传输广播信号的装置、接收广播信号的装置、传输广播信号的方法和接收广播信号的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种传输广播信号的装置、接收广播信号的装置以及传输和接收广播 信号的方法。
【背景技术】
[0002] 模拟广播信号传输已到尽头，正开发传输/接收数字广播信号的各种技术。数字 广播信号可以包括比模拟广播信号更大量的视频/音频数据并且除视频/音频数据外，进 一步包括各种另外的数据。
[0003] S卩，数字广播系统能够提供HD(高清晰度）图像、多信道音频和各种另外的服务。 然而，为数字广播，需要进一步提高用于传输大量数据的数据传输效率、传输/接收网络的 鲁棒性和考虑移动接收设备的网络灵活性。
【发明内容】
[0004] 技术问题
[0005] 为了实现目标和其他优势，依照本发明的目的，如此处体现和大体描述的，一种传 输广播信号的方法包括对与多个DP的每个相对应的DP(数据管道）数据进行编码，其中多 个DP的每个承载至少一个服务组件，将编码的DP数据映射到星座上，通过执行将映射的DP 数据的FEC块写入TI存储器的第一列到最后一列中的列式写入操作以及执行根据对角式 读取图案将写入的FEC块的信元从TI存储器的第一行到最后一行读出的对角式读取操作 来在DP级处对映射的DP数据进行时间交织，构建包括时间交织的DP数据的至少一个信号 帧，通过0FDM(正交频分复用）方案对所构建的至少一个信号帧中的数据进行调制，以及传 输具有调制的数据的广播信号。
[0006] 技术方案
[0007] 为了实现目标和其他优势，依照本发明的目的，如此处体现和大体描述的，一种传 输广播信号的方法包括对与多个DP的每个相对应的DP(数据管道）数据进行编码，其中多 个DP的每个承载至少一个服务组件，将编码的DP数据映射到星座上，通过执行将映射的DP 数据的FEC块写入TI存储器的第一列到最后一列中的列式写入操作以及执行根据对角式 读取图案将写入的FEC块的信元从TI存储器的第一行到最后一行读出的对角式读取操作 来在DP级处对映射的DP数据进行时间交织，构建包括时间交织的DP数据的至少一个信号 帧，通过0FDM(正交频分复用）方案对所构建的至少一个信号帧中的数据进行调制，以及传 输具有调制的数据的广播信号。
[0008] 有益效果
[0009] 本发明能够根据服务特性处理数据来控制用于每一服务或服务组件的QoS，由此 提供各种广播服务。
[0010] 本发明能够通过同一RF信号带宽，通过传输各种广播服务，实现传输灵活性。
[0011] 本发明能够使用ΜΙΜΟ系统，提高数据传输效率和增加广播信号的传输/接收的鲁 棒性。
[0012] 根据本发明，即使通过移动接收设备或在室内环境中，也可以提供广播信号传输 和接收方法以及能无错误地接收数字广播信号的装置。
【附图说明】
[0013] 图2示出根据本发明实施例的输入格式化模块。
[0014] 图3示出根据本发明另一实施例的输入格式化模块。
[0015] 图4示出根据本发明另一实施例的输入格式化模块。
[0016] 图5示出根据本发明实施例的编译和调制模块。
[0017] 图6示出根据本发明实施例的帧结构模块。
[0018] 图7示出根据本发明实施例的波形生成模块。
[0019] 图8示出根据本发明实施例的接收用于未来广播服务的广播信号的装置的结构。
[0020] 图9示出根据本发明实施例的同步和解调模块。
[0021] 图10示出根据本发明实施例的帧解析模块。
[0022] 图11示出根据本发明实施例的解映射和解码模块。
[0023] 图12示出根据本发明实施例的输出处理器。
[0024] 图13示出根据本发明另一实施例的输出处理器。
[0025] 图14示出根据本发明另一实施例的编译和调制模块。
[0026] 图15示出根据本发明另一实施例的解映射和解码模块。
[0027] 图16示出根据本发明实施例的时间交织过程。
[0028] 图17示出根据本发明实施例的对角斜率。
[0029] 图18示出根据本发明的另一个实施例的时间交织过程。
[0030] 图19示出根据本发明实施例的生成TI输出存储器索引的过程。
[0031] 图20示出根据本发明实施例的时间解交织过程。
[0032] 图21示出根据本发明的另一个实施例的时间解交织过程。
[0033] 图22示出根据本发明实施例的生成TI输出存储器索引的过程。
[0034] 图23是示出根据本发明实施例的可变数据速率系统的概念图。
