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Die
vorliegende Erfindung betrifft digitale Fernsehsignale (DTV-Signale)
für die Übertragung über den Äther
sowie Sender zum Senden von DTV-Signalen und Empfänger
zum Empfangen der gesendeten DTV-Signale.
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Das Advanced
Television Systems Committee (ATSC) hat im Jahr 1995 in dem Dokument
A/53 einen digitalen Fernsehstandard, nachfolgend der Kürze
halber einfach als „A/53" bezeichnet,
veröffentlicht. Der mit „RF/Transmission
Systems Characteristics" betitelte Anhang D von A/53 ist
in der vorliegenden Beschreibung unter Bezugnahme eingeschlossen.
In den ersten Jahren des 21. Jahrhunderts hat man sich bemüht,
eine robustere Übertragung von Daten über DTV-Sendekanäle
zu ermöglichen, ohne dabei den Betrieb von weiterhin genutzten älteren DTV-Empfängern
zu stören. Eine robuste Übertragung von Daten
für den Empfang durch Mobil- und Handheld-Empfänger
wird in folgenden Versionen des ATSC-Standards for Broadcasting
to Mobile and Handheld Receivers vorgesehen, der hier der
Kürze halber einfach als „M/H"-Standard bezeichnet
wird. Die erste Version dieses Standards wird als „M/H
1.0" bezeichnet, und folgende Versionen werden
als „M/H 2.0" usw. bezeichnet.
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Der
Betrieb fast aller älterer DTV-Empfänger wird
gestört, wenn die 2/3-Trellis-Codierung nicht über
jedes übertragene Datenfeld hinweg aufrechterhalten wird.
Weiterhin sollte der durchschnittliche Modulus eines DTV-Signals
derselbe wie für das 8-Restseitenband(8-VSB)-Signal gemäß der Spezifikation in
der Version von A/53 aus dem Jahr 1995 sein, um die adaptive
Entzerrung in älteren Empfängern unter Verwendung
des Konstant-Modulus-Algorithmus (CMA) nicht zu stören.
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Ein
weiteres Problem mit älteren DTV-Empfängern ist
darin gegeben, dass eine große Anzahl derartiger Empfänger
verkauft wurden, die nicht auf gesendete DTV-Signale reagieren,
wenn die durch die Trellis-Decodierung entschachtelten Datenfelder nicht überwiegend
mit (207, 187)-Reed-Solomon(RS)-Vorwärtsfehlerkorrektur(FEC)-Codewörtern
eines bestimmten Typs oder mit korrigierbaren Annäherungen
an derartige Codewörter gefüllt sind. Um also
einen fortgesetzten DTV-Empfang mit derartigen älteren
Empfängern zu unterstützen, unterliegen robuste Übertragungen
der Beschränkung, dass die Datenfelder vor der faltenden
Byte-Verschachtelung vorwiegend mit (207, 187)-RS-FEC-Codewörtern
des in A/53 spezifizierten Typs gefüllt
werden müssen.
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Wegen
dieser Beschränkung werden die für den Empfang
durch Mobil- und Handheld-DTV-Empfänger codierten M/H-Daten
in (207, 187)-RS-FEC-Codewörtern des in A/53 spezifizierten allgemeinen
Typs verkapselt, wobei diese jedoch nicht notwendigerweise systematisch
sind und die zwanzig Paritätsbytes nicht notwendigerweise
an den Enden der Codewörter vorgesehen sind. Die zwanzig
Paritätsbytes von einigen (207, 187)-RS-FEC-Codewörtern
erscheinen früher in den Codewörtern, um Trainingssignale
in den Feldern der verschachtelten Daten aufzunehmen. Die 207-Byte-RS-FEC-Codewörter
beginnen stets mit einem drei Byte großen Header, der den
zweiten bis vierten Bytes eines MPEG-2-Pakets ähnlich ist,
wobei ein dreizehn Bit großer Paketkennzeichnungscode (PID)
in dem vierten bis sechzehnten Bitpositionen vorgesehen ist. Mit
Ausnahme des drei Byte großen Headers und der zwanzig Paritätsbytes
in jedem (207, 187)-RS-FEC-Codewort ist der Rest des Codeworts für
das „Verkapseln” von 184 Bytes einer robusten Übertragung
verfügbar.
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Ein
Standard für die DTV-Übertragung, der eine seriell
verkettete Faltungscodierung (SCCC) für eine robuste Übertragung
verwendet, ist für den Februar 2009 angekündigt.
Die SCCC umfasst eine äußere Faltungscodierung,
die Symbol-verschachtelt wird, bevor sie zu einer inneren Faltungscodierung
in Entsprechung zu der durch A/53 spezifizierten 2/3-Trellis-Codierung
gegeben wird. Die Bytes der Symbol-verschachtelten äußeren
Faltungscodierung sind in (207, 187)-RS-FEC-Codewörtern
verkapselt. Der für Februar 2009 angekündigte
Standard sieht auch eine Übertragung von Daten in Tabellenform zum
Aktualisieren eines entsprechenden elektronischen Programmführers
(ESG) in jedem Empfänger vor. Die Rundfunkanbieter möchten,
dass der ESG in jedem Empfänger betrieben werden kann,
um Informationen zu Sendediensten bereitzustellen, die durch den
speziellen Empfänger ausgeführt werden, und weiterhin
Informationen zu Sendediensten zu unterdrücken, die durch
den speziellen Empfänger nicht ausgeführt werden.
Die Wahrscheinlichkeit jedoch ist groß, dass der DTV-Sendestandard
immer wieder aktualisiert wird. Die Rundfunkanbieter haben kundgetan,
dass sie den Empfängern signalisieren können möchten,
welche Teile der DTV-Sendesignale nur durch für den Empfang
von DTV-Signalen in Übereinstimmung mit den Aktualisierungen
des DTV-Sendestandards ausgerichtete Empfänger erfolgreich
empfangen werden können.
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Ingenieure
aus mehreren Unternehmen haben viel Zeit aufgewendet, um ein System
zu entwickeln, das die Wünsche der Rundfunkanbieter erfüllt. Dabei
hat man sich bemüht, die bereits genutzte Praxis einer
Signalisierung von verschiedenen Sendetypen unter Verwendung der
8-VSB-Symbole direkt vor den letzten zwölf 8-VSB-Symbolen
der Datenfeldsynchronisation(DFS)-Segmente weiterzuentwickeln. Jedes
dieser acht 8-VSB-Symbole kann verwendet werden, um zu signalisieren,
welche der verschiedenen Versionen des DTV-Sendestandards für
die DTV-Übertragung verwendet wird.
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Die
Ingenieure von Coherent Logix, Inc. haben Schemata für
die Steuerung von Operationen in den früheren Stufen von
DTV-Empfängern in Reaktion auf Signale aus den späteren
Stufen des Empfangs oder in Reaktion auf parallel zu den M/H-Signalen
empfangene Signale vorgeschlagen. Dabei werden Entscheidungsbäume
verwendet, die sich nach außen verzweigen, wenn Operationen
von jeweils früheren Stufen eines Empfängers betrachtet
werden. Dies scheint jedoch dem vorliegenden Erfinder den tatsächlichen
Anforderungen entgegenzulaufen. Der Erfinder ist zu dem Schluss
gekommen, dass die Entscheidungsbäume vorzugsweise mit
den frühesten Stufen des Empfangs beginnen und dann nach außen
verzweigen sollten, wenn die Operationen von folgenden späteren
Stufen eines Empfängers betrachtet werden. Teilweise beruht
diese Einsicht auf der Tatsache, dass sich Änderungen des
Standards mit einer größeren Wahrscheinlichkeit
auf spätere Stufen von Empfängern auswirken. Die
Verzweigung des Entscheidungsbaums deckt die Möglichkeiten von
verschiedenen Empfängeraufbauten für verschiedene Übertragungsmodi
besser ab. Dieser bevorzugte Aufbau des Entscheidungsbaums ermöglicht
eine Reduktion des Stromverbrauchs der späteren Stufen
eines Empfängers, der Sendungen in Übereinstimmung
mit späteren Versionen des M/H-Standards empfangen kann.
