用于发送和接收信号的装置以及用于发送和接收信号的方法
【专利摘要】用于发送和接收信号的装置以及用于发送和接收信号的方法。一种向接收机发送广播数据的发射机包括：第一编码器，其用于对物理层管道PLP数据进行编码并输出经编码的PLP数据；第一符号映射器，其用于将经编码的PLP数据映射成PLP数据符号；第二编码器，其用于对第一层信令数据进行编码并输出经编码的第一层信令数据；第二符号映射器，其用于将经编码的第一层信令数据映射成第一层信令符号；帧构造器，其用于构造帧，所述帧包括所述第一层信令符号和所述PLP数据符号；以及调制器，其用于通过正交频分复用OFDM方案来调制所述帧，其中所述第一层信令数据包括指示超帧中的帧数量的字段和指示所述超帧中的帧索引的字段。
【专利说明】用于发送和接收信号的装置以及用于发送和接收信号的方 法
[0001] 本申请是申请号为200980155895. 3的发明专利申请（国际申请号：PCT/ KR2009/002517,国际申请日：2009年5月12日，发明名称：用于发送和接收信号的装置以 及用于发送和接收信号的方法）的分案申请。
【技术领域】
[0002] 本发明涉及用于发送和接收信号的方法以及用于发送和接收信号的装置，更具体 地说，涉及能够提高数据传输效率的发送和接收信号的方法以及发送和接收信号的装置。
【背景技术】
[0003] 随着数字广播技术的发展，用户已经接收到高清晰（HD)的运动图像。随着压缩算 法的持续发展和硬件性能的提高，未来将向用户提供更好的环境。数字电视（DTV)系统可 以接收数字广播信号并向用户提供多种补充业务以及视频信号和音频信号。
[0004] 数字视频广播（DVB :Digital Video Broadcasting)-C2是加入第二代传输系统的 DVB家族中的第三个规范。该规范开发于1994年，DVB-C现在已经被部署在全世界范围内 的超过5千万个有线电视调谐器中。与其他的DVB第二代系统一致，DVB-C2使用了低密度 的奇偶校验（LDPC)和BCH码的组合。与DVB-C相比，这种强大的前向纠错（FEC)在载波噪 声比方面提供了大约5dB的改进。恰当的比特交织方案优化了 FEC系统的整体鲁棒性。在 通过报头扩展后，这些帧被称为物理层管道（PLP:PhySical Layer Pipe)。这些PLP中的 一个或更多个被复用到数据切片中。向各个切片应用（时域和频域）二维交织，使接收机 能够消除突发减损（burst impairment)和如单一频率窜入（single frequency ingress) 的频率选择干扰的影响。
【发明内容】
[0005] 技术问题
[0006] 随着这些数字广播技术的发展，对诸如视频信号和音频信号的业务的需要增加， 并且用户需要的数据的大小和广播信道的数量逐渐上升。
[0007] 技术方案
[0008] 因此，本发明致力于一种发送和接收信号的方法以及一种发送和接收信号的装 置，该方法和装置能够大体上消除了由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问 题。
[0009] 本发明的一个目的是提供一种用于发送和接收信号的方法以及发送和接收信号 的装置，其能够改善数据传输效率。
[0010] 本发明的另一个目的是提供一种用于发送和接收信号的方法以及发送和接收信 号的装置，其能够改善配置业务的比特的纠错能力。
[0011] 本发明的其它优点、目的及特征一部分将在以下的说明书中进行阐述，并且一部 分对于本领域的技术人员来说将在研读以下内容后变得清楚。本发明的这些目的和其它优 点可以通过在本书面描述及其权利要求书及附图中具体指出的结构来实现和获得。
