专利名称：数字音频广播系统的中支持优先级数据传输的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及数字音频广播(DAB)系统和地面数字多媒体广播(DMB)系统，更特别地涉及一种用于发送第一业务之一的数据的方法和装置，从而当从DAB发射机提供音频、数据及视频业务时，可根据数据优先级有差别的采用码速率。
背景技术：
数字音频广播(DAB)发射机是一个通常称为欧洲研究协调代理(Eureka)147 DAB的DAB系统的发射机。该DAB系统是音频和数据业务的数字广播系统，用于在欧洲提供现有的调幅(AM)及调频(FM)广播的数字信号。
DAM系统将音频和数据业务定义为可能的传输业务。为了满足随移动通信技术及无线数据传输技术的快速发展而对移动多媒体业务不断增长的需求，已经提出了可在DAB系统的流模式中提供多媒体业务的地面数字多媒体广播(DMB)系统。
地面DMB系统是移动多媒体技术的典型例子，在移动多媒体技术中可以以DAB系统的流模式在移动设备上观看电视(TV)节目。基本上，地面DMB系统不仅具有能提供DAB系统中支持的音频及数据业务，还具有能提供稳定的视频业务的功能。因此，地面DMB系统与DAB系统共享发射机和接收机，并附加提供有视频编码器和解码器用于提供视频业务。
图1例示了传统DAB系统中发射机的结构。
参考图1，将待发送的音频业务信号101及数据业务信号106复用成一个DAB信号。用于复用音频业务信号101及数据业务信号106的处理器如下。
音频编码器102对音频业务信号101进行编码。在转发输入信号101前，音频编码器102删除不必要的信息、压缩该数据、并减小待发送数据的量，从而实现更有效的数据传输。音频编码器102符合移动图像专家组(MPEG)-1音频层-2或MPEG-2音频层-2的格式。
将在音频编码器102中压缩的数据输入到能量扩散扰频器103。能量扩散扰频器103用伪随机二进制序列(PRBS)与输入信号相乘。输入信号具有特定的模式，其中重复同样的比特。特殊模式的重复引发了不希望的信号，该不希望的信号对应于当待发送数据在高频带中转换时产生的直流分量。为了避免产生不希望的信号，数据经过该能量扩散扰频器103以将输入数据与PRBS相乘。当重复特殊模式的数据被输入到能量扩散扰频器103时，将输出值改变为随机模式。
在经过能量扩散扰频器103后，数据被输入到信道编码器104。在DAB系统中，信道编码器104执行卷积编码处理和穿孔处理。对于语音业务，卷积编码具有1/4的码速。在卷积编码处理后，数据经历穿孔处理。在DAB系统中用在穿孔处理中的可用穿孔向量的总数是24。码速根据在该24个向量中所使用的向量而不同。
该编码方法运行于两种编码模式中，即非同等差错保护(UEP)编码模式和同等差错保护(EEP)编码模式。UEP编码方法将编码器的一个输出部分分为四部分，在每个部分中应用不同的穿孔向量，并基于部分接部分，运行于不同的码速。另一方面，EEP编码方法将相同的穿孔向量应用到输出数据，并运行于规则的码速。由于码速根据所选择的穿孔向量而不同，DAB系统根据穿孔向量模式具有多种可选码速。该可选的码速根据UEP编码方法或EEP编码方法的使用而不同，或根据待发送的子信道的容量而不同。
发射机确定根据当前待发送数据的类型或特征确定要使用哪种可选的码速。发射机根据当前待发送数据是否对差错或延迟敏感来从可选码速中选择一种。当当前待发送数据对差错敏感时，发射机选择一种能提高差错修正能力的码速。当当前待发送数据对延迟敏感时，发射机选择一种能提高数据传输速率的码速。发射机向接收机发送有关所选码速的信息。码速信息包含在复用配置信息(MCI)113中。
信道编码器104的输出数据被传递到时间交织器105。时间交织器105执行一种操作，该操作用来根据有规律的规则改变输入信号的输出序列。DAB系统使用卷积交织器。
卷积交织器具有16个预定的不同长度的寄存器。也可提前定义该16个具有不同长度的寄存器的顺序排列。输入到卷积交织器的数据被连续的输入给寄存器。寄存器同时输出做为输出值存储的最后比特。因此，输入数据由寄存器的长度延迟，并且随后作为寄存器的输出值被发送。即，输出数据可根据其位置被延迟或不被延迟。
输出数据值的延迟时间根据每个寄存器的长度而不同。由于输出数据根据每个寄存器的长度而具有不同的延迟值，因而交织器的输出数据的输出顺序与输入顺序不同。当交织器的输出数据被改变时，从发射机向接收机发送数据时会发生脉冲差错。在这种情况下，如果数据经过接收机的解交织器，由于分散了产生差错比特的位置会发生随机差错。可在解码器中校正该随机差错。
时间交织器105的输出数据被输入给主业务信道(MSC)复用器111。由于在音频业务情况中可同时存在一种或多种业务，在独立的经过基于逐个业务的处理后，数据被输入给该MSC复用器111。
数据业务信号106经过数据编码器107。该数据编码器107可被省略，或可根据数据业务的类型而不同。
将数据业务信号输入到能量扩散扰频器108。能量扩散扰频器108的功能与用于音频业务信号的能量扩散扰频器103相同。用在能量扩散扰频器108中的PRBS与用在能量扩散扰频器103中的相同。
能量扩散扰频器108的输出被输入到信道编码器109。类似于用于音频业务信号的信道编码器104，该信道编码器109执行卷积编码处理及穿孔处理，并能够选择性的应用UEP和EEP编码模式中的一种。常规的，音频业务信号使用UEP编码方法，数据业务信号使用EEP编码方法。信道编码器109与在音频业务中一样，根据从发射机待发送的数据业务的特征选择并使用可选码速中的一种。关于所选码速的信息被包括在MCI 113中，并被发送给接收机。