Spätere Stufen, die nicht für den Empfang von
Sendungen in Übereinstimmung mit früheren Versionen
des M/H-Standards benötigt werden, können in diesem
Fall deaktiviert werden, um Strom zu sparen. Entsprechend können frühere
Stufen, die nicht für den Empfang von Sendungen in Übereinstimmung
mit späteren Versionen des M/H-Standards benötigt
werden, deaktiviert werden. Außerdem kann durch die Platzierung
von Befehlen für die Anordnung eines Pakets in dem Header einfacher
sichergestellt werden, dass die Befehle rechtzeitig empfangen werden,
weil das Paket und die darin enthaltenen Befehle in dem Empfänger ähnlichen
Verzögerungen unterworfen werden.
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Die
vorliegende Erfindung gibt die Verwendung von PIDs für
die (207, 187)-RS-FEC-Codewörter zum Verkapseln von robusten Übertragungen
an. Diese PIDs wurden als die für Null-MPEG-2-Pakete vorgesehenen
beschrieben. Ältere DTV-Empfänger ignorieren Null-MPEG-2-Pakete
in einem Transportstrom und außerdem alle anderen Pakete
mit PIDs, die durch die Paket-Selektoren in den Empfängern nicht
erkannt werden. Null-Pakete werden in DTV-Sendern für andere
Zwecke als für die robuste Datenübertragung verwendet.
Das ATSC kann eine oder mehrere andere PIDs für Pakete,
die robuste Übertragungen verkapseln, und für
die aus diesen Paketen erhaltenen (207, 187)-RS-FEC-Codewörter zuweisen.
Die Pakete, die Übertragungen von redundant codierten M/H-Servicedaten
verkapseln und diese speziellen PIDs aufweisen, werden in der vorliegenden
Beschreibung als „MHE-Pakete” bezeichnet.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung sollten die durch ATSC für
die Verwendung in den Headern von (207, 187)-RS-FEC-Codewörtern zum
Verkapseln von robusten Übertragungen zugewiesenen PIDs
für jede Version des ATSC-DTV-Sendestandards verschieden
sein. Diese PIDs werden durch Empfänger für jede
folgende Generation des M/H-Standards verwendet, um den Fluss von
Signalen zu den späteren Stufen des Empfangs zu steuern.
Nur diejenigen M/H-Pakete, die nützlich durch den Empfänger
empfangen werden können, werden von den früheren
Stufen des Empfängers zu den späteren Stufen weitergegeben,
wobei diese Bestimmung anhand der PIDs in den Headern von (207, 187)-RS-FEC-Codewörtern
für die Verkapselung der M/H-Daten vorgenommen wird.
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Die
Tabellendaten für die elektronischen Programmführer
(ESGs) von Empfängern werden in (207, 187)-RS-FEC-Codewörtern
mit den PIDs für die M/H-Version, die das beschriebene
Programm erfolgreich empfangen kann, verkapselt. Der ESG eines Empfängers
wird nur durch den ESG beschrieben, der in den (207, 187)-RS-FEC-Codewörtern
mit der PID für die neueste M/H-Version, die der Empfänger
nützlich empfangen kann, codiert ist.
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1 ist
eine schematische Ansicht einer Sendervorrichtung zum Übertragen
von digitalen Fernsehsignalen (DTV-Signalen) unter Verwendung einer
seriell verketteten Faltungscodierung (SCCC) für M/H-Dienstdaten,
wobei die Sendervorrichtung gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung M/H-Dienstdaten in (207,
187)-RS-FEC-Codewörtern verkapselt, deren PIDs die Version
des M/H-Standards angeben, der die Übertragung der darin
enthaltenen M/H-Dienstdaten regelt.
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2 ist
eine Tabelle, die angibt, wie gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform die PIDs in den Headern von (107, 187)-RS-FEC-Codewörtern
zum Verkapseln der M/H-Dienstdaten die Versionen des M/H-Standards,
in Übereinstimmung mit welchen die M/H-Dienstdaten gesendet
werden, signalisieren können.
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3 ist
eine schematische Ansicht einer Empfängervorrichtung gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform für DTV-Signale,
die durch die Sendervorrichtung von 1 gesendet
werden.
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4 ist
eine ausführlichere schematische Ansicht der Empfängervorrichtung
von 1 gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform.
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5 ist
eine Tabelle, die angibt, wie gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform die PIDs in den Headern von (207, 187)-RS-FEC-Codewörtern
zum Verkapseln der M/H-Dienstdaten mehr als nur die Versionen des
M/H-Standards, in Übereinstimmung mit welchen die M/H-Dienstdaten
gesendet werden, signalisieren können.
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Das
M/H-System stellt M/H-Sendedienste unter Verwendung eines Teils
der 19,39 MBit/s-ATSC-8-VSB-Übertragung bereit, während der
Rest weiterhin für HD- oder verschiedene SD-Fernsehdienste
verfügbar ist. Das M/H-System ist ein Dual-Stream-System,
das einen ATSC-Hauptdienst-Multiplex für bestehende digitale
Fernsehdienste und einen M/H-Dienst-Multiplex für einen oder
mehrere Mobil- oder Handheld-Dienste umfasst.
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1 zeigt
eine Sendervorrichtung zum Senden von DTV-Signalen unter Verwendung
einer SCCC für M/H-Dienstdaten gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die
Sendervorrichtung empfängt zwei Sätze von Eingangsströmen,
von denen der eine MPEG-Transportstrom(TS)-Pakete mit ATSC-Hauptdienstdaten
enthält und der andere M/H-Dienstdaten enthält.
Die M/H-Dienstdaten werden vor der Ausstrahlung in MPEG-TS-Paketen
verkapselt. Dadurch wird der Empfang der Hauptdienstdaten durch ältere 8-VSB-Empfänger
vermieden. Die M/H-Dienstedaten können in MPEG-TS-Paketen
wie etwa MPEG-2-Video/Audio oder MPEG-4-Video/Audio transportiert werden,
werden aber herkömmlicherweise durch IP(Internet Protocol)-Pakete
transportiert. Eine primäre Funktion der Sendervorrichtung
von 1 besteht darin, diese zwei Stromtypen zu einem
Strom aus MPEG-TS-Paketen zu kombinieren und den kombinierten Strom
für die Übertragung als ATSC-Trellis-codiertes
8-VSB-Signal zu verarbeiten.
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Ein
M/H-Rahmen-Controller 1 steuert diese Prozeduren. Der Hauptdienst-Multiplexdatenstrom wird
zu einer Paketzeit- und Programmtaktbezug(PCR)-Einstellungseinheit 2 gegeben,
bevor die Pakete dieses Stroms zu einem Paket-Multiplexer 3 geführt
werden, um mit Paketen, in denen die M/H-Dienstdaten verkapselt
sind, zeitgeteilt gemultiplext zu werden. Wegen des Zeitmultiplexens
mit den Paketen, die die M/H-Dienstdaten verkapseln, müssen Änderungen
an der Sendezeit der Hauptdienststrompakete im Vergleich zu einem
Zeitverlauf ohne M/H-Dienstdaten vorgenommen werden. Die Paketzeit-
und PCR-Einstellungseinheit 2 nimmt diese Änderungen
des Zeitverlaufs in Reaktion auf Steuersignale aus dem M/H-Rahmen-Controller 1 vor.
Der Paket-Multiplexer 3 zeitmultiplext die Hauptdienststrompakete
mit den Paketen, die die M/H-Dienstdaten verkapseln, in Übereinstimmung
mit Steuersignalen aus dem M/H-Rahmen-Controller 1. Die
Operationen des M/H-Übertragungssystems in Bezug auf die M/H-Dienstdaten
sind auf zwei Stufen verteilt, nämlich auf einen M/H-Vorprozessor 4 und
einen M/H-Nachprozessor 5.
