專利名稱：數(shù)字廣播系統(tǒng)發(fā)送裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置及方法，更具體地，涉及能夠改進(jìn)內(nèi)交織器的隨機(jī)性的數(shù)字廣播系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
與模擬廣播比較，數(shù)字廣播使用數(shù)字編碼系統(tǒng)，具有系統(tǒng)綜合和交互操作的優(yōu)點(diǎn)。因此，借助于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字廣播滿足了所謂的媒體集中中心的要求。此外，數(shù)字廣播的交互特點(diǎn)也較單向的模擬廣播取得了極大的進(jìn)步。
為了保證數(shù)字廣播綜合和交互操作，首先，需要引入標(biāo)準(zhǔn)。目前，推薦的數(shù)字地面電視廣播的發(fā)送方法有美國的8-VSB(殘留邊帶)和歐洲的COFDM(編碼的正交頻分復(fù)用)。
由于數(shù)字廣播需要壓縮信號源以發(fā)送大量數(shù)據(jù)，所以通道中出現(xiàn)的少量差錯(cuò)對整個(gè)系統(tǒng)的影響是相當(dāng)可觀的。因此，必須減少通道中出現(xiàn)的差錯(cuò)。為了減少差錯(cuò)，可以增加發(fā)送功率以提高信噪比(SNR)。但是，這會帶來諸如由大發(fā)送功率和發(fā)送裝置的高輸出造成的成本增加以及通道間的干擾。為了減輕這些問題，數(shù)字廣播系統(tǒng)使用糾錯(cuò)碼，能夠不增加發(fā)送功率對差錯(cuò)進(jìn)行糾錯(cuò)。糾錯(cuò)碼能夠不增加發(fā)送功率而糾正通道中出現(xiàn)的差錯(cuò)，降低接收機(jī)中出現(xiàn)差錯(cuò)的可能性。
糾錯(cuò)碼大體上分為自動請求重發(fā)(ARQ)和前向糾錯(cuò)(FEC)兩種方式。根據(jù)ARQ，如果在接收機(jī)中檢測到差錯(cuò)，接收機(jī)向發(fā)送機(jī)發(fā)送請求重發(fā)該數(shù)據(jù)的請求信號。從而發(fā)送機(jī)重發(fā)該數(shù)據(jù)。由于ARQ需要允許接收機(jī)向發(fā)送機(jī)發(fā)送重發(fā)請求信號的反向通道，故該方法不適合在數(shù)字廣播中使用。同時(shí)基于FEC，信號是與附加在該信號的附加符號一起發(fā)送的，所以接收機(jī)能夠檢測通道中出現(xiàn)的差錯(cuò)，并用代數(shù)方法糾正它。
FEC大體上分為塊代碼和卷積代碼。塊代碼是按塊單位對信息進(jìn)行編碼和解碼的，其包括漢明碼、BCH碼和RS(瑞德-所羅門)碼。在這些碼中，RS碼在距離特性上是優(yōu)良的，包括有效的編碼和解碼算法，因此在數(shù)字廣播系統(tǒng)中得到廣泛地應(yīng)用。RS碼在糾正突發(fā)差錯(cuò)中是非常出色的，因?yàn)樗前磯K單位檢測和糾正差錯(cuò)的。
同時(shí)，對于卷積碼，其輸出位受到過去輸入位和當(dāng)前輸入位的影響，并且其在糾正隨機(jī)差錯(cuò)方面是有效的。維特比解碼器通常用于解碼卷積碼。
一般地，根據(jù)歐洲D(zhuǎn)VB-T標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)交織器具有位交織器，用于按位單位交織數(shù)據(jù)；以及符號交織器，用于按符號單位交織OFDM子載波中攜帶的數(shù)據(jù)。例如，2K FFT模式的符號交織器按對應(yīng)于2K模式的OFDM符號單位(可用符號的數(shù)量)進(jìn)行交織。如此地，對所有OFDM符號執(zhí)行相同的交織。
通常，符號交織器以兩種方式產(chǎn)生交織地址，即，使用查詢表(LUT)和使用算術(shù)邏輯電路。歐洲D(zhuǎn)VB-T標(biāo)準(zhǔn)通常使用算術(shù)邏輯電路產(chǎn)生預(yù)定的交織地址，并對所有的OFDM符號執(zhí)行相同的交織。
具有相同交織地址的符號交織器使隨機(jī)性能惡化。因此，當(dāng)頻率選擇衰落在糾錯(cuò)編碼的OFDM符號中出現(xiàn)時(shí)，在頻率的某些區(qū)域中將出現(xiàn)零(null)。如圖1所示的零區(qū)域會造成在產(chǎn)生零的頻率區(qū)域中攜帶的數(shù)據(jù)全部損壞。損壞的數(shù)據(jù)需要由接收機(jī)的糾錯(cuò)碼進(jìn)行糾正。但是，當(dāng)出現(xiàn)超出糾錯(cuò)能力的突發(fā)差錯(cuò)時(shí)，接收機(jī)無法使用糾錯(cuò)碼執(zhí)行糾錯(cuò)。這導(dǎo)致了接收性能惡化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的開發(fā)是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠改善內(nèi)交織器中的符號交織器的隨機(jī)性的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置及其方法。