[0012] 为了实现该目标，本发明的第一方面提供了用于向接收机发送广播数据的发射 机，该发射机包括：第一编码器，其被配置成接收物理层管道（PLP)数据，以对接收到的PLP 数据进行编码并输出经编码的PLP数据；第二编码器，其被配置成接收第一层信令数据，以 对接收到的第一层信令数据进行编码并输出经编码的第一层信令数据；帧构造器，其被配 置成接收输出的PLP数据和输出的第一层信令数据，并且对接收到的PLP数据和接收到的 第一层信令数据进行组装以形成帧结构，其中，所述发射机被配置成对所述第一层信令数 据进行处理，其中，所述第一层信令数据包括第一层变化计数器信息，其中，所述第一层变 化计数器信息表示在第一层信令数据结构将发生变化的位置之前的帧的数量。
[0013] 本发明的另一个方面提供了一种用于处理广播数据的接收机，该接收机包括：帧 分割器，其被配置成接收具有至少一个物理层管道（PLP)数据和帧报头的帧，并且将所述 帧分割成所述至少一个PLP数据和所述帧报头，所述帧报头包括第一层信令数据；解码器， 其被配置成接收分割出的第一层信令数据并对接收到的第一层信令数据进行解码，其中所 述接收机被配置成处理所述第一层信令数据，其中，所述第一层信令数据包括第一层变化 计数器信息，所述第一层变化计数器信息表示在第一层信令数据结构将发生变化的位置之 前的帧的数量。
[0014] 本发明的另一个方面提供了一种向接收机发送广播数据的方法，该方法包括以下 步骤：接收物理层管道（PLP)数据；对接收到的PLP数据进行编码；接收第一层信令数据； 对接收到的第一层信令数据进行编码；以及对经编码的PLP数据和经编码的第一层信令数 据进行组装以形成帧结构，其中，所述第一层信令数据包括第一层变化计数器信息，其中， 所述第一层变化计数器信息表示在第一层信令数据结构将发生变化的位置之前的帧的数 量。
[0015] 本发明的另一个方面提供了一种接收广播数据的方法，该方法包括以下步骤；接 收具有至少一个物理层管道（PLP)数据和帧报头的帧；将所述帧分割成所述至少一个PLP 数据和所述帧报头，所述帧报头包括第一层信令数据；以及对分割出的第一层信令数据进 行解码，其中，所述第一层信令数据包括第一层变化计数器信息，所述第一层变化计数器信 息表示在第一层信令数据结构将发生变化的位置之前的帧的数量。
[0016] 本发明的一个实施方式涉及一种数字传输系统和物理层信令方法。本发明的另一 实施方式涉及正交幅度调制（QAM，Quadrature Amplitude Modulation),具体地说，涉及利 用了二进制反射格雷码（BRGC，Binary Reflected Gray Code)的改进QAM和利用了非均勻 调制以进行有效调制的改进的组合。
[0017] 本发明的另一实施方式涉及一种有效的分散导频模式和用于信道估计的前导码 结构，并且涉及一种用于在利用信道绑定提高频谱效率的系统中实现该有效的分散导频模 式和前导码结构的解码器结构。
[0018] 具体地说，该实施方式涉及一种用于通过增加频谱效率来提高编码增益的前导码 结构和用于进行有效解码的接收机。此外，描述了一种接收机结构和可以在该前导码结构 中使用的分散导频模式。通过使用所建议的导频模式，可以在不使用信道绑定信息中的信 息的情况下对在随机的调谐器窗口位置处在前导码中发送的L1信号进行解码。
[0019] 本发明的另一实施方式涉及用于减小信道绑定系统中的信令开销的最优L1信令 以及有效接收机结构。
[0020] 本发明的另一实施方式涉及在不进行打孔的情况下，即在不使性能劣化的情况下 能够最大化频谱效率的L1块结构。
[0021] 本发明的一个实施方式涉及用于L1信令的具有最小化开销的结构或者用于在信 道绑定环境下频谱效率增大的自适应L1块结构。该结构能够适于能根据信道绑定结构或 传输信道环境变化的L1块。
[0022] 本发明的一个实施方式涉及适于信道绑定系统的交织结构。所建议的交织结构能 够允许在随机的调谐器窗口位置处对用户请求的业务进行解码。
[0023] 本发明的另一实施方式涉及在信道绑定环境下在FECFRAME报头中发送数据 切片的类型信息。所述数据切片的类型可以是恒定编码调制（CCM，Constant Coding and Modulation)或自适应编码调制/可变编码调制（ACM/VCM，Adaptive Coding and Modulation/Variable Coding and Modulation)。能够使 LI 信令开销最小化。