[0035] 图24示出根据本发明的另一个实施例的时间解交织过程。
[0036] 图25示出根据本发明的另一个实施例的生成TI输出存储器索引的过程。
[0037] 图26是示出根据本发明实施例的TI存储器索引生成过程的流程图。
[0038] 图27示出根据本发明的另一个实施例的时间解交织过程。
[0039] 图28示出根据本发明的另一个实施例的时间解交织的过程。
[0040] 图29示出根据本发明实施例的写入方法。
[0041] 图30是示出根据本发明实施例的生成TDI存储器索引的过程的流程图。
[0042] 图31示出根据本发明实施例的逐个IFTI图案变化。
[0043] 图32示出根据本发明实施例的随机生成器的结构。
[0044] 图33示出根据本发明实施例的随机生成器。
[0045] 图34示出根据本发明的另一个实施例的随机生成器。
[0046] 图35示出根据本发明实施例的频率解交织过程。
[0047] 图36是示出根据本发明实施例的频率解交织过程的概念图。
[0048] 图37示出根据本发明实施例的频率解交织过程。
[0049] 图38示出根据本发明实施例的生成解交织存储器索引的过程。
[0050] 图39示出根据本发明实施例的频率交织过程。
[0051]图40是示出根据本发明实施例的传输广播信号的方法的流程图。
[0052]图41是示出根据本发明实施例的接收广播信号的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0053] 现在，将详细地参考本发明的优选实施例，在附图中示例其描述。在下文中，将参 考附图给出的详细描述意在解释本发明的示例性实施例，而不是表示根据本发明能够实现 的仅有的实施例。下述详细描述包括具体细节以便提供本发明的全面理解。然而，本发明 的技术人员将理解到没有这些具体细节，也能够实施本发明。
[0054] 尽管从本领域广泛使用的常见术语选择用在本发明中的大多数术语，但一些术语 由申请人任意选择并且根据需要，在下述描述中详细地解释它们的含义。由此，应当基于术 语的预期含义，而不是它们的简单名称或含义来理解本发明。
[0055] 本发明提供用于传输和接收用于未来广播服务的广播信号的装置和方法。根据 本发明实施例的未来广播服务包括地面广播服务、移动广播服务、UHDTV服务等等。根据 本发明实施例的用于传输的装置和方法可以被分类为用于地面广播服务的基础规范（base profile)、用于移动广播服务的手持规范（handheldprofile)以及用于UHDTV服务的高级 规范（advancedprofile)。在这种情况下，基础规范能够被用作用于地面广播服务和移动 广播服务这两者的规范。即，基础规范能够被用于定义包括移动规范的规范的概念。这能 够根据设计者的意图来改变。
[0056] 根据一个实施例，本发明可以通过非ΜΙΜΟ(多输入多输出）或ΜΙΜ0,处理用于未来 广播服务的广播信号。根据本发明实施例的非ΜΠΚ)方案可以包括MIS0(多输入单输出） 方案、SIS0(单输入单输出）方案等等。
[0057] 尽管为方便描述，在下文中，MIS0或ΜΙΜΟ使用两个天线，但本发明可应用于使用 两个或更多个天线的系统。
[0058]图1示出根据本发明实施例的用于传输未来广播服务的广播信号的装置的结构。
[0059] 根据本发明实施例的传输用于未来广播服务的广播信号的装置可以包括输入格 式化模块1000、编译和调制模块1100、帧结构模块1200、波形生成模块1300和信令生成模 块1400。将描述传输广播信号的装置的每个模块的操作。
[0060] 参考图1，根据本发明实施例的传输用于未来广播服务的广播信号的装置能够接 收MPEG-TS、IP流（V4/V6)和通用流（GS)，作为输入信号。此外，传输广播信号的装置能够 接收有关构成输入信号的每个流的配置的管理信息并且参考所接收的管理信息来生成最 终物理层信号。
[0061] 根据本发明实施例的输入格式化模块1000能够在用于编译和调制的标准或服务 或服务组件的基础上，对输入流进行分类并且将输入流输出为多个逻辑数据管道（或数据 管道或DP数据）。数据管道是承载可承载一个或多个服务或服务组件的服务数据或相关元 数据的物理层中的逻辑信道。此外，通过每个数据管道传输的数据可以称为DP数据。
[0062] 此外，根据本发明实施例的输入格式化模块1000能够将每个数据管道划分成执 行编译和调制所必需的块，并且执行增加传输效率或执行调度所必需的处理。稍后将描述 输入格式化模块1000的操作的细节。
