專利名稱：在提供遞增冗余的廣播系統(tǒng)中廣播數(shù)據(jù)的發(fā)送機和發(fā)送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在廣播系統(tǒng)中廣播數(shù)據(jù)的發(fā)送機和相應(yīng)的發(fā)送方法。此外，本發(fā)明涉及用于在計算機上實現(xiàn)所述發(fā)送方法的計算機程序。本發(fā)明例如涉及利用正交頻分復(fù)用(OFDM)的數(shù)字視頻廣播(DVB)的領(lǐng)域。另外，本發(fā)明可應(yīng)用在其他系統(tǒng)中，例如DAB (數(shù)字音頻廣播)、DRM、MediaFlo或ISDB系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
諸如根據(jù)DVB-T2標準(第二代數(shù)字地面電視廣播系統(tǒng)標準)的廣播系統(tǒng)之類的已知的廣播系統(tǒng)的發(fā)送參數(shù)一般是針對利用靜止接收機例如利用屋頂天線的固定接收而 優(yōu)化的。在諸如即將出現(xiàn)的DVB-NGH(DVB下一代手持；以下也稱為NGH)標準之類的未來的廣播系統(tǒng)中，移動接收機(其是這個即將出現(xiàn)的標準的主要焦點)將被使得在惡劣的接收情形中(例如盡管遭受了多徑傳播、衰減效應(yīng)和多普勒頻移)也能夠正確地接收數(shù)據(jù)。這種廣播系統(tǒng)的特征尤其在于以下事實即，一般沒有反饋信道并且沒有從接收機到發(fā)送機的信令。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于在廣播系統(tǒng)中廣播數(shù)據(jù)的發(fā)送機和相應(yīng)的發(fā)送方法，利用該發(fā)送機和發(fā)送方法，移動接收機對數(shù)據(jù)進行無誤的接收/重建的概率與已知廣播系統(tǒng)中的發(fā)送機和發(fā)送方法相比提高了，即使在惡劣的接收條件下也是如此。本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于實現(xiàn)所述發(fā)送方法的計算機程序。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于在廣播系統(tǒng)中廣播數(shù)據(jù)的發(fā)送機，包括-數(shù)據(jù)輸入端，用于接收被分段成輸入數(shù)據(jù)字的至少一個發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流，-編碼器，用于對輸入數(shù)據(jù)字進行糾錯碼編碼以編碼成碼字，碼字包括基本碼字部分和輔助碼字部分，其中所述編碼器適應(yīng)于根據(jù)第一碼從輸入數(shù)據(jù)字生成所述基本碼字部分并且根據(jù)第二碼從輸入數(shù)據(jù)字生成所述輔助碼字部分，所述基本碼字部分是提供來用于常規(guī)解碼的，并且所述輔助碼字部分是提供來在利用基本碼字部分對碼字的常規(guī)解碼有錯誤的情況下作為遞增冗余的，-數(shù)據(jù)映射器，用于將碼字映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的幀上，以及-發(fā)送機單元，用于發(fā)送所述發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流。根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，提供了相應(yīng)的發(fā)送方法和包括用于使得計算機執(zhí)行如上限定的發(fā)送方法的編碼和映射的步驟的程序手段的計算機程序，其中所述計算機程序是在計算機上執(zhí)行的。本發(fā)明的優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求中限定。應(yīng)理解，要求保護的裝置、要求保護的方法和要求保護的計算機程序具有與從屬權(quán)利要求中限定的要求保護的發(fā)送機相似和/或相同的優(yōu)選實施例。本發(fā)明是基于如下構(gòu)思的通過改善所提供的糾錯措施，使得廣播系統(tǒng)中的移動接收機(例如車內(nèi)接收機或手持式接收機(例如在移動電話或PDA中))即使在嚴峻的傳送信道條件下也能夠?qū)V播數(shù)據(jù)解碼的。具體地，提出了由編碼器提供充分量的冗余以提高碼的魯棒性。所述額外的冗余是由發(fā)送機提供的，以使得接收機在對所接收的廣播數(shù)據(jù)的接收或重建(解碼)有錯誤或者只能以不足的質(zhì)量進行的情況下能夠但不是必須要使用它。廣播操作者還具有從多種編碼和調(diào)制方案中進行選擇的能力，從而用吞吐量來交換魯棒性。為了確保接收機(例如現(xiàn)有的傳統(tǒng)接收機)、特別是其解碼器能夠在沒有任何根據(jù)本發(fā)明提供的額外冗余的情況下對接收到的數(shù)據(jù)正確地解碼，所提出的發(fā)送機的糾錯碼編碼器(一般應(yīng)用前向糾錯)應(yīng)用第一碼來為要廣播的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字生成基本碼字部分。 此編碼方式可以是已知的將輸入數(shù)據(jù)字編碼成碼字的標準方式，例如在DVB-T2發(fā)送機中應(yīng)用的前向糾錯(FEC)編碼(例如LDPC編碼)，即基本碼字部分可對應(yīng)于根據(jù)DVB-T2標準的(“正?！奔m錯碼)碼字(以下也稱為T2)。然而，此外，根據(jù)本發(fā)明還提出了通過根據(jù)第二碼從輸入數(shù)據(jù)字生成輔助碼字部分來為接收機的解碼器提供遞增冗余?！翱偂贝a，即據(jù)其生成“總”碼字(包括基本碼字部分和輔助碼字部分)的碼，從而具有比第一碼更低的碼率。因此，所述“總”碼，特別是所述輔助碼字部分，提供了更高的魯棒性并且即使在惡劣的接收條件下也使能了比第一碼(更好的)解碼。