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Die
Funktion des Vorprozessors 4 besteht darin, die M/H-Dienstdaten
zu einem M/H-Datenaufbau umzuordnen, die Robustheit der M/H-Dienstdaten
durch zusätzliche FEC-Prozesse zu erhöhen, Training-Sequenzen
einzufügen und dann die verarbeiteten, verbesserten Daten
in MHE-Pakete innerhalb der Neben-TS zu verkapseln. Die durch den
Vorprozessor 4 ausgeführten Operationen umfassen eine
M/H-Rahmen-Codierung, eine Blockverarbeitung, eine M/H-Gruppenformatierung,
eine Paketformatierung und eine M/H-Signalcodierung. Der M/H-Rahmen-Controller 1 gibt
die benötigten Übertragungsparameter zu dem Vorprozessor 4 und
steuert das Multiplexen der Hauptdienst-Datenpakete und der M/H-Dienst-Datenpakete
durch den Paketmultiplexer 3 für die Zusammenstellung
jedes M/H-Rahmens.
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Die
Funktion des Nachprozessors 5 besteht darin, die Hauptdienstdaten
durch eine normale 8-VSB-Codierung zu verarbeiten und die vorverarbeiteten
M/H-Dienstdaten in dem kombinierten Strom neu anzuordnen, um eine
Rückwärtskompatibilität mit ATSC-8-VSB
sicherzustellen. Die Hauptdienstdaten in dem kombinierten Strom
werden genauso verarbeitet wie für eine normale 8-VSB-Übertragung: Randomisierung,
RS-Codierung, faltende Byte-Verschachtelung und Trellis-Codierung.
Die M/H-Dienstdaten in dem kombinierten Strom werden anders als die
Hauptdienstdaten verarbeitet, wobei die vorverarbeiteten M/H-Dienstdaten
nicht der Datenrandomisierung unterzogen werden. Die vorverarbeiteten M/H-Dienstdaten
werden einer nicht-systematischen RS-Codierung unterworfen, die
die Bytes neu anordnet. Die nicht-systematische RS-Codierung gestattet das
Einsetzen von periodisch beabstandeten, langen Trainingssequenzen,
ohne dass dadurch ältere Empfänger gestört
werden. Weitere Operationen werden auf den vorverarbeiteten M/H-Dienstdaten
ausgeführt, um die Speicher des Trellis-Codierers am Beginn
jeder Traningssequenz in den vorverarbeiteten M/H-Dienstdaten zu
initialisieren.
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Insbesondere
wird der M/H-Dienst-Multiplexdatenstrom zu dem M/H-Vorprozessor 4 für
eine Verarbeitung und folgende Verkapselung in den Nutzfeldern der
MPEG-Null-TS-Paketen zugeführt. Die MHE-TS-Pakete werden
dem Paketmultiplexer 3 zugeführt, nachdem die
Datenverkapselung in den Nutzfeldern abgeschlossen ist.
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Dabei
wird insbesondere der M/H-Dienst-Multiplexdatenstrom zu einem M/H-Rahmen-Codeierer 6 zugeführt,
der eine transverse Reed-Solomon(TRS)-FEC-Codierung der Datenpakete
vornimmt. Die Datenpakete werden auch einer periodischen CRC-Codierung
unterworfen, um Byte-Fehler in der TRS-Codierung zu lokalisieren. Jeder
M/H-Rahmen besteht aus einem oder zwei Rahmen der TRS-Codierung,
wobei die Daten in jedem Rahmen der TRS- und CRC-Codierung unabhängig
voneinander und von den Daten des Hauptdienst-Multiplexes umgerechnet
werden. Der M/H-Rahmen-Codeierer 6 ist verbunden, um Pakete der
M/H-Dienstdaten und Pakete der TRS-Paritätsbytes in aufeinander
folgenden Blöcken der zweidimendionalen TRS-CRC-Codierung
als Eingangssignal zu einem Blockprozessor 7 zuzuführen.
Der Blockprozessor 7 enthält Codierer für
jeden Typ von einphasiger, äußerer Faltungscodierung
in der SCCC und entsprechende folgende Verschachteler für
folgende 2-Bit-Symbole jedes Typs von einphasiger, äußerer
Faltungscodierung.
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Ein
M/H-Gruppenformatierer 8 ist verbunden, um die verschachtelte, äußere
Faltungscodierung von dem Blockprozessor 7 als Eingangsadressierungssignal
zu empfangen. Der M/H-Gruppenformatierer 8 enthält
einen M/H-Gruppenformat-Organisierer, der auf dem M/H-Gruppenformat
operiert, wenn dieses nach dem ATSC-Datenverschachtelter auftritt.
Er bildet die FEC-codierten M/H-Dienstdaten von dem Blockprozessor 7 auf
entsprechende M/H-Blöcke einer M/H-Gruppe ab, fügt
vorbestimmte Trainingsdatenbytes und Datenbytes für die
Initialisierung der Speicher der Trellis-Codierer hinzu und fügt
Platzhalter-Bytes für die Hauptdienstdaten, den MPEG-Header
und die nicht-systematische RS-Parität ein. Weiterhin werden
gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung
Platzhalter-Bytes für die 3-Byte-Header der MHE-Pakete
eingefügt. Der verschachtelte M/H-Gruppenformat-Organisierer
fügt einige Dummy-Bytes ein, um das gewünschte M/H-Gruppenformat
zu vervollständigen. Der verschachtelte M/H-Gruppenformat-Organisierer
stellt eine M/H-Gruppe aus 118 aufeinander folgenden TS-Paketen
zusammen. Einige dieser TS-Pakete enthalten die verschachtelte, äußere
Faltungscodierung aus dem Blockprozessor 7. Andere der
TS-Pakete sind vorgeschriebene Trainingssignale, die in einem ROM
in dem M/H-Gruppenformatierer 8 gespeichert sind und mit
vorgeschriebenen Intervallen in der M/H-Gruppe eingefügt
werden. Wiederum andere TS-Pakete werden durch einen Signalcodierer 9 erzeugt.
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Für
die Übertragung der M/H-Dienstdaten werden zwei Arten von
Signalisierungskanälen verwendet, die durch den Signalcodierer 9 erzeugt
werden. Der eine Kanal ist ein TPC (Transmission Parameter Channel),
und der andere Kanal ist ein FIC (Fast Information Channel). Der
TPC dient zum Signalisieren von M/H-Übertragungsparametern
wie etwa verschiedenen FEC-Modi und M/H-Rahmeninformationen. Der
FIC vereinfacht die Wahl von M/H-Daten zu spezifischen Diensten
aus größeren Mengen von M/H-Daten, die durch frühere
Stufen eines M/H-Empfängers wiederhergestellt werden können.
Die gewählten M/H-Daten zu spezifischen Diensten werden
dann durch die späteren Stufen des M/H-Empfängers
verarbeitet. Die früheren Stufen des Empfängers
können durch „Hardware” in speziellen
ICs für die Wiederherstellung von M/H-Daten realisiert
werden. Viele der späteren Stufen des M/H-Empfängers
können durch Software in einem Universal-Mikroprozessor
realisiert werden.
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Auf
die verschachtelten M/H-Gruppenformat-Organisierer folgt in einer
kaskadierten Verbindung ein Byte-Entschachteler in dem M/H-Gruppenformatierer 8.
Dieser Byte-Entschachtelter vervollständigt den ATSC-Faltungs-Byte-Verschachteler. Der
M/H-Gruppenformatierer 8 ist verbunden, um eine Antwort
des Entschachtelers als Ausgangssignal bereitzustellen, das dann als
Eingangssignal zu einem Paketformatierer 10 gegeben wird.
Zu Beginn löscht der Paketformatierer 10 die Hauptdienstdaten-Platzhalter
und die RS-Parität-Platzhalter, die durch den verschachtelten
M/H-Gruppenformat-Organisierer eingefügt wurden, um einen
korrekten Betrieb des Byte-Entschachtelers in dem M/H-Gruppenformatierer 8 zu
ermöglichen. Gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform ersetzt der Paketformatierer 10 dann
die 3-Byte-Platzhalter für MHE-Paketheader durch einen
MHE-Paketheader aus einem MHE-Paketheader-Generator 11 und
fügt ein MPEG-TS-Synchronisationsbyte als Präfix
vor jedem 187-Byte-Datenpaket ein. Der Paketformatierer 10 führt
118 M/H-Daten verkapselnde TS-Pakete pro M/H-Gruppe zu dem Paket-Multiplexer 3 zu,
der die M/H-Dienst-TS-Pakete und die Hauptdienst-TS-Pakete zeitmultiplext,
um M/H-Rahmen zu bilden.