上述目的是通過提供一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置來實(shí)現(xiàn)的，所述發(fā)送裝置包括第一和第二外編碼器，分別對輸入的第一和第二傳輸(TS)流執(zhí)行編碼；第一和第二外交織器，分別對第一和第二外編碼器編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行交織；第一和第二內(nèi)編碼器，分別對第一和第二外交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼；內(nèi)交織器，包括位交織器，用于對第一和第二內(nèi)編碼器編碼的數(shù)據(jù)使用卷積交織器執(zhí)行位交織，以及符號交織器，用于使用N組交織地址對位交織器進(jìn)行位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行符號交織；以及調(diào)制單元，用于對內(nèi)交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制并發(fā)送該數(shù)據(jù)。
卷積交織器具有B個(gè)分支以及用于以預(yù)定位的位單元延遲數(shù)據(jù)的存儲器M，B和預(yù)定位是根據(jù)發(fā)送系統(tǒng)的操作環(huán)境進(jìn)行選擇調(diào)整的。
符號交織器包括第一和第二存儲器，用于按符號單元讀取和寫入由位交織器交織的數(shù)據(jù)；地址產(chǎn)生器，具有N組查詢表(LUT)，用于使用N組LUT產(chǎn)生N組交織地址；以及控制器，用于控制地址產(chǎn)生器，使得第一和第二存儲器的讀取和寫入操作是根據(jù)N組交織地址進(jìn)行的。
另外，符號交織器可以包括第一和第二存儲器，用于按符號單元讀取和寫入由位交織器交織的數(shù)據(jù)；N個(gè)地址產(chǎn)生器，每一個(gè)具有算術(shù)邏輯電路，用于使用它們各自的算術(shù)邏輯電路產(chǎn)生N組交織地址；控制器，用于控制N個(gè)地址產(chǎn)生器，使得第一和第二存儲器的讀取和寫入操作是根據(jù)N組交織地址進(jìn)行的；以及第一和第二多路器，用于將由N個(gè)地址產(chǎn)生器產(chǎn)生的N組交織地址之一分別傳遞給第一和第二存儲器。
N組交織地址對應(yīng)于在符號中插入導(dǎo)頻的N個(gè)模式。
調(diào)制單元包括映射/OFDM調(diào)制塊，用于按照映射方法對內(nèi)交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行映射，并執(zhí)行OFDM調(diào)制；導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊，向映射/OFDM調(diào)制塊提供用于信號同步和通道估計(jì)的導(dǎo)頻信號以及有關(guān)發(fā)送模式的信息；保護(hù)間隔(GI)插入塊，用于將GI插入到從映射/OFDM調(diào)制塊輸出的信號中；數(shù)字至模擬(D/A)轉(zhuǎn)換塊，用于對插入了GI的信號執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；以及射頻(RF)塊，用于將經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)換成高頻信號并發(fā)送該信號。
發(fā)送裝置還包括第一和第二加擾器，用于分別對第一和第二TS流進(jìn)行隨機(jī)化，以將隨機(jī)化后的第一和第二TS流提供到第一和第二外編碼器。
第一和第二外編碼器是使用瑞德-所羅門碼的瑞德-所羅門(RS)編碼器。
發(fā)送裝置還包括第二內(nèi)交織器。第二內(nèi)交織器包括第二位交織器，用于對第二內(nèi)編碼器編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行位交織；以及第二符號交織器，用于使用N組交織地址對第二位交織器進(jìn)行位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行符號交織；其中所述位交織器，用于對第一內(nèi)編碼器編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行位交織；并且所述符號交織器，用于使用N組交織地址對所述位交織器進(jìn)行位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行符號交織。
上述目的是通過提供一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送方法來實(shí)現(xiàn)的，所述發(fā)送方法包括步驟(a)分別對第一和第二輸入的傳輸(TS)流執(zhí)行糾錯(cuò)編碼并輸出第一和第二編碼的數(shù)據(jù)；(b)分別對第一和第二編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行交織，并輸出第一和第二交織數(shù)據(jù)；(c)分別對第一和第二交織數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼；(d)使用卷積交織器對來自步驟(c)的第一和第二編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行位交織；(e)使用N組交織地址對經(jīng)過位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行符號交織；以及(f)對經(jīng)過符號交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制并發(fā)送該數(shù)據(jù)。
步驟(d)是使用具有B個(gè)分支以及用于以預(yù)定位的位單元延遲數(shù)據(jù)的存儲器M的卷積交織器來執(zhí)行的，B和預(yù)定位是根據(jù)發(fā)送系統(tǒng)的操作環(huán)境進(jìn)行選擇調(diào)整的。
