CN102017616B - 用于发送8残余边带信号形式的数字数据的设备 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于发送由移动/手持(M/H)接收机接收的8残余边带(8-VSB)信号格式的数字信数据的设备。用于发送数字数据的设备包括：MHE包头产生器，包括关于至少部分的数字数据的附加信息；包格式化器，将MHE包头设置在MHE包中。还描述了一种用于接收数字数据并从MHE包头恢复附加信息以用于修改接收设备的操作的设备。

Description

用于发送8残余边带信号形式的数字数据的设备
技术领域
与本发明一致的设备和方法涉及空中广播的数字电视(DTV)信号、广播DTV信号的发射机以及广播DTV信号的接收机。 
背景技术
先进电视系统委员会(ATSC)在1995年公开了数字电视标准文档A/53(为了简洁，以下简称为“A/53”)。特别是标题为“RF/发送系统特性(RF/Transmission Systems Characteristics)”的A/53的附件D通过引用包括于上述规范中。在21世纪的最初几年中，已经努力通过广播DTV信道更鲁棒地发送数据，而没有过度破坏已经在本领域中的称为“遗留(legacy)”DTV接收机的操作。将在向移动和手持接收机进行DTV广播的ATSC标准(更简短地称为“M/H标准”)的后续版本中提供通过为了移动和手持进行接收机接收的数据的鲁棒发送。此标准的初始版本被称为M/H1.0；后续版本被称为M/H2.0等。 
如果没有在每个发送的数据场中保持2/3网格编码，则几乎所有遗留DTV接收机的操作被破坏。此外，DTV信号的平均模数应该与在A/53的1995年版本中规定的8残余边带(8-VSB)信号的相同，以便不破坏使用常模算法(CMA)的遗留接收机中的自适应均衡。 
关于遗留DTV接收机的另一问题在于：大量的这种接收机被售出，这种接收机被设计为不对广播DTV信号作出响应，除非网格解码恢复的去交织数据场被主要填充了特定类型的(207，187)里德所罗门(Reed-Solomon)前向纠错(R-S FEC)码字或者这种码字的可纠正近似。因此，为了使这种遗留接收机适应连续DTV接收，以下述方式限制鲁棒发送。在卷积字节交织之前，数据场应主要被填充A/53中规定的类型的(207，187)R-S FEC码字。 
该限制导致为了通过移动和手持DTV接收机的接收而编码的M/H数据封装在A/53中规定的一般类型的(207，187)R-S FEC码字内，区别在于它们没必要与位于码字的结尾的二十个奇偶校验字节成系统。一些(207，187)R-S FEC 码字中的二十个奇偶校验字节较早出现在码字中以使训练信号适合包括在交织数据的场中。207字节的R-S FEC码字总是以与MPEG-2包的第二至第四字节类似的三字节头开始，其中，13比特的包识别码或包标识符(PID)位于第四至第十六比特位置。除了每个(207，187)R-S FEC码字中的三字节头和二十个奇偶校验字节之外，码字的剩余部分可用于“封装”鲁棒发送的184个字节。 
使用串行级联卷积码(SCCC)以进行鲁棒发送的DTV广播标准预定2009年2月完成。SCCC包括外卷积码，外卷积码在被提供进行与A/53规定的2/3网格编码相应的内卷积码之前进行符号交织。符号交织的外卷积码的字节被封装在(207，187)R-S FEC码字中。预定2009年2月完成的标准还提供了列表形式的数据发送以更新每个接收机中的各个电子服务导航(ESG)。广播公司想要每个接收机中的ESG可操作为用于提供关于特定接收机可用的广播服务的信息，而不提供关于所述特定接收机不可用的广播服务的信息。DTV广播标准很可能将继续被不断更新。广播公司已表示他们希望用信号通知接收机：DTV广播信号的哪些部分将仅由被设计为用于接收根据DTV广播标准的更新而广播的DTV信号的接收机成功接收。 
几个公司的工程师花费了大量时间来尝试去认识满足广播公司的期望的系统。大部分的想法已尝试建立一种已准备就绪的实践，即，使用就在数据场同步(DFS)段的最后十二个8-VSB符号之前的八个8-VSB符号来用信号进行不同类型的发送。这八个8-VSB符号的每一个可用于用信号通知：DTV广播标准的各个版本中的哪一个版本被用于进行DTV发送。 
Coherent Logix公司的工程师提出了这样的方案：响应于从DTV接收机的后期阶段的接收得到的信号或响应于与M/H信号并行接收的信号，来控制在DTV接收机的前期阶段的操作。由于考虑到接收机的连续的前期阶段的操作，这些提议使用向外分支的决策树。对于发明人来说，这与实践中实际需要的相反。由于考虑接收机的连续后期阶段的操作，发明人认识到优选的是开始最初考虑接收的前期阶段并且向外分支的决策树。在某种程度上，此优选基于这样的事实：标准的改变更可能影响接收机的后期阶段。决策树的分支更好地映射用于不同传输模式的各种接收机设计。决策树的优选构造便于更好地控制能够接收根据M/H标准的较后版本进行的广播的接收机的后期阶段的电源消耗。可禁用对于接收根据M/H标准的较早版本进行的广播不必要 的后期阶段以节省电源。对于接收根据M/H标准的较后版本进行的广播不必要的前期阶段也可被禁用。此外，因此，将用于包的布置的指示放置在包的头部的实践简单地确保了指示被及时接收，这是因为包和其中的指示在接收机中经过类似的延迟。 
