傳輸廣播信號的裝置、接收廣播信號的裝置、傳輸廣播信號的方法和接收廣播信號的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種傳輸廣播信號的裝置、接收廣播信號的裝置以及傳輸和接收廣播 信號的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 模擬廣播信號傳輸已到盡頭，正開發(fā)傳輸/接收數(shù)字廣播信號的各種技術(shù)。數(shù)字 廣播信號可以包括比模擬廣播信號更大量的視頻/音頻數(shù)據(jù)并且除視頻/音頻數(shù)據(jù)外，進 一步包括各種另外的數(shù)據(jù)。
[0003] 即，數(shù)字廣播系統(tǒng)能提供HD(高清）圖像、多通道音頻和各種另外的服務(wù)。然而， 為數(shù)字廣播，需要進一步提高用于傳輸大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸效率、傳輸/接收網(wǎng)絡(luò)的魯棒 性和考慮移動接收設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 技術(shù)問題
[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種傳輸廣播信號來在時域中，復(fù)用提供兩個或更多不同廣 播服務(wù)的廣播傳輸/接收系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并且通過同一RF信號帶寬傳送復(fù)用的數(shù)據(jù)的裝置和 方法，以及接收與之對應(yīng)的廣播信號的裝置和方法。
[0006] 本發(fā)明的另一目的是提供傳輸廣播信號的裝置、接收廣播信號的裝置以及用于傳 輸和接收廣播信號來按分量分類對應(yīng)于服務(wù)的數(shù)據(jù)、將對應(yīng)于每一分量的數(shù)據(jù)傳輸為數(shù)據(jù) 管道，接收并處理該數(shù)據(jù)的方法。
[0007] 本發(fā)明的又一目的是提供傳輸廣播信號的裝置、接收廣播信號的裝置以及傳輸和 接收廣播信號來信號告知提供廣播信號所必需的信令信息的方法。
[0008] 技術(shù)方案
[0009] 為實現(xiàn)該目的和其他優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如在此實現(xiàn)和寬泛所述，傳輸 廣播信號的裝置包括用于編碼承載至少一個服務(wù)的DP(數(shù)據(jù)管道）數(shù)據(jù)的編碼器、用于將 編碼的DP數(shù)據(jù)映射到星座（constellations)上的映射器、用于時間交織所映射的DP數(shù) 據(jù)的時間交織器、用于構(gòu)建包括時間交織的DP數(shù)據(jù)的至少一個信號幀的構(gòu)造器、用于通過 OFDM方案，調(diào)制所構(gòu)造的至少一個信號幀中的數(shù)據(jù)的調(diào)制器、以及傳輸具有所調(diào)制的數(shù)據(jù) 的廣播信號的傳輸單元，其中至少一個信號幀包括緊急報警信息。
[0010] 有益效果
[0011] 本發(fā)明能根據(jù)服務(wù)特性處理數(shù)據(jù)來控制用于每一服務(wù)或服務(wù)組件的QoS(服務(wù)質(zhì) 量），由此提供各種廣播服務(wù)。
[0012] 本發(fā)明能通過同一RF信號帶寬，通過傳輸各種廣播服務(wù)，實現(xiàn)傳輸靈活性。
[0013] 本發(fā)明能使用MIM0系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)傳輸效率和增加廣播信號的傳輸/接收的魯棒 性。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，即使通過移動接收設(shè)備或在室內(nèi)環(huán)境中，也可以提供能無錯誤地接 收數(shù)字廣播信號的廣播信號傳輸和接收方法及裝置。
【附圖說明】
[0015] 包括以提供本發(fā)明的進一步理解并且包含在本申請中并作為其一部分的附圖示 例本發(fā)明的實施例并且結(jié)合說明書，用來說明本發(fā)明的原理。在圖中：
[0016] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的傳輸用于未來廣播服務(wù)的廣播信號的裝置的結(jié) 構(gòu)。
[0017] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的輸入格式化模塊。
[0018] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的輸入格式化模塊。
[0019] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的輸入格式化模塊。
[0020] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的編譯&調(diào)制模塊。