步驟(e)中，使用由N組查詢表(LUT)產(chǎn)生的N組交織地址按符號單位對經(jīng)過位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織。
步驟(e)中，使用由N組算術(shù)邏輯電路產(chǎn)生的N組交織地址按符號單位對經(jīng)過位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織。
步驟(f)包括步驟(f1)按映射方法映射經(jīng)過符號交織的數(shù)據(jù)并執(zhí)行OFDM調(diào)制；(f2)向在映射/OFDM調(diào)制步驟中的數(shù)據(jù)提供用于信號同步和通道估計(jì)的導(dǎo)頻信號以及有關(guān)發(fā)送模式的信息；(f3)將GI插入到從映射/OFDM調(diào)制步驟中輸出的信號；(f4)對插入了GI的信號執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；以及(f5)將經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)換成高頻信號并發(fā)送該信號。
所述的發(fā)送方法，在步驟(a)之前還包括步驟分別對第一和第二TS流進(jìn)行加擾。
根據(jù)本發(fā)明，符號交織器的隨機(jī)性的改善使糾錯(cuò)編碼性能更有效。特別地，當(dāng)在靜態(tài)通道中出現(xiàn)頻率選擇衰落時(shí)，隨機(jī)交織更有效，由此提高了糾錯(cuò)性能。


通過參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中圖1是傳統(tǒng)的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的頻率區(qū)域中產(chǎn)生的零區(qū)域所造成的數(shù)據(jù)損壞示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的方框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的方框圖；圖4A是通過舉例方式給出的用做圖2的位交織器的卷積交織器的示意圖；
圖4B是當(dāng)B等于2，M等于1時(shí)的卷積交織器的結(jié)構(gòu)圖；圖5A和5B是圖2的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的符號交織器的詳細(xì)方框圖；圖6示出了根據(jù)數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的分配(distribution)模式的數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻的示意圖；以及圖7是圖2的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的操作方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參考附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的方框圖。
參照圖2，根據(jù)該實(shí)施例的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置包括第一和第二加擾器10和11、前向糾錯(cuò)(FEC)單元40以及調(diào)制單元50。FEC單元40包括第一和第二外編碼器12和22、第一和第二外交織器14和24、第一和第二內(nèi)編碼器16和26、以及內(nèi)交織器30。調(diào)制單元50包括導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊51、映射/OFDM調(diào)制塊53、保護(hù)間隔(GI)插入塊55、數(shù)字模擬(D/A)轉(zhuǎn)換塊57、以及射頻(RF)塊59。
根據(jù)該實(shí)施例，該數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置支持分層傳輸模式，因此分離器(未示出)將傳輸流(TS流)分成高優(yōu)先級(HP)層和低優(yōu)先級(LP)層。通過HP層發(fā)送的第一TS流輸入到第一加擾器10，而通過LP層發(fā)送的第二TS流輸入到第二加擾器11。
第一和第二加擾器10和11根據(jù)預(yù)定模式將第一和第二輸入TS流的數(shù)據(jù)值隨機(jī)化。即，通過將偽隨機(jī)二進(jìn)制序列加擾成輸入TS流，可以去除輸入信號之間的相關(guān)性。這防止了由于發(fā)送同步數(shù)據(jù)期間的諸如00000000b或11111111b造成的系統(tǒng)同步丟失的問題。在接收機(jī)處可逆地執(zhí)行該處理以恢復(fù)原始值。
FEC單元40對通過第一和第二加擾器10和11輸入的數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼以糾正在數(shù)據(jù)發(fā)送期間出現(xiàn)的差錯(cuò)。即，第一和第二外編碼器12和22使用RS編碼器接收從第一和第二加擾器10和11輸出的數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)按塊單位執(zhí)行RS編碼以便糾錯(cuò)。RS編碼添加用于糾錯(cuò)的奇偶校驗(yàn)碼，由第一和第二外編碼器12和22添加的奇偶校驗(yàn)碼的尺寸彼此相同或不同。