发明内容
本发明提供使用(207，187)R-S FEC码字的PID以封装鲁棒发送。这些PID已经被描述为是为空MPEG-2包指定的PID。遗留DTV接收机忽略传输流中的空MPEG-2包，并且还忽略具有接收机中的包选择器不识别的PID的任何其他包。为了除了与鲁棒数据发送相关的目的之外的目的，在DTV发射机中使用空包。ATSC可为封装鲁棒发送的包以及从那些包得到的(207，187)R-SFEC码字分配不同的PID。在本说明书中，封装冗余编码的M/H服务数据的发送并且具有这些特殊PID的包被称为“MHE包”。 
根据本发明的一方面，由ATSC分配的在用于封装鲁棒发送的(207，187)R-S FEC码字的头中使用的PID应该针对ATSC DTV广播标准的每一新版本而不同。这些PID由针对每个后续代的M/H标准的接收机使用以控制到接收的后期阶段的信号流。仅那些可被接收机有效接收的M/H包从接收机的前期阶段传递到接收机的后期阶段，根据用于封装M/H数据的(207，187)R-S FEC码字的头中的PID作出该确定。 
用于接收机的电子服务导航(ESG)的列表数据被封装在具有可成功接收描述的节目的M/H版本的PID的(207，187)R-S FEC码字内。仅通过具有接收机可有效接收的最近的M/H版本的PID的(207，187)R-S FEC码字内编码的ESG来写入接收机的ESG。 
附图说明
图1是根据示例性实施例对M/H服务数据使用串行级联卷积码(SCCC)的广播数字电视(DTV)信号的发射机设备的示意图，根据本发明一方面的发射机设备将M/H服务数据封装在(207，187)R-S FEC码字内，所述(207，187)R-SFEC码字的PID指示管理其中的M/H服务数据的发送的M/H标准的版本。 
图2是示出根据示例性实施例的用于封装M/H服务数据的(207，187)R-SFEC码字的头中的PID如何能够用信号通知M/H标准的版本的表，其中，根 据所述M/H标准的版本发送那些M/H服务数据。 
图3是根据示例性实施例的由图1中显示的类别的发射机设备发送的DTV信号的接收机设备的示意图。 
图4是根据示意性实施例的图3的接收机设备的一个实施例的各部分的更详细示意图。 
图5是示出根据示例性实施例的用于封装M/H服务数据的(207，187)R-SFEC码字的头中的PID如何能够用信号通知不止M/H标准的版本的表，其中，根据所述M/H标准的版本发送那些M/H服务数据。 
具体实施方式
M/H系统使用一部分19.39Mbps ATSC 8-VSB发送来提供M/H广播服务，而剩余部分仍然可用于高清晰度或多标准清晰度电视服务。M/H系统是包括ATSC主服务复用和M/H服务复用的双流系统，ATSC主服务复用用于现有的数字电视服务，M/H服务复用用于一个或多个移动和手持服务。 
图1显示根据本发明示例性实施例的对M/H服务数据使用SCCC的广播DTV信号的发射机设备。发射机设备接收两组输入流：一组包括ATSC主服务数据的MPEG传输流(TS)包，另一组包括M/H服务数据。在发射之前，M/H服务数据被封装在MPEG TS包中。这避免了遗留8-VSB接收机接收主服务数据。可在MPEG TS包(例如MPEG-2视频/音频或MPEG-4视频/音频)中携带M/H服务数据，但是传统地由互联网协议(IP)包携带M/H服务数据。图1的发射机设备的主要功能在于将这两种类型的流组合为MPEG TS包的一个流，并处理组合的流以作为ATSC网格编码的8VSB信号进行发送。 
M/H帧控制器1控制这些过程。在数据的主服务复用流的包被路由到包复用器3以与封装M/H服务数据的包进行时分复用之前，数据的主服务复用流被提供到包定时和节目时钟基准(PCR)调整单元2。由于与封装M/H服务数据的包进行时分复用，与不存在M/H服务数据情况下的定时相比，必须对发射主服务流包的时间进行改变。包定时和PCR调整单元2响应于从M/H帧控制器1提供的控制信号进行这些定时改变。受来自M/H帧控制器1的控制信号的指示，包复用器3将封装M/H服务数据的包和主服务流包进行时分复用。M/H发送系统对M/H服务数据的操作被分派在两个阶段之间：M/H预处理器4和M/H后处理器5。 
M/H预处理器4的功能在于将M/H服务数据重排为M/H数据结构，通过附加FEC处理来增强M/H服务数据的鲁棒性，插入训练序列，随后将处理的增强数据封装到辅助TS内的MHE包中。预处理器4执行的操作包括M/H帧编码、块处理、M/H组格式化、包格式化和M/H信令编码。M/H帧控制器1将必要的发送参数提供给预处理器4，并且控制由包复用器3复用主服务数据包和M/H服务数据包以组装每个M/H帧。 