[0063] 根据本发明实施例的编译和调制模块1100能够在从输入格式化模块1000接收的 每个数据管道上执行前向纠错（FEC)编码，使得接收广播信号的装置能够校正可以在传输 信道上生成的错误。此外，根据本发明实施例的编译和调制模块1100能够将FEC输出比特 数据变换成符号数据并且交织该符号数据来校正由信道引起的突发错误。如图1所示，根 据本发明实施例的编译和调制模块1100能够划分所处理的数据，使得所划分的数据能够 通过用于各个天线输出的数据路径输出，以便通过两个或更多个Tx天线传输该数据。
[0064] 根据本发明实施例的帧结构模块1200能够将从编译和调制模块1100输出的数据 映射到信号帧。根据本发明实施例的帧结构模块1200能够使用从输入格式化模块1000输 出的调度信息，执行映射并且对信号帧中的数据进行交织，以便获得额外的分集增益。
[0065] 根据本发明实施例的波形生成模块1300能够将从帧结构模块1200输出的信号帧 变换成用于传输的信号。在这种情况下，根据本发明实施例的波形生成模块1300能够将前 导信号（或前导）插入到用于传输装置的检测的信号中并且将用于估计传输信道来补偿失 真的参考信号插入到该信号中。此外，根据本发明实施例的波形生成模块1300能够提供保 护间隔并且将特定序列插入到同一信号中以便抵消由于多路接收导致的信道延迟扩展的 影响。此外，根据本发明实施例的波形生成模块1300能够考虑信号特性，诸如输出信号的 峰均功率比，执行有效传输所必需的过程。
[0066] 根据本发明实施例的信令生成模块1400使用输入管理信息和由输入格式化模块 1000、编译和调制模块1100以及帧结构模块1200生成的信息，生成最终物理层信令信息。 因此，根据本发明实施例的接收装置能够通过解码信令信息来解码所接收的信号。
[0067] 如上所述，根据本发明的一个实施例的传输用于未来广播服务的广播信号的装置 能够提供地面广播服务、移动广播服务、UHDTV服务等等。因此，根据本发明的一个实施例 的传输用于未来广播服务的广播信号的装置能够在时域中复用用于不同服务的信号并且 传输它们。
[0068] 图2、3和4示出根据本发明实施例的输入格式化模块1000。将描述每个图。
[0069]图2示出根据本发明的一个实施例的输入格式化模块。图2示出当输入信号为单 一输入流时的输入格式化模块。
[0070] 参考图2,根据本发明的一个实施例的输入格式化模块能够包括模式自适应模块 2000和流自适应模块2100。
[0071] 如图2所示，模式自适应模块2000能够包括输入接口块2010、CRC-8编码器块 2020和ΒΒ报头插入块2030。将描述模式自适应模块2000的每个块。
[0072] 输入接口块2010能够将输入到其的单一输入流划分成每个具有用于稍后将执行 的FEC(BCH/LDPC)的基带（ΒΒ)帧的长度的数据片并且输出数据片。
[0073]CRC-8编码器块2020能够在BB帧数据上执行CRC编码来向其添加冗余数据。
[0074]BB报头插入块2030能够将包括诸如模式自适应类型（TS/GS/IP)、用户分组长度、 数据字段长度、用户分组同步字节、数据字段中的用户分组同步字节的开始地址、高效率模 式指示器、输入流同步字段等等的信息的报头插入到BB帧数据中。
[0075] 如图2所示，流自适应模块2100能够包括填充插入块2110和BB加扰器块2120。 将描述流自适应模块2100的每个块。
[0076] 如果从模式自适应模块2000接收的数据具有短于FEC编码所必需的输入数据长 度的长度，则填充插入块2110能够将填充比特插入数据中，使得该数据具有输入数据长度 并且输出包括该填充比特的数据。
[0077]BB加扰器块2120能够通过在输入比特流和伪随机二进制序列（PRBS)上执行X0R 运算，随机化输入比特流。
[0078] 上述块可以被省略或由具有类似或相同功能的块代替。
[0079] 如图2所示，输入格式化模块能够将数据管道最终输出到编译和调制模块。
[0080] 图3示出根据本发明另一实施例的输入格式化模块。图3示出当输入信号对应于 多个输入流时的输入格式化模块的模式自适应模块3000。
[0081] 用于处理多个输入流的输入格式化模块的模式自适应模块3000能够单独地处理 多个输入流。
[0082] 参考图3,用于分别处理多个输入流的模式自适应模块3000能够包括输入接口 块、输入流同步器块3100、补偿延迟块3200、空分组删除块3300、CRC-8编码器块和BB报头 插入块。将描述模式自适应模块3000的每个块。