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In
einigen Fällen ist der MHE-Paketheader-Generator 11 ein
ROM, der verschiedene mögliche MHE-Paketheader speichert,
wobei ein entsprechender MHE-Paketheader durch ein HEADER SELECT-Signal
gewählt wird, das als Leseadresse zu dem ROM gegeben wird.
In anderen Fällen kann der MHE-Paketheader mit der DTV-Sendervorrichtung festverdrahtet
sein. In weiteren Fällen kann der MHE-Paketheader aus Bits
zusammengestellt werden, die aus mehr als einer Steuersignalquelle
stammen.
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Der
M/H-Rahmen-Controller 1 steuert den Paketmultiplexer 3 wie
folgt, wenn der Paketmultiplexer die 118 TS-Pakete aus dem Paketformatierer 10 plant.
37 Pakete gehen unmittelbar einem Datenfeldsynchronisationssegment
(DFS) in einem 313-Segment-VSB-Datenfeld voran, und weitere 81 Pakete folgen
unmittelbar auf das DFS-Segment. Das Paketmultiplexer 3 reproduziert
folgende Haupdienst-TS-Pakete anstelle der MPEG-Nullpakete, die
Platzhalter-Bytes für Hauptdienstdaten in deren Nutzlastfeldern
enthalten. Der Paketmultiplexer 3 ist verbunden, um die
von ihm reproduzierten TS-Pakete als Eingangssignal zu dem Nachprozessor 5 zuzuführen.
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Insbesondere
ist der Paketmultiplexer 3 verbunden, um die von ihm reproduzierten
TS-Pakete als Eingangssignal an einem bedingten Daten-Randomisierer 12 anzulegen.
Der bedingte Daten-Randomisierer 12 unterdrückt
die Synchronisations-Bytes der 188-Byte-TS-Pakete und randomisiert die
verbleibenden Daten in Übereinstimmung mit dem herkömmlichen
8-VSB-Praxis, aber nur unter der Bedingung, dass es sich nicht um
verkapselte M/H-Dienstdaten handelt. Die verkapselten M/H-Dienstdaten
werden keiner Datenrandomisierung unterzogen. Die anderen verbleibenden
Daten werden gemäß A/53, Anhang D, §4.2.2 randomisiert.
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Ein
systematischer/nicht-systematischer RS-Codierer 13 für
systematische und nicht-systematische (207, 187) RS-Codes ist verbunden,
um als Eingangssignal das 187-Byte-Pakete zu empfangen, die der
bedingte Daten-Randomisierer 12 mit einer bedingten Daten-Randomisierung
reproduiziert. Das RS-Paritäts-Generator-Polynom und der
Primitivfeld-Generator für den RS-Codierer 13 entsprechen den
in A/53, Anhang D, 5 für
die (207, 187)-RS-Codierung vorgeschriebenen. Wenn der RS-Codierer 13 ein
Hauptdienst-Datenpaket empfängt, führt der RS-Codierer 13 den
durch A/53, Anhang D, §4.2.3 vorgeschriebenen
systematischen RS-Codierprozess durch, wobei zwanzig Bytes von RS-Paritätsdaten
an das Ende des 187-Byte-Pakets angehängt werden. Wenn
der RS-Codierer 13 ein M/H-Dienst-Datenpaket empfängt,
führt der RS-Codierer 13 einen nicht-systematischen
RS-Codierprozess durch. Zwanzig Bytes der aus dem nicht-systematischen
RS-Codierprozess erhaltenen RS-Paritätsdaten werden an
einer vorgeschriebenen Byteposition in dem M/H-Dienstdatenpaket
eingefügt.
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Ein
faltender Byte-Verschachteler 14 ist verbunden, um als
Eingangssignal die durch den RS-Codierer 13 erzeugten 207-Byte-RS-Codewörter zu
empfangen. Der Byte-Verschachteler 14 ist allgemein von
dem in A/53, Anhang D, §4.2.4 spezifizierten
Typ. Der Byte-Verschachteler 14 ist verbunden, um Byte-verschachtelte
207-Byte-RS-Codewörter über einen RS-Paritätsersetzer 15 zu
einem modifizierten Trellis-Codierer 16 zu geben. Die grundlegende
Trellis-Codierungsoperation des modifizierten Trellis-Codierers 16 ist
der in A/53, Anhand D, §4.2.4 spezifizierten ähnlich.
Der modifizierte Trellis-Codierer 16 wandelt die Byte-Einheitsdaten
aus dem Byte-Verschachteler 14 zu Symboleinheiten um und führt
einen 12-phasigen Trellis-Codierprozess gemäß dem „Main
Service Trellis Coding" betitelten Abschnitt 6.4.1.4 von
A53, Teil 2, 2007 durch. Damit die Ausgabedaten aus dem
modifizierten Trellis-Codierer 16 vordefinierte bekannte
Traningsdaten enthalten, ist eine Initialisierung der Speichers
in dem modifizierten Trellis-Codierer 16 erforderlich.
Diese Initialisierung kann dazu führen, dass die durch
den RS-Codierer 13 vor der Trellis-Initialisierung berechneten
RS-Paritätsdaten fehlerhaft sind. Die RS-Paritätsdaten
müssen ersetzt werden, um eine Rückwärtskompatibilität
mit älteren DTV-Empfängern sicherzustellen. Außerdem
ist der Trellis-Codierer verbunden, um das geänderte Initialisierungsbyte
zu einem nicht-systematischen RS-Codierer 17 für nicht-systematische
(207, 187)-RS-Codes zu geben, der die RS-Parität der betroffenen
M/H-Pakete neu berechnet. Der nicht-systematische RS-Codierer 17 ist
verbunden, um die neu berechneten RS-Paritätbits zu dem
RS-Paritätsersetzer 15 zu geben, der die neu berechneten
RS-Paritätsbytes anstelle der ursprünglichen RS-Paritätsbytes
vorsieht, bevor diese zu dem modifizierten Trellis-Codierer 16 gegeben werden.
Das heißt, der RS-Paritätsersetzer 15 reproduziert
die Ausgabe des faltenden Byte-Verschachtelers 14 als Datenbytes
für jedes Paket in seinem Ausgangssignal und reproduziert
die Ausgabe aus dem nicht-systematischen RS-Codierer 17 als
RS-Parität für jedes Paket in seinem Ausgangssignal.
Der RS-Paritätsersetzer 15 ist verbunden, um die
resultierenden Pakete in seinem Ausgangssignal als Eingangssignal
zu dem modifizierten Trellis-Codierer 16 zu geben.
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Ein
Synchronisations-Multiplexer 18 ist verbunden, um die 2/3-Trellis-codierten
Daten aus dem modifizierten Trellis-Codierer 16 als erstes
von zwei Eingangssignalen zu erhalten. Der Synchronisations-Multiplexer 18 ist
weiterhin verbunden, um Synchronisationssignale einschließlich
von DSS- und DFS-Signalen von einem Datenfeldsynchronisations(DFS)-
und Datensegmentsynchronisations(DSS)-Generator 19 zu erhalten.
Die DSS- und DFS-Signale werden mit den 2/3-Trellis-codierten Daten
in dem Ausgabesignal aus dem Synchronisations-Multiplexer 18,
das dieser als Eingangssignal von einem Pilot-Einsetzer 20 erhält,
zeitgeteilt gemultiplext. Der Pilot-Einsetzer 20 führt
einen direkten Komponentenversatz in das Signal ein, um eine Pilotträgerwelle
während der folgenden ausgeglichenen Modulation einer unterdrückten
Zwischenfrequenz(ZF)-Trägerwelle zu erzeugen. Das Ausgangssignal
aus dem Pilot-Einsetzer 20 ist ein Modulationssignal, das
durch ein Vorausgleichsfilter 21 gehen kann, bevor es als
Eingangssignal zu einem 8-VSB-Erreger 22 gegeben wird,
um die unterdrückte ZF-Trägerwelle zu modulieren.