后处理器5的功能在于通过普通8-VSB编码来处理主服务数据，并且在组合的流中重排预处理的M/H服务数据以确保与ATSC 8-VSB的后向兼容。以与普通8-VSB发送完全相同的方式来处理组合的流中的主服务数据：随机化、RS编码、卷积字节交织和网格编码。组合的流中的M/H服务数据与主服务数据被不同地处理，预处理的M/H服务数据不进行数据随机化。预处理的M/H服务数据进行重排其字节的非系统RS编码。非系统RS编码允许插入周期地相隔的长训练序列，而不干扰遗留接收机。对预处理M/H服务数据进行附加操作以在包括在预处理M/H服务数据中的每个训练序列的开始初始化网格编码器存储器。 
更具体地，数据的M/H服务复用流被提供到M/H预处理器4以进行处理并随后封装在MPEG空TS包的净荷字段中。在完成MHE TS包的净荷字段内的数据封装之后，MHE TS包被提供到包复用器3。 
更具体地，数据的M/H服务复用流被提供给M/H帧编码器6，其中，M/H帧编码器6提供对数据包的横向里德所罗门(TRS)FEC编码。还对数据包进行周期循环冗余校验(CRC)编码以定位用于TRS编码的字节错误。每个M/H帧由TRS编码的一帧或两帧组成，独立于彼此并且独立于主服务复用的数据，对TRS和CRC编码的每个帧中的数据进行随机化。M/H帧编码器6被连接以将TRS-CRC二维编码的连续块内的TRS奇偶校验字节的包和M/H服务数据的包提供给块处理器7，作为向块处理器7的输入信号。块处理器7包括用于使用在SCCC中的每一类型的单相外卷积编码的编码器，以及用于每一类型的单相外卷积编码的连续2位符号的各个后续交织器。 
连接M/H组格式化器8以从块处理器7接收交织的外卷积码，作为输入的寻址信号。M/H组格式化器8包括：交织的M/H组格式组织器，出现在ATSC数据交织器之后而对M/H组格式进行操作。M/H组格式化器8将来自块处理器7的FEC编码的M/H服务数据映射到M/H组的相应M/H块；添加 预定训练数据字节和将用于初始化网格编码器存储器的数据字节；并插入用于主服务数据的占位符字节、MPEG头和非系统RS奇偶校验。此外，根据这里公开的发明的方面插入用于MHE包的3字节头的占位符字节。交织的M/H组格式组织器添加一些虚拟字节(dummy byte)以完成期望的M/H组格式的构造。交织的M/H组格式组织器组装118个连续TS包的M/H组。这些TS包中的一些包括由块处理器7提供的交织的外卷积码。这些TS包中的另一些是存储在M/H组格式化器8内的只读存储器(ROM)且按指定间隔插入M/H组内的指定训练信号。这些TS包中的另一些由信令编码器9产生。 
M/H服务数据的发送使用由信令编码器9产生的两类信令信道。一类是发送参数信道(TPC)，另一类是快速信息信道(FIC)。TPC用于通过信号发送M/H发送参数(例如各种FEC模式和M/H帧信息)。FIC便于从可由M/H接收机的前期阶段恢复的更大量M/H数据中选择关于特定服务的M/H数据。由M/H接收机的后期阶段随后处理此选择的关于特定服务的M/H数据。接收机的前期阶段往往是专用于恢复M/H数据的任务的专用集成电路内的“硬件”。许多M/H接收机的后期阶段易于以通用微处理器内的软件来实现。 
交织的M/H组格式组织器之后串联连接M/H组格式化器8内的字节去交织器。此字节去交织器对ATSC卷积字节交织器进行补充。M/H组格式化器8被连接以提供该去交织器的响应，作为其输出信号(该输出信号作为输入信号被施加到包格式化器10)。最初，包格式化器10删掉由交织的M/H组格式组织器为了M/H组格式化器8中的字节去交织器的合适操作而插入的主服务数据占位符和RS奇偶校验占位符。根据示例性实施例，包格式化器10随后用从MH E包头产生器11提供的MHE包头替换MHE包头的3字节占位符，并将MPEG TS同步字节插入在每个187字节的数据包之前作为其前缀。包格式化器10将每M/H组中的118个M/H数据封装的TS包提供给包复用器3，其中，包复用器3将M/H服务TS包和主服务TS包进行时分复用以构造M/H帧。 
在一些情况下，MHE包头产生器11是存储各种可能的MHE包头的只读存储器，通过提供给ROM的头选择(HEADER SELECT)信号选择其中适合的一个MHE包头作为读取地址。在其他情况下，MHE包头可被硬连线到DTV发射机设备。在其他情况下，可从自多于一个的控制信号的源提供的比特组装MHE包头。 
当包复用器调度来自包格式化器10的118个TS包时，M/H帧控制器1以下述方式控制包复用器3。三十七个包紧接在数据的313段VSB场中的数据场同步(DFS)段之前，另外的八十一个包紧接在DFS段之后。代替在主服务数据的净荷字段中包含用于主服务数据的占位符字节的MPEG空包，包复用器3接下来再现主服务TS包。包复用器3被连接以将其再现的TS包提供给后处理器5作为对其的输入信号。 
更具体地讲，包复用器3被连接以将其再现的TS包应用到条件数据随机化器12作为对其的输入信号。条件数据随机化器12抑制188字节的TS包的同步字节，并且根据传统8-VSB实践随机化剩余数据(但是仅针对剩余数据不是封装的M/H服务数据的情况)。封装的M/H服务数据不进行数据随机化。根据A/53附件D§4.2.2，其他剩余数据被随机化。 