[0083] 输入接口块、CRC-8编码器块和BB报头插入块的操作对应于参考图2所述的输入 接口块、CRC-8编码器块和BB报头插入块的操作，并由此，将省略其描述。
[0084] 输入流同步器块3100能够传输输入流时钟参考（ISCR)信息来生成用于接收广播 信号来恢复TS或GS的装置所必需的定时信息。
[0085] 补偿延迟块3200能够延迟输入数据并且输出所延迟的输入数据，使得如果在由 传输装置，根据包括定时信息的数据的处理，在数据管道之间生成延迟，则用于接收广播信 号的装置能够同步输入数据。
[0086] 空分组删除块3300能够从输入数据删除不必要传输的输入空分组，基于删除空 分组的位置，将所删除的空分组数目插入到输入数据中，并且传输该输入数据。
[0087] 上述块可以被省略或由具有类似或相同功能的块代替。
[0088] 图4示出根据本发明另一实施例的输入格式化模块。
[0089] 具体地，图4示例当输入信号对应于多个输入流时的输入格式化模块的流自适应 丰旲块。
[0090] 输入信号对应于多个输入流时的输入格式化模块的流自适应模块能够包括调度 器4000、1-帧延迟块4100、带内信令或填充插入块4200、物理层信令生成块4300和BB加 扰器块4400。将描述流自适应模块的每个块。
[0091] 调度器4000能够使用具有双极性的多个天线，执行用于ΜΜ0系统的调度。此外， 调度器4000能够生成用在用于包括在图1所示的编译和调制模块中的天线路径的信号处 理块，诸如比特到信元解复用块、信元交织器块、时间交织器块等等中的参数。
[0092] 1-帧延迟块4100能够使输入数据延迟一个传输帧，使得能够通过用于将插入到 数据管道中的带内信令信息的当前帧，传输有关下一帧的调度信息。
[0093] 带内信令或填充插入块4200能够将未延迟的物理层信令（PLS)-动态信令信息插 入到延迟一个传输帧的数据中。在这种情况下，当存在用于填充的空间时，带内信令或填充 插入块4200能够插入填充比特或将带内信令信息插入到填充空间中。此外，调度器4000 能够输出与带内信令信息分开的、有关当前帧的物理层信令-动态信令信息。因此，稍后所 述的信元映射器能够根据从调度器4000输出的调度信息来映射输入信元。
[0094] 物理层信令生成块4300能够生成将通过传输帧的前导符号传输或扩展并且通过 除带内信令信息外的数据符号传输的物理层信令数据。在这种情况下，根据本发明实施例 的物理层信令数据能够称为信令信息。此外，根据本发明实施例的物理层信令数据能够分 成PLS前信息和PLS后信息。PLS前信息能够包括编码PLS-后信息所必需的参数以及静 态PLS信令数据，并且PLS-后信息能够包括编码数据管道所必需的参数。编码数据管道所 必需的参数能够分成静态PLS信令数据和动态PLS信令数据。静态PLS信令数据是公共应 用于包括在超帧中的所有帧的参数并且能够在超帧基础上改变。动态PLS信令数据是不同 地应用于包括在超帧中的各个帧的参数并且能够在逐帧基础上改变。因此，接收装置能够 通过解码PLS前信息，获得PLS后信息以及通过解码PLS后信息，并且解码所期望的数据管 道。
[0095]BB加扰器块4400能够生成伪随机二进制序列（PRBS)并且在PRBS和输入比特流 上执行X0R运算来减小波形生成块的输出信号的峰均功率比（PAPR)。如图4所示，BB加扰 器块4400的加扰被应用于数据管道和物理层信令信息。
[0096] 根据设计者，上述块可以被省略或由具有类似或相同功能的块代替。
[0097] 如图4所示，流自适应模块能够将数据管道最终输出到编译和调制模块。
[0098] 图5示出根据本发明实施例的编译和调制模块。
[0099] 图5所示的编译和调制模块对应于图1所示的编译和调制模块的实施例。
[0100] 如上所述，根据本发明实施例的传输用于未来广播服务的广播信号的装置能够提 供地面广播服务、移动广播服务、UHDTV服务等等。
[0101] 由于QoS(服务质量）取决于由根据本发明实施例的传输用于未来广播服务的广 播信号的装置提供的服务的特性，所以对应于各个服务的数据需要通过不同方案处理。因 此，根据本发明实施例的编译和调制模块能够通过将SIS0、MIS0和Μ頂0方案单独地应用于 分别对应于数据路径的数据管道，单独地处理输入到其的数据管道。因此，根据本发明实施 例的传输用于未来广播