[0021] 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的幀結(jié)構(gòu)模塊。
[0022] 圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的波形生成模塊。
[0023] 圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的接收用于未來廣播服務(wù)的廣播信號的裝置的結(jié) 構(gòu)。
[0024] 圖9示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的同步&解調(diào)模塊。
[0025] 圖10示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的幀解析模塊。
[0026] 圖11示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的解映射&解碼模塊。
[0027] 圖12示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的輸出處理器。
[0028] 圖13示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的輸出處理器。
[0029] 圖14示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的編譯&調(diào)制模塊。
[0030] 圖15示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的解映射&解碼模塊。
[0031] 圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的廣播信號傳輸/接收裝置和方法的要求 的表。
[0032] 圖17示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的超幀結(jié)構(gòu)。
[0033] 圖18示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的前導(dǎo)插入塊。
[0034] 圖19示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的前導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
[0035] 圖20示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的前導(dǎo)檢測器。
[0036] 圖21示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的相關(guān)檢測器。
[0037] 圖22示出表示當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的實施例的加擾序列時獲得的結(jié)果的圖。
[0038] 圖23示出表示當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的加擾序列時獲得的結(jié)果的圖。
[0039] 圖24示出表示當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的加擾序列時獲得的結(jié)果的圖。
[0040] 圖25示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的信令信息交織過程。
[0041] 圖26示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的信令信息交織過程。
[0042] 圖27示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的信令解碼器。
[0043] 圖28是示出根本發(fā)明的實施例的信令解碼器的性能的圖。
[0044] 圖29示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的前導(dǎo)插入塊。
[0045] 圖30示出根據(jù)本發(fā)明的實施例前導(dǎo)中的信令數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
[0046] 圖31示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的前導(dǎo)檢測器。
[0047] 圖32是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的傳輸廣播信號的方法的流程圖。