在经过信道编码器109后，数据被传递给时间交织器110。该时间交织器110使用与用于音频业务信号的时间交织器105相同的卷积交织器。
时间交织器110的输出数据被输入到MSC复用器111。类似于音频业务，在数据业务的情况中可同时存在一种或多种数据业务。在独立的经过基于逐个业务的处理后，数据被输入到MSC复用器111。
如上所述，在独立的经过编码及交织处理后，音频及数据业务信号被输入到MSC复用器111。如果独立执行业务信号处理，就意味着业务可具有不同的码速。
在每个业务中用于独立编码处理的单元称为物理概念中的子信道。即，编码器即时间交织器操作在一个子信道的单元中。在如上所述的信道编码处理中，每个子信道根据待发送的业务数据的特征选择性地使用可选码速中的一种。因此，使用不同子信道的业务可具有不同的码速。
用在DAB系统中的业务传输方法具有两种模式。以流模式的传输方法可在一个信道中仅发送一个业务，以分组模式的传输方法可在一个子信道中发送一个或多个业务。流模式传输方法用于音频业务传输，分组模式传输方法用于传统的数据业务传输。同样，可以流模式发送数据业务。可在同一子信道中象音频业务信号中一样发送与音频节目相关的数据。诸如业务量信息或突发事件信息的优先级数据被分离为快速信息信道(FIC)数据业务信号112，并可在FIC中发送。
FIC的主要功能是发送控制信息。FIC由FIC数据业务信号112、与关于子信道的复用的控制信息相应的MCI 113、及包含关于分配给子信道的业务的控制信息的业务信息(SI)114构成。
在经过逐个子信道的编码及交织处理之后，信号被输入到MSC复用器111。MSC复用器111复用输入子信道。复用后的子信道数据构成一个MSC。该MSC被输入到帧复用器118。除MSC之外，FIC被输入到帧复用器118。MSC、FIC及同步信道用于构成一个DAB帧。
图2是传统DAB系统的帧结构。
提供的DAB帧201具有同步信道202、FIC203及MSC204。DAB帧201由一个空符号及76个符号构成。第一正交频分复用(OFDM)符号是空符号，第二OFDM符号是相位基准符号(PRS)。由于在第一空符号中不发送信号，在空符号区间中的能量比不同的符号传输区间中的小的多。因此，接收机可通过使用能量检测运算检测空符号来检测帧开始点。第二PRS符号发送对于数据解调是必需的相位信息。两个符号中的一个信道是同步信道202。同步信道202被映射到在DAB帧的头端上的两个符号的一个区间。
FIC203的一个区间跟随同步信道202。三个符号用于发送FIC203。其余的72个符号用于发送MSC204。
FIC203由多个快速信息块(FIB)205构成。通过一个FIC203发送的FIB205的数目根据传输模式而不同。具有四种传输模式。传输模式I、II、III及IV被分别映射到12、3、4及6个FIB。
一个FIB205具有256比特的总长度。FIB205由240比特的数据域206和16比特的循环冗余校验(CRC)域207构成。FIB数据域206由多个快速信息组(FIG)208构成。FIG208被分为一个FIG头209和一个FIG数据域210。FIG头209由一个用于指示在数据域210中发送的数据类型的FIG类型域211和一个用于指示FIG数据域210长度的FIG长度域212构成。在FIB数据域206中发送FIG208。当待发送的FIG208的总长度与FIB数据域206的总长度不等时，末端指示符213指示有效数据域的末端，并用0填充其余的域。末端指示符213是8比特，并且8个比特全是1。
MSC204由普通的交织帧(CIF)214构成，在该交织帧中置有待发送数据。CIF214的数目根据传输模式而不同。四个CIF用在传输模式I中。一个CIF用在传输模式II和III中。两个CIF用在传输模式IV中。CIF214具有55,296比特的长度，并由子信道215构成。当没有用待发送的子信道填充CIF时，用0填充其余的域。
再次参考图1，MSC被从MSC复用器111输入到帧复用器118。同样，FIC也被输入到帧复用器118。
在FIC中待发送的信息包括用于发送业务量信息或突发消息的FIC数据业务信号112、MCI 113、SI 114等等。FIC数据业务信号112、MCI 113以及SI 114被输入到控制信息复用器115。MCI 113包括对于将子信道映射到复用器111中的MSC是必要的控制信息，以及有关信道编码器104和109的码速的信息。使用MCI 113控制信道编码器104和109，以及用于发射机的子信道的MSC复用器111。接收机接收MCI 113并控制信道编码器和对于每个子信道的解复用器。
参考图2，MCI和SI被分配给FIG的数据域210。FIG头209指示在FIG数据域210中发送的数据是否是MCI或SI。从而，接收机能通过该FIG头209确定在FIG中发送的数据类型。FIG根据待发送的数据量具有可变的长度。可通过FIG头209检测有关每个FIG长度的信息。除发送MCI和SI的情况，在FIC中待发送的FIG也发送与用于FIC数据业务的信道相应的快速信息数据信道(FIDC)。在控制信息复用器115中各种FIG类型形成一个FIC。
FIC经过能量扩散扰频器116。该能量扩散扰频器116与用于数据传输的能量扩散扰频器103和108相同。
能量扩散扰频器116的输出流经过信道编码器117。在信道编码器117中使用卷积编码。FIC的码速固定为1/3。