因此，在正常接收條件下，解碼器一般根本不(需要)使用輔助碼字部分，而只使用基本碼字部分來對接收到的數(shù)據(jù)解碼。在解碼器意識到對所接收的數(shù)據(jù)的解碼有錯誤或者質(zhì)量不足的情形中，其使用部分或整個輔助碼字部分來對所接收的數(shù)據(jù)更好地解碼。從而，基本碼字部分可被接收機/解碼器按原樣用于解碼，并且輔助碼字部分只在解碼確實需要的情況下才需要被使用。另外，輔助碼字部分表示用于改善解碼能力的額外措施，尤其在惡劣接收條件的情況下對于移動接收機更是如此?；敬a字部分和輔助碼字部分兩者都被發(fā)送機的適當數(shù)據(jù)映射器映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流上，所述發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流一般被分段成幀。例如，根據(jù)DVB-T2系統(tǒng)應(yīng)用的使用T2幀和FEF (未來擴展幀)幀的成幀結(jié)構(gòu)可用于以適當?shù)姆绞絺鬏斶@兩個碼字部分。優(yōu)選地，編碼器和解碼器應(yīng)用系統(tǒng)碼來生成所述碼字，以使得所述基本碼字部分包括數(shù)據(jù)部分、特別是輸入數(shù)據(jù)字，并且包括基本奇偶部分P，并且所述輔助碼字部分包括輔助奇偶部分。例如，基本碼字部分可以是輸入數(shù)據(jù)字的信息符號(例如信息比特或信息字節(jié))和所生成的基本奇偶符號(例如基本奇偶比特或字節(jié))的組合，所述組合表示第一碼的基本碼字，其可被解碼器解碼。在此示例中，輔助碼字部分可包括輔助奇偶符號(例如輔助奇偶比特或字節(jié))，所述輔助碼字部分表示第二碼的第二碼字，其可用于提高對所述第一碼字解碼的可能性。根據(jù)優(yōu)選實施例，數(shù)據(jù)映射器適應(yīng)于將碼字的基本碼字部分與同一碼字的輔助碼字部分映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的不同部分上、特別是不同的幀上。這提供了如下優(yōu)點，即輔助碼字部分可能不受影響基本碼字部分的信道的干擾的影響，例如時間選擇性衰減或噪聲突發(fā)。一般地，不同接收路徑的幅度和相位也依賴于接收機的位置。此外，在移動接收機的情況下，尤其是不同接收路徑的信號的相位變化，這引起時間選擇性信道。時間方向上的變化也可具有很規(guī)律的結(jié)構(gòu)，其在時間軸上的變化率與接收機對發(fā)送機的相對速度和信號的傳送頻率成比例。另外，其他干擾，例如脈沖式噪聲，也可具有規(guī)律的結(jié)構(gòu)，例如由電力網(wǎng)的線路循環(huán)頻率引起或者由來自其他數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)(例如GSM通信系統(tǒng))的突發(fā)引起。一方面將基本碼字部分并且另一方面將相應(yīng)的輔助碼字部分映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的不同部分上在這種情形中可避免與特定碼字有關(guān)的所有數(shù)據(jù)都被這種規(guī)律的干擾所影響，并從而可確保在接收機處對碼字的正確解碼。此外，如下文將更詳細說明的，接收機可在輔助碼字部分的傳送期間進入睡眠模式中，如果解碼不需要所述輔助碼字部分的話。
根據(jù)另一優(yōu)選實施例，所述數(shù)據(jù)映射器適應(yīng)于將碼字的基本碼字部分映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的第一類型的幀上、特別是根據(jù)DVB廣播系統(tǒng)的發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的T幀上，并且將相應(yīng)碼字的輔助碼字部分映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的布置在第一類型的幀之間的第二類型的幀上、特別是根據(jù)DVB廣播系統(tǒng)的發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的FEF幀上。這提供了如下優(yōu)點，即靜止接收機只訪問第一類型的幀中傳送的數(shù)據(jù)，例如根據(jù)DVB-T2標準的接收機只訪問在T2幀中傳送的數(shù)據(jù)。移動接收機一般也訪問在第一類型的幀中傳送的數(shù)據(jù)，這些幀根據(jù)本發(fā)明也足以用于對接收到的碼字正確解碼并再現(xiàn)所編碼的數(shù)據(jù)字。然而，如果解碼器認識到解碼有錯誤或者經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)質(zhì)量不足，則其隨后可訪問在第二類型的幀中傳送的數(shù)據(jù)，即輔助碼字部分，并且使用這些額外的數(shù)據(jù)作為遞增冗余，即使用基本碼字部分以及輔助碼字部分(的一部分或全部)來進行解碼，這最終提供了正確解碼數(shù)據(jù)的概率的提高，因為碼字的總碼，即基本碼字部分和輔助碼字部分的組合，具有比據(jù)其編碼第一碼字的第一碼更低的碼率。此實施例提供了額外的優(yōu)點，即可以使用DVB-T2標準中定義的現(xiàn)有成幀結(jié)構(gòu)，例如以如下方式(根據(jù)DVB-T2標準的)靜止接收機只訪問在T2幀中傳送的數(shù)據(jù)，而移動接收機訪問在T2幀中傳送的數(shù)據(jù)，并且如果需要還額外訪問在FEF幀中傳送的輔助碼字部分。靜止接收機如果需要當然也可以利用在FEF幀中傳送的輔助碼字部分，但一般將忽略這些數(shù)據(jù)。在優(yōu)選實施例中，編碼器包括用于根據(jù)所述第一碼將輸入數(shù)據(jù)字編碼成包括所述基本碼字部分的基本碼字的第一編碼單元和用于根據(jù)所述碼將輸入數(shù)據(jù)字編碼成至少包括所述輔助碼字部分的輔助碼字的第二編碼單元。