第一和第二外交織器14和24對第一和第二外編碼器12和22按塊單元編碼的各個(gè)數(shù)據(jù)執(zhí)行交織，由此，打散潛在的突發(fā)差錯(cuò)。第一和第二內(nèi)編碼器16和26分別使用卷積編碼器對第一和第二外交織器14和24按符號交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼。
由第一和第二內(nèi)編碼器16和26編碼的數(shù)據(jù)被內(nèi)交織器30再次進(jìn)行交織。
內(nèi)交織器30具有位交織器31和符號交織器33。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置。在圖3中，除了第一和第二內(nèi)交織器30-1和30-2之外，其余部分與圖2的相同，在此省略相同部分的說明。
第一內(nèi)交織器30-1包括第一位交織器31-1和第一符號交織器33-1，由第一內(nèi)編碼器16編碼的數(shù)據(jù)被第一內(nèi)交織器30-1再次進(jìn)行交織，第一位交織器31-1按位執(zhí)行交織，而第一符號交織器33-1按在OFDM子載波中攜帶的符號執(zhí)行交織。
第二內(nèi)交織器30-2包括第二位交織器31-2和第二符號交織器33-2，由第二內(nèi)編碼器26編碼的數(shù)據(jù)被第二內(nèi)交織器30-2再次進(jìn)行交織，第二位交織器31-2按位執(zhí)行交織，而第二符號交織器33-2按在OFDM子載波中攜帶的符號執(zhí)行交織。
第一和第二位交織器31-1和33-2的結(jié)構(gòu)與圖2的位交織器31相同，第一和第二符號交織器33-1和33-2與圖2的符號交織器33相同。
位交織器31使用與第一和第二外交織器14和24相似的卷積交織器。區(qū)別在于位交織器31按位單位交織數(shù)據(jù)。下面，將參照圖4A至4B詳細(xì)說明位交織器31。
圖4A是使用卷積交織方法的位交織器31的結(jié)構(gòu)圖。如圖4A所示，所采用的卷積交織器310由B個(gè)分支以及預(yù)定位的FIFO移位寄存器組成。
分支0沒有FIFO移位寄存器(M)，分支1有一個(gè)FIFO移位寄存器(M)，分支2有兩個(gè)FIFO移位寄存器(2M)，分支B-1有B-1個(gè)FIFO移位寄存器((B-1)M)。
即，隨著分支數(shù)和FIFO移位寄存器的位數(shù)(size)的增加，交織的隨機(jī)性改善得越多。分支數(shù)和FIFO移位寄存器的位數(shù)分別由B和M表示。B和M的值可以根據(jù)系統(tǒng)的操作環(huán)境通過各種選擇而改變。
參照圖4B，將詳細(xì)描述卷積交織器311執(zhí)行的交織過程，其中B等于2，M等于1位。
當(dāng)輸入到卷積交織器311的數(shù)據(jù)位為...b6、b5、b4、b3、b2、b1時(shí)，數(shù)據(jù)位交替地輸入到分支0和1。即，b1輸入到分支0，b2輸入到分支1，b3輸入到分支0，b4輸入到分支1，b5輸入到分支0等。數(shù)據(jù)位從其輸入的相同分支中輸出。即，輸入到分支0的數(shù)據(jù)位從分支0中輸出。
輸入的數(shù)據(jù)位...b6、b5、b4、b3、b2、b1通過B＝2，M＝1位的卷積交織器311比如按照...b7、b4、b5、b2、b3、b0、b1的順序隨機(jī)輸出，其中b0是在b1之前輸入的數(shù)據(jù)位。
即，當(dāng)數(shù)據(jù)位...b9、b7、b5、b3、b1輸入到分支0時(shí)，它們就立即從分支0輸出，而數(shù)據(jù)位...b10、b8、b6、b4、b2被FIFO移位寄存器(M)延遲1位并被輸出。因此，隨著分支數(shù)，即B，以及FIFO移位寄存器的位數(shù)，即M，的增加，交織隨機(jī)性得到改進(jìn)。
由于卷積交織器的特征，即B和M，可以根據(jù)系統(tǒng)的操作環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，因此能夠進(jìn)行各種交織操作。
圖5A和5B示出了圖2的符號交織器33的詳細(xì)方框圖。
圖5A示出了使用查詢表(LUT)產(chǎn)生交織地址的符號交織器33的方框圖。
如圖5A所示，符號交織器33包括第一至第四開關(guān)331、332、333和334，由預(yù)定的控制信號控制其開和關(guān)；第一和第二存儲器335和336，用于讀取和寫入輸入的OFDM符號單元(可用的數(shù)據(jù)符號數(shù))；地址產(chǎn)生器337，具有N組LUT(LUT0，LUT1，...，LUTN-1)，N組LUT具有N組交織地址；以及控制器338，用于與N組LUT(LUT0，LUT1，...，LUTN-1)相對應(yīng)地控制符號交織器33的操作。
如圖6所示，在輸入的流數(shù)據(jù)中，根據(jù)2K、4K、和8K FFT模式，通過可用數(shù)據(jù)(○)和導(dǎo)頻數(shù)據(jù)(●)進(jìn)行分配，可用數(shù)據(jù)(○)輸入到符號交織器33。例如，當(dāng)2K FFT模式的可用數(shù)據(jù)符號數(shù)是1512時(shí)，第一和第二存儲器335和336的大小(交織幀數(shù))是1512，相應(yīng)地，8K FFT模式的交織幀數(shù)是6048(1512×4)。即，符號交織器33對可用數(shù)據(jù)符號單位執(zhí)行交織。