在经过信道编码器117后，在帧复用器118中，FIC连同相应于MSC复用器111的输出数据的MSC一起构成一个DAB帧，该MSC复用器111的输出数据是由音频及数据业务的数据构成的。在参考图2所述的帧结构中，FIC置于MSC之前。FIC与MSC的不同在于FIC不经历时间交织。接收机执行FIC解调比MSC解调早。
在DAB帧经过帧复用器118之后，通过广播(DAB)信号发生器124产生并发送DAB信号123。提供的DAB信号发生器124具有数据调制器119、频率交织器120、同步符号发生器121及OFDM调制器122。将更详细的描述DAB信号发生器124的操作。
在经过帧复用器118后，在数据调制器119中将DAB帧映射成两个连续的比特。更具体地说，一个比特被映射成I信道数据，其它比特被映射成Q信道数据。在正交相移键控(QPSK)调制中，两个比特构成一个符号，并通过频率交织器120被记录。频率交织器120仅记录I/Q数据的Q数据。用于记录Q数据的规则根据传输模式而不同。该规则使用在每种传输模式中设置的表。该表定义在Eureka-147标准的欧洲电信标准协会(ETSI)EN 300 401中。
在经过频率交织后，数据被输入到OFDM调制器122并经历逆快速傅立叶变换(IFFT)处理。由于频率交织的影响，子信道元素不能成功映射到该子载波，但它们的位置被分散地映射到该子载波。由于这个原因，待发送数据可对于频率选择性衰减是健壮的。在经过频率交织器120后，数据符号随同同步符号发生器121的输出数据一起被输入到OFDM调制器122。
同步符号发生器121产生图2的同步信道202的PRS。PRS提供用于差分QPSK(D-QPSK)调制的相位参考。D-QPSK调制方案使用先前符号和当前符号间的相位差别，并发送两个相邻符号间的相位信息。接收机计算接收到的符号和解调发送符号值之间的相位差别。其上执行了D-QPSK调制的信号被IFFT转换成了OFDM符号，76个OFDM符号形成一个DAB帧信号123。DAB帧信号123的帧长度根据该四种可能的传输模式而不同。在传输模式I中帧长度有96ms，在传输模式II和III中有24ms，在传输模式IV中有48ms。在韩国，地面DMB使用DAB的传输模式I。
图3例示了传统DAB系统中接收机的结构。
参考图3，当接收机接收到DAB信号301时，DAB解调器323解调DAB信号301。解调后的DAB信号被输入到帧解复用器305。DAB信号解调器323的操作如下。
同步检测器303接收DAB信号301。同步检测器303可使用DAB信号301或OFDM解调器302的输出信号。
同步检测器303执行三种同步检测功能。第一种同步检测功能搜索DAB帧的开始点。第二种同步检测功能补偿接收信号的频率偏移。第三种同步检测功能是符号时序同步检测，以补偿该多个符号开始点间的时序偏移，从而搜索准确的FFT时间。为了执行该三种同步检测功能，使用时域信号的保护区间，并使用相应于频域信号的OFDM解调器302的输出信号。由于每个同步检测处理的运算法则对实现接收机是传出去的，在此省略了其详细的描述。
OFDM解调器302执行快速傅立叶变换(FFT)处理，并将时域信号转换成频域DAB信号。此外，OFDM解调器302执行频率交织。在经过FFT处理及频率交织后，数据通过数据解调器304被输入到帧解复用器305。帧解复用器305将数据分成携带控制信息的FIC信号和携带数据的MSC信号。
在帧解复用器305中分离的FIC信号经过信道解码器306和能量扩散解扰器307。控制信息解复用器308将信号分成FIC数据业务信号309、MCI 310和SI 311。当MCI 310被解调时，可检测MSC中子信道的位置和长度，并可检测关于子信道的码速的信息。
关于MCI 310的子信道的信息被用于控制MSC解复用器312。MSC解复用器312基于MCI 310分离子信道数据。当子信道用于音频业务时，子信道数据经过解交织器313和信道解码器314。信道解码器314通过MCI 310的信息设置码速，并解码数据。在经过解扰器315后，在音频解码器316中解码信道解码器314的输出数据，从而输出音频信号317。
在数据业务的情况下，MSC解复用器312通过MCI 310的信息确定子信道用于数据业务，并将相关子信道的数据传递给解交织器318。在经过解交织器318后，在信道解码器319中解码数据。可通过MCI 310检测码速。在经过能量扩散解扰器320后，在数据解码器321中解码信道解码器319的输出数据，从而输出数据业务信号322。
在如上所述操作的传统DAB系统的发送和接收结构中，待发送数据主要在子信道单元内编码和交织。这存在一个问题，即由于使用至少一个业务中的子信道发送数据，即使当在解码过程中不需要所有的业务数据时，终端还是接收并解码所有的业务数据。
发明内容
因而，本发明被设计为解决存在于现有技术中的上述及其它问题。因此，本发明的一个目的是提供一种能使用不同的子信道优先发送属于一个业务的数据的方法和装置，从而当使用DAB和数字多媒体广播(DMB)系统中的数字音频广播(DAB)系统发射机发送音频、数据和视频业务时，可根据数据的优先级区别应用码速。
