專利名稱：數字廣播的發(fā)送裝置及接收裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數字廣播的發(fā)送裝置及接收裝置。
背景技術：
近年來，廣播被數字化了的節(jié)目數據的數字廣播和其接收機快速普及起
來。特別在日本的數字廣播方式中，開始了面向放置型終端的高清(hivision) 廣播、和面向便攜電話或車載用導航等移動接收終端的通稱l段(segment) 廣播。在數字廣播中，以作為多載波傳輸方式的OFDM( Orthogonal Frequency Division Multiplexing:正交頻分復用)發(fā)送數據，以提高多路徑等對噪聲性 能。另外，被稱為保護間隔(guard interval)的一定時間間隔的信號被附加到 OFDM的碼元，以減輕碼元間干擾或噪聲。如果是使用多載波傳輸方式的發(fā) 送方法，與以單一載波進行發(fā)送的情況比較，碼元的表現時間變長。進而， 通過設置保護間隔，由于抑制了多路徑產生的干擾影響，所以能夠減小傳輸 時的惡化。進而，l段廣播與高清廣播比較，通過降低1碼元的表現比特數， 從而提高抗噪性。進而，在考慮了移動接收環(huán)境中的利用的l段廣播中，想 到了字符服務，即使不能輸出語音，也能對用戶提供字符(例如參考非專利 文獻1 )。
非專利文獻1:[地上，-夕少放送O伝送方式ARIB TR-B14 2.6版](地 面數字廣播的傳輸方式ARIB TR-B14 2.6版)(社団法人電波産業(yè)界，平成 14年1月24日制定，平成17年11月30日2.6々務 文)

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的課題
但是，即使在抗噪性方面1段廣播比高清廣播高，如果接收裝置一邊移 動一邊接收l段廣播，接收狀況也會惡化，有時從接收裝置的圖像以及/或語 音的輸出會停止。這樣的狀態(tài)如果長時間持續(xù)或者斷續(xù)地多次發(fā)生，會產生 用戶感到緊張(stress)這樣的問題。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠降低用戶的緊張的、數字廣纟番的 發(fā)送裝置及接收裝置。
用于解決課題的手賴二
為了實現上述目的，本發(fā)明第一方案的發(fā)送裝置，包括傳輸路徑編碼
單元，以第1調制方式對所輸入的流數據進行調制；附加信息編碼單元，獲 取包含與第1調制方式相關的傳輸參數且具有保留區(qū)域的附加信息和字符數 據，并將該字符數據保存在該附加信息的保留區(qū)域，進而，通過能夠以l碼 元表現的比特數少于第1調制方式的第2調制方式，對保存了字符數據的附 加信息進行調制；以及多載波調制單元，對通過第1調制方式調制過的流數 據和通過第2調制方式調制過的附加信息進行多載波調制。
另外，本發(fā)明第二方案的接收裝置，包括天線單元，接收流數據和附 加信息被進行多載波調制后的傳輸信號，該流數據為通過第1調制方式調制 過的流數據，該附加信息為通過能夠以1碼元表現的比特數少于該第1調制 方式的第2調制方式調制、且在規(guī)定區(qū)域保存字符數據的附加信息；字符信 息解碼單元，將保存在由天線單元接收到的傳輸信號中所包含的附加信息中 的字符數據解碼；以及圖像輸出單元，輸出由字符信息解碼單元解碼后的字 符數據表示的字符。
發(fā)明的效果
根據本發(fā)明，發(fā)送裝置將字符數據插入到能夠以l碼元表現的比特數少 于第1調制方式的第2調制方式調制的附加信息的規(guī)定區(qū)域來傳輸。在多載 波傳輸中，能夠以l碼元表現的比特數越少，傳輸數據的抗噪性越高。另夕卜， 接收裝置將抗噪性高的字符數據再現并輸出。因此，即使接收狀況惡化，接 收裝置也能夠至少將字符數據再現并輸出。由此，能夠降低用戶的緊張。