此外，數(shù)據(jù)映射器適應(yīng)于將基本碼字與輔助碼字映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的不同部分上、特別是不同的幀上。因此，根據(jù)此實施例，可以不作任何改變地使用已經(jīng)存在的編碼器，即第一編碼單元，而只是添加第二編碼器，即第二編碼單元，其也被提供以輸入數(shù)據(jù)字，從該輸入數(shù)據(jù)字根據(jù)第二碼生成輔助碼字，第二碼本身也可具有比第一編碼單元應(yīng)用的第一碼更低的碼率，但也可具有相同或更高的碼率。雖然一般可以將基本碼字和輔助碼字兩者完全映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流上，但在特定實施例中(特別是如果輔助碼字不僅包含輔助奇偶，而且包含部分或完整的輸入數(shù)據(jù)字和/或基本碼字的基本奇偶)，只要除了基本碼字以外輔助奇偶部分也被映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流上，就足以實現(xiàn)期望的目的了。發(fā)送機隨后在需要的情況下利用輔助奇偶部分作為冗余來對不能正確解碼的所接收的基本碼字進行解碼。第二編碼單元還可適應(yīng)于根據(jù)所述第二碼將輸入數(shù)據(jù)字編碼成包括所述基本碼字部分和所述輔助碼字部分的輔助碼字。因此，基本碼字部分是基本碼字和輔助碼字兩者的一部分，但在輔助碼字中不被進一步使用，從該輔助碼字，基本上輔助奇偶部分被嵌入到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流中。這種實施例具有如下優(yōu)點，即第一編碼單元可以是已知的接收機(例如根據(jù)DVB-T2標準的接收機)的(傳統(tǒng))編碼器，其可被不加改變地使用，并且根據(jù)本發(fā)明向其添加了第二編碼單元?；蛘?，第二編碼單元還可適應(yīng)于根據(jù)所述第二碼將輸入數(shù)據(jù)字編碼成只包括所述輔助碼字部分的 輔助碼字。這種編碼單元可容易被添加到現(xiàn)有的編碼器并且執(zhí)行在發(fā)送機側(cè)實現(xiàn)本發(fā)明的最低限度所需步驟。根據(jù)替換實施例，所述編碼器包括用于將輸入數(shù)據(jù)字編碼成包括所述基本碼字部分和所述輔助碼字部分的碼字的單個編碼單元，并且其中所述數(shù)據(jù)映射器適應(yīng)于將所述碼字的基本碼字部分與所述碼字的輔助碼字部分映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的不同部分上、特別是不同的幀上。此實施例要求更小的處理容量，因為只執(zhí)行單個編碼處理來生成碼字，這些碼字隨后被分離成一方面的基本碼字部分和另一方面的輔助碼字部分。根據(jù)另一實施例，所述編碼器適應(yīng)于將輸入數(shù)據(jù)字編碼成碼字，其是包括基本碼字部分和輔助碼字部分的碼字，所述輔助碼字部分包括至少兩個輔助碼字子部分，所述基本碼字部分是提供來用于常規(guī)解碼的，并且所述輔助碼字子部分是提供來在利用基本碼字部分和較少的冗余對碼字的常規(guī)解碼有錯誤的情況下作為遞增冗余的。此實施例提供了如下優(yōu)點，即，如果常規(guī)解碼(即僅利用基本碼字部分的解碼)有錯誤，則接收機可判決其需要多少額外的遞增冗余來正確解碼。這是通過如下方式使能的對輸入數(shù)據(jù)字編碼以使得生成可分步用作這種遞增冗余的兩個或更多個輔助碼字子部分(例如兩組或更多組輔助奇偶符號)，即，生成輔助碼字子部分以使得執(zhí)行所接收的碼字的正確解碼不完全需要所有子部分，而是其一個或多個子部分也足以進行正確解碼。然而，如果使用更多的子部分，則碼率減小并且正確解碼的概率增大。從而，每個接收機可自己判決(該判決也可以是時時變化的)如果需要的話，那么多少個額外的遞增冗余、即那至少兩個輔助碼字子部分中的多少個應(yīng)當被用于提高解碼的質(zhì)量。因此，如果只是額外地需要一較小的子部分，則其他輔助碼字子部分可被忽略并且甚至可根本不被接收或至少不被解映射，從而在這些其他的輔助碼字子部分被傳送的時間期間，接收機可被切換到睡眠模式中，以節(jié)省電池電力和處理時間。此實施例可被進一步開發(fā)為使得數(shù)據(jù)映射器適應(yīng)于將碼字的至少兩個輔助碼字子部分映射到所述發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流上，以使得用作第一遞增冗余的輔助碼字子部分在相應(yīng)的基本碼字部分的接收之后、但在另外的輔助碼字子部分之前被接收機接收。這種實施例確保了接收機在已接收到用于使能正確解碼的充分的輔助碼字子部分之后可被切換到睡眠模式中，如果像提出的那樣“最有幫助的”輔助碼字子部分(例如最大的輔助碼字子部分)首先被傳送的話。在另一實施例中，輔助碼字子部分可被映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流上，以使得首先提供較小的輔助碼字子部分，然后提供具有越來越大的大小的輔助碼字子部分。輔助碼字子部分的序列可優(yōu)選由接收機從之前傳送的有關(guān)基本碼字部分的序列得出，從而使得不需要額外的信令來數(shù)據(jù)丟失輔助碼字子部分的序列，例如輔助碼字子部分的序列與當時已經(jīng)知道的有關(guān)基本碼字部分的序列相同。