用于系统和非系统(207，187)R-S码的系统/非系统R-S编码器13被连接以接收作为其输入信号的187字节的包，其中，条件数据随机化器12用条件数据随机化来再现这187字节的包。对于(207，187)R-S编码，用于R-S编码器13的R-S奇偶校验产生多项式和本源域产生式与A/53附件D图5为(207，187)R-S编码规定的相同。当R-S编码器13接收到主服务数据包时，R-S编码器13执行A/53附件D§4.2.3中规定的系统R-S编码处理，其中，将二十字节的R-S奇偶校验数据附加到187字节包的末尾。当R-S编码器13接收到M/H服务数据包时，R-S编码器13执行非系统R-S编码处理。从非系统R-S编码处理获得的二十字节的R-S奇偶校验数据被插入M/H服务数据包内的指定奇偶校验字节位置中。 
卷积字节交织器14被连接以接收作为其输入信号的R-S编码器13产生的207字节的R-S码字。字节交织器14通常是A/53附件D§4.2.4中规定的类型。字节交织器14被连接以经由R-S奇偶校验替换器15将字节交织的207字节的R-S码字提供给修改的网格编码器16。修改的网格编码器16的基本网格编码运算与A/53附件D§4.2.4中规定的运算类似。修改的网格编码器16将来自字节交织器14的字节单位数据转换为符号单位，并且根据A53-Part-2-2007的6.4.1.4章节的主服务网格编码来执行12相网格编码处理。为了使修改的网格编码器16的输出数据包括预定义的已知训练数据，需要对修改的网格编码器16中的存储器进行初始化。此初始化非常可能使得在网格初始化之前由R-S编码器13计算的R-S奇偶校验数据出现错误。R-S奇偶校 验数据必须被替换以确保与遗留DTV接收机后向兼容。因此，网格编码器被连接以将改变的初始化字节提供给非系统R-S编码器17以用于非系统(207，187)R-S码，所述编码器17重新计算受影响的M/H包的R-S奇偶校验。非系统R-S编码器17被连接以将重新计算的R-S奇偶校验字节提供给R-S奇偶校验替换器15，在原始R-S奇偶校验字节可被提供给修改的网格编码器16之前，R-S奇偶校验替换器15用重新计算的R-S奇偶校验字节取代原始R-S奇偶校验字节。也就是说，R-S奇偶校验替换器15将卷积字节交织器14的输出再现为其输出信号中的每个包的数据字节，但是将非系统R-S编码器17的输出再现为其输出信号中的每个包的R-S奇偶校验。R-S奇偶校验替换器15被连接以将其输出信号中的结果包提供给修改的网格编码器16作为对其的输入信号。 
同步复用器18被连接以接收作为其两个输入信号中的第一个的由修改的网格编码器16产生的2/3网格编码的数据。同步复用器18被连接以从数据场同步(DFS)和数据段同步(DSS)信号产生器19接收包括DSS和DFS信号的同步信号的第二输入信号。根据来自同步复用器18的输出信号的定制，DSS和DFS信号与2/3网格编码的数据一起进行时分复用，所述输出信号被提供给导频插入器20作为对其的输入信号。导频插入器20将直流分量偏移引入该信号，以在抑制的中频(IF)载波的后续平衡调制期间产生导频载波。来自导频插入器20的输出信号是调制信号，该调制信号在作为输入信号提供给8-VSB激励器22以调制抑制的IF载波之前，可通过预均衡器滤波器21。8-VSB激励器22被连接以将抑制的IF载波提供给射频(RF)上变换器23以被上变频从而放置在广播信道内。上变换器23还放大其施加到广播天线24的RF信号的功率。 
MHE包头产生器11提供给包格式化器10的PID的性质与本发明有特定关系。根据示例性实施例，只有当M/H服务数据将被设计用于接收根据M/H标准的特定版本发送的信号的接收机有效接收时，PID被选择以用信号发送根据其发送M/H服务数据的M/H标准的版本。否则，如果根据多于一个版本的M/H标准发送M/H数据，则在具有标识可有效接收数据的M/H标准的最早版本的PID的MHE包中发送对M/H标准的那些版本共有的部分M/H服务数据。 
这种安排的潜在问题在于为M/H标准的后期版本设计的接收机仅可有 效接收根据M/H标准的早期版本发送的鲁棒数据的某些部分。可通过为每个版本的M/H标准中的MHE包提供多个特殊PID来避免这种问题。一个特殊PID用信号通知仅对根据标准的特定版本进行的发送有效的MHE包。这使得接收机不能再现应用到该接收机的后期阶段的那些MHE包的内容。另一特殊PID用信号通知仅对根据标准的特定版本及其紧接后续版本进行的发送有效的MHE包。MHE包的PID可被认为是其中封装的包的PID的扩展。 
图2中显示的表示出用于封装M/H服务数据的(207，187)R-S FEC码字的头中的PID如何能够用信号发送根据其发送那些M/H服务数据的M/H标准的版本。表左栏中的希腊字母表示不同的13位PID。期望DTV接收机知道用于发送接收机可有效接收的DTV信号的M/H标准的版本。 