[0048] 圖33是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的接收廣播信號的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0049] 現(xiàn)在，將詳細(xì)地參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中示例其描述。在下文中，將參 考附圖給出的詳細(xì)描述意在解釋本發(fā)明的示例性實施例，而不是表示根據(jù)本發(fā)明能實現(xiàn)的 僅有的實施例。下述詳細(xì)描述包括具體細(xì)節(jié)以便提供本發(fā)明的全面理解。然而，本發(fā)明的 技術(shù)人員將理解到?jīng)]有這些具體細(xì)節(jié)，也能實施本發(fā)明。
[0050] 盡管從本領(lǐng)域廣泛使用的常見術(shù)語選擇用在本發(fā)明中的大多數(shù)術(shù)語，但一些術(shù)語 由申請人任意選擇并且根據(jù)需要，在下述描述中詳細(xì)地解釋它們的含義。由此，應(yīng)當(dāng)基于術(shù) 語的預(yù)期含義，而不是它們的簡單名稱或含義理解本發(fā)明。
[0051] 本發(fā)明提供用于傳輸和接收用于未來廣播服務(wù)的廣播信號的裝置和方法。根據(jù)本 發(fā)明的實施例的未來廣播服務(wù)包括地面廣播服務(wù)、移動廣播服務(wù)、UHDTV服務(wù)等等。根據(jù)一 個實施例，本發(fā)明可以通過非MIMO(多輸入多輸出）或MIMO,處理用于未來廣播服務(wù)的廣播 信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例的非MMO方案可以包括MISO(多輸入單輸出）方案、SISO(單 輸入單輸出）方案等等。
[0052] 盡管為方便描述，在下文中，MISO或MMO使用兩個天線，但本發(fā)明可應(yīng)用于使用 兩個或更多個天線的系統(tǒng)。
[0053] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于傳輸未來廣播服務(wù)的廣播信號的裝置的結(jié) 構(gòu)。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明的實施例的傳輸用于未來廣播服務(wù)的廣播信號的裝置能包括輸入格 式化模塊1000、編譯&調(diào)制模塊1100、幀結(jié)構(gòu)模塊1200、波形生成模塊1300和信令生成模 塊1400。將描述傳輸廣播信號的裝置的每個模塊的操作。
[0055] 參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例的傳輸用于未來廣播服務(wù)的廣播信號的裝置能接 收MPEG-TS、IP流（v4/v6)和通用流（GS)，作為輸入信號。此外，傳輸廣播信號的裝置能接 收有關(guān)構(gòu)成輸入信號的每個流的配置的管理信息并且參考所接收的管理信息，生成最終物 理層信號。
[0056] 根據(jù)本發(fā)明的實施例的輸入格式化模塊1000能在用于編碼和調(diào)制的標(biāo)準(zhǔn)或服務(wù) 或服務(wù)組件的基礎(chǔ)上，分類輸入流并且將輸入流輸出為多個邏輯數(shù)據(jù)管道（或數(shù)據(jù)管道或 DP數(shù)據(jù)）。數(shù)據(jù)管道是承載可承載一個或多個服務(wù)或服務(wù)組件的服務(wù)數(shù)據(jù)或相關(guān)元數(shù)據(jù)的 物理層中的邏輯信道。此外，通過每個數(shù)據(jù)管道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以稱為DP數(shù)據(jù)。
[0057] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的輸入格式化模塊1000能將每個數(shù)據(jù)管道劃分成執(zhí) 行編譯和調(diào)制所必需的塊，并且執(zhí)行增加傳輸效率或執(zhí)行調(diào)度所必需的處理。稍后將描述 輸入格式化模塊1〇〇〇的操作的細(xì)節(jié)。
[0058] 根據(jù)本發(fā)明的實施例的編譯&調(diào)制模塊1100能在從輸入格式化模塊1000接收的 每個數(shù)據(jù)管道上執(zhí)行前向糾錯（FEC)編碼，使得接收廣播信號的裝置能校正可以在傳輸信 道上生成的錯誤。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的編譯&調(diào)制模塊1100能將FEC輸出比特數(shù) 據(jù)變換成符號數(shù)據(jù)并且交織該符號數(shù)據(jù)來校正由信道引起的突發(fā)錯誤。如圖1所示，根據(jù) 本發(fā)明的實施例的編譯&調(diào)制模塊1100能劃分所處理的數(shù)據(jù)，使得所劃分的數(shù)據(jù)能通過用 于各個天線輸出的數(shù)據(jù)路徑輸出，以便通過兩個或更多個Tx天線傳輸該數(shù)據(jù)。
[0059] 根據(jù)本發(fā)明的實施例的幀結(jié)構(gòu)模塊1200能將從編譯&調(diào)制模塊1100輸出的數(shù)據(jù) 映射到信號幀。根據(jù)本發(fā)明的實施例的幀結(jié)構(gòu)模塊1200能使用從輸入格式化模塊1000輸 出的調(diào)度信息，執(zhí)行映射并且交織信號幀中的數(shù)據(jù)以便獲得額外的分集增益。