[0024] 本发明的另一实施方式涉及在前导码的报头中发送L1块时间交织参数。此外，提 出了一种用于确保信令的鲁棒性的保护机制。
[0025] 本发明的另一实施方式涉及一种报头结构，其能够以Ll-pre的形式发送在前导 码中发送的L1信令的L1大小信息以及时间交织参数。
[0026] 本发明的另一实施方式涉及一种L1块的有效时间交织结构。
[0027] 本发明的另一实施方式涉及一种寻址方法，其能够减小L1信令结构中PLP地址开 销。
[0028] 本发明的另一实施方式涉及一种时间交织器，其能够在突发噪音环境下具有全交 织深度。
[0029] 本发明的另一实施方式涉及一种时间交织前导码，其能够具有全交织深度。
[0030] 本发明的另一实施方式涉及一种有效的去交织器，其能够通过利用2-D单缓冲器 执行符号去交织来使去交织需要的存储器减少一半。
[0031] 本发明的另一实施方式涉及利用数据切片的0FDM系统的接收机架构。
[0032] 本发明的另一实施方式涉及前导码的时间交织和时间去交织的方法。通过对除了 导频以外的前导码进行交织，可以最大化时间和频率交织的效果，并且可以最小化去交织 需要的存储器。
[0033] 本发明的另一实施方式涉及前导码符号中发送的L1报头的信令字段和报头结 构。
[0034] 本发明的另一实施方式涉及L1信令和利用该L1信令进行有效的有线广播的接收 机。
[0035] 本发明的另一实施方式涉及有效的L1信令和利用该有效的L1信令进行有效的有 线广播的接收机。
[0036] 本发明的另一实施方式涉及更有效的L1信令和利用该更有效的L1信令进行有效 的有线广播的接收机。
[0037] 有益效果
[0038] 根据本发明，能够提供一种处理广播数据的接收机，该接收机包括：帧分割器，其 被配置成接收具有至少一个物理层管道（PLP)数据和帧报头的帧，并且将所述帧分割成所 述至少一个PLP数据和所述帧报头，所述帧报头包括第一层信令数据；解码器，其被配置成 接收分割出的第一层信令数据并对接收到的第一层信令数据进行解码，其中所述接收机被 配置成处理所述第一层信令数据，其中，所述第一层信令数据包括第一层变化计数器信息， 所述第一层变化计数器信息表示在所述第一层信令数据的结构将发生变化的位置之前的 中贞的数量。
【专利附图】
【附图说明】
[0039] 附图被包括在本申请中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本申请中且构成 本申请的一部分，附图示出了本发明的（多个）实施方式，且与说明书一起用于解释本发明 的原理。在附图中：
[0040] 图1是在欧洲DVB-T中使用的64-正交幅度调制（QAM)的示例。
[0041] 图 2 是二进制反射格雷码（BRGC :Binary Reflected Gray Code)的方法。
[0042] 图3是通过修改在DVB-T中使用的64-QAM而接近高斯型的输出。
[0043] 图4是BRGC中的反射对之间的汉明（Hamming)距离。
[0044] 图5是I轴和Q轴中的每一个都存在反射对的QAM中的特性。
[0045] 图6是利用BRGC的反射对修改QAM的方法。
[0046] 图7是经过修改的64/256/1024/4096-QAM的示例。
[0047] 图8到图9是利用BRGC的反射对修改的64-QAM的示例。
[0048] 图10到图11是利用BRGC的反射对修改的256-QAM的示例。
[0049] 图12到图13是是利用BRGC的反射对修改的1024-QAM的示例（0到511)。
[0050] 图14到图15是是利用BRGC的反射对修改的1024-QAM的示例（512到1023)。
[0051] 图16到图17是是利用BRGC的反射对修改的4096-QAM的示例（0到511)。