图3显示根据示例性实施例的由图1中显示的类别的M/H发射机设备发送的DTV信号的接收机设备。图3的DTV接收机设备包括：残余边带调幅(VSB AM)DTV接收机前端25，用于选择射频DTV信号以进行接收，将选择的RF DTV信号转换为中频DTV信号，并且放大IF DTV信号。模数转换器26被连接以将从DTV接收机前端25提供的放大IF DTV信号数字化。VSBAM解调器27被连接以对数字化的VSB AM IF DTV信号解调来产生数字化的基带DTV信号，该基带DTV信号被提供到用于对信道响应进行均衡并且拒绝共道干扰NTSC信号的数字滤波器28。同步信号提取单元29被连接以接收数字滤波器28的响应。响应于DFS信号，同步提取单元29检测数据帧和场的开始。响应于DSS信号，同步提取单元29检测数据段的开始。图3的DTV接收机设备使用DSS和DFS信号来控制其操作，这种方式与现有DTV技术中的操作方式类似。图3没有明确地显示实施这些操作的电路。 
用于检测辅助发送的类型的解码器30响应于包含在由同步提取单元29分离的DFS信号的保留部分的最后部分中的8比特序列。解码器30被连接以向在图3的DTV接收机设备中控制turbo解码的turbo解码控制单元31指示辅助发送的类型。解码器30检测的辅助发送的类型可以是：以解码器30从由同步提取单元29分离的DFS信号的保留部分中的初始部分提取关于辅助发送的进一步信息为条件的类型。解码器30被连接以将这种进一步信息提供给turbo解码控制单元31。这种进一步信息适合包括指向数据场中包含更详细地描述辅助发送的信令信息的部分的指针。 
图3显示被连接以接收数字滤波器28的响应的12相网格解码器32。在 实际实践中，图13中显示的12相网格解码器32适合多个分量12相网格解码器，每个分量12相网格解码器能够对数字滤波器28的响应解码。网格解码器32的这种构造便于彼此独立地实施对各种类型的SCCC的turbo解码，每种SCCC使用数据的单独临时存储器。 
图3还显示被连接以将网格解码结果提供给信令解码器33的12相网格解码器32。在实际实践中，可由网格解码器32中的多个分量12相网格解码器中的一个分量网格解码器来提供网格解码结果，并且信令解码器33可被连接以将外来信息反馈给所述一个分量网格解码器以执行turbo解码。分量12相网格解码器将包括存储器，用于存储数字滤波器28的响应以外来信息来更新。Turbo解码控制单元31使得信令解码器33能够针对数据场中包含更加详细地描述附加发送的信令信息的那些部分进行操作。为了避免图3太混乱而不容易理解，图3没有明确显示turbo解码控制单元31到用于解码SCCC的部件的大多数连接。 
图3显示还连接了12相网格解码器32来将网格解码结果提供给针对A/53字节交织的字节去交织器34。字节去交织器34提供这些结果的逐字节去交织以产生对R-S解码器35的输入信号(输入信号是从字节去交织器34提供的去交织的(207，187)R-S FEC码字)。字节去交织器34的去交织补充进行由A/53附件D§4.2.4规定的卷积字节交织。在实际实践中，网格解码结果可由网格解码器32中多个分量12相网格解码器之一提供给字节去交织器34。优选但不是必需的，去交织的(207，187)R-S FEC码字带有软判决信息，并且R-S解码器35属于能够使用软判决信息来提高解码器32和35的总体性能的类型。R-S解码器35被连接以将随机化的硬判决数据的包提供给数据去随机化器36，数据去随机化器36将随机化的硬判决数据的比特与在A/53附件D§4.2.2中规定的伪随机二进制序列(PRBS)的合适部分进行异或，以产生第一传输流。在去随机化的主要数据的一部分MPEG-2兼容包中形成第一传输流。在R-S解码器35的能力范围内，R-S解码器35纠正其提供给数据去随机化器36的硬判决187字节随机化数据包。来自数据去随机化器36的输出信号再现主服务复用传输流。 
图3显示还连接了12相网格解码器32作为turbo解码环路中的软输入、软输出(SISO)内解码器，所述turbo解码环路还包括用于外卷积码的软输入、软输出(SISO)外解码器37。在实际实践中，网格解码器32中的多个分量12 相网格解码器中的另一分量12相网格解码器被连接以用作此turbo解码环路中的SISO内解码器，并且SISO外解码器37被连接以将外来信息反馈到所述分量网格解码器以执行turbo解码。Turbo解码过程通常包括重复由12相网格解码器32进行对SCCC的内卷积码的解码以及由SISO外解码器37进行对SCCC的外卷积码的解码。分量12相网格解码器将包括存储器，用于存储数字滤波器28的响应以由外来信息进行更新。解码器32和37的解码操作在时间上错开。解码器32和37可以是使用软输出维特比算法(SOVA)估计编码网格的类型，但是优选地(但不是必须的)是使用对数最大后验概率算法(log-MAP)进行这种估计的类型。在任何情况下，解码器32和37都包括各自的存储器，用于临时存储它们分别产生的软判决。 
外编码输入/输出(I/O)接口38用于访问临时存储网格解码器32中的软判决的存储器中的被选择部分，所述被选择部分包含与SCCC的交织的外卷积编码相关的软判决。I/O接口38包括存储器地址产生器，由turbo解码控制单元31控制存储器地址产生器的操作。响应于turbo解码控制单元31的控制，I/O接口38将与再现的SCCC的交织的外卷积编码相关的软判决读取到符号去交织器39的输入端口。 