Der 8-VSB-Erreger 22 ist verbunden, um die unterdrückte
ZF-Trägerwelle zu einem HF-Aufwärtswandler 23 zu
geben, wo sie für den Übertragungskanal nach oben
gewandelt wird. Der Aufwärtswandler 23 verstärkt
auch die Leistung des HF-Signals, das er an der Sendeantenne 24 anlegt.
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Die
Beschaffenheit einer PID, die der MHE-Paketheader-Generator 11 zu
dem Paketformatierer 10 gibt, ist von Bedeutung für
die vorliegende Erfindung. Gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform wird die PID gewählt, um eine
Version des M/H-Standards für die Übertragung
der M/H-Dienstdaten zu signalisieren, aber nur, wenn die M/H-Dienstdaten
nützlich durch Empfänger empfangen werden, die
für das Empfangen von in Übereinstimmung mit dieser
besonderen Version des M/H-Standards gesendeten Signalen ausgerichtet sind.
Wenn die M/H-Daten in Übereinstimmung mit mehr als einer
Version des M/H-Standards übertragen werden, werden die
den verschiedenen Versionen des M/H-Standards gemeinsamen Teile
der M/H-Dienstdaten in MHE-Paketen mit PIDs gesendet, die die früheste
Version des M/H-Standards angeben, die die Daten nützlich
empfangen kann.
-
Ein
mögliches Problem bei dieser Anordnung besteht darin, dass
ein Empfänger für eine spätere Version
des M/H-Standards nur einige Teile der robusten Daten empfangen
kann, die in Übereinstimmung mit einer früheren
Version des M/H-Standards gesendet werden. Dieses Problem kann umgangen werden,
indem eine Vielzahl von speziellen PIDs für MHE-Pakete
in jeder Version des M/H-Standards vorgesehen werden. Eine spezielle
PID signalisiert MHE-Pakete, die nur für Übertragungen
in Übereinstimmung mit dieser bestimmten Version des Standards
nützlich sind. Dadurch wird ein Empfänger in die
Lage versetzt, den Inhalt dieser MHE-Pakete nicht für die
Anwendung auf spätere Stufen des Empfängers zu
reproduzieren. Eine weitere spezielle PID signalisiert MHE-Pakete,
die nur für die Übertragung in Übereinstimmung
mit dieser besonderen Version des Standards und seines unmittelbaren
Nachfolgers nützlich sind. Die PID des MHE-Pakets kann
als eine Erweiterung der PIDs der darin verkapselten Pakete betrachtet
werden.
-
Die
Tabelle von 2 zeigt, wie die PIDs in den
Headern von (207, 187)-RS-FEC-Codewörtern für
die Verkapselung der M/H-Dienstdaten die Versionen des M/H-Standards
signalisieren können, in Übereinstimmung mit denen
die M/H-Dienstdaten übertragen werden. Die griechischen
Buchstaben in der linken Spalte der Tabelle geben verschiedene 13-Bit-PIDs
wieder. Es wird erwartet, dass ein DTV-Empfänger die Versionen
des M/H-Standards kennt, die für die Übertragung
von DTV-Signalen, die der Empfänger nützlich empfangen
kann, verwendet werden.
-
3 zeigt
eine Empfängervorrichtung für DTV-Signale, die
durch eine M/H-Sendervorrichtung des in 1 gezeigten
Typs gesendet wurden, gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform. Die DTV-Empfängervorrichtung
von 3 umfasst ein VSB AM(Restseitenband-Amplitudenmodulation)-DTV-Empfänger-Frontend 25 zum
Wählen eines HF-DTV-Signals für den Empfang, zum
Wandeln des gewählten HF-DTV-Signals zu einem ZF-DTV-Signal und
zum Verstärkern des ZF-DTV-Signals. Ein Analog-Digital-Wandler 26 ist
verbunden, um das verstärkte ZF-DTV-Signal aus dem DTV-Empfänger-Frontend 25 zu
digitalisieren. Ein VSB-AM-Demodulator 27 ist verbunden,
um das digitalisierte VSB-AM-ZF-DTV-Signal zu demodulieren und ein
digitalisiertes Basisband-DTV-Signal zu erzeugen, das zu einem digitalen
Filter 28 zum Ausgleichen der Kanalantwort und zum Herausfiltern
eines störenden NTSC-Signals aus einem Nebenkanal gegeben
wird. Eine Synchronisationssignale-Extraktionseinheit 29 ist
verbunden, um die Antwort des digitalen Filters 28 zu empfangen.
In Reaktion auf DFS-Signale erfasst die Synchronisationssignale-Extraktionseinheit 29 die
Anfänge von Datenrahmen und -feldern. In Reaktion auf DSS-Signale
erfasst die Synchronisationssignale-Extraktionseinheit 29 die
Anfänge von Datensegmenten. Die DTV-Empfängervorrichtung
von 3 verwendet die DSS- und DFS-Signale zum Steuern
ihrer Operationen ähnlich wie in der herkömmlichen
DTV-Technik. 3 zeigt den Schaltungsaufbau
zum Ausführen dieser Operationen nicht eigens.
-
Ein
Decodierer 30 zum Erfassen des Typs der Nebenübertragung
reagiert auf 8-Bit-Sequenzen in den letzten Teilen der reservierten
Teile der DFS-Signale, die durch die Synchronisationssignale-Extraktionseinheit 29 separiert
wurden. Der Decodierer 30 ist verbunden, um den Typ der
Nebenübertragung für eine Turbodecodierungs-Steuereinheit 31 anzugeben,
die die Turbodecodierung in der DTV-Empfängervorrichtung
von 3 steuert. Der durch den Decodierer 30 erfasste
Typ der Nebenübertragung kann bedingen, dass der Decodierer 30 weiterhin
Informationen zu der Nebenübertragung aus den ersten Teilen
der reservierten Teile der durch die Synchronisationssignale-Extraktionseinheit 29 separierten
DFS-Signale extrahiert. Der Decodierer 30 ist verbunden,
um derartige weitere Informationen zu der Turbodecodierungs-Steuereinheit 31 zu
geben. Diese weiteren Informationen können Zeiger auf Teile
des Datenfelds enthalten, die Signalisierungsinformationen enthalten,
die die Nebenübertragung im größeren
Detail beschreiben.
-
3 zeigt
einen 12-phasigen Trellis-Decodierer 32, der verbunden
ist, um die Antwort des digitalen Filters 28 zu empfangen.
In der Praxis kann der 12-phasige Trellis-Decodierer 32 von 3 eine Vielzahl
von 12-phasigen Trellis-Decodiererkomponenten umfassen, wobei jede
Komponente in der Lage ist, die Antwort des digitalen Filters 28 zu
decodieren. Ein derartiger Aufbau des Trellis-Decodierers 32 ermöglicht
eine Turbodecodierung verschiedener Typen von SCCC, die unabhängig
voneinander transportiert werden, wobei jede Komponente einen separaten
Datenspeicher verwendet.
-
3 zeigt
weiterhin den 12-phasigen Trellis-Decodierer 32, der verbunden
ist, um Trellis-Decodierungsergebnisse zu einem Signal-Decodierer 33 zu
geben. In der Praxis können die Trellis-Decodierungsergebnisse
durch eine aus der Vielzahl von 12-phasigen Trellis-Decodiererkomponenten
in dem Trellis-Decodierer 32 zugeführt werden,
wobei der Signal-Decodierer 33 verbunden sein kann, um
extrinsische Informationen zu dieser Trellis-Decodiererkomponente
zurückzuführen und eine Turbodecodierung zu implementieren.
Die 12-phasige Trellis-Decodiererkomponente umfasst einen Speicher
zum Speichern der Antwort aus dem digitalen Filter 28,
die durch die extrinsischen Informationen aktualisiert werden soll.