此外，如果在包含輔助碼字子部分的幀(例如FEF幀)之前的幀(例如T2幀)中，包含來自各種發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流(例如PLP)的數(shù)據(jù)，則輔助碼字子部分可被聚組在一起，以使得例如所有輔助碼字部分的最大或最小的子部分被首先傳送，然后另外組的子部分被傳送。一般地，基本碼字部分和輔助碼字部分被映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流上，以使得碼字的基本碼字部分在相應(yīng)的輔助碼字部分被接收之前被接收機接收。然而，或者，數(shù)據(jù)映射器適應(yīng)于將基本碼字部分和輔助碼字部分映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的幀上，以使得碼字的輔助碼字部分在相應(yīng)的基本碼字部分被接收之前被接收機接收。輔助碼字部分從而被緩沖在接收機中的相應(yīng)緩沖器中。如果清楚僅基于基本碼字部分對相應(yīng)碼字的解碼是正確的，則相應(yīng)的輔助碼字部分(如果有的話)可被從緩沖器中刪除。即使基于基本碼字部分的解碼不正確，相應(yīng)的輔助碼字部分也已經(jīng)在緩沖器中可用。這提供了如下優(yōu)點，即不發(fā)生等待時間或者等待時間減短(用于等待輔助碼字部分，如果基于基本碼字部分的解碼有錯誤的話)，這在突然的信號失真的情況下對于減少頻道切換時間和對于移動接收機是尤其重要 的。因此，此實施例還提供了如下優(yōu)點，即在基本碼字部分的(例如突然的)惡劣接收條件的情況下不發(fā)生服務(wù)的中斷(由于等待接收輔助碼字部分)。根據(jù)另一實施例，數(shù)據(jù)輸入端適應(yīng)于接收被分段成輸入數(shù)據(jù)字的至少兩個發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流，并且編碼器適應(yīng)于選擇性地僅根據(jù)第一碼、根據(jù)第二碼或者根據(jù)兩種碼對發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流進行編碼。因此，根據(jù)發(fā)送機的這個實施例，例如在廣播系統(tǒng)的系統(tǒng)操作者的控制下，有應(yīng)用本發(fā)明的構(gòu)思以僅為所選的發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流提供遞增冗余到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流中的自由，但一般不得將其應(yīng)用到所有發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流。例如，系統(tǒng)操作者可判決將本發(fā)明應(yīng)用于被提供來供靜止接收機和移動接收機兩者接收的數(shù)據(jù)流，而一般只會由靜止接收機接收的其他數(shù)據(jù)流則不根據(jù)本發(fā)明被處理，即不生成和發(fā)送輔助碼字部分。一般地，發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流可由任何種類的發(fā)送機發(fā)送，該發(fā)送機例如只具有單個天線或者例如在MIMO(多輸入多輸出)系統(tǒng)中使用的多個天線。然而,在優(yōu)選實施例中，數(shù)據(jù)映射器適應(yīng)于將碼字的基本碼字部分映射到第一發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流上并且將碼字的輔助碼字部分映射到第二發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流上，并且發(fā)送機單元包括用于對所述第一和第二輸出數(shù)據(jù)流進行MMO預(yù)編碼的MMO預(yù)編碼器以及用于發(fā)送所述經(jīng)MMO預(yù)編碼的第一和第二發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的包括第一天線和第二天線在內(nèi)的至少兩個天線。例如，MIMO預(yù)編碼器適應(yīng)于進行空間復(fù)用以使得第一天線發(fā)送所述第一發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流，并且第二天線發(fā)送所述第二發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流。然而，一般地，在通過MIMO系統(tǒng)的兩個或更多個天線輸出兩個發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流之前也可對它們應(yīng)用M頂O預(yù)編碼的任何其他實施例(例如Alamouti 預(yù)編碼)。接收機也可只具有單個天線或具有多個天線，其中一般地接收機的每個天線接收來自發(fā)送機的所有天線的信號。然而，也可能一般地接收機的天線被調(diào)諧來僅接收來自第一天線的信號(即用于接收第一發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流)，并且僅在解碼問題或差錯的情況下，天線才被額外地調(diào)諧來接收來自第二天線的信號(用于接收第二發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流)。根據(jù)另一實施例，可能接收機包括被調(diào)諧到發(fā)送機的第一天線的一個天線，并且接收機包括被調(diào)諧來接收來自發(fā)送機的第二天線的信號的第二天線，并且在第二天線處接收的信號僅在需要的情況下才被評估。
在另一實施例中，發(fā)送機包括調(diào)制器，用于在將碼字映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的幀上之前或之后對于碼字的基本碼字部分以與同一碼字的輔助碼字部分不同的方式進行調(diào)制。一般地，輔助碼字部分可在與碼字的基本碼字部分正交的任何維度上被傳送，例如時間、頻率、空間(MMO)或擴頻碼。術(shù)語“正交”應(yīng)如編碼和調(diào)制領(lǐng)域一般已知那樣來理解，即提供可分享的數(shù)據(jù)流(這些數(shù)據(jù)流在分離之前甚至可重疊，例如OFDM子載波及其有關(guān)部分譜)。這提供了如下優(yōu)點，即針對干擾基本碼字部分的干擾額外地保護了輔助碼字部分。另一個可能性是應(yīng)用層次化調(diào)制。在此情況下，基本碼字部分解決調(diào)制方案的更可靠的比特，而輔助碼字部分解決不那么可靠的比特。根據(jù)另一實施例，編碼器適應(yīng)于生成所述輔助碼字部分以使得它們包括部分或整個基本碼字部分。因此，根據(jù)此實施例，輔助碼字部分包括基本碼字部分中包括的數(shù)據(jù)(例如輸入數(shù)據(jù)字和/或基本奇偶符號)的一些重復(fù)，這些重復(fù)隨后可作為額外的冗余用于接收機處的解碼。此實施例一般實現(xiàn)起來簡單并且提供了不可靠傳送的數(shù)據(jù)作為輔助數(shù)據(jù)部分的一部分被再次重復(fù)的優(yōu)點。