例如，在控制器338的控制下，當(dāng)OFDM符號2寫入第一存儲器335的同時(shí)，第二存儲器336讀取并輸出OFDM符號1，OFDM符號1先于OFDM符號2被輸入。當(dāng)?shù)谝淮鎯ζ?35使用LUT2中提供的交織地址將所輸入的OFDM符號2寫入的同時(shí)，第二存儲器336使用LUT1中提供的交織地址讀取并輸出在第二存儲器336中寫入的OFDM符號1。即，當(dāng)?shù)谝缓偷诙鎯ζ?35和336之一處于讀取狀態(tài)時(shí)，另一個(gè)存儲器處于寫入狀態(tài)，從而根據(jù)在與OFDM符號相對應(yīng)的LUT(例如LUT1)中提供的交織地址，按OFDM符號單位(例如符號1)執(zhí)行交織。
即，對于N組OFDM符號(符號1，符號2，...，符號N-1)，使用分別在N組LUT(LUT1，LUT2，...，LUTN-1)中提供的交織地址分別執(zhí)行交織。對于全部的OFDM符號，使用N組LUT重復(fù)執(zhí)行交織。因此，符號交織的隨機(jī)性可以得到改善。
同時(shí)，圖5B是使用N組算術(shù)邏輯電路產(chǎn)生交織地址的符號交織器33’的詳細(xì)方框圖。
符號交織器33’包括第一和第二開關(guān)351和352，由控制器358的控制信號控制其開和關(guān)；第一和第二存儲器355和356，用于讀取和寫入輸入的OFDM符號單位(可用數(shù)據(jù)符號數(shù))，N個(gè)地址產(chǎn)生器357-1、357-2，...，357-n，每一個(gè)地址產(chǎn)生器具有諸如移位寄存器之類的預(yù)定的算術(shù)邏輯電路，用于分別產(chǎn)生N組交織地址；控制器358，用于控制N個(gè)地址產(chǎn)生器357-1、357-2，...，357-n產(chǎn)生N組交織地址，并對應(yīng)于N組交織地址控制符號交織器33’的操作；第一和第二多路器353和354，用于將由N個(gè)地址產(chǎn)生器357-1、357-2，...，357-n產(chǎn)生的N組交織地址中的一個(gè)地址分別傳遞給第一和第二存儲器355和356。
對于N組OFDM符號(符號0，符號1，...，符號N-1)，符號交織器33’根據(jù)在N個(gè)地址產(chǎn)生器357-1、357-2，...，357-n產(chǎn)生的N組交織地址執(zhí)行交織。對于全部的OFDM符號，符號交織器33’使用N組交織地址重復(fù)執(zhí)行交織。因此，符號交織的隨機(jī)性得到改善。
如圖6所示，在通常的OFDM符號中存在四種重復(fù)的、用于分配導(dǎo)頻(●)的模式。因此，提供四組交織地址，使得符號交織器33’能夠使用在相同的LUT提供的交織地址對相同的導(dǎo)頻分配模式的OFDM符號執(zhí)行交織。即，根據(jù)導(dǎo)頻模式，圖5A的地址產(chǎn)生器357僅有四個(gè)LUT(LUT0，LUT1，LUT2，LUT3)以執(zhí)行交織。而且，在使用圖5B的N組算術(shù)邏輯電路的情況下，N個(gè)地址產(chǎn)生器357-1、357-2，...，357-n在控制器358的控制下產(chǎn)生四個(gè)交織地址。
調(diào)制單元50對由改進(jìn)隨機(jī)性的符號交織器33或33’交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)字調(diào)制，該數(shù)字調(diào)制適合于所述的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送方法。圖2通過舉例方式示出了調(diào)制單元50執(zhí)行的基于例如DVB-T的調(diào)制。
調(diào)制單元50的映射/OFDM調(diào)制塊53將從內(nèi)交織器30輸出的數(shù)據(jù)映射成諸如QPSK(正交相移鍵控)、16-QAM(正交幅度調(diào)制)以及64-QAM的符號，并使用IFFT(快速傅立葉逆變換)執(zhí)行OFDM調(diào)制。在進(jìn)行OFDM調(diào)制之前，導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊51插入用于信號同步和通道估計(jì)的導(dǎo)頻信號以及有關(guān)發(fā)送模式的信息。GI插入塊55插入防止多徑環(huán)境中符號間干擾(ISI)的保護(hù)間隔(GI)。而且，D/A轉(zhuǎn)換塊57對插入了GI的信號執(zhí)行數(shù)字至模擬(D/A)的轉(zhuǎn)換，RF塊59將經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換的信號放大到高頻，并通過天線發(fā)送該信號。
如上所述，通過在FEC單元40的符號交織器33中提供預(yù)定數(shù)量的交織地址并對預(yù)定數(shù)量的符號執(zhí)行不同的交織，改善了隨機(jī)性。因此，改善了糾錯(cuò)編碼性能。
圖7是圖2所示的根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置的操作方法的流程圖。
參照該流程圖，分離器(未示出)將輸入的傳輸流(TS流)分成通過高優(yōu)先級(HP)層發(fā)送的第一TS流和通過低優(yōu)先級(LP)層發(fā)送的第二TS流。第一TS流輸入到第一加擾器10，并由第一加擾器10進(jìn)行加擾，而第二TS流輸入到第二加擾器11，并被第二加擾器11加擾(S100)。第一和第二外編碼器12和22對從第一和第二加擾器10和11加擾輸出的數(shù)據(jù)按塊單位執(zhí)行RS編碼以便糾錯(cuò)(S200)。