[0060] 根據(jù)本發(fā)明的實施例的波形生成模塊1300能將從幀結(jié)構(gòu)模塊1200輸出的信號幀 變換成用于傳輸?shù)男盘?。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的實施例的波形生成模塊1300能將前 導(dǎo)信號（或前導(dǎo)）插入到用于傳輸裝置的檢測的信號中并且將用于估計傳輸信道來補償失 真的參考信號插入到該信號中。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的波形生成模塊1300能提供保 護間隔并且將特定序列插入到同一信號中以便抵消由于多路接收導(dǎo)致的信道延遲擴展的 影響。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的波形生成模塊1300能考慮信號特性，諸如輸出信號的 峰均功率比，執(zhí)行有效傳輸所必需的過程。
[0061] 根據(jù)本發(fā)明的實施例的信令生成模塊1400使用輸入管理信息和由輸入格式化模 塊1000、編譯&調(diào)制模塊1100和幀結(jié)構(gòu)模塊1200生成的信息，生成最終物理層信令信息。 因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例的接收裝置能通過解碼信令信息，解碼所接收的信號。
[0062] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的傳輸用于未來廣播服務(wù)的廣播信號的裝置 能提供地面廣播服務(wù)、移動廣播服務(wù)、UHDTV服務(wù)等等。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的 傳輸用于未來廣播服務(wù)的廣播信號的裝置能在時域中復(fù)用用于不同服務(wù)的信號并且傳輸 它們。
[0063] 圖2、3和4示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的輸入格式化模塊1000。將描述每個圖。
[0064] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輸入格式化模塊。圖2示出當(dāng)輸入信號為單 一輸入流時的輸入格式化模塊。
[0065] 參考圖2,根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輸入格式化模塊能包括模式自適應(yīng)模塊 2000和流自適應(yīng)模塊2100。
[0066] 如圖2所示，模式自適應(yīng)模塊2000能包括輸入接口塊2010、CRC-8編碼器塊2020 和BB報頭插入塊2030。將描述模式自適應(yīng)模塊2000的每個塊。
[0067] 輸入接口塊2010能將輸入到其的單一輸入流劃分成每個具有用于稍后將執(zhí)行的 FEC(BCH/LDPC)的基帶（BB)幀的長度的數(shù)據(jù)片并且輸出數(shù)據(jù)片。
[0068] CRC-8編碼器塊2020能在BB幀數(shù)據(jù)上執(zhí)行CRC編碼來向其添加冗余數(shù)據(jù)。
[0069]BB報頭插入塊2030能將包括諸如模式自適應(yīng)類型（TS/GS/IP)、用戶分組長度、數(shù) 據(jù)字段長度、用戶分組同步字節(jié)、數(shù)據(jù)字段中的用戶分組同步字節(jié)的開始地址、高效率模式 指示器、輸入流同步字段等等的信息的報頭插入到BB幀數(shù)據(jù)中。
[0070] 如圖2所示，流自適應(yīng)模塊2100能包括填充插入塊2110和BB加擾器塊2120。將 描述流自適應(yīng)模塊2100的每個塊。
[0071] 如果從模式自適應(yīng)模塊2000接收的數(shù)據(jù)具有短于FEC編碼所必需的輸入數(shù)據(jù)長 度的長度，則填充插入塊2110能將填充比特插入數(shù)據(jù)中，使得該數(shù)據(jù)具有輸入數(shù)據(jù)長度并 且輸出包括該填充比特的數(shù)據(jù)。
[0072] BB加擾器塊2120能通過在輸入比特流和偽隨機二進制序列（PRBS)上執(zhí)行XOR運 算，隨機化輸入比特流。
[0073] 上述塊可以被省略或由具有類似或相同功能的塊代替。
[0074] 如圖2所示，輸入格式化模塊能將數(shù)據(jù)管道最終輸出到編譯&調(diào)制模塊。
[0075] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的輸入格式化模塊。圖3示出當(dāng)輸入信號對應(yīng) 于多個輸入流時的輸入格式化模塊的模式自適應(yīng)模塊3000。
[0076] 用于處理多個輸入流的輸入格式化模塊的模式自適應(yīng)模塊3000能單獨地處理多 個輸入流。
[0077] 參考圖3,用于分別處理多個輸入流的模式自適應(yīng)模塊3000能包括輸入接口塊、 輸入流同步器塊3100、補償延遲塊3200、空分組刪除塊3300、CRC-8編碼器塊和BB報頭插 入塊。將描述模式自適應(yīng)模塊3000的每個塊。