Die Turbodecodierungs-Steuereinheit 31 ermöglicht
einen Betrieb des Signal-Decodierers 33 in Bezug auf diejenigen
Teile des Datenfelds, die Signalisierungsinformationen enthalten,
die die Nebenübertragung im größeren
Detail beschreiben. Um die 3 übersichtlicher
zu machen, sind die meisten Verbindungen der Turbodecodierungs-Steuereinheit 31 zu
den Elementen für die Decodierung der SCCC nicht gezeigt.
-
3 zeigt,
dass der 12-phasige Trellis-Decodierer weiterhin verbunden ist,
um Trellis-Decodierergebnisse zu einem Byte-Entschachteler 34 für eine A/53-Byteverschachtelung zuzuführen.
Der Byte-Entschachteler 34 leistet eine Byte-für-Byte-Entschachtelung
dieser Ergebnisse, um ein Eingangssignal für einen RS-Decodierer 35 aus
den entschachtelten (207, 187)-RS-FEC-Codewörter aus dem
Byte-Entschachteler 34 zu erzeugen. Das Entschachteln des
Byte-Entschachtelers 34 vervollständigt die Faltungs-Byte-Entschachtelung
gemäß A/53, Anhang D, §4.2.4.
In der Praxis können die Trellis-Decodierungsergebnisse
durch eine aus einer Vielzahl von 12-phasigen Trellis-Decodiererkomponenten
in dem Trellis-Decodierer 32 zu dem Byte-Entschachteler 34 gegeben
werden. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, sind die entschachtelten
(207, 187)-RS-FEC-Codewörter von Soft-Decision-Informationen
begleitet, wobei der RS-Decodierer 35 von einem Typ ist,
der die Soft-Decision-Informationen verwenden kann, um die Gesamtleistung
der Decodierer 32 und 35 zu verbessern. Der RS-Decodierer 35 ist
verbunden, um Pakete von randomisierten Hard-Decision-Daten zu einem Daten-Derandomisierer 36 zugeben,
der die Bits der randomisierten Hard-Decision-Daten in einer exklusiven
ODER-Verknüpfung mit entsprechenden Teilen der PRBS (Pseudo
Random Binary Sequence) gemäß A/53, Anhang
D, §4.2.2 verknüpft, um einen ersten
Transportstrom zu erzeugen. Der erste Transportstrom besteht zum
Teil aus MPEG-2-kompatiblen Paketen der derandomisierten Hauptdaten.
Soweit der RS-Decodierer 35 dazu in der Lage ist, korrigiert er
die Hard-Decision-187-Byte-randomisierten Datenpakete, die er zu
dem Daten-Derandomisierer 36 gibt. Das Ausgangssignal aus
dem Daten-Derandomisierer 36 reproduziert den Hauptdienst-Multiplex-Transportstrom.
-
3 zeigt,
dass der 12-phasige Trellis-Decodierer 32 weiterhin als
innerer SISO(Soft-Input Soft-Output)-Decodierer in einer Turbo-Decodierungsschleife
verbunden ist, die weiterhin auch einen äußeren
SISO-Decodierer 37 für äußere
Faltungscodes enthält. In der Praxis ist eine weitere aus
einer Vielzahl von 12-phasigen Trellis-Decodiererkomponenten 32 verbunden,
um in dieser Turbo-Decodierungsschleife als innerer SISO-Decodierer
zu dienen, während der äußere SISO-Decodierer 37 verbunden
ist, um extrinsische Informationen zu der Trellis-Decodiererkomponente
zuzuführen und dadurch die Turbodecodierung zu implementieren.
Die Turbodecodierungsprozeduren sehen häufig Wiederholungen
der Decodierung des inneren Faltungscodes der SCCC durch den 12-phasigen
Trellis-Decodierer 32 und der Decodierung des äußeren
Faltungscodes der SCCC durch den äußeren SISO-Decodierer 37 vor.
Die 12-phasige Trellis-Decodiererkomponente umfasst einen Speicher
zum Speichern der Antwort aus dem digitalen Filter 28,
um diese durch die extrinsischen Informationen zu aktualisieren.
Die Decodierungsoperationen der Decodierer 32und 37 sind
zeitlich gestaffelt. Die Decodierer 32 und 37 können
von dem Typ sein, der den Soft-Output-Viterbi-Algorithmus (SOVA)
für die Bewertung von Code-Trellises verwendet, sind aber
vorzugsweise (jedoch nicht notwendigerweise) von dem Typ, der das logarithmische
Maximum eines Posteriori-Algorithmus (log-MAP) für derartige
Bewertungen verwendet. In jedem Fall umfassen beide Decodierer 32 und 37 entsprechenden
Speicher für das vorübergehende Speichern der
jeweils von ihnen erzeugten Soft-Decisions.
-
Eine äußere
Codierungs-E/A-Schnittstelle 38 wird verwendet, um auf
ausgewählte Teile des Speichers für die vorübergehende
Speicherung von Soft-Decisions in dem Trellis-Decodierer 32 zuzugreifen,
die auf die verschachtelte äußere Faltungscodierung
der SCCC bezogen sind. Die E/A-Schnittstelle 38 umfasst
einen Speicheradressenerzeuger, dessen Betrieb durch die Turbodecodierungs-Steuereinheit 31 gesteuert
wird. In Reaktion auf die Steuerung durch die Turbodecodierungs-Steuereinheit 31 liest
die E/A-Schnittstelle 38 Soft-Decisions in Bezug auf die
reproduzierte verschachtelte äußere Faltungscodierung
der SCCC zu dem Eingangsanschluss eines Symbol-Entschachtelers 39 aus.
-
Der
Symbol-Entschachteler 39 ist verbunden, um die verschachtelte äußere
Faltungscodierung der SCCC zu entschachteln und Soft-Decisions in
Bezug auf die entschachtelte äußere Faltungscodierung
zu dem äußeren SISO-Decodierer 37 und
zu einer Rückmeldungseinheit 40 zuzuführen,
die entschachtelte extrinsische Informationen für die Rückmeldung
zu Turbodecodierungsprozeduren bestimmt. Der Symbol-Entschacteler 39 wird
gewöhnlich durch einen RAM gebildet, in den eine Schreibadressierung
geschrieben wird, die sich von der nachfolgend gelesenen Leseadressierung
unterscheidet. Der äußere SISO-Decodierer 37 ist
verbunden, um Soft-Decisions in Bezug auf die Decodierungsergebnisse
zu der Rückmeldungseinheit 40 zuzuführen, die
eine entschachtelte extrinsische Informationsrückmeldung
bestimmt. Der RAM in dem Symbol-Entschachteler 39 kann
erneut gelesen werden, um die Rückmeldungseinheit 40 mit
Soft-Decisions zu dem Eingangssignal des äußeren
SISO-Decodierers 37 und gleichzeitig mit Soft-Decisions
zu dem Ausgangssignal des äußeren SISO-Decodierers 37 zu
versorgen. Deshalb ist kein zusätzlicher temporärer
Speicher in der Rückmeldungseinheit 40 für
das vorübergehende Ausrichten der Eingangs- und Ausgangssignale
des äußeren SISO-Decodierers 37 erforderlich.
-
Die
Rückmeldungseinheit 40 zum Bestimmen der entschachtelten
extrinsischen Informationen für die Rückmeldung
für Turbodecodierungsprozeduren gibt diese Informationen
zu einem Symbol-Verschachteler 41, der die Soft-Decisions
in Bezug auf 2-Bit-Symbole dieser Informationen verschachtelt, um
extrinsische Informationen zu erzeugen. Die extrinsischen Informationen
werden über die E/A-Schnittstelle 38 zurückgeführt,
um die Trellis-codierte Antwort des digitalen Filters 38 zu
aktualisieren, die vorübergehend in ausgewählten
Teilen des Speichers in dem Trellis-Decodierer 32, die
die turbodecodierte Zeitscheibe enthalten, gespeichert ist.