[0052] 图18到图19是是利用BRGC的反射对修改的4096-QAM的示例（512到1023)。
[0053] 图20到图21是是利用BRGC的反射对修改的4096-QAM的示例（1024到1535)。
[0054] 图22到图23是是利用BRGC的反射对修改的4096-QAM的示例（1536到2047)。
[0055] 图24到图25是是利用BRGC的反射对修改的4096-QAM的示例（2048到2559)。
[0056] 图26到图27是是利用BRGC的反射对修改的4096-QAM的示例（2560到3071)。
[0057] 图28到图29是是利用BRGC的反射对修改的4096-QAM的示例（3072到3583)。
[0058] 图30到图31是是利用BRGC的反射对修改的4096-QAM的示例（3584到4095)。
[0059] 图32是对其中利用BRGC对256-QAM进行了修改的修改后的QAM进行比特映射的 示例。
[0060] 图33是将MQAM变换成不均匀的星座图的示例。
[0061] 图34是数字发送系统的示例。
[0062] 图35是输入处理器的不例。
[0063] 图36是可以包括在基带（BB)中的信息。
[0064] 图37是BICM的示例。
[0065] 图38是缩短/打孔编码器的示例。
[0066] 图39是应用各种星座的示例。
[0067] 图40是考虑了常规系统之间的兼容性的情况的另一个示例。
[0068] 图41是包括针对L1信令的前导码和针对PLP数据的数据符号的帧结构。
[0069] 图42是帧构造器的示例。
[0070] 图43是图4所示的导频插入（404)的示例。
[0071] 图44是SP的结构。
[0072] 图45是新的SP结构或导频模式（PP) 5。
[0073] 图46是所提出的PP5'的结构。
[0074] 图47是数据符号与前导码之间的关系。
[0075] 图48是数据符号与前导码之间的另一种关系。
[0076] 图49是有线信道延迟概况的示例。
[0077] 图50是使用z = 56和z = 112的分散导频结构。
[0078] 图51是基于0FDM的调制器的示例。
[0079] 图52是前导码结构的示例。
[0080] 图53是前导码解码的示例。
[0081] 图54是设计更优化的前导码的过程。
[0082] 图55是前导码结构的另一个示例。
[0083] 图56是前导码解码的另一个示例。
[0084] 图57是前导码结构的示例。
[0085] 图58是L1解码的示例。
[0086] 图59是模拟处理器的示例。
[0087] 图60是数字接收机系统的示例。
[0088] 图61是在接收机处使用的模拟处理器的示例。
[0089] 图62是解调器的示例。
[0090] 图63是帧解析器的示例。
[0091] 图64是BICM解调器。
[0092] 图65是利用缩短/打孔的LDPC解码的示例。
[0093] 图66是输出处理器的不例。
[0094] 图67是8MHz的L1块重复率的示例。
[0095] 图68是8MHz的L1块重复率的示例。
[0096] 图69是新的7. 61MHz的L1块重复率的示例。
[0097] 图70是在帧报头中发送的L1信令的示例。
[0098] 图71是前导码和L1结构仿真结果。
[0099] 图72是符号交织器的示例。
[0100] 图73是L1块发送的示例。
[0101] 图74是在帧报头中发送的L1信令的另一个示例。
[0102] 图75是频率或时间交织/去交织的示例。
[0103] 图76是分析L1信令的开销的表，该L1信令在图3中所示的BICM模块的数据通 道上的ModCod报头插入模块（307)处在FECFRAME报头中发送。
[0104] 图77示出了用于最小化开销的FECFRAME报头的结构。
[0105] 图78示出了前述L1保护的误码率（BER)性能。
[0106] 图79示出了传输帧和FEC帧结构的示例。