圖l是表示本發(fā)明的第1實施方式的發(fā)送裝置的整體結構的方框圖。 圖2是表示本發(fā)明的第1實施方式的接收裝置的整體結構的方框圖。 圖3是表示日本的地面數字廣播中的段(segment)的概要的示意圖。 圖4是表示本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)送裝置的整體結構的方框圖。 圖5是表示日本的地面數字廣播中的TMCC信息的比特分配的示意圖。 圖6是表示本發(fā)明的第2實施方式中的接收裝置的整體結構的方框圖。
標號說明
100編碼單元
〗01復用單元
102， 300傳輸路徑編碼單元 103附加信息編碼單元 104多載波調制單元 200， 411天線 201， 412調諧器
202, 413解調單元
203, 420解碼單元 204字符信息解碼單元
205, 430音頻輸出裝置
206, 440視頻輸出裝置
301 TMCC信息編碼單元
302 OFDM段幀生成單元
303 IFFT單元
304保護間隔附加單元 305變頻單元 421 TS分離單元 422音頻解碼器 423視頻解碼器 424字符解碼器 425音頻數據管理單元 426視頻數據管理單元 427解碼處理管理單元
具體實施例方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式的數字廣播的發(fā)送裝置及"^收 裝置。
(第1實施方式)
圖l是表示第1實施方式的發(fā)送裝置的整體結構的方框圖。在圖1中，
發(fā)送裝置包括編碼單元IOO、復用單元IOI、傳輸路徑編碼單元102、附加 信息編碼單元103、以及多載波調制單元104。
編碼單元IOO至少被輸入圖像數據、語音數據以及字符數據。這里，圖 像以及語音的組合構成例如要被數字廣播的節(jié)目，字符被用于例如1段廣播 用的字幕服務等。編碼單元100對所輸入的圖像數據、語音數據以及字符數 據進行編碼，生成圖像的數據流、語音的數據流以及字符的數據流。
復用單元101從編碼單元100至少獲取圖像數據流、語音數據流以及字 符數據流，并將獲取的3種數據流復用成一個流數據。
傳輸路徑編碼單元102從復用單元101獲取流數據，并對獲取的流數據， 進行包含載波調制以及糾錯處理的傳輸路徑編碼處理，將編碼后的流數據送 到多載波調制單元104。
在本實施方式中，使用OFDM等多載波傳輸方式廣播流數據。在4妻收裝 置移動接收這樣的廣播波的情況下，存在電場變動以及由于多普勒頻移產生 的影響、或者時時刻刻地變化的多路徑的影響。因此，根據接收級別的S/N (信/噪)比而變化的BER (Bit Error Rate:誤碼率)時時刻刻地發(fā)生變化。 如果接收裝置的接收環(huán)境惡化的情況下，BER顯著變高，不能正確地接收流 數據。有時采取如下方法以減輕由于這樣的接收環(huán)境的變化產生的影響，即 動態(tài)地變更多載波傳輸方式中的載波調制方式。作為這種載波調制方式的代 表方式，有BPSK (Binary Phase Shift Keying: 二進制相移鍵控)、DBPSK (Differential Binary Phase Shift Keying:差分二相相移鍵控)、QPSK (Quadrature Phase Shift Keying :正交相移鍵控)、DQPSK( Differential QPSK: 差分正交相移4A控)、16QAM ( 16 Quadrature Amplitude Modulation: 16正交 振幅調制)以及64QAM。它們決定相位和振幅的組合，并決定與各個iE合對 應的比特串。在BPSK中，由于能夠表現0、 l的24直，所以能以l碼元表現 的信息量為1比特。在QPSK中，由于能夠表現4值，所以能夠以l碼元表 現的信息量為2比特。在16QAM中能夠表現4比特，在64QAM中，能夠表 現6比特。