本发明的另一个目的是提供一个能根据接收机中的请求，通过根据数据优先级分离用于一个业务的传输子信道来选择性地解调数据的方法和装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在数字广播系统的发射机中支持广播数据的优先级传输的方法，包括步骤确定是否支持提供一个广播业务的优先级传输；如果业务支持优先级传输，设置用于该业务的多个待发送的子信道，并设置映射到该多个子信道的数据优先级；在设置完优先级之后，根据该优先级将广播业务的数据映射到多个子信道；在不同的编码器中编码映射到多个子信道的数据流，并发送编码过的数据流。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在数字广播系统的发射机中支持广播数据的优先级传输的装置，包括一个数据发生器，用于设置多个子信道以发送一个待提供的广播业务的数据，设置要映射到多个子信道的数据的优先级，并根据该优先级将广播业务的数据映射到多个子信道；多个子信道发射机，被映射到多个子信道，用于在不同的编码器中对映射到多个子信道的数据流进行编码，并发送编码过的数据流。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在数字广播系统的接收机中接收优先级发送数据的方法，包括步骤解调接收到的数据；从调制数据获取主业务数据和用于解码主业务数据的控制信息；将主业务数据解复用成子信道数据流，该子信道数据流相应于被映射到对于一个广播业务具有不同优先级值数据的子信道；根据控制信息解码子信道数据流；组合基于逐个子信道解码的子信道数据流，并恢复一个业务信号。
根据本发明的再一个方面，提供了一种用于在数字广播系统的接收机中接收优先级发送数据的装置，包括一个解调器，用于解调接收到的数据；一个帧解复用器，用于将解调数据分成主业务数据和用于解码主业务数据的控制信息；一个主业务信道解复用器，用于将主业务数据解复用成子信道数据流，该子信道数据流相应于被映射到对于一个广播业务具有不同优先级值数据的子信道；一个解码器，用于根据控制信息解码子信道数据流；及一个数据恢复单元，用于组合基于逐个子信道解码的子信道数据流，并恢复一个业务信号。
通过下面结合附图的详细描述，将更清楚的理解本发明以上及其它的目的和方面，其中图1例示了传统的数字音频广播(DAB)系统中发射机的结构；图2例示了传统DAB系统中的帧结构；图3例示了传统DAB系统中的接收机结构；图4例示了根据本发明，用于根据数据的优先级支持优先级传输功能的发射机结构；图5例示了根据本发明，支持可缩放性的视频编码器；图6是一个流程图，其例示了根据本发明，根据数据的优先级支持优先级传输功能的发射机的操作过程；图7例示了根据本发明，根据数据的优先级支持优先级传输功能的接收机结构；图8是一个流程图，其例示了根据本发明，用于根据数据的优先级支持优先级传输功能的接收机的操作过程。
具体实施例方式
将在以下参考附图详细描述本发明实施例的操作原理。在下面的描述中，为了清楚和简明，省略了那些本领域技术人员公知的包含在此的功能及结构的详细说明。应该理解，在此使用的措辞和术语是用于说明的目的，不应该被认为是对本发明的限制。
本发明提出了一种用于根据数字音频广播(DAB)系统的发射机中的优先级优先发送数据的方法，该数据是使用不同的子信道的同一业务的数据。将描述视频业务信号的实施例。
本发明中提出的根据数据的优先级的优先级传输不限于视频业务信号，也可根据业务特性应用于音频和数据业务。
在此，发射机用于地面数字多媒体广播(DMB)系统。如上所述，除了DMB系统的发射机是可以传输视频业务的装置之外，地面DMB系统的发射机与DAB系统的一样。发射机的应用不限于地面DMB系统。
根据数据优先级的优先级传输方法对于一个业务发送一个或多个子信道。在一个实施例中，两个子信道用于一个业务。当然，根据系统中可变子信道的数目、待发送数据的优先级分配以及待发送的数据量，要使用的子信道的数目可以至少是两个。
图4例示了根据本发明用于根据数据的优先级支持优先级传输功能的发射机结构。
参考图4，发射机基本上使用如图1所述的传统DAB系统的发射机结构。在图4中，像传统的DAB系统一样，在经过能量扩散扰频器103和108、信道编码器104和109、时间交织器105和110之后，音频业务信号101和数据业务信号106被输入到主业务信道(MSC)复用器409。音频业务信号101和数据业务信号106的传输可参考图1的描述。
即，在图1和4中使用相同的参考数字表示执行相同操作的元件，并且它们的详细说明与参考图1的说明相同。
除音频业务信号101及数据业务信号106之外，视频业务信号401被输入用于另一业务。视频业务信号401被输出到视频编码器402。类似于音频编码器102，视频编码器402删除输入数据的非必要信息、补偿数据、并减小待发送的所述数据，从而使数据传输更有效。视频编码器402指数据发生器，用于编码视频数据信号并产生多个层的数据。
视频编码器402可使用移动图像专家组(MPEG)-4第10部分的高级视频编码(AVC)标准。视频编码器402使用可缩放的技术用于将数据分成两层，并发送该两层的数据，从而可有效的解码数据。在该两层数据中，一层数据是与视频解码必需的基本比特相应的基本层比特流，另一层数据是与附加数据相应的增强层比特流。
根据一种编码方法，使用三种可缩放技术。第一种技术是信噪比(SNR)可缩放性，其中基本层数据具有与增强层数据不同的量化区间。第二种技术是时间可缩放性，其中基本层数据具有与增强层数据不同的帧传输速率。第三种技术是空间可缩放性，其中基本层数据具有与增强层数据不同的空间分辨率。
图5例示了根据本发明支持可缩放性的视频编码器。