[0107] 图80示出了 L1信令的示例。
[0108] 图81示出了 Ll-pre信令的示例。
[0109] 图82示出了 L1信令块的结构。
[0110] 图83示出了 L1时间交织。
[0111] 图84示出了提取调制和编码（code)信息的示例。
[0112] 图85示出了 Ll-pre信令的另一示例。
[0113] 图86示出了前导码中发送的L1信令块的调度的示例。
[0114] 图87示出了考虑了功率提升（power boosting)的Ll-pre信令的示例。
[0115] 图88示出了 L1信令的示例。
[0116] 图89不出了提取调制和编码/[目息的另一不例。
[0117] 图90示出了提取调制和编码信息的另一示例。
[0118] 图91示出了 Ll-pre同步的示例。
[0119] 图92示出了 Ll-pre信令的示例。
[0120] 图93示出了 L1信令的示例。
[0121] 图94示出了 L1信令通道的示例。
[0122] 图95是在帧报头内发送的L1信令的另一示例。
[0123] 图96是在帧报头内发送的L1信令的另一示例。
[0124] 图97是在帧报头内发送的L1信令的另一示例。
[0125] 图98示出了 L1信令的示例。
[0126] 图99是符号交织器的示例。
[0127] 图100示出了图99的时间交织器的交织性能。
[0128] 图101是符号交织器的示例。
[0129] 图102示出了图101的时间交织器的交织性能。
[0130] 图103是符号去交织器的示例。
[0131] 图104是时间交织的另一示例。
[0132] 图105是利用图104所示的方法的交织的结果。
[0133] 图106是图105的寻址方法的示例。
[0134] 图107是L1时间交织的另一示例。
[0135] 图108是符号去交织器的示例。
[0136] 图109是去交织器的另一示例。
[0137] 图110是符号去交织器的示例。
[0138] 图111是用于时间去交织的行地址和列地址的示例。
[0139] 图112示出了没有使用导频的数据符号域中的普通（general)块交织的示例。
[0140] 图113是使用数据切片的0FDM发射机的示例。
[0141] 图114是使用数据切片的0FDM接收机的示例。
[0142] 图115是时间交织器的示例和时间去交织器的示例。
[0143] 图116是形成0FDM符号的示例。
[0144] 图117是时间交织器（ΤΙ)的示例。
[0145] 图118是时间交织器（ΤΙ)的示例。
[0146] 图119是发射机处的前导码结构的示例和接收机处的处理的示例。
[0147] 图120是在接收机处从前导码获得L1_XFEC_FRAME的处理的示例。
[0148] 图121是发射机处的前导码结构的示例和接收机处的处理的示例。
[0149] 图122是时间交织器（TI)的示例。
[0150] 图123是使用数据切片的0FDM发射机的示例。
[0151] 图124是使用数据切片的0FDM接收机的示例。
[0152] 图125是时间交织器（TI)的示例。
[0153] 图126是时间去交织器（TDI)的示例。
[0154] 图127是时间交织器（TI)的示例。
[0155] 图128是前导码时间交织和去交织流程的示例。
[0156] 图129是L1报头信令中的时间交织深度参数。
[0157] 图130是L1报头信令、L1结构和填充（padding)方法的示例。
[0158] 图131是L1信令的示例。
[0159] 图 132 是 dslice_ti_depth 的不例。
[0160] 图 133 是 dslice_type 的不例。
[0161] 图 134 是 plp_type 的示例。
[0162] 图 135 是 Plp_payload_type 的不例。
[0163] 图 136 是 Plp_modcod 的示例。
[0164] 图137是GI的示例。