參考以下描述的實施例，下面將清楚展現(xiàn)并更詳細說明本發(fā)明的這些和其他方面。在附圖中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送機的實施例的示意性框圖，圖2示出了發(fā)送機中使用的編碼器的第一實施例的示意性框圖，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)部分、基本奇偶部分和輔助奇偶部分的布置，圖4示出了根據(jù)DVB-T2標準的BBFrame的格式，圖5示出了根據(jù)DVB-T2標準的FEC碼字的格式，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的碼字的格式，圖7示出了圖示DVB-T2成幀結(jié)構(gòu)的示圖，圖8示出了圖示根據(jù)DVB-T2標準的超幀內(nèi)的T2幀和FEF幀的布置的示圖，圖9示出了編碼器的第二實施例的示意性框圖，圖10示出了編碼器的第三實施例的示意性框圖，圖11圖示了根據(jù)本發(fā)明的輔助奇偶部分的布置，圖12示出了根據(jù)DVB-T2標準的數(shù)據(jù)PLP到T2幀的映射，圖13示出了分段的輔助奇偶部分到FEF幀的映射，圖14示出了編碼器的第四實施例的示意性框圖，圖15示出了接收機的示意性框圖，圖16示出了接收機中使用的解碼器的第一實施例的示意性框圖，圖17示出了解碼器的第二實施例的示意性框圖，、
圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的廣播系統(tǒng)的示意性框圖，圖19示出了圖示根據(jù)本發(fā)明的碼字的比特的生成的示圖，圖20示出了根據(jù)DAB使用的傳送幀的結(jié)構(gòu)，并且圖21示出了接收機的另一實施例的框圖。
具體實施例方式圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送機10的示例性框圖。這種發(fā)送機10例如可以是編碼OFDM (COFDM)發(fā)送機，該COFDM發(fā)送機可用于根據(jù)DVB-T2 (或即將出現(xiàn)的DVB-NGH)標準發(fā)送視頻、圖像和音頻信號并且在其中可使用本發(fā)明。要由發(fā)送機10發(fā)送的所述數(shù)據(jù)一般是以至少一個發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流11、12、……、In的形式的提供的，這些數(shù)據(jù)流一般被分段成輸入數(shù)據(jù)字。所述發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流11、12、……、In可以是一個或多個(例如MPEG-2)傳輸流和/或一個或多個通用流，并且數(shù)據(jù)可承載于其中的各個物理層管道PLP中。輸入數(shù)據(jù)被從數(shù)據(jù)流入端12提供到編碼器14，其中在數(shù)據(jù)流入端12中可對發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流11、12、……、In執(zhí)行一些輸入處理，例如CRC(循環(huán)冗余校驗)編碼、BB (基帶)頭部插入、填充插入和BB加擾，并且在編碼器14中發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流II、12、……、In的輸入數(shù)據(jù)字如下文將更詳細說明的被編碼成碼字。經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)隨后被從編碼器14 提供到數(shù)據(jù)映射器16，數(shù)據(jù)映射器16用于把所生成的碼字映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流O的幀上，發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流O隨后被發(fā)送機單元18輸出。一般地(但不是必須地)，提供有調(diào)制器17，用于在輸出和發(fā)送之前調(diào)制數(shù)據(jù)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的編碼器14的第一實施例141。編碼器的所述實施例141包括兩個分支，即兩個編碼單元20、30，在DVB的上下文中被稱為物理層管道(PLP)的發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流Il被饋送到這兩個編碼單元20、30。除了時間交織器27、37以外，處理優(yōu)選是在固定的幀級別上執(zhí)行的。以下應(yīng)被看作示例的發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流Il的輸入幀在DVB的上下文中被表示為BBFrame。