参考数字501表示使用SNR可缩放性的情况。当增强层数据501c在执行量化处理时，SNR可缩放编码器501a发送噪声减小数据，该量化是通过将量化区间变到比基本层数据501b的更窄。当主要解码基本层时，解码器可输出通常一般图像质量的视频图象。当附加解码增强层时，由于仅可去除解码基本层处理中发生的噪声，可观看其中噪声减小的更好的视频输出。
参考数字502表示使用时间可缩放性的情况。在时间可缩放性情况中，在基本层中发送更低层的帧，增强层中发送比基本层中更高层的帧。例如，当存在每秒30帧的数据时，在基本层中发送15个主帧，在增强层中发送其余的15个帧。尽管解码器仅解码基本层中发送的帧，可观看视频输出。当解码增强层数据时，可更平滑的输出运动视频。
参考数字503代表使用空间可缩放性的情况。空间可缩放编码器在基本层中发送低分辨率数据，在增强层中发送高分辨率数据。例如，当解码器仅解码基本层数据时，可观看标准清晰度电视(SDTV)类图像质量的图像，当解码器解码到增强层数据时，可观看高清电视(HDTV)类图像质量的图像。
三种基于可缩放性的编码方法的共同特征为将数据分成两层实际解码的基本层，以及可选解码的增强层。从而，视频编码器的输出被分成两层，即具有不同优先级的数据流，而不管所使用的基于可缩放性的编码方法。由于发送、接收并解码了基本数据，其被视作高优先级数据。可选数据被视为低优先级数据。
再次参考图4，通过不同的子信道发送具有不同优先级值的数据流。
具有高优先级的数据流被输入到能量扩散扰频器403，并经过信道编码器405。具有低优先级的数据流被输入到能量扩散扰频器404，并经过信道编码器406。如参考图1的描述，信道编码器405和406从可选的码速中选择一种码速。尽管数据用于相同的业务，发射机根据优先级分离数据，从而基于逐个子信道选择不同的码速。
在传统系统中的同一信道编码器中编码视频编码器402的数据流。但是，本发明具有一个结构，其中两个具有不同优先级值的数据流独立地经过信道编码器405和406。即，通过参考数字415所示的子信道发射机在子信道中发射具有高优先级的数据，而通过参考数字416所示的子信道发射机在子信道中发射具有低优先级的数据。对于每个独立的子信道执行的处理如下。
信道编码器405编码具有该高优先级的数据。信道编码器405使用卷积编码。信道编码器405的码速将通过从图1的发射机待发射的数据的特征确定。由于将在信道编码器405中处理的数据具有高优先级，选择相对较高的码速提高业务质量(QoS)。将有关信道编码器405的码速的信息包括在指示子信道信息的复用配置信息(MCI)410中，并被发送到接收机。通过时间交织器407将信道编码器405的输出数据输入到MSC复用器409。
信道编码器406编码具有该低优先级的数据。信道编码器406使用卷积编码。将根据从发射机待发送的数据的特征将信道编码器406的码速设置成一个合适的值。由于将在信道编码器406中处理的数据具有低优先级，选择一个相对较低的码速，从而实现有效的数据传输。即，相对高的码速应用到具有高优先级的数据，相对低的码速应用到具有低优先级的数据，从而即使当发送用于一个业务的相同数据时也可提高QoS。将有关信道编码器406的码速的信息包括在指示子信道信息的MCI 410中，并被发送到接收机。通过时间交织器408将信道编码器406的输出数据输入到MSC复用器409。
结果，在一个视频编码器402中编码一个视频业务信号401。根据优先级分离数据，并通过不同的子信道415和416将分离后的数据输入到MSC复用器409。
MSC复用器409根据数据优先级接收当前的音频及数据业务子信道或使用优先级传输功能的音频及数据业务子信道，同时根据数据优先级接收支持优先级传输功能的视频业务子信道。为了复用子信道，根据MCI 410控制MSC复用器409。
快速信息信道(FIC)中的待发送信息包括用于发送诸如业务量信息或突发信息的紧急数据的FIC数据业务信号417，与关于子信道复用的控制信息相应的MCI 410，以及包含有关分配给子信道的业务的控制信息的业务信息(SI)411。在这种情况下，可将根据数据优先级用于优先级传输的控制信息插入到待发送的MCI 410或SI 411。如果通过MCI 410发送根据数据优先级用于优先级传输的控制信息，MCI 410将包括关于待通过子信道发送的数据的优先级的信息，以及关于子信道的标识符(ID)及码速的信息。传统的MCI410及表示用于一个业务的业务成分的数目以及业务成分与子信道之间的映射关系。而且，当存在用于根据数据优先级执行优先级传输功能的业务时，传统的MCI 410还附加包括有关每个子信道的优先级的信息。
连同子信道信息一起，在控制信息复用器412中，优先级信息配置快速信息组(FIG)数据域。FIG在信道编码器414中通过能量扩散扰频器413经过卷积编码处理。卷积编码过的FIG被输入到帧复用器118，并在FIC中发送。
在DAB帧经过帧复用器118后，通过DAB信号发生器124产生并发送DAB信号123。提供的DAB信号发生器124具有一个数据调制器119、一个频率交织器120、一个同步符号发生器121及一个正交频分复用(OFDM)调制器122。将更详细的描述DAB信号发生器124的操作。在经过帧复用器118后，将DAB帧在数据调制器119中映射成两个连续的比特。具体的，将一个比特映射成I信道数据，将另一个比特映射成Q信道数据。该两个比特构成正交相移键控(QPSK)调制中的一个符号，并通过频率交织器120被记录。频率交织器120仅记录I/Q数据中的Q数据。用于记录Q数据的规则根据传输模式而不同。该规则使用在每种传输模式中设定的表。在欧洲研究协作代理(Eureka)147标准的欧洲电信标准协会(ETSI)EN 300 401中定义该表。