對于各個載波調制方式，能夠以1碼元表現的信息量和抗噪性處于折衷 選擇(trade-off)的關系，因此發(fā)送裝置通過以下方式實現動態(tài)的數據傳輸， 即在接收裝置側的接收環(huán)境良好的情況下，切換到能夠以1碼元表現的信息 量多的載波調制方式，而在接收環(huán)境惡化的情況下，切換到能夠以1碼元表現的信息量少的載波調制方式。
另外，也有如下方法，即以一定帶寬分割在多載波傳輸方式中使用的多 個載波，并且對各個帶寬應用不同的載波調制方式，實現數據傳輸。
另外，在以下的說明中，將在傳輸路徑編碼單元102使用的載波調制方
式稱為第1載波調制方式。第1載波調制方式的代表方式有QPSK、 DQPSK、 16QAM以及64QAM。傳輸路徑編碼單元102以它們當中規(guī)定的載波調制方 式對流數據進行調制。
另外，字符數據不僅輸入到編碼單元100，還輸入到附加信息編碼單元 103。此外，附加信息編碼單元103被輸入包含用于指定在傳輸路徑編碼單元 102執(zhí)行的載波調制以及糾錯處理等的幾個傳輸參數的附加信息。附加信息 被預先決定了數據格式，并在規(guī)定的保存區(qū)域保存?zhèn)鬏攨档?。另外，在?加信息的被預先規(guī)定的比特位置，有已預約的保存區(qū)域、即未使用的保留 (reserve)區(qū)域。附加信息編碼單元103在未使用的保留區(qū)域保存輸入的字 符數據。附加信息編碼單元103對已保存了字符數據的附加信息以與上述第 1載波調制方式不同的載波調制方式(以下稱為"第2載波調制方式")進行 調制，并將調制后的附加信息提供給多載波調制單元104。
這里，第2載波調制方式的代表方式有DBPSK。第2載波調制方式與第 1載波調制方式相比，能夠以1碼元表現的比特數少，所以存在碼元間的距 離，難以發(fā)生由噪聲造成的錯誤。至少由于這樣的不同，包含在數據再現時 接收裝置側需要獲知的重要的傳輸參數和字符數據的附加信息，與上述的流 數據相比，對于噪聲的抵抗性變高。
由于上述那樣的第1調制方式以及第2調制方式的不同，即使流凄t據的 BER變高，不能正確地將流數據進行解調的情況下，有時接收裝置也能將附 加信息正確地進行解調。
多載波調制單元104以OFDM等這樣的多載波傳輸方式對獲取的流數據 以及附加信息進行調制，最后進行IFFT (Inverse Fast Fourier Transform:快 速傅立葉逆變換)等變頻，生成傳輸信號，以作為電波發(fā)送。這樣的傳輸信 號從未圖示的天線發(fā)送到空間，并通過以下要說明的接收裝置接收。
圖2是表示第1實施方式中的接收裝置的整體結構的方框圖。在圖2中， 接收裝置包括與天線200相連接的調諧器201、解調單元202、包含字符信 息解碼單元204的解碼單元203、音頻輸出裝置205、視頻輸出裝置206。
天線200接收由圖1所示的發(fā)送裝置送出的傳輸信號。調諧器201/人天 線200接收到的傳輸信號中取出包含在例如分配給由用戶指定的信道的i^帶 的信號，輸出到解調單元202。解調單元202將來自調諧器201的輸出^f言號 解調成數字數據。解碼單元203將從解調單元202輸出的數字數據解碼，根 據包含在解碼結果的附加信息，再現流數據中所包含的語音數據、圖像數據 以及字符數據。音頻輸出裝置205輸出基于所再現的語音數據的語音，視頻 輸出裝置206輸出再現后的圖像數據或字符數據。
附加信息也提供給字符信息解碼單元204。字符信息解碼單元204在例 如接收裝置的接收環(huán)境惡化、字符數據不能被正確地解碼的情況下，再現附 加信息的保留區(qū)域中所包含的字符數據。視頻輸出裝置206輸出由字符4言息 解碼單元204再現的字符數據表示的字符。
具體而言，解碼單元203基于從解調單元202另行發(fā)送給解碼單元203 的出錯分組信息，計算流數據的出錯率。解碼單元203比較計算出的出^"率 和規(guī)定的閾值，從而判定接收裝置的接收環(huán)境、即是否能夠正確地將流凄t據 解碼。在判定為不能正確地將流數據解碼時，解碼單元203停止流數據的解 碼，同時對字符信息解碼單元204指示字符數據的再現。響應該再現指示， 字符信息解碼單元204進行上述的附加信息的保留區(qū)域所包含的字符翁:據的環(huán)境。