第一編碼單元20，即上方分支，在此實施例中對應(yīng)于DVB-T2標準(ETSI EN 302755 VI. I. I(2009-09)" Digital Video Broadcasting(DVB) ；Framing structure ChannelCoding and Modulation for a Second GenerationDigital Terrestrial TelevisionBroadcasting System(DVB-T2)")中描述的比特交織編碼和調(diào)制(BICM)鏈。因此，其包括用于隨后的LDPC編碼的FEC編碼塊21、比特交織器22、用于將比特解復(fù)用到信元的解復(fù)用器23、用于根據(jù)格雷映射將信元映射到星座的星座映射器24、用于星座旋轉(zhuǎn)和循環(huán)Q延遲的單元25、信元交織器26和時間交織器27。這些單元21至27的功能和操作是一般已知的，并且例如在DVB-T2標準中描述，DVB-T2標準通過引用被并入在此，因此這里不提供進一步說明。第二編碼單元30，即下方分支，在此實施例中也被提供以發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流II。FEC編碼塊31 —般不與第一編碼單元20的FEC編碼塊21相同。所述FEC編碼塊21向輸入數(shù)據(jù)字附加LDPC碼字的奇偶比特，所述LDPC奇偶比特在這里一般被稱為第一碼的基本奇偶部分，而FEC編碼塊31生成額外的冗余以提高整體信道碼的魯棒性，所述整體信道碼涉及來自FEC編碼塊21和FEC編碼塊31兩者的冗余。換言之，F(xiàn)EC編碼塊31生成輔助奇偶比特，除了基本奇偶比特以外，這些輔助奇偶比特也可被接收機用于對接收到的碼字解碼，下文將對此進行更詳細說明。接著的塊32至37 —般可與塊22至27相同，因此可以采用DVB-T2標準中的，但也可根據(jù)第二編碼單元30的具體情況和需求來加以調(diào)整。時間交織器37的應(yīng)用是可選的，因為在信元交織器36內(nèi)已經(jīng)涵蓋了在輔助奇偶比特的僅一幀內(nèi)應(yīng)用時間交織。然而，在多于一個輔助奇偶數(shù)據(jù)幀上應(yīng)用時間交織允許了更多的時間分集。
在此實施例中，兩個FEC編碼塊21、31的輸入是相同的，具體地是輸入數(shù)據(jù)流11%其基本上對應(yīng)于發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流，但其中由(如DVB領(lǐng)域中一般已知的)BCH編碼器40向輸入數(shù)據(jù)字(在DVB的上下文中是BBFrame)添加了 BCH碼字的奇偶比特。因此，輸入數(shù)據(jù)流Il已被BCH碼所編碼，然后才在FEC編碼器21和31中執(zhí)行進一步編碼。然而，應(yīng)當注意，編碼器40 —般不是本發(fā)明的必需元件。在特定應(yīng)用中，編碼器40可被完全省略，可被不同的編碼器所替換，或者這個初始編碼可以是編碼器21和31中執(zhí)行的編碼的一部分。另外，應(yīng)當注意，以下一般提到奇偶“比特”和輸入數(shù)據(jù)“比特”。然而，同樣的構(gòu)思在使用奇偶“字節(jié)”和輸入數(shù)據(jù)“字節(jié)”或者一般地說奇偶“符號”和輸入數(shù)據(jù)“符號”時也是適用的。第一和第二編碼單元20、30的輸出被前饋 到一般包括幀構(gòu)建器的數(shù)據(jù)映射器16并且可選地到OFDM生成器。數(shù)據(jù)映射器16和OFDM生成器一般可根據(jù)具體示出這些塊的實施例的DVB-T2標準操作。然而,對于映射第一和第二編碼單元20、30的輸出，存在各種實施例，下文也將對這些實施例進行更詳細說明。利用圖3，將更詳細說明FEC編碼塊21和31中執(zhí)行的編碼。圖3A示出了第一碼字Z1，其是FEC編碼塊21的輸出。所述第一碼字Zl包括數(shù)據(jù)部分D和基本奇偶部分Pb，其中數(shù)據(jù)部分D —般對應(yīng)于FEC編碼塊21的輸入數(shù)據(jù)字并且根據(jù)此實施例包括k個輸入數(shù)據(jù)比特S1, s2,, sk,并且基本奇偶部分Pb在此實施例中包括m個奇偶比特P1, p2，...，Pm0這個第一碼字Zl在DVB-T2的上下文中一般對應(yīng)于屬于具有碼率R1 = k/(k+m)的碼C1的LDPC碼字，其中k是系統(tǒng)比特(輸入數(shù)據(jù)比特)的數(shù)量，并且m是基本奇偶比特P的數(shù)量。利用這些碼字，接收機，尤其是靜止接收機和/或未受太多干擾影響的移動接收機，能夠?qū)ζ渲芯幋a的輸入數(shù)據(jù)解碼。圖3B中所示的第二碼字Z2屬于具有較低碼率R2 = k/ (k+m+v) < R1的第二碼C2。所述第二碼字Z2除了數(shù)據(jù)部分D和基本奇偶部分Pb以外還包括V個輔助奇偶比特i1;
iv的輔助奇偶部分Pa。所述輔助奇偶部分Pa可被接收機例如在傳送差錯、解碼差錯和/或解碼質(zhì)量不足的情況下用來作為除碼字Zl以外的遞增冗余用于解碼。因此，如果第一碼字Zl在接收機處不能被正確解碼，那么除了第一碼字Zl以外，輔助奇偶比特i1;i2，. . .，iv中的一些或全部也可被用于解碼，以提高正確無誤解碼(或者至少解碼質(zhì)量提高)的概率。為了此目的，至少輔助奇偶部分Pa也將被映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流上以便最終被接收機接收和使用。下文將更詳細說明所述映射。因此，碼字Zl和(第二碼字Z2的)輔助奇偶部分Pa的組合也可被認為是具有比碼字Zl的第一碼更低的碼率的“總”碼的“總”碼字，即碼字Zl可被認為是此“總”碼字的基本碼字部分B，并且輔助奇偶部分Pa可被認為是此“總”碼字的輔助奇偶部分A。這里，在圖3所示的這個實施例中，這個“總”碼字與碼字Z2相同。然而，這不是對于下文將示出的所有實施例都成立的。在DVB-T2的上下文中，到編碼器14的發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流一般被分段成如圖4中示意性圖示的包括Kbeh個比特的被稱為BBFrame的幀。