在经过频率交织后，数据被输入到OFDM调制器122并经历逆快速傅立叶变换(IFFT)处理。由于频率交织的影响，子信道元件不能成功映射到子载波，但它们的位置被分散地映射到子载波。由于这个原因，待发送数据可对于频率选择衰减是健壮的。在经过频率交织器120后，数据符号随同步符号发生器121的输出数据一起被输入到OFDM调制器122。同步符号发生器121产生图2的同步信道202的相位参考符号(PRS)。PRS提供用于差分QPSK(D-QPSK)调制的相位参考。D-QPSK调制方案使用先前符号和当前符号间的相位差别，并发送两个相邻符号间的相位信息。接收机计算接收到的符号和解调发送符号值之间的相位差别。其上执行了D-QPSK调制的信号被IFFT转换成了OFDM符号，76个OFDM符号形成一个DAB帧信号123。DAB帧信号123的帧长度根据四种传输模式而不同。在传输模式I中帧长度有96ms，在传输模式II和III中有24ms，在传输模式IV中有48ms。在韩国，地面DMB使用DAB的传输模式I。
图6是一个流程图，其例示了根据本发明根据数据的优先级支持优先级传输功能的发射机的操作过程。
可在视频编码器中执行下面的操作。当在步骤601输入了待发送的帧数据时，在步骤602发射机确定当前业务是否支持优先级传输。如果当前业务不支持优先级传输，处理进行到步骤603以对一个子信道执行映射操作，然后进行到步骤607。但是，如果当前业务支持优先级传输，处理进行到步骤604，其中发射机设置子信道的数据N，并设置子信道的优先级参数Pn。
在一个实施例中，将描述使用两个子信道的视频业务。因此，设定N＝2，以及子信道的优先级参数P1和P2。此时，优先级参数Pn时一个等于或大于1的整数值。如果该值较小，则表示该优先级较高。子信道1被设定为用于具有高优先级数据的子信道，并且P1＝1。子信道2被设定为用于具有低优先级数据的子信道，并且P2＝2。
在设定完子信道的优先级参数后，在步骤605确定用于编码器的输出数据的优先级P。从子信道的优先级参数中选择该P值。例如，在步骤605中，当其是基本层数据时，由于输出数据具有高优先级，因而此时P＝1，当其是增强层数据时，由于输出数据具有低优先级，因而此时P＝2。在步骤606，具有优先级参数P1的子信道1被映射成基本层数据，具有优先级参数P2的子信道2被映射成增强层数据，根据该数据优先级对信号进行差别处理。在步骤607，将子信道进行复用，然后产生MSC。在步骤608，复用MSC和一个输入FIC。在步骤609，将同步信号插入到通过复用MSC和FIC而获得的信号中，然后产生广播信号。在步骤610，将广播信号发送到接收机。在本发明的一个实施例中，广播信号是基于OFDM调制的DAB信号。
图7例示了根据本发明的根据数据的优先级支持差异传输功能的接收机结构。通过相同的参考数据表示与图3和7中执行相同操作的元件，它们的详细说明与参考图3的说明相同。
当根据图6所示的数据优先级支持优先级传输功能是，接收机不需要附加的模块或装置。因此，接收机的基本操作与图3的结构相同。当DAB信号701被输入到接收机时，其在DAB信号解调器721中被解调。解调后的DAB信号被输入到帧解复用器705。DAB信号解调器721的特定操作如下。
当DAB信号701被输入时，其在经过OFDM解调器702、同步检测器703、数据解调器704后在帧解复用器705中被分为FIC数据和MSC数据。在信道解码器706中解码FIC数据。在经过能量扩散解扰器707后，将FIC数据在控制信息解复用器708中分为MCI 710和SI 711。然后，接收机可确定是否根据特殊业务数据的优先级支持优先级传输，并确定哪个子信道具有高优先级。
使用子信道信息控制MSC解复用器712。MSC解复用器712基于逐个子信道的分离接收到的MSC数据。MSC解复用器712使用子信道信息分离逐个业务信号。将该逐个业务信号输入到解交织器用于子信道解调。
当存在本发明提出的支持优先级传输的视频业务时，MSC解复用器712从MCI 710或SI 711检测每个子信道的优先级信息。通过子信道接收机将具有高优先级的子信道输入到视频解码器719，该子信道接收机包括解交织器713、信道解码器714和能量扩散解扰器715，并输出视频信号720。当存在具有低优先级的子信道时，如果该具有低优先级的子信道不需要在接收机中解调，则到解交织器716的随后阶段不再操作，即子信道接收机不再操作，该子信道接收机包括解交织器716、信道解码器717及能量扩散解扰器718。
相反，当接收机希望解调具有低优先级的子信道时，到解交织器716的随后阶段相对于具有高优先级的子信道那样操作。当解调了多个具有低优先级的子信道时，视频解码器719(称为数据恢复单元)组合该多个子信道，并重新产生视频信号。即，当发射侧使用多个子信道发送一个业务的数据时，接收机按优先级的递减顺序在多个子信道中设定将要解码的子信道的号码，解码并组合该子信道，并输出视频业务信号720。
图8是一个流程图，其例示了根据本发明用于根据数据的优先级支持优先级传输功能的接收机的操作过程。
在步骤801，接收机接收DAB信号并开始解调数据。在步骤802，执行数据解调处理，从而获取对应于控制信息的MCI和SI。在步骤803，基于逐个子信道的解复用包括在DAB信号中的数据。在步骤804，确定接收到的子信道是否已经应用于了优先级传输。如果接收到的子信道没有应用于优先级传输，在步骤805立即开始子信道解调。但是，如果接收到的子信道已经应用于了优先级传输，则在步骤806，接收机设定优先级参数P，该优先级参数对应于一个用于根据其能力解调相关业务数据的标准。在该实施例中，将描述使用两个子信道的视频业务。