符号去交织器39被连接以对交织的SCCC的外卷积编码进行去交织，并将与去交织的外卷积编码相关的软判决提供给SISO外解码器37和反馈单元40，反馈单元40确定将被反馈以进行turbo解码过程的去交织的外来信息。符号去交织器39通常基于随机存取存储器(RAM)而构造，该RAM的写入地址与随后读取时的读取地址不同。SISO外解码器37被连接以将关于其解码结果的软判决提供给反馈单元40，反馈单元40确定去交织的外来信息反馈。符号去交织器39中的RAM可被再次读取以在向反馈单元40提供将关于SISO外解码器37的输出信号的软判决的同时，提供关于SISO外解码器37的输入信号的软判决。这消除了为了临时调整SISO外解码器37的输入和输出信号而在反馈单元40内设立附加临时存储器的需求。 
用于确定将被反馈以进行turbo解码过程的去交织的外来信息的反馈单元40将该去交织的外来信息提供给符号交织器41，符号交织器41用于对关于该去交织的信息的两比特符号的软判决进行交织以产生外来信息。该外来信息通过I/O接口38被反馈以更新网格编码的数字滤波器28的响应，数字滤波器28的响应被临时存储在网格解码器32中的存储器的被选择部分，所 述被选择部分拥有正被turbo解码的时间片段。 
图3显示还连接了符号去交织器39以将去交织的软判决从网格解码器32提供给硬判决单元42。图3还显示了SISIO解码器37，SISO解码器37被连接以随后将其软判决提供给硬判决单元42。硬判决单元42响应于对其提供的每一组软判决来产生一组硬判决。硬判决单元42被连接以将结果产生的关于随机化数据的硬判决提供给M/H帧解码器43，作为M/H帧解码器43的输入信号。M/H帧解码器43被连接以将其输出信号提供给数据去随机化器组44，作为数据去随机化器组44的输入信号。Turbo解码控制单元31被连接以提供控制信号，该控制信号选择适合于再现M/H服务复用传输流的数据去随机化器组44之一的响应。 
图3的接收机设备在以下方面与现有技术的接收机设备不同。TS包选择器45被连接以接收TS包选择器45的数据去随机化器组44的选择的响应，作为其TS输入信号。用于映射有用TS包的映射单元46被连接以将控制信号提供给TS包选择器45，条件是仅再现接收机的后续阶段可利用的M/H服务复用的那些TS包。用于映射有用TS包的映射单元46包含存储器，用于临时存储与临时存储在M/H帧解码器43内的存储器中的R-S帧对应的映射。用于检测无用PID的检测器47被连接以从数据去随机化器36接收关于8-VSB包的头信息。检测器47认为无用的PID是图3的接收机设备没有被设计用来接收的M/H标准的版本中使用的PID。检测器47被连接以提供已经检测到认为是无用的PID的指示，该指示作为输入信号被施加到用于映射有用TS包的映射单元46。用对于图3的接收机无用的数据填充的TS包映射的那些部分有条件地用于向TS包选择器45提供控制信号，条件是选择器45不再现来自数据去随机化器组44的TS包。 
图4显示根据示例性实施例的图3的接收机设备的部分的细节。图4更具体地显示12相网格解码器32包括12相网格解码器321和322。图4更具体地显示M/H帧解码器43包括用于2字节CRC码的解码器431、多端口TRS帧存储器432和用于可用TRS码中选择的一个TRS码的解码器432。硬判决单元42被连接以将硬判决提供给用于CRC码字的解码器431。解码器431再现解码器431确定是有效CRC码字的初始部分的硬判决。解码器431还产生关于每个CRC码字的可能有效性的指示，该指示被转发到turbo解码控制单元31。在一些设计中，turbo解码控制单元31可响应于CRC码字可能有效 的指示而停止重复turbo解码过程。解码器431被连接以将CRC码字的初始部分连同那些码字中的每一个的可能有效性的指示一起写入TRS帧存储器432。那些码字的每一个的可能有效性的指示可用于在TRS解码过程期间定位字节错误。当TRS帧存储器432已经加载有TRS帧和错误位置信息时，其内容按逐列字节提供给用于可用TRS码中选择的一个TRS码的TRS解码器432。在尽可能多得纠正每列字节中的字节错误之后，TRS解码器432将该列字节返回其在TRS帧存储器432内的原始位置。在尽可能的范围内纠正了所有列的字节并且所有列的字节返回到它们在TRS帧存储器432内的原始位置之后，TRS帧存储器中的选择时隙的内容被逐行字节读取，以将输入信号提供给数据随机化器组44中的一个或多个数据随机化器。 