由BCH編碼器40和第一編碼塊21從其生成、亦即根據(jù)按照DVB-T2標準執(zhí)行的編碼生成的第一碼字Zl (在此上下文中)在圖5中示意性圖示。這個碼字是標準FEC碼字，其包括本身由Kbdl個比特構(gòu)成的(系統(tǒng))輸入數(shù)據(jù)部分，其后是BCH編碼器的Nbdl-Kbdl個奇偶比特，其后是LDPC編碼器的Nldp。-Kldp。個奇偶比特。這個碼字總共包括Nldp。個比特。因此，基本LDPC碼具有R。= Kldpc/Nldpc的碼率。參考以上參考圖3和4提供的說明，Kldp。對應(yīng)于k(即，BBFRAME和BCHFEC部分被視為輸入數(shù)據(jù)字D)，并且Nldp。對應(yīng)于k+m( S卩，LDPCFEC部分被視為基本奇偶部分Pb)。第二編碼塊31基于其輸入計算用作遞增冗余的輔助奇偶比特，其輸入一般與FEC編碼塊21的輸入相同。一般地，存在V個輔助奇偶比特，它們可被分割成q個子部分。第k個子部分具有長度v(k)。從而，下式成立
權(quán)利要求
1.一種用于在廣播系統(tǒng)中廣播數(shù)據(jù)的發(fā)送機(10)，包括 -數(shù)據(jù)輸入端，用于接收被分段成輸入數(shù)據(jù)字(D)的至少一個發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流(II，12,…，In), -編碼器(14;141，142，143)，用于對輸入數(shù)據(jù)字(D)進行糾錯碼編碼以編碼成碼字(Z1，Z2，Z3，Z4)，碼字包括基本碼字部分(B)和輔助碼字部分(A)，其中所述編碼器(14)適應(yīng)于根據(jù)第一碼從輸入數(shù)據(jù)字(D)生成所述基本碼字部分(B)并且根據(jù)第二碼從輸入數(shù)據(jù)字(D)生成所述輔助碼字部分(A)，所述基本碼字部分(B)是提 供來用于常規(guī)解碼的，并且所述輔助碼字部分(A)是提供來在利用基本碼字部分(B)對碼字的常規(guī)解碼有錯誤的情況下作為遞增冗余的， -數(shù)據(jù)映射器(6)，用于將碼字(Z1，Z2，Z3，Z4)映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(O)的幀上，以及 -發(fā)送機單元(18)，用于發(fā)送所述發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(O)。
2.如權(quán)利要求I中要求保護的發(fā)送機， 其中，所述數(shù)據(jù)映射器(16)適應(yīng)于將碼字的基本碼字部分(A)與同一碼字的輔助碼字部分(A)映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(O)的不同部分上、特別是不同的幀上。
3.如任何在前權(quán)利要求中要求保護的發(fā)送機， 其中，所述數(shù)據(jù)映射器(16)適應(yīng)于將碼字的基本碼字部分(B)映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的第一類型的幀上、特別是根據(jù)DVB廣播系統(tǒng)的發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的T2幀上，并且將相應(yīng)碼字的輔助碼字部分(A)映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的布置在第一類型的幀之間的第二類型的幀上、特別是根據(jù)DVB廣播系統(tǒng)的發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流的FEF幀上。
4.如任何在前權(quán)利要求中要求保護的發(fā)送機， 其中，所述編碼器(141，144)包括用于根據(jù)所述第一碼將輸入數(shù)據(jù)字編碼成包括所述基本碼字部分(B)的基本碼字(Zl)的第一編碼單元(20)和用于根據(jù)所述第二碼將輸入數(shù)據(jù)字(D)編碼成至少包括所述輔助碼字部分(A)的輔助碼字(Z2，Z4)的第二編碼單元(30，30a)，并且 其中，所述數(shù)據(jù)映射器(16)適應(yīng)于將基本碼字(Zl)與輔助碼字(Z2)映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(O)的不同部分上、特別是不同的幀上。
5.如權(quán)利要求4中要求保護的發(fā)送機， 其中，所述第二編碼單元(30)適應(yīng)于根據(jù)所述第二碼將輸入數(shù)據(jù)字編碼成包括所述基本碼字部分(B)和所述輔助碼字部分(A)的輔助碼字(Z2)。
6.如權(quán)利要求4中要求保護的發(fā)送機， 其中，所述第二編碼單元(30a)適應(yīng)于根據(jù)所述第二碼將輸入數(shù)據(jù)字編碼成只包括所述輔助碼字部分(A)的輔助碼字(Z4)。
7.如權(quán)利要求I至3的任何一項中要求保護的發(fā)送機， 其中，所述編碼器(142)包括用于將輸入數(shù)據(jù)字編碼成包括所述基本碼字部分(B)和所述輔助碼字部分(A)的碼字(Z2)的單個編碼單元，并且 其中，所述數(shù)據(jù)映射器(16)適應(yīng)于將所述碼字的基本碼字部分(B)與所述碼字的輔助碼字部分(A)映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(O)的不同部分上、特別是不同的幀上。
8.如任何在前權(quán)利要求中要求保護的發(fā)送機，其中，所述編碼器(143)適應(yīng)于將輸入數(shù)據(jù)字編碼成碼字(Z3)，其是包括基本碼字部分(B)和輔助碼字部分(A)的碼字，所述輔助碼字部分(A)包括至少兩個輔助碼字子部分(Pal，Pa2，Pa3)，所述基本碼字部分(B)是提供來用于常規(guī)解碼的，并且所述至少兩個輔助碼字子部分(Pal，Pa2，Pa3)是提供來在利用基本碼字部分和較少的冗余對碼字的常規(guī)解碼有錯誤的情況下作為遞增冗余的。