当希望仅解码两个视频业务的子信道中的一个时，接收机设定P(＝1)。当希望解调一个或多个子信道时，接收机在一个或多个子信道中将P设定为一个具有低优先级值的子信道的优先级值。即，当存在四个子信道时，如果接收机希望解调三个具有高优先级值的子信道，则将P设定为3。
随后，在步骤807基于逐个优先级的分配子信道。如果对于一个业务的数据存在四个子信道，且解调了三个具有高优先级的子信道，子数据被分配给其中P＝1，2，3的子信道。处理进行到步骤808以基于逐个子信道执行解调。由于在步骤807没有子信道分配给具有低优先级的数据，则在步骤809不执行子信道解调。即，不执行到解交织器的随后操作。当在另一个实施例中，对于一个业务的数据存在四个子信道，但只有一个具有高优先级的数据流需要解调时，则在步骤807仅将子信道分配给一个具有高优先级的数据流，并在步骤808执行子信道解调。
由于在步骤807没有子信道分配给其余三个具有低优先级的数据流，则在步骤809不执行子信道解调。此时，可基于从MCI或SI获取的控制信息执行子信道分配。即，当在图6中假设通过MCI或SI从发射机发送信息时，该信息指示子信道1的优先级参数P1为1、子信道2的优先级参数P2为2，则在步骤802接收机获取MCI和SI，并具有子信道的优先级参数信息。从而，在步骤807，表明数据优先级并可分配子信道。
可通过考虑通过MCI或SI获取的控制信息和接收机的容量确定子信道分配。即，当接收机可支持高画质状态，即其中对于一个业务的数据存在四个子信道时，可将子信道分配给三个具有高优先级的数据流。然而，如果接收机不支持高画质，其仅将子信道分配给一个具有最高优先级的数据流。此时，在对于一个帧的操作没有结束前，不改变业务优先级参数P。当下一帧开始时可改变优先级参数。可在接收机中任意选择改变业务优先级参数的标准，但不是限制性的。
随后，在步骤808基于逐个子信道被解调的数据在步骤810被组合，并作为业务信号输出。
传统的接收机不能确定数据是否根据优先级被优先级发送，即传统的DAB接收机通过业务配置信息读取多个用于发送一个业务的子信道的ID。由于传统的接收机获取有关所有发送子信道的信息，并解码所有子信道，在传统接收机的操作中存在问题。
由于即使当根据优先级被差异编码时，数据也常规的通过一个信道被发送，在信道解码器处理后可检测每个数据流的优先级次序。但是，由于在本发明中根据优先级通过不同的子信道发送数据，当接收到的数据在讲过OFDM解调器后基于逐个子信道被分离时，接收机可马上检测接收到数据的优先级。因此，即使当不需要解调具有低优先级的数据时，传统系统可在信道解码器中的信道解码之后检测数据的优先级次序。但是，本发明的接收机可确定每个子信道的数据是否将在后续阶段给OFDM解调器解调。在本发明中，当不需要解调数据时，则不解调子信道，从而接收机可减小该解调处理。本发明提出了应用于DAB系统的发射机的技术。由于地面DMB系统使用DAB系统的发射机，本发明可被应用于地面DMB系统以及DAB系统。
本发明根据优先级通过分离属于一个业务的数据差异使用码速并使用不同的子信道，从而提高数据传输效率。接收机根据在那里的请求选择性的解调数据，从而减少该解调时间和硬件复杂性。
基于出于例示的目的公开了本发明的优选实施例，本领域技术人员应认识到可进行各种修改、添加和置换，而不会超出本发明的精神和范围。因此，本发明不限于上述实施例，而于它们的全部等价物的范围一起由下述权利要求定义。
权利要求
1.一种在数字广播系统的接收机中支持广播数据的优先级传输的方法，包括步骤确定是否支持至少一个待提供的广播业务的优先级传输；如果该至少一个广播业务支持优先级传输，则为该至少一个广播业务设定多个待发送的子信道，并设定将映射到该多个子信道的数据的优先级；在设定优先级之后，根据该优先级将该至少一个广播业务的数据映射到该多个子信道；并且在不同的编码器中对映射到该多个子信道的数据流进行编码，并发送编码过的数据流。
2.如权利要求1的方法，进一步包括步骤将待发送用于解码的基本数据流设定为数据中具有高优先级的数据；将其余附加的数据流设定为具有低优先级的数据；并且将具有高优先级的数据和具有低优先级的数据分离。
3.如权利要求1的方法，其中数据包括多层数据流，该多层数据流是通过对广播业务中的视频业务信号执行编码处理产生的。
4.如权利要求3的方法，其中多层数据流是至少两层具有不同量化区间的数据流。
5.如权利要求3的方法，其中多层数据流是至少两层具有不同帧传输速率的数据流。
6.如权利要求3的方法，其中多层数据流是至少两层具有不同空间分辨率的数据流。
7.如权利要求1的方法，其中编码步骤包括扰频映射到每个子信道的数据；以相关子信道的码速编码扰频过的数据；及对编码过的数据执行时间交织处理。
8.如权利要求7的方法，其中发送步骤包括将在多个子信道上交织过的数据复用成主业务信道数据；复用主业务信道数据和快速信息信道(FIC)数据，该快速信息信道数据包括用于多个子信道的控制信息；调制复用过的数据；交织调制过的数据；对交织过的数据执行快速傅立叶变换处理；并产生广播信号。
9.如权利要求8的方法，其中控制信息包括每个子信道的数据优先级参数。