根據(jù)RS編碼，一個(gè)包含k個(gè)輸入符號的塊被編碼成具有n個(gè)代碼符號的塊，其中n大于k。因此，添加了n-k個(gè)冗余符號，其被稱為瑞德-所羅門奇偶校驗(yàn)碼。通過RS編碼添加的奇偶校驗(yàn)碼的數(shù)量取決于發(fā)送系統(tǒng)，例如，每個(gè)188字節(jié)的符號添加16或20個(gè)。RS解碼器使用奇偶校驗(yàn)碼檢查接收的數(shù)據(jù)。如果作為檢查結(jié)果為檢測到差錯(cuò)，則該RS解碼器搜索差錯(cuò)的位置、糾正失真的數(shù)據(jù)、并恢復(fù)原始符號。一般地，糾正的差錯(cuò)數(shù)至多為所添加奇偶校驗(yàn)碼數(shù)量的一半，并且不能糾正超出所添加奇偶校驗(yàn)碼數(shù)量的一半數(shù)量的差錯(cuò)。
第一和第二外交織器14和24對第一和第二外編碼器12和22按塊單位編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行外交織(S300)。在第一和第二外交織器14和24使用的各種交織數(shù)據(jù)的方法中，通常使用卷積交織器。卷積交織器在一個(gè)周期中將輸入的符號或位寫入在預(yù)定數(shù)量的移位寄存器中的一個(gè)上，并在一個(gè)周期中讀取該移位寄存器，由此輸出交織的符號。交織器的基本功能是最大程度地打散突發(fā)差錯(cuò)。
第一和第二內(nèi)編碼器16和26對從第一和第二外交織器14和24輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼(S400)。卷積碼用于將各個(gè)連續(xù)的k位的輸入行編碼成n個(gè)輸出位，并且該編碼由輸入位和二進(jìn)制脈沖響應(yīng)的卷積組成。DVB-T發(fā)送系統(tǒng)使用具有受限長度為7編碼率為1/2的卷積編碼器。在此，采用卷積編碼器的第一和第二內(nèi)編碼器16和26的編碼率可以改變，例如為2/3，3/4，5/6以及7/8。
內(nèi)交織器30的位交織器31對從第一和第二內(nèi)編碼器16和26輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行位交織(S500)。此后，位交織后的數(shù)據(jù)被如圖5A和5B所示的符號交織器33或33’按OFDM符號單位進(jìn)行交織(S600)。
符號交織器33具有N組LUT(LUT0，LUT1，...，LUTN-1)，分別具有N組交織地址，并且符號交織器33使用N組LUT(LUT0，LUT1，...，LUTN-1)對OFDM符號進(jìn)行交織。即，通過LUT0對OFDM符號0進(jìn)行符號交織，......通過LUTN-1對OFDM符號N-1進(jìn)行符號交織，通過LUT0對OFDM符號N進(jìn)行符號交織，以及通過LUT1對OFDM符號N+1進(jìn)行符號交織。符號交織器33’具有N個(gè)地址產(chǎn)生器357-1，357-2，...357-n，通過控制器358通過算術(shù)邏輯電路的操作而產(chǎn)生N組交織地址，并能獲得與符號交織器33相同的效果。
例如，N組交織地址采用的是與一般OFDM符號中插入導(dǎo)頻的四種分配模式相對應(yīng)的四個(gè)交織地址。即圖5A的符號交織器33使用四個(gè)LUT(LUT0，LUT1，LUT2，和LUT3)或者圖5B的符號交織器33’控制地址產(chǎn)生器357的算術(shù)邏輯電路產(chǎn)生四個(gè)交織地址。
對于通過具有改善隨機(jī)性的內(nèi)交織器30進(jìn)行糾錯(cuò)編碼的數(shù)據(jù)，調(diào)制單元50執(zhí)行適合于數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)字調(diào)制，并發(fā)送該數(shù)據(jù)(S700)。
因此，通過對全部的OFDM符號使用N個(gè)交織器模式重復(fù)執(zhí)行交織，能夠改善內(nèi)交織器的隨機(jī)性。因此，在接收機(jī)處能夠提高糾錯(cuò)編碼性能。
根據(jù)本發(fā)明，符號交織器的隨機(jī)性的改善使糾錯(cuò)編碼性能更有效。特別地，當(dāng)在靜態(tài)通道中出現(xiàn)的頻率選擇衰落時(shí)，隨機(jī)交織更有效，由此提高了糾錯(cuò)性能。
上述實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅是示范性的，并不用于限制本發(fā)明。本說明可以容易地應(yīng)用到其它類型的裝置。本發(fā)明的說明書試圖進(jìn)行說明而不是限制權(quán)利要求書的范圍。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，得到多種變形、改進(jìn)和改變是顯然的。在權(quán)利要求書中，裝置加功能的語句試圖覆蓋這里所描述的執(zhí)行所述功能的結(jié)構(gòu)，并且不僅是結(jié)構(gòu)上的等價(jià)，還包括等價(jià)的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置，包括第一和第二外編碼器，分別對輸入的第一和第二傳輸(TS)流執(zhí)行編碼；第一和第二外交織器，分別對第一和第二外編碼器編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行交織；第一和第二內(nèi)編碼器，分別對第一和第二外交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼；內(nèi)交織器，包括位交織器，用于對第一和第二內(nèi)編碼器編碼的數(shù)據(jù)使用卷積交織器執(zhí)行位交織；以及符號交織器，用于使用N組交織地址對位交織器進(jìn)行位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行符號交織；以及調(diào)制單元，用于對內(nèi)交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制并發(fā)送該數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送裝置，其中卷積交織器具有B個(gè)分支以及用于以預(yù)定位的位單元延遲數(shù)據(jù)的存儲器M，B和預(yù)定位是根據(jù)發(fā)送系統(tǒng)的操作環(huán)境進(jìn)行選擇調(diào)整的。