用于物理层封装的数据结构、数据结构产生设备及其方法
【技术领域】
[0001]与示例性实施例一致的方法和设备涉及一种物理层上的数据结构，更具体地，涉及一种用于下一代数字广播系统(例如，由数字视频广播(DVB)项目和/或高级电视系统委员会(ATSC)开发的系统)的数据结构(例如，ATSC 3.0标准)。
【背景技术】
[0002]数字广播技术允许各种类型的数字内容(例如，视频数据和音频数据)被分发给终端用户。为此已开发多个标准，所述多个标准包括由ATSC组织开发的标准族(包括ATSC1.0标准和ATSC 2.0标准)。可在http://www.atsc.0rg获取的各种文档(包括A/52和A/53)所描述的ATSC数字电视(DTV)标准被各个国家(包括美国、加拿大和南韩)采用以用于地面广播。
[0003]近来，ATSC已开始开发用于对于固定装置和移动装置的实时和非实时的电视内容和数据的传输方法的新标准(被称为ATSC 3.0)。作为这项开发的一部分，ATSC已发布了提案征集(CFP)文档(TG3-S2Doc.#023r20，“Call for Proposals For ATSC-3.0 PHYSICALLAYER, A Terrestrial Broadcast Standard”(“针对地面广播标准 ATSC-3.0 物理层的提案征集”)，ATSC技术组3 (ATSC 3.0)，2013年3月26日)，其中，定下的目标为确定能够进行结合以创建ATSC 3.0标准的新的物理层的技术。设想的是将以分层架构来设计ATSC 3.0系统，并且用于ATSC 3.0的广义分层模型已被提议。前述CFP的范围限于该模型的基层，与IS0/IEC 7498-1模型的层1和层2相应的ATSC 3.0物理层。
[0004]意在ATSC 3.0将不需要与当前广播系统(包括ATSC 1.0和ATSC 2.0)的向后兼容性。然而，CFP陈述了在可行的情况下，标准可以利用和参考被发现是有效解决方案的现有标准以满足需求。
[0005]为了广播数字内容而开发的其他现有标准包括由数字视频广播(DVB)项目开发和维持并由欧洲电信标准协会(ETSI)发布的开放标准族。一个这样的标准为在各种文档中描述的DVB-T2，其中，所述各种文档包括ETSI EN302 755V 1.3.1 ( “Digital VideoBroadcasting(DVB) ；Frame structure channel coding and modulat1n for a secondgenerat1n digital terrestrial televis1n broadcasting system(DVB-T2)，，( ‘‘数字视频广播(DVB);用于第二代数字地面电视广播系统(DVB-T2)的帧结构信道编码和调制，，))和技术说明书 ETSI TS 102 831 V 1.2.1( “Digital Video Broadcasting (DVB)；Implementat1n guidelines for a second generat1n digital terrestrialtelevis1n broadcasting system(DVB_T2) ”(数字视频广播(DVB);第二代数字地面电视广播系统(DVB-T2)的实施指南))。
[0006]在DVB-T2中，数据以帧结构被发送。(例如，以一个或更多个MPEG-2传输流或通用封装流(GSE)形式的)服务数据可被划分为一个或更多个数据流，随后，所述一个或更多个数据流以物理层管道(PLP)形式被携带。每个PLP是可以以给定服务质量(QoS)携带一个或多个服务的逻辑信道。每个PLP与特定调制和可静态配置的前向纠错(FEC)保护模式以及其他物理层(L1)配置(例如，时间交织深度)相关联。PLP是具有相应结构的基带帧(BB帧)的容器，BB无法被多于一个以上的PLP所拥有。BB帧是用于对从数据链路层(L2)接收到的用户包(UP)进行封装的L1容器，并具有由FEC编码器独立处理的特定数据结构。BB帧可被视为代码字结构。
[0007]图1示出DVB-T2BB帧的结构。BB帧100包括固定长度(10个字节)的头101、可变长度的数据字段103 (DFL)以及用于填充和/或带内信令的可变长度的字段105(PADL)。BB帧100的总长度被固定为Kbch比特。
[0008]通过执行BCH外部编码和LDPC内部编码来对BB帧100进行编码，BCH外部码的奇偶校验位和LDPC内部码的奇偶校验位被附加在BB帧100的末尾。数据字段103DFL的最大大小取决于选择的LDPC码、选择的BCH码以及BB帧100是否包括带内信令。
[0009]可使用分片(fragmentat1n)或不使用分片将UP的比特分配给BB帧的数据字段。当不使用分片时，UP的整个数量被分配给每个BB帧100的数据字段103。当使用分片时，分配与可用数据字段容量的比特数相同的比特，因而可能使UP在后面的BB帧100的数据字段103之间中断。
[0010]BB帧头101被插入数据字段103前面，并描述数据字段105的格式。头101包括包含以下字段的数量:MATYPE字段的、可选ISSY字段和SYNCD字段。MATYPE字段除了其他以外以信号传递输入流格式(例如，TS或GSE)。SYNCD字段指示从数据字段103的起始到在数据字段103中开始的首先传送的UP的起始的比特距离。DVB-T2调制器中的数据处理可产生数据信息的可变传输延时，因此，ISSY字段携带包括按照调制器时钟频率计时的计数器的值的信息，所述信息可由接收器用于再生经再生的输出流的正确时序。ISSY字段携带例如与在接收器处所需的缓冲器大小相关的其他信息，以对给定PLP进行解码。
[0011]填充105可被应用于下述情况:当可用于传输的用户数据不足以完全填充BB帧100时，或者当UP的整个数量必须被分配在BB帧100中时(S卩，当不使用分片时)。填充字段105还可用于携带带内信令。填充字段105被附加在数据字段103后面，并具有使得BB帧100具有Kbch比特的恒定长度的大小。
