碼器的解碼器1320、交織器1330和逆交織 器 1340。MAP trellis解碼器1310具有軟輸入1360和先驗(priori)輸入1365。軟輸入 1360接受從接收的信號估計出的經(jīng)trellis編碼的輸入符號的8個可能值中的每種可能值 的概率。先驗輸入1365接受4種可能的解碼輸出符號值中的每一種的概率。MAP trellis 解碼器1310產(chǎn)生軟輸出1375和硬輸出1370兩者。軟輸出1375被提供用于交織器1330。 交織器1330的輸出被提供用于解碼器1320的軟輸入1380。注意，交織器1330的輸出沒有 被提供用于解碼器1320的先驗輸入1385而是被提供用于軟輸入1380。解碼器1320也產(chǎn) 生兩個輸出，軟輸出1395和硬輸出1390。軟輸出1395被饋送到逆交織器1340以形成MAP反饋環(huán)。解碼器1320的硬輸出1390在算法的多次迭代之后產(chǎn)生每個符號的最終兩比特結(jié)^ οMAP trellis解碼器1310的先驗輸入1365通常接收代表解碼后的符號的4種可 能值的概率的輸入。但是，重要的是要注意，符號的正確的預(yù)編碼值是在接收訓(xùn)練數(shù)據(jù)期間 確定的，因為前序數(shù)據(jù)對接收機(jī)而言是已知的。因此，逆交織器1340的輸出沒有被饋送到 先驗輸入1365，而是無論何時前序數(shù)據(jù)被接收，都可以將表示關(guān)于訓(xùn)練數(shù)據(jù)1350(即，前序 數(shù)據(jù))的確定性的概率分布饋送到先驗輸入1365，以改善turbo解碼器1250的功能。這種布置可以被概念化為利用選擇器1355來實現(xiàn)，該選擇器1355在預(yù)定的訓(xùn)練 數(shù)據(jù)(即，前序數(shù)據(jù))概率和來自反饋環(huán)1345的概率之間進(jìn)行選擇。預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)概率 在前序被接收時被選擇。當(dāng)接收前序數(shù)據(jù)時，每個符號的預(yù)定值可以被分配以概率1，而其 余可能性被分配以概率0。利用代表關(guān)于解碼后的符號的值的確定性的先驗輸入1365以及代表符號的8種 可能編碼值的估計概率的軟輸入1360，該算法將快速收斂以確定trellis的狀態(tài)并產(chǎn)生代 表估計值的硬輸出1390。這些值和所確定的trellis狀態(tài)隨后還被用于確定未來的符號， 包括不作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一部分的那些符號。圖14是描述根據(jù)本發(fā)明的一個方面的方法1400的流程圖。該方法包括接收字段 同步數(shù)據(jù)的第一步驟1410。第二步驟1420包括接收經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。 最后一步驟1430包括使用字段同步數(shù)據(jù)和經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來進(jìn)行接 收機(jī)的同步。雖然已經(jīng)就特定實施例描述了本發(fā)明，但是將會意識到，可以作出將落在本發(fā)明 的范圍內(nèi)的修改。例如，各個處理步驟可以被分開或組合實現(xiàn)，并且可以被實現(xiàn)在通用或?qū)?用的數(shù)據(jù)處理硬件中。此外，各種編碼或壓縮方法可以被用于視頻、音頻、圖像、文本或其他 類型的數(shù)據(jù)。而且，在本發(fā)明的不同實施例中，分組大小、碼率模式、塊編碼和其他信息處理 參數(shù)可能有所不同。
權(quán)利要求
一種用于將前序分組(210，215)插入視頻流中的方法，該方法減小后續(xù)處理對所述前序分組(210，215)的影響，該方法包括以下步驟接收數(shù)據(jù)分組流(112)；以及將多個前序分組(210，215)插入到所述數(shù)據(jù)分組流(112)中，其中所述插入是在使用卷積交織對包含在所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分組流中的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織之前執(zhí)行的，并且其中前序分組(210，215)在時間上的長度被選為與所述卷積交織的最大延遲相對應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述卷積交織是作為ATSCA/53處理路徑(145)的 一部分執(zhí)行的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)分組流(112)包含MPEG分組。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個前序分組(210，215)包含MPEG分組。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在碼率模式編碼之前，所述前序分組(210，215)的 數(shù)目為12，并且其中，所述前序分組(210，215)被以12/52碼率模式編碼以產(chǎn)生長度為兩個 數(shù)據(jù)塊的前序(210)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，包含在所述多個前序分組(210)中的數(shù)據(jù)包含基于 多項式方程生成的偽噪聲。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述前序分組(210，215)包含帶有分組標(biāo)識符的頭 部(430)，所述分組標(biāo)識符使得所述分組被傳統(tǒng)接收機(jī)忽略。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述卷積交織是ATSCA/52卷積字節(jié)交織器(500)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述交織致使前序數(shù)據(jù)被擴(kuò)散到交織后的數(shù)據(jù)的 104個分段中。
10.一種裝置，包括分組接收機(jī)，用于接收數(shù)據(jù)分組流(112)；以及前序分組插入器(140)，用于將多個前序分組(210，215)插入到所述數(shù)據(jù)分組流(112)中，其中所述前序分組插入器(140)在交織器(160)進(jìn)行處理之前執(zhí)行分組插入，所述交 織器(160)使用卷積交織來對包含在所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分組流中的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織，并且其中由所述前序分組插入器(140)插入的前序分組(210，215)的數(shù)目與由所述交織器 (160)引入的延遲相對應(yīng)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述卷積交織是作為ATSCA/53處理路徑(145) 的一部分執(zhí)行的。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)分組流(112)包含MPEG分組。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述多個前序分組(210，215)包含MPEG分組。
14.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，在碼率模式編碼之前，前序分組(210)的數(shù)目為 12，并且其中，所述前序分組(210，215)被以12/52碼率模式編碼以產(chǎn)生長度為兩個數(shù)據(jù)塊 的前序(210)。
15.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，包含在所述多個前序分組(210，215)中的數(shù)據(jù)包 含基于多項式方程生成的偽噪聲。