[0078] 輸入接口塊、CRC-8編碼器塊和BB報頭插入塊的操作對應(yīng)于參考圖2所述的輸入 接口塊、CRC-8編碼器塊和BB報頭插入塊的操作，由此，將省略其描述。
[0079] 輸入流同步器塊3100能傳輸輸入流時鐘參考（ISCR)信息來生成用于接收廣播信 號來恢復(fù)TS或GS的裝置所必需的時序信息。
[0080] 補償延遲塊3200能延遲輸入數(shù)據(jù)并且輸出所延遲的輸入數(shù)據(jù)，使得如果在由傳 輸裝置，根據(jù)包括時序信息的數(shù)據(jù)的處理，在數(shù)據(jù)管道之間生成延遲，則接收廣播信號的裝 置能同步輸入數(shù)據(jù)。
[0081] 空分組刪除塊3300能從輸入數(shù)據(jù)刪除不必要傳輸?shù)妮斎肟辗纸M，基于刪除空分 組的位置，將所刪除的空分組數(shù)量插入到輸入數(shù)據(jù)中，并且傳輸該輸入數(shù)據(jù)。
[0082] 上述塊可以被省略或由具有類似或相同功能的塊代替。
[0083] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的輸入格式化模塊。
[0084] 具體地，圖4示例當(dāng)輸入信號對應(yīng)于多個輸入流時的輸入格式化模塊的流自適應(yīng) 豐旲塊。
[0085] 輸入信號對應(yīng)于多個輸入流時的輸入格式化模塊的流自適應(yīng)模塊能包括調(diào)度器 4000、1幀延遲塊4100、帶內(nèi)信令或填充插入塊4200、物理層信令生成塊4300和BB加擾器 塊4400。將描述流自適應(yīng)模塊的每個塊。
[0086] 調(diào)度器4000能使用具有雙極性的多個天線，執(zhí)行用于MMO系統(tǒng)的調(diào)度。此外，調(diào) 度器4000能生成用在用于包括在圖1所示的編譯&調(diào)制模塊中的天線路徑的信號處理塊， 諸如比特到信元解復(fù)用塊、信元交織器、時間交織器等等中的參數(shù)。
[0087] 1-幀延遲塊4100能使輸入數(shù)據(jù)延遲一個傳輸幀，使得能通過用于將插入到數(shù)據(jù) 管道中的帶內(nèi)信令信息的當(dāng)前幀，傳輸有關(guān)下一幀的調(diào)度信息。
[0088] 帶內(nèi)信令或填充插入塊4200能將未延遲的物理層信令（PLS)-動態(tài)信令信息插入 到延遲一個傳輸幀的數(shù)據(jù)中。在這種情況下，當(dāng)存在用于填充的空間時，帶內(nèi)信令或填充插 入塊4200能插入填充比特或?qū)?nèi)信令信息插入到填充空間中。此外，除帶內(nèi)信令信息 外，調(diào)度器4000能輸出有關(guān)當(dāng)前幀的物理層信令-動態(tài)信令信息。因此，稍后所述的信元 映射器能根據(jù)從調(diào)度器4000輸出的調(diào)度信息，映射輸入信元。
[0089] 物理層信令生成塊4300能生成將通過傳輸幀的前導(dǎo)符號傳輸或擴展并且通過除 帶內(nèi)信令信息外的數(shù)據(jù)符號傳輸?shù)奈锢韺有帕顢?shù)據(jù)。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的實施例 的物理層信令數(shù)據(jù)能稱為信令信息。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的物理層信令數(shù)據(jù)能分成 PLS前信息和PLS后信息。PLS前信息能包括編碼PLS-后信息所必需的參數(shù)以及靜態(tài)PLS 信令數(shù)據(jù)，并且PLS-后信息能包括編碼數(shù)據(jù)管道所必需的參數(shù)。編碼數(shù)據(jù)管道所必需的參 數(shù)能分成靜態(tài)PLS信令數(shù)據(jù)和動態(tài)PLS信令數(shù)據(jù)。靜態(tài)PLS信令數(shù)據(jù)是公共應(yīng)用于包括在 超幀中的所有幀的參數(shù)并且能在超幀基礎(chǔ)上改變。動態(tài)PLS信令數(shù)據(jù)是不同地應(yīng)用于包括 在超幀中的各個幀的參數(shù)并且能在逐幀基礎(chǔ)上改變。因此，接收裝置能通過解碼PLS前信 息，獲得PLS后信息以及通過解碼PLS后信息，并且解碼所期望的數(shù)據(jù)管道。
[0090] BB加擾器塊4400能生成偽隨機二進制序列（PRBS)并且在PRBS和輸入比特流上 執(zhí)行XOR運算來減小波形生成塊的輸出信號的峰均功率比（PAPR)。如圖4所示，BB加擾器 塊4400的加擾被應(yīng)用于數(shù)據(jù)管道和物理層信令信息。
[0091] 取決于設(shè)計者，上述塊可以被省略或由具有類似或相同功能的塊代替。
[0092] 如圖4所示，流自適應(yīng)模塊能將數(shù)據(jù)管道最終輸出到編譯&調(diào)制模塊。
[0093] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的編譯&調(diào)制模塊。
[0094