[0165] 图138是PAPR的示例。
[0166] 图139是L1信令的示例。
[0167] 图 140 是 plp_type 的示例。
[0168] 图141是L1信令的示例。
[0169] 图142是L1报头信令、L1结构和填充方法的示例。
[0170] 图143是L1信令的示例。
[0171] 图144示出了 L1信令的字段的示例。
【具体实施方式】
[0172] 图143是L1信令的一个示例。
[0173] 图144示出了 L1信令的字段的示例。
[0174] 本发明的实施方式
[0175] 下面将详细描述本发明的优选实施方式，在附图中例示出了本发明的优选实施方 式的示例。尽可能在整个附图中用相同的标号代表相同或类似部件。
[0176] 在下面的说明中，术语"业务"将表示能够通过信号发送/接收装置发送/接收的 任意广播内容。
[0177] 在使用常规的比特交织编码调制（BICM :Bit Interleaved Coded Modulation)的 广播发送环境中，使用了利用二进制反射格雷码（BRGC)的正交幅度调制（QAM)作为调制方 法。图1示出了在欧洲DVB-T中使用的64-QAM的示例。
[0178] 利用图2中示出的方法可以得到BRGC。通过将（n-1)个比特的BRGC的反码（即， 反射码）添加到（n-1)个比特的后面，将0添加到初始的（n-1)个比特的BRGC的前面，并 且将1添加到反射码的前面，可以得到η个比特的BRGC。使用此方法得到的BRGC码在相邻 的码之间具有汉明距离一（1)。此外，当将BRGC应用于QAM时，一个点和与该点最紧密地相 邻的四个点之间的汉明距离是一（1)，而该点和与该点次最紧密相邻的另外四个点之间的 汉明距离是二（2)。可以把特定的星座点与其他相邻点之间的汉明距离的特性称为QAM中 的格雷映射规律。
[0179] 为了使系统对加性高斯白噪声（AWGN)更加鲁棒，可以使从发射机发送来的信号 的分布接近高斯分布。为此，可以对星座图中的点的位置进行修改。图3示出了通过修改 在DVB-T中使用的64-QAM而得到的接近高斯型的输出。可以将这样的星座图称为不均匀 QAM(NU-QAM)。
[0180] 为了得到不均匀QAM的星座图，可以使用高斯累积分布函数（⑶F:Gaussian Cumulative Distribution Function)。在 64、256 或 1024QAM(即，2ΛΝ QAM)的情况下，可 以将QAM分成两个独立的N-PAM。通过将高斯CDF分成具有相同概率的N段并且允许各段 中的信号点代表该段，可以得到具有高斯分布的星座图。换言之，可以将新定义的不均匀的 N-ΡΑΜ的坐标xj定义为：
[0181]
【权利要求】
1. 一种向接收机发送广播数据的发射机，所述发射机包括： 第一编码器，其用于对物理层管道PLP数据进行编码并输出经编码的PLP数据； 第一符号映射器，其用于将经编码的PLP数据映射成PLP数据符号； 第二编码器，其用于对第一层信令数据进行编码并输出经编码的第一层信令数据； 第二符号映射器，其用于将经编码的第一层信令数据映射成第一层信令符号； 帧构造器，其用于构造帧，所述帧包括所述第一层信令符号和所述PLP数据符号；以及 调制器，其用于通过正交频分复用OFDM方案来调制所述帧， 其中所述第一层信令数据包括指示超帧中的帧数量的字段和指示所述超帧中的帧索 引的字段。
2. 根据权利要求1所述的发射机，其中所述第一层信令数据包括指示是否使用PAPR降 低的字段和识别当前网络的字段。
3. 根据权利要求1所述的发射机，其中所述第一层信令数据包括识别用于发送所述广 播数据的系统的字段。
【文档编号】H04L27/34GK104125041SQ201410347471
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2009年5月12日 优先权日:2009年2月5日
【发明者】高祐奭, 文相喆 申请人:Lg电子株式会社