图4显示无用PID检测器，无用PID检测器包括PID选择器471、比较器472、用于扫描接收机将能够有效接收的PID列表的扫描器473、和用于来自比较器472的任何匹配输出信号的锁存器474。更具体地讲，PID选择器471被连接到比较器472的第一输入端口以从作为来自数据去随机化器36的响应提供的主服务复用TS的每一数据包中选择各个13比特PID。扫描器473被连接到比较器472的第二输入端口，用于扫描接收机将能够有效接收的PID列表。在PID选择器471选择下一PID之前很久，比较器472将那些PID与选择到其第一输入端口的PID进行比较。当且仅当扫描到比较器472第二输入端口的PID之一与选择到其第一输入端口的PID匹配时，比较器472将提供响应“ONE”。否则，比较器472提供响应“ZERO”。比较器472被连接以将其响应提供到用于来自比较器472的任何匹配输出信号的锁存器474。更具体地讲，锁存器474可以是由来自比较器472的响应“ONE”置位并由在DSS间隔期间产生的响应“ONE”复位的置位-复位触发器(set-reset flip-flop)。置位-复位触发器的真实输出锁存由PID选择器471选择的PID是有用PID的任何指示。 
图4显示作为用于映射有用TS包的映射单元46的主要部件的双端口RAM 461。图4显示RAM 461被连接，以使得锁存器474对由PID选择器471选择的每一PID的响应写入合适的映射位置。图4没有明确显示用于将写入地址提供给RAM 461的写入地址产生器，也没有明确显示用于将读取地址提供给RAM 461的读取地址产生器。读取地址在RAM 461中跳过特定位置，以考虑(a)辅助数据的码率是8-VSB码率的整除分数(aliquot fraction)，以 及(b)辅助数据没有封装为整数的MHE包。读取地址产生器被连接以将提供的每一TS包对接收机是否有用的指示提供给TS包选择器45。读取地址产生器以一速率(考虑与成功turbo解码过程相关的可变处理时间)提供这些指示。响应于这种指示，TS包选择器45将其再现的每个TS包标记为对于接收机有用或无用。 
假设与成功turbo解码过程相关的可变处理时间总是长于通过字节去交织器34、R-S解码器35、数据去随机化器36以及在将包映射写入RAM 461中使用的后续元件的潜在延迟，来建立图4中显示的配置。如果在turbo编码中使用的符号去交织器的潜在延迟很短，则这可能未必总是图4显示的这种配置。在这种情况下，在应用到分量12相网格解码器321之前，数字滤波器28的响应可通过数字延迟线来延迟，或者在到达TS包选择器45之前，M/H数据可被延迟。 
用于恢复MHE包的PID的可选策略用于从字节去交织器34中的存储器中提取随机化的PID并且对它们去随机化，而无需等待R-S解码器35和数据去随机化器36执行R-S解码和数据去随机化过程。该可选策略的缺点在于通过R-S解码不能纠正PID中的字节错误。 
图5的表示出根据示例性实施例的用于封装M/H数据的(207，187)R-SFEC码字的头中的PID如何能够用信号发送不只是根据其发送那些M/H数据的M/H标准的版本。表中暗含的推测是最终将存在M/H接收机的ATSC数字广播标准的连续八个版本1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0和8.0。这八个连续版本假定至少暂时为针对所述标准的早期版本设计的接收机提供后向兼容。图5的表示出用于封装M/H数据的(207，187)R-S FEC码字的头中的PID能够用信号发送辅助发送的码率和对辅助发送的特殊使用。M/H信号的DTV接收机可使用码率信息来帮助控制turbo解码过程。包括并行级联卷积码(PCCC)信令信息的关于辅助发送的信息可用于指导到达其解码器的PCCC信令信息。关于对辅助发送的特殊使用的信息中的一些可用于帮助控制将先进视频编码(AVC)和可分级视频编码(SVC)数据进行组合的过程。关于对辅助发送的特殊使用的信息中的另一些可用于帮助控制接收交错广播数据(staggercast data)的过程。 
音频数据被假定封装在与类似码率的AVC视频数据相同的MHE包中。以码率减少2∶1发送并且顺便指示为重复数据的AVC和SVC视频数据是用 于在物理层组合相同M/H数据的前期发送和后期发送的交错广播的重新发送数据。重复发送优选地使用与使用在原始发送中不同的外卷积编码的符号交织。 

Claims (13)

1.一种用于发送由移动／手持(M/H)接收机接收的8残余边带(8-VSB)信号形式的数字数据的设备，该设备包括：
M／H封装(MHE)包产生器，产生MHE包，并将关于至少部分的数字数据的附加信息插入MHE包的头中；
包格式化器，将MHE包的头插入数字数据中，其中，所述至少部分的数字数据包括以鲁棒形式发送以被M／H接收机接收而编码的M／H数据，编码的M／H数据封装在MHE包中，MHE包符合音频／视频压缩标准，并且在被网格编码之前被里德所罗门编码和卷积字节交织，
其中，每一MHE包的头包括：各自的包标识符(PID)，PID包括附加信息的至少一部分，
其中，M／H数据附有发送参数信道信令序列和快速信息信道信令序列形式的训练信号序列以及与PID相应的头信息。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述附加信息至少包括：关于用于发送8-VSB信号形式的数字数据的M／H广播标准的版本的信息。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述附加信息包括下述信息中的至少一个：