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3 zeigt,
dass der Symbol-Entschachteler 39 weiterhin verbunden ist,
um entschachtelte Soft-Decisions aus dem Trellis-Decodierer 32 zu
der Hard-Decision-Einheit 42 zu geben. 3 zeigt
außerdem den SISO-Decodierer 37, der verbunden
ist, um seine Soft-Decisions zu der Hard-Decision-Einheit 42 zu
geben. Die Hard-Decision-Einheit 42 erzeugt einen Satz
von Hard-Decisions in Reaktion auf jeden Satz von zugeführten
Soft-Decisions. Die Hard-Decision-Einheit 42 ist verbunden,
um die resultierenden Hard-Decisions zu den randomisierten Daten
als Eingangssignal zu einem M/H-Rahmen-Decodierer 43 zu
geben. Der M/H-Rahmen-Decodierer 43 ist verbunden, um sein
Ausgangssignal als Eingangssignal zu einer Bank 44 von
Daten-Derandomisierern zu geben. Die Turbodecodierungs-Steuereinheit 31 ist
verbunden, um ein Steuersignal zuzuführen, das die für
das Reproduzieren des M/H-Dienst-Multiplex-Transportstroms geeignete Antwort
aus einem aus der Bank 44 von Daten-Derandomisierern wählt.
-
Die
Empfängervorrichtung von 3 unterscheidet
sich von den Empfängervorrichtungen aus dem Stand der Technik
wie folgt. Ein TS-Paket-Wähler 45 ist verbunden,
um eine ausgewählte Antwort aus der Bank 44 von
Daten-Derandomisierern als TS-Eingangssignal zu empfangen. Eine
Mapping-Einheit 46 zum Abbilden von nützlichen
TS-Paketen ist verbunden, um ein Steuersignal zu dem TS-Paket-Wähler 45 zuzuführen,
das diesen konditioniert, um nur diejenigen TS-Pakete des M/H-Dienst-Multiplexes
zu reproduzieren, die durch die folgenden Stufen des Empfängers
verwendet werden können. Die Abbildungseinheit 46 für
das Abbilden von nützlichen TS-Paketen enthält
einen Speicher für die vorübergehende Speicherung
von Maps in Entsprechung zu den vorübergehend in dem Speicher
des M/H-Rahmen-Decodierers 43 gespeicherten RS-Rahmen.
Ein Detektor 47 zum Erfassen von nicht-nützlichen
PIDs ist verbunden, um Header-Informationen zu 8-VSB-Paketen aus
dem Daten-Derandomisierer 36 zu empfangen. Die PIDs, die
der Detektor 47 als nicht-nützlich betrachtet,
werden in den Versionen des M/H-Standards verwendet, für
deren Empfang die Empfängervorrichtung von 3 nicht
ausgerichtet ist. Der Detektor 47 ist verbunden, um Angaben
zu als nicht-nützlich erfassten PIDs als Eingangssignale
zu der Mapping-Einheit 46 zu geben, damit diese nützliche
TS-Pakete abbilden kann. Die Teile der TS-Paketmap, die mit nicht
für den Empfänger von 3 nützlichen
Daten gefüllt werden, werden konditioniert, um ein Steuersignal
zu dem TS-Paket-Wähler 45 zuzuführen,
das den Wähler 45 dazu konditioniert, die TS-Pakete
aus der Bank 44 von Daten-Derandomisierern nicht zu reproduzieren.
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4 zeigt
Details von Teilen der Empfängervorrichtung von 3 gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform. 4 zeigt
den 12-phasigen Trellis-Decodierer 32, der 12-phasige Trellis-Decodiererkomponenten 321 und 322 umfasst. 4 zeigt
den M/H-Rahmen-Decodierer 43, der einen Decodierer 431 für
2-Byte-CRC-Codes, einen TRS-Rahmenspeicher 432 mit mehreren
Anschlüssen und einen Decodierer 432 für
einen ausgewählten der möglichen TRS-Codes umfasst.
Die Hard-Decision-Einheit 42 ist verbunden, um Hard-Decisions
zu dem Decodierer 431 für CRC-Codewörter
zuzuführen. Der Decodierer 431 reproduziert die
Hard-Decisions, die der Decodierer 431 als Anfangsteile
von gültigen CRC-Codewörtern bestimmt. Der Decodierer 431 erzeugt
weiterhin eine Angabe zu der wahrscheinlichen Gültigkeit
jedes CRC-Codeworts, die zu der Turbodecodierungs-Steuereinheit 31 weitergeleitet
wird. In einigen Aufbauten kann die Turbodecodierungs-Steuereinheit 31 die
Wiederholungen der Turbodecodierungsprozeduren in Reaktion auf eine
Angabe zu einem wahrscheinlich gültigen CRC-Codewort unterbrechen.
Der Decodierer 431 ist verbunden, um die Anfangsteile von
CRC-Codewörtern zusammen mit Angaben zu der wahrscheinlichen
Gültigkeit jedes dieser Codewörter in einen TRS-Rahmenspeicher 432 zu
schreiben. Die Angaben zu der wahrscheinlichen Gültigkeit
jedes dieser Codewörter können verwendet werden,
um Byte-Fehler während der TRS-Decodierungsprozeduren zu
lokalisieren. Wenn der TRS-Rahmenspeicher 432 mit einem
TRS-Rahmen und den Fehlerpositionsinformationen geladen wurde, wird
sein Inhalt bytespaltenweise zu dem TRS-Decodierer 432 für
einen ausgewählten der möglichen TRC-Codes gegeben.
Nachdem möglichst viele Byte-Fehler in jeder Bytespalte
korrigiert wurden, gibt der TRS-Decodierer 432 die Bytespalte zu
der ursprünglichen Position in dem TRS-Rahmenspeicher 432 zurück.
Nachdem alle Bytespalten – soweit möglich – korrigiert
und zu ihren ursprünglichen Position in dem TRS-Rahmenspeicher 432 zurückgegeben
wurden, wird der Inhalt von ausgewählten Schlitzen in dem
TRS-Rahmenspeicher bytereihenweise gelesen und als Eingangssignale
zu einem oder mehreren Daten-Randomisierern in der Bank 44 aus
Daten-Randomisierern gegeben.
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4 zeigt
einen Nicht-nützliche-PIDs-Detektor, der einen PID-Wähler 471,
einen Vergleicher 472, einen Leser 473 zum Lesen
einer Liste von PIDs, die der Empfänger nützlich
empfangen kann, und einen Zwischenspeicher 474 für
ein Übereinstimmungsausgabesignal aus dem Vergleicher 472 umfasst.
Insbesondere ist der PID-Wähler 471 mit einem ersten
Eingangsanschluss des Vergleichers 472 verbunden, um eine
entsprechende 13-Bit-PID aus jedem Datenpaket des Hauptdienst-Multiplex-TS
als eine Antwort aus dem Daten-Derandomisierer 36 zu wählen.
Ein Leser 473 ist verbunden, um eine Liste von PIDs, die
der Empfänger nützlich empfangen kann, zu einem
zweiten Eingangsanschluss des Vergleichers 472 zu geben.
Der Vergleicher 472 vergleicht diese PIDs mit der an seinem
ersten Eingangsanschluss gewählten PID rechtzeitig bevor
der PID-Wähler 471 die nächste PID wählt.
Der Vergleicher 472 gibt eine Antwort „ONE” aus,
wenn und nur wenn eine der zu seinem zweiten Eingangsanschluss gescannten
PIDs mit der an dem ersten Eingangsanschluss gewählten
PID übereinstimmt. Ansonsten gibt der Vergleicher 472 eine
Anwort „ZERO” aus. Der Vergleicher 472 ist
verbunden, um sein Übereinstimmungsausgangssignal zu einem
Zwischenspeicher 474 zu geben. Insbesondere kann der Zwischenspeicher 474 ein
SR-Flipflop sein, der durch die Antwort „ONE” aus
dem Vergleicher 472 gesetzt wird und durch eine während
des DSS-Intervalls erzeugte Antwort „ONE” zurückgesetzt
wird. Eine wahre Ausgabe des SR-Flipflops führt zu der Zwischenspeicherung
einer Angabe dazu, dass die durch den PID-Wähler 471 gewählte
PID nützlich ist.