16.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述前序分組(210，215)包含帶有分組標(biāo)識符的頭部(430)，所述分組標(biāo)識符使得所述分組被傳統(tǒng)接收機(jī)忽略。
17.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述交織器是ATSCA/52卷積字節(jié)交織器(500)。
18.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述交織器將前序數(shù)據(jù)擴(kuò)散到交織后的數(shù)據(jù)的 104個分段中。
19.一種裝置，包括用于接收數(shù)據(jù)分組流(112)的裝置(120)；以及用于將多個前序分組(210，215)插入到所述數(shù)據(jù)分組流(112)中的裝置(140)，其中所述用于插入多個前序分組(210，215)的裝置(140)在另一裝置(160)的操作之 前對所述數(shù)據(jù)流(112)執(zhí)行操作，所述另一裝置(160)用于使用卷積交織對包含在所產(chǎn)生 的數(shù)據(jù)分組流中的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織，并且其中前序分組(210，215)的數(shù)目被選為與所述卷積交織的最大延遲相對應(yīng)。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述卷積交織是作為ATSCA/53處理路徑(145) 的一部分執(zhí)行的。
21.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)分組流(112)包含MPEG分組。
22.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述多個前序分組(210，215)包含MPEG分組。
23.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，在碼率模式編碼之前，前序分組(210，215)的數(shù) 目為12，并且其中，所述前序分組(210)被以12/52碼率模式編碼以產(chǎn)生長度為兩個數(shù)據(jù)塊 的前序(210，215)。
24.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，包含在所述多個前序分組(210，215)中的數(shù)據(jù)包 含基于多項式方程生成的偽噪聲。
25.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述前序分組(210，215)包含帶有分組標(biāo)識符的 頭部(430)，所述分組標(biāo)識符使得所述分組被傳統(tǒng)接收機(jī)忽略。
26.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述分組交織器是ATSCA/52卷積字節(jié)交織器 (500)。
27.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述分組交織器將前序數(shù)據(jù)擴(kuò)散到交織后的數(shù) 據(jù)的104個分段中。
28.一種方法，包括以下步驟接收經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交織的數(shù)據(jù)，所述經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交織的數(shù)據(jù)包括預(yù)定 的訓(xùn)練數(shù)據(jù)(210,215)；從統(tǒng)計上確定所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的trellis編碼路徑；以及基于所述確定對所述經(jīng)交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行trellis解碼。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述經(jīng)交織的數(shù)據(jù)包括來自第一傳送模式的數(shù)據(jù) 和來自第二傳送模式的數(shù)據(jù)。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述第一傳送模式是ATSCA/53。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)是針對第二傳送模式的數(shù)據(jù) 突發(fā)的前序(210，215)。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)包含與多項式方程相對應(yīng)的 數(shù)據(jù)。
33.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述確定包括turbo解碼。
34.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述確定包括使用最大后驗算法。
35.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述確定包括對與來自所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的符 號的已知值相對應(yīng)的輸入賦予一高置信度。
36.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述確定包括Viterbi解碼。
37.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述確定包括不考慮不能夠表示所述預(yù)定的訓(xùn)練 數(shù)據(jù)的路徑。
38.一種裝置，包括用于經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交織的數(shù)據(jù)的接收機(jī)，所述經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交織的數(shù)據(jù) 包括預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)(210，215)；解碼器(165)，用于從統(tǒng)計上確定所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的trellis編碼路徑，并且基于 所述確定對所述經(jīng)交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行trellis解碼。
39.如權(quán)利要求38所述的裝置，其中所述經(jīng)交織的數(shù)據(jù)包括來自第一傳送模式的數(shù)據(jù) 和來自第二傳送模式的數(shù)據(jù)。
40.如權(quán)利要求39所述的裝置，其中所述第一傳送模式是ATSCA/53。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)是針對第二傳送模式的數(shù)據(jù) 突發(fā)的前序。
42.如權(quán)利要求39所述的裝置，其中所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)包含與多項式方程相對應(yīng)的 數(shù)據(jù)。
43.如權(quán)利要求39所述的裝置，其中所述解碼器使用turbo解碼。
44.如權(quán)利要求39所述的裝置，其中所述解碼器使用最大后驗算法。