[0012]用于由DVB项目开发和维持的数字广播的另一标准是在各种文件中描述的 DVB-NGH，其中，所述各种文件包括 ETSI EN 303105V1.1.1( “Digital VideoBroadcasting (DVB) ；Next Generat1n broadcasting system to Handheld physicallayer specificat1n (DVB-NGH)"( “数字视频广播(DVB);用于手持的下一代广播系统的物理层规范(DVB-NGH)”))和DVB蓝皮书A160。针对用于手持终端(例如，移动电话)的广播数字内容设计了 DVB-NGH。
[0013]DVB-NGH保持与DVB-T2相同的BB帧结构，还包括使用分片和不使用分片的选项。然而，DVB-NGH提供不同的操作模式，每个模式使用特定头长度和数据字段结构。
[0014]期望的是数据结构，例如，用于在下一代数字广播系统(例如，由数字视频广播(DVB)项目和/或高级电视系统委员会(ATSC)开发的系统(例如，ATSC 3.0标准))中使用的基带帧结构。
[0015]优选但不是必要的是:例如，数据结构具有好的开销效率，使得头和填充字段的大小与数据字段的大小相比相对小。也优选但不是必要的是:数据结构相对简单，以降低实施复杂度。也优选但不是必要的是:数据结构具有使用相对小的修改来扩展的能力，以使帧结构能够包含新的特征并与传统标准和未来标准两者兼容。
【发明内容】
[0016]技术方案
[0017]本发明构思的一个或更多个示例性实施例至少部分处理、解决和/或减轻与现有技术相关联的问题和/或缺点中的至少一个(例如，上述问题和/或缺点中的至少一个)。本发明构思的一个或更多个示例性实施例相对于现有技术还提供了至少一个优点(例如，下述优点中的至少一个)。
[0018]本发明构思在独立权利要求中被限定。优势特征在附属权利要求中被限定。
[0019]根据示例性实施例的一方面，提供了一种数据结构，所述数据结构可包括:头区域；有效载荷区域，包括数据，其中，头区域和有效载荷区域中的至少一个区域包括至少一个子区域，其中，一个或更多个信号字段被包括在所述至少一个子区域中，其中，所述一个或更多个信号字段之中的至少一个信号字段包括用于以信号传递存在或不存在至少部分在所述数据结构中的一个或更多个信息字段的信息，其中，所述一个或更多个信息字段分别与所述一个或更多个信号字段相应。
[0020]根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种用于产生数据结构的方法。所述方法可包括:产生头区域和用于包含数据的有效载荷区域；在头区域和有效载荷区域中的至少一个区域中的至少一个子区域中产生一个或更多个信号字段，使得所述一个或更多个信号字段之中的至少一个信号字段包括用于以信号传递存在或不存在至少部分在所述数据结构中的一个或更多个信息字段的信息，其中，所述一个或更多个信息字段分别与所述一个或更多个信号字段相应。所述方法还可包括:将用于以信号传递存在或不存在所述一个或更多个信息字段的值插入信号字段中，其中，如果插入信号字段中的值包括用于以信号传递存在所述一个或更多个信息字段的信息，则所述一个或更多个信息字段被产生。
[0021]根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种用于产生数据结构的设备。所述设备可包括:帧构建器，被配置为产生头区域和用于包含数据的有效载荷区域，其中，帧构建器还被配置为:在头区域和有效载荷区域中的至少一个区域中的至少一个子区域中产生一个或更多个信号字段，使得所述一个或更多个信号字段之中的至少一个信号字段包括用于以信号传递存在或不存在至少部分在所述数据结构中的一个或更多个信息字段的信息，其中，所述一个或更多个信息字段分别与所述一个或更多个信号字段相应。帧构建器还可被配置为:将用于以信号传递存在或不存在所述一个或更多个信息字段的值插入信号字段中，如果插入信号字段中的值包括用于以信号传递存在所述一个或更多个信息字段的信息，则产生所述一个或更多个信息字段。
[0022]根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种用于从数据结构提取信息的方法，其中，所述数据结构包括头区域和包括数据的有效载荷区域，其中，头区域和有效载荷区域中的至少一个区域包括至少一个子区域，其中，一个或更多个信号字段被包括在所述至少一个子区域中，其中，所述一个或更多个信号字段之中的至少一个信号字段包括用于以信号传递存在或不存在至少部分位于数据结构中的一个或更多个信息字段的信息，其中，所述一个或更多个信息字段分别与所述一个或更多个信号字段相应。所述方法可包括:从信号字段提取用于以信号传递存在或不存在所述一个或更多个信息字段的值，如果从信号字段提取的值包括用于以信号传递存在所述一个或更多个信息字段的信息，则从所述数据结构提取至少部分来自所述数据结构的所述一个或更多个信息字段。
[0023]根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种用于从数据结构提取信息的设备，其中，所述数据结构包括头区域和包括数据的有效载荷区域，其中，头区域和有效载荷区域中的至少一个区域包括至少一个子区域，其中，一个或更多个信号字段被包括在所述至少一个子区域中，其中，所述一个或更多个信号字段之中的至少一个信号字段包括用于以信号传递存在或不存在至少部分位于所述数据结构中的一个或更多个信息字段的信息，其中，所述一个或更多个信息字段分别与所述一个或更多个信号字段相应。所述设备可包括:信息提取器，被配置为从信号字段提取用于以信号传递存在或不存在所述一个或更多个信息字段的值，如果从信号字段提取的值包括用于以信号传递存在所述一个或更多个信息字段的信息，则从所述数据结构提取至少部分来自所述数据结构的所述一个