关于用于发送8-VSB信号形式的数字数据的M／H广播标准的版本的信息；
关于发送8-VSB信号形式的数字数据的码率的信息；
关于数字数据的使用的信息。
4.如权利要求1所述的设备，其中，MHE包符合运动图像专家组(MPEG)-2标准，并且在被2／3网格编码之前被里德所罗门编码和卷积字节交织。
5.如权利要求1所述的设备，其中，PID提供关于用于发送8-VSB信号形式的数字数据的M／H广播标准的版本的信息。
6.一种用于接收针对移动／手持(M／H)接收机的接收而发送的8残余边带(8-VSB)信号形式的数字数据的设备，该设备包括：
接收单元，接收数字数据；
检测器，检测关于至少部分的数字数据的附加信息，所述附加信息被包含在包括在数字数据内的M／H封装(MHE)包的头部分中；
包选择器，在再现所述至少部分的数字数据中使用所述附加信息，
其中，所述至少部分的数字数据包括以鲁棒形式发送以被M／H接收机接收而编码的M／H数据，编码的M／H数据封装在MHE包中，MHE包符合音频／视频压缩标准，并且在被网格编码之前被里德所罗门编码和卷积字节交织，
其中，MHE包的头包括：包标识符(PID)，PID包括附加信息的至少一部分，
其中，M／H数据附有发送参数信道信令序列和快速信息信道信令序列形式的训练信号序列以及与PID相应的头信息。
7.如权利要求6所述的设备，其中，所述附加信息至少包括：关于用于发送8-VSB信号形式的数字数据的M／H广播标准的版本的信息，
其中，该设备响应于用于确定该设备是否能够接收所述至少部分的数字数据的关于M／H广播标准的版本的信息。
8.如权利要求6所述的设备，其中，所述附加信息包括下述信息中的至少一个：
关于用于发送8-VSB信号形式的数字数据的M/H广播标准的版本的信息；
关于发送8-VSB信号形式的数字数据的码率的信息；
关于数字数据的使用的信息，
其中，该设备还包括响应于所述附加信息修改其操作的系统。
9.如权利要求6所述的设备，其中，MHE包的头包括包标识符(PID)，PID包括附加信息的至少一部分，
其中，该设备还包括响应于所述附加信息修改其操作的系统。
10.如权利要求6所述的设备，其中，MHE包符合运动图像专家组(MPEG)-2标准，并且在被2／3网格编码之前被里德所罗门编码和卷积字节交织。
11.一种用于发送8残余边带(8-VSB)信号格式的数字数据的设备，其中，数字数据段中的至少一些包括以鲁棒形式发送以被M／H接收机接收而编码的移动／手持(M／H)数据，编码的M／H数据封装在M／H封装(MHE)包中，MHE包符合音频／视频压缩标准，该设备包括：
M／H帧编码器，被连接以将M／H数据组织在M／H帧内，并且对每一M／H帧内的M／H数据前向纠错编码以产生M／H帧编码器响应；
块处理器，被连接以进一步对M／H帧编码器响应编码以产生将被封装在MHE包中的编码M／H数据；
M／H组格式化器，产生M／H组，每一M／H组包括各个连续数据段组，每一数据段将具有占位符字节的尚不完全的各个MHE包合并在其头区域中，每个尚不完全的MHE包具有与另外的占位符字节混合的各个扩展净荷区域，所述各个扩展净荷区域包含由块处理器产生的编码M／H数据的一部分；
MHE包头产生器，在每个M／H组中产生MHE包的头，并将关于编码M／H数据的附加信息合并在至少一些头内；
包格式化器，被连接以接收由M／H组格式化器产生的每一M／H组中的连续数据段，并将各个修改引入每个连续数据段，所述修改包括：将由MHE包头产生器产生的MHE包的头中的各个头设置在由M／H组格式化器产生的尚不完全的MHE包之一的头区域中，替换其中的占位符字节；
M／H后处理器，被连接以进一步处理由包格式化器修改的连续数据段，所述进一步处理包括：对由包格式化器修改的连续数据段进行里德所罗门编码，将来自里德所罗门编码的结果包括在卷积字节交织过程中，并对来自卷积字节交织过程中的结果进行修改的网格编码，
其中，每一M／H组中的MHE包的头的每个包括：包标识符(PID)，PID指示在MHE包中封装的编码的M／H数据的种类，
其中，M／H数据附有发送参数信道信令序列和快速信息信道信令序列形式的训练信号序列以及与PID相应的头信息。
12.如权利要求11所述的设备，其中，附加信息包括关于M／H广播标准的哪个版本被用于发送8-VSB信号形式的数字数据的信息。
13.一种用于接收用于针对移动／手持(M／H)接收机的接收而以鲁棒形式发送的8残余边带(8-VSB)信号形式的数字数据的设备，该设备包括：
接收单元，接收数字数据；
检测器，检测关于包含在M／H封装(MHE)包的头部分中的至少部分的数字数据的附加信息，所述头部分插入在数字数据中；
包选择器，在选择地再现所述至少部分的数字数据中使用所述附加信息，
其中，所述至少部分的数字数据包括：M／H数据，M／H数据为了以鲁棒形式发送而编码并且封装在MHE包中。
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