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4 zeigt
einen RAM 461 mit zwei Anschlüssen als Hauptkomponente
der Mapping-Einheit 46 zu Abbilden von nützlichen
TS-Paketen. 4 zeigt, dass der RAM 461 verbunden
ist, um die Antwort aus dem Zwischenspeicher 474 für
jede durch den PID-Wähler 471 gewählte
PID an einer entsprechenden Map-Position zu schreiben. In 4 ist
kein Schreibadresserzeuger zum Zuführen von Schreibadressen
zu dem RAM 461 und auch kein Leseadresserzeuger zum Zuführen
von Leseadressen zu dem RAM 461 gezeigt. Die Leseadressen überspringen
bestimmte Positionen in dem RAM 461, um zu berücksichtigen,
dass (a) die Coderate für Nebendaten ein Bruch der 8-VSB-Coderate
ist und (b) die Nebendaten nicht in eine ganze Anzahl von MHE-Paketen
gepackt werden können. Der Leseadresserzeuger ist verbunden,
um Angaben zu der Nützlichkeit jedes zugeführten
TS-Pakets für den Empfänger zu dem TS-Paket-Wähler 46 zu
geben. Der Leseadresserzeuger führt diese Angaben mit einer
Rate zu, die die mit nützlichen Turbodecodierungsprozeduren assoziierten
variablen Verarbeitungszeiten berücksichtigt. In Reaktion
auf derartige Angaben markiert der TS-Paket-Wähler 45 jedes
der reproduzierten TS-Pakete als nützlich oder nicht-nützlich
für den Empfänger.
-
Die
Konfiguration von 4 beruht auf der Annahme, dass
die mit erfolgreichen Turbodecodierungsprozeduren assoziierten variablen
Verarbeitungszeiten immer länger ist als die latente Verzögerung
des Byte-Entschachtelers 34, des RS-Decodierers 35,
des Daten-Derandomisierers 36 und der folgenden für
das Schreiben einer Paketmap in den RAM 461 verwendeten
Elemente. Dies muss aber nicht immer der Fall sein, wenn die latente
Verzögerung des für die Turbocodierung verwendeten
Symbol-Entschachtelers kurz ist. In diesem Fall kann die Antwort
des digitalen Filters 28 durch eine digitale Verzögerungsleitung
verzögert werden, bevor sie an der 12-phasigen Trellis-Decodiererkomponente 321 angelegt
wird, wobei aber auch die M/H-Daten verzögert werden können,
bevor sie den TS-Paket-Wähler 45 erreichen.
-
Eine
alternative Strategie zum Wiederherstellen der PIDs der MHE-Pakete
besteht darin, die randomisierten PIDs aus dem Speicher in dem Byte-Entschachteler 34 zu
extrahieren und zu derandomisieren, ohne auf die RS-Decodierung
und die Daten-Derandomisierungsprozeduren des RS-Decodierers 35 und
des Daten-Derandomisierers 36 zu warten. Der Nachteil dieser
alternativen Strategie besteht darin, dass ein Byte-Fehler in einer
PID nicht durch eine RS-Decodierung korrigiert werden kann.
-
Die
Tabelle von 5 zeigt, wie gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform die PIDs in den Headern von (207, 187)-RS-FEC-Codewörtern
zum Verkapseln der M/H-Daten mehr als nur die Versionen des M/H-Standards,
in Übereinstimmung mit denen die M/H-Daten übertragen
werden, signalisieren können. Aus der Tabelle geht hervor,
dass acht aufeinander folgende Versionen 1.0, 2.0, 3.0,
4.0, 5.0, 6.0, 7.0 und 8.0 des ATSC Digital Broadcast Standards
für M/H-Empfänger vorhanden sind. Es
wird angenommen, dass diese acht aufeinander folgenden Versionen
wenigstens für eine gewisse Zeit eine Rückwärtskompatibilität
für Empfänger bieten, die für frühere
Versionen des Standards ausgerichtet sind. Die Tabelle von 5 zeigt,
dass die PIDs in den Headern von (207, 187)-RS-FEC-Codewörtern
zum Verkapseln der M/H-Daten sowohl die Coderate der Nebenübertragungen
als auch die spezifische Verwendung für die Nebenübertragungen
signalisieren können. Ein DTV-Emfänger von M/H-Signalen
kann die Coderateninformationen verwenden, um die Steuerung von
Turbodecodierungsprozeduren zu unterstützen. Die Informationen
zu den Nebenübertragungen enthalten Parallel-verkettete-Faltungscode(PCCC)-Signalinformationen
und können verwendet werden, um die PCCC-Signalisierung
für einen Decodierer anzuleiten. Einige der Informationen
zu der speziellen Nutzung für die Nebenübertragungen
können verwendet werden, um die Steuerung von Prozeduren
zum Kombinieren von AVC(Advanced Video Coding)-Daten und SVC(Scalable
Video Coding)-Daten zu unterstützen. Andere der Informationen
zu der spezifischen Nutzung der Nebenübertragungen können
verwendet werden, um die Steuerung von Prozeduren zum Empfangen
von zeitversetzten Daten zu unterstützen.
-
Es
wird angenommen, dass Audiodaten in denselben MHE-Paketen wie die
AVC-Videodaten mit einer ähnlichen Coderate verkapselt
werden. Die AVC- und SVC-Videodaten, die mit einer 2:1-Reduktion
in der Coderate übertragen werden und in den Klammern als
wiederholte Daten angegeben werden, sind die erneut übertragen
Daten, die für eine Zeitversetzung verwendet werden, die
frühere und spätere Übertragungen derselben
M/H-Daten in der physikalischen Schicht kombiniert. Die wiederholten Übertragungen
verwenden vorzugsweise eine Symbolverschachtelung der äußeren
Faltungscodierung, die sich von der in den ursprünglichen Übertragungen verwendeten
unterscheidet.
-
Zusammenfassung
-
Es
wird eine Vorrichtung zum Übertragen von digitalen Daten
in einem 8-Restseitenband(8-VSB)-Signalformat für den Empfang
durch Mobil/Handheld(M/H)-Empfänger beschrieben. Die Vorrichtung
zum Übertragen von digitalen Daten umfasst einen Generator
von MHE-Paketheadern, die zusätzliche Informationen zu
wenigstens einem Teil der digitalen Daten enthalten, und einen Paket-Formatierer,
der die MHE-Paketheader in den MHE-Paketen installiert. Weiterhin
wird eine Vorrichtung zum Empfangen der digitalen Daten und zum
Wiederherstellen der zusätzlichen Informationen aus den MHE-Paketheadern
und zum Verwenden derselben für eine Modifikation des Betriebs
der Empfangsvorrichtung beschrieben.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - Advanced Television
Systems Committee (ATSC) hat im Jahr 1995 in dem Dokument A/53 einen
digitalen Fernsehstandard, nachfolgend der Kürze halber
einfach als „A/53” bezeichnet [0002]
- - „RF/Transmission Systems Characteristics” betitelte
Anhang D von A/53 [0002]
- - ATSC-Standards for Broadcasting to Mobile and Handheld Receivers [0002]
- - „M/H”-Standard [0002]
- - „M/H 1.0” [0002]
- - „M/H 2.0” [0002]
- - Spezifikation in der Version von A/53 aus dem Jahr 1995 [0003]
- - A/53 [0004]
- - A/53 [0005]
- - A/53 [0006]
- - A/53, Anhang D, §4.2.2 [0029]
- - A/53, Anhang D [0030]
- - A/53, Anhang D, §4.2.3 [0030]
- - A/53, Anhang D, §4.2.4 [0031]
- - A/53, Anhand D, §4.2.4 [0031]
- - „Main Service Trellis Coding” betitelten
Abschnitt 6.4.1.4 von A53, Teil 2, 2007 [0031]
- - A/53-Byteverschachtelung [0040]
- - A/53, Anhang D, §4.2.4 [0040]
- - A/53, Anhang D, §4.2.2 [0040]
- - Versionen 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0 und 8.0 des ATSC
Digital Broadcast Standards für M/H-Empfänger [0052]