這樣，在本實施方式中，發(fā)送裝置對附加信息的保留區(qū)域插入字符數據。 另外，在接收環(huán)境惡化的情況下，接收裝置再現輸出插入到以抗噪性高的第 2調制方式調制的附加信息的字符數據。由此，在從接收裝置的圖像以及/或 者語音的輸出停止的情況下，再現輸出字符數據，所以能夠提供具有減輕用 戶的緊張的效果的發(fā)送裝置以及接收裝置。
另外，在上述中，說明了字符數據本身保存在保留區(qū)域，但是不限于此， 即使編碼單元100輸出的字符數據流保存在保留區(qū)域也可以。另外，可保存 在保留區(qū)域的數據量相對較少，所以也可以在字符數據本身或字符lt據流被 未圖示的數據壓縮單元進行了數據壓縮以后，提供給附加信息編碼單元103。 (第2實施方式)
接著，說明本發(fā)明的第2實施方式。第2實施方式是將第1實施方式的 發(fā)送裝置以及接收裝置面向在日本的地面數字廣播中進行的所謂的1段廣播
的裝置。在日本的地面數字廣播中，如圖3所示，電視廣播l信道量的頻帶
寬度Wb即6MHz被分割成13區(qū)段。被分割的各個區(qū)段稱為段。使用了圖3 中的13段的中央的載波頻帶Wc的廣播被稱為"l段廣播"，主要考慮在可移 動接收的接收裝置(移動電話、車載用電視接收機等)的再現。對于以上， 詳細記載在[地上f-夕少放送(D伝送方式ARIB STD-B31丄5版](地面數字 廣播的傳輸方式ARIB STD-B31丄5版)(社団法人電波産業(yè)界，平成11年5 月31日制定，平成15年7月29日1.5修改)中。另外，圖3也表示后述 的天線411的接收頻帶Wa。
在1段廣4番中，轉化為傳輸流(Transport Stream,以下簡稱為"TS，，) 后的圖像數據以及語音數據等被進行多載波調制成OFDM信號，并作為傳輸 信號廣播。另外，OFDM信號有時也包含字符數據。
圖4是表示第2實施方式中的發(fā)送裝置的整體結構的方框圖。在圖4中， 發(fā)送裝置包括傳輸路徑編碼單元300、 TMCC信息編碼單元301、 OFDM段 幀生成單元302、 IFFT單元303、保護間隔附加單元304、變頻單元305。
傳輸路徑編碼單元300對所輸入的TS進行字節(jié)/比特處理、能量擴展處 理、延遲校正處理、比特/字節(jié)處理、字節(jié)交織處理、巻積編碼處理、載波調 制處理、分層合成處理、時間交織處理、頻率交織處理，生成編碼TS。生成 的編碼TS輸出到OFDIVU殳幀生成單元3()2。另外，在傳輸路徑編碼單元300 的處理中，關于載波調制處理，根據所述第1載波調制方式進行。關于其它 的處理眾所周知，所以省略各個說明。
TMCC信息編碼單元301被輸入與第1實施方式相同的字符數據。TMCC 信息編碼單元301還被輸入相當于第1實施方式中的附加信息的TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control: 傳豐lr禾口復用酉己置4空制) 信息。TMCC信息包含表示是否為第l載波調制方式、巻積編碼率、地面數 字廣播的信息等。具體而言，TMCC信息如圖5所示，由102比特構成，并 具有12比特的未使用的保留區(qū)域。TMCC信息編碼單元301將所輸入的字符 數據保存在保留區(qū)域。
另外，不能接收TMCC信息時，接收裝置側不能對傳輸信號進行解調。 因此，保存了字符數據的TMCC信息以作為所述第2載波調制方式的典型例 子的DBPSK的方式，通過TMCC信息編碼單元301調制后，輸出給OFDM 段幀生成單元302,以提高傳輸路徑上的抗噪性。