45.如權(quán)利要求39所述的裝置，其中所述解碼器對與來自所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的符號 的已知值相對應(yīng)的輸入賦予一高置信度。
46.如權(quán)利要求39所述的裝置，其中所述解碼器使用Viterbi解碼。
47.如權(quán)利要求39所述的裝置，其中所述解碼器不考慮不能夠表示所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù) 據(jù)的路徑。
48.一種裝置，包括用于接收經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交織的數(shù)據(jù)的裝置(1210)，所述經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交 織的數(shù)據(jù)包括預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)(210，215)；用于從統(tǒng)計上確定所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的trellis編碼路徑的裝置(1325,1350， 1355)；以及用于基于所述確定對所述經(jīng)交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行trellis解碼的裝置(1250)。
49.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中所述經(jīng)交織的數(shù)據(jù)包括來自第一傳送模式的數(shù)據(jù) 和來自第二傳送模式的數(shù)據(jù)。
50.如權(quán)利要求49所述的裝置，其中所述第一傳送模式是ATSCA/53。
51.如權(quán)利要求49所述的裝置，其中所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)是針對所述第二傳送模式的 數(shù)據(jù)突發(fā)的前序。
52.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)包含與多項式方程相對應(yīng)的 數(shù)據(jù)。
53.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中所述用于確定的裝置包括turbo解碼。
54.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中所述用于確定的裝置包括使用最大后驗算法。
55.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中所述用于確定的裝置對與來自所述預(yù)定的訓(xùn)練數(shù) 據(jù)的符號的已知值相對應(yīng)的輸入賦予一高置信度。
56.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中所述用于確定的裝置包括Viterbi解碼。
57.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中所述用于確定的裝置不考慮不能夠表示所述預(yù)定 的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的路徑。
58.一種方法，包括如下步驟 接收字段同步數(shù)據(jù)；接收經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)；以及將所述字段同步數(shù)據(jù)和所述經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一部分用于接收 機(jī)(1200)的同步。
59.如權(quán)利要求58所述的方法，其中所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)對應(yīng)于第二傳送模式，所述字段同 步數(shù)據(jù)對應(yīng)于第一傳送模式。
60.如權(quán)利要求59所述的方法，其中所述第一傳送模式是ATSCA/53。
61.如權(quán)利要求58所述的方法，其中所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)是第二傳送模式的數(shù)據(jù)突發(fā)的前序。
62.如權(quán)利要求58所述的方法，其中所述經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的所述 部分是基于所述字段同步數(shù)據(jù)和所述經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)之間的固定位 置關(guān)系來定位的。
63.如權(quán)利要求58所述的方法，其中所述字段同步數(shù)據(jù)在所述經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交 織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)之前被接收。
64.如權(quán)利要求58所述的方法，其中所述字段同步數(shù)據(jù)在所述經(jīng)trellis編碼的經(jīng)交 織的訓(xùn)練數(shù)據(jù)當(dāng)中被接收。
65.一種方法，包括以下步驟將訓(xùn)練數(shù)據(jù)(210，215)插入到數(shù)據(jù)流中；對包含所述插入的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行交織和trellis編碼；以及 將字段同步數(shù)據(jù)插入到所述經(jīng)交織并經(jīng)trellis編碼的數(shù)據(jù)流中， 其中所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)被插入在第一預(yù)定位置(210，215)，并且所述同步數(shù)據(jù)被插入在第 二預(yù)定位置(240)。
66.如權(quán)利要求65所述的方法，其中所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)對應(yīng)于第二傳送模式，所述字段同 步數(shù)據(jù)對應(yīng)于第一傳送模式。
67.如權(quán)利要求66所述的方法，其中所述第一傳送模式是ATSCA/53。
68.如權(quán)利要求66所述的方法，其中所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)是所述第二傳送模式的數(shù)據(jù)突發(fā)的 前序。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于用于在同一傳送信道中傳送多種模式的數(shù)字電視信號的系統(tǒng)，其中在該傳送信道中，一種傳送模式的魯棒性比另一模式更強。本發(fā)明還關(guān)于用于接收和解碼這些信號的系統(tǒng)。更具體而言，本發(fā)明的一個方面涉及用于利用具有適當(dāng)長度的前序數(shù)據(jù)(210，215)來改善接收的方法和裝置。此外，本發(fā)明的另一方面涉及用于在所傳送的數(shù)據(jù)流(200)中在相對于字段同步數(shù)據(jù)的適當(dāng)位置上插入前序的方法和裝置。本發(fā)明的另一方面涉及用于使用預(yù)定的前序數(shù)據(jù)(210，215)來解碼經(jīng)trellis編碼的數(shù)據(jù)的方法和裝置。
文檔編號H04N7/24GK101828334SQ200880111807
公開日2010年9月8日 申請日期2008年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月15日
發(fā)明者大衛(wèi)·艾梅瑞·韋拉格, 巴斯·艾倫·肯菲爾德, 斯科特·馬修·魯普斯特, 理查德·W·西塔 申請人:湯姆遜許可證公司