9.如權(quán)利要求8中要求保護的發(fā)送機， 其中，所述數(shù)據(jù)映射器(16)適應(yīng)于將碼字的至少兩個輔助碼字子部分(Pal，Pa2，Pa3)映射到所述發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(O)上，以使得用作第一遞增冗余的輔助碼字子部分(Pal)在相應(yīng)的基本碼字部分(B)的接收之后、但在另外的輔助碼字子部分(Pa2，Pa3)之前被接收機(50)接收。
10.如任何在前權(quán)利要求中要求保護的發(fā)送機， 其中，所述數(shù)據(jù)輸入端(12)適應(yīng)于接收被分段成輸入數(shù)據(jù)字的至少兩個發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流(II，12，...，In)，并且 其中，編碼器(14)適應(yīng)于選擇性地僅根據(jù)第一碼、根據(jù)第二碼或者根據(jù)兩種碼對發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流進行編碼。
11.如任何在前權(quán)利要求中要求保護的發(fā)送機， 其中，所述數(shù)據(jù)映射器(16)適應(yīng)于將碼字的基本碼字部分(B)映射到第一發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(Ol)上并且將碼字的輔助碼字部分(A)映射到第二發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(02)上，并且 其中，所述發(fā)送機單元(18)包括用于對所述第一和第二輸出數(shù)據(jù)流(01，02)進行MIMO預(yù)編碼的MMO預(yù)編碼器(162)以及用于發(fā)送所述經(jīng)MMO預(yù)編碼的第一和第二發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(01% 02*)的包括第一天線(19a)和第二天線(19b)在內(nèi)的至少兩個天線。
12.如任何在前權(quán)利要求中要求保護的發(fā)送機， 還包括調(diào)制器(17)，用于通過與用于調(diào)制基本碼字部分(B)的基本調(diào)制碼正交的輔助調(diào)制碼來調(diào)制輔助碼字部分(A)。
13.如任何在前權(quán)利要求中要求保護的發(fā)送機， 還包括調(diào)制器(17)，用于在將碼字映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(O)的幀上之后對于碼字的基本碼字部分(B)以與同一碼字的輔助碼字部分(A)不同的方式進行調(diào)制。
14.如任何在前權(quán)利要求中要求保護的發(fā)送機， 其中，所述編碼器(14)適應(yīng)于生成所述輔助碼字部分(A)以使得它們包括相應(yīng)的基本碼字部分(B)的部分或全部。
15.如任何在前權(quán)利要求中要求保護的發(fā)送機， 其中，所述編碼器(14)適應(yīng)于應(yīng)用系統(tǒng)碼來生成所述碼字，以使得所述基本碼字部分(B)包括數(shù)據(jù)部分、特別是輸入數(shù)據(jù)字(D)，并且包括基本奇偶部分(Pb)，并且所述輔助碼字部分(A)包括輔助奇偶部分(Pa)。
16.如任何在前權(quán)利要求中要求保護的發(fā)送機， 其中，所述數(shù)據(jù)映射器(16)適應(yīng)于將基本碼字部分(B)和輔助碼字部分(A)映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(O)的幀上，以使得碼字的輔助碼字部分(A)在相應(yīng)的基本碼字部分(B)被接收之前被接收機接收。
17.一種用于在廣播系統(tǒng)中廣播數(shù)據(jù)的發(fā)送方法，包括以下步驟 -接收被分段成輸入數(shù)據(jù)字(D)的至少一個發(fā)送機輸入數(shù)據(jù)流(II，12，. . .，In)， -對輸入數(shù)據(jù)字(D)進行糾錯碼編碼以編碼成碼字(Z1，Z2，Z3，Z4)，碼字包括基本碼字部分(B)和輔助碼字部分(A)，其中所述編碼器(14)適應(yīng)于根據(jù)第一碼從輸入數(shù)據(jù)字(D)生成所述基本碼字部分(B)并且根據(jù)第二碼從輸入數(shù)據(jù)字(D)生成所述輔助碼字部分(A)，所述基本碼字部分(B)是提供來用于常規(guī)解碼的，并且所述輔助碼字部分(A)是提供來在利用基本碼字部分(B)對碼字的常規(guī)解碼有錯誤的情況下作為遞增冗余的， -將碼字(Z1，12, Z3，Z4)映射到發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(O)的幀上，以及 -發(fā)送所述發(fā)送機輸出數(shù)據(jù)流(O)。
18.一種計算機程序，包括用于使得計算機執(zhí)行如權(quán)利要求17中要求保護的方法的編碼和映射的步驟的程序碼手段，其中所述計算機程序是在計算機上執(zhí)行的。
19.一種存儲有指令的計算機可讀非暫態(tài)介質(zhì)，所述指令當在計算機上被執(zhí)行時使得計算機執(zhí)行如權(quán)利要求17中要求保護的方法的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)送機和相應(yīng)的發(fā)送方法，用于在廣播系統(tǒng)中廣播數(shù)據(jù)，以便使得這種廣播系統(tǒng)中的接收機特別是移動接收機能夠在需要時改善解碼質(zhì)量。
文檔編號H04L1/18GK102668435SQ201080052260
公開日2012年9月12日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者喬格·羅伯特, 納比爾·羅金, 羅薩爾·斯塔德梅爾 申請人:索尼公司