OFDM段幀生成單元302將1段的數據接收中所需要的導頻信號插入到 所輸入的編碼TS,進而，在編碼TS的規(guī)定區(qū)域，插入所輸入的TMCC信息， 從而生成OFDM段幀。另夕卜，以200msec插入一次TMCC時，通過使用TMCC 內的保留區(qū)域，能夠進行最大為60bps的字符數據的傳輸。
另外，在字符數據超過60bps而不能完全收斂于保留區(qū)域的情況下，例 如，TMCC信息編碼單元301可以將通過規(guī)定的數據壓縮方法壓縮后的字符 凄t據保存在保留區(qū)域。另夕卜，如果字符翁二據的傳輸速率為60bps以下，則TMCC 信息編碼單元301以與原本在TS中所包含的字符數據的字符代碼體系不同的 字符代碼體系表現，但是也可以將具有相同意思的其它的字符數據保存在保 留區(qū)域。
IFFT單元303對OFDM段幀進行IFFT處理，總4舌地生成將各個載波進 行調制后的信號(以下稱為"多載波調制信號，，)。保護間隔附加單元304將 保護間隔附加到多載波調制信號。另外，變頻單元305對附加了保護間隔的 多載波調制信號的頻率進行上變頻，從未圖示的天線作為傳輸信號送出到空 間。該傳輸信號通過以下將說明的接收裝置接收。
圖6是表示第2實施方式中的接收裝置的整體結構的方框圖。在圖6中， 接收裝置包括接收單元410、解碼單元420、輸出語音的音頻輸出裝置430、 輸出圖像及字符的視頻輸出裝置440、保存處理中的數據的存儲器450、保存 字符再現所需要的字體(font)數據的字體數據保存單元460。
接收單元410與接收在接收頻帶Wa (參照圖3 )包含的傳輸信號的天線 411相連接，并包括從天線411的接收信號中取出規(guī)定的頻帶中(例如圖3 的頻帶Wb)所包含的信號的調諧器412、解調單元413。解調單元413首先 從調諧器412的輸出信號中取出TS的解調所需要的TMCC信息并解調后， 基于TMCC信息開始TS的解調。解調后的TS輸出到解碼單元420。
解碼單元420對所輸入的TS進行解碼，再現圖像數據以及語音數據。 因此，解碼單元420包括TS分離單元421、音頻解碼器422、視頻解碼器 423、字符解碼器424、音頻數據管理單元425、視頻數據管理單元426、解 碼處理管理單元427。
TS分離單元421將復用到TS的語音數據以及圖像數據分離。并且，在 字符數據被復用到TS的情況下，TS分離單元421也分離出字符數據。并且， TS分離單元421將分離出的語音數據分配給音頻解碼器422，將分離出的圖
像數據分配給視頻解碼器423,將分離出的字符數據分配給字符解碼器424。 音頻解碼器422將壓縮的語音數據解壓后，將數據交給音頻數據管理單 元425,視頻解碼器423將壓縮的圖像數據解壓后，將圖像平面(plane)交 給視頻數據管理單元426。另外，字符解碼器424使用所輸入的字符數據和 保存在字體數據保存單元460的字體數據，生成字符平面后，交給視頻數據 管理單元426。
視頻數據管理單元426在獲取了多個平面(即，典型的為圖像平面和字 符平面)的情況下，將這些平面重疊，輸出到視頻輸出裝置440。音頻數據 管理單元425將獲取的語音數據輸出到音頻輸出裝置430。由此，從視頻輸 出裝置440輸出圖像，從音頻輸出裝置430輸出語音。另外，解碼處理管理 單元427管理這一 系列的處理。
接著，對本實施方式中特有的"保留區(qū)域的字符數據再現"進行i兌明。 解調單元413還將保存在TMCC信息保留區(qū)域的字符數據發(fā)送給字符解碼器 424。
字符解碼器424根據來自解碼處理管理單元427或TS分離單元421的 指示，決定是對TS內的字符數據進行解碼，還是對包含在TMCC信息中的 字符數據進行解碼。對哪個字符數據進行解碼，解碼單元420與第1實施方 式的解碼單元203同樣地進行判定，所以省略其詳細的說明。在解碼單元420 判定為當前的接收環(huán)境較差時，音頻解碼器422以及視頻解碼器423停止處 理，同時解碼單元420對字符解碼器424指示保留區(qū)域的字符數據的再現。 響應該再現指示，字符解碼器424使用從解調單元413獲取的字符數據和保 存在字體數據保存單元460中的字體數據，生成字符平面后，交給^L頻數據 管理單元426。此時，視頻數據管理單元426將來自字符解碼器424的字符 平面輸出給視頻輸出裝置440。由此，從視頻輸出裝置440輸出字符。另夕卜， 這些處理也纟皮解碼處理管理單元427管理。