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送裝置，其中符號交織器包括第一和第二存儲器，用于按符號單元讀取和寫入由位交織器交織的數(shù)據(jù)；地址產(chǎn)生器，具有N組查詢表(LUT)，用于使用N組LUT產(chǎn)生N組交織地址；以及控制器，用于控制地址產(chǎn)生器，使得第一和第二存儲器的讀取和寫入操作是根據(jù)N組交織地址進(jìn)行的。
4.如權(quán)利要求1的發(fā)送裝置，其中符號交織器包括第一和第二存儲器，用于按符號單元讀取和寫入由位交織器交織的數(shù)據(jù)；N個(gè)地址產(chǎn)生器，每一個(gè)具有算術(shù)邏輯電路，用于使用它們各自的算術(shù)邏輯電路產(chǎn)生N組交織地址；控制器，用于控制N個(gè)地址產(chǎn)生器，使得第一和第二存儲器的讀取和寫入操作是根據(jù)N組交織地址進(jìn)行的，以及第一和第二多路器，用于將由N個(gè)地址產(chǎn)生器產(chǎn)生的N組交織地址之一分別傳遞給第一和第二存儲器。
5.如權(quán)利要求1至4任意一個(gè)權(quán)利要求所述的發(fā)送裝置，其中N組交織地址對應(yīng)于在符號中插入導(dǎo)頻的N個(gè)模式。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送裝置，其中調(diào)制單元使用OFDM進(jìn)行數(shù)字調(diào)制。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)送裝置，其中調(diào)制單元還包括映射/OFDM調(diào)制塊，用于按照映射方法對內(nèi)交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行映射，并執(zhí)行OFDM調(diào)制；導(dǎo)頻/系統(tǒng)信息插入塊，向映射/OFDM調(diào)制塊提供用于信號同步和通道估計(jì)的導(dǎo)頻信號以及有關(guān)發(fā)送模式的信息；保護(hù)間隔(GI)插入塊，用于將GI插入到從映射/OFDM調(diào)制塊輸出的信號中；數(shù)字至模擬(D/A)轉(zhuǎn)換塊，用于對插入了GI的信號執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；以及射頻(RF)塊，用于將經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)換成高頻信號并發(fā)送該信號。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送裝置，還包括第一和第二加擾器，用于分別對第一和第二TS流進(jìn)行隨機(jī)化，以將隨機(jī)化后的第一和第二TS流提供到第一和第二外編碼器。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送裝置，其中第一和第二外編碼器是使用瑞德-所羅門碼的瑞德-所羅門(RS)編碼器。
10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送裝置，還包括第二內(nèi)交織器，包括第二位交織器，用于對第二內(nèi)編碼器編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行位交織；以及第二符號交織器，用于使用N組交織地址對第二位交織器進(jìn)行位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行符號交織；其中所述位交織器，用于對第一內(nèi)編碼器編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行位交織；并且所述符號交織器，用于使用N組交織地址對所述位交織器進(jìn)行位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行符號交織。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)送裝置，其中所述另一個(gè)卷積交織器具有B個(gè)分支以及用于以預(yù)定位的位單元延遲數(shù)據(jù)的存儲器M，B和預(yù)定位是根據(jù)發(fā)送系統(tǒng)的操作環(huán)境進(jìn)行選擇調(diào)整的。
12.如權(quán)利要求10所述的發(fā)送裝置，其中第二符號交織器包括第一和第二存儲器，用于按符號單元讀取和寫入由位交織器交織的數(shù)據(jù)；地址產(chǎn)生器，具有N組查詢表(LUT)，用于使用N組LUT產(chǎn)生N組交織地址；以及控制器，用于控制地址產(chǎn)生器，使得第一和第二存儲器的讀取和寫入操作是根據(jù)N組交織地址進(jìn)行的。