10.一种用于在数据广播系统的发射机中支持广播数据的优先级传输的装置，包括数据发生器，用于设定多个子信道以发送一个待提供广播业务的数据，设定将映射到该多个子信道的数据的优先级，并根据该优先级将广播业务的数据映射到该多个子信道；和多个子信道发射机，被映射到该多个子信道，用于在不同的编码器中对映射到该多个子信道的数据流进行编码，并发射编码过的数据流。
11.如权利要求10的装置，其中数据发生器将待发射用于解码的基本数据流设定为数据中具有高优先级的数据，并将其余的附加数据流设定为具有低优先级的数据。
12.如权利要求10的装置，其中数据发生器是视频编码器，用于对广播业务中的视频业务信号执行视频编码处理，产生多层数据流，将该多层数据流映射到多个子信道，并输出映射结果。
13.如权利要求12的装置，其中数据发生器产生具有不同量化区间的数据流。
14.如权利要求12的装置，其中数据发生器产生具有不同帧传输速率的数据流。
15.如权利要求12的装置，其中数据发生器产生具有不同空间分辨率的数据流。
16.如权利要求10的装置，其中多个子信道发射机中的每一个包括能量扩散扰频器，用于对映射到每个子信道的数据进行扰频；信道编码器，用于以相关子信道的码速编码扰频过的数据；和时间交织器，用于对编码过的数据执行时间交织处理。
17.如权利要求16的装置，进一步包括主业务信道复用器，用于将在多个子信道上时间交织过的数据复用成主业务信道数据；帧复用器，用于复用主业务信道数据和快速信息信道(FIC)数据，该快速信息信道数据包括用于多个子信道的控制信息；数据调制器，用于调制复用过的数据；频率交织器，用于交织调制过的数据；和正交频分复用(OFDM)解调器，用于对交织过的数据执行快速傅立叶变换处理，并产生数字音频广播(DAB)信号。
18.如权利要求17的装置，其中控制信息包括每个子信道的数据优先级参数。
19.一种用于在数字广播系统的接收机中接收优先级传输的数据的方法，包括步骤解调接收到的数据；从调制数据中获取主业务数据和用于解码主业务数据的控制信息；将主业务数据解复用成子信道数据流，该子信道数据流相应于被映射成对于一个广播业务具有不同优先级值的数据的子信道；根据控制信息解码子信道数据流；并组合基于逐个子信道解码的子信道数据流，并恢复一个业务信号。
20.如权利要求19的方法，其中子信道被分割成至少一个具有高优先级的子信道，其携带有待解码以产生业务信号的基本数据，和至少一个具有低优先级的子信道，其携带辅助数据。
21.如权利要求19的方法，其中解码步骤包括根据接收机的容量设定待解码的子信道的号码；和基于按优先级递减顺序设定的子信道号码解码数据。
22.如权利要求19的方法，其中通过对分割成至少两层具有不同量化区间的数据进行解码而获取数据流。
23.如权利要求19的方法，其中通过对分割成至少两层具有不同帧传输速率的数据进行解码而获取数据流。
24.如权利要求19的方法，其中通过对分割成至少两层具有不同空间分辨率的数据进行解码而获取数据流。
25.如权利要求19的方法，其中恢复步骤包括对包括在至少一个子信道数据流中的至少一层数据进行视频解码处理；和产生用于广播业务的视频业务信号。
26.如权利要求19的方法，其中解码步骤包括对基于逐个子信道解复用的数据进行解交织；解码解交织过的数据；和解扰解码过的数据。
27.一种用于在数字广播系统的接收机中接收优先级传输的数据的装置，包括解调器，用于解调接收到的数据；帧解复用器，用于将解调过的数据分离成主业务数据和用于解码主业务数据的控制信息；主业务信道解复用器，用于将主业务数据解复用成子信道数据流，该子信道数据流相应于被映射成对于一个广播业务具有不同优先级值的数据的子信道；解码器，用于根据控制信息解码子信道数据流；和数据恢复单元，用于组合基于逐个子信道解码的子信道数据流，并恢复业务信号。
28，如权利要求27的装置，其中子信道被分割成至少一个具有高优先级的子信道，其携带有待解码以产生业务信号的基本数据，和至少一个具有低优先级的子信道，其携带有辅助数据。
29.如权利要求27的装置，其中数据恢复单元根据接收机的容量设定待解码的子信道的号码，并基于按优先级递减顺序设定的子信道号码解码数据。
30.如权利要求27的装置，其中数据恢复单元对分割成至少两层具有不同量化区间的数据进行解码。
31.如权利要求27的装置，其中数据恢复单元对分割成至少两层具有不同帧传输速率的数据进行解码。
32.如权利要求27的装置，其中数据恢复单元对分割成至少两层具有不同空间分辨率的数据进行解码。
33.如权利要求27的装置，其中数据恢复单元是视频解码器，其用于对包括在至少一个子信道数据流中的至少一层数据进行视频解码处理，并产生用于广播业务的视频业务信号。
34.如权利要求27的装置，进一步包括子信道接收机，该子信道接收机包括解交织器，用于对基于逐个子信道解复用的数据进行解交织；信道解码器，用于解码解交织过的数据；和能量扩散解扰器，用于解扰解码过的数据。
全文摘要
一种用于在数字广播系统的发射机中支持广播数据的优先级传输的方法和装置。确定是否支持一个待提供的广播业务的优先级传输。如果该业务支持优先级传输，设定用于该业务的多个待发送的子信道，并设定待映射到该多个子信道的数据优先级。根据该优先级将广播业务的数据映射到该多个子信道。在不同的编码器中对映射到该多个子信道的数据流进行编码，并发送编码过的数据流。
文档编号H04N7/52GK1893660SQ20061009271
公开日2007年1月10日 申请日期2006年4月27日 优先权日2005年4月27日
发明者李惠英, 郑樭扈, 宋在涓, 李钟孝, 安钟薰 申请人:三星电子株式会社