這樣，在本實施方式中，通過使用TMCC信息的保留區(qū)域，即使在曰本 的地面數字廣播中也能夠得到與第1實施方式同樣的效果。
另外，在上述中，說明了解調單元413將字符數據輸出給字符解碼器424。 此外，也可以是，解調單元413將保存在TMCC的保留區(qū)域的字符數據復用 到TS后，發(fā)送給TS分離單元421， TS分離單元421分離出字符數據后，發(fā) 送給字符解碼器424。另外，也可以是，解調單元413將保存在TMCC的保
留區(qū)域的字符數據直接發(fā)送給TS分離單元421, TS分離單元421分離出保 存在TMCC的保留區(qū)域的字符數據，發(fā)送給字符解碼器424。 產業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的接收裝置適合于要求能夠接收數字廣播、且能夠降低用戶的緊 張的效果的便攜電話或車載用電視接收機等。
權利要求
1.一種發(fā)送裝置，包括傳輸路徑編碼單元，以第1調制方式對所輸入的流數據進行調制；附加信息編碼單元，獲取包含與所述第1調制方式相關的傳輸參數且具有保留區(qū)域的附加信息和字符數據，并將該字符數據保存在該附加信息的保留區(qū)域，進而，通過能夠以1碼元表現的比特數少于所述第1調制方式的第2調制方式，對保存了字符數據的附加信息進行調制；以及多載波調制單元，對通過所述第1調制方式調制過的流數據和通過所述第2調制方式調制過的附加信息進行多載波調制。
2、 一種接收裝置，包括天線單元，接收流數據和附加信息被進行多載波調制后的傳輸信號，該 流數據為通過第1調制方式調制過的流數據，該附加信息為通過能夠以1碼 元表現的比特數少于該第1調制方式的第2調制方式調制、且在規(guī)定區(qū)域保 存字符數據的附加信息；字符信息解碼單元，將保存在由所述天線單元接收到的傳輸信號中所包 含的附加信息中的字符數據解碼；以及圖像輸出單元，輸出由所述字符信息解碼單元解碼后的字符數據表示的 字符。
3、 如權利要求2所述的接收裝置，所述字符信息解碼單元在所述傳輸信 號的接收狀態(tài)惡化時，進行所述附加信息內的字符數據的解碼。
4、 如權利要求3所述的接收裝置，還包括解碼單元，該解碼單元判定所述傳輸信號的接收狀態(tài)的良好與否，并在 接收狀態(tài)良好的情況下，將被復用到所述流數據的圖像數據、語音數據或者 字符數據解碼，在接收狀態(tài)差的情況下，對所述字符信息解碼單元提供指示，所述字符信息解碼單元響應來自所述解碼單元的指示，進行所述附加信 息內的字符數據的解碼。
全文摘要
為了降低用戶的緊張，數字廣播的發(fā)送裝置包括傳輸路徑編碼單元(102)，以第1調制方式對所輸入的流數據進行調制；附加信息編碼單元(103)，獲取包含與第1調制方式相關的傳輸參數且具有保留區(qū)域的附加信息和字符數據，并將該字符數據保存在該附加信息的保留區(qū)域，進而，通過能夠以1碼元表現的比特數少于第1調制方式的第2調制方式，對保存了字符數據的附加信息進行調制；以及多載波調制單元(104)，對以第1調制方式調制過的流數據和以第2調制方式調制過的附加信息進行多載波調制。
文檔編號H04N5/445GK101371473SQ20078000257
公開日2009年2月18日 申請日期2007年5月11日 優(yōu)先權日2006年6月19日
發(fā)明者岡村真一郎, 加藤久也, 茨木晉 申請人:松下電器產業(yè)株式會社