13.如權(quán)利要求10的發(fā)送裝置，其中第二符號交織器包括第一和第二存儲器，用于按符號單元讀取和寫入由位交織器交織的數(shù)據(jù)；N個(gè)地址產(chǎn)生器，每一個(gè)具有算術(shù)邏輯電路，用于使用它們各自的算術(shù)邏輯電路產(chǎn)生N組交織地址；控制器，用于控制N個(gè)地址產(chǎn)生器，使得第一和第二存儲器的讀取和寫入操作是根據(jù)N組交織地址進(jìn)行的，以及第一和第二多路器，用于將由N個(gè)地址產(chǎn)生器產(chǎn)生的N組交織地址之一分別傳遞給第一和第二存儲器。
14.一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送方法，包括步驟(a)分別對第一和第二輸入的傳輸(TS)流執(zhí)行糾錯(cuò)編碼并輸出第一和第二編碼的數(shù)據(jù)；(b)分別對第一和第二編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行交織，并輸出第一和第二交織數(shù)據(jù)；(c)分別對第一和第二交織數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼；(d)對來自步驟(c)的第一和第二編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行位交織；(e)使用N組交織地址對經(jīng)過位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行符號交織；以及(f)對經(jīng)過符號交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制并發(fā)送該數(shù)據(jù)。
15.如權(quán)利要求14所述的發(fā)送方法，其中步驟(d)是使用具有B個(gè)分支以及用于以預(yù)定位的位單元延遲數(shù)據(jù)的存儲器M的卷積交織器來執(zhí)行的，B和預(yù)定位是根據(jù)發(fā)送系統(tǒng)的操作環(huán)境進(jìn)行選擇調(diào)整的。
16.如權(quán)利要求14所述的發(fā)送方法，其中步驟(e)中，使用由N組查詢表(LUT)產(chǎn)生的N組交織地址按符號單位對經(jīng)過位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織。
17.如權(quán)利要求14所述的發(fā)送方法，其中步驟(e)中，使用由N組算術(shù)邏輯電路產(chǎn)生的N組交織地址按符號單位對經(jīng)過位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織。
18.如權(quán)利要求14至17任意一個(gè)權(quán)利權(quán)利要求所述的發(fā)送方法，其中N組交織地址對應(yīng)于在符號中插入導(dǎo)頻的N個(gè)模式。
19.如權(quán)利要求14所述的發(fā)送方法，其中步驟(f)使用OFDM進(jìn)行數(shù)字調(diào)制。
20.如權(quán)利要求14所述的發(fā)送方法，其中步驟(f)包括步驟(f1)按映射方法映射經(jīng)過符號交織的數(shù)據(jù)并執(zhí)行OFDM調(diào)制；(f2)向在映射/OFDM調(diào)制步驟中的數(shù)據(jù)提供用于信號同步和通道估計(jì)的導(dǎo)頻信號以及有關(guān)發(fā)送模式的信息；(f3)將GI插入到從映射/OFDM調(diào)制步驟中輸出的信號；(f4)對插入了GI的信號執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換；以及(f5)將經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)換成高頻信號并發(fā)送該信號。
21.如權(quán)利要求14所述的發(fā)送方法，在步驟(a)之前還包括步驟分別對第一和第二TS流進(jìn)行加擾。
22.如權(quán)利要求14所述的發(fā)送方法，其中步驟(a)使用瑞德-所羅門(RS)碼進(jìn)行編碼。
全文摘要
一種數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)送裝置和發(fā)送方法，其中發(fā)送裝置包括第一和第二外編碼器，分別對輸入的第一和第二傳輸(TS)流執(zhí)行編碼；第一和第二外交織器，分別對第一和第二外編碼器編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行交織；第一和第二內(nèi)編碼器，分別對第一和第二外交織器交織的數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼；內(nèi)交織器，包括位交織器，用于對第一和第二內(nèi)編碼器編碼的數(shù)據(jù)使用卷積交織器執(zhí)行位交織；以及符號交織器，用于使用N組交織地址對位交織器進(jìn)行位交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行符號交織；以及調(diào)制單元，用于對內(nèi)交織器交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制并發(fā)送該數(shù)據(jù)。因此，通過改善符號交織器的隨機(jī)性，獲得了更有效的糾錯(cuò)編碼性能。
文檔編號H04H1/00GK1491037SQ03123479
公開日2004年4月21日 申請日期2003年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月19日
發(fā)明者金紀(jì)甫 申請人:三星電子株式會社